JP2751683B2 - 多層アレーアンテナ装置 - Google Patents

多層アレーアンテナ装置

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JP2751683B2
JP2751683B2 JP3231793A JP23179391A JP2751683B2 JP 2751683 B2 JP2751683 B2 JP 2751683B2 JP 3231793 A JP3231793 A JP 3231793A JP 23179391 A JP23179391 A JP 23179391A JP 2751683 B2 JP2751683 B2 JP 2751683B2
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antenna
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microstrip antenna
dielectric substrate
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正人 井上
晋啓 折目
孝至 片木
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    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/40—Imbricated or interleaved structures; Combined or electromagnetically coupled arrangements, e.g. comprising two or more non-connected fed radiating elements
    • H01Q5/42—Imbricated or interleaved structures; Combined or electromagnetically coupled arrangements, e.g. comprising two or more non-connected fed radiating elements using two or more imbricated arrays

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、マイクロストリップ
アンテナを用いたアレーアンテナ装置の２周波数共用化
及びブロッキング化に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】不平衡平面回路を利用したマイクロスト
リップアンテナは、一般に小型・軽量・低損失であると
いう利点を有している。図１２は、例えばＩ．Ｊ．Ｂａ
ｈ１，Ｐ．Ｂｈａｒｔｉａ共著の「ＭＩＣＲＯＳＴＲＩ
Ｐ ＡＮＴＥＮＮＡＳ」第２章Ｐ３１〜Ｐ８４ １９８
０年 ＡＲＴＥＣＨ ＨＯＵＳＥ，ＩＮＣ．社出版に示
された従来のマイクロストリップアンテナの一例を示す
斜視図である。図において、１ａは誘電体基板、２ａは
上記誘電体基板１ａの一方の面に構成された地導体、３
は上記誘電体基板１ａの他方の面に構成された辺長Ｌと
Ｗから成る矩形の放射導体、４ａは上記放射導体３にマ
イクロ波を供給するための誘電体基板１ａに設けられた
給電用スルーホール、５ａは上記給電用スルーホール４
ａと上記地導体２ａとの直流的導通を断つためのクリア
ランス、１１は電波を放射するマイクロストリップアン
テナの開放周辺端、６はアレーアンテナから放射された
主偏波の偏波方向である。なお、図１２（ａ）は従来の
マイクロストリップアンテナを上面から見た場合であ
り、（ｂ）は従来のマイクロストリップアンテナを下面
から見た場合である。
【０００３】次に動作について図１２（ａ），（ｂ）を
用いて説明する。複数の給電用スルーホール４ａを介し
て複数の放射導体３に供給されたマイクロ波は、放射導
体３上とその周囲において、偏波方向６の電流成分、あ
るいは偏波成分６と直交する磁流成分を形成する。この
電流成分あるいは磁流成分を電流源あるいは磁流源とし
て電磁波が放射導体３から空間に放射される。この放射
された電磁波は、電界方向が偏波方向６と一致する合成
波である。
【０００４】このマイクロストリップアンテナの基本モ
ードの共振周波数ｆ０は、主に放射導体３の辺長Ｌと誘
電体基板１ａの比誘電率εｒにより決定される。また、
周波数帯域幅は、主に誘電体基板１ａの比誘電率εｒと
厚さｈにより決定され、比誘電率εｒを小とし、誘電体
基板１ａの厚さｈを大とする程広帯域となる性質がある
が、高次モードの発生を防止するために厚さｈの選択範
囲には限界があり、実用されているマイクロストリップ
アンテナの周波数帯域幅は、図１３に示すように数％程
度である。
【０００５】また、マイクロストリップアンテナにマイ
クロ波を給電する給電用スルーホール４ａの位置で表わ
される給電点インピーダンスは、給電用スルーホール４
ａを開放周辺端に一致させてＸ＝０とした場合に高イン
ピーダンスとなり、給電用スルーホール４ａを放射導体
３の中心に近づけるに従って順次給電点インピーダンス
が低下する性質があり、給電点インピーダンスの整合を
図るように寸法Ｘを選定する。
【０００６】マイクロストリップアンテナの寸法Ｙは、
交差偏波成分の発生を防止するため、Ｙ＝Ｗ／２とす
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来のアレーアンテナ
は以上のように構成されているので、例えば、レーダ用
アレーアンテナとして使用する場合、単一の周波数帯で
しか使用できず、かつ、レーダのビーム捜索範囲内に目
標物が２つ以上存在する場合などの同時多目標対処がで
きないという問題点があった。
【０００８】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、２つの周波数帯域で使用でき、
かつ、低ブロッキング化を図れる２周波数共用および低
ブロッキング化のアレーアンテナを得ることを目的とす
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この第１の発明に係わる
多層アレーアンテナ装置は、複数の第１の給電用スルー
ホール、及び複数の第２の給電用スルーホールが設けら
れた第１の誘電体基板と、上記第１の誘電体基板の一方
の面に設けられた地導体と、上記第１の誘電体基板の他
方の面上に設けられ、上記第１の給電用スルーホールか
ら給電される放射導体を、複数配列した高周波数帯域用
マイクロストリップアンテナと、上記複数の第２の給電
用スルーホールにそれぞれ接続された複数の第３の給電
用スルーホールが設けられ、一方の面が上記高周波数帯
域用マイクロストリップアンテナに当接するように上記
第１の誘電体基板上に積層された第２の誘電体基板と、
上記第２の誘電体基板の他方の面上に設けられ、上記高
周波数帯域用マイクロストリップアンテナの偏波方向に
長手方向が平行になるように配設された第１のストリッ
プ導体、及び上記第１のストリップ導体の長手方向に略
直交するように上記第１のストリップ導体に接続された
複数の第２のストリップ導体からなるとともに、上記複
数の第３の給電用スルーホールから給電される両側くし
形の放射導体を、複数配列した低周波数帯域用マイクロ
ストリップアンテナとを具備し、上記低周波数帯域用マ
イクロストリップアンテナと、上記高周波数帯域用マイ
クロストリップアンテナは、偏波方向が互いに直交する
ように配置されたものである。
【００１０】また、第２の発明に係わる多層アレーアン
テナ装置は、複数の第１の給電用スルーホール、及び複
数の第２の給電用スルーホールが設けられた第１の誘電
体基板と、上記第１の誘電体基板の一方の面に設けられ
た地導体と、上記第１の誘電体基板の他方の面上に設け
られ、それぞれの上記第１の給電用スルーホールから給
電される複数の給電用ストリップ線路と、上記複数の第
２の給電用スルーホールにそれぞれ接続された複数の第
４の給電用スルーホールが設けられ、一方の面が上記複
数の給電用ストリップ線路に当接するように上記第１の
誘電体基板上に積層された第３の誘電体基板と、第３の
誘電体基板の他方の面上に積層され、上記複数の結合用
ストリップ線路からの電磁結合によって励振されて電波
を放射する複数のスロットを、複数配列した高周波数帯
域用マイクロスロットアンテナと 、上記複数の第４の給
電用スルーホールにそれぞれ接続された複数の第３の給
電用スルーホールが設けられ、上記高周波数帯域用マイ
クロスロットアンテナに一方の面が当接するように積層
された第２の誘電体基板と、上記第２の誘電体基板の他
