JP2003133838A - モノポールアンテナ - Google Patents
モノポールアンテナInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 共振周波数帯域が広く高さ寸法も低減できる
モノポールアンテナを提供すること。 【解決手段】 接地面１上で起立する誘電体基板２の表
面に、長さ寸法が僅かに異なる第１の放射導体３と第２
の放射導体４を上下方向に沿って設け、これら一対の放
射導体３，４の各給電点に同一周波数の信号を給電す
る。これにより、それぞれの放射導体３，４の長さに対
応する波長の電波に共振させることができるので、共振
周波数帯域を大幅に広げることができる。また、これら
一対の放射導体３，４は誘電体基板２の表面に設けてあ
るので、誘電体による波長短縮を加味して各放射導体
３，４の長さを短く設定することができる。
モノポールアンテナを提供すること。 【解決手段】 接地面１上で起立する誘電体基板２の表
面に、長さ寸法が僅かに異なる第１の放射導体３と第２
の放射導体４を上下方向に沿って設け、これら一対の放
射導体３，４の各給電点に同一周波数の信号を給電す
る。これにより、それぞれの放射導体３，４の長さに対
応する波長の電波に共振させることができるので、共振
周波数帯域を大幅に広げることができる。また、これら
一対の放射導体３，４は誘電体基板２の表面に設けてあ
るので、誘電体による波長短縮を加味して各放射導体
３，４の長さを短く設定することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、衛星通信や衛星放
送の送受信に用いられるモノポールアンテナに係り、特
に、車載用や携帯用として好適なモノポールアンテナに
関する。
送の送受信に用いられるモノポールアンテナに係り、特
に、車載用や携帯用として好適なモノポールアンテナに
関する。
【０００２】
【従来の技術】移動通信機器などにおいて、周波数帯域
が８００ＭＨｚ〜２０００ＭＨｚの電波の送受信に用い
られるモノポールアンテナとしては、金属板等からなる
接地面上に立設された全長がλ／４（ただし、λは電波
の自由空間波長）のロッド状の放射導体が広く採用され
ている。かかるモノポールアンテナは、上下方向に延び
る放射導体の下端部に同軸ケ−ブル等の給電線が接続さ
れており、所望の周波数の電波と共振するように放射導
体の長さが設定されている。
が８００ＭＨｚ〜２０００ＭＨｚの電波の送受信に用い
られるモノポールアンテナとしては、金属板等からなる
接地面上に立設された全長がλ／４（ただし、λは電波
の自由空間波長）のロッド状の放射導体が広く採用され
ている。かかるモノポールアンテナは、上下方向に延び
る放射導体の下端部に同軸ケ−ブル等の給電線が接続さ
れており、所望の周波数の電波と共振するように放射導
体の長さが設定されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のモノポールアンテナは、ロッド状の放射導体の
全長がλ／４なので、例えば携帯電話に多用されている
８００ＭＨｚ帯域の電波の送受信を行う場合、全長が１
０ｃｍ近い放射導体が必要となり、車室内に設置するモ
ノポールアンテナとしては高さ寸法が大きすぎるという
問題があった。しかも、この種のモノポールアンテナは
共振周波数帯域が狭く、特定の周波数付近の電波に対し
てだけ共振するので、受信しようとする電波の周波数に
ばらつきがある場合、感度が極端に低下してしまう恐れ
があった。
た従来のモノポールアンテナは、ロッド状の放射導体の
全長がλ／４なので、例えば携帯電話に多用されている
８００ＭＨｚ帯域の電波の送受信を行う場合、全長が１
０ｃｍ近い放射導体が必要となり、車室内に設置するモ
ノポールアンテナとしては高さ寸法が大きすぎるという
問題があった。しかも、この種のモノポールアンテナは
共振周波数帯域が狭く、特定の周波数付近の電波に対し
てだけ共振するので、受信しようとする電波の周波数に
