JP2002026634A - マイクロストリップアンテナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 マイクロストリップアンテナにおいて、複数
の周波数帯域を送受信可能とし、かつ設置スペースを小
さくする。 【解決手段】 第２アンテナ部２０上に、第１アンテナ
部１０を重ねて配置するので、複数の周波数帯域に応じ
た複数のマイクロストリップアンテナを別個に設ける必
要はなく、省スペース化できる。共通の給電線路である
同軸ケーブル５で給電するので配線を簡略化できる。第
２アンテナ部２０の周波数特性は、給電点Ｆを中心に第
１アンテナ部１０を旋回させることにより微調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロストリッ
プアンテナに関し、特に異なる２以上の周波数帯域の信
号を送受信可能なマイクロストリップアンテナに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】小型平面アンテナとして近年注目されて
いるマイクロストリップアンテナとしては、図６に示す
ように、裏面に接地導体板４３をもつ誘電体基板４２の
表面に、放射導体板４１を形成したものが一般的であ
る。図示のものは、放射導体板４１上の一点に給電線路
４５を直結して給電する一点給電方式のものである。

【０００３】この一点給電方式では、図７（ａ）のよう
に、放射導体板４１上で互いに直交する２つの対角線の
うち一方と放射導体板４１の縁部との交点に、凹部から
なる摂動素子３が形成されている。この摂動素子３によ
り、２つの対角線に対応する共振方向の２つの共振モー
ド＃１，＃２における電流の経路長に摂動が与えられ
て、縮退が解かれ、空間的に直交する２つのモード＃１
とモード＃２が発生する。そして図８に示すように、モ
ード＃１とモード＃２との振幅分布の交点が振幅の０．
７０７となるように摂動素子３の寸法を調整することに
より、モード＃１とモード＃２とで位相差９０度の振幅
の等しい直交電流が発生し、円偏波が励振される。放射
導体板の平面形状は図７（ｂ）の放射導体板５１のよう
に円形としてもよく、また摂動素子３は凹部でなく凸部
としてもよい。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年のＧＰ
Ｓ（Global Positioning System）の普及と、有料道路
自動料金収受システムの提案とにより、車両において周
波数帯域の異なる複数種類の円偏波信号を送受信する必
要が生じているが、複数の周波数帯域の信号を送受信す
るには、周波数特性の異なる複数のアンテナをそれぞれ
設置することが必要である。しかし、車両にあっては設
置スペースが限られているため、アンテナの設置スペー
スは小さくすることが望ましい。

【０００５】そこで本発明の目的は、複数の周波数帯域
の送受信が可能であって、かつ設置スペースが小さくて
済むマイクロストリップアンテナを提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】第１の本発明は、第１の
共振周波数を有する第１の放射導体板と、第２の共振周
波数を有する第２の放射導体板とを備えたマイクロスト
リップアンテナであって、前記第１の放射導体板と前記
第２の放射導体板との間には第１の誘電体基板を備え、
前記第２の放射導体板は第２の誘電体基板を挟んで接地
導体板と対向していることを特徴とするマイクロストリ
ップアンテナである。

【０００７】第１の本発明では、第２の放射導体板の上
に、第１の放射導体板および第１の誘電体基板を重ねて
配置するので、設置スペースの増加が厚さの増加分だけ
で済み、複数の周波数帯域に応じた複数のマイクロスト
リップアンテナを別個に設ける必要はなく、省スペース
化を図ることができる。

【０００８】第２の本発明は、第１の本発明のマイクロ
ストリップアンテナであって、前記第１の誘電体基板、
前記第２の放射導体板、前記第２の誘電体基板および前
記接地導体板を非接触状態で貫く給電線路を、前記第１
の放射導体板に直結すると共に、前記第１の誘電体基板
および前記第１の放射導体板を、前記給電線路を中心
に、前記第２の放射導体板、前記第２の誘電体基板およ
び前記接地導体板に対して相対的に旋回可能に保持した
ことを特徴とするマイクロストリップアンテナである。

【０００９】第２の本発明では、第１の誘電体基板およ
び第１の放射導体板を、給電線路を中心に、第２の放射
導体板、第２の誘電体基板および接地導体板に対して相
対的に旋回させることにより、主として第２の放射導体
板における周波数特性を微調整して良好な送受信を行う
ことができる。また、複数の周波数帯域の送受信を共通
の給電線路で実行できるので、配線を簡略化できる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施形態につい
て図面を参照して説明する。図１（ａ），（ｂ）におい
て、第１実施形態のアンテナ１は、円偏波受信用のマイ
クロストリップアンテナであり、第１の共振周波数ｆ１
を有する第１の放射導体板１１と、ｆ１より低い第２の
共振周波数ｆ２を有する第２の放射導体板２１とを備え
ている。

【００１１】第１の放射導体板１１は、第１の誘電体基
板１２の図中上面に形成されており、両者により第１ア
ンテナ部１０が構成される。また、第２の放射導体板２
１は、第２の誘電体基板２２の図中上面に形成され、他
方、第２の誘電体基板２２の図中下面には接地導体板２
３が形成されており、これらにより第２アンテナ部２０
が構成される。

【００１２】第１の放射導体板１１および第２の放射導
体板２１のそれぞれには、図２に示すように、各放射導
体板１１，２１の対角線の一方と各放射導体板１１，２
１の縁部との一対の交点のそれぞれに、切欠部からなる
摂動素子３が形成されている。

【００１３】第１の放射導体板１１上の一点には、同軸
ケーブル５（図１（ｂ）参照）の給電ピンが直結されて
給電点Ｆをなしている。同軸ケーブル５は、第１の誘電
体基板１２、第２の放射導体板２１、第２の誘電体基板
２２および接地導体板２３を非接触状態で貫いており、
これにより、第１アンテナ部１０は、給電ピンを中心
に、第２アンテナ部２０に対して相対的に旋回可能に保
持されている。

【００１４】以上のとおり構成されたアンテナ１では、
給電が行われると、摂動素子３の作用により、モード＃
１とモード＃２との励振方向の間に９０度の電気的位相
差が生成され、この状態で円偏波信号の送受信が行われ
る。

【００１５】しかして、本実施形態のアンテナ１では、
第２アンテナ部２０上に、第１アンテナ部１０を重ねて
配置するので、設置スペースの増加が第１アンテナ部１
０の厚さ分だけで済み、複数の周波数帯域に応じた複数
のマイクロストリップアンテナを別個に設ける必要はな
く、省スペース化を図ることができる。

【００１６】また、本実施形態では、図３に示すよう
に、第１アンテナ部１０を、給電点Ｆを中心に、第２ア
ンテナ部２０に対して相対的に旋回させることにより、
主として第２アンテナ部２０における周波数特性を微調
整して、良好な送受信を行うことができる。

【００１７】なお、第１アンテナ部１０と第２アンテナ
部２０との相対旋回角度の保持については、第１アンテ
ナ部１０の自重や第１アンテナ部１０と第２アンテナ部
２０との摩擦によって保持される構成や、給電線路５の
外装被覆（図示せず）と誘電体基板１２，２２の孔の内
周との摩擦により保持される構成とすることができ、さ
らには、第１アンテナ部１０と第２アンテナ部２０とを
上下から挟んで両者の位置関係を固定する例えばクラン
プ状の固定部材を用いてもよい。また、給電線路５の給
電ピンと給電点Ｆとを両者の間の導通を保ちつつ相対回
転可能に保持する適宜のコネクタあるいはボルトナット
を用いてもよい。

【００１８】また、本実施形態では、複数の周波数帯域
の送受信を共通の給電線路である同軸ケーブル５で実行
できるので、配線を簡略化できる。

【００１９】なお、本実施形態のように第２アンテナ部
２０の上に、第１アンテナ部１０を重ねて配置する場合
には、軸比（すなわち、円偏波を送受信する際の最大電
力と最小電力の比）が大きくなってしまう傾向がある。
しかしながら、これは摂動素子３の大きさと給電点Ｆの
位置とを適切に選択することにより改善することができ
る。後者については、例えば図４に示すように、モード
＃１およびモード＃２の励振方向に対して４５度だけ位
相を異にした対称軸３１または対称軸３２上であって、
エレメント長（略正方形である第１または第２の放射導
体板１１，２１の縦辺の長さ）の３／８以下、好ましく
は１／４だけ縁部から内側の位置とした場合に、良好な
送受信性能を得ることができる。なお、この図４の構成
においては、給電点をＦ１（またはＦ２）とした場合に
は右旋円偏波の受信（左旋円偏波の送信）を、また給電
点をＦ３（またはＦ４）とした場合には左旋円偏波の受
信（右旋円偏波の送信）を行うことができる。

【００２０】なお、上記実施形態では第１および第２の
放射導体板１１，２１をいずれも平面視正方形とした
が、このような構成に代えて、放射導体板を図５（ａ）
ないし（ｐ）のように、円形としたり、長方形とするな
ど、マイクロストリップアンテナの分野において従来公
知の種々の形状を採用できる。また、摂動素子３は凹部
でなく凸部としてもよく、さらには放射導体板の形状自
体を楕円形や菱形に形成することで摂動を得るような摂
動構造としてもよい。

【００２１】また、上記実施形態では２つの放射導体板
１１，２１を用いて２種類の周波数帯域の信号を受信可
能としたが、このような構成に代えて３つ以上の放射導
体板を誘電体基板を介して重ね合わせることにより、３
種類以上の周波数帯域の信号を送受信できる構成として
もよく、かかる構成も本発明の範疇に属するものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態のアンテナを示し、（ａ）
はその斜視図、（ｂ）はその断面図である。

【図２】 アンテナの分解状態を示す平面図である。

【図３】 アンテナの使用状態を示す平面図である。

【図４】 アンテナの変形例を示す平面図である。

【図５】 （ａ）ないし（ｐ）は放射導体板の他の構成
例を示す平面図である。

【図６】 従来のアンテナを示す斜視図である。

【図７】 （ａ）および（ｂ）は従来の放射導体板を示
す平面図である。

【図８】 従来のアンテナにおける振幅分布特性を示す
グラフである。

【符号の説明】

１ アンテナ、３ 摂動素子、５，４５ 同軸ケーブ
ル、１０ 第１アンテナ部、１１，２１，４１ 放射導
体板、１２，２２，４２ 誘電体基板、２０ 第２アン
テナ部、２３，４３ 接地導体板、Ｆ 給電点。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の共振周波数を有する第１の放射導
   体板と、第２の共振周波数を有する第２の放射導体板と
   を備えたマイクロストリップアンテナであって、 前記第１の放射導体板と前記第２の放射導体板との間に
   は第１の誘電体基板を備え、前記第２の放射導体板は第
   ２の誘電体基板を挟んで接地導体板と対向していること
   を特徴とするマイクロストリップアンテナ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のマイクロストリップア
   ンテナであって、 前記第１の誘電体基板、前記第２の放射導体板、前記第
   ２の誘電体基板および前記接地導体板を非接触状態で貫
   く給電線路を、前記第１の放射導体板に直結すると共
   に、 前記第１の誘電体基板および前記第１の放射導体板を、
   前記給電線路を中心に、前記第２の放射導体板、前記第
   ２の誘電体基板および前記接地導体板に対して相対的に
   旋回可能に保持したことを特徴とするマイクロストリッ
   プアンテナ。