パッチアレイアンテナ

概要

単一のパッチアンテナとパッチアレイアンテナを解析した事例を紹介します。
パッチアンテナは、誘電体基板の表面に放射素子、裏面に地導体板を印刷した平面アンテナです。
フォトリソグラフィの技術を用いることで大量生産ができるという利点があります。

パッチアレイアンテナのモデル

図1にパッチアレイアンテナのモデルを示します。
図2にフィードの位置を示します。
表1にモデルの諸元を示します。
周期的なアレイをモデル化する為、X 軸方向、Y軸方向にそれぞれ周期境界条件を設定します。パッチアレイアンテナの指向性をMoMソルバーを用いて計算します。

●　解析結果

放射パターンa

このモデルをMoMソルバーで解析した結果を示します。励振周波数は3.0GHzです。

図3は、パッチアレイアンテナの放射パターンを示します。青の線は1要素のパッチアンテナの放射パターンで、緑の線は10×10要素のパッチアレイアンテナの放射パターンを示します。
図4は、10×10要素のパッチアレイアンテナのメインビームの方法がφ=20°になるように位相偏位を設定したものです。

図5、図6はそれぞれメインビームの方法が0°、20°になるように位相偏位を設定したものです。

まとめ

アレイ化することによりメインビームの利得が増加すること、位相偏位を設定することでメインビームの方向を制御できることが確認できます。