JP3224328B2 - 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、携帯無線機のアンテナ
に関し、特に携帯無線機を実際に使用するに際して、そ
の傾斜角度が変動しても、アンテナ実効利得を一定とす
ることができる携帯無線機のマイクロストリップアンテ
ナに係る。

【０００２】

【従来の技術】従来の携帯無線機のアンテナは、通常携
帯無線機の筐体に固定的に取り付けられていた。従っ
て、携帯無線機が傾けばアンテナも傾いた状態で使用さ
れる。

【０００３】図３２は携帯無線機の実際の使用状態を説
明する図であって、（ａ）は携帯無線機の構造を、
（ｂ）は人がこれを使用している状態を示している。同
図において、数字符号５０は携帯無線機の筐体、５１は
筐体５０の背面に取付けられた従来のマイクロストリッ
プアンテナの放射素子、５２はマイクロストリップアン
テナ放射素子５１の給電点である。同図に示すように、
このような構成の従来の携帯無線機では、無線機５０が
直立状態の時にはマイクロストリップアンテナは垂直偏
波アンテナとして動作する。

【０００４】しかしながら、同図（ｂ）に示すように、
実際の通話状態においては、携帯無線機は使用者の手５
３に保持され、人体頭部５４の耳部に携帯無線機の受話
器が接するようにして使われる結果、鉛直方向から約６
０°傾けられて使用される。従って、アンテナの偏波特
性は垂直偏波のみならず水平偏波に対しても指向性を持
つようになり、アンテナ実効利得が低下する。

【０００５】図３３は携帯無線機筐体の傾き角度に対す
るアンテナ実効利得の変化を示したものであり、（ａ）
は携帯無線機の傾きを、（ｂ）は傾き角度に対するアン
テナ実効利得の関係を示している。同図から、傾き角度
が９０°では実効利得は約１０ｄＢも低下することが分
かる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述したように従来の
携帯無線機ではアンテナの偏波特性が、実際の使用者に
よる使われ方によって、変化するから、垂直偏波を主偏
波として用いている陸上移動通信方式では、携帯無線機
の傾斜角度の変動に伴ってアンテナ実効利得が低下し、
変動するという問題があった。

【０００７】本発明は、このような従来の課題に鑑み、
使用者の実際の使用条件によって携帯無線機の傾斜角度
が変動を受けた場合でも、アンテナの偏波特性が変動せ
ず、アンテナの実効利得を常に一定と成し得る携帯無線
機アンテナを実現して、通話品質に優れた携帯無線機を
提供することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明によれば上述の課
題は、前記特許請求の範囲に記載した手段により解決さ
れる。

【０００９】すなわち、請求項１の発明は、金属被膜よ
りなる少なくとも１つの放射素子を有すると共に、その
面と直交する軸または軸受あるいは軸を貫通する孔を面
内の重心を外した位置に設けた第１の誘電体基板と、一
方の面に金属被膜より成る接地導体を有し、該接地導体
に少なくとも１つの開口部を設けると共に、

【００１０】他方の面に金属被膜よりなるマイクロスト
リップ線路を設けた第２の誘電体基板とからなり、上記
第１の誘電体基板の放射素子と、上記第２の誘電体基板
のマイクロストリップ線路とが、接地導体に設けた開口
部を介して電磁的な結合を保ちつつ、第１の誘電体基板
が第２の誘電体基板上で回転し得るように軸着したマイ
クロストリップアンテナである。

【００１１】請求項２の発明は、請求項１記載の発明に
おいて、第１の誘電体基板を、その両面のそれぞれに少
なくとも１つの放射素子を被着して構成したものであ
る。

【００１２】請求項３の発明は、請求項１記載の発明に
おいて、第１の誘電体基板を、一方の面に金属被膜より
なる少なくとも１つの放射素子を有する２枚の誘電体板
を、一方の誘電体板の誘電体面と他方の誘電体板の放射
素子が存在する面とが向き合うように、重着して形成し
たものである。

【００１３】請求項４の発明は、一方の面に金属被膜よ
りなる少なくとも１つの放射素子を有する第１の誘電体
基板と、一方の面に金属被膜より成る接地導体を有し、
該接地導体に少なくとも１つの開口部を設けると共に、
他方の面に金属被膜よりなるマイクロストリップ線路を
設けた第２の誘電体基板とからなり、

【００１４】上記第１の誘電体基板の放射素子と、上記
第２の誘電体基板のマイクロストリップ線路とが、接地
導体に設けた開口部を介して電磁的な結合を保ちつつ、
第１の誘電体基板が第２の誘電体基板上で回転し得るよ
うに軸着し、更に、一方の面に金属被膜からなる接地導
体を有する第３の誘電体基板を、上記第２の誘電体基板
のストリップ線路と第３の誘電体基板の誘電体面とが向
き合うように係着したマイクロストリップアンテナであ
る。

【００１５】請求項５の発明は請求項４記載の発明にお
いて、第２の誘電体基板の接地導体と第３の誘電体基板
の接地導体とを金属導体で接続したものである。

【００１６】請求項６の発明は、一方の面に金属被膜よ
りなる少なくとも１つの放射素子を有する第１の誘電体
基板と、一方の面に金属被膜より成る接地導体を有し、
該接地導体に少なくとも１つの開口部を設けると共に、
他方の面に金属被膜よりなるマイクロストリップ線路を
設けた第２の誘電体基板とからなり、

【００１７】上記第１の誘電体基板の放射素子と、上記
第２の誘電体基板のマイクロストリップ線路とが、接地
導体に設けた開口部を介して電磁的な結合を保ちつつ、
第１の誘電体基板が第２の誘電体基板上で回転し得るよ
うに軸着し、

【００１８】更に、上記第２の誘電体基板の接地導体と
対向すると共に、その周囲が該接地導体に接続されてい
て該第２の誘電体基板に設けられた上記マイクロストリ
ップ線路を覆う金属導体板よりなる遮蔽構造体を、設け
たことを特徴とするマイクロストリップアンテナであ
る。

【００１９】請求項７の発明は請求項１〜請求項６記載
の発明において、第１の誘電体基板の回転軸の中心を、
該第１の誘電体基板上の放射素子の中心を外した位置に
設定したものである。

【００２０】請求項８の発明は請求項１〜請求項７記載
の発明において、マイクロストリップ線路の先端部を、
パッチ形状としたものである。

【００２１】請求項９の発明は、請求項１〜請求項８の
発明において、放射素子にスロット、切り込みの内少な
くとも一方を設けたものである。

【００２２】請求項１０の発明は請求項１〜請求項９記
載の発明において、第１の誘電体基板の形状を第１の誘
電体基板の回転中心を中心として非対称形となるように
成形し、かつ、放射素子の回転半径内に誘電体基板が収
まるように構成したものである。

【００２３】請求項１１の発明は請求項１〜請求項１０
記載の発明において、第１の誘電体基板が一定の角度範
囲内でのみ回転可能となる回転構造を備えたものであ
る。

【００２４】請求項１２の発明は請求項１〜請求項１１
記載の発明において、第１の誘電体基板と、第２の誘電
体基板の接地導体との間に、低摩擦係数を有する誘電体
部材を配したものである。

【００２５】

【作用】本発明のマイクロストリップアンテナが、携帯
無線機の筐体に実装され、実際に使用されるとき、携帯
無線機が傾けば、第２の誘電体基板も同時に傾く。しか
し、第１の誘電体基板は、その重心を外した位置に回転
軸を設けており、また、第２の誘電体基板とは独立に回
転し得るので（例えば、第１の誘電体基板に重りを設け
ることにより実現する）、第１の誘電体基板がアンテナ
回転軸を中心として回転し、常に一定の位置を保つこと
ができる。

【００２６】このとき、第１の誘電体基板に設けられた
アンテナ放射素子は第２の誘電体基板に設けられたマイ
クロストリップ線路と電磁的な結合により給電されるた
め、アンテナ放射素子は常に垂直偏波に対して感度を持
つように動作し、偏波特性を常に鉛直方向にむけること
が可能となる。

【００２７】請求項２および請求項３の発明では、第２
の放射素子を重ねた構成としているので２つの異なる周
波数において共振を得ることができる。また、これによ
り、周波数帯域幅を広げることも可能となる。

【００２８】請求項４の発明では、接地導体を有する第
３の誘電体基板をマイクロストリップ線路に重ねた構成
としているから、マイクロストリップ線路およびスロッ
トから放射されるアンテナ後方への不要放射を抑圧する
ことができるので、アンテナ利得を向上させることがで
きる。

【００２９】請求項５の発明では、スロットを有する接
地導体とマイクロストリップ線路をシールドしている接
地導体をスルーホール等により端絡した構成とすること
により両接地導体を流れる電流をスロットの手前で合流
させ、両接地導体間を伝搬するＴＥＭ波を抑圧し、良好
な共振特性が得られる。

【００３０】請求項６の発明では、接地導体を用いてマ
イクロストリップ線路を遮蔽することによりマイクロス
トリップ線路およびスロットから放射されるアンテナ後
方への不要放射を抑圧することができるので、アンテナ
利得を向上させることができる。

【００３１】請求項７の発明では、アンテナ回転軸を放
射素子の中心から外れた位置に設けているので、帯域幅
を広げることができる。

【００３２】請求項８の発明によれば、マイクロストリ
ップ線路の先端部をパッチ形状とすることで、共振器を
構成し、接地導体間を伝搬するＴＥＭ波を抑圧し、良好
な共振特性が得られる。

