JPH03208402A - Frequency adjustment method for microwave antenna - Google Patents

Frequency adjustment method for microwave antenna

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JPH03208402A
JPH03208402A JP314290A JP314290A JPH03208402A JP H03208402 A JPH03208402 A JP H03208402A JP 314290 A JP314290 A JP 314290A JP 314290 A JP314290 A JP 314290A JP H03208402 A JPH03208402 A JP H03208402A
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JP
Japan
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radome
antenna
thickness
microstrip antenna
dielectric constant
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JP314290A
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Japanese (ja)
Inventor
Yuuichi Kushihi
裕一 櫛比
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Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH03208402A publication Critical patent/JPH03208402A/en
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Abstract

PURPOSE:To adjust the frequency characteristic with a simple method by measuring the frequency characteristic of a microwave antenna and revising at least one of the thickness of a radome and the specific dielectric constant of the material when the measured frequency characteristic is deviated from the desired frequency characteristic so as to correct the deviation. CONSTITUTION:A radome 13a has a thickness dr being 1/4 of a wavelength lambdaof a microwave signal sent/received by the antenna or below and a cylinder inner face 13ai is fixed while being bonded to a side face of a disk circumference of a dielectric board 10. As the specific dielectric constant of the radome 13a increases, the resonance frequency of the said microstrip antenna is lowered. As the thickness of the radome 13a is made thicker, the resonance frequency of the said microstrip antenna is lowered. When the measured resonance frequency is deviated from the desired resonance frequency, at least one of the thickness of the radome 13a and the specific dielectric constant of the material is revised to select the radome 13a whose deviation is corrected among the plural radomes 13a and the selected radome is mounted.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野1 本発明は、マイクロストリップアンテナ、スロットアン
テナなどのマイクロ波アンテナの周波数調整方法に関す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Field of Application 1] The present invention relates to a frequency adjustment method for microwave antennas such as microstrip antennas and slot antennas.

[従来の技術1 第3図(A)及び(B)に、従来のレドーム付き直線偏
波マイクロストリップアンテナを示す。
[Prior Art 1] Figures 3(A) and 3(B) show a conventional linearly polarized microstrip antenna with a radome.

第3図(A)及び(B)において、下表面に接地導体1
1が形成された円板形状の誘電体基板IOの上表面の中
央部に、誘電体基板10の直径よりも短い直径を有する
円形状の放射導体12が形成されている。また、当該ア
ンテナの保護のために、上記誘電体基板10及、び放射
導体12は、当該マイクロストリップアンテナの放射面
に円筒底面13sを有する円筒形状のレドーム13で覆
われている。ここで、レドーム13は、比誘電率εrが
約1であって当該マイクロストリップアンテナで送受信
されるマイクロ波信号の波長λよりも十分に短い厚さを
有する誘電体にてなり、放射導体12とレドーム13と
の間隔gは、このレドーム13が当該マイクロストリッ
プアンテナの放射特性に影響を与えないように、上記マ
イクロ波信号の波長λに比べて十分に大きくなるように
設定されている。さらに、上記放射導体12の中心Oか
ら径方向にずれた位置Pに、例えば中心導体2Iと接地
導体22からなる同軸ケーブル20を介して給電される
In Figure 3 (A) and (B), the ground conductor 1 is placed on the bottom surface.
A circular radiation conductor 12 having a diameter shorter than the diameter of the dielectric substrate 10 is formed at the center of the upper surface of the disk-shaped dielectric substrate IO on which the dielectric substrate 1 is formed. Further, in order to protect the antenna, the dielectric substrate 10 and the radiation conductor 12 are covered with a cylindrical radome 13 having a cylindrical bottom surface 13s on the radiation surface of the microstrip antenna. Here, the radome 13 is made of a dielectric material having a relative permittivity εr of about 1 and a thickness sufficiently shorter than the wavelength λ of the microwave signal transmitted and received by the microstrip antenna, and is connected to the radiation conductor 12. The distance g from the radome 13 is set to be sufficiently larger than the wavelength λ of the microwave signal so that the radome 13 does not affect the radiation characteristics of the microstrip antenna. Further, power is supplied to a position P radially displaced from the center O of the radiation conductor 12 via a coaxial cable 20 consisting of a center conductor 2I and a ground conductor 22, for example.

この直線偏波マイクロストリップアンテナの共振周波数
は、一般に誘電体基板10の比誘電率と厚さ、並びに放
射導体12の直径により一義的に決定される。
Generally, the resonant frequency of this linearly polarized microstrip antenna is uniquely determined by the dielectric constant and thickness of the dielectric substrate 10 and the diameter of the radiation conductor 12.

また、従来の円偏波マイクロストリップアンテナは、上
記直線偏波マイクロストリップアンテナの構成に加えて
、例えば放射導体の外周縁端部に矩形形状の2個の切欠
部が形成されて構成される。
Furthermore, in addition to the configuration of the linearly polarized microstrip antenna, a conventional circularly polarized microstrip antenna is configured by, for example, forming two rectangular notches at the outer peripheral edge of a radiation conductor.

この2個の切欠部は円偏波の電波を放射するためのモー
ド縮退分離素子として動作する。
These two notches operate as a mode degeneracy separation element for emitting circularly polarized radio waves.

このマイクロストリップアンテナから円偏波の電波を放
射させるためには、円偏波の短径の比である軸比を1に
近付けることが所望され、この軸比が最良となる切欠部
の大きさは誘電体基板の比誘電率と厚さ、並びに放射導
体の直径により一義的に決定され、また、軸比が最良と
なる周波数もまた、これら3つのパラメータで決定され
る。
In order to radiate circularly polarized radio waves from this microstrip antenna, it is desirable to have the axial ratio, which is the ratio of the short axis of the circularly polarized wave, close to 1, and the size of the notch that makes this axial ratio the best. is uniquely determined by the dielectric constant and thickness of the dielectric substrate, and the diameter of the radiation conductor, and the frequency at which the axial ratio is the best is also determined by these three parameters.

