JPS6266704A - 金属棒装荷小型マイクロストリップアンテナ - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、円板型中心導体を有するマイクロストリップ
アンテナの構造に関する。

本発明は、超高周波以上の周波数帯域で用いるアレイア
ンテナの構成素子アンテナあるいは反射鏡付きアンテナ
の給電素子に利用される。

〔概要〕

本発明は互いに平行に配置された平板状の地導体と円板
型の中心導体とからなるマイクロストリップアンテナに
おいて、 この地厚体と中心導体との間に、これら二つの導体のい
ずれかに電気的に接続された複数の金属棒を配置するこ
とによって、 ＱＬ体として使用する場合には電圧定在波比が広くなり
、素子として使用する場合には必要面積の小さい−Ｔル
イ７ンテナが構成できるものである。

［従来の技術］ 従来のこの種のアンテナとしては、例えば第８図に１（
す゛較国特許第３，９２１．１７７号（１９７５年ＩＬ
Ｌ１］８日）「マイクロストリップアンテナの構造とア
レイ」のように、地導体１と誘電体２および中心導体板
３′より構成され中心導体板３′の一辺の長さｌは誘電
体２の比誘電率をε、とし使用波長をλとすると、 とする必要があった。

また、第９図は従来の他のマイクロストリップアンテナ
の縦断面図を示したもので、本図のものは中心導体３が
円板型であることおよび給電線４が地導体１の下側の小
穴を通り中心導体３へ接続されているものである。この
場合中心導体３の直径は第８図のｌとほぼ同程度とする
必要があった。

一方反射鏡を付加し、上記のマイクロストリップアンテ
ナを複数個給電素子として用いた反射鏡付きアンテナに
おいてマルチビームを生成しかつ各ビーム間隔を任意の
値としたいとき、ビーム間隔の大小に応じ、給電素子間
隔もそれぞれ大または小とする必要がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし給電素子としてのマイクロストリ・ツブアンテナ
には上記の式のように使用波長により寸法βが制圧を受
け、逆に誘電体の比誘電率ε、を大きくすると放射効率
が低下するためビーム間隔をある値以下に狭めることが
できない欠点があった。

本発明はこの欠点を解決して、アレイアンテナの素子ア
ンテナとして使用してアレイアンテナを小型化でき、さ
らに反射鏡付きアンテナに素子アンテナとして使用して
任意のビーム間隔のとれるマルチビームアンテナを構成
できる金属棒装荷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。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明による金属棒装荷マイクロストリップアンテナは
地導体、円板型の中心導体、金属棒および同軸型給電部
とを有し、上記金属棒により地導体と円板形中心導体と
の間に静電容量を装荷する手段を有することを特徴とす
る。

すなわち本発明は、平板状の地導体と、円板型の中心導
体とがそれぞれ平行に配置され、この中心導体が給電線
に接続されたマイクロストリップアンテナにおいて、 上記地導体と上記中心導体との間隙に複数の金属棒が配
置され、上記複数の金属棒はそれぞれ上記地導体または
中心導体のいずれかに電気的に接続されたことを特徴と
する。

〔作用〕

マイクロストリップアンテナの使用波長を一定とすれば
、中心導体の寸法は中心導体と地導体との間の誘電体の
比誘電率の平方根に逆比例するが、中心導体を小型化す
るため比誘電率を増大させるとアンテナの放射効率が低
下する。そこで中心導体と地導体の間隙に金属棒を配置
して静電装荷を与えることによって、中心導体を小型化
することができる。

〔実施例〕

次に本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明の第一実施例の縦断面図であり、第２図
はその上面図である。

両図において地導体１は誘電体２を介して円板型の中心
導体３と平行に配置され、一端が中心導体３に接続され
ている線状導体４で図外の同軸線路の中心導体に接続さ
れる。

ここに本発明の特徴とするところは、一方の端面が地導
体１に接続されている複数の金属棒５が誘電体２の中に
配置されたことにある。

図には一例として４本の金属棒５が配置された場合を示
しである。

第１図において、誘電体の比誘電率がほぼｌである誘電
体を用い金属棒５のない場合で円板型の中心導体３の直
径を１０ｃｍとし、地導体１と中心導体３の間隔を７ｍ
ｍとしたときの最適放射可能な周波数は実験によれば１
　、５７Ｇ）Ｉｚであった。

つぎに中心導体３の直径を８ｃｍとし、４本の金属棒５
を約ｌ／１６λの間隔に配置した場合、中心導体３とこ
れに近い金属棒５との間に静電容量が装荷されるため放
射可能最適周波数が１．６０ＧＨｚとなることが実験に
より確認された。

すなわち、希望使用周波数に対して金属棒５を装荷する
ことにより約２０％直径の小さい中心導体を用いて送受
信することが実現可能となる。

また、電圧定在波比の帯域幅に関してはおよそ２０％程
度広帯域になることも同様に実験により確認される。

第３図は本発明の第二の実施例の縦断面図であり、第４
図はその上面図である。第１図の実施例とは金属棒５の
一端が中心導体３に接続されている点が異なるが、第１
図と同様に静電容量を装荷することにより、中心導体の
直径を縮小すると共に広帯域化を図ることができる。

第５図は本発明の第三の実施例の縦断面図であり、第６
図はその上面図である。第５図は第１図における中心導
体３を支持する導体棒６を中心導体３の中心軸上に沿っ
て地導体１と接続したもので、この位置は高周波電界の
節の部分にあたるため電気的にはほとんど悪影響はない
。また、第７図は金属棒５を９０°間隔で配置したその
他の実施例の円偏波アンテナの上面図であり、金属棒５
と線状導体４の位置関係により他のタイプの円偏波アン
テナを構成することもできる。

さらに第１図に示す第一実施例と第３図に示す第二実施
例とにおいては、複数の金属棒は地導体または中心導体
のいずれかＧこ電気的に接続しているが、この複数の金
属棒の一部を地導体に、残りの金属棒は中心導体に接続
する形態をとることもできる。ただしこの場合、異なる
導体に接続する金属棒は互いに充分な間隙をもたせる必
要がある。

本発明は上記の各実施例に限定されるのものではなく、
例えば円板型の中心導体の外周部に部分的に切欠きを設
けたマイクロストリップアンテナにも適用できることは
明らかである。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の金属棒装荷マイクロスト
リップアンテナは金属棒を設けることにより円板型の中
心導体の直径を従来のものにくらべて縮小することがで
きるので、同−地導体上に中心導体を従来のものに比べ
て接近して多数配列することが可能となる。

したがって、本発明のものを複数個給電素子として反射
鏡と組合せたマルチビームアンテナでは、各ビーム間隔
を従来のアンテナに比べて狭くすることができる。また
、反射鏡を用いず１個の定まった地導体の上に複数の円
板型の中心導体を従来のものより多数個配置できるので
従来より小型で同一性能を有するアレイアンテナが構成
できる。

さらに、一方では電圧定在波比の広帯域化が図れるため
従来狭帯域であるために用いられることのない単体のマ
イクロストリップアンテナも実際に使用可能となる効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明第一実施例の縦断面図。 第２図は上記実施例の上面図。 第３図は本発明第二実施例の縦断面図。 第４図は上記実施例の上面図。 第５図は本発明第三実施例の縦断面図。 第６図は」二記実施例の上面図。 第７図は本発明の他の実施例の上面図。 第８図は従来例の斜視図。 第９図は他の従来例の縦断面図。 １・・・地導体、２・・・誘電体、３・・・円板型の中
心導体、３′・・・長方形の中心導体、４・・・線状導
体、５・・・金属棒、６・・・地導体と中心導体とを結
ぶ線状導体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）平板状の地導体と、円板型の中心導体とがそれぞ
   れ平衡に配置され、この中心導体が給電線に接続された
   マイクロストリップアンテナにおいて、上記地導体と上
   記中心導体との間隙に複数の金属棒が配置され、上記複
   数の金属棒はそれぞれ上記地導体または中心導体のいず
   れかに電気的に接続されたことを特徴とする金属棒装荷
   マイクロストリップアンテナ。