Development of millimeter-wave planar antennas using low-loss materials

ミリ波用低電力損失平面アンテナの開発

伊藤 直樹*; 間瀬 淳*; 近木 祐一郎*; 瀬古 典明; 玉田 正男; 嶋津 博士*; 坂田 栄二*

Ito, Naoki*; Mase, Atsushi*; Kogi, Yuichiro*; Seko, Noriaki; Tamada, Masao; Shimazu, Hiroshi*; Sakata, Eiji*

ミリ波車載レーダやマイクロ波・ミリ波イメージングシステムの高性能化において、効率の良い小型平面アンテナの開発が不可欠である。アンテナ基板としては、低損失材料が有効であり、フッ素樹脂(PTFE)材料が使用されているが、フッ素樹脂基板と銅などの導体パターンの付着力が低いという問題があった。そこで、フッ素樹脂の表面を放射線グラフト重合により親水化処理を行うことで、低損失アンテナの作製を試みた。グラフト処理をしたサンプルに対して銅箔をスパッタし、剥離強度の測定を行ったところ、未処理のPTFEと比較して、約4倍程度の剥離強度の向上することができた。また、グラフト処理前後における比誘電率は大きく変化しないことから、グラフト重合による表面処理は、ミリ波などのアンテナ作製に有効であることがわかった。

As the importance of advanced millimeter-wave diagnostics increases, the fabrications of high-performance devices and components become essential. This paper describes the development of millimeter-wave planar antennas using low-loss fluorine substrates. The problems to be solved for the present purpose are the low degree of adhesion between copper foil and fluorine substrate and the accuracy of device pattern using conventional fabrication techniques. In order to solve these problems, surface treatment of fluorine films and a fabrication method using Electro-Fine-Forming (EF2) are proposed. In order to confirm the performance of the treated films, microstrip lines (MSL) and the planar patch antennas with low-sidelobe level in E-plane are designed and fabricated on the conventional fluorine substrates and on the grafted-PTFE (Polytetrafluoroethylene) films.