JPH03157005A - マイクロストリップアンテナ - Google Patents
マイクロストリップアンテナInfo
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- JPH03157005A JPH03157005A JP15841690A JP15841690A JPH03157005A JP H03157005 A JPH03157005 A JP H03157005A JP 15841690 A JP15841690 A JP 15841690A JP 15841690 A JP15841690 A JP 15841690A JP H03157005 A JPH03157005 A JP H03157005A
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- ground conductor
- ground
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
て使用する広帯域な特性を呈するマイクロストリップア
ンテナに関するものである。
ック、オーム社(昭554) p、109に示された従
来のマイクロストリップアンテナの構造図であり、図に
おいて、1は金属箔で構成した一辺の長さしの方形パッ
チ、2は比誘電率がεで厚さかむの誘電体板、3は金属
箔の地導体、4は給電点である。
のB−B ’に沿った断面図で、図において、5はマイ
クロストリップアンテナに給電する同軸コネクタ、6は
同軸コネクタ5の内導体であり、IEは放射に寄与する
開口電界である。
電され、基本モードであるT M It oモードで励
振した場合には、B−B ’と平行で2方向で最大にな
る放射電界が得られる。
アンテナを間隔dで2個配列したアレーアンテナの構造
を示す図である。
アレーアンテナにおいては、上記間隔dとビーム走査角
度θ。(Z方向からの角度)の関係は、グレーティング
ローブの発生を防ぐために、RlC,ハンセン(R,C
,Hansen)著、「マイクロウニイブ スキャンニ
ング アンテナ ボリュームrlJ、アカデミツクプレ
ス(1966)じMicrowave Scannin
g Antennas Volume II″、 Ac
adea+ic Press。
つように選ばれる。ここで、λは電波の波長である0例
えば60’までビームを走査する場合には、 d<0.536λ ・・・(2) とする必要がある。
値(Qア)と電圧定在波比(VSWR:Voltage
Standing Wave Ratio)の値が所
望値ρ以下となる比帯域BWの関係は、1.J、バール
、P、バージ+ (1,J、Bahi、 P、Bhar
tia)著「マイクロストリップアンテナ」アーチツク
ハウスじMicrostrip Antenna”、A
rtech House)(1980)、 p、62に
示されるように、 となる。
誘電体損、導体損に基づくQである。Q纏は使用する誘
電体材料の誘電正接(tanδ)だけで決定され、Qc
は導体の導電率、及びアンテナの厚さLから決まる値で
ある。一方、Ql、は誘電体の誘電率εとその厚さtか
ら決まる値であり、誘電率εが小さく、かつ厚さtが大
きい程小さくなる。従って低損失な誘電体材料を用いて
比帯域BWを広げるには、式(3)、 (4)かられか
るようにQ。
たアレーアンテナにおいて、誘電体の厚さtを厚くする
と、放射に寄与する開口面積tXWが大きくなり、素子
アンテナ間の相互結合量が増大して動作時のインピーダ
ンスが劣化する、あるいは所望の放射パターン形状が得
られないという問題点があった。特に式(2)に示した
ように広い角度範囲内でビームを走査する場合には素子
間隔を約0.5波長まで狭くする必要があり、相互結合
量が一15dB程度と大きくなるため、動作インピーダ
ンスおよび放射パターンが著しく劣化するという欠点が
あった。
たもので、広帯域で、かつ相互結合量が小さいマイクロ
ストリップアンテナを提供することを目的とする。
1ツチの放射電界面と直交する面に平行に該パッチの両
側に第2.第3の地導体を設けたものである。
形パッチの放射電界面と直交する面に平行に該パッチの
両側に第2.第3の地導体を設け、かつ上記パッチと平
行な面に該パッチの両側に金属箔からなる第4.第5の
地導体を設けたものである。
地導体を設けた構成としたから、該第2゜第3の地導体
が等価的にモノポールアンテナとなり、方形パッチの放
射電磁界と互いに作用し合い、広帯域特性を呈する。ま
た第2.第3の地導体は、素子アンテナを多数並べたア
レーアンテナにおいては、素子アンテナ間の障壁となり
、相互結合量を小さくすることができる。
第3.第4および第5の地導体を設けた構成としたから
、該第2.第3.第4および第5の地導体が等価的にモ
ノボールアンテナとなり、方形パッチの放射電磁界と互
いに作用し合い、広帯域特性を呈する。
プアンテナを示す図であり、図において、1は金属箔で
構成した方形パッチ、2は比誘電率がεで厚さがtの誘
電体板、3は金属箔からなる第1の地導体、4は給電点
である。
を示す図であり、図において、5は同軸コネクタ、6は
同軸コネクタの内導体、7,8は上記方形パッチ1の端
からSだけ間を置き、A−A′と直交する面と平行に設
けられ、上記第1の地導体3と電気的に短絡された金属
箔からなる高さhの第2.第3の地導体、IEは放射に
寄与する開口電界を示す。
マイクロストリップアンテナの比誘電率εを1.12、
厚さを0.05λ。、方形パッチ1の一辺の長さしを0
.42λ。、方形パッチ1の第2゜第3の地導体7,8
との距離Sを0.1λ。、第2゜第3の地導体の高さh
を0.23λ。とした場合の該マイクロストリップアン
テナの周波数に対するインピーダンス軌跡をモーメント
法により計算した結果を示している。なお、λ。は中心
周波数f0における電波の波長である。同様に第3図に
点線で示す曲線10は第8図、第9図に示した従来のマ
イクロストリップアンテナのインピーダンス軌跡を上記
本発明の第1の実施例と同一寸法諸元にて計算した結果
を示している。また第4図は、第3図に示した計算によ
り求めたインピーダンス軌跡に対応するインピーダンス
軌跡の実測値を示している。
体7.8を設けることにより、周波数に対するインピー
ダンス軌跡は小さくなり、広い帯域特性を呈することが
わかる。
ついて示したが、パッチの形状はこれに限定されるもの
ではなく、円形や楕円形、更に方形以外の多角形にした
場合についても本発明を適用でき同様の効果を奏する。
いて説明したが、電界面に平行な導体棒によって構成し
た場合についても同様の効果が得られる。
ールメツキによって構成しても良く、地実施例と同様の
効果を奏する。
プアンテナを示す図であり、図において、第1図と同一
符号は同−又は相当部分である。
面を示す図で、5は同軸コネクタ、6は同軸コネクタの
内導体、7,8は上記方形パッチ1の端からUだけ間を
置き、A−A ’と直交する面と平行に設けられた、上
記第1の地導体3と電気的に短絡された金属箔からなる
第2.第3の地導体、19.20は上記方形パッチ1の
端からSだけ間を置き、該パッチと平行な面に上記第2
の地導体7および上記第3の地導体8と電気的に短絡さ
れた、金属箔からなる第4.第5の地導体、IEは放射
に寄与する開口電界を示す。
たマイクロストリップアンテナの比誘電率εを1.12
、厚さtを0.05λ0、方形パッチ1の一辺の長さし
を0.42λ。、方形パッチ1と第2.第3の地導体7
.8との距離Uを0.1λ。、方形パッチ1と第4.第
5の地導体19.20との距離Sを0.07λ。とした
場合の該マイクロストリップアンテナの周波数に対する
インピーダンス軌跡の実測値を示している。なお、λ。
第7図に点線で示す曲線12は、第8図、第9図で示し
た従来のマイクロストリップアンテナのインピーダンス
軌跡を上記本発明の実施例と同一寸法諸元にて実測した
結果を示している。
第5の値導体?、8.19および20を設けることによ
り、周波数に対するインピーダンス軌跡は小さくなり、
広帯域特性を呈することがわかる。
ついて説明したが、この発明はこれに限定されるもので
はなく、円形や楕円形、さらに方形以外の多角形にした
場合についても全く同様に実施できる。
いて説明したが、電界面に平行な導体棒によって構成し
た場合についても同様の効果が得られる。
ールメツキによって構成してもよく、上記実施例と同様
の効果を奏する。
界面と直交する面に平行に、該パッチの両側に第2.第
3の地導体を設けたので、インピーダンス特性の広帯域
化を図ることができ、さらに素子アンテナ間の相互結合
量が小さくなることが期待でき、使用周波数帯域の広い
通信用、あるいはレーダ用のビーム走査アレーアンテナ
に用いることのできるマイクロストリップアンテナ素子
を得られる効果がある。
する面に平行に、該パッチの両側に第2゜第3の地導体
を設けるとともに、方形パッチと平行な面に、該パッチ
の両側に金属箔からなる第4゜第5の地導体を設けたの
で、インピーダンス特性の広帯域化を図ることができ、
使用周波数帯域の広い通信用、あるいはレーダー用のビ
ーム走査アレーアンテナに用いられるマイクロストリッ
プアンテナを得られる効果がある。
ップアンテナを示す斜視図、第2図は第1図のA−A
’断面図、第3図、第4図は本発明の第1の実施例によ
るマイクロストリップアンテナのインピーダンス軌跡を
示す特性図、第5図は本発明の第2の実施例によるマイ
クロストリップアンテナを示す斜視図、第6図は第5図
のA−A ’断面図、第7図は本発明の第2の実施例に
よるマイクロストリップアンテナのインピーダンス軌跡
を示す特性図、第8図は従来のマイクロストリップアン
テナを示す斜視図、第9図は第8図のB−B′断面図、
第10図は従来のマイクロストリップアンテナを2個配
列したアレーアンテナの構造を示す斜視図である。 図において、1は方形パッチ、2は誘電体板、3は第1
の地導体、4は給電点、5は同軸コネクタ、6は同軸コ
ネクタ5の内導体、7は第2の地導体、8は第3の地導
体、9は本発明の第1の実施例によるマイクロストリッ
プアンテナのインピーダンス軌跡を示す計算値、10は
従来のマイクロストリップアンテナのインピーダンス軌
跡を示す計算値、11は本発明の第1の実施例によるマ
イクロストリップアンテナのインピーダンス軌跡を示す
実測値、12は従来のマイクロストリップアンテナのイ
ンピーダンス軌跡を示す実測値、13は本発明の第2の
実施例によるマイクロストリップアンテナのインピーダ
ンス軌跡を示す実測値、14は従来のマイクロストリッ
プアンテナのインピーダンス軌跡を示す実測値、19は
第4の地導体、20は第5の地導体。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
Claims (2)
- (1)誘電体の一方の面に金属箔のパッチを形成し、他
方の面に金属箔の地導体を設けた構造のマイクロストリ
ップアンテナにおいて、 上記マイクロストリップアンテナより放射される電波の
電界面に対し直交する面と平行に、上記パッチの両側に
設けられた、上記地導体と電気的に短絡された第2、第
3の地導体を備えたことを特徴とするマイクロストリッ
プアンテナ。 - (2)誘電体の一方の面に金属箔のパッチを形成し、他
方の面に金属箔の地導体を設けた構造のマイクロストリ
ップアンテナにおいて、 上記マイクロストリップアンテナより放射される電波の
電界面に対し直交する面と平行に、上記パッチの両側に
設けられた、上記地導体と電気的に短絡された第2、第
3の地導体と、 上記パッチの両側の該パッチと平行な面上に設けられた
、上記第2、第3の地導体と電気的に短絡された、第4
、第5の金属箔からなる地導体とを備えたことを特徴と
するマイクロストリップアンテナ。
Priority Applications (1)
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