JPS63180202A - マイクロストリツプアンテナ - Google Patents

マイクロストリツプアンテナ

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JPS63180202A
JPS63180202A JP1199787A JP1199787A JPS63180202A JP S63180202 A JPS63180202 A JP S63180202A JP 1199787 A JP1199787 A JP 1199787A JP 1199787 A JP1199787 A JP 1199787A JP S63180202 A JPS63180202 A JP S63180202A
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radiation conductor
conductor plate
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Ichiro Toriyama
鳥山 一郎
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、高次モードで励振し、一点給電で円偏波円
錐ビームを放射するマイクロストリップアンテナに関す
る。
〔発明の概要〕
この発明は、放射導体板の中心を通る垂直軸上の放射電
磁界が極小となる高次モード励振マイクロストリップア
ンテナにおいて、放射導体板上の給電点に対する所定位
置に、切欠又は突起等の縮退分離素子を設けることによ
り、一点給電で円偏波円錐ビームを放射できるようにし
たものである。
〔従来の技術〕
最近では、赤道上に打ち上げられた静止衛星を用いて移
動体からの電波の到達時間差により位置情報を得る双曲
線航法システムが知られている。
このようなシステムにおいては、移動体と衛星との位置
関係が不定であるため、アンテナのビームパターンを絞
ることができず、アンテナのビームパターンは、その主
ビームが鉛直軸に対しアンテナから衛星を臨む方向の線
を母線とする円錐形に近い形の所謂円錐ビームと呼ばれ
るものとされている。
円錐ビームは、一般に、第1種Be5sel関数J′、
(χ、、)=0を満足する(m≧2)の高次モードにお
いて得られるもので、例えば、T M t I励振モー
ドにおいて円錐ビームが得られる。この場合には、χ、
=3.054とされている。
また、移動体から衛星への送信用の電波としては、円偏
波が用いられ、前述した双曲線航法システムにおけるア
ンテナとしては、円偏波円錐ビームの放射が可能とされ
るものが必要とされている。
第5図Aに従来の円偏波円錐ビームを放射することがで
きるTM!l励振モードの円形マイクロストリップアン
テナを示す。
第5図Aに示すマイクロストリップアンテナは、放射導
体板21.誘電体板24.給電線26及び移相器27等
により構成される。
放射導体板21の半径rは、 3.054  ・C C:光速、ε、、:誘電体の比誘電率。
f:送信周波数。
を満足する値とされている。また、放射導体板21には
、45°の角度をなす所定位置に2個の給電点22a、
22bが設けられている。
給電線28を介して送信出力が移相器27に供給され、
移相器27において、絶対値が等しく互いに90°(或
いは一90゛)の位相差をなす2つの給電出力が形成さ
れる。この給電出力が互いに45°の角度をなす2個の
給電点22a、22bの夫々に給電線26a、26bを
介して供給され、放射導体板21から円偏波円錐ビーム
が放射される。
上述したように、円偏波は、一般に二点給電とすること
で得られるもので、他の方式のものとして、特開昭60
−217702号公報に示されるマイクロストリップア
ンテナが知られている。このアンテナは、放射導体板の
中心を通り互いに90°/m(mはTMoモードのm)
をなす2直線上の2点から放射導体板を励振する給電回
路を配設することにより、円偏波円錐ビームを得るよう
にしたものである。−例として、第5図Bに誘電体板上
に展着されるTM!lモード励振での放射導体板及び9
0°位相差回路を示す。
第5図において、31で示されるのが放射導体板であり
、33で示されるのが90°位相差給電回路である。9
0゛位相差給電回路33は、1/4波長線路を格子状に
延設したもので、異なるl/4波長線路を経ることによ
り、入力側に対して位相が一90°及び−180°遅れ
た2つの出力が形成される。この互いに90’の位相差
をなす出力が給電出力として放射導体板31の中心を通
り45°をなす2直線上の2点32a、32bに供給さ
れ、放射導体板31から円偏波円錐ビームが放射される
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、前述した従来のマイクロストリップアン
テナにおいては、いずれの場合においても、90°の位
相差を発生させるなんらかの移相手段が必要とされると
共に、2つの給電点に90°の位相差をなす出力を供給
する必要があるため、給電系が複雑となる欠点があるば
かりか、移相手段による損失が発生するため、効率良(
円偏波円錐ビームを放射できない問題点があった。
また、前述した前者の例では、放射導体板の背面から給
電する構成とされているため、マイクロストリップアン
テナを製造する上での作業性が悪く、量産する上で不利
となり、コストが高くなる欠点があった。
更に、前述した後者の場合では、放射導体板と同一平面
上に90°位相差給電回路が設けられるため、面積が大
きなものとなる欠点があった。
従って、この発明の目的は、小型でかつ簡素な構成とさ
れると共に、給電系の損失が低減され、然も一点給電で
円偏波円錐ビームを放射することができるマイクロスト
リップアンテナを提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明では、誘電体vi4の一方の面には導体接地板
5を有すると共に、誘電体板4の他方の面には放射導体
板1を有し、放射導体板1の中心を通る垂直軸上の放射
心磁界が極小となるm≧2のTM□モード励振のマイク
ロストリップアンテナにおいて、放射導体板l上の給電
点2に対してで定まる所定位置に1個以上の縮退分離素
子としての切欠又は突起3a、3bが設けられる。
〔作用〕
縮退分離素子として所定の面積の切欠3a、3bが給電
点2に対して を満足する半径rの放射導体板1の所定位置に設けられ
る。このため、切欠3a、3bにより縮退が解かれた形
で放射導体板1が互いに90°(或いは一90°)の位
相差をなす異なる2つの周波数で共振し、円偏波円錐ビ
ームが放射される。
〔実施例〕
以下、この発明の一実施例について図面を参照して説明
する。第1図は、この発明の一実施例を示すもので、第
1図Bに示すように、放射導体板1、誘電体板4.導体
接地板5及び給電線6等によりマイクロストリップアン
テナが構成されている。
誘電体板4としては、例えば、矩形のテフロン板が用い
られ、誘電体板4の一方の面には、第1図Aに示す略々
円形の、例えば銅からなる放射導体板lが被着されてい
、る、また、誘電体板4の他方の面には、導体接地板5
が被着されている。
給電線6としては、例えば、同軸ケーブルが用いられ、
同軸ケーブルの中心線が導体接地板5゜誘電体板4及び
放射導体板1を貫通する形で放射導体板1の所定位置の
給電点2に、例えば、半田付は等により固着されている
。給電点2は、マイクロストリップアンテナのインピー
ダンスが所定の値となる最適な位置に選定されている。
また、同軸ケーブルのアース線が導体接地板5に、例え
ば、半田付は等により固着されている。給電線6の一端
が図示せずも送信機の出力端子に接続され、送信可能な
状態とされている。
放射導体板lには、第1図Aに示すように周縁の所定位
置に縮退分離素子として、例えば、切欠3a、3bが対
向する形で設けられている。縮退分離素子は、第2図に
示すように、放射導体板1の中心点9と給電点2とを通
る直線7に対して、放射導体板lの中心点9と縮退分離
素子の配設位置とを通る直線8のなす角度α(第2図に
示す)が、 を満足する所定位置に設けられる。
この実施例の場合においては、(m=2)のTM□励振
モードとされ、2個の切欠3a、3bが縮退分離素子と
して設けられ、例えば、α=(112,5°、−67,
5°)となる対向する位置に面積ΔSの切欠3a、3b
が設けられている。
また、放射導体板lの半径rは、送信周波数fと誘電体
板4の比誘電率りにより規定され、放射特性が円錐ビー
ムとなるT M z +励振モードで3.054  ・
 C C:光速、3゜054:J’!(χ、、)=0の解。
を満足する値に選定されている。
このため、給電点2に送信機からの送信出力が供給され
ると、二重に縮退している基本モードTM、の縮退が切
欠3a、3bにより解かれた形で放射導体板lが互いに
90°(或いは一90°)の位相差をなす異なる2つの
周波数で共振し、放射導体板lからは、左旋円偏波の円
錐ビームが放射される。
例えば、−例として各部の具体的な値を下記に示す。
誘電体板4の厚さく第1図参照) d =1.6 am
誘電体板4の比誘電率ε、=2.6 送信周波数f =1.61825 GHz誘電体損δ−
2,2Xl0−3 放射導体板1の導電率σ=5.8 X 10’  s/
m放射放射導体板率径r=55mm 放射導体板lの中心点9から給電点2までの距離(第2
図参照)  rt = 32.5 m切欠3a、3bの
面積Δs =0.168 πr”各部の値を上記に示す
ような値とし、切欠3a。
3bをα−(112,5°、−67,5°)となる所定
位置に設けることで、一点給電で左旋円偏波の円錐ビー
ムを放射することができる。
尚、この発明の一実施例においては、TM!、励振モー
ドでα−(112,5°、−67,5°)とし、左旋円
偏波を得る場合について説明したが、を満足するα=(
22,5°、−157,5°)となる位置に切欠3a、
3bを設けて左旋円偏波を得るようにしても良い。また
、上式を満足するα=(67゜5°、−112,5°)
或いは(157,5°、  −22,5°)の位置に切
欠3a、3bを設けて、右旋円偏波を得るようにしても
良い。
また、この発明の一実施例においては、2個の切欠を設
ける場合について説明したが、α−(22゜5°、 1
12.5°、−67,5°、−157,5°)或いは(
67,5°、 157.5°、−22,5°、−112
,5°)となる位置に第3図に示すように縮退分離素子
として面積Δs/2の4個の切欠10a、10b、IQ
c、lOdを設けるようにしても良い。
更に、この発明の一実施例においては、縮退分離素子と
して切欠を設ける場合について説明したが、第4図に示
すように縮退分離素子として面積ΔSの突起11a、l
lbを所定位置に設けるようにしても良く、また、面積
Δs/2の4個の突起を所定位置に設けるようにしても
良い。この突起を設ける場合においては、一実施例の場
合と比べて右旋及び左旋の関係が逆転した形で円偏波が
得られる。
また、更にこの発明の一実施例においては、TM 21
励振モードで円偏波を得る場合について説明したが、(
m≧2)とされる他の励振モードにもこの発明を適用す
ることができる。例えば、TM、I励振モードの場合に
は、条件を満足する位置として6個所のペアが存在し、
それらの位置に縮退分離素子を設けることで、所望の円
偏波を得ることができる。
〔発明の効果〕
この発明では、所定面積の切欠若しくは、突起等の縮退
分離素子が給電点に対して、 を満足する半径rの放射導体板の所定位置に設けられる
。このため、縮退分離素子により縮退が解かれた形で放
射導体板が互いに90°(或いは一90°)の位相差を
なす異なる2つの周波数で共振し、円偏波円錐ビームが
放射される。
従って、この発明に依れば、従来のマイクロアンテナの
ように移相手段が必要でなく、給電系の構成が簡素化さ
れると共に、移相手段の分だけ損失が低減され、効率的
に円偏波円錐ビームを放射することができる。
また、この発明に依れば、放射導体板を僅かに加工して
縮退分離素子を所定位置に設けるだけで一点給電での円
偏波円錐ビームの放射を可能とすることができ、この発
明が適用されたマイクロストリップアンテナは、小型で
簡素化されて量産が可能とされ、コスト的に有利なもの
となる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例の構成を示す図、第2図は
この発明の一実施例における放射導体板の説明に用いる
図、第3図はこの発明の他の実施例の説明に用いる図、
第4図はこの発明の更に他の実施例の説明に用いる図、
第5図は従来のマイクロストリップアンテナの説明に用
いる図である。 図面における主要な符号の説明 l:放射導体板、  2:給電点、   3a、3b:
縮退分離素子としての切欠、  4:誘電体板。 5:導体接地板、  6:給電線。 代理人   弁理士 杉 浦 正 知 −実迄杼ツ 一賞も、pHcあ・1γつ歿r棒級 第2図 第3図     第4図 第5図A    第5図B′″、/M5’11、事件の
表示 昭和62年特許願第11997号 2、発明の名称 マイクロストリップアンテナ 3、補正をする者 事件との関係  特許出願人 住所 東京部品用区北品用6丁目7番35号名称 (2
1B)ソニー株式会社 代表取締役 大賀 典雄 4、代理人 〒170 住所 東京都豊島区東池袋1丁目48番10号6、補正
の対象 7、補正の内容 (1)明細書中、第2頁第13行、「双曲線航法」を「
衛星測位」と訂正する。 (2)同、第3頁第1行〜第2行、「円錐ビームは、一
般に、第1種Be5sel関数J′1(χ□)−〇を満
足する」を「円形マイクロストリップアンテナにおいて
円錐ビームは、一般に、その半径Rが第1種Be5se
l関数の微分形J’、(kR)=0を満足する」と訂正
する。 (3)同、第3頁第5行、「この場合には、」の後に「
J′2(χ2.)=0に対して」を加入する。 (4)同、第3頁第7行、「双曲線航法」を「衛星測位
」と訂正する。 (5)同、第7頁第16行、「位相差をなす」の後に「
わずかに」を加入する。 (6)同、第1O頁第6行〜第7行、「縮退している基
本モードT M + +の」を「縮退しているT Mt
、モードの」と訂正する。 (7)同、第10頁第9行、「位相差をなす」の後に「
わずかに」を加入する。 (8)同、第io頁第17行、[誘電体損δ−2,2×
to−’Jを「誘電正接tan (δ) −1,OX 
l O−′3」と訂正する。 (9)同、第13頁第11行、「位相差をなす」の後に
「わずかに」を加入する。 00)同、第13頁第13行、「マイクロ」の後に「ス
トリップ」を加入する。 以上

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】  誘電体板の一方の面には導体接地板を有すると共に、
    上記誘電体板の他方の面には放射導体板を有し、上記放
    射導体板の中心を通る垂直軸上の放射電磁界が極小とな
    るm≧2のTM_m_nモード励振のマイクロストリッ
    プアンテナにおいて、 上記放射導体板上の給電点に対して α=(±45°/m)+{(180°/m)N}(N:
    整数 m:TM_m_n モードのm) で定まる所定位置に1個以上の縮退分離素子としての切
    欠又は突起を設けたことを特徴とするマイクロストリッ
    プアンテナ。
JP62011997A 1987-01-21 1987-01-21 マイクロストリツプアンテナ Expired - Fee Related JP2565252B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104269616A (zh) * 2014-09-17 2015-01-07 电子科技大学 移动应用中工作于高次模的矩形微带天线

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104269616A (zh) * 2014-09-17 2015-01-07 电子科技大学 移动应用中工作于高次模的矩形微带天线
CN104269616B (zh) * 2014-09-17 2017-10-17 电子科技大学 移动应用中工作于高次模的矩形微带天线

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