JP2785825B2 - Planar antenna - Google Patents
Planar antennaInfo
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- JP2785825B2 JP2785825B2 JP62190771A JP19077187A JP2785825B2 JP 2785825 B2 JP2785825 B2 JP 2785825B2 JP 62190771 A JP62190771 A JP 62190771A JP 19077187 A JP19077187 A JP 19077187A JP 2785825 B2 JP2785825 B2 JP 2785825B2
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- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Waveguide Aerials (AREA)
- Details Of Aerials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、例えば衛星放送を受信する場合等に用い
て好適な平面アンテナに関する。
〔発明の概要〕
この発明は、サスペンデッドライン給電形平面アンテ
ナにおいて、一対の金属又はメタライズドプラスチック
の一方に設けられた穴に対応する基板上に面状共振器形
プリント素子を配置することにより、薄形化、軽量化、
低廉化を図ると共に低伝送損失、広帯域化を図るように
したものである。
〔従来の技術〕
従来、放射素子の一部を形成する多数の穴を有する金
属又はメタライズドプラスチックで基板を挟み込むサス
ペンデッドライン給電形平面アンテナにおいて、多数の
穴に夫々対応して互いに直交する一対の励振プローブを
共通の平面上に形成し、一対の励振プローブへの給電信
号をサスペンデッドライン内で位相合成するようにした
円偏波平面アレイアンテナが提案されている(特願昭60
−162650号)。
これにより、薄形化が可能となり、機械的な構成も簡
略化でき、また安価で一般的に入手出来る基板を高周波
用に使用しても高価なマイクロストリップライン用基板
を用いたものと同等以上のアンテナ利得が得られる。
また、サスペンデッドラインは平面アンテナの給電回
路として低損失ラインを形成でき、しかも安価なフィル
ム状基板で形成できる等の有利な点があり、放射素子と
して円形あるいは矩形導波管開口素子を用いるため、比
較的広帯域にわたって利得偏差の少ないアレイアンテナ
を構成できる。
一方薄形化の手段としていわゆるパッチ型マイクロス
トリップラインアンテナ素子が考えられる。第7図は一
般的な円形のパッチ型マイクロストリップラインアンテ
ナの一例を示すもので、第7図Aはその上面図、第7図
Bはその側面図である。第7図において、(11)は地
板、(12)は非誘電率εrを有する誘電体、(13)はパ
ッチとしてプリント素子である。共振周波数はプリント
素子(13)の直径Dで実質的に決定される。一般には給
電線と放射素子を同一面上に構成する場合、給電線での
放射損失は少なく、放射素子の放射効率は上げるのは互
いに矛盾するため、この第7図のパッチ型マイクロスト
リップラインアンテナの場合、特性としては狭帯域(利
得)である(IEEE Transaction on Antennas&Propagat
ion, Vol. AP−29,No.1, Jan.'81のマイクロストリップ
ラインアンテナ特集号等を参照)。
また、無給電素子等を多層の基板等にて付加すること
等により利得の広帯域化を計る例がある(IEEE Transac
tionon on Antennas & Propagation,Vol.AP−27,No.3,
May.'79 PP 270〜273参照)。第8図において、(11)
〜(13)は第7図と同様であり、(14)は空気又は誘電
体、(15)は無給電素子としてのプリント素子、(16)
は誘電体である。
更には円偏波の場合に、何個かの素子をペアにして、
位相(空間位相と給電線位相)を変化させて軸比の広帯
域化を計る場合もある。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところで上述の特願昭60−162650号等に記載されてい
るような円偏波平面アレイアンテナの場合、放射素子の
厚み(略第1の金属板と第2の金属板の厚み)が2〜2.
