JPH03201804A - Print antenna - Google Patents

Print antenna

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JPH03201804A
JPH03201804A JP34422989A JP34422989A JPH03201804A JP H03201804 A JPH03201804 A JP H03201804A JP 34422989 A JP34422989 A JP 34422989A JP 34422989 A JP34422989 A JP 34422989A JP H03201804 A JPH03201804 A JP H03201804A
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JP
Japan
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antenna
strip
window
printed antenna
printed
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Application number
JP34422989A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Naitou
大志 内藤
Koichi Ito
公一 伊藤
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Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Metal Mining Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To make design ability satisfactory and to improve gain even when a reflection board is mounted by providing a window and a strip conductor on one surface of the ground conductor of a microslot line. CONSTITUTION:On one surface of an insulator substrate 16, a microstrip line 12 for excitation is formed by using printing technique and on the other surface, a linear strip antenna element (strip conductor) 10 is formed at a position slightly separated from the microstrip line 12. Then, a window 14 is formed to remove the surrounding ground conductor. Since the window 14 and the strip conductor 10 are formed on the same surface, a relative position relation between the both can be made comparatively easy and accurate. Thus, even when the reflection board is mounted, the design ability is made satisfactory and an antenna equipment can be obtained with a wide frequency band and high gain.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、マイクロ波送受信用のプリントアンテナ(プ
リントアレーアンテナ)に関するものであり、特に、円
偏波送受信用に用いるプリントアンテナに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a printed antenna (printed array antenna) for transmitting and receiving microwaves, and particularly to a printed antenna used for transmitting and receiving circularly polarized waves.

(従来の技術) プリントアンテナは、薄型で設置できるためスペースを
とらない、美感に優れている、印刷技術により比較的容
易に低コストで製造できる、等の多くの利点を有する反
面、パラボラアンテナ等の反射面による集光と同じ原理
を使用する形式のアンテナに比較してアンテナの周波数
帯域が狭い、λ/2(λは電磁波の波長)程度の大きさ
の放射素子を多数並べることにより高利得化しようとす
るときに、各素子を励振するマイクロストリップ線路の
長さが長くなるので、マイクロストリップ線路の伝送損
失が増加し、アンテナ利得を高くできないという欠点を
有している。
(Prior art) Printed antennas have many advantages, such as being thin and can be installed so they do not take up much space, are aesthetically pleasing, and can be manufactured relatively easily and at low cost using printing technology. The frequency band of the antenna is narrower than that of other types of antennas that use the same principle as condensing light using reflective surfaces, and high gain is achieved by arranging a large number of radiating elements with a size of about λ/2 (λ is the wavelength of the electromagnetic wave). When attempting to increase the antenna gain, the length of the microstrip line that excites each element becomes longer, which increases the transmission loss of the microstrip line, resulting in the disadvantage that the antenna gain cannot be increased.

この内、マイクロストリップ線路の伝送損失は、絶縁体
基板材料の誘電損失で決まる誘電体損と、同じ線路幅な
ら基板が薄いほど増加する導損と、線路からの放射損と
、に分けることができる。そこで、マイクロストリップ
線路を表に出さないで、放射損が無視できるほど小さく
して、低損失の材料を用いた厚めの基板を用いれば、損
失を抑えることができる。
Of these, the transmission loss of a microstrip line can be divided into dielectric loss, which is determined by the dielectric loss of the insulating substrate material, conduction loss, which increases as the substrate becomes thinner for the same line width, and radiation loss from the line. can. Therefore, the loss can be suppressed by not exposing the microstrip line, by making the radiation loss negligible, and by using a thick substrate made of a low-loss material.

一方、プリントアンテナの周波数帯域を広げる方法につ
いていくつかの提案がなされているが、線状のストリッ
プアンテナ素子に関しては、基板を挟んでストリップ素
子の反対側にある接地導電体を取り除いた窓を設ける提
案がなされている。
On the other hand, several proposals have been made for ways to widen the frequency band of printed antennas, but for linear strip antenna elements, a window with the ground conductor removed on the opposite side of the strip element across the board is provided. Suggestions have been made.

この方法により広帯域化したストリップ素子を用いたプ
リントアンテナは、パッチ型素子等を用いる他のプリン
トアンテナと異なり、共振モードが1つしかなく動作が
安定しているという点で優れている。
A printed antenna using a strip element that has a wide band using this method is superior in that it has only one resonance mode and is stable in operation, unlike other printed antennas that use patch-type elements or the like.

