JPH0537228A

JPH0537228A - 円偏波マイクロストリツプアンテナ

Info

Publication number: JPH0537228A
Application number: JP19016791A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Sonoda; 義幸園田
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1991-07-30
Filing date: 1991-07-30
Publication date: 1993-02-12
Anticipated expiration: 2014-02-03
Also published as: JP2852377B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】他の特性に影響を与えることなく周波数を調
整することのできる円偏波マイクロストリップを提供す
る。【構成】誘電体基板４の一方面に接地導体が形成され
るとともに、他方面に放射導体２が形成され、該放射導
体２に偏心させて設けられた給電点Ｐから給電される円
偏波マイクロストリップアンテナ１であって、上記放射
導体２の外周縁端部であって、中心Ｏと上記給電点Ｐと
を結ぶ方向を基準として４５×（２Ｎ＋１）°（Ｎは整
数）の位置にそれぞれ軸比調整用の突起２１ａ〜２１ｄ
又は切欠を形成するとともに、９０Ｎ°（Ｎは整数）の
位置にそれぞれ１又は２以上の周波数調整用の突起２２
ａ〜２２ｄを形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、誘電体基板の一方の表
面に接地導体が形成され、他方の表面に放射導体が形成
されてなる円偏波マイクロストリップアンテナに関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば特開平３−８０６０３号公
報に示されるように放射導体の外周縁端部の特定の位置
に円偏波発生用の突起又は切欠が形成され、該放射導体
に偏心させて設けられた給電点に給電される円偏波マイ
クロストリップアンテナが知られている。

【０００３】図７は、上記従来の円偏波マイクロストリ
ップアンテナの一実施例を示す平面図である。同図に示
す従来の円偏波マイクロストリッアンテナ７は、方形の
誘電体基板９の一方面全体に接地導体（図では見えてい
ない）が形成されるとともに、他方面の中央位置に放射
導体８が形成され、前記接地導体面側から不図示の同軸
ケーブルにより中心Ｏから径方向に偏心させて設けられ
た放射導体８の給電点Ｐに給電されるようになってい
る。

【０００４】上記放射導体８は、半径Ｒの円形を成し、
中心Ｏと給電点Ｐとを結ぶ直線Ｍ１に対して４５°傾斜
させた直線Ｍ２上であって外周縁端部に矩形状の突起８
１ａ，８１ｂが形成され、上記直線Ｍ１に対して−４５
°傾斜させた直線Ｍ３上であって外周縁端部に切欠８２
ａ，８２ｂが形成されている。

【０００５】上記突起８１ａ，８１ｂ及び切欠８２ａ，
８２ｂは、円偏波を発生させるためのモード縮退分離素
子として動作するものであり、これら突起８１ａ，８１
ｂ及び切欠８２ａ，８２ｂの長さを変化させると、円偏
波の長径と短径との比である軸比が変化するとともに、
該軸比が最小となる共振周波数が変化するようになって
いる。

【０００６】すなわち、上記突起８１ａ，８１ｂの長さ
Ｌ１を短くすると、共振周波数は上昇し、上記切欠８２
ａ，８２ｂの長さＬ２を長くすると、共振周波数は低下
する。

【０００７】従って、従来、上記突起８１ａ，８１ｂ及
び切欠８２ａ，８２ｂを切削し、突起８１ａ，８１ｂの
長さＬ１又は切欠８２ａ，８２ｂの長さＬ２を調節する
ことにより円偏波マイクロストリップアンテナ７の周波
数調整を行う方法が提案されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の円偏波マイ
クロストリップアンテナ７は、円偏波発生用の突起８１
ａ，８１ｂ及び切欠８２ａ，８２ｂを切削して円偏波の
軸比と共振周波数の両方を同時に調整しなければなら
ず、両者をバランスよく調整することは困難である。

