JP2002151945A

JP2002151945A - 平面アンテナ

Info

Publication number: JP2002151945A
Application number: JP2000341878A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Kawasaki; 繁男川▲崎▼; Hideki Urabe; 秀樹浦邊; Kazuhisa Iwasaki; 和久岩崎
Original assignee: Stanley Electric Co Ltd
Current assignee: Stanley Electric Co Ltd
Priority date: 2000-11-09
Filing date: 2000-11-09
Publication date: 2002-05-24

Abstract

(57)【要約】【課題】送受信用のアンテナにおいて、アンテナ全体
の面積を変えることなく、利得及び実効開口面積を増や
せるようにする。【解決手段】多層基板の第１層１に複数のパッチアン
テナ素子４をパターン形成し、第２層２の接地面に複数
のスロットアンテナ素子６をパッチアンテナ素子４と重
ならないように形成する。そして、第３層のマイクロス
トリップ線路７からスロットアンテナ素子６に給電し、
パッチアンテナ素子４の給電はスロットアンテナ素子６
と同じかあるいは別系統で行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高周波の送受信機
に使用されるアンテナ、特に小型移動体通信機に適した
平面アンテナに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図３は基板上に形成した従来のパッチア
ンテナを示す図である。これは、パッチアンテナアレイ
として形成されたもので、基板１０１の表面に方形のパ
ッチアンテナ素子１０２が複数個形成されており、基板
１０１の裏面は接地面（グランド（ＧＮＤ）面）となっ
ている。

【０００３】上記のパッチアンテナアレイは、平面上に
方形あるいは円形のパッチアンテナ素子１０２を規則的
に並べたもので、給電は同じ面から行うか、あるいは反
対側の裏面から行うようになっている。

【０００４】図４は従来のスロットアンテナアレイを示
す図であり、（ａ）は基板１０１の表面側、（ｂ）は裏
面側をそれぞれ示している。基板１０１の表面は接地面
（放射面）となっており、この面に複数のスロットアン
テナ素子１０３が形成されている。基板１０１の裏面は
給電面となっており、この面にスロットアンテナ素子１
０３の給電用のストリップ線路１０４が形成されてい
る。

【０００５】上記のスロットアンテナアレイは、平面上
にスロットアンテナ素子１０３を規則的に並べたもの
で、給電は反対面のストリップ線路１０４から行うよう
になっている。

【０００６】また、図５は多層基板に形成した従来のマ
イクロストリップアンテナを示す図であり、（ａ）は第
１層１１１、（ｂ）は第２層１１２、（ｃ）は第３層１
１３を示している。１層目の各パッチアンテナ素子１１
４は給電ピン１１５が設けられ、２層目の接地面（ＧＮ
Ｄ面）の対応する部分にも給電ピン１１６が設けられて
いる。そして、３層目の裏面に設けられたマイクロスト
リップ線路１１７から各給電ピン１１５，１１６を通し
て１層目の表面の各パッチアンテナ素子１１４に給電が
行われる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な従来の平面アンテナにおいては、方形あるいは円形パ
ッチアンテナ素子でアンテナアレイを実現するために
は、ある特定の距離を置いてアンテナ素子を規則的に並
べるが、アンテナアレイの利得や実効開口面積は方形あ
るいは円形アンテナ素子の数を増やす必要があり、アン
テナ全体の大きさが大きくなってしまう。

【０００８】また、スロットアンテナ素子でアンテナア
レイを実現するためには、ある特定の距離を置いてアン
テナ素子を規則的に並べるが、アンテナアレイの利得や
実効開口面積はスロットアンテナ素子の個数によって決
定され、これらを増やすためにはアンテナ素子の数を増
やす必要があり、同様にアンテナ全体の大きさが大きく
なってしまう。

【０００９】本発明は、上記のような問題点に着目して
なされたもので、アンテナ全体の面積を変えることな
く、利得及び実効開口面積を増やすことができる平面ア
ンテナを提供することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明に係る平面アンテ
ナは、次のように構成したものである。

【００１１】（１）多層基板の異なる層にそれぞれ種類
の相違するアンテナ素子を設けた。

【００１２】（２）上記（１）において、多層基板の第
１層目にパッチアンテナ素子を形成し、第２層目を接地
面としかつスロットアンテナ素子を形成した。

【００１３】（３）上記（２）において、スロットアン
テナ素子を第１層目のパッチアンテナ素子と層方向で重
ならないように配置した。

【００１４】（４）上記（２）または（３）において、
パッチアンテナ素子の給電を第１層目のマイクロストリ
ップ線路から行うようにした。

【００１５】（５）上記（２）または（３）において、
パッチアンテナ素子の給電を第３層目からピン給電で行
うようにした。

【００１６】（６）上記（２）ないし（５）何れかにお
いて、スロットアンテナ素子の給電を第３層目のマイク
ロストリップ線路から行うようにした。

【００１７】（７）上記（２）または（３）において、
パッチアンテナ素子の給電とスロットアンテナ素子の給
電を同一線路から行うようにした。

【００１８】（８）上記（２）ないし（６）何れかにお
いて、パッチアンテナ素子の給電とスロットアンテナ素
子の給電を分けて行うようにした。

【００１９】（９）上記（８）において、パッチアンテ
ナ素子とスロットアンテナ素子の何れか一方を送信用、
もう一方を受信用とした。

【００２０】（１０）上記（７）において、パッチアン
テナ素子の給電を第３層目からピン給電により行うとと
もに、同第３層目のスロットアンテナ素子の給電も同じ
ピン給電により行うようにした。

【００２１】（１１）上記（２）ないし（１０）何れか
において、スロットアンテナ素子を複数個に分けて互い
に並列方向に配置した。

【００２２】（１２）上記（２）ないし（１０）何れか
において、スロットアンテナ素子を複数個に分けて何れ
かを互いに垂直方向に配置した。

【００２３】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施例の構成を示
す図である。本実施例の平面アンテナは、多層基板（こ
こでは３層プリント基板）の異なる層にそれぞれ種類の
相違するアンテナ素子（ここではパッチアンテナ素子と
スロットアンテナ素子）を設けたものである。

【００２４】図１において、１，２，３はそれぞれ３層
基板の第１層，第２層，第３層、４は第１層１にパター
ン形成した複数のパッチアンテナ素子、５はこのパッチ
アンテナ素子４の給電点、６は第２層２の接地面（ＧＮ
Ｄ面）に形成した複数のスロットアンテナ素子で、互い
に平行方向に配置され、かつ第１層１のパッチアンテナ
層４とは層方向で重ならないように配置されている。７
はスロットアンテナ素子６の給電用のマイクロストリッ
プ線路で、第３層３に設けられている。８はそのスロッ
トアンテナ素子６の給電点である。

【００２５】本実施例では、多層基板を使用して、２種
類のアンテナ、つまりパッチアンテナとスロットアンテ
ナを共存させている。図の例では、第１層目にパッチア
ンテナ素子４を配置し、第２層目は接地面としている。
そして、第２層目の接地面にスロットアンテナ素子６を
第１層目のパッチアンテナ素子４の隙間となるように配
置している。したがって、アンテナ全体の面積を変える
ことなく、２つのアンテナアレイの共存を実現すること
ができる。

【００２６】ここで、上記パッチアンテナ素子４の給電
は、図示していないが第１層目のマイクロストリップ線
路で行うか、あるいはピン給電により第３層目から行う
ようにする。また、スロットアンテナ素子６の給電は、
図示のように第３層目のマイクロストリップ線路７から
行うようにする。

【００２７】また、パッチアンテナ素子４の給電とスロ
ットアンテナ素子６の給電は分けても同一線路から行う
ようにしても良いが、パッチアンテナとスロットアンテ
ナの給電を分けることにより、２つのアンテナを共存さ
せることができるとともに、何れか一方を送信用、もう
一方を受信用とすることができる。

【００２８】また、パッチアンテナとスロットアンテナ
の給電線を接続することにより、利得と実効開口面積が
２倍となる。

【００２９】このように、パッチアンテナとスロットア
ンテナを組み合わせることにより、アンテナ全体の面積
を変えることなく、利得及び実効開口面積を増やすこと
ができる。また、パッチアンテナとスロットアンテナの
給電を別とすることにより、アンテナ全体の面積を変え
ることなく、送受信アンテナを分けることが可能とな
る。

【００３０】図２は本発明の他の実施例の構成を示す図
である。同図中、図１と同一符号は同一構成要素を示し
ているので重複する説明は省略するが、本実施例では複
数のスロットアンテナ素子６の何れかを互いに垂直方向
に配置しており、その配置位置に合わせて第３層目のマ
イクロストリップ線路７の形状を変えている。

【００３１】図１の実施例では、スロットアンテナ素子
６を並列に配置することにより垂直・水平偏波に対応さ
せているが、図２の本実施例では、スロットアンテナ素
子６を直角に配置することにより円偏波に対応させてい
る。

【００３２】なお、本発明は、ＶＩＣＳ、ＥＴＣなど高
周波を使用した受信、送信回路のアンテナ、衛生を使用
した送受信機のアンテナ、小型移動体通信機（携帯電
話、ＰＨＳ、トランシーバー）等のアンテナに適用可能
である。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
アンテナ全体の面積を変えることなく、利得及び実効開
口面積を増やすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の構成を示す図

【図２】本発明の他の実施例の構成を示す図

【図３】従来のパッチアンテナアレイを示す図

【図４】従来のスロットアンテナアレイを示す図

【図５】従来の多層基板にアンテナを形成した例を示
す図

【図６】図５の多層基板の断面構造を示す図

【符号の説明】

１第１層２第２層３第３層４パッチアンテナ素子５給電点６スロットアンテナ素子７マイクロストリップ線路８給電点

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｑ 21/30 Ｈ０１Ｑ 21/30 (72)発明者岩崎和久東京都目黒区中目黒２丁目９番13号スタンレー電気株式会社内Ｆターム(参考） 5J021 AA09 AB05 AB06 CA06 GA08 HA05 HA07 HA10 JA07 5J045 AA05 AB05 DA06 DA10 EA07 FA02 MA07 NA01 5J046 AA04 AB13 QA02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】多層基板の異なる層にそれぞれ種類の相
違するアンテナ素子を設けて成ることを特徴とする平面
アンテナ。
【請求項２】多層基板の第１層目にパッチアンテナ素
子を形成し、第２層目を接地面としかつスロットアンテ
ナ素子を形成したことを特徴とする請求項１記載の平面
アンテナ。
【請求項３】スロットアンテナ素子を第１層目のパッ
チアンテナ素子と層方向で重ならないように配置したこ
とを特徴とする請求項２記載の平面アンテナ。
【請求項４】パッチアンテナ素子の給電を第１層目の
マイクロストリップ線路から行うことを特徴とする請求
項２または３記載の平面アンテナ。
【請求項５】パッチアンテナ素子の給電を第３層目か
らピン給電で行うことを特徴とする請求項２または３記
載の平面アンテナ。
【請求項６】スロットアンテナ素子の給電を第３層目
のマイクロストリップ線路から行うことを特徴とする請
求項２ないし５何れか記載の平面アンテナ。
【請求項７】パッチアンテナ素子の給電とスロットア
ンテナ素子の給電を同一線路から行うことを特徴とする
請求項２または３記載の平面アンテナ。
【請求項８】パッチアンテナ素子の給電とスロットア
ンテナ素子の給電を分けて行うことを特徴とする請求項
２ないし６何れか記載の平面アンテナ。
【請求項９】パッチアンテナ素子とスロットアンテナ
素子の何れか一方を送信用、もう一方を受信用としたこ
とを特徴とする請求項８記載の平面アンテナ。
【請求項１０】パッチアンテナ素子の給電を第３層目
からピン給電により行うとともに、同第３層目のスロッ
トアンテナ素子の給電も同じピン給電により行うことを
特徴とする請求項７記載の平面アンテナ。
【請求項１１】スロットアンテナ素子を複数個に分け
て互いに並列方向に配置したことを特徴とする請求項２
ないし１０何れか記載の平面アンテナ。
【請求項１２】スロットアンテナ素子を複数個に分け
て何れかを互いに垂直方向に配置したことを特徴とする
請求項２ないし１０何れか記載の平面アンテナ。