JPH0357306A - 平面アンテナ - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、線路損失の小さいサスペンデット・トリプレ
ート方式の平向アンテナの給電線路に間するものである
． 〔従来の技術〕 近年、例えば衛星通信や衛星放送などにみられるように
、マイクロ波領域の高周波数を用いた通信技術が盛んで
あり、これにともない、このような高周波数域で、でき
るだけ低損失な線路が必要となってきている． 従来、このような高周波用線路としては、回路パターン
の容易度、量産性、コストあるいは軽量性などの観点か
ら、リジット回路基板やフレキシブル回路基板を用いた
マイクロストリップ線路が多く用いられてきたが、主に
給電線路の放射損失を抑える目的から、最近はこれらの
基板を用いてストリップ導体を形成し、このストリップ
導体を上下にはさむようにして地導体を配置することに
より給電線路を構成する、いわゆるサスペンデット・ト
リプレート方式の線路系が主流となりつつある． 第２図は、このような方式の給電線路系の断面構造を示
したものであり、ストリップ導体（１）は、低誘電率、
低誘ｔＮＡ失の誘電体（４）を介して、通常はそれぞれ
上下の地導体（２）および（３〉の中央付近に配置する
ことによりサスペンデット・トリプレート方式の給電線
路を構威している． また、第３図（ａ）および（ｂ）は、サスペンデット・
トリプレート方式のストリップ導体の終端部の例および
ちょうどこの部分の上に位置する放射スロットの例であ
って、この２つの組合せで右偏波、左偏波など偏波特性
や共振周波数が決められ、これらの条件にかなう電波信
号だけがストリップ導体（１）の終端部（８）に励起さ
れ、給電線路を伝播しコンバーターまで集められる．こ
こで、導体の平面性を保つため、あるいはエッチングに
よるパターン化のためなどにより、通常ストリンブ導体
（１）および少なくとも地導体（２）は、リジット回路
基村ないしフレキシブル回路基材（５）および（６）上
に形成されるのが一般的であった．この場合、導体は基
材との密着性を確保するため１　（ａ）、２　（ａ）、
３　（ａ）のように、その片面が粗化されていた。

第４図は従来のストリップ導体の断面であるが、高周波
電流（１０）は殆んど導体の表面近傍にしか存在しない
ため、片面が従来のように粗化されていると、信号電流
に対する抵抗が増大し、導体損による線路損失が大きか
った。また、従来は少なくとも地導体（２）もしくは（
２）および（３）は、その導体の粗化面がストリップ導
体（１）に対峠するよう配置されていたのであるが、ス
トリップ導体（１）から、アース板である地導体（２）
ないし（３）に向かう電気力線が地導体の粗化面２（ａ
）ないし３（ａ）およびストリップ導体（】）の粗化面
１（ａ）によって不均一になるだけでなく、アースに流
れる電流に対する抵抗が地導体表面の粗化により著しく
増大することにより、線路損失が無視できない程度の大
きさとなっていた． さらに、従来用いられているリジット回路基板やフレキ
シブル回路基板は、これらの基材厚さが数１０μｍない
しｌ．　６　ａｍと厚いだけでなく、導体箔との貼合せ
は接着剤を用いて積層しているため、誘１！損失にもと
づく線路損失も大きく改善が望まれていた． 〔発明が解決しようとする課題〕 本発明は従来技術のこのような欠点に鑑みて種々検討の
結果なされたものであり、その目的とするところはサス
ペンデット・トリプレート方式の平面アンテナに於ける
、低損失な給電線路を提供するにある． 〔課題を解決するための手段〕 すなわち本発明は、受信した信号をコンバーターまで導
くためのストリップ導体と該ストリップ導体を中心に上
下に配置された２つの地導体とよりなる給電線路を基本
要素の一つとし、該地導体のうち一方は放射用スロット
が形成されたサスペンデット・トリプレート方式の平面
アンテナに於いて、前記２つの地導体の平滑面側がそれ
ぞれストリップ導体側に対峙するように配置され、２つ
の地導体およびストリップ導体の両面の表面粗さＲａが
ともに０．３μｍ以下であると共に、ストリップ導体な
らびに少なくとも前記放射用スロットが形成された地導
体は、ポリアミック酸を経由した線状ポリイミド樹脂と
銅箔とを接着剤を使用することなく直接貼り合わせられ
たフレキシブル印刷回路用基板を用いて回路形成された
ものであることを特徴とする平面アンテナである．以下
、本発明にもとづく給電線路構造を図をもとに詳細に説
明する． 第１図は、本発明にもとづくサスペンデット・トリプレ
ート方式の平面アンテナの基本要素の一つとなる給ｉ線
路の断面図であり、ストリップ導体（１）および２つの
地導体（２）、（３）が、低誘電率、低誘電損失な誘電
体（４）を介して、それぞれほぼ等しい距離で保持され
ている．（５）、（６）、（７）はそれぞれ導体（１）
、（２）、（３）を保持する基材であり、２　（ａ）、
３　（ａはそれぞれ導体（２）、（３）の粗化面を、ま
た１　（ｂ）、２　（ｂ）、３　（ｂ）はそれぞれ導体
（１）、（２）、（３）の平滑面をあらわしている． なお、本発明に於いて平滑面とは必ずしも光沢状態を意
味するものでなく、あくまで通常、基材と貼り合わされ
る面の表面粗さより平滑であるとの状態を意味するもの
とする． この図で明らかなように、本発明にもとづくサスペンデ
ット・トリプレート方式の給電線路では、地導体（２）
，（３）の平滑面は、上下ともに、それぞれストリンブ
導体（１）に対峙するよう配置されていることが第１の
特徴である．ついで本発明者らは、第１図に示す構威の
給電線路に於いて、これらの地導体の平滑面およびスト
リンブ導体の両面の表面粗さが、ＪＩＳＩ格Ｂ０６０１
で規定する中心線平均粗さＲ　ａ　０．　３μｍ以下、
更に好ましくは０．２μｍ以下であることが更に重要な
要件であることを見い出したのである．表面粗さがこの
値以上であると、のちに実施例でみるように、線路損失
は顕著には低下せず効果が小さいので好ましくない． なお、地導体については、粗化面は別段平滑性を呈して
いても特性には無関係であって、第１図２（ａ）あるい
は３（ａ）の粗化度は本発明の要件ではない．この場合
、ストリップ導体（１）と勲し 少なくとも椿導体（２）は同じ印刷回路基板で構成する
ことになる． このようなｆｉｌ威で得られたサスベンデント・トリプ
レート方式の給電線路では、第２図に示したような従来
の構造のサスペンデット・トリプレート方式の給電線路
に比較して、ストリップ導体（１）の導体の抵抗が減少
する．ストリップ導体（１）から地厚体に向く電気力線
の分布が均一になる、など導体損低下の理由により、従
来から改善が望まれていた給ｉ！線路の大幅の低損失化
をはかることが可能となる． ついで、本発明に於いては、さらに誘ｔｔｉの倶下によ
り給電線路の低損失化をはかるため、基材の厚さをでき
るだけ薄く、かつ導体箔との間に接着剤を介在させない
構造を実現することが第３の要件である．本発明者らは
このような構造を実現できる回路基板を種々検討した結
果、ポリアミック酸溶液を導体箔上に直接流延塗布し、
徐々に加熱して乾燥、反応を進めて得られた線状ポリイ
ミド樹脂をベースとし、接着剤を介在させることなく、
ポリイよド樹脂フィルムと導体箔とを直接貼り合せた構
造のフレキシブル印刷回路用基板が最適であることを見
出したのである．すなわち、かかる樹脂は１０μｍない
し５０ｕｍの薄い厚みに於いても充分な機械的強度を有
しているだけでなく、接着力が大きいために、接着剤が
なくとも導体箔に対し充分な密着強度を有することがで
き、まことに好ましい．さらに、このフレキシブル印刷
回路用基板は、エッチングによる寸法変化率や耐熱性な
どの点についても、従来用いられているポリエステル基
材のフレキシブル印刷回路用基板に比較して著しく優れ
ており、誘電損失低下の観点からはまさに好通な素材で
ある。

本発明に用いる導体は、アル稟ニウム、銅など、通常プ
リント回路基板として用いられるのであれば何ら悪定す
るものではないが、より低損失化をはかるには、酸化物
含有率の少ない導体がふさわしく、例えば純度９９．９
９％以上の圧延無酸素鋼箔などは好適な材料である． また、ストリップ導体（１〉と地導体（２）、（３）の
間に、これらのスペーサーとして介在させる低誘電率、
低誘電損失の誘電体（４）材料は、空気でもよいし、適
当な発泡倍率をもった合１ｆｔ樹脂製フォームなどを使
用してもよい． また、本発明に於いては基材（５）、（６）、（７）は
必ずしも必要な要件ではなく、導体の平面性や機械的安
定性に支障がないのであれば使用しなくともかまわない
． 以下、本発明の実施例および比較例を説明する．（実施
例１） 精製した無水バラフェニレンジアミン５　９．　４　ｇ
（アミン成分の５５％モル）を、固形分割合がｌ５重量
％になるように無水Ｎ−メチル−２−ピロリドン９０重
量％とトルエン１０重量％の混合溶液で溶解し、ついで
精製した無水３．３’，４．４’−ビスフェニルテトラ
カルボン酸二無水物１　５　８．　５　ｇ（酸或分の５
５モル％）を、系全体を冷却しながら少量ずつ添加した
後、２０゜Ｃで５時間反応した．さらに、精製した無水
４，４゜−ジアミノフエニルエーテル９０．０ｇ（アミ
ン或分の４５モル％）、精製した無水ビロメリット酸二
無水物９ａｉｇ（酸或分の４５モル％）をこの順に撹拌
添加した後、２０゜Ｃで５時間反応させた． このようにして得られたポリアミック酸溶液を、その両
面の表面粗さＲａが０，３μｍで、厚さ５μｍの圧延無
酸素銅箔に、その固形分の厚さが２５μｍになるように
流延塗布し、１００℃から３５０℃まで２時間かけて加
熱してフレキシブル印刷回路用基板を得た． 低誘電率、低誘電損失のスベーサー用誘電体として、独
立気泡を有する発泡ポリエチレンシ一ト（誘電率１．１
）を用い、第１図のように上下２つの地導体用フレキシ
ブル印刷基板の銅箔の平滑面側を、ともにストリップ導
体側に向けてサスペンデットトリプレート方弐のアンテ
ナの給電線路を構戒した。上下の地導体間距離は４圓で
あり、ストリップ導体はこの中央に配置した。

この線路系は特性インピーダンス１００Ωのとき、１２
Ｃ；Ｈｚに於ける線路損失が１．４０ｄＢ／ｍであった
． （実施例２） 銅電極の平滑面のＲａが０．２μｍであったこと以外は
実施例１と同様にして、サスベンデットトリプレート方
式のアンテナの給電線路を構威した．この線路系は特性
インピーダンス１００Ωのとき、１２ＧＨｚに於ける線
路損失が１。３５ｄＢ／ｍであった． （実施例３） 銅電極の平滑面Ｒａが０．　１μｍであったこと以外は
実施例１と同様にして、サスペンデット・トリプレート
方式のアンテナの給電線路を構成した．この線路系は特
性インピーダンス１００Ωのとき、１２ＧＨｚに於ける
線路損失が１．３０ｄＢ／ｍであった． （実施例４） 流延塗布して加熱したあとの基材の厚さが１２．５μｍ
であったこと以外は、実施例１と同じようにして得た給
電系の線路損失は１２ＧＨｚに於いて１．２５ｄＢ／ｍ
であった． （実施例５） 使用したｗ４ｗ１が厚さ２５μｍの電ＭｔＲ箔であった
こと以外は、実施例１と同じようにして得た給電系の線
路損失は１２ＧＨｚに於いて１．　４　３　ｄ　Ｂ／ｍ
であった． （比較例１） 使用したフレキシブル印刷回路用基板が、ポリエステル
系接着剤付きＡｆ／ＰＥＴ　（電極厚２５μｍ，ＰＥＴ
厚６０μｍ）であったこと以外は実施例１と同じように
して得た給電系の線路損失は１２ＧＨｚに於いて２．０
５ｄＢ／ｍであった．（比較例２） 使用したフレキシブル印刷回路用基板が比較例１と同じ
であり、平滑面倒のＲａが０．　２μｍであったこと以
外は、実施例２と同しようにして得た給電系の線路損失
は２．ＯＯｄＢ／ｍであった。

（比較例３） Ｒａが０．４μｍであったこと以外は、実施例ｌと同じ
ようにして得た給電系の給電損失は１２．０ＧＨｚに於
いて１．４５ｄＢ／ｍであった．（比較例４） Ｒａが１μｍであったこと以外は、実施例１と同じよう
にして得た給電系の線路損失は１２．０ＧＨｚに於いて
１．　４　５　ｄ　Ｂ　／　ｍであった．〔発明の効果
〕 本発明にもとづく平面アンテナの給電線路は、従来の構
造のものに比較して低損失であり、高周波数領域の信号
伝達用線路構造として好適である．平面アンテナの給電
線路をこのような構造にして低損失化することによって
、アンテナの効率が向上し、小型化が可能になり、極め
て有用である．

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による平面アンテナの基本要素の一つと
なる給電線路系の断面図、第２図は従来の給電線路系の
断面図で、第３図（ａ）はストリップ導体の終端部の例
、（ｂ）は放射スロットの例を示す図である．また、第
４図は従来のストリップ導体の断面図をあらわす．

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）受信した信号をコンバーターまで導くためのスト
   リップ導体と、該ストリップ導体を中心に上下に配置さ
   れた２つの地導体とよりなる給電線路を基本要素の一つ
   とし、該地導体のうち一方は放射用スロットが形成され
   たサスペンデット・トリプレート方式の平面アンテナに
   於いて、前記２つの地導体の平滑面側がそれぞれストリ
   ップ導体側に対峠するように配置され、２つの地導体お
   よびストリップ導体の両面の表面粗さＲａがともに０．
   ３μｍ以下であると共に、ストリップ導体ならびに少な
   くとも前記放射用スロットが形成された地導体は、ポリ
   アミック酸を経由した線状ポリイミド樹脂と銅箔とを接
   着剤を使用することなく直接貼り合わせられたフレキシ
   ブル印刷回路用基板を用いて回路形成されたものである
   ことを特徴とする平面アンテナ。