【０００９】また、円偏波発生用の突起８１ａ，８１ｂ
の長さＬ１及び切欠８２ａ，８２ｂを長さＬ２を変化さ
せると、例えば入力インピーダンスや指向性等の特性に
も影響があり、周波数のみを調整することは困難であ
る。

【００１０】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であり、軸比等の他の特性に影響を与えることなく周波
数を調整することのできる円偏波マイクロストリップア
ンテナを提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の発明は、誘電体基板の一方面に接地
導体が形成されるとともに、他方面に放射導体が形成さ
れ、該放射導体に偏心させて設けられた給電点に給電さ
れる円偏波マイクロストリップアンテナであって、上記
放射導体はその外周縁端部であって、中心と上記給電点
とを結ぶ方向を基準として４５×（２Ｎ＋１）°（Ｎは
整数）の位置にそれぞれ軸比調整用の突起又は切欠が形
成されるとともに、９０Ｎ°（Ｎは整数）の位置にそれ
ぞれ１又は２以上の周波数調整用の突起が形成されたも
のである。なお、上記周波数調整用の突起に代えて切欠
を形成してもよい（請求項２）。

【００１２】また、請求３記載の発明は、誘電体基板の
一方面に接地導体が形成されるとともに、他方面に放射
導体が形成され、該放射導体に偏心させて設けられた第
１の給電点と第２の給電点とにそれぞれ給電される円偏
波マイクロストリップアンテナであって、上記放射導体
はその外周縁端部であって、中心と上記第１の給電点と
を結ぶ方向に対して０°及び１８０°の位置及び中心と
上記第２の給電点とを結ぶ方向に対して０°及び１８０
°の位置にそれぞれ１又は２以上の周波数調整用の突起
が形成されたものである。なお、上記周波数調整用の突
起に代えて切欠を形成してもよい（請求項４）。

【００１３】

【作用】請求項１記載の発明によれば、放射導体の外周
縁端部であって上記特定の位置にそれぞれ形成された１
又は２以上の突起は、共振周波数を調整するための調整
部であって、該突起の長さを変化させると、指向性や入
力インピーダンス等の他の特性に影響を与えることなく
共振周波数を変化させることができるものである。

【００１４】すなわち、突起の長さを短くすると、共振
周波数は上昇し、前記突起の長さを長くすると、共振周
波数は低下する。

【００１５】従って、円偏波マイクロストリップアンテ
ナは、上記放射導体の外周縁端部に形成された各突起を
同量ずつ切削し、その長さを短くすることにより他の特
性に影響を与えることなく周波数を徐々に上昇させて共
振周波数の調整が可能となる。

【００１６】また、請求項２記載の発明によれば、切欠
は、指向性や入力インピーダンス等の他の特性に影響を
与えることなく共振周波数を変化させることができるも
のであって、該切欠の長さを短くすると、共振周波数は
上昇し、該切欠の長さを長くすると、共振周波数は低下
する。

【００１７】従って、円偏波マイクロストリップアンテ
ナは、上記放射導体の外周縁端部に形成された各切欠を
同量ずつ切削し、その長さを長くすることにより他の特
性に影響を与えることなく周波数を徐々に低下させて共
振周波数の調整が可能となる。

【００１８】また、請求項３又は４記載の発明によれ
ば、放射導体の外周縁端部であって上記特定の位置にに
それぞれ形成された１又は２以上の突起又は切欠は、上
述と同様に指向性や入力インピーダンス等の他の特性に
影響を与えることなく周波数を調整することのできる調
整部である。上記突起の長さを短くすると、共振周波数
は上昇し、前記突起の長さを長くすると、共振周波数は
低下する。また、上記切欠の長さを短くすると、共振周
波数は上昇し、前記切欠の長さを長くすると、共振周波
数は低下する。

【００１９】従って、円偏波マイクロストリップアンテ
ナは、上記放射導体の外周縁端部に形成された各突起又
は各切欠を同量ずつ切削し、各突起の長さを短くするこ
とにより又は各切欠の長さを長くすることにより、指向
性や入力インピーダンス等の他の特性に影響を与えるこ
となく周波数を徐々に上昇させ、或いは低下させて共振
周波数の調整が可能となる。

【００２０】

【実施例】図１は、本発明に係る円偏波マイクロストリ
ップアンテナの一実施例を示す平面図である。また、図
２は、前記図１のＡ−Ａ線断面図である。

【００２１】円偏波マイクロストリップアンテナ１は、
下表面全体に接地導体３が形成された円形の誘電体基板
４の上表面の中央部に、該誘電体基板４の直径Ｄよりも
十分に短い直径Ｒを有する円形状の放射導体２を形成し
て成り、前記接地導体３側から同軸ケーブル５により放
射導体２の中心Ｏから径方向に偏心させて設けられた給
電点Ｐに給電されるようになっている。上記同軸ケーブ
ル５の外導体５ａは、上記接地導体３に接続され、内導
体５ｂは、上記誘電体基板４を貫通して上表面の放射導
体２に接続されている。

【００２２】また、前記放射導体２の外周縁端部であっ
て、該放射導体２の中心Ｏから給電点Ｐを通る半径方向
を基準として４５×（２Ｎ＋１）°（Ｎは整数）方向、
すなわち、４５°，１３５°，２２５°，３１５°方向
の位置には、それぞれ幅Ｗｔ、長さＬｔの矩形状の突部
２１ａ〜２１ｄが形成されている。なお、突起２１ａ，
２１ｃの長さＬｔは、突起２１ｂ，２１ｄよりも長く構
成されている。

【００２３】上記突起２１ａ〜２１ｄは、円偏波の電波
を放射させるためのモード縮退分離素子であって、上記
放射導体２の外周縁端部の４ヵ所のうち少なくともいず
れか１ヵ所に突起が形成されていれば、円偏波を発生さ
せることができる。

【００２４】また、上記突起２１ａ〜２１ｄは、その長
さＬｔを変化させることにより円偏波の短径に対する長
径の比である軸比を変化させることができるとともに、
軸比が最小となる共振周波数を変化させることができる
ものである。突起２１ａ〜２１ｄの長さＬｔを短くする
と、軸比が最小となる共振周波数は上昇し、長くする
と、該共振周波数は低下する。

【００２５】従って、後述するように上記突起２１ａ〜
２１ｄの長さＬｔを調整することにより円偏波の短径に
対する長径の比である軸比が調整されるようになってい
る。

【００２６】なお、円偏波の電波を放射させるために、
上記突起２１ａ〜２１ｄに代えて切欠を設け、該切欠の
長さを調整することにより上記軸比を調整するようにし
てもよい。切欠を設けた場合には、突起の場合とは逆に
その長さを短くすると、軸比が最小となる共振周波数は
低下し、長くすると、該共振周波数は上昇する。

【００２７】また、上記放射導体２の外周縁端部であっ
て、上記半径方向を基準として９０Ｎ°（Ｎは整数）方
向、すなわち、０°，９０°，１８０°，２７０°方向
の位置には、それぞれ幅Ｗ、長さＬの矩形状の突起２２
ａ〜２２ｄが形成されている。

【００２８】上記突起２２ａ〜２２ｄは、円偏波マイク
ロストリップアンテナ１の共振周波数を調整するための
周波数調整部であって、該突起２２ａ〜２２ｄの長さＬ
を長くすると、前記共振周波数を低くすることができ、
短くすると、前記共振周波数は高くすることができるも
のである。

【００２９】従って、後述するように放射導体２の外周
縁端部の上記４ヵ所に形成された各突起２２１ａ〜２２
ｄを同量ずつ切削し、その長さＬを短くすることによ
り、円偏波マイクロストリップアンテナ１の特性、例え
ば、指向性、入力インピーダンス、円偏波の軸比等に影
響を与えることなく共振周波数を徐々に上昇させて周波
数調整をすることが可能になっている。

