JP2000134028A - Planar directional antenna - Google Patents
Planar directional antennaInfo
- Publication number
- JP2000134028A JP2000134028A JP10302330A JP30233098A JP2000134028A JP 2000134028 A JP2000134028 A JP 2000134028A JP 10302330 A JP10302330 A JP 10302330A JP 30233098 A JP30233098 A JP 30233098A JP 2000134028 A JP2000134028 A JP 2000134028A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- power supply
- feed
- antenna
- pattern
- point
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Waveguide Aerials (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、1GHz~6GHzの高周
波領域で用いられる平面アンテナに係るもので、指向性
を有する広帯域のアンテナの構造に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a planar antenna used in a high frequency range of 1 GHz to 6 GHz, and more particularly to a structure of a broadband antenna having directivity.
【0002】[0002]
【従来の技術】通信技術の進歩によって、アンテナの分
野においても高い周波数に対応するもの、指向性の良好
なアンテナ等の要求が高まっている。一般に、誘電体基
板上に複数のアンテナ素子を形成して、それらの受信し
た信号を合成したり、送信する信号を分岐させることに
よって目的を達成している。また、水平偏波や垂直偏波
に対応するためにも同様の構成が採られることが多い。2. Description of the Related Art Advances in communication technology have increased the demand for antennas that can handle high frequencies and have good directivity in the field of antennas. In general, the object is achieved by forming a plurality of antenna elements on a dielectric substrate, synthesizing signals received from the antenna elements, and branching a signal to be transmitted. In addition, a similar configuration is often adopted to cope with horizontal polarization or vertical polarization.
【0003】アンテナに用いる誘電体基板は所定の誘電
率を有してQの高いことが要求されるので、その材料は
高価なものとなる。複数のアンテナ素子を一枚の基板に
形成する場合には、アンテナとして動作しない部分にも
同じ材料を用いることになり、価格が高価となるだけで
なく、均質な誘電体基板を製造することも難しくなる。[0003] Since a dielectric substrate used for an antenna is required to have a predetermined dielectric constant and a high Q, the material is expensive. When a plurality of antenna elements are formed on a single substrate, the same material is used for a portion that does not operate as an antenna, which not only increases the cost but also makes it possible to manufacture a homogeneous dielectric substrate. It becomes difficult.
【0004】また、誘電体基板の片面にマイクロストリ
ップアンテナの放射電極と給電用のマイクロストリップ
線路を形成する必要がある。したがって、給電パターン
の設計に制約が生じ易くなるとともに、整合のためのリ
アクタンス素子を給電パターンと負荷であるアンテナパ
ッチパターンとの間に形成したときに不整合が生ずると
マイクロストリップアンテナの放射電極と同じ表面に形
成された給電パターンから電波が放射される。Further, it is necessary to form a radiation electrode of a microstrip antenna and a microstrip line for feeding on one surface of a dielectric substrate. Therefore, the design of the feed pattern is likely to be restricted, and if a mismatch occurs when a reactance element for matching is formed between the feed pattern and the antenna patch pattern serving as a load, the mismatch occurs with the radiation electrode of the microstrip antenna. Radio waves are radiated from the power supply pattern formed on the same surface.
【0005】[0005]
【発明の解決しようとする課題】本発明は、安価な材料
を用いて複数のアンテナ素子を有する指向性平面アンテ
ナを提供するものである。また、給電パターンの設計上
の制約を受けず、インピーダンスの整合が容易な平面ア
ンテナを提供するものである。さらに、高周波帯で広帯
域の平面アンテナを提供するものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a directional planar antenna having a plurality of antenna elements using inexpensive materials. It is another object of the present invention to provide a planar antenna that is easily subjected to impedance matching without being restricted by the design of a power supply pattern. It is another object of the present invention to provide a broadband planar antenna in a high frequency band.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明は、同軸線給電点
からマイクロストリップアンテナの給電点までの給電パ
ターンを具えた2層プリント基板に複数の誘電体のマイ
クロストリップアンテナを搭載し、かつ、給電パターン
を改良することによって、上記の課題を解決するもので
ある。According to the present invention, a plurality of dielectric microstrip antennas are mounted on a two-layer printed circuit board having a feed pattern from a coaxial feed point to a feed point of a microstrip antenna, and The above problem is solved by improving the power supply pattern.
