JPH09107226A - アンテナ装置、その製造方法及びその設計方法 - Google Patents
アンテナ装置、その製造方法及びその設計方法Info
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- JPH09107226A JPH09107226A JP7260474A JP26047495A JPH09107226A JP H09107226 A JPH09107226 A JP H09107226A JP 7260474 A JP7260474 A JP 7260474A JP 26047495 A JP26047495 A JP 26047495A JP H09107226 A JPH09107226 A JP H09107226A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
- H01Q9/04—Resonant antennas
- H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
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- H01Q9/04—Resonant antennas
- H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
- H01Q9/0414—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna in a stacked or folded configuration
Abstract
(57)【要約】
【課題】 給電線からの不要放射を防止するための金属
遮蔽板をなくす。 【解決手段】 導体平板３６、誘電体層３８、誘電体フ
ィルム４０、誘電体層４２、誘電体フィルム４４の順で
積層し、給電線４８を介して給電を受ける放射素子４６
上に給電線からは給電を受けない放射素子５０を配置す
る。給電線４８に係る線路がその全長に亘り給電線４８
及び導体平板３６にて誘電体層３８をサンドイッチした
マイクロストリップラインとなるため、マイクロストリ
ップラインからトリプレートラインへ又はその逆への変
化がなくなり給電損が小さくなる。誘電体層３８の厚さ
を使用する波長に比べ十分薄くすることにより、給電線
４８及び導体平板３６から構成されるマイクロストリッ
プライン上の不連続点からの放射が抑制される。
遮蔽板をなくす。 【解決手段】 導体平板３６、誘電体層３８、誘電体フ
ィルム４０、誘電体層４２、誘電体フィルム４４の順で
積層し、給電線４８を介して給電を受ける放射素子４６
上に給電線からは給電を受けない放射素子５０を配置す
る。給電線４８に係る線路がその全長に亘り給電線４８
及び導体平板３６にて誘電体層３８をサンドイッチした
マイクロストリップラインとなるため、マイクロストリ
ップラインからトリプレートラインへ又はその逆への変
化がなくなり給電損が小さくなる。誘電体層３８の厚さ
を使用する波長に比べ十分薄くすることにより、給電線
４８及び導体平板３６から構成されるマイクロストリッ
プライン上の不連続点からの放射が抑制される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はアンテナ装置、例え
ば衛星通信、衛星放送等の地上受信局において使用可能
なアンテナ装置に関し、更にはその製造方法や設計方法
に関する。
ば衛星通信、衛星放送等の地上受信局において使用可能
なアンテナ装置に関し、更にはその製造方法や設計方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】特開平２−２５２３０４号公報は、図２
３及び図２４に示されるように、導体平板１０の上に誘
電体層１２、１４、フィルム１６、誘電体層１８及び金
属遮蔽板２０を順に積層した構成を開示している。誘電
体層１４、１８及び金属遮蔽板２０にはそれぞれ開口部
２２、２４又は２６が設けられている。開口部２２の内
部には誘電体層１４上に形成され給電線路３２から給電
を受ける放射素子２８が配置されており、開口部２４の
内部にはフィルム１６上に形成され放射素子２８と電磁
結合する放射素子３０が配置されている。放射素子３０
は、広い周波数帯域に亘りインピーダンス整合を実現す
るのに役立つ。
３及び図２４に示されるように、導体平板１０の上に誘
電体層１２、１４、フィルム１６、誘電体層１８及び金
属遮蔽板２０を順に積層した構成を開示している。誘電
体層１４、１８及び金属遮蔽板２０にはそれぞれ開口部
２２、２４又は２６が設けられている。開口部２２の内
部には誘電体層１４上に形成され給電線路３２から給電
を受ける放射素子２８が配置されており、開口部２４の
内部にはフィルム１６上に形成され放射素子２８と電磁
結合する放射素子３０が配置されている。放射素子３０
は、広い周波数帯域に亘りインピーダンス整合を実現す
るのに役立つ。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述の構成において
は、導体平板１０、給電線路３２及び金属遮蔽板２０
が、見掛上、トリプレートラインを形成している。特
に、図２３中符号３４で示される部位は、このトリプレ
ートラインとマイクロストリップラインとを接続する部
位であるため、給電に係る伝搬モードに不連続性が生じ
る。その結果、放射素子２８に係る給電に際しては、パ
ラレルプレートモードでの信号伝搬、ひいては給電損の
増加が発生する。加えて、放射素子３０と金属遮蔽板２
０が別層であるため部品点数が多く従って高価にもな
る。なお、これらの問題は、金属遮蔽板２０を廃止する
ことにより解消できる。しかし、金属遮蔽板２０を単純
に廃止するのみでは、給電線路３２から不要な信号が放
射されることになってしまう。
は、導体平板１０、給電線路３２及び金属遮蔽板２０
が、見掛上、トリプレートラインを形成している。特
に、図２３中符号３４で示される部位は、このトリプレ
ートラインとマイクロストリップラインとを接続する部
位であるため、給電に係る伝搬モードに不連続性が生じ
る。その結果、放射素子２８に係る給電に際しては、パ
ラレルプレートモードでの信号伝搬、ひいては給電損の
増加が発生する。加えて、放射素子３０と金属遮蔽板２
０が別層であるため部品点数が多く従って高価にもな
る。なお、これらの問題は、金属遮蔽板２０を廃止する
ことにより解消できる。しかし、金属遮蔽板２０を単純
に廃止するのみでは、給電線路３２から不要な信号が放
射されることになってしまう。
【０００４】本発明は、このような問題点を解決するこ
とを課題としてなされたものであり、金属遮蔽板の廃止
により、給電損が小さなアンテナ装置を実現すると共
に、部品点数が少なく従って安価に製造可能なアンテナ
装置を実現することを第１の目的とする。本発明は、誘
電体層の厚みの設定により、金属遮蔽板の廃止にもかか
わらず給電線からの不要放射が生じないアンテナ装置を
実現することを第２の目的とする。本発明は、導体層の
改良又は誘電体層の追加により、より広い周波数帯域に
亘って好適に動作するアンテナ装置を実現することを第
３の目的とする。本発明は、レドームの改良により、積
層構造を支持する強度や製造の際の工作精度を改善し、
ひいてはより安定な特性を有する装置を製造可能にする
ことを第４の目的とする。
とを課題としてなされたものであり、金属遮蔽板の廃止
により、給電損が小さなアンテナ装置を実現すると共
に、部品点数が少なく従って安価に製造可能なアンテナ
装置を実現することを第１の目的とする。本発明は、誘
電体層の厚みの設定により、金属遮蔽板の廃止にもかか
わらず給電線からの不要放射が生じないアンテナ装置を
実現することを第２の目的とする。本発明は、導体層の
改良又は誘電体層の追加により、より広い周波数帯域に
亘って好適に動作するアンテナ装置を実現することを第
３の目的とする。本発明は、レドームの改良により、積
層構造を支持する強度や製造の際の工作精度を改善し、
ひいてはより安定な特性を有する装置を製造可能にする
ことを第４の目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明の第１の構成に係るアンテナ装置は、
表裏両面を有する導体層と、上記導体層の表側の面に配
置され表裏両面を有する第１誘電体層と、上記第１誘電
体層の表側の面に配置され表裏両面を有する第２誘電体
層と、その中心同士が上記第２誘電体層を介し重なり合
うよう、それぞれ上記第１又は第２誘電体層の表側の面
に配置された第１及び第２放射素子と、上記第１誘電体
層の表側の面に配置され上記第１放射素子に係る給電に
使用される給電線と、を備え、上記第１誘電体層の厚さ
が、放射すべき信号の波長に比べ薄いことを特徴とす
る。
るために、本発明の第１の構成に係るアンテナ装置は、
表裏両面を有する導体層と、上記導体層の表側の面に配
置され表裏両面を有する第１誘電体層と、上記第１誘電
体層の表側の面に配置され表裏両面を有する第２誘電体
層と、その中心同士が上記第２誘電体層を介し重なり合
うよう、それぞれ上記第１又は第２誘電体層の表側の面
に配置された第１及び第２放射素子と、上記第１誘電体
層の表側の面に配置され上記第１放射素子に係る給電に
使用される給電線と、を備え、上記第１誘電体層の厚さ
が、放射すべき信号の波長に比べ薄いことを特徴とす
る。
【０００６】本構成においては、第１誘電体層の厚さ
が、放射すべき信号の波長に比べ薄い。従って、コーナ
ーや変成器構造等の部位で給電線に伝搬モード不連続点
が生じたとしても、給電線からは、給電損としては無視
できる程度の放射しか生じない。これにより、給電損が
小さくなると共に、給電線からの不要放射を防ぐための
金属遮蔽板が不要になる。すなわち、本構成において
は、従来に比べ低損失で、部品点数が少なく、かつ安価
なアンテナ装置が得られる。
が、放射すべき信号の波長に比べ薄い。従って、コーナ
ーや変成器構造等の部位で給電線に伝搬モード不連続点
が生じたとしても、給電線からは、給電損としては無視
