JP2000223934A - マイクロストリップアンテナ - Google Patents
マイクロストリップアンテナInfo
- Publication number
- JP2000223934A JP2000223934A JP11027192A JP2719299A JP2000223934A JP 2000223934 A JP2000223934 A JP 2000223934A JP 11027192 A JP11027192 A JP 11027192A JP 2719299 A JP2719299 A JP 2719299A JP 2000223934 A JP2000223934 A JP 2000223934A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ground electrode
- antenna
- electrode
- microstrip antenna
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- Prior art date
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 低仰角方向の指向特性の良好な小型のアンテ
ナを得る。 【解決手段】 マイクロストリップアンテナのグラウン
ド電極側に、グラウンド電極と間隔を置いて金属層を配
置し、この金属層を反射板として裏面からも受信できる
ようにする。直接到達波と反射波の合成出力は、間隔を
代えることによって指向特性が変化する。
ナを得る。 【解決手段】 マイクロストリップアンテナのグラウン
ド電極側に、グラウンド電極と間隔を置いて金属層を配
置し、この金属層を反射板として裏面からも受信できる
ようにする。直接到達波と反射波の合成出力は、間隔を
代えることによって指向特性が変化する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の衛星からの
電波を受信するのに適したマイクロストリップアンテナ
に係るもので、特に、天頂方向よりも低仰角方向の受信
感度を高くしたマイクロストリップアンテナに関するも
のである。
電波を受信するのに適したマイクロストリップアンテナ
に係るもので、特に、天頂方向よりも低仰角方向の受信
感度を高くした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】ＧＰＳ受信機等に用いられるマイクロス
トリップアンテナは、図６に示す指向性を有し、天頂方
向の利得が高く、仰角が低くなると利得が低くなる。Ｇ
ＰＳでは同時に４個以上の衛星の電波を捕捉して使用す
るために、低仰角方向のアンテナ利得によって受信感度
が制約される。
トリップアンテナは、図６に示す指向性を有し、天頂方
向の利得が高く、仰角が低くなると利得が低くなる。Ｇ
ＰＳでは同時に４個以上の衛星の電波を捕捉して使用す
るために、低仰角方向のアンテナ利得によって受信感度
が制約される。
【０００３】マイクロストリップアンテナの素子のサイ
ズは基板の比誘電率によって変化し、高誘電率の基板を
用いたときはサイズを小さくでき、図１の実線68で示し
たように天頂方向の利得は、図１の破線69で示したテフ
ロン等の低誘電率の基板を用いた場合に比べて、低めに
なるが、低仰角方向の利得低下は少なくなり低誘電率の
基板を用いたときよりも利得が高くなる。もっとも、単
一のマイクロストリップアンテナを用いる限り、天頂方
向の利得が最大になることに変わりはない。
ズは基板の比誘電率によって変化し、高誘電率の基板を
用いたときはサイズを小さくでき、図１の実線68で示し
たように天頂方向の利得は、図１の破線69で示したテフ
ロン等の低誘電率の基板を用いた場合に比べて、低めに
なるが、低仰角方向の利得低下は少なくなり低誘電率の
基板を用いたときよりも利得が高くなる。もっとも、単
一のマイクロストリップアンテナを用いる限り、天頂方
向の利得が最大になることに変わりはない。
【０００４】ＧＰＳ衛星等の周回衛星とＧＰＳ受信機と
の関係では、天頂付近に衛星があるときは衛星と受信機
間の距離が短いので受信感度が高くなる。しかし、衛星
が低仰角方向にある場合には衛星と受信機間の距離が長
くなるとともに、空気層を長く通過することにもなり、
特に雨天の場合は電波の減衰が大きくなり、低仰角方向
から到来する電波の強度が低下し、低仰角方向の利得は
更に低下する。
の関係では、天頂付近に衛星があるときは衛星と受信機
間の距離が短いので受信感度が高くなる。しかし、衛星
が低仰角方向にある場合には衛星と受信機間の距離が長
くなるとともに、空気層を長く通過することにもなり、
特に雨天の場合は電波の減衰が大きくなり、低仰角方向
から到来する電波の強度が低下し、低仰角方向の利得は
更に低下する。
【０００５】天頂方向のの利得を抑えた低仰角方向の利
得の高いアンテナが実現できれば実効受信感度を向上さ
せることができる。また、赤道上空に東西に離した2つ
の静止衛星を配置し、同内容のディジタル放送データを
交互に時間分割して放送するディジタル音声放送が計画
されており、これは車載受信機等で受信して、片方の衛
