JPS583407B2 - プリントアンテナ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はアンテナ素子が形成される誘電体基板をアンテ
ナ素子および給電回路の保護体として兼用するようにし
たプリントアンテナに関する。

従来のプリントアンテナには、第１図〜第４図に示すよ
うな種々の形式のものがある。

第１図は誘電体基板１の一方の面にアンテナ素子２をプ
リント形成し、基板１に他方側より貫通してアンテナ素
子２に接続された同軸線路３により給電を行なうもので
ある。

４は金属反射板である。第２図は誘電体基板１の両面に
アンテナ素子２ａ，２ｂを形成したもので、給電はマイ
クロストリップ線路により行なわれる。

第３図は誘電体基板１の一方の面上に形成した導体膜５
に放射素子となるスロット６を設け、他方の面上に形成
したマイクロストリップ線路７により給電を行なうもの
である。

第４図は誘電体基板１の一方の面にアンテナ素子２およ
び給電用マイクロストリップ線路７を形成し、他方の面
に導体膜８を一様に形成したものである。

この種のアンテナは通常粋組に装着されて使用される。

たの場合、上記従来のアンテナはいずれも基板両面にア
ンテナ素子や給電回路が配置されるので、耐環境性を良
くするため、枠組に装着したとき外部に露出する側のア
ンテナ素子や給電用導体をなんらかの方法により保護す
る必要がある。

従来、このために露出する側を非腐蝕性金属例えば金メ
ッキで被覆したり、レドームと呼ばれる保護体を被せた
りすることが行なわれている。

しかしながら、これらの方法は製作工程が煩雑となった
り、設備工事が大掛りとなり、費用も相当かかるという
欠点がある。

本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、専用の保護
体を特別に設けることなくアンテナ素子や給電回路を外
的環境条件から保護し得るようにしたプリントアンテナ
を提供することを目的とする。

以下図面を参照して本発明の一実施例を説明する。

第５図は本発明の一実施例のプリントアンテナの構成を
示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（Ｃ）は
アンテナ素子と給電回路との接続状態を示す斜視図であ
る。

この図において、１１は誘電体基板で、その一方の面上
には一対の帯状アンテナ素子１ ２ａ ， １ ２ｂが
プリント形成されている。

そしてアンテナ素子１２ａ，１２ｂには給電回路１３が
接続されている。

すなわち、１４は給電用同軸線路で、その外導体１５の
一端はアンテナ素子１２ｂに接続され、また中心導体１
６の一端は外導体１５の一端部の切欠部１７より外導体
１５およびアンテナ素子１２ｂに接触しないように導出
されてアンテナ素子１２ａに接続されている。

アンテナ素子１２ａにはさらに所定長のバラン回路導体
１８の一端が接続され、この導体１８の他端はバラン回
路用短絡板１９を介して同軸線路１４の外導体１５と接
続されている。

バラン回路導体１８、バラン回路用短絡板１９および外
導体１５の短絡板１９よりアンテナ素子１２ｂ側の部分
はバラン回路２０を構成している。

このバラン回路２０は不平衡線路である給電用同軸線路
１４と平衡線路であるアンテナ素子１ ２ａ ， １
２ｂ相互間の変換回路である。

この場合、アンテナ素子１２ａ１２ｂからバラン回路２
０側をみた入力インピーダンスＺｉｎは、バラン回路２
０の特性インピーダンスをｚｂ、給電点からバラン回路
用短絡板１９までの距離をｔｂ、波長をλとすると、 （但しβ−２π／λ） で表わされる。

通常バラン回路ではｔｂ＝２π／λに選ばれるので、こ
の場合Ｚｉｎは最大値をとり、アンテナ素子１２ａ，１
２ｂ上の平衡電流成分は給電用同軸線路１４へ流れ、ア
ンテナ素子１２ａ，１２ｂと給電用同軸線路１４相互間
の変換が能率よく行なわれる。

なお、図中２１は電波を前面側に反躬させるための金属
性反射板である。

ここで本発明では誘電体基板１１の他方の面には導体等
の素子を− 切配置せず、この面を外部に露出きせて誘
電体基板１１を後述する如く給電回路１３の周囲に設け
られた枠組の開口部にこの開口部を塞ぐように装着する
ことによって、誘電体基板１１をプリント基板としての
みでなく、アンテナ素子１２ａ，１２ｂおよび給電回路
１３を外的環境条件から保護するための保護体として兼
用しようとするものである。

誘電体基板１１にこのような保護体としての作用をもた
せるには、その材料は電気的にはプリント基板としての
条件と同じく低損失であること（誘電体損失が小さいこ
と）と、電波が通過するときの屈折や散乱を少なくする
ため誘電率があまり大きくないこと（比誘電率があまり
小さくないこと）が要求される。

発明者らが種々検討した結果によると、誘電体損失１×
１０−２以下、比誘電率４．０以下であれば実用上十分
であることが確認された。

一方、誘電体基板１１を保護体として用いる場合に要求
される機械的条件は、比較的軽量で、耐環境性特に雨水
に対し強く、さらに機械的強度（特に抗張力、抗曲力）
が十分強いことである。

このような条件を満たす誘電体材料としては、合成樹脂
を主体としかつガラス繊維を含ませたものが適当である
。

なお、上記合成樹脂としてはテフロン、ポリエステル、
ポリエチレン等種々のものが使用できる。

このような材料からなる誘電体基板は機械的に十分な強
度および柔軟性をもち、しかも撥水性がよく、かつ侵水
性がないので、アンテナ素子１２ａ，１２ｂや給電回路
１３の損傷はもちろん雨水等の侵入による錆等の腐蝕の
発生をも確実に防止できることが確認された。

このように本発明によればプリント基板に上述したよう
な誘電体基板を使用し、かつその一方の面側にのみアン
テナ素子や給電回路を構成し、他方の面はなんら素子を
配置せずに外部に露出させることによって、上記基板に
従来のレーダ用プリントアンテナにおけるレドームと同
等な役目をもたせることができる。

すなわち、従来のように専用の保護体を設けることなく
、簡単かつ確実にアンテナ素子および給電回路を外的環
境条件から保護でき、製作面、費用面で極めて有効であ
る。

また本発明のアンテナは大面積の誘電体基板上に多数の
アンテナ素子を同時にフォトエツヂングにより形成でき
、量産に適している。

特にフエイズドアレイ・レーダアンテナのごとくアンテ
ナ素子を一定間隔で縦横に配列する形成のアンテナにお
いては、配列間隔の誤差が直接レーダの性能低下につな
がるが、本発明によれば多数のアンテナ素子を一度に精
度よく形成できるので、この誤差は問題にならない程小
さくでき、特に使用周波数が高い場合ほどその効果は大
きい。

さらに本発明によれば誘電体基板の柔軟性を活用して、
コンフオーマルアレイレレーダのごとく曲面をもった多
素子配列アンテナも容易に得ることができる。

第６図〜第９図は本発明を多素子配列アンテナに適用し
た場合の構成例を示したものである。

第６図は平面配列の場合の例で、数個ないし数十個のア
ンテナ素子を同一誘電体基板上にプリント形成したもの
を１つのアレイアンテナユニット３１とし、このユニッ
ト３１を複数個縦横にならべて一体化したものをアンテ
ナ素子の形成面と反対側の面が外部に露出するように、
枠組３２に装着したものである。

なお、各ユニット相互間には適当なシーリング剤を充填
する。

３３は給電線である。第７図は第６図とほぼ同様である
が、前述したように誘電体基板の柔軟性を利用して、配
列を曲面状にした場合の例である。

第８図および第９図は第７図の応用で、第８図は配列を
円筒状にした例、第９図は半球状（ドーム状）とした例
である。

なお、アンテナ素子のパタンは第５図に示したものに限
定されず、例えば第１図に示したようなバタンでもよい
。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は従来のプリントアンテナの種種の構成
例を示す図で、それぞれａ図は正面図、ｂ図は側断面図
、第５図は本発明の一実施例のプリントアンテナの構成
を示す図で、ａ図は正面図、ｂ図は側面図、Ｃ図は斜視
図、第６図〜第９図は本発明を適用した多素子配列アン
テナの構成例を示す図で、第６図および第７図の各ａ図
は斜視図、ｂ図は側断面図、第８図および第９図は斜視
図である。 １１・・・・・・誘電体基板、１２ａ，１２ｂ・・・・
・・アンテナ素子、１３・・・・・・給電回路、１４・
・・・・・給電用同軸線路、１５・・・・・・同軸線路
外導体、１６・・・・・・同軸線路中心導体、１７・・
・・・・切欠部、１８・・・・・・バラン回路導体、１
９・・・・・・バラン回路用短絡板、２０・・・・・・
バラン回路、２１・・・・・・金属性反射板、３１・・
・・・・アレイアンテナユニット、３２・・・・・・枠
組、３３・・・・・・給電線。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 誘電体基板と、この基板の一方の面上にプリント形
   成されたアンテナ素子と、このアンテナ素子に前記基板
   を貫通することなく直接接続され前記基板の一方の面側
   に配置された給電回路とを具備し、前記基板を合成樹脂
   にガラス繊維を混入させてなる誘電体損失１×１０−２
   以下、比誘電率４．０以下の材料で形成するとともに、
   その他方の面を外部に露出させて前記給電回路の周囲に
   設けられた枠組の開口部にこの開口部を塞ぐように装着
   することにより、前記基板を前記アンテナ素子および給
   電回路の保護体として兼用したことを特徴とするプリン
   トアンテナ。