JPH0529827A - マイクロストリツプアンテナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 小型化したマイクロストリップアンテナを提
供する。 【構成】 放射導体板２に、縮退分離素子として、メイ
ンスロット５ａとそのメインスロット５ａより長さの短
いサブスロット５ｂとをそれぞれの中央部で直交させて
成るクロススロット５を形成する。この構成では、放射
導体板２に一点給電した際、サブスロット５ｂの長さ方
向Ａとメインスロット５ａの長さ方向Ｂとの電流経路の
伸び率の違いから、二重に縮退している振動モードが、
二つの直交する振動モードに分離される。しかもその二
つの振動モードの異なる周波数はいずれも、放射導体板
の大きさで決まる本来の共振周波数より低くなる。この
ことから、メインスロット５ａとサブスロット５ｂとの
長さを適宜に設定すれば、上記二つの振動モード間に９
０度の位相差をつけて、本来の共振周波数より低い周波
数の円偏波を放射させることができる。よって小型化が
可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一点給電で円偏波を放
射させるマイクロストリップアンテナに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、複数の周回衛星を利用して移動体
の位置情報を得る航法システムが実用化されている。こ
のような航法システムでは、移動体の静止衛星に対する
位置や姿勢が不定であるために、空間上の様々な位置に
散在した複数の衛星からの電波を同時に受信しなくては
ならないので全天を見込むような広がり角度を有するビ
ームであるとともに、円偏波である必要がある。

【０００３】このようなビーム状の円偏波を放射させる
アンテナとして、マイクロストリップアンテナが広く用
いられている。このマイクロストリップアンテナは、誘
電体基板の一方の面に導体接地板、他方の面に放射導体
板を設けて成り、同軸ケーブルの外導体を導体接地板
に、内導体を放射導体板に接続して給電するもので、平
面状で、丈夫であり、また印刷技術を利用して製造し得
るために大量生産が可能であるといった利点を有する。

【０００４】マイクロストリップアンテナから円偏波を
放射させるには、放射導体板の二点に、位相を９０度ず
らせて給電すればよいが、この二点給電方式では、位相
差９０度の給電手段を要することから給電系が複雑にな
る。

【０００５】そこで従来より、放射導体板の一点に給電
して円偏波を放射させるようにしたマイクロストリップ
アンテナが工夫されている。

【０００６】例えば、図３の平面図に示すように、誘電
体基板１上に設けられた一辺の長さが半波長の正方形の
放射導体板２に、縮退分離素子として一本のスロット３
を形成し、その放射導体板２の中心からずれた所定の一
点に、同軸ケーブル（図示せず）で、導体接地板４を設
けた誘電体基板１の裏面側から給電するように構成した
ものがある。

【０００７】このマイクロストリップアンテナでは、放
射導体板２に一点給電して励振した際に、スロット３に
対して垂直な方向（矢印Ｃ）に流れる電流の経路が、ス
ロット３を迂回することにより伸びる。そのため、二重
に縮退している振動モードが、スロット３に対して垂直
な方向とスロット３の長さ方向（矢印Ｄ）との二つの直
交する振動モードに分離され、前者の振動モードの周波
数だけが、放射導体板２の大きさで決まる本来の共振周
波数、つまり目的とする周波数よりわずかに低下する。
このことから、上記スロット３の長さを適宜に設定する
ことにより、上記二つの振動モード間に９０度の位相差
をつけて、円偏波を放射させることができる。

【０００８】また、放射導体板の縁の所定位置に、縮退
分離素子として切欠または突起を形成することにより、
円偏波を放射させるようにしたマイクロストリップアン
テナもある（特開昭６３−１８０２０２号）。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述のように
放射導体板に、縮退分離素子として一本のスロット、あ
るいは切欠や突起を形成した一点給電方式のマイクロス
トリップアンテナでは、放射導体板の大きさが目的周波
数によって決まってしまうため、小型化することができ
ないという問題があった。

【００１０】本発明は、この問題を解決するためになさ
れたもので、小型化したマイクロストリップアンテナを
提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係るマイクロストリップアンテナでは、放
射導体板に、縮退分離素子として、メインスロットとそ
のメインスロットより長さの短いサブスロットとをそれ
ぞれの中央部で直交させて成るクロススロットを形成し
た。

【００１２】

【作用】上記構成のマイクロストリップアンテナでは、
放射導体板に一点給電した際、サブスロットの長さ方向
とメインスロットの長さ方向との電流経路の伸び率の違
いから、二重に縮退している振動モードが、二つの直交
する振動モードに分離される。しかもその二つの振動モ
ードの異なる周波数はいずれも、放射導体板の大きさで
決まる本来の共振周波数より低くなる。

【００１３】このことから、クロススロットのメインス
ロットとサブスロットとの長さを適宜に設定すれば、上
記二つの振動モード間に９０度の位相差をつけて、本来
の共振周波数より低い周波数の円偏波を放射させること
ができる。よって小型化が可能となる。

【００１４】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の一実施例を説
明する。

【００１５】図１は、本発明に係るマイクロストリップ
アンテナの平面図である。なお、図１において、図３に
示した従来例と相違ない構成要素には、同一の符号を付
した。

【００１６】図のようにこのマイクロストリップアンテ
ナの特徴は、誘電体基板１上の正方形の放射導体板２の
中央部に、縮退分離素子としてクロススロット５を形成
した点にある。このクロススロット５は、メインスロッ
ト５ａと、そのメインスロット５ａより長さの短いサブ
スロット５ｂとをそれぞれの中央部で直交させて成るも
のである。

【００１７】そして上記放射導体板２には、従来例と同
様に、その中心からずれた所定の一点に同軸ケーブル
（図示せず）で、導体接地板４を設けた誘電体基板１の
裏面側から給電される。つまり同軸ケーブルの外導体が
導体接地板４に、内導体が、誘電体基板１を貫通した状
態で放射導体板２にそれぞれ接続されている。

【００１８】上記構成のマイクロストリップアンテナで
は、放射導体板２に一点給電して励振した際、サブスロ
ット５ｂの長さ方向（矢印Ａ）に流れる電流の経路は、
メインスロット５ａを迂回するために伸び、またメイン
スロット５ａの長さ方向（矢印Ｂ）に流れる電流の経路
も、サブスロット５ｂを迂回するためにやはり伸びる。
しかもこれら二方向の電流経路の伸び率は、メインスロ
ット５ａとサブスロット５ｂとの長さの違いから、サブ
スロット５ｂの長さ方向では大きく、メインスロット５
ａの長さ方向では小さい。

【００１９】従って、このマイクロストリップアンテナ
の場合には、放射導体板２に一点給電した際に、二重に
縮退している振動モードが、クロススロット５によっ
て、サブスロット５ｂの長さ方向とメインスロット５ａ
の長さ方向との二つの直交する振動モードに分離される
とともに、その二つの振動モードの異なる周波数はいず
れも、放射導体板２の大きさで決まる本来の共振周波数
より低くなる。

【００２０】このことから、クロススロット５のメイン
スロット５ａとサブスロット５ｂとの長さを適宜に設定
すれば、上記二つの振動モード間に９０度の位相差をつ
けて、本来の共振周波数より低い周波数の円偏波を放射
させることができる。そしてメインスロット５ａとサブ
スロット５ｂとの長さを、上記二つの振動モード間の位
相差を９０度に保った状態で伸ばすことにより、放射さ
せる円偏波の周波数を更に低下させることができる。

【００２１】即ち、本発明に係るマイクロストリップア
ンテナでは、放射導体板２にクロススロット５を形成し
たことにより、従来例のように放射導体板に一本のスロ
ット、あるいは切欠や突起を形成したマイクロストリッ
プアンテナの場合に比べ、同じ大きさの放射導体板２で
あればより低い周波数の円偏波を放射させることがで
き、また、逆に同じ周波数の円偏波を放射させるとすれ
ば放射導体板２の大きさをより小さくすることができ
る。

【００２２】実際には、放射導体板２を従来より４０％
程度まで縮小することが可能である。従って、従来より
約４０％まで小型化したマイクロストリップアンテナが
実現されることになる。

【００２３】更に、メインスロット５ａとサブスロット
５ｂとの端部を削ってそれらの長さをわずかに伸ばすこ
とにより、放射させる円偏波の周波数をキロヘルツのオ
ーダーで、上げる方向に容易に微調整することができ
る。このことは、特に、周波数の微調整を要する試作段
階で大きな利点となる。従来のマイクロストリップアン
テナでは、放射させる円偏波の周波数をキロヘルツのオ
ーダーで変えるには、放射導体板の外形寸法をミクロン
単位で変えなければならないため、周波数の微調整はほ
とんど不可能であった。

【００２４】なお、図１に示した本実施例におけるマイ
クロストリップアンテナでは、クロススロット５のメイ
ンスロット５ａとサブスロット５ｂとを放射導体板２の
対角線に沿って形成したが、放射導体板２の縦，横の中
心線に沿って形成してもよい。

【００２５】また、図２の平面図に示すように、放射導
体板２の形を円形として、その中心にクロススロット５
を形成してもよい。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
直交する２方向のスロットル長が可変であるため位相差
９０°を維持しつつ、アンテナの縮小率をおよそ０〜４
０％の間で自由に選択することができる。

【００２７】マイクロストリップアンテナは、通常、よ
り強い円偏波を放射させるために、多数のマイクロスト
リップアンテナが並べられてアレイアンテナとされるた
め、一つひとつのマイクロストリップアンテナを小型化
することにより、アレイアンテナとして、非常に小さく
構成することができる。従って、同出力レベルのアレイ
アンテナであればコストを下げることができ、また、同
サイズのアレイアンテナであれば出力レベルを高めるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例におけるマイクロストリップア
ンテナの平面図である。

【図２】他の実施例を示す平面図である。

【図３】従来例におけるマイクロストリップアンテナの
平面図である。

【符号の説明】

１ 誘電体基板 ２ 放射導体板 ４ 導体接地板 ５ クロススロット ５ａ メインスロット ５ｂ サブスロット

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 誘電体基板の一方の面に導体接地板、他
   方の面に放射導体板を設けて成り、その放射導体板の一
   点に給電して、円偏波を放射させるマイクロストリップ
   アンテナにおいて、 上記放射導体板に、縮退分離素子として、メインスロッ
   トとそのメインスロットより長さの短いサブスロットと
   をそれぞれの中央部で直交させて成るクロススロットを
   形成したことを特徴とするマイクロストリップアンテ
   ナ。