JP3044308B2 - マイクロストリップスロットアレーアンテナ - Google Patents

マイクロストリップスロットアレーアンテナ

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JP3044308B2
JP3044308B2 JP2207373A JP20737390A JP3044308B2 JP 3044308 B2 JP3044308 B2 JP 3044308B2 JP 2207373 A JP2207373 A JP 2207373A JP 20737390 A JP20737390 A JP 20737390A JP 3044308 B2 JP3044308 B2 JP 3044308B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、スタックする方向を含む面のビーム幅また
はサイドローブを改善したマイクロストリップスロット
アレーアンテナに関するものである。
(従来の技術) マイクロストリップスロットアレーアンテナの一例が
特公昭57−13163号公報に記載されている。第4図は、
上記公報に示された技術を用いて2段スタックとしたマ
イクロストリップスロットアレーアンテナの一例の平面
図である。
第4図において、誘電体基板10の一方の面に2本の給
電ストリップライン12,12が並列に形成され、他方の面
に配置された導電膜にこれらの給電ストリップライン1
2,12を挟んで対向して給電ストリップライン12,12に沿
って複数本の半波長のスロット14,14…が配列される。
そして、これらの複数本のスロット14,14…に対して給
電ストリップライン12,12から従属的に逐次給電するよ
うにしたものである。
そして、これらの給電ストリップライン12,12に接続
配線用の給電ストリップラインを適宜に分岐または引き
回すことで配線して給電するのに代えて、給電ストリッ
プライン12,12の中央部に設けられた給電部16,16に同軸
線路(図示せず)を介してマイクロ波信号が伝搬される
ように構成されている。
また、スロット14,14…の配列方向を含む面の放射パ
ターンの振幅分布を所望の形に設定するため、またはサ
イドローブを希望レベルに低く抑えるために、給電スト
リップライン12,12の両端部側のスロット14、14…ほど
中央部側のスロット14、14…より給電ストリップライン
12、12との間のスタックした方向の間隔を離して配置さ
れる(d1〉d2)。なお、給電ストリップライン12、12を
挟んで対向して配置されるスロット14,14…と給電スト
リップライン12、12との間のスタックした方向の間隔
は、等しくなるように配置される。
(発明が解決しようとする課題) 上記のごときしてスロットアレーアンテナを2段にス
タックするならば、給電ストリップライン12、12の両端
部のスロット14,14…が給電ストリップライン12、12か
ら離れて配置される間隔d1によって、スロットアレーア
ンテナをスタックできる間隔wが制限される。そこで、
放射電力が大きい中央部のスロット14,14…が、スタッ
クする方向で大きく離れて配置される。この結果、放射
パターンは、スタックする方向を含む面でのビーム幅が
狭いものとなる。また、電力放射の大きい中央部のスロ
ット14,14…が、誘電体基板10の周縁部に位置するた
め、誘電体基板10が有限であることの影響が強くなり、
放射パターンが乱れ易いという不具合があった。
特に、スロットアレーアンテナを垂直方向にスタック
して指向性の強いビームを放射させて小型船舶用のレー
ダとして用いようとすると、垂直方向のビーム幅が狭い
ために、船舶のピッチングおよびローリングに伴なう放
射パターンの上下のぶれにより、検出すべき物体から放
射パターンがそれてしまうという不具合を生じさせ易
い。したがって、従来の技術にあっては、スロットアレ
ーアンテナを垂直方向にスタックして小型船舶用のレー
ダーとして用いることは現実的でなかった。このため
に、船舶のピッチングおよびローリングに伴なう放射パ
ターンの上下のぶれをカバーできるだけの垂直方向のビ
ーム幅の拡大が要請されていた。また、上述のスロット
アレーアンテナにあっては、スロット14,14…の配列方
向を含む面の放射パターンのサイドローブ等については
配慮されているが、スタックした方向の面を含む放射パ
ターンのサイドローブ等については何ら配慮されていな
い状況にあった。
本発明は、上述したマイクロストリップスロットアレ
ーアンテナの事情に鑑みてなされたもので、スタックす
る方向を含む面のビーム幅またはサイドローブ等を改善
したマイクロストリップスロットアレーアンテナを提供
することを目的とする。
(課題を解決するための手段) かかる目的を達成するために、本発明のマイクロスト
リップスロットアレーアンテナは、誘電体基板の一方の
面に給電ストリップラインを複数本並列に形成し、他方
の面に配置された導電膜に前記給電ストリップラインを
挟んで対向させてそれぞれ給電ストリップラインに沿わ
せて複数本のスロットを配列するマイクロストリップス
ロットアレーアンテナにおいて、スタックする方向で、
前記給電ストリップラインの中央部の相互間隔が両端部
の相互間隔より狭くなるように、前記給電ストリップラ
インを中央部から放射状に配置して構成される。
そして、本発明のマイクロストリップスロットアレー
アンテナは、前記給電ストリップラインの両端部に沿う
スロットを中央部に沿うスロットより前記給電ストリッ
プラインから離して配置して構成されても良い。
また、本発明のマイクロストリップスロットアレーア
ンテナは、誘電体基板の一方の面に給電ストリップライ
ンを複数本並列に形成し、他方の面に配置された導電膜
に前記給電ストリップラインを挟んで対向させてそれぞ
れ給電ストリップラインに沿わせて複数本のスロットを
配列するマイクロストリップスロットアレーアンテナに
おいて、スタックした方向で、前記給電ストリップライ
ンを挟んで対向する外側に配置されたスロットを内側に
配置されたスロットより前記給電ストリップラインから
離して配置して構成される。
さらに、本発明のマイクロストリップスロットアレー
アンテナは、誘電体基板の一方の面に給電ストリップラ
インを複数本並列に形成し、他方の面に配置された導電
膜に前記給電ストリップラインを挟んで対向させてそれ
ぞれ給電ストリップラインに沿わせて複数本のスロット
を配列するマイクロストリップスロットアレーアンテナ
において、スタックする方向で、前記給電ストリップラ
インの中央部の相互間隔が両端部の相互間隔より狭くな
るように前記給電ストリップラインを前記中央部から放
射状に配置するとともに、前記給電ストリップラインを
挟んで対向する外側に配置されたスロットを内側に配置
されたスロットより前記給電ストリップラインから離し
て配置して構成することもできる。
(作用) まず、給電ストリップラインの中央部のスタックした
方向の相互間隔が、両端部の相互間隔より狭いものとな
るように給電ストリップラインを中央部から放射状に配
置したので、給電ストリップラインを従来のものより中
央部の相互間隔を狭くすることができ、中央部における
スロットのスタックした方向の間隔が短くなって、スタ
ックした方向を含む面のビーム幅が拡大される。
そして、給電ストリップラインの両端部に沿うスロッ
トを中央部に沿うスロットより給電ストリップラインか
ら離して配置するならば、給電ストリップラインの中央
部に沿うスロットの結合が両端部に沿うスロットの結合
より強くなって供給される電力が最大となり、中央部の
スロットからの電力放射が最も強くなる。そこで、給電
ストリップラインの相互間隔が短い中央部からの強い電
力放射により、効率良くスタックした方向にビーム幅の
拡大がなされる。しかも、この電力放射の高いな中央部
のスロットが誘電体基板の中央側に寄せて配置されるの
で、誘電体基板が有限であることによる影響が少ない。
また、給電ストリップラインを挟んで対向する外側に
配置されたスロットを、内側に配置されたスロットより
スタックした方向で給電ストリップラインより離して配
置するならば、外側に配置されたスロットは、内側に配
置されたスロットより給電ストリップラインとの結合が
弱くなる。そこで、外側に配置されたスロットは、内側
に配置されたスロットより電力放射が弱くなり、スタッ
クした方向を含む面のサイドローブが低く抑えられる。
さらに、給電ストリップラインを中央部から放射状に
配置するとともに、外側のスロットを内側のスロットよ
り給電ストリップラインから離して配置するならば、ス
タックした方向を含む面のビーム幅が拡大されるととも
にサイドローブが低く抑えられた放射パターンが得られ
る。
(実施例) 以下、本発明の実施例の構造を第1図を参照して説明
する。第1図は、本発明のマイクロストリップスロット
アレーアンテナの一実施例の平面図である。
第1図において、誘電体基板10の一方の面に2本の給
電ストリップライン12,12が並列に形成され、他方の面
に配置された導電膜にこれらの給電ストリップライン1
2,12を挟んで対向して給電ストリップライン12,12に沿
って複数本の半波長のスロット14,14…が配置される。
そして、こけらの給電ストリップライン12,12の中央
部に給電部16,16が設けられ、給電ストリップライン12,
12はスタックした方向の中央部の相互間隔w1が両端部の
相互間隔w2より狭くなるように、中央部の給電部16,16
から放射状に配置される。また、給電ストリップライン
12,12の両端部に沿うスロット14,14…と給電ストリップ
ライン12、12との間隔d3が、中央部に沿うスロット14、
14…と給電ストリップライン12,12との間隔d4よりも離
して配置される。さらに、スタックする方向で、給電ス
トリップライン12,12を挟んで対向して外側に配置され
