JPH11266114A

JPH11266114A - アンテナ

Info

Publication number: JPH11266114A
Application number: JP10065659A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Arai; 宏之新井; Hiroshi Takera; 宏武良; Takahiro Mizoguchi; 高宏溝口; Kensuke Ishida; 謙介石田
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1998-03-16
Filing date: 1998-03-16
Publication date: 1999-09-28

Abstract

(57)【要約】【課題】アンテナの受信ゲインを簡単な構成で上げる
ことができると共に、アンテナのビーム指向角を簡単に
調整することができる小型のアンテナを提供する。【解決手段】誘電体により構成したアンテナ基板１
に、一対のマイクロストリップ線路２が互いに離間して
設けられ、一対のマイクロストリップ線路２間に、パラ
シティック素子７が、一対のマイクロストリップ線路２
とパラシティック素子７とを電磁共振させるように設け
られている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＴＶ受信等に使用
されるアンテナに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のＴＶ受信用のアンテナは、例えば
図１０に示すように、矩形状のアンテナ素子５１が、同
一平面上に複数個並んで設けられ、前記各アンテナ素子
５１の一対の長辺部の中途部が夫々一対の給電点５２
ａ，５２ｂとされている。隣合うアンテナ素子５１の対
応する給電点５２ａ，５２ｂ同志が一対の第一給電導体
５３ａ，５３ｂにより夫々接続され、これにより隣合う
アンテナ素子５１同志を組み合わせて成るアンテナユニ
ット５４が複数個形成されている。そして、前記隣合う
アンテナユニット５４の対応する第一給電導体５３ａ，
５３ｂの中央部同志が一対の第二給電導体５５ａ，５５
ｂにより夫々接続され、該一対の第二給電導体５５ａ，
５５ｂの中央部が一対の第三給電導体５６ａ，５６ｂに
より夫々受信機側に接続されるようになっていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従って、従来の場合、
複数のアンテナ素子５１を接続することによってアンテ
ナの受信ゲインを上げる場合、一対の第一給電導体５３
ａ，５３ｂ、第二給電導体５５ａ，５５ｂ、一対の第三
給電導体５６ａ，５６ｂ等を順次設ける必要があって、
接続するアンテナ素子５１の数が多くなる従ってこれら
の給電点を接続する一対の給電導体の個数が累積的に多
く必要になり、アンテナ全体の構成が非常に複雑で大型
化するという問題があった。

【０００４】また、一対の第二給電導体５５ａ，５５ｂ
の第一給電導体５３ａ，５３ｂへの接続位置が、第一給
電導体６ａ，６ｂの中央部であり、また一対の第三給電
導体５６ａ，５６ｂの第二給電導体５５ａ，５５ｂへの
接続位置が、第二給電導体５５ａ，５５ｂの中央部であ
って、アンテナのビーム指向角は、単に該アンテナの垂
直方向に固定されており、従って、アンテナのビーム指
向角を送信所や送信衛星の向きに一致させるには、アン
テナ全体の向きを変更する必要があり、アンテナの取扱
や設置も面倒であった。

【０００５】本発明は上記問題点に鑑み、アンテナの受
信ゲインを簡単な構成で上げることができると共に、ア
ンテナのビーム指向角を簡単に調整することができる小
型のアンテナを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この技術的課題を解決す
るための本発明の第１の技術的手段は、誘電体により構
成したアンテナ基板１に、一対のマイクロストリップ線
路２が互いに離間して設けられ、一対のマイクロストリ
ップ線路２間に、パラシティック素子７が、一対のマイ
クロストリップ線路２とパラシティック素子７とを電磁
共振させるように設けられている点にある。

【０００７】第２の技術的手段は、互いに離間した一対
のマイクロストリップ線路２間に、パラシティック素子
７を、一対のマイクロストリップ線路２とパラシティッ
ク素子７とを電磁共振させるように設けてなるアンテナ
素子１０を備え、このアンテナ素子１０が、誘電体によ
り構成したアンテナ基板１に複数個設けられ、複数のア
ンテナ素子１０が一対のマイクロストリップ線路２を介
して順次接続されている点にある。

【０００８】第３の技術的手段は、前記パラシティック
素子７が、誘電体基板８の表面に、導電箔９を設けて構
成され、一対のマイクロストリップ線路２とパラシティ
ック素子７の導電箔５との間にパラシティック素子７の
誘電体基板８が介在されるように、前記一対のマイクロ
ストリップ線路２間にパラシティック素子７が設けられ
ている点にある。

【０００９】第４の技術的手段は、前記一対のマイクロ
ストリップ線路２が、夫々小幅の給電部３と大幅の共振
部４とを直線状に備えている点にある。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図３はアンテナ素子数が１のアン
テナの構成を示し、図１及び図２は、図３に示すアンテ
ナを３個組み合わせてなるアンテナ素子数が３のアンテ
ナの構成を示している。

【００１１】まず、図３に示すアンテナの構成を説明す
ると、図３に示すアンテナの構造は、ミリ波帯での非接
触型コネクタとして提案されたものであるが、１素子あ
たり０．７ｄＢ程度の放射損があることから、アレイ化
し、漏れ波型アンテナに応用しようとするものである。
図３において、１は誘電体により構成したアンテナ基
板、２は一対のマイクロストリップ線路で、アンテナ基
板１の上面に銅箔等の導電箔をプリント配線、導電性塗
料の塗布又は導電性テープの貼り付け等によって施して
なり、一対のマイクロストリップ線路２はアンテナ基板
１に互いに離間して設けられている。各マイクロストリ
ップ線路２は、夫々小幅の給電部３と大幅の共振部４と
を直線状に備える。

【００１２】７はパラシティック素子（電磁結合型共振
器）で、図５にも示すように誘電体基板８の上面に、銅
箔等の導電箔９を、導電性塗料の塗布又は導電性テープ
の貼り付け等によって施して構成され、このパラシティ
ック素子７は、図４に鎖線で示す如く前記アンテナ基板
１上面における一対のマイクロストリップ線路２の共振
部４間に跨がるように配置固定されている。これによ
り、一対のマイクロストリップ線路２の共振部４とパラ
シティック素子３の導電箔９との間にパラシティック素
子７の誘電体基板８が介在された状態になっており、一
対のマイクロストリップ線路２の各共振部４とパラシテ
ィック素子７の導電箔９とを半波長程度で電磁共振させ
るようになっている。そして、前記一対のマイクロスト
リップ線路２とパラシティック素子７とで電波を受信す
る１つのアンテナ素子１０が構成されている。

【００１３】図３に示すａは給電部３の長さ、ｂはアン
テナ基板１の幅、ｄは共振部４の幅、ｅは一対のマイク
ロストリップ線路２の離間幅、ｈはアンテナ基板１の厚
み、ｗは給電部３の幅、ｌは共振部４及びパラシティッ
ク素子７の長さ（共振部４の長さとパラシティック素子
７の長さとは同一寸法に設定されている）、ｓはアンテ
ナ基板１の長さ（後述の素子間隔ｓと同一）を示してお
り、例えばａ＝１５．６ｍｍ、ｂ＝３５．０ｍｍ、ｄ＝
４．６７ｍｍ、ｅ＝３．２ｍｍ、ｈ＝０．８ｍｍ、ｗ＝
２．３３ｍｍ、ｌ＝１６ｍｍ、ｓ＝６６．４ｍｍに設定
され、アンテナ基板１及び誘電体基板８の誘電率εが
２．６（ε＝２．６）に設定されている。

【００１４】次に、図１及び図２に示すアンテナの構成
を説明すると、このアンテナは、前述したように図３に
示すアンテナを３個組み合わせてアンテナ素子１０の数
が３のアンテナを構成したものである。従って、図１及
び図２に示すように、互いに離間した一対のマイクロス
トリップ線路２間に、パラシティック素子７を、一対の
マイクロストリップ線路２とパラシティック素子７とを
電磁共振させるように設けてなるアンテナ素子１０が３
個構成され、この各アンテナ素子１０が、誘電体により
構成したアンテナ基板１に夫々設けられ、各アンテナ素
子１０に対応するアンテナ基板１は互いに接合されて、
３個のアンテナ素子１０が一対のマイクロストリップ線
路２の給電部３を介して順次接続されている。

【００１５】図１に示すアンテナ素子１０を３個備える
アンテナを、ＦＤＴＤ法（コンピュータを用いた数値計
算）により解析を行った。この解析に用いたパラメータ
を下の表１に示している。

【００１６】

【表１】

【００１７】また、解析結果を図６に示すと共に、この
場合の素子間隔ｓと放射方向θの関係を下の表２に示
す。

【００１８】

【表２】

【００１９】この結果からわかるように素子間隔ｓを長
くする（アンテナ素子１０の間隔を広げる）と、最大放
射方向θが傾くことがわかる。また、素子間隔ｓとアン
テナの最大放射方向（ビーム指向角）θには表２からも
わかるように比例関係にあるといえる。なお、図６に示
すように最大放射方向θ以外にも不要放射（サイドロー
ブ）Ａが生じているが、これはアンテナのアンテナ素子
１０の数を増加させることによって抑えることができ
る。

【００２０】上記解析でアンテナの素子間隔ｓを可変設
定することにより、最大放射方向θを制御することが確
認できた。また、図３に示すアンテナ素子１０を１個備
えるアンテナにつき、ａ＝１１．２ｍｍ、ｂ＝３５．０
ｍｍ、ｄ＝４．６７ｍｍ、ｅ＝３．２ｍｍ、ｈ＝０．８
ｍｍ、ｗ＝２．３３ｍｍ、ｌ＝１６ｍｍ、ｓ＝５７．６
ｍｍに設定し、アンテナ基板１及び誘電体基板８の誘電
率εを２．６（ε＝２．６）に設定した場合の、反射特
性、透過特性をＦＤＴＤ法により計算した結果を図７に
示し、この場合の放射指向性を図８に示している。

【００２１】図７はｓパラメータのｓ１１モード及びｓ
２１モードで反射特性、透過特性を調べたものであり、
これにより反射透過特性は６ＧＨｚ近傍において広帯域
な特性が得られることが確認された。また、放射指向特
性は図８に示すように給電点と反対方向に仰角θ＝４０
°（素子間隔ｓ＝１．１５λ₀）方向に傾いている。次
に、アンテナ素子１０を１０個備えるアンテナを試作
し、ａ＝４．８ｍｍ、ｂ＝３５．０ｍｍ、ｄ＝４．６７
ｍｍ、ｅ＝３．２ｍｍ、ｈ＝０．８ｍｍ、ｗ＝２．３３
ｍｍ、ｌ＝８ｍｍ、ｓ＝２８．８ｍｍに設定し、アンテ
ナ基板１及び誘電体基板８の誘電率εを２．６（ε＝
２．６）に設定した場合の、Ｅ面放射指向性を測定した
結果を図９に示している。

【００２２】この場合パラシティック素子７の誘電体基
板８として誘電率２．６の基板を用いているので、アン
テナの素子間隔ｓが１λ（波長）以上になり、図９に示
す如くグレーティングローブＢが生じるが、アンテナ素
子１０の単体の放射指向性で抑制されていることがわか
る。ただし、誘電体基板８として高誘電率基板を用いる
ことによりグレーティングローブＢは抑制できるが、放
射方向は給電側となるので用途に応じた選択が必要とな
る。

【００２３】図７〜図９の結果により、マイクイロスト
リップ線２間に設けたパラシティック素子（電磁結合型
共振器）７により広帯域な漏れ波型アンテナを提案し、
その特性を実験と計算により確認できた。また、従来型
のアンテナであるスケルトンスロットに比べて周波数帯
域が広くなることも確認された。従って、図１及び図２
に示すアンテナの放射方向（ビーム指向角）θを変更す
るには、図１に示す素子間隔ｓを調整する（アンテナ素
子１０の間隔を調整する）ことにより特定方向の位相を
揃えるようにすればよく、素子間隔ｓを調整することに
より放射方向θを任意に変更することができる。また、
アンテナの受信周波数は、一対のマイクロストリップ線
路２の各給電部３とパラシティック素子７の導電箔９と
が半波長程度で共振しているので、パラシティック素子
７の導電箔９の長さと一対のマイクロストリップ線路２
の給電部３の長さとで決まる。さらに、アンテナの受信
ゲインは、アンテナ素子１０を順次直列に接続して単に
アンテナのアンテナ素子１０の数を増やすことにより、
簡単に増大させることができる。

【００２４】なお、図１及び図２に示す複数のアンテナ
素子１０を有するアンテナの場合、複数のアンテナ素子
１０に対応してアンテナ基板１を夫々別体に複数個設け
て、これら複数のアンテナ基板１を互いに接合するよう
にしてもよいし、また複数のアンテナ素子１０に対して
一体のアンテナ基板１を１個設けるようにしてもよい。

【００２５】なお、図１及び図２又は図３に示すアンテ
ナをＴＶ受信用のアンテナとして使用する場合には、ア
ンテナ素子１０を外端部のマイクロストリップ線路２の
給電部３を介して給電ケーブル等によりＴＶ受信機側に
接続すればよい。

【００２６】

【発明の効果】本発明のアンテナによれば、アンテナの
受信ゲインを上げる場合、単に複数のアンテナ素子１０
を順次接続すればよく、簡単な構成で受信ゲインを上げ
ることができる。また、アンテナのビーム指向角はアン
テナ素子１０の素子間隔ｓを可変するとによって簡単に
調整することができる。しかも、簡単な構成で小型のア
ンテナになし得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態を示す３素子アンテナの
斜視図である。

【図２】同３素子アンテナの断面図である。

【図３】他の実施の形態を示す１素子アンテナの斜視図
である。

【図４】同アンテナ基板及びマイクロストリップ線路の
斜視図である。

【図５】同パラシティック素子の斜視図である。

【図６】３素子アンテナのＥ面指向性を示すグラフであ
る。

【図７】１素子アンテナの反射・透過特性を示すグラフ
である。

【図８】１素子アンテナのＥ面放射指向性を示すグラフ
である。

【図９】１０素子アンテナのＥ面放射指向性を示すグラ
フである。

【図１０】従来のアンテナを示す平面図である。

【符号の説明】

１アンテナ基板２マイクロストリップ線路３給電部４共振部７パラシティック素子８誘電体基板９導電箔１０アンテナ素子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者石田謙介兵庫県尼崎市浜１丁目１番１号株式会社クボタ技術開発研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】誘電体により構成したアンテナ基板
（１）に、一対のマイクロストリップ線路（２）が互い
に離間して設けられ、一対のマイクロストリップ線路
（２）間に、パラシティック素子（７）が、一対のマイ
クロストリップ線路（２）とパラシティック素子（７）
とを電磁共振させるように設けられていることを特徴と
するアンテナ。
【請求項２】互いに離間した一対のマイクロストリッ
プ線路（２）間に、パラシティック素子（７）を、一対
のマイクロストリップ線路（２）とパラシティック素子
（７）とを電磁共振させるように設けてなるアンテナ素
子（１０）を備え、このアンテナ素子（１０）が、誘電
体により構成したアンテナ基板（１）に複数個設けら
れ、複数のアンテナ素子（１０）が一対のマイクロスト
リップ線路（２）を介して順次接続されていることを特
徴とするアンテナ。
【請求項３】前記パラシティック素子（７）が、誘電
体基板（８）の表面に、導電箔（９）を設けて構成さ
れ、一対のマイクロストリップ線路（２）とパラシティ
ック素子（７）の導電箔（５）との間にパラシティック
素子（７）の誘電体基板（８）が介在されるように、前
記一対のマイクロストリップ線路（２）間にパラシティ
ック素子（７）が設けられていることを特徴とする請求
項１又は２に記載のアンテナ。
【請求項４】前記一対のマイクロストリップ線路
（２）が、夫々小幅の給電部（３）と大幅の共振部
（４）とを直線状に備えていることを特徴とする請求項
１〜３のいずれかに記載のアンテナ。