JP3001825B2 - マイクロストリップラインアンテナ - Google Patents
マイクロストリップラインアンテナInfo
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- Waveguide Aerials (AREA)
- Details Of Aerials (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、円偏波を使用す
る衛星放送用、衛星通信用および地上通信用の薄型、軽
量である円偏波マイクロストリップラインアンテナに関
するものである。
る衛星放送用、衛星通信用および地上通信用の薄型、軽
量である円偏波マイクロストリップラインアンテナに関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】本発明の先行技術は、マイクロストリッ
プラインアンテナであり、特に円偏波マイクロストリッ
プラインアンテナの構造である。従来の円偏波マイクロ
ストリップラインアンテナには、図１６に示すようなも
のが提案されている。図１６（ａ）は誘電体基板１の裏
面に地導体２を一様に形成し、表面に直線片、正方形ル
ープ、直線片、正方形ループ、直線片、…と、順次一連
にして周期的に折曲げたストリップ導体３を形成してな
る進行波アンテナである。図１６（ｂ）は誘電体基板１
の裏面に地導体２を一様に形成し、表面にクランク形状
に周期的に折曲げたストリップ導体４を形成してなる進
行波アンテナである。
プラインアンテナであり、特に円偏波マイクロストリッ
プラインアンテナの構造である。従来の円偏波マイクロ
ストリップラインアンテナには、図１６に示すようなも
のが提案されている。図１６（ａ）は誘電体基板１の裏
面に地導体２を一様に形成し、表面に直線片、正方形ル
ープ、直線片、正方形ループ、直線片、…と、順次一連
にして周期的に折曲げたストリップ導体３を形成してな
る進行波アンテナである。図１６（ｂ）は誘電体基板１
の裏面に地導体２を一様に形成し、表面にクランク形状
に周期的に折曲げたストリップ導体４を形成してなる進
行波アンテナである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の円偏波マイクロ
ストリップラインアンテナは、以上のように構成されて
いる。この種のアンテナはすべて１本の連続したストリ
ップ導体を周期的に折曲げて形成してなる進行波アンテ
ナであるため、周波数を使用中心周波数より上下に変化
させると、主ビームの方向が誘電体基板１の長手方向に
沿って走査する。このため一定方向での送受信に使用す
る場合に走査の影響を考慮すると、周波数帯域幅に制限
を受ける欠点がある。
ストリップラインアンテナは、以上のように構成されて
いる。この種のアンテナはすべて１本の連続したストリ
ップ導体を周期的に折曲げて形成してなる進行波アンテ
ナであるため、周波数を使用中心周波数より上下に変化
させると、主ビームの方向が誘電体基板１の長手方向に
沿って走査する。このため一定方向での送受信に使用す
る場合に走査の影響を考慮すると、周波数帯域幅に制限
を受ける欠点がある。
【０００４】それゆえに、本発明の主たる目的は、上述
の欠点を改善した新しい形式の円偏波マイクロストリッ
プラインアンテナを提供することである。
の欠点を改善した新しい形式の円偏波マイクロストリッ
プラインアンテナを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、一方の表面に
一様に地導体を設けた誘電体板の他方の表面に周期的に
片方向に線路幅を拡げた長手方向に延びるストリップ導
体を備えて、該ストリップ導体に進行波を伝搬させ、前
記ストリップ導体は細い線路幅ｗの連結片と、太い線路
幅ｗ＋ｂの直線片とが片方向に凸状に順次一連に接続さ
れて形成され、かつ前記連結片の長さａは下記の式で示
され、 ０．２５λｇ≦ａ≦２λｇ （ただしλｇは細い線路幅の線路波長） 前記太い線路幅の直線片の長さｃは下記の式で示され、 ０．２５λｇ′≦ｃ≦２λｇ′ （ただしλｇ′は太い線路幅の線路波長） 前記太い線路幅ｗ＋ｂは下記の式 ｗ＜ｗ＋ｂ＜０．５λｇ′ で示されることを特徴とするマイクロストリップライン
アンテナである。また本発明は、前記細い線路幅ｗの連
結片と、前記太い線路幅ｗ＋ｂの直線片を順次一連に接
続したときに、太い線路幅を次々に順に太くしていくこ
とを特徴とする。また本発明の前記各連結片は、各連結
片の前記長手方向の中央部で前記各直線片の線路幅を拡
げた前記片方向とは逆方向に突出するように折曲げて山
形状にしたことを特徴とする。また本発明の前記各連結
片は、各連結片の前記長手方向の中央部で前記各直線片
の線路幅を拡げた前記片方向とは逆方向に突出するよう
に曲線状に湾曲させて山形状にしたことを特徴とする。
