JP3889886B2 - Microstrip antenna and portable wireless device including microstrip antenna - Google Patents

Microstrip antenna and portable wireless device including microstrip antenna Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯無線機に搭載して好適なマイクロストリップアンテナに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
移動体通信を目的とした衛星通信システムが種々提案されているが、衛星通信システムには静止衛星を利用する静止移動体衛星通信システムと、非静止衛星を用いる非静止移動体衛星通信システムがある。
非静止移動体衛星通信システムには、低・中高度軌道の衛星を用いるシステム、長楕円軌道の衛星を用いるシステム、傾斜同期軌道を用いるシステムがある。このうちの低・中高度軌道の非静止衛星を用いるシステムには、LEO(Low Earth Orbit)通信システムがある。このLEO通信システムは伝播遅延時間が小さくされており、また、伝搬損失が小さくされているため、端末の送信電力を低減でき端末の小型化・軽量化を容易とできる長所を有している。
【0003】
さらに、LEO通信システムには、データ伝送のみを扱う小規模LEO(Little LEO)と、音声伝送が可能な大規模LEO(Big LEO)がある。大規模LEOの中には米国Iridium社が計画を推進している国際パーソナル衛星通信システム“イリジウム”がある。このイリジウム・システムは、通信方式が1.6GHz帯の周波数を用いたTDMA(Time Division Multiple Access)方式とされており、地球全体をカバーするよう780kmの高度に打ち上げられた(66+6)個の非静止衛星を用いて通信するようにされている。なお、非静止衛星は、経度30度間隔で配置される。また、イリジウム・システムには1618.35〜1626.5MHzの周波数帯域幅が割り当てられる。
【0004】
このイリジウム・システムでは、多くの衛星が必要ではあるものの通信の遅延時間が無視できるので、リアルタイムで音声やデータ等の通信が行える。さらに、端末の送信電力を低減できるため端末を携帯型とすることが可能である。したがって、イリジウム・システム用の携帯無線機を携帯していれば、全世界の電話や携帯電話とリアルタイムで通話やデータ伝送を行うことが可能となる。なお、イリジウム・システムでは携帯無線機に好適なように円偏波(右旋)が用いられている。
【0005】
このような携帯無線機においては、円偏波を受信する必要があることからヘリカルアンテナやマイクロストリップアンテナが用いられる。
ここで、円偏波を送受信可能な従来のマイクロストリップアンテナの構成を図7に示す。図7(a)は、方形マイクロストリップアンテナの平面図であり、図7(b)はその側面図、図7(c)は裏面図である。
図7(a)〜(c)に示す方形マイクロストリップアンテナ100は、所定厚みの円筒状の誘電体基板110の表面に方形パッチ状の方形放射導体111が形成されており、その裏面には全面にアース導体113が形成されている。方形放射導体111には円偏波を送受信するために、中心から偏心した位置に給電点112が設けられており、この給電点112の位置には誘電体基板110を貫通するように挿通孔110aが設けられている。
【0006】
また、誘電体基板110の裏面にはセミリジッドケーブルとされた同軸ケーブル114が装着されており、同軸ケーブル114の中心導体114aは挿通孔110a内に挿通されて、その先端が給電点112にハンダ付けされている。また、同軸ケーブル114のシールド導体114bはアース導体113にハンダ付け等により電気的かつ機械的に固着されている。
このように、同軸ケーブル114は給電点112の位置から導出されるため、図7(b)に示すように誘電体基板110の中心から偏心して導出されることになる。そして、方形放射導体111で受信された円偏波は同軸ケーブル114を介して受信機に導かれ、同軸ケーブル114から供給されたRF信号は方形放射導体111から円偏波の電磁波として空間へ放射されるようになる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
図7に示す従来のマイクロストリップアンテナを携帯無線機に搭載する場合には、通常はマイクロストリップアンテナを保護するカバーケース内に収納して搭載することになる。しかしながら、図7に示す従来のマイクロストリップアンテナは、同軸ケーブル114が中心から偏心して導出されているためアンテナを収納するカバーケースは、同軸ケーブル114を収納する部分が偏心するようになり回転対称の形状とはならない。このため、美観を損ねると共に左右に突出する部分の大きさが異なるため、取り扱いが不便になるという問題点があった。特に、アンテナを収納するカバーケースを携帯無線機の筐体に対して伸縮自在に設けた場合には、収納する時にカバーケースの位置決めを行って収納しなければならないという問題点があった。
【0008】
そこで、本発明は回転対称の形状のカバーケース内に収納することのできるマイクロストリップアンテナを提供することを目的としている。
