JP2006033652A - Multi-band antenna - Google Patents

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Shoichi Kumagai
祥一 熊谷
Yasuhiro Kazama
保裕 風間
Daisuke Ogata
大輔 尾形
Takayasu Shiokawa
孝泰 塩川
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To transmit/receive three or more frequencies including circularly polarized waves in a one power feeding point. <P>SOLUTION: An inside elliptic patch 200 and an outside ground plate 300 are disposed and formed on a front side surface of one dielectric substrate 100 and between these patch and ground plate, a slot ring 400 comprised of an outer edge and an inner edge thereof is formed. A microstrip line 500 is then disposed and formed on a rear surface side thereof. A current is made to flow to the microstrip line 500, thereby generating a circularly polarized wave of a first frequency from the inside elliptic patch 200, generating a magnetic flow in a portion of the slot ring 400 to generate a linearly polarized wave of a second frequency, and further generating a linearly polarized wave of a third frequency that is a higher harmonic wave of the first frequency in the inside elliptic patch 200. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明はマルチバンドアンテナに関し、特に複数の周波数の電波を送受信するマルチバンドアンテナに関する。   The present invention relates to a multiband antenna, and more particularly to a multiband antenna that transmits and receives radio waves having a plurality of frequencies.

1つのアンテナで複数の周波数の電波を送受信するマルチバンドアンテナの従来の例としては、図2に示すようなスロットリングを用いたものや(第1の例)、図3に示すように、内側パッチに対する誘電体の誘電率と、外側パッチに対する誘電体の誘電率との比で2つの周波数帯の特性を確保したもの(第2の例)などがある。   As a conventional example of a multi-band antenna that transmits and receives radio waves of a plurality of frequencies with one antenna, one using a throttling as shown in FIG. 2 (first example), as shown in FIG. There are those in which the characteristics of the two frequency bands are ensured by the ratio of the dielectric constant of the dielectric to the patch and the dielectric constant of the dielectric to the outer patch (second example).

図2に示された例(第1の例)では、予め定められた大きさ、厚さ、及び誘電率を有する誘電体基板100aの表側の面に、導電体薄板で形成された半径r1の内側円パッチ250を配置し、その周囲に、半径r2で円形にくり抜かれた導電体薄板による地板300aを配置して、これらの間に、半径r1,r2の差の幅のスロットリング400aが形成されており、誘電体基板100aの裏側の面にはマイクロストリップ線路500aが形成されていて、このマイクロストリップ線路500aで供給する構造となっている。このマイクロストリップ線路500aから、周波数を変化させて給電したとき、複数箇所の周波数帯でそのリターンロスが低減し、これらの周波数帯を用いて電波を送受信することができる(例えば非特許文献1参照)。   In the example shown in FIG. 2 (first example), the radius r1 formed of a conductive thin plate is formed on the front surface of the dielectric substrate 100a having a predetermined size, thickness, and dielectric constant. An inner circular patch 250 is arranged, and a ground plate 300a made of a conductive thin plate cut into a circle with a radius r2 is arranged around the inner circular patch 250, and a slot ring 400a having a difference width between the radii r1 and r2 is formed therebetween. The microstrip line 500a is formed on the back surface of the dielectric substrate 100a, and the microstrip line 500a supplies the microstrip line 500a. When power is supplied from the microstrip line 500a while changing the frequency, the return loss is reduced in a plurality of frequency bands, and radio waves can be transmitted and received using these frequency bands (for example, see Non-Patent Document 1). ).

この第1の例のマルチバンドアンテナは直線偏波専用であって、円偏波を送受信することはできない。ここで、円偏波を発生させるには、直交する2方向に、位相の異なる2つの直線偏波を発生させればよい。   The multiband antenna of this first example is dedicated to linearly polarized waves and cannot transmit / receive circularly polarized waves. Here, in order to generate circularly polarized waves, two linearly polarized waves having different phases may be generated in two orthogonal directions.

