JPH0448803A - マイクロストリップアンテナとその製造方法 - 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］ 本発明はマイクロストリ・ブアンテナとその製造方法に
関する。

［従来の技術］ 従来の直線偏波マイクロストリップアンテナ（以下、第
）の従来例という。）は、板形状の誘電体基板の表面上
に放射導体を形成し、一方、誘電体基板の裏面上ｌコ接
地導体を形成して、上記放射導体の中心から所定距離だ
け離れた放射導体の一点に給電点を有するように構成さ
れていた。

一般に、上記放射導体を円形状で形成した円形マイクロ
ストリップアンテナの共振周波数ｆｒは次式で表される
。

ここで、Ｃ０は光速、ε、は基板の比誘電率であリ、ま
た、ａｓ＋１は円形マイクロストリップアンテナの等価
半径であり、次式で表される。

ａ、目＝ａ＋Δａ　　　　　　・・・・・・・・・（２
）ｈ Δａ＃−・４ｎ２　　　　　　　・・・・・・・・・（
３）ここで、ａは円形マイクロストリップアンテナの放
射導体の半径であり、ｈは基板の厚さである。

しかしながら、この第１の従来例のマイクロストリップ
アンテナでは、放射導体の外周縁端部と接地導体との間
の空気中に７リンジング電界が形成されるため、放射導
体と接地導体との間の実質的な比誘電率が低下し、上記
（１）式に示すように当該マイクロストリップアンテナ
の共振周波数が高くなる。

従って、同一の厚さの誘電体基板を用いて所定の共振周
波数を有するマイクロストリップアンテナを構成するた
めには、誘電体基板の直径を大きくする必要があり、当
該マイクロストリップアンテナの形状が大きくなるとい
う問題点があった。

上記の問題点を解決し、マイクロストリップアンテナを
小型・軽量化するため、本発明者は第２図（Ａ）及び（
Ｂ）に示すマイクロストリップアンテナ（以下、第２の
従来例という。）を特願平１−３１３６９６号において
提案した。

第２図（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、円形平板形状の
誘電体基板２の上面の中央部に円形状の放射導体ｌが、
その直径が誘電体基板２の直径よりも短くなるように形
成され、一方、誘電体基板２の下面全面及び、誘電体基
板２の円形平板の外周部全面に、それぞれ接地導体３，
５が一体的に形成される。さらに、放射導体ｌの中心Ｏ
かも径方向にずれた位置４における放射導体１に給電用
同軸ケーブル２０の中心導体２１が接続されるとともに
、位置４の直下における接地導体３に同軸ケーブル２０
の接地導体２２が接続される。

すなわち、この第２の従来例のマイクロストリップアン
テナは、第１の従来例に比較し、誘電体基板２の外周部
全面に接地導体５を形成したことを特徴としており、こ
れによって、第１の従来例のように７リンジング電界が
空気中に漏洩することを防止することができ、上記実質
的な比誘電率が低下することを防止する二七ができる。

従って、所定の共振周波数を有するマイクロストリップ
アンテナを第１の従来例に比較し小型・軽量化すること
ができるという利点を有している＠［発明が解決しよう
とする課題］ 上述の第２の従来例のマイクロストリップアンテナの共
振周波数は放射導体ｌと接地導体５との間隔に依存して
変化するが、この第２の従来例のマイクロストリップア
ンテナを形成する場合に、放射導体１を、誘電体基板２
の外周部全面に形成された接地導体５と正確に所定の間
隔だけ離れるように所定の位置に形成することが難しく
、当該マイクロストリップアンテナの共振周波数にバラ
ツキが生じるという問題点があった。

本発明の目的は以上の問題点を解決し、マイクロストリ
ップアンテナの共振周波数のバラツキを小さくすること
ができ、しかも従来例に比較して小型・軽量化すること
ができるマイクロストリップアンテナとその製造方法を
提供することにある。

［課題を解決するだめの手段］ 本発明に係る請求項１記載のマイクロストリップアンテ
ナは、第１の接地導体と放射導体を、平板形状の誘電体
基板の第１の面と第２の面の中心部に形成してなるマイ
クロストリップアンテナにおいて、 上記誘電体基板の外周部に第２の接地導体を形成すると
ともに、上記誘電体基板の第２の面の縁端部ｌ：上記放
射導体から所定の間隔だけ離れるように第３の接地導体
を形成したことを特徴とする。

また、本発明に係る請求項２記載のマイクロストリップ
アンテナの製造方法は、平板形状の誘電体基板の第１の
面Ｉ：第１の接地導体を形成する工程と、 上記誘電体基板の外周部に第２の接地導体を形成する工
程と、 上記誘電体基板の第２の面の中心部及び縁端部にそれぞ
れ放射導体及び第３の接地導体を、上記放射導体と上記
第３の接地導体が所定の間隔だけ離れるように、１回の
導体形成法により形成する工程とを含むことを特徴とす
る。

［作用１ 本発明に係るマイクロストリップアンテナにおいては、
上記誘電体基板の第２の面の中心部及び縁端部にそれぞ
れ放射導体及びｆ１３の接地導体を、上記放射導体と上
記第３の接地導体が所定の間隔だけ離れるように、例え
ばフォトリソグラフィ法又はスクリーン印刷法などの方
法を用いる１回の導体形成法により形成することができ
る。これによって、上記放射導体と第３の接地導体との
間隔の精度を従来例に比較し高くすることができ、当該
マイクロストリップアンテナの共振周波数のバラツキを
小さくすることができる。

また、上記誘電体基板の外周部に第２の接地導体を形成
しかつ上記誘電体基板の第２の面の縁端部に第３の接地
導体を形成しているので、第１の従来例のように７リン
ジング電界が空気中に漏洩することをほぼ完全に防止す
ることができるので、上記実質的な比誘電率が低下する
ことを防止することができる。従って、所定の共振周波
数を宵するマイクロストリップアンテナを、従来例に比
較して小型・軽量化することができる。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明による実施例について説明
する。

第１図（Ａ）は本発明に係る実施例の直線偏波マイクロ
ストリップアンテナの平面図であり、第１図（Ｂ）は第
１図（Ａ）のＡ−Ａ’線についての縦断面図である。第
１図（Ａ）及び（Ｂ）において、第２図（Ａ）及び（Ｂ
）と同一のものについては同一の符号を付している。

この実施例の直線偏波マイクロストリップアンテナは、
円形平板形状の誘電体基板２０表面上の縁端部に、接地
導体３，５と電気的に接続される接地導体６を形成した
ことを特徴としている。

第１図（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、円形平板形状の
誘電体基板２の上面の中央部に円形状の放射導体ｌが、
その直径が誘電体基板２の直径よりも短くなるように形
成され、一方、誘電体基板２の裏面全面、誘電体基板２
の円形平板の外周部全面、及び誘電体基板２０表面上の
縁端部に、それぞれ接地導体３，５．６が電気的に接続
されて形成されている。ここで、放射導体ｌと接地導体
６は、各導体１と６が所定の間隔ｄだけ離れるように、
フォトリングラフィ法又はスクリーン印刷法により１回
の導体形成工程で誘電体基板２の表面上に形成され、接
地導体５と６及び接地導体３と５はそれぞれ例えばハン
ダ付けにより電気的に接続される。なお、誘電体基板２
は好ましくは、例えばＣａＴｉＯ３である誘電体セラミ
ックスにてなる。

さらに、放射導体ｌの中心○かも径方向にずれた位置４
における放射導体１に給電用同軸ケーブル２０の中心導
体２１が接続されるとともに、位ｆｆ１ｉ４の直下にお
ける接地導体３に同軸ケーブル２０の接地導体２２が接
続される。

なお、第１図（Ａ）において、放射導体ｌの中心Ｏと給
電点４とを結ぶラインに平行な方向Ｄｅま当該マイクロ
ストリップアンテナから放射される電磁界のＥ面の方向
分水しており、Ｄｈは上記Ｅ面の方向Ｄｅと直交する電
磁界のＨ面の方向を示している。

以上のように構成された直線偏波マイクロストリップア
ンテナを、給電用ケーブル２０を介してマイクロ波信号
で励振することによって、直線偏波のマイクロ波か、放
射導体１の中心○から放射導体ｌと垂直な放射方向Ｄｏ
で放射される。

本発明者は、比誘電率εｒ−２２であって厚さ７ｍｍと
種々の外周直径を有する複数の誘電体セラミックス基板
を用し・て、放射導体ｌと接地導体６との間隔ｄか５ｍ
ｍとなるように、本実施例の構造を有する各マイクロス
トリップアンテナを製造して、当該マイクロストリップ
アンテナの共振周波数を測定した。この測定の結果を第
３図に示す。

第３図から明らかなように、試作された各マイクロスト
リップアンテナはほぼ１．５ＧＨｚの共振周波数を有し
ており、共振周波数の偏差は１゜５ＧＨｚに対して０．
３％以下であり、バラツキか非常に小さいことかわかる
。

以上説明したように、放射導体ｌと接地導体６は、各導
体ｌと６が所定の間隔ｄだけ離れるように、７オトリソ
グラフイ法又はスクリーン印刷法により１回の導体形成
工程で誘電体基板２の表面上に形成することにより、放
射導体１と接地導体６との間隔の精度を従来例に比較し
高くすることができ、これによって、当該マイクロスト
リップアンテナの共振周波数のバラツキを小さくするこ
とができる。

また、誘電体基板２の円形平板の外周部全面に接地導体
５を形成しかつ誘電体基板２の表面上の縁端部に接地導
体６を形成しているので、第１の従来例のようにフリン
ジング電界が空気中に漏洩することをほぼ完全に防止す
ることができるので、上記実質的な比誘電率が低下する
ことを防止することができる。従って、所定の共振周波
数を有するマイクロストリ・ンブアンテナを、従来例に
比較して小型・軽量化することができるという利点を有
する。

以上の実施例において、誘電体基板２を円形平板形状で
形成しているが、これに限らず、角形平板形状又は矩形
平板形状などの平板形状で形成してもよい。

以上の実施例において、直線偏波マイクロストリップア
ンテナについて述べているが、これに限らず、本発明を
、円偏波マイクロストリップアンテナに容易に適用する
ことができる。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、誘電体基板の第１
の面と外周部にそれぞれ第」と第２の接地導体が形成さ
れ、上記誘電体基板の第２の面の中心部及び縁端部にそ
れぞれ放射導体及び第３の接地導体が、上記放射導体と
上記第３の接地導体が所定の間隔だけ離れるように、例
えば７オトリングラフイ法又はスクリーン印刷法などの
方法を用いる１回の導体形成法により形成される。これ
によって、上記放射導体と第３の接地導体との間隔の精
度を従来例に比較し高くすることができ、当該マイクロ
ストリップアンテナの共振周波数のバラツキを小さくす
ることができる。

また、上記誘電体基板の外周部に第２の接地導体を形成
しかつ上記誘電体基板の第２の面の縁端部に第３の接地
導体を形成しているので、第１の従来例のようにフリン
ジング電界が空気中に漏洩することをほぼ完全に防止す
ることができるので、上記実質的な比誘電率が低下する
ことを防止することができる。従って、所定の共振周波
数を有するマイクロストリップアンテナを、従来例に比
較して小型・軽量化することができるという利点を有す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）は本発明に係る実施例の直線偏波マイクロ
ストリップアンテナの平面図、第１図（Ｂ）は第１図（
Ａ）のＡ−Ａ’線についての縦断面図、 第２図（Ａ）は従来の直線偏波マイクロストリップアン
テナの平面図、 第２図（Ｂ）は第２図（Ａ）のＢ−Ｂ’線についての縦
断面図、 第３図は種々の外周直径を有する誘電体基板を用いて放
射導体と接地導体との間隔が一定になるように放射導体
と接地導体を形成した場合の各マイクロストリップアン
テナの共振周波数を示すグラフである。 ■・・・放射導体、 ２・・・誘電体基板、 ３．５．６・・・接地導体。 特許出願人　株式会社　村田製作所 代理人　弁理士　青白　葆はか１名 第１図（Ａ） 第１図（８１ 第２図（Ａ） 第２図（Ｂ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）第１の接地導体と放射導体をそれぞれ、平板形状
   の誘電体基板の第１の面と第２の面の中心部に形成して
   なるマイクロストリップアンテナにおいて、 上記誘電体基板の外周部に第２の接地導体を形成すると
   ともに、上記誘電体基板の第２の面の縁端部に上記放射
   導体から所定の間隔だけ離れるように第３の接地導体を
   形成したことを特徴とするマイクロストリップアンテナ
   。
2. （２）平板形状の誘電体基板の第１の面に第１の接地導
   体を形成する工程と、 上記誘電体基板の外周部に第２の接地導体を形成する工
   程と、 上記誘電体基板の第２の面の中心部及び縁端部にそれぞ
   れ放射導体及び第３の接地導体を、上記放射導体と上記
   第３の接地導体が所定の間隔だけ離れるように、１回の
   導体形成法により形成する工程とを含むことを特徴とす
   るマイクロストリップアンテナの製造方法。