JP7741516B2 - antenna - Google Patents
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Description
本発明は、アンテナに関する。 The present invention relates to an antenna.
トリプレートアンテナ等の、２枚の地導体板の間に所定の構造が挟まれた構造を有するアンテナが存在する。このようなアンテナでは一方の地導体板と他方の地導体板とが平行平板共振器の役割を果たす。 There are antennas, such as triplate antennas, that have a specific structure sandwiched between two ground planes. In such antennas, one ground plane and the other ground plane act as a parallel-plate resonator.
しかしながら共振周波数で平行平板モードの不要共振が発生する場合がある。その結果、プリント基板の端部が放射スロットのように働き、不要放射が発生する場合があった。 However, unwanted parallel plate mode resonance can occur at the resonant frequency. As a result, the edges of the printed circuit board can act like radiation slots, causing unwanted radiation.
上記事情に鑑み、本発明は、不要放射の発生を抑制する技術の提供を目的としている。 In light of the above circumstances, the present invention aims to provide technology that suppresses the generation of unwanted radiation.
本発明の一態様は、地導体板で形成される共振器、を備え、前記地導体板の少なくとも一部には切れ込みが入っており、前記切れ込みは、切れ込みが入っていない場合に生じる定在波である仮想定在波、の少なくとも一部の腹の位置に存在するという条件を満たす、アンテナである。 One aspect of the present invention is an antenna that includes a resonator formed from a ground conductor plate, at least a portion of which has a notch, and that satisfies the condition that the notch is located at the position of at least a portion of an antinode of a virtual standing wave, which is a standing wave that would occur if the notch were not present.
本発明により、不要放射の発生を抑制することが可能となる。 This invention makes it possible to suppress the generation of unwanted radiation.
（実施形態）
図１は、実施形態のアンテナ１００を説明する第１の説明図である。より具体的には、図１は、アンテナ１００の理解の容易のため、実施形態のアンテナ１００の備える各部品を分離して表示した図の一例である。図２は、実施形態のアンテナ１００の概要を説明する第２の説明図である。より具体的には、図２は、実施形態のアンテナ１００の断面図の一例である。
(Embodiment)
Fig. 1 is a first explanatory diagram illustrating an antenna 100 according to an embodiment. More specifically, Fig. 1 is an example of a diagram in which each component included in the antenna 100 according to an embodiment is shown separately to facilitate understanding of the antenna 100. Fig. 2 is a second explanatory diagram illustrating an overview of the antenna 100 according to an embodiment. More specifically, Fig. 2 is an example of a cross-sectional view of the antenna 100 according to an embodiment.
アンテナ１００は、第１の地導体板１と、第１の誘電体基板２と、ストリップ線路３と、結合器４と、第２の誘電体基板５と、第２の地導体板６とを備える。アンテナ１００は、例えばトリプレートアンテナである。 The antenna 100 comprises a first ground conductor plate 1, a first dielectric substrate 2, a strip line 3, a coupler 4, a second dielectric substrate 5, and a second ground conductor plate 6. The antenna 100 is, for example, a triplate antenna.
第１の地導体板１は、地導体板である。第１の誘電体基板２は誘電体基板である。ストリップ線路３は、第１の誘電体基板２の基板面上に形成されたストリップ線路である。結合器４は、第１の誘電体基板２の基板面上に形成された結合器であって、ストリップ線路３に結合された結合器である。第２の誘電体基板５は、第１の誘電体基板２と異なる誘電体板であって第２の地導体板６に接触する誘電体板である。第２の地導体板６は、第１の地導体板とは異なる地導体板である。図１及び図２の例において、第２の地導体板６は、放射スロット７を有する。放射スロット７は、例えば、第２の地導体板６に開いた開口部である。 The first ground conductor plate 1 is a ground conductor plate. The first dielectric substrate 2 is a dielectric substrate. The strip line 3 is a strip line formed on the substrate surface of the first dielectric substrate 2. The coupler 4 is a coupler formed on the substrate surface of the first dielectric substrate 2 and coupled to the strip line 3. The second dielectric substrate 5 is a dielectric plate different from the first dielectric substrate 2 and is in contact with the second ground conductor plate 6. The second ground conductor plate 6 is a ground conductor plate different from the first ground conductor plate. In the example of Figures 1 and 2, the second ground conductor plate 6 has a radiation slot 7. The radiation slot 7 is, for example, an opening opened in the second ground conductor plate 6.
