JPS5829203A - 多層形マイクロストリップダイバ−シチアンテナ - Google Patents
多層形マイクロストリップダイバ−シチアンテナInfo
- Publication number
- JPS5829203A JPS5829203A JP12774881A JP12774881A JPS5829203A JP S5829203 A JPS5829203 A JP S5829203A JP 12774881 A JP12774881 A JP 12774881A JP 12774881 A JP12774881 A JP 12774881A JP S5829203 A JPS5829203 A JP S5829203A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- radiation conductor
- conductor plate
- plate
- antenna
- radiation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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-
- 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
- H01Q9/0414—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna in a stacked or folded configuration
Landscapes
- Waveguide Aerials (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、小型・軽量でかつ低姿勢な構造を有するマ
イクロストリップアンテナにおいて、指向性ダイバーシ
チアンテナを実現する構造に関するものである。
イクロストリップアンテナにおいて、指向性ダイバーシ
チアンテナを実現する構造に関するものである。
従来の指向性ダイバーシチアンテナとしては第1図に示
すように、2・つのダイポールアンテナを直交させて構
成し、それぞれのアンテナに対し直交する指向性を得よ
うとするものがあった。この大きさとなり、小形アンテ
ナを必要とする移動体用アンテナとして、特に携帯電話
用移動機に装着・するアンテナとしては小形化の点で難
点があった。
すように、2・つのダイポールアンテナを直交させて構
成し、それぞれのアンテナに対し直交する指向性を得よ
うとするものがあった。この大きさとなり、小形アンテ
ナを必要とする移動体用アンテナとして、特に携帯電話
用移動機に装着・するアンテナとしては小形化の点で難
点があった。
また第2図に示す円形マイクロストリップアンテナにお
いて、円形放射導体板の中心と給電点を結ぶ直線が直交
するように2つの給電点を設け“ることによって低結合
な2つの入出力端子を実現し、各入出力端で励振される
励振モードの放射指向性が第3図のように水平面内で直
交していることを利用した指向性!イバーシチアンテナ
があるが、この構成では各入出力端子に対する共振周波
数は同一であり、受信ダイポールアンテナあるいは送信
ダイポールアンテナの一方として利用するにとどまり、
移動通信方式等における送受同時通話方式ではこの構成
のアンテナに、送信用アンテすあるいは受信用アンテナ
が新たに必要となり、小形アンテナが要求される移動体
用アンテナとしては、小形化の目的に相反するという欠
点があった。
いて、円形放射導体板の中心と給電点を結ぶ直線が直交
するように2つの給電点を設け“ることによって低結合
な2つの入出力端子を実現し、各入出力端で励振される
励振モードの放射指向性が第3図のように水平面内で直
交していることを利用した指向性!イバーシチアンテナ
があるが、この構成では各入出力端子に対する共振周波
数は同一であり、受信ダイポールアンテナあるいは送信
ダイポールアンテナの一方として利用するにとどまり、
移動通信方式等における送受同時通話方式ではこの構成
