JPH1188016A - トリプレート型平面アンテナ - Google Patents
トリプレート型平面アンテナInfo
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- JPH1188016A JPH1188016A JP9241399A JP24139997A JPH1188016A JP H1188016 A JPH1188016 A JP H1188016A JP 9241399 A JP9241399 A JP 9241399A JP 24139997 A JP24139997 A JP 24139997A JP H1188016 A JPH1188016 A JP H1188016A
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Abstract
供給される複数の放射素子が形成されたアンテナ回路基
板に対して、同軸線路から給電回路のストリップライン
への給電のための接続部が、同軸−ストリップライン変
換器を構成するようにされたトリプレート型平面アンテ
ナにおいて、同軸線路と給電回路のストリップラインと
の間のインピーダンス変換に係わるリターンロスの周波
数特性を広帯域化する。 【解決手段】同軸線路8が給電回路5Aのストリップラ
イン13の中央部に直接的に接続されるようにする。こ
れにより、給電部22Aの構成が簡単になって、インピ
ーダンス変成器部分が極小となり、インピーダンスの不
連続部分がほとんどなくなる。したがって、同軸−スト
リップライン変換器におけるリターンロスの周波数特性
を広帯域にすることができる。
Description
ミリ波帯における電波の送受信装置に適用して好適なト
リプレート型平面アンテナに関する。
アンテナ20の分解斜視構成を示している。
体1、アンテナ回路基板3およびスロット板4の3つの
導体層を有し、地導体1とアンテナ回路基板3との間、
およびアンテナ回路基板3とスロット板4との間に、そ
れぞれ誘電体2a、2bからなる誘電体層が挿入され
た、5層のサンドイッチ構造とされている。
板状の放射素子6が形成され、この放射素子6に、スト
リップラインよりなる給電回路5から電力が供給され
る。スロット板4には、放射素子6の形状および形成位
置に対応した位置に四角形状のスロット7が形成されて
いる。放射素子6から放射される電波がスロット7を通
じて外部に放射され、また、スロット7を通じて入射し
た電波が放射素子6で取り込まれるようになっている。
なお、以下の説明においては、繁雑となるので、送信ア
ンテナとしてのトリプレート型平面アンテナについての
み説明する。
回路5における線路損失(挿入損失)を少なくするた
め、一般的には、平面アンテナ20の中央部付近に設け
られている(図12には現れていない。)。
断面構造を示している。
断面構成を示している。
むアンテナ回路基板3の平面構成を示している。
ト型平面アンテナ20に電力を供給するための同軸線路
8が、トリプレート型平面アンテナ20の背面側から一
体的に接続されている。なお、同軸線路8としては、5
0オームの同軸コネクタであるSMAコネクタを用いて
いる。給電部22においては、ストリップライン13で
構成された給電回路5の端部が給電点24として同軸線
路8の内部導体9に半田14により接続される一方、そ
の同軸線路8を取り囲むように地導体1とスロット板4
とを短絡する金属ブロック10(図16参照)が配され
ている。
波数では、給電回路5のストリップライン13の線路幅
を細くするために、一般には、100オーム以上の特性
インピーダンスを有するストリップラインが使用され
る。同軸線路8の特性インピーダンスは50オームであ
るため、図14に示すように、給電回路5と同軸線路8
との間の整合をとるために、両者間に、同軸−ストリッ
プライン変換器としてのインピーダンス変成器11を構
成する部分が形成され、挿入されている。また、図14
に示すように、給電部22には、給電点24からインピ
ーダンス変成器11、および給電回路5を通じて供給さ
れた電力を、アンテナ回路基板3に形成された放射素子
6の両側に分配するためにT分岐12が形成されている
(図15をも参照)。
来技術に係る給電部22を有するトリプレート型平面ア
ンテナ20では、インピーダンス変成器11の部分が存
在することから、その周波数特性を原因として、同軸−
ストリップライン変換器のリターンロスの周波数特性が
狭帯域になってしまうという問題があった。
域になってしまうことから、給電点24での接続のため
の半田14等の加工精度が要求され、結果として、加工
誤差の許容範囲が狭くなり、製品としての歩留りが悪く
なるという問題が発生していた。
れたものであり、リターンロスの周波数特性が広帯域な
範囲で減少する特性を有するトリプレート型平面アンテ
ナを提供することを目的とする。
許容範囲が広くなり、製品としての歩留りを向上するこ
とを可能とするトリプレート型平面アンテナを提供する
ことを目的とする。
