JPS6398202A - 平面アンテナ - 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】 ［技術分野］ 本発明は、マイクロ波送受信用の平面アンテナに関する
ものである。

［背景技術］ 従来、環状スロットを具備したマイクロ波送受信用のこ
の種の平面アンテナは、直線偏波用のアンテナとして開
発されており、給電線のカップリング方向の偏波は、比
較的容易に送受信できるが、カップリング方向に直角方
向の偏波の送受信が困難であり、円偏波の受信が困難で
あった。

また、パッチ型、クランク型の平面アンテナにおいて、
円偏波受信用のものの開発が試みらｎでいるが、いずれ
も、帯域が狭く、しかもアンテナ効率が悪いという問題
があった。

［発明の目的］ 本発明は上記の点に鑑みて為されたものであり、その目
的とするところは、広帯域、高効率が得られ、しかも軸
比が優れた円偏波の送受信を行える平面アンテナを提供
することにある。

［発明の開示］ （実施例１） 第１図乃至第５図は本発明一実施例を示すもので、地導
体板１と、給電線２が形成された給電回路＠３と、複数
の環状スロット４が形成された放射回路板５とを誘電体
層Ｇ　ａ、　６　ｂを介して積層配置し、給電線２から
誘電体Ｍ６ｂを介して環状スロット４内のパッチ素子４
ａを励振するようにした平面アンテナにおいて、給電線
２のカップリング方向に対して所定位置に突起あるいは
くぼみを設けて左右非対象にしたパッチ素子４ａ（実施
例では正方形のパッチ素子４ａの一対の角をカットした
カット部７を設けている）を７４［ｔｌせる４個の環状
スロット４を、各環状スロット４のパッチ素子４ａがそ
れぞれ９０°づつ回転させた状態となるように給電点８
の回りに配置（実施例では左回りに９０°づつ回転）シ
、各環状スロット４のパッチ素子４ａに対する給電線２
のカップリング方向をそれぞれ９０°づつずらせるとと
もに、各給電＠２の長さをそれぞれλｇ／４づつ変化さ
せたものである。すなわち、給電点８をＡとし、各パッ
チ素子４ａにカップリングする給電線２の先端をａ〜ｄ
とすれば、 Ａｂ−Ａａ＝λｇ／４ Ａｃ−Ａｂ＝λｇ／４ Ａｄ　　Ａｃ−λｇ／４ となっている。

実施例では、給電点８の回りに回転配置された４個の環
状スロット４を１組とする放射ユニットを第３図に示す
ように複数組設け、各組の給電点８を並列的に接続（接
続線は図示せず）して、高利得を得るようにしている。

また、パッチ索子４ａの一方のエツジから中央部に向か
ってカップリングする給電ｌｌＡ２の先端をパッチ素子
４ａの中央部乃至他方のエツジの間（Ｂ）に達するよう
に給電線２の長さを設定して、軸比が優れだ円偏波用の
平面アンテナを得るようにしている。なお、実施例では
、誘電体層６　ａ、　６　ｂは、共振のＱ値を小さくす
るために空気層（厚み２＋Ｉ１ｍ〜３ｍｍの範囲が望ま
しい）にて形成され、環状スロット４の間隔は人。

／２からλ。の範囲で等間隔に配置されている。

また、実施例ではパッチ素子４ａのカット部７を右旋円
偏波用に形成しているが、このカット部７に代えて逆の
対角にカット部（図示せず）を形成すれば、左旋円偏波
用の平面アンテナが得られることは言うまでもない。さ
らに、第５図（ａ）に示すような角形の環状スロット４
に代えて第５図（ｂ）に示すように、円形の環状スロッ
ト４°内の円形バッチ素子４ａ’の直径方向に切欠７°
を設けて左右非対象にしても良い。

いま、各環状スロット４は、給電線２のカップリング方
向の偏波を受信し易くなっており、実施例では、カップ
リング方向がそれぞれ９０°づつ異なった４個の環状ス
ロット４を１組として放射ユニットを形成しており、こ
の放射ユニットの各環状スロット４の受信出力を合成し
た合成受信特性は、円偏波受信に好ましい受信特性とな
り、広帯域、高効率が得られ、しかも軸比が優れだ円偏
波用の平面アンテナが得られることになる。

以下、本発明に係る平面アンテナ（１２ＧＨｚ用）の具
体例について説明する。

（具体例１） １）市販のポリエステルフィルム（厚３１００μｌ１１
）に既存の方法でｔｌ４箔（厚さ３５μｍ）をドライラ
ミネートして形成されたプリント基板の銅箔面に、正方
形の環状スロット４を７オトエツチングにより形成して
放射回路板５を作製する。実施例では、環状スロワ）４
の外側の一辺の長さは１５輸論、環状スロット４の内側
の一辺の長さは７曽輪（環状スロット４内のパッチ素子
４ａは７Ｘ７ｍ＋ｍ）なっており、パッチ素子４ａの一
対の対角方向の角を２ｍｍに亘ってカットしてカット部
７が形成されている。

また、給電点８の回りに配置される４個の環状スロット
４を１組とする放射ユニットが５４組形成されている。

２）上述のようにして形成された環状スロット４および
パッチ素子４ａに給電する給電ｆｉ２は、銅箔がポリエ
ステルフィルムにラミネートして形成されたプリント基
板の銅箔面に７オトエツチングにて形成され、１１ＩＬ
の環状スロット４の各パッチ素子４ａに対しては、それ
ぞれ、上、下、左、右方向からカップリングするように
して、且つパッチ素子４ａのエツジ付近までカップリン
グするようにしている。なお。各パッチ素子４ａにカッ
プリングする給電線２の長さは前述したようにλｇ／４
（約６１）づつ異なった長さとなっている。

３）アルミニウム板（厚さ２　ｍｍ）よりなる地導体板
１の上面には発泡樹脂製のスペーサ（厚さ２０１＋１１
の発泡体）を介して給電回路板３を積層配置し、さらに
その上に同様の発泡樹脂製のスペーサを介して放射回路
板５を積層配置する。

以上のようにして作製された平面アンテナのアンテナ特
性を測定すると、１１．７〜１２，０ＧＨｚに亘って３
２．２±０．２ｃｌＢｉのアンテナ利得が得られ、軸比
が１．ＯｄＢ以下の浸れたアンテナ特性が得られた。

（具体例２） 具体例１の発泡柑脂製のスペーサの代わりに、格子状に
加工した厚さ２＋ａｍのハニカム状発泡シートを使用し
たところ、１１．７〜１２．１ＧＨｚに亘って３２．５
±０．２ｄＢｉのアンテナ利得が得られ、軸比が１．Ｏ
ｄＢ以下の平面アンテナが得られた。

（具体例３） 具体例１と同様の構成において、給電線２の先端をパッ
チ素子４ａの中央部までとした場合においでも、具体例
１と同様の効果が確認できた。

［発明の効果］ 本発明は上述のように、地導体板と、給電線が形成され
た給電回路板と、複数の環状スロットが形成された放射
回路板とを誘電体層を介して積層配置し、給電線から誘
電体層を介して環状スロット内のパッチ素子を励振する
ようにした平面アンテナにおいて、給電線のカップリン
グ方向に対して所定位置に突起あるいはくぼみを設けて
左右非対象にしたパッチ素子を具備せる４個の環状スロ
ットを、各環状スロットのパッチ素子がそれぞれ９０°
づつ回転させた状態となるように給電点の回りに配置し
、各環状スロットのパッチ素子に対する給電線のカップ
リング方向をそれぞれ９０゛づつずらせるとともに、各
給電線の長さをそれぞれλｇ／４づつ変化させたもので
あり、広帯域、高効率が得られ、しかも軸比が優れた円
偏波の送受信を行えるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例の要部上面図、第２図は同上の
要部断面図、第３図乃至第５図は同上の要部上面図であ
る。 １は地導体板、２は給電線、３は給電回路板、４は環状
スロワ）、４ａはパッチ素子、５は放射回路板、６８ｔ
　６　ｂは誘電体層、７はカット部、８は給電点である
。 代理人　弁理士　石　１）艮　七 １・・地導体板 第２図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）地導体板と、給電線が形成された給電回路板と、
   複数の環状スロットが形成された放射回路板とを誘電体
   層を介して積層配置し、給電線から誘電体層を介しで環
   状スロット内のパッチ素子を励振するようにした平面ア
   ンテナにおいて、給電線のカップリング方向に対して所
   定位置に突起あるいはくぼみを設けて左右非対象にした
   パッチ素子を具備せる４個の環状スロットを、各環状ス
   ロットのパッチ素子がそれぞれ９０°づつ回転させた状
   態となるように給電点の回りに配置し、各環状スロット
   のパッチ素子に対する給電線のカップリング方向をそれ
   ぞれ９０°づつずらせるとともに、各給電線の長さをそ
   れぞれλｇ／４づつ変化させたことを特徴とする平面ア
   ンテナ。
2. （２）給電点の回りに回転配置された４個の環状スロッ
   トを１組とする放射ユニットを複数組設け、各組の給電
   点を並列的に接続したことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の平面アンテナ。
3. （３）パッチ素子の一方のエッジから中央部に向かって
   カップリングする給電線の先端をパッチ素子の中央部乃
   至他方のエッジの間に達するように給電線の長さを設定
   したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の平面
   アンテナ。