JPH0693571B2 - 一端短絡型マイクロストリツプアンテナ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、同軸線路により給電する一端短絡型マイク
ロストリツプアンテナに関し，特に放射導体素子の開放
端に平行にストリツプ線路を被着し導体線路で接続する
ことで，放射導体素子の共振周波数を任意に可変とする
構造に関するものである。

〔従来の技術〕

不平衡平面回路共振器を利用したマイクロストリツプア
ンテナは，一般に小型・軽量で低損失であるという利点
を有している。第３図（ａ）と（ｂ）は，例えば羽石，
須賀「片側短絡型マイクロストリツプアンテナ」昭和61
年度電子通信学会総合全国大会（S9−５）３−275から
３−276ページに示された従来の一端短絡型マイクロス
トリツプアンテナの一例を示す図である。第３図（ａ）
は平面図，第３図（ｂ）は断面図である。

図中，（１）は辺長ａとｂの矩形の一辺短絡型平面回路
による放射導体素子，（２）は波長に比べて十分薄い誘
電体基板（比誘電率εr,厚さｈ），（３）は接地導体
板，（４）は入力端子の同軸線路，（６）は同軸線路
（４）の中心導体，（５）は同軸線路（４）の中心導体
（６）を放射導体素子（１）へ接続する給電点，（７）
は電波を放射する開放周辺端，（８）は放射導体素子
（１）を接地導体板（３）に接続する短絡周辺端であ
る。

次に動作原理について説明する。給電点（５）からマイ
クロ波を給電すると，開放周辺端（７）より電波が放射
される。第３図（ａ）と（ｂ）に示す一例では直線偏波
として動作する。

この一端短絡型マイクロストリツプアンテナの基本モー
ドの共振周波数foは，主に放射導体素子（１）の辺長ａ
と誘電体基板（２）の比誘電率εｒにより決定される。
また，周波数帯域幅は，主に誘電体基板（２）の比誘電
率εｒと厚さｈにより決定され，εｒを小とし,hを大に
する程広帯域となる性質があるが，高次モードの発生を
防止するために厚さｈの選択範囲には限界があり，実用
化されている一端短絡型マイクロストリツプアンテナの
周波数帯域は第４図に示すように数％程度である。

給電点インピーダンスは，給電点（５）を開放周辺端
（７）に一致させてｃ＝０とした場合に高インピーダン
スとなり，給電点（５）を放射導体素子（１）の短絡周
辺端（８）に近ずけるに従つて順次給電点インピーダン
スが低下する性質があり，同軸線路（４）とインピーダ
ンス整合を図るように寸法ｃを選定する。また，寸法ｄ
は交差偏波成分の発生を防止するため,d＝b/2とする。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の一端短絡型マイクロストリツプアンテナは以上の
ように構成されているので，インピーダンス整合，交差
偏波抑圧や共振周波数の観点から一端短絡型マイクロス
トリツプアンテナの寸法，形状や同軸線路の位置が限定
されているので，多数個一端短絡型マイクロストリツプ
アンテナを製造して使用する場合，各々の電気的特性
は，使用する誘電体基板の誘電率のばらつきや工作性の
公差で異なり，本質的に狭帯域の一端短絡型マイクロス
トリツプアンテナの共振周波数の整合が困難である等の
問題点があつた。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので，放射導体素子と同軸線路の位置等の寸法，形
状を変化させずに，また，誘電体基板の誘電率のばらつ
きや工作性の公差が付加されても，共振周波数の整合や
インピーダンス整合等の電気的特性の整合を可能とする
一端短絡型マイクロストリツプアンテナを得ることを目
的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る一端短絡型マイクロストリツプアンテナ
は，放射導体素子（１）の１辺の開放周辺端（７）に平
行に放射導体素子（１）の辺長ｂと同じ長さのマイクロ
ストリツプ線路を被着し，複数本の導体線路でそれぞれ
を接続することによつて，この一端短絡型マイクロスト
リツプアンテナの共振周波数を可変し，所望の周波数に
整合をとることにしたものである。

〔作用〕

この発明における一端短絡型マイクロストリツプアンテ
ナは，放射導体素子（１）の１辺の開放周辺端（７）に
平行に放射導体素子（１）の辺長ｂと同じ長さのマイク
ロストリツプ線路を被着し，複数本の導体線路でそれぞ
れを接続することにより，放射導体素子（１）の辺長ａ
が等価的に変化し，誘電体基板（２）の比誘電率εｒを
変化させなくても一端短絡型マイクロストリツプアンテ
ナの共振周波数を所望の周波数に整合を図れる。

〔実施例〕

以下，この発明の一実施例を図について説明する。

第１図（ａ）と（ｂ）は，この発明の一実施例を示す図
であり，第１図（ａ）は平面図，第１図（ｂ）は断面図
を示す図である。図中，（１）から（８）は，上記従来
の一端短絡型マイクロストリツプアンテナと全く同一の
ものである。（９）は，従来の放射導体素子（１）の辺
長ａを可変させるために誘電体基板（２）の表面に被着
した放射導体素子（１）の辺長ｂと同じ長さのマイクロ
ストリツプ線路，（10）は，マイクロストリツプ線路
（９）間と放射導体素子（１）の開放周辺端（７）にそ
れぞれを電気的に接続するための導体線路である。

第２図は，放射導体素子（１）の開放周辺端（７）とマ
イクロストリツプ線路（９）を導体線路（10）で接続す
ることで，放射導体素子（１）の辺長ａが電気的に変化
させた場合の一端短絡型マイクロストリツプアンテナの
共振周波数の変化を示す図である。

上記のように構成されたこの発明による一端短絡型マイ
クロストリツプアンテナの一実施例の動作について説明
する。

入力端子の同軸線路（４）へ入力された高周波信号は，
中心導体（ｂ）を経由して給電点（５）を励振し，放射
導体素子（１）から導体線路（10）を通りマイクロスト
リツプ線路（９）へ流れ，電気的な開放周辺端（７）か
ら直線偏波の電波が放射される。放射導体素子（１）に
対する給電点（５）の位置は，従来の一端短絡型マイク
ロストリツプアンテナと同様に，インピーダンス整合と
交差偏波抑圧の観点から定められる。一方，一端短絡型
マイクロストリツプアンテナの共振周波数foは，誘電体
基板（２）の比誘電率εｒを変化させずに，放射導体素
子（１）に導体線路（10）で接続しているマイクロスト
リツプ線路（９）で任意に設定できる。従来の一端短絡
型マイクロストリツプアンテナの放射導体素子（１）の
開放周辺端（７）に平行にマイクロストリツプ線路
（９）を被着し，それぞれを導体線路（10）で接続し放
射導体素子（１）の辺長ａを電気的に長くすることで共
振周波数は，第２図の点線で示すように低い周波数に移
動し，マイクロストリツプ線路（９）と放射導体素子
（１）間を接続する導体線路（10）を取ることで放射導
体素子（１）の辺長ａを電気的に短かくすることで共振
周波数は，第２図の一点破線で示すように高い周波数に
移動する等の共振周波数の可変ができる。

なお，上記実施例では，放射導体素子（１）とマイクロ
ストリツプ線路（９）を接続するのに導体線路（10）を
用いるとしたが金ワイヤ又は，金リボン等で形成しても
よい。また，上記実施例では，放射導体素子（１）と接
地導体板（３）の間に誘電体基板（２）を１枚で説明し
たが，複数枚の誘電体基板または空気層で構成してもよ
く，上記実施例と同様の効果が得られる。

さらに，上記実施例では，一端短絡型マイクロストリツ
プアンテナの形状を矩形の放射導体素子（１）の場合で
説明したが正方形，多角形等の任意形状の放射導体素子
（１）でも同様の効果が得られる。

〔発明の効果〕 以上のように，この発明によれば放射導体素子（１）の
開放周辺端（７）に平行な複数個のマイクロストリツプ
線路（９）を導体線路（10）にて接続することで，誘電
体基板（２）の比誘電率εｒを変化させなくても放射導
体素子（１）の辺長ａを電気的に可変とし共振周波数を
変化させることができるので，誘電体基板の比誘電率の
ばらつきや工作性の公差により共振周波数が変化しても
導体線路（10）の接続状態により所望の共振周波数に整
合を図れる一端短絡型マイクロストリツプアンテナが得
られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）と（ｂ）はこの発明の一実施例を示す図，
第２図は放射導体素子に導体線路でマイクロストリツプ
線路を接続する本数を変化させた場合の一端短絡型マイ
クロストリツプアンテナの共振周波数と反射損失の特性
を示す図，第３図は従来の一端短絡型マイクロストリツ
プアンテナの一例を示す図，第４図は従来の一端短絡型
マイクロストリツプアンテナの共振周波数と反射損失の
特性を示す図である。 図中，（１）は放射導体素子，（２）は誘電体基板，
（３）は接地導体板，（４）は同軸線路，（５）は給電
点，（６）は中心導体，（７）は開放周辺端，（８）は
短絡周辺端，（９）はマイクロストリツプ線路，（10）
は導体線路である。 なお，図中，同一符号は同一，あるいは相当部分を示す
ものである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】波長に比べて薄い誘電体基板と、前記誘電
   体基板の一方面に設けられた接地導体板と、前記誘電体
   基板の他方面に設けられ、辺長a,bの矩系をなし、か
   つ、辺長ｂを有する一端が前記接地導体板に短絡された
   平面回路による放射導体素子と、前記接地導体板の背面
   に設けられ、前記放射導体素子に中心導体を介して給電
   するための同軸線路とを備えた一端短絡型マイクロスト
   リップアンテナにおいて、前記放射導体素子の前記接地
   導体板と短絡した側の反対の一辺に平行に被着したマイ
   クロストリップ線路と放射導体素子とを接続するために
   使用する導体線路を上記放射導体素子の開放周辺端に辺
   長ｂの方向に沿って設け、一端短絡型マイクロストリッ
   プアンテナの共振周波数に応じてマイクロストリップ線
   路と放射導体素子を接続する導体線路を取ることによ
   り、前記誘電体基板の比誘電率を変化させることなく一
   端短絡型マイクロストリップアンテナの周波数を所望の
   周波数に設定することを特徴とする一端短絡型マイクロ
   ストリップアンテナ。
2. 【請求項２】上記放射導体素子に平行な接地導体板は、
   単一または複数個の空気層あるいは誘電体層を挟んで、
   配置されたものである特許請求の範囲第（１）項記載の
   一端短絡型マイクロストリップアンテナ。