JPH02172306A - Microstrip antenna for two-frequency use - Google Patents

Microstrip antenna for two-frequency use

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JPH02172306A
JPH02172306A JP32817288A JP32817288A JPH02172306A JP H02172306 A JPH02172306 A JP H02172306A JP 32817288 A JP32817288 A JP 32817288A JP 32817288 A JP32817288 A JP 32817288A JP H02172306 A JPH02172306 A JP H02172306A
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JP
Japan
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conductor
radiating element
element conductor
antenna
radiation element
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JP32817288A
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Japanese (ja)
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Hiroki Shiyouki
裕樹 庄木
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

PURPOSE:To improve the impedance matching with a feeder circuit and to reduce power loss by short-circuiting a 2nd radiation element conductor at its center with an outer conductor of a coaxial line and short-circuiting an end ridge of a 1st radiation element conductor with the 2nd radiation element conductor or a conductor plate. CONSTITUTION:A 1st circular radiation element conductor 1, a 1st dielectric plate 2, a 2nd circular radiation element conductor 3 larger than the 1st radiation element conductor 1, a 2nd dielectric plate 4 and a ground conductor 5 are laminated from the upper part sequentially. Then a feeding coaxial line of the 1st radiation element conductor 1 is penetrated nearly the center of the 2nd radiation element conductor 13 and the ground conductor 5, and the outer conductor 8 of the coaxial line is connected to the 2nd radiation element conductor 3 and the ground conductor 5 and part of the end ridge of the 1st radiation element conductor 1 and the 2nd radiation element conductor 3 are short-circuited by a short-circuit 9. Thus, impedance matching is take easily and the power loss by the dielectric substance is decreased.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) この発明は、二つの周波数で共用するマイクロストリッ
プアンテナに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a microstrip antenna that can be used in two frequencies.

(従来技術) マイクロストリップアンテナは誘電体板の表面に薄膜導
体を形成して構成されるため、薄型化・軽量化に適して
おり、移動体用アンテナを始めとして多方面に利用され
ている。
(Prior Art) Microstrip antennas are constructed by forming a thin film conductor on the surface of a dielectric plate, so they are suitable for reduction in thickness and weight, and are used in a wide variety of applications including antennas for mobile objects.

第3図は円形の放射素子導体を用いた一般的なマイクロ
ストリップアンテナの例であり、(a)は」二面図、(
b)は断面図をそれぞれ示し、給電はアンテナの背面か
ら行なうものを考える。第3図おいて、31は円形放射
素子導体、32は誘電体板、33は地導体、34は線状
の短絡導体、35は給電線、36は給4j[用の同軸コ
ネクタである。この図のように短絡導体34を放射素子
導体3]の中心に設け、放射素子導体31の半径を適当
に選ぶことにより、基本モードによって決まるアンテナ
の共振周波数を設定できる。また、給電点の位置を適当
に選ぶことにより、アンテナと給電回路とのインピーダ
ンス整合をとることができる。
Figure 3 is an example of a general microstrip antenna using a circular radiating element conductor, (a) is a two-sided view, (
b) shows a cross-sectional view, and assumes that power is fed from the back of the antenna. In FIG. 3, 31 is a circular radiating element conductor, 32 is a dielectric plate, 33 is a ground conductor, 34 is a linear short-circuit conductor, 35 is a feed line, and 36 is a coaxial connector for the feed 4j. As shown in this figure, by providing the shorting conductor 34 at the center of the radiating element conductor 3 and appropriately selecting the radius of the radiating element conductor 31, the resonant frequency of the antenna determined by the fundamental mode can be set. Furthermore, by appropriately selecting the position of the feeding point, impedance matching between the antenna and the feeding circuit can be achieved.

このようなマイクロストリップアンテナは一般に4;シ
域幅か狭いので、比較的離れた異なる二つの異なる周波
数で共用する場合には、別々のアンテナを設ける必要か
ある。
Such microstrip antennas generally have a narrow band width, so if they are to be used for two different relatively distant frequencies, it is necessary to provide separate antennas.

しかし、複数のアンテナを並べて配置してしまうとアン
テナ全体のザイズか大きくなり、アレー化する場合なと
に都合が悪い。また、送信と受信の異なる周波数で動作
するアンチツーを構成する場合などは、送受で独立に給
電し′C十分なアイツレジョンレベルを実現することが
重要になってくる。このような問題点を解決する例とし
て、マイクロストリップアンテナを多層構造とした二周
波共用アンテナか知られている。
However, if multiple antennas are arranged side by side, the size of the entire antenna becomes large, which is inconvenient when forming an array. In addition, when configuring an anti-two that operates at different frequencies for transmission and reception, it is important to supply power independently for transmission and reception to achieve a sufficient two-to-one region level. As an example of solving these problems, a dual-frequency antenna using a microstrip antenna with a multilayer structure is known.

第4図はこのような二周波共用マイクロストリップアン
テナの例であり、(a)は」二面図、(1〕)は断面図
である。第4図において、40は円形放射素子導体、4
2はリング状放射素子導体、4143は誘電体板、47
.50は給電線、46は線状の短絡導体、48.49は
給電コネクタ、45は空洞である。ここで、リング状放
射素子導体42の外径は円形放射素子導体40の径より
大きくなるように設定される。リング状放射素子導体4
2はそれ自身の大きさによって決まる共振周波数のアン
テナとして働く。一方、リング状放射素子導体42は円
形放射素子導体40に対する地導体としても働き、円形
放射素子導体40の大きさによって決まる共振周波数の
アンテナともなる。
FIG. 4 shows an example of such a dual-frequency microstrip antenna, in which (a) is a two-sided view and (1) is a cross-sectional view. In FIG. 4, 40 is a circular radiating element conductor;
2 is a ring-shaped radiating element conductor, 4143 is a dielectric plate, 47
.. 50 is a power supply line, 46 is a linear short-circuit conductor, 48.49 is a power supply connector, and 45 is a cavity. Here, the outer diameter of the ring-shaped radiating element conductor 42 is set to be larger than the diameter of the circular radiating element conductor 40. Ring-shaped radiating element conductor 4
2 acts as an antenna with a resonant frequency determined by its own size. On the other hand, the ring-shaped radiating element conductor 42 also serves as a ground conductor for the circular radiating element conductor 40, and also serves as an antenna with a resonant frequency determined by the size of the circular radiating element conductor 40.

このアンテナは二つの共振周波数に対して独立に直接給
電され、設計上都合が良い。
This antenna is conveniently designed because the two resonant frequencies are independently and directly fed.

しかしながら、この二周波共用マイクロス)・リップア
ンテナにおいては1.誘電体板43に空洞45を形成す
ることが製作上容易でないのか欠点である。また、円形
放射素子導体40と誘電体板42からなる上部アンテナ
のインピーダンス整合を良くするために、給電点Fの位
置を外側にしようとした場合、空洞45の内径を大きく
する必要がある。その場合、所定の共振周波数を確保し
ようとすると、空洞45の内径の増加に応じてリング状
放射素子導体42の外径を大きくしなければならず、ア
レー化したとき素子間結合が大きくなるという欠点もあ
る。
However, in this dual-frequency micro-lip antenna, 1. The disadvantage is that forming the cavity 45 in the dielectric plate 43 is not easy in manufacturing. Furthermore, in order to improve the impedance matching of the upper antenna consisting of the circular radiating element conductor 40 and the dielectric plate 42, if the feeding point F is to be located outside, the inner diameter of the cavity 45 must be increased. In that case, in order to secure a predetermined resonant frequency, the outer diameter of the ring-shaped radiating element conductor 42 must be increased in accordance with the increase in the inner diameter of the cavity 45, which increases coupling between elements when arrayed. There are also drawbacks.

第5図は従来の二周波共用マイクロストリップアレイア
ンテナの他の例であり、51..53は円形放射素子導
体、52.54は誘電体板、575つは給電線、56は
短絡導体、60..61は給電コネクタ、58は円形放
射素子導体5]を給電するだめの同軸線路である。第4
図の構成と同様に、円形放射素子導体51.53の大き
さによって決まる二つの共振周波数をもち、それぞれに
独立に直接給電ができる。また、この構成は円形放射素
子導体51を誘電体板52上で中心よりずらして配置し
ているため、円形放射素子導体51と誘電体板52から
なる上部アンテナのインピーダンス整合かとりゃずいと
いう利点を有する。
FIG. 5 shows another example of a conventional dual-frequency microstrip array antenna. .. 53 is a circular radiating element conductor, 52.54 is a dielectric plate, 575 is a feeder line, 56 is a short-circuit conductor, 60. .. 61 is a power supply connector, and 58 is a coaxial line for feeding power to the circular radiating element conductor 5. Fourth
Similar to the configuration shown in the figure, it has two resonance frequencies determined by the sizes of the circular radiating element conductors 51 and 53, and power can be directly fed to each of them independently. In addition, this configuration has the advantage that since the circular radiating element conductor 51 is arranged offset from the center on the dielectric plate 52, impedance matching of the upper antenna consisting of the circular radiating element conductor 51 and the dielectric plate 52 can be performed. have

ところか、第5図の構成では二つの周波数が接近してい
る場合には、放射素子導体51..53の大きさに差か
あまりなくなり、上部アンテナの円形放射素子導体51
か下部アンテナの円形放射素子導体53を塞いでしまい
、下部アンテナからの放射かできなくなる。これを避け
るためには誘電体板52の誘電率を誘電体板54より大
きくして、円形放射素子導体51を小さくすることも可
能であるが、誘電体による電力損失が大きくなる。
On the other hand, in the configuration of FIG. 5, when two frequencies are close to each other, the radiating element conductor 51. .. There is little difference in the size of 53, and the circular radiating element conductor 51 of the upper antenna
Otherwise, the circular radiating element conductor 53 of the lower antenna is blocked, and radiation from the lower antenna is no longer possible. In order to avoid this, it is possible to make the dielectric constant of the dielectric plate 52 larger than that of the dielectric plate 54 to make the circular radiating element conductor 51 smaller, but this increases the power loss due to the dielectric.

(発明が解決しようとする課題) 上述したように従来の二周波共用マイクロス)・リップ
アンテナのうち、」二部アンテナに円形数U=j素子導
体を用い、上部アンテナにリング状放射素子導体を用い
たものでは、製作が容易でないとともに、インピーダン
ス整合を良くしようとすると、アンテナか大型化してア
レー化に不利である。
(Problems to be Solved by the Invention) As mentioned above, among the conventional dual-frequency microslip antennas, a circular number U=j element conductor is used for the two-part antenna, and a ring-shaped radiating element conductor is used for the upper antenna. However, it is not easy to manufacture the antenna, and when trying to improve impedance matching, the antenna becomes large, which is disadvantageous for array formation.

また、」二部アンテナ及び下部アンテナの両方に円形放
射素子導体を用いたものでは、二つの周波数か接近して
いる場合に、−1一部アンテナの誘電体板の誘電率を下
部アンテナの誘電体板の誘電率より大きくして上部アン
テナの放射素子導体を下部アンテナの放射素子導体より
小さくする必要があるため、上部アンテナの誘電体によ
る電力損失か大きくなるという問題がある。
In addition, in the case where circular radiating element conductors are used for both the two-part antenna and the bottom antenna, if the two frequencies are close to each other, -1 the dielectric constant of the dielectric plate of the part antenna is equal to the dielectric constant of the bottom antenna. Since it is necessary to make the radiating element conductor of the upper antenna larger than the dielectric constant of the body plate and smaller than the radiating element conductor of the lower antenna, there is a problem that power loss due to the dielectric of the upper antenna increases.

本発明は4’lX’l成か簡単であって、給電回路との
インピーダンス整合か良く、また誘電体による電力Jj
J失か小さい二周波共用マイクロストリップアンテナを
提供することをI]的とする。
The present invention has a simple 4'lX'l configuration, good impedance matching with the power supply circuit, and power J
The purpose of the present invention is to provide a dual-frequency microstrip antenna with a small loss.

[発明の構成] (課題4解決するための手段) 本発明は上記の課題を解決するため、第1の放射素子導
体と、第1の誘電体板と、第1の放射水r導体より大き
い第2の放射素子導体と、第2の誘電体板及び地導体を
積層した二周波共用マイクロストリップアンテナにおい
て、第1の放射素子導体の給電のための同軸線路を第2
の放射素子導体及び地導体のほぼ中心を通すとともに、
該同軸線路の外導体を第2の放射導体及び地導体と接続
し、さらに第1の放射素子導体の端縁の一部と第2の放
射素子導体とを短絡導体により短絡したことを特徴とす
る。
[Structure of the Invention] (Means for Solving Problem 4) In order to solve the above problem, the present invention includes a first radiating element conductor, a first dielectric plate, and a first radiating water conductor larger than the first radiating water conductor. In a dual-frequency microstrip antenna in which a second radiating element conductor, a second dielectric plate, and a ground conductor are laminated, a coaxial line for feeding the first radiating element conductor is connected to the second radiating element conductor.
Pass through approximately the center of the radiating element conductor and the ground conductor, and
The outer conductor of the coaxial line is connected to a second radiating conductor and a ground conductor, and further, a part of the edge of the first radiating element conductor and the second radiating element conductor are short-circuited by a shorting conductor. do.

また、第1−の放射素子導体と、この第1の放射素子導
体より大きい導体板と、この導体板より大きい第2の放
射素子導体及び地導体を相互間に誘電体板をそれぞれ介
して積層し、第1の放射素子導体の給電のための同軸線
路を第2の放射素子導体及び地導体のほぼ中心を通すと
ともに、該同軸線路の外導体を第2の放射導体及び地導
体と接続し、さらに第1の放射素子導体の端縁の一部と
前記導体板とを短絡導体により短絡ししてもよい。
Further, a first radiating element conductor, a conductor plate larger than this first radiating element conductor, a second radiating element conductor larger than this conductor plate, and a ground conductor are laminated with dielectric plates interposed between each other. A coaxial line for power feeding the first radiating element conductor is passed through approximately the center of the second radiating element conductor and the ground conductor, and an outer conductor of the coaxial line is connected to the second radiating conductor and the ground conductor. Furthermore, a part of the edge of the first radiating element conductor and the conductor plate may be short-circuited by a short-circuit conductor.

(作 用) 第2の放射素子導体は同軸線路の外導体により中心が短
絡されているので、基本モードの共振周波数だけで励振
される。また、第2の放射素子導体または導体板は第1
の放射素子導体よりも大きいことにより、第]の放射素
子導体に対する地導体としても作用する。
(Function) Since the center of the second radiating element conductor is short-circuited by the outer conductor of the coaxial line, it is excited only at the resonance frequency of the fundamental mode. Further, the second radiating element conductor or conductor plate is
Since it is larger than the second radiating element conductor, it also acts as a ground conductor for the second radiating element conductor.

そして、第1の放射素子導体はその端縁か第2の放Jl
=J素子導体または導体板と短絡されていることにより
、中心か31ti絡されている第2の放射素子導体に1
ヒベて小さな形状で基本モードの共振周波数が実現され
る。
Then, the first radiating element conductor is connected to its edge or to the second radiating element conductor.
= 1 to the second radiating element conductor, which is short-circuited with the J element conductor or conductor plate, from the center to the 31ti-circuited second radiating element conductor.
The resonant frequency of the fundamental mode is achieved with a relatively small shape.

従って、近接した三周波数で使用する場合でも、−11
部アンテナの放射素子である第1の放射素子導体は下部
アンテナの放射素子である第2の放射素子導体より小さ
くなるから、第1の放射素子導体が第2の放射水r導体
からの放射を妨げることはない。この場合、第1の誘電
体板の誘電率は第2の誘電体板のそれより大きくする必
要はないので、誘電体による電力損失の増大は避けられ
る。
Therefore, even when using three frequencies close to each other, -11
Since the first radiating element conductor, which is the radiating element of the lower antenna, is smaller than the second radiating element conductor, which is the radiating element of the lower antenna, the first radiating element conductor absorbs the radiation from the second radiating water r conductor. There will be no hindrance. In this case, the dielectric constant of the first dielectric plate does not need to be greater than that of the second dielectric plate, so an increase in power loss due to the dielectric can be avoided.

(実施例) 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。(Example) Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図は本発明の一実施例に係る二周波共用マイクロス
i・リップアンテナの構成を示したもので、(a)は上
面1λ、(1))は断面図である。
FIG. 1 shows the configuration of a dual-frequency micro-Slip antenna according to an embodiment of the present invention, in which (a) is a top view 1λ, and (1) is a cross-sectional view.

第1図に示すように、円形の第1の放射素子導体1、第
1の誘電体板2、円形の第2の放射素子導体3、第2の
誘電体板4及び地導体5カ<4−から順次積層されてい
る。
As shown in FIG. 1, a circular first radiating element conductor 1, a first dielectric plate 2, a circular second radiating element conductor 3, a second dielectric plate 4, and a ground conductor 5 <4 They are laminated in order from -.

第1の放射素子導体]の端縁は、短絡導体6によって第
2の放射素子3と短絡されている。短絡導体6は線状導
体が用いられ、誘電体板2に予め開けられた貫通孔を通
り、両端が第1及び第2の放射素子導体1,3に半田付
は等により電気的に接続される。
The end edge of the first radiating element conductor is short-circuited to the second radiating element 3 by a short-circuiting conductor 6. The short-circuiting conductor 6 is a linear conductor, which passes through a through hole drilled in the dielectric plate 2 in advance, and has both ends electrically connected to the first and second radiating element conductors 1 and 3 by soldering, etc. Ru.

また、第1の放射素子導体1の中心部は第1の誘電体板
2、第2の放射素子導体3、第2の誘電体板4及び地導
体5のほぼ中心を貫通して設けられた、第1の同軸線路
の中心導体7の一端に接続されている。この第1の同軸
線路の外導体8は第1の放射素子導体3、第2の誘電体
板4及び地導体5を貫通して設けられ、その一端は第2
の放射素子導体3に接続され、他端は地導体5に接続さ
れている。同様に、第2の放射素子導体3は中心からず
れた位置で、第2の誘電体板4及び地導体5を貫通して
設けられた第2の同軸線路の中心導体9の一端に接続さ
れている。
Further, the center portion of the first radiating element conductor 1 is provided to pass through approximately the center of the first dielectric plate 2, the second radiating element conductor 3, the second dielectric plate 4, and the ground conductor 5. , is connected to one end of the center conductor 7 of the first coaxial line. The outer conductor 8 of this first coaxial line is provided to pass through the first radiating element conductor 3, the second dielectric plate 4, and the ground conductor 5, and one end thereof is connected to the second
is connected to the radiating element conductor 3, and the other end is connected to the ground conductor 5. Similarly, the second radiating element conductor 3 is connected at an off-center position to one end of the center conductor 9 of a second coaxial line provided through the second dielectric plate 4 and the ground conductor 5. ing.

中心導体7及び外導体8からなる第1の同軸線]0 路の他端と、中心導体9を有する第2の同軸線路の他端
は給電用の同軸コネクタ10.11を介して図示しない
外部の給電回路(送信回路または受信回路)に接続され
ている。また、同軸コネクタ1.0.11の外導体は地
導体5にも接続されている。
The other end of the first coaxial line consisting of the center conductor 7 and the outer conductor 8] and the other end of the second coaxial line having the center conductor 9 are connected to the outside (not shown) via a coaxial connector 10.11 for power supply. connected to the power supply circuit (transmission circuit or reception circuit). The outer conductor of the coaxial connector 1.0.11 is also connected to the ground conductor 5.

第1及び第2の放射素子導体]、3と地導体5は、例え
ば第1及び第2の誘電体板2,4の片面または両面に蒸
着等により形成された銅膜その他の薄膜導体をエツチン
グして不要部分を除去することによって形成される。
The first and second radiating element conductors], 3 and the ground conductor 5 are made by etching a copper film or other thin film conductor formed by vapor deposition on one or both sides of the first and second dielectric plates 2 and 4, for example. It is formed by removing unnecessary parts.

このマイクロストリップアンテナは、第1の放Ω・J素
子導体1を放射素子とする上部アンテナと、第2の放射
素子導体3を放射素子とする下部アンテナとからなる別
々の共振周波数を持つ2つのアンテナが共存している構
造である。
This microstrip antenna consists of two antennas each having different resonance frequencies, an upper antenna having a first radiating Ω/J element conductor 1 as a radiating element, and a lower antenna having a second radiating element conductor 3 as a radiating element. This is a structure in which antennas coexist.

次に、本実施例の二周波共用マイクロストリップアンテ
ナの動作を説明する。下部アンテナにおいては第2の放
射素子導体3が第2の同軸線路の中心導体9を介して給
電されることにより地導体]1 5との間に電界を励起して、アンテナとして動作する。
Next, the operation of the dual-frequency microstrip antenna of this embodiment will be explained. In the lower antenna, the second radiating element conductor 3 is fed with power via the center conductor 9 of the second coaxial line, thereby exciting an electric field between it and the ground conductor 15, and operates as an antenna.

このとき、第1の放射素子導体3は第1.の同軸線路の
外導体8によりその中心が短絡されているので、基本モ
ード以外の励起が抑制される。
At this time, the first radiating element conductor 3 is connected to the first radiating element conductor 3. Since the center of the coaxial line is short-circuited by the outer conductor 8, excitation of modes other than the fundamental mode is suppressed.

従って、第2の放射素子導体3の共振周波数は、その径
と第1及び第2の誘電体板2,4の誘電率により決まる
基本モードの共振周波数となる。この第2の放射素子導
体3の給電点Aの位置は、該放射素子導体3の中心から
端縁までの間で自由に設定できるので、給電回路とのイ
ンピーダンス整合は容易に得られる。
Therefore, the resonant frequency of the second radiating element conductor 3 is the resonant frequency of the fundamental mode determined by its diameter and the dielectric constants of the first and second dielectric plates 2 and 4. Since the position of the feeding point A of the second radiating element conductor 3 can be freely set between the center and the edge of the radiating element conductor 3, impedance matching with the feeding circuit can be easily obtained.

次に、上部アンテナについて考える。下部アンテナの第
2の放射素子導体3の径を上部アンテナの第1の放射素
子導体1よりも大きく設定することにより、第2の放射
素子導体3を第1の放射素子導体1に対する地導体と見
なすことができる。
Next, consider the upper antenna. By setting the diameter of the second radiating element conductor 3 of the lower antenna to be larger than the first radiating element conductor 1 of the upper antenna, the second radiating element conductor 3 can be used as a ground conductor for the first radiating element conductor 1. can be considered.

上部アンテナにおいては、第1の放射素子導体1は中心
導体7及び外導体8からなる第1の同軸線路を介して給
電されることにより、第2の放射素子導体3との間に電
界を励起して、アンテナとして動作する。
In the upper antenna, the first radiating element conductor 1 is fed with power via the first coaxial line consisting of the center conductor 7 and the outer conductor 8, thereby exciting an electric field between it and the second radiating element conductor 3. and operates as an antenna.

このとき、第1の放射素子導体1の端縁の一端Bを短絡
導体6を介して第2の放射素子導体3と短絡することに
より、第1の放射素子導体]よりも大きな放射素子か基
本モードで励起された場合に実現される共振周波数と同
じ共振周波数を得ることができる。換言すれば、ある所
望の共振周波数か、中心を短絡した放射素子導体を用い
るよりもサイズの小さな放射素子導体によって実現され
る。この効果の原理を第6図及び第7図により説明する
At this time, by short-circuiting one end B of the edge of the first radiating element conductor 1 with the second radiating element conductor 3 via the shorting conductor 6, a radiating element larger than the first radiating element conductor] It is possible to obtain the same resonant frequency as that achieved when excited by the mode. In other words, a certain desired resonant frequency is achieved with a radiating element conductor having a smaller size than using a radiating element conductor short-circuited at the center. The principle of this effect will be explained with reference to FIGS. 6 and 7.

第6図(a) (b)は放射素子導体の中心を地導体と
短絡したマイクロストリップアンテナの断面図及び電界
分布を示し、第7図(a) (b)は放射素子導体の端
縁を地導体と短絡したマイクロストリップアンテナの断
面図及び電界分布を示している。第6図の場合、放射素
子導体上には基本モードが励起され、地導体との間に図
のような電界か生じる。
Figures 6(a) and 6(b) show the cross-sectional view and electric field distribution of a microstrip antenna in which the center of the radiating element conductor is shorted to the ground conductor, and Figure 7(a) and (b) show the edge of the radiating element conductor. A cross-sectional view and electric field distribution of a microstrip antenna short-circuited to a ground conductor are shown. In the case of FIG. 6, a fundamental mode is excited on the radiating element conductor, and an electric field as shown in the figure is generated between it and the ground conductor.

このときの電界(電圧)分布は、放射素子導体の中心で
零、端縁て最大になる分布である。一方、第7図の場合
は、図に示すような短絡した端縁の部分で電界が零、反
対側の端縁で電界が最大になる分布が励起される。
The electric field (voltage) distribution at this time is zero at the center of the radiating element conductor and maximum at the edges. On the other hand, in the case of FIG. 7, a distribution is excited in which the electric field is zero at the short-circuited edge and the electric field is maximum at the opposite edge as shown in the figure.

これら二つの場合を比較すれば、第7図(b)の分布は
第6図(b)の分布の半分に一致することがわかる。こ
のことから、第7図の場合の放射素子導体の径を第6図
の場合の放射素子導体の径の半分程度に設定すると、同
じ共振周波数が励起されるということが言える。
Comparing these two cases, it can be seen that the distribution in FIG. 7(b) corresponds to half of the distribution in FIG. 6(b). From this, it can be said that if the diameter of the radiating element conductor in the case of FIG. 7 is set to about half the diameter of the radiating element conductor in the case of FIG. 6, the same resonance frequency will be excited.

第1の放射素子導体1への給電は第2の放射素子導体3
の中心を通る第1の同軸線路により容易に行なわれ、第
1の放射素子]の位置を多少ずらすことで、給電回路と
のインピーダンス整合もとりやすくなる。また、第1の
放射素子導体1を小さくするために誘電体板2の誘電率
を誘電体板4よりも高くする必要もないので、誘電体に
よる電力損失の増大も防止される。
The power is supplied to the first radiating element conductor 1 through the second radiating element conductor 3.
By slightly shifting the position of the first radiating element, impedance matching with the feeder circuit can be easily achieved. Further, since it is not necessary to make the dielectric constant of the dielectric plate 2 higher than that of the dielectric plate 4 in order to make the first radiating element conductor 1 smaller, an increase in power loss due to the dielectric is also prevented.

また、従来の基本モード動作のアンテナを上下に重ねる
方式の二周波共用マイクロストリップアンテナにおいて
は、下部アンテナの放射素子導体を」二部アンテナの放
射素子導体よりも大きくして、共振周波数を低くするフ
サがあったが、本発明によると共振周波数の設定を逆に
することも可能であり、設旧上の11山度か増す利点も
ある。
In addition, in conventional dual-frequency microstrip antennas in which fundamental mode operation antennas are stacked one above the other, the radiating element conductor of the lower antenna is made larger than the radiating element conductor of the two-part antenna to lower the resonant frequency. However, according to the present invention, it is also possible to reverse the setting of the resonant frequency, which has the advantage of increasing the number of frequencies by 11 compared to the previous design.

さらに、二つの周波数が接近している場合、従来方式で
は二つの円形放射素子導体の大きさかほぼ同じになるた
め、下部アンテナの放射素子導体が上部アンテナの放射
素子導体に対する地導体とはなりにくかったか、本発明
では二つの周波数か接近していても1一部アンテナの第
1の放射素子導体1が下部アンテナの第2の放射素子導
体3より小さくなるため、第2の放射素子導体3は第1
の放射素子導体]に対する地導体として作用することに
なり、アンテナとしての動作]二の問題は無い。
Furthermore, when the two frequencies are close to each other, in the conventional method, the two circular radiating element conductors are of approximately the same size, making it difficult for the lower antenna's radiating element conductor to act as a ground conductor for the upper antenna's radiating element conductor. In addition, in the present invention, even if the two frequencies are close to each other, the first radiating element conductor 1 of the partial antenna is smaller than the second radiating element conductor 3 of the lower antenna, so the second radiating element conductor 3 is 1st
Since the antenna acts as a ground conductor for the radiating element conductor, there is no problem with the operation as an antenna.

また、本発明は空洞を必要としないため比較的簡単に実
現でき、しかも二つの周波数に対応する給電か独立に行
われるので、送受で共用する場合のように二つのアンテ
ナの間で高いアイソレーションか四求される場合に有効
である。
Furthermore, since the present invention does not require a cavity, it can be implemented relatively easily, and since the power feeding corresponding to the two frequencies is performed independently, high isolation can be achieved between the two antennas when they are shared for transmitting and receiving. It is effective when required.

なお、Iユ記の実施例においては、第2の放射素]5 子導体3に対して放射素子と第1の放射素子導体1に対
する地導体という二つの機能を持たせたが、これら両機
能を別々の放射素子導体により実現することも可能であ
り、その実施例を第2図に示す。
In addition, in the embodiment described in IU, the second radio element [5] child conductor 3 has two functions as a radiating element and a ground conductor for the first radiating element conductor 1, but both of these functions are provided. It is also possible to realize this using separate radiating element conductors, and an example thereof is shown in FIG.

第2図に示す二周波共用マイクロストリップアンテナは
、二つの共振周波数に対応する」一部及び下部アンテナ
の放射素子導体がスロットにより励振される方式である
。第2図において(a)は−に面図、(b)は断面図、
(e)は上部アンテナにおけるスロットが形成された導
体板12とトリプレート線路を示す」二面図、(d)は
下部アンテリーにおけるスロットが形成されている導体
板16とトリプレート線路の中心導体18を示す上面図
である。
The dual-frequency microstrip antenna shown in FIG. 2 is of a type in which the radiating element conductors of the part and lower antenna corresponding to two resonant frequencies are excited by slots. In Figure 2, (a) is a - side view, (b) is a cross-sectional view,
(e) is a two-sided view showing the slotted conductor plate 12 and the triplate line in the upper antenna, and (d) is the slotted conductor plate 16 and the center conductor 18 of the triplate line in the lower antenna. FIG.

第2図に示すように本実施例においては、第1図の実施
例における第1の誘電体板2と第2の放射素子導体3と
の間に、第1の放射素子導体1より大きく、第2の放射
素子導体3より小さい円形の導体板]2と、第3の誘電
体板13及び第4の誘電体板15がこの順で積層されて
いる。そして、第1の放射素子導体1の端縁は、短絡導
体6によって導体板〕2と短絡されている。導体板12
には第2図(e)に示すように第1の放射素子導体1を
励振するためのスロット20か形成され、第4の誘電体
板]5」二にはスロット20に給電するためのトリプレ
ート この中心導体14の一端は第1の同軸線路の中心導体7
の一端に接続されている。
As shown in FIG. 2, in this embodiment, between the first dielectric plate 2 and the second radiating element conductor 3 in the embodiment of FIG. A circular conductor plate] 2 smaller than the second radiating element conductor 3, a third dielectric plate 13, and a fourth dielectric plate 15 are laminated in this order. The edge of the first radiating element conductor 1 is short-circuited to the conductor plate 2 by a short-circuit conductor 6. Conductor plate 12
As shown in FIG. 2(e), a slot 20 for exciting the first radiating element conductor 1 is formed in the fourth dielectric plate]5, and a trigger for feeding power to the slot 20 is formed in the fourth dielectric plate. One end of the plate center conductor 14 is connected to the center conductor 7 of the first coaxial line.
connected to one end of the

また、本実施例−〇は第2の1誘電体板4と地導体5と
の間にも、導体板16と第5の誘電体板16及び第6の
誘電体板]9がこの順で積層されている。導体板16に
は第2図(d)に示すように第2の放射素子導体3を励
振するためのスロット21か形成され、第6の誘電体板
1つ」二にはスロット2]に給電するためのトリプレー
ト線路の中心導体]8か形成され、この中心導体18の
一端は第1の同軸線路の中心導体9の一端に接続されて
いる。
In addition, in this embodiment, a conductor plate 16, a fifth dielectric plate 16, and a sixth dielectric plate ]9 are also arranged between the second dielectric plate 4 and the ground conductor 5 in this order. Laminated. The conductor plate 16 is formed with a slot 21 for exciting the second radiating element conductor 3, as shown in FIG. A center conductor] 8 of a triplate line is formed, and one end of this center conductor 18 is connected to one end of a center conductor 9 of the first coaxial line.

この第2図の実施例の二周波共用アンテナの動作は、基
本的に第1図に示した実施例のそれと同一である。本実
施例のアンテナの特徴は、上部アンテナの第1の放射素
子導体]に対する地導体は導体板12であり、短絡導体
6によりこれら第1の放射素子導体1と導体板]2とを
短絡していることと、放射素子導体1,3の励振がスロ
・ソト20、21により行なわれ、スロワI−20,2
]への給電にトリプレート線路が用いられていることで
ある。
The operation of the dual frequency antenna of the embodiment shown in FIG. 2 is basically the same as that of the embodiment shown in FIG. The feature of the antenna of this embodiment is that the ground conductor for the first radiating element conductor of the upper antenna is the conductor plate 12, and the shorting conductor 6 short-circuits the first radiating element conductor 1 and the conductor plate 2. The excitation of the radiating element conductors 1 and 3 is carried out by the slots I-20 and 21, and the radiating element conductors 1 and 3 are
] A triplate line is used to supply power to the

ここで、導体板12は第1−の放射素子導体コに対して
は地導体として働き、第2の放射素子導体3に対しては
その放射を妨げないようにするため、その大きさを放射
素子導体]よりも大きく、放射素子導体3よりも小さく
する必要がある。また、トリプレート構造の給電線路が
あることにより、ここで給電回路を構成することができ
るので、給電点におけるインピーダンス整合がとりやす
く、さらに、二つの直交するスロットを設けて円偏波を
放射させる場合にも大変都合か良い。本実施例を円偏波
アンテナに適用する場合には、第1の放射素子導体コの
端縁での短絡位置は点りの他に、点Eもしくは点Fを設
ける必要がある。この構成は多層構造により容易に実現
できるが、その場合、本実施例のように放射素子導体]
に対する地導体(導体板12)を設けたことにより、二
つの周波数の間でさらに高いアイソレーションが得られ
る。
Here, the conductor plate 12 acts as a ground conductor for the first radiating element conductor 3, and the size of the second radiating element conductor 3 is adjusted so as not to interfere with its radiation. element conductor] and smaller than the radiating element conductor 3. In addition, since there is a feed line with a triplate structure, it is possible to configure a feed circuit here, making it easy to match the impedance at the feed point.Furthermore, two orthogonal slots are provided to radiate circularly polarized waves. It is very convenient in some cases. When this embodiment is applied to a circularly polarized antenna, it is necessary to provide a point E or a point F in addition to the dot as a short-circuit position at the edge of the first radiating element conductor. This configuration can be easily realized using a multilayer structure, but in that case, as in this example, the radiating element conductor]
By providing a ground conductor (conductor plate 12) for the two frequencies, even higher isolation can be obtained between the two frequencies.

なお、以−1−の実施例においては放射素子導体の形状
を円形として説明したが、矩形その他の形にしても同様
の効果か得られる。
In the following embodiments, the shape of the radiating element conductor is circular, but the same effect can be obtained by using a rectangular or other shape.

[発明の効果] 本発明による二周波共用マイクロストす・ツブアンテナ
は、構成か簡単で製造が容易であり、インピーダンス整
合がとりやすく、誘電体による電力損失が少ない。また
、二つの共振周波数が接近しているような場合にも、容
易に対応が可能であり、設計の自由JUも高い。さらに
、二つの共振周波数に対応する給71iが独立に行われ
るので、設計上都合がよく、二つの周波数間のアイソレ
ーションを高することができる。
[Effects of the Invention] The dual-frequency micro-stub antenna according to the present invention has a simple structure and is easy to manufacture, is easy to match impedance, and has little power loss due to dielectric material. Furthermore, even when two resonant frequencies are close to each other, this can be easily handled and the design freedom JU is high. Furthermore, since the feeds 71i corresponding to the two resonance frequencies are performed independently, this is convenient in terms of design, and the isolation between the two frequencies can be increased.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図(a) (b)は本発明の一実施例に係る二周波
共用マイクロストリップアンテナの」二面図および] 
9 断面図、第2図は本発明の他の実施例に係る二周波共用
マイクロストリップアンテナの構成を示し、(a)は上
面図、(b)は断面図、(c)(d)はスロットか形成
された導体板の平面図、第3図(a)(b)はマイクロ
スI・リップアンテナの基本構成を示す平面図及び断面
図、第4図(a) (b)は従来の二周波共用マイクロ
ストリップアンテナの一例を示す−1−面図および断面
図、第5図(a) (b)は従来の二周波共用マイクロ
ストリップアンテナの他の例を示す」−面図および断面
図、第6図及び第7図は本発明の詳細な説明するための
図である。 1・・第]の放射素子導体、2・・第1の誘電体板、3
・第2の放射素子導体、4・・第2の誘電体板、5・・
地導体、6・・・短絡導体、7 第1の同軸線路の中心
導体、8・・第1の同軸線路の外導体、9第2の同軸線
路の中心導体、コ。0.]1・・・給電用同軸コネクタ
、]、2.16・・導体板、13.1517.19・・
誘電体板、14.18・・・トリプレト線路の中心導体
、20.21・・スロット。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 (a) (b) 第2 図 (C) (d) 第 図 (a) (b) 第 図 (a) 第 図
FIGS. 1(a) and 1(b) are two-sided views and ] of a dual-frequency microstrip antenna according to an embodiment of the present invention.
9. Cross-sectional view, FIG. 2 shows the configuration of a dual-frequency microstrip antenna according to another embodiment of the present invention, in which (a) is a top view, (b) is a cross-sectional view, and (c) and (d) are slot views. 3(a) and 3(b) are plan views and cross-sectional views showing the basic structure of the microslip antenna, and FIGS. 4(a) and 4(b) show the conventional two-way conductor plate. 5(a) and 5(b) show another example of a conventional dual frequency microstrip antenna; FIG. 6 and FIG. 7 are diagrams for explaining the present invention in detail. 1..first radiation element conductor, 2..first dielectric plate, 3.
- Second radiating element conductor, 4... Second dielectric plate, 5...
Ground conductor, 6... Short-circuit conductor, 7 Center conductor of the first coaxial line, 8... Outer conductor of the first coaxial line, 9 Center conductor of the second coaxial line. 0. ]1... Coaxial connector for power supply, ], 2.16... Conductor plate, 13.1517.19...
Dielectric plate, 14.18... Center conductor of triplet line, 20.21... Slot. Applicant's agent Patent attorney Takehiko Suzue (a) (b) Figure 2 (C) (d) Figure (a) (b) Figure (a) Figure

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)第1の放射素子導体と、第1の誘電体板と、第1
の放射素子導体より大きい第2の放射素子導体と、第2
の誘電体板及び地導体を積層し、第1の放射素子導体の
給電のための同軸線路を第2の放射素子導体及び地導体
のほぼ中心を通すとともに、該同軸線路の外導体を第2
の放射導体及び地導体と接続し、さらに第1の放射素子
導体の端縁の一部と第2の放射素子導体とを短絡導体に
より短絡したことを特徴とする二周波共用マイクロスト
リップアンテナ。
(1) A first radiating element conductor, a first dielectric plate, and a first radiating element conductor.
a second radiating element conductor larger than the radiating element conductor;
A coaxial line for feeding the first radiating element conductor is passed through approximately the center of the second radiating element conductor and the ground conductor, and the outer conductor of the coaxial line is connected to the second radiating element conductor.
A dual-frequency microstrip antenna is connected to a radiating conductor and a ground conductor, and further short-circuits a part of the edge of the first radiating element conductor and the second radiating element conductor with a shorting conductor.
(2)第1の放射素子導体と、この第1の放射素子導体
より大きい導体板と、この導体板より大きい第2の放射
素子導体及び地導体を相互間に誘電体板をそれぞれ介し
て積層し、第1の放射素子導体の給電のための同軸線路
を第2の放射素子導体及び地導体のほぼ中心を通すとと
もに、該同軸線路の外導体を第2の放射導体及び地導体
と接続し、さらに第1の放射素子導体の端縁の一部と前
記導体板とを短絡導体により短絡したことを特徴とする
二周波共用マイクロストリップアンテナ。
(2) A first radiating element conductor, a conductor plate larger than this first radiating element conductor, a second radiating element conductor larger than this conductor plate, and a ground conductor are laminated with dielectric plates interposed between each other. A coaxial line for power feeding the first radiating element conductor is passed through approximately the center of the second radiating element conductor and the ground conductor, and an outer conductor of the coaxial line is connected to the second radiating conductor and the ground conductor. A dual-frequency microstrip antenna further comprising a short-circuit conductor between a part of the edge of the first radiating element conductor and the conductor plate.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0575329A (en) * 1991-09-11 1993-03-26 Mitsubishi Electric Corp Multi-layer array antenna system
JP2003249818A (en) * 2002-02-25 2003-09-05 Maspro Denkoh Corp Microstrip antenna for two frequencies
JP2004208151A (en) * 2002-12-26 2004-07-22 Dx Antenna Co Ltd Two-frequency shared antenna
JP2007068096A (en) * 2005-09-02 2007-03-15 Japan Radio Co Ltd Two-frequency common antenna and gps receiving antenna

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