(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の誘電体基板の表裏にストリップ線路で構成された給電線路およびダイポール素子アレイからなるそれぞれ第１、第２のログペリオディックアンテナパターンが形成されたアンテナ部と、
上記第２のログペリオディックアンテナパターンの給電線路をグランドとして共用したマイクロストリップ線路を含み、受信信号を外部に送ると共に外部からの送信信号を上記アンテナ部の第１のログペリオディックアンテナパターン先端に供給するための上記アンテナ部と積層された給電部と、
を備え、
上記給電部が、上記アンテナ部の第２のログペリオディックアンテナパターン側に積層された第２の誘電体基板と、この第２の誘電体基板のアンテナ部と反対側に形成された上記マイクロストリップ線路と、上記マイクロストリップ線路をログペリオディックアンテナパターン先端において上記第１のログペリオディックアンテナパターンに電気的に接続するための導電部材と、を設け、
上記ログペリオディックアンテナパターン先端と反対側において、給電を行う同軸ケーブルが上記第２のログペリオディックアンテナパターンへこれのパターン面に垂直に上記第１の誘電体基板の第１のログペリオディックアンテナパターン側から接続され、上記同軸ケーブルの中心導体は上記第２の誘電体基板を貫通して上記マイクロストリップ線路に接続され、外導体は上記第２のログペリオディックアンテナパターンに接続されていることを特徴とするログペリオディックアンテナ。
【請求項２】
上記同軸ケーブルが上記第１の誘電体基板を表側から裏側に貫通し上記第２のログペリオディックアンテナパターンに外導体が接続されていることを特徴とする請求項１に記載のログペリオディックアンテナ。
【請求項３】
上記同軸ケーブルの外導体が上記第２のログペリオディックアンテナパターンに直接接続可能なように、上記第１の誘電体基板の該当部分に切り欠き部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のログペリオディックアンテナ。
【請求項４】
上記第１の誘電体基板の表裏のダイポール素子アレイの実行長と物理長が同じになるように、上記第１の誘電体基板の上記第２の誘電体基板と反対側に第３の誘電体基板を積層したことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のログペリオディックアンテナ。
【請求項５】
第１の誘電体基板の表裏にストリップ線路で構成された給電線路およびダイポール素子アレイからなるそれぞれ第１、第２のログペリオディックアンテナパターンが形成されたアンテナ部と、
上記第２のログペリオディックアンテナパターンの給電線路をグランドとして共用したマイクロストリップ線路を含み、受信信号を外部に送ると共に外部からの送信信号を上記アンテナ部の第１のログペリオディックアンテナパターン先端に供給するための上記アンテナ部と積層された給電部と、
を備え、
上記給電部が、中心導体としての上記マイクロストリップ線路と、このマイクロストリップ線路の上下に設けられた上側でかつ上記第２のログペリオディックアンテナパターン側に積層された第２の誘電体基板および下側の第４の誘電体基板と、この第４の誘電体基板の上記マイクロストリップ線路と反対側に設けられたグランド板と、上記マイクロストリップ線路をログペリオディックアンテナパターン先端において上記第１のログペリオディックアンテナパターンに電気的に接続するための第１の導電部材と、上記第４の誘電体基板と第２の誘電体基板を介して上記グランド板と上記第２のログペリオディックアンテナパターンの給電線路を電気的に接続する第２の導電部材とで構成され矩形同軸線路を形成し、
上記ログペリオディックアンテナパターン先端と反対側において、給電を行う同軸ケーブルが上記第２のログペリオディックアンテナパターンへこれのパターン面に垂直に上記第１の誘電体基板の第１のログペリオディックアンテナパターン側から接続され、上記同軸ケーブルの中心導体は上記第２の誘電体基板を貫通して上記マイクロストリップ線路に接続され、外導体は上記第２のログペリオディックアンテナパターンに接続されていることを特徴とするログペリオディックアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は通信、レーダ等に使用されるログペリオディックアンテナに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図７は従来の誘電体基板上に形成されたダイポール素子アレイのログペリオディックアンテナ（以下、ログペリアンテナという）を示すもので、（ａ）は斜視図、（ｂ）は透視側面図である。
【０００３】
図において、１は誘電体基板、２３は誘電体基板１にストリップ線路で構成したログペリオディックアンテナパターン（以下、ログペリアンテナパターンという）で給電線路２ａ、２ｂとダイポール素子アレイ３ａ、３ｂを含む。４は同軸ケーブルで４ａは中心導体、４ｂは内部誘電体、４ｃは外導体、７は中心導体４ａと給電線路２ｂを接続する給電線、８は給電線路２ａと同軸ケーブル４の外導体４ｃを接続する半田である。
【０００４】
誘電体基板１上に構成されたログペリアンテナパターン２３の給電方法は一般的には、ログペリアンテナパターン２３の給電線路２ａ上に同軸ケーブル４の外導体４ｃを半田８により半田付けにより電気的に接続する。また、同軸ケーブル４の中心導体４ａを誘電体基板１裏面の給電線路２ｂに給電線７で接続して給電を行っている。
【０００５】
上記のような給電構造をとると、同軸ケーブルから給電線路である平行２線線路へ接続する場合、特別なバラン回路を必要とせずに平衡一不平衡変換を簡易に行うことができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の誘電体基板上に構成されたログペリアンテナは以上のように構成されていたので、同軸ケーブルすなわち同軸線路と給電線路の接触面積が小さく、互いの接続が電気的にも機械的にも不安定になり易い。その結果、強度の低下、アンテナの反射特性の劣化等を招いていた。
【０００７】
さらに、給電線路幅が同軸線路の直径に対して十分に広くなければ半田寸け等の工作も困難である。これを改善するために同軸線路を細くすることは給電損失の増加を招き、また給電線路幅を広くすると給電線路の特性インピーダンスが変化し、アンテナの反射特性が劣化するなどの問題があった。
【０００８】
この発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、給電線路と同軸線路の接続が安定した高品質のログペリアンテナを得ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的に鑑み、この発明は、第１の誘電体基板の表裏にストリップ線路で構成された給電線路およびダイポール素子アレイからなるそれぞれ第１、第２のログペリオディックアンテナパターンが形成されたアンテナ部と、上記第２のログペリオディックアンテナパターンの給電線路をグランドとして共用したマイクロストリップ線路を含み、受信信号を外部に送ると共に外部からの送信信号を上記アンテナ部の第１のログペリオディックアンテナパターン先端に供給するための上記アンテナ部と積層された給電部と、を備え、上記給電部が、上記アンテナ部の第２のログペリオディックアンテナパターン側に積層された第２の誘電体基板と、この第２の誘電体基板のアンテナ部と反対側に形成された上記マイクロストリップ線路と、上記マイクロストリップ線路をログペリオディックアンテナパターン先端において上記第１のログペリオディックアンテナパターンに電気的に接続するための導電部材と、を設け、上記ログペリオディックアンテナパターン先端と反対側において、給電を行う同軸ケーブルが上記第２のログペリオディックアンテナパターンへこれのパターン面に垂直に上記第１の誘電体基板の第１のログペリオディックアンテナパターン側から接続され、上記同軸ケーブルの中心導体は上記第２の誘電体基板を貫通して上記マイクロストリップ線路に接続され、外導体は上記第２のログペリオディックアンテナパターンに接続されていることを特徴とするログペリオディックアンテナにある。
【００１０】
またこの発明は、上記同軸ケーブルが上記第１の誘電体基板を表側から裏側に貫通し上記第２のログペリオディックアンテナパターンに外導体が接続されていることを特徴とする。
【００１１】
またこの発明は、上記同軸ケーブルの外導体が上記第２のログペリオディックアンテナパターンに直接接続可能なように、上記第１の誘電体基板の該当部分に切り欠き部が設けられていることを特徴とする。
【００１２】
またこの発明は、上記第１の誘電体基板の表裏のダイポール素子アレイの実行長と物理長が同じになるように、上記第１の誘電体基板の上記第２の誘電体基板と反対側に第３の誘電体基板を積層したことを特徴とする。
【００１３】
またこの発明は、第１の誘電体基板の表裏にストリップ線路で構成された給電線路およびダイポール素子アレイからなるそれぞれ第１、第２のログペリオディックアンテナパターンが形成されたアンテナ部と、上記第２のログペリオディックアンテナパターンの給電線路をグランドとして共用したマイクロストリップ線路を含み、受信信号を外部に送ると共に外部からの送信信号を上記アンテナ部の第１のログペリオディックアンテナパターン先端に供給するための上記アンテナ部と積層された給電部と、を備え、上記給電部が、中心導体としての上記マイクロストリップ線路と、このマイクロストリップ線路の上下に設けられた上側でかつ上記第２のログペリオディックアンテナパターン側に積層された第２の誘電体基板および下側の第４の誘電体基板と、この第４の誘電体基板の上記マイクロストリップ線路と反対側に設けられたグランド板と、上記マイクロストリップ線路をログペリオディックアンテナパターン先端において上記第１のログペリオディックアンテナパターンに電気的に接続するための第１の導電部材と、上記第４の誘電体基板と第２の誘電体基板を介して上記グランド板と上記第２のログペリオディックアンテナパターンの給電線路を電気的に接続する第２の導電部材とで構成され矩形同軸線路を形成し、上記ログペリオディックアンテナパターン先端と反対側において、給電を行う同軸ケーブルが上記第２のログペリオディックアンテナパターンへこれのパターン面に垂直に上記第１の誘電体基板の第１のログペリオディックアンテナパターン側から接続され、上記同軸ケーブルの中心導体は上記第２の誘電体基板を貫通して上記マイクロストリップ線路に接続され、外導体は上記第２のログペリオディックアンテナパターンに接続されていることを特徴とするログペリオディックアンテナにある。
【００１６】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の一実施の形態によるログペリアンテナの構成を示すもので、（ａ）は斜視図、（ｂ）は透視側面図である。図において、１は第１の誘電体基板、２３はログペリアンテナパターンで、給電線路２ａ、２ｂとダイポール素子アレイ３ａ、３ｂを含む。９は第２の誘電体基板であり誘電体基板１と誘電体基板９は積層されている。
【００１７】
１０は誘電体基板９上に構成されグランド部を給電線路２ｂと共用するマイクロストリップ線路であり、１１および１２はマイクロストリップ線路１０から給電線路２ａに給電するためのスルーホールである。なお、スルーホール１１および１２は給電線路２ｂと電気的に絶縁されている。１３はこのログペリアンテナに外部から接続する同軸ケーブルである。図中に表示していないが同軸ケーブル１３の先には送信機、受信機等が接続される。
【００１８】
同軸ケーブル１３の外導体は給電線路２ｂに接続され中心導体はマイクロストリップ線路１０に接続されている。また、第１の誘電体基板１およびログペリアンテナパターン２３がアンテナ部を構成し、第２の誘電体基板９およびマイクロストリップ線路１０が給電部を構成する。
【００１９】
上記のように構成されたログペリアンテナは、給電線路２ａへ接続するケーブルを給電線路２ｂへ半田付けする必要がない。さらに誘電体基板が積層されているため工作性が良く、構造上強度が不足することもない電気的に安定したログペリアンテナが得られる。
【００２０】
実施の形態２．
図２はこの発明の別の実施の形態によるログペリアンテナの構成を示すもので、（ａ）は斜視図、（ｂ）は透視側面図である。この実施の形態では、上記実施の形態１において、第１の誘電体基板１に切り欠き部５を設け、同軸ケーブル１３の外導体が直接、給電線路２ｂに接続できるようにしている。なお、給電線路２ｂおよびダイポール素子アレイ３ｂを第２の誘電体基板９側に形成してもよい。これによりログペリアンテナと同軸ケーブル１３の接続を図２に示すように簡単な構造とすることができる。
【００２１】
実施の形態３．
図３はこの発明のさらに別の実施の形態によるログペリアンテナの構成を示すもので、（ａ）は斜視図、（ｂ）は透視側面図である。この実施の形態では、例えば上記実施の形態１において、ダイポール素子アレイ３ａと３ｂの実効長と物理長が同一になるように第３の誘電体基板１４を第２の誘電体基板９と反対側に積層した。
【００２２】
これにより、ダイポール素子アレイ３ａ、３ｂの実効長および物理長が同一になるので設計が容易となる。
【００２３】
実施の形態４．
図４はこの発明のさらに別の実施の形態によるログペリアンテナの構成を示すもので、（ａ）は斜視図、（ｂ）は透視側面図である。この実施の形態では、上記実施の形態２において、第２の誘電体基板９を上側誘電体基板とし、さらに下側誘電体基板１５、この誘電体基板１５上のグランド板１６、スルーホール１７（導電部材）を設け、さらにマイクロストリップ線路１０を中心導体１８とすることで、これらによって給電線路２ａへ接続する線路を矩形同軸線路として構成している。
【００２４】
この実施の形態によれば、給電線路２ａへ接続する線路は、中心導体１８と給電線路２ｂ、グランド板１６およびスルーホール１７で外導体を形成する矩形同軸線路となり、外来波の影響を受けにくい構造となる。
【００２５】
参考例１．
図５はこの発明の参考例１によるログペリアンテナの構成を示すもので、(ａ)は斜視図、(ｂ)は透視側面図である。上記実施の形態１においては第１の誘電体基板１およびこれの表裏のログペリアンテナパターン２３からなる１つのアンテナ部に給電するためのものであるが、図示のようにマイクロストリップ線路１０の上下に第２の誘電体基板９を介してそれぞれ第１の誘電体基板１およびこれの表裏のログペリアンテナパターン２３からなるアンテナ部を積層することにより、２つアンテナ部に同時に給電することも可能である。
【００２６】
この参考例１によれば給電線路２ａへ接続するマイクロストリップ線路１０は給電線路２ｂをグランドとしてトリプレート線路を構成する。
【００２７】
参考例２．
図６はこの発明の参考例２によるログペリアンテナの構成を示すもので、(ａ)は斜視図、(ｂ)は透視側面図である。この参考例では上記実施の形態１における給電線路２ａへ接続する線路を平行２線線路で構成した。
【００２８】
すなわち、図示のように第１の誘電体基板１を上下２枚に分割された基板１ａ、１ｂからなるものとし、これらの２枚の基板１ａ、１ｂの間に給電部を構成する上記マイクロストリップ線路１０に相当する平行２線線路を形成する２本のマイクロストリップ線路２０を設け、一方を上側、他方を下側のログペリアンテナパターン２３の給電線路２ａ、２ｂにそれぞれ給電線７で電気的に接続するようにしている。これにより、ログペリアンテナ全体の厚みを薄くできる。
【００２９】
【発明の効果】
以上のようにこの発明では、第１の誘電体基板の表裏にストリップ線路で構成された給電線路およびダイポール素子アレイからなるログペリオディックアンテナパターンがそれぞれ形成されたアンテナ部と、上記ログペリオディックアンテナパターンの給電線路をグランドとして共用したマイクロストリップ線路を含み、受信信号を外部に送ると共に外部からの送信信号を上記アンテナ部のログペリオディックアンテナパターン先端に供給するための上記アンテナ部と積層された給電部と、からなるログペリオディックアンテナとしたので、電気的にも機械的にも安定したログペリアンテナが得られる効果がある。
。
【００３０】
またこの発明では、上記給電部を、上記アンテナ部に積層された第２の誘電体基板と、これのアンテナ部と反対側に形成された上記マイクロストリップ線路からなるようにしたので、電気的にも機械的にも安定したログペリアンテナが得られる効果がある。
【００３１】
またこの発明では、上記第１の誘電体基板と第２の誘電体基板の間の上記ログペリオディックアンテナパターンに外部からの同軸ケーブルの外導体が直接接続可能なように、上記第１の誘電体基板の該当部分に切り欠き部を設けたので、ログペリアンテナと同軸ケーブルの接続を簡単な構造とすることができる。
【００３２】
またこの発明では、上記第１の誘電体基板の表裏のダイポール素子アレイの実行長と物理長が同じになるように、上記第１の誘電体基板の上記第２の誘電体基板と反対側に第３の誘電体基板を積層したので、設計が容易となる。
【００３３】
またこの発明では、上記給電部が、中心導体としての上記マイクロストリップ線路と、このマイクロストリップ線路の上下に設けられた上側誘電体基板および下側誘電体基板と、この下側誘電体基板の上記マイクロストリップ線路と反対側に設けられたグランド板と、上記上側誘電体基板と下側誘電体基板を介して上記グランド板と上記第１の誘電体基板の給電部側の上記ログペリオディックアンテナパターンとを電気的に接続する導電部材と、で構成される矩形同軸線路からなるようにしたので、外来波の影響を受けにくい構造となる。
【００３４】
また、上記給電部が、上記マイクロストリップ線路の上下に第２の誘電体基板それぞれ設け、これらの外側にそれぞれ上記アンテナ部を設けたので、２つアンテナ部に同時に給電することが可能である。
【００３５】
また、上記アンテナ部の第１の誘電体基板が上下２枚に分割された基板からなり、これらの２枚の基板の間に上記給電部を構成する平行２線線路を形成する２本のマイクロストリップ線路が設けられ、上記２本のマイクロストリップ線路の一方が上記第１の誘電体基板上の一方のログペリオディックアンテナパターン、他方が他方のログペリオディックアンテナパターンのそれぞれ給電線路に電気的に接続されるようにしたので、ログペリアンテナ全体の厚みを薄くできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施の形態によるログペリアンテナの構成を示す(ａ)は斜視図、(ｂ)は透視側面図である。
【図２】この発明の別の実施の形態によるログペリアンテナの構成を示す(ａ)は斜視図、(ｂ)は透視側面図である。
【図３】この発明のさらに別の実施の形態によるログペリアンテナの構成を示す(ａ)は斜視図、(ｂ)は透視側面図である。
【図４】この発明のさらに別の実施の形態によるログペリアンテナの構成を示す(ａ)は斜視図、(ｂ)は透視側面図である。
【図５】この発明の参考例１によるログペリアンテナの構成を示す(ａ)は斜視図、(ｂ)は透視側面図である。
【図６】この発明の参考例２によるログペリアンテナの構成を示す(ａ)は斜視図、(ｂ)は透視側面図である。
【図７】従来のログペリアンテナの構成を示す(ａ)は斜視図、(ｂ)は透視側面図である。
【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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