図3に示された第2の例では、GPSのL1帯及びL2帯に対応できる2周波の円偏波用のアンテナを目的とし、両バンドに対応するそれぞれのアンテナ素子に、異なる誘電率の誘電体基板100b,100cを用いたパッチアンテナとなっている。このアンテナは、L1帯として、誘電率εr1の誘電体基板100bの表側の面に導電体薄板の四辺形状の内側パッチ270を配置し、L2帯として、誘電体基板100bの外側に、これと同じ厚さの誘電率εr2の誘電体基板100cの表側の面に、四辺形状の内側パッチ270と、その同一平面内でその外側に配置された外側パッチ300bを備え、誘電体基板100b,100cの裏面側には地板550が配置されている。また給電方法は、両パッチの給電点710,720に対し背面からの同軸型給電方式となっている(例えば、非特許文献2参照)。
Hooman Tehrani,Kai Chang, "MultifrequencyOperation of Microstrip-Fed Slot-Ring Antennas on Thin Low-Dielectric Permittivity Substrates",IEEE Transactino on Antennas and Propagation,vol.50,No.9,pp.1299-1308,September.2002 中西成一、斉藤裕、宇野博之、長野勇、八木谷聡、石垣敏弘、”2周波円偏波パッチアンテナの基礎的検討”,信学技報,AP2002-108,pp.41-44
The second example shown in FIG. 3 aims at a dual-frequency circularly polarized antenna capable of supporting the GPS L1 and L2 bands, and each antenna element corresponding to both bands has a different dielectric constant. This is a patch antenna using the dielectric substrates 100b and 100c. In this antenna, as the L1 band, a four-sided inner patch 270 of a conductive thin plate is disposed on the front side surface of the dielectric substrate 100b having a dielectric constant ε r1 , and as the L2 band, this is disposed outside the dielectric substrate 100b. A dielectric substrate 100c having a dielectric constant εr2 of the same thickness is provided with a quadrilateral inner patch 270 and an outer patch 300b arranged on the outer surface in the same plane, and the dielectric substrates 100b and 100c. A base plate 550 is disposed on the back side of the. The feeding method is a coaxial feeding method from the back with respect to the feeding points 710 and 720 of both patches (see, for example, Non-Patent Document 2).
Hooman Tehrani, Kai Chang, "Multifrequency Operation of Microstrip-Fed Slot-Ring Antennas on Thin Low-Dielectric Permittivity Substrates", IEEE Transactino on Antennas and Propagation, vol.50, No.9, pp.1299-1308, September.2002 Nakanishi Seiichi, Saito Hiroshi, Uno Hiroyuki, Nagano Isamu, Yagitani Satoshi, Ishigaki Toshihiro, “Fundamental Study of Dual Frequency Circularly Polarized Patch Antennas”, IEICE Technical Report, AP2002-108, pp.41-44

上述した背景技術におけるマルチバンドアンテナは、第1の例では、誘電体基板100aの表側の面に、半径r1の円形状の内側円パッチ250と、その周囲に、半径r2で円形状にくり抜かれた地板300aとが配置され、これらの間には、半径r1,r2の差の幅を有するスロットリング400aが形成された構造となっていて、直線偏波専用であるため、円偏波の送受信はできない、という問題点があり、円偏波の送受信ができるようにした第2の例では、L1帯用として、誘電率εr1の四辺形状の誘電体基板100bの表側の面に、四辺形状の内側パッチ270を配置し、L2帯用として、誘電体基板100bの外側に誘電率εr2の誘電体基板100cを配置して、その表側の面に、内側パッチ270と同一平面でかつその外側に、外側パッチ300bを配置した構造となっていて、その給電方法は、各パッチそれぞれの給電点710,720に対し、背面から同軸型給電方式となっているので、各パッチに対しそれぞれ給電点が必要となり、給電方法が煩雑になる、という問題点があり、また、このマルチバンドアンテナでは、L1帯,L2帯の2周波の送受信は可能であるが、3周波及び3周波より多くの送受信ができない、という問題点もある。 In the first example, the multiband antenna according to the background art described above is cut out into a circular shape with a radius r2 around the circular inner circular patch 250 with a radius r1 on the front surface of the dielectric substrate 100a. Since a slot ring 400a having a difference width between radii r1 and r2 is formed between them, a circularly polarized wave is transmitted and received. In the second example in which circularly polarized waves can be transmitted and received, the quadrilateral shape is formed on the front surface of the quadrilateral dielectric substrate 100b having a dielectric constant ε r1 for the L1 band. the inner patch 270 is disposed in, for the L2 band, by arranging the dielectric substrate 100c of the dielectric constant epsilon r2 outside of the dielectric substrate 100b, the surface of its front side, and the outer is coplanar with inner patch 270 The outer patch 300b is arranged, and the feeding method is a coaxial feeding system from the back to the feeding points 710 and 720 of each patch. This multiband antenna can transmit and receive two frequencies in the L1 and L2 bands, but it can transmit and receive more than three and three frequencies. There is also a problem that it is not possible.

