JPH10209745A - マイクロストリップアンテナ及びその製造方法 - Google Patents

マイクロストリップアンテナ及びその製造方法

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JPH10209745A
JPH10209745A JP1413397A JP1413397A JPH10209745A JP H10209745 A JPH10209745 A JP H10209745A JP 1413397 A JP1413397 A JP 1413397A JP 1413397 A JP1413397 A JP 1413397A JP H10209745 A JPH10209745 A JP H10209745A
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JP
Japan
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dielectric
conductor
radiation conductor
microstrip antenna
sps
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Withdrawn
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JP1413397A
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English (en)
Inventor
Hiromichi Goto
弘通 後藤
Katsuya Tsukamoto
活也 塚本
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 軽量で且つ高利得のマイクロストリップアン
テナを提供する。 【解決手段】 シンジオタクチックポリスチレンで形成
される誘電体1の一面に放射導体2を、他の一面に接地
導体3をそれぞれ設ける。放射導体2と接地導体3の間
に短絡部4を設ける。シンジオタクチックポリスチレン
は比重が約1.0と低く、誘電体損失も約0.001と
低いという特長を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、携帯用電話など移
動体通信機器への組み込みに適した小型のマイクロスト
リップアンテナに関するものである。
【0002】
【従来の技術】小型のアンテナとして、マイクロストリ
ップアンテナが従来から提供されている。マイクロスト
リップアンテナは誘電体の一方の片面に放射導体を設け
ると共に誘電体の他方の片面に接地導体を設けることに
よって形成されるものであり、誘電体としては従来から
PPO(ポリフェニレンオキサイド)やPTFE(ポリ
四フッ化エチレン)によって作製されたものが用いられ
ている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ここで、PPOで誘電
体を作製する場合、PPOは比重が1.6とPTFEよ
り小さいので、マイクロストリップアンテナを軽量化す
ることができるが、PPOは誘電体損失が0.003と
PTFEより大きく、アンテナ利得が低いという問題が
あった。
【0004】一方、PTFEで誘電体を作製する場合、
PTFEは誘電体損失が0.0001とPPOより低い
ので、高いアンテナ利得を得ることができるが、PTF
Eは比重が1.6とPPOより高いので、マイクロスト
リップアンテナを軽量化することができないという問題
があり、さらにPTFEはメッキが難しいのでメッキで
放射導体や接地導体を形成することができず、量産に向
かないという問題もあった。
【0005】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、軽量で且つ高利得のマイクロストリップアンテナ
を提供することを目的とし、また量産性高く製造をおこ
なうことができるマイクロストリップアンテナの製造方
法を提供することを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明に係るマイクロス
トリップアンテナは、シンジオタクチックポリスチレン
で形成される誘電体1の一面に放射導体2を、他の一面
に接地導体3をそれぞれ設け、放射導体2と接地導体3
の間に短絡部4を設けて成ることを特徴とするものであ
る。
【0007】また請求項2の発明は、フィラーを配合し
たシンジオタクチックポリスチレンで誘電体1を形成し
て成ることを特徴とするものである。また請求項3の発
明は、放射導体2にスリット部5を設けて成ることを特
徴とするものである。本発明に係るマイクロストリップ
アンテナの製造方法は、シンジオタクチックポリスチレ
ンを射出成形して誘電体1を作製する工程と、誘電体1
に金属メッキを施すことによって誘電体1の一面に放射
導体2を、他の一面に接地導体3をそれぞれ形成する工
程を具備することを特徴とするものである。
【0008】本発明に係るマイクロストリップアンテナ
の製造方法は、放射導体2と接地導体3をセットした型
6内にシンジオタクチックポリスチレンを射出成形して
誘電体1を作製すると同時に誘電体1の一面に放射導体
2を、他の一面に接地導体3をそれぞれ一体化する工程
を具備することを特徴とするものである。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。図1は本発明に係るマイクロストリップアンテナ
の実施の形態の一例を示すものであり、板状に形成され
る誘電体1の一面(上面)にパッチ状の放射導体2を設
けると共に誘電体1の他の一面(下面)の全面に接地導
体3を設けてある。放射導体2の端部には給電点9が設
けてある。また誘電体1を貫通して設けたスルーホール
の内周にスルーホルメッキを施すことによって短絡部4
が形成してあり、この短絡部4で放射導体2と接地導体
3とを短絡させてある。さらに誘電体1の面積よりも大
きな面積の金属板で形成される外部接地導体10が誘電
体1の下面に接地導体3と密着させて接合してあり、接
地導体3とこの外部接地導体10とでグランドを形成す
るようにしてある。
【0010】そして本発明では、上記の誘電体1とし
て、シンジオタクチックポリスチレン(以下SPSと略
称する)で作製したものを用いるものである。SPSは
ベンゼン環が規則的に交互に配列する分子構造を有する
結晶性の樹脂であり、比重が約1.0と低く、誘電体損
失も約0.001と比較的低いという特長を有する。S
PSの比重や誘電体損失を、PPOやPTFEと比較す
ると表1に示す通りであり、SPSはPPOよりもさら
に比重が小さく、誘電体損失についてはSPSはPTF
Eに近い低い数値になっている。従って、SPSで誘電
体1を作製することによって、軽量で且つアンテナ利得
の高いマイクロストリップアンテナを得ることができる
ものである。
【0011】
【表1】
【0012】また、上記のSPSにはフィラーを混合し
て使用することができる。フィラーとして例えばガラス
フィラーを使用すると、ガラスフィラーによる補強効果
で強度の高い誘電体1を作製することができるものであ
る。補強のためにガラスフィラーをSPSに混合する場
合は、ガラスフィラーの配合割合は15〜30重量%程
度が好ましい。またSPSにフィラーを混合することに
よって、誘電体1の誘電率を調整することができる。誘
電率を調整するためのフィラーとしてはセラミック粉末
等を用いることができる。
【0013】図1の実施の形態にあって、放射導体2に
は細長い切り込みを入れて放射導体2の端縁で一方の端
部が開放されるスリット部5が設けてある。スリット部
5は図1のように1本設ける他、複数本設けるようにし
てもよい。このように放射導体2にスリット部5を設け
ると、放射導体2の周囲長がスリット部5によって長く
なり、受信波長λが長くなる(つまり共振周波数が低く
なる)。従って、同じ周波数に共振させるのであれば、
放射導体2の面積を小さくすることができることにな
り、マイクロストリップアンテナを小型化することが可
能になるものである。
【0014】図2は本発明の実施の形態の他例を示すも
のであり、放射導体2を誘電体1の隣合う二面に亘るよ
うに設けてある。すなわち、放射導体2は誘電体1の上
面に設けてあるが、誘電体1の上面から側面と亘るよう
に放射導体2の端部を一体に延長して設けるようにして
ある。このように放射導体2を誘電体1の隣合う二面に
亘るように設けることによって、放射導体2を誘電体1
の一つの面にのみ設ける場合に比べて、誘電体1の一つ
の面での放射導体2の面積を小さくすることができ、誘
電体1の大きさを小さくすることが可能になり、マイク
ロストリップアンテナを小型化することが容易になるも
のである。
【0015】図3は本発明の実施の形態のさらに他の例
を示すものであり、放射導体2を設ける誘電体1の表面
を凹凸面に形成してある。すなわち、誘電体1の表面を
図3(a)のように凹凸面に形成すると、図3(b)に
斜線で示すように放射導体2は凹部12と凸部13に沿
って設けられることになり、平坦な面に放射導体2を設
ける場合に比べて、同じ面積の放射導体2を小さいエリ
アで誘電体1に設けることができる。従って、誘電体1
の大きさを小さくすることが可能になり、アンテナを小
型化することが容易になるものである。
【0016】次に、マイクロストリップアンテナの製造
方法について説明する。SPSは熱可塑性樹脂であり、
射出成形に適している。そこで、まずSPSを射出成形
して誘電体1を板状に成形することができる。またSP
Sは金属との密着性が高く、無電解メッキなどでメッキ
を容易に施すことができる。そこで、板状に成形された
誘電体1に金属メッキを施すことによって、誘電体1の
一面(上面)に放射導体2を、他の一面(下面)に接地
導体3をそれぞれ設けることができる。短絡部4は、誘
電体1に孔加工してスルーホールを設けた後に、上記の
ように金属メッキで放射導体2と接地導体3を設ける際
に同時にこのスルーホールに金属メッキを施すことによ
って、形成することができる。スルーホールは誘電体2
を成形した後に孔加工をして形成する他に、誘電体1を
成形する際に同時にスルーホールを形成するようにして
もよい。
【0017】図4は製造方法の他例を示すものであり、
下型6aと上型6bから形成される成形金型6にSPS
を射出して誘電体1を成形するにあたって、図4(a)
のように型6内のキャビティ14の内面に金属箔や金属
板で作製される放射導体2と接地導体3をセットしてお
き、この型6にSPSを射出して誘電体1を射出成形す
る際に、同時に誘電体1の一面(上面)に放射導体2
を、他の一面(下面)に接地導体3をそれぞれ密着させ
るようにしたものであり、上型6bを下型6aから外し
て型6を開くことによって、図4(b)のように放射導
体2と接地導体3が接着された誘電体1を型6から脱型
することができる。SPSは金属との密着性が高いの
で、このように誘電体1を成形する際に同時に放射導体
2と接地導体3を接着させて設けることができるもので
ある。
【0018】
【実施例】
(実施例1)SPSを射出成形することによってスルー
ホールを貫通形成した誘電体1を作製し、この誘電体1
に無電解銅メッキを行なうことによって、誘電体1の上
面と下面にそれぞれ放射導体2と接地導体3を設けると
共に、スルーホールに銅メッキを施して短絡部4を形成
した。またリン青銅をL字形に曲げた板を放射導体2に
半田付けして給電点9を形成した。そして誘電体1の下
面に真鍮板で形成される外部接地導体10を接合するこ
とによって、図1に示すマイクロストリップアンテナを
得た。
【0019】図5にこのマイクロストリップアンテナの
インピーダンス特性を示す。図5において(a)はスミ
スチャート、(b)は周波数に対するVSWR(電圧定
在波比)を示す図であって、横軸が周波数を、縦軸がV
SWRを示す。図5(a)のスミスチャートは周波数7
18MHzから918MHzの間を掃引したときの軌跡
を示しており、図5(a)(b)においてマーカ1は周
波数874MHz、VSWR1.05、マーカ2は周波
数863MHz、VSWR2.99、マーカ3は周波数
886MHz、VSWR2.98である。また図6にこ
のマイクロストリップアンテナのアンテナの指向特性を
示す。図5及び図6にみられるように、実施例1のマイ
クロストリップアンテナは共振周波数が874MHzで
ピーク利得が+0.2dBdであり、十分に実用に耐え
るものである。
【0020】(比較例1)PPO積層板を用いて誘電体
1を作製し、誘電体1の上面と下面に銅箔を積層して放
射導体2と接地導体3を設けた。また誘電体1に孔加工
してスルーホールを設けると共にスルーホールの内周に
銅メッキを施すことによって短絡部4を形成した。また
リン青銅をL字形に曲げた板を放射導体2に半田付けし
て給電点9を形成した。そして誘電体1の下面に真鍮板
で形成される外部接地導体10を接合することによっ
て、図1と同じ構造のマイクロストリップアンテナを得
た。
【0021】図7にこのマイクロストリップアンテナの
インピーダンス特性を示す。図7(a)のスミスチャー
トは周波数718MHzから918MHzの間を掃引し
たときの軌跡を示しており、図7(a)(b)において
マーカ1は周波数825MHz、VSWR1.22、マ
ーカ2は周波数813MHz、VSWR3.00、マー
カ3は周波数838MHz、VSWR3.00である。
また図8にこのマイクロストリップアンテナのアンテナ
の指向特性を示す。図7及び図8にみられるように、比
較例1のマイクロストリップアンテナは共振周波数が8
25MHzでピーク利得が−0.3dBdである。従っ
て、ピーク利得は実施例1のものよりも0.5dB低い
ものである。
【0022】
【発明の効果】上記のように本発明は、シンジオタクチ
ックポリスチレン(SPS)で形成される誘電体によっ
てマイクロストリップアンテナを作製するようにしたの
で、SPSは比重が約1.0と低く、誘電体損失も約
0.001と低いという特長を有するものであり、軽量
で且つアンテナ利得の高いマイクロストリップアンテナ
を得ることができるものである。
【0023】また請求項2の発明は、フィラーを配合し
たシンジオタクチックポリスチレンで誘電体を形成する
ようにしたので、フィラーによって誘電体を補強した
り、フィラーによって誘電体の誘電率を調整したりする
ことができるものである。また請求項3の発明は、放射
導体にスリット部を設けるようにしたので、スリット部
によって放射導体の周囲長を長くすることができ、この
ぶん放射導体の面積を小さくすることが可能になって、
小型化することが容易になるものである。
【0024】本発明のマイクロストリップアンテナの製
造方法は、SPSを射出成形して誘電体を作製する工程
と、誘電体に金属メッキを施すことによって誘電体の一
面に放射導体を、他の一面に接地導体をそれぞれ形成す
る工程を具備するものであり、金属との密着性が良好な
SPSの誘電体にメッキで放射導体や接地導体を形成す
ることができ、量産性高く製造をおこなうことができる
ものである。
【0025】また本発明のマイクロストリップアンテナ
の製造方法は、放射導体と接地導体をセットした型内に
シンジオタクチックポリスチレンを射出成形して誘電体
を作製すると同時に誘電体の一面に放射導体を、他の一
面に接地導体をそれぞれ一体化する工程を具備するもの
であり、金属との密着性が良好なSPSの誘電体に成形
の際に同時に放射導体や接地導体を形成することがで
き、量産性高く製造をおこなうことができるものであ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のマイクロストリップアンテナの実施の
形態の一例を示すものであり、(a)は斜視図、(b)
は一部の拡大した側面図である。
【図2】本発明のマイクロストリップアンテナの実施の
形態の他例を示す一部の斜視図である。
【図3】本発明のマイクロストリップアンテナの実施の
形態のさらに他例を示すものであり、(a)は誘電体の
正面図、(b)は誘電体の一部の斜視図である。
【図4】本発明のマイクロストリップアンテナの製造方
法の実施の形態の一例を示すものであり、(a),
(b)はそれぞれ断面図である。
【図5】実施例1のマイクロストリップアンテナのイン
ピーダンス特性を示すものであり、(a)はスミスチャ
ート、(b)は周波数とVSWRの関係を示すグラフで
ある。
【図6】実施例1のマイクロストリップアンテナの指向
特性を示すアンテナ放射パターンである。
【図7】比較例1のマイクロストリップアンテナのイン
ピーダンス特性を示すものであり、(a)はスミスチャ
ート、(b)は周波数とVSWRの関係を示すグラフで
ある。
【図8】比較例1のマイクロストリップアンテナの指向
特性を示すアンテナ放射パターンである。
【符号の説明】 1 誘電率 2 放射導体 3 接地導体 4 短絡部 5 スリット 6 型

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シンジオタクチックポリスチレンで形成
    される誘電体の一面に放射導体を、他の一面に接地導体
    をそれぞれ設け、放射導体と接地導体の間に短絡部を設
    けて成ることを特徴とするマイクロストリップアンテ
    ナ。
  2. 【請求項2】 フィラーを配合したシンジオタクチック
    ポリスチレンで誘電体を形成して成ることを特徴とする
    請求項1に記載のマイクロストリップアンテナ。
  3. 【請求項3】 放射導体にスリット部を設けて成ること
    を特徴とする請求項1に記載のマイクロストリップアン
    テナ。
  4. 【請求項4】 シンジオタクチックポリスチレンを射出
    成形して誘電体を作製する工程と、誘電体に金属メッキ
    を施すことによって誘電体の一面に放射導体を、他の一
    面に接地導体をそれぞれ形成する工程を具備することを
    特徴とするマイクロストリップアンテナの製造方法。
  5. 【請求項5】 放射導体と接地導体をセットした型内に
    シンジオタクチックポリスチレンを射出成形して誘電体
    を作製すると同時に誘電体の一面に放射導体を、他の一
    面に接地導体をそれぞれ一体化する工程を具備すること
    を特徴とするマイクロストリップアンテナの製造方法。
JP1413397A 1997-01-28 1997-01-28 マイクロストリップアンテナ及びその製造方法 Withdrawn JPH10209745A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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Effective date: 20040406