さらに、衛星放送受信等に用いられる円偏波送受信用の
アンテナとしてこの線状のストリップアンテナ素子を用
いる場合には、同様に線状素子であるスロットアンテナ
素子と組み合わせて、励振用のマイクロストリップ線路
に沿って給電位相差が90°となるように配置すること
が提案されている。このように配置すると、ストリップ
素子の放射電界とスロットの放射電界とが空間的に直交
しているので、時間的に90°の位相差を持って励振す
ることになり、効率よく円偏波を放射させることができ
る。
Furthermore, when using this linear strip antenna element as an antenna for transmitting and receiving circularly polarized waves used for satellite broadcast reception, etc., it is necessary to combine it with a slot antenna element, which is also a linear element, and use a microstrip line for excitation. It has been proposed to arrange the power supply so that the power supply phase difference is 90° along the line. When arranged in this way, the radiated electric field of the strip element and the radiated electric field of the slot are spatially orthogonal, so they are excited with a temporal phase difference of 90°, and circularly polarized waves can be efficiently generated. It can be radiated.

このようにして、線状素子の組み合わせにより構成した
円偏波送受信用プリントアンテナは、動作が安定してい
るという線状素子の特徴に加え、給電位相差を90°と
する配置なので、各々の素子からの反射波の成分が励振
用のマイクロストリップ線路上で互いにキャンセルして
、このままで広帯域化にもなるという特徴がある。
In this way, the circularly polarized wave transmitting/receiving printed antenna constructed by combining linear elements has the characteristic of stable operation of the linear elements, and is arranged so that the feeding phase difference is 90°, so that each A feature of this device is that the reflected wave components from the device cancel each other out on the excitation microstrip line, resulting in a wide band.

以上述べたような線状素子の組み合わせにより円偏波を
放射するプリントアンテナの従来例を第9図、第10図
及び第11図に示す。
Conventional examples of printed antennas that radiate circularly polarized waves using a combination of linear elements as described above are shown in FIGS. 9, 10, and 11.

第9図は、線状素子の組み合わせにより円偏波を放射す
るプリントアンテナの従来例を示す平面図であり、第1
0図は、第9図のプリントアンテナを構成する従来例の
窓付ストリップアンテナ素子とスロット素子の一対を示
す平面図であり、第11図は、後述する反射板も示す、
第9図及び第10図の線11−11に沿った断面図であ
る。
FIG. 9 is a plan view showing a conventional example of a printed antenna that radiates circularly polarized waves by a combination of linear elements;
FIG. 0 is a plan view showing a pair of a conventional windowed strip antenna element and a slot element that constitute the printed antenna of FIG. 9, and FIG. 11 also shows a reflecting plate, which will be described later.
11 is a cross-sectional view taken along line 11-11 of FIGS. 9 and 10. FIG.

これらの図面を参照すると、線状ストリップアンテナ素
子(ストリップ導電体〉24は絶縁体基板16の片側に
設けられ、マイクロストリップ線路12との電磁結合に
より、線状ストリップアンテナ素子の長さで決まる周波
数fOの電磁波を効率よく放射する。接地導電体18の
一部分を除いた窓14により周波数帯域が広げられるが
、同時にアンテナの両側に電磁波が放射されるようにな
る。
Referring to these drawings, a linear strip antenna element (strip conductor) 24 is provided on one side of the insulating substrate 16, and due to electromagnetic coupling with the microstrip line 12, a frequency determined by the length of the linear strip antenna element is achieved. Electromagnetic waves of fO are efficiently radiated.The frequency band is widened by the window 14, which removes a portion of the ground conductor 18, but at the same time, electromagnetic waves are radiated to both sides of the antenna.

このようなアンテナの両側に放射された電磁波を片側の
みに放射させるためには、第11図で示すような反射板
20を設ける。反射板は、基板のどちら側に設けてもよ
いが、第11図に示す例では、マイクロストリップ線路
からの放射損失を減らすという目的も同時に達成するた
めに、マイクロストリップ線路の中心導体のある側に反
射板を設けている。
In order to cause the electromagnetic waves radiated to both sides of the antenna to be radiated only to one side, a reflecting plate 20 as shown in FIG. 11 is provided. The reflector may be provided on either side of the board, but in the example shown in FIG. is equipped with a reflective plate.

