JPH07321548A - Microstrip antenna - Google Patents
Microstrip antennaInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、例えば自動車などの移
動体に搭載可能なマイクロストリップアンテナに関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a microstrip antenna mountable on a moving body such as an automobile.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図１４は、従来例のマイクロストリップ
アンテナを示す分解斜視図である。図中、ハッチングは
導体部を表すために便宜上用いた。図１４のマイクロス
トリップアンテナは、円形放射導体１を円環型放射導体
２の上に積層し、放射導体１，２への給電方法として、
それぞれ共通の接地導体１１上に形成された十字スロッ
ト６，矩形スロット４ａ，４ｂを介して給電する給電方
式を用いている。2. Description of the Related Art FIG. 14 is an exploded perspective view showing a conventional microstrip antenna. In the figure, hatching is used for convenience to show the conductor portion. In the microstrip antenna of FIG. 14, a circular radiating conductor 1 is laminated on an annular radiating conductor 2, and a method for feeding the radiating conductors 1 and 2 is as follows.
A power feeding method is used in which power is fed through the cross slots 6 and the rectangular slots 4a and 4b formed on the common ground conductor 11.
【０００３】図１４に示すように、裏面に接地導体１１
が形成された誘電体基板１０上に円環状の放射導体２が
形成される。上記放射導体２及び誘電体基板１０上に誘
電体基板１２が形成され、この誘電体基板１２上に放射
導体２と同軸で放射導体２の外径よりも短い直径を有す
る円形状の放射導体１が形成される。さらに、放射導体
１の中心を通る仮想線Ｌ１上の放射導体１の外周縁端部
であって互いに対向する位置にそれぞれ略矩形形状の切
り欠き１ｃが形成される。なお、放射導体１,２と接地
導体１１の各面は互いに平行となるように形成される。
また、上記接地導体１１に、２つの矩形スロットが長軸
の中心点で直交してなる十字スロット６が、接地導体１
１の厚さ方向に貫通するように、かつ上記中心点が上記
放射導体１,２の軸と接地導体１１が交わる点と一致す
るように、上記放射導体１の直下の位置の接地導体１１
に形成される。また、上記接地導体１１に、上記十字ス
ロット６を構成する一方の矩形スロットの長軸の延長線
上に長軸を有し、かつ接地導体１１の厚さ方向に貫通す
る矩形スロット４aが、放射導体２の直下の位置の接地
導体１１に形成される。さらに、上記接地導体１１に、
上記十字スロット６を構成する他方の矩形スロットの長
軸の延長線上に長軸を有し、かつ接地導体１１の厚さ方
向に貫通する矩形スロット４bが、放射導体２の直下の
位置の接地導体１１に形成される。As shown in FIG. 14, the ground conductor 11 is provided on the back surface.
The ring-shaped radiation conductor 2 is formed on the dielectric substrate 10 on which is formed. A dielectric substrate 12 is formed on the radiation conductor 2 and the dielectric substrate 10, and a circular radiation conductor 1 coaxial with the radiation conductor 2 and having a diameter shorter than the outer diameter of the radiation conductor 2 is formed on the dielectric substrate 12. Is formed. Further, substantially rectangular cutouts 1c are formed at the outer peripheral edge portions of the radiation conductor 1 on the imaginary line L1 passing through the center of the radiation conductor 1 at positions facing each other. The radiation conductors 1 and 2 and the ground conductor 11 are formed so that their respective surfaces are parallel to each other.
In addition, the ground conductor 11 is provided with a cross slot 6 in which two rectangular slots are orthogonal to each other at the center point of the long axis.
1 so as to pass through in the thickness direction of 1 and the center point thereof coincides with the point where the axes of the radiation conductors 1 and 2 intersect with the ground conductor 11.
Is formed. Further, in the ground conductor 11, a rectangular slot 4a having a major axis on an extension line of the major axis of one rectangular slot constituting the cross slot 6 and penetrating in the thickness direction of the ground conductor 11 is a radiating conductor. It is formed on the ground conductor 11 immediately below 2. Furthermore, in the ground conductor 11,
A rectangular slot 4b having a major axis on the extension of the major axis of the other rectangular slot constituting the cross slot 6 and penetrating in the thickness direction of the ground conductor 11 is a ground conductor at a position directly below the radiation conductor 2. 11 is formed.
【０００４】また、上記接地導体１１の裏面全面上に、
誘電体基板１３が形成される。さらに、誘電体基板１３
上に、ストリップ導体５１が、上記十字スロット６を構
成する２つの矩形スロットと立体的に交差して形成され
る。これによって、ストリップ導体５１と接地導体１１
によって給電用マイクロストリップ線路６１を構成す
る。また、誘電体基板１３上に、ストリップ導体５２
が、その長手方向が矩形スロット４aの長手方向と直交
するように形成される。これによって、ストリップ導体
５２と接地導体１１によって給電用マイクロストリップ
線路６２を構成する。さらに、ストリップ導体５３が、
その長手方向が矩形スロット４bの長手方向と直交する
ように形成される。これによって、ストリップ導体５３
と接地導体１１によって給電用マイクロストリップ線路
６３を構成する。Further, on the entire back surface of the ground conductor 11,
The dielectric substrate 13 is formed. Furthermore, the dielectric substrate 13
A strip conductor 51 is formed on the upper part of the cross slot 6 so as to three-dimensionally intersect the two rectangular slots. As a result, the strip conductor 51 and the ground conductor 11
The feeding microstrip line 61 is constituted by. In addition, the strip conductor 52 is formed on the dielectric substrate 13.
Is formed so that its longitudinal direction is orthogonal to the longitudinal direction of the rectangular slot 4a. As a result, the strip conductor 52 and the ground conductor 11 form a feeding microstrip line 62. Furthermore, the strip conductor 53
It is formed so that its longitudinal direction is orthogonal to the longitudinal direction of the rectangular slot 4b. As a result, the strip conductor 53
The power supply microstrip line 63 is constituted by the ground conductor 11.
【０００５】以上のように形成されたマイクロストリッ
プアンテナにおいて、放射導体１と接地導体として動作
する放射導体２とによって円形パッチアンテナを構成
し、また、放射導体２と接地導体１１とによって円環パ
ッチアンテナを構成している。ここで、円形パッチアン
テナの共振周波数は、公知の通り放射導体１の半径と誘
電体基板１２の誘電率と厚さによって決定され、円環パ
ッチアンテナの共振周波数は、公知の通り放射導体２の
半径と誘電体基板１０の誘電率と厚さによって決定され
るが、図１４の従来例においては、円形パッチアンテナ
の共振周波数(以下、第一の共振周波数という。)と、円
環パッチアンテナの共振周波数(以下、第二の共振周波
数という。)とが互いに異なるように設定される。In the microstrip antenna formed as above, the radiation conductor 1 and the radiation conductor 2 acting as a ground conductor form a circular patch antenna, and the radiation conductor 2 and the ground conductor 11 form a circular patch antenna. It constitutes an antenna. Here, the resonance frequency of the circular patch antenna is determined by the radius of the radiation conductor 1 and the dielectric constant and the thickness of the dielectric substrate 12 as is known, and the resonance frequency of the circular patch antenna is known by that of the radiation conductor 2. Although it is determined by the radius, the dielectric constant and the thickness of the dielectric substrate 10, in the conventional example of FIG. 14, the resonance frequency of the circular patch antenna (hereinafter, referred to as the first resonance frequency) and the resonance frequency of the annular patch antenna. The resonance frequency (hereinafter referred to as the second resonance frequency) is set to be different from each other.
【０００６】以上のように構成されたマイクロストリッ
プアンテナにおいて、第一の共振周波数を有するマイク
ロ波信号を、上記マイクロストリップ線路６１を介して
入力したとき、当該マイクロ波信号の電磁波が十字スロ
ット６と誘電体基板１０を介して上記円形パッチアンテ
ナに放射される。これによって、上記円形パッチアンテ
ナが励振され、上記電磁波が放射導体１の面に対して垂
直な方向でかつ十字スロット６から放射導体１に向かう
方向で自由空間に放射される。ここで、上記電磁波は、
放射導体１に形成された切り欠き１ｃによる縮退分離に
よって、円偏波の電磁波になる。さらに十字スロット６
を用いた給電方法では、円偏波励振の周波数と、給電用
マイクロストリップ線路と円形パッチアンテナの整合が
とれる周波数を、十字スロット６を構成する矩形スロッ
トの長軸方向の長さを所定の値に設定することによって
一致させることができる。In the microstrip antenna configured as described above, when a microwave signal having the first resonance frequency is input through the microstrip line 61, the electromagnetic wave of the microwave signal is transmitted to the cross slot 6. The circular patch antenna is radiated through the dielectric substrate 10. As a result, the circular patch antenna is excited, and the electromagnetic wave is radiated into the free space in the direction perpendicular to the surface of the radiation conductor 1 and in the direction from the cross slot 6 toward the radiation conductor 1. Here, the electromagnetic wave is
Circularly polarized electromagnetic waves are generated by degenerate separation due to the notch 1c formed in the radiation conductor 1. Plus cross slot 6
In the feeding method using, the frequency of circularly polarized wave excitation, the frequency at which the feeding microstrip line and the circular patch antenna are matched, and the length in the long axis direction of the rectangular slot forming the cross slot 6 are set to predetermined values. You can match by setting to.
【０００７】また、第二の共振周波数を有しかつ円偏波
の電磁波が、円環パッチアンテナに入射されると、円環
パッチアンテナが励振され、第二の周波数を有し互いに
９０度の位相差を有する電磁波がそれぞれ矩形スロット
４a,４bを介してそれぞれマイクロストリップ線路６２,
６３に入力される。これによって、それぞれ同一の第二
の周波数を有し、かつ互いに９０度の位相差を有する２
つのマイクロ波信号が、マイクロストリップ線路６２，
６３に発生し、端子Ｔ２，Ｔ３を介して出力される。When a circularly polarized electromagnetic wave having a second resonance frequency is incident on the circular patch antenna, the circular patch antenna is excited and has a second frequency of 90 degrees. Electromagnetic waves having a phase difference are passed through the rectangular slots 4a and 4b, respectively, and the microstrip lines 62 and
It is input to 63. As a result, the two having the same second frequency and the phase difference of 90 degrees from each other are provided.
The two microwave signals are the microstrip lines 62,
63, and is output via the terminals T2 and T3.
【０００８】上記従来例のマイクロストリップアンテナ
の電気的特性を測定するため、当該マイクロストリップ
アンテナを試作した。ここで、試作したマイクロストリ
ップアンテナのパラメータは次のように設定した。 （１）誘電体基板１２の誘電率：２．６０、 （２）誘電体基板１２の厚さ：３．２ｍｍ、 （３）誘電体基板１０の誘電率：２．６０、 （４）誘電体基板１０の厚さ：３．２ｍｍ、 （５）誘電体基板１３の誘電率：２．６０、 （６）誘電体基板１３の厚さ：０．８ｍｍ、 （７）放射導体１の半径：２１．０ｍｍ、 （８）切り欠き１ｃの放射導体１に対する面積比：３．
０４％、 （９）放射導体２の内周円の半径：１２．０ｍｍ、 （１０）放射導体２の外周円の半径：３２．０ｍｍ、 （１１）十字スロット６の矩形スロットの全長：２４．
０ｍｍ、 （１２）十字スロット６の矩形スロット幅：２．０ｍ
ｍ、 （１３）矩形スロット４ａ，４ｂのスロット長：１８．
０ｍｍ、 （１４）矩形スロット４ａ，４ｂのスロット幅：１．５
ｍｍ。In order to measure the electrical characteristics of the above conventional microstrip antenna, the microstrip antenna was prototyped. Here, the parameters of the prototyped microstrip antenna were set as follows. (1) Dielectric substrate 12 dielectric constant: 2.60, (2) Dielectric substrate 12 thickness: 3.2 mm, (3) Dielectric substrate 10 dielectric constant: 2.60, (4) Dielectric Thickness of substrate 10: 3.2 mm, (5) Dielectric constant of dielectric substrate 13: 2.60, (6) Thickness of dielectric substrate 13: 0.8 mm, (7) Radius of radiation conductor 1: 21 0.0 mm, (8) Area ratio of notch 1c to radiation conductor 1: 3.
