JPH06112728A - 円環形マイクロストリップアンテナ - Google Patents
円環形マイクロストリップアンテナInfo
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- JPH06112728A JPH06112728A JP4284030A JP28403092A JPH06112728A JP H06112728 A JPH06112728 A JP H06112728A JP 4284030 A JP4284030 A JP 4284030A JP 28403092 A JP28403092 A JP 28403092A JP H06112728 A JPH06112728 A JP H06112728A
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- Japan
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- circuit
- power
- feeding
- feeding circuit
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 ある程度周波数が離れていてもアンテナを共
用できるようにする。 【構成】 円環形導体板１の中心から所定半径の円９に
沿って導体板１と中央電極１７の間に複数のダイオード
１２ｂ，１３ａを接続し、そのダイオード１２ｂ，１３
ａをオンあるいはオフに制御することによって、導体板
１の内径を電気的に変更することによって、異なる周波
数に共振させるようにしたものである。
用できるようにする。 【構成】 円環形導体板１の中心から所定半径の円９に
沿って導体板１と中央電極１７の間に複数のダイオード
１２ｂ，１３ａを接続し、そのダイオード１２ｂ，１３
ａをオンあるいはオフに制御することによって、導体板
１の内径を電気的に変更することによって、異なる周波
数に共振させるようにしたものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＳＨＦ帯等の周波数帯で
使用される外壁短絡形の円環形マイクロストリップアン
テナに関するものである。
使用される外壁短絡形の円環形マイクロストリップアン
テナに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、ＳＨＦ帯等で使用される外壁短絡
形の円環形マイクロストリップアンテナは図１４（ａ）
に平面図を示し、（ｂ）にＸ−Ｘ断面図を示すような構
造を持ったものがある。
形の円環形マイクロストリップアンテナは図１４（ａ）
に平面図を示し、（ｂ）にＸ−Ｘ断面図を示すような構
造を持ったものがある。
【０００３】これは円形の導体板１を誘電体２の上面に
印刷形成し、誘電体２の裏側に導体地板３を形成してい
る。導体板１の右端に接続された給電回路７は、誘電体
２の上面に設けられた整合線４および５０Ω給電線５を
設けたものである。導体板１の内円は短絡壁６によって
導体地板３と短絡された短絡円になっていいる。
印刷形成し、誘電体２の裏側に導体地板３を形成してい
る。導体板１の右端に接続された給電回路７は、誘電体
２の上面に設けられた整合線４および５０Ω給電線５を
設けたものである。導体板１の内円は短絡壁６によって
導体地板３と短絡された短絡円になっていいる。
【０００４】このように構成されたアンテナは、５０Ω
給電線５に図示しない外部の高周波発生源から給電さ
れ、給電線５と導体板１とは整合線４によって整合され
るようになっている。
給電線５に図示しない外部の高周波発生源から給電さ
れ、給電線５と導体板１とは整合線４によって整合され
るようになっている。
【０００５】このアンテナをＴＭ110 モードで駆動する
と、図１５に示すように電流を実線の矢印で、磁界を点
線で、電界を×および・印で示したような分布になり、
直線偏波の特性が得られる。
と、図１５に示すように電流を実線の矢印で、磁界を点
線で、電界を×および・印で示したような分布になり、
直線偏波の特性が得られる。
【０００６】一方、図１６に平面図を示すように２つの
給電回路７ａ、７ｂを有するものは５０Ω給電線５ａ、
５ｂに図示しない外部の高周波源から位相が９０度異な
る高周波信号を供給することによって円偏波特性が得ら
れる。
給電回路７ａ、７ｂを有するものは５０Ω給電線５ａ、
５ｂに図示しない外部の高周波源から位相が９０度異な
る高周波信号を供給することによって円偏波特性が得ら
れる。
【０００７】このように構成されたアンテナを、ＴＭ11
0 モードで駆動すると、図１７に示すような電流、磁界
分布になり、円偏波の特性が得られる。
0 モードで駆動すると、図１７に示すような電流、磁界
分布になり、円偏波の特性が得られる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な従来のアンテナは、Ｑが高いため共振周波数帯域が狭
いので、例えば送受信がある程度離れた周波数帯の場
合、同一のアンテナでは使用できず、別個のアンテナを
使用する必要があることから、コストがかさみまた取付
場所も広く必要であるという課題を有していた。
な従来のアンテナは、Ｑが高いため共振周波数帯域が狭
いので、例えば送受信がある程度離れた周波数帯の場
合、同一のアンテナでは使用できず、別個のアンテナを
使用する必要があることから、コストがかさみまた取付
場所も広く必要であるという課題を有していた。
【０００９】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
もので、ある程度周波数が離れた２つの周波数でも同一
のアンテナを使用できるようにするものである。
もので、ある程度周波数が離れた２つの周波数でも同一
のアンテナを使用できるようにするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために本発明は、円環形導体板の中心から所定半径の
円に沿って導体板と導体地板の間に複数のダイオードを
接続し、そのダイオードをオンあるいはオフに制御する
ことによって、導体板の外形を電気的に変更することに
よって、同一モードで、異なる周波数に共振させるよう
にしたものである。
るために本発明は、円環形導体板の中心から所定半径の
円に沿って導体板と導体地板の間に複数のダイオードを
接続し、そのダイオードをオンあるいはオフに制御する
ことによって、導体板の外形を電気的に変更することに
よって、同一モードで、異なる周波数に共振させるよう
にしたものである。
【００１１】
【作用】円環状に接続されたダイオードを短絡すること
によって電気的な壁ができ外径が変化し、ダイオードに
よる短絡の有無によって瞬時に周波数を変更することが
できるようになる。
によって電気的な壁ができ外径が変化し、ダイオードに
よる短絡の有無によって瞬時に周波数を変更することが
できるようになる。
【００１２】
【実施例】以下の実施例において、図１４および図１６
と同一部分は同記号を使用し、特に必要な場合以外はそ
の説明を省略している。
と同一部分は同記号を使用し、特に必要な場合以外はそ
の説明を省略している。
【００１３】（イ）第１実施例 この例では１励振モード、２周波共振、直線偏波の例に
ついて図１乃至図７によって説明する。図１（ａ）は本
発明を適用して構成したアンテナの一実施例を示す平面
図、図１（ｂ）はその底面を示す図、図２は斜視図、図
３は図２のｘ−ｘ断面図である。
ついて図１乃至図７によって説明する。図１（ａ）は本
発明を適用して構成したアンテナの一実施例を示す平面
図、図１（ｂ）はその底面を示す図、図２は斜視図、図
３は図２のｘ−ｘ断面図である。
【００１４】図１に示すとおり誘電体２の上面に、所望
の内壁短絡円環モードＴＭnm0 （実施例ではＴＭ110 モ
ード）および第１の所望の低い共振周波数ｆ１（実施例
では１．５４ＧＨｚ）で共振する外直径ａ1φ、内直径
ｂ1φ（内、外直径の寸法は後述する）の円環放射導体
板１が印刷されている。その導体板１の中心部は円状に
くり貫かれ、その内壁は短絡壁６ａによって誘電体２を
介した裏側に位置する導体地板３と同一平面の後述する
中央電極に短絡されている。
の内壁短絡円環モードＴＭnm0 （実施例ではＴＭ110 モ
ード）および第１の所望の低い共振周波数ｆ１（実施例
では１．５４ＧＨｚ）で共振する外直径ａ1φ、内直径
ｂ1φ（内、外直径の寸法は後述する）の円環放射導体
板１が印刷されている。その導体板１の中心部は円状に
くり貫かれ、その内壁は短絡壁６ａによって誘電体２を
介した裏側に位置する導体地板３と同一平面の後述する
中央電極に短絡されている。
【００１５】また図１の内直径ｂ1φと同心であり、か
つ内直径ｂ1φと外直径ｂ2φ の間で設定された直径ａ1
φ のダイオード接続円９に沿って、図２および図３に
示すように複数のダイオード１４が接続されている。
つ内直径ｂ1φと外直径ｂ2φ の間で設定された直径ａ1
φ のダイオード接続円９に沿って、図２および図３に
示すように複数のダイオード１４が接続されている。
【００１６】このダイオード１４は図３に示すように導
体板１側にカソードが接続され、導体地板３側にアノー
ドが接続され、ダイオード１４そのものは例えば誘電体
板２に埋め込まれるように構成されている。
体板１側にカソードが接続され、導体地板３側にアノー
ドが接続され、ダイオード１４そのものは例えば誘電体
板２に埋め込まれるように構成されている。
【００１７】このようにダイオード接続円９に沿って複
数のダイオード１４を接続し、このダイオード１４を導
通させることによって内側の短絡壁６の外側に、高周波
的に短絡した短絡壁を構成すると、このアンテナは前述
の励振モードと同一で、第１の低い共振周波数ｆ１とは
異なり、第２の所望の高い共振周波数ｆ２（実施例では
１．６４ＧＨｚ）で共振するようになる。
数のダイオード１４を接続し、このダイオード１４を導
通させることによって内側の短絡壁６の外側に、高周波
的に短絡した短絡壁を構成すると、このアンテナは前述
の励振モードと同一で、第１の低い共振周波数ｆ１とは
異なり、第２の所望の高い共振周波数ｆ２（実施例では
１．６４ＧＨｚ）で共振するようになる。
【００１８】このアンテナは図１に示すように導体板１
と同一平面に給電回路７ａおよび７ｂが設けられ、給電
回路７ａおよび７ｂは図１に示すように、給電線５ａ、
５ｂとそれに接続される整合線４ａ、４ｂから構成され
ている。そして、整合線４ｂは低い周波数の波長λ１の
４分の１の長さを有し、整合線４ａは高い周波数の波長
λ２の４分の１波長の長さを有している。
と同一平面に給電回路７ａおよび７ｂが設けられ、給電
回路７ａおよび７ｂは図１に示すように、給電線５ａ、
５ｂとそれに接続される整合線４ａ、４ｂから構成され
ている。そして、整合線４ｂは低い周波数の波長λ１の
４分の１の長さを有し、整合線４ａは高い周波数の波長
λ２の４分の１波長の長さを有している。
【００１９】図１における円環状の導体板１の内周の右
側付近と上側付近で、導体板１の周辺部のそれぞれに、
ダイオード１３ａおよび１２ｂが接続され、ダイオード
１２ｂはアノードが導体板１に接続され、ダイオード１
３ａはカソードが導体板１に接続されている。それらダ
イオード１２ｂ、１３ａの他端はそれぞれコンデンサ１
１ｂ、１１ａを介して５０Ω給電線５ｂ，５ａに接続さ
れると共に、コイル１０ｂ、１０ａを介して導体地板３
に接続されている。
側付近と上側付近で、導体板１の周辺部のそれぞれに、
ダイオード１３ａおよび１２ｂが接続され、ダイオード
１２ｂはアノードが導体板１に接続され、ダイオード１
３ａはカソードが導体板１に接続されている。それらダ
イオード１２ｂ、１３ａの他端はそれぞれコンデンサ１
１ｂ、１１ａを介して５０Ω給電線５ｂ，５ａに接続さ
れると共に、コイル１０ｂ、１０ａを介して導体地板３
に接続されている。
【００２０】５０Ω給電線５ａ，５ｂは給電切換部２０
を介して切換供給される高周波発生源２１から高周波信
号が供給されるようになっている。そしてその切換は制
御部１６から供給される切換信号によって制御されるよ
うになっている。
を介して切換供給される高周波発生源２１から高周波信
号が供給されるようになっている。そしてその切換は制
御部１６から供給される切換信号によって制御されるよ
うになっている。
【００２１】また、制御部１６は電位部１８も制御して
いる。電位部１８は図２および図３に示すように導体地
板３と中央電極１７の間に接続され制御部１６からの信
号によって、導体地板３と中央電極１７の間に所定の電
位をオン・オフするようになっている。
いる。電位部１８は図２および図３に示すように導体地
板３と中央電極１７の間に接続され制御部１６からの信
号によって、導体地板３と中央電極１７の間に所定の電
位をオン・オフするようになっている。
【００２２】中央電極１７は図１（ｂ）に示すように、
導体地板３のダイオード接続円９より内側部分にリング
状の溝１５を設けることによって構成されている。した
たがって導体地板３とはその溝１５によって直流的に絶
縁されている。また、この中央電極１７は前述した短絡
壁６によって導体板１と接続されている。
導体地板３のダイオード接続円９より内側部分にリング
状の溝１５を設けることによって構成されている。した
たがって導体地板３とはその溝１５によって直流的に絶
縁されている。また、この中央電極１７は前述した短絡
壁６によって導体板１と接続されている。
【００２３】電位部１８は制御部１６からの制御信号に
よってダイオード１２、１３に所定の電位を供給あるい
は遮断し、それらのダイオードをオン・オフさせるよう
になっている。
よってダイオード１２、１３に所定の電位を供給あるい
は遮断し、それらのダイオードをオン・オフさせるよう
になっている。
【００２４】また、ダイオード１２ｂ，１３ａ、コイル
１０ａ，１０ｂ、コンデンサ１１ａ，１１ｂによってス
イッチング素子が構成され、制御部１６と給電切換部２
０によって切換装置が構成される。
１０ａ，１０ｂ、コンデンサ１１ａ，１１ｂによってス
イッチング素子が構成され、制御部１６と給電切換部２
０によって切換装置が構成される。
【００２５】コンデンサ１１ａ，，１１ｂは低周波電圧
をカットする作用があり、コイル１０ａ，１０ｂは高周
波電圧をカットする作用がある。
をカットする作用があり、コイル１０ａ，１０ｂは高周
波電圧をカットする作用がある。
【００２６】次に円環状の導体板１の寸法設計について
説明する。図７（ａ）、（ｂ）に示す外壁短絡形円環マ
イクロストリップアンテナは、導体板１が所望の外壁短
絡円環モードＴＭnm0（実施例はＴＭ110モード）で、か
つ第１の所望の低い共振周波数ｆ１（実施例では１．５
４ＧＨｚ）で共振するように外直径ａφ、内直径ｂφに
設定されている。外直径ａφ、内直径ｂφの寸法は、次
のようにして決定される。
説明する。図７（ａ）、（ｂ）に示す外壁短絡形円環マ
イクロストリップアンテナは、導体板１が所望の外壁短
絡円環モードＴＭnm0（実施例はＴＭ110モード）で、か
つ第１の所望の低い共振周波数ｆ１（実施例では１．５
４ＧＨｚ）で共振するように外直径ａφ、内直径ｂφに
設定されている。外直径ａφ、内直径ｂφの寸法は、次
のようにして決定される。
【００２７】内部波長に比べて十分に小さい厚さを有す
るキャビティの内部磁界は次式によって与えられる。
るキャビティの内部磁界は次式によって与えられる。
【００２８】
【数１】
【００２９】
【数２】
【００３０】
【数３】
【００３１】
【数４】
【００３２】但し各緒元は次の通りである。 ｎ ：ｎ次（ＴＭnm0のn） Ｊn ：ｎ次ベッセル関数 Ｎn ：ｎ次ノイマン関数 Ｊn '：ｎ次微分ベッセル関数 Ｎn' ：ｎ次微分ノイマン関数 ε ：誘電率 ω ：角周波数 ｋ ：波数 Ａ，Ｂ ：定数
【００３３】ここで境界条件を求める。
【００３４】
【数５】
【００３５】
【数６】
【００３６】
【数７】
【００３７】ここでｘ＝ｋａ、β＝ｂ／ａ、ｋｂ＝βｘ
とおくと（８）（９）式のようになる。
とおくと（８）（９）式のようになる。
【００３８】
【数８】
【００３９】
【数９】
【００４０】β＝ｂ／ａを決定し、（９）式を用いるこ
とにより、ｘを変化させて０に収束したｘの固有値を求
める。フリンジングを考慮しない外径半径をａ、フリン
ジングを考慮した外径半径をａe 、誘電率をε、基板の
暑さをｈ、所望周波数をｆ、光速をｃとすると次のよう
になる。
とにより、ｘを変化させて０に収束したｘの固有値を求
める。フリンジングを考慮しない外径半径をａ、フリン
ジングを考慮した外径半径をａe 、誘電率をε、基板の
暑さをｈ、所望周波数をｆ、光速をｃとすると次のよう
になる。
【００４１】
【数１０】
【００４２】
【数１１】
【００４３】
【数１２】
【００４４】
【数１３】
【００４５】
【数１４】
【００４６】この結果、ａφ、ｂφは（１２）、（１
４）式から求まる。
４）式から求まる。
【００４７】このように構成されたアンテナの動作につ
いて説明する。図４に示すように、初期状態においては
ダイオード１２ｂがオン、ダイオード１３ａおよび１４
がオフとなるように電位部１８からの電圧が供給されて
おり、給電切換部２０は５０Ω給電線５ｂ側に高周波発
生源２１を接続するように切換えられている。
いて説明する。図４に示すように、初期状態においては
ダイオード１２ｂがオン、ダイオード１３ａおよび１４
がオフとなるように電位部１８からの電圧が供給されて
おり、給電切換部２０は５０Ω給電線５ｂ側に高周波発
生源２１を接続するように切換えられている。
【００４８】これによりある所望の励振モードＴＭnm0
かつ、所望の低い共振周波数ｆ１で共振する直線偏波内
壁短絡形円環マイクロストリップアンテナ（実施例はＴ
Ｍ110 モード、ｆ１＝１．５４ＧＨｚ）として動作して
いる。
かつ、所望の低い共振周波数ｆ１で共振する直線偏波内
壁短絡形円環マイクロストリップアンテナ（実施例はＴ
Ｍ110 モード、ｆ１＝１．５４ＧＨｚ）として動作して
いる。
【００４９】ここで制御部１６から制御信号が出力さ
れ、電位部１８および給電切換部２０を動作させ、図４
に示すようにダイオード１２がオフ、ダイオード１３ｂ
およびダイオード１４がオンとなるようにして、５０Ω
給電線５ａ側に給電が行われると、所望の励振モードＴ
Ｍnm0 、所望の高い共振周波数ｆ２で共振する外壁短絡
形円環マイクロストリップアンテナ（実施例はＴＭ110
モード、ｆ２＝１．６４ＧＨｚ）として動作する。
れ、電位部１８および給電切換部２０を動作させ、図４
に示すようにダイオード１２がオフ、ダイオード１３ｂ
およびダイオード１４がオンとなるようにして、５０Ω
給電線５ａ側に給電が行われると、所望の励振モードＴ
Ｍnm0 、所望の高い共振周波数ｆ２で共振する外壁短絡
形円環マイクロストリップアンテナ（実施例はＴＭ110
モード、ｆ２＝１．６４ＧＨｚ）として動作する。
【００５０】このように、１つのマイクロストリップア
ンテナで同一モードにおける所望の２周波数に共振する
ことができる。
ンテナで同一モードにおける所望の２周波数に共振する
ことができる。
【００５１】図５は本発明における代表的な励振モード
において、周波数ｆ１、ｆ２（実施例ではｆ１＝１．５
４ＧＨｚ、ｆ２＝１．６４ＧＨｚ）におけるパッチ上内
の電流、電界、磁界分布を示す図であり、実線は電流、
点線は磁界、・および×印は電界を示している。
において、周波数ｆ１、ｆ２（実施例ではｆ１＝１．５
４ＧＨｚ、ｆ２＝１．６４ＧＨｚ）におけるパッチ上内
の電流、電界、磁界分布を示す図であり、実線は電流、
点線は磁界、・および×印は電界を示している。
【００５２】図５（ａ）はダイオード１４がオフで外直
径ａ1φ、内直径ｂ1φで、励振モードＴＭ110 モード、
周波数ｆ１（１．５４ＧＨｚ）で共振する内壁短絡形マ
イクロストリップアンテナとしての状態である。図５
（ｂ）はダイオード１４がオンで、外直径ａ1φ、内直
径ｂ2φで励振モードＴＭ110 モード、周波数ｆ２＝
１．６４ＧＨｚで共振する内壁短絡形マイクロストリッ
