トリプレート型平面アンテナ
【課題】従来のトリプレート型平面アンテナの特性を損なうことなく、所望の放射面内でのビーム幅設定自由度が高く、かつ、広範囲に制御することのできるトリプレート型平面アンテナを提供する。
【解決手段】二次元的に縦横に配列された複数の放射素子と給電線路を含むアンテナ回路が形成されたアンテナ回路基板と、前記アンテナ回路基板を両面から挟む２枚の誘電体と、一方の誘電体に対して重ね合わせた地導体と、他方の誘電体に対して重ね合わせたスロット板と、を備えたトリプレート型平面アンテナにあって、
前記スロット板は、複数のスロット開口を有し、各スロット開口は前記スロット開口の長手方向に、無給電素子，給電素子，無給電素子の順に配列された素子群に対応して形成されているトリプレート型平面アンテナ。
【解決手段】二次元的に縦横に配列された複数の放射素子と給電線路を含むアンテナ回路が形成されたアンテナ回路基板と、前記アンテナ回路基板を両面から挟む２枚の誘電体と、一方の誘電体に対して重ね合わせた地導体と、他方の誘電体に対して重ね合わせたスロット板と、を備えたトリプレート型平面アンテナにあって、
前記スロット板は、複数のスロット開口を有し、各スロット開口は前記スロット開口の長手方向に、無給電素子，給電素子，無給電素子の順に配列された素子群に対応して形成されているトリプレート型平面アンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トリプレート型平面アンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロストリップ型平面アンテナは、大容量高速無線通信端末として使用される。マイクロストリップ型平面アンテナの構造を、図１を使用して説明すると、各スロット開口９の長手方向に、無給電素子４，給電素子５，無給電素子４の順に配列された素子群に対応して形成されるような構成で、給電素子５がスロット開口９の長手方向に対して、９０°の角度で給電線路３が設けられている９０°給電タイプがあったが、トリプレート型平面アンテナでは、２つの無給電素子４に給電素子５が挟まれたタイプはなかった（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平４−８２４０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
平面アンテナでは、多分野において使用できるようにするために、広角なビームを有するアンテナが求められている。トリプレート型平面アンテナでは、パラレルプレートモードという特殊な設計要因を有するので、マイクロストリップ型平面アンテナのような構成を一様に適用できないという問題点があった。本発明は、従来のトリプレート型平面アンテナの特性を損なうことなく、所望の放射面内でのビーム幅設定自由度が高く、かつ、広範囲に制御することのできるトリプレート型平面アンテナを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
即ち本発明は、以下に関する。
（１）二次元的に縦横に配列された複数の放射素子２と給電線路３を含むアンテナ回路が形成されたアンテナ回路基板１と、前記アンテナ回路基板１を両面から挟む２枚の誘電体６と、一方の誘電体６ｂに対して重ね合わせた地導体７と、他方の誘電体６ａに対して重ね合わせたスロット板８と、を備えたトリプレート型平面アンテナにあって、
前記スロット板８は、複数のスロット開口９を有し、各スロット開口９は前記スロット開口９の長手方向に、無給電素子４，給電素子５，無給電素子４の順に配列された素子群に対応して形成されていることを特徴とするトリプレート型平面アンテナである。
（２）前記給電素子５は、前記スロット開口９の長手方向に対して、４５°の角度で給電線路３が設けられていることを特徴とする項（１）に記載のトリプレート型平面アンテナである。
（３）２つの前記無給電素子４及び前記給電素子５を前記スロット開口９に対応させて得られるアンテナエレメントが前記スロット開口９の長手方向に垂直な方向に自由空間波長の０．８５倍以上０．９３倍以下のピッチで配列されていることを特徴とする項（１）又は（２）に記載のトリプレート型平面アンテナである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明のトリプレート型平面アンテナによれば、従来のトリプレート型平面アンテナの特性を損なうことなく、所望の放射面内でのビーム幅設定自由度が高く、かつ、広範囲に制御することのできるトリプレート型平面アンテナを提供することが実現できた。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の形態を、図を使用して説明する。地導体７及びスロット板８は、どのような金属板あるいはプラスチックにメッキした板でも用いることが出来るが、特にアルミニウム板を用いれば、軽量で安価に製造でき好ましい。また、フィルムを基材とし、その上に銅箔を張り合わせたフレキシブル基板の不要な銅箔をエッチング除去しても構成でき、さらにガラスクロスに樹脂を含浸させた薄い樹脂板に銅箔を張り合わせた銅張り積層板でも構成することができる。
【０００８】
誘電体６には、空気，比誘電率の低い発泡体などを用いるのが好ましい。
アンテナ回路基板１は、フィルム基材とし、その上に銅箔を張り合わせたフレキシブル基板の不要な銅箔をエッチング除去して、放射素子２，給電線路３を形成して構成できるが、ガラスクロスに樹脂を含浸させた薄い樹脂板に銅箔を張り合わせた銅張り積層板でも構成できる。
また、放射素子２，スロット開口９の形状は、菱形又は丸形であってもかまわない。
【実施例】
【０００９】
実施例１
図２、３において、地導体７として厚さ２ｍｍのアルミニウム板を用い、誘電体６として比誘電率が略１．１６で厚みが０．７ｍｍの発泡ポリエチレンを用いた。またアンテナ回路基板１３として厚さ２５μｍのポリイミドフィルムに厚さ１８μｍの銅箔を張り合わせたフィルム基板を用い、エッチングにより不要な銅箔を除去して放射素子２及び給電線路３を形成した。また、スロット板８として厚さ１ｍｍのアルミニウム板をプレス工法による打ち抜きでスロット開口９を形成したものを用いた。
【００１０】
本構成において、アンテナ回路基板１３に、一辺の長さが利用周波数２４．０ＧＨｚの自由空間波長λ０の略０．４倍となる正方形の給電素子５を形成し、給電素子５の水平側両隣に給電素子５と同じλ０の略０．４倍となる無給電素子４を設けた。さらにスロット開口９の長手方向に、無給電素子４，給電素子５，無給電素子４の順に配列された素子群に対応して形成し、前記給電素子５は、前記スロット開口９の長手方向に対して、９０°の角度で給電線路３を設けた。さらにスロット板８に、短辺がλ０の略０．５５倍となる長方形のスロット開口９を形成した。また、各アンテナの出力端の変換は、導波管変換とし短絡板１０にて変換を行い構成とした。
【００１１】
以上の構成により、放射素子２とスロット開口９の配列間隔を、水平方向にλ０の略０．５〜０．６７倍、垂直方向にλ０の略０．７３〜０．９倍とし、１×４素子アンテナ１個を構成した。
この結果、従来のトリプレート型平面アンテナでは、ビーム形状が狭角約５°だったのに対して、所望の放射面内でのビーム幅設定自由度が高く、かつ、広角なビーム形状約８７°を実現できた。
【００１２】
実施例２
図４，５において、アンテナ回路基板１４の給電素子５は、前記スロット開口９の長手方向に対して、４５°の角度で給電線路３を設けた以外は、実施例１と同じとして１×４素子アンテナ１個を構成したものである。
【００１３】
この結果、実施例１と同様に、従来のトリプレート型平面アンテナでは、ビーム形状が狭角約５°だったのに対して、所望の放射面内でのビーム幅設定自由度が高く、かつ、広角なビーム形状約８７°を実現できた。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】マイクロストリップ型平面アンテナの要部を示す正面図である。
【図２】本発明の実施例１を示す分解斜視図である。
【図３】本発明の実施例１を示すアンテナ回路基板１３の正面図である。
【図４】本発明の実施例２を示す分解斜視図である。
【図５】本発明の実施例２を示すアンテナ回路基板１４の正面図である。
【図６】本発明の実施例１、２のアンテナにおける水平面指向性を示す線図である。
【符号の説明】
【００１５】
１ アンテナ回路基板
２ 放射素子
３ 給電線路
４ 無給電素子
５ 給電素子
６ 誘電体
７ 地導体
８ スロット板
９ スロット開口
１０ 短絡板
１１ 短絡調整板
１２ 導波管スペーサ
１３ アンテナ回路基板（９０°給電タイプ）
１４ アンテナ回路基板（４５°給電タイプ）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トリプレート型平面アンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロストリップ型平面アンテナは、大容量高速無線通信端末として使用される。マイクロストリップ型平面アンテナの構造を、図１を使用して説明すると、各スロット開口９の長手方向に、無給電素子４，給電素子５，無給電素子４の順に配列された素子群に対応して形成されるような構成で、給電素子５がスロット開口９の長手方向に対して、９０°の角度で給電線路３が設けられている９０°給電タイプがあったが、トリプレート型平面アンテナでは、２つの無給電素子４に給電素子５が挟まれたタイプはなかった（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平４−８２４０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
平面アンテナでは、多分野において使用できるようにするために、広角なビームを有するアンテナが求められている。トリプレート型平面アンテナでは、パラレルプレートモードという特殊な設計要因を有するので、マイクロストリップ型平面アンテナのような構成を一様に適用できないという問題点があった。本発明は、従来のトリプレート型平面アンテナの特性を損なうことなく、所望の放射面内でのビーム幅設定自由度が高く、かつ、広範囲に制御することのできるトリプレート型平面アンテナを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
即ち本発明は、以下に関する。
（１）二次元的に縦横に配列された複数の放射素子２と給電線路３を含むアンテナ回路が形成されたアンテナ回路基板１と、前記アンテナ回路基板１を両面から挟む２枚の誘電体６と、一方の誘電体６ｂに対して重ね合わせた地導体７と、他方の誘電体６ａに対して重ね合わせたスロット板８と、を備えたトリプレート型平面アンテナにあって、
前記スロット板８は、複数のスロット開口９を有し、各スロット開口９は前記スロット開口９の長手方向に、無給電素子４，給電素子５，無給電素子４の順に配列された素子群に対応して形成されていることを特徴とするトリプレート型平面アンテナである。
（２）前記給電素子５は、前記スロット開口９の長手方向に対して、４５°の角度で給電線路３が設けられていることを特徴とする項（１）に記載のトリプレート型平面アンテナである。
（３）２つの前記無給電素子４及び前記給電素子５を前記スロット開口９に対応させて得られるアンテナエレメントが前記スロット開口９の長手方向に垂直な方向に自由空間波長の０．８５倍以上０．９３倍以下のピッチで配列されていることを特徴とする項（１）又は（２）に記載のトリプレート型平面アンテナである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明のトリプレート型平面アンテナによれば、従来のトリプレート型平面アンテナの特性を損なうことなく、所望の放射面内でのビーム幅設定自由度が高く、かつ、広範囲に制御することのできるトリプレート型平面アンテナを提供することが実現できた。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の形態を、図を使用して説明する。地導体７及びスロット板８は、どのような金属板あるいはプラスチックにメッキした板でも用いることが出来るが、特にアルミニウム板を用いれば、軽量で安価に製造でき好ましい。また、フィルムを基材とし、その上に銅箔を張り合わせたフレキシブル基板の不要な銅箔をエッチング除去しても構成でき、さらにガラスクロスに樹脂を含浸させた薄い樹脂板に銅箔を張り合わせた銅張り積層板でも構成することができる。
【０００８】
誘電体６には、空気，比誘電率の低い発泡体などを用いるのが好ましい。
アンテナ回路基板１は、フィルム基材とし、その上に銅箔を張り合わせたフレキシブル基板の不要な銅箔をエッチング除去して、放射素子２，給電線路３を形成して構成できるが、ガラスクロスに樹脂を含浸させた薄い樹脂板に銅箔を張り合わせた銅張り積層板でも構成できる。
また、放射素子２，スロット開口９の形状は、菱形又は丸形であってもかまわない。
【実施例】
【０００９】
実施例１
図２、３において、地導体７として厚さ２ｍｍのアルミニウム板を用い、誘電体６として比誘電率が略１．１６で厚みが０．７ｍｍの発泡ポリエチレンを用いた。またアンテナ回路基板１３として厚さ２５μｍのポリイミドフィルムに厚さ１８μｍの銅箔を張り合わせたフィルム基板を用い、エッチングにより不要な銅箔を除去して放射素子２及び給電線路３を形成した。また、スロット板８として厚さ１ｍｍのアルミニウム板をプレス工法による打ち抜きでスロット開口９を形成したものを用いた。
【００１０】
本構成において、アンテナ回路基板１３に、一辺の長さが利用周波数２４．０ＧＨｚの自由空間波長λ０の略０．４倍となる正方形の給電素子５を形成し、給電素子５の水平側両隣に給電素子５と同じλ０の略０．４倍となる無給電素子４を設けた。さらにスロット開口９の長手方向に、無給電素子４，給電素子５，無給電素子４の順に配列された素子群に対応して形成し、前記給電素子５は、前記スロット開口９の長手方向に対して、９０°の角度で給電線路３を設けた。さらにスロット板８に、短辺がλ０の略０．５５倍となる長方形のスロット開口９を形成した。また、各アンテナの出力端の変換は、導波管変換とし短絡板１０にて変換を行い構成とした。
【００１１】
以上の構成により、放射素子２とスロット開口９の配列間隔を、水平方向にλ０の略０．５〜０．６７倍、垂直方向にλ０の略０．７３〜０．９倍とし、１×４素子アンテナ１個を構成した。
この結果、従来のトリプレート型平面アンテナでは、ビーム形状が狭角約５°だったのに対して、所望の放射面内でのビーム幅設定自由度が高く、かつ、広角なビーム形状約８７°を実現できた。
【００１２】
実施例２
図４，５において、アンテナ回路基板１４の給電素子５は、前記スロット開口９の長手方向に対して、４５°の角度で給電線路３を設けた以外は、実施例１と同じとして１×４素子アンテナ１個を構成したものである。
【００１３】
この結果、実施例１と同様に、従来のトリプレート型平面アンテナでは、ビーム形状が狭角約５°だったのに対して、所望の放射面内でのビーム幅設定自由度が高く、かつ、広角なビーム形状約８７°を実現できた。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】マイクロストリップ型平面アンテナの要部を示す正面図である。
【図２】本発明の実施例１を示す分解斜視図である。
【図３】本発明の実施例１を示すアンテナ回路基板１３の正面図である。
【図４】本発明の実施例２を示す分解斜視図である。
【図５】本発明の実施例２を示すアンテナ回路基板１４の正面図である。
【図６】本発明の実施例１、２のアンテナにおける水平面指向性を示す線図である。
【符号の説明】
【００１５】
１ アンテナ回路基板
２ 放射素子
３ 給電線路
４ 無給電素子
５ 給電素子
６ 誘電体
７ 地導体
８ スロット板
９ スロット開口
１０ 短絡板
１１ 短絡調整板
１２ 導波管スペーサ
１３ アンテナ回路基板（９０°給電タイプ）
１４ アンテナ回路基板（４５°給電タイプ）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次元的に縦横に配列された複数の放射素子（２）と給電線路（３）を含むアンテナ回路が形成されたアンテナ回路基板（１）と、前記アンテナ回路基板（１）を両面から挟む２枚の誘電体（６）と、一方の誘電体（６ｂ）に対して重ね合わせた地導体（７）と、他方の誘電体（６ａ）に対して重ね合わせたスロット板（８）と、を備えたトリプレート型平面アンテナにあって、
前記スロット板（８）は、複数のスロット開口（９）を有し、各スロット開口（９）は前記スロット開口（９）の長手方向に、無給電素子（４），給電素子（５），無給電素子（４）の順に配列された素子群に対応して形成されていることを特徴とするトリプレート型平面アンテナ。
【請求項２】
前記給電素子（５）は、前記スロット開口（９）の長手方向に対して、４５°の角度で給電線路（３）が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のトリプレート型平面アンテナ。
【請求項３】
２つの前記無給電素子（４）及び前記給電素子（５）を前記スロット開口（９）に対応させて得られるアンテナエレメントが前記スロット開口（９）の長手方向に垂直な方向に自由空間波長の０．８５倍以上０．９３倍以下のピッチで配列されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のトリプレート型平面アンテナ。
【請求項１】
二次元的に縦横に配列された複数の放射素子（２）と給電線路（３）を含むアンテナ回路が形成されたアンテナ回路基板（１）と、前記アンテナ回路基板（１）を両面から挟む２枚の誘電体（６）と、一方の誘電体（６ｂ）に対して重ね合わせた地導体（７）と、他方の誘電体（６ａ）に対して重ね合わせたスロット板（８）と、を備えたトリプレート型平面アンテナにあって、
前記スロット板（８）は、複数のスロット開口（９）を有し、各スロット開口（９）は前記スロット開口（９）の長手方向に、無給電素子（４），給電素子（５），無給電素子（４）の順に配列された素子群に対応して形成されていることを特徴とするトリプレート型平面アンテナ。
【請求項２】
前記給電素子（５）は、前記スロット開口（９）の長手方向に対して、４５°の角度で給電線路（３）が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のトリプレート型平面アンテナ。
【請求項３】
２つの前記無給電素子（４）及び前記給電素子（５）を前記スロット開口（９）に対応させて得られるアンテナエレメントが前記スロット開口（９）の長手方向に垂直な方向に自由空間波長の０．８５倍以上０．９３倍以下のピッチで配列されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のトリプレート型平面アンテナ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００７−２８１６７９（Ｐ２００７−２８１６７９Ａ）
【公開日】平成１９年１０月２５日（２００７．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１０３０９８（Ｐ２００６−１０３０９８）
【出願日】平成１８年４月４日（２００６．４．４）
【出願人】（０００００４４５５）日立化成工業株式会社 (4,649)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１０月２５日（２００７．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年４月４日（２００６．４．４）
【出願人】（０００００４４５５）日立化成工業株式会社 (4,649)
【Ｆターム（参考）】
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