JP2001036333A - ハンドヘルド型携帯電話機用スタックアンテナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】衛星通信用携帯電話機に適した、２周波分離型
円偏波スタックアンテナの提供。 【解決手段】矩形パッチアンテナ１８，１９を２段重ね
にしてスタック化した、送受の周波数を分離する２周波
分離型円偏波スタックアンテナにおいて、上層の矩形パ
ッチアンテナ１８への給電は、下層のパッチアンテナ１
９面を短絡する円環状の孔を通り上層アンテナ１８まで
伸びた給電線２５により行われる。下層パッチアンテナ
１９面のショートを円環状の筒部分のみとし、下層の矩
形パッチアンテナ１９の縦または横の辺の長さを調整し
て各方向の共振周波数を一致させ、下層アンテナ１９の
対角線上に設けられた給電点２４により励振して円偏波
を発生させる。上層の矩形パッチアンテナ１８の直下に
ある誘電体を２枚板構成とし、その板に間隙を設けて、
上層アンテナ１８への給電線２５を１本通して円偏波を
励振し、静止衛星を用いた移動体通信である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、移動体通信、特に
静止衛星を用いた移動体通信におけるハンドヘルド型携
帯電話機用のアンテナで、マイクロストリップ構造の送
受の２周波分離型円偏波スタックアンテナに関する。

【０００２】

【従来の技術】移動体通信におけるハンドヘルド型携帯
電話機（特願平９−３６８９９号）が同じ出願人によっ
て提案されている。該提案を図１６を用いて簡単に説明
すると、図１６は、上記提案の衛星通信用ハンドヘルド
型携帯電話機の基本的構成を示す。該携帯電話機５１
は、その筐体背面５２に、先端付近に小型アンテナを取
り付けたアンテナ展開部材５３を有する。該展開部材５
３は、常時は前記携帯電話機筐体の背面５２に収納さ
れ、使用時には図１６（ｂ）の矢印ａに示すように前記
携帯電話機筐体の背面長手方向に対してほぼ垂直になる
ように展開する。前記アンテナ展開部材５３は、図１６
（ｂ）に示すようにアンテナを支える板と薄い平面のパ
ッチアンテナ５４および図示されない給電部から構成さ
れる。同図で５５は、人間頭部を示し、携帯電話機は通
常筐体長手方向の向きが垂直方向から約６０°傾いた状
態で使用されることが多い。

【０００３】従って、前記パッチアンテナ５４を天井方
向に向けるためには、携帯電話機筐体の背面上で図１６
（ｂ）の矢印ｂの如く、回転させる必要がある。すなわ
ち、図１６（ａ）のように展開部材５３が収納されてい
る状態から衛星通信を始めるとき、次のようにアンテナ
を展開する。

【０００４】展開部材５３は図１６（ｂ）の矢印ａの方
向に携帯機筐体の背面５２に対してほぼ垂直に展開され
る、さらに展開部は大地の傾き角を考慮して大地に対し
てほぼ水平となるように図１６（ｂ）の矢印ｂの方向に
数十度回転し固定される。

【０００５】この大地に対してほぼ水平になるような固
定は、携帯電話機を持つ手の指でボタンを押すことをき
っかけに回転し固定される構造とし、携帯機が頭部の
右、または左側にあっても水平が保てるようにする構造
が望ましい。

【０００６】アンテナは、展開部材の先端付近に取り付
け、その位置を適正に選ぶことにより頭部による影響を
極めて受けにくくできる。このように上記提案は、ハン
ドヘルド型携帯電話機の背面に収納されたアンテナ板
（展開部）にマイクロストリップアンテナを取り付け
て、使用時にはまず展開部を携帯電話機の背面に対して
ほぼ垂直になるように展開し、さらに携帯電話機が人体
頭部の左側で使われても右側で使われても小型アンテナ
が大地に対してほぼ水平な面に設置できるように回転し
固定して小型アンテナを使用できるようにしたアンテナ
展開構造を有するハンドヘルド型携帯電話機である。

【０００７】携帯電話機の小型・軽量化に有用なマイク
ロストリップアンテナに関しての従来技術の一例は、文
献「図説・アンテナ 後藤尚久著」（p.231-232 ）に示
されている。文献によると、移動体衛星通信用のアンテ
ナとしてはマイクロストリップアンテナをスタック化
し、送信信号と受信信号を自分で分離する特性を有する
セルフダイプレクシング（Self-diplexing）アンテナと
して紹介されている。

