JP3127347B2 - フィルタ内蔵マイクロストリップアンテナ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＧＰＳ（Global Posit
ioning System）を利用したナビゲーションシステム、
移動体通信等に使用するマイクロストリップアンテナに
係り、とくにフィルタ機能を具備したフィルタ内蔵マイ
クロストリップアンテナに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＧＰＳを利用したナビゲーション
システム等に使用されているマイクロストリップアンテ
ナは、一般にマイクロストリップ導体と接地導体（地導
体）との間に誘電体を挟み込んだ構造であり、受信電波
信号がマイクロストリップ導体の給電点からマイクロス
トリップアンテナ裏側に設けたローノイズアンプ回路に
入力される構造を有している。そして、これとは別に受
信電波の所望周波数信号の以外の雑音信号を除去するた
めのバンドパスフィルタとして、例えば、誘電体フィル
タをローノイズアンプ基板上に個別に取り付ける構成が
知られている。

【０００３】上記のようなマイクロストリップアンテナ
と別個に誘電体フィルタを配設する構成としては、例え
ば、図１３に示す従来例の構造を持つものがある。この
図において、セラミック等の誘電体材料を所定の厚みを
有する平板状に成型してなる誘電体基板１の電波の送受
信側となる主面２に方形状（正方形状）のマイクロスト
リップ導体３を設け、主面２の反対面となる裏面４の全
面に接地導体（地導体）５を設けることで、マイクロス
トリップアンテナ１４０が構成されている。そして、マ
イクロストリップアンテナ１４０の裏側、すなわち誘電
体基板１の裏面４の接地導体５の上にローノイズアンプ
（高周波増幅器）基板１３０が配設されている。ローノ
イズアンプ基板１３０の上面には、誘電体フィルタ１３
１が設けられている。誘電体フィルタ１３１には、一対
の入出力電極（入出力端子）１３２が設けられて、マイ
クロストリップ導体３の給電端やローノイズアンプ基板
１３０の入出力端に接続されている（図示省略）。

【０００４】なお、誘電体フィルタ１３１は、周知構造
のもので、例えば、直方体状誘電体ブロックに複数個の
誘電体共振器となる貫通導電部を形成し、該貫通導電部
の一端が位置する開放端面を除く誘電体ブロックの５面
に導体膜を設けたものである。また、図１３の従来例
は、マイクロストリップアンテナ１４０の裏側を上にし
て図示しているが、実際の使用状態ではマイクロストリ
ップ導体３を電波の到来方向に向けて（ＧＰＳを利用す
るナビゲーションシステムでは上向きとして）自動車屋
根上等に搭載する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記図１３
の従来例のように、ローノイズアンプ基板１３０上に誘
電体フィルタ１３１を取り付けた場合、ローノイズアン
プ基板１３０に対し誘電体フィルタ１３１の占める面積
が大きくなり、小型化に限界がある。また、マイクロス
トリップアンテナ１４０自体も誘電体フィルタ１３１も
誘電体材料を使用していながら別々に作るのは、製造原
価や部品実装工程の増加を招き不利である。

【０００６】なお、特開平６−２２４６３０号の平面ア
ンテナは、マイクロストリップアンテナと増幅器との間
にフィルタを挿入して妨害波をフィルタで除去する構成
を開示している。但し、フィルタはマイクロストリップ
アンテナとは別部品としてマイクロストリップアンテナ
の裏側に配設する構造を採用しており、図１３で説明し
た従来例と同様の不都合を持っている。

【０００７】本発明は、上記の点に鑑み、マイクロスト
リップアンテナを構成する誘電体を用いてフィルタ手段
を構成し、マイクロストリップアンテナとフィルタ手段
とを一体とすることで、省スペース化を図るとともに製
造工程の削減やコスト低減を図り、小型で安価なフィル
タ内蔵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。

【０００８】本発明のその他の目的や新規な特徴は後述
の実施例において明らかにする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本願第１発明のフィルタ内蔵マイクロストリップア
ンテナは、誘電体基板の主面にマイクロストリップ導体
を、前記主面の反対面に接地導体を有するマイクロスト
リップアンテナにおいて、前記誘電体基板に形成された
穴部又は溝部に内導体を設けて誘電体共振器を１個乃至
複数個形成して誘電体フィルタを構成したことを特徴と
している。

【００１０】

【００１１】

【００１２】また、前記内導体の一端が、前記マイクロ
ストリップ導体及び接地導体から絶縁されて前記誘電体
基板の外面に導出された開放端となっており、他端は前
記接地導体側に接続されている構成としてもよい。

【００１３】さらに、前記内導体の両端が、前記マイク
ロストリップ導体及び接地導体から絶縁され、当該内導
体の一端が前記誘電体基板の外面に導出された開放端と
なっている構成としてもよい。

【００１４】

【００１５】

【作用】本発明においては、誘電体基板の主面にマイク
ロストリップ導体を、前記主面の反対面に地導体を有す
るマイクロストリップアンテナにおいて、前記誘電体基
板を用いてフィルタ手段を構成しているので、別個に独
立した誘電体フィルタ等のフィルタ手段を作製するのに
要する工数の削減、誘電体材料の節約、部品実装工程の
削減及び部品点数の削減を図ることができ、低コスト化
が実現できる。また、図１３の従来例のように、マイク
ロストリップアンテナとは別個に形成したフィルタ手段
を外部のローノイズアンプ（高周波増幅器）側に設けた
り、マイクロストリップアンテナの外側に設置するとい
った必要がなくなるとともに、ローノイズアンプ基板上
やマイクロストリップアンテナ周辺にフィルタ手段の設
置スペースを設ける必要がなく、アンテナ装置の小型化
が可能になる。なお、本発明のフィルタ内蔵マイクロス
トリップアンテナは、ＧＰＳを利用したナビゲーション
システムの他、移動体通信にも利用でき、受信のみなら
ず送信にも利用できる。

【００１６】前記フィルタ手段が、前記誘電体基板に誘
電体共振器を１個乃至複数個形成して誘電体フィルタを
構成したものである場合、前記共振器としてＱの比較的
高いものが小型に得られ、前記共振器を平面的には前記
誘電体基板の縁に近い位置に、前記誘電体基板の厚み方
向には前記共振器を前記接地導体に近い所に形成するこ
とでアンテナ特性に与える影響を小さくできる。

【００１７】前記誘電体共振器は前記誘電体基板に形成
された穴部又は溝部に内導体を設けたものであればよ
く、穴部に内導体を設ける場合はＱを高くでき、溝部に
内導体を設ける場合はＱは幾分低下するが、前記誘電体
基板の成型加工が容易な利点がある。

【００１８】そして、前記内導体の一端が前記マイクロ
ストリップ導体及び接地導体から絶縁されて前記誘電体
基板の外面に導出された開放端となっており、他端が前
記接地導体側に接続されている構成の場合、λｇ／４
（λｇ：誘電体による波長短縮率を考慮したときの電波
の波長）又はその奇数倍の線路長を持つ誘電体共振器と
して機能する。線路長をλｇ／４とすることにより、内
導体を設ける穴部又は溝部の長さを前記誘電体基板の長
さよりも充分短くすることができる。

【００１９】また、前記内導体の両端が前記マイクロス
トリップ導体及び接地導体から絶縁されており、当該内
導体の一端が前記誘電体基板の外面に導出された開放端
となっている構成の場合、λｇ／２又はその整数倍の線
路長を持つ誘電体共振器として機能する。線路長をλｇ
／２とすることにより、内導体を設ける穴部又は溝部の
長さを前記誘電体基板の長さよりも短くすることがで
き、また前記内導体の両端が開放端でよく、接地の必要
が無いので前記内導体の一端を接地するための構成を不
要にできる。

【００２０】

【００２１】

【実施例】以下、本発明に係るフィルタ内蔵マイクロス
トリップアンテナの実施例を図面に従って説明する。

【００２２】図１乃至図４は本発明の第１実施例を示
す。これらの図において、セラミック等の誘電体材料を
所定の厚みを有する平板状に成型してなる誘電体基板１
の電波の送受信側となる主面２に方形状（正方形状）の
マイクロストリップ導体３を設け、主面２の反対面とな
る裏面４の全面に接地導体（地導体）５を設けること
で、マイクロストリップアンテナ本体部が構成されてい
る。そして、誘電体基板１内には、このマイクロストリ
ップアンテナ本体部による受信電波の所望の周波数信号
以外の雑音信号を除去するためのフィルタ手段（バンド
パスフィルタ）としての誘電体フィルタ１０が一体に形
成されている。

【００２３】なお、図１乃至図４は、マイクロストリッ
プアンテナ本体部の裏側を上にして図示しているが、実
際の使用状態ではマイクロストリップ導体３を電波の到
来方向に向けて（ＧＰＳを利用するナビゲーションシス
テムでは上向きとして）自動車屋根上等に搭載する。

【００２４】前記誘電体基板１は、所望の受信電波の誘
電体による短縮率を考慮した波長λgよりも充分短い厚
さで形成されており、主面２が方形状（正方形状）で少
なくともマイクロストリップ導体３の形成面積より大き
な面積を有するように成型されている。

【００２５】前記マイクロストリップ導体３は、広い指
向性乃至実質的に無指向性のマイクロストリップアンテ
ナを得るために、一辺が波長λgの約１／２の長さとし
た方形状（正方形状）のパターンで形成されている。前
記接地導体５は、主面２と平行な裏面４のほぼ全面に形
成されている。また、マイクロストリップ導体３が形成
されている主面２から裏面４に貫通するスルーホール６
が形成されており、該スルーホール６は内周に導体膜７
が設けられている。該導体膜７は主面２側の端部でマイ
クロストリップ導体３と接続されてマイクロストリップ
導体３の給電路となり、裏面４側の開口端が外部と接続
するための給電端８になる。但し、この裏面４の給電端
８周縁部分には予め、導体膜７と接地導体５とを絶縁す
るために接地導体５を形成しない給電端絶縁用円形誘電
体露出部９を設けている。

【００２６】前記誘電体基板１には主面２に対し垂直な
一側面からλg／４に相当する距離をおいて裏面４から
当該誘電体基板１の中間深さまで垂直に直方体状凹部１
７が形成されており、この直方体状凹部１７の誘電体フ
ィルタ１０を形成する側の内壁面には図４の如く延長接
地導体（延長地導体）１８が設けられ、該延長接地導体
１８は裏面４の接地導体５と接続している。

【００２７】前記誘電体フィルタ１０は、一対の誘電体
共振器１１Ａ，１１Ｂからなっている。該誘電体共振器
１１Ａ，１１Ｂは、誘電体基板１の主面２に対し垂直な
一側面（一端面）から当該側面に垂直かつ主面２と平行
で前記直方体状凹部１７に達する波長λgの１／４の長
さに相当する穴部１２Ａ，１２Ｂを２個平行に形成し、
図３及び図４の如く各穴部１２Ａ，１２Ｂの内周に内導
体１３Ａ，１３Ｂを形成することで、誘電体基板１内部
に一対のλg／４線路を構成したものである。そして、
誘電体基板１の一対の誘電体共振器１１Ａ，１１Ｂ間の
中央部に、両誘電体共振器１１Ａ，１１Ｂの偶モードと
奇モードの寄与率を変えて結合させるための結合用穴１
４を誘電体共振器１１Ａ，１１Ｂと平行に形成してい
る。結合用穴１４の内面は、導体があっても無くともよ
い。

【００２８】前記誘電体共振器１１Ａ，１１Ｂの誘電体
基板１の側面に開口している側を開放端とし、その誘電
体基板１の側面には、一対の入出力電極（入出力端子）
１５Ａ，１５Ｂが内導体１３Ａ，１３Ｂの開放端にそれ
ぞれ接続、固定されている。但し、裏面４には予め、該
入出力電極１５Ａ，１５Ｂが接地導体５と短絡しないよ
うに、入出力電極１５Ａ，１５Ｂ周辺に接地導体５を形
成しない端子絶縁用誘電体露出部１６を設けている。

【００２９】前記直方体状凹部１７の内壁面に誘電体共
振器１１Ａ，１１Ｂの各穴部１２Ａ，１２Ｂ及び結合用
穴１４の誘電体基板１内側の端部が開口している。そし
て、図４のように直方体状凹部１７内の延長接地導体
（延長地導体）１８に誘電体共振器１１Ａ，１１Ｂの内
導体１３Ａ，１３Ｂの短絡端（接地端）が接続してい
る。

【００３０】すなわち、誘電体基板１内に設けた長さが
λg／４の一対の内導体１３Ａ，１３Ｂの開放端はマイ
クロストリップ導体３及び接地導体５から絶縁されて誘
電体基板１の外面（一端面）に導出されて入出力電極１
５Ａ，１５Ｂとそれぞれ接続され、各内導体１３Ａ，１
３Ｂの短絡端は延長接地導体１８に接続されて接地導体
５と同電位となり、一対のλg／４の誘電体共振器１１
Ａ，１１Ｂを備えた誘電体フィルタ１０が誘電体基板１
に内蔵されることになる。

【００３１】なお、この誘電体フィルタ１０は、誘電体
基板１にマイクロストリップ導体３及び接地導体５を形
成してなるマイクロストリップアンテナ本体部とは独立
して使用することが可能であり、マイクロストリップア
ンテナによる受信電波の所望の周波数信号以外の雑音信
号を除去するためのフィルタ手段として利用でき、例え
ば、入出力電極１５Ａ，１５Ｂを通じて外部のローノイ
ズアンプ（高周波増幅器）に接続して使用することがで
きる。

【００３２】なお、前記マイクロストリップ導体３、接
地導体５、スルーホール６の導体膜７、誘電体共振器１
１Ａ，１１Ｂの内導体１３Ａ，１３Ｂ、延長接地導体１
８は、例えば、銀ペースト等の導電性ペーストを印刷又
は塗布した後、焼き付ける等し、導体膜として形成して
いる。

【００３３】この第１実施例によると、マイクロストリ
ップアンテナを構成する誘電体基板１の内部に誘電体共
振器１１Ａ，１１Ｂを形成し、誘電体基板１に誘電体フ
ィルタ１０を内蔵する構成としているため、以下の効果
を奏することができる。

【００３４】(1) 前記図１３の従来例のように、マイ
クロストリップアンテナとは別個に作製した誘電体フィ
ルタを外部のローノイズアンプ側に設けたり、マイクロ
ストリップアンテナとローノイズアンプ間に設置すると
いった必要がなくなるとともに、ローノイズアンプ基板
上やマイクロストリップアンテナ周辺に誘電体フィルタ
の設置スペースを設ける必要がなく、アンテナ装置の小
型化が可能になる。

【００３５】(2) マイクロストリップアンテナを構成
している誘電体基板１を利用して誘電体共振器１１Ａ，
１１Ｂからなる誘電体フィルタ１０を一体に形成してい
るので、別個に誘電体フィルタを作製するのに要する工
数の低減、誘電体材料の節約、部品実装工程の削減及び
部品点数の削減を図ることができ、低コスト化が実現で
きる。

【００３６】(3) 前記誘電体フィルタ１０は一端開
放、他端が短絡されたλg／４の線路長を持つ誘電体共
振器を構成したものであるため、誘電体基板１に全長に
対する各共振器の線路長は充分短く、しかも共振器のＱ
の比較的高いものが小型に得られ、各共振器を平面的に
は前記誘電体基板１の縁に近い位置（なるべくマイクロ
ストリップ導体３から外れた位置）に、前記誘電体基板
１の厚み方向には各共振器を前記接地導体５に近い所に
形成することでアンテナ特性に与える影響を小さくでき
る。

【００３７】なお、ＧＰＳを利用したナビゲーションシ
ステムの場合、マイクロストリップアンテナ本体部の形
状、寸法は約１．５７５ＧＨｚのＧＰＳの電波の受信に
適したものとし、誘電体フィルタ１０はＧＰＳの電波の
周波数帯を通過させるバンドパスフィルタ特性を有する
ものとする。

【００３８】また、本実施例のフィルタ内蔵マイクロス
トリップアンテナの使用例としては、マイクロストリッ
プアンテナ本体部の給電端８をローノイズアンプの入力
端に接続し、誘電体フィルタ１０の入出力電極１５Ａ，
１５Ｂはローノイズアンプの増幅素子の段間に接続して
バンドパスフィルタとして利用する構成が挙げられる。

【００３９】図５は本発明の第２実施例を示す。この場
合、マイクロストリップアンテナを構成する誘電体基板
１の内部に、誘電体フィルタ２０を構成するための前記
第１実施例と同様の一対の誘電体共振器１１Ａ，１１Ｂ
を形成し、該誘電体共振器１１Ａ，１１Ｂの直方体状凹
部１７（但し、内面に導体が形成されていない）側の開
口端を開放端とし、誘電体基板１の一側面側を短絡端
（接地端）としている。そして、誘電体共振器１１Ａ，
１１Ｂの開放端が開口する直方体状凹部１７の内壁面に
は、前記第１実施例と同様の一対の入出力電極（入出力
端子）１５Ａ，１５Ｂが内導体１３Ａ，１３Ｂの開放端
にそれぞれ接続、固定されている。但し、裏面４には予
め、該入出力電極１５Ａ，１５Ｂが接地導体５に短絡し
ないように、直方体状凹部１７開口周縁の入出力電極１
５Ａ，１５Ｂ周辺部分に接地導体５を形成しない端子絶
縁用誘電体露出部２６を設けている。一方、接地端側の
誘電体基板１の側面には、接地導体５と接続しかつ各内
導体１３Ａ，１３Ｂの接地端に接続する延長接地導体２
８が形成されている。なお、その他の構成は前述の第１
実施例と同様であり、同一又は相当部分に同じ番号を付
して説明を省略する。また、主な作用効果も前述の第１
実施例と同様であるが、裏面４の中央寄り位置に入出力
電極１５Ａ，１５Ｂが来るので、ローノイズアンプ基板
との接続を短縮できる場合がある。

【００４０】図６は本発明の第３実施例を示す。この場
合、マイクロストリップアンテナを構成する誘電体基板
１の内部に、一対の略Ｌ字型の線路を持つ誘電体共振器
３１を形成し、誘電体フィルタ３０を構成している。該
略Ｌ字型の線路を持つ誘電体共振器３１は、一対の直線
状穴部３２ａを誘電体基板１内部に平行に形成し、各直
線状穴部３２ａの内周に内導体３３を形成するととも
に、各直線状穴部３２ａの短絡端を誘電体基板１の厚み
方向に設けた内面が導体膜のスルーホール３２ｂでそれ
ぞれ接地導体５に接続することで、誘電体基板１内部に
略Ｌ字型の一対のλg／４線路を構成したものである。

【００４１】なお、図示されていないが、前記第１実施
例と同様に、誘電体基板１の一対の略Ｌ字型線路を持つ
誘電体共振器３１間の中央部に、両方の誘電体共振器３
１を結合させるための結合用穴を誘電体共振器３１と平
行に形成している。但し、この場合、結合用穴はめくら
穴状に形成されている。

【００４２】なお、本実施例では、スルーホール３２ｂ
の長さも無視できないので、直線状穴部３２ａの長さ
は、スルーホール３２ｂの長さも含めて波長λgの１／
４の長さに相当するように形成する。

【００４３】そして、直線状穴部３２ａの誘電体基板１
の一側面に開口している側を開放端とし、前記第１実施
例と同様に、一対の入出力電極１５を内導体３３の開放
端にそれぞれ接続、固定し、裏面４には予め該入出力電
極１５と接地導体５とを絶縁する端子絶縁用誘電体露出
部１６を設けている。なお、その他の構成は前述の第１
実施例と同様であり、同一又は相当部分に同じ番号を付
して説明を省略する。

【００４４】この第３実施例によると、前述の第１実施
例と同様の作用効果が得られるほか、誘電体共振器３１
の内導体３３の短絡端を接地導体５と接続するのに、ス
ルーホール３２ｂを用いているので、前記第１実施例で
設けた直方体状凹部１７及び延長接地導体１８が不要で
あり、構造が簡単で加工が容易である。

【００４５】図７は本発明の第４実施例を示す。この場
合、マイクロストリップアンテナを構成する誘電体基板
１の内部に、一対の傾斜型誘電体共振器４１を形成して
誘電体フィルタ４０を構成している。該傾斜型誘電体共
振器４１は、主面２及び裏面４に対し傾斜した一対の傾
斜穴部４２を誘電体基板１内部に平行に形成し、各傾斜
穴部４２の内周に内導体４３を形成することで、誘電体
基板１内部に一対のλg／４線路を構成したものであ
る。なお、図示されていないが、前記第１実施例と同様
に、誘電体基板１の一対の傾斜型誘電体共振器４１間の
中央部に、両傾斜型誘電体共振器４１を結合させるため
の結合用穴を傾斜型誘電体共振器４１と平行に形成して
いる。但し、この場合、結合用穴はめくら穴状に形成さ
れている。

【００４６】前記傾斜穴部４２は、波長λgの１／４の
長さに相当するように、誘電体基板１の主面２に対し垂
直な一側面から裏面４に向けて斜めに形成され、終端に
て裏面４に開口している。内導体４３は、誘電体基板１
の端面に開口している側を開放端とし、裏面４側開口端
を短絡端とし、該短絡端で接地導体５と接続されてい
る。また、前記第１実施例と同様に、傾斜型誘電体共振
器４１の開放端側の誘電体基板１の端面には、一対の入
出力電極（入出力端子）１５が内導体４３の開放端にそ
れぞれ接続、固定され、裏面４には、該入出力電極１５
と接地導体５とを絶縁する端子絶縁用誘電体露出部１６
を設けている。なお、その他の構成は前述の第１実施例
と同様であり、同一又は相当部分に同じ番号を付して説
明を省略する。

【００４７】この第４実施例によると、前述の第１実施
例と同様の作用効果が得られるほか、傾斜型誘電体共振
器４１の短絡端を接地導体５と接続するのに、傾斜して
裏面４に開口する如く誘電体基板１に形成された傾斜穴
部４２内周に内導体４３を形成し、裏面４側の内導体４
３開口端（短絡端）を接地導体５と接続させる構成とし
ているため、前記第１実施例で設けた直方体状凹部１７
及び延長接地導体１８が不要であり、構造が簡単で加工
が容易である。

【００４８】なお、前記第２実施例と同様に、傾斜型誘
電体共振器４１の裏面４側の開口端を入出力端を兼ねる
開放端とし、誘電体基板１の側面（端面）側を短絡端と
してもよい。この場合、裏面４には予め、内導体４３が
接地導体５に短絡しないように、内導体４３開口の周辺
部分は接地導体５を形成しない絶縁用誘電体露出部を設
ける。一方、短絡端側の誘電体基板１の側面には、接地
導体５と接続しかつ各内導体４３の短絡端に接続する延
長接地導体を形成する。また、結合用穴（めくら穴）は
傾斜型誘電体共振器４１の開放端（裏面４）側に設け
る。

【００４９】図８は本発明の第５実施例を示す。これ
は、平板状の誘電体基板５１の主面５２に方形状（正方
形状）のマイクロストリップ導体３を設け、主面５２の
反対面となる裏面のほぼ全面に接地導体（図示省略）を
設けてマイクロストリップアンテナ本体部を構成し、該
誘電体基板５１の一つの角部分の内部に誘電体フィルタ
６０を設けたものである。

【００５０】前記誘電体基板５１は、方形板形状の一つ
の角部部分の隣合う両側面にそれぞれ切欠５３Ａ，５３
Ｂを形成してなる略方形板状（略正方形板状）であり、
それらの切欠５３Ａ，５３Ｂを形成したことで、それぞ
れ主面５２に垂直で、互いに対向する切欠端面５４Ａ，
５４Ｂが波長λgの１／４の長さに相当する距離をおい
て平行になるように、かつ最もマイクロストリップ導体
３寄りの部分がマイクロストリップ導体３の形成領域か
ら充分離れるように形成されている。

【００５１】誘電体フィルタ６０は、誘電体基板５１の
一つの角部分の内部に形成された一対の誘電体共振器６
１Ａ，６１Ｂからなっており、該誘電体共振器６１Ａ，
６１Ｂは、誘電体基板５１の対向する切欠端面５４Ａ，
５４Ｂ間に、該切欠端面５４Ａ，５４Ｂと垂直かつ主面
５２と平行に波長λgの１／４の長さに相当する貫通し
た穴部６２Ａ，６２Ｂを２個平行に形成し、各穴部６２
Ａ，６２Ｂの内周に内導体６３を形成することで、誘電
体基板５１内部に一対のλg／４線路を構成したもので
ある。そして、一方の切欠端面５４Ａの一対の誘電体共
振器６１Ａ，６１Ｂ間の中央部に、両誘電体共振器６１
Ａ，６１Ｂを結合させるためのめくら穴状の結合用穴６
４を誘電体共振器６１Ａ，６１Ｂと平行に形成してい
る。

【００５２】そして、誘電体共振器６１Ａ，６１Ｂの一
方の切欠端面５４Ａ側に開口している開口端を開放端と
し、切欠端面５４Ａには、一対の入出力電極（入出力端
子）１５Ａ，１５Ｂが内導体６３の開放端にそれぞれ接
続、固定されている。但し、主面５２の反対面である裏
面には予め、該入出力電極１５Ａ，１５Ｂが裏面の接地
導体と短絡しないように、入出力電極１５Ａ，１５Ｂ周
辺に接地導体を形成しない端子絶縁用誘電体露出部６６
を設けている。

【００５３】また、誘電体共振器６１Ａ，６１Ｂの他方
の切欠端面５４Ｂ側に開口している開口端を短絡端と
し、切欠端面５４Ｂには、延長接地導体（延長地導体）
６８が設けられ、該延長接地導体６８は誘電体共振器６
１Ａ，６１Ｂの内導体６３の短絡端及び裏面の接地導体
と接続している。なお、その他の構成は前述の第１実施
例と同様であり、同一又は相当部分に同じ番号を付して
説明を省略する。

【００５４】この第５実施例によると、前述の第１実施
例と同様の作用効果が得られるほか、誘電体基板５１の
一つの角部分の切欠５３Ａ，５３Ｂ間に形成された一対
の誘電体共振器６１Ａ，６１Ｂの短絡端を裏面の接地導
体と接続するのに、誘電体基板５１の外面の一部である
一方の切欠端面５４Ｂに延長接地導体６８を形成する構
成としているため、該延長接地導体６８の形成が容易に
なるとともに、前記第１実施例で設けた直方体状凹部１
７が不要であり、構造が簡単で加工が容易になる利点が
ある。

【００５５】

【００５６】

【００５７】

【００５８】

【００５９】

【００６０】

【００６１】図９は本発明の第６実施例を示す。この場
合、マイクロストリップアンテナを構成する誘電体基板
１の内部に、誘電体フィルタ９０を構成するための一対
のλg／４線路である一対の略Ｕ字型誘電体共振器９１
Ａ，９１Ｂを形成したものである。

【００６２】前記誘電体フィルタ９０は、以下のように
構成されている。誘電体基板１の周縁寄り部分に、主面
２に対し垂直に一対の貫通穴部９２Ａ，９２Ｂともう一
対の貫通穴部９２Ｃ，９２Ｄが相互に平行に形成され、
各貫通穴部９２Ａ，９２Ｂ，９２Ｃ，９２Ｄの内周には
内導体（図示省略）が形成されている。主面２には、該
主面２に開口する２組の対をなした貫通穴部９２Ａ，９
２Ｂ、貫通穴部９２Ｃ，９２Ｄの各組の内導体開口端同
士を接続する接続導体パターン９７Ａ，９７Ｂがそれぞ
れ形成されている。なお、接続導体パターン９７Ａ，９
７Ｂは、所望のパターン形状に銀ペースト等の導電性ペ
ーストを印刷又は塗布した後、焼き付けて形成する。こ
の接続導体パターン９７Ａ，９７Ｂにより各組の２本の
内導体が直列接続され、貫通穴部９２Ａ，９２Ｂの内導
体と接続導体パターン９７Ａからなる略Ｕ字型誘電体共
振器９１Ａと、穴部９２Ｃ，９２Ｄの内導体と接続導体
パターン９７Ｂからなる略Ｕ字型誘電体共振器９１Ｂと
が形成される。そして、誘電体基板１の一対の略Ｕ字型
誘電体共振器９１Ａ，９１Ｂ間、すなわち貫通穴部９２
Ｂ，９２Ｃ間の中央部には、両略Ｕ字型誘電体共振器９
１Ａ，９１Ｂを結合させるための結合用穴９４が略Ｕ字
型誘電体共振器９１Ａ，９１Ｂと平行に形成されてい
る。また、略Ｕ字型誘電体共振器の場合には、この結合
穴は無くても結合させることができる。

【００６３】略Ｕ字型誘電体共振器９１Ａ，９１Ｂは、
それぞれ内側に位置する貫通穴部９２Ｂ，９２Ｃの内導
体の裏面４側の開口端を開放端とし、その誘電体基板１
の裏面４には、一対の入出力電極（入出力端子）１５
Ａ，１５Ｂが貫通穴部９２Ｂ，９２Ｃの内導体の開放端
にそれぞれ接続、固定されている。但し、裏面４には予
め該入出力電極１５Ａ，１５Ｂが接地導体５と短絡しな
いように、入出力電極１５Ａ，１５Ｂ周辺に接地導体５
を形成しない端子絶縁用誘電体露出部９６を設けてい
る。

【００６４】一方、略Ｕ字型誘電体共振器９１Ａ，９１
Ｂのそれぞれ外側に位置する貫通穴部９２Ａ，９２Ｄの
内導体の裏面４側の開口端は、裏面４の接地導体５と接
続されており、この開口端を略Ｕ字型誘電体共振器９１
Ａ，９１Ｂの短絡端（接地端）としている。但し、前記
入出力端子と短絡端の配置は、逆であってもよい。

【００６５】なお、略Ｕ字型誘電体共振器９１Ａ，９１
Ｂは、波長λgの１／４の長さに相当するように、誘電
体基板１内部の貫通穴部９２Ａ，９２Ｂ，９２Ｃ，９２
Ｄの内導体だけでなく接続導体パターン９７Ａ，９７Ｂ
の長さも考慮して形成する。すなわち、誘電体基板１の
厚みを、貫通穴部９２Ａ，９２Ｂ，９２Ｃ，９２Ｄの所
望の長さに合わせて設定する。なお、その他の構成は前
述の第１実施例と同様であり、同一又は相当部分に同じ
番号を付して説明を省略する。

【００６６】この第６実施例によると、前述の第１実施
例と同様の作用効果が得られるほか、誘電体基板１に内
蔵する誘電体フィルタ９０を略Ｕ字型誘電体共振器９１
Ａ，９１Ｂで構成し、該略Ｕ字型誘電体共振器９１Ａ，
９１Ｂの内導体の短絡端と接地導体５との接続は、外側
の貫通穴部９２Ａ，９２Ｄ内周に内導体を形成する時に
裏面４の接地導体５と行われるので、前記第１実施例で
設けた直方体状凹部１７が不要であり、構造が簡単で加
工が容易になる利点がある。また誘電体基板１に特殊な
加工が不要であり、成型時に各穴を設けておくこともで
き、製造上有利でもある。

【００６７】図１０及び図１１は本発明の第７実施例を
示す。この場合、マイクロストリップアンテナを構成す
る誘電体基板１の内部に、誘電体フィルタ１００を構成
するための一対のλg／２線路である一対の誘電体共振
器１０１Ａ，１０１Ｂを形成したものである。

【００６８】前記誘電体共振器１０１Ａ，１０１Ｂは、
誘電体基板１の主面２に対し垂直な一端面から垂直かつ
主面２と平行に波長λgの１／２の長さに相当するめく
ら穴状の穴部１０２Ａ，１０２Ｂを２個平行に形成し、
図１１の如く各穴部１０２Ａ，１０２Ｂの内部の終端面
も含む内周に内導体１０３を形成することで、誘電体基
板１内部に一対のλg／２線路を構成したものである。
そして、誘電体基板１の一対の誘電体共振器１０１Ａ，
１０１Ｂ間の中央部に、両誘電体共振器１０１Ａ，１０
１Ｂを結合させるためのめくら穴状の結合用穴１０４を
誘電体共振器１０１Ａ，１０１Ｂと平行に形成してい
る。

【００６９】そして、誘電体基板１の各穴部１０２Ａ，
１０２Ｂが開口する端面では、一対の入出力電極（入出
力端子）１５Ａ，１５Ｂが誘電体共振器１０１Ａ，１０
１Ｂの各内導体１０３の開放端にそれぞれ接続、固定さ
れている。但し、裏面４には予め該入出力電極１５Ａ，
１５Ｂが接地導体５と短絡しないように、入出力電極１
５Ａ，１５Ｂ周辺に接地導体５を形成しない端子絶縁用
誘電体露出部１６を設けている。なお、その他の構成は
前述の第１実施例と同様であり、同一又は相当部分に同
じ番号を付して説明を省略する。また、ここでは一端面
から共振器を形成する穴部１０２Ａ，１０２Ｂを形成し
たが、これらの穴部は対向する両端面から形成してもよ
い。

【００７０】この第７実施例によると、前述の第１実施
例と同様の作用効果が得られるほか、誘電体基板１に内
蔵する誘電体フィルタ１００をλg／２の長さを有する
一対の誘電体共振器１０１Ａ，１０１Ｂで構成している
ため、誘電体共振器１０１Ａ，１０１Ｂの入出力端とす
る開放端の反対側端部を接地又は短絡する必要がない。
すなわち、λg／４の誘電体共振器の場合のように短絡
端と裏面４の接地導体５とを接続する必要はないため、
構造が簡単で誘電体基板１の成型、加工が容易になる利
点がある。

【００７１】図１２は本発明の第８実施例を示す。この
場合、マイクロストリップアンテナを構成する誘電体基
板１の内部に誘電体フィルタ１１０を設け、該誘電体フ
ィルタ１１０を外部のローノイズアンプ（高周波増幅
器）の初段増幅素子の前に挿入するために、マイクロス
トリップアンテナ本体部と誘電体フィルタ１１０を直接
接続する構成としたものである。

【００７２】前記誘電体フィルタ１１０は、一対の誘電
体共振器１１Ａ，１１Ｂと結合用穴１４を誘電体基板１
に形成してなるものであり、各誘電体共振器１１Ａ，１
１Ｂの内導体１３Ａ，１３Ｂの一方の開放端は、マイク
ロストリップ導体３の給電点とスルーホール（内周に導
体膜有り）１１１によって接続され、もう一方は、スル
ーホール（内周に導体膜有り）１１２を通じて裏面４の
面上の給電端１１３に接続されている。但し、予め裏面
４には、給電端１１３周辺部に接地導体５を形成しない
絶縁用円形誘電体露出部１１４を設けている。なお、各
誘電体共振器１１Ａ，１１Ｂの短絡端等の構成は前述の
第２実施例と同様であり、同一又は相当部分に同じ番号
を付して説明を省略する。

【００７３】従って、この第８実施例では、マイクロス
トリップアンテナで受信した受信電波信号は、マイクロ
ストリップ導体３と誘電体共振器１１Ｂとを接続するス
ルーホール１１１を通って誘電体フィルタ１１０に直接
入力される。そして、フィルタ手段としての誘電体フィ
ルタ１１０を通過した受信電波信号は所望の周波数信号
以外の雑音信号が除去されて、スルーホール１１２を通
して給電端１１３に出力される。なお、送信の場合は、
給電端１１３に信号を入力し、前記経路の逆を通って送
信される。

【００７４】この第８実施例によると、前述の第１実施
例と同様の作用効果が得られるほか、受信の場合、誘電
体フィルタ１１０を外部のローノイズアンプ（高周波増
幅器）の初段増幅素子の前に挿入する構成となり、誘電
体フィルタ１１０により妨害波等による所望の周波数信
号以外の雑音信号が除去され、初段増幅素子が飽和して
感度低下や破壊されるのを防止することができる。ま
た、マイクロストリップアンテナの給電点からスルーホ
ールを介して直接誘電体フィルタ１１０に信号が入力さ
れ、誘電体フィルタ１１０を通過した信号はスルーホー
ル１１２を通して給電点１１３に出力される構造となっ
ているため、前記第１実施例で設けた直方体状凹部１７
が不要であり、構造が簡単で加工が容易になる利点があ
る。

【００７５】

【００７６】

【００７７】

【００７８】

【００７９】

【００８０】

【００８１】なお、前記第１乃至第８実施例では、マイ
クロストリップ導体３のパターンを方形状（正方形）と
したが、用途に応じて所望の指向性が得られるように、
円形等の任意のパターンとしてもよい。同様に、誘電体
基板についても、主面が方形状（正方形）のものに限ら
ず、円形等の平板状としてもよい。

【００８２】なお、前記第１乃至第８実施例において、
誘電体基板に誘電体フィルタを設ける位置として、平面
的には誘電体基板の縁に近いところ、厚み方向には主面
の反対面の接地導体（地導体）に近いところが好まし
い。これは、誘電体フィルタがマイクロストリップアン
テナの特性に与える影響を小さくできることと、誘電体
フィルタの場合は、各誘電体共振器の短絡端側だけでな
く該誘電体共振器を囲む誘電体基板の他の面（側面、端
面）にも延長接地導体（接地導体）を形成することによ
り、誘電体フィルタの特性改善が期待できるからであ
る。

【００８３】なお、前記第１乃至第８実施例では、誘電
体基板に波長λgの１／４又は１／２の長さの穴部（第
７実施例の２個直列接続も含む）を形成し、該穴部内周
に内導体を設けて誘電体共振器を構成していたが、穴部
の代わりに誘電体基板表面に溝部を形成し、その内側に
内導体を設けて誘電体共振器を構成してもよい。また、
誘電体基板に波長λgの１／４又は１／２の長さの導線
を埋設して誘電体共振器を構成してもよい。

【００８４】なお、前記第１乃至第８実施例では、誘電
体フィルタを構成する２個の誘電体共振器を結合させる
ために、誘電体共振器の開放端間の中間部に位置するよ
うに誘電体基板に結合用穴（めくら穴状の結合用穴も含
む）を形成していたが、該結合用穴の代わりに誘電体共
振器の開放端間又は短絡端間の中間部に凹部又は溝を形
成してもよい。また、結合用穴（貫通穴又はめくら穴）
の内周や前記凹部又は溝の内側に導体膜を形成してもよ
い。

【００８５】なお、前記第１乃至第６及び第８実施例で
は、誘電体フィルタを構成する誘電体共振器を波長λg
の１／４の長さのものとしたが、λg／４の奇数倍の長
さとしてもよい。

【００８６】また、前記第１乃至第８実施例では、それ
ぞれの誘電体フィルタは、２個の誘電体共振器を結合し
たもの、すなわち２段の共振器を有する構成としたが、
１個の誘電体共振器からなる１段の誘電体フィルタ、又
は３個以上の誘電体共振器を結合した３段以上の誘電体
フィルタを有する構成としてもよい。但し、誘電体フィ
ルタを構成するために各誘電体共振器を結合する場合、
誘電体共振器の個数に合わせて、隣り合う各誘電体共振
器間に結合用穴、凹部又は溝を形成する。

【００８７】さらに、前記第１乃至第８実施例におい
て、２個以上の誘電体フィルタを１枚の誘電体基板に設
ける構成としてもよい。例えば、２個の誘電体フィルタ
を１枚の誘電体基板に設ける場合、一方の誘電体フィル
タを送信用、他方の誘電体フィルタを受信用とすること
ができる。

【００８８】以上本発明の実施例について説明してきた
が、本発明はこれに限定されることなく請求項の記載の
範囲内において各種の変形、変更が可能なことは当業者
には自明であろう。

【００８９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のフィルタ
内蔵マイクロストリップアンテナによれば、誘電体基板
の主面にマイクロストリップ導体を、前記主面の反対面
に地導体を有する構成において、前記誘電体基板を用い
てフィルタ手段を構成し、マイクロストリップアンテナ
とフィルタ手段とを一体に作製しているので、別個に独
立した誘電体フィルタ等のフィルタ手段を作製するのに
要する工数の削減、誘電体材料の節約、部品実装工程の
削減及び部品点数の削減を図ることができ、低コスト化
が実現できる。また、図１３の従来例のように、マイク
ロストリップアンテナとは別個に形成したフィルタ手段
を外部のローノイズアンプ（高周波増幅器）側に設けた
り、マイクロストリップアンテナの外側に設置するとい
った必要がなくなるとともに、ローノイズアンプ基板上
やマイクロストリップアンテナ周辺にフィルタ手段の設
置スペースを設ける必要がなく、アンテナ装置の小型化
が可能になる。従って、本発明のフィルタ内蔵マイクロ
ストリップアンテナは、ＧＰＳを利用したナビゲーショ
ンシステムや移動体通信等のアンテナ装置に最適であ
り、当該装置の小型化、低価格化に寄与できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るフィルタ内蔵マイクロストリップ
アンテナの第１実施例であって誘電体基板の裏側よりみ
た斜視図である。

【図２】同じく誘電体基板の裏側を上にした状態の平面
図である。

【図３】同正面図である。

【図４】同側断面図である。

【図５】第２実施例であって誘電体基板の裏側よりみた
斜視図である。

【図６】第３実施例であって誘電体基板の裏側を上にし
た状態の側断面図である。

【図７】第４実施例であって誘電体基板の裏側を上にし
た状態の側断面図である。

【図８】第５実施例であって誘電体基板の主面側を上に
した状態の平面図である。

【図９】第６実施例であって誘電体基板の裏側よりみた
斜視図である。

【図１０】第７実施例であって誘電体基板の裏側を上に
した状態の平面図である。

【図１１】同じく誘電体基板の裏側を上にした状態の側
断面図である。

【図１２】第８実施例であって誘電体基板の裏側を上に
した状態の斜視図である。

【図１３】マイクロストリップアンテナの従来例であっ
て誘電体基板の裏側よりみた斜視図である。

【符号の説明】

１，５１，７１ 誘電体基板 ２，５２ 主面 ３ マイクロストリップ導体 ４，７４ 裏面 ５，７５ 接地導体 ６，３２ｂ，１１１，１１２ スルーホール ７ 導体膜 １０，２０，３０，４０，６０，８０，９０，１００，
１１０ 誘電体フィルタ １１Ａ，１１Ｂ，３１，４１，６１Ａ，６１Ｂ，８１
Ａ，８１Ｂ，９１Ａ，９１Ｂ，１０１Ａ，１０１Ｂ 誘
電体共振器 １２Ａ，１２Ｂ，３２ａ，４２，６２Ａ，６２Ｂ，８２
Ａ，８２Ｂ，９２Ａ，９２Ｂ，９２Ｃ，９２Ｄ，１０２
Ａ，１０２Ｂ 穴部 １３Ａ，１３Ｂ，３３，４３，６３，８３，１０３ 内
導体 １４，６４，８４，９４，１０４ 結合用穴 １５Ａ，１５Ｂ 入出力電極 １７ 直方体状凹部 １８，２８，６８，８８ 延長接地導体 ５３Ａ，５３Ｂ 切欠 ９７Ａ，９７Ｂ 接続導体パターン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−145316（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−152227（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−352520（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−297104（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−144408（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−168102（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01Q 13/08 H01P 1/203 H01P 1/205 H04B 1/38 ＷＰＩ（ＤＩＡＬＯＧ)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 誘電体基板(1,51,71)の主面(2,52)にマ
   イクロストリップ導体(3)を、前記主面(2,52)の反対面
   に接地導体(5,75)を有するマイクロストリップアンテナ
   において、 前記誘電体基板に形成された穴部又は溝部に内導体を設
   けて誘電体共振器を１個乃至複数個形成して誘電体フィ
   ルタを構成したことを特徴とするフィルタ内蔵マイクロ
   ストリップアンテナ。
2. 【請求項２】 前記内導体の一端は前記マイクロストリ
   ップ導体及び接地導体から絶縁されて前記誘電体基板の
   外面に導出された開放端となっており、他端は前記接地
   導体側に接続されている請求項１記載のフィルタ内蔵マ
   イクロストリップアンテナ。
3. 【請求項３】 前記内導体の両端は前記マイクロストリ
   ップ導体及び接地導体から絶縁されており、当該内導体
   の一端が前記誘電体基板の外面に導出された開放端とな
   っている請求項１記載のフィルタ内蔵マイクロストリッ
   プアンテナ。