JPH04154303A

JPH04154303A - トリプレート型平面アンテナ

Info

Publication number: JPH04154303A
Application number: JP27994590A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Ota; 雅彦太田; Hironobu Ishizaka; 裕宣石坂
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd
Current assignee: Resonac Corp
Priority date: 1990-10-18
Filing date: 1990-10-18
Publication date: 1992-05-27
Anticipated expiration: 2015-03-21
Also published as: JP3024197B2

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）本発明はトリプレート型平面アンテナに係り、特にマイ
クロ波帯の送受信に用いられるトリプレト型平面アンテ
ナに関する。

（従来の技術）平面アンテナのアンテナ効率を高める手段として、例え
ば昭和６３年電子情報通信学会全国大会予稿Ｂ−３９ｒ
）リブ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」に、トリプレート線路を用いて給電線路の低
温損失化を図ったトリプレト型平面アンテナが開示され
ている。

この種のアンテナの基本構成は第６図（ａ）に示すよう
に地導体１とスロット３が形成された地導体１′との間
に、誘電体１．１′を介して放射素子４と給電線路５と
か形成されており、同図（ｂ）に示すようにスロット３
が放射素子４より大きく形成されている。

（本発明か解決しようとする課題）しかし、上記のように構成された平面アンテナでは給電
線路５の放射損を抑制することは可能であるが、放射素
子４から放射された電力は第７図に示すようにその上方
のスロット３から直接放射されるのみならず地導体１，
１′間を伝播して、そのスロット３と隣接するスロット
３や基板周囲から放射され不要放射を招いていた。

このため、第８図に示すように指向性に乱れを生じ、相
対利得（利得効率）が低下するという問題点があった。

また、この種のアンテナをアレー化するには第９図に示
すように正方配列とするのが一般的であるが、ｘ、　　
ｙ方向のスロットの配設間隔（以下、スロット間隔とい
う）ｄに対して、±４５度斜め方向のスロット間隔ｄ′
がＪ７２ｄとなるので、Ｘ。

ｙ方向のスロット間隔ｄと、±４５度斜め方向のスロッ
ト間隔ｄ′との双方が利得としてプラスに寄与するため
に、次表に示すようにｘ、ｙ方向のスロット間隔ｄを０
．６〜０．７　λＯと狭くしなければならなかった。

さらに、その配設間隔ｄを狭くすることにより配線スペ
ースが制約され、トリプレート給電線路の放射損抑制効
果が小さくなるので、高効率化が達成できなくなり、ス
ロット寸法によってはアレ化が困難となることもあった
。

そこで、本発明は以上のような問題点に鑑みなされたも
ので、不要放射による利得低下がなく、またスロット間
隔か制限を受けることのない高効率なトリプレート型平
面アンテナを提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段）上記課題を解決するため、本発明は第１図（ａ）（ｂ）
に示すように地導体１上に誘電体２を介して放射素子４
を設置し、その上に複数のスロット３か形成された地導
体１′をそのスロット３が上記放射素子４上に位置する
ように誘電体２′を介して設置したトリプレート型平面
アンテナにおいて、隣接する上記スロット３の内、スロ
ット間隔が上記放射素子４から放射される電力の波長を
超えるものについて、その下方の放射素子４の中心から
上記波長の０．６〜１．０倍の位置で且つ上記２つの地
導体１，１′間に電力反射用の金属導体６を設けたこと
を特徴とするものである。

（作用）本発明では第１図（ａ）、　　（ｂ）に示すように隣接
するスロット３の内、スロット間隔が放射素子４から放
射される電力の波長を超えるものについて、電力反射用
の金属導体６を放射素子４から放射される電力の波長の
０．６〜１６０倍の位置で且っ上記２つの地導体１．１
′間に設けたので、その金属体６により反射され隣接す
るスロット３から放射される電力の位相は放射素子４上
部のスロット３から直接放射される電力の位相とほぼ同
相となり、利得としてプラスに寄与する。

これは、第２図に示すように互いに隣接するスロット３
においてはその影響か配設間隔ｄによって変化し、その
スロット間隔ｄを自由空間における波長λ○て正規化し
たｄ／λＯの値が０．６〜１０の時には、放射素子４上
部のスロット３から直接放射される電力の位相と、その
スロット３と隣接するスロット３から放射される電力の
位相とがほぼ同相となり、その隣接するスロットから放
射される電力がプラスに寄与するからである。

これに対し、上記ｄ／λ○の値が１．１〜１．５の時は
放射素子４上部のスロット３から直接放射される電力の
位相と、そのスロット３と隣接するスロット３から放射
される電力の位相とがほぼ逆相となり、その隣接するス
ロットから放射される電力がマイナスに作用する。

（実施例）以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第３図は本実施例のトリプレート型平面アンテナの構造
を示す分解平面図で、地導体１上に誘電体２を介してア
ンテナ回路板７が設置されており、そのアンテナ回路板
７には放射素子４が１６個正方配列で配列されると共に
、その放射素子４を接続する給電線路５が形成されてい
る。そしてミそのアンテナ回路板７上に複数のスロット
３が形成された地導体１′をそのスロット３が上記放射
素子４上に位置するように誘電体２′を介して設置して
トリプレート型平面アンテナが構成される。

本実施例のトリプレート型平面アンテナでは、スロット
３は正方形状で、且つスロット間隔ｄで地導体１′に正
方配列されてアレー化されている。

そして、本実施例ではスロット間隔ｄの違いによる比較
実験を行うため、ｘ、　　ｙ方向のスロット間隔ｄをｄ
　＝１５（０，６λｏ　）、Ｈ，５（０，７λｏ）　、
　２０（０，８λｏ）　、　　２２．５（０，９λｏ）
　、　　２５（１，０λｏ）ｍｍとし、それぞれについ
てアンテナ回路板７を構成しておく。

また、本実施例のトリプレート型平面アンテナでは、Ｘ
、ｙ方向のスロット間隔ｄに対し、±４５度斜め方向に
隣接するスロット間隔ｄ′はｐ（−，１，４）　ｄとな
るので、ｘ、　　ｙ方向に隣接するスロット３から放射
される電力と、同方向に対し±４５度斜め方向に隣接す
るスロット３から放射される電力との双方が利得として
プラスに寄与するように、地導体１，１′のそれぞれに
各放射素子４の中心からｘ、　　ｙ方向に対し±４５度
斜め方向で、且つ放射素子４から放射される電力の波長
λ０の０．６〜１．０倍の位置に導線挿入穴８．８′を
形成し、その導線挿入穴８，８′に電力反射用の金属導
体として銅線６を挿入する。

また、放射素子４への給電は給電線路５の端部に特性イ
ンピーダンス５０Ωのコネクタの芯線を接触させ、地導
体１，１′　とそのコネクタの外導体とを導電性のテー
プで電気的に接続して行うものとする。

なお、上記地導体１．１′　として厚さ１闘のアルミ板
を使用し、地導体１のスロット３を１３Ｘ１３ｍｍの正
方形とし、誘電体２，２′　として比誘電率かほぼ１に
近い発泡ポリエチレンで厚さが２ｍｍのものを使用する
。また、アンテナ回路板７には厚さ３５ｍｍのポリイミ
ドフィルムに厚さ３５μｍの銅箔をラミネートしたもの
を使用し、エツチングにより放射素子４と給電線路５を
形成する一方、銅線６には直径０　、５ｍｍのものを使
用し、放射素子４にはｔｏｘｔｏ闘の方形とし、−点給
電で直線偏波アンテナを構成する。

次に、以上のように構成されたトリプレート型平面アン
テナ回路板において、放射素子４に使用周波数１１．８
５ＧＨｚの電力を供給して試験を行う。

すると、放射素子４は電力を放射し、その電力はその上
方のスロット３から放射されるのみならす、地導体１，
１′間を伝播して、そのスロット３とｘ、ｙ方向あるい
は同方向に対し±４５度斜め方向に隣接するスロット３
から放射される。

その際、ｘ、　　ｙ方向に隣接するスロット３では同方
向のスロット間隔ｄが放射素子から放射される電力の波
長λ○の０．６〜１．０倍なので、ｘ、ｙ方向に隣接す
るスロット３から放射される電力の位相は放射素子４上
部のスロット３から直接放射される電力の位相とほぼ同
相となり、第２図に示すようにその電力に利得としてプ
ラスに寄与する。

一方、ｘ、　　ｙ方向に対し±４５度斜め方向に隣接す
るスロット３では、Ｘ、ｙ方向のスロット間隔ｄが０．
７λ０を超えると、その±４５度斜め方向のスロット間
隔ｄ′かほぼ１．０　　（＝０．７　ｘ、Ｑ　）　　λ
０１つまり波長λＯを超えることになる。

しかし、本実施例では±４５度斜め方向に隣接するスロ
ット３間には上記波長λ○の０．６〜１．０倍の位置に
金属導体６が設けられているので、地導体１．１′間を
このｘ、　　ｙ方向に対し±４５度斜め方向に伝播する
電力はこの金属導体６により反射されて位相が調整され
、その位相が放射素子４上部のスロット３から直接放射
される電力の位相とほぼ同相となり、その電力に利得と
してプラスに寄与する。

このため、本実施例によれば第４図に示す実験結果から
も明らかなように、Ｘ、ｙ方向のスロット間隔ｄが２０
（０，８スＯ）ｍｍ、２２．５（０，９λｏ）、２５（
１，０λｏ）ｍｍで、同方向に対し±４５度斜め方向の
スロット間隔ｄ′が波長λ０を超える時でも、金属導体
を設けていない場合と比較して、その±４５度方向へ伝
播する電力の不要放射による悪影響がなくなり、利得低
下を生じることなく高効率なものとなる。

したかって、この種のアンテナをアレー化するため放射
素子４を正方配列とした場合、従来では前述したように
ｘ、　　ｙ方向の隣接スロット間隔ｄを０．６〜０．７
λ０としなければならなかったが、本実施例では金属導
体６を上記所定の位置に設けたことにより、ｘ、　　ｙ
方向の隣接するスロット間隔ｄを０．７λ０より大きい
０．８〜１．０λｏ程度まで広げても、利得低下を生じ
ないよう±４５度斜め方向の隣接スロットからの不要放
射による悪影響をなくすことができる。

その結果、本実施例によれば配設間隔の制約がなく、ま
た利得低下のない高効率なトリプレート型平面アンテナ
を実現することができる。

なお、第５図（ａ）、　　（ｂ）に他の実施例を示すが
、この実施例は地導体１．１′間の上述の所定位置に新
たに金属導体６を取り付ける代わりに、地導体１．１′
をアルミダイキャスト製とし、第１実施例の金属導体６
と同等の位置にその地導体１．１′　と一体成型により
断面正方形の金属導体６を設けたものである。

そして、本実施例によっても上記実施例と同様に、ｘ、
　　ｙ方向に対し±４５度斜め方向に隣接するスロット
から放射される電力が利得としてプラスに寄与し不要放
射による利得低下がなくなるので、スロット間隔が制約
されることない高効率なトリプレート型平面アンテナを
実現するという効果が得られる。

（発明の効果）以上説明したように、本発明では隣接するスロットの内
、スロット間隔が放射素子から放射される電力の波長を
超えるものについて、その下方の放射素子の中心から上
記波長の０．６〜１．０倍の位置で且つ２つの地導体間
に電力反射用の金属導体を設けたので、放射素子から放
射される電力の波長を超えるスロット間の地導体間を伝
播する電力はその金属導体により反射されて、その位相
が放射素子上部のスロットから直接放射される電力の位
相とほぼ同相となり、隣接するスロットから放射される
。

このため、隣接するスロットから放射される電力が利得
としてプラスに寄与し不要放射による利得低下がなくな
るので、スロット間隔が制約されることない高効率なト
リプレート型平面アンテナを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、　　（ｂ）は本発明のトリプレート型ア
ンテナを示す平面図および断面図、第２図は本発明によ
る隣接スロット同士の利得相関図、第３図は本発明の一
実施例を示す分解平面図、第４図は本実施例による１６
素子直線偏波の特性を示す特性図、第５図（ａ）、　　
（ｂ）は本発明の他の実施例を示す平面図および断面図
、第６図（ａ）。（ｂ）は従来のトリプレート型アンテナを示す断面図お
よび平面図、第７図は同アンテナにおける不具合を示す
断面図、第８図は同アンテナにおける相対利得を示す特
性図、第９図は放射素子をアレー化した場合のスロット
の正方配列を示す平面図である。１．１′・・・地導体２．２′、２”・・・誘電体３．３′　・・・スロット４・・・放射素子６・・金属導体（銅線）（ａ）（ｂ）〔（）〕第図第図〔ｄ／／。〕第図（ａ）（ｂ）（ａ）（ｂ）第図第図第図

Claims

【特許請求の範囲】１、地導体上に誘電体を介して放射素子を設置し、その
上に複数のスロットが形成された地導体をそのスロット
が上記放射素子上に位置するように誘電体を介して設置
したトリプレート型平面アンテナにおいて、隣接する上記スロットの内、スロット間隔が上記放射素
子から放射される電力の波長を超えるものについて、そ
の下方の放射素子の中心から上記波長の０．６〜１．０
倍の位置で且つ上記２つの地導体間に電力反射用の金属
導体を設けたことを特徴とするトリプレート型平面アン
テナ。