【００３３】請求項９の発明によれば、アンテナ放射素
子へスロット、切り込みを設けることにより、放射素子
の寸法を変更することなしに共振周波数の低減、即ちア
ンテナの小形化を図ることができる。

【００３４】請求項１０の発明は、第１の誘電体基板の
形状をアンテナ回転軸を中心として非対称形となるよう
に成形しているので、第１の誘電体基板自身に重りを設
けた場合と同等の機能を持つように作用する。

【００３５】請求項１１の発明は、第１の誘電体基板が
一定の角度範囲内でのみ回転可能となるようなストッパ
ーを設けているので放射素子の回転可能角度範囲を限定
し、所望の周波数帯域幅を満足する回転角度範囲でのみ
動作させることができる。

【００３６】請求項１２の発明によれば、低摩擦係数を
有する誘電体基板を、アンテナ放射素子を有する第１の
誘電体基板と第２の誘電体基板との間に挿入しているの
で、放射素子回転時の安定性が増加するとともに、接地
導体とアンテナ放射素子の距離が一定となり、良好な共
振特性が得られる。

【００３７】

【実施例】図１は本発明の第１の実施例を示す図であっ
て、（ａ）は正面図、（ｂ）はＡ−Ａ線断面図、（ｃ）
はＢ−Ｂ線断面図を示している。同図（ａ）において
は、内部を明示するため、アンテナカバー９は一部を残
して欠切した状態で示している。

【００３８】なお、上記、分図（ａ）〜（ｃ）の関係、
および、アンテナカバーの描画については、以降の各実
施例の図面についても、特に断ることなく本図と同様の
表現としている。

【００３９】図１において、数字符号１は第１の誘電体
基板、２は第２の誘電体基板、３は第１の誘電体基板の
表面に被着せしめた金属被膜からなるアンテナ放射素
子、４は第２の誘電体基板の表面に被着せしめた金属被
膜よりなるストリップ導体、５は第２の誘電体基板の表
面に被着せしめた金属被膜よりなる接地導体を表わして
いる。

【００４０】また、６はアンテナ接栓、７は第１の誘電
体基板に設けた重り、８はアンテナ素子の中心となる位
置に設けたアンテナ回転軸、９は誘電体材料からなるア
ンテナカバー、１０は第２の誘電体基板の表面に設けた
アンテナ回転軸支持部であり、１１はアンテナカバー９
の背面に設けたアンテナ回転軸支持部、１２は第２の誘
電体基板２の表面に被着せしめた接地導体５に設けたス
ロットである。

【００４１】図１に示すように、第１の誘電体基板１に
設けたアンテナ回転軸８と第２の誘電体基板２に設けた
アンテナ回転軸支持部１０が互いに合うように、第２の
誘電体基板２の上に第１の誘電体基板１を重ね、さらに
第１の誘電体基板１の上にアンテナカバー９を重ね、誘
電体基板１が自由に回転できる構成としている。

【００４２】アンテナ放射素子３は誘電体基板１および
２の誘電率を勘案した共振波長のおよそ１／２の電気長
となるように素子長が設定され、接地導体５に設けたス
ロット１２を介してマイクロストリップ線路４から電磁
結合により給電され、所望の周波数帯域において共振が
得られる。

【００４３】図２は本実施例のアンテナのリターンロス
を示すものであり、良好な共振特性が得られていること
がわかる。図３はアンテナ放射素子３がアンテナ回転軸
８を中心として回転したとき、ＶＳＷＲが２以下となる
周波数帯域幅の変化を示すものである。アンテナの回転
角度が６０°でも約１５ＭＨｚの帯域幅が得られている
ことがわかる。

【００４４】図４はアンテナ放射素子３がアンテナ回転
軸８を中心として回転したときの水平面内での垂直・水
平両偏波の放射指向性の変化を示すものである。同図
（ｂ）に示すように、回転角度が６０°でも最大約２．
０ｄＢｄ（ダイポール比）の指向性利得が得られてり、
誘電体基板２が傾いて、放射素子３が回転しても（ａ）
に示すような回転角度が０°のときの偏波特性が維持さ
れ、良好な放射特性が実現されていることが分かる。

【００４５】図５は携帯無線機が実際に使用される状態
を示す図であって、（ａ）は携帯無線機の例を、（ｂ）
は人が携帯無線機を使用している状態を示している。本
発明のアンテナは、同図（ａ）に示すように携帯無線機
に実装され使用される場合、アンテナ放射素子は重りに
よって回転せしめられる。図５において、３はアンテナ
放射素子、４はストリップ線路、５は接地導体、２７は
無線機筐体であり、携帯無線機筐体２７が直立している
状態を示している。

