JPH06112730A - マイクロストリップアンテナ - Google Patents
マイクロストリップアンテナInfo
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- JPH06112730A JPH06112730A JP4260127A JP26012792A JPH06112730A JP H06112730 A JPH06112730 A JP H06112730A JP 4260127 A JP4260127 A JP 4260127A JP 26012792 A JP26012792 A JP 26012792A JP H06112730 A JPH06112730 A JP H06112730A
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- antenna
- thickness
- microstrip patch
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 マイクロストリップアンテナにおいて、アン
テナ特性の周波数広帯域化を図る。 【構成】 比誘電率の異なる少なくとも２層以上の誘電
体板１３，１４を用い、これら複数の誘電体板１３，１
４を挟み、互いに対向して設けられた少なくとも２個以
上の放射マイクロストリップパッチ素子１１および共通
の接地導体板１２を有し、複数の誘電体板１３，１４
は、それぞれの厚さが一定でなく、積層した時の総厚が
一定となるように厚さを変化させることにより、誘電体
積層板おいて等価的に厚さの変化方向に比誘電率も変化
し、この比誘電率の変化とともに放射マイクロストリッ
プパッチ素子１１の共振周波数を変化させ、その出力を
合成することで周波数の広帯域化を図る。
テナ特性の周波数広帯域化を図る。 【構成】 比誘電率の異なる少なくとも２層以上の誘電
体板１３，１４を用い、これら複数の誘電体板１３，１
４を挟み、互いに対向して設けられた少なくとも２個以
上の放射マイクロストリップパッチ素子１１および共通
の接地導体板１２を有し、複数の誘電体板１３，１４
は、それぞれの厚さが一定でなく、積層した時の総厚が
一定となるように厚さを変化させることにより、誘電体
積層板おいて等価的に厚さの変化方向に比誘電率も変化
し、この比誘電率の変化とともに放射マイクロストリッ
プパッチ素子１１の共振周波数を変化させ、その出力を
合成することで周波数の広帯域化を図る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、周波数特性を広帯域化
したマイクロストリップアンテナに関するものである。
した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】従来のマイクロストリップアンテナは、
図１０に示すように、互いに対向する複数の放射マイク
ロストリップパッチ素子１と共通の接地導体板２との間
に一定の比誘電率を有する一枚の誘電体板３を挟み、給
電回路４によりそれぞれの放射マイクロストリップパッ
チ素子１の出力を合成し、給電点（ＥＰ）に導いてい
た。この場合、アンテナ利得は、図１１に示すように狭
帯域であり、またアンテナ電圧定在波比（以下、ＶＳＷ
Ｒという）も、図１２に示すように周波数帯域幅の狭い
狭帯域であった。
図１０に示すように、互いに対向する複数の放射マイク
ロストリップパッチ素子１と共通の接地導体板２との間
に一定の比誘電率を有する一枚の誘電体板３を挟み、給
電回路４によりそれぞれの放射マイクロストリップパッ
チ素子１の出力を合成し、給電点（ＥＰ）に導いてい
た。この場合、アンテナ利得は、図１１に示すように狭
帯域であり、またアンテナ電圧定在波比（以下、ＶＳＷ
Ｒという）も、図１２に示すように周波数帯域幅の狭い
狭帯域であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来のマ
イクロストリップアンテナは、アンテナ特性の周波数特
性が狭帯域であり、適用範囲が限られるという問題があ
った。
イクロストリップアンテナは、アンテナ特性の周波数特
性が狭帯域であり、適用範囲が限られるという問題があ
った。
【０００４】本発明は、このような従来の問題を解決す
るものであり、アンテナの周波数特性を広帯域化したマ
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
ものである。
るものであり、アンテナの周波数特性を広帯域化したマ
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
ものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、互いに積層された比誘電率の異なる少な
くとも２層以上の誘電体板を用い、それぞれの誘電体板
の厚さの比を変化させ、複数の誘電体板を積層したとき
の総厚が一定となるように構成し、この積層板の上面に
少なくとも２個以上の複数の放射マイクロストリップパ
ッチ素子と、この放射マイクロストリップパッチ素子の
出力を合成、分岐する給電回路とを設け、裏面は全面を
共通の接地導体板として構成したものである。
成するために、互いに積層された比誘電率の異なる少な
くとも２層以上の誘電体板を用い、それぞれの誘電体板
の厚さの比を変化させ、複数の誘電体板を積層したとき
の総厚が一定となるように構成し、この積層板の上面に
少なくとも２個以上の複数の放射マイクロストリップパ
ッチ素子と、この放射マイクロストリップパッチ素子の
出力を合成、分岐する給電回路とを設け、裏面は全面を
共通の接地導体板として構成したものである。
【０００６】
【作用】本発明は、上記構成により、誘電体積層板にお
いて、等価的に厚さの比の変化方向に比誘電率が変化
し、比誘電率の変化とともに放射マイクロストリップパ
ッチ素子の共振周波数を変化させ、給電回路にて合成す
ることにより周波数の広帯域化が実現される。
いて、等価的に厚さの比の変化方向に比誘電率が変化
し、比誘電率の変化とともに放射マイクロストリップパ
ッチ素子の共振周波数を変化させ、給電回路にて合成す
ることにより周波数の広帯域化が実現される。
【０００７】
【実施例】図１は本発明の第１の実施例におけるマイク
ロストリップアンテナの斜視図であり、図２は同アンテ
ナの断面図である。図２の（ａ）はｙｚ方向の断面、
（ｂ）はｘｚ方向の断面を示す。図１および図２におい
て、１１（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ）、１１’
（１１’ａ，１１’ｂ，１１’ｃ，１１’ｄ）は放射マ
イクロストリップパッチ素子、１２は接地導体板、１３
は第１の誘電体板、１４は第２の誘電体板、１５は給電
回路である。放射マイクロストリップパッチ素子１１お
よび給電回路１５は、各誘電体板１３、１４の両面に、
金、銀、銅、アルミ等の導体板または導体層を熱圧着ま
たは接着剤等で積層し、その一方の面にエッチング等の
手段により形成したものである。誘電体板１３、１４
は、２層以上で構成してもよい。
ロストリップアンテナの斜視図であり、図２は同アンテ
ナの断面図である。図２の（ａ）はｙｚ方向の断面、
（ｂ）はｘｚ方向の断面を示す。図１および図２におい
て、１１（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ）、１１’
（１１’ａ，１１’ｂ，１１’ｃ，１１’ｄ）は放射マ
イクロストリップパッチ素子、１２は接地導体板、１３
は第１の誘電体板、１４は第２の誘電体板、１５は給電
回路である。放射マイクロストリップパッチ素子１１お
よび給電回路１５は、各誘電体板１３、１４の両面に、
金、銀、銅、アルミ等の導体板または導体層を熱圧着ま
たは接着剤等で積層し、その一方の面にエッチング等の
手段により形成したものである。誘電体板１３、１４
は、２層以上で構成してもよい。
【０００８】上記第１の実施例において、互いに比誘電
率の異なる第１の誘電体板１３および第２の誘電体板１
４の厚さは、第１の誘電体板１３の場合はｄ１からｄ
２，ｄ３、第２の誘電体板１４の場合はｄ４からｄ５，
ｄ６へと直線的、段階的または曲線的に変化し（上記実
施例では直線的に変化）、そのｄ１とｄ４、ｄ２とｄ
５、ｄ３とｄ６の和が常に一定（ｄ＝ｄ’）となるよう
に構成されている。また第１の誘電体板１３と第２の誘
電体板１４を挟んで、上面に放射マイクロストリップパ
ッチ素子１１，１１’、下面に接地導体板１２を設け、
放射マイクロストリップパッチ素子１１，１１’と同一
面に給電回路１５を設けてある。この場合、放射マイク
ロストリップパッチ素子１１は２つの誘電体板１３、１
４の厚さの変化方向に少なくとも２個以上を有している
ことが必要である。
率の異なる第１の誘電体板１３および第２の誘電体板１
４の厚さは、第１の誘電体板１３の場合はｄ１からｄ
２，ｄ３、第２の誘電体板１４の場合はｄ４からｄ５，
ｄ６へと直線的、段階的または曲線的に変化し（上記実
施例では直線的に変化）、そのｄ１とｄ４、ｄ２とｄ
５、ｄ３とｄ６の和が常に一定（ｄ＝ｄ’）となるよう
に構成されている。また第１の誘電体板１３と第２の誘
電体板１４を挟んで、上面に放射マイクロストリップパ
ッチ素子１１，１１’、下面に接地導体板１２を設け、
放射マイクロストリップパッチ素子１１，１１’と同一
面に給電回路１５を設けてある。この場合、放射マイク
ロストリップパッチ素子１１は２つの誘電体板１３、１
４の厚さの変化方向に少なくとも２個以上を有している
ことが必要である。
