JPH10303612A

JPH10303612A - パッチアンテナ

Info

Publication number: JPH10303612A
Application number: JP9108717A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Takenoshita; 健竹之下; Hiroshi Uchimura; 弘志内村
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1997-04-25
Filing date: 1997-04-25
Publication date: 1998-11-13

Abstract

(57)【要約】【課題】従来の積層技術によっても作製することがで
き、信号線同士の相互干渉によるノイズの発生を低減す
るとともに、多層化により信号線の配線を容易かつ低損
失に形成でき、量産性に優れたパッチアンテナを提供す
る。【解決手段】基体６０の表面に形成されたパッチ２２
と、基体内部に形成された導波管線路２８と、一端がパ
ッチ２２に接続され他端が導波管線路２８内に挿入され
た給電用バイアホール導体２５とを具備し、導波管線路
２８が、誘電体層を挟持する一対の導体層２３、２４
と、該一対の導体層間を電気的に接続し且つ線路方向に
遮断波長の１／２以下の間隔を置いて二列に配列された
接続用バイアホール導体群とからなるとともに、パッチ
側に形成された導体層に貫通孔２６が形成されており、
該貫通孔２６を給電用バイアホール導体２５が挿通して
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主にマイクロ波及
びミリ波用のパッチアンテナに関するもので、特にセラ
ミック多層基板あるいはセラミック半導体パッケージ内
に構成されるパッチアンテナに関する。

【０００２】

【従来技術】従来、高周波分野でのパッチアンテナとし
ては、図１１、１２に示すように、信号線２を、信号線
２と同一平面内に形成されたパッチ１に直接導通させ、
信号線２とＧＮＤパターン３によりマイクロストリップ
線路を形成したもの、図１３に示すように、信号線６
を、信号線６と同一平面内に形成されたパッチ５に直接
導通させ、信号線６、パッチ５と同一平面内に形成され
たＧＮＤパターン７によりコプレナー線路を形成したも
のがあった。尚、図１１、１２における符号４、図１３
における符号８は誘電体層である。

【０００３】また、図１４、１５に示すように、マイク
ロストリップ線路のＧＮＤパターン１１に対し、信号線
１０と反対側に誘電体層１３を介してパッチ９を配置
し、マイクロストリップ線路の信号線１０とパッチ９を
ＧＮＤパターン１１を導通することなく貫通するバイア
ホール導体１２で導通させたものがあった。尚、符号１
４は誘電体層である。

【０００４】一方、従来より、信号伝達領域が金属によ
って囲まれてなる矩形導波管（断面が矩形のもの）の金
属壁に多数の放射用スロットを形成した、いわゆる漏洩
波導波管スロットアンテナが知られている。これは矩形
導波管のＨ面（磁界に平行な管壁の面）あるいはＥ面
（電界に平行な管壁の面）にスロットを形成し、スロッ
トから漏洩する電磁波の位相を一致させるようにスロッ
トの位置を制御したアンテナである。

【０００５】また、このアンテナは、スロットの形状に
より直線偏波あるいは円偏波を発生させることも可能で
あり、この導波管スロットアンテナを平面的に並べアレ
ー化したものもある。このような導波管スロットアンテ
ナは一般に損失が非常に小さいため放射効率が高く、指
向性も高いことから、自動車衝突防止用レーダに用いら
れる平面アンテナ等の用途に期待されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
パッチアンテナにおいて、マイクロストリップ線路、コ
プレナー線路を給電線として用いると線路が長いときは
伝送損失が大きいため、パッチに給電する前の損失が大
きい。また、図１６に示すように、パッチ１５をアレイ
化する場合、給電線を構成する信号線１６もパッチ１５
の配置に合わせて分岐して配線する必要がある。この分
岐により信号線１６が複数存在することになり、特に信
号線１６が高誘電率の誘電体上に形成されているとき
や、マイクロ波・ミリ波等の高周波で用いる場合、信号
線１６同士の間隔が狭くなるため、電磁界の相互干渉に
より、ノイズが発生したり、信号線１６の配線が困難と
なるという問題があった。尚、図１６における符号１７
はＧＮＤパターン、１８はバイアホール導体、１９はＧ
ＮＤパターン１７の貫通孔、２０、２１は誘電体層を示
す。