また本発明は、前記マイクロストリップラインアンテナ
を複数本同一平面状に平行に配置し、一端給電すること
を特徴とする。
一様に地導体を設けた誘電体板の他方の表面に周期的に
片方向に線路幅を拡げた長手方向に延びるストリップ導
体を備えて、該ストリップ導体に進行波を伝搬させ、前
記ストリップ導体は細い線路幅ｗの連結片と、太い線路
幅ｗ＋ｂの直線片とが片方向に凸状に順次一連に接続さ
れて形成され、かつ前記連結片の長さａは下記の式で示
され、 ０．２５λｇ≦ａ≦２λｇ （ただしλｇは細い線路幅の線路波長） 前記太い線路幅の直線片の長さｃは下記の式で示され、 ０．２５λｇ′≦ｃ≦２λｇ′ （ただしλｇ′は太い線路幅の線路波長） 前記太い線路幅ｗ＋ｂは下記の式 ｗ＜ｗ＋ｂ＜０．５λｇ′ で示されることを特徴とするマイクロストリップライン
アンテナである。また本発明は、前記細い線路幅ｗの連
結片と、前記太い線路幅ｗ＋ｂの直線片を順次一連に接
続したときに、太い線路幅を次々に順に太くしていくこ
とを特徴とする。また本発明の前記各連結片は、各連結
片の前記長手方向の中央部で前記各直線片の線路幅を拡
げた前記片方向とは逆方向に突出するように折曲げて山
形状にしたことを特徴とする。また本発明の前記各連結
片は、各連結片の前記長手方向の中央部で前記各直線片
の線路幅を拡げた前記片方向とは逆方向に突出するよう
に曲線状に湾曲させて山形状にしたことを特徴とする。
また本発明は、前記マイクロストリップラインアンテナ
を複数本同一平面状に平行に配置し、一端給電すること
を特徴とする。
【０００６】本発明に従えば、マイクロストリップライ
ンアンテナの周波数帯域幅が一番広いのは、ストリップ
導体の全中心長とマイクロストリップラインアンテナの
長手方向の長さが同じ場合である。本発明のマイクロス
トリップラインアンテナは、上述の構成が可能な形状に
なっており、従来のマイクロストリップラインアンテナ
よりも周波数特性の広帯域なものを得ることができる。
すなわち、１本の直線状マイクロストリップ線路のスト
リップ導体の線路幅を長手方向の一側方である片方向に
周期的に拡げてコルゲートライン状にした構造にする。
１本の直線状マイクロストリップ線路のストリップ導体
の線路幅を片方向に周期的に拡げた構造を上述のよう
に、コルゲートライン状と呼ぶことにし、このようなア
ンテナをコルゲートラインアンテナと呼ぶことにする。
このとき、細い線路幅の連結片の長さは０．２５線路波
長から２線路波長の間の長さに選ぶ。一方、太い線路幅
の直線片の長さも０．２５線路波長から２線路波長の間
の長さに選ぶ。両者の値の組合わせ方は、アンテナの主
ビーム方向を定めると、適宜定まることはいうまでもな
い。本発明の円偏波マイクロストリップラインアンテナ
は、細長いたとえばほぼ直線状のストリップ導体の線路
幅を周期的に片方向に太くすることにより、マイクロス
トリップラインアンテナの長手方向の向きの偏波成分以
外に、これと直交した向きの偏波成分を同時に放射し、
結果として、楕円偏波または円偏波を放射する進行波ア
ンテナとなる。このとき、太い線路幅を適当に選ぶこと
により、円偏波を放射するアンテナを構成することがで
きる。次に、周波数帯域幅を若干犠牲にするが、細い線
路幅のストリップ導体を、直線状の代りに、曲線状に湾
曲した山形または直線状山形にして、直線状の太い線路
幅のストリップ導体と組合わせると、太い線路幅の太さ
の異なった組合わせ方で円偏波を放射するマイクロスト
リップラインアンテナを構成することができる。上述の
説明は送信アンテナで説明しているが、受信アンテナと
しても同様の特性を示すことはいうまでもない。
ンアンテナの周波数帯域幅が一番広いのは、ストリップ
導体の全中心長とマイクロストリップラインアンテナの
長手方向の長さが同じ場合である。本発明のマイクロス
トリップラインアンテナは、上述の構成が可能な形状に
なっており、従来のマイクロストリップラインアンテナ
よりも周波数特性の広帯域なものを得ることができる。
すなわち、１本の直線状マイクロストリップ線路のスト
リップ導体の線路幅を長手方向の一側方である片方向に
周期的に拡げてコルゲートライン状にした構造にする。
１本の直線状マイクロストリップ線路のストリップ導体
の線路幅を片方向に周期的に拡げた構造を上述のよう
に、コルゲートライン状と呼ぶことにし、このようなア
ンテナをコルゲートラインアンテナと呼ぶことにする。
このとき、細い線路幅の連結片の長さは０．２５線路波
長から２線路波長の間の長さに選ぶ。一方、太い線路幅
の直線片の長さも０．２５線路波長から２線路波長の間
の長さに選ぶ。両者の値の組合わせ方は、アンテナの主
ビーム方向を定めると、適宜定まることはいうまでもな
い。本発明の円偏波マイクロストリップラインアンテナ
は、細長いたとえばほぼ直線状のストリップ導体の線路
幅を周期的に片方向に太くすることにより、マイクロス
トリップラインアンテナの長手方向の向きの偏波成分以
外に、これと直交した向きの偏波成分を同時に放射し、
結果として、楕円偏波または円偏波を放射する進行波ア
ンテナとなる。このとき、太い線路幅を適当に選ぶこと
により、円偏波を放射するアンテナを構成することがで
きる。次に、周波数帯域幅を若干犠牲にするが、細い線
路幅のストリップ導体を、直線状の代りに、曲線状に湾
曲した山形または直線状山形にして、直線状の太い線路
幅のストリップ導体と組合わせると、太い線路幅の太さ
の異なった組合わせ方で円偏波を放射するマイクロスト
リップラインアンテナを構成することができる。上述の
説明は送信アンテナで説明しているが、受信アンテナと
しても同様の特性を示すことはいうまでもない。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施例により説明
する。このコルゲートラインアンテナは、円偏波を放射
する新しい構造の進行波アンテナである。以下、本マイ
クロストリップラインアンテナをコルゲートラインアン
テナと称する。
する。このコルゲートラインアンテナは、円偏波を放射
する新しい構造の進行波アンテナである。以下、本マイ
クロストリップラインアンテナをコルゲートラインアン
テナと称する。
【０００８】コルゲートラインアンテナは、図１に示す
ように誘電体基板５の裏面に地導体６を一様に形成し、
表面にコルゲート状ストリップ導体７をエッチング等に
より形成したものである。図２に、基本素子の形状を座
標系とともに示す。連結片である直線片の直線状細い線
路の線路幅をｗ、長さをａとし、もう１つの直線片であ
る直線状太い線路の線路幅をｗ＋ｂ、長さをｃとし、そ
して基本素子の素子長をＤとしている。今、基本素子を
ＹＺ面に配置し、基本素子の長手方向をＺ軸方向に選ぶ
と、電磁波の放射方向は紙面上方になる。
ように誘電体基板５の裏面に地導体６を一様に形成し、
表面にコルゲート状ストリップ導体７をエッチング等に
より形成したものである。図２に、基本素子の形状を座
標系とともに示す。連結片である直線片の直線状細い線
路の線路幅をｗ、長さをａとし、もう１つの直線片であ
る直線状太い線路の線路幅をｗ＋ｂ、長さをｃとし、そ
して基本素子の素子長をＤとしている。今、基本素子を
ＹＺ面に配置し、基本素子の長手方向をＺ軸方向に選ぶ
と、電磁波の放射方向は紙面上方になる。
【０００９】次に、上述の基本素子を直線状に連続にＮ
個（Ｎは正の整数）接続した一次元配列アレーアンテナ
すなわちコルゲートラインアンテナの主放射方向につい
て考える。図３において、θｍ方向で各基本素子からの
放射電磁界の位相が合う条件は、 ｋＤcosθｍ−{β(ａ＋δａ)＋β′(ｃ＋δｃ)} ＝ ２ｎπ （ｎ：整数） …（１） である。ただしｋは波数、βは細い線路の位相定数、
β′は太い線路の位相定数、δａは細い線路の補正長、
δｃは太い線路の補正長である。ここで、自由空間波長
λｏ、細い線路の線路波長λｇ、太い線路の線路波長λ
ｇ′とすると、 ｋ＝２π／λｏ、β＝２π／λｇ、β′＝２π／λｇ′ …（２） の関係を用いると、主放射方向θｍは式（１）、式
（２）より以下の式で表される。 cosθｍ ＝（λｏ／Ｄ）{(ａ＋δａ)／λｇ＋(ｃ＋δｃ)／λｇ′＋ｎ｝ …（３） ｎをグレーティングナンバーと称し、コルゲートライン
アンテナはｎ＝−１で動作させる。図１６に示す従来の
マイクロストリップラインアンテナはこのグレーティン
グナンバーをｎ＝−２で動作させており、この数字の違
いが、前述の周波数帯域幅が広くなる要因となってい
る。
個（Ｎは正の整数）接続した一次元配列アレーアンテナ
すなわちコルゲートラインアンテナの主放射方向につい
て考える。図３において、θｍ方向で各基本素子からの
放射電磁界の位相が合う条件は、 ｋＤcosθｍ−{β(ａ＋δａ)＋β′(ｃ＋δｃ)} ＝ ２ｎπ （ｎ：整数） …（１） である。ただしｋは波数、βは細い線路の位相定数、
β′は太い線路の位相定数、δａは細い線路の補正長、
δｃは太い線路の補正長である。ここで、自由空間波長
λｏ、細い線路の線路波長λｇ、太い線路の線路波長λ
ｇ′とすると、 ｋ＝２π／λｏ、β＝２π／λｇ、β′＝２π／λｇ′ …（２） の関係を用いると、主放射方向θｍは式（１）、式
（２）より以下の式で表される。 cosθｍ ＝（λｏ／Ｄ）{(ａ＋δａ)／λｇ＋(ｃ＋δｃ)／λｇ′＋ｎ｝ …（３） ｎをグレーティングナンバーと称し、コルゲートライン
アンテナはｎ＝−１で動作させる。図１６に示す従来の
マイクロストリップラインアンテナはこのグレーティン
グナンバーをｎ＝−２で動作させており、この数字の違
いが、前述の周波数帯域幅が広くなる要因となってい
る。
【００１０】ゆえに以後はｎ＝−１で説明する。したが
って式（３）は以下の式で示される。 cosθｍ ＝（λｏ／Ｄ）{(ａ＋δａ)／λｇ＋(ｃ＋δｃ)／λｇ′−１｝ …（４） 今、主放射方向θｍをブロードサイド方向、すなわちθ