のアンテナに、送信用アンテすあるいは受信用アンテナ
が新たに必要となり、小形アンテナが要求される移動体
用アンテナとしては、小形化の目的に相反するという欠
点があった。
本発明はこれらの欠点を解決するため、1つの入出力端
で送受2つの異なる帯域に共振まる2共振形のマイクロ
スト;ノツプアンテナ素子と、受信帯域あるいは送信帯
域にのみ共振するマイクロストリップアンテナ素子とを
重ねて構成し、この2つのアンテナ素子に対する給電線
が互いに低結合な給電構成となるように配置したことを
特徴とするもので、見かけ上一つのアンテナで送受同時
通話方式に使用できる指向性ダイバーシチアンテナを実
現するものである。
で送受2つの異なる帯域に共振まる2共振形のマイクロ
スト;ノツプアンテナ素子と、受信帯域あるいは送信帯
域にのみ共振するマイクロストリップアンテナ素子とを
重ねて構成し、この2つのアンテナ素子に対する給電線
が互いに低結合な給電構成となるように配置したことを
特徴とするもので、見かけ上一つのアンテナで送受同時
通話方式に使用できる指向性ダイバーシチアンテナを実
現するものである。
本発明によると、接地導体板(1)と、波長に比べて薄
い誘電体(2)を介して接地導体板(1)と対向する放
射導体素子(3)と、接地導体板(1)の背面から給電
する同軸給電線(5)とを有するマイクロストリップア
ンテナにおいて、前記放射導体素子(3)の上に、波長
に比べて薄い誘電体(6)を介して、少くとも2つの相
異なる周波数に共振する形状の第2放射導体素子(7)
を重ね、接地導体(1)の背面より前記放射導体素子(
3)のスルーホールを介して第2放射導体素子(7)に
給電する同軸給電線a1)がもうけられる。
い誘電体(2)を介して接地導体板(1)と対向する放
射導体素子(3)と、接地導体板(1)の背面から給電
する同軸給電線(5)とを有するマイクロストリップア
ンテナにおいて、前記放射導体素子(3)の上に、波長
に比べて薄い誘電体(6)を介して、少くとも2つの相
異なる周波数に共振する形状の第2放射導体素子(7)
を重ね、接地導体(1)の背面より前記放射導体素子(
3)のスルーホールを介して第2放射導体素子(7)に
給電する同軸給電線a1)がもうけられる。
第4図は本発明の実施例であって、1は接地導体、2は
比誘電率ε、の誘電体板、3は円形放射導体板、4は円
形放射導体板の中心と接地導体板1とを結ぶ短絡線、5
は円形放射導体板を給電する同軸給電線(入出力端子1
)、6は比誘電率ε2の誘電体板、7〜9は2共振特性
を実現する放射導体素子で、実施例(a)では楕円形放
射導体板7、実施例(b)では円形放射導体素子に微小
導体素片を付加した形状の放射導体板8、実施例(C)
では円形放射導体素子に微小スロットを設けた形状の放
射導体板9を用いた例を示しているが、第4図に示した
以外にも例えば方形状の2共振形放射素子を用いること
もでき、第4図の形躾にのみ限定されないことを付記す
る。10は円形放射導体板や中心点、11は2共振特性
を有する放射導体板を給電する同軸給電線(入出力端子
2)、12は2共振特性を有する放射導体板上の給電点
、1:!、は円形放射導体板3上の給電点である。
比誘電率ε、の誘電体板、3は円形放射導体板、4は円
形放射導体板の中心と接地導体板1とを結ぶ短絡線、5
は円形放射導体板を給電する同軸給電線(入出力端子1
)、6は比誘電率ε2の誘電体板、7〜9は2共振特性
を実現する放射導体素子で、実施例(a)では楕円形放
射導体板7、実施例(b)では円形放射導体素子に微小
導体素片を付加した形状の放射導体板8、実施例(C)
では円形放射導体素子に微小スロットを設けた形状の放
射導体板9を用いた例を示しているが、第4図に示した
以外にも例えば方形状の2共振形放射素子を用いること
もでき、第4図の形躾にのみ限定されないことを付記す
る。10は円形放射導体板や中心点、11は2共振特性
を有する放射導体板を給電する同軸給電線(入出力端子
2)、12は2共振特性を有する放射導体板上の給電点
、1:!、は円形放射導体板3上の給電点である。
第2放射導体板(7〜9)に対する給電点12は、第1
の放射導体板3に対する給電点13と円板の中心を直線
