JP4691054B2

JP4691054B2 - マイクロストリップアンテナ

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Publication number: JP4691054B2
Application number: JP2007056129A
Authority: JP
Inventors: 恵玲蒋; 山口　　良; 敬三長
Original assignee: NTT Docomo Inc
Current assignee: NTT Docomo Inc
Priority date: 2007-03-06
Filing date: 2007-03-06
Publication date: 2011-06-01
Anticipated expiration: 2027-03-06
Also published as: JP2008219627A

Description

本発明は、例えば、移動体通信用基地局に用いられるマイクロストリップアンテナに関する。

図２１と図２２を参照して、従来技術によって構成されたマイクロストリップアンテナ１００を説明する。図２１は、マイクロストリップアンテナ１００の分解斜視図である。図２２は、マイクロストリップアンテナ１００を、図２1のＡ−Ａで切断した横断面図である。マイクロストリップアンテナ１００は、単一偏波パッチアンテナ素子である。マイクロストリップアンテナ１００は、誘電体基板６と、誘電体基板６の表面に形成されたパッチ３’と、誘電体基板６の裏面に設けられたグランド板５と、誘電体基板６と共にグランド板５を挟む誘電体基板７と、誘電体基板７の、グランド板５がある側と反対側に設けられた給電線８を例えば有する。また、共振周波数帯域を拡大するための無給電素子２１が、パッチ３’の表面から少し離れた位置に、空間２０を介して設けられており、この無給電素子２１を覆うように誘電体のカバーであるレドーム９が設けられている。

ここで、例えば、レドーム９の誘電率ε_３＝３．３、厚さｈ_３＝１．６ｍｍであり、無給電素子２１の各辺の長さｗ_２＝１７．５ｍｍであり、空間２０の誘電率ε_２＝１．０、厚さｈ_２＝５．５ｍｍであり、パッチ３’の各辺の長さｗ_１＝１４．５ｍｍであり、誘電体基板６の誘電率ε_１＝３．３、厚さｈ_１＝１．６ｍｍであり、グランド板５の各辺の長さｗ_ｇ＝６０ｍｍであり、誘電体基板７の誘電率ε_ｆ＝３．３、厚さｈ_ｆ＝１．２ｍｍであり、給電線８の短手方向の幅は２．６４ｍｍである。

グランド板５には、ボウタイ型スロット２が設けられている。すなわち、グランド板５には、中心から長手方向に離れるに従って長手方向と垂直な方向に広がる形状をしたスロットが設けられている。一般に、マイクロストリップアンテナは小型で薄型であるが、使用可能な周波数帯域が狭いという問題がある。しかし、このようなボウタイ型スロット２を設けることにより、アンテナが使用することができる周波数帯域を広く取ることができることが知られている。例えば、図２３に示すボウタイ型スロット２を用いることにより、図２４に示すように、ＶＳＷＲが１．５となる比帯域幅を約１９．５％と比較的に広帯域に取ることができる。図２３において、Ｌｓ＝８．６ｍｍ、Ｌａ＝１．５ｍｍ、Ｌｈ＝３．５ｍｍ、Ｗａ＝１０ｍｍである。

パッチ３’は、誘電体基板６とグランド板５のボウタイ型スロット２と誘電体基板７とを介して、給電線８によって電磁的に給電される。このように、給電線８をパッチ３’に直接的に接続せずに、誘電体基板やグランド板５を介して電磁結合によって間接的に給電することにより、放射素子であるパッチ３’と給電線８とを分離することができる。このため、送信用アンテナの放射指向パターンが、給電線８から放射される不要な電磁波によって乱されることはなくなる（例えば、非特許文献２参照。）。

このマイクロストリップアンテナ１００は、基地局アンテナとして用いられる場合、設置スペースを削減するために、同一の基板上に２つ以上設けられ、同一のレドーム９によって覆われる。図２５〜図２７に、同一の基板上にマイクロストリップアンテナ１００を２つ設けて、一方のマイクロストリップアンテナを送信用アンテナ１０１、他方のマイクロストリップアンテナを受信用アンテナ１０２として用いるマイクロストリップアンテナ１１０を示す。図２５は、マイクロストリップアンテナ１１０の分解斜視図である。図２６は、マイクロストリップアンテナ１１０を、図２５のＢ−Ｂで切断した横断面図である。図２７は、マイクロストリップアンテナ１１０のグランド板５を正面から（ｚ軸の正方向から）見た図である。

図２５に示すように、マイクロストリップアンテナ１１０は、送信用アンテナ１０１と受信用アンテナ１０２からなり、送信用アンテナ１０１と受信用アンテナ１０２はそれぞれマイクロストリップアンテナ１００と同じものである。図２５において、一点鎖線の左側が受信用アンテナ１０２であり、一点鎖線の右側が送信用アンテナ１０１である。一般に、マイクロストリップアンテナの共振周波数帯域の中心周波数の高さは、パッチの給電線８の延伸方向の長さに反比例する。図２５から図２７に示すマイクロストリップアンテナ１１０は、送信周波数帯域の中心周波数が受信周波数帯域よりも高く設定されているため、送信用アンテナ１０１のパッチ４の給電線８方向の長さが、受信用アンテナ１０２の給電線８方向の長さよりも短くなっている。

送信用アンテナ１０１と受信用アンテナ１０２は、図２７に示すように、距離ｄだけ離れている。ここで、距離ｄは例えば２５ｍｍであり、送信周波数帯域の中心周波数の波長の長さλ_Ｔｘの０．５倍の長さであり、また、受信周波数の中心周波数の波長の長さλ_Ｒｘの０．３９倍の長さでもある。

同一の基板上に送信用アンテナ１０１と受信用アンテナ１０２を同時に配置して、送受共用のマイクロストリップアンテナ１１０を構成しようとした場合、送信用アンテナ１０１から発射された電磁波が受信用アンテナ１０２に受信されてしまうことを防ぐ必要がある。すなわち、送受間結合を小さくする必要がある。送信用アンテナ１０１と受信用アンテナ１０２の各共振周波数帯域をずらしたとしても、一方の共振周波数帯域のうち他方の共振周波数帯域に近い周波数帯域においては、わずかながら共振が生じるためである。この送受間結合は、送信の周波数帯域と受信の周波数帯域が広くそれらの周波数帯域が近接する程、また、送信用アンテナ１０１と受信用アンテナ１０２の距離ｄが小さい程顕著になる。

この送受間結合を小さくするために、送信用アンテナ１０１と受信用アンテナ１０２の間の距離を広げるという技術がある。

また、給電線８の先にフィルタと呼ばれる電子部品を付けることにより、送信用アンテナ１０１と受信用アンテナ１０２のそれぞれが、送信周波数以外の周波数又は受信周波数以外の周波数で共振しないようにして、送受間結合を小さくする技術がある。

さらに、送信用アンテナ１０１と受信用アンテナ１０２の間のグランド板に長方形状のスロットを設けることにより、送受間結合を小さくするという技術がある（例えば、特許文献１参照。）。
Nirod. K. Das and David M. Pozar, "Multiport scattering analysis of general multilayered printed antennas fed by multiple feed ports: II. Applications", IEEE Trans. On Antennas and Propagation, Vol. 40, No. 5, May 1992. 羽石操,今野恵,矢作潤一,"ドックボーンスロットによる励振される偏波共用平面アンテナ",電子情報通信学会論文誌,Vol.J85-B,No.6, pp.953-961,June 2002 特開２００５−７２６５３号公報

図２８に、背景技術の欄で説明したマイクロストリップアンテナ１１０のＳパラメータ特性を示す。図２８において、受信用アンテナ１０２が端子１であり、送信用アンテナ１０１が端子２である。Ｓ_２１が、送信用アンテナ１０１（端子１）から放射された電磁波が受信用アンテナ１０２（端子２）に回り込む量を示している。図２８を見ると、Ｔｘの矢印で示した送信共振周波数帯域において、最大約−２２ｄＢの回り込みが生じているのがわかる。この送受間結合は、送信用アンテナ１０１と受信用アンテナ１０２の距離ｄを小さくした場合は、送受間結合がさらに大きくなる。

送受間結合を小さくするために、送信用アンテナと受信用アンテナの間の距離を広げた場合、アンテナ全体が大きくなるという問題がある。また、これらの送信用アンテナと受信用アンテナを基地局アンテナとして用いる場合には、これらの送信用アンテナと受信用アンテナをそれぞれ複数配置する必要がある。このとき、送信用アンテナと受信用アンテナの間の距離を広げると、送信用アンテナ間の距離も大きくなるため、グレーティンググローブが発生するという問題がある。

また、送受間結合を小さくするために、給電線の先にフィルタと呼ばれる電子部品を付けた場合、要求スペックを満たすフィルタは大きくなるため、アンテナ全体も大きくなるという問題がある。

さらに、送信用アンテナと受信用アンテナの間のグランド板にスロットを設けることにより、送受間結合を小さくする場合には、送信用アンテナと受信用アンテナとをそれほど近接して設置することはできない。

誘電体基板上に形成された送信用パッチを、誘電体基板の裏側に被着したグランド板に形成したスロットを介して、給電線が電磁結合によって給電することによって機能する送信用マイクロストリップアンテナと、誘電体基板上に形成された受信用パッチを、グランド板に形成した別のスロットを介して、別の給電線が電磁結合によって給電することによって機能する受信用マイクロストリップアンテナと、をそれぞれ少なくとも１つ有するマイクロストリップアンテナにおいて、グランド板の、送信用パッチのスロットよりも受信用パッチのスロットに近い位置に、上記送信用マイクロストリップアンテナと上記受信用マイクロストリップアンテナとの間の送受間結合を小さくするコの字型のスロットを形成する。

グランド板５に形成したコの字型スロット１は、送信帯域の周波数に対して共振しておりフィルタとして機能しているため、送受間結合を小さくすることができる。このため、送信用アンテナと受信用アンテナの距離ｄを狭くすることが可能である。
また、フィルタ等の別の電子部品を設ける場合であっても、グランド板５にコの字型のスロット１を設けることにより、要求スペックを満たすフィルタ等の別の電子部品を小さくすることができる。このため、従来技術よりもマイクロストリップアンテナを小型にすることができる。

図１〜図２を参照して、本発明によるマイクロストリップアンテナ２００について説明をする。図１は、マイクロストリップアンテナ２００の分解斜視図である。図２は、図１のＣ−Ｃで切断した横断面図である。マイクロストリップアンテナ２００は、背景技術の欄で説明したマイクロストリップアンテナ１１０と同様にマイクロストリップアンテナ１００を同一基板上に２つ設けたものである。本発明によるマイクロストリップアンテナ２００は、グランド板５にコの字型スロット１（コの字型の切り込み）を設けた点で、背景技術の欄で説明したマイクロストリップアンテナ１１０とは異なる。

マイクロストリップアンテナ２００は、誘電体基板６と、誘電体基板６の表面にそれぞれ形成された送信用パッチ３と受信用パッチ４、誘電体基板６の裏面に設けられたグランド板５と、誘電体基板６と共にグランド板５を挟む誘電体基板７と、誘電体基板７の、グランド板５がある側と反対側に設けられた給電線８を例えば有する。また、共振周波数帯域を拡大するための無給電素子２１が、送信用パッチ３と受信用パッチ４の各表面から少し離れた位置に、空間２０を介して設けられており、この無給電素子２１を覆うように誘電体のカバーであるレドーム９が設けられている。なお、無給電素子２１は、レドーム９の裏側に限らず、レドーム９の表面・裏側・内部の何れかに設ければよい。

グランド板５には、図２３に示したのと同様のボウタイ型スロット２が設けられている。すなわち、グランド板５には、中心から長手方向に離れるに従って長手方向と垂直な方向に広がる形状をしたスロットが設けられている。一般に、マイクロストリップアンテナは小型で薄型であるが、使用可能な周波数帯域が狭いという問題がある。しかし、このようなボウタイ型スロット２を設けることにより、アンテナが使用することができる周波数帯域を広く取ることができることが知られている。なお、本発明では、アンテナが使用することができる周波数帯域を広く取るための一例としてボウタイ型スロット２を用いたが、ボウタイ型スロットに限らず任意の形状のスロットを用いてもよい。また、受信用パッチ４側にあるボウタイ型スロット２の近傍には、後述するように、コの字型スロット１が形成されている。

送信用パッチ３と受信用パッチ４はそれぞれ、グランド板５のボウタイ型スロット２を介して、給電線８によって電磁的に給電される。このように、給電線８を送信用パッチ３と受信用パッチ４に直接的に接続せずに、誘電体基板やグランド板５を介して電磁結合によって間接的に給電することにより、放射素子である送信用パッチ３と受信用パッチ４とをそれぞれ給電線８から分離することができる。このため、送信用アンテナの放射指向パターンが、給電線８から放射される不要な電磁波によって乱されることはなくなる。送信用パッチ３と受信用パッチ４は、矩形の他、円形等の任意の形状であってもよい。

給電線８が、ボウタイ型スロット２を介して電磁的結合により送信用パッチ３に給電することにより送信用アンテナ２０１が機能する。また、給電線８が、ボウタイ型スロット２を介して電磁的結合により受信用パッチ４に給電することにより受信用アンテナ２０２が機能する。

以下、コの字型スロット１の形状と、形成する位置等について説明する。図３に、コの字型スロット１の形状と位置の例を示す。図３は、マイクロストリップアンテナ２００の受信用パッチ４側のグランド板５を正面から（ｚ軸の正方向から）見た図である。図示していないが、グランド板５の平面に対して水平な方向に離れて、送信用パッチ３に対応するボウタイ型スロット２が設けられている。

図３に示すように、コの字型スロット１は、例えば、グランド板５上であって、送信用パッチ３よりも受信用パッチ４に近い位置に形成される。図３に示したコの字型スロット１は、給電線８の長手方向とほぼ垂直な方向に伸びるスロット１ａと、そのスロット１ａの長手方向と垂直な２つの方向のうちの一方に、そのスロット１ａの両端からそれぞれ伸びるスロット１ｂ，１ｃとを一体に形成したスロットである。図３に示した例では、スロット１ａは受信用パッチ４の一辺とほぼ重なっており、スロット１ｂは受信用パッチ４に対応して設けられた無給電素子２１の一辺とほぼと重なっており、スロット１ｃは給電線８の長手方向の中心線とほぼ重なっている。また、スロット１ａの長さは８．８ｍｍ、スロット１ｂ，１ｃの長さはそれぞれ４ｍｍである。

図４に、上記コの字型スロット１をグランド板５に形成したマイクロストリップアンテナ２００のＳパラメータ特性を示す。図４においては、ＶＳＷＲが１．５以下となる送信周波数帯域内の送受間結合（送信帯域の最悪値）を評価する。図４において、マイクロストリップアンテナ２００の送信用アンテナ２０１が端子１であり、受信用アンテナ２０２が端子２である。背景技術によるマイクロストリップアンテナ１１０のＳパラメータ特性（図２８参照）と比較すると、送信周波数帯域における、送信用アンテナ２０１から受信用アンテナ２０２への回り込みを表すＳ２１が、最大約−２２．５ｄＢから最大約−２８ｄＢに低下していることがわかる。また、コの字型スロット１によるフィルタ機能を追加した後であっても、アンテナのＶＳＷＲが１．５以下となる比帯域幅は、送信と受信用アンテナ共に１０％以上取れていることがわかる。

コの字形のスロット１は、送信帯域の周波数に対して共振しておりフィルタとして機能しているため、送受間結合を小さくすることができる。また、このコの字型スロット１は、アンテナの給電層である給電線８と、放射層であるパッチ３，４との間に設けられているため、受信用アンテナの帯域や放射指向性について影響を与えないというメリットがある。

コの字型スロット１は、給電層と放射層の間にあるグランド板５に形成されているため、コの字型スロット１によってフィルタ機能を追加しても、放射素子の放射指向性の乱れや、給電層の線路間結合量の劣化を防ぐことができる。例えば、図５に示すように、受信帯域において、提案モデルのＥ面（図１におけるｙ−ｚ平面）の水平面内半値幅は５７°と従来モデルと同じ半値幅になっており、コの字型スロット１が、アンテナの放射指向性特性に影響を与えないことがわかる。

また、送受間結合を小さくするために、給電線８に、給電線８の長手方向に対して垂直な方向に伸びるオープンスタブ２２を設けるという技術がある。通常、オープンスタブ２２を用いることで、ある特定の周波数帯における共振しないようにする(rejectする)ためには、rejectする周波数の波長をl_rだとすると、オープンスタブ２２の長さを（l_r/(√e_r)）/２にする必要がある。ここで、e_rはオープンスタブ２２を形成する誘電体基板７の比誘電率となっている。このスタブの長さＬｓｆに比べて、スロット１ａの長さは、約１７％短い。このため、本発明は、この従来技術に比べて配置の自由度が増すという有利な効果がある。

コの字型スロット１の大きさ・形状・位置は、上記したものに限定されない。例えば、スロット１ａ〜１ｃの長さの総和が、コの字型スロット１の共振周波数を決めているため、所望の共振周波数に応じて、これらのスロット１ａ〜１ｃの長さを変えてもよい。

図６に、スロット１ｂ，１ｃの長さを４ｍｍに固定したままで、スロット１ａの長さを８．４ｍｍ，８．８ｍｍ，９．２ｍｍとそれぞれ変化させた場合のＳ２１特性を示す。図６から、スロット１ａの長さを変えることで、コの字型スロット１の共振波長を変化させることができ、コの字型スロット１がフィルタとして機能する周波数帯域を調整することができることがわかる。

また、コの字型スロット１を、ボウタイ型スロット２の周囲のグランド板５のどこに設けてもよい。例えば、図７に示すように、給電線８が入ってくる部位とは反対側の部位に、コの字型スロット１を形成してもよい。図７に示すコの字型スロット１を形成したマイクロストリップアンテナ２００のＳ２１特性を、図８に示す。図８から、コの字型スロット１を、給電線８が入ってくる部位とは反対側の部位に形成しても、送受間結合を小さくすることができることがわかる。

また、例えば、図９に示すように、給電線８の長手方向に伸びる中心線に対して、図示していない送信用パッチ３がある側にコの字型スロット１を設けてもよい。

さらに、例えば、図１０に示すように、ボウタイ型スロット２を囲むようにコの字型スロット１を形成してもよい。図１０において、スロット１ａの長さは１２ｍｍであり、スロット１ｂ，１ｃの長さはそれぞれ５ｍｍである。図１０に示したコの字型スロット１は、給電線８の長手方向に伸びる中心線に対して左右対称となっている。このように、ボウタイ型スロット２を囲むようにコの字型スロット１を形成することにより、これらのスロットを効率良く配置することが可能となり、設計の自由度が増すことができる。なお、必ずしも左右対称である必要はない。

図１１に、図１０に示したコの字型スロット１を設けたマイクロストリップアンテナ２００のＳパラメータ特性を示す。送信用アンテナから受信用アンテナへの回り込みを表すＳ２１の送信周波数帯域における最大値が、図２８に比べて、−２７ｄＢと改善していることがわかる。

また、図１２に、図１０に示したコの字型スロット１のスロット１ａの長さを固定したままで、スロット１ｂ，１ｃの長さをそれぞれ４ｍｍ，５ｍｍ，６ｍｍ，７ｍｍと変えた場合のＳ２１特性を示す。図１２から、スロット１ｂ，１ｃが長くなると、コの字型スロットの共振波長が長くなり、Ｓ２１特性が改善される周波数が少しずつ低域にシフトしていくことがわかる。このように、図１０に示したコの字型スロット１においても、コの字型スロット１を構成する各辺の長さを変えることにより、所望のＳ２１特性を改善させることができる。

また、上記実施形態では、スロット１ｂ，１ｃを、スロット１ａからボウタイ型スロット２が存在する方向に伸びるように形成しているが、スロット１ｂ，１ｃの少なくとも一方を、スロット１ａからボウタイ型スロット２が存在しない方向に伸びるように形成してもよい。図１３に、スロット１ｂ，１ｃの両方を、スロット１ａからボウタイ型スロット２がない方向に伸びるように形成したコの字型スロット１を示す。

また、スロット１ａと、スロット１ｂ又はスロット１ｃとが交わる角度は９０度である必要はない。例えば、６０度〜１２０度としてもよい。

また、必ずしも、コの字型スロット１の屈折部であるスロット１ｂとスロット１ｃに挟まれたスロット部分であるスロット１ａ（コの字型のスロットを構成する３辺のスロットのうち中央に位置するスロット）を、給電線８の延伸方向に対してほぼ垂直に形成する必要はない。コの字型スロット１とボウタイ型スロット２とが接触しない限り、コの字型スロット１を形成する角度を任意に設計することができる。例えば、図１４に示すように、スロット１ａが給電線８の延伸方向に対して７０度の角度で交わるように、コの字型スロット１を形成してもよい。この場合のＳ２１特性を図１５に示す。図１５から、コの字型スロット１の傾きに関わらず、Ｓ２１特性が、図４に示したＳ２１特性とほとんど変わっていないことがわかる。すなわち、コの字型スロット１の傾きに関わらず、送受間結合を小さくすることができることがわかる。

このように、設計しようとするマイクロストリップアンテナ２００、ボウタイ型スロット２の位置・大きさ・形状、受信用パッチ４の位置・大きさ・形状、送信用の周波数、受信用の周波数等に応じて、コの字型スロット１の形状と位置は異なる。そこで、所望の特性が得られるように、コの字型スロット１の形状と位置を定める。

また、上記実施形態では、グランド板５に形成されるコの字型スロット１の大部分が、受信用パッチ４及び／又は無給電素子２１に隠れている（例えば、図３参照）。すなわち、受信用パッチ４及び／又は無給電素子２１をグランド板５に射影して得られる領域に含まれるように、コの字型スロット１が設けられている。このように、コの字型スロット１をｚ軸方向（グランド板５の平面に対して垂直な方向）から見て、受信用パッチ４に重なるように形成することにより、不要な電磁波の放射を防ぐことができるという有利な効果があるためである。しかし、グランド板５に形成されるコの字型スロット１の大部分が受信用パッチ４及び／又は無給電素子２１に隠れているようにしなくても、送受間結合を小さくするという本発明の目的を達成することができる。

また、そもそも、共振周波数帯域を広げる必要がない等の場合には、これらの無給電素子２１を設けなくてもよい。図３に示したコの字型スロット１を形成したマイクロストリップアンテナ２００において、受信用パッチ４に対応する無給電素子２１を設けないで測定したＳパラメータを、図１６に示す。図１６から、無給電素子２１の有無に関わらず、コの字型スロット１をグランド板５に形成することにより、送受間結合を小さくすることができることがわかる。

また、上記実施形態では、空間２０を介して、送信用パッチ３と受信用パッチ４にそれぞれ対向するように無給電素子２１を設けたが、空間２０に代えて誘電率が１．０に近い誘電体を介して、送信用パッチ３と受信用パッチ４に対向するように無給電素子２１を設けてもよい。

また、給電線８からの電磁的結合によって送信用パッチ３、受信用パッチ４に給電することを可能にするボウタイ型スロット２の形状は、ボウタイ型でなくてもよい。例えば、ボウタイ型スロット２の代わりに、長方形状のスロットや、ドックボーン型のスロットを用いても、上記と同様にコの字型スロット１を設けることにより、送受間結合を小さくすることができる。

なお、図１７に示すように、本発明によるコの字型スロット１と上記した給電線８に対してほぼ垂直に形成するオープンスタブ２２とを同時に設けてもよい。図１７では、オープンスタブ２２の長さＬｓｆ＝８ｍｍとし、ボウタイ型スロット２の中心からオープンスタブ２２の延伸方向の中心線の距離Ｏｓｆ＝１４ｍｍとし、オープンスタブ２２の短手方向の幅Ｗｆをオープンスタブ２２のインピーダンスが５０〔Ｏｈｍ〕となるようにしている。このように、コの字型スロット１とオープンスタブ２２を同時に設けても、図１８に示すように、送受間結合を低減させることができることがわかる。

図１９に、Ｏｓｆ＝１４ｍｍを固定したままで、Ｌｓｆを８ｍｍ、８．６ｍｍ、９．２ｍｍと変化させた場合の、Ｓ２１特性を示す。このように、Ｌｓｆを変化させても、送信帯域における送受間結合を、−３５ｄＢ以下にすることができることがわかる。なお、Ｌｓｆをさらに長くすると、コの字型スロット１がフィルタとして機能する周波数帯域が低域にシフトして、送信帯域での送受間結合をさらに小さくすることができる。
上記したマイクロストリップアンテナ２００を基地局アンテナとして用いる場合、所望の利得を得るために、誘電体基板６の平面に対して水平な方向に、送信用のマイクロストリップアンテナである送信用アンテナ２０１と受信用のマイクロストリップアンテナである受信用アンテナ２０２とをそれぞれ少なくとも１つ設ける。例えば、図２０Ａに示すように、送信用アンテナ３０１、３０３と、受信用アンテナ３０２、３０４を互い違いに設ける。図２０Ｂは、誘電体基板７の裏側に設けられた給電線８、８’の配線状態を表す図である。各送信用アンテナ３０１、３０３は、図１等に示した送信用アンテナ２０１と同様のものであり、各受信用アンテナ３０２、３０４は、図１等に示した受信用アンテナ２０２と同様のものである。

この場合、グランド板５であって、各受信用アンテナ３０２、３０４の受信用パッチ４の近傍に上記したコの字型スロット１を設けることにより、各送信用アンテナ３０１、３０３からの不要な回り込みを防ぐことができる。すなわち、図２０に示した例では、例えば、受信用アンテナ３０２にコの字型スロット１を設けることにより、受信用アンテナ３０２と送信用アンテナ３０１との間の送受間結合だけではなく、受信用アンテナ３０２と送信用アンテナ３０３との間の送受間結合を小さくすることができる。

図２０Ａでは、ボウタイ型スロット２を囲むようにコの字型スロット１を形成したが、コの字型スロット１の位置は上記したように適宜変えることができる。受信用アンテナが複数ある場合、必ずしもすべての受信用アンテナにコの字型スロット１を設ける必要はない。例えば、送信用アンテナとの距離が近い受信用アンテナのみにコの字型スロット１を設ける。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能であることはいうまでもない。

本発明によるマイクロストリップアンテナ２００の分解斜視図。マイクロストリップアンテナ２００の横断面図。コの字型スロット１の位置を例示する図（その一）。本発明によるマイクロストリップアンテナ２００のＳパラメータ特性を示す図。本発明によるマイクロストリップアンテナ２００の放射指向性と、背景技術によるマイクロストリップアンテナ１００の放射指向性とを比較する図。スロット１ａの長さを変えたときのＳ２１特性を示す図。コの字型スロット１の位置を例示する図（その二）。図７に例示した位置にコの字型スロット１を設けたときのＳ２１特性を示す図。コの字型スロット１の位置を例示する図（その三）。コの字型スロット１の位置を例示する図（その四）。図１０に例示した位置にコの字型スロット１を設けたときのＳパラメータ特性を示す図。スロット１ｂ，１ｃの長さを変えたときのＳ２１特性を示す図。コの字型スロット１の位置を例示する図（その五）。コの字型スロット１の位置を例示する図（その六）。図１４に例示した位置にコの字型スロット１を設けたときのＳパラメータ特性を示す図。無給電素子２１を設けなかったときのＳパラメータ特性を示す図。コの字型スロット１を設けた上でさらに、給電線８に送受間結合を低減するためのオープンスタブ２２を形成した図。コの字型スロット１とオープンスタブ２２を設けたときのＳパラメータ特性を示す図。オープンスタブ２２の長さを変えたときのＳパラメータ特性を示す図。Ａは、マイクロストリップアンテナ２００をアレー状に並べた状態を示す図。Ｂは、誘電体基板７の裏側に設けた給電線８、８’の配線状態を示す図。背景技術によるマイクロストリップアンテナ１００の分解斜視図。マイクロストリップアンテナ１００の横断面図。ボウタイ型スロット２の形状を例示する図。マイクロストリップアンテナ１１０のＳ１１特性を示す図。背景技術によるマイクロストリップアンテナ１１０の分解斜視図。マイクロストリップアンテナ１１０の横断面図マイクロストリップアンテナ１１０のグランド板５をグランド板５の平面に対して垂直な方向から見た図。マイクロストリップアンテナ１１０のＳパラメータ特性を示す図。

Claims

誘電体基板上に形成された送信用パッチを、上記誘電体基板の裏側に被着したグランド板に形成したスロットを介して、給電線が電磁結合によって給電することによって機能する送信用マイクロストリップアンテナと、
上記誘電体基板上に形成された受信用パッチを、上記グランド板に形成した別のスロットを介して、別の給電線が電磁結合によって給電することによって機能する受信用マイクロストリップアンテナと、
をそれぞれ少なくとも１つ有するマイクロストリップアンテナにおいて、
上記グランド板の、上記送信用パッチのスロットよりも上記受信用パッチのスロットに近い位置に、上記送信用マイクロストリップアンテナと上記受信用マイクロストリップアンテナとの間の送受間結合を小さくするコの字型のスロットを形成したことを特徴とするマイクロストリップアンテナ。
請求項１に記載のマイクロストリップアンテナにおいて、
上記コの字型のスロットの、両屈折部で挟まれたスロット部分は、給電線の延伸方向に対してほぼ垂直に形成されてい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１又は２に記載のマイクロストリップアンテナにおいて、
上記受信用パッチのスロットを囲うように、上記コの字型のスロットを設けたことを特徴とするマイクロストリップアンテナ。
請求項１から３の何れかに記載のマイクロストリップアンテナにおいて、
上記送信用パッチ及び／又は上記受信用パッチに対向して、無給電素子を設けたことを特徴とするマイクロストリップアンテナ。
請求項１から４の何れかに記載のマイクロストリップアンテナにおいて、
上記コの字型のスロットを、上記受信用パッチ及び／又は上記受信用パッチに対向して設けられた無給電素子をグランド板に投影して得られる領域に含まれるように形成したことを特徴とするマイクロストリップアンテナ。
請求項１から５の何れかに記載のマイクロストリップアンテナにおいて、
給電線に、給電線の延伸方向に対してほぼ垂直に伸びるスタブを設けたことを特徴とするマイクロストリップアンテナ。