ｍ＝９０°方向に定めると、式（４）より、 （ａ＋δａ）／λｇ＋（ｃ＋δｃ）／λｇ′＝１ …（５） の関係式が得られる。ここで、細い線路長ａと太い線路
長ｃの値の選び方には自由度があるが、通常は、 （ａ＋δａ）／λｇ＝（ｃ＋δｃ）／λｇ′＝１／２ …（６） を選ぶとよい。このときａとｃの値は細い線路幅ｗと太
い線路幅ｗ＋ｂに依存しているが、後述の実験結果で示
すように、円偏波を放射する線路幅ｗとｗ＋ｂの値が存
在する。
って式（３）は以下の式で示される。 cosθｍ ＝（λｏ／Ｄ）{(ａ＋δａ)／λｇ＋(ｃ＋δｃ)／λｇ′−１｝ …（４） 今、主放射方向θｍをブロードサイド方向、すなわちθ
ｍ＝９０°方向に定めると、式（４）より、 （ａ＋δａ）／λｇ＋（ｃ＋δｃ）／λｇ′＝１ …（５） の関係式が得られる。ここで、細い線路長ａと太い線路
長ｃの値の選び方には自由度があるが、通常は、 （ａ＋δａ）／λｇ＝（ｃ＋δｃ）／λｇ′＝１／２ …（６） を選ぶとよい。このときａとｃの値は細い線路幅ｗと太
い線路幅ｗ＋ｂに依存しているが、後述の実験結果で示
すように、円偏波を放射する線路幅ｗとｗ＋ｂの値が存
在する。
【００１１】次に、上述の実施例（図１）と同一の構成
よりなるコルゲートラインアンテナを２本平行に並べた
平面アンテナの実験結果を以下に示す。主放射方向が真
正面（θｍ＝９０°）の場合について、試作例の各部の
寸法等を図２、図４を参照して明示すれば、以下のとお
りである。
よりなるコルゲートラインアンテナを２本平行に並べた
平面アンテナの実験結果を以下に示す。主放射方向が真
正面（θｍ＝９０°）の場合について、試作例の各部の
寸法等を図２、図４を参照して明示すれば、以下のとお
りである。
【００１２】誘電体基板材料：ＭＣＬ−１００Ｓ（日立
化成工業（株）製商品名） 材 質 ：発泡ポリエチレン 比誘電率 ：εｒ＝１．７７ 基板厚さ ：１．０ｍｍ 銅箔厚さ ：０．０３５ｍｍ アルミ板厚さ ：１．０ｍｍ 細い線路の線路幅：ｗ＝１．０ｍｍ 太い線路の線路幅：ｗ＋ｂ＝５．５０ｍｍ 細い線路の線路長：ａ＝７．８４ｍｍ 太い線路の線路長：ｃ＝９．９１ｍｍ 基本素子長 ：Ｄ＝ａ＋ｃ＝１７．７５ｍｍ 細い線路幅ｗは１ｍｍ一定に選び、太い線路幅ｗ＋ｂの
値を種々に選んで、基本素子数１０のコルゲートライン
アンテナを作成し、円偏波特性を示す条件を求めた。図
５に示すように、太い線路幅を大きくするにつれて放射
電磁波のＥｚ成分（コルゲートラインアンテナの長手方
向すなわちＺ軸方向に平行な電界成分）は緩やかな丘形
を示すのに対し、Ｅｙ成分（Ｅｚ成分に直交したＹ軸方
向に平行な電界成分）は徐々に大きくなり、丁度両者が
同じ値を示したところＡ１で円偏波特性を示している。
さらに太くすると逆にＥｙ成分が強くなる結果を示して
いる。
化成工業（株）製商品名） 材 質 ：発泡ポリエチレン 比誘電率 ：εｒ＝１．７７ 基板厚さ ：１．０ｍｍ 銅箔厚さ ：０．０３５ｍｍ アルミ板厚さ ：１．０ｍｍ 細い線路の線路幅：ｗ＝１．０ｍｍ 太い線路の線路幅：ｗ＋ｂ＝５．５０ｍｍ 細い線路の線路長：ａ＝７．８４ｍｍ 太い線路の線路長：ｃ＝９．９１ｍｍ 基本素子長 ：Ｄ＝ａ＋ｃ＝１７．７５ｍｍ 細い線路幅ｗは１ｍｍ一定に選び、太い線路幅ｗ＋ｂの
値を種々に選んで、基本素子数１０のコルゲートライン
アンテナを作成し、円偏波特性を示す条件を求めた。図
５に示すように、太い線路幅を大きくするにつれて放射
電磁波のＥｚ成分（コルゲートラインアンテナの長手方
向すなわちＺ軸方向に平行な電界成分）は緩やかな丘形
を示すのに対し、Ｅｙ成分（Ｅｚ成分に直交したＹ軸方
向に平行な電界成分）は徐々に大きくなり、丁度両者が
同じ値を示したところＡ１で円偏波特性を示している。
さらに太くすると逆にＥｙ成分が強くなる結果を示して
いる。
【００１３】上述の各部寸法のとき円偏波特性を示して
おり、そのときの電界指向特性を図６に示す。図６は送
信アンテナを伝搬方向に対して偏波面を機械的に回転さ
せて、試作アンテナで受信した、Ｚ−Ｘ面電界指向特性
である。実測によると、周波数１１．８５ＧＨｚのと
き、軸比０．９ｄＢ、利得１８．７ｄＢｉ、効率８５．
１％と良好な値が得られている。なお、細い線路幅ｗを
１ｍｍ以外の値に選ぶと、円偏波特性を示す太い線路幅
ｗ＋ｂは、５．５ｍｍ以外の値になることはいうまでも
ない。｜Ｅ｜＝｜Ｅｚ＋ｊＥｙ｜であり、図６の点Ａ２
で│Ｅ│が最大となる円偏波が得られる。
おり、そのときの電界指向特性を図６に示す。図６は送
信アンテナを伝搬方向に対して偏波面を機械的に回転さ
せて、試作アンテナで受信した、Ｚ−Ｘ面電界指向特性
である。実測によると、周波数１１．８５ＧＨｚのと
き、軸比０．９ｄＢ、利得１８．７ｄＢｉ、効率８５．
１％と良好な値が得られている。なお、細い線路幅ｗを
１ｍｍ以外の値に選ぶと、円偏波特性を示す太い線路幅
ｗ＋ｂは、５．５ｍｍ以外の値になることはいうまでも
ない。｜Ｅ｜＝｜Ｅｚ＋ｊＥｙ｜であり、図６の点Ａ２
で│Ｅ│が最大となる円偏波が得られる。
【００１４】次に、主放射方向θｍがブロードサイド方
向以外、すなわちθｍ＝９０°方向以外の場合は、式
（４）の関係式を用いて設計を行う。この場合も、細い
線路幅ａと太い線路幅ｃの値の選び方には自由度がある
が、通常は、 （ａ＋δａ）／λｇ ＝ （ｃ＋δｃ）／λｇ′ ＝（１／２）｛（Ｄ／λｏ）cosθｍ＋１｝ …（７） を選ぶとよい。さらに後述のように（ａ＋δａ）／λｇ
≠（ｃ＋δｃ）／λｇ′に選んでも円偏波を放射する条
件が存在する。
向以外、すなわちθｍ＝９０°方向以外の場合は、式
（４）の関係式を用いて設計を行う。この場合も、細い
線路幅ａと太い線路幅ｃの値の選び方には自由度がある
が、通常は、 （ａ＋δａ）／λｇ ＝ （ｃ＋δｃ）／λｇ′ ＝（１／２）｛（Ｄ／λｏ）cosθｍ＋１｝ …（７） を選ぶとよい。さらに後述のように（ａ＋δａ）／λｇ
≠（ｃ＋δｃ）／λｇ′に選んでも円偏波を放射する条
件が存在する。
【００１５】今、主放射方向θｍをほぼ３０°から１５
０°までの間に設定すると考える。ここで概算のためλ
ｇ＝λｇ′、δａ＝δｃ＝０とすると、ａ＋ｃ＝Ｄであ
るから、式（４）は、 cosθｍ ＝（λｏ／Ｄ）（Ｄ／λｇ−１） で示され、この式を変形すると、 Ｄ／λｇ ＝ １／｛１−（λｇ／λｏ）cosθｍ｝ …（８） が求められる。ここで誘電体基板の比誘電率を空気に近
い材料（εｒ≒１）に選ぶと、たとえばλｇ／λｏ＝
０．８７を想定すると、θｍ＝３０°のときＤ／λｇ＝
４．０５、θｍ＝１５０°のときＤ／λｇ＝０．５７と
なる。したがって、ａ＝ｃとすると、 ａ ＝ ｃ ＝ ０．２５λｇ〜２λｇ …（９） の範囲の値を選ぶことになる。
０°までの間に設定すると考える。ここで概算のためλ
ｇ＝λｇ′、δａ＝δｃ＝０とすると、ａ＋ｃ＝Ｄであ
るから、式（４）は、 cosθｍ ＝（λｏ／Ｄ）（Ｄ／λｇ−１） で示され、この式を変形すると、 Ｄ／λｇ ＝ １／｛１−（λｇ／λｏ）cosθｍ｝ …（８） が求められる。ここで誘電体基板の比誘電率を空気に近
い材料（εｒ≒１）に選ぶと、たとえばλｇ／λｏ＝
０．８７を想定すると、θｍ＝３０°のときＤ／λｇ＝
４．０５、θｍ＝１５０°のときＤ／λｇ＝０．５７と
なる。したがって、ａ＝ｃとすると、 ａ ＝ ｃ ＝ ０．２５λｇ〜２λｇ …（９） の範囲の値を選ぶことになる。
【００１６】一方、太い線路の線路幅ｗ＋ｂをλｇ′／
２に選ぶと、線路幅内で共振して、進行波の状態になら
ないため、必ず半波長未満、すなわち ｗ＋ｂ＜λｇ′／２ …（10） に選ばねばならない。
２に選ぶと、線路幅内で共振して、進行波の状態になら
ないため、必ず半波長未満、すなわち ｗ＋ｂ＜λｇ′／２ …（10） に選ばねばならない。
【００１７】上述の説明は、直線状の細い線路である各
連結片と、直線状の太い線路である各直線片とを順次一
連に接続し、直線片は、片方向（図２の下方）に線路幅
を拡げた構造の進行波アンテナであるが、直線状の細い
線路である各連結片をその連結片の長手方向の中央部
で、各直線片の線路幅を拡げた前記片方向（図２の下
方、すなわち図７および図８の斜め左下方）とは逆方向
（図７および図８の斜め右上方）にＬ字状に折曲げて山
形状にしたものでもよい。このとき直線片を２つ折りに
して山形状にしたものの実施例を図７に示す。また、細
い直線片の部分を曲線状に湾曲させて山形状にしたもの
の実施例を図８に示す。
連結片と、直線状の太い線路である各直線片とを順次一
連に接続し、直線片は、片方向（図２の下方）に線路幅
を拡げた構造の進行波アンテナであるが、直線状の細い
線路である各連結片をその連結片の長手方向の中央部
で、各直線片の線路幅を拡げた前記片方向（図２の下
方、すなわち図７および図８の斜め左下方）とは逆方向
（図７および図８の斜め右上方）にＬ字状に折曲げて山
形状にしたものでもよい。このとき直線片を２つ折りに
して山形状にしたものの実施例を図７に示す。また、細
い直線片の部分を曲線状に湾曲させて山形状にしたもの
の実施例を図８に示す。
【００１８】次に、上述の実施例（図１）の場合におい
て、左端から給電したとき、進行波は次々と放射しなが
ら右端の方へ進行していくために、ストリップ導体上の
電流分布は次々に減衰している指数分布になる。したが
って、アンテナの振幅分布も図９（ａ）に示すように指
数分布型になる。
て、左端から給電したとき、進行波は次々と放射しなが
ら右端の方へ進行していくために、ストリップ導体上の
電流分布は次々に減衰している指数分布になる。したが
って、アンテナの振幅分布も図９（ａ）に示すように指
数分布型になる。
【００１９】本発明の他の考え方に従えば、アンテナの
振幅分布を、図９（ｂ）に示す等振幅分布として、利得
を高くするために、各基本素子からの放射量を同じにす
る。ゆえに太い線路の線路幅を次々と太くしていくと、
放射量を一定値に設定することができる。この場合の実
施例を図１０に示す。ｂ１＜ｂ２＜ｂ３＜ｂ４。
振幅分布を、図９（ｂ）に示す等振幅分布として、利得
を高くするために、各基本素子からの放射量を同じにす
る。ゆえに太い線路の線路幅を次々と太くしていくと、
放射量を一定値に設定することができる。この場合の実
施例を図１０に示す。ｂ１＜ｂ２＜ｂ３＜ｂ４。
【００２０】また、細い線路の直線片を２つ折りにして
山形状にしたものの実施例を図１１に示し、細い連結片
の部分を曲線状に湾曲させて山形状にしたものの実施例
を図１２に示す。
山形状にしたものの実施例を図１１に示し、細い連結片
の部分を曲線状に湾曲させて山形状にしたものの実施例
を図１２に示す。
【００２１】次に、上述の実施例（図１２）と同一の構
成よりなる等振幅分布型のコルゲートラインアンテナを
４本平行に並べた平面アンテナの実験結果を以下に示
す。ただし、図１３に示すごとく、最右側の基本素子か
らは全電力を放射するパッチ型のマイクロストリップア
ンテナを接続している点のみ異なっている。主放射方向
が真正面から２０°チルトした（θｍ＝７０°）場合に
ついて、試作例の各部寸法等を図１３、図１４を参照し
て明示すれば、以下のとおりである。
成よりなる等振幅分布型のコルゲートラインアンテナを
４本平行に並べた平面アンテナの実験結果を以下に示
す。ただし、図１３に示すごとく、最右側の基本素子か
らは全電力を放射するパッチ型のマイクロストリップア
ンテナを接続している点のみ異なっている。主放射方向
が真正面から２０°チルトした（θｍ＝７０°）場合に
ついて、試作例の各部寸法等を図１３、図１４を参照し
て明示すれば、以下のとおりである。
【００２２】誘電体基板材料：ＭＣＬ−１００Ｓ（日立
化成工業（株）製商品名） 材 質 ：発泡ポリエチレン 比誘電率 ：εｒ＝１．７７ 基板厚さ ：１．０ｍｍ 銅箔厚さ ：０．０３５ｍｍ アルミ板厚さ：１．０ｍｍ 基本素子長 ：１８．３ｍｍ一定 基本素子数 ：１０ コルゲートラインアンテナ数：４ なお、細い線路幅ｗ、太い線路幅ｗ＋ｂ、細い線路長
ａ、太い線路長ｃの実寸を表１に示す。
化成工業（株）製商品名） 材 質 ：発泡ポリエチレン 比誘電率 ：εｒ＝１．７７ 基板厚さ ：１．０ｍｍ 銅箔厚さ ：０．０３５ｍｍ アルミ板厚さ：１．０ｍｍ 基本素子長 ：１８．３ｍｍ一定 基本素子数 ：１０ コルゲートラインアンテナ数：４ なお、細い線路幅ｗ、太い線路幅ｗ＋ｂ、細い線路長
ａ、太い線路長ｃの実寸を表１に示す。
【００２３】
【表１】
【００２４】上述の寸法のとき、円偏波特性を示してお
り、そのときのＺ−Ｘ面指向特性を図１５に示す。実測
によると、周波数１１．８５ＧＨｚのとき、軸比１．２
ｄＢ、利得２１．８ｄＢｉ、効率８９．７％と良好な値
が得られており、図４の場合の指数分布型より効率はよ
くなり、等振幅分布型の効果が現れている。
り、そのときのＺ−Ｘ面指向特性を図１５に示す。実測
によると、周波数１１．８５ＧＨｚのとき、軸比１．２
ｄＢ、利得２１．８ｄＢｉ、効率８９．７％と良好な値
が得られており、図４の場合の指数分布型より効率はよ
くなり、等振幅分布型の効果が現れている。
【００２５】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、薄
型、軽量の平面アンテナが構成できるため、建物の壁面
に目立たずに設置することができ、また、移動体のボデ
ィに設置するのに最適なアンテナが実現される。
型、軽量の平面アンテナが構成できるため、建物の壁面
に目立たずに設置することができ、また、移動体のボデ
ィに設置するのに最適なアンテナが実現される。
【図１】本発明の実施例１の斜視図である。
【図２】基本素子の構成を説明する図とその座標系を示
す図である。
す図である。
【図３】アレーアンテナの主放射方向を説明する図であ
る。
る。
【図４】本発明の実施例１の実例図である。
【図５】Ｅｙ成分とＥｚ成分の実測図である。
【図６】Ｚ−Ｘ面指向特性の実測図である。
【図７】本発明の実施例２の斜視図である。
【図８】本発明の実施例３の斜視図である。
【図９】指数分布型と等振幅分布型を説明する図であ
る。
る。
【図１０】本発明の実施例４の斜視図である。
【図１１】本発明の実施例５の斜視図である。
【図１２】本発明の実施例６の斜視図である。
【図１３】本発明の実施例７の一部を省略した実例例で
ある。
ある。
【図１４】基本素子の構成を説明する図とその座標系を
示す図である。
示す図である。
【図１５】Ｚ−Ｘ面指向特性の実測図である。
【図１６】従来の実施例の斜視図である。
１，５ 誘電体基板 ２，６ 地導体 ３，４，７，８，９，１０，１１，１２ ストリップ導
体
体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平８−23223（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−288424（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−169218（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−121930（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−169104（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−169102（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−121503（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−72602（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−72405（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−72404（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−37663（ＪＰ，Ａ) 米国特許4203116（ＵＳ，Ａ) 米国特許4238798（ＵＳ，Ａ) 1990年電子情報通信学会秋季全国大会 Ｂ−91 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01Q 13/20 H01Q 1/38
Claims (5)
- 【請求項１】 一方の表面に一様に地導体を設けた誘電
体板の他方の表面に周期的に片方向に線路幅を拡げた長
手方向に延びるストリップ導体を備えて、該ストリップ
導体に進行波を伝搬させ、 前記ストリップ導体は細い線路幅ｗの連結片と、太い線
路幅ｗ＋ｂの直線片とが片方向に凸状に順次一連に接続
されて形成され、かつ前記連結片の長さａは下記の式で
示され、 ０．２５λｇ≦ａ≦２λｇ （ただしλｇは細い線路幅の線路波長） 前記太い線路幅の直線片の長さｃは下記の式で示され、 ０．２５λｇ′≦ｃ≦２λｇ′ （ただしλｇ′は太い線路幅の線路波長） 前記太い線路幅ｗ＋ｂは下記の式 ｗ＜ｗ＋ｂ＜０．５λｇ′ で示されることを特徴とするマイクロストリップライン
アンテナ。 - 【請求項２】 前記細い線路幅ｗの連結片と、前記太い
線路幅ｗ＋ｂの直線片を順次一連に接続したときに、太
い線路幅を次々に順に太くしていくことを特徴とする請
求項１記載のマイクロストリップラインアンテナ。 - 【請求項３】 前記各連結片は、各連結片の前記長手方
向の中央部で前記各直線片の線路幅を拡げた前記片方向
とは逆方向に突出するように折曲げて山形状にしたこと
を特徴とする請求項１または２記載のマイクロストリッ
プラインアンテナ。 - 【請求項４】 前記各連結片は、各連結片の前記長手方
向の中央部で前記各直線片の線路幅を拡げた前記片方向
とは逆方向に突出するように曲線状に湾曲させて山形状
にしたことを特徴とする請求項１または２記載のマイク
ロストリップラインアンテナ。 - 【請求項５】 前記マイクロストリップラインアンテナ
を複数本同一平面状に平行に配置し、一端給電すること
を特徴とする請求項１〜４のうちの１つに記載のマイク
ロストリップラインアンテナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9046224A JP3001825B2 (ja) | 1997-02-28 | 1997-02-28 | マイクロストリップラインアンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9046224A JP3001825B2 (ja) | 1997-02-28 | 1997-02-28 | マイクロストリップラインアンテナ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10242746A JPH10242746A (ja) | 1998-09-11 |
| JP3001825B2 true JP3001825B2 (ja) | 2000-01-24 |
Family
ID=12741154
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9046224A Expired - Fee Related JP3001825B2 (ja) | 1997-02-28 | 1997-02-28 | マイクロストリップラインアンテナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3001825B2 (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100455120B1 (ko) * | 2002-02-01 | 2004-11-06 | 엘지전자 주식회사 | 민더 슬롯 안테나 및 그 제조방법 |
| EP1909352B1 (en) | 2006-10-05 | 2013-05-15 | Fujikura Ltd. | Reflection-type bandpass filter |
| JP2008098705A (ja) | 2006-10-05 | 2008-04-24 | Fujikura Ltd | 反射型バンドパスフィルター |
| JP2008098702A (ja) | 2006-10-05 | 2008-04-24 | Fujikura Ltd | 反射型バンドパスフィルター |
| EP1909354A1 (en) | 2006-10-05 | 2008-04-09 | Fujikura Ltd. | Reflection-type bandpass filter |
| JP2008098701A (ja) | 2006-10-05 | 2008-04-24 | Fujikura Ltd | 反射型バンドパスフィルター |
| KR101124435B1 (ko) * | 2009-11-02 | 2012-03-21 | 포항공과대학교 산학협력단 | 차량용 전송선로 및 안테나 |
| JP6575958B2 (ja) * | 2015-06-03 | 2019-09-18 | 日本無線株式会社 | アレーアンテナ、中央給電アレーアンテナ及び平面状アレーアンテナ |
| KR102391548B1 (ko) * | 2015-09-04 | 2022-04-28 | 현대모비스 주식회사 | 마이크로스트립 라인 배열 안테나 및 이를 구비하는 레이더 신호 송수신 장치 |
| KR102415784B1 (ko) * | 2015-11-13 | 2022-07-01 | 현대모비스 주식회사 | 마이크로스트립 안테나 및 이를 구비하는 레이더 신호 송수신 장치 |
| CN112542690B (zh) * | 2020-12-10 | 2023-03-31 | 福瑞泰克智能系统有限公司 | 可调节微带天线以及调整微带天线性能的方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4203116A (en) | 1977-09-15 | 1980-05-13 | International Standard Electric Corporation | Microstrip antenna radiators with series impedance matching means |
| US4238798A (en) | 1978-05-22 | 1980-12-09 | The Secretary of State for Defence in Her Britannic Majesty's Government of the United Kingdom of Great Gritain and Northern Ireland | Stripline antennae |
-
1997
- 1997-02-28 JP JP9046224A patent/JP3001825B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4203116A (en) | 1977-09-15 | 1980-05-13 | International Standard Electric Corporation | Microstrip antenna radiators with series impedance matching means |
| US4238798A (en) | 1978-05-22 | 1980-12-09 | The Secretary of State for Defence in Her Britannic Majesty's Government of the United Kingdom of Great Gritain and Northern Ireland | Stripline antennae |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| １９９０年電子情報通信学会秋季全国大会Ｂ−９１ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10242746A (ja) | 1998-09-11 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |