JP2593893B2

JP2593893B2 - ２周波共振アンテナ

Info

Publication number: JP2593893B2
Application number: JP62282230A
Authority: JP
Inventors: 佳雄恵比根
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1987-11-10
Filing date: 1987-11-10
Publication date: 1997-03-26
Anticipated expiration: 2012-03-26
Also published as: JPH01125103A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、例えば、陸上移動通信における自動車の車
室内に設置するアンテナのごとく、小型化、低姿勢化を
要求される場合の、２周波を共用させるアンテナ装置に
関するものである。

〔従来の技術〕

陸上移動通信において、自動車の車室内にアンテナを
設置する場合、運転者の視野を妨げないようにすること
が重要であるため、アンテナ設計は電気的特性を満足さ
せつつ、できるだけ小型かつ低姿勢にする必要がある。

第１図はアンテナ開口短縮形アンテナの構成の例を示す
図で、自動車車室内設置用アンテナの例について示して
いる。

同図のアンテナ形式は、プリントダイポールアンテナ
の開口長を短縮させるため、素子先端に金属板を取り付
けたものであり、１は誘電体基板、２は放射素子、３は
アース板、41,42は放射素子短縮用容量板、52,52はアー
ス板短縮用容量板、６は給電端子を表わしている。

アンテナ開口長l₀、放射素子短縮用容量板の長さをχ
_１としたとき、共振周波数はl₀＋χ_１により決定され
る。

また、容量板の長さはχ_１＜χ_２とすることにより、
反射器付き２素子八木アンテナの構成となる。

次に、このアンテナで２つの周波数帯を共振させるた
めには、第２図に示すように放射素子前面に、無給電素
子７を取り付けることにより実現できる。無給電素子７
は、細い金属導体からなっている。このときの無給電素
子長lpに対する第二の共振周波数の関係を第３図に示
す。

なお、同図においては、第一の周波数は1.2GHzで第二
の周波数のほうが高いことを前提としており、このとき
のΔＳは約4mmである。

この結果から、無給電素子長に対応して共振周波数が
変化しており、第二の共振周波数にあわせて設計できる
ことがわかる。

また、実線で示した曲線は、自由空間波長から算定し
た無給電素子長に対する共振周波数特性であり、測定値
は約90％短縮している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述したような、従来の放射素子前面に無給電素子を
配した構成の２周波共振アンテナにおいては、無給電素
子長lpがアンテナ開口長l₀以上となると、共振周波数が
低い方のアンテナ素子の開口長より、共振周波数が高い
方のアンテナ開口長が大きくなり、アンテナの小型化、
低姿勢化が損なわれるという問題点があった。

本発明は、このような従来の問題点に鑑み小型化、低
姿勢化が損なわれることのない２周波共振アンテナを提
供することを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明によれば上述の目的は、前記特許請求の範囲に
記載した手段により達成される。

すなわち、本発明は無給電素子の先端に金属導体から
なる容量部を設け、無給電素子自体を短縮したことが従
来の構成のアンテナと異なるものである。

〔実施例〕

第４図は、本発明の第一の実施例を示す図で、８は開
口長短縮のための容量板付き無給電素子を表わしてい
る。

無給電素子８と放射素子２との間隔をΔＳ、アンテナ
素子の開口長をl₀、容量板41,42の長さをχ１、容量板5
1,52の長さをχ２、無給電素子の開口長をlp、無給電素
子の容量板の長さをχとする。

また、l₀＝lpでχ＜χ１＜χ２とする。

第５図は、lpを一定にし、無給電素子の容量板の長さ
χを変化させた場合の最小電圧定在波比（V.S.W.R）と
ΔＳとの関係を示したもので、（ａ）はχ/lp＝0.45、
（ｂ）はχ/lp＝0.36、（ｃ）はχ/lp＝0.27の場合の特
性である。

容量板の長さが変わるとV.S.W.Rが最小（最もよく共
振した状態）となる最適ΔＳが、それぞれ存在している
ことがわかる。

すなわち、第５図からも分かるように、無給電素子の
開口長と該無給電素子の先端に付加した容量板の長さと
の比を変えると、第二の周波数に最も強く共振するため
の、無給電素子と放射素子との間隔寸法ΔＳの値が変わ
る。従って、無給電素子の構造寸法によって最も良く共
振するΔＳの値がある。

