JPH0682977B2 - Wide directional microstrip antenna - Google Patents

Wide directional microstrip antenna

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JPH0682977B2
JPH0682977B2 JP32345788A JP32345788A JPH0682977B2 JP H0682977 B2 JPH0682977 B2 JP H0682977B2 JP 32345788 A JP32345788 A JP 32345788A JP 32345788 A JP32345788 A JP 32345788A JP H0682977 B2 JPH0682977 B2 JP H0682977B2
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patch
axis
microstrip antenna
dielectric substrate
resonance mode
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孝之 石曽根
研一 小林
正彦 竹原
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Koden Electronics Co Ltd
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Koden Electronics Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は衛星等からの電波を広角度より受信する、特に
周縁が開放となっているパッチ型のアンテナに関する。
The present invention relates to a patch antenna that receives radio waves from a satellite or the like from a wide angle, and in particular has a perimeter that is open.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

衛星からの電波放送は、円偏波を利用するので、従来、
衛星からの電波受信用にはアンテナとしてヘリカルアン
テナ、スパイラル型のアンテナを利用し、広指向性をも
たせるようにしている。これらのアンテナは広角度の指
向性を有する半球状の無指向性アンテナを容易に実現で
きる利点があるが、形状が複雑であり、また製作時にお
いて手作業が多くバラツキが生じやすく、そのため高価
となる。
Since radio waves broadcast from satellites use circular polarization,
For receiving radio waves from satellites, helical antennas and spiral type antennas are used as antennas to provide wide directivity. These antennas have the advantage of being able to easily realize a hemispherical omnidirectional antenna having a wide-angle directivity, but they have a complicated shape, and many manual operations are likely to occur during manufacture, which makes them expensive. Become.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be Solved by the Invention]

最近マイクロストリップアンテナが薄型、軽量、しかも
製作の容易さ、低価格性を備えているため、高い周波数
帯に利用され始めている。
Recently, the microstrip antenna is thin, lightweight, easy to manufacture, and low in cost, so that it is beginning to be used in a high frequency band.

パッチ型のマイクロストリップアンテナは底面に導電性
の地板を有する誘電体基板に方形または円形の導体(パ
ッチ)を配置したもので、電気的には周縁が開放された
共振素子を形成する。方形パッチの場合、アンテナとし
て、周縁が開放となるλ/2の長の共振モードで共振し、
その開放端から電波が放射される。この放射電界は、パ
ッチ周辺にλ/2の長さの分だけ離れた対応位置に磁気ダ
イポールが2本置かれたものと等価といわれている。そ
のため、直線偏波において、電界(E)面、磁界(H)
面ともに指向性が狭くなり、半球状の無指向性のアンテ
ナをパッチ型のマイクロストリップアンテナで実現させ
るのは困難であった。
The patch-type microstrip antenna is a dielectric substrate having a conductive bottom plate on the bottom of which a rectangular or circular conductor (patch) is arranged, and electrically forms a resonant element whose peripheral edge is open. In the case of a square patch, as an antenna, it resonates in a resonance mode with a long edge of λ / 2,
Radio waves are radiated from the open end. This radiated electric field is said to be equivalent to two magnetic dipoles placed around the patch at corresponding positions separated by a length of λ / 2. Therefore, in the linearly polarized wave, the electric field (E) plane and the magnetic field (H)
Since the directivity is narrowed on both sides, it was difficult to realize a hemispherical omnidirectional antenna with a patch-type microstrip antenna.

本発明の目的は、パッチ型マイクロストリップアンテナ
の指向性の狭いという欠点を除去し、直線偏波用とし
て、さらには円偏波用として動作させたときに広い指向
性を有するマイクロストリップアンテナを提供すること
にある。
An object of the present invention is to eliminate the drawback that the patch type microstrip antenna has a narrow directivity, and to provide a microstrip antenna having a wide directivity when operated for linear polarization and further for circular polarization. To do.

