JPH05175722A - 多周波数共用マイクロストリップアンテナ - Google Patents
多周波数共用マイクロストリップアンテナInfo
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- JPH05175722A JPH05175722A JP3341019A JP34101991A JPH05175722A JP H05175722 A JPH05175722 A JP H05175722A JP 3341019 A JP3341019 A JP 3341019A JP 34101991 A JP34101991 A JP 34101991A JP H05175722 A JPH05175722 A JP H05175722A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 多周波数化における周波数の分離幅に、特に
制約条件を伴わない多周波数共用ＭＳＡを提供する。 【構成】 使用波長に対して十分に薄い誘電体板部材
(2)；誘電体板部材(2)の一方の面に装着された、矩形の
放射導体板部(11e)を有する放射部材(11)；誘電体板部
材(2)の他方の面に装着された接地導体(3)；および、TM
mnモ−ドで所定管内波長(λg/2)×n，「ｎ＝１，２，
３，・・・、ｎは正の整数」(λgx,λoc)、となる周波
数ｆ(fx,foc)で励振するための第１の給電点(5)；を備
えるマイクロストリップアンテナにおいて、前記放射導
体板部(11e)の外方に延び、該放射導体板部(11e)からλ
g/4(λgx/4,λoc/4)の距離で接地導体(3)に短絡された
短絡線路(7,7a)；および、該短絡線路(7,7a)の短絡点
(4,4a)に位置する、前記周波数ｆ(fx,foc)とは異なる周
波数ｆa励振の第２の給電点(4,4a)；を備える。
制約条件を伴わない多周波数共用ＭＳＡを提供する。 【構成】 使用波長に対して十分に薄い誘電体板部材
(2)；誘電体板部材(2)の一方の面に装着された、矩形の
放射導体板部(11e)を有する放射部材(11)；誘電体板部
材(2)の他方の面に装着された接地導体(3)；および、TM
mnモ−ドで所定管内波長(λg/2)×n，「ｎ＝１，２，
３，・・・、ｎは正の整数」(λgx,λoc)、となる周波
数ｆ(fx,foc)で励振するための第１の給電点(5)；を備
えるマイクロストリップアンテナにおいて、前記放射導
体板部(11e)の外方に延び、該放射導体板部(11e)からλ
g/4(λgx/4,λoc/4)の距離で接地導体(3)に短絡された
短絡線路(7,7a)；および、該短絡線路(7,7a)の短絡点
(4,4a)に位置する、前記周波数ｆ(fx,foc)とは異なる周
波数ｆa励振の第２の給電点(4,4a)；を備える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、マイクロストリップア
ンテナに関し、特に多周波数共用マイクロストリップア
ンテナに関する。
ンテナに関し、特に多周波数共用マイクロストリップア
ンテナに関する。
【０００２】
【従来技術】近年、移動体通信システム、特に車と通信
するシステム（衛星通信システムあるいは路側通信シス
テム）が実用化へ向けて種々構築されつつある。これら
のシステムにおける通信では、異なる複数の周波数帯を
用いることが計画されており、車にはそれら個々の周波
数帯別にアンテナが必要となる。従って、通信用のアン
テナとしては、アンテナの乱立を防ぐためにも多周波数
共用アンテナが望ましい。また、車載アンテナとして望
まれることは、車の美観をそこなわない等、低姿勢のア
ンテナである。このため、移動体通信システムに用いる
車載アンテナとして多周波数共用のマイクロストリップ
アンテナ（以下、ＭＳＡと記す）が最適である。
するシステム（衛星通信システムあるいは路側通信シス
テム）が実用化へ向けて種々構築されつつある。これら
のシステムにおける通信では、異なる複数の周波数帯を
用いることが計画されており、車にはそれら個々の周波
数帯別にアンテナが必要となる。従って、通信用のアン
テナとしては、アンテナの乱立を防ぐためにも多周波数
共用アンテナが望ましい。また、車載アンテナとして望
まれることは、車の美観をそこなわない等、低姿勢のア
ンテナである。このため、移動体通信システムに用いる
車載アンテナとして多周波数共用のマイクロストリップ
アンテナ（以下、ＭＳＡと記す）が最適である。
