JPS63189002A - 広帯域マイクロストリツプアンテナ及びその製法 - Google Patents

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】 本発明は、一般に無線周波信号を送信し又は受信し或は
送受信するマイクロストリップアンテナ、こトニマイク
ロストリップアンテナの帯域幅を広げ最適にする方法に
関する。なおことに本発明は、積重ねた非励振素子及び
励振素子を持つ北広帯域マイクロストリップアンテナに
関する。

従来多くの形式のマイクロストリップアンテナがよく知
られている。簡単に述べるとマイクロストリップアンテ
ナ輻射体は、大きい方の下側の導電性接地面の上方的／
１０波長以下に配置した共振寸法の導電性表面を備えて
いる。各輻射体素子は、中間の誘電体層により又は適当
な機械的立上がり柱又は類似物により接地面の上方に間
隔を隔てている。若干の場合に（とくにＵＨＦのような
比較的高い周波数で）マイクロストリップ輻射体及び相
互接続マイクロス）　ＩＪツゾＷ給電線構造は、二重破
覆誘電体シートの一方の側に光化学エツチング法（プリ
ント回路を形成するのに使うのと同様な方法）に工９形
成され、このシートの他方の側は下側への接地面又は導
電性基単面の少なくとも一部を形成する。

ｌ′ノ　　　複数の形式のマイクロストリップ輻射体は
複数種類の望ましい電気的及び機械的の特性に基づいて
極めてよく知られるようになっている。しかしマイクロ
ストリップ輻射体はもちろん比較的狭い（ｆｃとえは２
カいし５％の程度の）帯域幅を持つ傾向がある。この固
有の特性は場合により著しい不利を伴いマイクロストリ
ップアンテナシステムの使用の妨げになる。

たとえばグローがル・ポジショニング・サテライト（衛
星航法システム）　（ｃ−ｐｓ　）の周波数Ｌ１（１５
７５ＭＨｚ）及びＬ２　（１２２７ＭＨｚ）の両方を含
むＬ帯域周波数範囲のアンテナは著しい需要がある。又
マイクロストリップアンテナシステムをグローバルアン
テナシステム（ＧＡＳ　）又はＧ　／　ＡＩＴ　ｌ０Ｎ
ＤＳ　ｆ　Ｏグラムに使うことができるようにすること
は、Ｌ６周波数（１３８１１ＶＩＨｚ　）を含めること
が望ましい。工く知られているように単一アンテナシス
テムが両帯域Ｌ１及びＬ２に含む場合には、所要の帯域
幅は少なくとも２５係（九とえば中央点周波数で割つｔ
ΔＦ）の程度である。

マイクロストリップ輻射素子は、このような中帯域幅の
場合に使うのに有利とする多くの特性（ｆｃとえは物理
的の丈夫さ、低い価格及び小さい寸法）を持つが、与え
られたマイクロストリップアンテナ輻射体に利用できる
動作帯域幅は、従来の方法の使用により「広帯域化した
」ときでも２５係ニジはるかに小さくなっている。

マイクロストリップアンテナアセンブリを「広帯域化」
するには種種の方法が知られている。比とえばパスケン
（Ｐａ５ｃｈｅｎ　）　ｆ発明者とする１９８６年５月
２０日付米国特許願第８６４．８５４号明細書には、ア
ンテナ給電線の誘導リアクタンス及び容量性リアクタン
スを最適化することにより広帯域化したマイクロストリ
ップアンテナについて記載しである。

広帯域マイクロストリップアンテナ配列素子を作る場合
の従来の提案は一般に２つの解決法による。すなわち（
１）厚い基板のマイクロストリップパッチと（４）単一
の容量結合共振子輻射体とである。

厚い基板のマイクロストリップパッチ１０（従来の場合
の第１図に示しである）は、パッチ接地面１４を輻射パ
ンチ１６から隔離する（従って２つのパッチの間に比較
的大きい寸法の空胴を形成する）比較的厚い誘電性基板
１２を備えている。

同軸給電線；ネクタ１８は、その接地導線をパッチ接地
面１４に接続しその中心導線をパッチ給電ぎン２０に接
続しである。各給電ぎン２０は、基板１２を貫通しコネ
クタ１８及び輻射パンチ１６の間にＲＦを導く。

第１図に示した厚い基板パッチは、２．０対１のｖｓｗ
Ｒ（電圧定在波）で１２％ないし１５係の実際的最高帯
域幅を持つ。しかしこの帯域幅性能が得られるようにす
るには、交差偏波成分全確実に相殺し輻射効率を最高に
するのに２個の給電ぎン２０ａ、２０ｂｔ−必要とする
。各給電ｔ：ｙ２Ｑ〔及び協働する所要の整相サーキッ
ト＋７２２１　ｅ設けると、製法が僚雑になシ、構造上
の強さ及び信頼性に歩み、ｌｔ必要とするから、各アン
テナアレイへの厚い基板パッチ構造の実用を著しく制限
する。

信頼性及び製造費についての関心により少なくとも、き
びしい環境又は臨界的用途で量産し又は使用し或は量産
しかつ使、用しようとするアンテナ構造に対し厚い基板
の素子に必要なフィードスルーの使用ができなくなる。

厚い基板の素子の直線偏波又は円偏波の共用動作により
、直交する対の給電結線が必要となりパッチごとに全部
で４個の給電ぎンが必要になるから、これ等の費用及び
信頼性の問題が悪化する。

従来の場合の第２図に示した単一の容量結合素子３０は
直接フィードスルーコネクタの必要がなくなる。励振パ
ッチ３２は、励振基板３４にプリントされ励振パッチ３
２に直接接続したマイクロストリップサーキットリ（図
示してない）により給電される。励振パッチ３２により
輻射されたエネルギーは、フオーム材製誘電体スペーサ
３８にニジ励振パッチ３２から隔離された非励振素子３
６を励振する。非励振素子３６及び励振素子３２は互い
にわずかに異なる共振周波数を持ち広帯域化効果が得ら
れる。

第２図に示した構造は、第１図に示した構造の帯域幅に
匹敵する帯域幅を持ち、極めて容易に作ることができ（
たとえば６層全相互に積層すればよい）、又偏波の要求
を容易に変えることができる。しかし第２図の構造の最
大帯域幅は２対１のＶＳＷＲでわずかに約１４チにすぎ
ない。この帯域幅は若干の用途には十分であるが、さら
に大きい帯域幅全必要とすることが多い。

第２図に示した構造の帯域幅は、／２波長整合スタブを
設けることにより約１８％帯域幅まで増すことができる
。しかし整合サーキットリは、実質的な量の真の基板状
態を取上げ、アンテナ構造の寸法を増すようになる。さ
らにこのような構造の平均のｖＳｗＲは計算され約１．
９対１であることが実験的に立証されている。この値は
、多くのＲＦ）ランシーバの出力段には高すぎ、又過度
の伝送路不整合減衰量によって無効になる。

帯域幅を広げ北マイクロストリップアンテナを得る従来
の方法の若干の例は次の従来の米国特許明細書に例示し
である。

米国特許Ｒｅ第２９，９１１号−マンソン（Ｍｕｎｓｏ
ｒｘ）等（１９７９年） 米国特許第４．０７０，６７６号−サンフォード（５ａ
ｎｆｏｒａ　）　（１９７８年）米国特許第４，１８０
，８１７号−サンフォード（１９７９年） 米国特許第４．１３１，８９６号−マンソン等（１９７
８年） 米国特許第４．１６０，９７６号−コンロイ（Ｃｏｎｒ
ｏｙ　）　（１９７９年） 米国特許第４，２５９．６７０号−スキアボーン（５ｃ
ｈｉａｖｏｎｅ　）　（１９８１年）、米国特許第４，
３２０，４０１号−スキアボーン（１９８２年） 米国特許第４，３２９，６８９号−イー（Ｙｅｅ　）（
１９８２年） 米国特許第４，４０１．９８８号−カロイ（Ｋａｌｏｉ
　）　（１９８５年） 米国特許第４．４４５．１２２号−ビューア（Ｐｕ５ｓ
　）　（１９８４年） 米国特許第４，４７７，８１３号−ウエイ昇（Ｗｅｉｓ
ｓ　）　（１９８４年） 米国特許第４．５２９，９８７号−パーティア（Ｂｈａ
ｒｔｉａ　）等（１９８５年）又報告書番号ＦＡＡ　−
ＦＭ　−８０−１１−第１巻及びＴＳＣ−ＦＡＡ　−８
０−１５−第１巻（１９８１年６月発行）のテクノロジ
ー・スタデイズ・フォア・エアクラフト・フエイズド・
アレイズ（Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　５ｔｕｃｌｉｓｅ　
Ｆｏｒ　Ａｉｒｃｒｏｆｔ　ＰｈａｓｅａＡｒｒａ７ｅ
　）第１巻のサンフォードを著者とする論文「アドバン
スト・マイクロストリップ・アンテナ−デベロップメン
ト（Ａｄｖａｎｃｅｄ　ＭｉｃｒｏｓｔｒｉｐＡｎｔｅ
ｎｎａ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　）　Ｊ参照゛前記し
た従来の参照項目の若干とくにサンフォードによる米国
特許第４，０７０，６７６号明細書に記載しであるよう
に、マイクロストリップ輻射体の２ないし５％の固有帯
域幅は、接地面の上方に種種の寸法を持つ多重の輻射体
を相互に平行に又接地面に平行に積重ねることにより幾
分増すことができる。サンフォードの特許明細書に記載
され友（又本願明細書の従来の場合の第３図に示しであ
る）１実施例では、互いに異なる寸法を持つ素子４０．
４２は誘電体層４６．４８により接地面表面４４から（
又相互に）間隔を隔てている。最大の素子４０は接地面
に最も近−く位置し、次に一層小さい各素子はそれぞれ
の共振周波数の順序に積重ねである。

サンフォードの各素子のうちの最上部の素子４２は普通
のマイクロストリップ給電線５０に工り励振されるが、
最上部素子４２及び接地面の間に配置され几素子４０は
非励振状態のままになっている。共振素子及び非共振素
子間のエネルギーの相互結合により、各非励振素子を接
地面又は無線周波給電手段或はこれ等の両方の延長部分
として作用させる。このようにして得られる密実な多重
共振輻射体は、効率の低下又は輻射パターンの変化が極
めてわずかしかないできるだけ多数の多重共振を示す。

そのほかにも又積層マイクロストリッジアンチ７゛′　
　す構造が作られている。九とえば力・イの特許明細書
には、接地面に一層近接し交角度で高めた輻射を生じさ
せる提案で上下の各素子を同じ周波数に同調させた結合
多重層マイクロストリッジアンテナについて記載しであ
る。

イーの特許明細書には、３個の円板形素子を寸法の小さ
い順序に接地面の上方に積重ねた広帯域積層アンテナ構
造について記載しである。同軸ケーブル中央心線は頂部
導電面に電気的に接続しである。イーは又その中間素子
に貫通穴を形成している（おそらくは各積層素子間のエ
ネルギーの結合を増すために）。イーの特許明細書の特
許請求の範囲には、この構造の帯域幅が「少なくとも６
チに等しくできるだけ一層大きく１０チにもなる」こと
全記載しである。この帯域幅が多くの用途に不十分であ
るのは明らかである。

各層間に各別のインピーダンス整合回路又はブイ−トス
ルーコネクタを必要としないでしかし少なくとも１８％
の２．０対ｉ　ＶＳＷＲ帯域幅を生ずる丈夫であり有効
で作りやすい広帯域直線偏波共用マイクロストリップア
ンテナアレイ素子を作ることは極めて望ましいことであ
る。

本発明は、低損失のマイクロ波基板にエツチング処理し
た積重ね輻射体を備え几複合構造のアンテナ素子を提供
するものである。広帯域のインｔ−ダンス及び輻射特性
は、相互にわずかに食い違つ友各別の共振周波数を持つ
３個又はそれ以上のマイクロストリップパンチ素子を使
うことによって得られる。基板厚さ及び輻射共振は、１
．４対１ないし２．０対１の平均人力ＶＳＷＲ（それぞ
れ１８チ帯域幅ないし２５係帯域幅）を生ずるように選
定する。

本発明により得られるアンテナ構造は、容易に作られ、
フィードスルーコネクタの必要がなく、極めて有効で、
偏波の要求を容易に変えることができ、又電力分割サー
キットリをパッチ層のうちの１つの層に直接配置しても
よい。本発明により得られるアンテナ構造はこのように
して多くのアレイ用途に理想的である。

本発明アンテナ構造の著しい特長の若干を次に記載する
。

接地面の真上の積重ね肩部に励振素子を位置させた、輻
射体素子の倒立積重ね 重複共振周波数を持つ輻射体素子（すなわち２個の素子
が若干の周波数で共振する） 大きい帯域幅が生ずるように経験的及び実験的に選定し
た輻射体素子間の間隔及びこれ等の素子の寸法 容量結合を介して直列に有効に接続した励振素子及び非
励振素子 容量結合を介して並列に有効に接続した各年励振素子 アンテナ構造を環境から保護するレードーム最上部層 製作及び大量生産が容易かつ安価 最下部素子だけが励振され、従ってフィードスルーコネ
クタ又は特殊な整合サーキレトリを必要としない。

゛最小の素子を最下部にして同じ基板に付加的な万す−
キットリの余地が得られるようにする。

偏波要求を容易に変えることができる。

再現性が高い 極めて有効である アレイに対し理想的である 本発明により得られる広帯域化マイクロストリップアン
テナは、導電性基準表面と、この基準表面の上方に／１
０波長以下の間隔を隔てた導電性Ｐ３輻射体励振素子と
を備えている。この励振素子には導電性ＲＦＦ電線を接
続しである。導電性π輻射体非励振素子は前記の励振素
子の上方に間隔を隔てこの励振素子に容量結合しである
。

励振素子及び非励振素子間の間隔と、励振素子及び基準
表面間の間隔と、励振素子及び非励振素子の寸法とはす
べて、少なくとも２０チの２対１ＶＳＷＲ帯域幅が生ず
るように選定する。本発明にぶるアンテナ構造では２対
１１の最高ＶＳＷＲで６０％までの帯域幅が得られ几（
一層低い誘電率を持つ一層厚い基板を使うとなお一層大
きい帯域幅が得られる）。

励振素子は、非励振素子の共振周波数より低い周波数で
共振する。

励振素子は、少なくとも１つのπ回路（几とえばアレイ
内で使用する電力分割回路網）と共に基板の第１の表面
に配置すればよい。この基板の他方の表面は基準面に接
触した状態に配置しこの基板により励振素子が基準表面
から間隔を隔てるようにすれば工い。

各非励振素子は互いに並列に有効に接続しである。別の
導電性ＲＦ輻輻射体動励振素子励振素子の上方に間隔を
隔てこの励振素子に容量結合さぺこれ等の各非励振素子
の共振周波数範囲が重なり合うようにしである。

非励振素子の上方にレードームを配置すればよいＯ 以下本発明による広帯域マイクロストリップアンテナ及
びその製法の実施例を添付図面について詳細に説明する
。

第４図は本発明によるスタックマイクロストリツゾアン
テナ構造１００の好適とする実施例の縦断面図である。

アンテナ構造１００は、導電性基準表面（「接地面Ｊ）
１（１２）、励振素子１０４、第１の非励振素子１０６
及び第２０非励振素子１０８を備えている。アンテナ構
造１００は、これが共振非励振素子１０６，１０８に緊
密に寄生結合した共振励振素子１０４’を備えるので、
６−共振子寄生結合マイクロストリップアンテナアレイ
素子と呼ぶことができる。

好適とする実施例では接地面１（１２）及び各素子１０
４．１０６，１０８は、互いに積重ねられ、誘電体層に
より各隣接素子から互いに隔離しである。厚さＤ２持つ
誘電体層（１４）は接地面１（１２）全励振素子１０４
から隔離する。厚さＣ１ｔ−持つ誘電体層１１２は励振
素子１　ｊＱｉ、　４及び第１非励振素子１０６を互い
に隔離する。又厚さＦｌ持つ誘電体（ｆｃとえばフオー
ム材）層１１４は６非励振素子１０６，１０８’を互い
に隔離する。

各素子１０４、ｉ０６，１０８は好適とする実施例では
それぞれ形状が円形（円板状）である（ただし所望によ
り、長方形、環状、多角形等の素子を代りに使ってもよ
い）。

好適とする実施例では励振素子１０４は普通の同軸型コ
ネクタ１１８を介して（又所望によりマイクロストリッ
プをν１して）伝送線（図示してな１△）ｊ悴洋【イ叔
ム　間軸１（力ｉ屑布１這錦１すｎは接地面１（１２）
に電気的に接続され、又コネクタ中央心線１２２は接地
面１（１２）及び誘電体層（１４）にあけた穴を貫通し
〔接地面１（１２）には接触しないで〕励振素子１０４
に電気的に接続しである。

厚さ（１２）ｔ−持つ絶縁体の別の層１２４（＊とえは
積層体）は励振素子１０８にその上方に配置されレード
ームとして作用し、すなわちアンテナ構造１００を環境
から密封しアンテナ構造の損傷を防ぐのに役立つように
しである。

第５図はアンテナ構造１００を展開して示す斜視図であ
る。アンテナ構造１００を作ることは好適とする実施例
では、普通のプリント回路板の製法が使えるへのでとく
に簡単である。好適とする実施例のアンテナ構造１００
に、５個の部品すなわち同軸コネクタ１１Ｂ、最下部プ
リント回路板構造１２田〔その接地面１（１２）、誘電
体層（１４）及び励振素子１０４は一体の部品である〕
と、中間のプリント回路板構造１２８〔その誘電体層１
１２及び励振素子１０６は一体の部品である〕）−詫雷
仕層１１Ｊ（’Ｇ遍シナふ実施例では低椙失フオーム材
から成る比較的厚い層である）と、最上部プリント回路
板構造１３０〔その非励振素子１０８及びレードーム層
１２４は一体の部品である〕とを組立てることにニジ作
られる。

プリント回路板の製法はマイクロストリップアンテナ素
子にとくに適している。その理由は、これ等製法により
安価にでき、スプリント回路板積層体の寸法と共にこの
Ｌうな方法を使って作られる導電性構造の寸法がマイク
ロストリップアンテナ構造の設計に適合するからである
。

たとえば好適とする実施例では最下部構造１２６は、励
振素子１０４を形成しようとする部分を除いて二面（１
４）ａに配置した銅シートの全部を単にエツチングによ
！ｌｌ（＋１とえは普通の光化学エツチング法を使って
）除去するが、下面（１４）ｂの被覆はエツチング処理
を受けないままに残すことＩ′１　　により、普通の二
重被覆低損失ＰＣ板材〔すなわち上面（１４）ａには銅
又はその他の導体から成るシー）ｋ接着し下面（１４）
ｂには別の導体シートを接着した積層体シー）（１４）
）から作る。同じ方法を使い付加的なπ回路（ｆｃとえ
ばアレイ用の電力分割回路網）′ｆ：表面（１４）ａに
エツチングにより形成してもよい。

、同様にプリント回路板、構造１２８，１３０は、それ
ぞれ非励振素子１０６，１０８として残そうとする部分
を除いて、接着された単一の銅シートの生部全エツチン
グにより除去することにより低損失単一被覆プリント回
路板から形成する。

アンテナ構造１００を組立てるには同軸コネクタ中心ぎ
ン１２２τ先ず穴１３２〔円板形励振素子１０４にあけ
た〕を貫いて押込む。穴１３２は前もって見付けて（た
とえば計測により）、コネクタ１１８に接続しようとす
る伝送線に対し適当なインぎ−ダンス整合が得られるよ
うにする。ビシ１２２は励振素子１０４に導電性を持つ
ように接着する（几とえばはんだ接合等により）。表面
（１４）ａにエツチング処理により形成した２個のマイ
クロストリップ変成器は、又ぎン１２２に接続され、ア
ンテナ構造インざ−ダンス軌跡を公称５０の整合位置に
回動するのに使うのがよい。

同軸コネクタ外側導線は接地面１（１２）に電気的に接
着する。

次にＰＣ板構造１２８をｐｃ板構造１２６の上面（１４
）ａに当てがい円板形非励振素子１０６の中心を励振素
子１０４の中心に整合させる。次いでフオーム材層１１
４〔この層は指定の寸法に成形されｔ普通の低損失ハニ
カム形材料、又は所望の寸法に機械加工されｔローセル
（Ｒｈｏａｃｅｌｌ　）形フオーム材、又は空気、ＰＴ
ＥＥ等のようなその他の任意の誘電体で工い］　＠　Ｐ
Ｃ板構造１２８の上面１１２ａに当てがう。最後にｐｃ
板構造１３０をフオーム材層１１４に当てがい円板形非
励振素子１０８がフオーム材層１１４に向き合い又非励
振素子１０８の中心が各素子１０４，１０６の中心に適
合するようにする〔従って共通の軸線Ａが各素子１０４
，１０６，１０８の中心を通る〕。

このようにして組立てた全体構造は、普通の被膜接着剤
（組立てに先だって各層全被覆するのに使うことができ
る）を施したいでこの組立てｔ構造をオートクレーブに
入れることにより結合する。

第４図及び第５図に示すように各素子１０４゜１０６．
１０８は互いに異なる寸法を持つ。好適とする実施例で
は素子１０４の直径ｄ１は素子１０６の直径ｄ２より小
さい。この直径ｄ２は素子１０８の直径ｄ３より小さい
。各素子１０４゜１０６．１０８は、これ等の寸法の違
いによって互いに異なる共振周波数を持つ。

各素子１０６．１０８より小さい励振素子１０４はｆ　
　の共振周波数〔アンテナ構造１００の動ＩＧＨ 作周波数範囲の高い端部又はその付近の周波数〕を持つ
。非励振素子１０６はｆＬｏｗの共振周波数〔アンテナ
構造１００の動作周波数範囲の低い端部又はその付近の
周波数〕を持つ。素子１０８はへ工。□及びｆＬｏｗＯ
間の中間周波数ｆＭＩＤで共振す゛る。

アンテナ構造１００は、各素子１０４，１０６゜１０８
のＱ及び寸法を各共振周波数範囲の間に成る程度の重な
りが生ずるように選定しであるので、広帯域性能を示す
。すなわち励振素子１０４及び非励振素子１０８の寸法
及び間隔は、両素子１０４．１０８がｆＨ工。Ｈ及びｆ
Ｍ工。の間の若干の周波数で共振する工うに選定され、
そして同様に各素子１０８，１０６の間隔及び寸法は、
両素子１０８．１０６がｆＭＩＤ及びｆＬＯＷの間の若
干の周波数で共振するように選定しである。

要するｖＣ−アンテナ構造１００の帯域幅及び動作周波
数範囲は、各素子１０４，１０６，１０８のＱ及び寸法
を適当に選定することによって定める。

各素子１０４，１０６．１０８間の相互作用は複雑であ
シ、各素子間の間隔と各素子の寸法と介在する誘電体層
の誘電率とを選定するのに使われる解析は従って重要な
ことである。これ等の構成選択をどのように行うかにつ
いてその詳細な理論的説明を以下ｙｔ述べる。

アンテナ構造１００の動作は次のように簡単に述べるこ
とができる。同軸コネクタ１１８を介し励振素子１０４
に加えるＲＦ偲号による励振素子１０４の励振によって
、非励振素子１０６又は非励振素子１０８或は両素子１
０６，１０８を、励振素子１０４から生ずる電磁界に基
づいて寄生的に励振させる〔各素子１０６．１０８が励
振周波数で共振する場合〕。同様に素子１０６又は素子
１０８或は両素子１０６，１０８の受ける信号にニジこ
れ等の非励振素子に（これ等の素子が共振する場合）、
励振素子１０４を寄生的に励振する電磁界を発生させる
。

各素子１０４，１０６．１０８のＱとこれ等の各素子が
共振する周波数範囲とは、アンテナ構造１００の設計動
作周波数範囲内の任意の周波数に対して６個の素子のう
ちの少なくとも１個或は２個が共振するように選定する
。動作範囲の低い端、部における若干の周波数では素子
１０６だけが共振する。同様に動作範囲の中央部におけ
る若干の周波数では非励振素子１０８だけが共振する。

又動作範囲の上端部における若干の周波数では励振素子
１０４だけが共振する。特定の周波数で共振し危い非励
振素子は導波器素子として作用しアンテナ利得を増す。

動作範囲の低い端部とこの範囲の中央部との間の若干の
周波数では各素子１０６　’、　１０８は共に共振する
。同様に範囲の中央部と範囲の上端部との間の若干の周
波数では各素子１０４，１０８が共に共振する。

アンテナ構造１００は全体として、比較的広い実際上連
続した帯域の共振周波数を示す（第８図参照）。このこ
とは１個のマイクロストリップ素子では又は２個の素子
でも簡単には得られ力い獣或は本発明による特定の間隔
及び寸法を持たない多重素子では得られない。

第４図に示し友アンテナ構造の間隔及び寸法を設計する
際には、アンテナ構造の各部分を独自に数学的に定める
のが有用である。各素子１０４゜１０６、ＩＣ３８間の
相互作用は、これ等の素子の複雑なことｖｃよって数学
的解析を受けにくいが、各素子１０４，１０６，１０８
は初期設計パラメータを設定するように先ず各別に形を
定める〔接地面１（１２）に対して〕。次いで各素子間
の相互作用の効果（実験的に、経験的に又はコンピュー
タのシュミレーションによって或はこれ等の全部により
得られる）を使い、所望のアンテナ帯域幅、効率及び周
波数動作範囲特性が得られる：うに、数学的に形を定め
ることによって得られる設計パラメータを修正する。

基本的マイクロストリップアンテナは、要するに共振空
胴である共振構造でおる。第３Ａ図は、接地面１５０、
輻射体パッチ１５２及び隔離誘電体層１５４を備えた単
純なマイクロストリップアンテナの縦断面図である。接
地面１５０及び輻射体パッチ１５２０間に伝送路が接続
され〔たとえば同軸コネクタ１５６を介して〕各アンテ
ナ素子を横切って可信号を結合する。

本発明によるアンテナ構造１００の素子１０４及び接地
面１（１２）は１つのマイクロストリップアンテナとし
て形を定める。素子１０６及び接地面１（１２）は第２
０アンテナとして形を定める。又素子１０８及び接地面
１（１２）は第３のアンテナとして形を定める。

第３Ａ図に示した単純なマイクロストリップアンテナは
、固定の集中素子から成る第３Ｂ図に示し友並列ＲＬＣ
回路により形成することができる。

並列ＲＬＣ回路モデルは輻射特性を予知するのに使うこ
とはできないが、この回路モデルは周波数に関する第３
Ａ図のアンテナの入力インぎ−ダンス特性〔従って各素
子１０４，１０６ｊ１０Ｂのインピーダンス特性〕を精
密に予知するのに使うことができる。

並列ＲＬＣ回路モデルは、帯域幅及び効率の計算を行う
ことのできる協働するＱｔ−持つ。方形マイクロストリ
ップパッチアンテナに対し帯域幅及び効率を定めるＱが
３つある。すなわち輻射損気、誘電損ＱＤおよび導体損
Ｑ。である。長方形マイクロストリップ素子縦横比全１
対１と仮定すると、輻射損ＱＲは次の式により与えられ
る。

Ｑａ＝□こ５の式でｔａｎδは誘電損のタンｔａｎ　δ ジエントである。　　　　　　　　　　（２）又導体損
Ｑ。は次の式により与えられる。

この場合δ８＝表皮深さ ｆ＝実際の周波数 σ＝導電率 円形マイクロストリップ素子に対しては、Ｑ。

及びＱＤは、円形及び正方形の両方のマイクロストリッ
プパッチアンテナに対し同じであり、そして岨はわずか
たけ異なる。

帯域幅は全体のＱと又設計電圧定在波比（ｖＳＷＲ）と
の関数である。すなわち帯域幅は、アンテナ構造が設計
ＶＳＷＲより小さいか又はこれに等しいＶＳＷＲ’を示
す所望の中央動作周波数の１００分率によって表示され
る。帯域幅は次の式小さく、又最高の理論的帯域幅（無
限）は、任意の１つのＱが零に近づい友ときに生ずる。

しかしＱＤ又はＱ。が零に近づくと、全部の利用できる
エネルギーが吸収され熱に変換して輻射するエネルギー
が残らない。次の式は個別のＱと全マイクロス）　ＩＪ
ツブ素子輻射効率との間の相互作用を数学的に示す。

理想的にはＱＤ及びＱ。は高くなければならなくて又岨
は低くなければならない。この組合せによりアンテナイ
ンピーダンス帯域幅を最高にし、なお高い輻射効率を保
持する。

第３Ａ図のアンテナの各別のＱパラメータは、誘電体基
板、基板厚さ、誘電率、導体金属被覆、コンダクタンス
及び誘電損タンジェントの適正な選択によ多制御するこ
とができる。物理的選択及び材料の選択を行つ九後、個
別のＱを計算し、次いで複合のＱＴ２５一定める。

マイクロス）　ＩＪツゾ素子の計算される複合のＱＴは
「ブラックボックス」値として計算する。その理由は、
アンテナ構造の配分されたインダクタンス、キャパシタ
ンス及び抵抗に協働する各Ｑの値が個別に計測するのが
極めてむずかしいからである。すなわち並列ＲＬＣ集中
回路網のＱｔ？マイクロストリップ素子の複合のＱと比
較するときは、マイクロストリップ素子の個別のＱの値
はもはや必要がなくて、集中素子モデルの並列Ｒｒ、ｃ
の各Ｑの代りにマイクロストリップ素子のＱＴヲ使えば
よい。

第３Ａ図のアンテナ構造のＲＬＣのモデル決定を完了す
るには、妥イクロストリップアンテナの共振時（周波数
”Ｆｏ）におけるＲの値を計算し、又は計測したアンテ
ナインピーダンス特性のスミス線図プロット上の軌跡Ｓ
１１の回路網解析を使つ°（実験的に定める。ＲＬＣモ
デルは、共振時のマイクロス）　ＩＪツゾアンテナの抵
抗Ｒ’ｉ実際に計測すれば一層正確になる。その理由は
、マイクロストリップ素子の複合号が計測するのでなく
て計算されるからである。このＲの値は、マイクロスト
リップアンテナの計測したインぎ−ダンスをスミス線図
にプロットし、軌跡Ｓｌｌがスミス線図の実数部軸線に
交差する場合（これは又マイクロストリップアンテナの
共振周波数の生ずる場合である）に実数インざ一ダンス
全記録することによって得られる。

次の回路解析式を使うことにより並列ＲＬＣモデルの誘
導全行うことができる。

Ｑ＝彎＝計算値　　　　　　　　（８）Ｆ＝ｆＯ＝計測
値（ＷＱ　＝　２πｆｏ）　　（９）Ｒ＝　Ｒ，。＝計
測値 最後に このモデルは、極めて正確であシ、第４図に示したアン
テナ構造の設計及び解析を著しく簡単にする。

次の手顆は本発明によるアンテナ構造１００の種種の設
計パラメータを選定するのに追従する。

第１に全素子設計帯域幅、最高ＶＳＷＲ及び輻射効率を
指定する。これ等のパラメータは一般に特定の用途に伴
う設計上の拘束である。九とえばアンテナ構造１００の
効率及び最高ＶＳＷＲは、特定の無線トランシーバ電力
出力段又は所望の通信範囲や有効輻射電力（ＥＲＰ　）
或はこれ等の全部に適応するように選定する。全素子帯
域幅は、アンテナ構造１００が動作する周波数範囲によ
って指定する（たとえば若干の共通の動作周波数範囲は
、Ｌ・帯域１−７〜２−Ｉ　ＧＨｚ　、　　Ｓ帯域３．
５〜４．２　ＧＨ２又Ｃ帯域５−３〜６．５　ＧＨｚで
ある）。

次に提案された基板厚さ、誘電率、金属被覆厚さ及び損
失タンジェントは所望の機械的強度及び所望の効率（こ
れ等の要因の若干は利用できる材料の性質によって定め
る）に基づいて選定する。

次いで前記し；４ＲＬＣの数学的モデル決定法は各素子
１０４，１０６．１０８のＱＲｌＱＤ及びＱ。を各別に
計算するのに使われ、そしＬ　ＱＴは各素子に対し計算
する（これ等の素子間に相互作用が存在しないという仮
定を使って）。

各素子１０４，１０６，１０８に対するＱＲｌＱＤＸ　
Ｑｏは、提案され交差板厚さ、誘電率、金属被覆厚さ及
び損失タンジェントに対し式（１）、（２）及び（３）
の数値を求めることにふシ計算する。次いで各素子１０
４ｊ１０６．１０８に対する複合のＱＴを式（５）に従
って計算する。

最後に各別の共振周波数を定め（計測、計算、経験的解
析又はコンピュータシュミレー７ヨン或はこれ等の両方
により）アンテナ構造１００の２宙域幅及び最高ＶＳＷ
Ｒ１定める。

これ等の最後の２つのステップを実施した後にμ　処私
１４−姓ち・准臣すλ→〒其助パラメータを脅更しアン
テナ性能特性２及復再計算することが必要である。個別
の素子の効率と共に複合ＱＴは独得のものであシ、従っ
て共振周波数分離は全アンテナ構造１００の「中心周波
数」に関して直線的でない。同様に構造１００の効率は
、素子１０４，１０６゜１０８のうちどれが一次輻射体
として作用するかに従って周波数にニジわずかに変化す
る（さらにその他の素子は周波数に従いアンテナ利得を
高める工うに導波器として作用し又は作用しないかも知
れない）。

素子間キャパシタンスとその共振周波数及び輻射特性に
対する影響とについては前記の説明では述べてない。し
かしこれ等の寄生キャパシタンス〔これ等のキャパシタ
ンスがないとアンテナ構造は所望通りには作用しない〕
は大切なものであり、そしてなお重要なことにはこれ等
の寄生キャパシタンスは解析にニジ定めることが極めて
むずかしい。しかし各素子１０４，１０６．１０８はそ
の素子間キャパシタンスと共に線図で説明したいでコン
ピュータ曲線あてはめルーチンを使いこれ等の雰４−値
を実験的に定めることができる。

第９図はアンテナ構造１００の集中素子等価回路モデル
の配線図である。各素子１０４，１０６，１０８は並列
ＲＬＣ回路として形成する（第３Ａ図及び第３Ｂ図につ
いて述べたように）。各キャパシタンス１６６゜１６８
．１７０はそれぞれ素子１０６，１０８，（１４）から
接地面１（１２）までのキャパシタンスである。

第９図に示したモデルにも又３つの寄生キャパシタンス
を設けである。すなわちコンデンサ１６０〔素子１０４
，１０６間の寄生キャパシタンス〕とコンデンサ１６２
〔素子１０６．１０８間の寄生キャパシタンス〕とコン
デンサ１６４ｃｉ子１０４．１０８間の寄生キャパシタ
ンス〕とであム第１０図はアンテナ構造１０００線図的
側面図であり又これ等の寄生キャパシタンスも示す。

中間の非励振素子１０６は好適とする実施例によるアン
テナ構造１００の動作周波数範囲の下方ｊ′１　　　の
端部の周波数で共振し動作する。素子１０６を素子１０
Ｂにより物理的に覆うときは、素子１０６の共振周波数
は約８ないし９チ低下する（共振周波数のこの変化は又
一部は素子間キャパシタンスに基づく）。アンテナ構造
１００をその周波数範囲の下方の端部の成る周波数ＦＬ
ｏＷで動作させるときに存在する素子間寄生キャパシタ
ンスは第１１図に線図的に示しである。

非励振素子１０６は寄生キャパシタンス１６０を経て励
振素子１０４によ！”　ＦＬＯＷで励振する。

キャパシタンス１６６〔素子１０６から接地面１（１２
）までの〕によって実際の輻射が生ずる。キャパシタン
ス１６６は又並列ＲＬＣ回路として第９図に線図的に示
しである。寄生コンデンサ１６２〔各非励振素子１０６
，１０８間の直列キャパシタンス〕によって非励振素子
１０８を輻射導波器として作用させ利得をわずかに増加
させる。

第１２図はアンテナ構造１００を線図的に例示したもの
であシ、アンテナ構造１００がその動作周波数範囲のほ
ぼ中央部にある成る周波数ＦＭＩＤで動作するときに存
在する素子間寄生キャパシタンスを示す。このような中
央周波数では最上部寄生素子１０８は好適とする実施例
のアンテナ構造１００から放出される輻射の大部分の原
因となる。

最上部の非励振素子１０８の共振周波数は、素子１０８
が誘電体レーＶ−ム層１２４により覆われているので、
予知された値から約２ないし６チ低くなる。

素子１０８は寄生キャパシタンス１６４〔素子１０４．
１０８の間の〕を介して励振素子１０４により励振され
る。素子１０８及び接地面１（１２）間のキャパシタン
ス１６８によって実際の輻射カ生ずる。キャパシタンス
１６日は又第９図に並列ＲＬＣ構造として示しである。

アンテナ構造１００の中間帯域利得は、素子１０８の上
方には導波器として作用する素子がないかられずかに減
少する。

第１３図はアンテナ構造１００を線図的に例示しｋもの
であり、アンテナ構造がその周波数動作範囲の高い端部
の成る周波数ＦＨＩ（）Ｅ（で動作するときに存在する
寄生的素子間キャパシタンスを示す。

励振素子１０４はＦ　　で共振する。アンテナ構Ｅ（Ｉ
ＧＨ 造１００はその真上に導波器として作用する素子１０４
．１０８を持つから、アンテナ構造１００は利得の全体
的な有効な増加を示す。励振素子１０４の共振周波数は
、各素子１０６．１０８が存在しない（素子間キャパシ
タンスがこの共振周波数偏移で成る役割を演する）場合
より約８ないし９％低い。励振素子１０４及び接地面１
（１２）間のキャパシタンス１７０は第９図に並列ＲＬ
Ｃ回路により線図的に示しである。

次の第１表はアンテナ構造１００の互いに異なる６つの
実施例の設計仕様をＬ帯域配位、Ｓ帯域配位、及びＣ帯
域配位について示す。

第１表 り帯域　　　　Ｓ帯域　　　　Ｃ帯域 （１，７〜２．１ＧＨｚ）　　（３，Ｅｒ＝４．２ＧＨ
ｚ）　　（５−３〜６−５ＧＨ２）Ｄ　　　Ｏ，０６０
０，（１３１０，（１２）０ｄｘ　　１．８５５　　　
　０．９５１　　　　　　Ｑ、６４４Ｃ１Ｏ，０１５０
−００５０， ００５６ｗ　　２−５５９　　　　１−２０９　　　　
０．７８４５Ｆ　　　Ｏ，３７５０，１６５０，１１３
（１２）０，０１５０−０１５ ０−０１５ｄ３２．６９０　　　、　　１−３３６　　
　　０−８４０Ｅｒ２．４４　　　　　２．１７　　　
　　２．１７ＥＷ　　１７％　　　　　１７　％　　　
　１９％ＶＳＷＲ１，５：１　　　　１．５　：　１　
　　　１．４　：　１この表でＤ；誘電体層（１４）の
厚さｉｎ　、　　ａｌ　＝素子１０４の直径キｎ、（：
：１＝層１１２の厚さｉｎ。

Ｃ２＝素子１０６の直径ｉｎ、Ｆ＝フオーム材層１１４
　（７１／　ＷＦ　ローセル）の厚さ、（１２）２層１
２４の厚さｉｎ、ｄ３＝素子１０８の直径ｉｎ。

Ｅｒ＝各層（１４），１１２．１２４（好適とする実施
例では同じ誘電率を持つ）の誘電率、Ｂｗ＝前記し７（
ｖＳＷＲに対するアンテナ構造の実際の計測された帯域
幅 第１表により、アンテナ構造１００の寸法及び間隔パラ
メータと動作周波数との間の間接的関数が明らかである
。すなわち動作周波数を２倍にすると、全部の間隔及び
寸法が約半分になる。このようにして任意の与えられた
動作周波に対するアンテナ構造１００の近似パラメータ
は異なる動作周波数のアンテナに対し第１表に記載した
パラメークから誘導することができる。

すなわちＣＩ　＝＝　ｘであれば、任意の与えられた周
波数に対しＤ＝４ｘである。同様にｈ３　＝　７であれ
ば、ｄａ　＝　０−９０　ｙ及びｄ、　＝　０．７０　
ｙ寸法りは所望の全帯域幅に従って変えることができる
（その理由はアンテナ構造の帯域幅はＤの寸法に直接依
存するからである）。すなわちＤは、なお一層広い帯域
幅を必要とする場合は４ｘより大きく増すことができ、
又アンテナが極めて広い範囲の周波数にわｔつて動作す
る必要のない場合は４ｘ以下に減らすことができる。し
かしＣ１は与えられ定動作周波数に対し前記した値に近
くなければならない。値ａｍ　、Ｃ２，Ｃ３は、使用複
合基板の誘電率に依存し、従って前記したのとは異なる
材料を使う場合には調整しなければならない。

第１４図はアンテナ構造１００の利得対周波数レスポン
ス曲線の線図である。図示のようにアンテナ構造１００
の利得は周波数に対し一定ではなくて、若干の周波数で
各素子１０６，１０８の導波器効果に基づいて変化する
（前記し九ように）。

第７図及び第８図は各素子１０４，１０６゜１（３８０
重なり合う共振を線図的に示す。第７図は各素子１０４
，１０６．１０８の帯域幅を各別に取ったプロットすな
わち前記しｆｉ　ＲＬＣモデルを使いこれ等の素子間に
相互作用がないものと仮定して各素子に対し個別に計算
したプロットである。

第８図はアンテナ構造１００の実際の周波数対ＶＳＷＲ
曲線のプロットである。第７図に示す工うに各素子１０
４ｊ１０６，１０８は比較的鋭い共振曲線（各別の素子
のＱＴ　Ｋ工９定まる）を持つが、これ等の鋭い曲線は
、各素子間の相互作用に基づいて第８図に示した複合ア
ンテナ構造の帯域幅プロットでは鋭さがなくなる。

すなわち特定のＶＳＷＲ（友とえは２．０対１）に対す
るアンテナ構造１００の全帯域幅は、本発明の場合の：
うに６個の素子を相互に緊密に結合しないで単に接続す
るだけで得られる帯域幅より実質的に大きい。

アンテナ構造１００は動作周波数に伴い偏波劣化の程度
が変化する。この劣化の程度は、各素子１０４．１０６
，１０８のどれが動作するかによる。素子１０８が活動
しているときは、交差偏波輻射レベルはアンテナ構造１
００に対し最低値にある。しかし交差偏波輻射レベルは
、素子１０６が活動しているときは一層悪く、素子１０
４が共振するときはなお一層悪い。なおアンテナ構造１
００は、その動作範囲内〔すなわち励振素子１０４が共
振しているとき〕の最高周波数で共偏波成分（ｃｏ　−
ｐｏｌａｒｉｚｅｄ　ＯＯｍｐＯｎθｎｔ　）及び交差
偏波成分の間に約−１６ａＢ又はそれ以上の隔離を示す
。

周波数による交差偏波輻射レベルの変化は、第４図に示
したアンテナ構造１００の物理的構造を調べることにニ
ジ容易に説明できる。励振素子１′０４はその上方に２
個の素子を持ち、又非励振素子１０６はその上方に１個
の素子を持つ。これ等の上部の素子は、偏波純度に、励
振素子１０４に対しては（その上方に２個の素子がある
ので）素子１０６（その上方に１個の素子だけしか持た
ない）に対するよりも一層変化を生ずる。すなわち最下
部の素子から輻射されたエネルギーは、伝搬の方向にお
ける非共振素子の密な近接にニジ妨害される。

前記したようなアンテナ構造１００はｌ倒立スタック」
を形成する（すなわち最小の寸法を持つ／　　素子がス
タック内で最下部である）。この倒立スタック構造は、
誘電体層表面（１４）　ａ　ＣＰＣ板構造１２６の〕の
極めてわずかな「実状態」が最下部素子１０４にニジ占
められ、付加的なπサーキットリ（ｆｃとえは電力分割
回路網）が積層体表面（１４）ａにエツチング処理によ
り形成される余地を残す。積層体表面（１４）ａにどの
ような付加的ＲＦ−サーキットリが望ましい場合にもこ
れを作ることが安価で比較的簡単であり、同じ寸法のア
ンテナパッケージに付加的な特長が得られ外部に設ける
ＲＦサーキットリの必要がなくなる。

最下部の素子１０４が伝送線路に直接接続され励振素子
として作用する（これにニジフィードスルー及び類似物
の必要がなくなる）という特長から別の利点が得られる
。最下部のｐｃ板構造１２６に付加的なπサーキットリ
を設けようとしなければ、若干の例では、励振素子１０
４の寸法を素子１０６．１０８の一方又は両方の寸法よ
り大きくすることが望ましい。ｔとえば励振素子１０４
の寸法は、この励振素子がアンテナ構造の周波数動作範
囲の中央部で共振するように選定し、そして素子１０６
を各素子１０４，１０８より大きくする〔中間素子１０
６が周波数範囲の低い方の端部で共振し、又最上部素子
１０８が周波数範囲の上端部で共振するように〕ことが
望ましい。この配位は約２６係のｉ、ｓｖｓｗＲ帯域＠
を持つことが実験的に立証されている。しかしアンテナ
構造１００を励振素子１０４を支える基板と同じ基板に
アレイ電力分割器をエツチングにより形成するのに最適
にするように、励振素子１０４の共振周波数を好適とす
る実施例では中間帯域からＦＨ工。ヨに変えｔｏ 以上本発明をその実施例について詳細に説明したが本発
明はなおその精神を逸脱しないで種種の変化変Ｗ’？行
うことができるのはもちろんである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の厚い基板マイクロス）　ＩＪツゾパーツ
チの秩断面図、第２図は従来の単一容量結合マイクロス
トリップ輻射体素子の縦断面図、第３図は従来のスタッ
クマイクロストリップアンテナ構造を一部を上下方向断
面にして示す斜視図である。 第４図は本発明マイクロストリップアンテナの好適とす
る実施例の縦断面図、第５図は第４図を展開して示す縮
小斜視図である。第３Ａ図は本発明による単純なマイク
ロストリップ素子の縦断面欧第３Ｂ図は第３Ａ図に示し
たマイクロストリップ素子に等価の２ボー）　ＲＬＣ回
路の配線図である。 第７図は第４図に示したアンテナ構造の各素子の各別の
理論的な重なり合う共振の線図、第８図は第４図に示し
た構造の複合共振の線図、第９図は第４図に示したアン
テナ構造の集中部品等価回路の配線図である。第１０図
は第４図に示したアンテナ構造を素子間キャパシタンス
と共に示す線図、第１１図は第４図に示し九アンテナ構
造にアンテナ動作周波数範囲内で成る低い周波数ＦＬｏ
ｗで存在する実射素子間キャパシタンスの線図、第１２
図は第４図に示したアンテナ構造にこのアンテナ構造が
その動作周波数範囲のほぼ中間の成る中間周波数ＦＭＩ
Ｄで動作するときに存在する実効素子間キャパシタンス
の線図、第１３図は第４図に示し友アンテナ構造にこの
アンテナ構造がその動作周波数範囲の上端部の付近の成
る高い周波数ＦＨＩＧＨで動作するときに存在する実効
素子間キャパシタンスの線図、第１４図は第４図に示し
たアンテナ構造の利得対周波数レスポンスのプロット線
図である。 １（１２）・・・導電線基準表面、１０４・・・励振素
子、１０６・・・第１非励振素子、１０８・・・第２非
励振素子、（１４），１１２．１１４・・・誘電体層、
１１８・・・同軸コネクタ ｒＦＩＧ、９

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. （１）導電性の基準表面と、この基準表面の上方に１／
   １０波長以下の間隔を隔てた導電性ＲＦ輻射体励振素子
   と、この励振素子に接続した導電性ＲＦ給電線と、前記
   励振素子の上方に間隔を隔てこの励振素子に容量結合し
   た第１の導電性ＲＦ輻射体非励振素子と、この第１非励
   振素子の上方に間隔を隔て前記励振素子に容量結合した
   第２の導電性ＲＦ輻射体非励振素子とを包含する広帯域
   マイクロストリップアンテナ。
2. （２）各素子間の間隔とこれ等各素子の寸法とを、少な
   くとも２０％の２対１ＶＳＷＲ帯域幅を生ずるように選
   定した特許請求の範囲第（１）項記載のアンテナ。
3. （３）励振素子が第１及び第２の非励振素子の共振周波
   数より高い周波数で共振するようにした特許請求の範囲
   第（１）項記載のアンテナ。
4. （４）第１の表面を持つ基板を備え、励振素子及び少な
   くとも１つのＲＦ回路を前記の基板第１表面に配置した
   特許請求の範囲第（１）項記載のアンテナ。
5. （５）基板に又第１の基板表面の反対側に第２の表面を
   設け、この第２表面を基準表面に接触するように配置し
   、前記基板により励振素子を前記基準表面から間隔を隔
   てるようにした特許請求の範囲第（４）項記載のアンテ
   ナ。
6. （６）励振素子を各非励振素子に直列に有効に接続し、
   これ等の非励振素子を相互に並列に有効に接続した特許
   請求の範囲第（１）項記載の広帯域マイクロストリップ
   アンテナ。
7. （７）第２の非励振素子の上方に配置したレードームを
   さらに備えた特許請求の範囲第（１）項記載の広帯域マ
   イクロストリップアンテナ。
8. （８）第１及び第２の非励振素子の共振周波数範囲が互
   いに重なり合うようにした特許請求の範囲第（１）項記
   載の広帯域マイクロストリップアンテナ。
9. （９）励振素子の各寸法を第１非励振子の各寸法より小
   さくした特許請求の範囲第（１）項記載の広帯域マイク
   ロストリップアンテナ。
10. （１０）第１非励振素子の各寸法を第２非励振素子の各
    寸法より小さくした特許請求の範囲第（９）項記載の広
    帯域マイクロストリップアンテナ。
11. （１１）第１及び第２の非励振素子を励振素子に単に寄
    生結合した特許請求の範囲第（１）項記載の広帯域マイ
    クロストリップアンテナ。
12. （１２）所定の範囲のＲＦ周波数に対し所定のＶＳＷＲ
    より小さいＶＳＷＲを生じ、前記範囲の低い方の端部及
    び高い方の端部で前記範囲の中間部におけるよりも一層
    大きい利得を持つようにした特許請求の範囲第（１）項
    記載の広帯域マイクロストリップアンテナ。
13. （１３）第１及び第２の非励振素子により励振素子から
    出るＲＦ輻射の向きを定めるようにした特許請求の範囲
    第（１）項記載の広帯域マイクロストリップアンテナ。
14. （１４）導電性基準表面と、無線周波数の第１帯域内の
    信号に応答して共振するような寸法を持ち前記基準表面
    の上方に１／１０波長以下の間隔を隔てた導電性ＲＦ輻
    射励振素子と、この励振素子に接続した導電性ＲＦ給電
    線と、無線周波数の第２の帯域内の信号に応答して共振
    するような寸法を持ち前記励振素子の上方に間隔を隔て
    この励振素子に寄生結合した第１の導電性ＲＦ輻射非励
    振素子と、無線周波数の第３の帯域内の信号に応答して
    共振するような寸法を持ち前記第１非励振素子の上方に
    間隔を隔て前記励振素子に寄生結合した第２の導電性Ｒ
    Ｆ輻射非励振素子とを備え、前記の第１、第２及び第３
    の各帯域が相互に異なり又相互に重なり合うようにし、
    そして前記各素子をスタックに配置して成る広帯域マイ
    クロストリップアンテナ。
15. （１５）励振素子、第１非励振素子及び第２非励振素子
    を相互に緊密に結合しかつ相互作用して、前記各素子の
    複合の共振周波数帯域が実質的に連続し前記の各別の素
    子の独立の共振周波数帯域幅より実質的に広くなるよう
    にした特許請求の範囲第（１４）項記載の広帯域マイク
    ロストリップアンテナ。
16. （１６）第２非励振素子により、第１又は第２の帯域内
    のＲＦ信号を給電線に加えたときに第１非励振素子又は
    励振素子或はこれ等の両素子によって放出される輻射の
    向きを定めるようにし、前記の第１及び第２の非励振素
    子により、第１帯域内ＲＦ信号を前記給電線に加えたと
    きに前記励振素子により放出される輻射の向きを定める
    ようにした特許請求の範囲第（１４）項記載の広帯域マ
    イクロストリップアンテナ。
17. （１７）第１非励振素子及び第２非励振素子をこれ等両
    素子間の容量結合により並列に有効に接続した特許請求
    の範囲第（１４）項記載の広帯域マイクロストリップア
    ンテナ。
18. （１８）（ｉ）周波数Ｆ＿Ｈ＿Ｉ＿Ｇ＿Ｈで共振する第
    １の導電性層及び第２０導電性層を互いに対向する表面
    に配置した絶縁体から成る第１の層を用意し、（ｉｉ）
    前記の第１及び第２の導電性層をそれぞれＲＦ伝送線の
    中心結線及び接地結線に接続し、（ｉｉｉ）周波数Ｆ＿
    Ｈ＿Ｉ＿Ｇ＿Ｈより低い周波数Ｆ＿Ｌ＿Ｏ＿Ｗで共振す
    る第３の導電性層を第１の表面に配置されこの第１表面
    の反対側に絶縁性表面を持つ絶縁体から成る第２の層を
    用意し、（ｉｖ）前記の第２導電性層に前記第２層絶縁
    性表面を当てがい、（ｖ）前記の第３導電性層に絶縁体
    から成る第３の層を当てがい、（ｖｉ）前記の周波数Ｆ
    ＿Ｈ＿Ｉ＿Ｇ＿Ｈ及び周波数Ｆ＿Ｌ＿Ｏ＿Ｗの間の第３
    の周波数Ｆ＿Ｍ＿Ｉ＿Ｄで共振する第４の導電性層を前
    記第３絶縁体層に当てがうことから成る、広帯域マイク
    ロストリップアンテナの製法。
19. （１９）さらに第４導電性層を表面に配置した別の絶縁
    体層を用意し、当てがい工程（ｖｉ）を前記の別の絶縁
    体層の表面又は前記第４導電性層或はこれ等の両方を第
    ３の絶縁体層に接着して実施する特許請求の範囲第（１
    ８）項記載の製法。