JP3041941B2 - マイクロストリップアンテナアレー - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、背面給電型のマイクロストリップアンテ
ナアレーに関する。

［発明の概要］ この発明は、背面給電型のマイクロストリップアンテ
ナアレーにおいて、共通の誘電体層の両面に複数の放射
素子と複数の給電線条をそれぞれ配設すると共に、放射
素子をの外縁に沿って誘電体層の一面に配設した第１の
接地導体と、放射素子に対向して誘電体層の他面に配設
した第２の接地導体とを、誘電体層を貫通して接続する
ことにより、アンテナ部の放射特性に対する給電線から
の不要放射の悪影響を確実かつ経済的に防止することが
できるようにしたものである。

［従来の技術］ 従来、マイクロストリップアンテナをアレー化する場
合、複数のアンテナ部に電力を分配する給電回路にも、
一般的に、マイクロストリップ型の給電線が用いられ
る。

先ず、従来の共平面給電型のマイクロストリップアン
テナアレーについて説明する。

第４図及び第５図に示すように、この型のアンテナア
レー（10）では、例えば、ふっ素樹脂のような低損失の
誘電体層（11）を介して、共通の接地導体（12）と、複
数の、例えば２個の円板導体（放射素子）（13），（1
4）とが対向配設されて、例えば２個のマイクロストリ
ップアンテナ（10a），（10b）が構成される。そして、
このアンテナ（10a），（10b）に高周波電力を供給する
給電回路（20）は、その給電線条（23）〜（26）が、誘
電体層（11）に関して、放射素子（13），（14）と同じ
側に配設される。

第４図に示すように、給電回路（20）は、信号源SSに
接続される基準特性インピーダンスの広幅線条（23）
と、この線条（23）の終端の分岐点Ｐから分岐する等長
の中間線条（24a），（24b）と、この線条（24a），（2
4b）の各終端の分岐点Q1,Q2から分岐する２対の狭幅線
条（25a），（25b）；（26a），（26b）から構成され
る。

各一方の狭幅線条（25a），（26a）の長さは、各他方
の狭幅線条（25b），（26b）のそれよりも1/4波長だけ
長くされて、各アンテナ（10a），（10b）の放射素子
（13），（14）は、周縁上の給電点（15a），（15b）；
（16a），（16b）が、それぞれ90゜の位相差で、例えば
TM11モードで励振されて、円偏波を放射する。

なお、アンテナ（10a），（10b）の放射素子（13），
（14）と、給電回路（20）の給電線条（23）〜（26）と
は、１枚の両面銅張積層板をエッチング処理して容易に
形成することができる。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、前述の共平面給電型のマイクロストリップ
アンテナアレーは、機械的に簡単な構成ではあるが、放
射素子（13），（14）の近傍の給電線条（23）〜（26）
が進行波型アンテナとして作用して、不要放射が発生
し、本来のアンテナ（10a），（10b）の所望の指向性が
乱されるという問題があった。

特に、円偏波の場合には、給電線からの不要放射によ
り、指向性の軸比が顕著に劣化する。

上述のような、給電線からの不要放射の悪影響を防止
するものとしては、背面給電型のマイクロストリップア
ンテナアレーが知られている。

次に、第６図〜第８図を参照しながら、従来の背面給
電型のマイクロストリップアンテナアレーについて説明
する。この第６図〜第８図において、前出第４図及び第
５図に対応する部分には同一の符号を付して重複説明を
省略する。

第６図〜第８図に示すように、背面給電型のアンテナ
アレー（10R）では、２個のマイクロストリップアンテ
ナ（10s），（10t）の放射素子（13），（14）に、その
中心からオフセットして、各１対の給電点（15a），（1
5）；（16a），（16b）が設定され、このアンテナ（10
s），（10t）と給電回路（20r）とが、それぞれの接地
導体（12）及び（22）を対接させて機械的に結合される
と共に、給電回路（20r）の２対の狭幅線条（25a），
（25b）；（26a），（26b）の各終端が、それぞれ誘電
体層（11），（21）と接地導体（12），（22）とを貫通
する複数の接続線（27）によって、対応する給電点（15
a），（15b）；（16a），（16b）にそれぞれ接続され
る。

上述のような、背面給電型のアンテナアレーでは、放
射素子（13）（14）との間に介在する接地導体（12）
（22）によって給電線条（23）〜（24）が遮蔽されるた
め、給電線からの不要放射の悪影響は防止される。

しかしながら、上述のような、背面給電型のアンテナ
アレーでは、ふっ素樹脂のような低損失で高価な誘電体
を使用した両面銅張積層板が２枚必要であり、前述の共
平面給電型のアンテナアレーに比べて、材料費・工数と
も大幅に上昇するという問題があった。

ちなみに、例えば10GHz帯で使用する場合、両誘電体
層（11），（21）の厚さはt11＝t21＝0.8mmとなり、ま
た、2GHz帯で使用する場合には、t11＝3.2mm;t21＝0.8m
mとなる。

かかる点に鑑み、この発明の目的は、アンテナ部の放
射特性に対する給電線からの不要放射の悪影響を確実か
つ経済的に防止することができるマイクロストリップア
ンテナアレーを提供するところにある。

［課題を解決するための手段］ この発明は、誘電体層（11）の一方の面に配設された
複数の放射素子（13）（14）の反対面に複数の給電線条
（23）〜（26a）（26b）を配設したマイクロストリップ
アンテナアレー（21u）において、誘電体層（11）を共
通として、この共通の誘電体層（11）の一方の面に配設
した複数の放射素子（13）（14）の外縁に沿って離間し
て配設した第１の接地導体（22u）と、複数の放射素子
（13）（14）の反対面に設けた複数の給電線条（23）〜
（26a）（26b）と離間し、且つ複数の放射素子（13）
（14）と対向して配設した第２の接地導体（17）（18）
とを具備し、共通の誘電体層（11）を貫通して、複数の
放射素子（13）（14）の給電点と複数の給電線条（23）
〜（26a）（26b）間とを接続すると共に、複数の放射素
子（13）（14）の各々の外縁に沿って互に離間して形成
されたスルーホール（19）を介して第１及び第２の接地
導体（22u）（17）（18）を接続するようにしたことを
特徴とするマイクロストリップアンテナアレーである。

［作用］ かかる構成によれば、アンテナ部の放射特性に対する
給電線からの不要放射の悪影響が確実かつ経済的に防止
される。

［実施例］ 以下、第１図〜第３図を参照しながら、この発明によ
るマイクロストリップアンテナアレーの一実施例につい
て説明する。

この発明の一実施例の構成を第１図〜第３図に示す。
この第１図〜第３図において、前出第４図〜第８図に対
応する部分には同一の符号を付して一部の説明を省略す
る。

第１図〜第３図において、（10U）は背面給電型のア
ンテナアレーであって、共通の誘電体層（11）の両面
に、複数の放射素子（13），（14）と、放射素子よりや
や大径の複数の接地導体（17），（18）とがそれぞれ対
向して同心に配設されて、複数のマイクロストリップア
ンテナ（10v），（10w）が構成される。接地導体（1
7），（18）には、各放射素子（13），（14）の給電点
（15a），（15b）；（16a），（16b）にそれぞれ対応し
て、切欠部（17a），（17b）；（18a），（18b）が形成
される。

誘電体層（11）の背面には給電回路（20u）の各給電
線条（23）〜（26）が搭載されて、接地導体（17），
（18）の切欠部（17a）〜（18b）内に位置するように配
設された、狭幅線条（25a），（25b）；（26a），（26
b）の終端が、誘電体層（11）を貫通する接続線（27）
によって、放射素子（13），（14）の給電点（15a），
（15b）；（16a），（16b）にそれぞれ接続される。

そして、給電回路（20u）の接地導体（22u）は、共通
の誘電体層（11）の正面のほぼ全域に配設され、アンテ
ナ（10v），（10w）の放射素子（13），（14）を繞っ
て、開口（22v），（22w）がそれぞれ形成される。この
開口（22v），（22w）は、アンテナ（10v），（10w）の
接地導体（17），（18）よりやや小径に形成されて、多
数のスルーホール（19）により、接地導体（17），（1
8）及び開口（22v），（22w）の各周縁がそれぞれ接続
される。

この実施例では、上述のように構成したので、接地導
体（22u）によって給電線条（23）〜（26）が遮蔽され
て、放射素子（13），（14）に対する給電線からの不要
放射の悪影響は防止される。

しかも、ふっ素樹脂のような低損失で高価な誘電体を
使用した両面銅張積層板が１枚で足りるため、前述の共
平面給電型のアンテナアレーとほぼ同等の経済性が得ら
れる。

なお、第３図に鎖線で示すように、背面側の接地導体
は、連続していてもよい。

［発明の効果］ 以上詳述のように、この発明によれば、共通の誘電体
層の両面に複数の放射素子と複数の給電線条をそれぞれ
配設すると共に、放射素子囲繞して誘電体層の一面に配
設した第１の接地導体と、放射素子に対向して誘電体層
の他面に配設した第２の接地導体とを、誘電体層を貫通
して接続するようにしたので、アンテナ部の放射特性に
対する給電線からの不要放射の悪影響を確実かつ経済的
に防止することができる背面給電型のマイクロストリッ
プアンテナアレーが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図はこの発明によるマイクロストリップア
ンテナアレーの一実施例の構成を示す平面図、断面図及
び底面図、第４図及び第５図は従来のマイクロストリッ
プアンテナアレーの構成例を示す平面図及び断面図、第
６図〜第８図は他の従来例の構成を示す平面図、断面図
及び底面図である。 （11）は誘電体層、（13），（14）は放射素子、（1
7），（18），（22u）は接地導体、（19）はスルーホー
ル、（23）〜（26）は給電線条である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01Q 13/08 H01Q 21/06

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】誘電体層の一方の面に配設された複数の放
   射素子の反対面に複数の給電線条を配設したマイクロス
   トリップアンテナアレーにおいて、 上記誘電体層を共通として、この共通の誘電体層の一方
   の面に配設した上記複数の放射素子の外縁に沿って離間
   して配設した第１の接地導体と、 上記複数の放射素子の反対面に設けた上記複数の給電線
   条と離間し、且つ該複数の放射素子と対向して配設した
   第２の接地導体とを具備し、 上記共通の誘電体層を貫通して、上記複数の放射素子の
   給電点と上記複数の給電線条間とを接続すると共に、上
   記複数の放射素子の各々の外縁に沿って互に離間して形
   成されたスルーホールを介して上記第１及び第２の接地
   導体を接続するようにしたことを特徴とするマイクロス
   トリップアンテナアレー。