円偏波パッチアンテナ及びその製造方法
【課題】円偏波パッチアンテナ及びその製造方法を提供する。
【解決手段】まず、放射金属片及び接地金属片をそれぞれ基板の上、下表面に設け、それぞれ基板の上、下表面の角隅領域近傍に設けられる第１の金属マイクロストリップライン及び第２の金属マイクロストリップラインと、基板の側壁に設けられる、第１の金属マイクロストリップラインと第２の金属マイクロストリップラインとを電気的に接続される第３の金属マイクロストリップラインとを含む金属マイクロストリップラインを設ける。次に、信号フィード素子の一端をシステム接地ユニットに接続させ、信号フィード素子の他端を第２の金属マイクロストリップラインに接続させる。そして、放射金属片、接地金属片、第２の金属マイクロストリップライン及び／又は第１の金属マイクロストリップラインの寸法及び位置を調整することにより、円偏波パッチアンテナの信号特性を最適化する。
【解決手段】まず、放射金属片及び接地金属片をそれぞれ基板の上、下表面に設け、それぞれ基板の上、下表面の角隅領域近傍に設けられる第１の金属マイクロストリップライン及び第２の金属マイクロストリップラインと、基板の側壁に設けられる、第１の金属マイクロストリップラインと第２の金属マイクロストリップラインとを電気的に接続される第３の金属マイクロストリップラインとを含む金属マイクロストリップラインを設ける。次に、信号フィード素子の一端をシステム接地ユニットに接続させ、信号フィード素子の他端を第２の金属マイクロストリップラインに接続させる。そして、放射金属片、接地金属片、第２の金属マイクロストリップライン及び／又は第１の金属マイクロストリップラインの寸法及び位置を調整することにより、円偏波パッチアンテナの信号特性を最適化する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円偏波パッチアンテナ及びその製造方法に関し、より詳しくは、３段に折り曲げられた金属マイクロストリップラインを有する円偏波パッチアンテナ及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
移動体通信及び無線ネットワーク技術が絶えず進化している今日においては、新機能開発の応用や、ユーザへのより多くの付加価値の提供が、産業発展を促進するための鍵となっている。グローバル・ポジショニング・システム（全地球測位システム、Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ；ＧＰＳ）との組み合わせ応用は、ブルートゥース（Ｂｌｕｅ Ｔｏｏｔｈ）技術に次いで最も重要視される技術となりうることが期待されている。この中で鍵となる技術は、ＧＰＳに適用されるアンテナ技術である。
【０００３】
現在、ＧＰＳに適用される市販のアンテナの多くは、セラミックス基板を電気ピン（ｐｉｎ）が挿通されたマイクロ波誘電体セラミックスを用いたアンテナである。その信号のフィード方法としては、ピンフィード（ｐｉｎ−ｆｅｅｄ）の方法がよく用いられる。しかしながら、このようなマイクロ波誘電体セラミックスを用いたアンテナを回路基板に組み付けようとする場合には、底面にある電気ピンを回路基板の貫通孔に通し、貫通孔に通した電気ピンを回路基板の裏面に半田付けする必要があるため、極めて手間がかかり、大量且つスピーディな組み付けや生産に不利となり、更には製品全体の厚さが増加し、軽薄短小という製品の設計傾向に反している。さらに、このようなマイクロ波誘電体セラミックスを用いたアンテナの信号フィードポイントが側辺に位置しているため、そのインピーダンス整合は、周辺環境と相互に作用しやすくなり、信号の安定性に影響を及ぼしてしまう。また、このようなマイクロ波誘電体セラミックスを用いたアンテナでは、アンテナが左旋円偏波、右旋円偏波をそれぞれ達成できるように、信号フィードポイントを変更しなければならないため、設計上の不便が増している。
【０００４】
また、既知の文献には伝送線による信号カップリングの円偏波アンテナが開示されているが、この構成では、上、下の電極のレベルの誤差により、アンテナ自体が敏感になりすぎ、アンテナのインピーダンス整合にはバラツキが発生しやすくなり、しかもアンテナ自体の放射効率もそのクローズドルート（ｃｌｏｓｅｄ ｒｏｏｔ）である金属平面の影響により、従来のセラミックパッチアンテナに比べもアンテナゲインが約３ｄＢｉ〜５ｄＢｉ低くなっている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上表面に放射金属片が設けられ、下表面に接地金属片が設けられている基板と、前記基板の上表面において前記放射金属片を有しない角隅領域近傍に設けられている第１の金属マイクロストリップライン、前記基板の下表面において前記接地金属片を有しない角隅領域近傍に設けられている第２の金属マイクロストリップライン、及び前記基板の側壁に設けられ、前記第１の金属マイクロストリップライン及び前記第２の金属マイクロストリップラインを電気的に接続している第３の金属マイクロストリップラインを含む金属マイクロストリップラインと、を備え、前記第１の金属マイクロストリップライン、前記第２の金属マイクロストリップライン及び前記第３の金属マイクロストリップラインは、それぞれ前記基板の同一角隅における異なる平面の相対位置に設けられ、一体となって３段に折り曲げられた形状に形成されていることを特徴とする円偏波パッチアンテナを提供する。
【０００６】
また、本発明は、基板を用意し、放射金属片及び接地金属片をそれぞれ前記基板の上表面及び下表面に設けるとともに、前記基板の上表面において前記放射金属片を有しない角隅領域近傍に第１の金属マイクロストリップラインを、前記基板の下表面において前記接地金属片を有しない角隅領域近傍に第２の金属マイクロストリップラインを、前記基板の側壁に前記第１の金属マイクロストリップラインと前記第２の金属マイクロストリップラインとに電気的に接続される第３の金属マイクロストリップラインを、それぞれ設ける工程と、システム接地ユニット及び信号フィード素子を用意し、前記信号フィード素子の一端を前記システム接地ユニットに接続させるとともに、前記信号フィード素子の他端を前記第２の金属マイクロストリップラインに接続させる工程と、前記放射金属片、前記接地金属片、前記第２の金属マイクロストリップライン及び／又は前記第１の金属マイクロストリップラインの寸法及び位置を調整することにより、前記円偏波パッチアンテナの信号特性を最適化する工程と、を備えることを特徴とする円偏波パッチアンテナの製造方法を提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明に係る円偏波パッチアンテナの斜視図である。
【図２Ａ】図１に示す円偏波パッチアンテナの一実施形態の透視した斜視図である。
【図２Ｂ】図１に示す円偏波パッチアンテナの他の実施形態の透視した斜視図である。
【図３Ａ】図２Ａに示す円偏波パッチアンテナの上面図である。
【図３Ｂ】図２Ａに示す円偏波パッチアンテナの側壁の側面図である。
【図３Ｃ】図２Ａに示す円偏波パッチアンテナの下面図である。
【図４Ａ】本発明に係る円偏波パッチアンテナの一実施形態における上面図である。
