JPH11122022A - 誘電体アンテナ - Google Patents
誘電体アンテナInfo
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- JPH11122022A JPH11122022A JP28079097A JP28079097A JPH11122022A JP H11122022 A JPH11122022 A JP H11122022A JP 28079097 A JP28079097 A JP 28079097A JP 28079097 A JP28079097 A JP 28079097A JP H11122022 A JPH11122022 A JP H11122022A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 アンテナのパターンに自由度があり、低消費
電力で電磁波の送受信特性を向上させる誘電体アンテナ
を提供する。 【解決手段】 誘電体アンテナ１は、所定の誘電率ε１
を有する誘電体チップ５１と、所定の誘電率ε２を有す
る誘電体層５２と、インピーダンス整合用の変換器３１
とから成る。誘電体チップ５１上に誘電体層５２を積層
し、エッチングなどによって加工することによって、誘
電体チップ５１上に所定のパターンを有する誘電体層５
２を形成する。誘電体層５２は、変換器３１に接続さ
れ、変換器３１の励振点３２からの電磁波を伝送する伝
送路２１と、伝送路２１からの電磁波を拡散する拡散部
２２と、拡散部２２からの電磁波を、空間の焦点４に収
束するように放射するフレネルゾーン２３とで構成され
る。
電力で電磁波の送受信特性を向上させる誘電体アンテナ
を提供する。 【解決手段】 誘電体アンテナ１は、所定の誘電率ε１
を有する誘電体チップ５１と、所定の誘電率ε２を有す
る誘電体層５２と、インピーダンス整合用の変換器３１
とから成る。誘電体チップ５１上に誘電体層５２を積層
し、エッチングなどによって加工することによって、誘
電体チップ５１上に所定のパターンを有する誘電体層５
２を形成する。誘電体層５２は、変換器３１に接続さ
れ、変換器３１の励振点３２からの電磁波を伝送する伝
送路２１と、伝送路２１からの電磁波を拡散する拡散部
２２と、拡散部２２からの電磁波を、空間の焦点４に収
束するように放射するフレネルゾーン２３とで構成され
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、誘電体アンテナに
関し、特に、移動通信体、無線通信機器などの移動用端
末に適用される、誘電体で形成されたアンテナに関す
る。
関し、特に、移動通信体、無線通信機器などの移動用端
末に適用される、誘電体で形成されたアンテナに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、通信機能を有する移動用端末など
には、その小型化と軽量化を図るために、平面アンテナ
と高集積回路とを整合をとりながら接続して一体化した
集積アンテナが利用されている。
には、その小型化と軽量化を図るために、平面アンテナ
と高集積回路とを整合をとりながら接続して一体化した
集積アンテナが利用されている。
【０００３】この集積アンテナは、例えば、誘電体基板
上に、アンテナ部となる金属導体板を接着して形成され
るマイクロストリップアンテナ、またはこのマイクロス
トリップアンテナを複数個配列して形成されるマイクロ
ストリップアレイなどで構成され、高集積回路と一体化
して作成される。
上に、アンテナ部となる金属導体板を接着して形成され
るマイクロストリップアンテナ、またはこのマイクロス
トリップアンテナを複数個配列して形成されるマイクロ
ストリップアレイなどで構成され、高集積回路と一体化
して作成される。
【０００４】金属導体板は、通常、方形、円形、楕円形
のような典型的な一定の形状を有している。また、集積
アンテナへの給電は、主に、同軸プロープもしくはマイ
クロストリップ線路によって行われる。
のような典型的な一定の形状を有している。また、集積
アンテナへの給電は、主に、同軸プロープもしくはマイ
クロストリップ線路によって行われる。
【０００５】この様な、従来の集積アンテナによれば、
入射した電磁波がアンテナ部となる金属導体板を伝搬し
てそこから空間中（空気中）に放射される。
入射した電磁波がアンテナ部となる金属導体板を伝搬し
てそこから空間中（空気中）に放射される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の集積アンテナによれば、アンテナ部の配列パ
ターンは、接続される高集積回路の配列により決定され
てしまい、また、金属導体板であるアンテナ部自体から
の電磁波の伝送損失が大きいため、電磁波の送受信特性
の効率が良くならないという問題があった。
うな従来の集積アンテナによれば、アンテナ部の配列パ
ターンは、接続される高集積回路の配列により決定され
てしまい、また、金属導体板であるアンテナ部自体から
の電磁波の伝送損失が大きいため、電磁波の送受信特性
の効率が良くならないという問題があった。
【０００７】また、集積アンテナの送受信特性を補うた
めに、高集積回路の性能を向上させると、高集積回路が
大きくなり、集積アンテナを利用する移動用端末の小型
化と軽量化が困難になるという問題があった。
めに、高集積回路の性能を向上させると、高集積回路が
大きくなり、集積アンテナを利用する移動用端末の小型
化と軽量化が困難になるという問題があった。
【０００８】また、高集積回路の高性能化によって回路
の機密化が進み、回路と接続されるアンテナとの間に干
渉が発生するという問題があった。
の機密化が進み、回路と接続されるアンテナとの間に干
渉が発生するという問題があった。
【０００９】更に、アンテナ部が、誘電体基板上に形成
された金属導体板であるため、アンテナ部の配列パター
ンに自由度がなく、アンテナの指向性を任意に操作する
ことが困難であるという問題があった。
された金属導体板であるため、アンテナ部の配列パター
ンに自由度がなく、アンテナの指向性を任意に操作する
ことが困難であるという問題があった。
【００１０】従って、本発明の目的は、アンテナ部のパ
ターンに自由度があり、低消費電力で電磁波の送受信特
性を向上させる誘電体アンテナを提供することである。
ターンに自由度があり、低消費電力で電磁波の送受信特
性を向上させる誘電体アンテナを提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、以上に述べた
目的を実現するため、第１の誘電率を有する誘電体基板
と、第１の誘電率より大なる第２の誘電率を有し、所定
のアンテナのパターンで誘電体基板上に積層された誘電
体層より構成されることを特徴とする誘電体アンテナを
提供する。
目的を実現するため、第１の誘電率を有する誘電体基板
と、第１の誘電率より大なる第２の誘電率を有し、所定
のアンテナのパターンで誘電体基板上に積層された誘電
体層より構成されることを特徴とする誘電体アンテナを
提供する。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下本発明の誘電体アンテナを詳
細に説明する。
細に説明する。
【００１３】図１は、本発明の誘電体アンテナの実施の
一形態を示す。図１の（ａ）は、本発明の誘電体アンテ
ナの上面、（ｂ）は、側面、（ｃ）は、ＡＡ’断面、
（ｄ）は、ＢＢ’断面、（ｅ）は、ＣＣ’断面を示す。
一形態を示す。図１の（ａ）は、本発明の誘電体アンテ
ナの上面、（ｂ）は、側面、（ｃ）は、ＡＡ’断面、
（ｄ）は、ＢＢ’断面、（ｅ）は、ＣＣ’断面を示す。
【００１４】本発明の誘電体アンテナ１は、所定の誘電
率ε１を有する誘電体チップ（誘電体基板）５１と、所
定の誘電率ε２を有する誘電体層５２と、インピーダン
ス整合用の変換器３１とから成る。
率ε１を有する誘電体チップ（誘電体基板）５１と、所
定の誘電率ε２を有する誘電体層５２と、インピーダン
ス整合用の変換器３１とから成る。
【００１５】図１に示すように、誘電体アンテナ１は、
誘電体チップ５１上に誘電体を積層し、エッチングなど
によって所定のアンテナのパターンに加工することによ
って、誘電体チップ５１上にアンテナ部となる誘電体層
５２を形成して作成される。
誘電体チップ５１上に誘電体を積層し、エッチングなど
によって所定のアンテナのパターンに加工することによ
って、誘電体チップ５１上にアンテナ部となる誘電体層
５２を形成して作成される。
【００１６】誘電体層５２は、変換器３１に接続され、
変換器３１の励振点３２から電磁波を励振されて伝送す
る伝送路２１と、伝送路２１からの電磁波を拡散する拡
散部２２と、拡散部２２からの電磁波を、空間（空気
中）の所定の点（焦点４）に収束するように放射するフ
レネルゾーン２３とで構成されている。図１の（ｃ）
は、伝送路２１の断面形状を表し、（ｄ）は、拡散部２
２の断面形状を表し、（ｅ）は、フレネルゾーン２３の
断面形状を表している。拡散部２２の断面は、伝送路２
１から伝送されてきた電磁波を拡散するために、伝送路
２１の断面よりも大きくなっている。フレネルゾーン２
３は、複数の凹凸から成り、各凸部の間隔およびその断
面は、励振点３２と焦点４を結ぶ中心軸に近づくほど大
きくなるように形成されている。
変換器３１の励振点３２から電磁波を励振されて伝送す
る伝送路２１と、伝送路２１からの電磁波を拡散する拡
散部２２と、拡散部２２からの電磁波を、空間（空気
中）の所定の点（焦点４）に収束するように放射するフ
レネルゾーン２３とで構成されている。図１の（ｃ）
は、伝送路２１の断面形状を表し、（ｄ）は、拡散部２
２の断面形状を表し、（ｅ）は、フレネルゾーン２３の
断面形状を表している。拡散部２２の断面は、伝送路２
１から伝送されてきた電磁波を拡散するために、伝送路
２１の断面よりも大きくなっている。フレネルゾーン２
３は、複数の凹凸から成り、各凸部の間隔およびその断
面は、励振点３２と焦点４を結ぶ中心軸に近づくほど大
きくなるように形成されている。
【００１７】ここで、誘電体チップ５１の誘電率ε１
と、誘電体層５２の誘電率ε２と、誘電体アンテナ１の
周りの空間（空気）の誘電率ε０のそれぞれの誘電率
は、式（１）の関係にあり、誘電体層５２の誘電率ε２
が最も大きい。
と、誘電体層５２の誘電率ε２と、誘電体アンテナ１の
周りの空間（空気）の誘電率ε０のそれぞれの誘電率
は、式（１）の関係にあり、誘電体層５２の誘電率ε２
が最も大きい。
【数１】 ε０＜ε１＜ε２−−−（１）
【００１８】上記の変換器３１の励振点３２から電磁波
を入射すると、誘電体層５２の誘電率ε２が最も大きい
ので、電磁波は、この誘電体層５２に閉じこめられるよ
うにして誘電体層５２の内部を伝送する。励振点３２か
ら入射された電磁波は、誘電体層５２の伝送路２１を通
って、拡散部２２に伝送される。断面の小さい伝送路２
１から断面の大きい拡散部２２へ入射された電磁波は、
拡散部２２で拡散される。拡散部２２で拡散された電磁
波は、フレネルゾーン２３へ到達し、空間へ放射され
る。
を入射すると、誘電体層５２の誘電率ε２が最も大きい
ので、電磁波は、この誘電体層５２に閉じこめられるよ
うにして誘電体層５２の内部を伝送する。励振点３２か
ら入射された電磁波は、誘電体層５２の伝送路２１を通
って、拡散部２２に伝送される。断面の小さい伝送路２
１から断面の大きい拡散部２２へ入射された電磁波は、
拡散部２２で拡散される。拡散部２２で拡散された電磁
波は、フレネルゾーン２３へ到達し、空間へ放射され
る。
【００１９】フレネルゾーン２３の複数の凸部は、各凸
部の間隔およびその断面が、中心軸に近づくほど大きく
なるように形成されているため、レンズ効果が生じ、フ
レネルゾーン２３から空間へ放射した電磁波は、一度焦
点４へ向かって集中し、さらに焦点４から空間へ放射さ
れる。
部の間隔およびその断面が、中心軸に近づくほど大きく
なるように形成されているため、レンズ効果が生じ、フ
レネルゾーン２３から空間へ放射した電磁波は、一度焦
点４へ向かって集中し、さらに焦点４から空間へ放射さ
れる。
【００２０】図２は、焦点４から放射される電磁波の出
力の指向性を示す。図２から解るように、焦点４から放
射される電磁波は、その位相分布の等位相面を広く保ち
ながら空間を伝播する。
力の指向性を示す。図２から解るように、焦点４から放
射される電磁波は、その位相分布の等位相面を広く保ち
ながら空間を伝播する。
【００２１】即ち、本発明の誘電体アンテナ１は、誘電
率の異なる誘電体チップ５１および誘電体層５２を使用
し、誘電体層５２の形状を任意な構造とすることで、電
気的に単数または複数のレンズおよび干渉フィルタなど
を基板上またはチップ上に配置したのと等価なものとな
り、電磁波伝送および放射などの機能を有するアンテナ
となる。
率の異なる誘電体チップ５１および誘電体層５２を使用
し、誘電体層５２の形状を任意な構造とすることで、電
気的に単数または複数のレンズおよび干渉フィルタなど
を基板上またはチップ上に配置したのと等価なものとな
り、電磁波伝送および放射などの機能を有するアンテナ
となる。
【００２２】この誘電体アンテナ１の励振点３２より電
磁波を入射すると、電磁波は、伝送に伴って誘電率の分
布に沿って分割、相互干渉を起こし、最終的にその構造
に特有の分布を有する電磁波を放出する。このような特
性により、誘電体アンテナに、電磁波の励振周波数に対
応したフレネルゾーン構造やアレイ構造、および誘電体
の誘電率を持たすことによって、所望の電磁波分布を発
生させ、放射させることができる。また、電磁波の入射
端である励振点３２から放射端となるフレネルゾーン２
３への方向は、構造的に開放状態となるため、入射され
る電磁波の反射損失が最小限に抑えられ、電磁波伝送特
性が向上する。
磁波を入射すると、電磁波は、伝送に伴って誘電率の分
布に沿って分割、相互干渉を起こし、最終的にその構造
に特有の分布を有する電磁波を放出する。このような特
性により、誘電体アンテナに、電磁波の励振周波数に対
応したフレネルゾーン構造やアレイ構造、および誘電体
の誘電率を持たすことによって、所望の電磁波分布を発
生させ、放射させることができる。また、電磁波の入射
端である励振点３２から放射端となるフレネルゾーン２
３への方向は、構造的に開放状態となるため、入射され
る電磁波の反射損失が最小限に抑えられ、電磁波伝送特
性が向上する。
【００２３】また、複数の誘電体の誘電率差を所定値に
設定することによって、電磁波を伝送路となる誘電体へ
効率よく閉じこめて伝送することができるので、電磁波
の伝送される誘電体の形状によって、放射される電磁波
の分布の遠方放射界を、所定の角度に絞ることができ、
誘電体アンテナの指向性利得を向上させることができ
る。
設定することによって、電磁波を伝送路となる誘電体へ
効率よく閉じこめて伝送することができるので、電磁波
の伝送される誘電体の形状によって、放射される電磁波
の分布の遠方放射界を、所定の角度に絞ることができ、
誘電体アンテナの指向性利得を向上させることができ
る。
【００２４】更に、複数の誘電体の誘電率差を所定値に
設定することによって、電磁波を変換器３１から効率よ
く所望する伝送路に励振あるいは入射することができ、
変換器３１への給電電力を低く抑えることができる。
設定することによって、電磁波を変換器３１から効率よ
く所望する伝送路に励振あるいは入射することができ、
変換器３１への給電電力を低く抑えることができる。
【００２５】図３は、本発明の他の実施の形態による誘
電体アンテナを示す。図３の（ａ）は、本発明の誘電体
アンテナの上面、（ｂ）は、側面、（ｃ）は、ＡＡ’断
面を示す。
電体アンテナを示す。図３の（ａ）は、本発明の誘電体
アンテナの上面、（ｂ）は、側面、（ｃ）は、ＡＡ’断
面を示す。
【００２６】図３において、誘電体アンテナ１０は、所
定の誘電率ε１を有する誘電体チップ５１と、所定の誘
電率ε２を有する誘電体層５２と、インピーダンス整合
用の変換器３１とから成る。
定の誘電率ε１を有する誘電体チップ５１と、所定の誘
電率ε２を有する誘電体層５２と、インピーダンス整合
用の変換器３１とから成る。
【００２７】図３に示すように、誘電体アンテナ１０
は、誘電体チップ５１上に誘電体層５２を積層し、エッ
チングなどによって加工することによって、誘電体チッ
プ５１上に複数の円筒形状を有する誘電体層５２を形成
して作成される。
は、誘電体チップ５１上に誘電体層５２を積層し、エッ
チングなどによって加工することによって、誘電体チッ
プ５１上に複数の円筒形状を有する誘電体層５２を形成
して作成される。
【００２８】誘電体チップ５１は、変換器３１に接続さ
れ、変換器３１の励振点３２からの電磁波を伝送する。
誘電体層５２の複数の円筒形状は、そのままフレネルゾ
ーン２３を構成し、各円筒の間隔およびその断面は、内
側の方が大きくなるように形成されている。
れ、変換器３１の励振点３２からの電磁波を伝送する。
誘電体層５２の複数の円筒形状は、そのままフレネルゾ
ーン２３を構成し、各円筒の間隔およびその断面は、内
側の方が大きくなるように形成されている。
【００２９】上記の変換器３１の励振点３２から電磁波
を入射すると、電磁波は、誘電体チップ５１の内部を伝
送し、誘電体層５２のフレネルゾーン２３に沿って空間
へ放射される。
を入射すると、電磁波は、誘電体チップ５１の内部を伝
送し、誘電体層５２のフレネルゾーン２３に沿って空間
へ放射される。
【００３０】誘電体層５２のフレネルゾーン２３を構成
する複数の円筒部は、各円筒部の間隔およびその断面
が、内側の方が大きくなるように形成されているため、
レンズ効果が生じ、フレネルゾーン２３から空間へ放射
した電磁波は、一度焦点４へ向かって集中し、さらに焦
点４から空間へ放射される。
する複数の円筒部は、各円筒部の間隔およびその断面
が、内側の方が大きくなるように形成されているため、
レンズ効果が生じ、フレネルゾーン２３から空間へ放射
した電磁波は、一度焦点４へ向かって集中し、さらに焦
点４から空間へ放射される。
【００３１】ここで、誘電体チップ５１の誘電率ε１
