JPH11145722A

JPH11145722A - マイクロストリップアンテナ

Info

Publication number: JPH11145722A
Application number: JP9302167A
Authority: JP
Inventors: Kenji Kamogawa; 健司鴨川; Tsuneo Tokumitsu; 恒雄徳満
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1997-11-04
Filing date: 1997-11-04
Publication date: 1999-05-28

Abstract

(57)【要約】【課題】良好に動作できるマルチバンドアンテナを同
じ基板に同時に形成することが可能であり、小型、薄型
なマイクロストリップアンテナを提供する。【解決手段】誘電体からなる基板１１と、誘電体から
なる基板１１の一面に載置されたアンテナ素子１２と、
誘電体からなる基板１１により離間されてアンテナ素子
１２と対向して配置された第１の接地導体２０と、誘電
体からなる基板１１により離間されてアンテナ素子１２
と対向し、かつ第１の接地導体２０よりもアンテナ素子
１２に接近して配置された第２の接地導体２１と、第１
の接地導体２０と第２の接地導体２１とを接続する第１
の接続導体５１と、第１の接地導体２０または第２の接
地導体２１とアンテナ素子１２とを接続する第２の接続
導体５２と、信号をアンテナ素子１２に伝達するための
給電手段３０とを具備することを特徴とするマイクロス
トリップアンテナ４を採用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロ波帯〜ミ
リ波帯の無線信号を送受信するために用いられるマイク
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】マイクロストリップアンテナは、小型、
軽量かつ薄型であることから、レーダ、移動体通信、衛
星通信のアンテナとして、様々な分野で応用されてい
る。最近では、異なる周波数帯用の複数のアンテナを一
体化したマイクロストリップアンテナが実用化されてい
る。

【０００３】従来のマイクストリップアンテナを図面を
参照して説明する。図８（ａ）は、公開昭５９−１２６
３０４号で開示されたマイクロストリップアンテナの平
面図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）のＡ−Ａ’線の
断面図であり、図８（ｃ）は、図８（ａ）のＢ−Ｂ’線
の断面図である。図８（ａ）、図８（ｂ）及び図８
（ｃ）において、マイクロストリップアンテナ１は、誘
電体からなる基板１０２と、誘電体からなる基板１０２
の一面に載置されたアンテナ素子１００と、誘電体から
なる基板１０２の他面に載置された接地導体１０１とか
ら構成されている。

【０００４】また、アンテナ素子１００には、図示しな
い外部回路からの信号を給電するための給電ピン１０
３、１０４が接続されている。これら給電ピン１０３、
１０４は、接地導体１０１に形成された孔１０８、１０
９を貫通して、外部回路に接続するためのコネクタ１０
５、１０６に接続されており、給電ピン１０３、１０４
は、接地導体１０１から絶縁されている。

【０００５】また、マイクロストリップアンテナ１に
は、アンテナ素子１００と接地導体１０１とを接続する
ための接続導体である複数のアースピン１０７、１０７
…が備えられている。アースピン１０７、１０７…は、
図８（ａ）におけるＢ−Ｂ’線に沿って並設されてお
り、このアースピン１０７、１０７…の列を境界とし
て、アンテナ素子１００が２分割され、第１のアンテナ
素子１１１と第２のアンテナ素子１１２とが形成されて
いる。

【０００６】次に、従来のマイクロストリップアンテナ
１の動作を図面を参照して説明する。図９（ａ）は、マ
イクロストリップアンテナ２の基本モードでの電界分布
を示す図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）のＡ−Ａ’
線の断面図である。尚、これらの図において、前述した
図８（ａ）、図８（ｂ）及び図８（ｃ）に示す構成要素
と同一符号を付し、その説明を省略する。ここに示すマ
イクロストリップアンテナ２は、給電ピン１０３及びア
ースピン１０７がそれぞれ１個づつ設けられたものであ
る。また、図中の矢印は、アンテナが動作したときに発
生する電荷の方向を示すものである。ここで、図中のＡ
−Ａ’線に平行な方向のアンテナ素子１００の長さＬ₃
は、次の式で表される。

【０００７】

【数１】

【０００８】ここで、Ｃ₀は光速、ｆは共振周波数、ε_r
は誘電体からなる基板１０２の等価誘電率である。基本
モード（ｎ＝１）の場合、影像効果によって、アースピ
ン１０７を含むＢ−Ｂ’線での電界は０になる。従っ
て、図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すマイクロストリッ
プアンテナ２においては、アンテナ素子１００のＢ−
Ｂ’線で区切られた図中の右の部分が、実質的なアンテ
ナ素子として機能する。

【０００９】以上のことから、図９（ａ）及び図９
（ｂ）に示すマイクロストリップアンテナ２は、図１０
（ａ）、図１０（ｂ）及び図１０（ｃ）に示すマイクロ
ストリップアンテナ３と同じ特性を示す。マイクロスト
リップアンテナ３には、アンテナ素子１１３の一辺に沿
ってアースピン１０７、１０７…が並設されており、給
電ピン１０３がアンテナ素子１１３に接続されている。

【００１０】従って、図８（ａ）、図８（ｂ）及び図８
（ｃ）に示すマイクロストリップアンテナ１は、アンテ
ナの長さがＬ₁である第１のアンテナ素子１１１と誘電
体基板１０２と接地導体１０１とからなるマイクロスト
リップアンテナＡと、アンテナの長さがＬ₂である第２
のアンテナ素子１１２と誘電体基板１０２と接地導体１
０１とからなるマイクロストリップアンテナＢとが一体
化されたものと等価であり、各マイクロストリップアン
テナＡ、Ｂは、次式で与えられる共振周波数ｆ ₁、ｆ₂で
共振する。ここで、ｆ₁はマイクロストリップアンテナ
Ａの共振周波数であり、ｆ₂はマイクロストリップアン
テナＢの共振周波数である。基本モードの場合、ｎ＝１
となる。Ｃ₀は光速、ε_rは誘電体からなる基板１０２の
等価誘電率である。

