JPH03141703A - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は衛星放送受信用や、マイクロ波送受信用平面ア
ンテナに関するものである。

［従来の技術］ 従来の平面アンテナとしてはストリップ経路をクランク
時に折り曲げて構成したものや、複数のパッチ素子で構
成したものが提案されてきた。

ところがこれら平面アンテナは一般的に狭帯域で３００
〜４００ＭＨｚに亘る放送帯域全体で充分な性能を持つ
ことが困難てあり、給電線からの損失も大きく効率的な
改善も困難であった。

そこで高効率、広帯域化の為に地導体、給電回路、放射
回路からなるトリプレート型平面アンテナが開発され、
パラボラアンテナと同程度の受信性能を有するものが可
能となった。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、トリプレート型平面アンテナでも、ＥＩＰＲ
の比較的大きな場合には対応できるか、例えば通信衛星
等小電力の通信への対応は困難であり、低損失化が重要
な課題となっていた。

ここで一般的にトリプレート型平面アンテナで、低損失
化は第８図に示すように給電口ＦＩ’ｆｒ　１の給電線
かららグランドＧまでの距離（グランドスペーシング）
ｈを拡大することにより、第９図に示すように達成でき
る。ところがグランドスペーシングを拡大すると給電回
路１と放射素子とが離れて電磁的カップリング強度が著
しく低下し、アンテナとして機能しなくなるという問題
がある。

本発明は上述の問題点に鑑みて為されたもので、その目
的とするところは高効率で、広帯域な平面アンテナを提
供するにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は上記目的を達成するために、地導体と給電回路
と放射回路とを夫々非接触で積層配置し、上記放射回路
には電磁的カップリングにより上記給電回路から給電す
るトリプレート型の平面アンテナにおいて、上記給電回
路から上記放射回路までの距離を、上記給電回路から上
記地導体までの距離よりも長くしたものである。

尚好ましくは上記給電回路から上記地導体までの距離を
自由空間波長の約１７１０以下とし、上記給電回路から
上記放射回路までの距離が自由空間波長の約１７１０〜
１／５とする。また上記地導体と上記給電回路との間、
上記給電回路と上記放射回路との間を空気層若しく若し
くは発泡プラスチックよりなるスペーサにより隔離する
構造とする。

［作用］ 而して本発明によれば第り図に示すように給電回路１か
ら放射回路２までの距離り、を、給電回路１から地導体
３までの距Ｍ　ｈ　ｌより長くすることにより、異種モ
ードの発生もなく、給電線損失を減少させることができ
、しかも放射効率の劣化も無くなり、結果効率良い平面
アンテナが実現てきた。　特に第２図に示すように給電
回路１から地導体３までの距離ｈ２を自由空間波長λ。

の約１／１０以下とし、給電回路１から放射回路２まで
の距Ｍ　ｈ　＋を自由空間波長λ。の約１／１０〜１／
５とした場合、最も低損失で、且つ高効率の平面アンテ
ナを実現できた。

［実施例］ 以下本発明を実施例により説明する。

Ｘ且逍ユ 第３図は衛星放送を受信するための実施例１の構成を示
しており、この実施例では放射回路２は第４図（ａ）に
示す円偏波スロット４ａを打ち抜き加工により、］、　
６　Ｘ　１６個穿孔形成した市販の厚さが０．５ｍｍの
Ａｌ板からなる。この円偏波スロット４ａの形状は一辺
が１２ｍｍ＜約λ。／２）の正方形と、−辺が８．５ｍ
ｍ（約λ。／２．／Ｔ）　、他辺が１７ｍｍ　（約汀λ
。／２）の長方形を４５度回転させたものとを夫々の中
心を共通に重ね合わせた際に形成される外周形状とした
ものである。

また給電回路１は上記円偏波スロット４に電磁気的にカ
ップリングが可能な給電線５を市販のフレキシブルプリ
ント基板にエツチングにより形成したものからなる。

地導体３は市販の厚さ２ｍｍのＡｌ板からなる。

そして第４図に示すように地導体３の上に厚さ２ｍｍの
発泡ポリエチレンシートからなる誘電体６を介して給電
回路１を配置し、更に厚さ４ｍｍの発泡ポリエチレンシ
ートからなる誘電体７を介して放射回路２を配置してト
リプレート型の平面アンテナを構成する。

而して本実施例によれば円偏波で且つ１／．７〜１２．
１ＧＨｚの４００ＭＨｚの帯域で、７０％以上の放射効
率が得られ、更に給電線損失は約１ｄＢ／程度であった
。また放射回路２を金属板の打ち抜き加工で形成したた
めプリント基板のエツチング加工に比べてコスト的にも
約半額となった。

尚発泡ポリエチレンシートからなる誘電体６の厚さを２
ｍｍから１ｍｍに変えた場合にも同様な効果が得られた
。

また誘電体６，７の厚さを夫々２．５ｍｍ、５゜５ｍｍ
とした場合にも同様な効果が得られた。

Ｘ施亘ユ 本実施例は実施例１の円偏波スロット４ａの数を３２Ｘ
３２に拡大した放射回路２を使用したもので、４００Ｍ
Ｈｚの帯域で６５％以上の放射効率が得られ、低損失化
の効果が確認できた。

Ｋ止透ユ 本実施例は実施例１の円偏波スロット４ａの代わりに一
辺２ｍｍ（約λ。／１０）　、他辺１２ｍｍ　（約λ。

／２）の長方形スロットを対にした第６図（ａ）に示す
形状の直線偏波のスロット４ｂを用いた放射回路２を使
用したもので、約５００　Ｍ　Ｈｚの帯域で７２％以上
の放射効率が確認できた。

及獲明Ａ 実施例Ｉではスペーサとしては発泡ポリエチレンシート
６．７を用いていたが、第７図に示すように金属板から
なる放射回路２及び地導体３に夫々切り起こし片９及び
１０を多数形成して、この切り起こし片９及び１０で給
電回路ｌとの間の距離を保つスペーサとして用いてもよ
く、この場合給電回路１と放射回路２との間及び給電回
路１と地導体３との間の誘電体が空気層で構成されるた
め誘電体損が少なくなって、更に効率が良くなった。

ところで放射回路２の放射素子としては第６図（ｂ）〜
（ｆ）に見られるような形状のスロット４ｃ、４ｄや、
環状スロット４ｅ〜４ｇにパッチ素子８を有する形状の
ものがあり、いずれの場合にも上述のような効果が得ら
れた。特に直線偏波の場合には第６図（ａ）のスロット
４ｂかあるいは第６図（ｃ）のスロット４ｄが好ましい
ことが実験で分かった。

［発明の効果］ 本発明は地導体と給電回路と放射回路とを夫々非接触で
積層配置し、上記放射回路には電磁的力ブッリングによ
り上記給電回路から給電するトリプレート型の平面アン
テナにおいて、上記給電回路から上記放射回路までの距
離を、上記給電回路から上記地導体までの距離よりも長
くしたので、異種モードの発生もなく、給電線損失を減
少させることができ、しかも放射効率の劣化も無くなり
、効率良い平面アンテナが実現できるという効果がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本構成図、第２図は同上の原理説明
用の特性図、第３図は本発明の実施例１の一部省略せる
分解斜視図、第４図は同上の円偏波スロットの形状説明
図、第５図は同上の一部省略せる概略断面図、第６図＜
ａ）〜（ｆ＞は放射回路の放射素子の形状説明図、第７
図は本発明の第４の実施例の一部省略せる分解斜視図、
第８図、第９図はグランドスペーシングと給電線損失と
の関係説明図である。 １は給電回路、２は放射回路、３は地導体である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）地導体と給電回路と放射回路とを夫々非接触で積
   層配置し、上記放射回路には電磁的カプッリングにより
   上記給電回路から給電するトリプレート型の平面アンテ
   ナにおいて、上記給電回路から上記放射回路までの距離
   を、上記給電回路から上記地導体までの距離よりも長く
   して成ることを特徴とする平面アンテナ。
2. （２）上記給電回路から上記地導体までの距離を自由空
   間波長の約１／１０以下とし、上記給電回路から上記放
   射回路までの距離を自由空間波長の約１／１０〜１／５
   とすることを特徴とする請求項１記載の平面アンテナ。
3. （３）上記地導体と上記給電回路との間、上記給電回路
   と上記放射回路との間を空気層若しく若しくは発泡プラ
   スチックよりなるスペーサにより隔離して成ることを特
   徴とする請求項１記載の平面アンテナ。