JP2000013134A

JP2000013134A - マイクロストリップアンテナ

Info

Publication number: JP2000013134A
Application number: JP10175789A
Authority: JP
Inventors: Hiromichi Goto; 弘通後藤; Katsuya Tsukamoto; 活也塚本
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1998-06-23
Filing date: 1998-06-23
Publication date: 2000-01-14

Abstract

(57)【要約】【課題】利得の優れたマイクロストリップアンテナを
提供する。【解決手段】同じ周波数を共振点とする複数のアンテ
ナ素子板１０と、アンテナ素子板１０に対向して配設す
ると共に電気的に非接続に配設したグランド板１２と、
グランド板１２に接して配設した絶縁基板１４の表面に
形成されると共に複数のアンテナ素子板１０と電気的に
接続して形成され、グランド板１２とマイクロストリッ
プを形成する導体回路１６上に設けられた、各アンテナ
素子板１０に給電するための給電点１８とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電波の受送信等に
用いられるマイクロストリップアンテナに関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、電波を受信したり送信するための
アンテナとして、図９に示すような、フッ素樹脂等を用
いて製造した絶縁基板４０の一方の表面に放射導体４２
を形成し、他方の表面に接地導体４４を形成し、放射導
体４２に給電するための給電点４６を放射導体４２内に
設けた有機系のマイクロストリップアンテナや、図１０
に示すような、金属製のアンテナ素子板５０と、そのア
ンテナ素子板５０に対向して平行に配設した金属製のグ
ランド板５２と、アンテナ素子板５０に給電するための
給電点５４と、を備えた金属板系のマイクロストリップ
アンテナが用いられている。なお、図９（ａ）は斜視図
であり、図９（ｂ）は正面図であり、図１０（ａ）は平
面図であり、図１０（ｂ）は側面図である。

【０００３】上記放射導体４２と接地導体４４や、アン
テナ素子板５０とグランド板５２との接続は、電気的に
接続したものと、非接続のものとが共に用いられてい
る。なお、電気的に接続したものは、非接続のものと比
較して、放射導体４２やアンテナ素子板５０の大きさを
小さくすることができるため、アンテナを小型化できる
が、利得が低下しやすいという特徴を有したアンテナで
あり、非接続のアンテナは、その逆の特徴を有したアン
テナである。

【０００４】近年、利得の優れたマイクロストリップア
ンテナが望まれている。そのため、絶縁基板の一方の表
面に、同じ周波数を共振点とする２つの放射導体を電気
的に接続して形成し、他方の表面に接地導体を形成した
有機系のマイクロストリップアンテナが検討されてい
る。しかしこのアンテナの場合、絶縁基板の絶縁部を構
成するフッ素樹脂の価格が高く、アンテナの価格が高い
ため、一般的に安い価格で製造することが可能な金属板
系のアンテナで、利得が優れたアンテナが望まれてい
る。

【０００５】一方、金属板系のアンテナに類似したアン
テナとして、特開平７−１３１２３４号に記載されたよ
うな、２つのアンテナ素子板と、その２つのアンテナ素
子板に対向して配設した１つのグランド板とを備え、ア
ンテナ素子板とグランド板とを電気的に接続した、フレ
キシブルプリント基板を用いて製造したマイクロストリ
ップアンテナが検討されている。なおこのアンテナの場
合、給電点は一方のアンテナ素子板に接続して設けられ
ている。しかし、このアンテナの場合、受信帯域幅は広
いが、利得は１つのアンテナ素子板の場合とほとんど変
化が無く、利得面では不十分であった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
を改善するために成されたもので、その目的とするとこ
ろは、アンテナ素子板と、そのアンテナ素子板に対向し
て配設したグランド板と、アンテナ素子板に給電するた
めの給電点と、を備えたマイクロストリップアンテナで
あって、利得の優れたマイクロストリップアンテナを提
供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
マイクロストリップアンテナは、導電板を用いて形成し
た同じ周波数を共振点とする複数のアンテナ素子板と、
その複数のアンテナ素子板に対向して配設すると共に電
気的に非接続に配設し、導電板を用いて形成したグラン
ド板と、グランド板に接して配設した絶縁基板の表面に
形成されると共に複数のアンテナ素子板と電気的に接続
して形成された導体回路上に設けられ、各アンテナ素子
板に給電するための給電点と、を備えていることを特徴
とする。

【０００８】本発明の請求項２に係るマイクロストリッ
プアンテナは、請求項１記載のマイクロストリップアン
テナにおいて、アンテナ素子板を２つ備え、その２つの
アンテナ素子板が、グランド板の平面方向に並設されて
いることを特徴とする。

【０００９】本発明の請求項３に係るマイクロストリッ
プアンテナは、請求項１又は請求項２記載のマイクロス
トリップアンテナにおいて、アンテナ素子板とグランド
板との間に、誘電体を挟んでなることを特徴とする。

【００１０】本発明の請求項４に係るマイクロストリッ
プアンテナは、請求項１から請求項３のいずれかに記載
のマイクロストリップアンテナにおいて、導電板が、絶
縁板の表面のうち、外部に露出する側の面に金属皮膜を
形成した板であることを特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明に係るマイクロストリップ
アンテナを図面に基づいて説明する。図１は本発明に係
るマイクロストリップアンテナの一実施の形態を説明す
る図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は裏面図、（ｃ）
は側面図である。また、図２は本発明に係るマイクロス
トリップアンテナの一実施の形態の、変形例を説明する
図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。ま
た、図３は本発明に係るマイクロストリップアンテナの
一実施の形態の、他の変形例を説明する側面図であり、
図４は本発明に係るマイクロストリップアンテナの一実
施の形態の、他の変形例の要部を説明する裏面図であ
る。また、図５は本発明に係るマイクロストリップアン
テナの他の実施の形態を説明する図であり、（ａ）は平
面図、（ｂ）は裏面図である。

【００１２】本発明に係るマイクロストリップアンテナ
の一実施の形態は、図１に示すように、鉄板を用いて形
成した２つのアンテナ素子板１０，１０と、そのアンテ
ナ素子板１０，１０に対向して配設され、鉄板を用いて
形成した１つのグランド板１２と、各アンテナ素子板１
０，１０に給電するための給電点１８と、を備えたマイ
クロストリップアンテナである。

【００１３】上記アンテナ素子板１０は、グランド板１
２の一方の面の側に２つ形成されており、このアンテナ
素子板１０，１０の平面方向と、グランド板１２の平面
方向とが平行になるように配設されている。また、この
２つのアンテナ素子板１０，１０は、グランド板１２の
平面方向に並設されている。なお、アンテナ素子板１０
は、平面状のものに限定するものではなく、部分的に折
れ曲がっていても良い。また、各アンテナ素子板１０，
１０は並設されていることに限定するものではなく、多
少ずらして配設していても良い。なお、各アンテナ素子
板１０，１０を並設して設けていると、グランド板１２
を比較的小型化することができ好ましい。

【００１４】また、この２つのアンテナ素子板１０，１
０の形状は、同じ形状に形成されており、同じ周波数を
共振点とするようになっている。なお、それぞれのアン
テナ素子板１０，１０の形状は、同じ周波数を共振点と
することが可能であれば、異なった形状でも良い。な
お、それぞれのアンテナ素子板１０，１０の共振する周
波数が多少異なっている場合には、アンテナ素子板１０
の一部をやや折り曲げて、部分的にアンテナ素子板１０
とグランド板１２の間隔を変更し、そのアンテナ素子板
１０の共振する周波数を調整することにより、それぞれ
のアンテナ素子板１０，１０の共振する周波数を一致さ
せるようにしても良い。

【００１５】一方、グランド板１２は、２つのアンテナ
素子板１０，１０とその間の部分を加えた面積より大き
な面積で形成されている。また、グランド板１２には、
同軸ケーブル２０の外部導体が接続されており、グラン
ド板１２を接地するようになっている。

【００１６】また、グランド板１２のアンテナ素子板１
０を設けた側と反対側の面には、絶縁基板１４がグラン
ド板１２に接して配設されている。そして、この絶縁基
板１４の、グランド板１２と接する面と反対側の面に
は、導体回路１６が形成されており、グランド板１２が
接地されることによって、導体回路１６が、グランド板
１２との間でマイクロストリップラインを形成するよう
になっている。

