JPH0638563B2 - 平面アンテナ - Google Patents
平面アンテナInfo
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- JPH0638563B2 JPH0638563B2 JP61191135A JP19113586A JPH0638563B2 JP H0638563 B2 JPH0638563 B2 JP H0638563B2 JP 61191135 A JP61191135 A JP 61191135A JP 19113586 A JP19113586 A JP 19113586A JP H0638563 B2 JPH0638563 B2 JP H0638563B2
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- JP
- Japan
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- antenna
- circuit
- planar antenna
- dielectric
- synthetic resin
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Description
【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、たとえばマイクロ波などを受信する際に好適
に用いられる平面アンテナに関する。
に用いられる平面アンテナに関する。
背景技術 従来、平面アンテナは、誘電体を介して接地導体と、給
電回路と、放射回路とを有している。このような平面ア
ンテナでは、給電線によるマイクロ波のエネルギー損失
が大きくアンテナの利得が不充分であった。
電回路と、放射回路とを有している。このような平面ア
ンテナでは、給電線によるマイクロ波のエネルギー損失
が大きくアンテナの利得が不充分であった。
目 的 本発明の目的は、高利得でかつ広帯域でかつ耐候性、信
頼性に優れた平面アンテナを提供することである。
頼性に優れた平面アンテナを提供することである。
発明の構成 本発明は、接地導体２と給電回路３と放射回路４とが、
それぞれ誘電体６，８を介してこの順序で積層されて構
成される平面アンテナにおいて、 前記給電回路３は、もう１つの誘電体５を介して同一パ
ターン形状で上下一対形成され、 前記上下一対の給電回路３は同電位であることを特徴と
する平面アンテナである。
それぞれ誘電体６，８を介してこの順序で積層されて構
成される平面アンテナにおいて、 前記給電回路３は、もう１つの誘電体５を介して同一パ
ターン形状で上下一対形成され、 前記上下一対の給電回路３は同電位であることを特徴と
する平面アンテナである。
実施例 第１図は、本発明の一実施例の平面アンテナ１の構成を
示す断面図である。平面アンテナ１は、基本的には接地
導体２と、給電回路３と放射回路４とが積層されて構成
される。接地導体２は、銅、アルミニウム、銀、アスタ
チン、鉄、金などの導電性材料から成る。接地導体２の
上方に配置される給電回路３は、誘電体としての合成樹
脂材料から成る給電回路用シート体５の上面および下面
で同一パターン形状で形成される。この上下一対の給電
回路３は、それぞれ同電位に保つために、たとえば図示
しない端子近傍にスルーホールメツキなどを施してい
る。このような給電回路３は、接地導体２の上方に誘電
体６を介して設けられる。
示す断面図である。平面アンテナ１は、基本的には接地
導体２と、給電回路３と放射回路４とが積層されて構成
される。接地導体２は、銅、アルミニウム、銀、アスタ
チン、鉄、金などの導電性材料から成る。接地導体２の
上方に配置される給電回路３は、誘電体としての合成樹
脂材料から成る給電回路用シート体５の上面および下面
で同一パターン形状で形成される。この上下一対の給電
回路３は、それぞれ同電位に保つために、たとえば図示
しない端子近傍にスルーホールメツキなどを施してい
る。このような給電回路３は、接地導体２の上方に誘電
体６を介して設けられる。
放射回路４は給電回路３の上方に配置され、誘電体とし
ての合成樹脂材料から成る放射回路用シート体７の下面
に形成される。放射回路４は誘電体８を介して給電回路
３の上方に配置される。誘電体６，８は、空気層であつ
てもよい。
ての合成樹脂材料から成る放射回路用シート体７の下面
に形成される。放射回路４は誘電体８を介して給電回路
３の上方に配置される。誘電体６，８は、空気層であつ
てもよい。
このようにして本発明に従う平面アンテナ１の給電回路
３を、誘電体としての合成樹脂材料から成るシート体５
の上下に同一パターン形状に形成し、かつ同電位に保つ
ことによつてシート体５内部の電荷が非常に小さくな
る。したがつて誘電体損失を可及的に低減することがで
きる。また接地導体２と接地導体２側の給電回路３a と
の距離と、放射回路４と放射回路４側の給電回路３b と
の距離を、等しくすることができる。したがつて電荷分
布が給電回路３を中心として上下対称な状態にすること
ができる。
３を、誘電体としての合成樹脂材料から成るシート体５
の上下に同一パターン形状に形成し、かつ同電位に保つ
ことによつてシート体５内部の電荷が非常に小さくな
る。したがつて誘電体損失を可及的に低減することがで
きる。また接地導体２と接地導体２側の給電回路３a と
の距離と、放射回路４と放射回路４側の給電回路３b と
の距離を、等しくすることができる。したがつて電荷分
布が給電回路３を中心として上下対称な状態にすること
ができる。
さらに前述したように誘電体損失を小さくすることがで
きるため、シート体５の厚みを大きくしも、損失が比較
的大きくならず、かつ接地導体２と給電回路３との距
離、ならびに給電回路３と放射回路４との距離を各々小
さくすることが可能である。したがつて給電回路３と放
射回路４とのカツプリング結合を強くすることができ
る。したがつてこのような誘電体損失を増大することな
く、カツプリング結合を大とすることができ、アンテナ
の利得の向上をはかることが可能となる。
きるため、シート体５の厚みを大きくしも、損失が比較
的大きくならず、かつ接地導体２と給電回路３との距
離、ならびに給電回路３と放射回路４との距離を各々小
さくすることが可能である。したがつて給電回路３と放
射回路４とのカツプリング結合を強くすることができ
る。したがつてこのような誘電体損失を増大することな
く、カツプリング結合を大とすることができ、アンテナ
の利得の向上をはかることが可能となる。
前述の誘電体６，８を空気層とすることによつて、誘電
体損失を最も小さくすることができ、かつＱ値が低くな
るため、アンテナの帯域が格段に向上する。なお、この
際の空気層保持のためには発泡ハニカム材、あるいは発
泡材を格子状に加工したもの、あるいは発泡材を任意の
形に複数箇所でくり抜いたものをスペーサとして使うこ
とを特徴とする。なお上記の発泡材と、合成樹脂製の支
柱とを併用しても充分である。
体損失を最も小さくすることができ、かつＱ値が低くな
るため、アンテナの帯域が格段に向上する。なお、この
際の空気層保持のためには発泡ハニカム材、あるいは発
泡材を格子状に加工したもの、あるいは発泡材を任意の
形に複数箇所でくり抜いたものをスペーサとして使うこ
とを特徴とする。なお上記の発泡材と、合成樹脂製の支
柱とを併用しても充分である。
発泡材以外の材料をスペーサとして使用した場合、給電
回路３とスペーサとが交差する部分で給電線の特性イン
ピーダンスが変化し、その結果マイクロ波が反射し、そ
こから先へ伝播しないという問題が生じる。したがつ
て、スペーサを使用する場合は発泡材を用いる必要があ
る。
回路３とスペーサとが交差する部分で給電線の特性イン
ピーダンスが変化し、その結果マイクロ波が反射し、そ
こから先へ伝播しないという問題が生じる。したがつ
て、スペーサを使用する場合は発泡材を用いる必要があ
る。
次に上記の平面アンテナ１の放射回路４の上にレドーム
材料を複合する。この構成を第２図に示す。この場合の
レドーム材料は、発泡性合成樹脂材料体１０と合成樹脂
シート体１１との複合体である。発泡性合成樹脂材料体
１０は、厚みが３mm以上で誘電率が１．５以下のポリス
チレン、ポリエチレン、ポリウレタン、ＰＶＣ樹脂など
の単体およびこれらの共重合体から成る。また合成樹脂
シート体１１は厚みが２mm以下のポリエステル、ポリス
チレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネ
ート、ＡＢＳ樹脂、ＰＭＭＡ樹脂の単体もしくはこれら
の繊維強化プラスチツク（ＦＲＰ）から成る。レドーム
材料のうちの発泡合成樹脂材料体１０側を放射回路４の
シート体７に複合する。この複合によつてアンテナの野
外における耐久性が格段に向上する。さらにアンテナの
取付けも容易になる。ここで発泡性樹脂材料体１０を用
いるのは、放射回路４の形状を変化させることなく、レ
ドーム複合の有無によらずアンテナの特性が変化しない
という理由による。たとえば発泡合成樹脂材料体１０を
用いることなく、合成樹脂シート体１１を直接平面アン
テナ１の放射回路４に複合した場合には、放射パターン
の波長短縮率などのアンテナ設計時に必要となる基本物
性がすべて変化し、その結果アンテナ機能が低下するか
らである。
材料を複合する。この構成を第２図に示す。この場合の
レドーム材料は、発泡性合成樹脂材料体１０と合成樹脂
シート体１１との複合体である。発泡性合成樹脂材料体
１０は、厚みが３mm以上で誘電率が１．５以下のポリス
チレン、ポリエチレン、ポリウレタン、ＰＶＣ樹脂など
の単体およびこれらの共重合体から成る。また合成樹脂
シート体１１は厚みが２mm以下のポリエステル、ポリス
チレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネ
ート、ＡＢＳ樹脂、ＰＭＭＡ樹脂の単体もしくはこれら
の繊維強化プラスチツク（ＦＲＰ）から成る。レドーム
材料のうちの発泡合成樹脂材料体１０側を放射回路４の
シート体７に複合する。この複合によつてアンテナの野
外における耐久性が格段に向上する。さらにアンテナの
取付けも容易になる。ここで発泡性樹脂材料体１０を用
いるのは、放射回路４の形状を変化させることなく、レ
ドーム複合の有無によらずアンテナの特性が変化しない
という理由による。たとえば発泡合成樹脂材料体１０を
用いることなく、合成樹脂シート体１１を直接平面アン
テナ１の放射回路４に複合した場合には、放射パターン
の波長短縮率などのアンテナ設計時に必要となる基本物
性がすべて変化し、その結果アンテナ機能が低下するか
らである。
さらに第３図に示すように、前述のサスペンド構造の平
面アンテナ１を、電波透過部分１４と電波非透過部分１
５とを有するケーシング１６内に収納するようにしても
よい。電波透過部分１４は、厚みが２mm以下の合成樹脂
シート体１７と、厚みが５mm以上の発泡性合成樹脂材料
体１８との複合体から成り、電磁非透過部分１５は厚み
が２mm以上の合成樹脂、金属、木材、無機材料のいずれ
かで構成される。
面アンテナ１を、電波透過部分１４と電波非透過部分１
５とを有するケーシング１６内に収納するようにしても
よい。電波透過部分１４は、厚みが２mm以下の合成樹脂
シート体１７と、厚みが５mm以上の発泡性合成樹脂材料
体１８との複合体から成り、電磁非透過部分１５は厚み
が２mm以上の合成樹脂、金属、木材、無機材料のいずれ
かで構成される。
上記の構成の電波透過部分１４は電波の透過性能に優
れ、これと強度的に優れた電波非透過部分１５とを組合
せたケーシング１６内に平面アンテナ１を設置すること
によつて、電波透過性能を損なうことなく、より耐候
性、耐環境性能に優れた平面アンテナとなる。またケー
シング１６の形状を工夫することによつて、住宅の屋
根、壁などに直接かつ恒久的に取付け可能な平面アンテ
ナが実現される。
れ、これと強度的に優れた電波非透過部分１５とを組合
せたケーシング１６内に平面アンテナ１を設置すること
によつて、電波透過性能を損なうことなく、より耐候
性、耐環境性能に優れた平面アンテナとなる。またケー
シング１６の形状を工夫することによつて、住宅の屋
根、壁などに直接かつ恒久的に取付け可能な平面アンテ
ナが実現される。
以下、本件発明者の実験例に基づいて詳述する。
実験例１（第１図参照） 実施手順を以下に示す。
１００μｍ厚のポリエステルから成るフイルム状のシ
ート体５の両面に、３５μｍ厚の銅箔を既存の方法でラ
ミネートする。
ート体５の両面に、３５μｍ厚の銅箔を既存の方法でラ
ミネートする。
の工程におけるシート体５の両面の銅箔にまつたく
同じ形状の給電回路３の回路パターンをエツチング加工
する。
同じ形状の給電回路３の回路パターンをエツチング加工
する。
の回路パターンの端子接合部分をスルホール加工
し、さらにその面をメツキする。
し、さらにその面をメツキする。
１００μｍ厚のポリエステルから成るフイルム状のシ
ート体７の、一方表面に３５μｍ厚の銅箔を既存の方法
でラミネートする。
ート体７の、一方表面に３５μｍ厚の銅箔を既存の方法
でラミネートする。
における銅箔面をエツチング加工し、放射回路４を
形成する。
形成する。
接地導体２としての２mm厚のＡｌ板（ＪＩＳ規格１０
５０Ｈ２４）の表面に誘電体６としての１mm厚のポリエ
チレン誘電体シートを設置し、その上にの給電回路３
を設置し、さらにその上に誘電体８としての１mm厚のポ
リエチレン誘電体シートを設置し、その上にの放射回
路４を設置する。
５０Ｈ２４）の表面に誘電体６としての１mm厚のポリエ
チレン誘電体シートを設置し、その上にの給電回路３
を設置し、さらにその上に誘電体８としての１mm厚のポ
リエチレン誘電体シートを設置し、その上にの放射回
路４を設置する。
上記の工程によつて形成されたアンテナ基板に端子
を設け、いわゆるサスペンド構成の平面アンテナ１が得
られる。
を設け、いわゆるサスペンド構成の平面アンテナ１が得
られる。
の平面アンテナ１と従来のようなの両面パターンの
給電回路３の代わりに、片面パターンの給電回路を使用
して製造した平面アンテナと比較し、下記の第１表の結
果を得た。
給電回路３の代わりに、片面パターンの給電回路を使用
して製造した平面アンテナと比較し、下記の第１表の結
果を得た。
従来のものに比べ、給電線の損失で０．４ｄＢ／ｍ、ま
たアンテナ利得で０．３ｄＢの改善が確認できた。
たアンテナ利得で０．３ｄＢの改善が確認できた。
実験例２ 実験例１の手順の１００μｍ厚のポリエステルフイル
ム状シート体５に代えて、２７０μｍ厚のテフロンから
成るシート体を使用した。この実験例２では、損失で
０．２ｄＢ／ｍ、アンテナ利得で０．３ｄＢの改善が確
認できた。
ム状シート体５に代えて、２７０μｍ厚のテフロンから
成るシート体を使用した。この実験例２では、損失で
０．２ｄＢ／ｍ、アンテナ利得で０．３ｄＢの改善が確
認できた。
実験例３ 実験例１の手順のポリエチレンフイルム状シート体に
代えて、発泡倍率１０倍で２mm厚のポリスチレン発泡シ
ートを格子形状に加工したスペーサを使用した。この実
験例３における平面アンテナと、実験例１の平面アンテ
ナとを比較すると、損失で３．２ｄＢ／ｍ、アンテナ利
得で１．０ｄＢの改善が確認できた。さらに帯域が約２
倍に広がつた。
代えて、発泡倍率１０倍で２mm厚のポリスチレン発泡シ
ートを格子形状に加工したスペーサを使用した。この実
験例３における平面アンテナと、実験例１の平面アンテ
ナとを比較すると、損失で３．２ｄＢ／ｍ、アンテナ利
得で１．０ｄＢの改善が確認できた。さらに帯域が約２
倍に広がつた。
実験例４ 実験例３のアンテナの放射回路４の上に、発泡倍率１０
倍で１０μｍ厚のポリスチレン−ポリエチレン共重合体
の発泡合成樹脂材料体と、１mm厚のポリエステル繊維強
化プラスチツクシート体とを複合したレドーム材料を、
既材のウレタン接着剤で複合した。このアンテナと実験
例３のアンテナとを屋外で約１年間暴露したところ、実
験例３のアンテナは約０．５ｄＢの利得低下が発したに
もかかわらず、実験例４のアンテナはその性能の変化が
なかつた。
倍で１０μｍ厚のポリスチレン−ポリエチレン共重合体
の発泡合成樹脂材料体と、１mm厚のポリエステル繊維強
化プラスチツクシート体とを複合したレドーム材料を、
既材のウレタン接着剤で複合した。このアンテナと実験
例３のアンテナとを屋外で約１年間暴露したところ、実
験例３のアンテナは約０．５ｄＢの利得低下が発したに
もかかわらず、実験例４のアンテナはその性能の変化が
なかつた。
実験例５ 電波透過部分１４に相当する部分を、ポリエステル樹脂
とガラスクロスとの強化プラスチツクシート体と、発泡
倍率１０倍で１０μｍ厚のポリエチレン−ポリスチレン
共重合体の発泡性合成樹脂材料体の複合材料で成形し、
電波非透過部分を不飽和ポリエステル樹脂とガラスマツ
トとの強化プラスチツクで成形したケーシング１６内
に、実験例の平面アンテナを設置した。このような設
置した状態で、屋外で約２年間暴露しても、アンテナ性
能の低下は確認できなかつた。さらにこのようなケーシ
ング１６にアンテナを収納することによつて、住宅の屋
根や壁に恒久的に取付け可能となつた。
とガラスクロスとの強化プラスチツクシート体と、発泡
倍率１０倍で１０μｍ厚のポリエチレン−ポリスチレン
共重合体の発泡性合成樹脂材料体の複合材料で成形し、
電波非透過部分を不飽和ポリエステル樹脂とガラスマツ
トとの強化プラスチツクで成形したケーシング１６内
に、実験例の平面アンテナを設置した。このような設
置した状態で、屋外で約２年間暴露しても、アンテナ性
能の低下は確認できなかつた。さらにこのようなケーシ
ング１６にアンテナを収納することによつて、住宅の屋
根や壁に恒久的に取付け可能となつた。
効 果 以上のように本発明によれば、給電線による誘電体のエ
ネルギー損失を可及的に低減することができ、高利得で
広帯域かつ耐候性、信頼性に優れた平面アンテナを構成
することができる。
ネルギー損失を可及的に低減することができ、高利得で
広帯域かつ耐候性、信頼性に優れた平面アンテナを構成
することができる。
特に本発明によれば、給電回路３は、もう１つの誘電体
５を介して同一パターン形状で上下一対形成されてお
り、これらの上下一対の給電回路は同電位であるので、
前記もう１つの誘電体５の誘電体損失がマイクロ波帯で
大きく、すなわち誘電正接ｔａｎδが大きいときであつ
ても、そのような一対の同一パターン形状の給電回路３
を同電位で、すなわち同相で、電力伝送することによつ
て、前記もう１つの誘電体５の内部への電力分布が互い
に打消し合い、つまり分布せず、したがつてその熱損失
の発生が低減される。
５を介して同一パターン形状で上下一対形成されてお
り、これらの上下一対の給電回路は同電位であるので、
前記もう１つの誘電体５の誘電体損失がマイクロ波帯で
大きく、すなわち誘電正接ｔａｎδが大きいときであつ
ても、そのような一対の同一パターン形状の給電回路３
を同電位で、すなわち同相で、電力伝送することによつ
て、前記もう１つの誘電体５の内部への電力分布が互い
に打消し合い、つまり分布せず、したがつてその熱損失
の発生が低減される。
第１図は本発明の一実施例の平面アンテナ１の構成を示
す断面図、第２図は本発明の第２の実施例の構成を示す
断面図、第３図は本発明のさらに他の実施例の構成を示
す断面図である。 １……平面アンテナ、２……接地導体、３……給電回
路、４……放射回路、５……給電回路用シート体、６，
８……誘電体、７……放射回路４用シート体、１０，１
８……発泡性合成樹脂材料体、１１，１７……合成樹脂
シート体、１４……電波透過部分、１５……電波非透過
部分、１６……ケーシング
す断面図、第２図は本発明の第２の実施例の構成を示す
断面図、第３図は本発明のさらに他の実施例の構成を示
す断面図である。 １……平面アンテナ、２……接地導体、３……給電回
路、４……放射回路、５……給電回路用シート体、６，
８……誘電体、７……放射回路４用シート体、１０，１
８……発泡性合成樹脂材料体、１１，１７……合成樹脂
シート体、１４……電波透過部分、１５……電波非透過
部分、１６……ケーシング
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−134510（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−134513（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−16401（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−166109（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭55−135504（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】接地導体２と給電回路３と放射回路４と