と、誘電体層５２の誘電率ε２とを電磁波の励振周波数
に応じて任意に決定することによって、焦点４の位置を
任意に変化させることができ、また、放射される電磁波
の分布の遠方放射界を、所定の角度に絞ることができる
ので、誘電体アンテナの指向性利得を向上させることが
できる。
と、誘電体層５２の誘電率ε２とを電磁波の励振周波数
に応じて任意に決定することによって、焦点４の位置を
任意に変化させることができ、また、放射される電磁波
の分布の遠方放射界を、所定の角度に絞ることができる
ので、誘電体アンテナの指向性利得を向上させることが
できる。
【００３２】図４は、本発明の他の実施の形態による誘
電体アンテナを示す。図４の（ａ）は、本発明の誘電体
アンテナの上面、（ｂ）は、側面、（ｃ）は、ＡＡ’断
面、（ｄ）は、ＢＢ’断面、（ｅ）は、ＣＣ’断面を示
す。
電体アンテナを示す。図４の（ａ）は、本発明の誘電体
アンテナの上面、（ｂ）は、側面、（ｃ）は、ＡＡ’断
面、（ｄ）は、ＢＢ’断面、（ｅ）は、ＣＣ’断面を示
す。
【００３３】図４において、誘電体アンテナ２０は、所
定の誘電率ε１を有する誘電体チップ５１と、所定の誘
電率ε２を有する誘電体層５２と、インピーダンス整合
用の変換器３１とから成る。
定の誘電率ε１を有する誘電体チップ５１と、所定の誘
電率ε２を有する誘電体層５２と、インピーダンス整合
用の変換器３１とから成る。
【００３４】図４に示すように、誘電体アンテナ２０
は、誘電体チップ５１上に誘電体層５２を積層し、エッ
チングなどによって加工することによって、誘電体チッ
プ５１上に、それぞれ分離して配置される、１つの伝送
路２１と２つの分岐路２４から成る誘電体層５２を形成
して作成される。
は、誘電体チップ５１上に誘電体層５２を積層し、エッ
チングなどによって加工することによって、誘電体チッ
プ５１上に、それぞれ分離して配置される、１つの伝送
路２１と２つの分岐路２４から成る誘電体層５２を形成
して作成される。
【００３５】誘電体層５２は、変換器３１に接続され、
変換器３１の励振点３２から入射された電磁波を伝送す
る伝送路２１と、伝送路２１からの電磁波を分配して放
射する２つの分岐路２４とで構成されている。図４の
（ｃ）は、伝送路２１の断面形状を表し、（ｄ）は、伝
送路２１と分岐路２４の配置および断面形状を表し、
（ｅ）は、分岐路２４の断面形状を表している。２つの
分岐路２４の断面は、等しくなっており、また、伝送路
２１からそれぞれの分岐路２４までの間隔も等しなるよ
うに、配置されている。
変換器３１の励振点３２から入射された電磁波を伝送す
る伝送路２１と、伝送路２１からの電磁波を分配して放
射する２つの分岐路２４とで構成されている。図４の
（ｃ）は、伝送路２１の断面形状を表し、（ｄ）は、伝
送路２１と分岐路２４の配置および断面形状を表し、
（ｅ）は、分岐路２４の断面形状を表している。２つの
分岐路２４の断面は、等しくなっており、また、伝送路
２１からそれぞれの分岐路２４までの間隔も等しなるよ
うに、配置されている。
【００３６】ここで、誘電体チップ５１の誘電率ε１
と、誘電体層５２の誘電率ε２と、誘電体アンテナ１の
周りの空間（空気）の誘電率ε０のそれぞれの誘電率
は、上記の式（１）の関係にあり、誘電体層５２の誘電
率ε２が最も大きい。
と、誘電体層５２の誘電率ε２と、誘電体アンテナ１の
周りの空間（空気）の誘電率ε０のそれぞれの誘電率
は、上記の式（１）の関係にあり、誘電体層５２の誘電
率ε２が最も大きい。
【００３７】図４において、変換器３１の励振点３２か
ら電磁波を入射すると、誘電体層５２の誘電率ε２が最
も大きいので、電磁波は、この誘電体層５２に閉じこめ
られるようにして誘電体層５２の内部を伝送する。励振
点３２から入射された電磁波は、誘電体層５２の伝送路
２１を通って、２つの分岐路２４へ分配して伝送され
る。２つの分岐路２４に分配された電磁波は、それぞれ
の分岐路２４の終端部から空間へ放射される。
ら電磁波を入射すると、誘電体層５２の誘電率ε２が最
も大きいので、電磁波は、この誘電体層５２に閉じこめ
られるようにして誘電体層５２の内部を伝送する。励振
点３２から入射された電磁波は、誘電体層５２の伝送路
２１を通って、２つの分岐路２４へ分配して伝送され
る。２つの分岐路２４に分配された電磁波は、それぞれ
の分岐路２４の終端部から空間へ放射される。
【００３８】２つの分岐路２４の断面と伝送路２１から
の距離が等しいので、２つの分岐路２４から空間へ放射
された電磁波は等しい出力分布を有し、それぞれ空間で