04%, (9) Radius of inner circumference circle of radiating conductor 2: 12.0 mm, (10) Radius of outer circumference circle of radiating conductor 2: 32.0 mm, (11) Overall length of rectangular slot of cross slot 6: 24.
0mm, (12) Rectangular slot width of cross slot 6: 2.0m
(13) Slot length of the rectangular slots 4a and 4b: 18.
0 mm, (14) Slot width of the rectangular slots 4a and 4b: 1.5
mm.
【０００９】図１５は、上記試作したマイクロストリッ
プアンテナの端子Ｔ１において測定された入力端反射係
数の周波数特性を示すグラフである。図１５から明らか
なように、１．３６ＧＨｚ付近に入力端反射係数が−８
ｄＢである不要な結合による共振がみられる。これは、
十字スロット６を介してマイクロストリップ線路６１と
放射導体２とが結合するために起こる共振である。FIG. 15 is a graph showing the frequency characteristic of the reflection coefficient at the input end measured at the terminal T1 of the above-described prototype microstrip antenna. As is clear from FIG. 15, the reflection coefficient at the input end is -8 near 1.36 GHz.
Resonance due to unwanted coupling of dB is seen. this is,
The resonance occurs because the microstrip line 61 and the radiation conductor 2 are coupled to each other via the cross slot 6.
【００１０】[0010]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例のマイクロストリップアンテナのように、円環状の
放射導体２の内周の内側を通って放射導体１に給電する
マイクロストリップアンテナにおいては、十字スロット
６の一部と放射導体２が立体的に重なったりまたは近接
し、十字スロット６を介してマイクロストリップ線路６
１と放射導体２との間に不要な結合が生じ、図１５に示
すように所望の周波数以外の周波数で不要な共振が発生
するという問題があった。また、上記不要な結合を小さ
く抑えるために、上記放射導体２の内径を上記十字スロ
ット６と重ならないようにまたは近接しないように大き
くしなければならず、当該マイクロストリップアンテナ
を小型にできないという問題もあった。However, in the microstrip antenna that feeds the radiation conductor 1 through the inside of the inner circumference of the ring-shaped radiation conductor 2 like the above-mentioned conventional microstrip antenna, the cross slot is used. A part of 6 and the radiation conductor 2 are three-dimensionally overlapped or close to each other, and the microstrip line 6 is provided through the cross slot 6.
There is a problem that unnecessary coupling occurs between the radiation conductor 1 and the radiation conductor 2 and unnecessary resonance occurs at frequencies other than the desired frequency as shown in FIG. Further, in order to suppress the unnecessary coupling to be small, it is necessary to increase the inner diameter of the radiation conductor 2 so as not to overlap with the cross slot 6 or so as not to be close to the cross slot 6, which makes it impossible to downsize the microstrip antenna. There was also.
【００１１】また、上記円形パッチアンテナとマイクロ
ストリップ線路６２，６３の間の結合及び上記円環パッ
チアンテナとマイクロストリップ線路６１との間の結合
を小さくするために、放射導体２の内周縁端部と接地導
体１１とを接続する接続導体を設けた構造も考案されて
いるが、上記構造にすると、円形放射導体給電用の十字
スロット６が形成できる領域は、円環放射導体の内径の
内側の狭い領域に限られるため、十字スロット６を構成
できない場合もあった。Further, in order to reduce the coupling between the circular patch antenna and the microstrip lines 62 and 63 and the coupling between the circular patch antenna and the microstrip line 61, the inner peripheral edge of the radiation conductor 2 is reduced. Although a structure in which a connection conductor for connecting the ground conductor 11 and the ground conductor 11 is provided has been devised, in the above structure, the area where the cross slot 6 for feeding the circular radiation conductor can be formed is located inside the inner diameter of the circular radiation conductor. Since it is limited to a narrow area, the cross slot 6 may not be formed in some cases.
【００１２】本発明の目的は、以上の問題点を解決し、
放射導体２の内径を大きくすることなく、マイクロスト
リップ線路６１と円環型放射導体２が十字スロット６を
介して結合する不要な結合を、小さく抑えることがで
き、かつ小型のマイクロストリップアンテナを提供する
ことにある。さらに、上記接続導体と上記十字スロット
６を共に備えた構造の２周波共用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 solve the above problems,
A small microstrip antenna that can suppress unnecessary coupling of the microstrip line 61 and the ring-shaped radiation conductor 2 through the cross slot 6 to a small size without increasing the inner diameter of the radiation conductor 2 is provided. To do. Another object is to provide a dual frequency common microstrip antenna having a structure including both the connection conductor and the cross slot 6.
【００１３】[0013]
【課題を解決するための手段】本発明に係る請求項１記
載のマイクロストリップアンテナは、第一の放射導体
と、上記第一の放射導体と対向して所定の間隔だけ離れ
て設けられ、円形パッチアンテナの接地導体として動作
する環形状の第二の放射導体とからなり、第一の共振周
波数を有する円形パッチアンテナと、上記第二の放射導
体と、上記第二の放射導体と対向して上記第一の放射導
体とは反対側に上記第二の放射導体から所定の間隔だけ
離れて設けられる接地導体とからなり、上記第一の共振
周波数と異なる第二の共振周波数を有する円環パッチア
ンテナと、上記第二の放射導体と上記接地導体を挟むよ
うに上記第一の放射導体と対向して、かつ上記接地導体
から所定の間隔だけ離れて設けられる第一の給電線路
と、上記接地導体を厚さ方向に貫通するように形成され
る２つの矩形スロットが直交し、かつその交点で上記第
一の給電線路と交差するように形成されてなり、上記円
形パッチアンテナと上記第一の給電線路とを電磁的に結
合するための十字スロットと、上記接地導体を挟むよう
に上記第二の放射導体と対向して、かつ上記接地導体か
ら所定の間隔だけ離れて上記第一の給電線路と別に設け
られる第二の給電線路と、上記接地導体を含む空間に設
けられ、上記円環パッチアンテナと上記第二の給電線路
とを電磁的に結合するための給電手段とを備えた２周波
共用マイクロストリップアンテナであって、上記十字ス
ロットの少なくとも１つの上記矩形スロットの両端部に
上記接地導体を厚さ方向に貫通する副矩形スロットが、
当該矩形スロットの長軸方向と副矩形スロットの長軸方
向が一致しないように連結形成されたことを特徴とす
る。According to a first aspect of the present invention, there is provided a microstrip antenna which is provided with a first radiation conductor and a first radiation conductor which face each other and are spaced apart from each other by a predetermined distance. A circular patch antenna having a ring-shaped second radiation conductor that operates as a ground conductor of the patch antenna, having a first resonance frequency, the second radiation conductor, and facing the second radiation conductor. An annular patch having a second resonance frequency different from the first resonance frequency, the ground patch being provided on the opposite side of the first radiation conductor from the second radiation conductor by a predetermined distance. An antenna, a first feeding line provided to face the first radiation conductor so as to sandwich the second radiation conductor and the ground conductor, and spaced apart from the ground conductor by a predetermined distance, and the ground Thick conductor Two rectangular slots formed so as to penetrate in the direction are orthogonal to each other, and are formed so as to intersect with the first feed line at their intersections, thereby connecting the circular patch antenna and the first feed line. The cross-shaped slot for electromagnetically coupling and the second radiating conductor are provided so as to sandwich the grounding conductor, and the crossing slot is provided separately from the first feeding line at a predetermined distance from the grounding conductor. A dual frequency common microstrip antenna provided with a second feed line and a feed means provided in a space including the ground conductor and for electromagnetically coupling the annular patch antenna and the second feed line. And a sub-rectangular slot penetrating the ground conductor in the thickness direction at both ends of at least one of the rectangular slots of the cross slot,
It is characterized in that the rectangular slots are connected and formed so that the long-axis direction of the rectangular slots does not coincide with the long-axis direction of the sub-rectangular slots.
【００１４】また、請求項２記載のマイクロストリップ
アンテナは、請求項１記載のマイクロストリップアンテ
ナにおいて、上記副矩形スロットが、上記矩形スロット
の長軸と上記副矩形スロットの長軸が直角になるよう
に、かつ副矩形スロットの長軸の中点で連結形成されて
いることを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, in the microstrip antenna according to the first aspect, the sub-rectangular slot has a major axis of the rectangular slot and a major axis of the sub-rectangular slot that are perpendicular to each other. And formed at the midpoint of the long axis of the sub-rectangular slot.
【００１５】また、請求項３記載のマイクロストリップ
アンテナは、請求項１、又は２記載のマイクロストリッ
プアンテナにおいて、上記２つの矩形スロットが、同じ
長軸方向の長さを有することを特徴とする。A microstrip antenna according to a third aspect is the microstrip antenna according to the first or second aspect, wherein the two rectangular slots have the same length in the long axis direction.
【００１６】また、請求項４記載のマイクロストリップ
アンテナは、請求項１、又は２記載のマイクロストリッ
プアンテナにおいて、上記２つの矩形スロットが、異な
る長軸方向の長さを有することを特徴とする。A microstrip antenna according to a fourth aspect is the microstrip antenna according to the first or second aspect, wherein the two rectangular slots have different lengths in the major axis direction.
【００１７】請求項５記載のマイクロストリップアンテ
ナは、請求項１、２、３、又は４記載のマイクロストリ
ップアンテナにおいて、上記２つの矩形スロットの双方
の両端部に、上記副矩形スロットを連結形成したことを
特徴とする。A microstrip antenna according to a fifth aspect of the present invention is the microstrip antenna according to the first, second, third, or fourth aspect, wherein the sub-rectangular slots are connected to both ends of the two rectangular slots. It is characterized by
【００１８】請求項６記載のマイクロストリップアンテ
ナは、請求項１、２、３、４、又は５記載のマイクロス
トリップアンテナにおいて、上記第二の放射導体の内周
縁端部と上記接地導体とを電気的に接続する接続導体を
設け、かつ上記２つの矩形スロットと上記副矩形スロッ
トを上記接続導体の内側に設けたことを特徴とする。A microstrip antenna according to a sixth aspect is the microstrip antenna according to the first, second, third, fourth or fifth aspect, wherein the inner peripheral edge portion of the second radiation conductor and the ground conductor are electrically connected. Connection conductors that are electrically connected to each other, and the two rectangular slots and the sub-rectangular slots are provided inside the connection conductors.
【００１９】請求項７記載のマイクロストリップアンテ
ナは、請求項１、２、３、４、５、又は６記載のマイク
ロストリップアンテナにおいて、上記円形パッチアンテ
ナから円偏波を放射するための縮退分離手段を備えたこ
とを特徴とする。A microstrip antenna according to a seventh aspect is the microstrip antenna according to the first, second, third, fourth, fifth or sixth aspect, wherein the degenerate separation means for radiating a circularly polarized wave from the circular patch antenna. It is characterized by having.
【００２０】請求項８記載のマイクロストリップアンテ
ナは、請求項７記載のマイクロストリップアンテナにお
いて、上記縮退分離手段は、上記第一の放射導体に形成
された切り欠きであることを特徴とする。The microstrip antenna according to an eighth aspect is the microstrip antenna according to the seventh aspect, characterized in that the degenerate separation means is a notch formed in the first radiation conductor.