【０００８】これは、大きさの異なる円形のパッチアン
テナを重ねて１つのアンテナとする方法である。２つの
パッチアンテナに直接給電する方法として、先ず、図１
（ａ）に示すように下層のパッチアンテナ１への給電
は、中心からずれた位置で同軸線路の内部導体２を接続
し、上層の円形パッチアンテナ３への給電は図１（ｂ）
に示すように、下層の円形パッチの中心の導体線を太く
し（円環アンテナになる）、太い導体線４の内部を貫通
する給電線５で行う。なお、図１の下層のパッチアンテ
ナの構造は、図１（ａ）と同じであり、６は上層パッチ
アンテナの支持部である。

【０００９】このようにして作られたアンテナは、上下
のパッチアンテナに、それぞれ独立に給電することがで
き、それぞれのアンテナは独立に設計できる。また、送
信と受信に別々の給電回路を用いるため送受信信号を分
離できる利点を有している。なお、円偏波励振のため、
図２に示したように上下のパッチアンテナをそれぞれ独
立に２点（７，８及び９，１０）で給電し、２点間の給
電位相を９０゜シフトさせて給電している。なお、図２
において、１１は金属体であり、下層のパッチアンテナ
のアース部（円形パッチアンテナの中心部の電界は０）
となっている。

【００１０】以上のような従来の円偏波スタックアンテ
ナには次のような問題点がある。 （１）送受信用円偏波アンテナとしては、従来技術の円
形パッチアンテナと円環アンテナで構成されるスタック
化アンテナは、パッチ面が大きくなるので、小型化が重
要な移動体通信用携帯電話機のアンテナとしては、改善
の余地があった。 （２）円形パッチアンテナの中心に円筒上の零電位部を
作った円環アンテナでは、円環部を作るため構造が複雑
になり、製作が難しい問題点があった。 （３）従来技術で円偏波を発生させるためには、２点給
電し、位相を９０゜シフトさせる必要があり、構造が複
雑であった。

【００１１】発明者は、上記従来の問題点を改良し、特
に移動無線用ハンドヘルド携帯電話機に適した小型で、
構造が簡単で、給電が容易な一点給電円偏波スタックア
ンテナを既に提案している（特願平１０−６７６４３
号）。該提案のものを、図３〜図４に示す。

【００１２】しかし、上記提案のものは、上層、下層間
の結合特性（アイソレーション）に問題があり、下層ア
ンテナに用いられるショートの数が４ケ所と多く、製作
に手間がかかる欠点があった。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、上記従来
の問題点を改良し、下層アンテナのショートを上層への
給電線を通す金属製の円環状のショートの１個所のみと
し、該円環状のショートを採用することにより上層、下
層アンテナ間のアイソレーションを改善すると共に、該
該円環状のショートを採用することによる下層アンテナ
の縦・横共振周波数のずれを調整したものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この発明に係わる円偏波
スタックアンテナは、移動体通信におけるハンドヘルド
型携帯電話機に用いられ、上層及び下層アンテナのそれ
ぞれを矩形パッチアンテナを用いて該矩形パッチアンテ
ナを２段重ねにしてスタック化した、送受の周波数を分
離する２周波分離型円偏波スタックアンテナにおいて、
上記上層の矩形パッチアンテナへの給電は、上記下層の
矩形パッチアンテナの縦または横の中心線上において下
層アンテナを貫通し、下層のパッチアンテナ面を短絡す
る円環状の孔を通り上層アンテナまで伸びた給電線によ
り行われることを特徴とする。

【００１５】さらに、前記下層パッチアンテナ面の支持
用のショートを前記円環状の筒部分のみとし、前記下層
の矩形パッチアンテナの縦または横の辺の長さを調整し
て各方向の共振周波数を一致させ、下層アンテナの対角
線上に設けられた給電点により励振して円偏波を発生さ
せることを特徴とする。

【００１６】前記上層の矩形パッチアンテナの直下にあ
る誘電体を２枚板構成とし、その２枚の板に間隙を設け
て、該間隙に前記上層アンテナへの給電線を１本通して
円偏波を励振し、前記移動体通信が静止衛星を用いた移
動体通信であることを特徴とする。

【００１７】

【発明の実施の形態】次に本発明の前提となる従来提案
の実施例について図３〜図７を用いて説明する。

【００１８】図３〜図４に上記従来提案の円偏波スタッ
クアンテナの実施例を示す。図３（ａ）は全体斜視図で
あり、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
図４は、図３（ａ）の上面図であり、実際の設計数値が
記入されている。図３（ａ）において、１８は上面パッ
チアンテナ面、１９は下層のパッチアンテナ面、２０，
２１は誘電体（例えば、アルミナ等のセラミック）、１
３は上層パッチアンテナの給電点である。図３には図示
されないが、図４における２４が下層アンテナの給電点
である。図４（ｂ）の下層アンテナは、給電点２４に給
電されると、アンテナ面の縦・横方向に励振され円偏波
が生じることが知られている。

【００１９】図３，図４において、１４〜１７は下層ア
ンテナのアース点に設けられた下層のアンテナとアース
間に設けられたショートピンである。該ショートピン
は、上層のアンテナ１８がパッチアンテナとして動作す
るとき、下層のアンテナ面１９を該上層のアンテナ面１
８に対してアース面とするため設けられている（ただ
し、ピン１４は、後述するように下層アンテナを貫通し
て同軸構造を形成している給電線であり、該給電線１４
は下層アンテナのアース点に位置しているだけであっ
て、下層アンテナとは非接触である。従って、その１４
の位置においては、下層アンテナとアース間の短絡はし
ていない。ただし、同軸構造の外側２５は図３（ｂ）に
見られる如く、誘電体２１にスルーホールを形成して、
該ホールの内側は金属メッキされているので、該同軸構
造の外側部分は下層のアンテナとアース間を短絡してい
る。）。

【００２０】該ピンは中心点に対称に面の縦・横それぞ
れの中心線上に対になって設けられる。縦・横の中心線
上は励振電流の電界分布が理論上０となるアース点であ
るが、ピンの太さ等により若干の影響が出るので、図の
如く中心点に対して対になって設けられている。こうす
ることにより、上記ピンの太さ等により生じた不平衡成
分がお互いにキャンセルされて、アンテナ動作への影響
を無くすることができる。上層アンテナへの給電は上記
下層アンテナのアースピンの一つ１４の位置に設けられ
た同軸構造の給電線（内導体）を上層アンテナにまで延
長する（図３の１３）ことにより行われる。該給電線
（ピン）１３，１４は図３（ｂ）の断面図に示されるよ
うに、下層アンテナ面及び最下層のアース面２６を貫通
して、同軸構造（２５）となっている。上層のアンテナ
は、かくして下層のアンテナ面１９をアース面とする
（該アースはピン１５〜１７や前記同軸構造の外側部分
によって具現される）パッチアンテナが形成される。一
方、下層アンテナは、面１９を励振面とし、全体のアー
ス面２６をアースとするパッチアンテナが形成される。

【００２１】図より明らかなように、上層アンテナの給
電線は、下層アンテナのショート部分を介して同軸構造
で上部に導かれるので、該給電が下層アンテナに影響を
与えることはない。この実施例では、上層アンテナの誘
電体が真ん中で二つに分離され、間隙２３が設けられて
いる。これは前述の如く、上層アンテナに対しても通常
の構造であれば、給電点１３は理論上アース点になって
しまうので、誘電体に上記間隙を形成して励振分布に不
平衡成分を生じせしめ、円偏波を発生するための工夫で
ある。円偏波を発生させるため、角を切るとかして不平
衡を形成する工夫はいろいろ知られているが、この発明
では前記給電点１３を下層アンテナのアース点からの延
長上に設けて構造を簡単にした工夫との関係上、上記誘
電体を二つに分離する構造が好適である。使用周波数
は、例えば、２．５ＧＨｚ（下層アンテナ）と２．８Ｇ
Ｈｚ（上層アンテナ）である。

【００２２】上記従来提案のものは、前記同軸構造の外
側２５は図３（ｂ）に見られる如く、誘電体２１にスル
ーホールを形成して、該ホールの内側は金属メッキされ
ており、該同軸構造の外側部分は下層のアンテナとアー
ス間を短絡している。また、別途支持用のショートピン
を３ケ所設けている（図４の１５，１６，１７）。

