A－4－1 basicallytheyarepoorradiators･Despi上 - I

Ａ－４－１
ＴＨＥＯＲＹＡＮＤＥ】ＰＥＲｎｌＥＮＴＯＮＭｴCROSTRｴPANTENNAS
Ｙ、Ｔ･Ｌｏ，、、SolomonandW．Ｆ・Richards
E1ecとｒｏｍａ印ｌｅｔｉｃｓｌａｂｏｒａとｏｒｙ
ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏＥｎｌｉｎｏｉｓ
Ｕｒｂａｎａ，、６１８０１
nITRODUCTｴOU-Hicrosにripdeviceshavewidelybeenusedasmicrowavecircuit
e1emen上ｓ，ｓｕｃｈａｓ上ransmissionlines，ｆｉｌ上ｅｒｓＤｒｅｓｏｎａ上ors，ｅｔｃ･Thesuccessful
operationoE，EorexampleDtbemicrostripreBonatorsseems上ｏＢｕｇｇｅｓｔ上ｈａ上
basicallytheyarepoorradiatorｓ･Despi上ethisweakness，mcrostripａｎ上ennas
havereceivedmuchaﾋﾋenLioninrecen上years【1】－[6］becauseoEtheirmany
uniqueandaﾋﾋｒａｃｔｉｖｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ－１ｏｗｉｎｐｒｏｆｉｌｅ，ユigh上ｉｎｗｅｉｇｈｔ，ＣＯ､ｐａｃＬ
ａｎｄｃｏｍｆｏｒｍａｂｌｅｉｎＢｔｒｕｃにｕｒｅｐａｎｄｅａｓｙｔｏｆａｂｒｉｃａｔｅａｎｄ上ｏｂｅｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｗｉｔｈ
ｓｏｌｉｄｓｔａ上ｅｄｅｖｉｃｅｓ･Ｔｈｅｙａｒｅｓｕｐｅｒｉｏｒｔｏにｈｅｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌflushmoun上
antennasin上haにtheyａｒｅにruly'ｪhin'１ａｎ上ennas，requi画ｉｎｇｎｏｃａｖｉ上ybacking・
ＴｈｅｒｅｓｅｅｍｓｔｏｂｅｌｉヒヒｌｅｄｏｕｂヒヒｈａｔｔｈｅｙｗｉｌｌＥｉｎｄｍａｎｙａｐｐエｉｃａ上ｉｏｎｓｉｎ
ｐｒａｃｔｉｃｅｉｎｍｌｃｈ上ｈｅｓａｍｅｍａｎｎｅｒａｓｉｎ上ｈｅｍｏｄｅｒｎｈｉ－ｆｉｓｙｓｔｅｍｓｗｈｅｒｅにhe
inefEiciencyofsmallspeakersystemsis上oleraにedwhenever上hecompacmess
isofmajorconcern･Likewise，theshortcomngscanperhapsbecompensa上ｅｄ
ｆｏｒａｓｍｏｒｅｎｅｗｃｏｍｐａｃｔｅｆＥｉｃｉｅｎにｓｏｌｉｄ－ｓｔａ［edevicesaredeveloped．
ＡＥｅｗｓｈｏｒ上ｐａｐｅｒｓＤａｐｐｅａｒｉｎｇｉｎｒｅｃｅｎ上ｙｅａｒｓ，ａｒｅｃｏｎｃｅｒｎｅｄｍａｉｎ１ｙｗｴﾋh
theexperimentstodemons上ｒａ上ｅｍａｎｙｄｅｓｉｇｎｐｏｓｓｉｂｉｌｉｔｉｅｓｏｆｔｈｅｍｉｃｒｏｓ上rip
antemDas･Agenera1rigoroustheoryEorthiｓｎｅｗＥａｍｉ１ｙｏｆａｎにennasappeared
tobeveryinvolved【７］･mviewofthesuccessintreating上hｅｓｅｔｙｐｅｏＥ
ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓａＢｃａｖｉｔｉｅｓｉｎｍｉｃｒｏｓｔｒｉｐｃｉｒｃｕｉｔｓＤａｓｉｍｐユｅ上ｈｅｏｒｙｂａｓｅｄ
ｏｎｔｈｅｃａｖｉ上ymodelwasadvanced［7]･Ｗｉ上hthisLheory，almosta11上he
propertiesofmcros上ｒｉｐａｎ上ennasoEvariousgeometriescanbeexplainedand
predicted．
MODELTHEOIUL-Aにheore上icalmode1forにbemcrosにrｉｐａｎｔｅｎｎａｓｉｓｂａｓｅｄｏｎ
tbefoエエowingobserva上ions：
（a）Thecloseproximにｙｂｅ上weenthemicrosLripantennaandtheground
plane（seeFigureエ）suggeststhatEhason1yにhez-componentandHhasonly
thexy-componentsin上ｈｅｒｅｇｉｏｎｂｏｕｎｄｂｙｔｈｅｍｉｃｒｏｓ上ｒｉｐａｎｄｔｈｅｇｒｏｕｎｄｐｌａｎｅ．
￣
（b）TheEieldintheaforementionedregionisindependen上oEthe
z-coordina上eforallErequenciesofinterest．
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nOTm角１tＯ
ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ
Theelectriccurrentinthemicr。ｓ上ｒｉｐｍｕｓｔｈａｖｅｎｏｃｏｍｐｏｎｅｎヒ
ヒｈｅｅｄｇｅａｔａｎｙｐｏｉｎｔｏｎｔｈｅｅｄ８ｅ，ｉｍｐ１ｙｉｎｇａｎｅｇｌｉｇｉｂｌｅ上ａｎｇｅｎ上ｉａユ
ｏｆＨａｌｏｎｇｍｅｅｄｇｅ．
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Ｔｈｅｒｅｇｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎにｈｅｍｉｃｒｏｓｔｒｉｐａｎｄにｈｅｇｒｏｕｎｄｐｌａｎｅｃａｎ，上ｈｅｒｅＥｏｒｅ，
ｂｅ上reatedasacaviにｙｂｏｕｎｄｅｄｂｙａｍａｇｎｅｔｉｃｗａｌｌａｌｏｎｇｔｈｅｅｄｇｅａｎｄｂｙ
ｅｌｅｃｔｒｉｃｗａユエｓＥｒｏｍａｂｏｖｅａｎｄｂｅｌｏｗ･Ｏｂｖｉｏｕｓ１ｙ９ｓｕｃｈａｃｌｏｓｅｄｃａｖｉにｙｗｏｕｌｄ
ｒａｄｉａｔｅｎｏｐｏＦｅｒａｎｄｈａｖｅｐｕｒelyreactiveinputimpedanceoEeitherzeroor
inrini上ｅｖａｌueatresonance･However，ｏｎｅｍａｙａｓｓｕｍｅＥｈａｔｔｈｅｆｉｅ１ｄｓtrucにｕｒｅ
ｉｎｔｈｅｍｉｃｒｏｓｔｒｉｐａｎ上ｅｎｎａｉｓｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙｔｈｅｓａｍｅａｓｔｈａｔｉｎ上ｈｅｃａｖｉ上ｙ、
－５３－
Ｆｒｏｍｔｈｉｓ，ｏｎｅｃａｎｃｏｍｐｕｔｅ上heradiationpaヒヒｅｒｎ，上ｈｅ上otalradiatedpower，
andtheinputadmittancea上ａｎｙｆｅｅｄｐｏｉｎ上．
For上ｈｅｃａｖｉにｙｍｏｄｅｌｓｔａｔｅｄａｂｏｖｅ
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Ｅｍ＝↓mz，Ｈｍ＝ｚｘＶ上１１'､/juDl」
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fac仁，上ｈｅＥｉｅｌｄｓｏｌｕｔｉｏｎｉｓｅｘａｃヒエｙ亡ｈｅｄｕａｌｏｒＴＥＴｎｏｄａｌＥｉｅｌｄｓｏｆａｎｏｒｄinary
guide（ｉ､ｅ､，onewithe1ectricwall）atcut-off．
EXCITATｴoNANDRESULTSL-Whenamicrostriｐａｎｔｅｎｎａｉｓｆｅｄｗｉｔｈａｓｔｒｉｐｌｉｎｅｏｒ
cableatanyfrequency，ｉｎgeneral，唾nymoda1wavesareexcited･Thereare
severaユpossib1erepresentationsfor上ｈｅＥｉｅｌｄｉｎｔｅｒｍｓｏｆｔｈｅｍＤｄａｌｆｉｅｌｄｓ
[7】･mthispaper，onlytwoconvenientoneswil1bediscussed：bymodal
matchingandbyresonantmodeexpansion．
Heasurementsand上ｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｃｏｍｐｕにａにｉｏｎｓｗｅｒｅｐ国ｄｅＥｏｒｎｕｍｅｒｏｕｓｍｉｃｒｏ－
ｓｔｒｉｐａｎｔｅｎｎａｓｏｆｖａｒｉｏｕｓｇｅｏｍｅｔｒｉｅｓ，ｄｉｍｅｎｓｉｏｎＳ，ａｎｄｗｉｔｈｖａｒｉｏｕＳｍｅ上ｈｏｄｓｏｆ
ｆｅｅｄｍｇ．Ａユエヒｈｅａｎ上ennaswere唾deofcopper-cladl/1600thickRexolite2200
wiLhrela上ivepermittivi上ｙ２．６２ａｎｄユＯＳＳにangen上approxi埴ｔｅｌｙＯ.ＯOＬＡEew
typicaエresu1tsaregiveninFiguresユー５．エ、general，theimpedancechamc上eristicsfoｴﾕｏｗｃｌｏｓｅ１ｙａｃｉｒｃｌｅｉｎｔｈｅＳｍｉ上hChartplot，exCeptEorthe
nearﾕｙｄｅｇｅｎｅｒａｔｅｃａｓｅ･Ｉｔｃａｎｂｅｓｈｏｗｎ上hat上ｈｅｃｅｎｔｅｒｏＥｔｈｅｃｉｒｃｴｅ１ｉｅｓ
ｏｆｆｔｈｅｒｅａエａｘｉｓｉｎｔｈｅｉｎｄｕｃ上iveｓｉｄｅ･Ｆｏｒｎｅａｒｌｙｄｅｇｅｎｅｒａｔｅｃａｓｅ，the
impedancebehaviornearresonancediEfersdras上icallyfromacircle･ｏｔｈｅｒ
ｉｎｔｅｒｅｓｔｉｎｇｒｅｓｕｌ上ｓｗｉｌｌａｌｓｏｂｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．
REFERFuuCFS：
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Marchl977，underContractAF19628-76-C-O140,ＲADC/ETER．
ＡＣＫＮＯＷＬＥＤＧＲＭＹＨＮＴ：
Theau上horswishtothankRADC/ETERforthesupportofthisworkundercontrac上
Ｎｏ．F19628-76-C-O140．
-５４－
ＯＲＣ函「四
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（一』｜）具ろＥ一○一
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（【・凶「出自「ロ沙○室⑪⑩ロロロ凹巨ロ①二』咄ｏ「ｇｏ【①Ｕ巨呵ロ①色白閂
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§…‐〕〕・・龍。夢（巍篭・霊串和馳
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ｕＩＩＩ（。》
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・曰ＵＣ旬。【【Ⅱ△やＢＵＣｍ。『【Ⅱ呵▲①②句Ｕ①］句肖①ロ①凶①已訴【』二⑪「【⑪（△）
旦「肘“⑩◎肘Ｕ「日①御句。つめ勺①］Ｉ出①巨凶Ｃｕ◎診』］。「□。「⑭Ｕ巨甸勺①△曰【
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Ｅｕ。、一一■。Ｆ口ｏｎ．一一■ロ
一一一○）己亡ロ（。・二ｍの己。｛上
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（一一一）①一芯Ｅ（巳
。涕胸◎ロー僧（ＣＯＣ凸］）Ｏ旦涕凶（ｘｘｘ＄の）
、。⑪「ぬロ「巨騨◎二ｍ□ロ臣①】巨甸］。「□。『①Ｕ■ロロ①二日Ｈ。『・凶「円
｛一・“）ロロ。Ｆ』（。》
・百・・二Ｐ（矩鮨）．。ｘ凶（ⅡⅡ）・§、（・□“っ忌日
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公）回⑥
宮山ＩⅡＩ｛。》●○ｍ⑭⑥
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田エニ、。□
・Ｕ目［。・９勺目もⅡ。ｐ『画目①］］且目。回呵弓甸“・【・函冒
二］「湧甸白ｐＵｕｐ呵旦『ｗｕｍｏ牌Ｕ『目■句【。Ｕ』「Ｕ０「日⑩⑩ｑ］Ｃ
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君山０００
5６