JPH0738530B2 - マイクロストリツプアンテナ - Google Patents

マイクロストリツプアンテナ

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JPH0738530B2
JPH0738530B2 JP1173203A JP17320389A JPH0738530B2 JP H0738530 B2 JPH0738530 B2 JP H0738530B2 JP 1173203 A JP1173203 A JP 1173203A JP 17320389 A JP17320389 A JP 17320389A JP H0738530 B2 JPH0738530 B2 JP H0738530B2
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誠 松永
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は円偏波用マイクロストリツプアンテナに関す
るものである。
〔従来の技術〕
第14図は例えばIEEE TRANSACTIONS ON ANTENNAS AND PR
OPAGATION,VOL AP-29,No1,JANUARY 1981,PP2-24,“Micr
ostrip Antenna Technology"に示された従来の円偏波を
発生するマイクロストリツプアンテナの構成例を示す図
であり、同図(a)は正面図,同図(b)は側面から見
た構成を説明するためのC-C′における断面図である。
図において、(1)は誘電体基板,(2)は誘電体基板
(1)の上面に形成された放射導体板,(3)は誘電体
基板(1)の下面に形成された地導体板,(4)は誘電
体基板(1)の上面に形成された給電用の第一のマイク
ロストリツプ線路,(5)は第一のマイクロストリップ
線路(4)より1/4波長長く設定された第二のマイクロ
ストリツプ線路,(6)は第三のマイクロストリツプ線
路である。なお,放射導体板(2)及び地導体板(3)
により放射素子が形成される。
従来の円偏波用マイクロストリツプアンテナは上記のよ
うに構成されているので,第三のマイクロストリツプ線
路(6)を伝搬してきた電波は,第一のマイクロストリ
ツプ線路(4)及び第二のマイクロストリツプ線路
(5)に等電力分配され,1/4波長の位相差を持つてマイ
クロストリツプアンテナを励振する。第二のマイクロス
トリツプ線路(5)を通つて励振される電波は上記位相
差により第一のマイクロストリツプ線路(4)を通つて
励振される電波より90°遅れる。従つて,放射導体板
(2)を流れる電流が電波の放射方向に対して右方向に
回転し右旋円偏波を放射する。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記のような従来の円偏波用マイクロストリツプアンテ
ナは,アンテナを励振する給電線路にマイクロストリツ
プ線路を用いている。このマイクロストリツプ線路は,
その中心導体であるストリップ導体が放射導体板と同一
面上に形成されており,地導体にたいしてアンテナの放
射方向にあるため,線路の不連続部で発生する不要放射
が,アンテナの放射特性に悪影響を与えるという問題点
があつた。
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,給電線路からの不要放射の影響が無い,平面
構成の円偏波用マイクロストリツプアンテナを得ること
を目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
この発明に係るマイクロストリップアンテナは、誘電体
基板と、上記誘電体基板の一方の面に設けられ、直交す
る第1及び第2の対称軸を有し、この各対称軸に沿う方
向で長さが異なる形状の放射導体板と、上記誘電体基板
の他方の面に設けられた地導体板と、上記放射導体板の
中心部に対向する上記地導体板に設けられ、上記放射導
体板の第1及び第2の対称軸と概略45度の角度を持つ対
称軸を有するスロットと、上記地導体板の上記放射導体
板と反対側に形成され、上記スロットと係合するストリ
ップ線路とを備えたものである。
〔作用〕
この発明におけるマイクロストリツプアンテナは,地導
体板の一方に放射導体板,他方に給電用ストリツプ線路
を配置し,ストリツプ線路を伝搬する電波を,地導体板
に設けたスロツトを介して放射導体板および地導体板か
ら成る放射素子に給電する。従つて,放射素子と給電用
ストリツプ線路を地導体板で遮蔽することができる。
〔発明の実施例〕
以下,この発明の実施例を図について説明する。第1図
はこの発明の一実施例のマイクロストリツプアンテナの
構成を示す図であり,同図(a)は正面図,同図(b)
は側面から見た構成を説明するためのB-B′における断
面図である。図において,(1)と(3)は第14図に示
した従来例と同一であり,(7)はこの発明に係わる放
射導体板,(8)は放射導体板(7)と地導体板(3)
とから構成されるマイクロストリツプアンテナの放射素
子,(9)は地導体板(3)の放射導体板(7)と反対
側に被着させて設けた給電回路用誘電体基板,(10)は
給電回路用誘電体基板(9)の面上に形成されたストリ
ツプ導体(10a)と地導体板(3)とから成るマイクロ
ストリツプ線路,(11)は地導体板(3)に設けられた
放射素子(8)の励振用のスロツトである。
第1図(a)において,放射導体板(7)には第1の対
称軸A-A′と第2の対称軸B-B′がある。第1の対称軸A-
A′と第2の対称軸B-B′は直交しており,かつ,対称軸
A-A′とB-B′のそれぞれに沿つた放射導体板(7)の長
さaa′およびbb′は異なる長さである。さらに,ここで
一例として示した長方形のスロツト(11)は,その対称
軸が放射導体板(7)の第1及び第2の対称軸の交点を
通り,それぞれの対称軸と45°の角度で交わるよう配置
されている。また,マイクロストリツプ線路(10)の一
方の端は給電端(12),他の端は開放端(13)となつて
おり,この開放端(13)から概略1/4波長のマイクロス
トリツプ線路(10)上の位置において上記スロツト(1
1)の対称軸とマイクロストリツプ線路(10)は直交し
て配置される構成である。
次に動作について説明する。マイクロストリツプ線路
(10)の給電端(12)から給電された電波は開放端(1
3)から概略1/4波長の点において電流が最大になり,磁
界が強くなつてスロツト(11)と結合する。このとき放
射導体板(7)と地導体板(3)から構成されるマイク
ロストリツプアンテナの放射素子(8)の共振周波数を
励振する電波の周波数近傍に設定すると,スロツト(1
1)と結合した電波は放射素子(8)を励振する。この
励振は対称軸A-A′方向と対称軸B-B′方向の励振に分解
して扱うことができ,第1図(a)に示したように放射
導体板(7)の対称軸A-A′とB-B′それぞれに沿つた長
さaa′およびbb′は異なる長さであるため,この放射素
子(8)は第1の対称軸A-A′の方向に対応する共振周
波数f1および第2の対称軸B-B′の方向に対応する共振
周波数f2の二つの周波数で共振する二共振特性を示す。
第2図に二共振特性を説明するためのマイクロストリツ
プアンテナの入力インピーダンスの周波数特性を示す。
ここで,放射導体板(7)でaa′>bb′の場合には,共
振周波数f1<共振周波数f2となるため,図において,実
線はaa′の長さの放射導体板(7)の部分のインピーダ
ンス特性を表し,破線はbb′の長さの放射導体板(7)
の部分のインピーダンス特性を表す。ここで,スロツト
(11)から励振する電波の周波数f0をこのf1,f2の中間
に設定すると,第2図の入力インピーダンスの虚部か
ら,aa′の長さの放射導体板(7)の部分は容量性イン
ピーダンス特性を示し,bb′の長さの放射導体板(7)
の部分は誘導性インピーダンス特性を示すことがわか
る。従つて,容量性インピーダンス特性を示す側の放射
導体板(7)を励振した電波の位相は遅れ,逆に誘導性
インピーダンス特性を示す側の放射導体板(7)を励振
した電波の位相は進む。さらに,スロツト(11)の電界
の方向は放射導体板(7)の直交する対称軸A-A′とB-
B′から同一の角度(45°)にあるため,対称軸A-A′に
沿つた長さaa′の放射導体板(7)および対称軸B-B′
に沿つた長さbb′の放射導体板(7)を同一振幅で励振
する。このような動作をするため,上記aa′の長さの放
射導体板(7)の部分のインピーダンスと,bb′の長さ
の放射導体板(7)の部分のインピーダンスの大きさを
位相の遅れ進みの差が90°になるように最適に設定する
と,このマイクロストリツプアンテナの放射素子(8)
は時間的に電波の偏波が電波放射方向に向いて右方向へ
回転する右旋円偏波を放射する。また,上記実施例にお
いて,スロツト(11)の対称軸の方向を90°回転させて
配置すれば左旋円偏波を放射する。なお,上記マイクロ
ストリツプアンテナにおいて,スロツト(11)の位置設
定誤差等による円偏波からのずれによる損失は,楕円偏
波率が3dB程度で約0.13dB程度と小さいので,上記マイ
クロストリツプアンテナは一般公差で容易に製作でき
る。
以上のように,このマイクロストリツプアンテナでは地
導体板(3)の一方に放射導体板(7),他方に給電用
ストリツプ線路(10)を配置し,給電用ストリツプ線路
(10)を伝搬する電波を,地導体板(3)に設けたスロ
ツト(11)を介して放射導体板(7)および地導体板
(3)から成る放射素子(8)に給電するため,給電用
ストリツプ線路(10)からの不要放射の影響が無いマイ
クロストリツプアンテナを得られる効果がある。さら
に,放射導体板(7),スロツト(11)および給電用ス
トリツプ線路(10)をそれぞれ上記のように設定したの
で,平面構成で良好な円偏波が得られる効果がある。
なお,上記実施例では放射導体板(7)に十字形の形状
をしたものを示したが,これに限らず上記実施例で示し
た要件を備えた形状であれば良く,第3図に示すように
長方形の放射導体板(7)を用いても良い。また,第4
図に示すような楕円形状をした放射導体板(7),第5
図に示すような円形の一部に凹部を設けた放射導体板
(7),第6図に示すような円形の一部に凸部を設けた
放射導体板(7),第7図に示すような円形の一部に凹
凸部を設けた放射導体板(7),第8図に示すようなイ
スラエルクロス形の放射導体板(7),第9図に示すよ
うな先端が弧状のイスラエルクロス形の放射導体板
(7)を用いても上記同様の効果がある。なお,これら
の図において,破線でスロツト(11)の配置を示してあ
る。また,上記実施例ではスロツト(11)に長方形のも
のを示したが,これに限らず対称軸を有する形状であれ
ば良く,第10図に示す楕円,第11図に示すステツプの付
いた形状でも上記実施例と同様の効果がある。さらに,
第12図に示すようにスロツト(11)を励振するマイクロ
ストリツプ線路(10)とスロツト(11)の交差する位置
はインピーダンス整合の観点から決まるものであり,ス
ロツト(11)の中心からずらしても良い。また,マイク
ロストリツプ線路(10)とスロツト(11)の対称軸とは
必ずしも直交させなくて良い。さらに,上記実施例は給
電回路にマイクロストリツプ線路を用いた場合について
説明したが,これに限らず第13図に示すようにトリプレ
ート形ストリツプ線路を用いても良い。同図はマイクロ
ストリツプアンテナの構成を示す図であり,同図(a)
は正面図,同図(b)は側面から見た構成を説明するた
めのB-B′における断面図である。図において(15)は
トリプレート形ストリツプ線路(14)の二つの地導体板
のうちの一方の地導体板である。これらの実施例ではス
トリツプ線路の地導体板を放射素子の地導体板と共用で
きる利点がある。なお,ストリツプ線路の地導体板は放
射素子の地導体板と共用しなくても良い。
以上の実施例では,ひとつの放射素子について説明した
が,複数の放射素子を接続して構成したマイクロストリ
ツプアンテナにおいても,この発明は上記と同様の効果
を有することは自明のことである。
〔発明の効果〕
この発明によれば,地導体板の一方に放射導体板,他方
に給電用ストリツプ線路を配置し,放射導体板,スロツ
トおよび給電用ストリツプ線路をそれぞれ上記のように
設定し,スロツトを介して放射素子に給電するよう構成
したので,平面構成で給電回路からの不要放射の影響の
無い良好な特性の円偏波用マイクロストリツプアンテナ
が実現できる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例のマイクロストリツプアン
テナを示す構成図,第2図は二共振特性を説明するため
のマイクロストリツプアンテナの入力インピーダンスの
周波数特性,第3図から第9図はこの発明の他の実施例
の放射導体板の形状を示す正面図,第10図,第11図はこ
の発明の他の実施例のスロツトの形状を示す正面図,第
12図はスロツトと給電用ストリツプ線路の位置関係の他
の実施例を示す構成図,第13図は給電用ストリツプ線路
としてトリプレート形ストリツプ線路を用いた他の実施
例を示す構成図,第14図は従来のマイクロストリツプア
ンテナの示す構成図である。 (1)は誘電体基板,(3)は地導体板,(7)は放射
導体板,(8)はマイクロストリツプアンテナの放射素
子,(9)は給電回路用誘電体基板,(10a)はストリ
ツプ導体,(10)はマイクロストリツプ線路,(11)は
スロツト,(12)は給電端,(13)は開放端,(14)は
トリプレート形ストリツプ線路,(15)はトリプレート
形ストリツプ線路の両地導体板の内の一方の地導体板で
ある。 なお,図中,同一符号は同一,又は相当部分を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−217703(JP,A) IEEE TRANSACTIONS ON ANTENNAS AND PRO PAGATION,Vol.AP−34,N o.12,DECEMBER 1986 P. 1439−1446

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】誘電体基板と、上記誘電体基板の一方の面
    に設けられ、直交する第1及び第2の対称軸を有し、こ
    の各対称軸に沿う方向で長さが異なる形状の放射導体板
    と、上記誘電体基板の他方の面に設けられた地導体板
    と、上記放射導体板の中心部に対向する上記地導体板に
    設けられ、上記放射導体板の第1及び第2の対称軸と概
    略45度の角度を持つ対称軸を有するスロットと、上記地
    導体板の上記放射導体板と反対側に形成され、上記スロ
    ットと結合するストリップ線路とを備えたことを特徴と
    するマイクロストリップアンテナ。
JP1173203A 1989-07-05 1989-07-05 マイクロストリツプアンテナ Expired - Fee Related JPH0738530B2 (ja)

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