JP3223594B2 - マイクロストリップアンテナ - Google Patents
マイクロストリップアンテナInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、マイクロストリップア
ンテナに関し、特に、ビームをチルトさせるアレーアン
テナに用いて好適なマイクロストリップアンテナに関す
る。
ンテナに関し、特に、ビームをチルトさせるアレーアン
テナに用いて好適なマイクロストリップアンテナに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、小型、軽量、ロープロフィルな特
徴を有する平面アンテナが注目されつつある。そのロー
プロフィル性を更に生かす手法として、平面アンテナの
ビームチルトに関する研究が盛んに行われている。
徴を有する平面アンテナが注目されつつある。そのロー
プロフィル性を更に生かす手法として、平面アンテナの
ビームチルトに関する研究が盛んに行われている。
【０００３】従来のビームをチルトさせる手法として用
いられる平面アンテナ素子単体は、通常のブロードサイ
ド型のアレーアンテナ同様にビームのピークが正面方向
にある素子を用いている。
いられる平面アンテナ素子単体は、通常のブロードサイ
ド型のアレーアンテナ同様にビームのピークが正面方向
にある素子を用いている。
【０００４】実際に、ビームのピークが正面方向にある
マイクロストリップアンテナ素子の構成は、図８に示す
比誘電率εr からなる基板の厚さｈの誘電体基板２の上
に放射導体１を配し、この放射導体１と対向する面に接
地導体３を配する構成にしている。この接地導体３側に
給電コネクタ５を設けている。給電点４は共に放射導体
１上にある。図８（ａ）は通常のマイクロストリップア
ンテナの平面図、図図８（ｂ）は破断線Ｉ−Ｉ’におけ
る断面図である。
マイクロストリップアンテナ素子の構成は、図８に示す
比誘電率εr からなる基板の厚さｈの誘電体基板２の上
に放射導体１を配し、この放射導体１と対向する面に接
地導体３を配する構成にしている。この接地導体３側に
給電コネクタ５を設けている。給電点４は共に放射導体
１上にある。図８（ａ）は通常のマイクロストリップア
ンテナの平面図、図図８（ｂ）は破断線Ｉ−Ｉ’におけ
る断面図である。
【０００５】また、上述したビームのピークが正面方向
にあるマイクロストリップアンテナの構成と異なる構成
として図８（ｃ）に示す片側短絡型マイクロストリップ
アンテナがある。図８（ｃ）は片側短絡型マイクロスト
リップアンテナの平面図を示し、図８（ｄ）は図８
（ｃ）の破断線Ｊ−Ｊ’における断面図である。この片
側短絡型マイクロストリップアンテナは、上記通常のマ
イクロストリップアンテナの零電位面を地板と短絡する
短絡面６を装荷することにより同一共振周波数で作動す
るにもかかわらず、素子寸法が通常のドミナントモード
で励振するマイクロストリップアンテナの１／２となる
小型平面アンテナである。
にあるマイクロストリップアンテナの構成と異なる構成
として図８（ｃ）に示す片側短絡型マイクロストリップ
アンテナがある。図８（ｃ）は片側短絡型マイクロスト
リップアンテナの平面図を示し、図８（ｄ）は図８
（ｃ）の破断線Ｊ−Ｊ’における断面図である。この片
側短絡型マイクロストリップアンテナは、上記通常のマ
イクロストリップアンテナの零電位面を地板と短絡する
短絡面６を装荷することにより同一共振周波数で作動す
るにもかかわらず、素子寸法が通常のドミナントモード
で励振するマイクロストリップアンテナの１／２となる
小型平面アンテナである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、例えば上述
したマイクロストリップアンテナを航空機の機体側面に
設置して進行方向である前方を観測する場合やアレーア
ンテナの素子アンテナとして用いて低仰角に合成放射ビ
ームを向ける場合等で、利得が低下してしまうことにな
る。
したマイクロストリップアンテナを航空機の機体側面に
設置して進行方向である前方を観測する場合やアレーア
ンテナの素子アンテナとして用いて低仰角に合成放射ビ
ームを向ける場合等で、利得が低下してしまうことにな
る。
【０００７】このような指向性の問題点を改善する方法
の一例として例えば、特開平３−１５７００３号公報に
おいては、誘電体基板の一方の面には地導体を設け、他
方の面には対称軸を有する形状の放射導体を設けて上記
地導体と共に放射素子を形成し、放射導体の対称軸に沿
う位置に接地状態として対称軸の両側をそれぞれこの対
称軸に垂直な方向の共振器と成し、上記対称軸に対して
対称に２つの給電点を配し、２つの給電点間に電波の放
射方向に応じた位相差を発生させる手段を設けてマイク
ロストリップアンテナとすることにより、放射される電
波の合成放射ビームの主ビームの方向を可変とし、指向
性を変化させている。
の一例として例えば、特開平３−１５７００３号公報に
おいては、誘電体基板の一方の面には地導体を設け、他
方の面には対称軸を有する形状の放射導体を設けて上記
地導体と共に放射素子を形成し、放射導体の対称軸に沿
う位置に接地状態として対称軸の両側をそれぞれこの対
称軸に垂直な方向の共振器と成し、上記対称軸に対して
対称に２つの給電点を配し、２つの給電点間に電波の放
射方向に応じた位相差を発生させる手段を設けてマイク
ロストリップアンテナとすることにより、放射される電
波の合成放射ビームの主ビームの方向を可変とし、指向
性を変化させている。
【０００８】また、小型、薄型で放射特性の向上を図る
方法として特開平１−１３５１０７号公報では、方形パ
ッチの下方に位置する誘電体部分に低誘電率の基板を重
ねて厚くし、他方、方形パッチの有意の誘電体部を薄く
することより、誘電体を厚くして広帯域化を図り、且つ
素子アンテナ間の相互結合量が小さいマイクロストリッ
プアンテナを実現させている。
方法として特開平１−１３５１０７号公報では、方形パ
ッチの下方に位置する誘電体部分に低誘電率の基板を重
ねて厚くし、他方、方形パッチの有意の誘電体部を薄く
することより、誘電体を厚くして広帯域化を図り、且つ
素子アンテナ間の相互結合量が小さいマイクロストリッ
プアンテナを実現させている。
【０００９】ところが、このようにアンテナビームの走
査角が大きいアレーアンテナは、ビームの走査方向での
アンテナ素子単体の利得が低下すると共に、所望の方向
以外にグレーティングローブが発生してアンテナの高利
得化を妨げている。
査角が大きいアレーアンテナは、ビームの走査方向での
アンテナ素子単体の利得が低下すると共に、所望の方向
以外にグレーティングローブが発生してアンテナの高利
得化を妨げている。
【００１０】そこで、本発明は、このような実情に鑑み
てなされたものであり、ビーム走査角の大きいアレーア
ンテナにおける利得の低下を防ぐと共に、所望の方向以
外でのグレーティングローブの発生を抑えて、任意の方
向へのビームチルトを可能にすることのできるマイクロ
ストリップアンテナの提供を目的とする。
てなされたものであり、ビーム走査角の大きいアレーア
ンテナにおける利得の低下を防ぐと共に、所望の方向以
外でのグレーティングローブの発生を抑えて、任意の方
向へのビームチルトを可能にすることのできるマイクロ
ストリップアンテナの提供を目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明に係るマイクロス
トリップアンテナは、誘電体層を介して接地導体に対向
する放射導体を備えたマイクロストリップアンテナにお
いて、上記放射導体の第１の中心線上で、且つ上記放射
導体の中心点に対して互いに対称となる位置に設けられ
た上記放射導体と上記接地導体とを短絡する２つの短絡
導体と、上記放射導体に設けられ、上記第１の中心線に
直交する第２の中心線を中心として互いに線対称な２つ
の導体剥離部と、上記放射導体の中心点に設けられた給
電点とを有することにより、上述の課題を解決する。
トリップアンテナは、誘電体層を介して接地導体に対向
する放射導体を備えたマイクロストリップアンテナにお
いて、上記放射導体の第１の中心線上で、且つ上記放射
導体の中心点に対して互いに対称となる位置に設けられ
た上記放射導体と上記接地導体とを短絡する２つの短絡
導体と、上記放射導体に設けられ、上記第１の中心線に
直交する第２の中心線を中心として互いに線対称な２つ
の導体剥離部と、上記放射導体の中心点に設けられた給
電点とを有することにより、上述の課題を解決する。
【００１２】誘電体層を介して接地導体に対向する放射
導体を備えたマイクロストリップアンテナにおいて、上
記放射導体の第１の中心線上で、且つ上記放射導体の中
心点に対して互いに対称となる位置に設けられた上記放
射導体と上記接地導体とを短絡する２つの短絡導体と、
上記放射導体に設けられ、上記第１の中心線に直交する
第２の中心線を中心として互いに線対称な２つの導体剥
離部と、上記２つの導体剥離部の間に形成された給電線
路上で、且つ上記中心点以外の位置に設けられた給電点
とを有することにより、上述の課題を解決する。
導体を備えたマイクロストリップアンテナにおいて、上
記放射導体の第１の中心線上で、且つ上記放射導体の中
心点に対して互いに対称となる位置に設けられた上記放
射導体と上記接地導体とを短絡する２つの短絡導体と、
上記放射導体に設けられ、上記第１の中心線に直交する
第２の中心線を中心として互いに線対称な２つの導体剥
離部と、上記２つの導体剥離部の間に形成された給電線
路上で、且つ上記中心点以外の位置に設けられた給電点
とを有することにより、上述の課題を解決する。
【００１３】
【作用】本発明のマイクロストリップアンテナは、放射
導体と接地導体とを短絡する２つの短絡導体と、２つの
導体剥離部を第１の中心線に直交する第２の中心線を中
心として互いに線対称な位置に設け、給電点を上記放射
導体の中心点に設けることにより、分離した２つの放射
導体を結合させている。短絡導体の幅を放射導体の幅よ
り小さくして給電線路を通常の放射導体の領域内に納め
る
導体と接地導体とを短絡する２つの短絡導体と、２つの
導体剥離部を第１の中心線に直交する第２の中心線を中
心として互いに線対称な位置に設け、給電点を上記放射
導体の中心点に設けることにより、分離した２つの放射
導体を結合させている。短絡導体の幅を放射導体の幅よ
り小さくして給電線路を通常の放射導体の領域内に納め
る
【００１４】また、本発明のマイクロストリップアンテ
ナは、放射導体と接地導体とを短絡する２つの短絡導体
と、２つの導体剥離部を第１の中心線に直交する第２の
中心線を中心として互いに線対称な位置に設け、上記２
つの導体剥離部の間に形成された給電線路上で、且つ上
記中心点以外の位置に設けられた給電点を設けることに
より、短絡導体で区切られた２つの放射導体を同時に励
振させることを可能にする。
ナは、放射導体と接地導体とを短絡する２つの短絡導体
と、２つの導体剥離部を第１の中心線に直交する第２の
中心線を中心として互いに線対称な位置に設け、上記２
つの導体剥離部の間に形成された給電線路上で、且つ上
記中心点以外の位置に設けられた給電点を設けることに
より、短絡導体で区切られた２つの放射導体を同時に励
振させることを可能にする。
【００１５】
【実施例】以下、本発明に係るマイクロストリップアン
テナの実施例について、図面を参照しながら説明する。
テナの実施例について、図面を参照しながら説明する。
【００１６】図１に示す概略的な模式図は、本発明のマ
イクロストリップアンテナの基本構成について、説明す
るための図である。ここで、マイクロストリップアンテ
ナ１０は、従来の構成でも説明したように誘電体層を介
して接地導体に対向する放射導体を備えた構成からなる
ものである。
イクロストリップアンテナの基本構成について、説明す
るための図である。ここで、マイクロストリップアンテ
ナ１０は、従来の構成でも説明したように誘電体層を介
して接地導体に対向する放射導体を備えた構成からなる
ものである。
【００１７】マイクロストリップアンテナ１０の基本構
成を説明するため、図１（ａ）に示す平面図と、この平
面図の破断線Ａ−Ａ’に沿った破断面を図１（ｂ）に示
す。マイクロストリップアンテナ１０は上記放射導体１
１の第１の中心線Ａ−Ａ’上で、且つ上記放射導体１１
の中心点ＣA に対して互いに対称となる位置に設けられ
た上記放射導体１１と上記接地導体１３とを短絡する２
つの短絡導体１６と、上記放射導体１１に設けられ、上
記第１の中心線Ａ−Ａ’に直交する第２の中心線Ｘ軸を
中心として互いに線対称な２つの導体剥離部１８と、上
記放射導体１１の中心点ＣA に設けられた給電点１４と
で構成している。
成を説明するため、図１（ａ）に示す平面図と、この平
面図の破断線Ａ−Ａ’に沿った破断面を図１（ｂ）に示
す。マイクロストリップアンテナ１０は上記放射導体１
１の第１の中心線Ａ−Ａ’上で、且つ上記放射導体１１
の中心点ＣA に対して互いに対称となる位置に設けられ
た上記放射導体１１と上記接地導体１３とを短絡する２
つの短絡導体１６と、上記放射導体１１に設けられ、上
記第１の中心線Ａ−Ａ’に直交する第２の中心線Ｘ軸を
中心として互いに線対称な２つの導体剥離部１８と、上
記放射導体１１の中心点ＣA に設けられた給電点１４と
で構成している。
【００１８】図１に示すマイクロストリップアンテナ
は、図１（ａ）及び図１（ｂ）から明かなように基板の
厚さをｈとする比誘電率εr からなる誘電体基板１２の
上に放射導体１１を配する。上記放射導体１１の寸法
は、ａ×ｂの大きさである。上記放射導体１１は、例え
ば方形、あるいは円形も含む楕円形に形成し、図１の場
合、方形を採っている。
は、図１（ａ）及び図１（ｂ）から明かなように基板の
厚さをｈとする比誘電率εr からなる誘電体基板１２の
上に放射導体１１を配する。上記放射導体１１の寸法
は、ａ×ｂの大きさである。上記放射導体１１は、例え
ば方形、あるいは円形も含む楕円形に形成し、図１の場
合、方形を採っている。
【００１９】マイクロストリップアンテナ１０は、図１
（ａ）及び（ｂ）が示す放射導体１１の中央部付近に２
箇所の導体剥離部１８、１８を設けている。放射導体１
１と接地導体１３との間は、短絡導体１６を用いて短絡
させている。この短絡導体１６はそれぞれ幅をｃ／２か
らなる２つの短絡導体１６、１６で幅ｃの長さにしてい
る。また、放射導体１１に配される２箇所の導体剥離部
１８間に例えばマイクロストリップ線路等の給電線路１
７を設けている。放射導体の中心点ＣA には接地導体１
３側に設けた給電コネクタ１５から給電される給電点１
４を設けている。
（ａ）及び（ｂ）が示す放射導体１１の中央部付近に２
箇所の導体剥離部１８、１８を設けている。放射導体１
１と接地導体１３との間は、短絡導体１６を用いて短絡
させている。この短絡導体１６はそれぞれ幅をｃ／２か
らなる２つの短絡導体１６、１６で幅ｃの長さにしてい
る。また、放射導体１１に配される２箇所の導体剥離部
１８間に例えばマイクロストリップ線路等の給電線路１
７を設けている。放射導体の中心点ＣA には接地導体１
３側に設けた給電コネクタ１５から給電される給電点１
４を設けている。
【００２０】また、上記短絡導体１６は、Ｘ軸に線対称
に設けた短絡面１６、１６に限定されることなく、導電
ピン、またはスルーホールで上記放射導体１１と上記接
地導体１３とをつないで構成することも可能である。
に設けた短絡面１６、１６に限定されることなく、導電
ピン、またはスルーホールで上記放射導体１１と上記接
地導体１３とをつないで構成することも可能である。
【００２１】上記導体剥離部１８は一辺の長さをｌ、他
方の辺を（ｂ−ｃ）とし、剥離面積をｌ×（ｂ−ｃ）に
設定している。上記給電線路１７は、この剥離面内に長
さｌ、幅ｗで構成している。
方の辺を（ｂ−ｃ）とし、剥離面積をｌ×（ｂ−ｃ）に
設定している。上記給電線路１７は、この剥離面内に長
さｌ、幅ｗで構成している。
【００２２】この片側短絡型マイクロストリップアンテ
ナが通常のマイクロストリップアンテナのゼロ電位面を
接地導体と短絡したものであることは既に従来の説明に
おいて前述した通りである。この関係を図２に示してい
る。図２（ａ）に示す一辺ａの通常のマイクロストリッ
プアンテナは共振周波数ｆ0 で放射し、図２（ｂ）に示
す一辺ａ／２からなる片側短絡型マイクロストリップア
ンテナは共振周波数ｆr で通常のマイクロストリップア
ンテナと同一周波数ｆr ＝ｆ0 で放射する。このように
本発明のマイクロストリップアンテナは一方の片側短絡
型マイクロストリップアンテナの短絡導体１６、１６
は、他方の短絡導体として共有させた構造を有してい
る。これによって、マイクロストリップアンテナは、基
本的に短絡導体１６、１６によって区切られた同一共振
周波数で動作する２つの片側短絡型マイクロストリップ
アンテナとみなすことができ、通常のマイクロストリッ
プアンテナと同一寸法で、同一共振周波数で作動させる
ことが可能になる（図２ｃを参照）。
ナが通常のマイクロストリップアンテナのゼロ電位面を
接地導体と短絡したものであることは既に従来の説明に
おいて前述した通りである。この関係を図２に示してい
る。図２（ａ）に示す一辺ａの通常のマイクロストリッ
プアンテナは共振周波数ｆ0 で放射し、図２（ｂ）に示
す一辺ａ／２からなる片側短絡型マイクロストリップア
ンテナは共振周波数ｆr で通常のマイクロストリップア
ンテナと同一周波数ｆr ＝ｆ0 で放射する。このように
本発明のマイクロストリップアンテナは一方の片側短絡
型マイクロストリップアンテナの短絡導体１６、１６
は、他方の短絡導体として共有させた構造を有してい
る。これによって、マイクロストリップアンテナは、基
本的に短絡導体１６、１６によって区切られた同一共振
周波数で動作する２つの片側短絡型マイクロストリップ
アンテナとみなすことができ、通常のマイクロストリッ
プアンテナと同一寸法で、同一共振周波数で作動させる
ことが可能になる（図２ｃを参照）。
【００２３】
【００２４】次に、このマイクロストリップアンテナの
動作原理について図３〜図５を参照しながら説明する。
動作原理について図３〜図５を参照しながら説明する。
【００２５】図３（ａ）はマイクロストリップアンテナ
の片側に注目した場合の放射導体１１を示している。実
際に、片側短絡型マイクロストリップアンテナの短絡部
での入力インピーダンスは、図３（ｂ）に示すように０
Ωになり、放射導体１１の縁端方向に短絡部を移動させ
るに従い、入力インピーダンスが連続的に上昇し入力イ
ンピーダンスは縁端で最も高くなる。マイクロストリッ
プアンテナは、給電系の入力インピーダンスと内部に構
成された給電線路１７の特性インピーダンスとが等しく
なる位置に給電点１４をオフセットさせて設定すること
で整合させている。このようにオフセット量に対して入
力インピーダンスが決まることから、図３（ｃ）に示す
背面給電でも、図３（ｄ）に示す共平面オフセット給電
でも給電系のインピーダンスが同じならばオフセット量
は略々同じで良い。
の片側に注目した場合の放射導体１１を示している。実
際に、片側短絡型マイクロストリップアンテナの短絡部
での入力インピーダンスは、図３（ｂ）に示すように０
Ωになり、放射導体１１の縁端方向に短絡部を移動させ
るに従い、入力インピーダンスが連続的に上昇し入力イ
ンピーダンスは縁端で最も高くなる。マイクロストリッ
プアンテナは、給電系の入力インピーダンスと内部に構
成された給電線路１７の特性インピーダンスとが等しく
なる位置に給電点１４をオフセットさせて設定すること
で整合させている。このようにオフセット量に対して入
力インピーダンスが決まることから、図３（ｃ）に示す
背面給電でも、図３（ｄ）に示す共平面オフセット給電
でも給電系のインピーダンスが同じならばオフセット量
は略々同じで良い。
【００２６】図４は、マイクロストリップアンテナの各
タイプを示している。図４（ａ）は通常のマイクロスト
リップアンテナで、共振周波数ｆ0 で放射する。図４
（ｂ）は片側短絡型マイクロストリップアンテナにおい
て一辺の断面部をすべて短絡導体にした場合で、共振周
波数ｆr0で放射する。図４（ｃ）は、図４（ｂ）に示し
た片側短絡型マイクロストリップアンテナの短絡導体を
半分に両側に分離して設けた場合である。このマイクロ
ストリップアンテナの共振周波数はｆr1である。また、
図４（ｄ）のマイクロストリップアンテナは両側に短絡
ピンを設けた場合で、共振周波数がｆr2になる。
タイプを示している。図４（ａ）は通常のマイクロスト
リップアンテナで、共振周波数ｆ0 で放射する。図４
（ｂ）は片側短絡型マイクロストリップアンテナにおい
て一辺の断面部をすべて短絡導体にした場合で、共振周
波数ｆr0で放射する。図４（ｃ）は、図４（ｂ）に示し
た片側短絡型マイクロストリップアンテナの短絡導体を
半分に両側に分離して設けた場合である。このマイクロ
ストリップアンテナの共振周波数はｆr1である。また、
図４（ｄ）のマイクロストリップアンテナは両側に短絡
ピンを設けた場合で、共振周波数がｆr2になる。
【００２７】これらマイクロストリップアンテナの共振
周波数には、 ｆ0 ＝ｆr0＞ｆr1＞ｆr2 （１） の関係がある。この共振周波数の関係は、片側短絡型マ
イクロストリップアンテナの短絡導体の幅ｃ及びその２
つの短絡導体に挟まれた区間の幅（ｂ−ｃ）に依存して
いる。また、この短絡導体の幅の変化は入力インピーダ
ンスにも影響する。これによって、片側短絡型マイクロ
ストリップアンテナは、短絡導体の幅ｃの減少に伴って
共振周波数が低下し、入力インピーダンスが上昇する。
周波数には、 ｆ0 ＝ｆr0＞ｆr1＞ｆr2 （１） の関係がある。この共振周波数の関係は、片側短絡型マ
イクロストリップアンテナの短絡導体の幅ｃ及びその２
つの短絡導体に挟まれた区間の幅（ｂ−ｃ）に依存して
いる。また、この短絡導体の幅の変化は入力インピーダ
ンスにも影響する。これによって、片側短絡型マイクロ
ストリップアンテナは、短絡導体の幅ｃの減少に伴って
共振周波数が低下し、入力インピーダンスが上昇する。
【００２８】このように短絡導体の幅ｃが小さ過ぎる
と、全体的に高インピーダンスになる。この高インピー
ダンスになる傾向は急峻なため、給電線路１７との整合
がとれなくなる場合も生じるので注意を要する。逆に、
片側短絡型マイクロストリップアンテナの共振周波数
は、短絡導体の幅によって制御が可能であるともいえ
る。
と、全体的に高インピーダンスになる。この高インピー
ダンスになる傾向は急峻なため、給電線路１７との整合
がとれなくなる場合も生じるので注意を要する。逆に、
片側短絡型マイクロストリップアンテナの共振周波数
は、短絡導体の幅によって制御が可能であるともいえ
る。
【００２９】なお、給電点（すなわち、Ｘ軸）方向でオ
フセットするための放射導体１１を剥離させた部分は共
振周波数には顕著に影響しない。
フセットするための放射導体１１を剥離させた部分は共
振周波数には顕著に影響しない。
【００３０】以上の説明は一方のアンテナに着目した場
合であるが、図５は共振周波数及び入力インピーダンス
の整合が短絡導体をオフセットすることによって調整さ
れた片側短絡型マイクロストリップアンテナを反対向き
に接合してつなげたマイクロストリップアンテナの放射
導体１１を示している。これら２つの片側短絡型マイク
ロストリップアンテナを結ぶ給電線路１７上に給電点１
４を設定すれば、区切られた２つの放射導体１１ａ、１
１ｂを同時に励振させることが可能になる。例えば給電
系のインピーダンスに対してマイクロストリップ線路等
の給電線路１７の特性インピーダンスを２倍に設定すれ
ば、マイクロストリップアンテナは整合回路なしで直
接、給電が可能になる。
合であるが、図５は共振周波数及び入力インピーダンス
の整合が短絡導体をオフセットすることによって調整さ
れた片側短絡型マイクロストリップアンテナを反対向き
に接合してつなげたマイクロストリップアンテナの放射
導体１１を示している。これら２つの片側短絡型マイク
ロストリップアンテナを結ぶ給電線路１７上に給電点１
４を設定すれば、区切られた２つの放射導体１１ａ、１
１ｂを同時に励振させることが可能になる。例えば給電
系のインピーダンスに対してマイクロストリップ線路等
の給電線路１７の特性インピーダンスを２倍に設定すれ
ば、マイクロストリップアンテナは整合回路なしで直
接、給電が可能になる。
【００３１】また、給電線路１７の長さｌ方向の中心に
給電することにより、これら２つの片側短絡型マイクロ
ストリップアンテナは同相で励振されることになる。と
ころが、片側短絡型マイクロストリップアンテナは互い
に短絡導体の向きが逆に配設している。これによって、
本発明のマイクロストリップアンテナの放射電磁界が正
面（すなわち、Ｚ軸）方向で打ち消し合うためにマイク
ロストリップアンテナはコニカルパターンを発生する。
給電することにより、これら２つの片側短絡型マイクロ
ストリップアンテナは同相で励振されることになる。と
ころが、片側短絡型マイクロストリップアンテナは互い
に短絡導体の向きが逆に配設している。これによって、
本発明のマイクロストリップアンテナの放射電磁界が正
面（すなわち、Ｚ軸）方向で打ち消し合うためにマイク
ロストリップアンテナはコニカルパターンを発生する。
【００３２】また、給電点１４を給電線路１７の長さ方
法の中心からオフセットすることにより、２つの放射導
体１１ａ、１１ｂの励振位相を任意に変えることが可能
になる。この位相差により、マイクロストリップアンテ
ナ１０は非対称な放射パターンを放射する。
法の中心からオフセットすることにより、２つの放射導
体１１ａ、１１ｂの励振位相を任意に変えることが可能
になる。この位相差により、マイクロストリップアンテ
ナ１０は非対称な放射パターンを放射する。
【００３３】より具体的な実施例として実際にマイクロ
ストリップアンテナからこの励振位相の変化に応じて放
射される放射パターンの第１の実施例について図６を参
照しながら説明する。図６は、給電線路１７の中央に給
電した場合の相対電力で表した放射パターンである。こ
の放射パターンは、Ｘ−Ｚ平面のパターンを示してい
る。
ストリップアンテナからこの励振位相の変化に応じて放
射される放射パターンの第１の実施例について図６を参
照しながら説明する。図６は、給電線路１７の中央に給
電した場合の相対電力で表した放射パターンである。こ
の放射パターンは、Ｘ−Ｚ平面のパターンを示してい
る。
【００３４】ここで、基板は、テフロンファイバ基板を
用いている。この基板のファクタは、それぞれ比誘電率
εr ＝２．６、基板の厚さｈ＝１．６ｍｍである。ま
た、マイクロストリップアンテナの構造及び電気的特性
のファクタとしては、放射導体寸法ａ＝ｂ＝３２．０ｍ
ｍ、短絡導体の幅ｃ＝２８．０ｍｍ、給電線路１７の特
性インピーダンスを１００Ω（ただし、ｗ＝１．２ｍ
ｍ）に設定している。
用いている。この基板のファクタは、それぞれ比誘電率
εr ＝２．６、基板の厚さｈ＝１．６ｍｍである。ま
た、マイクロストリップアンテナの構造及び電気的特性
のファクタとしては、放射導体寸法ａ＝ｂ＝３２．０ｍ
ｍ、短絡導体の幅ｃ＝２８．０ｍｍ、給電線路１７の特
性インピーダンスを１００Ω（ただし、ｗ＝１．２ｍ
ｍ）に設定している。
【００３５】図６に示す放射パターンは、給電線路長ｌ
＝７．０ｍｍに設定して共振周波数ｆr ＝２．５３５Ｇ
Ｈｚで測定している。この相対電力のパターンは、Ｚ軸
方向で打ち消し合いが生じるため、Ｚ軸の角度θが略々
０°を中心にコニカルパターンを発生させていることが
判る。
＝７．０ｍｍに設定して共振周波数ｆr ＝２．５３５Ｇ
Ｈｚで測定している。この相対電力のパターンは、Ｚ軸
方向で打ち消し合いが生じるため、Ｚ軸の角度θが略々
０°を中心にコニカルパターンを発生させていることが
判る。
【００３６】このように構成することにより、同一共振
周波数で作動するドミナントモードで励振されるマイク
ロストリップアンテナと同一、あるいはそれ以下の寸法
で放射パターンをコニカルパターンにすることができ
る。
周波数で作動するドミナントモードで励振されるマイク
ロストリップアンテナと同一、あるいはそれ以下の寸法
で放射パターンをコニカルパターンにすることができ
る。
【００３７】次に、マイクロストリップアンテナにおけ
る第２の実施例について図７を参照しながら説明する。
ここで、この基板のファクタは、それぞれ比誘電率εr
＝２．６、基板の厚さｈ＝１．６ｍｍである。また、マ
イクロストリップアンテナの構造及び電気的特性のファ
クタとしては、放射導体寸法ａ＝ｂ＝３２．５ｍｍ、短
絡導体の幅ｃ＝２９．０ｍｍ、給電線路１７の特性イン
ピーダンスを１００Ω（ただし、ｗ＝１．２ｍｍ）に設
定している。図７は、給電点１４を給電線路１７上でオ
フセットした位置に設けた場合の相対電力で表した放射
パターンである。この図７の放射パターンもＸ−Ｚ平面
のパターンを示している。
る第２の実施例について図７を参照しながら説明する。
ここで、この基板のファクタは、それぞれ比誘電率εr
＝２．６、基板の厚さｈ＝１．６ｍｍである。また、マ
イクロストリップアンテナの構造及び電気的特性のファ
クタとしては、放射導体寸法ａ＝ｂ＝３２．５ｍｍ、短
絡導体の幅ｃ＝２９．０ｍｍ、給電線路１７の特性イン
ピーダンスを１００Ω（ただし、ｗ＝１．２ｍｍ）に設
定している。図７は、給電点１４を給電線路１７上でオ
フセットした位置に設けた場合の相対電力で表した放射
パターンである。この図７の放射パターンもＸ−Ｚ平面
のパターンを示している。
【００３８】図７に示す放射パターンは、給電線路長ｌ
＝１２．０ｍｍ、給電点１４からのオフセット量は５．
０ｍｍに設定して共振周波数ｆr ＝２．５３５ＧＨｚで
測定している。この設定によってマイクロストリップア
ンテナは相対電力の放射パターンのピークを略々４０°
にずらすことができる。
＝１２．０ｍｍ、給電点１４からのオフセット量は５．
０ｍｍに設定して共振周波数ｆr ＝２．５３５ＧＨｚで
測定している。この設定によってマイクロストリップア
ンテナは相対電力の放射パターンのピークを略々４０°
にずらすことができる。
【００３９】このように設定することによって、マイク
ロストリップアンテナは主ビーム方向をほぼ任意の角度
に設定することができ、ビーム走査角の大きいアレーア
ンテナにおける利得の低下を抑えると共に、所望の方向
以外でのグレーティングローブの発生をも抑制すること
ができる。また、非対称な放射パターンを発生する平面
アンテナ素子単体を実現させることができる。
ロストリップアンテナは主ビーム方向をほぼ任意の角度
に設定することができ、ビーム走査角の大きいアレーア
ンテナにおける利得の低下を抑えると共に、所望の方向
以外でのグレーティングローブの発生をも抑制すること
ができる。また、非対称な放射パターンを発生する平面
アンテナ素子単体を実現させることができる。
【００４０】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明のマイクロストリップアンテナによれば、誘電体層を
介して接地導体に対向する放射導体を備えたマイクロス
トリップアンテナにおいて、上記放射導体の第１の中心
線上で、且つ上記放射導体の中心点に対して互いに対称
となる位置に設けられた上記放射導体と上記接地導体と
を短絡する２つの短絡導体と、上記放射導体に設けら
れ、上記第１の中心線に直交する第２の中心線を中心と
して互いに線対称な２つの導体剥離部と、上記放射導体
の中心点に設けられた給電点とを有することにより、ビ
ーム走査角の大きいアレーアンテナにおける利得の低下
を防ぐことができ、コニカルパターンを発生させること
ができる。
明のマイクロストリップアンテナによれば、誘電体層を
介して接地導体に対向する放射導体を備えたマイクロス
トリップアンテナにおいて、上記放射導体の第１の中心
線上で、且つ上記放射導体の中心点に対して互いに対称
となる位置に設けられた上記放射導体と上記接地導体と
を短絡する２つの短絡導体と、上記放射導体に設けら
れ、上記第１の中心線に直交する第２の中心線を中心と
して互いに線対称な２つの導体剥離部と、上記放射導体
の中心点に設けられた給電点とを有することにより、ビ
ーム走査角の大きいアレーアンテナにおける利得の低下
を防ぐことができ、コニカルパターンを発生させること
ができる。
【００４１】誘電体層を介して接地導体に対向する放射
導体を備えたマイクロストリップアンテナにおいて、上
記放射導体の第１の中心線上で、且つ上記放射導体の中
心点に対して互いに対称となる位置に設けられた上記放
射導体と上記接地導体とを短絡する２つの短絡導体と、
上記放射導体に設けられ、上記第１の中心線に直交する
第２の中心線を中心として互いに線対称な２つの導体剥
離部と、上記２つの導体剥離部の間に形成された給電線
路上で、且つ上記中心点以外の位置に設けられた給電点
とを有することにより、ビーム走査角の大きいアレーア
ンテナにおける利得の低下を防ぐと共に、所望の方向以
外に発生するグレーティングローブを抑えることができ
る。また、非対称な放射パターンを発生する平面アンテ
ナ素子単体を実現させることができる。
導体を備えたマイクロストリップアンテナにおいて、上
記放射導体の第１の中心線上で、且つ上記放射導体の中
心点に対して互いに対称となる位置に設けられた上記放
射導体と上記接地導体とを短絡する２つの短絡導体と、
上記放射導体に設けられ、上記第１の中心線に直交する
第２の中心線を中心として互いに線対称な２つの導体剥
離部と、上記２つの導体剥離部の間に形成された給電線
路上で、且つ上記中心点以外の位置に設けられた給電点
とを有することにより、ビーム走査角の大きいアレーア
ンテナにおける利得の低下を防ぐと共に、所望の方向以
外に発生するグレーティングローブを抑えることができ
る。また、非対称な放射パターンを発生する平面アンテ
ナ素子単体を実現させることができる。
【図１】本発明に係るマイクロストリップアンテナにお
ける第１の実施例の（ａ）は平面図、（ｂ）は破断線に
沿った断面図である。
ける第１の実施例の（ａ）は平面図、（ｂ）は破断線に
沿った断面図である。
【図２】図１に示したマイクロストリップアンテナの構
成を説明する模式図である。
成を説明する模式図である。
【図３】（ａ）は一方の放射導体の形状を示した平面
図、（ｂ）は入力インピーダンスの変化を説明する模式
図、（ｃ）及び（ｄ）は、それぞれ背面給電と共平面給
電する場合の給電点の設定位置を説明する図である。
図、（ｂ）は入力インピーダンスの変化を説明する模式
図、（ｃ）及び（ｄ）は、それぞれ背面給電と共平面給
電する場合の給電点の設定位置を説明する図である。
【図４】片側短絡型マイクロストリップアンテナの共振
周波数と短絡導体の関係を説明する模式図である。
周波数と短絡導体の関係を説明する模式図である。
【図５】本発明のマイクロストリップアンテナの放射導
体の構成を説明する図である。
体の構成を説明する図である。
【図６】実際に、マイクロストリップアンテナからこの
励振位相の変化に応じて放射される放射パターンを示す
図である。
励振位相の変化に応じて放射される放射パターンを示す
図である。
【図７】実際に、マイクロストリップアンテナからこの
励振位相の変化に応じて放射される放射パターンを示す
図である。
励振位相の変化に応じて放射される放射パターンを示す
図である。
【図８】（ａ）は通常のマイクロストリップアンテナの
平面図、（ｂ）は破断線に沿った断面図、（ｃ）は片側
短絡型マイクロストリップアンテナの平面図、（ｄ）は
破断線に沿った断面図である。
平面図、（ｂ）は破断線に沿った断面図、（ｃ）は片側
短絡型マイクロストリップアンテナの平面図、（ｄ）は
破断線に沿った断面図である。
１１・・・・・・・・・・・・放射導体 １２・・・・・・・・・・・・誘電体基板 １３・・・・・・・・・・・・接地導体 １４・・・・・・・・・・・・給電点 １５・・・・・・・・・・・・給電コネクタ １６・・・・・・・・・・・・短絡導体 １７・・・・・・・・・・・・給電線路 １８・・・・・・・・・・・・導体剥離部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−126304（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−133703（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−215808（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−215807（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−46806（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01Q 13/08
Claims (2)
- 【請求項１】 誘電体層を介して接地導体に対向する放
射導体を備えたマイクロストリップアンテナにおいて、 上記放射導体の第１の中心線上で、且つ上記放射導体の
中心点に対して互いに対称となる位置に設けられた上記
放射導体と上記接地導体とを短絡する２つの短絡導体
と、 上記放射導体に設けられ、上記第１の中心線に直交する
第２の中心線を中心として互いに線対称な２つの導体剥
離部と、 上記放射導体の中心点に設けられた給電点とを有するこ
とを特徴とするマイクロストリップアンテナ。 - 【請求項２】 誘電体層を介して接地導体に対向する放
射導体を備えたマイクロストリップアンテナにおいて、 上記放射導体の第１の中心線上で、且つ上記放射導体の
中心点に対して互いに対称となる位置に設けられた上記
放射導体と上記接地導体とを短絡する２つの短絡導体
と、 上記放射導体に設けられ、上記第１の中心線に直交する
第２の中心線を中心として互いに線対称な２つの導体剥
離部と、 上記２つの導体剥離部の間に形成された給電線路上で、
且つ上記中心点以外の位置に設けられた給電点とを有す
ることを特徴とするマイクロストリップアンテナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25596392A JP3223594B2 (ja) | 1992-08-31 | 1992-08-31 | マイクロストリップアンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25596392A JP3223594B2 (ja) | 1992-08-31 | 1992-08-31 | マイクロストリップアンテナ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0685527A JPH0685527A (ja) | 1994-03-25 |
| JP3223594B2 true JP3223594B2 (ja) | 2001-10-29 |
Family
ID=17286013
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25596392A Expired - Fee Related JP3223594B2 (ja) | 1992-08-31 | 1992-08-31 | マイクロストリップアンテナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3223594B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105932423B (zh) * | 2016-07-06 | 2019-03-29 | 西北工业大学 | 一种改善微带天线宽波束的装置 |
-
1992
- 1992-08-31 JP JP25596392A patent/JP3223594B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0685527A (ja) | 1994-03-25 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20010724 |
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