【００２１】[0021]
【作用】以上のように構成されたマイクロストリップア
ンテナにおいて、第一の共振周波数を有するマイクロ波
信号を上記第一の給電線路を介して入力したとき、当該
マイクロ波信号の電磁波が上記副矩形スロットを備えた
十字スロットを介して円形パッチアンテナに放射され、
これによって、上記円形パッチアンテナが励振され、上
記電磁波が第一の放射導体の面に対して垂直な方向でか
つ十字スロットから第一の放射導体に向かう方向で自由
空間に放射される。また、第二の共振周波数を有する電
磁波が、円環パッチアンテナに入射されると、円環パッ
チアンテナが励振され、第二の周波数を有する電磁波が
上記給電手段を介して第二の給電線路に入力される。こ
れによって、第二の周波数を有するマイクロ波信号が第
二の給電線路から出力される。In the microstrip antenna configured as described above, when the microwave signal having the first resonance frequency is input through the first feed line, the electromagnetic wave of the microwave signal is the sub-rectangular slot. Is radiated to the circular patch antenna through the cross slot with
As a result, the circular patch antenna is excited, and the electromagnetic wave is radiated into the free space in the direction perpendicular to the surface of the first radiation conductor and in the direction from the cross slot toward the first radiation conductor. Further, when the electromagnetic wave having the second resonance frequency is incident on the circular patch antenna, the circular patch antenna is excited, and the electromagnetic wave having the second frequency is fed to the second feeding line via the feeding means. Is entered. As a result, the microwave signal having the second frequency is output from the second feed line.
【００２２】ところで、当該マイクロストリップアンテ
ナにおいて、円形パッチアンテナの励振周波数である円
形パッチアンテナの共振周波数と、第一の給電線路と円
形パッチアンテナのインピーダンス整合がとれる周波数
とが、一致するように２つの矩形スロットの長軸方向の
長さを所定の値に設定する必要がある。本発明に係るマ
イクロストリップアンテナは、十字スロットを構成する
２つの矩形スロットのうちの少なくとも１つの矩形スロ
ットの両端部に、副矩形スロットを備えているので、副
矩形スロットを含む矩形スロットの全体の長さを従来例
の十字スロット６を構成する矩形スロットと実質的に同
じ長さにでき、これによって、矩形スロットの長軸方向
の長さを短くできる一方、円形パッチアンテナの励振周
波数である円形パッチアンテナの共振周波数と、第一の
給電線路と円形パッチアンテナのインピーダンス整合が
とれる周波数とを、一致させることができる。その結
果、従来例のマイクロストリップアンテナにおける十字
スロット６に比較すれば、副矩形スロットを含む十字ス
ロットの全体の大きさを小さくすることができる。ま
た、これによって、第二の放射導体と副矩形スロットを
含む十字スロットの端部までの距離を、従来例のマイク
ロストリップアンテナにおける第二の放射導体と十字ス
ロット６の端部までの距離に比べると大きくすることが
でき、副矩形スロットを含む十字スロットを介して第一
の給電線路と第二の放射導体とが結合する不要な結合を
小さく抑えることができる。By the way, in the microstrip antenna, the resonance frequency of the circular patch antenna, which is the excitation frequency of the circular patch antenna, and the frequency at which the impedance matching between the first feed line and the circular patch antenna can be made to coincide with each other. It is necessary to set the length of one rectangular slot in the long axis direction to a predetermined value. Since the microstrip antenna according to the present invention is provided with sub-rectangular slots at both ends of at least one rectangular slot of the two rectangular slots forming the cross slot, the entire rectangular slot including the sub-rectangular slot is The length can be made substantially the same as the rectangular slot that constitutes the cross slot 6 of the conventional example, whereby the length of the rectangular slot in the long axis direction can be shortened, while the circular frequency which is the excitation frequency of the circular patch antenna. It is possible to match the resonance frequency of the patch antenna with the frequency at which the impedance matching of the first feed line and the circular patch antenna can be achieved. As a result, the size of the entire cross slot including the sub-rectangular slot can be reduced as compared with the cross slot 6 in the conventional microstrip antenna. Further, by doing so, the distance between the second radiation conductor and the end of the cross slot including the sub-rectangular slot is compared with the distance between the second radiation conductor and the end of the cross slot 6 in the conventional microstrip antenna. Therefore, it is possible to suppress unnecessary coupling between the first feeding line and the second radiation conductor through the cross slot including the sub-rectangular slot.
【００２３】[0023]
【実施例】以下、図面を参照して本発明による実施例に
ついて説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００２４】＜第一の実施例＞図１は、本発明に係る第
一の実施例のマイクロストリップアンテナの構成を示す
分解斜視図である。図２は、誘電体基板１２を上方から
見た平面図であり、図３は、誘電体基板１０を上方から
見た平面図であり、図４は、接地導体１１を上方から見
た平面図である。図１ないし図４において、図１４と同
一のものについては同一の符号を付している。<First Embodiment> FIG. 1 is an exploded perspective view showing a structure of a microstrip antenna according to a first embodiment of the present invention. 2 is a plan view of the dielectric substrate 12 viewed from above, FIG. 3 is a plan view of the dielectric substrate 10 viewed from above, and FIG. 4 is a plan view of the ground conductor 11 viewed from above. Is. 1 to 4, the same components as those in FIG. 14 are designated by the same reference numerals.
【００２５】第一の実施例のマイクロストリップアンテ
ナは、接地導体１１を厚さ方向に貫通するように、かつ
それぞれの長軸の中点で直交するように形成された２つ
の主矩形スロット３ａからなる十字スロット３を有し、
さらに、上記２つの主矩形スロット３ａの両端部に、副
矩形スロット３ｂが、上記接地導体１１を厚さ方向に貫
通するように、かつ上記主矩形スロット３ａの長軸と上
記副矩形スロット３ｂの長軸が直角になるように、さら
に上記主矩形スロット３ａの端部と上記副矩形スロット
３ｂの長手の辺の中央部が連結するように形成されてい
ることを特徴としている。ここで、上記２つの主矩形ス
ロット３ａは、共に長軸方向の長さが所定の同じ長さに
設定され、また４つある上記副矩形スロット３ｂは、そ
れぞれ長軸方向の長さが所定の同じ長さに設定される。The microstrip antenna of the first embodiment has two main rectangular slots 3a which are formed so as to penetrate through the ground conductor 11 in the thickness direction and which are orthogonal to each other at the midpoints of their long axes. Has a cross slot 3
Further, at both ends of the two main rectangular slots 3a, the sub rectangular slots 3b penetrate the ground conductor 11 in the thickness direction, and the long axis of the main rectangular slot 3a and the sub rectangular slot 3b. It is characterized in that the major axis is formed at a right angle, and further, the end portion of the main rectangular slot 3a and the central portion of the long side of the sub rectangular slot 3b are connected to each other. Here, the two main rectangular slots 3a are both set to have the same predetermined length in the major axis direction, and the four sub rectangular slots 3b each have a predetermined length in the major axis direction. Set to the same length.
【００２６】図１に示すように、裏面に接地導体１１が
形成された誘電体基板１０上に円環状の放射導体２が形
成される。また、上記放射導体２が形成された誘電体基
板１０上に誘電体基板１２が形成され、この誘電体基板
１２上に放射導体２と同軸で放射導体２の外径よりも短
い直径を有する円形状の放射導体１が形成される。さら
に、放射導体１には、放射導体１の中心を通る仮想線Ｌ
１上の放射導体１の２つの外周縁端部であって互いに対
向する位置にそれぞれ略矩形形状の切り欠き１cが縮退
分離手段として形成される。なお、放射導体１,２と、
接地導体１１の各面は互いに平行となるように形成され
る。As shown in FIG. 1, an annular radiation conductor 2 is formed on a dielectric substrate 10 having a ground conductor 11 formed on the back surface. A dielectric substrate 12 is formed on the dielectric substrate 10 on which the radiation conductor 2 is formed, and a circle having a diameter coaxial with the radiation conductor 2 and shorter than the outer diameter of the radiation conductor 2 is formed on the dielectric substrate 12. The radiation conductor 1 having a shape is formed. Further, the radiation conductor 1 has an imaginary line L passing through the center of the radiation conductor 1.
Cutouts 1c each having a substantially rectangular shape are formed as degenerate separation means at the two outer peripheral edge portions of the radiation conductor 1 on 1 and at positions facing each other. In addition, the radiation conductors 1 and 2,
Each surface of the ground conductor 11 is formed so as to be parallel to each other.
【００２７】さらに、放射導体１の直下の位置における
上記接地導体１１の中央部に、上記十字スロット３が、
一方の主矩形スロット３ａの長軸が上記仮想線Ｌ１と平
行になるように、かつ上記２つの主矩形スロット３ａ，
３ａのそれぞれの長軸の交点が上記放射導体１,２の軸
と一致するように形成される。また、上記接地導体１１
に、上記一方の主矩形スロット３ａの長軸の延長線上に
長軸が位置しかつ接地導体１１の厚さ方向に貫通する矩
形スロット４ｂが、上記十字スロット３の外側であって
放射導体２の直下の位置に形成される。さらに、上記接
地導体１１に、上記他方の主矩形スロット３ａの長軸の
延長線上に長軸が位置し、接地導体１１の厚さ方向に貫
通する矩形スロット４ａが、上記十字スロット３の外側
であって放射導体２の直下の位置に形成される。Further, the cross slot 3 is provided in the central portion of the ground conductor 11 at a position just below the radiation conductor 1.
The major axis of one main rectangular slot 3a is parallel to the imaginary line L1 and the two main rectangular slots 3a,
The intersections of the respective major axes of 3a are formed so as to coincide with the axes of the radiation conductors 1 and 2. In addition, the ground conductor 11
In addition, a rectangular slot 4b whose long axis is located on an extension line of the long axis of the one main rectangular slot 3a and which penetrates in the thickness direction of the ground conductor 11 is located outside the cross slot 3 and in the radiation conductor 2. It is formed immediately below. Further, in the ground conductor 11, a long axis is located on an extension line of the long axis of the other main rectangular slot 3a, and a rectangular slot 4a penetrating in the thickness direction of the ground conductor 11 is provided outside the cross slot 3. It is formed immediately below the radiation conductor 2.
【００２８】上記接地導体１１の裏面全面上に、誘電体
基板１３が形成される。また、誘電体基板１３上に、ス
トリップ導体５１が、その少なくとも誘電体基板１３の
中央部に位置する主要部の長手方向が十字スロット３の
２つの主矩形スロット３ａ，３ａと４５度の角度をな
し、かつ２つの主矩形スロット３ａ，３ａの交点で２つ
の主矩形スロット３ａと立体的に交差するように形成さ
れる。これによって、ストリップ導体５１と接地導体１
１によって給電用マイクロストリップ線路６１を構成す
る。また、誘電体基板１３上に、ストリップ導体５２
が、その長手方向が矩形スロット４aの長手方向と直交
するように形成される。これによって、ストリップ導体
５２と接地導体１１によって給電用マイクロストリップ
線路６２を構成する。さらに、誘電体基板１３上にスト
リップ導体５３が、その長手方向が矩形スロット４bの
長手方向と直交するように形成される。これによって、
ストリップ導体５３と接地導体１１によって給電用マイ
クロストリップ線路６３を構成する。A dielectric substrate 13 is formed on the entire back surface of the ground conductor 11. Further, on the dielectric substrate 13, the strip conductor 51 has an angle of 45 degrees with respect to the two main rectangular slots 3a, 3a of the cross slot 3 in the longitudinal direction of the main portion located at least at the central portion of the dielectric substrate 13. None, and is formed so as to three-dimensionally intersect the two main rectangular slots 3a at the intersection of the two main rectangular slots 3a. As a result, the strip conductor 51 and the ground conductor 1
1 constitutes a feeding microstrip line 61. In addition, the strip conductor 52 is formed on the dielectric substrate 13.