(発明が解決しようとする課題) この反射板は、それを置く位置によってアンテナ利得を
上昇させることができ、最大では、2倍(+3dB)に
なることが知られている。しかしながら、第9図に示す
構成等で実際にプリントアンテナを作り、反射板を装荷
する前と反射板を装荷した後との利得差を測定してみる
と、1.6倍(+2.0dB)Lかなく、さらにアンテ
ナの周波数帯域が狭くなってしまうという欠点があった
(Problem to be Solved by the Invention) It is known that this reflector can increase the antenna gain depending on the position where it is placed, and the antenna gain can be doubled (+3 dB) at the maximum. However, when we actually made a printed antenna with the configuration shown in Figure 9 and measured the gain difference between before and after loading the reflector, we found that it was 1.6 times (+2.0dB). There were disadvantages in that there was no L, and the frequency band of the antenna became narrower.

一方、反射板を置く位置によって、各素子の電気的特性
自体が変化するので、この変化によって、前述の欠点が
生じると考えられるため、反射板を装荷した状態でのア
ンテナの設計が必要であるが、例えば、窓付ストリップ
アンテナ素子のl素子だけでも、反射板を含んだ状態で
3次元的解析を行うことは、計算時間、計算機の記憶容
量等の観点からあまり現実的でない。
On the other hand, the electrical characteristics of each element change depending on the position where the reflector is placed, and this change is thought to cause the aforementioned drawbacks, so it is necessary to design the antenna with the reflector loaded. However, for example, it is not very practical to perform a three-dimensional analysis of only the L element of a windowed strip antenna element including a reflector from the viewpoint of calculation time, computer storage capacity, etc.

また、窓付ストリップアンテナ素子は、窓とストリップ
導電体との相対位置がずれても特性が変化するが、厚い
基板はど、表と裏の位置を合わせることが困難である。
Further, the characteristics of a windowed strip antenna element change even if the relative positions of the window and the strip conductor are shifted, but it is difficult to align the front and back sides of a thick substrate.

第10図及び第11図の線11−11上でかつマイクロ
ストリップ線路12の近傍では、ストリップ導電体24
と窓14の端部の相対位置が近接しているので、実験に
よって設計データを得る場合の精度が期待できない。
On the line 11-11 in FIGS. 10 and 11 and in the vicinity of the microstrip line 12, the strip conductor 24
Since the relative positions of the window 14 and the end of the window 14 are close to each other, accuracy cannot be expected when obtaining design data through experiments.

以上述べたように、窓付ストリップアンテナ素子とスロ
ットアンテナ素子を組み合わせて円偏波を放射するプリ
ントアンテナは、反射板を装荷した際に特性が変化する
が、その変化の原因はいくつかあり、実験によってその
変化を知る場合でも、反射板の影響を抜き出すことは困
難であり、設計性が悪いという欠点があった。
As mentioned above, the characteristics of a printed antenna that radiates circularly polarized waves by combining a windowed strip antenna element and a slot antenna element change when a reflector is loaded, but there are several reasons for this change. Even if the changes were known through experiments, it was difficult to extract the influence of the reflector, and there was a drawback that designability was poor.

したがって、本発明の目的は、前述の欠点を解消し、反
射板を装荷した場合にも設計性が良好で、周波数帯域が
広く、利得の高いプリントアンテナを提供することにあ
る。
Therefore, it is an object of the present invention to provide a printed antenna that eliminates the above-mentioned drawbacks, has good design even when a reflector is loaded, has a wide frequency band, and has a high gain.

(課題を解決するための手段) 前述の目的を達成するために、本発明は、マイクロ波送
受信用プリントアンテナにおいて、絶縁体基板の一方の
面に設けられた接地導電体に形成した窓と、該窓内にス
トリップアンテナ素子として形成したストリップ導電体
と、を有する、ことを特徴とするプリントアンテナ、を
採用するものである。
(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a printed antenna for transmitting and receiving microwaves, which includes a window formed in a ground conductor provided on one surface of an insulating substrate; A printed antenna characterized in that it has a strip conductor formed as a strip antenna element within the window.

(作用〉 本発明は、マイクロスロット線路の接地導電体の一方の
面(側)に、窓とストリップ導電体とを設けたので、反
射板を装荷した場合にも設計性が良く、しかも従来例の
ような周波数帯域が狭くなり、利得があまり上昇しない
といった欠点を改善できるものである。
(Function) The present invention provides a window and a strip conductor on one surface (side) of the ground conductor of the microslot line, so it is easy to design even when a reflector is loaded, and it is also better than the conventional one. This can improve the drawbacks such as narrow frequency band and limited increase in gain.

