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電気通信では、マイクロストリップアンテナ（プリントアンテナとも呼ばれる）は、通常、プリント回路基板（PCB）上にフォトリソグラフィ技術を使用して製造されるアンテナです。 [ 1 ] これは一種の内部アンテナです。マイクロストリップアンテナは主にマイクロ波周波数で使用されます。個々のマイクロストリップアンテナは、PCB の表面上のさまざまな形状の金属箔のパッチ（パッチアンテナ）と、基板の反対側の金属箔のグランドプレーンで構成されています。ほとんどのマイクロストリップアンテナは、2 次元アレイ内の複数のパッチで構成されています。アンテナは通常、フォイルマイクロストリップ伝送線路を介して送信機または受信機に接続されます。無線周波数電流は、アンテナとグランドプレーンの間に印加されます（または受信アンテナでは受信信号が生成されます）。マイクロストリップアンテナは、消費者製品、航空機、ミサイルの表面に組み込むことができる薄い平面プロファイル、プリント回路技術を使用して簡単に製造できることから、ここ 10 年間で非常に人気が高まっています。アンテナを回路の残りの部分と同じ基板に簡単に統合できること、およびマイクロ波集積回路などのアクティブデバイスをアンテナ自体に追加してアクティブアンテナにできる可能性があること[ 2 ] パッチアンテナ。その起源に基づくと、マイクロストリップは、マイクロ（非常に薄い/小さい）という2つの単語で構成されており、ブレード/ピース形状で非常に薄い/小さいタイプのアンテナとして定義されます。[ 3 ]
最も一般的なマイクロストリップアンテナは、パッチアンテナとして知られています。アレイの構成要素としてパッチを使用するアンテナも可能です。パッチアンテナは、プリント基板などの絶縁誘電体基板に接着された金属配線にアンテナ素子のパターンをエッチングし、基板の反対側に接着された連続金属層がグランドプレーンを形成することで製造される、狭帯域で広ビームのアンテナです。一般的なマイクロストリップアンテナの形状は、正方形、長方形、円形、楕円形ですが、任意の連続形状が可能です。一部のパッチアンテナは誘電体基板を使用せず、代わりに誘電体スペーサを使用してグランドプレーンの上に金属パッチを取り付けて作られています。結果として得られる構造は堅牢性に劣りますが、帯域幅が広くなります。このようなアンテナは非常に薄型で、機械的に堅牢であり、車両の曲面に合わせて形状を調整できるため、航空機や宇宙船の外装に取り付けられたり、移動無線通信機器に組み込まれたりすることがよくあります。
マイクロストリップアンテナは、単純な二次元形状のため、製造および設計コストが比較的安価です。アンテナのサイズが共振周波数における 波長に直接関係するため、通常はUHF以上の周波数で使用されます。単一パッチアンテナの最大指向性利得は約6～9 dBiです。リソグラフィ技術を使用すれば、単一の（大きな）基板上にパッチアレイを比較的容易に印刷できます。パッチアレイは、わずかな追加コストで単一パッチよりもはるかに高い利得を提供できます。マッチングと位相調整は、印刷されたマイクロストリップ給電構造を使用して実行でき、これも放射パッチを形成するのと同じ工程で行えます。低プロファイルアンテナで高利得アレイを作成できることが、パッチアレイが航空機やその他の軍事用途で広く使用されている理由の1つです。
このようなパッチアンテナの配列は、動的なビームフォーミング能力を持つフェーズドアレイアンテナを簡単に作成する方法である。[ 4 ]
パッチアンテナの固有の利点は、偏波ダイバーシティを実現できることです。パッチアンテナは、複数の給電点、または非対称パッチ構造を持つ単一の給電点を使用して、垂直、水平、右旋円偏波（RHCP）、または左旋円偏波（LHCP）を実現するように簡単に設計できます。[ 5 ]この独自の特性により、パッチアンテナは、さまざまな要件を持つ多くの種類の通信リンクで使用できます。
The most commonly employed microstrip antenna is a rectangular patch which looks like a truncated microstrip transmission line. It is approximately of one-half wavelength long. When air is used as the dielectric substrate, the length of the rectangular microstrip antenna is approximately one-half of a free-space wavelength. As the antenna is loaded with a dielectric as its substrate, the length of the antenna decreases as the relative dielectric constant of the substrate increases. The resonant length of the antenna is slightly shorter because of the extended electric "fringing fields" which increase the electrical length of the antenna slightly. An early model of the microstrip antenna is a section of microstrip transmission line with equivalent loads on either end to represent the radiation loss.
The dielectric loading of a microstrip antenna affects both its radiation pattern and impedance bandwidth. As the dielectric constant of the substrate increases, the antenna bandwidth decreases which increases the Q factor of the antenna and therefore decreases the impedance bandwidth. This relationship did not immediately follow when using the transmission line model of the antenna, but is apparent when using the cavity model which was introduced in 1973 by Itoh and Mittra [6] The radiation from a rectangular microstrip antenna may be understood as a pair of equivalent slots. These slots act as an array and have the highest directivity when the antenna has an air dielectric and decreases when it is replaced by a dielectric substrate with increasing relative permittivity.
The half-wave rectangular microstrip antenna has a virtual shorting plane along its center. This may be replaced with a physical shorting plane to create a quarter-wavelength microstrip antenna. This is sometimes called a half-patch. The antenna only has a single radiation edge (equivalent slot) which lowers the directivity/gain of the antenna. The impedance bandwidth is slightly lower than a half-wavelength full patch as the coupling between radiating edges has been eliminated.
Another type of patch antenna is the planar inverted-F antenna (PIFA). The PIFA is common in cellular phones (mobile phones) as a built-in structure.[7][8] These antennas are derived from a quarter-wave half-patch antenna. The shorting plane of the half-patch is reduced in length which decreases the resonance frequency.[9] It offers a low profile and also with acceptable SAR properties. This antenna resembles an inverted F, which explains the PIFA name. It is popular as a compact antenna with an omnidirectional pattern.[10]
PIFAアンテナは、様々な携帯電話周波数帯で共振するために、複数の分岐を持つことが多い。一部の携帯電話では、放射帯域幅特性を向上させるために、接地された寄生素子が使用されている。
折り畳み逆コンフォーマルアンテナ（FICA）[ 11 ]は、体積の再利用性が向上するため、PIFAに比べていくつかの利点があります。
欠陥接地構造(DGS) を統合したマイクロストリップパッチは、さまざまな用途で人気があります。この技術は、パッチの下の接地平面に「欠陥」と呼ばれる小さなスロットを限られた数だけ導入し、遠方界と近方界の両方の特性を改善できる可能性があります。これは、追加のコンポーネント、体積、重量、またはコストを伴わずに交差偏波放射を制御するために、2005 年にGuha [ 12 ]によって考案され、導入されました。この技術は、マイクロストリップパッチの対角平面上でも交差偏波放射を低減できるほど高度です。DGS 技術は、大規模なマイクロストリップアレイでの相互結合を低減し、レーダービームのスキャンブラインドネスの問題を軽減するのに同様に効果的です。[ 13 ] [ 14 ] DGS 技術は、航空機搭載アプリケーションで非常に魅力的であることがわかりました。