JPH0575339A - 平面アンテナ - Google Patents

平面アンテナ

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Publication number
JPH0575339A
JPH0575339A JP23356591A JP23356591A JPH0575339A JP H0575339 A JPH0575339 A JP H0575339A JP 23356591 A JP23356591 A JP 23356591A JP 23356591 A JP23356591 A JP 23356591A JP H0575339 A JPH0575339 A JP H0575339A
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JP
Japan
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sub
feeding
circuit board
arrays
apertures
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP23356591A
Other languages
English (en)
Inventor
Katsuya Tsukamoto
活也 塚本
Takeshi Saito
齋藤  健
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】高効率と、交差偏波特性の改善が図れる平面ア
ンテナを提供するにある。 【構成】放射回路板1はアパーチャ4を20mm間隔で1
6行16列に打ち抜いてあり、この内半数(128素
子)を残りの半数に対して90度回転させた形で打抜
き、半数ずつのブロックでサブアレイA,Bを構成す
る。給電回路板2はプリント基板を用いてエッチング加
工により給電回路5を形成したものである。給電プロー
ブ6は給電線路パータンの先端に結合したもので、半数
を残りの半数に対して90度回転させた形で形成してお
り、アパーチャ4に対する電磁結合部分はサブアレイ
A,B間で90度の位相差を持つように給電線路の長さ
を調整している。地導体板3は例えば2mm厚の市販のア
ルミニウム板のような金属板を用いて形成されるもので
ある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、平面アンテナに関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来の平面アンテナはストリップ線路を
クランク状に折り曲げて構成したものや、複数のパッチ
素子で構成するものが提案されてきた。ところが、これ
らは一般的に狭帯域のために300〜400MHzに亘
る放送帯域で充分な性能を持つことが困難であった。更
には給電線路からの損失も大きく効率的な改善も困難で
あった。
【0003】そこで高効率、広帯域化の為に地導体板、
給電回路板、放射回路板からなるトリプレート型平面ア
ンテナが開発され、パラポラアンテナと同程度の受信性
能を有するに至った。更には、広帯域に亘る交差偏波特
性の確保のために、上記アンテナ構成で位相差を持った
2つの素子(ペア素子)をサブアレイとし、これらを複
数個組み合わせてアンテナを構成する方策も提案されて
いる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらペア素子
化の場合は効率が悪化し、効率の向上と交差偏波特性の
確保との両立が困難であった。つまり平面アンテナにお
いて、高効率かつ高交差偏波特性を有する技術開発は従
来までは不十分であった。
【0005】本発明は上述の問題点に鑑みて為されたも
ので、その目的とするところは高効率と、交差偏波特性
の改善が図れる平面アンテナを提供するにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに請求項1記載の発明は、地導体板、給電回路板、放
射回路板からなり、放射回路板の放射素子を形成するア
パーチャと、給電回路板の給電線路に付加した給電プロ
ーブとを電磁気的に結合させる平面アンテナにおいて、
複数のアパーチャで構成するサブアレイを複数放射回路
板に設け、夫々のサブアレのアパーチャに対して各サブ
アレイ間で位相差をもって給電する給電プローブを給電
回路板の給電線路に付加したものである。
【0007】請求項2記載の発明は、請求項1記載の発
明において、放射回路板を金属板で構成するとともに、
上記アパーチャを、円形若しくは正多角形で中心から4
5度の方向で外方向に連設した切欠部分、或いは内方向
に突出した突起部分を持つ孔により形成したものであ
る。請求項3記載の発明は、同じアパーチャの数からな
る2つのサブアレイを設けた放射回路板を用い、サブア
レイ間の給電の位相差を90度とするとともに、各サブ
アレイのアパーチャの配置関係を互いサブアレイ間で9
0度回転した関係に設定したものである。
【0008】請求項4記載の発明は各サブアレイ間を接
続部分を除いて電波吸収要素で仕切って、各サブアレイ
を互いに独立させたものである。
【0009】
【作用】而して、請求項1記載の発明の平面アンテナに
よれば、サブアレイのブロック毎の位相差給電により、
従来の位相差給電ペア素子を用いた場合に比べて給電回
路の簡素化が可能となるばかりでなく、アンテナの効率
を悪化を引き起こすことなく交差偏波特性の改善が図
れ、交差偏波性能の広帯域化と高効率化とが同時に達成
できる。
【0010】請求項2記載の発明では、円偏波に対応す
る平面アンテナが実現でき、また更に放射回路板が金属
板で且つ放射素子がアパーチャであるため、放射回路板
の製作には金属板の打抜き加工を用いることができて、
エッチングプロセスに比べて大幅なコストダウンが図
れ、またその剛性により各回路板間の間隔の精度を向上
させることができて、アンテナ性能のばらつきを極小化
できる。
【0011】特に請求項3記載の発明では、二つのサブ
アレイの90度の位相差給電及び回転配置により、円偏
波性能に優れた平面アンテナが実現できる。また請求項
4記載の発明では、各サブアレイ間を接続部分を除いて
電波吸収要素で仕切って、各サブアレイを互いに独立さ
せたものであるから、サブアレイ間のアイソレーション
が図れて、更に高効率化が実現できる。
【0012】
【実施例】以下本発明を実施例により説明する。 (実施例1)図1は本実施例1の一部を省略した分解斜
視図を示しており、この実施例では例えば0.4mm厚の
アルミニウムのような金属板に円偏波型のアパーチャ4
を複数個、縦横に等間隔で打ち抜いて放射回路板1を形
成し、この放射回路板1の各アパーチャ4に電磁気的に
結合が可能な給電プローブ6を付加した給電回路5をエ
ッチングにより形成した給電回路板2を放射回路板1の
下方に一定間隔だけ隔離して配置し、更にこの給電回路
板2の下方に市販のアルミニウム板のような金属板から
なる地導体板3を一定間隔だけ隔離して配置してある。
【0013】夫々の回路板は図2に示すように空間層或
いは誘電体層7で隔離してある。放射回路板1に形成し
たアパーチャ4は図3に示すように直径が13mmの円形
の孔に45度傾いた直径の両端に位置する孔の内縁より
内部方向に突起を突出させた形の孔により形成されたも
ので、本実施例1の放射回路板1では20mm間隔で16
行16列に打ち抜いてあり、この内半数(128素子)
を残りの半数に対して90度回転させた形で打抜き形成
してある。そして同じように配置した半数ずつのブロッ
クがサブアレイA,Bを構成する。
【0014】一方給電回路板2は本実施例ではプリント
基板を用いてエッチング加工により給電回路5を形成し
たもので、給電線路パータンの先端には給電プローブ6
を結合しており、上記アパーチャ4と同様に形成した給
電プローブ6の半数を、残りの半数に対して90度回転
させた形としており、対応するアパーチャ4との電磁結
合部分はサブアレイA,B間で90度の位相差を持つよ
うに給電線路の長さを調整している。
【0015】地導体板3は例えば2mm厚の市販のアルミ
ニウム板のような金属板を用いて形成したものである。
ここで放射回路板1と給電回路板2との間、給電回路板
2と地導体板3との間の誘電体7は、空気層或いはスペ
ーサとしての機能をもたせた発泡プラスチックシートか
らなる誘電体とする。
【0016】上述のように構成して得られた本実施例1
の平面アンテナのゲイン、交差偏波特性を測定したとこ
ろ11.5〜12.5GHzの広帯域(1GHz)に亘
り、64%以上の効率と、25dB以上の交差偏波特性
が得られているのが確認できた。 (実施例2)本実施例2は上記実施例1の128素子か
らなるサブアレイA,B間の境界部分に図4、図5に示
すように地導体板3から立設した金属壁8のような電波
吸収要素により、サブアレイA,Bを仕切ったものであ
り、金属壁8の高さは放射回路板1に達する以上の高さ
とする。
【0017】而して本実施例の場合のアンテナ性能は、
金属壁8によるアイソレーション効果により、実施例1
の場合よりも更に向上したことが確認できた。尚金属壁
8の代わりに既存の所謂電波吸収体を用いても良い。 (実施例3)本実施例3は上記実施例1、2のアパーチ
ャ形状の代わりに図6に示すようにアパーチャ4の形状
を円形の孔に45度傾いた直径の両端に位置する孔の内
縁に連設するように切欠を設けた形の孔としている。本
実施例の場合も実施例1と同等の効果が確認できた。
【0018】(実施例4)上記実施例2のアパーチャ形
状の基本形を円形としているが、正方形としても良く、
本実施例4では図8に示すように正方形の一対の対角部
位に連設するように切欠を設けた形の孔によりアパーチ
ャ4を形成している。 (実施例5)上記各実施例では放射回路板1をアルミニ
ウム板からなる金属板にて形成したが、本実施例5は市
販のフレキシブルプリント基板の銅箔部分を導電板とし
て用いてアパーチャ4の形状をエッチング加工により形
成したもので、エッチングプロセスを必要とするが、ア
ンテナの性能は上記実施例と同等の効果が確認できた。
【0019】
【発明の効果】請求項1記載の発明の平面アンテナは、
地導体板、給電回路板、放射回路板からなり、放射回路
板の放射素子を形成するアパーチャと、給電回路板の給
電線路に付加した給電プローブとを電磁気的に結合させ
る平面アンテナにおいて、複数のアパーチャで構成する
サブアレイを複数放射回路板に設け、夫々のサブアレの
アパーチャに対して各サブアレイ間で位相差をもって給
電する給電プローブを給電回路板の給電線路に付加した
ものであるから、サブアレイのブロック毎の位相差給電
により給電回路の簡素化が可能となるばかりでなく、ア
ンテナの効率の悪化を引き起こすことなく交差偏波特性
の改善が図れ、交差偏波性能の広帯域化と高効率化とが
同時に達成できるという効果を奏する。
【0020】請求項2記載の発明は、放射回路板を金属
板で構成するとともに、上記アパーチャを、円形若しく
は正多角形で中心から45度の方向で外方向に連設した
切欠部分、或いは内方向に突出した突起部分を持つ孔に
より形成したので、円偏波に対応する平面アンテナにお
いて、請求項1記載の発明に対応する効果が得られ、し
かも放射回路板が金属板で構成され且つ放射素子がアパ
ーチャであるため、放射回路板の製作には金属板の打抜
き加工を用いることができてエッチングプロセスに比べ
て大幅なコストダウンが図れ、その上金属板を用いるた
め剛性に優れ、地導体板、給電回路板、放射回路板の間
隔の精度を向上させることができるため、アンテナのば
らつきを極小化できるという効果がある。
【0021】請求項3記載の発明は、同じアパーチャの
数からなる2つのサブアレイを設けた放射回路板を用
い、サブアレイ間の給電の位相差を90度とするととも
に、各サブアレイのアパーチャの配置関係を互いサブア
レイ間で90度回転した関係に設定したから、円偏波性
能に優れた平面アンテナが実現できるという効果があ
る。
【0022】請求項4記載の発明は、各サブアレイ間を
接続部分を除いて電波吸収要素で仕切って、各サブアレ
イを互いに独立させているから、サブアレイ間のアイソ
レーションが図れて、更に高効率化が図れるという効果
がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1の一部省略した分解斜視図で
ある。
【図2】本発明の実施例1の断面図である。
【図3】本発明の実施例1のアパーチャの形状説明図で
ある。
【図4】本発明の実施例2の一部省略した放射回路板の
上面図である。
【図5】本発明の実施例2の断面図である。
【図6】本発明の実施例3のアパーチャの形状説明図で
ある。
【図7】本発明の実施例4のアパーチャの形状説明図で
ある。
【符号の説明】
1 放射回路板 2 給電回路板 3 地導体板 4 アパーチャ 5 給電回路 6 給電プローブ A サブアレイ B サブアレイ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】地導体板、給電回路板、放射回路板からな
    り、放射回路板の放射素子を形成するアパーチャと、給
    電回路板の給電線路に付加した給電プローブとを電磁気
    的に結合させる平面アンテナにおいて、複数のアパーチ
    ャで構成するサブアレイを複数放射回路板に設け、夫々
    のサブアレのアパーチャに対して各サブアレイ間で位相
    差をもって給電する給電プローブを給電回路板の給電線
    路に付加したことを特徴とする平面アンテナ。
  2. 【請求項2】放射回路板を金属板で構成するとともに、
    上記アパーチャを、円形若しくは正多角形で中心から4
    5度の方向で外方向に連設した切欠部分、或いは内方向
    に突出した突起部分を持つ孔により形成したことを特徴
    とする請求項1記載の平面アンテナ。
  3. 【請求項3】同じアパーチャの数からなる2つのサブア
    レイを設けた放射回路板を用い、サブアレイ間の給電の
    位相差を90度とするとともに、各サブアレイのアパー
    チャの配置関係を互いサブアレイ間で90度回転した関
    係に設定したことを特徴とする請求項1記載の平面アン
    テナ。
  4. 【請求項4】各サブアレイ間を接続部分を除いて電波吸
    収要素で仕切って、各サブアレイを互いに独立させたこ
    とを特徴とする請求項1記載の平面アンテナ。
JP23356591A 1991-09-13 1991-09-13 平面アンテナ Withdrawn JPH0575339A (ja)

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JP23356591A JPH0575339A (ja) 1991-09-13 1991-09-13 平面アンテナ

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018198365A (ja) * 2017-05-23 2018-12-13 京セラ株式会社 アレイアンテナ基板

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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Effective date: 19981203