JPH02219306A

JPH02219306A - マイクロストリップアンテナ

Info

Publication number: JPH02219306A
Application number: JP4058089A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Omine; 裕幸大嶺; Yonehiko Sunahara; 米彦砂原; Makoto Matsunaga; 誠松永
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1989-02-21
Filing date: 1989-02-21
Publication date: 1990-08-31

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〕この発明は、アレーアンテナに用いるマイクロストリッ
プアンテナに関するものである。

〔従来の技術］第１０図および第１１図は、本願発明者らが特願昭６３
−０７７９１１号で提案している従来のマイクロストリ
ップアンテナの２つの構成例を示す図であり、第１０図
（ａ）は第１の従来例の平面図、同図（ｂ）は同図（ａ
）のＡ−Ａ断面図、第１１図（ａ）は第２の従来例の平
面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ断面図である。

これらの図において、１は誘電体板、２はこの誘電体板
１の一方の面に形成した環状放射導体板、３は前記誘電
体板１の他方の面に形成した接地導体板、４はこの接地
導体板３の背面から侵入し、前記誘電体板１を貫通して
前記環状放射導体板２の形成面まで延びる給電線、５は
この給電線４の端部と前記環状放射導体板２の内周端Ｂ
とを接続するために前記誘電体板１の表面に形成された
マイクロストリップ線路、６は給電線４を内導体とし、
その外導体が接地導体板３に接続される同軸コネクタ、
７はチップ抵抗、８はマイクロストリップ線路を構成す
るブランチライン形ハイブリッド回路であり、この回路
８の給電点は９０°ずれており、また環状放射導体板２
への接続位置は４５°ずれている。

従来のマイクロストリップアンテナは上記のように構成
されているが、同軸コネクタ６の内導体である給電線４
からマイクロストリップ線路５（第１１図の構成では、
ブランチライン形ハイブリッド回路８）を通して環状放
射導体板２に電力が供給されると、環状放射導体板２が
共振し、空間へ電波が放射される。この場合、第１１図
の構成では、給電点が９０°ずれているために、環状放
射導体板２に垂直な方向に円偏波が放射される。

ここで、チップ抵抗７は環状放射導体板２からのミスマ
ツチングにより戻された電力を消費するように作用する
。

ところで、環状放射導体板２の内部のインピーダンスは
高く、数１００Ω程度である。例えば、第１０図（ａ＞
のＢ点のインピーダンスが３００Ωであるとすると、５
０Ω給電系と整合を取るためには、ｌｌｌ３００ｘ５０＝１２２　（Ω）のλｑ／４（λｑ：マイクロストリップ線路５の管内波
長）のインピーダンス変換器としてのマイクロストリッ
プ線路５が必要となる。仮に、誘電体板１の厚さをｔと
すれば、特性インピーダンス５０Ωのマイクロストリッ
プ線路５の幅は４ｎ＋ｍであるのに対し、１４０Ωのマ
イクロストリップ線路５の幅は０．６５ｕとなり、非常
に細くなる。

このため、線路５からの放射が大きくなり、また損失も
大きくなる。

一方、第１１図に示すように、円偏波励振するためにブ
ランチライン形ハイブリッド回路８を環状放射導体板２
の内部に付加する構成において１Ｍ２１モード励振を行
う場合、仮に、３００Ω給電系でブランチライン形ハイ
ブリッド回路８を構成すると、誘電体板１の厚さを１．
６ｍｍとした時には、マイクロストリップ線路５の幅は
Ｑ、３ｎｉｍ以下となり、この場合にも線路５からの放
射、損失が非常に大きくなる。この結果、いずれの構成
においても放射パターン等に悪影響を及ぼすという問題
がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のマイクロストリップアンテナは以上のように構成
されているので、給電線４と整合を取る場合、マイクロ
スｌ−リップ線路５の幅が細くなり、この線路５からの
放射および線路の損失が大きくなり、放射パターン等に
悪影響を及ぼすという問題があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、マイクロストリップ線路からの放射および損
失が少ないマイクロストリップアンテナを提供すること
を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係るマイクロストリップアンテナは、環状放
射導体板２の対向部位に誘電体層または空気層９を介し
て無給電導体板１０を配設したことを特徴とするもので
ある。

〔作用〕

この発明におけるマイクロストリップアンテナは、無給
電導体１０を環状放射導体板２の対向部位に、誘電体層
あるいは空気層９を挟んで配設しでいるため、５０Ωの
給電系と整合を取る場合でも整合回路を用いなくてよく
なり１、マイクロストリップ線路５からのｆｉｌｌおよ
び損失を少なくし、放射パターンに対する悪影響を防止
できる。

（実施例）第１図（ａ）〜（Ｃ）はこの発明の一実施例を示す構成
図であり、同図（ａ）は全体構成の断面図、同図（ｂ）
は環状放射導体板の平面図、同図（Ｃ）は無給電導体板
の平面図であり、従来構成と同一部分は同一記号で示し
ている。これらの図においで、９は空気層（あるいは誘
電体層）、１０はこの空気＠９を挟んで環状放射導体板
２の対向部位に配置された無給電導体板、１１はこの無
給電導体板１０の上に形成された誘電体板である。

このように構成されているマイクロストリップアンテナ
においては、給電線４から電力を供給すると、環状放射
導体板２が励振され、その放射電界が空気層（あるいは
誘電体層）９を通して無給電導体板１０を励振し、空間
へ電界を放射させる。

ここで、誘電体板１の厚さをｔ、環状放射導体板２の内
径をａ、外径をｂ、無給電導体板１０の半径をｒ、空気
層（あるいは誘電体層）９の高さをｈとすると、ｔ＝０
．８ｍｎ１．ａ＝１５．Ｏｎ。

ｂ＝２７．　０ｍｎ１．　　ｒ＝４５．Ｏｎ、　　ｈ＝
７．Ｏｎｕ＋＋である。

第２図は上記実施例の入力インピーダンスの周波数特性
の実測値を示したものであり、実線は無給電導体板１０
を付加した場合の特性、−点鎖線は無給電導体板１０を
付加しない場合の特性であり、−点鎖線上の八点く共振
点）の入力インピーダンスは約３６０Ωである。従って
、人カインピダンスＺＯ＝５０Ωの給電系と整合を取る
ためにはマイクロストリップ線路を用いたλＱ／４（λ
Ｑ：波長）のインピーダンス変換器等を用いる必要があ
る。しかし、実線で示すこの実施例の特性は、はぼ５０
Ω給電系と整合が取れているため、特にインピーダンス
整合器を設ける必要がない。さらに、無給電導体板１０
を付加したことにより、入力インピーダンスの周波数特
性だ広帯域となり、ＶＳＷＲ≦２では、約１０倍程度の
広帯域化を図ることができる。

第３図（ａ）〜（Ｃ）は、この発明の他の実施例を示す
構成図であり、同図（ａ）は全体構成の断面図、同図（
ｂ）は環状放射導体板２の平面図、同図（Ｃ）は無給雷
導体板１０の平面図であり、第１図の実施例と異なり、
環状放射導体板２および無給電導体板１０を円形でなく
、方形状に構成したものである。この構成でも第１図の
構成と同様の効果が得られる。

第４図は、この発明の他の実施例を示す構成図であり、
同図（ａ）は全体構成の断面図、同図（ｂ）は環状放射
導体板２の平面図、同図（Ｃ）は無給電導体板１０の平
面図であり、第１図の給電線を１つだけ設けた構成に対
し、環状放射導体板２の内周側端部に２つの給電Ｉｆ！
４Ａ、４Ｂを９０６ずらして設け、かつ９０°の位相差
をつけて給電することにより、ＴＭ１１モードの円偏波
励振を行うように構成したものである。この構成におい
ても、インピーダンス整合器を設ける必要がなく、しか
も入力インピーダンスの周波数特性を広帯域にすること
ができる。

第５図は、この発明の他の実施例を示す構成図であり、
同図（ａ＞は全体構成の断面図、同図（ｂ）は環状放射
導体板２の平面図、同図（Ｃ）は無給電導体板１０の平
面図であり、２つの給電線４Ａ、４Ｂを４５°ずらして
設け、かつ９０’の位相差をつけて給電することにより
、ＴＭ２１モードの円偏波励振を行うように構成したも
のである。この構成においても、インピーダンス整合器
を設ける必要がなく、しかも入力インピーダンスの周波
数特性を広帯域にすることができる。

第６図は、この発明の他の実施例を示す構成図であり、
同図（ａ）は全体構成の断面図、同図（ｂ）は環状放射
導体板２の平面図、同図（Ｃ）は無給電導体板１０の平
面図であり、第４図の構成では給電線４Ａ、４Ｂを９０
°ずらしてＴＭ１１モードの円偏波励振を行っているが
、この実施例は１つの給電線４の端部をマイクロストリ
ップ線路１２Ａ、１２Ｂに分岐し、このマイクロストリ
ップ線路１２Ａ、１２Ｂの他端部を環状放射導体板２の
外周端に９０°ずらして接続し、ＴＭ１１モードの円偏
波励振を行うように構成したもので、この構成において
も上記各実施例と同様の効果を奏する。

第７図は、この発明の他の実施例を示す構成図であり、
同図（ａ）は全体構成の断面図、同図（ｂ）は環状放射
導体板２の平面図、同図（Ｃ）は無給電導体板１０の平
面図であり、第６図の構成ではマイクロストリップ線路
１２Ａ、１２Ｂの他端部を環状放射導体板２の外周端に
９０”ずらして接続し、ＴＭ１１モードの円偏波励振を
行うように構成したが、この実施例は環状放射導電体板
２の内周部で１つの給電線４の端部をマイクロストリッ
プｍ路１３Ａ、１３Ｂに分岐し、このマイクロストリッ
プ線路１３Ａ、１３Ｂの他端部を環状放射導体板２の内
周端に９０°ずらして接続し、円偏波防振を行うように
構成したもので、この構成においても上記各実施例と同
様の効果を奏する。

第８図は、この発明の他の実施例を示す構成図であり、
同図（ａ＞は全体構成の断面図、同図（ｂ）は環状放射
導体板２の平面図、同図（Ｃ＞は無給電導体板１０の平
面図であり、環状放射導体板２の内周部にストリップ線
路によるブランチライン形ハイブリッド回路１５を形成
し、環状放射導体板２の内周部の９０°だけずれた位置
から給電を行い、ＴＭ１１モードの円偏波励振を行うよ
うに構成したものである。この構成においても上記各実
施例と同様の効果を奏する。

なお、図中の７はチップ抵抗である。

第９図は、この発明の他の実施例を示す構成図であり、
同図（ａ）は全体構成の断面図、同図（ｂ）は環状放射
導体板２の平面図、同図（Ｃ）は無給電導体板１０の平
面図であり、第８図の実施例では、ＴＭ１１モードの円
偏波励振を行うために環状放射導体板２とブランチライ
ン形ハイブリッド回路１５との結合端子を９０°離した
位置に設けたが、この実施例は前記結合端子を４５°離
した位置に設け、ＴＭ２１モードの円偏波励振を行うよ
うに構成したものである。この構成によれば、上記各実
施例と同様の効果が得られ、さらに５０Ω給電系でブラ
ンチライン形ハイブリッド回路１５を設計することがで
きる。なお、図中の７はチップ抵抗である。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によれば、環状放射導体板の対向
部位に誘電体層あるいは空気層をはさんで無給電導体板
を配設したため、整合回路を用いなくても給電系と整合
することができる。そのため、給電を行うマイクロスト
リップ線路の線路幅は細くならず、該線路からの放射お
よび損失を小さくすることができ、放射パターンへの悪
影響を防止できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（Ｃ）および第３図（ａ）〜（Ｃ）〜第
９図（ａ）〜（’ｃ）はこの発明の実施例を示す構成図
、第２図は第１図の実施例におけブアンテナの構成を示
す構成図である。１．１１・・・誘電体板、２・・・環状放射導体板、３
・・・接地導体板、４・・・給電線、５．１２Ａ、１２
Ｂ。１３Ａ、１３Ｂ・・・マイクロストリップ線路、６・・
・同軸コネクタ、７・・・チップ抵抗、８．１５・・・
ブランチライン形ハイブリッド回路、９・・・＠電体層
あるいは空気層、１０・・・無給電導体板。なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。代理人　　大台　増雄（ほか２名）寸■ 手続補正書（自発）１、事件の表示特願平１０４０５８０号補正をする者代表者　志岐守哉４、代理人補正の対象発明の詳細な説明の欄。６゜補正の内容（１）明細書第４頁第１行目に「ｔ」とあるのを「１゜ｍｍＪと補正する。以上

Claims

【特許請求の範囲】

誘電体板と、この誘電体板の一方の面に形成した環状放
射導体板と、前記誘電体板の他方の面に形成した接地導
体板と、給電線と、前記誘電体板の表面に形成されたマ
イクロストリップ線路とから成るマイクロストリップア
ンテナにおいて、前記環状放射導体板の対向部位に誘電
体層または空気層を介して無給電導体板を配設したこと
を特徴とするマイクロストリップアンテナ。