JPH05243840A - アンテナ装置 - Google Patents

アンテナ装置

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Publication number
JPH05243840A
JPH05243840A JP4279292A JP4279292A JPH05243840A JP H05243840 A JPH05243840 A JP H05243840A JP 4279292 A JP4279292 A JP 4279292A JP 4279292 A JP4279292 A JP 4279292A JP H05243840 A JPH05243840 A JP H05243840A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
microstrip antennas
microstrip
antenna
phase
Prior art date
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Pending
Application number
JP4279292A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroyuki Omine
裕幸 大嶺
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP4279292A priority Critical patent/JPH05243840A/ja
Publication of JPH05243840A publication Critical patent/JPH05243840A/ja
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 請求項1の発明ではブロードサイド方向での
交差偏波を低下させたアンテナ装置を得ることを目的と
し、請求項2の発明ではグレーティングローブの発生を
抑圧したアンテナ装置を得ることを目的とする。 【構成】 隣接して配置された放射導体1と地導体3か
らなるマイクロストリップアンテナ4の対を少なくとも
一対備え、上記対を成すマイクロストリップアンテナへ
の給電位置をほぼ点対称に設け、給電位相を同相または
逆相として給電するものである。また、放射導体1と地
導体3からなる複数個のマイクロストリップアンテナ4
を配列したアレーアンテナを備え、上記複数個のマイク
ロストリップアンテナ4を第1群と第2群に属するマイ
クロストリップアンテナが混在するように第1群と第2
群に分け、上記第1群のマイクロストリップアンテナと
第2群のマイクロストリップアンテナへの給電位置をほ
ぼ点対称に設けたものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、アンテナ装置に係わ
り、特にマイクロストリップアンテナを備えたアンテナ
装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図9は、例えば、IEEE,TRANS
ACTION ON ANTENNAAND PROP
AGATION,VOL.AP−38,NO.4,AP
RIL 1990のpp.421〜432,”ANAL
YSIS OF INFINITE ARRAYS O
F ONE−AND TWO−PROBE−FEDCI
RCULAR PATCHES”の中に示された従来の
マイクロストリップアレーアンテナを示す構成図であ
り、図9(a)は上面図、図9(b)はA−A断面図を
示している。なお、ここでは、この発明の技術的思想を
あらわす最小単位となるマイクロストリップアンテナが
2個の場合を示して説明する。図において、1は放射導
体板、2は誘電体基板、3は地導体であり、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。5は同軸
コネクタ、6は給電ピン、7は給電線路である。
【0003】次に動作について説明する。給電線路7を
伝搬してきた電波は給電ピン6で放射導体板1と地導体
3の間に電圧を加えることにより、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レーアンテナは製作が容易であり、
且つ、ロープロファイルな構成が可能であるため、レー
ダ、衛星通信用のアンテナ等幅広く使用されている。し
かし、境界は開放されているため、誘電体基板厚が波長
に比べて比較的厚い場合、あるいは使用周波数が共振周
波数より少しずれた場合、また、励振が非対称な場合等
で、放射特性が非対称になる、不要モードの発生する度
合いが大きくなり交差偏波が大きくなる、あるいは後に
述べるようにメインビームを任意の方向に振るため各マ
イクロストリップアンテナにある位相差を持たせ、2素
子の対を並べてアレーアンテナを構成すると、グレーテ
ィングローブが生じる等でアンテナ特性を劣化させると
いう問題点があった。これについて2素子の場合で説明
する。図10は各モードの電流分布を示す説明図であ
る。ここでは図9に示したように2つのマイクロストリ
ップアンテナともに給電ピン6による給電点を同じ位置
とし、且つ同位相給電としている。ここで2つの給電点
は中心線に対して非対称な位置にあり、非対称なアレー
構造となっている。このため、図9中のA−A線を中心
とした対称パターンは非対称になる。また、TM11(基
本モード)のみを励振したとすると同時にTM21モード
及びTM01モード等の低次モード、高次モードが生じ且
つこれらのモードも同位相となる。よって、これらの不
要モードが交差偏波となり交差偏波の悪化、放射パター
ンの非対称性、利得の低下等を生じる。
【0005】この発明は、このような問題点を解決する
ためになされたもので、請求項1の発明では交差偏波と
なるモードを相殺してブロードサイド方向での交差偏波
を低下させたアンテナ装置を得ることを目的とし、請求
項2の発明ではグレーティングローブの発生を抑圧した
アンテナ装置を得ることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1のアンテナ装置
においては、隣接して配置された放射導体と地導体から
なるマイクロストリップアンテナの対を少なくとも一対
備え、上記対を成すマイクロストリップアンテナへの給
電位置をほぼ点対称に設け、給電位相を同相または逆相
として給電するものである。
【0007】また、請求項2のアンテナ装置において
は、放射導体と地導体からなる複数個のマイクロストリ
ップアンテナを配列したアレーアンテナを備え、上記複
数個のマイクロストリップアンテナを第1群と第2群に
属するマイクロストリップアンテナが混在するように第
1群と第2群とに分け、上記第1群のマイクロストリッ
プアンテナと第2群のマイクロストリップアンテナへの
給電位置をほぼ点対称に設けたものである。
【0008】
【作用】請求項1のアンテナ装置においては、対を成す
マイクロストリップアンテナへの給電位置をほぼ点対称
に設け、給電位相を同相または逆相として給電するの
で、給電位相を同相とする場合には、TM2n m(n,m
は任意の整数)モードであるTM21およびTM01モード
は強め合うが、TM2n+1 m(n,mは任意の整数)モー
ドであるTM11モードはブロードサイド方向で打ち消し
合うことになり、不要となるTM11モードを相殺し、ブ
ロードサイド方向での交差偏波を低下させる。また、給
電位相を逆相とする場合には、TM11モードは強め合う
が、TM21およびTM01モードについてはブロードサイ
ド方向では打ち消し合うことになり、不要となるTM21
およびTM01モードを相殺し、ブロードサイド方向での
交差偏波を低下させる。
【0009】請求項2のアンテナ装置においては、複数
個のマイクロストリップアンテナを第1群と第2群に属
するマイクロストリップアンテナが混在するように第1
群と第2群に分け、上記第1群のマイクロストリップア
ンテナと第2群のマイクロストリップアンテナへの給電
位置をほぼ点対称に設けたので、複数個のマイクロスト
リップアンテナ全体として不要モードを相殺し、特にブ
ロードサイド方向での交差偏波を低減できる共に、不要
モードで2素子の対に対する素子間隔をアレーファクタ
とする位置にグレーティングローブが発生するのを抑圧
することができる。
【0010】
【実施例】実施例1.図1はこの発明の実施例1を示す
概略構成図であり、図1(a)は上面図、図1(b)は
そのA−A断面図である。図において、1は放射導体
板、2は誘電体基板、3は地導体であり、これらによ
り、マイクロストリップアンテナ4を構成している。5
は同軸コネクタ、6は給電ピン、7は給電線路であり、
8は移相器である。この実施例は隣接する放射導体板1
について、給電点位置を放射導体板1の中心点に対し1
80度対称な位置より給電するものであり、給電位相も
移相器8により180度変えている。
【0011】次に、動作原理について説明する。図2は
上記マイクロストリップアンテナ4の各モードにおける
電流分布を示した図である。図2(a)にTM2n+1
m(n,mは任意の整数)モードの例としてn=0、m
=1のTM11モードの電流分布を示している。ここでは
給電点位置を中心点に対し180度対称な位置より給電
し、さらに位相も180度変えているので、同位相とな
り電流分布は同じ流れとなる。しかし、TM2n m(n,
mは任意の整数)モードであるTM21及びTM01モード
については逆向きとなる。従って、TM11モードは強め
合うが、TM21及びTM01モードについてはブロードサ
イド方向では打ち消し合うことになる。すなわち、不要
なモードを低減できるため、交差偏波の抑圧が可能とな
る。
【0012】図3に比較のため従来のアンテナ装置によ
る放射パターンの計算例と本発明による放射パターンの
計算例を示す。ここではそれぞれ同じ円形マイクロスト
リップアンテナ2素子アレーの基本モード(TM11モー
ド)によるH面放射パターンの計算例を示している。な
お、計算は、マイクロストリップアンテナの放射開放端
が磁気壁で覆われたキャビティモデルを考えた場合のモ
ード展開法による計算結果である。よって、共振周波数
からずれるとTM11モード以外にTM21、TM01モード
等が生じ交差偏波成分となる。図3(a)は従来のアン
テナ装置による放射パターンの計算例であり、基板厚は
0.05λο(λοは真空中の波長)、周波数は共振周
波数より2%ずれた場合の計算値である。この場合、−
30dBの交差偏波成分を生じている。また、図3
(b)は本発明による放射パターンの計算例であり、交
差偏波成分は−50dB以下に抑圧できていることが分
かる。
【0013】上記実施例では円形マイクロストリップア
ンテナの例を示したが、方形その他の任意形状、あるい
は円偏波励振のためモードの縮退を解いた構造(縮退分
離素子として凹部、凸部あるいはスロット等を装荷)と
してもこの発明が適用でき、上記同様の効果を得られる
ことは言うまでもない。また、移相器を用いて180度
位相を変える例を示したが、給電線路7の長さを変える
ことで180度位相をかえられることは言うまでもな
い。さらに、ここではブロードサイド方向にビームを向
けるために180度位相を変える例を示したが、メイン
ビームを任意の方向に向ける場合も有効である。なお、
その場合の位相は180度以外の所定の値に設定する。
また、ここでは2素子の例で説明したが、2素子を対と
して多数の素子を配列してアレーアンテナとしてもこの
発明は上記同様に有効であることは言うまでもない。な
お、円偏波励振のように2点給電する場合にも上記同様
にこの発明が有効である。
【0014】実施例2.図4はこの発明の他の実施例を
示す概略構成図であり、図4(a)は上面図、図4
(b)はそのA−A断面図である。この実施例は給電方
法を開口結合により電磁的に給電した場合である。スト
リップ導体10と地導体3よりマイクロストリップ線路
11を構成しており、このマイクロストリップ線路11
を伝播して電波は結合孔12を通してマイクロストリッ
プアンテナ4を電磁的に励振する。給電された電波はマ
イクロストリップアンテナ4で共振し、空間に放射す
る。結合孔12を放射導体板1の中心点に対して対称な
位置に形成し、マイクロストリップ線路11を放射導体
板1の中心点に対して対称な方向より結合孔12に交差
させ給電している。
【0015】なお、放射導体板1として他の形状のマイ
クロストリップアンテナとしても良いことは実施例1と
同じである。また、マイクロストリップ線路11で給電
する例に示したが、トリプレート形のストリップ線路等
他の線路で給電してもこの発明が適用でき、上記同様の
効果を得られることは言うまでもない。
【0016】実施例3.図5はこの発明のさらに他の実
施例を示す概略構成図であり、図5(a)は上面図、図
5(b)はそのA−A断面図である。この実施例は給電
方法を近接結合により電磁的に給電した場合である。ス
トリップ導体10と地導体3よりマイクロストリップ線
路11を構成しており、このマイクロストリップ線路1
1を伝播して電波は近接して置かれたマイクロストリッ
プアンテナ4を電磁的に励振する。
【0017】実施例4.図6はこの発明のさらに他の実
施例を示す概略構成図であり、図6(a)は上面図、図
6(b)はそのA−A断面図である。図7はこのアンテ
ナの各モードにおける電流分布を示した図である。図7
(a)にTM2n+1 m(n,mは任意の整数)モードの例
としてn=0、m=1のTM11モードの電流分布を示し
ている。ここでは給電点位置を中心点に対し180度対
称な位置より給電し、且つ同位相で給電しているため、
電流の流れは逆向きとなる。しかし、TM2n m(n,m
は任意の整数)モードであるTM21等については同じ向
きとなる。従って、TM21モードは強め合うが、TM11
モードについてはブロードサイド方向では打ち消し合う
ことになる。したがって、この場合不要となるTM11
ードを低減できるため、交差偏波の抑圧が可能となる。
【0018】実施例5.図8はこの発明のさらに他の実
施例を示す概略構成図である。以上の実施例においては
ブロードサイド方向での不要な交差偏波を抑圧すること
ができるが、メインビームを任意の方向に振るため各素
子にある位相差を持たせ、図1に示したような2素子の
対を並べてアレーアンテナを構成すると、2素子の対に
対する素子間隔をアレーファクタとする位置にグレーテ
