JPH0265509A - 複数波共用マイクロストリップアレイアンテナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、複数のマイクロ波帯の周波数を送信または受
信し得る小面積の複数波共用マイクロストリップアレイ
アンテナに関するものである。

（従来の技術） 近年、大または移動する物体に応答装置を備え、この応
答装置と定置された質問装置との間でマイクロ波により
情報を交換するシステムが提案されている。そして、応
答装置に個人情報等をデータとして書き込めば、ゲート
等を管理する質問装置との情報交換において、応答装置
を一種のＩＤカードや通過許可証として機能させること
ができる。さらに、多品種少量生産を行なう製造工場等
において、生産工程にある半製品に仕様データを書き込
んだ応答装置を付し、各工程において定置された質問装
置で応答装置に仕様を問い合せ、この仕様に応じた作業
を行なわせるならば、電子的な仕様指示書として機能さ
せることができる。

ここで、上述のＩＤカードや仕様指示書としで機能させ
る場合に、携帯や移動に対して商用交流電源から駆動電
源を供給することは不便であり、応答装置として電源を
独自に確保し・得ない場合がある。特に、ＩＤカート等
として用いる場合には小型軽量でしかも長寿命でなけれ
ばならず、電池等の電源では寿命の点で満足し得ない。

そこで、特開昭５１−３５９１１号公報と特開昭５８−
１５ｔ７２２号公報および特開昭５８−８５１８３号公
報等に、応答装置に電源としての′ａ池を必要としない
第４図にブロック回路図を示すごとき技術が提案さ九で
いる。

第４図において、質問装置１に５質問データをマイクロ
波帯の周波数ｆを搬送波として送信するための送信機２
とアンテナ３が設けられるとともに、応答装置４からこ
の周波数ｆの第２高調波２ｆを搬送波どする応答データ
を受信するための受信機５どアンテナ６が設けられる。

また、応答装置４ｆ、′ｉ４を間装置１から送信される
送信データを受信するアンテナ７が設けられるとと６に
、このアンテナ７で受信された搬送波をダイオード等を
通して第２高調波２ｆを出力する逓倍回路８および搬送
波を整流して電源とする電源整流回路９が設けられる。

さらに、電源整流回路９から出力される直流電力により
データ出力回路ＩＯが動作されて変調回路１１に応答デ
ータが出力され、この応答データにより逓倍回路８から
出力された第２高調波２ｆがＡ１変調されてアンテナ１
２から同波数２ｆを搬送波とじて応答データが質問装置
１に送信される。

ところで、上記した質問装置１にあっては、応答装置４
が離わた距離にあっても確実に動作させるためには、動
作エネルギとしての質問データ搬送波送信電力を大きな
ものとしたい。また、応答装置４から微弱な電力で送信
される応答データを高い利得で受信できることが望まし
い。そこで、従来の質問装置１にあっては、第３図に示
すごとき、二波共用マイクロストリップアレイアンテナ
が用いられていた。

第３図において、低誘電率（例えばε＝１０）の誘電体
基板２０の一方の面に、周波数ｆを共振周波数とする４
個の第１のマイクロストリップ共振器２１．２１−・・
が、周波数ｆの誘電体基板２０における波長λ、の０．
８倍の間隔で配置される。また、これらの第１のマイク
ロストリップ共ＦＡｉ２１゜２１・・・の横側で誘電体
基板２０の同一面上に、周波数ｆの第２高調波２ｆを共
振周波数とする４個の第２のマイクロストリップアレ３
２２．２２−が、周波数２ｆの誘電体基板２０における
波長λ２　（＝０．５λ１）の０，８倍の間隔で配置さ
れる。さらに、４個の第１のマイクロストリップ共振器
２１．２１−一がマイクロストリップラインからなる第
１の給電回路２３で接続され、４個の第２のマイクロス
トリップ共振器２２．２２−がマイクロストリップライ
ンからなる第２の給電回路２４で接続されて、それぞれ
アレイアンテナが構成される。そして、誘電体基板２０
の他方の面全面に、グラウンド板２５が配設される。

なお、第１と第２のマイクロストリップ共振器２１．２
１−．２２．２２＝−および第１と第２の給電回路２３
．２４は、誘電体基板２０の面に蒸着等で配設された銅
／Ｉｆ膜のエツチング等により同一工程で形成される。

また、マイクロストリップアレ（アンテナにおいて、波
長の０．８倍の間隔で配置すわば、アレイアンテナとし
ても最も利得が高くなることが知られている。

（発明が解決しようとする課２Ｉり Ｆ記した従来の二波共用マイクロストリップアレイアン
テナにあ〕ては、第１および第２のマイクロストリップ
共振３３＋、２＋・−、２２、２２−・か、それぞれア
レイアンテナとして最も利得が高くなるような間隔に配
置される。このために、誘電体基板２０は大きな面積を
必要とし、大型になるという問題点があった。

ところで、質問装置１は定置されるので、駆動電源が不
足するようなこともない。このために、質問装置１のア
ンテナ６で受信された応答装置４から送信される応答デ
ータを、必要に応じて充分に増幅することが可能である
。そこで、アンテナ６の利得が若干低下しても、二波共
用マイクロストリップアレイアンテナが小型化できるな
らば、実用上有益である。

本発明の目的は、−ト述のごとき従来の二波共用マイク
ロストリップアレイアン戸すの′１工悄に鑑みてなされ
たもので、小面積で小型化し得る複数波共用マイクロス
トリップアレイアンテナを提供することにある。

（問題点を解決するための手段） かかる目的を達成するために、本発明の複数波共用マイ
クロストリップアレイアンテナは、誘電体層の一方の面
にマイクロストリップ共振器を配設し、他方の面にグラ
ウンド板を配設してなるマイクロストリップアンテナで
あって、前記誘電体層の一ノｆの面に第１の共振周波数
を有する第１のマイクロストリップ共振器を複数個間隔
を設けて配置し、これらの複数個の第１のマイクロスト
リップ共振器を給電回路で接続してアレイアンテナを構
成し、前記誘電体層の同じ面で前記第１のマイクロスト
リップ共振器の間に第２の共振周波数を有する第２のマ
イクロストリップ共振器を配置して構成されている。

（作用） 第１の共振周波数を存する複数の第１のマイクロストリ
ップ共振器を誘電体層の一方の面に間隔を設けて配置し
、これらの第１のマイクロス）・リップ共振器の間に第
２の共振周波数を有する第２のマイロストリップ共振器
を配置したので、第１と第２のマイクロストリップ共振
器を配置するのに必要な誘電体層の面積か小さくて良い
。

（実施例） 以下、本発明の実施例を第１図を参照して説明する。第
１図は、本発明の複数波共用マイクロストリップアレイ
アンテナの一実施例の外観斜視図である。第１図におい
て第３図と同−若しくは均等な部材には同一符号を付け
て重複する説明を省略する。

第１において、低誘電率の誘電体基板２０の一方の面に
、周波ｆｉｆを共振周波数とする４個の第１のマイクロ
ストリップ共振器２１．２１−か周波数ｆの誘電体基板
２０における波長λ、の０．８倍の間隔で配置される。

そして、誘電体基板２０の同−而で、周波数ｆの第２高
調波２ｆを共振周波数とする４個の第２のマイクロスト
リップ共振器２２゜２２・・・が、第１のマイクロスト
リップ共振５２１゜２１・−の間隔の間と横側とに分け
て配置される。この′！Ｂ２のマイクロストリップ共振
１２２．２２−・・の間隔は周波数２ｆの誘電体基板２
０における波長λ２の０．８倍でなくて良い。さらに、
４個の第１のマイクロストリップ共振器２］、２１−が
、マイクロストリップラインからなる第１の給電回路２
３で接続され、また４個の第２のマイクロストリップ共
振器２２．２２−・が、マイクロストリップラインから
なる第２の給電回路２４で接続されて、それぞれアレイ
アンテナが構成される。

なお、第１の給電回路２３は、第１のマイクロストリッ
プ共振１２１，２］・・・から送信される周波数が全て
同相となるようにストリップラインの長さが２１さねて
いる。また、第２の給電回路２４は、第２のマイクロス
トリップ共振器２２．２２−で受信される周波数が全て
同相で合成されるようにストリップラインの長さが調整
されている。

かかる構成において、第１のマイクロストリップ共振器
２１，２＋−の間隔の間に、すくなくとも一部の第２の
マイクロストリップ共振器２２．２２が配置されるので
、第１と第２のマイクロストリップ共振器２１．２１−
．２２．２２−を配置するのに必要な誘電体基板２０の
面積が小さくても良い。このため、第３図に示す従来の
ものに比較して、小型の複数波共用マイクロストリップ
アレイアンテナが構成できる。モして５第１のマイクロ
ストリップ共振器２１．２１−で構成されるアレイアン
テナは、第３図に示す従来のものと同様の利得を得るこ
とができる。

第２図は、本発明の複数波共用マイクロストリップアレ
イアンテナの他の実施例の外観斜視図である。第２図に
おいて、第１図および第３図と同−若しくは均等な部材
には同一符号を付けて重複する説明を省略する。

第２図において、第１図と相違するところは、誘電体基
板２０の同一面で、第１のマイクロストリップ共振器２
１．２１−および第２のマイクロストリップ共振３２２
．２２−が配置されない余白のスペースに、周波数ｆの
第３高調波３ｆを共振周波数とする４個の第３のマイク
ロストリップ共振器２６．２６−−が設けられ、マイク
ロストリップラインからなる第３の給電回路２７で接続
されてアレイアンテナが構成されることにある。そして
、第１のマイクロストリップ共振器２１．２１・−に対
しては、グラウンド板２５側から誘電体基板２０を貫通
させて同軸ケーブル（図示せず）により、または基板に
積層構造を用いてスルーホールと印刷配線により適宜に
給電される。

なお、上記実施例では、第１と第２と第３のマイクロス
トリップ共振器２１．２１−．２２．２２−．２６　。

２６・−は、いずれも４個でアレイアンテナが構成され
ているが、この数に限られないとともに、第１と第２と
第３のマイクロストリップ共振器２１゜２１・−，２２
，２２・−，２６，２６・・・の個数が相違しても良く
。

さらに第２と第３のマイクロストリップ共振器２２．２
６は１個であっても良い。また、第１と第２と第３のマ
イクロストリップ共振器２１．２１−．２２゜２２−．
２６．２６−の共握周波数は、高調波の関係になくても
良い。さらに、アレイアンテナを形成するマイクロスト
リップ共振器が水平偏波と垂直偏波および円偏波のいず
れを送信および受信するものであっても良く、モしてア
レイアンテナの半数で水平偏波を送受信し、残りの半数
で垂直−波を送受信するものであっても良い。そしてさ
らに、誘電体基板２０に代えて空気層を設けて誘電体層
としても良いことは勿論である。

（発明の効果） 本発明は、以上説明したように構成されているので、複
数の周波数を送信または受信するアレイアンテナを小型
化することができる。しかも、第１の共振周波数を有す
るアレイアンテナは、小型化したにもかかわらず、利得
が従来のアレイアンテナと同じであるという格別の効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の複数波共用マイクロストリップアレ
イアンテナの一実施例の外観斜視図であり、第２図は、
本発明の複数波共用マイクロストリップアレイアンテナ
の他の実施例の外観斜視図であり、第３図は、従来の二
波共用マイクロストリップアレイアンテナの外観斜視図
であり、第４図は、第３図のアレイアンテナが用いられ
る質問装置と応答装置との間でマイクロ波により情報を
交換するシステムのブロック回路図である。 ２０：誘電体基板、 ２１　：　ｉ　１のマイクロストリップ共振器、２２：
第２のマイクロストリップ共振器、２３：第１の給電回
路。 特許出願人　株式会社横尾製作所 山武ハネウェル株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 誘電体層の一方の面にマイクロストリップ共振器を配設
   し、他方の面にグラウンド板を配設してなるマイクロス
   トリップアンテナであって、前記誘電体層の一方の面に
   第１の共振周波数を有する第１のマイクロストリップ共
   振器を複数個間隔を設けて配置し、これらの複数個の第
   １のマイクロストリップ共振器を給電回路で接続してア
   レイアンテナを構成し、前記誘電体層の同じ面で前記第
   １のマイクロストリップ共振器の間に第２の共振周波数
   を有する第２のマイクロストリップ共振器を配置したこ
   とを特徴とする複数波共用マイクロストリップアレイア
   ンテナ。