JP2004266438A - 円偏波平面アンテナ - Google Patents

円偏波平面アンテナ Download PDF

Info

Publication number
JP2004266438A
JP2004266438A JP2003052925A JP2003052925A JP2004266438A JP 2004266438 A JP2004266438 A JP 2004266438A JP 2003052925 A JP2003052925 A JP 2003052925A JP 2003052925 A JP2003052925 A JP 2003052925A JP 2004266438 A JP2004266438 A JP 2004266438A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
conductor
hybrid
circularly polarized
planar antenna
conductor pattern
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2003052925A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3825006B2 (ja
Inventor
Tadashi Nakamura
直史 中村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toko Inc
Original Assignee
Toko Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toko Inc filed Critical Toko Inc
Priority to JP2003052925A priority Critical patent/JP3825006B2/ja
Publication of JP2004266438A publication Critical patent/JP2004266438A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3825006B2 publication Critical patent/JP3825006B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

【課題】特性の劣化を極力抑えながら小型化が可能な円偏波平面アンテナを提供するもので、特に、軸比特性を改善して広帯域化を可能にする円偏波平面アンテナを提供する。
【解決手段】放射導体11は1周がほぼ1波長である環状の導体パターンからなり、配線基板12の表面には接地導体13が、裏面には90°ハイブリッド14が形成されており、90°ハイブリッド14の全周を4等分した点の隣接する2点に接続された導体15と放射導体11とが容量的に結合されて給電され、90°ハイブリッド14の残りの2点に近接する導体16と放射導体11とが容量的に結合されるとともにそれらの導体が接地された導体パターンに接続される
【選択図】 図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高周波無線機器用円偏波平面アンテナに係るもので、マイクロ波帯の複数のITSサービス(GPS,ETC等)や無線LAN用などに適した円偏波平面アンテナに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
【特許文献1】特開2002−9538号公報
【特許文献2】特開2002−232227号公報
【0003】
GPS(Global Positioning System)を利用する自動車に搭載されるカー・ナビゲーション・システムなどのアンテナとして、どの方位にも最適な状態で通信がし易く、薄くてコンパクトな円偏波平面アンテナが利用されている。また、最近では、その特性(特長)から無線LANのアクセスポイントのアンテナなどとして利用範囲が広がっている。
【0004】
この円偏波平面アンテナは通常図9に示すように、配線基板92の表面の接地導体93上に放射導体91が形成された誘電体セラミクス90を搭載している。互いに偏波が直交する2つのモード#1、#2が各々独立して励振する。給電方式には、図9に示したように、直交する2つのモード#1、#2に同一点から1点給電する方式と、図10に示したように、配線基板102の裏面に形成した90°ハイブリッド104などの位相調整器を使用して異なる2点から給電する2点給電方式とがある。これらの円偏波平面アンテナでは、特性面において、周波数帯域、アンテナ利得、インピーダンスの他、軸比特性が重要視されている。軸比特性が低下すると交差偏波成分のアイソレーションが悪くなることが分かっている。
【0005】
電子機器の流れは小型化、軽量化、薄型化にあるところから、アンテナの分野において誘電体セラミクスの誘電率を高い方へと変えることや複雑な放射電極形状とすることが考えられているが、特性の低下を伴ってしまうのが現状となっている。特に、帯域特性、軸比特性の低下が著しいので、比較的広い帯域を必要とする無線LANなどの機器として適さなくなってしまう。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、特性の低下を極力抑えながら小型化が可能な円偏波平面アンテナを提供するものである。特に、軸比特性を改善して広帯域化を可能にする円偏波平面アンテナを提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
すなわち、導体パターンが形成された配線基板に放射電極が形成された誘電体セラミクスが搭載されてなる円偏波平面アンテナにおいて、放射導体は環状の導体パターンからなり、配線基板の表面には接地導体が、裏面には90°ハイブリッドが形成されており、90°ハイブリッドの全周を4等分した点の隣接する2点に接続された導体と放射電極とが容量的に結合されて給電され、90°ハイブリッドの残りの2点に近接する導体と放射電極とが容量的に結合されるとともにそれらの導体が接地された導体パターンに接続されることに特長を有するものである。
【0008】
【発明の実施の形態】
本発明による円偏波平面アンテナの概念を図3に従って説明する。リング状の放射導体32を用い、それを4等分した点A、B、C、Dのうちの2点A、Bに給電する2点給電方式を採っている。2つの給電点A,Bは給電導体と容量的に結合されて90°ハイブリッド34に接続されて同軸ケーブル等で外部回路を接続される。残りの2点C、Dは容量的に導体と結合されて、リアクタンス素子を介して接地される。このリアクタンス素子と接続される容量結合手段を付加することによって特性が改善されるとともに、小型化が可能となる。
【0009】
【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と図2は本発明の第1の実施体を示すもので、図1は上面および下面の斜視図、図2は平面図と底面図および側面と正面の断面図である。誘電体セラミクス10の表面には1周がほぼ1波長の四角形のリング状の放射導体11が形成されており、配線基板12の表面に形成された接地導体13上に搭載されている。配線基板12の裏面には導体パターンによって90°ハイブリッド14が形成されている。この90°ハイブリッドも全長がほぼ1波長となるように形成されている。
【0010】
90°ハイブリッドは全周を4等分した点の隣接する2点から内側に導体パターンが引き出されて給電点に対応する位置に配置された給電用ピン15と接続される。この給電用ピン15は誘電体セラミクス10に形成された穴に挿入されて先端が放射導体11と対向するように配置される。これによって、給電用ピン15は放射導体11と容量的に結合されることになる。90°ハイブリッドは入出力コネクタ17を介して(図示しない)同軸ケーブルに接続されて外部回路に接続される。また、チップ抵抗18を介して接地された導体パターンと接続される。
【0011】
90°ハイブリッドを4等分した点の残りの2点に近接する位置に配置された装架リアクタンス用ピン16も、給電用ピン15と同様に、誘電体セラミクス10に形成された穴に挿入されて先端が放射導体11と対向するように配置される。この装荷リアクタンス用ピン16の形状は給電用ピンと同一でよい。これによって、装荷リアクタンス用ピン16と放射導体11も容量的に結合される。この装架リアクタンス用ピン16はチップコンデンサ19を介して接地された導体パターンと接続される。この容量は接地導体パターンとの間のギャップによって得られる容量でもよい。これによって、図3に示した接続構造が得られる。
【0012】
図1と図2に示した本発明による円偏波平面アンテナを、比誘電率が約8の直方体の誘電体セラミクスで試作した。誘電体セラミクスのサイズは縦横20mmで厚さを6mmとして、その表面に外側が16mm、内側が8mmの放射導体を形成した。リング状の放射導体の各直線部の中央の位置で、裏面から挿入した給電用ピンと装荷リアクタンス用ピンと1mmの間隔で対向させた。給電用ピンと装荷リアクタンス用ピンは上記の説明のとおりに接続した。比較のために、図10に示した素子を26mm角の誘電体セラミクスに22mm角の放射電極を形成して作製した。これは給電ピンが容量的に結合されたのもではなく、直接給電導体に接続されたものである。
【0013】
図5と図6はアンテナの周波数対アンテナ最大利得特性を示すもので、図5は右旋偏波の、図6は左旋偏波の特性を示すものである。図において、実線が本発明による円偏波平面アンテナの特性を、破線が従来のアンテナの特性を示している。図7は周波数対軸比特性を示すもので、本発明による円偏波平面アンテナでは大幅に改善されていることが分かる。これによって、広い周波数帯において利用可能なアンテナが得られる。図8は本発明による円偏波平面アンテナの垂直面放射パターンを示すももので、実線が右旋偏波を、破線が左旋偏波を示したものである。
【0014】
図4は本発明の他の実施例を示す斜視図である。図1、図2の給電用ピン、装荷リアクタンス用ピンに代えて、給電用導体45と装荷リアクタンス用導体46を誘電体セラミクス40の表面に形成したものである。この場合でも給電用導体45と装荷リアクタンス用導体46は放射導体41と容量的に結合されている。なお、この場合には90°ハイブリッド44から引き出す導体パターンは外側に形成される点が異なる。また、装荷リアクタンス用導体46は導体パターンのギャップによって容量を得る構造となっている。
【0015】
本発明における装荷リアクタンス用導体は、コンデンサだけでなく抵抗やインダクタなどのリアクタンス素子を用いて終端させることもできる。また、配線基板状の導体パターンによってそれらのリアクタンス素子を得ることもできる。さらに、放射導体の形状は円環状としてもよい。なお、90°ハイブリッドは位相調整器として作用するもので、他の位相調整器(回路)を利用してもよい。
【0016】
【発明の効果】
本発明によれば、特性の劣化を極力抑えながら小型化が可能な円偏波平面アンテナが得られる。特に、軸比特性が改善されて広帯域化が可能な円偏波平面アンテナが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の(A)は表面側、(B)は裏面側斜視図
【図2】本発明の実施例の(A)は平面図、(B)は側面断面図、(C)は正面断面図、(D)は底面図
【図3】本発明の概念の説明図
【図4】本発明の他の実施例を示す(A)は表面側、(B)は裏面側斜視図
【図5】本発明による円偏波平面アンテナの周波数対右旋偏波アンテナ最大利得特性の説明図
【図6】本発明による円偏波平面アンテナの周波数対左旋偏波アンテナ最大利得特性の説明図
【図7】本発明による円偏波平面アンテナの周波数対軸比特性の説明図
【図8】本発明による円偏波平面アンテナの垂直面放射パターンの説明図
【図9】従来の1点給電平面アンテナの斜視図
【図10】従来の2点給電平面アンテナの(A)は表面側、(B)は裏面側斜視図
【符号の説明】
10、40、90:誘電体セラミクス
11、32、41:放射導体
12、32、92、102:配線基板
13、93:接地導体
14、34、44、104:90°ハイブリッド
15:給電用ピン
45:給電用導体
16:装荷リアクタンス用ピン
46:装荷リアクタンス用導体
17:入出力コネクタ
18:チップ抵抗
19:チップコンデンサ