【００２３】従って、上記提案のものは、下層アンテナ
に用いられるショートの数が４個所（上記支持用ショー
トピン３個所＋スルーホール１個所の計４個所）と多
く、製作に手間がかかる欠点があった。また、上層、下
層間の結合特性（アイソレーション）が十分でない問題
があった。

【００２４】この発明は、上記従来の問題点を改良し、
下層アンテナのショートを上層への給電線を通す円環状
のショートの１個所のみとし、該円環状のショートを金
属製の構造を採用することにより、上層、下層アンテナ
間のアイソレーションを改善すると共に、該円環状のシ
ョートを採用することによって生じる下層アンテナの縦
・横共振周波数のずれをその辺長により調整したもので
ある。

【００２５】以下、具体的に本発明の実施例を説明す
る。図３に本発明のスタックアンテナの実施例の全体斜
視図を示す。すなわち、該構造は、基本的に従来提案の
ものと同じである。

【００２６】図５にこの発明のスタックアンテナの下層
アンテナの構造を示す。前記従来提案の図４のショート
ピン（１５，１６，１７）は図５においては存在しな
い。その代わり、図４の１４に相当する図５の１４’は
金属製で円環状の構造（以下、円環ショートという。）
とし、該円環ショートだけで下層のパッチアンテナ面を
支持する構造となっている。上層アンテナの給電線は該
円環ショートの中心を通って上層パッチアンテナ面の給
電点に接続されている。従って、該円環ショートの部分
は上記給電線としては同軸構造となっている。

【００２７】図６には、上記図５のスタックアンテナに
おいて、上記円環状の孔の有無によるリターンロスの違
いを測定した結果を示している。図において、３１が上
記孔が無い場合のリターンロスであり、３２は２つの曲
線が重なっているが、上記孔のある場合のリターンロス
特性である。なお、一点鎖線のものは、下側コネクタが
ついているもの、すなわち上層アンテナ給電用コネクタ
ー及び給電線がついているものの特性であるが、図に見
られる如く、下側コネクタの影響はほとんど無い。な
お、上記リターンロスとは反射減衰量のこと、すなわち
伝送線上の不連続点における入射電力と反射電力のデシ
ベル比である。

【００２８】図より、下層アンテナに給電線が通る程度
の小さい孔（例えば、比誘電率４．２の基板に、２ＧＨ
ｚ帯用の矩形パッチアンテナを作る場合、３mm程度）を
開けても、殆ど影響がないことが分かる。

【００２９】図７は、本発明の上記円環ショート部分の
さらに詳細な構造図である。図において、３３が下層の
パッチアンテナ面、３４が上層アンテナへの給電線、３
５が該給電用のコネクタ、３６が上記円環ショートの部
分である。図７（ｂ）は図７（ａ）を上方から見た図で
ある。

【００３０】図８には、上記円環ショートの有無による
アンテナ特性の違いを測定した結果を示す。アンテナ専
有面積の低減を図るために、２つのアンテナを上下に重
ねる積層型構造を採っているため、アンテナ間の距離が
非常に短くなっている。そのためアンテナ間の相互結合
量（アイソレーション）が問題となる。この発明は前述
の如く、該相互結合を低くするため前記円環ショートを
用いているが、該円環ショートをしないで、孔の周囲に
何の処理もせずに地板とパッチをオープンにした状態の
場合の測定結果が図８の３７と３９であり、円環ショー
トを用いた場合の測定結果が３８と４０である。測定は
上層アンテナは形成せずに下層アンテナと上層用給電コ
ネクタとの相互結合を測定している。

【００３１】孔の周囲をオープンにした状態では、相互
結合が最大で−１８ｄＢとなるのに対し、円環ショート
を行った場合は、相互結合が最大でも−３３ｄＢ以下と
なっている。ただし、円環ショートを行った、図８の３
８において、下層アンテナのリターンロス特性に２個所
で共振特性が見られるようになった。

【００３２】さらに、この２つの共振周波数における励
振偏波を見るため、Ｚx 面とＹz 面に沿った電界の周波
数特性を測定した結果を図９に示す。図中、４１がＺx
面、４２がＹz 面である。Ｚx 面に沿った方向が円環シ
ョートをしていないものと比較して殆ど変化していない
ことから、円環ショートをすることによる影響はＹz面
方向の電界分布で、すなわちパッチに関してはＹ軸方向
のみであることが分かる。片方の偏波のみが上記円環シ
ョートの影響を受ける周波数特性が変化したため円偏波
励振が行えない。そこでアンテナサイズのパラメータを
変化させながら円偏波励振が行えるように工夫を行っ
た。この実施例を表１に示す。

【００３３】

【表１】

【００３４】表１から分かるようにＸ軸方向のサイズを
変更している。これは上記図９の周波数の変化がＹ軸に
平行な偏波の共振周波数とＸ軸に平行な偏波の共振周波
数が円環ショートの存在のためずれてしまっているため
に生じる、すなわちこの発明の矩形パッチアンテナは対
角線上の１点に給電し、Ｙz 成分とＺx 成分の位相差を
９０度にして円偏波を発生させているが、上記のように
円環ショートを設けると、Ｚx 成分は円環ショートがあ
ってもパッチの対称性が維持されているため共振周波数
への影響は少ないが、Ｙz 成分については円環ショート
の存在により対称性がなくなり電流分布に大きな影響が
生じて、結果的にＹ軸に沿った辺が短縮したのと等価に
なっていると考えられる。従って、Ｘ、Ｙ軸方向相互の
サイズを変更したものである。この下層アンテナの実施
例のアンテナパラメータを表１に示し、その測定結果を
図１０，図１１に示す。

【００３５】図１０，図１１から、円偏波が励振され、
かつ前記相互結合が低いも（図１０の４５）のができて
いることが分かる。なお、図１１の４６はＹz 方向の位
相特性であるが、４７は前記パッチアンテナの斜め４５
度方向の位相特性である。

【００３６】該４７は測定の都合上でプロットしたもの
であるが、該４５度方向はＹz 方向とＺx 方向の特性が
結合されたものであるため、上記４６と併せて見るなら
ば、Ｚx 方向の特性も見て取ることができる。

【００３７】この下層アンテナの上に図１２の上層アン
テナを形成し、積層型（スタック）アンテナを設計し
た。この実施例のアンテナパラメータを表２に示す。

【００３８】

【表２】

【００３９】上記上層アンテナは、図３に示される基本
構造と同じく、誘電体２０が１枚板ではなく平行に並べ
た２枚の長方形を用いている。これは給電位置の調整を
容易にするためであって、特に分割しなくてもよい。

【００４０】上記上層、下層アンテナを図３のように上
下に重ねて積層型にした場合の測定結果を図１３，図１
４に示す。図１３より、下層アンテナ、上層アンテナ共
に二重共振が生じていることがわかり、また相互結合も
最大で−２０ｄＢ、それぞれの共振周波数では−２３ｄ
Ｂまでに抑えられていることが分かる。すなわち、それ
ぞれのアンテナは独立に動作し、Self-Diplexingアンテ
ナとして動作していることが分かる。

【００４１】また、下層、上層アンテナの放射指向性特
性を図１４，図１５に示す。両図より、下層、上層共に
直交する偏波の位相差が約９０度取れているため、広い
範囲で軸比が抑えられており、特に±４５度以内では軸
比が２ｄＢ以下となっており、十分円偏波励振がなされ
ていることが分かる。なお、上記「二重共振」とは図１
３のUpper アンテナのリターンロスが割れていることを
いう。Lower のアンテナも図１３では明確でないが実際
は二重共振となっていて、いずれのアンテナもそれによ
って円偏波を放射している。

【００４２】なお、上記従来提案のものを含め、本発明
は、矩形のパッチアンテナをスタック化して小型化を図
った点を最大の特徴とするが、以下従来の円形パッチア
ンテナを用いたスタックアンテナとの比較を述べると、 （１）円環アンテナ（下層）と円形パッチアンテナ（上
層）で構成される従来のスタック化アンテナは、円環ア
ンテナの中心部がアンテナとして、まったく作用しない
ためパッチ面が大きくなる。また、円形パッチアンテナ
自体も同じ周波数で共振する矩形パッチアンテナに比べ
て大きくなる。本発明は、小型化をはかるために、図３
に示すように矩形パッチアンテナを用いたスタック化ア
ンテナとしている。 （２）円環パッチアンテナ（下層）と円形パッチアンテ
ナ（上層）を用いた従来方式では、円環のため構造が複
雑になり、製作が難しかったが、矩形パッチアンテナを
スタック化し、下層アンテナの矩形の縦横の中心線上に
円環ショートを設け、該円環ショートを貫通して上層ア
ンテナへの給電線を１本通したことにより、構造が簡単
で製作も容易な小型スタックアンテナが実現できた。 （３）本発明のスタックアンテナは、上層アンテナへの
給電をそれぞれ1 点給電としている。そして、下層アン
テナの矩形パッチ面の縦横の中心線上またはその近辺に
上層アンテナへの給電線を１本通し、かつ上層アンテナ
の直下にある誘電体を２枚板構成とし、その間（間隙）
から上層アンテナへの給電線を通して給電し、円偏波を
発生せしめている。

【００４３】従って、本発明のスタックアンテナは、従
来の円形パッチアンテナを用いたスタックアンテナと比
較すると、以下のような効果が生じている。 （１）スタック化アンテナを矩形パッチアンテナで構成
することで、 さらに、小型化される。 （２）円環パッチアンテナ（下層）と円形パッチアンテ
ナ（上層）の従来方式では、円環のため構造が複雑にな
り、製作が難しかったが、矩形パッチアンテナをスタッ
ク化し、下層アンテナの矩形の縦横の中心線上に円環シ
ョートを設け、該円環ショートを貫通して上層アンテナ
への給電線を１本通したことにより、下層アンテナの電
界分布の乱れを軽減する簡易な方法で、構造が簡便にな
る。 （３）（３−１）上層の矩形パッチアンテナへの給電を
1 点給電にすることにより、円偏波を発生させる簡便な
構造となる。 また、上層アンテナに、堅い高誘電率基板
を用いる必要がある場合には、従来のように矩形面の対
角線上に給電（例えば、図４の２４のように）して円偏
波を発生させる方法は新たに上記基板に穴をあけねばな
らず、加工性に問題点があったが、上層アンテナの直下
にある誘電体を２つに分け、 その間から上層アンテナへ
の給電線を通して、 給電することで、 上層アンテナの対
角線上に給電することなく、 かつ特にパッチ面を新たな
形状にすることなく、円偏波が簡易な構造で発生でき
る。 これは、 上層アンテナの直下にある誘電体が途中で
分断されているので、縮退が起こり円偏波が発生するこ
とを利用しているからである。

【００４４】（３−２）また、上層アンテナの矩形パッ
チの対角線上に給電点を設けて、簡易に円偏波を励振す
ると上層アンテナが下層アンテナのパッチ面からはみ出
し、上層アンテナが簡単に設計できなくなる問題点があ
る。上層アンテナの直下にある誘電体を２つに分け、 そ
の間から上層アンテナへの給電線を通して、 給電するこ
とで、 上層アンテナの対角線上に給電することなく、 円
偏波が、簡易な構造で発生できる。 したがって、 上層ア
ンテナが下層アンテナをはみ出すことがないので、上層
アンテナと下層アンテナを独立に設計できるため、 設計
が簡便になる。

【００４５】このように、約２．５ＧＨｚと約２．７Ｇ
Ｈｚの２周波分離型アンテナが実現できる。

【００４６】

【発明の効果】本発明のスタック化矩形パッチアンテナ
を、前記移動体衛星通信におけるハンドヘルド型携帯電
話機に利用すると、アンテナ板の隅に、本発明のスタッ
ク化矩形パッチアンテナを取り付けることにより、携帯
電話機の小型化が実現でき、携帯電話機の機動性が高ま
る効果を奏する。すなわち、矩形パッチアンテナを一点
給電で励振するため、給電部が２カ所（上下、各１）で
済み、また円形パッチアンテナと比較して、パッチ面が
小さくなり、ハンドヘルド型携帯電話機の小型化に貢献
することになる。さらに、スタック化した上層アンテナ
と下層アンテナが独立に設計できるために、設計が簡易
となるとともに、送信と受信に別々の給電回路を用いる
ため、送受信信号を自分で分離でき、デュプレクサが不
要となる。

【００４７】さらに、本発明は従来提案のものに比較
し、下層アンテナのパッチ面の支持を下層の矩形パッチ
アンテナの縦または横の中心線上において下層アンテナ
を貫通し、下層のパッチアンテナ面を接地短絡する上層
アンテナまで伸びた給電線の同軸外皮を兼用した円環シ
ョートのみにより行うため、上記中心線上の複数カ所に
設けていたショートピンが不要になるので製作が容易に
なるメリットがある。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の円形スタックアンテナを示す図である。

