JPH05226925A

JPH05226925A - 移動体通信用マイクロストリップ・アンテナ及びその製造方法

Info

Publication number: JPH05226925A
Application number: JP4274082A
Authority: JP
Inventors: Robert Marshall; マーシャルロバート; Mark Rogers; ロジャースマーク; Theresa C Boone; クロニンボーンテレサ; Farzin Lalezari; ラレザリファルチン
Original assignee: Ball Corp
Current assignee: Ball Corp
Priority date: 1991-10-15
Filing date: 1992-10-13
Publication date: 1993-09-03
Also published as: US5355142A; CA2079398C; EP0537548A1; CA2079398A1

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】マイクロストリップ放射素子と伝送線の間に
電気接続を確立するために使用される一体化部材を具備
し、全方位放射パターン、高い効率、着脱可能な外力に
耐える、等の長所を得る。【構成】アンテナ１０を適切な面へ着脱可能な磁気ベ
ース１２、磁気ベース１２に取付けられているアース面
１４、アース面１４と協同して共振空洞を形成する導電
性平面部材１８、導電性物質からできていて、平面部材
１８と一体化または連続化し、ほとんどインダクタンス
を生じずに伝送線を平面部材１８に接続する給電部材２
０、アース面１４とマイクロストリップ放射素子１６の
端部間の電気的接続を確立し、マイクロストリップ１６
と一体化しているショーティング部２４がある。平面部
材１８はアンテナ１０の中心周波数の波長の１／４の長
さを有し、アンテナ１０は全方位放射パターンを示す。
マイクロストリップ放射素子１６の端部はゼロ・インピ
ーダンポイントである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、マイクロストリップ・
アンテナに関するものであり、特に移動体通信用に適す
るマイクロストリップ・アンテナに関する。

【０００２】

【従来の技術】代表的なマイクロストリップ・アンテナ
には、互いに平衡に位置するアース面とマイクロストリ
ップ放射素子があり、両者の間には誘電物質が配置され
ている。また代表的なマイクロストリップ・アンテナに
は、マイクロストリップ放射素子とアース面との間の無
線周波数（ｒｆ）信号用の通信路となる伝送線がある。
マイクロストリップ・アンテナを使用して無線周波数信
号を送信するために、無線周波数信号は、送信装置によ
り伝送線に送られ、伝送線はこの無線周波数信号をマイ
クロストリップ放射素子とアース面に送る。これに応答
し、マイクロストリップ放射素子の端部とアース面の間
で、とりわけマイクロストリップ放射素子、アース面、
および誘電体の位置的および寸法的な特性に依存するパ
ターンおよび周波数で電磁信号が放射される。逆に、受
信の間は、マイクロストリップ放射素子とアース面は、
適切な周波数の電磁信号と相互作用した後に共振し、復
調のために伝送線により受信装置へ送られる無線周波数
信号を生じる。

【０００３】マイクロストリップ・アンテナは、移動体
通信およびこれに準ずる可搬式無線通信に特に適してい
ることがわかっている。これは少なくとも１つには、そ
の実質的に全方位の放射パターン、すなわち、当該の特
定の面内（普通は水平面）のどの方向にも実質的に同一
のゲインを示す放射パターンのためであり、またこの種
のアンテナが、その寸法を比較的小さく、また軽重量に
することで得られる効率が比較的高いことによる。通信
が行なわれている無線装置に対して可動式無線装置の方
向が常に変化しているため、可動式無線通信では、実質
的な全方位放射パターンは基本的に重要となる。

【０００４】以下の文ではこの無線装置を通信用無線装
置と呼ぶ。例えば、セル方式無線通信網では、車若しく
は他の移動式乗物の位置がセル内、すなわち通信用無線
装置が機能する範囲内で変わると、配置した可動式無線
装置の指向方向は通信用無線装置に対して変化する。そ
の結果、アンテナの放射パターンは、実質的に全方位で
あることが重要となる。また、通常可動式無線装置と通
信用無線装置の距離は幅広く変化するため、可動式無線
通信では効率の高さも重要となる。距離の変化を考慮す
れば、効率の高いアンテナにより、可動式無線装置と通
信用無線装置との間で、変化に応じた幅広い範囲に渡っ
て通信を行なうことが可能となる。

【０００５】マイクロストリップ・アンテナの放射パタ
ーン、およびゲインに悪影響を与える可能性がある原因
の１つとして、伝送線のマイクロストリップ放射素子、
およびアース面への接続方法が挙げられる。例えば、１
９８７年１０月１４日に小川氏に対して発行され、「小
型アンテナ」と題された米国特許第４７００１９４（’
１９４）号では、伝送線とアース面との間の接続の位置
は、マイクロストリップ・アンテナの放射パターンおよ
びゲインに対してかなりの影響を与えることが示されて
いる。

【０００６】マイクロストリップ・アンテナの放射パタ
ーンおよびゲインに悪影響を与える可能性のある伝送線
とマイクロストリップ放射素子間接続のもう１つの特徴
は、接続に関連したインダクタンスである。例えば、伝
送線に同軸ケーブルが使用される場合、同軸ケーブルの
中心導体は、マイクロストリップ放射素子へ接続するた
めに、一定の長さを露出させなくてはならない。すなわ
ち、外部導体の端部よりも長く伸びていなくてはならな
い。中心導体がより露出していれば、その結果生じるイ
ンダクタンスはそれだけ大きくなる。インダクタンスが
大きくなると、同軸ケーブルとマイクロストリップ放射
素子間のインピーダンス不整合も大きくなる。これはさ
らにマイクロストリップ・アンテナの放射パターンおよ
びゲインに対して悪影響を与える。

【０００７】１９８９年５月３０日ジョンソン氏に対し
て発行され、「移動式自動車用アンテナとしての使用に
特に適した、近等方性の低プロフィール・マイクロスト
リップ送信アンテナ」と題された米国特許第４８３５５
４１（’５４１）号では、マイクロストリップ放射素子
への伝送線の接続に関するインダクタンスを阻止するた
めに、インピーダンス整合回路網の使用が提案されてい
る。提案されたこのインピーダンス整合回路網は、一方
ではインピーダンス不整合による性能上の欠点に目を向
けてはいるかもしれないが、結果として生じる可動式無
線通信用マイクロストリップ・アンテナはその長所を減
じている。すなわち、米国特許第’５４１号で提案され
ているインピーダンス整合回路網では、製造時に互いに
接続させなくてはならない追加部品がいくつかマイクロ
ストリップ・アンテナに加えられている。すべてではな
いものの、ほとんどの可動式無線通信用アンテナは、振
動や温度変化などの物理的応力を非常に受けるという特
徴をもっている。したがって、インピーダンス整合回路
網に関連した部品の数が増加すれば必要となる相互接続
の数もそれに応じて増加するので、その結果得られるマ
イクロストリップ・アンテナは故障を起こし易くなる。

【０００８】多くの可動式無線通信用アンテナにおいて
必要、または大いに望ましい特徴は、アンテナが視界に
入らないことである。例えば、泥棒が自動車にセル方式
電話が装備されているか否かをすぐには判断できないよ
うにするため、自動車のセル方式電話用アンテナは見え
ない位置にあることが望ましい。米国特許第’５４１号
では、自動車のプラスチック天井とヘッドライナとの間
の空間にアンテナを取り付けることによって、視界に入
らないマイクロストリップ・アンテナが発表されてい
る。しかしながら、インピーダンス整合回路網を採用し
たマイクロストリップ・アンテナの具体例を使用した場
合には、アンテナの前項プロフィールが増し、その結
果、こうしたアンテナを見えない位置に取り付けること
が難しくなる。さらに、インピーダンス整合回路網の場
合、マイクロストリップ・アンテナを自動車の屋根に取
り付ける方法に著しく手を加える必要がある。インピー
ダンス整合回路網がない場合にはマイクロストリップ・
アンテナを屋根へ面一に取り付けることが可能だが、イ
ンピーダンス整合回路網がある場合はこれができないた
めである。

【０００９】また多くの可動式無線通信用アンテナにお
いて、マイクロストリップ・アンテナを構成する個別部
品の数と、アンテナを組み立てる費用との関係が懸念さ
れる。具体的に言うと、マイクロストリップ・アンテナ
を構成する個別部品の数が増えれば部品をアンテナに組
み込むのに必要な時間が増えるので、マイクロストリッ
プ・アンテナの価格が高くなる。その結果、たとえマイ
クロストリップ・アンテナ型の代替タイプのアンテナに
比べ性能上および構造上の長所を持っていても、価格が
高いためセル式電話市場などの大量消費者市場用のマイ
クロストリップ・アンテナ使用が制限されてしまう。ま
た多くの可動式無線通信用アンテナは、取付け面から容
易に着脱できることが望ましい。例えば、アンテナを見
えない位置に取り付けることが困難なとき、多くの場合
はアンテナ使用時にはアンテナを露出面に取り付け、使
用しないときはアンテナを取り外すことができるように
することが非常に望ましい。

【００１０】無線による移動式または可動式通信におい
ては、アンテナの外面部分がさらに重要となる。使用中
にアンテナが風力などの外力にさらされる場合、アンテ
ナの外面部分は、アンテナがこうした外力に耐える能力
に影響を与える可能性がある。さらに、セル式電話など
の消費者指向の可動式無線用アンテナの多くは、外観が
消費者に対するアンテナの魅力に著しい影響を与えるの
が普通である。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】従来のマイクロストリ
ップ・アンテナ、特に可動式無線通信用マイクロストリ
ップ・アンテナの問題点を解消するマイクロストリップ
・アンテナの必要性が生じる。とりわけ、見えない位置
に容易に取り付けられ、部品価格および製造価格を抑え
るため部品数を少数にし、信頼性を向上させたマイクロ
ストリップ・アンテナの必要性が生じる。この点では、
インピーダンス整合回路網使用を実質的に除外したマイ
クロストリップ・アンテナが必要である。さらに、実質
的な全方位放射パターンおよび高い効率をもたらすマイ
クロストリップ・アンテナが必要となる。さらに、取付
け面から容易に着脱可能なマイクロストリップ・アンテ
ナ、またアンテナ作動に影響を与える可能性のある外
力、および消費者に対するアンテナの魅力を考慮した外
面部分を有するマイクロストリップ・アンテナが必要と
なる。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明のマイクロストリ
ップ・アンテナには、従来のマイクロストリップ・アン
テナと同様に、アース面、およびアース面と実質的に平
行であるが分離せずに位置する導電性平面を有するマイ
クロストリップ放射素子がある。しかし従来のマイクロ
ストリップ・アンテナとは異なり、このマイクロストリ
ップ放射素子は、マイクロストリップ放射素子の平面と
一体化しており、また伝送線の２つの導体のうち１つを
マイクロストリップ放射素子に接続するための給電点と
なる部材を持つ。この部材は、アース面とマイクロスト
リップ放射素子の平面との間の空間に伸びており、また
ほとんどインダクタンスを示さない。したがってこの部
材は、平面と電気接続をしなくてはならない導体の露出
を減らすために使用される。その結果、露出した導体に
起因するインダクタンスが減少する。したがって、これ
は、伝送線とマイクロストリップ放射素子との間のイン
ピーダンス不整合を減少させ、マイクロストリップ・ア
ンテナは、伝送線とマイクロストリップ放射素子との間
に電気接続を確立するためのインピーダンス整合回路網
のような別要素の必要性を実質的に回避しているので、
アンテナを具現するために行なわなくてはならない電気
的または物理的な接続の数が、それに比例して減少す
る。したがってこれは、特にアンテナが高い物理的応力
にさらされるのが普通である可動式無線通信用アンテナ
で、マイクロストリップ・アンテナの信頼性を高める。
さらに一体型部材は、アース面とマイクロストリップ・
アンテナとの間に位置しているので、マイクロストリッ
プ・アンテナを容易に見えない位置に取り付けることが
できる。その上、一体型部材は、本発明のマイクロスト
リップ・アンテナを具現するのに必要な部品数が少なく
すむため、部品類の製造価格を下げることができる。

【００１３】マイクロストリップ・アンテナの具体例の
１つには、アンテナを適切な面へ着脱するのを可能にす
る磁気面がある。この機能には、アンテナを見えない位
置に取り付けることができ、使用しない時には環境によ
る損傷からアンテナを保護することができるなどの利点
がある。マイクロストリップ・アンテナのもう１つの具
体例には、外力による影響を受けにくくし、かつ美的に
より魅力的な外観を有したアンテナがある。とりわけ、
このアンテナには、実質的にアンテナの他の要素がすべ
て配置されているレードームがあるため、アンテナをあ
る面に取り付けたとき、実質的にはレードームしか見え
ない。

【００１４】本発明の方法は、導電性平面、およびその
面と一体化しているがその面に対してある角度をなして
いる部材を具備するマイクロストリップ放射素子の成形
を含む。本発明の具体例の１つでは、この平面と部材
が、１つの導電性物質を適切に曲げることにより成形さ
れている。本発明のもう１つの具体例では、この平面と
マイクロストリップ放射素子の部材が、導電性物質をプ
ラスチックなどの実質的に非導電性物質の表面上に被覆
または蒸着させることにより具現されている。この非導
電性物質を使用してレードーム、すなわち電磁放射がマ
イクロストリップ・アンテナと外部環境との間を通過で
きるようにする一方で、マイクロストリップ・アンテナ
を外部環境から保護する構造体を作ることができる。こ
の方法はさらに、アース面がマイクロストリップ・アン
テナ放射素子の平面と実質的に平行になり、さらに一体
型部材が、マイクロストリップ放射素子の平面とアース
面の間の空間に位置するように、アース面を配置するこ
とをふくむ。また、伝送線の一方の導体を部材に、また
伝送線の他方の導体をアース面に電気接続する方法も含
まれる。

【００１５】本発明の方法にはいくつかの利点がある。
すなわち、一体型部材を使用しているので、インピーダ
ンス不整合を減少させ、伝送線とマイクロストリップ放
射素子の間の接続が行なわれるためゲインおよびアンテ
ナの放射パターンを改善する。さらに、アンテナの部品
が互いに一体化されている程度が様々であるため、この
方法はさらに、マイクロストリップ・アンテナ製造が比
較的少ない工程で行なえる。例えば、希望のマイクロス
トリップ・アンテナが１／４波長のアンテナで、アース
面とマイクロストリップ放射素子がショーティング部に
よって連結されており、これらの要素がアンテナの１つ
の要素に一体化されている場合、このマイクロストリッ
プ・アンテナは、伝送線の２つの導体をアース面とマイ
クロストリップ放射素子の平面に接続する２工程のみで
組み立てることができる。マイクロストリップ・アンテ
ナを比較的少数の工程で製造可能な方法を提供すること
により費用を節約でき、結果としてアンテナの使用用途
を広げ、マイクロストリップ・アンテナの他の利点を生
かした用途を広げることができる。また、部品の一体化
によって、マイクロストリップ・アンテナ組立てに必要
な相互接続の数を減少させることができ、より信頼性の
高いアンテナ製造が可能となる。

【００１６】上記事項に基づき、本発明は、可動式無線
通信用アンテナに必要な性能を持ち、同時に高信頼性、
種類の少ない部品、容易に見えない位置に取り付けるこ
とができる構造体、費用節減を可能にし、マイクロスト
リップ・アンテナの長所をより広い用途で実現可能にす
るマイクロストリップ・アンテナ、およびその製造方法
を提供するものである。さらに本発明は、適切な面に容
易に着脱可能で、環境による影響を受けにくく、魅力的
な外観を有するマイクロストリップ・アンテナを提供す
るものである。

【００１７】

【実施例】図１から図４において、本発明のマイクロス
トリップ・アンテナ１０（以下では、アンテナ１０と呼
ぶ）の具体例が図示されている。このアンテナ１０に
は、アンテナ１０を適切な面へ容易に着脱可能な磁気ベ
ース１２がある。磁気ベース１２に取り付けられている
のは、導電性物質でできていて、アンテナ１０に対し電
気的基準つまりアース点となるアース面１４である。

【００１８】アース面１４の上部に位置するのは、導電
性物質でできており、アース面１４と結合して無線周波
数（ｒｆ）信号の送信および受信に適した共振空洞を形
成するマイクロストリップ放射素子１６である。マイク
ロストリップ放射素子１６上には、アース面１４に協働
して共振空洞を形成する導電性平面部材１８がある。マ
イクロストリップ放射素子１６はまた、導電性物質から
できていて、平面部材１８と一体化または連続化した給
電部材２０がある。給電部材は、ほとんどインダクタン
スを生じずに伝送線を平面部材１８に電気接続するため
の通路を形成する。マイクロストリップ放射素子１６
は、平面部材１８が、アース面１４と実質的に平行であ
るが、分離せずに位置し、さらに給電部材２０が、アー
ス面１４と平面部材１８の間の空間２２に位置するよう
に配置されている。空間２０内の空気は誘電体の役割を
果たす。適切な場合には空間２２の代わりにテフロン
（登録商標）などの誘電物質を使用することが出来る。

【００１９】平面部材１８は、アンテナ１０が動作する
ように設計された中心周波数の波長の１／４（λ／４）
にほぼ等しい長さである。実質的にλ／４に等しい長さ
のマイクロストリップ・アンテナは、１／４波長マイク
ロストリップ・アンテナと呼ばれることが多く、またそ
のようなアンテナを可動式無線通信に与える、実質的な
全方位放射パターンを方位面で示す。アンテナ１０は、
１／４波長マイクロストリップ・アンテナなので、アー
ス面１４とマイクロストリップ放射素子１６の端部間の
電気接続確立に使用するため、Ｌ形で、マイクロストリ
ップ放射素子１６と一体化しているショーティング部２
４も含む。マイクロストリップ放射素子１６の端部は、
１／４波長マイクロストリップ・アンテナのゼロインピ
ーダンス・ポイントである。ショーティング部２４を通
る第１の穴２５は、伝送線がアース面１４および給電部
材２０と接続される空間２２に、伝送線が入るためのア
クセスとなる。４本の板金ねじ２６Ａ、２６Ｂ、２６
Ｃ、２６Ｄは、アース面１４とマイクロストリップ放射
素子１６の間に電気的および機械的な接続を確立するた
めに使用される。ねじ２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｄ
はまた、アース面１４とケーブルクランプの間の伝送線
を、その間に機械的接続を確立するためにクランプす
る。機械的接続を行うのに加えて、ケーブルクランプは
また、伝送線の一方の導体とアース面１４との間に電気
的接続を確立する。必要がある場合、または望ましい場
合には、板金ねじ２６Ａと２６Ｂは削除し、電気的およ
び機会的接続の確立は、板金ねじ２６Ｃと２６Ｄに依存
することができる。

【００２０】このアンテナにはまた、アース面１４、お
よびマイクロストリップ放射素子１６の平面部材１８に
より形成される共振空洞に対して無線周波数信号を送
り、またそこから無線周波数信号を受信するための伝送
線３０がある。伝送線３０は、第１の穴２５を通って伸
び、さらにアース面１４と電気接続された第１の導体３
２、およびアース面１４と平面部材１８の間に形成され
た空間２２内の給電部材２０と接続された第２の導体３
４がある。図示された具体例では、伝送線３０は同軸ケ
ーブルであり、第１の導体３２は同軸ケーブルの外部導
体で、普通はウーブンワイヤメッシュであり、第２の導
体３４は同軸ケーブルの中心導体で、テフロンなどの誘
導体３６により外部導体と分離している。伝送線３０
は、空間２２の全体に渡りマイクロストリップ放射素子
１６と実質的に平行な面の実質的にまっすぐな線をたど
るように、空間２２に位置している。

【００２１】アンテナ１０にはまた、伝送線３０の第１
の導体３２とアース面１４との間の電気的接続を確立す
るのに使用するクランプ３８がある。さらにケーブルク
ランプ３８は、伝送線３０、および伝送線３０がアース
面１４とマイクロストリップ放射素子１６から外れる可
能性を減少させるアース面１４との間の機械的な接続を
形成する。

【００２２】伝送線３０の誘電絶縁体３６は、伝送線３
０の第２の導体３４と空間２２内のアース面１４との接
触防止に使用される。レードーム４８は、これまで述べ
てきたアンテナ１０の各要素を環境から保護し、同時
に、外部環境と、アース面１４とマイクロストリップ放
射素子１６により形成される共振空洞との間を電磁放射
が通過できるように設けられている。第２の穴４９は、
伝送線３０を収容するためにレードーム４８に設けられ
ている。レードーム４８は、図２Ｄに示されたように、
アンテナ１０を側面から見た時、実質的にレードーム４
８だけが見えるようにするために、アース面１４の下面
を通って伸びるのが好ましい。これによりアンテナ１０
は、滑らかで背の低い形をし、かつ美的魅力を備えた完
成品ユニットとなり、さらに、例えば磁気によって適切
な面に取り付けた場合、外部環境における木の大枝など
の物体によりアンテナが外れる可能性が減少する。レー
ドーム４８には、アース面１４に対してレードーム４８
を正しく配置するのに使用するフランジ５０の複数体が
ある。フランジ５０はまた、レードーム４８をアース面
１４に結合するために接着剤を塗る面にもなる。

【００２３】情報を送るためにアンテナ１０が使用され
る場合には、伝送線３０により無線周波数信号が、アー
ス面１４、およびマイクロストリップ放射素子１６の平
面部材１８に送られる。これに応答して、アース面１４
および平面部材１８は、図３に示されたように実質的に
全方向性放射パターンをもつ電磁信号をアース面１４と
平面部材１８の面と一致する面である方位面に作る。同
様に、アース面１４および平面部材１８は、電磁信号を
受けた後すぐに、無線周波数信号が伝送線３０に加えら
れるようにする。特に給電部材２０は、第１の導体３２
と、アース面１４との間の電気接続、および第２の導体
３４と給電部材２０との間の電気接続をきわめて近似し
たものにすることができる。したがって給電部材２０へ
の電気接続を行うためには、第２の導体３４にうちごく
少量だけを露出、即ち、第１の導体３２の端部を越えさ
せるだけでよい。このように露出量が少ないために、第
２の導体３４は、無線周波数信号の送信中または受信中
はほとんどインダクタンスを示さない。さらに、給電部
材２０はほとんどインダクタンスを示さないので、伝送
線３０とマイクロストリップ放射素子１６との間のイン
ピーダンス不整合が減少し、これによってアンテナ１０
のゲインと放射パターンが改善される。この長所はさら
に、給電部材２０をインビダンス不整合を減少させる平
面部材１８に関した位置に配置することにより高められ
る。インピーダンスは伝送線３０が５０オームの同軸ケ
ーブルの場合に５０オーム・ポイントである。

【００２４】マイクロストリップ放射素子１６の平面部
材１８と給電部材２０の一体化により、アンテナ１０
は、製造及び組立てにほとんど時間を要せず、結果とし
て比較的低価格となる。特に、板金ねじ２６Ａ、２６
Ｂ、２６Ｃ、２６Ｄは、ショーテング部２４を介してア
ース面１４、およびマイクロストリップ放射素子１６の
平面部材１８の端部の間に機械的および電気的接続を確
立する。さらに、ケーブルクランプ３８および板金ねじ
２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｄは協働し、アース面１
４と伝送線３０の第１導体３２の間に電気接続を確立す
る。伝送線３０の第２の導体３４は、給電部材２０へは
んだ付けしてマイクロストリップ放射素子１６の平面部
材１８へ電気接続される。

【００２５】図７には、アンテナ１０の別の具体例が図
示されている。機能的には、実質的に図１から図４に図
示されているアンテナ１０具体例の各要素と同等であ
り、図７に図示されているアンテナ１０の具体例の各要
素には、便宜上、同一の照合番号が与えられている。図
７に図示されているアンテナ１０では、アース面１４、
マイクロストリップ放射素子１６の平面部材１８と給電
部材２０、およびショーティング部２４は互いに一体化
している。つまり、連続した１つの材料で成形されてい
る。したがってこれらの要素は、給電部材２０を成形す
ることができるように１つの導電性の板材を適切に切
り、次に図７に示されているこれらの要素の形を作るこ
とができるようにこの板材を曲げることにより成形でき
る。アンテナ１０の部品または要素をこのように一体化
することにより、アース面１４、ショーティング部２
４、およびマイクロストリップ放射素子１６の平面部材
１８の間に機械的、および電気的接続を確立する必要が
なくなる。したがってアンテナ１０の組立体は、単にア
ース面１４と伝送線３０の第１の導体３２の間に電気接
続を確立し、また平面部材１８と伝送線３０の第２の導
体３４の間に給電部材２０を介して電気接続を確立する
だけでよい。アース面１４と第１の導体３２の間の電気
接続は、ケーブルクランプ３８および４本の板金ねじ２
６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｄを使用して確立される。
第２の導体３４と、マイクロストリップ放射素子１６の
給電部材２０の間の電気接続を確立するためには、はん
だ付けが使用される。

【００２６】図８には、給電部材２０がマイクロストリ
ップ放射素子１６の平面部材１８と一体化または連続化
しているアンテナ１０の具体例が示されている。図５に
示されているアンテナ１０の具体例各要素は、アンテナ
１０の前述した具体例の各要素に実質的に一致してお
り、便宜上、同一の照合番号が与えられている。図５に
示されているアンテナ１０と、アンテナ１０の前述した
具体例との間の主な相違点は、伝送線３０がアース面１
４と実質的に垂直である面の、実質的にまっすぐな線に
沿って伸びている事である。この伝送線は、コネクタ５
４によってアース面１４に機械的に接続されている。コ
ネクタ５４には、コネクタ５４をアース面１４に機械的
に接続するためのねじ５６Ａと５６Ｂがある。またコネ
クタ５４には、伝送線をコネクタ５４に機械的に接続す
るためのねじ５８がある。コネクタ５４、ねじ５６Aと
５６B、およびねじ５８は、すべて導電性なので、伝送
線３０とアース面５４の間に機械的な接続を確立するの
に加えて、アンテナ１０の前述具体例で示されているよ
うに、伝送線の第１の導体３２とアース面１４の間にも
電気接続が確立される。伝送線３０の第２の導体３４
は、アンテナ１０の前述具体例におけるように、給電部
材２０にはんだ付け、もしくは電気接続される。

【００２７】図９〜図１１には、伝送線３０がアース面
１４に対して実質的に垂直に伸びている、アンテナ１０
の別の具体例が示されている。このアンテナ１０には、
アンテナ１０の前述した具体例とは対照的にアース面１
４と一体化している給電部材６２がある。給電部材６２
は、ケーブルクランプ６４および一対のねじ６６Ａ、６
６Ｂと結合して、伝送線３０の第１の導体３２とアース
面１４の間に電気接続を行う。さらに、給電部材６２、
ケーブルクランプ６４、およびねじ６６Ａ、６６Ｂは、
伝送線３０とマイクロストリップ放射素子１６間に機械
的な接続を行う。伝送線３０の第２の導体３４は、５０
オーム・ポイントにおいて平面部材１８にはんだ付けさ
れる。

【００２８】図７、８、および図９〜図１１に示されて
いるアンテナ１０の具体例に関しては、図１に示された
レードーム４８に類似するレードームを使用することが
できる。しかしながら、レードームが使用不可能、また
は望ましくない場合には、アース面１４、マクロチップ
素子１６、およびショーティング部２４にテフロンまた
は他の低付着性物質を被覆する。これにより、これらの
要素に対する汚れなどの付着、アンテナ１０の作動妨害
を防止する。また、テフロンを使用することによって、
万一何らかの物質がこれらの要素に付着した場合でも素
早く洗浄することができる。

【００２９】図１２、図１３は、給電部材２０が、マイ
クロストリップ放射素子１６の平面部材１８と一体化ま
たは連続化している、アンテナ１０の別の具体例を示
す。図７Ａ−７Ｂで示されているアンテナ１０の具体例
の各要素は、図１および図２Ａ−２Ｃに示されているア
ンテナ１０の具体例の各要素と機能的な意味において実
質的に同等であり、同一の照合番号が与えられている。
図７Ａ−７Ｂで示されているアンテナ１０は、アース面
１４、マイクロストリップ放射素子１６、およびショー
ティング部２４用の導電性物質を、レードーム４８のよ
うに機能するプラスティックなどの実質的非導電性物質
に蒸着することにより、アース面１４、マイクロストリ
ップ放射素子１６、ショーティング部２４、およびレー
ドーム４８を１つの成形されたユニットに一体化してい
る。特にレードーム４８には、アース面１４を具現する
ために導電性物質が蒸着されているシェル７０、マイク
ロストリップ放射素子１６の平面部材１８、およびショ
ーティング部２４がある。またレードーム４８にはリブ
７２があり、ここには導電性物質が蒸着し、平面部材１
８とショーティング部２４を形成する導電性物質と一体
化して、給電部材２０を具現する。シェル５０に結合さ
れているキャップ７４によりレードーム４８が完成す
る。アンテナ１０の各要素をこのように一体化すること
により、アンテナ１０の組立てを比較的短時間で行なう
ことができ、したがって費用も節約される。特に伝送線
３０とアース面１４の間に必要とされる物理的な接続
は、キャップ７４をシェル７０に取付ける前に、ケーブ
ルクランプ３８および板金ねじ２６Ｃ、２６Ｄを使用し
て確立される。また、ケーブルクランプ３８および板金
ねじ２６Ｃ、２６Ｄは伝送線３０の第１の導体３２とア
ース面１４の間に電気接続を確立する。第２の導体３４
と、マイクロストリップ放射素子１６の給電部材２０の
間の電気接続を確立するためには、はんだ付け、または
電気接続を行なうための他の方法が使用される。一度上
記の接続が完了すれば、キャップ７４は、この製造方法
で使用されているいずれかの既存装置または既存方法に
よりシェル７０に取り付けられる。例えば、接着剤また
は超音波ボンディングを使用することができる。

【００３０】本発明の前述の説明は、図示および説明の
目的で提示されてきた。さらにこの説明は、本発明を、
本文で発表した形態に制限するために意図されたもので
はない。したがって、上記の教示と同程度の変種および
改良品、およびその関連方法での技術または知識は、本
発明の適用範囲外である。上文で述べられた推奨具体例
はさらに、本発明を実行するための、知られている最大
長所を説明し、またこの方法に熟練したものが、様々な
具体例において、また本発明の特定の用途または使用に
より必要とされる種々の改良形により本発明を使用でき
るようにするために意図されたものである。添付した特
許請求は、従来の方法により認められた範囲まで、代替
具体例を含むものと解釈されるよう意図されている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のマイクロストリップ・アンテナの透視
図。

【図２】図１に示されたマイクロストリップ・アンテナ
の具体例のうち、図１に示されたレードームを除いたも
のの平面図。

【図３】図１に示されたマイクロストリップ・アンテナ
の具体例のうち、図１に示されたレードームを除いたも
のの正面図。

【図４】図１に示されたマイクロストリップ・アンテナ
の具体例のうち、図１に示されたレードームを除いたも
のの側面図。

【図５】図１に示されたマイクロストリップ・アンテナ
の磁気ベースおよびアース面に対するレードームの関係
を示す横断面の側面図。

【図６】方位面により、図１で示されたアンテナの全方
向性作動特性を図示するプロット。

【図７】マイクロストリップ放射素子、ショーティング
部、アース面が一体化された１ユニットであるマイクロ
ストリップ・アンテナの具体例。

【図８】伝送線がアース面に対して実質的に垂直に伸び
ている本発明の具体例の側面図。

【図９】伝送線がアース面に対して実質的に垂直に伸び
ており、かつ給電部材がアース面と一体化している具体
例の側面図。

【図１０】伝送線がアース面に対して実質的に垂直に伸
びており、かつ給電部材がアース面と一体化している具
体例の端面図。

【図１１】図９、図１０で示されているアンテナの具体
例の断面図。

【図１２】プラスチックなどの実質的に非導電性物質上
に導電性物質を被覆または蒸着することによりマイクロ
ストリップ放射素子を具現したマイクロストリップ・ア
ンテナの具体例。

【図１３】プラスチックなどの実質的に非導電性物質上
に導電性物質を被覆または蒸着することによりマイクロ
ストリップ放射素子を具現したマイクロストリップ・ア
ンテナの具体例。

【符号の説明】

１０マイクロストリップ・アンテナ１２磁気ベース１４アース面１６マイクロストリップ放射素子１８平面部材２０給電部材２４ショーティング部２５第１の穴２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｄ板金ねじ３０伝送線３２第１の導体３４第２の導体３６誘導体４８レードーム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者マークロジャースアメリカ合衆国コロラド州 80304 ボールダーワイルドキャットレーン 138 (72)発明者テレサクロニンボーンアメリカ合衆国コロラド州 80303 ボールダーテーブルメサドライブ 2575 (72)発明者ファルチンラレザリアメリカ合衆国コロラド州 80027 ルイスヴィルウエストマホガニーサークル 828

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】以下の構成要件を備えた移動体通信用マ
イクロストリップ・アンテナ：導電性で、第１の実質的
に平面である面を具備する第１の要素；導電性で、第２
の実質的に平面である面、および上記の第２の実質的に
平面である面と一体化しており、また導電性でもある部
材を具備する第２の要素であって、上記の第２の実質的
に平面である面は、上記の第１の実質的に平面である面
と実質的に平行に位置し、そして上記の第１の実質的に
平面である面と上記の第２の実質的に平面である面との
間には空間が定義されており、上記の部材は、上記の空
間内に位置し、また上記の第２の実質的に平面である面
に対してある角度をなしており；無線周波数信号を、上
記の第１の実質的に平面である面、および上記の部材に
結合する伝送線手段であって、上記の伝送線手段は、上
記の第１の実質的に平面である面に電気接続されている
第１の導体、および上記の空間内のある点で上記の部材
に電気接続されている第２の導体を含むもの。
【請求項２】上記の第１の要素が、上記の第１の実質
的に平面な面を、鉄製の物体に磁気的に取付けるのに使
用する手段を含むことを特徴とする請求項１に記載のマ
イクロストリップ・アンテナ。
【請求項３】上記の第２の要素が、実質的に非導電性
の物質を包含し、そして上記の第２の実質的に平面であ
る面および上記の部材の１つが、上記の実質的に非導電
性の物質に被覆されていることを特徴とする請求項１に
記載のマイクロストリップ・アンテナ。
【請求項４】上記の第２の要素が、上記の第１の実質
的に平面である面、上記の第２の実質的に平面である
面、および上記の部材のうちの少なくとも１つに位置す
る低付着性物質を含むことを特徴とする請求項１に記載
のマイクロストリップ・アンテナ：
【請求項５】上記の第２の実質的に平面である面が、
マイクロストリップ・アンテナを同調させる中心周波数
の１／４波長（λ）と実質的に同等の長さを具備するこ
とを特徴とする請求項１に記載のマイクロストリップ・
アンテナ。
【請求項６】第１の実質的に平面である面を具備する
第１の導電性構造体を提供し；第２の実質的に平面であ
る面、および上記の第２の実質的に平面である面と一体
化しており、また上記の第２の実質的に平面である面に
対してある角度をなしている部材を具備する第２の導電
性構造体を成形し；上記の第１の実質的に平面である面
が、上記の第２の平面に実質的に平行であり、また上記
部材が、上記の第１の実質的に平面である面と上記の第
２の実質的に平面である面の間に位置する空間に配置さ
れるように、上記の第１導電性構造体を上記の第２の導
電性構造体に関して配置し；無線周波数信号を、上記の
第１の導電性構造体および上記の第２の導電性構造体に
結合するための伝送手段を提供し、また上記の伝送線手
段は、第１の導体および第２の導体を包含し；上記の伝
送線手段の上記の第１の導体を、上記の第１の実質的に
平面である面に第１に電気接続し；そして、上記の伝送線手段の上記の第２の導体を、上記の部材に
第２に電気接続することから成る、マイクロストリップ
・アンテナの製造方法。
【請求項７】上記の成形工程が、上記の第１の導電性
構造体の上記の部材を成形するために１つの導電性物質
を曲げ加工することを特徴とする請求項６に記載の方
法。
【請求項８】上記の成形工程が、上記の第１の実質的
に平面である面と上記の部材に適切である面を具備す
る、実質的に非導電性である物質に対して、導電性物質
を蒸着することを含むことを特徴とする請求項６に記載
の方法。
【請求項９】上記の配置工程が、第３の導電性構造体
を、上記の第１の導電性構造体と上記の第２の導電性構
造体との間に確立することを含むことを特徴とする請求
項６に記載の方法。
【請求項１０】上記の第２の実質的に平面である面
が、マイクロストリップ・アンテナを同調させる中心周
波数の１／４波長と実質的に同等の長さを具備すること
を特徴とする請求項９に記載の方法。