JP6048531B2 - パッチアンテナ装置及び電波受信機器 - Google Patents
パッチアンテナ装置及び電波受信機器 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6048531B2 JP6048531B2 JP2015087174A JP2015087174A JP6048531B2 JP 6048531 B2 JP6048531 B2 JP 6048531B2 JP 2015087174 A JP2015087174 A JP 2015087174A JP 2015087174 A JP2015087174 A JP 2015087174A JP 6048531 B2 JP6048531 B2 JP 6048531B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- patch antenna
- length
- slit
- radiation electrode
- dielectric plate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Waveguide Aerials (AREA)
Description
関するものである。
チアンテナを備えるパッチアンテナ装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
このようなパッチアンテナ装置は、パッチアンテナの軸比が円偏波信号の周波数と一致
するように、平面放射電極の辺の長さを調整して構成されている。
のGPS(Global Positioning System)装置などでは、幅の狭い直方体の筐体内にパッチ
アンテナ装置を実装しなければならない場合がある。この場合、筐体が狹幅のため誘電体
板自体の寸法を筐体の狹幅に合わせて小さくする必要がある。
この場合、スケール則に従って、誘電体板及び平面放射導体を同じ比率で小さくすると
、パッチアンテナの体積が減少するので、アンテナ特性が劣化することになる。
一方、パッチアンテナの体積が減少しないように、誘電体板及び平面放射導体の幅方向
の長さを筐体の幅方向の長さに合わせて小さくする一方で、誘電体板及び平面放射導体の
幅方向に直交する長さを大きくすると、直線偏波のアンテナになるため,円偏波のアンテ
ナと比較して受信電力が半分になってしまうという問題がある。
ように調整された、高利得なパッチアンテナ装置及び電波受信機器を提供することを目的
としている。
誘電体板、この誘電体板の一方の面に配置された平面放射電極、前記誘電体板の他方の面に配置された接地電極、給電部材を備えているパッチアンテナ装置において、
前記平面放射電極は、
前記誘電体板の相対向する2辺に対応する部分に設けられた第一の長さのスリットと、
前記第一の長さのスリットに対して短い長さの第二の長さのスリットと、
を備え、
前記第一の長さのスリットと前記第二の長さのスリットを備えることにより2つの共振周波数の周波数差を変化させることを特徴とする。
また、本発明に係る電波受信機器は、上記パッチアンテナ装置を機器本体に備えていることを特徴とする。
り、パッチアンテナ110及び導電接地部材120を備えている。
、矩形の接地電極115(図3参照)及び給電部材116を備えている。
ここで、誘電体板114は平面視で縦長の長方形であり、例えば、セラミックを材料に
構成されている。
極113は平面視で縦長の長方形であり、例えば、所定の厚さの銀箔、金属板又は金属膜
等で構成されている。この平面放射電極113は、平面視で誘電体板114の中に収まる
大きさに形成されている。そして、平面放射電極113の長辺は誘電体板114の長辺と
平行となっており、また、平面放射電極113の短辺は誘電体板114の短辺と平行とな
っている。
この平面放射電極113の相対向する2つの短辺のそれぞれには、相手方の短辺に向け
て延びるスリット117が1本ずつ形成されている。この2本のスリット117,117
は平面放射電極113の中心を挟んで互いに向かい合う位置に形成されている。
。この接地電極115は、給電部材116が位置している箇所及びその周辺を除いて、誘
電体板114の裏面全体に形成されている。つまり、接地電極115の外形は、誘電体板
114と同様に長方形となっている。この接地電極115は、例えば、所定の厚さの銀箔
、金属板又は金属膜等で構成されている。
は大きな形状で、パッチアンテナ110の接地電極115と両面テープで固定されている
。導電接地部材120の形状は,特に正方形である必要はなく,できるだけ面積を大きく
することが望ましい。
そして、この導電接地部材120と上記誘電体板114とを貫通するように給電部材1
16が設けられている。この給電部材116の上端は平面放射電極113に半田を介して
電気的に接続されている。
基板130が位置している。そして、上記給電部材116の下端部は、この回路基板13
0を貫通し、当該回路基板130の下面に形成された導電パターン130aを介して図示
しない送信回路及び/又は受信回路に電気的に接続されている。
なお、この実施の形態では、矩形の平面放射電極113の縦方向の長さ(L1)は、9
.5mm、横方向の長さ(L2)は、9.3mmとし、矩形の誘電体板114の縦方向の
長さ(L3)は、12mm、横方向の長さ(L4)は、11mm、厚さ(L5)は、4m
mとし、各スリット117の長さ(L6)は、2.45mmとしているが、これらの寸法
に限定されず、他の寸法でもよい。
113の長さについて説明する。
給電部材116の上端が平面放射電極113に電気的に接続された位置が給電位置であ
る。図4に示すように、ここでは、給電位置は、平面放射電極113の中心Oを通り且つ
平面放射電極113の短辺に平行な軸(Y軸)に対して、45°傾けた直線上の位置で且
つ適切なインピーダンス(50Ω)となる位置に設定されている。
また、スリット117の長さ(L6)及び平面放射電極113の長さ(L1、L2)は
、給電位置が上記設定された位置に維持されることを前提に、パッチアンテナ110の2
つの共振周波数に対して位相差が90°となるように調整されている。
これによって、良好な円偏波特性を有するパッチアンテナ装置100が実現できる。
を示すグラフである。
同図においては実線が右旋円偏波に対するアンテナ利得を、破線が左旋円偏波に対する
アンテナ利得をそれぞれ示している(単位はdBic)。
同図によれば、アンテナの天頂方向(図4の0°の位置)において、右旋偏波利得が大
きく、逆に、その天頂方向では左旋偏波利得が小さくなっていることが分かる。そして、
円偏波における左回りと右回りとを識別する能力である交差偏波識別度として約16dB
が得られていることが分かる。これは円偏波アンテナとして、十分な性能が得られている
ことを意味している。
ができる。
すなわち、平面放射電極113において、矩形の誘電体板114の相対向する短辺と対
応する部分のそれぞれに、相対向する他の短辺と対応する部分に向けて延びるスリット1
17を形成しているので、パッチアンテナ110の2つの共振周波数のうちの高い周波数
を低く変化させることができる。また、平面放射電極113への給電部材116の給電位
置を、平面放射電極113の中心Oを通り且つ平面放射電極113の短辺に平行な軸(Y
軸)に対して、45°傾けた直線上の位置で且つ適切なインピーダンス(50Ω)となる
位置に設定しているので、平面放射電極113の辺の長さ及びスリット117の長さを変
えることで,2つの共振周波数に対して位相差が90°となるように調整することができ
る。よって、簡単な構成で、円偏波特性が得られるように調整された、高利得なパッチア
ンテナ装置100が実現できる。
また、平面放射電極113の相対向する短辺側の位置に、平面放射電極113の中心に
向けて延びる2本のスリット117、117を形成しているので、図2に示すように、平
面放射電極213を流れる電流は、この2本のスリット117、117の周囲を破線で示
すように迂回しながら流れることになるので、電流経路の長さをより長くすることができ
る。このために、平面放射電極113の短辺の長さ方向の電流経路を実質的に長くし、高
い方の共振周波数と、低い方の共振周波数とのずれを効果的に小さくすることができる。
また、2本のスリット117,117を形成することによって、誘電体板114の短辺方
向の長さを実質的に長くしたのと同じ結果が得られるので、筐体が狹幅の電波受信機器に
も容易に搭載することができる。
図6は、第2の実施形態のパッチアンテナ装置の斜視図、図7は、このパッチアンテナ
装置の平面図、図8は、このパッチアンテナ装置を回路基板に実装した状態を示す要部断
面図である。
この第2の実施形態に係るパッチアンテナ装置200は、図6〜図8に示すような構造
を有しており、パッチアンテナ210及び導電接地部材220を備えている。
215及び給電部材216を備えている。このパッチアンテナ210における平面放射電
極213、誘電体板214、接地電極215及び給電部材216は、第1の実施形態のパ
ッチアンテナ110における平面放射電極113、誘電体板114、接地電極115及び
給電部材116に対応している。
また、給電位置の設定、スリット217の長さ及び平面放射電極213の寸法の調整は
、第1の実施形態と同様な方法によってなされている。
なお、導電接地部材220及び回路基板230は、第1の実施形態の導電接地部材12
0及び回路基板130に対応している。
そこで、共通部分の詳しい説明は省略し、主に、相違する部分について説明する。
双方が第1の実施形態の場合に比べて、より細長くなっている。
すなわち、平面放射電極213の縦の辺(長辺)の長さ(L1)は、第1の実施形態の
平面放射電極113の縦の辺(長辺)の長さ(L1)とほぼ同じであり、平面放射電極2
13の横の辺(短辺)の長さ(L2)は第1の実施形態の平面放射電極113の横の辺(
短辺)の長さ(L2)よりも短く形成されている。
すなわち、この実施の形態では、矩形の平面放射電極213の縦方向の長さ(L1)は
、9.2mm、横方向の長さ(L2)は、8.4mmとし、矩形の誘電体板114の縦方
向の長さ(L3)は、13mm、横方向の長さ(L4)は、10mm、厚さ(L5)は、
3mmとし、各スリット217a〜217cの長さ(L62、L61、L62)は、3.
1mm、1.2mm、3.1mmとしている。しかし、これらの寸法に限定されず、他の
寸法でもよい。
このような場合において、第1の実施形態のパッチアンテナ110と同じように平面放
射電極213の2つの短辺それぞれにスリットを1本ずつ形成するとすれば、縦方向の長
さ(L1)は第1の実施形態の場合とあまり変わらないのに対して、横方向の長さ(L3
)が第1の実施形態の場合よりも大幅に小さくなっているので、パッチアンテナ210の
2つの共振周波数のうち高い方の共振周波数が第1の実施形態の場合よりも高くなってし
まい、高い方の共振周波数と低い方の共振周波数とのずれが大きくなり、送受信する円偏
波信号の周波数をアンテナの軸比の最良点と一致させることが困難となる。
そこで、第1の実施形態と同様のアンテナ特性を得るために、平面放射電極213の2
つの短辺側の位置に、当該短辺に開口し相手方(相対向する)の短辺に向けて延びる各3
本のスリット217a,217b,217cを形成することによって、当該短辺の長さ方
向の電流経路を実質的に長くし、高い方の共振周波数と、低い方の共振周波数とのずれを
小さくしている。
しかも、この実施の形態の場合、3本のスリット217a,217b,217cのうち
、中央の1本のスリット217bの長さ(L61)を左右の他の2本のスリット217a
,217cの長さ(L62)よりも短く形成している。このようにすれば、平面放射電極
213を流れる電流は、長さの異なる3本のスリット217a,217b,217cの周
囲を破線で示すように迂回しながら流れることになるので、3本のスリット217a,2
17b,217cを同じ長さにした場合に比べて、電流経路の全体の長さをより長くする
ことができる。このために、平面放射電極213の短辺の長さ方向の電流経路を実質的に
長くし、高い方の共振周波数と、低い方の共振周波数とのずれを効果的に小さくすること
ができる。
すなわち、第2の実施形態のパッチアンテナ装置200のパッチアンテナ210によれ
ば、第1の実施形態のパッチアンテナ110よりもさらに細長となっているので、第1の
実施形態のパッチアンテナ110を搭載する場合に比べて、さらに細長い筐体に搭載する
ことができる。
に搭載した電波受信機器の一例を示す。
この電波受信機器はディジタルカメラ202である。このディジタルカメラにおいては
、薄型化の要請から筐体203の奥行き寸法が小さくなっている。
このディジタルカメラ202の筐体203内に搭載されているパッチアンテナ装置20
0は、上記誘電体板214の短辺の長さ方向がディジタルカメラ202の奥行き方向と合
致するように、ディジタルカメラ202の上面に取り付けられる。この場合、パッチアン
テナ装置200は機器本体201の開口201aから露出する回路基板230上に取り付
けられる。
このパッチアンテナ410では、矩形の誘電体板414の上面に平面放射電極413が
形成され、誘電体板414の下面に接地電極(図示せず)が形成され、給電部材416に
よって平面放射電極413への給電がなされている。
このパッチアンテナ410では、スリット417が狹幅の直線状部分417aと、この
直線状部分417aの先端に連設された方形部分417bとから構成されている。
このパッチアンテナ410によれば、直線状部分417aのみからなるスリットの場合
に比べて、方形部分417bの周囲を電流が迂回して流れることになるので、電流経路を
より長くすることができる。
このパッチアンテナ510では、矩形の誘電体板514の上面に平面放射電極513が
形成され、誘電体板514の下面に接地電極(図示せず)が形成され、給電部材516に
よって平面放射電極513への給電がなされている。
このパッチアンテナ510では、スリット517が狹幅の直線状部分517aと、この
直線状部分517bの先端に連設された円状部分517bとから構成されている。
このパッチアンテナ510によれば、直線状部分517aのみからなるスリットの場合
に比べて、円状部分517bの周囲を電流が迂回して流れることになるので、電流経路を
より長くすることができる。
このパッチアンテナ610では、矩形の誘電体板614の上面に平面放射電極613が
形成され、誘電体板614の下面に接地電極(図示せず)が形成され、給電部材616に
よって平面放射電極613への給電がなされている。
このパッチアンテナ610では、スリット617が狹幅の直線状部分617aと、この
直線状部分617aの先端に連設され当該直線状部分617bの途中を横切る直線状部分
617bとから構成されている。
このパッチアンテナ610によれば、直線状部分617aのみからなるスリットの場合
に比べて、他の直線状部分617bの周囲を電流が迂回して流れることになるので、電流
経路をより長くすることができる。
に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲とその均等の範囲を
含む。
例えば、上記実施形態及び変形例では、平面放射電極の平面的形状を長方形としたが、
正方形や円形又は楕円形状などとしてもよい。
また、この実施の形態では、矩形の平面放射電極の縦方向の長さ、横方向の長さ、矩形
の誘電体板の縦方向の長さ、横方向の長さ、厚さ、スリットの長さは、特定の寸法として
いるが、上述したように、これらの寸法に限定されず、他の寸法でもよい。
付記に記載した請求項の項番は、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲の通り
である。
〔付記〕
<請求項1>
矩形の誘電体板、この矩形の誘電体板の一方の面に配置された平面放射電極、前記矩形
の誘電体板の他方の面に配置された接地電極、給電部材を備えているパッチアンテナ装置
において、
前記平面放射電極は、前記矩形の誘電体板の相対向する2辺に対応する部分に、相対向
する他の2辺に対応する部分に向けて延びる少なくとも1本のスリットを備え、
前記平面放射電極への前記給電部材の給電位置は、円偏波特性が得られるように、当該
平面放射電極の中心からオフセットされていることを特徴とするパッチアンテナ装置。
<請求項2>
前記平面放射電極は、円形形状、楕円形状、前記矩形の誘電体板の各辺と平行な各辺を
有する矩形形状のいずれかの形状であることを特徴とする請求項1に記載のパッチアンテ
ナ装置。
<請求項3>
前記少なくとも1本のスリットは、2本または3本のスリットであり、これらのスリッ
トは、前記矩形の誘電体板の相対向する2辺の中央位置に対応する部分から、前記相対向
する2辺と直交する相対向する他の2辺に対応する部分に向けてそれぞれ延びていること
を特徴とする請求項1又は2に記載のパッチアンテナ装置。
<請求項4>
前記3本のスリットのうち、中央の1本のスリットの長さは、他の2本のスリットの長
さよりも短いことを特徴とする請求項3に記載のパッチアンテナ装置。
<請求項5>
前記矩形の誘電体板は、長辺と短辺とを備え、前記スリットは、短辺に設けられている
ことを特徴とする請求項1から4いずれか一項に記載のパッチアンテナ装置。
<請求項6>
請求項1から5いずれか一項に記載のパッチアンテナ装置を機器本体に備えていること
を特徴とする電波受信機器。
<請求項7>
前記平面放射電極への前記給電部材の給電位置は、平面放射電極の中心を通り且つ平面
放射電極の短辺に平行な軸に対して、45°傾けた直線上の位置で且つ適切なインピーダ
ンスとなる位置に設定されていることを特徴とするパッチアンテナ装置。
110、410、510、610 パッチアンテナ
113、213 平面放射電極
114、214 誘電体板
115、215 接地電極
117、217 スリット
201 機器本体
Claims (5)
- 誘電体板、この誘電体板の一方の面に配置された平面放射電極、前記誘電体板の他方の面に配置された接地電極、給電部材を備えているパッチアンテナ装置において、
前記平面放射電極は、
前記誘電体板の相対向する2辺に対応する部分に設けられた第一の長さのスリットと、
前記第一の長さのスリットに対して短い長さの第二の長さのスリットと、
を備え、
前記第一の長さのスリットと前記第二の長さのスリットを備えることにより2つの共振周波数の周波数差を変化させることを特徴とするパッチアンテナ装置。 - 前記平面放射電極は、円形形状、楕円形状、前記矩形の誘電体板の各辺と平行な各辺を有する矩形形状のいずれかの形状であることを特徴とする請求項1に記載のパッチアンテナ装置。
- 前記第二の長さのスリットは、前記第一の長さのスリットと略直交する位置関係に設けられていることを特徴とする請求項1又は2に記載のパッチアンテナ装置。
- 前記平面放射電極は、長辺と短辺とを備え、前記第一の長さのスリットと前記第二の長さのスリットとは、短辺に設けられていることを特徴とする請求項1から3いずれか一項に記載のパッチアンテナ装置。
- 請求項1から4いずれか一項に記載のパッチアンテナ装置を機器本体に備えていることを特徴とする電波受信機器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015087174A JP6048531B2 (ja) | 2015-04-22 | 2015-04-22 | パッチアンテナ装置及び電波受信機器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015087174A JP6048531B2 (ja) | 2015-04-22 | 2015-04-22 | パッチアンテナ装置及び電波受信機器 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011176529A Division JP5737048B2 (ja) | 2011-08-12 | 2011-08-12 | パッチアンテナ装置及び電波受信機器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015159597A JP2015159597A (ja) | 2015-09-03 |
JP6048531B2 true JP6048531B2 (ja) | 2016-12-21 |
Family
ID=54183224
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015087174A Active JP6048531B2 (ja) | 2015-04-22 | 2015-04-22 | パッチアンテナ装置及び電波受信機器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6048531B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6764163B1 (ja) * | 2019-11-21 | 2020-09-30 | 株式会社Space Power Technologies | マイクロストリップアンテナ、情報機器 |