ばらつきがある場合、感度が極端に低下してしまう恐れ
があった。
【０００４】本発明は、このような従来技術の実情に鑑
みてなされたもので、その目的は、共振周波数帯域が広
く高さ寸法も低減できるモノポールアンテナを提供する
ことにある。
みてなされたもので、その目的は、共振周波数帯域が広
く高さ寸法も低減できるモノポールアンテナを提供する
ことにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ために、本発明のモノポールアンテナでは、接地面上で
起立する誘電体基板と、この誘電体基板の表面に上下方
向に沿って設けられて下端部に給電点を有する第１の放
射導体と、前記誘電体基板の表面に前記第１の放射導体
と略同形かつ平行な位置関係に設けられて下端部に給電
点を有する第２の放射導体とを備え、前記第１および第
２の放射導体の長さに差をもたせると共に、これら第１
および第２の放射導体の各給電点に同一周波数の信号を
給電するようにした。
ために、本発明のモノポールアンテナでは、接地面上で
起立する誘電体基板と、この誘電体基板の表面に上下方
向に沿って設けられて下端部に給電点を有する第１の放
射導体と、前記誘電体基板の表面に前記第１の放射導体
と略同形かつ平行な位置関係に設けられて下端部に給電
点を有する第２の放射導体とを備え、前記第１および第
２の放射導体の長さに差をもたせると共に、これら第１
および第２の放射導体の各給電点に同一周波数の信号を
給電するようにした。
【０００６】このように構成されたモノポールアンテナ
にあっては、長さが僅かに異なる第１の放射導体と第２
の放射導体をコンデンサ等を用いて適切に結合すること
により、第１の放射導体の長さに対応する波長の電波に
共振させることができると共に、第２の放射導体の長さ
に対応する波長の電波にも共振させることができるの
で、共振周波数帯域を大幅に広げることが可能となる。
そして、これら第１および第２の放射導体がセラミック
等の誘電体基板の表面に設けてあれば、誘電体による波
長短縮を加味して各放射導体の長さを設定することがで
きるので、モノポールアンテナの高さ寸法を容易に低減
することができる。
にあっては、長さが僅かに異なる第１の放射導体と第２
の放射導体をコンデンサ等を用いて適切に結合すること
により、第１の放射導体の長さに対応する波長の電波に
共振させることができると共に、第２の放射導体の長さ
に対応する波長の電波にも共振させることができるの
で、共振周波数帯域を大幅に広げることが可能となる。
そして、これら第１および第２の放射導体がセラミック
等の誘電体基板の表面に設けてあれば、誘電体による波
長短縮を加味して各放射導体の長さを設定することがで
きるので、モノポールアンテナの高さ寸法を容易に低減
することができる。
【０００７】また、上述した構成において、第１の放射
導体を誘電体基板の片面に設け、かつ第２の放射導体を
該誘電体基板の反対側の面に設けておけば、各放射導体
を所望の形状に設計しやすくなる。例えば、第１および
第２の放射導体をそれぞれ接地面から遠い上部側（容量
領域）で幅広となる形状に設計し、各放射導体のキャパ
シタンスを増大させておけば、それに伴って共振周波数
が小さくなるので、所望の周波数に共振させる際に必要
となる各放射導体の長さ（高さ寸法）を一層低減するこ
とができる。
導体を誘電体基板の片面に設け、かつ第２の放射導体を
該誘電体基板の反対側の面に設けておけば、各放射導体
を所望の形状に設計しやすくなる。例えば、第１および
第２の放射導体をそれぞれ接地面から遠い上部側（容量
領域）で幅広となる形状に設計し、各放射導体のキャパ
シタンスを増大させておけば、それに伴って共振周波数
が小さくなるので、所望の周波数に共振させる際に必要
となる各放射導体の長さ（高さ寸法）を一層低減するこ
とができる。
【０００８】あるいはまた、誘電体基板上に、この誘電
体基板と略直交する面に沿って延びて第１の放射導体の
上端部に接続された第３の放射導体と、同じく誘電体基
板と略直交する面に沿って延びて第２の放射導体の上端
部に接続された第４の放射導体とを設けておいてもよ
い。これにより、一体化された放射導体である第１およ
び第３の放射導体のキャパシタンスや、同じく一体化さ
れた放射導体である第２および第４の放射導体のキャパ
シタンスが大きくなるので、共振周波数が低くなって高
さ寸法を低減化できる。この場合、誘電体基板上に該誘
電体基板と略直交する誘電体小基板を設け、この誘電体
小基板の表面に第３および第４の放射導体を設けておけ
ば、誘電体小基板の波長短縮効果を利用して高さ寸法を
一層低減することができる。
体基板と略直交する面に沿って延びて第１の放射導体の
上端部に接続された第３の放射導体と、同じく誘電体基
板と略直交する面に沿って延びて第２の放射導体の上端
部に接続された第４の放射導体とを設けておいてもよ
い。これにより、一体化された放射導体である第１およ
び第３の放射導体のキャパシタンスや、同じく一体化さ
れた放射導体である第２および第４の放射導体のキャパ
シタンスが大きくなるので、共振周波数が低くなって高
さ寸法を低減化できる。この場合、誘電体基板上に該誘
電体基板と略直交する誘電体小基板を設け、この誘電体
小基板の表面に第３および第４の放射導体を設けておけ
ば、誘電体小基板の波長短縮効果を利用して高さ寸法を
一層低減することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、発明の実施の形態について
図面を参照して説明すると、図１は本発明の第１実施形
態例に係るモノポールアンテナの正面図、図２は該アン
テナの周波数特性を示す説明図である。
図面を参照して説明すると、図１は本発明の第１実施形
態例に係るモノポールアンテナの正面図、図２は該アン
テナの周波数特性を示す説明図である。
【００１０】図１に示すモノポールアンテナは、接地面
１上で起立する誘電体基板２と、この誘電体基板２の表
面に上下方向に沿って平行に設けられた長さが僅かに異
なる２本の放射導体３，４とによって概略構成されてお
り、同軸ケ−ブル等の給電線５が第１の放射導体３の下
端部に接続されている。また、誘電体基板２の下端部に
は接地電極部６が設けられており、この接地電極部６が
金属板等からなる接地面１に半田付けされている。接地
電極部６は入力電源７に接続されており、この入力電源
７から給電線５を経て第１の放射導体３の下端部に所定
の高周波信号が給電されるようになっている。ただし、
第１の放射導体３と他方の第２の放射導体４とはインピ
ーダンス調整用のコンデンサ８を介して結合されている
ので、第２の放射導体４の下端部にも同じ高周波信号が
給電されることとなる。
１上で起立する誘電体基板２と、この誘電体基板２の表
面に上下方向に沿って平行に設けられた長さが僅かに異
なる２本の放射導体３，４とによって概略構成されてお
り、同軸ケ−ブル等の給電線５が第１の放射導体３の下
端部に接続されている。また、誘電体基板２の下端部に
は接地電極部６が設けられており、この接地電極部６が
金属板等からなる接地面１に半田付けされている。接地
電極部６は入力電源７に接続されており、この入力電源
７から給電線５を経て第１の放射導体３の下端部に所定
の高周波信号が給電されるようになっている。ただし、
第１の放射導体３と他方の第２の放射導体４とはインピ
ーダンス調整用のコンデンサ８を介して結合されている
ので、第２の放射導体４の下端部にも同じ高周波信号が
給電されることとなる。
【００１１】なお、誘電体基板２としては、ＦＲ−４な
どの安価で比誘電率がやや高い材料（例えばεｒが４．
８程度）が好適である。また、本実施形態例では第１お
よび第２の放射導体３，４と接地電極部６を銅箔をエッ
チングして所望形状にパターン形成しているが、印刷に
よって同形状のものを形成することも可能である。
どの安価で比誘電率がやや高い材料（例えばεｒが４．
８程度）が好適である。また、本実施形態例では第１お
よび第２の放射導体３，４と接地電極部６を銅箔をエッ
チングして所望形状にパターン形成しているが、印刷に
よって同形状のものを形成することも可能である。
【００１２】上述の如くに構成されるモノポールアンテ
ナの周波数特性は、図２に実線で示すようになる。すな
わち、長さが僅かに異なる一対の放射導体３，４が誘電
体基板２の表面に並設してあるので、第１の放射導体３
の長さに対応する波長（周波数ｆ１）の電波に共振させ
ることができると共に、第２の放射導体４の長さに対応
する波長（周波数ｆ２）の電波にも共振させることがで
きる。図２中に２点鎖線で示す曲線は、周波数がｆ０の
電波（ただしｆ１＜ｆ０＜ｆ２）と共振する放射導体を
１本だけ誘電体基板２の表面に設けた比較例を示す周波
数特性であり、本実施形態例のように２本の放射導体
３，４を設けた場合には、かかる比較例に比べて共振周
波数帯域が大幅に広がることがわかる。なお、これら第
１および第２の放射導体３，４は誘電体基板２の表面に
設けてあるので、誘電体による波長短縮を加味して各放
射導体３，４の長さを短く設定することができる。つま
り、本実施形態例に係るモノポールアンテナは、共振周
波数帯域が広くて常に良好な感度が期待できるだけでな
く、高さ寸法も低くて小型化に好適である。
ナの周波数特性は、図２に実線で示すようになる。すな
わち、長さが僅かに異なる一対の放射導体３，４が誘電
体基板２の表面に並設してあるので、第１の放射導体３
の長さに対応する波長（周波数ｆ１）の電波に共振させ
ることができると共に、第２の放射導体４の長さに対応
する波長（周波数ｆ２）の電波にも共振させることがで
きる。図２中に２点鎖線で示す曲線は、周波数がｆ０の
電波（ただしｆ１＜ｆ０＜ｆ２）と共振する放射導体を
１本だけ誘電体基板２の表面に設けた比較例を示す周波
数特性であり、本実施形態例のように２本の放射導体
３，４を設けた場合には、かかる比較例に比べて共振周
波数帯域が大幅に広がることがわかる。なお、これら第
１および第２の放射導体３，４は誘電体基板２の表面に
設けてあるので、誘電体による波長短縮を加味して各放
射導体３，４の長さを短く設定することができる。つま
り、本実施形態例に係るモノポールアンテナは、共振周
波数帯域が広くて常に良好な感度が期待できるだけでな
く、高さ寸法も低くて小型化に好適である。
【００１３】図３は本発明の第２実施形態例に係るモノ
ポールアンテナの構成図であり、図１に対応する部分に
は同一符号が付してある。
ポールアンテナの構成図であり、図１に対応する部分に
は同一符号が付してある。
【００１４】この第２実施形態例は、誘電体基板２の片
面に第１の放射導体３を設けて他面に第２の放射導体４
を設け、かつ各放射導体３，４の上端部を幅広に形成し
た点が、前述した第１実施形態例と相違している。誘電
体基板２の片面に設けられた第１の放射導体３は、上端
部が誘電体基板２の全幅に略等しい幅広部３ａとなって
おり、その下方に幅狭部３ｂが連続して形成されてい
る。同様に、誘電体基板２の反対側の面に設けられた第
２の放射導体４は、上端部が誘電体基板２の全幅に略等
しい幅広部４ａとなっており、その下方に幅狭部４ｂが
連続して形成されている。ただし、第１実施形態例と同
じく、第２の放射導体４の全長は第１の放射導体３の全
長よりも僅かに短く設定されており、かつ両者３，４は
インピーダンス調整用のコンデンサ８を介して結合され
ている。
面に第１の放射導体３を設けて他面に第２の放射導体４
を設け、かつ各放射導体３，４の上端部を幅広に形成し
た点が、前述した第１実施形態例と相違している。誘電
体基板２の片面に設けられた第１の放射導体３は、上端
部が誘電体基板２の全幅に略等しい幅広部３ａとなって
おり、その下方に幅狭部３ｂが連続して形成されてい
る。同様に、誘電体基板２の反対側の面に設けられた第
２の放射導体４は、上端部が誘電体基板２の全幅に略等
しい幅広部４ａとなっており、その下方に幅狭部４ｂが
連続して形成されている。ただし、第１実施形態例と同
じく、第２の放射導体４の全長は第１の放射導体３の全
長よりも僅かに短く設定されており、かつ両者３，４は
インピーダンス調整用のコンデンサ８を介して結合され
ている。
【００１５】このように第１および第２の放射導体３，
４を誘電体基板２の表裏両面に振り分けて設ければ、各
放射導体３，４の一部を無理なく幅広に形成することが
できる。そして、第１および第２の放射導体３，４をそ
れぞれ接地面から遠い上端部（容量領域）が幅広となる
形状に設計しておけば、各放射導体３，４のキャパシタ
ンスが増大する。一般的に共振回路では、キャパシタン
スが大きくなると共振周波数が小さくなるので、本実施
形態例においては、所望の周波数に共振させる際に必要
となる各放射導体３，４の長さ寸法を短くすることがで
きる。つまり、モノポールアンテナ全体の高さ寸法が低
減できるという利点がある。
４を誘電体基板２の表裏両面に振り分けて設ければ、各
放射導体３，４の一部を無理なく幅広に形成することが
できる。そして、第１および第２の放射導体３，４をそ
れぞれ接地面から遠い上端部（容量領域）が幅広となる
形状に設計しておけば、各放射導体３，４のキャパシタ
ンスが増大する。一般的に共振回路では、キャパシタン
スが大きくなると共振周波数が小さくなるので、本実施
形態例においては、所望の周波数に共振させる際に必要
となる各放射導体３，４の長さ寸法を短くすることがで
きる。つまり、モノポールアンテナ全体の高さ寸法が低
減できるという利点がある。
【００１６】図４は本発明の第３実施形態例に係るモノ
ポールアンテナの構成図であり、図１，３に対応する部
分には同一符号が付してある。
ポールアンテナの構成図であり、図１，３に対応する部
分には同一符号が付してある。
【００１７】この第３実施形態例では、誘電体基板２上
に略直交させて誘電体小基板２０が設けてあり、この誘
電体小基板２０の表面に第３の放射導体１１と第４の放
射導体１２が所定量離して並設されている。第３の放射
導体１１は、図示せぬスルーホールを介して、誘電体基
板２の片面に設けられた第１の放射導体３に接続されて
いる。また、第４の放射導体１２は、図示せぬスルーホ
ールを介して、誘電体基板２の他面に設けられた第２の
放射導体４に接続されている。なお、誘電体小基板２０
は誘電体基板２と共通の基板から作製したものであり、
両者２，２０は接着剤等により一体化されている。
に略直交させて誘電体小基板２０が設けてあり、この誘
電体小基板２０の表面に第３の放射導体１１と第４の放
射導体１２が所定量離して並設されている。第３の放射
導体１１は、図示せぬスルーホールを介して、誘電体基
板２の片面に設けられた第１の放射導体３に接続されて
いる。また、第４の放射導体１２は、図示せぬスルーホ
ールを介して、誘電体基板２の他面に設けられた第２の
放射導体４に接続されている。なお、誘電体小基板２０
は誘電体基板２と共通の基板から作製したものであり、
両者２，２０は接着剤等により一体化されている。
【００１８】このように第１の放射導体３の上端部にキ
ャパシタンスが大きい第３の放射導体１１が付設してあ
ると、その共振周波数が一層小さくなる。同様に、第２
の放射導体４の上端部にキャパシタンスが大きい第４の
放射導体１２が付設してあると、その共振周波数が一層
小さくなる。また、誘電体小基板２０の波長短縮効果も
加味されるので、本実施形態例においては、第２実施形
態例よりもさらにモノポールアンテナの高さ寸法を低減
化することができる。
ャパシタンスが大きい第３の放射導体１１が付設してあ
ると、その共振周波数が一層小さくなる。同様に、第２
の放射導体４の上端部にキャパシタンスが大きい第４の
放射導体１２が付設してあると、その共振周波数が一層
小さくなる。また、誘電体小基板２０の波長短縮効果も
加味されるので、本実施形態例においては、第２実施形
態例よりもさらにモノポールアンテナの高さ寸法を低減
化することができる。
【００１９】
【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施され、以下に記載されるような効果を奏する。
施され、以下に記載されるような効果を奏する。
【００２０】長さ寸法が僅かに異なる一対の放射導体を
コンデンサ等を用いて適切に結合することにより、それ
ぞれの放射導体の長さに対応する波長の電波に共振させ
ることができるので、共振周波数帯域を大幅に広げるこ
とが可能となる。また、これら一対の放射導体を誘電体
基板の表面に設けることにより、誘電体による波長短縮
を加味して各放射導体の長さを短く設定することが可能
となる。したがって、共振周波数帯域が広くて高さ寸法
も低減できる優れたモノポールアンテナを提供すること
ができる。
コンデンサ等を用いて適切に結合することにより、それ
ぞれの放射導体の長さに対応する波長の電波に共振させ
ることができるので、共振周波数帯域を大幅に広げるこ
とが可能となる。また、これら一対の放射導体を誘電体
基板の表面に設けることにより、誘電体による波長短縮
を加味して各放射導体の長さを短く設定することが可能
となる。したがって、共振周波数帯域が広くて高さ寸法
も低減できる優れたモノポールアンテナを提供すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態例に係るモノポールアン
テナの正面図である。
テナの正面図である。
【図２】該モノポールアンテナの周波数特性を示す説明
図である。
図である。
【図３】本発明の第２実施形態例に係るモノポールアン
テナの構成図である。
テナの構成図である。
【図４】本発明の第３実施形態例に係るモノポールアン
テナの構成図である。
テナの構成図である。
１ 接地面
２ 誘電体基板
３ 第１の放射導体
３ａ，４ａ 幅広部
４ 第２の放射導体
６ 接地電極部
７ 入力電源
８ コンデンサ
１１ 第３の放射導体
１２ 第４の放射導体
２０ 誘電体小基板
Claims (5)
- 【請求項１】 接地面上で起立する誘電体基板と、この
誘電体基板の表面に上下方向に沿って設けられて下端部
に給電点を有する第１の放射導体と、前記誘電体基板の
表面に前記第１の放射導体と略同形かつ平行な位置関係
に設けられて下端部に給電点を有する第２の放射導体と
を備え、前記第１および第２の放射導体の長さに差をも
たせると共に、これら第１および第２の放射導体の各給
電点に同一周波数の信号を給電するようにしたことを特
徴とするモノポールアンテナ。 - 【請求項２】 請求項１の記載において、前記第１の放
射導体を前記誘電体基板の片面に設け、かつ前記第２の
放射導体を該誘電体基板の反対側の面に設けたことを特
徴とするモノポールアンテナ。 - 【請求項３】 請求項２の記載において、前記第１およ
び第２の放射導体のそれぞれが前記接地面から遠い上部
側で幅広に形成してあることを特徴とするモノポールア
ンテナ。 - 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかの記載におい
て、前記誘電体基板上に、この誘電体基板と略直交する
面に沿って延びて前記第１の放射導体の上端部に接続さ
れた第３の放射導体と、同じく前記誘電体基板と略直交
する面に沿って延びて前記第２の放射導体の上端部に接
続された第４の放射導体とを設けたことを特徴とするモ
ノポールアンテナ。 - 【請求項５】 請求項４の記載において、前記誘電体基
板上に該誘電体基板と略直交する誘電体小基板を設け、
この誘電体小基板の表面に前記第３および第４の放射導
体を設けたことを特徴とするモノポールアンテナ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001326551A JP2003133838A (ja) | 2001-10-24 | 2001-10-24 | モノポールアンテナ |
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-
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