JPH10107534A - アンテナ - Google Patents
アンテナInfo
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- JPH10107534A JPH10107534A JP25410096A JP25410096A JPH10107534A JP H10107534 A JPH10107534 A JP H10107534A JP 25410096 A JP25410096 A JP 25410096A JP 25410096 A JP25410096 A JP 25410096A JP H10107534 A JPH10107534 A JP H10107534A
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- JP
- Japan
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- conductor
- antenna
- monopole
- dielectric substrate
- loop
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Abstract
(57)【要約】
【課題】広指向性、かつ高利得のアンテナを提供する。
【解決手段】誘電体基板１１の貫通孔１２にモノポール
導体１３を充填し、誘電体基板１１の上面に膜状のルー
プ導体１４と、このループ導体１４およびモノポール導
体１３を結合する結合線１５を形成し、誘電体基板１１
の下面に、膜状の接地導体１６と、この接地導体１６と
共平面線路を形成する、一端がモノポール導体１３に接
続される信号線１７を形成し、誘電体基板１１の側面
に、信号線１７と接続される給電端子１８と、接地導体
１６と接続される接地端子１９，２０を形成した。
導体１３を充填し、誘電体基板１１の上面に膜状のルー
プ導体１４と、このループ導体１４およびモノポール導
体１３を結合する結合線１５を形成し、誘電体基板１１
の下面に、膜状の接地導体１６と、この接地導体１６と
共平面線路を形成する、一端がモノポール導体１３に接
続される信号線１７を形成し、誘電体基板１１の側面
に、信号線１７と接続される給電端子１８と、接地導体
１６と接続される接地端子１９，２０を形成した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、携帯型通信機等に
用いられるアンテナに関する。
用いられるアンテナに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、携帯型通信機器に用いられる
アンテナとして、モノポールアンテナ等の線状アンテナ
が知られている。図１１は、従来より用いられているモ
ノポールアンテナを示す斜視図、図１２は、携帯電話に
図１１に示すモノポールアンテナを用いた場合にこのモ
ノポールアンテナから放射される電磁波の放射パターン
を示す図、および図１３は、図１２に示す携帯電話を人
間が使用する際の、モノポールアンテナから放射される
電磁波の放射パターンを示す図である。
アンテナとして、モノポールアンテナ等の線状アンテナ
が知られている。図１１は、従来より用いられているモ
ノポールアンテナを示す斜視図、図１２は、携帯電話に
図１１に示すモノポールアンテナを用いた場合にこのモ
ノポールアンテナから放射される電磁波の放射パターン
を示す図、および図１３は、図１２に示す携帯電話を人
間が使用する際の、モノポールアンテナから放射される
電磁波の放射パターンを示す図である。
【０００３】図１１に示すモノポールアンテナ１１０を
構成する同軸コネクタ１１１は、円板形状の外部導体板
１１１ａと、コネクタ１１１ｂと、コネクタ１１１ｂの
内部に収容された図示しない中心導体とを備えており、
この同軸コネクタ１１１の中心導体に、柱状放射導体１
１２が固定されている。このように構成されたモノポー
ルアンテナ１１０は、柱状放射導体１１２の延びる方向
に対して垂直に広がる面内では無指向性である。従っ
て、モノポールアンテナ１１０を、例えば携帯電話に取
り付ける際には、モノポールアンテナ１１０は、柱状放
射導体１１２の延びる方向と、携帯電話本体の長手方向
とが一致するように取り付けられる。モノポールアンテ
ナ１１０が取り付けられた携帯電話には、同軸コネクタ
１１１を経由してモノポールアンテナ１１０に高周波電
力が供給され、柱状放射導体１１２から電磁波が放射さ
れる。この電磁波は図１２に示すような放射パターン１
２０を示す。
構成する同軸コネクタ１１１は、円板形状の外部導体板
１１１ａと、コネクタ１１１ｂと、コネクタ１１１ｂの
内部に収容された図示しない中心導体とを備えており、
この同軸コネクタ１１１の中心導体に、柱状放射導体１
１２が固定されている。このように構成されたモノポー
ルアンテナ１１０は、柱状放射導体１１２の延びる方向
に対して垂直に広がる面内では無指向性である。従っ
て、モノポールアンテナ１１０を、例えば携帯電話に取
り付ける際には、モノポールアンテナ１１０は、柱状放
射導体１１２の延びる方向と、携帯電話本体の長手方向
とが一致するように取り付けられる。モノポールアンテ
ナ１１０が取り付けられた携帯電話には、同軸コネクタ
１１１を経由してモノポールアンテナ１１０に高周波電
力が供給され、柱状放射導体１１２から電磁波が放射さ
れる。この電磁波は図１２に示すような放射パターン１
２０を示す。
【０００４】図１２において、携帯電話１２１は、この
携帯電話１２１の長手方向が、この図が示されている紙
面に垂直な方向に一致するように示されている。図１２
に示すように、モノポールアンテナ１１０から放射され
る電磁波は、この図が示されている紙面に平行な面内に
おいては無指向に放射される。
携帯電話１２１の長手方向が、この図が示されている紙
面に垂直な方向に一致するように示されている。図１２
に示すように、モノポールアンテナ１１０から放射され
る電磁波は、この図が示されている紙面に平行な面内に
おいては無指向に放射される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した携
帯電話１２１を人間が実際に使用すると、モノポールア
ンテナ１１０は、柱状放射導体１１２の延びる方向に垂
直な方向では無指向性であるため、放射される電磁波の
一部は人体頭部で吸収される。したがってモノポールア
ンテナ１１０から放射される電磁波は、図１３に示すよ
うに、携帯電話１２１の、人体頭部１３１側とは反対側
にのみ指向性を有するような放射パターン１３０を示
し、人体頭部１３１で吸収された電磁波は、通信に使用
されないばかりか、人体の健康を害することにもなりか
ねないという問題がある。
帯電話１２１を人間が実際に使用すると、モノポールア
ンテナ１１０は、柱状放射導体１１２の延びる方向に垂
直な方向では無指向性であるため、放射される電磁波の
一部は人体頭部で吸収される。したがってモノポールア
ンテナ１１０から放射される電磁波は、図１３に示すよ
うに、携帯電話１２１の、人体頭部１３１側とは反対側
にのみ指向性を有するような放射パターン１３０を示
し、人体頭部１３１で吸収された電磁波は、通信に使用
されないばかりか、人体の健康を害することにもなりか
ねないという問題がある。
【０００６】これに対しモノポールアンテナ１１０の代
わりにマイクロストリップアンテナのような単一指向性
のアンテナを使用することが考えられるが、マイクロス
トリップアンテナは、一般的に、誘電体基板の表面に幅
の狹い帯状のストリップ導体板を備え、裏面にストリッ
プ導体板よりも幅の広い導体板を備えた、マイクロスト
リップ線路構造を有しているため、誘電体基板の表裏面
に平行な方向に対しては利得が低く、マイクロストリッ
プアンテナは携帯電話用のアンテナとしては適していな
い。
わりにマイクロストリップアンテナのような単一指向性
のアンテナを使用することが考えられるが、マイクロス
トリップアンテナは、一般的に、誘電体基板の表面に幅
の狹い帯状のストリップ導体板を備え、裏面にストリッ
プ導体板よりも幅の広い導体板を備えた、マイクロスト
リップ線路構造を有しているため、誘電体基板の表裏面
に平行な方向に対しては利得が低く、マイクロストリッ
プアンテナは携帯電話用のアンテナとしては適していな
い。
【０００７】本発明は、上記事情に鑑み、広指向性、か
つ高利得のアンテナを提供することを目的とする。
つ高利得のアンテナを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明のアンテナは、 （１）上面および下面を有するとともにこれら上面と下
面とを結ぶ貫通孔が形成されてなる誘電体基体 （２）上記貫通孔内に充填されたモノポール導体 （３）上記上面に形成された、互いに近接した２つの端
を有しこれら２つの端をループ状に結ぶとともにこれら
２つの端のうちの一方の端が上記モノポール導体に接続
されてなる膜状のループ導体 （４）上記下面に広がる膜状の接地導体 を備えたことを特徴とするものである。
明のアンテナは、 （１）上面および下面を有するとともにこれら上面と下
面とを結ぶ貫通孔が形成されてなる誘電体基体 （２）上記貫通孔内に充填されたモノポール導体 （３）上記上面に形成された、互いに近接した２つの端
を有しこれら２つの端をループ状に結ぶとともにこれら
２つの端のうちの一方の端が上記モノポール導体に接続
されてなる膜状のループ導体 （４）上記下面に広がる膜状の接地導体 を備えたことを特徴とするものである。
【０００９】上述した本発明のアンテナには、誘電体基
体の上面に膜状のループ導体が形成され、誘電体基板の
下面に膜状の接地導体が形成されているため、膜状のル
ープ導体から、ループ導体のループ面に垂直な方向にお
いて最大利得の電磁波が放射されるとともに、放射され
た電磁波のうちの、膜状の接地導体に向かう電磁波は膜
状の接地導体で反射される。したがって、ループ導体に
垂直であって、かつ接地導体からループ導体に向かう方
向に最大利得の電磁波が放射され、広指向性を有するア
ンテナが得られる。また、誘電体基板に形成された貫通
孔にモノポール導体が充填されているため、モノポール
導体から、膜状のループ導体のループ面に平行な方向に
おいて最大利得の電磁波が放射される。したがって膜状
の接地導体側、すなわち人体側には電磁波は放射されず
人体側を除く他の方向に電磁波が有効に放射される。
体の上面に膜状のループ導体が形成され、誘電体基板の
下面に膜状の接地導体が形成されているため、膜状のル
ープ導体から、ループ導体のループ面に垂直な方向にお
いて最大利得の電磁波が放射されるとともに、放射され
た電磁波のうちの、膜状の接地導体に向かう電磁波は膜
状の接地導体で反射される。したがって、ループ導体に
垂直であって、かつ接地導体からループ導体に向かう方
向に最大利得の電磁波が放射され、広指向性を有するア
ンテナが得られる。また、誘電体基板に形成された貫通
孔にモノポール導体が充填されているため、モノポール
導体から、膜状のループ導体のループ面に平行な方向に
おいて最大利得の電磁波が放射される。したがって膜状
の接地導体側、すなわち人体側には電磁波は放射されず
人体側を除く他の方向に電磁波が有効に放射される。
【００１０】また上記アンテナが、上記下面側から上記
モノポール導体に接続された中心導体と、上記下面に広
がる接地導体に接続された外部導体とを有する同軸コネ
クタを備えてもよい。同軸コネクタを備えると、アンテ
ナは同軸ケーブルが接続される回路基板等に、同軸ケー
ブルを経由して接続される。
モノポール導体に接続された中心導体と、上記下面に広
がる接地導体に接続された外部導体とを有する同軸コネ
クタを備えてもよい。同軸コネクタを備えると、アンテ
ナは同軸ケーブルが接続される回路基板等に、同軸ケー
ブルを経由して接続される。
【００１１】さらに、上記アンテナが上記下面において
一端が上記モノポール導体に接続された、この下面にお
いて上記接地導体とともに共平面線路を形成する信号線
と、上記誘電体基体の側面に形成され上記信号線に接続
された給電端子と、上記誘電体基体の、上記給電端子が
形成された側面と同一の側面に形成され上記接地導体に
接続された接地端子とを備えることが好ましい。
一端が上記モノポール導体に接続された、この下面にお
いて上記接地導体とともに共平面線路を形成する信号線
と、上記誘電体基体の側面に形成され上記信号線に接続
された給電端子と、上記誘電体基体の、上記給電端子が
形成された側面と同一の側面に形成され上記接地導体に
接続された接地端子とを備えることが好ましい。
【００１２】接地導体とともに共平面線路を形成する信
号線を備えると、この信号線の幅や、信号線と接地導体
とのギャップ幅が所望の値になるようにアンテナを製造
することにより、所望の線路インピーダンスを有するア
ンテナが得られる。また、給電端子および接地端子を備
えると、そのアンテナを回路基板表面に容易に実装する
ことができる。
号線を備えると、この信号線の幅や、信号線と接地導体
とのギャップ幅が所望の値になるようにアンテナを製造
することにより、所望の線路インピーダンスを有するア
ンテナが得られる。また、給電端子および接地端子を備
えると、そのアンテナを回路基板表面に容易に実装する
ことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】図１は、本発明のアンテナの第１
実施形態を示す斜視図、図２はその上面図、図３はその
下面図、および図４はその側面図である。図１に示すア
ンテナ１０は誘電体基板１１を備えており、この誘電体
基板１１は、互いに平行な、正方形の上平面および下平
面を有するとともに、上平面および下平面に対して垂直
方向に延びる貫通孔１２を有している。この誘電体基板
１１の厚さは、送信対象の電磁波の共振波長の、誘電体
基板１１内での１／４波長に相当するように調整されて
おり、この貫通孔１２にモノポール導体１３が充填され
ることにより１／４波長モノポールアンテナ構造を有し
ている。誘電体基板１１の上面には、図２に示すように
互いに近接した２つの端１４ａ，１４ｂを有し、その上
面の四辺に沿うようにこれら２つの端１４ａ，１４ｂを
ループ状に結ぶ膜状のループ導体１４が形成されてい
る。このループ導体１４の長さは送信対象の電磁波の共
振波長になるように調整されている。またこの上面に
は、ループ導体１４の端１４ｂがモノポール導体１３に
接続されるように結合線１５が形成されている。また誘
電体基板１１の下面には、図３に示すように、モノポー
ル導体１３の端を取り巻くようにコ字状に広がる、膜状
の接地導体１６が形成されている。またこの下面には、
一端がモノポール導体１３に接続され、接地導体１６と
の間に同一幅のギャップ３１，３２，３３を有する、接
地導体１６とともに共平面線路を形成する信号線１７が
形成されている。また誘電体基板１１の側面には、図４
に示すように給電端子１８が形成され、この給電端子１
８は、図１に示すように信号線１７に接続されている。
また、この給電端子１８が形成された側面と同一の側面
には、給電端子１８を挟むように接地端子１９，２０が
形成され、この接地端子１９，２０は、図１に示すよう
に接地導体１６に接続されている。
実施形態を示す斜視図、図２はその上面図、図３はその
下面図、および図４はその側面図である。図１に示すア
ンテナ１０は誘電体基板１１を備えており、この誘電体
基板１１は、互いに平行な、正方形の上平面および下平
面を有するとともに、上平面および下平面に対して垂直
方向に延びる貫通孔１２を有している。この誘電体基板
１１の厚さは、送信対象の電磁波の共振波長の、誘電体
基板１１内での１／４波長に相当するように調整されて
おり、この貫通孔１２にモノポール導体１３が充填され
ることにより１／４波長モノポールアンテナ構造を有し
ている。誘電体基板１１の上面には、図２に示すように
互いに近接した２つの端１４ａ，１４ｂを有し、その上
面の四辺に沿うようにこれら２つの端１４ａ，１４ｂを
ループ状に結ぶ膜状のループ導体１４が形成されてい
る。このループ導体１４の長さは送信対象の電磁波の共
振波長になるように調整されている。またこの上面に
は、ループ導体１４の端１４ｂがモノポール導体１３に
接続されるように結合線１５が形成されている。また誘
電体基板１１の下面には、図３に示すように、モノポー
ル導体１３の端を取り巻くようにコ字状に広がる、膜状
の接地導体１６が形成されている。またこの下面には、
一端がモノポール導体１３に接続され、接地導体１６と
の間に同一幅のギャップ３１，３２，３３を有する、接
地導体１６とともに共平面線路を形成する信号線１７が
形成されている。また誘電体基板１１の側面には、図４
に示すように給電端子１８が形成され、この給電端子１
８は、図１に示すように信号線１７に接続されている。
また、この給電端子１８が形成された側面と同一の側面
には、給電端子１８を挟むように接地端子１９，２０が
形成され、この接地端子１９，２０は、図１に示すよう
に接地導体１６に接続されている。
【００１４】このように構成されたアンテナ１０は、１
波長ループアンテナの構造を有する膜状のループ導体１
４を備えており、また１／４波長モノポールアンテナの
構造を有するモノポール導体１３も備えている。したが
って給電端子１８を経由してループ導体１４に電流を供
給すると、ループ導体１４からは、誘電体基板１１の、
ループ導体１４が形成されている面に垂直に電磁波が放
射され、接地導体１６に向かう電磁波は接地導体１６で
反射する。一方、モノポール導体１３からは、誘電体基
板１１の、ループ導体１４が形成されている面と平行に
最大利得の電磁波が放射される。
波長ループアンテナの構造を有する膜状のループ導体１
４を備えており、また１／４波長モノポールアンテナの
構造を有するモノポール導体１３も備えている。したが
って給電端子１８を経由してループ導体１４に電流を供
給すると、ループ導体１４からは、誘電体基板１１の、
ループ導体１４が形成されている面に垂直に電磁波が放
射され、接地導体１６に向かう電磁波は接地導体１６で
反射する。一方、モノポール導体１３からは、誘電体基
板１１の、ループ導体１４が形成されている面と平行に
最大利得の電磁波が放射される。
【００１５】また、アンテナ１０は、接地導体１６との
間で共平面線路を形成する信号線１７を備えるものであ
り、信号線１７の幅や、信号線１７と接地導体１６との
ギャップ幅が調整されたアンテナ１０を製造することに
より所望の線路インピーダンスを得る。また、そのアン
テナ１０は、給電端子１８および接地端子１９，２０が
形成されているため、はんだ付け等により回路基板に容
易に実装される。
間で共平面線路を形成する信号線１７を備えるものであ
り、信号線１７の幅や、信号線１７と接地導体１６との
ギャップ幅が調整されたアンテナ１０を製造することに
より所望の線路インピーダンスを得る。また、そのアン
テナ１０は、給電端子１８および接地端子１９，２０が
形成されているため、はんだ付け等により回路基板に容
易に実装される。
【００１６】図５は、本発明のアンテナの第２実施形態
を示す側面図である。この図５に示す第２実施形態にお
いて、図１〜図４に示す第１実施形態の要素と対応する
要素には、同一の符合を付して示す。この図５に示すア
ンテナ５０を構成する誘電体基板１１の上面には、第１
実施形態のアンテナ１０の上面（図２参照）と同一のル
ープ導体１４および結合線１５が形成されており、また
誘電体基板１１の貫通孔１２にはモノポール導体１３が
充填されている。また、この誘電体基板１１の下面の、
モノポール導体１３の下端を避けた部分には、接地導体
膜が広がっている。
を示す側面図である。この図５に示す第２実施形態にお
いて、図１〜図４に示す第１実施形態の要素と対応する
要素には、同一の符合を付して示す。この図５に示すア
ンテナ５０を構成する誘電体基板１１の上面には、第１
実施形態のアンテナ１０の上面（図２参照）と同一のル
ープ導体１４および結合線１５が形成されており、また
誘電体基板１１の貫通孔１２にはモノポール導体１３が
充填されている。また、この誘電体基板１１の下面の、
モノポール導体１３の下端を避けた部分には、接地導体
膜が広がっている。
【００１７】また、このアンテナ５０には、誘電体基板
１１の下面側に同軸コネクタ５３が固定されている。こ
の同軸コネクタ５３は中心導体５１と接地導体５２を有
し、中心導体５１は誘電体基板１１の貫通孔１２に挿入
されてモノポール導体１３に接続されており、接地導体
５２は板状に広がり、誘電体基板１１の下面に形成され
た接地導体に接続されている。
１１の下面側に同軸コネクタ５３が固定されている。こ
の同軸コネクタ５３は中心導体５１と接地導体５２を有
し、中心導体５１は誘電体基板１１の貫通孔１２に挿入
されてモノポール導体１３に接続されており、接地導体
５２は板状に広がり、誘電体基板１１の下面に形成され
た接地導体に接続されている。
【００１８】このアンテナ５０は同軸コネクタ５３を備
えているため、この同軸コネクタ５３に結合される同軸
ケーブル（図示せず）を経由して回路基板等に接続され
る。
えているため、この同軸コネクタ５３に結合される同軸
ケーブル（図示せず）を経由して回路基板等に接続され
る。
【００１９】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。こ
こでは先ず図１に示すアンテナ１０を製造した過程につ
いて、図１、図６、図７、図８を用いて説明する。図
６，図７，図８はそれぞれ誘電体基板の上面，下面，側
面に印刷されるパターンの寸法を示す。その後アンテナ
１０の利得を測定して得られた結果について説明する。
こでは先ず図１に示すアンテナ１０を製造した過程につ
いて、図１、図６、図７、図８を用いて説明する。図
６，図７，図８はそれぞれ誘電体基板の上面，下面，側
面に印刷されるパターンの寸法を示す。その後アンテナ
１０の利得を測定して得られた結果について説明する。
【００２０】先ず、誘電体基板の材料を選定した。この
誘電体基板の材料としては、送受信される電磁波の周波
数帯域において比誘電率が１０〜１００程度で安定して
いる材料が好ましく、本実施例では、Ｓｒ（Ｎｉ1/3 Ｎ
ｂ2/3 ）Ｏ3 系セラミックを選定した。この材料は送受
信される電磁波の周波数が３．８ＧＨｚのときの比誘電
率が３１であり、Ｑ値は１８００である。
誘電体基板の材料としては、送受信される電磁波の周波
数帯域において比誘電率が１０〜１００程度で安定して
いる材料が好ましく、本実施例では、Ｓｒ（Ｎｉ1/3 Ｎ
ｂ2/3 ）Ｏ3 系セラミックを選定した。この材料は送受
信される電磁波の周波数が３．８ＧＨｚのときの比誘電
率が３１であり、Ｑ値は１８００である。
【００２１】次に、膜状のループ導体の寸法、信号線の
寸法、および信号線と接地導体とのギャップ幅を決定し
た。これらの値は以下のようにして決定した。ループ導
体の長さをλとすると、λは以下の式で表すことができ
る。 λ＝λ0 ／√（εreff） ……（１） ただし、λ0 ：電磁波の真空中の波長 εreff：実効比誘電率 また、実効比誘電率εreffは、図１に示すような膜状の
ループ導体１４から放射される電磁波が、誘電体基板１
１の、膜状のループ導体１４が形成された面に垂直に伝
播し、ループ導体１４の内側および外側に電界が発生す
ることを考慮すると、以下の式で表すことができる。
寸法、および信号線と接地導体とのギャップ幅を決定し
た。これらの値は以下のようにして決定した。ループ導
体の長さをλとすると、λは以下の式で表すことができ
る。 λ＝λ0 ／√（εreff） ……（１） ただし、λ0 ：電磁波の真空中の波長 εreff：実効比誘電率 また、実効比誘電率εreffは、図１に示すような膜状の
ループ導体１４から放射される電磁波が、誘電体基板１
１の、膜状のループ導体１４が形成された面に垂直に伝
播し、ループ導体１４の内側および外側に電界が発生す
ることを考慮すると、以下の式で表すことができる。
【００２２】 εreff＝（εr ＋３）／４ ……（２） ただし、εr ：誘電体基板の比誘電率 したがって、（２）式で実効比誘電率εreffを求め、求
めたεreffを（１）式に代入することによってλを求め
ることができる。本実施例では、電磁波の共振周波数を
１．９ＧＨｚとしたため、λ＝５４．１１ｍｍと決定
し、図１に示すようなループ導体を形成するため、図６
に示すように、ループ導体の一辺の長さを１３．５４ｍ
ｍと決定した。ここで図６に示す破線は、ループ導体の
各辺の中心線を示す。また、１波長ループアンテナのイ
ンピーダンスは、一般的には１００Ω以上の高インピー
ダンスであるが、ループ導体の幅やループ導体の２つの
端の間隔を調整することによりインピーダンスを低下さ
せて給電効率を向上させることができる。本実施例で
は、インピーダンスを５０Ωとするために、図６に示す
ようにループ導体の幅を２ｍｍ、２つの端の間隔を１ｍ
ｍと決定した。また図１に示すように、信号線と接地導
体とは共平面線路を形成しているため、信号線の幅や、
信号線と接地導体とのギャップ幅を調整することによ
り、線路インピーダンスを調整することができ、本実施
例では、線路インピーダンスを５０Ωとするために、図
７に示すように信号線の幅を１ｍｍ、ギャップ幅をいず
れも３．０２ｍｍと決定した。
めたεreffを（１）式に代入することによってλを求め
ることができる。本実施例では、電磁波の共振周波数を
１．９ＧＨｚとしたため、λ＝５４．１１ｍｍと決定
し、図１に示すようなループ導体を形成するため、図６
に示すように、ループ導体の一辺の長さを１３．５４ｍ
ｍと決定した。ここで図６に示す破線は、ループ導体の
各辺の中心線を示す。また、１波長ループアンテナのイ
ンピーダンスは、一般的には１００Ω以上の高インピー
ダンスであるが、ループ導体の幅やループ導体の２つの
端の間隔を調整することによりインピーダンスを低下さ
せて給電効率を向上させることができる。本実施例で
は、インピーダンスを５０Ωとするために、図６に示す
ようにループ導体の幅を２ｍｍ、２つの端の間隔を１ｍ
ｍと決定した。また図１に示すように、信号線と接地導
体とは共平面線路を形成しているため、信号線の幅や、
信号線と接地導体とのギャップ幅を調整することによ
り、線路インピーダンスを調整することができ、本実施
例では、線路インピーダンスを５０Ωとするために、図
７に示すように信号線の幅を１ｍｍ、ギャップ幅をいず
れも３．０２ｍｍと決定した。
【００２３】次に、このように決定されたループ導体の
寸法から、誘電体基板の、長さおよび幅をいずれも１
５．５４ｍｍと決定し、誘電体基板の厚さを、１．９Ｇ
Ｈｚの共振周波数を有する電磁波の波長の、誘電体基板
内での１／４波長に相当する７．０９ｍｍと決定して、
この寸法を有するとともに、誘電体基板の厚さ方向に直
径１ｍｍφの貫通孔を有する誘電体基板を製造した。
寸法から、誘電体基板の、長さおよび幅をいずれも１
５．５４ｍｍと決定し、誘電体基板の厚さを、１．９Ｇ
Ｈｚの共振周波数を有する電磁波の波長の、誘電体基板
内での１／４波長に相当する７．０９ｍｍと決定して、
この寸法を有するとともに、誘電体基板の厚さ方向に直
径１ｍｍφの貫通孔を有する誘電体基板を製造した。
【００２４】次に、誘電体基板に、膜状のループ導体１
４、信号線１８、結合線１５、接地導体１６、給電端子
１８、および接地端子１９，２０それぞれのパターンを
銅ペーストを用いて厚膜印刷法により印刷した。膜状の
ループ導体は、上述した寸法を有するように印刷し、そ
の他については、結合線は、図６に示すように幅１ｍ
ｍ、接地導体は、図７に示すように幅４．２５ｍｍ、給
電端子は、図８に示すように幅，長さをいずれも１ｍ
ｍ、接地端子は、図８に示すように幅，長さをそれぞれ
１ｍｍ，４．２５ｍｍの寸法を有するように印刷した。
また、誘電体基板の貫通孔には銅ペーストを充填した。
４、信号線１８、結合線１５、接地導体１６、給電端子
１８、および接地端子１９，２０それぞれのパターンを
銅ペーストを用いて厚膜印刷法により印刷した。膜状の
ループ導体は、上述した寸法を有するように印刷し、そ
の他については、結合線は、図６に示すように幅１ｍ
ｍ、接地導体は、図７に示すように幅４．２５ｍｍ、給
電端子は、図８に示すように幅，長さをいずれも１ｍ
ｍ、接地端子は、図８に示すように幅，長さをそれぞれ
１ｍｍ，４．２５ｍｍの寸法を有するように印刷した。
また、誘電体基板の貫通孔には銅ペーストを充填した。
【００２５】次に、上述したように銅ペーストが印刷、
充填された誘電体基板を還元雰囲気中で焼成した。この
ようにして、図１に示すアンテナ１０を製造した。次
に、上述のようにして製造されたアンテナ１０の利得特
性について図９、図１０を用いて説明する。ここでは、
アンテナ１０の利得特性として、図９に示すように、ア
ンテナ１０の、給電端子１８、接地端子１９，２０が形
成されている側面に平行であって、かつモノポール導体
１３を含む面９１内における利得特性を求めた。また、
この図に示すＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸は互いに９０度に交わ
り、Ｘ軸は、面９１に含まれ、かつループ導体のループ
面に平行な軸であり、Ｙ軸は、面９１に対して垂直な軸
であり、Ｚ軸は、面９１に含まれ、かつモノポール導体
の延びる方向と同一方向の軸である。また矢印Ｗは、Ｘ
軸，Ｙ軸，Ｚ軸との交点を始点とし面９１に含まれる矢
印であり、角θは、矢印ＷとＺ軸とのなす角である。以
下に説明する図１０に示すＸ軸，Ｚ軸、および角θは、
それぞれ、図９に示すＸ軸，Ｚ軸、および角θに対応す
る。また、図１０の中心から紙面に対して垂直であっ
て、かつ手前に向かう方向が、図９に示すＹ軸に対応す
る。
充填された誘電体基板を還元雰囲気中で焼成した。この
ようにして、図１に示すアンテナ１０を製造した。次
に、上述のようにして製造されたアンテナ１０の利得特
性について図９、図１０を用いて説明する。ここでは、
アンテナ１０の利得特性として、図９に示すように、ア
ンテナ１０の、給電端子１８、接地端子１９，２０が形
成されている側面に平行であって、かつモノポール導体
１３を含む面９１内における利得特性を求めた。また、