5cm程度となるため、アンテナの重量が金属の場合6.5kg
(40cm角の場合)、メタライズドプラスチックを用いて
も2〜3kg(40cm角の場合)程度しかならず、軽量化、
薄形化が困難で取扱いが大変である等の点から商品性に
欠けしかもメタライズドプラスチックの場合成型用金型
が必要であるので高価となると共に反りや均一性の点か
ら量産生が悪く、また金属の場合も切削工程が必要であ
るので量産性が悪く、コスト的にも高価になる等の欠点
があった。
また、上述した第7図の如きパッチ型マイクロストリ
ップラインアンテナの場合、広帯域化のためには、誘電
体(12)の比誘電率εrを小さく、逆に基板厚すなわち
誘電体hの厚さを大きくしなければならないが、この場
合の比誘電率εrは2〜2.5と大きく、しかも基板厚を大
きくすると給電線での放射損失が大きくなるので余り大
きくできず、結局その利得特性は例えば200MHz程度の狭
帯域になる欠点があった。
また、第8図の場合複数の基板を用いるので構成が複
雑になると共にコスト的にも高価になる等の欠点があっ
た。
いずれにしても第7図及び第8図の如きマイクロスト
リップライン構造では、低誘電率、低損失基板を使用し
ても伝送損失が比較的大きく、素子の広帯域化を工夫し
なければならない欠点があった。
この発明は斯る点に鑑みなされたもので、サスペンデ
ッドラインの特長を生かし、且つ薄形の放射素子を用い
て、高効率、広帯域のものを実現し、同時に薄形・軽量
化を同時達成できるようにした平面アンテナを提供する
ものである。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明による平面アンテナは、一対の金属板又はメ
タライズドプラスチック板(1),(2)に設けられた
保持部(4),(6)で基板(3)を挟み込むサスペン
デッドライン給電形平面アンテナにおいて、基板(3)
上に配置され、所定周波数で共振する複数の面状共振器
形プリント素子(8)がサスペンデッドラインによって
互いに連結され、保持部(4),(6)の一部に形成し
た空洞部(7)内にサスペンデッドラインが配置され、
面状共振器形プリント素子(8)はサスペンデッドライ
ンに対して所定角度の位置に対向する切欠(8a),(8
b)が設けられ、面状共振器形プリント素子(8)が対
面する金属板又はメタライズドプラスチック板(1),
(2)に、面状共振器形プリント素子(8)の形状,大
きさに対応する穴(5)を保持部(6)で囲まれるよう
に設けたものである。
〔作用〕
一対の金属板又はメタライズドプラスチック板で基板
を挟み込みサスペンデッドライン給電形とする。そし
て、面状共振器形プリント素子が対面する金属板又はメ
タライズドプラスチック板に、面状共振器形プリント素
子の形状,大きさに対応する穴を設けたことによって、
薄形化、軽量化、低廉化が図れると共に低伝送損失、広
帯域化が図れる。
〔実施例〕
以下、この発明の一実施例を第1図〜第6図に基づい
て詳しく説明する。
第1図はこの発明による円偏波放射素子の構成を示す
もので、第1図Aはその上面図、第1図Bは第1図Aに
おける線I−Iで切断して示す断面図である。第1図に
おいて、(1)は第1の金属板(又はメタライズドプラ
スチック板)、(2)は第2の金属板(又はメタライズ
ドプラスチック板)、(3)は第1及び第2の金属板
(1)(2)で挟持される薄膜の基板(フィルム状のフ
レキシブル基板)である。第1の金属板(1)は基板
(3)を保持するための凸部状の保持部(4)を有し、
第2の金属板(2)は例えば直径が14mmの穴いわゆるス
ロット形の穴(5)とこれの周囲に設けられて基板
(3)を保持するための凸部状の保持部(6)を有す
る。第1及び第2の金属板(1),(2)で基板(3)
を狭持するときに保持部(4)と(6)が一致するよう
に位置決めされる。なお、このときの第1の金属板
(1)と第2の金属板(2)の厚さは非常に薄くなり、
例えば夫々約2mm程度である。また、第1及び第2の金
属板(1),(2)で基板(3)を狭持した際に穴
(5)に連通する空洞部(7)が形成されるようになさ
れる。
(8)は基板(3)に第2の金属板(2)の穴(5)
に対応してこの穴(5)と同心円状に被着されたいわゆ
るパッチ形の面状共振器形プリント素子としての導体箔
であって、この導体箔(8)は空洞部(7)を介して連
結され、サスペンデッドラインを構成する。この場合略
円形をなす導体箔(8)は所定の周波数で共振する直径
とされており、円偏波を受信又は送信するためにサスペ
ンデッドラインに対して所定角度例えば45°の位置に対
向する切欠(8a)及び(8b)を設けている。そして、こ
の例では紙面手前側から電波を送信又は受信する場合、
右旋円偏波用となるようにしている。なお左旋円偏波用