(実施例) 次に、図面を参照して本発明の好ましい実施例を説明す
る。
(Example) Next, a preferred example of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は、本発明のプリントアンテナの第1実施例の要
部拡大平面図であり、第2図は、第1図の線2−2に沿
った断面図であり、第3図は、プリントアンテナを反射
板付の円偏波送受信用プリントアンテナに適用した第2
実施例の要部拡大平面図であり、第4図は、第3図の線
4−4に沿った断面図であり、第5図は、第1図のプリ
ントアンテナを円偏波送受信用プリントアンテナに適用
した第3実施例の全体を示す平面図であり、第6A図及
び第6B図は、本発明のプリントアンテナの特性を説明
するための断面図及び座標系であり、第7図は、本発明
のプリントアンテナの特性図であり、第8図は、本発明
のプリントアンテナの特性と比較するための従来例のプ
リントアンテナの特性図である。
FIG. 1 is an enlarged plan view of essential parts of a first embodiment of the printed antenna of the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along line 2-2 in FIG. 1, and FIG. The second example applies a printed antenna to a printed antenna for transmitting and receiving circularly polarized waves with a reflector.
FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line 4-4 in FIG. 6A and 6B are cross-sectional views and coordinate systems for explaining the characteristics of the printed antenna of the present invention; FIG. 7 is a plan view showing the entire third embodiment applied to an antenna; FIG. FIG. 8 is a characteristic diagram of a conventional printed antenna for comparison with the characteristics of the printed antenna of the present invention.

最初第1図及び第2図を参照すると、絶縁体基板16(
第2図)の一方の面には励振用のマイクロストリップ線
路12が、印刷技術を用いて形成されており、他方の面
には線状のストリップアンテナ素子10が、前述のマイ
クロストリップ線路12から僅かに離れた位置に形成さ
れるように、その周囲の接地導電体を除去した窓が形成
されている。
Referring first to FIGS. 1 and 2, the insulator substrate 16 (
A microstrip line 12 for excitation is formed using printing technology on one side of the antenna (Fig. 2), and a linear strip antenna element 10 is formed on the other side from the aforementioned microstrip line 12. A window is formed by removing the ground conductor around the window so that it is formed at a slightly distant position.

線状のストリップアンテナ素子10は、マイクロストリ
ップ線路から励振され、その長さで決まる周波数を効率
よく放射する。
The linear strip antenna element 10 is excited by a microstrip line and efficiently radiates a frequency determined by its length.

一方窓14には、マイクロストリップ線路12によって
励振され、不要な電磁波を放射するが、後述するように
対となる窓付ストリップアンテナ素子の窓から放射され
る電磁波と相殺されるので、全体として放射には寄与し
ない、従って、不要放射なく、ストリップアンテナ素子
の帯域を広げることができる。
On the other hand, the window 14 is excited by the microstrip line 12 and radiates unnecessary electromagnetic waves, but as described later, it is canceled out by the electromagnetic waves radiated from the window of the paired window-equipped strip antenna element, so the overall radiation is radiated. Therefore, the band of the strip antenna element can be expanded without unnecessary radiation.

更に、窓14とストリップアンテナ素子10が、同一の
面に形成されるので、窓とストリップアンテナ素子の相
対的位置関係を比較的容易に精度良くできる。そこで、
例えば、前述のような反射板による窓付ストリップアン
テナ素子の特性変化を実験により求める際にも、ばらつ
きの少ないデータを得ることができるので設計性が良い
Furthermore, since the window 14 and the strip antenna element 10 are formed on the same surface, the relative positional relationship between the window and the strip antenna element can be determined relatively easily and accurately. Therefore,
For example, even when experimentally determining the change in the characteristics of a windowed strip antenna element caused by the above-mentioned reflector, data with less variation can be obtained, resulting in good design efficiency.

次に第3図及び第4図を参照すると、第3図及び第4図
は、第1図及び第2図に示したプリントアンテナを、反
射板付円偏波送受信用プリントアンテナに適用した例を
示している。このプリントアンテナは、スロットアンテ
ナ素子22及び反射板20を付加している点を除いては
、前述のプリントアンテナと構成は同一である。
Next, referring to FIGS. 3 and 4, FIGS. 3 and 4 show an example in which the printed antenna shown in FIGS. 1 and 2 is applied to a printed antenna for transmitting and receiving circularly polarized waves with a reflector. It shows. This printed antenna has the same structure as the previously described printed antenna, except that a slot antenna element 22 and a reflector 20 are added.

スロットアンテナ素子22は接地導電体18の部分を除
去することによって形成される。スロットアンテナ素子
22は、窓付ストリップアンテナ素子からλg/4〈λ
gはマイクロストリップ線路が伝送する電磁波の波長〉
の位置に配置され、マイクロストリップ線路上の励振電
流によって磁界で励振されストリップアンテナ素子10
の放射電界と空間的に90’ずれた電界をスロットアン
テナ素子22の長さで決まる周波数で効率よく放射する
。又、ストリップアンテナ素子10を励振する励振電圧
と、スロットアンテナ素子22を励振する振動電流は、
時間的に90°だけ位相がずれているので、ストリップ
アンテナ素子10とスロットアンテナ素子22の合成放
射電界は、円偏波となる。
Slot antenna element 22 is formed by removing a portion of ground conductor 18. The slot antenna element 22 is λg/4〈λ
g is the wavelength of electromagnetic waves transmitted by the microstrip line
The strip antenna element 10 is placed at a position of
An electric field spatially shifted by 90' from the radiated electric field of is efficiently radiated at a frequency determined by the length of the slot antenna element 22. Furthermore, the excitation voltage that excites the strip antenna element 10 and the oscillating current that excites the slot antenna element 22 are as follows:
Since the phase is temporally shifted by 90°, the combined radiated electric field of the strip antenna element 10 and the slot antenna element 22 becomes a circularly polarized wave.

更に、反射板20を基板の後、約λ/4(λは電磁波の
波長)の位置に装荷してあり、直接多素子から放射され
る電磁波と、−度反射板で反射された電磁波は、後述す
るように、従来例に比べてより広く周波数帯域で良好な
円偏波を放射し、更に利得も上昇する。
Furthermore, a reflector 20 is loaded at a position of approximately λ/4 (λ is the wavelength of the electromagnetic wave) behind the substrate, and the electromagnetic waves directly radiated from the multi-element and the electromagnetic waves reflected by the -degree reflector are As will be described later, better circularly polarized waves are emitted in a wider frequency band than in the conventional example, and the gain is also increased.

次に、第5図を参照すると、第5図は、第3図及び第4
図に示したプリントアンテナを基本素子(サブユニット
)として構成した円偏波送受信用プリントアンテナの一
例の全体を示している。
Next, referring to FIG. 5, FIG.
1 shows an entire example of a printed antenna for transmitting and receiving circularly polarized waves, which is configured using the printed antenna shown in the figure as a basic element (subunit).

ストリップアンテナ素子10及びスロットアンテナ素子
22は、それぞれマイクロストリップ線路の片側ではλ
g(λgはマイクロストリップ線路上の電磁波の波長)
間隔で線路に沿って配置され、マイクロストリップ線路
のもう一方の側には、ストリップアンテナ素子の位置の
みをλg/2ずらして同様に配置されている。このこと
により電界で励振されるストリップアンテナ素子10は
、線路をはさんで配置された対が同相の電磁界を放射す
る。
The strip antenna element 10 and the slot antenna element 22 each have a wavelength of λ on one side of the microstrip line.
g (λg is the wavelength of electromagnetic waves on the microstrip line)
They are arranged along the line at intervals, and on the other side of the microstrip line, the strip antenna elements are similarly arranged with only the position of the strip antenna element being shifted by λg/2. As a result, the strip antenna elements 10 excited by the electric field radiate electromagnetic fields having the same phase in pairs placed across the line.

一方、マイクロストリップ線路上の振動電流により磁界
で励振される窓は、線路をはさんで配置された対が、逆
相の電磁界を放射するので、互いにキャンセルし、前述
のように不要放射なく、ストリップアンテナ素子の帯域
を広げることができる。
On the other hand, in a window excited by a magnetic field caused by an oscillating current on a microstrip line, the pairs placed across the line radiate electromagnetic fields of opposite phase, so they cancel each other out and eliminate unnecessary radiation as described above. , the band of the strip antenna element can be expanded.

次に、本発明のプリントアンテナを反射板を装荷して構
成した場合、良好な円偏波を放射する帯域が広くなり、
更に利得も上昇することを説明する。
Next, when the printed antenna of the present invention is configured by loading a reflector, the band for emitting good circularly polarized waves becomes wider,
It will also be explained that the gain also increases.

絶縁体基板の厚さをh、絶縁体基板中での電磁波の波数
をに′、絶縁体基板と反射板の距離をR1空気中での波
数をkとし、第6A図及び第6B図に示すX2面をアン
テナ平面とする座標系を用いると、本発明のプリントア
ンテナの場合ストリップアンテナ素子10とスロットア
ンテナ素子22の合成放射電界は、 Eθ(θ φ)=Est(θ、φ)cosθcosφ×
sin[(k’h+kR)sinθsinφ]−Esl
(θ、φ)x sinφsin[(k’ h+kR)s
inθsinφ]−(1)Eφ(θ、φ)=−Est(
θ、φ)sinφ×sin[(k’h+ kR)sin
θsinφ]−Esl(θ2φ)x cos  θco
s  φsin[(k’h+  kR)sinθsin
  φ ](2) で、直線偏波成分表示できる。
The thickness of the insulating substrate is h, the wave number of electromagnetic waves in the insulating substrate is ', the distance between the insulating substrate and the reflecting plate is R1, the wave number in air is k, and is shown in Figures 6A and 6B. Using a coordinate system with the X2 plane as the antenna plane, in the case of the printed antenna of the present invention, the combined radiated electric field of the strip antenna element 10 and the slot antenna element 22 is Eθ (θ φ) = Est (θ, φ) cos θ cos φ ×
sin[(k'h+kR)sinθsinφ]−Esl
(θ, φ) x sin φ sin [(k' h+kR)s
inθsinφ]−(1)Eφ(θ,φ)=−Est(
θ, φ) sin φ × sin [(k'h+ kR) sin
θsinφ]−Esl(θ2φ)x cos θco
s φsin[(k'h+kR)sinθsin
φ ] (2) The linear polarization component can be displayed.

ここで、E st(θ、φ)はストリップがらの放射電
界、E sl(θ、φ)は、スロットがらの放射電界を
表す。
Here, E st (θ, φ) represents the radiated electric field from the strip, and E sl (θ, φ) represents the radiated electric field from the slot.

Eθ(θ、φ)及び、Eφ(θ、φ)がら、円偏波成分
の表示式に書き直すと、 ER(θ、φ)−1/rフ×(Eθ(θ、φ)+」Eφ
(θ、φ))  ・・・〈3〉 E、L (θ、φ)−1/flX(Eθ(θ、φ)jE
φ(θ、φ))  ・・・(4) と表せる。ここで、ER(θ、φ)は右旋円偏波成分、
Et、(θ、φ)は左旋円偏波成分であり、jr7ゴで
ある。
When Eθ (θ, φ) and Eφ (θ, φ) are rewritten as the expression for circularly polarized wave components, ER (θ, φ) − 1/rf × (Eθ (θ, φ) + ”Eφ
(θ, φ)) ...<3> E, L (θ, φ)-1/flX(Eθ(θ, φ)jE
It can be expressed as φ(θ, φ)) ...(4). Here, ER (θ, φ) is the right-handed circularly polarized component,
Et, (θ, φ) are left-handed circularly polarized components and are jr7go.

また円偏波の良好さを示す軸比ARは、AR−IER(
θ、φ〉−EL(θ、φ)/IER(θ、φ)十EL(
θ、φ)1・・・(5)で表され、合成放射電力Pは、 P= (Eθ(θ、φ)+2+lφ(θ、φ))2(6
) で表されるので、これを用いて、ある角度(θ。
In addition, the axial ratio AR, which indicates the quality of circularly polarized waves, is AR-IER (
θ, φ〉−EL(θ, φ)/IER(θ, φ)+EL(
θ, φ)1...(5), and the combined radiation power P is: P= (Eθ(θ, φ)+2+lφ(θ, φ))2(6
), so using this, we can calculate a certain angle (θ.

φ)の位置でのアンテナの特性を表すことができる。The characteristics of the antenna at the position φ) can be expressed.

ここでは、θ=90”、φ=90M)位rIt(7ンテ
ナ正面)での反射板20の影響を見るために、本来は、
周波数によって変化するE st(θ、φ)及びE s
l(θ、φ)を定数とすると、(5)式及び(6)式は
第7図に示すようになる。
Here, in order to see the influence of the reflector 20 at the position rIt (7 antennas in front) at θ=90", φ=90M), originally,
E st (θ, φ) and E s that vary with frequency
When l(θ, φ) is a constant, equations (5) and (6) become as shown in FIG.