[発明が解決しようとする課題] 上述の従来の直線偏波マイクロストリップアンテナにお
いて、誘電体基板IOの比誘電率と厚さ、並びに放射導
体12の直径の3つのパラメータが製造上のバラツキに
より変化した場合、当該マイクロストリップアンテナの
共振周波数が変化してしまうという問題点があった。
[Problems to be Solved by the Invention] In the conventional linearly polarized microstrip antenna described above, the three parameters of the dielectric constant and thickness of the dielectric substrate IO and the diameter of the radiation conductor 12 change due to manufacturing variations. In this case, there is a problem that the resonant frequency of the microstrip antenna changes.

また、上述の従来の円偏波マイクロストリップアンテナ
においても、直線偏波の場合と同様に、上記3つのパラ
メータが変化した場合、軸比が最良となる周波数が変化
するという問題点があった。
Further, in the above-described conventional circularly polarized microstrip antenna, there is a problem that, as in the case of linearly polarized waves, when the above three parameters change, the frequency at which the axial ratio is the best changes.

本発明の目的は、放射導体と接地導体を誘電体基板を介
して形成するきともに、少なくとも上記放射導体をレド
ームで被覆してなるマイクロ波アンテナにおいて、例え
ば製造上のバラツキにより上記3つのパラメータが変化
し、当該マイクロ波アンテナの共振周波数、軸比が最良
となる周波数などの周波数特性が所望の周波数特性から
ずれた場合に、当該マイクロ波アンテナの周波数特性を
所望の周波数特性に調整することができるマイクロ波ア
ンテナの周波数調整方法を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a microwave antenna in which a radiation conductor and a ground conductor are formed via a dielectric substrate, and at least the radiation conductor is covered with a radome. When the frequency characteristics of the microwave antenna, such as the resonant frequency and the frequency at which the axial ratio is the best, deviate from the desired frequency characteristics, it is possible to adjust the frequency characteristics of the microwave antenna to the desired frequency characteristics. An object of the present invention is to provide a method for adjusting the frequency of a microwave antenna.

E課題を解決するための手段] 本発明のマイクロ波アンテナの周波数m整方法は、放射
導体と接地導体を誘電体基板を介して形成するとともに
、少なくとも上記放射導体をレドームで被覆してなるマ
イクロ波アンテナの周波数調整方法であって、上記レド
ームを、上記レドームの厚さ及び材料の比誘電率のうち
少なくとも一方を変更した場合に上記マイクロ波アンテ
ナの周波数特性が変化するような範囲内の位置に上記放
射導体に近接して設け、上記マイクロ波アンテナの周波
数特性を測定し、上記測定した周波数特性が所望の周波
数特性からずれている場合には、上記レドームの厚さ及
び材料の比誘電率の少なくとも一方を変更して上記ずれ
を補正するようにしたことを特徴とする。
Means for Solving Problem E] The method for adjusting the frequency m of a microwave antenna of the present invention includes forming a radiating conductor and a grounding conductor via a dielectric substrate, and covering at least the radiating conductor with a radome. A method for adjusting the frequency of a microwave antenna, wherein the radome is positioned within a range where the frequency characteristics of the microwave antenna change when at least one of the thickness of the radome and the dielectric constant of the material is changed. The microwave antenna is placed close to the radiation conductor, and the frequency characteristics of the microwave antenna are measured. If the measured frequency characteristics deviate from the desired frequency characteristics, the thickness of the radome and the dielectric constant of the material are determined. The above-mentioned deviation is corrected by changing at least one of the following.

[作用J 本発明によれば、上記レドームを、上記レドームの厚さ
及び材料の比誘電率のうち少なくとも一方を変更した場
合に上記マイクロ波アンテナの周波数特性が変化するよ
うな範囲内の位置に上記放射導体に近接して設け、上記
マイクロ波アンテナの周波数特性を測定し、上記測定し
た周波数特性が所望の周波数特性からずれている場合に
は、上記レドームの厚さ及び材料の比誘電率の少な(と
も一方を変更して上記ずれを補正することによって、上
記マイクロ波アンテナの周波数特性を調整することがで
きる。
[Operation J According to the present invention, the radome is located at a position within a range where the frequency characteristics of the microwave antenna change when at least one of the thickness of the radome and the dielectric constant of the material is changed. The microwave antenna is installed close to the radiation conductor, and the frequency characteristics of the microwave antenna are measured. If the measured frequency characteristics deviate from the desired frequency characteristics, the thickness of the radome and the dielectric constant of the material are determined. The frequency characteristics of the microwave antenna can be adjusted by correcting the deviation by changing one of the two.

従って、例えば製造上のバラツキにより上記誘電体基板
の厚さ、その比誘電率、又は上記放射導体の直径が変化
した場合であっても、上記誘電体基板又は放射導体を加
工することなしに、上記マイクロ波アンテナの周波数特
性を調整することができ、所望の共振周波数を有するマ
イクロ波アンテナを得ることができる。
Therefore, even if the thickness of the dielectric substrate, its dielectric constant, or the diameter of the radiation conductor changes due to manufacturing variations, for example, the dielectric substrate or the radiation conductor can be changed without processing the dielectric substrate or the radiation conductor. The frequency characteristics of the microwave antenna can be adjusted, and a microwave antenna having a desired resonant frequency can be obtained.

[実施例] 以下、図面を参照して本発明による実施例について説明
する。
[Example] Hereinafter, an example according to the present invention will be described with reference to the drawings.

