マイクロストリップアレーアンテナ
【課題】 マイクロストリップアンテナを平面上に複数素子配列して、アレーアンテナを構成しようとすると、第１および第２の地導体の間に平行平板モードが発生し、平行平板モードで素子間結合が発生することで、アレーアンテナの利得が低下し、サイドローブが上昇する。
【解決手段】 マイクロストリップアンテナの周囲の第１の地導体板と第２の地導体板の間に、放射導体板の共振波長より十分短い間隔で接続導体を並べることで、平行平板モードによる素子間相互結合を抑圧する。
【解決手段】 マイクロストリップアンテナの周囲の第１の地導体板と第２の地導体板の間に、放射導体板の共振波長より十分短い間隔で接続導体を並べることで、平行平板モードによる素子間相互結合を抑圧する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、トリプレート形ストリップ線路を用い、給電回路と一体化した複数のマイクロストリップアンテナを配列した、マイクロストリップアレーアンテナに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のマイクロストリップアンテナとして、トリプレート形ストリップ線路を用い、給電回路と一体化した構造のマイクロストリップアンテナが知られている。
【０００３】
特許文献１に示すマイクロストリップアンテナは、第１および第２の誘電体層から成り、第１の誘電体層の一方の面に地導体板を有し、第２の誘電体層の一方の面に地導体板及び開口を配置し、上記第１および第２の地導体の概略中央にストリップ導体を配して成るトリプレート形ストリップ線路を構成し、上記ストリップ導体の先端部には、放射導体板を配置し、マイクロストリップアンテナの開口上部に第２の放射導体版を配置している（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平４−１７０８０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来のマイクロストリップアンテナを平面上に複数素子配列して、アレーアンテナを構成しようとすると、第１および第２の地導体の間に平行平板モードが発生し、平行平板モードで素子間結合が発生することで、アレーアンテナの利得が低下したり、サイドローブが上昇するという問題が発生することが判明した。
【０００６】
この発明は、係る課題を解決するためになされたものであり、第１および第２の地導体の間の平行平板モードによる、アンテナ素子間の結合を抑制したマイクロストリップアレーアンテナを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明によるマイクロストリップアレーアンテナは、積層された第１、第２、及び第３の誘電体層と、上記第１の誘電体層の一方の面に形成された第１の地導体板と、上記第２の誘電体層の一方の面に形成された開口を有する第２の地導体板と、上記第１の誘電体層の他方の面と第２の誘電体層の他方の面に挟まれて形成され、上記第１、第２の誘電体層及び上記第１、第２の地導体板とともにトリプレート形ストリップ線路を構成するストリップ導体と、上記第１の誘電体層の他方の面と第２の誘電体層の他方の面に挟まれて形成され、上記ストリップ導体の先端部に接続され、上記開口に対向して配置され、上記トリプレート形ストリップ線路とともにマイクロストリップアンテナを構成する第１の放射導体板と、上記第１の放射導体板及び開口に対向して配置され、上記第３の誘電体層の他方面に形成された第２の放射導体板と、上記第１の地導体板２と第２の地導体板３の間に接続され、上記ストリップ導体を除く部分で上記放射導体板の周囲を取り囲むように、上記第１の放射導体板の共振波長より十分短い間隔で配列された接続導体とを備え、上上記接続導体に取り囲まれたマイクロストリップアンテナ、及び上記第２の放射導体板が、複数配列されてなる。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、マイクロストリップアンテナの周囲の第１の地導体板２と第２の地導体板の間に、波長より十分短い間隔で接続導体を並べることで、平行平板モードによる素子間相互結合を抑圧し、アレーアンテナの利得の低下やサイドローブ上昇を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明に係る実施の形態１によるマイクロストリップアンテナの構成を示す図である。