【００１７】また、上記導体回路１６の両端には、２つ
のアンテナ素子板１０，１０の端部を折り曲げて形成し
た折り曲げ部がそれぞれ接続されており、２つのアンテ
ナ素子板１０，１０が電気的に接続されている。また、
この導体回路１６の中央部には、各アンテナ素子板１
０，１０に給電するための給電点１８が設けられてお
り、この給電点１８には、外部からアンテナ素子板１
０，１０に給電するための同軸ケーブル２０の内部導体
が接続されている。なお、給電点１８は、導体回路１６
の中央部に設けられており、それぞれのアンテナ素子板
１０と給電点１８との間のインピーダンスが同じになる
ように調整されている。

【００１８】なお、グランド板１２のうち、アンテナ素
子板１０の折り曲げ部が通過する部分には、折り曲げ部
の断面積より大きな穴が形成されており、絶縁基板１４
の位置を調整することによって、アンテナ素子板１０，
１０とグランド板１２とが、電気的に非接続になるよう
配設されている。

【００１９】そしてこのアンテナで電波を受信する場合
には、２つのアンテナ素子板１０，１０で受信した電波
を、グランド板１２との間でマイクロストリップライン
を形成した導体回路１６で合算した後、同軸ケーブル２
０の内部導体へと伝達するようになっており、アンテナ
素子板が１つしかない従来のアンテナと比較して受信利
得が高くなっている。なお、導体回路１６がグランド板
１２との間でマイクロストリップラインを形成していな
い場合、各アンテナ素子板１０，１０で受信した電波ど
うしが干渉を起こしてしまい、受信した電波が合算され
にくくなるため、利得の向上が生じにくくなる。また、
アンテナ素子板１０，１０とグランド板１２とが、電気
的に接続している場合は、アンテナ素子板１０の面積が
比較的小さくなるため、１つのアンテナ素子板１０当た
りの受信する電波が弱くなり、利得の向上が生じにくく
なる。

【００２０】また、電波を送信する場合にも、同軸ケー
ブル２０の内部導体から伝達された情報を、グランド板
１２との間でマイクロストリップラインを形成した導体
回路１６で効率的に分割して、各アンテナ素子板１０，
１０に伝達し、各アンテナ素子板１０，１０からそれぞ
れ電波を送信するようになっており、アンテナ素子板が
１つしかない従来のアンテナと比較して、送信利得が高
くなっている。

【００２１】なお、アンテナ素子板１０やグランド板１
２を形成する材料は、導電板であれば特に限定するもの
ではなく、上記のような金属板や、絶縁板の表面全体に
メッキ等を行って金属皮膜を形成した板や、図２に示す
ような、絶縁板２２の表面のうち、外部に露出する側の
面にメッキ等を行って金属皮膜２４を形成した板等が挙
げられ、これらを組み合わせても良く、アンテナ素子板
１０とグランド板１２では異なっていても良い。なお、
絶縁板２２の表面のうち、外部に露出する側の面に金属
皮膜２４を形成した板であり、かつ、絶縁板２２が空気
より高い誘電率を有する材料で形成されている場合、ア
ンテナ素子板１０やグランド板１２を小型化することが
でき好ましい。

【００２２】なお、図３に示すように、アンテナ素子板
１０とグランド板１２との間に、空気より高い誘電率を
有する誘電体２６を挟むようにすると、アンテナ素子板
１０やグランド板１２を特に小型化することができ好ま
しい。この誘電体２６としては、例えば、フッ素樹脂や
ポリフェニレンエーテル樹脂等の成形体や、発泡ポリエ
チレン等の発泡体が挙げられる。

【００２３】また、絶縁基板１４は、絶縁材料を用いた
板であれば特に限定するものではなく、例えばガラス布
基材エポキシ樹脂積層板や紙基材フェノール樹脂積層板
等が挙げられ、厚みは０．５〜３ｍｍ程度である。な
お、この絶縁基板１４の表面に形成される導体回路１６
は、銅箔をエッチングして形成したものが一般的であ
る。

【００２４】また、導体回路１６の形状は特に限定する
ものではないが、図４に示すように、導体回路１６の幅
を中間で変更することにより、アンテナ素子板１０と給
電点１８との間のインピーダンスを調整するようにして
も良い。この場合、アンテナ素子板１０，１０の間隔に
応じて幅や長さを調整することにより、アンテナ素子板
１０と給電点１８との間のインピーダンスを所定の値に
調整することができるため、伝送損失を減らすことが可
能となる。なお、導体回路１６の幅としては、０．５〜
３ｍｍ程度が一般的である。