【０００３】ところで、ＭＳＡは、誘電体板の両面に導
体板を装着した構成の、開放型平面共振回路の放射損を
利用したアンテナであり、ロープロファィル，軽量コン
パクト，および製作が容易など、の特徴があるが、本
来、狭帯域特性であり特定の周波数帯において機能を発
揮するアンテナである。このため、広帯域の周波数で使
用できるように複数の共振点を設ける等の工夫を施し、
多周波数共用化を図っている。従来の多周波数共用ＭＳ
Ａとしては、例えば、特開平１−８２８０３号公報に開
示のＭＳＡがある。このＭＳＡは独立な直交する２つの
モードを励振できることに着目し、第１のモードを２周
波数化した、３共振のＭＳＡである。
体板を装着した構成の、開放型平面共振回路の放射損を
利用したアンテナであり、ロープロファィル，軽量コン
パクト，および製作が容易など、の特徴があるが、本
来、狭帯域特性であり特定の周波数帯において機能を発
揮するアンテナである。このため、広帯域の周波数で使
用できるように複数の共振点を設ける等の工夫を施し、
多周波数共用化を図っている。従来の多周波数共用ＭＳ
Ａとしては、例えば、特開平１−８２８０３号公報に開
示のＭＳＡがある。このＭＳＡは独立な直交する２つの
モードを励振できることに着目し、第１のモードを２周
波数化した、３共振のＭＳＡである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】特開平１−８２８０３
号公報に開示のＭＳＡの場合、第１のモードにおける２
周波数の分離幅は、放射素子とスタブ幅の比で決められ
る。すなわち、２周波数化においてその周波数の分離幅
に制約条件が伴なうため実現できない分離幅が存在し、
使用周波帯を自由に設定することができない。
号公報に開示のＭＳＡの場合、第１のモードにおける２
周波数の分離幅は、放射素子とスタブ幅の比で決められ
る。すなわち、２周波数化においてその周波数の分離幅
に制約条件が伴なうため実現できない分離幅が存在し、
使用周波帯を自由に設定することができない。
【０００５】本発明は、多周波数化における周波数の分
離幅に、特に制約条件を伴わない多周波数共用ＭＳＡを
提供することを目的とする。
離幅に、特に制約条件を伴わない多周波数共用ＭＳＡを
提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】図８は、従来のａ１×ｂ
１の矩形（方形）ＭＳＡの斜視図である。１１は銅箔か
らなる方形素子、１２は厚さｈの誘電体基板、１３は接
地導体である。誘電体基板１２の厚さｈは、使用波長λ
ｏに対して非常に薄い（ｈ≪λｏ）。この場合、電磁界
はＥｚ，Ｈｘ，Ｈｙ成分のみとなり、内部の電磁界モー
ドはＴＭｍｎとなる。すなわち、ｘ方向とｙ方向モード
が独立して存在している。また、ＭＳＡの等価回路とし
て、ｘ方向モード，ｙ方向モードを独立に伝送線路とし
て扱う方法が知られているが、この方法によれば、ｘ方
向モードの共振周波数ｆｘは、ｆｘ≒ｃ／（２ａ・√
(Ｅｒ)）、但し、ｃは光速、Ｅｒは誘電体基板の誘電率
である。
１の矩形（方形）ＭＳＡの斜視図である。１１は銅箔か
らなる方形素子、１２は厚さｈの誘電体基板、１３は接
地導体である。誘電体基板１２の厚さｈは、使用波長λ
ｏに対して非常に薄い（ｈ≪λｏ）。この場合、電磁界
はＥｚ，Ｈｘ，Ｈｙ成分のみとなり、内部の電磁界モー
ドはＴＭｍｎとなる。すなわち、ｘ方向とｙ方向モード
が独立して存在している。また、ＭＳＡの等価回路とし
て、ｘ方向モード，ｙ方向モードを独立に伝送線路とし
て扱う方法が知られているが、この方法によれば、ｘ方
向モードの共振周波数ｆｘは、ｆｘ≒ｃ／（２ａ・√
(Ｅｒ)）、但し、ｃは光速、Ｅｒは誘電体基板の誘電率
である。
【０００７】図９に、図８に示すＭＳＡの給電概念を示
す。図において、１１ｅは放射素子（放射導体板部）、
１１ｆは放射部材に備わる線路である。図９の（ａ）お
よび（ｂ）は、ｘ方向モードを励振させるときの給電を
示すもので、（ａ）は線路を用いた給電、（ｂ）は背面
給電、をそれぞれ示す。線路を用いた給電（ａ）では、
給電線路１１ｆが放射素子１１ｅのｙ方向と平行な一辺
の中心に装荷され、線路１１ｆの先端より給電される。
背面給電では、給電点が放射素子１１ｅのｘ方向の中心
線上に配置され給電される。なお、図示しないが、ｙ方
向モードを励振させるときは、放射素子のｘ方向と平行
な一辺の中心に装荷された線路、放射素子のｙ方向の中
心線上に配置される給電点、を用いる。又、円偏波励振
のときは図９の（ｃ）および（ｄ）に示すような線路を
用いて、または（ｅ）に示すように背面給電により給電
される。
す。図において、１１ｅは放射素子（放射導体板部）、
１１ｆは放射部材に備わる線路である。図９の（ａ）お
よび（ｂ）は、ｘ方向モードを励振させるときの給電を
示すもので、（ａ）は線路を用いた給電、（ｂ）は背面
給電、をそれぞれ示す。線路を用いた給電（ａ）では、
給電線路１１ｆが放射素子１１ｅのｙ方向と平行な一辺
の中心に装荷され、線路１１ｆの先端より給電される。
背面給電では、給電点が放射素子１１ｅのｘ方向の中心
線上に配置され給電される。なお、図示しないが、ｙ方
向モードを励振させるときは、放射素子のｘ方向と平行
な一辺の中心に装荷された線路、放射素子のｙ方向の中
心線上に配置される給電点、を用いる。又、円偏波励振
のときは図９の（ｃ）および（ｄ）に示すような線路を
用いて、または（ｅ）に示すように背面給電により給電
される。
【０００８】図１０は、給電に用いる線路の等価回路で
ある。この線路はその長さがλｇ／４（λｇ：管内波
長）の線路である。一般に伝送線路の特性から、図１０
に示すようなλｇ／４線路の先端に負荷と任意の周波数
の給電点を設けた場合の線路の入力アドミタンスＹｉｎ
は、 Ｙｉｎ＝Ｙo2／（Ｙｓ＋ＹＬ） 但し、Ｙo：線路の特性アドミタンス Ｙｓ：線路の負荷アドミタンス ＹＬ：任意の周波数の給電点負荷アドミタンス である。ここでＹｓ→∞、即ち線路先端を短絡とすれ
ば、Ｙｉｎ＝０となり、任意の周波数の給電点負荷アド
ミタンスＹＬは、整合線路の入力側（入力アドミタン
ス）に全く影響を与えないことがわかる。
ある。この線路はその長さがλｇ／４（λｇ：管内波
長）の線路である。一般に伝送線路の特性から、図１０
に示すようなλｇ／４線路の先端に負荷と任意の周波数
の給電点を設けた場合の線路の入力アドミタンスＹｉｎ
は、 Ｙｉｎ＝Ｙo2／（Ｙｓ＋ＹＬ） 但し、Ｙo：線路の特性アドミタンス Ｙｓ：線路の負荷アドミタンス ＹＬ：任意の周波数の給電点負荷アドミタンス である。ここでＹｓ→∞、即ち線路先端を短絡とすれ
ば、Ｙｉｎ＝０となり、任意の周波数の給電点負荷アド
ミタンスＹＬは、整合線路の入力側（入力アドミタン
ス）に全く影響を与えないことがわかる。
【０００９】そこで本発明では、所定周波数ｆでの背面
給電（図９（ｂ），図９（ｅ））に加えて、所定周波数
ｆに対して影響を与えない長さの線路を用いた給電（図
９（ａ），図９（ｃ），図９（ｄ））を行なう。ただし
本発明の場合、上述の作用を利用するため、所定周波数
ｆに対して影響を与えない長さの線路先端を短絡し、該
短絡点を給電とする。
給電（図９（ｂ），図９（ｅ））に加えて、所定周波数
ｆに対して影響を与えない長さの線路を用いた給電（図
９（ａ），図９（ｃ），図９（ｄ））を行なう。ただし
本発明の場合、上述の作用を利用するため、所定周波数
ｆに対して影響を与えない長さの線路先端を短絡し、該
短絡点を給電とする。
【００１０】すなわち本発明の多周波数共用マイクロス
トリップアンテナは、使用波長に対して十分に薄い誘電
体板部材(2)；誘電体板部材(2)の一方の面に装着され
た、矩形の放射導体板部(11e)を有する放射部材(11)；
誘電体板部材(2)の他方の面に装着された接地導体(3)；
および、TMmnモ−ドで所定管内波長(λg/2)×n，「ｎ＝
１，２，３，・・・、ｎは正の整数」(λgx,λoc)、と
なる周波数ｆ(fx,foc)で励振するための第１の給電点
(5)；を備えるマイクロストリップアンテナにおいて、
前記放射導体板部(11e)の外方に延び、該放射導体板部
(11e)からλg/4(λgx/4,λoc/4)の距離で接地導体(3)に
短絡された短絡線路(7,7a)；および、該短絡線路(7,7a)
の短絡点(4,4a)に位置する、前記周波数ｆ(fx,foc)とは
異なる周波数ｆa励振の第２の給電点(4,4a)；を備え
る。すなわち、周波数ｆ(fx,foc)に対して整合のとれた
線路(7,7a)を用いた給電における給電点(第2の給電点)
は、上述の作用を利用して整合線路先端短絡点(4,4a)と
し、背面給電(第1の給電点)による第１の励振周波数ｆ
(fx,foc)と異なる第２の周波数ｆaで励振させる。
トリップアンテナは、使用波長に対して十分に薄い誘電
体板部材(2)；誘電体板部材(2)の一方の面に装着され
た、矩形の放射導体板部(11e)を有する放射部材(11)；
誘電体板部材(2)の他方の面に装着された接地導体(3)；
および、TMmnモ−ドで所定管内波長(λg/2)×n，「ｎ＝
１，２，３，・・・、ｎは正の整数」(λgx,λoc)、と
なる周波数ｆ(fx,foc)で励振するための第１の給電点
(5)；を備えるマイクロストリップアンテナにおいて、
前記放射導体板部(11e)の外方に延び、該放射導体板部
(11e)からλg/4(λgx/4,λoc/4)の距離で接地導体(3)に
短絡された短絡線路(7,7a)；および、該短絡線路(7,7a)
の短絡点(4,4a)に位置する、前記周波数ｆ(fx,foc)とは
異なる周波数ｆa励振の第２の給電点(4,4a)；を備え
る。すなわち、周波数ｆ(fx,foc)に対して整合のとれた
線路(7,7a)を用いた給電における給電点(第2の給電点)
は、上述の作用を利用して整合線路先端短絡点(4,4a)と
し、背面給電(第1の給電点)による第１の励振周波数ｆ
(fx,foc)と異なる第２の周波数ｆaで励振させる。
【００１１】なお、カッコ内の記号は後述する実施例の
対応要素を示す。
対応要素を示す。
【００１２】
【作用】これによれば、放射導体板部(11e)からλg/4
(λgx/4,λoc/4)の距離で短絡線路(7,7a)を接地導体(3)
に短絡しているが、該短絡線路(7,7a)は周波数ｆ(fx,fo
c)に対して影響を与えない。また上述のようにこの短絡
は、ＭＳＡが本来意図する、第１給電点(5)を給電点と
した第１の励振周波数(fx,foc)の励振に何ら悪影響を与
えない。従って、第２の給電点(4,4a)を設けることによ
り、新たに、第２の給電点(4,4a)を給電点とした第２の
周波数faでの励振が可能となり、ＭＳＡの多周波数共用
化が図れる。また、第２の給電点(4,4a)を給電点とした
励振では、自由に設定した周波数ｆaで励振させるの
で、この励振によるＭＳＡの利得は、第１の給電点(5)
を給電点とした第１の励振周波数(fx,foc:一般には共振
周波数)でのＭＳＡの利得に比べると当然低いが、車上
路側通信等の近距離通信に用いるには十分な利得であ
り、実質上、ＭＳＡの多周波数化の分離幅に特に制約条
件を伴わない。
(λgx/4,λoc/4)の距離で短絡線路(7,7a)を接地導体(3)
に短絡しているが、該短絡線路(7,7a)は周波数ｆ(fx,fo
c)に対して影響を与えない。また上述のようにこの短絡
は、ＭＳＡが本来意図する、第１給電点(5)を給電点と
した第１の励振周波数(fx,foc)の励振に何ら悪影響を与
えない。従って、第２の給電点(4,4a)を設けることによ
り、新たに、第２の給電点(4,4a)を給電点とした第２の
周波数faでの励振が可能となり、ＭＳＡの多周波数共用
化が図れる。また、第２の給電点(4,4a)を給電点とした
励振では、自由に設定した周波数ｆaで励振させるの
で、この励振によるＭＳＡの利得は、第１の給電点(5)
を給電点とした第１の励振周波数(fx,foc:一般には共振
周波数)でのＭＳＡの利得に比べると当然低いが、車上
路側通信等の近距離通信に用いるには十分な利得であ
り、実質上、ＭＳＡの多周波数化の分離幅に特に制約条
件を伴わない。
【００１３】本発明の他の目的および特徴は図面を参照
した以下の実施例の説明より明らかになろう。
した以下の実施例の説明より明らかになろう。
【００１４】
【実施例】図１に、本発明の多周波数共用マイクロスト
リップアンテナ（ＭＳＡ）の一例を示す。図１に示すＭ
ＳＡ１０は、直線偏波多周波数共用の矩形（方形）ＭＳ
Ａであり、厚さｈ，誘電率Ｅｒの誘電体基板２の片面
に、銅箔からなる方形放射素子１１ｅ（寸法ａ×ｂ）を
有し、誘電体基板２のもう一方の面に、銅箔からなる接
地導体３を備える。方形放射素子１１ｅのｂ／２の中心
線上には、背面給電用の給電点５が備わる。また、方形
放射素子１１ｅのｂ／２となる中心線に沿って幅ｗ，長
さｌの線路７が設けられている。さらに、線路７の先端
には給電点４が設けられている。なお、ＭＳＡ１０の誘
電体基板２の厚さｈは、使用波長λｏに対して非常に薄
い（ｈ≪λｏ）。従って、ＭＳＡ１０の励振により発生
する電磁界はＥｚ，Ｈｘ，Ｈｙ成分のみとなり、内部の
電磁界モードはＴＭｍｎとなる。図２に方形放射素子１
１ｅの平面図を示し、図３にＭＳＡ１０の等価回路を示
す。図３において、Ｙａは放射素子１１ｅの端部からの
放射寄与を表わす放射アドミタンス、Ｙｓは線路７の負
荷アドミタンス、ＹＬは給電点５を給電点とした周波数
ｆｘで励振された時の、給電点４の負荷アドミタンスで
ある。又、Ｙ0，Ｙ1は各々幅ｂ，ｗに対する線路（放射
素子１１ｅおよび線路７）の特性アドミタンス、β0，
β1は同様に位相定数である。なお、図３中のＬは給電
点４（負荷ＹＬ）を設けることにより発生するリアクタ
ンス成分である。
リップアンテナ（ＭＳＡ）の一例を示す。図１に示すＭ
ＳＡ１０は、直線偏波多周波数共用の矩形（方形）ＭＳ
Ａであり、厚さｈ，誘電率Ｅｒの誘電体基板２の片面
に、銅箔からなる方形放射素子１１ｅ（寸法ａ×ｂ）を
有し、誘電体基板２のもう一方の面に、銅箔からなる接
地導体３を備える。方形放射素子１１ｅのｂ／２の中心
線上には、背面給電用の給電点５が備わる。また、方形
放射素子１１ｅのｂ／２となる中心線に沿って幅ｗ，長
さｌの線路７が設けられている。さらに、線路７の先端
には給電点４が設けられている。なお、ＭＳＡ１０の誘
電体基板２の厚さｈは、使用波長λｏに対して非常に薄
い（ｈ≪λｏ）。従って、ＭＳＡ１０の励振により発生
する電磁界はＥｚ，Ｈｘ，Ｈｙ成分のみとなり、内部の
電磁界モードはＴＭｍｎとなる。図２に方形放射素子１
１ｅの平面図を示し、図３にＭＳＡ１０の等価回路を示
す。図３において、Ｙａは放射素子１１ｅの端部からの
放射寄与を表わす放射アドミタンス、Ｙｓは線路７の負
荷アドミタンス、ＹＬは給電点５を給電点とした周波数
ｆｘで励振された時の、給電点４の負荷アドミタンスで
ある。又、Ｙ0，Ｙ1は各々幅ｂ，ｗに対する線路（放射
素子１１ｅおよび線路７）の特性アドミタンス、β0，
β1は同様に位相定数である。なお、図３中のＬは給電
点４（負荷ＹＬ）を設けることにより発生するリアクタ
ンス成分である。
【００１５】ＭＳＡ１０の動作について説明すると、ま
ず、ａ×ｂの方形放射素子１１ｅのｂ／２となる中心線
上の給電点５を給電点として、所定の周波数ｆｘで励振
(共振)させる。これにより従来のＭＳＡと同様に直線偏
波が発生する。ただし、ａ≒ｃ／(２・ｆｘ・√(Ｅｒ))＝
λｏ／(２・√(Ｅｒ))、但しｃ：光速である。本実施例
では、図３においてＹｓ→∞、即ち短絡としており、線
路７の先端の負荷ＹＬは線路７に全く影響を与えない。
また線路７は、幅ｗ，長さｌ（ｌ＝λｇｘ／４:λｇｘ
は、位相定数を考慮した周波数ｆｘに対する管内波長）
の線路としているので、周波数ｆｘに対する整合がとれ
ている。従って、線路７の先端短絡部に給電点４および
整合回路６を設け、周波数ｆｘと異なる周波数ｆａで励
振させることにより、給電点５を給電点とした周波数ｆ
ｘでの励振は行なわれつつ、給電点４を給電点とした周
波数ｆｘと異なる周波数ｆａでの励振も可能となる。
ず、ａ×ｂの方形放射素子１１ｅのｂ／２となる中心線
上の給電点５を給電点として、所定の周波数ｆｘで励振
(共振)させる。これにより従来のＭＳＡと同様に直線偏
波が発生する。ただし、ａ≒ｃ／(２・ｆｘ・√(Ｅｒ))＝
λｏ／(２・√(Ｅｒ))、但しｃ：光速である。本実施例
では、図３においてＹｓ→∞、即ち短絡としており、線
路７の先端の負荷ＹＬは線路７に全く影響を与えない。
また線路７は、幅ｗ，長さｌ（ｌ＝λｇｘ／４:λｇｘ
は、位相定数を考慮した周波数ｆｘに対する管内波長）
の線路としているので、周波数ｆｘに対する整合がとれ
ている。従って、線路７の先端短絡部に給電点４および
整合回路６を設け、周波数ｆｘと異なる周波数ｆａで励
振させることにより、給電点５を給電点とした周波数ｆ
ｘでの励振は行なわれつつ、給電点４を給電点とした周
波数ｆｘと異なる周波数ｆａでの励振も可能となる。
【００１６】周波数ｆａを自由に設定すると、整合回路
６を最適に設定した場合でも、周波数ｆａでの励振によ
るＭＳＡの利得は、周波数ｆｘでの励振（共振）による
利得より下がるが、近距離での通信（路側通信）には十
分な利得である。従って、ＭＳＡの多周波数化の分離幅
に特に制約条件を伴わない。
６を最適に設定した場合でも、周波数ｆａでの励振によ
るＭＳＡの利得は、周波数ｆｘでの励振（共振）による
利得より下がるが、近距離での通信（路側通信）には十
分な利得である。従って、ＭＳＡの多周波数化の分離幅
に特に制約条件を伴わない。
【００１７】なお、本実施例では基本モード（ＴＭ10モ
ード）を用いた直線偏波ＭＳＡについて示したが、当
然、ＴＭ01モードを用いた直線偏波ＭＳＡとしても利用
できる。この場合の第１の給電点はｘ＝ａ／２となる方
形放射素子１１ｅの中心線上とし、この中心線上でかつ
の方形放射素子１の一辺の中央に、前記中心線に沿って
方形放射素子１１ｅの外方に、１／４波長(位相定数を
考慮した使用周波数に対する管内波長)先端短絡線路を
設け、該線路の先端短絡点に第２の給電点を設ければよ
い。
ード）を用いた直線偏波ＭＳＡについて示したが、当
然、ＴＭ01モードを用いた直線偏波ＭＳＡとしても利用
できる。この場合の第１の給電点はｘ＝ａ／２となる方
形放射素子１１ｅの中心線上とし、この中心線上でかつ
の方形放射素子１の一辺の中央に、前記中心線に沿って
方形放射素子１１ｅの外方に、１／４波長(位相定数を
考慮した使用周波数に対する管内波長)先端短絡線路を
設け、該線路の先端短絡点に第２の給電点を設ければよ
い。
【００１８】上述した実施例はｆｘが直線偏波のときで
あるが、円偏波のときでも当然可能である。図４に、多
周波数共用マイクロストリップアンテナ（ＭＳＡ１０
ａ）の一例を示し、図５にＭＳＡ１０ａの方形放射素子
１１ｅの平面図を示す。方形放射素子１１ｅの辺ａ，ｂ
をａ≒ｂとし、さらに方形放射素子１１ｅの対角線上に
給電点５ａを設けることで、円偏波が得られる。長さｌ
＝λｏｃ／４(λｏｃは、位相定数を考慮した周波数ｆ
ｏｃに対する管内波長）となる先端短絡線路７ａを方形
放射素子１１ｅの一角に、対角線に沿った方向に装荷
し、先端短絡線路７ａの短絡点に給電点４ａを備えるこ
とにより、前述の直線偏波の例と同様に先端短絡線路７
ａおよび給電点４ａは、円偏波となる周波数ｆｏｃでの
励振に影響を与えない。従って、給電点４ａを給電点と
した周波数ｆｏｃと異なる周波数での励振が可能とな
り、多周波化が可能となる。なお、先端短絡線路７ａを
装荷する位置は対角線に沿った方向で方形放射素子１１
ｅの一角であればどの一角でもよい。
あるが、円偏波のときでも当然可能である。図４に、多
周波数共用マイクロストリップアンテナ（ＭＳＡ１０
ａ）の一例を示し、図５にＭＳＡ１０ａの方形放射素子
１１ｅの平面図を示す。方形放射素子１１ｅの辺ａ，ｂ
をａ≒ｂとし、さらに方形放射素子１１ｅの対角線上に
給電点５ａを設けることで、円偏波が得られる。長さｌ
＝λｏｃ／４(λｏｃは、位相定数を考慮した周波数ｆ
ｏｃに対する管内波長）となる先端短絡線路７ａを方形
放射素子１１ｅの一角に、対角線に沿った方向に装荷
し、先端短絡線路７ａの短絡点に給電点４ａを備えるこ
とにより、前述の直線偏波の例と同様に先端短絡線路７
ａおよび給電点４ａは、円偏波となる周波数ｆｏｃでの
励振に影響を与えない。従って、給電点４ａを給電点と
した周波数ｆｏｃと異なる周波数での励振が可能とな
り、多周波化が可能となる。なお、先端短絡線路７ａを
装荷する位置は対角線に沿った方向で方形放射素子１１
ｅの一角であればどの一角でもよい。
【００１９】図６および図７に、図４に示す多周波数共
用ＭＳＡを励振した時の実測データを示す。なお、本実
施例では円偏波となる周波数ｆｏｃと、周波数ｆｏｃと
異なる周波数ｆａは、 ｆａ≒１．５６ｆｏｃ の関係で設計してある。
用ＭＳＡを励振した時の実測データを示す。なお、本実
施例では円偏波となる周波数ｆｏｃと、周波数ｆｏｃと
異なる周波数ｆａは、 ｆａ≒１．５６ｆｏｃ の関係で設計してある。
【００２０】図６に、ｆｏｃにおける軸比を示す。図６
において縦軸は軸比を表す。これにより、新たに給電点
４ａを設けた影響は受けずに給電点５ａを給電点として
円偏波となる周波数ｆｏｃで励振されることがわかる。
なお、この例では、Ｅｒ＝３.２４，ｈ＝３.２mmとした
ときに、利得約５ｄＢｉが得られた。
において縦軸は軸比を表す。これにより、新たに給電点
４ａを設けた影響は受けずに給電点５ａを給電点として
円偏波となる周波数ｆｏｃで励振されることがわかる。
なお、この例では、Ｅｒ＝３.２４，ｈ＝３.２mmとした
ときに、利得約５ｄＢｉが得られた。
【００２１】図７は、第２の周波数ｆａ≒１．５６ｆｏ
ｃの関係にある周波数の電圧定在波比（ＶＳＷＲ）であ
る。図７において縦軸は電圧定在波比（ＶＳＷＲ）を表
す。これにより給電点４ａを給電点として周波数ｆａで
励振された場合でも、路側通信のような近距離（１０ｍ
程度）通信を行なうのに、十分な性能を有することがわ
かる。なお、ｆａでは直線偏波で利得０ｄＢｉが得られ
た。
ｃの関係にある周波数の電圧定在波比（ＶＳＷＲ）であ
る。図７において縦軸は電圧定在波比（ＶＳＷＲ）を表
す。これにより給電点４ａを給電点として周波数ｆａで
励振された場合でも、路側通信のような近距離（１０ｍ
程度）通信を行なうのに、十分な性能を有することがわ
かる。なお、ｆａでは直線偏波で利得０ｄＢｉが得られ
た。
【００２２】なお、本発明のように短絡点に第２の給電
点を設け、第１の給電点への影響をなくすことを利用す
れば、高次モードでの使用にも応用できる。
点を設け、第１の給電点への影響をなくすことを利用す
れば、高次モードでの使用にも応用できる。
【００２３】
【発明の効果】以上のように本発明では、放射導体板部
(11e)からλg/4(λgx/4,λoc/4)の距離で短絡線路(7,7
a)を接地導体(3)に短絡しているが、該短絡線路(7,7a)
は周波数ｆ(fx,foc)に対して整合がとれており、またこ
の短絡は、ＭＳＡが本来意図する、第１給電点(5)を給
電点とした第１の励振周波数(fx,foc)の励振に何ら悪影
響を与えない。しかして、第２の給電点(4,4a)を設ける
ことにより、新たに、第２の給電点(4,4a)を給電点とし
た第２の周波数faでの励振が可能となり、ＭＳＡの多周
波数共用化が図れる。また、第２の給電点(4,4a)を給電
点とした励振では、自由に設定した周波数ｆaで励振さ
せるので、この励振によるＭＳＡの利得は、第１の給電
点(5)を給電点とした第１の励振周波数(fx,foc:一般に
は共振周波数)でのＭＳＡの利得に比べると当然低い
が、車上路側通信等の近距離通信に用いるには十分な利
得であり、実質上、ＭＳＡの多周波数化の分離幅に特に
制約条件を伴わない。
(11e)からλg/4(λgx/4,λoc/4)の距離で短絡線路(7,7
a)を接地導体(3)に短絡しているが、該短絡線路(7,7a)
は周波数ｆ(fx,foc)に対して整合がとれており、またこ
の短絡は、ＭＳＡが本来意図する、第１給電点(5)を給
電点とした第１の励振周波数(fx,foc)の励振に何ら悪影
響を与えない。しかして、第２の給電点(4,4a)を設ける
ことにより、新たに、第２の給電点(4,4a)を給電点とし
た第２の周波数faでの励振が可能となり、ＭＳＡの多周
波数共用化が図れる。また、第２の給電点(4,4a)を給電
点とした励振では、自由に設定した周波数ｆaで励振さ
せるので、この励振によるＭＳＡの利得は、第１の給電
点(5)を給電点とした第１の励振周波数(fx,foc:一般に
は共振周波数)でのＭＳＡの利得に比べると当然低い
が、車上路側通信等の近距離通信に用いるには十分な利
得であり、実質上、ＭＳＡの多周波数化の分離幅に特に
制約条件を伴わない。
【図１】 本発明の多周波数共用マイクロストリップア
ンテナ（ＭＳＡ）の一例の、概略斜視図である。
ンテナ（ＭＳＡ）の一例の、概略斜視図である。
【図２】 図１に示す方形放射素子１１ｅの概略を示す
平面図である。
平面図である。
【図３】 図１に示すＭＳＡ１０の等価回路である。
【図４】 図１に示すＭＳＡ１０と別の例（１０ａ）を
示す、概略斜視図である。
示す、概略斜視図である。
【図５】 図４に示す方形放射素子１１ｅの概略を示す
平面図である。
平面図である。
【図６】 図４に示すＭＳＡ１０ａが周波数ｆｏｃで励
振されたときの、軸比の実測データを示すグラフであ
る。
振されたときの、軸比の実測データを示すグラフであ
る。
【図７】 図４に示すＭＳＡ１０ａが周波数ｆａ＝１．
５６ｆｏｃで励振されときの、ＶＳＷＲの実測データを
示すグラフである。
５６ｆｏｃで励振されときの、ＶＳＷＲの実測データを
示すグラフである。
【図８】 従来の一般的なＭＳＡの概略を示す斜視図で
ある。
ある。
【図９】 従来の一般的なＭＳＡの給電概念を示す平面
図であり、（ａ）はｘ方向モードを励振させるときの、
線路を用いた給電、（ｂ）はｘ方向モードを励振させる
ときの背面給電、（ｃ）および（ｄ）は円偏波励振のと
きの、線路を用いた給電、（ｅ）は円偏波励振のときの
背面給電、をそれぞれ示す。
図であり、（ａ）はｘ方向モードを励振させるときの、
線路を用いた給電、（ｂ）はｘ方向モードを励振させる
ときの背面給電、（ｃ）および（ｄ）は円偏波励振のと
きの、線路を用いた給電、（ｅ）は円偏波励振のときの
背面給電、をそれぞれ示す。
【図１０】 λg／４線路の等価回路である。
１１ｅ：方形放射素子 ２：誘電体基板 ３：接地導体 ４：給電点 ５，５ａ：給電点 ６：整合回路 ７，７ａ：先端短絡線路 １１：給電線路（先端短絡線路）を含む方形放射素子 １０：直偏波多周波数共用の方形ＭＳＡ １０ａ：円偏波多周波数共用の方形ＭＳＡ ２０：従来の方形ＭＳＡ １１：給電線路を含む方形放射素子 １１ｅ：方形放射素子 １２：誘電体基板 １３：接地導体
Claims (3)
- 【請求項１】使用波長に対して十分に薄い誘電体板部
材；誘電体板部材の一方の面に装着された、矩形の放射
導体板部を有する放射部材；誘電体板部材の他方の面に
装着された接地導体；および、TMmnモ−ドで所定管内波
長(λg/2)×n，「ｎ＝１，２，３，・・・、ｎは正の整
数」、となる周波数ｆで励振するための第１の給電点；
を備えるマイクロストリップアンテナにおいて、 前記放射導体板部の外方に延び、該放射導体板部からλ
g/4の距離で接地導体に短絡された短絡線路；および、
該短絡線路の短絡点に位置する、前記周波数ｆとは異な
る周波数ｆa励振の第２の給電点；を備えることを特徴
とする、多周波数共用マイクロストリップアンテナ。 - 【請求項２】使用波長に対して十分に薄い誘電体板部
材；誘電体板部材の一方の面に装着された、矩形の放射
導体板部を有する放射部材；誘電体板部材の他方の面に
装着された接地導体；および、放射導体板部の一辺に平
行な中心線上の、TMmnモ−ドで所定管内波長(λg/2)×
n，「ｎ＝１，２，３，・・・、ｎは正の整数」、とな
る周波数ｆｘで励振するための第１の給電点；を備える
マイクロストリップアンテナにおいて、 前記中心線に沿って放射導体板部の外方に延び、該放射
導体板部からλgx/4の距離で接地導体に短絡された短絡
線路；および、該短絡線路の短絡点に位置する、前記周
波数ｆxとは異なる周波数ｆa励振の第２の給電点；を備
えることを特徴とする、多周波数共用マイクロストリッ
プアンテナ。 - 【請求項３】使用波長に対して十分に薄い誘電体板部
材；誘電体板部材の一方の面に装着された、矩形の放射
導体板部を有する放射部材；誘電体板部材の他方の面に
装着された接地導体；および、放射導体板部の対角線上
の、TMmnモ−ドで所定管内波長(λg/2)×n，「ｎ＝１，
２，３，・・・、ｎは正の整数」、となる周波数ｆocで
励振するための第１の給電点；を備えるマイクロストリ
ップアンテナにおいて、 放射導体板部の対角線に沿って該放射導体板部の外方に
延び、該放射導体板部からλoc/4の距離で接地導体に短
絡された短絡線路；および、該短絡線路の短絡点に位置
する、前記周波数ｆocとは異なる周波数ｆa励振の第２
の給電点；を備えることを特徴とする、多周波数共用マ
イクロストリップアンテナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34101991A JP3240568B2 (ja) | 1991-12-24 | 1991-12-24 | 多周波数共用マイクロストリップアンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34101991A JP3240568B2 (ja) | 1991-12-24 | 1991-12-24 | 多周波数共用マイクロストリップアンテナ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05175722A true JPH05175722A (ja) | 1993-07-13 |
| JP3240568B2 JP3240568B2 (ja) | 2001-12-17 |
Family
ID=18342468
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34101991A Expired - Fee Related JP3240568B2 (ja) | 1991-12-24 | 1991-12-24 | 多周波数共用マイクロストリップアンテナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3240568B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011066891A (ja) * | 2009-09-21 | 2011-03-31 | Ind Technol Res Inst | 円偏波パッチアンテナ及びその製造方法 |
-
1991
- 1991-12-24 JP JP34101991A patent/JP3240568B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011066891A (ja) * | 2009-09-21 | 2011-03-31 | Ind Technol Res Inst | 円偏波パッチアンテナ及びその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3240568B2 (ja) | 2001-12-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |