JPH06232624A - 移動無線用平面アンテナ - Google Patents
移動無線用平面アンテナInfo
- Publication number
- JPH06232624A JPH06232624A JP2016393A JP2016393A JPH06232624A JP H06232624 A JPH06232624 A JP H06232624A JP 2016393 A JP2016393 A JP 2016393A JP 2016393 A JP2016393 A JP 2016393A JP H06232624 A JPH06232624 A JP H06232624A
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- Japan
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- antenna
- dielectric substrate
- antenna element
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- dielectric
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 移動無線機で使用される簡単な構成の内蔵平
面アンテナの実現。 【構成】 周囲長がλ／２のアンテナエレメント102，1
05を形成した２枚の誘電体基板を積層し、基板エッジの
スルーホール106によって２つのアンテナエレメントを
同時に接地し、上に積層したアンテナエレメント105の
スルーホール近傍を給電点とする。
面アンテナの実現。 【構成】 周囲長がλ／２のアンテナエレメント102，1
05を形成した２枚の誘電体基板を積層し、基板エッジの
スルーホール106によって２つのアンテナエレメントを
同時に接地し、上に積層したアンテナエレメント105の
スルーホール近傍を給電点とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、主として移動無線機で
使用されるアンテナに関し、特に、無線機に内蔵される
小型の移動無線用平面アンテナに関するものである。
使用されるアンテナに関し、特に、無線機に内蔵される
小型の移動無線用平面アンテナに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、携帯電話やコードレス電話に対す
る需要が急激に高まっている。これらの無線機には、無
線機本体に内蔵可能な平面状の小型・薄型のアンテナが
用いられることがある。図６は従来の移動無線用平面ア
ンテナの構造を示している。図６において601は誘電体
基板であって、グランド面602の上に半田付け等によっ
て実装されている。誘電体基板601上にはエッチングに
よって作成されたパターンから成るアンテナエレメント
603が形成されている。アンテナエレメントのエッジの
近傍はスルーホール604によってグランド面に接地され
ている。アンテナへの給電は同軸線路605の中心導体606
をスルーホール近くのアンテナエレメント603へ、外導
体607をグランド面へ半田付けすることによって行なわ
れる。このアンテナはエレメントの周囲長が約λ／２
(λは誘電体基板上における使用周波数の波長)のとき共
振するから極めて小型であり、携帯電話のような移動無
線用内蔵アンテナに好適である。このようなアンテナの
例は特願平2-250655号“無線機用アンテナ”にも見るこ
とができる。
る需要が急激に高まっている。これらの無線機には、無
線機本体に内蔵可能な平面状の小型・薄型のアンテナが
用いられることがある。図６は従来の移動無線用平面ア
ンテナの構造を示している。図６において601は誘電体
基板であって、グランド面602の上に半田付け等によっ
て実装されている。誘電体基板601上にはエッチングに
よって作成されたパターンから成るアンテナエレメント
603が形成されている。アンテナエレメントのエッジの
近傍はスルーホール604によってグランド面に接地され
ている。アンテナへの給電は同軸線路605の中心導体606
をスルーホール近くのアンテナエレメント603へ、外導
体607をグランド面へ半田付けすることによって行なわ
れる。このアンテナはエレメントの周囲長が約λ／２
(λは誘電体基板上における使用周波数の波長)のとき共
振するから極めて小型であり、携帯電話のような移動無
線用内蔵アンテナに好適である。このようなアンテナの
例は特願平2-250655号“無線機用アンテナ”にも見るこ
とができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
アンテナをさらに小型にするためには誘電体基板の誘電
率を大きくするか、あるいは誘電体基板の厚さを薄くす
ることが有効である。しかしこれらはアンテナのＱの向
上を招き、周波数帯域幅が小さくなるという問題点を有
しており、小型化に対する大きな障害になっていた。本
発明はこのような従来の問題を解決するものであり、広
い周波数帯域幅を有する小型の移動無線用平面アンテナ
を提供することを目的としたものである。
アンテナをさらに小型にするためには誘電体基板の誘電
率を大きくするか、あるいは誘電体基板の厚さを薄くす
ることが有効である。しかしこれらはアンテナのＱの向
上を招き、周波数帯域幅が小さくなるという問題点を有
しており、小型化に対する大きな障害になっていた。本
発明はこのような従来の問題を解決するものであり、広
い周波数帯域幅を有する小型の移動無線用平面アンテナ
を提供することを目的としたものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の移動無線用平面アンテナは、第１のアンテナ
エレメントを形成した第１の誘電体基板をグランド面上
に密着して設け、第２のアンテナエレメントを形成した
第２の誘電体基板を前記第１と第２のアンテナエレメン
トが互いにほぼ重なり合うように前記第１の誘電体基板
の上に積層して設け、前記第１と第２のアンテナエレメ
ントのエッジ近傍を前記第１と第２の誘電体基板を貫通
して設けられた１つのスルーホールによって前記グラン
ド面に接地し、前記第２のアンテナエレメントの所定位
置を給電点とするように構成したものである。
に本発明の移動無線用平面アンテナは、第１のアンテナ
エレメントを形成した第１の誘電体基板をグランド面上
に密着して設け、第２のアンテナエレメントを形成した
第２の誘電体基板を前記第１と第２のアンテナエレメン
トが互いにほぼ重なり合うように前記第１の誘電体基板
の上に積層して設け、前記第１と第２のアンテナエレメ
ントのエッジ近傍を前記第１と第２の誘電体基板を貫通
して設けられた１つのスルーホールによって前記グラン
ド面に接地し、前記第２のアンテナエレメントの所定位
置を給電点とするように構成したものである。
【０００５】
【作用】本発明は上記した構成によって、アンテナのＳ
ＷＲ(standing wave ratio)特性が双峰特性になるので
インピーダンス特性を広帯域にすることができる。
ＷＲ(standing wave ratio)特性が双峰特性になるので
インピーダンス特性を広帯域にすることができる。
【０００６】
【実施例】以下本発明の一実施例の移動無線用平面アン
テナについて、図面を参照しながら説明する。図１は本
発明の第１の実施例における移動無線用平面アンテナの
構成を示す斜視図である。図１において101は第１の誘
電体基板であって、基板上にはパターンから成る第１の
アンテナエレメント102が形成されている。第１の誘電
体基板101はグランド面103の上に半田付け等によって実
装されている。104は第２の誘電体基板であって、基板
上には第１の誘電基板と同様パターンから成る第２のア
ンテナエレメント105が形成されている。第２の誘電体
基板104は第１の誘電体基板101の上に積層して実装され
ており、第１と第２のアンテナエレメント102，105は互
いにほぼ重なり合っている。106は第１と第２の誘電体
基板101，104を貫通して設けられたスルーホールであ
る。このスルーホールによってアンテナエレメント102
と105のエッジ近傍はグランド面103に同時に接地されて
いる。アンテナへの給電は同軸線路107の中心導体108を
スルーホール近くの第２のアンテナエレメント105へ、
外導体109をグランド面103へ半田付けすることによって
行なわれる。アンテナの入力インピーダンスは同軸線路
の中心導体をスルーホールに近づけると低くなり遠ざけ
ると高くなる。従って中心導体とスルーホールの距離を
適当に選ぶことによってアンテナのインピーダンスを同
軸線路のインピーダンス(例えば50Ω)に整合させること
ができる。
テナについて、図面を参照しながら説明する。図１は本
発明の第１の実施例における移動無線用平面アンテナの