【００３０】なお、本実施例では、放射導体２の外周縁
端部の上記４ヵ所に周波数調整用の突起２２ａ〜２２ｄ
を形成しているが、図３に示すように該突起２２ａ〜２
２ｄに代えて幅ｄ、長さＳの切欠２３ａ〜２３ｄを形成
してもよい。

【００３１】前記切欠２３ａ〜２３ｄを形成した場合
は、突起２２ａ〜２２ｄの場合とは逆に該切欠２３ａ〜
２３ｄの長さＳを長くすると、前記共振周波数を低くす
ることができ、短くすると、前記共振周波数は高くする
ことができるものである。

【００３２】従って、放射導体２の外周縁端部の上記４
ヵ所に形成された各切欠２３ａ〜２３ｄを同量ずつ切削
し、その長さＳを長くすることにより、円偏波マイクロ
ストリップアンテナ１の他の特性に影響を与えることな
く共振周波数を徐々に低下させて周波数調整をすること
が可能になる。

【００３３】図４は、上記突起２２ａ〜２２ｄの長さＬ
又は切欠２３ａ〜２３ｄの長さＳに対する共振周波数の
変化量の実験結果の一例を示す図である。

【００３４】同図は、共振周波数がおよそ１．５７５Ｇ
Ｈｚの円偏波マイクロストリップアンテナ１を用い、放
射導体２の外周縁端部の上記４ヵ所に形成された突起２
２ａ〜２２ｄ又は切欠２３ａ〜２３ｄを同時に同量ずつ
変化させて共振周波数の変化を調べたものである。

【００３５】また、同図において突起又は切欠の長さが
０ｍｍというのは、突起２２ａ〜２２ｄも切欠２３ａ〜
２３ｄも形成されていない状態であり、この時の共振周
波数を基準として突起２２ａ〜２２ｄの長さＬ又は切欠
２３ａ〜２３ｄの長さＳを変化させたときの共振周波数
の変化量を示している。

【００３６】なお、実験に用いた円偏波マイクロストリ
ップアンテナ１は、共振周波数ｆｏ＝１．５７５ＧＨｚ
のもので、各部の寸法は、誘電体基板４；比誘電率ε＝２１．４、直径Ｄ＝３７ｍ
ｍ、厚さｔ＝６ｍｍ放射導体２；直径Ｒ＝２０．６ｍｍの円形放射導体軸比調整用突起２１ａ，２１ｃ；幅Ｗｔ＝１ｍｍ、長さ
Ｌｔ＝２ｍｍ軸比調整用突起２１ｂ，２１ｄ；幅Ｗｔ＝１ｍｍ、長さ
Ｌｔ＝１ｍｍ突起２２ａ〜２２ｄ；幅Ｗ＝０．７ｍｍ、長さＬ＝０〜
１ｍｍ切欠２３ａ〜２３ｄ；幅ｄ＝０．７ｍｍ、長さＳ＝０〜
１ｍｍである。

【００３７】図４から分かるように共振周波数は、ほぼ
突起２２ａ〜２２ｄの長さＬ又は切欠２３ａ〜２３ｄの
長さＳに比例して変化し、その変化率は、突起２２ａ〜
２２ｄの長さＬを短くする場合、およそ＋１０ＭＨｚ／
ｍｍ、切欠２３ａ〜２３ｄの長さＳを長くする場合、お
よそ−１０ＭＨｚ／ｍｍである。

【００３８】従って、突起２２ａ〜２２ｄ又は切欠２３
ａ〜２３ｄを微少量ずつ切削し、突起２２ａ〜２２ｄの
長さＬを短くすることにより、或いは切欠２３ａ〜２３
ｄの長さＳを長くすることにより共振周波数を数ＭＨｚ
単位で上昇又は低下させて周波数の微調整を行うことが
できる。