〔課題を解決するための手段〕[Means for Solving the Problems]

本発明は、直線偏波を発生せしめる方形または円形状の
パッチ型マイクロストリップアンテナにおいて、アンテ
ナの放射主軸に対して直角であって、相互に直交するP
軸・Q軸の軸線上の方向に1個または複数個の線状もし
くは帯状の非励振素子をパッチ周縁の外側に近接して設
け、パッチの共振モードの方向をP軸とし、前記P軸線
上の方向に設けた非励振素子は誘電体基板に垂直な素子
であり、前記Q軸線上の方向に設けた非励振素子は、誘
電体基板面に平行して誘電体基板面から離して、P軸方
向に延在して配置した水平な素子もしくは前記水平素子
の中心を誘電体基板面に接地したT型の素子としてい
る。
The present invention relates to a rectangular or circular patch-type microstrip antenna that generates linearly polarized waves, and is perpendicular to the main radiation axis of the antenna and orthogonal to each other.
On the P-axis, one or more linear or strip-shaped non-exciting elements are provided close to the outside of the periphery of the patch in the direction of the axis of the axis and the Q-axis, and the direction of the resonance mode of the patch is the P-axis. The non-exciting element provided in the direction of is the element perpendicular to the dielectric substrate, and the non-exciting element provided in the direction of the Q-axis is parallel to the dielectric substrate surface and is separated from the dielectric substrate surface by P. A horizontal element extending in the axial direction or a T-type element in which the center of the horizontal element is grounded to the surface of the dielectric substrate is used.

円偏波用マイクロストリップアンテナでは、円偏波の構
成すべく、互いに直交する共振モードをマイクロストリ
ップアンテナのパッチで形成し、各共振モードを前記P
軸として、各共振モードに対する非励振素子を設けるよ
うにする。この場合、パッチは複数個もしくは共通の1
個のパッチにより円偏波を形成できる。さらに、円偏波
用マイクロストリップアンテナの指向性をより一層向上
する手段として、非励振素子の相互の配置を90゜でな
く、円偏波の各直交共振モードの方向に、誘電体基板に
垂直な非励振素子を配置し、前記垂直素子間の中間方向
に誘電体基板に水平な非励振素子を設けることが有効で
ある。
In a circularly polarized microstrip antenna, resonance modes orthogonal to each other are formed by patches of the microstrip antenna to form circularly polarized waves, and each resonance mode is set to the P
A non-excitation element for each resonance mode is provided as an axis. In this case, multiple patches or one common patch
Circular polarization can be formed by individual patches. In addition, as a means to further improve the directivity of the circularly polarized microstrip antenna, the non-exciting elements are arranged at 90 ° to each other and perpendicular to the dielectric substrate in the direction of each orthogonal resonance mode of circularly polarized waves. It is effective to dispose such non-exciting elements and provide horizontal non-exciting elements on the dielectric substrate in the intermediate direction between the vertical elements.

なお、パッチの形状は、方形または円形状であるが、こ
こで円形とは真円に限定されず、長円形、楕円形を含
む。
The shape of the patch is a square or a circle, but the circle here is not limited to a perfect circle, and includes an ellipse and an ellipse.

〔作用〕[Action]

非励振素子は、その長さをλ/2以下(接地の場合はλ/
4)とすれば、電波導波器として動作する。E面に対し
ては垂直素子を、H面に対しては水平素子を配置すれ
ば、それぞれの方向の電波の指向性を向上させる。垂直
・水平素子を併用することでアンテナとして指向性のよ
い特性が得られる。
The parasitic element has a length of λ / 2 or less (in the case of grounding, λ /
If it is 4), it operates as a wave director. If a vertical element is arranged on the E plane and a horizontal element is arranged on the H plane, the directivity of the radio wave in each direction is improved. By using the vertical and horizontal elements together, an antenna with good directivity can be obtained.

〔実施例〕〔Example〕

以下、図面を参照して本発明の実施例につき説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

(1) 第1実施例 第1実施例として、第1図〜第4図に直線偏波用アンテ
ナについて示す。第1図は斜視図、第2図・第3図が側
面図、第4図は平面図である。斜線をほどこしたパッチ
10は誘電体基板1上に銅箔で形成している。誘電体基板
1の裏面は銅箔が貼られた地板2となっている。パッチ
10への給電はコネクタにより裏面から行なっている。こ
の給電点11はパッチ10に対する関係としてこの例ではX
方向では中心よりずれ、Y方向では中心に位置している
ので、X方向に共振電流が流れることになる。すなわち
この場合、共振モードの方向を示すP軸方向はX方向で
ある。そしてパッチ10の端縁辺l,lに磁流があるものと
して、電磁界が求められる。電界(E)面に沿って、P
軸(X方向)線上に非励振素子20,21をパッチ10に近接
して誘電体基板1から垂直に立てておくことで、この方
向の指向性を良好にできる。非励振素子20,21の長さは
接地型とすればλ/4に近く、これより僅かに短くすれば
よい。さらに、電界(E)面と直交する磁界H面におい
ては、Q軸(Y方向)線上にX方向と平行に、水平の非
励振素子22,23を誘電体基板1から浮かして配置するこ
とで、この方向の指向性を向上できる。素子の長さはλ
/2に近くこれより僅かに小さくする。水平の非励振素子
22,23は誘電体基板1から浮かすために、何らかの方法
で絶縁物で支持する必要があるが、図で点線で示したよ
うに、水平素子の中心を接地するようにしてもよい。こ
の場合、電気的には浮かしたと同じである。
(1) First Example As a first example, FIGS. 1 to 4 show a linearly polarized antenna. FIG. 1 is a perspective view, FIGS. 2 and 3 are side views, and FIG. 4 is a plan view. A patch with diagonal lines
10 is formed of copper foil on the dielectric substrate 1. The back surface of the dielectric substrate 1 is a base plate 2 to which a copper foil is attached. patch
The power supply to 10 is done from the back side by the connector. This feeding point 11 is related to the patch 10 as X in this example.
Since it is deviated from the center in the direction and located at the center in the Y direction, the resonance current flows in the X direction. That is, in this case, the P-axis direction indicating the direction of the resonance mode is the X direction. Then, the electromagnetic field is obtained assuming that there is a magnetic current at the edges l, l of the patch 10. P along the electric field (E) plane
By arranging the non-exciting elements 20 and 21 vertically on the axis (X direction) close to the patch 10 and vertically from the dielectric substrate 1, the directivity in this direction can be improved. The lengths of the non-excitation elements 20 and 21 are close to λ / 4 if they are grounded, and may be slightly shorter than this. Further, in the plane H of the magnetic field orthogonal to the plane of the electric field (E), the horizontal non-exciting elements 22 and 23 are arranged in parallel with the X direction on the line of the Q axis (Y direction) so as to float from the dielectric substrate 1. , The directivity in this direction can be improved. The element length is λ
It is close to / 2 and slightly smaller than this. Horizontal parasitic element
22 and 23 need to be supported by an insulator by some method in order to float from the dielectric substrate 1, but the center of the horizontal element may be grounded as shown by the dotted line in the figure. In this case, it is electrically the same as floating.

非励振素子20〜23はパッチ10の端縁との間隔は0.05〜0.
5λ、また22〜23は誘電体基板1上に、0.1〜0.2λの高
さにすれば、充分な効果が得られることが確かめられ
た。上記直線偏波用アンテナの指向性の1例は第9図の
ようになる。なおY方向の指向性も同様である。第8図
は、パッチアンテナだけの指向性で、これに対し、本発
明による放射主軸に対する角度θの指向性の改善が明ら
かに確証された。
The distance between the parasitic elements 20 to 23 and the edge of the patch 10 is 0.05 to 0.
It was confirmed that a sufficient effect can be obtained by setting the height of 5λ and 22 to 23 on the dielectric substrate 1 to a height of 0.1 to 0.2λ. An example of the directivity of the above linearly polarized antenna is as shown in FIG. The directivity in the Y direction is the same. FIG. 8 shows the directivity of the patch antenna only, whereas the directivity of the angle θ with respect to the radiation main axis according to the present invention was clearly confirmed.

(2) 第2実施例 次に第2実施例として円偏波の場合に対して、本発明を
実施した場合を第5図,第6図に示す。第5図は側面
図、第6図は平面図である。円偏波の場合、給電点を2
個用い、それぞれX方向,Y方向の共振電流を供給するこ
ともできるが、第6図に示すように対角方向に設けた一
点の給電点13により、図示のようにパッチ12に2個の直
交する共振モードM1,M2を発生しうることは周知であ
る。共振モードM1,M2は、スリットKを設けることによ
り電流経路長に差があり、各々の共振周波数が異なって
くる。そこで、中間の周波数で給電点13から励振する
と、2個の共振モードの位相が90゜異なることになり、
円偏波の電界が生ずる。
(2) Second Embodiment Next, as a second embodiment, FIGS. 5 and 6 show the case where the present invention is applied to the case of circular polarization. FIG. 5 is a side view and FIG. 6 is a plan view. In the case of circular polarization, 2 feeding points
It is also possible to supply resonance currents in the X direction and the Y direction, respectively, but by using one feed point 13 provided in the diagonal direction as shown in FIG. It is well known that orthogonal resonance modes M1 and M2 can be generated. The resonance modes M1 and M2 have different current path lengths by providing the slits K, and the respective resonance frequencies are different. Therefore, when excited from the feeding point 13 at an intermediate frequency, the phases of the two resonance modes differ by 90 °,
A circularly polarized electric field is generated.

パッチに生ずる直交する各共振モードに対応して、電磁
波としての円偏波は各々直交する電界をもつ。円偏波の
各直交する電界に対して、それぞれ第1実施例に示し
た、非励振素子をパッチ外周に設ければ円偏波の場合に
対する広指向性が得られる。そのため第5図、第6図に
示すように非励振素子の組としてM1モードに対応して24
〜27および90゜ずらしたM2モードに対応する30〜33の2
組が示されている。
Circularly polarized waves as electromagnetic waves have orthogonal electric fields corresponding to the orthogonal resonance modes generated in the patch. If the non-exciting element shown in the first embodiment is provided on the outer periphery of the patch for each orthogonal electric field of circular polarization, wide directivity for the case of circular polarization can be obtained. Therefore, as shown in Fig. 5 and Fig. 6, 24
2 ~ 30 and 33 corresponding to M2 mode shifted by ~ 27 and 90 °
Pairs are shown.

(3) 第3実施例 上述の実施例は、パッチとしては1個のパッチを共有
し、位相を90゜ずらすためにスリットを設けたものであ
るが、円偏波を発生させるパッチとしては,他の方法で
発生可能なことはいうまでもない。第3実施例として第
7図に示すように、4個のパッチ14A〜14Dを誘電体基板
1上に設け、パッチはすべてスリットなしの一点給電と
し、その給電点の位置をそれぞれX方向またはY方向に
共振電流が生ずるように異ならしめる。これによって、
実効的に直交するM1,M2共振モード発生するので、第7
図で実線・点線で区別してあるように各共振モードに対
応する2組の非励振素子の組を設ければよい。この場合
には給電電流はパッチ14A〜14Dに時分割的に供給するこ
とが必要となるが、指向性は1個のパッチを用いる第2
実施例と同様である。
(3) Third Embodiment In the above-mentioned embodiment, one patch is shared as a patch and a slit is provided to shift the phase by 90 °, but as a patch for generating circular polarization, Of course, it can be generated by other methods. As shown in FIG. 7 as a third embodiment, four patches 14A to 14D are provided on the dielectric substrate 1, and all the patches are single-point feeding without slits, and the feeding points are located in the X direction or Y direction, respectively. Different so that a resonance current is generated in each direction. by this,
Since M1 and M2 resonance modes that are effectively orthogonal are generated,
As shown by the solid and dotted lines in the figure, two sets of non-exciting elements corresponding to each resonance mode may be provided. In this case, the power supply current needs to be supplied to the patches 14A to 14D in a time-divisional manner, but the directivity is the second patch using one patch.
It is similar to the embodiment.

(4) 第4実施例 以上のようにして、本発明の実施により、直線偏波、円
偏波の両者について広角の指向性が得られる。しかし、
非励振素子としてE面に配置した垂直素子,H面に配置し
た水平素子は、それぞれ共振モードのP軸方向と、それ
に直角なQ軸方向に直交して配置するので、P,Q軸の中
間で、φ方向指向性の低下が生ずる。この部分の低下を
防ぐ手段として、H面に配置する水平素子をE面に直角
でなく、ほぼ45゜方向になるように中間に配置すること
が考えられる。第4実施例として具体的には第10図,第
11図の側面図,平面図に示すように、パッチ12の各辺に
対応して垂直素子40〜43を配置するが、水平素子44〜47
は各辺に対して45゜の傾斜をなすように配置し、給電点
13より励振する。これによって図のX,Y軸の中間方向の
φ方向指向性の低下を減少させることができる。この場
合、各水平素子44〜47はパッチの直交する共振モードの
両方に関与してくる。第12図は指向性をX,Y平面でみた
φ方向指向性の実測である。円偏波の第2実施例の場合
には、X,Y軸中間方向では、点線のような傾向があった
が、本実施例では実線に示すように、この指向性低下を
改善できる。なお、方形パッチに生ずる共振モードは対
応する2辺間に生ずるが、これを駆動し、また2個の共
振モードの位相を90゜ずらせる一点給電による励振方法
としては第13図のようにパッチ15にスリットK′を対角
線に設け、給電点16を図示の位置に設けることもでき
る。このときの非励振素子のパッチ15に対応する配置は
全く同一である。
(4) Fourth Embodiment As described above, wide-angle directivity can be obtained for both linearly polarized waves and circularly polarized waves by implementing the present invention. But,
Since the vertical element arranged on the E plane and the horizontal element arranged on the H plane as the non-exciting element are arranged orthogonally to the P-axis direction of the resonance mode and the Q-axis direction perpendicular to them, respectively, they are located between the P and Q axes. Therefore, the directivity in the φ direction is deteriorated. As a means for preventing the lowering of this portion, it is conceivable to arrange the horizontal element arranged on the H-plane not at a right angle to the E-plane but in the middle so as to be in the direction of about 45 °. As a fourth embodiment, specifically, FIG.
As shown in the side view and the plan view of FIG. 11, the vertical elements 40 to 43 are arranged corresponding to the respective sides of the patch 12, but the horizontal elements 44 to 47 are arranged.
Are placed so that they have an inclination of 45 ° with respect to each side.
Excite from 13. This makes it possible to reduce the decrease in directivity in the φ direction in the middle direction of the X and Y axes in the figure. In this case, each horizontal element 44-47 participates in both orthogonal resonant modes of the patch. Figure 12 shows the measured directivity in the φ direction when the directivity is viewed in the X and Y planes. In the case of the circularly polarized wave in the second embodiment, there is a tendency as shown by the dotted line in the intermediate direction of the X and Y axes, but in this embodiment, this directivity reduction can be improved as shown by the solid line. The resonance mode generated in the square patch is generated between the corresponding two sides, but as an excitation method by driving it and shifting the phase of the two resonance modes by 90 °, the patch as shown in Fig. 13 is used. It is also possible to provide a slit K'on the diagonal line of 15 and provide a feeding point 16 at the position shown in the figure. At this time, the arrangement corresponding to the patch 15 of the parasitic element is exactly the same.

(5) 第5実施例 第5実施例として、4実施例と同様の手段であるが、パ
ッチが円形の場合に適用した場合を、第14図に示す。
(5) Fifth Embodiment As a fifth embodiment, FIG. 14 shows the same means as the fourth embodiment, but applied when the patch has a circular shape.

パッチ17は円形であるから、方形の場合と多少異なる共
振モードが得られるが、この例ではスリットK″、およ
び給電点18により、互いに直交する2個の共振モードを
得るようにしている。そして給電点18から両方の共振周
波数の中間の周波数で励振することで円偏波をうること
ができる。第14図において、非励振素子の配置は第12
図,第13図と同様で40〜43が垂直素子、44〜47が水平素
子である。
Since the patch 17 has a circular shape, a resonance mode slightly different from that in the case of a square is obtained, but in this example, the slit K ″ and the feeding point 18 are used to obtain two resonance modes orthogonal to each other. Circularly polarized waves can be obtained by exciting at a frequency intermediate between both resonance frequencies from the feeding point 18. In Fig. 14, the non-excitation element is arranged at the 12th position.
Similar to Fig. 13 and Fig. 13, 40 to 43 are vertical elements and 44 to 47 are horizontal elements.

また、装置の小型化、あるいは全体装置の設計上、誘電
体基板、パッチともに円形にする必要が生ずることがあ
る。このときには、第15図に示すように、水平素子を円
弧形状44′〜47′にしても、広指向性を維持できる。
Further, it may be necessary to make both the dielectric substrate and the patch circular in order to downsize the device or design the entire device. At this time, as shown in FIG. 15, wide directivity can be maintained even if the horizontal elements are formed into arc shapes 44 'to 47'.