第１の地導体板１と、第１の誘電体基板２と、ストリップ線路３及び結合器４と、第２の誘電体基板５と、第２の地導体板６との配置を説明する。アンテナ１００において、第１の地導体板１と、第１の誘電体基板２と、ストリップ線路３及び結合器４と、第２の誘電体基板５と、第２の地導体板６とは、図２に示すように一軸方向に積層された状態にある。 The arrangement of the first ground conductor plate 1, first dielectric substrate 2, strip line 3 and coupler 4, second dielectric substrate 5, and second ground conductor plate 6 will now be described. In the antenna 100, the first ground conductor plate 1, first dielectric substrate 2, strip line 3 and coupler 4, second dielectric substrate 5, and second ground conductor plate 6 are stacked in a uniaxial direction as shown in Figure 2.
具体的には、第１の地導体板１の一方の面は第１の誘電体基板２の一方の面に接する。第１の誘電体基板２の他方の面はストリップ線路３及び結合器４の一方の面に接する。ストリップ線路３及び結合器４の他方の面は第２の誘電体基板５の一方の面に接する。第２の誘電体基板５の他方の面は、第２の地導体板６の一方の面に接する。 Specifically, one surface of the first ground conductor plate 1 contacts one surface of the first dielectric substrate 2. The other surface of the first dielectric substrate 2 contacts one surface of the strip line 3 and the coupler 4. The other surfaces of the strip line 3 and the coupler 4 contact one surface of the second dielectric substrate 5. The other surface of the second dielectric substrate 5 contacts one surface of the second ground conductor plate 6.
なお図２において符号３（４）は、ストリップ線路３及び結合器４を意味し、符号６（７）は、第２の地導体板６及び放射スロット７を意味する。 In Figure 2, reference numeral 3 (4) denotes the strip line 3 and coupler 4, and reference numeral 6 (7) denotes the second ground conductor plate 6 and radiating slot 7.
なお、第１の誘電体基板２と、ストリップ線路３と、結合器４と、第２の誘電体基板５とは、アンテナ１００が第１の地導体板１と第２の地導体板６との間に挟まれた空間に存在する構造の一例である。第１の地導体板１と第２の地導体板６との間には電磁波のモードを有する空間があればよい。したがって、第１の地導体板１と第２の地導体板６との間に挟まれた空間は、例えば誘電体であってもよいし、液体であってもよいし、気体であってもよいし、空洞であってもよい。また、第２の地導体板６は、必ずしも放射スロット７を有する必要は無い。 The first dielectric substrate 2, strip line 3, coupler 4, and second dielectric substrate 5 are an example of a structure in which the antenna 100 exists in the space sandwiched between the first ground conductor plate 1 and the second ground conductor plate 6. There needs to be a space between the first ground conductor plate 1 and the second ground conductor plate 6 that has an electromagnetic wave mode. Therefore, the space sandwiched between the first ground conductor plate 1 and the second ground conductor plate 6 may be, for example, a dielectric, a liquid, a gas, or a cavity. Furthermore, the second ground conductor plate 6 does not necessarily need to have a radiation slot 7.
図３は、実施形態のアンテナ１００の等価構造の一例を示す図である。より具体的には、図３は、アンテナ１００の等価構造の断面図である。さらに具体的には、図３は、アンテナ１００の等価構造を有するアンテナであるアンテナ２００の断面図である。 Figure 3 is a diagram showing an example of an equivalent structure of antenna 100 of the embodiment. More specifically, Figure 3 is a cross-sectional view of the equivalent structure of antenna 100. Even more specifically, Figure 3 is a cross-sectional view of antenna 200, which is an antenna having an equivalent structure to antenna 100.
アンテナ２００は第１等価地導体板８、等価空間９及び第２等価地導体板１０を備える共振器である。アンテナ２００はアンテナ１００の等価構造であるので、第１等価地導体板８は、第１の地導体板１の等価構造である。したがって第１等価地導体板８は、地導体板である。 Antenna 200 is a resonator comprising a first equivalent ground conductor plate 8, an equivalent space 9, and a second equivalent ground conductor plate 10. Since antenna 200 is an equivalent structure to antenna 100, first equivalent ground conductor plate 8 is an equivalent structure to first ground conductor plate 1. Therefore, first equivalent ground conductor plate 8 is a ground conductor plate.
また、アンテナ２００はアンテナ１００の等価構造であるので、等価空間９は、第１の誘電体基板２と、ストリップ線路３と、結合器４と、第２の誘電体基板５との組が形成する構造の等価構造である。等価空間９は、第１の誘電体基板２と、ストリップ線路３と、結合器４と、第２の誘電体基板５との組が形成する構造の等価構造であればどのようなものであってもよい。 Furthermore, since antenna 200 is an equivalent structure to antenna 100, equivalent space 9 is an equivalent structure to the structure formed by the combination of first dielectric substrate 2, strip line 3, coupler 4, and second dielectric substrate 5. Equivalent space 9 may be any structure equivalent to the structure formed by the combination of first dielectric substrate 2, strip line 3, coupler 4, and second dielectric substrate 5.
なお、上述したように第１の誘電体基板２と、ストリップ線路３と、結合器４と、第２の誘電体基板５とは、アンテナ１００が第１の地導体板１と第２の地導体板６との間に挟まれた空間に存在する構造の一例である。したがって等価空間９は、第１の地導体板１と第２の地導体板６との間の空間に等価な空間であればどのような空間であってもよい。したがって、等価空間９は、例えば誘電体であってもよいし、半導体であってもよいし、液体であってもよいし、気体であってもよいし、空洞であってもよい。 As described above, the first dielectric substrate 2, strip line 3, coupler 4, and second dielectric substrate 5 are an example of a structure in which the antenna 100 exists in the space sandwiched between the first ground conductor plate 1 and the second ground conductor plate 6. Therefore, the equivalent space 9 may be any space equivalent to the space between the first ground conductor plate 1 and the second ground conductor plate 6. Therefore, the equivalent space 9 may be, for example, a dielectric, a semiconductor, a liquid, a gas, or a cavity.
また、アンテナ２００はアンテナ１００の等価構造であるので、第２等価地導体板１０は、第２の地導体板６の等価構造である。したがって第２等価地導体板１０は、地導体板である。したがって、アンテナ１００は、アンテナ２００の一例であるとも言える。 Furthermore, since antenna 200 is an equivalent structure to antenna 100, second equivalent ground conductor plate 10 is an equivalent structure to second ground conductor plate 6. Therefore, second equivalent ground conductor plate 10 is a ground conductor plate. Therefore, antenna 100 can also be said to be an example of antenna 200.
図４は、実施形態における第１の地導体板１の構造の詳細の一例を説明する説明図である。第１の地導体板１は、切れ込みが入った地導体板である。切れ込みは、切れ込みの位置に関する条件である定在波抑制条件を満たす位置に入れられている。定在波抑制条件は、仮想定在波の少なくとも一部の腹の位置に存在するという条件である。仮想定在波は、切れ込みが入っていない場合に生じる定在波である。 Figure 4 is an explanatory diagram illustrating an example of the detailed structure of the first ground conductor plate 1 in an embodiment. The first ground conductor plate 1 is a ground conductor plate with notches. The notches are placed in positions that satisfy the standing wave suppression condition, which is a condition regarding the position of the notches. The standing wave suppression condition is a condition that the notches exist at the positions of at least some of the antinodes of the virtual standing wave. The virtual standing wave is a standing wave that occurs when no notches are placed.