できる程度の放射しか生じない。これにより、給電損が
小さくなると共に、給電線からの不要放射を防ぐための
金属遮蔽板が不要になる。すなわち、本構成において
は、従来に比べ低損失で、部品点数が少なく、かつ安価
なアンテナ装置が得られる。
【０００７】本発明の第２の構成に係るアンテナ装置
は、第１の構成において、上記導体層が、上記第１誘電
体層を介して上記第１放射素子と重なり合うよう、その
表側の面に配置かつ形成された凹部を有することを特徴
とする。本発明の第３の構成に係るアンテナ装置は、第
２の構成において、上記凹部が、上記第１放射素子より
大きく、かつ当該第１放射素子の全体と重なり合うよう
配置かつ形成されたことを特徴とする。本発明の第４の
構成に係るアンテナ装置は、第２又は第３の構成におい
て、上記凹部の内部に配置された誘電体片を備えること
を特徴とする。本発明の第５の構成に係るアンテナ装置
は、第４の構成において、上記誘電体片が発泡誘電体か
ら形成されたことを特徴とする。
は、第１の構成において、上記導体層が、上記第１誘電
体層を介して上記第１放射素子と重なり合うよう、その
表側の面に配置かつ形成された凹部を有することを特徴
とする。本発明の第３の構成に係るアンテナ装置は、第
２の構成において、上記凹部が、上記第１放射素子より
大きく、かつ当該第１放射素子の全体と重なり合うよう
配置かつ形成されたことを特徴とする。本発明の第４の
構成に係るアンテナ装置は、第２又は第３の構成におい
て、上記凹部の内部に配置された誘電体片を備えること
を特徴とする。本発明の第５の構成に係るアンテナ装置
は、第４の構成において、上記誘電体片が発泡誘電体か
ら形成されたことを特徴とする。
【０００８】第２の構成において設けられる凹部は、第
１放射素子と導体層の表側の面との距離を大きくする作
用を有している。第１放射素子と導体層の表側の面との
距離が大きくなると、一般に、電圧定在波比（以下ＶＳ
ＷＲという）又は反射損失が小さな周波数帯域の幅が広
くなる。従って、上述の凹部を設けることにより、イン
ピーダンス整合できる周波数帯域の幅が広がる。その
際、第１誘電体層を厚くする必要はないから、第１の構
成における作用も引き続き得られる。さらに、第１放射
素子の端部から発せられる電気力線は一般に第１放射素
子の寸法よりも広い範囲に亘って広がるから、第３の構
成を採用することにより第２の構成に係る作用がより顕
著になる。また、第４の構成において凹部の内部に挿入
される誘電体片は、凹部近傍の構造を維持する上で役立
つ。第５の構成のようにその材質が発泡誘電体であれ
ば、誘電体片を挿入したとしても損失の増大は生じにく
い。
１放射素子と導体層の表側の面との距離を大きくする作
用を有している。第１放射素子と導体層の表側の面との
距離が大きくなると、一般に、電圧定在波比（以下ＶＳ
ＷＲという）又は反射損失が小さな周波数帯域の幅が広
くなる。従って、上述の凹部を設けることにより、イン
ピーダンス整合できる周波数帯域の幅が広がる。その
際、第１誘電体層を厚くする必要はないから、第１の構
成における作用も引き続き得られる。さらに、第１放射
素子の端部から発せられる電気力線は一般に第１放射素
子の寸法よりも広い範囲に亘って広がるから、第３の構
成を採用することにより第２の構成に係る作用がより顕
著になる。また、第４の構成において凹部の内部に挿入
される誘電体片は、凹部近傍の構造を維持する上で役立
つ。第５の構成のようにその材質が発泡誘電体であれ
ば、誘電体片を挿入したとしても損失の増大は生じにく
い。
【０００９】本発明の第６の構成に係るアンテナ装置
は、第１乃至第５の構成において、上記第２誘電体層の
表側の面に配置された第３誘電体層を備えることを特徴
とする。本発明の第７の構成に係るアンテナ装置は、第
６の構成において、上記第３誘電体層の誘電率が、上記
第１及び第２誘電体層より高いことを特徴とする。本発
明の第８の構成に係るアンテナ装置は、第６又は第７の
構成において、上記第３誘電体層を、少なくとも上記第
１及び第２放射素子を環境的に保護するレドームとして
使用することを特徴とする。本発明の第９の構成に係る
アンテナ装置は、第６乃至第８の構成において、上記第
３誘電体層を導体層に固定する固定部材を備えることを
特徴とする。本発明の第１０の構成に係るアンテナ装置
は、第９の構成において、上記第３誘電体層と一体に形
成され上記第１及び第２誘電体層を貫通して導体層に至
る柱状部材を備え、上記固定部材が、上記柱状部材の先
端部を上記導体層に固定することを特徴とする。
は、第１乃至第５の構成において、上記第２誘電体層の
表側の面に配置された第３誘電体層を備えることを特徴
とする。本発明の第７の構成に係るアンテナ装置は、第
６の構成において、上記第３誘電体層の誘電率が、上記
第１及び第２誘電体層より高いことを特徴とする。本発
明の第８の構成に係るアンテナ装置は、第６又は第７の
構成において、上記第３誘電体層を、少なくとも上記第
１及び第２放射素子を環境的に保護するレドームとして
使用することを特徴とする。本発明の第９の構成に係る
アンテナ装置は、第６乃至第８の構成において、上記第
３誘電体層を導体層に固定する固定部材を備えることを
特徴とする。本発明の第１０の構成に係るアンテナ装置
は、第９の構成において、上記第３誘電体層と一体に形
成され上記第１及び第２誘電体層を貫通して導体層に至
る柱状部材を備え、上記固定部材が、上記柱状部材の先
端部を上記導体層に固定することを特徴とする。
【００１０】第６の構成において設けられる第３誘電体
層は、第１放射素子から発せられる電気力線を第２放射
素子側に誘導する作用を有している。この誘導により、
一般に、第１放射素子と第２放射素子の電磁結合が強く
なる。第１放射素子と第２放射素子の電磁結合が強くな
ると、一般に、ＶＳＷＲ又は反射損失が小さな周波数帯
域の幅が広くなる。従って、上述の第３誘電体層を設け
ることにより、インピーダンス整合できる周波数帯域の
幅が広がる。その際、第１誘電体層を厚くする必要はな
いから、第１の構成における作用も引き続き得られる。
加えて、第２の構成のように凹部を設ける必要がないか
ら、導体層を第２の構成に比べ薄くでき、装置をより小
形化できる。さらに、第７の構成の如く第３誘電体層の
誘電率を高い値に設定すると、第６の構成における電磁
結合強化の作用はより著しくなる。また、第８の構成の
如く第３誘電体層とレドームを兼用し装置をコンパクト
にすることもできる。さらに、第９の構成の如く固定部
材を設け、この固定部材により第３誘電体層を導体層に
固定することにより、各誘電体層や導体層を強力にかつ
一体に保持できる。そして、第１０の構成の如く第１及
び第２誘電体層を貫通する柱状部材を設け、固定部材に
よりこの柱状部材の先端部を導体層に固定することによ
り、装置の中央近傍においても、各誘電体層や導体層を
強力にかつ一体に保持できる。保持強度の向上により、
製造の際の工作精度の改善や、より安定な特性を有する
装置の製造が可能になる。
層は、第１放射素子から発せられる電気力線を第２放射
素子側に誘導する作用を有している。この誘導により、
一般に、第１放射素子と第２放射素子の電磁結合が強く
なる。第１放射素子と第２放射素子の電磁結合が強くな
ると、一般に、ＶＳＷＲ又は反射損失が小さな周波数帯
域の幅が広くなる。従って、上述の第３誘電体層を設け
ることにより、インピーダンス整合できる周波数帯域の
幅が広がる。その際、第１誘電体層を厚くする必要はな
いから、第１の構成における作用も引き続き得られる。
加えて、第２の構成のように凹部を設ける必要がないか
ら、導体層を第２の構成に比べ薄くでき、装置をより小
形化できる。さらに、第７の構成の如く第３誘電体層の
誘電率を高い値に設定すると、第６の構成における電磁
結合強化の作用はより著しくなる。また、第８の構成の
如く第３誘電体層とレドームを兼用し装置をコンパクト
にすることもできる。さらに、第９の構成の如く固定部
材を設け、この固定部材により第３誘電体層を導体層に
固定することにより、各誘電体層や導体層を強力にかつ
一体に保持できる。そして、第１０の構成の如く第１及
び第２誘電体層を貫通する柱状部材を設け、固定部材に
よりこの柱状部材の先端部を導体層に固定することによ
り、装置の中央近傍においても、各誘電体層や導体層を
強力にかつ一体に保持できる。保持強度の向上により、
製造の際の工作精度の改善や、より安定な特性を有する
装置の製造が可能になる。
【００１１】本発明の第１１の構成に係るアンテナ装置
は、第１乃至第１０の構成において、上記第１誘電体層
の厚みが、放射すべき波長の１％以下であることを特徴
とする。本発明の第１２の構成に係るアンテナ装置は、
第１乃至第１１の構成において、上記第１誘電体層が、
その表面に上記第１放射素子及び上記給電線が形成され
た上記第１誘電体フィルムと、上記導体層と上記第１放
射素子の間隔を保持するための厚みを有する第１誘電体
基板と、を積層した構造を有することを特徴とする。本
発明の第１３の構成に係るアンテナ装置は、第１乃至第
１２の構成において、上記第２誘電体層が、その表面に
上記第２放射素子が形成された第２誘電体フィルムと、
上記第１放射素子と上記第２放射素子の間隔を保持する
ための厚みを有する第２誘電体基板と、を積層した構造
を有することを特徴とする。本発明の第１４の構成に係
るアンテナ装置は、第１２又は第１３の構成において、
上記第１又は第２誘電体基板が、発泡誘電体から形成さ
れた基板であることを特徴とする。
は、第１乃至第１０の構成において、上記第１誘電体層
の厚みが、放射すべき波長の１％以下であることを特徴
とする。本発明の第１２の構成に係るアンテナ装置は、
第１乃至第１１の構成において、上記第１誘電体層が、
その表面に上記第１放射素子及び上記給電線が形成され
た上記第１誘電体フィルムと、上記導体層と上記第１放
射素子の間隔を保持するための厚みを有する第１誘電体
基板と、を積層した構造を有することを特徴とする。本
発明の第１３の構成に係るアンテナ装置は、第１乃至第
１２の構成において、上記第２誘電体層が、その表面に
上記第２放射素子が形成された第２誘電体フィルムと、
上記第１放射素子と上記第２放射素子の間隔を保持する
ための厚みを有する第２誘電体基板と、を積層した構造
を有することを特徴とする。本発明の第１４の構成に係
るアンテナ装置は、第１２又は第１３の構成において、
上記第１又は第２誘電体基板が、発泡誘電体から形成さ
れた基板であることを特徴とする。
【００１２】比較的長波長のマイクロ波の送信又は受信
に適するアンテナ装置を第１乃至第１０の構成により実
現しようとする場合には、第１１の構成に係る厚み設定
が現実的である。第１２又は第１３の構成の如く、一方
では放射素子をフィルム上に形成し他方では誘電体基板
にて厚み方向素子間隔の保持を図る構成を採用する場
合、素子の形状・寸法の設計と、厚み方向素子間隔及び
誘電率の設計とを、分離できるから、装置設計の自由度
が向上する。第１４の構成のごとく発泡誘電体を使用し
た場合、発泡誘電体が一般に低誘電率かつ低誘電正接で
あるため、給電損の低減や放射放射効率の向上を実現で
きる。
に適するアンテナ装置を第１乃至第１０の構成により実
現しようとする場合には、第１１の構成に係る厚み設定
が現実的である。第１２又は第１３の構成の如く、一方
では放射素子をフィルム上に形成し他方では誘電体基板
にて厚み方向素子間隔の保持を図る構成を採用する場
合、素子の形状・寸法の設計と、厚み方向素子間隔及び
誘電率の設計とを、分離できるから、装置設計の自由度
が向上する。第１４の構成のごとく発泡誘電体を使用し
た場合、発泡誘電体が一般に低誘電率かつ低誘電正接で
あるため、給電損の低減や放射放射効率の向上を実現で
きる。
【００１３】本発明の第１５の構成に係る製造方法は、
導体板、放射すべき波長に比べ薄くかつ均一な厚みを有
する第１誘電体基板、当該第１誘電体基板より小さな厚
みを有する第１誘電体フィルム、均一な厚みを有する第
２誘電体基板、並びに当該第２誘電体基板より小さな厚
みを有する第２誘電体フィルムを準備するステップと、
上記第１誘電体フィルムの表面に、第１放射素子及びこ
れに給電するための給電線を形成するステップと、上記
第２誘電体フィルムの表面に、第２放射素子を形成する
ステップと、上記各ステップを実行した後、上記導体板
と上記第１放射素子の間隔が上記第１誘電体基板によ
り、当該第１放射素子と上記第２放射素子の間隔が上記
第２誘電体基板により、それぞれ保持されるよう、かつ
上記第１及び第２放射素子の中心同士が第２誘電体基板
を介し重なり合うよう、当該導体板、当該第１誘電体基
板、上記第１誘電体フィルム、当該第２誘電体基板及び
上記第２誘電体フィルムを順に積層するステップと、を
有し、給電を受ける上記第１放射素子及び給電を受けな
い上記第２放射素子を備えたアンテナ装置を製造するこ
とを特徴とする。本構成においては、第１の構成に係る
アンテナ装置が好適に製造される。
導体板、放射すべき波長に比べ薄くかつ均一な厚みを有
する第１誘電体基板、当該第１誘電体基板より小さな厚
みを有する第１誘電体フィルム、均一な厚みを有する第
２誘電体基板、並びに当該第２誘電体基板より小さな厚
みを有する第２誘電体フィルムを準備するステップと、
上記第１誘電体フィルムの表面に、第１放射素子及びこ
れに給電するための給電線を形成するステップと、上記
第２誘電体フィルムの表面に、第２放射素子を形成する
ステップと、上記各ステップを実行した後、上記導体板
と上記第１放射素子の間隔が上記第１誘電体基板によ
り、当該第１放射素子と上記第２放射素子の間隔が上記
第２誘電体基板により、それぞれ保持されるよう、かつ
上記第１及び第２放射素子の中心同士が第２誘電体基板
を介し重なり合うよう、当該導体板、当該第１誘電体基
板、上記第１誘電体フィルム、当該第２誘電体基板及び
上記第２誘電体フィルムを順に積層するステップと、を
有し、給電を受ける上記第１放射素子及び給電を受けな
い上記第２放射素子を備えたアンテナ装置を製造するこ
とを特徴とする。本構成においては、第１の構成に係る
アンテナ装置が好適に製造される。
【００１４】本発明の第１６の構成に係る設計方法は、
放射すべき周波数帯域におけるＶＳＷＲ又は反射損失の
周波数特性がスミスチャート上でループを描きかつこの
ループがスミスチャートの中心を取り巻くよう、上記第
１及び第２放射素子の寸法又は間隔を決定するステップ
と、放射すべき周波数帯域におけるＶＳＷＲ又は反射損
失が上記ループ上に属することとなるよう、上記第１又
は第２誘電体層の厚みを決定するステップと、を有する
ことを特徴とする。ここで、インピーダンス整合できる
周波数帯域（すなわちＶＳＷＲや反射損失が小さな周波
数帯域）及びその幅は、一般に、導電層と第１放射素子
の間隔及び第１放射素子と第２放射素子の間隔に応じて
変化する。従って、本構成においては、第１の構成に係
るアンテナ装置が好適に設計される。
放射すべき周波数帯域におけるＶＳＷＲ又は反射損失の
周波数特性がスミスチャート上でループを描きかつこの
ループがスミスチャートの中心を取り巻くよう、上記第
１及び第２放射素子の寸法又は間隔を決定するステップ
と、放射すべき周波数帯域におけるＶＳＷＲ又は反射損
失が上記ループ上に属することとなるよう、上記第１又
は第２誘電体層の厚みを決定するステップと、を有する
ことを特徴とする。ここで、インピーダンス整合できる
周波数帯域（すなわちＶＳＷＲや反射損失が小さな周波
数帯域）及びその幅は、一般に、導電層と第１放射素子
の間隔及び第１放射素子と第２放射素子の間隔に応じて
変化する。従って、本構成においては、第１の構成に係
るアンテナ装置が好適に設計される。
【００１５】本発明の第１７の構成に係る設計方法は、
放射すべき周波数帯域におけるＶＳＷＲ又は反射損失の
周波数特性がスミスチャート上でループを描きかつこの
ループがスミスチャートの中心を取り巻くよう、上記第
１及び第２放射素子の寸法又は間隔を決定するステップ
と、放射すべき周波数帯域におけるＶＳＷＲ又は反射損
失が上記ループ上に属することとなるよう、上記第１誘
電体層の厚み及び凹部の寸法を決定するステップと、を
有することを特徴とする。ここで、インピーダンス整合
できる周波数帯域及びその幅は、導電層と第１放射素子
の間隔に応じて変化する。また、導電層と第１放射素子
の間隔は凹部の寸法（例えば深さ）により変化する。従
って、本構成においては、第２の構成に係るアンテナ装
置が好適に設計される。
放射すべき周波数帯域におけるＶＳＷＲ又は反射損失の
周波数特性がスミスチャート上でループを描きかつこの
ループがスミスチャートの中心を取り巻くよう、上記第
１及び第２放射素子の寸法又は間隔を決定するステップ
と、放射すべき周波数帯域におけるＶＳＷＲ又は反射損
失が上記ループ上に属することとなるよう、上記第１誘
電体層の厚み及び凹部の寸法を決定するステップと、を
有することを特徴とする。ここで、インピーダンス整合
できる周波数帯域及びその幅は、導電層と第１放射素子
の間隔に応じて変化する。また、導電層と第１放射素子
の間隔は凹部の寸法（例えば深さ）により変化する。従
って、本構成においては、第２の構成に係るアンテナ装
置が好適に設計される。
【００１６】本発明の第１８の構成に係る設計方法は、
放射すべき周波数帯域におけるＶＳＷＲ又は反射損失の
周波数特性がスミスチャート上でループを描きかつこの
ループがスミスチャートの中心を取り巻くよう、上記第
１及び第２放射素子の寸法又は間隔を決定するステップ
と、放射すべき周波数帯域におけるＶＳＷＲ又は反射損
失が上記ループ上に属することとなるよう、上記第３誘
電体層の誘電率を決定するステップと、を有することを
特徴とする。ここで、インピーダンス整合できる周波数
帯域及びその幅は、第１放射素子と第２放射素子の電磁
結合の強度に応じて変化する。また、第１放射素子と第
２放射素子の電磁結合の強度は、第３誘電体層の誘電率
により変化する。従って、本構成においては、第６の構
成に係るアンテナ装置が好適に設計される。
放射すべき周波数帯域におけるＶＳＷＲ又は反射損失の
周波数特性がスミスチャート上でループを描きかつこの
ループがスミスチャートの中心を取り巻くよう、上記第
１及び第２放射素子の寸法又は間隔を決定するステップ
と、放射すべき周波数帯域におけるＶＳＷＲ又は反射損
失が上記ループ上に属することとなるよう、上記第３誘
電体層の誘電率を決定するステップと、を有することを
特徴とする。ここで、インピーダンス整合できる周波数
帯域及びその幅は、第１放射素子と第２放射素子の電磁
結合の強度に応じて変化する。また、第１放射素子と第
２放射素子の電磁結合の強度は、第３誘電体層の誘電率
により変化する。従って、本構成においては、第６の構
成に係るアンテナ装置が好適に設計される。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
に関し図面に基づき説明する。なお、各実施形態に共通
する部材に関しては同一の符号を付し説明を省略する。
に関し図面に基づき説明する。なお、各実施形態に共通
する部材に関しては同一の符号を付し説明を省略する。
【００１８】実施形態１．図１及び図２には、本発明の
実施形態１に係るアンテナ装置の構成が示されている。
これらの図に示されるように、本実施形態においては、
導体平板３６の上に誘電体層３８、誘電体フィルム４
０、誘電体層４２及び誘電体フィルム４４が順に積層さ
れている。誘電体フィルム４０の上側の表面には放射素
子４６及びこの放射素子４６に給電するための給電線４
８が形成されている。さらに、誘電体フィルム４４の上
側の表面には放射素子５０が形成されている。これら放
射素子４６、５０及び給電線４８は例えば銅箔であり、
エッチング等の方法により誘電体フィルム４０又は４４
上に被着形成される。誘電体層３８及び４２は一般に低
誘電率かつ低誘電正接であるところの発泡誘電体３８及
び４２として形成されている。このような発泡誘電体を
使用することにより、放射素子４６への給電の際発生す
る給電損を低くすることができ、また、放射素子４６及
び５０の放射強度を向上させることができる。さらに、
誘電体層３８及び４２は、それぞれ、導体平板３６と放
射素子４６の間隔又は放射素子４６と放射素子５０の間
隔をそれぞれ一定に保つスペーサとしても機能してい
る。なお、図示していないが、導体平板３６、誘電体層
３８、誘電体フィルム４０、誘電体層４２及び誘電体フ
ィルム４４は、ねじ等の固定部材により結合固定され、
あるいは接着剤等により接着固定されている。
実施形態１に係るアンテナ装置の構成が示されている。
これらの図に示されるように、本実施形態においては、
導体平板３６の上に誘電体層３８、誘電体フィルム４
０、誘電体層４２及び誘電体フィルム４４が順に積層さ
れている。誘電体フィルム４０の上側の表面には放射素
子４６及びこの放射素子４６に給電するための給電線４
８が形成されている。さらに、誘電体フィルム４４の上
側の表面には放射素子５０が形成されている。これら放
射素子４６、５０及び給電線４８は例えば銅箔であり、
エッチング等の方法により誘電体フィルム４０又は４４
上に被着形成される。誘電体層３８及び４２は一般に低
誘電率かつ低誘電正接であるところの発泡誘電体３８及
び４２として形成されている。このような発泡誘電体を
使用することにより、放射素子４６への給電の際発生す
る給電損を低くすることができ、また、放射素子４６及
び５０の放射強度を向上させることができる。さらに、
誘電体層３８及び４２は、それぞれ、導体平板３６と放
射素子４６の間隔又は放射素子４６と放射素子５０の間
隔をそれぞれ一定に保つスペーサとしても機能してい
る。なお、図示していないが、導体平板３６、誘電体層
３８、誘電体フィルム４０、誘電体層４２及び誘電体フ
ィルム４４は、ねじ等の固定部材により結合固定され、
あるいは接着剤等により接着固定されている。
【００１９】この実施形態に係るアンテナ装置により信
号を無線送信する場合、給電線４８を介し放射素子４６
に無線信号が給電される。この無線信号により励振され
ると、放射素子４６はこの無線信号を所定方向に電波と
して放射する。一方で、放射素子５０は放射素子４６と
電磁結合しているから、後述のように装置各部を設計す
ることにより、放射素子５０を用いない場合に比べより
広い周波数帯域で入力インピーダンスを整合させること
ができる。放射素子４６からの放射は、上述の電磁結合
を介し励振された放射素子５０からの放射と共に、電波
として空間に放射される。なお、送信時の動作に関する
説明から自明であるため、受信時の動作に関する説明は
ここでは省略する。
号を無線送信する場合、給電線４８を介し放射素子４６
に無線信号が給電される。この無線信号により励振され
ると、放射素子４６はこの無線信号を所定方向に電波と
して放射する。一方で、放射素子５０は放射素子４６と
電磁結合しているから、後述のように装置各部を設計す
ることにより、放射素子５０を用いない場合に比べより
広い周波数帯域で入力インピーダンスを整合させること
ができる。放射素子４６からの放射は、上述の電磁結合
を介し励振された放射素子５０からの放射と共に、電波
として空間に放射される。なお、送信時の動作に関する
説明から自明であるため、受信時の動作に関する説明は
ここでは省略する。
【００２０】この実施形態の特徴とするところは、第１
に、給電線４８からの不要輻射を防止するための金属遮
蔽板を廃止した点にある。金属遮蔽板を廃止することに
より、本実施形態においては、給電線４８がトリプレー
トラインを構成する部位が存在しなくなる。すなわち、
給電線４８は、その全長に亘り、給電線４８及び導体平
板３６にて誘電体層３８をサンドイッチしたマイクロス
トリップラインを構成しているため、トリプレートライ
ンからマイクロストリップラインへ又はその逆への伝搬
モードの変化は生じない。この結果、不要モードによる
損失が防止される。さらに、このように金属遮蔽板を廃
止することが可能であるのは、誘電体層３８の厚さが放
射に係る波長に比べ極めて薄いことによる。すなわち、
導体平板３６と給電線４８の間隔が極めて小さいため、
これらから構成されたマイクロストリップライン上の不
連続部、例えばコーナーや変成器の部分からの放射も極
めて少なくなり、放射損失は無視し得る程度となる。
に、給電線４８からの不要輻射を防止するための金属遮
蔽板を廃止した点にある。金属遮蔽板を廃止することに
より、本実施形態においては、給電線４８がトリプレー
トラインを構成する部位が存在しなくなる。すなわち、
給電線４８は、その全長に亘り、給電線４８及び導体平
板３６にて誘電体層３８をサンドイッチしたマイクロス
トリップラインを構成しているため、トリプレートライ
ンからマイクロストリップラインへ又はその逆への伝搬
モードの変化は生じない。この結果、不要モードによる
損失が防止される。さらに、このように金属遮蔽板を廃
止することが可能であるのは、誘電体層３８の厚さが放
射に係る波長に比べ極めて薄いことによる。すなわち、
導体平板３６と給電線４８の間隔が極めて小さいため、
これらから構成されたマイクロストリップライン上の不
連続部、例えばコーナーや変成器の部分からの放射も極
めて少なくなり、放射損失は無視し得る程度となる。
【００２１】従って、本実施形態によれば、従来に比べ
給電損の少ないアンテナ装置を得ることができる。さら
に、金属遮蔽板が不要であるため、部品点数の低減、ひ
いては低価格化を実現することができる。
給電損の少ないアンテナ装置を得ることができる。さら
に、金属遮蔽板が不要であるため、部品点数の低減、ひ
いては低価格化を実現することができる。
【００２２】さらに、誘電体層３８が薄くなれば放射損
は小さくなり導体損は大きくなるのに対し、誘電体層３
８が厚くなれば放射損は大きくなり導体損は小さくな
る。また、アンテナの効率は両損失いずれによっても低
下する。従って、放射損及び導体損の合計が最小になる
ように誘電体層３８の厚さを設定するのが好ましい。す
なわち、誘電体層３８の厚さは放射に係る電波の波長に
対し十分薄く、例えば１％以下程度とすればよい。本実
施形態に係るアンテナ装置の用途がマイクロ波利用の衛
星通信であり、使用する電波がＬバンドやＳバント等の
比較的低い周波数帯域である場合、この帯域に係る波長
が約１００〜３００ｍｍであることを考慮すると、上述
のような１％以下といった発明設定は極めて現実的であ
ると言える。
は小さくなり導体損は大きくなるのに対し、誘電体層３
８が厚くなれば放射損は大きくなり導体損は小さくな
る。また、アンテナの効率は両損失いずれによっても低
下する。従って、放射損及び導体損の合計が最小になる
ように誘電体層３８の厚さを設定するのが好ましい。す
なわち、誘電体層３８の厚さは放射に係る電波の波長に
対し十分薄く、例えば１％以下程度とすればよい。本実
施形態に係るアンテナ装置の用途がマイクロ波利用の衛
星通信であり、使用する電波がＬバンドやＳバント等の
比較的低い周波数帯域である場合、この帯域に係る波長
が約１００〜３００ｍｍであることを考慮すると、上述
のような１％以下といった発明設定は極めて現実的であ
ると言える。
【００２３】また、この１％という数値は、次のような
事実により裏付けられている。ここでは、図３に示され
るように、地板２００上に発泡誘電体層２０２、誘電体
フィルム２０４及び発泡誘電体層２０６を順に積層し、
誘電体フィルム２０４上にマイクロストリップ２０８が
形成されている構造を考える。また、地板２００とマイ
クロストリップ２０８の間隔が１ｍｍ、すなわち３ＧＨ
ｚの電磁波の自由空間波長の約１％であるとする。マイ
クロストリップ２０８の形状がストレートラインである
場合（図４）とクランク付ラインである場合（図５）の
伝送損失を測定したところ、それぞれ図６又は図７に示
されるような結果が得られた。図６に示されるストレー
トラインの伝送損失と図７に示されるクランク付ライン
の伝送損失とを比較すると、後者の伝送損失が３ＧＨｚ
付近で急速に増加し始めることがわかる。図５に示され
るクランク２１０を設けたため生じる損失は概ね放射損
であるから、図３に示される構造では少なくとも３ＧＨ
ｚ付近まではクランク２１０からの放射損がほとんど生
じないと見なせる。さらに、アレイアンテナにて使用さ
れるような給電線路では通常多くのクランクが用いられ
る。これらのことから、地板２００とマイクロストリッ
プ２０８の間隔、ひいては発泡誘電体２０２の厚みを使
用周波数の１％（３ＧＨのときは１ｍｍ）とすれば、ク
ランク２１０からの放射損を抑制できることがわかる。
ここでいう発泡誘電体２０２の厚みが上述の実施形態で
は誘電体層３８の厚みに相当することは、容易に理解さ
れるであろう。
事実により裏付けられている。ここでは、図３に示され
るように、地板２００上に発泡誘電体層２０２、誘電体
フィルム２０４及び発泡誘電体層２０６を順に積層し、
誘電体フィルム２０４上にマイクロストリップ２０８が
形成されている構造を考える。また、地板２００とマイ
クロストリップ２０８の間隔が１ｍｍ、すなわち３ＧＨ
ｚの電磁波の自由空間波長の約１％であるとする。マイ
クロストリップ２０８の形状がストレートラインである
場合（図４）とクランク付ラインである場合（図５）の
伝送損失を測定したところ、それぞれ図６又は図７に示
されるような結果が得られた。図６に示されるストレー
トラインの伝送損失と図７に示されるクランク付ライン
の伝送損失とを比較すると、後者の伝送損失が３ＧＨｚ
付近で急速に増加し始めることがわかる。図５に示され
るクランク２１０を設けたため生じる損失は概ね放射損
であるから、図３に示される構造では少なくとも３ＧＨ
ｚ付近まではクランク２１０からの放射損がほとんど生
じないと見なせる。さらに、アレイアンテナにて使用さ
れるような給電線路では通常多くのクランクが用いられ
る。これらのことから、地板２００とマイクロストリッ
プ２０８の間隔、ひいては発泡誘電体２０２の厚みを使
用周波数の１％（３ＧＨのときは１ｍｍ）とすれば、ク
ランク２１０からの放射損を抑制できることがわかる。
ここでいう発泡誘電体２０２の厚みが上述の実施形態で
は誘電体層３８の厚みに相当することは、容易に理解さ
れるであろう。
【００２４】図８〜図１０には、放射素子４６と５０の
電磁結合の強度を徐々に強くしていった場合の特性変化
がスミスチャートを用いて表されている。これらの図に
おいて実線１００で表されているのは図１及び図２に示
される装置の入力インピーダンスであり、中央に描かれ
ている破線円１０２はＶＳＷＲ又は反射係数、反射損失
が一定の円である。この破線円１０２の内側において
は、破線円１０２上のＶＳＷＲよりも小さなＶＳＷＲが
得られるから、特性を示す実線１００のうちこの破線円
１０２内に存在する部分においては、入力インピーダン
スが良好に整合していると言える。
電磁結合の強度を徐々に強くしていった場合の特性変化
がスミスチャートを用いて表されている。これらの図に
おいて実線１００で表されているのは図１及び図２に示
される装置の入力インピーダンスであり、中央に描かれ
ている破線円１０２はＶＳＷＲ又は反射係数、反射損失
が一定の円である。この破線円１０２の内側において
は、破線円１０２上のＶＳＷＲよりも小さなＶＳＷＲが
得られるから、特性を示す実線１００のうちこの破線円
１０２内に存在する部分においては、入力インピーダン
スが良好に整合していると言える。
【００２５】図１及び図２に示されるように給電線４８
から直接給電を受ける放射素子４６及び給電線４８には
接続されていない放射素子５０を上下に配置した構成に
おいては、図８〜図１０に示されるように、入力インピ
ーダンス特性１００の一部がスミスチャート上でループ
１０４を描く。このループ１０４の位置は、放射素子４
６及び５０の径や間隔を調整することにより、スミスチ
ャートの中心、すなわち破線で示されているＶＳＷＲ円
１０２の近傍に調整することができる。特に、ループの
大きさを適宜調節し、ループ１０４の全体がＶＳＷＲ円
１０２の中に入りかつループ１０４が十分大きくなるよ
うにすれば、図８に示されるようにループ１０４が小さ
い場合や図１０に示されるようにループ１０４がＶＳＷ
Ｒ円の外部に出ている場合に比べ、広い帯域に亘って入
力インピーダンスを整合させることができる。例えば、
放射素子４６及び５０と導体平板３６の間隔を広げる
と、それまで図８上でマーカａ及びｂで括られていた帯
域がマーカａ´及びｂ´にて括られた部位に移動すると
いうように、同じ大きさのループ１０４でもループ１０
４に含まれる周波数範囲が広くなり、より広い周波数範
囲でインピーダンスを整合させることができるようにな
る。また、放射素子４６と放射素子５０の間隔を小さく
すると、両者の電磁結合の増大に伴いループ１０４が大
きくなるためやはりより広い周波数範囲でインピーダン
スを整合させることができるようになる。但し、放射素
子４６と放射素子５０の間隔を小さくし過ぎると、ＶＳ
ＷＲ値が図中破線円１０２で表されている所望のＶＳＷ
Ｒ値を上回ってしまい、インピーダンス整合が得られな
くなる。従って、ループ１０４の大きさが破線円１０２
より若干小さい程度となるよう放射素子４６と放射素子
５０の間隔を設計すれば、最も広い周波数範囲に亘りイ
ンピーダンス整合が得られる。
から直接給電を受ける放射素子４６及び給電線４８には
接続されていない放射素子５０を上下に配置した構成に
おいては、図８〜図１０に示されるように、入力インピ
ーダンス特性１００の一部がスミスチャート上でループ
１０４を描く。このループ１０４の位置は、放射素子４
６及び５０の径や間隔を調整することにより、スミスチ
ャートの中心、すなわち破線で示されているＶＳＷＲ円
１０２の近傍に調整することができる。特に、ループの
大きさを適宜調節し、ループ１０４の全体がＶＳＷＲ円
１０２の中に入りかつループ１０４が十分大きくなるよ
うにすれば、図８に示されるようにループ１０４が小さ
い場合や図１０に示されるようにループ１０４がＶＳＷ
Ｒ円の外部に出ている場合に比べ、広い帯域に亘って入
力インピーダンスを整合させることができる。例えば、
放射素子４６及び５０と導体平板３６の間隔を広げる
と、それまで図８上でマーカａ及びｂで括られていた帯
域がマーカａ´及びｂ´にて括られた部位に移動すると
いうように、同じ大きさのループ１０４でもループ１０
４に含まれる周波数範囲が広くなり、より広い周波数範
囲でインピーダンスを整合させることができるようにな
る。また、放射素子４６と放射素子５０の間隔を小さく
すると、両者の電磁結合の増大に伴いループ１０４が大
きくなるためやはりより広い周波数範囲でインピーダン
スを整合させることができるようになる。但し、放射素
子４６と放射素子５０の間隔を小さくし過ぎると、ＶＳ
ＷＲ値が図中破線円１０２で表されている所望のＶＳＷ
Ｒ値を上回ってしまい、インピーダンス整合が得られな
くなる。従って、ループ１０４の大きさが破線円１０２
より若干小さい程度となるよう放射素子４６と放射素子
５０の間隔を設計すれば、最も広い周波数範囲に亘りイ
ンピーダンス整合が得られる。
【００２６】実施形態２．図１１〜図１３には、本発明
の実施形態２に係るアンテナ装置の構成が示されてい
る。この実施形態が実施形態１と相違する点は、導体平
板３６の上側の面に凹部５２を設けていることである。
凹部５２の位置は、当該凹部５２の中心が放射素子４６
及び５０の中心とほぼ一致するように設定する。さら
に、凹部５２の寸法は、図１３に示されるように、放射
素子４６及び５０の端部から発せられた電気力線がこの
凹部５２の内部に達するよう、放射素子４６及び５０の
寸法とほぼ同等又はそれ以上とするのが好ましい。但
し、仮に放射素子４６及び５０の寸法と同じ寸法にする
と工作成度が厳しくなり製造工程上の問題が生じ、逆に
給電線４８にかかる程大きな寸法にするとその部分のイ
ンピーダンスが変化し整合がとりにくくなる。従って、
凹部５２の大きさは、インピーダンス整合に支障がなく
かつ製造工程上の問題が生じない程度の大きさとなるよ
う、設計するのが好ましい。
の実施形態２に係るアンテナ装置の構成が示されてい
る。この実施形態が実施形態１と相違する点は、導体平
板３６の上側の面に凹部５２を設けていることである。
凹部５２の位置は、当該凹部５２の中心が放射素子４６
及び５０の中心とほぼ一致するように設定する。さら
に、凹部５２の寸法は、図１３に示されるように、放射
素子４６及び５０の端部から発せられた電気力線がこの
凹部５２の内部に達するよう、放射素子４６及び５０の
寸法とほぼ同等又はそれ以上とするのが好ましい。但
し、仮に放射素子４６及び５０の寸法と同じ寸法にする
と工作成度が厳しくなり製造工程上の問題が生じ、逆に
給電線４８にかかる程大きな寸法にするとその部分のイ
ンピーダンスが変化し整合がとりにくくなる。従って、
凹部５２の大きさは、インピーダンス整合に支障がなく
かつ製造工程上の問題が生じない程度の大きさとなるよ
う、設計するのが好ましい。
【００２７】このように凹部５２を設けるのは、誘電体
層３８を厚くすることなく、良好にインピーダンス整合
することができる周波数帯域を広げるためである。例え
ば、前述の実施形態１の装置において誘電体層３８の厚
さをある厚さに設定した場合に図８に示されるような特
性が得られたとする。さらに、設計上入力インピーダン
スの整合を確保しなければならない周波数帯域に相当す
る部位が、図８に示される特性上、マーカａ及びｂに挟
まれた領域であるとする。この場合には、マーカａに対
応する周波数が例えばマーカａ´の点に、またマーカｂ
に対応する周波数がマーカｂ´の点にそれぞれ移動させ
なければならない。その方法のうち実施形態１にて実行
可能な方法としては、誘電体層３８を厚くすることによ
り放射素子４６及び５０と導体平板３６の間隔を大きく
する方法と、誘電体層４２を薄くすることにより放射素
子４６と放射素子５０の間隔を小さくしこれにより両者
の電磁結合の強度を上げる方法とがある。
層３８を厚くすることなく、良好にインピーダンス整合
することができる周波数帯域を広げるためである。例え
ば、前述の実施形態１の装置において誘電体層３８の厚
さをある厚さに設定した場合に図８に示されるような特
性が得られたとする。さらに、設計上入力インピーダン
スの整合を確保しなければならない周波数帯域に相当す
る部位が、図８に示される特性上、マーカａ及びｂに挟
まれた領域であるとする。この場合には、マーカａに対
応する周波数が例えばマーカａ´の点に、またマーカｂ
に対応する周波数がマーカｂ´の点にそれぞれ移動させ
なければならない。その方法のうち実施形態１にて実行
可能な方法としては、誘電体層３８を厚くすることによ
り放射素子４６及び５０と導体平板３６の間隔を大きく
する方法と、誘電体層４２を薄くすることにより放射素
子４６と放射素子５０の間隔を小さくしこれにより両者
の電磁結合の強度を上げる方法とがある。
【００２８】これらのうち第１の方法、すなわち誘電体
層３８を厚くすることによって整合帯域を広くする方法
には、いくつか問題点がある。例えば、放射素子４６及
び５０と導体平板３６の間隔は、これらの間に高次モー
ドでの伝搬が生じないような間隔までしか広げることが
できない。また、誘電線４８及び導体平板３６から構成
されるマイクロストリップラインからの不要放射を抑制
するためには、給電線４８と導体平板３６の間隔、従っ
て放射素子４６及び５０と導体平板３６の間隔をある程
度以上大きくすることはできない。本実施形態のように
導体平板３６に凹部５２を設けると、給電線４８と導体
平板３６の間隔を変えることなく、放射素子４６及び５
０と導体平板３６の表面との間隔を広げることができ
る。従って、本実施形態においては、給電線４８及び導
体平板３６から構成されるマイクロストリップラインか
らの不要放射を増加させることなく、より広い周波数帯
域においてインピーダンスを整合させることができる。
層３８を厚くすることによって整合帯域を広くする方法
には、いくつか問題点がある。例えば、放射素子４６及
び５０と導体平板３６の間隔は、これらの間に高次モー
ドでの伝搬が生じないような間隔までしか広げることが
できない。また、誘電線４８及び導体平板３６から構成
されるマイクロストリップラインからの不要放射を抑制
するためには、給電線４８と導体平板３６の間隔、従っ
て放射素子４６及び５０と導体平板３６の間隔をある程
度以上大きくすることはできない。本実施形態のように
導体平板３６に凹部５２を設けると、給電線４８と導体
平板３６の間隔を変えることなく、放射素子４６及び５
０と導体平板３６の表面との間隔を広げることができ
る。従って、本実施形態においては、給電線４８及び導
体平板３６から構成されるマイクロストリップラインか
らの不要放射を増加させることなく、より広い周波数帯
域においてインピーダンスを整合させることができる。
【００２９】また、凹部５２の寸法を放射素子４６及び
５０の寸法より大きくしているため、図１３に示される
ように放射素子４６及び５０の端部から発せられた電気
力線をも凹部５２の内面に集めるこことができ、凹部５
２を設けているにもかかわらず放射素子４６及び５０を
正常なモードにて動作させることができる。
５０の寸法より大きくしているため、図１３に示される
ように放射素子４６及び５０の端部から発せられた電気
力線をも凹部５２の内面に集めるこことができ、凹部５
２を設けているにもかかわらず放射素子４６及び５０を
正常なモードにて動作させることができる。
【００３０】実施形態３．図１４及び図１５には、本発
明の実施形態３に係るアンテナ装置の構成が示されてい
る。この実施形態においては、実施形態２における凹部
５２の内部に誘電体片５４が収納されている。このよう
な誘電体片５４を用いることにより、凹部５２周辺の構
造的な支持強度を高めることができる。また、誘電体片
５４を発泡誘電体から形成することにより、電気的な性
能を劣化させる恐れを防ぐことができる。
明の実施形態３に係るアンテナ装置の構成が示されてい
る。この実施形態においては、実施形態２における凹部
５２の内部に誘電体片５４が収納されている。このよう
な誘電体片５４を用いることにより、凹部５２周辺の構
造的な支持強度を高めることができる。また、誘電体片
５４を発泡誘電体から形成することにより、電気的な性
能を劣化させる恐れを防ぐことができる。
【００３１】実施形態４．図１６及び図１７には、本発
明の実施形態４に係るアンテナ装置の構成が示されてい
る。この実施形態においては、前述の実施形態１の構成
にさらに誘電体層５６が追加されている。誘電体層５６
は、誘電体層３８及び４２を構成する誘電体材料（発泡
誘電体）よりも高い誘電率を有する材質から形成されて
いる。従って、放射素子４６から発せられた電気力線は
放射素子５０側に誘導される。これによって、放射素子
４６と放射素子５０の間の電磁結合の強度は実施形態１
に比べ強くなる。このようにすると、誘電体層４２を薄
くすることなく放射素子４６と放射素子５０の間の電磁
結合の強度を高めることができ、ひいてはより広い周波
数帯域においてインピーダンスを整合させることができ
る。
明の実施形態４に係るアンテナ装置の構成が示されてい
る。この実施形態においては、前述の実施形態１の構成
にさらに誘電体層５６が追加されている。誘電体層５６
は、誘電体層３８及び４２を構成する誘電体材料（発泡
誘電体）よりも高い誘電率を有する材質から形成されて
いる。従って、放射素子４６から発せられた電気力線は
放射素子５０側に誘導される。これによって、放射素子
４６と放射素子５０の間の電磁結合の強度は実施形態１
に比べ強くなる。このようにすると、誘電体層４２を薄
くすることなく放射素子４６と放射素子５０の間の電磁
結合の強度を高めることができ、ひいてはより広い周波
数帯域においてインピーダンスを整合させることができ
る。
【００３２】なお、放射素子５０と誘電体層５６の間に
他の層、例えば空気等の層や発泡誘電体の層を配置して
も同様の効果を得ることができるものの、これらの層が
厚いと放射素子４６の端部から発せられた電気力線が放
射素子５０側に誘導されにくくなるため、効果は若干小
さくなる。
他の層、例えば空気等の層や発泡誘電体の層を配置して
も同様の効果を得ることができるものの、これらの層が
厚いと放射素子４６の端部から発せられた電気力線が放
射素子５０側に誘導されにくくなるため、効果は若干小
さくなる。
【００３３】実施形態５．図１８及び図１９には、本発
明の実施形態５に係るアンテナ装置の構成が示されてい
る。この実施形態は、前述の実施形態２と実施形態４と
を組み合わせた構成を有しており、従って実施形態２及
び４双方の効果を得ることができる。さらに、実施形態
２と実施形態４とを組み合わせることにより、さらに広
い周波数帯域においてインピーダンスを整合させること
ができる。無論、この実施形態において誘電体片５４を
利用することも可能である。
明の実施形態５に係るアンテナ装置の構成が示されてい
る。この実施形態は、前述の実施形態２と実施形態４と
を組み合わせた構成を有しており、従って実施形態２及
び４双方の効果を得ることができる。さらに、実施形態
２と実施形態４とを組み合わせることにより、さらに広
い周波数帯域においてインピーダンスを整合させること
ができる。無論、この実施形態において誘電体片５４を
利用することも可能である。
【００３４】実施形態６．図２０には、本発明の実施形
態６に係るアンテナ装置の構成が示されている。この実
施形態においては、実施形態４における誘電体層５６か
らその下側に複数本の誘電体柱５８が伸展されている。
誘電体柱５８は誘電体フィルム４４、誘電体層４２、誘
電体フィルム４０及び誘電体層３８を貫通して導体平板
３６に達している。誘電体柱５８の端部はこの導体平板
３６にねじ６０によって固定されている。
態６に係るアンテナ装置の構成が示されている。この実
施形態においては、実施形態４における誘電体層５６か
らその下側に複数本の誘電体柱５８が伸展されている。
誘電体柱５８は誘電体フィルム４４、誘電体層４２、誘
電体フィルム４０及び誘電体層３８を貫通して導体平板
３６に達している。誘電体柱５８の端部はこの導体平板
３６にねじ６０によって固定されている。
【００３５】このようにした場合、実施形態４と同様の
性能を得られるのに加え、実施形態４に比べ強力な保持
強度を得ることができる。すなわち、誘電体フィルム４
０及び４４や、発泡誘電体から形成された誘電体層３８
及び４２は、一般に柔軟な部材であるため、これらを積
層したのみではその平面度や厚みを一定に保つことが難
しい。従って、実施形態４のごとく誘電体層５６をこれ
らの上に積層することにより、平面度や厚みの一定さを
改善することができる。さらに、この実施形態のように
誘電体柱５８及びねじ６０にて誘電体層５６と導体平板
３６とを接合固定するようにすれば、誘電体層３８及び
４２並びに誘電体フィルム４０及び４４の平面度や厚み
の一定さをさらに改善することができる。また、誘電体
柱５８をアンテナ装置の中央部近傍においても設けるよ
うにすれば、アンテナ装置の中央部においても平面度や
厚みの一定さを確保することができる。加えて、アンテ
ナ装置の周囲にスペーサを設け誘電体層５６と導体平板
３６とを接合固定する構成に比べ、本実施形態の方が、
スペーサを使用しない点で部品点数が少なく、従って安
価となる。なお、本実施形態においても凹部５２や誘電
体片５４を設けることができる。
性能を得られるのに加え、実施形態４に比べ強力な保持
強度を得ることができる。すなわち、誘電体フィルム４
０及び４４や、発泡誘電体から形成された誘電体層３８
及び４２は、一般に柔軟な部材であるため、これらを積
層したのみではその平面度や厚みを一定に保つことが難
しい。従って、実施形態４のごとく誘電体層５６をこれ
らの上に積層することにより、平面度や厚みの一定さを
改善することができる。さらに、この実施形態のように
誘電体柱５８及びねじ６０にて誘電体層５６と導体平板
３６とを接合固定するようにすれば、誘電体層３８及び
４２並びに誘電体フィルム４０及び４４の平面度や厚み
の一定さをさらに改善することができる。また、誘電体
柱５８をアンテナ装置の中央部近傍においても設けるよ
うにすれば、アンテナ装置の中央部においても平面度や
厚みの一定さを確保することができる。加えて、アンテ
ナ装置の周囲にスペーサを設け誘電体層５６と導体平板
３６とを接合固定する構成に比べ、本実施形態の方が、
スペーサを使用しない点で部品点数が少なく、従って安
価となる。なお、本実施形態においても凹部５２や誘電
体片５４を設けることができる。
【００３６】実施形態７．図２１及び図２２には、本発
明の実施形態７に係るアンテナ装置の構成が示されてい
る。この実施形態においては、誘電体フィルム４０及び
４４は用いられていない。放射素子４６及び給電線４８
は誘電体層３８の上側の表面に、放射素子５０は誘電体
層４２の上側の表面に、それぞれ設けられている。この
ような構成としても、前述の実施形態１と同様の効果を
得ることができる。さらに、この実施形態を、前述の実
施形態２〜６に基づき変形することも可能である。
明の実施形態７に係るアンテナ装置の構成が示されてい
る。この実施形態においては、誘電体フィルム４０及び
４４は用いられていない。放射素子４６及び給電線４８
は誘電体層３８の上側の表面に、放射素子５０は誘電体
層４２の上側の表面に、それぞれ設けられている。この
ような構成としても、前述の実施形態１と同様の効果を
得ることができる。さらに、この実施形態を、前述の実
施形態２〜６に基づき変形することも可能である。
【００３７】補遺．以上説明においては、放射素子４６
及び５０を円形としているが、本発明は円形の放射素子
に限定すべきものではない。すなわち、方形等、他の形
状を有する放射素子４６及び５０を用いて本発明を実施
することもできる。また、本発明は平板状のアンテナに
限定されるものではなく、曲面部分を有するアンテナに
も適用可能である。さらに、前述の実施形態４〜６にお
いては、誘電体層５６の機能として放射素子４６と放射
素子５０の間の電磁結合強度を高める機能しか説明しな
かったが、誘電体層５６には、他に、レドームとしての
機能もある。すなわち、放射素子４６及び５０を含むア
ンテナ装置の内部構造を周囲の環境、例えば雨、風、温
度、湿度、埃等から防ぐ機能も有している。このように
誘電体層５６とレドームとを兼用することにより、装置
構成はよりコンパクトになる。
及び５０を円形としているが、本発明は円形の放射素子
に限定すべきものではない。すなわち、方形等、他の形
状を有する放射素子４６及び５０を用いて本発明を実施
することもできる。また、本発明は平板状のアンテナに
限定されるものではなく、曲面部分を有するアンテナに
も適用可能である。さらに、前述の実施形態４〜６にお
いては、誘電体層５６の機能として放射素子４６と放射
素子５０の間の電磁結合強度を高める機能しか説明しな
かったが、誘電体層５６には、他に、レドームとしての
機能もある。すなわち、放射素子４６及び５０を含むア
ンテナ装置の内部構造を周囲の環境、例えば雨、風、温
度、湿度、埃等から防ぐ機能も有している。このように
誘電体層５６とレドームとを兼用することにより、装置
構成はよりコンパクトになる。
【００３８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の第１の構
成によれば、第１誘電体層の厚さを放射すべき信号の波
長に比べ十分に薄くしたため、コーナーや変成器構造等
の部位で給電線に伝搬モード不連続点が生じたとして
も、給電線からは問題となるような不要放射は生じな
い。従って、給電損が小さくなると共に、給電線からの
不要放射を防ぐための金属遮蔽板が不要になる。すなわ
ち、本構成においては、従来に比べ低損失で、部品点数
が少なく、かつ安価なアンテナ装置が得られる。
成によれば、第１誘電体層の厚さを放射すべき信号の波
長に比べ十分に薄くしたため、コーナーや変成器構造等
の部位で給電線に伝搬モード不連続点が生じたとして
も、給電線からは問題となるような不要放射は生じな
い。従って、給電損が小さくなると共に、給電線からの
不要放射を防ぐための金属遮蔽板が不要になる。すなわ
ち、本構成においては、従来に比べ低損失で、部品点数
が少なく、かつ安価なアンテナ装置が得られる。
【００３９】また、本発明の第２の構成によれば、導体
層の表側の面に凹部を配置かつ形成することにより第１
放射素子と導体層の表側の面との距離を拡大したため、
より広い周波数帯域にてインピーダンス整合できる。そ
の際、第１誘電体層を厚くする必要もない。本発明の第
３の構成によれば、凹部を第１放射素子より大きくし第
１放射素子の端部からの電気力線をも凹部に集めるよう
にしたため、第２の構成に係る効果がより顕著になる。
また、本発明の第４の構成によれば、凹部の内部に誘電
体片を配置するようにしたため、凹部近傍の構造を誘電
体片にて好適に維持することができる。さらに、本発明
の第５の構成によれば、発泡誘電体から形成された誘電
体片を用いているため、損失の増大は生じにくい。
層の表側の面に凹部を配置かつ形成することにより第１
放射素子と導体層の表側の面との距離を拡大したため、
より広い周波数帯域にてインピーダンス整合できる。そ
の際、第１誘電体層を厚くする必要もない。本発明の第
３の構成によれば、凹部を第１放射素子より大きくし第
１放射素子の端部からの電気力線をも凹部に集めるよう
にしたため、第２の構成に係る効果がより顕著になる。
また、本発明の第４の構成によれば、凹部の内部に誘電
体片を配置するようにしたため、凹部近傍の構造を誘電
体片にて好適に維持することができる。さらに、本発明
の第５の構成によれば、発泡誘電体から形成された誘電
体片を用いているため、損失の増大は生じにくい。
【００４０】本発明の第６の構成によれば、第２誘電体
層の表側の面に第３誘電体層を配置するようにしたた
め、第１放射素子から発せられる電気力線をより多く第
２放射素子側に誘導することができ、第１放射素子と第
２放射素子の電磁結合を強めることができる。従って、
より広い周波数帯域でインピーダンス整合可能になる。
その際、第１誘電体層を厚くする必要はないから、第１
の構成における作用も引き続き得られ、加えて、第２の
構成のように凹部を設ける必要がないから、導体層を第
２の構成に比べ薄くでき、装置をより小形化できる。本
発明の第７の構成によれば、第３誘電体層の誘電率を第
１及び第２誘電体層より高くしたため、第１放射素子と
第２放射素子の電磁結合をさらに強め、より広い周波数
帯域でインピーダンス整合可能になる。本発明の第８の
構成によれば、第３誘電体層とレドームを兼用するよう
にしたため、装置をコンパクトにすることができる。本
発明の第９の構成によれば、固定部材により第３誘電体
層を導体層に固定するようにしたため、各誘電体層や導
体層を強力にかつ一体に保持できる。そして、本発明の
第１０の構成によれば、第１及び第２誘電体層を貫通す
る柱状部材を設け、固定部材によりこの柱状部材の先端
部を導体層に固定するようにしたため、装置の中央近傍
においても各誘電体層や導体層を強力にかつ一体に保持
できる。これにより、製造の際の工作精度の改善や、よ
り安定な特性を有する装置の製造が可能になる。
層の表側の面に第３誘電体層を配置するようにしたた
め、第１放射素子から発せられる電気力線をより多く第
２放射素子側に誘導することができ、第１放射素子と第
２放射素子の電磁結合を強めることができる。従って、
より広い周波数帯域でインピーダンス整合可能になる。
その際、第１誘電体層を厚くする必要はないから、第１
の構成における作用も引き続き得られ、加えて、第２の
構成のように凹部を設ける必要がないから、導体層を第
２の構成に比べ薄くでき、装置をより小形化できる。本
発明の第７の構成によれば、第３誘電体層の誘電率を第
１及び第２誘電体層より高くしたため、第１放射素子と
第２放射素子の電磁結合をさらに強め、より広い周波数
帯域でインピーダンス整合可能になる。本発明の第８の
構成によれば、第３誘電体層とレドームを兼用するよう
にしたため、装置をコンパクトにすることができる。本
発明の第９の構成によれば、固定部材により第３誘電体
層を導体層に固定するようにしたため、各誘電体層や導
体層を強力にかつ一体に保持できる。そして、本発明の
第１０の構成によれば、第１及び第２誘電体層を貫通す
る柱状部材を設け、固定部材によりこの柱状部材の先端
部を導体層に固定するようにしたため、装置の中央近傍
においても各誘電体層や導体層を強力にかつ一体に保持
できる。これにより、製造の際の工作精度の改善や、よ
り安定な特性を有する装置の製造が可能になる。
【００４１】本発明の第１１の構成によれば、第１誘電
体層の厚みを波長の１％以下としたため、比較的長波長
のマイクロ波の送信又は受信に適するアンテナ装置を実
現できる。本発明の第１２及び第１３の構成によれば、
一方では放射素子をフィルム上に形成し他方では誘電体
基板にて厚み方向素子間隔の保持を図るようにしたた
め、素子の形状・寸法の設計と、厚み方向素子間隔及び
誘電率の設計とを、分離でき、装置設計の自由度が向上
する。本発明の第１４の構成によれば、第１又は第２誘
電体基板を発泡誘電体にて形成したため、給電損の低減
や放射放射効率の向上を実現できる。
体層の厚みを波長の１％以下としたため、比較的長波長
のマイクロ波の送信又は受信に適するアンテナ装置を実
現できる。本発明の第１２及び第１３の構成によれば、
一方では放射素子をフィルム上に形成し他方では誘電体
基板にて厚み方向素子間隔の保持を図るようにしたた
め、素子の形状・寸法の設計と、厚み方向素子間隔及び
誘電率の設計とを、分離でき、装置設計の自由度が向上
する。本発明の第１４の構成によれば、第１又は第２誘
電体基板を発泡誘電体にて形成したため、給電損の低減
や放射放射効率の向上を実現できる。
【００４２】本発明の第１５の構成によれば、放射すべ
き波長に比べ十分に薄い第１誘電体基板を利用して積層
構造を製造するようにしたため、本発明の第１の構成に
係るアンテナ装置を好適に製造できる。本発明の第１６
の構成によれば、第１又は第２誘電体基板の厚みをＶＳ
ＷＲ又は反射損失の周波数特性に従い決定するようにし
たため、本発明の第１の構成に係るアンテナ装置を好適
に設計できる。本発明の第１７の構成によれば、第１誘
電体基板の厚み及び凹部の寸法をＶＳＷＲ又は反射損失
の周波数特性に従い決定するようにしたため、本発明の
第２の構成に係るアンテナ装置を好適に設計できる。本
発明の第１８の構成によれば、第３誘電体層の誘電率を
ＶＳＷＲ又は反射損失の周波数特性に従い決定するよう
にしたため、本発明の第６の構成に係るアンテナ装置を
好適に設計できる。
き波長に比べ十分に薄い第１誘電体基板を利用して積層
構造を製造するようにしたため、本発明の第１の構成に
係るアンテナ装置を好適に製造できる。本発明の第１６
の構成によれば、第１又は第２誘電体基板の厚みをＶＳ
ＷＲ又は反射損失の周波数特性に従い決定するようにし
たため、本発明の第１の構成に係るアンテナ装置を好適
に設計できる。本発明の第１７の構成によれば、第１誘
電体基板の厚み及び凹部の寸法をＶＳＷＲ又は反射損失
の周波数特性に従い決定するようにしたため、本発明の
第２の構成に係るアンテナ装置を好適に設計できる。本
発明の第１８の構成によれば、第３誘電体層の誘電率を
ＶＳＷＲ又は反射損失の周波数特性に従い決定するよう
にしたため、本発明の第６の構成に係るアンテナ装置を
好適に設計できる。
【図１】 本発明の実施形態１に係るアンテナ装置の構
成を示す分解斜視図である。
成を示す分解斜視図である。
【図２】 本発明の実施形態１に係るアンテナ装置を図
１中のＡＡ´線に沿って切断して得られる端面を示す図
である。
１中のＡＡ´線に沿って切断して得られる端面を示す図
である。
【図３】 マイクロストリップ給電線路の一例を示す断
面図である。
面図である。
【図４】 ストレートラインのマイクロストリップを示
す平面図である。
す平面図である。
【図５】 クランク付ラインのマイクロストリップを示
す平面図である。
す平面図である。
【図６】 図４に示されるマイクロストリップの伝送損
失を０．０５ＧＨｚから１０．０５ＧＨｚに亘り測定し
た結果を示す図である。
失を０．０５ＧＨｚから１０．０５ＧＨｚに亘り測定し
た結果を示す図である。
【図７】 図５に示されるマイクロストリップの伝送損
失を０．０５ＧＨｚから１０．０５ＧＨｚに亘り測定し
た結果を示す図である。
失を０．０５ＧＨｚから１０．０５ＧＨｚに亘り測定し
た結果を示す図である。
【図８】 本発明に係るアンテナ装置の入力インピーダ
ンスの特性を設計する手順を説明するためのスミスチャ
ートである。
ンスの特性を設計する手順を説明するためのスミスチャ
ートである。
【図９】 本発明に係るアンテナ装置の入力インピーダ
ンスの特性を設計する手順を説明するためのスミスチャ
ートである。
ンスの特性を設計する手順を説明するためのスミスチャ
ートである。
【図１０】 本発明に係るアンテナ装置の入力インピー
ダンスの特性を設計する手順を説明するためのスミスチ
ャートである。
ダンスの特性を設計する手順を説明するためのスミスチ
ャートである。
【図１１】本発明の実施形態２に係るアンテナ装置の構
成を示す分解斜視図である。
成を示す分解斜視図である。
【図１２】 本発明の実施形態２に係るアンテナ装置を
図１１中のＢＢ´線に沿って切断して得られる端面を示
す図である。
図１１中のＢＢ´線に沿って切断して得られる端面を示
す図である。
【図１３】 実施形態２における電気力線の分布を示す
べく誘電体層を省略して描いた端面図である。
べく誘電体層を省略して描いた端面図である。
【図１４】 本発明の実施形態３に係るアンテナ装置の
構成を示す分解斜視図である。
構成を示す分解斜視図である。
【図１５】 本発明の実施形態３に係るアンテナ装置を
図１４中のＣＣ´線に沿って切断して得られる端面を示
す図である。
図１４中のＣＣ´線に沿って切断して得られる端面を示
す図である。
【図１６】 本発明の実施形態４に係るアンテナ装置の
構成を示す分解斜視図である。
構成を示す分解斜視図である。
【図１７】 本発明の実施形態４に係るアンテナ装置を
図１６中のＤＤ´線に沿って切断して得られる端面を示
す図である。
図１６中のＤＤ´線に沿って切断して得られる端面を示
す図である。
【図１８】 本発明の実施形態５に係るアンテナ装置の
構成を示す分解斜視図である。
構成を示す分解斜視図である。
【図１９】 本発明の実施形態５に係るアンテナ装置を
図１８中のＥＥ´線に沿って切断して得られる端面を示
す図である。
図１８中のＥＥ´線に沿って切断して得られる端面を示
す図である。
【図２０】 本発明の実施形態６に係るアンテナ装置の
構成を示し、誘電体柱を通り給電線を通らない線にて切
断した場合の切断端面図である。
構成を示し、誘電体柱を通り給電線を通らない線にて切
断した場合の切断端面図である。
【図２１】 本発明の実施形態７に係るアンテナ装置の
構成を示す分解斜視図である。
構成を示す分解斜視図である。
【図２２】 本発明の実施形態７に係るアンテナ装置を
図２１中のＦＦ´線に沿って切断して得られる端面を示
す図である。
図２１中のＦＦ´線に沿って切断して得られる端面を示
す図である。
【図２３】 従来におけるアンテナ装置の構成を示す上
面図である。
面図である。
【図２４】 従来におけるアンテナ装置の構成を図２３
中のＧＧ´線に沿って切断した端面にて表す切断端面図
である。
中のＧＧ´線に沿って切断した端面にて表す切断端面図
である。
３６ 導体平板、３８，４２，５６ 誘電体層、４０，
４４ 誘電体フィルム、４６，５０ 放射素子、４８
給電線、５２ 凹部、５４ 誘電体片、５８誘電体柱、
６０ ねじ。
４４ 誘電体フィルム、４６，５０ 放射素子、４８
給電線、５２ 凹部、５４ 誘電体片、５８誘電体柱、
６０ ねじ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小西 善彦 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 中原 新太郎 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内
Claims (18)
- 【請求項１】 表裏両面を有する導体層と、 上記導体層の表側の面に配置され表裏両面を有する第１
誘電体層と、 上記第１誘電体層の表側の面に配置され表裏両面を有す
る第２誘電体層と、 その中心同士が上記第２誘電体層を介し重なり合うよ
う、それぞれ上記第１又は第２誘電体層の表側の面に配
置された第１及び第２放射素子と、 上記第１誘電体層の表側の面に配置され上記第１放射素
子に係る給電に使用される給電線と、 を備え、上記第１誘電体層の厚さが、放射すべき信号の
波長に比べ薄いことを特徴とするアンテナ装置。 - 【請求項２】 請求項１記載のアンテナ装置において、 上記導体層が、上記第１誘電体層を介して上記第１放射
素子と重なり合うよう、その表側の面に配置かつ形成さ
れた凹部を有することを特徴とするアンテナ装置。 - 【請求項３】 請求項２記載のアンテナ装置において、 上記凹部が、上記第１放射素子より大きく、かつ当該第
１放射素子の全体と重なり合うよう配置かつ形成された
ことを特徴とするアンテナ装置。 - 【請求項４】 請求項２又は３記載のアンテナ装置にお
いて、 上記凹部の内部に配置された誘電体片を備えることを特
徴とするアンテナ装置。 - 【請求項５】 請求項４記載のアンテナ装置において、 上記誘電体片が発泡誘電体から形成されたことを特徴と
するアンテナ装置。 - 【請求項６】 請求項１乃至５記載のアンテナ装置にお
いて、 上記第２誘電体層の表側の面に配置された第３誘電体層
を備えることを特徴とするアンテナ装置。 - 【請求項７】 請求項６記載のアンテナ装置において、 上記第３誘電体層の誘電率が、上記第１及び第２誘電体
層より高いことを特徴とするアンテナ装置。 - 【請求項８】 請求項６又は７記載のアンテナ装置にお
いて、 上記第３誘電体層を、少なくとも上記第１及び第２放射
素子を環境的に保護するレドームとして使用することを
特徴とするアンテナ装置。 - 【請求項９】 請求項６乃至８記載のアンテナ装置にお
いて、 上記第３誘電体層を上記導体層に固定する固定部材を備
えることを特徴とするアンテナ装置。 - 【請求項１０】 請求項９記載のアンテナ装置におい
て、 上記第３誘電体層と一体に形成され上記第１及び第２誘
電体層を貫通して上記導体層に至る柱状部材を備え、 上記固定部材が、上記柱状部材の先端部を上記導体層に
固定することを特徴とするアンテナ装置。 - 【請求項１１】 請求項１乃至１０記載のアンテナ装置
において、 上記第１誘電体層の厚みが、放射すべき波長の１％以下
であることを特徴とするアンテナ装置。 - 【請求項１２】 請求項１乃至１１記載のアンテナ装置
において、 上記第１誘電体層が、その表面に上記第１放射素子及び
上記給電線が形成された第１誘電体フィルムと、上記導
体層と上記第１放射素子の間隔を保持するための厚みを
有する第１誘電体基板と、を積層した構造を有すること
を特徴とするアンテナ装置。 - 【請求項１３】 請求項１乃至１２記載のアンテナ装置
において、 上記第２誘電体層が、その表面に上記第２放射素子が形
成された第２誘電体フィルムと、上記第１放射素子と上
記第２放射素子の間隔を保持するための厚みを有する第
２誘電体基板と、を積層した構造を有することを特徴と
するアンテナ装置。 - 【請求項１４】 請求項１２又は１３記載のアンテナ装
置において、 上記第１又は第２誘電体基板が、発泡誘電体から形成さ
れた基板であることを特徴とするアンテナ装置。 - 【請求項１５】 導体板、放射すべき波長に比べ薄くか
つ均一な厚みを有する第１誘電体基板、上記第１誘電体
基板より小さな厚みを有する第１誘電体フィルム、均一
な厚みを有する第２誘電体基板、並びに上記第２誘電体
基板のより小さな厚みを有する第２誘電体フィルムを準
備するステップと、 上記第１誘電体フィルムの表面に、第１放射素子及びこ
れに給電するための給電線を形成するステップと、 上記第２誘電体フィルムの表面に、第２放射素子を形成
するステップと、 上記各ステップを実行した後、上記導体板と上記第１放
射素子の間隔が上記第１誘電体基板により、当該第１放
射素子と上記第２放射素子の間隔が上記第２誘電体基板
により、それぞれ保持されるよう、かつ当該第１及び第
２放射素子の中心同士が当該第２誘電体基板を介し重な
り合うよう、当該導体板、当該第１誘電体基板、上記第
１誘電体フィルム、当該第２誘電体基板及び上記第２誘
電体フィルムを順に積層するステップと、 を有し、給電を受ける上記第１放射素子及び給電を受け
ない上記第２放射素子を備えたアンテナ装置を製造する
ことを特徴とする製造方法。 - 【請求項１６】 請求項１記載のアンテナ装置を設計す
る際実行する設計方法において、 放射すべき周波数帯域における電圧定在波比又は反射損
失の周波数特性がスミスチャート上でループを描きかつ
このループがスミスチャートの中心を取り巻くよう、上
記第１及び第２放射素子の寸法又は間隔を決定するステ
ップと、 放射すべき周波数帯域における電圧定在波比又は反射損
失が上記ループ上に属することとなるよう、上記第１又
は第２誘電体層の厚みを決定するステップと、 を有することを特徴とする設計方法。 - 【請求項１７】 請求項２記載のアンテナ装置を設計す
る際実行する設計方法において、 放射すべき周波数帯域における電圧定在波比又は反射損
失の周波数特性がスミスチャート上でループを描きかつ
このループがスミスチャートの中心を取り巻くよう、上
記第１及び第２放射素子の寸法又は間隔を決定するステ
ップと、 放射すべき周波数帯域における電圧定在波比又は反射損
失が上記ループ上に属することとなるよう、上記第１誘
電体層の厚み及び上記凹部の寸法を決定するステップ
と、 を有することを特徴とする設計方法。 - 【請求項１８】 請求項６記載のアンテナ装置を設計す
る際実行する設計方法において、 放射すべき周波数帯域における電圧定在波比又は反射損
失の周波数特性がスミスチャート上でループを描きかつ
このループがスミスチャートの中心を取り巻くよう、上
記第１及び第２放射素子の寸法又は間隔を決定するステ
ップと、 放射すべき周波数帯域における電圧定在波比又は反射損
失が上記ループ上に属することとなるよう、上記第３誘
電体層の誘電率を決定するステップと、 を有することを特徴とする設計方法。
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