(57)【要約】【課題】  給電線路からの放射抑制に優れ、低結合損失となる平面アンテナを提供する。【解決手段】  第１の地導体（１）と、第１の誘電体（２）と、給電線路を有する共振素子（３）と、第２の誘電体（４）と、スリット（５）を有した第２の地導体（６）と、第３の誘電体（７）と、放射素子（８）とが順に積層され、前記スリット（５）が、その長辺寸法を放射素子（８）の寸法よりも大きく、前記共振素子（３）と放射素子（８）とを、第２の地導体板（６）に形成したスリット（５）を介して電磁的に結合させる平面アンテナ。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の地導体（１）と、第１の誘電体（２）と、給電線路を有する共振素子（３）と、第２の誘電体（４）と、スリット（５）を有した第２の地導体（６）と、第３の誘電体（７）と、放射素子（８）とが順に積層され、前記スリット（５）が、その長辺寸法を放射素子（８）の寸法よりも大きく、前記共振素子（３）と放射素子（８）とを、第２の地導体板（６）に形成したスリット（５）を介して電磁的に結合させる平面アンテナ。
【請求項２】
請求項１において、共振素子（３）及び放射素子（８）が、その形状を、多角形若しくは円形とする平面アンテナ。
【請求項３】
請求項１又は２において、放射素子（８）が、電界の振動方向と並行にスリット（９）を有する平面アンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多層基板構成の平面アンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
平面アンテナのアンテナ効率を高める手段として、トリプレート線路を用いて給電線路の低損失化を図る方法があり、例えば、特許文献１の「無給電素子付きトリプレート型平面アンテナ」、特許文献２の「偏波共用アンテナ」、特許文献３の「アンテナ装置」に記載されている。
【０００３】
特許文献１に記載のアンテナは、地導体と、この地導体の面上に誘電体を介して、複数の放射素子と給電線路を形成したアンテナ回路基板とを設置し、その面上に誘電体を介して、複数のスロットを有するスロット板を、各スロットが各放射素子の真上にくるように設置すると共に、前記スロット板の面上に、誘電体を介して、複数の無給電素子を形成した、無給電基板を、各無給電素子が各放射素子及び各スロットの真上にくるように設置して構成される、無給電素子付きトリプレート型平面アンテナにおいて、前記スロットの寸法を、前記放射素子の寸法の、０．９〜１．０倍の寸法とした無給電素子付きトリプレート型平面アンテナである。
【０００４】
特許文献２に記載のアンテナは、地導体と、誘電体と、給電線路を形成した第２の給電基板と、誘電体と、スリットを有する第１の地導体と、誘電体と、複数の放射素子と給電線路を形成した第１の給電基板とを、この順に積み重ねたものであって、且つ、前記第１の地導体の各放射素子の真下に、給電線路と直交するスリットを設けて、電磁結合により前記放射素子を前記給電線路により励振し、更に、前記給電線路による放射素子の励振方向と、前記給電線路による放射素子の励振方向が直交するように構成された偏波共用アンテナにおいて、前記第１の給電基板の上面に誘電体を設け、複数のスロットを有する第３の地導体を設け、各スロットを前記放射素子の真上に設置した偏波共用アンテナである。
【０００５】
特許文献３に記載のアンテナは、第１の地導体、第１の基板、給電線路を有する共振器、第２の基板、放射導体寸法より小さい結合孔を有する第２の地導体板、第３の基板、及び放射導体を順に多層基板とし、上記第１の地導体板、第１の基板、及び給電線路を有する共振器を、備えて構成する第１のマイクロストリップアンテナを共振させ、上記共振器から第２の地導体板に設けた上記結合孔を介して、第２の地導体板、第３の基板、及び放射導体を、有して構成する第２のマイクロストリップアンテナの放射導体に、電磁的に結合させるアンテナ装置である。
【特許文献１】特開平６−２９６１１０号公報
【特許文献２】特許第２８３３３０１号公報
【特許文献３】特許第３２３４３９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載のアンテナでは、放射素子の上に形成した無給電素子との結合を、放射素子の０．９〜１．０倍の寸法のスロットを介して行う構造であり、給電線路の形状によっては、スロット開口からの不要放射が大きくなり、所望の電磁波放射パターンを得ることが困難となる課題があった。
また、特許文献２に記載のアンテナでは、給電線路と放射素子３との結合を、スリットを介して電磁的に結合する構造であるが、給電線路と放射素子との結合損失が大きいという課題があった。
更に、特許文献３に記載のアンテナでは、第１のマイクロストリップアンテナの共振器と放射導体との結合を、放射導体よりも小さい結合孔により電磁的に結合する構造であり、この構造も、前記共振器と放射導体との結合損失が大きいという課題があった。
【０００７】
本発明は、給電線路からの放射抑制に優れ、低結合損失となる平面アンテナを提供することを、目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、以下のものに関する。
（１）第１の地導体（１）と、第１の誘電体（２）と、給電線路を有する共振素子（３）と、第２の誘電体（４）と、スリット（５）を有した第２の地導体（６）と、第３の誘電体（７）と、放射素子（８）とが順に積層され、前記スリット（５）が、その長辺寸法を放射素子（８）の寸法よりも大きく、前記共振素子（３）と放射素子（８）とを、第２の地導体板（６）に形成したスリット（５）を介して電磁的に結合させる平面アンテナ。
（２）項（１）において、共振素子（３）及び放射素子（８）が、その形状を、多角形若しくは円形とする平面アンテナ。
（３）項（１）又は（２）において、放射素子（８）が、電界の振動方向と並行にスリット（９）を有する平面アンテナ。
【発明の効果】
【０００９】
本発明による平面アンテナでは、給電線路を持つ共振素子と放射素子との結合を、長辺寸法が放射素子寸法よりも大きいスリット介して行うことにより、給電線路からの放射抑制に優れ、低結合損失となる平面アンテナを提供することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明に用いる第１の誘電体（２）、第２の誘電体（４）、第３の誘電体（７）は、比誘電率が、１．１以下の発泡ポリエチレンや発泡ポリプロピレン等を用いることが望ましいが、比誘電率が、３．０〜３．６程度の汎用ＦＲ４基材（ガラスエポキシ基材）を用いても良く、また、比誘電率が、２．５〜３．０程度のフッ素系低誘電率基板材料を用いても構わない。また、空気層としてもよい。
【００１１】
請求項１から３に記載の平面アンテナに用いる地導体板（１）、（６）は板厚０．３〜１．０ｍｍ度のアルミニウム板を用いることが望ましいが、厚さ０．０１〜０．０５ｍｍ度の銅箔を用いても構わない。
【００１２】
本発明に用いる共振素子（３）及び放射素子（８）の大きさは、図２に示すように、共振素子の隅に給電線路を接続する場合は、共振素子及び放射素子の対角線長さ「ａ」が、使用する周波数の線路実効波長：λｇの、０．４〜０．６倍程度とするのが好ましい。
また、図３に示すように、共振素子の１辺中央付近に給電線路を接続する場合は、共振素子及び放射素子の給電線路方向の１辺長「ｂ」を、使用する周波数の線路実効波長：λｇの０．４〜０．６倍程度とするのが好ましい。
【００１３】
本発明に用いるスリット（５）の長手方向は、共振素子（３）に接続する給電線路に対して、８０〜１００°程度に配置するのが好ましく、９０°程度にするのがより好ましい。
また、スリット長手方向の長さは、放射素子（８）よりも大きく、且つ、使用する周波数の線路実効波長λｇの、０．５〜０．７倍程度とすることが好ましい。
【００１４】
本発明に用いる共振素子（３）及び放射素子（８）は、方形とするのが一般的であるが、多角形若しくは円形としてもよい。
【００１５】
本発明に用いる放射素子（８）に形成するスリット（９）の大きさは、放射素子（８）よりも小さければよく、電界振動方向の長さを放射素子（８）の対角線長の、０．５〜０．９倍程度とし、その直交方向の長さは０．１〜０．５ｍｍ程度とするのが好ましい。
【実施例】
【００１６】
（実施例１）
図１は、本発明の実施例１を示す概略構成図である。図１において、第１の地導体（１）、第２の地導体（６）として、厚さ：０．３ｍｍのアルミニウム板を用い、第１の誘電体（２）、第２の誘電体（４）、第３の誘電体（７）として、厚さ：０．３ｍｍで、比誘電率約：１．１の発泡ポリプロピレンフォームを用い、また、給電線路を持つ共振素子（３）及び放射素子（８）として、厚さ：０．０２５ｍｍのポリイミド樹脂付き銅箔の不要部分をエッチングにより除去し、１．４ｍｍ角の共振素子（３）と放射素子（８）を形成した。
更に、第２の地導体（６）に形成するスリット（５）のサイズは、長辺×短辺＝２．３ｍｍ×０．４ｍｍとし、その長辺方向は、共振素子へ接続する給電回路と直交する向きとなるように配置した。
これらの材料を用いて、第１の地導体（１）、第１の誘電体（２）、給電線路を持つ共振素子（３）、第２の誘電体（４）、長辺寸法が放射導体寸法よりも大きいスリット（５）を有した第２の地導体（６）、第３の誘電体（７）、放射素子（８）を順に積層する際に、前記共振素子（３）の中心と、前記スリット（５）の中心と、前記放射素子（８）の中心とが、おおよそ一致するように積層し、平面アンテナを形成した。
【００１７】
（実施例２）
図４は、本発明の実施例２を示す概略構成図である。図４において、第１の地導体（１）、第２の地導体（６）として、厚さ：０．３ｍｍのアルミニウム板を用い、第１の誘電体（２）、第２の誘電体（４）、第３の誘電体（７）として、厚さ：０．３ｍｍで、比誘電率約：１．１の発泡ポリプロピレンフォームを用い、また、給電線路を持つ共振素子（３）及び放射素子（８）として、厚さ：０．０２５ｍｍのポリイミド樹脂付き銅箔の不要部分をエッチングにより除去し、図５に示す多角形の共振素子（３）と放射素子（８）を形成した。
更に、第２の地導体（６）に形成するスリット（５）のサイズは、長辺×短辺＝２．３ｍｍ×０．４ｍｍとし、その長辺方向は、共振素子へ接続する給電回路と直交する向きとなるように配置した。
これらの材料を用いて、第１の地導体（１）、第１の誘電体（２）、給電線路を持つ共振素子（３）、第２の誘電体（４）、長辺寸法が放射導体寸法よりも大きいスリット（５）を有した第２の地導体（６）、第３の誘電体（７）、放射素子（８）を順に積層する際に、前記共振素子（３）の中心と、前記スリット（５）の中心と、前記放射素子（８）の中心とが、おおよそ一致するように積層し、平面アンテナを形成した。
【００１８】
（実施例３）
図６は、本発明の実施例３を示す概略構成図である。図６において、第１の地導体（１）、第２の地導体（６）として、厚さ：０．３ｍｍのアルミニウム板を用い、第１の誘電体（２）、第２の誘電体（４）、第３の誘電体（７）として、厚さ：０．３ｍｍで、比誘電率約：１．１の発泡ポリプロピレンフォームを用い、また、給電線路を持つ共振素子（３）及び放射素子（８）として、厚さ：０．０２５ｍｍのポリイミド樹脂付き銅箔の不要部分をエッチングにより除去し、図７に示す直径２．０ｍｍの円形共振素子（３）と放射素子（８）を形成した。
更に、第２の地導体（６）に形成するスリット（５）のサイズは、長辺×短辺＝２．３ｍｍ×０．４ｍｍとし、その長辺方向は共振素子へ接続する給電回路と直交する向きとなるように配置した。
これらの材料を用いて、第１の地導体（１）、第１の誘電体（２）、給電線路を持つ共振素子（３）、第２の誘電体（４）、長辺寸法が放射導体寸法よりも大きいスリット（５）を有した第２の地導体（６）、第３の誘電体（７）、放射素子（８）を順に積層する際に、前記共振素子（３）の中心と、前記スリット（５）の中心と、前記放射素子（８）の中心とが、おおよそ一致するように積層し、平面アンテナを形成した
【００１９】
（実施例４）
図８は、本発明の実施例４を示す概略構成図である。図８において、第１の地導体（１）、第２の地導体（６）として、厚さ：０．３ｍｍのアルミニウム板を用い、第１の誘電体（２）、第２の誘電体（４）、第３の誘電体（７）として、厚さ：０．３ｍｍで、比誘電率約：１．１の発泡ポリプロピレンフォームを用い、また、給電線路を持つ共振素子（３）及び放射素子（８）として、厚さ：０．０２５ｍｍのポリイミド樹脂付き銅箔の不要部分をエッチングにより除去し、１．４ｍｍ角の共振素子（３）と放射素子（８）を形成し、この放射素子（８）には、１．０ｍｍ×０．１ｍｍのスリット（９）を形成した。
更に、第２の地導体（６）に形成するスリットのサイズは、長辺×短辺＝２．３ｍｍ×０．４ｍｍとし、その長辺方向は共振素子へ接続する給電回路と直交する向きとなるように配置した。
これらの材料を用いて、第１の地導体（１）、第１の誘電体（２）、給電線路を持つ共振素子（３）、第２の誘電体（４）、長辺寸法が放射導体寸法よりも大きいスリット（５）を有した第２の地導体（６）、第３の誘電体（７）、放射素子（８）を順に積層する際に、前記共振素子（３）の中心と、前記スリット（５）の中心と、前記放射素子（８）の中心とが、おおよそ一致するように積層し、平面アンテナを形成した。
【００２０】
実施例１〜４に記載の平面アンテナでは、１素子の例を示したが、多素子アレーアンテナとしても同様に有効である。
【００２１】
実施例１〜４にて説明した平面アンテナでは、給電線路を持つ共振素子と放射素子との結合を、長辺寸法が放射素子寸法よりも大きいスリット介して行うことにより、給電線路からの放射抑制に優れ、低結合損失となる平面アンテナとなる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施例１を示す、平面アンテナの概略構成図である。
【図２】本発明に用いる共振素子の具体例である拡大平面図を示す。
【図３】本発明に用いる共振素子の別の具体例である拡大平面図を示す。
【図４】本発明の実施例２を示す、平面アンテナの概略構成図である。
【図５】図４に示す共振素子の拡大平面図を示す。
【図６】本発明の実施例３を示す、平面アンテナの概略構成図である。
【図７】図６に示す共振素子の拡大平面図を示す。
【図８】本発明の実施例４を示す、平面アンテナの概略構成図である。
【符号の説明】
【００２３】
１…第１の地導体、２…第１の誘電体、３…共振素子、４…第２の誘電体、５…スリット、６…第２の地導体、７…第３の誘電体、８…放射素子、９…スリット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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