Claims (4)

  1. 導体パターンが形成された配線基板に放射電極が形成された誘電体セラミクスが搭載されてなる円偏波平面アンテナにおいて、
    放射導体は環状の導体パターンからなり、
    配線基板の表面には接地導体が、裏面には90°ハイブリッドが形成されており、90°ハイブリッドの全周を4等分した点の隣接する2点に接続された導体と放射電極とが容量的に結合されて給電され、
    90°ハイブリッドの残りの2点に近接する導体と放射電極とが容量的に結合されるとともにそれらの導体が接地された導体パターンに接続される、
    ことを特徴とする円偏波平面アンテナ。
  2. 導体パターンが形成された配線基板に放射電極が形成された誘電体セラミクスが搭載されてなる円偏波平面アンテナにおいて、
    放射導体は環状の導体パターンからなり、
    配線基板の表面には接地導体が、裏面には90°ハイブリッドが形成されており、90°ハイブリッドの全周を4等分した点の隣接する2点に接続された給電用ピンの先端と放射電極とが容量的に結合されて給電され、
    90°ハイブリッドの残りの2点に近接する装荷リアクタンス用ピンと放射電極とが容量的に結合されるとともにそれらの装荷リアクタンス用ピンがリアクタンス素子を介して接地された導体パターンに接続される、
    ことを特徴とする円偏波平面アンテナ。
  3. 導体パターンが形成された配線基板に放射電極が形成された誘電体セラミクスが搭載されてなる円偏波平面アンテナにおいて、
    放射導体は環状の導体パターンからなり、
    配線基板の表面には接地導体が、裏面には90°ハイブリッドが形成されており、90°ハイブリッドの全周を4等分した点の隣接する2点に接続されて誘電体セラミクスの表面に形成された給電用導体の先端と放射電極とが容量的に結合されて給電され、
    90°ハイブリッドの残りの2点に近接する誘電体セラミクスの表面に形成された装荷リアクタンス用導体と放射電極とが容量的に結合されるとともにそれらの装荷リアクタンス用ピンがリアクタンス素子を介して接地された導体パターンに接続される、
    ことを特徴とする円偏波平面アンテナ。
  4. 放射電極は1周はほぼ1波長である請求項1、請求項2または請求項3記載の円偏波平面アンテナ。
JP2003052925A 2003-02-28 2003-02-28 円偏波平面アンテナ Expired - Fee Related JP3825006B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003052925A JP3825006B2 (ja) 2003-02-28 2003-02-28 円偏波平面アンテナ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003052925A JP3825006B2 (ja) 2003-02-28 2003-02-28 円偏波平面アンテナ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2004266438A true JP2004266438A (ja) 2004-09-24
JP3825006B2 JP3825006B2 (ja) 2006-09-20

Family

ID=33117676

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003052925A Expired - Fee Related JP3825006B2 (ja) 2003-02-28 2003-02-28 円偏波平面アンテナ

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3825006B2 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011029771A (ja) * 2009-07-22 2011-02-10 Toppan Printing Co Ltd アンテナ装置
JPWO2011118204A1 (ja) * 2010-03-23 2013-07-04 パナソニック株式会社 引出し式加熱装置
US8797230B2 (en) 2010-07-30 2014-08-05 Harris Corporation Antenna for circularly polarized radiation
CN111430898A (zh) * 2020-04-07 2020-07-17 成都环宇远景科技有限责任公司 用于低轨卫星通信的低成本平板相控阵天线及利用其实现相控阵扫描的方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011029771A (ja) * 2009-07-22 2011-02-10 Toppan Printing Co Ltd アンテナ装置
JPWO2011118204A1 (ja) * 2010-03-23 2013-07-04 パナソニック株式会社 引出し式加熱装置
US9119234B2 (en) 2010-03-23 2015-08-25 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Drawer-type heating apparatus
JP5830688B2 (ja) * 2010-03-23 2015-12-09 パナソニックIpマネジメント株式会社 引出し式加熱装置
US8797230B2 (en) 2010-07-30 2014-08-05 Harris Corporation Antenna for circularly polarized radiation
CN111430898A (zh) * 2020-04-07 2020-07-17 成都环宇远景科技有限责任公司 用于低轨卫星通信的低成本平板相控阵天线及利用其实现相控阵扫描的方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP3825006B2 (ja) 2006-09-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101746475B1 (ko) 스터브 기생소자를 갖는 적층형 세라믹 원형편파 안테나
JP3114621B2 (ja) 表面実装型アンテナおよびこれを用いた通信機
US6476767B2 (en) Chip antenna element, antenna apparatus and communications apparatus comprising same
JP3604515B2 (ja) アンテナ
EP0829917B1 (en) Antenna device
JP3032664B2 (ja) アンテナ装置
JP2004088218A (ja) 平面アンテナ
US20100214173A1 (en) Chip antenna
JP2002517925A (ja) アンテナ
US6677902B2 (en) Circularly polarized antenna apparatus and radio communication apparatus using the same
KR100420489B1 (ko) 소형 평면 패치 안테나
JPH04122107A (ja) マイクロストリップアンテナ
JP3279188B2 (ja) 表面実装型アンテナ
JP2005012743A (ja) アンテナとそれを用いた電子機器
TWI382592B (zh) 一種具有電容性饋入之圓極化平板天線
JP3277812B2 (ja) 表面実装型アンテナ
JP2004266438A (ja) 円偏波平面アンテナ
WO2005081364A1 (ja) 誘電体アンテナ
JPH07307613A (ja) 円偏波マイクロストリップアンテナ
JP2003037423A (ja) 表面実装型アンテナおよびそれを搭載した通信機器
JP2003124725A (ja) チップアンテナ装置およびチップアンテナの実装構造
JP2004336546A (ja) ダイバーシチアンテナ装置およびそれを備えた通信機
JP2002271129A (ja) アンテナ素子及びそれを用いた通信機
JP2004201018A (ja) 誘電体共振器複合アンテナ
JP2004112652A (ja) 平面アンテナ

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Effective date: 20040623

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

A977 Report on retrieval

Effective date: 20060210

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20060523

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060602

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20060627

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Effective date: 20060628

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

R150 Certificate of patent (=grant) or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090707

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110707

Year of fee payment: 5

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees