JPH10209743A - Slot-coupling type microstrip antenna - Google Patents

Slot-coupling type microstrip antenna

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JPH10209743A
JPH10209743A JP832297A JP832297A JPH10209743A JP H10209743 A JPH10209743 A JP H10209743A JP 832297 A JP832297 A JP 832297A JP 832297 A JP832297 A JP 832297A JP H10209743 A JPH10209743 A JP H10209743A
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JP
Japan
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slot
longitudinal direction
coupling
rectangular
slots
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP832297A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshiko Ichikawa
佳子 市川
Yasushi Murakami
康 村上
Hisao Iwasaki
久雄 岩崎
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To eliminate mutual coupling and to obtain good circular polarization axis ratio characteristics and two-frequency sharing characteristics by arranging two coupling slots and a radiation conductor in a prescribed shape at specific positions of a radiation conductor respectively. SOLUTION: Coupling rectangular slots 14a and 15a are formed at mutually symmetrical positions which are parallel to the sides of a rectangular radiation conductor 11 about the intersection of the diagonals of the rectangular radiation conductor 11 as an axis, so that their length directions cross each other at right angles. At this time, the centers of the slots 14a and 15a and the center of the radiation conductor 11 are on a straight line along the length of the slot 15a. Further, feeding microstrip conductors 16a and 17a pass the centers at right angles to the length directions of the slots 14a and 15a, and the tip of the conductor 16a is bent in parallel with the conductor 17a. When a circular polarized wave is radiated by feeding microwaves which are 90 deg. out of phase with each other from feed terminals T1 and T2 and then exciting the radiation conductor 11, the directions of respective frequency currents do not become parallel to each other, so that the coefficient of mutual coupling between T1 and T2 becomes small.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、人工衛星
搭載用アレーアンテナとして用いられるスロット結合型
マイクロストリップアンテナに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a slot-coupled microstrip antenna used as, for example, an array antenna mounted on a satellite.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のこの種のアンテナとして、図5に
示す2周波共用直線偏波のマイクロストリップアンテナ
(以下、第1の従来例という)が知られている。(a)
は平面、(b)は(a)に示すC−C‘線についての縦
断面を示す。図において、51は放射導体、52、58
は誘電体基板、53は接地導体板、54b、55bは結
合用スロット、56b、57bは給電用マイクロストリ
ップ導体、T1、T2は給電端子である。図5に従来例
として示すアンテナは、矩形放射導体51の真下に位置
する2つの矩形スロット54b,55bは、矩形放射導
体1の対角線上の交点を中心として互いに直交する位置
に設けられている。
2. Description of the Related Art As a conventional antenna of this type, a dual-frequency linearly polarized microstrip antenna (hereinafter referred to as a first conventional example) shown in FIG. 5 is known. (A)
Shows a plane, and (b) shows a vertical section taken along line CC ′ shown in (a). In the figure, 51 is a radiation conductor, 52, 58
Is a dielectric substrate, 53 is a ground conductor plate, 54b and 55b are coupling slots, 56b and 57b are power supply microstrip conductors, and T1 and T2 are power supply terminals. In the antenna shown in FIG. 5 as a conventional example, two rectangular slots 54b and 55b located immediately below the rectangular radiation conductor 51 are provided at positions orthogonal to each other with a diagonal intersection of the rectangular radiation conductor 1 as a center.

【0003】上述した第1の従来例における矩形スロッ
ト54b,55bを同一形状とすることにより、2つの
給電端子T1,T2からアンテナ側からみたときの共振
周波数を一致させ、かつ、両給電端子T1,T2に入力
される各マイクロ波信号の励振位相差を90度に設定す
る。このことにより、放射電波が円偏波となるように励
振することができる。
By making the rectangular slots 54b and 55b in the first conventional example have the same shape, the resonance frequencies when viewed from the antenna side from the two power supply terminals T1 and T2 are matched, and both power supply terminals T1 and T2 are used. , T2, the excitation phase difference of each microwave signal is set to 90 degrees. As a result, it is possible to excite the radiated radio waves so as to be circularly polarized waves.

【0004】一方、図7に示されるマイクロストリップ
アンテナ(以下、第2の従来例という)も円偏波マイク
ロストリップアンテナ、あるいは2周波共用直線偏波マ
イクロストリップアンテナとして知られている。(a)
は平面、(b)はD−D‘線についての縦断面図であ
る。
On the other hand, a microstrip antenna shown in FIG. 7 (hereinafter referred to as a second conventional example) is also known as a circularly polarized microstrip antenna or a dual-frequency linearly polarized microstrip antenna. (A)
Is a plane, and (b) is a longitudinal sectional view taken along line DD ′.

【0005】これら従来例のマイクロストリップアンテ
ナでは、2つの給電用マイクロストリップ導体6b,7
bあるいは6c,7cと矩形放射導体51とを結合する
ために設けられた2つの結合用矩形スロット54b,5
5bまたは54c,55cが、図6に示す第1の従来例
では両方ともその長手方向がそれぞれ矩形放射導体51
の中心から放射導体51の一辺に平行となるように形成
され、一方、図7に示す第2の従来例では両方ともその
長手方向がそれぞれ矩形放射導体51の一辺に対して平
行となるように形成されている。
In these conventional microstrip antennas, the two feeding microstrip conductors 6b, 7
b or 6c, 7c and two coupling rectangular slots 54b, 5 provided for coupling the rectangular radiation conductor 51.
In the first conventional example shown in FIG. 6, 5b or 54c and 55c are rectangular radiation conductors 51 each having a longitudinal direction.
Are formed so as to be parallel to one side of the radiating conductor 51 from the center of the radiating conductor 51. On the other hand, in the second conventional example shown in FIG. Is formed.

【0006】上述した従来例では、2つの給電用端子T
1,T2が存在するために、これらの給電端子T1,T
2間の相互結合量、即ち、アイソレーションが問題とな
る。この結合量が大きいと次のような問題が生じる。
In the conventional example described above, two power supply terminals T
1, T2, these feed terminals T1, T2
The amount of mutual coupling between the two, that is, isolation, becomes a problem. If the amount of this coupling is large, the following problem occurs.

【0007】まず第1に、互いに90度の位相差を有す
る2つのマイクロ波信号を用いて励振して円偏波の電波
を放射しようとする際には、これらの給電端子T1,T
2間の相互結合により放射する電波の円偏波の軸比特性
が悪化するという問題があった。第2に、各給電端子T
1,T2において測定された各共振周波数を、それぞれ
送信周波数及び受信周波数と不一致させることによって
上記マイクロストリツプアンテナを2周波共用アンテナ
として動作させた場合、送信側の大電力が相互結合のた
めに受信回路側に漏れ込み、受信回路を誤動作させた
り、最悪、受信回路を破損させることがある。従って、
可能な範囲で結合を少なくすることがのぞまれる。この
相互結合の最大の要因は、後述するように放射導体の中
心から結合用矩形スロットをオフセット形成して励振し
たことに起因するTM11モードである。
First, when two microwave signals having a phase difference of 90 degrees from each other are excited to emit a circularly polarized radio wave, these power supply terminals T1, T
There is a problem that the axial ratio characteristic of the circularly polarized wave of the radiated radio wave is deteriorated due to mutual coupling between the two. Second, each power supply terminal T
When the above-mentioned microstrip antenna is operated as a dual-frequency antenna by making the respective resonance frequencies measured at T1 and T2 inconsistent with the transmission frequency and the reception frequency, respectively, the large power on the transmission side causes mutual coupling. May leak to the receiving circuit side, causing the receiving circuit to malfunction or, in the worst case, to damage the receiving circuit. Therefore,
It is desirable to reduce the coupling as much as possible. The greatest factor of this mutual coupling is the TM11 mode caused by the fact that the coupling rectangular slot is offset from the center of the radiation conductor and excited, as described later.

【0008】図6は、第1の従来例のマイクロストリッ
プアンテナにおいて、給電端子T1あるいはT2を介し
てマイクロ波信号を入力して励振したときのTM11モ
ードの高周波電流の流れを示す図である。図から明らか
なように、結合用矩形スロット54b,55bの長手方
向がそれぞれ矩形放射導体51の中心から放射導体51
の一辺に平行となるように形成される構成では、両結合
用スロット54b,55bとも、真上を流れる高周波電
流が各スロット54b,55bの長手方向に対して直交
しており、各結合用矩形スロット54b,55bとモー
ド電流の間で結合を起こすことがわかる。従って、図5
に示される第1の従来例に示す構成では、TM11モー
ドを介して2つの給電端子T1,T2間の相互結合が起
こることがわかる。
FIG. 6 is a diagram showing the flow of a high-frequency current in the TM11 mode when a microwave signal is input and excited via the feed terminal T1 or T2 in the first conventional microstrip antenna. As is clear from the figure, the longitudinal directions of the coupling rectangular slots 54b and 55b are respectively set so that the longitudinal direction of the rectangular
In the configuration formed so as to be parallel to one side, the high-frequency current flowing directly above both of the coupling slots 54b and 55b is orthogonal to the longitudinal direction of each of the slots 54b and 55b. It can be seen that coupling occurs between the slots 54b, 55b and the mode current. Therefore, FIG.
In the configuration shown in the first conventional example shown in FIG. 1, it can be seen that mutual coupling occurs between the two power supply terminals T1 and T2 via the TM11 mode.

【0009】図8は、第2の従来例のマイクロストリッ
プアンテナにおいて、給電端子T1もしくはT2を介し
てマイクロ波信号を入力して砺振したときの高周波電流
の流れを示す図である。図からわかるように、結合用矩
形スロット54c,55cの長手方向がそれぞれの矩形
放射導体51の一辺に対して平行であり、かつ、結合ス
ロット位置が放射導体51の中心から短手方向にオフセ
ットした構成では、両スロット54c,55cとも、真
上を流れる高周波電流が各スロット54c,55cに対
して平行であるため、各結合用スロット54c,55c
とモード電流の間では結合を起こさない。しかしなが
ら、図7に示す第2の従来例では、矩形放射導体51の
中心からスロット短手方向のオフセット量が大きく、ア
ンテナ基板の誘電率が低い場合、スロットの寸法が大き
くなり、従って、スロット間の結合が大きくなるという
問題がある。
FIG. 8 is a diagram showing the flow of a high-frequency current when a microwave signal is input through a feed terminal T1 or T2 and vibrated in the second conventional microstrip antenna. As can be seen from the figure, the longitudinal direction of the coupling rectangular slots 54c and 55c is parallel to one side of each rectangular radiation conductor 51, and the coupling slot position is offset in the short direction from the center of the radiation conductor 51. In the configuration, since the high-frequency current flowing directly above both the slots 54c and 55c is parallel to the slots 54c and 55c, the coupling slots 54c and 55c
No coupling occurs between the current and the mode current. However, in the second conventional example shown in FIG. 7, when the amount of offset in the slot short direction from the center of the rectangular radiation conductor 51 is large and the dielectric constant of the antenna substrate is low, the size of the slot becomes large. However, there is a problem that the coupling of

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】上述したように従来の
マイクロストリップアンテナによれば、2つの給電端子
間の相互結合量が比較的大きく、これによって円偏波励
振したときに放射される円偏波の軸比特性が劣化し、ま
た、2周波共用した際に送信側から受信側への電力の漏
れ込みによる受信特性が劣化するという問題点があっ
た。
As described above, according to the conventional microstrip antenna, the mutual coupling between the two feeding terminals is relatively large, and as a result, the circularly polarized light radiated when the circularly polarized wave is excited. There is a problem in that the axial ratio characteristics of the waves are deteriorated, and when two frequencies are shared, the reception characteristics are deteriorated due to leakage of power from the transmission side to the reception side.

【0011】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、2つの給電端子間で相互結合がなく、従来例に比
較して良好な円偏波の軸比特性、あるいは良好な2周波
共有特性を有するスロット結合型マイクロストリッフア
ンテナを提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and there is no mutual coupling between two power supply terminals, so that better axial ratio characteristics of circularly polarized waves or better two-frequency sharing can be obtained as compared with the conventional example. An object of the present invention is to provide a slot-coupled microstrip antenna having characteristics.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明のスロット結合型
マイクロストリッフアンテナは、矩形または正方形状を
有する放射導体が形成される第1の誘電体基板と、第1
と第2の給電用線路が形成される第2の誘電体基板との
間に挟設された第1と第2の結合用スロットを介し各給
電用線路にそれぞれ入力されるマイクロ波信号によって
上記放射導体を励振するものであって、上記第1と第2
の結合用スロットは、上記放射導体の対角線の交点を軸
として互いに向かい合った位置に形成されるとともに、
上記第1の結合用スロットの長手方向が上記放射導体の
一辺に平行であり、かつ、上記第2の結合用スロットの
長手方向が上記放射導体の他辺に平行であって、第1の
結合用スロットの長手方向と第2の結合用スロットの長
手方向とが互いに直交するように形成されたことを特徴
とする。また、上記各給電用線路は上記各結合用スロッ
トのそれぞれの長手方向の中央部直下を通過し、かつ、
各給電用線路の長手方向がそれぞれの結合用スロットの
長手方向と直交するように形成され、一方の給電用線路
の先端を他方の給電用線路の長手方向と平行になるよう
に直角に曲げて形成されることも特徴とする。
According to the present invention, there is provided a slot-coupled microstrip antenna, comprising: a first dielectric substrate on which a radiating conductor having a rectangular or square shape is formed;
And a second dielectric substrate on which the second power supply line is formed. The microwave signal input to each power supply line via the first and second coupling slots provided between the first and second coupling slots. The first and second radiating conductors are excited.
The coupling slots are formed at positions facing each other with the intersection of diagonal lines of the radiation conductor as an axis,
A longitudinal direction of the first coupling slot is parallel to one side of the radiation conductor, and a longitudinal direction of the second coupling slot is parallel to the other side of the radiation conductor; The longitudinal direction of the connecting slot and the longitudinal direction of the second coupling slot are formed so as to be orthogonal to each other. In addition, each of the power supply lines passes directly below a longitudinal center of each of the coupling slots, and
The longitudinal direction of each power supply line is formed so as to be orthogonal to the longitudinal direction of each coupling slot, and the tip of one power supply line is bent at a right angle so as to be parallel to the longitudinal direction of the other power supply line. It is also characterized by being formed.

【0013】更に、第1の誘電体基板上に矩形放射導体
が形成されるとともに、給電用線路が形成される第2の
誘電体基板と上記第1の誘電体基板との間に、第1のス
ロツトの長手方向が矩形放射導体の一辺に平行に形成さ
れ、第2のスロットの長手方向が矩形放射導体の一辺に
平行となるように第1、第2の結合スロットが形成され
る接地導体板が挟設され、上記第1のスロット、矩形放
射導体、第2のスロットのそれぞれの中心が第2の矩形
スロットの長手方向に平行な一直線上に配置され形成さ
れることも特徴とする。
Further, a rectangular radiation conductor is formed on the first dielectric substrate, and the first dielectric substrate is provided between the second dielectric substrate on which the feeder line is formed and the first dielectric substrate. A ground conductor in which first and second coupling slots are formed such that the longitudinal direction of the slot is parallel to one side of the rectangular radiating conductor and the longitudinal direction of the second slot is parallel to one side of the rectangular radiating conductor A plate is sandwiched between the first slot, the rectangular radiating conductor, and the second slot. The centers of the respective slots are arranged on a straight line parallel to the longitudinal direction of the second rectangular slot.

【0014】このことにより、2つの給電端子間で相互
結合がなくなり 、従来に比して良好な円偏波の軸比特
性、あるいは良好な2周波共有特性を有するスロット結
合型マイクロストリップアンテナを提供できる。
As a result, there is no mutual coupling between the two feeding terminals, and a slot-coupled microstrip antenna having better circular polarization axial ratio characteristics or better dual-frequency sharing characteristics than the prior art is provided. it can.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、図面を使用して本発明の実
施態様について詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0016】図1は本発明の実施態様を示す図であり、
直線偏波マイクロストリッブアンテナが例示されてい
る。(a)は平面を、(b)はA−A‘線の縦断面を示
す図である。直線偏波マイクロストリップアンテナは、
誘電体基板12を矩形放射導体11と接地導体板13に
よって挟設し、結合用矩形スロット14,15を接地導
体板13に備えている。この結合用矩形スロット14,
15は、矩形放射導体11の対角線の交点を軸として互
いに対称となる位置に形成されるとともに、スロット1
4の長手方向が矩形放射導体11の一辺に平行であり、
かつスロット15の長手方向が矩形放射導体11の一方
に平行であり、スロット14の長手方向とスロット15
の長手方向とが互いに直交するように形成されている。
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention.
A linearly polarized microstrip antenna is illustrated. (A) is a figure which shows a plane, (b) is a figure which shows the vertical cross section of the AA 'line. Linearly polarized microstrip antenna
The dielectric substrate 12 is sandwiched between the rectangular radiation conductor 11 and the ground conductor plate 13, and the coupling rectangular slots 14 and 15 are provided on the ground conductor plate 13. This coupling rectangular slot 14,
15 are formed at positions symmetrical to each other about an intersection of diagonal lines of the rectangular radiation conductor 11 and
4, the longitudinal direction is parallel to one side of the rectangular radiation conductor 11,
The longitudinal direction of the slot 15 is parallel to one of the rectangular radiation conductors 11, and the longitudinal direction of the slot 14 and the
Are formed so that their longitudinal directions are orthogonal to each other.

【0017】図に示すように、誘電体基板12の表面上
の中央の位置に矩形放射導体11が形成されるととも
に、誘電体基板12の裏面と誘電体基板18の表面との
間に、スロツト14の長手方向が矩形放射導体11の一
辺に形成されるとともに、スロット15の長手方向が矩
形放射導体11の一辺に平行となるように結合スロット
15が形成された接地導体板13が挟設される。ここ
で、矩形スロット14,15は、矩形放射導体11の対
角線交点を中心として、互いに180度の各位置である
点対称の角度の位置に設けられ、矩形スロット15の長
手方向が矩形スロット14の長手方向と直交するように
形成される。これによって、矩形スロット14の中心
と、矩形放射導体矩形放射導体11の中心と、矩形スロ
ット15の中心とが、矩形スロット15の長手方向に平
行な一直線上にある。
As shown in the figure, a rectangular radiating conductor 11 is formed at a central position on the surface of a dielectric substrate 12, and a slot is provided between the back surface of the dielectric substrate 12 and the surface of the dielectric substrate 18. A ground conductor plate 13 in which a coupling slot 15 is formed so that the longitudinal direction of 14 is formed on one side of the rectangular radiation conductor 11 and the longitudinal direction of the slot 15 is parallel to one side of the rectangular radiation conductor 11. You. Here, the rectangular slots 14 and 15 are provided at point symmetrical angles, which are 180 degrees from each other, about the diagonal intersection of the rectangular radiation conductor 11, and the longitudinal direction of the rectangular slot 15 is It is formed so as to be orthogonal to the longitudinal direction. Thus, the center of the rectangular slot 14, the center of the rectangular radiating conductor 11, and the center of the rectangular slot 15 are on a straight line parallel to the longitudinal direction of the rectangular slot 15.

【0018】更に、誘電体基板18の裏面上に、給電用
マイクロストリップ導体16がスロット14の長手方向
の中央部の真下を通過し、かつ、導体16の長手方向が
その長手方向と直交するように形成されるとともに、給
電用マイクロストリップ導体17がスロット15の長手
方向の中央部の真下を通過し、かつ導体17の長手方向
がその長手方向と直交するように形成される。また、一
方の給電用マイクロストリップ導体6aの先端を他方の
給電用マイクロストリップ導体7aの長手方向と平行に
なるように直角に曲げて形成される。ここで、マイクロ
ストリツプ導体16と接地導体板13とによって第1の
給電用マイクロストリップ線路を構成する一方、マイク
ロストリップ導体17と接地導体13とによって第2の
給電用マイクロストリップ線路を構成し、各マイクロス
トリップ導体16,17の誘電体基板18の各縁端部に
それぞれ給電端子T1,T2が設けられる。
Further, on the back surface of the dielectric substrate 18, the power supply microstrip conductor 16 passes just below the central portion in the longitudinal direction of the slot 14, and the longitudinal direction of the conductor 16 is orthogonal to the longitudinal direction. In addition, the power supply microstrip conductor 17 is formed so as to pass right below a central portion of the slot 15 in the longitudinal direction, and the longitudinal direction of the conductor 17 is orthogonal to the longitudinal direction. Further, the tip of one power supply microstrip conductor 6a is bent at a right angle so as to be parallel to the longitudinal direction of the other power supply microstrip conductor 7a. Here, the microstrip conductor 16 and the ground conductor plate 13 form a first power supply microstrip line, while the microstrip conductor 17 and the ground conductor 13 form a second power supply microstrip line. Feed terminals T1 and T2 are provided at the respective edge portions of the dielectric substrate 18 of the microstrip conductors 16 and 17, respectively.

【0019】尚、誘電体基板12,18の材料として、
空気、発泡材、ハニカム材が使用されるが、これらを組
み合わせ使用しても構わない。
The materials of the dielectric substrates 12 and 18 are as follows:
Air, a foam material, and a honeycomb material are used, but these may be used in combination.

【0020】上述した構成にて、第1と第2の給電用マ
イクロストリップ線路16a,17aは、それぞれ結合
用矩形スロット14a,15aを介して放射導体11と
電磁的に結合する。また、第1の給電端子T1を介して
第1のマイクロストリップ線路にマイクロ波信号を入力
したときに励振される直線編波の電磁波と、第2の給電
端子T2を介して第2のマイクロストリップ線路にマイ
クロ波信号を入力したときに励振される直線編波の電磁
波とが互いに直交するように結合用矩形スロット14及
び15が形成されている。
In the configuration described above, the first and second power supply microstrip lines 16a and 17a are electromagnetically coupled to the radiation conductor 11 via coupling rectangular slots 14a and 15a, respectively. Also, a linear knitted wave electromagnetic wave excited when a microwave signal is input to the first microstrip line via the first power supply terminal T1, and a second microstrip via the second power supply terminal T2. Coupling rectangular slots 14 and 15 are formed so that electromagnetic waves of linear braided waves excited when a microwave signal is input to the line are orthogonal to each other.

【0021】尚、各給電用マイクロストリップ線路と当
該アンテナとの間のインピーダンス整合は、結合用矩形
スロット14及び15の配置と長手方向の長さと、結合
用矩形スロット14及び15から各給電用マイクロスト
リップ線路の各給電端子T1,T2である各開放端まで
の線路で形成される各整合用スタブの長さを調整するこ
とによって得られる。当該マイクロストリップアンテナ
では、給電端子T1からアンテナ側をみたインピーダン
スと、給電端子T2からアンテナ側をみたインピダンス
とが一致するように設定されている。
The impedance matching between each feeding microstrip line and the antenna is based on the arrangement of the coupling rectangular slots 14 and 15, the length in the longitudinal direction, and the coupling micro slots 14 and 15. It is obtained by adjusting the length of each matching stub formed by the lines up to the respective open ends which are the feed terminals T1 and T2 of the strip line. In the microstrip antenna, the impedance when viewed from the power supply terminal T1 on the antenna side is set to match the impedance when viewed from the power supply terminal T2 on the antenna side.

【0022】いま、同一の周波数を有し、かつ互いに位
相差90度を有する各マイクロ波信号をそれぞれ給電端
子T1,T2を介して当該アンテナに給電することによ
って、当該各マイクロ信号波によってそれぞれ矩形スロ
ット14,15を介して矩形放射導体11を励振し、こ
れによって当該マイクロストリップアンテナから矩形放
射導体11に対して垂直な方向であって、接地導体板1
3から矩形放射導体11に向かう方向で円偏波の電磁波
が自由空間に向けて放射される。ここで、給電端子T1
を介して給電されるマイクロ波信号の位相を、給電端子
T2を介して給電される給電されるマイクロ波信号の位
相に比較して90度だけ早くすることによって左旋円偏
波の電磁波を放射することができる。また、90度だけ
遅らせることによって右旋円偏波の電磁波を放射するこ
とができる。
Now, each microwave signal having the same frequency and having a phase difference of 90 degrees is fed to the antenna via feed terminals T1 and T2, so that each of the microwave signals has a rectangular shape. The rectangular radiating conductor 11 is excited through the slots 14 and 15, whereby the direction perpendicular to the rectangular radiating conductor 11 from the microstrip antenna is applied to the ground conductor plate 1.
Circularly polarized electromagnetic waves are radiated toward free space in the direction from 3 to the rectangular radiation conductor 11. Here, the power supply terminal T1
The phase of the microwave signal fed through the feed terminal T2 is advanced by 90 degrees compared to the phase of the fed microwave signal fed through the feed terminal T2, thereby radiating a left-handed circularly polarized electromagnetic wave. be able to. Also, by delaying by 90 degrees, a right-handed circularly polarized electromagnetic wave can be emitted.

【0023】出願人は、当該マイクロストリップアンテ
ナを試作し、各給電端子T1,T2における反射係数S
11,S22と相互結合係数S12の各周波数特性を測
定した。試作したマイクロストリップアンテナにおける
各パラメータは以下に列挙するとおりである。
The applicant prototyped the microstrip antenna and obtained a reflection coefficient S at each of the feed terminals T1 and T2.
11, S22 and each frequency characteristic of the mutual coupling coefficient S12 were measured. The parameters of the prototype microstrip antenna are as listed below.

【0024】 (a)誘電体基板12の比誘電率: 2.60、 その厚さ:3.2mm (b)誘電体基板18の比誘電率: 2.60、 その厚さ:3.2mm (c)矩形放射導体11の一辺: 60.0mm (d)結合用矩形スロット14: 25.0mm長*1.0mm幅 (e)結合用矩形スロット14: 20.0mm長*1.0mm幅 (f)矩形スロット14の中心と放射導体11中心との距離:25.0mm (g)矩形スロット15の中心と放射導体11中心との距離:20.0mm (h)第1と第2のマイクロストリップ線路のインピーダンス: 50Ω 図2は、図1に示すマイクロストリップアンテナの反射
係数S11,S22の周波数特性を示すグラフである。
図2から明らかなように、両給電端子T1,T2で測定
した当該アンテナの共振周波数は約1.50GHZであ
り、互いに一致していることがわかる。
(A) The relative permittivity of the dielectric substrate 12: 2.60, its thickness: 3.2 mm (b) The relative permittivity of the dielectric substrate 18: 2.60, its thickness: 3.2 mm ( c) One side of the rectangular radiation conductor 11: 60.0 mm (d) Rectangular slot 14 for coupling: 25.0 mm length * 1.0 mm width (e) Rectangular slot 14 for coupling: 20.0 mm length * 1.0 mm width (f ) Distance between the center of the rectangular slot 14 and the center of the radiation conductor 11: 25.0 mm (g) Distance between the center of the rectangular slot 15 and the center of the radiation conductor 11: 20.0 mm (h) First and second microstrip lines FIG. 2 is a graph showing frequency characteristics of reflection coefficients S11 and S22 of the microstrip antenna shown in FIG.
As is clear from FIG. 2, the resonance frequency of the antenna measured at both the power supply terminals T1 and T2 is about 1.50 GHZ, and it can be seen that they match each other.

【0025】図3は図1に示すマイクロストリップアン
テナの相互結合係数S12の周波数特性を示すグラフで
ある。従来例の場合、相互結合係数S12は−20dB
前後あるが、これに対して本発明実施態様の場合、図3
から明らかなように、一方の給電端子T1から他方の給
電端子T2への漏れ込みを示す相互結合係数S12は−
30dB以下に抑えられていることがわかる。本発明実
施態様において相互結合係数が小さくなる理由について
以下に説明する。
FIG. 3 is a graph showing the frequency characteristic of the mutual coupling coefficient S12 of the microstrip antenna shown in FIG. In the case of the conventional example, the mutual coupling coefficient S12 is -20 dB.
In contrast, in the case of the embodiment of the present invention, FIG.
As is clear from FIG. 5, the mutual coupling coefficient S12 indicating leakage from one power supply terminal T1 to the other power supply terminal T2 is −
It turns out that it is suppressed to 30 dB or less. The reason why the mutual coupling coefficient is reduced in the embodiment of the present invention will be described below.

【0026】図4は、本発明のマイクロストリップアン
テナにおいて、給電端子T2を介しマイクロ波信号を入
力し励振したときのTM11モードの高周波電流のなが
れを示す図である。図から明らかなように、当該高周波
電流の方向は励振のために用いられる矩形スロット15
の長手方向に対して直交しているが、矩形スロット14
の長手方向に平行となっている。
FIG. 4 is a diagram showing the flow of a high-frequency current in the TM11 mode when a microwave signal is input and excited via the feed terminal T2 in the microstrip antenna of the present invention. As is clear from the figure, the direction of the high-frequency current depends on the rectangular slot 15 used for excitation.
Of the rectangular slot 14
Are parallel to the longitudinal direction.

【0027】従って従来例のように、給電端子T1を介
して励振した場合と給電端子T2を介して励振した場合
とでTM11モードの各周波数電流の方向が互いに平行
とならないので、2つの給電端子T1,T2の間の相互
結合係数を従来に比して小さくすることができる。これ
によって、本発明では2周波共用直線偏波のマイクロス
トリップアンテナにおける送信側から受信側への電力の
回り込みを大幅に抑圧することができる。従って、例え
ばアカテナの給電用線路に接続されるデュプレクサ内の
帯域通過フィルタの帯域通過特性における不要波抑圧の
負荷能力を軽減することができるので、帯域通過フィル
タを小型、軽量化することがてき、これによって、デュ
プレクサを含むアンテナ装置全体を小型、軽量化でき
る。
Therefore, unlike the conventional example, the directions of the respective frequency currents in the TM11 mode are not parallel to each other when the excitation is performed via the power supply terminal T1 and when the excitation is performed via the power supply terminal T2. The mutual coupling coefficient between T1 and T2 can be reduced as compared with the related art. As a result, in the present invention, the power sneak from the transmitting side to the receiving side in the dual-strip linearly polarized microstrip antenna can be significantly suppressed. Therefore, for example, it is possible to reduce the load capability of unnecessary band suppression in the band-pass characteristics of the band-pass filter in the duplexer connected to the power supply line of the ACATENA, so that the band-pass filter can be reduced in size and weight. Thereby, the whole antenna device including the duplexer can be reduced in size and weight.

【0028】尚、本発明実施態様では、給電用線路とし
て、マイクロストリップ線路を用いたが、これに限定さ
れるものではなく、トリプレート線路、コプレーナ線
路、あるいはスロット線路であっても構わない。また、
放射導体として正方形のものをもちいたが、長方形等矩
形形状であれば問題はない。更に、給電用スロットとし
て、矩形スロットを用いたが、これに限らず、菱形、楕
円、矩形スロットの両端を垂直方向に伸ばした「ドッグ
ホーン型」と呼ばれる矩形スロットであってもよい。
In the embodiment of the present invention, a microstrip line is used as a power supply line. However, the present invention is not limited to this, and a triplate line, a coplanar line, or a slot line may be used. Also,
Although a square radiation conductor was used, there is no problem as long as the radiation conductor has a rectangular shape such as a rectangle. Furthermore, although a rectangular slot is used as a power supply slot, the present invention is not limited to this, and a rectangular slot called a “dog horn type” in which both ends of a rectangular slot, an elliptical slot, and a rectangular slot are vertically extended may be used.

【0029】以上説明のように本発明は、矩形または正
方形状を有する放射導体が形成される第1の誘電体基板
と、第1と第2の給電用線路が形成される第2の誘電体
基板との間に挟設された第1と第2の結合用スロットを
介し各給電用線路にそれぞれ入力されるマイクロ波信号
によって上記放射導体を励振するものであって、上記第
1と第2の結合用スロットは、上記放射導体の対角線の
交点を軸として互いに向かい合った位置に形成されると
ともに、上記第1の結合用スロットの長手方向が上記放
射導体の一辺に平行であり、かつ、上記第2の結合用ス
ロットの長手方向が上記放射導体の他辺に平行であっ
て、第1の結合用スロットの長手方向と第2の結合用ス
ロットの長手方向とが互いに直交するように形成された
ことを特徴とするものであり、このことにより従来例の
ように、第1の給電用線路を介して励振した場合と第2
の給電線路を介して励振した場合とでTM11モードの
各高周波数電流の方向が互いに平行とならないため、2
つの給電用線路に接続される各アンテナ間の相互結合係
数を従来例に比して極めて小さくすることができる。
As described above, according to the present invention, the first dielectric substrate on which the radiation conductor having a rectangular or square shape is formed, and the second dielectric substrate on which the first and second power supply lines are formed. The radiation conductor is excited by a microwave signal input to each feed line via first and second coupling slots interposed between the substrate and the first and second coupling slots. The coupling slots are formed at positions facing each other around an intersection of diagonal lines of the radiation conductor, and the longitudinal direction of the first coupling slot is parallel to one side of the radiation conductor, and The longitudinal direction of the second coupling slot is formed so that the longitudinal direction of the second coupling slot is parallel to the other side of the radiation conductor, and the longitudinal direction of the first coupling slot is orthogonal to the longitudinal direction of the second coupling slot. Also characterized by , And the like in the conventional example Thus, the case of excitation through a first feeding line second
Since the directions of the high-frequency currents in the TM11 mode are not parallel to each other when excited through the feed line of
The mutual coupling coefficient between the antennas connected to one feeding line can be made extremely small as compared with the conventional example.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上説明のように本発明によれば、当該
マイクロストリップアンテナを円偏波マイクロストリッ
プアンテナとして用いたとき、円偏波の軸比の劣化を防
止できる。一方、当該マイクロストリップアンテナを2
周波共用直線偏波マイクロストリップアンテナとして用
いたとき、送信側から受信側への回り込みを大幅に抑圧
することができるので、例えば、当該アンテナの給電用
線路に接続されるデュプレクサ内の帯域フィルタの帯域
通過特性における不要波抑圧の負荷能力を軽減すること
ができ、当該帯域通過フィルタを小型、軽量化すること
ができる。このことにより、当該デュプレクサを含むア
ンテナ装置全体を小型、軽量化することができるという
利点がある。
As described above, according to the present invention, when the microstrip antenna is used as a circularly polarized microstrip antenna, deterioration of the axial ratio of circularly polarized waves can be prevented. On the other hand, the microstrip antenna is
When used as a frequency-shared linearly polarized microstrip antenna, it is possible to greatly suppress the sneak from the transmission side to the reception side. For example, the band width of a band-pass filter in a duplexer connected to a feed line of the antenna It is possible to reduce the load capability of unnecessary wave suppression in the pass characteristic, and to reduce the size and weight of the band-pass filter. Thus, there is an advantage that the entire antenna device including the duplexer can be reduced in size and weight.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施態様を示す図であり、(a)は平
面、(b)はA−A‘断面を示す。
FIG. 1 is a view showing an embodiment of the present invention, in which (a) shows a plane and (b) shows an AA ′ section.

【図2】図1のマイクロストリップアンテナの反射係数
S11,S22の周波数特性を示すグラフ。
FIG. 2 is a graph showing frequency characteristics of reflection coefficients S11 and S22 of the microstrip antenna of FIG.

【図3】図1のマイクロストリップアンテナの相互結合
係数S12の周波数特性を示すグラフ。
FIG. 3 is a graph showing a frequency characteristic of a mutual coupling coefficient S12 of the microstrip antenna of FIG. 1;

【図4】図1のマイクロストリップアンテナにおいて、
給電端子T2を介してマイクロ波信号を入力して励振し
たときのTM11モードの高周波電流の流れを示す図。
FIG. 4 shows the microstrip antenna of FIG.
The figure which shows the flow of the high frequency electric current of TM11 mode at the time of inputting and exciting a microwave signal via the power supply terminal T2.

【図5】第1の従来例のマイクロストリツプアンテナを
示す図であり、(a)は平面を、(b)はC−C‘断面
を示す図。
FIGS. 5A and 5B are diagrams showing a first conventional microstrip antenna, in which FIG. 5A is a plan view and FIG. 5B is a cross-sectional view taken along the line CC ′.

【図6】図5のマイクロストリップアンテナにおいて、
給電端子T1あるいはT2を介してマイクロ波信号を入
力して励振したときのTM11モードの高周波電流の流
れを示す図。
FIG. 6 shows the microstrip antenna of FIG.
The figure which shows the flow of the high frequency electric current of TM11 mode at the time of inputting and exciting a microwave signal via feed terminal T1 or T2.

【図7】第2の従来例のマイクロストリツプアンテナを
示す図であり、(a)は平面を、(b)はD−D‘断面
を示す図。
7A and 7B are diagrams showing a second conventional microstrip antenna, wherein FIG. 7A is a plan view and FIG. 7B is a cross-sectional view taken along the line DD ′.

【図8】図7のマイクロストリップアンテナにおいて、
給電端子T1(a),T2(b)を介してマイクロ波信
号を入力して励振したときのTM11モードの高周波電
流の流れを示す図。
FIG. 8 shows the microstrip antenna of FIG.
The figure which shows the flow of the high frequency current of TM11 mode at the time of inputting and exciting a microwave signal via feed terminals T1 (a) and T2 (b).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…矩形放射導体、12、18…誘電体基板、13…
接地導体板、14a、15a…矩形スロット、16a、
17a…給電用マイクロストリップ導体、T1,T2…
給電端子。
11 ... rectangular radiation conductor, 12, 18 ... dielectric substrate, 13 ...
Ground conductor plate, 14a, 15a ... rectangular slot, 16a,
17a: power supply microstrip conductor, T1, T2 ...
Power supply terminal.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 矩形または正方形状を有する放射導体が
形成される第1の誘電体基板と、第1と第2の給電用線
路が形成される第2の誘電体基板との間に挟設された第
1と第2の結合用スロットを介し各給電用線路にそれぞ
れ入力されるマイクロ波信号によって上記放射導体を励
振するものであって、上記第1と第2の結合用スロット
は、上記放射導体の対角線の交点を軸として互いに向か
い合った位置に形成されるとともに、上記第1の結合用
スロットの長手方向が上記放射導体の一辺に平行であ
り、かつ、上記第2の結合用スロットの長手方向が上記
放射導体の他辺に平行であって、第1の結合用スロット
の長手方向と第2の結合用スロットの長手方向とが互い
に直交するように形成されたことを特徴とするスロット
結合型マイクロストリップアンテナ。
1. A first dielectric substrate on which a radiating conductor having a rectangular or square shape is formed, and a second dielectric substrate on which first and second feeding lines are formed. The radiation conductors are excited by microwave signals input to the respective feeder lines via the first and second coupling slots, wherein the first and second coupling slots are The radiating conductors are formed at positions facing each other around an intersection of diagonal lines, and the longitudinal direction of the first coupling slot is parallel to one side of the radiating conductor, and the second coupling slot is A slot whose longitudinal direction is parallel to the other side of the radiating conductor, and wherein the longitudinal direction of the first coupling slot and the longitudinal direction of the second coupling slot are orthogonal to each other; Combined microstory Antenna.
【請求項2】 上記各給電用線路は上記各結合用スロッ
トのそれぞれの長手方向の中央部直下を通過し、かつ、
各給電用線路の長手方向がそれぞれの結合用スロットの
長手方向と直交するように形成され、一方の給電用線路
の先端を他方の給電用線路の長手方向と平行になるよう
に直角に曲げて形成されることを特徴とする請求項1記
載のスロット結合型マイクロストリップアンテナ。
2. The power supply line passes immediately below a central portion of each of the coupling slots in the longitudinal direction, and
The longitudinal direction of each power supply line is formed so as to be orthogonal to the longitudinal direction of each coupling slot, and the tip of one power supply line is bent at a right angle so as to be parallel to the longitudinal direction of the other power supply line. The slot-coupled microstrip antenna according to claim 1, wherein the antenna is formed.
【請求項3】 第1の誘電体基板上に矩形放射導体が形
成されるとともに、給電用線路が形成される第2の誘電
体基板と上記第1の誘電体基板との間に、第1のスロツ
トの長手方向が矩形放射導体の一辺に平行に形成され、
第2のスロットの長手方向が矩形放射導体の一辺に平行
となるように第1、第2の結合スロットが形成される接
地導体板が挟設され、上記第1のスロット、矩形放射導
体、第2のスロットのそれぞれの中心が第2の矩形スロ
ットの長手方向に平行な一直線上に配置され形成される
ことを特徴とするスロット結合型マイクロストリップア
ンテナ。
3. A first radiating conductor is formed on a first dielectric substrate, and a first dielectric substrate is provided between the second dielectric substrate on which a feed line is formed and the first dielectric substrate. The longitudinal direction of the slot is formed parallel to one side of the rectangular radiation conductor,
A ground conductor plate on which first and second coupling slots are formed is sandwiched so that the longitudinal direction of the second slot is parallel to one side of the rectangular radiating conductor. A slot-coupled microstrip antenna, wherein the center of each of the two slots is arranged and formed on a straight line parallel to the longitudinal direction of the second rectangular slot.
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