JP2002198725A - アンテナ装置 - Google Patents

アンテナ装置

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JP2002198725A
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英克 浅井
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Abstract

(57)【要約】 【課題】導電接地部材28が略長方形であっても円偏波
信号の周波数に軸比の最良点を設定できるようにしたア
ンテナ装置30を提供する。 【解決手段】誘電体板10の表面に矩形の平面放射電極
34が配設されるパッチアンテナ32と、その裏面に略
長方形で辺が平面放射電極34の辺と略平行に配設され
る導電接地部材28を備えるアンテナ装置30で、導電
接地部材28が、パッチアンテナ32の高い方の共振周
波数を定める平面放射電極34の辺WH’の長さ方向に
長ければ、平面放射電極34の4辺をより長くし、パッ
チアンテナ32の低い方の共振周波数を定める平面放射
電極34の辺WL’の長さ方向に長ければ、平面放射電
極34の4辺の長さをより短くし、低い方の共振周波数
と高い方の共振周波数の周波数幅を最適なままとして、
軸比の最良点が送受信すべき円偏波信号の周波数に一致
するように調整する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、パッチアンテナで
送受信する円偏波信号に対して軸比の最良点が円偏波信
号の周波数となるようにしたアンテナ装置に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】円偏波信号を送受信するための一般的な
構造のアンテナ装置を図3ないし図5を参照して説明す
る。図3は、一般的なアンテナ装置の平面図である。図
4は、図3のアンテナ装置の縦断面図である。図5は、
図3に示すアンテナ装置のアンテナ特性図である。
【0003】図3および図4において、略正方形の平面
形状を有する誘電体板10の表面に、矩形の平面放射電
極12が配設され、裏面全体に接地電極14が配設さ
れ、給電端子16が誘電体板10と接地電極14を貫通
して平面放射電極12にオフセット位置で電気的接続さ
れて、パッチアンテナ18が構成される。このパッチア
ンテナ18の接地電極14に重ねて、辺の方向を平面放
射電極12の辺と略平行として、略正方形の大きな平面
形状を有する導電接地部材20が配設されてアンテナ装
置22が構成される。なお、給電端子16は、接地電極
14および導電接地部材20に電気的接続されないこと
は勿論である。
【0004】かかる構成からなるアンテナ装置22は、
パッチアンテナ18の矩形の平面放射電極12の辺の長
さWL,WHにより2つの共振周波数fL,fHが設定
される。すなわち、図5に示すごとく、長い方の辺の長
さWLにより低い方の共振周波数fLが設定され、短い
方の辺の長さWHにより高い方の共振周波数fHが設定
される。この2つの共振周波数fL、fHの周波数幅
は、オフセットによる一点給電で円偏波信号を送受信す
るための最適値に設定され、2つの共振周波数fL、f
Hの中央が送受信しようとする円偏波信号の周波数fS
となるように設定される。すると、円偏波信号を送受信
する軸比は、周波数fSにて最良値となる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のパッ
チアンテナ18を小型の携帯機器などに搭載する場合に
は、上述のごとく、アンテナ装置26の導電接地部材2
0を略正方形に設定できない場合もあり、略長方形とな
らざるを得ない場合がある。かかる場合の不具合につき
以下説明する。図6は、導電接地部材が略長方形のアン
テナ装置の平面図である。図7は、略長方形の導電接地
部材として作用する筐体に従来のパッチアンテナを配設
した一例を示す斜視図である。図8は、図6のアンテナ
装置のアンテナ特性図である。図6および図7におい
て、図3および図4の部材と同じまたは均等な部材には
同じ符号を付けて重複する説明を省略する。
【0006】小型で携帯用のデータ端末機器やGPS装
置などでは、一般的に掌で持てる大きさの偏平な筐体2
4を備え、その偏平な厚さ方向の面に、図7のごとく従
来のパッチアンテナ18が配設されてアンテナ装置26
が構成される場合がある。かかる場合おいて、筐体24
が導電性金属などで形成されていると、この筐体24が
導電接地部材28として作用し、電気的には図6のごと
き構造のアンテナ装置26が構成される。
【0007】かかるアンテナ装置26のアンテナ特性
は、図8に示すごとく、平面放射電極12の辺の長さW
L、WHによって設定される2つの共振周波数は、略正
方形の導電接地部材20を有するアンテナ装置22と略
同じであるが、軸比の最良点が大幅にずれる。図6のア
ンテナ装置26では、高い方の共振周波数fHを設定す
る辺の長さWH方向に導電接地部材28が長く、低い方
の共振周波数fLを設定する辺の長さWL方向に導電接
地部材28が短いために、軸比の最良点が高い方の共振
周波数側にずれている。そこで、2つの共振周波数f
L、fHの中間の周波数fSでは、円偏波信号に対して
軸比が悪いものとなる。この結果、アンテナ装置26の
向きを変えると利得が大幅に変化するなどの不具合が生
ずる。
【0008】本発明は、かかる従来技術の事情に鑑みて
なされたもので、導電接地部材が略長方形であっても円
偏波信号の周波数に軸比の最良点を設定できるようにし
たアンテナ装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明のアンテナ装置は、誘電体板の表面に矩形
の平面放射電極が配設されて円偏波信号を送受信するパ
ッチアンテナと、このパッチアンテナの裏面に略長方形
であってその辺が前記平面放射電極の辺と略平行に配設
される導電接地部材とを備えるアンテナ装置において、
前記パッチアンテナの軸比の最良点が前記円偏波信号の
周波数と一致するように、前記平面放射電極の辺の長さ
を調整して構成されている。
【0010】また、前記パッチアンテナの低い方の共振
周波数と高い方の共振周波数の周波数幅を最適化したま
まで、前記平面放射電極の辺の長さを調整して構成する
こともできる。
【0011】そして、前記導電接地部材が前記パッチア
ンテナの高い方の共振周波数を定める前記平面放射電極
の辺の長さ方向に長いならば、前記平面放射電極の4辺
の長さをより長くするように調整し、前記導電接地部材
が前記パッチアンテナの低い方の共振周波数を定める前
記平面放射電極の辺の長さ方向に長いならば、前記平面
放射電極の4辺の長さをより短くするように調整して構
成しても良い。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図1ない
し図2を参照して説明する。図1は、本発明のアンテナ
装置の実施例の平面図である。図2は、図1のアンテナ
装置のアンテナ特性図である。図1において、図3と図
4および図6に示す部材と同じまたは均等な部材には同
じ符号を付けて重複する説明を省略する。
【0013】図1に示すアンテナ装置30において、パ
ッチアンテナ32の基本的な構造は、従来のパッチアン
テナ18と同じであるが、平面放射電極34の辺の長さ
WL’、WH’の設定が相違する。例えば、導電接地部
材28が、平面放射電極34の高い方の共振周波数f
H’を設定する一方の辺WH’方向に長いならば、まず
この辺の長さWH’を従前よりも長く設定して、高い方
の共振周波数fH’を従来よりも低く設定する。また、
この低く設定された高い方の共振周波数fH’と適宜な
周波数幅を有するように低い方の共振周波数fL’が低
くなるように平面放射電極34の他方の辺の長さWL’
を従前よりも長く設定する。すると、2つの共振周波数
fL’、fH’は適宜な周波数幅を備えて、図8に示す
従来のアンテナ特性に対して、周波数が相対的に低い方
にずれたアンテナ特性が得られる。そこで、かかる調整
によって、軸比の最良点が送受信すべき円偏波信号の周
波数fSとなるように設定する。
【0014】また、導電接地部材28が、平面放射電極
34の低い方の共振周波数fL’を設定する他方の辺W
L’の方向に長いならば、まずこの辺の長さWL’を従
前よりも短く設定して低い方の共振周波数fL’を従来
よりも高く設定する。また、この高く設定された低い方
の共振周波数fL’と適宜な周波数幅を有するように高
い方の共振周波数fH’が高くなるように平面放射電極
34の一方の辺の長さWH’を従前よりも短く設定す
る。このようにして、低い方の共振周波数fL’の方向
にずれている軸比の最良点が、送受信すべき円偏波信号
の周波数fSとなるように設定する。
【0015】なお、オフセットによる1点給電で円偏波
信号を送受信するのに最適な2つの共振周波数fL’、
fH’の間の周波数幅は、従来のパッチアンテナ18と
同様に、誘電体板10の誘電率などにより適宜に設定す
ることは勿論である。また、上記実施例では、導電性金
属で形成された筐体24が導電接地部材28として作用
する場合につき説明したが、これに限られず、導電接地
部材28として作用する部材が略長方形であれば、本発
明を応用できることは容易に理解できるであろう。さら
に、パッチアンテナ18、32で、円偏波信号を送受信
するものに限られず、送信または受信のいずれか一方で
あっても良いことは勿論である。
【0016】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のアンテナ
装置は構成されているので、以下のごとき格別な効果を
奏する。
【0017】請求項1記載のアンテナ装置は、平面放射
電極の辺の長さを調整して送受信すべき円偏波信号の周
波数に、軸比が最良点となる周波数を一致させるように
したので、アンテナ装置の向きを変えてもアンテナ利得
が大幅に変化するようなことがない。
【0018】請求項2記載のアンテナ装置は、平面放射
電極の2つの共振周波数の間の周波数幅を最適化したま
まで周波数をずらすようにしたので、オフセットによる
1点給電で円偏波信号を送受信できる。
【0019】請求項3記載のアンテナ装置にあっては、
長方形の導電接地部材の長い方向に応じて平面放射電極
の辺の長さを調整することで、簡単に軸比の最良点を送
受信する円偏波信号の周波数に一致させることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のアンテナ装置の実施例の平面図であ
る。
【図2】図1のアンテナ装置のアンテナ特性図である。
【図3】一般的な構造のアンテナ装置の平面図である。
【図4】図3のアンテナ装置の縦断面図である。
【図5】図3に示すアンテナ装置のアンテナ特性図であ
【図6】導電接地部材が略長方形のアンテナ装置の平面
図である。
【図7】略長方形の導電接地部材として作用する筐体に
従来のパッチアンテナを配設した一例を示す斜視図であ
る。
【図8】図6のアンテナ装置のアンテナ特性図である
【符号の説明】 10 誘電体板 12,34 平面放射電極 16 給電端子 18,32 パッチアンテナ 22,26,30 アンテナ装置 WL,WH,WL’,WH’ 辺の長さ fL,fL’ 低い方の共振周波数 fH,fH’ 高い方の共振周波数 fS 送受信する円偏波信号の周波数
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山保 威 群馬県富岡市神農原1112番地 株式会社ヨ コオ富岡工場内 Fターム(参考) 5J045 AA15 CA04 DA10 EA07 HA06 NA01

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 誘電体板の表面に矩形の平面放射電極が
    配設されて円偏波信号を送受信するパッチアンテナと、
    このパッチアンテナの裏面に略長方形であってその辺が
    前記平面放射電極の辺と略平行に配設される導電接地部
    材とを備えるアンテナ装置において、前記パッチアンテ
    ナの軸比の最良点が前記円偏波信号の周波数と一致する
    ように、前記平面放射電極の辺の長さを調整して構成し
    たことを特徴とするアンテナ装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のアンテナ装置において、
    前記パッチアンテナの低い方の共振周波数と高い方の共
    振周波数の周波数幅を最適化したままで、前記平面放射
    電極の辺の長さを調整して構成したことを特徴とするア
    ンテナ装置。
  3. 【請求項3】 請求項1または2記載のアンテナ装置に
    おいて、前記導電接地部材が前記パッチアンテナの高い
    方の共振周波数を定める前記平面放射電極の辺の長さ方
    向に長いならば、前記平面放射電極の4辺の長さをより
    長くするように調整し、前記導電接地部材が前記パッチ
    アンテナの低い方の共振周波数を定める前記平面放射電
    極の辺の長さ方向に長いならば、前記平面放射電極の4
    辺の長さをより短くするように調整して構成したことを
    特徴とするアンテナ装置。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6999029B2 (en) 2003-03-31 2006-02-14 Mitsumi Electric Co., Ltd. Antenna apparatus including a flat-plate radiation element and improved in radiation characteristic
JP2006287452A (ja) * 2005-03-31 2006-10-19 Digital Electronics Corp アンテナ装置および電子機器
US7129896B2 (en) 2004-01-28 2006-10-31 Mitsumi Electric Co., Ltd. Compact antenna device
US8866678B2 (en) 2011-08-12 2014-10-21 Casio Computer Co., Ltd. Patch antenna device and radio wave receiver
US9231306B2 (en) 2012-09-20 2016-01-05 Casio Computer Co., Ltd. Patch antenna and wireless communications device

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