JPH09172319A

JPH09172319A - 円偏波マイクロストリップラインアンテナ及び給電装置

Info

Publication number: JPH09172319A
Application number: JP7330709A
Authority: JP
Inventors: Hisamatsu Nakano; 久松中野; Kazuo Kobayashi; 一夫小林
Original assignee: Mitsumi Electric Co Ltd
Current assignee: Mitsumi Electric Co Ltd
Priority date: 1995-12-19
Filing date: 1995-12-19
Publication date: 1997-06-30

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】１個のアンテナで左旋右旋両円偏波を送受信
できる。【解決手段】金属ベース４上に誘電シート３を敷設
し、誘電シート３上にフレキシブルフィルム２を敷設す
る。そして、フレキシブルフィルム２表面左右方向にマ
イクロストリップライン５を形成する。また、金属ベー
ス４の左右端部下方に夫々矩形導波管８を配設するとと
もに、矩形導波管８上面に孔９を開穿し、更に金属ベー
ス４に於ける前記孔９に対峙する位置に孔１０を開穿
し、これらの孔９，１０に逆Ｌ字形の給電ピン１１を挿
通する。更に、矩形導波管８の下面にプローブ２１を配
設し、左右のプローブ２１と送信機１６又は受信機１７
とを夫々同軸ケーブル１８にて接続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は円偏波マイクロス
トリップラインアンテナ及び給電装置に関するものであ
り、特に、衛星放送及び衛星通信の送受信に用いられる
円偏波マイクロストリップラインアンテナ及び給電装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】此種円偏波マイクロストリップラインア
ンテナは基板表面にマイクロストリップラインがパター
ニングされており、該基板の裏面には全面グランドプレ
ーンが形成されている。個々のマイクロストリップライ
ンは方形波等の一定周期波形状に折曲され、それらが複
数本適宜な間隔にて並設されることによりアンテナアレ
ーを構成している。そして、該マイクロストリップライ
ンの一端には給電装置が設けられ、他端には整合負荷が
設けられている。

【０００３】ここで、前記給電装置には通常同軸ケーブ
ルが用いられている。この同軸ケーブルの中心導体は前
記基板端縁に沿って開穿された孔に下方から挿通され、
その先端と前記マイクロストリップラインの一端とがハ
ンダ付けされる。また、該同軸ケーブルの外管導体は基
板裏面のグランドプレーンに接合している。

【０００４】而して、斯かる円偏波マイクロストリップ
ラインアンテナにて送信を行う場合には、前記同軸ケー
ブルより一定周波数（例えば１２GHz ）帯域の高周波電
流を供給する。この高周波電流は前記マイクロストリッ
プラインに乗ることにより周期的に進行方向が折曲され
る。そして、この高周波電流の時間的空間的正弦波とマ
イクロストリップラインの空間形状との相互作用によっ
て、該円偏波マイクロストリップラインアンテナが左旋
円偏波用アンテナであれば左旋円偏波が、右旋円偏波用
アンテナであれば右旋円偏波が放射されるように構成さ
れている。

【０００５】アンテナは同一構成により送信受信の何れ
にも使用することができるので、当然に前記送信に用い
た円偏波マイクロストリップラインアンテナにて、前記
放射された円偏波と同一特性の円偏波を受信することが
できる。即ち、該円偏波マイクロストリップラインアン
テナが左旋円偏波用アンテナであれば左旋円偏波を受信
することができ、一方、該円偏波マイクロストリップラ
インアンテナが右旋円偏波用アンテナであれば右旋円偏
波を受信することができる。そして、受信された左旋円
偏波又は右旋円偏波は前記同軸ケーブルを介して受信機
へ入力される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】円偏波マイクロストリ
ップラインアンテナと給電装置との接続工程に於いて、
同軸ケーブルの先端とマイクロストリップラインの端部
とをハンダ付けする作業は極めて面倒であり、アレー本
数が多くなれば多くなるほどハンダ付け部分が増えて非
効率的になる。

【０００７】また、従来は左旋円偏波又は右旋円偏波の
何れか一方のみを送受信する構成であったため、両方送
受信できるようにするには、左旋円偏波用のマイクロス
トリップラインアンテナと右旋円偏波用のマイクロスト
リップラインアンテナとの２個のアンテナを用意して夫
々給電装置に接続する必要があり、全体として大型化を
免れ得ず、組立設置作業も煩雑になる。

【０００８】そこで、円偏波マイクロストリップライン
アンテナと給電装置との接続構成や給電装置の構成を簡
素化することにより、組立作業の効率化を図ると同時
に、１個の円偏波マイクロストリップラインアンテナで
左旋右旋両円偏波を送受信できるようにして、円偏波マ
イクロストリップラインアンテナの利便性を向上させる
ために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本
発明は該課題を解決することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために提案されたものであり、基板表面に方形波等
の一定周期波形状に折曲したマイクロストリップライン
を形成し、且つ、基板裏面にグランドプレーンを形成す
るとともに、前記マイクロストリップラインの左右両端
に給電部を設け、送受信の際は前記左右両給電部のうち
何れか一方を給電点とすることにより、左旋右旋両円偏
波を送受信できるようにした円偏波マイクロストリップ
ラインアンテナ及び給電装置を提供するものである。

【００１０】また、斯かる円偏波マイクロストリップラ
インアンテナ及び給電装置に於いて、金属板上に誘電シ
ートを敷設し、且つ、該誘電シート上にフレキシブルフ
ィルムを敷設し、更に、該フレキシブルフィルム表面に
マイクロストリップラインを形成することにより前記基
板を構成し、且つ、前記給電部を逆Ｌ字形に形成して、
該給電部上端の水平部分を前記フレキシブルフィルムと
前記誘電シートとの間に介装し、且つ、該水平部分と前
記マイクロストリップラインの端部とを平行に対向させ
た円偏波マイクロストリップラインアンテナ及び給電装
置、並びに矩形導波管の上面に孔を開穿し、該孔を介し
て給電ピンを前記矩形導波管内腔に所定量垂下し、且
つ、該矩形導波管内腔下面の所定位置にプローブを突出
した給電装置、及び周側面が平面視放物線形状をした放
物面と該放物線の弦を構成する弦面とから成るパラボラ
導波管を左右２個対向して配設するとともに、該パラボ
ラ導波管の上面且つ前記弦面近傍に孔を開穿し、該孔を
介して給電ピンを前記パラボラ導波管内腔に所定量垂下
し、且つ、該パラボラ導波管内腔下面であって前記放物
線の焦点にプローブを突出した給電装置を提供するもの
である。

【００１１】更に、金属板上に誘電シートを敷設し、且
つ、該誘電シート上にフレキシブルフィルムを敷設し、
更に、該フレキシブルフィルム表面にマイクロストリッ
プラインを形成することにより前記基板を構成し、且
つ、該基板の左右両端下方に夫々矩形導波管を配設し、
該矩形導波管上面にスリットを開設するとともに、前記
フレキシブルフィルムの左右両端を下方へ折曲して前記
スリットに挿通することにより、前記マイクロストリッ
プラインの端部を前記矩形導波管内腔に所定量垂下し、
且つ、該矩形導波管内腔下面の所定位置にプローブを突
出した円偏波マイクロストリップラインアンテナ及び給
電装置、及び金属板上に誘電シートを敷設し、且つ、該
誘電シート上にフレキシブルフィルムを敷設し、更に、
該フレキシブルフィルム表面にマイクロストリップライ
ンを形成することにより前記基板を構成し、且つ、該基
板の下方に周側面が平面視放物線形状をした放物面と該
放物線の弦を構成する弦面とから成るパラボラ導波管を
左右２個対向して配設し、該パラボラ導波管の上面且つ
前記弦面近傍にスリットを開設するとともに、前記フレ
キシブルフィルムの左右両端を下方へ折曲して前記スリ
ットに挿通することにより、前記マイクロストリップラ
インの端部を前記パラボラ導波管内腔に所定量垂下し、
且つ、該パラボラ導波管内腔下面であって前記放物線の
焦点にプローブを突出した円偏波マイクロストリップラ
インアンテナ及び給電装置を提供するものである。

【００１２】更にまた、パラボラ導波管を構成要素とす
る前記二通りの給電装置に於いて、夫々前記弦に固設さ
れ、且つ、周縁部が前記放物面から所定量離間した仕切
板を前記パラボラ導波管の内腔に介装した給電装置を提
供するものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に従って詳述する。先ず、図１及び図２に従って請求項
１乃至３記載の発明の実施の形態を説明する。両図に於
いて符号１は円偏波マイクロストリップラインアンテナ
を構成する基板であり、該基板１は上からフレキシブル
フィルム２、誘電シート３、金属ベース４の三層より成
っている。フレキシブルフィルム２はエポキシ樹脂等の
合成樹脂で可撓性薄板状に形成されており、その表面に
はマイクロストリップライン５が導電箔のエッチング処
理や導電ペーストのスクリーン印刷にてパターニングさ
れている。また、誘電シート３は発泡スポンジ等、誘電
率が空気に極めて近い誘電体で形成されている。更に、
金属ベース４は基板１の裏面全面を被覆するグランドプ
レーンとしての機能に併せて、前記フレキシブルフィル
ム２及び誘電シート３が極めて軟質であるのでそれを補
強して平面状に保持するという支持部材としての役割を
も有している。

【００１４】また、前記マイクロストリップライン５は
一本一本がフレキシブルフィルム２の左右方向に沿って
形成されており、これらがフレキシブルフィルム２の前
後方向に１０本所定間隔毎に並設されることにより、ア
ンテナアレーを構成している。更に、個々のマイクロス
トリップライン５は二本のアーム６，７にて構成され、
これらのアーム６，７は互いに同一の方形波形状に折曲
されるとともに、アーム６に対してアーム７は１８０度
位相がずれた位置関係になるように形成されている。こ
こで、該アーム６，７の形状寸法は後述する如く、所定
周波数（本発明の実施の形態に於いてはｆ＝１２GHz と
する）帯域の高周波電流によって円偏波を放射するよう
に厳密に設定されている。

【００１５】而して、基板１の左右両端下方には前後方
向に矩形導波管８，８が配設されている。尚、本発明の
実施の形態に於いてはこの矩形導波管８，８としてＴＥ
₁₀基本モードを伝送するＷＲＪ−１２０（日本電子機械
工業会規格）型の規格品を用いている。該矩形導波管
８，８の上面には夫々左右中間位置に管軸方向に沿って
一定間隔毎に１０個の孔９，９…が開穿されるととも
に、これらの孔９，９…は夫々前記マイクロストリップ
ライン５の左右端と一対一に対峙するように形成されて
いる。

【００１６】また、前記金属ベース４に於けるこれらの
孔９，９…に対峙する位置には、同様に孔１０，１０…
が開穿されている。そして、これらの孔９，９…及び孔
１０，１０…には夫々給電部を構成する逆Ｌ字形の給電
ピン１１の垂直部分１２が挿通されている。この逆Ｌ字
形の給電ピン１１は前記金属ベース４上に前記誘電シー
ト３を敷設した後であって、該誘電シート３上に前記フ
レキシブルフィルム２を敷設する前に該誘電シート３上
面から前記孔９，９…及び孔１０，１０…に挿通する。
この時、誘電シート３は前述した如く発泡スポンジ等で
形成されているので、別途孔を開穿しなくても前記給電
ピン１１を貫通させることができる。また、前記給電ピ
ン１１の水平部分１３は基板１の左右内側を向くように
する。斯くして、前記フレキシブルフィルム２を敷設す
れば、その表面のマイクロストリップライン５の端部５
ａと前記水平部分１３とが誘電体であるフレキシブルフ
ィルム２を介して平行に対向することになる。また、前
記給電ピン１１と前記孔９及び１０との空隙には誘電体
スペーサ１４が装填される。

【００１７】ここで、前記マイクロストリップライン５
の端部５ａ及び前記給電ピン１１の水平部分１３の長さ
Ｌ₁は、送受信しようとする電波に対して両者が相互に
電磁結合できるように設定されている。具体的には、送
受信しようとする電波が前記マイクロストリップライン
５を伝播する時の線路波長をλｇ₁とすれば、Ｌ₁＝λ
ｇ₁／４とするのが好ましい。尚、本発明の実施の形態
に於いては、基板１の誘電率εは１に極めて近いため、
送受信しようとする電波の自由空間波長をλ₀とすれ
ば、λｇ₁≒λ₀となり、従ってＬ₁≒λ₀／４とな
る。

【００１８】また、前記矩形導波管８の下面中央には孔
１５が開穿されるとともに、該孔１５には送信機１６
（又は受信機１７）から延出された同軸ケーブル１８の
外管導体１９が嵌着され、該同軸ケーブル１８の中心導
体２０が前記矩形導波管８の内腔へ突出することによ
り、プローブ２１を形成している。斯くして、矩形導波
管８を介して前記給電ピン１１とプローブ２１とが電磁
的に橋絡し、給電装置が構成される。

【００１９】尚、具体的図示は省略するが、前記給電ピ
ン１１の垂直部分１２のうち、前記矩形導波管８の内腔
上面から垂下されている部分１２ａの長さＬ₂は、矩形
導波管８の中心近くに配設されたものほど短く、前後端
部へ至るにしたがって長くなっている。この理由を送信
の場合で説明すれば、前記プローブ２１から前記矩形導
波管８内腔に放射された電波は、該内腔を前後端部へ向
かって伝播するにしたがって減衰していくため、全ての
給電ピン１１の垂下部分１２ａの長さＬ₂を同一にして
しまうと、前記プローブ２１から遠方にある給電ピン１
１ほど受け取るエネルギーが小さくなる。これでは前記
マイクロストリップライン５へ供給される電流の振幅
が、基板１の前後中央に近いものほど大きく、基板１の
前後端へ至るほど小さくなり、アンテナアレーの特性が
悪くなる。そこで、全ての給電ピン１１について受け取
るエネルギーを一致させるように、垂下部分１２ａの長
さＬ ₂を前述の如く調節して矩形導波管８の伝送損失を
補っているのである。

【００２０】また、前記給電ピン１１の隣接するもの同
士の間隔Ｌ₃即ち、前記マイクロストリップライン５の
隣接するもの同士の間隔は、前記矩形導波管８に於ける
管内波長λｇ₂に等しくなるように設定されている。こ
れは給電ピン１１が配設された位置の管内位相を全ての
給電ピン１１について一致させる必要があるからであ
る。これにより全ての給電ピン１１が同一位相同一振幅
の電流をマイクロストリップライン５へ供給することが
できる。

【００２１】而して、前記送信機１６（又は受信機１
７）には、左右の同軸ケーブル１８のうち何れか一方を
選択して導通し、他方を切離する機能が搭載されてい
る。従って送信の場合であれば、送信機１６により左側
の同軸ケーブル１８が選択されたとすると、該送信機１
６から発振した高周波電流はこの左側の同軸ケーブル１
８を介してその先端のプローブ２１に導入され、これに
より左側の矩形導波管８が励振し、そのエネルギーは該
矩形導波管８上面の給電ピン１１、即ち、基板１の左端
に沿って配設された給電ピン１１へ伝播する。更にこの
エネルギーは電磁結合によって該給電ピン１１の水平部
分１３からその直上のマイクロストリップライン５に於
ける左側の端部５ａへ伝播する。斯くして、この左側の
端部５ａからマイクロストリップライン５へ高周波電流
が供給される。このように左側の給電ピン１１が給電点
として作用する場合を以下「左側給電点」と呼ぶことに
する。

【００２２】而して、斯かる左側給電点の場合には、前
記高周波電流の時間的空間的正弦波とマイクロストリッ
プライン５の空間的方形波形状との相互作用により右旋
円偏波が放射されることになる。この右旋円偏波放射の
過程を図３及び図４に従って概説する。

【００２３】図３（ａ）に示す如く、基板１表面を原点
とし該基板１の法線方向にＺ軸（紙面手前方向をプラス
方向とする）をとり、また、該基板１の左右方向にＸ軸
（右方向をプラス方向とする）、前後方向にＹ軸（前方
向（紙面上方向）をプラス方向とする）をとる。従っ
て、マイクロストリップライン５のアーム６，７に於け
る各辺にはＸ軸に平行な辺（長さａの辺及び長さｃの
辺）とＹ軸に平行な辺（長さｂの辺）とがある。そして
前記高周波電流はこのアーム６，７に乗って流れるの
で、該高周波電流の向きにはＸ軸のプラス及びマイナス
方向とＹ軸のプラス及びマイナス方向とがあることにな
る。

【００２４】ところで、此種のマイクロストリップライ
ンアンテナに於いては、マイクロストリップライン上の
高周波電流の向きを同じ向きで、且つ該高周波電流の大
きさに比例した大きさの電界を有する電磁波が、基板表
面の法線方向へ放射される。（但し、これは理想的な場
合であって実際には多少のサイドローブがある。）故
に、前記基板１から放射される電磁波の電界ＥはＸ軸方
向へ振動する成分Ｅ_XとＹ軸方向へ振動する成分Ｅ_Yと
を有し、Ｚ軸のプラス方向へ伝播していく。また電界成
分Ｅ_Xは長さａの辺及び長さｃの辺を流れる高周波電流
に起因するものであり、電界成分Ｅ_Yは長さｂの辺を流
れる高周波電流に起因するものである。

【００２５】而して、これら各辺の長さａ，ｂ，ｃは前
記高周波電流の線路波長λｇ₁に対して一定の相関関係
を有している。即ち、この「一定の相関関係」の結果と
して、長さａ及びｃの辺を流れる高周波電流の作用によ
りＺ軸（プラス方向）上の任意の点に作られる電界成分
Ｅ_Xは、ある時刻をゼロとして図３（ｂ）に示す振動波
形を描くように構成されており、且つ、長さｂの辺を流
れる高周波電流の作用により前記任意の点に作られる電
界成分Ｅ_Yは、前記ある時刻と同時刻をゼロとして同図
（ｃ）に示す振動波形を描くように構成されている。こ
れらの図面からわかる通り、両電界成分Ｅ_X，Ｅ_Yは共
に前記高周波電流と同周期の正弦波であり、且つ、電界
成分Ｅ_Yの方が電界成分Ｅ_Xよりも４分の１周期（９０
度）だけ早い位相で振動するように構成されている。
尚、前述した「一定の相関関係」は線路波長λｇ₁に対
して一義的ではなく、従来よりａ，ｂ，ｃの具体的寸法
に関する種々の提案がなされ（例えば特公昭６１−４５
４０１等）、円偏波の特性向上が図られているが、これ
らの寸法を特定する事は本発明の要旨ではないので割愛
する。また、同図（ｂ）及び（ｃ）に於いて、電界成分
Ｅ_X又はＥ_Yがプラス側にある時は該電界成分Ｅ_X又は
Ｅ_Yの向きがＸ軸のプラス方向又はＹ軸のプラス方向で
あることを示し、マイナス側にある時は該電界成分Ｅ_X
又はＥ_Yの向きがＸ軸のマイナス方向又はＹ軸のマイナ
ス方向であることを示している。

【００２６】そして、図４は図３（ｂ）及び（ｃ）に基
づいて、前記Ｚ軸上の任意の点に於ける電界成分Ｅ_X及
びＥ_Y（図中中段の列）並びにそれらを合成した電界Ｅ
（図中右端の列）の大きさをその向きも考慮しつつ８分
の１周期にベクトルで示したものである。これからわか
るように、電界Ｅは紙面方向（Ｚ軸のマイナス方向、即
ち、電磁波の進行方向と逆方向）に向かって左回りに前
記高周波電流と同一周期で回転している。円偏波が右旋
円偏波であるか左旋円偏波であるかはその進行方向（Ｚ
軸のプラス方向）を向かった時の電磁界の回転方向によ
り決定されるので、この電磁波は右旋円偏波である。

【００２７】このように左側給電点の場合には右旋円偏
波が放射される。それでは次に給電点を基板１の右端に
配設された給電ピン１１に変更して右側給電点とした場
合について概説することとする。

【００２８】右端の給電ピン１１を給電点にするには前
記送信機１６を右側の同軸ケーブル１８に接続する。こ
れにより右側の矩形導波管８が励振し、前記右端の給電
ピン１１を介してマイクロストリップライン５の右側の
端部５ａから高周波電流が供給されることになる。即
ち、前述した左側給電点の場合に比べるとこの右側給電
点の場合にはＸ軸方向に関して電流の向きが１８０度反
転する。この事は、右側給電点にすれば図３（ｂ）にて
示した電界成分Ｅ_Xが１８０度反転することを意味し、
その結果は図５（ａ）に示す振動波形となる。

【００２９】一方、Ｙ軸方向に関しては長さｂの辺に於
けるプラス方向への流れを形成していた辺（往路）とマ
イナス方向への流れを形成していた辺（復路）とが入れ
替わるだけであるので、これら長さｂの辺が全体として
作り出す電界成分Ｅ_Yは左側給電点の場合と同一であ
り、その振動波形を図５（ｂ）に示す。この図５（ａ）
及び（ｂ）からわかる通り、右側給電点の場合は前述し
た左側給電点の場合とは反対に、電界成分Ｅ_Yは電界成
分Ｅ_Xよりも４分の１周期（９０度）だけ遅い位相で振
動している。

【００３０】そして図６はこの図５に基づいて右側給電
点の場合の８分の１周期毎に電界ベクトル変化を図示し
たものであり、前述した左側給電点の場合に於ける図４
に相当するものである。この図６右端の列に示す通り、
右側給電点の場合にはＺ軸上の任意の点に於ける電界Ｅ
は紙面方向（Ｚ軸のマイナス方向）に向かって右回りに
高周波電流と同一周期で回転している。従って、この電
磁波は左旋円偏波である。

【００３１】斯くして、一枚の基板１に於いて左側給電
点にした場合には右旋円偏波が放射され、右側給電点に
した場合には左旋円偏波が放射される。また、前記送信
機１６を受信機１７に変更すれば、送信の時に放射され
た円偏波と同一特性の円偏波を受信することができるの
で、前記一枚の基板１にて左側給電点の場合には右旋円
偏波を受信することができ、右側給電点の場合には左旋
円偏波を受信することができる。

【００３２】依って、右旋円偏波用のマイクロストリッ
プラインアンテナと左旋円偏波用のマイクロストリップ
ラインアンテナとを二枚組み合わせなければ双方の円偏
波を送受信できなかった従来の不都合が解消され、此種
円偏波マイクロストリップラインアンテナの小型化を図
ることができる。

【００３３】次に図７及び図８に従って請求項４記載の
発明の実施の形態を説明する。尚、説明の都合上、前述
した構成要素と重複する部分に関しては同一符号を付し
てその説明を省略する。この請求項４記載の発明の実施
の形態に於いては、前記矩形導波管８，８に替えてパラ
ボラ導波管２２，２２が基板１の下方に左右対向して配
設されている。該パラボラ導波管２２，２２の周側面は
夫々平面視放物線形状をした放物面２３とこの放物線の
弦を構成する弦面２４とから成り、弦面２４は基板１の
左右端縁に沿って配設され、その内側に前記放物面２３
が基板１の前後中心線に対して対称的に膨出し、その先
端は夫々前記基板１の略中央付近まで達している。

【００３４】また、該パラボラ導波管２２の上面２５に
は前記弦面２４に沿って給電ピン１１を挿通するための
孔９，９…が開穿されている。この孔９，９…と前記弦
面２４との距離Ｌ₄は、給電ピン１１から管内へ放射さ
れる電波の進行方向が基板１の左右方向（Ｘ軸方向）に
対して平行になるように設定されている。従って、これ
らの電波は前記放物面２３によって反射された後、該放
物面２３の平面視形状を構成する放物線の焦点に収束す
ることになる。そして、パラボラ導波管２２の下面２６
に於けるこの焦点位置には孔１５が開穿され、該孔１５
から該パラボラ導波管２２内腔へ向けてプローブ２１が
突出している。斯くして、該プローブ２１と前記給電ピ
ン１１とがパラボラ導波管２２を介して電磁的に橋絡し
ている。

【００３５】ここで、前記焦点は夫々基板１の中央寄り
に位置しているので、左右のプローブ２１，２１は基板
１の中央付近に隣接して配設されることになる。従っ
て、基板１の中央下方に送信機１６（又は受信機１７）
を配置すれば、該送信機１６（又は受信機１７）から直
接プローブ２１，２１を突出することができ、前述した
矩形導波管８のようにプローブ２１と送信機１６（又は
受信機１７）とをつなぐ同軸ケーブル１８は不要であ
る。

【００３６】而して、この送信機１６（又は受信機１
７）にて左右何れかのプローブ２１を選択すれば、その
選択された側のパラボラ導波管２２が励振して当該パラ
ボラ導波管２２に配設された給電ピン１１が給電点とな
り、前述した場合と同様に右旋円偏波又は左旋円偏波を
送受信することができる。

【００３７】ところで、前記矩形導波管８に於いては各
給電ピン１１に於ける電波の位相と振幅を一致させるべ
く、各給電ピン１１の垂下部分１２ａの長さＬ₂及び隣
接する給電ピン１１間の距離（隣接するマイクロストリ
ップライン５間の距離）Ｌ₃を厳格に設定する必要があ
ったが、このパラボラ導波管２２に於いてはそのような
必要はない。即ち、該パラボラ導波管２２に於いては、
給電ピン１１から放射されて放物面２３にて反射されプ
ローブ２１へ到達する管内波の伝播距離は、全ての給電
ピン１１から放射されたものについて同一であるので、
プローブ２１に収束した電波の位相と振幅は必然的に一
致する。従って、パラボラ導波管２２を用いた場合には
給電ピン１１を弦面２４に沿って平行に配置し、且つ、
その垂下部分１２ａの長さＬ₂は全ての給電ピン１１に
ついて同一にすれば良く、マイクロストリップライン５
や給電ピン１１の寸法の自由度が拡大して設計組立が容
易となる。

【００３８】次に、図９及び図１０に従って請求項５記
載の発明の実施の形態について説明する。尚、説明の都
合上前述した構成要素と重複する部分に関しては同一符
号を付してその説明を省略する。この発明の実施の形態
は図１及び図２にて図示した発明の実施の形態と同様に
基板１の左右両端に矩形導波管８，８を配設している
が、前記発明の実施の形態とは異なり、誘電シート３及
び金属ベース４の左右端縁に沿って夫々スリット２７
ａ，２７ｂが開設されるとともに、該スリット２７ａ，
２７ｂに対向する矩形導波管８の上面左右中央には管軸
に沿ってスリット２７ｃが開設されている。

【００３９】また、フレキシブルフィルム２の前後方向
の長さはこれらのスリット２７の長さに略等しくなるよ
うに形成されている。そして、該フレキシブルフィルム
２の左右端部２ａは夫々下方へ折曲されて、前記スリッ
ト２７へ挿入固定されている。

【００４０】従って、このフレキシブルフィルム２の左
右端部２ａの表面に形成されたマイクロストリップライ
ン５の左右端部５ａは、矩形導波管８の内腔へ長さＬ₂
だけ垂下されることになる。尚、この長さＬ₂は前述し
た図１及び図２に於ける給電ピン１１の垂下部分１２ａ
の長さＬ₂と同様に、矩形導波管８の中央近くのものほ
ど短く、前後端部へ至るにしたがって長くなっている。

【００４１】斯くして、本発明の実施の形態に於いては
給電ピンを用いることなくマイクロストリップライン５
の左右端部５ａを直接給電点として左旋右旋両円偏波を
送受信することができる。従って、組立作業がより効率
化される。

【００４２】次に図１１及び図１２に従って請求項６記
載の発明の実施の形態について説明する。尚、説明の都
合上前述した構成要素と重複する部分に関しては同一符
号を付してその説明を省略する。この発明の実施の形態
は図７及び図８にて図示した発明の実施の形態と同様に
基板１の左右にパラボラ導波管２２，２２を対向させて
配設し、且つ、該パラボラ導波管２２の上面２５には前
記図７及び図８にて図示した発明の実施の形態に於ける
孔９に替えて、図９及び図１０にて図示した発明の実施
の形態と同様にスリット２７（２７ａ，２７ｂ，２７
ｃ）を弦面２４に沿って開設してある。そして、該スリ
ット２７にフレキシブルフィルム２の左右端部２ａが下
方へ折曲されて挿通されることにより、マイクロストリ
ップライン５の左右端部５ａがパラボラ導波管２２の内
腔へ所定量垂下されている。

【００４３】斯くして、本発明の実施の形態に於いても
給電ピンを用いることなくマイクロストリップライン５
の左右端部５ａを直接給電点として左旋右旋両円偏波を
送受信することができ、組立作業がより一層効率化され
る。

【００４４】次に図１３乃至図１６に従って請求項７記
載の発明の実施の形態について説明する。これらの図面
のうち図１３及び図１４は図７及び図８にて図示した請
求項４記載の発明に対する改良発明に係わるものであ
り、図１５及び図１６は図１１及び図１２にて図示した
請求項６記載の発明に対する改良発明に係わるものであ
る。

【００４５】これら図１３乃至図１６にて図示した発明
の実施の形態が図７及び図８並びに図１１及び図１２の
それと異なる所は、パラボラ導波管２２の内腔に仕切板
２８が介装されていることである。この仕切板２８はパ
ラボラ導波管２２の弦面２４の内面に水平に固設されて
おり、且つ、その周縁部は放物線形状を描きつつ前記放
物面２３の内面から所定量離間して間隙２９を形成して
いる。

【００４６】而して、この仕切板２８が無い状態の場合
には、放物面２３によって反射されることによりプロー
ブ２１から給電ピン１１（又はマイクロストリップライ
ン５の端部５ａ）へ伝播する正規の電波の他に、反射せ
ずに直接プローブ２１から給電ピン１１（又はマイクロ
ストリップライン５の端部５ａ）へ伝播する電波が考え
られ、斯かる直接波は正規の電波とは位相も振幅も異な
るのでノイズの原因となる。一方、仕切板２８を設けた
場合には斯かる直接波を遮ることができ、プローブ２１
と給電ピン１１（又はマイクロストリップライン５の端
部５ａ）とを結ぶ電波は前記間隙２９を介して仕切板２
８の上下へ通過できる反射波のみとなる。従って、ノイ
ズ発生が可及的に抑制され、アンテナ性能が向上する。

【００４７】尚、本発明は、本発明の精神を逸脱しない
限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該
改変されたものに及ぶことは当然である。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明はマイクロ
ストリップラインの左右両端に給電部を設けることによ
り、１個の円偏波マイクロストリップラインアンテナに
て左旋円偏波、右旋円偏波の何れをも送受信できるよう
に構成されている。従って、従来の如く、左旋円偏波用
のマイクロストリップラインアンテナと右旋円偏波用の
マイクロストリップラインアンテナとを夫々給電装置に
接続して組み合わせる必要がなくなり、小型化を図るこ
とができる。

【００４９】また、請求項２記載の発明は、給電部を逆
Ｌ字形に形成してマイクロストリップラインの端部と前
記給電部の水平部分とを誘電シートを介して上下に対向
させることにより、マイクロストリップラインと給電部
とを電磁結合するように構成されている。従って、従来
の如く給電部の先端をマイクロストリップラインの端部
にハンダ付けする必要がなくなり、円偏波マイクロスト
リップラインアンテナと給電装置との接続工程が簡素化
される。

【００５０】また、請求項３及び４記載の発明は前記給
電部となる給電ピンと送受信機側のプローブとを導波管
で橋絡するように構成されている。従って、従来の如く
マイクロストリップラインの端部の一つ一つに同軸ケー
ブルを接続する手間が省略され、給電装置の構成が簡素
化される。

【００５１】更に請求項４記載の発明はパラボラ導波管
を用いることにより、管内の伝送距離を全ての給電ピン
について一定にするように構成されている。これにより
全ての給電ピンについて電波の位相と振幅が必然的に一
致するため、給電ピンやマイクロストリップラインの寸
法の自由度が拡大し、設計組立が容易となる。更にま
た、パラボラ導波管を用いると送受信機側のプローブの
位置を左右のプローブ夫々について基板の中央付近に寄
せることができるので、送受信機を基板中央に配置すれ
ば前記プローブと送受信機とを直接連結することがで
き、これらを同軸ケーブルで結ぶ必要はなく、給電装置
の構成が更に簡素化され組立作業が効率化する。

【００５２】また、請求項５及び６記載の発明は導波管
にスリットを開設し、このスリットにフレキシブルフィ
ルムの左右両端を挿通することにより、該フレキシブル
フィルムの左右両端表面にパターニングされたマイクロ
ストリップラインの端部と送受信機側のプローブとを導
波管で橋絡するように構成されている。従って、前述し
た請求項３及び４記載の発明と同様にマイクロストリッ
プラインの端部の一つ一つに同軸ケーブルを接続する手
間が省略され、更に請求項６記載の発明に関してはパラ
ボラ導波管を用いているので、請求項４記載の発明と同
様にマイクロストリップラインの寸法の自由度が拡大
し、且つ、プローブと送受信機とを結ぶ同軸ケーブルが
不要になることは勿論、これら請求項５及び６記載の発
明に於いては給電ピンを導波管の孔に一個一個挿通する
必要がないので給電装置の構成が一層簡素化されて組立
作業が効率化する。

【００５３】また、請求項７記載の発明は前述した請求
項４及び６記載の発明に於けるパラボラ導波管の内腔に
仕切板を設けることにより、放物面によって反射された
電波のみが給電ピン又はマイクロストリップラインの端
部と送受信機側のプローブとを伝播することができるよ
うに構成されている。従って、直接波によって生じるノ
イズが無くなり、アンテナ性能が向上することとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１乃至３記載の発明の実施の形態を示
し、その平面図。

【図２】図１に於いて、その一部切欠正面図。

【図３】（ａ）基板上に設定したＸＹＺ空間座標を示す
解説平面図。（ｂ）Ｚ軸上の任意の点に於いて、ある時刻をゼロとし
た電界成分Ｅ_Xの時間変化を示したグラフであり、左側
給電の場合のグラフ。（ｃ）上記（ｂ）の条件下に於ける電界成分Ｅ_Yの時間
変化を示したグラフ。

【図４】図３（ｂ）（ｃ）に基づいて電界成分Ｅ_X及び
Ｅ_Y並びにそれを合成した電界Ｅの８分の１周期毎の向
き及び大きさをベクトルにて表した解説図。

【図５】（ａ）Ｚ軸上の任意の点に於いてある時刻をゼ
ロとした電界成分Ｅ_Xの時間変化を示したグラフであ
り、右側給電の場合のグラフ。（ｂ）上記（ｂ）の条件下に於ける電界成分Ｅ_Yの時間
変化を示したグラフ。

【図６】図５（ａ）（ｂ）に基づいて、電界成分Ｅ_X及
びＥ_Y並びにそれを合成した電界Ｅの８分の１周期毎の
向き及び大きさをベクトルにて表した解説図。

【図７】請求項４記載の発明の実施の形態を示し、その
平面図。

【図８】図７に於いて、その一部切欠正面図。

【図９】請求項５記載の発明の実施の形態を示し、その
平面図。

【図１０】図９に於いて、その一部切欠Ａ−Ａ線断面
図。

【図１１】請求項６記載の発明の実施の形態を示し、そ
の平面図。

【図１２】図１１に於いて、その一部切欠正面図。

【図１３】請求項４記載の発明の改良に係る請求項７記
載の発明の実施の形態を示し、その平面図。

【図１４】図１３に於いて、その一部切欠正面図。

【図１５】請求項６記載の発明の改良に係る請求項７記
載の発明の実施の形態を示し、その平面図。

【図１６】図１５に於いて、その一部切欠平面図。

【符号の説明】

１基板２フレキシブルフィルム２ａフレキシブルフィルムの左右端部３誘電シート４金属ベース５マイクロストリップライン５ａマイクロストリップラインの端部６，７アーム８矩形導波管９，１０，１５孔１１給電ピン１２給電ピンの垂直部分１２ａ給電ピンの垂下部分１３給電ピンの水平部分１６送信機１７受信機１８同軸ケーブル２１プローブ２２パラボラ導波管２３放物面２４弦面２７（２７ａ，２７ｂ，２７ｃ）スリット２８仕切板

【手続補正書】

【提出日】平成８年１１月２２日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２４】ところで、此種のマイクロストリップライ
ンアンテナに於いては、マイクロストリップライン上の
高周波電流の向きと同じ向きで、且つ該高周波電流の大
きさに比例した大きさの電界を有する電磁波が、基板表
面の法線方向へ放射される。（但し、これは理想的な場
合であって実際には多少のサイドローブがある。）故
に、前記基板１から放射される電磁波の電界ＥはＸ軸方
向へ振動する成分Ｅ_XとＹ軸方向へ振動する成分Ｅ_Yと
を有し、Ｚ軸のプラス方向へ伝播していく。また電界成
分Ｅ_Xは長さａの辺及び長さｃの辺を流れる高周波電流
に起因するものであり、電界成分Ｅ_Yは長さｂの辺を流
れる高周波電流に起因するものである。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２５】而して、これら各辺の長さａ，ｂ，ｃは前
記高周波電流の線路波長λｇ₁に対して一定の相関関係
を有している。即ち、この「一定の相関関係」の結果と
して、長さａ及びｃの辺を流れる高周波電流の作用によ
りＺ軸（プラス方向）上の任意の点に作られる電界成分
Ｅ_Xは、ある時刻をゼロとして図３（ｂ）に示す振動波
形を描くように構成されており、且つ、長さｂの辺を流
れる高周波電流の作用により前記任意の点に作られる電
界成分Ｅ_Yは、前記ある時刻と同時刻をゼロとして同図
（ｃ）に示す振動波形を描くように構成されている。こ
れらの図面からわかる通り、両電界成分Ｅ_X，Ｅ_Yは共
に前記高周波電流と同周期の正弦波であり、且つ、電界
成分Ｅ_Yの方が電界成分Ｅ_Xよりも４分の１周期（９０
度）だけ遅い位相で振動するように構成されている。
尚、前述した「一定の相関関係」は線路波長λｇ₁に対
して一義的ではなく、従来よりａ，ｂ，ｃの具体的寸法
に関する種々の提案がなされ（例えば特公昭６１−４５
４０１等）、円偏波の特性向上が図られているが、これ
らの寸法を特定する事は本発明の要旨ではないので割愛
する。また、同図（ｂ）及び（ｃ）に於いて、電界成分
Ｅ_X又はＥ_Yがプラス側にある時は該電界成分Ｅ_X又は
Ｅ_Yの向きがＸ軸のプラス方向又はＹ軸のプラス方向で
あることを示し、マイナス側にある時は該電界成分Ｅ_X
又はＥ_Yの向きがＸ軸のマイナス方向又はＹ軸のマイナ
ス方向であることを示している。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２９】一方、Ｙ軸方向に関しては長さｂの辺に於
けるプラス方向への流れを形成していた辺（往路）とマ
イナス方向への流れを形成していた辺（復路）とが入れ
替わるだけであるので、これら長さｂの辺が全体として
作り出す電界成分Ｅ_Yは左側給電点の場合と同一であ
り、その振動波形を図５（ｂ）に示す。この図５（ａ）
及び（ｂ）からわかる通り、右側給電点の場合は前述し
た左側給電点の場合とは反対に、電界成分Ｅ_Yは電界成
分Ｅ_Xよりも４分の１周期（９０度）だけ早い位相で振
動している。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図５

【補正方法】変更

【補正内容】

【図５】（ａ）Ｚ軸上の任意の点に於いてある時刻をゼ
ロとした電界成分Ｅ_Xの時間変化を示したグラフであ
り、右側給電の場合のグラフ。（ｂ）上記（ａ）の条件下に於ける電界成分Ｅ_Yの時間
変化を示したグラフ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板表面に方形波等の一定周期波形状に
折曲したマイクロストリップラインを形成し、且つ、基
板裏面にグランドプレーンを形成するとともに、前記マ
イクロストリップラインの左右両端に給電部を設け、送
受信の際は前記左右両給電部のうち何れか一方を給電点
とすることにより、左旋右旋両円偏波を送受信できるよ
うにしたことを特徴とする円偏波マイクロストリップラ
インアンテナ及び給電装置。
【請求項２】金属板上に誘電シートを敷設し、且つ、
該誘電シート上にフレキシブルフィルムを敷設し、更
に、該フレキシブルフィルム表面にマイクロストリップ
ラインを形成することにより前記基板を構成し、且つ、
前記給電部を逆Ｌ字形に形成して、該給電部上端の水平
部分を前記フレキシブルフィルムと前記誘電シートとの
間に介装し、且つ、該水平部分と前記マイクロストリッ
プラインの端部とを平行に対向させた請求項１記載の円
偏波マイクロストリップラインアンテナ及び給電装置。
【請求項３】矩形導波管の上面に孔を開穿し、該孔を
介して給電ピンを前記矩形導波管内腔に所定量垂下し、
且つ、該矩形導波管内腔下面の所定位置にプローブを突
出した請求項１記載の給電装置。
【請求項４】周側面が平面視放物線形状をした放物面
と該放物線の弦を構成する弦面とから成るパラボラ導波
管を左右２個対向して配設するとともに、該パラボラ導
波管の上面且つ前記弦面近傍に孔を開穿し、該孔を介し
て給電ピンを前記パラボラ導波管内腔に所定量垂下し、
且つ、該パラボラ導波管内腔下面であって前記放物線の
焦点にプローブを突出した請求項１記載の給電装置。
【請求項５】金属板上に誘電シートを敷設し、且つ、
該誘電シート上にフレキシブルフィルムを敷設し、更
に、該フレキシブルフィルム表面にマイクロストリップ
ラインを形成することにより前記基板を構成し、且つ、
該基板の左右両端下方に夫々矩形導波管を配設し、該矩
形導波管上面にスリットを開設するとともに、前記フレ
キシブルフィルムの左右両端を下方へ折曲して前記スリ
ットに挿通することにより、前記マイクロストリップラ
インの端部を前記矩形導波管内腔に所定量垂下し、且
つ、該矩形導波管内腔下面の所定位置にプローブを突出
した請求項１記載の円偏波マイクロストリップラインア
ンテナ及び給電装置。
【請求項６】金属板上に誘電シートを敷設し、且つ、
該誘電シート上にフレキシブルフィルムを敷設し、更
に、該フレキシブルフィルム表面にマイクロストリップ
ラインを形成することにより前記基板を構成し、且つ、
該基板の下方に周側面が平面視放物線形状をした放物面
と該放物線の弦を構成する弦面とから成るパラボラ導波
管を左右２個対向して配設し、該パラボラ導波管の上面
且つ前記弦面近傍にスリットを開設するとともに、前記
フレキシブルフィルムの左右両端を下方へ折曲して前記
スリットに挿通することにより、前記マイクロストリッ
プラインの端部を前記パラボラ導波管内腔に所定量垂下
し、且つ、該パラボラ導波管内腔下面であって前記放物
線の焦点にプローブを突出した請求項１記載の円偏波マ
イクロストリップラインアンテナ及び給電装置。
【請求項７】前記弦に固設され、且つ、周縁部が前記
放物面から所定量離間した仕切板を前記パラボラ導波管
の内腔に介装した請求項４又は６記載の給電装置。