JPH0261167B2 - - Google Patents

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JPH0261167B2
JPH0261167B2 JP61232991A JP23299186A JPH0261167B2 JP H0261167 B2 JPH0261167 B2 JP H0261167B2 JP 61232991 A JP61232991 A JP 61232991A JP 23299186 A JP23299186 A JP 23299186A JP H0261167 B2 JPH0261167 B2 JP H0261167B2
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JP
Japan
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conductor plate
plate member
microstrip antenna
radiation
dielectric
Prior art date
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Expired
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JP61232991A
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English (en)
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JPS6387806A (ja
Inventor
Juichi Murakami
Seiichi Ieda
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.)
Shinsangyo Kaihatsu KK
Aisin Corp
Original Assignee
Aisin Seiki Co Ltd
Shinsangyo Kaihatsu KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Aisin Seiki Co Ltd, Shinsangyo Kaihatsu KK filed Critical Aisin Seiki Co Ltd
Priority to JP61232991A priority Critical patent/JPS6387806A/ja
Priority to US07/102,732 priority patent/US5003319A/en
Priority to FR878713520A priority patent/FR2604564B1/fr
Publication of JPS6387806A publication Critical patent/JPS6387806A/ja
Publication of JPH0261167B2 publication Critical patent/JPH0261167B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04Resonant antennas
    • H01Q9/0407Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H01Q9/0428Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna radiating a circular polarised wave

Landscapes

  • Waveguide Aerials (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は円偏波マイクロストリツプアンテナ装
置に関する。 (従来の技術) マイクロストリツプアンテナは、誘電体部材、
該誘電体部材に装着される導体部材、および該誘
電体部材の該導体部材とは反対側の面に装着され
る接地導体部材よりなる開放型平面共振回路の放
射損を利用したアンテナである。このマイクロス
トリツプアンテナは、 低プロフイール; 軽量コンパクト;および、 製作が容易; 等の理由から、現在注目されているアンテナの1
つである。 第7図に従来の円偏波マイクロストリツプアン
テナの一例を示す。 第7図を参照すると、110は使用波長に対し
て充分に薄い誘電体板であり、おもて面には銅箔
による放射導体板120が装着され、裏面には同
じく銅箔による接地導体板130が全面に装着さ
れて、マイクロストリツプアンテナを構成してい
る。この円偏波マイクロストリツプアンテナの給
電部には、前記誘電体板110、放射導体板12
0および接地導体板130を貫通する小孔111
が穿設されている。 接地導体板130には、コネクタ140(の外
部導体)が半田により固着されており、該コネク
タ140の内部導体(芯線)に接続されている金
鍍線141が前記放射導体板120の給電部(マ
イクロストリツプアンテナの給電部)121に半
田付けされている。前記小孔111には、図示し
ない絶縁材が充填されて金鍍線141を接地導体
板130から絶縁している。 コネクタ140には、受信装置の高周波増幅器
(図示せず:R.F.Ampと略記している)に接続さ
れる同軸ケーブル150が接続される。 この種のマイクロストリツプアンテナ装置にお
いては、放射導体板120の大きさは、使用波長
により与えられるが、接地導体板130の大きさ
はフリンジング効果をなくすため、理論状は無限
大に広いものとされて確定的な数値が与えられて
いない。しかしながら、実際には無限に広い接地
導体板130を得ることはできないので、従来は
放射導体板120の大きさに対して充分に大きい
接地導体板130を使用して、実測した放射パタ
ーンが理想パターンに近く、かつ、実測した軸比
により円偏波と見なせる時に実用可能であるとし
ていた。 一般に、接地導体板130の一辺の長さをD、
放射導体板120の一辺の長さをR、誘電体板1
10の誘電率をεrと定義する時、 D/R≧4√ …(1) であれば、接地導体板130が放射導体板120
の大きさに対して充分に大きいと見なされてい
る。 ところで、放射導体板120の一辺の長さR
は、使用波長をλu、誘電体板の比誘電率をεrと
定義する時、 R=n・λu/(2√) …(2) で与えられる。ここで、nは任意の自然数であ
る。 しかしながら、実際には、放射導体板120
は、接地導体板130の大きさが有限であること
から生じるフリンジング効果の影響を受けるの
で、フリンジング効果を考虜した放射導体板12
0の大きさ(即ち、等価辺長)は第(2)式で与えら
れる大きさよりも小さくなる。即ち、等価辺長を
Re、フリンジング効果が放射導体板120の大
きさに与える影響をFと定義する時、 Re=R−F =λu/(2/√)−F …(3) フリンジング効果が放射導体板120の大きさに
与える影響Fは誘電体板の厚さにほぼ等しいこと
が知られているので、誘電体板の厚さをhと定義
する時、 Re=λu/(2√)−h …(4) 第(4)式に基づいて設計されたマイクロストリツ
プアンテナは、ほぼ理想的な放射パターンを示
す。 円偏波マイクロストリツプアンテナの理想的な
即ち、無限接地導体板を使用しているとみなされ
る放射パターンを第4図に示す。第4図において
太実線で示した曲線がそれであり、これを参照す
ると半値角(3dB低下する点の角度)θoは約75゜、
サイドの落ち込みΔが約14dBとなつている。 ところで、12th European Microwave
Conf.1982,Hclsinks Finland J.A.and K.
Jakobson″Radiation Patterns of rectangular microstrip antennas of finite ground
planse″には、マイクロストリツプアンテナのE
面およびH面の放射パターンが誘電体板110の
比誘電率に無関係であることを説明している。周
知のように、円偏波の放射パターンは、E面およ
びH面の放射パターンの合成和になる。それゆえ
に、円偏波マイクロストリツプアンテナの放射パ
ターンは、使用波長λuと接地導体板130の大
きさの比、および、使用波長λuと放射導体板1
20の大きさの比によつて定まり、誘電体板11
0の比誘電率は無関係である。 (発明が解決しようとする課題) ところが、マイクロストリツプアンテナには、
前述したおよびのような特徴があるので、限
定されたスペースに取にり付けられて使用される
ことが多い。このような場合、アンテナの実用上
の特性が同じであれば、可能な限り小型のものが
要求される。しかしながら、従来のマイクロスト
リツプアンテナは、この種の要求に答えるものと
はなつていない。つまり、従来は、寸法的指針が
与えられていないため、実用性が高い小型化が不
十分である。 本発明は、円偏波マイクロストリツプアンテナ
の小型化に供する寸法的指針を提供することを目
的とする。 〔発明の構成〕 (課題を解決するための手段) 前述した技術的課題を達成するために、本発明
では、円偏波マイクロストリツプアンテナにおい
て、誘電体板部材を使用波長に対して充分に薄い
ものとし、矩形の放射導体板部材の各辺の長さを
等価辺長よりも短く設定し、放射導体板部材の辺
長に対する接地導体板部材の辺長の比D/Rを、
略1.5〜2.0程度とする。 (作用) 誘電体板部材が使用波長に対して充分に薄いの
で、円偏波マイクロストリツプアンテナを小型化
しても、表面波が励振されにくい。 また、放射導体板部材の各辺の長さが等価辺長
よりも短く設定されるので、円偏波マイクロスト
リツプアンテナを小型化しても、高次モードが励
振されにくい。 このようにして、実用性が高い小型化が可能と
なり、円偏波マイクロストリツプアンテナ装置の
放射指向性や軸比は良好に維持される。 特に1.25<D/R<2.07、の領域において良好
な放射指向性および良好な軸比が得られた。 (実施例) 第1図は、一実施例の円偏波マイクロストリツ
プアンテナの斜視図である。 このアンテナの構成は前記第7図に示したもの
と同じく、誘電体板2の、おもて面に放射導体板
1を、裏面に接地導体板3を装着して構成されて
いる。4は給電点である。このアンテナ装置は、
第2図に示すように、さらにレードーム6が装着
されて使用される。なお、裏面には、コネクタ5
を備える。 第1図を参照すると、放射導体板1は、縦W、
横Lなる寸法を有する矩形であり、誘電体板2お
よび接地導体板3の、厚さを除く寸法は一致して
おり、これらは放射導体板1と相以な矩形であ
る。これら、放射導体板1、誘電体板2および接
地導体板3の、それぞれの幾何中心を通る法線は
同一直線となる。 以下では、放射導体板1の角Aおよび角Cの長
さ、すなわち対角線の長さをAC、接地導体板3
の角Gおよび角G′の長さすなわち対角線の長さ
をGG′、誘電体板2の長さをhで表すものする。 また、放射導体板1の一辺の長さをR、誘電体
板2や接地導体板3の一辺の長さをDで表わすも
のとする。 KEENE社製DI−CLAD522(522T125−1150:
誘電率2.4〜2.6±0.5)を用いて1.584GHz用円偏波
マイクロストリツプアンテナAを、3M社製CU−
CLAD250(250GT0625−50−11:誘電率2.50±
