(57)【要約】【課題】  二層マイクロストリップアンテナの提供。【解決手段】  第１誘電層の反対の二側面に相互に対応しある距離を以て重畳するアンテナユニットと位相遅延回路ユニットが設けられ、且つ第２誘電層が第１誘電層に隣接する。上述の重畳の距離、アンテナユニット辺長、及び二つの誘電層の誘電係数と厚さを調整することにより、良好な利得周波数幅が得られる。このほか、低い誘電係数を選択することにより周知の技術における構造層厚を増すことにより発生する表面波現象を減らすことができ、また本考案は第２誘電層を地層にできるだけ接近させることで良好な接地効果を得られ、並びにこれにより位相遅延回路ユニットの発生する輻射を減らすことができる。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホーンアンテナと組み合わされて使用される二層マイクロストリップアンテナであり、第１誘電層と第２誘電層を具え、
該第１誘電層は、厚さと誘電係数を具え、該第１誘電層の表面に複数のアンテナユニットが形成され、アンテナユニットと反対の表面に複数の位相遅延回路ユニットが形成され、該位相遅延回路ユニットがそれぞれアンテナユニットに対応し、且つ相互にある距離を以て重畳し、
該第２誘電層は該第１誘電層に隣接し、且つ第２誘電層は厚さと誘電係数を具えていることを特徴とする、二層マイクロストリップアンテナ。
【請求項２】
請求項１記載の二層マイクロストリップアンテナにおいて、位相遅延回路ユニットが第１誘電層と第２誘電層の間に挟まれたことを特徴とする、二層マイクロストリップアンテナ。
【請求項３】
請求項１記載の二層マイクロストリップアンテナにおいて、アンテナユニットが菱形状とされたことを特徴とする、二層マイクロストリップアンテナ。
【請求項４】
請求項１記載の二層マイクロストリップアンテナにおいて、位相遅延回路ユニットが矩形状とされたことを特徴とする、二層マイクロストリップアンテナ。
【請求項５】
請求項１記載の二層マイクロストリップアンテナにおいて、アンテナユニットが第１誘電層にエッチングにより形成されたことを特徴とする、二層マイクロストリップアンテナ。
【請求項６】
請求項１記載の二層マイクロストリップアンテナにおいて、位相遅延回路ユニットが第１誘電層にエッチングにより形成されたことを特徴とする、二層マイクロストリップアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一種の二層マイクロストリップアンテナに係り、特に、アンテナ利得周波数幅を増すことのできる二層構造を有し、特に平面マイクロストリップ反射面を具えたアンテナ構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロストリップアンテナは放物面アンテナに較べて新しい技術であり、放物面アンテナの形状は曲面とされるが、マイクロストリップアンテナは平面とされ、マイクロストリップアンテナは各種方法で電波をある特定の方向に集中させる目的を達成する。
【０００３】
周知のマイクロストリップアンテナはどのような方法で電波集中の目的を達成しても、利得周波数幅が狭過ぎるという共通の欠点を有している。現在この欠点を改善する方法として、一般の専門学術刊行物に見られる方法は、いずれも単一プリント基板に単層構造を形成しており（図８）、特許文献１を例に挙げると、マイクロストリップアンテナは単層誘電構造として設計され、その周波数幅を増す時には、その誘電層の厚さを増すことによってしか達成できず、達成される利得周波数幅は３ｄｂｉの範囲内であり、僅かに７．２％に過ぎず、誘電層厚さを増す方法はいわゆる表面波現象を発生しやすくアンテナ効率を下げ、並びにこのために遅延回路の発生する輻射を減らしにくくなる問題を形成する。
【０００４】
【特許文献１】台湾特許公告第２４２７１１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の主要な目的は、一種の二層マイクロストリップアンテナを提供することにあり、それは、二層構造の設計によりアンテナの利得周波数幅を高め、アンテナ間の干渉を減らし、並びに位相遅延回路の形成する輻射を減らすよう形成されたものとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明は、ホーンアンテナと組み合わされて使用される二層マイクロストリップアンテナであり、第１誘電層と第２誘電層を具え、
該第１誘電層は、厚さと誘電係数を具え、該第１誘電層の表面に複数のアンテナユニットが形成され、アンテナユニットと反対の表面に複数の位相遅延回路ユニットが形成され、該位相遅延回路ユニットがそれぞれアンテナユニットに対応し、且つ相互にある距離を以て重畳し、
該第２誘電層は該第１誘電層に隣接し、且つ第２誘電層は厚さと誘電係数を具えていることを特徴とする、二層マイクロストリップアンテナとしている。
請求項２の発明は、請求項１記載の二層マイクロストリップアンテナにおいて、位相遅延回路ユニットが第１誘電層と第２誘電層の間に挟まれたことを特徴とする、二層マイクロストリップアンテナとしている。
請求項３の発明は、請求項１記載の二層マイクロストリップアンテナにおいて、アンテナユニットが菱形状とされたことを特徴とする、二層マイクロストリップアンテナとしている。
請求項４の発明は、請求項１記載の二層マイクロストリップアンテナにおいて、位相遅延回路ユニットが矩形状とされたことを特徴とする、二層マイクロストリップアンテナとしている。
請求項５の発明は、請求項１記載の二層マイクロストリップアンテナにおいて、アンテナユニットが第１誘電層にエッチングにより形成されたことを特徴とする、二層マイクロストリップアンテナとしている。
請求項６の発明は、請求項１記載の二層マイクロストリップアンテナにおいて、位相遅延回路ユニットが第１誘電層にエッチングにより形成されたことを特徴とする、二層マイクロストリップアンテナとしている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の二層マイクロストリップアンテナは、二層構造の設計によりアンテナの利得周波数幅を高め、アンテナ間の干渉を減らし、並びに位相遅延回路の形成する輻射を減らすよう形成されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明はホーンアンテナと組み合わされて使用され、且つ本発明は二層プリント基板構造を具え、即ち、第１誘電層と第２誘電層が隣接するよう組み合わされてなる。そのうち、第１誘電層と第２誘電層はそれぞれ厚さと誘電係数を具え、且つ第１誘電層の相互に反対の二表面に複数のアンテナユニットと複数の位相遅延回路ユニットが形成され、各アンテナユニットと位相遅延回路ユニットの間がそれぞれ対応し且つある距離を以て重畳している。これにより、本発明はアンテナユニットと位相遅延回路ユニットの重畳距離、アンテナユニットの各辺の辺長、及び第１誘電層と第２誘電層の誘電係数と厚さを調整することにより、良好な周波数幅を得ることができ、且つ周知の技術における構造層厚さを増すことで形成される表面波現象は、本発明中で低い誘電係数の材料を選択することにより減らされる。このほか、本発明は一種の二層構造設計であり、このため第２誘電層をできるだけ地層に接近させることで良好な接地効果を発生させることができ、並びにこれにより位相遅延回路ユニットの発生する輻射を減らすことができる。
【０００９】
本発明の第２誘電層は第１誘電層に隣接し、これにより位相遅延回路ユニット或いはアンテナユニットが第１誘電層と第２誘電層の間に挟まれる。このほか、本発明の第２誘電層は空気とされえて、空気を利用して誘電層を形成し並びに第１誘電層と隣接させることで、本発明が外界と接触する場所、例えば車両のルーフトップ等に使用可能となる。
【００１０】
このほか、本発明のアンテナユニットは菱形状、正方形、矩形、不等辺四角形、円形等とされ得て、且つ位相遅延回路ユニットは矩形状とされて幅を具備するものとされるか、或いは湾曲状に形成されうる。且つアンテナユニットと位相遅延回路ユニットはエッチング方式で第１誘電層の表面に形成されうる。
【実施例１】
【００１１】
図１は本発明の実施状態表示図である。本実施例は円形二層構造の二層マイクロストリップアンテナ１とされ、それは相互に隣接する第１誘電層２と第２誘電層３を具え、且つホーンアンテナ５が組み合わされて使用される。図２に示されるように、上述の第１誘電層２の表面には複数のアンテナユニット２１が形成され、図３に示されるように、上述の第１誘電層２のアンテナユニット２１と反対の表面に、複数の位相遅延回路ユニット３１が形成され、これら位相遅延回路ユニット３１は第１誘電層２と第２誘電層３の間に挟まれ、且つ各アンテナユニット２１は上述の位相遅延回路ユニット３１にそれぞれ対応する。図４には説明のため一部を切り取った構造が示されている。そのうち、第１誘電層２は厚さｔ1 と誘電係数ε1 を具え、且つ第１誘電層２に隣接する第２誘電層３もまた厚さｔ2 と誘電係数ε2 を具えている。本実施例では、第１誘電層２に形成されたアンテナユニット２１は菱形状とされ並びに辺長Ｌを具え、第２誘電層３と第１誘電層２の間に挟持された位相遅延回路ユニット３１は矩形状とされ且つ幅Ｗを有し、且つ位相遅延回路ユニット３１とアンテナユニット２１の重畳距離はＤとされ、また第２誘電層３に接地面４が形成されている。本実施例では、各アンテナユニット２１と位相遅延回路ユニット３１はエッチング方式で第１誘電層２の表面に形成される。
【００１２】
これにより、上述の第１誘電層２のアンテナユニット２１の各辺の辺長Ｌ及び第１誘電層２と第２誘電層３の誘電係数ε1 、ε2 と厚さｔ1 、ｔ2 を調整することで良好な周波数幅を得られ、且つ周知の技術における構造層厚さを増すことにより発生する表面波現象を、本発明では第１誘電層２に低い誘電係数ε1 の材料を選択することで減らすことができ、また本発明は第１誘電層２と第２誘電層３の二層構造設計の採用により、第２誘電層３の接地面４を地層に接近に接近させることで良好な接地効果を発生させることができ、並びにこれにより位相遅延回路ユニット３１の発生する輻射を減らすことができる。図５は実験結果の利得周波数幅と周波数の関係グラフであり、第１誘電層２に厚さｔ1 が０．４ｍｍ、誘電係数ε1 が４．６のもの、第２誘電層３に厚さｔ2 が１．６ｍｍ、誘電係数ε2 が４．６のもの、アンテナユニット２１に菱形状で且つ辺長Ｌが５ｍｍのもの、位相遅延回路ユニット３１に幅Ｗが１．５ｍｍのものをそれぞれ選択し並びに位相遅延回路ユニット３１とアンテナユニット２１との重畳の距離Ｄを２．５ｍｍとした条件での実験結果を示す。図５のグラフに示されるように、上述の最適のパラメータ設定の下で、最高の利得周波数幅が周波数約１１ＧＨｚの部分で発生し、その利得は２９ｄｂｉであり、図５から分かるように、利得変化は３ｄｂｉ範囲内で約２２％に達し、明らかに周知の７．２％より良好であり、また第２誘電層３に低い誘電係数ε2 のものを選択することで表面波現象を減らすことができ、且つ第２誘電層３の接地面４を地層に接近させることにより、有効に位相遅延回路ユニット３１の発生する輻射を減らすことができる。図６は上述の条件下でのアンテナの周波数１０．４ＧＨｚにおけるアンテナ場型図であり、その横軸は角度で、並びに零度の方向が波束集中方向とされ、縦軸は対応する利得値とされ、図より分かるように、本発明は狭い電波集中の能力を有し、３ｄｂ波束幅は３度内であり、側波は主波より２０ｄｂ低い。
【実施例２】
【００１３】
図７は本発明の別の実施例の二層マイクロストリップアンテナの構造表示図であり、そのうち、第１誘電層２’と第２誘電層３’は隣接し、その両者の間に位相遅延回路ユニット３１’が挟まれ、先の実施例との違いは、本実施例では第１誘電層２’に形成されるアンテナユニット２１’が矩形状とされ且つ辺長Ｌ１及びＬ２を具えていることであり、この設計方式もまた上述の各種の機能を達成することができ、ゆえに本発明のアンテナユニット２１’はその形状に制限がなく、菱形状、正方形、矩形、不等辺四角形、円形とされうる。
【実施例３】
【００１４】
このほか、本発明の第２誘電層３に空気を利用して第１誘電層と二層構造を形成するものとされ得て、空気の誘電係数により変数調整を行ない、上述の各例に記載の機能を達成することができ、この方式で設計すると、本発明は一般の車両のルーフトップに置かれて信号受信に使用されうる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施状態表示図である。
【図２】本発明のアンテナユニットの構造図である。
【図３】本発明の位相遅延回路ユニットの構造図である。
【図４】本発明の二層構造の詳細な構造表示図である。
【図５】本発明の実験結果の利得周波数幅と周波数の関係グラフである。
【図６】本発明のアンテナの周波数１０．４ＧＨｚでの実験のアンテナ場型図である。
【図７】本発明の別の実施例の二層構造の構造表示図である。
【図８】周知の単層アンテナ構造表示図である。
【符号の説明】
【００１６】
１  二層マイクロストリップアンテナ        ２、２’  第１誘電層
２１、２１’  アンテナユニット            ５  ホーンアンテナ
３、３’  第２誘電層                      ３１、３１’  位相遅延回路ユニット
４  接地面
【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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