第1の実施例 第1図(A)は本発明の第1の実施例であるレドーム付
き直線偏波マイクロストリップアンテナの一部破断乎面
図であり、第1図(B)は第1図(A)のA−A’線に
ついての縦断面図である。
First Embodiment FIG. 1(A) is a partially cutaway view of a linearly polarized microstrip antenna with a radome, which is the first embodiment of the present invention, and FIG. It is a longitudinal cross-sectional view about the AA' line of (A).

第1図(A)及び(B)において、第3図(A)及び(
B)と同一のものについては同一の符号を付している。
In Fig. 1 (A) and (B), Fig. 3 (A) and (
Components that are the same as those in B) are given the same reference numerals.

第1図(A)及び(B)において、下表面に接地導体1
1が形成された円板形状の誘電体基板lOの上表面の中
央部に、誘電体基板10の直径Ddよりも短い直径DC
を有する円形状の放射導体12が形成されている。また
、当該アンテナの保護のために、上記放射導体I2、並
びに放射導体12が形成された誘電体基板lOの上表面
は、当該マイクロストリップアンテナの放射面に放射導
体12の表面と平行な円筒底面13asを有する円筒形
状のレドーム13aで覆われている。ここで、レドーム
13aは、このアンテナで送受信されるマイクロ波信号
の波長λの1/4以下の厚さdrを有し、その円筒内面
13aiが誘電体基板IOの円板周側面に接着されて固
定され、かつその円筒底面13asと放射導体12との
間隔gが上おマイクロ波信号の波長λの1/2以下にな
るように放射導体12に近接して装着される。
In Figure 1 (A) and (B), the ground conductor 1 is placed on the bottom surface.
A diameter DC shorter than the diameter Dd of the dielectric substrate 10 is placed at the center of the upper surface of the disk-shaped dielectric substrate lO on which the dielectric substrate 10 is formed.
A circular radiation conductor 12 is formed. In addition, in order to protect the antenna, the upper surface of the dielectric substrate IO on which the radiation conductor I2 and the radiation conductor 12 are formed is a cylindrical bottom surface parallel to the surface of the radiation conductor 12 on the radiation surface of the microstrip antenna. It is covered with a cylindrical radome 13a having 13as. Here, the radome 13a has a thickness dr equal to or less than 1/4 of the wavelength λ of the microwave signal transmitted and received by this antenna, and its cylindrical inner surface 13ai is bonded to the circumferential side surface of the disc of the dielectric substrate IO. It is fixed and mounted close to the radiation conductor 12 such that the distance g between the cylindrical bottom surface 13as and the radiation conductor 12 is 1/2 or less of the wavelength λ of the microwave signal.

さらに、放射導体12の中心Oから径方向にずれた位1
tPjこおける放射導体12に給電用同軸ケーブル20
の中心導体21が接続されるとともに、位置Pの直下に
おける接地導体11に同軸ケーブル20の接地導体22
が接続される。
Furthermore, a position 1 deviated in the radial direction from the center O of the radiation conductor 12
Coaxial cable 20 for feeding power to the radiation conductor 12 in the tPj
The center conductor 21 of the coaxial cable 20 is connected to the ground conductor 11 directly below the position P.
is connected.

以上のように構成された直線偏波マイクロストリップア
ンテナに同軸ケーブル20を介してマイクロ波信号を入
力すると、該マイクロ波信号に対応する直線偏波の電磁
波が、当該放射導体12の表面に垂直な方向でレドーム
13aの面13asを介して放射される。
When a microwave signal is input to the linearly polarized microstrip antenna configured as described above via the coaxial cable 20, a linearly polarized electromagnetic wave corresponding to the microwave signal is generated perpendicular to the surface of the radiation conductor 12. is radiated through the surface 13as of the radome 13a in the direction.

本発明者は、比誘電率εrが2.6であり厚さdrが1
.ommのガラス入りテフロン樹脂基板、比誘電率(r
が4.5であり厚さdrが1.0mm、1.6mmであ
る各ガラス入りエポキシ樹脂基板、及び比誘電率trが
10であり厚さdrが1.0mmであるアルロン社(A
 L RON)製イブシラムチン(商標名)基板を用い
て各レドーム13aを形成し、各レドーム13aを用い
て、第1図(A)及び(B)に図示した構成の各レドー
ム付き直線偏波マイクロストリップアンテナ、並びにレ
ドーム無しの直線偏波マイクロストリップアンテナを形
成し、各マイクロストリップアンテナの入力端反射係数
S11及び絶対利得Gaの測定を行った。ここで、上記
誘電体基板10は、比誘電率trが9.6であって直径
Ddが98mmであり厚さが7.0mmであるアルミナ
基板にてなり、また、放射導体12は銀パラジウムにて
なり32mmの直径DCを有し、さらに、接地導体ll
は放射導体12と同様の銀パラジウムにてなる。
The inventor has determined that the dielectric constant εr is 2.6 and the thickness dr is 1.
.. omm glass-filled Teflon resin substrate, relative dielectric constant (r
is 4.5 and the thickness dr is 1.0 mm and 1.6 mm, and Alron Co., Ltd. (A
Each radome 13a is formed using an Ibushiramucin (trade name) substrate made by LRON), and each radome 13a is used to form a linearly polarized microstrip with each radome having the configuration shown in FIGS. 1(A) and (B). An antenna and a linearly polarized microstrip antenna without a radome were formed, and the input end reflection coefficient S11 and absolute gain Ga of each microstrip antenna were measured. Here, the dielectric substrate 10 is an alumina substrate having a relative dielectric constant tr of 9.6, a diameter Dd of 98 mm, and a thickness of 7.0 mm, and the radiation conductor 12 is made of silver palladium. has a diameter DC of 32 mm and is further provided with a ground conductor
is made of silver palladium similar to the radiation conductor 12.

