JPS5989007A - マイクロストリツプ・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】 不発□明はマイクロストリップ、アンテナないしはスト
リップ伝送線路アンテナの分野に関する。更に詳細には
、本発明は放送マイクシ波信号を受信する受信アンテナ
として使用する為の平担なマイクレストリップ。アンテ
ナに関する。

本発明はマイクロ波電送又は受信に一般的に有用である
が、本発明は直接衛星放送システム（ＤＳＢ）のテレビ
ジョン受信専用（Ｔｖｎｏ）アンテナとして知られてい
る分野について説明される。し力）シ、本発明は各種マ
イクル波通信システムの受信アンテナ又は送信アンテナ
として一般的に有用であることが分る。

テレビジョン放送及び受信システムの為のマイクロ波信
号の衛星伝送が益々高まるに応じて、衛星伝送マイクロ
波信号を受信する家庭用又はその他の商業用の信頼性、
耐久性に優れた合理的な安価なアンテナの要望が増大し
ている。この種形態の伝送システムに各種のパラボラア
ンテナが伝統的に使用されているが、これらは有効かつ
商業的に作動可能なテレビシロンマイクル波受信システ
ム用としては種々の間Ｎがある。他の問題として、この
種のパラボラアンテナは比較的高価であって、また確実
な信号受信、従って画質を保証する為に低風で十分に安
定ではないことが挙げられる。従って、これらは家庭又
はその他の商業テレビジ目ン受信システムとして毎日使
囲する目的には極めて適当なものとけ云えない。

マイクロ波伝送又は受信用のストリップ伝送線路アンテ
ナ又はマイクリストリップ、アンテナは、この種の従来
技術で公知である。

斯かるアンテナは、例えば、ジエノムズ及びウィルソン
の英国特許第１．、！；２９，３ｔ１号、エム、オリフ
ァント、ジュニアの米国特許第３、ワタ！、２７７号及
びエル、シャーロット、ジュニアの米国特許第３　、１
ｒ０３　、　ｊ２３号等に示されている。これら全ての
先行特許において、アンテナ構造は、一方面に導電性接
地面を有し、また他方面にストリップ伝送線路ないしは
マイクリストリップ、パターンを有する誘電体部材の積
層体から分る。誘電体材料の特性、特にその誘電率及び
散逸率の特性は、アンテナの性能に重要であることが周
知である。

従来のマイクリストリップ、アンテナは、適当な誘電体
材料を選択する場合に非常に高価なものと鬼って極めて
制約され、特にＴＶＲＯアンテナの大きさが例えば両側
が７乙Ｑｌｆｌｂら／（Ｌ？ａｒｎの方形構造ないしは
７１　ｃｍから１０．２ａｍの径を有する円形構造とな
ることなどを考察すると、ＴｖＲＯアンテナ用としては
従来のマイクリストリップ、アンテナは実用上適切では
ないものとなる。また、ＴＶＲＯアンテナＩＩｉ屋外に
使用されるので、このようなアンテナはその構成要素の
露出を保間するように耐候処理する必要がある。このよ
う寿処理は、回路パターン及び接地面を誘電体部材の外
面に設けるような従来のストリップ伝送線路アンテナな
いしけマイクロストリップ、アンテナにおいては特に重
要である。斯かる耐候処理は、ＴＶＲＯシステムにおけ
る従来のマイクロストリップ、アンテナを使用する場合
には更に経済的かつ実用上の諸問題が加わることとなる
。

仮に従来技術で構成した実用可能なＴＶＲＯアンテナで
有効に使用する場合、電気的諸特性及び耐候性の総合的
要求は、誘電体材料の選択を制限してしまう。低損失セ
ラミックは誘電体材料として良好な性能を与えるが、セ
ラミック基材のコスト及び制限される寸法の点でそれら
の規格外のものとなる。ＦＴＦｉ　（ポリテトラフルオ
四エチレン）基材又はその他のフルオルポリマー基材を
誘電体特性の観点ｔλら採用できる１１’　ｓそれら基
材のコストは家庭用又は一般の商業用としては不適当な
ものとなる。従って、経済的及びその他の実用上の難点
によって、商業的に実用可能であって採用可能な平担状
ＴＶＲＯアンテナは進展されかかった。

従来技術の前記並びにその他の問題は、本発明のマイク
リストリップ、アンテナによって克服ないし低減される
。本発明の好ましい実施例において、接地面とマイクロ
ストリップ回路とを各別に設ける為の両ガラス支持基材
を有し、また、これら接地面と回路パターンとの間に誘
電体として空気を備えるように平担状ＴＶＲＯアンテナ
が構成される。

本発明によれば、接地面は一方のガラス板上に金属化面
を設けることによって形成されている。マイクロストリ
ップ回路パターンは他方のガラス板上に形成された導電
性パターンムら構成される。これら両ガラス板は、接地
面と回路パターンが対向してその間に空隙を形成するよ
うに互いに離間させて組立てられる。この空隙は、回路
バ々−ンと接地面との間に誘電体を与えるように設けら
れるものである。このマイクレストリップ、アンテナは
、それ故、接地面と回路パターンとが適当に電気接続さ
れながらガラス板によって離間して設けられるように支
持され、また、その間に空気を有するように構成される
。回路パターンを設けるガラス板は仁の回路パターンが
風雨ＦＣ露出されることを防止するように形成されてい
るので、このＴＶＲＯアンテナの予命は著しく高められ
ることとなる。

以下、両図において同一要素に同一番号を付した図面を
参照して本発明を更に詳述すると、本発明の好ましい実
施例では、平担状マイクリストリップ、アンテナの接地
面及びマイクロストリップ回路パターンを設ける為の基
材としてガラスが用いられる。本発明で使用する′ガラ
スＶの用語は、ＴＶＲＯアンテナとして使用する為に適
当な誘電体特性を備えるものであれば、結晶化すること
なく確実外条件で冷却して塊りを製造できるような砂、
シリカ又はその他の材料を溶融して形成される各種の非
結晶質無機物の透明ないしは半透明材か若しくは透明で
硬く非結晶性のガラスに類似する種々の無機物又は有機
物等を意味しそれらを包むものと理解されるものである
。

薄板状ないしは平担状のアンテナＩＯは単板接地面／ｌ
Ｉを支持する下部ベース又はガラス板１２を備える。ア
ンテナＩＯは同じくマイクル波アンテナの回路パターン
を構成する”ＩＪｌ　１Ｍ性パターン／、ｌｒを支持し
ている上部ガラス板ｌごを備える。第、２図に明ｌｌα
な如く、パターンｉｔは、主フィーダストリップ２０と
複数の分岐フィーダストリップ−，２，２と及び分岐フ
ィーダストリップ２　ｊ　ｄ）ら各々伸長している多数
のパターン要素２１Ｉからなる。勿論、第２図のパター
ンは単なる例示であることが分る。各放射要素に適正な
位相関係でマイクル波エネルギーを与えることの可能な
種々のパターン変形が採用できる。

接地面／４及び回路パターンｌｌｒの双方は、それぞれ
両ガラス板ｌコ、／ｌＫ種々の適当な又は従来の方法で
接合ないしけ接着される。

接地面／ｌｌ及び回路パターン／ｌｒけ、例えば銅又は
銀等の如き金属化層である。また、これら接地面及び回
路パターンは、鏡面全風化処理法、シルクスクリーン法
又はその他のプリント回路技術ないしは焼付は転位法等
を含む適当な又は従来の方法により各ガラス板に形成す
ることも可能である。

本発明のアンテナはまた、両ガラス板１．２゜／４の間
であってそれらガラス板の端縁全周を囲むガラス゛端縁
体コｔを有する。これらのガラス端縁体、２乙は、両ガ
ラス板／、２．／ｌを互いに離間させるように支持し、
また両方ラス板／。２．／乙ＩＩＩに形成される内部空
間−ざを密封するものである。ガラス端縁体、２乙はガ
ラス牛田又は他の適当なガラス接着剤で両ガラス板ｌコ
、ｌ乙に接合され、更にこの構造体にクランクを生じさ
せるか又は接合部品の分離を生じさせる恐れのある熱応
力の発生を防止する為に、両ガラス板／、２及びｌ≦と
ガラス端縁体２乙との熱膨張係数は一致される。

同軸ケーブル３０がアンテナに接続される。

同軸ケーブルの一方の導体３．２（外側導体）は、ガラ
ス板／、２を貫通する導電性ピン３３で接地面ｌｌＩに
接続され、またその他方の導体３グ（内側または中心導
体）はマイク買被パターンに信号を伝えるように主フィ
ーダストリップコＯに接続されている。導体３弘と主フ
ィーダストリップ２０とを接合させて接触保持するには
導電性接着剤を用いることもできる。適当なシール３６
を同軸ケーブルがガラス板７．２を貫通する部位に設け
て空隙２ざを密封空間に維持しておく。このような同軸
ケーブル３０及びその接地面とフィーダストリップとに
対する接続手法は単なる図示の例として示されているこ
とが分る。従って、各種の適宜な接続態様を用いること
ができる。

本発明の以前に考えられたＴＶＲＯアンテナ品としては
、その構造が、７１　ａｍから１０．２ａｍの方形又は
矩形吠のものか或いは７　Ａ　ｏｎから１１０２ａの径
の円形状のものであるなど、比較的大きなものである。

テレビジョン受像機で適正な信号を受信しかつ安定した
画質を維持するには、電子部品間の空間的関係を一定に
保持してアンテナを受像機に接続することが重要である
。両ガラス板／、２．／にが相互に各回路部品として動
くことは逆効果を生じる。斯かる動きは、ガラス板１６
に作用する力（風叉は荷重など）によるか或いはガラス
板／、２に対するガラス板ｌ乙のゆがみなどによって起
、る。−そこで、両方ラス板／２．ｌｔ間の空隙を適正
に維持する為に、それらの間にガラススペーサ要素３ｇ
を配装し画板間に接合しである。

マイクロストリップ、パターンｌざは、マイクロ波送信
機の場合には平面波を発生するように選定され設計され
る。マイクロ波送信機及び受信機は相互的なものである
から、回路パターンｌざは赤道又は静止衛星等の特定方
向からの平面波を受信する。ガラス板／１は、理論的に
は、受信される信号（現在勤作中の静止ＯＴＳ衛星では
／、２〜／４’ＧＨｚ）のほぼ２分のｌ波長の厚さにす
べきである。

しかし、このような理論的な形態はアンテナを製造する
には非常に厳しいものとなる。従って、ガラス板／６は
その本社を低減させるように０．２！；ａｍ程度の厚さ
となる。この寸法は多少の反射損失を与えるが十分に許
容されるアンテナ装置を製作できる。既述の如く、両方
ラス板／２．Ｉｔ間の空ｌＩｔ　−２Ｊ’は、適当な誘
電体として寄与する空気の空隙であるのが好ましい。し
かし、この空隙λｒは同じく不活性ガスで満してもよく
又は真空でもよい。

前述により、特に有効、実用的であって経済的な平担状
Ｔ’ＶＲＯアンテナが本発明によって達成されたことが
分る。このようなアンテナは寸法的に安定であり、従っ
て、ビルの外部（例えば屋根又はその他の類似の構造物
等）に取付けることができ、また、伝送信号の受信を損
なうことなく方向を調整できるように回転可能な構造物
に取付けてもよく、これによりアンテナに接続されたテ
レビジ目ン受像機のスクリーン上に良好な画像が表示さ
れる。

屋外アンテナとして特に重要かつ有用な特質は、アンテ
ナの完全密封構造によってアンテナが風雨から防護され
ることであり、この点において上部ガラス板１６は回路
パターンを風雨から保護するようにしている。従って、
本発明のアンテナは屋外用として多年に亘って耐久性を
有するものである。

各板１２及び／乙の好ましい材料としてガラスを挙げた
が、板１６がｌ以下の誘電率であって低数逸脱率＜ｏ、
ｏｉｌ以下誘電正接）のものであれば、その他の硬質部
材を使用することも可能である。

以上、好ましい実施例を図示し説明したが、本発明の要
旨を逸脱することなく種々の改変及び置き替えをなし得
る。従って、本発明性図示により説明したがこれに制約
されないものであることが理解される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるアンテナ拾遺の部分断面構成図、
第２図は第１図におけるアンテナ回路パターンの一例を
示す平面構成図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）第一の誘電体板と、マイクロストリップアンテナ
   の為の接地面を形成するように該第−〇誘電体板の一方
   面に設けた第一の導電手段と、上記第一の誘電体板と離
   間配置した第二の誘電体板と、マイクロストリップ、ア
   ンテナ回路パターンを形成するように該第二の誘電体板
   の一方面に設けた第二の導電手段とを有し、これら第−
   及び第二の両導電手段が上記第−及び第二の両誘電体板
   の対向面に設けられており、上記第−及び第二の両誘電
   体板を互いに離間させて間隙を形成するように保持する
   為のスペーサ手段を備えるように構成してなるマイクロ
   ストリップ、アンテナ。 （２）前記第二の誘電体板がｒ以下の誘電率であって０
   ．０／以下の誘電正接を有する特許請求の範囲（１）の
   マイクロストリップ、アンテナ。 （３）　　前記第−及び第二の両誘電体板がガラスであ
   る特許請求の範囲（２）のマイクリストリップ、アンテ
   ナ。 （４）前記第−及び第二の両誘電体板がガラスである特
   許請求の範囲（１）のマイクロストリップ、アンテナ。 （５）　　前記第二の誘電体板が約０．２！；ａｍから
   アンテナで受信されるマイクロ波信号の波長の牛分の範
   囲の厚さを有する特許請求の範囲（４）のマイクリスト
   リップ、アンテナ。 （６）前記第−及び第二の両誘電体板と上記スペーサ手
   段との熱膨張率か一致する特許請求の範囲（４）のマイ
   クロストリップ、アンテナ。 （７）前記両誘電体板間の間隙が封止されている特許ｉ
   Ｆ７求の範囲（４）のマイクリストリップ。 アンテナ。 （８）　　前記両誘電体板間の間隙が空気を内包してい
   る特許請求の範囲（γ）のマイクリストリップ、アンテ
   ナ。 （０）前記両射電体板ｕ■の間ｔｉｌｔが不活性ガスを
   内包する特許請求の範囲（γ）のマイクロストリップ、
   アンテナ。 θ０）　前記両誘電体板間の間隙が排気されている特許
   請求の範囲（７）のマイクリストリップ。 アンテナ。 （ロ）前記第二の誘ｍ体板が約０．２！；ａｍからアン
   テナで受信されるマイクロ波信号の波長の半分の範囲の
   厚さを有する特許請求の範囲（１）のマイクロストリッ
   プ。アンテナ。 ０２）前記両誘電体板間の間＋ｍが封止されている特許
   請求の範囲（１）のマイクロストリップ。 アンテナ。 （１Ｂ）前記両誘電体板間の間隙が空気を内包している
   特許請求の範＠（ロ）のマイクレストリップ、アンテナ
   。 ０→　前記両誘電体板間の間隙が不活性ガスを内包する
   特許請求の範囲０乃のマイクリストリップ、アンテナ。 （１５）前記両誘電体板間の間Ｖａが排気されている特
   許請求の範囲０２）のマイクロストリップ。 アンテナ。 （１６）前記第−及び第二の両誘電体板と上記スペーサ
   手段との熱膨張率が一致する特許請求の範＠　（１）の
   マイクロストリップ、アンテナ。