方の面上に設けられ、上記高周波数帯域用マイクロスロ
ットアンテナの偏波方向に長手方向が平行になるように
配設された第１のストリップ導体、及び上記第１のスト
リップ導体の長手方向に略直交するように上記第１のス
トリップ導体に接続された複数の第２のストリップ導体
からなるとともに、上記複数の第３の給電用スルーホー
ルから給電される両側くし形の放射導体を、複数配列し
た低周波数帯域用マイクロストリップアンテナとを具備
し、上記低周波数帯域用マイクロストリップアンテナ
と、上記高周波数帯域用マイクロスロットアンテナは、
偏波方向が互いに直交するように配置されたものであ
る。
【００１１】さらにまた、第３の発明に係わる多層アレ
ーアンテナ装置は、上記第１の発明、第２の発明におけ
る上記両側くし形放射導体は、上記複数の第２のストリ
ップ導体が短部と長部とからなり、上記複数の第２のス
トリップ導体の短部と長部に狭まれるように上記第１の
ストリップ導体が接続されるとともに、上記第１のスト
リップ導体の長手方向に垂直な対称軸上で給電されるも
のである。
【００１２】
【作用】この発明における多層アレーアンテナ装置は、
２つの異なる周波数帯域のうち、低い周波数帯域では低
周波数用の両側くし形のマイクロストリップアンテナを
用い、また、高い周波数帯域では高周波数用のマイクロ
ストリップアンテナを用いることで２周波数共用のアレ
ーアンテナとして動作させることが出来る。更に、低周
波数用マイクロストリップアンテナのくし状の隙間から
高周波数用マイクロストリップアンテナの放射する電磁
波を、低周波数用マイクロストリップアンテナのブロッ
キングの影響を受けずに空間に放射することが出来る。
【００１３】この発明における多層アレーアンテナ装置
は、２つの異なる周波数帯域のうち、低い周波数帯域で
は低周波数用の両側くし形のマイクロストリップアンテ
ナを用い、また、高い周波数帯域では高周波数用のスロ
ットアンテナを用いることで２周波数共用のアレーアン
テナとして動作させることが出来る。更に、低周波数用
のマイクロストリップアンテナと高周波数用のストリッ
プアンテナの２つの主偏波を直交させることで、偏波共
用のアレーアンテナとすることができ、かつ、低周波数
用マイクロストリップアンテナのくし状の隙間から高周
波数用スロットアンテナから放射される電磁波を、低周
波数用マイクロストリップアンテナのブロッキングの影
響を受けずに空間に放射することが出来る。
【００１４】
【実施例】実施例１． 以下、この発明の一実施例を図について説明する。図１
は多層化アレーアンテナ装置の一部を示す斜視図であ
る。図中、１ａ，２，４ａ及び５は従来のアレーアンテ
ナと全く同一のものである。３は第１の給電用スルーホ
ールである給電用スルーホール４ａから給電される放射
導体を複数配列した高周波数帯域用マイクロストリップ
アンテナ、１ｂは高周波数帯域用マイクロストリップア
ンテナに当接するように第１の誘電体基板である誘電体
基板１ａ上に積層された第２の誘電体基板である誘電体
基板、４ｂは誘電体基板１ａ，１ｂを貫通して設けられ
た第２の給電用スルーホールである給電用スルーホー
ル、６は上記高周波数帯域用マイクロストリップアンテ
ナ３の主偏波方向を示す高周波数帯域偏波方向、７は給
電用スルーホール４ｂと接続され、高周波数帯域用マイ
クロストリップアンテナの偏波方向に長手方向が平行に
なるように配設された第１のストリップ導体、及び上記
第１のストリップ導体の長手方向に直交するように上記
第１のストリップ導体に接続された複数の第２のストリ
ップ導体（図１のように、例えば短部と長部から成る４
個の第２のストリップ導体が、短部と長部で挟むように
第１のストリップ導体に接続される）から成る両側くし
形のマイクロストリップアンテナを、複数配列した低周
波数帯域用マイクロストリップアンテナ、８は上記低周
波数帯域用マイクロストリップアンテナ７の主偏波方向
を示す低周波数帯域偏波方向である。なお、図１（ａ）
は多層化アレーアンテナ装置の上面から見た斜視図であ
り、（ｂ）は多層化アレーアンテナ装置の下面から見た
斜視図である。
【００１５】次に、動作について説明する。便宜上、低
周波数帯域と高周波数帯域の２つの動作周波数帯域にそ
れぞれ分けて説明する。
【００１６】まず、動作周波数帯域が低周波数帯の場合
について説明する。例えば、Ｘ帯のマイクロ波が地導体
２ａ上の給電用スルーホール４ｂに入力され、誘電体基
板１ａを介して誘電体基板１ｂ上の低周波数帯域用マイ
クロストリップアンテナ７に供給されると、低周波数帯
域用マイクロストリップアンテナ７上あるいはその周囲
に低周波数帯域偏波方向８の電流成分あるいは低周波数
帯域偏波方向８と直交する磁流成分が形成される。この
電流または磁流成分を、電流源または磁流源として電磁
波が低周波数帯域用マイクロストリップアンテナ７から
空間に放射される。この放射された電磁波は、電界方向
が低周波数帯域偏波方向８と一致する合成波となる。こ
こで、上記電流源または上記磁流源から放射されたＸ帯
の電磁波は高周波数帯域用マイクロストリップアンテナ
３の共振周波数から帯域がずれており、また、低周波数
帯域偏波方向８が高周波数帯域用マイクロストリップア
ンテナ３の高周波数帯域偏波方向６と直交しているた
め、高周波数帯域用マイクロストリップアンテナ３から
の影響を受けにくい。
【００１７】ここで、両側くし形の低周波数帯域用マイ
クロストリップアンテナ７について説明する。図２は低
周波数帯域用マイクロストリップアンテナの斜視図であ
る。両側くし形マイクロストリップアンテナの動作原理
は、従来の矩形マイクロストリップアンテナの特性と全
く同一である。両側くし形マイクロストリップアンテナ
の基本モードの共振周波数ｆ０は主に放射導体７の辺長
Ｌａと誘電体基板１ａ，１ｂの比誘電率εｒにより決定
され、周波数帯域幅は主に誘電体基板１ａ，１ｂの比誘
電率εｒと厚さｈにより決定される。両側くし形マイク
ロストリップアンテナの周波数帯域幅は、図１３に示し
たように数％程度である。
【００１８】また、両側くし形マイクロストリップアン
テナにマイクロ波を給電する給電用スルーホール４ｂの
位置で表わされる給電点インピーダンスは、給電用スル
ーホール４ｂを開放周辺端に一致させてＸ＝０とした場
合に高インピーダンスとなり、給電用スルーホール４ｂ
を放射導体７の中心に近づけるに従って順次給電点イン
ピーダンスが低下する性質があり、給電点インピーダン
スの整合を図るように寸法Ｘを選定する。
【００１９】両側くし形マイクロストリップアンテナの
寸法Ｙは、交差偏波成分の発生を防止するため、Ｙ＝Ｗ
ａ／２とする。
【００２０】両側くし形マイクロストリップアンテナの
くしの長さＬ１，Ｌ２の間隔Ｗ１は、ブロッキングされ
る高周波数帯域用マイクロストリップアンテナ３から放
射される電磁波をくし状の隙間から空間に放射できるよ
うに実験的に求める。
【００２１】高周波数帯域用マイクロストリップアンテ
ナ３から放射した電磁波をブロッキングの影響が小さく
なるように上層に配置する低周波数帯域用マイクロスト
リップアンテナ７の形状を求める。また、下層の高周波
数帯域用マイクロストリップアンテナ３の位置と上層に
配置する低周波数帯域用マイクロストリップアンテナ７
の位置によるブロッキングの影響の関係から実験的に求
める。
【００２２】図３に上層に配置する低周波数帯域用マイ
クロストリップアンテナ１２の形状を下層に配置する高
周波数帯域用マイクロストリップアンテナ３と同じ矩形
のマイクロストリップアンテナとした場合を示す。図３
（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ下層の高周波数帯域
用マイクロストリップアンテナ３とのずれを示す。
【００２３】このときの下層の高周波数帯域用マイクロ
ストリップアンテナ３の反射特性を図４に示す。設計中
心の規格化周波数ｆ０において、上層にブロッキングの
矩形の低周波数帯域用マイクロストリップアンテナ１２
を配置した場合は反射損失が約−１３ｄＢから約−４ｄ
Ｂと悪く、下層の高周波数帯域用マイクロストリップア
ンテナ３から放射した電磁波は空間に十分放射されない
ことがわかった。
【００２４】図５に上層に配置する低周波数帯域用マイ
クロストリップアンテナ７の形状を片側のみくし形の低
周波数帯域用マイクロストリップアンテナ７ａとした場
合を示す。図５（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ下層
の高周波数帯域用マイクロストリップアンテナ３とのず
れを示す。また、くし形状はＬ１＝Ｌａ／２とし、くし
の幅は低周波数帯域用マイクロストリップアンテナの幅
Ｗａを均等５分割したＷ１とした。
【００２５】このときの下層の高周波数帯域用マイクロ
ストリップアンテナ３の反射特性を図６に示す。設計中
心の規格化周波数ｆ０において、上層にブロッキングの
片側くし形低周波数帯域用マイクロストリップアンテナ
７ａを配置した場合は反射損失が約−１４ｄＢから約−
６ｄＢと悪く、下層の高周波数帯域用マイクロストリッ
プアンテナ３から放射した電磁波は空間に十分放射され
ないことがわかった。
【００２６】図７に上層に配置する低周波数帯域用マイ
クロストリップアンテナ７の形状を両側くし形の低周波
数帯域用マイクロストリップアンテナ７とした場合を示
す。図７（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ下層の高周
波数帯域用マイクロストリップアンテナ３とのずれを示
す。また、くし形状はＬ１＝Ｌａ／２とし、Ｌ２＝Ｌａ
／４とした。また、くしの幅は低周波数帯域用マイクロ
ストリップアンテナの幅Ｗａを均等５分割したＷ１とし
た。
【００２７】このときの下層の高周波数帯域用マイクロ
ストリップアンテナ３の反射特性を図８に示す。設計中
心の規格化周波数ｆ０において、上層にブロッキングの
両側くし形低周波数帯域用マイクロストリップアンテナ
７を配置した場合は、くし形低周波数帯域用マイクロス
トリップアンテナ７をずらしても反射損失の劣化は生じ
ずに約−２０ｄＢ以下と良好な特性を得られ、下層の高
周波数帯域用マイクロストリップアンテナ３から放射し
た電磁波は空間に十分放射されることがわかった。
【００２８】ここでは両側くし形低周波数帯域用マイク
ロストリップアンテナ７のくしの本数（上記第２のスト
リップ導体の本数）を３本で説明したが、低周波数帯域
用マイクロストリップアンテナ７のくし形の長さ（上記
の第２のストリップ導体の長さ）Ｌ１とＬ２を変えず
に、低周波数帯域用マイクロストリップアンテナの幅Ｗ
ａを均等７分割したくし幅（上記第２のストリップ導体
の長さ）Ｗ１で形成される本数４本の場合でも、また、
同じく低周波数帯域用マイクロストリップアンテナの幅
Ｗａを均等９分割したくし幅Ｗ１で形成される本数５本
の場合でもくしの本数が３本の場合と同様の性能を有し
た。
【００２９】次に、動作周波数帯域が高周波数帯域の場
合について説明する。例えば、Ｋｕ帯のマイクロストリ
ップアンテナが地導体２ａ上の給電用スルーホール４ａ
に入力され、誘電体基板１ａ上の高周波数帯域用マイク
ロストリップアンテナ３に供給されると、高周波数帯域
用マイクロストリップアンテナ３上またはその周辺に高
周波数帯域偏波方向６の電流成分または高周波数帯域偏
波方向６と直交する磁流成分が形成される。この電流ま
たは磁流成分を、電流源または磁流源として電磁波が空
間に放射される。この放射された電磁波は、電界方向が
高周波数帯域偏波方向６と一致する合成波となる。ここ
で、上記電流源または上記磁流源から放射されたＫｕ帯
の電磁波は低周波数帯域用マイクロストリップアンテナ
７の共振周波数から帯域がずれており、また、高周波数
帯域偏波方向６は低周波数帯域用マイクロストリップア
ンテナ７の低周波数帯域偏波方向８と直交しているた
め、低周波数帯域用マイクロストリップアンテナ７の影
響を受けにくく、かつ、上層に配置した低周波数帯域用
マイクロストリップアンテナ７の形状を両側くし状に形
成することで、両側くし状の隙間から高周波数帯域用マ
イクロストリップアンテナ３から放射された電磁波に対
するブロッキングの影響を受けずに空間に電磁波を放射
する。
【００３０】ここで、図３の（ａ）に示した場合の高周
波数帯域用マイクロストリップアンテナ３から放射した
電磁波の放射特性を図９に示す。図９（ａ）は高周波数
帯域用マイクロストリップアンテナ３から放射した電磁
波のＨ面の放射特性であり、図９（ｂ）は高周波数帯域
用マイクロストリップアンテナ３から放射した電磁波の
Ｅ面放射特性である。図９（ａ），（ｂ）において実線
は正偏波であり、破線は交差偏波である。正偏波と交差
偏波の相対電力のレベル値は差異が見られず、矩形低周
波数帯域用マイクロストリップアンテナ１２により高周
波数帯域用マイクロストリップアンテナ３から放射した
電磁波の正偏波成分の空間への放射は不十分である。
【００３１】一方、図７（ａ）に示した場合の高周波数
帯域用マイクロストリップアンテナ３から放射した電磁
波の放射特性を図１０に示す。図１０（ａ）は高周波数
帯域用マイクロストリップアンテナ３から放射した電磁
波のＨ面の放射特性であり、図１０（ｂ）は高周波数帯
域用マイクロストリップアンテナ３から放射した電磁波
のＥ面放射特性である。図１０（ａ），（ｂ）において
実線は正偏波であり、破線は交差偏波である。正偏波と
交差偏波の相対電力のレベル値は差異が見られ、両側く
し形の低周波数帯域用マイクロストリップアンテナ７に
よりブロッキングの影響は少なくなり、高周波数帯域用
マイクロストリップアンテナ３から放射した電磁波の正
偏波成分の空間への放射は十分である。
【００３２】実施例２． 次に、この発明の他の実施例を図について説明する。図
１１（ａ），１１（ｂ）はこの発明の第２の実施例を示
し、従来の高周波数帯域用マイクロストリップアンテナ
３を結合用ストリップ線路１０とし、この複数の結合用
ストリップ線路１０の上に給電用スルーホール４ｂが貫
通する誘電体基板１ｃと高周波数帯域用スロットアンテ
ナ９を形成し、更に、上記高周波数帯域用スロットアン
テナ９にマイクロ波を給電するための結合用ストリップ
線路１０に給電用スルーホール４ｃとクリアランス５ｃ
を設けた場合である。
【００３３】次に、動作について説明する。便宜上、低
周波数帯域と高周波数帯域の２つの動作周波数帯域にそ
れぞれ分けて説明する。
【００３４】まず、動作周波数帯域が低周波数帯の場合
について説明する。例えば、Ｘ帯のマイクロ波が地導体
２ｃ上の給電用スルーホール４ｂに入力され、誘電体基
板１ｄ，１ｃを介して誘電体基板１ｂ上の両側くし形の
低周波数帯域用マイクロストリップアンテナ７に供給さ
れると、低周波数帯域用マイクロストリップアンテナ７
上あるいはその周囲に低周波数帯域偏波方向８の電流成
分あるいは低周波数帯域偏波方向８と直交する磁流成分
が形成される。この電流または磁流成分を、電流源また
は磁流源として電磁波が低周波数帯域用マイクロストリ
ップアンテナ７から空間に放射される。この放射された
電磁波は、電界方向が低周波数帯域偏波方向８と一致す
る合成波となる。ここで、上記電流源または上記磁流源
から放射されたＸ帯の電磁波は高周波数帯域用スロット
アンテナ９の共振周波数から帯域がずれており、また、
低周波数帯域偏波方向８が高周波数帯域用スロットアン
テナ９の高周波数帯域偏波方向６と直交しているため、
高周波数帯域用スロットアンテナ９からの影響を受けに
くい。
【００３５】ここで、低周波数帯域用マイクロストリッ
プアンテナ７の特性は実施例１と全く同様である。
【００３６】次に、動作周波数帯域が高周波数帯域の場
合について説明する。例えば、Ｋｕ帯のマイクロ波が給
電用スルーホール４ｃを介して結合用ストリップ線路１
０に供給され、電磁結合によって高周波数帯域用スロッ
トアンテナ９に励振する。これにより、高周波数帯域用
スロットアンテナ９に磁流が伝わり電界方向が高周波数
帯域偏波方向６である電磁波を誘電体基板１ｂを介して
空間に放射する。また、高周波数帯域偏波方向６は低周
波数帯域用マイクロストリップアンテナ７の低周波数帯
域偏波方向８と直交しているため、低周波数帯域用マイ
クロストリップアンテナ７の影響を受けにくく、上層に
配置した低周波数帯域用マイクロストリップアンテナ７
の形状を両側くし状に形成しているので、くし状の隙間
から高周波数帯域用スロットアンテナ９から放射された
電磁波に対するブロッキングの影響を受けずに空間に電
磁波を放射する。
【００３７】ここで、高周波数帯域用スロットアンテナ
９から放射される電磁波の放射特性は、実施例１とほぼ
同様である。
【００３８】
【発明の効果】以上のように、第１、もしくは第３の発
明によれば放射導体をそれぞれが狭帯域の高周波数帯域
用マイクロストリップアンテナ３と両側くし形低周波数
帯域用マイクロストリップアンテナ７の２種類にして、
高周波数帯域用マイクロストリップアンテナ３の上に誘
電体基板１ｂを介して低周波数帯域用マイクロストリッ
プアンテナ７を、それぞれの主偏波が直交するように配
置したので、２つの周波数帯域で動作させることがで
き、しかも高周波数帯域用マイクロストリップアンテナ
３の電磁波は、低周波数帯域用マイクロストリップアン
テナ７に両側くし状の隙間を施すことによって、低周波
数帯域用マイクロストリップアンテナ７によるブロッキ
ングの影響を受けずに空間に放射させることが可能とな
り、更に低周波数帯域用マイクロストリップアンテナの
取付面上の給電可能な任意の位置に低周波数帯域用マイ
クロストリップアンテナを配置しても反射損失の劣化を
生じない効果がある。
【００３９】また、レーダ用アレーアンテナとして使用
する場合、使用周波数帯域を低い周波数帯域から高い周
波数帯域に切換える事で、アンテナの放射パターンの３
ｄＢビーム幅を小さくすることもでき、これによりレー
ダの方位分解能を向上させることもできる。
【００４０】さらにまた、第２、もしくは第３のこの発
明によれば放射導体をそれぞれが狭帯域の高周波数帯域
用スロットアンテナ９と両側くし形低周波数帯域用マイ
クロストリップアンテナ７の２種類にし、高周波数帯域
用スロットアンテナ９の上に誘電体基板１ｂを介して低
周波数帯域用マイクロストリップアンテナ７を、それぞ
れの主偏波が直交するように配置したので、２つの周波
数帯域で動作させることができ、しかも高周波数帯域用
スロットアンテナ９の電磁波は低周波数帯域用マイクロ
ストリップアンテナ７に両側くし状の隙間を施すこと
で、ブロッキングの影響を受けずに空間に放射させるこ
とが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例１における多層アレーアンテ
ナ装置の一部を示す斜視図である。
【図２】この発明の実施例１における両側くし形マイク
ロストリップアンテナの一部を示す斜視図である。
【図３】この発明の実施例１における高周波数帯域用マ
イクロストリップアンテナとブロッキングとなる矩形低
周波数帯域用マイクロストリップアンテナの一部を示す
上面図である。
【図４】この発明の実施例１におけるブロッキングとな
る矩形低周波数帯域用マイクロストリップアンテナによ
る高周波数帯域用マイクロストリップアンテナの共振周
波数と反射特性を示す図である。
【図５】この発明の実施例１における高周波数帯域用マ
イクロストリップアンテナとブロッキングとなる片側く
し形低周波数帯域用マイクロストリップアンテナの一部
を示す上面図である。
【図６】この発明の実施例１におけるブロッキングとな
る片側くし形低周波数帯域用マイクロストリップアンテ
ナによる高周波数帯域用マイクロストリップアンテナの
共振周波数と反射特性を示す図である。
【図７】この発明の実施例１における高周波数帯域用マ
イクロストリップアンテナとブロッキングとなる両側く
し形の低周波数帯域用マイクロストリップアンテナの一
部を示す上面図である。
【図８】この発明の実施例１におけるブロッキングとな
る両側くし形の低周波数帯域用マイクロストリップアン
テナによる高周波数帯域用マイクロストリップアンテナ
の共振周波数と反射特性を示す図である。
【図９】この発明の実施例１におけるブロッキングとな
る矩形低周波数帯域用マイクロストリップアンテナによ
る高周波数帯域用マイクロストリップアンテナの放射特
性を示す図である。
【図１０】この発明の実施例１におけるブロッキングと
なる両側くし形の低周波数帯域用マイクロストリップア
ンテナによる高周波数帯域用マイクロストリップアンテ
ナの放射特性を示す図である。
【図１１】この発明の実施例２における多層アレーアン
テナ装置の一部を示す斜視図である。
【図１２】従来のアレーアンテナ装置の一部を示す斜視
図である。
【図１３】従来のアレーアンテナ装置に使用されている
マイクロストリップアンテナの共振周波数と反射特性を
示す図である。
【符号の説明】
１ 誘電体基板 ２ 地導体 ３ 高周波数帯域用マイクロストリップアンテナ ４ 給電用スルーホール ５ クリアランス ６ 高周波数帯域偏波方向 ７ 低周波数帯域用マイクロストリップアンテナ ８ 低周波数帯域偏波方向 ９ 高周波数帯域用スロットアンテナ １０ 結合用ストリップ線路 １１ 開放周辺端 １２ 矩形低周波数帯域用マイクロストリップアンテナ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 片木 孝至 鎌倉市大船五丁目１番１号 三菱電機株 式会社 電子システム研究所内 (56)参考文献 特開 平２−172306（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−230804（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−177602（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01Q 5/00 - 5/02 H01Q 9/00 - 9/46 H01Q 13/00 - 13/28 H01Q 21/00 - 25/04

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数の第１の給電用スルーホール、及び
    複数の第２の給電用スルーホールが設けられた第１の誘
    電体基板と、上記第１の誘電体基板の一方の面に設けら
    れた地導体と、上記第１の誘電体基板の他方の面上に設
    けられ、上記第１の給電用スルーホールから給電される
    放射導体を、複数配列した高周波数帯域用マイクロスト
    リップアンテナと、上記複数の第２の給電用スルーホー
    ルにそれぞれ接続された複数の第３の給電用スルーホー
    ルが設けられ、一方の面が上記高周波数帯域用マイクロ
    ストリップアンテナに当接するように上記第１の誘電体
    基板上に積層された第２の誘電体基板と、上記第２の誘
    電体基板の他方の面上に設けられ、上記高周波数帯域用
    マイクロストリップアンテナの偏波方向に長手方向が平
    行になるように配設された第１のストリップ導体、及び
    上記第１のストリップ導体の長手方向に略直交するよう
    に上記第１のストリップ導体に接続された複数の第２の
    ストリップ導体からなるとともに、上記複数の第３の給
    電用スルーホールから給電される両側くし形の放射導体
    を、複数配列した低周波数帯域用マイクロストリップア
    ンテナとを具備し、上記低周波数帯域用マイクロストリ
    ップアンテナと、上記高周波数帯域用マイクロストリッ
    プアンテナは、偏波方向が互いに直交するように配置さ
    れたことを特徴とする多層アレーアンテナ装置。
  2. 【請求項２】 複数の第１の給電用スルーホール、及び
    複数の第２の給電用スルーホールが設けられた第１の誘
    電体基板と、上記第１の誘電体基板の一方の面に設けら
    れた地導体と、上記第１の誘電体基板の他方の面上に設
    けられ、それぞれの上記第１の給電用スルーホールから
    給電される複数の給電用ストリップ線路と、上記複数の
    第２の給電用スルーホールにそれぞれ接続された複数の
    第４の給電用スルーホールが設けられ、一方の面が上記
    複数の給電用ストリップ線路に当接するように上記第１
    の誘電体基板上に積層された第３の誘電体基板と、第３
    の誘電体基板の他方の面上に積層され、上記複数の結合
    用ストリップ線路からの電磁結合によって励振されて電
    波を放射する複数のスロットを、複数配列した高周波数
    帯域用マイクロスロットアンテナと、上記複数の第４の
    給電用スルーホールにそれぞれ接続された複数の第３の
    給電用スルーホールが設けられ、上記高周波数帯域用マ
    イクロスロットアンテナに一方の面が当接するように積
    層された第 ２の誘電体基板と、上記第２の誘電体基板の
    他方の面上に設けられ、上記高周波数帯域用マイクロス
    ロットアンテナの偏波方向に長手方向が平行になるよう
    に配設された第１のストリップ導体、及び上記第１のス
    トリップ導体の長手方向に略直交するように上記第１の
    ストリップ導体に接続された複数の第２のストリップ導
    体からなるとともに、上記複数の第３の給電用スルーホ
    ールから給電される両側くし形の放射導体を、複数配列
    した低周波数帯域用マイクロストリップアンテナとを具
    備し、上記低周波数帯域用マイクロストリップアンテナ
    と、上記高周波数帯域用マイクロスロットアンテナは、
    偏波方向が互いに直交するように配置されたことを特徴
    とする多層アレーアンテナ装置。
  3. 【請求項３】 上記両側くし形放射導体は、上記複数の
    第２のストリップ導体が短部と長部とからなり、上記複
    数の第２のストリップ導体の短部と長部に狭まれるよう
    に上記第１のストリップ導体が接続されるとともに、上
    記第１のストリップ導体の長手方向に垂直な対称軸上で
    給電されることを特徴とした請求項１、もしくは２記載
    の多層アレーアンテナ装置。
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