また、レドーム13aの底面13asと放射導体12と
の間隔gを1mmに設定した。
Further, the distance g between the bottom surface 13as of the radome 13a and the radiation conductor 12 was set to 1 mm.

第4図は、この直線偏波マイクロストリップアンテナの
レドーム13aの比誘電率εrを変化した場合の給電点
Pにおける入力端反射係数Sll [dB]の周波数特
性を示すグラフであり、第5図は、レドーム13aの厚
さdrを変化した場合の給電点Pにおける入力端反射係
数Sll [dB]の周波数特性を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing the frequency characteristics of the input end reflection coefficient Sll [dB] at the feed point P when the relative dielectric constant εr of the radome 13a of this linearly polarized microstrip antenna is changed, and FIG. , is a graph showing the frequency characteristics of the input end reflection coefficient Sll [dB] at the feeding point P when the thickness dr of the radome 13a is changed.

第4図に示すように、レドーム13aの比誘電率εrを
大きくするにつれて、当該マイクロストリップアンテナ
の共振周波数が低くなることがわかる。これは、レドー
ム13aの比誘電率εrを大きくすることによって、マ
イクロストリップアンテナ全体から見た場合の誘電体基
板10の比誘電率を等価的に高めているためであると考
えられる。
As shown in FIG. 4, it can be seen that as the dielectric constant εr of the radome 13a increases, the resonant frequency of the microstrip antenna decreases. This is considered to be because by increasing the dielectric constant εr of the radome 13a, the dielectric constant of the dielectric substrate 10 when viewed from the entire microstrip antenna is equivalently increased.

第5図に示すように、レドーム13aの厚さdrを厚く
するにつれて、当該マイクロストリップアンテナの共振
周波数が低くなることがわかる。
As shown in FIG. 5, it can be seen that as the thickness dr of the radome 13a increases, the resonant frequency of the microstrip antenna becomes lower.

これは、レドーム13aの厚さdrを厚くすることによ
って、マイクロストリップアンテナ全体から見た場合の
誘電体基板10の比誘電率を等測的に高めているためで
あると考えられる。
This is considered to be because by increasing the thickness dr of the radome 13a, the relative dielectric constant of the dielectric substrate 10 when viewed from the entire microstrip antenna is increased isometrically.

第6図は、この直線偏波マイクロストリップアンテナの
レドーム13aの厚さdrを変化した場合の当該アンテ
ナの絶対利得Ga  [dBilの特性を示すグラフで
あり、第7図は、この直線偏波マイクロストリップアン
テナのレドーム13aの比誘電率εrを変化した場合の
当該アンテナの絶対利得Ga[dBilの特性を示すグ
ラフである。
FIG. 6 is a graph showing the characteristics of the absolute gain Ga [dBil] of the linearly polarized microstrip antenna when the thickness dr of the radome 13a of the linearly polarized microstrip antenna is changed. It is a graph showing the characteristic of the absolute gain Ga [dBil of the strip antenna when the dielectric constant εr of the radome 13a of the strip antenna is changed.

第6図及び第7図に示すように、レドーム13aの厚さ
dr及び比誘電率εrを変化した場合であっても、当該
マイクロストリップアンテナの絶対利得がほとんど変化
しないことがわかる。
As shown in FIGS. 6 and 7, it can be seen that even when the thickness dr and relative dielectric constant εr of the radome 13a are changed, the absolute gain of the microstrip antenna hardly changes.

以上説明したように、レドーム13aを、上記レドーム
13aの厚さ及び材料の比誘電率を変更した場合に上記
マイクロストリップアンテナの共振周波数が変化するよ
うな範囲内の位置に放射導体12に近接して設け、当該
レドーム13aを構成する材料を変えて比誘電率εrを
変更し、もしくはレドーム13aの厚さdrを変更する
ことによって、絶対利得Gaを実質的に変化させること
なしに、当該マイクロストリップアンテナの共振周波数
を変化させることができる。
As explained above, the radome 13a is placed close to the radiation conductor 12 at a position within a range where the resonant frequency of the microstrip antenna changes when the thickness of the radome 13a and the dielectric constant of the material are changed. By changing the material constituting the radome 13a and changing the relative dielectric constant εr, or by changing the thickness dr of the radome 13a, the microstrip can be improved without substantially changing the absolute gain Ga. The resonant frequency of the antenna can be changed.

従って、厚さdr及び比誘電率εrが互いに異なる種々
の複数のレドーム13aを予め製造しておき、放射導体
12、誘電体基板IO及び接地導体11からなるマイク
ロストリップアンテナを製造後、当該マイクロストリッ
プアンテナに上記複数のレドーム13aのうち1つを装
着して、当該マイクロストリップアンテナの共振周波数
を測定する。ここで、上記測定された共振周波数が所望
の共振周波数からずれているときは、上記複数のレドー
ム13aのうち、レドーム13aの厚さ及び材料の比誘
電率のうち少なくとも一方を変更して上記ずれを補正で
きるレドーム13aを選択して装着する。これによって
、所望の共振周波数を有するマイクロストリップアンテ
ナを得ることができる。すなわち、発明が解決しようと
する課題の項で述べたように、上記誘電体基板10の比
誘電率と厚さ、並びに放射導体12の直径の3つのパラ
メータが製造上のバラツキにより変化し、当該マイクロ
ストリップアンテナの共振周波数が変化した場合であっ
ても、上記レドーム13aを選択することによって、放
射導体12又は誘電体基板lOを加工することなしに、
所望の共振周波数を有する直線偏波マイクロストリップ
アンテナを得ることができるという利点がある。
Therefore, a plurality of various radomes 13a having different thicknesses dr and dielectric constants εr are manufactured in advance, and after manufacturing a microstrip antenna consisting of a radiation conductor 12, a dielectric substrate IO, and a ground conductor 11, the microstrip One of the plurality of radomes 13a is attached to the antenna, and the resonant frequency of the microstrip antenna is measured. Here, when the measured resonance frequency deviates from the desired resonance frequency, at least one of the thickness of the radome 13a and the dielectric constant of the material of the plurality of radomes 13a is changed to correct the deviation. A radome 13a capable of correcting this is selected and installed. Thereby, a microstrip antenna having a desired resonant frequency can be obtained. That is, as stated in the section on the problem to be solved by the invention, the three parameters of the dielectric constant and thickness of the dielectric substrate 10 and the diameter of the radiation conductor 12 change due to manufacturing variations, and the Even if the resonant frequency of the microstrip antenna changes, by selecting the radome 13a, it can be done without processing the radiation conductor 12 or the dielectric substrate lO.
An advantage is that a linearly polarized microstrip antenna with a desired resonant frequency can be obtained.

以上の第1の実施例において、放射導体13が円形状で
ある場合について述べたが、これに限らず、矩形など他
の任意の形状であってもよい。
In the above first embodiment, a case has been described in which the radiation conductor 13 has a circular shape, but the radiation conductor 13 is not limited to this, and may have any other shape such as a rectangle.

第2の実施例 第2図(A)は本発明の第2の実施例であるレドーム付
き円偏波マイクロストリ・ノブアンテナの一部破断乎面
図であり、第2図(B)は第2図(A)のB−B’線に
ついての縦断面図である。第2図(A)及び(B)にお
いて、第1図(A)及び(B)と同一のものについては
同一の符号を付している。
Second Embodiment FIG. 2(A) is a partially cutaway view of a circularly polarized microstriped knob antenna with a radome, which is a second embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 2 is a longitudinal cross-sectional view taken along line BB' in FIG. 2(A). In FIGS. 2(A) and (B), the same parts as in FIGS. 1(A) and (B) are given the same reference numerals.

この円偏波マイクロストリップアンテナが、第1図(A
)及び(B)に示された第1の実施例の直線偏波マイク
ロストリップアンテナと異なる点は、放射導体12aに
切欠部14a、14bが形成されたことであり、それ以
外の構成は、第1の実施例の直線偏波マイクロストリッ
プアンテナと同様である。
This circularly polarized microstrip antenna is shown in Figure 1 (A
The difference from the linearly polarized microstrip antenna of the first embodiment shown in ) and (B) is that notches 14a and 14b are formed in the radiation conductor 12a, and the other configuration is the same as that of the first embodiment. This is similar to the linearly polarized microstrip antenna of the first embodiment.

第2図(A)及び(B)に示すように、上記放射導体1
2aの中心Oを中心として給電点Pから時計回りの方向
に45°の角度の位置、及び反時計回りの方向に135
°の角度の位置における放射導体12Hの各外周縁端部
にそれぞれ、放射導体12aの径方向と垂直な輻Wと径
方向と平行な長さQを有する切欠部14a、14bが形
成される。
As shown in FIGS. 2(A) and (B), the radiation conductor 1
2a at an angle of 45° in a clockwise direction from the feeding point P, and 135° in a counterclockwise direction, with the center O of 2a as the center.
Notches 14a and 14b having a radius W perpendicular to the radial direction of the radiating conductor 12a and a length Q parallel to the radial direction are formed at each outer peripheral edge end of the radiating conductor 12H at an angle of .degree.

以上のように構成された円偏波マイクロストリップアン
テナにおいては、上記放射導体12aの切欠部14a、
14bはモード縮退分離素子として動作し、マイクロ波
信号を同軸ケーブル20を介して入力すると、該マイク
ロ波信号に対応する円偏波の電磁波が、当該放射導体1
2aの表面に垂直な方向でレドーム13aの面13as
を介して放射される。
In the circularly polarized microstrip antenna configured as described above, the notch 14a of the radiation conductor 12a,
14b operates as a mode degeneracy separation element, and when a microwave signal is input via the coaxial cable 20, a circularly polarized electromagnetic wave corresponding to the microwave signal is transmitted to the radiation conductor 1.
The surface 13as of the radome 13a in the direction perpendicular to the surface of the radome 2a
radiated through.

本発明者は、比誘電率εrが2.6であり厚さdrが1
.Ommのガラス入りテフロン樹脂基板、比誘電率tr
が4.5であり厚さdrが1.0mm、1.6mmであ
る各ガラス入りエポキシ樹脂基板、及び比誘電率εrが
10であり厚さdrが1.0mmであるアルロン社(A
LRON)製イブシラムチン(商標名)基板を用いて各
レドーム13aを形成し、各レドーム13aを用いて、
第2図(A)及び(B)に図示した構成の各レドーム付
き円偏波マイクロストリップアンテナ、並びにレドーム
無しの円偏波マイクロストリップアンテナを形成し、各
マイクロストリップアンテナの軸比の測定を行った。な
お、上記誘電体基板lO1放射導体12a、及び接地導
体11の各材料、直径、及び厚さ、並びに、レドーム1
3aと放射導体12aとの間隔gは、第1の実施例と同
様である。
The inventor has determined that the dielectric constant εr is 2.6 and the thickness dr is 1.
.. Omm glass-filled Teflon resin substrate, relative dielectric constant tr
is 4.5 and the thickness dr is 1.0 mm and 1.6 mm, and Alron Co., Ltd. (A
Each radome 13a is formed using an Ibushiramucin (trade name) substrate made by LRON), and each radome 13a is used to
A circularly polarized microstrip antenna with a radome and a circularly polarized microstrip antenna without a radome having the configurations shown in FIGS. 2(A) and (B) were formed, and the axial ratio of each microstrip antenna was measured. Ta. In addition, each material, diameter, and thickness of the dielectric substrate lO1 radiation conductor 12a and the ground conductor 11, as well as the radome 1
The distance g between the radiation conductor 3a and the radiation conductor 12a is the same as in the first embodiment.

第8図は、この円偏波マイクロストリップアンテナのレ
ドーム13aの比誘電率εrを変化した場合の当該マイ
クロストリップアンテナの軸比[d、B]の周波数特性
を示すグラフであり、第9図は、レドーム13aの厚さ
drを変化した場合の当該マイクロストリップアンテナ
の軸比[dB]の周波数特性を示すグラフである。
FIG. 8 is a graph showing the frequency characteristics of the axial ratio [d, B] of this microstrip antenna when the dielectric constant εr of the radome 13a of the circularly polarized microstrip antenna is changed, and FIG. , is a graph showing the frequency characteristics of the axial ratio [dB] of the microstrip antenna when the thickness dr of the radome 13a is changed.

第8図に示すように、レドーム13aが無い場合におい
て、軸比[dB]が最もOに近づき軸比が最良となると
きの周波数は、約1562MHzであり、さらに、レド
ーム13aを設け、以下、該レドーム13aの比誘電率
εrを大きくするにつれて、軸比が最良となる周波数が
低くなることがわかる。また、第9図に示すように、レ
ドーム!38の厚さdrを厚くするにつれて、当該マイ
クロストリップアンテナにおける軸比が最良となる周波
数が低くなることがわかる。
As shown in FIG. 8, in the case where there is no radome 13a, the frequency at which the axial ratio [dB] is closest to O and the axial ratio is the best is approximately 1562 MHz. It can be seen that as the relative dielectric constant εr of the radome 13a increases, the frequency at which the axial ratio becomes the best becomes lower. Also, as shown in Figure 9, the radome! It can be seen that as the thickness dr of 38 increases, the frequency at which the axial ratio of the microstrip antenna becomes optimal becomes lower.

なお、円偏波マイクロストリップアンテナの共振周波数
は、公知の通り、このアンテナの給電点にインピーダン
ス整合回路を接続して、上記軸比の周波数調整の後に調
整することができる。
As is well known, the resonant frequency of the circularly polarized microstrip antenna can be adjusted by connecting an impedance matching circuit to the feeding point of this antenna after the frequency adjustment of the above-mentioned axial ratio.

以上説明したように、レドームi3aを、上記レドーム
13aの厚さ及び材料の比誘電率を変更した場合に上記
マイクロストリップアンテナにおける軸比が最良となる
周波数が変化するような範囲内の位置に放射導体12a
に近接して設け、当該レドーム13aを構成する材料を
変えて比誘電率εrを変更し、もしくはレドーム13a
の厚さdrを変更することによって、絶対利得Gaを実
質的に変化させることなしに、当該マイクロストリップ
アンテナにおける軸比が最良となる周波数を変化させる
ことができる。
As explained above, the radome i3a is radiated to a position within a range where the frequency at which the axial ratio of the microstrip antenna is the best changes when the thickness of the radome 13a and the dielectric constant of the material are changed. Conductor 12a
The material constituting the radome 13a may be changed to change the relative dielectric constant εr, or the radome 13a may be provided close to the radome 13a.
By changing the thickness dr, it is possible to change the frequency at which the axial ratio of the microstrip antenna is the best without substantially changing the absolute gain Ga.

従って、厚さdr及び比誘電率εrが互いに異なる種々
の複数のレドーム13aを予め製造しておき、放射導体
12a、誘電体基板lO及び接地導体11からなるマイ
クロストリップアンテナを製造後、当該マイクロストリ
ップアンテナに上記複数のレドーム13Hのうち1つを
装着して、当該マイクロストリップアンテナにおける軸
比が最良きなる周波数を測定する。ここで、上記測定さ
れた周波数が所望の送受信周波数からずれているときは
、上記複数のレドーム13aのうち、レドーム13aの
厚さ及び材料の比誘電率のうち少なくとも一方を変更し
て上記ずれを補正できるレドーム13aを選択して装着
する。これによって、軸比が最良となる所望の周波数を
有する円偏波マイクロストリップアンテナを得ることが
できる。
Therefore, a plurality of various radomes 13a having different thicknesses dr and dielectric constants εr are manufactured in advance, and after manufacturing a microstrip antenna consisting of a radiation conductor 12a, a dielectric substrate lO, and a ground conductor 11, the microstrip One of the plurality of radomes 13H is attached to the antenna, and the frequency at which the axial ratio of the microstrip antenna is the best is measured. Here, when the measured frequency deviates from the desired transmission/reception frequency, at least one of the thickness of the radome 13a and the dielectric constant of the material of the plurality of radomes 13a is changed to correct the deviation. A radome 13a that can be corrected is selected and installed. This makes it possible to obtain a circularly polarized microstrip antenna having a desired frequency with the best axial ratio.

すなわち、発明が解決しようとする課題の項で述べたよ
うに、上記誘電体基板lOの比誘電率と厚さ、並びに放
射導体12aの直径の3つのパラメータが製造上のバラ
ツキにより変化し、当該マイクロストリップアンテナに
おける軸比が最良となる周波数が変化した場合であって
も、上記レドーム13aを選択することによって、放射
導体12a又は誘電体基板IOを加工することなしに、
軸比が最良となる所望の周波数を有する円偏波マイクロ
ストリ・ンブアンテナを得ることができるという利点が
ある。
That is, as described in the section on problems to be solved by the invention, the three parameters of the dielectric constant and thickness of the dielectric substrate 1O and the diameter of the radiation conductor 12a change due to manufacturing variations, and the Even if the frequency at which the axial ratio of the microstrip antenna is the best changes, by selecting the radome 13a, it is possible to achieve this without processing the radiation conductor 12a or the dielectric substrate IO.
There is an advantage that a circularly polarized micro-stripe antenna having a desired frequency with the best axial ratio can be obtained.

以上の第2の実施例において、放射導体12aと接地導
体11との間における電磁界が基本モードである場合に
ついて述べたが、これに限らず、高次モードのマイクロ
ストリップアンテナについても軸比が最良となる周波数
の調整を同様に行うことができる。なお、放射導体12
aと接地導体11との間の電磁界が一般にTMmnモー
ドであるとき(m、nは公知の通り、自然数である。)
、切欠部は、放射導体12aの中心Oを中心として給電
点Pから時計回りの方向に、次の(1)式で表される角
度σの位置にある放射導体12aの外周縁端部に形成さ
れる。
In the above second embodiment, the case where the electromagnetic field between the radiation conductor 12a and the ground conductor 11 is in the fundamental mode has been described, but the axial ratio is not limited to this, and the microstrip antenna in the higher mode also has an axial ratio. Adjustment of the optimum frequency can be made in a similar manner. Note that the radiation conductor 12
When the electromagnetic field between a and the ground conductor 11 is generally in the TMmn mode (m and n are natural numbers as is known).
, the notch is formed at the outer peripheral edge end of the radiation conductor 12a at an angle σ expressed by the following equation (1) in a clockwise direction from the feeding point P with the center O of the radiation conductor 12a as the center. be done.

σ−±45/m+ 90 N/m  [’ ] = (
1)ここで、Nは整数であり、Nが偶数である上記位置
に1個以上の切欠部が形成され、Nが偶数である上記位
置に1個以上の切欠部が形成され、従って、合計2個以
上の切欠部が形成される。
σ-±45/m+ 90 N/m ['] = (
1) Here, N is an integer, one or more cutouts are formed at the above positions where N is an even number, and one or more cutouts are formed at the above positions where N is an even number, so that the total Two or more cutouts are formed.

以上の第2の実施例において、放射導体12aが円形状
である場合について述べたが、これに限らず、矩形など
他の任意の形状であってもよい。
In the above second embodiment, a case has been described in which the radiation conductor 12a has a circular shape, but the radiation conductor 12a is not limited to this, and may have any other shape such as a rectangle.

以上の第2の実施例において、放射導体に切欠部を有す
る円偏波マイクロストリップアンテナについて述べたが
、これに限らず、本発明は、2点給電型円偏波マイクロ
ストリップアンテナ、クロススロット給電型円偏波マイ
クロストリップアンテナなどの種々の円偏波マイクロス
トリップアンテナに適用することができる。
In the above second embodiment, a circularly polarized microstrip antenna having a notch in the radiation conductor has been described, but the present invention is not limited to this. It can be applied to various circularly polarized microstrip antennas such as a type circularly polarized microstrip antenna.

他の実施例 以上の第1及び第2の実施例において、それぞれ直線偏
波及び円偏波マイクロストリップアンテナについて述べ
ているが、これに限らず、スロットアンテナなど、放射
導体と接地導体を誘電体基板を介して形成されるマイク
ロ波アンテナに広く適用することができる。
Other Embodiments In the first and second embodiments described above, linearly polarized wave and circularly polarized microstrip antennas are respectively described, but the invention is not limited to this. It can be widely applied to microwave antennas formed through a substrate.

以上の第1及び第2の実施例において、上記マイクロス
トリップアンテナの測定された周波数特性が所望の周波
数特性からずれていた場合に、レドーム13aの厚さ及
び材料の比誘電率のうち少なくとも一方が変更された別
のレドーム13aを装着することによって上記ずれを補
正しているが、これに限らず、別体の誘電体基板を上記
レドーム13aの上表面13asに接着などの方法によ
り装着して、上記ずれを補正してもよい。
In the first and second embodiments described above, if the measured frequency characteristics of the microstrip antenna deviate from the desired frequency characteristics, at least one of the thickness of the radome 13a and the dielectric constant of the material Although the above-mentioned deviation is corrected by attaching another modified radome 13a, the present invention is not limited to this, and a separate dielectric substrate may be attached to the upper surface 13as of the radome 13a by a method such as bonding. The above deviation may be corrected.

[発明の効果] 以上詳述したように本発明によれば、放射導体と接地導
体を誘電体基板を介して形成するとともに、少なくとも
上記放射導体をレドームで被覆してなるマイクロ波アン
テナにおいて、上記レドームを、上記レドームの厚さ及
び材料の比誘電率のうち少なくとも一方を変更した場合
に上記マイクロ波アンテナの周波数特性が変化するよう
な範囲内の位置に上記放射導体に近接して設け、上記マ
イクロ波アンテナの周波数特性を測定し、上記測定した
周波数特性が所望の周波数特性からずれている場合には
、上記レドームの厚さ及び材料の比誘電率の少なくとも
一方を変更して上記ずれを補正することによって、上記
マイクロ波アンテナの周波数特性を調整することができ
る。
[Effects of the Invention] As detailed above, according to the present invention, in a microwave antenna in which a radiation conductor and a ground conductor are formed via a dielectric substrate, and at least the radiation conductor is covered with a radome, the above-mentioned a radome is provided close to the radiation conductor at a position within a range where the frequency characteristics of the microwave antenna change when at least one of the thickness of the radome and the dielectric constant of the material is changed; Measure the frequency characteristics of the microwave antenna, and if the measured frequency characteristics deviate from the desired frequency characteristics, correct the deviation by changing at least one of the thickness of the radome and the dielectric constant of the material. By doing so, the frequency characteristics of the microwave antenna can be adjusted.