一方、ΔＳの値を大きく、すなわち、無給電素子と放
射素子との間隔を大にし過ぎると、無給電素子と放射素
子の結合が疎になって第二の周波数への強い共振が得ら
れなくなる。

これらのことから、通常、ΔＳのとり得る値は、第一
の周波数の波長の0.1倍以内である。

第６図は、lp＝l₀、ｌ＝lp＋χ、ΔＳは最適位置とし
たとき、χを変化させた場合の共振周波数特性を示した
もので、第一の周波数は1.2GHzとしている。

同図から明らかなように、無給電素子の容量板の長さ
χを変化させることにより共振周波数を任意に設定でき
る。

ここで、ｌ＝lp＋χが共振波長の約1/2となる。

なお、lp＝l₀としているため、l/l₀＝1.0以下はχが
負となるため測定できないが、lp＜l₀とすれば、共振周
波数は容易に高く設定できる。

第７図は本発明の第二の実施例を示す図で、無給電素
子８の先端を折り曲げた場合のアンテナ構成で、第８図
は、本発明の第三の実施例を示す図で第７図の実施例の
無給電素子の取り付け方向を90度回転させた場合のアン
テナ構成である。

第９図はそれぞれ（ａ）が第７図、（ｂ）が第８図に
示したアンテナ構成における周波数に対する電圧定在波
比の測定例で、lp＋χはそれぞれのアンテナ構成とも等
しい。

この結果から、無給電素子先端を折り曲げた場合で
も、２周波の共振が行なえることがわかる。

なお、第二の共振周波数が（ａ）と（ｂ）で異なって
いるが、放射素子２との結合が強い第７図のアンテナ構
成の方が共振周波数が低くなる。

第10図は、ダイポールアンテナ構成とした場合の実施
例で、プリントダイポールアンテナと同様に動作する。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、開
口長が短縮されたアンテナによって、小型化、低姿勢化
を損なわずに２周波共振アンテナを構成することができ
る利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のアンテナ開口短縮形アンテナの構成の例
を示す図、第２図は従来の２周波共振アンテナの構成の
例を示す図、第３図は従来の２周波共振アンテナの無給
電素子に対する共振周波数特性を示す図、第４図は本発
明の第一の実施例を示す図、第５図は本発明のアンテナ
構成による放射素子と無給電素子の間隔に対する電圧定
在波比の測定例を示す図、第６図は本発明のアンテナ構
成による無給電素子長と共振周波数の関係を示す図、第
７図は本発明の第二の実施例を示す図、第８図は本発明
の第三の実施例を示す図、第９図は第７図、第８図の実
施例の共振周波数特性を示す図、第10図はダイポールア
ンテナ構成とした場合の実施例を示す図である。１……誘電体基板、２……アンテナ放射素子、３……ア
ース板、41,42……放射素子の容量板、51,52……アース
板の容量板、６……給電端子、７……無給電素子、８…
…短縮形無給電素子

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】放射素子先端に容量板を取り付けることに
よりアンテナ開口長を短縮せしめた構造のアンテナの、
第一の周波数が共振する放射素子の前面に、先端に容量
板を有する無給電素子を設け、第一の周波数が共振する
放射素子と無給電素子との問隔が、第一の周波数の波長
の0.1倍を越えない位置に該無給電素子を配置すること
により第二の周波数を共振せしめることを特徴とする２
周波共振アンテナ。
【請求項２】先端に容量板を有する無給電素子の形状が
“エ”の字形であり、その面の方向が、アンテナが指向
する方向と直交するように配設した特許請求の範囲
（１）項記載の２周波共振アンテナ。
【請求項３】先端に容量板を有する無給電素子の形状が
“コ”の字形であり、その面の方向が、アンテナが指向
する方向と直交するように配設した特許請求の範囲
（１）項記載の２周波共振アンテナ。
【請求項４】先端に容量板を有する無給電素子の形状が
“コ”の字形であり、その面の方向が、アンテナが指向
する方向と平行し、容量板が突出していない側が第一の
周波数が共振するアンテナ素子と向き合うように配設し
た特許請求の範囲（１）項記載の２周波共振アンテナ。