JP3035853B2 - 平面アンテナ - Google Patents

平面アンテナ

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JP3035853B2
JP3035853B2 JP2243528A JP24352890A JP3035853B2 JP 3035853 B2 JP3035853 B2 JP 3035853B2 JP 2243528 A JP2243528 A JP 2243528A JP 24352890 A JP24352890 A JP 24352890A JP 3035853 B2 JP3035853 B2 JP 3035853B2
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antenna
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卓也 藤本
雅男 水野
一男 金子
誠司 嘉戸
充 平尾
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Omron Corp
Showa Denko Materials Co Ltd
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Omron Corp
Hitachi Chemical Co Ltd
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【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 本発明は、マイクロ波を用いた車両感知器に使用する
ビーム切り換え型の平面アンテナに関する。
(ロ)従来の技術 先に本願出願人のうちの一人が提出した「多車線対応
型車両感知器」に示すように、車線を走行する車両の速
度と車両の有無を感知するために、複数の受信エレメン
トを有し、その各エレメントに得られる受信信号を車線
数に対応して分配する分配器と、分配された信号を各車
線に対応する指向特性が得られるように、それぞれ所定
の位相だけ遅らせる複数の位相器を備え、同時に各車線
に対応する指向特性で各車線毎の受信信号を得るように
したアンテナが知られている。
(ハ)発明が解決しようとする課題 この従来のアンテナは、分配器の分配数に反比例して
伝送される電力が小さいことが分かった。すなわち伝送
される電力が、二分配器であれば1/2に、三分配器であ
れば1/3になるのである。
本発明は、伝送される電力の損失の少ないビーム切り
換え型の平面アンテナを提供することを目的とする。
(ニ)課題を解決するための手段 本発明の平面アンテナは、第1図(a)、第1図
(b)に示すように、地導体3と、この地導体3の表面
に設けられた誘電体層4と、この誘電体層4の表面に形
成されたパッチ状放射素子5を2以上直列に接続したア
ンテナ列33、…、36と、そのアンテナ列に電力を供給す
る供給端子19、…、22とを複数配列した主回路板1と、 第1図(c)、第1図(b)に示すよう、地導体6
と、この地導体6の表面に設けられた誘電体層7と、そ
の誘電体層7の表面に形成された2つの電力を供給する
供給端子27および28と、この供給端子27、28のそれぞれ
に接続された分配器23および24と、この分配器23、24に
接続され、かつ一方の分配器23からの供給電力の位相は
変えずに他方の分配器24からの供給電力のみの位相を90
゜変える出力端子10または12と、その一方の分配器23か
ら供給電力のみの位相を90゜変え前記他方の分配器24か
らの供給電力の位相は変えない出力端子11または13とを
有するハイブリッド回路25または26とを備えた副回路板
2と、 第1図(b)に示すように、前記副回路板2からの出
力を前記主回路板1のアンテナ列へ接続する伝送経路14
とを備え、 第1図(a)、…、第1図(c)に示す前記副回路板
2の上の前記一方の供給端子27から前記主回路板1の一
方のアンテナ列33または35までの給電線路の電気長が、
隣接する他方のアンテナ列34または36との間で1/4λg
(λg:線路波長)異なり、他方の供給端子28から同一の
アンテナ列までの電気長が、一方のアンテナ列33または
35には前記一方の供給端子27からの信号と同相となり、
かつ他方のアンテナ列34または36には逆相となるように
設けられたことを特徴とする。
本発明に用いるパッチ状放射素子5は、導体であれば
どのようなものでも使用することができ、損失が少なく
形成し易いものを選択して用いる。このような放射素子
を2以上直列に接続したアンテナ列33、…、36として
は、従来より知られた給電線路8によって接続すること
ができる。この給電線路8の材料は放射素子と同様に、
導体であればどのようなものでも使用でき、適宜選択し
て用いる。そのアンテナ列に電力を供給する供給端子1
9、…、22としても、前記放射素子5および給電線路8
と同様であり、これらを複数配列した主回路板1は、第
1図(b)に示すように、誘電体層4によって支持さ
れ、さらにこの誘電体層4は地導体3によって支持され
る。
この誘電体層4は、ポリエチレン、ポリイミド、ポリ
エステル、ポリフルオロエチレン、ポリプロピレン、ポ
リエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン等、比
誘電率、誘電正接の低いものを使用することができ、ま
た、通常のエポキシ系、アクリル系の樹脂であっても、
気泡を多く含むように構成されたもの、あるいは無機質
の絶縁材料であって多孔質のものも使用できる。さらに
は、前記の有機絶縁材料をフィルムにしたものを主回路
を支持するものとして使用し、これらの絶縁材料をスペ
ーサとして、空気層を誘電体に代えて使用できる。
本発明の平面アンテナに使用する地導体3の材質は、
導体であればどのようなものでも使用でき、銅、アルミ
ニウム、鉄、青銅、真鍮、等必要とされる導電率、機械
強度に応じて選択し、その厚さも材質も必要とされる特
性に応じて選択することができる。
2つの位相の異なる電力を供給する供給端子27および
28と、その供給端子に接続された分配器23および24と、
その分配器に接続され、かつ一方の分配器23からの供給
電力の位相は変えずに他方の分配器24からの供給電力の
みの位相を90゜変える出力端子10または12と、その一方
の分配器23からの供給電力のみの位相を90゜変え前記他
方の分配器24からの供給電力の位相は変えない出力端子
11または13とを有するハイブリッド回路25または26とを
備えた副回路板2も、前記主回路板1と同様にして作る
ことができる。
このハイブリッド回路25または26は、詳細には第2図
に示すような形状をしており、線路29から供給された電
力は、同一線上にある線路31へは位相を変えずに取り出
され、対角線上にある線路32へは90゜位相が遅れて取り
出されるもので、また、線路30から供給された電力は、
同一線上にある線路32へは位相を変えずに取り出され、
対角線上にある線路31へは90゜位相が遅れて取り出され
るものである。
また、第1図(b)に示すように、副回路板2は、誘
電体層7に支持され、その誘電体層7は、地導体6によ
って支持されている。
この誘電体層7は、前記誘電体層4と同様にでき、地
導体6も、前記地導体3と同様にできる。
前記副回路板2からの出力を前記主回路板1のアンテ
ナ列へ接続する伝送線路14としては、同軸ケーブルある
いは同軸構造にした接続具が使用でき、伝送損失が少な
いものが好ましい。
前記主回路板2の上の前記一方の供給端子27から前記
主回路板1の一方のアンテナ列33または35までの給電線
路の電気長が、隣接する他方のアンテナ列34または36と
の間で1/4λg異なるようにするために、前記ハイブリ
ッド回路25または26を用いる。
また、他方の供給端子28から同一のアンテナ列33また
は35までの電気長が、前記一方の供給端子27からの信号
と同相となり、かつ他方のアンテナ列34または36には逆
相となるように設けるためには、前記各供給端子27およ
び28からハイブリッド回路25または26までの電気長を等
しくし、かつ、ハイブリッド回路25および26から各アン
テナ列33、…、36までの電気長を等しくすることによっ
て実現できる。
(ホ)作用 このように構成することによって、第3図に示すよう
に、この平面アンテナに対して−θの方向からの電波を
受信すると、アンテナ列33によって受信された電波は端
子10を介してハイブリッド回路25から位相が遅れずに端
子27へ出力され、同時にハイブリッド回路25から位相が
90゜遅れて端子28へ出力される。このとき、アンテナ列
34によって受信されて電波は、アンテナ列33との間隔l
と電波の入射角度−θから計算されるl・sinθだけア
ンテナ列33での信号より位相の遅れた信号となる。この
l・sinθの位相が、その周波数でλg/4すなわち90゜に
相当する場合には、端子11を介してハイブリッド回路25
から端子28へはアンテナ列33の信号から90゜遅れた信号
となり、端子27へはさらに90゜遅れて180゜遅れた信号
となる。
したがって、端子28には、アンテナ列33から90゜遅れ
た信号とアンテナ列34からはアンテナ列33に対してやは
り90゜遅れた信号が現れ、合成するとアンテナ列33で受
信した信号の90゜位相が遅れた大きな信号が現れる。と
ころが、端子27には、アンテナ列33で受信した信号は位
相が遅れずに現れるが、アンテナ列34からの信号はアン
テナ列33に対して180゜位相が遅れており、合成すると
ちょうど消去されてしまい、端子27に出力は現れない。
アンテナ列35およびアンテナ列36の出力も同じように
作用する。
逆に、電波の入射角度がθである場合には、端子27に
は信号が現れ、端子28には信号が現れない。
このようにして、アンテナは2方向に等しい大きさの
損失が極めて小さいビームを形成でき、そのどちらを使
用するか選択することができる。
(ヘ)実施例 第1図(a)、…、第1図(c)に本発明の一実施例
平面アンテナを示す。
誘電体層4および7は発泡ポリエチレンを用い、地導
体3および6はアルミニウム板を用いた。主回路板1と
副回路板2は、同軸構造の接続を行った。
このときに、アンテナを受信用にして測定したとこ
ろ、各端子27および28への出力の損失は、0.5〜1dBであ
り、損失が極めて低いビーム切り換え型のアンテナとす
ることができた。
(ト)発明の効果 以上に説明したように、本発明によって、損失の極め
て少ないビーム切り換え型の平面アンテナを提供するこ
とができた。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)は本発明の一実施例平面アンテナを示す上
面図、第1図(b)は同実施例平面アンテナの側面図、
第1図(c)は同実施例平面アンテナの透視下面図であ
り、第1図(a)の裏面図、第2図は同実施例平面アン
テナに用いたハイブリッド回路の上面図、第3図は本発
明の効果を説明するために用いた概念図である。 符号の説明 1:主回路板、2:副回路板、 3・6:地導体、4・7:誘電体層、 10、…、13:ビーム切り換え回路板上の接続端子、 19、…、22:アンテナ回路板上の接続端子、 25・26:ハイブリッド回路、 33、…、36:アンテナ列。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金子 一男 茨城県下館市大字小川1500番地 日立化 成工業株式会社下館研究所内 (72)発明者 嘉戸 誠司 茨城県下館市大字小川1500番地 日立化 成工業株式会社下館研究所内 (72)発明者 平尾 充 茨城県下館市大字五所宮1150番地 日立 化成工業株式会社五所宮工場内 (56)参考文献 特開 昭63−135003(JP,A) 特開 昭62−1304(JP,A) 特公 昭56−31761(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01Q 3/00 - 3/46 H01Q 13/00 - 13/28 H01Q 23/00 H01Q 25/00 - 25/44

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】地導体と、この地導体の表面に設けられた
    誘電体層と、この誘電体層表面に形成されたパッチ状放
    射素子を2以上直列に接続したアンテナ列と、このアン
    テナ列に電力を供給する供給端子とを複数配列した主回
    路板と、 地導体と、この地導体の表面に設けられた誘電体層と、
    この誘電体層表面に形成された2つの電力を供給する供
    給端子と、この供給端子のそれぞれに接続された分配器
    と、この分配器に接続され、かつ一方の分配器からの供
    給電力の位相は変えずに他方の分配器からの供給電力の
    みの位相を90゜変える出力端子と、前記一方の分配器か
    らの供給電力のみの位相を90゜変え前記他方の分配器か
    らの供給電力の位相は変えない出力端子とを有するハイ
    ブリッド回路とを備えた副回路板と、 前記副回路板からの出力を前記主回路板のアンテナ列へ
    接続する伝送線路とを備え、 前記副回路板の上の前記一方の供給端子から前記主回路
    板の一方のアンテナ列までの給電線路の電気長が、隣接
    する他方のアンテナ列間で1/4λg(λg:線路波長)異
    なり、他方の供給端子から同一のアンテナ列までの電気
    長が、一方のアンテナ列には前記一方の供給端子からの
    信号と同相となり、かつ他方のアンテナ列には逆相とな
    るように設けられたことを特徴とする平面アンテナ。
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JP3663702B2 (ja) * 1995-12-05 2005-06-22 株式会社デンソー 平面アレーアンテナ及び位相モノパルスレーダ装置
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