JPH0334604A - 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、線路損失の小さいサスペンデッド・トリプレ
ート方式の平面アンテナの給電線路に関するものである
。

〔従来の技術〕

近年、例えば衛星通信や衛星放送などにみられるように
、マイクロ波領域の高周波数を用いた通信技術が盛んで
あり、これにともない、このような高周波数域でできる
だけ低損失な線路が必要となってきている。

従来、このような高周波用線路としては、回路パターン
の容易度、量産性、コストあるいは軽量性などの観点か
ら、リジット回路基板やフレキシブル回路基板を用いた
マイクロストリップ線路が多く用いられてきたが、主に
給電線路の放射損失を抑える目的から、最近はこれらの
基板を用いてストリップ導体を形威し、このストリップ
導体を上下にはさむようにして地導体を配置することに
より給電線路を溝底する、いわゆる・サスペンデッド・
トリプレート方式の線路系が主流となりつつある。

第２図はこのような方式の給電線路系の断面構造を示し
たものであり、ストリップ導体（１）は、低誘電率、低
誘電損失の誘電体（４）を介して、通常はそれぞれ上下
の地導体（２）および（３）の中央付近に配置すること
によりサスペンデッド・トリプレート方式の給電線路を
構成している。

また、第３図（ａ）および（ｂ）は、サスペンデッド・
トリプレート方式のストリップ導体の終端部の例および
ちょうどこの部分の上に位置する放射スロットの例であ
って、この２つの組合せで右偏波、左偏波など偏波特性
や共振周波数が決められ、これらの条件にかなう電波信
号だけがストリップ導体（１）の終端部（８）に励起さ
れ、給電線路を伝播しコンバーターまで集められる。

ここで、導体の平面性を保つため、あるいはエツチング
によるパターン化のためなどにより、通常ストリップ導
体（１）および少なくとも地導体（２）は、リジット回
路基材ないしフレキシブル回路基材（５）および（６）
上に形成されるのが一般的であった。この場合、導体は
基材との密着性を確保するため１　（ａ）、２　（ａ）
、３　（ａ）のように、その片面が粗化されている。し
たがって従来は、少なくとも地導体（２）もしくは（２
）および（３）は、その導体の粗化面がストリップ導体
（１）に、対峙するよう配置されていたのであるが、ス
トリップ導体（１）から、アース板である地導体（２）
ないしく３）に向かう電気力線が、地導体の粗化面２（
ａ）ないし３（ａ）によって不均一になるだけでなく、
アースに流れる電流に対する抵抗が地導体表面の粗化に
より著しく増大することにより、導体損にもとづく線路
損失が大きくなる。

また、従来用いられているリジット回路基板やフレキシ
ブル回路基板は、これらの基材厚さが数１０μｍないし
１．６　ｍと厚いだけでなく、導体箔との貼合せは接着
剤を用いて積層しているため、誘電損にもとづ＜、Ｉｌ
ｌｌ横路も大きかった。

〔発明が解決しようとするＩＩ題〕

本発明は、従来技術のこのような欠点に鑑みて種々検討
の結果なされたものであり、その目的とするところはサ
スペンデッド・トリプレート方式の平面アンテナに於け
る低損失なＭｔ線路を提供するにある。

〔課題を解決するための手段〕

すなわち本発明は、受信した信号をコンバーターまで導
くためのストリップ導体と該ストリップ導体を中心に上
下に配置された２つの地導体とよりなる給電線路を基本
要素の一つとし、該地導体のうち一方は放射用スロット
が形成されたサスペンデッド・トリプレート方式の平面
アンテナに於いて、前記２つの地導体の平滑面側がそれ
ぞれストリップ導体側に対峠するよう配置され、かつス
トリップ導体ならびに２つの地導体の平滑面側の表面粗
さＲａがともに０．３μｍ以下であるとともに、ストリ
ップ導体ならびに少なくとも前記放射用スロットが形成
された地導体は、ポリアミック酸を経由した線状ボリイ
くド樹脂と銅箔とを接着剤を使用することなく直接貼り
合わせられたフレキシブル印刷回路用基板を用いて回路
形成されたものであることを特徴とする平面アンテナで
ある。

以下、本発明にもとづく給電線路構造を図をもとに詳細
に説明する。

第１図は、本発明にもとづくサスペンデッド・トリプレ
ート方式の平面アンテナの基本要素の一つとなる給電線
路の断面図であり、ストリップ導体（１）および２つの
地導体（２）、（３）が、低誘電率、低誘電損失な誘電
体（４）を介して、それぞれほぼ等しい距離で保持され
ている。（５）、（６）、（７）はそれぞれ導体（１）
、（２）、（３）を保持する基材であり、１　（ａ）、
２　（ａ）、３（ａ）はそれぞれ導体（１）、（２）、
（３）の粗化面を、また１　（ｂ）、２　（ｂ）、３　
（ｂ）はそれぞれ平滑面をあられしている。

この図で明らかなように、本発明にもとづくサスペンデ
ッド・トリプレート方式の給電線路では、地導体（２）
、（３）の平滑面は、上下ともに、それぞれストリップ
導体（１）に対峠するよう配置されていることが特徴で
ある。

ついで本発明者らは、第１図に示す構成の給電線路に於
いてこれらのストリップ導体および地導体の平滑面の表
面粗さが、ＪＩＳ規格ＢＯ６０１で規定する中心線平均
粗さＲａ　Ｏ，３μｍ以下、更に好ましくは０．２　Ｉ
Ｉ　ｍ以下であることが更に重要な要件であることを見
い出したのである０表面粗さがこの値以上であると、の
ちに実施例でみるように、線路損失は顕著には低下せず
効果が小さいので好ましくない。

このような構成で得られたサスペンデッド・トリプレー
ト方式の給電線路では、第２図に示したような従来の構
造のサスペンデッド・トリプレート方式の給電線路に比
較して、ストリップ導体（１）から地導体（２）、（３
）に向く電気力線の分布が均一になるアース（地導体）
側の表面電流に対する抵抗が減少する、などの理由によ
り、導体損の低下による給電線路の低損失化を実現する
ことが可能である。

本発明に於いては、さらに誘電損の低下による給電線路
の低損失化をはかるため、基Ｈの厚さをできるだけ薄く
、かつ導体箔との間に接着剤を介在させない構造を実現
することが第３の要件である。本発明者らはこのような
構造を実現できる回路基板を種々検討した結果、ポリア
ミック酸溶液を導体箔上に直接流延塗布し、徐々に加熱
して乾燥、反応を進めて得られた線状ボリイ柔ド樹脂を
ベースとし、接着剤を介在させることなく、ポリイミド
樹脂フィルムと導体箔とを直接貼り合せた構造のフレキ
・′／プル印刷回路用基板が最適であることを見出した
のである。すなわち、かかる樹脂は１０１１ｍないし５
０μｍ１７１薄い厚みに於いても充分な機械的強度を有
しているだけでなく、接着力が大きいために、接着剤が
なくとも導体箔に対し充分な密着強度を有ることができ
、まことに好ましい、さらに、このフレキシブル印刷回
路用基板は、エツチングによる寸法変化率や耐熱性など
の点についても、従来用いられているポリエステル基材
のフレキシブル印刷回路用基板に比較して著しく優れて
おり、誘電損失低下の観点からはまさに好適な素材であ
る。

本発明に用いる導体は、アルミニウム、銅など、通常プ
リント回路基板として用いられるものであれば何ら躍定
するものではない。

また、給電線路を構成するストリップ導体（１）と地導
体（２）、（３）の間には、これらのスペーサーとして
介在させる低誘電率、低誘電損失の誘電体（４）材料は
、空気でもよいし、適当な発泡倍率をもった合成樹脂製
フオームなどを使用してもよい。

また、本発明に於いては、基材（５）、（６）および（
７）は必ずしも必要な要件ではなく、導体の平面性や機
械的安定性に支障がないのであれば使用しなくともかま
わない。

以上のように本発明に於いては、地導体の平滑面側の向
きならびにストリップ導体と地導体の平滑面側の表面粗
さの規定、およびフレキシブル印刷回路用基板の選定に
より、のちに実施例でもみるように、従来に比較して大
幅な給電線路の低損失化をはかることができるのが特徴
である。

以下、本発明の実施例および比較例を説明する。

（実施例１） 精製した無水バラフェニレンジアミン５９．４　ｇ（ア
ミン成分の５５％モル）を、固形分割合が１５重量％に
なるように無水Ｎ−メチル−２−ピロリドン９０Ｍ四％
とトルエンｌＯ重量％の混合溶液で溶解し、ついで精製
した無水３，３”、４．４’−ビスフェニルテトラカル
ボン酸二無水物１５８．５　ｇ（酸成分の５５モル％）
を、系全体を冷却しながら少量ずつ添加した後、２０’
Ｃで５時間反応した。

さらに、精製した無水４，４゛−ジアミノフェニルエー
テル９０．０ｇ（アミン成分の４５モル％）、精製した
無水ピロメリット酸二無水物９６．１ｇ（酸成分の４５
モル％）をこの順に攪拌（添加した後、２０°Ｃで５時
間反応させた。

このようにして得られたポリアミック酸溶液を、平滑面
のＲａが０．３μｍ粗化面のＲａが１．５μｍで、厚さ
３５μｍの電解銅箔の粗化面側に、その固形分の厚さが
２０μｍになるように流延塗布し、１００°Ｃから３５
０°Ｃまで２時間かけて加熱してフレキシブル印刷回路
用基板を得た。。

低誘電率、低誘電損失のスペーサー用誘電体として、独
立気泡を有する発泡ポリエチレンシート（誘電率１．ｌ
）を用い、第１図のように上下２つの地導体用フレキシ
ブル印刷基板の銅箔の平滑面側を、ともにストリップ導
体側に向けてサスペンデッド・トリプレート方式のアン
テナの給電線路を構成した。上下の地導体間距離は４Ｍ
であり、ストリップ導体はこの中央に配置した。

この線路系は特性インピーダンス１００Ωのとき、１’
　２　Ｇ　Ｈｚに於ける線路損失が１．７０ｄＢ／ｍで
あった。

（実施例２） 銅電極の平滑面側のＲａが０．２μｍであったこと以外
は実施例１と同様にして、サスペンデッド・トリプレー
ト方式のアンテナの給電線路を構成した。

この線路系は特性インピーダンス１００Ωのとき、１２
Ｃ；Ｈｚに於ける線路損失が１．６５ｄＢ／ｍであった
。

（実施例３） 銅電極の平滑面側のＲａが０．１μｍであったこと以外
は実施例１と同様にして、サスペンデッド・トリプレー
ト方式のアンテナの給電線路を構成した。

この線路系は特性インピーダンス１００Ωのとき、１２
ＧＨｚに於ける線路損失が１．６０ｄＢ／ｍであった。

（実施例４） 流延塗布して加熱したあとの基材の厚さが１２゜５μｍ
であったこと以外は、実施例１と同しようにして得た給
電系の線路損失は１２ＧＨｚに於いて１．２５　ｄ　Ｂ
　／　ｍであった。

（実施例５） 使用した銅箔が厚さ２５μｍの圧延無酸素銅箔であった
こと以外は、実施例１と同じようにして得た給電系の線
路損失は１２ＧＨｚに於いて１．６５　ｄ　Ｂ　／　ｍ
であった。

（比較例１） 使用したフレキシブル印刷回路用基板が、ポリエステル
系接着剤付きＡ／！／ＰＥＴ・（電極厚２５ａｍ、ＰＥ
ＴＪ！６０　μｍ）　であッタコト以外ハ、実施例１と
同じようにして得た給電系の線路損失は１２ＧＨｚに於
いて２．０５ｄＢ／ｍであった。

（比較例２） 使用したフレキシブル印刷回路用基板が比較例１と同じ
であり、平滑面側のＲａが０．２μｍであったこと以外
は、実施例２と同じようにして得た給電系の線路損失は
２．ｏＯｄＢ／ｍであった。

（比較例３） 平滑面側のＲａが０．４μｍであったこと以外は、実施
例１と同じようにして得た給電系の線路損失は１２．０
ＧＨｚに於いて１．７０ｄＢ／ｍであった。

（比較例４） 平滑面側のＲａが１μｍであったこと以外は、実施例１
と同じようにして得た給電系の線路損失は１２．０　Ｇ
Ｈｚに於いて１．７０ｄＢ／ｍであった。

〔発明の効果〕

本発明にもとづく平面アンテナの給電線路は、従来の構
造のものに比較して低損失であり、高周波数領域の信号
伝達用線路構造として好適である。

平面アンテナの給電線路をこのような構造にして低損失
化することによって、アンテナの効率が向上し、小型化
が可能になり極めて有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による平面アンテナの基本要素の一つ
となる給電線路系の断面図、第２図は従来の給電線路系
の断面図で、第３図（ａ）はストリップ導体の終端部の
例、（ｂ）は放射スロットの例を示す図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）受信した信号をコンバーターまで導くためのスト
   リップ導体と、該ストリップ導体を中心に上下に配置さ
   れた２つの地導体とよりなる給電線路を基本要素の一つ
   とし、該地導体のうち一方は放射用スロットが形成され
   たサスペンデット・トリプレート方式の平面アンテナに
   於いて、前記２つの地導体の平滑面側がそれぞれストリ
   ップ導体側に対峠するよう配置され、かつストリップ導
   体ならびに２つの地導体の平滑面側の表面粗さがもとに
   ０．３μｍ以下であるとともに、ストリップ導体ならび
   に少なくとも前記放射用スロットが形成された地導体は
   、ポリアミック酸を経由した線状ポリイミド樹脂と銅箔
   とを接着剤を使用することなく直接貼り合わせられたフ
   レキシブル印刷回路用基板を用いて回路形成されたもの
   であることを特徴とする平面アンテナ。