【図２】この発明に係る実施の形態１によるマイクロストリップアレーアンテナの構成を示す図である。
【００１０】
実施の形態１．
以下、この発明に係る実施の形態１によるマイクロストリップアレーアンテナについて、図を用いて説明する。図１は、実施の形態１によるマイクロストリップアンテナの構成を示す図であり、（ａ）は上面透視図、（ｂ）は側面断面図である。図２は、図１のマイクロストリップアンテナを、複数個並べてマイクロストリップアレーアンテナを構成した例を示す図である。
【００１１】
図１において、マイクロストリップアンテナ５は、矩形状の第１の放射導体板１と、第１の地導体板２と、第１の誘電体基板（層）３と、第２の誘電体基板（層）４と、第２の地導体板６と、ストリップ導体７と、接続導体１２から構成されている。また、第２の誘電体基板（層）４の上方には、矩形状の第２の放射導体１０と、第３の誘電体基板（層）１１が設けられている。
【００１２】
第１の誘電体基板３の上に第２の誘電体基板４が積層され、第２の誘電体基板４の上に第３の誘電体基板１１が積層される。第１の放射導体板１及びストリップ導体７は、第１の誘電体基板３の上面（一方の面）と第２の誘電体基板４の下面（一方の面）の間に挟まれて配置される。ストリップ導体７は、第１の放射導体板１に接続される。第１の地導体板２は、第１の誘電体基板３の下面（他方の面）に配置される。ストリップ導体７、第１の誘電体基板３、及び第１の地導体板２は、トリプレート形マイクロストリップ線路８を構成する。
【００１３】
第３の誘電体基板１１は、第２の誘電体基板４の上に積層される。第２の地導体板６は、第２の誘電体基板４の上面（他方の面）と第３の誘電体基板１１の下面（一方の面）の間に配置される。第２の地導体板６は、第１の放射導体板１と対向する位置に、矩形状の刳り貫き開口穴が設けられている。第２の放射導体１０は第３の誘電体基板１１の上面（他方の面）に配置され、第１の放射導体板１の上方位置で第１の放射導体板１に対向する。
【００１４】
接続導体１２は、第１の誘電体基板３及び第２の誘電体基板４を貫通し、第１の地導体板２と第２の地導体板３の間に接続される。接続導体１２は、第１の放射導体板１の周囲に並べられ、第１の放射導体板１の共振波長λの１次モード及び２次モードよりも十分短い間隔（例えば、２０分の１λ以上、４分の１λ以下の間隔）で、ストリップ導体７を除く第１の放射導体板１の周囲を取り囲んでいる。また、接続導体１２は、ストリップ導体７と第１の放射導体板１との接続部の周囲で、ストリップ導体７の両側に位置するように配置されている。
【００１５】
また、図２において、マイクロストリップアンテナ５は、第２の放射導体１０とともに、平面上に複数個配列される。ストリップ導体７の間には、ストリップ導体７と第１の放射導体板１との接続部を除き、接続導体１２が配置されていない。
【００１６】
次に、動作について説明する。
トリプレート形マイクロストリップ線路８を伝播してきた電波は、トリプレート形マイクロストリップ線路８を通して、共振器の一種である放射導体板１及び第１の地導体板２から成るマイクロストリップアンテナ５を励振する。次に、マイクロストリップアンテナ５の励振によって第２の放射導体板１０が励振され、マイクロストリップアンテナ５及び第２の放射導体板１０の両方の励振により、電波が空間に放射される。
【００１７】
マイクロストリップアンテナ５を励振すると、その周囲に電界が発生する。この電界は、第１の地導体板２と第２の地導体板６の間に電位差を発生させ、２枚の地導体の間で平行平板モードを発生させる。
【００１８】
マイクロストリップアンテナ５を平面上に配列して、アレーアンテナとして用いる場合、平行平板モードは地導体板間を２次元的に伝播し、マイクロストリップアンテナ５の素子間相互結合の強度は距離に比例して減衰することとなる。