に対し右回り又は左回りに90”の位置にもうけられ、
この゛位置が、放射導体素子3と接地導体板1との間に
励振される内部電磁界(基本モード)を乱さない位置で
ある。
の放射導体板3に対する給電点13と円板の中心を直線
に対し右回り又は左回りに90”の位置にもうけられ、
この゛位置が、放射導体素子3と接地導体板1との間に
励振される内部電磁界(基本モード)を乱さない位置で
ある。
放射導体板(7〜9)において、2共振特性を実現する
ための構造(放射導体板7の長軸、放射導体板8の突起
、放射導体板9のスロット)は給電点12と放射導体板
の中’uを結ぶ直線に対して135°の位置又は直径を
はさん′でその対向点にもうけられる。なお上記構造は
アンテナの容量を調整するためのものであるので、上記
各構造の代りにバラクタなどの容量可変素子を放射導体
板(7〜9)と放射導体板3の間に接続して放射導体板
(7〜9)自身は円形のものとしてもさしつかえない。
ための構造(放射導体板7の長軸、放射導体板8の突起
、放射導体板9のスロット)は給電点12と放射導体板
の中’uを結ぶ直線に対して135°の位置又は直径を
はさん′でその対向点にもうけられる。なお上記構造は
アンテナの容量を調整するためのものであるので、上記
各構造の代りにバラクタなどの容量可変素子を放射導体
板(7〜9)と放射導体板3の間に接続して放射導体板
(7〜9)自身は円形のものとしてもさしつかえない。
なおその場合には短絡線4の放射導体板(7〜9)と放
射導体板30間の部分は省略される。
射導体板30間の部分は省略される。
第5図は本発明のダイバーシチアンテナの泗波数特性の
実施例であって、第4図(a)の構成における特性を示
している。14は円形放射導、体板3を給電する同軸給
電線5(入出力端子1)におけるリターンロス特性、1
5は楕円形放射導体板7を給電する同軸給電線11(入
出力端子2)におけるリターンロス特性、16はこれら
2つの人出方端子間の結合減衰量の周波数特性を示すも
のである。ここでリターンロスOdBとはアンテナへの
入射電力が全7で反射してもどる場合を示す。以下第4
図(a)の構成を例にとり多層形マイクロストリップダ
イバーシチアンテナの動作につき説明する。
実施例であって、第4図(a)の構成における特性を示
している。14は円形放射導、体板3を給電する同軸給
電線5(入出力端子1)におけるリターンロス特性、1
5は楕円形放射導体板7を給電する同軸給電線11(入
出力端子2)におけるリターンロス特性、16はこれら
2つの人出方端子間の結合減衰量の周波数特性を示すも
のである。ここでリターンロスOdBとはアンテナへの
入射電力が全7で反射してもどる場合を示す。以下第4
図(a)の構成を例にとり多層形マイクロストリップダ
イバーシチアンテナの動作につき説明する。
円形放射導体素子3によって励振される基本モード(T
Mooモード)の電界分布は円形放射導体素子の中心を
座標系の原点とする円筒座標系(煕6図)において、X
軸上に同軸給電線5を配置した場合、以下のようになる
。
Mooモード)の電界分布は円形放射導体素子の中心を
座標系の原点とする円筒座標系(煕6図)において、X
軸上に同軸給電線5を配置した場合、以下のようになる
。
Ez ocJl (kJ)cosψ
に=2π/λg 、 Jl(x): 1次第1種ベッセ
ル関数但し、λgは誘電体内の波長である。この式より
明らかなように、円形放射導体素子3の中心と同軸給電
線5の給電点13とを結ぶ方向(y軸)に直交する軸上
(y軸ψ=900上)ではEz=0となるモ゛−ドが励
振される。したがってy軸を含む面内に他の給電線を挿
入した場合でも内部電磁界を乱すことがない。すなわち
、2共振特性を有する放射導体素子への同軸給電線11
をy軸上に挿入しても、円形放射導体素子3の基本励振
モード、を乱すことがない。
ル関数但し、λgは誘電体内の波長である。この式より
明らかなように、円形放射導体素子3の中心と同軸給電
線5の給電点13とを結ぶ方向(y軸)に直交する軸上
(y軸ψ=900上)ではEz=0となるモ゛−ドが励
振される。したがってy軸を含む面内に他の給電線を挿
入した場合でも内部電磁界を乱すことがない。すなわち
、2共振特性を有する放射導体素子への同軸給電線11
をy軸上に挿入しても、円形放射導体素子3の基本励振
モード、を乱すことがない。
楕円形放射導体素子7は2つの相異なる周波数ft、f
t<fI<12)に共振するが、これら2つの周波数は
、それぞれ楕円の長軸寸法、短軸寸法によって決まり、
給電点12をこの楕円放射導体素子7の長袖と短軸から
等しい距離だけ離れた位置、即ち長袖および短軸と45
°の角をなす直線上で、かつ長軸と短軸の交点から適当
な距離だけ離れた点にとることにより、これら2つの周
波数f、 、 f、に共振し、かつ給電する同軸線路の
特性インピーダンスと整合のとれた給電構成とすること
ができる。
t<fI<12)に共振するが、これら2つの周波数は
、それぞれ楕円の長軸寸法、短軸寸法によって決まり、
給電点12をこの楕円放射導体素子7の長袖と短軸から
等しい距離だけ離れた位置、即ち長袖および短軸と45
°の角をなす直線上で、かつ長軸と短軸の交点から適当
な距離だけ離れた点にとることにより、これら2つの周
波数f、 、 f、に共振し、かつ給電する同軸線路の
特性インピーダンスと整合のとれた給電構成とすること
ができる。
したがって、第6図においてX軸面内に円形放射導体板
3への給電点13をとり、y軸面内に楕円形放射導体板
7への給電点12をとることによって、これら2つのア
ンテナ素子を独立に励振することができ、かつこれら2
つの入出力端子間の結合を低(とる構成とすることがで
き(第5図参照)、なおかつ第7図に示すように放射指
向性が異ケるアンテナ系を実現することができる。
3への給電点13をとり、y軸面内に楕円形放射導体板
7への給電点12をとることによって、これら2つのア
ンテナ素子を独立に励振することができ、かつこれら2
つの入出力端子間の結合を低(とる構成とすることがで
き(第5図参照)、なおかつ第7図に示すように放射指
向性が異ケるアンテナ系を実現することができる。
本発明の多層形マイクロストリップダイバーシチアンテ
ナにおいて最上部に設けられた楕円形放射導体板7は、
円形放射導体板3を接地導体として動作するため第4図
(a)における円形放射導体板3と楕円形放射導体板7
の間の誘電体板6の比誘電率ε2を接地導体1と円形放
射導体素子30間の誘電体板2の比誘電率ε、に対して
適当に選択す令ことによって、楕円形放射導体板7の長
径を円形放射導体板3の直径より小さくでき、円形放射
導体板3を等測的に地板として動作せしめることができ
る。
ナにおいて最上部に設けられた楕円形放射導体板7は、
円形放射導体板3を接地導体として動作するため第4図
(a)における円形放射導体板3と楕円形放射導体板7
の間の誘電体板6の比誘電率ε2を接地導体1と円形放
射導体素子30間の誘電体板2の比誘電率ε、に対して
適当に選択す令ことによって、楕円形放射導体板7の長
径を円形放射導体板3の直径より小さくでき、円形放射
導体板3を等測的に地板として動作せしめることができ
る。
以上説明したように、本発明の多層形マイクロストリッ
プダイバーシチアンテナは基本的に2つの相異なる周波
数に共振する2共振形のマイクロストリップアンテナと
、1つの周波数に共振する単−共振形のマイクロストリ
ップアンテナとを重ね合せ、低結合な給電構成をとる゛
ことによって実現できるものである。したがって、2共
振形のマイクロストリップアンテナ素子としては楕円形
放射導体板7以外の任意の形状であっても、2共振特性
を有する形状のものであればよ(、単−共振形のマイク
ロストリップアンテナ素子も、円形放射素子3以外の形
状であってもよい。
プダイバーシチアンテナは基本的に2つの相異なる周波
数に共振する2共振形のマイクロストリップアンテナと
、1つの周波数に共振する単−共振形のマイクロストリ
ップアンテナとを重ね合せ、低結合な給電構成をとる゛
ことによって実現できるものである。したがって、2共
振形のマイクロストリップアンテナ素子としては楕円形
放射導体板7以外の任意の形状であっても、2共振特性
を有する形状のものであればよ(、単−共振形のマイク
ロストリップアンテナ素子も、円形放射素子3以外の形
状であってもよい。
また第4図における短絡線4は励振モードのうち、基本
モード以外の不要な高次モードを抑制するために設けた
ものであり、短絡線4が無くともダイバーシチ効果に変
化はないことを付記する。
モード以外の不要な高次モードを抑制するために設けた
ものであり、短絡線4が無くともダイバーシチ効果に変
化はないことを付記する。
以1説明したように、本発明のダイバーシチアンテナは
2共振形放射導体素子(例えば、楕円形放射導体素子等
)で励振される2つのモードが第7図(a)(長軸モー
ド、共振周波数f1)および第7図(b)(短軸モード
、共振周波数f2)に示す放射指向性を有し、単−共振
形放射導体素子(例えば、円形放射導体素子等)で励振
されるモードが第7図(C)(共振周波数f、)あるい
は第7図(d)(共振周波数f2)にチェ放射指向性を
有するため、・周波数f1あるいは周波数f2において
指向性の異なる独立したアンテナを有していることにな
る。したがって、周波数f1あるいは周波数f2におい
てアンテナの指向性を利用した指向性ダイバーシチアン
テナとして働き、しかも見かけ上1つのアンテナとして
構成できるので、移動通信、・特に携帯電話方式のよう
な小形アンテナを必要とする移動体用のダイバーシチア
ンテナとして極めて有効である。
2共振形放射導体素子(例えば、楕円形放射導体素子等
)で励振される2つのモードが第7図(a)(長軸モー
ド、共振周波数f1)および第7図(b)(短軸モード
、共振周波数f2)に示す放射指向性を有し、単−共振
形放射導体素子(例えば、円形放射導体素子等)で励振
されるモードが第7図(C)(共振周波数f、)あるい
は第7図(d)(共振周波数f2)にチェ放射指向性を
有するため、・周波数f1あるいは周波数f2において
指向性の異なる独立したアンテナを有していることにな
る。したがって、周波数f1あるいは周波数f2におい
てアンテナの指向性を利用した指向性ダイバーシチアン
テナとして働き、しかも見かけ上1つのアンテナとして
構成できるので、移動通信、・特に携帯電話方式のよう
な小形アンテナを必要とする移動体用のダイバーシチア
ンテナとして極めて有効である。
第1図はダイポールアンテナを用いた従来の指向性ダイ
バーシチアンテナの構成図、第2図はマイクロストリッ
プアンテナによる指向性ダイバーシチアンテナの構成図
、第3図は第2図の構成による放射指向性の概略図、第
4図(a) 、 (b)及び(C)は本発明の実施例を
示す構成図、第5図は本発明のダイパー、シチマイクロ
ストリップアンテナの周波数特性例を示す図、第6図は
円筒座標系を示す図、第7同村(a)及び(b)は楕円
形放射素子による放射指向性を示す図、並びに第7図(
C)及び(d)は円形放射導体素子による放射指向性を
示す図である。 1・・・接地導体、 2・・・比誘電率ε1の誘電体
板、3・・・円形放射導体板、 4・・・円形放射導体板の中心と接地導体板1とを結ぶ
短絡線、 5・・・円形放射導体板を給電する同軸給電線(入力端
子1)、6・・・比誘電率ε2の誘電体板、7・・・楕
円形放射導体板、 8・・・円形放射導体素子に微小導体素片を付加した形
状の放射導体板、 9・・・円形放射導体素子に微小スロットを設けた形状
の放射導体板、10・・・円形放射導体板の中心点、1
1・・・2共振特性を有する放射導体板を給電する同軸
給電線(入力端子2)、 12・・・2共振特性を有する放射導体板上の給電点、
13・・・円形放射導体板上の給電点、14・・・円形
′放射導体板に給電した同軸給電線(入出力端子1)に
おけるリターンロス、 15・・・楕円形放射導体板に給電した同軸給電線(入
出力端子2)におけるリターンロス、16・・・入出力
端子1と2との間の結合減衰量、17・・・入出力端子
1に対応するxy面内指向性、18・・・入出力端子2
に対応するxy面内指向性、19・・・入出力端子1、
加・・・入出力端子2゜特許出願人 日本電信電話公社 特許出願代理人 弁理士 山本恵− 毛/図 毛2図 本3区 (a) 亀40 (b) (c) l′:) 尾5圀 尾ろ7 (α) 斉ξ7 圀 (bン
11
バーシチアンテナの構成図、第2図はマイクロストリッ
プアンテナによる指向性ダイバーシチアンテナの構成図
、第3図は第2図の構成による放射指向性の概略図、第
4図(a) 、 (b)及び(C)は本発明の実施例を
示す構成図、第5図は本発明のダイパー、シチマイクロ
ストリップアンテナの周波数特性例を示す図、第6図は
円筒座標系を示す図、第7同村(a)及び(b)は楕円
形放射素子による放射指向性を示す図、並びに第7図(
C)及び(d)は円形放射導体素子による放射指向性を
示す図である。 1・・・接地導体、 2・・・比誘電率ε1の誘電体
板、3・・・円形放射導体板、 4・・・円形放射導体板の中心と接地導体板1とを結ぶ
短絡線、 5・・・円形放射導体板を給電する同軸給電線(入力端
子1)、6・・・比誘電率ε2の誘電体板、7・・・楕
円形放射導体板、 8・・・円形放射導体素子に微小導体素片を付加した形
状の放射導体板、 9・・・円形放射導体素子に微小スロットを設けた形状
の放射導体板、10・・・円形放射導体板の中心点、1
1・・・2共振特性を有する放射導体板を給電する同軸
給電線(入力端子2)、 12・・・2共振特性を有する放射導体板上の給電点、
13・・・円形放射導体板上の給電点、14・・・円形
′放射導体板に給電した同軸給電線(入出力端子1)に
おけるリターンロス、 15・・・楕円形放射導体板に給電した同軸給電線(入
出力端子2)におけるリターンロス、16・・・入出力
端子1と2との間の結合減衰量、17・・・入出力端子
1に対応するxy面内指向性、18・・・入出力端子2
に対応するxy面内指向性、19・・・入出力端子1、
加・・・入出力端子2゜特許出願人 日本電信電話公社 特許出願代理人 弁理士 山本恵− 毛/図 毛2図 本3区 (a) 亀40 (b) (c) l′:) 尾5圀 尾ろ7 (α) 斉ξ7 圀 (bン
11
Claims (1)
- 接地導体板(1)と、波長に比べて薄い誘電体(2)を
介して接地導体板(1)と対向する放射導体素子(3)
と、接地導体板(1)の背面から給電する同軸給電線(
5)とを有するマイクロストリップアンテナにおいて、
前記放射導体素子(3)の上に、波長に比べて薄い誘電
体(6)を介して、少くとも2つの相異なる周波数に共
振する形状の第2放射導体素子(7)を重ね、接地導体
(1)の背面より前記放射導体素子(3)のスルーホー
ルを介して第2放射導体素子(7)に給電する同軸給電
線<11)がもうけられることを特徴とする多層形マイ
クロストリップダイバーシチアンテナ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12774881A JPS5829203A (ja) | 1981-08-17 | 1981-08-17 | 多層形マイクロストリップダイバ−シチアンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12774881A JPS5829203A (ja) | 1981-08-17 | 1981-08-17 | 多層形マイクロストリップダイバ−シチアンテナ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5829203A true JPS5829203A (ja) | 1983-02-21 |
Family
ID=14967707
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12774881A Pending JPS5829203A (ja) | 1981-08-17 | 1981-08-17 | 多層形マイクロストリップダイバ−シチアンテナ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5829203A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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