プアンテナとしての状態である。
径ａ1φ、内直径ｂ1φで、励振モードＴＭ110 モード、
周波数ｆ１（１．５４ＧＨｚ）で共振する内壁短絡形マ
イクロストリップアンテナとしての状態である。図５
（ｂ）はダイオード１４がオンで、外直径ａ1φ、内直
径ｂ2φで励振モードＴＭ110 モード、周波数ｆ２＝
１．６４ＧＨｚで共振する内壁短絡形マイクロストリッ
プアンテナとしての状態である。
【００５３】図６（ａ）（ｂ）は本発明アンテナの絶対
利得指向性のＥ面およびＨ面の計算値を示す図であり、
この図より内壁短絡形円環マイクロストリップアンテナ
が同一モード（実施例はＴＭ110 モード）で、２つの周
波数ｆ１（１．５４ＧＨｚ）、ｆ２（１．６４ＧＨｚ）
で２つの指向性が得られていることがわかる。
利得指向性のＥ面およびＨ面の計算値を示す図であり、
この図より内壁短絡形円環マイクロストリップアンテナ
が同一モード（実施例はＴＭ110 モード）で、２つの周
波数ｆ１（１．５４ＧＨｚ）、ｆ２（１．６４ＧＨｚ）
で２つの指向性が得られていることがわかる。
【００５４】（ロ）第２実施例 この例では１励振モード、２周波共振、円偏波の例につ
いて図８乃至図１３によって説明する。構造については
第１実施例とほぼおなじであり、給電回路が増えている
こと、一対の給電回路に位相が９０度異なる信号を供給
し、それが２組あること以外は第１実施例と同様である
ので、構造については異なる部分のみを説明する。
いて図８乃至図１３によって説明する。構造については
第１実施例とほぼおなじであり、給電回路が増えている
こと、一対の給電回路に位相が９０度異なる信号を供給
し、それが２組あること以外は第１実施例と同様である
ので、構造については異なる部分のみを説明する。
【００５５】このアンテナは図８に示すように、円環状
の導体板１の上下右左に給電回路７ａ乃至７ｄを有して
おり、給電回路７ａはダイオード１３ａのカソードを、
給電回路７ｂはダイオード１３ｂのカソードを導体板１
に接続している。また、給電回路７ｃはダイオード１２
ｃのアノードを、給電回路７ｄはダイオード１２ｄのア
ノードを導体板１に接続している。
の導体板１の上下右左に給電回路７ａ乃至７ｄを有して
おり、給電回路７ａはダイオード１３ａのカソードを、
給電回路７ｂはダイオード１３ｂのカソードを導体板１
に接続している。また、給電回路７ｃはダイオード１２
ｃのアノードを、給電回路７ｄはダイオード１２ｄのア
ノードを導体板１に接続している。
【００５６】給電回路７は第１実施例において説明した
とようにダイオード１２または１３、コイル１０、コン
デンサ１１、整合線４、給電線５によって構成されてい
ることについては同様である。
とようにダイオード１２または１３、コイル１０、コン
デンサ１１、整合線４、給電線５によって構成されてい
ることについては同様である。
【００５７】また、５０Ω給電線５ａ，５ｂは図９に示
すように９０°ハイブリッド（ＨＹＢ）２３ａを介して
位相が９０度異なる信号が供給されるようになってお
り、５０Ω給電線５ｃ，５ｄは同様に９０度ＨＹＢ２３
ｂを介した信号が供給されるようになっている。その９
０゜ハイブリッド２３ａ，２３ｂには制御部１６によっ
て供給される切換信号によって切換制御される給電切換
部２０を介して切換供給される、高周波発生源２１から
の高周波信号が供給されるようになっている。
すように９０°ハイブリッド（ＨＹＢ）２３ａを介して
位相が９０度異なる信号が供給されるようになってお
り、５０Ω給電線５ｃ，５ｄは同様に９０度ＨＹＢ２３
ｂを介した信号が供給されるようになっている。その９
０゜ハイブリッド２３ａ，２３ｂには制御部１６によっ
て供給される切換信号によって切換制御される給電切換
部２０を介して切換供給される、高周波発生源２１から
の高周波信号が供給されるようになっている。
【００５８】９０°ＨＹＢ２３ａ，２３ｂは円偏波を発
生させるためのもので給電線５ａと５ｂおよび給電線５
ｃと５ｄのそれぞれに、同振幅で位相が９０°異なる信
号を給電する回路である。
生させるためのもので給電線５ａと５ｂおよび給電線５
ｃと５ｄのそれぞれに、同振幅で位相が９０°異なる信
号を給電する回路である。
【００５９】そして、円偏波を発生させるため、給電回
路７ａ，７ｂは励振モードの円偏波に対し９０°／ｎ’
（実施例ではｎ’＝１、９０゜）だけ離しており、給電
回路７ｃ，７ｄも同様の構成となっている。
路７ａ，７ｂは励振モードの円偏波に対し９０°／ｎ’
（実施例ではｎ’＝１、９０゜）だけ離しており、給電
回路７ｃ，７ｄも同様の構成となっている。
【００６０】図８（ｂ）は図８（ａ）のアンテナを裏面
からみた図であり、第１実施例と同様に導体地板３が溝
１５によって中央電極１７と直流的に切り放されてい
る。図１０は図９のｘ−ｘ断面図である。
からみた図であり、第１実施例と同様に導体地板３が溝
１５によって中央電極１７と直流的に切り放されてい
る。図１０は図９のｘ−ｘ断面図である。
【００６１】次に本発明のアンテナの電位部および制御
部によるアンテナの動作について説明する。図１１に示
すように、初期状態においては、ダイオード１２ｃ，１
２ｄがオン、ダイオード１３ａ，１３ｂと円環状に配列
されたダイオード１４がオフ、給電切換部２０のスイッ
チが９０度ＨＹＢ２３ｂ側となっており、ある所望の低
い周波数かつ励振モードＴＭnm0 で共振する円偏波内壁
短絡形円環マイクロストリップアンテナ（実施例はＴＭ
110 モード、ｆ１＝１．５４０ＧＨｚ）として動作す
る。
部によるアンテナの動作について説明する。図１１に示
すように、初期状態においては、ダイオード１２ｃ，１
２ｄがオン、ダイオード１３ａ，１３ｂと円環状に配列
されたダイオード１４がオフ、給電切換部２０のスイッ
チが９０度ＨＹＢ２３ｂ側となっており、ある所望の低
い周波数かつ励振モードＴＭnm0 で共振する円偏波内壁
短絡形円環マイクロストリップアンテナ（実施例はＴＭ
110 モード、ｆ１＝１．５４０ＧＨｚ）として動作す
る。
【００６２】ここで、制御部１６から制御信号が出力さ
れ、電位部１８および給電切換部２０を動作させ、ダイ
オード１２ｃ，１２ｄがオフ、ダイオード１３ａ，１３
ｂおよびダイオード１４がオン、給電切換部２０のスイ
ッチが９０度ＨＹＢ側となり、励振モードＴＭnm0 、所
望の高い共振周波数ｆ２で共振する円偏波内壁短絡形マ
イクロストリップアンテナ（実施例はＴＭ110 モード、
ｆ２＝１．６４０ＧＨｚ）として動作する。
れ、電位部１８および給電切換部２０を動作させ、ダイ
オード１２ｃ，１２ｄがオフ、ダイオード１３ａ，１３
ｂおよびダイオード１４がオン、給電切換部２０のスイ
ッチが９０度ＨＹＢ側となり、励振モードＴＭnm0 、所
望の高い共振周波数ｆ２で共振する円偏波内壁短絡形マ
イクロストリップアンテナ（実施例はＴＭ110 モード、
ｆ２＝１．６４０ＧＨｚ）として動作する。
【００６３】このように、本発明のアンテナは１つのマ
イクロストリップアンテナで同一共振モード所望の２つ
の周波数を選択することができ、共振周波数を瞬時に変
化させることができるので、一つのアンテナで周波数の
変更に迅速に対応できる。
イクロストリップアンテナで同一共振モード所望の２つ
の周波数を選択することができ、共振周波数を瞬時に変
化させることができるので、一つのアンテナで周波数の
変更に迅速に対応できる。
【００６４】図１２は本発明において、代表的な励振モ
ードＴＭ110 モードにおけるパッチ上内の電流、磁界分
布を示す図であり、（ａ）（ｂ）は円環状に配列された
ダイオード１４がオフで、外直径ｂ2φ、内直径ｂ１φ
で、励振モードＴＭ110 モード、周波数ｆ１（１．５４
ＧＨｚ）で共振する円偏波内壁短絡形マイクロストリッ
プアンテナとしての状態、（ｃ）（ｄ）は円環状に配列
されたダイオード１４がオンで、外直径ｂ2φ、内直径
ａ1φで、励振モードＴＭ110 モード、周波数ｆ２
（１．６４ＧＨｚ）で共振する円偏波外壁短絡形マイク
ロストリップアンテナとしての状態を示す。
ードＴＭ110 モードにおけるパッチ上内の電流、磁界分
布を示す図であり、（ａ）（ｂ）は円環状に配列された
ダイオード１４がオフで、外直径ｂ2φ、内直径ｂ１φ
で、励振モードＴＭ110 モード、周波数ｆ１（１．５４
ＧＨｚ）で共振する円偏波内壁短絡形マイクロストリッ
プアンテナとしての状態、（ｃ）（ｄ）は円環状に配列
されたダイオード１４がオンで、外直径ｂ2φ、内直径
ａ1φで、励振モードＴＭ110 モード、周波数ｆ２
（１．６４ＧＨｚ）で共振する円偏波外壁短絡形マイク
ロストリップアンテナとしての状態を示す。
【００６５】図１３は本発明の円偏波絶対利得指向性計
算値を示す図であり、（ａ）は低い周波数に対するもの
に対するもの、（ｂ）は高い周波数に対応するものであ
る。この図より内壁短絡形円環マイクロストリップアン
テナが同一共振モードで２つの周波数に共振し、２つの
円偏波指向性が得られていることがわかる。
算値を示す図であり、（ａ）は低い周波数に対するもの
に対するもの、（ｂ）は高い周波数に対応するものであ
る。この図より内壁短絡形円環マイクロストリップアン
テナが同一共振モードで２つの周波数に共振し、２つの
円偏波指向性が得られていることがわかる。
【００６６】なお、励振モード、周波数は実施例の値に
限定されず、他の励振モードでも良く、いかなる周波数
であっても良い。
限定されず、他の励振モードでも良く、いかなる周波数
であっても良い。
【００６７】また、導体地板３および誘電体２の形を正
方形で示しているが、これに限定されず、他の形であっ
ても良く、給電線も５０Ω給電線に限らず、スロット給
電等の給電方法においても同様に実施することができ
る。
方形で示しているが、これに限定されず、他の形であっ
ても良く、給電線も５０Ω給電線に限らず、スロット給
電等の給電方法においても同様に実施することができ
る。
【００６８】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、円環状に
接続されたダイオードをオン・オフすることによって円
環状の導体板直径寸法を電気的に変化させるようにした
ので、共振周波数を変えることによって送信用および受
信用周波数がある程度離れてい同一アンテナで使用周波
数を瞬時に変更することができるようになるという効果
を有する。
接続されたダイオードをオン・オフすることによって円
環状の導体板直径寸法を電気的に変化させるようにした
ので、共振周波数を変えることによって送信用および受
信用周波数がある程度離れてい同一アンテナで使用周波
数を瞬時に変更することができるようになるという効果
を有する。
【図１】第１の実施例（直線偏波で内壁短絡形アンテ
ナ）の構造を示す平面図および底面図である。
ナ）の構造を示す平面図および底面図である。
【図２】図１のアンテナの構造を示す斜視図である。
【図３】図２のｘ−ｘ断面構造を示す断面図である。
【図４】図１のアンテナの動作を説明する図である。
【図５】図１のアンテナの電流、磁界の分布を示す図で
ある。
ある。
【図６】図１のアンテナの指向性を示す図である。
【図７】図１のアンテナの導体板の寸法を説明するため
の図である。
の図である。
【図８】第２の実施例（直線偏波で内壁短絡形アンテ
ナ）の構造を示す平面図および底面図である。
ナ）の構造を示す平面図および底面図である。
【図９】図８のアンテナの構造を示す斜視図である。
【図１０】図９のｘ−ｘ断面構造を示す断面図である。
【図１１】図８のアンテナの動作を説明する図である。
【図１２】図８のアンテナの電流、磁界の分布を示す図
である。
である。
【図１３】図１のアンテナの指向性を示す図である。
【図１４】従来のアンテナの一例を示す平面図および断
面図である。
面図である。
【図１５】図１４のアンテナの電流、磁界分布を示す図
である。
である。
【図１６】従来のアンテナの他の実施例を示す平面図で
ある。
ある。
【図１７】図１６のアンテナの電流、磁界分布を示す図
である。
である。
１ 導体板 ２ 誘電体 ３ 導体地板 ４ 整合線 ５ ５０Ω給電線 ６ 短絡壁 ７ 給電回路 ９ ダイオード接続円 １２乃至１４ ダイオード １５ 溝 １６ 制御部 １７ 中央電極 １８ 電位部 １９ 接続線 ２０ 給電切換部 ２１ 高周波発生源 ２３ ９０°ハイブリッド ２４ 抵抗
Claims (3)
- 【請求項１】 誘電体層と、 前記誘電体層の第２面に設けられた接地導体と、 前記接地導体の中央部をリング状に切い欠いて構成する
ことによって接地導体とは直流的に絶縁した中央電極
と、 前記誘電体層の第１面に設けられ内周部が前記中央電極
に短絡された円環放射導体と、 前記円環放射導体の第１の位置に給電を行う第１の給電
回路と、 前記円環放射導体の前記第１の位置と関連づけられた第
２の位置に給電を行う第２の給電回路と、 前記円環放射導体の内周部と外周部との間の同心円部を
前記接地導体に対し短絡または開放する複数のスイッチ
ング素子と、 高周波発生源を前記第１の給電回路に給電しかつ前記ス
イッチング素子を短絡するように制御するか、高周波発
生源を前記第２の給電回路に給電しかつ前記スイッチン
グ素子を開放するように制御するかの切換を行う切換手
段とを備えたことを特徴とする円環形マイクロストリッ
プアンテナ。 - 【請求項２】 前記第１および第２の給電回路は、前記
円環放射導体に夫々１点給電を行うことを特徴とする請
求項１に記載の円環形マイクロストリップアンテナ。 - 【請求項３】 誘電体層と、 前記誘電体層の第２面に設けられた接地導体と、 前記接地導体の中央部をリング状に切い欠いて構成する
ことによって接地導体とは直流的に絶縁した中央電極
と、 前記誘電体層の第１面に設けられ内周部が前記中央電極
に短絡された円環放射導体と、 前記円環放射導体の第１の位置に給電を行う第１の給電
回路と、 前記円環放射導体の第１の位置と関連づけられた第２の
位置に給電を行う第２の給電回路と、 前記円環放射導体の第１の位置と関連づけられた第３の
位置に給電を行う第３の給電回路と、 前記円環放射導体の第１の位置と関連づけられた第４の
位置に給電を行う第４の給電回路と、 前記円環放射導体の内周部と外周部との間の同心円部を
前記接地導体に対し短絡または開放する複数のスイッチ
ング素子と、 前記第１の給電回路と第２の給電回路を結合し供給され
た信号を第１の給電回路と第２の給電回路に同振幅で位
相が９０度異なる信号として供給する第１の結合回路
と、 前記第３の給電回路と第４の給電回路を結合し供給され
た信号を第３の給電回路と第４の給電回路に同振幅で位
相が９０度異なる信号として供給する第２の結合回路
と、 高周波発生源を前記第１の結合回路に給電しかつ前記ス
イッチング素子を短絡するように制御するか、高周波発
生源を前記第２の結合回路に給電しかつ前記スイッチン
グ素子を開放するように制御するかの切換を行う切換手
段とを備えたことを特徴とする円環形マイクロストリッ
プアンテナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4284030A JPH06112728A (ja) | 1992-09-29 | 1992-09-29 | 円環形マイクロストリップアンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4284030A JPH06112728A (ja) | 1992-09-29 | 1992-09-29 | 円環形マイクロストリップアンテナ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06112728A true JPH06112728A (ja) | 1994-04-22 |
Family
ID=17673397
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4284030A Withdrawn JPH06112728A (ja) | 1992-09-29 | 1992-09-29 | 円環形マイクロストリップアンテナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06112728A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1457661A2 (en) | 2003-03-10 | 2004-09-15 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Apparatus for detecting fuel-vapor gas leaks, and vent valve apparatus applied to this apparatus |
| WO2010028309A2 (en) * | 2008-09-05 | 2010-03-11 | Schneider Richard E | Smart antenna systems suitable for reception of digital television signals |
| CN101826650A (zh) * | 2010-05-05 | 2010-09-08 | 东南大学 | 双频双极化印刷天线 |
| US9490547B2 (en) | 2011-07-19 | 2016-11-08 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Electrical steering lens antenna |
-
1992
- 1992-09-29 JP JP4284030A patent/JPH06112728A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1457661A2 (en) | 2003-03-10 | 2004-09-15 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Apparatus for detecting fuel-vapor gas leaks, and vent valve apparatus applied to this apparatus |
| WO2010028309A2 (en) * | 2008-09-05 | 2010-03-11 | Schneider Richard E | Smart antenna systems suitable for reception of digital television signals |
| WO2010028309A3 (en) * | 2008-09-05 | 2010-07-29 | Schneider Richard E | Smart antenna systems suitable for reception of digital television signals |
| US8648770B2 (en) | 2008-09-05 | 2014-02-11 | Antennas Direct, Inc. | Smart antenna systems suitable for reception of digital television signals |
| US9024839B2 (en) | 2008-09-05 | 2015-05-05 | Antennas Direct, Inc. | Smart antenna systems for reception of digital television signals |
| CN101826650A (zh) * | 2010-05-05 | 2010-09-08 | 东南大学 | 双频双极化印刷天线 |
| US9490547B2 (en) | 2011-07-19 | 2016-11-08 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Electrical steering lens antenna |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19991130 |