【図４Ｂ】本発明に係る円偏波パッチアンテナの他の実施形態における上面図である。
【図４Ｃ】本発明に係る円偏波パッチアンテナの一実施形態における下面図である。
【図４Ｄ】本発明に係る円偏波パッチアンテナの他の実施形態における下面図である。
【図５】本発明に係る円偏波パッチアンテナのリターンロス実測データ図である。
【図６】本発明に係る円偏波パッチアンテナの実験結果のスミス図である。
【図７】本発明に係る円偏波パッチアンテナのＸ−Ｚ平面における放射特性の実験結果図である。
【図８】本発明に係る円偏波パッチアンテナの操作帯域幅におけるアンテナ軸比の実験結果図である。
【図９】本発明に係る円偏波パッチアンテナの製造方法の工程フロー図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
下記において特定の具体的な実施形態により本発明の技術内容を説明する。この技術分野に精通した者は、本明細書に記載する内容によって簡単に本発明の利点や効果が理解できる。また、本発明は、その他の異なる具体的な実施形態に基づいて施行や応用を加えることも可能である。
【０００９】
図１、２Ａ、２Ｂ、３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、４Ａ、４Ｂ、４Ｃ及び４Ｄを参照しながら、本発明に係る円偏波パッチアンテナを詳しく説明する。図１は、本発明に係る円偏波パッチアンテナの斜視図であり、図２Ａ及び図２Ｂのそれぞれは、図１に示す円偏波パッチアンテナの異なる実施形態の透視した斜視図であり、図３Ａ〜図３Ｃは、図２Ａに示す円偏波パッチアンテナの異なる平面の平面図であり、図４Ａ〜図４Ｄは、本発明に係る円偏波パッチアンテナの異なる実施形態の平面図である。
【００１０】
これらの図に示すように、円偏波パッチアンテナ１は、基板１０、放射金属片１１、接地金属片１２、第１の金属マイクロストリップライン１３ａと第２の金属マイクロストリップライン１３ｂと第３の金属マイクロストリップライン１３ｃとを含む金属マイクロストリップライン１３、及び必要に応じて設置する又は設置しないことが可能な信号フィード素子１４とシステム接地ユニット１５を備える。
【００１１】
基板１０は、モノリシック構造で且つ誘電率が約６０であるマイクロ波誘電体基板であり、その幾何形状が三角形柱体、四辺形柱体、円柱体又は楕円柱体であってもよく、その材質がガラス繊維、ＦＲ４及び／又はセラミックであってもよい。
【００１２】
放射金属片１１は、基板１０の上表面１０１の一部の領域に設けられている。本実施形態において、放射金属片１１は、基板１０の上表面１０１の中心領域に設けられ、且つ円形、楕円形、三角形、四辺形の金属片状体に形成されてもよく、もちろん、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、異なる範囲のアンテナ周波数応答及びインピーダンス整合を提供するように四辺形よりも大きい多辺形構造に形成されても構わない。
【００１３】
接地金属片１２は、基板１０の下表面１０２の一部の領域に設けられている。本実施形態において、接地金属片１２は、基板１０の下表面１０２の角隅領域近傍以外に設けられ、接地金属片１２によって被覆されていない角隅領域近傍は、図３Ｃに示すような矩形、図４Ｃに示すような三角形であってもよく、又は図４Ｄに示すような弧形に近いものであってもよい。
【００１４】
第１の金属マイクロストリップライン１３ａは、基板１０の上表面１０１において放射金属片１１を有しない角隅領域近傍に設けられ、且つ放射金属片１１と直接電気的に接続されないようになっている。本実施形態において、第１の金属マイクロストリップライン１３ａは、図３Ａに示すような矩形、図４Ａに示すような三角形であってもよく、又は図４Ｂに示すような弧形に近いものであってもよい。
【００１５】
第２の金属マイクロストリップライン１３ｂは、基板１０の下表面１０２において接地金属片１２を有しない角隅領域近傍、即ち基板１０の下表面１０２において接地金属片１２によって被覆されていない角隅領域近傍に設けられ、且つ接地金属片１２と直接電気的に接続されないようになっている。本実施形態において、第２の金属マイクロストリップライン１３ｂは、図３Ｃに示すような矩形、図４Ｃに示すような三角形であってもよく、又は図４Ｄに示すような弧形に近いものであってもよい。
【００１６】
第３の金属マイクロストリップライン１３ｃは、基板１０の側壁１０３に設けられ、第１の金属マイクロストリップライン１３ａ及び第２の金属マイクロストリップライン１３ｂと直接電気的に接続されるようになっている。本実施形態において、第３の金属マイクロストリップライン１３ｃは、基板１０の側壁１０３において第１の金属マイクロストリップライン１３ａ及び第２の金属マイクロストリップライン１３ｂに近い周縁箇所に設けられているため、第１の金属マイクロストリップライン１３ａ、第２の金属マイクロストリップライン１３ｂ及び第３の金属マイクロストリップライン１３ｃは、それぞれ基板１０の同一角隅における異なる平面の相対位置に設けられており、且つそれぞれ右旋円偏波（ＲＨＣＰ）及び左旋円偏波（ＬＨＣＰ）のための図２Ａ及び図２Ｂに示すように、一体となって３段に折り曲げられた形状に形成されている。
【００１７】
信号フィード素子１４は、一端がシステム接地ユニット１５に接続され、他端が第２の金属マイクロストリップライン１３ｂに接続されている。本実施形態において、信号フィード素子１４は、電気信号を金属マイクロストリップライン１３に入力することにより、金属マイクロストリップライン１３と接地金属片１２との間で電磁信号をカップリングさせ、第１の金属マイクロストリップライン１３ａと放射金属片１１との間で電磁信号をカップリングさせる。信号フィード素子１４は、同軸線、共平面線路又はＳＭＡコネクタであってもよい。従って、第２の金属マイクロストリップライン１３ｂ上の任意の点を、本発明に係る円偏波パッチアンテナ１の信号フィードポイント（陽極ターミナル）と見なすことができる。また、システム接地ユニット１５は、表面実装技術（Ｓｕｒｆａｃｅ−Ｍｏｕｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、ＳＭＴ）により基板１０に接続され、矩形に近い導電金属構造であってもよく、円形、方形、多辺形、三角形、又は楕円形の金属構造であってもよい。
【００１８】
従って、放射金属片１１と第１の金属マイクロストリップライン１３ａとの間の電磁信号カップリング、接地金属片１２と第２の金属マイクロストリップライン１３ｂとの間の電磁信号カップリングの効果により、本発明に係る円偏波パッチアンテナ１は、左旋円偏波又は右旋円偏波の信号を生成することができる。実際に実施する場合、本発明に係る円偏波パッチアンテナ１は、二つの振幅の大きさが等しく、且つ位相差が９０度である共振モードを生成することで、円偏波及びインピーダンス整合が好適なアンテナ設計を達成することができる。本発明に係る円偏波パッチアンテナ１によれば、第２の金属マイクロストリップライン１３ｂ上の任意の点を信号フィードポイントとすることができるため、従来のサイドフィード式のアンテナにおいて生じていたインピーダンス整合が周辺環境と相互に作用しやすいという問題を回避することができ、アンテナ全体の信頼性及び安定性を向上させることができる。
【００１９】
ここで注意すべき点は、本発明に係る円偏波パッチアンテナ１によれば、第１の金属マイクロストリップライン１３ａと第２の金属マイクロストリップライン１３ｂとの相対角度を調製することにより、信号フィードポイント（第２の金属マイクロストリップライン１３ｂ上の任意の点）を変更することなく、左旋円偏波信号及び右旋円偏波信号の制御を達成することができる。例えば、矩形に形成された第１の金属マイクロストリップライン１３ａと第２の金属マイクロストリップライン１３ｂとの相対交差角を９０度（図２Ａに示す）又は１８０度（図２Ｂに示す）に形成することにより、左旋円偏波信号又は右旋円偏波信号をそれぞれ生成することができる。これにより、設計上の利便性が向上することとなる。
【００２０】
また、本発明に係る円偏波パッチアンテナ１によれば、第１の金属マイクロストリップライン１３ａと放射金属片１１との間の寸法及び位置、及び／又は第２の金属マイクロストリップライン１３ｂと接地金属片１２との間の寸法及び位置を調整することにより、信号フィードポイントを変更することなく、左旋円偏波信号、右旋円偏波信号の制御と、信号特性の最適化による効果を同時に達成することができる。例えば、第１の金属マイクロストリップライン１３ａ及び第２の金属マイクロストリップライン１３ｂが特定の交差角のない形状に形成された場合には、第１の金属マイクロストリップライン１３ａ及び／又は第２の金属マイクロストリップライン１３ｂの幅、形状又は蛇行形態を調整して、第１の金属マイクロストリップライン１３ａと放射金属片１１との間のピッチ、及び／又は第２の金属マイクロストリップライン１３ｂと接地金属片１２との間のピッチを調整することにより、左旋円偏波信号、右旋円偏波信号を生成すると同時に、アンテナ信号の特性を最適化させ、カスタマイズ及び最適化の目的を達成することができる。
【００２１】
また、図５ないし図８を参照しながら、本発明に係る円偏波パッチアンテナ１の実際計測結果を説明する。図５は、本発明に係る円偏波パッチアンテナ１のリターンロスの実測データ図であり、本発明に係る円偏波パッチアンテナ１においてリターンロスが１０ｄＢである場合のインピーダンス帯域幅が約８〜１０ＭＨｚであることを示す。図６は、本発明に係る円偏波パッチアンテナ１の実験結果のスミス図であり、本発明に係る円偏波パッチアンテナ１の中心周波数のインピーダンスが５０Ω（ｏｈｍｓ）に近いことを示す。図７は、本発明に係る円偏波パッチアンテナ１のＸ−Ｚ平面における放射特性の実験結果図であり、本発明に係る円偏波パッチアンテナ１が天頂方向において良好な軸比パフォーマンス及び指向性を有することを示す。図８は、本発明に係る円偏波パッチアンテナ１の操作帯域幅におけるアンテナ軸比の実験結果図であり、円偏波効果が３ｄＢ軸比帯域幅において約２〜３ＭＨｚを有することを示す。これにより、本発明に係る円偏波パッチアンテナ１は、周辺環境からの干渉を受けにくく、高い安定性を有していることが分かる。
【００２２】
最後に、図９に示す工程フロー図を図１〜図２Ｂと合わせて参照しながら、本発明に係る円偏波パッチアンテナ１の製造方法を詳しく説明する。
【００２３】
ステップＳ１において、基板１０を用意し、放射金属片１１及び接地金属片１２をそれぞれ基板１０の上表面１０１の一部の領域及び下表面１０２の一部の領域に設けるとともに、基板１０の上表面１０１において放射金属片１１を有しない角隅領域近傍に第１の金属マイクロストリップライン１３ａを、基板１０の下表面１０２において接地金属片１２を有しない角隅領域近傍に第２の金属マイクロストリップライン１３ｂを、基板１０の側壁１０３に第１の金属マイクロストリップライン１３ａと第２の金属マイクロストリップライン１３ｂとを電気的に接続するための第３の金属マイクロストリップライン１３ｃを、それぞれ設ける。次に、ステップＳ２に進む。
【００２４】
ここで注意すべき点は、本実施形態において、第１の金属マイクロストリップライン１３ａ、第２の金属マイクロストリップライン１３ｂ及び第３の金属マイクロストリップライン１３ｃは、それぞれ基板１０の同一角隅における異なる平面の相対位置に設けられ、一体となって３段に折り曲げられた形状に形成される点である。第１の金属マイクロストリップライン１３ａ及び第２の金属マイクロストリップライン１３ｂが矩形である場合、ステップＳ１において、第１の金属マイクロストリップライン１３ａと第２の金属マイクロストリップライン１３ｂとの相対交差角を９０度又は１８０度に形成する工程をさらに備えてもよい。上述した放射金属片１１を基板１０の上表面１０１に設けることとは、厚膜スクリーン印刷、現像エッチング、及び／又はプラズマ堆積により、放射金属片１１を基板１０の上表面１０１の中心領域に設けることである。
【００２５】
ステップＳ２において、システム接地ユニット１５及び信号フィード素子１４を用意し、信号フィード素子１４の一端をシステム接地ユニット１５に接続させ、信号フィード素子１４の他端を第２の金属マイクロストリップライン１３ｂに接続させる。次に、ステップＳ３に進む。
【００２６】
ここで注意すべき点は、信号フィード素子１４は、電気信号を第２の金属マイクロストリップライン１３ｂに入力することにより、第２の金属マイクロストリップライン１３ｂと接地金属片１２との間で電磁信号をカップリングさせ、第１の金属マイクロストリップライン１３ａと放射金属片１１との間で電磁信号をカップリングさせる点である。
【００２７】
ステップＳ３において、放射金属片１１、接地金属片１２、第１の金属マイクロストリップライン１３ａ及び／又は第２の金属マイクロストリップライン１３ｂの寸法及び位置を調整することにより、円偏波パッチアンテナ１の信号特性を最適化する。
【００２８】
ここで注意すべき点は、第１の金属マイクロストリップライン１３ａ及び第２の金属マイクロストリップライン１３ｂが矩形である場合、ステップＳ３においては、第１の金属マイクロストリップライン１３ａと第２の金属マイクロストリップライン１３ｂとの交差角を９０度又は１８０度に調整することにより、左旋円偏波又は右旋円偏波の信号特性を生成することができる点である。また、第１の金属マイクロストリップライン１３ａ及び第２の金属マイクロストリップライン１３ｂが弧形又はその他の特定角のない形状である場合、ステップＳ３においては、第１の金属マイクロストリップライン１３ａ及び第２の金属マイクロストリップライン１３ｂの長さ及び幅を調整する工程をさらに備えてもよいことは言うまでもない。
【００２９】
上述のように、本発明に係る円偏波パッチアンテナ及びその製造方法によれば、信号フィードポイントを変更することなく、左旋円偏波又は右旋円偏波の信号特性を達成ことができる。また、本発明に係る円偏波パッチアンテナ及びその製造方法によれば、アンテナのインピーダンス整合が周辺環境からの干渉を受けにくくなるようにし、アンテナの安定性を向上させることができる。さらに、本発明に係る円偏波パッチアンテナ及びその製造方法によれば、大量且つスピーディな組み付けや生産ができるとともに、製品全体の厚さを効果的に低減ことができる。
【００３０】