【００２５】なお、アンテナ素子板１０の数は、２つに
限定するものではなく、更に多くてもよい。例えば４つ
の場合は、図５に示すように、グランド板１２の一方の
面の側に４つのアンテナ素子板１０・・を配設し、グラ
ンド板１２の他方の面の側に、給電点１８を設けた導体
回路１６を表面に形成した絶縁基板１４を接して配設す
る。この実施の形態の場合の導体回路１６も、４つのア
ンテナ素子板１０・・と電気的に接続しており、且つ形
状を調整することによって、それぞれのアンテナ素子板
１０と給電点１８との間のインピーダンスが同じになる
ように調整されている。このアンテナの場合、４つのア
ンテナ素子板１０・・・で受信した電波を合算した後、
伝達すると共に、４つのアンテナ素子板１０・・・から
それぞれ電波を送信することが可能なため、特に利得が
優れ好ましい。

【００２６】

【実施例】（実施例）本発明に係るマイクロストリップ
アンテナの実施例として、図６（ａ）〜（ｃ）に示すよ
うな、導電性のＳＰＴＥ板（電気めっきブリキ板）を用
いて形成した２つのアンテナ素子板１０，１０と、その
２つのアンテナ素子板１０，１０に対向して配設すると
共に電気的に非接続に配設し、ＳＰＴＥ板を用いて形成
したグランド板１２と、グランド板１２に接して配設し
た絶縁基板１４の表面に形成されると共に２つのアンテ
ナ素子板１０，１０と電気的に接続して形成された導体
回路１６上に設けられ、各アンテナ素子板１０，１０に
給電するための給電点１８と、を備えるマイクロストリ
ップアンテナを製造した。

【００２７】なお、各アンテナ素子板１０，１０の大き
さは共に、長さＬ１が６４ｍｍ、幅Ｗ１が４７ｍｍ、厚
みが０．５ｍｍであり、同じ周波数を共振点とするよう
になっている。また、グランド板１２の大きさは、長さ
Ｎ１、幅Ｈ１共に１３４ｍｍ、厚みが０．５ｍｍであ
り、グランド板１２と各アンテナ素子板１０，１０が、
１５ｍｍの間隔Ｄ２を隔て対向するようになっている。
なお、一方のアンテナ素子板１０と他方のアンテナ素子
板１０の間隔Ｋ１は、９０ｍｍとした。

【００２８】また、絶縁基板１４は、厚み１．６ｍｍの
ガラス布基材エポキシ樹脂銅張り積層板を用いて形成さ
れており、表面の銅箔をエッチングすることにより、導
体回路１６は形成されている。なお、給電点１８は、導
体回路１６の中央部に設けられており、それぞれのアン
テナ素子板１０と給電点１８との間のインピーダンスが
同じ（５０Ω）になるように調整されている。

【００２９】（比較例）比較例として、図６（ｄ）〜
（ｆ）に示すような、ＳＰＴＥ板を用いて形成した１つ
のアンテナ素子板１０と、その１つのアンテナ素子板１
０に対向して配設すると共に電気的に非接続に配設し、
ＳＰＴＥ板を用いて形成したグランド板１２と、アンテ
ナ素子板１０と電気的に接続して形成され、アンテナ素
子板１０に給電するための給電点１８と、を備えるマイ
クロストリップアンテナを製造した。なお、アンテナ素
子板１０の大きさは、長さＬ２が７１ｍｍ、幅Ｗ２が４
７ｍｍ、厚みが０．５ｍｍであり、グランド板１２の大
きさは、長さＮ２、幅Ｈ２共に１３４ｍｍ、厚みが０．
５ｍｍであり、グランド板１２とアンテナ素子板１０
が、１５ｍｍの間隔Ｄ２を隔て対向するようになってい
る。

【００３０】（評価結果）図７に、実施例及び比較例で
製造したマイクロストリップアンテナの指向特性を示
す。なお、Ａは実施例のアンテナの場合、Ｂは比較例の
アンテナの場合を表す。評価の結果、実施例のアンテナ
は指向性が優れており、その方向の利得が優れているこ
とが確認された。

【００３１】また、図８に、実施例で製造したマイクロ
ストリップアンテナのインピーダンス特性を示す。な
お、（ａ）はスミスチャート、（ｂ）は周波数に対する
ＶＳＷＲ（電圧定在波比）を表す。なお、スミスチャー
トは、周波数１．６ＧＨｚから２．２ＧＨｚの間を掃引
したときの軌跡を表し、このアンテナの共振周波数は
１．９３ＧＨｚであった。

【００３２】

【発明の効果】本発明に係るマイクロストリップアンテ
ナは、導電板を用いて形成した同じ周波数を共振点とす
る複数のアンテナ素子板と、その複数のアンテナ素子板
に対向して配設すると共に電気的に非接続に配設し、導
電板を用いて形成したグランド板と、グランド板に接し
て配設した絶縁基板の表面に形成されると共に複数のア
ンテナ素子板と電気的に接続して形成された導体回路上
に設けられ、各アンテナ素子板に給電するための給電点
と、を備えているため、利得の優れたマイクロストリッ
プアンテナとなる。

【００３３】本発明の請求項２から請求項４に係るマイ
クロストリップアンテナは、上記の効果に加え、アンテ
ナを比較的小型化することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るマイクロストリップアンテナの一
実施の形態を説明する図であり、（ａ）は平面図、
（ｂ）は裏面図、（ｃ）は側面図である。

【図２】本発明に係るマイクロストリップアンテナの一
実施の形態の、変形例を説明する図であり、（ａ）は側
面図、（ｂ）は平面図である。

【図３】本発明に係るマイクロストリップアンテナの一
実施の形態の、他の変形例を説明する側面図である。

【図４】本発明に係るマイクロストリップアンテナの一
実施の形態の、他の変形例の要部を説明する裏面図であ
る。

【図５】本発明に係るマイクロストリップアンテナの他
の実施の形態を説明する図であり、（ａ）は平面図、
（ｂ）は裏面図である。

【図６】実施例及び比較例で製造したマイクロストリッ
プアンテナを説明する図であり、（ａ）は平面図、
（ｂ）は側面図、（ｃ）は裏面図であり、（ｄ）は平面
図、（ｅ）は側面図、（ｆ）は裏面図である。

【図７】実施例及び比較例で製造したマイクロストリッ
プアンテナの指向特性を表す図である。

【図８】実施例で製造したマイクロストリップアンテナ
のインピーダンス特性を表し、（ａ）はスミスチャー
ト、（ｂ）は周波数に対する電圧定在波比を表す図であ
る。

【図９】従来のマイクロストリップアンテナを説明する
図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は正面図である。

【図１０】従来の他のマイクロストリップアンテナを説
明する図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図であ
る。

【符号の説明】

１０アンテナ素子板１２グランド板１４絶縁基板１６導体回路１８給電点２０同軸ケーブル２２絶縁板２４金属皮膜２６誘電体４０絶縁基板４２放射導体４４接地導体４６給電点５０アンテナ素子板５２グランド板５４給電点Ｌ１，Ｌ２アンテナ素子板の長さＷ１，Ｗ２アンテナ素子板の幅Ｎ１，Ｎ２グランド板の長さＨ１，Ｈ２グランド板の幅Ｄ１，Ｄ２アンテナ素子板とグランド板の間隔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5J021 AA02 AA05 AA09 AA11 AB06 CA03 DB02 FA32 GA03 HA05 5J045 AA05 DA10 FA02 GA03 HA03 JA04 LA01 MA04 NA01 5J046 AA03 AB03 AB13 TA03 TA04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】導電板を用いて形成した同じ周波数を共
振点とする複数のアンテナ素子板と、その複数のアンテ
ナ素子板に対向して配設すると共に電気的に非接続に配
設し、導電板を用いて形成したグランド板と、グランド
板に接して配設した絶縁基板の表面に形成されると共に
複数のアンテナ素子板と電気的に接続して形成された導
体回路上に設けられ、各アンテナ素子板に給電するため
の給電点と、を備えていることを特徴とするマイクロス
トリップアンテナ。
【請求項２】アンテナ素子板を２つ備え、その２つの
アンテナ素子板が、グランド板の平面方向に並設されて
いることを特徴とする請求項１記載のマイクロストリッ
プアンテナ。
【請求項３】アンテナ素子板とグランド板との間に、
誘電体を挟んでなることを特徴とする請求項１又は請求
項２記載のマイクロストリップアンテナ。
【請求項４】導電板が、絶縁板の表面のうち、外部に
露出する側の面に金属皮膜を形成した板であることを特
徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のマイ
クロストリップアンテナ。