JPH07249926A - 平面アンテナ - Google Patents
平面アンテナInfo
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- JPH07249926A JPH07249926A JP6037996A JP3799694A JPH07249926A JP H07249926 A JPH07249926 A JP H07249926A JP 6037996 A JP6037996 A JP 6037996A JP 3799694 A JP3799694 A JP 3799694A JP H07249926 A JPH07249926 A JP H07249926A
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- antenna
- circuit board
- notch
- feeding
- ring patch
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q21/00—Antenna arrays or systems
- H01Q21/24—Combinations of antenna units polarised in different directions for transmitting or receiving circularly and elliptically polarised waves or waves linearly polarised in any direction
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q13/00—Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
- H01Q13/10—Resonant slot antennas
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q21/00—Antenna arrays or systems
- H01Q21/28—Combinations of substantially independent non-interacting antenna units or systems
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
- H01Q9/04—Resonant antennas
- H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
Abstract
(57)【要約】
【目的】低姿勢であることを損なうことなく、リングパ
ッチアンテナと、ノッチアンテナの独立性を改善した平
面アンテナを提供するにある。 【構成】リングパッチアンテナは、リングパッチ５と、
給電端子７と、地導体板１と、この地導体板１とリング
パッチ５とを短絡するボルト９，１０とで構成される。
ノッチアンテナはノッチ１１を形成している放射回路体
４と、給電回路板３と、給電端子８とでノッチアンテナ
を構成して、全体として偏波ダイバーシティーに対応す
る平面アンテナを構成することになる。
ッチアンテナと、ノッチアンテナの独立性を改善した平
面アンテナを提供するにある。 【構成】リングパッチアンテナは、リングパッチ５と、
給電端子７と、地導体板１と、この地導体板１とリング
パッチ５とを短絡するボルト９，１０とで構成される。
ノッチアンテナはノッチ１１を形成している放射回路体
４と、給電回路板３と、給電端子８とでノッチアンテナ
を構成して、全体として偏波ダイバーシティーに対応す
る平面アンテナを構成することになる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、主にデジタル電話を初
めとする移動体通信システムの中継アンテナ、セルラー
アンテナ等に用いられる偏波ダイバーシティーに適応さ
せた平面アンテナに関するものである。
めとする移動体通信システムの中継アンテナ、セルラー
アンテナ等に用いられる偏波ダイバーシティーに適応さ
せた平面アンテナに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、移動体通信システムに用いられる
アンテナとしては、モノポールアンテナが広範囲に用い
られてきた。ところが、物理長が使用波長の約１／４以
上必要な場合が多く、特に高速の移動体に搭載する場合
や、可搬型のパーソナル用途には適さない場合があっ
た。そのためこれらの用途にはより低姿勢化が望まれた
いた。
アンテナとしては、モノポールアンテナが広範囲に用い
られてきた。ところが、物理長が使用波長の約１／４以
上必要な場合が多く、特に高速の移動体に搭載する場合
や、可搬型のパーソナル用途には適さない場合があっ
た。そのためこれらの用途にはより低姿勢化が望まれた
いた。
【０００３】低姿勢なアンテナとしてはモノポールアン
テナの長さを短くし、円盤等のディスクを装荷したリン
グパッチアンテナ（ディスク装荷モノポールアンテナ）
が以下の文献等により公知である。 〔関根、宇野、澤谷、安達：”円盤装荷折返しモノポー
ルアンテナの理論解析”，信学論（Ｂ）、Ｊ７１ーＢ、
１１、ｐｐ．１２４４−１２４７（１９８８−１１）〕 〔金田、近藤、安藤、後藤：”軸対称モード円環パッチ
アンテナとその給電法”，信学技報、ＡＰ８７−５３
（１９８７−０７）〕 これらの文献に開示されているディスク装荷モノポール
アンテナは、単独では偏波ダイバーシティー用アンテナ
を構成するのが不可能であり、複数個の併用が必要であ
った。
テナの長さを短くし、円盤等のディスクを装荷したリン
グパッチアンテナ（ディスク装荷モノポールアンテナ）
が以下の文献等により公知である。 〔関根、宇野、澤谷、安達：”円盤装荷折返しモノポー
ルアンテナの理論解析”，信学論（Ｂ）、Ｊ７１ーＢ、
１１、ｐｐ．１２４４−１２４７（１９８８−１１）〕 〔金田、近藤、安藤、後藤：”軸対称モード円環パッチ
アンテナとその給電法”，信学技報、ＡＰ８７−５３
（１９８７−０７）〕 これらの文献に開示されているディスク装荷モノポール
アンテナは、単独では偏波ダイバーシティー用アンテナ