第7図において、foは、絶縁体基板と反射板の距離が
7度1/4波長となる電磁波の周波数であり、絶縁体基
板の比誘電率を2.5、厚みを0.1波長としている。
In Fig. 7, fo is the frequency of electromagnetic waves at which the distance between the insulator substrate and the reflection plate is 7 degrees and 1/4 wavelength, and the dielectric constant of the insulator substrate is 2.5 and the thickness is 0.1 wavelength. There is.

一方、従来例のプリントアンテナの場合には、(1)式
及び(2)式だけが異なり、ストリップアンテナ素子2
4とスロットアンテナ素子22の合成放射電界は、 Eθ(θ、φ)−Est(θ、φ)cosθcosφ×
5in(kRsinθsinφ)−Esl(θ、φ)s
inφ×sin[(k’h+kR)sin  θ si
n  φ ]        −(1)’Eφ (θ、
 φ)=−Est(θ、 φ)sinφ×sin  (
kRsin  θsin  φ)−Esl(θ、 φ)
cos  θx cos  φsin[(kR)sin
  θsin  φ]   −12)’で与えられる。
On the other hand, in the case of the conventional printed antenna, only equations (1) and (2) are different, and the strip antenna element 2
4 and the slot antenna element 22 is Eθ(θ, φ)−Est(θ, φ)cosθcosφ×
5in(kRsinθsinφ)−Esl(θ,φ)s
inφ×sin [(k'h+kR) sin θ si
n φ ] −(1)'Eφ (θ,
φ)=-Est(θ, φ)sinφ×sin (
kRsin θsin φ)−Esl(θ, φ)
cos θx cos φsin [(kR)sin
θsin φ] −12)'.

第7図と同一条件で、(1)”式、(2)°式から、合
成放射電力及び軸比を求めると、第8図に示すようにな
る。
When the combined radiated power and the axial ratio are determined from equations (1) and (2) under the same conditions as in FIG. 7, they are as shown in FIG. 8.

第7図及び第8図を参照すると、第7図では、中心周波
数において、3デシベル(2倍〉の利得上昇が反射板に
よって得られているが、第8図では、約22デシベル(
1,66倍)の利得上昇しか得られていない。
Referring to FIGS. 7 and 8, in FIG. 7, a gain increase of 3 dB (2 times) is obtained at the center frequency by the reflector, but in FIG. 8, a gain increase of approximately 22 dB (
However, only a gain increase of 1,66 times was obtained.

さらに、軸比では、第8図において、1点しか0デシベ
ルの良好な軸比が得られないが、第7図では、周波数に
よらず軸比はOデシベルとなっており、ここで考慮しな
かったストリップ導電体及びスロットアンテナ素子の放
射電界の周波数特性たときの良好な円偏波を放射する帯
域が広くなることがわかる。
Furthermore, regarding the axial ratio, only one point in Figure 8 has a good axial ratio of 0 decibels, but in Figure 7, the axial ratio is 0 decibels regardless of the frequency, which is considered here. It can be seen that when the frequency characteristics of the radiated electric field of the strip conductor and the slot antenna element are changed, the band in which good circularly polarized waves are radiated becomes wider.

(発明の効果) 以上詳細に説明したように、本発明は、反射板を装荷し
た場合にも、設計性が良好で、周波数帯域が広く、利得
の高いプリントアンテナを得られる。
(Effects of the Invention) As described above in detail, the present invention provides a printed antenna with good design, wide frequency band, and high gain even when a reflector is loaded.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、本発明のプリントアンテナの第1実施例の要
部拡大平面図である。 第2図は、第1図の線2−2に沿った断面図である。 第3図は、プリントアンテナを反射板付の円偏波送受信
用プリントアンテナに適用した第2実施例の要部拡大平
面図である。 第4図は、第3図の線4−4に沿った断面図である。 第5図は、第1図のプリントアンテナを円偏波送受信用
プリントアンテナに適用した第3実施例の全体を示す平
面図である。 第6A図及び第6B図は、本発明のプリントアンテナの
特性を説明するための断面図及び座標系である。 第7図は、本発明のプリントアンテナの特性図である。 第8図は、本発明のプリントアンテナの特性と比較する
ための従来例のプリントアンテナの特性図である。 第9図は、線状素子の組み合わせにより円偏波を放射す
るプリントアンテナの従来例を示す平面図である。 第10図は、第9図のプリントアンテナを槽底する従来
例の窓付ストリップアンテナ素子とスロット素子の一対
を示す平面図である。 第11図は、後述する反射板も示す、第9図及び第10
図の線11−11に沿った断面図である。 10・・・ストリップアンテナ素子(ストリップ導電体
)、 12・・・マイクロストリップ線路、 14・・・窓、 16・・・絶縁体基板、 18・・・接地導電体、 20・・・反射板、 22・・・スロットアンテナ素子、 24・・・ストリップアンテナ素子 体)。 (ストリップ導電 第 5 図 第 A 図 第 B 図 羊 図 第 0 図 第 1 図 第 図 f/f○ f/f。 手 続 補 正 書 平成 2年 2月26日 1、事件の表示 平成 1年特許願第344229号 2、発明の名称 プリントアンテナ 3、補正をする者 事件との関係
FIG. 1 is an enlarged plan view of essential parts of a first embodiment of the printed antenna of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line 2--2 of FIG. FIG. 3 is an enlarged plan view of a main part of a second embodiment in which the printed antenna is applied to a circularly polarized wave transmitting/receiving printed antenna with a reflector. FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line 4--4 of FIG. FIG. 5 is a plan view showing the entire third embodiment in which the printed antenna of FIG. 1 is applied to a circularly polarized wave transmitting/receiving printed antenna. FIGS. 6A and 6B are a cross-sectional view and a coordinate system for explaining the characteristics of the printed antenna of the present invention. FIG. 7 is a characteristic diagram of the printed antenna of the present invention. FIG. 8 is a characteristic diagram of a conventional printed antenna for comparison with the characteristics of the printed antenna of the present invention. FIG. 9 is a plan view showing a conventional example of a printed antenna that radiates circularly polarized waves using a combination of linear elements. FIG. 10 is a plan view showing a pair of a conventional windowed strip antenna element and a slot element that form the bottom of the printed antenna of FIG. 9. FIG. 11 also shows the reflectors described later, FIGS. 9 and 10.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line 11-11 in the figure. DESCRIPTION OF SYMBOLS 10... Strip antenna element (strip conductor), 12... Microstrip line, 14... Window, 16... Insulator substrate, 18... Ground conductor, 20... Reflector, 22...Slot antenna element, 24...Strip antenna element body). (Strip conductivity Figure 5 Figure A Figure B Figure Sheep Figure 0 Figure 1 Figure Figure f/f○ f/f. Procedural Amendment February 26, 1990 1, Indication of Case 1999 Patent Application No. 344229 2, Name of the invention Printed antenna 3, Relationship with the person making the amendment case

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)マイクロ波送受信用プリントアンテナにおいて、
絶縁体基板の一方の面に設けられた接地導電体に形成し
た窓と、該窓内にストリップアンテナ素子として形成し
たストリップ導電体と、を有する、ことを特徴とするプ
リントアンテナ。
(1) In the printed antenna for microwave transmission and reception,
1. A printed antenna comprising: a window formed in a ground conductor provided on one surface of an insulating substrate; and a strip conductor formed as a strip antenna element within the window.
(2)請求項1記載のプリントアンテナにおいて、前記
ストリップ導電体に関連して、前記接地導電体に形成し
たスロットアンテナ素子をさらに有する、ことを特徴と
するプリントアンテナ。
(2) The printed antenna according to claim 1, further comprising a slot antenna element formed on the ground conductor in association with the strip conductor.
(3)請求項1または2記載のプリントアンテナにおい
て、マイクロストリップ線路が絶縁体基板の他方の面に
設けられている、ことを特徴とするプリントアンテナ。
(3) The printed antenna according to claim 1 or 2, wherein the microstrip line is provided on the other surface of the insulating substrate.
(4)請求項1乃至3のいずれか1つに記載のプリント
アンテナにおいて、前記プリントアンテナがサブユニッ
トを形成しており、該サブユニットを絶縁体基板に複数
個設けた、ことを特徴とするプリントアンテナ。
(4) The printed antenna according to any one of claims 1 to 3, wherein the printed antenna forms a subunit, and a plurality of the subunits are provided on an insulating substrate. printed antenna.
(5)請求項1乃至4のいずれか1つに記載のプリント
アンテナにおいて、前記絶縁体基板に間隔を隔てて反射
板を設けた、ことを特徴とするプリントアンテナ。
(5) The printed antenna according to any one of claims 1 to 4, wherein reflective plates are provided at intervals on the insulating substrate.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH077322A (en) * 1993-06-17 1995-01-10 Atr Koudenpa Tsushin Kenkyusho:Kk Slot antenna system

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01297905A (en) * 1988-05-26 1989-12-01 Matsushita Electric Works Ltd Plane antenna

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