JPS63198401A - 透明アンテナ - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、通信用、計測用、放送用に使用される導波管
スロットアンテナ、平面アンテナ等のアンテナに関する
ものである。

〔従　　来　　技　　術〕

近年色々の通信、計測手段が発達し、それにしたがって
、さまざまな形状、目的を持ったアンテナが開発使用さ
れて来ている。

このようなアンテナで、特に家庭用アンテナなどの場合
、わりと大きなスペース、面積を必要とするものである
。

そして最近は室内空間におけるインテリアデザインなど
が活発化しており、デザイン性が強く要求されて来てい
る。

このため、広いスペース、面積を要求するアンテナは、
デザイン性を考えた場合、美感を失なうものとなり、該
アンテナの環境との調和が強（要求されて来ている。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は以上の如くの現況に鑑みてなされであるもので
あり、通信、計測、放送用に利用されるアンテナにおい
て、該アンテナを透明性を有する部材により構成するこ
とにより、アンテナの存在感を低下させるようにして、
室内の美感、環境との調和を保つようにしたアンテナを
提供するものである。

〔発明の詳述〕

以下本発明について、図面を参照しながら詳細に説明す
る。

本発明の例にするマイクロストリップライン型の平面ア
ンテナは、第１図に示す如く、透明地導体２、透明誘電
体４、透明アンテナ素子６、基板８、保護シート１０な
どより構成されである。この場合透明アンテナ素子６、
及び透明地導体２におけるそれぞれの光の透過率は７０
％以上必要である。なぜなら、平面アンテナの場合、透
明導電層が複数層必要となる為、アンテナ全体の光の透
過率を５０％程度とするには単層の透過率は７０％必要
となる。これは０．７　ｘＯ，７−０，４９−５０％よ
り概算できる。光の透過率が７０％以上で、かつ、高周
波に対するインピーダンスＺ、オームは ５０≦　ｚ、　　　＜　　　１２０　π　−３７７（Ω
　）　　　−−−−−−・−−一・−・−・　■を満足
する必要がある。すなわち、電波の通過する大気のイン
ピーダンスは１２０πオームであるため、これ以上Ｚ、
が大きい場合は、電波はすべて反射されてしまって電流
とならないからである。

アンテナ素子６と、透明地導体２の間に存在する透明誘
電体４の比誘電率を巳とする場合、透明平面アンテナ１
に於て、 １≦Ｅ＜５　・−・・・・−・−・・・−・−・−・−
・−・−・−・−・−・−・−■を満足する必要がある
。これは透明誘電体４の厚さをＰｍとすると、インピー
ダンスＺ、に関して、理論式 ％式％ が成り立つ為０式と、０式を同時に満足する範囲で現実
に存在する材料から、最適の設計条件を求めねばならな
いからである。

さらに、インピーダンスに関して、最も重要な条件は、
いわゆる表皮効果による高周波電流の表皮深さをＨミク
ロンとする場合、周波数Ｆヘルツに関して、透明導電材
料が銅を含む材料の場合は、Ｈ−６，６／４″　−・−
・−・−・−・−・・−・−・・−・・・−・−・−・
・・−・申・　■銀を含む材料の場合は、 Ｈ＝６．４／４″−・−・・・−・・−・−・−・−・
−−−−一−・−・・・・−−−ｍ−−−■の実測式が
成り立つことは、よく知られている。

例えば１２ギガヘルツのマイクロ波の場合、表皮深さは
０．５ミクロン前後となるので、透明アンテナ素子６の
厚さＴミクロンは、 ０．５＜Ｔ＜１　−・・・−・−−−−−−−−・・−
・・−・−・・−・−・−・−・−００式を満足する範
囲で、かつ、光の透過率が７０％以上の透明導電材料を
用いる必要がある。高調波の場合も０式または０式を満
足する条件で、がっ、０式及び０式をも満足する透明ア
ンテナ素子６が設計される。試作テストの結果、ミリ波
の場合０．２＜Ｔ＜０．３　　・・・−−−−一−−−
−−−−−−・−・−・−・−・−・−・［相］が得ら
れた。

Ｔ＜０．２　　−・・−・−・・−・・−・・−・・−
・−・−一−−−・−・・−・−・−・−■Ｔ　＞０．
３　　　・・−・−一−−−−−・・・・・・−−−一
−−−−・・−・・−・・−・−・・・−・・−＠因み
に、Ｔ＜０．２の場合は、インピーダンスＥ０が３７７
オームよりも大きくなってしまい、アンテナとしてａ能
しなくなった。Ｔ＞０．３の場合は、光の透過率が若干
下がり、材料が黄色味を帯びた。

マイクロストリップラインアンテナの場合は、透明導電
層が２層必要であるが、いわゆるコプレナーラインの場
合は透明導電層が１層で良いため。

光の透過率が５０パーセントで充分である。この時電気
的、光学的条件５の両方を満足する材料が容易にえられ
た。

具体的に透明地導体２、透明アンテナ素子６の上述した
条件を満たすものとして、インジウムスズ酸化物（ＩＴ
Ｏ）などが−例として上げられる。

次に柱状アンテナの反射鏡については、前面強化ガラス
の厚さをＭＩＩＩｌｌ、反射面強化ガラスの厚さをＮ■
とする場合 ３　＜Ｍ＜　５　−・−・・・・・・・・・・−・−・
・−・・・−・−・−・−・・・−［相］３＜Ｎ＜５　
・−・・・・−・−・−・・・・・・・・・・−・・・
〜・・−・−・・−・−・−０式［相］、式［相］を同
時に満足し、かつ、ＭζＮ　−・・−・−・・−・−・
−・・−−−一−−−−−・・−・−・−・−・−・−
・−［相］式［相］が条件となる。なぜなら、温度変化
に際していわゆる熱膨張による応力が、つり合うにはＭ
とＮがほぼ等しいことが望ましい。だ円柱側面によって
形成される反射面の焦点は直線状となる。この位置を焦
線と呼ぶことにする０反射鏡アンテナの一次放射器は、
２本のマイクロストリップラインを透明電極によりて形
成したものが最適であった。該反射鏡アンテナは柱状で
、かつ、垂直に設置できる為、降雪の際も、雪が受信を
妨たげることはほとんどなかった。さらに前面に平面状
の強化ガラスを用いた為、風圧荷重が減少した。

次に第２の実施例として、パラボラアンテナ、柱状アン
テナなどの反射鏡アンテナを透明化したものについて説
明する。

まずパラボラアンテナ反射鏡は、全体として光の透過率
は５０％程度は必要である。ただし、パラボラアンテナ
のように単層のみで、電波を反射して、幾何光学の焦点
の位置に、位相のそろった電磁波を集めるためには、以
下の条件を満たす必要がある。まず、透明導電層に関し
ては使用する波λ 長をλ腸とする場合、□−以下に凹凸をおさえる必要が
ある。したがって、厚さがＫＷの場合夏Ｔｏを蒸着して
、試作した。

回転放物面の形状は、幾何光学より求めた。因みに、焦
点距Ｈ６０１であった。アンテナの有効直径が８０ｃｍ
の時に、利得３３デシベルが得られた。

また、衛星放送受信用の透明導波管スロットアンテナを
試作し、アンテナ全体の光の透過率は５０％程となった
。導波管の中を電波が通る場合、導電層を流れる電流は
ご（わずかである、大部分は、導波管内の空間を伝わる
。この為、表皮深さは、マイクロ波の場合でも０．２ミ
クロン前後であり、その結果得られるインピーダンスも
３００オ一ム前後となった。因みに開口６０ｃｍの場合
、アンテナの利得３３デシベルが得られた。

さらに計測用として、車の速度の検出に使用される小型
ドツプラーレーダーの透明アンテナの部分を試作した。

透明の為、従来のアンテナのように目立ちすぎることが
無くなった。外形寸法は、・　１２０■Ｘ２２０ｓ＊Ｘ
１４−であった９周波数はＩＯＧ七帯で、利得は１８デ
シベルが得られた。

〔効　　　果〕

本発明は以上の如くであるので、ＩＴＯなどの透明導電
性材料を透明誘電体、透明地導体などに用いることによ
り、透明アンテナがアンテナの性能を失なうことな（可
能となり、このことにより、室内などにおいて、室内の
美感をアンテナの存在によって失なうことがな（なるも
のとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の平面アンテナの１例を示すマイクロス
トリップライン型のアンテナの全体を示す説明図、 ２・・・透明地導体　　４・・・透明誘電体６・・・透
明アンテナ　８・・・基板 ＩＯ・・・保護シート

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）アンテナ素子、地導体などを構成する導電性材料と
   、誘電体などを構成する絶縁材料などからなる通信用、
   計測用、放送用のアンテナにおいて、該導電性材料が薄
   膜、ＩＴＯなどの透明材料からなり、 該絶縁材料がガラス、プラスチックなどの透明材料より
   構成されてあり、 透明性を有するアンテナ構造としたことを特徴とする透
   明アンテナ。