1、図2および図12に示すように、ストリップライン
13よりなる給電回路5Aから電力が供給される複数の
放射素子6が形成されたアンテナ回路基板3Aに対し
て、同軸線路8から給電回路5Aのストリップライン1
3への給電のための接続部(22A)が、同軸−ストリ
ップライン変換器を構成するようにされたトリプレート
型平面アンテナ20Aにおいて、同軸線路8が給電回路
5Aのストリップライン13の中央部(24A)に直接
的に接続されるようにしたことを特徴とする。
への給電のための接続部における同軸−ストリップライ
ン変換器部分において、前記同軸線路が前記給電回路の
ストリップラインの中央部に直接的に接続されるように
している。
インピーダンス変成器部分が極小となり、インピーダン
スの不連続部分をほとんどなくすことができる。これに
より、同軸−ストリップライン変換器におけるリターン
ロスの周波数特性を広帯域にすることができる。また、
給電部の占有面積も減少する。
る同軸線路の特性インピーダンスを約50オームとし、
ストリップラインの特性インピーダンスを約100オー
ムとした場合、理論的には、インピーダンス変成器部分
はなくなる。
ついて図面を参照して説明する。なお、以下に参照する
図面において、上記図12〜図16に示したものと対応
するものには同一の符号または同一の符号の末尾に
「A」を付けてその詳細な説明は省略する。また、類似
した図面を繰り返して掲載する繁雑さを避けるために、
必要に応じて上記図12〜図16をも参照して説明す
る。
されたトリプレート型平面アンテナ20Aの分解斜視構
成を示している。
導体1、アンテナ回路基板3Aおよびスロット板4の3
つの導体層を有し、地導体1とアンテナ回路基板3Aと
の間、およびアンテナ回路基板3Aとスロット板4との
間に、それぞれ誘電体2a、2bからなる誘電体層が挿
入された、5層のサンドイッチ構造とされている。
数の四角形平板状の放射素子6が形成され、この放射素
子6に、ストリップラインよりなる給電回路5Aから電
力が供給される。スロット板4には、放射素子6の形状
および形成位置に対応した位置に四角形状のスロット
(開口)7が形成されている。放射素子6から放射され
る電波がスロット7を通じて外部に放射され、また、ス
ロット7を通じて入射した電波が放射素子6で取り込ま
れるようになっている。なお、以下の説明においては、
繁雑となるので、送信アンテナとしてのトリプレート型
平面アンテナについてのみ説明する。
成要素の相互関係についてさらに詳しく説明すると、ト
リプレート型平面アンテナ20Aは、面状(四角形平板
状)の地導体1と、この地導体1の面上に重ねて配され
る第1の誘電体2aの層と、この第1の誘電体2aの層
上に重ねて配され、ストリップラインよりなる給電回路
5Aとこの給電回路5Aに接続される放射素子6とが形
成されたアンテナ回路基板3Aと、このアンテナ回路基
板3A上に重ねて配される第2の誘電体2bの層と、こ
の第2の誘電体2bの層上に重ねて配され、放射素子6
の直上部分に電波放射のためのスロット7が形成された
スロット板4と、アンテナ回路基板3A上の給電回路5
Aに外部より電力を給電するために、給電回路5Aに地
導体1側から地導体1および第1の誘電体2aの層を貫
通して電気的に接続される後述する同軸線路とを備えて
いる。
部は、給電回路5Aにおける線路損失(挿入損失)を少
なくするため、トリプレート型平面アンテナ20Aの中
央部付近に設けられている。
Aの縦断面構造を示している。
構成を示している。
ンテナ回路基板3Aの平面構成を示している。
ンテナ20Aに電力を供給するための同軸線路8が、ト
リプレート型平面アンテナ20Aの背面側から一体的に
接続されている。なお、この実施の形態において、同軸
線路8としては、50オームの同軸コネクタであるSM
Aコネクタを用いている。この場合、後述するように、
アンテナ回路基板3Aはフレキシブルプリント配線基板
等で構成されていることから、たわみを防止するため
に、同軸コネクタの誘電体(一般的には、ポリテトラフ
ルオロエチレンが用いられている。)8Aを、誘電体2
bまで延ばして、アンテナ回路基板3A全体を支持する
ようにしている。なお、後述するように、誘電体2a、
2bは熱に弱い材質を使用しているために、同軸線路8
とアンテナ回路基板3Aを半田付けする際に溶けてしま
う。そのため、同軸コネクタの誘電体8Aでアンテナ回
路基板3Aを支持する構成としている。
22Aにおいては、給電回路5Aを構成するストリップ
ライン13の中央部に、同軸線路8がトリプレート型平
面アンテナ20Aの背面側から接続されている。この場
合、給電部22Aでは、ストリップライン13の中央部
が給電点24Aとして同軸線路8の内部導体9に半田1
4Aにより接続される一方、その同軸線路8の両側に、
地導体1とスロット板4とを短絡する金属ブロック10
A(図4参照)が配されている。
ト板4とを短絡して等電位とするので、不要モードを抑
圧する役目を果たしている。なお、金属ブロック10A
に代替してスルーホールとすることもできる。