Is formed so that its longitudinal direction is orthogonal to the longitudinal direction of the rectangular slot 4a. As a result, the strip conductor 52 and the ground conductor 11 form a feeding microstrip line 62. Further, the strip conductor 53 is formed on the dielectric substrate 13 so that its longitudinal direction is orthogonal to the longitudinal direction of the rectangular slot 4b. by this,
The strip conductor 53 and the ground conductor 11 form a feeding microstrip line 63.
【００２９】以上のように構成されたマイクロストリッ
プアンテナにおいて、放射導体１と、接地導体として動
作する放射導体２と、放射導体１に設けられた切り欠き
１cとによって円形パッチアンテナを構成している。ま
た、放射導体２と、接地導体１１とによって円環パッチ
アンテナを構成している。ここで、円形パッチアンテナ
の共振周波数は、公知の通り放射導体１の半径と誘電体
基板１２の誘電率と厚さによって決定され、円環パッチ
アンテナの共振周波数は、公知の通り放射導体２の外形
と内径と誘電体基板１０の誘電率と厚さによって決定さ
れるが、本実施例においては、円形パッチアンテナの共
振周波数(以下、第一の共振周波数という。)と、円環パ
ッチアンテナの共振周波数(以下、第二の共振周波数と
いう。)とが互いに異なるように設定される。In the microstrip antenna configured as described above, the radiation conductor 1, the radiation conductor 2 acting as a ground conductor, and the cutout 1c provided in the radiation conductor 1 constitute a circular patch antenna. . Further, the radiation conductor 2 and the ground conductor 11 form a ring patch antenna. Here, the resonance frequency of the circular patch antenna is determined by the radius of the radiation conductor 1 and the dielectric constant and the thickness of the dielectric substrate 12 as is known, and the resonance frequency of the circular patch antenna is known by that of the radiation conductor 2. Although it is determined by the outer shape, inner diameter, dielectric constant and thickness of the dielectric substrate 10, in the present embodiment, the resonance frequency of the circular patch antenna (hereinafter, referred to as the first resonance frequency) and the circular patch antenna. The resonance frequency (hereinafter referred to as the second resonance frequency) is set to be different from each other.
【００３０】以上のように構成されたマイクロストリッ
プアンテナにおいて、第一の共振周波数を有するマイク
ロ波信号を上記マイクロストリップ線路６１を介して入
力したとき、当該マイクロ波信号の電磁波が副矩形スロ
ット３ｂを備えた十字スロット３と誘電体基板１０とを
介して円形パッチアンテナに放射され、これによって、
上記円形パッチアンテナが励振され、上記電磁波が放射
導体１の面に対して垂直な方向でかつ十字スロット３か
ら放射導体１に向かう方向で自由空間に放射される。こ
こで、上記電磁波は、放射導体１に形成された切り欠き
１cによる縮退分離によって、円偏波の電磁波になる。
さらに副矩形スロット３ｂを備えた十字スロット３を用
いた給電方法では、副矩形スロット３ｂを備えた十字ス
ロット３と縮退分離手段である切り欠き１ｃを備えた放
射導体１の組み合わせで円偏波を励振させる場合、円偏
波励振の周波数と、給電用マイクロストリップ線路と円
形パッチアンテナのインピーダンス整合がとれる周波数
とを、２つの主矩形スロット３ａと４つの副矩形スロッ
ト３ｂの長軸方向の長さを所定の値に設定することによ
って一致させることができる。In the microstrip antenna configured as described above, when a microwave signal having the first resonance frequency is input through the microstrip line 61, the electromagnetic wave of the microwave signal passes through the sub-rectangular slot 3b. The circular patch antenna is radiated through the provided cross slot 3 and the dielectric substrate 10, whereby
The circular patch antenna is excited, and the electromagnetic wave is radiated into the free space in the direction perpendicular to the surface of the radiation conductor 1 and in the direction from the cross slot 3 toward the radiation conductor 1. Here, the electromagnetic wave becomes a circularly polarized electromagnetic wave due to degenerate separation by the notch 1c formed in the radiation conductor 1.
Further, in the power feeding method using the cross slot 3 having the sub-rectangular slot 3b, circular polarization is generated by the combination of the cross slot 3 having the sub-rectangular slot 3b and the radiation conductor 1 having the notch 1c as the degenerate separation means. In the case of excitation, the frequency of circularly polarized wave excitation and the frequency at which impedance matching between the feeding microstrip line and the circular patch antenna can be obtained are the lengths of the two main rectangular slots 3a and the four sub rectangular slots 3b in the long axis direction. Can be matched by setting to a predetermined value.
【００３１】また、第二の共振周波数を有しかつ円偏波
の電磁波が、円環パッチアンテナに入射されると、円環
パッチアンテナが励振され、第二の周波数を有し互いに
９０度の位相差を有する電磁波がそれぞれ矩形スロット
４a,４bを介してそれぞれマイクロストリップ線路６２,
６３に入力される。これによって、それぞれ同一の第二
の周波数を有しかつ互いに９０度の位相差を有する２つ
のマイクロ波信号が、マイクロストリップ線路６２，６
３に発生し、端子Ｔ２，Ｔ３を介して出力される。When a circularly polarized electromagnetic wave having a second resonance frequency is incident on the circular patch antenna, the circular patch antenna is excited and has a second frequency of 90 degrees with respect to each other. Electromagnetic waves having a phase difference are passed through the rectangular slots 4a and 4b, respectively, and the microstrip lines 62 and
It is input to 63. As a result, two microwave signals having the same second frequency and a phase difference of 90 degrees from each other are generated in the microstrip lines 62, 6
3 and is output via terminals T2 and T3.
【００３２】以上のように、第一の実施例のマイクロス
トリップアンテナは、十字スロット３を構成する２つの
主矩形スロット３ａの両端部に、副矩形スロット３ｂを
備えることによって、副矩形スロット３ｂを含む主矩形
スロット３ａの全体の長さを従来例の十字スロット６を
構成する矩形スロットと実質的に同じ長さにできるの
で、２つの主矩形スロット３ａの長軸方向の長さを従来
例に比較して短くでき、これによって、副矩形スロット
３ａを含む十字スロット３の全体の大きさを小さくする
ことができる。従って、下側の放射導体２と副矩形スロ
ット３ｂを含む十字スロット３の端部までの距離を、従
来例における放射導体２と十字スロット６の端部までの
距離に比べると大きくすることができ、副矩形スロット
３ｂを含む十字スロット３を介して上記マイクロストリ
ップ線路６１と放射導体２とが結合する不要な結合を小
さく抑えることができる。また、放射導体２の内径を大
きくすることなく上記副矩形スロット３ｂを含む十字ス
ロット３の端部と上記放射導体２の距離を大きくできる
ので、上記マイクロストリップアンテナを小型・軽量化
できる。特に上記マイクロストリップ線路６１を送信用
の給電線路として用いて、円形パッチアンテナを送信用
アンテナとし、上記円環パッチアンテナを受信用アンテ
ナとして２周波共用マイクロストリップアンテナを構成
したとき、マイクロストリップ線路６１から放射され放
射導体２を介して受信用のマイクロストリップ線路６
２，６３にまわり込む不要な送信信号を小さく抑えるこ
とができる。As described above, in the microstrip antenna of the first embodiment, the sub-rectangular slots 3b are provided by providing the sub-rectangular slots 3b at both ends of the two main rectangular slots 3a constituting the cross slot 3. Since the entire length of the main rectangular slot 3a including it can be made substantially the same as the rectangular slot that constitutes the cross slot 6 of the conventional example, the lengths of the two main rectangular slots 3a in the long axis direction are the same as those of the conventional example. The size of the cross slot 3 can be shortened in comparison, and thus the overall size of the cross slot 3 including the sub-rectangular slot 3a can be reduced. Therefore, the distance between the lower radiation conductor 2 and the end of the cross slot 3 including the sub-rectangular slot 3b can be made larger than the distance between the radiation conductor 2 and the end of the cross slot 6 in the conventional example. It is possible to suppress unnecessary coupling between the microstrip line 61 and the radiation conductor 2 via the cross slot 3 including the sub-rectangular slot 3b. Further, since the distance between the end of the cross slot 3 including the sub-rectangular slot 3b and the radiation conductor 2 can be increased without increasing the inner diameter of the radiation conductor 2, the microstrip antenna can be made smaller and lighter. In particular, when the microstrip line 61 is used as a power feeding line for transmission, a circular patch antenna is used as a transmission antenna, and the circular patch antenna is used as a reception antenna to form a dual frequency microstrip antenna, the microstrip line 61 is used. Is emitted from the microstrip line 6 for reception via the radiation conductor 2.
Unnecessary transmission signals that go around 2, 63 can be suppressed small.
【００３３】上記実施例のマイクロストリップアンテナ
の電気的特性を測定するため、当該マイクロストリップ
アンテナを試作した。試作したマイクロストリップアン
テナのパラメータは次のように設定した。 （１）誘電体基板１２の誘電率：２．６０、 （２）誘電体基板１２の厚さ：３．２ｍｍ、 （３）誘電体基板１０の誘電率：２．６０、 （４）誘電体基板１０の厚さ：３．２ｍｍ、 （５）誘電体基板１３の誘電率：２．６０、 （６）誘電体基板１３の厚さ：０．８ｍｍ、 （７）放射導体１の半径：２１．０ｍｍ、 （８）切り欠き１ｃの放射導体１に対する面積比：３．
０４％、 （９）放射導体２の内周円の半径：１２．０ｍｍ、 （１０）放射導体２の外周円の半径：３２．０ｍｍ、 （１１）十字スロット３の主矩形スロットの全長：１
９．０ｍｍ、 （１２）十字スロット３の副矩形スロットの全長：４．
５ｍｍ、 （１３）十字スロット３の主矩形，副矩形スロット幅：
２．０ｍｍ、 （１４）矩形スロット４ａ，４ｂのスロット長：１８．
０ｍｍ、 （１５）矩形スロット４ａ，４ｂのスロット幅：１．５
ｍｍ。In order to measure the electrical characteristics of the microstrip antenna of the above embodiment, the microstrip antenna was prototyped. The parameters of the prototyped microstrip antenna were set as follows. (1) Dielectric substrate 12 dielectric constant: 2.60, (2) Dielectric substrate 12 thickness: 3.2 mm, (3) Dielectric substrate 10 dielectric constant: 2.60, (4) Dielectric Thickness of substrate 10: 3.2 mm, (5) Dielectric constant of dielectric substrate 13: 2.60, (6) Thickness of dielectric substrate 13: 0.8 mm, (7) Radius of radiation conductor 1: 21 0.0 mm, (8) Area ratio of notch 1c to radiation conductor 1: 3.
04%, (9) Radius of inner circumference circle of radiation conductor 2: 12.0 mm, (10) Radius of outer circumference circle of radiation conductor 2: 32.0 mm, (11) Overall length of main rectangular slot of cross slot 3: 1
9.0 mm, (12) Total length of sub-rectangular slot of cross slot 3: 4.
5 mm, (13) Width of main rectangle and sub-rectangle of cross slot 3:
2.0 mm, (14) Slot length of rectangular slots 4a and 4b: 18.
0 mm, (15) Slot width of the rectangular slots 4a and 4b: 1.5
mm.
【００３４】図５は、上記試作したマイクロストリップ
アンテナの端子Ｔ１において測定された入力端反射係数
の周波数特性を示すグラフである。図５から明らかなよ
うに、１．３３ＧＨｚ付近に入力端反射係数が−３ｄＢ
程度の不要な結合による共振がみられる。これは、十字
スロット３を介してマイクロストリップ線路６１と放射
導体２とが結合するために起こる共振であるが、図１５
に図示された従来例の１．３６ＧＨｚにおけるの不要な
結合による共振に比較すると、入力端反射係数が、−８
ｄＢから−３ｄＢの値になっており、不要な結合は小さ
くなっていることが分かる。FIG. 5 is a graph showing the frequency characteristic of the reflection coefficient at the input end measured at the terminal T1 of the above-described prototype microstrip antenna. As is clear from FIG. 5, the reflection coefficient at the input end is -3 dB near 1.33 GHz.
Resonance due to unnecessary coupling is observed. This is a resonance that occurs because the microstrip line 61 and the radiation conductor 2 are coupled to each other through the cross slot 3.
In comparison with the resonance due to unnecessary coupling at 1.36 GHz in the conventional example shown in FIG.
The value is from dB to -3 dB, and it can be seen that unnecessary coupling is reduced.
【００３５】＜第二の実施例＞図６は本発明に係る第二
の実施例のマイクロストリップアンテナの分解斜視図で
ある。図７は誘電体基板１２を上方から見た平面図であ
り、図８は誘電体基板１０を上方から見た平面図であ
り、図９は接地導体１１を上方から見た平面図である。
図６ないし図９において、図１と同一のものについては
同一の符号を付している。第二の実施例が第一の実施例
と比較して異なる所は、放射導体２の内周縁端部と接地
導体１１とがスルーホール８０ｈに形成されたスルーホ
ール導体８０ｃによって電気的に接続されている点と、
矩形スロット４ａ，４ｂに代えて矩形スロット５ａ，５
ｂが設けられている点と、ストリップ導体５２，５３に
代えてストリップ導体５４，５５が設けられている点で
ある。以下第二の実施例が第一の実施例と異なる点につ
いて図面を参照して詳細に説明する。<Second Embodiment> FIG. 6 is an exploded perspective view of a microstrip antenna according to a second embodiment of the present invention. 7 is a plan view of the dielectric substrate 12 viewed from above, FIG. 8 is a plan view of the dielectric substrate 10 viewed from above, and FIG. 9 is a plan view of the ground conductor 11 viewed from above.
6 to 9, the same parts as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals. The difference between the second embodiment and the first embodiment is that the inner peripheral edge of the radiation conductor 2 and the ground conductor 11 are electrically connected by a through-hole conductor 80c formed in a through-hole 80h. Points,
Rectangular slots 5a, 5 instead of the rectangular slots 4a, 4b
b is provided and strip conductors 54 and 55 are provided instead of the strip conductors 52 and 53. Hereinafter, the difference between the second embodiment and the first embodiment will be described in detail with reference to the drawings.
【００３６】図６に示すように、第一の実施例と同様
に、裏面に接地導体１１が形成された誘電体基板１０上
に円環状の放射導体２が形成される。図６ないし図８に
示すように上記放射導体２の中心を中心として互いに４
５°の角度だけ離れた放射導体２の内周縁端部上の計８
か所の位置にそれぞれ、誘電体基板１０をその面に垂直
な方向で貫通する円柱形状のスルーホール８０hが形成
され、各スルーホール８０hにそれぞれスルーホール導
体８０cが充填される。これによって、上記放射導体２
の内周縁端部の全周が各スルーホール導体８０cを介し
て接地導体１１に電気的に接続される。ここで、各スル
ーホール８０h間の間隔は、当該マイクロストリップア
ンテナの共振周波数の波長に比べて十分に短いように設
定される。このようにして、各スルーホール導体８０c
によって疑似的な円筒形状の接続導体（以下、疑似円筒
導体と呼ぶ。）を形成することができる。本実施例にお
いては上述のように放射導体２の内周縁端部の８か所
に、スルーホール８０ｈとスルーホール８０ｃを形成し
たが、本発明は８か所に限定されるものではなく、各ス
ルーホール８０h間の間隔が、当該マイクロストリップ
アンテナの共振周波数の波長に比べて十分に短くなるよ
うに構成すればよい。As shown in FIG. 6, similarly to the first embodiment, the ring-shaped radiation conductor 2 is formed on the dielectric substrate 10 having the ground conductor 11 formed on the back surface. As shown in FIG. 6 to FIG.
8 on the inner peripheral edge of the radiation conductor 2 separated by an angle of 5 °
Cylindrical through holes 80h penetrating the dielectric substrate 10 in a direction perpendicular to the surface are formed at the respective positions, and the through holes 80h are filled with the through hole conductors 80c. Thereby, the radiation conductor 2
The entire circumference of the inner peripheral edge is electrically connected to the ground conductor 11 via each through-hole conductor 80c. Here, the distance between the through holes 80h is set to be sufficiently shorter than the wavelength of the resonance frequency of the microstrip antenna. In this way, each through-hole conductor 80c
A pseudo-cylindrical connection conductor (hereinafter referred to as a pseudo-cylindrical conductor) can be formed by. In this embodiment, as described above, the through holes 80h and the through holes 80c are formed at eight locations on the inner peripheral edge of the radiation conductor 2, but the present invention is not limited to eight locations. The distance between the through holes 80h may be configured to be sufficiently shorter than the wavelength of the resonance frequency of the microstrip antenna.
【００３７】また、上記接地導体１１に、上記一方の主
矩形スロット３ａの長軸の延長線とその中点で直角に交
わりかつ他方の主矩形スロット３ａと平行となる長手の
辺を有し、接地導体１１の厚さ方向に貫通する矩形スロ
ット５ａが、上記各スルーホール導体８０ｃの擬似円筒
外周面の外側であって放射導体２の直下の位置に形成さ
れる。さらに、上記接地導体１１に、上記他方の主矩形
スロット３ａの長軸の延長線とその中点で直角に交わり
かつ上記一方の主矩形スロット３ａと平行となる長手の
辺を有し、放射導体１１の厚さ方向に貫通する矩形スロ
ット５ｂが、上記各スルーホール導体８０ｃの擬似円筒
外周面の外側であって放射導体２の直下の位置に形成さ
れる。以上のようにして、矩形スロット５ａ，５ｂは、
第一の実施例と異なり放射導体２の径方向に対して直角
に延在するように形成される。Further, the ground conductor 11 has a long side which intersects with the extension line of the major axis of the one main rectangular slot 3a at a right angle at its midpoint and is parallel to the other main rectangular slot 3a. A rectangular slot 5a penetrating in the thickness direction of the ground conductor 11 is formed outside the pseudo-cylindrical outer peripheral surface of each of the through-hole conductors 80c and directly below the radiation conductor 2. Further, the ground conductor 11 has a long side which intersects the extension line of the major axis of the other main rectangular slot 3a at a right angle at its midpoint and is parallel to the one main rectangular slot 3a. A rectangular slot 5b penetrating in the thickness direction 11 is formed outside the pseudo-cylindrical outer peripheral surface of each through-hole conductor 80c and immediately below the radiation conductor 2. As described above, the rectangular slots 5a and 5b are
Unlike the first embodiment, it is formed so as to extend at right angles to the radial direction of the radiation conductor 2.
【００３８】またさらに、誘電体基板１３上に、ストリ
ップ導体５４が、その長手方向が矩形スロット５ａの長
手方向と直交するように形成される。これによって、ス
トリップ導体５４と接地導体１１によって給電用マイク
ロストリップ線路６４を構成する。さらに、ストリップ
導体５５が、その長手方向が矩形スロット５ｂの長手方
向と直交するように形成される。これによって、ストリ
ップ導体５５と接地導体１１によって給電用マイクロス
トリップ線路６５を構成する。Furthermore, the strip conductor 54 is formed on the dielectric substrate 13 so that its longitudinal direction is orthogonal to the longitudinal direction of the rectangular slot 5a. As a result, the strip conductor 54 and the ground conductor 11 form a feeding microstrip line 64. Further, the strip conductor 55 is formed so that its longitudinal direction is orthogonal to the longitudinal direction of the rectangular slot 5b. As a result, the strip conductor 55 and the ground conductor 11 form a feeding microstrip line 65.
【００３９】以上のような構成により、十字スロット３
の主矩形スロット３ａの長軸方向の長さを、従来例に比
較して短くできるので、十字スロット３を、上記疑似円
筒導体の内側に形成することができる。また、疑似円筒
導体の内側と外側が、概ね接地電位を有する各スルーホ
ール導体８０cによって遮蔽されて電気的に分離されて
いるので、マイクロストリップ線路６１と放射導体２が
十字スロット３を介して結合する不要な結合を、第一の
実施例に比較して小さくすることができる。これによっ
て、当該マイクロストリップアンテナは、近接した２つ
の周波数において、一方の円形又は円環パッチアンテナ
を送信用アンテナとして、他方の円環又は円形パッチア
ンテナを受信用アンテナとして使用することができる。
この場合、本実施例では、マイクロストリップ線路６１
と放射導体２が十字スロット３を介して結合する不要な
結合を小さくできるので、送信信号の受信回路へのまわ
りこみを小さくする必要がある２周波共用マイクロスト
リップでは、円形パッチアンテナを送信用アンテナに、
円環パッチアンテナを受信用アンテナに用いることが好
ましい。With the above structure, the cross slot 3
Since the length of the main rectangular slot 3a in the long axis direction can be shortened as compared with the conventional example, the cross slot 3 can be formed inside the pseudo cylindrical conductor. Further, since the inside and the outside of the pseudo cylindrical conductor are shielded and electrically separated by the through-hole conductors 80c having substantially the ground potential, the microstrip line 61 and the radiation conductor 2 are coupled via the cross slot 3. The unnecessary coupling that occurs can be reduced as compared with the first embodiment. This allows the microstrip antenna to use one circular or circular patch antenna as a transmitting antenna and the other circular or circular patch antenna as a receiving antenna at two frequencies close to each other.
In this case, in this embodiment, the microstrip line 61 is
Since it is possible to reduce unnecessary coupling between the radiation conductor 2 and the radiation conductor 2 through the cross slot 3, it is necessary to reduce the sneak of the transmission signal to the reception circuit. In the dual frequency common microstrip, the circular patch antenna is used as the transmission antenna. ,
It is preferable to use an annular patch antenna as the receiving antenna.
【００４０】＜変形例＞また、図１０は、本発明にかか
る第一又は第二の実施例のマイクロストリップアンテナ
の第一の変形例のマイクロストリップアンテナにおける
接地導体１１の中央部の平面図である。上記第一の変形
例のマイクロストリップアンテナが、第一の実施例又は
第二の実施例のマイクロストリップアンテナと比べて異
なる点は、主矩形スロット３ａに代えてそれと同一又は
異なる長さを有する主矩形スロット３１ａを用いている
点と、副矩形スロット３ｂに代えてそれと同一又は異な
る長さを有する副矩形スロット３１ｂを用いている点で
ある。上記第一の変形例のマイクロストリップアンテナ
は、それぞれの長軸の中点で直交するように形成された
２つの主矩形スロット３１ａからなる十字スロット３１
を有し、さらに、上記２つの主矩形スロット３１ａの各
両端部に、上記副矩形スロット３１ｂが、上記主矩形ス
ロット３１ａの長軸と上記副矩形スロット３１ｂの長軸
が直角になるように、かつ上記主矩形スロット３１ａの
端部と上記２つの主矩形スロット３１ａの交点から副矩
形スロット３ｂを見たときの上記副矩形スロット３１ｂ
の右端とが、連結するように形成されていることを特徴
としている。以上のように構成された第一の変形例のマ
イクロストリップアンテナにおいても、第一又は第二の
実施例のマイクロストリップアンテナと同様の動作をさ
せることができ、同様の効果を有する。<Modification> FIG. 10 is a plan view of the central portion of the ground conductor 11 in the microstrip antenna of the first modification of the microstrip antenna of the first or second embodiment according to the present invention. is there. The microstrip antenna according to the first modification is different from the microstrip antenna according to the first or second embodiment in that the main rectangular slot 3a is replaced with a main strip having the same or different length. The rectangular slot 31a is used and the sub-rectangular slot 31b having the same or different length is used instead of the sub-rectangular slot 3b. The microstrip antenna of the first modified example has a cross slot 31 composed of two main rectangular slots 31a formed so as to be orthogonal to each other at the midpoints of their long axes.
Further, the sub-rectangular slots 31b are provided at both ends of the two main rectangular slots 31a such that the long axis of the main rectangular slot 31a and the long axis of the sub-rectangular slot 31b are perpendicular to each other. The sub-rectangular slot 31b when the sub-rectangular slot 3b is seen from the intersection of the end of the main rectangular slot 31a and the two main rectangular slots 31a.
It is characterized in that it is formed so as to be connected to the right end of. The microstrip antenna of the first modified example configured as described above can also perform the same operation as the microstrip antenna of the first or second embodiment, and has the same effect.
【００４１】さらに、図１１は、本発明にかかる第一又
は第二の実施例のマイクロストリップアンテナの第二の
変形例のマイクロストリップアンテナにおける接地導体
１１の中央部の平面図である。上記第二の変形例のマイ
クロストリップアンテナが第一の変形例のマイクロスト
リップアンテナと比べて異なる点は、主矩形スロット３
１ａに代えてそれと同一又は異なる長さを有する主矩形
スロット３２ａを用いている点と、副矩形スロット３１
ｂに代えてそれと同一又は異なる長さを有する副矩形ス
ロット３２ｂを用いている点である。上記第二の変形例
のマイクロストリップアンテナは、それぞれの長軸の中
点で直交するように形成された２つの主矩形スロット３
２ａからなる十字スロット３２を有し、さらに、上記２
つの主矩形スロット３２ａの両端部に、副矩形スロット
３２ｂが、主矩形スロット３２ａの長軸と副矩形スロッ
ト３２ｂの長軸のなす角度θが９０度より大きくなるよ
うに、かつ上記主矩形スロット３２ａの端部と上記２つ
の主矩形スロット３２ａの交点から副矩形スロット３ｂ
を見たときの上記副矩形スロット３２ｂの右端とが、連
結するように形成されていることを特徴としている。以
上のように構成された第二の変形例のマイクロストリッ
プアンテナにおいても、第一又は第二の実施例のマイク
ロストリップアンテナと同様の動作をさせることがで
き、同様の効果を有する。Further, FIG. 11 is a plan view of the central portion of the ground conductor 11 in the microstrip antenna of the second modification of the microstrip antenna of the first or second embodiment according to the present invention. The microstrip antenna of the second modification is different from the microstrip antenna of the first modification in that the main rectangular slot 3
In place of 1a, a main rectangular slot 32a having the same or different length is used, and the sub rectangular slot 31
The sub-rectangular slot 32b having the same or different length is used instead of b. The microstrip antenna of the second modified example has two main rectangular slots 3 formed so as to be orthogonal to each other at the midpoints of their long axes.
2a has a cross slot 32.
Sub-rectangular slots 32b are provided at both ends of one main rectangular slot 32a such that an angle θ formed by the long axis of the main rectangular slot 32a and the long axis of the sub-rectangular slot 32b is larger than 90 degrees. From the intersection of the end of the main rectangular slot 32a and the two main rectangular slots 32a.
It is characterized in that it is formed so as to be connected to the right end of the sub-rectangular slot 32b when viewed. The microstrip antenna of the second modified example configured as described above can also perform the same operation as the microstrip antenna of the first or second embodiment, and has the same effect.
【００４２】またさらに、図１２は、本発明にかかる第
一又は第二の実施例のマイクロストリップアンテナの第
三の変形例のマイクロストリップアンテナにおける接地
導体１１の中央部の平面図である。上記第三の変形例の
マイクロストリップアンテナが、上記第一の変形例のマ
イクロストリップアンテナと比べて異なる点は、主矩形
スロット３１ａに代えてそれと同一又は異なる長さ有す
る主矩形スロット３３ａを用いている点と、副矩形スロ
ット３１ｂに代えてそれと同一又は異なる長さを有する
副矩形スロット３３ｂを用いている点である。上記第三
の変形例のマイクロストリップアンテナは、それぞれの
長軸の中点で直交するように形成された２つの主矩形ス
ロット３３ａからなる十字スロット３３を有し、さら
に、上記２つの主矩形スロット３３ａの両端部に、上記
副矩形スロット３３ｂが、上記主矩形スロット３３ａの
長軸と上記副矩形スロット３３ｂの長軸が直角になるよ
うに、かつ上記主矩形スロット３３ａの端部と上記副矩
形スロット３３ｂの長手の辺の一部とが、上記２つの主
矩形スロット３３ａの交点から副矩形スロット３ｂを見
たときに、主矩形スロット３３ａと副矩形スロット３３
ｂの交点から副矩形スロット３ｂの左端までの距離の方
が右端までの距離よりも長くなるように、連結して形成
されていることを特徴としている。以上のように構成さ
れた第三の変形例のマイクロストリップアンテナにおい
ても、第一又は第二の実施例のマイクロストリップアン
テナと同様の動作をさせることができ、同様の効果を有
する。なお、上記２つの主矩形スロット３３ａの交点か
ら副矩形スロット３ｂを見たときに、主矩形スロット３
３ａと副矩形スロット３３ｂの交点から副矩形スロット
３ｂの右端までの距離の方を左端までの距離よりも長く
なるようにしてもよい。Furthermore, FIG. 12 is a plan view of the central portion of the ground conductor 11 in the microstrip antenna of the third modification of the microstrip antenna of the first or second embodiment according to the present invention. The microstrip antenna of the third modification is different from the microstrip antenna of the first modification in that a main rectangular slot 33a having the same or different length is used instead of the main rectangular slot 31a. And the point that a sub-rectangular slot 33b having the same or different length is used instead of the sub-rectangular slot 31b. The microstrip antenna of the third modified example has a cross slot 33 composed of two main rectangular slots 33a formed so as to be orthogonal to each other at the midpoints of the respective long axes, and further, the two main rectangular slots are provided. The sub-rectangular slots 33b are provided at both ends of the main rectangular slot 33a such that the long axis of the main rectangular slot 33a and the long axis of the sub-rectangular slot 33b are at right angles, and the end portions of the main rectangular slot 33a and the sub-rectangular slot 33b. When the sub-rectangular slot 3b is viewed from the intersection of the two main rectangular slots 33a with a part of the long side of the slot 33b, the main rectangular slot 33a and the sub-rectangular slot 33 are seen.
The sub-rectangular slot 3b is characterized by being formed so as to be connected so that the distance from the intersection to the left end of the sub-rectangular slot 3b is longer than the distance to the right end. The microstrip antenna of the third modified example configured as described above can also perform the same operation as the microstrip antenna of the first or second embodiment, and has the same effect. When the sub-rectangular slot 3b is viewed from the intersection of the two main rectangular slots 33a, the main rectangular slot 3
The distance from the intersection of 3a and the sub-rectangular slot 33b to the right end of the sub-rectangular slot 3b may be longer than the distance to the left end.
【００４３】さらに、図１３は、本発明にかかる第一又
は第二の実施例のマイクロストリップアンテナの第四の
変形例のマイクロストリップアンテナにおける接地導体
１１の中央部の平面図である。上記第四の変形例のマイ
クロストリップアンテナが第一の変形例のマイクロスト
リップアンテナと比べて異なる点は、主矩形スロット３
１ａに代えてそれと同一又は異なる長さを有する主矩形
スロット３４ａを用いている点と、副矩形スロット３１
ｂに代えてそれと同一又は異なる長さを有する副矩形ス
ロット３４ｂを用いている点である。上記第四の変形例
のマイクロストリップアンテナは、それぞれの長軸の中
点で直交するように形成された２つの主矩形スロット３
４ａからなる十字スロット３４を有し、さらに、上記２
つの主矩形スロット３４ａの両端部に、副矩形スロット
３４ｂが、主矩形スロット３４ａの長軸と副矩形スロッ
ト３４ｂの長軸のなす角度θが９０度より小さくなるよ
うに、かつ上記主矩形スロット３４ａの端部と上記２つ
の主矩形スロット３４ａの交点から副矩形スロット３４
ｂを見たときの上記副矩形スロット３４ｂの右端とが、
連結するように形成されていることを特徴としている。
以上のように構成された第四の変形例のマイクロストリ
ップアンテナにおいても、第一又は第二の実施例のマイ
クロストリップアンテナと同様の動作をさせることがで
き、同様の効果を有する。図１０ないし図１３のマイク
ロストリップアンテナにおける主矩形スロット３１ａ，
３２ａ，３３ａ，３４ａの長手方向の長さと副矩形スロ
ット３１ｂ，３２ｂ，３３ｂ，３４ｂの長手方向の長さ
の合計は、図１４の従来例の１つの矩形スロットの長手
方向の長さと実質的に同一となるように設定される。Further, FIG. 13 is a plan view of the central portion of the ground conductor 11 in the microstrip antenna of the fourth modified example of the microstrip antenna of the first or second embodiment according to the present invention. The microstrip antenna of the fourth modification is different from the microstrip antenna of the first modification in that the main rectangular slot 3
In place of 1a, a main rectangular slot 34a having the same or different length is used, and the sub rectangular slot 31
Instead of b, a sub-rectangular slot 34b having the same or different length is used. The microstrip antenna of the fourth modified example has two main rectangular slots 3 formed so as to be orthogonal to each other at the midpoints of their long axes.
4a, and the cross slot 34,
Sub-rectangular slots 34b are provided at both ends of one main rectangular slot 34a such that an angle θ formed by the long axis of the main rectangular slot 34a and the long axis of the sub-rectangular slot 34b is smaller than 90 degrees. From the intersection of the end of the sub-rectangular slot 34a and the two main rectangular slots 34a.
The right end of the sub-rectangular slot 34b when seeing b is
It is characterized in that it is formed so as to be connected.
The microstrip antenna of the fourth modified example configured as described above can also perform the same operation as the microstrip antenna of the first or second embodiment, and has the same effect. Main rectangular slot 31a in the microstrip antenna of FIGS.
The total length in the longitudinal direction of 32a, 33a, 34a and the length in the longitudinal direction of the sub-rectangular slots 31b, 32b, 33b, 34b is substantially the same as the longitudinal length of one rectangular slot in the conventional example of FIG. It is set to be the same.
【００４４】以上の第一，第二の実施例と第一，二，
三，四の変形例のマイクロストリップアンテナにおいて
は、十字スロット３，３１，３２，３３，３４を構成す
るそれぞれの２つの主矩形スロット３ａ，３１ａ，３２
ａ，３３ａ，３４ａの双方の両端部に副矩形スロットを
形成したが、本発明はこれに限らず、少なくとも１つの
主矩形スロット３ａ，３１ａ，３２ａ，３３ａ，３４ａ
の両端部にそれぞれ副矩形スロット３ｂ，３１ｂ，３２
ｂ，３３ｂ，３４ｂを形成したものでもよい。The above first and second embodiments and the first and second embodiments
In the third and fourth modified microstrip antennas, each of the two main rectangular slots 3a, 31a, 32 forming the cross slots 3, 31, 32, 33, 34 is used.
Although sub-rectangular slots are formed at both ends of both a, 33a, and 34a, the present invention is not limited to this, and at least one main rectangular slot 3a, 31a, 32a, 33a, 34a.
On both ends of the sub-rectangular slots 3b, 31b, 32 respectively
What formed b, 33b, 34b may be sufficient.
【００４５】以上の第一，第二の実施例と第一，二，
三，四の変形例のマイクロストリップアンテナにおいて
は、十字スロット３，３１，３２，３３，３４を構成す
る２つの主矩形スロット３ａ，３１ａ，３２ａ，３３
ａ，３４ａは、長軸方向に同じ長さを有するように設定
したが、本発明はこれに限定されるものではない。例え
ば、上記２つの主矩形スロット３ａ，３１ａ，３２ａ，
３３ａ，３４ａの長さを所定の比になるように、互いに
異なった長さに設定することによって縮退分離が起こ
り、切り欠き１ｃを設けることなく円偏波の電磁波を発
生させるように構成してもよい。さらに、２つの主矩形
スロット３ａ，３１ａ，３２ａ，３３ａ，３４ａのうち
所定の一方の主矩形スロット３ａ，３１ａ，３２ａ，３
３ａ，３４ａの長さを長くすることによって、右旋円偏
波を発生させることができる一方、逆に他方の主矩形ス
ロット３ａの長さを長くすることによって、左旋円偏波
を発生させることができるという特徴を有する。またこ
の場合、長くなる一方の主矩形スロット３ａ，３１ａ，
３２ａ，３３ａ，３４ａの両端に、その長さを短縮する
ために、副矩形スロット３ｂ，３１ｂ，３２ｂ，３３
ｂ，３４ｂを形成するようにしてもよい。The above first and second embodiments and the first and second embodiments
In the third and fourth modified microstrip antennas, two main rectangular slots 3a, 31a, 32a, 33 forming the cross slots 3, 31, 32, 33, 34 are used.
Although a and 34a are set to have the same length in the major axis direction, the present invention is not limited to this. For example, the two main rectangular slots 3a, 31a, 32a,
By setting the lengths of 33a and 34a to be different from each other so as to have a predetermined ratio, degenerate separation occurs, and a circularly polarized electromagnetic wave is generated without providing the notch 1c. Good. Furthermore, of the two main rectangular slots 3a, 31a, 32a, 33a, 34a, one predetermined main rectangular slot 3a, 31a, 32a, 3
Right-handed circularly polarized wave can be generated by increasing the lengths of 3a and 34a, while conversely, left-handed circularly polarized wave can be generated by increasing the length of the other main rectangular slot 3a. It has the feature that Further, in this case, one of the longer main rectangular slots 3a, 31a,
32a, 33a, 34a are provided at both ends of the sub-rectangular slots 3b, 31b, 32b, 33 to reduce their length.
b and 34b may be formed.
【００４６】以上の第一，第二の実施例と第一，二，
三，四の変形例のマイクロストリップアンテナにおいて
は、円形パッチアンテナが、十字スロット及び切り欠き
により円偏波励振されるように構成したが、本発明はこ
れに限定されるものではない。例えば、十字スロットを
構成する２つの主矩形スロットの長軸方向の長さを互い
に等しく設定し、かつ放射導体１に切り欠き１ｃを形成
しないように構成してもよい。この場合、直線偏波を放
射する。The above first and second embodiments and the first and second embodiments
In the microstrip antennas of the third and fourth modifications, the circular patch antenna is configured to be excited by circular polarization by the cross slot and the notch, but the present invention is not limited to this. For example, the lengths of the two main rectangular slots forming the cross slot in the long axis direction may be set equal to each other, and the notch 1c may not be formed in the radiation conductor 1. In this case, a linearly polarized wave is radiated.
【００４７】以上の第一，第二の実施例と第一，二，
三，四の変形例のマイクロストリップアンテナにおいて
は、円環パッチアンテナが、二点給電により円偏波励振
されるように構成したが、本発明はこれに限定されるも
のではない。例えば、一点給電により円環パッチアンテ
ナを励振して直線偏波を放射するように構成してもよ
い。The above first and second embodiments and the first and second embodiments
In the microstrip antennas of the third and fourth modified examples, the circular patch antenna is configured to be excited by circular polarization by two-point feeding, but the present invention is not limited to this. For example, the circular patch antenna may be excited by single-point feeding to radiate linearly polarized waves.
【００４８】以上の第一，第二の実施例と第一，二，
三，四の変形例のマイクロストリップアンテナにおいて
は、円環パッチアンテナの円偏波励振方法としては、直
交２点給電方法を用いているが、本発明はこれに限らず
縮退分離を用いた一点給電方式でもよいし、４点で給電
する４点給電方式でもよい。また、円環パッチアンテナ
の給電方法として矩形形状のスロットを用いているが、
本発明はこれに限らず、だ円形、円形、又は環状スロッ
トなどのスロットを用いてもよい。またさらに、円環パ
ッチアンテナの給電方法としてスロット結合を用いてい
るが、本発明はこれに限らず、例えばマイクロストリッ
プ線路やコプレーナ線路などの種々の給電線路による直
接給電、同軸線路によるピン給電、例えばマイクロスト
リップ線路やコプレーナ線路などの種々の給電線路によ
る近接接合方式給電などの結合方法であってもよい。ま
た、給電線路としてマイクロストリップ線路を用いた
が、本発明はこれに限らず、コプレーナ線路、スロット
線路、又はトリプレート線路を用いてもよい。さらに接
地導体を下面に備えた誘電体基板の上面に２つのストリ
ップ導体が互いに平行に形成され、上記２つのストリッ
プ導体と上記接地導体によって構成される２つのマイク
ロストリップ線路が互いに結合した結合マイクロストリ
ップ線路を用いてもよい。The above first and second embodiments and the first and second embodiments
In the microstrip antennas of the third and fourth modifications, the orthogonal two-point feeding method is used as the circularly polarized wave excitation method of the circular patch antenna, but the present invention is not limited to this, and one point using degenerate separation is used. A power supply system may be used, or a four-point power supply system that supplies power at four points may be used. In addition, although a rectangular slot is used as the feeding method for the circular patch antenna,
The present invention is not limited to this, and a slot such as an elliptical shape, a circular shape, or an annular slot may be used. Furthermore, although slot coupling is used as the feeding method of the annular patch antenna, the present invention is not limited to this, and for example, direct feeding by various feeding lines such as a microstrip line and a coplanar line, pin feeding by a coaxial line, For example, a coupling method such as proximity junction type power feeding using various power feeding lines such as a microstrip line and a coplanar line may be used. Further, although the microstrip line is used as the feed line, the present invention is not limited to this, and a coplanar line, a slot line, or a triplate line may be used. Further, two strip conductors are formed in parallel with each other on the upper surface of a dielectric substrate having a ground conductor on the lower surface, and two microstrip lines formed by the two strip conductors and the ground conductor are coupled to each other. You may use a railroad track.
【００４９】さらに、以上の第一，第二の実施例と第
一，二，三，四の変形例のマイクロストリップアンテナ
においては、放射導体１を用いた上記円形パッチアンテ
ナの円偏波の励振方法として、切り欠き１ｃを備えた放
射導体１を用いたが、本発明はこれに限らず、正方形の
２つある対角線のうちの一方の対角線上にある頂点から
内側に所定の距離だけ切り落とされた形状を有する放射
導体を用いてもよい。また、縮退分離用の回路を付加し
た円形又は方形の放射導体を用いても良い。またさら
に、前述のように、十字スロット３を構成する主矩形ス
ロット３ａの長手方向の長さを異ならせることによって
円偏波を発生させてもよい。Further, in the microstrip antennas of the first and second embodiments and the first, second, third, and fourth modified examples, the circularly polarized antenna of the circular patch antenna using the radiation conductor 1 is excited. Although the radiating conductor 1 provided with the notch 1c was used as the method, the present invention is not limited to this, and the radiating conductor 1 is cut off a predetermined distance inward from the apex on one of the two diagonals of the square. A radiation conductor having a curved shape may be used. Further, a circular or rectangular radiation conductor to which a circuit for degenerate separation is added may be used. Furthermore, as described above, the circular polarization may be generated by changing the lengths of the main rectangular slots 3a forming the cross slot 3 in the longitudinal direction.
【００５０】以上第一，第二の実施例と第一，二，三，
四の変形例のマイクロストリップアンテナにおいては、
誘電体基板１０,１２,１３を用いて円形パッチアンテナ
と円環パッチアンテナを構成したが、本発明はこれに限
らず自由空間中に立体的に各導体を形成しかつ公知の手
段により支持して上記各パッチアンテナを構成してもよ
い。The above first and second embodiments and the first, second, third,
In the fourth modified microstrip antenna,
Although the circular patch antenna and the circular patch antenna are configured by using the dielectric substrates 10, 12, and 13, the present invention is not limited to this, and the conductors are three-dimensionally formed in the free space and supported by known means. The patch antennas may be configured as described above.
【００５１】また、第二の実施例と第一，二，三，四の
変形例のマイクロストリップアンテナにおいては、スル
ーホール導体８０cによって疑似的な円筒形状の接続導
体を形成したが、本発明はこれに限らず円筒形状の接続
導体を形成してもよい。Further, in the microstrip antennas of the second embodiment and the first, second, third, and fourth modified examples, the through-hole conductor 80c forms the pseudo-cylindrical connection conductor. Not limited to this, a cylindrical connection conductor may be formed.
【００５２】[0052]
【発明の効果】本発明に係るマイクロストリップアンテ
ナは、十字スロットを構成する２つの矩形スロットのう
ちの少なくとも１つの矩形スロットの両端部に、副矩形
スロットを備えているので、副矩形スロットを含む矩形
スロットの全体の長さを従来例の十字スロット６を構成
する矩形スロットと実質的に同じ長さにでき、これによ
って、矩形スロットの長軸方向の長さを短くできる。結
果として、従来例に比較すれば、副矩形スロットを含む
十字スロットの全体の大きさを小さくすることができ
る。従って、第二の放射導体と副矩形スロットを含む十
字スロットの端部までの距離を、従来例における第二の
放射導体と十字スロット６の端部までの距離に比べると
大きくすることができ、副矩形スロットを含む十字スロ
ットを介して第一の給電線路と第二の放射導体とが結合
する不要な結合を小さく抑えることができる。また、第
二の放射導体の内径を大きくすることなく、副矩形スロ
ットを含む十字スロットと第二の放射導体の距離を大き
くできるので、当該マイクロストリップアンテナを小型
にできる。またさらに、第二の放射導体の内周を接続導
体を用いて接地導体に短絡した構造にする場合において
も、副矩形スロットを含む十字スロットを、第二の放射
導体の内径の内側の狭い領域に形成することができる。
これによって、上記接続導体と上記副矩形スロットを含
む十字スロットを共に備えた構造の２周波共用マイクロ
ストリップアンテナを提供することができる。The microstrip antenna according to the present invention includes sub-rectangular slots at both ends of at least one of the two rectangular slots forming the cross-shaped slot. The entire length of the rectangular slot can be made substantially the same as that of the rectangular slot that constitutes the cross slot 6 of the conventional example, whereby the length of the rectangular slot in the long axis direction can be shortened. As a result, the overall size of the cross slot including the sub-rectangular slot can be reduced as compared with the conventional example. Therefore, the distance between the second radiation conductor and the end of the cross slot including the sub-rectangular slot can be made larger than the distance between the second radiation conductor and the end of the cross slot 6 in the conventional example. Unnecessary coupling between the first feeding line and the second radiation conductor via the cross slot including the sub-rectangular slot can be suppressed to a small level. Further, since the distance between the cross slot including the sub-rectangular slot and the second radiation conductor can be increased without increasing the inner diameter of the second radiation conductor, the microstrip antenna can be downsized. Further, even when the inner circumference of the second radiation conductor is short-circuited to the ground conductor by using the connection conductor, the cross slot including the sub-rectangular slot is formed into a narrow area inside the inner diameter of the second radiation conductor. Can be formed.
