JPH03263903A - 小形アンテナ - Google Patents

小形アンテナ

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JPH03263903A
JPH03263903A JP1110449A JP11044989A JPH03263903A JP H03263903 A JPH03263903 A JP H03263903A JP 1110449 A JP1110449 A JP 1110449A JP 11044989 A JP11044989 A JP 11044989A JP H03263903 A JPH03263903 A JP H03263903A
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JP
Japan
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radiating element
short
ground plane
antenna
dielectric
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JP1110449A
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English (en)
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Misao Haishi
操 羽石
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Seiko Instruments Inc
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Seiko Instruments Inc
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H01Q9/0414—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna in a stacked or folded configuration
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/30—Arrangements for providing operation on different wavebands
    • H01Q5/378—Combination of fed elements with parasitic elements

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、無線通信機における広帯域な小形アンテナに
関するものである。
〔発明の概要〕
本発明の小形アンテナは、従来小形アンテナとして知ら
れているスタック化マイクロストリップアンテナと同様
、第１の放射素子と第２の放射素子間の結合を利用して
２周波共用特性が得られる。
ここで、前記第１の放射素子及び第２の放射素子とグラ
ンドプレーンを短絡導体を用いて短絡する時、前記短絡
導体の幅寸法を制御することにより、放射素子の小形化
、すなわち、アンテナ本体の小形化につながり、また容
易に希望の２周波に合わせることが可能となる。
〔従来の技術〕
従来、通常の標準型マイクロストリップアンテナの放射
素子は、λ／２系の放射素子としで扱うことができる。
また前記放射素子の１辺とグランドプレーンを全面短絡
することにより、λ／４系の放射素子（λ：誘電体中の
実効波長）として扱うことができるため、通常の標準型
マイクロストリップアンテナの放射素子に対して、１／
２以下の開口面積で同一共振周波数となる。第２図に示
すようにスタック化マイクロストリップアンテナで、各
放射素子３．４の一辺を全面短絡して、第１の放射素子
３と第２の放射素子４間の結合を利用して、２周波共用
特性が得られるとともに、ある程度小形のアンテナ寸法
が得られた。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記のようなアンテナでは、共振周波数は放射素子の素
子寸法及びグランドプレーンと放射素子間の寸法により
決まるため、必要に応じてよりアンテナを小形化するこ
とが困難であるという欠点を有する。また製造上、全面
短絡を行うことによりコストがかかる、更に設計した時
の共振周波数と製造後のアンテナの共振周波数との間に
ずれが生した場合、各放射素子もしくは片方の放射素子
の素子寸法をかえなければならず、共振周波数の修正が
困難である等の欠点を有する。
〔課題を解決するための手段〕
上記問題点を解決するために、本発明においては、第１
の放射素子及び第２の放射素子とグランドプレーンを短
絡する短絡導体により共振周波数を制御できるようにし
た。
〔作用〕
上記のような構成において、短絡導体の幅寸法を減少さ
せることにより、等価的にインダクタンスが装荷される
ため、共振周波数の低下につながり、ついてはアンテナ
本体の小形化が達成される。
〔実施例〕
以下に、この発明を図面に基づいて説明する。
第１図（＾）において、グランドプレーン６と第１の放
射素子３を第１の誘電体１を介し対向させて設置するこ
とで構成されるマイクロストリップアンテナの第１の放
射素子３を銅板（または銅箔）５によりグランドプレー
ン６へ電気的接続手段、例えば半田付けで短絡する。次
に第１の放射素子３の上部に第２の放射素子４が設置さ
れた第２の誘電体２を完全に密着させるか、近傍状態に
置く。
例えば密着方法としては、接着剤、絶縁物による圧着、
第１の放射素子３及び第２の放射素子４の端からある程
度離れたアンテナ特性に寄与しない誘電体部分を貫通さ
せたネジ止めによるものが考えられ、近傍状態としては
空気層低誘電率のスペーサによるものが考えられる。こ
の時の第２の放射素子４は第２の誘電体２を介して第１
の放射素子３と対向させて設置する。また、第１の放射
素子３と同様に第２の放射素子４も銅板５によりグラン
ドプレーン６へ、電気的接続手段、例えば半田付けで短
絡する。この時、第１の放射素子３及び第２の放射素子
４とグランドプレーン６を短絡する短絡導体の幅寸法１
１．！、は同等である。この時、給電は第２の放射素子
にのみ給電し、第１の放射素子には給電されないように
する必要がある。例えば、本実施例のようにコネクタピ
ン８を用いた場合、コネクタビン８は第１の放射素子に
電気的に非接触となるように誘電体部分を貫通している
。このように給電することによって結合が生じるため、
２周波共用化が実現される。なお、放射素子の端から誘
電体基板の端までの寸法は、第１．第２の誘電体基板の
厚みｈ程度の寸法まで小形化が可能である。
具体例として、共振周波数が３．６８　［ＧＨｚ）　、
４゜６１（ＧＨｚ）の２周波となるような本発明の小形
マイクロストリップアンテナは、例えばεｒ＝２．５５
前後の汎用基板においてはａＩ　Ｘ　ｂ　Ｉ　＝７．２
　　〔１ｍ）Ｘ１４．４　（ｓｎ）　、ａ　２　ｘ　ｂ
　２　＝６．５　　（ｍ）　Ｘ１３．０［＋ｎ）　、ｈ
　＝１．２　　（＋ｎ）　、ｓ　／　ｂ　２　＝０．３
で作製することにより得られる。第１図（Ｂ）は第１図
（Ａ）に示した本発明の実施例の分解斜視図である。
図よりわかるように第１の放射素子３にはコネクタビン
８が電気的に非接触となるように穴３ａに設けられてい
る。又、図中短絡導体５ａ、５ｂは別体として示されて
いるが、各放射素子４．３もしくはグランドプレーン６
と一体に作られても良い、第３図（Ａ）　（Ｂ）は、第
１の放射素子３とグランドプレーン６間及び第２の放射
素子４とグランドプレーン６間を短絡する短絡導体の幅
寸法をそれぞれ変えることによって、インダクタンスの
装荷量が可変となり、容品に希望の共振周波数を得るこ
とができるものである。第３図（Ａ）は、第１の放射素
子３とグランドプレーン間６を短絡する部分の短絡導体
５の幅寸法１１１が小さく、第２の放射素子４とグラン
ドプレーン６間を短絡する部分の短絡導体５の幅寸法１
！１が大きいものを示している。このように構成すれば
第１の放射素子３の共振周波数ｆ１よりも第２の放射素
子４の共振周波数ｆ、が高くなる。このように構成し、
例えば放射素子３，４の寸法がａＩ−ａ２．ｂ、＝ｂ２
と同一であっても、共振周波数ｆ、、ｆ□は異なる値を
とり、アンテナの２周波共用化が実現される。
第３図（Ｂ）は第１の放射素子３とグランドプレーン６
間を短絡する部分の短絡導体５の幅寸法１゜が大きく、
第２の放射素子４とグランドプレーン６間を短絡する部
分の短絡導体５の幅寸法ｐ１１が小さいものを示してい
る。
この場合は上記のものとは逆に共振周波数ｆは共振周波
数ｆ２より高くなり、同時に放射素子３．４の寸法がａ
、＝ａ２．ｂ、＝ｂ２と同一であっても、アンテナの２
周波共用化が実現される。
このように各放射素子を短絡する短絡導体の幅寸法を各
々自由に変えることにより、各々の共振周波数ｆ８．ｆ
、を制御でき、アンテナの２周波共用化を可能とし、ま
た希望の共振周波数を得るため調整して、有効な手段と
なる。第４図は、第１の誘電体１及び第２の誘電体２の
厚みをｈとし、自由空間中の波長をλ０とすると、ｈ／
λｏ　＝０．０１前後で、かつ比誘電率εｒ　＝２．５
５、もとの共振周波数がｆＯの通常のマイクロストリッ
プアンテナで短絡導体の幅寸法を変化させた時の共振周
波数の変移を表している。この図より短絡導体の幅寸法
をＳとし、放射素子が短絡導体と接触する辺の寸法をｂ
とすると、ｓ　／　ｂ−０，３の時の共振周波数は、ｓ
／ｂ＝１．０の全面短絡時に比べて約３０〔％〕以上低
くなることがわかる。通常、放射素子の寸法は波長に比
例し、共振周波数が低くなるほど放射素子の寸法が大き
くなる。しかし、この結果より高い共振周波数の素子寸
法にもかかわらず、その共振周波数を低下することがで
きた。つまり、放射素子の小形化が達成したわけである
。
第５図は、第１図に示した実施例において第１の放射素
子３の寸法をａ１×ｂ１、第２の放射素子４の寸法をａ
２Ｘｂ２とし、Ｓ／ｂ２＝０．３で第１の放射素子３及
び第２の放射素子４とグランドプレーン６を短絡する短
絡導体の幅寸法が同等であり、かつｈ　／　Ａ　ｏ−０
，０１以上の時のリターンロス特性を表している。第４
図より、第５図が測定された小形マイクロストリップア
ンテナの短絡導体の幅寸法を小さくすることにより、ｆ
ｌ−ｆ２の周波数間隔は、はぼ一定で低い周波数領域へ
とシフトしていく。第６図は、第１図に示した実施例に
おいて、共振周波数がｆｌ、ｆ２の時の放射パターン特
性を表している。
第７図に示すものは、空気層により本発明の小形アンテ
ナを実現した場合の実施例である。第７図においてグラ
ンドプレーン６０と第１の放射素子３０を所定の空間を
持って対向させ、さらに第１の放射素子３０の上部に所
定の空間を持って第２の放射素子４０を対向させ、グラ
ンドプレーン６０と第１゜第２の放射素子３０．４０を
短絡導体５０で短絡する。
グランドプレーン６０には同軸給電線７０が接続され、
コネクタビン８０により第２の放射素子４０に給電が行
われる。この時、第１の放射素子３０とコネクタビン８
０は電気的に非接触の状態におかれる。このように、誘
電体を空気層に変えた小形アンテナでも本発明の効果が
得られるものである。
本発明の小形マイクロストリップアンテナの利得は通常
のマイクロストリップアンテナと同様に開口面積に比例
した利得が得られる。
本発明では放射素子の形状を方形としたが、それ以外の
形状、例えば円形、楕円等の形状でも構わない。
〔発明の効果〕
以上のように、本発明に基づく構成によれば、低い周波
数のアンテナが、高い周波数のアンテナ寸法と同等の寸
法で達成できる。つまり、より小形のアンテナ寸法にな
るため、容易に無線通信機の筐体に内蔵可能となる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の実施例の斜視図、第２図は従来例の斜
視図、第３図（Ａ）、第３図（Ｂ）は本発明の第２の実
施例の斜視図、第４図は短絡導体の幅寸法を変化させた
時の共振周波数の変移を示す説明図、第５図は前記実施
例のリターンロス特性図、第６図は前記実施例の放射パ
ターン特性図である。 １・・・第１の誘電体 ２・・・第２の誘電体 ３・・・第１の放射素子 第２の放射素子 短絡導体 グランドプレーン 同軸給電線 コネクタビン 給電点

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）グランドプレーンと第１の放射素子を第１の誘電
    体を介し対向させて設置することにより、マイクロスト
    リップアンテナを構成し、前記マイクロストリップアン
    テナの第１の放射素子側に第２の誘電体を重ね、更に第
    １の放射素子と第２の放射素子を第２の誘電体を介し対
    向させて設置することにより、スタック化マイクロスト
    リップアンテナを構成し、第１の放射素子及び第２の放
    射素子の一辺とグランドプレーンを短絡したスタック化
    マイクロストリップアンテナにおいて、短絡導体の幅寸
    法を制御したことを特徴とする小形アンテナ。
  2. （２）グランドプレーンと第１の放射素子を所定の空間
    を持って対向させて設置することにより、マイクロスト
    リップアンテナを構成し、前記マイクロストリップアン
    テナの第１の放射素子側に所定の空間を持って第２の放
    射素子を対向させて設置することにより、スタック化マ
    イクロストリップアンテナを構成し、第１の放射素子及
    び第２の放射素子の一辺とグランドプレーンを短絡した
    スタック化マイクロストリップアンテナにおいて、短絡
    導体の幅寸法を制御したことを特徴とする小形アンテナ
    。
JP1110449A 1989-04-28 1989-04-28 小形アンテナ Pending JPH03263903A (ja)

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