JPH03286603A - Microstrip antenna - Google Patents

Microstrip antenna

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JPH03286603A
JPH03286603A JP2088098A JP8809890A JPH03286603A JP H03286603 A JPH03286603 A JP H03286603A JP 2088098 A JP2088098 A JP 2088098A JP 8809890 A JP8809890 A JP 8809890A JP H03286603 A JPH03286603 A JP H03286603A
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JP
Japan
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radiator
feed line
microstrip
feed
radiators
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JP2088098A
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O Shoemaker Kevin
ケビン・オー・シューメイカー
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Abstract

PURPOSE: To obtain a radiator array which is low-cost, lightweight, and durable and can be mass-produced. CONSTITUTION: A radiator 14, a feed line 15, and dielectric layers 16 and 17 are arranged on a right plane and a radiator 14 and dielectric layers 16 and 17 are arranged in parallel to a ground reference surface 13. The dielectric layer 16 below the radiator 14 is less in dielectric constant than usual and the dielectric layer 17 belong the feed line 15 is different in dielectric constant from the radiator 14, thereby providing proper bandwidth, proper beam width, and proper gain for the radiator 14 and also providing minimum conduction and dielectric loss for the feed line 15.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は新規かつ改良されたマイクロストリップアンテ
ナと、該マイクロストリップアンテナにおけるラジェー
タ(放射体)のアレイに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention This invention relates to a new and improved microstrip antenna and an array of radiators in the microstrip antenna.

(従来の技術および発明が解決しようとする課題〉これ
まで提供されてきた電波伝播用マイクロストソ・ノブア
ンテナは一般的に接地基準面と1個以上の薄くて平坦な
誘電性ラジェータとを含み、前記ラジェータには薄くて
平坦な導電性フィードラインが接続されている。前記ラ
ジェータとフィードラインとはこれまで比較的コストの
高い共通の誘電層に取付けていた。このタイプのアンテ
ナにおいて従来から利用されてきた誘電材料は、誘電率
が約2.3から2.6の中実材料であるテフロンガラス
繊維であった。この材料は1平方フィート当り100ド
ルから数百ドルのオーダで相対的に高価であった。損失
ダシジェント(損失係数)は10gH2において約0.
001である。
(Prior Art and Problems to be Solved by the Invention) Microstoso-knob antennas for radio wave propagation that have been provided so far generally include a ground reference plane and one or more thin, flat dielectric radiators, Connected to the radiator is a thin, flat, electrically conductive feedline. The radiator and feedline have hitherto been attached to a common relatively costly dielectric layer. The dielectric material used was Teflon fiberglass, a solid material with a dielectric constant of about 2.3 to 2.6. This material is relatively expensive, on the order of $100 to several hundred dollars per square foot. The loss dissigent (loss coefficient) was approximately 0.0 at 10 gH2.
It is 001.

米国特許第3,803,623号、同第3,995,2
77号、同第3、987.455号、同第4,180,
817号およびRe 29,911が、マイクロストリ
ップアンテナに関する従来技術の例である。各種の大量
市場で使用される、低コストで、軽量で、耐久性があり
、有用な帯域幅で直ちに大量に生産しうるアンテナに対
する要請がある6 (課題を解決するための手段およびその作用〉本明細書
で開示のマイクロストリップアンテナは、ラジェータ(
放射体〉と接地基準面(a 8roundrefere
nce )との間で誘電層に対して、フィードライン(
給電線)と接地基準面の間のそれより異なる誘電率を有
し、後者はより低い値で改良された性能と低フィードラ
イン損失を提供する。ラジェータと接地基準面の間の誘
電層は、マイクロストリップアンテナにおいて従来から
使用されてきたものより値が低く、かつよりコストの少
ない材料である。
U.S. Patent No. 3,803,623, U.S. Patent No. 3,995,2
No. 77, No. 3, No. 987.455, No. 4,180,
No. 817 and Re 29,911 are examples of prior art regarding microstrip antennas. There is a need for low-cost, lightweight, durable, and readily mass-producible antennas with useful bandwidth for use in a variety of mass markets. The microstrip antenna disclosed herein has a radiator (
radiator> and ground reference plane (a 8 round reference
feed line (
feed line) and the ground reference plane, the latter providing improved performance and lower feed line losses at lower values. The dielectric layer between the radiator and the ground reference plane is a lower value and less costly material than traditionally used in microstrip antennas.

4個のラジェータのアレイにより、電波エネルギの水平
方向および垂直方向の双方の成極、(bothhori
yontal and vertical polar
iyation)孤立成極(isolated pol
ariyation )および円形成極(circul
ar polariyation)を提供する。ラジェ
ータは順次コーホレートフィードされる。
An array of four radiators provides both horizontal and vertical polarization of the radio energy.
yontal and vertical polar
iyation) isolated pol
aryation) and circular poles (circul
ar polarization). The radiators are sequentially cohort fed.

(実施例) 図面を参照すれば、第1図と第2図とにはマイクロスト
リップアンテナ12が示されており、該アンテナは接地
基準面13、ラジェータ14および一端において前記ラ
ジェータ14の底縁部に接続されたフィードライン15
とを含む。フィードポイント18がラジェータとの接続
部とは反対側のフィードライン15の端部に位置してい
る。誘電層即ち基層16がラジェータ14と接地基準面
13との間に配設され、誘電層17がフィードラインと
接地基準面13との間に配設されている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Referring to the drawings, FIGS. 1 and 2 show a microstrip antenna 12 which is connected to a ground reference plane 13, a radiator 14 and at one end the bottom edge of said radiator 14. Feed line 15 connected to
including. A feed point 18 is located at the end of the feed line 15 opposite the connection to the radiator. A dielectric layer or base layer 16 is disposed between the radiator 14 and the ground reference plane 13, and a dielectric layer 17 is disposed between the feedline and the ground reference plane 13.

誘電層16の縁部はラジェータ14の縁部を僅かに超え
た距離だけ延びてラジェータの周りで電界をとじ込める
。前記の距離は誘電層16の厚さの少なくとも2−3倍
が好ましい。
The edges of dielectric layer 16 extend a distance slightly beyond the edges of radiator 14 to contain the electric field around the radiator. Preferably, said distance is at least 2-3 times the thickness of dielectric layer 16.

第1図と第2図とに示す実施例においては、接地基準面
は平坦であるか、あるいは真直の平面であり、ラジェー
タ、フィードラインおよび誘電層も真直平坦あるいは真
直平面である。ラジェータ14と誘電層16.17とは
接地基準面13に対して平行に配置されている。しかし
なから、前記接地基準面13は図示する真直の平坦面か
ら例えば凹形平面あるいは凸形平面あるいはその他の湾
曲平面にその形状が変わりうることが理解される。
In the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the ground reference plane is flat or a straight plane, and the radiators, feed lines, and dielectric layers are also straight flat or straight planes. The radiator 14 and the dielectric layer 16 , 17 are arranged parallel to the ground reference plane 13 . However, it is understood that the ground reference surface 13 may vary in shape from the straight flat surface shown, for example to a concave or convex surface or other curved surface.

「全体的に平面」という用語は直線および湾曲した平面
の双方を言及するものである。接地基準面13は、アン
テナを装着する多様の形状の面に合致てきることによっ
て、接地基準面はまた、アンテナの支持面に適合するも
のとして言及されることもある。
The term "generally planar" refers to both straight and curved planar surfaces. The ground reference plane 13 may also be referred to as conforming to the support surface of the antenna, as it can conform to a variety of shaped surfaces to which the antenna is mounted.

本明細書で用いる「成極」 (“polariyati
on” )という用語は地面の水平面に対する電気力線
の平面を示す。図に関しては、水平方向の電気力線は図
面を横切って、即ち横方向に延び水平方向の成極を示し
、垂直方向の電気力線は図面において上下に延びて垂直
方向の成極を示す。直線方向の成極とは水平方向および
垂直方向の成極のいずれかを言及する。水平方向および
垂直方向の電気力線を組み合わせることにより、共平面
あるいは傾斜した直線成極を示し、がっ組み合わされて
左側あるいは右側の成極をつくることができる。時計方
向に円に延びる電気力線は左側の円形成極を示す。
“Polarization” (“polariyati”) as used herein
The term "on") indicates the plane of the electric field lines with respect to the horizontal plane of the ground. With respect to the diagram, the horizontal electric field lines extend across the diagram, i.e. laterally, indicating horizontal polarization, and the vertical Electric field lines extend up and down in the drawing to indicate vertical polarization. Linear polarization refers to either horizontal or vertical polarization. When combined, they exhibit coplanar or slanted linear polarizations, and can be combined to create left- or right-handed polarizations.Electric field lines extending in a clockwise circle indicate left-hand circular polarizations.

図示したラジェータ14は薄い導電性パッチの形態であ
り、各フィードラインは薄い導電性の狭幅のストリップ
の形態である。図示したパッチは帯域幅を低減させるた
めに四角とされているが、選定した長さおよび幅寸法の
長方形を用いることも可能なことが理解される。パッチ
とフィードラインとは写真製版技術を用いて単一の一体
帯片として作ることが好ましい。パ・lチおよびフィー
ドラインの好適材料は腐蝕を防止するため錫浸漬液中に
銅を浸漬したものである。好適厚さは約0038ミリ(
0,0015インチ)である。接地基準面13は、アル
ミニリム、鋼等の導電性材料の均一厚さの平坦な導電性
剛性シートの上面により提供され、この剛性シート上に
配置され、かつ固定された他のアンテナエレメントに対
するサポートを提供する。3.18ミリ(0,125イ
ンチ)の厚さのアルミニウムと、159ミリ(0,06
25インチ)の厚さの鋼とがこのンートに対して適当て
゛ある。
The illustrated radiator 14 is in the form of a thin conductive patch and each feed line is in the form of a thin conductive narrow strip. Although the illustrated patches are square to reduce bandwidth, it is understood that rectangular shapes of selected length and width dimensions may also be used. Preferably, the patch and feedline are fabricated as a single integral strip using photolithographic techniques. The preferred material for the pipe and feed line is copper soaked in a tin dip to prevent corrosion. The preferred thickness is approximately 0.038 mm (
0,0015 inches). The ground reference plane 13 is provided by the upper surface of a flat conductive rigid sheet of uniform thickness of conductive material such as aluminum rim, steel, etc., and provides support for other antenna elements placed and fixed on this rigid sheet. provide. 3.18 mm (0,125 inch) thick aluminum and 159 mm (0,06 inch) thick aluminum
25 inches thick steel is suitable for this component.

ラジェータの下の誘電層16はポリオレフィンが好まし
く、特にその上にラジェータが形成され、かつ一体部分
とされるポリエチレンの薄いフィルムが好ましい。ラジ
ェータの下の誘電層の誘電率は従来技術におけるものよ
り低く、好ましくは約101から1.50である。フィ
ードライン15の下の誘電層の誘電率はラジェータ14
のそれとは異なり、図示形態においては誘電率1.0の
空気である。誘電層の前記の配置により、ラジェータに
対して適度の帯域幅、適当のビーム幅および適正なゲイ
ンを提供し、かつフィードラインに対して最小の導電お
よび誘電損失を提供する。
The dielectric layer 16 below the radiator is preferably a polyolefin, particularly a thin film of polyethylene on which the radiator is formed and of which it is an integral part. The dielectric constant of the dielectric layer under the radiator is lower than in the prior art, preferably about 101 to 1.50. The dielectric constant of the dielectric layer below the feed line 15 is the same as that of the radiator 14.
In the illustrated embodiment, air has a dielectric constant of 1.0. The above arrangement of dielectric layers provides adequate bandwidth, adequate beamwidth and adequate gain for the radiator, and minimal conductive and dielectric losses for the feed line.

第3図に示すラジェータ14を提供する一方法は導電シ
ートを均一な厚さで、好ましくはマイラであるフィルム
の担持層19に接着させ、該導電シートをラジェータお
よびフィードラインの部分を除いて担持層から外すこと
である。これは周知の写真製版法を用いて実施できる。
One method of providing the radiator 14 shown in FIG. 3 is to adhere a conductive sheet of uniform thickness to a carrier layer 19 of film, preferably Mylar, which supports the conductive sheet except in the radiator and feed line portions. It is to remove it from the layer. This can be done using well-known photolithographic techniques.

本発明により誘電層16として用いるのに特に適してい
ることが判明している材料の一例は次の通りである。
An example of a material that has been found to be particularly suitable for use as dielectric layer 16 according to the present invention is as follows.

ポリエチレン 閉鎖セル     半剛性 密度       1.8−2.2 熱伝導性 B T U /平行フィート/時間/°F/インチ0.
35(70度の平均温 度において〉 引張強度psi    20−30 最大使用温度   160°F 燃焼速度     2.5インチ/分 誘電率      1.05 (109hZにおいて)
損失タンジェント(損失係数) 0.0002(109hZにおいて) このタイプの材料は1平方フイート当たり数セント程度
の比較的安い費用で入手し得る。
Polyethylene Closed Cell Semi-rigid Density 1.8-2.2 Thermal Conductivity B T U /parallel feet/hour/°F/inch 0.
35 (at an average temperature of 70 degrees) Tensile strength psi 20-30 Maximum service temperature 160 degrees F Burn rate 2.5 inches/minute Dielectric constant 1.05 (at 109 hZ)
Loss tangent (loss factor) 0.0002 (at 109 hZ) This type of material is available at a relatively low cost on the order of a few cents per square foot.

担持層20として用いるのに適していることが判明して
いる材料の例は以下の通りである。
Examples of materials that have been found suitable for use as support layer 20 are as follows.

マイラ 誘電率(106hZにおける) 2.3−2.6 損失係数(10’hZにおける) 0.01−0.03 水吸収性% l/16インチ 0.2−0.4 厚さ        0.001−0.005インチさ
て、第4図を参照すれば、スーパストレート20の層が
ラジェータ14上に位置され、がっラジェータ14と同
じ全体寸法を有する別の形ものマイクロストリップアン
テナが示されている。これは係数を5増加する大きさで
著しく大きいゲインをアンテナに提供する。この目的に
対して適当な材料は約10の誘電率を有するアルミナで
ある。
Mylar permittivity (at 106hZ) 2.3-2.6 Loss factor (at 10'hZ) 0.01-0.03 Water absorption % l/16 inch 0.2-0.4 Thickness 0.001- 0.005 inches. Referring now to FIG. 4, another form of microstrip antenna is shown in which a layer of superstrate 20 is placed over the radiator 14 and has the same overall dimensions as the radiator 14. This provides significantly greater gain to the antenna by a factor of 5. A suitable material for this purpose is alumina, which has a dielectric constant of about 10.

6から12の範囲の誘電率を有する参照すれ材料が本目
的に対して適当である。
Reference materials with dielectric constants in the range from 6 to 12 are suitable for this purpose.

第5図に示す多数のラジェータアレイを有するマイクロ
ストリップアンテナは図面の上方左側の隅において、上
方左側、上方右側、下方左側および下方右側として配置
され、第1、第2)第3および第4のラジェータとそれ
ぞれ称される4個の互いに離れて配置(隔置)された同
一のラジェータ14のアレイAを有する。これらのアレ
イAにおけるラジェータは、共通平面において隔置関係
で配置されたものとして説明してもよい。各ラジェータ
14は約半波長(γ/2)の長さを有し、ラジェータは
一方のエツジから隣接エツジまで測定して約半波長(γ
7/2)の長さを有する。
The microstrip antenna with multiple radiator arrays shown in FIG. 5 is arranged in the upper left corner of the drawing as upper left, upper right, lower left and lower right; It has an array A of four identical spaced apart radiators 14, each referred to as a radiator. The radiators in array A may be described as spaced apart in a common plane. Each radiator 14 has a length of approximately half a wavelength (γ/2), and the radiator has a length of approximately half a wavelength (γ/2), measured from one edge to the adjacent edge.
7/2).

第1のフィードライン21は、上方左側および下方左側
のラジェータの垂直中心線に沿って頂エッジと底エツジ
との間で接続され、第2のフィードライン22は上方右
側および下方右側のラジェータの垂直中心線に沿って頂
エッジと底エツジとの間で接続され、並置した2個の直
列のラジェータアレイを形成している。第3のフィード
ライン23は第1と第2のフィードラインと整合した部
分を有する2個の直列アレイを底端に接続され、ラジェ
ータとフィードラインとは電波エネルギの直線、詳しく
は垂直の成極を提供する。また、フィードライン23は
頂部ラジェータの頂端に接続しても同様の結果を得るこ
とが可能なことが理解される。
A first feed line 21 is connected between the top and bottom edges along the vertical centerline of the upper left and lower left radiators, and a second feed line 22 is connected along the vertical centerline of the upper left and lower right radiators. They are connected along the centerline between the top and bottom edges to form two series radiator arrays that are juxtaposed. The third feed line 23 is connected at the bottom end to two series arrays with sections aligned with the first and second feed lines, the radiator and the feed line being connected to the linear, specifically vertical polarization of the radio wave energy. I will provide a. It is also understood that the feed line 23 could be connected to the top end of the top radiator with similar results.

フィードライン24は、フィードライン23の端部の間
の中間の組合せ点におけるトランスフォーマセグメント
25から、最初に述べたアレイAの右側にある隣接の4
個のラジェータのアレイAの対応するトランスフォーマ
セグメントまで接続されている。フィードライン26は
、フィードライン24の端部の間の中間の組合せ点にお
けるトランスフォーマセグメント27から、2個の下方
の隣接する4個のラジェータAの対応するトランスフォ
ーマセグメント27まで接続されている。
The feed line 24 runs from the transformer segment 25 at the intermediate combination point between the ends of the feed line 23 to the adjacent four on the right side of the first mentioned array A.
radiators are connected to the corresponding transformer segments of array A. The feed line 26 is connected from the transformer segment 27 at the intermediate combination point between the ends of the feed line 24 to the corresponding transformer segments 27 of the two lower adjacent four radiators A.

トランスフォーマセグメント25.27並びにそれに後
続するトランスフォーマとはインピーダンスマツチング
用である。
The transformer segment 25,27 and the transformer following it are for impedance matching.

フィードライン28はフィードライン26の端部の間の
中間の組合せ点におけるトランスフォーマセグメント2
9から、前述した4個のラジェータからなる4個のアレ
イの右側にある隣接する4個のラジェータの4個のアレ
イの対応するトランスフォーマセグメント2つに接続さ
れている。
The feed line 28 connects the transformer segment 2 at an intermediate combination point between the ends of the feed line 26.
9 to two corresponding transformer segments of the four arrays of four adjacent four radiators on the right side of the four arrays of four radiators described above.

フィードライン31はフィードライン28の端部の間の
中間の組合せ点におけるトランスフォーマセグメント3
2から前述した4個のラジェータの8個のアレイの下方
にある、4個のラジェータの8個のアレイの対応するト
ランスフォーマセグメント32まで接続されている。第
5図に示す64個のラジェータに対するフィードライン
はフィードライン31の端部の中間にある。
The feed line 31 connects the transformer segment 3 at the intermediate combination point between the ends of the feed line 28.
2 to the corresponding transformer segments 32 of the eight arrays of four radiators below the eight arrays of four radiators described above. The feed lines for the 64 radiators shown in FIG. 5 are midway between the ends of feed lines 31.

さて第6図を参照すれは、図示した4個のラジェータの
アレイを有するマイクロストリップアンテナの代替形態
では4個のラジェータ14のアレイの下側の1枚のシー
トの誘電層30を有する、2個の直列のアレイの底端に
接続されたフィードライン23は第5図に示すものと同
様にフィードライン23と接地基準面13との間でエア
ギャップを有している。このアレイに対するフィードポ
イント(給電点)40はトランスフォーマセグメント2
5を介するフィードライン1つとの接続とは反対側のフ
ィードライン24の端部にある。
Referring now to FIG. 6, an alternative version of the microstrip antenna having an array of four radiators 14 as shown in FIG. The feed line 23 connected to the bottom end of the series array has an air gap between the feed line 23 and the ground reference surface 13 similar to that shown in FIG. The feed point 40 for this array is transformer segment 2
at the end of the feed line 24 opposite the connection with one feed line via 5.

マイクロストリップラジェータ用の均等回路のインピー
ダンスに対する基本式を用いることにより、帯域幅、ビ
ーム幅およびゲインパラメータは、同じ(均一)高さお
よび厚さを有する誘電層を用いた誘電層16の誘電率(
Er)と共に比例的に変動することを直ちに証明するこ
とができる。さらに、マイクロストリップフィードライ
ン用の均等回路のインピーダンスに対する基本式を用い
ることにより、導電損失および誘電損失が誘電層の誘電
率に直接関連して変動することも直ちに証明できる。
By using the basic equations for the impedance of an equal circuit for a microstrip radiator, the bandwidth, beamwidth and gain parameters can be determined using the dielectric constant (
It can be readily demonstrated that it varies proportionally with Er). Furthermore, by using the basic equations for the impedance of an equal circuit for a microstrip feedline, it can also be readily demonstrated that conductive and dielectric losses vary directly in relation to the dielectric constant of the dielectric layer.