【０００９】ところで、一般に第１層の厚さｄ１’、比
誘電率ｅ１、第２層の厚さｄ２’、比誘電率ｅ２なる２
枚の誘電体板を積層した場合の等価比誘電率ｅおよび誘
電体厚さの比ｄ１’／（ｄ１’＋ｄ２’）との関係は、
図７に示すようになり、誘電体板厚の比の変化とともに
等価比誘電率ｅが変化することが分かる。このことか
ら、図２の断面図に示すように比誘電率の異なる第１の
誘電体板１３と第２の誘電体板１４を積層した場合の各
誘電体厚さの変化方向における等価比誘電率ｅも変化す
ることが分かる。この等価比誘電率ｅの変化に伴い、図
２の誘電体厚さの変化方向に配置したほぼ同一寸法の放
射マイクロストリップパッチ素子１１ａ，１１ｂ，１１
ｃ，１１ｄの下面付近の等価比誘電率をｅ１１，ｅ１
２，ｅ１３，ｅ１４とし、放射マイクロストリップパッ
チ素子１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄの幅寸法を図１
に示すようにａとすると、その共振周波数ｆはおよそ次
式（１）で表わされる。 ｆ Ｃ０／２×ａ ｅ…（１） 但し、Ｃ０は光速である。式（１）から等価比誘電率ｅ
が、ｅ１１，ｅ１２，ｅ１３，ｅ１４と変化すると、放
射マイクロストリップパッチ素子１１ａ，１１ｂ，１１
ｃ，１１ｄの共振周波数も、 ｆ１ Ｃ０／２×ａ ｅ１１ ｆ２ Ｃ０／２×ａ ｅ１２ ｆ３ Ｃ０／２×ａ ｅ１３ ｆ４ Ｃ０／２×ａ ｅ１４ と変化する。これを示したのが図３であり、横軸を共振
周波数ｆ、縦軸をアンテナ利得Ｇにとると、共振周波数
ｆは、それぞれｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４となる。この状
態で各放射マイクロストリップパッチ素子１１を図１に
示すように直列に接続し、給電回路１５にて合成するこ
とにより、図４のようにアンテナ全体でみたアンテナ利
得は広帯域となる。また同様にアンテナＶＳＷＲは、放
射マイクロストリップパッチ素子１１ａ，１１ｂ，１１
ｃ，１１ｄに対する最良となる共振周波数ｆ１，ｆ２，
ｆ３，ｆ４が図５に示すようになり、これらを直列接続
し、給電回路１５にて合成した場合、合成後のアンテナ
ＶＳＷＲは図６に示すように広帯域となる。
誘電率ｅ１、第２層の厚さｄ２’、比誘電率ｅ２なる２
枚の誘電体板を積層した場合の等価比誘電率ｅおよび誘
電体厚さの比ｄ１’／（ｄ１’＋ｄ２’）との関係は、
図７に示すようになり、誘電体板厚の比の変化とともに
等価比誘電率ｅが変化することが分かる。このことか
ら、図２の断面図に示すように比誘電率の異なる第１の
誘電体板１３と第２の誘電体板１４を積層した場合の各
誘電体厚さの変化方向における等価比誘電率ｅも変化す
ることが分かる。この等価比誘電率ｅの変化に伴い、図
２の誘電体厚さの変化方向に配置したほぼ同一寸法の放
射マイクロストリップパッチ素子１１ａ，１１ｂ，１１
ｃ，１１ｄの下面付近の等価比誘電率をｅ１１，ｅ１
２，ｅ１３，ｅ１４とし、放射マイクロストリップパッ
チ素子１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄの幅寸法を図１
に示すようにａとすると、その共振周波数ｆはおよそ次
式（１）で表わされる。 ｆ Ｃ０／２×ａ ｅ…（１） 但し、Ｃ０は光速である。式（１）から等価比誘電率ｅ
が、ｅ１１，ｅ１２，ｅ１３，ｅ１４と変化すると、放
射マイクロストリップパッチ素子１１ａ，１１ｂ，１１
ｃ，１１ｄの共振周波数も、 ｆ１ Ｃ０／２×ａ ｅ１１ ｆ２ Ｃ０／２×ａ ｅ１２ ｆ３ Ｃ０／２×ａ ｅ１３ ｆ４ Ｃ０／２×ａ ｅ１４ と変化する。これを示したのが図３であり、横軸を共振
周波数ｆ、縦軸をアンテナ利得Ｇにとると、共振周波数
ｆは、それぞれｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４となる。この状
態で各放射マイクロストリップパッチ素子１１を図１に
示すように直列に接続し、給電回路１５にて合成するこ
とにより、図４のようにアンテナ全体でみたアンテナ利
得は広帯域となる。また同様にアンテナＶＳＷＲは、放
射マイクロストリップパッチ素子１１ａ，１１ｂ，１１
ｃ，１１ｄに対する最良となる共振周波数ｆ１，ｆ２，
ｆ３，ｆ４が図５に示すようになり、これらを直列接続
し、給電回路１５にて合成した場合、合成後のアンテナ
ＶＳＷＲは図６に示すように広帯域となる。
【００１０】図８は本発明の第２の実施例におけるマイ
クロストリップアンテナの断面図であり、比誘電率の異
なる２枚の誘電体板２３，２４の厚さが、曲線的に変化
している場合を示してあり、これら複数の誘電体板２
３，２４を挟み、互いに対向して設けられた複数の放射
マイクロストリップパッチ素子２１と接地導体板２２と
を有する。このような構成においても同様な作用効果を
有する。
クロストリップアンテナの断面図であり、比誘電率の異
なる２枚の誘電体板２３，２４の厚さが、曲線的に変化
している場合を示してあり、これら複数の誘電体板２
３，２４を挟み、互いに対向して設けられた複数の放射
マイクロストリップパッチ素子２１と接地導体板２２と
を有する。このような構成においても同様な作用効果を
有する。
【００１１】図９は本発明の第３の実施例におけるマイ
クロストリップアンテナの断面図であり、比誘電率の異
なる２枚の誘電体板３３，３４の厚さが、段階的に変化
している場合を示すものであり、これら複数の誘電体板
３３，３４を挟み、互いに対向して設けられた複数の放
射マイクロストリップパッチ素子３１と接地導体板３２
とを有する。このような構成においても同様な作用効果
を有する。
クロストリップアンテナの断面図であり、比誘電率の異
なる２枚の誘電体板３３，３４の厚さが、段階的に変化
している場合を示すものであり、これら複数の誘電体板
３３，３４を挟み、互いに対向して設けられた複数の放
射マイクロストリップパッチ素子３１と接地導体板３２
とを有する。このような構成においても同様な作用効果
を有する。
【００１２】
【発明の効果】本発明は、上記実施例から明らかなよう
に、互いに積層される比誘電率の異なる誘電体板の厚さ
を変化させ、その厚さの変化方向に複数の放射マイクロ
ストリップパッチ素子を設け、その出力を合成すること
により、アンテナ全体のアンテナ特性であるアンテナ利
得およびアンテナＶＳＷＲを広帯域化することができ
る。
に、互いに積層される比誘電率の異なる誘電体板の厚さ
を変化させ、その厚さの変化方向に複数の放射マイクロ
ストリップパッチ素子を設け、その出力を合成すること
により、アンテナ全体のアンテナ特性であるアンテナ利
得およびアンテナＶＳＷＲを広帯域化することができ
る。
【図１】本発明の第１の実施例におけるマイクロストリ
ップアンテナの斜視図
ップアンテナの斜視図
【図２】（ａ）同アンテナのｙｚ方向の断面図 （ｂ）同アンテナのｘｚ方向の断面図
【図３】同アンテナにおける放射マイクロストリップパ
ッチ素子個々の共振周波数特性図
ッチ素子個々の共振周波数特性図
【図４】同アンテナにおける放射マイクロストリップパ
ッチ素子を給電回路で合成したときのアンテナ利得周波
数特性図
ッチ素子を給電回路で合成したときのアンテナ利得周波
数特性図
【図５】同アンテナにおける放射マイクロストリップパ
ッチ素子個々のアンテナＶＳＷＲ周波数特性図
ッチ素子個々のアンテナＶＳＷＲ周波数特性図
【図６】同アンテナにおける放射マイクロストリップパ
ッチ素子を給電回路で合成したときのアンテナＶＳＷＲ
周波数特性図
ッチ素子を給電回路で合成したときのアンテナＶＳＷＲ
周波数特性図
【図７】比誘電率が異なる２枚の誘電体板を積層したと
きの基板厚の比と等価比誘電率の関係を示す特性図
きの基板厚の比と等価比誘電率の関係を示す特性図
【図８】本発明の第２の実施例におけるマイクロストリ
ップアンテナの断面図
ップアンテナの断面図
【図９】本発明の第３の実施例におけるマイクロストリ
ップアンテナの断面図
ップアンテナの断面図
【図１０】（ａ）従来例におけるマイクロストリップア
ンテナの斜視図 （ｂ）同アンテナの断面図
ンテナの斜視図 （ｂ）同アンテナの断面図
【図１１】同アンテナにおけるアンテナ利得周波数特性
図
図
【図１２】同アンテナにおけるアンテナＶＳＷＲ周波数
特性図
特性図
１１，２１，３１ 放射マイクロストリップパッチ素子 １２，２２，３２ 接地導体板 １３，２３，３３ 第１の誘電体板 １４，２４，３４ 第２の誘電体板 １５ 給電回路 ＦＰ 給電点
Claims (2)
- 【請求項１】 互いに積層された比誘電率の異なる複数
の誘電体板と、これら複数の誘電体板を挟み、互いに対
向して設けられた複数の放射マイクロストリップパッチ
素子と共通の接地導体板とを有し、前記複数の誘電体板
は、それぞれの厚さが一定でなく、面方向をｘｙ方向、
厚さ方向をｚ方向とした場合、ｘｙ方向の変化とともに
ｚ方向での厚さが変化し、これら複数の誘電体板を積層
した時の総厚が一定となるように積層したことを特徴と
するマイクロストリップアンテナ。 - 【請求項２】 複数の誘電体板の上面に、誘電体板の厚
さの変化方向に少なくとも２個以上のほぼ同寸法の放射
マイクロストリップパッチ素子を設け、これら放射マイ
クロストリップパッチ素子と同一面に給電回路を設けた
ことを特徴とする請求項１記載のマイクロストリップア
ンテナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26012792A JP3280716B2 (ja) | 1992-09-29 | 1992-09-29 | マイクロストリップアンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26012792A JP3280716B2 (ja) | 1992-09-29 | 1992-09-29 | マイクロストリップアンテナ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06112730A true JPH06112730A (ja) | 1994-04-22 |
| JP3280716B2 JP3280716B2 (ja) | 2002-05-13 |
Family
ID=17343674
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26012792A Expired - Fee Related JP3280716B2 (ja) | 1992-09-29 | 1992-09-29 | マイクロストリップアンテナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3280716B2 (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11136023A (ja) * | 1997-10-27 | 1999-05-21 | Nec Corp | マイクロストリップアンテナ |
| JP2004096259A (ja) * | 2002-08-30 | 2004-03-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 多周波マイクロストリップアンテナ |
| JP2005198335A (ja) * | 2005-02-08 | 2005-07-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 複共振型誘電体アンテナ及び車載無線装置 |
| WO2013142216A1 (en) * | 2012-03-22 | 2013-09-26 | Hrl Laboratories, Llc | Dielectric artificial impedance surface antenna |
| US9312602B2 (en) | 2012-03-22 | 2016-04-12 | Hrl Laboratories, Llc | Circularly polarized scalar impedance artificial impedance surface antenna |
| US9917345B2 (en) | 2013-01-28 | 2018-03-13 | Hrl Laboratories, Llc | Method of installing artificial impedance surface antennas for satellite media reception |
| US9954284B1 (en) | 2013-06-28 | 2018-04-24 | Hrl Laboratories, Llc | Skylight antenna |
| WO2021153035A1 (ja) * | 2020-01-30 | 2021-08-05 | 株式会社村田製作所 | アンテナ装置 |
| CN115173048A (zh) * | 2022-07-27 | 2022-10-11 | 上海电力大学 | 一种基于光子晶体基板的多频高增益太赫兹微带天线 |
| JP2022544107A (ja) * | 2019-08-07 | 2022-10-17 | レイセオン カンパニー | エッジ効果を軽減させたフェーズド・アレイ・アンテナ |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002217638A (ja) * | 2001-01-23 | 2002-08-02 | Mitsubishi Electric Corp | アンテナ装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3166043B2 (ja) | 1992-01-22 | 2001-05-14 | 松下電器産業株式会社 | マイクロストリップアンテナ |
| JP3167177B2 (ja) | 1992-05-25 | 2001-05-21 | 松下電器産業株式会社 | マイクロストリップラインアンテナ |
-
1992
- 1992-09-29 JP JP26012792A patent/JP3280716B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (15)
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