はサスペンデッドラインに対して45°右旋円偏波用とは
反対側に切欠(8a)及び(8b)を設けるようにすればよ
い。
第2図は平面アレイを給電するサスペンデッドライン
の構成を示すもので、第1図Bにおいて線II−IIで切断
した状態を示している。ここでは例えば25〜100μm程
度のプリント基板(3)をエッチングして形成された導
体箔(8)が第1及び第2の金属板(1),(2)で囲
まれ、中空洞軸線路を構成している。すなわち、サスペ
ンデッドラインは第1及び第2の金属板(1),(2)
により形成される空洞部(7)内に配置される。この場
合基板(3)は薄く支持部材としてのみ働くので、低損
失基板でなくても伝送損失の少ない給電線路となる。例
えばテフロングラス基板を用いたオープンストリップラ
インの伝送損失は126Hzで4〜6dB/mであるが、サスペン
デッドラインの場合、25μmフィルム基板で約2.5〜3dB
/mとなる。フィルム状のフレキシブル基板はテフロング
ラス基板を比べて安価であるので、構成面(特性)も含
めて利点がある。
第3図はこの発明による円偏波放射素子の特性を示す
もので、反射損失が−30dBと良好であり、素子単体で約
900MHzの帯域幅で−14dB以下(VSWR<1.5)となってお
り、比較的利得が広帯域となっている。これは第1の金
属板(1)の上面から基板(3)の上面までの高さhが
h1mmであるのに対し、第1の金属板(1)と基板
(3)の間の空気と基板(3)の比誘電率からなる等価
比誘電率εerをεer1.05と、小さくできるからであ
る。
第4図は円偏波の軸比測定例であり、曲線aは円偏波
放射素子が1個の場合、曲線bは4個の場合である。例
えば12GHzの周波数で約1dB位が許容範囲であるが、この
発明による平面アンテナはこれを十分に満足しているこ
とがわかる。
第5図は第1図に示すような円偏波放射素子を複数個
サスペンデッドラインで共相給電する回路構成を示すも
ので、これによりアレイを構成することになる。また第
6図の実線部分は第5図において線III−IIIで切断した
状態を示しており、第6図の破線部分は第5図の状態に
上側より第2の金属板(2)が被さった状態を示してい
る。
ここでは第1の金属板(1)に第2の金属板(2)に
穿設された穴(5)の周囲に対応して基板(3)を保持
するための保持部(4)を設ける。また、金属板(1)
を貫通する給電部(9)の周囲にも基板(3)を保持す
るための保持部(4)を設ける。更にアレイ外周部にも
保持部(4)を設ける。その他の部分は空洞部(7)を
構成する。これにより複数個の導体箔(8)が同じ空洞
部(7)内を通る場合もあり相互の結合が懸念される
が、導体箔(8)の間隔と空洞部(7)の上下の壁の間
隔を適当に選ぶことにより、必要なアイソレーションが
とれ、問題ない。そして、このとき電気力線は空洞部
(7)の上下の壁側へ集中するため、支持する基板
(3)に沿う電界がほとんどなくなり、これによって誘
電体損失が低下し、結果的にラインの伝送損失が低減さ
れることになる。
また、第2の金属板(2)にも第1の金属板(1)に
対応して保持部と空洞部を形成する。すなわち第2の金
属板(2)に穿設された穴(5)の周囲、給電部(但し
上面は閉塞されている)の周囲及びアレイ外周部に保持
部(6)が設けられ、その他の部分は空洞部(7)とさ
れる(第6図参照)。
このように設けられた保持部(4),(6)により基
板(3)は均一に保持されるため、たれ下がることな
く、しかも各放射素子、給電部等の周囲は従来と同様上
下の金属板(1),(2)が密着されるため、特定の周
波数における共振等は生じない。
第5図において、16個の放射素子を4個を1組として
4つのグループG1〜G4に分ける。各グループの接続点P1
は中心よりλg/2(λgは中心周波数における線路波
長)ずらされ、接続点P2及びP3はλg/4ずらされて接続
される。これにより各グループにおいて、右上の放射素
子に対して右下の放射素子は90°、左下の放射素子は18
0°そして左上の放射素子は270°夫々位相的にずれてい
ることになり、これにより軸比が改善される。つまり、
空間位相と給電線位相を変化させて軸比の広帯域化を図
っている。
また、各グループの接続点P1及びP4〜P6は給電部
(9)の給電点(10)に対して等距離となるように相互
接続される。このような構成において、接続点P1及びP4
〜P6の位置を変えて給電位相や電力分配比を変えること
により各種の指向特性を得ることができる。つまり、接
続点P1及びP4〜P6に対する給電点(10)からの距離を変
えることにより位相が変化し、また、サスペンデッドラ
インの分岐している所で線を細くしたり、或いは太くし
たりしてインピーダンス比率を変えることにより振幅が
