JPH02274002A - Plane antenna - Google Patents

Plane antenna

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JPH02274002A
JPH02274002A JP9550889A JP9550889A JPH02274002A JP H02274002 A JPH02274002 A JP H02274002A JP 9550889 A JP9550889 A JP 9550889A JP 9550889 A JP9550889 A JP 9550889A JP H02274002 A JPH02274002 A JP H02274002A
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JP
Japan
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circuit
feeding
antenna
loss
feeding circuit
Prior art date
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Pending
Application number
JP9550889A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroo Inoue
博夫 井上
Katsuya Tsukamoto
塚本 活也
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Abstract

PURPOSE:To widen an interval on the ground surface and to constitute an antenna of a feeding circuit of a low loss by bringing the feeding circuit to multistage constitution in the direction of a radiating circuit. CONSTITUTION:On the ground surface 2, many radiation elements 1 are arranged, and on a feeding circuit 3 for feeding to the radiation elements 1, a main feeding circuit 3a for covering the greater of a plane antenna, and sub- feeding circuits 3b, 3c... of plural stages for coupling use for coupling this main feeding circuit 3a and the radiation element 1 are provided. In such a way, the feeding circuit 3 is brought to multistage constitution in the direction of a radiating circuit. Therefore, an interval between the upper and the lower ground surfaces 2, 4 can be widened, the constitution which can be operated as a line of a lower loss and the feeding circuit 3 of the antenna is obtained, the plane antenna of a lower loss of the feeding circuit (high sensitivity) is obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、例えば衛星放送受信に用いる平面アンテナに
関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a flat antenna used for, for example, satellite broadcast reception.

[従来の技術] 例えば、ストリップラインの両側にグランド面を設けた
、所謂トリプレートストリップラインで給電回路を構成
し、片側のグランド面に放射素子を設け、各放射素子に
給電回路で給電を行っている平面アンテナを第4図及び
第5°図に示す。上側のグランド面2には多数の円形の
放射素子1を形成して放射回路を構成している。上側の
グランド面2と下側のグランド面4との間に給電回路3
が設けられている。
[Prior Art] For example, a power supply circuit is configured with a so-called triplate strip line in which ground planes are provided on both sides of the strip line, a radiating element is provided on one side of the ground plane, and power is supplied to each radiating element by the feed circuit. Figures 4 and 5 show planar antennas. A large number of circular radiating elements 1 are formed on the upper ground plane 2 to constitute a radiating circuit. A power supply circuit 3 is connected between the upper ground plane 2 and the lower ground plane 4.
is provided.

ところで、平面アンテナにおいて、最も重要な性能の1
つである感度は、平面アンテナに配置された給電回路損
失を低減させることにより上がり、この損失の低減化が
大変重要となっている。
By the way, one of the most important performances of planar antennas is
Sensitivity, which is one of the main features, is increased by reducing the loss of the feeder circuit disposed in the planar antenna, and reducing this loss is very important.

第4図及び第、5図では、放射素子1と給電回路3をあ
る程度近付けて(例えば1〜2m+n)、非接触でカッ
プリングさせアンテナとして動作させているため、放射
素子1と給電回路3の間隔を自由に(広げる)できなか
った。
In FIGS. 4, 5, the radiating element 1 and the feeding circuit 3 are placed close to each other (for example, 1 to 2 m+n) and are coupled without contact to operate as an antenna. I couldn't freely (widen) the spacing.

このように、現状の構成では、グランド面2と給電回路
3の間隔におおよその制約がつき、回路損失の低減化が
充分でない給電回路3でしか平面アンテナは構成されて
いない。
As described above, in the current configuration, there is a rough restriction on the distance between the ground plane 2 and the feeder circuit 3, and the planar antenna is configured only with the feeder circuit 3, which does not sufficiently reduce circuit loss.

また、給電回路損失の面からみれば、マイクロ波用導波
管が最も損失の少ない線路と知られている。これを第6
図及び第7図に示す。導波管5はH型に構成され、導波
管5と給電回路3とは同軸導波管変換器6を介して接続
されている。この場き、給電回路損失としては、少ない
ものが構成し得るが、コスト面、重量面、さらには、最
適な給電回路となるためのマツチングの微調整等を考え
ると実用的でない点が多い。
Furthermore, from the perspective of power supply circuit loss, microwave waveguides are known to be the line with the least loss. This is the 6th
It is shown in FIG. The waveguide 5 is configured in an H-shape, and the waveguide 5 and the power supply circuit 3 are connected via a coaxial waveguide converter 6. In this case, it is possible to configure a power supply circuit with low loss, but it is often impractical in terms of cost, weight, and fine adjustment of matching to obtain an optimal power supply circuit.

[発明が解決しようとする課題] 上述のように、平面アンテナに用いられる給電回路の損
失が、その構成上からの制約を受けるために、より低損
失の線路でのアンテナ構成か不可能となっている。
[Problems to be Solved by the Invention] As mentioned above, the loss of the feeder circuit used in the planar antenna is limited by its configuration, making it impossible to configure the antenna with a line with lower loss. ing.

本発明は、上述の点に鑑みて提供したものであって、よ
り低損失な線路が構成でき、且つそれがアンテナの給電
回路として動作できる構成とし、より給電回路損失の少
ない(感度の良い)平面アンテナを提供することを目的
としたものである。
The present invention has been provided in view of the above-mentioned points, and has a configuration in which a line with lower loss can be configured and can also operate as a feeder circuit for an antenna, resulting in a feeder circuit with lower loss (higher sensitivity). The purpose is to provide a planar antenna.

[課題を解決するための手段] 本発明は、給電回路を放射回路の方向に多段構成とした
ことを特徴とするものである。
[Means for Solving the Problems] The present invention is characterized in that the feeder circuit has a multi-stage configuration in the direction of the radiation circuit.

[作 用] 而して本発明は、給電回路を放射回路の方向に多段構成
して、上下のグランド面の間隔を広げることを可能とし
ている。
[Function] According to the present invention, the feeding circuit is configured in multiple stages in the direction of the radiation circuit, thereby making it possible to widen the interval between the upper and lower ground planes.

[実施例] 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。平面
アンテナに用いられる給電回路のうち、前述のトリプレ
ートストリップライン(TSL)や、片、側だけにグラ
ンド面を有するマイクロストリップライン(MSL)等
がある。これらの線路損失には、放射損失、誘電体損失
、導体損失がある。
[Example] Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to the drawings. Among the feeder circuits used for planar antennas, there are the aforementioned triplate strip line (TSL), microstrip line (MSL) having a ground plane only on one side, and the like. These line losses include radiation loss, dielectric loss, and conductor loss.

船釣に、MSLは、TSLに比べ放射損失が大きいため
、トータルの線路損失ではTSLより少なくならない。
For boat fishing, MSL has larger radiation loss than TSL, so the total line loss is not less than TSL.

よってTSLで誘電体損失や導体損失が最小となるよう
に考えると、2つのグランド面の間は、空気層(発泡体
で発泡倍率が10倍程度以上のものなら空気と同等とみ
なせる)で構成されており、さらに、導体損失を考える
とグランド面間隔の広いもので構成されることが必要で
ある。
Therefore, in order to minimize dielectric loss and conductor loss in TSL, the space between the two ground planes should consist of an air layer (foam with a foaming ratio of 10 times or more can be considered equivalent to air). Furthermore, considering conductor loss, it is necessary to construct the device with a wide ground plane spacing.

例えば、TSLの損失の計算結果例を用いると、現行品
はストリップライン幅が約21、上下グランド面間隔が
約4悄繭(中心導体はグランド面間の中心にある)で、
空気層で形成されているとすると、約1.8dB/mの
損失となる。ところが、同じストリップライン幅約21
でも、グランド面の間隔を約81にすると、約1.0d
B/m、さらに、間隔を約12+nvlにすると、約0
 、7 d 87mとなり、導波管の損失(0,3dB
/m)に近付くことがわがっている。
For example, using an example of the calculation result of TSL loss, the current product has a strip line width of about 21 mm, a distance between the upper and lower ground planes of about 4 mm (the center conductor is located at the center between the ground planes),
If it is formed of an air layer, the loss will be approximately 1.8 dB/m. However, the same strip line width is about 21
However, if the distance between the ground planes is set to about 81, it will be about 1.0d.
B/m, and if the interval is set to approximately 12+nvl, approximately 0
, 7 d 87 m, and the waveguide loss (0.3 dB
/m).

そこで、本発明では、例えばこのグランド面の間隔が1
2!+1111からなる損失の少ないストリップライン
を平面アンテナに用いるものである。
Therefore, in the present invention, for example, the distance between the ground planes is 1
2! A strip line with low loss consisting of +1111 is used for the planar antenna.

ここで、単にグランド面の間隔を1211に広げた場き
、放射素子と給電回路の距離が約6111111と離れ
るため、カップリングが弱くなり、アンテナとしての性
能(感度)が落ちる。そのため、このカップリングの能
力を従来と同様にするために、多段の給電回路を放射素
子に近いところだけに設けるようにしたものである。こ
の本発明の構成を第1図〜第3図に示す。
Here, if the distance between the ground planes is simply increased to 1211, the distance between the radiating element and the feeding circuit will be about 61111111, which weakens the coupling and degrades the performance (sensitivity) as an antenna. Therefore, in order to make this coupling capability similar to that of the prior art, a multi-stage feeder circuit is provided only near the radiating element. The structure of this invention is shown in FIGS. 1 to 3.

グランド面2には放射素子1が多数配列されており、こ
れらの放射素子1に給電するための給電回路3には、平
面アンテナの大半を網羅するメイン給電回路3aと、こ
のメイン給電回路3 Etと放射素子1とをカップリン
グさせるためのカップリング用の複数段のサブ給電回路
3b、3c・・・を設けている。上記メイン給電回路3
aは上下のグランド面2.4のほぼ中央に設けている。
A large number of radiating elements 1 are arranged on the ground plane 2, and a feeding circuit 3 for feeding these radiating elements 1 includes a main feeding circuit 3a that covers most of the planar antenna, and a main feeding circuit 3Et. A plurality of stages of coupling sub-feeding circuits 3b, 3c, . Main power supply circuit 3 above
A is provided approximately at the center of the upper and lower ground planes 2.4.

サブ給電回路3b・・・の段数は上下のグランド面2.
4の間隔により増減するが、本実施例では2段のサブ給
電回路3b、3cを設けている。放射素子1の反対側の
グランド面2には、メイン給電回路3aとの給電点が設
けである。グランド面2は金属板や金属箔等を用いるも
のであり、メイン給電回路3a、サブ給電回路3b、3
c及び放射素子1を形成しているグランド面2は、薄い
フィルムに金属箔を貼ったものに、所望の形状にエツチ
ング等で加工したものを用いている。また、グランド面
2.4や各給電回路3a・・・の間隔を保つために、空
気層とみなせるような発泡体等をスペーサとして用いて
いる。
The number of stages of the sub power supply circuit 3b... is 2.
In this embodiment, two stages of sub-power feeding circuits 3b and 3c are provided. On the ground plane 2 on the opposite side of the radiating element 1, a feeding point with the main feeding circuit 3a is provided. The ground plane 2 uses a metal plate, metal foil, etc., and is used for the main power supply circuit 3a, sub power supply circuits 3b, 3
The ground plane 2 forming the radiating element 1 and the ground plane 2 is made of a thin film covered with metal foil, which is processed into a desired shape by etching or the like. Further, in order to maintain the distance between the ground plane 2.4 and each power supply circuit 3a, a foam or the like that can be regarded as an air layer is used as a spacer.

ここで、放射素子と給電回路との間隔が従来のように約
21であれば、充分カップリングが可能であるが、本発
明では、メイン給電回路3aとグランド面2との間隔が
6+III+1あるので、上記のように2段のサブ給電
回路3b、3cを設けている。
Here, if the distance between the radiating element and the feeder circuit is about 21 as in the conventional case, sufficient coupling is possible, but in the present invention, the distance between the main feeder circuit 3a and the ground plane 2 is 6+III+1. As described above, two stages of sub power supply circuits 3b and 3c are provided.

このように給電回路3を配置することにより、放射素子
1とサブ給電回路3c、サブ給電回路3cとサブ給電回
路3b、サブ給電回路3bとメイン給電回路3aの間隔
が各々21となり、カップリングが充分行える。ただし
、このカップリングは直交する2つの給電回路では起こ
りにくいため、第3図に示すように、各々が非接触カッ
プリングを起こす場合は、平行で、且つその重なる部分
(上から見たときに)の長さが、約1/4波長の長さを
有している。つまり、第1図(b)及び第2図に示すよ
うに、メイン給電回路3aの端部はT字型、サブ給電回
路3bがL字型、サブ給電回路3cが1字型に形成され
ている。尚、第1図中の矢印は衛星放送からの電波を示
している。
By arranging the feeder circuit 3 in this way, the intervals between the radiating element 1 and the sub-feeder circuit 3c, between the sub-feeder circuit 3c and the sub-feeder circuit 3b, and between the sub-feeder circuit 3b and the main feeder circuit 3a are each 21, and the coupling is reduced. I can do it enough. However, this coupling is unlikely to occur in two orthogonal feeder circuits, so if non-contact coupling occurs in each of them, as shown in Figure 3, they should be parallel and overlap (when viewed from above). ) has a length of approximately 1/4 wavelength. That is, as shown in FIG. 1(b) and FIG. 2, the end of the main power supply circuit 3a is formed in a T-shape, the sub-power supply circuit 3b is formed in an L-shape, and the sub-power supply circuit 3c is formed in a 1-shape. There is. Note that the arrows in FIG. 1 indicate radio waves from satellite broadcasting.

このように、トリプレート構造のグランド面2.4の間
隔を広くし、放射素子1の近辺のところだけにカップリ
ング用の複数段に構成した給電回路3を設けることで、
アンテナ全体で見た時の給電回路損失を抑え、感度の高
い平面アンテナを得ることができる。この給電回路損失
を抑えるということは、アンテナの感度つまりアンテナ
利得を上げるだけでなく、アンテナ内部で発生する雑音
、つまりアンテナ雑音温度を下げることにつながり、ア
ンテナの性能を決める指数、所謂アンテナ性能指数G/
Tを大きく改善することになる。
In this way, by widening the interval between the ground planes 2.4 of the triplate structure and providing the feeding circuit 3 configured in multiple stages for coupling only in the vicinity of the radiating element 1,
A planar antenna with high sensitivity can be obtained by suppressing the feed circuit loss when looking at the entire antenna. Suppressing this feeding circuit loss not only increases the antenna sensitivity, that is, the antenna gain, but also lowers the noise generated inside the antenna, that is, the antenna noise temperature, which is the index that determines the antenna performance, the so-called antenna performance index. G/
This will greatly improve T.

[発明の効果] 本発明は上述のように、給電回路を放射回路の方向に多
段構成としたことを特徴とするものであるから、給電回
路を放射回路の方向に多段構成して、上下のグランド面
の間隔を広げることを可能にし、従って、上下のグラン
ド面の間隔が広くなった時にでも、給電回路と放射素子
とが充分に結合できてアンテナとして動作し、そのため
、平面アンテナの設計上、グランド面の間隔の自由度が
増すと共に、グランド面の間隔が広げられるので、低損
失の給電回路のアンテナを構成でき、高感度な平面アン
テナを得ることができるという効果を奏するものである
[Effects of the Invention] As described above, the present invention is characterized in that the feeding circuit is configured in multiple stages in the direction of the radiation circuit. This makes it possible to widen the distance between the ground planes, and therefore, even when the distance between the upper and lower ground planes becomes wider, the feeding circuit and the radiating element can be sufficiently coupled and operate as an antenna. Since the degree of freedom in the spacing between the ground planes is increased and the spacing between the ground planes is widened, it is possible to construct an antenna for a feeding circuit with low loss, and it is possible to obtain a highly sensitive planar antenna.

【図面の簡単な説明】 第1図(a)(b)は夫々本発明の実施例の給電回路の
構成を示す図、第2図は同上の平面図、第3図は同上の
斜視図、第4図は従来例の平面図、第5図は同上の断面
図、第6図は他の従来例の背面図、第7図は同上の断面
図である。 1は放射素子、2はグランド面、3は給電回路54はグ
ランド面である。 → 第2図 1・・放射素子 代理人 弁理士 石 1)長 七 第3図 第4図
[BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS] FIGS. 1(a) and 1(b) are diagrams showing the configuration of a power supply circuit according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan view of the same, and FIG. 3 is a perspective view of the same. FIG. 4 is a plan view of the conventional example, FIG. 5 is a sectional view of the same, FIG. 6 is a rear view of another conventional example, and FIG. 7 is a sectional view of the same. 1 is a radiating element, 2 is a ground plane, and 3 is a feeding circuit 54 which is a ground plane. → Fig. 2 1...Radiating element agent Patent attorney Ishi 1) Chief 7 Fig. 3 Fig. 4

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)放射回路、給電回路及びグランド面からなるトリ
プレート構造で構成され、給電回路と放射回路とが非接
触でカップリングしている平面アンテナにおいて、給電
回路を放射回路の方向に多段構成としたことを特徴とす
る平面アンテナ。
(1) In a planar antenna consisting of a triplate structure consisting of a radiation circuit, a feeding circuit, and a ground plane, in which the feeding circuit and the radiation circuit are coupled without contact, the feeding circuit is configured in multiple stages in the direction of the radiation circuit. A flat antenna characterized by the following.
JP9550889A 1989-04-15 1989-04-15 Plane antenna Pending JPH02274002A (en)

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JP9550889A JPH02274002A (en) 1989-04-15 1989-04-15 Plane antenna

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004531176A (en) * 2001-06-28 2004-10-07 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ Phased array antenna
WO2018221403A1 (en) * 2017-05-30 2018-12-06 日立金属株式会社 Planar array antenna and wireless communication module

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