星からの電波の受信に失敗したとくは他方の電波で補完
できるようにするものである。これも、2つの衛星を用
いるので低仰角方向からの電波を感度よく受信する必要
がある。
得の高いアンテナが実現できれば実効受信感度を向上さ
せることができる。また、赤道上空に東西に離した2つ
の静止衛星を配置し、同内容のディジタル放送データを
交互に時間分割して放送するディジタル音声放送が計画
されており、これは車載受信機等で受信して、片方の衛
星からの電波の受信に失敗したとくは他方の電波で補完
できるようにするものである。これも、2つの衛星を用
いるので低仰角方向からの電波を感度よく受信する必要
がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、１つのアン
テナ素子を用いるのみで、低仰角方向の利得を天頂方向
の利得よりも高くできる、車載用等に適した円偏波アン
テナを提供するものである。
テナ素子を用いるのみで、低仰角方向の利得を天頂方向
の利得よりも高くできる、車載用等に適した円偏波アン
テナを提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、マイクロスト
リップアンテナのグラウンド電極の寸法を小さくすると
ともに、このグラウンド電極側に間隔を置いて金属の反
射板を配置することによって、上記の課題を解決するも
のである。
リップアンテナのグラウンド電極の寸法を小さくすると
ともに、このグラウンド電極側に間隔を置いて金属の反
射板を配置することによって、上記の課題を解決するも
のである。
【０００８】すなわち、誘電体基板の両面に電極を具え
たマイクロストリップアンテナにおいて、グラウンド電
極側にグラウンド電極と間隔を置いて配置された金属層
を具えたことに特徴を有するものである。あるいは、誘
電体基板の両面に電極を具えたマイクロストリップアン
テナにおいて、グラウンド電極側がグラウンド電極と間
隔を置いて金属板に取り付けられたことに特徴を有する
ものである。
たマイクロストリップアンテナにおいて、グラウンド電
極側にグラウンド電極と間隔を置いて配置された金属層
を具えたことに特徴を有するものである。あるいは、誘
電体基板の両面に電極を具えたマイクロストリップアン
テナにおいて、グラウンド電極側がグラウンド電極と間
隔を置いて金属板に取り付けられたことに特徴を有する
ものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明によるマイクロストリップ
アンテナは、正旋回方向の円偏波の直接到達波を受信す
るとともに、グラウンド電極と間隔を置いて配置された
金属層で反射されて逆旋回方向の円偏波の反射波も受信
する。すなわち、実アンテナとともにイメージアンテナ
が存在することになり、それらの利得が合成された指向
特性が得られ、ゲラウンド電極のサイズやグラウンド電
極と金属層との間隔によって指向性を調整することが可
能となる。
アンテナは、正旋回方向の円偏波の直接到達波を受信す
るとともに、グラウンド電極と間隔を置いて配置された
金属層で反射されて逆旋回方向の円偏波の反射波も受信
する。すなわち、実アンテナとともにイメージアンテナ
が存在することになり、それらの利得が合成された指向
特性が得られ、ゲラウンド電極のサイズやグラウンド電
極と金属層との間隔によって指向性を調整することが可
能となる。
【００１０】
【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。
いて説明する。
【００１１】図１は、本発明の実施例を示す正面断面図
である。アンテナ素子として、誘電率が20程度の誘電体
基板11の表面に受信する電波の波長に応じた電極12を形
成し、この電極は実装時にはホット側に接続される。誘
電体基板11の裏面にはアース側に接続されるグラウンド
電極13を形成する。このグラウンド電極13は誘電体基板
を搭載する金属板あるいは配線基板の導体パターンで形
成できる。
である。アンテナ素子として、誘電率が20程度の誘電体
基板11の表面に受信する電波の波長に応じた電極12を形
成し、この電極は実装時にはホット側に接続される。誘
電体基板11の裏面にはアース側に接続されるグラウンド
電極13を形成する。このグラウンド電極13は誘電体基板
を搭載する金属板あるいは配線基板の導体パターンで形
成できる。
【００１２】グラウンド電極13はプラスチック等の電波
を通過させる材料からなるスペーサ14を介して金属板15
と対向している。金属板に代えてスペーサの底面に導体
膜を形成してもよい。なお、アンテナ素子とスペーサは
電波を通過させる材料からなるカバー16で覆われる。ス
ペーサ14とグラウンド電極13との間にスペースを設けて
ここに回路を組み込むこともできる。
を通過させる材料からなるスペーサ14を介して金属板15
と対向している。金属板に代えてスペーサの底面に導体
膜を形成してもよい。なお、アンテナ素子とスペーサは
電波を通過させる材料からなるカバー16で覆われる。ス
ペーサ14とグラウンド電極13との間にスペースを設けて
ここに回路を組み込むこともできる。
【００１３】図２は、本発明の他の実施例を示す正面断
面図で、誘電体基板21にホット側の電極22とグラウンド
電極23を設けることは前記と同様である。この例では、
グラウンド電極23側にスペーサ24のみを配置して組みた
て、実装を自動車の屋根等の金属板25上に直接行い、こ
の金属板25を反射板として利用するものである。これに
よって、反射板となる金属層をアンテナ素子と一体に組
み込む必要がないので小型化が容易となる。
面図で、誘電体基板21にホット側の電極22とグラウンド
電極23を設けることは前記と同様である。この例では、
グラウンド電極23側にスペーサ24のみを配置して組みた
て、実装を自動車の屋根等の金属板25上に直接行い、こ
の金属板25を反射板として利用するものである。これに
よって、反射板となる金属層をアンテナ素子と一体に組
み込む必要がないので小型化が容易となる。
【００１４】以下、本発明によるマイクロストリップア
ンテナの受信作用について説明する。衛星と地上間の通
信では送信アンテナと受信アンテナの相対位置角度が変
化するので直線偏波は適しておらず、相互の位置が回転
しても感度に影響しない円偏波が一般的に用いられる。
円偏波は金属面で反射されると、右旋偏波は左旋偏波
に、左旋偏波は右旋偏波に変わる性質を有する。
ンテナの受信作用について説明する。衛星と地上間の通
信では送信アンテナと受信アンテナの相対位置角度が変
化するので直線偏波は適しておらず、相互の位置が回転
しても感度に影響しない円偏波が一般的に用いられる。
円偏波は金属面で反射されると、右旋偏波は左旋偏波
に、左旋偏波は右旋偏波に変わる性質を有する。
【００１５】マイクロストリップアンテナの正旋回方向
の円偏波に対する指向性と逆旋回方向の円偏波に対する
指向性を測定した。図３に示したように、グラウンド電
極のサイズを１／３波長以下とすると、２つの指向特性
がグラウンド面に対してほぼ鏡面対称２つの曲線38、39
となり、破線39で示した逆旋回方向の利得が1ないし2dB
小さいだけである。図示しないが、グラウンド電極のサ
イズを１／２波長程度とすると、前方からの正旋回方向
の円偏波の利得に対して裏面の逆旋回方向円偏波の利得
が15dB以上小さくなっていた。すなわち、この場合には
反射波の影響をほとんど受けなくなる。
の円偏波に対する指向性と逆旋回方向の円偏波に対する
指向性を測定した。図３に示したように、グラウンド電
極のサイズを１／３波長以下とすると、２つの指向特性
がグラウンド面に対してほぼ鏡面対称２つの曲線38、39
となり、破線39で示した逆旋回方向の利得が1ないし2dB
小さいだけである。図示しないが、グラウンド電極のサ
イズを１／２波長程度とすると、前方からの正旋回方向
の円偏波の利得に対して裏面の逆旋回方向円偏波の利得
が15dB以上小さくなっていた。すなわち、この場合には
反射波の影響をほとんど受けなくなる。
【００１６】上記のように、グラウンド電極のサイズを
１／３波長以下とすると、前面方向から直接到達する正
旋回方向の希望波を受ける実アンテナと、反射効果を目
的とする金属面で反射された逆の旋回方向の反射波を裏
面方向から受信するイメージアンテナを作ることがで
き、両アンテナの特性を合成した指向特性を得ることが
可能となる。
１／３波長以下とすると、前面方向から直接到達する正
旋回方向の希望波を受ける実アンテナと、反射効果を目
的とする金属面で反射された逆の旋回方向の反射波を裏
面方向から受信するイメージアンテナを作ることがで
き、両アンテナの特性を合成した指向特性を得ることが
可能となる。
【００１７】図４は、マイクロストリップアンテナが、
電波反射効果のある金属板45によるイメージアンテナと
直接到達波を受ける実アンテナが同軸上に一定距離離れ
て配置した２素子のアレイアンテナとして作用すること
を示すものである。グラウンド電極のサイズが１／２波
長になると、イメージアンテナの利得が小さくなってア
レイアンテナとして作用しない。
電波反射効果のある金属板45によるイメージアンテナと
直接到達波を受ける実アンテナが同軸上に一定距離離れ
て配置した２素子のアレイアンテナとして作用すること
を示すものである。グラウンド電極のサイズが１／２波
長になると、イメージアンテナの利得が小さくなってア
レイアンテナとして作用しない。
【００１８】なお、反射板として作用する金属層は１／
２波長以上できるだけ大きくすることが望ましい。グラ
ウンド電極と金属層との距離を調節することによって、
天頂方向の利得は低下しても、所定の仰角方向の利得を
大きくすることができる。その距離を１／10波長ないし
１／20波長とした場合に30°程度の仰角の利得が最大に
なるアンテナを構成することができた。
２波長以上できるだけ大きくすることが望ましい。グラ
ウンド電極と金属層との距離を調節することによって、
天頂方向の利得は低下しても、所定の仰角方向の利得を
大きくすることができる。その距離を１／10波長ないし
１／20波長とした場合に30°程度の仰角の利得が最大に
なるアンテナを構成することができた。
【００１９】本発明によるマイクロストリップアンテナ
は上記の例に限られるものではなく、アンテナ素子はプ
リント基板に一体に形成されたものでもよい、また、金
属層も電波を反射する材料で一定の面積を有するもので
あれば特に限定されるものではなく、間隔の保持のため
の構造も任意に選択できる。そして、円偏波も右旋回、
左旋回のいずれでもよい。なお、本発明は円偏波アンテ
ナ全般に応用できる。
は上記の例に限られるものではなく、アンテナ素子はプ
リント基板に一体に形成されたものでもよい、また、金
属層も電波を反射する材料で一定の面積を有するもので
あれば特に限定されるものではなく、間隔の保持のため
の構造も任意に選択できる。そして、円偏波も右旋回、
左旋回のいずれでもよい。なお、本発明は円偏波アンテ
ナ全般に応用できる。
【００２０】
【発明の効果】本発明によれば、単一のアンテナ素子を
用いるのみで低仰角方向の指向性を最大とすることので
きるマイクロストリップアンテナが得られ、間隔を選択
することによってその角度を調整することもできる。こ
れによって、ＧＰＳ等の２以上の衛星からの電波を受信
するのに有効な安価なアンテナが得られる。
用いるのみで低仰角方向の指向性を最大とすることので
きるマイクロストリップアンテナが得られ、間隔を選択
することによってその角度を調整することもできる。こ
れによって、ＧＰＳ等の２以上の衛星からの電波を受信
するのに有効な安価なアンテナが得られる。
【００２１】また、金属層を付加するのみであり、それ
を外部の金属板等で代用できるので、アンテナ素子を収
容する外装ケースも小型化できる。
を外部の金属板等で代用できるので、アンテナ素子を収
容する外装ケースも小型化できる。
【図１】 本発明の実施例を示す正面断面図
【図２】 本発明の他の実施例を示す正面断面図
【図３】 本発明によるマイクロストリップアンテナの
特性の説明図
特性の説明図
【図４】 本発明によるマイクロストリップアンテナの
特性の説明図
特性の説明図
【図５】 本発明によるマイクロストリップアンテナの
特性の説明図
特性の説明図
【図６】 マイクロストリップアンテナの特性の説明図
11、21：誘電体基板 13、23：グラウンド電極 15、25：金属板
Claims (4)
- 【請求項１】 誘電体基板の両面に電極を具えたマイク
ロストリップアンテナにおいて、グラウンド電極側にグ
ラウンド電極と間隔を置いて配置された金属層を具えた
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】 誘電体基板の両面に電極を具えたマイク
ロストリップアンテナにおいて、グラウンド電極側がグ
ラウンド電極と間隔を置いて金属板に取り付けられたこ
とを特徴とするマイクロストリップアンテナ。 - 【請求項３】 誘電体基板の表面に形成されるグラウン
ド電極の寸法が受信する電波の波長の１／3以下である
請求項１または請求項２記載のマイクロストリップアン
テナ。 - 【請求項４】 誘電体基板の表面に形成されるグラウン
ド電極と金属層または金属板との間隔が受信する電波の
波長の１／10から１／20である請求項１または請求項２
記載のマイクロストリップアンテナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11027192A JP2000223934A (ja) | 1999-02-04 | 1999-02-04 | マイクロストリップアンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11027192A JP2000223934A (ja) | 1999-02-04 | 1999-02-04 | マイクロストリップアンテナ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000223934A true JP2000223934A (ja) | 2000-08-11 |
Family
ID=12214233
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11027192A Pending JP2000223934A (ja) | 1999-02-04 | 1999-02-04 | マイクロストリップアンテナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000223934A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106785320A (zh) * | 2015-12-22 | 2017-05-31 | 中国电子科技集团公司第二十研究所 | 一种相位中心稳定的gnss掩星定位天线 |
-
1999
- 1999-02-04 JP JP11027192A patent/JP2000223934A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106785320A (zh) * | 2015-12-22 | 2017-05-31 | 中国电子科技集团公司第二十研究所 | 一种相位中心稳定的gnss掩星定位天线 |
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