を構成するのが不可能であり、複数個の併用が必要であ
った。
【０００４】そこで単独のアンテナサイズの中で、偏波
ダイバーシティーとなりうるために２種類のアンテナを
構成した電力密度アンテナが下記の文献等で提案されて
いる。〔新井、後藤：”自動車電話用平面型ダイバーシ
ティーアンテナ”、信学技報ＡＰ８９−１２，ｐｐ２９
−３２）〕〔H.Arai,H.Iwashita,N.Toki,N.Goto,:"AFla
t Energy Density Antenna System for Mobile Telepho
ne", IEEE Trans Vol.40,No.2,MAY 1991 〕上記の電力
密度型平面アンテナは、リングパッチアンテナ（ディス
ク装荷モノポールアンテナ）とそのディスク部分にノッ
チ（切込み）を設け、そのノッチにマイクロストリップ
ラインで給電するノッチアンテナを複合したものであ
る。
ダイバーシティーとなりうるために２種類のアンテナを
構成した電力密度アンテナが下記の文献等で提案されて
いる。〔新井、後藤：”自動車電話用平面型ダイバーシ
ティーアンテナ”、信学技報ＡＰ８９−１２，ｐｐ２９
−３２）〕〔H.Arai,H.Iwashita,N.Toki,N.Goto,:"AFla
t Energy Density Antenna System for Mobile Telepho
ne", IEEE Trans Vol.40,No.2,MAY 1991 〕上記の電力
密度型平面アンテナは、リングパッチアンテナ（ディス
ク装荷モノポールアンテナ）とそのディスク部分にノッ
チ（切込み）を設け、そのノッチにマイクロストリップ
ラインで給電するノッチアンテナを複合したものであ
る。
【０００５】具体的には両面プリント板の裏面にノッチ
を有するパッチ素子を作成するとともに、表面に上記の
ノッチ部分に給電可能なパターンのマイクロストリップ
ラインをエッチング等により形成した両面プリント板を
接地板の上に一定間隔隔離して設置し、パッチ素子と、
接地板との間を短絡する複数個の短絡手段を設けた構成
である。
を有するパッチ素子を作成するとともに、表面に上記の
ノッチ部分に給電可能なパターンのマイクロストリップ
ラインをエッチング等により形成した両面プリント板を
接地板の上に一定間隔隔離して設置し、パッチ素子と、
接地板との間を短絡する複数個の短絡手段を設けた構成
である。
【０００６】このように構成された電力密度型平面アン
テナにより低姿勢化と偏波ダイバーシティー化とが可能
となった。
テナにより低姿勢化と偏波ダイバーシティー化とが可能
となった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記電力密
度型平面アンテナの場合、プリント板として使用する高
周波材料（テフロン（登録商標）板等）のコストが高
く、従来の複数個のモノポールアンテナを用いた場合に
比べてコスト的に劣るという問題があった。更にノッチ
アンテナを構成するマイクロストリップラインのロスや
給電点からの不要放射のため、二つのアンテナ（リング
パッチアンテナと、ノッチアンテナ）の特性が変化し、
主にはノッチアンテナの利得がリングパッチアンテナの
利得よりも低下するという場合があった。
度型平面アンテナの場合、プリント板として使用する高
周波材料（テフロン（登録商標）板等）のコストが高
く、従来の複数個のモノポールアンテナを用いた場合に
比べてコスト的に劣るという問題があった。更にノッチ
アンテナを構成するマイクロストリップラインのロスや
給電点からの不要放射のため、二つのアンテナ（リング
パッチアンテナと、ノッチアンテナ）の特性が変化し、
主にはノッチアンテナの利得がリングパッチアンテナの
利得よりも低下するという場合があった。
【０００８】そこで、これらの問題点を解決するため
に、リングパッチアンテナを金属板で構成するととも
に、このリングパッチアンテナを構成する金属板の周縁
部にノッチを設けて複合化し、誘電体として発泡体の使
用も検討されてきた。しかしこの様なこのリングパッチ
アンテナを構成する金属板の周縁部にノッチを設けて複
合化したアンテナの構成では、リングパッチとノッチの
相互結合が大きく、夫々が独立したアンテナとして期待
されるダイバーシティー効果が得られない場合が生じ
た。
に、リングパッチアンテナを金属板で構成するととも
に、このリングパッチアンテナを構成する金属板の周縁
部にノッチを設けて複合化し、誘電体として発泡体の使
用も検討されてきた。しかしこの様なこのリングパッチ
アンテナを構成する金属板の周縁部にノッチを設けて複
合化したアンテナの構成では、リングパッチとノッチの
相互結合が大きく、夫々が独立したアンテナとして期待
されるダイバーシティー効果が得られない場合が生じ
た。
【０００９】本発明は上述の点に鑑みて為されたもの
で、請求項１の発明の目的とするところは低姿勢である
ことを損なうことなく、リングパッチアンテナと、ノッ
チアンテナの独立性を改善し、偏波ダイバーシティーや
円偏波用に対応した平面アンテナを提供するにある。請
求項２の発明の目的とするところは、請求項１の発明の
目的に加えて水平面内で無指向性の水平偏波と垂直偏波
が得られ偏波ダイバーシティー用として有効な平面アン
テナを提供するにある。
で、請求項１の発明の目的とするところは低姿勢である
ことを損なうことなく、リングパッチアンテナと、ノッ
チアンテナの独立性を改善し、偏波ダイバーシティーや
円偏波用に対応した平面アンテナを提供するにある。請
求項２の発明の目的とするところは、請求項１の発明の
目的に加えて水平面内で無指向性の水平偏波と垂直偏波
が得られ偏波ダイバーシティー用として有効な平面アン
テナを提供するにある。
【００１０】請求項３の発明の目的とするところは、請
求項１の発明の目的に加えてリングパッチアンテナの大
きさを可変することができるとともに指向性の調整が可
能な平面アンテナを提供するにある。請求項４の発明の
目的とするところは、請求項１の発明の目的に加えて組
み立て加工性に優れ、且つ安価に製作でき、しかも長期
間に亘って安定した性能が得られる信頼性の高い平面ア
ンテナを提供するにある。
求項１の発明の目的に加えてリングパッチアンテナの大
きさを可変することができるとともに指向性の調整が可