本発明の目的は、上記背景技術の問題点に鑑みて、1つの給電点にのみ給電することで、円偏波の送受信が可能で、かつ、3周波又は3周波より多い周波数ので電波送受信ができるマルチバンドアンテナを提供することにある。   In view of the problems of the background art described above, an object of the present invention is to transmit and receive circularly polarized waves by supplying power to only one feeding point, and to transmit and receive radio waves at three frequencies or more than three frequencies. It is to provide a multiband antenna that can be used.

本発明のマルチバンドアンテナは、
複数の電波を送受信するマルチバンドアンテナであって、
予め定められた大きさ、厚さ、及び誘電率を有する誘電体基板と、
この誘電体基板の表側の面に、導電体薄板で楕円形状に配置、形成された内側楕円形パッチと、
前記誘電体基板の表側の面の、前記内側楕円形パッチの外側に配置、形成されて、
前記内側楕円形パッチの配置、形成中心を中心点とする円形状にくり抜かれ、この円形状にくり抜かれた部分の縁と前記内側楕円形パッチの外縁との間をスロットリングとする地板と、
前記誘電体基板の裏側の面の、前記内側楕円形パッチに対して予め定められた位置に配置、形成されたマイクロストリップ線路と、
を有して成り、
前記マイクロストリップ線路に電流を流すことによって、
前記内側楕円形パッチの長軸方向と短軸方向とに、位相の異なる電流が流れ第1の周波数で円偏波を発生させ、
前記マイクロストリップ線路に電流を流すことによって、
前記スロットリング部分に磁流を発生させてこの磁流により第2の周波数で直線偏波を発生させ、
前記マイクロストリップ線路に電流を流すことによって、
前記内側楕円形パッチに前記第1の周波数の高調波電流が流れ、この高調波電流により第3の周波数で直線偏波を発生させる、ことを特徴とする。
The multiband antenna of the present invention is
A multiband antenna that transmits and receives multiple radio waves,
A dielectric substrate having a predetermined size, thickness, and dielectric constant;
An inner elliptic patch arranged and formed in an elliptical shape with a conductive thin plate on the front surface of the dielectric substrate,
Arranged on the outer surface of the inner elliptical patch on the front surface of the dielectric substrate;
Arrangement of the inner elliptical patch, a base plate cut into a circular shape centering on the formation center, and a slot ring between the edge of the circular hollowed portion and the outer edge of the inner elliptical patch,
A microstrip line arranged and formed at a predetermined position on the back surface of the dielectric substrate with respect to the inner elliptical patch;
Comprising
By passing a current through the microstrip line,
In the major axis direction and the minor axis direction of the inner elliptical patch, currents having different phases flow to generate circularly polarized waves at the first frequency,
By passing a current through the microstrip line,
A magnetic current is generated in the throttling portion, and the magnetic current generates a linearly polarized wave at a second frequency;
By passing a current through the microstrip line,
A harmonic current of the first frequency flows through the inner elliptical patch, and a linearly polarized wave is generated at a third frequency by the harmonic current.

また、前記マイクロストリップ線路の先端が、前記内側楕円形パッチの裏面側にかかっていることを特徴とする。   Further, the tip of the microstrip line is over the back side of the inner elliptical patch.

本発明は、1枚の誘電体基板に対し、その表側の面に、内側楕円形パッチと、その外側に地板とを配置形成して、これらの間にはその外縁、内縁間によるスロットリングを形成し、その裏面側にはマイクロストリップ線路を配置形成してこのマイクロストリップ線路に電流を流すことによって、上記内側楕円形パッチから第1の周波数で円偏波を発生させ、かつ、スロットリング部分に磁流を発生させて第2の周波数で直線偏波を発生させ、更にまた、上記内側楕円形パッチに上記第1の周波数の高調波である第3の周波数で直線偏波を発生させる、構造、構成となっているので、1つの給電点からの給電で、円偏波の送受信が可能で、かつ、3周波、又は3周波より多い周波数の電波が送受信できるようになる、という効果がある。   In the present invention, an inner elliptical patch and a ground plane are arranged on the front surface of a single dielectric substrate, and a throttling between the outer edge and the inner edge is formed between them. And forming a microstrip line on the back side of the microstrip line to cause a current to flow through the microstrip line, thereby generating circular polarization at a first frequency from the inner elliptical patch, and a throttling portion Generating a magnetic current at a second frequency to generate a linearly polarized wave, and further causing the inner elliptical patch to generate a linearly polarized wave at a third frequency that is a harmonic of the first frequency. Since it has a structure and configuration, it is possible to transmit and receive circularly polarized waves by feeding from a single feeding point, and to transmit and receive radio waves of three frequencies or more than three frequencies. is there.

本発明を実施するための最良の形態は、
複数の電波を送受信するマルチバンドアンテナであって、
予め定められた大きさ、厚さ、及び誘電率を有する誘電体基板と、
この誘電体基板の表側に面に、導電体薄板で楕円形状に配置、形成された内側楕円形パッチと、
上記誘電体基板の表側の面の、上記内側楕円形パッチの外側に配置、形成されて、
上記内側楕円形パッチの配置、形成中心を中心点とする円形状にくり抜かれ、この円形状にくり抜かれた部分の縁と上記内側楕円形パッチの外縁との間をスロットリングとする地板と、
上記誘電体基板の裏側の面の、上記内側楕円形パッチに対して予め定められた位置に配置、形成されたマイクロストリップ線路と、
を有して成り、
上記マイクロストリップ線路に電流を流すことによって、
上記内側楕円形パッチの長軸方向と短軸方向とに、位相の異なる電流が流れ第1の周波数で円偏波を発生させ、
上記マイクロストリップ線路に電流を流すことによって、
上記スロットリング部分に磁流を発生させてこの磁流により第2の周波数で直線偏波を発生させ、
上記マイクロストリップ線路に電流を流すことによって、
上記内側楕円形パッチに上記第1の周波数の整数倍の周波数に相当する高調波電流を流し、この高調波電流で第3の周波数で直線偏波を発生させる、ことを特徴とする。
The best mode for carrying out the present invention is:
A multiband antenna that transmits and receives multiple radio waves,
A dielectric substrate having a predetermined size, thickness, and dielectric constant;
An inner elliptic patch arranged and formed in an elliptical shape with a conductive thin plate on the surface on the front side of this dielectric substrate,
Arranged and formed on the outer surface of the inner elliptical patch on the front surface of the dielectric substrate,
Arrangement of the inner elliptic patch, a ground plate cut into a circular shape centered on the formation center, and a slot ring between the edge of the portion cut into the circular shape and the outer edge of the inner elliptic patch,
A microstrip line disposed and formed at a predetermined position on the back surface of the dielectric substrate with respect to the inner elliptical patch;
Comprising
By passing a current through the microstrip line,
Currents of different phases flow in the major axis direction and minor axis direction of the inner elliptical patch to generate circularly polarized waves at the first frequency,
By passing a current through the microstrip line,
A magnetic current is generated in the throttling portion, and a linearly polarized wave is generated at the second frequency by the magnetic current,
By passing a current through the microstrip line,
A harmonic current corresponding to a frequency that is an integral multiple of the first frequency is passed through the inner elliptical patch, and linearly polarized waves are generated at the third frequency by the harmonic current.

また、上記マイクロストリップ線路の先端が、上記内側楕円形パッチの裏面側にかかっていることを特徴とする。   The tip of the microstrip line may be on the back side of the inner elliptical patch.

次に、本発明の実施例1について図面を参照して説明する。
図1は本発明の実施例1の、マルチバンドアンテナの平面図、及び2方向から見た部分断面側面図である。
この実施例1におけるマルチバンドアンテナは、予め定められた大きさ、厚さ、及び誘電率を有する誘電体基板100と、この誘電体基板100の表側の面に、導電体薄板(導電箔であってもよい)で楕円形状に配置、形成された内側楕円形パッチ200と、
誘電体基板100の表側の面の、内側楕円形パッチ200の外側に配置、形成されて、内側楕円形パッチ200の配置、形成中心を中心点とする円形状にくり抜かれ(半径r)、この円形状にくり抜かれた部分の縁と上記内側楕円形パッチ200の外縁との間をスロットリング400とする地板300と、
誘電体基板100の裏側の面の、上記内側楕円形パッチ200に対して予め定められた位置に配置、形成されたマイクロストリップ線路500と、
を有する構造を成して、
マイクロストリップ線路500に電流を流すことによって、
内側楕円形パッチ200の長軸a方向と短軸b方向とに、位相の異なる電流が流れ第1の周波数で円偏波を発生させ、
また、マイクロストリップ線路500に電流を流すことによって、
スロットリング400に磁流を発生させてこの磁流により第2の周波数で直線偏波を発生させ、
更に、マイクロストリップ線路500に電流を流すことによって、
内側楕円形パッチ200に上記第1の周波数の高調波電流が流れこの高調波電流により第3の周波数で直線偏波を発生させる、
構造、構成となっている。
Next, Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 is a plan view of a multiband antenna according to a first embodiment of the present invention, and a partial cross-sectional side view seen from two directions.
The multiband antenna according to the first embodiment includes a dielectric substrate 100 having a predetermined size, thickness, and dielectric constant, and a conductive thin plate (a conductive foil) on the front side surface of the dielectric substrate 100. The inner elliptical patch 200 arranged and formed in an elliptical shape,
The outer surface of the dielectric substrate 100 is arranged and formed outside the inner elliptical patch 200, and the inner elliptical patch 200 is arranged and formed into a circular shape having a center as a center (radius r). A ground plane 300 having a slot ring 400 between the edge of the circular hollowed portion and the outer edge of the inner oval patch 200;
A microstrip line 500 arranged and formed at a predetermined position on the back surface of the dielectric substrate 100 with respect to the inner elliptical patch 200;
A structure having
By passing a current through the microstrip line 500,
Currents with different phases flow in the major axis a direction and the minor axis b direction of the inner elliptic patch 200 to generate circularly polarized waves at the first frequency,
Also, by passing a current through the microstrip line 500,
A magnetic current is generated in the throttling 400, and this magnetic current generates a linearly polarized wave at the second frequency,
Furthermore, by passing a current through the microstrip line 500,
A harmonic current of the first frequency flows through the inner elliptical patch 200, and a linearly polarized wave is generated at the third frequency by the harmonic current.
It has a structure and configuration.

なお、マイクロストリップ線路500の先端は内側楕円形パッチ200の裏面側にかかっており、この内側楕円形パッチ200に対するマイクロストリップ線路500の配置、例えば図1に示されたd1やd2の寸法を予め設定することにより、内側楕円形パッチ200の長軸方向、短軸方向に流れる電流を調整し、また送受信される電波の反射損失の低減、などを行う。   The tip of the microstrip line 500 is on the back side of the inner elliptical patch 200, and the arrangement of the microstrip line 500 relative to the inner elliptical patch 200, for example, the dimensions d1 and d2 shown in FIG. By setting, the current flowing in the major axis direction and minor axis direction of the inner elliptical patch 200 is adjusted, and reflection loss of radio waves transmitted and received is reduced.

次に、この実施例1におけるマルチバンドアンテナの各周波数の発生動作等について説明する。
まず、総体的に説明すると、本マルチバンドアンテナは楕円形パッチ部(200)とスロット部(400)を有したアンテナである。パッチ部ではパッチに流れる電流とその電流によって生じる磁界によって放射が発生(アンペアの法則)するため、電流が放射電磁界に対して直接的に起因する。スロット部では、電界とその電界によって生じる磁流によって放射が発生(ファラデーの法則)している。そのため、磁流が直接的に起因する。そこで、第1周波、第3周波では主に電流について、第2周波では主に磁流について述べる。
Next, operations for generating each frequency of the multiband antenna in the first embodiment will be described.
First, generally speaking, this multiband antenna is an antenna having an elliptical patch part (200) and a slot part (400). In the patch section, radiation is generated by the current flowing through the patch and the magnetic field generated by the current (Ampere's law), so the current is directly caused by the radiated electromagnetic field. In the slot portion, radiation is generated (Faraday's law) by an electric field and a magnetic current generated by the electric field. Therefore, the magnetic current is directly caused. Therefore, the first frequency and the third frequency will mainly describe the current, and the second frequency will mainly describe the magnetic current.

次に、これら各周波について説明する。
まず、第1周波では、基板(100)背面のマイクロストリップ線路(500)上に電流が流れることで、マイクロストリップ線路と楕円形パッチの間に電磁界結合が生じ、楕円形パッチ上に電流が流れる。ここで楕円形パッチ上では長軸方向(a)と短軸方向(b)の長さが異なるため、直交した2つの方向へ位相の異なる電流が流れている。これら長軸方向、短軸方向の2つの電流を調整(振幅など)することにより第1周波では円偏波が発生する。
Next, each of these frequencies will be described.
First, at the first frequency, when current flows on the microstrip line (500) on the back surface of the substrate (100), electromagnetic coupling occurs between the microstrip line and the elliptical patch, and current flows on the elliptical patch. Flowing. Here, since the lengths of the major axis direction (a) and the minor axis direction (b) are different on the elliptical patch, currents having different phases flow in two orthogonal directions. By adjusting (amplitude etc.) these two currents in the major axis direction and the minor axis direction, circular polarization occurs at the first frequency.

次に、第2周波では、基板背面のマイクロストリップ線路(500)上に電流が流れることで、楕円形パッチ上には電流が流れる。このとき楕円形パッチとGround面(基板表面における楕円形パッチから外側の導体部、すなわち、地板300)との間には電界が生じ、スロット(400)上にはリング状の磁流が発生する。この磁流がスロットに沿った方向で共振するため、直線偏波が発生する。   Next, at the second frequency, a current flows on the microstrip line (500) on the back surface of the substrate, whereby a current flows on the elliptical patch. At this time, an electric field is generated between the elliptical patch and the ground plane (the outer conductor from the elliptical patch on the substrate surface, that is, the ground plane 300), and a ring-shaped magnetic current is generated on the slot (400). . Since this magnetic current resonates in the direction along the slot, linearly polarized waves are generated.

この第2周波における楕円形パッチ上の電流の状態について述べると、楕円形パッチ上では電磁界結合によって電流は流れている。しかし、第2周波における放射はスロットの形状に起因するものであり、楕円形パッチ上に流れる電流の状態には直接的に起因するものではない。従って、スロットアンテナでは直接的に起因する磁流の状態が分かっている段階で電流の状態を考慮する必要はない。また、考慮した場合、リング状スロットに沿った磁流を生じるような電流が流れていることになる。   The state of current on the elliptical patch at the second frequency will be described. Current flows on the elliptical patch due to electromagnetic field coupling. However, the radiation at the second frequency is due to the shape of the slot and not directly due to the state of the current flowing on the elliptical patch. Therefore, in the slot antenna, it is not necessary to consider the current state when the state of the magnetic current caused directly is known. In consideration, a current that generates a magnetic current along the ring-shaped slot flows.

ここで、スロット上に生じている磁流は、外側を円形、内側を楕円形としたリング導体上に流れる電流と補対関係にある。楕円形パッチ上の電流を考慮しないことは、スロットアンテナの補対関係であるリングアンテナ(ループアンテナ)において、リング内側の磁流には着目せず、導体上の電流のみに着目することと同じといえる。   Here, the magnetic current generated on the slot is in a complementary relationship with the current flowing on the ring conductor having a circular outer side and an elliptical inner side. Not considering the current on the elliptical patch is the same as focusing on the current on the conductor instead of focusing on the magnetic current inside the ring in the ring antenna (loop antenna) which is the complementary relationship of the slot antenna. It can be said.

続いて、第3周波では、第1周波の原理と同様に楕円形パッチ上に電流が流れる。この場合、楕円形パッチ上では第1周波の整数倍の周波数である高調波電流が流れている。第3周波の放射は、その高調波電流からの放射であり、2次の高調波電流によって生じる放射電磁界は、アンテナ天頂方向が弱くなり、円偏波ではなく直線偏波が発生する。   Subsequently, at the third frequency, a current flows on the elliptical patch as in the first frequency principle. In this case, a harmonic current having a frequency that is an integral multiple of the first frequency flows on the elliptical patch. The third-frequency radiation is radiation from the harmonic current, and the radiation electromagnetic field generated by the second-order harmonic current is weak in the antenna zenith direction and generates linear polarization instead of circular polarization.

以上の原理により、1つの給電点で、第1周波では円偏波、第2周波では直線偏波、第3偏波では直線偏波という3周波の送受信ができるマルチバンドアンテナとなる。
なお、図1には反射板600が示されているが、この反射板600は、裏側への電波のもれを防ぐことを目的とし、上記3周波の特性に直接的な影響を及ぼすものではない。
Based on the above principle, a single-feeding point is a multiband antenna capable of transmitting and receiving three frequencies: circular polarization at the first frequency, linear polarization at the second frequency, and linear polarization at the third polarization.
In FIG. 1, a reflector 600 is shown, but this reflector 600 is intended to prevent leakage of radio waves to the back side and does not directly affect the above three frequency characteristics. Absent.

本発明の実施例1におけるマルチバンドアンテナの平面図及び2方向から見た部分断面側面図である。It is the top view of the multiband antenna in Example 1 of this invention, and the partial cross section side view seen from 2 directions. 背景技術におけるマルチバンドアンテナの第1の例を示す平面図及び2方向から見た部分断面側面図である。It is the top view which shows the 1st example of the multiband antenna in background art, and the partial cross section side view seen from 2 directions. 背景技術におけるマルチバンドアンテナの第2の例を示す平面図及び2方向から見た部分断面側面図である。It is the top view which shows the 2nd example of the multiband antenna in background art, and the partial cross section side view seen from 2 directions.

符号の説明Explanation of symbols

100,100a〜100c 誘電体基板
200 内側楕円形パッチ
250 内側円パッチ
270 内側パッチ
300,300a 地板
300b 外側パッチ
400,400a スロットリング
500,500a マイクロストリップ線路
550 地板
600 反射板
710,720 給電点
100, 100a to 100c Dielectric substrate 200 Inner elliptical patch 250 Inner circular patch 270 Inner patch 300, 300a Ground plate 300b Outer patch 400, 400a Throttling 500, 500a Microstrip line 550 Ground plate 600 Reflector plate 710, 720 Feed point

Claims (2)

複数の電波を送受信するマルチバンドアンテナであって、
予め定められた大きさ、厚さ、及び誘電率を有する誘電体基板と、
この誘電体基板の表側の面に、導電体薄板で楕円形状に配置、形成された内側楕円形パッチと、
前記誘電体基板の表側の面の、前記内側楕円形パッチの外側に配置、形成されて、
前記内側楕円形パッチの配置、形成中心を中心点とする円形状にくり抜かれ、この円形状にくり抜かれた部分の縁と前記内側楕円形パッチの外縁との間をスロットリングとする地板と、
前記誘電体基板の裏側の面の、前記内側楕円形パッチに対して予め定められた位置に配置、形成されたマイクロストリップ線路と、
を有して成り、
前記マイクロストリップ線路に電流を流すことによって、
前記内側楕円形パッチの長軸方向と短軸方向とに、位相の異なる電流が流れ第1の周波数で円偏波を発生させ、
前記マイクロストリップ線路に電流を流すことによって、
前記スロットリング部分に磁流を発生させてこの磁流により第2の周波数で直線偏波を発生させ、
前記マイクロストリップ線路に電流を流すことによって、
前記内側楕円形パッチに前記第1の周波数の高調波電流が流れ、この高調波電流により第3の周波数で直線偏波を発生させる、
ことを特徴とするマルチバンドアンテナ。
A multiband antenna that transmits and receives multiple radio waves,
A dielectric substrate having a predetermined size, thickness, and dielectric constant;
An inner elliptic patch arranged and formed in an elliptical shape with a conductive thin plate on the front surface of the dielectric substrate,
Arranged on the outer surface of the inner elliptical patch on the front surface of the dielectric substrate;
Arrangement of the inner elliptical patch, a base plate cut into a circular shape centering on the formation center, and a slot ring between the edge of the circular hollowed portion and the outer edge of the inner elliptical patch,
A microstrip line arranged and formed at a predetermined position on the back surface of the dielectric substrate with respect to the inner elliptical patch;
Comprising
By passing a current through the microstrip line,
In the major axis direction and the minor axis direction of the inner elliptical patch, currents having different phases flow to generate circularly polarized waves at the first frequency,
By passing a current through the microstrip line,
A magnetic current is generated in the throttling portion, and the magnetic current generates a linearly polarized wave at a second frequency;
By passing a current through the microstrip line,
A harmonic current of the first frequency flows through the inner elliptical patch, and the harmonic current generates a linearly polarized wave at a third frequency.
A multiband antenna characterized by that.
前記マイクロストリップ線路の先端が、前記内側楕円形パッチの裏面側にかかっていることを特徴とする請求項1記載のマルチバンドアンテナ。























The multiband antenna according to claim 1, wherein a tip of the microstrip line is on a back side of the inner elliptical patch.























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