相互干渉を起こし整合され、広角な指向性利得を得るこ
とができる。
の距離が等しいので、２つの分岐路２４から空間へ放射
された電磁波は等しい出力分布を有し、それぞれ空間で
相互干渉を起こし整合され、広角な指向性利得を得るこ
とができる。
【００３９】図５は、図４の誘電体アンテナによって、
空間で相互干渉を起こし整合された電磁波の出力の指向
性を示す。図５から解るように、誘電体アンテナ２０か
ら分配されて放射され、空間で相互干渉を起こし整合さ
れた電磁波は、広角な指向性で空間を伝播する。
空間で相互干渉を起こし整合された電磁波の出力の指向
性を示す。図５から解るように、誘電体アンテナ２０か
ら分配されて放射され、空間で相互干渉を起こし整合さ
れた電磁波は、広角な指向性で空間を伝播する。
【００４０】上述した誘電体アンテナに使用される誘電
体の材料は、各材料が各々異なる特有の誘電率を持つ。
これら誘電率の異なる誘電体材料の組み合わせによっ
て、各材料の電気特性、加工精度、コスト、取扱性など
を考慮して、誘電体アンテナの誘電率分布を任意に設定
し、所望するアンテナ特性を持つ誘電体アンテナを得る
ことができる。
体の材料は、各材料が各々異なる特有の誘電率を持つ。
これら誘電率の異なる誘電体材料の組み合わせによっ
て、各材料の電気特性、加工精度、コスト、取扱性など
を考慮して、誘電体アンテナの誘電率分布を任意に設定
し、所望するアンテナ特性を持つ誘電体アンテナを得る
ことができる。
【００４１】表１は、本発明の誘電体アンテナに使用す
ることができる誘電体材料（誘電体セラミックス）の一
例を示す。
ることができる誘電体材料（誘電体セラミックス）の一
例を示す。
【表１】
【００４２】また、本発明の誘電体アンテナのうち、変
換器３１を除いたアンテナ回路部分の大きさは、給電点
や誘電率分布などを考慮して、電気的な整合から決定さ
れる。即ち、アンテナ回路部以外で高周波回路などによ
る強制的な整合操作を適用しない場合には、アンテナ回
路部分の各部の長さや間隔などは、電磁波の周波数から
決定される波長の倍数によって定められる。
換器３１を除いたアンテナ回路部分の大きさは、給電点
や誘電率分布などを考慮して、電気的な整合から決定さ
れる。即ち、アンテナ回路部以外で高周波回路などによ
る強制的な整合操作を適用しない場合には、アンテナ回
路部分の各部の長さや間隔などは、電磁波の周波数から
決定される波長の倍数によって定められる。
【００４３】図６は、本発明の誘電体アンテナを高集積
回路基板に装着した集積アンテナを示す。集積アンテナ
５０は、集積回路のパターン６Ａを有した高集積回路基
板６上に、上述したような本発明の誘電体アンテナ３０
を配置して構成される。誘電体アンテナ３０の変換器３
１に設けられた給電点７と、高集積回路基板６上の給電
用電極８とをワイヤ１２で接続して、誘電体アンテナ３
０に電力を供給する。
回路基板に装着した集積アンテナを示す。集積アンテナ
５０は、集積回路のパターン６Ａを有した高集積回路基
板６上に、上述したような本発明の誘電体アンテナ３０
を配置して構成される。誘電体アンテナ３０の変換器３
１に設けられた給電点７と、高集積回路基板６上の給電
用電極８とをワイヤ１２で接続して、誘電体アンテナ３
０に電力を供給する。
【００４４】本発明の誘電体アンテナ３０は、高集積回
路基板６に比べて大幅に小さく作成することができるの
で、集積アンテナ５０のサイズは、高集積回路基板６の
サイズとほぼ等しくなり、厚さにおいても数ミリメート
ル（ｍｍ）程度にできる。
路基板６に比べて大幅に小さく作成することができるの
で、集積アンテナ５０のサイズは、高集積回路基板６の
サイズとほぼ等しくなり、厚さにおいても数ミリメート
ル（ｍｍ）程度にできる。
【００４５】図７は、本発明の誘電体アンテナを高集積
回路基板に装着した集積アンテナの他の形態を示す。集
積アンテナ６０は、集積回路のパターン１１Ａを有した
高集積回路基板１１上に、上述したような本発明の誘電
体アンテナ４０を配置して構成される。誘電体アンテナ
４０の変換器３１に設けられた給電点７と、高集積回路
基板１１上の給電ライン９とを接続して、誘電体アンテ
ナ４０に電力を供給する。
回路基板に装着した集積アンテナの他の形態を示す。集
積アンテナ６０は、集積回路のパターン１１Ａを有した
高集積回路基板１１上に、上述したような本発明の誘電
体アンテナ４０を配置して構成される。誘電体アンテナ
４０の変換器３１に設けられた給電点７と、高集積回路
基板１１上の給電ライン９とを接続して、誘電体アンテ
ナ４０に電力を供給する。
【００４６】図８は、図７の集積アンテナ６０を内装し
たワイヤレスＩＤカード６１を示す。ワイヤレスＩＤカ
ード６１は、集積アンテナ６０を集積アンテナ６０の形
状に応じた所定の形状を有する外枠６２で覆うことによ
って作成される。外枠６２は、誘電体アンテナ４０から
の電磁波を遮断しないようにプラスチック材などで作成
してもよく、また、誘電体アンテナ４０の電磁波の放射
部を露出させるように孔（図示せず）を設けるようにし
てもよい。
たワイヤレスＩＤカード６１を示す。ワイヤレスＩＤカ
ード６１は、集積アンテナ６０を集積アンテナ６０の形
状に応じた所定の形状を有する外枠６２で覆うことによ
って作成される。外枠６２は、誘電体アンテナ４０から
の電磁波を遮断しないようにプラスチック材などで作成
してもよく、また、誘電体アンテナ４０の電磁波の放射
部を露出させるように孔（図示せず）を設けるようにし
てもよい。
【００４７】この様なワイヤレスＩＤカード６１は、そ
れ自体のサイズが薄く小型なので、例えば、鉄道やスキ
ー場のリフト乗り場などの改札の通過や課金の認識など
を、無線によって自動的に行うシステムなどで使用する
ことができる。
れ自体のサイズが薄く小型なので、例えば、鉄道やスキ
ー場のリフト乗り場などの改札の通過や課金の認識など
を、無線によって自動的に行うシステムなどで使用する
ことができる。
【００４８】以上、本発明の種々の形態例を示したが、
それぞれの誘電体アンテナの誘電体層５２は、１つの層
ではなく複数の層の積層でもよい。
それぞれの誘電体アンテナの誘電体層５２は、１つの層
ではなく複数の層の積層でもよい。
【００４９】
【発明の効果】以上述べた通り、本発明の誘電体アンテ
ナによれば、電磁波の伝送部分を誘電体としたので、ア
ンテナのパターンに自由度があり、低消費電力で電磁波
の送受信特性を向上させることができるようになった。
ナによれば、電磁波の伝送部分を誘電体としたので、ア
ンテナのパターンに自由度があり、低消費電力で電磁波
の送受信特性を向上させることができるようになった。
【図１】本発明による誘電体アンテナの実施の一形態を
示す概略図。
示す概略図。
【図２】図１の誘電体アンテナの指向性特性を示す図。
【図３】本発明による誘電体アンテナの実施の一形態を
示す概略図。
示す概略図。
【図４】本発明による誘電体アンテナの実施の一形態を
示す概略図。
示す概略図。
【図５】図４の誘電体アンテナの指向性特性を示す図。
【図６】本発明による誘電体アンテナを用いた集積アン
テナ実施の一形態を示す概略図。
テナ実施の一形態を示す概略図。
【図７】本発明による誘電体アンテナを用いた集積アン
テナ実施の一形態を示す概略図。
テナ実施の一形態を示す概略図。
【図８】図７の集積アンテナを用いたワイヤレスＩＤカ
ードを示す概略図。
ードを示す概略図。
１，誘電体アンテナ ４，焦点 ６，高集積回路基板 ７，給電点 ８，給電用電極 ９，給電ライン １０，誘電体アンテナ １１，高集積回路基板 ２０，誘電体アンテナ ２１，伝送路 ２２，拡散部 ２３，フレネルゾーン ２４，分岐路 ３０，誘電体アンテナ ３１，変換器 ３２，励振点 ４０，誘電体アンテナ ５０，集積アンテナ ５１，誘電体チップ ５２，誘電体層 ６０，集積アンテナ ６１，ワイヤレスＩＤカード ６２，外枠
Claims (10)
- 【請求項１】 第１の誘電率を有する誘電体基板と、前
記第１の誘電率より大なる第２の誘電率を有し、所定の
アンテナのパターンで前記誘電体基板上に積層された誘
電体層より構成されることを特徴とする誘電体アンテ
ナ。 - 【請求項２】 前記誘電体層は、エッチングによって前
記所定のアンテナのパターンに加工されることを特徴と
する請求項１記載の誘電体アンテナ。 - 【請求項３】 前記誘電体層は、電磁波を伝送する伝送
路、伝送路からの電磁波を拡散する拡散部、および電磁
波を所定の位置に集中させるフレネルゾーン部から成る
ことを特徴とする請求項１記載の誘電体アンテナ。 - 【請求項４】 前記誘電体層は、電磁波を伝送する伝送
路、伝送路からの電磁波を分配して放射する分岐路から
成ることを特徴とする請求項１記載の誘電体アンテナ。 - 【請求項５】 前記誘電体層は、電磁波を所定の位置に
集中させる、円筒形のフレネルゾーン部から成ることを
特徴とする請求項１記載の誘電体アンテナ。 - 【請求項６】 前記誘電体層は、その水平方向に電磁波
の放射を行う構成であることを特徴とする請求項１記載
の誘電体アンテナ。 - 【請求項７】 前記誘電体層は、その垂直方向に電磁波
の放射を行う構成であることを特徴とする請求項１記載
の誘電体アンテナ。 - 【請求項８】 前記誘電体層は、電磁波を励振あるいは
入射する変換器に結合している構成であることを特徴と
する請求項１記載の誘電体アンテナ。 - 【請求項９】 前記変換器は、前記誘電体層とほぼ水平
に前記誘電体層の入射端に設置されることを特徴とする
請求項１１記載の誘電体アンテナ。 - 【請求項１０】 前記変換器は、前記誘電体層に対して
前記誘電体基板の反対面に設置されることを特徴とする
請求項１１記載の誘電体アンテナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28079097A JPH11122022A (ja) | 1997-10-14 | 1997-10-14 | 誘電体アンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28079097A JPH11122022A (ja) | 1997-10-14 | 1997-10-14 | 誘電体アンテナ |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003353234A Division JP2004088802A (ja) | 2003-10-14 | 2003-10-14 | 誘電体アンテナ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11122022A true JPH11122022A (ja) | 1999-04-30 |
Family
ID=17630004
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28079097A Pending JPH11122022A (ja) | 1997-10-14 | 1997-10-14 | 誘電体アンテナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11122022A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002076414A (ja) * | 2000-08-28 | 2002-03-15 | Abel Systems Inc | 太陽電池 |
| US6930647B2 (en) | 2001-05-17 | 2005-08-16 | Hitachi Kokusai Electric Inc. | Semicircular radial antenna |
| US7301504B2 (en) | 2004-07-14 | 2007-11-27 | Ems Technologies, Inc. | Mechanical scanning feed assembly for a spherical lens antenna |
| US8068059B2 (en) | 2006-02-28 | 2011-11-29 | Fujitsu Limited | Antenna device, electronic device and antenna cover |
-
1997
- 1997-10-14 JP JP28079097A patent/JPH11122022A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002076414A (ja) * | 2000-08-28 | 2002-03-15 | Abel Systems Inc | 太陽電池 |
| US6930647B2 (en) | 2001-05-17 | 2005-08-16 | Hitachi Kokusai Electric Inc. | Semicircular radial antenna |
| US7301504B2 (en) | 2004-07-14 | 2007-11-27 | Ems Technologies, Inc. | Mechanical scanning feed assembly for a spherical lens antenna |
| US8068059B2 (en) | 2006-02-28 | 2011-11-29 | Fujitsu Limited | Antenna device, electronic device and antenna cover |
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