能な平面アンテナを提供するにある。請求項４の発明の
目的とするところは、請求項１の発明の目的に加えて組
み立て加工性に優れ、且つ安価に製作でき、しかも長期
間に亘って安定した性能が得られる信頼性の高い平面ア
ンテナを提供するにある。
【００１１】請求項５の発明の目的とするところは、請
求項１の発明の目的に加えてリングパッチアンテナとノ
ッチアンテナの相互結合を極小化できる平面アンテナを
提供するにある。請求項６の発明の目的とするところ
は、請求項１の発明の目的に加えて円偏波アンテナとし
て動作させることができる平面アンテナを提供するにあ
る。
求項１の発明の目的に加えてリングパッチアンテナとノ
ッチアンテナの相互結合を極小化できる平面アンテナを
提供するにある。請求項６の発明の目的とするところ
は、請求項１の発明の目的に加えて円偏波アンテナとし
て動作させることができる平面アンテナを提供するにあ
る。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１の発明では、地導体板と給電回路板と放
射回路板とからなるトリプレート構造であって、放射回
路板の周縁部から放射回路板の中心方向に向いたノッチ
を複数形成し、これらノッチに対して給電回路板に設け
てあるストリップラインにより給電するノッチアンテナ
と、このノッチアンテナの上方に配置支持されたリング
パッチとノッチアンテナを貫通してリングパッチに給電
する給電手段とからなるリングパッチアンテとで構成し
たものである。
めに、請求項１の発明では、地導体板と給電回路板と放
射回路板とからなるトリプレート構造であって、放射回
路板の周縁部から放射回路板の中心方向に向いたノッチ
を複数形成し、これらノッチに対して給電回路板に設け
てあるストリップラインにより給電するノッチアンテナ
と、このノッチアンテナの上方に配置支持されたリング
パッチとノッチアンテナを貫通してリングパッチに給電
する給電手段とからなるリングパッチアンテとで構成し
たものである。
【００１３】請求項２の発明では、請求項１の発明にお
いて、放射回路板のノッチを放射回路板の中心を通り互
いに直交する一対の直線と交差する放射回路板の４箇所
の周縁部に夫々形成するとともに各ノッチに対して各別
に電磁結合する４つの給電プローブを各ノッチの向きに
対して直交するように給電回路板に形成し、各給電プロ
ーブに対して給電回路板の中心の給電点からマイクロス
トリップラインにより同位相で給電するものである。
いて、放射回路板のノッチを放射回路板の中心を通り互
いに直交する一対の直線と交差する放射回路板の４箇所
の周縁部に夫々形成するとともに各ノッチに対して各別
に電磁結合する４つの給電プローブを各ノッチの向きに
対して直交するように給電回路板に形成し、各給電プロ
ーブに対して給電回路板の中心の給電点からマイクロス
トリップラインにより同位相で給電するものである。
【００１４】請求項３の発明では、請求項１の発明にお
いて、リングパッチと地導体板との間を短絡し且つリン
グパッチを支持する１乃至複数の短絡用支柱をノッチア
ンテナの給電回路板と放射回路板とに貫通させたもので
ある。請求項４の発明では、請求項１の発明において、
放射回路板、リングパッチを金属板で形成し、地導体
板、給電回路板、放射回路板、リングパッチを発泡体又
は空気層を介して順次積層したものである。
いて、リングパッチと地導体板との間を短絡し且つリン
グパッチを支持する１乃至複数の短絡用支柱をノッチア
ンテナの給電回路板と放射回路板とに貫通させたもので
ある。請求項４の発明では、請求項１の発明において、
放射回路板、リングパッチを金属板で形成し、地導体
板、給電回路板、放射回路板、リングパッチを発泡体又
は空気層を介して順次積層したものである。
【００１５】請求項５の発明では、請求項１の発明にお
いて、リングパッチの外形寸法を、ノッチアンテナのア
ンテナ動作に影響を与えないようにノッチアンテナの外
形寸法より小さくしたものである。請求項６の発明で
は、請求項１の発明において、リングパッチとノッチア
ンテナとを９０度位相差給電したものである。
いて、リングパッチの外形寸法を、ノッチアンテナのア
ンテナ動作に影響を与えないようにノッチアンテナの外
形寸法より小さくしたものである。請求項６の発明で
は、請求項１の発明において、リングパッチとノッチア
ンテナとを９０度位相差給電したものである。
【００１６】
【作用】請求項１の発明は、地導体板と給電回路板と放
射回路板とからなるトリプレート構造であって、放射回
路板の周縁部から放射回路板の中心方向に向いたノッチ
を複数形成し、これらノッチに対して給電回路板に設け
てあるストリップラインにより給電するノッチアンテナ
と、このノッチアンテナの上方に配置支持されたリング
パッチとノッチアンテナを貫通してリングパッチに給電
する給電手段とからなるリングパッチアンテとで構成し
てあるから、夫々のアンテナの構成部材に共用が無くて
相互結合が極小化でき、そのため夫々のアンテナの独立
性が確保できて偏波ダイバーシティー化は勿論のこと円
偏波用としても使用が可能となり、しかも共に低姿勢で
あるリングパッチとノッチアンテナとの組み合わせであ
るから全体として低姿勢に製作することができる。
射回路板とからなるトリプレート構造であって、放射回
路板の周縁部から放射回路板の中心方向に向いたノッチ
を複数形成し、これらノッチに対して給電回路板に設け
てあるストリップラインにより給電するノッチアンテナ
と、このノッチアンテナの上方に配置支持されたリング
パッチとノッチアンテナを貫通してリングパッチに給電
する給電手段とからなるリングパッチアンテとで構成し
てあるから、夫々のアンテナの構成部材に共用が無くて
相互結合が極小化でき、そのため夫々のアンテナの独立
性が確保できて偏波ダイバーシティー化は勿論のこと円
偏波用としても使用が可能となり、しかも共に低姿勢で
あるリングパッチとノッチアンテナとの組み合わせであ
るから全体として低姿勢に製作することができる。
【００１７】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、放射回路板のノッチを放射回路板の中心を通り互い
に直交する一対の直線と交差する放射回路板の４箇所の
周縁部に夫々形成するとともに各ノッチに対して各別に
電磁結合する４つの給電プローブを給電点に対して９０
度ずつの回転配置として各ノッチの向きに対して直交す
るように給電回路板に形成し、各給電プローブに対して
給電回路板の中心の給電点からマイクロストリップライ
ンにより同位相で給電するものであるから、アンテナ面
に平行する面において、無指向性の水平偏波と、垂直偏
波とが得られ、偏波ダイバーシティー型の平面アンテナ
として有効な利用が可能である。
て、放射回路板のノッチを放射回路板の中心を通り互い
に直交する一対の直線と交差する放射回路板の４箇所の
周縁部に夫々形成するとともに各ノッチに対して各別に
電磁結合する４つの給電プローブを給電点に対して９０
度ずつの回転配置として各ノッチの向きに対して直交す
るように給電回路板に形成し、各給電プローブに対して
給電回路板の中心の給電点からマイクロストリップライ
ンにより同位相で給電するものであるから、アンテナ面
に平行する面において、無指向性の水平偏波と、垂直偏
波とが得られ、偏波ダイバーシティー型の平面アンテナ
として有効な利用が可能である。
【００１８】請求項３の発明は、請求項１の発明におい
て、リングパッチと地導体板との間を短絡し且つリング
パッチを支持する１乃至複数の短絡用支柱をノッチアン
テナの給電回路板と放射回路板とに貫通させたので、短
絡用支柱の部位やその面積等によりリングパッチアンテ
ナの大きさを可変することできるのみならず、指向性の
調整が可能となり、特にリングパッチアンテナの大きさ
をノッチアンテナに影響を与えない程度に調整すること
により両アンテナの独立性の一層の改善が図れるととも
に最適な指向方向の調整が可能となる。
て、リングパッチと地導体板との間を短絡し且つリング
パッチを支持する１乃至複数の短絡用支柱をノッチアン
テナの給電回路板と放射回路板とに貫通させたので、短
絡用支柱の部位やその面積等によりリングパッチアンテ
ナの大きさを可変することできるのみならず、指向性の
調整が可能となり、特にリングパッチアンテナの大きさ
をノッチアンテナに影響を与えない程度に調整すること
により両アンテナの独立性の一層の改善が図れるととも
に最適な指向方向の調整が可能となる。
【００１９】請求項４の発明は、請求項１の発明におい
て、放射回路板、リングパッチを金属板で形成し、地導
体板、給電回路板、放射回路板、リングパッチを発泡体
又は空気層を介して順次積層したので、リングパッチ
と、放射回路板の製作が容易に行える上に製作コストも
安価になり、その上組み立て加工性に優れた平面アンテ
ナが実現でき、更に長期間に亘って安定した性能が確保
でき、信頼性も向上させることができる。
て、放射回路板、リングパッチを金属板で形成し、地導
体板、給電回路板、放射回路板、リングパッチを発泡体
又は空気層を介して順次積層したので、リングパッチ
と、放射回路板の製作が容易に行える上に製作コストも
安価になり、その上組み立て加工性に優れた平面アンテ
ナが実現でき、更に長期間に亘って安定した性能が確保
でき、信頼性も向上させることができる。
【００２０】請求項５の発明は、請求項１の発明におい
て、リングパッチの外形寸法を、ノッチアンテナのアン
テナ動作に影響を与えないようにノッチアンテナの外形
寸法より小さくしたので、両アンテナの独立性が確実に
確保でき、偏波ダイバーシティー用のアンテナとして
も、円偏波用のアンテナとしても有効な平面アンテナが
実現できる。
て、リングパッチの外形寸法を、ノッチアンテナのアン
テナ動作に影響を与えないようにノッチアンテナの外形
寸法より小さくしたので、両アンテナの独立性が確実に
確保でき、偏波ダイバーシティー用のアンテナとして
も、円偏波用のアンテナとしても有効な平面アンテナが
実現できる。
【００２１】請求項６の発明は、請求項１の発明におい
て、リングパッチとノッチアンテナとを９０度位相差給
電したので、アンテナ面に平行する面において、無指向
性の円偏波アンテナが実現できる。
て、リングパッチとノッチアンテナとを９０度位相差給
電したので、アンテナ面に平行する面において、無指向
性の円偏波アンテナが実現できる。
【００２２】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。 （実施例１）図１は本実施例の一部省略した分解斜視図
を示し、図２は本実施例の一部省略したアンテナ構成の
断面図を示している。本実施例は１乃至３ＧＨｚの帯域
で使用するもので、地導体板１と、２枚の発泡プラスチ
ックシート２，２’と、フィルム状のフレキシブルプリ
ント基板からなる給電回路板３と、放射回路板４と、リ
ングパッチ５とを主要構成部材として用いている。
する。 （実施例１）図１は本実施例の一部省略した分解斜視図
を示し、図２は本実施例の一部省略したアンテナ構成の
断面図を示している。本実施例は１乃至３ＧＨｚの帯域
で使用するもので、地導体板１と、２枚の発泡プラスチ
ックシート２，２’と、フィルム状のフレキシブルプリ
ント基板からなる給電回路板３と、放射回路板４と、リ
ングパッチ５とを主要構成部材として用いている。
【００２３】地導体板１は市販のアルミニュウム板（２
ｍｍ厚さ）を略直径１４０ｍｍの円盤状に打ち抜き加工
されたもので、中心を通る直線上に、４つの孔６…を所
定間隔であけており、中心位置にある左から３つ目の孔
６と、図において左端の孔６とには下面に夫々固定した
ＳＭＡコネクタからなる給電端子７，８のプローブを上
方に貫通させ、残りの孔６，６には下面側より後述する
短絡用支柱を構成するボルト９，１０を上方に貫通させ
ている。
ｍｍ厚さ）を略直径１４０ｍｍの円盤状に打ち抜き加工
されたもので、中心を通る直線上に、４つの孔６…を所
定間隔であけており、中心位置にある左から３つ目の孔
６と、図において左端の孔６とには下面に夫々固定した
ＳＭＡコネクタからなる給電端子７，８のプローブを上
方に貫通させ、残りの孔６，６には下面側より後述する
短絡用支柱を構成するボルト９，１０を上方に貫通させ
ている。
【００２４】給電回路板３は地導体板１と同形に形成さ
れたもので、地導体板１の上面に２ｍｍ厚で略直径１４
０ｍｍの発泡プラスチックシート２を介して同心で積層
される。給電回路板３には、放射回路板４に形成される
ノッチ１１…に対して電磁結合するための給電プローブ
１２ａ…が中心に対して９０度ずつ回転配置される形で
形成され、またこれら給電プローブ１２ａ…に対して給
電回路板３の中心に設けた給電点１２ｂより同相で給電
するためのマイクロストリップラインからなる給電ライ
ン２ｃ…が形成され、給電点１２ｂには発泡プラスチッ
クシート２を貫通した給電端子８のプローブが結合され
る。また給電回路板３には発泡プラスチックシート２を
貫通した給電端子７、ボルト９，１０を更に上方に貫通
させるための孔１４…も穿設してある。
れたもので、地導体板１の上面に２ｍｍ厚で略直径１４
０ｍｍの発泡プラスチックシート２を介して同心で積層
される。給電回路板３には、放射回路板４に形成される
ノッチ１１…に対して電磁結合するための給電プローブ
１２ａ…が中心に対して９０度ずつ回転配置される形で
形成され、またこれら給電プローブ１２ａ…に対して給
電回路板３の中心に設けた給電点１２ｂより同相で給電
するためのマイクロストリップラインからなる給電ライ
ン２ｃ…が形成され、給電点１２ｂには発泡プラスチッ
クシート２を貫通した給電端子８のプローブが結合され
る。また給電回路板３には発泡プラスチックシート２を
貫通した給電端子７、ボルト９，１０を更に上方に貫通
させるための孔１４…も穿設してある。
【００２５】放射回路板４は厚さ０．５ｍｍ、直径１３
０ｍｍのアルミニュウム板からなり、給電回路板３の上
面に２ｍｍ厚で略直径１４０ｍｍの発泡プラスチックシ
ート２’を介して同心に配置される。この放射回路板４
に形成されるノッチ１１…は、放射回路板４の中心を通
り互いに直交する一対の直線と交差する放射回路板の４
箇所の周縁部に夫々形成されたもので、その寸法は幅５
ｍｍで、長さ４５ｍｍに設定され、上記給電回路板３に
形成されている給電プローブ１２ａ…の向きと直交する
ようになっている。そしてこの放射回路板４には発泡プ
ラスチックシート２’を貫通した給電端子７のプロー
ブ、ボルト９，１０を更に上方に貫通させるための孔１
４’…を穿設してある。ここで放射回路板４を貫通する
給電端子７の部位には筒状導体１３を被挿してある。
０ｍｍのアルミニュウム板からなり、給電回路板３の上
面に２ｍｍ厚で略直径１４０ｍｍの発泡プラスチックシ
ート２’を介して同心に配置される。この放射回路板４
に形成されるノッチ１１…は、放射回路板４の中心を通
り互いに直交する一対の直線と交差する放射回路板の４
箇所の周縁部に夫々形成されたもので、その寸法は幅５
ｍｍで、長さ４５ｍｍに設定され、上記給電回路板３に
形成されている給電プローブ１２ａ…の向きと直交する
ようになっている。そしてこの放射回路板４には発泡プ
ラスチックシート２’を貫通した給電端子７のプロー
ブ、ボルト９，１０を更に上方に貫通させるための孔１
４’…を穿設してある。ここで放射回路板４を貫通する
給電端子７の部位には筒状導体１３を被挿してある。
【００２６】リングパッチ５は厚さ０．５ｍｍ、直径５
０ｍｍのアルミュニュウム板からなり、放射回路板４上
方にボルト９、１０を夫々貫通させたスペーサ１５，１
５を介して配置されるもので、給電回路板３、発泡プラ
スッチックシート２’、放射回路板４を夫々貫通した給
電端子７のプローブがインピーダンス変換金具１６を介
して結合され、給電端子７を介して給電されるようなっ
ている。
０ｍｍのアルミュニュウム板からなり、放射回路板４上
方にボルト９、１０を夫々貫通させたスペーサ１５，１
５を介して配置されるもので、給電回路板３、発泡プラ
スッチックシート２’、放射回路板４を夫々貫通した給
電端子７のプローブがインピーダンス変換金具１６を介
して結合され、給電端子７を介して給電されるようなっ
ている。
【００２７】ボルト９，１０は地導体板１、発泡プラス
チックシート２、給電回路板３、発泡プラスチックシー
ト２’、放射回路板４、リングパッチ５を一体的に固定
するためのもので、リングパッチ５の上面側に貫通した
先端にナット１７．１８が締結される。尚地導体板１と
給電回路板３との間、給電回路板３と放射回路板４との
間には発泡プラスチックシート２，２’が介在してこれ
ら板間の間隔を保持しているが、更に間隔精度を上げる
ためにボルト９，１０を貫通させたスペーサ１９、２０
を夫々の板間に介在させる。
チックシート２、給電回路板３、発泡プラスチックシー
ト２’、放射回路板４、リングパッチ５を一体的に固定
するためのもので、リングパッチ５の上面側に貫通した
先端にナット１７．１８が締結される。尚地導体板１と
給電回路板３との間、給電回路板３と放射回路板４との
間には発泡プラスチックシート２，２’が介在してこれ
ら板間の間隔を保持しているが、更に間隔精度を上げる
ためにボルト９，１０を貫通させたスペーサ１９、２０
を夫々の板間に介在させる。
【００２８】而して構成した本実施例はリングパッチ５
と、給電端子７と、地導体板１と、この地導体板１とリ
ングパッチ５とを短絡する短絡手段としてのボルト９，
１０とでリングパッチアンテナを、またノッチ１１を形
成している放射回路体４と、給電回路板３と、給電端子
８とでノッチアンテナを構成して、全体として偏波ダイ
バーシティーに対応する平面アンテナを構成することに
なる。
と、給電端子７と、地導体板１と、この地導体板１とリ
ングパッチ５とを短絡する短絡手段としてのボルト９，
１０とでリングパッチアンテナを、またノッチ１１を形
成している放射回路体４と、給電回路板３と、給電端子
８とでノッチアンテナを構成して、全体として偏波ダイ
バーシティーに対応する平面アンテナを構成することに
なる。
【００２９】このようにして得られた本実施例を構成す
るノッチアンテナ及びリングパッチアンテナのアンテナ
面に平行な面（水平面）内の指向性を１．３５ＧＨｚの
周波数を使用して測定してみたところ、ノッチアンテナ
に関しては図３に示すように水平偏波成分イは略全周に
亘って略同じレベルの放射電力が得られ、無指向性であ
ることを示す結果が得られた。また交差偏波（垂直偏波
成分ロ）は２０ｄＢ程度まで抑制できていることが明ら
かとなった。
るノッチアンテナ及びリングパッチアンテナのアンテナ
面に平行な面（水平面）内の指向性を１．３５ＧＨｚの
周波数を使用して測定してみたところ、ノッチアンテナ
に関しては図３に示すように水平偏波成分イは略全周に
亘って略同じレベルの放射電力が得られ、無指向性であ
ることを示す結果が得られた。また交差偏波（垂直偏波
成分ロ）は２０ｄＢ程度まで抑制できていることが明ら
かとなった。
【００３０】一方リングパッチアンテナに関しては図４
に示すように垂直偏波成分ロ’は略全周に亘って略同じ
レベルの放射電力が得られ、無指向性であることを示す
結果が得られた。また交差偏波（水平偏波成分イ’）は
２０ｄＢ程度まで抑制できていることが明らかとなっ
た。つまり図３，図４の結果から水平偏波、垂直偏波の
２種類の偏波の切り換えが必要とされる偏波ダイバーシ
ティーアンテナとして、本実施例は極めて良好な特性を
示すことが判る。
に示すように垂直偏波成分ロ’は略全周に亘って略同じ
レベルの放射電力が得られ、無指向性であることを示す
結果が得られた。また交差偏波（水平偏波成分イ’）は
２０ｄＢ程度まで抑制できていることが明らかとなっ
た。つまり図３，図４の結果から水平偏波、垂直偏波の
２種類の偏波の切り換えが必要とされる偏波ダイバーシ
ティーアンテナとして、本実施例は極めて良好な特性を
示すことが判る。
【００３１】そして給電端子７と給電端子８に対して９
０度の位相差で１．４ＧＨｚの周波数を使用して給電し
アンテナ面に平行な面（水平面）内に円偏波を発生さ
せ、その状態を測定したところ、図５に示すように円偏
波成分ハはアンテナ面に平行な面に対して無指向性を示
す結果が得られた。また交差偏波ニは良好に抑制できて
いることが明らかとなった。
０度の位相差で１．４ＧＨｚの周波数を使用して給電し
アンテナ面に平行な面（水平面）内に円偏波を発生さ
せ、その状態を測定したところ、図５に示すように円偏
波成分ハはアンテナ面に平行な面に対して無指向性を示
す結果が得られた。また交差偏波ニは良好に抑制できて
いることが明らかとなった。
【００３２】更に給電端子７と給電端子８との間のアイ
ソレーションを実測したところ、図６に示すように、１
乃至３ＧＨｚに亘り、２０ｄＢ以上のアイソレーション
特性が得られ、ノッチアンテナ、リングパッチアンテナ
の２種類のアンテナの独立性が確認できた。 （実施例２）上記実施例ではリングパッチ５の短絡部分
がボルト９，１０による２箇所であったが、本実施例は
図７，図８に示すようにボルト９のみの１箇所としたも
ので、このボルト９による短絡部分をリングパッチ５の
中心としている。つまり実施例１では２本のボルト９，
１０による短絡箇所の間隔が波長に比較して小さいこと
から等価的にはボルト９，１０間の中央部分が短絡場所
となっていたが、本実施例では短絡場所をリングパッチ
５の中心部としている。
ソレーションを実測したところ、図６に示すように、１
乃至３ＧＨｚに亘り、２０ｄＢ以上のアイソレーション
特性が得られ、ノッチアンテナ、リングパッチアンテナ
の２種類のアンテナの独立性が確認できた。 （実施例２）上記実施例ではリングパッチ５の短絡部分
がボルト９，１０による２箇所であったが、本実施例は
図７，図８に示すようにボルト９のみの１箇所としたも
ので、このボルト９による短絡部分をリングパッチ５の
中心としている。つまり実施例１では２本のボルト９，
１０による短絡箇所の間隔が波長に比較して小さいこと
から等価的にはボルト９，１０間の中央部分が短絡場所
となっていたが、本実施例では短絡場所をリングパッチ
５の中心部としている。
【００３３】而して本実施例では短絡箇所を１箇所とし
たことにより、リングパッチ５の直径を６５ｍｍと小さ
くすることができ、それによりノッチアンテナの性能
（利得）を実施例１に比較して、０．５ｄＢ改善でき
た。また指向性、アイソレーション特性を実施例１と同
様に実測してみたところ、実施例１と略同等の結果が得
られた。円偏波に関しても実施例１と同様な良好な発生
結果が得られた。
たことにより、リングパッチ５の直径を６５ｍｍと小さ
くすることができ、それによりノッチアンテナの性能
（利得）を実施例１に比較して、０．５ｄＢ改善でき
た。また指向性、アイソレーション特性を実施例１と同
様に実測してみたところ、実施例１と略同等の結果が得
られた。円偏波に関しても実施例１と同様な良好な発生
結果が得られた。
【００３４】尚ボルト１０の長さは放射回路板４の上面
に臨ませる程度に短くしており、ナット１８は放射回路
板４の上面で締結される。またその他の構成はリングパ
ッチ５の直径を上記のように小さくした他は、実施例１
と同じであるから図１，図２に示された構成部材と同じ
部材に同一の番号を付し、説明を省略する。 （実施例３）上記実施例１，２ではリングパッチ５の短
絡箇所を２箇所又は１箇所設けたものであるが、本実施
例では図９，１０に示すように短絡箇所を無くして、リ
ングパッチ５の中心に給電端子８による給電を行なうよ
うにしたものである。
に臨ませる程度に短くしており、ナット１８は放射回路
板４の上面で締結される。またその他の構成はリングパ
ッチ５の直径を上記のように小さくした他は、実施例１
と同じであるから図１，図２に示された構成部材と同じ
部材に同一の番号を付し、説明を省略する。 （実施例３）上記実施例１，２ではリングパッチ５の短
絡箇所を２箇所又は１箇所設けたものであるが、本実施
例では図９，１０に示すように短絡箇所を無くして、リ
ングパッチ５の中心に給電端子８による給電を行なうよ
うにしたものである。
【００３５】而して本実施例では短絡箇所を無くしたこ
とにより、その直径を３５ｍｍと実施例１の場合に比べ
て小さくすることができ、またリングパッチ５と放射回
路板４との間に介在させていたスペーサが不要となっ
て、部品点数が少なくなる。そして指向性、アイソレー
ション特性を実施例１と同様に実測してみたところ、実
施例１と略同等の結果が得られた。更に円偏波に関して
も実施例１と同様な良好な発生結果が得られた。
とにより、その直径を３５ｍｍと実施例１の場合に比べ
て小さくすることができ、またリングパッチ５と放射回
路板４との間に介在させていたスペーサが不要となっ
て、部品点数が少なくなる。そして指向性、アイソレー
ション特性を実施例１と同様に実測してみたところ、実
施例１と略同等の結果が得られた。更に円偏波に関して
も実施例１と同様な良好な発生結果が得られた。
【００３６】このように本実施例ではアンテナ性能を損
なうことなく、部品点数を少なくして安価に製作できる
のである。
なうことなく、部品点数を少なくして安価に製作できる
のである。
【００３７】
【発明の効果】請求項１の発明は、地導体板と給電回路
板と放射回路板とからなるトリプレート構造であって、
放射回路板の周縁部から放射回路板の中心方向に向いた
ノッチを複数形成し、これらノッチに対して給電回路板
に設けてあるストリップラインにより給電するノッチア
ンテナと、このノッチアンテナの上方に配置支持された
リングパッチとノッチアンテナを貫通してリングパッチ
に給電する給電手段とからなるリングパッチアンテとで
構成したので、夫々のアンテナの構成部材に共用が無く
て相互結合が極小化でき、そのため夫々のアンテナの独
立性が確保できて偏波ダイバーシティー化は勿論のこと
円偏波用としても使用が可能となり、しかも共に低姿勢
であるリングパッチとノッチアンテナとの組み合わせで
あるから全体として低姿勢に製作することができるとい
う効果がある。
板と放射回路板とからなるトリプレート構造であって、
放射回路板の周縁部から放射回路板の中心方向に向いた
ノッチを複数形成し、これらノッチに対して給電回路板
に設けてあるストリップラインにより給電するノッチア
ンテナと、このノッチアンテナの上方に配置支持された
リングパッチとノッチアンテナを貫通してリングパッチ
に給電する給電手段とからなるリングパッチアンテとで
構成したので、夫々のアンテナの構成部材に共用が無く
て相互結合が極小化でき、そのため夫々のアンテナの独
立性が確保できて偏波ダイバーシティー化は勿論のこと
円偏波用としても使用が可能となり、しかも共に低姿勢
であるリングパッチとノッチアンテナとの組み合わせで
あるから全体として低姿勢に製作することができるとい
う効果がある。
【００３８】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、放射回路板のノッチを放射回路板の中心を通り互い
に直交する一対の直線と交差する放射回路板の４箇所の
周縁部に夫々形成するとともに各ノッチに対し各別に電
磁結合する４つの給電プローブを給電点に対し９０度ず
つ回転配置して各ノッチの向きに対して直交するように
給電回路板に形成し、各給電プローブに対して給電回路
板の中心の給電点からマイクロストリップラインにより
同位相で給電するので、アンテナ面に平行する面におい
て、無指向性の水平偏波と、垂直偏波とが得られ、偏波
ダイバーシティー型の平面アンテナとして有効な利用が
可能であるという効果がある。
て、放射回路板のノッチを放射回路板の中心を通り互い
に直交する一対の直線と交差する放射回路板の４箇所の
周縁部に夫々形成するとともに各ノッチに対し各別に電
磁結合する４つの給電プローブを給電点に対し９０度ず
つ回転配置して各ノッチの向きに対して直交するように
給電回路板に形成し、各給電プローブに対して給電回路
板の中心の給電点からマイクロストリップラインにより
同位相で給電するので、アンテナ面に平行する面におい
て、無指向性の水平偏波と、垂直偏波とが得られ、偏波
ダイバーシティー型の平面アンテナとして有効な利用が
可能であるという効果がある。
【００３９】請求項３の発明は、請求項１において、リ
ングパッチと地導体板との間を短絡し且つリングパッチ
を支持する１乃至複数の短絡用支柱をノッチアンテナの
給電回路板と放射回路板とに貫通させたので、短絡用支
柱の部位やその面積等によりリングパッチアンテナの大
きさを可変することできるのみならず、指向性の調整が
可能となり、特にリングパッチアンテナの大きさをノッ
チアンテナに影響を与えない程度に調整することにより
両アンテナの独立性の一層の改善が図れるとともに最適
な指向方向の調整が可能となるという効果がある。
ングパッチと地導体板との間を短絡し且つリングパッチ
を支持する１乃至複数の短絡用支柱をノッチアンテナの
給電回路板と放射回路板とに貫通させたので、短絡用支
柱の部位やその面積等によりリングパッチアンテナの大
きさを可変することできるのみならず、指向性の調整が
可能となり、特にリングパッチアンテナの大きさをノッ
チアンテナに影響を与えない程度に調整することにより
両アンテナの独立性の一層の改善が図れるとともに最適
な指向方向の調整が可能となるという効果がある。
【００４０】請求項４の発明は、請求項１において、放
射回路板、リングパッチを金属板で形成し、地導体板、
給電回路板、放射回路板、リングパッチを発泡体又は空
気層を介して順次積層したので、リングパッチと、放射
回路板の製作が容易に行える上に製作コストも安価にな
り、その上組み立て加工性に優れた平面アンテナが実現
でき、更に長期間に亘って安定した性能が確保でき、信
頼性も向上させることができるという効果がある。
射回路板、リングパッチを金属板で形成し、地導体板、
給電回路板、放射回路板、リングパッチを発泡体又は空
気層を介して順次積層したので、リングパッチと、放射
回路板の製作が容易に行える上に製作コストも安価にな
り、その上組み立て加工性に優れた平面アンテナが実現
でき、更に長期間に亘って安定した性能が確保でき、信
頼性も向上させることができるという効果がある。
【００４１】請求項５の発明は、請求項１において、リ
ングパッチの外形寸法を、ノッチアンテナのアンテナ動
作に影響を与えないようにノッチアンテナの外形寸法よ
り小さくしたので、両アンテナの独立性が確実に確保で
き、偏波ダイバーシティー用のアンテナとしても、円偏
波用のアンテナとしても有効な平面アンテナが実現でき
るという効果がある。
ングパッチの外形寸法を、ノッチアンテナのアンテナ動
作に影響を与えないようにノッチアンテナの外形寸法よ
り小さくしたので、両アンテナの独立性が確実に確保で
き、偏波ダイバーシティー用のアンテナとしても、円偏
波用のアンテナとしても有効な平面アンテナが実現でき
るという効果がある。
【００４２】請求項６の発明は、請求項１の発明におい
て、リングパッチとノッチアンテナとを９０度位相差給
電したので、アンテナ面に平行する面において、無指向
性の円偏波アンテナが実現できるという効果がある。
て、リングパッチとノッチアンテナとを９０度位相差給
電したので、アンテナ面に平行する面において、無指向
性の円偏波アンテナが実現できるという効果がある。
【図１】本発明の実施例１の一部省略した分解斜視図で
ある。
ある。
【図２】同上の断面図である。
【図３】同上のノッチアンテナのアンテナ面に平行する
方向の指向性の特性説明図である。
方向の指向性の特性説明図である。
【図４】同上のリングパッチアンテナのアンテナ面に平
行する方向の指向性を示す特性説明図である。
行する方向の指向性を示す特性説明図である。
【図５】同上のリングパッチアンテナとノッチアンテナ
を用いて円偏波のアンテナを構成した時の指向性を示す
特性説明図である。
を用いて円偏波のアンテナを構成した時の指向性を示す
特性説明図である。
【図６】同上のリングパッチの給電端子とノッチアンテ
ナの給電端子間のアイソレーションの特性説明図であ
る。
ナの給電端子間のアイソレーションの特性説明図であ
る。
【図７】本発明の実施例２の一部省略した分解斜視図で
ある。
ある。
【図８】同上の断面図である。
【図９】本発明の実施例３の一部省略した分解斜視図で
ある。
ある。
【図１０】同上の断面図である。
１ 地導体板 ２、２’ 発泡プラスチックシート ３ 給電回路板 ４ 放射回路板 ５ リングパッチ ７、８ 給電端子 ９、１０ ボルト １１ ノッチ １２ａ 給電プローブ １２ｃ マイクロストリップライン １２ｂ 給電点
Claims (6)
- 【請求項１】地導体板と給電回路板と放射回路板とから
なるトリプレート構造であって、放射回路板の周縁部か
ら放射回路板の中心方向に向いたノッチを複数形成し、
これらノッチに対して給電回路板に設けてあるストリッ
プラインにより給電するノッチアンテナと、このノッチ
アンテナの上方に配置支持されたリングパッチとノッチ
アンテナを貫通してリングパッチに給電する給電手段と
からなるリングパッチアンテとで構成したことを特徴と
する平面アンテナ。 - 【請求項２】放射回路板のノッチを放射回路板の中心を
通り互いに直交する一対の直線と交差する放射回路板の
４箇所の周縁部に夫々形成するとともに各ノッチに対し
て各別に電磁結合する４つの給電プローブを給電点に対
し９０度ずつ回転配置して各ノッチの向きに対して直交
するように給電回路板に形成し、各給電プローブに対し
て給電回路板の中心の給電点からマイクロストリップラ
インにより同位相で給電することを特徴とする請求項１
記載の平面アンテナ。 - 【請求項３】リングパッチと地導体板との間を短絡し且
つリングパッチを支持する１乃至複数の短絡用支柱をノ
ッチアンテナの給電回路板と放射回路板とに貫通させた
ことを特徴とする請求項１記載の平面アンテナ。 - 【請求項４】放射回路板、リングパッチを金属板で形成
し、地導体板、給電回路板、放射回路板、リングパッチ
を発泡体又は空気層を介して順次積層したこと特徴とす
る請求項１記載の平面アンテナ。 - 【請求項５】リングパッチの外形寸法を、ノッチアンテ
ナのアンテナ動作に影響を与えないようにノッチアンテ
ナの外形寸法より小さくしたことを特徴とする請求項１
記載の平面アンテナ。 - 【請求項６】リングパッチとノッチアンテナとを９０度
位相差給電したことを特徴とする請求項１記載の平面ア
ンテナ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6037996A JPH07249926A (ja) | 1994-03-09 | 1994-03-09 | 平面アンテナ |
| US08/389,648 US5519406A (en) | 1994-03-09 | 1995-02-16 | Low profile polarization diversity planar antenna |
| DE69506602T DE69506602T2 (de) | 1994-03-09 | 1995-03-06 | Ebene Polarisationsdiversitäts-Antenne mit kleinen Abmessungen |
| EP95103182A EP0671779B1 (en) | 1994-03-09 | 1995-03-06 | Low profile polarization diversity planar antenna |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6037996A JPH07249926A (ja) | 1994-03-09 | 1994-03-09 | 平面アンテナ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07249926A true JPH07249926A (ja) | 1995-09-26 |
Family
ID=12513195
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6037996A Withdrawn JPH07249926A (ja) | 1994-03-09 | 1994-03-09 | 平面アンテナ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5519406A (ja) |
| EP (1) | EP0671779B1 (ja) |
| JP (1) | JPH07249926A (ja) |
| DE (1) | DE69506602T2 (ja) |
Cited By (4)
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| JP2012518370A (ja) * | 2009-02-18 | 2012-08-09 | ハリス コーポレイション | 多重偏光機能を有する平面アンテナ及び関連する方法 |
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| WO2020107259A1 (zh) * | 2018-11-28 | 2020-06-04 | 华为技术有限公司 | 双极化微带贴片天线、封装天线及终端设备 |
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| US6052889A (en) * | 1996-11-21 | 2000-04-25 | Raytheon Company | Radio frequency antenna and its fabrication |
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