KR100380303B1

KR100380303B1 - 원편파 마이크로 스트립 안테나

Info

Publication number: KR100380303B1
Application number: KR10-2001-0007680A
Authority: KR
Inventors: 시기하라마고토
Original assignee: 알프스 덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2000-02-18
Filing date: 2001-02-16
Publication date: 2003-04-18
Also published as: JP3685676B2; US6326923B2; DE10107309A1; KR20010082693A; JP2001230623A; US20010020920A1

Abstract

본 발명의 목적은 비유전율이 큰 유전체기판을 사용하여 소형화를 도모할 뿐 아니라 소망의 공진 주파수나 축비가 얻어지는 원편파 마이크로 스트립 안테나를 제공하는 데 있다.

이를 위하여 본 발명에서는 대략 방형(方形)의 유전체 기판(4)의 일 면에 대략 방형의 패치전극(2)이 형성되고, 다른 면의 대략 전체에 접지전극(3)이 형성되어 있는 원편파 마이크로 스트립 안테나(1)에 있어서, 패치전극(2)의 중심으로부터급전점 (5)을 본 방향을 0°로 하였을 때, 135°방향과 315°방향에 축퇴(縮退)분리소자인 삼각형상의 제 1 노치(2a, 2b)를 형성함과 동시에, 제 1 노치(2b)의 내부에 패치전극(2)의 가장자리부로부터 바깥쪽으로 연장되는 조정용 제 1 전극(2c)을 형성한다. 한편, 패치전극(2)의 중심으로부터 급전점(5)을 본 방향을 0°로 하였을 때, 45°방향으로 삼각형상의 제 2 노치(2d)를 형성함과 동시에, 이 제 2 노치 (2d)의 내부에 패치전극(2)의 가장자리부로부터 바깥쪽으로 연장되는 조정용 제 2 전극(2e)을 형성한다.

Description

원편파 마이크로 스트립 안테나{CIRCULARLY POLARIZED WAVE MICROSTRIP ANTENNA}

본 발명은 유전체 기판의 한 면에 패치전극이 형성되고 다른 면에 접지전극이 형성되어 이루어지는 원편파 마이크로 스트립 안테나에 관한 것이다.

최근 GPS 안테나를 휴대기기에 내장함으로써, 휴대형 내비게이션시스템을 구성하거나 휴대전화로의 긴급통신에 있어서의 위치정보취득 등으로 이용하는 경향이 활발해지고 있으며, 그에 따라 매우 소형의 안테나가 요구되고 있다.

도 11은 종래부터 널리 사용되고 있는 원편파 마이크로 스트립 안테나(101)의 평면도이고, 이 마이크로 스트립 안테나(101)는 대략 방형(方形)의 유전체 기판 (104)의 한 면에 대략 방형의 패치전극(102)이 형성됨과 동시에, 다른 면의 대략 전체에 접지전극(도시 생략)이 형성되어 있다. 패치전극(102)에는 그 중심으로부터 약간 떨어진 위치에 급전점(105)이 형성되어 있고, 이 급전점(105)에 상기 접지 전극면으로부터 동축 케이블(도시 생략)로 급전하는 구성으로 되어 있다. 또 패치전극 (102)에는 한 쌍의 노치(102a, 102b)가 형성되어 있고, 패치전극(102)의 중심에서 급전점(105)을 본 방향을 0°로 하였을 때, 양 노치(102a, 102b)는 135°방향과 315°방향에 형성되어 있다. 이들 노치(102a, 102b)는 축퇴분리소자(縮退分離素子)라고도 하며, 마이크로 스트립 안테나(101)에 축퇴하고 있는 직교하는 2개의 모드(도 11에 있어서 M1과 M2)를 분리시키는 작용이 있어 마이크로 스트립 안테나(101)는 이들 노치(102a, 102b)에 의해 오른쪽 선회 원편파의 전파를 송신 또는 수신할 수 있게 된다.

이와 같이 구성된 방형의 마이크로 스트립 안테나(101)에 있어서, 그 공진 주파수(fr)는 일반적으로 다음식 (1)로 주어진다.

단 식(1)중, c는 광속, εr은 유전체 기판(104)의 비유전율, h는 유전체 기판(104)의 두께, a는 방형 패치전극(102)의 한 변의 길이이다.

상기 식(1)에서 소형의 마이크로 스트립 안테나(101)를 실현하기 위해서는 비유전율(εr)이 큰 유전체 기판(104)를 사용하면 좋은 것을 알 수 있다. 일례로서 마이크로 스트립 안테나(101)가 GPS 수신용인 경우, εr = 20일 때에 유전체 기판 (104)의 한 변의 치수는 약 25 mm가 되나, εr = 90 이 되면, 유전체 기판(104)의 한 변의 치수는 약 12 mm까지 소형화된다. 이 때문에 유전체 기판(104)으로서는 일반적으로 비유전율(εr)이 큰 마이크로파 유전체 세라믹(이하, 세라믹이라 함)이 많이 사용되고 있다.

도 12는 패치전극이 정방형인 경우, 패치전극의 한 변의 치수 불균일에 대한 공진 주파수(fr)의 변화를 나타내고 있다. 상기 도면의 파선(G)은 유전체 기판의 εr = 20 일 때를 나타내고, 상기 도면의 실선(H)은 유전체 기판이 εr = 90 일 때를 나타내고 있다. 도 12에서는 비유전율(εr)이 클 수록 패치전극의 치수 불균일에 대한 공진 주파수(fr)의 변화가 큰 것을 알 수 있다. 여기서 패치전극의 치수불균일은 단지 한 변의 길이 뿐만 아니라, 예를 들면 노치(102a, 102b)에도 미치기 때문에, 단지 공진 주파수(fr) 뿐만 아니라, 원편파 발생주파수나 그 축비까지도 변화하여 버리게 된다.

또 도 13은 비유전율(εr)의 변동에 대한 공진 주파수(fr)의 변화를 나타내고 있다. 상기 도면의 파선(I)은 유전체 기판의 εr = 20 일 때를 나타내고, 상기 도면의 실선(J)은 유전체 기판의 εr = 90 일 때를 나타내고 있다. 도 13에서는도 12와 비교하여 그 기여는 작으나, 비유전율(εr)이 클 수록 공진 주파수(fr)의 변화가 큰 것을 알 수 있다.

따라서 상기한 종래의 마이크로 스트립 안테나(101)에 있어서는 비유전율(εr)이 큰 유전체 기판(104)을 사용함으로써, 마이크로 스트립 안테나 (101)를 소형화할 수 있다는 이점이 있으나, 실제는 제조 불균일 등의 영향을 크게 받게 되기 때문에, 공진 주파수(fr)가 소망치로부터 크게 어긋나거나 축비가 커지는 등의 문제가 발생하여 결과적으로 수율이 열화하여 버린다는 문제가 있었다.

이들 문제점을 해결하기 위한 한 방법으로서, 종래부터 도 14에 나타내는 바와 같은 원편파 마이크로 스트립 안테나(110)가 제안되고 있다. 이 마이크로 스트립 안테나(110)는 유전체 기판(114)의 한 면에 대략 방형(또는 원형)의 패치전극 (112)이 형성되고, 이 패치전극(112)이 정해진 위치에 축비 조정용 돌기(116a 내지 116d)와 주파수 조정용 돌기(117a 내지 117d) 및 도체 제거부(l18a 내지 118d)가 형성되어 있다. 축비 조정용 각 돌기(116a 내지 116d)는 축퇴분리소자로서, 패치전극(112)의 중심으로부터 급전점(115)을 본 방향을 0°로 하였을 때, 축비 조정용의 각 돌기(116a 내지 116d)는 각각 45°, 135°, 225°, 315°방향에 형성되어 있고, 돌기(116a, 116c)의 길이는 돌기(116b, 116d)보다 길게 구성되어 있다. 또 주파수 조정의 각 돌기(117a 내지 117d)는 각각 0°, 90°, 180°, 270°방향에 형성되어 있고, 주파수 조정의 각 도체 제거부(118a 내지 118d)는 상기 각 돌기 (117a내지 117d)의 기초 끝부 근방에 형성되어 있다.

