JPH0734524B2 - Slot antenna - Google Patents
Slot antennaInfo
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- JPH0734524B2 JPH0734524B2 JP24636088A JP24636088A JPH0734524B2 JP H0734524 B2 JPH0734524 B2 JP H0734524B2 JP 24636088 A JP24636088 A JP 24636088A JP 24636088 A JP24636088 A JP 24636088A JP H0734524 B2 JPH0734524 B2 JP H0734524B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、衛星放送受信、レーダー用アレーアンテナ
等の放射素子として用いられるスロットアンテナに関す
るものである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a slot antenna used as a radiating element for satellite broadcast reception, radar array antenna, and the like.
［従来の技術］ 第３図は、例えばカナダ文献、I.J.Bahl,P.Bhartia“MI
CROSTRIP ANTENNAS"Artech House pp.238〜242（1980）
に記載の従来のスロットアンテナを示す斜視図であり、
（１）は誘電体基板、（２）は誘電体基板（１）の１表
面（以下第１の表面という）Q1に設けられた地導体板、
（３）は地導体板（２）に設けられた円周が約１波長の
円環状のスロット、（４）は誘電体基板（１）の地表面
（以下第２の表面という）Q2に設けられたストリップ線
路である。[Prior Art] FIG. 3 shows, for example, Canadian literature, IJ Bahl, P. Bhartia “MI.
CROSTRIP ANTENNAS "Artech House pp.238-242 (1980)
It is a perspective view showing a conventional slot antenna described in
(1) is a dielectric substrate, (2) is a ground conductor plate provided on one surface (hereinafter referred to as the first surface) Q 1 of the dielectric substrate (1),
(3) is an annular slot provided on the ground conductor plate (2) with a circumference of about 1 wavelength, and (4) is on the ground surface (hereinafter referred to as the second surface) Q 2 of the dielectric substrate (1). It is a strip line provided.
上記構成において、ストリップ線路（４）にマイクロ波
が給電されると、スロット（３）が励振されて電波が放
射される。また、入射された電波によりスロット（３）
が励振され、ストリップ線路（４）にマイクロ波が出力
される。In the above structure, when the microwave is fed to the strip line (4), the slot (3) is excited and the radio wave is radiated. In addition, the slot (3) is affected by the incident radio waves.
Is excited, and a microwave is output to the strip line (4).
第４図は第３図に示した従来のスロットアンテナを直交
２偏波あるいは円偏波で励振するよう構成したスロット
アンテナを示す斜視図であり、（4a）及び（4b）は、誘
電体基板（１）の第２の表面Q2に、スロット（３）の中
心から見て互に直交する方向に設けられた第１及び第２
のストリップ線路である。FIG. 4 is a perspective view showing a slot antenna configured to excite the conventional slot antenna shown in FIG. 3 in two orthogonal polarizations or circular polarizations. (4a) and (4b) are dielectric substrates. The first surface and the second surface provided on the second surface Q 2 of (1) in directions orthogonal to each other when viewed from the center of the slot (3).
It is a strip line.
この構成においては、ストリップ線路（4a），（4b）に
同相のマイクロ波が給電されると、スロット（３）が直
交２偏波で励振されて直線偏波の電波が放射される。ス
トリップ線路（4a），（4b）に位相が90°ずれたマイク
ロ波が給電されると、スロット（３）が円偏波で励振さ
れて円偏波の電波が放射される。また、入射された直線
偏波の電波によりスロット（３）が励振されると、スト
リップ線路（4a），（4b）に偏波面が直交した同相のマ
イクロ波が出力され、円偏波の電波が入射すると、スト
リップ線路（4a），（4b）に偏波面が直交した位相が90
°ずれたマイクロ波が出力される。In this configuration, when the microwaves of the same phase are fed to the strip lines (4a) and (4b), the slot (3) is excited by two orthogonal polarizations and a linearly polarized radio wave is radiated. When microwaves whose phases are shifted by 90 ° are fed to the strip lines (4a) and (4b), the slot (3) is excited by circularly polarized waves and the circularly polarized radio waves are radiated. When the slot (3) is excited by the incident linearly polarized radio wave, in-phase microwaves whose polarization planes are orthogonal to each other are output to the strip lines (4a) and (4b), and circularly polarized radio waves are generated. When incident, the phase where the plane of polarization is orthogonal to the strip lines (4a) and (4b) is 90 degrees.
Microwaves shifted by ° are output.
［発明が解決しようとする課題］ 第４図に示す従来のスロットアンテナは以上のように構
成されているので、一方のストリップ線路（4a）から給
電した時、他方のストリップ線路（4b）の影響で、スロ
ットの電気長が変化するため、スロット（３）上の電界
の最小点はストリップ線路（4b）と交差する点からず
れ、スロット（３）とストリップ線路（4b）との間で結
合が生じる。これにより、ストリップ線路（4a）と（4
b）の間でスロットを介して結合を生じ、交差偏波識別
度が劣化するという問題点があった。[Problems to be Solved by the Invention] Since the conventional slot antenna shown in FIG. 4 is configured as described above, when power is fed from one strip line (4a), the influence of the other strip line (4b) is exerted. Since the electrical length of the slot changes, the minimum point of the electric field on the slot (3) deviates from the point where it intersects the strip line (4b), and the coupling between the slot (3) and the strip line (4b) occurs. Occurs. This allows striplines (4a) and (4a
There is a problem that cross polarization discrimination is deteriorated due to coupling between slots b).
この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、スロットの中心から見て直交する方向に設
けられた２本のストリップ線路間の結合を低減し、交差
偏波識別度が良好なスロットアンテナを得ることを目的
とする。The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and reduces the coupling between two strip lines provided in the direction orthogonal to each other when viewed from the center of the slot, thereby reducing the cross polarization discrimination degree. Aims to obtain a good slot antenna.
［課題を解決するための手段］ この発明に係るスロットアンテナは、スロットが、誘電
体基板の第１、第２の表面にともに直交し互に直交する
第１、第２の２つの対称面に対して対称な形状を有し、
ストリップ線路が、第１、第２の対称面と第２の表面と
の第１、第２の交線上にそれぞれ設けられた第１、第２
の２本のストリップ線路と、これら第１、第２の２本の
ストリップ線路の延長線上にこれらと離隔してそれぞれ
設けられた第１、第２の２本の無給電ストリップ線路で
構成され、上記第１のストリップ線路と上記第１の無給
電ストリップ線路を、上記第１の対称面と上記第１の表
面の交線が上記スロットと交差する２点の一方及び他方
にそれぞれ対向する位置に設け、上記第２のストリップ
線路と上記第２の無給電ストリップ線路を、上記第２の
対称面と上記第１の表面の交線が上記スロットと交差す
る２点の一方及び他方にそれぞれ対向する位置に設けた
ものである。[Means for Solving the Problems] In a slot antenna according to the present invention, a slot has two symmetry planes, first and second, which are orthogonal to the first and second surfaces of the dielectric substrate and are orthogonal to each other. It has a symmetrical shape,
First and second strip lines are respectively provided on first and second lines of intersection between the first and second planes of symmetry and the second surface.
Two strip lines, and first and second two parasitic strip lines respectively provided on the extension lines of the first and second two strip lines and spaced apart from them. The first strip line and the first parasitic strip line are located at positions facing one and the other of the two points where the line of intersection between the first plane of symmetry and the first surface intersects the slot. The second strip line and the second parasitic strip line are provided so as to face one of the two points where the line of intersection of the second symmetry plane and the first surface intersects the slot, and the other of the two points. It is provided at the position.
［作用］ この発明におけるスロットアンテナは、無給電ストリッ
プ線路により、スロットの電気長が変えられ、スロット
の中心から見て直交する方向に設けられた２本のストリ
ップ線路の内、第１のストリップ線路によって励振され
たスロット上の電界が第２のストリップ線路と交差する
点で最小となり、かつ、第２のストリップ線路によって
励振されるスロット上の電界が第１のストリップ線路と
交差する点で最小となり、２本のストリップ線路間の結
合が低減する。[Operation] In the slot antenna according to the present invention, the electric length of the slot is changed by the parasitic strip line, and the first strip line of the two strip lines provided in the direction orthogonal to each other when viewed from the center of the slot. The electric field on the slot excited by is minimized at the intersection with the second strip line, and the electric field on the slot excited by the second strip line is minimized at the intersection with the first strip line. The coupling between the two strip lines is reduced.
［実施例］ 以下、この発明の一実施例を図によって説明する。第１
図（ａ），（ｂ），（ｃ）はこの発明の一実施例の概略
構成を示す斜視図、平面図及び正断面図である。図にお
いて、（１）は誘電体基板、（２）は誘電体基板（１）
の第１の表面Q1に設けられた地導体板、（３）は地導体
板（２）に設けられたスロットで、直交する２つの第
１、第２の対称面P1、P2に対して対称な円環状をなし、
その円周は約１波長である。（4a），（4b）はストリッ
プ線路、（5a），（5b）はこれらストリップ線路（4
a），（4b）の延長線上にこれらと離隔してそれぞれ設
けられた無給電ストリップ線路で、ともに誘電体基板
（１）の第２の表面Q2に設けられ、ストリップ線路（4
a）と無給電ストリップ線路（5a）は、第２の表面Q2と
上記第１の対称面P1と交線（6a）上で、第１の対称面P1
と上記第１の表面Q1の交線が上記スロット（３）と交差
する２点の一方及び他方にそれぞれ対向する位置に、ス
トリップ線路（4b）と無給電線路（5b）は、第２の表面
Q2と第２の対称面P2との交線（6b）上で、第２の対称面
P2と第１の表面Q1の交線がスロット（３）と交差する２
点の一方及び他方にそれぞれ対向する位置に設けられて
いる。[Embodiment] An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. First
(A), (b) and (c) are a perspective view, a plan view and a front sectional view showing a schematic configuration of an embodiment of the present invention. In the figure, (1) is a dielectric substrate and (2) is a dielectric substrate (1).
The ground conductor plate provided on the first surface Q 1 of (1), (3) is the slot provided on the ground conductor plate (2), and the two first and second planes of symmetry P 1 and P 2 orthogonal to each other are formed. It has a symmetric ring shape,
Its circumference is about one wavelength. (4a) and (4b) are strip lines, (5a) and (5b) are these strip lines (4
a) and (4b), which are parasitic strip lines provided separately from these on the extension lines, and are both provided on the second surface Q 2 of the dielectric substrate (1), and the strip line (4
a) and the parasitic strip line (5a) are arranged on the line of intersection (6a) between the second surface Q 2 and the first plane of symmetry P 1 and the first plane of symmetry P 1
And the position where the first line of intersection of the surface Q 1 is respectively facing one and the other of two points crossing the slot (3), strip line (4b) and the parasitic line (5b), the second surface
On the line of intersection (6b) between Q 2 and the second plane of symmetry P 2 , the second plane of symmetry
The intersection of P 2 and the first surface Q 1 intersects the slot (3) 2
It is provided at a position facing one and the other of the points.
次に、この実施例の動作について説明する。ストリップ
線路（4b）及び無給電ストリップ線路（5a），（5b）が
ない状態でストリップ線路（4a）に給電が行なわれる
と、スロット（３）上に電界が励起される。この時、ス
ロット（３）は基本姿態では周長約一波長の長さを持
ち、スロット（３）上の電界は対称面P1と交わる点で最
大となり、対称面P2と交わる点で最小となる。従って、
このスロット（３）と対称面P2と交わる点にストリップ
線路（4b）を設けても、このストリップ線路（4b）との
結合は極めて少ないはずである。しかし、実際にはスト
リップ線路（4b）の有限の線路幅のために、スロット
（３）との間に無視できない大きさの結合が生じ、スロ
ット（３）の電界分布は非対象となるため、スロット
（３）上の電界の最小点が対称面P2と交わる点、すなわ
ち、ストリップ線路（4b）と交差する点からずれ、スト
リップ線路（4b）に電流が生じる。Next, the operation of this embodiment will be described. When power is supplied to the strip line (4a) without the strip line (4b) and the parasitic strip lines (5a) and (5b), an electric field is excited on the slot (3). At this time, the slot (3) has a length of about one wavelength in the basic form, and the electric field on the slot (3) becomes maximum at the point of intersection with the plane of symmetry P 1 and minimum at the point of intersection with the plane of symmetry P 2. Becomes Therefore,
Even if the strip line (4b) is provided at the intersection of the slot (3) and the plane of symmetry P 2 , the coupling with the strip line (4b) should be extremely small. However, in reality, due to the finite line width of the strip line (4b), a coupling of a size that cannot be ignored is generated between the strip line (4b) and the electric field distribution of the slot (3) becomes asymmetric, The minimum point of the electric field on the slot (3) deviates from the point of intersection with the plane of symmetry P 2 , that is, the point of intersection with the strip line (4b), and a current is generated in the strip line (4b).
ここで、スロット（３）の中心をはさんでストリップ線
路（4b）と反対側に、適当な長さと幅を有する無給電ス
トリップ線路（5b）を設けると、この無給電ストリップ
線路（5b）とスロット（３）との交差点も、ストリップ
線路（4b）とスロット（３）との交差点と同様、ストリ
ップ線路（4a）からスロット（３）への励振による電界
が零でないため、無給電ストリップ線路（5b）とスロッ
ト（３）とは結合する。この時、無給電ストリップ線路
（5b）の先端が開放で長さが1/4波長以下なら、無給電
ストリップ線路（5b）の呈するインピーダンスは容量性
となり、スロット（３）の実効長は長くなり、1/4波長
以上ならそのインピーダンスは誘導性となりスロット
（３）の実効長は短くなる。このようにして、スロット
（３）の実効長を変えることにより、ストリップ線路
（4b）と交差する点と無給電ストリップ線路（5b）と交
差する点におけるスロット（３）の電気長の変化を等し
くすることができ、電界は対称面P2と交わる点で最小と
なり、ストリップ線路（4b）に生じる電流が小さくな
る。Here, if a parasitic strip line (5b) having an appropriate length and width is provided on the opposite side of the strip line (4b) across the center of the slot (3), this parasitic strip line (5b) Similarly to the intersection between the strip line (4b) and the slot (3), the electric field due to the excitation from the strip line (4a) to the slot (3) is not zero at the intersection with the slot (3). 5b) and the slot (3) are connected. At this time, if the end of the parasitic strip line (5b) is open and the length is 1/4 wavelength or less, the impedance presented by the parasitic strip line (5b) becomes capacitive and the effective length of the slot (3) becomes long. , If the wavelength is 1/4 wavelength or more, the impedance becomes inductive and the effective length of the slot (3) becomes short. In this way, by changing the effective length of the slot (3), the change in the electrical length of the slot (3) is made equal at the intersection of the strip line (4b) and the parasitic strip line (5b). The electric field is minimized at the point of intersection with the plane of symmetry P 2, and the current generated in the strip line (4b) is reduced.
同様に、無給電ストリップ線路（5a）を設けることによ
り、ストリップ線路（4b）に給電が行なわれた時のスト
リップ線路（4a）に生じる電流が小さくなる。このよう
にして、ストリップ線路（4a）と（4b）の結合は低減
し、交差偏波識別度が良好な直交２偏波又は円偏波励振
のスロットアンテナを得ることができる。Similarly, by providing the parasitic strip line (5a), the current generated in the strip line (4a) when the strip line (4b) is fed is reduced. In this way, the coupling between the strip lines (4a) and (4b) is reduced, and it is possible to obtain a slot antenna of orthogonal two-polarization or circular polarization excitation with good cross polarization discrimination.
第２図（ａ），（ｂ），（ｃ）は、この発明の他の実施
例の概略構成を示す斜視図、平面図及び正断面図であ
る。図において、（1a），（1b）は互に重合した第１、
第２の誘電体基板、（2a）は誘電体基板（1a）の第１の
表面Q1に設けられた第１の地導体板、（2b）は誘電体基
板（1b）の下面である第３の表面Q3に設けられた第２の
地導体板、（３）は第１の地導体板（2a）に設けられた
円環状のスロット、（4a），（4b）はストリップ線路、
（5a），（5b）は無給電ストリップ線路で、ともに第
１、第２の誘電体基板（1a），（1b）の重合面である第
２の表面Q2に設けられ、第１図（ａ），（ｂ），（ｃ）
に示す実施例と同様に配置されている。2 (a), (b) and (c) are a perspective view, a plan view and a front sectional view showing a schematic configuration of another embodiment of the present invention. In the figure, (1a) and (1b) are the first polymerized with each other,
A second dielectric substrate, (2a) is a first ground conductor plate provided on the first surface Q 1 of the dielectric substrate (1a), and (2b) is a lower surface of the dielectric substrate (1b). The second ground conductor plate provided on the surface Q 3 of 3, the (3) is an annular slot provided on the first ground conductor plate (2a), (4a) and (4b) are strip lines,
(5a) and (5b) are parasitic strip lines, both of which are provided on the second surface Q 2 which is a superposed surface of the first and second dielectric substrates (1a) and (1b). a), (b), (c)
It is arranged similarly to the embodiment shown in FIG.
この実施例のスロットアンテナは、ストリップ線路（5
a），（5b）をトリプレート線路として機能させたもの
であり、無給電ストリップ線路（5a）、（5b）の動作の
説明については上述の実施例とほぼ同じであるので省略
する。The slot antenna of this embodiment has a strip line (5
Since a) and (5b) are made to function as triplate lines, the description of the operation of the parasitic strip lines (5a) and (5b) is omitted because it is almost the same as that of the above-mentioned embodiment.
なお、上記の実施例ではスロットの形状を円形の環状と
した場合について説明したが、方形の環状、楕円の環状
等、２つの直交する対称面に対して対称な他の形状とし
ても同様の効果を得ることができる。また、誘電体基板
として空気層を用いてストリップ線路をサスペンデッド
線路としても同様の効果が得られる。In the above-mentioned embodiment, the case where the shape of the slot is a circular ring has been described, but the same effect can be obtained by using another shape that is symmetrical with respect to two orthogonal planes of symmetry, such as a rectangular ring and an elliptical ring. Can be obtained. The same effect can be obtained by using an air layer as the dielectric substrate and using the strip line as a suspended line.
［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、スロットが、誘電体
基板の第１、第２の表面にともに直交し互に直交する第
１、第２の２つの対称面に対して対称な形状を有し、ス
トリップ線路が、第１、第２の２本のストリップ線路
と、第１、第２の２本の無給電ストリップ線路で構成さ
れ、上記第１のストリップ線路と上記第１の無給電スト
リップ線路を、上記第１の対称面と上記第２の表面の交
線上で上記スロットと交差する位置に設け、上記第２の
ストリップ線路と上記第２の無給電ストリップ線路を、
上記第２の対称面と上記第２の表面の交線上で上記スロ
ットと交差する位置に設けたので、上記第１、第２の無
給電ストリップ線路の長さを変えて上記スロットの電気
長を調節することにより、第１、第２のストリップ線路
間の結合が低減した、円偏波又は直交２偏波で励振した
場合の交差偏波識別度の良好なスロットアンテナが得ら
れる効果がある。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, the slot is provided with respect to the first and second planes of symmetry that are orthogonal to both the first and second surfaces of the dielectric substrate and are orthogonal to each other. Has a symmetrical shape, and the strip line includes two strip lines, a first strip line and a second strip line, and two parasitic strip lines, the first and second strip lines. The first parasitic strip line is provided at a position intersecting the slot on the line of intersection of the first symmetry plane and the second surface, and the second strip line and the second parasitic strip line are provided. ,
Since it is provided at a position intersecting with the slot on the line of intersection of the second plane of symmetry and the second surface, the electrical length of the slot is changed by changing the lengths of the first and second parasitic strip lines. The adjustment has the effect of obtaining a slot antenna with a good degree of cross polarization discrimination when excited by circular polarization or orthogonal two polarizations, in which the coupling between the first and second strip lines is reduced.
第１図（ａ），（ｂ），（ｃ）は、この発明の一実施例
の概略構成を示す斜視図、平面図及び正断面図、第２図
（ａ），（ｂ），（ｃ）は、この発明の他の実施例を示
す斜視図、平面図及び正断面図、第３図及び第４図は従
来のスロットアンテナを示す斜視図である。 図において、（１），（1a），（1b）は誘電体基板、
（２），（2a），（2b）は地導体板、（３）はスロッ
ト、（４），（4a），（4b）はストリップ線路、（5
a），（5b）は無給電ストリップ線路、Q1は第１の表
面、Q2は第２の表面、P1は第１の対称面、P2は第２の対
称面である。 図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。1 (a), (b) and (c) are a perspective view, a plan view and a front sectional view showing a schematic configuration of an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 (a), (b) and (c). ) Is a perspective view showing another embodiment of the present invention, a plan view and a front sectional view, and FIGS. 3 and 4 are perspective views showing a conventional slot antenna. In the figure, (1), (1a) and (1b) are dielectric substrates,
(2), (2a) and (2b) are ground conductor plates, (3) is a slot, (4), (4a) and (4b) are strip lines, (5)
a) and (5b) are parasitic strip lines, Q 1 is the first surface, Q 2 is the second surface, P 1 is the first plane of symmetry, and P 2 is the second plane of symmetry. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.
Claims (1)
電体基板の上記第１の表面に、環状のスロットを備えた
地導体板が、上記第２の表面にストリップ線路がそれぞ
れ設けられ、直交する２つの直線偏波あるいは円偏波で
励振されるスロットアンテナにおいて、上記スロット
が、上記誘電体基板の第１、第２の表面にともに直交し
互に直交する第１、第２の２つの対称面に対して対称な
形状を有し、上記ストリップ線路が、上記第１、第２の
対称面と上記第２の表面との第１、第２の交線上にそれ
ぞれ設けられた第１、第２の２本のストリップ線路と、
これら第１、第２の２本のストリップ線路の延長線上に
これらと離隔してそれぞれ設けられた第１、第２の２本
の無給電ストリップ線路で構成され、上記第１のストリ
ップ線路と上記第１の無給電ストリップ線路を、上記第
１の対称面と上記第１の表面の交線が上記スロットと交
差する２点の一方及び他方にそれぞれ対向する位置に設
け、上記第２のストリップ線路と上記第２の無給電スト
リップ線路を、上記第２の対称面と上記第１の表面の交
線が上記スロットと交差する２点の一方及び他方にそれ
ぞれに対向する位置に設けたことを特徴とするスロット
アンテナ。1. A ground conductor plate having an annular slot is provided on the first surface of a dielectric substrate having parallel first and second surfaces, and a strip line is provided on the second surface. In a slot antenna provided and excited by two orthogonal linearly polarized waves or circularly polarized waves, first and second slots in which the slot is orthogonal to both the first and second surfaces of the dielectric substrate are orthogonal to each other. 2 has a symmetrical shape with respect to the two planes of symmetry, and the strip lines are respectively provided on the first and second lines of intersection between the first and second planes of symmetry and the second surface. And the first and second strip lines,
The first and the second strip lines are provided on the extension lines of the first and the second strip lines, respectively, and are separated from the first and the second strip lines. The first parasitic strip line is provided at a position facing one and the other of two points where the intersection of the first symmetry plane and the first surface intersects the slot, and the second strip line is provided. And the second parasitic strip line are provided at positions facing one and the other of two points where the line of intersection between the second plane of symmetry and the first surface intersects the slot. And a slot antenna.
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| JP24636088A JPH0734524B2 (en) | 1988-09-30 | 1988-09-30 | Slot antenna |
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-
1988
- 1988-09-30 JP JP24636088A patent/JPH0734524B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0294906A (en) | 1990-04-05 |
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