CN112054288B (zh) * | 2020-09-04 | 2022-11-08 | 青岛海信移动通信技术股份有限公司 | 电子设备 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3239435B2 (ja) * | 1992-04-24 | 2001-12-17 | ソニー株式会社 | 平面アンテナ |
FR2726127B1 (fr) * | 1994-10-19 | 1996-11-29 | Asulab Sa | Antenne miniaturisee a convertir une tension alternative a une micro-onde et vice-versa, notamment pour des applications horlogeres |
JP2000151259A (ja) * | 1998-11-05 | 2000-05-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | アンテナ |
TW431033B (en) * | 1999-09-03 | 2001-04-21 | Ind Tech Res Inst | Twin-notch loaded type microstrip antenna |
CN101728647A (zh) * | 2010-01-20 | 2010-06-09 | 刘智佳 | 小型化射频识别标签及其中的微带贴片天线 |
-
2015
- 2015-04-22 JP JP2015087174A patent/JP6048531B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2015159597A (ja) | 2015-09-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5737048B2 (ja) | パッチアンテナ装置及び電波受信機器 | |
JP6964601B2 (ja) | アンテナ装置 | |
US11196175B2 (en) | Antenna device | |
JP2005151343A (ja) | スロットアンテナ装置 | |
JP2003101332A (ja) | アンテナ装置 | |
JP6456506B2 (ja) | アンテナ装置 | |
JP4769629B2 (ja) | アンテナ装置及び受信装置 | |
JP6048531B2 (ja) | パッチアンテナ装置及び電波受信機器 | |
JP2009088625A (ja) | アンテナ | |
US8810471B2 (en) | Circularly polarized ceramic patch antenna having extended ground for vehicle | |
JP6419318B2 (ja) | 円偏波アンテナおよび姿勢算出装置 | |
JP2011160169A (ja) | 複合アンテナ装置 | |
KR102218801B1 (ko) | 어레이 안테나 장치 | |
US20240072444A1 (en) | Multiband patch antenna | |
JP5700122B2 (ja) | アンテナ装置および電子機器 | |
JP6314722B2 (ja) | 円偏波パッチアンテナおよび統合アンテナ装置 | |
JP2009158997A (ja) | 円偏波ラインアンテナ | |
JP5589675B2 (ja) | パッチアンテナ、アンテナモジュールおよび電子機器 | |
JP6311512B2 (ja) | 統合アンテナ装置 | |
JP6004173B2 (ja) | アンテナ装置 | |
JP2002198724A (ja) | マイクロストリップアンテナ | |
JP2006238183A (ja) | 線状アンテナ | |
JP2005277756A (ja) | 平面アンテナとそれを用いたアンテナ装置および無線通信機器 | |
JP2023165194A (ja) | 円偏波パッチアンテナ | |
KR100888645B1 (ko) | 무선통신기기용 필름형 안테나 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20160622 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160712 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160908 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20161025 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20161107 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6048531 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |