JP4871201B2 - Dielectric Leaky Wave Antenna - Google Patents

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JP4871201B2 JP2007118332A JP2007118332A JP4871201B2 JP 4871201 B2 JP4871201 B2 JP 4871201B2 JP 2007118332 A JP2007118332 A JP 2007118332A JP 2007118332 A JP2007118332 A JP 2007118332A JP 4871201 B2 JP4871201 B2 JP 4871201B2
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Description

本発明は、誘電体漏れ波アンテナにおいて、励振部と漏出部との特性をともに最適化できるようにするための技術に関する。   The present invention relates to a technique for optimizing the characteristics of an excitation part and a leakage part in a dielectric leakage wave antenna.

例えばドップラレーダ用に割り当てられている24.05〜24.2GHzの準ミリ波帯で使用するアンテナで、構成が簡易で効率が高いものとして、誘電体漏れ波アンテナがある。   For example, an antenna used in the quasi-millimeter wave band of 24.05 to 24.2 GHz allocated for Doppler radar and having a simple configuration and high efficiency includes a dielectric leakage wave antenna.

11は、誘電体漏れ波アンテナ10の構造例を示している。この誘電体漏れ波アンテナ10は、誘電体基板11と、その一面(図では下面)側に設けられた地板導体12とにより、電磁波を誘電体基板11の厚さ方向と直交する方向へ伝送する誘電体イメージ線路を形成するとともに、誘電体基板11の反対面(図では上面)側に所定間隔で複数の漏出用金属ストリップ13を設け、給電された電磁波を複数の漏出用金属ストリップ13に交差する方向に伝搬させることで、誘電体基板11内の電磁波を誘電体基板11の表面から漏出させる。 FIG. 11 shows a structural example of the dielectric leakage wave antenna 10. The dielectric leaky wave antenna 10 transmits electromagnetic waves in a direction orthogonal to the thickness direction of the dielectric substrate 11 by the dielectric substrate 11 and the ground plane conductor 12 provided on one surface (the lower surface in the drawing). In addition to forming a dielectric image line, a plurality of leakage metal strips 13 are provided at predetermined intervals on the opposite surface (upper surface in the figure) side of the dielectric substrate 11, and the fed electromagnetic waves cross the plurality of leakage metal strips 13. The electromagnetic wave in the dielectric substrate 11 is leaked from the surface of the dielectric substrate 11 by propagating in the direction in which it is transmitted.

誘電体基板11の表面から漏出される電磁波の放射特性は、漏出用金属ストリップ13の幅、間隔、誘電体基板11内を伝搬する電磁波の波面(等位相面)と漏出用金属ストリップ13との角度によって種々設定が可能である。   The radiation characteristics of the electromagnetic wave leaked from the surface of the dielectric substrate 11 are the width and interval of the leakage metal strip 13, the wavefront (equal phase surface) of the electromagnetic wave propagating in the dielectric substrate 11, and the leakage metal strip 13. Various settings are possible depending on the angle.

例えば、誘電体基板11内を伝搬する電磁波の波面を漏出用金属ストリップ13と平行にすれば、誘電体基板11の表面から漏出する電磁波のビーム方向を、誘電体基板11の表面に直交し且つ漏出用金属ストリップ13の長さ方向と直交する面内に設定することができる。また、この面内におけるビーム方向は、主に漏出用金属ストリップ13の間隔によって決定され、例えば、漏出用金属ストリップ13の間隔を放射しようとする電磁波の誘電体イメージ線路内の波長λgにほぼ等しくすれば、ビーム方向を誘電体基板11の表面にほぼ直交する方向に設定することができ、誘電体基板11の向きとビーム方向をほぼ一致させることができる。   For example, if the wavefront of the electromagnetic wave propagating in the dielectric substrate 11 is made parallel to the leakage metal strip 13, the beam direction of the electromagnetic wave leaking from the surface of the dielectric substrate 11 is orthogonal to the surface of the dielectric substrate 11 and It can be set in a plane perpendicular to the length direction of the leakage metal strip 13. Further, the beam direction in this plane is mainly determined by the interval between the leaking metal strips 13 and is, for example, substantially equal to the wavelength λg in the dielectric image line of the electromagnetic wave trying to radiate the interval between the leaking metal strips 13. By doing so, the beam direction can be set in a direction substantially orthogonal to the surface of the dielectric substrate 11, and the direction of the dielectric substrate 11 and the beam direction can be made substantially coincident.

このような原理で電磁波を輻射する誘電体漏れ波アンテナでは、誘電体基板11内に漏出用金属ストリップ13とほぼ平行な波面を有する電磁波を伝搬させるための励振部14が必要となる。   In a dielectric leaky wave antenna that radiates electromagnetic waves based on such a principle, an excitation unit 14 for propagating electromagnetic waves having a wavefront substantially parallel to the leakage metal strip 13 is required in the dielectric substrate 11.

この励振部14として、簡易な構成で量産性が高く低コストに構成できるものとして、特許文献1には、図11に示しているように、誘電体基板11を挟んで地板導体12との間にマイクロストリップ線路を形成する線路用金属ストリップ15と、この線路用金属ストリップ15に対して例えばスタブ16、17を所定間隔に設けてマイクロストリップ線路を伝搬する電磁波を漏出用金属ストリップ13と交差する方向に分岐させる構成のものが、本願出願人によって提案されている。 As this excitation unit 14, it is possible to configure the excitation unit 14 with a simple configuration and high productivity at a low cost. In Patent Document 1, as shown in FIG. 11 , the dielectric substrate 11 is sandwiched between the ground plane conductor 12 and the dielectric substrate 11. A metal strip 15 for forming a microstrip line, and, for example, stubs 16 and 17 are provided at a predetermined interval with respect to the metal strip 15 for this line, and electromagnetic waves propagating through the microstrip line intersect with the leakage metal strip 13. Applicants have proposed a configuration that branches in a direction.

特開2004−328291号公報JP 2004-328291 A

しかし、上記のようにマイクロストリップ線路は開放型の線路であるため、励振用の電磁波自体の漏れ放射が比較的大きく、サイドローブ上昇等指向性が劣化したり、効率が低下するという問題があった。   However, since the microstrip line is an open type line as described above, there is a problem that the leakage radiation of the electromagnetic wave for excitation itself is relatively large, the directivity is deteriorated such as a side lobe rise, and the efficiency is lowered. It was.

また、マイクロストリップ線路に比べて閉塞性が高い平行平板線路を、励振用の線路として用いた誘電体漏れ波アンテナも本願出願人によって提案されている(特許文献2)。しかし程度の差はあっても励振用線路からの漏れ放射による指向性の劣化という問題は残る。   Further, the applicant of the present application has also proposed a dielectric leaky wave antenna using a parallel plate line having a higher blocking property than a microstrip line as an excitation line (Patent Document 2). However, the problem of directivity degradation due to leakage radiation from the excitation line remains to some extent.

特許第3822818号公報Japanese Patent No. 3822818

これらの文献のように、漏出用金属ストリップと励振用の線路とを共通の誘電体基板に形成したものでは、励振部として最適な基板の厚さと漏出部に最適な基板の厚さとが異なる場合が多く、両方に対して最適設計ができず、アンテナ全体としての効率を上げることが困難であった。   When the metal strip for leakage and the line for excitation are formed on a common dielectric substrate as in these documents, the optimum substrate thickness for the excitation part differs from the optimum substrate thickness for the leakage part. In many cases, the optimum design for both is not possible, and it is difficult to increase the efficiency of the entire antenna.

本発明は、上記問題を解決して、励振用線路からの漏れ放射を抑圧するとともに、励振用線路と漏出部とをそれぞれ独立に最適化できる構成とすることにより、希望する指向性を実現し、且つアンテナ効率の高い誘電体漏れ波アンテナを実現することを目的としている。さらに、2層の誘電体構成とすることにより、アンテナ全体を印刷技術のみで製作できるので、量産性に優れた低コストな誘電体漏れ波アンテナを提供することをも目的としている。   The present invention solves the above problems, suppresses the leakage radiation from the excitation line, and realizes the desired directivity by adopting a configuration in which the excitation line and the leakage portion can be optimized independently. The object is to realize a dielectric leakage wave antenna with high antenna efficiency. Furthermore, since the entire antenna can be manufactured only by a printing technique by adopting a two-layer dielectric structure, it is also an object to provide a low-cost dielectric leaky wave antenna excellent in mass productivity.

前記目的を達成するために、本発明の請求項1の誘電体漏れ波アンテナは、
誘電体基板(21)と、
前記誘電体基板の一面側に重なり合うようにして設けられ、前記誘電体基板内でその厚さ方向と直交する方向に電磁波を伝搬させる誘電体イメージ線路を形成する地板導体(22)と、
前記誘電体基板の前記一面と平行な面に所定間隔で平行に設けられた複数の漏出用金属ストリップ(23、23′)と、
前記誘電体基板の反対面側に設けられ、前記漏出用金属ストリップと平行な向きに延び前記地板導体との間で平行平板線路を形成する平板部(40)を含み、該平行平板線路内に給電された電磁波を前記複数の漏出用金属ストリップと交差する方向に伝搬させる励振部(24)と、
前記励振部の平行平板線路に電磁波を給電する給電部(50)とを備えた誘電体漏れ波アンテナであって、
前記誘電体基板は、前記地板導体の一面側に重なり合う所定厚さの第1誘電体層(21a)と、該第1誘電体層の誘電率より小さく且つ空気の誘電率より大きい誘電率を有し前記第1誘電体層に重なり合う所定厚さの第2誘電体層(21b)とで2層構造をなしており、
前記複数の漏出用金属ストリップが前記第1誘電体層と第2誘電体層の間に形成され、
前記励振部の平板部は、前記第2誘電体層の表面側に形成され
さらに、前記第1誘電体層の厚さをt1、誘電率をε1とし、前記第2誘電体層の厚さをt2、誘電率をε2とし、前記励振部に供給される電磁波の自由空間波長をλ とするとき、
(ε1・t1) 1/2 +(ε2・t2) 1/2 ≦λ /2
の条件を満たしていることを特徴としている。
In order to achieve the above object, a dielectric leaky wave antenna according to claim 1 of the present invention comprises:
A dielectric substrate (21);
A ground plane conductor (22) provided to overlap one surface side of the dielectric substrate and forming a dielectric image line for propagating electromagnetic waves in a direction perpendicular to the thickness direction in the dielectric substrate;
A plurality of metal strips for leakage (23, 23 ') provided in parallel at a predetermined interval on a surface parallel to the one surface of the dielectric substrate;
A flat plate portion (40) provided on the opposite surface side of the dielectric substrate and extending in a direction parallel to the leakage metal strip to form a parallel plate line with the ground plane conductor; An excitation unit (24) for propagating a fed electromagnetic wave in a direction intersecting the plurality of leakage metal strips;
A dielectric leakage wave antenna comprising a power feeding part (50) for feeding electromagnetic waves to a parallel plate line of the excitation part,
The dielectric substrate has a first dielectric layer (21a) having a predetermined thickness overlapping one surface side of the ground plane conductor, and a dielectric constant smaller than the dielectric constant of the first dielectric layer and larger than the dielectric constant of air. And a second dielectric layer (21b) having a predetermined thickness and overlapping the first dielectric layer has a two-layer structure,
The plurality of leakage metal strips are formed between the first dielectric layer and the second dielectric layer;
The flat plate portion of the excitation unit is formed on the surface side of the second dielectric layer ,
Furthermore, the thickness of the first dielectric layer is t1, the dielectric constant is ε1, the thickness of the second dielectric layer is t2, the dielectric constant is ε2, and the free space wavelength of the electromagnetic wave supplied to the excitation unit Is λ 0 ,
(Ε1 · t1) 1/2 + ( ε2 · t2) 1/2 ≦ λ 0/2
It is characterized by satisfying the above conditions .

また、本発明の請求項の誘電体漏れ波アンテナは、請求項1記載の誘電体漏れ波アンテナにおいて、
前記給電部は、
前記平板部と対向する位置で、前記誘電体基板に設けられた前記複数の漏出用金属ストリップと平行な方向に並ぶようにして前記地板導体に所定間隔で形成された複数のスロット(51)と、
前記地板導体の前記複数のスロットが設けられている部分を覆う状態で、一面側が前記地板導体の反対面側に重なり合うように設けられた給電用誘電体基板(53)と、
前記給電用誘電体基板の反対面側に形成され、前記複数のスロットを介して前記平行平板線路に結合し、該平行平板線路に電磁波を給電するマイクロストリップ線路(55)とを含んでいることを特徴とする。
The dielectric leaky wave antenna according to claim 2 of the present invention, the dielectric leaky wave antenna according to claim 1 Symbol placement,
The power feeding unit is
A plurality of slots (51) formed at predetermined intervals on the ground plane conductor so as to be aligned in a direction parallel to the plurality of leakage metal strips provided on the dielectric substrate at positions facing the flat plate portion; ,
A feeding dielectric substrate (53) provided so that one surface side overlaps the opposite surface side of the ground plane conductor in a state of covering a portion where the plurality of slots of the ground plane conductor are provided;
A microstrip line (55) that is formed on the opposite surface of the dielectric substrate for power supply, is coupled to the parallel plate line via the plurality of slots, and feeds electromagnetic waves to the parallel plate line. It is characterized by.

また、本発明の請求項の誘電体漏れ波アンテナは、請求項1記載の誘電体漏れ波アンテナにおいて、
前記給電部は、
前記平板部と対向する位置で前記複数の漏出用金属ストリップと平行な方向に並ぶようにして前記地板導体に所定間隔で形成された複数の穴(22a)と、
前記地板導体の穴を覆う状態で一面側を該地板導体と重なり合うように形成された給電用誘電体基板(53)と、
前記給電用誘電体基板を貫通し、前記地板導体の各穴をそれぞれ非接触に通過して前記第1誘電体層内に進入する複数の金属ピン(70)と、
前記給電用誘電体基板の反対面側に形成され、前記複数の金属ピンを介して前記平行平板線路に結合し、該平行平板線路に電磁波を給電するマイクロストリップ線路(55)とを含んでいることを特徴とする。
The dielectric leaky wave antenna according to claim 3 of the present invention, the dielectric leaky wave antenna according to claim 1 Symbol placement,
The power feeding unit is
A plurality of holes (22a) formed at predetermined intervals in the ground plane conductor so as to be aligned in a direction parallel to the plurality of metal strips for leakage at a position facing the flat plate portion;
A feeding dielectric substrate (53) formed so as to overlap the ground plane conductor on one side in a state of covering the hole of the ground plane conductor;
A plurality of metal pins (70) that penetrate the dielectric substrate for power supply, pass through each hole of the ground plane conductor in a non-contact manner, and enter the first dielectric layer;
A microstrip line (55) formed on the opposite surface of the power supply dielectric substrate, coupled to the parallel plate line via the plurality of metal pins, and supplying electromagnetic waves to the parallel plate line. It is characterized by that.

また、本発明の請求項の誘電体漏れ波アンテナは、請求項1〜のいずれかに記載の誘電体漏れ波アンテナにおいて、
前記励振部には、
前記平行平板線路に供給された電磁波のうち、前記漏出用金属ストリップ側と反対側に伝搬される電磁波を前記漏出用金属ストリップ側に反射させるための反射壁(42)が設けられていることを特徴とする。
Moreover, the dielectric leaky wave antenna according to claim 4 of the present invention is the dielectric leaky wave antenna according to any one of claims 1 to 3 .
In the excitation unit,
Among the electromagnetic waves supplied to the parallel plate line, a reflection wall (42) is provided for reflecting the electromagnetic waves propagating to the side opposite to the leakage metal strip side to the leakage metal strip side. Features.

また、本発明の請求項の誘電体漏れ波アンテナは、請求項1〜のいずれかに記載の誘電体漏れ波アンテナにおいて、
前記励振部が前記誘電体基板のほぼ中央部に設けられ、該励振部の両側にそれぞれ複数の前記漏出用金属ストリップが設けられていることを特徴とする。
The dielectric leakage wave antenna according to claim 5 of the present invention is the dielectric leakage wave antenna according to any one of claims 1 to 3 .
The excitation part is provided at a substantially central part of the dielectric substrate, and a plurality of the metal strips for leakage are provided on both sides of the excitation part.

このように、本発明の誘電体漏れ波アンテナは、励振部を平行平板線路型とするとともに、誘電体基板を第1誘電体層と第2誘電体層との2層構造としているので、平行平板線路からなる励振部の特性と漏出部の特性をそれぞれ最良の状態にすることができるとともに、給電用のマイクロストリップ線路を地板導体の下面側に配置することができるので、その給電部からの漏れ放射による指向性の劣化を防ぎ、且つ高効率なアンテナを実現できる。   As described above, the dielectric leaky wave antenna of the present invention has a parallel plate line type excitation unit and a dielectric substrate having a two-layer structure of the first dielectric layer and the second dielectric layer. The characteristics of the excitation part made of a flat line and the characteristics of the leakage part can be made the best, respectively, and the microstrip line for feeding can be arranged on the lower surface side of the ground plane conductor, so It is possible to realize a highly efficient antenna while preventing directivity deterioration due to leakage radiation.

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図1、図2は、本発明を適用した誘電体漏れ波アンテナ20の構成を示している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 and 2 show the configuration of a dielectric leakage wave antenna 20 to which the present invention is applied.

この誘電体漏れ波アンテナ20は、準ミリ波帯のうち、ドップラレーダ等に使用される24.05〜24.2GHzをカバーするアンテナであり、誘電体基板21と、誘電体基板21の一面側(下面側)に隙間なく重なり合うように設けられた地板導体22により、誘電体基板21内でその厚さ方向(図1でz方向)と直交する方向に電磁波を伝搬させる誘電体イメージ線路が形成されている。   This dielectric leaky wave antenna 20 is an antenna that covers 24.05 to 24.2 GHz used for Doppler radar or the like in the quasi-millimeter wave band, and includes a dielectric substrate 21 and one surface side of the dielectric substrate 21. A dielectric image line that propagates electromagnetic waves in a direction perpendicular to the thickness direction (z direction in FIG. 1) in the dielectric substrate 21 is formed by the ground plane conductor 22 provided so as to overlap the (lower surface side) without any gap. Has been.

ここで、誘電体基板21は、地板導体22の上に重なり合う厚さt1、誘電率ε1(例えばε1=6)の第1の誘電体層21aと、第1の誘電体層21aの誘電率ε1より小さい誘電率ε2(例えばε2=2.2)を有し第1の誘電体層21aの上に重なり合う厚さt2の第2の誘電体層21bとで2層構造をなしている Here, the dielectric substrate 21 includes a first dielectric layer 21a having a thickness t1 and a dielectric constant ε1 (for example, ε1 = 6) overlapping the ground plane conductor 22, and a dielectric constant ε1 of the first dielectric layer 21a. The second dielectric layer 21b having a smaller dielectric constant ε2 (for example, ε2 = 2.2) and having a thickness t2 overlapping the first dielectric layer 21a forms a two-layer structure .

誘電体基板21の厚さ方向と直交する方向(図1でx方向)に延びた漏出用金属ストリップ23は、誘電体基板21の第1誘電体層21aと第2誘電体層21bの間、即ち、第1誘電体層21aの上面側または第2誘電体層21bの下面側に、所定間隔、例えば誘電体イメージ線路内を伝搬する電磁波の線路内波長λgとほぼ等しい間隔で平行に設けられている。   The leakage metal strip 23 extending in the direction orthogonal to the thickness direction of the dielectric substrate 21 (the x direction in FIG. 1) is between the first dielectric layer 21a and the second dielectric layer 21b of the dielectric substrate 21. That is, it is provided in parallel on the upper surface side of the first dielectric layer 21a or the lower surface side of the second dielectric layer 21b at a predetermined interval, for example, an interval approximately equal to the in-line wavelength λg of the electromagnetic wave propagating in the dielectric image line. ing.

なお、地板導体22や漏出用金属ストリップ23は、誘電体基板21の一方の誘電体層に対する金属膜の印刷やエッチングによって形成されている。   The ground plane conductor 22 and the leakage metal strip 23 are formed by printing or etching a metal film on one dielectric layer of the dielectric substrate 21.

各漏出用金属ストリップ23は、誘電体イメージ線路内で金属ストリップ23と直交する方向に伝搬する電磁波に対する反射成分を抑圧するために、互いに平行で線路内波長λgのほぼ1/4だけ離れた2本の金属ストリップ23a、23bによって構成されている。   Each leakage metal strip 23 is parallel to each other and is separated by approximately 1/4 of the in-line wavelength λg in order to suppress reflection components for electromagnetic waves propagating in a direction orthogonal to the metal strip 23 in the dielectric image line. It is constituted by metal strips 23a and 23b.

即ち、漏出用金属ストリップ23を線路内波長λgとほぼ等しい間隔の金属ストリップ23aのみで構成した場合、各金属ストリップ23aによって発生する反射波が互いに同相となり効率が低下するが、上記のように金属ストリップ23aに対して線路内波長λgのほぼ1/4だけ離れた位置に、各金属ストリップ23aと同一寸法の金属ストリップ23bをそれぞれ設けることで、両者の反射波が互いに逆相となり反射成分を相殺することができる。   That is, when the leakage metal strip 23 is composed only of the metal strips 23a having a distance substantially equal to the in-line wavelength λg, the reflected waves generated by the metal strips 23a are in phase with each other, and the efficiency is lowered. By providing the metal strips 23b having the same dimensions as the metal strips 23a at positions separated from the strips 23a by about ¼ of the in-line wavelength λg, the reflected waves of the two become opposite to each other and cancel the reflection components. can do.

ここで、上記したように誘電体基板21は2層構造で漏出用金属ストリップ23は2つの誘電体層21a、21bの間にあるが、下層の第1誘電体層21aの誘電率ε1が上層の第2誘電体層21bの誘電率ε2に比べて大きいので、イメージ線路としては、主にこの第1誘電体層21a内を電磁波が伝搬されることになり、上記線路内波長λgもこの第1誘電体層21aの誘電率ε1により大きく依存した値となる。   Here, as described above, the dielectric substrate 21 has a two-layer structure and the leakage metal strip 23 is between the two dielectric layers 21a and 21b, but the dielectric constant ε1 of the lower first dielectric layer 21a is the upper layer. Since the dielectric constant ε2 of the second dielectric layer 21b is larger than that of the second dielectric layer 21b, an electromagnetic wave is propagated mainly in the first dielectric layer 21a as an image line, and the in-line wavelength λg is also this This value greatly depends on the dielectric constant ε1 of the one dielectric layer 21a.

なお、この金属ストリップ23a、23bとともに電磁波を漏出する作用を有しているので、上記のように漏出用金属ストリップ23を2つの金属ストリップ23a、23bで構成した場合、誘電体基板21の表面から漏出される電磁波の放射特性は、2つの金属ストリップ23a、23bによってそれぞれ漏出される電磁波の放射特性を合成したものとなる。   In addition, since it has the effect | action which leaks electromagnetic waves with these metal strips 23a and 23b, when the metal strip 23 for a leak is comprised with two metal strips 23a and 23b as mentioned above, from the surface of the dielectric substrate 21 The radiation characteristics of the leaked electromagnetic wave are a combination of the radiation characteristics of the electromagnetic waves leaked by the two metal strips 23a and 23b.

また、この実施形態および以下に示す全ての実施形態では、漏出用金属ストリップ23を2本の金属ストリップ23a、23bで構成しているが、これは本発明を限定するものではなく、金属ストリップによる反射成分が無視できる程小さい場合には、1本の金属ストリップで漏出用金属ストリップ23を構成してもよい。また、漏出用金属ストリップ23の間隔を、線路内波長λgより短くしたり長く設定することで、反射波を抑圧することも可能であり、この場合にも1本の金属ストリップで構成することができる。   Moreover, in this embodiment and all the embodiments described below, the leakage metal strip 23 is constituted by two metal strips 23a and 23b, but this does not limit the present invention, and the metal strip is used. When the reflection component is so small that it can be ignored, the leakage metal strip 23 may be composed of one metal strip. In addition, it is possible to suppress the reflected wave by setting the interval between the leakage metal strips 23 to be shorter or longer than the in-line wavelength λg. In this case, the leakage metal strip 23 can also be constituted by one metal strip. it can.

一方、漏出用金属ストリップ23から離れた位置で、誘電体基板21の一端側には、励振部24が形成されている。   On the other hand, an excitation portion 24 is formed on one end side of the dielectric substrate 21 at a position away from the leakage metal strip 23.

励振部24は、漏出用金属ストリップ23と平行に帯状に延び、地板導体22との間で電磁波を漏出用金属ストリップ23方向へ伝搬させるための平行平板線路を形成する平板部40と、地板導体22の端部と平板部40の側縁の間を短絡するように形成され、後述するスロット51を介して地板導体22と平板部40の間に給電された電磁波のうち、漏出用金属ストリップ23と反対方向に伝搬する電磁波を漏出用金属ストリップ23方向に反射する反射壁42とで構成されている。   The excitation unit 24 extends in a strip shape in parallel with the leakage metal strip 23, and forms a parallel plate line 40 for propagating electromagnetic waves to and from the ground plate conductor 22 in the direction of the leakage metal strip 23. Among the electromagnetic waves that are formed so as to short-circuit between the end portion of 22 and the side edge of the flat plate portion 40 and are fed between the ground plane conductor 22 and the flat plate portion 40 through a slot 51 described later, the leakage metal strip 23. The reflection wall 42 reflects the electromagnetic wave propagating in the opposite direction to the leakage metal strip 23 direction.

ここで、反射壁42は誘電体基板21の端面に蒸着された金属膜とするが、図3のように、スルーホール加工により誘電体基板21を貫通するように形成した金属ポスト42aを線路内波長に比べて十分狭い間隔で並べて形成してもよい。   Here, the reflection wall 42 is a metal film deposited on the end face of the dielectric substrate 21. As shown in FIG. 3, a metal post 42a formed so as to penetrate the dielectric substrate 21 by through-hole processing is provided in the line. They may be formed side by side with a sufficiently narrow interval compared to the wavelength.

地板導体22と平板部40の間で形成される平行平板線路に対する電磁波の給電は、スロット結合型の給電部50より行われる。   Feeding of electromagnetic waves to the parallel plate line formed between the ground plane conductor 22 and the flat plate portion 40 is performed by a slot coupling type power feeding portion 50.

即ち、平板部40と対向する位置の地板導体22には、複数のスロット51、51、…が所定間隔で漏出用金属ストリップ23と平行に並んで形成されている。   That is, a plurality of slots 51, 51,... Are formed in parallel to the leakage metal strip 23 at predetermined intervals in the ground plane conductor 22 at a position facing the flat plate portion 40.

各スロット51は地板導体22の下面側に設けられた給電用誘電体基板53で覆われており、この給電用誘電体基板53の下面側には、地板導体22との間でマイクロストリップ線路を形成する金属ストリップ55が設けられている。   Each slot 51 is covered with a feeding dielectric substrate 53 provided on the lower surface side of the ground plane conductor 22, and a microstrip line is formed between the lower surface side of the feeding dielectric substrate 53 and the ground plane conductor 22. A metal strip 55 to be formed is provided.

この金属ストリップ55は、図4に示すように、センタ部55aの先端から2方向に分かれたT分岐構造を有し、両分岐部55b、55cは、各スロット51に対向する位置の近傍を通過するように直線状に形成され、分岐部55b、55cの側縁には、各スロット51と交差するスタブ56が形成されている。   As shown in FIG. 4, the metal strip 55 has a T-branch structure that is divided in two directions from the tip of the center portion 55a. Both the branch portions 55b and 55c pass through the vicinity of the positions facing the slots 51. The stub 56 which crosses each slot 51 is formed in the side edge of the branch parts 55b and 55c.

金属ストリップ55のセンタ部55aは図示しない高周波回路(アンテナと回路が一体化されている場合)あるいは図示しない同軸コネクタ(アンテナと回路が一体化されていない場合)に接続されている。   The center portion 55a of the metal strip 55 is connected to a high-frequency circuit (not shown) (when the antenna and the circuit are integrated) or a coaxial connector (not shown) (when the antenna and the circuit are not integrated).

したがって、このセンタ部55aに供給され分岐部55b、55cに分岐された電磁波Eは、各スタブ56でさらに所定量ずつ分岐され、各スロット51を介して平板部40と地板導体22の間に給電されることになる。   Therefore, the electromagnetic wave E supplied to the center portion 55a and branched to the branch portions 55b and 55c is further branched by a predetermined amount at each stub 56, and is fed between the flat plate portion 40 and the ground plane conductor 22 via each slot 51. Will be.

ここで、スロット51およびスタブ56の間隔Qは、スロット51を介して平板部40と地板導体22の給電される各電磁波が同相となるように、金属ストリップ55と地板導体22とで形成されるマイクロストリップ線路を伝搬する電磁波の線路内波長λg′の整数倍に設定されている。   Here, the interval Q between the slot 51 and the stub 56 is formed by the metal strip 55 and the ground plane conductor 22 so that the electromagnetic waves fed from the flat plate portion 40 and the ground plane conductor 22 through the slot 51 are in phase. It is set to an integral multiple of the in-line wavelength λg ′ of the electromagnetic wave propagating through the microstrip line.

また、スタブ56の間には、スタブ56によってセンタ部55a側に反射する成分を抑圧するために幅狭く切欠かれた切欠部57が形成されている。切欠部57は、図5の(b)のように、スタブ56で発生する反射成分Erと逆位相の反射成分Er′を生じさせて、反射成分同士を相殺できるように、スタブ56からほぼλg′/4の距離に設けられている。   Further, between the stubs 56, a notch portion 57 that is notched narrowly is formed so as to suppress the component reflected by the stub 56 toward the center portion 55a. As shown in FIG. 5B, the notch 57 generates a reflection component Er ′ having a phase opposite to that of the reflection component Er generated in the stub 56 so that the reflection components can be offset from each other by approximately λg. It is provided at a distance of '/ 4.

上記した給電部50を構成するスロット51の幅と長さ、金属ストリップ55のスタブ56の幅と長さおよびそれらの間隔、交差位置等は、励振部24の平行平板線路に対して効率よく電磁波を供給でき、且つ所望の放射パターンが得られるように設定されている。   The width and length of the slot 51 constituting the power feeding unit 50 described above, the width and length of the stub 56 of the metal strip 55, the distance between them, the crossing position, and the like are efficiently electromagnetic waves with respect to the parallel plate line of the excitation unit 24. Is set so that a desired radiation pattern can be obtained.

つまり、スロット51の大きさを一定とすると、スタブ56からスロット51を介して励振部24に出力される電磁波の振幅はスタブ56の幅と長さに依存し、スタブ56の幅と長さにより励振波全体の振幅特性を任意に設定することができる。また、各スタブ56から出力される励振波の位相は、スタブ間隔Qに依存しているので、スタブ間隔Qにより励振波全体の位相特性を任意に設定することができる。   That is, when the size of the slot 51 is constant, the amplitude of the electromagnetic wave output from the stub 56 to the excitation unit 24 via the slot 51 depends on the width and length of the stub 56 and depends on the width and length of the stub 56. The amplitude characteristics of the entire excitation wave can be set arbitrarily. Further, since the phase of the excitation wave output from each stub 56 depends on the stub interval Q, the phase characteristics of the entire excitation wave can be arbitrarily set by the stub interval Q.

例えば、スタブ間隔Qを線路内波長λg′(あるいはその整数倍)に等しく設定すれば(Q=λg′)、各スタブ56からそれぞれスロット51を介して供給される電磁波の位相が等しくなり、励振波全体の位相面が漏出用金属ストリップ23と平行となり、アンテナのビームの中心方向が誘電体基板21の表面に直交し且つ漏出用金属ストリップ23に直交する面上に位置する電磁波を放射することができる。   For example, if the stub interval Q is set equal to the in-line wavelength λg ′ (or an integral multiple thereof) (Q = λg ′), the phases of the electromagnetic waves supplied from the stubs 56 through the slots 51 become equal, and excitation is performed. The phase plane of the entire wave is parallel to the leakage metal strip 23, and an electromagnetic wave located on the plane where the center direction of the antenna beam is orthogonal to the surface of the dielectric substrate 21 and orthogonal to the leakage metal strip 23 is emitted. Can do.

上記のように構成された誘電体漏れ波アンテナ20では、誘電体基板21を、地板導体22の上に重なり合う第1の誘電体層21aと、第1の誘電体層21aの誘電率ε1より小さい誘電率ε2を有し第1の誘電体層21aの上に重なり合う第2の誘電体層21bとの2層構造とし、地板導体22との間で、励振部24の平行平板線路を構成する平板部40を第2誘電体層21bの表面に設け、漏出用金属ストリップ23を第1の誘電体層21aと第2の誘電体層21bの間に設けた構造であるので、励振用線路と漏出用線路とを、いずれの伝送特性も犠牲にすることなく、それぞれ最適に設計することができる。   In the dielectric leakage wave antenna 20 configured as described above, the dielectric substrate 21 has a first dielectric layer 21a overlapping the ground plane conductor 22 and a dielectric constant ε1 of the first dielectric layer 21a. A two-layer structure having a dielectric constant ε2 and a second dielectric layer 21b overlapping the first dielectric layer 21a, and a flat plate constituting a parallel plate line of the excitation unit 24 with the ground plane conductor 22 Since the portion 40 is provided on the surface of the second dielectric layer 21b and the leakage metal strip 23 is provided between the first dielectric layer 21a and the second dielectric layer 21b, the excitation line and the leakage The transmission line can be optimally designed without sacrificing any transmission characteristics.

励振部24および給電部50の特性は、図5の(a)、(b)に示している各パラメータ、即ち、誘電体層21a、21bの厚さt1、t2、誘電率ε1、ε2、スロット中心から反射壁42までの距離a、スロット中心から平板部40の先端までの距離b、スロット長Ls、スロット幅Ws、スタブ幅Wst、スロット中心からスタブ先端までの距離Lst、スタブからスロット側を見た負荷インピーダンスZによって決まる。   The characteristics of the excitation unit 24 and the power supply unit 50 are the parameters shown in FIGS. 5A and 5B, that is, the thicknesses t1 and t2 of the dielectric layers 21a and 21b, the dielectric constants ε1 and ε2, and the slots. The distance a from the center to the reflecting wall 42, the distance b from the slot center to the tip of the flat plate portion 40, the slot length Ls, the slot width Ws, the stub width Wst, the distance Lst from the slot center to the stub tip, and the stub to the slot side It depends on the load impedance Z as seen.

上記実施形態のように給電部50がスロット51を介して励振部24に結合している場合、励振部24から漏出用金属ストリップ23側へ効率よく電磁波を伝搬させるための条件として、スロット中心から反射壁42までの距離aと平板部40の先端までの距離bを、平行平板線路内の電磁波の波長λg′に対して、
a=λg′/2,b≧λg′
の関係を成立させる必要があることが確認されている。
When the power feeding unit 50 is coupled to the excitation unit 24 via the slot 51 as in the above embodiment, the condition for efficiently propagating electromagnetic waves from the excitation unit 24 to the leakage metal strip 23 side is as follows. The distance a to the reflecting wall 42 and the distance b to the tip of the flat plate portion 40 are set to the wavelength λg ′ of the electromagnetic wave in the parallel plate line.
a = λg ′ / 2, b ≧ λg ′
It has been confirmed that it is necessary to establish the relationship.

また、後述するようにスロット結合の代わりに金属ピン70を介して結合する場合には、
a=λg′/4,b≧λg′
の関係を成立させる必要があることが確認されている。
Further, as described later, when connecting via the metal pin 70 instead of the slot connection,
a = λg ′ / 4, b ≧ λg ′
It has been confirmed that it is necessary to establish the relationship.

図6は、第1誘電体層21aとして、誘電率ε1=6、厚さt1=1mmの材料を用い、第2誘電体層21bとして、誘電率ε2=2.2、厚さt1=2.0mmの材料を用い
、給電用誘電体基板53として、誘電率ε1=6、厚さt3=0.5mmの材料を用い、周波数24.15GHz、励振部24の線路内波長=7.02mm、給電部50の線路内波長6.11mm、スタブ幅Wst0.3mm、スタブ56からスロット51側を見た負荷インピーダンスZ=76.5オーム、スロット長Ls=2.96mm、スロット幅Ws=0.97mm、反射壁面からスロット中心線Cまでの距離a=3.51mm、スロット中心線Cからスタブ先端までの長さLst=2.3mmとしたときの、スロット中心線Cから平板40の先端までの距離bに対する給電特性S21(損失)、S11(反射)の変化を表したものである。
In FIG. 6, a material having a dielectric constant ε1 = 6 and a thickness t1 = 1 mm is used as the first dielectric layer 21a, and a dielectric constant ε2 = 2.2 and a thickness t1 = 2. A material with a dielectric constant of ε1 = 6 and a thickness of t3 = 0.5 mm is used as the dielectric substrate 53 for feeding, using a material of 0 mm, a frequency of 24.15 GHz, an in-line wavelength of the excitation unit 24 of 7.02 mm, and feeding. The in-line wavelength of the section 50 is 6.11 mm, the stub width Wst is 0.3 mm, the load impedance Z is 76.5 ohms when the slot 51 is viewed from the stub 56, the slot length Ls is 2.96 mm, the slot width Ws is 0.97 mm, The distance b from the slot center line C to the tip of the flat plate 40 when the distance a = 3.51 mm from the reflection wall surface to the slot center line C and the length Lst = 2.3 mm from the slot center line C to the stub tip Feeding characteristics S 21 against (loss) illustrates a change in the S 11 (reflection).

この図から明らかなように、上記条件において、スロット中心線Cから平板部40の先端縁までの距離bをほぼ3.5mm(線路内波長のほぼ1/2)に設定することで、損失および反射が最小な最良状態に設定することができる。   As is apparent from this figure, under the above conditions, by setting the distance b from the slot center line C to the leading edge of the flat plate portion 40 to be approximately 3.5 mm (approximately ½ of the in-line wavelength), loss and The best state with minimal reflection can be set.

なお、上記パラメータを種々変更してシミュレーションした結果、次の条件が必要であることが判明した。   As a result of various simulations with the above parameters changed, it was found that the following conditions were necessary.

ε1>ε2 ……(1)
(ε1・t1)1/2+(ε2・t2)1/2≦λ/2 ……(2)
λは自由空間波長
ε1> ε2 (1)
(Ε1 · t1) 1/2 + ( ε2 · t2) 1/2 ≦ λ 0/2 ...... (2)
λ 0 is free space wavelength

上記条件式(1)では、ε1とε2の差が大きい程良好で、上記条件式(2)では、左辺がλ/2を超えると高次モードが発生してしまうが、左辺がλ/2に対して小さすぎると平板部40の先端からの漏れ放射が増加するので、λ/2に近い程良好な結果を得ることができる。 In the conditional expression (1), the better the larger the difference ε1 between .epsilon.2, in the conditional expression (2), but the left side is greater than lambda 0/2 higher-order mode occurs, the left side is lambda 0 / so too small for 2 the stray radiation from the tip of the flat plate portion 40 is increased, it can be closer to lambda 0/2 to obtain good results.

このように2層の誘電体構造とすることにより、アンテナ全体を印刷技術のみで製作できるようになる。これにより量産性に富み、低コストな誘電体漏れ波アンテナを製作することができる。   By using a two-layer dielectric structure in this way, the entire antenna can be manufactured only by printing technology. As a result, it is possible to manufacture a dielectric leaky wave antenna with high productivity and low cost.

なお、ここでは励振部24が漏出用金属ストリップ23に平行な位相面で電磁波を供給する例について説明したが、励振部24が漏出用金属ストリップ23に対して傾きをもつ位相面で電磁波を供給するようにしてもよい。   Although the example in which the excitation unit 24 supplies electromagnetic waves with a phase plane parallel to the leakage metal strip 23 has been described here, the excitation unit 24 supplies electromagnetic waves with a phase plane having an inclination with respect to the leakage metal strip 23. You may make it do.

また、前記した誘電体漏れ波アンテナ20の給電部50は、T分岐型のマイクロストリップ線路を用いた所謂センタ給電方式であったが、図のように、一直線型のマイクロストリップ線路の一方のエッジから電磁波を給電するエッジ給電方式にしてもよい。なお、センタ給電方式の場合、エッジ給電に対してマイクロストリップ線路の長さが同一であれば、その線路内で生じる損失(導体損失や誘電体損失)がほぼ半減するため能率が高くなる。 Also, the feeding portion 50 of the dielectric leaky wave antenna 2 0 described above, although there was a so-called center feeding method using a T-branched microstrip line, as in Figure 7, one of the straight-type microstrip line Alternatively, an edge feeding method may be employed in which electromagnetic waves are fed from the edges. In the case of the center feeding method, if the length of the microstrip line is the same as that for the edge feeding, the loss (conductor loss and dielectric loss) generated in the line is almost halved, and the efficiency is increased.

また、図に示す誘電体漏れ波アンテナ60のように、誘電体基板21の中央部に励振部24および給電部50を設け、その両側の第1誘電体層21aと第2誘電体層21b(空気層の場合もある)の間に漏出用金属ストリップ23、23′をそれぞれ平行に配置することも可能である。 Further, like the dielectric leakage wave antenna 60 shown in FIG. 8 , the excitation unit 24 and the power feeding unit 50 are provided in the center of the dielectric substrate 21, and the first dielectric layer 21a and the second dielectric layer 21b on both sides thereof are provided. It is also possible to arrange the leaking metal strips 23, 23 'in parallel between (which may be air layers).

この場合、励振部24の反射壁42は省略し、スロット51を介して給電される電磁波を左右両側へ伝搬させる。   In this case, the reflection wall 42 of the excitation unit 24 is omitted, and the electromagnetic wave fed through the slot 51 is propagated to the left and right sides.

なお、スロット中心Cから右方の漏出用金属ストリップ23までの距離dと、スロット中心Cから左方の漏出用金属ストリップ23′までの距離d′を等しくした場合、左右の漏出部での電界のy方向成分は逆方向となり、ビームは正面に放射しなくなる。したがって、正面にビームを放射させるためには、両者の距離d、d′に誘電体イメージ線路の管内波長の半分の差を与える必要がある。   When the distance d from the slot center C to the right leakage metal strip 23 is equal to the distance d 'from the slot center C to the left leakage metal strip 23', the electric field at the left and right leakage portions is equal. The y-direction component is in the opposite direction, and the beam does not radiate to the front. Therefore, in order to radiate the beam to the front, it is necessary to give a difference of half of the guide wavelength of the dielectric image line to the distances d and d 'between the two.

また、前記した各誘電体漏れ波アンテナでは、漏出用金属ストリップ23、23′と励振部24が、矩形の誘電体基板21の1辺にほぼ平行となるように形成されていたが、これは本発明を限定するものでなく、誘電体基板21の外形に対する漏出用金属ストリップ23、23′および励振部24の向きは任意に設定することができる。   Further, in each of the dielectric leakage wave antennas described above, the leakage metal strips 23, 23 'and the excitation unit 24 are formed so as to be substantially parallel to one side of the rectangular dielectric substrate 21, The present invention is not limited, and the orientation of the leakage metal strips 23, 23 ′ and the excitation unit 24 with respect to the outer shape of the dielectric substrate 21 can be arbitrarily set.

例えば、図に示す誘電体漏れ波アンテナ60′のように、正方形の誘電体基板21の対角線に沿って励振部24と給電部50を設け、その両側に漏出用金属ストリップ23、23′を平行に設けてもよい。この場合、励振部24から両側の漏出用金属ストリップ23、23′に平行な位相面の電磁波を伝搬させれば、漏出用金属ストリップ23、23′からその長さ方向に直交する偏波の電磁波を漏出させることができる。この電磁波の偏波方向は、矩形の誘電体基板21の一辺を基準にして45度傾いた45度偏波となり、車載用レーダ等に適している。 For example, like the dielectric leakage wave antenna 60 'shown in FIG. 9 , the excitation unit 24 and the power feeding unit 50 are provided along the diagonal line of the square dielectric substrate 21, and the metal strips 23, 23' for leakage are provided on both sides thereof. You may provide in parallel. In this case, if the electromagnetic wave of the phase plane parallel to the leakage metal strips 23 and 23 'on both sides is propagated from the excitation unit 24, the electromagnetic waves of the polarization orthogonal to the length direction from the leakage metal strips 23 and 23'. Can be leaked. The polarization direction of the electromagnetic wave is 45 degrees polarized with an inclination of 45 degrees with respect to one side of the rectangular dielectric substrate 21, which is suitable for an on-vehicle radar or the like.

また、前記実施形態では、スロット結合で励振部24に電磁波を給電していたが、図10のように、金属ストリップ55(またはスタブ56)に一端側が接続され、誘電体基板53を貫通し、地板導体22の穴22aを非接触に通過して誘電体基板21の第1誘電体層21a内に進入する金属ピン70を用いて、平行平板線路に電磁波を給電してもよい。 In the embodiment, the electromagnetic wave is supplied to the excitation unit 24 by slot coupling. However, as shown in FIG. 10 , one end side is connected to the metal strip 55 (or stub 56), penetrates the dielectric substrate 53, Electromagnetic waves may be fed to the parallel plate line using the metal pin 70 that passes through the hole 22a of the ground plane conductor 22 in a non-contact manner and enters the first dielectric layer 21a of the dielectric substrate 21.

本発明の実施形態の斜視図A perspective view of an embodiment of the present invention 実施形態の分解斜視図Exploded perspective view of the embodiment 反射壁の別の構成例を示す図The figure which shows another structural example of a reflecting wall 給電部の構成例を示す図The figure which shows the structural example of an electric power feeding part アンテナの特性を決めるパラメータを示す図Diagram showing parameters that determine antenna characteristics スロット中心から平板部の先端までの距離に対する損失、反射の変化特性図Change characteristics of loss and reflection with respect to the distance from the center of the slot to the tip of the flat plate エッジ給電の例を示す図Diagram showing an example of edge feeding 励振部を誘電体基板の中央部に設けた例を示す図The figure which shows the example which provided the excitation part in the center part of the dielectric substrate 誘電体基板の辺に対する漏出用金属ストリップ、励振部の角度を変えた例を示す図The figure which shows the example which changed the angle of the metal strip for leakage with respect to the edge of a dielectric substrate, and an excitation part 金属ピンを介して給電する例を示す図The figure which shows the example which supplies electric power through a metal pin 従来の誘電体漏れ波アンテナの構成図Configuration diagram of conventional dielectric leaky wave antenna

符号の説明Explanation of symbols

20、60、60′……誘電体漏れ波アンテナ、21……誘電体基板、21a……第1誘電体層、21b……第2誘電体層、22……地板導体、22a……穴、23、23′……漏出用金属ストリップ、24……励振部、40……平板部、42……反射壁、50……給電部、51……スロット、53……給電用誘電体基板、55……金属ストリップ、56……スタブ、57……切欠部、70……金属ピン 20 , 60 , 60 '.... Dielectric leaky wave antenna, 21 ... Dielectric substrate, 21a ... First dielectric layer, 21b ... Second dielectric layer, 22 ... Ground plane conductor, 22a ... Hole , 23, 23 ′ …… leakage metal strip, 24 …… excitation part, 40 …… flat plate part, 42 …… reflection wall, 50 …… feeding part, 51 …… slot, 53 …… dielectric substrate for feeding, 55 …… Metal strip, 56 …… Stub, 57 …… Notch, 70 …… Metal pin

Claims (5)

誘電体基板(21)と、
前記誘電体基板の一面側に重なり合うようにして設けられ、前記誘電体基板内でその厚さ方向と直交する方向に電磁波を伝搬させる誘電体イメージ線路を形成する地板導体(22)と、
前記誘電体基板の前記一面と平行な面に所定間隔で平行に設けられた複数の漏出用金属ストリップ(23、23′)と、
前記誘電体基板の反対面側に設けられ、前記漏出用金属ストリップと平行な向きに延び前記地板導体との間で平行平板線路を形成する平板部(40)を含み、該平行平板線路内に給電された電磁波を前記複数の漏出用金属ストリップと交差する方向に伝搬させる励振部(24)と、
前記励振部の平行平板線路に電磁波を給電する給電部(50)とを備えた誘電体漏れ波アンテナであって、
前記誘電体基板は、前記地板導体の一面側に重なり合う所定厚さの第1誘電体層(21a)と、該第1誘電体層の誘電率より小さく且つ空気の誘電率より大きい誘電率を有し前記第1誘電体層に重なり合う所定厚さの第2誘電体層(21b)とで2層構造をなしており、
前記複数の漏出用金属ストリップが前記第1誘電体層と第2誘電体層の間に形成され、
前記励振部の平板部は、前記第2誘電体層の表面側に形成され
さらに、前記第1誘電体層の厚さをt1、誘電率をε1とし、前記第2誘電体層の厚さをt2、誘電率をε2とし、前記励振部に供給される電磁波の自由空間波長をλ とするとき、
(ε1・t1) 1/2 +(ε2・t2) 1/2 ≦λ /2
の条件を満たしていることを特徴とする誘電体漏れ波アンテナ。
A dielectric substrate (21);
A ground plane conductor (22) provided to overlap one surface side of the dielectric substrate and forming a dielectric image line for propagating electromagnetic waves in a direction perpendicular to the thickness direction in the dielectric substrate;
A plurality of metal strips for leakage (23, 23 ') provided in parallel at a predetermined interval on a surface parallel to the one surface of the dielectric substrate;
A flat plate portion (40) provided on the opposite surface side of the dielectric substrate and extending in a direction parallel to the leakage metal strip to form a parallel plate line with the ground plane conductor; An excitation unit (24) for propagating a fed electromagnetic wave in a direction intersecting the plurality of leakage metal strips;
A dielectric leakage wave antenna comprising a power feeding part (50) for feeding electromagnetic waves to a parallel plate line of the excitation part,
The dielectric substrate has a first dielectric layer (21a) having a predetermined thickness overlapping one surface side of the ground plane conductor, and a dielectric constant smaller than the dielectric constant of the first dielectric layer and larger than the dielectric constant of air. And a second dielectric layer (21b) having a predetermined thickness and overlapping the first dielectric layer has a two-layer structure,
The plurality of leakage metal strips are formed between the first dielectric layer and the second dielectric layer;
The flat plate portion of the excitation unit is formed on the surface side of the second dielectric layer ,
Furthermore, the thickness of the first dielectric layer is t1, the dielectric constant is ε1, the thickness of the second dielectric layer is t2, the dielectric constant is ε2, and the free space wavelength of the electromagnetic wave supplied to the excitation unit Is λ 0 ,
(Ε1 · t1) 1/2 + ( ε2 · t2) 1/2 ≦ λ 0/2
A dielectric leaky wave antenna characterized by satisfying the above conditions .
前記給電部は、
前記平板部と対向する位置で、前記誘電体基板に設けられた前記複数の漏出用金属ストリップと平行な方向に並ぶようにして前記地板導体に所定間隔で形成された複数のスロット(51)と、
前記地板導体の前記複数のスロットが設けられている部分を覆う状態で、一面側が前記地板導体の反対面側に重なり合うように設けられた給電用誘電体基板(53)と、
前記給電用誘電体基板の反対面側に形成され、前記複数のスロットを介して前記平行平板線路に結合し、該平行平板線路に電磁波を給電するマイクロストリップ線路(55)とを含んでいることを特徴とする請求項1記載の誘電体漏れ波アンテナ。
The power feeding unit is
A plurality of slots (51) formed at predetermined intervals on the ground plane conductor so as to be aligned in a direction parallel to the plurality of leakage metal strips provided on the dielectric substrate at positions facing the flat plate portion; ,
A feeding dielectric substrate (53) provided so that one surface side overlaps the opposite surface side of the ground plane conductor in a state of covering a portion where the plurality of slots of the ground plane conductor are provided;
A microstrip line (55) that is formed on the opposite surface of the dielectric substrate for power supply, is coupled to the parallel plate line via the plurality of slots, and feeds electromagnetic waves to the parallel plate line. The dielectric leakage wave antenna according to claim 1.
前記給電部は、
前記平板部と対向する位置で前記複数の漏出用金属ストリップと平行な方向に並ぶようにして前記地板導体に所定間隔で形成された複数の穴(22a)と、
前記地板導体の穴を覆う状態で一面側を該地板導体と重なり合うように形成された給電用誘電体基板(53)と、
前記給電用誘電体基板を貫通し、前記地板導体の各穴をそれぞれ非接触に通過して前記第1誘電体層内に進入する複数の金属ピン(70)と、
前記給電用誘電体基板の反対面側に形成され、前記複数の金属ピンを介して前記平行平板線路に結合し、該平行平板線路に電磁波を給電するマイクロストリップ線路(55)とを含んでいることを特徴とする請求項1記載の誘電体漏れ波アンテナ。
The power feeding unit is
A plurality of holes (22a) formed at predetermined intervals in the ground plane conductor so as to be aligned in a direction parallel to the plurality of metal strips for leakage at a position facing the flat plate portion;
A feeding dielectric substrate (53) formed so as to overlap the ground plane conductor on one side in a state of covering the hole of the ground plane conductor;
A plurality of metal pins (70) that penetrate the dielectric substrate for power supply, pass through each hole of the ground plane conductor in a non-contact manner, and enter the first dielectric layer;
A microstrip line (55) formed on the opposite surface of the power supply dielectric substrate, coupled to the parallel plate line via the plurality of metal pins, and supplying electromagnetic waves to the parallel plate line. claim 1 Symbol placement of dielectric leaky-wave antenna, characterized in that.
前記励振部には、
前記平行平板線路に供給された電磁波のうち、前記漏出用金属ストリップ側と反対側に伝搬される電磁波を前記漏出用金属ストリップ側に反射させるための反射壁(42)が設けられていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の誘電体漏れ波アンテナ。
In the excitation unit,
Among the electromagnetic waves supplied to the parallel plate line, a reflection wall (42) is provided for reflecting the electromagnetic waves propagating to the side opposite to the leakage metal strip side to the leakage metal strip side. The dielectric leaky wave antenna according to any one of claims 1 to 3 .
前記励振部が前記誘電体基板のほぼ中央部に設けられ、該励振部の両側にそれぞれ複数の前記漏出用金属ストリップが設けられていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の誘電体漏れ波アンテナ。 Substantially provided at the center, according to any one of claims 1 to 3, characterized in that on both sides of該励exciting units plurality of the seepage metal strips are provided in the excitation portion is the dielectric substrate Dielectric leaky wave antenna.
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