従って、例えば製造上のバラツキにより上記誘電体基板
の厚さ、その比誘電率、又は上記放射導体の直径が変化
した場合であっても、上記誘電体基板又は放射導体を加
工することなしに、上記マイクロ波アンテナの周波数特
性を調整することができ、所望の共振周波数を有するマ
イクロ波アンテナを得ることができるという利点がある
Therefore, even if the thickness of the dielectric substrate, its dielectric constant, or the diameter of the radiation conductor changes due to manufacturing variations, for example, the dielectric substrate or the radiation conductor can be changed without processing the dielectric substrate or the radiation conductor. There is an advantage that the frequency characteristics of the microwave antenna can be adjusted and a microwave antenna having a desired resonant frequency can be obtained.

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

第1図(A)は本発明の第1の実施例であるレドーム付
き直線偏波マイクロストリップアンテナの一部破断平面
図、 第1図(B)は第1図(A)のA−A’線についての縦
断面図、 第2図(A)は本発明の第2の実施例であるレドーム付
き円偏波マイクロストリップアンテナの一部破断平面図
、 第2図(B)は第2図(A)のB−B’線についての縦
断面図、 第3図(A)は従来のレドーム付き直線偏波マイクロス
トリップアンテナの一部破断平面図、第3図(B)は第
3図(A)のc−c’線についての縦断面図、 第4図は第1の実施例の直線偏波マイクロストリップア
ンテナのレドームの比誘電率を変化した場合の当該マイ
クロストリップアンテナの給電点における入力端反射係
数Sllの周波数特性を示すグラフ、 第5図は第1の実施例の直線偏波マイクロストリップア
ンテナのレドームの厚さを変化した場合の当該マイクロ
ストリップアンテナの給電点における入力端反射係数S
11の周波数特性を示すグラフ、 第6図は第1の実施例の直線偏波マイクロストリップア
ンテナのレドームの厚さを変化した場合の当該マイクロ
ストリップアンテナの絶対利得Gaの特性を示すグラフ
、 第7図は第1の実施例の直線偏波マイクロストリップア
ンテナのレドームの比誘電率を変化した場合の当該マイ
クロストリップアンテナの絶対利得Gaの特性を示すグ
ラフ、 第8図は第2の実施例の円偏波マイクロストリップアン
テナのレドームの比誘電率を変化した場合の当該マイク
ロストリップアンテナの軸比の周波数特性を示すグラフ
、 第9図は第2の実施例の円偏波マイクロストリップアン
テナのレドームの厚さを変化した場合の当該マイクロス
トリップアンテナの軸比の周波数特性を示すグラフであ
る。 lO・・・誘電体基板、 11・・・接地導体、 12.128・・・放射導体、 J3a・・・レドーム、 dr・・・レドームの厚さ。
FIG. 1(A) is a partially cutaway plan view of a linearly polarized microstrip antenna with a radome, which is the first embodiment of the present invention, and FIG. 1(B) is a line AA' in FIG. 1(A). 2(A) is a partially cutaway plan view of a circularly polarized microstrip antenna with a radome, which is a second embodiment of the present invention, and FIG. 2(B) is a longitudinal sectional view along the line. 3(A) is a partially cutaway plan view of a conventional linearly polarized microstrip antenna with a radome, and FIG. 3(B) is a longitudinal sectional view taken along line BB' of ) is a vertical cross-sectional view taken along the c-c' line of the linearly polarized microstrip antenna of the first embodiment, and FIG. A graph showing the frequency characteristics of the reflection coefficient Sll, FIG. 5 shows the input end reflection coefficient S at the feed point of the linearly polarized microstrip antenna of the first embodiment when the thickness of the radome is changed.
FIG. 6 is a graph showing the characteristics of the absolute gain Ga of the linearly polarized microstrip antenna of the first embodiment when the radome thickness of the microstrip antenna is changed; The figure is a graph showing the characteristics of the absolute gain Ga of the linearly polarized microstrip antenna of the first embodiment when the dielectric constant of the radome is changed. A graph showing the frequency characteristics of the axial ratio of a polarized microstrip antenna when the dielectric constant of the radome of the polarized microstrip antenna is changed. Figure 9 shows the thickness of the radome of the circularly polarized microstrip antenna of the second embodiment. 3 is a graph showing the frequency characteristics of the axial ratio of the microstrip antenna when the height is changed. 1O...Dielectric substrate, 11...Grounding conductor, 12.128...Radiation conductor, J3a...Radome, dr...Thickness of radome.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)放射導体と接地導体を誘電体基板を介して形成す
るとともに、少なくとも上記放射導体をレドームで被覆
してなるマイクロ波アンテナの周波数調整方法であって
、 上記レドームを、上記レドームの厚さ及び材料の比誘電
率のうち少なくとも一方を変更した場合に上記マイクロ
波アンテナの周波数特性が変化するような範囲内の位置
に上記放射導体に近接して設け、 上記マイクロ波アンテナの周波数特性を測定し、上記測
定した周波数特性が所望の周波数特性からずれている場
合には、上記レドームの厚さ及び材料の比誘電率の少な
くとも一方を変更して上記ずれを補正するようにしたこ
とを特徴とするマイクロ波アンテナの周波数調整方法。
(1) A frequency adjustment method for a microwave antenna in which a radiation conductor and a ground conductor are formed via a dielectric substrate, and at least the radiation conductor is covered with a radome, the radome being and the dielectric constant of the material, and the frequency characteristics of the microwave antenna are measured at a position close to the radiation conductor within a range where the frequency characteristics of the microwave antenna change when at least one of the dielectric constant of the material is changed. If the measured frequency characteristics deviate from the desired frequency characteristics, at least one of the thickness of the radome and the dielectric constant of the material is changed to correct the deviation. How to adjust the frequency of a microwave antenna.
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