【００１１】

【数２】

【００１２】

【数３】

【００１３】このようにして、従来のマイクロストリッ
プアンテナ１においては、異なる２つの周波数帯用のマ
イクロストリップアンテナＡ、Ｂを一体化させるととも
に、小型で軽量で薄型のアンテナを得ることができる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述のマイク
ロストリップアンテナにおいては、２つのアンテナ素子
１１１、１１２と接地導体１０１とが、誘電体からなる
基板１０２の一面と他面とに載置されているので、それ
ぞれのアンテナ素子１１１、１１２と接地導体１０１と
の距離が同一であり、共用できる２つの周波数帯の適用
限界が生じる。その理由は、マイクロストリップアンテ
ナの特性は、誘電体基板の厚さが薄いと電波の放射効
率、帯域が低下し、誘電体基板の厚さが厚いと、基板の
厚さ方向に高次モードが励起され、マイクロストリップ
アンテナとして良好に動作しなくなるというように、誘
電体からなる基板の比誘電率、誘電正接（ｔａｎδ）及
び厚さに大きく依存するためである。従って、従来のマ
イクロストリップアンテナにおいては、使用周波数帯域
が大きく異なるマイクロストリップアンテナを一体化さ
せることができないという課題があった。

【００１５】本発明は、上記の課題を解決するためにな
されたものであって、超広帯域の周波数範囲（マイクロ
波帯〜ミリ波帯）の中で、任意でかつ複数の動作周波数
に対して、各アンテナがそれぞれ最適な基板厚を有し、
良好に動作できるマルチバンドアンテナを同じ基板に同
時に形成することが可能であり、小型、薄型で多機能な
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】上記の目的を達成するた
めに、本発明は以下の構成を採用した。

【００１７】請求項１に記載のマイクロストリップアン
テナは、誘電体からなる基板と、該誘電体からなる基板
の一面に載置されたアンテナ素子と、前記誘電体からな
る基板により離間されて前記アンテナ素子と対向して配
置された第１の接地導体と、前記誘電体からなる基板に
より離間されて前記アンテナ素子と対向し、かつ前記第
１の接地導体よりも前記アンテナ素子に接近して配置さ
れた第２の接地導体と、前記第１の接地導体と前記第２
の接地導体とを接続する第１の接続導体と、前記第１の
接地導体または前記第２の接地導体と前記アンテナ素子
とを接続する第２の接続導体と、信号を前記アンテナ素
子に伝達するための給電手段とを具備することを特徴と
する。

【００１８】請求項２に記載のマイクロストリップアン
テナは、請求項１に記載のマイクロストリップアンテナ
において、前記アンテナ素子が、前記第２の接続導体の
列を境界とする第１のアンテナ素子と第２のアンテナ素
子とからなることを特徴とする。また、請求項３に記載
のマイクロストリップアンテナは、請求項１に記載のマ
イクロストリップアンテナにおいて、前記給電手段が、
前記アンテナ素子に接続された給電導体であることを特
徴とする。

【００１９】請求項４に記載のマイクロストリップアン
テナは、請求項１に記載のマイクロストリップアンテナ
において、前記給電手段が、前記誘電体からなる基板に
より離間されて前記第１の接地導体と対向し、かつ前記
アンテナ素子の反対側に形成された高周波線路と、前記
第１の接地導体に形成され、かつ、前記高周波線路に入
力された信号を前記アンテナ素子へ電磁界的に結合して
該アンテナ素子を励振するためのスロットとからなるこ
とを特徴とする。また、請求項５に記載のマイクロスト
リップアンテナは、請求項４に記載のマイクロストリッ
プアンテナにおいて、前記高周波線路が、マイクロスト
リップ線路であることを特徴とする。更に、請求項６に
記載のマイクロストリップアンテナは、請求項４に記載
のマイクロストリップアンテナにおいて、前記高周波線
路が、トリプレート線路であることを特徴とする。

【００２０】請求項７に記載のマイクロストリップアン
テナは、請求項５に記載のマイクロストリップアンテナ
において、前記アンテナ素子と前記マイクロストリップ
線路とを接続する給電導体を具備することを特徴とす
る。また、請求項８に記載のマイクロストリップアンテ
ナは、請求項１〜７のいずれかに記載のマイクロストリ
ップアンテナにおいて、前記アンテナ素子が、２つの方
形板を前記第２の接続導体を境界として互いにずれて当
接させたものであることを特徴とする。更に請求項９に
記載のマイクロストリップアンテナは、請求項１〜７の
いずれかに記載のマイクロストリップアンテナにおい
て、前記アンテナ素子が、２つの半円板を前記第２の接
続導体を境界として当接させたものであることを特徴と
する。

【００２１】請求項１０に記載のマイクロストリップア
ンテナは、請求項１〜９のいずれかに記載のマイクロス
トリップアンテナにおいて、前記第１、第２の接続導体
が、一列に並設されたスルーホール列であることを特徴
とする。また、請求項１１に記載のマイクロストリップ
アンテナは、請求項１〜９のいずれかに記載のマイクロ
ストリップアンテナにおいて、前記第１の接続導体また
は第２の接続導体の少なくとも一方が、前記第１の接地
導体または前記第２の接地導体から前記アンテナ素子の
方向に向けて突設された導体板であることを特徴とす
る。

【００２２】請求項１２に記載のマイクロストリップア
ンテナは、請項１〜１１のいずれかに記載のマイクロス
トリップアンテナであって、前記誘電体からなる基板
が、誘電体膜を積層して形成されたものであることを特
徴とする。また、請求項１３に記載のマイクロストリッ
プアンテナは、請求項１〜１２のいずれかに記載のマイ
クロストリップアンテナを、前記誘導体からなる基板に
複数個形成させたものであることを特徴とする。

【００２３】

【発明の実施の形態】本発明の第１の実施の形態である
マイクロストリップアンテナを図面を参照して説明す
る。図１（ａ）は、本発明のマイクロストリップアンテ
ナの平面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−
Ａ’線の断面図であり、図１（ｃ）は、図１（ａ）のＢ
−Ｂ’線の断面図である。図１（ａ）、図１（ｂ）及び
図１（ｃ）において、マイクロストリップアンテナ４
は、誘電体基板１１と、誘電体基板１１の一面に載置さ
れたアンテナ素子１２と、第１の接地導体２０と、第２
の接地導体２１とから構成されている。第１の接地導体
２０は、誘電体からなる基板１１により離間されて、ア
ンテナ素子１２と対向して誘電体からなる基板１１の他
面に配置されている。また、第２の接地導体２１は、誘
電体からなる基板１１により離間されてアンテナ素子１
２と対向し、かつ第１の接地導体２０よりもアンテナ素
子１２に接近して誘電体からなる基板１１の中に配置さ
れている。

【００２４】また、マイクロストリップアンテナ４に
は、第１の接地導体２０と第２の接地導体２１とを接続
する複数の第１の接続導体（スルーホール列）５１、５
１…と、第２の接地導体２１とアンテナ素子１２とを接
続する複数の第２の接続導体（スルーホール列）５２、
５２…とが備えられている。これら第１、第２の接続導
体（スルーホール列）５１、５１…、５２、５２…は、
図中Ｂ−Ｂ’線に沿って、一列に並設されている。この
ようにして、アンテナ素子１２には、第２の接続導体５
２の列を境界として、図中のＡ−Ａ’線に平行な方向の
長さがＬ₄、Ｌ₅なる大きさの異なる第１、第２のアンテ
ナ素子１２ａ、１２ｂが形成されている。

【００２５】第１の接地導体２０は、第１のアンテナ素
子１２ａ全面と完全に対向するように、第１の接地導体
２０の端縁が少なくとも第２の接続導体５２の位置にく
るように形成されている。第２の接地導体２１は、第１
のアンテナ素子１２ｂ全面と完全に対向するように、第
２の接地導体２１の端縁が少なくとも第２の接続導体５
２の位置にくるように形成されている。

【００２６】また、マイクロストリップアンテナ４に
は、信号をアンテナ素子１２に伝達するための給電手段
３０が備えられている。具体的には、マイクロストリッ
プアンテナ４には、給電手段３０として、アンテナ素子
１２に接続された給電導体（給電ピン）３１、３２が備
えられている。給電導体３１は、第１の接地導体２０に
形成された孔２２を貫通して、外部回路に接続するため
のコネクタ３３に接続されている。また、給電導体３２
は、第１の接地導体２０に形成された孔２３と第２の接
地導体２１に形成された孔２４とを貫通して、外部回路
に接続するためのコネクタ３４に接続されている。この
ようにして、給電導体３１、３２は、第１の接地導体２
０及び第２の接地導体２１とから絶縁されている。

【００２７】誘電体からなる基板１１は、誘電体膜を積
層して形成された多層膜積層基板であってもよい。この
場合、アンテナ素子１２が多層膜積層基板の一面に載置
され、第１の接地導体２０が該多層膜積層基板の他面に
載置され、第２の接地導体が該多層膜積層基板のいずれ
かの誘電体膜の間に挿入されたものであってもよい。ま
た、多層膜積層基板は、互いに比誘電率と膜厚の異なる
複数種類の誘電体膜を積層したものであっても良い。

【００２８】上述のマイクロストリップアンテナ４に
は、第１のアンテナ素子１２ａと誘電体からなる基板１
１と第１の接地導体２０とからなるマイクロストリップ
アンテナＡと、第２のアンテナ素子１２ｂと誘電体から
なる基板１１と第２の接地導体２１とからなるマイクロ
ストリップアンテナＢとが形成されている。

【００２９】このようにして、マイクロストリップアン
テナＡ、Ｂにおいては、コネクタ３３、３４を介して給
電導体３１、３２に入力された信号が、アンテナ素子１
２ａ、１２ｂに直接給電され、共振器の一種である第
１、第２のアンテナ素子１２ａ、１２ｂから、電波が図
１（ｂ）において上方向に放射される。

【００３０】上述のマイクロストリップアンテナ４にお
いては、マイクロストリップアンテナＡおよびＢが、基
本モードにおいて、次式で与えられる共振周波数で共振
する。

【００３１】

【数４】

【００３２】

【数５】

【００３３】ここで、Ｃ₀は光速、ｆ_a、ｆ_bはそれぞれ
マイクロストリップアンテナＡ及びＢの共振周波数、ε
_r（ｈ）はｈの関数であって厚さがｈのときの誘電体基
板１１の等価誘電率、ｄ₁はアンテナ素子１２ａと第１
の接地導体２０との距離（アンテナ素子１２ａと第１の
接地導体２０とに挟まれた誘電体基板の厚さ）、ｄ₂は
アンテナ素子１２ｂと第２の接地導体２１との距離（ア
ンテナ素子１２ｂと第２の接地導体２１とに挟まれた誘
電体基板の厚さ）である。基本モードの場合、ｎ＝１と
なる。

【００３４】第２の接地導体２１は、第１の接地導体２
０よりもアンテナ素子１２に接近して誘電体からなる基
板１１の中に配置されているので、ｄ₁＞ｄ₂となり、ε
_r（ｄ₂）＜ε_r（ｄ₁）となる。このようにして、マイク
ロストリップアンテナＡ、Ｂの共振周波数（ｆ_a、ｆ_b）
は、ｄ₁、ｄ₂、Ｌ₄およびＬ₅の大きさに依存する。特
に、ｄ₁、ｄ₂を適当に調整することによって、ｆ_a、ｆ_b
をそれぞれ独立に変えることができる。即ち、マイクロ
ストリップアンテナＡ及びＢのそれぞれ目的とする使用
周波数帯において、良好なアンテナ特性を得ることがで
きる。このようにして、マイクロストリップアンテナ４
においては、使用周波数帯が大きく異なるマイクロスト
リップアンテナＡ、Ｂを、同一の誘電体からなる基板１
１上に形成させることができる。

【００３５】また、上述のマイクロストリップアンテナ
４においては、第１、２の接続導体５１、５２がスルー
ホールであり、このスルーホールは簡単に形成させるこ
とができるので、マイクロストリップアンテナ４の製造
工程を簡略化することができる。

【００３６】また、第１、第２の接地導体２０、２１
は、第１、第２のアンテナ素子１２ａ、１２ｂ全面と完
全に対向するように形成されているので、アンテナ素子
１２ａ、１２ｂの全面から効率よく電波を放射させるこ
とができる。

【００３７】更に、誘電体からなる基板１１が、互いに
比誘電率及び膜厚の異なる複数種類の誘電体膜を積層し
て形成された多層膜積層基板である場合には、多層膜積
層基板の膜厚、比誘電率及びｄ₁、ｄ₂の寸法を任意に変
更することができるので、マイクロストリップアンテナ
Ａ及びＢの共振周波数（ｆ_a、ｆ_b）を任意に変更するこ
とが可能となり、使用周波数帯が大きく異なるマイクロ
ストリップアンテナＡ、Ｂを、同一の誘電体基板１１上
に形成させることができる。特に、アンテナ素子１２側
に誘電率の低い誘電体膜を、またコネクタ３３、３４側
にＧａＡｓなどの誘電率の高い誘電体膜を用いた多層
膜積層基板である場合には、半導体基板上に回路を構成
するモノシリックマイクロ波集積回路（ＭＭＩＣ）との
一体化が容易となるため、フェーズドアレーアンテナを
はじめとしたアクティブアンテナが実現できる。

【００３８】次に、本発明の第２の実施の形態であるマ
イクロストリップアンテナを図面を参照して説明する。
図２（ａ）は、本発明の第２の実施の形態であるマイク
ロストリップアンテナの平面図であり、図２（ｂ）は、
図２（ａ）のＡ−Ａ’線の断面図であり、図２（ｃ）
は、図２（ａ）のＢ−Ｂ’線の断面図である。尚、これ
らの図において、前述した図１（ａ）、図１（ｂ）及び
図１（ｃ）に示す構成要素と同一符号を付し、その説明
を省略する。

【００３９】このマイクロストリップアンテナ５は、第
１の実施の形態におけるマイクロストリップアンテナ４
の給電導体３２が省略されたものである。従って、この
マイクロストリップアンテナ５は、第１のアンテナ素子
１２ａのみに給電され、このアンテナ素子１２ａから、
第２の接続導体（スルーホール列）５２による境界を介
して隣り合う第２のアンテナ素子１２ｂに対し、互いの
電磁気的な結合を利用してアンテナ素子１２ｂを励振す
ることが可能となる。両者の電磁気的な結合係数は第２
の接続導体（スルーホール）５２の列の間隔で決定され
る。

【００４０】上述のマイクロストリップアンテナ５は、
図１（ａ）における給電導体３２が省略されたものであ
るので、図１（ｂ）における第２の接続導体の孔２４、
第１の接続導体の孔２３及びコネクタ３４が不要とな
り、マイクロストリップアンテナの製造工程が簡略化さ
れ、製造コストを低くすることができる。また、第２の
接続導体（スルーホール列）５２による境界を介して隣
り合うアンテナ素子１２ａとアンテナ素子１２ｂとの電
磁気的な結合により、マイクロストリップアンテナＡ及
びＢのそれぞれ目的とする使用周波数帯において、良好
なアンテナ特性を得ることができる。

【００４１】次に、本発明の第３の実施の形態であるマ
イクロストリップアンテナを図面を参照して説明する。
図３（ａ）は、本発明の第３の実施の形態であるマイク
ロストリップアンテナの平面図であり、図３（ｂ）は、
図３（ａ）のＡ−Ａ’線の断面図であり、図３（ｃ）
は、図３（ａ）のＢ−Ｂ’線の断面図である。尚、これ
らの図において、前述した図１（ａ）、図１（ｂ）及び
図１（ｃ）に示す構成要素と同一符号を付し、その説明
を省略する。

【００４２】このマイクロストリップアンテナ６におい
ては、アンテナ素子１３は、大きさの異なる２つの方形
板である第１、第２のアンテナ素子１３ａ、１３ｂが互
いに第２の接続導体（スルーホール列）５２による境界
を介して当接され、かつ図３（ａ）におけるＢ−Ｂ’線
に対して平行に互いにずれて形成されている。

【００４３】上述のマイクロストリップアンテナ６は、
マイクロストリップアンテナＡ、Ｂの共振周波数が、図
３（ａ）に示すアンテナ素子１３ａ、１３ｂの対角線の
長さＬ₆およびＬ₇により決定される。従って、このマイ
クロストリップアンテナ６の小型化を図ることができ
る。

【００４４】次に、本発明の第４の実施の形態であるマ
イクロストリップアンテナを図面を参照して説明する。
図４（ａ）は、本発明の第４の実施の形態であるマイク
ロストリップアンテナの平面図であり、図４（ｂ）は、
図３（ａ）のＡ−Ａ’線の断面図であり、図３（ｃ）
は、図３（ａ）のＢ−Ｂ’線の断面図である。尚、これ
らの図において、前述した図１（ａ）、図１（ｂ）及び
図１（ｃ）に示す構成要素と同一符号を付し、その説明
を省略する。

【００４５】このマイクロストリップアンテナ７におい
ては、アンテナ素子１４は、半径の異なる２つの半円板
である第１、第２のアンテナ素子１４ａ、１４ｂが互い
に第２の接続導体（スルーホール列）５２による境界を
介して当接されて形成されている。ここで、第１、第２
のアンテナ素子１４ａ、１４ｂの半径をそれぞれＲ₁、
Ｒ₂とすると、マイクロストリップアンテナＡおよびＢ
の基本モードにおける共振周波数は、次式で与えられ
る。

【００４６】

【数６】

【００４７】

【数７】

【００４８】ここで、Ｃ₀は光速、ｆ_a、ｆ_bはそれぞれ
マイクロストリップアンテナＡ及びＢの共振周波数、ε
_r（ｈ）はｈの関数であって厚さがｈのときの誘電体基
板１１の等価誘電率、ｄ₁はアンテナ素子１４ａと第１
の接地導体２０との距離（アンテナ素子１４ａと第１の
接地導体２０とに挟まれた誘電体基板の厚さ）、ｄ₂は
アンテナ素子１４ｂと第２の接地導体２１との距離（ア
ンテナ素子１４ｂと第２の接地導体２１とに挟まれた誘
電体基板の厚さ）である。

【００４９】従って、上述のマイクロストリップアンテ
ナ７においては、マイクロストリップアンテナＡ及びＢ
の共振周波数（ｆ_a、ｆ_b）が、ｄ₁、ｄ₂、Ｒ₁およびＲ₂
の大きさに依存し、特に、ｄ₁、ｄ₂を適当に調整するこ
とによって、ｆ_a、ｆ_bをそれぞれ独立に変えることがで
きるので、マイクロストリップアンテナＡ及びＢのそれ
ぞれ目的とする使用周波数帯において、良好なアンテナ
特性が得られる。

【００５０】このようにして、上述のマイクロストリッ
プアンテナ７においては、使用周波数帯が大きく異なる
マイクロストリップアンテナＡ、Ｂを、同一の誘電体基
板１１上に形成させることができる。更に、第１、第２
のアンテナ素子１４ａ、１４ｂの形状が半円形であるの
で、電波を損失させることなく、電波を効率良く発射さ
せることができる。

【００５１】次に、本発明の第５の実施の形態であるマ
イクロストリップアンテナを図面を参照して説明する。
図５（ａ）は、本発明の第５の実施の形態であるマイク
ロストリップアンテナの平面図であり、図５（ｂ）は、
図５（ａ）のＡ−Ａ’線の断面図であり、図５（ｃ）
は、図５（ａ）のＢ−Ｂ’線の断面図である。尚、これ
らの図において、前述した図１（ａ）、図１（ｂ）及び
図１（ｃ）に示す構成要素と同一符号を付し、その説明
を省略する。

【００５２】このマイクロストリップアンテナ８には、
誘電体からなる基板２０１により離間されてアンテナ素
子１２と対向して、誘電体からなる基板２０１の中に配
置された第１の接地導体２２と、誘電体からなる基板２
０１により離間されてアンテナ素子１２と対向して、か
つ、第１の接地導体２２よりもアンテナ素子１２に接近
して誘電体からなる基板２０１の中に配置された第２の
接地導体２３とが備えられている。また、第１の接地導
体２０にはスロット９０が形成されている。更に、給電
手段３０として、誘電体からなる基板２０１により離間
されて第１の接地導体２２と対向し、かつアンテナ素子
１２の反対側である誘電体からなる基板２０１の他面に
配置されたストリップ状導体７１と、スロット９０を貫
通してアンテナ素子１２とストリップ状導体７１とを接
続する給電導体３１が備えられている。給電導体３１
は、第１の接地導体２２から絶縁されている。このよう
にして、マイクロストリップアンテナ８には、ストリッ
プ状導体７１と第１の接地導体２２とからなる高周波線
路７０であるマイクロストリップ線路７２が形成されて
いる。

【００５３】上述のマイクロストリップアンテナ８にお
いては、マイクロストリップ線路７２に入力された信号
が、給電ピンを介して直接第１のアンテナ素子１２ａに
給電され、アンテナ素子１２ａから、第２の接続導体
（スルーホール列）５２による境界を介して隣り合う第
２のアンテナ素子１２ｂに対し、互いの電磁気的な結合
を利用してアンテナ素子１２ｂを励振することが可能と
なる。

【００５４】従って、上述のマイクロストリップアンテ
ナ８においては、アンテナ素子１２と給電手段であるマ
イクロストリップ線路７２とが、第１の接地導体２２を
介してアイソレートされているので、マイクロストリッ
プ線路７２からの不要放射による放射界への影響を低減
することができる。

【００５５】次に、本発明の第６の実施の形態であるマ
イクロストリップアンテナを図面を参照して説明する。
図６（ａ）は、本発明の第６の実施の形態であるマイク
ロストリップアンテナの平面図であり、図６（ｂ）は、
図６（ａ）のＡ−Ａ’線の断面図であり、図６（ｃ）
は、図５（ａ）のＢ−Ｂ’線の断面図である。尚、これ
らの図において、前述した図１（ａ）、図１（ｂ）、図
１（ｃ）、図５（ａ）、図５（ｂ）及び図５（ｃ）に示
す構成要素と同一符号を付し、その説明を省略する。

【００５６】このマイクロストリップアンテナ９におい
ては、誘電体からなる基板２０１により離間されて、ア
ンテナ素子１２と対向して誘電体からなる基板２０１の
中に配置された第１の接地導体２４が備えられている。
また、給電手段３０として、誘電体からなる基板２０１
により離間されて第１の接地導体２４と対向し、かつア
ンテナ素子１２の反対側である誘電体からなる基板２０
１の他面に配置されたストリップ状導体７１と、スロッ
ト９４とが設けられている。スロット９４は、ストリッ
プ状導体７１に入力された信号をアンテナ素子１２へ電
磁界的に結合してアンテナ素子１２を励振するためのも
のであって、第１の接地導体２０に形成されている。更
に、ストリップ状導体７１の先端には、給電回路での不
整合を防ぐためのスタブ７３が設けられている。このよ
うにして、マイクロストリップアンテナ９には、ストリ
ップ状導体７１と第１の接地導体２４とからなる高周波
線路７０であるマイクロストリップ線路７２が形成され
ている。

【００５７】上述のマイクロストリップアンテナ８にお
いては、マイクロストリップ線路７２に入力した信号
が、スロット９４を介して電磁界的な結合によって第１
のアンテナ素子１２ａに給電され、アンテナ素子１２ａ
から、第２の接続導体（スルーホール列）５２による境
界を介して隣り合う第２のアンテナ素子１２ｂに対し、
互いの電磁気的な結合を利用してアンテナ素子１２ｂを
励振することが可能となる。

【００５８】従って、マイクロストリップアンテナ８に
おいては、アンテナ素子１２とマイクロストリップ線路
７２との直接的な接続が不要となるため、アンテナの設
計および製造が容易になり、製造コストを低減すること
ができる。また、マイクロストリップ線路７２とアンテ
ナ素子１２との整合は、スロット９１およびスタブ７３
の長さを変えることにより容易に実現することができ
る。

【００５９】次に、本発明の第７の実施の形態であるマ
イクロストリップアンテナを図面を参照して説明する。
図７（ａ）は、本発明の第７の実施の形態であるマイク
ロストリップアンテナの平面図であり、図７（ｂ）は、
図７（ａ）のＡ−Ａ’線の断面図であり、図７（ｃ）
は、図７（ａ）のＢ−Ｂ’線の断面図である。尚、これ
らの図において、前述した図１（ａ）、図１（ｂ）、図
１（ｃ）に示す構成要素と同一符号を付し、その説明を
省略する。

【００６０】このマイクロストリップアンテナ１０に
は、第１の接地導体２４と、第２の接地導体２３とが備
えられている。第１の接地導体２４は、誘電体からなる
基板２０２により離間されてアンテナ素子１２と対向し
て、誘電体からなる基板２０２の中に配置されている。
また、第２の接地導体２３は、誘電体からなる基板２０
２により離間されてアンテナ素子１２と対向して、か
つ、第１の接地導体２０よりもアンテナ素子に接近して
誘電体からなる基板２０２の中に配置されている。

【００６１】また、給電手段３０として、誘電体からな
る基板２０２により離間されて第１の接地導体２４と対
向し、かつアンテナ素子１２の反対側である誘電体から
なる基板２０２の中に配置されたストリップ状導体７４
と、スロット９１と、誘電体からなる基板２０２により
離間されて第１の接地導体２４、第２の接地導体２３及
びストリップ状導体７４と対向して誘電体からなる基板
１１の他面に配置された導体７５とが設けられている。
スロット９１は、ストリップ状導体７５に入力された信
号をアンテナ素子１２へ電磁界的に結合してアンテナ素
子１２を励振するためのものであって、第１の接地導体
２４に形成されている。このようにして、マイクロスト
リップアンテナ８には、ストリップ状導体７４と第１の
接地導体２４と導体７５とからなる高周波線路７０であ
るトリプレート線路７６が形成されている。ストリップ
状導体７４は、トリプレート線路７６の中心導体として
動作する。

【００６２】上述のマイクロストリップアンテナ１０に
おいては、トリプレート線路７６に入力された信号が、
スロット９１を介して電磁界的な結合によって第１のア
ンテナ素子１２ａに給電され、アンテナ素子１２ａか
ら、第２の接続導体（スルーホール列）５２による境界
を介して隣り合う第２のアンテナ素子１２ｂに対し、互
いの電磁気的な結合を利用してアンテナ素子１２ｂを励
振することが可能となる。

【００６３】従って、上述のマイクロストリップアンテ
ナ１０においては、アンテナ素子１２と給電手段である
トリプレート線路７６とが、第１の接地導体２４を介し
てアイソレートされているので、トリプレート線路７６
からの不要放射による放射界への影響を低減することが
できる。

【００６４】次に、本発明の第８の実施の形態であるマ
イクロストリップアンテナを図面を参照して説明する。
図１１（ａ）は、本発明の第８の実施の形態であるマイ
クロストリップアンテナの平面図であり、図１１（ｂ）
は、図２（ａ）のＡ−Ａ’線の拡大断面図であり、図１
１（ｃ）は、図２（ａ）のＢ−Ｂ’線の拡大断面図であ
る。尚、これらの図において、前述した図１（ａ）、図
１（ｂ）及び図１（ｃ）に示す構成要素と同一符号を付
し、その説明を省略する。

【００６５】このマイクロストリップアンテナ８１は、
第１の実施の形態における４つのマイクロストリップア
ンテナ４を、同一の誘電体からなる基板８２上に形成さ
せたものである。

【００６６】上述のマイクロストリップアンテナ８１
は、４つのマイクロストリップアンテナ４を、誘導体か
らなる基板８２に形成させたものであるので、多周波数
帯域用のマイクロストリップアンテナとして使用するこ
とができる。

【００６７】なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態
に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない
範囲において種々の変更を加えることが可能である。例
えば、上述の実施の形態では、第１の接続導体、第２の
接続導体がスルーホールである例を示したが、第１の接
続導体または第２の接続導体の少なくとも一方が、アン
テナ素子の方向に向けて突設された導体板であってもよ
い。また、第１の接続導体、第２の接続導体が、導体か
らなるピンであっても良い。

【００６８】また、上述の実施の形態では、厚さが一定
である誘電体からなる基板を用いた例を示したが、第２
の接地導体を設ける部分の厚さが薄く、第１の接地導体
を設ける部分の厚さが厚い誘電体基板を用いても良い。
更に、誘電体からなる基板上に、２以上のアンテナ素子
と２以上の接地導体を形成して、マイクロストリップア
ンテナを、誘導体からなる基板に複数個形成させたもの
であってもよい。

【００６９】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明の
マイクロストリップアンテナは、誘電体からなる基板
と、該誘電体からなる基板の一面に載置されたアンテナ
素子と、前記誘電体からなる基板により離間されて前記
アンテナ素子と対向して配置された第１の接地導体と、
前記誘電体からなる基板により離間されて前記アンテナ
素子と対向し、かつ前記第１の接地導体よりも前記アン
テナ素子に接近して配置された第２の接地導体とから構
成されているので、１つの誘電体からなる基板上に、２
つのマイクロストリップアンテナが形成され、アンテナ
素子と第１、第２の接地導体との距離が異なるように構
成され、各マイクロストリップアンテナの共振周波数を
独立して変更することができるので、使用周波数帯域が
大きく異なる２つのマイクロストリップアンテナを形成
させることができる。従って、超広帯域の周波数範囲
（マイクロ波帯〜ミリ波帯）の中で、任意でかつ複数の
動作周波数に対して、各アンテナがそれぞれ最適な基板
厚を有し、良好に動作できるマルチバンドアンテナを同
じ基板に同時に形成することが可能であり、小型、薄型
で多機能なマイクロストリップアンテナを提供できる。

【００７０】本発明のマイクロストリップアンテナは、
前記アンテナ素子を、第２の接続導体の列を境界として
第１のアンテナ素子と第２のアンテナ素子に分割される
ので、第１、第２のアンテナ素子の大きさを任意に変更
できるので、それぞれの共振周波数を容易に変更するこ
とが可能となり、使用周波数帯域が大きく異なる２つの
マイクロストリップアンテナを形成させることができ
る。

【００７１】また、本発明のマイクロストリップアンテ
ナは、給電手段として前記アンテナ素子に接続された給
電導体を備えているので、信号を前記アンテナ素子に直
接給電させることができる。更に本発明のマイクロスト
リップアンテナは、前記誘電体からなる基板により離間
されて前記第１の接地導体と対向し、かつ前記アンテナ
素子の反対側に形成された高周波線路と、前記第１の接
地導体に形成され、かつ、前記高周波線路に入力された
信号を前記アンテナ素子へ電磁界的に結合して該アンテ
ナ素子を励振するためのスロットとからなり、特に前記
高周波線路がマイクロストリップ線路またはトリプレー
ト線路であるので、アンテナ素子と給電手段とが、第１
の接地導体を介してアイソレートさせることが可能とな
り、給電手段からの不要放射による放射界への影響を低
減することができる。

【００７２】本発明のマイクロストリップアンテナは、
前記アンテナ素子と給電手段である前記マイクロストリ
ップ線路とを接続する給電導体を備えているので、給電
手段からの不要放射による放射界への影響を低減するこ
とができると共に、信号を前記アンテナ素子に直接給電
させることができる。また、本発明のマイクロストリッ
プアンテナは、アンテナ素子が、２つの方形板を前記第
２の接続導体を境界として互いにずれて当接させたもの
であり、このときのマイクロストリップアンテナの共振
周波数は、方形板の対角線の長さで決まるので、マイク
ロストリップアンテナの形状を小型化できる。

【００７３】本発明のマイクロストリップアンテナは、
前記アンテナ素子が、２つの半円板を前記第２の接続導
体を境界として当接させたものであるので、アンテナ素
子からの電波を効率よく放射させることができる。ま
た、本発明のマイクロストリップアンテナは、前記第
１、第２の接続導体が、一列に並設されたスルーホール
列であるので、接続導体を容易に形成させることが可能
となり、マイクロストリップアンテナの製造コストを低
減させることができる。更に、本発明のマイクロストリ
ップアンテナは、前記第１の接続導体または第２の接続
導体の少なくとも一方が、前記第１の接地導体または前
記第２の接地導体から前記アンテナ素子の方向に向けて
突設された導体板であるので、接続導体を容易に形成さ
せることが可能となり、マイクロストリップアンテナの
製造コストを低減させることができる。

【００７４】本発明のマイクロストリップアンテナは、
前記誘電体からなる基板が、誘電体膜を積層して形成さ
れた多層膜積層基板であり、多層膜積層基板の板厚、比
誘電率及びアンテナ素子と第１、第２の接地導体との距
離を任意に変更することができるので、マイクロストリ
ップアンテナの共振周波数を任意に変更することが可能
となり、使用周波数帯が大きく異なる２つのマイクロス
トリップアンテナを、同一の誘電体からなる基板上に形
成させることができる。特に、アンテナ素子側に誘電率
の低い誘電体膜を、給電手段側にＧａＡｓなどの誘電
率の高い誘電体膜を用いた多層膜積層基板である場合に
は、半導体基板上に回路を構成するモノシリシックマイ
クロ被集積回路（ＭＭＩＣ）との一体化が容易となるた
め、フェーズドアレーアンテナをはじめとしたアクティ
ブアンテナが実現できる。

【００７５】本発明のマイクロストリップアンテナは、
上述のマイクロストリップアンテナを、前記誘導体から
なる基板に複数個形成させたものであるので、多周波数
帯域用のマイクロストリップアンテナを形成させること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態であるマイクロス
トリップアンテナを示す図であって、（ａ）はマイクロ
ストリップアンテナの平面図であり、（ｂ）は（ａ）に
おけるＡ−Ａ’線の断面図であり、（ｃ）は（ａ）にお
けるＢ−Ｂ’線の断面図である。

【図２】本発明の第２の実施の形態であるマイクロス
トリップアンテナを示す図であって、（ａ）はマイクロ
ストリップアンテナの平面図であり、（ｂ）は（ａ）に
おけるＡ−Ａ’線の断面図であり、（ｃ）は（ａ）にお
けるＢ−Ｂ’線の断面図である。

【図３】本発明の第３の実施の形態であるマイクロス
トリップアンテナを示す図であって、（ａ）はマイクロ
ストリップアンテナの平面図であり、（ｂ）は（ａ）に
おけるＡ−Ａ’線の断面図であり、（ｃ）は（ａ）にお
けるＢ−Ｂ’線の断面図である。

【図４】本発明の第４の実施の形態であるマイクロス
トリップアンテナを示す図であって、（ａ）はマイクロ
ストリップアンテナの平面図であり、（ｂ）は（ａ）に
おけるＡ−Ａ’線の断面図であり、（ｃ）は（ａ）にお
けるＢ−Ｂ’線の断面図である。

【図５】本発明の第５の実施の形態であるマイクロス
トリップアンテナを示す図であって、（ａ）はマイクロ
ストリップアンテナの平面図であり、（ｂ）は（ａ）に
おけるＡ−Ａ’線の断面図であり、（ｃ）は（ａ）にお
けるＢ−Ｂ’線の断面図である。

【図６】本発明の第６の実施の形態であるマイクロス
トリップアンテナを示す図であって、（ａ）はマイクロ
ストリップアンテナの平面図であり、（ｂ）は（ａ）に
おけるＡ−Ａ’線の断面図であり、（ｃ）は（ａ）にお
けるＢ−Ｂ’線の断面図である。

【図７】本発明の第７の実施の形態であるマイクロス
トリップアンテナを示す図であって、（ａ）はマイクロ
ストリップアンテナの平面図であり、（ｂ）は（ａ）に
おけるＡ−Ａ’線の断面図であり、（ｃ）は（ａ）にお
けるＢ−Ｂ’線の断面図である。

【図８】従来のマイクロストリップアンテナを示す図
であって、（ａ）はマイクロストリップアンテナの平面
図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ’線の断面図
であり、（ｃ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ’線の断面図で
ある。

【図９】従来のマイクロストリップアンテナを動作を
説明するための図であって、（ａ）はマイクロストリッ
プアンテナの平面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＡ
−Ａ’線の断面図である。

【図１０】従来のマイクロストリップアンテナを示す
図であって、（ａ）はマイクロストリップアンテナの平
面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ’線の断面
図であり、（ｃ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ’線の断面図
である。

【図１１】本発明の第８の実施の形態であるマイクロ
ストリップアンテナを示す図であって、（ａ）はマイク
ロストリップアンテナの平面図であり、（ｂ）は（ａ）
におけるＡ−Ａ’線の拡大断面図であり、（ｃ）は
（ａ）におけるＢ−Ｂ’線の拡大断面図である。

【符号の説明】

４マイクロストリップアンテナ１１誘電体からなる基板１２アンテナ素子１２ａ第１のアンテナ素子１２ｂ第２のアンテナ素子２０第１の接地導体２１第２の接地導体３０給電手段３１給電導体３２給電導体５１第１の接続導体５２第２の接続導体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】誘電体からなる基板と、該誘電体からなる基板の一面に載置されたアンテナ素子
と、前記誘電体からなる基板により離間されて前記アンテナ
素子と対向して配置された第１の接地導体と、前記誘電体からなる基板により離間されて前記アンテナ
素子と対向し、かつ前記第１の接地導体よりも前記アン
テナ素子に接近して配置された第２の接地導体と、前記第１の接地導体と前記第２の接地導体とを接続する
第１の接続導体と、前記第１の接地導体または前記第２の接地導体と前記ア
ンテナ素子とを接続する第２の接続導体と、信号を前記アンテナ素子に伝達するための給電手段とを
具備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】請求項１に記載のマイクロストリップア
ンテナにおいて、前記アンテナ素子は、前記第２の接続導体の列を境界と
する第１のアンテナ素子と第２のアンテナ素子とからな
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３】請求項１に記載のマイクロストリップア
ンテナにおいて、前記給電手段は、前記アンテナ素子に接続された給電導体であることを特
徴とするマイクロストリップアンテナ。
【請求項４】請求項１に記載のマイクロストリップア
ンテナにおいて、前記給電手段は、前記誘電体からなる基板により離間されて前記第１の接
地導体と対向し、かつ前記アンテナ素子の反対側に形成
された高周波線路と、前記第１の接地導体に形成され、かつ、前記高周波線路
に入力された信号を前記アンテナ素子へ電磁界的に結合
して該アンテナ素子を励振するためのスロットとからな
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５】請求項４に記載のマイクロストリップア
ンテナにおいて、前記高周波線路は、マイクロストリップ線路であること
を特徴とするマイクロストリップアンテナ。
【請求項６】請求項４に記載のマイクロストリップア
ンテナにおいて、前記高周波線路は、トリプレート線路であることを特徴
とするマイクロストリップアンテナ。
【請求項７】請求項５に記載のマイクロストリップア
ンテナにおいて、前記アンテナ素子と前記マイクロストリップ線路とを接
続する給電導体を具備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８】請求項１〜７のいずれかに記載のマイク
ロストリップアンテナにおいて、前記アンテナ素子は、２つの方形板を前記第２の接続導
体を境界として互いにずれて当接させたものであること
を特徴とするマイクロストリップアンテナ。
【請求項９】請求項１〜７のいずれかに記載のマイク
ロストリップアンテナにおいて、前記アンテナ素子は、２つの半円板を前記第２の接続導
体を境界として当接させたものであ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１０】請求項１〜９のいずれかに記載のマイ
クロストリップアンテナにおいて、前記第１、第２の接続導体は、一列に並設されたスルー
ホール列であ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１１】請求項１〜９のいずれかに記載のマイ
クロストリップアンテナにおいて、前記第１の接続導体または第２の接続導体の少なくとも
一方が、前記第１の接地導体または前記第２の接地導体
から前記アンテナ素子の方向に向けて突設された導体板
であ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１２】請求項１〜１１のいずれかに記載のマ
イクロストリップアンテナであって、前記誘電体からなる基板は、誘電体膜を積層して形成さ
れたものであ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１３】請求項１〜１２のいずれかに記載のマ
イクロストリップアンテナを、前記誘導体からなる基板
に複数個形成させたものであることを特徴とするマイク
ロストリップアンテナ。