【００１９】
ここで、第１の地導体板２と第２の地導体板６の間は、波長に比べて短い間隔で接続導体１２により短絡されている。このため、マイクロストリップアンテナ５周囲に発生した電界は、周囲に漏れ出すことができない。従って、第１の地導体板２と第２の地導体板６の間の平行平板モードによる、マイクロストリップアンテナ５の素子間相互結合を抑制することができる。
【００２０】
実施の形態１によるマイクロスロリップアレーアンテナは、上下に積層された第１、第２及び第３の誘電体基板３、４、１１から成り、第１の誘電体基板３の一方の面に第１の地導体板２を形成し、第２の誘電体基板４の一方の面に、開口を有した第２の地導体板６を形成し、上記第１の誘電体基板３の他方の面と第２の誘電体基板４の他方の面に挟まれて形成され、上記第１および第２の地導体板２、６の概略中央に配置されたストリップ導体７を備え、上記第１、第２の誘電体基板３、４、上記ストリップ導体７及び上記第１、第２の地導体板２、６はトリプレート形ストリップ線路８を構成する。また、第１の誘電体基板３の他方の面と第２の誘電体基板４の他方の面に挟まれて形成され、上記ストリップ導体７の先端部に接続されるとともに、上記開口に対向して配置された第１の放射導体板１と、上記第１の放射導体板１及び開口に対向して配置され、上記第３の誘電体基板１１の他方面に形成された第２の放射導体板１０と、上記第１の地導体板２と第２の地導体板６の間に接続され、上記ストリップ導体７を除く部分で上記第１の放射導体板１の周囲を取り囲むように、上記第１の放射導体板１の共振波長より十分短い間隔で配列された接続導体１２を備える。上記トリプレート形ストリップ線路８と第１の放射導体板１と接続導体１２はマイクロストリップアンテナ５を構成し、当該接続導体１２に取り囲まれたマイクロストリップアンテナ５、及び上記第２の放射導体板１０を、複数配列してマイクロストリップアレーアンテナが構成される。
【００２１】
これによって、マイクロストリップアンテナ５の周囲の第１の地導体板２と第２の地導体板３の間に、波長より十分短い間隔で接続導体１２を並べることで、平行平板モードによるアンテナ素子間相互結合を抑圧し、アレーアンテナの利得の低下やサイドローブ上昇を低減することができる。
【００２２】
また、実施の形態１によるマイクロスロリップアレーアンテナを通信、レーダ等幅広い分野のアレーアンテナに利用することによって、アレーアンテナの利得低下やサイドローブ上昇の低減効果の分だけ、所望のアンテナ性能を維持することができる。
【符号の説明】
【００２３】
１ 第１の放射導体板、２ 第１の地導体板、３ 第１の誘電体基板（層）、４ 第２の誘電体基板（層）、５ マイクロストリップアンテナ、６ 第２の地導体板、７ ストリップ導体、８ トリプレート形マイクロストリップ線路、９ 接続導体、１０ 第２の放射導体板、１１ 第３の誘電体基板（層）、１２ 接続導体。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、トリプレート形ストリップ線路を用い、給電回路と一体化した複数のマイクロストリップアンテナを配列した、マイクロストリップアレーアンテナに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のマイクロストリップアンテナとして、トリプレート形ストリップ線路を用い、給電回路と一体化した構造のマイクロストリップアンテナが知られている。
【０００３】
特許文献１に示すマイクロストリップアンテナは、第１および第２の誘電体層から成り、第１の誘電体層の一方の面に地導体板を有し、第２の誘電体層の一方の面に地導体板及び開口を配置し、上記第１および第２の地導体の概略中央にストリップ導体を配して成るトリプレート形ストリップ線路を構成し、上記ストリップ導体の先端部には、放射導体板を配置し、マイクロストリップアンテナの開口上部に第２の放射導体版を配置している（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平４−１７０８０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来のマイクロストリップアンテナを平面上に複数素子配列して、アレーアンテナを構成しようとすると、第１および第２の地導体の間に平行平板モードが発生し、平行平板モードで素子間結合が発生することで、アレーアンテナの利得が低下したり、サイドローブが上昇するという問題が発生することが判明した。
【０００６】
この発明は、係る課題を解決するためになされたものであり、第１および第２の地導体の間の平行平板モードによる、アンテナ素子間の結合を抑制したマイクロストリップアレーアンテナを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明によるマイクロストリップアレーアンテナは、積層された第１、第２、及び第３の誘電体層と、上記第１の誘電体層の一方の面に形成された第１の地導体板と、上記第２の誘電体層の一方の面に形成された開口を有する第２の地導体板と、上記第１の誘電体層の他方の面と第２の誘電体層の他方の面に挟まれて形成され、上記第１、第２の誘電体層及び上記第１、第２の地導体板とともにトリプレート形ストリップ線路を構成するストリップ導体と、上記第１の誘電体層の他方の面と第２の誘電体層の他方の面に挟まれて形成され、上記ストリップ導体の先端部に接続され、上記開口に対向して配置され、上記トリプレート形ストリップ線路とともにマイクロストリップアンテナを構成する第１の放射導体板と、上記第１の放射導体板及び開口に対向して配置され、上記第３の誘電体層の他方面に形成された第２の放射導体板と、上記第１の地導体板２と第２の地導体板３の間に接続され、上記ストリップ導体を除く部分で上記放射導体板の周囲を取り囲むように、上記第１の放射導体板の共振波長より十分短い間隔で配列された接続導体とを備え、上上記接続導体に取り囲まれたマイクロストリップアンテナ、及び上記第２の放射導体板が、複数配列されてなる。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、マイクロストリップアンテナの周囲の第１の地導体板２と第２の地導体板の間に、波長より十分短い間隔で接続導体を並べることで、平行平板モードによる素子間相互結合を抑圧し、アレーアンテナの利得の低下やサイドローブ上昇を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明に係る実施の形態１によるマイクロストリップアンテナの構成を示す図である。
【図２】この発明に係る実施の形態１によるマイクロストリップアレーアンテナの構成を示す図である。
【００１０】
実施の形態１．
以下、この発明に係る実施の形態１によるマイクロストリップアレーアンテナについて、図を用いて説明する。図１は、実施の形態１によるマイクロストリップアンテナの構成を示す図であり、（ａ）は上面透視図、（ｂ）は側面断面図である。図２は、図１のマイクロストリップアンテナを、複数個並べてマイクロストリップアレーアンテナを構成した例を示す図である。
【００１１】
図１において、マイクロストリップアンテナ５は、矩形状の第１の放射導体板１と、第１の地導体板２と、第１の誘電体基板（層）３と、第２の誘電体基板（層）４と、第２の地導体板６と、ストリップ導体７と、接続導体１２から構成されている。また、第２の誘電体基板（層）４の上方には、矩形状の第２の放射導体１０と、第３の誘電体基板（層）１１が設けられている。
【００１２】
第１の誘電体基板３の上に第２の誘電体基板４が積層され、第２の誘電体基板４の上に第３の誘電体基板１１が積層される。第１の放射導体板１及びストリップ導体７は、第１の誘電体基板３の上面（一方の面）と第２の誘電体基板４の下面（一方の面）の間に挟まれて配置される。ストリップ導体７は、第１の放射導体板１に接続される。第１の地導体板２は、第１の誘電体基板３の下面（他方の面）に配置される。ストリップ導体７、第１の誘電体基板３、及び第１の地導体板２は、トリプレート形マイクロストリップ線路８を構成する。
【００１３】
第３の誘電体基板１１は、第２の誘電体基板４の上に積層される。第２の地導体板６は、第２の誘電体基板４の上面（他方の面）と第３の誘電体基板１１の下面（一方の面）の間に配置される。第２の地導体板６は、第１の放射導体板１と対向する位置に、矩形状の刳り貫き開口穴が設けられている。第２の放射導体１０は第３の誘電体基板１１の上面（他方の面）に配置され、第１の放射導体板１の上方位置で第１の放射導体板１に対向する。
【００１４】
接続導体１２は、第１の誘電体基板３及び第２の誘電体基板４を貫通し、第１の地導体板２と第２の地導体板３の間に接続される。接続導体１２は、第１の放射導体板１の周囲に並べられ、第１の放射導体板１の共振波長λの１次モード及び２次モードよりも十分短い間隔（例えば、２０分の１λ以上、４分の１λ以下の間隔）で、ストリップ導体７を除く第１の放射導体板１の周囲を取り囲んでいる。また、接続導体１２は、ストリップ導体７と第１の放射導体板１との接続部の周囲で、ストリップ導体７の両側に位置するように配置されている。
【００１５】
また、図２において、マイクロストリップアンテナ５は、第２の放射導体１０とともに、平面上に複数個配列される。ストリップ導体７の間には、ストリップ導体７と第１の放射導体板１との接続部を除き、接続導体１２が配置されていない。
【００１６】
次に、動作について説明する。
トリプレート形マイクロストリップ線路８を伝播してきた電波は、トリプレート形マイクロストリップ線路８を通して、共振器の一種である放射導体板１及び第１の地導体板２から成るマイクロストリップアンテナ５を励振する。次に、マイクロストリップアンテナ５の励振によって第２の放射導体板１０が励振され、マイクロストリップアンテナ５及び第２の放射導体板１０の両方の励振により、電波が空間に放射される。
【００１７】
マイクロストリップアンテナ５を励振すると、その周囲に電界が発生する。この電界は、第１の地導体板２と第２の地導体板６の間に電位差を発生させ、２枚の地導体の間で平行平板モードを発生させる。
【００１８】
マイクロストリップアンテナ５を平面上に配列して、アレーアンテナとして用いる場合、平行平板モードは地導体板間を２次元的に伝播し、マイクロストリップアンテナ５の素子間相互結合の強度は距離に比例して減衰することとなる。
【００１９】
ここで、第１の地導体板２と第２の地導体板６の間は、波長に比べて短い間隔で接続導体１２により短絡されている。このため、マイクロストリップアンテナ５周囲に発生した電界は、周囲に漏れ出すことができない。従って、第１の地導体板２と第２の地導体板６の間の平行平板モードによる、マイクロストリップアンテナ５の素子間相互結合を抑制することができる。
【００２０】
実施の形態１によるマイクロスロリップアレーアンテナは、上下に積層された第１、第２及び第３の誘電体基板３、４、１１から成り、第１の誘電体基板３の一方の面に第１の地導体板２を形成し、第２の誘電体基板４の一方の面に、開口を有した第２の地導体板６を形成し、上記第１の誘電体基板３の他方の面と第２の誘電体基板４の他方の面に挟まれて形成され、上記第１および第２の地導体板２、６の概略中央に配置されたストリップ導体７を備え、上記第１、第２の誘電体基板３、４、上記ストリップ導体７及び上記第１、第２の地導体板２、６はトリプレート形ストリップ線路８を構成する。また、第１の誘電体基板３の他方の面と第２の誘電体基板４の他方の面に挟まれて形成され、上記ストリップ導体７の先端部に接続されるとともに、上記開口に対向して配置された第１の放射導体板１と、上記第１の放射導体板１及び開口に対向して配置され、上記第３の誘電体基板１１の他方面に形成された第２の放射導体板１０と、上記第１の地導体板２と第２の地導体板６の間に接続され、上記ストリップ導体７を除く部分で上記第１の放射導体板１の周囲を取り囲むように、上記第１の放射導体板１の共振波長より十分短い間隔で配列された接続導体１２を備える。上記トリプレート形ストリップ線路８と第１の放射導体板１と接続導体１２はマイクロストリップアンテナ５を構成し、当該接続導体１２に取り囲まれたマイクロストリップアンテナ５、及び上記第２の放射導体板１０を、複数配列してマイクロストリップアレーアンテナが構成される。
【００２１】
これによって、マイクロストリップアンテナ５の周囲の第１の地導体板２と第２の地導体板３の間に、波長より十分短い間隔で接続導体１２を並べることで、平行平板モードによるアンテナ素子間相互結合を抑圧し、アレーアンテナの利得の低下やサイドローブ上昇を低減することができる。
【００２２】
また、実施の形態１によるマイクロスロリップアレーアンテナを通信、レーダ等幅広い分野のアレーアンテナに利用することによって、アレーアンテナの利得低下やサイドローブ上昇の低減効果の分だけ、所望のアンテナ性能を維持することができる。
【符号の説明】
【００２３】
１ 第１の放射導体板、２ 第１の地導体板、３ 第１の誘電体基板（層）、４ 第２の誘電体基板（層）、５ マイクロストリップアンテナ、６ 第２の地導体板、７ ストリップ導体、８ トリプレート形マイクロストリップ線路、９ 接続導体、１０ 第２の放射導体板、１１ 第３の誘電体基板（層）、１２ 接続導体。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
積層された第１、第２、及び第３の誘電体層と、
上記第１の誘電体層の一方の面に形成された第１の地導体板と、
上記第２の誘電体層の一方の面に形成された開口を有する第２の地導体板と、
上記第１の誘電体層の他方の面と第２の誘電体層の他方の面に挟まれて形成され、上記第１、第２の誘電体層及び上記第１、第２の地導体板とともにトリプレート形ストリップ線路を構成するストリップ導体と、
上記第１の誘電体層の他方の面と第２の誘電体層の他方の面に挟まれて形成され、上記ストリップ導体の先端部に接続され、上記開口に対向して配置され、上記トリプレート形ストリップ線路とともにマイクロストリップアンテナを構成する第１の放射導体板と、
上記第１の放射導体板及び開口に対向して配置され、上記第３の誘電体層の他方面に形成された第２の放射導体板と、
上記第１の地導体板２と第２の地導体板３の間に接続され、上記ストリップ導体を除く部分で上記放射導体板の周囲を取り囲むように、上記第１の放射導体板の共振波長より十分短い間隔で配列された接続導体と、
を備え、
上記接続導体に取り囲まれたマイクロストリップアンテナ、及び上記第２の放射導体板が、複数配列されてなるマイクロストリップアレーアンテナ。
【請求項１】
積層された第１、第２、及び第３の誘電体層と、
上記第１の誘電体層の一方の面に形成された第１の地導体板と、
上記第２の誘電体層の一方の面に形成された開口を有する第２の地導体板と、
上記第１の誘電体層の他方の面と第２の誘電体層の他方の面に挟まれて形成され、上記第１、第２の誘電体層及び上記第１、第２の地導体板とともにトリプレート形ストリップ線路を構成するストリップ導体と、
上記第１の誘電体層の他方の面と第２の誘電体層の他方の面に挟まれて形成され、上記ストリップ導体の先端部に接続され、上記開口に対向して配置され、上記トリプレート形ストリップ線路とともにマイクロストリップアンテナを構成する第１の放射導体板と、
上記第１の放射導体板及び開口に対向して配置され、上記第３の誘電体層の他方面に形成された第２の放射導体板と、
上記第１の地導体板２と第２の地導体板３の間に接続され、上記ストリップ導体を除く部分で上記放射導体板の周囲を取り囲むように、上記第１の放射導体板の共振波長より十分短い間隔で配列された接続導体と、
を備え、
上記接続導体に取り囲まれたマイクロストリップアンテナ、及び上記第２の放射導体板が、複数配列されてなるマイクロストリップアレーアンテナ。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１２−７０２３７（Ｐ２０１２−７０２３７Ａ）
【公開日】平成２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２１３５６８（Ｐ２０１０−２１３５６８）
【出願日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]