[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

JPH08335827A - Antenna device - Google Patents

Antenna device

Info

Publication number
JPH08335827A
JPH08335827A JP14175895A JP14175895A JPH08335827A JP H08335827 A JPH08335827 A JP H08335827A JP 14175895 A JP14175895 A JP 14175895A JP 14175895 A JP14175895 A JP 14175895A JP H08335827 A JPH08335827 A JP H08335827A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
antenna device
slot
conductor
line
antenna
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP14175895A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenji Kamogawa
健司 鴨川
Tsuneo Tokumitsu
恒雄 徳満
Kenjiro Nishikawa
健二郎 西川
Kazuhiko Toyoda
一彦 豊田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP14175895A priority Critical patent/JPH08335827A/en
Publication of JPH08335827A publication Critical patent/JPH08335827A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Waveguide Aerials (AREA)
  • Details Of Aerials (AREA)

Abstract

PURPOSE: To provide a compact and thin antenna device which can be easily produced and can reduce the influence that is caused by the undesired radiation generated from a feeder line and given to an antenna radiation field by using a coplanar line having large thickness of a ground conductor as the feeder line of a radiation element. CONSTITUTION: A dielectric film 20 is formed on a semiconductor or dielectric substrate 10, and a ground conductor film 41 is formed on the film 20. A slot 40 serving as a radiation element is formed at a part of the film 41, and a reflector 42 is placed on the back of the substrate 10. A coplanar line 30 serving as a feeder line consists of a strip-shaped center conductor 31 which is formed between the substrate 10 and the film 41 as if it crossed the slot 40 and the strip-shaped ground conductors 32 and 33 which hold the conductor 31 between them excluding the lower part of the slot 40 and have larger thickness than the conductor 31. As both conductors 32 and 33 have sufficient thickness, the characteristic of the line 30 is decided by the line width of the conductor 31 and the gap secured between both conductors 31 and 32 (33).

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、例えば1GHz以上の高
周波信号を送受信する放射素子と、この高周波信号を伝
送する給電線路とにより構成されるアンテナ装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an antenna device composed of a radiation element for transmitting and receiving a high frequency signal of, for example, 1 GHz or more and a feeding line for transmitting the high frequency signal.

【0002】[0002]

【従来の技術】図9は、従来のアンテナ装置の構成を示
す。本構成は、文献(" Characterization of a Monoli
thic Slot Antenna Usingan Electro-Optic Sampling T
echnique ", IEEE , Microwave and Guided WaveLetter
s, Vol.4, No.12, pp.414-416 (Dec. 1994))に記載され
ているものである。
2. Description of the Related Art FIG. 9 shows the configuration of a conventional antenna device. This configuration is based on the literature ("Characterization of a Monoli
thic Slot Antenna Usingan Electro-Optic Sampling T
echnique ", IEEE, Microwave and Guided WaveLetter
s, Vol.4, No.12, pp.414-416 (Dec. 1994)).

【0003】図において、半導体基板100上に、給電
線路となるコプレーナ線路101および放射素子となる
スロット102が形成され、アンテナ装置が構成され
る。コプレーナ線路101を伝搬してきた信号は、エア
ブリッジ103を介してスロット102に伝わり、共振
器の一種であるスロット102を励振し、空間に電波が
放射される。
In the figure, on a semiconductor substrate 100, a coplanar line 101 serving as a feed line and a slot 102 serving as a radiating element are formed to constitute an antenna device. The signal propagating in the coplanar line 101 is transmitted to the slot 102 via the air bridge 103, excites the slot 102 which is a kind of resonator, and radiates a radio wave in space.

【0004】このアンテナ装置は、モノリシックマイク
ロ波集積回路(MMIC)に用いるガリウム砒素(GaA
s) 、シリコン(Si)等の半導体基板上に、給電線路と
放射素子を形成しているので、半導体プロセスで電子回
路を含めて高密度かつ再現性よく形成することができる
特徴がある。また、このアンテナ形態は、アクティブフ
ェーズドアレーやアダプティブアレーのように、ビーム
形成を任意に再形成したり、干渉波を抑圧・除去する高
性能アンテナを実現するアクティブ化に適している。ま
た、半導体基板の高誘電率により小型化が容易であり、
電子回路と放射素子を近接して配置して給電線路を短く
できるので、給電線路による高周波信号の伝送損失が小
さい。さらに、放射素子に共平面給電する構成になって
いるので、このアンテナ装置のオンウェア評価が可能で
あり、開発期間の短縮およびコスト低減に有効であり、
またパッケージなどへの実装も容易である。
This antenna device is a gallium arsenide (GaA) used in a monolithic microwave integrated circuit (MMIC).
s) Since the feed line and the radiating element are formed on a semiconductor substrate such as silicon (Si), it has a feature that it can be formed with high density and reproducibility including an electronic circuit in a semiconductor process. Moreover, this antenna form is suitable for activation such as an active phased array or an adaptive array, which can arbitrarily re-form beam forming or realize a high-performance antenna for suppressing / removing interference waves. Also, due to the high dielectric constant of the semiconductor substrate, downsizing is easy,
Since the feeder line can be shortened by disposing the electronic circuit and the radiating element close to each other, the transmission loss of the high frequency signal by the feeder line is small. Furthermore, since the radiating element is configured to be co-planarly fed, it is possible to perform on-wear evaluation of this antenna device, which is effective in shortening the development period and reducing costs.
It is also easy to mount on a package.

【0005】共平面給電方式によるアンテナ装置は従来
から数多く開発されている。その代表的なものを図10
(a),(b) に示す。図10(a) に示すアンテナ装置は、給
電線路としてマイクロストリップ線路111を用い、放
射素子としてマイクロストリップアンテナ112を用い
た構成になっている。図10(b) に示すアンテナ装置
は、給電線路としてスロット線路113を用い、放射素
子としてスロットアンテナ114を用いた構成になって
いる。このようなアンテナ装置も、半導体基板を用いる
ことによりアクティブ化に適し、かつオンウェア評価可
能である。
Many antenna devices based on the coplanar power feeding method have been developed. The typical one is shown in FIG.
Shown in (a) and (b). The antenna device shown in FIG. 10A has a configuration in which a microstrip line 111 is used as a feed line and a microstrip antenna 112 is used as a radiating element. The antenna device shown in FIG. 10B has a configuration in which the slot line 113 is used as a feed line and the slot antenna 114 is used as a radiating element. Such an antenna device is also suitable for activation by using a semiconductor substrate and can be evaluated on-wear.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、図9および
図10に示す従来のアンテナ装置では、給電線路からの
電磁界の漏れがアンテナ放射界に悪影響を及ぼす。特
に、給電点において放射素子と給電線路との不整合が生
じると、給電線路に定在波が立ち、給電線路からの不要
放射によるアンテナ放射界への影響は重大な問題とな
る。また、電子回路を一体化する場合には、放射素子と
電子回路との間の電磁界的な再結合を防ぐために双方を
引き離す必要がある。これにより、アンテナ装置全体が
大きくなるとともに、電子回路の配線レイアウトの自由
度が小さくなる問題点があった。
By the way, in the conventional antenna device shown in FIGS. 9 and 10, the leakage of the electromagnetic field from the feeding line adversely affects the radiation field of the antenna. In particular, when a mismatch occurs between the radiating element and the feed line at the feed point, a standing wave is generated in the feed line, and the influence of unnecessary radiation from the feed line on the antenna radiation field is a serious problem. Further, when the electronic circuit is integrated, it is necessary to separate the radiating element and the electronic circuit from each other in order to prevent electromagnetic recombination. As a result, the size of the entire antenna device is increased, and the degree of freedom in the wiring layout of the electronic circuit is reduced.

【0007】本発明は、給電線路からの不要放射による
アンテナ放射界への影響を小さくでき、小型かつ薄型で
製造が容易なアンテナ装置を提供することを目的とす
る。
It is an object of the present invention to provide an antenna device which is small in size, thin in thickness, and easy to manufacture, because the influence of unwanted radiation from a feeding line on an antenna radiation field can be reduced.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明のアンテナ装置
は、半導体または誘電体による基板上に第1の誘電体膜
を形成し、第1の誘電体膜上に接地導体膜および第1の
放射素子となるスロットを形成し、第1の誘電体膜中に
第1の放射素子の給電線路となるコプレーナ線路を形成
し、コプレーナ線路のストリップ状の接地導体を接地導
体膜に接続し、接地導体の厚さをストリップ状の中心導
体より厚く設定する(請求項1)。
In the antenna device of the present invention, a first dielectric film is formed on a substrate made of a semiconductor or a dielectric, and a ground conductor film and a first radiation film are formed on the first dielectric film. A slot serving as an element is formed, a coplanar line serving as a feed line of the first radiating element is formed in the first dielectric film, and a strip-shaped ground conductor of the coplanar line is connected to a ground conductor film to form a ground conductor. Is set thicker than the strip-shaped center conductor (claim 1).

【0009】また、コプレーナ線路の接地導体を第1の
誘電体膜を貫通して形成する(請求項2)。また、コプ
レーナ線路の中心導体を挟む接地導体の底部を導体を介
して接続する(請求項3)。また、第1の放射素子とな
るスロットを第1の誘電体膜を貫通して形成する(請求
項4)。
Further, the ground conductor of the coplanar line is formed so as to penetrate the first dielectric film (claim 2). Further, the bottom portion of the ground conductor sandwiching the center conductor of the coplanar line is connected via the conductor (claim 3). Further, a slot to be the first radiating element is formed so as to penetrate the first dielectric film (claim 4).

【0010】また、第1の放射素子となるスロットの一
端をテーパ状に形成し、このテーパ状スロットによりエ
ンドファイアアンテナを形成する(請求項5)。また、
基板に対して第1の放射素子が形成されていない側に誘
電体または空隙を介して金属導体による反射板を配置す
る(請求項6)。また、接地導体膜上に第2の誘電体膜
を形成し、この第2の誘電体膜上に第2の放射素子を形
成する(請求項7)。
Further, one end of the slot which becomes the first radiating element is formed in a tapered shape, and the tapered slot forms an end fire antenna (claim 5). Also,
A reflector made of a metal conductor is arranged on the side of the substrate on which the first radiating element is not formed, with a dielectric or a gap therebetween. A second dielectric film is formed on the ground conductor film, and a second radiating element is formed on the second dielectric film (claim 7).

【0011】また、以上の複数のアンテナ装置を同一の
基板上または第2の誘電体膜上に形成する(請求項
8)。また、コプレーナ線路の一端を、コプレーナ線路
とスロットが交差する位置から1/4波長の終端開放ス
タブに構成する(請求項9)。
Further, the above plurality of antenna devices are formed on the same substrate or on the second dielectric film (claim 8). In addition, one end of the coplanar line is formed as a terminating open stub having a quarter wavelength from the position where the slot intersects with the coplanar line (claim 9).

【0012】[0012]

【作用】本発明のアンテナ装置では、放射素子の給電線
路として接地導体の厚さが厚いコプレーナ線路を用いる
ので、給電線路からの電磁界の遮蔽効果を高めることが
できる。これにより、従来構成に比べて給電線路からの
不要放射によるアンテナ放射界への影響を小さくするこ
とができる。
In the antenna device of the present invention, since the coplanar line having the thick ground conductor is used as the feed line of the radiating element, the effect of shielding the electromagnetic field from the feed line can be enhanced. As a result, it is possible to reduce the influence of unnecessary radiation from the feed line on the antenna radiation field as compared with the conventional configuration.

【0013】請求項2〜6,8,9のアンテナ装置の作
用については実施例の欄で説明する。請求項7のアンテ
ナ装置では、第1の放射素子を介して第2の放射素子
(マイクロストリップアンテナ)を電磁界的に結合して
励振させることができる。
The operation of the antenna device according to claims 2 to 6, 8 and 9 will be described in the section of the embodiment. In the antenna device according to the seventh aspect, the second radiating element (microstrip antenna) can be electromagnetically coupled and excited via the first radiating element.

【0014】[0014]

【実施例】【Example】

(第1実施例)図1は、本発明のアンテナ装置の第1実
施例の構成を示す。図1(a) は斜視図であり、図1(b),
(c) は図1(a) のA−A′線、B−B′線についての断
面図である。
(First Embodiment) FIG. 1 shows the configuration of a first embodiment of the antenna device of the present invention. FIG. 1 (a) is a perspective view, and FIG.
FIG. 1C is a sectional view taken along the line AA ′ and the line BB ′ of FIG.

【0015】図において、半導体または誘電体による基
板10上に誘電体膜20が形成され、その上に接地導体
膜41が形成され、その一部に放射素子となるスロット
40が形成される。一方、基板10の反対面には反射板
42が配置される。給電線路となるコプレーナ線路30
は、基板10と接地導体膜41との間で、スロット40
を横切るように形成されるストリップ状の中心導体31
と、スロット40の下部を除いて中心導体31を挟むよ
うに形成されるストリップ状の接地導体32,33から
構成される。なお、接地導体32,33は接地導体膜4
1に接続され、基板10と接地導体膜41との間で誘電
体膜20を貫通し、その終端部は接続される。ここで、
接地導体32,33は厚さが十分であるので、線路特性
(インピーダンス等)は中心導体31の線路幅と、中心
導体31と接地導体32(33)間のギャップで決ま
り、コプレーナ線路(あるいは接地導体付きコプレーナ
線路)として動作する。60は電子回路である。
In the figure, a dielectric film 20 is formed on a substrate 10 made of a semiconductor or a dielectric, a ground conductor film 41 is formed on the dielectric film 20, and a slot 40 serving as a radiating element is formed in a part thereof. On the other hand, the reflection plate 42 is arranged on the opposite surface of the substrate 10. Coplanar line 30 that serves as a power supply line
Is a slot 40 between the substrate 10 and the ground conductor film 41.
Strip-shaped central conductor 31 formed so as to traverse
And strip-shaped ground conductors 32 and 33 formed so as to sandwich the central conductor 31 except for the lower portion of the slot 40. The ground conductors 32 and 33 are the ground conductor film 4
1 and the dielectric film 20 is penetrated between the substrate 10 and the ground conductor film 41, and the end portion thereof is connected. here,
Since the ground conductors 32 and 33 are sufficiently thick, the line characteristics (impedance, etc.) are determined by the line width of the center conductor 31 and the gap between the center conductor 31 and the ground conductor 32 (33), and the coplanar line (or ground). It operates as a coplanar line with a conductor). Reference numeral 60 is an electronic circuit.

【0016】次に、動作原理について説明する。コプレ
ーナ線路30を伝搬する信号は、図1(c) に示すように
1/4波長の終端開放スタブ34を設けることにより、
給電部でコプレーナモード(不平衡モード)からスロッ
トモード(平衡モード)に変換されてスロット40に伝
わる。その信号はスロット40を励振し、空間に電波が
放射される。ここで、スロット40から1/4波長程度
離れて反射板42が形成されているので、電波は図1
(b),(c) において上方向にのみ放射される。
Next, the operating principle will be described. The signal propagating through the coplanar line 30 is provided with a quarter-wave end open stub 34 as shown in FIG. 1 (c).
The power is converted from the coplanar mode (unbalanced mode) to the slot mode (balanced mode) and transmitted to the slot 40. The signal excites the slot 40 and a radio wave is radiated into the space. Here, since the reflection plate 42 is formed at a distance of about 1/4 wavelength from the slot 40, the radio wave is emitted from FIG.
It is radiated only upward in (b) and (c).

【0017】本実施例のコプレーナ線路30の接地導体
32,33は、図1のように誘電体膜20を貫通しても
よく、厚さが十分あれば非貫通でもよい。また、コプレ
ーナ線路30の中心導体31は基板10から離れた位置
に配置されるばかりでなく、基板10上に形成されてい
てもよい。また、スタブを用いずに、給電部でコプレー
ナ線路30の中心導体31とスロット40とをスルーホ
ールを用いて直接接続して励振してもよい。さらに、本
実施例では放射素子として矩形のスロット40を示した
が、例えば図2(a),(b) に示すようにスロット40が任
意の形状であってもよい。また、ここでは1素子の例を
示したが、多素子配列のアレーアンテナとした場合にも
同様に構成することができる。
The ground conductors 32 and 33 of the coplanar line 30 of this embodiment may penetrate the dielectric film 20 as shown in FIG. 1 or may be non-penetrated if the thickness is sufficient. Further, the center conductor 31 of the coplanar line 30 may be formed not only at a position distant from the substrate 10 but also on the substrate 10. Further, instead of using the stub, the central conductor 31 of the coplanar line 30 and the slot 40 may be directly connected to each other by using a through hole in the power feeding portion for excitation. Further, although the rectangular slot 40 is shown as the radiating element in this embodiment, the slot 40 may have any shape as shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), for example. Although an example with one element is shown here, the same configuration can be applied to an array antenna having a multi-element array.

【0018】(第2実施例)図3は、本発明のアンテナ
装置の第2実施例の構成を示す。図3(a) は斜視図であ
り、図3(b) は図3(a) のA−A′線についての断面図
である。本実施例の特徴は、第1実施例の構成におい
て、中心導体31の下側で導体35を介して接地導体3
2,33を接続するところにある。
(Second Embodiment) FIG. 3 shows the configuration of a second embodiment of the antenna device of the present invention. 3 (a) is a perspective view, and FIG. 3 (b) is a sectional view taken along the line AA 'in FIG. 3 (a). The feature of this embodiment is that in the configuration of the first embodiment, the ground conductor 3 is provided below the center conductor 31 via the conductor 35.
It is in the place where 2 and 33 are connected.

【0019】本実施例の動作原理は第1実施例と同様で
あり、第1実施例と同様の効果が得られる。なお、本実
施例では、導体35によりコプレーナ線路30から基板
10方向への電磁界の漏れが遮蔽されるので、本実施例
のアンテナ装置は双方向アンテナとして動作させること
ができる。 (第3実施例)図4は、本発明のアンテナ装置の第3実
施例の構成を示す。図4(a) は斜視図であり、図4(b)
は図4(a) のA−A′線を切り口として矢印B方向から
見た斜視図である。
The operating principle of this embodiment is the same as that of the first embodiment, and the same effect as that of the first embodiment can be obtained. In the present embodiment, the conductor 35 blocks the leakage of the electromagnetic field from the coplanar line 30 toward the substrate 10, so that the antenna device of the present embodiment can be operated as a bidirectional antenna. (Third Embodiment) FIG. 4 shows the configuration of a third embodiment of the antenna device of the present invention. Fig. 4 (a) is a perspective view, and Fig. 4 (b)
4 is a perspective view seen from the direction of arrow B with the line AA ′ of FIG.

【0020】本実施例の特徴は、第1実施例の構成にお
いて、放射素子であるスロット40が基板10と接地導
体膜41との間で誘電体膜20を貫通して形成されたと
ころにある。本実施例の動作原理は第1実施例と同様で
あり、第1実施例と同様の効果が得られる。なお、本実
施例では、スロット40が高誘電率の基板10上に形成
されることになるので、等価誘電率が大きくなりアンテ
ナ装置を小型にすることができる。また、貫通したスロ
ット40により、電子回路および他の給電線路との結合
が小さくなるので、アンテナ装置の集積度を高めること
ができる。
The feature of this embodiment is that, in the structure of the first embodiment, the slot 40, which is a radiating element, is formed between the substrate 10 and the ground conductor film 41 so as to penetrate the dielectric film 20. . The operation principle of this embodiment is the same as that of the first embodiment, and the same effect as that of the first embodiment can be obtained. In this embodiment, since the slot 40 is formed on the substrate 10 having a high dielectric constant, the equivalent dielectric constant is increased and the antenna device can be downsized. In addition, since the through-holes 40 reduce the coupling with the electronic circuit and other power supply lines, the degree of integration of the antenna device can be increased.

【0021】(第4実施例)図5は、本発明のアンテナ
装置の第4実施例の構成を示す。図5(a) は断面図であ
り、図5(b) は上面図である。第1実施例と同一のもの
については同一符号を付す。本実施例の特徴は、終端し
たコプレーナ線路30の上方に、1/4波長の間隔でか
つ90度の角度差をつけて矩形スロット50,51が形成
されたところにある。
(Fourth Embodiment) FIG. 5 shows the configuration of a fourth embodiment of the antenna device of the present invention. 5 (a) is a sectional view and FIG. 5 (b) is a top view. The same parts as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals. The feature of this embodiment is that the rectangular slots 50 and 51 are formed above the terminated coplanar line 30 with a quarter wavelength interval and an angular difference of 90 degrees.

【0022】本実施例の動作原理は第1実施例と同様で
あり、第1実施例と同様の効果が得られる。なお、本実
施例では、電気的および空間的に90度の位相差が生じる
2つの矩形スロット50,51により円偏波スロットア
ンテナが構成される。また、2つのスロットを1組みと
して複数組み並べることにより、容易に円偏波アレーア
ンテナを構成することができる。
The operating principle of this embodiment is the same as that of the first embodiment, and the same effect as that of the first embodiment can be obtained. In this embodiment, a circular polarization slot antenna is composed of the two rectangular slots 50 and 51 that have a phase difference of 90 degrees electrically and spatially. Further, a circular polarization array antenna can be easily constructed by arranging a plurality of two slots as one set.

【0023】(第5実施例)図6は、本発明のアンテナ
装置の第5実施例の構成を示す。図6(a) は斜視図であ
り、図6(b) は上面図である。本実施例の特徴は、第1
実施例の構成から反射板42を除き、放射素子であるス
ロット40の一端をテーパ状に形成したところにある。
(Fifth Embodiment) FIG. 6 shows the configuration of a fifth embodiment of the antenna device of the present invention. 6A is a perspective view and FIG. 6B is a top view. The feature of this embodiment is that the first
The reflector 42 is removed from the configuration of the embodiment, and one end of the slot 40, which is a radiating element, is formed in a tapered shape.

【0024】本実施例の構成では、コプレーナ線路30
を伝搬する信号は、図6(b) に示すように1/4波長の
終端開放スタブ34を設けることにより、給電部でコプ
レーナモード(不平衡モード)からスロットモード(平
衡モード)に変換されてスロット40に伝わる。また、
図6(b) に示すように1/4波長の終端短絡スタブ36
を設けることにより、スロット40に伝わった信号はテ
ーパ状の方向にのみ伝わる。ここで、テーパ状スロット
を1波長程度に設定することにより、電波はテーパ状ス
ロットの先から放射され、エンドファイアアンテナとし
て動作する。
In the configuration of this embodiment, the coplanar line 30
The signal propagating through is converted from the coplanar mode (unbalanced mode) to the slot mode (balanced mode) at the feeding section by providing the terminating open stub 34 of 1/4 wavelength as shown in FIG. 6 (b). It is transmitted to the slot 40. Also,
As shown in Fig. 6 (b), the quarter-wave termination stub 36
By providing, the signal transmitted to the slot 40 is transmitted only in the tapered direction. Here, by setting the tapered slot to about 1 wavelength, the radio wave is radiated from the tip of the tapered slot and operates as an end fire antenna.

【0025】なお、λs はコプレーナ線路おける波長、
λはスロットにおける波長、λ0 は自由空間における波
長を示す。本実施例においても第1実施例と同様の効果
が得られる。また、本実施例におけるアンテナ装置は、
エンドファイアアンテナかつ単一方向性のアンテナであ
るので、反射板が不要である。また、スロット40をテ
ーパ状に形成しており、導波管とのマッチングが容易で
あるので、大きな電力を必要とするミリ波帯において電
力合成アンテナに適している。
Where λs is the wavelength in the coplanar line,
λ is the wavelength in the slot, and λ 0 is the wavelength in free space. Also in this embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained. In addition, the antenna device in this embodiment is
Since it is an end-fire antenna and a unidirectional antenna, no reflector is required. Further, since the slot 40 is formed in a tapered shape and can be easily matched with the waveguide, it is suitable for a power combining antenna in a millimeter wave band that requires a large amount of power.

【0026】(第6実施例)図7は、本発明のアンテナ
装置の第6実施例の構成を示す。図7(a) は斜視図であ
り、図7(b) は上面図である。本実施例の特徴は、第1
実施例の構成において、接地導体膜41およびスロット
40の上に第2の誘電体膜70を形成し、この第2の誘
電体膜70上に第2の放射素子であるマイクロストリッ
プアンテナ80を形成する。マイクロストリップアンテ
ナ80は、第1の放射素子であるスロット40を介して
電磁界的に結合され、励振される構成になっている。
(Sixth Embodiment) FIG. 7 shows the configuration of a sixth embodiment of the antenna device of the present invention. FIG. 7 (a) is a perspective view and FIG. 7 (b) is a top view. The feature of this embodiment is that the first
In the configuration of the embodiment, the second dielectric film 70 is formed on the ground conductor film 41 and the slot 40, and the microstrip antenna 80 which is the second radiating element is formed on the second dielectric film 70. To do. The microstrip antenna 80 is electromagnetically coupled and excited via the slot 40 which is the first radiating element.

【0027】本実施例においても第1実施例と同様の効
果が得られる。さらに、放射素子と電子回路および給電
線路を積層して形成することができるので、小型,薄
型,高集積で製造が容易なアンテナ装置を実現すること
ができる。特に、放射素子の寸法が電子回路に対して大
きい比較的低い周波数帯において有効である。また、放
射素子としてマイクロストリップアンテナを用いている
ので、反射板を設けずに単一方向性のアンテナ装置を構
成することができる。
Also in this embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained. Furthermore, since the radiating element, the electronic circuit, and the feed line can be formed by being stacked, a small, thin, highly integrated antenna device that is easy to manufacture can be realized. In particular, it is effective in a relatively low frequency band in which the size of the radiating element is large for an electronic circuit. Further, since the microstrip antenna is used as the radiating element, it is possible to construct a unidirectional antenna device without providing a reflector.

【0028】本実施例では、第2の放射素子として円形
のマイクロストリップアンテナ80を示したが、他の任
意形状のものでもよい。また、図8に示すように2つの
スロット40の端子間を90度の位相差で励振したり、あ
るいはマイクロストリップアンテナ80に縮退分離素子
を設け、円偏波励振してもよい。また、ここでは1素子
の例を示したが、多素子配列のアレーアンテナとした場
合にも同様に構成することができる。
In this embodiment, the circular microstrip antenna 80 is shown as the second radiating element, but other arbitrary shapes may be used. Further, as shown in FIG. 8, the terminals of the two slots 40 may be excited with a phase difference of 90 degrees, or the microstrip antenna 80 may be provided with a degenerate separation element to excite circular polarization. Although an example with one element is shown here, the same configuration can be applied to an array antenna having a multi-element array.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上説明したように、本発明のアンテナ
装置では、従来構成に比べて給電線路からの不要放射に
よるアンテナ放射界への影響を小さくすることができ
る。さらに、近接した電子回路および他の給電線路との
結合を小さくすることができるので、電子回路の回路設
計や配線レイアウトの自由度を高めることができる。ま
た、半導体プロセスを用いて電子回路、給電線路および
放射素子を形成することにより、小型かつ薄型で製造が
容易なアンテナ装置を実現することができる。さらに、
放射素子に共平面給電する構成になっているので、この
アンテナ装置のオンウェア評価が可能であり、開発期間
の短縮およびコスト低減に有効であり、またパッケージ
などへの実装も容易である。
As described above, in the antenna device of the present invention, the influence of the unnecessary radiation from the feeding line on the antenna radiation field can be reduced as compared with the conventional configuration. Further, since the coupling between the electronic circuit and the other power supply line adjacent to each other can be reduced, the degree of freedom in the circuit design and wiring layout of the electronic circuit can be increased. Further, by forming the electronic circuit, the feeding line, and the radiating element using the semiconductor process, it is possible to realize a small and thin antenna device which is easy to manufacture. further,
Since the radiating element is configured to be fed in the same plane, this antenna device can be evaluated on-wear, which is effective in shortening the development period and reducing the cost, and can be easily mounted on a package or the like.

【0030】また、第1の放射素子を介して励振される
第2の放射素子(マイクロストリップアンテナ)を備え
るアンテナ装置では、放射素子の寸法が電子回路に対し
て大きい比較的低い周波数帯においても、小型,薄型,
高集積化が容易になる。また、放射素子としてマイクロ
ストリップアンテナを用いる場合には、反射板等を設け
ずに単一方向性を実現することができる。
Further, in the antenna device provided with the second radiating element (microstrip antenna) excited via the first radiating element, the radiating element has a large size for an electronic circuit even in a relatively low frequency band. , Small, thin,
High integration becomes easy. When a microstrip antenna is used as the radiating element, unidirectionality can be realized without providing a reflector or the like.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明のアンテナ装置の第1実施例の構成を示
す図。
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a first embodiment of an antenna device of the present invention.

【図2】第1実施例の変形例を示す平面図。FIG. 2 is a plan view showing a modification of the first embodiment.

【図3】本発明のアンテナ装置の第2実施例の構成を示
す図。
FIG. 3 is a diagram showing the configuration of a second embodiment of the antenna device of the present invention.

【図4】本発明のアンテナ装置の第3実施例の構成を示
す図。
FIG. 4 is a diagram showing the configuration of a third embodiment of the antenna device of the present invention.

【図5】本発明のアンテナ装置の第4実施例の構成を示
す図。
FIG. 5 is a diagram showing the configuration of a fourth embodiment of the antenna device of the present invention.

【図6】本発明のアンテナ装置の第5実施例の構成を示
す図。
FIG. 6 is a diagram showing the configuration of a fifth embodiment of the antenna device of the present invention.

【図7】本発明のアンテナ装置の第6実施例の構成を示
す図。
FIG. 7 is a diagram showing the configuration of a sixth embodiment of the antenna device of the present invention.

【図8】第6実施例の変形例を示す平面図。FIG. 8 is a plan view showing a modification of the sixth embodiment.

【図9】従来のアンテナ装置の構成を示す図。FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a conventional antenna device.

【図10】共平面給電方式による従来のアンテナ装置の
構成を示す図。
FIG. 10 is a diagram showing a configuration of a conventional antenna device using a coplanar power feeding method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 半導体または誘電体による基板 20 誘電体膜 30 コプレーナ線路 31 中心導体 32,33 接地導体 34 終端開放スタブ 35 導体 36 終端短絡スタブ 40,50,51 スロット 41 接地導体膜 42 反射板 60 電子回路 70 誘電体膜 80 マイクロストリップアンテナ 100 半導体基板 101 コプレーナ線路 102 スロット 103 エアブリッジ 111 マイクロストリップ線路 112 マイクロストリップアンテナ 113 スロット線路 114 スロットアンテナ 10 Semiconductor or Dielectric Substrate 20 Dielectric Film 30 Coplanar Line 31 Center Conductor 32, 33 Grounding Conductor 34 Termination Open Stub 35 Conductor 36 Termination Shorting Stub 40, 50, 51 Slot 41 Grounding Conductor Film 42 Reflector 60 Electronic Circuit 70 Dielectric Body film 80 Microstrip antenna 100 Semiconductor substrate 101 Coplanar line 102 Slot 103 Air bridge 111 Microstrip line 112 Microstrip antenna 113 Slot line 114 Slot antenna

フロントページの続き (72)発明者 豊田 一彦 東京都千代田区内幸町1丁目1番6号 日 本電信電話株式会社内Front Page Continuation (72) Inventor Kazuhiko Toyota 1-6, Uchisaiwaicho, Chiyoda-ku, Tokyo Nihon Telegraph and Telephone Corporation

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体または誘電体による基板と、 前記基板上に形成された第1の誘電体膜と、 前記第1の誘電体膜上に形成された接地導体膜および第
1の放射素子となるスロットと、 前記第1の誘電体膜中に形成された前記第1の放射素子
の給電線路となるコプレーナ線路とを備え、 前記コプレーナ線路のストリップ状の接地導体が前記接
地導体膜に接続され、接地導体の厚さがストリップ状の
中心導体より厚く設定されたことを特徴とするアンテナ
装置。
1. A substrate made of a semiconductor or a dielectric, a first dielectric film formed on the substrate, a ground conductor film and a first radiating element formed on the first dielectric film. And a coplanar line serving as a feed line for the first radiating element formed in the first dielectric film, wherein a strip-shaped ground conductor of the coplanar line is connected to the ground conductor film. An antenna device, wherein the thickness of the ground conductor is set to be thicker than that of the strip-shaped center conductor.
【請求項2】 請求項1に記載のアンテナ装置におい
て、 コプレーナ線路の接地導体が第1の誘電体膜を貫通して
形成されたことを特徴とするアンテナ装置。
2. The antenna device according to claim 1, wherein the ground conductor of the coplanar line is formed so as to penetrate through the first dielectric film.
【請求項3】 請求項1または請求項2に記載のアンテ
ナ装置において、 コプレーナ線路の中心導体を挟む接地導体の底部が導体
を介して接続されたことを特徴とするアンテナ装置。
3. The antenna device according to claim 1, wherein a bottom portion of a ground conductor sandwiching a center conductor of the coplanar line is connected via a conductor.
【請求項4】 請求項1〜3のいずれかに記載のアンテ
ナ装置において、 第1の放射素子となるスロットが第1の誘電体膜を貫通
して形成されたことを特徴とするアンテナ装置。
4. The antenna device according to claim 1, wherein a slot serving as a first radiating element is formed so as to penetrate the first dielectric film.
【請求項5】 請求項1〜4のいずれかに記載のアンテ
ナ装置において、 第1の放射素子となるスロットの一端がテーパ状に形成
され、このテーパ状スロットによりエンドファイアアン
テナが形成されたことを特徴とするアンテナ装置。
5. The antenna device according to any one of claims 1 to 4, wherein one end of a slot serving as a first radiating element is formed in a tapered shape, and the tapered slot forms an endfire antenna. An antenna device characterized by.
【請求項6】 請求項1〜4のいずれかに記載のアンテ
ナ装置において、 基板に対して第1の放射素子が形成されていない側に誘
電体または空隙を介して金属導体による反射板が配置さ
れたことを特徴とするアンテナ装置。
6. The antenna device according to any one of claims 1 to 4, wherein a reflection plate made of a metal conductor is arranged on a side of the substrate on which the first radiating element is not formed, via a dielectric or a gap. An antenna device characterized by being made.
【請求項7】 請求項1〜4のいずれかに記載のアンテ
ナ装置において、 接地導体膜上に第2の誘電体膜が形成され、この第2の
誘電体膜上に第2の放射素子が形成されたことを特徴と
するアンテナ装置。
7. The antenna device according to any one of claims 1 to 4, wherein a second dielectric film is formed on the ground conductor film, and the second radiating element is formed on the second dielectric film. An antenna device characterized by being formed.
【請求項8】 請求項1〜7のいずれかに記載の複数の
アンテナ装置が同一の基板上または第2の誘電体膜上に
形成されたことを特徴とするアンテナ装置。
8. An antenna device, wherein the plurality of antenna devices according to claim 1 are formed on the same substrate or on a second dielectric film.
【請求項9】 請求項1〜8のいずれかに記載のアンテ
ナ装置において、 コプレーナ線路の一端を、コプレーナ線路とスロットが
交差する位置から1/4波長の終端開放スタブに構成し
たことを特徴とするアンテナ装置。
9. The antenna device according to any one of claims 1 to 8, wherein one end of the coplanar line is configured as an open-ended stub having a quarter wavelength from a position where the slot intersects with the coplanar line. Antenna device.
JP14175895A 1995-06-08 1995-06-08 Antenna device Pending JPH08335827A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP14175895A JPH08335827A (en) 1995-06-08 1995-06-08 Antenna device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP14175895A JPH08335827A (en) 1995-06-08 1995-06-08 Antenna device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH08335827A true JPH08335827A (en) 1996-12-17

Family

ID=15299513

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP14175895A Pending JPH08335827A (en) 1995-06-08 1995-06-08 Antenna device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH08335827A (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3934341B2 (en) * 1999-02-15 2007-06-20 独立行政法人情報通信研究機構 Wireless communication device
JP2008061158A (en) * 2006-09-04 2008-03-13 Seiko Epson Corp Antenna device
JP2008535272A (en) * 2005-03-30 2008-08-28 インテル・コーポレーション Antenna system using complementary metal oxide semiconductor array technology
US7519395B2 (en) 1998-03-12 2009-04-14 Interdigital Technology Corporation Adaptive cancellation of fixed interferers
JP2013098974A (en) * 2011-11-03 2013-05-20 Compal Electronics Inc Slot antenna
JP2020205515A (en) * 2019-06-17 2020-12-24 ソフトバンク株式会社 Antenna, wireless communication device, and mobile body
US11152695B2 (en) 2018-08-07 2021-10-19 Murata Manufacturing Co., Ltd. Antenna module

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7519395B2 (en) 1998-03-12 2009-04-14 Interdigital Technology Corporation Adaptive cancellation of fixed interferers
JP3934341B2 (en) * 1999-02-15 2007-06-20 独立行政法人情報通信研究機構 Wireless communication device
JP2008535272A (en) * 2005-03-30 2008-08-28 インテル・コーポレーション Antenna system using complementary metal oxide semiconductor array technology
JP4928537B2 (en) * 2005-03-30 2012-05-09 インテル・コーポレーション Antenna system using complementary metal oxide semiconductor array technology
JP2008061158A (en) * 2006-09-04 2008-03-13 Seiko Epson Corp Antenna device
JP2013098974A (en) * 2011-11-03 2013-05-20 Compal Electronics Inc Slot antenna
US11152695B2 (en) 2018-08-07 2021-10-19 Murata Manufacturing Co., Ltd. Antenna module
JP2020205515A (en) * 2019-06-17 2020-12-24 ソフトバンク株式会社 Antenna, wireless communication device, and mobile body

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6061026A (en) Monolithic antenna
US5386215A (en) Highly efficient planar antenna on a periodic dielectric structure
US6798384B2 (en) Multi-element planar array antenna
US5786793A (en) Compact antenna for circular polarization
US6798382B2 (en) Widened band antenna for mobile apparatus
US6288679B1 (en) Single element antenna structure with high isolation
JPH11284430A (en) Short-circuit antenna manufactured by microstrip technology and device containing the same
US20040233107A1 (en) Packaged integrated antenna for circular and linear polarizations
JP3194468B2 (en) Microstrip antenna
US20050179598A1 (en) Multipolarization radiating device with orthogonal feed via surface field line(S)
JP2000261235A (en) Triplate line feeding type microstrip antenna
Griffin et al. Electromagnetic design aspects of packages for monolithic microwave integrated circuit-based arrays with integrated antenna elements
JP3278348B2 (en) Microwave semiconductor device
JP3178764B2 (en) Feeding circuit for slot antenna
JPH07240621A (en) Antenna device and power feeding device
Hettak et al. A novel integrated antenna for millimeter-wave personal communications systems
JP3002277B2 (en) Planar antenna
JPH08335827A (en) Antenna device
EP0862216A2 (en) Planar dielectric integrated circuit
CA2178122A1 (en) Moderately high gain microstrip patch cavity antenna
JPH02168703A (en) Plane antenna and its production
JPH11145722A (en) Microstrip antenna
JPH0629723A (en) Plane antenna
JPH0590826A (en) Microstrip antenna
JPH0983241A (en) Semiconductor device