【００３９】次に、上記突起２２ａ〜２２ｄを有する放
射導体２を備えた円偏波マイクロストリップアンテナ１
の周波数調整について説明する。円偏波マイクロストリ
ップアンテナ１の共振周波数は、主に誘電体基板４の厚
さｔ、誘電体基板４の比誘電率ε及び放射導体２の直径
Ｒのパラメータにより決定される。そこで、上記３つの
パラメータの設計値を適当に選定し、円偏波マイクロス
トリップアンテナ１の共振周波数の初期値（誘電体基板
４の表裏面に放射導体２と接地導体３とを形成し、無調
整のときの軸比が最小となる共振周波数）を目標値より
も少し低くなるようにしておく。例えば上述の図４に示
した例では、初期周波数をおよそ１．５７ＧＨｚに設定
しておく。

【００４０】次に、円偏波の軸比が規格値外の場合は、
上記４つの軸比調整用の突起２１ａ〜２１ｄをそれぞれ
同量ずつ削る作業を１回若しくは数回行うことにより円
偏波の軸比を規格値内に調整する。次に、周波数調整用
の突起２２ａ〜２２ｄをそれぞれ同量ずつ削る作業を１
回若しくは数回行うことにより共振周波数ｆｏを徐々に
上昇させて目標周波数に調整する。例えば上述の図４に
示した例では、目標周波数１．５７５ＧＨｚに調整す
る。

【００４１】なお、放射導体２に上記突起２２ａ〜２２
ｄに代えて切欠２３ａ〜２３ｄを設けたものでは、上記
の場合とは逆に初期周波数を目標値よりも少し高めに設
定しておき、切欠２３ａ〜２３ｄをそれぞれ同量ずつ削
る作業を１回若しくは数回行うことにより共振周波数ｆ
ｏを徐々に低下させて目標周波数に調整する。

【００４２】さて、上記実施例は、１点給電式の円偏波
マイクロストリップアンテナの放射導体２に周波数調整
用の突起２２ａ〜２２ｄ又は切欠２３ａ〜２３ｄを設け
たものであるが、２点給電式の円偏波マイクロストリッ
プアンテナの放射導体２に周波数調整用の突起２２ａ〜
２２ｄ又は切欠２３ａ〜２３ｄを設けても同様の効果を
得ることができる。

【００４３】図５は、周波数調整用の突起２２ａ〜２２
ｄが形成された２点給電式の円偏波マイクロストリップ
アンテナの放射導体２を示したものである。

【００４４】円形の放射導体２の中心Ｏで直交する直線
ｍ，ｎ上であって、該放射導体２の適所に第１の給電点
Ｐ１と第２の給電点Ｐ２とが偏心させて設けられ、放射
導体２の外周縁端部であって、前記中心Ｏと上記第１の
給電点Ｐ１とを結ぶ方向に対して０°及び１８０°の位
置と、前記中心Ｏと上記第２の給電点Ｐ２とを結ぶ方向
に対して０°及び１８０°の位置とに周波数調整用の突
起２２ａ〜２２ｄが形成されている。

【００４５】図６は、周波数調整用の切欠２３ａ〜２３
ｄが形成された２点給電式の円偏波マイクロストリップ
アンテナの放射導体２を示したもので、図５に示す放射
導体２の突起２２ａ〜２２ｄに代えて切欠２３ａ〜２３
ｄを形成したものである。

【００４６】なお、上記実施例では、放射導体２の外周
縁端部の上記特定の位置にそれぞれ１個ずつ突起２２ａ
〜２２ｄ又は切欠２３ａ〜２３ｄを設けていたが、それ
ぞれ２個以上の突起２２ａ〜２２ｄ又は切欠２３ａ〜２
３ｄを設けるようにしてもよい。

【００４７】また、円形に限らず、方形その他の任意の
形状を有する放射導体２の外周縁端部の上記特定の位置
に上記周波数調整用の突起２２ａ〜２２ｄ又は切欠２３
ａ〜２３ｄを形成してもよい。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
誘電体基板の表裏面に接地導体と放射導体とを形成して
なる１点給電式の円偏波マイクロストリップアンテナに
おいて、上記放射導体の外周縁端部であって、放射導体
中心と給電点とを結ぶ方向を基準として９０Ｎ°（Ｎは
整数）方向の位置にそれぞれ１又は２以上の周波数調整
用の突起を形成したので、該突起を切削し、その長さを
短くすることにより他の特性に影響を与えることなく周
波数を上方に調整することができる。

【００４９】また、上記周波数調整用の突起に代えて切
欠を形成したので、該切欠を切削し、その長さを長くす
ることにより他の特性に影響を与えることなく周波数を
下方に調整することができる。

【００５０】また、誘電体基板の表裏面に接地導体と放
射導体とを形成してなる２点給電式の円偏波マイクロス
トリップアンテナにおいて、上記放射導体の外周縁端部
であって中心と上記第１の給電点とを結ぶ方向に対して
０°及び１８０°の位置及び中心と上記第２の給電点と
を結ぶ方向に対して０°及び１８０°の位置にそれぞれ
１又は２以上の周波数調整用の突起又は切欠を成形した
ので、上記と同様に他の特性に影響を与えることなく周
波数を上方又は下方に調整することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る円偏波マイクロストリップアンテ
ナの一実施例を示す平面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図３】本発明に係る円偏波マイクロストリップアンテ
ナの第２実施例の放射導体の形状を示す図である。

【図４】周波数調整用の突起又は切欠の長さに対する周
波数の変化量を示す図である。

【図５】本発明に係る円偏波マイクロストリップアンテ
ナの第３実施例の放射導体の形状を示す図である。

【図６】本発明に係る円偏波マイクロストリップアンテ
ナの第４実施例の放射導体の形状を示す図である。

【図７】従来の円偏波マイクロストリップアンテナの一
実施例を示す平面図である。

【符号の説明】

１円偏波マイクロストリップアンテナ２放射導体３接地導体４誘電体基板５給電用同軸ケーブル２１ａ〜２１ｄ，２２ａ〜２２ｄ突起２３ａ〜２３ｄ切欠Ｐ給電点

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】誘電体基板の一方面に接地導体が形成さ
れるとともに、他方面に放射導体が形成され、該放射導
体に偏心させて設けられた給電点に給電される円偏波マ
イクロストリップアンテナであって、上記放射導体はそ
の外周縁端部であって、中心と上記給電点とを結ぶ方向
を基準として４５×（２Ｎ＋１）°（Ｎは整数）の位置
にそれぞれ軸比調整用の突起又は切欠が形成されるとと
もに、９０Ｎ°（Ｎは整数）の位置にそれぞれ１又は２
以上の周波数調整用の突起が形成されていることを特徴
とする円偏波マイクロストリップアンテナ。
【請求項２】請求項１記載の円偏波マイクロストリッ
プアンテナにおいて、放射導体は、周波数調整用の突起
に代えて切欠が形成されていることを特徴とする円偏波
マイクロストリップアンテナ。
【請求項３】誘電体基板の一方面に接地導体が形成さ
れるとともに、他方面に放射導体が形成され、該放射導
体に偏心させて設けられた第１の給電点と第２の給電点
とにそれぞれ給電される円偏波マイクロストリップアン
テナであって、上記放射導体はその外周縁端部であっ
て、中心と上記第１の給電点とを結ぶ方向に対して０°
及び１８０°の位置及び中心と上記第２の給電点とを結
ぶ方向に対して０°及び１８０°の位置にそれぞれ１又
は２以上の周波数調整用の突起が形成されていることを
特徴とする円偏波マイクロストリップアンテナ。
【請求項４】請求項３記載の円偏波マイクロストリッ
プアンテナにおいて、放射導体は、周波数調整用の突起
に代えて切欠が形成されていることを特徴とする円偏波
マイクロストリップアンテナ。