【0007】すなわち、給電基板に複数のアンテナ素子
を具えた平面アンテナにおいて、給電基板の一面にほぼ
全面に形成されるグラウンド電極を具え、給電基板の他
の表面に同軸線給電点から複数のアンテナ素子の給電点
に伸びて分岐する給電パターンを具え、給電パターンの
中間にスタブを具えたことに特徴を有するものである。That is, in a planar antenna having a plurality of antenna elements on a feed board, a ground electrode is formed on almost one surface of the feed board, and a plurality of antennas are provided on the other surface of the feed board from a coaxial line feed point. It is characterized by having a power supply pattern extending to the power supply point of the element and branching, and having a stub in the middle of the power supply pattern.
【0008】より具体的には、給電基板に複数のアンテ
ナ素子を具えた平面アンテナにおいて、アンテナ素子は
アース電極が給電基板の表面の全面グラウンド電極と接
続されるとともに、給電基板のスルーホールを介して給
電点と給電パターンとが接続され、給電基板の給電パタ
ーンは同軸線給電点から複数のアンテナ素子の給電点に
分岐して伸び、同軸線給電点と分岐点との間および分岐
点とアンテナ素子の給電点との間の給電パターンの中間
にスタブを具えたことに特徴を有するものである。More specifically, in a planar antenna having a plurality of antenna elements on a power supply board, the antenna element has a ground electrode connected to a ground electrode on the entire surface of the power supply board and a through-hole in the power supply board. The feed point and the feed pattern are connected to each other, and the feed pattern of the feed board extends from the coaxial feed point to the feed points of the plurality of antenna elements, and extends between the coaxial feed point and the branch point and between the branch point and the antenna. It is characterized in that a stub is provided in the middle of the power supply pattern between the element and the power supply point.
【0009】[0009]
【発明の実施の形態】給電基板は通常用いられる両面プ
リント基板を用い、アンテナ素子を取り付ける側に全面
グラウンド電極を形成し、対向面に給電用の導体パター
ンを形成する。この給電用の導体パターンは同軸ケーブ
ルに接続される給電点から分岐してそれぞれのアンテナ
素子の給電点に対応する位置まで伸びるように形成され
るが、その中間に整合用のスタブが形成される。このス
タブは導体パターンの両側に対称に形成しておくと電流
が逆方向となるので放射をキャンセルできる。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS As a power supply substrate, a commonly used double-sided printed circuit board is used. A ground electrode is formed on the entire surface on which the antenna element is mounted, and a power supply conductor pattern is formed on the opposite surface. The power supply conductor pattern is formed so as to branch from a power supply point connected to the coaxial cable and extend to a position corresponding to the power supply point of each antenna element, and a matching stub is formed in the middle thereof. . If this stub is formed symmetrically on both sides of the conductor pattern, the current will be in the opposite direction, so that the radiation can be canceled.
【0010】給電用の導体パターンに対向するように金
属板を配置し、この金属板をケースの一部とし、アンテ
ナ素子の上に配置されてそれらを覆うプラスチック等の
レドームとによって外装するとよい。It is preferable that a metal plate is disposed so as to face the power supply conductor pattern, and that this metal plate be part of a case and be covered with a radome made of plastic or the like which is disposed on the antenna element and covers them.
【0011】[0011]
【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例につ
いて説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0012】図1は、本発明による平面アンテナの一例
を示す平面図で、プリント基板上にマイクロストリップ
アンテナ素子を搭載したものである。プリント配線板11
の表面にはほぼ全面にアース用の導体パターンが形成さ
れ、裏面には給電用のマイクロストリップの導体パター
ンが形成されている。FIG. 1 is a plan view showing an example of a planar antenna according to the present invention, in which a microstrip antenna element is mounted on a printed circuit board. Printed wiring board 11
A conductor pattern for grounding is formed on almost the entire surface of the substrate, and a conductor pattern of a microstrip for power supply is formed on the back surface.
【0013】プリント配線板11の表面には4個のマイク
ロストリップアンテナ13が搭載されている。これらのマ
イクロストリップアンテナ13は誘電体基板表面に放射電
極を具えており、裏面にはほぼ全面にアース電極を具え
ている。プリント配線板11のアース用導体パターンとマ
イクロストリップアンテナ13のアース電極とがはんだ付
け等によって接続され、マイクロストリップアンテナ13
がプリント配線板11上に搭載される。なお、マイクロス
トリップアンテナ13の給電点12とプリント配線板11の給
電用の導体パターンの端部は、マイクロストリップアン
テナの給電点に接続される。なお、マイクロストリップ
アンテナのアース電極は、両面接着テープを介して容量
結合的に接続してもよい。On the surface of the printed wiring board 11, four microstrip antennas 13 are mounted. These microstrip antennas 13 have a radiation electrode on the surface of the dielectric substrate, and a ground electrode on almost the entire back surface. The ground conductor pattern of the printed wiring board 11 and the ground electrode of the microstrip antenna 13 are connected by soldering or the like.
Is mounted on the printed wiring board 11. The feeding point 12 of the microstrip antenna 13 and the end of the feeding conductor pattern of the printed wiring board 11 are connected to the feeding point of the microstrip antenna. The ground electrode of the microstrip antenna may be connected capacitively via a double-sided adhesive tape.
【0014】プリント配線板11は金属板のケース15に螺
子止め等によって固定される。同軸ケーブル17がケース
15を通して内部に引き込まれ、給電点でプリント配線板
11の裏面の給電パターンと接続される。なお、組立て後
はレドームが被せられる。The printed wiring board 11 is fixed to a metal plate case 15 by screwing or the like. Coaxial cable 17 is the case
It is drawn inside through 15 and the printed wiring board at the feeding point
11 is connected to the power supply pattern on the back surface. After the assembly, the radome is put on.
【0015】図2は、プリント配線板11の底面図であ
る。中心部分に給電点を形成し、同軸ケーブルの端部と
接続される。図1に示した4個のマイクロストリップア
ンテナ13の給電点12と接続するために、給電パターン
は、ストリップ線路24a,24bを分岐させ、さらにストリ
ップ線路24aを2つに分岐させて、ストリップ線路25a,
25bを逆方向に伸ばして形成し、ストリップ線路24bをス
トリップ線路25c、25dに分岐させてある。これによっ
て、4個のマイクロストリップアンテナの給電点に給電
される。FIG. 2 is a bottom view of the printed wiring board 11. A feeding point is formed at the central portion and connected to the end of the coaxial cable. In order to connect to the feed points 12 of the four microstrip antennas 13 shown in FIG. ,
25b is formed by extending in the opposite direction, and the strip line 24b is branched into strip lines 25c and 25d. As a result, power is supplied to the feeding points of the four microstrip antennas.
【0016】ストリップ線路24aの中間部にスタブ25aが
形成され、ストリップ線路24bの中間部にもスタブ25bが
形成されて給電パターンの整合がとられる。そして、こ
れらのスタブ25a、25bから先のストリップ線路は同軸ケ
ーブルの給電点側よりも幅が広くなっている。A stub 25a is formed at an intermediate portion of the strip line 24a, and a stub 25b is also formed at an intermediate portion of the strip line 24b to match a power supply pattern. The width of the strip line beyond these stubs 25a and 25b is wider than the feed point side of the coaxial cable.
【0017】さらに分岐されたストリップ線路26a、26
b、26c、26dも同様に中間部にスタブ27a、27b、27
c、27dが形成されて整合がとられ、線路の幅について
も同様に変化を付ける。これらのスタブの形状や寸法に
よって線路のインピーダンスが変わるので、このパター
ンを削ったり、導体を付加することによってインピーダ
ンスを調整することができる。また、これらのスタブは
ストリップ線路に対して対称に形成しておくことが望ま
しい。Further, the strip lines 26a and 26 are branched.
Similarly, b, 26c, 26d also have stubs 27a, 27b, 27
c and 27d are formed and matched, and the width of the line is similarly varied. Since the impedance of the line changes depending on the shape and size of these stubs, the impedance can be adjusted by removing this pattern or adding a conductor. It is desirable that these stubs are formed symmetrically with respect to the strip line.
【0018】以下、上記のような導体パターンによる給
電パターンを形成したアンテナの特性について説明す
る。本発明によるアンテナのスミス線図をネットワーク
アナライザによって観測した。図3がその結果を示すも
のである。Hereinafter, the characteristics of the antenna having the above-described feed pattern formed by the conductor pattern will be described. A Smith diagram of the antenna according to the present invention was observed by a network analyzer. FIG. 3 shows the result.
【0019】図3に示すように、描かれた円弧は図の中
心付近で多重回転をしており、図4に示したリターンロ
ス特性や図5に示したSWR特性が示すように帯域幅の
広い特性を実現した。As shown in FIG. 3, the drawn arc rotates multiple times near the center of the figure, and as shown by the return loss characteristic shown in FIG. 4 and the SWR characteristic shown in FIG. Wide characteristics are realized.
【0020】なお、スタブの形状は上記のものに限られ
るものではなく、また、アンテナの素子数が変わった場
合にも利用できる。It should be noted that the shape of the stub is not limited to the above, and can be used when the number of elements of the antenna changes.
【0021】[0021]
【発明の効果】本発明によれば、アンテナ素子のみ高価
な誘電体基板を用いればよく、その他の部分は安価なプ
リント基板で済ませることができる。また、給電パター
ンの設計が制約されず、プリント基板の小型化も可能と
なる。マイクロストリップアンテナの特性を測定してか
ら搭載できる利点もある。According to the present invention, it is sufficient to use an expensive dielectric substrate only for the antenna element, and the other parts can be provided by an inexpensive printed circuit board. In addition, the design of the power supply pattern is not restricted, and the size of the printed circuit board can be reduced. There is also an advantage that the characteristics of the microstrip antenna can be measured before mounting.
【0022】本発明による平面アンテナは、インピーダ
ンスの整合が容易となるとともに、広帯域化が可能な特
性が極めて良好となる。The planar antenna according to the present invention facilitates impedance matching and has extremely good characteristics enabling wide band.
【0023】また、本発明による平面アンテナは不要な
輻射が発生しにくく、良好な特性が維持し易い利点もあ
る。Further, the planar antenna according to the present invention has an advantage in that unnecessary radiation hardly occurs and good characteristics are easily maintained.
【図1】 本発明の実施例を示す平面図FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of the present invention.
【図2】 本発明の実施例を示す底面図FIG. 2 is a bottom view showing an embodiment of the present invention.
【図3】 本発明による平面アンテナの特性の説明図FIG. 3 is an explanatory diagram of characteristics of a planar antenna according to the present invention.
【図4】 本発明による平面アンテナの特性の説明図FIG. 4 is an explanatory diagram of characteristics of a planar antenna according to the present invention.
【図5】 本発明による平面アンテナの特性の説明図FIG. 5 is an explanatory diagram of characteristics of a planar antenna according to the present invention.
12:給電点 13:マイクロストリップアンテナ 24、26:ストリップ線路 25、27:スタブ 12: Feeding point 13: Microstrip antenna 24, 26: Strip line 25, 27: Stub
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 津田 直明 埼玉県鶴ヶ島市大字五味ヶ谷18番地 東光 株式会社埼玉事業所内 Fターム(参考) 5J021 AA04 AA05 AA09 AA11 AB06 CA03 DB02 DB03 FA32 HA05 HA07 JA07 5J045 AA01 AA02 AB05 AB06 DA10 EA07 FA02 HA03 JA04 JA12 LA01 MA07 NA01 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Naoaki Tsuda 18 Gomigaya, Tsurugashima-shi, Saitama F-term (reference) 5J021 AA04 AA05 AA09 AA11 AB06 CA03 DB02 DB03 FA32 HA05 HA07 JA07 5J045 AA01 AA02 AB05 AB06 DA10 EA07 FA02 HA03 JA04 JA12 LA01 MA07 NA01
Claims (3)
平面アンテナにおいて、給電基板の一面に同軸線給電点
から複数のアンテナ素子の給電点に伸びて分岐する給電
パターンを具え、給電パターンの中間にスタブを具えた
ことを特徴とする平面アンテナ。In a planar antenna having a plurality of antenna elements on a feed board, a feed pattern extending from a coaxial feed point to a feed point of the plurality of antenna elements on one surface of the feed board and branching is provided. A flat antenna comprising a stub.
平面アンテナにおいて、給電基板の一面に同軸線給電点
から複数のアンテナ素子の給電点に伸びて分岐する給電
パターンを具え、同軸線給電点と分岐点との間および分
岐点とアンテナ素子の給電点との間の給電パターンの中
間にスタブを具えたことを特徴とする平面アンテナ。2. A planar antenna having a plurality of antenna elements on a feed board, the feed board comprising a feed pattern extending from a coaxial feed point to a feed point of the plurality of antenna elements on one surface of the feed board and branching. A flat antenna comprising a stub in the middle of a power supply pattern between the power supply point and the branch point and between the branch point and the power supply point of the antenna element.
平面アンテナにおいて、アンテナ素子はアース電極が給
電基板の表面の接地パターンと接続されるとともに、給
電基板のスルーホールを介して給電点と給電パターンと
が接続され、給電基板の給電パターンは同軸線給電点か
ら複数のアンテナ素子の給電点に分岐して伸び、同軸線
給電点と分岐点との間および分岐点とアンテナ素子の給
電点との間の給電パターンの中間にスタブを具えたこと
を特徴とする平面アンテナ。3. A planar antenna having a plurality of antenna elements on a power supply board, wherein the antenna element has a ground electrode connected to a ground pattern on the surface of the power supply board, and a power supply point and a power supply point via a through hole in the power supply board. The feed pattern of the feed board is connected to the feed pattern, and the feed pattern of the feed substrate branches from the coaxial feed point to the feed points of the plurality of antenna elements and extends. A flat antenna comprising a stub in the middle of a feeding pattern between the two.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30233098A JP3378513B2 (en) | 1998-10-23 | 1998-10-23 | Planar directional antenna |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30233098A JP3378513B2 (en) | 1998-10-23 | 1998-10-23 | Planar directional antenna |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000134028A true JP2000134028A (en) | 2000-05-12 |
JP3378513B2 JP3378513B2 (en) | 2003-02-17 |
Family
ID=17907647
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP30233098A Expired - Fee Related JP3378513B2 (en) | 1998-10-23 | 1998-10-23 | Planar directional antenna |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3378513B2 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1253669A2 (en) * | 2001-04-26 | 2002-10-30 | EADS Deutschland Gmbh | Array antenna with a number of resonant radiating elements |
US7750851B2 (en) | 2006-11-21 | 2010-07-06 | Sony Corporation | Communication system and communication apparatus |
US8023890B2 (en) | 2006-09-11 | 2011-09-20 | Sony Corporation | Communication system, communication apparatus, and electric-field-coupling antenna |
JP2012029293A (en) * | 2010-07-22 | 2012-02-09 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America Inc | Microwave antenna |
JP2013247403A (en) * | 2012-05-23 | 2013-12-09 | Hitachi Cable Ltd | Antenna device |
-
1998
- 1998-10-23 JP JP30233098A patent/JP3378513B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1253669A2 (en) * | 2001-04-26 | 2002-10-30 | EADS Deutschland Gmbh | Array antenna with a number of resonant radiating elements |
DE10120533A1 (en) * | 2001-04-26 | 2002-11-14 | Eads Deutschland Gmbh | Group antenna with a number of resonance radiating elements |
EP1253669A3 (en) * | 2001-04-26 | 2004-01-02 | EADS Deutschland Gmbh | Array antenna with a number of resonant radiating elements |
DE10120533B4 (en) * | 2001-04-26 | 2007-02-15 | Eads Deutschland Gmbh | Array antenna with a number of resonant radiating elements |
US8023890B2 (en) | 2006-09-11 | 2011-09-20 | Sony Corporation | Communication system, communication apparatus, and electric-field-coupling antenna |
US7750851B2 (en) | 2006-11-21 | 2010-07-06 | Sony Corporation | Communication system and communication apparatus |
US8013795B2 (en) | 2006-11-21 | 2011-09-06 | Sony Corporation | Communication system and communication apparatus |
JP2012029293A (en) * | 2010-07-22 | 2012-02-09 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America Inc | Microwave antenna |
JP2013247403A (en) * | 2012-05-23 | 2013-12-09 | Hitachi Cable Ltd | Antenna device |
US9214733B2 (en) | 2012-05-23 | 2015-12-15 | Hitachi Cable, Ltd. | Antenna device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3378513B2 (en) | 2003-02-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6018319A (en) | Antenna element | |
US6404394B1 (en) | Dual polarization slot antenna assembly | |
KR100307338B1 (en) | Aperture-coupled planar inverted-f antenna | |
US5786793A (en) | Compact antenna for circular polarization | |
US20220393356A1 (en) | Patch antenna | |
US5898408A (en) | Window mounted mobile antenna system using annular ring aperture coupling | |
US6603430B1 (en) | Handheld wireless communication devices with antenna having parasitic element | |
US7046196B1 (en) | Dual-band microstrip antenna | |
KR100455498B1 (en) | Print antenna | |
US7248224B2 (en) | Antenna device having radiation characteristics suitable for ultrawideband communications | |
US5945959A (en) | Surface mounting antenna having a dielectric base and a radiating conductor film | |
US20050035919A1 (en) | Multi-band printed dipole antenna | |
JP2001521311A (en) | Small antenna structure including balun | |
KR20050031625A (en) | Broadband slot array antenna | |
US20030231139A1 (en) | Wide band antenna | |
US6421018B1 (en) | Bowtie inductive coupler | |
US20030112200A1 (en) | Horizontally polarized printed circuit antenna array | |
JP3139975B2 (en) | Antenna device | |
US6646619B2 (en) | Broadband antenna assembly of matching circuitry and ground plane conductive radiating element | |
US6259416B1 (en) | Wideband slot-loop antennas for wireless communication systems | |
CN107735905A (en) | Antenna assembly | |
US6765537B1 (en) | Dual uncoupled mode box antenna | |
JP3378513B2 (en) | Planar directional antenna | |
JPH05299929A (en) | Antenna | |
KR100286005B1 (en) | Microstrip dipole antenna array |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |