JPS63283207A - マイクロストリツプアンテナ - 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、マイクロストリップ線路から電磁波を放射す
るマイクロストリップアンテナに関し、特に、誘電体基
板上にマイクロストリップ線路とダイポールアンテナを
一体に印刷形成した平板状のマイクロストリップアンテ
ナに関する。

［従来の技術］ 従来、この種のマイクロストリップアンテナは、第５図
に示すようになっていた（特公昭５７−１９２２号公報
等）、すなわち、誘電体基板ｌの表裏両面にプリントダ
イポールアンテナ２ａ、２ｂおよびマイクロストリップ
線路３が印刷され、かつ、直角方向に平面導体反射板４
が設けられ、誘電体基板ｌに沿った方向に電磁波を放射
するものである。そして、マイクロストリップ線路３に
インピーダンス特性の改善を図るためのインピーダンス
整合素子としてスタブ５が設けられていた。

また、他のマイクロストリップアンテナは、第６図およ
び第７図に示すようになっていた（特公昭５７−４１１
２３号公報等）、すなわち、このマイクロストリップア
ンテナは、平面導体反射板４を用いる代わりに、誘電体
基板１から深さを約１／４λ（入は使用電磁波の自由時
間波長）とした空洞６を、金属体７で誘電体基板ｌ背面
に設け、誘電体基板ｌと直角方向に電磁波を放射するも
のである。

［解決すべき問題点］ 上述した従来の平面導体反射板４を用いたマイクロスト
リップアンテナは、誘電体基板ｌが宙に浮いた状態とな
り、機械的な基板保持の点から問題かあった。

また、この種のアンテナでは、ダイポール長等で定まる
共振周波数をはずれると、インピーダンス特性および動
作利得か変化して狭帯域特性を示す傾向があり、スタブ
５でその改善を図っているが、広帯域整合にはほど遠い
ものてあった。

さらに、偏波識別度（ＸＰＤ）が劣化するという問題点
があった。

この理由をアンテナの放射方向Ａから見たときの断面図
である第８図により説明する０図において、誘電体基板
１に沿った軸をＸ軸、基板１に垂直な軸をＹ軸とし、Ｘ
軸とＹ軸の交点がプリントダイポールアンテナ２ａ、２
ｂの中心と一致しているものとする。ダイポールアンテ
ナにおいて、電磁波を放射する場合、ダイポールアンテ
ナの周囲の電界分布は第９図のようになる。

図において、プリントダイポールアンテナ２ａ、２ｂの
両端を結ぶ、電気力線Ｅ、の合成ベクトルはＥ２で示す
ようになる。一方、プリントダイポールアンテナ２ａ、
２ｂの中心付近どうしを結ぶ電気力線Ｅ１の合成ベクト
ルはＥ４のようになり、前記合成ベクトルＥ、の方向と
は一致しない、これは、誘電体基板１がある厚みを持っ
ているためである。このようにベクトルＥ２とベクトル
Ｅ４とで方向かずれていることは、ベクトルＥ、が、ベ
クトルＥ２の方向と直角な方向成分、すなわち交差偏波
成分を持つ゛ことを意味する。

すなわち、このプリントダイポールアンテナ２ａ、２ｂ
は正偏波成分だけでなく、交差偏波成分も持った電磁波
を放射する。基板１の厚みが零であればベクトルＥ２と
ベクトルＥ４どの方向は完全に一致し、交差偏波成分を
放射しないが、厚みを零にすることは不可箋である。

また、上述した従来の空胴６を用いたマイクロストリッ
プアンテナは、電磁波の放射方向Ｂが、誘電体基板ｌの
面と垂直であるので、第５図の従来例で述べたような、
基板１の厚さに起因する交差偏波成分の発生はない、し
かしながら、マイクロストリップ線路３が、アンテナの
放射方向Ｂ側に存在するために、マイクロストリップ線
路３から放射される不要波が、プリントダイポールアン
テナ２ａ、２ｂの正偏波パターンやＸＰＤを劣化させる
という問題点があった。

本発明は、上記の問題点にかんがみてなされたもので、
誘電体基板の表側にプリントダイポールアンテナおよび
スロット線路を形成するとともに、裏側にマイクロスト
リップ線路を形成し、交差偏波成分が発生せず、かつ、
正偏波パターンや交差偏波識別度を劣化させないように
したマイクロストリップアンテナの提供を目的とする。

［問題点の解決手段］ 上記目的を達成するために本発明のマイクロストリップ
アンテナは、誘電体基板と、該誘電体基板の表側に設け
られた金属箔と、該金属箔に形成されたプリントダイポ
ールアンテナおよびスロット線路と、該誘電体基板の裏
側に設けられた金属箔と、該裏側金属箔にスロット線路
と交叉して形成されたマイクロストリップ線路と、該プ
リントダイポールアンテナの反電磁波放射方向側に設け
られた誘電体基板から略１／４波長の深さを有する金属
体で形成される空胴とを具備した構成としである。

［実施例］ 次に、本発明の実施例について第１図ないし第３図を参
照して説明する。

第１図は本発明の第一実施例の一部切欠いた斜視図、第
２図は同上ｉｉＴｍ波の放射方向から、見た外観図、そ
して第３図は第２図中Ｃ−Ｃ線断面図を示す。

これら図面において、１１は誘電体基板で、この誘電体
基板１１の表側の金属箔１２上にプリントダイポールア
ンテナ１３か形成されており、このプリントダイポール
アンテナ１３は、同じ金属箔１２上に形成されたスロッ
ト線路１４により給電されている。プリントダイポール
アンテナ１３とスロット線路１４は、第１図および第２
図に示すように、金属箔１２の一部分を取り除いた部分
の中央付近に形成されている。スロット線路１４の、プ
リントダイポールアンテナ１３と反対側の端部近傍は、
マイクロストリップ線路１５とスロット線路１４の結合
部１６となり、誘電体基板１１の裏側の金属箔２５上に
形成されたマイクロストリップ線路１５と、スロット線
路１４とが電磁気学的に結合している。

プリントダイポールアンテナ１３の裏側の金属箔２５は
１表側の金属箔１２と同様に取り除かれており、さらに
、その下の金属体１７が設けられ、この金属体１７には
、深さＬが約１／４人の空胴１８か設けられている。ま
た、金属体１７のマイクロストリップ線路１５と、スロ
ット線路１４の下方に当る部位には、適当な幅と広さを
持った空間部１９か設けられている。

次に、以上のようなマイクロストリップアンテナの動作
を説明する。

金属箔１２を地導体とするマイクロストリップ線路１５
上を伝送されてきた電磁波は、結合部１６にて、スロッ
ト線路１４を励振する。その際、マイクロストリップ線
路１５は金属箔１２で覆われた空間部１９内にあるので
、マイクロストリップ線路１５からの不要放射波が、ア
ンテナの放射方向りを含む外部に洩れることはない。

さて、スロット線路１４上に励振された電磁波は、空間
部１９と空胴１８を経てプリントダイポールアンテナ１
３に達し、これを励振する。

プリントタイボールアンテナ１３の周囲の金属箔１２は
取り除かれて誘電体基板１１のみが残っており、かつ、
約１／４人離れた位置に反射板に相当する空胴１８の底
部かあるため、電磁波か効率良く、放射方向りに向かっ
て放射される。このとき、プリントダイポールアンテナ
１３上の電気力線Ｅ、の分布は第２図に示すようになり
、合成ベクトルＥ６はプリントダイポールアンテナ１３
の方向と平行になる。

すなわち、交差偏波成分は存在しない、このため、ＸＰ
Ｄの優れた直線偏波が放射される。なお、スロット線路
１４は平行２線であるために、スロット線路１４上の電
気力線はスロット線路１４と直角、すなわちプリントダ
イポールアンテナ１３の方向と平行になる。このため、
この電気力線中にはダイポールから放射される直線偏波
に対する交差偏波成分も存在しない、この点も、優れた
ＸＰＤを得るのに寄与している。

つぎに、インピーダンス整合について述べる。

第２図において、マイクロストリップ線路１５の端部２
１と、スロット線路１４との距離見１、およびスロット
線路１４の端部２２と、マイクロストリップ線路１５と
の距離１ｍとを、それぞれ約１／４λに選べば、使用す
る周波数のある点において、良好なインピーダンス整合
が得られる。しかし、この！Ｌｌと文、とを異なる値に
選び、２つの点てインピーダンス整合を行なうことによ
り。

より広い周波数帯域内において良好なインピーダンス整
合を行なうことができる。

第４図は本発明の第二実施例の電磁波の放射方向から見
た外観図を示す、第二実施例のものは、電磁波の放射部
分にプリントホールプツトダイボールアンテナ２３を用
いたもので、第一実施例と同じ原理により、良好な交差
偏波特性を示し、かつ広帯域な整合が可能である。

なお、他の構成は第一実施例と同一である。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明は、誘電体基板の衷偏に形成
したプリントダイポールアンテナとスロット線路に対し
て、裏側に形成したマイクロストリップ線路で給電する
ことにより、プリントダイポールアンテナからの交差偏
波発生を抑制し、給電回路から発生する不要放射波かア
ンテナの放射パターンに悪影響を及ぼ、すのを防止し、
同時に広い帯域にわたって良好なインピーダンス整合を
行なうという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一実施例の斜視図、第２図は同上電
磁波の放射方向から見た外観図、第３図は第２図中Ｃ−
Ｃ線断面図、第４図は第二実施例の電磁波の放射方向か
ら見た外観図、第５図は従来例の斜視図、第６図は他の
従来例の電磁波の放射方向から見た外観図、第７図は第
２図中Ｃ−Ｃ線断面図、第８図及び第９図は第５図に示
す従来例の断面図を示す。 ｌｌ：誘電体基板　　　１２，２５：金属箔１３ニブリ
ントダイポールアンテナ １４ニスロツト線路 １５：マイクロストリップ線路 １７：金属体　　　　　１８・空　胴 １９：空間部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 誘電体基板と、該誘電体基板の表側に設けられた金属箔
   と、該金属箔に形成されたプリントダイポールアンテナ
   およびスロット線路と、該誘電体基板の裏側に設けられ
   た金属箔と、該裏側金属箔にスロット線路と交叉して形
   成されたマイクロストリップ線路と、該プリントダイポ
   ールアンテナの反電磁波放射方向側に設けられた誘電体
   基板から略１／４波長の深さを有する金属体で形成され
   る空胴とを具備していることを特徴とするマイクロスト
   リップアンテナ。