【０００７】また、従来の導波管スロットアンテナは、
上記の長所を有する反面、導波管自体は、空洞のパイプ
状の構造であり、管壁は厚い導体板で形成されているた
めに、スロットの作製や他の導波管との接続ための加工
が困難であること、平面アンテナを構成するときは導波
管を並べなければならないが、それらの導波管の給電法
が困難であること、さらに、導波管はパイプという一本
の導体の伝送線路であるため、管内波長は自由空間の波
長より長く、グレーティングローブが現れ易いなどの欠
点を有していた。よって、導波管スロットアンテナは、
特性的に優れているけれども、上述のような基本的な構
造に起因する問題点があり、このことは量産性の妨げに
なっていた。

【０００８】

【発明の目的】本発明は、信号線同士の相互干渉による
ノイズの発生を低減するとともに、多層化により信号線
の配線を容易かつ低損失に形成でき、従来の積層技術に
よって容易に量産できるパッチアンテナを提供すること
を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者等は上記の問題
点に関して検討を重ねた結果、給電線として積層型誘電
体導波管線路を用い、給電用バイアホールを介してマイ
クロストリップパッチに給電することにより、低損失で
給電できることと、給電線からの電磁波の放射が微少な
ため、アレイ化した際も給電線同士の相互干渉によるノ
イズの発生がないこと、および、アレイ化した際に給電
線として用いる積層型誘電体導波管を多層化して分岐す
ると配線が容易となることを見い出し、本発明に至っ
た。

【００１０】また、導波管を、誘電体層の上下面が導体
層で覆われ、側面が信号伝送方向に遮断波長以下の間隔
で二列に配設された接続用バイアホール導体群で形成さ
れた誘電体導波管によって構成し、給電用スロットを、
前記誘電体導波管の導体層に設けることにより、従来か
ら用いられていた多層化技術を用いて作製でき、しかも
他の導波管との接続が容易であり、且つアンテナへの給
電を容易に行うことができ、量産が可能な信頼性の高い
パッチアンテナを提供できることを見い出し、本発明に
至った。

【００１１】即ち、本発明のパッチアンテナは、複数の
誘電体層を積層してなる基体の表面に形成されたパッチ
と、前記基体内部に形成された誘電体導波管線路と、一
端が前記パッチに接続され他端が前記誘電体導波管線路
内に挿入された給電用バイアホール導体とを具備するア
ンテナであって、前記誘電体導波管線路が、前記誘電体
層を挟持し少なくとも線路方向の上下面に形成された一
対の導体層と、該一対の導体層間を電気的に接続し且つ
線路方向に遮断波長の１／２以下の間隔を置いて二列に
配列された接続用バイアホール導体群とからなるととも
に、前記パッチ側に形成された前記導体層に貫通孔が形
成されており、該貫通孔を前記給電用バイアホール導体
が挿通しているものである。

【００１２】ここで、一対の導体層の間には、該導体層
と平行に副導体層が形成されており、該副導体層には接
続用バイアホール導体が電気的に接続されていることが
望ましい。

【００１３】また、基体表面にパッチが複数形成され、
誘電体導波管線路がそれぞれの前記パッチの下方にまで
分岐して延設されていることが望ましい。

【００１４】さらに、本発明のパッチアンテナは、複数
の誘電体層を積層してなる基体の表面に形成されたパッ
チと、前記基体内部に形成された誘電体導波管線路とを
具備するアンテナであって、前記誘電体導波管線路が、
前記誘電体層を挟持し少なくとも線路方向の上下面に形
成された一対の導体層と、該一対の導体層間を電気的に
接続し且つ線路方向に遮断波長の１／２以下の間隔を置
いて二列に配列された接続用バイアホール導体群とから
なるとともに、前記パッチ側に形成された前記導体層に
給電用スロットを形成してなるものである。

【００１５】

【作用】本発明のパッチアンテナによれば、マイクロス
トリップ線路、コプレナー線路と比較して低損失な積層
型誘電体導波管線路を用いて給電するため、給電を低損
失で行うことができる。

【００１６】また、給電線となる誘電体導波管線路は周
囲を一様な導体層および接続用バイアホール導体とから
なるＧＮＤで囲まれているので周囲への電磁波の漏れが
小さい。特に、導体層の間に、副導体層を形成した場合
には周囲への電磁波の漏れをさらに小さくできる。従っ
て、パッチをアレイ化した際、給電線同士の電磁波の干
渉が小さいので、ノイズの発生が少ない。

【００１７】さらに、積層型誘電体導波管線路は多層化
が容易であり、積層型誘電体導波管線路同士の接続も低
損失で行えるので、給電線を分岐する際、多層構造とす
れば簡単に分岐することができる。

【００１８】また、本発明のパッチアンテナは、従来か
ら用いられていたセラミックの多層化技術を用いて作製
できるので、低コストで信頼性の高い製品を容易に量産
することが可能となる。

【００１９】

【発明の実施の形態】

形態１以下、本発明のパッチアンテナを図面を用いて説明す
る。図１、２は給電線となる積層型誘電体導波管とパッ
チを給電用バイアホール導体で接続し、ピン給電を行う
本発明のパッチアンテナの一形態を示すもので、図１は
この構造の斜視図、図２（ａ）は上面図、（ｂ）は側面
図である。尚、図においては導体が理解しやすいように
透視図とした。

【００２０】図１において、誘電体層２９と誘電体層３
０が積層されて基体６０が形成されており、基体６０表
面にパッチ２２が形成され、また基体６０内に積層型誘
電体導波管線路２８が形成されている。この積層型誘電
体導波管線路２８は、所定厚みの誘電体層３０を挟んで
対向する接地された導体層２３、２４と、それらの導体
層２３、２４を電気的に接続する多数の接続用バイアホ
ール導体２７で形成されている。

【００２１】接続用バイアホール導体２７は、図２
（ａ）に示すように所定間隔ｂを有して形成され、さら
に二列に信号伝送方向、つまり線路形成方向に所定間隔
ｃをもって形成されている。この所定間隔ｃは遮断波長
の１／２以下の間隔に設定されることで電気的な壁を形
成しており、その結果、導波管と同様な構造、即ち積層
型誘電体導波管線路２８が形成される。つまり、上下面
が導体層２３、２４により、側面が遮断波長の１／２以
下の間隔ｃで形成された接続用バイアホール導体２７群
による疑似的導体面によって囲まれた積層型誘電体導波
管２８が形成されるのである。接続用バイアホール導体
２７の配列は、電磁波が漏洩しない配列であればどのよ
うな配列であっても良い。

【００２２】図２（ａ）における導体層２３、２４の幅
ａは遮断波長の１／２となっており、導体層２３、２４
の間隔（接続用バイアホール導体２７の長さ）は遮断波
長の１／４となっている。幅ａは遮断波長の１／２以上
であっても差し支えない。

【００２３】また、基体６０表面のパッチ２２には、給
電用バイアホール導体２５の一端が接続され、他端が積
層型誘電体導波管線路２８の導体層２３に形成された貫
通孔２６を挿通し、導体層２３、２４には電気的に導通
していない。

【００２４】給電用バイアホール導体２５の積層型誘電
体導波管線路２８内にある部分の長さｈは信号の波長の
１／８〜３／８、特には１／４の長さが望ましく、積層
型誘電体導波管線路２８の端部からの位置Ｌは信号の波
長の１／８〜３／８、特に１／４の長さが望ましい。
尚、ここで、遮断波長とは、導波管の幅により決まるも
ので、ＴＥ０１モードの場合は導波管の幅の２倍が遮断
波長となる。遮断波長よりも長い波長の波は導波管中を
伝播できない。また、信号とは、パッチの共振時の波長
であり、パッチから放射する電磁波の中心周波数におけ
る波長である。

【００２５】そして、図示しないが、導体層２３、２４
は接地されているので給電用バイアホール導体２５はモ
ノポールアンテナとなっている。

【００２６】このモノポールアンテナが送受信すること
が可能な電磁界モードは積層型誘電体導波管線路２８内
を伝播する電磁波の電磁界の基本モード（ＴＥ０１モー
ド）と良く似ているため、モノポールアンテナと積層型
誘電体導波管線路２８は電気的に良好に結合する。給電
用バイアホール導体２５の一端はパッチ２２に接続され
ているので、積層型誘電体導波管線路２８からモノポー
ルアンテナである給電用バイアホール導体２５に伝播し
た電磁波はパッチ２２に伝播する。

【００２７】即ち、図１、２の構成で給電線を伝送損失
の小さい積層型誘電体導波管線路２８とし、給電用バイ
アホール導体２５を介してパッチ２２にピン給電するこ
とが可能となる。給電線に積層型誘電体導波管線路２８
を用いているので非常に低伝播損失となる。図１、２は
パッチ２２と積層型誘電体導波管線路２８の接続部のみ
を表しており、積層型誘電体導波管線路２８の右端部Ａ
Ａの右側には、図示しないが積層型導波管線路２８が伸
びており、発信回路または受信回路に接続される。パッ
チ２２と導体層２３、２４は金属導体で形成され、破線
で示した所定厚みの誘電体層２９、３０表面上に形成さ
れている。誘電体層は３層以上であっても良い。

【００２８】なお、誘電体層２９、３０は、それぞれ積
層型誘電体導波管線路２８及びパッチ２２を構成するの
に最も良い材料を用いれば良く、必ずしも同一の材料で
構成する必要はない。誘電体層２９、３０は、有機樹
脂、セラミックス、あるいはこれらの複合体から構成さ
れる。

【００２９】上記したようなパッチアンテナは、従来の
積層技術により容易に作製することができる。例えば、
所定厚みの有機樹脂シートまたはセラミックシートに接
続用バイアホール、および給電用バイアホールを形成し
てホール内に導体インクを充填し、接続用バイアホール
導体、および給電用バイアホール導体の一部を形成す
る。そして、前記有機樹脂シートまたはセラミックシー
トの上面にスクリーン印刷法などにより貫通孔を有する
導体層を形成する。貫通孔の中央に給電用バイアホール
導体が形成されるようにする。または導体層を形成した
後、エッチング処理により貫通孔を形成する。さらに、
前記有機樹脂シートまたはセラミックシートの下面にス
クリーン印刷法などにより導体層を形成する。

【００３０】同様な方法で、有機樹脂シートまたはセラ
ミックシートに給電用バイアホールを形成してホール内
に導体インクを充填し、このシートの上面にパッチを形
成し、上記有機樹脂シートまたはセラミックシートに積
層する。その後、誘電体層が熱硬化性樹脂の場合には、
加熱硬化させ、セラミックグリーンシートの場合には、
積層後、焼成することにより作製することができる。

【００３１】形態２図３は積層型誘電体導波管線路を分岐し、給電用バイア
ホール導体を介してアレイ化したパッチに給電する本発
明の一形態である。図において、符号３１はパッチ、３
４は給電用バイアホール導体、３２、３３は導体層、３
５は導体層３２に形成された貫通孔である。また、３６
は接続用バイアホール導体、３７は導体層３２、３３及
び接続用バイアホール導体３６から構成される積層型誘
電体導波管線路である。

【００３２】この積層型誘電体導波管線路３７をアレイ
化したパッチ３１に合わせて分岐し、パッチ３１の下方
に当たる導体層３２に適当な直径の貫通孔３５を形成
し、一端がパッチ３１に電気的に接続された給電用バイ
アホール導体３４の他端が、導体層３２と導通しない状
態で貫通孔３５を挿通し、積層型誘電体導波管線路３７
の内部に挿入されている。

【００３３】従って、パッチ３１にピン給電することが
可能になる。積層型誘電体導波管線路３７は周囲を導体
層３２、３３と接続用バイアホール導体３６で囲まれて
いるので、外部への電磁波の漏れがマイクロストリッ
プ、コプレナー等の線路に比べて非常に小さい。従って
給電線間の相互干渉がほとんど無視できる。

【００３４】また、外部から伝播してくる電磁波に対す
る遮蔽効果も大きい。尚、誘電体層３８と３９は、それ
ぞれ積層型誘電体導波管線路及びパッチを形成するのに
最も良い材料を用いれば良く、必ずしも同一の材料で構
成する必要はない。図３における積層型誘電体導波管線
路３７の端部ＡＡにも形態１と同様に発振回路または受
信回路が接続される。

【００３５】形態３図４は積層型誘電体導波管線路を多層化して分岐を容易
にし、給電用バイアホール導体を介してアレイ化したパ
ッチに給電する本発明の一形態である。図において符号
４０はパッチ、４３は給電用バイアホール導体、４１、
４２は導体層、４４は導体層４１に形成された貫通孔、
４５は接続用バイアホール導体、４６は導体層４１、４
２及び接続用バイアホール導体４５から構成される一次
積層型誘電体導波管線路である。５０は導体層４７、４
８及び接続用バイアホール導体４９から構成される二次
積層型誘電体導波管線路である。

【００３６】アレイ化したパッチ４０に合わせて積層型
誘電体導波管線路を一次積層型誘電体導波管線路４６、
二次積層型誘電体導波管線路５０に多層化して分岐す
る。尚、図においてパッチ２個の表示を省略している。

【００３７】図５は一次積層型誘電体導波管線路４６と
二次積層型誘電体導波管線路５０の接続部の拡大斜視図
である。積層型誘電体導波管線路４６と二次積層型誘電
体導波管線路５０は、それらが重なる部分の中心に当た
る部分で、給電用バイアホール導体５５が、一次積層型
誘電体導波管線路４６の導体層４２に形成された貫通孔
５６の中心と、二次積層型誘電体導波管線路５０の導体
層４７に形成された適当な直径の貫通孔５７の中心を、
導体層４２、４７と導通しない状態で挿通し、給電用バ
イアホール導体５５の両端が積層型誘電体導波管線路４
６中および積層型誘電体導波管線路５０中に突出してお
り、その突出長さが信号の波長（パッチの共振時の波
長）の１／４とされている。

【００３８】そして、図４に示すように、パッチ４０の
下方に当たる導体層４１に適当な直径の貫通孔４４を形
成し、一端がパッチ４０に電気的に接続された給電用バ
イアホール導体４３の他端を、導体層４１と導通しない
状態で貫通孔４４の中心を挿通せしめ、一次積層型誘電
体導波管線路４６の内部に挿入されている。従って、パ
ッチ４０にピン給電することが可能になる。なお、誘電
体層５１、５２、５３は、それぞれ積層型誘電体導波管
線路及びパッチを構成するのに最も良い材料を用いれば
良く、必ずしも同一の材料で構成する必要はない。

【００３９】形態４図６は、本発明のパッチアンテナの他の形態を説明する
ための概略斜視図であり、各導体部の配置構造を説明す
るために導体部のみを図示した透視図である。

【００４０】図６において、符号６１は誘電体（樹脂ま
たはセラミックス）層、６２、６３は導体層、６４は接
続用バイアホール導体、６９はパッチ、Ａはこの構造に
より構成される仮想的な誘電体導波管線路である。

【００４１】図６によれば、所定厚みａからなる誘電体
層６１の上下面に一対の導体層６２、６３が少なくとも
信号伝送方向に沿って形成され、また、誘電体層６１に
はその一対の導体層６２、６３を電気的に接続すべく接
続用バイアホール導体６４が間隔ｂをもって二列に配列
されている。接続用バイアホール導体６４の各列は、遮
断波長の１／２以下の間隔ｃで信号伝送方向に沿って複
数形成されている。

【００４２】かかる構造において、上下面が導体層６
２、６３により、側面が遮断波長の１／２以下の間隔ｃ
で形成された接続用バイアホール導体６４群による擬似
的導体面によって囲まれた断面がａ×ｂからなる誘電体
導波管線路Ａが形成される。

【００４３】間隔ａをもって平行に形成された導体層６
２、６３間にはＴＥＭ波が伝播できるため、接続用バイ
アホール導体６４の間隔ｃが遮断波長の１／２よりも大
きいと、この線路に電磁波を給電しても、ここで作られ
る擬似的な導波管に沿って伝播しない。しかし、接続用
バイアホール導体間隔ｃを遮断波長の１／２よりも小さ
くすることにより、電磁波は誘電体線路に対して垂直に
伝播することができず、反射して信号伝送方向のみに伝
播することとなり、擬似的な導波管を形成することにな
る。

【００４４】上記の誘電体導波管構造において、間隔ａ
と間隔ｂをａ≒２ｂの関係にすると誘電体層の上下面を
Ｅ面（電界に平行な面）とするＴＥ１０が主モードとし
て伝播する導波管と似た構造となる。ただし、電磁波の
伝播モードについて、明確ではないが、純粋な導波管に
比べ側面の構造が不完全であるため、純粋なＴＥ１０モ
ードではないと考えられる。また、ｂ≒２ａの関係にす
ると、誘電体層の上下面をＨ面とするＴＥ１０が主モー
ドとして伝播する導波管と似た構造となる。

【００４５】尚、図６によれば、誘電体導波管線路Ａの
側面の接続用バイアホール導体６４には、電気的な壁を
強化するために、導体層６２、６３と平行に副導体層６
５が電気的に接続されて形成される。

【００４６】誘電体層６１としては、有機樹脂、セラミ
ックスあるいはこれらの複合体などから構成される。有
機樹脂の場合は比較的誘電率の低いものが多く、電磁波
を放射しやすい。また、セラミックスを用いた場合は、
樹脂よりも誘電率は大きくなるが、高周波でも誘電損失
が小さいセラミックス材料を用いれば、誘電損失が小さ
くなるメリットがある。

【００４７】本発明のパッチアンテナは、図６に示すよ
うに、誘電体導波管線路Ａの上面に形成された導体層６
２に給電用スロット６６が複数形成されている。これら
の給電用スロット６６上方の誘電体層６１の表面には、
パッチ６９がそれぞれ形成されている。

【００４８】この給電用スロット６６は、導波管Ａ内を
伝送する管内波長をλｇとしたとき、λｇ／２の間隔で
信号の伝送方向に沿って線路Ａの左右交互に形成する。
このような位置にスロット６６を形成することにより、
パッチ６９に同相で給電することができる。また、誘電
体導波管線路Ａ内部の誘電体として適当な誘電率を有す
る誘電体を用いることにより、管内波長を自由空間の波
長以下にすることが可能であり、グレーティングローブ
を抑制することができる。

【００４９】図６に示したようなパッチアンテナは、従
来の積層技術により容易に作製することができる。例え
ば、図７に示すように、所定厚みの有機樹脂シートまた
はセラミックシートあるいは有機樹脂とセラミックの混
合シートからなる誘電体層６１ａにバイアホールを形成
してホール内に導体インクを充填してバイアホール導体
６４ａを形成する。

【００５０】そして、誘電体層６１ａの上面にスクリー
ン印刷法などによりスロット６６を有する導体層６２を
形成する。

【００５１】同様な方法で、誘電体層６１ｂの表面に側
壁導体層６５ｂをおよび接続用バイアホール導体６４ｂ
を、誘電体層６１ｃの表面に側壁導体層６５ｃ、裏面に
導体層６３を形成する。また、誘電体層６１ｄの表面に
パッチ６９を形成する。

【００５２】そして、図７に示すように積層する。その
後、誘電体層が熱硬化性樹脂の場合には加熱硬化させ、
セラミックグリーンシートの場合には、積層後、焼成す
ることにより作製することができる。

【００５３】図８は、本発明における円偏波放射用の誘
電体導波管アンテナの一実施例である。図８において、
導体層表面に形成される誘電体層およびこの誘電体層表
面に形成されるパッチは省略した。

【００５４】図８によれば、誘電体導波管線路Ａの線路
方向に対して、λｇ／２の間隔で交互に形成したスロッ
ト６６の片側をＴ字型にすることにより、管内を伝播す
る電磁波の位相がπ／２ずれた位置で、給電される電界
のベクトルはπ／２ずれるので結果的に円偏波が発生す
る。

【００５５】図９は本発明の誘電体導波管アンテナをア
レー化した一形態の平面図である。

【００５６】図９の導体層６２の中心部の給電点６７か
ら給電することにより、矢印にて示すように左右方向に
伝播する電磁波は上下方向に作られた積層型誘電体導波
管に分岐し、紙面垂直方向に円偏波が放射される。

【００５７】図１０は本発明の誘電体導波管アンテナを
アレー化した他の形態の平面図である。図１０によれ
ば、誘電体導波管線路を給電点６７から螺旋状に形成し
電磁波を矢印に示すように螺旋状に伝播させたものであ
る。この実施例では図９の形態に比べ、誘電体導波管線
路内での電磁波の伝播距離が長いので殆ど全ての電磁波
はスロットから放射される。この給電点６７は、例え
ば、給電用バイアホール導体を導波管線路内に挿入した
給電ピンによって構成することができる。

【００５８】このように、本発明のパッチアンテナは、
従来の積層技術により容易に作製することができ、しか
も、アンテナとなる場合も導波管を並べる必要がなく、
接続用バイアホール導体で区分することにより容易に構
成することができる。また、アンテナへの給電も導波管
内に給電用バイアホール導体を挿入することにより、容
易に構成できるなど、優れた長所を有するものである。

【００５９】

【発明の効果】本発明のパッチアンテナによれば、積層
型誘電体導波管とマイクロストリップパッチとの接続に
給電用バイアホール導体を用い、これを１／４波長のモ
ノポールアンテナとして作用させるので、伝送損失の小
さい積層型導波管線路の電磁界とうまく結合し、直線偏
波・円偏波マイクロストリップパッチに低損失で給電で
きる。

【００６０】また、パッチをアレイ化した場合、給電線
となる積層型誘電体導波管線路からの電磁波の漏れが小
さいため、給電線相互の干渉によるノイズが入り難く、
且つ外部から入ってくる電磁波の影響を遮蔽し易い。更
に、給電線となる積層型導波管線路を多層化すれば配線
が容易になる。また、従来から用いられていた例えば、
セラミックの多層化技術を用いて作製できるので、低コ
ストで信頼製性高い製品を量産することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】積層型誘電体導波管線路とマイクロストリップ
パッチとの接続に給電用バイアホール導体を用いた本発
明のパッチアンテナの一形態を示す斜視図である。

【図２】（ａ）は図１の上面図、（ｂ）は側面図であ
る。

【図３】積層型誘電体導波管線路とマイクロストリップ
パッチアレーとの接続に給電用バイアホール導体を用い
た本発明のパッチアンテナの一形態を示す斜視図であ
る。

【図４】多層化した積層型誘電体導波管線路とマイクロ
ストリップパッチアレーとの接続に給電用バイアホール
導体を用いた本発明のパッチアンテナの一形態を示す斜
視図である。

【図５】図４における一次積層型誘電体導波管線路と二
次積層型誘電体導波管線路の接続部を拡大して示す斜視
図である。

【図６】積層型誘電体導波管線路とマイクロストリップ
パッチアレーとの接続にスロットを用いた本発明のパッ
チアンテナの一形態を示す斜視図である。

【図７】図６のパッチアンテナを作製するための方法を
説明するための図である斜視図である。

【図８】本発明における円偏波放射用のパッチアンテナ
の一形態を示す斜視図である。

【図９】本発明のパッチアンテナをアレイ化した一形態
を示す平面図である。

【図１０】本発明のパッチアンテナをアレイ化した他の
形態を示す平面図である。

【図１１】マイクロストリップ線路でマイクロストリッ
プパッチに直接給電する従来技術のパッチアンテナを示
す斜視図である。

【図１２】（ａ）は図１１の上面図、（ｂ）は側面図で
ある。

【図１３】コプレーナ線路でパッチに直接給電する従来
技術のパッチアンテナを示す斜視図である。

【図１４】マイクロストリップ線路でマイクロストリッ
プパッチにピン給電する従来技術のパッチアンテナを示
す斜視図である。

【図１５】（ａ）は図１４の上面図、（ｂ）は側面図で
ある。

【図１６】マイクロストリップ線路でマイクロストリッ
プパッチアレーにピン給電する従来技術のパッチアンテ
ナを示す斜視図である。

【符号の説明】

２２、３１、４０、６９・・・マイクロストリップパッ
チ２３、２４、３２、３３、４１、４２、４７、４８、６
２、６３・・・導体層２５、３４、４３、５５・・・給電用バイアホール導体２６、３５、４４、５６、５７・・・貫通孔２７、３６、４５、４９・・・接続用バイアホール導体２８、３７、４６、５０・・・積層型誘電体導波管線路２９、３０、３８、３９、５１、５２、５３、６１・・
・誘電体層６０・・・基体６５・・・副導体層６６・・・給電用スロット

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の誘電体層を積層してなる基体の表面
に形成されたパッチと、前記基体内部に形成された誘電
体導波管線路と、一端が前記パッチに接続され他端が前
記誘電体導波管線路内に挿入された給電用バイアホール
導体とを具備するパッチアンテナであって、前記誘電体
導波管線路が、前記誘電体層を挟持し少なくとも線路方
向の上下面に形成された一対の導体層と、該一対の導体
層間を電気的に接続し且つ線路方向に遮断波長の１／２
以下の間隔を置いて二列に配列された接続用バイアホー
ル導体群とからなるとともに、前記パッチ側に形成され
た前記導体層に貫通孔が形成されており、該貫通孔を前
記給電用バイアホール導体が挿通していることを特徴と
するパッチアンテナ。
【請求項２】一対の導体層の間には、該導体層と平行に
副導体層が形成されており、該副導体層には接続用バイ
アホール導体が電気的に接続されている請求項１記載の
パッチアンテナ。
【請求項３】基体表面にパッチが複数形成され、誘電体
導波管線路がそれぞれの前記パッチの下方にまで分岐し
て延設されていることを特徴とする請求項１または２記
載のパッチアンテナ。
【請求項４】複数の誘電体層を積層してなる基体の表面
に形成されたパッチと、前記基体内部に形成された誘電
体導波管線路とを具備するパッチアンテナであって、前
記誘電体導波管線路が、前記誘電体層を挟持し少なくと
も線路方向の上下面に形成された一対の導体層と、該一
対の導体層間を電気的に接続し且つ線路方向に遮断波長
の１／２以下の間隔を置いて二列に配列された接続用バ
イアホール導体群とからなるとともに、前記パッチ側に
形成された前記導体層に給電用スロットを形成してなる
ことを特徴とするパッチアンテナ。