JPH0279602A - マイクロストリップアンテナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は携帯無線通信装置のアンテナとして利用する。

本発明はＵＨＦ帯あるいはそれ以上の高い周波数帯のア
ンテナとして利用する。

本発明は、誘電体基板の表面に形成された放射素子に対
向して無給電素子を配置し広帯域化したアンテナにふい
て、その無給電素子を環状に形成することにより、放射
素子と無給電素子との距離を短縮して小型実装が可能な
ようにしたものである。

〔従来の技術〕

従来、携帯無線装置に用いられるマイクロストリップア
ンテナは第７図に示すような構造であり、■はマイクロ
ストリップアンテナの放射素子、２は誘電体基板、３は
マイクロストリップアンテナの接地導体、４は給電端子
である。放射素子１の寸法ｌは誘電体基板２の誘電率ε
、で短縮された゛波長λｇのおよそ１／２となる。ここ
では、放射素子幅Ｗに対して、Ｗ＝ｌの正方形を考える
。

このマイクロストリップアンテナの周波数に対するイン
ピーダンス特性は放射素子１と接地導体３の厚さｔに依
存する。

第８図はこの特性例を示したもので、誘電体基板２の厚
さがｔ＝１．６ｍｍとした場合、その比帯域は定在波比 Ｖ、Ｓ、Ｗ、Ｒ，≦２ でに２％である。例えば、８００ＭＨｚ帯の自動車電話
用携帯無線装置として用いるためには送受信全周波数帯
域がおよそ９％となり、誘電体基板２の板厚が薄い場合
は１つのマイクロストリップアンテナでは適用できない
。ただし、送信帯域と受信帯域に分離すればそれぞれの
比帯域は右よそ１．７％であり、前記のマイクロストリ
ップアンテナが適用可能となる。すなわち、送信用と受
信用と２つのマイクロストリップアンテナを用いること
により実現できることになる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、これを携帯無線装置に適用するとアンテナの設
置空間が多く必要となり、小形化が図れない。１つのア
ンテナで９％以上の帯域を得るためには第９図に示すよ
うに、放射素子１に対向して無給電素子５を設置するこ
とにより実現できる。

第１０図の（ａ）は広帯域マイクロストリップアンテナ
の特性例を示したもので、インピーダンス特性が広帯域
となっており、十分適用できる特性となっている。ただ
し、８００ＭＨｚで無給電素子５と放射素子１との間隔
は数０ｍ必要となる。（特公昭５９−３０４２号公報参
照）また、第１０図（社）は無給電素子５と放射素子１
との間隔を極めて近接させた場合の特性例を示したもの
で、狭帯域ではあるが２共振特性となる。しかし、共振
周波数の間隔の設定が無給電素子５の大きさのみによっ
て設定され、設計の自由度が少ない。

つまり、マイクロストリップアンテナを用いて、できる
だけ低姿勢を保つと比帯域が足りず、また広帯域化する
と体積が大きくなる問題がある。

本発明はこのような従来の問題を解決するもので、アン
テナインピーダンス特性を２周波共振させることによる
等価的な広帯域アンテナであって、しかも共振周波数間
隔の設定が自由であるマイクロストリップアンテナをき
わめて小型に携帯無線装置に実装できる形状で実現する
ことを目的とする。

〔問題点を解決するだめの手段〕

本発明は、誘電体基板の一方の表面に放射素子が形成さ
れ、この表面が接地導体にほぼ平行になるように配置さ
れ、この表面を介して前記接地導体の反対側に無給電素
子が前記表面に対向して配置され、複数の共振周波数を
有するように設定された広帯域形のマイクロストリップ
アンテナにおいて、前記無給電素子が環状導体であるこ
とを特徴とする。

〔作用〕

誘電体基板の一方の表面に接地導体にほぼ平行になるよ
うに放射素子を設け、この放射素子の表面を介して接地
導体の反対側に無給電素子を対向して配置することによ
り、複数の共振周波数を有するように構成することがで
きる。この無給電素子を環状に形成すると、放射素子と
無給電素子との距離を短縮することができ、そのために
アンテナを低姿勢構造で、かつ小型化することが可能と
なる。また環状の無給電素子の幅を変えることによって
かなり広範囲に共振周波数の間隔を変更設定することが
できる。さらに誘電体基板の板厚を変えることによって
共振点のＱ値が変わり、実用帯域を変えることが可能と
なり、設計の自由度を拡大することができる。

〔実施例〕

次に、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。第１
図は本発明実施例品構成を示す斜視図である。

本発明実施例は、誘電体基板２の一方の表面に放射素子
１が形成され、この放射素子１の表面が接地導体３にほ
ぼ平行になるように配置され、この表面を介して接地導
体３０反対側に無給電素子７が放射素子１０表面に対向
して配置される。

無給電素子７は、本発明の特徴として幅Ｗ′をもって形
成された環状導体である。本実施例では放射素子１は正
方形で形成され、無給電素子７と放射素子１は間隔Ｓを
もって対向される。無給電素子７の四角は放射素子１と
の間に配置される小さな誘電体ブロック（図示せず）で
固定される。

第２図は本発明実施例の共振周波数特性の測定例を示し
たもので、間隔Ｓを最適な位置に設けると、ｆ、と１２
の共振周波数が存在して２周波共振アンテナとなる。誘
電体基板２の板厚は１．６ｍｍであれば、８００　ＭＨ
ｚ帯では定在波比Ｖ、　　Ｓ、　Ｗ、　Ｒ，≦２ で１．２％程度の帯域は確保できる。なお、帯域を広げ
るためには誘電体基板２の板厚ｔを厚くすればよい。

共振周波数ｆ、とｆ２の間隔は無給電素子７のリングの
幅Ｗ′により制御でき、その測定例を第３図に示す。こ
こで、無給電素子７のリングの幅Ｗ′が大きくなると共
振周波数ｆ、とｆ２の間隔は離れる。このことによって
、送受信間隔が比較的任意であっても調整することがで
きる。

第４図は無給電素子７と放射素子１０間隔Ｓと共振特性
の測定例を示す図である。（ａ）は本発明の測定例を示
したもので、ら）は従来の広帯域マイクロストリップア
ンテナの測定例を示したものである。同図から、従来の
マイクロストリップアンテナの間隔Ｓに比べて本発明の
マイクロストリップアンテナの方が間隔Ｓが狭いところ
で共振していることがわかる。８００ＭＨｚの測定例を
比較した結果、およそ１／８〜１／１０である。

このように２周波共振させることによって、それぞれの
共振帯域はそれほど広帯域とはならなくても、等傷内に
広帯域アンテナと同等の効果を得て、かつ底姿勢構造で
アンテナを構成することができ、共振周波数間隔をリン
グ状の無給電素子７の幅Ｗ′によって比較的任意に変え
ることができる。

第５図は本発明のマイクロストリップアンテナを偏波ダ
イバージアンテナとして用いた場合の構成例を示したも
のである。偏波ダイバージは直交する偏波給電端子４と
給電端子６にそれぞれ給電することによって実現でき、
陸上移動通信のように偏波識別度が小さい場合はダイバ
ージ効果が生じることは周知である。

第６図は本発明のマイクロストリップアンテナを携帯無
線装置に適用した場合の実施例を示したもので、１０は
携帯無線装置、１１は本発明のマイクロストリップアン
テナ、１２は送信機と受信機が接続される給電端子、１
３は受信機が接続される給電端子である。

マイクロストリップアンテナは単方向性の指向性を有し
ているためマイクロストリップアンテナ１１の反対側に
ある受話器の方向に放射電力は小さくなる。通常のモノ
ポールアンテナを用いた場合に比べ人体に与える影響は
少なくなる特徴を有する。また、携帯無線装置は使用形
態が複雑で、携帯無線装置の向きが一定でないことが多
いことから、垂直偏波のみのダイバージより、異偏波を
用いた偏波ダイバージが効果が大きいといえる。この２
つの理由から、マイクロストリップアンテナを携帯無線
装置のアンテナとして用いることは極めて有利である。

また、アンテナ設置に関しては携帯無線装置の下方を人
の手が覆うため、アンテナ設置位置は携帯無線装置の上
方が好ましい。

ここでは放射素子１を正方形とし説明したが、円形のマ
イクロストリップアンテナにおいても同様の特性を得る
ことができる。さらに、本発明のマイクロストリップア
ンテナは携帯無線装置用のアンテナとして説明したが、
多数のアンテナ素子を配列するアレーアンテナの放射素
子として用いることもできる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、アンテナインピー
ダンス特性を２周波共振させることができ、共振周波数
間隔の設定が自由であり、きわめて小型に携帯無線装置
に実装できる形状で実現することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例のマイクロストリップアンテナの
構成を示す斜視図。 第２図は本発明実施例のマイクロストリップアンテナの
共振周波数特性の測定例を示す図。 第３図は本発明実施例のマイクロストリップアンテナの
無給電素子のリングの幅と共振周波数の測定例を示す図
。 第４図は本発明実施例のマイクロストリップアンテナお
よび従来の広帯域マイクロストリップアンテナの無給電
素子と放射素子との間隔と共振特性を示す図。 第５図は本発明実施例の偏波ダイバージアンテナの構成
を示す斜視図。 第６図は携帯無線装置に本発明実施例のマイクロストリ
ップアンテナを適用した場合の構成を示す斜視図。 第７図は従来例マイクロストリップアンテナの斜視図。 第８図は従来例マイクロストリップアンテナの共振周波
数特性を示す図。 第９図は従来例広帯域マイクロストリップアンテナの構
成を示す斜視図。 第１０図は従来例広帯域マイクロストリップアンテナの
共振周波数特性を示す図。 １・・・放射素子、２・・・誘電体基板、３・・・接地
導体、４．６・・・給電端子、５．７・・・無給電素子
、１０・・・携帯無線装置、１１・・・マイクロストリ
ップアンテナ、１２・・・送信機、受信機給電端子、１
３・・・受信機給電端子。 特許出願人　日本電信電話株式会社 代理人　弁理士　井　出　直　孝 、￥１１　回 Ｊ８反収　−→人 芙ｌ抄Ｉ４ ３２回 リン１０ＩＩｓＷ　　　→夫 菖　３　図　夷Ｚ例 昆恰電禾−）（罠財素壬の間隔Ｓ　→大藻　４　図　Ｊ
ｌ：、較♂Ｉ］ 芙ワ例 扇　６　ロ ４芝来便］ 、￥１７　口 周及毅→人 従来会２１ 肩　８　回

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、誘電体基板の一方の表面に放射素子が形成され、こ
   の表面が接地導体にほぼ平行になるように配置され、こ
   の表面を介して前記接地導体の反対側に無給電素子が前
   記表面に対向して配置され、複数の共振周波数を有する
   ように設定された広帯域形のマイクロストリップアンテ
   ナにおいて、前記無給電素子が環状導体であることを特
   徴とするマイクロストリップアンテナ。