JP2001053535A - Microstrip antenna - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、携帯電話
機や移動端末等の内蔵アンテナとして用いられるマイク
ロストリップアンテナに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a microstrip antenna used as a built-in antenna of, for example, a portable telephone or a mobile terminal.
【０００２】[0002]
【従来の技術】携帯電話機やＧＰＳ等の移動端末に内蔵
されるマイクロストリップアンテナとして、代表的なも
のがλ／２パッチアンテナである。ただし、λは使用周
波数における波長を表している。2. Description of the Related Art A typical example of a microstrip antenna built in a mobile terminal such as a portable telephone or a GPS is a λ / 2 patch antenna. Here, λ represents the wavelength at the operating frequency.
【０００３】このアンテナは、一辺の長さが約λ／２の
矩形又は円形の導体パターン（パッチパターン）を一方
の面に有し、他方の面に接地導体が設けられた誘電体基
板から主として構成されている。This antenna mainly includes a rectangular or circular conductor pattern (patch pattern) having a length of about λ / 2 on one side on one surface and a ground substrate provided on the other surface. It is configured.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】近年、このような携帯
電話機や移動端末はより小型化することが要求されてお
り、それに伴って内蔵アンテナのさらなる小型化が求め
られている。このような約λ／２のパッチパターン寸法
を有するパッチアンテナを物理的に小型化する一般的な
方法は、誘電率の高い誘電体基板を使用することであ
る。In recent years, such portable telephones and mobile terminals have been required to be further downsized, and accordingly, further reduction in the size of the built-in antenna has been demanded. A general method for physically miniaturizing such a patch antenna having a patch pattern size of about λ / 2 is to use a dielectric substrate having a high dielectric constant.
【０００５】しかしながら、高周波の利用に適した低温
度係数を有する誘電体材料の比誘電率は、εｒ＝１１０
程度が限界であり、従って、パッチアンテナの寸法は、
矩形パッチアンテナではその１つの辺の長さａについて
ａ＝３×１０８／（ｆ×２×√１１０）が、円形のパッ
チアンテナではその直径ＤについてＤ＝（３×１０８）
／（ｆ×１．７１×√１１０）が小型化の限界となって
しまう。これは、使用周波数がｆ＝２．４ＧＨｚである
とすると、ａ＝６ｍｍとなる。[0005] However, the relative permittivity of a dielectric material having a low temperature coefficient suitable for use of high frequency is ε r = 110
The extent is limiting, so the dimensions of the patch antenna are
For a rectangular patch antenna, a = 3 × 10 8 / (f × 2 × √110) for the length a of one side, and for a circular patch antenna, D = (3 × 10 8 ) for its diameter D.
/(F×1.71×√110) is the limit of miniaturization. This means that a = 6 mm if the used frequency is f = 2.4 GHz.
【０００６】また、このような高誘電率かつ低温度係数
の誘電体材料は、低誘電率の誘電体材料に比してかなり
高価となり、その結果、マイクロストリップアンテナの
製造コストも高くなってしまう。Further, such a dielectric material having a high dielectric constant and a low temperature coefficient is considerably expensive compared to a dielectric material having a low dielectric constant, and as a result, the manufacturing cost of a microstrip antenna is also increased. .
【０００７】従って本発明の目的は、低コストでかつ小
型化を図ることのできるマイクロストリップアンテナを
提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a microstrip antenna which can be manufactured at low cost and in a small size.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明によれば、誘電体
層を介して互いに対向するように支持された接地電極と
パッチ電極とを備えており、パッチ電極は、電流の流れ
る方向に沿った始端部及び終端部の幅が大きく、中央部
の幅がこれより小さいリアクタンス装荷パターンを有し
ているマイクロストリップアンテナが提供される。According to the present invention, there is provided a ground electrode and a patch electrode supported so as to be opposed to each other via a dielectric layer, and the patch electrode extends in a direction in which a current flows. A microstrip antenna having a reactance loading pattern in which the widths of the start and end portions are large and the width of the center portion is smaller than the width is provided.
【０００９】パッチパターンとして、電流の流れる方向
に沿った始端部及び終端部が大きな幅を有しており、中
央部が小さな幅を有するように構成している。端部で
は、幅を広くすることにより、磁界集中が減るのでその
部分のインダクタンスが低下し、また、面積が大きくな
るのでその部分のキャパシタンスが増大する。逆に、中
央部では、幅を狭くすることにより、磁界が集中してそ
の部分のインダクタンスが増大し、また、面積が小さく
なるのでその部分のキャパシタンスが低下する。このよ
うに、電位の高い端部をよりキャパシティブとし、電位
の低い中央部をよりインダクティブとすることにより、
共振周波数が低下する。その結果、マイクロストリップ
アンテナの寸法がより小型化される。しかも、その際
に、電極間に高価な誘電体層を用いる必要がなく、空気
層又は低コストの一般的な誘電体材料によって形成され
た誘電体基板を使用するのみでよいため、全体の製造コ
ストも低く抑えられる。[0009] The patch pattern is configured such that the start end and the end along the direction of current flow have a large width and the center has a small width. At the end, by increasing the width, the magnetic field concentration is reduced, so that the inductance of the portion is reduced, and the area is increased, so that the capacitance of the portion is increased. Conversely, in the central portion, by reducing the width, the magnetic field is concentrated and the inductance of the portion increases, and the area decreases, so that the capacitance of the portion decreases. In this way, by making the higher potential end more capacitive and the lower potential center more inductive,
The resonance frequency decreases. As a result, the size of the microstrip antenna is further reduced. Moreover, at that time, it is not necessary to use an expensive dielectric layer between the electrodes, and only an air layer or a dielectric substrate formed of a low-cost general dielectric material may be used. Costs can be kept low.