が、それぞれ誘電体６，８を介してこの順序で積層され
て構成される平面アンテナにおいて、 前記給電回路３は、もう１つの誘電体５を介して同一パ
ターン形状で上下一対形成され、 前記上下一対の給電回路３は同電位であることを特徴と
する平面アンテナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61191135A JPH0638563B2 (ja) | 1986-08-14 | 1986-08-14 | 平面アンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61191135A JPH0638563B2 (ja) | 1986-08-14 | 1986-08-14 | 平面アンテナ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6346803A JPS6346803A (ja) | 1988-02-27 |
| JPH0638563B2 true JPH0638563B2 (ja) | 1994-05-18 |
Family
ID=16269463
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61191135A Expired - Lifetime JPH0638563B2 (ja) | 1986-08-14 | 1986-08-14 | 平面アンテナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0638563B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63258102A (ja) * | 1987-04-15 | 1988-10-25 | Matsushita Electric Works Ltd | 平面アンテナ |
| JPH02119404A (ja) * | 1988-10-28 | 1990-05-07 | Dx Antenna Co Ltd | 平面アンテナ |
| JP2693565B2 (ja) * | 1989-03-27 | 1997-12-24 | 日立化成工業株式会社 | 平面アンテナ |
| US8081118B2 (en) * | 2008-05-15 | 2011-12-20 | The Boeing Company | Phased array antenna radiator assembly and method of forming same |
| JP7046723B2 (ja) * | 2018-05-31 | 2022-04-04 | 加賀Ｆｅｉ株式会社 | 無線モジュールおよびその製造方法並びに電子装置 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55135504U (ja) * | 1979-03-20 | 1980-09-26 | ||
| JPS58134513A (ja) * | 1982-02-04 | 1983-08-10 | Mitsubishi Electric Corp | ダイポ−ルアンテナ |
| JPS58134510A (ja) * | 1982-02-04 | 1983-08-10 | Mitsubishi Electric Corp | シヨ−トバツクフアイアアレ−アンテナ |
| JPS58166109U (ja) * | 1982-04-30 | 1983-11-05 | ソニー株式会社 | マイクロストリツプアンテナ |
| JPS5916401A (ja) * | 1982-07-19 | 1984-01-27 | Fujitsu Ltd | アンテナ構造 |
-
1986
- 1986-08-14 JP JP61191135A patent/JPH0638563B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6346803A (ja) | 1988-02-27 |
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