JP2826224B2 - マイクロストリップアンテナ - Google Patents
マイクロストリップアンテナInfo
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- JP2826224B2 JP2826224B2 JP3337651A JP33765191A JP2826224B2 JP 2826224 B2 JP2826224 B2 JP 2826224B2 JP 3337651 A JP3337651 A JP 3337651A JP 33765191 A JP33765191 A JP 33765191A JP 2826224 B2 JP2826224 B2 JP 2826224B2
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- Japan
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、移動体衛星通信等に用
いられるマイクロストリップアンテナに関する。
いられるマイクロストリップアンテナに関する。
【０００２】
【従来の技術】情報化社会の発達と共に、移動体通信、
衛星通信の利用が盛んになり、人工衛星を介して電波を
受信することによって移動体の位置速度を検出するＧＰ
Ｓ等のナビゲーションシステムが実用化されている。Ｇ
ＰＳではＬバンド帯の周波数の電波が使用され、受信ア
ンテナとしてマイクロストリップアンテナ、ヘリカルア
ンテナ等が実用化されている。
衛星通信の利用が盛んになり、人工衛星を介して電波を
受信することによって移動体の位置速度を検出するＧＰ
Ｓ等のナビゲーションシステムが実用化されている。Ｇ
ＰＳではＬバンド帯の周波数の電波が使用され、受信ア
ンテナとしてマイクロストリップアンテナ、ヘリカルア
ンテナ等が実用化されている。
【０００３】図５に従来のマイクロストリップアンテナ
の一例を示す。同図において、誘電体基板１２上にはエ
ッチングによって導体パッチ１１が形成され、この導体
パッチ１１面には更に縮退分離素子１３及び給電点１４
が設けられている。更に上記誘電体基板１２の裏面に地
板１５を形成することによってマイクロストリップアン
テナが構成されている。
の一例を示す。同図において、誘電体基板１２上にはエ
ッチングによって導体パッチ１１が形成され、この導体
パッチ１１面には更に縮退分離素子１３及び給電点１４
が設けられている。更に上記誘電体基板１２の裏面に地
板１５を形成することによってマイクロストリップアン
テナが構成されている。
【０００４】このような構成からなる従来の一点給電型
マイクロストリップアンテナは、給電点１４から給電さ
れ、縮退分離素子１３により互いに直交し位相の９０°
異なる２つの共振モードを導体パッチ１１上に生じさ
せ、円偏波アンテナとして動作させている。
マイクロストリップアンテナは、給電点１４から給電さ
れ、縮退分離素子１３により互いに直交し位相の９０°
異なる２つの共振モードを導体パッチ１１上に生じさ
せ、円偏波アンテナとして動作させている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】マイクロストリップア
ンテナは、底面に導電性の地板１５を有する誘電体基板
１２上に導体パッチ１１を配置したもので、そのパッチ
の周縁が電気的に開放となる共振素子を形成している。
従って方形パッチにおいては、周縁が開放となる１／２
波長で共振するため、導体パッチ１１の一辺としては誘
電体基板１２上の短縮された波長の約１／２波長と決定
されるという欠点があり、小型化が制約されるという問
題があった。本発明は上記従来のマイクロストリップア
ンテナの問題点に鑑みなされたもので、使用周波数に対
して実質的に形状を縮小することができるアンテナを提
供する。
ンテナは、底面に導電性の地板１５を有する誘電体基板
１２上に導体パッチ１１を配置したもので、そのパッチ
の周縁が電気的に開放となる共振素子を形成している。
従って方形パッチにおいては、周縁が開放となる１／２
波長で共振するため、導体パッチ１１の一辺としては誘
電体基板１２上の短縮された波長の約１／２波長と決定
されるという欠点があり、小型化が制約されるという問
題があった。本発明は上記従来のマイクロストリップア
ンテナの問題点に鑑みなされたもので、使用周波数に対
して実質的に形状を縮小することができるアンテナを提
供する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明によるマイクロストリップアンテナでは、誘電
体基板の一方の表面に接地電位を与えるための地板を形
成し、他方の表面にアンテナ素子となる導体を形成し該
誘電体基板の表面に設けられた単一の給電部から給電す
る一点給電円偏波マイクロストリップアンテナにおい
て、上記導体の中心から偏位した位置に給電点を設け、
縮退分離素子により互いに直交し位相の異なる２つの共
振モード方向に対し±４５度で直交する直線方向の導体
両端に切込みを形成し、前記共振モード方向に対し±４
５度で直交する直線のいずれかと前記給電点の偏位方向
とが一致する。
に本発明によるマイクロストリップアンテナでは、誘電
体基板の一方の表面に接地電位を与えるための地板を形
成し、他方の表面にアンテナ素子となる導体を形成し該
誘電体基板の表面に設けられた単一の給電部から給電す
る一点給電円偏波マイクロストリップアンテナにおい
て、上記導体の中心から偏位した位置に給電点を設け、
縮退分離素子により互いに直交し位相の異なる２つの共
振モード方向に対し±４５度で直交する直線方向の導体
両端に切込みを形成し、前記共振モード方向に対し±４
５度で直交する直線のいずれかと前記給電点の偏位方向
とが一致する。
【０００７】
【作用】本発明のアンテナでは、導体パッチの切れ込み
の少なくとも１つが給電点の偏位方向と同じ方向に形成
されるため、形状を調整することにより、互いに直交す
る２つの共振モードの電流分布を変化させ、電気長を等
価的に長くして共振周波数を下げることができる。この
ことにより使用周波数において、実質的にアンテナ素子
寸法が短縮する。
の少なくとも１つが給電点の偏位方向と同じ方向に形成
されるため、形状を調整することにより、互いに直交す
る２つの共振モードの電流分布を変化させ、電気長を等
価的に長くして共振周波数を下げることができる。この
ことにより使用周波数において、実質的にアンテナ素子
寸法が短縮する。
【０００８】
【実施例】図１にこの発明の一実施例を示す。同図にお
いて、平板状の誘電体基板２の表面上にはアンテナ素子
となる導体パッチ１が配置されている。図１では理解を
容易にするため１つの導体パッチ１を示しているが、衛
星電波を受信する平面アンテナとしては、このようなア
ンテナ素子を多数アレイアンテナとして配置した形態で
用いることも可能である。
いて、平板状の誘電体基板２の表面上にはアンテナ素子
となる導体パッチ１が配置されている。図１では理解を
容易にするため１つの導体パッチ１を示しているが、衛
星電波を受信する平面アンテナとしては、このようなア
ンテナ素子を多数アレイアンテナとして配置した形態で
用いることも可能である。
【０００９】上記導体パッチ１は、金属導体をエッチン
グによって正方形状に成形することによって形成され、
一方の表面に導体パッチ１が形成された誘電体基板２の
裏面全面には地板３が形成されている。上記導体パッチ
１のほぼ中央の位置には、正方形の対角線方向にスロッ
トを刻んで形成した縮退分離素子４が設けられている。
グによって正方形状に成形することによって形成され、
一方の表面に導体パッチ１が形成された誘電体基板２の
裏面全面には地板３が形成されている。上記導体パッチ
１のほぼ中央の位置には、正方形の対角線方向にスロッ
トを刻んで形成した縮退分離素子４が設けられている。
【００１０】ここで本実施例のアンテナ素子において
は、給電点５が、導体パッチ１の中心位置から導体パッ
チの一辺に平行な方向に偏移させた位置に設けられてい
る。尚、偏位方向は本実施例のように導体パッチの辺に
平行な方向に限られるものではない。
は、給電点５が、導体パッチ１の中心位置から導体パッ
チの一辺に平行な方向に偏移させた位置に設けられてい
る。尚、偏位方向は本実施例のように導体パッチの辺に
平行な方向に限られるものではない。
【００１１】導体パッチ１の対向する２辺には、導体の
内部に向かって上記給電点５の偏位方向と平行な方向に
第１切れ込み９Ａが形成されている。導体パッチ１の他
の対向する２辺については、上記切れ込み９Ａと直交す
る方向に第１切れ込み９Ｂが形成されている。上記４カ
所の各切れ込みは、切れ込みで区切られた領域での導体
パッチ１の電流経路を長くするために、切れ込み周囲を
利用した形状に更に第２切れ込み１０Ａ、１０Ｂが形成
され、図２に示すように迂回した導体パターン６Ａ、６
Ｂ及び７Ａ、７Ｂを生成している。
内部に向かって上記給電点５の偏位方向と平行な方向に
第１切れ込み９Ａが形成されている。導体パッチ１の他
の対向する２辺については、上記切れ込み９Ａと直交す
る方向に第１切れ込み９Ｂが形成されている。上記４カ
所の各切れ込みは、切れ込みで区切られた領域での導体
パッチ１の電流経路を長くするために、切れ込み周囲を
利用した形状に更に第２切れ込み１０Ａ、１０Ｂが形成
され、図２に示すように迂回した導体パターン６Ａ、６
Ｂ及び７Ａ、７Ｂを生成している。
【００１２】上記形状に成型された導体パッチ１を有す
るマイクロストリップアンテナ素子は、給電点５より給
電され、縮退分離素子４により、図２の導体パッチ１の
対角線方向を座標系としたｘ軸方向とｙ軸方向に互いに
直交する異なる２つの周波数の共振モードを形成し、２
つの中間の周波数で円偏波を発生する。発生する円偏波
の偏波面は、縮退分離素子４のスロットの向きを調整す
ることによって変えることができる。
るマイクロストリップアンテナ素子は、給電点５より給
電され、縮退分離素子４により、図２の導体パッチ１の
対角線方向を座標系としたｘ軸方向とｙ軸方向に互いに
直交する異なる２つの周波数の共振モードを形成し、２
つの中間の周波数で円偏波を発生する。発生する円偏波
の偏波面は、縮退分離素子４のスロットの向きを調整す
ることによって変えることができる。
【００１３】上記正方形の導体パッチ１において、各辺
に第１切れ込み９Ａ、９Ｂが、更に各切れ込み領域内に
第２切れ込み１０Ａ、１０Ｂが形成されているため、上
記導体パッチ１１に発生した両共振モードに基づく電流
は、図２の実線及び破線の矢印で示すように切れ込みの
周辺に沿って流れる。即ち、導体形状が単純方形である
のに比べて導体パッチ１の電気長が等価的に長くなり、
共振周波数が下がる。このことは、一定周波数を対象に
した場合、その周波数での導体パッチ１の寸法が切れ込
みを形成していない単純正方形からなるパッチに比べて
導体が小さくなることを意味している。図２において、
導体パターン６Ａ、７Ａはｙ軸方向のモードの共振周波
数を下げることに貢献し、また導体パターン６Ｂ、７Ｂ
はｘ軸方向のモードの共振周波数を下げる役割を果たし
ている。
に第１切れ込み９Ａ、９Ｂが、更に各切れ込み領域内に
第２切れ込み１０Ａ、１０Ｂが形成されているため、上
記導体パッチ１１に発生した両共振モードに基づく電流
は、図２の実線及び破線の矢印で示すように切れ込みの
周辺に沿って流れる。即ち、導体形状が単純方形である
のに比べて導体パッチ１の電気長が等価的に長くなり、
共振周波数が下がる。このことは、一定周波数を対象に
した場合、その周波数での導体パッチ１の寸法が切れ込
みを形成していない単純正方形からなるパッチに比べて
導体が小さくなることを意味している。図２において、
導体パターン６Ａ、７Ａはｙ軸方向のモードの共振周波
数を下げることに貢献し、また導体パターン６Ｂ、７Ｂ
はｘ軸方向のモードの共振周波数を下げる役割を果たし
ている。
【００１４】導体パッチ１に形成する切れ込み９Ａは、
切れ込みの方向を給電点５の偏移方向に平行に採れば任
意の形状に設計することができ、また切れ込み深さ、幅
においても制約はない。即ち、導体パッチ１に更に付加
する第２、第３としての切れ込みによって形成される導
体パターンは、隣接する導体パターンと接触しない限
り、電気長を長く採ることができる形状であれば任意に
形成することができる。
切れ込みの方向を給電点５の偏移方向に平行に採れば任
意の形状に設計することができ、また切れ込み深さ、幅
においても制約はない。即ち、導体パッチ１に更に付加
する第２、第３としての切れ込みによって形成される導
体パターンは、隣接する導体パターンと接触しない限
り、電気長を長く採ることができる形状であれば任意に
形成することができる。
【００１５】切れ込みによって生じる１つの区切られた
導体領域に形成する導体パターンは、本実施例のごとく
４個である必要はなく、任意でよい。また互いに連続す
る導体パタ−ンは必ずしも直交する必要はなく、任意の
角度で接続された関係にあれば共振周波数を下げる効果
を奏する。
導体領域に形成する導体パターンは、本実施例のごとく
４個である必要はなく、任意でよい。また互いに連続す
る導体パタ−ンは必ずしも直交する必要はなく、任意の
角度で接続された関係にあれば共振周波数を下げる効果
を奏する。
【００１６】図３Ａ及びＢは本発明の他の実施例を示
し、いずれも給電点５の偏移方向に平行な方向に切れ込
み９Ａ、９Ｂが形成されているため、電流が切れ込みの
辺に沿って流れることにより電気長が長くなり、共振周
波数ｆが下がる。
し、いずれも給電点５の偏移方向に平行な方向に切れ込
み９Ａ、９Ｂが形成されているため、電流が切れ込みの
辺に沿って流れることにより電気長が長くなり、共振周
波数ｆが下がる。
【００１７】図４は更に他の実施例を示す。この実施例
は、誘電体基板２の表面に前記実施例と同様の切れ込み
を加工した導体パッチ１を形成するものの、裏面はスペ
ーサ２１によって空気層２２を介して地板２３を積層し
た構造からなるマイクロストリップアンテナである。
は、誘電体基板２の表面に前記実施例と同様の切れ込み
を加工した導体パッチ１を形成するものの、裏面はスペ
ーサ２１によって空気層２２を介して地板２３を積層し
た構造からなるマイクロストリップアンテナである。
【００１８】通常マイクロストリップアンテナにおいて
は、誘電体基板の誘電体損を小さくするため、誘電体基
板の基板構造として空気層２２を積層した多層構造が採
用される。しかし、このような多層基板構造では、等価
誘電率が低くなり、Ｌバンド帯ではパッチ寸法が大きく
なるという問題があるが、導体パッチとして本実施例の
ように切れ込みを加工して等価的に電気長を長くした形
状とすることにより、アンテナ素子寸法を小型にするこ
とができる。
は、誘電体基板の誘電体損を小さくするため、誘電体基
板の基板構造として空気層２２を積層した多層構造が採
用される。しかし、このような多層基板構造では、等価
誘電率が低くなり、Ｌバンド帯ではパッチ寸法が大きく
なるという問題があるが、導体パッチとして本実施例の
ように切れ込みを加工して等価的に電気長を長くした形
状とすることにより、アンテナ素子寸法を小型にするこ
とができる。
【００１９】いずれの実施例における導体パッチのパタ
ーンでも、給電点５が設けられている中心部分の方形導
体領域８の各辺の長さを調整することによって、給電点
５の入力インピーダンスのリアクタンス分を調整するこ
とができ、アンテナ部分と給電部分との整合が取りやす
い。
ーンでも、給電点５が設けられている中心部分の方形導
体領域８の各辺の長さを調整することによって、給電点
５の入力インピーダンスのリアクタンス分を調整するこ
とができ、アンテナ部分と給電部分との整合が取りやす
い。
【００２０】また、上記各実施例のアンテナ素子におい
て、縮退分離素子４は導体パッチの中心に位置する必要
はなく、方形導体のコーナーに突起或いは切れ込みを形
成し、、互いに直交する異なる２つの共振モードを発生
させることもでき、更に縮退分離素子４は必ずしも必要
ではなく、この素子４がない導体パッチを直線偏波パッ
チとしてアンテナ動作させることも可能である。エッチ
ングを施す前の導体の形状は方形である必要はなく、円
形とし、これに給電点４と一定の関係を保持する切れ込
みを形成してアンテナ素子とすることもできる。
て、縮退分離素子４は導体パッチの中心に位置する必要
はなく、方形導体のコーナーに突起或いは切れ込みを形
成し、、互いに直交する異なる２つの共振モードを発生
させることもでき、更に縮退分離素子４は必ずしも必要
ではなく、この素子４がない導体パッチを直線偏波パッ
チとしてアンテナ動作させることも可能である。エッチ
ングを施す前の導体の形状は方形である必要はなく、円
形とし、これに給電点４と一定の関係を保持する切れ込
みを形成してアンテナ素子とすることもできる。
【００２１】
【発明の効果】以上本発明のように、導体の中心から偏
位した位置に給電点を設け、縮退分離素子により互いに
直交し位相の異なる２つの共振モード方向に対し±４５
度で直交する直線方向の導体両端に切込みを形成し、前
記共振モード方向に対し±４５度で直交する直線のいず
れかと前記給電点の偏位方向とを一致させることによ
り、共振周波数を下げ、同一周波数におけるアンテナ素
子寸法を縮小することができ、誘電体基板面を有効に活
用した効率的な小型の一点給電円偏波マイクロストリッ
プアンテナを得ることができる。導体を形成する誘電体
基板が多層構造からなる一点給電円偏波マイクロストリ
ップアンテナにおいては小型化の効果が特に顕著であ
る。
位した位置に給電点を設け、縮退分離素子により互いに
直交し位相の異なる２つの共振モード方向に対し±４５
度で直交する直線方向の導体両端に切込みを形成し、前
記共振モード方向に対し±４５度で直交する直線のいず
れかと前記給電点の偏位方向とを一致させることによ
り、共振周波数を下げ、同一周波数におけるアンテナ素
子寸法を縮小することができ、誘電体基板面を有効に活
用した効率的な小型の一点給電円偏波マイクロストリッ
プアンテナを得ることができる。導体を形成する誘電体
基板が多層構造からなる一点給電円偏波マイクロストリ
ップアンテナにおいては小型化の効果が特に顕著であ
る。
【図１】 この発明の一実施例を示す斜視図。
【図２】 同実施例を説明するための平面図。
【図３】 この発明の他の実施例を示す平面図。
【図４】 この発明の更に他の実施例を示す斜視図。
【図５】 従来のマイクロストリップアンテナを示す斜
視図。
視図。
１ 導体パッチ ２ 誘電体基板 ３ 地板 ４ 縮退分離素子 ５ 給電点 ６Ａ、６Ｂ 導体パターン ７Ａ、７Ｂ 導体パターン ９ 第１切れ込み １０ 第２切れ込み
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 太田 智三 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャ−プ株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−48803（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−135107（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−161102（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−140705（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01Q 13/08
Claims (2)
- 【請求項１】 誘電体基板の一方の表面に接地電位を与
えるための地板を形成し、他方の表面にアンテナ素子と
なる導体を形成し該誘電体基板の表面に設けられた単一
の給電部から給電する一点給電円偏波マイクロストリッ
プアンテナにおいて、上記導体の中心から偏位した位置
に給電点を設け、縮退分離素子により互いに直交し位相
の異なる２つの共振モード方向に対し±４５度で直交す
る直線方向の導体両端に切込みを形成し、前記共振モー
ド方向に対し±４５度で直交する直線のいずれかと前記
給電点の偏位方向とが一致することを特徴とするマイク
ロストリップアンテナ。 - 【請求項２】 表面に前記導体を形成した誘電体基板
は、誘電率の異なる材料の層が積層された多層基板から
なることを特徴とする請求項１に記載のマイクロストリ
ップアンテナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3337651A JP2826224B2 (ja) | 1991-11-26 | 1991-11-26 | マイクロストリップアンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3337651A JP2826224B2 (ja) | 1991-11-26 | 1991-11-26 | マイクロストリップアンテナ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05152830A JPH05152830A (ja) | 1993-06-18 |
| JP2826224B2 true JP2826224B2 (ja) | 1998-11-18 |
Family
ID=18310663
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3337651A Expired - Fee Related JP2826224B2 (ja) | 1991-11-26 | 1991-11-26 | マイクロストリップアンテナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2826224B2 (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3004439B2 (ja) * | 1992-01-17 | 2000-01-31 | 日立化成工業株式会社 | 平面アンテナ |
| JP2001060822A (ja) * | 1999-08-20 | 2001-03-06 | Tdk Corp | マイクロストリップアンテナ |
| KR100417063B1 (ko) | 1999-12-15 | 2004-02-05 | 티디케이가부시기가이샤 | 마이크로 스트립 안테나 |
| JP2004274223A (ja) * | 2003-03-06 | 2004-09-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | アンテナとそれを用いた電子機器 |
| JP2005278067A (ja) * | 2004-03-26 | 2005-10-06 | Sony Corp | アンテナ装置 |
| JP2006222848A (ja) | 2005-02-14 | 2006-08-24 | Hitachi Cable Ltd | 円偏波アンテナ、アンテナ設計シミュレータ、及び同アンテナを備えた無線モジュール |
| US7486238B2 (en) | 2006-07-11 | 2009-02-03 | Hitachi Cable, Ltd. | Circular polarized wave antenna and method for designing same |
| KR101484749B1 (ko) | 2008-08-19 | 2015-01-21 | 삼성전자주식회사 | 안테나장치 |
| JP6989320B2 (ja) | 2017-08-21 | 2022-01-05 | 株式会社Soken | アンテナ装置 |
| CN107706522A (zh) * | 2017-11-06 | 2018-02-16 | 广东通宇通讯股份有限公司 | 一种微基站天线 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59161102A (ja) * | 1983-03-04 | 1984-09-11 | Toshiba Corp | 円偏波マイクロストリツプアンテナ |
| JPS63140705U (ja) * | 1987-03-09 | 1988-09-16 |
-
1991
- 1991-11-26 JP JP3337651A patent/JP2826224B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05152830A (ja) | 1993-06-18 |
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