JPH05160633A - 複合マイクロストリップアンテナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 小形かつ簡単な構成で、比較的近接した２つ
の周波数において円偏波に対応することができる、複合
マイクロストリップアンテナを得る。 【構成】 複合マイクロストリップアンテナにおいて、
内壁短絡型円環マイクロストリップアンテナ４０の内側
に、内壁開放型円環マイクロストリップアンテナ５０を
同心に配設し、互いに９０゜の角間隔で、放射導体４
３，５３の開放周縁にそれぞれ所定面積の１対の変形部
４６ｃ，４６ｄ；５６ｃ，５６ｄを形成して２周波数共
振型とすると共に、対応する変形部と所定の角間隔で各
放射導体に配設され、互いに９０゜の角間隔となる給電
点４４，５４に、９０゜の位相差で高周波信号を供給す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、２周波数共振型の複
合マイクロストリップアンテナに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、衛星通信や移動体通信の分野にお
けるアンテナ系としては、通常、構成が簡単で形状が小
さく、低プロファイルの平面アンテナが使用されてい
る。そして、平面アンテナの代表格であるマイクロスト
リップアンテナでは、円形または方形の放射素子が一般
的である。これらの形状の放射素子では、その寸法が使
用周波数に対して一意的に定まることが知られている。

【０００３】まず、図９を参照しながら、従来のマイク
ロストリップアンテナについて説明する。図９におい
て、１０はマイクロストリップアンテナであって、いず
れも円形の接地導体１１上に、ふっ素樹脂のような低損
失の誘電体層１２を介して、円形の放射素子１３が同心
に積層配設される。この放射素子１３には、中心１３ｏ
から適宜にオフセットされて、９０゜の角間隔で、１対
の給電点１４ａ，１４ｂが配設される。

【０００４】両給電点１４ａ，１４ｂは、それぞれ等長
の同軸給電線ＣＬａ，ＣＬｂを介して、ハイブリッド回
路ＨＹの端子ｐ，ｑに接続されて、信号源Ｓからの、同
振幅で位相の９０゜異なるＲＦ電力が供給される。

【０００５】上述のような２点位相差給電により、放射
素子１３には、ＴＭ110 モードにおいて、図９に矢印Ｆ
0a，Ｆ0bで示されるような、給電点１４ａ，１４ｂを通
る直径方向にそれぞれ励振電流が流れて、放射素子１３
は、このモードに対応する単一の周波数ｆ０に共振し、
矢印Ｐｒで示すように、右旋円偏波を放射する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前述のよう
な通信分野では、比較的近接した２つの周波数を使用し
て、上り回線と下り回線とによる双方向通信を行なう場
合がある。この場合、前述のような円形マイクロストリ
ップアンテナは、一般にそのＱが高く、周波数帯域が狭
いので、比較的近接した２つの周波数であっても、１つ
のアンテナでは充分カバーすることができないという問
題があった。

【０００７】もっとも、上り回線と下り回線とにそれぞ
れ専用の円形アンテナを用いて双方向通信を行なうこと
はできるが、この場合には、アンテナ系が大きくなって
しまうという問題が生ずる。また、２つのアンテナを設
置する場合、同一中心軸上には設置出来ないため、両ア
ンテナが干渉しあって、アンテナの指向性に悪影響を及
ぼすという問題もあった。

【０００８】一方、前述のような円形マイクロストリッ
プアンテナを、小形で、２周波数に対応させる手法とし
て、例えば、本出願人の提案により、図１０に示すよう
に、円環状の放射導体の内周部を接地導体に短絡した円
環マイクロストリップアンテナと、この円環放射導体の
内径より小さい円形の放射導体を備えた円形マイクロス
トリップアンテナとを同心に配設した複合マイクロスト
リップアンテナが知られている。 参考文献：実開平３−７３０１８号公報（実願平１−１
３３６８６号）

【０００９】図１０において、２０は円環マイクロスト
リップアンテナ、３０は円形マイクロストリップアンテ
ナであって、円環アンテナ２０では、低損失の誘電体層
２２を介して、いずれも円形の接地導体２１と放射導体
２３とが同軸に配置され、放射導体２３の中央部に円形
の開孔２５が穿設されて円環状に形成されると共に、放
射導体２３の内周部がスルーホールなどからなる短絡壁
２５ｓにより接地導体２１に接続されて、内壁短絡型に
構成される。円環放射導体２３には、内周から適宜にオ
フセットされて、１３５゜の角間隔で、１対の給電点２
４ａ，２４ｂが配設される。

【００１０】また、円形アンテナ３０では、円形の放射
導体３３が、円環アンテナ２０と共通の誘電体層２２上
で、共通の接地導体２１と対向して、円環放射導体２３
の内側に、これと同心に配設される。円形放射導体３３
には、中心３３ｏから適宜にオフセットされて、１３５
゜の角間隔で、１対の給電点３４ａ，３４ｂが配設され
る。

【００１１】この円環アンテナ２０と円形アンテナ３０
の一方の給電点２４ａ，３４ａには、同軸給電線ＣＬ
１，ＣＬ２を介して、信号源Ｓ１，Ｓ２からの、異なる
周波数ｆ１，ｆ２の高周波信号がそれぞれ供給されると
共に、上記文献に開示されるように、他方の給電点２４
ｂ，３４ｂには、それぞれ９０゜の位相差で、アンテナ
ごとに、同じ周波数の高周波信号が供給される。

【００１２】この円環アンテナ２０が、例えば１．６Ｇ
Ｈｚ帯で使用される場合、接地導体２１，放射導体２
３，開孔２５の寸法、誘電体層２２の厚さと誘電率は、
例えばそれぞれ次のように設定される。 Ｄ21＝２００ ｍｍ； Ｄ23＝１５２．８ｍｍ， Ｄ25＝９３．４ｍｍ； ｔ22＝ ３．２ｍｍ， εr ＝ ２．６ そして、放射導体２３の中心からの、給電点２４ａ，２
４ｂのオフセット距離は、例えば次のように設定され
る。 ρ24＝ ５８．０ｍｍ

【００１３】また、円形アンテナ３０が、例えば２．５
ＧＨｚ帯で使用される場合、放射導体３３の直径と給電
点３４ａ，３４ｂのオフセット距離は、例えばそれぞれ
次のように設定される。 Ｄ33＝ ７０．６ｍｍ； ρ34＝ １７．５ｍｍ

【００１４】上述のような２点位相差給電により、両ア
ンテナ２０，３０は、いずれもＴＭ21モードで励振され
て、放射導体２３が左旋の円偏波を放射し、放射導体３
３が右旋の円偏波を放射する。

【００１５】ところが、図１０の複合マイクロストリッ
プアンテナは、小形かつ簡単な構成で、異なる周波数帯
のかなり離れた２つの周波数には対応することができる
ものの、例えば、同じ１．６ＧＨｚ帯で、比較的近接し
た２つの周波数には対応することができないという問題
があった。

【００１６】かかる点に鑑み、この発明の目的は、小形
かつ簡単な構成で、比較的近接した２つの周波数におい
て円偏波に対応することができる、複合マイクロストリ
ップアンテナを提供するところにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】第１のこの発明は、円環
状の第１の放射導体４３を備え、この放射導体の内周部
４５を接地導体４１に接続した第１のマイクロストリッ
プアンテナ４０と、第１の放射導体の内径より小さい円
形の第２の放射導体５３を備え、この第２の放射導体を
第１の放射導体と同心に配設した第２のマイクロストリ
ップアンテナ５０からなる複合マイクロストリップアン
テナにおいて、第１の放射導体の内周から所定の距離に
配設した第１の給電点４４と４５゜の角間隔で、第１の
放射導体の外周縁に所定面積ΔＳroの第１の変形部対４
６ｃ，４６ｄを形成して２周波数共振型とし、第２の放
射導体と同心に円形の開孔５５を穿設して円環状に形成
すると共に、この開孔の周縁から所定の距離に配設した
第２の給電点５４と４５゜の角間隔で、第２の放射導体
の周縁に所定面積ΔＳriの第２の変形部対５６ｃ，５６
ｄを形成して２周波数共振型とし、この第２の変形部対
と第１の変形部対とを所定の角間隔で配設すると共に、
第１及び第２の給電点に９０゜の位相差で高周波信号を
供給するようにした複合マイクロストリップアンテナで
ある。

【００１８】第２のこの発明は、円環状の第１の放射導
体４３を備え、この放射導体の内周部４５を接地導体４
１に接続した第１のマイクロストリップアンテナ４０Ｄ
と、第１の放射導体の内径より小さい円形の第２の放射
導体５３を備え、この第２の放射導体を第１の放射導体
と同心に配設した第２のマイクロストリップアンテナ５
０Ｄからなる複合マイクロストリップアンテナにおい
て、第１の放射導体の内周から所定の距離に９０゜の角
間隔で配設した第１の給電点対４４ａ，４４ｂの一方と
整列して、第１の放射導体の外周縁に所定面積ΔＳroの
第１の変形部対４７ｃ，４７ｄを形成して２周波数共振
型とし、第２の放射導体と同心に円形の開孔５５を穿設
して円環状に形成すると共に、この開孔の周縁から所定
の距離に９０゜の角間隔で配設した第２の給電点対５４
ａ，５４ｂの一方と整列して、第２の放射導体の周縁に
所定面積ΔＳriの第２の変形部対５８ｃ，５８ｄを形成
して２周波数共振型とし、この第２の変形部対と第１の
変形部対とを所定の角間隔で配設し、第１及び第２の給
電点対の各一方に９０゜の位相差で第１の高周波信号を
供給すると共に、第１及び第２の給電点対の各他方に９
０゜の位相差で第２の高周波信号を供給するようにした
複合マイクロストリップアンテナである。

【００１９】

【作用】かかる構成によれば、小形で、比較的近接した
２つの周波数において円偏波に容易に対応することがで
きる。

【００２０】

【実施例】以下、図１及び図２を参照しながら、この発
明による複合マイクロストリップアンテナを１点給電型
に適用した一実施例について説明する。

【００２１】この発明の一実施例の構成を図１に示す。
この図１において、前出図１０に対応する部分には
“１”の位が同一の符号を付して一部説明を省略する。

【００２２】図１において、４０は外側の円環マイクロ
ストリップアンテナ、５０は内側の円環マイクロストリ
ップアンテナであって、外側円環アンテナ４０では、放
射導体４３の中央部に穿設された円形の開孔４５の周縁
が、スルーホールなどからなる短絡壁４５ｓにより接地
導体４１に接続されて、内壁短絡型に構成され、放射導
体４３の外周縁に、１８０゜の角間隔で、１対の切欠き
４６ｃ，４６ｄが刻設される。

【００２３】また、内側円環アンテナ５０では、外側円
環放射導体４３と同心に配設された内側放射導体５３の
中央部に円形の開孔５５が穿設されて、内壁開放型に構
成される。この内側放射導体５３は、外側円環アンテナ
４０と共通の誘電体層４２上に共通の接地導体４１と対
向して配設され、放射導体５３の外周縁に、１８０゜の
角間隔で、１対の切欠き５６ｃ，５６ｄが刻設される。

【００２４】図２に示すように、各１対の切欠き４６
ｃ，４６ｄ；５６ｃ，５６ｄは、放射導体４３，５３の
給電点４４，５４に対して、例えば時計方向にそれぞれ
４５゜の角間隔を有する。そして、外側円環アンテナ４
０と内側円環アンテナ５０とは、それぞれの切欠き対４
６ｃ，４６ｄ；５６ｃ，５６ｄが、従って各給電点４
４，５４が、９０゜の角間隔となるように配設される。
各切欠き４６ｃ，４６ｄ；５６ｃ，５６ｄの大きさにつ
いては、後述する。

【００２５】比較的近接した２つの周波数ｆａ，ｆｂ
（＝ｆａ−Δｆ）の高周波信号が、信号源Ｓａ，Ｓｂか
ら、ダイプレクサＤＰを介して、ハイブリッド回路ＨＹ
に供給され、等長の同軸給電線を介して、それぞれ９０
゜の位相差で、アンテナ４０，５０の給電点４４，５４
に供給される。なお、双方向通信を行なう場合は、信号
源Ｓａ，Ｓｂの一方が送信機となり、他方が受信機とな
る。また、ハイブリッド回路ＨＹは、図示は省略する
が、共通の接地導体４１の背面に、マイクロストリップ
線路により形成することができる。その余の構成は前出
図１０と同様である。

【００２６】この実施例において、外側円環アンテナ４
０と内側円環アンテナ５０の切欠き４６ｃ，４６ｄ；５
６ｃ，５６ｄの面積は、次のようにして設定される。

【００２７】円形の放射導体では、ＴＭ110 モードにお
いて、フリンジ効果を考慮しない場合、半径Ａと共振周
波数ｆとの間に、次の数式１のような関係が成立し、ま
た、フリンジ効果を考慮した場合には、等価半径Ａeqと
共振周波数ｆとの間に、次の数式２のような関係が成立
することが知られている。

【００２８】

【数１】

【数２】

【００２９】なお、この数式１において、ｃは光速、ｔ
は誘電体の厚み、εrは誘電体の比誘電率である。ま
た、χは放射導体の形状に固有な値であって、円形放射
導体の場合は、第１種ベッセル関数の微分形Ｊ′（χ）
＝０を満足するものとなり、次のような値をとる。 χ₁₁＝１．８４１