【００１０】誘電体層に空気層を用いれば、誘電体材料
が全く不要であるため、製造コストを大幅に低減するこ
とができる。また、誘電体基板を用いる場合は、接地電
極が誘電体基板の裏面に形成され、パッチ電極が誘電体
基板の表面に形成される。この場合も、上述したよう
に、誘電体基板に高価な誘電体材料を用いる必要がなく
低コストの一般的な誘電体材料を使用するのみでよいの
で、製造コストを低く抑えられる。[0010] If an air layer is used as the dielectric layer, no dielectric material is required, so that the manufacturing cost can be greatly reduced. When a dielectric substrate is used, a ground electrode is formed on the back surface of the dielectric substrate, and a patch electrode is formed on the surface of the dielectric substrate. Also in this case, as described above, it is not necessary to use an expensive dielectric material for the dielectric substrate, and only a low-cost general dielectric material need be used, so that the manufacturing cost can be reduced.
【００１１】リアクタンス装荷パターンが、電流の流れ
る方向に沿った軸線について線対称形状を有しているこ
とが好ましい。It is preferable that the reactance loading pattern has a line-symmetrical shape with respect to an axis along a direction in which a current flows.
【００１２】この場合、リアクタンス装荷パターンの始
端部及び終端部が、それぞれ矩形形状であるか又は円形
若しくは長円形状であるかもしれない。[0012] In this case, the start and end of the reactance loading pattern may each be rectangular or circular or oval.
【００１３】リアクタンス装荷パターンが、パッチ電極
の中心点について点対称形状を有していることも好まし
い。It is also preferable that the reactance loading pattern has a point-symmetric shape with respect to the center point of the patch electrode.
【００１４】この場合、リアクタンス装荷パターンが、
単一の略Ｓ字形状であるか、互いに直交する２つの略Ｓ
字形状から構成されるか、又は直交する略十字形状で構
成されているかもしれない。In this case, the reactance loading pattern is
A single substantially S-shaped or two substantially S-shaped
It may be composed of a letter shape or of a substantially cross shape that is orthogonal.
【００１５】[0015]
【発明の実施の形態】図１は本発明のマイクロストリッ
プアンテナの一実施形態における構成を概略的に示す斜
視図であり、図２はそのパッチパターンを示す平面図で
ある。FIG. 1 is a perspective view schematically showing a configuration of a microstrip antenna according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a plan view showing a patch pattern thereof.
【００１６】これらの図において、１０は誘電体基板、
１１は誘電体基板１０の裏面の全面形成された接地電
極、１２は誘電体基板１０の表面に形成されたパッチ電
極、１３は給電端子をそれぞれ示している。In these figures, 10 is a dielectric substrate,
Reference numeral 11 denotes a ground electrode formed on the entire back surface of the dielectric substrate 10, reference numeral 12 denotes a patch electrode formed on the front surface of the dielectric substrate 10, and reference numeral 13 denotes a power supply terminal.
【００１７】誘電体基板１０は、一般的な誘電体材料、
例えば比誘電率がεｒ＝３８程度の高周波用セラミック
誘電体材料で形成されている。The dielectric substrate 10 is made of a general dielectric material,
For example, it is formed of a high frequency ceramic dielectric material having a relative dielectric constant of about ε r = 38.
【００１８】接地電極１１及びパッチ電極１２は、誘電
体基板１０の裏面及び表面に、銅、銀等の金属導体層を
パターニングしてそれぞれ形成されている。具体的に
は、例えば銀等の金属ペーストをパターン印刷して焼き
付けるか、金属パターン層をめっきで形成するか、又は
薄い金属膜をエッチングによりパターニングする等の方
法が適用される。The ground electrode 11 and the patch electrode 12 are formed on the back and front surfaces of the dielectric substrate 10 by patterning a metal conductor layer of copper, silver, or the like. Specifically, for example, a method of printing a metal paste such as silver by pattern printing and baking it, forming a metal pattern layer by plating, or patterning a thin metal film by etching is applied.
【００１９】給電端子１３は、電流の流れる方向１４に
沿った軸線上の任意の位置（中心点を除く）でパッチ電
極１２に接続されている。The power supply terminal 13 is connected to the patch electrode 12 at an arbitrary position (excluding the center point) on the axis along the current flowing direction 14.
【００２０】パッチ電極１２のパッチパターンは、本実
施形態では、電流の流れる方向１４に沿った軸線１５に
対して線対称の形状を有している。電流の流れる方向１
４に沿った始端部１２ａ及び終端部１２ｂは大きな幅
（電流の流れる方向と直交する方向の長さ）を有する矩
形形状に形成されており、中央部１２ｃはこれより小さ
な幅を有するストリップ形状に形成されている。In the present embodiment, the patch pattern of the patch electrode 12 has a shape which is line-symmetric with respect to an axis 15 along a direction 14 in which current flows. Direction of current flow 1
4 are formed in a rectangular shape having a large width (length in a direction perpendicular to the direction of current flow), and a central portion 12c is formed in a strip shape having a smaller width. Is formed.
【００２１】ただし、始端部１２ａ及び終端部１２ｂの
幅は、λ／２未満としている。中央部１２ｃの幅は、製
造上許される範囲でできるだけ小さくすることがより小
型化を図る点で好ましい。また、本実施形態では、始端
部１２ａ及び終端部１２ｂの長さをそれぞれ約λ／８と
し、中央部１２ｃの長さを約λ／４としているが、これ
に限定されるものではない。However, the width of the start end 12a and the end 12b is less than λ / 2. It is preferable to make the width of the central portion 12c as small as possible within the range permitted in manufacturing, in order to further reduce the size. In the present embodiment, the length of the start end 12a and the end 12b is about λ / 8, and the length of the center 12c is about λ / 4. However, the present invention is not limited to this.
【００２２】なお、始端部１２ａ及び終端部１２ｂの形
状は、矩形形状に限定されるものではなく、三角形状、
多角形状又は台形形状であってもよいし、その他の形状
であってもよい。The shapes of the start end 12a and the end 12b are not limited to rectangular shapes, but may be triangular shapes.
The shape may be a polygonal shape or a trapezoidal shape, or may be another shape.
【００２３】このように、始端部１２ａ及び終端部１２
ｂで幅を広くすることにより、磁界集中が減るのでその
部分のインダクタンスが低下し、また、面積が大きくな
るのでその部分のキャパシタンスが増大する。逆に、中
央部１２ｃで幅を狭くすることにより、磁界が集中して
その部分のインダクタンスが増大し、また、面積が小さ
くなるのでその部分のキャパシタンスが低下する。この
ように、電位の高い両端部１２ａ及び１２ｂをよりキャ
パシティブとし、電位の低い中央部１２ｃをよりインダ
クティブとすることにより、共振周波数が低下させ、マ
イクロストリップアンテナ全体の寸法をより小型化させ
ている。しかも、誘電体基板１０として、高価な誘電体
材料を用いる必要がなく、低コストの一般的な誘電体材
料を使用するのみでよいため、全体の製造コストも低く
抑えられる。As described above, the start end 12a and the end 12
By increasing the width in b, the magnetic field concentration is reduced and the inductance of the portion is reduced, and the area is increased and the capacitance of the portion is increased. Conversely, by reducing the width at the central portion 12c, the magnetic field concentrates and the inductance of the portion increases, and the area decreases, so that the capacitance of the portion decreases. As described above, by making both ends 12a and 12b having a higher potential more capacitive and making the central portion 12c having a lower potential more inductive, the resonance frequency is reduced and the size of the entire microstrip antenna is further reduced. . Moreover, since it is not necessary to use an expensive dielectric material as the dielectric substrate 10 and only a low-cost general dielectric material needs to be used, the overall manufacturing cost can be kept low.
【００２４】図３は本発明のマイクロストリップアンテ
ナの他の実施形態におけるパッチパターンを示す平面図
である。FIG. 3 is a plan view showing a patch pattern in another embodiment of the microstrip antenna of the present invention.
【００２５】同図に示すように、本実施形態において、
パッチ電極３２のパッチパターンは、電流の流れる方向
３４に沿った軸線３５に対して線対称の形状を有してい
る。電流の流れる方向３４に沿った始端部３２ａ及び終
端部３２ｂは大きな幅（電流の流れる方向と直交する方
向の長さ）を有する長円形状に形成されており、中央部
３２ｃはこれより小さな幅を有するストリップ形状に形
成されている。As shown in FIG.
The patch pattern of the patch electrode 32 has a shape that is line-symmetric with respect to an axis 35 along a current flowing direction 34. The start end 32a and the end 32b along the current flowing direction 34 are formed in an oval shape having a large width (length in a direction orthogonal to the current flowing direction), and the central portion 32c has a smaller width. Is formed in a strip shape having
【００２６】給電端子３３は、電流の流れる方向３４に
沿った軸線上の任意の位置でパッチ電極３２に接続され
ている。The power supply terminal 33 is connected to the patch electrode 32 at an arbitrary position on the axis along the current flowing direction 34.
【００２７】本実施形態におけるその他の構成、変更態
様及び作用効果は、図１の実施形態の場合と全く同様で
ある。The other configurations, modifications, and operational effects of this embodiment are exactly the same as those of the embodiment of FIG.
【００２８】なお、始端部３２ａ及び終端部３２ｂの形
状は、長円形状に限定されるものではなく、円形形状で
あってもよいし、その他の形状であってもよい。Note that the shapes of the start end 32a and the end 32b are not limited to elliptical shapes, and may be circular or other shapes.
【００２９】図４は本発明のマイクロストリップアンテ
ナのさらに他の実施形態におけるパッチパターンを示す
平面図である。FIG. 4 is a plan view showing a patch pattern in still another embodiment of the microstrip antenna of the present invention.
【００３０】同図に示すように、本実施形態において、
パッチ電極４２のパッチパターンは、中心線４５に対し
て非線対称であるが、中心点４６に対して点対称のＳ字
形状を有している。電流の流れる方向に沿った始端部４
２ａ及び終端部４２ｂは大きな幅（電流の流れる方向と
直交する方向の長さ）を有する矩形形状に形成されてお
り、中央部４２ｃはこれより小さな幅を有するストリッ
プ形状に形成されている。As shown in FIG.
The patch pattern of the patch electrode 42 is non-linearly symmetric with respect to the center line 45, but has an S-shape that is point symmetric with respect to the center point 46. Beginning end 4 along the direction of current flow
The 2a and the terminating portion 42b are formed in a rectangular shape having a large width (length in a direction perpendicular to the direction in which current flows), and the central portion 42c is formed in a strip shape having a smaller width.
【００３１】給電端子４３は、中心線４５から偏移した
任意の位置でパッチ電極４２の終端部４２ｂに接続され
ている。The power supply terminal 43 is connected to the terminal end 42b of the patch electrode 42 at an arbitrary position deviated from the center line 45.
【００３２】λ／２アンテナの場合、電極パターンが非
線対称形状であると、直交共振モードが励起されること
から交差偏波成分が出力されてしまう可能性がある。し
かしながら、本発明のマイクロストリップアンテナのご
とき小型のアンテナでは、パッチパターンの軸対称性は
さほど要求されず、むしろ、本実施形態のように点対称
のＳ字形状のパッチパターンとすることにより、同じ面
積内で、小さな幅を有する中央部４２ｃの長さをより大
きく取れ、さらに、始端部４２ａ及び終端部４２ｂの面
積をより大きく取ることができる。その結果、電位の低
い中央部４２ｃのインダクタンスをさらに大きくし、電
位の高い両端部４２ａ及び４２ｂのキャパシタンスをさ
らに大きくすることにより、共振周波数をより低下さ
せ、さらなる小型化を図ることが可能である。In the case of a λ / 2 antenna, if the electrode pattern has a non-linearly symmetric shape, a cross-polarization component may be output because the orthogonal resonance mode is excited. However, in a small antenna such as the microstrip antenna of the present invention, the axial symmetry of the patch pattern is not so much required, but rather, by using a point-symmetric S-shaped patch pattern as in the present embodiment, the same effect can be obtained. Within the area, the length of the central portion 42c having a small width can be increased, and the area of the start end 42a and the end 42b can be increased. As a result, it is possible to further reduce the resonance frequency and further reduce the size by further increasing the inductance of the central portion 42c having a lower potential and further increasing the capacitance of the both ends 42a and 42b having the higher potential. .
【００３３】本実施形態におけるその他の構成、変更態
様及び作用効果は、図１の実施形態の場合と全く同様で
ある。The other configurations, modifications, and effects of this embodiment are exactly the same as those of the embodiment of FIG.
【００３４】図５は本発明のマイクロストリップアンテ
ナのまたさらに他の実施形態におけるパッチパターンを
示す平面図である。FIG. 5 is a plan view showing a patch pattern in still another embodiment of the microstrip antenna of the present invention.
【００３５】同図に示すように、本実施形態において、
パッチ電極５２のパッチパターンは、中心線５５に対し
て非線対称であるが、中心点５６に対して点対称のより
複雑なＳ字形状を有している。電流の流れる方向に沿っ
た始端部５２ａ及び終端部５２ｂは大きな幅（電流の流
れる方向と直交する方向の長さ）を有する矩形形状に形
成されており、これらをはるかに小さな幅を有するスト
リップ部５２ｃで接続するように形成されている。As shown in FIG.
The patch pattern of the patch electrode 52 is non-symmetric with respect to the center line 55, but has a more complicated S-shape that is point-symmetric with respect to the center point 56. The start end 52a and the end 52b along the direction in which the current flows are formed in a rectangular shape having a large width (length in a direction orthogonal to the direction in which the current flows), and these are formed into strip portions having a much smaller width. It is formed so as to be connected at 52c.
【００３６】給電端子５３は、中心線５５から偏移した
任意の位置でパッチ電極５２のストリップ部５２ｃに接
続されている。The power supply terminal 53 is connected to the strip portion 52c of the patch electrode 52 at an arbitrary position shifted from the center line 55.
【００３７】本実施形態では、より複雑化したＳ字形状
のパッチパターンであるため、同じ面積内で、小さな幅
を有するストリップ部５２ｃの長さをさらにより大きく
取れるので、電位の低いこの部分のインダクタンスをさ
らに大きくすることができ、共振周波数をより低下さ
せ、さらなる小型化を図ることが可能である。In this embodiment, since the S-shaped patch pattern is more complicated, the length of the strip portion 52c having a small width can be further increased within the same area. The inductance can be further increased, the resonance frequency can be further reduced, and the size can be further reduced.
【００３８】本実施形態におけるその他の構成、変更態
様及び作用効果は、図４の実施形態の場合と全く同様で
ある。The other configurations, modifications and operational effects of this embodiment are exactly the same as those of the embodiment of FIG.
【００３９】図６は本発明のマイクロストリップアンテ
ナのさらに他の実施形態におけるパッチパターンを示す
平面図である。FIG. 6 is a plan view showing a patch pattern in still another embodiment of the microstrip antenna of the present invention.
【００４０】同図に示すように、本実施形態において、
パッチ電極６２のパッチパターンは、電流の流れる方向
６４に沿った第１の中心線６５ａ及びこの中心線６５ａ
に直交する第２の中心線６５ｂの方向にそれぞれ伸びる
略十字形状を有している。電流の流れる方向６４に沿っ
た始端部６２ａ及び終端部６２ｂは大きな幅（電流の流
れる方向と直交する方向の長さ）を有する台形形状に形
成されており、中央部６２ｃはこれより小さな幅を有す
るストリップ形状に形成されている。また、電流の流れ
る方向６４とは直交する方向に沿った始端部６２ｄ及び
終端部６２ｅは大きな幅を有する台形形状に形成されて
おり、中央部６２ｆはこれより小さな幅を有するストリ
ップ形状に形成されている。As shown in FIG.
The patch pattern of the patch electrode 62 includes a first center line 65a along the current flowing direction 64 and the center line 65a.
And has a substantially cross shape extending in the direction of the second center line 65b orthogonal to. The start and end portions 62a and 62b along the current flowing direction 64 are formed in a trapezoidal shape having a large width (length in a direction orthogonal to the current flowing direction), and the central portion 62c has a smaller width. It is formed in a strip shape. Further, a start end 62d and an end 62e along a direction orthogonal to the direction 64 of current flow are formed in a trapezoidal shape having a large width, and a central portion 62f is formed in a strip shape having a smaller width. ing.
【００４１】給電端子６３は、第１の中心線６５ａ上の
任意の位置（中心点を除く）でパッチ電極６２に接続さ
れている。The power supply terminal 63 is connected to the patch electrode 62 at an arbitrary position (excluding the center point) on the first center line 65a.
【００４２】本実施形態のパッチパターンは、２つのパ
ターンを互いに交差させて配置しているが、その際、直
交する２つの同じ周波数の共振モードを結合すべく、上
下左右の対称形状をわずかに崩した形状となっている。
具体的には、中央部６２ｃ及び６２ｆの形状が第１及び
第２の中心線６５ａ及び６５ｂに対して左右及び上下対
称とならないように構成している。これにより、直交す
る２つの共振モードを結合させ、帯域を大幅に拡大させ
ている。In the patch pattern of this embodiment, the two patterns are arranged so as to intersect with each other. In this case, in order to couple two orthogonal resonance modes having the same frequency, the upper, lower, left and right symmetric shapes are slightly changed. It has a collapsed shape.
Specifically, the configuration is such that the shapes of the central portions 62c and 62f are not left-right and vertically symmetric with respect to the first and second center lines 65a and 65b. Thereby, the two orthogonal resonance modes are coupled, and the band is greatly expanded.
【００４３】なお、始端部６２ａ及び６２ｄ並びに終端
部６２ｂ及び６２ｅの形状は、台形形状に限定されるも
のではなく、三角形状、矩形形状又は多角形状であって
もよいし、その他の形状であってもよい。The shapes of the start portions 62a and 62d and the end portions 62b and 62e are not limited to trapezoidal shapes, but may be triangular, rectangular, polygonal, or other shapes. You may.
【００４４】本実施形態におけるその他の構成、変更態
様及び作用効果は、図１の実施形態の場合と全く同様で
ある。The other configurations, modifications and operational effects of this embodiment are exactly the same as those of the embodiment of FIG.
【００４５】図７は本発明のマイクロストリップアンテ
ナのさらに他の実施形態におけるパッチパターンを示す
平面図である。FIG. 7 is a plan view showing a patch pattern in still another embodiment of the microstrip antenna of the present invention.
【００４６】同図に示すように、本実施形態において、
パッチ電極７２のパッチパターンは、第１の中心線７５
ａ及びこの中心線７５ａに直交する第２の中心線７５ｂ
の方向にそれぞれ伸びる２つの略Ｓ字形状のパターンを
交差させた形状を有している。第１の中心線７５ａに沿
った始端部７２ａ及び終端部７２ｂは大きな幅（電流の
流れる方向と直交する方向の長さ）を有する矩形形状に
形成されており、これらをはるかに小さな幅を有するス
トリップ部７２ｃで接続するように形成されている。ま
た、この中心線７５ａに直交する第２の中心線７５ｂの
方向に沿った始端部７２ｄ及び終端部７２ｅは大きな幅
を有する矩形形状に形成されており、これらをはるかに
小さな幅を有するストリップ部７２ｆで接続するように
形成されている。As shown in FIG.
The patch pattern of the patch electrode 72 has a first center line 75.
a and a second center line 75b orthogonal to the center line 75a
, And two substantially S-shaped patterns extending in the directions of. The start end 72a and the end 72b along the first center line 75a are formed in a rectangular shape having a large width (length in a direction perpendicular to the direction in which current flows), and have a much smaller width. It is formed so as to be connected by the strip portion 72c. The start end 72d and the end 72e in the direction of the second center line 75b orthogonal to the center line 75a are formed in a rectangular shape having a large width. It is formed so as to be connected at 72f.
【００４７】給電端子７３は、第１の中心線７５ａから
偏移した任意の位置でパッチ電極７２の終端部７２ｅに
接続されている。The power supply terminal 73 is connected to the terminal end 72e of the patch electrode 72 at an arbitrary position deviated from the first center line 75a.
【００４８】本実施形態においても、２つのパターンを
互いに交差させて配置しているが、その際、直交する２
つの同じ周波数の共振モードを結合すべく、上下左右の
対称形状をわずかに崩した形状となっている。具体的に
は、ストリップ部７２ｃ及び７２ｆの形状が第１及び第
２の中心線７５ａ及び７５ｂに対して左右及び上下対称
とならないように構成している。これにより、直交する
２つの共振モードを結合させ、帯域を大幅に拡大させて
いる。Also in this embodiment, two patterns are arranged so as to intersect with each other.
In order to couple two resonance modes of the same frequency, the shape is slightly broken from the symmetrical shape in the upper, lower, left and right directions. Specifically, the configuration is such that the shapes of the strip portions 72c and 72f are not symmetrical left and right and up and down with respect to the first and second center lines 75a and 75b. Thereby, the two orthogonal resonance modes are coupled, and the band is greatly expanded.
【００４９】なお、始端部７２ａ及び７２ｄ並びに終端
部７２ｂ及び７２ｅの形状は、矩形形状に限定されるも
のではなく、三角形状、多角形状、台形形状、円形状又
は長円形状であってもよいし、その他の形状であっても
よい。The shapes of the start end portions 72a and 72d and the end portions 72b and 72e are not limited to rectangular shapes, but may be triangular, polygonal, trapezoidal, circular or oval. However, other shapes may be used.
【００５０】本実施形態におけるその他の構成、変更態
様及び作用効果は、図１の実施形態の場合と全く同様で
ある。The other configurations, modifications, and effects of this embodiment are exactly the same as those of the embodiment shown in FIG.
【００５１】以上述べた実施形態におけるマイクロスト
リップアンテナは、誘電体基板の裏面に設置電極を、表
面にパッチ電極をそれぞれ形成した構造を有している
が、誘電体基板を設けることなく空気を介して設置電極
とパッチ電極とが対向するようにこれらを支持固定する
ような構造のマイクロストリップアンテナに対しても本
発明は適用可能である。このように誘電体層に空気層を
用いれば、誘電体材料が全く不要であるため、製造コス
トを大幅に低減することができる。The microstrip antenna according to the above-described embodiment has a structure in which the installation electrode is formed on the back surface of the dielectric substrate and the patch electrode is formed on the front surface, respectively. The present invention is also applicable to a microstrip antenna having a structure in which the installation electrode and the patch electrode are supported and fixed so that they face each other. If an air layer is used as the dielectric layer in this way, no dielectric material is required, and the manufacturing cost can be significantly reduced.
【００５２】以上述べた実施形態は全て本発明を例示的
に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明
は他の種々の変形態様及び変更態様で実施することがで
きる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲及びその均
等範囲によってのみ規定されるものである。The embodiments described above all show the present invention by way of example and not by way of limitation, and the present invention can be embodied in various other modified and modified forms. Therefore, the scope of the present invention is defined only by the appended claims and their equivalents.
【００５３】[0053]
【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明では、
パッチパターンとして、電流の流れる方向に沿った始端
部及び終端部が大きな幅を有しており、中央部が小さな
幅を有するように構成している。端部では、幅を広くす
ることにより、磁界集中が減るのでその部分のインダク
タンスが低下し、また、面積が大きくなるのでその部分
のキャパシタンスが増大する。逆に、中央部では、幅を
狭くすることにより、磁界が集中してその部分のインダ
クタンスが増大し、また、面積が小さくなるのでその部
分のキャパシタンスが低下する。このように、電位の高
い端部をよりキャパシティブとし、電位の低い中央部を
よりインダクティブとすることにより、共振周波数が低
下する。その結果、マイクロストリップアンテナの寸法
がより小型化される。しかも、その際に、電極間に高価
な誘電体層を用いる必要がなく、空気層又は低コストの
一般的な誘電体材料によって形成された誘電体基板を使
用するのみでよい。即ち、本発明によれば、マイクロス
トリップアンテナを低コストとしかつその小型化を図る
ことができる。As described in detail above, in the present invention,
The patch pattern is configured such that the start end and the end along the direction in which current flows have a large width and the center has a small width. At the end, by increasing the width, the magnetic field concentration is reduced, so that the inductance of the portion is reduced, and the area is increased, so that the capacitance of the portion is increased. Conversely, in the central portion, by reducing the width, the magnetic field is concentrated and the inductance of the portion increases, and the area decreases, so that the capacitance of the portion decreases. As described above, the resonance frequency is lowered by making the high potential end more capacitive and the low potential central part more inductive. As a result, the size of the microstrip antenna is further reduced. Moreover, at this time, it is not necessary to use an expensive dielectric layer between the electrodes, and only an air layer or a dielectric substrate formed of a low-cost general dielectric material may be used. That is, according to the present invention, the microstrip antenna can be reduced in cost and its size can be reduced.
【図１】本発明のマイクロストリップアンテナの一実施
形態における構成を概略的に示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view schematically showing a configuration of a microstrip antenna according to an embodiment of the present invention.
【図２】図１のパッチパターンを示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing the patch pattern of FIG.
【図３】本発明のマイクロストリップアンテナの他の実
施形態におけるパッチパターンを示す平面図である。FIG. 3 is a plan view showing a patch pattern in another embodiment of the microstrip antenna of the present invention.
【図４】本発明のマイクロストリップアンテナのさらに
他の実施形態におけるパッチパターンを示す平面図であ
る。FIG. 4 is a plan view showing a patch pattern in still another embodiment of the microstrip antenna of the present invention.
【図５】本発明のマイクロストリップアンテナのまたさ
らに他の実施形態におけるパッチパターンを示す平面図
である。FIG. 5 is a plan view showing a patch pattern in still another embodiment of the microstrip antenna of the present invention.
【図６】本発明のマイクロストリップアンテナのさらに
他の実施形態におけるパッチパターンを示す平面図であ
る。FIG. 6 is a plan view showing a patch pattern in still another embodiment of the microstrip antenna of the present invention.
【図７】本発明のマイクロストリップアンテナのさらに
他の実施形態におけるパッチパターンを示す平面図であ
る。FIG. 7 is a plan view showing a patch pattern in still another embodiment of the microstrip antenna of the present invention.
１０ 誘電体基板 １１ 接地電極 １２、３２、４２、５２、６２、７２ パッチ電極 １２ａ、３２ａ、４２ａ、５２ａ、６２ａ、６２ｄ、７
２ａ、７２ｄ 始端部 １２ｂ、３２ｂ、４２ｂ、５２ｂ、６２ｂ、６２ｅ、７
２ｂ、７２ｅ 終端部 １２ｃ、３２ｃ、４２ｃ、６２ｃ、６２ｆ 中央部 １３、３３、４３、５３、６３、７３ 給電端子 １４、３４、６４ 電流の流れる方向 １５ 軸線 ４５、５５、６５ａ、６５ｂ、７５ａ、７５ｂ 中心線 ４６、５６ 中心点 ５２ｃ、７２ｃ、７２ｆ ストリップ部Reference Signs List 10 Dielectric substrate 11 Ground electrode 12, 32, 42, 52, 62, 72 Patch electrode 12a, 32a, 42a, 52a, 62a, 62d, 7
2a, 72d Start end 12b, 32b, 42b, 52b, 62b, 62e, 7
2b, 72e Terminal part 12c, 32c, 42c, 62c, 62f Central part 13, 33, 43, 53, 63, 73 Power supply terminal 14, 34, 64 Current flowing direction 15 Axis 45, 55, 65a, 65b, 75a, 75b Center line 46, 56 Center point 52c, 72c, 72f Strip section
Claims (10)
支持された接地電極とパッチ電極とを備えており、該パ
ッチ電極は、電流の流れる方向に沿った始端部及び終端
部の幅が大きく、中央部の幅がこれより小さいリアクタ
ンス装荷パターンを有していることを特徴とするマイク
ロストリップアンテナ。A ground electrode and a patch electrode supported so as to face each other via a dielectric layer, wherein the patch electrode has a width at a start end and a width at an end along a direction in which current flows. A microstrip antenna having a reactance loading pattern that is large and has a smaller width at the center.
徴とする請求項１に記載のマイクロストリップアンテ
ナ。2. The microstrip antenna according to claim 1, wherein the dielectric layer is an air layer.
された誘電体基板であり、前記接地電極が該誘電体基板
の裏面に形成されており、前記パッチ電極が該誘電体基
板の表面に形成されていることを特徴とする請求項１に
記載のマイクロストリップアンテナ。3. The dielectric substrate, wherein the dielectric layer is formed of a dielectric material, the ground electrode is formed on a back surface of the dielectric substrate, and the patch electrode is formed on a surface of the dielectric substrate. The microstrip antenna according to claim 1, wherein the microstrip antenna is formed.
の流れる方向に沿った軸線について線対称形状を有して
いることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に
記載のマイクロストリップアンテナ。4. The microstrip antenna according to claim 1, wherein the reactance loading pattern has a line-symmetric shape with respect to an axis along a direction in which a current flows.
端部及び前記終端部が、それぞれ矩形形状であることを
特徴とする請求項４に記載のマイクロストリップアンテ
ナ。5. The microstrip antenna according to claim 4, wherein each of the start end and the end of the reactance loading pattern has a rectangular shape.
端部及び前記終端部が、それぞれ円形又は長円形状であ
ることを特徴とする請求項４に記載のマイクロストリッ
プアンテナ。6. The microstrip antenna according to claim 4, wherein the start end and the end of the reactance loading pattern have a circular or oval shape, respectively.
ッチ電極の中心点について点対称形状を有していること
を特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のマ
イクロストリップアンテナ。7. The microstrip antenna according to claim 1, wherein the reactance loading pattern has a point-symmetric shape with respect to a center point of the patch electrode.
の略Ｓ字形状であることを特徴とする請求項７に記載の
マイクロストリップアンテナ。8. The microstrip antenna according to claim 7, wherein the reactance loading pattern has a single substantially S-shape.
に直交する２つの略Ｓ字形状から構成されていることを
特徴とする請求項７に記載のマイクロストリップアンテ
ナ。9. The microstrip antenna according to claim 7, wherein the reactance loading pattern comprises two substantially S-shaped shapes orthogonal to each other.
交する略十字形状から構成されていることを特徴とする
請求項７に記載のマイクロストリップアンテナ。10. The microstrip antenna according to claim 7, wherein the reactance loading pattern has a substantially cross shape that is orthogonal.
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1605397A2 (en) * | 2004-06-11 | 2005-12-14 | Hitachi, Ltd. | Radio frequency IC tag and method for manufacturing the same |
| WO2007084080A1 (en) * | 2006-01-17 | 2007-07-26 | Nanyang Technological University | Antennas |
| JP2011114705A (en) * | 2009-11-27 | 2011-06-09 | Toshiba Corp | Coupler apparatus and coupling element |
| JP2011130376A (en) * | 2009-12-21 | 2011-06-30 | Toshiba Corp | Coupler, and wireless communication device using coupler |
| EP2733784A1 (en) | 2012-11-19 | 2014-05-21 | Fujitsu Limited | Planar inverted-F antenna |
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1999
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Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1605397A2 (en) * | 2004-06-11 | 2005-12-14 | Hitachi, Ltd. | Radio frequency IC tag and method for manufacturing the same |
| EP1605397A3 (en) * | 2004-06-11 | 2006-02-08 | Hitachi, Ltd. | Radio frequency IC tag and method for manufacturing the same |
| KR100721083B1 (en) * | 2004-06-11 | 2007-05-22 | 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼 | Radio frequency ic tag and method for manufacturing the same |
| US7405664B2 (en) | 2004-06-11 | 2008-07-29 | Hitachi, Ltd. | Radio frequency IC tag and method for manufacturing the same |
| WO2007084080A1 (en) * | 2006-01-17 | 2007-07-26 | Nanyang Technological University | Antennas |
| US7907091B2 (en) | 2006-01-17 | 2011-03-15 | Nanyang Technological University | Antennas |
| JP2011114705A (en) * | 2009-11-27 | 2011-06-09 | Toshiba Corp | Coupler apparatus and coupling element |
| JP2011130376A (en) * | 2009-12-21 | 2011-06-30 | Toshiba Corp | Coupler, and wireless communication device using coupler |
| EP2733784A1 (en) | 2012-11-19 | 2014-05-21 | Fujitsu Limited | Planar inverted-F antenna |
| JP2014103515A (en) * | 2012-11-19 | 2014-06-05 | Fujitsu Ltd | Planar inverted-f antenna |
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