変わり、これによって指向特性を任意に変えることがで
きる。
このように本実施例では放射素子の厚み(略第1の金
属板と第2の金属板の厚み)が4mm程度となるため、ア
ンテナの重量が金属の場合約1.1kg(40cm角の場合)、
メタライズドプラスチックの場合0.3〜0.5kg(40cm角の
場合)となり軽量化、薄形化がはかれる。また、厚さが
薄いので金属のプレス加工が可能となり、量産性がよく
なり、軽量化、薄形化を相まってコストの低廉化、商品
性の向上を図ることができる。また、等価比誘電率εer
を1.05と小さくできるので利得の広帯域化を図ることが
できる。更に給電線としてサスペンデッドラインを用い
ると共に第2の金属板(2)に設ける穴(5)をいわゆ
るスロット形となし、しかもその径も約14mmと小さくし
ているので素子間隔が広くとれ、結果として給電線を太
くできるので伝送損失を少なくすることができる。ま
た、利得の広帯域化、伝送損失の低下によりアンテナの
利得(効率)を高くすることができる。
なお、上述の実施例では放射素子を主体に説明した
が、アンテナの可逆原理により、放射素子(又は放射素
子のアレイにより構成されるアンテナ)が、特性を何等
変更することなく受信素子(受信アンテナ)として作用
し得ることは勿論である。
また、上述の実施例では面状共振器形プリント素子の
形状は円形の場合を例にとり説明したが、これに限定さ
れず、その他の形状でもよい。
また、上述の実施例では、12GHzの周波数帯に適用し
た場合であるが、素子の寸法を変えることによりその他
の周波数帯にも同様に適用できる。
〔発明の効果〕
上述の如くこの発明によれば、所定周波数で共振する
複数の面状共振器形プリント素子がサスペンデッドライ
ンによって互いに連結され、保持部の一部に形成した空
洞部内にサスペンデッドラインが配置され、面状共振器
形プリント素子はサスペンデッドラインに対して所定角
度位置に対向する切欠が設けられ、面状共振器形プリン
ト素子が対面する金属板又はメタライズドプラスチック
板に、面状共振器形プリント素子の形状,大きさに対応
する穴を保持部で囲まれるように設けたので、軽量化、
薄形化、コストの低廉化が図れると共に量産性、商品性
を向上でき、しかも利得の広帯域化、給電線における伝
送損失の低減によりアンテナの利得(効率)を向上でき
る。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a planar antenna suitable for use, for example, in receiving satellite broadcasts. [Summary of the Invention] The present invention provides a suspended line-fed planar antenna, in which a planar resonator type printed element is disposed on a substrate corresponding to a hole provided in one of a pair of metals or metallized plastics. Shape, light weight,
It is intended to reduce the cost, reduce the transmission loss and widen the bandwidth. [Prior Art] Conventionally, in a suspended line feed type planar antenna in which a substrate is sandwiched between metal or metallized plastic having a large number of holes forming a part of a radiating element, a pair of excitations orthogonal to each other corresponding to the large number of holes, respectively. A circularly polarized plane array antenna has been proposed in which probes are formed on a common plane, and a feed signal to a pair of excitation probes is phase-synthesized within a suspended line (Japanese Patent Application No. 60-163).
No. 162650). This makes it possible to reduce the thickness, simplify the mechanical structure, and use a low-cost, commonly available substrate for high-frequency use, equivalent to or more than an expensive microstrip line substrate. Antenna gain is obtained. In addition, the suspended line has an advantage that a low-loss line can be formed as a feeding circuit of a planar antenna, and it can be formed on an inexpensive film-shaped substrate.Because a circular or rectangular waveguide aperture element is used as a radiating element, An array antenna with a small gain deviation over a relatively wide band can be configured. On the other hand, a so-called patch type microstrip line antenna element can be considered as a means for reducing the thickness. FIG. 7 shows an example of a general circular patch-type microstrip line antenna. FIG. 7A is a top view and FIG. 7B is a side view. In Figure 7, (11) the base plate (12) is a dielectric having a relative dielectric constant epsilon r, (13) is a printed element as a patch. The resonance frequency is substantially determined by the diameter D of the print element (13). In general, when the feed line and the radiating element are formed on the same plane, radiation loss in the feed line is small, and increasing the radiation efficiency of the radiating element is mutually contradictory. Therefore, the patch-type microstrip line antenna shown in FIG. In the case of, the characteristic is narrow band (gain) (IEEE Transaction on Antennas & Propagat
ion, Vol. AP-29, No. 1, Jan. '81, etc.). Also, there is an example in which the gain is broadened by adding a parasitic element or the like on a multilayer substrate (IEEE Transac).
tionon on Antennas & Propagation, Vol.AP-27, No.3,
May. '79 PP 270-273). In FIG. 8, (11)
(13) is the same as FIG. 7, (14) is air or dielectric, (15) is a printed element as a parasitic element, (16)
Is a dielectric. Furthermore, in the case of circular polarization, several elements are paired,
In some cases, the phase ratio (spatial phase and feeder phase) is changed to broaden the axial ratio. [Problems to be Solved by the Invention] By the way, in the case of the circularly polarized planar array antenna described in Japanese Patent Application No. 60-162650 or the like, the thickness of the radiating element (substantially the first metal plate and the 2).
6.5 kg when the weight of the antenna is metal because it is about 5 cm
(In case of 40cm square), even if metallized plastic is used, it will only be about 2-3kg (in case of 40cm square).
It is difficult to make thin and difficult to handle because it lacks commerciality.In addition, metallized plastic requires a molding die, so it is expensive, and mass production is poor from the viewpoint of warpage and uniformity. In the case of metal as well, a cutting step is required, so that there are disadvantages such as poor mass productivity and high cost. Further, the seventh view of such a patch-type microstrip line antenna as described above, for the broadband may reduce the relative dielectric constant epsilon r of the dielectric (12), the substrate thickness i.e. dielectric h Conversely thickness However, in this case, the relative dielectric constant ε r is as large as 2 to 2.5, and when the substrate thickness is increased, the radiation loss in the feeder line increases, so that it cannot be increased so much. There was a drawback that the band was narrow, about 200 MHz. In addition, in the case of FIG. 8, since a plurality of substrates are used, there is a disadvantage that the configuration becomes complicated and the cost becomes high. In any case, the microstrip line structure as shown in FIGS. 7 and 8 has a disadvantage that even if a low dielectric constant and low loss substrate is used, the transmission loss is relatively large, and the device must be designed to have a wider band. there were. The present invention has been made in view of the above point, and makes use of the features of the suspended line, and achieves high efficiency and wide band by using a thin radiating element, and at the same time, simultaneously achieves thinning and lightening. The present invention provides a planar antenna as described above. [Means for Solving the Problems] The planar antenna according to the present invention is composed of a pair of metal plates or metallized plastic plates (1), (2) provided with holding portions (4), (6) provided on a substrate (3). In the suspended line feed type planar antenna sandwiching the
A plurality of planar resonator print elements (8) arranged above and resonating at a predetermined frequency are connected to each other by a suspended line, and a cavity (7) formed in a part of the holding parts (4) and (6). A suspended line is placed inside,
The planar resonator type print element (8) has notches (8a), (8) opposed to a position at a predetermined angle with respect to the suspended line.
b), a metal plate or a metallized plastic plate (1) facing the planar resonator type printed element (8),
In (2), a hole (5) corresponding to the shape and size of the planar resonator print element (8) is provided so as to be surrounded by the holding portion (6). [Operation] A suspended line power supply type in which a substrate is sandwiched between a pair of metal plates or metallized plastic plates. By providing holes corresponding to the shape and size of the planar resonator print element in the metal plate or metallized plastic plate facing the planar resonator print element,
It is possible to achieve a reduction in thickness, weight, and cost, as well as a low transmission loss and a wide band. Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 1 shows the configuration of a circularly polarized radiating element according to the present invention. FIG. 1A is a top view thereof, and FIG. 1B is a sectional view taken along line II in FIG. 1A. is there. In FIG. 1, (1) is a first metal plate (or metallized plastic plate), (2) is a second metal plate (or metallized plastic plate), and (3) is first and second metal plates ( 1) A thin film substrate (film-like flexible substrate) sandwiched between (2). The first metal plate (1) has a convex holding portion (4) for holding the substrate (3),
The second metal plate (2) has, for example, a so-called slot-shaped hole (5) having a diameter of 14 mm and a convex holding portion (6) provided around the hole (5) for holding the substrate (3). Have. A substrate (3) comprising first and second metal plates (1) and (2);
Are positioned so that the holding portions (4) and (6) coincide with each other. At this time, the thicknesses of the first metal plate (1) and the second metal plate (2) are extremely thin,
For example, each is about 2 mm. When the substrate (3) is sandwiched between the first and second metal plates (1) and (2), a cavity (7) communicating with the hole (5) is formed. (8) is a hole (5) in the second metal plate (2) in the substrate (3).
A conductive foil as a so-called patch-shaped planar resonator type printed element which is concentrically attached to the hole (5), and the conductive foil (8) is provided through a hollow portion (7). To form a suspended line. In this case, the substantially circular conductor foil (8) has a diameter that resonates at a predetermined frequency, and has a notch facing a position at a predetermined angle, for example, 45 ° with respect to the suspended line for receiving or transmitting circularly polarized waves. (8a) and (8b) are provided. And in this example, when transmitting or receiving radio waves from the front side of the paper,
It is designed for right-handed circular polarization. It should be noted that notches (8a) and (8b) for left-handed circular polarization may be provided on the opposite side of the suspended line from those for 45 ° right-handed circular polarization. FIG. 2 shows a structure of a suspended line for feeding power to the planar array, and shows a state cut along a line II-II in FIG. 1B. Here, for example, a conductive foil (8) formed by etching a printed board (3) of about 25 to 100 μm is surrounded by first and second metal plates (1) and (2), and a medium cavity axial line is formed. Make up. That is, the suspended line is composed of the first and second metal plates (1) and (2).
Is located in the cavity (7) formed by In this case, since the substrate (3) is thin and functions only as a supporting member, a feed line with little transmission loss can be provided even if it is not a low-loss substrate. For example, the transmission loss of an open strip line using a Teflon glass substrate is 4 to 6 dB / m at 126 Hz, but about 2.5 to 3 dB with a 25 μm film substrate for a suspended line.
/ m. The flexible substrate in the form of a film is inexpensive as compared with the Teflon glass substrate, and thus has an advantage including the configuration (characteristics). FIG. 3 shows the characteristics of the circularly polarized wave radiating element according to the present invention.
It is -14 dB or less (VSWR <1.5) in a 900 MHz bandwidth, and the gain is relatively wide. This is because the height h from the upper surface of the first metal plate (1) to the upper surface of the substrate (3) is h1 mm, while the air between the first metal plate (1) and the substrate (3) has This is because the equivalent relative permittivity er er, which is the relative permittivity of the substrate (3), can be reduced to ε er 1.05. FIG. 4 shows an example of the measurement of the axial ratio of circularly polarized waves. For example, the allowable range is about 1 dB at a frequency of 12 GHz. It can be seen that the planar antenna according to the present invention satisfies this sufficiently. FIG. 5 shows a circuit configuration in which a plurality of circularly polarized radiating elements as shown in FIG. 1 are co-phase-fed with suspended lines, thereby forming an array. The solid line portion in FIG. 6 shows a state cut along the line III-III in FIG. 5, and the broken line portion in FIG. 6 covers the state shown in FIG. 5 with the second metal plate (2) from above. It shows the state where it was turned on. Here, the first metal plate (1) is provided with a holding portion (4) for holding the substrate (3) corresponding to the periphery of the hole (5) formed in the second metal plate (2). . In addition, metal plate (1)
A holding portion (4) for holding the substrate (3) is also provided around a power feeding portion (9) penetrating through the substrate. Further, a holding portion (4) is provided also on the outer peripheral portion of the array. Other parts constitute the cavity (7). As a result, a plurality of conductor foils (8) may pass through the same cavity (7), and there is a concern about mutual coupling. However, the interval between the conductor foils (8) and the upper and lower walls of the cavity (7) are different. By properly selecting the interval, necessary isolation can be obtained, and there is no problem. At this time, the lines of electric force are concentrated on the upper and lower walls of the cavity (7), so that the electric field along the supporting substrate (3) almost disappears, thereby reducing the dielectric loss and consequently the line loss. Transmission loss will be reduced. Further, a holding portion and a hollow portion are also formed on the second metal plate (2) corresponding to the first metal plate (1). That is, the holding portion (6) is provided around the hole (5) drilled in the second metal plate (2), around the power supply portion (the upper surface is closed), and around the array outer periphery. The portion is a cavity (7) (see FIG. 6). Since the substrate (3) is uniformly held by the holding portions (4) and (6) provided in this manner, the substrate (3) does not sag, and the surroundings of each radiating element, the feeding portion, and the like are formed of the same metal as the conventional one. Since the plates (1) and (2) are brought into close contact with each other, resonance at a specific frequency does not occur. In FIG. 5, the 16 radiating elements are divided into four groups G 1 to G 4 with four as one set. Connection point P 1 of each group
Is shifted from the center by λg / 2 (λg is the line wavelength at the center frequency), and the connection points P 2 and P 3 are connected by being shifted by λg / 4. Thus, in each group, the lower right radiating element is 90 ° with respect to the upper right radiating element, and the lower left radiating element is 18 °.
The radiating elements at 0 ° and at the upper left will be out of phase with each other by 270 °, which improves the axial ratio. That is,
By changing the spatial phase and the feeder phase, the axial ratio is broadened. The connection point P 1 and P 4 to P 6 for each group are interconnected so as to be equidistant with respect to the feeding of the feed section (9) (10). In such a configuration, the connection points P 1 and P 4
It is possible to obtain various directivity characteristics by changing the position of the to P 6 changing the feeding phase and the power distribution ratio. That is, the phase is changed by changing the distance from the feed point (10) to the connection point P 1 and P 4 to P 6, also, or, or thicker thin line where branches of the suspended line By changing the impedance ratio, the amplitude changes, whereby the directional characteristics can be changed arbitrarily. As described above, in this embodiment, the thickness of the radiating element (the thickness of the first metal plate and the second metal plate) is about 4 mm, so that the weight of the antenna is about 1.1 kg (in the case of a 40 cm square). ,
In the case of metallized plastic, it becomes 0.3-0.5kg (in the case of 40cm square), and it is lighter and thinner. In addition, since the thickness is small, metal pressing can be performed, mass productivity is improved, and cost reduction and commercialization can be achieved by combining weight reduction and thinning. Also, the equivalent relative permittivity ε er
Can be reduced to 1.05, so that the gain can be broadened. Further, a suspended line is used as a power supply line, and a hole (5) provided in the second metal plate (2) is formed in a so-called slot shape, and its diameter is reduced to about 14 mm. Since the feeder line can be made thicker, transmission loss can be reduced. Further, the gain (efficiency) of the antenna can be increased by widening the gain and reducing the transmission loss. Although the radiating element has been mainly described in the above-described embodiment, the radiating element (or an antenna formed by an array of radiating elements) can be used as a receiving element (receiving antenna) without any change in characteristics due to the reversible principle of the antenna. Of course). Further, in the above-described embodiment, the case where the shape of the planar resonator type print element is circular has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and other shapes may be used. Further, in the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to the frequency band of 12 GHz is applicable to other frequency bands by changing the dimensions of the element. [Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, a plurality of planar resonator type print elements that resonate at a predetermined frequency are connected to each other by a suspended line, and the suspended line is formed in a cavity formed in a part of the holding unit. The planar resonator type print element is provided with a notch at a predetermined angle position with respect to the suspended line, and the planar resonator type print element is formed on a metal plate or a metallized plastic plate facing the planar resonator type print element. Since the holes corresponding to the shape and size of the print element are provided so as to be surrounded by the holding part, weight reduction,
The antenna can be made thinner, the cost can be reduced, the mass productivity and the commercialization can be improved, and the gain (efficiency) of the antenna can be improved by widening the gain and reducing the transmission loss in the feed line.
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例を示す上面図及び断面図、
第2図はこの発明の要部の断面図、第3図及び第4図は
この発明による円偏波放射素子の特性図、第5図はこの
発明による給電回路の説明に供するための図、第6図は
第5図の線III−IIIにおける断面図、第7図及び第8図
は夫々従来例の構成図である。
(1)は第1の金属板(又はメタライズドプラスチック
板)、(2)は第2の金属板(又はメタライズドプラス
チック板)、(3)は基板、(4),(6)は保持部、
(5)は穴、(7)は空洞部、(8)は導体箔である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a top view and a sectional view showing one embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a sectional view of a main part of the present invention, FIG. 3 and FIG. 4 are characteristic diagrams of a circularly polarized wave radiating element according to the present invention, FIG. FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line III-III of FIG. 5, and FIGS. 7 and 8 are each a configuration diagram of a conventional example. (1) is a first metal plate (or metallized plastic plate), (2) is a second metal plate (or metallized plastic plate), (3) is a substrate, (4) and (6) are holding portions,
(5) is a hole, (7) is a cavity, and (8) is a conductor foil.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 文寛 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソ ニー株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−23209(JP,A) 特開 昭61−281704(JP,A) ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Fumihiro Ito 6-7-35 Kita Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo So Knee Co., Ltd. (56) References JP-A-62-23209 (JP, A) JP-A-61-281704 (JP, A)
Claims (1)
けられた保持部で基板を挟み込むサスペンデッドライン
給電形平面アンテナにおいて、 所定周波数で共振する形状,大きさを有する複数の面状
共振器形プリント素子が上記基板上に配置され、 上記複数の面状共振器形プリント素子は基板上に配置さ
れたサスペンデッドラインによって互いに連結され、上
記保持部の一部に空洞部が形成され、この空洞部内に上
記サスペンデッドラインが配置され、 上記複数の面状共振器形プリント素子のそれぞれは上記
サスペンデッドラインに対して所定角度の位置に対向す
る切欠が設けられており、 上記面状共振器形プリント素子が対面する上記基板の前
面側の上記金属板又はメタライズドプラスチック板に、
上記面状共振器形プリント素子の形状,大きさに対応す
る穴を上記保持部で囲まれるように設けた、 ことを特徴とする平面アンテナ。(57) [Claims] In a suspended line-feeding planar antenna sandwiching a substrate between holding members provided on a pair of metal plates or metallized plastic plates, a plurality of planar resonator-type printed elements having a shape and size resonating at a predetermined frequency are provided on the substrate. The plurality of planar resonator print elements are connected to each other by a suspended line disposed on a substrate, a cavity is formed in a part of the holding unit, and the suspended line is disposed in the cavity. Wherein each of the plurality of planar resonator print elements is provided with a notch at a predetermined angle with respect to the suspended line, and a front surface of the substrate facing the planar resonator print element. On the metal plate or metallized plastic plate on the side,
A planar antenna, characterized in that holes corresponding to the shape and size of the planar resonator print element are provided so as to be surrounded by the holding portion.
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