構成を示す斜視図である。図１において101は第１の誘
電体基板であって、基板上にはパターンから成る第１の
アンテナエレメント102が形成されている。第１の誘電
体基板101はグランド面103の上に半田付け等によって実
装されている。104は第２の誘電体基板であって、基板
上には第１の誘電基板と同様パターンから成る第２のア
ンテナエレメント105が形成されている。第２の誘電体
基板104は第１の誘電体基板101の上に積層して実装され
ており、第１と第２のアンテナエレメント102，105は互
いにほぼ重なり合っている。106は第１と第２の誘電体
基板101，104を貫通して設けられたスルーホールであ
る。このスルーホールによってアンテナエレメント102
と105のエッジ近傍はグランド面103に同時に接地されて
いる。アンテナへの給電は同軸線路107の中心導体108を
スルーホール近くの第２のアンテナエレメント105へ、
外導体109をグランド面103へ半田付けすることによって
行なわれる。アンテナの入力インピーダンスは同軸線路
の中心導体をスルーホールに近づけると低くなり遠ざけ
ると高くなる。従って中心導体とスルーホールの距離を
適当に選ぶことによってアンテナのインピーダンスを同
軸線路のインピーダンス(例えば50Ω)に整合させること
ができる。
【０００７】上記の構成により、第１と第２のアンテナ
エレメントの共振周波数および誘電体基板の厚さを適切
に設定することによってアンテナをいわゆる複共振の状
態にすることができる。それぞれのアンテナエレメント
の共振周波数はエレメントの周囲長によってほぼ決ま
り、周囲長が約λ／２のときに共振する。ここでλは誘
電体基板上における波長で、λ＝λ0／√ε(λ0：自由
空間波長、ε：誘電体基板の比誘電率)である。従って
第１と第２のアンテナエレメントの周囲長をわずかに違
え、それぞれ異なる共振周波数とすることによってアン
テナを複共振状態にすることができ、それによってアン
テナの周波数特性を広帯域にすることができる。
エレメントの共振周波数および誘電体基板の厚さを適切
に設定することによってアンテナをいわゆる複共振の状
態にすることができる。それぞれのアンテナエレメント
の共振周波数はエレメントの周囲長によってほぼ決ま
り、周囲長が約λ／２のときに共振する。ここでλは誘
電体基板上における波長で、λ＝λ0／√ε(λ0：自由
空間波長、ε：誘電体基板の比誘電率)である。従って
第１と第２のアンテナエレメントの周囲長をわずかに違
え、それぞれ異なる共振周波数とすることによってアン
テナを複共振状態にすることができ、それによってアン
テナの周波数特性を広帯域にすることができる。
【０００８】以下具体例に基づいてインピーダンス特性
の実測値を示す。 第１のアンテナエレメントの周囲長：106mm 第２のアンテナエレメントの周囲長：116mm 第１と第２の誘電体基板の厚さ：2.5mm 第１と第２の誘電体基板の誘電率：3.6 図２は上記の条件で製作したアンテナのＳＷＲ特性の測
定値である。このようにＳＷＲ特性はアンテナの動作周
波数の834MHzを中心としていわゆる双峰特性になりアン
テナの周波数特性を広帯域にすることができる。なお、
この実験例では第１と第２のアンテナエレメントの共振
周波数を比較的近接させた場合について述べたが、２つ
の共振周波数を離して設計することももちろん可能であ
る。
の実測値を示す。 第１のアンテナエレメントの周囲長：106mm 第２のアンテナエレメントの周囲長：116mm 第１と第２の誘電体基板の厚さ：2.5mm 第１と第２の誘電体基板の誘電率：3.6 図２は上記の条件で製作したアンテナのＳＷＲ特性の測
定値である。このようにＳＷＲ特性はアンテナの動作周
波数の834MHzを中心としていわゆる双峰特性になりアン
テナの周波数特性を広帯域にすることができる。なお、
この実験例では第１と第２のアンテナエレメントの共振
周波数を比較的近接させた場合について述べたが、２つ
の共振周波数を離して設計することももちろん可能であ
る。
【０００９】本発明のアンテナは誘電体基板上のパター
ンによってエレメントを形成しているのでアンテナを無
線機に装着するとき保持が不要であり、基板の裏面を半
田付けすることによって極めて容易に実装することがで
きる。また誘電体基板上の波長は上記で示したように自
由空間波長の１／√εであるので高い誘電率の基板を用
いることによって小型化することが可能である。また実
験によると複共振の状態は２つのアンテナエレメントの
形状とエレメント間隔、即ち誘電体基板の厚さによって
比較的大きく変化するが、本発明のアンテナではアンテ
ナエレメントはフォトエッチングによってきわめて精度
よく製作することができ、かつエレメント間隔は基板の
厚さによって規定されるので変化しないから、アンテナ
の特性を再現性よく実現することができると共に振動あ
るいは無線機の落下等の衝撃に対しても特性は極めて安
定である。これは激しい動きをする移動無線用アンテナ
では極めて重要なことである。また実験によるとアンテ
ナの特性はエレメントをグランド面に接地するインピー
ダンスによっても比較的大きく変化するが、本発明のア
ンテナではエレメントの接地をスルーホールによって行
なっているのでエレメントとグランド面の間のインピー
ダンスが極めて安定で特性の再現性がよい。またスルー
ホールによる接地は製作が容易でアンテナの低価格化に
も寄与している。
ンによってエレメントを形成しているのでアンテナを無
線機に装着するとき保持が不要であり、基板の裏面を半
田付けすることによって極めて容易に実装することがで
きる。また誘電体基板上の波長は上記で示したように自
由空間波長の１／√εであるので高い誘電率の基板を用
いることによって小型化することが可能である。また実
験によると複共振の状態は２つのアンテナエレメントの
形状とエレメント間隔、即ち誘電体基板の厚さによって
比較的大きく変化するが、本発明のアンテナではアンテ
ナエレメントはフォトエッチングによってきわめて精度
よく製作することができ、かつエレメント間隔は基板の
厚さによって規定されるので変化しないから、アンテナ
の特性を再現性よく実現することができると共に振動あ
るいは無線機の落下等の衝撃に対しても特性は極めて安
定である。これは激しい動きをする移動無線用アンテナ
では極めて重要なことである。また実験によるとアンテ
ナの特性はエレメントをグランド面に接地するインピー
ダンスによっても比較的大きく変化するが、本発明のア
ンテナではエレメントの接地をスルーホールによって行
なっているのでエレメントとグランド面の間のインピー
ダンスが極めて安定で特性の再現性がよい。またスルー
ホールによる接地は製作が容易でアンテナの低価格化に
も寄与している。
【００１０】図３は本発明の第２の実施例における移動
無線用平面アンテナの構成を示すものである。図中、図
１と同一の番号の構成要素は第１の実施例と同一の機能
であるので説明を省略する。図３では図１と異なり第１
のアンテナエレメントが第２のアンテナエレメントから
はみでるように第１と第２の誘電体基板が積層されてい
る。上述したようにアンテナエレメントの共振周波数は
周囲長で決まるから第１のアンテナエレメントを正方形
状に第２のアンテナエレメントを長方形状にすることに
よってそれぞれの共振周波数が近い場合でも第１のアン
テナエレメントを第２のアンテナエレメントからはみで
るようにすることが可能である。アンテナエレメントの
共振周波数はエレメントのパターン面に小さな薄い金属
板をエレメントからはみでるように半田付けすると低く
なり、パターン面の一部を切断すると高くなる。従って
図３のような構造にすることによって第１のアンテナエ
レメント102と第２のアンテナエレメント105の共振周波
数を独立に変化させることができる。これによりそれぞ
れの共振周波数を所望周波数に正確に設定することがで
きるとともに製造ラインにおける調整作業が極めて容易
になる。
無線用平面アンテナの構成を示すものである。図中、図
１と同一の番号の構成要素は第１の実施例と同一の機能
であるので説明を省略する。図３では図１と異なり第１
のアンテナエレメントが第２のアンテナエレメントから
はみでるように第１と第２の誘電体基板が積層されてい
る。上述したようにアンテナエレメントの共振周波数は
周囲長で決まるから第１のアンテナエレメントを正方形
状に第２のアンテナエレメントを長方形状にすることに
よってそれぞれの共振周波数が近い場合でも第１のアン
テナエレメントを第２のアンテナエレメントからはみで
るようにすることが可能である。アンテナエレメントの
共振周波数はエレメントのパターン面に小さな薄い金属
板をエレメントからはみでるように半田付けすると低く
なり、パターン面の一部を切断すると高くなる。従って
図３のような構造にすることによって第１のアンテナエ
レメント102と第２のアンテナエレメント105の共振周波
数を独立に変化させることができる。これによりそれぞ
れの共振周波数を所望周波数に正確に設定することがで
きるとともに製造ラインにおける調整作業が極めて容易
になる。
【００１１】図４は本発明の第３の実施例における移動
無線用平面アンテナの構成を示すものである。図中、図
１と同一の番号の構成要素は第１の実施例と同一の機能
であるので説明を省略する。図４では図３のアンテナに
複数の凸凹で構成されたくし状のパターン401をアンテ
ナエレメントに含んでいる。このようなパターンを作っ
ておくと凸部をカットすることによって極めて容易に共
振周波数を上げることができるので製造ラインでの調整
作業がより容易になる。
無線用平面アンテナの構成を示すものである。図中、図
１と同一の番号の構成要素は第１の実施例と同一の機能
であるので説明を省略する。図４では図３のアンテナに
複数の凸凹で構成されたくし状のパターン401をアンテ
ナエレメントに含んでいる。このようなパターンを作っ
ておくと凸部をカットすることによって極めて容易に共
振周波数を上げることができるので製造ラインでの調整
作業がより容易になる。
【００１２】図５は本発明の第４の実施例における移動
無線用平面アンテナの構成を示すものである。図中、図
４と同一の番号の構成要素は第３の実施例と同一の機能
であるので説明を省略する。図５ではアンテナエレメン
トにスリット501が形成されている。スリットはアンテ
ナにリアクタンス素子を付加することに相当し共振周波
数を低くする。従って動作周波数を一定とすればスリッ
トを付加することによってアンテナをより小型化するこ
とができる。なお図５では図４の第３の実施例にスリッ
トを付加した場合を説明したが第１あるいは第２の実施
例のアンテナにスリットを付加して小型化することも可
能である。
無線用平面アンテナの構成を示すものである。図中、図
４と同一の番号の構成要素は第３の実施例と同一の機能
であるので説明を省略する。図５ではアンテナエレメン
トにスリット501が形成されている。スリットはアンテ
ナにリアクタンス素子を付加することに相当し共振周波
数を低くする。従って動作周波数を一定とすればスリッ
トを付加することによってアンテナをより小型化するこ
とができる。なお図５では図４の第３の実施例にスリッ
トを付加した場合を説明したが第１あるいは第２の実施
例のアンテナにスリットを付加して小型化することも可
能である。
【００１３】
【発明の効果】以上のように本発明は、第１のアンテナ
エレメントを形成した第１の誘電体基板をグランド面上
に密着して設け、第２のアンテナエレメントを形成した
第２の誘電体基板を前記第１と第２のアンテナエレメン
トが互いにほぼ重なり合うように前記第１の誘電体基板
の上に積層して設け、前記第１と第２のアンテナエレメ
ントのエッジ近傍を前記第１と第２の誘電体基板を貫通
して設けられた１つのスルーホールによって前記グラン
ド面に接地し、前記第２のアンテナエレメントの所定位
置を給電点とするように構成したものであって、これに
よってアンテナのＳＷＲ特性が双峰特性になるので広帯
域なアンテナを実現することができるという効果を有す
る。
エレメントを形成した第１の誘電体基板をグランド面上
に密着して設け、第２のアンテナエレメントを形成した
第２の誘電体基板を前記第１と第２のアンテナエレメン
トが互いにほぼ重なり合うように前記第１の誘電体基板
の上に積層して設け、前記第１と第２のアンテナエレメ
ントのエッジ近傍を前記第１と第２の誘電体基板を貫通
して設けられた１つのスルーホールによって前記グラン
ド面に接地し、前記第２のアンテナエレメントの所定位
置を給電点とするように構成したものであって、これに
よってアンテナのＳＷＲ特性が双峰特性になるので広帯
域なアンテナを実現することができるという効果を有す
る。
【図１】本発明の第１の実施例における移動無線用平面
アンテナの構成図である。
アンテナの構成図である。
【図２】本発明の第１の実施例における移動無線用平面
アンテナのＳＷＲ特性図である。
アンテナのＳＷＲ特性図である。
【図３】本発明の第２の実施例における移動無線用平面
アンテナの構成図である。
アンテナの構成図である。
【図４】本発明の第３の実施例における移動無線用平面
アンテナの構成図である。
アンテナの構成図である。
【図５】本発明の第４の実施例における移動無線用平面
アンテナの構成図である。
アンテナの構成図である。
【図６】従来の移動無線用平面アンテナの構成図であ
る。
る。
101…第１の誘電体基板、 102…第１のアンテナエレメ
ント、 103，602…グランド面、 104…第２の誘電体
基板、 105…第２のアンテナエレメント、 106，604
…スルーホール、 107，605…同軸線路、 108，606…
中心導体、 109，607…外導体、 401…くし状パター
ン、 501…スリット、 601…誘電体基板、603…アン
テナエレメント。
ント、 103，602…グランド面、 104…第２の誘電体
基板、 105…第２のアンテナエレメント、 106，604
…スルーホール、 107，605…同軸線路、 108，606…
中心導体、 109，607…外導体、 401…くし状パター
ン、 501…スリット、 601…誘電体基板、603…アン
テナエレメント。
Claims (4)
- 【請求項１】 第１のアンテナエレメントを形成した第
１の誘電体基板をグランド面上に密着して設け、第２の
アンテナエレメントを形成した第２の誘電体基板を前記
第１と第２のアンテナエレメントが互いにほぼ重なり合
うように前記第１の誘電体基板の上に積層して設け、前
記第１と第２のアンテナエレメントのエッジ近傍を前記
第１と第２の誘電体基板を貫通して設けられた１つのス
ルーホールによって前記グランド面に接地し、前記第２
のアンテナエレメントの所定位置を給電点としたことを
特徴とする移動無線用平面アンテナ。 - 【請求項２】 第１のアンテナエレメントが第２のアン
テナエレメントからはみでるように第１と第２の誘電体
基板を積層したことを特徴とする請求項１記載の移動無
線用平面アンテナ。 - 【請求項３】 少なくとも一辺に複数の凸凹で構成され
たくし状のパターンを含むアンテナエレメントを形成す
ることを特徴とする請求項２記載の移動無線用平面アン
テナ。 - 【請求項４】 第１と第２のアンテナエレメントにスリ
ットを設けたことを特徴とする請求項１，請求項２ある
いは請求項３記載の移動無線用平面アンテナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016393A JPH06232624A (ja) | 1993-02-08 | 1993-02-08 | 移動無線用平面アンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016393A JPH06232624A (ja) | 1993-02-08 | 1993-02-08 | 移動無線用平面アンテナ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06232624A true JPH06232624A (ja) | 1994-08-19 |
Family
ID=12019494
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2016393A Pending JPH06232624A (ja) | 1993-02-08 | 1993-02-08 | 移動無線用平面アンテナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06232624A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005269301A (ja) * | 2004-03-19 | 2005-09-29 | Nec Corp | 内蔵アンテナおよびこれを有する電子機器 |
| WO2006043673A1 (ja) * | 2004-10-22 | 2006-04-27 | Japan Radio Co., Ltd. | トリプレート型平面スロットアンテナ |
| KR20130062752A (ko) * | 2011-12-05 | 2013-06-13 | 엘지전자 주식회사 | 이동 단말기 |
-
1993
- 1993-02-08 JP JP2016393A patent/JPH06232624A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005269301A (ja) * | 2004-03-19 | 2005-09-29 | Nec Corp | 内蔵アンテナおよびこれを有する電子機器 |
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