さて、第7図を参照すれば、第3図および第6図に示す
ものと類似の4個のラジェータのアレイを有するマイク
ロストリップアンテナが示されている。垂直の成極フィ
ードポイント37がフィードライン23の端部の間の中
間の組合せ点に位置している。さらに、第4のフィード
ライン34が上方左側および上方右側のラジェータの側
部の間に接続されており、第5のフィードライン35が
下方左側および下方右側のラジェータの側部の間に接続
されて1組の2個の直接アレイを形成している。第6の
フィードライン36が上方左側および下方左側ラジェー
タにおける2個の直列アレイの左側の間に接続されてい
る。フィードライン36は第4と第5のフィードライン
と整合した部分を有し、水平の成極フィードポイント3
8はフィードライン36の端部の間の中間に位置するこ
とにより当該ラジェータは電波エネルギを水平方向に成
極する。また、フィードライン36は上方右側および下
方右側ラジェータの右側に接続しても同様の結果を得る
ことができることが理解される。
Referring now to FIG. 7, a microstrip antenna having an array of four radiators similar to those shown in FIGS. 3 and 6 is shown. A vertical polarizing feed point 37 is located at the intermediate combination point between the ends of the feed line 23. Additionally, a fourth feed line 34 is connected between the upper left and upper right radiator sides, and a fifth feed line 35 is connected between the lower left and lower right radiator sides. forming a set of two direct arrays. A sixth feed line 36 is connected between the left sides of the two series arrays in the upper left and lower left radiators. Feed line 36 has a portion aligned with the fourth and fifth feed lines and has a horizontal polarized feed point 3.
8 is located midway between the ends of the feed line 36 so that the radiator polarizes the radio wave energy in the horizontal direction. It is also understood that the feed line 36 can be connected to the right side of the upper right and lower right radiators with similar results.

このような配置によりフィードポイント37において放
射されたエネルギを垂直方向に成極し、さらにフィード
ポイント38において水平方向に成極させる。
This arrangement polarizes the energy radiated at feed point 37 vertically and horizontally at feed point 38.

さて、第8図を参照すれば、第7図に示すアレイと同様
に接続の4個のラジェータのアレイを有するマイクロス
トリップアンテナが示されており、該アンテナはさらに
フィードライン36の端部の間の中間の組合せ点におけ
るトランスフォーマセグメント48がちフィードライン
23の端部の間の中間の組合せ点におけるトランスフォ
ーマセグメント4つまで接続された第7のフィードライ
ン47を含む、この配置において、フィードライン23
と36の組合せ点の間の中間のフィードポイント51に
おける電波エネルギが傾斜あるいは直線の成極を提供し
、フィードライン36に向がうフィードライン47上の
組合せ点からの四分の一波長距離にあるフィードポイン
ト52が右側の円形成極を提供し、フィードライン23
に向がうフィードライン47の組合せ点から四分の一波
長距離のフィードポイント53が左側の円形成極を提供
する。
Referring now to FIG. 8, a microstrip antenna is shown having an array of four radiators connected similarly to the array shown in FIG. In this arrangement, the transformer segment 48 at the intermediate combination point of the feed line 23 includes a seventh feed line 47 connected to up to four transformer segments at the intermediate combination point between the ends of the feed line 23.
The radio energy at feed point 51 intermediate between the combination points of One feed point 52 provides the right circular pole and feed line 23
A feed point 53 at a quarter-wave distance from the point of union of feed lines 47 toward provides the left circular pole.

さて第9図を参照すれば、4個のラジェータのアレイを
有するマイクロストリップアンテナが示されており、こ
こでは第1のフィードライン55が上方の左側ラジェー
タの左下右隅と、下方左側ラジェータの上右方隅との間
に接続され、第2のフィードライン56が第3のラジェ
ータの下左方隅と第4のラジェータの上右方隅との間に
接続されている。さらに、下方左側ラジェータの下左方
隅と下方右側ラジェータの下左方隅との間に接続された
第3のフィードライン57が提供されている。トランス
フォーマセグメント58がフィードライン57の端部の
間の中間の組み合わせ点で接続されている。第9図に示
す各ラジェータは、ラジェータと同じ四角ではあるが幅
が約1/4の開口59を有する、セグメント58に接続
されたフィードライン60はこのアンテナに対するフィ
ードポイント61を有する。この配置により電液エネル
ギの円形成極を提供する。
Referring now to FIG. 9, a microstrip antenna having an array of four radiators is shown, where the first feed line 55 is connected to the lower left corner of the upper left radiator and to the upper left corner of the lower left radiator. A second feed line 56 is connected between the lower left corner of the third radiator and the upper right corner of the fourth radiator. Additionally, a third feed line 57 is provided connected between the lower left corner of the lower left radiator and the lower left corner of the lower right radiator. A transformer segment 58 is connected at an intermediate mating point between the ends of feed line 57. Each radiator shown in FIG. 9 has an aperture 59 that is the same square as the radiator but about 1/4 the width, and a feed line 60 connected to the segment 58 has a feed point 61 for this antenna. This arrangement provides a circular pole of electrolytic energy.

第10図を参照すれば、前述した第7図と同様に接続さ
れた、それぞれ4個のラジェータからなる4個のアレイ
Bを含むマイクロストリップアンテナが示されている。
Referring to FIG. 10, there is shown a microstrip antenna including four arrays B of four radiators each connected in the same manner as in FIG. 7 described above.

フィードライン62は上方左側のアレイと下方左側のア
レイのフィードライン23の端部の間の中間の垂直成極
の組合せ点の間で接続されている。同様に、フィードラ
イン23の端部の間の中間の垂直成極組合せ点の間で接
続されている。トランスフォーマセグメント61はフィ
ードライン62の端部に接続されている。180度位相
シフタ63がフィードライン62に接続され電波エネル
ギを位相的にフィードライン62の端部の間の中間の組
合せ点で発生させる。2個の左側アレイ用のフィードラ
イン65は一端において、フィードライン62の端部の
間の中間の組合せ点におけるトランスフォーマセグメン
ト64に、他端においてパワーパッチ66の頂側と接続
され、一方2間の右側のアレイからの別のフィードライ
ン65がパワーパッチ66の底側と接続され、そこへ垂
直成極を提供する。
The feed line 62 is connected between the vertical polarization combination points intermediate between the ends of the feed lines 23 of the upper left array and the lower left array. Similarly, a connection is made between the intermediate vertical polarization combination points between the ends of the feed line 23. Transformer segment 61 is connected to the end of feed line 62. A 180 degree phase shifter 63 is connected to the feed line 62 to generate radio wave energy phasewise at a combination point intermediate between the ends of the feed line 62. The feed lines 65 for the two left-hand arrays are connected at one end to the transformer segment 64 at the intermediate combination point between the ends of the feed lines 62 and at the other end to the top side of the power patch 66, while the Another feed line 65 from the right array is connected to the bottom side of power patch 66 and provides vertical polarization thereto.

フィードライン72は2個の上方のアレイに対するフィ
ードライン36の端部の間の中間の水平成極組合せ点と
、2個の下方のアレイのフィードライン36の端部の間
の中間の水平成極組合せ点の間に接続されている。トラ
ンスフォーマセグメント71がフィードライン72の各
端部に接続されている。180度位相シフタ75がフィ
ードライン72に接続され、位相的にフィードライン7
2の端部の間の中間の組合せ点において電波エネルギを
発生させる。フィードライン74は一端において、フィ
ードライン72の端部の間の中間の組合せ点におけるト
ランスフォーマセグメント73に接続され、他端におい
て2個の上方アレイ用にパッチ66の右側と、下方のア
レイ用にパッチ66の左側に接続されている。パッチ6
6と接地基準面との間に誘電層67が設けられている。
Feed line 72 has a horizontal polarization combination point intermediate between the ends of feed line 36 for the two upper arrays and a horizontal polarization point intermediate between the ends of feed line 36 for the two lower arrays. connected between the combination points. A transformer segment 71 is connected to each end of feed line 72. A 180 degree phase shifter 75 is connected to feed line 72 and phase shifter 75 is connected to feed line 72 .
Radio wave energy is generated at a combination point intermediate between the two ends. Feed line 74 is connected at one end to transformer segment 73 at a mid-mating point between the ends of feed line 72 and at the other end to the right of patch 66 for the two upper arrays and to the right of patch 66 for the lower array. It is connected to the left side of 66. patch 6
A dielectric layer 67 is provided between 6 and the ground reference plane.

水平成極フィードポイント78は2個の下方のアしイに
関連したフィードライン74に設けられている。水平成
極フィートポイシド78はフィードライン72上の組合
せ点からの波長の整数倍のところに位置している。2個
の右側のアレイに関連したフィードライン65には垂直
の成極フィードポイント79が設けられている6垂直戒
極フイードポイント79はフィードライン62の組合せ
点からの波長の整数倍のところに位置している。
Horizontal polarizing feed points 78 are provided on feed lines 74 associated with the two lower arrays. Horizontal polarizing feet 78 are located at an integral number of wavelengths from the combination point on feed line 72. The feed lines 65 associated with the two right-hand arrays are provided with vertical polarizing feed points 79. The vertical polarizing feed points 79 are located at an integral number of wavelengths from the combination point of the feed lines 62. positioned.

この配置により、パワーパッチ66の頂部における上方
および下方の左側のアレイからの垂直威[!電波エネル
ギと、上方および下方の右側のアレイからの垂直成極電
波エネルギとが同時に零軸を横切ってパワーパッチの底
部に付与され相互に遮断する。同時に上方のアレイから
パワーパッチの右側へ水平成極電波エネルギが付与され
、かつ下方アレイから零軸を横切ってパワーパッチの左
側へ付与されて相互に遮断する。このように、電波エネ
ルギの直線成極を遮断したアンテナを提供する。
This arrangement allows for vertical power [!] from the upper and lower left arrays at the top of the power patch 66. The radio energy and the vertically polarized radio energy from the upper and lower right arrays are simultaneously applied across the zero axis to the bottom of the power patch and block each other. At the same time, horizontally polarized radio energy is applied from the upper array to the right side of the power patch, and is applied from the lower array to the left side of the power patch across the zero axis, thereby blocking each other. In this way, an antenna is provided in which linear polarization of radio wave energy is blocked.

さて第11図を参照すれば、ラジェータ14がそれぞれ
接地基準面13上の誘電層16上に配置されている4個
のラジェータのアレイが示されている。第1のフィード
ライン81は上方左側ラジェータと上方右側ラジェータ
との間に接続され、第2のフィードライン82が下方左
側ラジェータと下方右側ラジェータとの間に接続されて
いる。
Referring now to FIG. 11, there is shown an array of four radiators, each radiator 14 disposed on a dielectric layer 16 on a ground reference plane 13. A first feed line 81 is connected between the upper left radiator and the upper right radiator, and a second feed line 82 is connected between the lower left radiator and the lower right radiator.

端部にトランスフォーマセグメント85を有するフィー
ドライン86は第1のフィードライン81の端部の間の
中間の組合せ点とフィードライン82の端部の間の中間
の組合せ点とに接続されている。これらのフィードライ
ン81と82とは、電波エネルギの直線、詳しくは垂直
の成極に対する垂直線に沿って相互に整合した部分を有
する。
A feed line 86 having transformer segments 85 at its ends is connected to a mid-mating point between the ends of the first feed line 81 and a mid-mating point between the ends of the feed line 82 . These feed lines 81 and 82 have mutually aligned portions along a straight line of radio wave energy, in particular a line perpendicular to vertical polarization.

このアンテナのフィードポイント87はフィードライン
86の端部の間の中間にある。この配置はコーホレート
フィードアレイとして特徴づけることができ、直線の成
極を提供する。図示位置において、ラジェータは垂直成
極を提供し、もし90度回転せられると水平成極を提供
する。
The feed point 87 of this antenna is midway between the ends of the feed line 86. This arrangement can be characterized as a cohort feed array and provides linear polarization. In the illustrated position, the radiator provides vertical polarization and if rotated 90 degrees provides horizontal polarization.

第5図から第11図までに示すアンテナは全てフェーズ
ドアレイであって、アンテナの平面に対して垂直に電波
エネルギを放出したりあるいは受は取るように構成され
た複数のラジェータが設けられていることを意味する。
The antennas shown in Figures 5 through 11 are all phased arrays, with a plurality of radiators configured to emit or receive radio wave energy perpendicular to the plane of the antenna. It means that.

フェーズドアレイを用いると、フィードポイントからの
電波エネルギは同時にサブアレイに到来するが、これら
のアレイはステアートビームを提供するよう異る時間に
サブアレイに到来するよう構成しうろことが理解される
It will be appreciated that with a phased array, the radio energy from the feed points will arrive at the subarrays at the same time, but the arrays may be configured to arrive at the subarrays at different times to provide stearate beams.

本発明をある程度詳細に説明してきたが、この説明は例
を介して行ったのであって、本発明の精神から逸脱する
ことなく構成の詳細を変えうろことが理解される。
Although the invention has been described in some detail, it is understood that this description has been done by way of example and that details of construction may be changed without departing from the spirit of the invention.

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

第1図は電波エネルギを直線成極するに適した本発明の
特徴を実施したマイクロストリ・ンプアンテナの上平面
図、 第2図は図示のために大きく誇張して層の厚さを示す第
1図の線2−2に沿って視た断面図、第3図はラジェー
タを支持する担持層を示す第2図に示すものより修正し
たマイクロストリップアンテナの別の形態の断面図、 第4図はラジェータの頂部においてスーパストレート層
を用いた、第2図に示すものより修正したマイクロスト
リップアンテナの別の形態の断面図、 第5図は本発明の特徴を実施した多数のラジェータアレ
イを備えたマイクロストリップアンテナの上平面図、 第6図は4個のラジェータのアレイを支持する単一の誘
電シートを用いた多数のラジェータアレイを備えたマイ
クロストリップアンテナの別の形態を示す図、 第7図は水平および垂直成極の双方を提供するよう配置
されたマイクロストリップアンテナの別の形態の上平面
図、 第8図は水平および垂直の遮断された成極を提供するよ
う第5図に示すものに対し付加的なフィードラインを備
えたマイクロストリップアンテナの別の形態の上平面図
、 第9図は円形成極を提供するよう配置したマイクロスト
リップアンテナの別の形態の上平面図、第10図は多数
のラジェータアレイを備えたマイクロストリップアンテ
ナの別の実施例の上平面図、および 第11図はコーホレートフィードを用いた、多数のラジ
ェータアレイを備えたマイクロストリップアンテナの別
の実施例の上平面図である。 図において、 12・・・マイクロストリップアンテナ 13・・・接
地基準面 14・・・ラジェータ(放射体)15・・・
フィードライン(給電線)  16.17・・・誘電層
 19.20・・・担持層 21.22,23.24・
・・フィードライン 26.283132・・・フィー
ドライン 30・・・誘電層 34.3536・・・フ
ィードライン 37,38.40・・・フィードポイン
ト〈給電点)  47.48・・・フィードライン 3
1521、フィードポイント 55,56,57.60
・・・フィードライン 61・・・フィードポイント 
62・・・フィードライン 63・・・位相シフタ 6
5・・・フィードライン 66・・・パワーパッチ 7
2.74・・・フィードライン 75・・・位相シフタ
 78・・・フィードポイント818286・・・フィ
ードライン 87・・・フィードポイント 代 理 人
FIG. 1 is a top plan view of a microstrip antenna embodying the features of the present invention suitable for linearly polarizing radio wave energy; FIG. 1; FIG. 3 is a cross-sectional view of another form of microstrip antenna modified from that shown in FIG. 2 showing the carrier layer supporting the radiator; FIG. 4; 5 is a cross-sectional view of another form of a microstrip antenna modified from that shown in FIG. 2, using a superstrate layer on top of the radiator; FIG. A top plan view of a microstrip antenna; FIG. 6 shows an alternative configuration of a microstrip antenna with multiple radiator arrays using a single dielectric sheet supporting an array of four radiators; FIG. 8 is a top plan view of another form of a microstrip antenna arranged to provide both horizontal and vertical polarization; FIG. FIG. 9 is a top plan view of another form of a microstrip antenna arranged to provide a circular pole, FIG. FIG. 11 is a top plan view of another embodiment of a microstrip antenna with multiple radiator arrays, and FIG. FIG. In the figure, 12...Microstrip antenna 13...Ground reference plane 14...Radiator (radiator) 15...
Feed line (power supply line) 16.17... Dielectric layer 19.20... Support layer 21.22, 23.24.
...Feed line 26.283132...Feed line 30...Dielectric layer 34.3536...Feed line 37, 38.40...Feed point (power feeding point) 47.48...Feed line 3
1521, feed point 55, 56, 57.60
...Feed line 61...Feed point
62...Feed line 63...Phase shifter 6
5...Feed line 66...Power patch 7
2.74...Feed line 75...Phase shifter 78...Feed point 818286...Feed line 87...Feed point agent

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1)接地基準面と、マイクロストリップパッチの形態の
ラジエータと、前記ラジエータのエッジに接続されたマ
イクロストリップフィードラインと、前記ラジエータと
前記接地基準面との間に配置され、選択された第1の誘
電率を有する第1の誘電層と、前記フィードラインと前
記接地基準面との間に配置され第2の選択された誘電率
を有する第2の誘電層とを含み、前記第1の誘電率が前
記第2の誘電率と異なり、前記第1の誘電率が前記ラジ
エータに対して選択した帯域幅、選択されたビーム幅並
びに選択されたゲインを提供するよう選択され、前記第
2の誘電率が前記フィードラインに対して選択した低い
導電損失および選択した低い誘電損失を提供するよう選
択されることを特徴とするマイクロストリップアンテナ
。 2)特許請求の範囲第1項に記載のアンテナにおいて、
前記第1の誘電率が約1.01から1.5であり、前記
第2の誘電率が約1.0であるマイクロストリップアン
テナ。 3)特許請求の範囲第1項に記載のアンテナにおいて、
前記第1の誘電層のエッジが前記ラジエータの周囲にわ
たり前記ラジエータのエッジを越えて選択した僅かな距
離を延びることにより前記ラジエータの周りで電界を封
じ込むマイクロストリップアンテナ。 4)特許請求の範囲第3項に記載のアンテナにおいて、
前記第1の誘電層が前記第1の誘電層の厚さの少なくと
も2倍から3倍の距離を延びているマイクロストリップ
アンテナ。 5)特許請求の範囲第1項に記載のアンテナにおいて、
前記第1の誘電層がポリオレフィンであるマイクロスト
リップアンテナ。 6)特許請求の範囲第5項に記載のアンテナにおいて、
前記ポリオレフィンがポリエチレンであるマイクロスト
リップアンテナ。 7)特許請求の範囲第1項に記載のアンテナにおいて、
ゲインを増加させるため約6から12の範囲の誘電率を
有するスーパストレートの層をラジエータ上で含むマイ
クロストリップアンテナ。 8)特許請求の範囲第1項に記載のアンテナにおいて、
前記第2の誘電層が、前記接地基準面と前記フィードラ
インとの間でエアギャップを設けることにより提供され
るマイクロストリップアンテナ。 9)特許請求の範囲第1項に記載のアンテナにおいて、
前記ラジエータとフィードラインとが同じ導電性材料の
単一の一体ストリップとして形成されているマイクロス
トリップアンテナ。 10)特許請求の範囲第1項に記載のアンテナにおいて
、全体的に均一な厚さの担持層が前記ラジエータとフィ
ードラインとを支持するマイクロストリップアンテナ。 11)特許請求の範囲第10項に記載のアンテナにおい
て、前記担持層がマイラであるマイクロストリップアン
テナ。 12)特許請求の範囲第1項に記載のアンテナにおいて
、前記ラジエータが帯域幅を規制するために全体的に四
角の形状であるマイクロストリップアンテナ。 13)接地基準面と、 相互に隔置され、各々がマイクロストリップパッチの形
態である第1、第2、第3および第4のラジエータであ
って、ラジエータの上方から視て前記第2のラジエータ
が前記第1のラジエータの下方に配置され、前記第3の
ラジエータが前記第1のラジエータの右側に配置され、
前記第4のラジエータが前記第3のラジエータの下方で
あって、前記第2のラジエータの右側に配置されている
ラジエータと、 前記第1と第2のラジエータのそれぞれの底エッジと頂
エッジとの間で接続された第1のマイクロストリップフ
ィードラインと、前記第3と第4のラジエータのそれぞ
れの底エッジと頂エッジとの問で接続された第2のマイ
クロストリップフィードラインであって一組の2個の直
列のラジエータアレイを形成するフィードラインと、 前記の2個の直列のアレイの端部に接続され、前記第1
と第2のフィードラインと整合した部分と、端部の間の
中間における電波エネルギ垂直成極のための組合せ点と
を有する第3のマイクロストリップフィードラインと、 前記ラジエータと前記接地基準面との間に配置された選
択された第1の誘電率を有する第1の誘電層と、 前記フィードラインの各々と前記接地基準面との間に配
置され、選択された第2の誘電率を有する第2の誘電層
とを含み、 前記第1の誘電率が、前記ラジエータに対して選択され
た帯域幅、選択されたビーム幅および選択されたゲイン
を提供するように前記第2の誘電率とは異なり、 前記第2の誘電率が前記フィードラインに対して選択し
た低導電損失と選択した低誘電損失を提供するよう選択
されていることを特徴とするマイクロストリップアンテ
ナ。 14)特許請求の範囲第13項に記載のアンテナにおい
て、前記第1の誘電層が、全てのラジエータに対して、
前記ラジエータの2個所の外縁部を越えて選択した僅か
な距離を延びる外縁部を有する単一のシートであるマイ
クロストリップアンテナ。 15)特許請求の範囲第13項に記載のアンテナにおい
て、前記第1の誘電層が、各ラジエータに対して、外縁
部が関連のラジエータの縁部を越えて選択した僅かな距
離だけ延びている個別のシートであるマイクロストリッ
プアンテナ。 16)特許請求の範囲第13項に記載のアンテナにおい
て、前記第1、第2、第3および第4のラジエータの4
グループがあり、前記グループは上方から視て、上方左
側、下方左側、上方右側および下方右側にあり、第4の
マイクロストリップフィードラインが前記上方のグルー
プのラジエータの垂直成極組合せ点の間および前記下方
グループのラジエータの垂直成極組合せ点の間に接続さ
れ、第5のマイクロストリップフィードラインが前記第
4のフィードラインの端部の間の中間で組合せ点の間に
接続され、第6のマイクロストリップフィードラインが
前記第5のフィードラインの端部と、16個のラジエー
タからなる類似のグループの類似の第5のフィードライ
ンの間の中間の組合せ点の間に接続され、第7のフィー
ドラインは32個のラジエータからなる類似のグループ
への前記第6のフィードラインの端部の間の中間の組合
せ点とその端部の間の中間のフィードポイントの間で接
続されているマイクロストリップアンテナ。 17)特許請求の範囲第13項に記載のアンテナにおい
て、前記組合せ点に接続された第1のフィードポイント
と、第1と第3のラジエータの間に接続された第4のマ
イクロストリップフィードラインと前記第2と第4のラ
ジエータの間に接続された第5のマイクロストリップフ
ィードラインを含み第2の組の2個の直列アレイと、前
記第2の組の2個の直列アレイの端部に接続され、前記
第4と第5のフィードラインと整合した部分を有する第
6のマイクロストリップフィードラインと電波エネルギ
の水平成極のために前記第6のマイクロストリップフィ
ードラインの端部の間の中間の第2のフィードポイント
とを含むマイクロストリップアンテナ。 18)特許請求の範囲第17項に記載のアンテナにおい
て、前記第1と第2の組のアレイの組合せ点の間で接続
された第7のマイクロストリップフィードラインを含み
、かつ前記第7のマイクロストリップフィードラインの
端部の間の中間で傾斜した直線成極フィードポイントを
含むマイクロストリップアンテナ。 19)特許請求の範囲第18項に記載のアンテナにおい
て、前記第7のフィードラインにおける右側の円形成極
フィードポイントと前記第7のフィードラインにおける
左側の円形成極フィードポイントとを含むマイクロスト
リップアンテナ。 20)特許請求の範囲第13項に記載のアンテナにおい
て、前記ラジエータが約半波長の寸法を有し、そのエッ
ジから隣接のエッジまで約半波長隔置されているマイク
ロストリップアンテナ。 21)特許請求の範囲第13項に記載のアンテナにおい
て、各ラジエータが概ねラジエータの形と同じであるが
寸法が前記ラジエータの寸法の約4分の1である中央開
口を有し、前記第1のフィードラインが前記第1と第3
のラジエータの対角方向に隣接する隅から接続され、前
記第2のフィードラインが前記第3と第4のラジエータ
の対角方向に隣接する隅から接続され、第3のフィード
ラインが前記第2のラジエータの隅と前記第4のラジエ
ータの隅とに接続され、前記第3のフィードラインがそ
の端部の間の中間の組合せ点と、前記組合せ点に接続さ
れたフィードポイントとを有し電波エネルギの円形成極
するマイクロストリップアンテナ。 22)特許請求の範囲第13項に記載のアンテナにおい
て、前記第1、第2、第3および第4のラジエータの4
グループがあり、前記グループはその上方から視て上方
左側、下方左側、上方右側および下方右側のグループと
して配置されており、第4のマイクロストリップフィー
ドラインが前記上方左側グループの底部と前記下方左側
グループの頂部との間の垂直成極組合せ点と前記上方右
側グループと前記下方右側グループの垂直成極組合せ点
との間で接続され各々の第4のフィードラインにおいて
180度位相シフタを配置して第4のフィードラインの
端部の間の中間の第1の組合せ点における電波エネルギ
が前記第1の組合せ点において位相が整合しており、 第5のマイクロストリップフィードラインが前記上方の
グループの対向側における水平成極組合せ点と前記下方
のグループの対向側における水平成極組合せ点の間で接
続され180度位相シフタを前記第5のフィードライン
において備え、前記左側グループからの組合せ垂直成極
が第6のマイクロストリップフィードラインによりパワ
ーパッチの頂部に接続され、かつ右側グループからパワ
ーパッチの底部に接続されて遮断された垂直成極を提供
し、 前記上方のグループからの組合せ水平成極が第7のフィ
ードラインによりパッチの右側に接続され、かつ下方グ
ループからパワーパッチの左側に接続されて遮断された
水平成極を提供し、 垂直成極フィードポイントが前記第6のマイクロストリ
ップフィードラインにあり、かつ水平方向成極フィード
ポイントが前記第7のマイクロストリップフィードライ
ンにある、マイクロストリップアンテナ。 23)接地基準面と、相互に対して隔置され、各ラジエ
ータがマイクロストリップ導電パッチの形態である第1
、第2、第3および第4のラジエータのアレイであって
、上から視て前記第2のラジエータが前記第1のラジエ
ータの右側に配置され、前記第3のラジエータが前記第
1のラジエータの下方に配置され、前記第4のラジエー
タが前記第1のラジエータの下方であって、かつ前記第
3のラジエータの右方に配置しているラジエータのアレ
イと、 前記第1のラジエータと第2のラジエータの底縁部の間
に接続された第1のマイクロストリップフィードライン
と、 前記第1のフィードラインの端部の間の中間で該第1の
フィードラインに設けられた第1の組合せ点と、 前記第3と第4のラジエータの底縁部の間に接続された
第2のマイクロストリップフィードラインと、 前記第2のフィードラインの端部の間の中間において該
第2のフィードラインに設けられた第2の組合せ点と、 前記組合せ点の間に接続された第3のマイクロストリッ
プフィードラインと、電波エネルギを垂直方向成極する
ために前記第3のフィードラインの端部の間の中間にお
けるフィードポイントと、前記ラジエータと前記接地基
準面との間に配設され、第1の選択された誘電率を有す
る第1の誘電層と、 前記フィードラインの各々と前記接地基準面との間に配
設され、第2の選択された誘電率を有する第2の誘電層
とを含み、 前記第1の誘電率は前記第2の誘電率と異なり、前記第
1の誘電率は前記ラジエータに対して選択された帯域幅
、選択されたビーム幅と選択されたゲインとを提供する
よう選択されており、前記第2の誘電率は前記フィード
ラインに対して選択された低導電損失および低誘電損失
を提供するよう選択されていることを特徴とするマイク
ロストリップアンテナ。
Claims: 1) a ground reference plane, a radiator in the form of a microstrip patch, a microstrip feed line connected to an edge of the radiator, disposed between the radiator and the ground reference plane; a first dielectric layer having a first selected dielectric constant; and a second dielectric layer disposed between the feedline and the ground reference plane and having a second selected dielectric constant; the first dielectric constant is different from the second dielectric constant, the first dielectric constant being selected to provide a selected bandwidth, a selected beamwidth and a selected gain for the radiator; A microstrip antenna characterized in that the second dielectric constant is selected to provide a selected low conductive loss and a selected low dielectric loss for the feedline. 2) In the antenna according to claim 1,
The microstrip antenna wherein the first dielectric constant is about 1.01 to 1.5 and the second dielectric constant is about 1.0. 3) In the antenna according to claim 1,
A microstrip antenna that confines an electric field around the radiator by extending an edge of the first dielectric layer around the radiator and a selected small distance beyond the edge of the radiator. 4) In the antenna according to claim 3,
A microstrip antenna, wherein the first dielectric layer extends a distance of at least two to three times the thickness of the first dielectric layer. 5) In the antenna according to claim 1,
A microstrip antenna, wherein the first dielectric layer is a polyolefin. 6) In the antenna according to claim 5,
A microstrip antenna, wherein the polyolefin is polyethylene. 7) In the antenna according to claim 1,
A microstrip antenna comprising a layer of superstrate having a dielectric constant in the range of about 6 to 12 on the radiator to increase gain. 8) In the antenna according to claim 1,
A microstrip antenna, wherein the second dielectric layer is provided by providing an air gap between the ground reference plane and the feed line. 9) In the antenna according to claim 1,
A microstrip antenna in which the radiator and feedline are formed as a single integral strip of the same conductive material. 10) A microstrip antenna according to claim 1, wherein a carrier layer of uniform thickness throughout supports the radiator and feedline. 11) A microstrip antenna according to claim 10, wherein the carrier layer is mylar. 12) A microstrip antenna according to claim 1, wherein the radiator has a generally rectangular shape to regulate bandwidth. 13) a ground reference surface; and first, second, third and fourth radiators spaced apart from each other and each in the form of a microstrip patch, the second radiator as viewed from above the radiator; is located below the first radiator, and the third radiator is located to the right of the first radiator,
a radiator in which the fourth radiator is located below the third radiator and to the right of the second radiator; and a bottom edge and a top edge of each of the first and second radiators. a first microstrip feed line connected between a first microstrip feed line and a second microstrip feed line connected between a bottom edge and a top edge of each of said third and fourth radiators; a feed line forming two series radiator arrays; and a feed line connected to the ends of said two series arrays and connected to said first
a third microstrip feedline having a portion aligned with the second feedline and a combination point for vertical polarization of radio energy intermediate between the ends of the radiator and the ground reference plane; a first dielectric layer having a selected first dielectric constant disposed therebetween; and a first dielectric layer having a selected second dielectric constant disposed between each of the feed lines and the ground reference plane. 2 dielectric layers, the second dielectric constant being such that the first dielectric constant provides a selected bandwidth, a selected beamwidth and a selected gain for the radiator. A microstrip antenna, wherein the second dielectric constant is selected to provide a selected low conductive loss and a selected low dielectric loss for the feedline. 14) The antenna according to claim 13, wherein the first dielectric layer has the following characteristics for all radiators:
A microstrip antenna that is a single sheet with an outer edge extending a selected small distance beyond the two outer edges of the radiator. 15) An antenna according to claim 13, wherein for each radiator the outer edge extends a selected small distance beyond the edge of the associated radiator. Microstrip antennas that are individual sheets. 16) The antenna according to claim 13, wherein four of the first, second, third and fourth radiators
groups, the groups being on the upper left, the lower left, the upper right and the lower right, viewed from above, with a fourth microstrip feed line between the vertical polarization combination points of the radiators of the upper group and the A fifth microstrip feed line is connected between the vertically polarized combination points of the radiators of the lower group, a fifth microstrip feed line is connected between the combination points intermediate between the ends of said fourth feed line, and a sixth microstrip feed line is connected between the combination points midway between the ends of said fourth feed line. A strip feed line is connected between the end of said fifth feed line and an intermediate combination point between similar fifth feed lines of a similar group of 16 radiators; is a microstrip antenna connected between the intermediate combination point between the ends of said sixth feed line and the intermediate feed point between its ends to a similar group of 32 radiators. 17) The antenna according to claim 13, comprising: a first feed point connected to the combination point; and a fourth microstrip feed line connected between the first and third radiators. a second set of two series arrays including a fifth microstrip feed line connected between the second and fourth radiators and at the ends of the second set of two series arrays; a sixth microstrip feedline having a portion connected and aligned with the fourth and fifth feedlines and an end of the sixth microstrip feedline for horizontal polarization of radio wave energy; and a second feed point of the microstrip antenna. 18) The antenna according to claim 17, further comprising a seventh microstrip feed line connected between the combination points of the first and second sets of arrays; A microstrip antenna that includes a sloped straight polarized feed point halfway between the ends of the strip feed line. 19) An antenna according to claim 18, comprising a right circular pole feed point in the seventh feed line and a left circular pole feed point in the seventh feed line. . 20) The microstrip antenna of claim 13, wherein the radiator has dimensions of about half a wavelength and is spaced about half a wavelength from edge to adjacent edge thereof. 21) An antenna according to claim 13, wherein each radiator has a central aperture that is generally the same in shape as the radiator but whose dimensions are approximately one-fourth of the dimensions of said radiator; feed lines are connected to the first and third feed lines.
the second feed line is connected from diagonally adjacent corners of the third and fourth radiators, and the third feed line is connected from the diagonally adjacent corners of the third and fourth radiators; and a corner of the fourth radiator, the third feed line having a combination point intermediate between its ends and a feed point connected to the combination point; Microstrip antenna with circular energy poles. 22) The antenna according to claim 13, wherein four of the first, second, third and fourth radiators
groups, the groups are arranged as upper left, lower left, upper right and lower right groups when viewed from above, and a fourth microstrip feed line is arranged at the bottom of the upper left group and the lower left group. a vertical polarization combination point between the top of the upper right group and the vertical polarization combination point of the upper right group and the lower right group by arranging a 180 degree phase shifter in each fourth feed line; the radio wave energy at a first combination point intermediate between the ends of the four feed lines is phase matched at said first combination point, and a fifth microstrip feed line is located on the opposite side of said upper group; a 180 degree phase shifter connected between a horizontal polarization combination point on the opposite side of the lower group and a horizontal polarization combination point on the opposite side of the lower group; 6 microstrip feed lines connected to the top of the power patch and from the right group to the bottom of the power patch to provide interrupted vertical polarization, and a combined horizontal polarization from said upper group to the bottom of the power patch; a feed line connected to the right side of the patch and from the lower group to the left side of the power patch to provide interrupted horizontal polarization; a vertical polarization feed point on the sixth microstrip feed line; and a horizontal polarization feed point on the seventh microstrip feed line. 23) a ground reference plane and a first radiator spaced apart from each other, each radiator being in the form of a microstrip conductive patch;
, an array of second, third and fourth radiators, the second radiator being located to the right of the first radiator when viewed from above, and the third radiator being located to the right of the first radiator. an array of radiators arranged below, the fourth radiator being below the first radiator and to the right of the third radiator; a first microstrip feed line connected between the bottom edges of the radiator; and a first merging point on the first feed line intermediate between the ends of the first feed line. , a second microstrip feed line connected between the bottom edges of the third and fourth radiators; a third microstrip feed line connected between said combination points, and an end of said third feed line for vertically polarizing radio wave energy; a first dielectric layer disposed between the radiator and the ground reference plane and having a first selected dielectric constant; and between each of the feed lines and the ground reference plane. a second dielectric layer disposed in the radiator and having a second selected dielectric constant, the first dielectric constant being different from the second dielectric constant, and the first dielectric constant being disposed in the radiator. the second dielectric constant is selected to provide a selected bandwidth, a selected beamwidth and a selected gain for the feed line, and the second dielectric constant is selected to provide a selected low conductive loss and low dielectric A microstrip antenna characterized in that it is selected to provide loss.
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