なお、図４では第１の地導体板１を例に説明を行ったが、これは説明の簡単のためであり、同様のことは第２の地導体板６に対して行われてもよい。したがってアンテナ１００は、第１の地導体板１と第２の地導体板６とのいずれか一方又は両方には、定在波抑制条件を満たす切れ込みが入っていればよい。すなわち、第１の地導体板１と第２の地導体板６との少なくとも一部には、定在波抑制条件を満たす切れ込みが入っていればよい。以下、第１の地導体板１と第２の地導体板６とのいずれか一方又は両方に、定在波抑制条件を満たす切れ込みがはいるという条件を、構造条件という。 Note that while Figure 4 uses the first ground conductor plate 1 as an example for simplicity, the same can be done for the second ground conductor plate 6. Therefore, the antenna 100 only requires that either or both of the first ground conductor plate 1 and the second ground conductor plate 6 have a notch that satisfies the standing wave suppression condition. In other words, it only requires that at least a portion of the first ground conductor plate 1 and the second ground conductor plate 6 have a notch that satisfies the standing wave suppression condition. Hereinafter, the condition that either or both of the first ground conductor plate 1 and the second ground conductor plate 6 have a notch that satisfies the standing wave suppression condition will be referred to as the structural condition.
ところで上述したように、第１の地導体板１の等価構造は第１等価地導体板８であり、第２の地導体板６の等価構造は第２等価地導体板１０である。したがって、構造条件は、第１等価地導体板８と第２等価地導体板１０との少なくとも一部に、定在波抑制条件を満たす切れ込みが入るという条件でもある。 As mentioned above, the equivalent structure of the first ground conductor plate 1 is the first equivalent ground conductor plate 8, and the equivalent structure of the second ground conductor plate 6 is the second equivalent ground conductor plate 10. Therefore, the structural condition is also that at least a portion of the first equivalent ground conductor plate 8 and the second equivalent ground conductor plate 10 has a notch that satisfies the standing wave suppression condition.
以下、第１の地導体板１と第２の地導体板６とをそれぞれ区別しない場合、共振形成板という。 Hereinafter, when there is no need to distinguish between the first ground conductor plate 1 and the second ground conductor plate 6, they will be referred to as resonance-forming plates.
なお、定在波抑制条件を満たす共振形成板は、仮想定在波の少なくとも一部の腹の位置に切れ込みが存在するという条件を満たすので、例えば全ての腹の位置に切れ込みが存在してもよいし、一部の腹の位置に切れ込みが存在してもよい。 Note that a resonance-forming plate that satisfies the standing wave suppression condition must have notches at the positions of at least some of the antinodes of the virtual standing wave. Therefore, for example, notches may be present at the positions of all antinodes, or at the positions of some of the antinodes.
図５は、実施形態における仮想定在波と切れ込みとの関係を説明する説明図である。図５の波Ｗ１０１が仮想定在波の一例である。図５は、トリプレートアンテナを例に仮想定在波と共振形成板の切れ込みの位置との関係を示す。なお、説明の簡単のために用いた一例であり、等価構造が共振器であるアンテナであって切り込みを有さないアンテナであれば、同様の仮想定在波が生じる。 Figure 5 is an explanatory diagram illustrating the relationship between virtual standing waves and notches in an embodiment. Wave W101 in Figure 5 is an example of a virtual standing wave. Figure 5 shows the relationship between virtual standing waves and the position of the notches in the resonance-forming plate using a triplate antenna as an example. Note that this is an example used for simplicity of explanation; similar virtual standing waves will occur in an antenna whose equivalent structure is a resonator and does not have notches.
図５は、トリプレートアンテナの断面図と上面図とを用いて、切れ込みの位置が仮想定在波Ｗ１０１の腹の位置に存在することを示す。仮想定在波の腹の位置に切り込みが入っている場合、腹の位置で開放となるため、腹が存在できなくなる。その結果、仮想定在波が存在できなくなる。 Figure 5 shows, using a cross-sectional view and a top view of the triplate antenna, that the position of the notch is at the antinode of the virtual standing wave W101. If a notch is made at the antinode position of the virtual standing wave, the antinode will be open at the antinode position, and the antinode will no longer be able to exist. As a result, the virtual standing wave will no longer be able to exist.
したがって、共振形成板に定在波抑制条件を満たす切れ込みが存在するアンテナ１００又はアンテナ２００は、仮想定在波の発生を抑制することができる。仮想定在波が不要放射の源であるから、仮想定在波の発生の抑制は、不要放射の発生を抑制することを意味する。 Therefore, antenna 100 or antenna 200, which has a notch in its resonance-forming plate that satisfies the standing wave suppression conditions, can suppress the occurrence of virtual standing waves. Because virtual standing waves are the source of unwanted radiation, suppressing the occurrence of virtual standing waves means suppressing the occurrence of unwanted radiation.
（不要放射についての説明）
ここで、定在波抑制条件を満たす切れ込みが無い場合を例に、不要放射について、念の為説明する。第１の地導体板１と第２の地導体板６とは、等価的に図３に示すように平行平板共振器の役割を果たす。そのため、定在波抑制条件を満たす切れ込みが無い場合、ある共振周波数で平行平板モードの不要共振が発生する。なお不要共振の定義は不要放射の起因となる共振である。この不要共振により、プリント基板の端部の地導体間が等価的に放射スロットのように働き、不要放射となる。
(Explanation about unwanted radiation)
Here, we will explain unwanted radiation using an example in which there is no notch that satisfies the standing wave suppression conditions. The first ground conductor plate 1 and the second ground conductor plate 6 equivalently function as a parallel plate resonator, as shown in Figure 3. Therefore, if there is no notch that satisfies the standing wave suppression conditions, unwanted resonance in the parallel plate mode occurs at a certain resonance frequency. Note that unwanted resonance is defined as resonance that causes unwanted radiation. This unwanted resonance causes the space between the ground conductors at the ends of the printed circuit board to act equivalently as a radiation slot, resulting in unwanted radiation.
また、等価放射スロットの長辺は導体により短絡端、短辺は開放端となっているため、プリント基板端部で不要放射が生じる不要共振は、その波長の整数倍が等価放射スロットの長辺の長さ、つまり、第１の地導体板１及び第２の地導体板６の大きさと一致する周波数で生じる。ただし、第１の誘電体基板２及び第２の誘電体基板５の比誘電率、給電回路又は放射スロット７により共振周波数は変化する。基板サイズが波長の整数倍と一致する周波数で不要共振が存在するため、特に、広帯域アンテナでは、定在波抑制条件を満たす切れ込みが無い場合、基板サイズの変更のみで帯域外へ移動させることは困難である。 In addition, because the long sides of the equivalent radiation slot are short-circuited by the conductor and the short sides are open, unwanted resonances that cause unwanted radiation at the edges of the printed circuit board occur at frequencies where an integer multiple of the wavelength corresponds to the length of the long sides of the equivalent radiation slot, i.e., the size of the first ground conductor plate 1 and the second ground conductor plate 6. However, the resonant frequency changes depending on the relative dielectric constants of the first dielectric substrate 2 and the second dielectric substrate 5, the feed circuit, or the radiation slot 7. Because unwanted resonances exist at frequencies where the board size corresponds to an integer multiple of the wavelength, it is difficult to move the frequency outside the band simply by changing the board size, especially in wideband antennas, if there are no notches that satisfy the standing wave suppression conditions.
ここまでで定在波抑制条件を満たす切れ込みが無い場合のアンテナで生じる不要放射についての説明を終える。このように定在波抑制条件を満たす切れ込みが無い場合、不要放射の発生を抑制することは困難である。一方、アンテナ１００又はアンテナ２００は定在波抑制条件を満たす切れ込みを有するために、不要放射の発生を抑制することができる。 This concludes the explanation of unwanted radiation that occurs in antennas that do not have notches that satisfy the standing wave suppression conditions. In this way, if there are no notches that satisfy the standing wave suppression conditions, it is difficult to suppress the occurrence of unwanted radiation. On the other hand, antenna 100 or antenna 200 has notches that satisfy the standing wave suppression conditions, so it is possible to suppress the occurrence of unwanted radiation.
なお、図５では一例としてＹ方向の共振を示したが、Ｘ方向に直交する方向であって共振形成板に平行な方向であるＸ方向の共振についても同様である。なおＹ方向は共振形成板に平行な方向であってＸ方向に直交する方向である。 Note that while Figure 5 shows resonance in the Y direction as an example, the same applies to resonance in the X direction, which is a direction perpendicular to the X direction and parallel to the resonance-forming plate. The Y direction is a direction parallel to the resonance-forming plate and perpendicular to the X direction.
なお、図５の例において切れ込みの長さは、例えば不要共振周波数の波長の四分の一の長さである。なお不要共振周波数とは、不要共振の周波数である。したがって、不要共振周波数の波長とは、仮想定在波の波長である。より具体的には、切れ込みは、定在波の存在する方向と垂直に共振形成板の端部から例えば四分の一波長の長さで入れられている。なお、定在波の存在する方向と垂直は、図５の例ではＸ方向である。したがって、不要共振周波数の波長の四分の一の長さとは、切れ込みの長さであってＸ方向に平行な方向の長さが不要共振周波数の波長の四分の一であることを意味する。 In the example of Figure 5, the length of the slit is, for example, one-quarter of the wavelength of the unwanted resonant frequency. The unwanted resonant frequency is the frequency of the unwanted resonance. Therefore, the wavelength of the unwanted resonant frequency is the wavelength of the virtual standing wave. More specifically, the slit is made, for example, one-quarter of the wavelength from the end of the resonance-forming plate, perpendicular to the direction in which the standing wave exists. In the example of Figure 5, the direction perpendicular to the direction in which the standing wave exists is the X direction. Therefore, one-quarter of the wavelength of the unwanted resonant frequency means that the length of the slit in the direction parallel to the X direction is one-quarter of the wavelength of the unwanted resonant frequency.
なお、切れ込みの長さが不要共振周波数の波長の四分の一の長さという条件（以下「切れ込み条件」という。）を切れ込みが満たす場合の効果について説明する。 The effect will be explained when the slit satisfies the condition that the length of the slit is one-quarter of the wavelength of the unwanted resonant frequency (hereinafter referred to as the "slit condition").
切れ込みには両端が存在するが、一端は地導体の端部側であり、他端はその反対側である。反対側（すなわち他端）は短絡端である。したがって、端部から四分の一波長離れた位置では開放である。そのため、切れ込み条件が満たされる場合には、不要共振の腹に生じる電界を、切れ込み条件が満たされない場合よりも抑圧することができる。ただし、この説明から明らかなように、四分の一波長ではなくても略四分の一波長であれば、不要共振の発生を抑制する効果を奏する。したがって、切れ込みの長さは、不要共振周波数の波長の略四分の一の長さであれば、より一層不要共振の発生を抑制する、という効果を奏する。不要共振の発生を抑制するためには、切れ込みの長さは必ずしも正確に不要共振周波数の波長の四分の一である必要は無い。 The slit has two ends, one of which is on the end side of the ground conductor and the other on the opposite side. The opposite end (i.e., the other end) is a short-circuited end. Therefore, the position a quarter wavelength away from the end is open. Therefore, when the slit condition is met, the electric field generated at the antinode of the unwanted resonance can be suppressed more than when the slit condition is not met. However, as is clear from this explanation, even if the slit is not a quarter wavelength, as long as it is approximately a quarter wavelength, it has the effect of suppressing the occurrence of unwanted resonance. Therefore, if the length of the slit is approximately a quarter of the wavelength of the unwanted resonant frequency, it has the effect of further suppressing the occurrence of unwanted resonance. In order to suppress the occurrence of unwanted resonance, the length of the slit does not necessarily have to be exactly a quarter of the wavelength of the unwanted resonant frequency.
このように、共振器を備え、共振器を形成する２つの地導体板の一方又は両方に切れ込みを有するアンテナであって、切れ込みの位置は仮想定在波の少なくとも一部の腹の位置であるアンテナは、不要放射の発生を抑制することができる。すなわち、このように構成された実施形態のアンテナ１００又はアンテナ２００は、定在波抑制条件を満たす切り込みが入った共振形成板を備える。そのため、不要放射の発生を抑制することができる。 In this way, an antenna that includes a resonator and has a notch in one or both of the two ground conductor plates that form the resonator, where the notch is located at the position of at least one antinode of a virtual standing wave, can suppress the generation of unwanted radiation. In other words, the antenna 100 or antenna 200 of this embodiment configured has a resonance-forming plate with a notch that satisfies the standing wave suppression conditions. Therefore, the generation of unwanted radiation can be suppressed.
（変形例）
なお上述したようにアンテナ１００は、例えば、第１の誘電体基板２を空気層とし、反射板を装荷したスリットアンテナであってもよい。なお、第１の誘電体基板２及び第２の誘電体基板５は、空気層であってもよいし半導体層であってもよい。また、アンテナ１００は、単素子アンテナであってもよいし、複数の素子を持つアレーアンテナであってもよい。
(Modification)
As described above, the antenna 100 may be, for example, a slit antenna in which the first dielectric substrate 2 serves as an air space and a reflector is loaded. The first dielectric substrate 2 and the second dielectric substrate 5 may be air spaces or semiconductor layers. The antenna 100 may be a single-element antenna or an array antenna having multiple elements.
また、放射スロットの形状は閉じた図形の形状であれば、どのような形状であってもよい。したがって、放射スロットの形状は、方形であってもよいし、円形であってもよいし、楕円であってもよいし、リングであってもよいし、ループであってもよいし、多角形であってもよいし、クロス（十字）形状であってもよいし、ボウタイであってもよいし、葉状ボウタイであってもよい。なお葉状ボウタイについては、非特許文献３の“両平面回路と葉状ボウタイスロット素子を用いた広帯域平面アレーアンテナの設計”を参照されたい。 The shape of the radiation slot may be any shape as long as it is the shape of a closed figure. Therefore, the shape of the radiation slot may be square, circular, elliptical, ring, loop, polygonal, cross-shaped, bowtie, or leaf-shaped bowtie. For more information on leaf-shaped bowties, please refer to Non-Patent Document 3, "Design of a Wideband Planar Array Antenna Using Dual-Planar Circuits and Leaf-Shaped Bowtie Slot Elements."
なお、円形の場合、アンテナ素子自体が対象構造であるため、給電方法によって偏波を変更できるという効果を奏する。 In addition, in the case of a circular antenna, the antenna element itself has a symmetrical structure, which has the advantage of allowing the polarization to be changed by changing the power feeding method.
また、リング又はループ等の閉曲線が形成する形状の場合、閉曲線に囲まれる面を通過する磁界による電磁誘導により閉曲線に電流が流れる。そして、放射スロットは流れた電流によって動作する。そのため、放射スロットは電界よりも磁界に感度が良く、近傍の電界による雑音を防ぐことができるという効果を奏する。 Furthermore, in the case of a shape formed by a closed curve such as a ring or loop, a current flows in the closed curve due to electromagnetic induction caused by a magnetic field passing through the surface enclosed by the closed curve. The radiating slot then operates due to the current that flows. As a result, the radiating slot is more sensitive to magnetic fields than to electric fields, and has the effect of preventing noise caused by nearby electric fields.
クロス形状の場合、偏波共用アンテナを構成することができる、という効果を奏する。 The cross shape has the advantage of allowing the creation of a dual-polarized antenna.
ボウタイ又は葉状ボウタイの形状の場合、ボウタイ又は葉状ボウタイは自己補対アンテナの一種であるため、方形の場合よりも広帯域特性が得られるという効果を奏する。なお、多角形の場合、方形よりも設計パラメータが多くなるため、広帯域特性を得られるという効果を奏する。 In the case of a bowtie or leaf-shaped bowtie shape, the bowtie or leaf-shaped bowtie is a type of self-complementary antenna, so it has the advantage of being able to obtain wider bandwidth characteristics than a rectangular shape. Furthermore, in the case of a polygon, there are more design parameters than a rectangular shape, so it has the advantage of being able to obtain wider bandwidth characteristics.
またアンテナ１００は、放射スロットで放射するアンテナに限らない。例えばアンテナ１００は、放射スロット７のさらにその上の層にマイクロストリップアンテナ等のアンテナを備えるアンテナであってもよい。放射スロット７のさらにその上の層にマイクロストリップアンテナ等のアンテナ素子を備える場合、備えない場合に比べて方形スロットで放射するよりもインピーダンス整合を調整するパラメータが多くなるため広帯域特性を得られるという効果を奏する。 Furthermore, antenna 100 is not limited to antennas that radiate through a radiation slot. For example, antenna 100 may be an antenna that includes an antenna such as a microstrip antenna on a layer above radiation slot 7. When an antenna element such as a microstrip antenna is provided on a layer above radiation slot 7, there are more parameters for adjusting impedance matching than when radiating through a rectangular slot, compared to when no such antenna element is provided, which has the effect of achieving wideband characteristics.
またストリップ線路と放射スロットを結合させるための結合器４の形状は図１の例では方形であるが、必ずしも方形である必要は無い。結合器４の形状は、閉じた図形の形状であればどのような形状であってもよく、円形であってもよいし、楕円であってもよいし、リングであってもよいし、多角形であってもよい。 In addition, although the shape of the coupler 4 for coupling the strip line and the radiating slot is rectangular in the example shown in Figure 1, it does not necessarily have to be rectangular. The shape of the coupler 4 can be any shape that is a closed figure, and it can be circular, elliptical, ring, or polygonal.
なお、図１の例では、第１の地導体板１と第２の地導体板６とに挟まれた空間にストリップ線路３と、結合器４とを備えるアンテナを説明した。しかしながら、アンテナ１００は必ずしも、第１の地導体板１と第２の地導体板６とに挟まれた空間にストリップ線路３と、結合器４とを備える必要は無い。 In the example of Figure 1, an antenna is described that includes a strip line 3 and a coupler 4 in the space between the first ground conductor plate 1 and the second ground conductor plate 6. However, the antenna 100 does not necessarily need to include a strip line 3 and a coupler 4 in the space between the first ground conductor plate 1 and the second ground conductor plate 6.
なお図１の例におけるストリップ線路３は給電線路の一例である。給電線路は必ずしもストリップ線路である必要は無く、スロット線路であってもよいし、コプレーナ線路であってもよい。給電線路がコプレーナ線路である場合、同軸線路と電磁界分布が近いため、インピーダンス整合が容易という効果を奏する。また、給電線路がスロット線路である場合、半導体素子を並列に接続することができる、という効果を奏する。 Note that the strip line 3 in the example of Figure 1 is an example of a feed line. The feed line does not necessarily have to be a strip line; it can also be a slot line or a coplanar line. If the feed line is a coplanar line, the electromagnetic field distribution is similar to that of a coaxial line, which has the advantage of making impedance matching easier. Furthermore, if the feed line is a slot line, it has the advantage of being able to connect semiconductor elements in parallel.
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。 The above describes in detail an embodiment of the present invention with reference to the drawings, but the specific configuration is not limited to this embodiment and includes designs that do not deviate from the gist of the present invention.
１００、２００…アンテナ、 １…第１の地導体板、 ２…第１の誘電体基板、 ３…ストリップ線路、 ４…結合器、 ５…第２の誘電体基板、 ６…第２の地導体板、 ７…放射スロット、 ８…第１等価地導体板、 ９…等価空間、 １０…第２等価地導体板 100, 200...antenna, 1...first ground plane, 2...first dielectric substrate, 3...strip line, 4...coupler, 5...second dielectric substrate, 6...second ground plane, 7...radiating slot, 8...first equivalent ground plane, 9...equivalent space, 10...second equivalent ground plane
Claims (4)
を備え、
前記地導体板の少なくとも一部には切れ込みが入っており、
前記切れ込みは、切れ込みが入っていない場合に生じる定在波である仮想定在波、の少なくとも一部の腹の位置に存在するという条件を満たす、
アンテナ。 A parallel plate resonator consisting of two ground planes .
Equipped with
At least a portion of the ground conductor plate has a notch,
The slit satisfies the condition that it is present at the position of at least a part of an antinode of a virtual standing wave, which is a standing wave that occurs when no slit is provided.
antenna.
請求項１に記載のアンテナ。 The length of the slit satisfies the condition of being approximately one-fourth the wavelength of the virtual standing wave.
10. The antenna of claim 1.
請求項１又は２に記載のアンテナ。 one of the ground planes has a radiating slot shaped for broadband operation;
3. The antenna according to claim 1 or 2.
請求項１又は２に記載のアンテナ。 a strip line and a coupler coupled to the strip line are provided in a space sandwiched between the ground conductor plates;
3. The antenna according to claim 1 or 2.
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