JP2003174316A - アンテナ装置 - Google Patents

アンテナ装置

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JP2003174316A
JP2003174316A JP2001374725A JP2001374725A JP2003174316A JP 2003174316 A JP2003174316 A JP 2003174316A JP 2001374725 A JP2001374725 A JP 2001374725A JP 2001374725 A JP2001374725 A JP 2001374725A JP 2003174316 A JP2003174316 A JP 2003174316A
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JP
Japan
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ground conductor
conductor plate
antenna device
antenna
distance
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JP2001374725A
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English (en)
Inventor
Masaru Kojima
大 小島
Mitsuru Masuda
満 増田
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Furukawa Electric Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 地導体板1の裏面方向からの放射を低減し、
所望方向の電波を確実に送受信すること。 【解決手段】 地導体板1と、地導体板1上に設けられ
た誘電体層2と、誘電体層2上であって地導体板1に対
して平行配置されたマイクロストリップアンテナエレメ
ントである放射素子3と、地導体板1の下部に平行配置
された1以上の補助地導体板4とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、マイクロストリ
ップアンテナを放射素子としたアンテナ装置に関し、特
に後方輻射を抑制することができる移動局用アンテナと
して好適なアンテナ装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、携帯電話に代表される移動体通信
が広く普及し、各種のサービスをどこでも迅速に享受で
きるようになった。従来から、マイクロストリップアン
テナを放射素子として用いるアンテナ装置は、地導体板
上に誘電体層を介し、この地導体板と平行にマイクロス
トリップアンテナを形成した構造となっている。この種
のアンテナ装置によれば、任意形状の地導体板を設置す
ることによって、所望のアンテナ軸比やビームパターン
を形成することができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のアンテナ装置では、地導体板上にも電流が流れ
るため、地導体板の裏面からも電波が放射される。この
裏面放射は、所望の指向性に基づいた処理を阻害する場
合があり、たとえばアンテナ装置が、GPS(Global P
ositioning System:全地球的測位システム)受信アン
テナである場合、裏面方向からの受信電界強度が無視で
きず、信号の到来方向に誤差が生じ、位置測定を正確に
行うことができないという問題点があった。
【0004】また、この種のアンテナ装置では、マイク
ロストリップアンテナが有する特徴、すなわち、構成が
簡単でコンパクトであり、安価で製作が容易、しかも軽
量で半導体回路との同時集積化が容易であるなどの利点
を活かされることが要望されている。
【0005】この発明は上記問題点に鑑みてなされたも
ので、地導体板の裏面方向からの放射を低減し、所望方
向の電波を確実に送受信することができるアンテナ装置
を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1にかかるアンテナ装置は、第1の地導体板
と、前記第1の地導体板上に設けられた誘電体層と、前
記誘電体層上であって前記第1の地導体板に対して平行
配置されたマイクロストリップアンテナエレメントであ
る放射素子と、前記第1の地導体板の下部に平行配置さ
れた1以上の第2の地導体板とを備えたことを特徴とす
る。
【0007】この請求項1の発明によれば、1以上の第
2の地導体板を第1の地導体板の下部に平行配置し、こ
れによって、第1の地導体板の下部方向の輻射を低減す
ることができる。
【0008】また、請求項2にかかるアンテナ装置は、
上記の発明において、前記放射素子は、複数であり、前
記誘電体層上であって前記第1の地導体板に対してそれ
ぞれ平行配置されたマイクロストリップアンテナエレメ
ントであることを特徴とする。
【0009】この請求項2の発明によれば、前記誘電体
層上であって前記第1の地導体板に対してそれぞれ平行
配置されたマイクロストリップアンテナエレメントであ
る放射素子を複数、設けるようにし、一つのアンテナ装
置で複数のアンテナの機能を持たせるようにしている。
【0010】また、請求項3にかかるアンテナ装置は、
上記の発明において、前記第2の地導体板の横幅は、前
記第1の地導体板の横幅と同じあるいはそれ以上である
ことを特徴とする。
【0011】この請求項3の発明によれば、前記第2の
地導体板の横幅を、前記第1の地導体板の横幅と同じあ
るいは同じ以上とし、確実に後方輻射を低減するように
している。
【0012】また、請求項4にかかるアンテナ装置は、
上記の発明において、前記第1の地導体板と前記第2の
地導体板との間あるいは前記第2の地導体板間の距離
は、少なくとも5mm以上であることを特徴とする。
【0013】この請求項4の発明によれば、前記第1の
地導体板と前記第2の地導体板との間あるいは前記第2
の地導体板間の距離は、少なくとも5mm以上とし、後
方輻射を低減するようにしている。
【0014】また、請求項5にかかるアンテナ装置は、
上記の発明において、前記第1の地導体板と前記第2の
地導体板との間あるいは前記第2の地導体板間の距離に
対する前記第2の地導体板の横幅は、9〜18倍である
ことを特徴とする。
【0015】この請求項5の発明によれば、前記第1の
地導体板と前記第2の地導体板との間あるいは前記第2
の地導体板間の距離に対する前記第2の地導体板の横幅
を、9〜18倍とし、後方輻射を低減するようにしてい
る。
【0016】また、請求項6にかかるアンテナ装置は、
上記の発明において、前記放射素子は、1〜6GHzの
うちの任意の周波数帯を送受信できる形状を有すること
を特徴とする。
【0017】この請求項6の発明によれば、前記放射素
子を、1〜6GHzのうちの任意の周波数帯を送受信で
きる形状を持たせるようにしている。
【0018】
【発明の実施の形態】以下に添付図面を参照して、この
発明にかかるアンテナ装置の好適な実施の形態について
説明する。
【0019】(実施の形態1)まず、この発明の実施の形
態1について説明する。図1は、この発明の実施の形態
1であるアンテナ装置の概要構成を示す断面図である。
図1において、このアンテナ装置は、矩形の地導体板1
を有し、この地導体板1は、接地導体として機能する。
地導体板1の上部に誘電体層2が形成される。誘電体層
2の上部には、マイクロストリップアンテナ(放射素
子)3が形成される。放射素子3は、矩形平板状の銅導
体であり、誘電体層2上全面に形成された銅導体をエッ
チングすることによって形成され、1.575GHzの
電波を放射する。すなわち、このアンテナ装置は、GP
S受信アンテナとして機能する。また、誘電体層2は、
所定の誘電率を有した繊維強化プラスチック(FR
P)、PPE(ポリフェリニンエーテル)、BTレジ
ン、FR4、PPOなどによって実現される。
【0020】地導体板1の下部には、スペーサ5を介
し、地導体板1と同じ形状の補助地導体板4が平行配置
される。ここで、地導体板1の横幅W1と補助地導体板
4の横幅W2は、ともに90mmであり、地導体板1と
補助地導体板4との間の距離dは、5〜10mmとして
いる。すなわち、地導体板1および補助地導体板4の横
幅W1,W2は、距離dの9〜18倍程度である。な
お、各放射素子3には、図示しない給電線のプラス側が
接続されて電力供給され、給電線のマイナス(接地)側
は、地導体板1に接続される。
【0021】ここで、図2および図3を参照して、図1
に示したアンテナ装置のアンテナパターンについて説明
する。図2は、補助地導体板4を設置した場合としない
場合とにおけるアンテナパターンの変化を極座標表示し
た図であり、図3は、図2に示したアンテナパターンを
直交座標表示した図である。いずれも、最大放射電界強
度をもとに正規化したものである。なお、アンテナパタ
ーンの最大放射電界強度は、ほぼ同じであり、絶対値表
示と正規化表示とはほとんど同じパターンとなる。
【0022】図2および図3に示すように、補助地導体
板4を設置することによって、前方(+Z方向)の輻射
パターンを維持しつつ、地導体板1の後方(−Z方向)
における輻射を10dB程度減少させることができる。
これは、補助地導体板4の端部において、地導体板1の
端部から輻射された電波が回折し、エネルギーが分散さ
れるものと考えられる。これによって、GPS受信アン
テナとしてこのアンテナ装置を用いる場合、後方輻射パ
ターンの減少によって、信号到来方向の誤差をなくすこ
とができ、正確な位置測定を行うことができる。
【0023】なお、アンテナ装置は、GPS受信アンテ
ナに限らず、たとえば、ITS(Intelligent Transpor
t Systems:高度道路交通システム)を担うVICS(V
ehicle Information and Communication System:道路
交通情報通信システム)やETC(Electronic Toll Co
llection System:有料道路自動料金収受システム)の
帯域をカバーする周波数帯を送受信できるアンテナ装置
であってもよい。なお、VICSの周波数は2.49G
Hzであり、ETCの周波数は5.8GHzである。こ
の場合、放射素子3の形状は異なってくる。
【0024】この実施の形態1では、平面アンテナであ
るアンテナ装置の地導体板1の下方に5〜10mm離隔
して平行配置された補助地導体板4を設けることによっ
て、前方方向におけるアンテナパターンを維持しつつ、
後方輻射を減少させることができる。
【0025】(実施の形態2)つぎに、この発明の実施
の形態2について説明する。実施の形態1では、1つの
補助地導体板4を設けるのみであったが、この実施の形
態2では、さらにこの補助地導体板4の後方に平行配置
された補助地導体板6を設けるようにしている。
【0026】図4は、この発明の実施の形態2であるア
ンテナ装置の断面図である。図4に示すように、このア
ンテナ装置は、補助地導体板4の下方にスペーサ7を介
して地導体板1に平行配置された補助地導体板6をさら
に設置している。地導体板1と補助地導体板4との距離
d1および補助地導体板4と補助地導体板6との距離d
2は、いずれも5〜10mmであり、その他の構成は、
実施の形態1と同じであり、同一構成部分には同一符号
を付している。
【0027】この実施の形態2による構成としても、実
施の形態1と同様に、前方方向におけるアンテナパター
ンを維持しつつ、後方輻射を減少させることができる。
【0028】(実施の形態3)つぎに、この発明の実施
の形態3について説明する。上述した実施の形態1,2
では、いずれも誘電体層2の上部には、1つの放射素子
3が形成されるのみであったが、この実施の形態3で
は、誘電体層2の上部に複数の放射素子3が形成される
ようになっている。
【0029】図5は、この発明の実施の形態3であるア
ンテナ装置の断面図である。図5において、誘電体層2
の上部には、2つの放射素子3a,3bが設置されてい
る。その他の構成は、実施の形態1と同じであり、同一
構成部分には同一符号を付している。
【0030】図6は、地導体板1と補助地導体板4との
間の距離dを変化させた場合のアンテナパターンの変化
を極座標表示した図であり、図7は、図6に示したアン
テナパターンの変化を直交座標表示した図であり、いず
れも最大放射電界強度をもとに正規化したものである。
なお、アンテナパターンの最大放射電界強度は、ほぼ同
じであり、絶対値表示と正規化表示とはほとんど同じパ
ターンとなる。
【0031】図6および図7に示すように、地導体板1
と補助地導体板4との距離dを5mmぐらい離隔したあ
たりから、後方輻射が減少し始め、その後距離dを大き
くするに従って、後方輻射が減少する。ただし、距離d
を大きくすると、アンテナ装置自体のコンパクト化を図
ることができないため、距離dは、5〜10mm程度と
することが好ましい。
【0032】この実施の形態3によれば、誘電体層2の
上部に複数の放射素子3a,3bを設置した場合であっ
ても、実施の形態1,2と同様に、補助地導体板4を設
けることによって後方輻射を減少することができる。こ
の場合、地導体板1と補助地導体板4との距離dを5m
m以上とする当たりから、後方輻射が減少し、移動体に
用いるアンテナ装置全体のコンパクト化を実現するため
に、距離dは5〜10mm程度とすることが好ましい。
【0033】なお、複数の放射素子3a,3bは、GP
S、VICS、ETCなどが使用する周波数帯を送受信
できるものを組み合わせることができる。
【0034】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1の発明に
よれば、1以上の第2の地導体板を第1の地導体板の下
部に平行配置し、これによって、第1の地導体板の下部
方向の輻射を低減することができるので、所望方向の電
波を確実に送受信でき、GPS受信アンテナとして用い
るときは、到来方向の誤差を低減することができるとい
う効果を奏する。
【0035】また、請求項2の発明によれば、前記誘電
体層上であって前記第1の地導体板に対してそれぞれ平
行配置されたマイクロストリップアンテナエレメントで
ある放射素子を複数、設けるようにし、一つのアンテナ
装置で複数のアンテナの機能を持たせるようにしている
ので、コンパクトで多機能な移動体用のアンテナ装置を
実現することができるという効果を奏する。
【0036】また、請求項3の発明によれば、前記第2
の地導体板の横幅を、前記第1の地導体板の横幅と同じ
あるいはそれ以上とし、確実に後方輻射を低減するよう
にしているので、所望方向の電波を確実に送受信するこ
とができるという効果を奏する。
【0037】また、請求項4の発明によれば、前記第1
の地導体板と前記第2の地導体板との間あるいは前記第
2の地導体板間の距離は、少なくとも5mm以上とし、
後方輻射を低減するようにしているので、所望方向の電
波を確実に送受信することができるという効果を奏す
る。
【0038】また、請求項5の発明によれば、前記第1
の地導体板と前記第2の地導体板との間あるいは前記第
2の地導体板間の距離に対する前記第2の地導体板の横
幅を、9〜18倍とし、後方輻射を低減するようにして
いるので、所望方向の電波を確実に送受信することがで
きるという効果を奏する。
【0039】また、請求項6の発明によれば、前記放射
素子を、1〜6GHzのうちの任意の周波数帯を送受信
できる形状を持たせるようにしているので、GPS、V
ICS、ETCなどに用いられる各種のアンテナとして
使用することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態1であるアンテナ装置の
断面図である。
【図2】図1に示したアンテナ装置と補助地導体板を設
置しないアンテナ装置とのアンテナパターンの変化を極
座標表示した図である。
【図3】図1に示したアンテナ装置と補助地導体板を設
置しないアンテナ装置とのアンテナパターンの変化を直
交座標表示した図である。
【図4】この発明の実施の形態2であるアンテナ装置の
断面図である。
【図5】この発明の実施の形態3であるアンテナ装置の
断面図である。
【図6】図5に示したアンテナ装置における地導体板と
補助地導体板との距離を変化した場合におけるアンテナ
パターンの変化を極座標表示した図である。
【図7】図5に示したアンテナ装置における地導体板と
補助地導体板との距離を変化した場合におけるアンテナ
パターンの変化を直交座標表示した図である。
【符号の説明】
1 地導体板 2 誘電体層 3,3a,3b 放射素子 4,6 補助地導体板 5,7 スペーサ 8 補助導体板

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1の地導体板と、 前記第1の地導体板上に設けられた誘電体層と、 前記誘電体層上であって前記第1の地導体板に対して平
    行配置されたマイクロストリップアンテナエレメントで
    ある放射素子と、 前記第1の地導体板の下部に平行配置された1以上の第
    2の地導体板と、 を備えたことを特徴とするアンテナ装置。
  2. 【請求項2】 前記放射素子は、複数であり、前記誘電
    体層上であって前記第1の地導体板に対してそれぞれ平
    行配置されたマイクロストリップアンテナエレメントで
    あることを特徴とする請求項1に記載のアンテナ装置。
  3. 【請求項3】 前記第2の地導体板の横幅は、前記第1
    の地導体板の横幅と同じあるいはそれ以上であることを
    特徴とする請求項1または2に記載のアンテナ装置。
  4. 【請求項4】 前記第1の地導体板と前記第2の地導体
    板との間あるいは前記第2の地導体板間の距離は、少な
    くとも5mm以上であることを特徴とする請求項1〜3
    のいずれか一つに記載のアンテナ装置。
  5. 【請求項5】 前記第1の地導体板と前記第2の地導体
    板との間あるいは前記第2の地導体板間の距離に対する
    前記第2の地導体板の横幅は、9〜18倍であることを
    特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載のアンテ
    ナ装置。
  6. 【請求項6】 前記放射素子は、1〜6GHzのうちの
    任意の周波数帯を送受信できる形状を有することを特徴
    とする請求項1〜5のいずれか一つに記載のアンテナ装
    置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011004346A (ja) * 2009-06-22 2011-01-06 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> アンテナ装置
JP7455469B2 (ja) 2020-03-11 2024-03-26 日本アンテナ株式会社 板状アンテナ

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