JP2611706B2 - Microstrip antenna - Google Patents
Microstrip antennaInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、底面が接地導体で覆わ
れた基板の表面に放射導体を設けてなるマイクロストリ
ップアンテナに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a microstrip antenna having a radiation conductor provided on a surface of a substrate whose bottom is covered with a ground conductor.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、例えば携帯用電話等の移動通信用
無線機のアンテナとして、無線機本体からアンテナ素子
が突出することのない平面的なアンテナが提案されてい
る。例えば特開平１−２２８３０３号公報には、無線機
の筐体を接地導体とし、該筐体の適所に側壁と所定寸法
だけ離して放射導体が平行に配設されるとともに、該放
射導体の一隅部が前記筐体に短絡された、いわゆる逆Ｆ
形アンテナが示されている。2. Description of the Related Art Hitherto, as an antenna of a mobile communication radio such as a portable telephone, a planar antenna without an antenna element protruding from a radio main body has been proposed. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-228303 discloses that a housing of a wireless device is used as a grounding conductor, a radiating conductor is disposed at a predetermined position of the housing in parallel with a predetermined distance from a side wall, and one corner of the radiating conductor is provided. Part is short-circuited to the housing, so-called inverted F
A shaped antenna is shown.
【０００３】図２は、上記逆Ｆ形アンテナの基本構成を
示す斜視図である。逆Ｆ形アンテナ３は、接地導体（筐
体）４と、該接地導体４上面から所定寸法ｈだけ離して
平行に配設された方形の放射導体３１と、該放射導体３
１の一隅部を前記接地導体４に短絡する短絡導体３２と
から構成され、同軸の給電線２により接地導体４側（筐
体内側）から前記放射導体３１面内の適所に設けられた
給電点Ｐに給電されるようになっている。この逆Ｆ形ア
ンテナ３は、放射導体３１の寸法により共振周波数ｆ0
が決定され、前記寸法ｈに比例して帯域幅Δｆが広くな
る特徴を有している。FIG. 2 is a perspective view showing the basic structure of the inverted F-shaped antenna. The inverted F-shaped antenna 3 includes a ground conductor (casing) 4, a rectangular radiation conductor 31 disposed in parallel with a predetermined distance h from the upper surface of the ground conductor 4,
And a short-circuit conductor 32 that short-circuits one corner to the ground conductor 4. A feed point provided at an appropriate position in the plane of the radiation conductor 31 from the ground conductor 4 side (inside the housing) by the coaxial feed line 2. The power is supplied to P. The inverted F-shaped antenna 3 has a resonance frequency f 0 depending on the size of the radiation conductor 31.
Is determined, and the bandwidth Δf is increased in proportion to the dimension h.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上記従来の逆Ｆ形アン
テナ３は、放射導体３１と前記接地導体４間に誘電体を
充填することにより放射導体３１の寸法を小さくするこ
とは可能であるが、接地導体４上面からの放射導体３１
の高さｈを低くすると帯域幅Δｆが狭くなるので、所望
の帯域幅Δｆを確保しつつアンテナ３の小型化を図るに
は一定の限界がある。In the above-mentioned conventional inverted F-shaped antenna 3, it is possible to reduce the size of the radiation conductor 31 by filling a dielectric between the radiation conductor 31 and the ground conductor 4. , Radiation conductor 31 from the top surface of ground conductor 4
When the height h of the antenna 3 is reduced, the bandwidth Δf becomes narrower. Therefore, there is a certain limit in achieving the miniaturization of the antenna 3 while securing the desired bandwidth Δf.
【０００５】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であり、帯域幅を狭くすることなく小型化が可能なマイ
クロストリップアンテナを提供することを目的とする。[0005] The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a microstrip antenna that can be reduced in size without reducing the bandwidth.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、接地導体と、この接地導体に対向して平
行に配置された放射導体とを備えたマイクロストリップ
アンテナにおいて、前記接地導体と前記放射導体間に介
在され、アンテナの動作周波数の略同一の周波数でフェ
リ磁気共鳴を起こすフェリ磁性体基板と、このフェリ磁
性体基板にフェリ磁気共鳴を起こす共振周波数をアンテ
ナの動作周波数に近接させるべく直流磁界を付与する磁
界発生手段とを備えたものである。According to the present invention, there is provided a microstrip antenna having a ground conductor and a radiation conductor disposed in parallel to and opposed to the ground conductor. And a ferrimagnetic substrate that is interposed between the radiation conductors and causes ferrimagnetic resonance at substantially the same operating frequency as the antenna, and a resonance frequency that causes ferrimagnetic resonance in the ferrimagnetic substrate is close to the operating frequency of the antenna. And a magnetic field generating means for applying a DC magnetic field in order to generate the magnetic field.
【０００７】[0007]
【作用】上記構成のマイクロストリップアンテナによれ
ば、接地導体とこれに平行に配設された放射導体は、こ
の放射導体の寸法で決定される固有の共振周波数で励振
する。一方、フェリ磁性体基板は、磁界発生手段で発生
された直流磁界によりアンテナの動作周波数に近接した
共振周波数でフェリ磁気共鳴を起こして実効透磁率が非
常に大きくなる。従って、動作周波数においては、フェ
リ磁性体基板内におけるマイクロ波の波長（実効長）は
実効透磁率の増大により短くなるので、波長が短縮する
分、マイクロストリップアンテナの構成を可能な限り小
さくすることができる。According to the microstrip antenna having the above structure, the ground conductor and the radiating conductor disposed in parallel with the ground conductor excite at a specific resonance frequency determined by the dimensions of the radiating conductor. On the other hand, the ferrimagnetic substrate causes ferrimagnetic resonance at a resonance frequency close to the operating frequency of the antenna due to the DC magnetic field generated by the magnetic field generating means, and the effective magnetic permeability becomes very large. Therefore, at the operating frequency, the wavelength (effective length) of the microwave in the ferrimagnetic substrate becomes shorter due to the increase in the effective magnetic permeability. Therefore, the structure of the microstrip antenna is made as small as possible because the wavelength is shortened. Can be.
【０００８】また、動作周波数における実効透磁率が非
常に大きいので、アンテナの入力インピーダンスが高く
なり、空気との整合が改善される。これにより帯域幅を
狭くすることなくマイクロストリップアンテナの小型化
が可能となる。Also, since the effective magnetic permeability at the operating frequency is very large, the input impedance of the antenna is increased, and the matching with the air is improved. Thus, the microstrip antenna can be reduced in size without reducing the bandwidth.
【０００９】[0009]
【実施例】図１は、本発明に係るマイクロストリップア
ンテナの一実施例の構造を示す斜視図である。マイクロ
ストリップアンテナ１は、ストリップ導体からなるスト
リップアンテナ部１１と、該アンテナ部１１の下部にス
ペーサ１５を介して設けられる磁石１６とから構成され
ている。FIG. 1 is a perspective view showing the structure of an embodiment of a microstrip antenna according to the present invention. The microstrip antenna 1 includes a strip antenna section 11 made of a strip conductor, and a magnet 16 provided below the antenna section 11 with a spacer 15 interposed therebetween.
【００１０】前記ストリップアンテナ部１１は、底面全
体が接地導体１３で覆われたフェリ磁性体基板１２の表
面に方形の放射導体１４が設けられたストリップアンテ
ナである。そして、前記放射導体１４は、同軸の給電線
２により接地導体１３側から前記放射導体１４面内の一
隅部に近接して設けられた給電点Ｐに給電されるように
なっている。なお、この給電点Ｐは、放射特性や入力イ
ンピーダンス等の諸特性から放射導体１４面内の適宜の
位置に設定される。The strip antenna section 11 is a strip antenna in which a rectangular radiation conductor 14 is provided on the surface of a ferrimagnetic substrate 12 whose entire bottom surface is covered with a ground conductor 13. The radiating conductor 14 is supplied with power from the ground conductor 13 to a feeding point P provided near one corner in the plane of the radiating conductor 14 by the coaxial feeder line 2. The feeding point P is set at an appropriate position in the surface of the radiation conductor 14 from various characteristics such as radiation characteristics and input impedance.
【００１１】前記フェリ磁性体基板１２は、例えばＹＩ
Ｇ（イットリウム・アイアン・ガーネット）等のフェリ
磁性体であって、磁気飽和させると、ある周波数ｆRES
においてフェリ磁気共鳴を生じるものである。The ferrimagnetic substrate 12 is made of, for example, YI
A ferrimagnetic material such as G (yttrium / iron / garnet), which is magnetically saturated and has a certain frequency f RES
Causes ferrimagnetic resonance.
【００１２】また、前記磁石１６は、例えばアンテナ部
１１の底面側から表面側（図中、上方）に直流磁界を発
生する永久磁石であって、前記フェリ磁性体１２を十分
に磁気飽和させる磁力を発生するものである。なお、磁
石１６は、永久磁石に限られず、電磁石でもよい。ま
た、磁石１６は、ストリップアンテナ部１１の表面側で
あって、該ストリップアンテナ部１１の放射を妨げない
位置に設けてもよい。The magnet 16 is a permanent magnet that generates a DC magnetic field from the bottom side to the front side (upward in the figure) of the antenna unit 11, for example, and is a magnetic force that sufficiently saturates the ferrimagnetic body 12. Is to occur. The magnet 16 is not limited to a permanent magnet, and may be an electromagnet. Further, the magnet 16 may be provided on the surface side of the strip antenna unit 11 at a position where the radiation of the strip antenna unit 11 is not hindered.
【００１３】前記ストリップアンテナ部１１の共振周波
数ｆ0は、主に放射導体１４の外周寸法により決定さ
れ、例えば前記フェリ磁気共鳴を起こす周波数ｆ
RES（以下、共鳴周波数という）よりわずかに高い周波
数に略一致させるように設定されている。The resonance frequency f 0 of the strip antenna section 11 is mainly determined by the outer dimensions of the radiation conductor 14, and is, for example, a frequency f at which the ferrimagnetic resonance occurs.
The frequency is set to approximately match a frequency slightly higher than RES (hereinafter referred to as resonance frequency).
【００１４】上記構成において、フェリ磁性体基板１２
は、前記永久磁石１６により底面側から表面側に加えら
れた垂直の直流磁界で磁気飽和状態にされており、前記
共鳴周波数ｆRES近傍では、実効透磁率μが大きくなっ
ている。このため、該フェリ磁性体基板１２内における
前記ストリップアンテナ部１１の共振周波数ｆ0の波長
λはより短縮され、マイクロストリップアンテナ１の小
型化が可能となっている。In the above structure, the ferrimagnetic substrate 12
Are magnetically saturated by a vertical DC magnetic field applied from the bottom surface to the front surface by the permanent magnet 16, and the effective magnetic permeability μ increases near the resonance frequency f RES . For this reason, the wavelength λ of the resonance frequency f 0 of the strip antenna unit 11 in the ferrimagnetic substrate 12 is further reduced, and the microstrip antenna 1 can be downsized.
【００１５】すなわち、前記波長λは、数１に示すよう
に実効透磁率μの平方根に反比例するので、前記フェリ
磁気共鳴点近傍で実効透磁率μが大きくなることによ
り、更に波長λは短縮される。That is, since the wavelength λ is inversely proportional to the square root of the effective magnetic permeability μ as shown in Expression 1, the wavelength λ is further reduced by increasing the effective magnetic permeability μ near the ferrimagnetic resonance point. You.
【００１６】[0016]
【数１】 (Equation 1)
【００１７】一方、ストリップアンテナ部１１の共振周
波数ｆ0は前記磁気共鳴周波数ｆRESの近傍に設定され、
実効透磁率μの大きい領域でアンテナを動作させるよう
にしているので、実効透磁率μの上昇により波長λが短
縮される分、アンテナをより小型にすることが可能にな
る。On the other hand, the resonance frequency f 0 of the strip antenna section 11 is set near the magnetic resonance frequency f RES ,
Since the antenna is operated in a region where the effective magnetic permeability μ is large, the antenna λ can be made smaller because the wavelength λ is shortened by the increase in the effective magnetic permeability μ.
【００１８】また、アンテナの放射インピーダンス（入
力インピーダンス）Ｚｒは、数２に示すように実効透磁
率μの平方根に比例する。Further, the radiation impedance (input impedance) Zr of the antenna is proportional to the square root of the effective magnetic permeability μ as shown in Expression 2.
【００１９】[0019]
【数２】 (Equation 2)
【００２０】前記実効透磁率μが大きくなることにより
マイクロストリップアンテナ１の入力インピーダンスＺ
ｒが空気中の特性インピーダンスＺ0（≒１２０π）に
近くなるので、整合特性が改善され、アンテナの小型化
に伴う帯域幅Δｆの狭帯域化が低減される。従って、帯
域幅Δｆを狭くすることなくマイクロストリップアンテ
ナ１の小型化が可能となる。As the effective magnetic permeability μ increases, the input impedance Z of the microstrip antenna 1 increases.
Since r becomes close to the characteristic impedance Z 0 (≒ 120π) in the air, the matching characteristics are improved, and the narrowing of the bandwidth Δf accompanying the miniaturization of the antenna is reduced. Therefore, the size of the microstrip antenna 1 can be reduced without reducing the bandwidth Δf.
【００２１】また、本実施例では、永久磁石をマイクロ
ストリップアンテナ１底面の下部に設けているので、金
属筐体の側面に簡単に取り付けられ、自動車等の移動体
にも簡単に装着脱できる利点を有している。Further, in this embodiment, since the permanent magnet is provided at the lower portion of the bottom surface of the microstrip antenna 1, it can be easily attached to the side surface of the metal casing and can be easily attached to and detached from a moving body such as an automobile. have.
【００２２】[0022]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
アンテナの動作周波数と略同一の周波数でフェリ磁気共
鳴を起こすフェリ磁性体基板にマイクロストリップアン
テナを形成し、このフェリ磁性体基板に直流磁界を与え
てアンテナの動作周波数に近接した共振周波数で上記フ
ェリ磁気共鳴を起こさせるようにしたので、動作周波数
におけるフェリ磁性体基板の実効透磁率が非常に大きく
なり、これによりマイクロストリップアンテナを可能な
限り小型化することができる。As described above, according to the present invention,
A microstrip antenna is formed on a ferrimagnetic substrate that causes ferrimagnetic resonance at substantially the same frequency as the operating frequency of the antenna, and a DC magnetic field is applied to the ferrimagnetic substrate to apply the ferrimagnetic to the ferrimagnetic substrate at a resonance frequency close to the operating frequency of the antenna. Since the magnetic resonance is caused, the effective magnetic permeability of the ferrimagnetic substrate at the operating frequency becomes very large, whereby the microstrip antenna can be made as small as possible.
【００２３】また、アンテナの動作周波数においては、
フェリ磁性体基板の実効透磁率が高いので、放射インピ
ーダンスが高くなり、空気中の特性インピーダンスとの
整合性が向上する。これにより帯域幅を狭くすることな
くマイクロストリップアンテナの小型化を図ることがで
きる。Also, at the operating frequency of the antenna,
Since the effective magnetic permeability of the ferrimagnetic substrate is high, the radiation impedance is high, and the matching with the characteristic impedance in air is improved. Thus, the microstrip antenna can be reduced in size without reducing the bandwidth.
【図１】本発明に係るマイクロストリップアンテナの一
実施例の構造を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a structure of an embodiment of a microstrip antenna according to the present invention.
【図２】従来の逆Ｆ形アンテナの構造を示す斜視図であ
る。FIG. 2 is a perspective view showing the structure of a conventional inverted-F antenna.
１ マイクロストリップアンテナ ２ 給電線 １１ ストリップアンテナ部 １２ フェリ磁性体基板 １３ 接地導体 １４ 放射導体（ストリップアンテナ） １５ スペーサ １６ 磁石 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Microstrip antenna 2 Feeding line 11 Strip antenna part 12 Ferrimagnetic substrate 13 Ground conductor 14 Radiation conductor (strip antenna) 15 Spacer 16 Magnet
Claims (1)
行に配置された放射導体とを備えたマイクロストリップ
アンテナにおいて、前記接地導体と前記放射導体間に介
在され、アンテナの動作周波数の略同一の周波数でフェ
リ磁気共鳴を起こすフェリ磁性体基板と、このフェリ磁
性体基板にフェリ磁気共鳴を起こす共振周波数をアンテ
ナの動作周波数に近接させるべく直流磁界を付与する磁
界発生手段とを備えたことを特徴とするマイクロストリ
ップアンテナ。1. A ground conductor, and a flat conductor facing the ground conductor.
Microstrip with radiation conductors arranged in rows
In the antenna, an antenna is provided between the ground conductor and the radiation conductor.
And the frequency is almost the same as the operating frequency of the antenna.
Ferrimagnetic substrate that causes remagnetic resonance and this ferrimagnetic
The resonant frequency that causes ferrimagnetic resonance on the conductive substrate
Magnet that applies a DC magnetic field to approximate the operating frequency of the
A microstrip antenna comprising a field generating means .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3129432A JP2611706B2 (en) | 1991-05-31 | 1991-05-31 | Microstrip antenna |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3129432A JP2611706B2 (en) | 1991-05-31 | 1991-05-31 | Microstrip antenna |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04354401A JPH04354401A (en) | 1992-12-08 |
| JP2611706B2 true JP2611706B2 (en) | 1997-05-21 |
Family
ID=15009345
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3129432A Expired - Fee Related JP2611706B2 (en) | 1991-05-31 | 1991-05-31 | Microstrip antenna |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JPH0374909A (en) * | 1989-08-16 | 1991-03-29 | Nissan Motor Co Ltd | Electronic control antenna system |
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1991
- 1991-05-31 JP JP3129432A patent/JP2611706B2/en not_active Expired - Fee Related
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