JPH09172321A - 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
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- JPH09172321A JPH09172321A JP35079696A JP35079696A JPH09172321A JP H09172321 A JPH09172321 A JP H09172321A JP 35079696 A JP35079696 A JP 35079696A JP 35079696 A JP35079696 A JP 35079696A JP H09172321 A JPH09172321 A JP H09172321A
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- patch
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 広帯域で、かつ相互結合量が小さいマイクロ
ストリップアンテナを得る。 【解決手段】 誘電体と、この誘電体に隣接した第１の
地導体と、この第１の地導体が隣接した上記誘電体の誘
電体面と反対側の誘電体面上に形成された金属箔からな
るパッチと、このパッチから所定間隔離れた位置で、か
つ、上記第１の地導体及びパッチからなるアンテナの放
射電波電界面に対し直交する面とほぼ平行に、上記第１
の地導体と電気的に接触して設けられた、上記誘電体を
貫通して形成されたスルーホールメッキからなる略１／
４λ（λ：中心周波数における電波の波長）の高さの第
２，第３の地導体とを備え、上記第２，第３の地導体
が、それぞれ、等価的にモノポールアンテナとして作用
し上記パッチの放射電磁界と相互作用する構成とした
ストリップアンテナを得る。 【解決手段】 誘電体と、この誘電体に隣接した第１の
地導体と、この第１の地導体が隣接した上記誘電体の誘
電体面と反対側の誘電体面上に形成された金属箔からな
るパッチと、このパッチから所定間隔離れた位置で、か
つ、上記第１の地導体及びパッチからなるアンテナの放
射電波電界面に対し直交する面とほぼ平行に、上記第１
の地導体と電気的に接触して設けられた、上記誘電体を
貫通して形成されたスルーホールメッキからなる略１／
４λ（λ：中心周波数における電波の波長）の高さの第
２，第３の地導体とを備え、上記第２，第３の地導体
が、それぞれ、等価的にモノポールアンテナとして作用
し上記パッチの放射電磁界と相互作用する構成とした
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明はアレーアンテナを
構成する素子アンテナとして使用する広帯域な特性を呈
するマイクロストリップアンテナに関するものである。
構成する素子アンテナとして使用する広帯域な特性を呈
するマイクロストリップアンテナに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図８は例えば電子通信学会編、アンテナ
工学ハンドブック，オーム社（昭55-1）P.109 に示され
た従来のマイクロストリップアンテナの構造図であり、
図において、１は金属箔で構成した一辺の長さＬの方形
パッチ、２は比誘電率がεで厚さがｔの誘電体板、３は
金属箔の地導体、４は給電点である。
工学ハンドブック，オーム社（昭55-1）P.109 に示され
た従来のマイクロストリップアンテナの構造図であり、
図において、１は金属箔で構成した一辺の長さＬの方形
パッチ、２は比誘電率がεで厚さがｔの誘電体板、３は
金属箔の地導体、４は給電点である。
【０００３】図９は図８で示したマイクロストリップア
ンテナのＢ−Ｂ′に沿った断面図で、図において、５は
マイクロストリップアンテナに給電する同軸コネクタ、
６は同軸コネクタ５の内導体であり、｜Ｅは放射に寄与
する開口電界である。
ンテナのＢ−Ｂ′に沿った断面図で、図において、５は
マイクロストリップアンテナに給電する同軸コネクタ、
６は同軸コネクタ５の内導体であり、｜Ｅは放射に寄与
する開口電界である。
【０００４】上記のマイクロストリップアンテナは、給
電点４から給電され、基本モードであるＴＭ110 モード
で励振した場合には、Ｂ−Ｂ′と平行でＺ方向で最大に
なる放射電界が得られる。
電点４から給電され、基本モードであるＴＭ110 モード
で励振した場合には、Ｂ−Ｂ′と平行でＺ方向で最大に
なる放射電界が得られる。
【０００５】図１０は図８，図９で示したマイクロスト
リップアンテナを間隔ｄで２個配列したアレーアンテナ
の構造を示す図である。
リップアンテナを間隔ｄで２個配列したアレーアンテナ
の構造を示す図である。
【０００６】素子アンテナを等間隔ｄで直線状に多数配
列したリニアアレーアンテナにおいては、上記間隔ｄと
ビーム走査角度θ0 （Ｚ方向からの角度）の関係は、グ
レーティングローブの発生を防ぐために、R.C.ハンセン
（R.C.Hansen）著、「マイクロウェイブ スキャンニン
グ アンテナ ボリュームII」，アカデミックプレス(1
966)（"Microwave Scanning Antennas Volume II", Aca
demic Pres,(1966) ）p.17 に示されるように、
列したリニアアレーアンテナにおいては、上記間隔ｄと
ビーム走査角度θ0 （Ｚ方向からの角度）の関係は、グ
レーティングローブの発生を防ぐために、R.C.ハンセン
（R.C.Hansen）著、「マイクロウェイブ スキャンニン
グ アンテナ ボリュームII」，アカデミックプレス(1
966)（"Microwave Scanning Antennas Volume II", Aca
demic Pres,(1966) ）p.17 に示されるように、
【０００７】
【数１】
【０００８】が成り立つように選ばれる。ここで、λは
電波の波長である。例えば６０°までビームを走査する
場合には、 ｄ＜ 0.536λ …(2) とする必要がある。
電波の波長である。例えば６０°までビームを走査する
場合には、 ｄ＜ 0.536λ …(2) とする必要がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】マイクロストリップア
ンテナの損失ファクターであるＱ値（ＱT ）と電圧定在
波比（ＶＳＷＲ：Voltage Standing Wave Ratio ）の値
がρ以下となる比帯域ＢＷの関係はI.J.バール，P.バー
シャ（I.J.Bahl, P.Bhartia ）著「マイクロストリップ
アンテナ」アーテックハウス（“Microstrip Antenn
a”，Artech House）(1980)，p.62に示されるように、
ンテナの損失ファクターであるＱ値（ＱT ）と電圧定在
波比（ＶＳＷＲ：Voltage Standing Wave Ratio ）の値
がρ以下となる比帯域ＢＷの関係はI.J.バール，P.バー
シャ（I.J.Bahl, P.Bhartia ）著「マイクロストリップ
アンテナ」アーテックハウス（“Microstrip Antenn
a”，Artech House）(1980)，p.62に示されるように、
【００１０】
【数２】
【００１１】となる。またＱT は、
【００１２】
【数３】
【００１３】である。ここで、Ｑr ，Ｑd ，Ｑc はそれ
ぞれ放射損、誘電体損、導体損に基づくＱである。Ｑd
は使用する誘電体材料の誘電正接（ｔａｎδ）だけで決
定され、Ｑc は導体の誘電率，及びアンテナの厚さｔか
ら決まる値である。一方、Ｑrは誘電体の誘電率εとそ
の厚さｔから決まる値であり、誘電率εが小さく、かつ
厚さが大きい程小さくなる。従って低損失な誘電体材料
を用いて比帯域ＢＷを広げるには、式(3) ，(4) からわ
かるようにＱT のうち特にＱr を小さくする必要があ
る。
ぞれ放射損、誘電体損、導体損に基づくＱである。Ｑd
は使用する誘電体材料の誘電正接（ｔａｎδ）だけで決
定され、Ｑc は導体の誘電率，及びアンテナの厚さｔか
ら決まる値である。一方、Ｑrは誘電体の誘電率εとそ
の厚さｔから決まる値であり、誘電率εが小さく、かつ
厚さが大きい程小さくなる。従って低損失な誘電体材料
を用いて比帯域ＢＷを広げるには、式(3) ，(4) からわ
かるようにＱT のうち特にＱr を小さくする必要があ
る。
【００１４】しかしマイクロストリップアンテナとして
複数個配列したアレーアンテナにおいて、誘電体の厚さ
ｔを厚くすると、放射に寄与する開口面積ｔ×Ｗが大き
くなり、素子アンテナ間の相互結合量が増大して動作時
のインピーダンスが劣化する、あるいは所望の放射パタ
ーン形状が得られないという問題点があった。特に式
(2) に示したように広い角度範囲内でビームを走査する
場合には素子間隔を約０．５波長まで狭くする必要があ
り、相互結合量が−１５ｄＢ程度と大きくなるため、動
作インピーダンスおよび放射パターンが著しく劣化する
という欠点があった。
複数個配列したアレーアンテナにおいて、誘電体の厚さ
ｔを厚くすると、放射に寄与する開口面積ｔ×Ｗが大き
くなり、素子アンテナ間の相互結合量が増大して動作時
のインピーダンスが劣化する、あるいは所望の放射パタ
ーン形状が得られないという問題点があった。特に式
(2) に示したように広い角度範囲内でビームを走査する
場合には素子間隔を約０．５波長まで狭くする必要があ
り、相互結合量が−１５ｄＢ程度と大きくなるため、動
作インピーダンスおよび放射パターンが著しく劣化する
という欠点があった。
【００１５】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、広帯域で、かつ相互結合量が小
さい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。
ためになされたもので、広帯域で、かつ相互結合量が小
さい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。
【００１６】
【課題を解決するための手段】この発明（請求項１）に
係るマイクロストリップアンテナは、誘電体と、この誘
電体に隣接した第１の地導体と、この第１の地導体が隣
接した上記誘電体の誘電体面と反対側の誘電体面上に形
成された金属箔からなるパッチと、このパッチから所定
間隔離れた位置で、かつ、上記第１の地導体及びパッチ
からなるアンテナの放射電波電界面に対し直交する面と
ほぼ平行に、上記第１の地導体と電気的に接触して設け
られた、上記誘電体を貫通して形成されたスルーホール
メッキからなる略１／４λ（λ：中心周波数における電
波の波長）の高さの第２，第３の地導体とを備え、上記
第２，第３の地導体が、それぞれ、等価的にモノポール
アンテナとして作用し上記パッチの放射電磁界と相互作
用する構成としたものである。
係るマイクロストリップアンテナは、誘電体と、この誘
電体に隣接した第１の地導体と、この第１の地導体が隣
接した上記誘電体の誘電体面と反対側の誘電体面上に形
成された金属箔からなるパッチと、このパッチから所定
間隔離れた位置で、かつ、上記第１の地導体及びパッチ
からなるアンテナの放射電波電界面に対し直交する面と
ほぼ平行に、上記第１の地導体と電気的に接触して設け
られた、上記誘電体を貫通して形成されたスルーホール
メッキからなる略１／４λ（λ：中心周波数における電
波の波長）の高さの第２，第３の地導体とを備え、上記
第２，第３の地導体が、それぞれ、等価的にモノポール
アンテナとして作用し上記パッチの放射電磁界と相互作
用する構成としたものである。
【００１７】また、この発明（請求項２）に係るマイク
ロストリップアンテナは、誘電体と、この誘電体に隣接
した第１の地導体と、この第１の地導体が隣接した上記
誘電体の誘電体面と反対側の誘電体面上に形成された金
属箔からなるパッチと、このパッチから所定間隔離れた
位置で、かつ、上記第１の地導体及びパッチからなるア
ンテナの放射電波電界面に対し直交する面とほぼ平行
に、上記第１の地導体と電気的に接触して設けられた、
上記誘電体を貫通して形成されたスルーホールメッキか
らなる第２，第３の地導体と、上記第２，第３の地導体
にそれぞれ電気的に接続され、この第２，第３の地導体
側からそれぞれ上記パッチ側に向かって上記パッチと平
行な面内において延びる金属箔からなる第４，第５の地
導体とを備え、上記第２と第４の地導体，第３と第５の
地導体が、それぞれ、等価的にモノポールアンテナとし
て作用し上記パッチの放射電磁界と相互作用する構成と
したものである。
ロストリップアンテナは、誘電体と、この誘電体に隣接
した第１の地導体と、この第１の地導体が隣接した上記
誘電体の誘電体面と反対側の誘電体面上に形成された金
属箔からなるパッチと、このパッチから所定間隔離れた
位置で、かつ、上記第１の地導体及びパッチからなるア
ンテナの放射電波電界面に対し直交する面とほぼ平行
に、上記第１の地導体と電気的に接触して設けられた、
上記誘電体を貫通して形成されたスルーホールメッキか
らなる第２，第３の地導体と、上記第２，第３の地導体
にそれぞれ電気的に接続され、この第２，第３の地導体
側からそれぞれ上記パッチ側に向かって上記パッチと平
行な面内において延びる金属箔からなる第４，第５の地
導体とを備え、上記第２と第４の地導体，第３と第５の
地導体が、それぞれ、等価的にモノポールアンテナとし
て作用し上記パッチの放射電磁界と相互作用する構成と
したものである。
【００１８】
【作用】この発明（請求項１）においては、誘電体と、
この誘電体に隣接した第１の地導体と、この第１の地導
体が隣接した上記誘電体の誘電体面と反対側の誘電体面
上に形成された金属箔からなるパッチと、このパッチか
ら所定間隔離れた位置で、かつ、上記第１の地導体及び
パッチからなるアンテナの放射電波電界面に対し直交す
る面とほぼ平行に、上記第１の地導体と電気的に接触し
て設けられた、上記誘電体を貫通して形成されたスルー
ホールメッキからなる略１／４λ（λ：中心周波数にお
ける電波の波長）の高さの第２，第３の地導体とを備
え、上記第２，第３の地導体が、それぞれ、等価的にモ
ノポールアンテナとして作用し上記パッチの放射電磁界
と相互作用する構成としたから、広帯域特性を呈するマ
イクロストリップアンテナを実現できる。また第２，第
３の地導体は、素子アンテナを多数並べたアレーアンテ
ナにおいては、素子アンテナ間の障壁となり、相互結合
量を小さくすることができる。
この誘電体に隣接した第１の地導体と、この第１の地導
体が隣接した上記誘電体の誘電体面と反対側の誘電体面
上に形成された金属箔からなるパッチと、このパッチか
ら所定間隔離れた位置で、かつ、上記第１の地導体及び
パッチからなるアンテナの放射電波電界面に対し直交す
る面とほぼ平行に、上記第１の地導体と電気的に接触し
て設けられた、上記誘電体を貫通して形成されたスルー
ホールメッキからなる略１／４λ（λ：中心周波数にお
ける電波の波長）の高さの第２，第３の地導体とを備
え、上記第２，第３の地導体が、それぞれ、等価的にモ
ノポールアンテナとして作用し上記パッチの放射電磁界
と相互作用する構成としたから、広帯域特性を呈するマ
イクロストリップアンテナを実現できる。また第２，第
３の地導体は、素子アンテナを多数並べたアレーアンテ
ナにおいては、素子アンテナ間の障壁となり、相互結合
量を小さくすることができる。
【００１９】また、この発明（請求項２）においては、
誘電体と、この誘電体に隣接した第１の地導体と、この
第１の地導体が隣接した上記誘電体の誘電体面と反対側
の誘電体面上に形成された金属箔からなるパッチと、こ
のパッチから所定間隔離れた位置で、かつ、上記第１の
地導体及びパッチからなるアンテナの放射電波電界面に
対し直交する面とほぼ平行に、上記第１の地導体と電気
的に接触して設けられた、上記誘電体を貫通して形成さ
れたスルーホールメッキからなる第２，第３の地導体
と、上記第２，第３の地導体にそれぞれ電気的に接続さ
れ、この第２，第３の地導体側からそれぞれ上記パッチ
側に向かって上記パッチと平行な面内において延びる金
属箔からなる第４，第５の地導体とを備え、上記第２と
第４の地導体，第３と第５の地導体が、それぞれ、等価
的にモノポールアンテナとして作用し上記パッチの放射
電磁界と相互作用する構成としたから、広帯域特性を呈
するマイクロストリップアンテナを実現できる。また第
２，第３の地導体は、素子アンテナを多数並べたアレー
アンテナにおいては、素子アンテナ間の障壁となり、相
互結合量を小さくすることができる。
誘電体と、この誘電体に隣接した第１の地導体と、この
第１の地導体が隣接した上記誘電体の誘電体面と反対側
の誘電体面上に形成された金属箔からなるパッチと、こ
のパッチから所定間隔離れた位置で、かつ、上記第１の
地導体及びパッチからなるアンテナの放射電波電界面に
対し直交する面とほぼ平行に、上記第１の地導体と電気
的に接触して設けられた、上記誘電体を貫通して形成さ
れたスルーホールメッキからなる第２，第３の地導体
と、上記第２，第３の地導体にそれぞれ電気的に接続さ
れ、この第２，第３の地導体側からそれぞれ上記パッチ
側に向かって上記パッチと平行な面内において延びる金
属箔からなる第４，第５の地導体とを備え、上記第２と
第４の地導体，第３と第５の地導体が、それぞれ、等価
的にモノポールアンテナとして作用し上記パッチの放射
電磁界と相互作用する構成としたから、広帯域特性を呈
するマイクロストリップアンテナを実現できる。また第
２，第３の地導体は、素子アンテナを多数並べたアレー
アンテナにおいては、素子アンテナ間の障壁となり、相
互結合量を小さくすることができる。
【００２０】
実施の形態１．以下、この発明の実施の形態について説
明する。図１は本発明の実施の形態１によるマイクロス
トリップアンテナを説明するための図であり、図におい
て、１は金属箔で構成した方形パッチ、２は比誘電率が
εで厚さがｔの誘電体板、３は金属箔からなる第１の地
導体、４は給電点である。
明する。図１は本発明の実施の形態１によるマイクロス
トリップアンテナを説明するための図であり、図におい
て、１は金属箔で構成した方形パッチ、２は比誘電率が
εで厚さがｔの誘電体板、３は金属箔からなる第１の地
導体、４は給電点である。
【００２１】図２は図１のＡ−Ａ′に沿って切断したと
きの断面を示す図であり、図において、５は同軸コネク
タ、６は同軸コネクタの内導体、７，８は上記方形パッ
チ１の端からＳだけ間を置き、Ａ−Ａ′と直交する面と
平行に設けられ、上記第１の地導体と電気的に短絡され
た金属箔からなる高さｈの第２，第３の地導体、｜Ｅは
放射に寄与する開口電界を示す。
きの断面を示す図であり、図において、５は同軸コネク
タ、６は同軸コネクタの内導体、７，８は上記方形パッ
チ１の端からＳだけ間を置き、Ａ−Ａ′と直交する面と
平行に設けられ、上記第１の地導体と電気的に短絡され
た金属箔からなる高さｈの第２，第３の地導体、｜Ｅは
放射に寄与する開口電界を示す。
【００２２】図３に実線で示す曲線９は、図１，図２で
示したマイクロストリップアンテナの比誘電率εを１．
１２、厚さを０．０５λo 、方形パッチ１の一辺の長さ
Ｌを０．４２λo 、方形パッチ１の第２，第３の地導体
７，８との距離Ｓを０．１λo 、第２，第３の地導体の
高さｈを０．２３λo とした場合の該マイクロストリッ
プアンテナの周波数に対するインピーダンス軌跡をモー
メント法により計算した結果を示している。なお、λo
は中心周波数ｆo における電波の波長である。同様に図
３で点線で示す曲線１０は図８，図９に示した従来のマ
イクロストリップアンテナのインピーダンス軌跡を上記
図１，図２で示したマイクロストリップアンテナと同一
寸法緒元にて計算した結果を示している。また図４は、
図３に示した計算により求めたインピーダンス軌跡に対
応するインピーダンス軌跡の実測値を示している。
示したマイクロストリップアンテナの比誘電率εを１．
１２、厚さを０．０５λo 、方形パッチ１の一辺の長さ
Ｌを０．４２λo 、方形パッチ１の第２，第３の地導体
７，８との距離Ｓを０．１λo 、第２，第３の地導体の
高さｈを０．２３λo とした場合の該マイクロストリッ
プアンテナの周波数に対するインピーダンス軌跡をモー
メント法により計算した結果を示している。なお、λo
は中心周波数ｆo における電波の波長である。同様に図
３で点線で示す曲線１０は図８，図９に示した従来のマ
イクロストリップアンテナのインピーダンス軌跡を上記
図１，図２で示したマイクロストリップアンテナと同一
寸法緒元にて計算した結果を示している。また図４は、
図３に示した計算により求めたインピーダンス軌跡に対
応するインピーダンス軌跡の実測値を示している。
【００２３】以上図３，図４に示したように、第２，第
３の地導体７，８を設けることにより、周波数に対する
インピーダンス軌跡は小さくなり、広い帯域特性を呈す
ることがわかる。図１，図２で示したマイクロストリッ
プアンテナにおける広帯域化の効果は、上記第２，第３
の地導体が、それぞれ等価的にモノポールアンテナとし
て上記パッチの放射電磁界と相互作用することによって
得られるものと考えられる。第２，第３の地導体の高さ
ｈを０．２３λo とした場合には上述のような顕著な広
帯域化の効果が得られるが、これよりも大幅に短いもの
や大幅に長いものについて計算をした場合には広帯域化
の効果があまり見られない。この理由は、０．２３λo
は１／４λに近い値であり、このときは第２，第３の地
導体が、１／４λモノポールとなり、共振することによ
り、周波数帯域が広がっているからであると推測され
る。従って、第２，第３の地導体の寸法（高さ）は、１
／４λに近い値とすることが効果的である。
３の地導体７，８を設けることにより、周波数に対する
インピーダンス軌跡は小さくなり、広い帯域特性を呈す
ることがわかる。図１，図２で示したマイクロストリッ
プアンテナにおける広帯域化の効果は、上記第２，第３
の地導体が、それぞれ等価的にモノポールアンテナとし
て上記パッチの放射電磁界と相互作用することによって
得られるものと考えられる。第２，第３の地導体の高さ
ｈを０．２３λo とした場合には上述のような顕著な広
帯域化の効果が得られるが、これよりも大幅に短いもの
や大幅に長いものについて計算をした場合には広帯域化
の効果があまり見られない。この理由は、０．２３λo
は１／４λに近い値であり、このときは第２，第３の地
導体が、１／４λモノポールとなり、共振することによ
り、周波数帯域が広がっているからであると推測され
る。従って、第２，第３の地導体の寸法（高さ）は、１
／４λに近い値とすることが効果的である。
【００２４】ここで、第２，第３の地導体は金属箔を使
用した場合について説明したが、第２，第３の地導体は
電界面に平行なスルーホールメッキによって構成しても
良く、上述と同様の効果を奏する。本発明の実施の形態
１は、第２，第３の地導体を電界面に平行なスルーホー
ルメッキによって構成したものである。すなわち、誘電
体板２の、方形パッチ１の端からＳだけ間を置いた位置
に電界面に平行なスルーホールを形成し、このスルーホ
ールの内面にメッキ層を形成した構成としたものであ
る。
用した場合について説明したが、第２，第３の地導体は
電界面に平行なスルーホールメッキによって構成しても
良く、上述と同様の効果を奏する。本発明の実施の形態
１は、第２，第３の地導体を電界面に平行なスルーホー
ルメッキによって構成したものである。すなわち、誘電
体板２の、方形パッチ１の端からＳだけ間を置いた位置
に電界面に平行なスルーホールを形成し、このスルーホ
ールの内面にメッキ層を形成した構成としたものであ
る。
【００２５】なお、アレーアンテナを実現する場合は、
上述した本実施の形態１による素子アンテナを、図１０
に示すように２つ又はそれ以上並べた構成とすればよい
ものである。
上述した本実施の形態１による素子アンテナを、図１０
に示すように２つ又はそれ以上並べた構成とすればよい
ものである。
【００２６】また、図１ではパッチの形状を方形とした
場合について示したが、パッチの形状はこれに限定され
るものではなく、円形や楕円形、更に方形以外の多角形
にした場合についても本発明を適用でき同様の効果を奏
することができる。
場合について示したが、パッチの形状はこれに限定され
るものではなく、円形や楕円形、更に方形以外の多角形
にした場合についても本発明を適用でき同様の効果を奏
することができる。
【００２７】実施の形態２．次に本発明の実施の形態２
を図について説明する。図５は本発明の実施の形態２に
よるマイクロストリップアンテナを説明するための図で
あり、図において、図１と同一符号は同一または相当部
分である。
を図について説明する。図５は本発明の実施の形態２に
よるマイクロストリップアンテナを説明するための図で
あり、図において、図１と同一符号は同一または相当部
分である。
【００２８】図６は、図５のＡ−Ａ′の沿って切断した
ときの断面を示す図で、５は同軸コネクタ、６は同軸コ
ネクタの内導体、７，８は上記方形パッチ１の端からｕ
だけ間を置き、Ａ−Ａ′と直交する面と平行に設けられ
た上記第１の地導体３と電気的に短絡された金属箔から
なる第２，第３の地導体、１９，２０は上記方形パッチ
１の端からＳだけ間を置き、該パッチと平行な面に上記
第２の地導体７および上記第３の地導体８と電気的に短
絡された、金属箔からなる第４，第５の地導体、｜Ｅは
放射に寄与する開口電界を示す。
ときの断面を示す図で、５は同軸コネクタ、６は同軸コ
ネクタの内導体、７，８は上記方形パッチ１の端からｕ
だけ間を置き、Ａ−Ａ′と直交する面と平行に設けられ
た上記第１の地導体３と電気的に短絡された金属箔から
なる第２，第３の地導体、１９，２０は上記方形パッチ
１の端からＳだけ間を置き、該パッチと平行な面に上記
第２の地導体７および上記第３の地導体８と電気的に短
絡された、金属箔からなる第４，第５の地導体、｜Ｅは
放射に寄与する開口電界を示す。
【００２９】図７に実線で示す曲線１３は、図５，図６
で示したマイクロストリップアンテナの比誘電率εを
１．１２、厚さｔを０．０５λo 、方形パッチ１の一辺
の長さＬを０．４２λo 、方形パッチ１と第２，第３の
地導体７，８との距離ｕを０．１λo 、方形パッチ１と
第４，第５の地導体１９，２０との距離Ｓを０．０７λ
o とした場合の該マイクロストリップアンテナの周波数
に対するインピーダンス軌跡の実測値を示している。な
お、λo は中心周波数ｆo における電波の波長である。
同様に、図７に点線で示す曲線１４は、図８，図９で示
した従来のマイクロストリップアンテナのインピーダン
ス軌跡を上記図５，図６で示したマイクロストリップア
ンテナと同一寸法緒元にて実測した結果を示している。
で示したマイクロストリップアンテナの比誘電率εを
１．１２、厚さｔを０．０５λo 、方形パッチ１の一辺
の長さＬを０．４２λo 、方形パッチ１と第２，第３の
地導体７，８との距離ｕを０．１λo 、方形パッチ１と
第４，第５の地導体１９，２０との距離Ｓを０．０７λ
o とした場合の該マイクロストリップアンテナの周波数
に対するインピーダンス軌跡の実測値を示している。な
お、λo は中心周波数ｆo における電波の波長である。
同様に、図７に点線で示す曲線１４は、図８，図９で示
した従来のマイクロストリップアンテナのインピーダン
ス軌跡を上記図５，図６で示したマイクロストリップア
ンテナと同一寸法緒元にて実測した結果を示している。
【００３０】以上、図７に示したように、第２，第３，
第４および第５の地導体７，８，１９および２０を設け
ることにより、周波数に対するインピーダンス軌跡は小
さくなり、広帯域特性を呈することがわかる。図５，図
６で示したマイクロストリップアンテナにおける広帯域
の効果は、上記第２，第４の地導体及び第３，第５の地
導体が、それぞれ等価的にモノポールアンテナとして上
記パッチの放射電磁界と相互作用することによって得ら
れるものと考えられる。なお、上記実施例では第２と第
４の地導体の寸法（第２の地導体長さ）を加算した後、
及び第３と第５の地導体の寸法を加算した値が０．０８
λo であり、１／４λに近い値とはなっていないが、こ
れは方形パッチ１と第４，第５の地導体１９，２０との
距離Ｓはそのままとし、方形パッチ１と第２，第３の地
導体７，８との距離ｕを広げる等して、第２，及び第４
の地導体の長さを加算した値、及び第３，及び第５の地
導体の長さを加算した値を１／４λに近い値とすれば、
広帯域化の効果を向上できるものである。また、図５，
図６に示したマイクロストリップアンテナにおける更な
る効果は、図１，図２に示したマイクロストリップアン
テナに対して高さ方向のサイズを小さくできることであ
る。従って、かかる構成とすれば、広帯域特性に優れた
マイクロストリップアンテナをよりコンパクトなサイズ
で実現できるものである。
第４および第５の地導体７，８，１９および２０を設け
ることにより、周波数に対するインピーダンス軌跡は小
さくなり、広帯域特性を呈することがわかる。図５，図
６で示したマイクロストリップアンテナにおける広帯域
の効果は、上記第２，第４の地導体及び第３，第５の地
導体が、それぞれ等価的にモノポールアンテナとして上
記パッチの放射電磁界と相互作用することによって得ら
れるものと考えられる。なお、上記実施例では第２と第
４の地導体の寸法（第２の地導体長さ）を加算した後、
及び第３と第５の地導体の寸法を加算した値が０．０８
λo であり、１／４λに近い値とはなっていないが、こ
れは方形パッチ１と第４，第５の地導体１９，２０との
距離Ｓはそのままとし、方形パッチ１と第２，第３の地
導体７，８との距離ｕを広げる等して、第２，及び第４
の地導体の長さを加算した値、及び第３，及び第５の地
導体の長さを加算した値を１／４λに近い値とすれば、
広帯域化の効果を向上できるものである。また、図５，
図６に示したマイクロストリップアンテナにおける更な
る効果は、図１，図２に示したマイクロストリップアン
テナに対して高さ方向のサイズを小さくできることであ
る。従って、かかる構成とすれば、広帯域特性に優れた
マイクロストリップアンテナをよりコンパクトなサイズ
で実現できるものである。
【００３１】ここで、第２，第３の地導体は金属箔を使
用した場合について説明したが、第２，第３の地導体は
電界面に平行なスルーホールメッキによって構成しても
良く、上述と同様の効果を奏する。本発明の実施の形態
２は、第２，第３の地導体を電界面に平行なスルーホー
ルメッキによって構成したものである。すなわち、誘電
体板２の、方形パッチ１の端からｕだけ間を置いた位置
に電界面に平行なスルーホールを形成し、このスルーホ
ールの内面にメッキ層を形成し、第４，第５の地導体１
９，２０をこのメッキ層に接続して設けた構成としたも
のである。
用した場合について説明したが、第２，第３の地導体は
電界面に平行なスルーホールメッキによって構成しても
良く、上述と同様の効果を奏する。本発明の実施の形態
２は、第２，第３の地導体を電界面に平行なスルーホー
ルメッキによって構成したものである。すなわち、誘電
体板２の、方形パッチ１の端からｕだけ間を置いた位置
に電界面に平行なスルーホールを形成し、このスルーホ
ールの内面にメッキ層を形成し、第４，第５の地導体１
９，２０をこのメッキ層に接続して設けた構成としたも
のである。
【００３２】なお、アレーアンテナを実現する場合は、
上述した本実施の形態２による素子アンテナを、図１０
に示すように２つ又はそれ以上並べた構成とすればよい
ものである。
上述した本実施の形態２による素子アンテナを、図１０
に示すように２つ又はそれ以上並べた構成とすればよい
ものである。
【００３３】また、図５ではパッチの形状を方形とした
場合について示したが、パッチの形状はこれに限定され
るものではなく、円形や楕円形、更に方形以外の多角形
にした場合についても本発明を適用でき同様の効果を奏
することができる。
場合について示したが、パッチの形状はこれに限定され
るものではなく、円形や楕円形、更に方形以外の多角形
にした場合についても本発明を適用でき同様の効果を奏
することができる。
【００３４】
【発明の効果】以上のように、この発明（請求項１）に
よれば、誘電体と、この誘電体に隣接した第１の地導体
と、この第１の地導体が隣接した上記誘電体の誘電体面
と反対側の誘電体面上に形成された金属箔からなるパッ
チと、このパッチから所定間隔離れた位置で、かつ、上
記第１の地導体及びパッチからなるアンテナの放射電波
電界面に対し直交する面とほぼ平行に、上記第１の地導
体と電気的に接触して設けられた、上記誘電体を貫通し
て形成されたスルーホールメッキからなる略１／４λ
（λ：中心周波数における電波の波長）の高さの第２，
第３の地導体とを備え、上記第２，第３の地導体が、そ
れぞれ、等価的にモノポールアンテナとして作用し上記
パッチの放射電磁界と相互作用する構成としたから、イ
ンピーダンス特性の広帯域化を図ることができ、さらに
素子アンテナ間の相互結合量が小さくなることが期待で
き、使用周波数帯域の広い通信用、あるいはレーダ用の
ビーム走査アレーアンテナに用いることのできるマイク
ロストリップアンテナ素子を得られる効果がある。
よれば、誘電体と、この誘電体に隣接した第１の地導体
と、この第１の地導体が隣接した上記誘電体の誘電体面
と反対側の誘電体面上に形成された金属箔からなるパッ
チと、このパッチから所定間隔離れた位置で、かつ、上
記第１の地導体及びパッチからなるアンテナの放射電波
電界面に対し直交する面とほぼ平行に、上記第１の地導
体と電気的に接触して設けられた、上記誘電体を貫通し
て形成されたスルーホールメッキからなる略１／４λ
（λ：中心周波数における電波の波長）の高さの第２，
第３の地導体とを備え、上記第２，第３の地導体が、そ
れぞれ、等価的にモノポールアンテナとして作用し上記
パッチの放射電磁界と相互作用する構成としたから、イ
ンピーダンス特性の広帯域化を図ることができ、さらに
素子アンテナ間の相互結合量が小さくなることが期待で
き、使用周波数帯域の広い通信用、あるいはレーダ用の
ビーム走査アレーアンテナに用いることのできるマイク
ロストリップアンテナ素子を得られる効果がある。
【００３５】また、この発明（請求項２）によれば、誘
電体と、この誘電体に隣接した第１の地導体と、この第
１の地導体が隣接した上記誘電体の誘電体面と反対側の
誘電体面上に形成された金属箔からなるパッチと、この
パッチから所定間隔離れた位置で、かつ、上記第１の地
導体及びパッチからなるアンテナの放射電波電界面に対
し直交する面とほぼ平行に、上記第１の地導体と電気的
に接触して設けられた、上記誘電体を貫通して形成され
たスルーホールメッキからなる第２，第３の地導体と、
上記第２，第３の地導体にそれぞれ電気的に接続され、
この第２，第３の地導体側からそれぞれ上記パッチ側に
向かって上記パッチと平行な面内において延びる金属箔
からなる第４，第５の地導体とを備え、上記第２と第４
の地導体，第３と第５の地導体が、それぞれ、等価的に
モノポールアンテナとして作用し上記パッチの放射電磁
界と相互作用する構成としたから、インピーダンス特性
の広帯域化を図ることができ、使用周波数帯域の広い通
信用、あるいはレーダ用のビーム走査アレーアンテナに
用いられるマイクロストリップアンテナを得られる効果
がある。
電体と、この誘電体に隣接した第１の地導体と、この第
１の地導体が隣接した上記誘電体の誘電体面と反対側の
誘電体面上に形成された金属箔からなるパッチと、この
パッチから所定間隔離れた位置で、かつ、上記第１の地
導体及びパッチからなるアンテナの放射電波電界面に対
し直交する面とほぼ平行に、上記第１の地導体と電気的
に接触して設けられた、上記誘電体を貫通して形成され
たスルーホールメッキからなる第２，第３の地導体と、
上記第２，第３の地導体にそれぞれ電気的に接続され、
この第２，第３の地導体側からそれぞれ上記パッチ側に
向かって上記パッチと平行な面内において延びる金属箔
からなる第４，第５の地導体とを備え、上記第２と第４
の地導体，第３と第５の地導体が、それぞれ、等価的に
モノポールアンテナとして作用し上記パッチの放射電磁
界と相互作用する構成としたから、インピーダンス特性
の広帯域化を図ることができ、使用周波数帯域の広い通
信用、あるいはレーダ用のビーム走査アレーアンテナに
用いられるマイクロストリップアンテナを得られる効果
がある。
【図１】 この発明の実施の形態１によるマイクロスト
リップアンテナを説明するための図である。
リップアンテナを説明するための図である。
【図２】 図１のＡ−Ａ′断面図である。
【図３】 この発明の実施の形態１によるマイクロスト
リップアンテナの特性を説明するための図である。
リップアンテナの特性を説明するための図である。
【図４】 この発明の実施の形態１によるマイクロスト
リップアンテナの特性を説明するための図である。
リップアンテナの特性を説明するための図である。
【図５】 この発明の実施の形態２によるマイクロスト
リップアンテナを説明するための図である。
リップアンテナを説明するための図である。
【図６】 図５のＡ−Ａ′断面図である。
【図７】 この発明の実施の形態２によるマイクロスト
リップアンテナの特性を説明するための図である。
リップアンテナの特性を説明するための図である。
【図８】 従来のマイクロストリップアンテナを示す斜
視図である。
視図である。
【図９】 図５のＢ−Ｂ′断面図である。
【図１０】 従来のマイクロストリップアンテナを２個
配列したアレーアンテナの構造を示す斜視図である。
配列したアレーアンテナの構造を示す斜視図である。
１ 方形パッチ、２ 誘電体板、３ 第１の地導体、４
給電点、５ 同軸コネクタ、６ 同軸コネクタの内導
体、７ 第２の地導体、８ 第３の地導体、９ 図１に
示すマイクロストリップアンテナのインピーダンス軌跡
を示す計算値、１０ 従来のマイクロストリップアンテ
ナのインピーダンス軌跡を示す計算値、１１ 図１に示
すマイクロストリップアンテナのインピーダンス軌跡を
示す実測値、１２ 従来のマイクロストリップアンテナ
のインピーダンス軌跡を示す実測値、１３ 図５に示す
マイクロストリップアンテナのインピーダンス軌跡を示
す実測値、１４ 従来のマイクロストリップアンテナの
インピーダンス軌跡を示す実測値、１９ 第４の地導
体、２０ 第５の地導体。
給電点、５ 同軸コネクタ、６ 同軸コネクタの内導
体、７ 第２の地導体、８ 第３の地導体、９ 図１に
示すマイクロストリップアンテナのインピーダンス軌跡
を示す計算値、１０ 従来のマイクロストリップアンテ
ナのインピーダンス軌跡を示す計算値、１１ 図１に示
すマイクロストリップアンテナのインピーダンス軌跡を
示す実測値、１２ 従来のマイクロストリップアンテナ
のインピーダンス軌跡を示す実測値、１３ 図５に示す
マイクロストリップアンテナのインピーダンス軌跡を示
す実測値、１４ 従来のマイクロストリップアンテナの
インピーダンス軌跡を示す実測値、１９ 第４の地導
体、２０ 第５の地導体。
Claims (2)
- 【請求項１】 誘電体と、この誘電体に隣接した第１の
地導体と、この第１の地導体が隣接した上記誘電体の誘
電体面と反対側の誘電体面上に形成された金属箔からな
るパッチと、このパッチから所定間隔離れた位置で、か
つ、上記第１の地導体及びパッチからなるアンテナの放
射電波電界面に対し直交する面とほぼ平行に、上記第１
の地導体と電気的に接触して設けられた、上記誘電体を
貫通して形成されたスルーホールメッキからなる略１／
４λ（λ：中心周波数における電波の波長）の高さの第
２，第３の地導体とを備え、 上記第２，第３の地導体が、それぞれ、等価的にモノポ
ールアンテナとして作用し上記パッチの放射電磁界と相
互作用することを特徴とするマイクロストリップアンテ
ナ。 - 【請求項２】 誘電体と、この誘電体に隣接した第１の
地導体と、この第１の地導体が隣接した上記誘電体の誘
電体面と反対側の誘電体面上に形成された金属箔からな
るパッチと、このパッチから所定間隔離れた位置で、か
つ、上記第１の地導体及びパッチからなるアンテナの放
射電波電界面に対し直交する面とほぼ平行に、上記第１
の地導体と電気的に接触して設けられた、上記誘電体を
貫通して形成されたスルーホールメッキからなる第２，
第３の地導体と、上記第２，第３の地導体にそれぞれ電
気的に接続され、この第２，第３の地導体側からそれぞ
れ上記パッチ側に向かって上記パッチと平行な面内にお
いて延びる金属箔からなる第４，第５の地導体とを備
え、 上記第２と第４の地導体，第３と第５の地導体が、それ
ぞれ、等価的にモノポールアンテナとして作用し上記パ
ッチの放射電磁界と相互作用する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 |
|---|---|---|---|
| JP8350796A JP3048944B2 (ja) | 1989-08-21 | 1996-12-27 | アレーアンテナ |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1-215218 | 1989-08-21 | ||
| JP21521889 | 1989-08-21 | ||
| JP8350796A JP3048944B2 (ja) | 1989-08-21 | 1996-12-27 | アレーアンテナ |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2158416A Division JPH082004B2 (ja) | 1989-08-21 | 1990-06-15 | マイクロストリップアンテナ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09172321A true JPH09172321A (ja) | 1997-06-30 |
| JP3048944B2 JP3048944B2 (ja) | 2000-06-05 |
Family
ID=26520747
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8350796A Expired - Lifetime JP3048944B2 (ja) | 1989-08-21 | 1996-12-27 | アレーアンテナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3048944B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006001110A1 (ja) * | 2004-06-25 | 2006-01-05 | Sony Corporation | アンテナ装置及び無線通信装置 |
| US7227502B2 (en) | 2003-12-18 | 2007-06-05 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Patch antenna whose directivity is shifted to a particular direction, and a module integrated with the patch antenna |
| JP2009212727A (ja) * | 2008-03-03 | 2009-09-17 | Anritsu Corp | レーダ用アンテナ |
| JP2021164070A (ja) * | 2020-03-31 | 2021-10-11 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 通信端末 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3987403B2 (ja) * | 2002-09-24 | 2007-10-10 | 八木アンテナ株式会社 | グランド板付アンテナ及びグランド板付アレーアンテナ |
-
1996
- 1996-12-27 JP JP8350796A patent/JP3048944B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7227502B2 (en) | 2003-12-18 | 2007-06-05 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Patch antenna whose directivity is shifted to a particular direction, and a module integrated with the patch antenna |
| WO2006001110A1 (ja) * | 2004-06-25 | 2006-01-05 | Sony Corporation | アンテナ装置及び無線通信装置 |
| JP2009212727A (ja) * | 2008-03-03 | 2009-09-17 | Anritsu Corp | レーダ用アンテナ |
| JP2021164070A (ja) * | 2020-03-31 | 2021-10-11 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 通信端末 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3048944B2 (ja) | 2000-06-05 |
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