JP2004032014A - パッチアンテナ - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、従来のパッチアンテナのサイズを大きくする必要もなく、また部品点数を増加させることもなく、アンテナパッチのいかなる位置とも整合を得ることを可能とする。
【解決手段】誘電体基板の裏面側から放射電極に向って伸び、先端が放射電極と間隔を置いて対向する給電ピンを具える。また、放射電極は異なる周波数に共振する、内側に位置する放射電極と間隔を置いてその周囲に配置された放射電極からなり、少なくとも一方の放射電極は、誘電体基板の裏面側から放射電極に向って伸びて先端が放射電極と間隔を置いて対向する給電ピンによって給電される。
【選択図】 図１
【解決手段】誘電体基板の裏面側から放射電極に向って伸び、先端が放射電極と間隔を置いて対向する給電ピンを具える。また、放射電極は異なる周波数に共振する、内側に位置する放射電極と間隔を置いてその周囲に配置された放射電極からなり、少なくとも一方の放射電極は、誘電体基板の裏面側から放射電極に向って伸びて先端が放射電極と間隔を置いて対向する給電ピンによって給電される。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、平面型のパッチアンテナの構造に係るもので、入出力の整合のための構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
平面型のパッチアンテナを入力インピーダンスで整合させる場合、一般に次のような方法が用いられる。
▲１▼給電ピンをアンテナパッチ（放射電極）の整合点に直接接続する、
▲２▼入力ラインとアンテナパッチの間で容量結合させて整合させる、
▲３▼外部に整合回路を設ける。
【０００３】
上記▲１▼の方法が一般的であるが、アンテナの構造の問題から整合点に給電ピンを接続することが困難になる場合がある。その場合、▲２▼または▲３▼の方法が採られるが、▲２▼の場合にはアンテナ素子の側面に給電用のラインを設けたり、容量結合のためのスペースを確保する必要がある。そのために構造が大型化してしまう。
【０００４】
また、▲３▼の方法は外部回路と接続する回路中に整合回路すなわちインピーダンス変換回路等を設けることになり、回路構成が複雑になるとともに、部品点数も増加してコストの上昇の原因となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来のパッチアンテナのサイズを大きくする必要もなく、また部品点数を増加させることもなく、アンテナパッチのいかなる位置とも整合を得ることが可能な給電ピンを具えたパッチアンテナを提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、アンテナパッチの給電点と給電ピンとの結合を容量的に行うことによって、上記の課題を解決するものである。
【０００７】
すなわち、誘電体基板の表面に放射電極を具え、裏面にグラウンド電極を具えたパッチアンテナにおいて、誘電体基板の裏面側から放射電極に向って伸び、先端が放射電極と間隔を置いて対向する給電ピンを具えたことに特徴を有するものである。
【０００８】
また、誘電体基板の表面に放射電極を具え、裏面にグラウンド電極を具えたパッチアンテナにおいて、放射電極は異なる周波数に共振する、内側に位置する放射電極と間隔を置いてその周囲に配置された放射電極からなり、少なくとも一方の放射電極は、誘電体基板の裏面側から放射電極に向って伸びて先端が放射電極と間隔を置いて対向する給電ピンによって給電されることに特徴を有するものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明によるパッチアンテナは、誘電体基板、放射電極（アンテナパッチ）、グラウンド電極、そして給電ピンを構成要素とする。給電ピンの先端は放射電極まで達せず、放射電極と一定の間隔を有して対向することになる。これによって容量が形成され、この容量性の結合によってインピーダンスの整合が得られる。そして、複数のパッチを具えた多周波対応のパッチアンテナのように各パッチとの接続位置が制約されるアンテナにおいて有用となる。
【００１０】
【実施例】
以下、図面を参照して、本発明の実施例について説明する。図１は本発明の実施例を示すもので、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は正面断面図である。誘電率ε＝２０の誘電体セラミック基板１０のサイズを２２ｍｍ×２２ｍｍ×厚さ３ｍｍとしたアンテナの例である。
【００１１】
誘電体基板１０の表面に銀等によって導体膜を２０ｍｍ×２０ｍｍに形成して放射電極２２を形成した。この部分で電波の送受が行われ、一般にアンテナパッチと呼ばれることが多い。誘電体基板１０の裏面にはほぼ全面にグラウンド電極１４が形成される。
【００１２】
グラウンド電極１４の一部は導体膜が除去され、その部分に給電ピン１６が挿入される。この例では、給電ピン１６の直径は０．８ｍｍであり、先端と放射電極１２との間隔を２ｍｍとした。すなわち、給電ピン１６が１ｍｍだけ誘電体基板内に突出するように挿入された構造となっている。
【００１３】
給電ピン１６は同軸線１８の内部導体を利用して給電線路と接続することができる。同軸線１８の外部導体がグラウンド電極１４と接続されて外部回路と接続されることになる。なお、給電点は図１（Ａ）に示したように放射電極１２の中心から辺に平行に９ｍｍ離れた位置とした。
【００１４】
図２は上記の位置で給電した時のアンテナ素子の特性を示すもので、１．３３ＧＨｚ付近で―２５ｄＢ以上のリターンロスが得られることを示しており、アンテナとして十分な特性が得られることが確認された。周波数に応じてアンテナのサイズ等が変わるので、給電ピンの配置位置も５０Ωのインピーダンス整合が得られるように間隔を調整する。
【００１５】
図３は、本発明のたの実施例を示す斜視図で、２８．４ｍｍ×２８．４ｍｍ×６ｍｍの誘電体基板３０に２．５ＧＨｚ帯用の放射電極（パッチ）３２ｃ、１．５ＧＨｚ帯用の放射電極（パッチ）３２ｄを同一表面に内側と外側に配置したものである。これによって２つの周波数帯のアンテナとして利用するものである。
【００１６】
内側の２．５ＧＨｚ帯のパッチにはその中に５０Ωの整合点があるので直接給電ピンを接続することができる。しかし、１．５ＧＨｚ帯の５０Ωの整合点は１．５ＧＨｚ帯のパッチ内に存在しないため、給電ピンを直接接続することができない。そこで、図３に示した給電点３５において、パッチと給電ピンを所定の間隔で対向させることによって整合を得る。
【００１７】
図４は図３に示したアンテナの特性を示すものである。１．５ＧＨｚ帯と２．５ＧＨｚ帯で１３ｄＢ以上のリターンロスが得られ２周波用のアンテナとして機能することを示している。もちろん、３周波以上にも対応することができる。
【００１８】
【発明の効果】
本発明によれば、パッチと給電ピンの容量によって整合を得るので、間隔を調整するだけでインピーダンス調整が可能となり、アンテナパッチ上の任意の位置で入力インピーダンスと整合させることができる。また、その結合のための広い面積等が不要であるとともに、調整が容易となる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す（Ａ）斜視図、（Ｂ）正面断面図
【図２】その特性の説明図
【図３】本発明の他の実施例を示す斜視図
【図４】その特性の説明図
【符号の説明】
１０、３０：誘電体基板
１２、３２ｃ、３２ｄ：放射電極（アンテナパッチ）
１４：グラウンド電極
１６：給電ピン
１８：同軸線
【発明の属する技術分野】
本発明は、平面型のパッチアンテナの構造に係るもので、入出力の整合のための構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
平面型のパッチアンテナを入力インピーダンスで整合させる場合、一般に次のような方法が用いられる。
▲１▼給電ピンをアンテナパッチ（放射電極）の整合点に直接接続する、
▲２▼入力ラインとアンテナパッチの間で容量結合させて整合させる、
▲３▼外部に整合回路を設ける。
【０００３】
上記▲１▼の方法が一般的であるが、アンテナの構造の問題から整合点に給電ピンを接続することが困難になる場合がある。その場合、▲２▼または▲３▼の方法が採られるが、▲２▼の場合にはアンテナ素子の側面に給電用のラインを設けたり、容量結合のためのスペースを確保する必要がある。そのために構造が大型化してしまう。
【０００４】
また、▲３▼の方法は外部回路と接続する回路中に整合回路すなわちインピーダンス変換回路等を設けることになり、回路構成が複雑になるとともに、部品点数も増加してコストの上昇の原因となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来のパッチアンテナのサイズを大きくする必要もなく、また部品点数を増加させることもなく、アンテナパッチのいかなる位置とも整合を得ることが可能な給電ピンを具えたパッチアンテナを提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、アンテナパッチの給電点と給電ピンとの結合を容量的に行うことによって、上記の課題を解決するものである。
【０００７】
すなわち、誘電体基板の表面に放射電極を具え、裏面にグラウンド電極を具えたパッチアンテナにおいて、誘電体基板の裏面側から放射電極に向って伸び、先端が放射電極と間隔を置いて対向する給電ピンを具えたことに特徴を有するものである。
【０００８】
また、誘電体基板の表面に放射電極を具え、裏面にグラウンド電極を具えたパッチアンテナにおいて、放射電極は異なる周波数に共振する、内側に位置する放射電極と間隔を置いてその周囲に配置された放射電極からなり、少なくとも一方の放射電極は、誘電体基板の裏面側から放射電極に向って伸びて先端が放射電極と間隔を置いて対向する給電ピンによって給電されることに特徴を有するものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明によるパッチアンテナは、誘電体基板、放射電極（アンテナパッチ）、グラウンド電極、そして給電ピンを構成要素とする。給電ピンの先端は放射電極まで達せず、放射電極と一定の間隔を有して対向することになる。これによって容量が形成され、この容量性の結合によってインピーダンスの整合が得られる。そして、複数のパッチを具えた多周波対応のパッチアンテナのように各パッチとの接続位置が制約されるアンテナにおいて有用となる。
【００１０】
【実施例】
以下、図面を参照して、本発明の実施例について説明する。図１は本発明の実施例を示すもので、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は正面断面図である。誘電率ε＝２０の誘電体セラミック基板１０のサイズを２２ｍｍ×２２ｍｍ×厚さ３ｍｍとしたアンテナの例である。
【００１１】
誘電体基板１０の表面に銀等によって導体膜を２０ｍｍ×２０ｍｍに形成して放射電極２２を形成した。この部分で電波の送受が行われ、一般にアンテナパッチと呼ばれることが多い。誘電体基板１０の裏面にはほぼ全面にグラウンド電極１４が形成される。
【００１２】
グラウンド電極１４の一部は導体膜が除去され、その部分に給電ピン１６が挿入される。この例では、給電ピン１６の直径は０．８ｍｍであり、先端と放射電極１２との間隔を２ｍｍとした。すなわち、給電ピン１６が１ｍｍだけ誘電体基板内に突出するように挿入された構造となっている。
【００１３】
給電ピン１６は同軸線１８の内部導体を利用して給電線路と接続することができる。同軸線１８の外部導体がグラウンド電極１４と接続されて外部回路と接続されることになる。なお、給電点は図１（Ａ）に示したように放射電極１２の中心から辺に平行に９ｍｍ離れた位置とした。
【００１４】
図２は上記の位置で給電した時のアンテナ素子の特性を示すもので、１．３３ＧＨｚ付近で―２５ｄＢ以上のリターンロスが得られることを示しており、アンテナとして十分な特性が得られることが確認された。周波数に応じてアンテナのサイズ等が変わるので、給電ピンの配置位置も５０Ωのインピーダンス整合が得られるように間隔を調整する。
【００１５】
図３は、本発明のたの実施例を示す斜視図で、２８．４ｍｍ×２８．４ｍｍ×６ｍｍの誘電体基板３０に２．５ＧＨｚ帯用の放射電極（パッチ）３２ｃ、１．５ＧＨｚ帯用の放射電極（パッチ）３２ｄを同一表面に内側と外側に配置したものである。これによって２つの周波数帯のアンテナとして利用するものである。
【００１６】
内側の２．５ＧＨｚ帯のパッチにはその中に５０Ωの整合点があるので直接給電ピンを接続することができる。しかし、１．５ＧＨｚ帯の５０Ωの整合点は１．５ＧＨｚ帯のパッチ内に存在しないため、給電ピンを直接接続することができない。そこで、図３に示した給電点３５において、パッチと給電ピンを所定の間隔で対向させることによって整合を得る。
【００１７】
図４は図３に示したアンテナの特性を示すものである。１．５ＧＨｚ帯と２．５ＧＨｚ帯で１３ｄＢ以上のリターンロスが得られ２周波用のアンテナとして機能することを示している。もちろん、３周波以上にも対応することができる。
【００１８】
【発明の効果】
本発明によれば、パッチと給電ピンの容量によって整合を得るので、間隔を調整するだけでインピーダンス調整が可能となり、アンテナパッチ上の任意の位置で入力インピーダンスと整合させることができる。また、その結合のための広い面積等が不要であるとともに、調整が容易となる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す（Ａ）斜視図、（Ｂ）正面断面図
【図２】その特性の説明図
【図３】本発明の他の実施例を示す斜視図
【図４】その特性の説明図
【符号の説明】
１０、３０：誘電体基板
１２、３２ｃ、３２ｄ：放射電極（アンテナパッチ）
１４：グラウンド電極
１６：給電ピン
１８：同軸線
Claims (3)
- 誘電体基板の表面に放射電極を具え、裏面にグラウンド電極を具えたパッチアンテナにおいて、
誘電体基板の裏面側から放射電極に向って伸び、先端が放射電極と間隔を置いて対向する給電ピンを具えたことを特徴とするパッチアンテナ。 - 誘電体基板の表面に放射電極を具え、裏面にグラウンド電極を具えたパッチアンテナにおいて、
誘電体基板の裏面側から放射電極に向って伸び、先端が放射電極と間隔を置いて対向して所定のインピーダンスを得る給電ピンを具え、その給電ピンが給電線路に接続されたことを特徴とするパッチアンテナ。 - 誘電体基板の表面に放射電極を具え、裏面にグラウンド電極を具えたパッチアンテナにおいて、
放射電極は異なる周波数に共振する、内側に位置する放射電極と間隔を置いてその周囲に配置された放射電極からなり、
少なくとも一方の放射電極は、誘電体基板の裏面側から放射電極に向って伸びて先端が放射電極と間隔を置いて対向する給電ピンによって給電されることを特徴とするパッチアンテナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002180767A JP2004032014A (ja) | 2002-06-21 | 2002-06-21 | パッチアンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002180767A JP2004032014A (ja) | 2002-06-21 | 2002-06-21 | パッチアンテナ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004032014A true JP2004032014A (ja) | 2004-01-29 |
Family
ID=31177787
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002180767A Pending JP2004032014A (ja) | 2002-06-21 | 2002-06-21 | パッチアンテナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004032014A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7369088B2 (en) | 2004-05-27 | 2008-05-06 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Circularly polarized microstrip antenna and radio communication apparatus including the same |
| US10734701B2 (en) | 2016-05-27 | 2020-08-04 | Danlaw, Inc. | Through glass integrated antenna |
-
2002
- 2002-06-21 JP JP2002180767A patent/JP2004032014A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7369088B2 (en) | 2004-05-27 | 2008-05-06 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Circularly polarized microstrip antenna and radio communication apparatus including the same |
| US10734701B2 (en) | 2016-05-27 | 2020-08-04 | Danlaw, Inc. | Through glass integrated antenna |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060112 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060418 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20061107 |