【００４６】このとき、携帯無線機は直立しているの
で、重り７は重力によりアンテナ下端に位置し、これに
よりアンテナ放射素子３は垂直偏波に対して感度を持つ
ようになる。同図（ｂ）は携帯無線機が実際に使用され
ている状態を示したものであり、３１は使用者の人体頭
部、３０は使用者の手である。

【００４７】このとき、携帯無線機筐体２７は使用者の
頭部３１の横で約６０°の角度に傾けられているが、ア
ンテナ放射素子３は重り７によりアンテナ回転軸８を中
心として回転せしめられ、（ｂ）に示すように垂直偏波
に感度を有する方向に動く。

【００４８】即ち、本実施例では、携帯無線機の傾斜角
度が使用者により人為的に変動しても、アンテナ放射素
子は常に垂直偏波に対して感度を持つように動き、偏波
特性が維持されるので、アンテナ実効利得が一定で、通
話品質に優れた携帯無線機を実現することが可能とな
る。

【００４９】図６は本発明の第２の実施例を示す図であ
る。同図において、１は第１の誘電体基板、２は第２の
誘電体基板、３は第１の誘電体基板の表面に被着せしめ
た金属被膜からなるアンテナ放射素子、４は第２の誘電
体基板の表面に被着せしめた金属被膜よりなるストリッ
プ導体、５は第２の誘電体基板の表面に被着せしめた金
属被膜よりなる接地導体、６はアンテナ接栓を表してい
る。

【００５０】また、７は第１の誘電体基板に設けた重
り、８はアンテナ放射素子の中心からはずれた位置に設
けたアンテナ回転軸、９は誘電体材料からなるアンテナ
カバー、１０は第２の誘電体基板の表面に設けたアンテ
ナ回転軸支持部であり、１１はアンテナカバー９の背面
に設けたアンテナ回転軸支持部、１２は第２の誘電体基
板２の表面に被着せしめた接地導体５に設けたスロット
である。

【００５１】同図に示すように、第１の誘電体基板１に
設けたアンテナ回転軸８と第２の誘電体基板２に設けた
アンテナ回転軸支持部１０が互いに合うように、第２の
誘電体基板２の上に第１の誘電体基板１を重ね、さらに
第１の誘電体基板１の上にアンテナカバー９を重ね、誘
電体基板１が自由に回転できる構成としている。

【００５２】アンテナ放射素子３は誘電体基板１および
２の誘電率を勘案した共振波長のおよそ１／２の電気長
となるように素子長が設定されている。アンテナ接栓６
より入力された高周波電流はマイクロストリップ線路４
を伝搬し、接地導体５に設けたスロット１２を介して電
磁結合により給電され、所望の周波数帯域において共振
が得られる。

【００５３】図７はアンテナ放射素子３がアンテナ回転
軸８を中心として回転したとき、ＶＳＷＲが２以下とな
る周波数帯域の変化を示すものである。アンテナ放射素
子の回転角度が８０°でも約１５ＭＨｚの帯域幅が得ら
れており、アンテナ回転軸を放射素子の中心に設けた前
記第１の実施例にくらべて、ＶＳＷＲが２以下となる回
転角度範囲、帯域幅とも格段に広がっていることが分か
る。

【００５４】図８はアンテナ放射素子３がアンテナ回転
軸８を中心として回転したときの水平面内での垂直・水
平両偏波の放射指向性の変化を示すものである。（ｂ）
に示すように、回転角度が６０°でも最大約２．０ｄＢ
ｄ（ダイポール比）の指向性利得が得られており、誘電
体基板２が傾いて、放射素子３が回転しても（ａ）に示
すような回転角度が０°のときの偏波特性が維持され、
良好な放射特性が実現されていることが分かる。

【００５５】更に、本発明のアンテナは、携帯無線機に
実装され使用される場合、誘電体基板１は重り７によっ
てアンテナ回転軸８を回転中心として回転せしめられる
ので、前記第１の実施例で説明したと同様に、常に垂直
偏波に対して感度を持つように動き、偏波特性が維持さ
れる。

【００５６】即ち、本実施例では、携帯無線機の傾斜角
度が使用者により人為的に変動しても、アンテナ放射素
子は常に垂直偏波に対して感度を持つように動き、偏波
特性が維持されるので、アンテナ実効利得が一定で、通
話品質に優れた携帯無線機を実現することが可能とな
る。

【００５７】図９は本発明の第３の実施例を示す図であ
って、誘電体基板２および誘電体基板１を円形状に成形
したものである。図１０は本発明の第４の実施例を示す
図で、誘電体基板２をアンテナ回転軸支持部を中心とす
る円形状に成形し、誘電体基板１と放射素子３は方形状
にしたものである。このような構成としているため、本
アンテナは必要な機能を保持したまま、重量を軽量化し
て構成することができる。

【００５８】図１１は本発明の第５の実施例を示す図で
あって、接地導体１４を有する誘電体基板１３をマイク
ロストリップ線路４に重ね、トリプレート線路としたも
のである。このような構成としているため、マイクロス
トリップ線路およびスロットから放射されるアンテナ後
方への不要放射を抑圧することができるので、アンテナ
利得を向上させることができる。

【００５９】例えば、文献「大室、倉本、遠藤：“ミリ
波帯スロット結合形マイクロストリップアレーアンテ
ナ”（１９９２年電子情報通信学会春季全国大会、Ｂ−
５７）」には、「アンテナ裏面のパターンは給電回路か
らの放射によるもので、シールド板の無いとき、Ｆ／Ｂ
比は約１０ｄＢである。シールド板の付加により後方へ
の放射は抑圧され、０．５ｄＢの利得向上が見られ
る。」ことが、述べられている。

【００６０】図１２は本発明の第６の実施例を示すもの
で、接地導体板によりマイクロストリップ線路をシール
ドし、トリプレート構造としたものであり、上記実施例
と同様、マイクロストリップ線路およびスロットから放
射されるアンテナ後方への不要放射を抑圧することがで
きるので、アンテナ利得を向上させることができる。

【００６１】図１３は本発明の第７の実施例を示す図で
あり、接地導体１４と接地導体５をスルーホール１５に
より端絡した構成としたものである。このような構成と
することにより接地導体１４と接地導体５を流れる電流
をスロットの手前で合流させるので、両接地導体の間を
伝搬するＴＥＭ波を抑圧し、良好な共振特性が得られ
る。

【００６２】図１４は本発明の第８の実施例を示す図で
あり、トリプレート構造のマイクロストリップ線路の先
端部をパッチ形状とすることで、共振器を構成したもの
である。図１４において、１６はマイクロストリップ線
路の先端部のパッチである。このような構成とすること
で、スルーホールを用いなくても両接地導体板間を伝搬
するＴＥＭ波を抑圧することができる。

【００６３】図１５は本発明の第９の実施例を示す図で
あって、アンテナ放射素子に切り込み１７、スロット１
８を設けることにより、共振周波数の低減、即ちアンテ
ナの小形化を図ったものである。このような構成として
いるため、アンテナ放射素子の寸法を大きくすることな
しに共振周波数を低減できるので、携帯無線機のように
筐体寸法が小さい無線機であっても本アンテナの実装が
可能となる。

【００６４】図１６は本発明の第１０の実施例を示す図
であって、第２の放射素子を重ねた構成としたものであ
る。図１６において、１９は第２の放射素子、２０は誘
電体基板である。このような構成としているため、２つ
の異なる周波数において共振を得ることができる。ま
た、これにより、周波数帯域幅を広げることも可能とな
る。

【００６５】図１７は本発明の第１１の実施例を示す図
である。この実施例はアンテナ放射素子と同一の誘電体
基板１上に第２、第３の放射素子を付加した構成とした
ものである。図１７において、２１は放射素子３と同一
の誘電体基板１上に付加された放射素子である。このよ
うな構成としても３つの異なる周波数において共振が得
られ、周波数帯域幅を拡大することが可能となる。

【００６６】図１８は本発明において、可能なスロット
の形状の例を示すものである。同図（ａ）は長方形の角
を円形としたもの、（ｂ）は楕円形、（ｃ）はスロット
の先端部に縦にスロットを入れ、Ｈ形としたもの、
（ｄ）はスロット先端を円形とし全体をダンベル形状と
したもの、（ｅ）はＨ形のスロットの角を円形としたも
のである。なお、本図のスロットおよびマイクロストリ
ップ線路は、本来なら破線で示すべきであるが、形状を
明確に表示するため実線で描いている。

【００６７】これらのスロットは形状により、スロット
上の電界強度分布が変化する。例えば、図１８（ｃ）の
形状のスロットでは、同一の長さの長方形のスロットに
比べて、３倍以上の入力インピーダンスの増加が可能で
あり、スロット先端部に縦に設けたスロットにより、同
一の長さのスロットに比べて、電界分布がより一様とな
り、強い結合が得られる。

【００６８】「文献（Ｄ．Ｍ．Ｐｏｚａｒ，Ｓ．Ｄ．Ｔ
ａｒｇｏｎｓｋｉ：“ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｃｏｕｐｌｉ
ｎｇ ｆｏｒ ａｐｅｒｔｕｒｅ ｃｏｕｐｌｅｄ ｍ
ｉｃｒｏｓｔｒｉｐ ａｎｔｅｎｎａｓ”，Ｅｌｅｃｔ
ｒｏｎｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ，ｖｏｌ．２７，Ｎｏ．
１３，１９９１，ｐｐ．１１２９−１１３１）参照」

【００６９】これらのスロットを用いて、スロット形状
を選択することによりアンテナ構造に応じた最適な整合
を得ることが可能となる。図１９〜図２３は本発明の第
１２〜第１６の実施例を示す図であって、本発明におい
て可能なアンテナ回転軸およびアンテナ回転軸支持部の
構成例を示すものである。

【００７０】図１９において、２２はアンテナ回転軸の
軸受け、２３はアンテナ回転軸であり、このような構成
としても、アンテナ放射素子は誘電体基板２から離脱す
ることなく誘電体基板２から一定距離を保ちつつ３６０
°自由に回転することができる。

【００７１】図２０はアンテナ回転軸の軸受け２２をア
ンテナカバー９に設けた場合の構成例であり、このよう
な構成としているため、アンテナ回転軸の軸受けおよび
アンテナ回転軸が、スロットとアンテナ放射素子との電
磁結合の妨げにならず、より良好な共振特性が得られ
る。

【００７２】図２１はアンテナ回転軸の軸受け２２をア
ンテナ放射素子の誘電体基板１に設けた場合の構成例で
あり、上記実施例と同様、アンテナ回転軸の軸受けおよ
びアンテナ回転軸が、スロットとアンテナ放射素子との
電磁結合の妨げにならず、より良好な共振特性が得られ
る。

【００７３】図２２はアンテナ回転軸の軸受け２２をア
ンテナ放射素子の誘電体基板１に設けた構成としたもの
であり、アンテナ回転軸はアンテナカバー９および誘電
体基板２に固定されている点が他の実施例と異なる。

【００７４】図２３はアンテナ回転軸支持部を金属キャ
ップまたは低摩擦係数を有する誘電体材料により構成し
た場合の実施例である。同図において、２４は低摩擦係
数を有する誘電体材料アンテナ回転軸支持部を金属キャ
ップまたはこのような構成とすることによりアンテナ回
転軸およびアンテナ回転軸支持部の磨耗を軽減し、アン
テナの長寿命化を図ることができる。

【００７５】また、アンテナ回転軸支持部、およびアン
テナ回転軸がアンテナ回転軸支持部と接触する部分を金
属とすることにより、アンテナ回転軸およびアンテナ回
転軸支持部の磨耗が軽減できる。また、同様に、アンテ
ナ回転軸支持部およびアンテナ回転軸を低摩擦係数を有
する誘電体材料により構成した場合でもアンテナ回転軸
およびアンテナ回転軸支持部の磨耗を軽減し、アンテナ
の長寿命化を図ることが可能となる。

【００７６】図２４は本発明の第１７の実施例を示す図
であって、２つのスロットを交差させた場合の構成例を
示すものである。図２４は２つのスロットを直交させ、
十字形としたものである。図２５は本発明の第１８の実
施例を示すもので前記図１８（ｃ）で示したＨ形スロッ
トを交差させたものである。

【００７７】これにより、単一のスロットを用いた場合
に比べて、放射素子の回転に伴う共振周波数の変動が低
減し、均一な共振特性を実現することができる。本実施
例で示した以外にも、前記図１８で説明したスロットを
組み合わせることも可能である。

【００７８】図２６〜図２８は本発明の第１９〜２１の
実施例を示す図であって、誘電体基板１と接地導体５の
間に、低い摩擦係数を有する誘電体２５を挿入した構成
としたものである。図２７は低摩擦係数を有する誘電体
をリング状に成形したものである。このような構成とす
ることにより、アンテナ放射素子の回転が滑らかとな
り、回転の安定性が増加するとともに、誘電体基板１と
誘電体基板２の距離が一定となり、良好な共振特性を得
ることができる。

【００７９】図２９は本発明の第２２の実施例を示す図
であって、第１の誘電体基板が一定の角度範囲内でのみ
回転可能となるように誘電体材料からなる棒を接地導体
上に設けたものである。図２１において２６は誘電体材
料からなる棒であり、第１の誘電体基板が±４５°の回
転角度範囲で回転可能とした場合の構成例である。この
ような構成とすることにより、放射素子の回転可能角度
範囲を限定し、所望の周波数帯域幅が得られる回転角度
範囲でのみ動作させることができる。

【００８０】図３０および図３１は本発明の第２３，２
４の実施例を示す図であって、誘電体基板２の形状をア
ンテナ回転軸８を中心として非対称形となるように成形
し、かつ、放射素子３の回転半径内に誘電体基板２が収
まるように構成したものである。

【００８１】図３０では、誘電体基板２を円形に成形
し、放射素子以外の半円部分を取り除いている。このよ
うな構成とすることにより、誘電体基板２は重りと同等
に機能し、新たに重りを設ける必要がない。また、重り
を放射素子上に設置した前記実施例に比べアンテナを薄
形にでき、しかも、放射素子の回転半径内に収まるよう
に誘電体基板を成形しているため、放射素子が回転する
のに必要なスペースの増加を招くこともなく簡易にアン
テナを構成できる。

【００８２】図３１は誘電体材料からなる棒２６、およ
び誘電体基板１の一部に突起部を設けることにより誘電
体基板１の回転角度範囲を任意の角度βの範囲に限定し
た場合の例であり、前記実施例と同様、所望の周波数帯
域幅が得られる回転角度範囲でのみ動作させることがで
きる。

【００８３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のマイクロ
ストリップアンテナによれば、携帯無線機の傾斜角度が
使用者により人為的に変動を受けた場合でも、アンテナ
の偏波特性が変動せず、アンテナ実効利得が常に一定と
なるので、通話品質に優れた携帯無線機を実現すること
ができる利点がある。

【００８４】各実施例のマイクロストリップアンテナの
得失等については、既に述べたとおりであるが、これら
の内、特に、図３０、図３１によって示した実施例にお
いては、第１の誘電体基板の下部は重りと同等に機能
し、新たに重りを設ける必要がない。

【００８５】また、重りを放射素子上に設置した場合に
比べアンテナを薄形にでき、しかも、放射素子の回転半
径内に収まるように第１の誘電体基板を成形しているた
め、放射素子が回転するのに必要なスペースの増加を招
くこともなく簡易にアンテナを構成できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す図である。

【図２】本発明のアンテナのリターンロスを示す図であ
る。

【図３】本発明の第１の実施例のアンテナのアンテナ放
射素子が回転したときのＶＳＷＲが２以下となる帯域幅
の変化を示すものである。

【図４】本発明の第１の実施例のアンテナの垂直・水平
両偏波の放射指向性を示すものである。

【図５】携帯無線機が実際に使用される状態を示す図で
ある。

【図６】本発明の第２の実施例を示す図である。

【図７】本発明の第２の実施例のアンテナのアンテナ放
射素子が回転したときのＶＳＷＲが２以下となる帯域幅
の変化を示すものである。

【図８】本発明の第２の実施例のアンテナの垂直・水平
両偏波の放射指向性を示すものである。

【図９】本発明の第３の実施例を示す図である。

【図１０】本発明の第４の実施例を示す図である。

【図１１】本発明の第５の実施例を示す図である。

【図１２】本発明の第６の実施例を示す図である。

【図１３】本発明の第７の実施例を示す図である。

【図１４】本発明の第８の実施例を示す図である。

【図１５】本発明の第９の実施例を示す図である。

【図１６】本発明の第１０の実施例を示す図である。

【図１７】本発明の第１１の実施例を示す図である。

【図１８】スロットの形状の例を示す図である。

【図１９】本発明の第１２の実施例を示す図である。

【図２０】本発明の第１３の実施例を示す図である。

【図２１】本発明の第１４の実施例を示す図である。

【図２２】本発明の第１５の実施例を示す図である。

【図２３】本発明の第１６の実施例を示す図である。

【図２４】本発明の第１７の実施例を示す図である。

【図２５】本発明の第１８の実施例を示す図である。

【図２６】本発明の第１９の実施例を示す図である。

【図２７】本発明の第２０の実施例を示す図である。

【図２８】本発明の第２１の実施例を示す図である。

【図２９】本発明の第２２の実施例を示す図である。

【図３０】本発明の第２３の実施例を示す図である。

【図３１】本発明の第２４の実施例を示す図である。

【図３２】携帯無線機の実際の使用状態を説明する図で
ある。

【図３３】アンテナの傾き角度に対する実効利得の変化
を示す図である。

【符号の説明】

１，２，１３，２０ 誘電体基板 ３，１９，２１ アンテナ放射素子 ４ マイクロストリップ線路 ５，１４ 接地導体 ６ アンテナ接栓 ７ 重り ８ アンテナ回転軸 ９ アンテナカバー １０，１１ アンテナ回転軸支持部 １２，１８ スロット １５ スルーホール １６ マイクロストリップ線路先端部のパッチ １７ 切り込み ２２ アンテナ放射素子回転軸の軸受け ２３ アンテナ放射素子回転軸 ２４，２５ 低摩擦係数を有する誘電体材料 ２６ 誘電体材料からなる棒 ２７ 携帯無線機筐体 ２８ 従来のマイクロストリップアンテナ放射素子 ２９ 従来のマイクロストリップアンテナ放射素子の
給電点 ３０ 使用者の手 ３１ 人体頭部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−105704（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−252002（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−259730（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−152824（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−80702（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−243836（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−101507（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−304413（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−134002（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−3404（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−6130（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−318814（ＪＰ，Ａ) 実開 平６−9216（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01Q 13/08 H01Q 1/12 H01Q 1/24 H01Q 13/10 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)

Claims (12)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属被膜よりなる少なくとも１つの放射
   素子を有すると共に、その面と直交する軸または軸受あ
   るいは軸を貫通する孔を、面内の重心を外した位置に設
   けた第１の誘電体基板と、 一方の面に金属被膜より成る接地導体を有し、該接地導
   体に少なくとも１つの開口部を設けると共に、他方の面
   に金属被膜よりなるマイクロストリップ線路を設けた第
   ２の誘電体基板とからなり、 上記第１の誘電体基板の放射素子と、上記第２の誘電体
   基板のマイクロストリップ線路とが、接地導体に設けた
   開口部を介して電磁的な結合を保ちつつ、第１の誘電体
   基板が第２の誘電体基板上で回転し得るように軸着した
   ことを特徴とするマイクロストリップアンテナ。
2. 【請求項２】 第１の誘電体基板は、その両面のそれぞ
   れに少なくとも１つの放射素子を被着したものである請
   求項１記載のマイクロストリップアンテナ。
3. 【請求項３】第１の誘電体基板は、一方の面に金属被膜
   よりなる少なくとも１つの放射素子を有する２枚の誘電
   体板を、一方の誘電体板の誘電体面と他方の誘電体板の
   放射素子が存在する面とが向き合うように、重着して形
   成したものである請求項１記載のマイクロストリップア
   ンテナ。
4. 【請求項４】一方の面に金属被膜よりなる少なくとも１
   つの放射素子を有する第１の誘電体基板と、 一方の面に金属被膜より成る接地導体を有し、該接地導
   体に少なくとも１つの開口部を設けると共に、他方の面
   に金属被膜よりなるマイクロストリップ線路を設けた第
   ２の誘電体基板とからなり、 上記第１の誘電体基板の放射素子と、上記第２の誘電体
   基板のマイクロストリップ線路とが、接地導体に設けた
   開口部を介して電磁的な結合を保ちつつ、第１の誘電体
   基板が第２の誘電体基板上で回転し得るように軸着し、 更に、一方の面に金属被膜からなる接地導体を有する第
   ３の誘電体基板を、上記第２の誘電体基板のストリップ
   線路と第３の誘電体基板の誘電体面とが向き合うように
   係着したことを特徴とするマイクロストリップアンテ
   ナ。
5. 【請求項５】 第２の誘電体基板の接地導体と第３の誘
   電体基板の接地導体とを金属導体で接続した請求項４記
   載のマイクロストリップアンテナ。
6. 【請求項６】 一方の面に金属被膜よりなる少なくとも
   １つの放射素子を有する第１の誘電体基板と、 一方の面に金属被膜より成る接地導体を有し、該接地導
   体に少なくとも１つの開口部を設けると共に、他方の面
   に金属被膜よりなるマイクロストリップ線路を設けた第
   ２の誘電体基板とからなり、 上記第１の誘電体基板の放射素子と、上記第２の誘電体
   基板のマイクロストリップ線路とが、接地導体に設けた
   開口部を介して電磁的な結合を保ちつつ、第１の誘電体
   基板が第２の誘電体基板上で回転し得るように軸着し、 更に、上記第２の誘電体基板の接地導体と対向すると共
   に、その周囲が該接地導体に接続されていて該第２の誘
   電体基板に設けられた上記マイクロストリップ線路を覆
   う金属導体板よりなる遮蔽構造体を、設けたことを特徴
   とするマイクロストリップアンテナ。
7. 【請求項７】 第１の誘電体基板の回転軸の中心を、該
   第１の誘電体基板上の放射素子の中心を外した位置に設
   定した請求項１〜請求項６記載のマイクロストリップア
   ンテナ。
8. 【請求項８】 マイクロストリップ線路の先端部を、パ
   ッチ形状とした請求項１〜請求項７記載のマイクロスト
   リップアンテナ。
9. 【請求項９】 放射素子にスロット、切り込みの内少な
   くとも一方を有する請求項１〜請求項８記載のマイクロ
   ストリップアンテナ。
10. 【請求項１０】 第１の誘電体基板の形状を第１の誘電
    体基板の回転中心を中心として非対称形となるように成
    形し、かつ、放射素子の回転半径内に誘電体基板が収ま
    るように構成した請求項１〜請求項９記載のマイクロス
    トリップアンテナ。
11. 【請求項１１】 第１の誘電体基板が一定の角度範囲内
    でのみ回転可能となる回転構造を備えた請求項１〜請求
    項１０記載のマイクロストリップアンテナ。
12. 【請求項１２】 第１の誘電体基板と、第２の誘電体基
    板の接地導体との間に、低摩擦係数を有する誘電体から
    なる部材を設けた請求項１〜請求項１１記載のマイクロ
    ストリップアンテナ。