이와 같이 구성된 마이크로 스트립 안테나(110)에 있어서는, 먼저 축비 조정용 각 돌기(116a 내지 116d)를 각각 동일량씩 절삭함으로써, 축비를 규정치 이하가 되도록 조정한다. 여기서 축비 조정후의 공진 주파수가 목표 주파수이하이면, 주파수 조정의 각 돌기(117a 내지 117d)를 각각 동일량씩 절삭함으로써, 공진 주파수를 서서히 상승시켜 목표 주파수로 조정한다. 그리고 이 작업으로 각 돌기(117a 내지 117d)를 너무 깎아 공진 주파수가 목표 주파수를 초과했을 경우는, 주파수 조정의 각 도체 제거부(118a 내지 118d)를 절삭함으로써, 공진 주파수를 서서히 저하시켜 목표 주파수로 조정한다.

한편, 축비 조정후의 공진 주파수가 이미 목표 주파수 이상이면, 주파수 조정의 각 도체 제거부(118a 내지 118d)를 절삭함으로써, 공진 주파수를 서서히 저하시켜 목표 주파수로 조정하고, 이 작업으로 공진 주파수가 목표 주파수 이하로 저하한 경우는, 주파수 조정의 각 돌기(117a 내지 117d)를 각각 동일량씩 절삭함으로써, 공진 주파수를 서서히 상승시켜 목표 주파수로 조정한다.

상기한 바와 같이 도 14에 나타내는 종래의 원편파 마이크로 스트립 안테나 (110)에서는, 패치전극(112)이 정해진 위치에 축비 조정용 돌기(116a 내지 116d)와 주파수 조정용 돌기(117a 내지 117d) 및 도체 제거부(118a 내지 118d)가 형성되어 있기 때문에, 축비 조정용 돌기(116a 내지 116d)를 절삭하여 축비가 규정치 이하가 되도록 조정한 후, 주파수 조정용 돌기(117a 내지 117d) 및 도체 제거부(118a 내지 118d)를 절삭함으로써, 공진 주파수를 소망의 주파수로 조정할 수 있다. 그러나, 축비 조정용 돌기(116a 내지 116d)와 주파수 조정용 돌기(117a 내지 117d) 및 도체제거부(118a 내지 118d)는, 각각 독립으로 기능하는 것은 아니고, 축비 조정용 돌기(116a 내지 116d)를 절삭함으로써 축비를 규정치 이하로 설정할 수 있었다 하여도 그 다음에 행하여지는 주파수 조정용 돌기(117a 내지 117d) 및 도체 제거부 (118a 내지 118d)의 절삭에 의해 다시 축비가 열화하여 버린다는 문제가 있었다. 또 축비 조정용 돌기(116a 내지 116d)를 잘못하여 너무 절삭한 경우, 원편파의 회전방향이 역전되어 버린다는 문제도 있었다.

본 발명은 이와 같은 종래기술의 실정을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 비유전율이 큰 유전체 기판을 사용하여 소형화를 도모한 다음에, 소망의 공진 주파수나 축비가 얻어지는 원편파 마이크로 스트립 안테나를 제공하는 데 있다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시형태예에 관한 원편파 마이크로 스트립 안테나의 평면도,

도 2는 도 1의 II-II 선에 따르는 단면도,

도 3은 원편파 마이크로 스트립 안테나가 이상적인 원편파를 발생하고 있는 경우의 VSWR 특성을 나타내는 설명도,

도 4 내지 도 8은 원편파 마이크로 스트립 안테나가 무조정된 때의 VSWR 특성의 일례를 나타내는 설명도,

도 9는 본 발명의 제 2 실시형태예에 관한 원편파 마이크로 스트립 안테나의 평면도,

도 10은 본 발명의 제 3 실시형태예에 관한 원편파 마이크로 스트립 안테나의 평면도,

도 11은 종래의 원편파 마이크로 스트립 안테나의 일례를 나타내는 평면도,

도 12는 방형 마이크로 스트립 안테나에 있어서의 패치전극의 한 변의 길이의 변동에 대한 공진 주파수의 변화를 나타내는 설명도,

도 13은 방형 마이크로 스트립 안테나에 있어서의 유전체 기판의 비유전율의불균일에 대한 공진 주파수의 변화를 나타내는 설명도,

도 14는 종래의 원편파 마이크로 스트립 안테나의 다른 예를 나타내는 평면도이다.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1, 11, 21 : 원편파 마이크로 스트립 안테나

2, 12, 22 : 패치전극

2a, 2b, 12a, 12b, 22a, 22b : 제 1 노치

2c, 12c, 22c : 조정용 제 1 전극

2d, 12d, 22d : 제 2 노치 2e, 12e, 22e : 조정용 제 2 전극

3 : 접지전극 4 : 유전체 기판

5, 15, 25 : 급전점 6 : 동축 케이블

본 발명은 유전체 기판의 한 면에 패치전극이 형성되고 다른 면의 대략 전체에 접지전극이 형성된 원편파 마이크로 스트립 안테나로서, 상기 패치전극의 중심에서 직교하는 2개의 직선의 한쪽의 선상에 있어서, 상기 패치전극의 대향하는 가장자리부의 적어도 한쪽에 축퇴분리용 노치를 설치함과 동시에, 이 노치내에 상기 패치전극의 가장자리부로부터 바깥쪽으로 연장되는 조정용 전극을 설치한 것을 특징으로 하는 것이다.

이와 같이 구성하면, 조정용 전극을 절삭함으로써, 원편파 마이크로 스트립 안테나에 축퇴되고 있는 2개의 모드에 관한 한쪽의 공진 주파수가 상승하고, 또한 조정용 전극에 의한 조정한계가 명확하게 되기 때문에, 원편파 발생 주파수를 소망의 주파수로 간단하고 또한 확실하게 조정할 수 있어 수율을 크게 향상시킬 수 있다.

또 본 발명은 상기 구성에 덧붙여 상기 직교하는 2개의 직선의 다른쪽 선상에 있어서, 상기 패치전극의 대향하는 가장자리부의 적어도 한쪽에 상기 노치와 비교하여 작은 제 2 노치를 설치함과 동시에, 이 제 2 노치내에 상기 패치전극의 가장자리부로부터 바깥쪽으로 연장되는 제 2 조정용 전극을 설치한 것을 특징으로 하는 것이다.

이와 같이 구성하면, 조정용 전극 및 제 2 조정용 전극을 절삭함으로써, 원편파 마이크로 스트립 안테나에 축퇴하고 있는 2개의 모드에 관한 각각의 공진 주파수가 상승하고, 또한 2개의 조정용 전극에 의한 조정한계가 명확하게 되기 때문에, 무조정 시의 원편파 마이크로 스트립 안테나에 각종 공진 주파수의 불균일이 있었다 하더라도 이것을 소망의 주파수로 축비가 작은 상태로 조정할 수 있다.

상기 구성에 있어서, 상기 패치전극의 형상은 특히 한정되지 않으나, 예를 들면 방형 형상의 패치전극으로 하였을 경우는, 상기 노치나 상기 제 2 노치를 대략 삼각형상으로 하는 것이 바람직하다. 또 원형 형상의 패치전극으로 하였을 경우는, 상기노치나 상기 제 2 노치를 대략 사각형상 또는 대략 반원형상으로 하는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명의 실시형태예에 대하여 도면을 참조하여 설명하면, 도 1은 본 발명의 제 1 실시형태예에 관한 원편파 마이크로 스트립 안테나의 평면도, 도 2는 도 1의 II-II 선에 따른 단면도이다.

도 1, 도 2에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태예에 관한 원편파 마이크로스트립 안테나(1)는 대략 방형의 유전체 기판(4)의 한 면에 대략 방형의 패치전극 (2)이 형성됨과 동시에, 다른 면의 대략 전체에 접지전극(3)이 형성되어 있다. 유전체 기판(4)으로서는 비유전율이 큰 세라믹이 사용되고 있고, 또 패치전극(2)과 접지전극(3)은 구리페이스트나 은페이스트를 인쇄하여 형성된다. 패치전극(2)에는 그 중심으로부터 약간 떨어진 위치에 급전점(5)이 형성되어 있고, 이 급전점(5)에 접지전극(3)의 형성면으로부터 동축 케이블(6)로 급전하는 구성으로 되어 있다. 이 동축 케이블(6)은 내도체(6a)와 외도체(6b)를 가지고, 내도체(6a)는 패치전극 (2)에 납땜부(7)에 의해 접속되고, 외도체(6b)는 접지전극(3)에 납땜부(8)에 의해 접속되어 있다.

상기 패치전극(2)의 중심으로부터 급전점(5)을 본 방향을 0°로 하였을 때, 135°방향과 315°방향에는 각각 제 1 노치(2a, 2b)가 형성되어 있고 이들 제 1 노치(2a, 2b)는 대략 방형의 패치전극(2)의 모서리부를 절제한 삼각형상으로 되어 있다. 양 제 1 노치(2a, 2b)는 축퇴분리소자라고도 하며, 마이크로 스트립 안테나 (1)에 축퇴되고 있는 직교하는 2개의 모드(도 1에 있어서의 M1과 M2)를 분리시키는 작용이 있고, 마이크로 스트립 안테나(1)는 이들 제 1 노치(2a, 2b)에 의해 오른쪽 선회 원편파의 전파를 송신 또는 수신할 수 있게 되어 있다. 또 제 1 노치(2b)의 내부에는 선단을 쐐기형상으로 한 조정용 제 1 전극(2c)이 형성되어 있고, 이 조정용 제 1 전극(2c)은 패치전극(2)의 가장자리부[제 1 노치(2b)의 바닥 변]로부터 바깥쪽으로 연장 돌출되어 있다. 단, 조정용 제 1 전극(2c)은 기본이 되는 패치전극 (2)의 대략 방형의 범위내에 형성되어 있고, 본 실시형태예에서는 조정용 제 1 전극(2c)의 선단은 제 1 노치(2b)의 정점과 일치하고 있다. 한편 패치전극(2)의 중심에서 급전점(5)을 본 방향을 0°로 하였을 때, 45°방향에는 제 2 노치(2d)가 형성되어 있고, 이 제 2 노치(2d)의 내부에는 선단을 쐐기 형상으로 한 조정용 제 2 전극(2e)이 형성되어 있다. 제 2 노치(2d)도 제 1 노치(2b)와 마찬가지로 대략 방형의 패치전극(2)의 모서리부를 절제한 삼각형상이나, 노치면적은 제 1 노치(2b)보다 작게 되어 있다. 이 조정용 제 2 전극(2e)은 패치전극(2)의 가장자리부[제 2 노치(2d)의 바닥 변]로부터 바깥쪽으로 연장 돌출되어 있고, 그 선단은 제 2 노치 (2d)의 정점과 일치하고 있다.

여기서, 오른쪽 상부의 제 1 노치(2a)의 면적을 ΔS1, 왼쪽 하부의 제 1 노치(2b)의 면적을 ΔS2, 제 2 노치(2d)의 면적을 ΔS3, 조정용 제 1 전극(2c)의 면적을 P2, 오른쪽 하부의 조정용 제 2 전극(2e)의 면적을 P3으로 하면, (ΔS1 + ΔS2 - P2) > (ΔS3 - P3)의 관계로 설정될 필요가 있다. 단, 오른쪽 상부의 제 1 노치(2a)를 생략하여 왼쪽 하부의 제 1 노치(2b)만으로 구성하는 것도 가능하며, 이 경우는 (ΔS2 - P2) > (ΔS3 - P3)의 관계가 성립하면 된다. 또 기본이 되는 패치전극(2)의 대략 방형의 면적을 S라 하면, 각 부의 면적비는 유전체 기판(4)의 비유전율(εr)이나 패치전극(2)의 크기 등에 의해 적절히 설정된다. 일례로서 마이크로 스트립 안테나(1)가 GPS 수신용(주파수 1.57542 GHz)이고, 유전체 기판(4)의 비유전율이 εr = 90인 경우, 기본이 되는 패치전극(2)의 대략 방형의 한 변의 길이는 약 9.5 mm 이고, ΔS1/S ≒ 0.3%, ΔS2/S ≒ 0.4%, ΔS3/S ≒ 0.2%, P2/ΔS2 ≒ 0.5, P3/ΔS3 ≒ 0.5가 된다.

다음에 상기한 원편파 마이크로 스트립 안테나(1)에 있어서의 주파수의 조정방법에 대하여 도 3 내지 도 8의 특성도와 함께 설명한다. 또한 도 3 내지 도 8에 있어서, 가로축은 주파수를, 세로축은 VSWR (전압 정재파비)를 각각 나타내고 있다.

도 3의 실선(R)은 원편파 마이크로 스트립 안테나가 이상적인 원편파를 발생하고 있는 경우의 VSWR 특성이고, 상기 도면에 있어서 fL은 도 1에 있어서의 제 1 모드(M1)에 관한 공진 주파수, fH는 도 1에 있어서의 제 2 모드(M2)에 관한 공진 주파수이다. 도 3의 실선(R)은 fL과 fH의 대략 중앙의 소망 주파수(f0)에 있어서 이상적인 원편파를 발생하고 있는 경우를 나타내고 있고, 이 경우는 주파수의 조정은 행하지 않는다. 그러나 이미 설명한 바와 같이 유전체 기판(4)의 비유전율을 크게 함에 따라 마이크로 스트립 안테나(1)는 소형화되나, 패치전극(2)의 치수 불균일이나 비유전율의 불균일이 공진 주파수에 주는 영향이 커지기 때문에, 도 3에 나타낸 fL 및 fH는 제조된 하나하나의 원편파 마이크로 스트립 안테나(1)마다 다른 주파수를 나타내게 된다.

본 실시형태예에 관한 원편파 마이크로 스트립 안테나(1)에 있어서는 기본이 되는 공진 주파수는 식 (1)에서 주어지기 때문에, 패치전극(2)의 한 변의 길이(a)와 유전체 기판(4)의 비유전율(εr) 및 두께(h)를 적절히 설정함으로써, 도 4의 실선(A)으로 나타내는 바와 같이, 무조정 시의 공진 주파수를, 이상적인 VSWR 특성[도 4의 2점쇄선(R)]을 약간 낮은 주파수측으로 시프트한 VSWR 특성이 얻어지도록 설정하여 둔다. 또한 도 4에 있어서 fL' 및 fH'는 무조정 시에 있어서의 2개의 공진 주파수이고, 이들 공진 주파수의 차(fH' - fL')는 2점 쇄선(R)에 있어서의 2개의 공진 주파수의 차(fH - fL)와 대략 동일하다. 그리고 무조정 시의 공진 주파수가 도 4의 실선(A)으로 나타내는 바와 같은 VSWR 특성인 경우는, 조정용 제 1 전극(2c)과 조정용 제 2 전극(2e)을 대략 동일 양으로 절삭하여, 실선(A)의 VSWR 특성이 2점 쇄선(R)의 VSWR 특성이 될 때까지, 바꾸어 말하면, 공진 주파수(fL'및 fH')를 각각 fL 및 fH가 될 때까지 상승시킴으로써, 마이크로 스트립 안테나(1)의 공진 주파수를 소망 주파수로 조정한다. 이 경우 조정용 제 1 전극(2c) 및 조정용 제 2 전극(2e)은 각각 패치전극(2)의 가장자리부까지 밖에 절삭할 수 없고, 즉 제 1 노치(2b) 및 제 2 노치 (2d)의 노치위치에 의해 조정량의 한계가 명확하게 규정되기 때문에, 가령 조정용제 1 전극(2c)과 조정용 제 2 전극(2e)을 모두 절삭하여 버렸다 하더라도, 원편파의 회전방향이 역전하는 일은 없다.

또한 무조정 시의 공진 주파수가 항상 도 4의 실선(A)으로 나타내는 VSWR 특성이 된다고는 한정되지 않으며, 각종 공진 주파수에서 불균일을 일으키는 일이 있다. 예를 들면 도 5의 실선(B)으로 나타내는 VSWR 특성은, 이상적인 VSWR 특성[도 4의 2점 쇄선(R)]에 대하여 한쪽의 공진 주파수(fL')만이 낮은 주파수측으로 시프트하고 있고, 실선(B)에 있어서의 공진 주파수의 차(fH' - fL')는 2점 쇄선(R)에 있어서의 2개의 공진 주파수의 차(fH - fL)보다 크게 되어 있다. 이와 같은 경우는, 조정용제 2 전극(2e)만을 절삭함으로써, 실선(B)의 VSWR 특성이 2점 쇄선(R)의 VSWR 특성이 되도록 조정한다.

또 도 6의 실선(C)으로 나타내는 VSWR 특성은, 이상적인 VSWR 특성[도 6의 2점 쇄선(R)]에 대하여 다른쪽의 공진 주파수(fH')만이 낮은 주파수측으로 시프트하고 있고, 실선(C)에 있어서의 공진 주파수의 차(fH' - fL')는 2점 쇄선(R)에 있어서의 2개의 공진 주파수의 차(fH - fL)보다 작아져 있다. 이와 같은 경우는, 도 5의 경우와 반대로 조정용 제 1 전극(2c)만을 절삭함으로써, 실선(C)의 VSWR 특성이 2점 쇄선(R)의 VSWR 특성이 되도록 조정한다.

또 도 7의 실선(D)으로 나타내는 VSWR 특성은, 이상적인 VSWR 특성[도 7의 2점 쇄선(R)]에 대하여 2개의 공진 주파수(fL'및 fH')가 어느 것이나 낮은 주파수측에 시프트되어 있으나, fL'의 시프트량의 쪽이 fH'보다 커져 있다. 따라서 실선 (D)에 있어서의 공진 주파수의 차(fH' - fL')는 2점 쇄선(R)에 있어서의 2개의 공진 주파수의 차(fH - fL)보다 커지고, 이와 같은 경우는 조정용 제 1 전극(2c)과 조정용 제 2 전극(2e)의 양쪽을 절삭하나, 조정용 제 2 전극(2e)을 조정용 제 1 전극(2c)보다 많이 절삭함으로써, 실선(D)의 VSWR 특성이 2점 쇄선(R)의 VSWR 특성이 되도록 조정한다.

또한 도 8의 실선(E)으로 나타내는 VSWR 특성은, 이상적인 VSWR 특성[도 8의 2점 쇄선(R)]에 대하여 2개의 공진 주파수(fL' 및 fH')가 어느 것이나 낮은 주파수측으로 시프트되고 있으나, 도 7의 경우와 반대로 fH'의 시프트량의 쪽이 fL'보다 커져 있다. 따라서 실선(E)에 있어서의 공진 주파수의 차(fH' - fL')는 2점 쇄선 (R)에 있어서의 2개의 공진 주파수의 차(fH - fL)보다 작아져, 이와 같은 경우는 조정용 제 1 전극(2c)과 조정용 제 2 전극(2e)의 양쪽을 절삭하나, 조정용 제 1 전극(2c)을 조정용 제 2 전극(2e)보다 많이 절삭함으로써, 실선(E)의 VSWR 특성이 2점 쇄선(R)의 VSWR 특성이 되도록 조정한다.

도 9는 본 발명의 제 2 실시형태예에 관한 원편파 마이크로 스트립 안테나의 평면도이고, 상기 도면에 있어서 부호 12는 패치전극, 부호 15는 급전점이다.

본 실시형태예에 관한 마이크로 스트립 안테나(11)가 도 1에 나타낸 마이크로 스트립 안테나(1)와 기본적으로 다른 점은, 대략 방형의 패치전극 대신에 대략 원형의 패치전극(12)을 사용한 것이다. 또 양 제 1 노치(12a, 12b)와 제 2 노치(12d)는 모두 대략 사각형으로 되고, 제 1 노치(12b) 및 제 2 노치(12d)의 내부에는 각각 조정용 제 1 전극(12c)과 조정용 제 2 전극(12e)이 형성되어 있다.

도 10은 본 발명의 제 3 실시형태예에 관한 원편파 마이크로 스트립 안테나의 평면도이고, 상기 도면에 있어서 부호 22는 패치전극, 부호 25는 급전점이다.

본 실시형태예에 관한 마이크로 스트립 안테나(21)에 있어서도 패치전극(22)은 대략 원형이나, 양 제 1 노치(22a, 22b)와 제 2 노치(22d)는 어느 것이나 대략 반원형이 되고, 제 1 노치(22b) 및 제 2 노치(22d)의 내부에는 각각 조정용 제 1 전극(22c)과 조정용 제 2 전극(22e)이 형성되어 있다.

또한 이들 제 2 및 제 3 실시형태예에 있어서의 주파수의 조정방법은, 이미 설명한 제 1 실시형태예와 동일하기 때문에, 여기서는 중복되는 설명을 생략하기로 한다.

본 발명은 이상 설명한 바와 같은 형태로 실시되어 이하에 기재하는 바와 같은 효과를 가진다.

패치전극의 중심에서 직교하는 2개의 직선의 한쪽의 선상에 있어서, 상기 패치전극의 대향하는 가장자리부의 적어도 한쪽에 축퇴분리용 노치를 설치함과 동시에 이 노치내에 패치전극의 가장자리부로부터 바깥쪽으로 연장되는 조정용 전극을 설치하면, 조정용 전극을 절삭함으로써 원편파 마이크로 스트립 안테나에 퇴출하고 있는 2개의 모드에 관한 한쪽의 공진 주파수가 상승하고, 또한 조정용 전극에 의한 조정한계가 명확하게 되기 때문에, 원편파 발생 주파수를 소망의 주파수로 간단하고 또한 확실하게 조정할 수 있어 수율을 크게 향상시킬 수 있다.

Claims

유전체 기판의 한 면에 패치전극이 형성되고, 다른 면의 대략 전체에 접지전극이 형성된 원편파 마이크로 스트립 안테나로서,

상기 패치전극의 중심에서 직교하는 2개의 직선의 한쪽 선상에 있어서, 상기 패치전극의 대향하는 가장자리부의 적어도 한쪽에 축퇴분리용 노치를 설치함과 동시에, 이 노치내에 상기 패치전극의 가장자리부로부터 바깥쪽으로 연장되는 조정용전극을 설치한 것을 특징으로 하는 원편파 마이크로 스트립 안테나.
제 1항에 있어서,

상기 직교하는 2개의 직선의 다른쪽 선상에 있어서, 상기 패치전극의 대향하는 가장자리부의 적어도 한쪽에 상기 노치와 비교하여 작은 제 2 노치를 설치함과 동시에, 이 제 2 노치내에 상기 패치전극의 가장자리부로부터 바깥쪽으로 연장하는 제 2 조정용 전극을 설치한 것을 특징으로 하는 원편파 마이크로 스트립 안테나.
제 1항에 있어서,

상기 패치전극이 방형 형상이고, 상기 노치를 대략 삼각형상으로 한 것을 특징으로 하는 원편파 마이크로 스트립 안테나.
제 2항에 있어서,

상기 패치전극이 방형 형상이고, 상기 제 2 노치를 대략 삼각형상으로 한 것을 특징으로 하는 원편파 마이크로 스트립 안테나.
제 3항에 있어서,

상기 패치전극이 방형 형상이고, 상기 제 2 노치를 대략 삼각형상으로 한 것을 특징으로 하는 원편파 마이크로 스트립 안테나.
제 1항에 있어서,

상기 패치전극이 원형상이고, 상기 노치를 대략 사각형상으로 한 것을 특징으로 하는 원편파 마이크로 스트립 안테나.
제 2항에 있어서,

상기 패치전극이 원형 형상이고, 상기 제 2 노치를 대략 사각형상으로 한 것을 특징으로 하는 원편파 마이크로 스트립 안테나.
제 5항에 있어서,

상기 패치전극이 원형 형상이고, 상기 제 2의 노치를 대략 사각형상으로 한 것을 특징으로 하는 원편파 마이크로 스트립 안테나.
제 1항에 있어서,

상기 패치전극이 원형 형상이고, 상기 노치를 대략 반원형상으로 한 것을 특징으로 하는 원편파 마이크로 스트립 안테나.
제 2항에 있어서,

상기 패치전극이 원형 형상이고, 상기 제 2 노치를 대략 반원형상으로 한 것을 특징으로 하는 원편파 마이크로 스트립 안테나.
제 7항에 있어서,

상기 패치전극이 원형 형상이고, 상기 제 2 노치를 대략 반원형상으로 한 것을 특징으로 하는 원편파 마이크로 스트립 안테나.