【図２】従来の円形スタックアンテナの他の例の上面図
である。

【図３】この発明の円偏波スタックアンテナの基本構成
の全体斜視図である。

【図４】従来提案のスタックアンテナのパラメータを示
す図である。

【図５】本発明のスタックアンテナの下層アンテナの構
造を示す図である。

【図６】本発明のスタックアンテナの下層アンテナのリ
ターン特性を示す図である。

【図７】本発明に用いられる円環ショートの構造を示す
図である。

【図８】本発明に用いられる円環ショートの有無による
アンテナ特性の測定結果を示す図である。

【図９】本発明に用いられる円環ショートを用いた場合
の、辺長の調整を行わなかった時の測定結果を示す図で
ある。

【図１０】本発明に用いられる円環ショートパッチアン
テナ（下層アンテナ）の特性を示す図である。

【図１１】本発明に用いられる下層アンテナの位相特性
を示す図である。

【図１２】本発明に用いられる上層アンテナの構造を示
す図である。

【図１３】本発明に用いられるスタックアンテナの総合
特性を示す図である。

【図１４】本発明に用いられる下層アンテナの放射特性
を示す図である。

【図１５】本発明に用いられる上層アンテナの放射特性
を示す図である。

【図１６】本発明のスタックアンテナを用いるハンドヘ
ルド型携帯電話機を示す図である。

【符号の説明】

１ 下層パッチアンテナ ２ 給電線 ３ 上層パッチアンテナ ４ ショート金属 ５ 給電線 ６ 支持ピン ７，８ 給電線 ９，１０、 給電線 １１ ショート金属 １３ 給電点 １４〜１７ ショートピン １４’円環ショート １８ 上層パッチアンテナ １９ 下層パッチアンテナ ２０，２１ 誘電体 ２３ 間隙 ２４ 給電点 ２５ 給電線 ２６ アース面 ３３ パッチ面 ３４ 給電線 ３５ コネクタ ３６ 円環ショート ５１ ハンドヘルド型携帯機 ５３ 展開部材 ５４ パッチアンテナ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉本 繁壽 東京都千代田区岩本町二丁目12番５号 株 式会社次世代衛星通信・放送システム研究 所内 (72)発明者 佐藤 俊明 東京都千代田区岩本町二丁目12番５号 株 式会社次世代衛星通信・放送システム研究 所内 Ｆターム(参考） 5J021 AA01 AA02 AB06 CA03 HA05 HA07 JA05 JA06 JA07 5J045 AA12 AB05 AB06 DA10 EA07 FA02 HA03 MA07 NA01

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動体通信におけるハンドヘルド型携帯
   電話機に用いられ、上層及び下層アンテナのそれぞれを
   矩形パッチアンテナを用いて該矩形パッチアンテナを２
   段重ねにしてスタック化した、送受の周波数を分離する
   ２周波分離型円偏波スタックアンテナにおいて、 上記上層の矩形パッチアンテナへの給電は、上記下層の
   矩形パッチアンテナの縦または横の中心線上において下
   層アンテナを貫通し、下層のパッチアンテナ面を接地短
   絡する円環状の孔を通り上層アンテナまで伸びた給電線
   により行われることを特徴とする円偏波スタックアンテ
   ナ。
2. 【請求項２】 前記下層パッチアンテナ面の支持用のシ
   ョートを前記円環状の筒部分のみとしたことを特徴とす
   る前記請求項１記載の円偏波スタックアンテナ。
3. 【請求項３】 前記下層の矩形パッチアンテナの縦また
   は横の辺の長さを調整して各方向の共振周波数を一致さ
   せ、下層アンテナの対角線上に設けられた給電点により
   励振して円偏波を発生させることを特徴とする前記請求
   項１または２記載の円偏波スタックアンテナ。
4. 【請求項４】 前記上層の矩形パッチアンテナの直下に
   ある誘電体を２枚板構成とし、その２枚の板に間隙を設
   けて、該間隙に前記上層アンテナへの給電線を１本通し
   て円偏波を励振することを特徴とする前記請求項１〜３
   の内いずれか１項記載の円偏波スタックアンテナ。
5. 【請求項５】 前記移動体通信が静止衛星を用いた移動
   体通信であることを特徴とする前記請求項１〜４の内い
   ずれか１項記載の円偏波スタックアンテナ。