0.05)を用いて1.571GHz用円偏波マイクロストリ
ツプアンテナをBを、同じく3M社製CU−
CLAD250(250GT0625−50−11:誘電率2.50±
0.05)を用いて2.433GHz用円偏波マイクロストリ
ツプアンテナをCをそれぞれ作成し、GG′/AC
を変化して、軸比、すなわち、放射電波の垂直偏
波電界強度と水平偏波電界強度の比、および、上
記第4図に示したサイドの落ち込みΔの測定を行
なつた。 まず、次の第1表に、マイクロストリツプアン
テナA,B,Cの各諸元を示す。 第5a図は、各マイクロストリツプアンテナ
A,B,Cの、GG′/ACを変化して、各設計周
波数における軸比を測定したものである。 これにおいて、マイクロストリツプアンテナA
の測定結果を実線a1で、測定点を×印で示し、マ
イクロストリツプアンテナBの測定結果を破線b1
で、測定点を○印で示し、マイクロストリツプア
ンテナCの測定結果を1点鎖線c1で、測定点を△
印で示した。 円偏波においては、軸比はOdBに近い方が好
ましいが、第5a図を参照すると、アンテナAに
おいて、GG′/ACの値を1.5とした場合はこれが
3dB近い値となつている。
【表】 第5b図は、各マイクロストリツプアンテナ
A,B,Cの、GG′/ACを変化して、各設計周
波数におけるサイドの落ち込みΔを測定したもの
である。これにおいて、マイクロストリツプアン
テナAの測定結果を実線a2で、測定点を×印で示
し、マイクロストリツプアンテナBの測定結果を
破線b2で、測定点を○印で示し、マイクロストリ
ツプアンテナCの測定結果を1点鎖線c2で、測定
点を△印で示した。第5b図を参照すると、各ア
ンテナA,B,Cにおいて、GG′/ACの値を1.5
とした場合には、サイドの落ち込みが10dB前後
の値となり、ほぼ前記理想値(14dB)となる。 ところで、GG′/ACの値を変化することによ
り、そのアンテナにおける最適周波数が変化する
ことがわかつた。 第6図に示したグラフeは、アンナトAにおけ
る、GG′/ACの値と、設計周波数に対する最適
周波数偏差の割合を示す(左側スケールを使用す
る)。このグラフから、GG′/ACの値が約1.25を
越えるあたりから2.07までの範囲で最適周波数が
設計周波数を下まわることがわかる。ここには、
アンテナAについてのみ示しているが、他のアン
テナについても、これと同様の結果が得られる。
この最適周波数を使用してアンテナAの、GG′/
ACの値を変化したときの軸比を再測定すると、
第6図に示したグラフfのようになる(右側スケ
ールを使用する)。このグラフfを参照すると、
GG′/ACの値を1.5とした場合の軸比は、OdB近
傍の値となり円偏波性が良くなる。次の第2表
に、第6図に示すグラフ上の測定値(×印および
○印)を示す。
〔発明の効果〕
以上説明したとおり、本発明によれば、良好な
放射指向性および良好な軸比が得られ、実用に耐
えうる非常に小型のマイクロストリツプアンテナ
装置を得ることができる。それゆえに、限られた
取り付けススペースを有効に利用することがで
き、アンテナ装置設置のための空間の無駄が無く
なる。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は一実施例の円偏波マイク
ロストリツプアンテナの外観を示す斜視図および
側面図である。第3図は実施例の円偏波マイクロ
ストリツプアンテナの放射パターンを示むグラフ
であり、第4図は理想的な円偏波マイクロストリ
ツプアンテナの放射パターンを示すグラフであ
る。第5a図、第5b図および第6図は、実施例
の円偏波マイクロストリツプアンテナの、GG′/
ACの値を変化したときの特性変化を示すグラフ
である。第7図は従来の円偏波マイクロストリツ
プアンテナの構成を示す斜視図である。 1……放射導体板(放射導体板部材)、2……
誘電体板(誘電体板部材)、3……接地導体板
(接地導体板部材)、4……給電点(給電点)、5
……コネクタ、6……レードーム、110……誘
電体板、111……小孔、120……放射導体
板、121……給電部、130……接地導体板、
140……コネクタ、141……金鍍線、150
……同軸ケーブル。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 使用波長に対して充分に薄い誘電体板部材;
    誘電体板部材の一方の面に装着され、各辺の長さ
    が等価辺長よりも短い、矩形の放射導体板部材; 放射導体板部材に対角線上に形成された一つの
    給電点;および、 誘電体板部材の他方の面に装着され、前記放射
    導体板部材と相似形の接地導体板部材; を備え、放射導体板部材の辺長に対する接地導
    体板部材の辺長の比D/Rが、略1.5〜2.0程度で
    ある、指向性を有する円偏波マイクロストリツプ
    アンテナ装置。
JP61232991A 1986-09-30 1986-09-30 円偏波マイクロストリツプアンテナ装置 Granted JPS6387806A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61232991A JPS6387806A (ja) 1986-09-30 1986-09-30 円偏波マイクロストリツプアンテナ装置
US07/102,732 US5003319A (en) 1986-09-30 1987-09-30 Microstrip antenna device for circularly polarized waves
FR878713520A FR2604564B1 (fr) 1986-09-30 1987-09-30 Antenne a guide d'ondes a ruban pour ondes a polarisation circulaire

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61232991A JPS6387806A (ja) 1986-09-30 1986-09-30 円偏波マイクロストリツプアンテナ装置

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Publication Number Publication Date
JPS6387806A JPS6387806A (ja) 1988-04-19
JPH0261167B2 true JPH0261167B2 (ja) 1990-12-19

Family

ID=16948085

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61232991A Granted JPS6387806A (ja) 1986-09-30 1986-09-30 円偏波マイクロストリツプアンテナ装置

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US (1) US5003319A (ja)
JP (1) JPS6387806A (ja)
FR (1) FR2604564B1 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Also Published As

Publication number Publication date
FR2604564A1 (fr) 1988-04-01
US5003319A (en) 1991-03-26
FR2604564B1 (fr) 1989-12-01
JPS6387806A (ja) 1988-04-19

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