JPH05347511A - 平板型アンテナ - Google Patents

平板型アンテナ

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JPH05347511A
JPH05347511A JP18047092A JP18047092A JPH05347511A JP H05347511 A JPH05347511 A JP H05347511A JP 18047092 A JP18047092 A JP 18047092A JP 18047092 A JP18047092 A JP 18047092A JP H05347511 A JPH05347511 A JP H05347511A
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antenna
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plate
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卓 塩田
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 小型,薄型で給電効率が良く、広帯域な周波
数特性を持つ平板型アンテナを提供すること。 【構成】 第1の誘電体基板4を取り囲むように導電体
層5を積層させ、該導電体層5には間隙部6を設けて折
り返しダイポールアンテナを構成し、前記間隙部6の一
端部間を短絡導体8で短絡してノッチアンテナ若しくは
整合回路を構成するとともに他端部の給電点9−1,9
−2に給電する。第1の誘電体基板4を第2の誘電体基
板10を挾んで接地板11と平行に配置し、第1の誘電
体基板4を取り囲む導電体層5及び接地板11間を短絡
板12で接続してSMSPアンテナ若しくは逆F型アン
テナを構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、セルラー電話等の携帯
用無線機に内蔵するのに適した、小型,薄型で且つ給電
効率が良く、広帯域な周波数特性を持つ平板型アンテナ
に関するものである。
【0002】
【従来技術】図9は従来の一般的な折り返しダイポール
アンテナの概要図である。同図に示すように、従来の折
り返しダイポールアンテナは、半径rの約1波長λの導
体100を、幅wを保つように折り返して該導体100
の両端に高周波給電源200を印加する構造となってい
る。この折り返しダイポールアンテナは平衡/不平衡変
換回路が要らないという利点があり、300Ωのフィー
ダ線との整合性が良いことなどから、テレビ受信用の八
木アンテナの投射器などによく用いられている。
【0003】また、図10(a)は従来の一般的な短絡
型マイクロストリップパッチアンテナ(以下「SMSP
アンテナ」と略す)の概要図であり、同図(b)は逆F
型アンテナの概要図である。SMSPアンテナは接地板
3上に短絡板1を介して放射板2を平行に配設して構成
されている。逆F型アンテナはSMSPアンテナの短絡
板1の幅を小さくして外形寸法を小型化した構造となっ
ており、携帯用電話の内蔵型アンテナとして用いられ
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】一般に折り返しダイポ
ールアンテナは、その素子が図9に示すように一定半径
rの導体100が間隔wをおいて構成されているとき、 1/2 r0=(r・w) なる等価半径を持つ半波長ダイポールアンテナと考える
ことができ、そのときの指向性及び利得は、その等価半
径を持つ半波長ダイポールアンテナと等しい。従ってこ
の折り返しダイポールアンテナの周波数帯域幅を広げる
ためには、その導体半径rもしくは導体間隔wを大きく
すれば良いが、そのために素子の重量,外形寸法が増大
し、例えばこのアンテナを無線機に設置した場合に、無
線機自体の外形寸法の増大につながるという問題点があ
った。
【0005】また、折り返しダイポールアンテナ等の平
衡型のアンテナを携帯用電話などに用いる場合、アンテ
ナと内部回路のシールド材として機能する接地板との距
離を充分にとることができないため、本来のアンテナの
特性が得られないという問題点があった。
【0006】一方、従来の逆F型アンテナは携帯用電話
に用いられる場合、通常、ホイップアンテナ等のモノポ
ールアンテナとのダイバシチとして使われることが多
く、それ単体で必要な帯域幅を確保するためには、図1
0において放射板2と接地板3の間隔Hをかなり大きく
取る必要があり、携帯用電話等への内蔵は困難であると
いう問題点があった。
【0007】本発明は上述の点に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、小型,薄型で給電効率が良く、広帯
域な周波数特性を持つ平板型アンテナを提供することに
ある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め本発明にかかる平板型アンテナは、第1の誘電体基板
を取り囲むように導電体層を積層させ、該導電体層には
間隙部を設けて折り返しダイポールアンテナを構成し、
前記間隙部の一端部間を短絡してノッチアンテナ若しく
は整合回路を構成するとともに他端部に給電し、上記第
1の誘電体基板を第2の誘電体基板を挾んで接地板と平
行に配置し、第1の誘電体基板を取り囲む導電体層及び
接地板間を短絡板で接続してSMSPアンテナ若しくは
逆F型アンテナを構成した。
【0009】
【作用】上記の如く本発明は、折り返しダイポールアン
テナを誘電体基板を用いて平板状にするとともに、ノッ
チアンテナとして作用させることにより複共振化し、さ
らに上記誘電体基板全体をSMSPアンテナ若しくは逆
F型アンテナの素子として接地板上に配置することによ
って、セルラー電話等の携帯用無線機への内蔵に適し
た、小型,薄型で給電効率が良く、広帯域な周波数特性
を持つアンテナを実現した。
【0010】
【実施例】以下、本発明の1実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。図1は本発明の第1実施例にかかる平板
型アンテナを示す斜視図であり、また図2は図1のA−
A′断面図である。この平板型アンテナは、まず、誘電
率εr1の平板状の第1の誘電体基板4の周囲に、該誘電
体基板4を取り囲むように導電体層5を積層させ、該導
電体層5の一部に間隙部6を設け、この間隙部6を挾ん
で向い合う導電体層5の端部7−1,7−2間を幅の狭
い短絡導体8により導通させ、その反対側の端部を給電
点9−1,9−2としている。これによって折り返しダ
イポールアンテナとノッチアンテナを含む構造が構成さ
れる。
【0011】次に以上の構造を、誘電率εr2の平板状の
第2の誘電体基板10を挾んで接地板11と平行に配置
し、短絡板12を導電体層5及び接地板11に接続す
る。なお短絡板12は導電体層5の側面中央部に接続さ
れる。そして、給電線路の接地側の電位が接地板11と
等しくなるようにして、上述の給電点9−1,9−2か
ら給電する。
【0012】ここで図3に示す上記平板型アンテナの各
部の寸法は概ね以下のように決めれば良い。
【0013】まずL,D,Hは、折り返しダイポールア
ンテナ部の共振周波数f1の空間波長λ01、及び第1の
誘電体基板4付近の実効誘電率εr1′に対して、 により表される。
【0014】次に、W,Bは、ノッチアンテナ部の共振
周波数f2の空間波長λ02、及び間隙部6での第1の誘
電体基板4による実効誘電率εr1″に対して、 の関係を満たすように決めれば良い。
【0015】また、L,W,W′は、図1の第1実施例
のようにW=W′、すなわちSMSPアンテナの場合、
SMSPアンテナ部の共振周波数f3の空間波長λ03
及び第2の誘電体基板10による第1の誘電体基板4と
接地板11の間隙部の実効誘電率εr2′に対して、 の関係を満たすように決めれば良い。
【0016】一方、W>W′、すなわち逆F型アンテナ
の場合、短絡板12に発生するインダクタンス、及び給
電箇所等に応じて、L,Wを短縮することができる。
【0017】以上のような構成により、給電点9−1,
9−2から給電された入力信号は、折り返しダイポール
アンテナ部、ノッチアンテナ部、及びSMSP(若しく
は逆F型)アンテナ部でそれぞれ共振するので、周波数
1,f2,f3にて空間中に放射される。
【0018】なおここで図7は折り返しダイポールアン
テナ上の電流分布を示す図であるが、前記導電体層5は
この折り返しダイポールアンテナの電流0の点で短絡板
12によって接地板11に接続されるので、折り返しダ
イポールアンテナからの放射特性の劣化を最小限に抑え
ることができる。
【0019】図4は本発明の第2実施例を示す斜視図で
ある。この実施例においては、2つに分割した第2の誘
電体基板10−1,10−2を、第1の誘電体基板4と
接地板11の間に部分的に配置し、これによって誘電体
部分の実効誘電率を下げている。
【0020】図5は本発明の第3実施例を示す斜視図で
ある。この実施例の場合は、SMSP(若しくは逆F
型)アンテナ部の整合を取るために、整合ピン13を導
電体層5と接地板11の間に配置したものである。
【0021】図6は本発明の第4実施例を示す斜視図で
ある。この実施例の場合は、図1の導電体層5の間隙部
6を接地板11側に向けて配置し、同軸等の給電線路を
第1の誘電体基板4の真下にて接地板11に接地させ、
給電点9−1′,9−2′から給電することにより、同
軸の外導体を図5に示す整合ピン13として作用させて
もよい。
【0022】さらに、ノッチアンテナ部をアンテナとし
て作用させずに、単に折り返しダイポールアンテナ部の
整合回路として用いてもよい。
【0023】また第1の誘電体基板4として、誘電体の
代わりにフェライト等の磁性体を用いれば、より効率の
良いアンテナが実現できる。
【0024】ここで図8は、図4に示す第2実施例のよ
うに第2の誘電体基板10−1,10−2を部分的に配
置し、且つ図5の第3実施例のように整合ピン13を導
電体層5と接地板11の間に設け、ノッチアンテナ部を
折り返しダイポールアンテナの整合回路として作用さ
せ、各部の寸法を以下のように設定した場合の反射特性
の測定結果を示す図である。
【0025】図8では、VSWR<2.0において、1
0%近い比帯域幅が得られている。
【0026】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明にか
かる平板型アンテナによれば、以下のような優れた効果
を有する。 折り返しダイポールアンテナを誘電体基板を用いて平
板状にすることにより、小型化,薄型化を実現できる。
【0027】折り返しダイポールアンテナを介して給
電するので、平衡/不平衡変換器が不要であり、放射効
率を向上することができる。
【0028】折り返しダイポールアンテナの素子端間
に短絡導体を設けることにより、素子端間をノッチアン
テナとして利用でき、しかも入力インピーダンスを下げ
ることができる。
【0029】折り返しダイポールアンテナ,ノッチア
ンテナ,SMSP(若しくは逆F型)アンテナの3つの
アンテナによる複共振化が可能なので、外形が小型,薄
型で、広帯域な周波数特性を得ることができる。
【0030】以上のように小型,薄型で給電効率がよ
く広帯域な周波数特性を持つので、セルラー電話等の携
帯用無線機への内蔵に適するアンテナが実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例にかかる平板型アンテナを
示す斜視図である。
【図2】図1のA−A′断面矢視図である。
【図3】図1に示す平板型アンテナの各部の寸法を示す
図である。
【図4】本発明の第2実施例を示す斜視図である。
【図5】本発明の第3実施例を示す斜視図である。
【図6】本発明の第4実施例を示す斜視図である。
【図7】折り返しダイポールアンテナ上の電流分布を示
す図である。
【図8】反射特性の測定結果を示す図である。
【図9】従来の一般的な折り返しダイポールアンテナの
概要図である。
【図10】図10(a)は従来の一般的なSMSPアン
テナの概要図、同図(b)は逆F型アンテナの概要図で
ある。
【符号の説明】
4 第1の誘電体基板 5 導電体層 6 間隙部 8 短絡導体 9−1,9−2 給電点 10 第2の誘電体基板 11 接地板 12 短絡板

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1の誘電体基板を取り囲むように導電
    体層を積層させ、該導電体層には間隙部を設けて折り返
    しダイポールアンテナを構成し、前記間隙部の一端部間
    を短絡してノッチアンテナ若しくは整合回路を構成する
    とともに他端部に給電し、上記第1の誘電体基板を第2
    の誘電体基板を挾んで接地板と平行に配置し、第1の誘
    電体基板を取り囲む導電体層及び接地板間を短絡板で接
    続して短絡型マイクロストリップパッチアンテナ若しく
    は逆F型アンテナを構成したことを特徴とする平板型ア
    ンテナ。
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