ィングローブを生じるという問題点がある。この実施例
は、このような問題点を解消したアレーアンテナ装置の
構成を示すもので、給電点位置が放射導体板1の中心点
に対し180度対称な位置となる第1群の複数個のマイ
クロストリップアンテナと第2群の複数個のマイクロス
トリップアンテナを混在させ、上記2素子の対による周
期性から特定の方向にグレーティングローブが生じない
ようにランダムに配列するものである。
【0019】この実施例においては、不要なモードを低
減させて交差偏波の抑圧ができ、かつ、メインビームを
任意の方向に振るアレーアンテナを構成する場合にグレ
ーティングローブの発生を抑圧できる。
【0020】上記実施例では円形マイクロストリップア
ンテナの例を示したが、方形のその他の任意形状、ある
いは円偏波励振のためモードの縮退を解いた構造(縮退
分離素子として凹部、凸部あるいはスロット等を装荷)
としてもこの発明が適用でき、上記同様の効果を得られ
ることは言うまでもない。
【0021】
【発明の効果】以上のように請求項1の発明において
は、ブロードサイド方向で交差偏波が低減されたアンテ
ナ装置を得られる効果がある。
【0022】また、請求項2の発明においては、グレー
ティングローブの発生を抑圧したアンテナ装置を得られ
る効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例1を示す概略構成図である。
【図2】この発明の実施例1の動作を説明するための説
明図である。
【図3】この発明の実施例1の効果を示す数値計算例を
示す図である。
【図4】この発明の実施例2を示す概略構成図である。
【図5】この発明の実施例3を示す概略構成図である。
【図6】この発明の実施例4を示す概略構成図である。
【図7】この発明の実施例4の動作を説明するための説
明図である。
【図8】この発明の実施例5を示す概略構成図である。
【図9】従来のアンテナ装置を示す概略構成図である。
【図10】従来のアンテナ装置の動作を説明するための
説明図である。
【符号の説明】
1 放射導体板 2 誘電体基板 3 地導体 4 マイクロストリップアンテナ 5 同軸コネクタ 6 給電ピン 7 給電線路 8 移相器 9 第2の誘電体基板 10 ストリップ導体 11 マイクロストリップ線路 12 結合孔

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 隣接して配置された放射導体と地導体と
    からなるマイクロストリップアンテナの対を少なくとも
    一対備え、上記対を成すマイクロストリップアンテナへ
    の給電位置をほぼ点対称に設け、給電位相を同相または
    逆相として給電することを特徴とするアンテナ装置。
  2. 【請求項2】 放射導体と地導体からなる複数個のマイ
    クロストリップアンテナを配列したアレーアンテナを備
    え、上記複数個のマイクロストリップアンテナを第1群
    と第2群に属するマイクロストリップアンテナが混在す
    るように第1群と第2群とに分け、上記第1群のマイク
    ロストリップアンテナと第2群のマイクロストリップア
    ンテナへの給電位置をほぼ点対称に設けたことを特徴と
    するアンテナ装置。
JP4279292A 1992-02-28 1992-02-28 アンテナ装置 Pending JPH05243840A (ja)

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JP4279292A JPH05243840A (ja) 1992-02-28 1992-02-28 アンテナ装置

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JP (1) JPH05243840A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11346113A (ja) * 1998-06-02 1999-12-14 Japan Radio Co Ltd 指向性合成処理方法
JP2004120130A (ja) * 2002-09-24 2004-04-15 Hitachi Kokusai Electric Inc グランド板付アンテナ及びグランド板付アレーアンテナ
US8493181B2 (en) * 2005-07-15 2013-07-23 Hitoshi Kitayoshi Sensor tag, sensor tag device, power receiving circuit, and sensor tag device power supply method

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