JPH08213829A - マイクロストリップアンテナ - Google Patents
マイクロストリップアンテナInfo
- Publication number
- JPH08213829A JPH08213829A JP7019333A JP1933395A JPH08213829A JP H08213829 A JPH08213829 A JP H08213829A JP 7019333 A JP7019333 A JP 7019333A JP 1933395 A JP1933395 A JP 1933395A JP H08213829 A JPH08213829 A JP H08213829A
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- JP
- Japan
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- conductor plate
- short
- radiation
- radiation conductor
- orthogonal
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 一点給電で円偏波を放射するマイクロストリ
ップアンテナに関し、優れた軸比特性と均一な放射パタ
ーンを実現する。 【構成】 誘電体基板2を介して接地導体板1に対向す
る放射導体板4を、90度回転させるともとの図形に重
なる形状にする。この放射導体板4の中心を通り直交す
る2直線上に、それぞれ一対の短絡導体X1,X2およ
びY1,Y2を設ける。そして直交する共振モードの縮
退を解き、2直線に45度の角度をなす位置からストリ
ップ導体3により給電することにより、円偏波を放射す
る。
ップアンテナに関し、優れた軸比特性と均一な放射パタ
ーンを実現する。 【構成】 誘電体基板2を介して接地導体板1に対向す
る放射導体板4を、90度回転させるともとの図形に重
なる形状にする。この放射導体板4の中心を通り直交す
る2直線上に、それぞれ一対の短絡導体X1,X2およ
びY1,Y2を設ける。そして直交する共振モードの縮
退を解き、2直線に45度の角度をなす位置からストリ
ップ導体3により給電することにより、円偏波を放射す
る。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、無線LAN、入退室管
理システム等、マイクロ波やミリ波を利用するシステム
の送受信アンテナ素子として用いられるマイクロストリ
ップアンテナに関するものであり、特に一点給電で円偏
波を放射させるものに関する。
理システム等、マイクロ波やミリ波を利用するシステム
の送受信アンテナ素子として用いられるマイクロストリ
ップアンテナに関するものであり、特に一点給電で円偏
波を放射させるものに関する。
【0002】
【従来の技術】マイクロストリップアンテナは、接地導
体板を持つ誘電体基板上に四角形、三角形、円形などの
各種幾何学形状をした放射導体板を設けたものが一般的
である。これは放射導体板の一点もしくは複数点から、
マイクロストリップ線路あるいは同軸ケーブルを介して
給電することにより、放射導体板に励振された電流が放
射源となって、空間中に電波を放射するものであり開放
共振型アンテナである。
体板を持つ誘電体基板上に四角形、三角形、円形などの
各種幾何学形状をした放射導体板を設けたものが一般的
である。これは放射導体板の一点もしくは複数点から、
マイクロストリップ線路あるいは同軸ケーブルを介して
給電することにより、放射導体板に励振された電流が放
射源となって、空間中に電波を放射するものであり開放
共振型アンテナである。
【0003】従来、マイクロストリップアンテナで円偏
波を発生させるために、正方形や円形等の、中心のまわ
りに90度回転するともとの図形と完全に重なる点対称
な形状(以下、直交点対称形状という)をした放射導体
板上の直交する2点に、90度ハイブリッド等の外部回
路を通して、等振幅で90度の位相差をもつ信号を給電
し、誘電体基板と垂直な方向に円偏波を放射する2点給
電方式がある。しかしながらこの方式は、円偏波の軸比
特性が90度ハイブリッドに大きく依存され、また給電
回路の構造が複雑になるという欠点がある。
波を発生させるために、正方形や円形等の、中心のまわ
りに90度回転するともとの図形と完全に重なる点対称
な形状(以下、直交点対称形状という)をした放射導体
板上の直交する2点に、90度ハイブリッド等の外部回
路を通して、等振幅で90度の位相差をもつ信号を給電
し、誘電体基板と垂直な方向に円偏波を放射する2点給
電方式がある。しかしながらこの方式は、円偏波の軸比
特性が90度ハイブリッドに大きく依存され、また給電
回路の構造が複雑になるという欠点がある。
【0004】そこで上記2点給電方式の欠点を補うもの
として、直交点対称形状の放射導体板の持つ2つの直交
共振モードを利用する一点給電方式がある。この動作原
理は、2つの共振モードの電流の経路長に摂動を与える
ことで縮退を解き、2つの共振モードに対応する2本の
直交する直線と、45度の角度をなす位置から給電する
ことにより、互いに90度の位相差を持ち、等しい振幅
を持つ直交電流を発生させて、円偏波を励振するという
ものである。
として、直交点対称形状の放射導体板の持つ2つの直交
共振モードを利用する一点給電方式がある。この動作原
理は、2つの共振モードの電流の経路長に摂動を与える
ことで縮退を解き、2つの共振モードに対応する2本の
直交する直線と、45度の角度をなす位置から給電する
ことにより、互いに90度の位相差を持ち、等しい振幅
を持つ直交電流を発生させて、円偏波を励振するという
ものである。
【0005】ここで図3に一点給電方式の従来例を示
す。図はマイクロストリップ線路で給電する、正方形及
び円形の放射導体板をもつマイクロストリップアンテナ
を示している。接地導体板1を有する誘電体基板2上に
は、ストリップ導体3および放射導体板4を形成してあ
り、ストリップ導体3は、放射導体板4の一辺の中心に
接続してある。放射導体板4には、各対角または90度
間隔の位置に、凹部及び凸部形状をした縮退分離素子5
a,5b,6a,6bを設けている。
す。図はマイクロストリップ線路で給電する、正方形及
び円形の放射導体板をもつマイクロストリップアンテナ
を示している。接地導体板1を有する誘電体基板2上に
は、ストリップ導体3および放射導体板4を形成してあ
り、ストリップ導体3は、放射導体板4の一辺の中心に
接続してある。放射導体板4には、各対角または90度
間隔の位置に、凹部及び凸部形状をした縮退分離素子5
a,5b,6a,6bを設けている。
【0006】放射導体板4に設けた縮退分離素子5a,
5b,6a,6bにより、2つの共振モードの縮退を解
き共振周波数を分離する。そして両共振周波数の丁度中
間の周波数で、ストリップ導体3から給電することによ
り、破線で示すように、縮退分離素子5a,5bおよび
6a,6bを結ぶ方向にそれぞれ互いに90度の位相差
を持ち、かつ等振幅な直交電流が発生する。これらの合
成により誘電体基板2と垂直な方向に円偏波が放射され
る。
5b,6a,6bにより、2つの共振モードの縮退を解
き共振周波数を分離する。そして両共振周波数の丁度中
間の周波数で、ストリップ導体3から給電することによ
り、破線で示すように、縮退分離素子5a,5bおよび
6a,6bを結ぶ方向にそれぞれ互いに90度の位相差
を持ち、かつ等振幅な直交電流が発生する。これらの合
成により誘電体基板2と垂直な方向に円偏波が放射され
る。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述の凹
凸形状の縮退分離素子を設ける構成については以下のよ
うな問題点がある。すなわち、2つの共振モードに対す
る電流は、縮退分離素子5a,5b及び6a,6bを結
ぶ2本の直線に沿って流れる。このときの電流分布は、
各直線の中心において最も大きく、端に近づくにつれて
減少する。
凸形状の縮退分離素子を設ける構成については以下のよ
うな問題点がある。すなわち、2つの共振モードに対す
る電流は、縮退分離素子5a,5b及び6a,6bを結
ぶ2本の直線に沿って流れる。このときの電流分布は、
各直線の中心において最も大きく、端に近づくにつれて
減少する。
【0008】しかし放射の大部分を占める放射導体板4
の端部では、縮退分離素子5a,5b方向ではその凹部
形状のために電流が2分して流れ、一方、縮退分離素子
6a,6b方向ではその凸部形状のために電流が集中し
て流れるため、各直線で電流分布に大きな違いが生じ
る。この違いは、円偏波の軸比特性と、2つの直線方向
での放射パターンの均一性を悪化させる。
の端部では、縮退分離素子5a,5b方向ではその凹部
形状のために電流が2分して流れ、一方、縮退分離素子
6a,6b方向ではその凸部形状のために電流が集中し
て流れるため、各直線で電流分布に大きな違いが生じ
る。この違いは、円偏波の軸比特性と、2つの直線方向
での放射パターンの均一性を悪化させる。
【0009】また、縮退分離の度合いは、縮退分離素子
の面積のみに関係し、高い放射効率を得ようとすれば、
縮退分離素子の面積を大きくする必要がある。しかし素
子形状を上述のような凹凸部で実現すると、2つの直線
の長さの差が広がり、2つの直線の方向の放射パターン
の均一性をさらに悪化させてしまう。
の面積のみに関係し、高い放射効率を得ようとすれば、
縮退分離素子の面積を大きくする必要がある。しかし素
子形状を上述のような凹凸部で実現すると、2つの直線
の長さの差が広がり、2つの直線の方向の放射パターン
の均一性をさらに悪化させてしまう。
【0010】本発明は上記問題点を解決するものであ
り、優れた軸比特性と均一な放射パターンを有するマイ
クロストリップアンテナを提供することを目的とする。
り、優れた軸比特性と均一な放射パターンを有するマイ
クロストリップアンテナを提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明のマイクロストリップアンテナは、放射導体
板を中心のまわりに90度回転させるともとの図形と完
全に重なる直交点対称な形状とし、対称中心を通り直交
する2本の直線上にそれぞれ、前記放射導体板と接地導
体板とを接続する少なくとも一対の短絡導体を設けると
ともに、前記直交する2本の直線に対して45度をなす
前記放射導体板の縁の一点から給電することにより、円
偏波を放射させるようにしたことを特徴とするものであ
る。
に、本発明のマイクロストリップアンテナは、放射導体
板を中心のまわりに90度回転させるともとの図形と完
全に重なる直交点対称な形状とし、対称中心を通り直交
する2本の直線上にそれぞれ、前記放射導体板と接地導
体板とを接続する少なくとも一対の短絡導体を設けると
ともに、前記直交する2本の直線に対して45度をなす
前記放射導体板の縁の一点から給電することにより、円
偏波を放射させるようにしたことを特徴とするものであ
る。
【0012】
【作用】上記構成によれば、放射導体板と接地導体板と
の間に設けた短絡導体の間隔と個数によって、放射導体
板と接地導体板の間に存在する電界分布が影響を受け
て、直交する2直線の方向の共振モードの共振周波数が
変化する。
の間に設けた短絡導体の間隔と個数によって、放射導体
板と接地導体板の間に存在する電界分布が影響を受け
て、直交する2直線の方向の共振モードの共振周波数が
変化する。
【0013】すなわち、一対の短絡導体を設けた場合に
おいては、短絡導体の間隔を短くして、短絡導体を放射
導体板の中心に近付けたときには、中心点は電気的に短
絡点であることから、放射導体板と接地導体板の間に存
在する電界分布への短絡導体の影響は小さくなり、共振
周波数は低くなる。逆に短絡導体の間隔を長くして、短
絡導体を放射導体板の縁に近付けたときには、放射導体
板の縁は電気的に開放端であることから、放射導体板と
接地導体板の間に存在する電界分布への短絡導体の影響
は大きく、共振周波数は高くなる。
おいては、短絡導体の間隔を短くして、短絡導体を放射
導体板の中心に近付けたときには、中心点は電気的に短
絡点であることから、放射導体板と接地導体板の間に存
在する電界分布への短絡導体の影響は小さくなり、共振
周波数は低くなる。逆に短絡導体の間隔を長くして、短
絡導体を放射導体板の縁に近付けたときには、放射導体
板の縁は電気的に開放端であることから、放射導体板と
接地導体板の間に存在する電界分布への短絡導体の影響
は大きく、共振周波数は高くなる。
【0014】複数対の短絡導体を設けた場合において
は、短絡導体を等間隔に配置しながらその個数を増加す
ると、放射導体板と接地導体板の間に存在する電界分布
は、滑らかな半周期定在波から、多数周期を持つ定在波
に変化して、共振周波数は高くなる。
は、短絡導体を等間隔に配置しながらその個数を増加す
ると、放射導体板と接地導体板の間に存在する電界分布
は、滑らかな半周期定在波から、多数周期を持つ定在波
に変化して、共振周波数は高くなる。
【0015】さらに、一方の直線に対応する共振モード
に対して、他方の直線はちょうど短絡位置にあるため、
一方の直線上に配置する短絡導体の間隔と個数は、他方
の共振モードに影響を与えない。このため2つの直線上
に配置する短絡導体の間隔と個数は独立に決定できるの
で、2つの共振モードの縮退を解き共振周波数の分離が
可能となる。
に対して、他方の直線はちょうど短絡位置にあるため、
一方の直線上に配置する短絡導体の間隔と個数は、他方
の共振モードに影響を与えない。このため2つの直線上
に配置する短絡導体の間隔と個数は独立に決定できるの
で、2つの共振モードの縮退を解き共振周波数の分離が
可能となる。
【0016】このように2つの共振モードの縮退を解い
て共振周波数を分離し、両共振周波数の間の適切な周波
数で、両直線に45度の角度をなす放射導体板の一点か
らマイクロストリップ線路又は同軸線により給電する
と、互いに電気的に90度の位相差を持ち、等振幅で直
交する直線偏波が発生し、それらの合成から空間中に円
偏波を放射することが可能となる。
て共振周波数を分離し、両共振周波数の間の適切な周波
数で、両直線に45度の角度をなす放射導体板の一点か
らマイクロストリップ線路又は同軸線により給電する
と、互いに電気的に90度の位相差を持ち、等振幅で直
交する直線偏波が発生し、それらの合成から空間中に円
偏波を放射することが可能となる。
【0017】また短絡導体は、放射導体板と接地導体板
の内部に配置するため、放射導体板の縁である開放放射
口の形状、また開放放射口における電界分布が崩れず、
優れた円偏波放射パターンが得られる。
の内部に配置するため、放射導体板の縁である開放放射
口の形状、また開放放射口における電界分布が崩れず、
優れた円偏波放射パターンが得られる。
【0018】
【実施例】以下、本発明のマイクロストリップアンテナ
について、その実施例を図面を参照しながら具体的に説
明する。図1は本発明の一実施例におけるマイクロスト
リップアンテナの平面図を示すものであり、直交点対称
な正方形および円形の放射導体板を用い、その放射導体
板の中心を通り直交する2本の直線上に、接地導体板と
接続する短絡導体を、それぞれ一対づつ形成した例を示
している。
について、その実施例を図面を参照しながら具体的に説
明する。図1は本発明の一実施例におけるマイクロスト
リップアンテナの平面図を示すものであり、直交点対称
な正方形および円形の放射導体板を用い、その放射導体
板の中心を通り直交する2本の直線上に、接地導体板と
接続する短絡導体を、それぞれ一対づつ形成した例を示
している。
【0019】図において、誘電体基板2を介し接地導体
板1と対向して、給電用のストリップ導体3と、正方形
および円形の放射導体板4を形成している。また、放射
導体板4の中心を通り、直交する2直線上に、放射導体
板4と接地導体板1を短絡するそれぞれ一対の短絡導体
X1,X2及びY1,Y2を配置している。
板1と対向して、給電用のストリップ導体3と、正方形
および円形の放射導体板4を形成している。また、放射
導体板4の中心を通り、直交する2直線上に、放射導体
板4と接地導体板1を短絡するそれぞれ一対の短絡導体
X1,X2及びY1,Y2を配置している。
【0020】ここでAA’方向の共振モードの共振周波
数は、このAA’を結ぶ直線上に配置される短絡導体X
1,X2の間隔にのみ影響され、他方のBB’を結ぶ直
線上に配置される短絡導体Y1,Y2には影響されな
い。逆にBB’方向の共振モードの共振周波数は、この
BB’を結ぶ直線上に配置される短絡導体Y1,Y2の
間隔にのみ影響され、他方の直線上に配置される短絡導
体X1,X2には影響されない。
数は、このAA’を結ぶ直線上に配置される短絡導体X
1,X2の間隔にのみ影響され、他方のBB’を結ぶ直
線上に配置される短絡導体Y1,Y2には影響されな
い。逆にBB’方向の共振モードの共振周波数は、この
BB’を結ぶ直線上に配置される短絡導体Y1,Y2の
間隔にのみ影響され、他方の直線上に配置される短絡導
体X1,X2には影響されない。
【0021】そこで図に示すように、短絡導体X1とX
2の間隔が短絡導体Y1とY2の間隔より長い場合に
は、AA’方向の共振モードの共振周波数は、BB’方
向の共振モードの共振周波数より高くなる。よって両共
振周波数の間の適切な周波数で、2直線に対して45度
をなす放射導体板4の縁から、ストリップ線路3により
給電すると、円偏波が放射される。
2の間隔が短絡導体Y1とY2の間隔より長い場合に
は、AA’方向の共振モードの共振周波数は、BB’方
向の共振モードの共振周波数より高くなる。よって両共
振周波数の間の適切な周波数で、2直線に対して45度
をなす放射導体板4の縁から、ストリップ線路3により
給電すると、円偏波が放射される。
【0022】図2は本発明の他の実施例を示すものであ
り、正方形および円形の放射導体板を使用し、放射導体
板の中心を通り互いに直交する2本の直線上に、複数対
の短絡導体を形成したマイクロストリップアンテナを示
している。
り、正方形および円形の放射導体板を使用し、放射導体
板の中心を通り互いに直交する2本の直線上に、複数対
の短絡導体を形成したマイクロストリップアンテナを示
している。
【0023】上述の図1に示す実施例では2つの対角線
上に、各一対の短絡導体を配置してその間隔を変動した
のに対して、本実施例では、複数対の短絡導体を配置し
て、その個数を増減することにより、共振モードの共振
周波数を変化させるものである。
上に、各一対の短絡導体を配置してその間隔を変動した
のに対して、本実施例では、複数対の短絡導体を配置し
て、その個数を増減することにより、共振モードの共振
周波数を変化させるものである。
【0024】図2に示すように、正方形および円形の放
射導体板4の2本の直交する直線上に、個数の異なる複
数対の短絡導体X1,X2,…………,XMと、Y1,
Y2,…………,YNを等間隔に配置する。ここで例え
ば、AA’を結ぶ直線上の短絡導体の個数Mを、BB’
を結ぶ直線上の短絡導体の個数Nより多くすると、A
A’方向の共振モードの共振周波数は、BB’方向の共
振モードの共振周波数より高くなる。このため両共振周
波数の間の適切な周波数で、両対角線に対して45度を
なす放射導体板4の縁からストリップ導体3により給電
すると、円偏波が放射される。
射導体板4の2本の直交する直線上に、個数の異なる複
数対の短絡導体X1,X2,…………,XMと、Y1,
Y2,…………,YNを等間隔に配置する。ここで例え
ば、AA’を結ぶ直線上の短絡導体の個数Mを、BB’
を結ぶ直線上の短絡導体の個数Nより多くすると、A
A’方向の共振モードの共振周波数は、BB’方向の共
振モードの共振周波数より高くなる。このため両共振周
波数の間の適切な周波数で、両対角線に対して45度を
なす放射導体板4の縁からストリップ導体3により給電
すると、円偏波が放射される。
【0025】このように上記2つの実施例では、短絡導
体を放射導体板と接地導体板の内部に配置するため、放
射導体板の縁である開放放射口の形状、また開放放射口
における電界分布が崩れず、優れた円偏波放射パターン
を得ることができる。
体を放射導体板と接地導体板の内部に配置するため、放
射導体板の縁である開放放射口の形状、また開放放射口
における電界分布が崩れず、優れた円偏波放射パターン
を得ることができる。
【0026】なお上記実施例において、短絡導体はスル
ーホール、VIAホール、金属ネジ等が使用できること
は言うまでもなく、さらに放射導体板の形状は、他にも
八角形等、直交点対称であれば任意の形状で良いことは
いうまでもない。
ーホール、VIAホール、金属ネジ等が使用できること
は言うまでもなく、さらに放射導体板の形状は、他にも
八角形等、直交点対称であれば任意の形状で良いことは
いうまでもない。
【0027】
【発明の効果】以上のように本発明のマイクロストリッ
プアンテナによれば、放射導体板を直交点対称な形状と
し、対称中心を通り直交する2本の直線上に、一対もし
くは複数対の放射導体板と接地導体板を接続する短絡導
体を設けたので、放射導体板の縁である開放放射口の形
状、また開放放射口における電界分布が崩れず、優れた
円偏波放射パターンを実現することができる。
プアンテナによれば、放射導体板を直交点対称な形状と
し、対称中心を通り直交する2本の直線上に、一対もし
くは複数対の放射導体板と接地導体板を接続する短絡導
体を設けたので、放射導体板の縁である開放放射口の形
状、また開放放射口における電界分布が崩れず、優れた
円偏波放射パターンを実現することができる。
【図1】本発明のマイクロストリップアンテナの一実施
例を示す平面図
例を示す平面図
【図2】同アンテナの他の実施例を示す平面図
【図3】従来例のマイクロストリップアンテナを示す平
面図
面図
1 接地導体板 2 誘電体基板 3 ストリップ導体 4 放射導体板 X1,X2,…………,XM,Y1,Y2,…………,
YN 短絡導体 5a,5b,6a,6b 縮退分離素子
YN 短絡導体 5a,5b,6a,6b 縮退分離素子
Claims (1)
- 【請求項1】誘電体基板を介して接地導体板に対向して
放射導体板を形成したマイクロストリップアンテナにお
いて、前記放射導体板を中心のまわりに90度回転させ
るともとの図形と完全に重なる点対称な形状とし、対称
中心を通り直交する2本の直線上にそれぞれ、前記放射
導体板と接地導体板とを接続する少なくとも一対の短絡
導体を設けるとともに、前記直交する2本の直線に対し
て45度をなす前記放射導体板の縁の一点から給電する
ことにより、円偏波を放射させるようにしたことを特徴
とするマイクロストリップアンテナ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7019333A JPH08213829A (ja) | 1995-02-07 | 1995-02-07 | マイクロストリップアンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7019333A JPH08213829A (ja) | 1995-02-07 | 1995-02-07 | マイクロストリップアンテナ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08213829A true JPH08213829A (ja) | 1996-08-20 |
Family
ID=11996490
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7019333A Pending JPH08213829A (ja) | 1995-02-07 | 1995-02-07 | マイクロストリップアンテナ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08213829A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101256556B1 (ko) * | 2009-09-08 | 2013-04-19 | 한국전자통신연구원 | 밀리미터파 대역 패치 안테나 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0332202A (ja) * | 1989-06-20 | 1991-02-12 | Alcatel Espace | 2路通信用放射素子 |
JPH0361709U (ja) * | 1989-10-21 | 1991-06-17 |
-
1995
- 1995-02-07 JP JP7019333A patent/JPH08213829A/ja active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0332202A (ja) * | 1989-06-20 | 1991-02-12 | Alcatel Espace | 2路通信用放射素子 |
JPH0361709U (ja) * | 1989-10-21 | 1991-06-17 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101256556B1 (ko) * | 2009-09-08 | 2013-04-19 | 한국전자통신연구원 | 밀리미터파 대역 패치 안테나 |
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