JPH05114811A - アンテナ装置 - Google Patents
アンテナ装置Info
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- JPH05114811A JPH05114811A JP27530591A JP27530591A JPH05114811A JP H05114811 A JPH05114811 A JP H05114811A JP 27530591 A JP27530591 A JP 27530591A JP 27530591 A JP27530591 A JP 27530591A JP H05114811 A JPH05114811 A JP H05114811A
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- Japan
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- conductor
- coplanar line
- radiation
- radiation conductor
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 請求項２の発明は、従来に比べ製造技術的に
容易な、小形、薄形で広帯域な入力インピ−ダンス特性
を有するアンテナ装置を得ることをを目的とする。 【構成】 半導体もしくは誘電体基板の一方の面に放射
導体２と、他方の面にストリップ導体５と地導体３とか
らなるコプレ−ナ線路６とを備え、上記放射導体２にコ
プレ−ナ線路６から電磁界的に結合して給電するように
し、さらに上記の放射導体２の上部に第２の放射導体１
６を備えるようにしたものである。
容易な、小形、薄形で広帯域な入力インピ−ダンス特性
を有するアンテナ装置を得ることをを目的とする。 【構成】 半導体もしくは誘電体基板の一方の面に放射
導体２と、他方の面にストリップ導体５と地導体３とか
らなるコプレ−ナ線路６とを備え、上記放射導体２にコ
プレ−ナ線路６から電磁界的に結合して給電するように
し、さらに上記の放射導体２の上部に第２の放射導体１
６を備えるようにしたものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、給電回路と一体型の
アンテナ装置に関するものである。
アンテナ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来例として、例えば、図７は“Ａｎａ
ｌｙｓｉｓ ｏｆ ａｎＡｐｅｒｔｕｒｅ ｃｏｕｐｌ
ｅｄ Ｍｉｃｒｏｓｔｒｉｐ Ａｎｔｅｎｎａ”，ＩＥ
ＥＥＴｒａｎｓ．，Ａｃｔｉｏｎ ｏｎ Ａｎｔｅｎｎ
ａ＆Ｐｒｏｐａｇ．，Ｖｏｌ．ＡＰ−３４，Ｎｏ．８，
ｐｐ．９７７〜９８４（Ａｕｇ．１９８６）．に示され
たアンテナ装置を示す構成図である。図において、２は
放射導体、３は地導体、１１は第１の誘電体基板であ
り、これらでマイクロストリップアンテナ４を構成して
いる。１２は第２の誘電体基板、１４はストリップ導体
であり、これらよりマイクロストリップ線路１５を構成
している。１３はスロットである。
ｌｙｓｉｓ ｏｆ ａｎＡｐｅｒｔｕｒｅ ｃｏｕｐｌ
ｅｄ Ｍｉｃｒｏｓｔｒｉｐ Ａｎｔｅｎｎａ”，ＩＥ
ＥＥＴｒａｎｓ．，Ａｃｔｉｏｎ ｏｎ Ａｎｔｅｎｎ
ａ＆Ｐｒｏｐａｇ．，Ｖｏｌ．ＡＰ−３４，Ｎｏ．８，
ｐｐ．９７７〜９８４（Ａｕｇ．１９８６）．に示され
たアンテナ装置を示す構成図である。図において、２は
放射導体、３は地導体、１１は第１の誘電体基板であ
り、これらでマイクロストリップアンテナ４を構成して
いる。１２は第２の誘電体基板、１４はストリップ導体
であり、これらよりマイクロストリップ線路１５を構成
している。１３はスロットである。
【０００３】次に動作について説明する。図８はマイク
ロストリップアンテナの動作を示す図である。（ａ）は
上面図、（ｂ）はＡ−Ａ断面図を示しており、それぞれ
電界の分布を示している。マイクロストリップ線路１５
を伝搬してきた電波はスロット１３を介して、マイクロ
ストリップアンテナ４を電磁界的に結合する。この電波
は共振器の一種であるマイクロストリップアンテナ４を
励振し、空間に電波が放射される。
ロストリップアンテナの動作を示す図である。（ａ）は
上面図、（ｂ）はＡ−Ａ断面図を示しており、それぞれ
電界の分布を示している。マイクロストリップ線路１５
を伝搬してきた電波はスロット１３を介して、マイクロ
ストリップアンテナ４を電磁界的に結合する。この電波
は共振器の一種であるマイクロストリップアンテナ４を
励振し、空間に電波が放射される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来のマ
イクロストリップアンテナは放射導体にスロットを介し
て電磁界的に給電するため、裏面より同軸線路等で給電
する方法に比べ、半田付けを要しない利点を有するが、
誘電体基板の層を精度よく重ね接合すること、もしくは
半導体基板の中間層を生成することの製造技術上の複雑
さがあり、アレーアンテナを含むアンテナ装置を小形
化、薄形化する上の課題があった。また、マイクロスト
リップアンテナは一種の共振器であるため、できるだけ
入力インピ−ダンスを広帯域特性にするためには、誘電
体の比誘電率を小さくし、且つ基板厚を厚くする必要が
ある。しかし、半導体基板の比誘電率は一般的に大き
く、且つ基板厚には制限があるという課題があった。
イクロストリップアンテナは放射導体にスロットを介し
て電磁界的に給電するため、裏面より同軸線路等で給電
する方法に比べ、半田付けを要しない利点を有するが、
誘電体基板の層を精度よく重ね接合すること、もしくは
半導体基板の中間層を生成することの製造技術上の複雑
さがあり、アレーアンテナを含むアンテナ装置を小形
化、薄形化する上の課題があった。また、マイクロスト
リップアンテナは一種の共振器であるため、できるだけ
入力インピ−ダンスを広帯域特性にするためには、誘電
体の比誘電率を小さくし、且つ基板厚を厚くする必要が
ある。しかし、半導体基板の比誘電率は一般的に大き
く、且つ基板厚には制限があるという課題があった。
【０００５】この発明は、このような課題を解消するた
めになされたもので、請求項１では、従来に比べ製造技
術的に容易な、小形、薄形のアンテナ装置を得ることを
目的とし、請求項２では、従来に比べ製造技術的に容易
な、小形、薄形で、広帯域な入力インピ−ダンス特性を
有するアンテナ装置を得ることをを目的とする。
めになされたもので、請求項１では、従来に比べ製造技
術的に容易な、小形、薄形のアンテナ装置を得ることを
目的とし、請求項２では、従来に比べ製造技術的に容易
な、小形、薄形で、広帯域な入力インピ−ダンス特性を
有するアンテナ装置を得ることをを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１の発明に係るアンテナ装置は、半導体も
しくは誘電体基板の一方の面に放射導体と、他方の面に
ストリップ導体と地導体とからなるコプレ−ナ線路とを
備え、上記放射導体にコプレ−ナ線路から電磁界的に結
合して給電するようにしたものである。また、請求項２
の発明に係るアンテナ装置は、請求項１の発明のアンテ
ナ装置の放射導体の上部に第２の放射導体を備え、組み
合わるようにしたものである。
めに、請求項１の発明に係るアンテナ装置は、半導体も
しくは誘電体基板の一方の面に放射導体と、他方の面に
ストリップ導体と地導体とからなるコプレ−ナ線路とを
備え、上記放射導体にコプレ−ナ線路から電磁界的に結
合して給電するようにしたものである。また、請求項２
の発明に係るアンテナ装置は、請求項１の発明のアンテ
ナ装置の放射導体の上部に第２の放射導体を備え、組み
合わるようにしたものである。
【０００７】
【作用】上記のように構成された請求項１の発明では、
１層の誘電体もしくは半導体基板の一方の面に放射導
体、他方の面にコプレ−ナ線路を構成し、電磁界的に給
電する方式とすることにより、小型、薄形となり、且つ
基板の両面エッチング加工が可能で製造技術的にも容易
になる。請求項２の発明では、請求項１の発明の放射導
体の上部に第２の放射導体を装荷することにより、小
型、薄形となり、且つ広帯域な特性を有し、製造技術的
にも容易になる。
１層の誘電体もしくは半導体基板の一方の面に放射導
体、他方の面にコプレ−ナ線路を構成し、電磁界的に給
電する方式とすることにより、小型、薄形となり、且つ
基板の両面エッチング加工が可能で製造技術的にも容易
になる。請求項２の発明では、請求項１の発明の放射導
体の上部に第２の放射導体を装荷することにより、小
型、薄形となり、且つ広帯域な特性を有し、製造技術的
にも容易になる。
【０００８】
【実施例】実施例１．図１は請求項１の発明の実施例１
を示すアンテナ装置の概略構成図である。図１（ａ）は
表面図、図１（ｂ）はそのＡ−Ａは断面図、図１（ｃ）
は裏面図である。図において、１は誘電体基板、２は放
射導体、３は地導体であり、これらより、マイクロスト
リップアンテナ４を構成している。５はストリップ導体
であり、地導体３とストリップ導体５とよりコプレ−ナ
線路６を構成している。７はコプレ−ナ線路６の終端部
と地導体との間に設けられた細隙である。
を示すアンテナ装置の概略構成図である。図１（ａ）は
表面図、図１（ｂ）はそのＡ−Ａは断面図、図１（ｃ）
は裏面図である。図において、１は誘電体基板、２は放
射導体、３は地導体であり、これらより、マイクロスト
リップアンテナ４を構成している。５はストリップ導体
であり、地導体３とストリップ導体５とよりコプレ−ナ
線路６を構成している。７はコプレ−ナ線路６の終端部
と地導体との間に設けられた細隙である。
【０００９】次に、動作原理について説明する。図２は
このアンテナの電界分布を示した図である。コプレ−ナ
線路６ではストリップ導体５と地導体３の間に電界が生
じている。このコプレ−ナ線路６の終端を開放すると図
２（ｂ）に示すようにストリップ導体の終端部から地導
体に向かう電界分布となる。ここでコプレ−ナ線路６上
のストリップ導体５から地導体３に向かう電界は互いに
打ち消しあうことになるが、終端部の電界のみがは残る
ことになる。図２（ａ）に示すようにこの電界（Ａ−Ａ
に垂直な面内には磁界が存在する）がマイクロストリッ
プアンテナを励振する。この電界がマイクロストリップ
アンテナのほぼ中央に存在する場合が一番よく結合する
が、必ずしも中央でなくてもよく、放射導体２の下部に
あればよい。
このアンテナの電界分布を示した図である。コプレ−ナ
線路６ではストリップ導体５と地導体３の間に電界が生
じている。このコプレ−ナ線路６の終端を開放すると図
２（ｂ）に示すようにストリップ導体の終端部から地導
体に向かう電界分布となる。ここでコプレ−ナ線路６上
のストリップ導体５から地導体３に向かう電界は互いに
打ち消しあうことになるが、終端部の電界のみがは残る
ことになる。図２（ａ）に示すようにこの電界（Ａ−Ａ
に垂直な面内には磁界が存在する）がマイクロストリッ
プアンテナを励振する。この電界がマイクロストリップ
アンテナのほぼ中央に存在する場合が一番よく結合する
が、必ずしも中央でなくてもよく、放射導体２の下部に
あればよい。
【００１０】図２では放射導体２として円形マイクロス
トリップアンテナの例を示したが、他の任意形状のマイ
クロストリップアンテナでもよく、また、コプレ−ナ線
路６の終端部の形状は例示のＴ字形でなく円形およびそ
の他の形状でもよく、終端部の細隙の大きさを変えるこ
とで結合量を変えることができる。さらに、コプレ−ナ
線路６の終端部を開放することによりマイクロストリッ
プアンテナを励振する方法について示したが、これに限
らずコプレ−ナ線路６の非対象、不連続部からの電界に
よりマイクロストリップアンテナを励振することもでき
る。また、ここでは１素子の例を示したが、多素子配列
のアレ−アンテナとした場合にも同様に適用できること
は言うまでもない。
トリップアンテナの例を示したが、他の任意形状のマイ
クロストリップアンテナでもよく、また、コプレ−ナ線
路６の終端部の形状は例示のＴ字形でなく円形およびそ
の他の形状でもよく、終端部の細隙の大きさを変えるこ
とで結合量を変えることができる。さらに、コプレ−ナ
線路６の終端部を開放することによりマイクロストリッ
プアンテナを励振する方法について示したが、これに限
らずコプレ−ナ線路６の非対象、不連続部からの電界に
よりマイクロストリップアンテナを励振することもでき
る。また、ここでは１素子の例を示したが、多素子配列
のアレ−アンテナとした場合にも同様に適用できること
は言うまでもない。
【００１１】実施例２．図３は請求項１の発明の実施例
２を示すアンテナ装置の概略構成図である。図３（ａ）
は表面図、図３（ｂ）はそのＡ−Ａ断面図である。これ
は放射導体２に縮退分離素子８を設け、円偏波励振とし
た場合である。放射導体２の基本形として円形マイクロ
ストリップアンテナの例を示したが、方形あるいは他の
形状のマイクロストリップアンテナでも、さらに、縮退
分離素子８として凹部を放射導体２に付けた場合を示し
たが、凹凸あるいはスロット等を装荷しても、同様に円
偏波励振することができる。またここでは、１点給電で
円偏波を励振する例を示したが、これに限るものでな
く、２点給電としその端子間を９０度の位相差で励振し
てもよい。
２を示すアンテナ装置の概略構成図である。図３（ａ）
は表面図、図３（ｂ）はそのＡ−Ａ断面図である。これ
は放射導体２に縮退分離素子８を設け、円偏波励振とし
た場合である。放射導体２の基本形として円形マイクロ
ストリップアンテナの例を示したが、方形あるいは他の
形状のマイクロストリップアンテナでも、さらに、縮退
分離素子８として凹部を放射導体２に付けた場合を示し
たが、凹凸あるいはスロット等を装荷しても、同様に円
偏波励振することができる。またここでは、１点給電で
円偏波を励振する例を示したが、これに限るものでな
く、２点給電としその端子間を９０度の位相差で励振し
てもよい。
【００１２】実施例３．図４は請求項１の発明の実施例
３を示すアンテナ装置の概略構成図である。図４（ａ）
は表面図、図４（ｂ）はそのＡ−Ａ断面図、図４（ｃ）
は裏面図である。給電線路が、中心線に対して左右非対
称な配置構造であり、コプレ−ナ線路６とマイクロスト
リップアンテナの間に存在するリアクタンスのため、放
射特性が非対称になる。これに対して、上記の給電用の
コプレ−ナ線路６とは別に中心線に対して対称な位置に
コプレ−ナ線路をリアクタンス素子９として設けること
により、マイクロストリップアンテナが対称に励振さ
れ、高次モ−ドの発生が抑圧され、アンテナの放射特性
を対称にすることができる。給電用のコプレ−ナ線路６
の配置形状に応じて、中心線に対して対称な位置に設け
るコプレ−ナ線路（リアクタンス素子９）の形状も変え
ることによりアンテナの放射特性を対称にすることがで
きる。
３を示すアンテナ装置の概略構成図である。図４（ａ）
は表面図、図４（ｂ）はそのＡ−Ａ断面図、図４（ｃ）
は裏面図である。給電線路が、中心線に対して左右非対
称な配置構造であり、コプレ−ナ線路６とマイクロスト
リップアンテナの間に存在するリアクタンスのため、放
射特性が非対称になる。これに対して、上記の給電用の
コプレ−ナ線路６とは別に中心線に対して対称な位置に
コプレ−ナ線路をリアクタンス素子９として設けること
により、マイクロストリップアンテナが対称に励振さ
れ、高次モ−ドの発生が抑圧され、アンテナの放射特性
を対称にすることができる。給電用のコプレ−ナ線路６
の配置形状に応じて、中心線に対して対称な位置に設け
るコプレ−ナ線路（リアクタンス素子９）の形状も変え
ることによりアンテナの放射特性を対称にすることがで
きる。
【００１３】実施例４．図５は請求項１の発明の実施例
４を示すアンテナ装置の概略構成図である。図５（ａ）
は表面図、図５（ｂ）はそのＡ−Ａ断面図、図５（ｃ）
は裏面図である。図において、１０はモノリシックマイ
クロ波集積回路（ＭＭＩＣ）、１７は半導体基板であ
る。給電線路及びアンテナを構成する基板として、モノ
リシックマイクロ波集積回路（ＭＭＩＣ）に用いるガリ
ウム砒素（ＧａＡｓ）、シリコン（Ｓｉ）等の半導体基
板１７を用いている。１層の半導体基板１７のコプレ−
ナ線路６上に、増幅器や移相器等のモノリシックマイク
ロ波集積回路（ＭＭＩＣ）１０を設けた例を示す。増幅
器や移相器等のモノリシックマイクロ波集積回路１０は
回路の電界効果トランジスタ等の半導体素子や、キャパ
シタ、インダクタ、抵抗器等の回路素子をモノリシック
化したものである。即ち、１層の半導体基板１７にモノ
リシックマイクロ波集積回路（ＭＭＩＣ）１０とマイク
ロストリップアンテナを一体化して、モノリシックアン
テナ装置を構成したものである。
４を示すアンテナ装置の概略構成図である。図５（ａ）
は表面図、図５（ｂ）はそのＡ−Ａ断面図、図５（ｃ）
は裏面図である。図において、１０はモノリシックマイ
クロ波集積回路（ＭＭＩＣ）、１７は半導体基板であ
る。給電線路及びアンテナを構成する基板として、モノ
リシックマイクロ波集積回路（ＭＭＩＣ）に用いるガリ
ウム砒素（ＧａＡｓ）、シリコン（Ｓｉ）等の半導体基
板１７を用いている。１層の半導体基板１７のコプレ−
ナ線路６上に、増幅器や移相器等のモノリシックマイク
ロ波集積回路（ＭＭＩＣ）１０を設けた例を示す。増幅
器や移相器等のモノリシックマイクロ波集積回路１０は
回路の電界効果トランジスタ等の半導体素子や、キャパ
シタ、インダクタ、抵抗器等の回路素子をモノリシック
化したものである。即ち、１層の半導体基板１７にモノ
リシックマイクロ波集積回路（ＭＭＩＣ）１０とマイク
ロストリップアンテナを一体化して、モノリシックアン
テナ装置を構成したものである。
【００１４】実施例５．図６は請求項２の発明の実施例
５を示すアンテナ装置の概略構成図である。図６（ａ）
は表面図、図６（ｂ）はそのＡ−Ａ断面図、図６（ｃ）
は裏面図である。図において、１６は放射導体２の上部
に装荷する第２の放射導体である。放射導体２は第２の
放射導体１６を励振し、主に放射は第２の放射導体１６
からの寄与によるものであるから、放射導体２は狭帯域
であってもよい。即ち、誘電体基板１の比誘電率を大き
くし、且つ基板厚を薄くすることによりコプレ−ナ線路
からの不要放射を押さえ、且つ、広帯域な特性を得るこ
とができる。第２の放射導体として円形の場合を例示し
たが、他の形状でも同様の効果がえられることは言うま
でもない。また、放射導体２と第２の放射導体１６との
間の空間は空気層もしくは誘電体をつめて構成される。
５を示すアンテナ装置の概略構成図である。図６（ａ）
は表面図、図６（ｂ）はそのＡ−Ａ断面図、図６（ｃ）
は裏面図である。図において、１６は放射導体２の上部
に装荷する第２の放射導体である。放射導体２は第２の
放射導体１６を励振し、主に放射は第２の放射導体１６
からの寄与によるものであるから、放射導体２は狭帯域
であってもよい。即ち、誘電体基板１の比誘電率を大き
くし、且つ基板厚を薄くすることによりコプレ−ナ線路
からの不要放射を押さえ、且つ、広帯域な特性を得るこ
とができる。第２の放射導体として円形の場合を例示し
たが、他の形状でも同様の効果がえられることは言うま
でもない。また、放射導体２と第２の放射導体１６との
間の空間は空気層もしくは誘電体をつめて構成される。
【００１５】
【発明の効果】以上のように請求項１の発明によれば、
誘電体もしくは半導体基板の一方の面に放射導体、他方
の面にコプレ−ナ線路を構成し、電磁界的に給電する方
式とすることにより、従来に比べ製造技術的に容易な、
小形、薄形のアンテナ装置を得ることができる。請求項
２の発明によれば、さらに、上記の放射導体の上部に第
２の放射導体を備えることにより広帯域な入力インピ−
ダンス特性を有し、製造技術的に容易な、小形、薄形の
アンテナ装置を得ることができる。
誘電体もしくは半導体基板の一方の面に放射導体、他方
の面にコプレ−ナ線路を構成し、電磁界的に給電する方
式とすることにより、従来に比べ製造技術的に容易な、
小形、薄形のアンテナ装置を得ることができる。請求項
２の発明によれば、さらに、上記の放射導体の上部に第
２の放射導体を備えることにより広帯域な入力インピ−
ダンス特性を有し、製造技術的に容易な、小形、薄形の
アンテナ装置を得ることができる。
【図１】請求項１の発明の実施例１を示すアンテナ装置
の概略構成図である。
の概略構成図である。
【図２】図１の動作原理を示す図である。
【図３】請求項１の発明の実施例２を示すアンテナ装置
の概略構成図である。
の概略構成図である。
【図４】請求項１の発明の実施例３を示すアンテナ装置
の概略構成図である。
の概略構成図である。
【図５】請求項１の発明の実施例４を示すアンテナ装置
の概略構成図である。
の概略構成図である。
【図６】請求項２の発明の実施例５を示すアンテナ装置
の概略構成図である。
の概略構成図である。
【図７】従来例を示すアンテナ装置の概略構成図であ
る。
る。
【図８】図７の動作原理を示す図である。
１ 誘電体もしくは半導体基板 ２ 放射導体 ３ 地導体 ５ コプレ−ナ線路のストリップ導体 ６ コプレ−ナ線路 ７ コプレ−ナ線路の終端部の細隙 ８ 縮退分離素子 ９ リアクタンス素子 １０ モノリシックマイクロ波集積回路 １６ 第２の放射導体
Claims (2)
- 【請求項１】 半導体もしくは誘電体基板の一方の面に
放射導体と、他方の面にストリップ導体と地導体とから
なるコプレ−ナ線路とを備え、上記放射導体にコプレ−
ナ線路から電磁界的に結合して給電することを特徴とす
るアンテナ装置。 - 【請求項２】 放射導体の上部に第２の放射導体を備え
たことを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27530591A JPH05114811A (ja) | 1991-10-23 | 1991-10-23 | アンテナ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27530591A JPH05114811A (ja) | 1991-10-23 | 1991-10-23 | アンテナ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05114811A true JPH05114811A (ja) | 1993-05-07 |
Family
ID=17553588
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27530591A Pending JPH05114811A (ja) | 1991-10-23 | 1991-10-23 | アンテナ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05114811A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000188511A (ja) * | 1998-12-22 | 2000-07-04 | Toa Corp | マイクロストリップアンテナ |
| CN102637956A (zh) * | 2012-05-04 | 2012-08-15 | 电子科技大学 | 一种实现宽波束的圆极化微带天线 |
| US8618985B2 (en) | 2010-03-31 | 2013-12-31 | Kookmin University Industry Academy Cooperation Foundation | Patch antenna and rectenna using the same |
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| JPH0629725A (ja) * | 1991-02-28 | 1994-02-04 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | 平面アンテナ |
-
1991
- 1991-10-23 JP JP27530591A patent/JPH05114811A/ja active Pending
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