JPH0371705A

JPH0371705A - 平面アンテナ

Info

Publication number: JPH0371705A
Application number: JP1208421A
Authority: JP
Inventors: Shintaro Nakahara; 中原　新太郎; Makoto Matsunaga; 誠松永
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1989-08-11
Filing date: 1989-08-11
Publication date: 1991-03-27

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〕この発明は平面アンテナの給電線路に関するものである
。

〔従来の技術〕

従来、この種の装置として、第７図に示す平面アンテナ
があった。この図は沢田、用端及び諸岡著、″″トリプ
レート線路で給電した窓付きマイクロストリップアンテ
ナ″、昭和６３年電子情報通信学４Ｒ秋期全国大会予ｓ
集、　　１９８Ｂ、　ｐｐＢ−１−３９に示されたもの
で、（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図である。図におい
て、（１）は第１０地導体板、（２）は第１の空気層、
（３）は第１の空気層（２）を挾んで第１の地導体板（
１）に対する第１のカプトンフィルム、（４）は＠２の
空気層、（５）は第２の空気層（４）を挾んで第１のカ
プトンフィルム（３）に対する第２のカプトンフィルム
、（６）は第１のカプトンフィルム（３）の第２の空気
層（４）側の面上に形成された中心導体、（７）は中心
導体（３）と同一面上に形成され、中心導体（３）と接
続された放射導体板、（８）は第２のカプトンフィルム
（５）の中心導体（３）に対する面と反対側の面上に形
成された第２の地導体板、（９）は第２のカプトンフィ
ルム（５）および第２の地導体板（８）の放射導体板（
７）と対向する部分に設けられた放射用孔である。

このアンテナは以上のように構成されてお夕。

中心導体（６）は第１の地導体板（１）および第２０地
導体板（８）と共にトリプレート形ストリップ線路を構
成し、中心導体（６）に沿って伝送された電波は放射導
体板（７）に給電され、放射導体板（７）と第１０地導
体板（１）から成る放射素子を励振し、放射導体板（７
）から放射される電波は放射用孔（９）ヲ通じて空間に
放射される。この形式のアンテナでは給電線路金側々の
放射導体板（７）までひきまわす必要があシ。

長い給電線路が必要さなるため、給電損失がアンテナの
他の形式であるパラボラアンテナ等と比較して太きくな
るという問題が生じ、給電損失の低減化がＢ題となって
いた。ここでは、給電線路をトリグレート形ストリップ
線路とすると共に、中心導体（６）と第１の地導体板（
１）しよび第２０地導体板（８）の間を低誘電率でかつ
誘電正接が小さい空気層（２１，（４）とすることによ
りストリップ線路Ｏｕｔ体損の低減を図っている。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のアンテナは以上の工うな構造を有するストリップ
線路で給電回Ｍを構成してｈたので２例えば中心導体（
６）ヲアルミ箔で構成すると、アルミは抵抗率が銅（抵
抗率：　ｔｙｚｘｌｏ　８ａｍ、）と比較して２．７５
Ｘ１０８０ｍと太きいため導体損が大きくなるという問
題点があった。また、中心導体（６）を電解銅箔で構成
した場合も銅箔の表面に細かい凹凸が生じ、高周波では
同様な問題点が発生する。

さらに、第２のカプトンフィルム（５）において、第２
０地導体板（８）が形成されている面が、中心導体（６
）と対向する面の反対側の面であるため、中心導体（６
）と第２の地導体板（８）の間に生じる電界が第２０カ
グトンフイルム（５）ヲ貫き、第２のカプト／フィルム
（５）によジ誘電体損が生じ、給電損失が増加するとい
う問題点があった。

この発明は上記の１うな問題点を解決するためになされ
たもので、給電線路の損失を低減し７′２：平面アンテ
ナを得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係わる平面アンテナにおいては、第１の地導
体板こ、第２０地導体板と、上記第１および第２の地導
体板の中間の所定の位置に両地導体板と絶縁されて配さ
れた圧延金ＲＭからなる中心導体とを備えた構成とした
ものである。

また、第１０地導体板と、誘電体基板と、上記誘電体基
板の一方の面上に形成された第２の地導体板と、上記第
１′ｓ？よび第２の地導体板の中間の所定の位置に両地
導体板と絶縁されて配された中心導体とを備え、上記第
２０地導体板が上記中心導体に面して配置された構成と
したものである。

〔作用〕

上記のようにｍ或された平面アンテナにかいては、中心
導体を圧延金属膜で形成したので１体積抵抗率を小さく
、かつ２表面の凹凸を少なくでき。

導体損が低減される。

また、誘電体基板の一方の面上に形成された第２の地導
体板を中心導体と対向させて配置したので、中心導体と
第２０地導体板の間に生じる電界は誘電体基板を貫かず
、誘電体損が低減される。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例の平面アンテナを示す構成
図でち九（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図でちる。図に
おいて、（１）、　（２）、　（４）、　ｆ７）−（９
ｋｉ第７１ｍＫ示した従来の平面アンテナε同一のもの
であ九（３ａ）は第１の誘電体基板であって、この実施
例ではポリエステルフィルム、　（５ａ）　ｈ第２の誘
電体基板であって、この実施例ではフィルム状の７レキ
シプル基板、　（６ａ）は圧延金属膜からなる中心導体
であって、この実施例では圧延銅箔である。また、ポリ
エステルフィルム（３ａ）の一方の面は第１の空気層（
２）ヲ挾んで第１の地導体板（１）に対してかや、ポリ
エステルフィルム（３ａ）の他方の面には中心導体であ
る圧延銅箔（６ａ）と放射導体板（７）が形成されてカ
タ、放射導体板（７）は圧延銅箔（６ａ）に接続されて
しる。第２の誘電体基板であるフィルム状のフレキシブ
ル基板（５ａ）の一方の面には第２の地導体板（８）が
形成されてカ砂、第２の地導体板（８〉が第２の空気層
（４）を挾んで中心導体である圧延銅箔（６ａ）と対す
るように配置されている。さらに、第２の誘電体基板で
あるフィルム状のフレキシブル基板（５ａ）　ｋよび第
２の地導体板（８）の放射導体板（７）と対向する部分
には所定の寸法の放射用孔（９）が設けられている。

この平面アンテナは以上のように構成されてかシ、中心
導体である圧延銅箔（６ａ）は第１の地導体板（１）お
よび第２０地導体板（８）と共にトリグレート形ストリ
ップ線路七ｍ成し、中心導体である圧延鋼箔（６ａ）に
沿って伝送された電波は放射導体板（７）に給電され、
放射導体板（７）と第１０地導体板（１）から成る放射
素子を励振して直線偏波を発生させ、放射導体板（７）
から放射される電波は放射用孔（９）ヲ通じて空間に放
射される。

ここで、この発明に係わる平面アンテナにかいては、中
心導体を圧延銅箔で形成すると、銅の抵抗率はＬγ２Ｘ
１０−８Ωｍでアルミの抵抗率ｚｙｓｘ１０−８Ωｍ　
に比べると小さく、かつ１表面の凹凸が電解鋼箔に比べ
て少ないため、導体損を低減することができる。例えば
、ストリップ線路の伝送損失ｔ−＋７ング共振器を用い
て測定すると、第１の地導体板（１）と第２の地導体板
（８）の間隔を４ｔｍ、’）ング共振器の中心導体の幅
ｔ−１．７５ｍとした場合。

１１　ＧＨｚ帯にかけるＱ値は、中心導体をアルミ箔で
形成すると５２０．電解銅箔で形成すると４７０゜圧延
銅箔で形成すると５６０となる。このＱ値から伝送損失
は、中心導体がアルミ箔では２１　ｄＢ／’７ＦＬ　＃
電解鋼箔では２．３　ｄＢ／ｍ　、圧延銅箔ではＬ　９
　ｔ５　Ｂ／ｍとなシ、中心導体を圧延銅箔とすること
によシ給電線路の損失を低減する効果がある。

また、この発明に係わる平面アンテナにかいては、フィ
ルム状の７レキシプル基板（５ａ）の第２の地導体板（
８）全形成した面を中心導体である圧延銅箔（６ａ）と
対向させる配置とすると、中心導体である圧延銅箔（６
ＩＬ）と第２０地導体板（８）の間に電界が生じ、フィ
ルム状の７レキシプル基［（５ａ）中を伝搬する電波の
電界が存在しないため、フィルム状の７レキシプル基板
（５ａ）による誘電体損を低減することができる。従っ
て、上記の配置によシ給電線路の損失を低減する効果が
ある。

さらに、この発明に係わる平面アンテナにかいては、第
２の地導体板（８）　Ｈ電流が集中しないため圧延鋼箔
に比べ体積抵抗率が大きいアルミ箔で形成しても伝送損
失の劣化は小さい。アルミ箔は圧延鋼箔に比べ安価であ
るため、第２の地導体板（８）をアルミ箔で形成するこ
とによシ、安価な平面アンテナｔ−構成することができ
る。

なか、上記の実施例に）いては、第１の誘電体基板１に
誘電体損が比較的小さくて安価なポリエステルフィルム
とした例を示したが、これに限らず誘１！率および誘電
正接の小さい材料から選択すれば良く２例えば、四ふつ
化エチレン、ポリイミド。

ポリスチレン、ポリプロビレｙ等があげられる。

また、上記の実施例においては、第２の誘電体基板をフ
ィルム状の７レキシプル基板とした例を示したが、フィ
ルム状のフレキシブル基板は一般にポリエステルやポリ
イミド等で形成されて＞ｐ誘電体損が比較的小さくて安
価であるという利点があるが、これに限るものではない
。

さらに、上記の実施例においては、放射用孔（９）を設
けるためにＷＩ２の地導体板（８）のみならず第２の誘
電体基板であるフィルム状の７レキシプル基板（５＆）
をも切シ欠いた例を示したが、フィルム状のフレキシブ
ル基板を用いた場合には、薄くて誘電体損が比較的小さ
いため電波に対する透過損失は無視でき、フィルム状の
７レキシプル基板（５ａ）は切シ欠かなくても良い。

なか、上記の実施態様は、以下に示す実施例にかいても
適用されるものである。

第２図はこの発明の平面アンテナの第２の実施例を示す
構成図であＪ、（＆）は正面図、（ｂ）は断面図である
。図にかいて、　（２ａ）は第１の発泡誘電体層。

（４ａ）は第２の発泡誘電体層であシ、　（１）、　　
（３ａ）　。

（５ａ）、（Ｓａ）　、　（７）〜（９）は第１図に示
した平面アンテナと同一のものである。

この実施例にかいても、上記実施例と同様の効果を有す
る。さらに、この実施例にかいては、第１図に示した実
施例における第１および第２の空気層（２１，（４１を
発泡誘電体で充填したものであシ。

ポリエステルフィルム（＋ａ）およびフィルム状の７レ
キシプル基板（５ａ）の支持を容易にする効果がある。

なか１発泡ポリエチレン等の発泡誘電体は低誘電率で、
かつ誘電正接が小さいため、誘電体積はほこんど問題に
ならない。

第３図はこの発明の平面アンテナの第３の実施例を示す
構成図であ、り、（ａ）は正面図、　（ｂ）は断面図で
ある。図にかいて、（Ｌｌは放射導体板（７）に設けら
れた凹部、ａＤは放射導体板（７）に設けられた凸部で
あ、り、（１１〜（９）は第１図に示した平面アンテナ
と同一のものである。なか、この実施例はこの発明に係
わる円偏波を発生する平面アンテナ金示すものであｐ、
放射導体板（７）は円板の中心ｏ’１通るこの円板上の
直線ｘ　＝−ｘ’と円周が交差する部分に凹部（ＩＩが
設けられ、かつ、直線ｘ−ｘ’と直交し、Ｏを通る上記
円板上の第２の直線Ｙ−Ｙ’と円周が交差する部分に凸
部ａわが設けられた形状でちゃ、中心導体である圧延鋼
箔（６ａ）は直線ｘ−ｘ’及び直線Ｙ−Ｙ’とそれぞれ
約４５度の角度金なし、Ｏを通る上記円板上の直線上の
点Ｆで放射導体板（７）と接続されている。従って、中
心導体である圧延銅箔（６ａ）に沿って伝送された電波
は放射導体板（７）に給電され、放射導体板（７）と第
１０地導体板（１）から成る放射素子全励振して円偏波
を発生させ、放射導体板（７）から放射される電波は放
射用孔（９）を通じて空間に放射されゐ。

次に２円偏波の発生について説明する。一般的にこの１
５な平面アンテナにおいては、原理的には、放射導体板
（７）に凹部ａｌまたは凸５ａｎのどちらか一方を設け
れば９円偏波を得ることができることは知られている。

以下に凹部α０または凸部旧）の面積Δ日と散剤導体板
（７）の面積ＳＯ比を示す。

△Ｓ１８　　　ＱｏＸｌを但し、　ＱＱは放射導体板（７）のＱ値。

Ｘ１１は基本モードの固有値で１．８４ここで、この実
施例のように給電線路の損失を低減するために、低誘電
率の誘電体基板に放射導体板（７）音形成する場合には
、放射導体板（７）のＱ値ＱＯが小さくなシ、凹部０ま
ｆｃｔｊ：凸部α１）の面積△Ｓを大きくする必要があ
る。そうすると、入力インピーダンスの周波数特性が大
きくなシ、良好な反射特性が得られる周波数帯域が狭く
なる。この実施例では、放射導体板（７）に四部０１と
凸部Ｕの両方を共に設けて９凹部（ｌＩと凸部（ＬＤの
それぞれの面積を小さ（シ、入力インピーダンスの周波
数特性會小サクシたので、広い周波数帯域にわたって良
好な反射特性が得られる効果がある。なお、この実施例
に＞ｈでも、上記第１図に示した実施例り同様Ｏ効果音
響する。

第４図はこの発明の平面アンテナの第４の実施例を示す
構成図であり（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図である。

なか、第４図はこの発明の平面アンテナ金複数個並べて
給電する構造の平面アンテナの一例を示すものである。

図にかいて、（１）〜（９）は第２図と同一のものであ
シ、放射用孔（９）は第２の地導体板（８）にのみ設け
られている。

この発明の平面アンテナにかいては、上記第２図に示し
た実施例と同様の効果音響し、給電線路が複数個の放射
導体板（７）のそれぞれの位置まで引き回されるため、
給電損失の低減効果はさらに大きい。

第５図はこの発明の平面アンテナの第５の実施例金示す
構成図でる５、（ａ）Ｆｉ正面図＊　（′ｂ）は断面図
である。図にかいて、（１）〜（９）は第４図と同一の
ものである。なか、第５図はこの発明の平面アンテナを
複数個差べて給電する構造の平面アンテナのまた別の例
を示すもので１、放射導体板（７）を第３図に示した形
状のものこし２円偏波を得られる構成としたものであタ
、上記第３図に示した実施例と同様の効果を有する。さ
らに、この発明の平面アンテナにおいては、上記第４図
に示した実施例と同様の効果も有することＦｉ言うまで
もない。

第６図は、この発明の平面アンテナの第６の実施例を示
す側面断面図であ夕、　（１３は第１の地導体板（１）
、中心導体である圧延銅箔（６ａ）　、放射導体板（７
）カよび第２の地導体板（８）の表面に設けた保護膜で
アう、ここではポリエチレンフィルム、　（１１−（９
）は第１図と同一のものである。

ここでは、第１０地導体板（１）、中心導体である圧延
銅箔（６ａ）、放射導体板（７）カよび第２の地導体板
（８）の表面に保護膜α３を設けることにより、これら
導体の腐蝕レエび錆による導体損の増加を防ぐことがで
きる効果がある。また、ポリエチレンは誘電率が２３と
低く、かつ誘電正接が１ｌｏｏｎｓ以下と小さいため、
保護膜ａ３を設けても誘電体損による伝送損失の劣化は
ほとんど無く、給電損失の低減の効果がある。

なお、保護Ｍはポリエチレンフィルム（１２に限るもの
ではなく、これと同等の特性のものであれば良い。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によれば、トリプレート形ストリ
ップ線路から成る給電線路にかいて、中心導体を圧延金
属膜で形成すること、また、誘電体基板の一方の面に形
成された第２の地導体板を中心導体に面して配置させる
ことによシ給電線路の損失を低減した平面アンテナを得
られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の平面アンテナを示す構成
図、第２図はこの発明の第２の実施例の平面アンテナを
示す構成図、第３図はこの発明の第３の実施例の平面ア
ンテナを示す構成図、第４図はこの発明の第４の実施例
の平面アンテナを示す構成図、第５図はこの発明の第５
の実施例の平面アンテナを示す構成図、第６図はこの発
明の第６の実施例の平面アンテナを示す構成断面図、第
１図は従来の平面アンテナを示す構成図である。図にかいて、Ｃ１）は第１０地導体板、（２）Ｆｉ第１
の空気層、　（２ａ）は第１の発泡誘電体層、（３）は
第１のカプトンフィルム、　（３−）はポリエステルフ
ィルム。（４）は第２の空気層、　（４ａ）は第２の発泡誘電体
層。（５）は第２のカプトンフィルム、　（５ａ）はフィル
ム状のフレキシブル基板、（６）は中心導体、　（６，
）は圧延銅箔、（７）は放射導体板、（８）は第２０地
導体板、（９）は放射用孔、ａｌは凹部、ａｌｌは凸部
、　１３はポリエチレンフィルムである。なか、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　第１の地導体板と、第２の地導体板と、上記第
１および第２の地導体板の中間の所定の位置に両地導体
板と絶縁されて配された圧延金属膜からなる中心導体と
を備えたことを特徴とする平面アンテナ。
（２）　第１の地導体板と、誘電体基板と、上記誘電体
基板の一方の面上に形成された第２の地導体板と、上記
第１および第２の地導体板の中間の所定の位置に両地導
体板と絶縁されて配された中心導体とを備え、上記第２
の地導体板が上記中心導体に面して配置されていること
を特徴とする平面アンテナ。