JPH0479402A - トリプレート型平面アンテナ - 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、マイクロ波帯に用いる送受信用トリプレート
型平面アンテナに関する。

（従来の技術） ゛ｆ面アンテナのアンテナ効率を高める手段として、第
３図（ａ）および（ｂ）に示すように、地導体ｌと、ご
の地導体１の面上に誘電体層２を介して複数の放射素子
４および給電線路５を含むアンテナ回路を形成し、その
面上に誘電体層２１を介して複数のスロット３を有する
地導体１１を、スロソｌ−３が放射素子４の真上に配置
したトリプレート型平面アンテナが、昭和６３年電子情
報通信学会全国大会予稿Ｂ−３９ｒｌプレー１・線路で
給電した窓イ］きマイクロストリップアンテナ」に開示
されている。

（発明が解決しようとする課題） 従来のトリプレート型平面アンテナは、給電線路５の放
射損を抑制することが可能であるが、放射素子４から放
射される電力は、第４図に示すように、スロット３から
空間へ放射さ耗るのみならず、地導体Ｉおよび地導体１
１間を伝播して、隣接するスロットやアンテナ周囲から
の不要放射をまねき、第５しＩに示すように、指向性に
乱れを生じ、利得・効率が低下するという問題があった
。

本発明は、不要放射を少なくし、効率に優れた平面アン
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） 本発明のトリプレート型平面アンテナは、第１図（ａ）
および（ｂ）に示すように、地導体１と、この地導体１
の面上に誘電体層２を介して複数の放射素子４および給
電線路５を含むアンテナ回路を形成し、その面上に誘電
体層２１を介して複数のスロット３を有する地導体１１
を、スロット３が放射素子４の真上に配置したトリプレ
ート型平面アンテナにおいて、前記複数の放射素子４お
よびスロット３の配列を、第１図（ｄ）に示すように、
その中心が二等辺三角形の頂点を形成するように配置し
、その二等辺三角形の各辺ｄの長さを使用する電波の波
長の０．６〜１．０倍としたことを特徴とする。

本発明者らは、以下の知見によって本発明を行なうこと
ができた。

すなわち、第２図（ａ）に上面図を第２図（ｂ）に断面
図を示すように、地導体１と地導体１１との間に放射素
子４および給電線路５を一つ設け、放射素子４の真上の
地導体１１にスロ・ント３を設けその中心からｄ離れた
地導体１１の箇所にもう一ツノスロット３１を設け、こ
のスロット３とスロット３１との距離ｄとスロット３の
みの利得に対する放射利得の関係を調べる実験によって
、第２図（Ｃ）に示すように、隣接するスロット３１の
影響は、配置間隔ｄによって変化し、間隔ｄを自由空間
波長λ。で正規化したｄ／λ。の値が０゜６〜１．０の
間では利得が高く、１．１〜１．５の間では利得が低く
なっていた。このことは、ｄ／λ０の値が０，６〜１．
０の間ではスロット３から放射される電力の位相とスロ
ット３１がら放射される電力の位相がそろっており、１
．１〜１゜５の間では位相が逆になっているので利得の
変化が起こると考えられる。

従来のトリプレート型平面アンテナでの放射利得をこの
実験結果から推定すると、従来の平面アンテナは第２図
（ｄ）のように放射素子およびスロットを正方配列して
おり、そのときの隣接するスロットの影響は、中心のス
ロット３の真下にある放射素子に対し、間隔ｄ平行の位
置にあるスロット３１と正方形の対角の位置にあるスロ
ット３２の影響を考えればよく、表１に示すようになる
。

この表で、スロット３１の影響はスロット３のみの利得
をＯｄＢとしたときの相対利得とし、前述の第２図（Ｃ
）のグラフからスロット３との間隔による相対利得を読
み取った。また、スロット３２の影響はスロット３のみ
の利得をＯｄＢとしたときの相対利得とし、前述の第２
図（Ｃ）のグラフからスロット３との間隔を、正方形の
対角であることからスロット３１と３の間隔を７２倍し
た間隔による相対利得を読み取った。

（以下、余白） 表　　１ したがって、放射利得を向上しようとする場合に、スロ
ット３１および３２の双方が利得とじてプラスに寄与す
るためには、ｄ／λ。を０，６〜０．７にしなければな
らないことが分かった。

ところで、放射素子４の大きさがほぼλ。／２〜λ。に
近く間隔ｄを０．６λ。〜０．７λ。に取ると給電線路
５を配置するスペースを確保することが極めて困難にな
ると共に、給電線路と放射歯Ｙ−の結合による損失、お
よび給電線路からの不要放射の抑制効果が小さくなって
効率を高くするごとができなくなり、スロットの寸法に
よってはアレー化することずら困難である。

（作用） 本発明は、このような知見に基づいて、隣接するスロッ
ト３および放射素子４０間隔を放射利得が向上する範囲
に配置したとで、給電線路の配置を行うことができるよ
うにするために、複数の放射素子４およびスロット３の
配列を、第１図（ｂ）に示すように、その中心が二等辺
三角形の頂点を形成するように配置し、その二等辺三角
形の各辺ｄの長さを使用する電波の波長の０．６〜１．
０倍としたものである。

実施例 第１図（ａ）および（ｂ）に示す構造とし、地導体ｌに
厚さ３ｍｍ大きさ１４０ｍｍＸ１４０ｍｍのアルミニウ
ム板を用い、その表面に誘電体２として比誘電率が約１
．１の厚さ２ｍｍのポリエチレンフオームを重ね、ポリ
エチレンフィルトに銅箔を貼り合わせたものの不要な銅
箔をエツチング除去して方形円偏波放射素子４と給電線
路５を形成したアンテナ回路基板を重ね、さらにその上
に誘電体２と同じ材質のポリエチレンフオームを重ね、
地導体１１として厚さＱ、５ｍｍで大きさが地導体１と
同じアルミニウム板に１４ｍｍＸ１４ｍｍのスロット３
を形成し、放射素子４およびスロット３の数が１６のト
リプレート型平面アンテナを作成した。このときに、放
射素子４およびスロット３の配列は、間隔ｄ＝ｏ、８λ
。の正三角配置とし、設計周波数を１１．８５に１−１
ｚとしたので、ｄ−２０ｍｍとなった。

給電線路５は、前記アンテナ回路基板上に配置し、外部
との接続をＳＭＡコネクタ６によって行った。

このようにして作成したアンテナの利得および軸比を第
１図（ｃ）に示す。

比較例 実施例と同じ材料を用い、放射素子４およびスロット３
の配置を、第２図（ｄ）に示す配置とし、配置間隔ｄを
０，８λ。とした以外は、全て実施例と同様に作成した
。

このようにして作成したアンテナの利得と軸比も第１図
（ｃ）に示した。

この線図の上方の２本の折れ線は利得を示し、下方の２
本の折れ線は軸比を示す。軸比は、指向性の鋭さを示す
特性値で小さい方が、指向性が鋭く効率が高いことを示
すものである。

この線図から、実施例の方が利得・効率共に優れている
ことが明らかである。

（発明の効果） 以上に説明したように、本発明によって、利得・効率共
に優れたトリプレート型平面アンテナを提供することが
できた。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の一実施例の平面アンテナを示す
上面図、第１図（ｂ）は第１図（ａ）の断面図、第１図
（ｃ）は本発明の詳細な説明するための−・実施例の性
能と従来例の性能を示す線図、第１図（ｄ）は本発明の
詳細な説明するための概略図、第２図（ａ）は本発明の
詳細な説明するための実験に用いたアンテナの上面図、
第２図（ｂ）は第２図（ａ）の断面図、第２図（Ｃ）は
本発明の詳細な説明するための隣接するスロットとの間
隔と利得の関係を示す線図、第２図（ｄ）は従来例の原
理を説明するための概略上面図、第３図（ａ）は従来例
の平面アンテナの一部を示す上面図、第３図（ｂ）は第
３図（ａ）の断面図、第４図は本発明の詳細な説明する
ための従来例の断面図、第５図は本発明の詳細な説明す
るための従来例の特性を示す線図である。 符号の説明 １．１１．地導体 ２．２１．誘電体層 ３゜ ３２゜ スロット ４゜ 放射素子 ５゜ 給電線路

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、地導体（１）と、この地導体（１）の面上に誘電体
   層（２）を介して複数の放射素子（４）および給電線路
   （５）を含むアンテナ回路を形成し、その面上に誘電体
   層（２１）を介して複数のスロット（３）を有する地導
   体（１１）を、スロット（３）が放射素子（４）の真上
   に配置したトリプレート型平面アンテナにおいて、 前記複数の放射素子（４）およびスロット（３）の配列
   を、その中心が二等辺三角形の頂点を形成するように配
   置し、その二等辺三角形の各辺の長さを適用する電波の
   波長の０．６〜１．０倍としたことを特徴とするトリプ
   レート型平面アンテナ。