JPH0870216A - 平面アンテナ - Google Patents

平面アンテナ

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JPH0870216A
JPH0870216A JP20260094A JP20260094A JPH0870216A JP H0870216 A JPH0870216 A JP H0870216A JP 20260094 A JP20260094 A JP 20260094A JP 20260094 A JP20260094 A JP 20260094A JP H0870216 A JPH0870216 A JP H0870216A
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JP
Japan
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conductor
frequency amplifier
high frequency
dielectric substrate
ant
Prior art date
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Application number
JP20260094A
Other languages
English (en)
Inventor
Seiichi Ieda
田 清 一 家
Yuichi Murakami
上 裕 一 村
Tomio Yasuda
田 富 夫 保
Hirotane Sugiura
浦 裕 胤 杉
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Aisin Corp
Original Assignee
Aisin Seiki Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 低損質,低NF,低プロフィ−ルおよび低コ
ストのアクティブ平面アンテナの提供。 【構成】 誘電体基板(1);その裏面に接合した接地導
体(3);基板(1)の表面に接合した平面アンテナ導体(AN
T);アンテナ導体(ANT)と一体連続の、基板(1)の表面に
接合した信号線導体(16);その両側にあってそれとの間
に空隙を置いて相対向し信号線導体(16)と共にコプレナ
線路(17)を形成する、基板(1)の表面に接合した接地導
体(21,22);基板(1)の表面に接合した、増幅回路素子接
続用の分離導体(5〜15);および、基板(1)の表面に組付
けられ、信号線導体(16)および分離導体(5〜15)に接続
され、分離導体(5〜15)と共に高周波増幅器(20)を構成
する、複数個の電気回路素子(FET,BPF,IC,Z,L1〜L4,C1
〜C10,R1〜R3);を備える平面アンテナ。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、平面アンテナに関し、
高周波増幅器をアンテナ導体に結合した、いわゆるアク
ティブ平面アンテナに関する。
【0002】
【従来の技術】従来の平面アンテナ装置は、平面アンテ
ナと高周波増幅器が別個の基板に形成され、コネクタで
平面アンテナに高周波増幅器が接続される。又、平面ア
ンテナは、テフロンなどの誘電体基板の裏面に接地導体
を、表面にアンテナ導体を接合したものであり(例えば
特開平2−130003号公報,特開平2−13000
4号公報)、接地導体および誘電体基板を貫通してアン
テナ導体に給電する。誘電体基板の裏側に高周波増幅器
を組込む提案(特開平5−299935号公報)や、誘
電体基板の裏側に高周波増幅器基板を接合する提案(例
えば特開平4−326202号公報,特開平6−458
24号公報)がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】基板に形成された平面
アンテナと高周波増幅器をコネクタで接続する場合、コ
ネクタおよびその前後の信号レベルの減衰および雑音指
数NFの増大があり、高周波増幅器およびそれからアン
テナ導体までの線路に、低損失および低NFの回路部品
を使用する必要があった。又、誘電体基板の裏側に高周
波増幅器を組付け、これより接地導体および誘電体基板
を貫通してアンテナ導体に給電する場合(例えば前記特
開平4−326202号公報,特開平5−299935
号公報,特開平6−45824号公報)は、高利得の高
周波増幅器を使用した場合、アンテナ給電ピンよりの電
界の廻り込みにより高周波増幅器が異常発振を引き起こ
すおそれがある。
【0004】高周波増幅器においては、初段に電界効果
トランジスタ(FET)を使用する場合が多いが、FE
Tの場合直流バイアスをかけて動作させるために、ソ−
ス端子又はエミッタ端子を良好な接地導体に接続する必
要がある。このため通常は、高周波増幅器基板裏面の接
地導体にスル−ホ−ルにてソ−ス端子又はエミッタ端子
を接続する。この場合スル−ホ−ルの影響があり、リア
クタンス成分が大きくなり、これを相殺する素子を更に
付加する必要がある。又、異常発振が生じやすい為、ダ
ンピング素子(レジスタンス等)を追加する必要があ
る。これらより、回路素子の性能を最大限に使用でき
ず、素子性能を押さえて使用している。
【0005】また、誘電体基板の裏側に高周波増幅器基
板を装着する態様(例えば前記特開平4−326202
号公報,特開平6−45824号公報)では、基板が2
組以上となり両者間を接続するコネクタが必要であるな
ど部品点数が多く、価格が高くなる。アンテナ装置の高
さ(装置厚)が大きくなり、例えば車両上に搭載する場
合、この高さは低い方が良い。
【0006】本発明は、高周波増幅器/アンテナ導体間
の信号レベル低下が小さく、低NFであって、しかも高
さ(装置厚)が小さく、低コストのアクティブ平面アン
テナを提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の平面アンテナ
は、誘電体基板(1);該誘電体基板(1)の裏面に接合した
接地導体(3);前記誘電体基板(1)の表面に接合した平面
アンテナ導体(ANT);該平面アンテナ導体(ANT)と一体連
続の、前記誘電体基板(1)の表面に接合した信号線導体
(16);該信号線導体(16)の両側にあってそれとの間に空
隙を置いて相対向し該信号線導体(16)と共にコプレナ線
路(17)を形成する、前記誘電体基板(1)の表面に接合し
た接地導体(21,22);前記誘電体基板(1)の表面の前記平
面アンテナ導体(ANT),信号線導体(16)および接地導体
(21,22)とは分離しており、かつ前記誘電体基板(1)の表
面に接合した、増幅回路素子接続用の分離導体(5〜1
5);および、前記誘電体基板(1)の表面に組付けられ、
前記信号線導体(16)および分離導体(5〜15)に接続さ
れ、前記分離導体(5〜15)と共に高周波増幅器(20)を構
成する、複数個の電気回路素子(FET,BPF,IC,Z,L1〜L4,C
1〜C10,R1〜R3);を備える。なお、カッコ内には、理解
を容易にするために、図面に示し後述する実施例の対応
要素の記号を、参考までに付記した。
【0008】
【作用】平面アンテナ導体(ANT)および増幅回路素子接
続用の分離導体(5〜15)が誘電体基板(1)の表面に接合さ
れ、複数個の電気回路素子(FET,BPF,IC,Z,L1〜L4,C1〜C
10,R1〜R3)が分離導体(5〜15)に接続されて高周波増幅
器(20)を構成しているので、平面アンテナ導体および高
周波増幅器(20)は、誘電体基板(1)の同一面(表面)に形
成されている。そしてコプレナ線路(17=16,21,22)
が、平面アンテナ導体(ANT)を高周波増幅器(20)に接続
しており、このコプレナ線路(17=16,21,22)も、平面ア
ンテナ導体および高周波増幅器(20)と同一面(誘電体基
板1の表面)にある。
【0009】このように、平面アンテナ導体(ANT),コ
プレナ線路(17=16,21,22)および高周波増幅器(20)の3
者が同一平面(誘電体基板1の表面)にあって、コプレナ
線路(17=16,21,22)の、平面アンテナ導体と高周波増幅
器(20)とを結ぶ信号線導体(16)が、平面アンテナ導体と
一体連続のものであるので、線路長は極く短くでき、低
損失かつ低NFのアクティブ平面アンテナが実現する。
コプレナ線路(17=16,21,22)は接地導体(2の21,22)に周
囲を囲まれた共平面回路である為、高周波増幅器(20)の
入力段のFETの接地接続が容易であり、良好なア−ス
が取れる。
【0010】1つの誘電体基板(1)の表面に平面アンテ
ナ導体(ANT),コプレナ線路(17=16,21,22)および高周
波増幅器(20)の3者を装備するので、しかも回路線は基
板表面の一層の導体(プリントパタ−ン導体)で済むの
で、3者を簡潔に構成することができ、低プロフィ−ル
の平面アンテナを低コストで提供しうる。
【0011】
【実施例】図1に本発明の一実施例の上面を示し、図2
の(a)には図1の矢印2a方向から見た側面を、図2
の(b)には図1の矢印2b方向から見た正面を示す。
このアクティブ平面アンテナの基板は、表,裏面にプリ
ント導体を有する誘電体基板1であり、裏面の導体はア
ンテナの接地導体3として、誘電体基板1の裏面全域に
ある。表面の導体は、プリント回路基板製造において公
知のプリント導体パタ−ン形成技術により、大きくは、
アンテナ導体ANT(アンテナ導体パタ−ン),接地導
体2(接地導体パタ−ン)および増幅回路素子接続用の
分離導体5〜15(高周波増幅回路配線パタ−ン)に分
離されている。細かくは、矩形のアンテナ導体ANTの
コ−ナ部に給電用の信号線導体16が一体連続で形成さ
れており、接地導体2が、この信号線導体16の両側に
それと所定のギャップを置いて平行に延びている。接地
導体2のこの部分21,22は、信号線導体16と共
に、コプレナ線路17を形成している。
【0012】信号線導体16にはFETが接続されてお
り、このFETを含む高周波増幅器20の回路素子FE
T,BPF,IC,Z,L3,L4,C1〜C10,R
1〜R3が、誘電体基板1の表面の接地導体2,信号線
導体16および分離導体5〜15に接続されている。同
軸ケ−ブル4の芯導体(信号線)が分離導体5に接続さ
れ、同軸ケ−ブル4の外被導体(接地線)が、ケ−ブル
固定具および基板(1+2+3)を貫通した止めねじを
介して、表面の接地導体2および裏面の接地導体3に接
続されている。逆に言うと、表,裏面の接地導体2およ
び3は、同軸ケ−ブル4の外被導体に、ケ−ブル固定具
および止めねじで接続されている。
【0013】図4に、図1に示す誘電体基板1の表面に
形成された電気回路の概要を、図5には誘電体基板1の
表面に形成された電気回路の詳細を示す。誘電体基板1
の材質および厚み,平面アンテナ導体ANTの形状およ
び裏面の接地導体3の面積は、所定波長の電波の送受信
に適したものである。この実施例は、GPSにおいて衛
星が発信する電波を受信するためのGPS用アンテナで
ある。アンテナ導体ANTに誘起する受信信号が、コプ
レナ線路17の信号線導体16を通して、回路素子FE
T,BPF,IC,Z,L3,L4,C1〜C10,R
1〜R3および分離導体5〜15で構成される高周波増
幅器20に与えられ、増幅されて同軸ケ−ブル4に送り
出される。
【0014】図3の(a)に、図1の3A−3A線断面
すなわちコプレナ線路17部の横断面、を拡大して示
す。アンテナ導体ANTと連続した信号線導体16は、
接地導体2のコプレナ線路用接地導体21,22の中間
に位置する。本発明者の実験によると、信号線導体16
の幅2Aおよびコプレナ線路用接地導体21,22の間
隔(ギャップ)2Bと、それらによって形成されたコプ
レナ線路17のインピ−ダンスZoとの関係は、図3の
(b)に示すようになり、接地導体21,22間のギャ
ップ2Bを狭くするほど、また信号線導体16の幅2A
を大きくするほど、インピ−ダンスZoが小さくなる。
この特性に従って、所要の特性インピ−ダンスZoのコ
プレナ線路17を設計することができる。なお、図3の
(b)に示す特性は、誘電率Erが20、厚みHが 5.0
mmの誘電体基板1を用いた場合のものである。
【0015】FETと信号線導体16の間にインダクタ
ンスが必要な場合は、図6に示すようにインダクタL
1,L2を接続すればよい。これを行なう態様では、図
1に示す信号線導体16とFETの間にもう1つの分離
導体を、他の分離導体5〜15の形成と同時に形成し、
この分離導体にFETおよびチップインダクタL1,L
2の一端を接続し、チップインダクタL1,L2の他端
を接地導体2に接続すればよい。
【0016】以上に説明した実施例においては、アンテ
ナ導体ANTは矩形であるが、これを例えば特開平2−
130003号公報に開示のスタブ付多角形状のものや
特開平6−45824号公報に開示の円板形状のものに
することができる。また、スロットアンテナ形状とする
こともできる。
【0017】
【発明の効果】平面アンテナ導体(ANT),コプレナ線路
(17)および高周波増幅器(20)の3者を誘電体基板(1)の
同一表面上に装備し、コプレナ線路(17)の、平面アンテ
ナ導体(ANT)と高周波増幅器(20)とを結ぶ信号線導体(1
6)を、平面アンテナ導体と一体連続のものとしたので、
線路長は極く短くでき、低損失かつ低NFのアクティブ
平面アンテナが実現する。コプレナ線路(17=16,21,22)
は接地導体(2の21,22)に周囲を囲まれた共平面回路であ
る為、高周波増幅器(20)の入力段のFETの接地接続が
容易であり、良好なア−スが取れる。一枚のプリント回
路基板上のプリント導体で上記3者の結線が行なわれる
ので、部品点数が少く製造工程数が少くて済み、高さが
低いアンテナが低コストで得られる。しかも低損失かつ
低NFであるので、高周波増幅器(20)には、低NFの高
価な素子ではなく安価な素子を使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例の平面図である。
【図2】 (a)は図1の矢印2a方向から見た側面
図、(b)は図1の矢印2b方向から見た正面図であ
る。
【図3】 (a)は図1の3A−3A線拡大断面図であ
り、(b)は(a)に示す接地導体21,22間のギャ
ップ2Bとそこにある信号線導体16の幅2Aにより定
まるコプレナ線路17の特性インピ−ダンスZoを示す
グラフである。
【図4】 図1に示す平面アンテナの電気回路構成の概
要を示すブロック図である。
【図5】 図1に示す平面アンテナの電気回路構成を示
す電気回路図である。
【図6】 図1に示す平面アンテナの1部分の変形によ
り形成される電気回路を示す電気回路図である。
【符号の説明】
1:誘電体基板 2:表面導体 3:裏面導体 ANT:平面ア
ンテナ導体 4:同軸線路 5〜15:分離
導体 16:信号線導体 17:コプレナ
線路 20:高周波増幅器 21,22:接
地導体 FET:電界効果トランジスタ BPF:バンド
パスフィルタ IC:バイポ−ラアナログ集積回路 Z:サ−ジアブ
ソ−バ L1〜L4:チップインダクタ C1〜C10:
チップコンデンサ R1〜R3:チップ抵抗
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉 浦 裕 胤 愛知県刈谷市朝日町2丁目1番地 アイシ ン精機株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】誘電体基板;該誘電体基板の裏面に接合し
    た接地導体;前記誘電体基板の表面に接合した平面アン
    テナ導体;該平面アンテナ導体と一体連続の、前記誘電
    体基板の表面に接合した信号線導体;該信号線導体の両
    側にあってそれとの間に空隙を置いて相対向し該信号線
    導体と共にコプレナ線路を形成する、前記誘電体基板の
    表面に接合した接地導体;前記誘電体基板の表面の前記
    平面アンテナ導体,信号線導体および接地導体とは分離
    しており、かつ前記誘電体基板の表面に接合した、増幅
    回路素子接続用の分離導体;および、 前記誘電体基板の表面に組付けられ、前記信号線導体お
    よび分離導体に接続され、前記分離導体と共に高周波増
    幅器を構成する、複数個の電気回路素子;を備える平面
    アンテナ。
JP20260094A 1994-08-26 1994-08-26 平面アンテナ Pending JPH0870216A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7365683B2 (en) 2003-03-14 2008-04-29 Lg Electronics Inc. Active smart antenna system and fabrication method thereof
JP2008301105A (ja) * 2007-05-30 2008-12-11 Toshiba Corp アンテナ装置及び情報端末装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7365683B2 (en) 2003-03-14 2008-04-29 Lg Electronics Inc. Active smart antenna system and fabrication method thereof
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