JPH0363241B2 - - Google Patents

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JPH0363241B2
JPH0363241B2 JP11202682A JP11202682A JPH0363241B2 JP H0363241 B2 JPH0363241 B2 JP H0363241B2 JP 11202682 A JP11202682 A JP 11202682A JP 11202682 A JP11202682 A JP 11202682A JP H0363241 B2 JPH0363241 B2 JP H0363241B2
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JP
Japan
Prior art keywords
radiating element
strip line
strip
dielectric substrate
strip lines
Prior art date
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Application number
JP11202682A
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Japanese (ja)
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JPS594206A (en
Inventor
Masao Sugita
Kyohiko Ito
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Publication of JPS594206A publication Critical patent/JPS594206A/en
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Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04Resonant antennas
    • H01Q9/0407Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H01Q9/0428Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna radiating a circular polarised wave
    • H01Q9/0435Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna radiating a circular polarised wave using two feed points

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、誘電体基板上に設けられた導体膜に
よつて放射素子と給電用のストリツプ線路を形成
した、いわゆるマイクロストリツプ構造の円偏波
アンテナに関する。
Detailed Description of the Invention [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a circular microstrip structure in which a radiating element and a power feeding strip line are formed by a conductor film provided on a dielectric substrate. Regarding polarized antennas.

〔発明の技術的背景とその問題点〕[Technical background of the invention and its problems]

従来のこの種のマイクロストリツプ円偏波アン
テナは、一般に第1図a,bに示すように構成さ
れている。即ち誘電体基板1上に方形状導体膜か
らなる放射素子2と90゜ハイブリツドカプラ4お
よび2本のストリツプ線路5,6が被着形成され
ており、90゜ハイブリツドカプラ4の一方の端子
には無反射終端器8が取付けられ、また90゜ハイ
ブリツドカプラ4の出力側とストリツプ線路5,
6との間に整合回路9が挿入されている。なお、
誘電体基板1の裏面には接地導体膜7が被着形成
されている。
A conventional microstrip circularly polarized antenna of this type is generally constructed as shown in FIGS. 1a and 1b. That is, a radiating element 2 made of a rectangular conductive film, a 90° hybrid coupler 4, and two strip lines 5 and 6 are formed on a dielectric substrate 1, and one terminal of the 90° hybrid coupler 4 has a A non-reflection terminator 8 is installed, and the output side of the 90° hybrid coupler 4 and the strip line 5,
A matching circuit 9 is inserted between 6 and 6. In addition,
A ground conductor film 7 is formed on the back surface of the dielectric substrate 1 .

このアンテナでは、給電端3から信号を入れる
と90゜ハイブリツドカプラ4から振幅が等しく位
相の90゜ずれた2つの出力が整合回路9を介して
ストリツプ線路5,6に供給されるが、それぞれ
のストリツプ線路5,6は放射素子2の隣接した
辺の中央部に接続されているため、放射素子2上
にはストリツプ線路5により励振される電流とス
トリツプ線路6により励振される電流が互いに直
交して流れることにより、放射素子2上に円偏波
が励振される。
In this antenna, when a signal is input from the feed end 3, two outputs from the 90° hybrid coupler 4 with equal amplitude and a phase shift of 90° are supplied via the matching circuit 9 to the strip lines 5 and 6. Since the strip lines 5 and 6 are connected to the center of adjacent sides of the radiating element 2, the current excited by the strip line 5 and the current excited by the strip line 6 are orthogonal to each other on the radiating element 2. As a result, circularly polarized waves are excited on the radiating element 2.

しかしながら、このような円偏波アンテナで
は、放射素子2およびストリツプ線路5,6以外
に90゜ハイブリツドカプラ4、無反射終端器8、
整合回路9等が必要となり、1つの素子に対して
必要とする面積が大きくなつてしまう。この結
果、コスト高になるばかりでなく、損失が増大
し、良好な特性が得にくい。またアレイアンテナ
を構成する際に、放射素子の設計位置が大きな制
約を受けてしまう等の製作上の難点もあつた。
However, in such a circularly polarized antenna, in addition to the radiating element 2 and the strip lines 5 and 6, a 90° hybrid coupler 4, a non-reflection terminator 8,
A matching circuit 9 or the like is required, and the area required for one element becomes large. As a result, not only does the cost increase, but the loss also increases, making it difficult to obtain good characteristics. Furthermore, when constructing an array antenna, there were also manufacturing difficulties, such as the design position of the radiating element being subject to significant restrictions.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は、小型、安価で特性的にも良好
で、さらにアレイ化にも適したマイクロストリツ
プ円偏波アンテナを提供することである。
An object of the present invention is to provide a microstrip circularly polarized antenna that is small, inexpensive, has good characteristics, and is suitable for array formation.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明は、給電端からT分岐を介して90゜の位
相差を持つ電流が流れるように2本のストリツプ
線路を分岐させ、これらのストリツプ線路を放射
素子の対向する2辺に近接して形成して放射素子
に分布結合させ、さらにこれらのストリツプ線路
の終端を誘電率を考慮した波長をλgとしたと
き、λg/4の長さの差を設けて開放させるか、
もしくは一方の終端を短絡することによつて、円
偏波が放射されるようにしたものである。
In the present invention, two strip lines are branched so that a current with a phase difference of 90 degrees flows from the feed end through a T-branch, and these strip lines are formed close to two opposing sides of a radiating element. If the wavelength considering the dielectric constant is λg, then the terminal ends of these strip lines should be opened with a length difference of λg/4, or
Alternatively, circularly polarized waves can be emitted by short-circuiting one end.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によるマイクロストリツプ円偏波アンテ
ナでは、誘電体基板上に設けられる要素は基本的
に放射素子およびストリツプ線路と簡単なT分岐
のみでよく、また無反射終端器も不要なので、小
型かつ安価となる。また、これに伴い電気的損失
が少なくなり、特性の向上を図ることができる。
さらに、スペースフアクタの向上により放射素子
の位置の制約が少なくなるので、アレイアンテナ
を実現する場合も製作上有利となる。
In the microstrip circularly polarized antenna according to the present invention, the elements provided on the dielectric substrate basically only need to be a radiating element, a strip line, and a simple T-branch, and there is no need for a non-reflective terminator, so it is small and It will be cheaper. Further, electrical loss is reduced accordingly, and characteristics can be improved.
Furthermore, since the improvement in the space factor reduces restrictions on the position of the radiating elements, it is advantageous in manufacturing when realizing an array antenna.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

第2図は本発明の一実施例を示すもので、誘電
体基板11上に方形状導体膜からなる放射素子1
2とT分岐14およびマイクロストリツプ線路1
5,16が被着形成されている。13は給電端で
ある。また誘電体基板11の裏面には、接地導体
膜17が被着形成されている。
FIG. 2 shows an embodiment of the present invention, in which a radiating element 1 made of a rectangular conductive film is placed on a dielectric substrate 11.
2 and T branch 14 and microstrip line 1
5 and 16 are formed by adhesion. 13 is a power feeding end. Further, a ground conductor film 17 is formed on the back surface of the dielectric substrate 11 .

ストリツプ線路15,16は放射素子12の対
向する辺に近接して形成され、放射素子12と分
布結合している。ここでストリツプ線路15,1
6の終端は、使用周波数において誘電体基板11
の誘電率を考慮した波長、つまり誘電率により与
えられる波長短縮率を考慮した波長をλgとした
とき、λg/4の長さだけずらせて開放されてい
る。またストリツプ線路15,16のT分岐14
から放射素子12までの部分の長さは誘電体基板
11の誘電率を考慮して、両ストリツプの線路1
5,16を流れる電流の位相差が90゜になるよう
に異ならせてある。また、放射素子12の形状は
一辺の長さをλg/2とする正方形となつてい
る。
The strip lines 15 and 16 are formed close to opposite sides of the radiating element 12 and are distributed coupled to the radiating element 12. Here, the strip line 15,1
6 is connected to the dielectric substrate 11 at the operating frequency.
When λg is the wavelength in consideration of the dielectric constant of , that is, the wavelength in consideration of the wavelength shortening rate given by the dielectric constant, the opening is shifted by a length of λg/4. Also, the T branch 14 of the strip lines 15 and 16
The length from the line 1 to the radiating element 12 is determined by considering the dielectric constant of the dielectric substrate 11.
The phase difference between the currents flowing through the currents 5 and 16 is 90°. Further, the shape of the radiating element 12 is a square with a side length of λg/2.

この円偏波アンテナの動作を説明する。給電端
13より入つた入力信号は、T分岐14により等
振幅が同相でストリツプ線路15,16に分配さ
れる。ここでストリツプ線路15側においては、
点Fから放射素子12側を見たインピーダンスが
T分岐14側を見たインピーダンスと整合するよ
うに放射素子12とストリツプ線路15との間の
間隔およびストリツプ線路15の幅を選ぶと、ス
トリツプ線路15と放射素子12との結合が誘導
性結合になり、ストリツプ線路15の放射素子1
2との結合部分の中央Aが電流最大となる。この
とき第3図aに示すようにストリツプ線路15と
平行な方向の電流I1が放射素子12上に励振さ
れ、電界は放射素子12のストリツプ線路15と
直交している辺と接地導体膜17間に発生する。
The operation of this circularly polarized antenna will be explained. An input signal input from the feed end 13 is distributed by a T branch 14 to strip lines 15 and 16 with equal amplitude and in phase. Here, on the strip line 15 side,
If the interval between the radiating element 12 and the strip line 15 and the width of the strip line 15 are selected so that the impedance seen from point F on the radiating element 12 side matches the impedance seen on the T-branch 14 side, the strip line 15 The coupling between the strip line 15 and the radiating element 12 becomes inductive coupling,
The current is maximum at the center A of the connecting portion with 2. At this time, as shown in FIG . Occurs between.

一方、ストリツプ線路16側においてはストリ
ツプ線路16がストリツプ線路15の開放端に対
応する点Gから放射素子12より遠ざかる方向に
λg/4延長した点で開放になつているためスト
リツプ線路15の開放端に対応する点Gで電流最
大になる。したがつて、ストリツプ線路16の放
射素子12との結合している部分の中央Bが電圧
最大となる。このときストリツプ線路16と放射
素子12との結合は容量結合となるため、第3図
bに示すようにストリツプ線路16と直交する方
向の電流I2が放射素子12上に励振され、電界は
放射素子12のストリツプ線路16と平行な辺と
接地導体膜17間に発生する。そしてこの電界
は、ストリツプ線路16のT分岐14からの距離
が位相90゜に相当する長さだけストリツプ線路1
5より長くなつているので、その位相が第2図a
での電界より90゜遅れている。このようにストリ
ツプ線路15,16によつて放射素子12上に励
振される電流はそれぞれ方向が直交し、また振幅
が等しく、位相が90゜ずれているので、放射素子
12から円偏波が放射されることになる。
On the other hand, on the strip line 16 side, the strip line 16 is open at a point extended by λg/4 in the direction away from the radiating element 12 from point G corresponding to the open end of the strip line 15, so the open end of the strip line 15 is The current reaches its maximum at point G corresponding to . Therefore, the voltage is maximum at the center B of the portion of the strip line 16 that is coupled to the radiating element 12. At this time, since the coupling between the strip line 16 and the radiating element 12 becomes capacitive coupling, a current I2 in a direction perpendicular to the strip line 16 is excited on the radiating element 12, as shown in FIG. 3b, and the electric field is radiated. This occurs between the side of the element 12 parallel to the strip line 16 and the ground conductor film 17. This electric field is applied to the strip line 1 by a distance corresponding to a phase of 90° from the T branch 14 of the strip line 16.
5, so its phase is shown in Figure 2 a.
It lags behind the electric field by 90°. In this way, the directions of the currents excited on the radiating element 12 by the strip lines 15 and 16 are perpendicular to each other, the amplitudes are equal, and the phases are shifted by 90 degrees, so that circularly polarized waves are radiated from the radiating element 12. will be done.

本発明は種々変形して実施が可能で、例えばス
トリツプ線路15と16にλg/4の長さの差を
設ける代りに、両線路を同じ長さとし、一方の線
路の終端を短絡しても全く同様の結果が得られ
る。
The present invention can be implemented with various modifications. For example, instead of providing a length difference of λg/4 between the strip lines 15 and 16, both lines may be made the same length, and the terminal end of one line may be short-circuited. Similar results are obtained.

また、本発明をアレイアンテナに適用する場合
は、例えば放射素子を2本のストリツプ線路の間
に誘電体基板のλgの間隔で配置すればよい。勿
論ストリツプ線路を3本以上平行に配列し、それ
らの間に放射素子を配置してもよい。
Further, when the present invention is applied to an array antenna, for example, a radiating element may be arranged between two strip lines at an interval of λg of the dielectric substrate. Of course, three or more strip lines may be arranged in parallel and the radiating element may be arranged between them.

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

第1図a,bは従来のマイクロストリツプ円偏
波アンテナの平面図およびX−X′矢視断面図、
第2図a,bは本発明の一実施例に係るマイクロ
ストリツプ円偏波アンテナの平面図およびX−
X′矢視断面図、第3図a,bは同実施例の動作
を説明するための各ストリツプ線路に対応する放
射素子上の電流方向を示す図である。 11……誘電体基板、12……放射素子、13
……給電端、14……T分岐、15……ストリツ
プ線路、16……ストリツプ線路、17……接地
導体膜。
Figures 1a and b are a plan view and a cross-sectional view taken along the line X-X' of a conventional microstrip circularly polarized antenna;
Figures 2a and 2b are a plan view and an X-
The X' arrow sectional view and FIGS. 3a and 3b are diagrams showing the current direction on the radiating element corresponding to each strip line for explaining the operation of the same embodiment. 11... Dielectric substrate, 12... Radiation element, 13
...Feeding end, 14...T branch, 15... Strip line, 16... Strip line, 17... Ground conductor film.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 誘電体基板上に方形状導体膜からなる放射素
子を形成するとともに、給電端からT分岐を介し
て90゜の位相差を持つ電流が流れるように分岐さ
れた2本のストリツプ線路を前記放射素子の対向
する2辺に近接して形成して放射素子に分布結合
させ、これらのストリツプ線路の終端を前記誘電
体基板の誘電率を考慮した波長をλgとしたとき
λg/4の長さの差を設けて開放させるか、もし
くは一方の終端を短絡したことを特徴とするマイ
クロストリツプ円偏波アンテナ。
1. A radiating element made of a rectangular conductive film is formed on a dielectric substrate, and two strip lines branched so that a current with a phase difference of 90° flows from the feeding end via a T-branch are connected to the radiating element. They are formed close to two opposing sides of the element and distributed coupled to the radiating element, and the ends of these strip lines have a length of λg/4, where λg is the wavelength considering the dielectric constant of the dielectric substrate. A microstrip circularly polarized antenna characterized by being either open with a difference or short-circuited at one end.
JP11202682A 1982-06-29 1982-06-29 Microstrip circular polarized wave antenna Granted JPS594206A (en)

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JPS645620A (en) * 1987-06-27 1989-01-10 Furukawa Aluminium Production of seamless extruding hollow stock
US6292140B1 (en) * 1999-11-03 2001-09-18 Hypres, Inc. Antenna for millimeter-wave imaging and bolometer employing the antenna
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JPS594206A (en) 1984-01-11

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