この図に示すＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸は互いに９０度に交わ
り、Ｘ軸は、面９１に含まれ、かつループ導体のループ
面に平行な軸であり、Ｙ軸は、面９１に対して垂直な軸
であり、Ｚ軸は、面９１に含まれ、かつモノポール導体
の延びる方向と同一方向の軸である。また矢印Ｗは、Ｘ
軸，Ｙ軸，Ｚ軸との交点を始点とし面９１に含まれる矢
印であり、角θは、矢印ＷとＺ軸とのなす角である。以
下に説明する図１０に示すＸ軸，Ｚ軸、および角θは、
それぞれ、図９に示すＸ軸，Ｚ軸、および角θに対応す
る。また、図１０の中心から紙面に対して垂直であっ
て、かつ手前に向かう方向が、図９に示すＹ軸に対応す
る。
【００２６】図１０は、アンテナの利得特性を示す図で
あり、実線は、本発明のアンテナ１０の、図９に示す面
９１内において０°≦θ≦３６０°の範囲で矢印Ｗが示
す方向の利得を示し、破線は、本発明のアンテナ１０が
有する１波長ループアンテナの構造のみを備えた従来の
ループアンテナの、図９に示す０°≦θ≦３６０°の範
囲で矢印Ｗが示す方向と同一方向の利得を示す。
あり、実線は、本発明のアンテナ１０の、図９に示す面
９１内において０°≦θ≦３６０°の範囲で矢印Ｗが示
す方向の利得を示し、破線は、本発明のアンテナ１０が
有する１波長ループアンテナの構造のみを備えた従来の
ループアンテナの、図９に示す０°≦θ≦３６０°の範
囲で矢印Ｗが示す方向と同一方向の利得を示す。
【００２７】この図から、いずれのアンテナにおいても
θ＝０°のときに最大利得６ｄＢを示すが、θが、３０
°〜９０°あるいは２７０°〜３３０°の範囲において
は、本発明のアンテナの方が利得が高く、特に、θが２
７０°〜３００°の範囲においては、従来のループアン
テナよりも５ｄＢ以上利得が向上している。このよう
に、本発明のアンテナ１０は、従来のループアンテナよ
りも高い利得が得られることがわかった。
θ＝０°のときに最大利得６ｄＢを示すが、θが、３０
°〜９０°あるいは２７０°〜３３０°の範囲において
は、本発明のアンテナの方が利得が高く、特に、θが２
７０°〜３００°の範囲においては、従来のループアン
テナよりも５ｄＢ以上利得が向上している。このよう
に、本発明のアンテナ１０は、従来のループアンテナよ
りも高い利得が得られることがわかった。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
広指向性でかつ高利得のアンテナを得ることができる。
広指向性でかつ高利得のアンテナを得ることができる。
【図１】本発明のアンテナの第１実施形態を示す斜視図
である。
である。
【図２】本発明のアンテナの第１実施形態を示す上面図
である。
である。
【図３】本発明のアンテナの第１実施形態を示す下面図
である。
である。
【図４】本発明のアンテナの第１実施形態を示す側面図
である。
である。
【図５】本発明のアンテナの第２実施形態を示す側面図
である。
である。
【図６】誘電体基板の上面に印刷されるパターンの寸法
を示す図である。
を示す図である。
【図７】誘電体基板の下面に印刷されるパターンの寸法
を示す図である。
を示す図である。
【図８】誘電体基板の側面に印刷されるパターンの寸法
を示す図である。
を示す図である。
【図９】本発明のアンテナの利得特性を説明するときに
用いられる図である。
用いられる図である。
【図１０】本発明のアンテナおよび従来のループアンテ
ナの利得特性を示す図である。
ナの利得特性を示す図である。
【図１１】従来より用いられているモノポールアンテナ
を示す斜視図である。
を示す斜視図である。
【図１２】携帯電話に図１１に示すモノポールアンテナ
を用いた場合にこのモノポールアンテナから放射される
電磁波の放射パターンを示す図である。
を用いた場合にこのモノポールアンテナから放射される
電磁波の放射パターンを示す図である。
【図１３】図１２に示す携帯電話を人間が使用する際
の、モノポールアンテナから放射される電磁波の放射パ
ターンを示す図である。
の、モノポールアンテナから放射される電磁波の放射パ
ターンを示す図である。
１０，５０ アンテナ １１ 誘電体基板 １２ 貫通孔 １３ モノポール導体 １４ ループ導体 １４ａ，１４ｂ 端 １５ 結合線 １６ 接地導体膜 １７ 信号線 １８ 給電端子 １９，２０ 接地端子 ５１ 中心導体 ５２ 接地導体 ５３ 同軸コネクタ ９１ 面
Claims (3)
- 【請求項１】 上面および下面を有するとともにこれら
上面と下面とを結ぶ貫通孔が形成されてなる誘電体基体
と、 前記貫通孔内に充填されたモノポール導体と、 前記上面に形成された、互いに近接した２つの端を有し
これら２つの端をループ状に結ぶとともにこれら２つの
端のうちの一方の端が前記モノポール導体に接続されて
なる膜状のループ導体と、 前記下面に広がる膜状の接地導体とを備えたことを特徴
とするアンテナ。 - 【請求項２】 前記下面側から前記モノポール導体に接
続された中心導体と、前記下面に広がる接地導体に接続
された外部導体とを有する同軸コネクタを備えたことを
特徴とする請求項１記載のアンテナ。 - 【請求項３】 前記下面において一端が前記モノポール
導体に接続された、該下面において前記接地導体ととも
に共平面線路を形成する信号線と、 前記誘電体基体の側面に形成され前記信号線に接続され
た給電端子と、 前記誘電体基体の、前記給電端子が形成された側面と同
一の側面に形成され前記接地導体に接続された接地端子
とを備えたことを特徴とする請求項１記載のアンテナ。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25410096A JPH10107534A (ja) | 1996-09-26 | 1996-09-26 | アンテナ |
| EP97115011A EP0829917B1 (en) | 1996-09-12 | 1997-08-29 | Antenna device |
| DE69726523T DE69726523T2 (de) | 1996-09-12 | 1997-08-29 | Antenne |
| TW086112597A TW348327B (en) | 1996-09-12 | 1997-09-02 | Antenna device |
| KR1019970046783A KR100632616B1 (ko) | 1996-09-12 | 1997-09-11 | 안테나장치 |
| US08/928,143 US5945959A (en) | 1996-09-12 | 1997-09-12 | Surface mounting antenna having a dielectric base and a radiating conductor film |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25410096A JPH10107534A (ja) | 1996-09-26 | 1996-09-26 | アンテナ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10107534A true JPH10107534A (ja) | 1998-04-24 |
Family
ID=17260230
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25410096A Pending JPH10107534A (ja) | 1996-09-12 | 1996-09-26 | アンテナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10107534A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1096595A2 (en) * | 1999-10-12 | 2001-05-02 | Alps Electric Co., Ltd. | Antenna duplexer |
| KR100753638B1 (ko) | 2006-03-30 | 2007-08-30 | 한국과학기술원 | 마이크로기계가공 기술을 이용한 ＣＰＷ―ｆｅｄｐｏｓｔ―ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ 패치 안테나 및 그 제조방법 |
| US8228249B2 (en) | 2009-05-28 | 2012-07-24 | Denso Corporation | In-vehicle antenna device |
-
1996
- 1996-09-26 JP JP25410096A patent/JPH10107534A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1096595A2 (en) * | 1999-10-12 | 2001-05-02 | Alps Electric Co., Ltd. | Antenna duplexer |
| EP1096595A3 (en) * | 1999-10-12 | 2002-06-12 | Alps Electric Co., Ltd. | Antenna duplexer |
| KR100753638B1 (ko) | 2006-03-30 | 2007-08-30 | 한국과학기술원 | 마이크로기계가공 기술을 이용한 ＣＰＷ―ｆｅｄｐｏｓｔ―ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ 패치 안테나 및 그 제조방법 |
| US8228249B2 (en) | 2009-05-28 | 2012-07-24 | Denso Corporation | In-vehicle antenna device |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20011204 |