JPS6282803A

JPS6282803A - アンテナ給電線

Info

Publication number: JPS6282803A
Application number: JP22397785A
Authority: JP
Inventors: Noriyuki Akaha; 赤羽　紀之; Osami Yoshizawa; 吉澤　修身
Original assignee: Tokyo Keiki Co Ltd; Japan Steel Works Ltd; Technical Research and Development Institute of Japan Defence Agency
Current assignee: Japan Steel Works Ltd; Technical Research and Development Institute of Japan Defence Agency; Tokyo Keiki Inc
Priority date: 1985-10-08
Filing date: 1985-10-08
Publication date: 1987-04-16
Also published as: JPH0371808B2

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】ａ、産業上の利用分野本発明はアンテナ給電線、特に多素子スパイラルアンテ
ナに適したアンテナ給電線に関する。

ｂ、　従来の技術スパイラルアンテナの中に含まれる多素子スパイラルア
ンテナを一例として従来技術を説明する。

多素子スパイラルアンテナは、アンテナ電極を多数本（
通常４本以上）有し、その電極は平面又は円錐面又は角
錐面上に形成されることが多い。また電極配置を自己補
対型とすることができる。

第１Ｏ図は、平面形４素子自己補対型スパイラルアンテ
ナの概念的斜視図である。

第１０図において、電極１は４本のスパイラル巻線で形
成され、単方向指向特性がキャビティ２で与えられ、給
電線３は電極１に給電点４で接続され、巻線１は誘電体
板５で支持されている。なお巻線１自体に十分な強度が
ある時には、誘電体板５は使用されないことがある。

第１１図は、従来技術によるアンテナ給電線を有する平
面型４素子自己補対型スパイラルアンテナの断面図であ
る。

この種のアンテナにおいては、給電部分で４本の伝送線
路が並行に走ることになり、相互結合が発生ずるとアン
テナの性能に悪影否を与えるため、結合の生じない線路
とする必要がある。このため、従来の構成では、給電′
ｇＡ３として同軸ケーブルを用いていた。

給電点４は給電線と巻線との接続部分であるが、この部
分では巻線の形状が望ましい形状から乱れてしまうこと
がさけられない。したがってその乱れが特性に影響しな
いように、この部分を使用最短波長に比べて十分に小さ
くする必要があり、同軸ゲーブルもそれに見合った直径
のものを選択する必要がある。

給電線同軸ケーブルの特性インピーダンスは、巻線入力
インピーダンスと等しくする必要がある。他方、巻線イ
ンピーダンスは１００Ω以上と高く、この結果、中心導
体は細いものとなる。

アンテナ素子端子３１に接続される給電回路内で使用さ
れる部品のインピーダンスは５０Ω程度の値であるので
、端子３１と給電回路の中間にはインピーダンス変換回
路を介在させるのが一般的である。

Ｃ６発明が解決しようとする問題点しかしながらこのような従来のアンテナ給電線にあって
は、非常に高い周波数で使用する場合には細い同軸ケー
ブルを必要とし、しかも所要のインビーダンスが１（１
００前後と高いので同軸ケーブルの中心導体は極めて細
いものが必要となっていた。この結果、機械的な強度の
確保が困難となり、また細い同軸ケーブルでは損失が大
きくなるため利得も低下するという問題点があり、さら
に同軸ケーブルの加工が容易ではないので寸法精度が悪
くなり、励振位相誤差を発生し易いという問題点（欠点
）があった。

こうした問題は例示した４素子スパイラルアンテナに限
らず、多素子自己補対型アンテナにとって共通の問題で
ある。

ｄ、　問題点を解決するための手段本発明は、給電線として同一の断面積で比べると同軸ケ
ーブルより高いインピーダンスを形成し易いマイクロス
トリップ線路を採用し、さらに好ましくはアンテナ外部
に置かれていたインピーダンス変換器の機能をもマイク
ロストリップ線に与えることにより、上記問題点を解決
した。

ｅ、　作用複数のマイクロストリップ線路が互いに地導体をはさん
で隣辺する構造となっているので、線路相互間の結合は
問題にならない程度に十分に抑制できる。

機械的強度の面から見るとマイクロストリップ線路は、
同軸線路に比べて、同じ断面積で同じインピーダンスを
実現する場合に太い中心４９体を用いることが可能であ
る。多素子自己補対型アンテナの構造的な弱点である中
心部での接続に太い導体を用いることができるので、従
来の構造に比べて強度が増す。

この結果非常に高い周波数での使用も可能となる。

マイクロストリップ線路の形状を調節することによりイ
ンピーダンス変換器としての機能を与えることができる
。例えばマイクロストリップ線路をテーパー形状として
、アンテナ電極と給電回路のインピーダンス整合を実現
でき、従来の方法に比べて給電回路内でのインピーダン
ス変換装置を省略できることになる。このためアンテナ
システム全体から見た場合に寸法を小型化し、損失を低
下することができる。

巻線支持誘電体板とマイクロストリップ線路支持体を接
着によって機械的に固定することが可能な構造となって
いるので、巻線支持誘電体板に垂直な力（例えば振動等
）に対する強度が飛躍的に増大する。

ｆ、実施例第１図は本発明に係るアンテナ給電線の好ましい実施例
を用いたスパイラルアンテナの給電点近傍の正面図、第
２図は第１図のアンテナの給電線近傍の立面断面図であ
る。

誘電体または金属導体で形成されたマイクロストリップ
線路支持部材１１が、２枚十字型に組合わされ、該支持
部材１１によって仕切られた４つの空間の中にそれぞれ
１枚づつマイクロストリップ線路が付設された板部材が
配設されている。上記板部材は、マイクロス１−リップ
線路１２と、誘電体基板１３と、誘電体基板の裏面を被
覆する地導体１４からなる。

上記板部材は誘電体基板１３のマイクロストリップ線路
が形成されている面と反対側の面がマイクロストリップ
線路支持部材１１に対向するように、かつマイクロス１
−リップ線路が形成されている面が全ての板部材におい
て時計まわり又は半時計まわりに配向するように配置さ
れている。なお上記マイクロストリップ線路支持部材１
１が金属である場合には、該支持部材１１を地導体とし
て機能させることができるので、同体で誘電体基板を被
覆することを省略することができる。

各マイクロストリップ線路１２の終端部は、スパイラル
アンテナの誘電体板５上の電極ｌに、金属導体１５で接
続されている。

上記板部板の給電回路側には入出力端子３１が設けられ
、マイクロストリップ線路１２の一端がそれに結合され
ている。この実施例では上記端子３１は同軸コネクター
である。

マ・イクロストリ、プ線路１２の入力側は、出力側より
幅が広くなるようにテーパー状に形成されている。

これによりインピーダンスが変換され、インピーダンス
整合が得られる。

第３図は本発明の他の好ましい実施例であるアンテナ給
電線を用いたスパイラルアンテナの給電点近傍の正面図
、第４図は第３図のアンテナの立面断面図である。

この実施例は、支持部材１１を電極支持誘電体基板５表
面よりさらに突出させた例である。こうした構造とする
ことによって、給電綿３と電極１との接続部を接着剤２
１で充填して機械的に結合させる場合に接着面積が広く
とれるので有利である。また図中に示したように、マイ
クロストリップ線路の先端部に面積の広い部分（ランド
）を設けることも可能であり、接続用導体１５の固定を
容易とすることができる。

第５図は、第３図および第４図に図示した実施例の変形
例の立面断面図である。

この変形例は、さらに支持部材１１に電極支持誘電体板
５をはさみ込む切り込み構造２２を附加した例である。

この切り込み構造によって、マイクロス１−リ７ブ線路
支持部材１１と誘電体基板５の固定が確実となり、厳し
い環境条件下での使用も可能となる。

第６図は第３図および第５図に図示した実施例の変形例
であるアンテナ給電線を用いたスパイラルアンテナの給
電点近傍の正面図、第７図は第６図のアンテナの立面断
面図である。

この実施例では、支持部材１１の周囲が金属４体２３で
覆われている。この構造により給電線３相互間の結合を
完全に遮断でき、しかも金属導体２３によって巻線支持
誘電体板５を支持できるので、さらに機械的に堅ろうな
構造となる。

第７図では、マイクロストリップ線路と巻線の接続手段
として第５図の手段を示したが、第２図、第４図の手段
を用いることも可能である。また第６図では、金属導体
２３を円筒形とした例を示したが、各柱１円錐、角錐形
とすることも可能である。

実施例として平面４素子スパイラルアンテナを例示した
が、４素子以上の電極を有し電極形状がスパイラル形状
ではない多素子自己補対型アンテナについても本発明を
応用可能であることは明らかである。

また平面上に電極が構成された多素子自己補対型アンテ
ナ以外に、円錐、角錐面上に電極が構造された多素子自
補対型アンテナも考案されているが、本発明はこうした
アンテナにも適用可能である。

第８図に、円錐形状の８素子スパイラルアンテナに応用
した例の給電点近傍の正面図、第９図は第８図の立面断
面図を示す。

ｇ０発明の効果１）従来の方法に比べ、小さな寸法で、十分な強度を得
ることができる。

ｉｉ）マイクロストリップ線路の形成法として、極めて
高い寸法精度の得られるエツチング法を採用することが
できるようになり、多数の給電線線路長を極めて小さな
バラツキ内に維持することが可能である。従来の同軸ケ
ーブルを用いた場合では、同軸ケーブル自身が柔かい構
造を持つため加工工程中の変形により、寸法精度を維持
することが困難であった。多素子自己補対型アンテナで
は、励振位相が所望の値に対し誤差を発生ずると、輻射
パターンの歪み等の悪影啓が発生するため、給電線路長
を同一とする必要があるが、本発明によって極めて励振
位相誤差の小さい給電線を提供できるようになる。

１１１）給電線間相互結合を十分小さく維持できる。

を１互結合抑制効果は、支持部材１１に金属を用いるこ
とで増大することができる。また、支持部材１１の周囲
を金属導体で覆うことによって完全な抑制効果をｉΣす
ることかでき、給電線間相互結合は十分抑制される。

ｉｖ）非常に高い周波数まで実用的な性能が得られるア
ンテナを提供できる。

■）マイクロストリップ線路によるインピーダンス変換
器を用いることにより、給電回路内のインピーダンス変
換器を省略でき、損失が低減されるため、利得の高いア
ンテナシステムを提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るアンテナ給電線の好ましい実施例
を用いたスパイラルアンテナの給電点近傍の正面図、第
２図は第１図のアンテナの給電線近傍の立面断面図、第
３図は本発明の他の好ましい実施例であるアンテナ給電
線を用いたスパイラルアンテナの給電点近傍の正面図、
第４図は第３図のアンテナの立面断面図、第５図は、第
３図および第４図に図示した実施例の変形例の立面断面
図、第６図は第３図および第５図に図示した実施例の変
形例であるアンテナ給電線を用いたスパイラルアンテナ
の給電点近傍の正面図、第７図は第６図のアンテナの立
面断面図、第８図は円錐形状の８素子スパイラルアンテ
ナに応用した例の給電点近傍の正面図、第９図は第８図
の立面断面図、第１０図は平面形４素子自己補対型スパ
イラルアンテナの概念的斜視図、第１１図は、従来技術
によるアンテナ給電線を有する平面型４素子自己補対型
スパイラルアンテナの断面図である。Ｉ・・・電極、　　　　　　　２・・・キャビティ、３
・・・給電線、　　　　　　４・・・給電点、５・・・
誘電体基板、ＩＩ・・・マイクロストリップ線路支持部材、１２・・
・マイクロストリップ線路、１３・・・誘電体基板、　　　１４・・・地導体、Ｉ５
・・・金属導体、　　　　２２・・・切り込み構造、２
３・・・金属導体、　　　　３１・・・アンテナ素子端
子。＃！　１　図ｊｌ！２　　図ｊＩ　３　≦ 第４図第５ＦｉＡ第８図第９図第１０図第１１図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）複数の給電点がほぼ一点に集中しているアンテナ
に給電するためのアンテナ給電線であって、上記給電点
を通る曲線で交わる複数のマイクロストリップ線路支持
部材と、マイクロストリップ線路支持部材で区切られる
空間の中に最大各一枚づつ、かつ各マイクロストリップ
線路支持部材に最大各一枚づつ配置されるように、上記
マイクロストリップ線路支持部材上に配設された板部材
からなり、上記板部材が誘電体を基板とする上記各給電
点と給電回路出力端子を結ぶマイクロストリップ線と、
裏面に位置する地導体を備えることを特徴とするアンテ
ナ給電線。
（２）上記アンテナがスパイラルアンテナであることを
特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載のアンテナ給
電線。
（３）上記アンテナが自己補対型アンテナであることを
特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載のアンテナ給
電線。
（４）上記アンテナが４本以上のアンテナ電極を有する
多素子アンテナであることを特徴とする特許請求の範囲
第（１）項記載のアンテナ給電線。
（５）上記アンテナが平面上に形成されていることを特
徴とする特許請求の範囲第（１）項記載のアンテナ給電
線。
（６）上記アンテナが円錐面又は角錐面上に形成されて
いることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の
アンテナ給電線。
（７）上記曲線が直線であることを特徴とする特許請求
の範囲第（１）記載のアンテナ給電線。
（８）上記曲線がアンテナ平面の法線であることを特徴
とする特許請求の範囲第（５）項記載のアンテナ給電線
。
（９）上記曲線が円錐面または角錐面の中心線の延長に
一致することを特徴とする特許請求の範囲第（６）項記
載のアンテナ給電線。
（１０）上記板部材が平板形状であることを特徴とする
特許請求の範囲第（１）項記載のアンテナ給電線。
（１１）上記板部材が上記直線を中心として軸対称に配
置されていることを特徴とする特許請求の範囲第（７）
項記載のアンテナ給電線。
（１２）上記マイクロストリップ線路の給電回路側にイ
ンピーダンス変換回路が形成されていることを特徴とす
る特許請求の範囲第（１）項記載のアンテナ給電線。
（１３）上記インピーダンス変換回路が、マイクロスト
リップ線路の導体の給電回路側の部分をテーパー状に拡
げることにより形成されていることを特徴とする特許請
求の範囲第（１）項記載のアンテナ給電線。
（１４）上記マイクロストリップ支持部材が、金属であ
り、マイクロストリップ線路の地導体の機能を有するこ
とを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載のアンテ
ナ給電線。
（１５）上記板部外が、アンテナ電極支持部材表面より
突出していることを特徴とする特許請求の範囲第（１）
項記載のアンテナ給電線。
（１６）上記板部外がアンテナ電極支持部材と嵌合する
構造を有することを特徴とする特許請求の範囲第（１）
項記載のアンテナ給電線。
（１７）上記板部材が、マイクロストリップ線路電極先
端部に、電極幅に比べて大きな幅を有する接続用電極を
有することを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載
のアンテナ給電線。
（１８）上記板部材がアンテナ電極支持部材と機械的に
結合されていることを特徴とする特許請求の範囲第（１
）項記載のアンテナ給電線。
（１９）上記マイクロストリップ線路支持部材がその周
囲を覆う金属導体を備えるマイクロストリップ線路支持
部材であることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項
記載のアンテナ給電線。