0Aにより挟まれた同軸線路8以外の部分が、インピー
ダンス変成器11A部分を構成する。このインピーダン
ス変成器11Aは、同軸線路8側から給電回路5A(ス
トリップライン13)側をみたインピーダンスが、正確
に同軸線路8の50オームの特性インピーダンスと一致
するようにするための微調整部分となる。すなわち、こ
のインピーダンス変成器11A部分における給電回路5
Aの幅、長さ、および2つの金属ブロック10A間の距
離を適切に微調整することにより完全な整合をとること
ができる。
ダンスを有するストリップライン13の中央部で、50
オームの同軸線路8に直接的に接続した場合、同軸線路
8から見たストリップライン13のインピーダンスは、
2本の100オーム線路が並列に接続されているのとほ
ほ同じことになり、50オームになる。したがって、給
電回路5Aと同軸線路8との間のインピーダンスの不連
続がほとんどなくなる。結果として、従来の給電部22
の構造では必須であったT分岐12(図14参照)が不
要となるため、従来例に比較して給電部分の占有面積も
小さくなる。そのため、従来例よりも放射素子6の間隔
を狭くすることができ、トリプレート型平面アンテナを
全体として小型軽量にすることができる。
22Aが適用される、例えば、携帯無線機等では、1m
m2 単位、1mg単位での小型軽量化が重要である。
果について、従来例と比較して説明する。
部分と従来例に係る給電部22の部分のリターンロスの
比較特性を示す。
0オームの特性インピーダンスからストリップライン1
3の100オームの特性インピーダンスに変換するため
に、約70オームのインピーダンス変成器11(図14
参照)が接続されている。このため、給電部22でのイ
ンピーダンスの不連続部分が大きく、リターンロスが−
20dB以下の帯域幅は、約4.3GHzと狭くなって
いる。
2Aでは、インピーダンス変成器11A(図2参照)と
その両側のストリップライン13(給電回路5A)の間
の特性インピーダンスの違いが非常に小さいため、リタ
ーンロスが−20dB以下の帯域幅が、9GHz以上に
広がっており、従来例に比較して相当に広帯域の特性を
有していることが分かる。
5GHz〜14.50GHzで最適設計した場合の具体
的な寸法例での、この実施の形態に係る給電部22Aの
横断面構造および縦断面構造をそれぞれ示す。図8に、
図6例、図7例の場合の半田付け時の半田14Aの盛り
高さh(図7参照)に対するリターンロス特性の劣化度
合いを示す特性を示している。
25GHz〜14.50GHzで最適設計した場合の具
体的な寸法例での、従来技術に係る給電部22の横断面
構造および縦断面構造をそれぞれ示す。図11に、図9
例、図10例の場合の半田付け時の半田14の盛り高さ
h(図10参照)に対するリターンロス特性の劣化度合
いを示す特性を示している。
20Aの地導体1とスロット板4の間隔は4mmであ
り、半田14、14Aの直径はφ1.8mmである。ま
た、アンテナ回路基板3(3A)は、25μm程度の厚
みを持つポリイミドフイルムまたはポリエステルフイル
ムに35μm程度の厚みを持つ銅箔またはアルミニウム
箔を張り合わせたフレキシブル基板を用いている。アン
テナ回路基板3(3A)と誘電体2a、2bとは、ねじ
止めによる圧着により接続されるようにしている。誘電
体2a、2bは、発泡ポリエチレン等の低誘電率の発泡
樹脂材料を用いている。地導体1、スロット板4、金属
ブロック10(10A)は、導電率が高く軽量な金属で
ある、アルミニウムを用いている。
係るトリプレート型平面アンテナ20の給電部22にお
ける半田14の盛り高さhは、リターンロスを満足する
必要帯域幅BWの範囲で、0.2mmまでしか許容され
ないのに対し、図8から理解されるように、この実施の
形態に係るトリプレート型平面アンテナ20Aの給電部
22Aにおける半田14Aの盛り高さhは、その広帯域
性から0.4mmまで許容され、加工誤差の許容範囲が
2倍に拡大されている。
らず、この発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成
を採り得ることはもちろんである。
ば、同軸線路が給電回路のストリップラインの中央部に
直接的に接続されるようにしているので、インピーダン
ス変成器部分をほとんどなくすことができる。このた
め、同軸−ストリップライン変換器におけるリターンロ
スの周波数特性を広帯域で減少する特性にすることがで
きるという効果が達成される。
の加工誤差を大きくとることが可能となり、製品として
の歩留りをよくすることができるという効果も達成され
る。
ることができ、小型のトリプレート型平面アンテナを作
成することができる。
す断面図である。
である。
板の平面構成を示す平面図である。
す斜視図である。
る給電部の部分のリターンロスの比較を示す特性図であ
る。
の構造を示す横断面図である。
の構造を示す縦断面図である。
り高さに対するリターンロス特性の劣化度合いを示す特
性図である。
を示す横断面図である。
造を示す縦断面図である。
の盛り高さに対するリターンロス特性の劣化度合いを示
す特性図である。
を示す分解斜視図である。
面図である。
面図である。
路基板の平面構成を示す平面図である。
視図である。
ピーダンス変成器 12…T分岐 13…ストリップラ
イン 14、14A…半田 20、20A…トリプレート型平面アンテナ 22、22A…給電部 24、24A…給電
点
Claims (2)
- 【請求項1】ストリップラインよりなる給電回路から電
力が供給される複数の放射素子が形成されたアンテナ回
路基板に対して、同軸線路から前記給電回路のストリッ
プラインへの給電のための接続部が、同軸−ストリップ
ライン変換器を構成するようにされたトリプレート型平
面アンテナにおいて、 前記同軸線路が前記給電回路のストリップラインの中央
部に直接的に接続されるようにしたことを特徴とするト
リプレート型平面アンテナ。 - 【請求項2】請求項1記載のトリプレート型平面アンテ
ナにおいて、前記同軸−ストリップライン変換器に接続
される前記同軸線路の特性インピーダンスが約50オー
ムであり、前記ストリップラインの特性インピーダンス
が約100オームであることを特徴とするトリプレート
型平面アンテナ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9241399A JPH1188016A (ja) | 1997-09-05 | 1997-09-05 | トリプレート型平面アンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9241399A JPH1188016A (ja) | 1997-09-05 | 1997-09-05 | トリプレート型平面アンテナ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1188016A true JPH1188016A (ja) | 1999-03-30 |
Family
ID=17073710
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9241399A Pending JPH1188016A (ja) | 1997-09-05 | 1997-09-05 | トリプレート型平面アンテナ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1188016A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7196909B2 (en) | 2003-02-04 | 2007-03-27 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | AC coupling circuit having a large capacitance and a good frequency response |
JP2013175845A (ja) * | 2012-02-24 | 2013-09-05 | Shimadzu Corp | 信号伝送回路 |
JP2015133702A (ja) * | 2014-01-15 | 2015-07-23 | ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド | 懸架されたストリップ線路アンテナ駆動システムのためのシステムおよび方法 |
JP2018182433A (ja) * | 2017-04-06 | 2018-11-15 | 日本無線株式会社 | トリプレート型平面アンテナ |
-
1997
- 1997-09-05 JP JP9241399A patent/JPH1188016A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7196909B2 (en) | 2003-02-04 | 2007-03-27 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | AC coupling circuit having a large capacitance and a good frequency response |
JP2013175845A (ja) * | 2012-02-24 | 2013-09-05 | Shimadzu Corp | 信号伝送回路 |
JP2015133702A (ja) * | 2014-01-15 | 2015-07-23 | ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド | 懸架されたストリップ線路アンテナ駆動システムのためのシステムおよび方法 |
JP2018182433A (ja) * | 2017-04-06 | 2018-11-15 | 日本無線株式会社 | トリプレート型平面アンテナ |
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