JP2003243926A - パッチアンテナ - Google Patents

パッチアンテナ

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JP2003243926A
JP2003243926A JP2002038867A JP2002038867A JP2003243926A JP 2003243926 A JP2003243926 A JP 2003243926A JP 2002038867 A JP2002038867 A JP 2002038867A JP 2002038867 A JP2002038867 A JP 2002038867A JP 2003243926 A JP2003243926 A JP 2003243926A
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patch
ground conductor
patch electrode
patch antenna
dielectric substrate
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Genshu To
元珠 竇
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Alps Alpine Co Ltd
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04Resonant antennas
    • H01Q9/0407Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • HELECTRICITY
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    • H01Q9/0421Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna with a shorting wall or a shorting pin at one end of the element
    • HELECTRICITY
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    • H01Q9/04Resonant antennas
    • H01Q9/0407Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H01Q9/0428Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna radiating a circular polarised wave
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    • H01Q9/0407Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H01Q9/0442Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna with particular tuning means

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  • Waveguide Aerials (AREA)
  • Waveguide Switches, Polarizers, And Phase Shifters (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 指向性を弱めて周囲の多方向へ広がる放射パ
ターンが形成されるようにしたパッチアンテナを提供す
ること。 【解決手段】誘電体基板12の片面にパッチ電極13を
設け、該誘電体基板12の他面に接地導体14を設けた
パッチアンテナ11において、接地導体14の平面形状
をパッチ電極13と略合致するように設定した。このよ
うに構成すると、パッチ電極13から接地導体14側へ
放射される電波の多くが該接地導体14からその前方へ
放射されることとなり、パッチ電極13の前方だけでな
く後方でも送受信することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、無線LAN(構内
情報通信網)などに用いて好適なパッチアンテナに関す
る。
【0002】
【従来の技術】近年、有線ケ−ブルを使わずに電波の送
受信で情報交換を行える無線LANが普及しつつあり、
それに伴い、通信データの送受信を行うためのアンテナ
が装着可能もしくは予め内蔵されているパソコン等の電
子機器も実用化されている。
【0003】このような無線LAN用のアンテナとして
は、通常、ダイポールやモノポールのような直線状のア
ンテナが採用されている。これらのアンテナは、アンテ
ナ導体に直交する平面内での指向特性が、どの方向にも
同じ強さの電波を放射する無指向性なので、使用周波数
帯の電波がアンテナの周囲360度のいずれの方向から
送信されてきても受信可能である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、パソコン等
の電子機器に装着もしくは内蔵させるアンテナとして、
図5に示すようなパッチアンテナ1を採用すれば、使用
する電波が直線偏波でなく円偏波であっても容易に対応
できるので、汎用性の大幅な向上が見込める。すなわ
ち、従来より知られている一般的なパッチアンテナ1
は、誘電体基板2の片面にパッチ電極3を設けると共に
他面に接地導体4を設け、給電ピン5を介してパッチ電
極3に高周波信号を給電するように構成されている。こ
のように構成されたパッチアンテナ1においては、放射
素子であるパッチ電極3を円形や正方形に形成しておけ
ば直線偏波の送受信が可能となり、パッチ電極3に切欠
きや突起等の縮退分離素子を装荷しておけば円偏波の送
受信が可能となる。
【0005】しかしながら、かかるパッチアンテナ1の
指向特性は、図5の2点鎖線で示すように、パッチ電極
3の前方(反誘電体基板2側の空間)に略球形の主たる
放射パターン(メインローブ)が形成されるというもの
なので、パッチ電極3の前方でしか送受信が行えなくな
る。このため、従来のパッチアンテナ1は、送受信する
対象物の位置が特定できない環境下でも使用可能なアン
テナとしては不向きであるという問題がある。
【0006】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、指向性を弱めて周囲
の多方向へ広がる放射パターンが形成されるようにした
パッチアンテナを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のパッチアンテナは、誘電体基板と、この誘
電体基板の片面に設けられて高周波信号の給電を受ける
パッチ電極と、前記誘電体基板の他面に設けられた接地
導体とを備え、この接地導体の平面形状を、前記誘電体
基板を介して正対する前記パッチ電極と略合致するよう
に設定した。
【0008】このように構成されたパッチアンテナは、
パッチ電極から接地導体側へ放射される電波の多くが、
該接地導体からその前方(反誘電体基板側の空間)へ放
射されるので、パッチアンテナを中心とする落花生の殻
のような形状の放射パターンが形成される。つまり、特
定方向に強く電波を放射するという指向性が弱くなり、
パッチ電極の前方だけでなく後方でも送受信することが
できるので、送受信する対象物の位置が特定できない環
境下でも使用可能となる。
【0009】また、かかる構成において、パッチアンテ
ナを円偏波の送受信に用いる場合には、パッチ電極と接
地導体のうち、いずれか一方がその前方へ右旋円偏波
(RHCP)を放射し、かつ他方がその前方へ左旋円偏
波(LHCP)を放射することになるので、使用する電
波が右旋円偏波であっても左旋円偏波であっても、室内
の壁面等で反射して電界の旋回方向を逆転させた該電波
を効率よく送受信することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】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
係るパッチアンテナの正面図、図2は該パッチアンテナ
の断面図である。
【0011】図1,2に示すパッチアンテナ11は、誘
電体基板12と、この誘電体基板12の片面に設けられ
た平面視正方形のパッチ電極13と、このパッチ電極1
3と同形状で誘電体基板12の他面に設けられた接地導
体14とを備えており、給電ピン15を介してパッチ電
極13に高周波信号が給電されるようになっている。放
射素子であるパッチ電極13が正方形なので、このパッ
チアンテナ11は直線偏波の送受信が行える。そして、
従来既知のパッチアンテナと異なり、このパッチアンテ
ナ11では、接地導体14がパッチ電極13と同じ大き
さの正方形に形成してあり、誘電体基板12の板厚方向
に沿って見たときに両者14,13の平面形状が重なり
合うので、パッチ電極13から接地導体14側へ放射さ
れる電波の多くが接地導体14からその前方(反誘電体
基板12側の空間)へ放射されるようになっている。そ
のため、このパッチアンテナ11の放射パターンは、図
2の2点鎖線で示すように、側方から見ると落花生の殻
のような形状となる。
【0012】このように本実施形態例に係るパッチアン
テナ11は、接地導体14の平面形状が誘電体基板12
を介して正対するパッチ電極13と略合致するように設
定してあるため、特定方向に強く電波を放射するという
指向性が弱くなり、パッチ電極13の前方だけでなく後
方でも直線偏波の送受信が可能となる。したがって、無
線LANなどにおいて送受信する対象物の位置が特定で
きない環境下であっても、このパッチアンテナ11を用
いれば不特定方向への送受信が良好に行えることとな
り、利得も高めやすい。
【0013】なお、本実施形態例のように直線偏波送受
信用のアンテナとして使用する場合には、パッチ電極1
3や接地導体14の平面形状が円形であってもよい。
【0014】図3は本発明の第2実施形態例に係るパッ
チアンテナの正面図、図4は該パッチアンテナの背面図
である。
【0015】図3,4に示すパッチアンテナ21は、円
偏波の送受信に用いるためのものである。このパッチア
ンテナ21では、誘電体基板22上のパッチ電極23に
縮退分離素子として切欠き23a,23bが設けられて
おり、給電ピン25を介してパッチ電極23に高周波信
号が給電されるようになっている。また、前記実施形態
例と同様に、接地導体24の平面形状を、誘電体基板2
2を介して正対するパッチ電極23と略合致するように
設定してあるので、接地導体24にも切欠き24a,2
4bが設けられている。ただし、パッチ電極23を誘電
体基板22の反対側の面へ投影した像が接地導体24と
略合致するというものなので、パッチ電極23を正面か
ら見たときの切欠き23a,23bの位置(図3中の右
上および左下)と、接地導体24を正面から見たときの
切欠き24a,24bの位置(図4中の左上および右
下)とは左右対称な関係にある。
【0016】このように構成されたパッチアンテナ21
の放射パターンは、前述した第1実施形態例と同様に落
花生の殻のような形状となるので、パッチ電極23の前
方だけでなく後方でも円偏波の送受信が可能となる。し
かも、図3で示すようにパッチ電極23がその前方へ右
旋円偏波を放射する形状であるのに対し、図4に示すよ
うに接地導体24はその前方へ左旋円偏波を放射する形
状になっているので、使用する電波が右旋円偏波であっ
ても左旋円偏波であっても、室内の壁面等で反射して電
界の旋回方向を逆転させた該電波を効率よく送受信する
ことができる。したがって、円偏波電波を送受信する対
象物の位置が特定できない環境下において、このパッチ
アンテナ21を用いれば、不特定方向への送受信が良好
に行えると共に、高利得化が図りやすくなる。
【0017】なお、パッチ電極23や接地導体24の縮
退分離素子が切欠きではなく突起であってもよく、縮退
分離素子の形成位置も適宜選択可能である。また、本実
施形態例では方形導体に縮退分離素子を形成している
が、円形や楕円形の導体に縮退分離素子を形成してもよ
い。
【0018】
【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。
【0019】接地導体の平面形状を、誘電体基板を介し
て正対するパッチ電極と略合致するように設定したパッ
チアンテナなので、パッチ電極から接地導体側へ放射さ
れる電波の多くが該接地導体からその前方へ放射される
こととなり、特定方向に強く電波を放射するという指向
性が弱くなり、パッチ電極の前方だけでなく後方でも送
受信することができる。それゆえ、送受信する対象物の
位置が特定できない環境下でも使用可能となる。
【0020】また、パッチアンテナを円偏波の送受信に
用いる場合には、パッチ電極と接地導体のうち、いずれ
か一方がその前方へ右旋円偏波を放射し、かつ他方がそ
の前方へ左旋円偏波を放射することになるので、使用す
る電波が右旋円偏波であっても左旋円偏波であっても効
率よく送受信することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態例に係るパッチアンテナ
の正面図である。
【図2】該パッチアンテナの断面図である。
【図3】本発明の第2実施形態例に係るパッチアンテナ
の正面図である。
【図4】該パッチアンテナの背面図である。
【図5】従来のパッチアンテナを示す断面図である。
【符号の説明】
11,21 パッチアンテナ 12,22 誘電体基板 13,23 パッチ電極 14,24 接地導体 15,25 給電ピン 23a,23b,24a,24b 切欠き(縮退分離素
子)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 誘電体基板と、この誘電体基板の片面に
    設けられて高周波信号の給電を受けるパッチ電極と、前
    記誘電体基板の他面に設けられた接地導体とを備え、こ
    の接地導体の平面形状を、前記誘電体基板を介して正対
    する前記パッチ電極と略合致するように設定したことを
    特徴とするパッチアンテナ。
  2. 【請求項2】 請求項1の記載において、前記パッチ電
    極と前記接地導体のうち、いずれか一方がその前方へ右
    旋円偏波を放射し、かつ他方がその前方へ左旋円偏波を
    放射するようにしたことを特徴とするパッチアンテナ。
JP2002038867A 2002-02-15 2002-02-15 パッチアンテナ Withdrawn JP2003243926A (ja)

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JP2002038867A JP2003243926A (ja) 2002-02-15 2002-02-15 パッチアンテナ
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JP2002038867A JP2003243926A (ja) 2002-02-15 2002-02-15 パッチアンテナ

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