言い換えれば、本発明に係る円偏波パッチアンテナ及びその製造方法によれば、構造が簡単であるとともに、いかなる電気ピンをも突出させる必要がないという特性を有しているため、製品全体の厚さを効果的に低減することができ、大量且つスピーディな組み付けや生産に有利となる。また、第２の金属マイクロストリップラインの任意の点を信号フィードポイントと見なすことができるため、信号フィードポイントを変更することなく、左旋円偏波又は右旋円偏波の信号の制御を容易に達成し、好ましい設計の利便性を得ることができる。また、本発明に係る円偏波パッチアンテナの信号フィードポイントは露出された側辺に位置していないため、アンテナのインピーダンス整合が周辺環境から受ける干渉を回避することができ、製品の信頼性及び安定性を向上させることができる。
【００３１】
上記のように、これらの実施の形態は本発明の原理および効果・機能を例示的に説明するに過ぎず、本発明は、これらによって限定されるものではない。本発明は、この技術分野に精通した者により本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々に修正や変更することが可能であり、そうした修正や変更は、本発明の特許請求の範囲に入るものである。
【符号の説明】
【００３２】
１ 円偏波パッチアンテナ
１０ 基板
１０１ 上表面
１０２ 下表面
１０３ 側壁
１１ 放射金属片
１２ 接地金属片
１３ａ 第１の金属マイクロストリップライン
１３ｂ 第２の金属マイクロストリップライン
１３ｃ 第３の金属マイクロストリップライン
１４ 信号フィード素子
１５ システム接地ユニット
Ｓ１〜Ｓ３ ステップ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円偏波パッチアンテナ及びその製造方法に関し、より詳しくは、３段に折り曲げられた金属マイクロストリップラインを有する円偏波パッチアンテナ及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
移動体通信及び無線ネットワーク技術が絶えず進化している今日においては、新機能開発の応用や、ユーザへのより多くの付加価値の提供が、産業発展を促進するための鍵となっている。グローバル・ポジショニング・システム（全地球測位システム、Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ；ＧＰＳ）との組み合わせ応用は、ブルートゥース（Ｂｌｕｅ Ｔｏｏｔｈ）技術に次いで最も重要視される技術となりうることが期待されている。この中で鍵となる技術は、ＧＰＳに適用されるアンテナ技術である。
【０００３】
現在、ＧＰＳに適用される市販のアンテナの多くは、セラミックス基板を電気ピン（ｐｉｎ）が挿通されたマイクロ波誘電体セラミックスを用いたアンテナである。その信号のフィード方法としては、ピンフィード（ｐｉｎ−ｆｅｅｄ）の方法がよく用いられる。しかしながら、このようなマイクロ波誘電体セラミックスを用いたアンテナを回路基板に組み付けようとする場合には、底面にある電気ピンを回路基板の貫通孔に通し、貫通孔に通した電気ピンを回路基板の裏面に半田付けする必要があるため、極めて手間がかかり、大量且つスピーディな組み付けや生産に不利となり、更には製品全体の厚さが増加し、軽薄短小という製品の設計傾向に反している。さらに、このようなマイクロ波誘電体セラミックスを用いたアンテナの信号フィードポイントが側辺に位置しているため、そのインピーダンス整合は、周辺環境と相互に作用しやすくなり、信号の安定性に影響を及ぼしてしまう。また、このようなマイクロ波誘電体セラミックスを用いたアンテナでは、アンテナが左旋円偏波、右旋円偏波をそれぞれ達成できるように、信号フィードポイントを変更しなければならないため、設計上の不便が増している。
【０００４】
また、既知の文献には伝送線による信号カップリングの円偏波アンテナが開示されているが、この構成では、上、下の電極のレベルの誤差により、アンテナ自体が敏感になりすぎ、アンテナのインピーダンス整合にはバラツキが発生しやすくなり、しかもアンテナ自体の放射効率もそのクローズドルート（ｃｌｏｓｅｄ ｒｏｏｔ）である金属平面の影響により、従来のセラミックパッチアンテナに比べもアンテナゲインが約３ｄＢｉ〜５ｄＢｉ低くなっている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上表面に放射金属片が設けられ、下表面に接地金属片が設けられている基板と、前記基板の上表面において前記放射金属片を有しない角隅領域近傍に設けられている第１の金属マイクロストリップライン、前記基板の下表面において前記接地金属片を有しない角隅領域近傍に設けられている第２の金属マイクロストリップライン、及び前記基板の側壁に設けられ、前記第１の金属マイクロストリップライン及び前記第２の金属マイクロストリップラインを電気的に接続している第３の金属マイクロストリップラインを含む金属マイクロストリップラインと、を備え、前記第１の金属マイクロストリップライン、前記第２の金属マイクロストリップライン及び前記第３の金属マイクロストリップラインは、それぞれ前記基板の同一角隅における異なる平面の相対位置に設けられ、一体となって３段に折り曲げられた形状に形成されていることを特徴とする円偏波パッチアンテナを提供する。
【０００６】
また、本発明は、基板を用意し、放射金属片及び接地金属片をそれぞれ前記基板の上表面及び下表面に設けるとともに、前記基板の上表面において前記放射金属片を有しない角隅領域近傍に第１の金属マイクロストリップラインを、前記基板の下表面において前記接地金属片を有しない角隅領域近傍に第２の金属マイクロストリップラインを、前記基板の側壁に前記第１の金属マイクロストリップラインと前記第２の金属マイクロストリップラインとに電気的に接続される第３の金属マイクロストリップラインを、それぞれ設ける工程と、システム接地ユニット及び信号フィード素子を用意し、前記信号フィード素子の一端を前記システム接地ユニットに接続させるとともに、前記信号フィード素子の他端を前記第２の金属マイクロストリップラインに接続させる工程と、前記放射金属片、前記接地金属片、前記第２の金属マイクロストリップライン及び／又は前記第１の金属マイクロストリップラインの寸法及び位置を調整することにより、前記円偏波パッチアンテナの信号特性を最適化する工程と、を備えることを特徴とする円偏波パッチアンテナの製造方法を提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明に係る円偏波パッチアンテナの斜視図である。
【図２Ａ】図１に示す円偏波パッチアンテナの一実施形態の透視した斜視図である。
【図２Ｂ】図１に示す円偏波パッチアンテナの他の実施形態の透視した斜視図である。
【図３Ａ】図２Ａに示す円偏波パッチアンテナの上面図である。
【図３Ｂ】図２Ａに示す円偏波パッチアンテナの側壁の側面図である。
【図３Ｃ】図２Ａに示す円偏波パッチアンテナの下面図である。
【図４Ａ】本発明に係る円偏波パッチアンテナの一実施形態における上面図である。
【図４Ｂ】本発明に係る円偏波パッチアンテナの他の実施形態における上面図である。
【図４Ｃ】本発明に係る円偏波パッチアンテナの一実施形態における下面図である。
【図４Ｄ】本発明に係る円偏波パッチアンテナの他の実施形態における下面図である。
【図５】本発明に係る円偏波パッチアンテナのリターンロス実測データ図である。
【図６】本発明に係る円偏波パッチアンテナの実験結果のスミス図である。
【図７】本発明に係る円偏波パッチアンテナのＸ−Ｚ平面における放射特性の実験結果図である。
【図８】本発明に係る円偏波パッチアンテナの操作帯域幅におけるアンテナ軸比の実験結果図である。
【図９】本発明に係る円偏波パッチアンテナの製造方法の工程フロー図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
下記において特定の具体的な実施形態により本発明の技術内容を説明する。この技術分野に精通した者は、本明細書に記載する内容によって簡単に本発明の利点や効果が理解できる。また、本発明は、その他の異なる具体的な実施形態に基づいて施行や応用を加えることも可能である。
【０００９】
図１、２Ａ、２Ｂ、３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、４Ａ、４Ｂ、４Ｃ及び４Ｄを参照しながら、本発明に係る円偏波パッチアンテナを詳しく説明する。図１は、本発明に係る円偏波パッチアンテナの斜視図であり、図２Ａ及び図２Ｂのそれぞれは、図１に示す円偏波パッチアンテナの異なる実施形態の透視した斜視図であり、図３Ａ〜図３Ｃは、図２Ａに示す円偏波パッチアンテナの異なる平面の平面図であり、図４Ａ〜図４Ｄは、本発明に係る円偏波パッチアンテナの異なる実施形態の平面図である。
【００１０】
これらの図に示すように、円偏波パッチアンテナ１は、基板１０、放射金属片１１、接地金属片１２、第１の金属マイクロストリップライン１３ａと第２の金属マイクロストリップライン１３ｂと第３の金属マイクロストリップライン１３ｃとを含む金属マイクロストリップライン１３、及び必要に応じて設置する又は設置しないことが可能な信号フィード素子１４とシステム接地ユニット１５を備える。
【００１１】
基板１０は、モノリシック構造で且つ誘電率が約６０であるマイクロ波誘電体基板であり、その幾何形状が三角形柱体、四辺形柱体、円柱体又は楕円柱体であってもよく、その材質がガラス繊維、ＦＲ４及び／又はセラミックであってもよい。
【００１２】
放射金属片１１は、基板１０の上表面１０１の一部の領域に設けられている。本実施形態において、放射金属片１１は、基板１０の上表面１０１の中心領域に設けられ、且つ円形、楕円形、三角形、四辺形の金属片状体に形成されてもよく、もちろん、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、異なる範囲のアンテナ周波数応答及びインピーダンス整合を提供するように四辺形よりも大きい多辺形構造に形成されても構わない。
【００１３】
接地金属片１２は、基板１０の下表面１０２の一部の領域に設けられている。本実施形態において、接地金属片１２は、基板１０の下表面１０２の角隅領域近傍以外に設けられ、接地金属片１２によって被覆されていない角隅領域近傍は、図３Ｃに示すような矩形、図４Ｃに示すような三角形であってもよく、又は図４Ｄに示すような弧形に近いものであってもよい。
【００１４】
第１の金属マイクロストリップライン１３ａは、基板１０の上表面１０１において放射金属片１１を有しない角隅領域近傍に設けられ、且つ放射金属片１１と直接電気的に接続されないようになっている。本実施形態において、第１の金属マイクロストリップライン１３ａは、図３Ａに示すような矩形、図４Ａに示すような三角形であってもよく、又は図４Ｂに示すような弧形に近いものであってもよい。
【００１５】
第２の金属マイクロストリップライン１３ｂは、基板１０の下表面１０２において接地金属片１２を有しない角隅領域近傍、即ち基板１０の下表面１０２において接地金属片１２によって被覆されていない角隅領域近傍に設けられ、且つ接地金属片１２と直接電気的に接続されないようになっている。本実施形態において、第２の金属マイクロストリップライン１３ｂは、図３Ｃに示すような矩形、図４Ｃに示すような三角形であってもよく、又は図４Ｄに示すような弧形に近いものであってもよい。
【００１６】
第３の金属マイクロストリップライン１３ｃは、基板１０の側壁１０３に設けられ、第１の金属マイクロストリップライン１３ａ及び第２の金属マイクロストリップライン１３ｂと直接電気的に接続されるようになっている。本実施形態において、第３の金属マイクロストリップライン１３ｃは、基板１０の側壁１０３において第１の金属マイクロストリップライン１３ａ及び第２の金属マイクロストリップライン１３ｂに近い周縁箇所に設けられているため、第１の金属マイクロストリップライン１３ａ、第２の金属マイクロストリップライン１３ｂ及び第３の金属マイクロストリップライン１３ｃは、それぞれ基板１０の同一角隅における異なる平面の相対位置に設けられており、且つそれぞれ右旋円偏波（ＲＨＣＰ）及び左旋円偏波（ＬＨＣＰ）のための図２Ａ及び図２Ｂに示すように、一体となって３段に折り曲げられた形状に形成されている。
【００１７】
信号フィード素子１４は、一端がシステム接地ユニット１５に接続され、他端が第２の金属マイクロストリップライン１３ｂに接続されている。本実施形態において、信号フィード素子１４は、電気信号を金属マイクロストリップライン１３に入力することにより、金属マイクロストリップライン１３と接地金属片１２との間で電磁信号をカップリングさせ、第１の金属マイクロストリップライン１３ａと放射金属片１１との間で電磁信号をカップリングさせる。信号フィード素子１４は、同軸線、共平面線路又はＳＭＡコネクタであってもよい。従って、第２の金属マイクロストリップライン１３ｂ上の任意の点を、本発明に係る円偏波パッチアンテナ１の信号フィードポイント（陽極ターミナル）と見なすことができる。また、システム接地ユニット１５は、表面実装技術（Ｓｕｒｆａｃｅ−Ｍｏｕｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、ＳＭＴ）により基板１０に接続され、矩形に近い導電金属構造であってもよく、円形、方形、多辺形、三角形、又は楕円形の金属構造であってもよい。
【００１８】
従って、放射金属片１１と第１の金属マイクロストリップライン１３ａとの間の電磁信号カップリング、接地金属片１２と第２の金属マイクロストリップライン１３ｂとの間の電磁信号カップリングの効果により、本発明に係る円偏波パッチアンテナ１は、左旋円偏波又は右旋円偏波の信号を生成することができる。実際に実施する場合、本発明に係る円偏波パッチアンテナ１は、二つの振幅の大きさが等しく、且つ位相差が９０度である共振モードを生成することで、円偏波及びインピーダンス整合が好適なアンテナ設計を達成することができる。本発明に係る円偏波パッチアンテナ１によれば、第２の金属マイクロストリップライン１３ｂ上の任意の点を信号フィードポイントとすることができるため、従来のサイドフィード式のアンテナにおいて生じていたインピーダンス整合が周辺環境と相互に作用しやすいという問題を回避することができ、アンテナ全体の信頼性及び安定性を向上させることができる。
【００１９】
ここで注意すべき点は、本発明に係る円偏波パッチアンテナ１によれば、第１の金属マイクロストリップライン１３ａと第２の金属マイクロストリップライン１３ｂとの相対角度を調製することにより、信号フィードポイント（第２の金属マイクロストリップライン１３ｂ上の任意の点）を変更することなく、左旋円偏波信号及び右旋円偏波信号の制御を達成することができる。例えば、矩形に形成された第１の金属マイクロストリップライン１３ａと第２の金属マイクロストリップライン１３ｂとの相対交差角を９０度（図２Ａに示す）又は１８０度（図２Ｂに示す）に形成することにより、左旋円偏波信号又は右旋円偏波信号をそれぞれ生成することができる。これにより、設計上の利便性が向上することとなる。
【００２０】
また、本発明に係る円偏波パッチアンテナ１によれば、第１の金属マイクロストリップライン１３ａと放射金属片１１との間の寸法及び位置、及び／又は第２の金属マイクロストリップライン１３ｂと接地金属片１２との間の寸法及び位置を調整することにより、信号フィードポイントを変更することなく、左旋円偏波信号、右旋円偏波信号の制御と、信号特性の最適化による効果を同時に達成することができる。例えば、第１の金属マイクロストリップライン１３ａ及び第２の金属マイクロストリップライン１３ｂが特定の交差角のない形状に形成された場合には、第１の金属マイクロストリップライン１３ａ及び／又は第２の金属マイクロストリップライン１３ｂの幅、形状又は蛇行形態を調整して、第１の金属マイクロストリップライン１３ａと放射金属片１１との間のピッチ、及び／又は第２の金属マイクロストリップライン１３ｂと接地金属片１２との間のピッチを調整することにより、左旋円偏波信号、右旋円偏波信号を生成すると同時に、アンテナ信号の特性を最適化させ、カスタマイズ及び最適化の目的を達成することができる。
【００２１】
また、図５ないし図８を参照しながら、本発明に係る円偏波パッチアンテナ１の実際計測結果を説明する。図５は、本発明に係る円偏波パッチアンテナ１のリターンロスの実測データ図であり、本発明に係る円偏波パッチアンテナ１においてリターンロスが１０ｄＢである場合のインピーダンス帯域幅が約８〜１０ＭＨｚであることを示す。図６は、本発明に係る円偏波パッチアンテナ１の実験結果のスミス図であり、本発明に係る円偏波パッチアンテナ１の中心周波数のインピーダンスが５０Ω（ｏｈｍｓ）に近いことを示す。図７は、本発明に係る円偏波パッチアンテナ１のＸ−Ｚ平面における放射特性の実験結果図であり、本発明に係る円偏波パッチアンテナ１が天頂方向において良好な軸比パフォーマンス及び指向性を有することを示す。図８は、本発明に係る円偏波パッチアンテナ１の操作帯域幅におけるアンテナ軸比の実験結果図であり、円偏波効果が３ｄＢ軸比帯域幅において約２〜３ＭＨｚを有することを示す。これにより、本発明に係る円偏波パッチアンテナ１は、周辺環境からの干渉を受けにくく、高い安定性を有していることが分かる。
【００２２】
最後に、図９に示す工程フロー図を図１〜図２Ｂと合わせて参照しながら、本発明に係る円偏波パッチアンテナ１の製造方法を詳しく説明する。
【００２３】
ステップＳ１において、基板１０を用意し、放射金属片１１及び接地金属片１２をそれぞれ基板１０の上表面１０１の一部の領域及び下表面１０２の一部の領域に設けるとともに、基板１０の上表面１０１において放射金属片１１を有しない角隅領域近傍に第１の金属マイクロストリップライン１３ａを、基板１０の下表面１０２において接地金属片１２を有しない角隅領域近傍に第２の金属マイクロストリップライン１３ｂを、基板１０の側壁１０３に第１の金属マイクロストリップライン１３ａと第２の金属マイクロストリップライン１３ｂとを電気的に接続するための第３の金属マイクロストリップライン１３ｃを、それぞれ設ける。次に、ステップＳ２に進む。
【００２４】
ここで注意すべき点は、本実施形態において、第１の金属マイクロストリップライン１３ａ、第２の金属マイクロストリップライン１３ｂ及び第３の金属マイクロストリップライン１３ｃは、それぞれ基板１０の同一角隅における異なる平面の相対位置に設けられ、一体となって３段に折り曲げられた形状に形成される点である。第１の金属マイクロストリップライン１３ａ及び第２の金属マイクロストリップライン１３ｂが矩形である場合、ステップＳ１において、第１の金属マイクロストリップライン１３ａと第２の金属マイクロストリップライン１３ｂとの相対交差角を９０度又は１８０度に形成する工程をさらに備えてもよい。上述した放射金属片１１を基板１０の上表面１０１に設けることとは、厚膜スクリーン印刷、現像エッチング、及び／又はプラズマ堆積により、放射金属片１１を基板１０の上表面１０１の中心領域に設けることである。
【００２５】
ステップＳ２において、システム接地ユニット１５及び信号フィード素子１４を用意し、信号フィード素子１４の一端をシステム接地ユニット１５に接続させ、信号フィード素子１４の他端を第２の金属マイクロストリップライン１３ｂに接続させる。次に、ステップＳ３に進む。
【００２６】
ここで注意すべき点は、信号フィード素子１４は、電気信号を第２の金属マイクロストリップライン１３ｂに入力することにより、第２の金属マイクロストリップライン１３ｂと接地金属片１２との間で電磁信号をカップリングさせ、第１の金属マイクロストリップライン１３ａと放射金属片１１との間で電磁信号をカップリングさせる点である。
【００２７】
ステップＳ３において、放射金属片１１、接地金属片１２、第１の金属マイクロストリップライン１３ａ及び／又は第２の金属マイクロストリップライン１３ｂの寸法及び位置を調整することにより、円偏波パッチアンテナ１の信号特性を最適化する。
【００２８】
ここで注意すべき点は、第１の金属マイクロストリップライン１３ａ及び第２の金属マイクロストリップライン１３ｂが矩形である場合、ステップＳ３においては、第１の金属マイクロストリップライン１３ａと第２の金属マイクロストリップライン１３ｂとの交差角を９０度又は１８０度に調整することにより、左旋円偏波又は右旋円偏波の信号特性を生成することができる点である。また、第１の金属マイクロストリップライン１３ａ及び第２の金属マイクロストリップライン１３ｂが弧形又はその他の特定角のない形状である場合、ステップＳ３においては、第１の金属マイクロストリップライン１３ａ及び第２の金属マイクロストリップライン１３ｂの長さ及び幅を調整する工程をさらに備えてもよいことは言うまでもない。
【００２９】
上述のように、本発明に係る円偏波パッチアンテナ及びその製造方法によれば、信号フィードポイントを変更することなく、左旋円偏波又は右旋円偏波の信号特性を達成ことができる。また、本発明に係る円偏波パッチアンテナ及びその製造方法によれば、アンテナのインピーダンス整合が周辺環境からの干渉を受けにくくなるようにし、アンテナの安定性を向上させることができる。さらに、本発明に係る円偏波パッチアンテナ及びその製造方法によれば、大量且つスピーディな組み付けや生産ができるとともに、製品全体の厚さを効果的に低減ことができる。
【００３０】
言い換えれば、本発明に係る円偏波パッチアンテナ及びその製造方法によれば、構造が簡単であるとともに、いかなる電気ピンをも突出させる必要がないという特性を有しているため、製品全体の厚さを効果的に低減することができ、大量且つスピーディな組み付けや生産に有利となる。また、第２の金属マイクロストリップラインの任意の点を信号フィードポイントと見なすことができるため、信号フィードポイントを変更することなく、左旋円偏波又は右旋円偏波の信号の制御を容易に達成し、好ましい設計の利便性を得ることができる。また、本発明に係る円偏波パッチアンテナの信号フィードポイントは露出された側辺に位置していないため、アンテナのインピーダンス整合が周辺環境から受ける干渉を回避することができ、製品の信頼性及び安定性を向上させることができる。
【００３１】
上記のように、これらの実施の形態は本発明の原理および効果・機能を例示的に説明するに過ぎず、本発明は、これらによって限定されるものではない。本発明は、この技術分野に精通した者により本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々に修正や変更することが可能であり、そうした修正や変更は、本発明の特許請求の範囲に入るものである。
【符号の説明】
【００３２】
１ 円偏波パッチアンテナ
１０ 基板
１０１ 上表面
１０２ 下表面
１０３ 側壁
１１ 放射金属片
１２ 接地金属片
１３ａ 第１の金属マイクロストリップライン
１３ｂ 第２の金属マイクロストリップライン
１３ｃ 第３の金属マイクロストリップライン
１４ 信号フィード素子
１５ システム接地ユニット
Ｓ１〜Ｓ３ ステップ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上表面に放射金属片が設けられ、且つ下表面に接地金属片が設けられている基板と、
前記基板の上表面において前記放射金属片を有しない角隅領域近傍に設けられている第１の金属マイクロストリップライン、前記基板の下表面において前記接地金属片を有しない角隅領域近傍に設けられている第２の金属マイクロストリップライン、及び前記基板の側壁に設けられ、前記第１の金属マイクロストリップライン及び前記第２の金属マイクロストリップラインを電気的に接続している第３の金属マイクロストリップラインを含む金属マイクロストリップラインと、を備え、
前記第１の金属マイクロストリップライン、前記第２の金属マイクロストリップライン及び前記第３の金属マイクロストリップラインは、それぞれ前記基板の同一角隅における異なる平面の相対位置に設けられ、一体となって３段に折り曲げられた形状に形成されていることを特徴とする円偏波パッチアンテナ。
【請求項２】
システム接地ユニット及び信号フィード素子をさらに備え、前記信号フィード素子の一端が前記システム接地ユニットに接続され、且つ前記信号フィード素子の他端が前記第２の金属マイクロストリップラインに接続されていることを特徴とする請求項１に記載の円偏波パッチアンテナ。
【請求項３】
前記信号フィード素子は、電気信号を前記第２の金属マイクロストリップラインに入力することにより、前記第２の金属マイクロストリップラインと前記接地金属片との間で信号をカップリングさせ、且つ前記第１の金属マイクロストリップラインと前記放射金属片との間で信号をカップリングさせることを特徴とする請求項２に記載の円偏波パッチアンテナ。
【請求項４】
前記基板には、表面実装技術（ＳＭＴ）によって前記システム接地ユニットが接続されていることを特徴とする請求項２に記載の円偏波パッチアンテナ。
【請求項５】
前記信号フィード素子は、同軸線、共平面線路、又はＳＭＡコネクタであることを特徴とする請求項２に記載の円偏波パッチアンテナ。
【請求項６】
前記基板は、マイクロ波誘電体基板であることを特徴とする請求項１に記載の円偏波パッチアンテナ。
【請求項７】
前記放射金属片は、前記基板の上表面の中心領域に設けられ、円形、楕円形、又は三角形であることを特徴とする請求項１に記載の円偏波パッチアンテナ。
【請求項８】
前記基板の下表面における角隅領域近傍は、三角形、矩形又は弧形であることを特徴とする請求項１に記載の円偏波パッチアンテナ。
【請求項９】
前記第１の金属マイクロストリップライン及び前記第２の金属マイクロストリップラインは、三角形、矩形又は弧形であることを特徴とする請求項１に記載の円偏波パッチアンテナ。
【請求項１０】
前記第１の金属マイクロストリップライン及び前記第２の金属マイクロストリップラインは、矩形であり、且つ長尺方向に互い平行、又は直交することを特徴とする請求項１に記載の円偏波パッチアンテナ。
【請求項１１】
基板を用意し、放射金属片及び接地金属片をそれぞれ前記基板の上表面及び下表面に設けるとともに、前記基板の上表面において前記放射金属片を有しない角隅領域近傍に第１の金属マイクロストリップラインを、前記基板の下表面において前記接地金属片を有しない角隅領域近傍に第２の金属マイクロストリップラインを、前記基板の側壁に前記第１の金属マイクロストリップラインと前記第２の金属マイクロストリップラインとに電気的に接続される第３の金属マイクロストリップラインを、それぞれ設ける工程と、
システム接地ユニット及び信号フィード素子を用意し、前記信号フィード素子の一端を前記システム接地ユニットに接続させるとともに、前記信号フィード素子の他端を前記第２の金属マイクロストリップラインに接続させる工程と、
を備えることを特徴とする円偏波パッチアンテナの製造方法。
【請求項１２】
前記第１の金属マイクロストリップライン、前記第２の金属マイクロストリップライン及び前記第３の金属マイクロストリップラインをそれぞれ前記基板の同一角隅における異なる平面の相対位置に設け、一体となって３段に折り曲げられた形状を形成するようにすることを特徴とする請求項１１に記載の円偏波パッチアンテナの製造方法。
【請求項１３】
前記信号フィード素子は、電気信号を前記第２の金属マイクロストリップラインに入力することにより、前記第２の金属マイクロストリップラインと前記接地金属片との間で信号をカップリングさせ、前記第１の金属マイクロストリップラインと前記放射金属片との間で信号をカップリングさせるようにすることを特徴とする請求項１１に記載の円偏波パッチアンテナの製造方法。
【請求項１４】
前記第１の金属マイクロストリップラインと前記第２の金属マイクロストリップラインとを互いに長尺方向に直交、又は平行させることにより、左旋円偏波又は右旋円偏波の信号特性を生成する工程をさらに備えることを特徴とする請求項１１に記載の円偏波パッチアンテナの製造方法。
【請求項１５】
前記放射金属片と前記第１の金属マイクロストリップラインとのピッチを調整するとともに、前記接地金属片と前記第２の金属マイクロストリップラインとのピッチを調整する工程をさらに備えることを特徴とする請求項１１に記載の円偏波パッチアンテナの製造方法。
【請求項１６】
前記第１の金属マイクロストリップライン及び前記第２の金属マイクロストリップラインの長さ及び幅を調整する工程をさらに備えることを特徴とする請求項１１に記載の円偏波パッチアンテナの製造方法。
【請求項１７】
厚膜スクリーン印刷、現像エッチング、及び／又はプラズマ堆積によって前記放射金属片を前記基板の上表面の中心領域に設けるようにすることを特徴とする請求項１１に記載の円偏波パッチアンテナの製造方法。
【請求項１】
上表面に放射金属片が設けられ、且つ下表面に接地金属片が設けられている基板と、
前記基板の上表面において前記放射金属片を有しない角隅領域近傍に設けられている第１の金属マイクロストリップライン、前記基板の下表面において前記接地金属片を有しない角隅領域近傍に設けられている第２の金属マイクロストリップライン、及び前記基板の側壁に設けられ、前記第１の金属マイクロストリップライン及び前記第２の金属マイクロストリップラインを電気的に接続している第３の金属マイクロストリップラインを含む金属マイクロストリップラインと、を備え、
前記第１の金属マイクロストリップライン、前記第２の金属マイクロストリップライン及び前記第３の金属マイクロストリップラインは、それぞれ前記基板の同一角隅における異なる平面の相対位置に設けられ、一体となって３段に折り曲げられた形状に形成されていることを特徴とする円偏波パッチアンテナ。
【請求項２】
システム接地ユニット及び信号フィード素子をさらに備え、前記信号フィード素子の一端が前記システム接地ユニットに接続され、且つ前記信号フィード素子の他端が前記第２の金属マイクロストリップラインに接続されていることを特徴とする請求項１に記載の円偏波パッチアンテナ。
【請求項３】
前記信号フィード素子は、電気信号を前記第２の金属マイクロストリップラインに入力することにより、前記第２の金属マイクロストリップラインと前記接地金属片との間で信号をカップリングさせ、且つ前記第１の金属マイクロストリップラインと前記放射金属片との間で信号をカップリングさせることを特徴とする請求項２に記載の円偏波パッチアンテナ。
【請求項４】
前記基板には、表面実装技術（ＳＭＴ）によって前記システム接地ユニットが接続されていることを特徴とする請求項２に記載の円偏波パッチアンテナ。
【請求項５】
前記信号フィード素子は、同軸線、共平面線路、又はＳＭＡコネクタであることを特徴とする請求項２に記載の円偏波パッチアンテナ。
【請求項６】
前記基板は、マイクロ波誘電体基板であることを特徴とする請求項１に記載の円偏波パッチアンテナ。
【請求項７】
前記放射金属片は、前記基板の上表面の中心領域に設けられ、円形、楕円形、又は三角形であることを特徴とする請求項１に記載の円偏波パッチアンテナ。
【請求項８】
前記基板の下表面における角隅領域近傍は、三角形、矩形又は弧形であることを特徴とする請求項１に記載の円偏波パッチアンテナ。
【請求項９】
前記第１の金属マイクロストリップライン及び前記第２の金属マイクロストリップラインは、三角形、矩形又は弧形であることを特徴とする請求項１に記載の円偏波パッチアンテナ。
【請求項１０】
前記第１の金属マイクロストリップライン及び前記第２の金属マイクロストリップラインは、矩形であり、且つ長尺方向に互い平行、又は直交することを特徴とする請求項１に記載の円偏波パッチアンテナ。
【請求項１１】
基板を用意し、放射金属片及び接地金属片をそれぞれ前記基板の上表面及び下表面に設けるとともに、前記基板の上表面において前記放射金属片を有しない角隅領域近傍に第１の金属マイクロストリップラインを、前記基板の下表面において前記接地金属片を有しない角隅領域近傍に第２の金属マイクロストリップラインを、前記基板の側壁に前記第１の金属マイクロストリップラインと前記第２の金属マイクロストリップラインとに電気的に接続される第３の金属マイクロストリップラインを、それぞれ設ける工程と、
システム接地ユニット及び信号フィード素子を用意し、前記信号フィード素子の一端を前記システム接地ユニットに接続させるとともに、前記信号フィード素子の他端を前記第２の金属マイクロストリップラインに接続させる工程と、
を備えることを特徴とする円偏波パッチアンテナの製造方法。
【請求項１２】
前記第１の金属マイクロストリップライン、前記第２の金属マイクロストリップライン及び前記第３の金属マイクロストリップラインをそれぞれ前記基板の同一角隅における異なる平面の相対位置に設け、一体となって３段に折り曲げられた形状を形成するようにすることを特徴とする請求項１１に記載の円偏波パッチアンテナの製造方法。
【請求項１３】
前記信号フィード素子は、電気信号を前記第２の金属マイクロストリップラインに入力することにより、前記第２の金属マイクロストリップラインと前記接地金属片との間で信号をカップリングさせ、前記第１の金属マイクロストリップラインと前記放射金属片との間で信号をカップリングさせるようにすることを特徴とする請求項１１に記載の円偏波パッチアンテナの製造方法。
【請求項１４】
前記第１の金属マイクロストリップラインと前記第２の金属マイクロストリップラインとを互いに長尺方向に直交、又は平行させることにより、左旋円偏波又は右旋円偏波の信号特性を生成する工程をさらに備えることを特徴とする請求項１１に記載の円偏波パッチアンテナの製造方法。
【請求項１５】
前記放射金属片と前記第１の金属マイクロストリップラインとのピッチを調整するとともに、前記接地金属片と前記第２の金属マイクロストリップラインとのピッチを調整する工程をさらに備えることを特徴とする請求項１１に記載の円偏波パッチアンテナの製造方法。
【請求項１６】
前記第１の金属マイクロストリップライン及び前記第２の金属マイクロストリップラインの長さ及び幅を調整する工程をさらに備えることを特徴とする請求項１１に記載の円偏波パッチアンテナの製造方法。
【請求項１７】
厚膜スクリーン印刷、現像エッチング、及び／又はプラズマ堆積によって前記放射金属片を前記基板の上表面の中心領域に設けるようにすることを特徴とする請求項１１に記載の円偏波パッチアンテナの製造方法。
【図１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図４Ｄ】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図４Ｄ】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−６６８９１（Ｐ２０１１−６６８９１Ａ）
【公開日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２０８７７０（Ｐ２０１０−２０８７７０）
【出願日】平成２２年９月１７日（２０１０．９．１７）
【出願人】（３９００２３５８２）財団法人工業技術研究院 (524)
【氏名又は名称原語表記】ＩＮＤＵＳＴＲＩＡＬ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＲＥＳＥＡＲＣＨ ＩＮＳＴＩＴＵＴＥ
【住所又は居所原語表記】１９５ Ｃｈｕｎｇ Ｈｓｉｎｇ Ｒｄ．，Ｓｅｃ．４，Ｃｈｕｔｕｎｇ，Ｈｓｉｎ−Ｃｈｕ，Ｔａｉｗａｎ Ｒ．Ｏ．Ｃ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月１７日（２０１０．９．１７）
【出願人】（３９００２３５８２）財団法人工業技術研究院 (524)
【氏名又は名称原語表記】ＩＮＤＵＳＴＲＩＡＬ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＲＥＳＥＡＲＣＨ ＩＮＳＴＩＴＵＴＥ
【住所又は居所原語表記】１９５ Ｃｈｕｎｇ Ｈｓｉｎｇ Ｒｄ．，Ｓｅｃ．４，Ｃｈｕｔｕｎｇ，Ｈｓｉｎ−Ｃｈｕ，Ｔａｉｗａｎ Ｒ．Ｏ．Ｃ
【Ｆターム（参考）】
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