(6) 以上の第5実施例まで、非励振素子である垂直
素子は、長さがλ/4より僅かに短い垂直な素子とした
が、第16図(第13図に対応)に示すように、前記長さの
素子の先端部を水平に折曲げた逆L型素子を用いても、
同様な効果が得られることがわかった。水平部の方向は
共振モードの方向であることを要するが、その先端の向
きはパッチの向きまたは逆の向きのいずれでもよい。逆
L型であるから薄型にアンテナを実現できる利点があ
る。
(6) Up to the fifth embodiment described above, the vertical element which is a non-excitation element is a vertical element whose length is slightly shorter than λ / 4, but as shown in FIG. 16 (corresponding to FIG. 13). In addition, even if an inverted L-shaped element in which the tip of the element having the above length is bent horizontally is used,
It was found that a similar effect can be obtained. The direction of the horizontal portion needs to be the direction of the resonance mode, but the direction of the tip thereof may be the direction of the patch or the opposite direction. Since it is an inverted L type, there is an advantage that a thin antenna can be realized.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明は、パッチ型のマイクロストリップアンテナを用
い、広角度の半球状の無指向性アンテナを得ることを目
的とする。本発明では、そのためにパッチを励振した場
合に生ずるパッチ近傍のE面,H面に、非励振素子を配置
し、E面に対しては誘電体基板に垂直な素子、H面に対
しては水平素子を用い、導波器とし動作させることで直
線偏波用アンテナとして広角度指向性をうることができ
た。さらに円偏波用アンテナとしては、パッチに生ずる
直交する2個の共振モードに対応してそれぞれ上記の直
線偏波用の非励振素子の配置を組合わせるようにする。
これによって衛星等から放射される円偏波に対して有効
に対処できる。
An object of the present invention is to obtain a wide angle hemispherical omnidirectional antenna using a patch type microstrip antenna. Therefore, in the present invention, the non-excited elements are arranged on the E plane and the H plane near the patch, which are generated when the patch is excited, and the element perpendicular to the dielectric substrate with respect to the E plane and the H plane with respect to the H plane. Wide-angle directivity could be obtained as an antenna for linear polarization by using a horizontal element and operating as a director. Further, as an antenna for circularly polarized waves, the arrangement of the non-excited elements for linearly polarized waves is combined with each other corresponding to two orthogonal resonance modes occurring in the patch.
This makes it possible to effectively deal with circularly polarized waves radiated from satellites and the like.

さらに、円偏波用アンテナとして誘電体基板を含む面
(X,Y面)内のφ指向性を改善するものとして、非励振
素子の垂直素子群と水平素子群との位置関係をずらした
アンテナを提示した。
Furthermore, as an antenna for circularly polarized waves, an antenna in which the positional relationship between the vertical element group and the horizontal element group of the non-excited elements is shifted to improve the φ directivity in the plane (X, Y plane) including the dielectric substrate. Was presented.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図〜第4図は直線偏波用アンテナに対する本発明の
第1実施例に係り、第1図は斜視図、第2図,第3図は
側面図,第4図は平面図、第5図,第6図は第2実施例
の円偏波用アンテナに対する実施例で、その側面図,平
面図、第7図は第3実施例の4個のパッチを用いた円偏
波用アンテナに対する実施例、第8図は従来例の放射主
軸に対するθ指向特性図で、第9図は第1実施例のθ指
向特性図である。第10図,第11図はφ指向特性を改良し
た第4実施例の側面図,平面図、第12図は第4実施例に
よるφ指向特性の改善を示す図、第13図は第4実施例で
パッチの駆動方法を変えた例、第14図,第15図は第5実
施例の円形状パッチの実施例、第16図は逆L型の垂直素
子を用いた実施例である。 1……誘電体基板、2……地板、 10,12,15,17,14A〜14D……パッチ、 11,13,16,18……給電点、 20,21,24,25,30,31,40〜43……垂直素子、 22,23,26,27,32,33,44〜47,44′〜47′……水平素子。
1 to 4 relate to a first embodiment of the present invention for an antenna for linearly polarized waves. FIG. 1 is a perspective view, FIGS. 2 and 3 are side views, FIG. 4 is a plan view, 5 and 6 are examples of the circularly polarized wave antenna of the second embodiment, and a side view and a plan view thereof are shown in FIG. 7, and FIG. 7 is a circularly polarized wave antenna using four patches of the third embodiment. FIG. 8 is a θ directivity characteristic diagram for the radiation main axis of the conventional example, and FIG. 9 is a θ directivity characteristic diagram for the first embodiment. 10 and 11 are a side view and a plan view of a fourth embodiment in which the φ directional characteristic is improved, FIG. 12 is a view showing an improvement in the φ directional characteristic according to the fourth embodiment, and FIG. 13 is a fourth embodiment. 14 and 15 show an example of the circular patch of the fifth embodiment, and FIG. 16 shows an example using an inverted L-type vertical element. 1 ... Dielectric substrate, 2 ... Ground plane, 10,12,15,17,14A to 14D ... Patch, 11,13,16,18 ... Feeding point, 20,21,24,25,30,31 , 40〜43 …… Vertical element, 22,23,26,27,32,33,44〜47,44′〜47 ′ …… Horizontal element.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】直線偏波を発生せしめる方形または円形状
のパッチ型マイクロストリップアンテナにおいて、アン
テナの放射主軸に対して直角であって、相互に直交する
P軸・Q軸の軸線上の方向に1個または複数個の線状も
しくは帯状の非励振素子をパッチ周縁の外側に近接して
設け、パッチの共振モードの方向をP軸とし、前記P軸
線上の方向に設けた非励振素子は誘電体基板に垂直な素
子であり、前記Q軸線上の方向に設けた非励振素子は、
誘電体基板面に平行して誘電体基板面から離して、P軸
方向に延在して配置した水平な素子もしくは前記水平素
子の中心を誘電体基板面に接地したT型の素子であるこ
とを特徴とする広指向性マイクロストリップアンテナ。
1. A rectangular or circular patch-type microstrip antenna for generating linearly polarized waves, in a direction perpendicular to the main radiation axis of the antenna and perpendicular to each other on the axes of P-axis and Q-axis. One or a plurality of line-shaped or band-shaped non-excited elements are provided in the vicinity of the outer periphery of the patch periphery, the direction of the resonance mode of the patch is the P axis, and the non-excited elements provided in the direction on the P axis are The non-excitation element which is an element perpendicular to the body substrate and which is provided in the direction on the Q axis is
A horizontal element arranged parallel to the dielectric substrate surface and separated from the dielectric substrate surface and extending in the P-axis direction, or a T-type element in which the center of the horizontal element is grounded to the dielectric substrate surface. Wide directional microstrip antenna characterized by.
【請求項2】円偏波の構成すべく、互いに直交する共振
モードを4個のマイクロストリップアンテナのパッチで
形成し、各共振モードを前記P軸として、各共振モード
に対する非励振素子を設けてなる請求項1記載の広指向
性マイクロストリップアンテナ。
2. A resonance mode orthogonal to each other is formed by a patch of four microstrip antennas so as to form a circularly polarized wave, and a non-excitation element for each resonance mode is provided with each resonance mode as the P axis. The wide directional microstrip antenna according to claim 1.
【請求項3】円偏波を構成すべく、互いに直交する共振
モードを共通の1個のマイクロストリップアンテナのパ
ッチで形成し、各共振モードを前記P軸として、各共振
モードに対する非励振素子を設けてなる請求項1記載の
広指向性マイクロストリップアンテナ。
3. In order to form a circularly polarized wave, resonance modes orthogonal to each other are formed by a patch of one common microstrip antenna, and each resonance mode serves as the P axis, and a non-excitation element for each resonance mode is formed. The wide directional microstrip antenna according to claim 1, which is provided.
【請求項4】請求項3記載のマイクロストリップアンテ
ナにおいて、円偏波の各直交共振モードの方向に、誘電
体基板に垂直な非励振素子を配置し、前記垂直素子間の
中間方向に誘電体基板面に水平な非励振素子を設けた広
指向性マイクロストリップアンテナ。
4. The microstrip antenna according to claim 3, wherein a non-exciting element perpendicular to the dielectric substrate is arranged in the direction of each orthogonal resonance mode of circular polarization, and a dielectric is provided in an intermediate direction between the vertical elements. A wide directional microstrip antenna with a horizontal parasitic element on the substrate surface.
【請求項5】請求項4記載のマイクロストリップアンテ
ナにおいて、パッチおよび誘電体基板がともに、円形状
であり、誘電体基板に水平な非励振素子は円弧として形
成される広指向性マイクロストリップアンテナ。
5. The wide directional microstrip antenna according to claim 4, wherein both the patch and the dielectric substrate are circular, and the non-exciting element horizontal to the dielectric substrate is formed as an arc.
【請求項6】誘電体基板に垂直な非励振素子は、先端部
をパッチの共振方向に水平に折曲げた逆L型である請求
項1乃至5記載の広指向性マイクロストリップアンテ
ナ。
6. The wide directional microstrip antenna according to claim 1, wherein the non-exciting element perpendicular to the dielectric substrate is an inverted L-shape having a tip bent horizontally in the resonance direction of the patch.
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