るスロット14,14…と給電ストリップライン12,12との間
隔d3が、内側に配置されたスロット14,14…と給電スト
リップライン12,12との間隔d5よりも離して配置され
る。
かかる構成において、給電部16,16より給電ストリッ
プライン12,12を両端部に向けてマイクロ波信号が伝搬
され、この給電ストリップライン12,12に沿って配列さ
れたスロット14,14…が励振されて誘電体基板10の面に
垂直方向の放射パターンが形成される。ここで、スロッ
ト14,14…の配列方向を含む面の放射パターンに関して
は、スロット14,14…を給電ストリップライン12,12から
両端部側を離して配置することでサイドローブが低く抑
えられる。そして、スロット14,14…の配列方向と直交
するスタックした方向を含む面の放射パターンに関して
は、給電ストリップライン12、12の中央部の間隔w1がス
タックした方向に狭く、これに沿うスロット14,14…の
間隔が接近して狭くなるのでスタックした方向のビーム
幅が拡大される。また、スタックする方向で、給電スト
リップライン12、12の外側に配置されるスロット14,14
…を内側に配置されるスロット14,14…より給電ストリ
ップライン12,12から離して配置するので、外側のスロ
ット14,14…からの電力放射が弱く、サイドローブが低
く抑えられる。さらに、給電ストリップライン12、12に
中央部でスロット14、14…が最も密に結合するように近
接させて配置するので、中央部のスロット14、14…に供
給される電力が最大となり、中央部のスロット14、14…
から効率良く電力放射がなされる。そこで、給電ストリ
ップライン12、12の相互間隔が短い中央部からの強い電
力放射により、スタックした方向にビーム幅の拡大が効
果的になされる。しかも、中央部の電力放射の最も強い
スロット14、14…が誘電体基板10の中央側に寄せて配置
されるので、誘電体基板10が有限であることによる悪影
響が少ない。
第2図は、第1図に示す本発明のマイクロストリップ
スロットアレーアンテナの一実施例のスタックした方向
を含む面の放射パターンの実測値である。第5図は、第
4図に示すマイクロストリップスロットアレーアンテナ
の一例のスタックした方向を含む面の放射パターンの実
測値である。
第2図と第5図を比較して明かなように、第1図に示
す本発明のマイクロストリップスロットアレーアンテナ
は、第4図に示すマイクロストリップスロットアレーア
ンテナに比較して、ビーム幅が拡大されるとともに、サ
イドローブが低く抑えられるように改善されている。
第3図は、本発明のマイクロストリップスロットアレ
ーアンテナの他の実施例の平面図である。第3図におい
て、第1図と同一または均等な部材には同一符号を付け
て重複した説明を省略する。
第3図において、第1図に示したものと相違するとこ
ろは、給電ストリップライン12a,12b,12aが3本配列に
誘電体基板10上に形成されて、3段にスロットアレーア
ンテナがスタックされたことにある。そして、スタック
した方向で、外側にある2本の給電ストリップライン12
a,12aが第1図に示すものと同様に中央部から放射状に
配置され、中央の挟まれた給電ストリップライン12bが
直線で配置される。さらに、スタックした方向で、中央
の挟まれた給電ストリップライン12bを挟んで対向する
スロット14,14…と給電ストリップライン12bとの間隔d6
より、外側の給電ストリップライン12a、12aに沿う内側
のスロット14,14…と給電ストリップライン12a,12aとの
間隔d7が離れて配置される。さらに、この外側の給電ス
トリップライン12a,12aに沿う内側のスロット14,14…と
給電ストリップライン12a,12aとの間隔d7により、外側
の給電ストリップライン12a,12aに沿う外側のスロット1
4,14…と給電ストリップライン12a,12aとの間隔d8が離
れて配置される。
なお、上記した実施例では、2段スタックと3段スタ
ックとしたものを説明したが、これ以上の段数でスタツ
クしても良いことは勿論である。また、給電部16,16,16
は給電ストリップライン12,12a,12bの中央部に限られ
ず、端部に設けてあっても良い。さらに、給電部16,16,
16に同軸線路でマイクロ波信号を伝搬するものに限られ
ず、同一の誘電体基板10上に配線用の給電ストリップラ
インが用いられても良い。
(発明の効果) 本発明は、以上説明したように構成されているので、
以下に記載するような効果を奏する。
請求項1記載のマイクロストリップスロットアレーア
ンテナにあっては、給電ストリップラインの中央部を相
互間隔を狭くでき、中央部におけるスロットのスタック
した方向の間隔が短くなって、スタックした方向を含む
面のビーム幅が拡大される。そこで、小型船舶用のレー
ダーとして用いるならば、船舶のピッチングおよびロー
リングに対して垂直方向にビーム幅が広い分だけ放射パ
ターンが検出すべき物体からそれるようなことがなく、
実用上で極めて有益である。
そして、請求項2記載のマイクロストリップスロット
アレーアンテナにあっては、給電ストリップラインの相
互間隔が短い中央部で、スロットが給電ストリップライ
ンに強く結合するので、中央部のスロットからの電力放
射が強く、効率良くスタックした方向にビーム幅の拡大
がなされる。しかも、この電力放射の放射パターンが誘
電体基板が有限であることによる影響が少ない。
また、請求項3記載のマイクロストリップスロットア
レーアンテナにあっては、外側に配置されたスロット
は、内側に配置されたスロットより電力放射が弱くな
り、スタックした方向を含む面のサイドローブが低く抑
えられる。
さらに、請求項4記載のマイクロストリップスロット
アレーアンテナにあっては、スタックした方向を含む面
のビーム副が拡大されるとともにサイドローブが低く抑
えられた放射パターンが得られ、小型船舶用のレーダと
して好適である。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明のマイクロストリップスロットアレー
アンテナの一実施例の平面図であり、第2図は、第1図
に示す本発明のマイクロストリップスロットアレーアン
テナの一実施例のスタックした方向を含む面の放射パタ
ーンの実測値であり、第3図は、本発明のマイクロスト
リップスロットアレーアンテナの他の実施例の平面図で
あり、第4図は、従来の技術明を用いたマイクロストリ
ップスロットアレーアンテナの一例の平面図であり、第
5図は、第4図に示すマイクロストリップスロットアレ
ーアンテナの一例のスタックした方向を含む面の放射パ
ターンの実測値である。 10:誘電体基板、 12,12a,12b:給電ストリップライン、 14:スロット。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−211804(JP,A) 特公 昭57−13163(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01Q 21/08 H01Q 13/10

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】誘電体基板の一方の面に給電ストリップラ
    インを複数本並列に形成し、他方の面に配置された導電
    膜に前記給電ストリップラインを挟んで対向させてそれ
    ぞれ給電ストリップラインに沿わせて複数本のスロット
    を配列するマイクロストリップスロットアレーアンテナ
    において、スタックする方向で、前記給電ストリップラ
    インの中央部の相互間隔が両端部の相互間隔より狭くな
    るように、前記給電ストリップラインを中央部から放射
    状に配置したことを特徴とするマイクロストリップスロ
    ットアレーアンテナ。
  2. 【請求項2】請求項1記載のマイクロストリップスロッ
    トアレーアンテナにおいて、前記給電ストリップライン
    の両端部に沿うスロットを中央部に沿うスロットより前
    記給電ストリップラインから離して配置したことを特徴
    とするマイクロストリップスロットアレーアンテナ。
  3. 【請求項3】誘電体基板の一方の面に給電ストリップラ
    インを複数本並列に形成し、他方の面に配置された導電
    膜に前記給電ストリップラインを挟んで対向させてそれ
    ぞれ給電ストリップラインに沿わせて複数本のスロット
    を配列するマイクロストリップスロットアレーアンテナ
    において、スタックした方向で、前記給電ストリップラ
    インを挟んで対向する外側に配置されたスロットを内側
    に配置されたスロットより前記給電ストリップラインか
    ら離して配置したことを特徴とするマイクロストリップ
    スロットアレーアンテナ。
  4. 【請求項4】誘電体基板の一方の面に給電ストリップラ
    インを複数本並列に形成し、他方の面に配置された導電
    膜に前記給電ストリップラインを挟んで対向させてそれ
    ぞれ給電ストリップラインに沿わせて複数本のスロット
    を配列するマイクロストリップスロットアレーアンテナ
    において、スタックした方向で、前記給電ストリップラ
    インの中央部の相互間隔が両端部の相互間隔より狭くな
    るように前記給電ストリップラインを前記中央部から放
    射状に配置するとともに、前記給電ストリップラインを
    挟んで対向する外側に配置されたスロットを内側に配置
    されたスロットより前記給電ストリップラインから離し
    て配置したことを特徴とするマイクロストリップスロッ
    トアレーアンテナ。
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