JPH0356006B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、下側の接地面又は基準面から1/10波
長（所期のアンテナ動作周波数における）以下に
配置した１個又は複数個の共振寸法の放射器構造
により形成したマイクロストリツプアンテナ装置
に関する。ことに本発明は、共振寸法の放射器構
造に非導電性結合した給電伝送線路を持つ前記の
ようなマイクロストリツプアンテナ装置に関す
る。 下側の接地面又は基準面から約1/10波長以下に
通常配置した共振寸法の導電性区域を使うマイク
ロストリツプアンテナ装置は従来よく知られてい
る。たとえば本願と同様にボール・コーポレイシ
ヨン（Ball Corporation）に譲渡された次の米
国特許明細書が参照できる。

【表】 前記した従来の米国特許明細書にはすべて、マ
イクロストリツプアンテナ装置構造に共振寸法の
放射器構造に導電性接続した（たとえば一体接続
のマイクロストリツプライン又は同軸の給電線に
対するはんだ付けの給電ピン等により）給電線構
造を利用した実施例を記載してある。前記の共振
寸法の放射器構造は下側の接地面と協働して１個
又は複数個の放射スロツトを周縁部のまわりに持
つ共振空洞を仕切る。しかしマンスンによる米国
特許第3811128号明細書の説明には、給電線構造
に直列のキヤパシタンスを備え線路の選択的区分
を流通する特殊直流電流に対し隔離するようにし
てある。さらにサンフオードによる米国特許第
4070676号明細書の説明では、互に異る寸法及び
積層の各放射器構造の間に、各放射器構造に対し
導電性の給電線接続を必ずしも行う必要のないよ
うな形の電磁結合について記載してある。 従来のその他のアンテナでは又給電線構造及び
放射器構造の間に種種の形式の非導電性結合を利
用している。たとえば従来の米国特許明細書の次
の各例がある。

【表】 フユービニの特許明細書には、外部の放射器を
それぞれの最も近い隣接体にこれ等の間に短いギ
ヤツプを介し容量結合した同一直線ストリツプラ
インアンテナ配列について記載してある。ギヤツ
プは動作周波数で1/4波長より実質的に小さいが、
全部の放射体を接地面の上方に1/4波長の付近に
配置してある。 フオーブズの特許明細書にはその近接ヒユーズ
マイクロストリツプアンテナとしてのアンテナを
記載してある。しかしこのアンテナは実際上、各
端部に無線周波数開路を持つ半波長マイクロスト
リツプ伝送線路のすぐ上方に配置され無線周波数
発振器に１対の結線を設けた中間部で分割した幅
の極めて狭い（たとえばワイヤ状の）共振長さ
（たとえば1/2波長）素子から成つている。マイク
ロストリツプラインは又接地面又は基準面から極
めて密接な間隔（0.01波長の程度）を隔ててい
る）。 ジエイシツクの特許明細書には、幅の広い又幅
の狭いマイクロストリツプ伝送線路の交互の半波
長長さの区分を備えた同一直線形配列について記
載してある。２条のこのような伝送線路構造は互
に上下に配置され接地面の上方で相対的に縦方向
に片寄せ上部伝送線路の広い部分が中間伝送線路
の狭い部分に重なり又その反対になるようにして
ある。放射線は、上部及び中間部の線路の互い違
いの広い各区間の端部間に形成したギヤツプから
生ずる。対の線路は、波長による特定の寸法は明
示していないが、接地面の上方にかなりの距離に
配置してあるようである。 ケイロイの特許明細書には、共通の平面内で共
振放射器構造の近くに位置させたマイクロストリ
ツプカツプラを持つ非導電性給電マイクロストリ
ツプアンテナについて記載してある。 オルトマンの特許明細書には、同様に共通の接
地面の上方に配置した中間のマイクロストリツプ
伝送線路に非導電性結合したマイクロストリツプ
ダイポールアンテナ素子又はその配列或はこれ等
の両方について記載してある。オルトマンの場合
には、一定幅の伝送線路（この幅がダイポール放
射器の非共振幅より実質的に大きい場合）、又は
ダイポール素子の非共振幅とほぼ同じ幅寸法を持
つ結合点の近くに舌状片端子を持つ協働構造の線
路を利用するようである。 これ等の従来の方法に関係なく最も一般的な形
式のマイクロストリツプアンテナ構造は通常、共
振寸法の放射体への直接導電性接続により給電を
受け続ける。この場合とくに２次元の導電性放射
器区域を使う形式のマイクロストリツプアンテナ
を参照する。これ等の放射体区域は、それぞれ所
期の動作周波数で約1/2波長の共振寸法を持ち、
又実質的な横寸法を持ち導電性区域と密接な間隔
（すなわち1/10波長以下）を隔てた下側の導電性
接地面又は基準面との間に位置する容積内の１個
又は複数個の放射器開口により共振空洞を仕切る
ようにしてある。何等かの理由（たとえば電気共
振空洞を中断するおそれ）によつてこれ等の形式
のマイクロストリツプアンテナ構造は、適当な寸
法の放射体への直接導電性接続により給電を受続
ける。マイクロストリツプ伝送線路給電回路網
は、共振寸法の放射器構造を形成した導電性材料
から成る同じ層にホトエツチング処理により一体
に形成する。このようなマイクロストリツプ伝送
線路装置自体は同軸ケーブル又は平衡不平衡変成
器構造又は類似物の中心導線へのはんだ付け接続
により給電を受ける。マイクロストリツプ放射器
は又同軸ケーブルの中心導線等へのはんだ付けピ
ン接続により直接給電を受ける。 若干の特殊な用途（たとえば受信配列が共通の
導電性表面の別個の伝送配列に極めて密接な間隔
を隔てる場合の放射体高度計アンテナ配列）に対
しては、マイクロストリツプ伝送線路構造から又
は共振放射器構造と同じ平面内の突出はんだ付け
ピン接続又は類似物から或はこれ等の両方から直
接生ずるスプリアス放射によりきびしい設計上の
制限を受ける。このようなアンテナを多量に安価
に作らなければならなくて、又極めて高い温度
（たとえば少くとも15minだけ417〓）に耐えこれ
と同時にきびしいアンテナ隔離の要求（たとえば
単一の航空機に必要な各対の無線高度形アンテナ
の間）に適応するように作らなければならない場
合には、普通の導電性接続の給電線法は実際上克
服できない電気的又は機械的或はこれ等の両方の
設計上の制限がある。 しかし本発明者は研究の結果、普通の導電性給
電接続を使うときに伴う設計上の多くの制限を実
質的になくし又は緩和し或はこれ等の両方のでき
る前記したような非導電性給電マイクロストリツ
プ放射器構造に対する新規な方法を発見した。 たとえばこの新規な非導電性給電法を使うと、
給電線構造は共振寸法の放射器構造より接地平面
にはるかに近接して配置することができる。この
ようにして給電線構造からのスプリアス放射がは
るかに少くなる（たとえば同じ又は近い周波数で
動作する近いアンテナ構造に対して）。これと同
時に給電線構造（及び任意の協働するはんだ付け
接続）は温度ような有害な外的環境要員からかな
り免がれる。 給電線構造は、実際上放射器構造とは完全に異
なる面に形成されるから、給電システム内には、
付加的な回路（たとえば移相器等）に対し利用で
きる一層多くの区域がある。本発明マイクロスト
リツプアンテナ装置によれば、基準面から等しい
間隔を持つ給電線構造及び放射器構造を備えた従
来技術と比較するときに、90％をかなり越える放
射効率を提供できると共に一層広い帯域幅を提供
できる。これ等の改良されたアンテナ放射効率及
び帯域幅は、結合場所に電磁界が集中する結果得
られるものと考えられる。 本発明により形成したマイクロストリツプアン
テナ装置は、放射器構造がほぼ1/2波長の共振寸
法を持つ少くとも１つの導電的に隔離した２次元
の導電性区域を備える場合に、導電性接地基準面
の上方に1/10波長以内に配置した導電性マイクロ
ストリツプ放射器構造から成る相を備える形式の
ものである。次で導電性マイクロストリツプ給電
線構造から成る層を基準面及び放射器構造の層の
中間に配置する。給電線構造は下側の基準に対す
る有効無線周波数短絡から1/4波長の奇数の整数
倍に位置する少くとも１つの所定の結合場所を備
えている。有効無線周波数短絡は所定の結合場所
における電磁界の濃度を確実にする。この結合場
所は又放射器構造の所定の対応給電点領域の付近
に配置され、結合場所における集中電磁界が放射
器構造に又これからそして給電線構造から又これ
に高周波エネルギーを非導電性結合する動作をす
るようにしてある。 この実施例では給電線構造は下側の接地面に対
して異る幅従つて異る無線周波数インピーダンス
を持つストリツプ伝送線区分を備えている。結合
場所は、放射器構造の対応する給電点領域に合致
したインピーダンス条件を生ずるのに十分な幅寸
法を持つ広げた従つて低下した無線周波数インピ
ーダンス結合舌状片線路区分に配置するのがよ
い。しかし前記の幅寸法は放射器構造の横寸法よ
り実質的に小さい。このような結合舌状片区分の
縦方向軸線は互に重なる放射器構造の共振寸法に
平行に配置するのがよい。しかしこの装置は、結
合場所及び給電点領域に整合したインピーダンス
条件に対応する限りは直交する舌状片又はその他
の任意の舌状片で動作する。結合場所は放射器構
造のすぐ下側でなくてもよいが、これ等の場所は
結合場所における集中電磁界を適当な寸法の放射
器構造の所望の給電点に確実に強く結合するのに
十分にこれ等の構造に近くなければならない。 給電線構造内の有効な無線周波数短絡は、下側
の基準面への導電性接続により、又はこの基準面
から1/4波長の距離に位置させた無線周波数開路
末端により直接得られる。前者の場合に結合舌状
片区分は1/4波長の長さを持つのがよいが、後者
の例では結合舌状片区分は約1/2波長の長さを持
つのがよい。 接地面又は基準面と給電線構造とは第１の誘電
体シートの金属被覆した互に対向する側部に形成
する。このシートの一方の側はホトエツチングを
行い所要の給電線構造を形成するようにする。放
射器構造は同様に、第２の誘電体シートの金属被
覆した側にホトエツチングを行うことにより得ら
れる。１実施例では２枚のこのようなシートを膨
張した誘電体構造（たとえばハニカム形にした）
により互に間隔を隔てる。給電線及び基準面の間
の距離は、放射器構造及び基準面間の距離の1/4
の程度である。 以下本発明によるマイクロストリツプアンテナ
装置の実施例を添付図面について詳細に説明す
る。 第１図、第２図及び第３図には接地面１０２又
は基準面の上方に1/10波長以下の距離に配置した
単一の共振寸法のマイクロストリツプ放射器構造
物（以下単に放射器構造と呼ぶ）１００を示して
ある。放射器構造１００は所期のアンテナ動作周
波数で1/2波長の共振寸法と0.6ないし0.8波長の
程度の横寸法とを持つ。横非共振寸法は、公知の
マイクロストリツプアンテナ設計の原理に従つて
種種の用途に対し変えてもよい。又は共振寸法マ
イクロストリツプ放射器構造１００の全形状は公
知のマイクロストリツプアンテナ構造の実際に従
つて第１図ないし第３図に示した長方形形状から
実質的に変えてもよい。或は前記の両方の変更を
一緒に行つてもよい。どの場合にも放射器構造１
００は、共振寸法を持ち放射器構造１００及び接
地面１０２の間に位置する容積内に共振空洞を形
成する。放射器構造１００の１つ又は複数の縁部
は、高周波エネルギーを伝送し又受け取る下側の
接地面１０２に対して放射スロツトを形成する。
第１図ないし第３図の実施例では１対のこのよう
なみぞ穴を、1/2波長共振寸法に対し横方向の放
射器構造１００の互いに平行に対向する縁部によ
り形成する。 接地面１０２の上方に配置した放射器構造１０
０の層のほかに第１図ないし第３図の実施例は、
接地面１０２の上方になお一層密接して配置した
マイクロストリツプ給電線構造（以下単に給電線
構造）１０４の層を備えている。対象ではあるが
互に対向して配置した伝送線路区分１０４ａ，１
０４ｂは給電線構造１０４の中央で普通の平衡不
平衡変成器（balun）給電線により給電される。
各伝送線路区分１０４ａ，１０４ｂの末端は無線
周波数開路に終つている。各Ｔ字形部分の各水平
腕は所期のアンテナ動作周波数で1/4波長である
から、各Ｔ字形部分は点１０８及び点１１０で有
効高周波短絡部になる。各Ｔ字形部分の堅方向脚
も又所期の動作周波数で長さが1/4波長である。
従つて給電線構造１０４の中央付近で所定の結合
場所１１２，１１４に近接して電磁界の比較的高
い集中が生ずる。第１図ないし第３図の実施例で
はこのような結合場所は又、放射器構造１００の
中央部分のすぐ下方に配置され、この中央部分
に、給電線構造１０４から放射器構造１００への
強い電磁結合を生ずるのに十分なだけ近接してい
る。 第１図ないし第３図による実施例は4.3GHzの
中心動作周波数で構成してある。（本願を通じて
所期のアンテナ動作周波数を引用するときは、ア
ンテナ構造に対し中心設計周波数を引用し又実際
上アンテナはこの中心周波数の付近の動作周波数
の有限の帯域幅を持つのはもちろんである。） この特定の実施例では放射器構造１００は接地
面１０２の上方約0.045波長に配置したが、給電
線構造１０４は接地面１０２の上方にわずかに約
0.011波長（すなわち1/32in）に配置した。給電
線構造１０４は誘電体基板（たとえば相対誘電率
が2.5のテフロン／繊維ガラス）の銅被覆側から
ホトエツチングを行う。波長による給電線構造の
関連寸法は誘電体基板１１６内の電気波長を基準
にする。又接地面１０２は、所望により誘電体基
板１１６の銅被覆対向面により形成してもよい。 第１図ないし第３図の放射器構造１００は、別
の誘電体基板１１８（たとえば2.17の相対誘電率
を持つテフロン／繊維ガラス）の銅被覆面にホト
エツチングを行なうことにより形成する。放射器
構造１００の関連寸法は当業者には明らかなよう
に誘電体基板１１８又は自由空間或はこれ等の両
方内の電気波長により表わす。第１図ないし第３
図の実施例では誘電体基板１１６，１１８とその
協働するホトエツチング処理をした銅被覆面とは
膨張した誘電体構造１２０（たとえば空気又は自
由空間にほぼ等しい相対誘電率を持つハニカム形
構造）により所望の隔離間隔に保つ。 各結合場所１１２，１１４を配置したマイクロ
ストリツプ伝送線路区分の幅ｗは、重なる放射器
構造１００に対する実質的に合つたインピーダン
ス結合が得られるように選定する。この寸法はた
とえば、給電伝送システム内の測定される電圧定
在波比（VSWR）を最小にすることにより端的
に定められる。第１図ないし第３図の実施例では
前記した相対寸法による4.3GHzの動作では、最
適の幅は、下側の接地面１０２に対して約20Ωの
高周波インピーダンスを持つマイクロストリツプ
伝送線路区分を形成する約0.35inとして選定して
ある。第３図のＴ字形伝送線路区分の水平に延び
る各腕は短絡点１０８，１１０で並列に有効に接
続してあるから、これ等の腕は比較的高い高周波
インピーダンスに対応する一層狭い幅を持つ。こ
のインピーダンスは、接合部で並列に加えたとき
に、所定の結合場所１１２，１１４を位置させた
堅方向脚の一層低いインピーダンスに実質的に整
合する。 第４図は第１図ないし第３図の実施例と同様な
１対の実質的に対称形のＴ字形マイクロストリツ
プ伝送線路区分４０２，４０４により給電する単
一の放射器構造４００を示す。しかしこの伝送線
路は、給電点４０６で不平衡給電線（たとえばし
やへいを接地面構造に接続した同軸ケーブルの中
心導線）に接続され、従つてストリツプ伝送線路
の２つのＴ字形部分間の半波長線路区分４０８を
備えている。従来からよく知られている電磁理論
によれば、1/4波長の長さを持つ伝送線路におい
ては、一端部が開路状態であれば、他端部は効果
的に短絡状態になる。同じ伝送線路において一端
部が短絡状態になれば、他端部は開路状態にな
る。1/2波長の長さを持つ伝送線路においては、
両端部が開路状態であれば、伝送線路の中心は短
絡状態になり、同じ伝送線路において両端部が短
絡状態であれば、その中心は開路状態になる。し
たがつて第４図に示す実施例において、伝送線路
区分４０２，４０４のＴ字形部分の水平腕は1/2
波長の長さを持つから、両端部が開路状態である
のでそれらの中心の点４１０，４１２においては
効果的な短絡状態となる。これ等の点から1/4波
長の距離を隔てた結合場所４１４，４１６は放射
器構造４００の中心付近の所定の対応する給電点
領域の付近に配置され、これ等の結合場所４１
４，４１６において電磁エネルギーが集中され
る。各点４１０，４１２は、放射器構造４００の
中心付近の所定の対応する整合したインピーダン
ス給電点領域に近接して配置した所定の結合場所
４１４，４１６を定める。このようにして結合場
所４１４，４１６に生ずる電磁界の比較的強い集
中により重なる適当な寸法の放射器構造４００に
対する強い整合したインピーダンスの非導電性結
合が得られる。 第５図には第１図ないし第３図及び第４図の各
実施例に比べて、単一のＴ字形伝送線路構造だけ
を使い（第４図では不平衡給電点と共に）重なる
放射器構造５０４の所定の給電点領域に近接して
単一の結合場所５０２だけを仕切るようにしたこ
とを除いて同様ななお別の実施例を示してある。
当業者には明らかなように２重スロツトマイクロ
ストリツプ放射器構造に対する単一の給電点は、
その非共振寸法が１波長より実質的に小さい（た
とえば約0.8波長を越えない）限りは十分である。 第６図及び第７図の多重放射器（すなわち配
列）のアンテナ装置は前記した第１図ないし第５
図の各実施例から実質的に明らかである。たとえ
ば第６図では平衡不平衡変成器給電部６００によ
り、第１図ないし第３図について前記したのと同
様な１対のＴ字形伝送線路構造に給電する。しか
し２つの仕切つた結合場所６０２，６０４を同じ
放射器構造の互に異る部分に近接して位置させな
いで、第６図では給電線構造のこのような各結合
場所はそれぞれ対応する互に異る放射器構造６０
６，６０８の合致した給電点領域に近接して位置
させる。 第７図では不平衡入力給電部（たとえば同軸ケ
ーブルの中心導線）は協働する構造のマイクロス
トリツプ伝送線路の点７００に給電するのに使
う。この協働する構造の伝送線路はこの場合第７
図に示すようにそれぞれ対応する放射器構造７１
０，７１２，７１４，７１６に近接して各別に配
置した４つの互に異る各Ｔ字形給電線部分（前記
した各給電線路部分と同様）７０２，７０４，７
０６，７０８に互に等しい位相、互に等しい振幅
で給電する。従つて第７図には第５図の実施例の
４つの配列を示すだけであり、この場合各Ｔ字形
給電線部分に協働する構造の給電線路から給電す
る。 第４図ないし第７図に示した各実施例はこれ等
の図を線図的に示しただけであるが、これ等の各
実施例がマイクロストリツプ給電線構造及びマイ
クロストリツプ放射器構造の各別の層を第１図な
いし第３図に示したのと同様に配置してあるのは
もちろんである。これ等の給電線構造及び放射器
構造はすべて、第１図ないし第３図について詳し
く述べたように誘電体基板の銅被覆面のホトエツ
チング処理により形成してある。第８図、第９
図、第１０図、第１１図、第１２図及び第１３図
に示した残りの各実施例はすべて、4.3GHzの中
心周波数で動作するように作られ、第１図ないし
第３図について前記したような大体同じ構造で接
地面構造に対し同様な堅方向相対間隔を持つ。 第８図に示す実施例は各対の伸長した長さの長
方形マイクロストリツプ放射器の横方向非共振寸
法に沿い複数の結合場所を設けてある。当業者に
は明らかなようにこのような放射器の横非共振寸
法が１波長に近いか又はこれを越えるときは、通
常このような各放射器の横寸法に沿い（１波長を
越えない間隔を隔てて）同様な位相の多重給電点
を形成するのがよい。第８図の実施例では各放射
器構造は約2.5inの横寸法を持つ。4.3GHzにおけ
る波長は空気中又は自由空間内では約2.8inであ
るから、このような放射器の最適の動作のために
は少くとも２つの給電点を設けなければならない
ことになる。この実施例では放射器構造８００，
８０２を形成した上部誘電体シートは2.17の相対
誘電率を持つから、この媒体では半波長の共振寸
法は約1inである。実際上この放射体に認められ
る有効誘電率は（）2.17の誘電率のカバー材料
と（）ハニカムと（）給電回路板との組合わ
せである。又給電伝送線路構造を形成した下部誘
電体シートは約2.5の相対誘電率（この実施例で）
を持つから、この媒体の半波長は幾分短い。この
ことは給電線システムの半波長結合舌状片部分８
０４，８０６，８０８，８１０が異る物理的寸法
を持つ理由になる。これ等の各舌状片部分の電気
的寸法は第８図に示したのと同じ半波長である。 第８図に示したマイクロストリツプ伝送線路構
造は、下側の接地面に対して互に異る４種の幅従
つて互に異る４種の高周波インピーダンスを持つ
各区分を備えている〔これ等の区分に対し給電線
構造は同軸ケーブルの中心導線の点８１２のよう
な不平衡給電点により給電される〕。第８図の実
施例の最も狭い伝送線路区分は約0.020inの幅
（約100Ωの高周波インピーダンス）を持つ。次に
一層広い伝送線路区分は約0.050inの幅（約70Ωの
インピーダンス）を持つ。次に一層広い伝送線路
区分は約0.088inの幅（約50Ωのインピーダンス）
を持つが、この給電線システムの最も広い部分は
約0.350inの幅（下側の接地面に対し20Ωの高周波
インピーダンス）を持つ半波長結合舌状片部分を
備えている。 第８図に示すように２条の100Ωの線路区分は、
給電点８１２で並列に接続され、これに接続した
同軸ケーブル又は類似物に整合した公称50Ωの入
力インピーダンスを持つようにする。給電点から
第８図の右方に100Ωの線路部分を経て進むと、
次に70Ωの変換線路区分に出会い伝送線路のイン
ピーダンスが堅向きの直角接合部で100Ωから
50Ωになる。この接合部は次で、約20Ωのインピ
ーダンスを持つ結合舌状片部分〔たとえば舌状片
部分８０６〕に接続する。普通の場合と同様に
50Ω線路区分及び20Ω線路区分の間にはテーパ付
き変換領域を設けてある。結合舌状片部分８０６
の基部には第８図に示すように別の50Ωの線路区
分（適正な整相ができるように1/2波長の長さを
持つ）を並列に接続し下側の反対の向きの結合舌
状片部分８１０に給電するようにしてある。正確
に同じような給電システムが第８図に示すように
給電点８１２の左方に延びている。 第８図に示した伝送線路の各結合舌状片部分は
無線周波数開路部に終つている。無線周波数開路
部はこれから1/4波長の有効高周波短絡部に変換
する。有効無線周波数短絡点から別に1/4波長の
位置に第８図に星印により示した所定の結合場所
８１４，８１６，８１８，８２０を位置させてあ
る。又重なる放射器構造８００，８０２の重なり
破線により示すようにこれ等の所定の結合場所は
各放射器構造８００，８０２の対応する所定の給
電点領域に近接して配置され、これ等の結合場所
に生ずると考えられる強く集中した電磁界により
給電線システム及び放射器構造の間に有効な非導
電性電磁結合が生ずるようにしてある。前記した
ように結合舌状片部分の高周波インピーダンス
は、放射器構造の給電点領域に対する実質的に整
合したインピーダンス結合が得られるように選定
する。このような整合したインピーダンス結合条
件は、結合舌状片部分に対し互に異る幅を使いこ
れ等の互に異る幅に対し給電線システムに生ずる
電圧定在波比を指示する実験的決定法により得ら
れる。最適な幅（すなわち合致したインピーダン
ス条件）は最小の被測定電圧定在波比に対応す
る。 これ等の実施例について前記した各寸法は、こ
れ等の実施例の特定の幾何学的形状及び動作周波
数に対してだけほぼ最適のものとして定めてあ
る。 第９図に示した実施例は第８図に示した実施例
とほぼ同様である。しかし第９図では結合舌状片
部分９００，９０２，９０４，９０６はそれぞれ
縦方向寸法が第８図の場合の1/2波長でなくて1/4
波長にすぎない。第９図では実際の導電性無線周
波数短絡部は所定の結合場所９０８，９１０，９
１２，９１４から1/4波長の点に設けてある。こ
れ等の無線周波数短絡部はたとえば、下側の誘電
体基板の切断スロツトを経て導電性テープを通し
この導電性テープを各結合舌状片部分の端部に又
下側の接地面にはんだ付けするような任意普通の
方法を使つて得られる。或は普通の導電性メツキ
を施したスルーホール又は導電性リベツトを使い
有効な無線周波数短絡部を形成する。この後者の
方法を使う場合にはこのようなホール又はリベツ
ト或はこれ等の両方約1/10波長又はそれ以下の寸
法ごとに設ける。この実施例では各結合舌状片部
分９００，９０２，９０４，９０６の末端に沿い
互に間隔を隔てた場所に３個の導電性リベツトを
設ける。 第９図の実施例は第８図の実施例より向上した
第２次高調波抑制を示した。第２次高調波のこの
ようなすぐれた抑制がないと、若干の応用例に対
しては第８図の実施例の入力給電点８１２から1/
４波長を隔てて付加的な無線周波数短絡部を設け
る必要がある。これ等を設けるとこれ等は所期の
アンテナ動作周波数の第２次高調波で無線周波数
短絡部（すなわち入力点から1/2波長）として作
用する。 第９図に示すように放射器構造の横向きの縁部
の形状は臨界的ではない。この場合これ等の端部
は丸みを付けてある。第９図では２つの放射器を
示し動作を第８図の実施例の場合とほぼ同様なも
のとして説明できるようにしてあるが、単一の同
様な放射器構造を第８図又は第９図に示した４個
所の結合場所の上方に配置してこの単一放射器構
造の対応する４つの給電点領域（この放射器構造
の横向きの各縁部に２つずつ）に結合するように
してもよい。 第１０図の実施例では、２つの舌状片部分１０
００，１００２だけを設けたこのような単一の放
射器構造に係わる。この場合にも又不平衡給電点
１００４を約50Ωの線路の短い区分に接続してあ
る。この区分は、結合舌状片部分１００２に給電
するように接続した互に平行な２条の半波長
100Ω線路区分に給電する。結合舌状片部分１０
００は第１０図に示すように直接給電される。又
第１０図に示すように各結合舌状片部分１００
０，１００２はそれぞれ長さが1/4波長で接地面
に対する無線周波数短絡部に終つている。このよ
うにして放射器構造１０１０の所定の対応する給
電点領域に近接して配置した所定の結合場所１０
０６，１００８を定める。 第１１図の実施例は、結合舌片部分は長さ1/2
波長まで延び無線周波数開路部に終ることを除い
て第１０図の実施例とほぼ同じである。前記した
ようにこのような無線周波数開路部は1/4波長の
位置で有効無線周波数短絡部になる。さらに1/4
波長の距離に所定の結合場所が定まるのは明らか
である。 第１２図の実施例は、結合舌状片部分が第１図
ないし第７図の各実施例の場合と同様にＴ字形部
分に延びていることを除いて第１１図の実施例と
ほぼ同じである。図示のようにこの構造は、重な
る放射器構造１２０４の対応する給電点領域に近
接して配置した点１２００，１２０２に結合場所
を仕切る。 前記の各実施例はすべて、所望により第１３図
に展開して示したような構造により形成できる。
放射器構造基板１３０２（下側にホトエツチング
処理した共振寸法の放射器構造を持つ）と膨張し
た誘電体スペーサ１３０４（たとえばハニカム形
誘電体構造）とマイクロストリツプ伝送給電線路
構造基板１３０６（上面にホトエツチング処理し
たマイクロストリツプ伝送線路構造を持つ）と金
属質アンテナハウジング１３０８（この例では又
導電性の基準面又は接地面構造としても作用す
る）との間には接着フイルム１３００を設けてあ
る。給電線路構造基板１３０６はめつきしたスル
ーホールを備え、中心導線コネクタピン１３１０
の上端部を給電線構造に容易にはんだ付けできる
ようにしてある。ピン１３１０の他端部は標準の
同軸ケーブルコネクタ１３１２の一部を構成す
る。所望により第１３図に示すようにＯリング１
３１４を設け同軸ケーブルコネクタ及びアンテナ
ハウジングの間に気密な密封部を形成するように
してある。このようにしてこのアンテナ構造の内
部は十分に減圧にし又は任意所望のガス状充てん
剤等を充てんする。第１３図に展開して示した構
造を実際上組立てるときは、放射器構造基板１３
０２の外縁部は接着フイルム１３００を介し金属
質アンテナハウジング１３０８の外縁部に接着し
全部の活性アンテナ要素を十分に密封する。 前記した全部の実施例では（）所定の結合場
所を移動させ又は（）結合舌状片の幅を調節し
或は（）及び（）を実施することによりイン
ピーダンス整合を調節することができる。各実施
例で広くした結合舌状片を使つたが、若干の実施
例では比較的狭くした結合舌状片を必要とする。
重要なことは整合したインピーダンス結合のでき
ることである。 以上本発明をその実施例について詳細に説明し
たが本発明はなおその精神を逸脱しないで種種の
変化変型を行うことができるのはもちろんであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は平衡不平衡変成器により給電する本発
明マイクロストリツプアンテナ装置の１実施例を
切欠いて示す斜視図、第２図及び第３図は第１図
のそれぞれ拡大横断面図及び縮小平面図である。
第４図及び第５図は第１図ないし第３図の実施例
で単一放射体を使つたそれぞれ異る実施例の平面
図、第６図は第１図ないし第３図の実施例と同様
であるがバランスにより給電され２重放射器を使
つた実施例の平面図、第７図は第１図ないし第３
図の実施例と同様であるが不平衡線路により給電
する交互配列の実施例の平面図である。第８図は
第１図ないし第３図と同様であるが細長い２重マ
イクロストリツプ放射器配列を持つ実施例の平面
図、第９図は第８図の別の実施例の平面図、第１
０図は第１図ないし第３図の実施例と同様な単一
マイクロストリツプ放射器パツチを持つ実施例の
平面図、第１１図は第１０図の別の実施例の平面
図である。第１２図は第１図ないし第３図の実施
例と同様であるが平衡不平衡変成器でなくて不平
衡給電線により給電する実施例の平面図、第１３
図は第１図ないし第１２図の各実施例の構造に含
まれる機械的部品の展開横断面図である。 １００……放射器構造、１０２……接地面（基
準面）、１０４……給電線構造、１０８，１１０
……無線周波数短絡点、１１２，１１４……結合
場所、１１６，１１８……誘電体基板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ (イ)導電性の基準面１０２と、(ロ)所期のアンテ
   ナ動作周波数で約1/2波長の共振寸法を持つ、少
   くとも１個所の導電的に絶縁した２次元の導電性
   区域を備え、前記基準面の上方に、前記動作周波
   数で1/10波長以下の第１の所定の距離だけ隔てて
   配置した導電性のマイクロストリツプ放射器構造
   １００，４００，５０４，６０６，６０８，７１
   ０，７１２，７１４，７１６，８００，８０２，
   ９００，９０２，９０４，９０６，１０１０，１
   ２０４と、 (ハ)このマイクロストリツプ放射器構造と、前記
   基準面との中間に配置され、前記導電性のマイク
   ロストリツプ放射器構造に電磁エネルギーを伝送
   する、少くとも１つの所定の結合場所１１２，１
   １４，４１４，４１６，５０２，６０２，６０
   ４，８１４，８１６，８１８，８２０，９０８，
   ９１０，９１２，９１４，１００６，１００８，
   １２００，１２０２を提供すると共にアンテナ結
   線１０６，４０６，６００，７００，８１２，１
   ００４と通じている導電性のマイクロストリツプ
   給電線構造１０４ａ，１０４ｂ，４０２，４０
   ４，７０２，７０４，７０６，７０８，８０４，
   ８０６，８０８，８１０，１０００，１００２と
   を備えたマイクロストリツプアンテナ装置におい
   て、前記マイクロストリツプ給電線構造に、下側
   の前記基準面に対する有効無線周波数短絡部１０
   ８，１１０，４１０，４１２を設け、この有効無
   線周波数短絡部を、前記結合場所から1/4波長の
   奇数の整数倍の位置に位置させて、電磁界をこの
   結合場所に集中させ、この結合場所を前記マイク
   ロストリツプ放射器構造の所定の対応する給電点
   領域に近接して配置することにより、前記結合場
   所に集中した電磁界が、無線周波数エネルギー
   を、前記マイクロストリツプ放射器構造から（又
   このマイクロストリツプ放射器構造に）、前記マ
   イクロストリツプ給電線構造に（又はこのマイク
   ロストリツプ給電線構造から）非導電的に結合す
   るように、作用することを特徴とする、マイクロ
   ストリツプアンテナ装置。 ２ 前記マイクロストリツプ給電線構造に、前記
   マイクロストリツプ放射器構造の共振寸法にほぼ
   平行に前記アンテナ結線から外向きに延び、前記
   所期のアンテナ動作周波数で前記結合場所から約
   １／４波長に等しい距離に、前記有効無線周波数短
   絡部を生じさせるように終る導電性区分を設けた
   ことを特徴とする、特許請求の範囲第１項記載の
   マイクロストリツプアンテナ装置。 ３ 前記マイクロストリツプ給電線構造に、互い
   に異なる幅と互いに異なる無線周波数インピーダ
   ンスを持つ導電性区分を設け、前記結合場所を、
   前記アンテナ結線と整合したインピーダンスを生
   ずる幅寸法を持つが、しかし共振寸法の横方向で
   前記マイクロストリツプ放射器構造の寸法より実
   質的に狭い幅寸法を持つ前記導電性区分の広げた
   低下した無線周波数インピーダンス部分に配置し
   た、特許請求の範囲第２項記載のマイクロストリ
   ツプアンテナ装置。 ４ 前記有効無線周波数短絡部を、前記所期のア
   ンテナ動作周波数で前記結合場所から約1/4波長
   に等しい距離において、前記下側の基準面に対す
   る導電性接続部により構成したことを特徴とす
   る、特許請求の範囲第１項記載のマイクロストリ
   ツプアンテナ装置。 ５ 前記結合場所から約1/4波長に等しい距離に
   位置させた前記有効無線周波数短絡部を、前記結
   合場所から所期のアンテナ動作周波数で別の1/4
   波長の距離に位置させた少なくとも１つの無線周
   波数開路成端により構成したことを特徴とする、
   特許請求の範囲第１項記載のマイクロストリツプ
   アンテナ装置。 ６ 前記導電性区分が、前記所期のアンテナ動作
   周波数で約1/4波長の長さを持ち、前記基準面に
   対する導電性無線周波数短絡部に終るようにした
   ことを特徴とする、特許請求の範囲第２項記載の
   マイクロストリツプアンテナ装置。 ７ 前記導電性区分が、前記所期のアンテナ動作
   周波数で約1/2波長の長さを持ち、無線周波数開
   路に終るようにしたことを特徴とする特許請求の
   範囲第２項記載のマイクロストリツプアンテナ装
   置。 ８ 前記導電性区分が、前記所期のアンテナ周波
   数で前記結合場所から約1/4波長に等しい距離に
   位置するＴ字形部分の接続部と、約1/4波長に等
   しい距離を前記接続部から外向きに延びて開路に
   終る各Ｔ字形腕とを備えたＴ字形であることを特
   徴とする特許請求の範囲第２項記載のマイクロス
   トリツプアンテナ装置。 ９ 前記マイクロストリツプ給電線構造に、複数
   の導電性区分を設け、これ等の各導電性区分が、
   下側の基準面に対する有効無線周波数短絡部から
   １／４波長の距離に位置する少くとも１つの所定の
   結合場所を形成し、前記各結合場所を、前記マイ
   クロストリツプ給電線構造の対応する複数の所定
   の給電点領域の１つに接近して配置したことを特
   徴とする、特許請求の範囲第１項ないし第８項の
   いずれかに記載のマイクロストリツプアンテナ装
   置。 １０ 前記マイクロストリツプ放射器構造に、導
   電的に絶縁され、互いに接続されてない２次元形
   状の複数の導電性区域を設け、前記各導電性区域
   が、前記アンテナ動作周波数でほぼ1/2波長の共
   振寸法を持ち、前記マイクロストリツプ給電線構
   造に、このマイクロストリツプ給電線構造の他の
   区分に比べて低下した無線周波数インピーダンス
   を持つ複数の導電性区分を設け、前記各導電性区
   分を、前記アンテナ結線に通じさせ、前記各導電
   性区分が、前記マイクロストリツプ放射器構造の
   前記２次元形状の複数の導電性区域の１つに対す
   る、少くとも１つの所定の結合場所を形成し、こ
   れ等の各所定の結合場所を、前記下側の基準面に
   対する有効無線周波数短絡部から1/4波長の距離
   に位置させたことを特徴とする、特許請求の範囲
   第１項ないし第８項のいずれか１つに記載のマイ
   クロストリツプアンテナ装置。 １１ 前記各導電性区分が、前記共振寸法に対し
   て横方向の前記マイクロストリツプ放射器構造の
   寸法より実質的に小さい幅寸法を備えたことを特
   徴とする、特許請求の範囲第９項記載のマイクロ
   ストリツプアンテナ装置。 １２ 前記基準面と前記マイクロストリツプ給電
   線構造とを、第１の誘電体シートの金属被覆した
   互いに対向する側部により形成し、前記マイクロ
   ストリツプ放射器構造を、第２の誘電体シートの
   金属被覆した側部により形成したことを特徴とす
   る、特許請求の範囲第１項ないし第１１項のいず
   れかに記載のマイクロストリツプアンテナ装置。 １３ 膨脹した誘電体構造を、前記第１及び第２
   の誘電体シートの間に配置したことを特徴とす
   る、特許請求の範囲第１２項記載のマイクロスト
   リツプアンテナ装置。 １４ 前記所定の結合場所に比較的強烈な電磁界
   領域を生じさせるように、前記所期のアンテナ動
   作周波数に関係する寸法に定められ、前記基準面
   の上方に第１の所定の距離だけ隔てて配置された
   導体から成る薄い層を、前記マイクロストリツプ
   給電線構造に設け、 前記第１の所定の距離より長く、前記所期のア
   ンテナ動作周波数で約1/10波長より短い第２の所
   定の距離だけ隔てて前記基準面の上方に配置され
   た導体から成る薄い層を、前記マイクロストリツ
   プ放射器構造に設け、この薄い層に、（）前記
   マイクロストリツプ放射器構造の横方向の縁部に
   沿つて放射スロツトを形成するように、前記アン
   テナ動作周波数で少なくとも1/2波長の共振横寸
   法と、（）前記マイクロストリツプ放射器構造
   と、前記マイクロストリツプ給電線構造との間
   に、無線周波数信号を有効に電磁的に結合するよ
   うに、下側の前記マイクロストリツプ給電線構造
   の前記結合場所の上方にこの結合場所に接近して
   配置され、前記結合場所と実質的に対等である無
   線周波数インピーダンスを持つ、少くとも１つの
   所定の給電点領域と、を設けたことを特徴とす
   る、特許請求の範囲第１項ないし第１１項のいず
   れかに記載のマイクロストリツプアンテナ装置。 １５ 前記マイクロストリツプ給電線構造に、相
   互接続マイクロストリツプ伝送線路区分を設け、
   前記各結合場所において電磁界の所定の位相差を
   生じさせるように、前記アンテナ結線から前記各
   導電性区分まで異なる長さの伝送線路を、前記相
   互接続マイクロストリツプ伝送線路区分が形成す
   ることを特徴とする、特許請求の範囲第９項記載
   のマイクロストリツプアンテナ装置。 １６ 前記マイクロストリツプ給電線構造に、相
   互接続マイクロストリツプ伝送線路区分を設け、
   互いに絶縁され互いに接続されない２次元形状の
   前記マイクロストリツプ放射器構造の複数の導電
   性区域の間に所定の位相差を生じさせるように、
   異なる長さを持つ伝送線路を形成する部分を、前
   記相互接続マイクロストリツプ伝送線路区分に設
   けたことを特徴とする、特許請求の範囲第１０項
   記載のマイクロストリツプアンテナ装置。 １７ 前記マイクロストリツプ給電線構造を、前
   記アンテナ結線のまわりに対称形にし、前記アン
   テナ結線が、前記対称形の給電線構造に、又この
   給電線構造から、つりあつた給電を行なう平衡不
   平衡変成器手段から成ることを特徴とする、特許
   請求の範囲第９項又は第１０項記載のマイクロス
   トリツプアンテナ装置。