【００３０】一方、内壁短絡型の円環状放射導体では、
内壁短絡・外壁開放の境界条件の下で、内部波長に比べ
て充分に小さい厚さを有するキャビティの内部電磁界を
解析することにより、固有値χ（β）が求められる。β
は、円環状放射導体の内外半径の比（リング比）Ａｉ／
Ａｏであって、適宜に設定され、リング比βの増大に伴
って固有値χ（β）が大きくなる。そして、ＴＭ110 モ
ードにおいて、外半径Ａｏ，等価外半径Ａｏeq及び内半
径Ａｉ，等価内半径Ａｉeqと共振周波数ｆとの間には、
フリンジ効果を考慮しない場合と、フリンジ効果を考慮
した場合とで、次の数式３〜６のような関係が成立する
ことが知られている。

【００３１】

【数３】

【数４】

【数５】

【数６】

【００３２】また、内周開放型の円環状放射導体では、
内壁開放・外壁開放の境界条件の下で、内壁短絡型と同
様に、内部波長に比べて充分に小さい厚さを有するキャ
ビティの内部電磁界を解析することにより、固有値χ
（β）が求められる。内壁短絡型とは逆に、固有値χ
（β）は、リング比βの増大に伴って小さくなる。そし
て、ＴＭ110 モードにおいて、外半径Ａｏ，等価外半径
Ａｏeq及び内半径Ａｉ，等価内半径Ａｉeqと共振周波数
ｆとの間には、上の数式３〜６のような関係が成立す
る。

【００３３】この実施例において、外側円環アンテナ４
０の各切欠き４６ｃ，４６ｄの面積ΔＳro／２は、元の
円環放射素子の面積をＳroとし、アンテナの無負荷Ｑを
Ｑｏとし、前述のリング比βの関数となる固有値をχｏ
（β）として、次式に基づいて設定される。 ΔＳro／Ｓro＞１／χｏ（β）・Ｑｏ 後出の数値例のように、リング比β＝０．５３の場合、
固有値は次のようになる。 χｏ（0.53）≒３．２

【００３４】また、内側円環アンテナ５０の各切欠き５
６ｃ，５６ｄの面積ΔＳri／２は、元の円環放射素子の
面積をＳriとし、アンテナの無負荷ＱをＱｏとし、前述
のリング比βの関数となる固有値をχｉ（β）として、
次式に基づいて設定される。 ΔＳri／Ｓri＞１／χｉ（β）・Ｑｏ 後出の数値例のように、リング比β＝０．４９の場合、
固有値は次のようになる。 χｉ（0.49）≒１．３６

【００３５】次に、図２をも参照しながら、この発明の
一実施例の励振モードについて説明する。

【００３６】上述のような１点給電と、１対の切欠きの
刻設とにより、この実施例では、外側円環アンテナ４０
の放射導体４３が、図２に矢印Ｆa4，Ｆb4で示すよう
な、切欠き４６ｃ，４６ｄの方向と、これに直交する方
向との１対のモードで励振されると共に、内側円環アン
テナ５０の放射導体５３が、図２に矢印Ｆa5，Ｆb5で示
すような、切欠き５６ｃ，５６ｄの方向と、これに直交
する方向との１対のモードで励振される。

【００３７】切欠きがない、通常の円形ないし円環放射
導体の場合には、各１対の励振モードＦa4，Ｆb4；Ｆa
5，Ｆb5がそれぞれ同一の周波数に共振して、外部から
は判別することができない。この状態を縮退していると
いう。

【００３８】図１，２に示すように、両放射導体４３，
５３に、それぞれ１対の切欠き４６ｃ，４６ｄ；５６
ｃ，５６ｄが刻設されると、この切欠きの部分が、各一
方のモードＦa4，Ｆa5に対しては強電界領域であり、各
他方のモードＦb4，，Ｆb5に対しては強磁界領域である
ので、切欠きの形成による各モードＦa4，Ｆa5；Ｆb4，
Ｆb5の共振周波数のずれ量が異なる。従って、両放射導
体４３，５３では、各１対の励振モードＦa4，Ｆb4；Ｆ
a5，Ｆb5がそれぞれ異なる周波数で共振することにな
り、縮退の状態が解かれて（分離されて）、外部からの
判別が可能となる。

【００３９】そして、第１の共振周波数が放射導体４
３，５３の直径Ｄ43，Ｄ53に依存すると共に、第２の共
振周波数は切欠き４６ｃ，４６ｄ；５６ｃ，５６ｄの寸
法に依存し、この切欠きの寸法のみによって、共振周波
数を容易に制御することができる。後述のように、この
実施例では、放射導体、切欠きなどの寸法を適宜に設定
することによって、外側円環アンテナ４０と内側円環ア
ンテナ５０の各１対の共振周波数をそれぞれｆａ，ｆｂ
と等しくしている。

【００４０】ここで、外側，内側の両放射導体４３，５
３における、一方の周波数ｆａに対応する励振モードＦ
a4，Ｆa5に注目すると、図２に示すように、２つの励振
モードＦa4，Ｆa5は直交すると共に、放射導体５３上の
励振モードＦa5に対して、放射導体４３上で反時計方向
にある励振モードＦa4には−９０°の位相差が与えられ
る。従って、各一方のモードＦa4，Ｆa5に対応する励振
電流により、矢印Ｐｒで示すような、右旋の円偏波が発
生する。他方の周波数ｆｂに対応するモードＦb4，Ｆb5
についても、上述と同様の位置関係・位相関係にあっ
て、同様に、右旋の円偏波が発生する。なお、上述と同
様の位置関係で、高周波信号の位相関係を逆にすれば、
左旋の円偏波が発生する。

【００４１】この実施例の外側円環アンテナ４０が、例
えば、１．６ＧＨｚ帯で、１．５４ＧＨｚと１．６４Ｇ
Ｈｚの２つの周波数で使用される場合、接地導体４１，
放射導体４３，開孔４５の直径、切欠き４６ｃ，４６ｄ
の幅と深さ、誘電体層４２の厚さと誘電率は、例えばそ
れぞれ次のように設定される。 Ｄ41＝１５０ ｍｍ； Ｄ43＝１０７．０ｍｍ， Ｄ45＝５７．０ｍｍ； ｗ ＝ ２０．０ｍｍ， ｄ ＝１０．５ｍｍ； ｔ42＝ ３．２ｍｍ， εr ＝ ２．６ そして、放射導体４３の中心からの、給電点４４のオフ
セット距離は、例えば次のように設定される。 ρ44＝ ３８．０ｍｍ

【００４２】また、この実施例の内側円環アンテナ５０
が、上述と同一の周波数で使用される場合、放射導体５
３，開孔５５の直径、切欠き５６ｃ，５６ｄの幅と深さ
は、例えばそれぞれ次のように設定される。 Ｄ53＝ ５１．０ｍｍ， Ｄ55＝２５．０ｍｍ； ｗ ＝ ９．０ｍｍ， ｄ ＝ ３．０ｍｍ； また、給電点５４のオフセット距離は、例えば次のよう
に設定される。 ρ54＝ １４．０ｍｍ

【００４３】この実施例では、同心に配設された内壁開
放型円環マイクロストリップアンテナと内壁短絡型円環
マイクロストリップアンテナの放射導体の外周縁に、互
いに９０゜の角間隔で、各１対の所定面積の切欠きを形
成して２周波数共振型とすると共に、対応する切欠きと
４５゜の角間隔で各放射導体に配設され、互いに９０゜
の角間隔となる給電点に、９０゜の位相差で、２つの周
波数の高周波信号を供給するようにしたので、小形かつ
簡単な構成で、２つの周波数で同一方向の円偏波に対応
することができる。また、それぞれの周波数で安定した
指向性が得られる。

【００４４】図１，２の実施例では、上述のような構成
により、２周波数で同一方向の円偏波に対応するように
したが、図３に示すように、例えば、外側円環アンテナ
の給電点のみを反時計方向に９０゜移動すると共に、上
述と同様の位相関係で、各給電点に２つの周波数の高周
波信号を供給して、異なる周波数に対応する励振モード
の方向が、両放射導体間で、互いに１８０゜の角間隔と
なるように、位置関係を変更することにより、２周波数
でそれぞれ異なる方向の円偏波に対応することができ
る。

【００４５】即ち、図３においては、外側円環アンテナ
４０の給電点４４が図２の位置から反時計方向に９０゜
移動して、両放射導体４３，５３の各給電点４４，５４
が、互いに１８０゜の角間隔となり、この給電点４４，
５４に、図２と同様の位相関係で、２つの周波数ｆａ，
ｆｂの高周波信号が供給される。

【００４６】これにより、この実施例では、外側円環ア
ンテナ４０の放射導体４３が、図３に矢印Ｆa4，Ｆb4で
示すような、切欠き４６ｃ，４６ｄの方向と、これに直
交する方向との１対のモードで励振されると共に、内側
円環アンテナ５０の放射導体５３が、図３に矢印Ｆa5，
Ｆb5で示すような、切欠き５６ｃ，５６ｄの方向と、こ
れに直交する方向との１対のモードで励振される。

【００４７】そして、両放射導体４３，５３における、
一方の周波数ｆａに対応する励振モードＦa4，Ｆa5に注
目すると、図３に示すように、２つの励振モードＦa4，
Ｆa5は直交すると共に、放射導体５３上の励振モードＦ
a5に対して、放射導体４３上で時計方向にある励振モー
ドＦa4には−９０°の位相差が与えられる。従って、各
一方のモードＦa4，Ｆa5に対応する励振電流により、矢
印Ｐalで示すような、左旋の円偏波が発生する。また、
他方の周波数ｆｂに対応するモードＦb4，Ｆb5について
は、上述と逆の位置関係になると共に、位相関係は上述
と同様であって、矢印Ｐbrで示すような、右旋の円偏波
が発生する。なお、上述と同様の位置関係で、高周波信
号の位相関係を逆にすれば、各周波数において、上述と
逆方向の円偏波が発生する。

【００４８】上述の両実施例では、縮退分離のため、放
射導体４３、５３の外周縁に、それぞれ所定面積の切欠
き４６ｃ，４６ｄ；５６ｃ，５６ｄを設けたが、図４に
示すように、外側放射導体４３の開放外周縁に、１８０
゜の角間隔で、１対の張出し４７ｃ，４７ｄを形成する
と共に、内側放射導体５３の開放内周縁に、１８０゜の
角間隔で、１対の切欠き５８ｃ，５８ｄを形成するよう
にしてもよい。この場合、張出し４７ｃ，４７ｄを通る
外側放射導体４３の直径は、給電点４４に対して、反時
計方向に４５゜の角間隔を有し、切欠き５８ｃ，５８ｄ
を通る内側放射導体５３の直径は、給電点５４に対し
て、時計方向に４５゜の角間隔を有する。また、張出し
４７ｃ〜５７ｄ，切欠き５８ｃ，５８ｄの面積は、前述
の実施例の切欠き４６ｃ〜５６ｄの面積と同様に設定さ
れる。

【００４９】図４の実施例においても、前出図２に示す
と同様に、互いに９０゜の角間隔となる給電点４４，５
４に、９０゜の位相差で、２つの周波数ｆａ，ｆｂの高
周波信号を供給することにより、各放射導体４３、５３
が、図２に示したと同じ位置関係・位相関係に励振され
て、同様に、右旋の円偏波が発生する。なお、上述と同
様の位置関係で、高周波信号の位相関係を逆にすれば、
左旋の円偏波が発生する。

【００５０】次に、図５及び図６を参照しながら、この
発明による複合マイクロストリップアンテナを２点給電
型に適用した他の実施例について説明する。

【００５１】この発明の他の実施例の構成を図５に示
す。この図５において、前出図１に対応する部分には同
一の符号を付して重複説明を省略する。

【００５２】この実施例の外側円環マイクロストリップ
アンテナ４０Ｄでは、放射素子４３の中心から所定の距
離に、１対の給電点４４ａ，４４ｂを９０゜の角間隔で
配設すると共に、この１対の給電点の一方、例えば、４
４ａを通る直径上で、放射素子４３の外周縁に、１対の
切欠き４６ｃ，４６ｄを刻設する。

【００５３】また、内側円環マイクロストリップアンテ
ナ５０Ｄでは、放射導体５３の中心から所定の距離に、
１対の給電点５４ａ，５４ｂを９０゜の角間隔で配設す
ると共に、この１対の給電点の一方、例えば、５４ｂを
通る直径上で、放射導体５３の周縁に、１対の切欠き５
６ｃ，５６ｄを刻設する。

【００５４】そして、外側円環アンテナ４０Ｄと内側円
環アンテナ５０Ｄとは、それぞれの切欠き対４６ｃ，４
６ｄ；５６ｃ，５６ｄが９０゜の角間隔となり、従っ
て、外側円環アンテナ４０Ｄの一方の給電点４４ａと内
側円環アンテナ５０Ｄの他方の給電点５４ｂが整列する
ように配設される。

【００５５】外側円環アンテナ４０Ｄと内側円環アンテ
ナ５０Ｄとの各一方の給電点４４ａ，５４ａが、等長の
同軸給電線ＣＬ4a，ＣＬ5aを介して、一方のハイブリッ
ド回路ＨＹａの端子ｑａ，ｐａにそれぞれ接続されると
共に、各他方の給電点４４ｂ，５４ｂが、等長の同軸給
電線ＣＬ4b，ＣＬ5bを介して、他方のハイブリッド回路
ＨＹｂの端子ｑｂ，ｐｂにそれぞれ接続される。両ハイ
ブリッド回路ＨＹａ，ＨＹｂには、信号源Ｓａ，Ｓｂか
ら、比較的近接した２つの周波数ｆａ，ｆｂ（＝ｆａ−
Δｆ）の高周波信号がそれぞれ供給される。

【００５６】これにより、図６に示すように、内側円環
アンテナ５０Ｄの給電点５４ａ，５４ｂには、位相０゜
で、２つの周波数ｆａ，ｆｂの高周波信号がそれぞれ供
給されると共に、外側円環アンテナ４０Ｄの給電点４４
ａ，４４ｂには、−９０゜の位相で、２つの周波数ｆ
ａ，ｆｂの高周波信号がそれぞれ供給される。その余の
構成は前出図１と同様である。

【００５７】上述のような２点給電と、１対の切欠きの
刻設とにより、この実施例では、外側円環アンテナ４０
Ｄの放射導体４３が、図６に矢印Ｆa4，Ｆb4で示すよう
な、切欠き４６ｃ，４６ｄの方向と、これに直交する方
向との１対のモードで励振されると共に、内側円環アン
テナ５０Ｄの放射導体５３が、矢印Ｆa5，Ｆb5で示すよ
うな、切欠き５６ｃ，５６ｄの方向と、これに直交する
方向との１対のモードで励振される。

【００５８】この図６と前出図２との比較により明らか
なように、この実施例の各励振モードＦa4〜Ｆb5は、前
述のような１点給電の実施例と同じ位置関係・位相関係
にあり、従って、この実施例でも、前述と同様に、２つ
の周波数で、右旋の円偏波が発生する。なお、上述と同
様の位置関係で、高周波信号の位相関係を逆にすれば、
左旋の円偏波が発生する。

【００５９】また、この実施例の複合マイクロストリッ
プアンテナが、例えば１．６ＧＨｚの周波数帯で使用さ
れる場合、外側円環アンテナ４０Ｄ，内側円環アンテナ
５０Ｄの各部の寸法は、前述のような数値例と同様にな
る。

【００６０】この実施例では、同心に配設された内壁開
放型円環マイクロストリップアンテナと内壁短絡型円環
マイクロストリップアンテナの放射導体の周縁に、互い
に９０゜の角間隔で、各１対の所定面積の切欠きを形成
して２周波数共振型とすると共に、対応する切欠きと各
一方が整列して、９０゜の角間隔で各放射導体に配設さ
れる給電点対に、９０゜の位相差で、２つの周波数の高
周波信号を供給するようにしたので、小形かつ簡単な構
成で、２つの周波数で同一方向の円偏波に対応すること
ができる。また、２点給電により、各共振周波数ごとに
独立に励振することができて、ダイプレクサを用いる必
要がなく、給電系のコストを低減することができる。ま
た、アクティブアンテナを容易に構成することができ
る。

【００６１】図５，６の実施例では、上述のような構成
により、２周波数で同一方向の円偏波に対応するように
したが、前述の１点給電の実施例の場合と同じく、図７
に示すように、例えば、外側円環アンテナ４０Ｄの１対
の給電点４４ａ，４４ｂのみを反時計方向に９０゜移動
すると共に、上述と同様の位相関係で、各給電点４４ａ
〜５４ｂに２つの周波数ｆａ，ｆｂの高周波信号を供給
して、異なる周波数に対応する励振モードＦa4〜Ｆb5の
方向が、両放射導体４３，５３間で、互いに１８０゜の
角間隔となるように、位置関係を変更することにより、
２周波数でそれぞれ異なる方向の円偏波に対応すること
ができる。

【００６２】図５，６の２点給電の実施例でも、前述の
１点給電の実施例の場合と同じく、図８に示すように、
各１対の給電点４４ａ，４４ｂ；５４ａ，５４ｂのいず
れかと整列して、外側放射導体４３の開放外周縁に、１
８０゜の角間隔で、１対の張出し４７ｃ，４７ｄを形成
すると共に、内側放射導体５３の開放内周縁に、１８０
゜の角間隔で、１対の切欠き５８ｃ，５８ｄを形成する
ようにしてもよい。図８の実施例においても、各励振モ
ードＦa4〜Ｆb5が図示のような位置関係・位相関係にあ
れば、前述と同様に、２つの周波数で、右旋円偏波が発
生する。

【００６３】

【発明の効果】以上詳述のように、この発明によれば、
内壁短絡型円環マイクロストリップアンテナの内側に、
内壁開放型円環マイクロストリップアンテナを同心に配
設し、互いに９０゜の角間隔で、各放射導体の開放周縁
にそれぞれ所定面積の１対の変形部を形成して２周波数
共振型とすると共に、対応する変形部と所定の角間隔で
各放射導体に配設され、互いに所定の角間隔となる給電
点に、９０゜の位相差で高周波信号を供給するようにし
たので、小形かつ簡単な構成で、比較的近接した２つの
周波数において円偏波に対応することができる、複合マ
イクロストリップアンテナが得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による複合マイクロストリップアンテ
ナを１点給電型に適用した一実施例の構成を示す分解斜
視図

【図２】この発明の一実施例の励振状態を示す斜視図

【図３】この発明の他の実施例の励振状態を示す斜視図

【図４】この発明の他の実施例の励振状態を示す斜視図

【図５】この発明による複合マイクロストリップアンテ
ナを２点給電型に適用した他の実施例の構成を示す分解
斜視図

【図６】この発明の他の実施例の励振状態を示す斜視図

【図７】この発明の他の実施例の励振状態を示す斜視図

【図８】この発明の他の実施例の励振状態を示す斜視図

【図９】従来のマイクロストリップアンテナの構成例を
示す斜視図

【図１０】従来の複合マイクロストリップアンテナの構
成例を示す分解斜視図

【符号の説明】

４０，４０Ｄ 外側円環マイクロ
ストリップアンテナ ５０，５０Ｄ 内側円環マイクロ
ストリップアンテナ ４１，
接地導体 ４３，５３
放射導体 ４４，４４ａ，４４ｂ，５４，５４ａ，５４ｂ
給電点 ４５，５５
開孔 ４５ｓ
短絡壁 ４６ｃ，４６ｄ，５６ｃ，５６ｄ，５８ｃ，５８ｄ
切欠き ４７ｃ，４７ｄ，５７ｃ，５７ｄ
張出し

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円環状の第１の放射導体を備え、この放
   射導体の内周部を接地導体に接続した第１のマイクロス
   トリップアンテナと、上記第１の放射導体の内径より小
   さい円形の第２の放射導体を備え、この第２の放射導体
   を上記上記第１の放射導体と同心に配設した第２のマイ
   クロストリップアンテナからなる複合マイクロストリッ
   プアンテナにおいて、 上記第１の放射導体の内周から所定の距離に配設した第
   １の給電点と４５゜の角間隔で、上記第１の放射導体の
   外周縁に所定面積の第１の変形部対を形成して２周波数
   共振型とし、 上記第２の放射導体と同心に円形の開孔を穿設して円環
   状に形成すると共に、この開孔の周縁から所定の距離に
   配設した第２の給電点と４５゜の角間隔で、上記第２の
   放射導体の周縁に所定面積の第２の変形部対を形成して
   ２周波数共振型とし、 この第２の変形部対と上記第１の変形部対とを所定の角
   間隔で配設すると共に、 上記第１及び第２の給電点に９０゜の位相差で高周波信
   号を供給するようにしたことを特徴とする複合マイクロ
   ストリップアンテナ。
2. 【請求項２】 円環状の第１の放射導体を備え、この放
   射導体の内周部を接地導体に接続した第１のマイクロス
   トリップアンテナと、上記第１の放射導体の内径より小
   さい円形の第２の放射導体を備え、この第２の放射導体
   を上記上記第１の放射導体と同心に配設した第２のマイ
   クロストリップアンテナからなる複合マイクロストリッ
   プアンテナにおいて、 上記第１の放射導体の内周から所定の距離に９０゜の角
   間隔で配設した第１の給電点対の一方と整列して、上記
   第１の放射導体の外周縁に所定面積の第１の変形部対を
   形成して２周波数共振型とし、 上記第２の放射導体と同心に円形の開孔を穿設して円環
   状に形成すると共に、この開孔の周縁から所定の距離に
   ９０゜の角間隔で配設した第２の給電点対の一方と整列
   して、上記第２の放射導体の周縁に所定面積の第２の変
   形部対を形成して２周波数共振型とし、 この第２の変形部対と上記第１の変形部対とを所定の角
   間隔で配設し、 上記第１及び第２の給電点対の各一方に９０゜の位相差
   で第１の高周波信号を供給すると共に、 上記第１及び第２の給電点対の各他方に９０゜の位相差
   で第２の高周波信号を供給するようにしたことを特徴と
   する複合マイクロストリップアンテナ。