【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、本発明のマイクロストリップアンテナは、一面に円偏波を放射するパッチ状の放射導体が形成され、他面にアース導体が形成された誘電体基板と、該誘電体基板の他面の略中心から導出された給電ケーブルとを備え、前記放射導体の偏心している給電点の直下における前記誘電体基板に形成された挿通孔と、該挿通孔に連通して前記誘電体基板に形成されたスリットを介して、前記給電ケーブルの中心導体が前記放射導体の前記給電点に接続されている。
また、上記マイクロストリップアンテナにおいて、回転対称とされたアンテナカバーケース内に、前記給電ケーブルが導出された前記誘電体基板を収納するようにしてもよい。
【0010】
さらに、本発明のマイクロストリップアンテナを備える携帯無線機は、一面に円偏波を放射するパッチ状の放射導体が形成され、他面にアース導体が形成された誘電体基板と、該誘電体基板の他面の略中心から導出された給電ケーブルとを備え、前記放射導体の偏心している給電点の直下における前記誘電体基板に形成された挿通孔と、該挿通孔に連通して前記誘電体基板に形成されたスリットを介して、前記給電ケーブルの中心導体が前記放射導体の前記給電点に接続されているマイクロストリップアンテナが、回転対称の形状とされたアンテナカバーケースに収納されており、該アンテナカバーケースが伸縮自在に筐体に設けられている。
【0011】
このような本発明によれば、誘電体基板に同軸ケーブルの中心導体を挿通できるスリットを設けたので、誘電体基板の中心から同軸ケーブルを引き出すことが可能となる。これにより、マイクロストリップアンテナを回転対称の構成とすることができる。したがって、マイクロストリップアンテナを収納するカバーケースを回転対称の形状とすることができるので、美観を損ねないと共に、取り扱いを容易とすることができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
本発明のマイクロストリップアンテナの実施の形態の一構成例を図1に示す。図1(a)は、円偏波を送受信可能な本発明の方形マイクロストリップアンテナ1の平面図であり、図1(b)はその側面の断面図、図1(c)は裏面図である。
図1(a)〜(c)に示す方形マイクロストリップアンテナ1では、所定厚みの円筒状とされたセラミック製等の誘電体基板10の表面に方形のパッチ状とされた方形放射導体11が設けられており、その裏面には全面に薄膜状のアース導体13が設けられている。この方形放射導体11とアース導体13は、誘電体基板10に蒸着により形成されたり、あるいは金属薄板を貼着することにより形成されている。方形放射導体11には円偏波を送受信するために、中心から偏心した位置に給電点12が設けられており、この給電点12の位置には誘電体基板10に形成されたスリット10bに連通するように挿通孔10aが設けられている。
【0013】
このスリット10bの断面形状は方形状とされており、給電点12から誘電体基板10の略中心に至る幅で誘電体基板10に形成されており、スリット10bの厚みは図1(c)に示すように極力薄く形成されている。
また、誘電体基板10の裏面にはセミリジッドケーブルとされた同軸ケーブル14が装着されており、同軸ケーブル14の中心導体14aはスリット10bの下端からスリット10b内に挿通されて、スリット10bに連通する挿通孔10a内に挿通される。そして、挿通孔10aに挿通された中心導体14aの先端が給電点12にハンダ付けされて、方形放射導体11が同軸ケーブル14により給電される。さらに、同軸ケーブル14のパイプ状のシールド導体14bの先端はアース導体13の略中心にハンダ付け等により電気的かつ機械的に固着される。
【0014】
このように、同軸ケーブル14のパイプ状のシールド導体14bの先端が誘電体基板10の略中心に固着されるため、同軸ケーブル14の中心導体14aは図1(b)に示すようにスリット10b内において斜めに挿通されるようになる。これにより、給電点12が偏心していても同軸ケーブル14は誘電体基板10の略中心位置から導出されるようになる。このように構成された方形マイクロストリップアンテナ1は回転対称の形状となる。
そして、方形放射導体11で受信された円偏波は同軸ケーブル14を介して受信機に導かれ、同軸ケーブル14から供給されたRF信号は方形放射導体11から円偏波の電磁波として空間へ放射されるようになる。
なお、スリット10bの幅は同軸ケーブル14の中心導体14aが挿通できる幅であればよい。
【0015】
次に、本発明のマイクロストリップアンテナの実施の形態の第2の構成例を図2に示す。図2(a)は、円偏波を送受信可能な本発明の円形マイクロストリップアンテナ2の平面図であり、図2(b)はその側面の断面図、図2(c)は裏面図である。
図2(a)〜(c)に示す円形マイクロストリップアンテナ2では、所定厚みの円筒状とされたセラミック製等の誘電体基板20の表面に円形のパッチ状とされた円形放射導体21が設けられており、その裏面には全面に薄膜状のアース導体23が設けられている。この円形放射導体21とアース導体23は、誘電体基板20に蒸着により形成されたり、あるいは金属薄板を貼着することにより形成されている。円形放射導体21には円偏波を送受信するために、対向する縁部が切り取られていると共に、中心から偏心した位置に給電点22が設けられており、この給電点22の位置には誘電体基板20に形成されたスリット20bに連通するように挿通孔20aが設けられている。
【0016】
このスリット20bの断面形状は方形状とされており、給電点22から誘電体基板20の略中心に至る幅で誘電体基板20に形成されており、スリット20bの厚みは図2(c)に示すように極力薄く形成されている。
また、誘電体基板20の裏面にはセミリジッドケーブルとされた同軸ケーブル24が装着されており、同軸ケーブル24の中心導体24aはスリット20bの下端からスリット20b内に挿通されて、スリット20bに連通する挿通孔20a内に挿通される。そして、挿通孔20aに挿通された中心導体24aの先端が給電点22にハンダ付けされて、円形放射導体21が同軸ケーブル24により給電される。さらに、同軸ケーブル24のパイプ状のシールド導体24bの先端はアース導体23の略中心にハンダ付け等により電気的かつ機械的に固着される。
【0017】
このように、同軸ケーブル24のパイプ状のシールド導体24bの先端が誘電体基板20の略中心に固着されるため、同軸ケーブル24の中心導体24aは図2(b)に示すようにスリット20b内において斜めに挿通されるようになる。これにより、給電点22が偏心していても同軸ケーブル24は誘電体基板20の略中心位置から導出されるようになる。このように構成された円形マイクロストリップアンテナ2は回転対称の形状となる。
そして、円形放射導体21で受信された円偏波は同軸ケーブル24を介して受信機に導かれ、同軸ケーブル24から供給されたRF信号は円形放射導体21から円偏波の電磁波として空間へ放射されるようになる。
なお、スリット20bの幅は同軸ケーブル24の中心導体24aが挿通できる幅であればよい。
【0018】
上記図1および図2で説明したスリット10b,20bの断面形状は方形状とされていたが、本発明のマイクロストリップアンテナにおけるスリットの形状を図3,図4に示す形状としてもよい。
図3(a)〜(c)に第2のスリットの形状を示すが、図3(a)は平面図、図3(b)は側面の断面図、図3(c)は裏面図である。これらの図に示すスリット31bの形状は上に行くほど幅が狭くされたくさび状とされており、その上端は挿通孔31aとされている。挿通孔31aの位置は誘電体基板31の表面に形成される放射導体の給電点の位置とされる。また、誘電体基板31の裏面に形成されているスリット31bの下端の幅は、図3(c)に示すように上記給電点と誘電体基板31の略中心までの幅とされる。
【0019】
次に、図4(a)〜(c)に第3のスリットの形状を示すが、図4(a)は平面図、図4(b)は側面の断面図、図4(c)は裏面図である。これらの図に示すスリット32aの形状は上に行くほど幅が広くされたくさび状とされており、その下端は同軸ケーブルの中心導体を挿入する挿通孔32bとされている。誘電体基板32の裏面に形成されている挿通孔32bの位置は、誘電体基板32の略中心の位置とされる。また、誘電体基板31の表面に形成されるスリット32aの上端の幅は、図4(a)に示すように誘電体基板32の表面に形成される放射導体の給電点と誘電体基板32の略中心までの幅とされる。
なお、上記の説明では誘電体基板をセラミック製として説明したが、これに限ることはなく所定の誘電率の一般的な誘電材からなる誘電体基板としてもよい。
【0020】
次に、本発明に係るマイクロストリップアンテナをイリジウム・システム等に適用した携帯無線機の構成例を図5,図6に示す。図5(a)は一部を断面図で示す携帯無線機の平面図、図5(b)は携帯無線機の側面図、図5(c)は一部を断面図で示す携帯無線機の上面図、図6はアンテナ部を収納した携帯無線機を示す平面図である。
図5(a)〜(c)において、携帯無線機40の筐体40a内には送受信回路が収納されており、筐体40aには各種表示を行う表示部40bと、ダイアルしたり各種操作を行う複数のボタン40cが設けられている。この筐体40aに対してアンテナ部41が伸縮自在に設けられている。アンテナ部41を筐体40aに対して収納した状態を図6に示す。
【0021】
アンテナ部41は、マイクロストリップアンテナ42と、マイクロストリップアンテナ42を収納している上部アンテナカバーケース41aと下部アンテナカバーケース41bとから構成される。マイクロストリップアンテナ42は、前記図1あるいは図2に示す構成のマイクロストリップアンテナとされる。上部アンテナカバーケース41aには、マイクロストリップアンテナにおける誘電体基板が収納され、下部アンテナカバーケース41bには同軸ケーブルが収納される。この上部アンテナカバーケース41aと下部アンテナカバーケース41bは、合成樹脂製とされ、回転対称の形状とされている。
【0022】
このような構成の携帯無線機40においては、アンテナ部41の上部にマイクロストリップアンテナ42が設けられているので、アンテナ部41が伸張状態でも収納状態でも送受信可能となる。また、携帯無線機40が待ち受け時とされているときには、アンテナ部41を図6に示すように筐体40aに収納してコンパクトに携帯することが可能とされる。
なお、筐体40aに対して伸縮自在としたアンテナ部41を伸張した際に、アンテナ部41を筐体40aに対して傾動自在としてもよい。
【0023】
【発明の効果】
上記説明したように本発明のマイクロストリップアンテナは、誘電体基板に同軸ケーブルの中心導体を挿通することのできるスリットを設けたので、誘電体基板の中心から同軸ケーブルを引き出すことを可能とすることができる。これにより、マイクロストリップアンテナを回転対称の形状とすることができる。したがって、マイクロストリップアンテナを収納するカバーケースを回転対称の形状とすることができるので、携帯無線機に取り付けた際にその美観を損ねないと共に、取り扱いを容易とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のマイクロストリップアンテナの実施の形態の第1の構成例を示す図である。
【図2】本発明のマイクロストリップアンテナの実施の形態の第2の構成例を示す図である。
【図3】本発明の実施の形態のマイクロストリップアンテナにおけるスリットの第2の構成例を示す図である。
【図4】本発明の実施の形態のマイクロストリップアンテナにおけるスリットの第3の構成例を示す図である。
【図5】本発明の実施の形態のマイクロストリップアンテナを携帯無線機に取り付けた構成を示す図である。
【図6】本発明の実施の形態のマイクロストリップアンテナを携帯無線機に取り付けた際に、アンテナ部を収納した状態を示す図である。
【図7】従来のマイクロストリップアンテナの構成を示す図である。
【符号の説明】
1,100 方形マイクロストリップアンテナ
2 円形マイクロストリップアンテナ
10,20,31,32 誘電体基板
10a,20a,31a,32b,110a 挿通孔
10b,20b,31b,32a スリット
11,111 方形放射導体
12,22,112 給電点
13,23,113 アース導体
14,24,114 同軸ケーブル
14a,24a,114a 中心導体
14b,24b,114b シールド導体
21 円形放射導体
40 携帯無線機
40a 筐体
40b 表示部
40c ボタン
41 アンテナ部
41a 上部アンテナカバーケース
41b 下部アンテナカバーケース
42 マイクロストリップアンテナ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a microstrip antenna suitable for being mounted on a portable wireless device.
[0002]
[Prior art]
Various satellite communication systems for mobile communication have been proposed. There are two types of satellite communication systems: stationary mobile satellite communication systems that use geostationary satellites and non-stationary mobile satellite communication systems that use nonstationary satellites. .
Non-stationary mobile satellite communication systems include systems that use satellites with low and medium altitude orbits, systems that use satellites with long elliptical orbits, and systems that use tilt-synchronous orbits. Among these systems, there is a LEO (Low Earth Orbit) communication system as a system using non-geostationary satellites in low and medium altitude orbits. Since this LEO communication system has a small propagation delay time and a small propagation loss, it has the advantage that the transmission power of the terminal can be reduced and the terminal can be easily reduced in size and weight.
[0003]
Further, the LEO communication system includes a small-scale LEO (Little LEO) that handles only data transmission and a large-scale LEO (Big LEO) that can perform voice transmission. Among the large-scale LEOs is the international personal satellite communication system “Iridium” which is being promoted by the US company Iridium. This Iridium system is a TDMA (Time Division Multiple Access) system using a frequency of 1.6 GHz band, and (66 + 6) non-booths launched at a high altitude of 780 km to cover the entire earth. Communication is made using geostationary satellites. Non-geostationary satellites are arranged at 30 degree longitude intervals. In addition, the Iridium system is assigned a frequency bandwidth of 161.35 to 1626.5 MHz.
[0004]
In this Iridium system, although many satellites are required, the communication delay time can be ignored, so that communication such as voice and data can be performed in real time. Further, since the transmission power of the terminal can be reduced, the terminal can be portable. Therefore, if a portable wireless device for the Iridium system is carried, it becomes possible to perform telephone calls and data transmission in real time with telephones and mobile phones all over the world. In the iridium system, circularly polarized waves (right-handed) are used so as to be suitable for portable radio devices.
[0005]
In such a portable wireless device, a helical antenna or a microstrip antenna is used because it is necessary to receive circularly polarized waves.
Here, the configuration of a conventional microstrip antenna capable of transmitting and receiving circularly polarized waves is shown in FIG. 7A is a plan view of a rectangular microstrip antenna, FIG. 7B is a side view thereof, and FIG. 7C is a back view thereof.
A rectangular microstrip antenna 100 shown in FIGS. 7A to 7C has a rectangular patch-shaped rectangular radiating conductor 111 formed on the surface of a cylindrical dielectric substrate 110 having a predetermined thickness. An earth conductor 113 is formed on the surface. The rectangular radiating conductor 111 is provided with a feeding point 112 at a position deviated from the center in order to transmit and receive circularly polarized waves. The insertion point 110 a penetrates the dielectric substrate 110 at the position of the feeding point 112. Is provided.
[0006]
A coaxial cable 114, which is a semi-rigid cable, is attached to the back surface of the dielectric substrate 110. The central conductor 114a of the coaxial cable 114 is inserted into the insertion hole 110a, and the tip thereof is soldered to the feeding point 112. Has been. The shield conductor 114b of the coaxial cable 114 is electrically and mechanically fixed to the ground conductor 113 by soldering or the like.
Thus, since the coaxial cable 114 is derived from the position of the feeding point 112, it is derived eccentrically from the center of the dielectric substrate 110 as shown in FIG. 7B. Then, the circularly polarized wave received by the rectangular radiation conductor 111 is guided to the receiver via the coaxial cable 114, and the RF signal supplied from the coaxial cable 114 is radiated from the square radiation conductor 111 to the space as a circularly polarized electromagnetic wave. Will come to be.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
When the conventional microstrip antenna shown in FIG. 7 is mounted on a portable wireless device, the microstrip antenna is usually housed and mounted in a cover case that protects the microstrip antenna. However, in the conventional microstrip antenna shown in FIG. 7, since the coaxial cable 114 is led out of the center, the cover case for housing the antenna is eccentric in the portion for housing the coaxial cable 114 and is rotationally symmetric. It will not be a shape. For this reason, there is a problem in that handling is inconvenient because the aesthetic appearance is impaired and the size of the portion protruding left and right is different. In particular, when the cover case for storing the antenna is provided so as to be extendable and retractable with respect to the casing of the portable wireless device, there is a problem in that the cover case must be positioned and stored when stored.
[0008]
Therefore, an object of the present invention is to provide a microstrip antenna that can be housed in a cover case having a rotationally symmetric shape.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a microstrip antenna of the present invention includes a dielectric substrate in which a patch-like radiation conductor that radiates circularly polarized waves is formed on one surface and an earth conductor is formed on the other surface, and the dielectric A feed cable led out from substantially the center of the other surface of the substrate, an insertion hole formed in the dielectric substrate immediately below the feed point where the radiation conductor is eccentric, and the dielectric connected to the insertion hole A central conductor of the power supply cable is connected to the power supply point of the radiation conductor through a slit formed in the body substrate.
In the microstrip antenna, the dielectric substrate from which the feeding cable is led may be housed in an antenna cover case that is rotationally symmetric.
[0010]
Furthermore, a portable wireless device including the microstrip antenna of the present invention includes a dielectric substrate in which a patch-like radiation conductor that radiates circularly polarized waves is formed on one surface and a ground conductor is formed on the other surface, and the dielectric substrate A feed cable led from substantially the center of the other surface, an insertion hole formed in the dielectric substrate immediately below the feed point where the radiation conductor is eccentric, and the dielectric connected to the insertion hole A microstrip antenna in which a central conductor of the power supply cable is connected to the power supply point of the radiation conductor via a slit formed in a substrate is housed in an antenna cover case having a rotationally symmetric shape, The antenna cover case is provided in the housing so as to be extendable and contractible.
[0011]
According to the present invention, since the slit capable of inserting the central conductor of the coaxial cable is provided in the dielectric substrate, the coaxial cable can be drawn out from the center of the dielectric substrate. Thereby, the microstrip antenna can be configured to be rotationally symmetric. Therefore, since the cover case for housing the microstrip antenna can be formed in a rotationally symmetric shape, the aesthetic appearance is not impaired and the handling can be facilitated.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
One structural example of an embodiment of the microstrip antenna of the present invention is shown in FIG. FIG. 1A is a plan view of a rectangular microstrip antenna 1 of the present invention capable of transmitting and receiving circularly polarized waves, FIG. 1B is a side sectional view, and FIG. 1C is a rear view. .
In the rectangular microstrip antenna 1 shown in FIGS. 1A to 1C, a rectangular radiating conductor 11 having a rectangular patch shape is provided on the surface of a dielectric substrate 10 made of ceramic or the like having a cylindrical shape with a predetermined thickness. A thin-film ground conductor 13 is provided on the entire back surface of the back surface. The rectangular radiation conductor 11 and the ground conductor 13 are formed by vapor deposition on the dielectric substrate 10, or are formed by sticking a metal thin plate. In order to transmit and receive circularly polarized waves, the rectangular radiation conductor 11 is provided with a feeding point 12 at a position eccentric from the center. The feeding point 12 communicates with a slit 10b formed in the dielectric substrate 10. Thus, an insertion hole 10a is provided.
[0013]
The sectional shape of the slit 10b is rectangular, and is formed in the dielectric substrate 10 with a width from the feeding point 12 to the approximate center of the dielectric substrate 10. The thickness of the slit 10b is shown in FIG. As shown, it is formed as thin as possible.
A coaxial cable 14, which is a semi-rigid cable, is attached to the back surface of the dielectric substrate 10, and the central conductor 14 a of the coaxial cable 14 is inserted into the slit 10 b from the lower end of the slit 10 b and communicates with the slit 10 b. It is inserted into the insertion hole 10a. Then, the tip of the central conductor 14 a inserted through the insertion hole 10 a is soldered to the feeding point 12, and the rectangular radiation conductor 11 is fed by the coaxial cable 14. Further, the tip of the pipe-shaped shield conductor 14b of the coaxial cable 14 is electrically and mechanically fixed to the substantial center of the ground conductor 13 by soldering or the like.
[0014]
Thus, since the tip of the pipe-shaped shield conductor 14b of the coaxial cable 14 is fixed to the approximate center of the dielectric substrate 10, the center conductor 14a of the coaxial cable 14 is placed in the slit 10b as shown in FIG. Is inserted diagonally. Thereby, even if the feeding point 12 is eccentric, the coaxial cable 14 is led out from a substantially central position of the dielectric substrate 10. The rectangular microstrip antenna 1 configured as described above has a rotationally symmetric shape.
The circularly polarized wave received by the rectangular radiating conductor 11 is guided to the receiver via the coaxial cable 14, and the RF signal supplied from the coaxial cable 14 is radiated from the rectangular radiating conductor 11 to the space as a circularly polarized electromagnetic wave. Will come to be.
In addition, the width | variety of the slit 10b should just be a width | variety which the center conductor 14a of the coaxial cable 14 can penetrate.
[0015]
Next, the 2nd structural example of embodiment of the microstrip antenna of this invention is shown in FIG. FIG. 2A is a plan view of a circular microstrip antenna 2 of the present invention capable of transmitting and receiving circularly polarized waves, FIG. 2B is a cross-sectional view of the side surface, and FIG. .
In the circular microstrip antenna 2 shown in FIGS. 2A to 2C, a circular radiating conductor 21 having a circular patch shape is provided on the surface of a dielectric substrate 20 made of ceramic or the like having a cylindrical shape with a predetermined thickness. A thin-film ground conductor 23 is provided on the entire back surface of the back surface. The circular radiating conductor 21 and the ground conductor 23 are formed by vapor deposition on the dielectric substrate 20, or are formed by sticking a metal thin plate. In order to transmit and receive circularly polarized waves, the circular radiating conductor 21 has opposite edges cut out, and a feeding point 22 is provided at a position eccentric from the center. An insertion hole 20 a is provided so as to communicate with the slit 20 b formed in the body substrate 20.
[0016]
The sectional shape of the slit 20b is rectangular, and is formed in the dielectric substrate 20 with a width from the feeding point 22 to the approximate center of the dielectric substrate 20. The thickness of the slit 20b is shown in FIG. As shown, it is formed as thin as possible.
A coaxial cable 24, which is a semi-rigid cable, is attached to the back surface of the dielectric substrate 20, and the central conductor 24a of the coaxial cable 24 is inserted into the slit 20b from the lower end of the slit 20b and communicates with the slit 20b. It is inserted into the insertion hole 20a. Then, the tip of the center conductor 24 a inserted through the insertion hole 20 a is soldered to the feeding point 22, and the circular radiation conductor 21 is fed by the coaxial cable 24. Further, the tip of the pipe-shaped shield conductor 24b of the coaxial cable 24 is electrically and mechanically fixed to the substantial center of the ground conductor 23 by soldering or the like.
[0017]
Thus, since the tip of the pipe-shaped shield conductor 24b of the coaxial cable 24 is fixed to the approximate center of the dielectric substrate 20, the center conductor 24a of the coaxial cable 24 is placed in the slit 20b as shown in FIG. Is inserted diagonally. As a result, even if the feeding point 22 is eccentric, the coaxial cable 24 is led out from the approximate center position of the dielectric substrate 20. The thus configured circular microstrip antenna 2 has a rotationally symmetric shape.
The circularly polarized wave received by the circular radiating conductor 21 is guided to the receiver via the coaxial cable 24, and the RF signal supplied from the coaxial cable 24 is radiated from the circular radiating conductor 21 to the space as a circularly polarized electromagnetic wave. Will come to be.
In addition, the width | variety of the slit 20b should just be a width | variety which the center conductor 24a of the coaxial cable 24 can penetrate.
[0018]
The cross-sectional shapes of the slits 10b and 20b described with reference to FIGS. 1 and 2 are rectangular, but the shape of the slits in the microstrip antenna of the present invention may be the shapes shown in FIGS.
FIGS. 3A to 3C show the shape of the second slit. FIG. 3A is a plan view, FIG. 3B is a side sectional view, and FIG. 3C is a back view. . The shape of the slit 31b shown in these drawings is a wedge shape whose width is narrowed toward the top, and the upper end thereof is an insertion hole 31a. The position of the insertion hole 31 a is the position of the feeding point of the radiation conductor formed on the surface of the dielectric substrate 31. Further, the width of the lower end of the slit 31b formed on the back surface of the dielectric substrate 31 is a width between the feeding point and the approximate center of the dielectric substrate 31 as shown in FIG.
[0019]
Next, FIGS. 4A to 4C show the shape of the third slit. FIG. 4A is a plan view, FIG. 4B is a side sectional view, and FIG. FIG. The shape of the slit 32a shown in these drawings is a wedge shape whose width increases toward the top, and its lower end is an insertion hole 32b for inserting the central conductor of the coaxial cable. The position of the insertion hole 32 b formed in the back surface of the dielectric substrate 32 is set at a substantially central position of the dielectric substrate 32. The width of the upper end of the slit 32a formed on the surface of the dielectric substrate 31 is such that the feed point of the radiation conductor formed on the surface of the dielectric substrate 32 and the dielectric substrate 32 are as shown in FIG. The width is approximately the center.
In the above description, the dielectric substrate is described as being made of ceramic. However, the present invention is not limited to this and may be a dielectric substrate made of a general dielectric material having a predetermined dielectric constant.
[0020]
Next, FIG. 5 and FIG. 6 show a configuration example of a portable wireless device in which the microstrip antenna according to the present invention is applied to an iridium system or the like. 5A is a plan view of the portable wireless device partially shown in cross-sectional view, FIG. 5B is a side view of the portable wireless device, and FIG. 5C is a portable wireless device partially shown in cross-sectional view. FIG. 6 is a plan view showing a portable wireless device containing an antenna unit.
5A to 5C, a transmission / reception circuit is housed in a housing 40a of the portable wireless device 40. The housing 40a has a display unit 40b for performing various displays, and dialing and various operations. A plurality of buttons 40c to perform are provided. An antenna portion 41 is provided to be extendable and contractable with respect to the housing 40a. FIG. 6 shows a state where the antenna unit 41 is housed in the housing 40a.
[0021]
The antenna unit 41 includes a microstrip antenna 42, an upper antenna cover case 41a that houses the microstrip antenna 42, and a lower antenna cover case 41b. The microstrip antenna 42 is a microstrip antenna having the configuration shown in FIG. 1 or FIG. The upper antenna cover case 41a accommodates a dielectric substrate in a microstrip antenna, and the lower antenna cover case 41b accommodates a coaxial cable. The upper antenna cover case 41a and the lower antenna cover case 41b are made of synthetic resin and have a rotationally symmetric shape.
[0022]
In the portable wireless device 40 having such a configuration, since the microstrip antenna 42 is provided on the upper portion of the antenna unit 41, transmission / reception can be performed regardless of whether the antenna unit 41 is in the extended state or the stored state. Further, when the portable wireless device 40 is on standby, the antenna unit 41 can be housed in the housing 40a as shown in FIG.
Note that the antenna unit 41 may be tiltable with respect to the housing 40a when the antenna unit 41 that can be expanded and contracted with respect to the housing 40a is extended.
[0023]
【The invention's effect】
As described above, the microstrip antenna of the present invention is provided with the slit through which the central conductor of the coaxial cable can be inserted in the dielectric substrate, so that the coaxial cable can be drawn out from the center of the dielectric substrate. Can do. Thereby, a microstrip antenna can be made into a rotationally symmetric shape. Therefore, since the cover case that accommodates the microstrip antenna can be formed in a rotationally symmetric shape, the appearance of the cover case when attached to the portable wireless device is not impaired, and the handling is facilitated.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a first configuration example of an embodiment of a microstrip antenna of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a second configuration example of an embodiment of a microstrip antenna of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing a second configuration example of slits in the microstrip antenna according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing a third configuration example of slits in the microstrip antenna according to the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing a configuration in which a microstrip antenna according to an embodiment of the present invention is attached to a portable wireless device.
FIG. 6 is a diagram illustrating a state in which the antenna unit is housed when the microstrip antenna according to the embodiment of the present invention is attached to the portable wireless device.
FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a conventional microstrip antenna.
[Explanation of symbols]
1,100 rectangular microstrip antenna 2 circular microstrip antennas 10, 20, 31, 32 dielectric substrates 10a, 20a, 31a, 32b, 110a insertion holes 10b, 20b, 31b, 32a slits 11, 111 rectangular radiating conductors 12, 22 , 112 Feed point 13, 23, 113 Ground conductors 14, 24, 114 Coaxial cables 14a, 24a, 114a Center conductors 14b, 24b, 114b Shield conductor 21 Circular radiating conductor 40 Portable radio 40a Housing 40b Display unit 40c Button 41 Antenna Part 41a upper antenna cover case 41b lower antenna cover case 42 microstrip antenna

Claims (3)

一面に円偏波を放射するパッチ状の放射導体が形成され、他面にアース導体が形成された誘電体基板と、
該誘電体基板の他面の略中心から導出された給電ケーブルとを備え、
前記放射導体の偏心している給電点の直下における前記誘電体基板に形成された挿通孔と、該挿通孔に連通して前記誘電体基板に形成されたスリットを介して、前記給電ケーブルの中心導体が前記放射導体の前記給電点に接続されていることを特徴とするマイクロストリップアンテナ。
A dielectric substrate in which a patch-like radiation conductor that radiates circularly polarized waves is formed on one surface, and a ground conductor is formed on the other surface;
A power supply cable derived from the approximate center of the other surface of the dielectric substrate,
A central conductor of the feeder cable through an insertion hole formed in the dielectric substrate immediately below the feeding point where the radiation conductor is eccentric, and a slit formed in the dielectric substrate in communication with the insertion hole Is connected to the feed point of the radiating conductor.
回転対称とされたアンテナカバーケース内に、前記給電ケーブルが導出された前記誘電体基板が収納されていることを特徴とする請求項1記載のマイクロストリップアンテナ。2. The microstrip antenna according to claim 1, wherein the dielectric substrate from which the feeding cable is led is housed in an antenna cover case that is rotationally symmetric. 一面に円偏波を放射するパッチ状の放射導体が形成され、他面にアース導体が形成された誘電体基板と、該誘電体基板の他面の略中心から導出された給電ケーブルとを備え、前記放射導体の偏心している給電点の直下における前記誘電体基板に形成された挿通孔と、該挿通孔に連通して前記誘電体基板に形成されたスリットを介して、前記給電ケーブルの中心導体が前記放射導体の前記給電点に接続されているマイクロストリップアンテナが、回転対称の形状とされたアンテナカバーケースに収納されており、該アンテナカバーケースが伸縮自在に筐体に設けられていることを特徴とするマイクロストリップアンテナを備える携帯無線機。A dielectric substrate in which a patch-like radiation conductor that radiates circularly polarized waves is formed on one surface and a ground conductor is formed on the other surface, and a power supply cable led out from the approximate center of the other surface of the dielectric substrate. An insertion hole formed in the dielectric substrate immediately below the eccentric feeding point of the radiation conductor, and a slit formed in the dielectric substrate in communication with the insertion hole. A microstrip antenna whose conductor is connected to the feeding point of the radiating conductor is housed in an antenna cover case having a rotationally symmetric shape, and the antenna cover case is provided in a housing in a telescopic manner. A portable wireless device including a microstrip antenna.
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