JP3931504B2 - マイクロストリップアンテナ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はマイクロストリップアンテナの耐雷性向上に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図９および図１０は従来の電磁結合マイクロストリップアンテナを示す図である。図において１は素子アンテナ、２は素子アンテナを励振するスロット、３はスロット２を給電するマイクロストリップ線路、４は地導体、５は第一の誘電体基板、６は第二の誘電体基板である。
【０００３】
次に動作について説明する。なお、動作についてはアンテナより電波が放射する場合について述べる。図１１に示すように先端開放マイクロストリップ線路３上の高周波電流はマイクロストリップ線路の先端で完全反射し、定在波が生じる。定在波の電流分布９はマイクロストリップ線路３の先端でゼロとなり、先端より１／４波長の位置で最大となるような１／２波長の周期性を有し、以後振幅最大と最小を繰り返す。電流振幅が最大となるマイクロストリップ線路の先端から１／４波長の位置に素子アンテナを励振するスロット２を置いた場合、スロット２上に電界が誘起され、電磁波が放射される。スロット２から放射された電磁波により素子アンテナ１が励振され空間に電波が放射される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来のマイクロストリップアンテナにおいては、航空機に搭載した場合等に落雷により電磁エネルギーがマイクロストリップ線路を通じて送受信機等に流れ込み、これらの機器を破壊するという課題があった。
【０００５】
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、アンテナに落雷した電磁エネルギーを外部機器へ送出しないように構成したものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
第１の発明によるマイクロストリップアンテナは上述の問題を解決するために、マイクロストリップ線路とスロットのごく近傍の地導体を電気的に接続したものである。
【０００７】
また、第２の発明によるマイクロストリップアンテナは上述の問題を解決するために、マイクロストリップ線路を１／４波長マイクロストリップ線路を介して地導体と電気的に接続したものである。
【０００８】
また、第３の発明によるマイクロストリップアンテナは上述の問題を解決するために、素子アンテナのスロットの長手方向の延長線上の位置と地導体を電気的に接続したものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１および図２はこの発明の実施の形態１を示すマイクロストリップアンテナである。１は素子アンテナ、２はスロット、３はマイクロストリップ線路、４は地導体、５は第一の誘電体基板、６は第二の誘電体基板、７は線路を示す。図１では方形素子アンテナで説明するが、円形素子アンテナ等でも同様である。
【００１０】
次に動作について説明する。素子アンテナ１から電波が放射される動作については従来例と同じである。図１および図２においては、スロット２に給電するマイクロストリップ線路３とスロットのごく近傍の地導体４と電気的に接続した場合、マイクロストリップ線路３上の高周波電流分布は接続点で最大となり、スロットを励振することが可能である。
【００１１】
この発明によるマイクロストリップアンテナに落雷した場合、落雷により素子アンテナに蓄積された落雷エネルギーは、マイクロストリップ線路３と地導体４を電気的に接続する線路７を通り地導体に流れ、マイクロストリップ線路３に接続される機器が破壊されることを防ぐことが可能である。
【００１２】
実施の形態２．
図３はこの発明の実施の形態２を示すマイクロストリップアンテナである。図４および図５はこの発明の実施の形態２を示すマイクロストリップアンテナの上面図および断面図である。１は素子アンテナ、２はスロット、３はマイクロストリップ線路、４は地導体、５は第一の誘電体基板、６は第二の誘電体基板、７は線路、８は１／４波長マイクロストリップ線路を示す。図３および図４では方形素子アンテナで説明するが、円形素子アンテナでも同様である。
【００１３】
次に動作について説明する。素子アンテナ１から電波が放射される動作については従来例と同じである。図３においては、スロット２に給電するマイクロストリップ線路３を１／４波長マイクロストリップ線路８を介して地導体と電気的に接続した場合、接続点から見た１／４波長マイクロストリップ線路８の入力インピーダンスは無限大であり、１／４波長マイクロストリップ線路８はマイクロストリップ線路３に接続されていないのと等価であるため、マイクロストリップ線路３を１／４波長マイクロストリップ線路８を介して地導体４と電気的に接続してもマイクロストリップ線路３上の高周波電流分布は変化しない。
【００１４】
この発明によるマイクロストリップアンテナは落雷した場合、落雷により素子アンテナに蓄積された落雷エネルギーは、マイクロストリップ線路３および１／４波長マイクロストリップ線路８と地導体４を電気的に接続する線路７を通り地導体に流れ、マイクロストリップ線路３に接続される機器が破壊されることを防ぐことが可能である。
【００１５】
実施の形態３．
図６はこの発明の実施の形態３を示すマイクロストリップアンテナである。図７および図８はこの発明の実施の形態３を示すマイクロストリップアンテナの上面図および断面図である。図中符号は図１と同じである。
【００１６】
次に動作について説明する。方形素子アンテナ１上の高周波電圧分布は図８に示すように、スロットの長手方向に直行する方向では、素子アンテナ１の中央でゼロとなり、この位置で素子アンテナ１と地導体４を電気的に接続しても線路７には高周波電流は流れない。
【００１７】
この発明によるマイクロストリップアンテナに落雷した場合、落雷により素子アンテナに蓄積された落雷エネルギーは、素子アンテナ１と地導体４を電気的に接続する線路７を通り地導体に流れ、マイクロストリップ線路３に接続される機器が破壊されることを防ぐことが可能である。
【００１８】
【発明の効果】
第１の発明によれば、落雷による電磁エネルギーはマイクロストリップ線路とスロットのごく近傍の地導体を電気的に接続する線路を通り地導体に流れるため、マイクロストリップ線路に接続される機器が破壊されることを防ぐことが可能である。
【００１９】
また、第２の発明によれば、落雷による電磁エネルギーはマイクロストリップ線路に電気的に接続された１／４波長マイクロストリップ線路および１／４波長マイクロストリップ線路と地導体を電気的に接続する線路を通り地導体に流れるため、マイクロストリップ線路に接続される機器が破壊されることを防ぐことが可能である。
【００２０】
また、第３の発明によれば、落雷による電磁エネルギーは素子アンテナ上のスロットの長手方向の延長線上の位置と地導体を電気的に接続する線路を通り地導体に流れるため、マイクロストリップ線路に接続される機器が破壊されることを防ぐことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１に係るマイクロストリップアンテナを示す図である。
【図２】 この発明の実施の形態１に係るマイクロストリップアンテナの断面図である。
【図３】 この発明の実施の形態２に係るマイクロストリップアンテナを示す図である。
【図４】 この発明の実施の形態２に係るマイクロストリップアンテナの上面図である。
【図５】 この発明の実施の形態２に係るマイクロストリップアンテナの断面図である。
【図６】 この発明の実施の形態３に係るマイクロストリップアンテナを示す図である。
【図７】 この発明の実施の形態３に係るマイクロストリップアンテナの上面図である。
【図８】 この発明の実施の形態３に係るマイクロストリップアンテナの断面図である。
【図９】 従来のマイクロストリップアンテナを示す図である。
【図１０】 従来のマイクロストリップアンテナの断面を示す図である。
【図１１】 先端開放マイクロストリップ線路上の高周波電流分布を示す図である。
【符号の説明】
１ 素子アンテナ、２ スロット、３ マイクロストリップ線路、４ 地導体、５ 第一の誘電体基板、６ 第二の誘電体基板、７ 線路、８ １／４波長マイクロストリップ線路。

Claims (1)

1. 第一の誘電体基板上に構成された方形素子アンテナと、上記第一の誘電体基板における上記方形素子アンテナに対向する面に構成された地導体と、上記地導体上における、上記方形素子アンテナの何れかの対辺に平行な対称軸の直下に構成され、当該対称軸に対して長手方向が平行になるように配置されたスロットと、上記地導体に接して配置された第二の誘電体基板と、上記第二の誘電体基板における、上記地導体に接しない面上の上記スロットの直下に上記スロットの長手方向と直交して構成されたマイクロストリップ線路と、上記スロットの長手方向に平行な対称軸上における上記スロットの両短辺周辺部と上記方形素子アンテナにおける上記スロットの長手方向に平行な対称軸上の２箇所の端部とをそれぞれ垂直に接続して、上記方形素子アンテナと上記地導体を電気的に接続する線路とを有するマイクロストリップアンテナ。

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