As a result, it is possible to provide a dual frequency common microstrip antenna having a structure including both the connection conductor and the cross slot including the sub-rectangular slot.
【図１】 本発明に係る第一の実施例のマイクロストリ
ップアンテナの構成を示す分解斜視図である。FIG. 1 is an exploded perspective view showing a configuration of a microstrip antenna according to a first embodiment of the present invention.
【図２】 図１のマイクロストリップアンテナにおい
て、誘電体基板１２を上方から見た平面図である。FIG. 2 is a plan view of the dielectric substrate 12 of the microstrip antenna of FIG. 1 viewed from above.
【図３】 図１のマイクロストリップアンテナにおい
て、誘電体基板１０を上方から見た平面図である。FIG. 3 is a plan view of the dielectric substrate 10 of the microstrip antenna of FIG. 1 viewed from above.
【図４】 図１のマイクロストリップアンテナにおい
て、接地導体１１を上方から見た平面図である。FIG. 4 is a plan view of the ground conductor 11 of the microstrip antenna of FIG. 1 as seen from above.
【図５】 図１のマイクロストリップアンテナの端子Ｔ
１において測定した入力端反射係数の周波数特性を示す
グラフである。5 is a terminal T of the microstrip antenna of FIG.
3 is a graph showing frequency characteristics of input end reflection coefficient measured in FIG.
【図６】 本発明に係る第二の実施例のマイクロストリ
ップアンテナの構成を示す分解斜視図である。FIG. 6 is an exploded perspective view showing a configuration of a microstrip antenna according to a second embodiment of the present invention.
【図７】 図６のマイクロストリップアンテナにおい
て、誘電体基板１２を上方から見た平面図である。FIG. 7 is a plan view of the dielectric substrate 12 of the microstrip antenna of FIG. 6 viewed from above.
【図８】 図６のマイクロストリップアンテナにおい
て、誘電体基板１０を上方から見た平面図である。8 is a plan view of the dielectric substrate 10 of the microstrip antenna of FIG. 6 viewed from above.
【図９】 図６のマイクロストリップアンテナにおい
て、接地導体１１を上方から見た平面図である。9 is a plan view of the ground conductor 11 as seen from above in the microstrip antenna of FIG.
【図１０】 本発明に係る第一又は第二の実施例のマイ
クロストリップアンテナの第一の変形例のマイクロスト
リップアンテナにおける接地導体１１の中央部の平面図
である。FIG. 10 is a plan view of a central portion of a ground conductor 11 in a microstrip antenna of a first modified example of the microstrip antenna of the first or second embodiment according to the present invention.
【図１１】 本発明に係る第一又は第二の実施例のマイ
クロストリップアンテナの第二の変形例のマイクロスト
リップアンテナにおける接地導体１１の中央部の平面図
である。FIG. 11 is a plan view of a central portion of a ground conductor 11 in a microstrip antenna of a second modified example of the microstrip antenna of the first or second embodiment according to the present invention.
【図１２】 本発明に係る第一又は第二の実施例のマイ
クロストリップアンテナの第三の変形例のマイクロスト
リップアンテナにおける接地導体１１の中央部の平面図
である。FIG. 12 is a plan view of a central portion of a ground conductor 11 in a microstrip antenna of a third modified example of the microstrip antenna of the first or second embodiment according to the present invention.
【図１３】 本発明に係る第一又は第二の実施例のマイ
クロストリップアンテナの第四の変形例のマイクロスト
リップアンテナにおける接地導体１１の中央部の平面図
である。FIG. 13 is a plan view of a central portion of a ground conductor 11 in a microstrip antenna of a fourth modified example of the microstrip antenna of the first or second embodiment according to the present invention.
【図１４】 従来例のマイクロストリップアンテナの構
成を示す分解斜視図である。FIG. 14 is an exploded perspective view showing a configuration of a conventional microstrip antenna.
【図１５】 図１４のマイクロストリップアンテナの端
子Ｔ１において測定した入力端反射係数の周波数特性を
示すグラフである。15 is a graph showing frequency characteristics of an input end reflection coefficient measured at a terminal T1 of the microstrip antenna of FIG.
１,２…放射導体、 １c…切り欠き、 １０,１２,１３…誘電体基板、 １１…接地導体、 ３，３１，３２，３３，３４，６…十字スロット、 ３ａ，３１ａ，３２ａ，３３ａ，３４ａ…主矩形スロッ
ト、 ３ｂ，３１ｂ，３２ｂ，３３ｂ，３４ｂ…副矩形スロッ
ト、 ４a,４b，５ａ，５ｂ…矩形スロット、 ５１,５２,５３,５４，５５…ストリップ導体、 ６１,６２,６３,６４，６５…マイクロストリップ線
路、 ８０c…スルーホール導体、 ８０h…スルーホール、 Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３…端子。1, 2 ... Radiation conductor, 1c ... Notch, 10, 12, 13 ... Dielectric substrate, 11 ... Ground conductor, 3, 31, 32, 33, 34, 6 ... Cross slot, 3a, 31a, 32a, 33a, 34a ... Main rectangular slot, 3b, 31b, 32b, 33b, 34b ... Sub rectangular slot, 4a, 4b, 5a, 5b ... Rectangular slot, 51, 52, 53, 54, 55 ... Strip conductor, 61, 62, 63, 64, 65 ... Microstrip line, 80c ... Through-hole conductor, 80h ... Through-hole, T1, T2, T3 ... Terminal.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 千葉 勇 京都府相楽郡精華町大字乾谷小字三平谷５ 番地 株式会社エイ・ティ・アール光電波 通信研究所内 (72)発明者 唐沢 好男 京都府相楽郡精華町大字乾谷小字三平谷５ 番地 株式会社エイ・ティ・アール光電波 通信研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Isamu Chiba 5 Seiraya, Seika-cho, Soraku-gun, Kyoto Pref. 5 Hiratani, Arai Optical Radio Communications Research Institute, Inc. (72) Inventor Yoshio Karasawa Soraku, Kyoto Prefecture Gunma Seika-cho, Osamu Osamu, Osamu Osamu, 5 Mihiraya, AT Optical Optical Communication Laboratory
Claims (8)
と対向して所定の間隔だけ離れて設けられ、円形パッチ
アンテナの接地導体として動作する環形状の第二の放射
導体とからなり、第一の共振周波数を有する円形パッチ
アンテナと、 上記第二の放射導体と、上記第二の放射導体と対向して
上記第一の放射導体とは反対側に上記第二の放射導体か
ら所定の間隔だけ離れて設けられる接地導体とからな
り、上記第一の共振周波数と異なる第二の共振周波数を
有する円環パッチアンテナと、 上記第二の放射導体と上記接地導体を挟むように上記第
一の放射導体と対向して、かつ上記接地導体から所定の
間隔だけ離れて設けられる第一の給電線路と、 上記接地導体を厚さ方向に貫通するように形成される２
つの矩形スロットが直交し、かつその交点で上記第一の
給電線路と交差するように形成されてなり、上記円形パ
ッチアンテナと上記第一の給電線路とを電磁的に結合す
るための十字スロットと、 上記接地導体を挟むように上記第二の放射導体と対向し
て、かつ上記接地導体から所定の間隔だけ離れて上記第
一の給電線路と別に設けられる第二の給電線路と、 上記接地導体を含む空間に設けられ、上記円環パッチア
ンテナと上記第二の給電線路とを電磁的に結合するため
の給電手段とを備えた２周波共用マイクロストリップア
ンテナであって、 上記十字スロットの少なくとも１つの上記矩形スロット
の両端部に上記接地導体を厚さ方向に貫通する副矩形ス
ロットが、当該矩形スロットの長軸方向と副矩形スロッ
トの長軸方向が一致しないように連結形成されたことを
特徴とするマイクロストリップアンテナ。1. A first radiating conductor and a ring-shaped second radiating conductor that faces the first radiating conductor and is spaced apart by a predetermined distance and operates as a ground conductor of a circular patch antenna. A circular patch antenna having a first resonance frequency, the second radiating conductor, and the second radiating conductor on the opposite side of the second radiating conductor from the second radiating conductor. An annular patch antenna having a second resonance frequency different from the first resonance frequency, which is composed of a ground conductor provided at a predetermined interval, and the above-mentioned second radiation conductor and the ground conductor so as to be sandwiched therebetween. A first power supply line that is provided so as to face the first radiation conductor and be separated from the ground conductor by a predetermined distance, and is formed so as to penetrate the ground conductor in the thickness direction.
Two rectangular slots are orthogonal to each other, and are formed so as to intersect the first feed line at their intersections, and a cross slot for electromagnetically coupling the circular patch antenna and the first feed line. A second power supply line that is provided separately from the first power supply line so as to face the second radiating conductor so as to sandwich the ground conductor and be separated from the ground conductor by a predetermined distance; A dual-frequency-use microstrip antenna provided in a space including a space, the power supply means for electromagnetically coupling the circular patch antenna and the second power supply line, and at least one of the cross slots. Sub-rectangular slots that penetrate the ground conductor in the thickness direction at both ends of the one rectangular slot are arranged so that the long-axis direction of the rectangular slot does not coincide with the long-axis direction of the sub-rectangular slot. Microstrip antenna, characterized in that it is connected form.
トの長軸と上記副矩形スロットの長軸が直角になるよう
に、かつ副矩形スロットの長軸の中点で連結形成されて
いることを特徴とする請求項１記載のマイクロストリッ
プアンテナ。2. The sub-rectangular slot is connected and formed such that the long axis of the rectangular slot and the long axis of the sub-rectangular slot are at a right angle and at the midpoint of the long axis of the sub-rectangular slot. The microstrip antenna according to claim 1, wherein the antenna is a microstrip antenna.
向の長さを有することを特徴とする請求項１、又は２記
載のマイクロストリップアンテナ。3. The microstrip antenna according to claim 1 or 2, wherein the two rectangular slots have the same length in the major axis direction.
方向の長さを有することを特徴とする請求項１、又は２
記載のマイクロストリップアンテナ。4. The rectangular slot according to claim 1, wherein the two rectangular slots have different longitudinal lengths.
The described microstrip antenna.
に、上記副矩形スロットを連結形成したことを特徴とす
る請求項１、２、３、又は４記載のマイクロストリップ
アンテナ。5. The microstrip antenna according to claim 1, wherein the sub-rectangular slots are connected and formed at both ends of both of the two rectangular slots.
接地導体とを電気的に接続する接続導体を設け、かつ上
記２つの矩形スロットと上記副矩形スロットを上記接続
導体の内側に設けたことを特徴とする請求項１、２、
３、４、又は５記載のマイクロストリップアンテナ。6. A connection conductor for electrically connecting the inner peripheral edge of the second radiation conductor and the ground conductor is provided, and the two rectangular slots and the sub-rectangular slot are provided inside the connection conductor. It provided, The claim 1, 2 characterized by the above-mentioned.
The microstrip antenna according to 3, 4, or 5.
射するための縮退分離手段を備えたことを特徴とする請
求項１、２、３、４、５、又は６記載のマイクロストリ
ップアンテナ。7. The microstrip antenna according to claim 1, further comprising degenerate separation means for radiating circularly polarized waves from said circular patch antenna.
体に形成された切り欠きであることを特徴とする請求項
７記載のマイクロストリップアンテナ。8. The microstrip antenna according to claim 7, wherein the degenerate separation means is a notch formed in the first radiation conductor.
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| JP11253894A JP2777332B2 (en) | 1994-05-26 | 1994-05-26 | Microstrip antenna |
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| JP2777332B2 JP2777332B2 (en) | 1998-07-16 |
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-
1994
- 1994-05-26 JP JP11253894A patent/JP2777332B2/en not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |