JPH04172703A - マイクロストリップアンテナ - 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、地導体と該地導体に対向配置された放射導体
との間に給電線路が配置されているマイクロストリップ
アンテナに関するものである。

［従来の技術］ まず、従来のマイクロストリップアンテナにおける基本
的な構造を第１２図を参照して説明する。

該マイクロストリップアンテナは、地導体１と、該地導
体１に誘電体又は空気２を介して対向配置された円形の
放射導体３とを備えて構成されている。なお、この図で
は給電線路は省略している。

また、ａは放射導体３の中心からの距離である。

このようなマイクロストリップアンテナの共振抵抗は分
布しており、第１３図に示すようにアンテナのエツジで
高（、中央部で低い傾向をもっている。その抵抗値は、
給電線路との結合状態に依存して変化することが考えら
れる。

このようなマイクロストリップアンテナの給電方法には
、主に第１４図に示すように同軸型の給電線路４の中心
導体５を給電点６で直接放射導体３に接続する方法と、
第１５図に示すように誘電体又は空気２と地導体１との
間にもう一層の誘電体又は空気７を設け、これら誘電体
又は空気２゜７の間にストリップライン型の給電線路４
を設けて間接的に放射導体３と結合する方法とがある。

第１４図に示すように給電線路４を直接接続する方法で
は、放射導体３に対する給電線路４の接続位置を適当に
選んで給電線路４とのインピーダンス整合をとっている
。一方、第１５図に示すように間接的な結合方法では、
給電線路４の結合部４ａの長さを適当に選んだり、給電
線路４と放射導体３との平行間隔を誘電体又は空気２の
厚みを変えることにより調整してマツチングをとってい
る。

しかしながら、これらの給電構造では、周波数特性が非
常に狭帯域であるという問題点がある。

そこで、給電を広帯域に行う技術として、給電線路４に
複数のスタブ素子によるインピーダンス整合回路を設け
たり、放射導体３の上部や側方に別の無給電導体を付加
することか提案されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、前者の構造では、複数のスタブ素子を設
けるため回路が複雑になる問題点がある。

一方、後者の構造では、放射導体３と無給電導体との間
で所定の結合を得る関係で両者間の距離をある程度離す
必要があるため、寸法が大きくなるという問題点かある
。

本発明の目的は、回路を複雑化せず、構造を大型化せず
に広帯域な周波数特性をもたせることかできるマイクロ
ストリップアンテナを提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するための本発明の詳細な説明すると
、次の通りである。

請求項（１）に記載の発明は、地導体と該地導体に対向
配置された放射導体との間に給電線路か配置されている
マイクロストリップアンテナにおいて、前記放射導体に
対向する前記給電線路の給電部分はその幅が前記放射導
体の中央部に近付くにつれて連続的又は段階的に変えら
れていることを特徴とする 請求項（２）に記載の発明は、地導体と該地導体に対向
配置された放射導体との間に給電線路が配置されている
マイクロストリップアンテナにおいて、前記放射導体に
対向する前記給電線路の給電部分は前記放射導体に対す
る間隔が該放射導体の中央部に近付くにつれて連続的又
は段階的に３次元的に変えられていることを特徴とする
請求項（３）に記載の発明は、請求項（１）又は（２）
において、前記給電線路にはその給電部分の先端から所
定の位置に整合素子が設けられていることを特徴とする
。

［作用］ 請求項（１）のように、放射導体に対向する給電線路の
給電部分の幅を放射導体の中央部に近付くにつれて連続
的又は段階的に変えると、放射導体の共振抵抗の変化に
応じて給電線路のインピーダンスが変り、分布定数的に
整合を図ることができ、回路を複雑化せず、且つ構造を
大型化せずに放射導体に対する給電線路のインピーダン
ス整合をとることができ、該マイクロストリップアンテ
ナに広帯域な周波数特性をもたせることができる。

請求項（２）のように、放射導体に対向する給電線路の
給電部分の間隔を該放射導体の中央部に近付くにつれて
連続的又は段階的に３次元的に変えると、前述したと同
様に、放射導体の共振抵抗の変化に応じて給電線路のイ
ンピーダンスが変り、分布定数的に整合を図ることがで
き、回路を複雑化せず、且つ構造を大型化せずに放射導
体に対する給電線路のインピーダンス整合をとることが
でき、該マイクロストリップアンテナに広帯域な周波数
特性をもたせることができる。

請求項（３）のように、請求項（１）又は（２）におい
て給電線路にその給電部分の先端から所定の位置に整合
素子を設けると、より広帯域化が図れるようになる。

［実施例コ 以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する
。なお、前述した第１５図と対応する部分には、同一符
号を付けて示している。

第１図及び第２図は、本発明に係る直線偏波マイクロス
トリップアンテナの第１実施例を示したものである。本
実施例のマイクロストリップアンテナにおいては、放射
導体３に対向する給電線路４の給電部分４ａの幅を、該
円形マイクロストリップアンテナの共振抵抗の分布に基
き、放射導体３の中央部に近付くにつれて該給電線路４
の他の部分と同一平面内で連続的にテーパ状に変えてい
る。

給電線路４が接近した場合、放射導体３の共振抵抗は結
合の状態に依存して変化すると考えられるので、このよ
うに放射導体３の共振抵抗の変化に応じて給電線路４の
インピーダンスを変えると、分布定数的に放射導体３に
対する給電線路４の整合をとることができる。

なお、給電部分４ａの幅の変化は、連続的でなく、段階
的であってもよい。

また、該給電部分４ａの幅の変化は該給電部分４ａの先
端に向かって減少させる場合もある。

第３図は、第１図及び第２図に示すマイクロストリップ
アンテナと、第１５図に示す従来のマイクロストリップ
アンテナとの周波数変化に対する給電側反射減衰量特性
の比較図である。

この第３図において、実線は第１図に示す本発明例の特
性図を示し、破線は第１５図に示す従来例の特性図を示
している。この図から明らかなように、ＶＳＷＲ＝　１
．５の比帯域幅で約２．８倍の改善が図られている。

これは第４図に示すように、地導体１の上に誘電体又は
空気２を設け、該誘電体又は空気２の上に放射導体３及
び給電線路４を設け、該放射導体３及び給電線路４の上
にこれらに対して間隔を調整できるようにして誘電体又
は空気７を設け、該誘電体又は空気７の上に無給電導体
８を配置したアンテナに匹敵する広帯域特性である。

本発明における変形された給電部４ａは、単独では放射
素子としての機能はなく、対向配置された放射導体３と
組合せて初めて広帯域放射素子として働くため、広帯域
化を図るために放射導体３に無給電素子８を付加する場
合とは本質的に異なる。

本発明は、放射導体３の形状に拘らず適用が可能である
上に、付加的な回路や放射素子を配置しなくても十分広
帯域な周波数特性が実現できる。

また、無給電素子８を使用する場合と比較して、ロープ
ロファイル化、小型化が図れる特徴をもつ。

第５図は、本発明に係る直線偏波マイクロストリップア
ンテナの第２実施例を示したものである。

本実施例のマイクロストリップアンテナにおいては、放
射導体３に対向する給電線路４の給電部分４ａの間隔を
該放射導体３の中央部に近付くにつれて連続的に３次元
的に変えている。このようにしても、第１実施例と同様
の効果を得ることができる。

なお、この実施例においても放射導体３に対向する給電
線路４の給電部分４ａの該放射導体３に対する間隔の変
化は、該放射導体３の中央部に近付くにつれて段階的に
３次元的に変えてもよい。

また、該給電部分４ａは、放射導体３に対する間隔を３
次元的に変える際に、その幅を該放射導体３の中央部に
近付（につれて段階的又は連続的に変えてもよい。

第６図は、本発明に係る円偏波マイクロストリップアン
テナの第３実施例を示したものである。

本実施例のマイクロストリップアンテナにおいては、放
射導体３を四角形状にし、この放射導体３に対して前述
したと同様の給電部分４ａをもつ給電線路４を９０°の
角度で２組設け、これら給電部分４ａをそれぞれ９０°
の位相差で給電するようにしたものである。

このようにすると、広帯域円偏波マイクロストリップア
ンテナを構成することができる。

第７図は、本発明に係る円偏波マイクロストリップアン
テナの第４実施例を示したものである。

本実施例のマイクロストリップアンテナにおいては、放
射導体３を四角形状にし、給電部分４ａに対して４５°
位置が異なる該放射導体３の一つのコーナ部に切欠き部
３ａを設け、該切欠き部３ａに対して１８０°位置か異
なる該放射導体３の他のコーナ部にも切欠き部３ｂを設
けている。

このようにしても第６図に示すと同様に円偏波アンテナ
を構成することかできる。

なお、放射導体３が円形の場合にも該放射導体に切欠き
部３ａ、３ｂを同様に設けることにより、広帯域の円偏
波マイクロストリップアンテナを構成することかできる
。

第８図及び第９図は、本発明に係る直線偏波マイクロス
トリップアンテナの第５実施例を示したものである。本
実施例のマイクロストリップアンテナにおいては、放射
導体３が設けられている誘電体又は空気２の表面に該放
射導体３の回りに空隙９を隔てて地導体１０を設け、給
電線路４を地導体１，１０とで挾み、トリプレート構造
にしたものである。

このような構造にすると、低損失、広帯域化を図ること
ができる。

第１０図は、本発明に係る直線偏波マイクロストリップ
アンテナの第６実施例を示したものである。本実施例の
マイクロストリップアンテナにおいては、給電線路４に
その給電部分４ａの先端から略λ／４の奇数倍の位置に
容量性の整合素子１１を設けたものである。

このようにすると、給電部分４ａの変形によって装荷さ
れたりアクタンス分か補償され、更に広帯域化か図れる
。

なお、給電線路４には、その給電部分４ａの先端から略
λ／４の偶数倍の位置に誘導性の整合素子を設けること
もできる。

第１１図は、整合素子１１の有無による給電側反射減衰
量の各測定例を対比したものである。図において、■は
整合素子が有りの場合の例を示し、■は整合素子が無し
の場合の例を示したものである。この図から分るように
、整合素子によって■５ＷＲ＝１．５の帯域幅が更に約
２倍に改善されている。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明に係るマイクロストリップア
ンテナによれば、下記のような効果を得ることができる
。

請求項（１）の発明では、放射導体に対向する給電線路
の給電部分の幅を放射導体の中央部に近付くにつれて連
続的又は段階的に変えているので、放射導体の共振抵抗
の変化に応じて給電線路のインピーダンスが変り、分布
定数的に整合を図ることができ、回路を複雑化せず、且
つ構造を大型化せずに放射導体に対する給電線路のイン
ピーダンス整合をとることができ、該マイクロストリッ
プアンテナに広帯域な周波数特性をもたせることができ
る。

請求項（２）の発明では、放射導体に対向する給電線路
の給電部分の間隔を該放射導体の中央部に近付くにつれ
て連続的又は段階的に３次元的に変えているので、前述
した第１項の発明と同様に、放射導体の共振抵抗の変化
に応じて給電線路のインピーダンスが変り、分布定数的
に整合を図ることができ、回路を複雑化せず、且つ構造
を大型化せずに放射導体に対する給電線路のインピーダ
ンス整合をとることができ、該マイクロストリップアン
テナに広帯域な周波数特性をもたせることができる。

請求項（３）の発明では、請求項（１）又は（２）の構
成において、給電線路にその給電部分の先端から所定の
位置に整合素子を設けているので、請求項（１）又は（
２）の発明より広帯域化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る直線偏波マイクロストリップアン
テナの第１実施例の斜視図、第２図は第１図の縦断面図
、第３図は第１図に示すマイクロストリップアンテナと
従来のマイクロストリップアンテナとの周波数−給電側
反射減衰量の特性比較図、第４図は従来の広帯域直線偏
波マイクロストリップアンテナの分解斜視図、第５図は
本発明に係る直線偏波マイクロストリップアンテナの第
２実施例の縦断面図、第６図は本発明に係る円偏波マイ
クロストリップアンテナの第３実施例の斜視図、第７図
は本発明に係る円偏波マイクロストリップアンテナの第
４実施例の斜視図、第８図は本発明に係る直線偏波マイ
クロストリップアンテすの第５実施例の斜視図、第９図
は第８図の要部縦断面図、第１０図は本発明に係る直線
偏波マイクロストリップアンテナの第６実施例の斜視図
、第１１図は本発明に係る直線偏波マイクロストリップ
アンテナの整合素子の有無による周波数−給電側反射減
衰量の特性比較図、第１２図は従来のマイクロストリッ
プアンテナの基本的構成を示す斜視図、第１３図は第１
２図に示すマイクロストリップアンテナのＴＭ＋　＋モ
ード励振時の中心からの距離の変化に対する共振抵抗の
変化を示す特性図、第１４図及び第１５図は従来の直線
偏波マイクロストリップアンテナの給電構造を示す２種
の例を示す斜視図である。 １・・・地導体、２・・・誘電体又は空気、３・・・放
射導体、４・・・給電線路、４ａ・・・給電部分、７・
・・誘電体又は空気、８・・・無給電導体、９・・・空
隙、１０・・・地導体、１１・・・整合素子。 第１図 ス 第３図 Ｔｏ　　１１　１２　１３　１４ 周波数（Ｇｌｌ’１ 第４図 第１０図 第１１図 周波数（Ｇｌｌｚ）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）地導体と該地導体に対向配置された放射導体との
   間に給電線路が配置されているマイクロストリップアン
   テナにおいて、前記放射導体に対向する前記給電線路の
   給電部分はその幅が前記放射導体の中央部に近付くにつ
   れて連続的又は段階的に変えら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。
2. （２）地導体と該地導体に対向配置された放射導体との
   間に給電線路が配置されているマイクロストリップアン
   テナにおいて、前記放射導体に対向する前記給電線路の
   給電部分は前記放射導体に対する間隔が該放射導体の中
   央部に近付くにつれて連続的又は段階的に３次元的に変
   えら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。
3. （３）前記給電線路にはその給電部分の先端から所定の
   位置に整合素子が設けられていることを特徴とする請求
   項（１）又は（２）に記載のマイクロストリップアンテ
   ナ。