JPS5829204A - 容量可変能動素子装荷マイクロストリップアンテナ - Google Patents
容量可変能動素子装荷マイクロストリップアンテナInfo
- Publication number
- JPS5829204A JPS5829204A JP12774981A JP12774981A JPS5829204A JP S5829204 A JPS5829204 A JP S5829204A JP 12774981 A JP12774981 A JP 12774981A JP 12774981 A JP12774981 A JP 12774981A JP S5829204 A JPS5829204 A JP S5829204A
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- JP
- Japan
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- conductor plate
- microstrip antenna
- varactor diode
- antenna
- radiation conductor
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- 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
- H01Q9/0442—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna with particular tuning means
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】
本発明は小形・軽量でかつ低姿勢構造を有するマイクロ
ストリップアンテナにおいて、放射電界の偏波特性ある
いは共振周波数特性を制御する機能を有するアンテナ構
成に関するものである。
ストリップアンテナにおいて、放射電界の偏波特性ある
いは共振周波数特性を制御する機能を有するアンテナ構
成に関するものである。
従来のマイクロストリップアンテナにおいて１、円偏波
を発生する円偏波アンテナとしては第１゛図に示すよう
な円偏波円板アンテナがあり、放射素子の周上、給電点
と１３５°の角度をなす位置に、放射素子の面積Ｓに比
べて微小なる大きさΔＳの微小突起素子あるいは微小ス
ロットを設けて構成されており、微小素子の大きさΔＳ
を適当な大きさに設定することにより円偏波が発生する
が、ΔＳの最適値は放射導体板と接地導体板との間に挿
入される誘電体板の誘電率ε１、損失角ｔａｎδ、厚さ
ｄに依存して変化するため、用いる誘電体板によってΔ
Ｓの最適値を逐次求めなければならないという欠点を有
していた。また、ΔＳの大きさを円偏波発生最適値より
も大きくすることによって、異なる２つの周波数に共振
する２共振形マイクロストリツプアンテナが得られ、Δ
Ｓの大きさを適当に選定することによノて所望の２つの
周波数で動作するアンテナが実現できる。こめ場合、Δ
Ｓの大きさを一度設定すれば動作周波数は一意に決定さ
れ、動作周波数を変更するにはまた新たに別のアンテナ
を用意しなければならないという欠点があった。
を発生する円偏波アンテナとしては第１゛図に示すよう
な円偏波円板アンテナがあり、放射素子の周上、給電点
と１３５°の角度をなす位置に、放射素子の面積Ｓに比
べて微小なる大きさΔＳの微小突起素子あるいは微小ス
ロットを設けて構成されており、微小素子の大きさΔＳ
を適当な大きさに設定することにより円偏波が発生する
が、ΔＳの最適値は放射導体板と接地導体板との間に挿
入される誘電体板の誘電率ε１、損失角ｔａｎδ、厚さ
ｄに依存して変化するため、用いる誘電体板によってΔ
Ｓの最適値を逐次求めなければならないという欠点を有
していた。また、ΔＳの大きさを円偏波発生最適値より
も大きくすることによって、異なる２つの周波数に共振
する２共振形マイクロストリツプアンテナが得られ、Δ
Ｓの大きさを適当に選定することによノて所望の２つの
周波数で動作するアンテナが実現できる。こめ場合、Δ
Ｓの大きさを一度設定すれば動作周波数は一意に決定さ
れ、動作周波数を変更するにはまた新たに別のアンテナ
を用意しなければならないという欠点があった。
本発明はこれらの欠点を除去することを目的とし、その
特徴は、接地導体板と、波長に比べ壬薄い誘電体板又は
空気層を介して前記接地導体板と対向する放射導体素子
とを有し、接地導体板の背面から同軸給電線により給電
されるマイクロストリップアンテナにおいて、放射導体
素子の周上と接地導体板の間に１又は複数の容量可変素
子が接続され、該素子に印加される直流バイアス電圧に
より容量が可変にされるごときマイクロストリップアン
テナにある。
特徴は、接地導体板と、波長に比べ壬薄い誘電体板又は
空気層を介して前記接地導体板と対向する放射導体素子
とを有し、接地導体板の背面から同軸給電線により給電
されるマイクロストリップアンテナにおいて、放射導体
素子の周上と接地導体板の間に１又は複数の容量可変素
子が接続され、該素子に印加される直流バイアス電圧に
より容量が可変にされるごときマイクロストリップアン
テナにある。
以下図面により実施例を説明する。
第２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ε１の誘電体、３は円形放射導体板、４は円形
放射導体板の中心、５は同軸給電線、６は同軸給電線５
の給電点、７はバラクタダイオード（容量可変能動素子
の１例）で放射導体板３の円周上に設けられる。８は接
地導体板のスルーホールを通して放射導体板の中心４に
接続したバラクタダイオードへのバイアス端子、９は接
地導体板に接続したバラクタダイオードへのバイアス端
子である。ここにバイアス端子８は基本励振モードの、
内部電磁界が零となる放射導体板の中心４に対向する接
地導体板のスルーホールを通して放射導体板の中心４に
接続するか、あるいは放射導体板の中心４にもスルーホ
ールを設けて、バイアス用導線を放射素子上の適当なる
点に接続して構成され、従って内部電磁界を乱すことは
ない。なお、バラクタダイオード７は給電点６と、円形
放射導体板３の中心４とを結ぶ直線に対し、右回り又は
左回りに約１３５°の位置、又は放射導体板の直径をは
さんでその反対側に設けられる。
比誘電率ε１の誘電体、３は円形放射導体板、４は円形
放射導体板の中心、５は同軸給電線、６は同軸給電線５
の給電点、７はバラクタダイオード（容量可変能動素子
の１例）で放射導体板３の円周上に設けられる。８は接
地導体板のスルーホールを通して放射導体板の中心４に
接続したバラクタダイオードへのバイアス端子、９は接
地導体板に接続したバラクタダイオードへのバイアス端
子である。ここにバイアス端子８は基本励振モードの、
内部電磁界が零となる放射導体板の中心４に対向する接
地導体板のスルーホールを通して放射導体板の中心４に
接続するか、あるいは放射導体板の中心４にもスルーホ
ールを設けて、バイアス用導線を放射素子上の適当なる
点に接続して構成され、従って内部電磁界を乱すことは
ない。なお、バラクタダイオード７は給電点６と、円形
放射導体板３の中心４とを結ぶ直線に対し、右回り又は
左回りに約１３５°の位置、又は放射導体板の直径をは
さんでその反対側に設けられる。
また、第３図は付加素子ΔＳを有する従来のアンテナ構
成と、本発明のアンテナ構成の概略図を対比したもので
ある。また第４図は、第孕図へ）夏び（Ｂ）の構成にお
いて、°２共振特性を実現した場合したものである。第
４図において、几はΔ５＝００ときの共振周波数を表わ
し、（１）式で与えられる。
成と、本発明のアンテナ構成の概略図を対比したもので
ある。また第４図は、第孕図へ）夏び（Ｂ）の構成にお
いて、°２共振特性を実現した場合したものである。第
４図において、几はΔ５＝００ときの共振周波数を表わ
し、（１）式で与えられる。
ここにＬはアンテナのインダクタンス、Ｃはキャパシタ
ンスを表わす。またキャパシタンス旨ま、（２）式で表
わされる。
ンスを表わす。またキャパシタンス旨ま、（２）式で表
わされる。
ここにε。は空気中の誘電率である。
いま、９００ＭＨｚ帯でεｒ＝ ２．５５ 、 ｄ ＝
１．２ｍの誘電体板を用いたとき、ａ ＝ ６．１２
ｃＩＩＬの半径をもつ円形放射導体板を適用したとする
（このとき几に９００ＭＨｚ ）と、キャパシタンスＣ
は（２）式より中０．２２１ （μＦ ）
（３）である。これに面積ΔＳなる付加素
子（あるいはスロット）を設けたとき、第４図に示すよ
うにｆ＋及びｆ〜なる２つの共振周波数が得られるが、
ｆ＋の変化域’Ｙ ０．８４≦ｆ＋／几≦１．２の範囲
で設定可能とするためには、ΔＳによって付加されるキ
ャパシタンスなΔＣとすると、ｆヤなる周波数はと表わ
されるから、（１）式よりｆ＋／几はと変形でき、従っ
て とおけば ０．７ Ｃ≦Ｃ，＝ Ｃ＋Δｑ≦１．４３ Ｃすなわち 一〇、３ Ｃ≦ΔＣ≦０．４Ｃ の範囲のキャパシタンスを付加すればよいこととなる。
１．２ｍの誘電体板を用いたとき、ａ ＝ ６．１２
ｃＩＩＬの半径をもつ円形放射導体板を適用したとする
（このとき几に９００ＭＨｚ ）と、キャパシタンスＣ
は（２）式より中０．２２１ （μＦ ）
（３）である。これに面積ΔＳなる付加素
子（あるいはスロット）を設けたとき、第４図に示すよ
うにｆ＋及びｆ〜なる２つの共振周波数が得られるが、
ｆ＋の変化域’Ｙ ０．８４≦ｆ＋／几≦１．２の範囲
で設定可能とするためには、ΔＳによって付加されるキ
ャパシタンスなΔＣとすると、ｆヤなる周波数はと表わ
されるから、（１）式よりｆ＋／几はと変形でき、従っ
て とおけば ０．７ Ｃ≦Ｃ，＝ Ｃ＋Δｑ≦１．４３ Ｃすなわち 一〇、３ Ｃ≦ΔＣ≦０．４Ｃ の範囲のキャパシタンスを付加すればよいこととなる。
いま、（３）式の結果からＣ＝ ０．２２１μＦである
から、実現すべきΔＣの範囲は −６６，３（ｐｐ ）≦ΔＣ≦８８．４ （ｐＦ ）と
なる。ここに負号は付加素子としてスロットを設けて構
成する場合をさす。
から、実現すべきΔＣの範囲は −６６，３（ｐｐ ）≦ΔＣ≦８８．４ （ｐＦ ）と
なる。ここに負号は付加素子としてスロットを設けて構
成する場合をさす。
以上から、付加素子のかわりに容量素子を装荷しても、
等価な付加容量が得られれば２共振特性が実現できる。
等価な付加容量が得られれば２共振特性が実現できる。
すなわち、バラクタダイオードの容量がθ〜９０ （ｐ
Ｆ ）程度の範囲で変えられるならば、バラクタダイオ
ードを用いて２共振特性を有するマイクロストリップア
ンテナが実現できる。
Ｆ ）程度の範囲で変えられるならば、バラクタダイオ
ードを用いて２共振特性を有するマイクロストリップア
ンテナが実現できる。
現在製造されているバラクタダイオードの容量可変範囲
では、９ｏ（ｐＦ）程度の容量をもつものは容易に実現
できるので、バラクタダイオード装荷の２共振形マイク
ロストリツプアンテナは実現可能である。
では、９ｏ（ｐＦ）程度の容量をもつものは容易に実現
できるので、バラクタダイオード装荷の２共振形マイク
ロストリツプアンテナは実現可能である。
また、円偏波を発生させるΔＳ／Ｓの値はΔＳ／Ｓｋ
０．０３〜０．０４６程度であり、バラクタダイオード
の容量としては６．６３ （ｐＦ ）〜１０．２ （ｐ
Ｆ ）の容量を実現すればよく、上記の極対よりこれも
容易に実現可能である。
０．０３〜０．０４６程度であり、バラクタダイオード
の容量としては６．６３ （ｐＦ ）〜１０．２ （ｐ
Ｆ ）の容量を実現すればよく、上記の極対よりこれも
容易に実現可能である。
以上、円形マイクロストリップアンテナにバラクタダイ
オードを装荷した構成例について説明したが、容量可変
能動素子としてはバラクタダイオード以外の能動素子を
適用することもで鑞る。また、マイクロストリップアン
テナの放射素子形状としては円形素子以外にも方形素子
等を用いても構成可能であり、その他の構成例について
は第５図にその概略を示した。第５図で点Ｐは放射導体
板の中心（バイアス電圧給電点）を示し、点Ｑは高周波
の給電点を示す。
オードを装荷した構成例について説明したが、容量可変
能動素子としてはバラクタダイオード以外の能動素子を
適用することもで鑞る。また、マイクロストリップアン
テナの放射素子形状としては円形素子以外にも方形素子
等を用いても構成可能であり、その他の構成例について
は第５図にその概略を示した。第５図で点Ｐは放射導体
板の中心（バイアス電圧給電点）を示し、点Ｑは高周波
の給電点を示す。
以上説明したように、バラクタダイオード等の容量可変
能動素子を装荷したマイクロストリップアンテナでは、
バイアス電圧を適当に選定することにより容易に円偏波
アンテナが実現でき、しかも用いる誘電体基板の構造パ
ラメータ（基板厚さ、誘電率、損失角）が様々な場合で
もバイアス電圧を調整するだけで軸比のよい円偏波アン
テナを容易に実現できる利点がある。
能動素子を装荷したマイクロストリップアンテナでは、
バイアス電圧を適当に選定することにより容易に円偏波
アンテナが実現でき、しかも用いる誘電体基板の構造パ
ラメータ（基板厚さ、誘電率、損失角）が様々な場合で
もバイアス電圧を調整するだけで軸比のよい円偏波アン
テナを容易に実現できる利点がある。
また、２周波で動作する２共振形マイクロストリツプア
ンテナとしても、バイアス電圧を変えることにより、連
続的に動作周波数を変え得るので、希望する２つの動作
周波数に容易に設定可能となる利点をもつ。
ンテナとしても、バイアス電圧を変えることにより、連
続的に動作周波数を変え得るので、希望する２つの動作
周波数に容易に設定可能となる利点をもつ。
バラクタダイオ−ド等の容量可変能動素子は主に印加電
圧のみで動作するため、消費電力も少ないという利点が
ある。
圧のみで動作するため、消費電力も少ないという利点が
ある。
第１図（Ａ）及び（Ｂ）は従来の円偏波円板マイクロス
トリップアンテナの構成図、第２図は本発明の実施例、
第３図（Ａ）及び（Ｂ）は第１図の従来のアンテナと本
発明のアンテナとの対比な示す図、第４図は２共振形マ
イクロストリツプアンテナの共振特性を示す図、第５図
は本発明の各種構成例を示す図である。 １・・・・・・・・・接地導体 ２・・・・・・・・・比誘電率ε４、の誘電体３・・・
・・・・・・円形放射導体板 ４・・・・・・・・・円形放射導体板の中心５・・・・
・・・・・同軸給電線 ６・・・・・・・・・同軸給電線５の給電点７・・・・
・・・・・バラクタダイオード７′・・・・・・・・・
容量可変能動素子８・・・・・・・・・放射導体板３Ｆ
ｒ：、接続した容量可変能動素子のバイアス端子 ９・・・・・・・・・接地導体板１に接続した容量可変
能動素子のバイアス端子 １０・・・・・・・・・微小突起素子 １１・・・・・・・・・微小スロット １２・・・・・・・・・共振周波数ｆ＋／几の特性１３
・・・・・・・・・共振周波数ｆ／几の特性特許出願人 日本電信電話公社 特許出願代理人 弁理士 山 本 恵 − 尾２図 尾３図 Ｖ５ 尾 ５区
トリップアンテナの構成図、第２図は本発明の実施例、
第３図（Ａ）及び（Ｂ）は第１図の従来のアンテナと本
発明のアンテナとの対比な示す図、第４図は２共振形マ
イクロストリツプアンテナの共振特性を示す図、第５図
は本発明の各種構成例を示す図である。 １・・・・・・・・・接地導体 ２・・・・・・・・・比誘電率ε４、の誘電体３・・・
・・・・・・円形放射導体板 ４・・・・・・・・・円形放射導体板の中心５・・・・
・・・・・同軸給電線 ６・・・・・・・・・同軸給電線５の給電点７・・・・
・・・・・バラクタダイオード７′・・・・・・・・・
容量可変能動素子８・・・・・・・・・放射導体板３Ｆ
ｒ：、接続した容量可変能動素子のバイアス端子 ９・・・・・・・・・接地導体板１に接続した容量可変
能動素子のバイアス端子 １０・・・・・・・・・微小突起素子 １１・・・・・・・・・微小スロット １２・・・・・・・・・共振周波数ｆ＋／几の特性１３
・・・・・・・・・共振周波数ｆ／几の特性特許出願人 日本電信電話公社 特許出願代理人 弁理士 山 本 恵 − 尾２図 尾３図 Ｖ５ 尾 ５区
Claims (1)
- 接地導体板と、波長に比べて薄い誘電体板又は空気層を
介して前記接地導体板と対向する放射導体素子とを有し
、接地導体板の背面から同軸給電線により給電されるマ
イクロストリップアンテナにおいて、放射導体素子の周
上と接地導体板の間に１又は複数の容量可変素子が接続
され、該素子に印加される直流バイアス電圧により容量
が可変にされることを特徴とするマイクロストリップア
ンテナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12774981A JPS5829204A (ja) | 1981-08-17 | 1981-08-17 | 容量可変能動素子装荷マイクロストリップアンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12774981A JPS5829204A (ja) | 1981-08-17 | 1981-08-17 | 容量可変能動素子装荷マイクロストリップアンテナ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5829204A true JPS5829204A (ja) | 1983-02-21 |
Family
ID=14967729
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12774981A Pending JPS5829204A (ja) | 1981-08-17 | 1981-08-17 | 容量可変能動素子装荷マイクロストリップアンテナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5829204A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58141007A (ja) * | 1982-02-17 | 1983-08-22 | Hitoshi Tokumaru | 円偏波マイクロストリツプアンテナ |
| JPS611102A (ja) * | 1984-01-13 | 1986-01-07 | Japan Radio Co Ltd | 偏波切換えマイクロストリツプアンテナ回路 |
| EP0178795A2 (en) * | 1984-10-09 | 1986-04-23 | Standard Telephones And Cables Public Limited Company | Buoyant antenna |
| JPS63191712U (ja) * | 1988-05-26 | 1988-12-09 | ||
| US4887089A (en) * | 1985-07-11 | 1989-12-12 | Nippondenso Co., Ltd. | Planar antenna for vehicles |
| JPH04286404A (ja) * | 1991-03-15 | 1992-10-12 | Matsushita Electric Works Ltd | トップローディングアンテナ |
| EP1536516A1 (en) * | 2003-11-27 | 2005-06-01 | Alps Electric Co., Ltd. | Circularly polarized wave antenna device |
| JP2006311377A (ja) * | 2005-04-28 | 2006-11-09 | Tokai Rika Co Ltd | 円偏波アンテナ装置 |
| CN108429001A (zh) * | 2018-03-08 | 2018-08-21 | 电子科技大学 | 一种多极化可重构天线 |
| CN113782972A (zh) * | 2021-07-30 | 2021-12-10 | 北京邮电大学 | 一种多波段可重构微带天线 |
-
1981
- 1981-08-17 JP JP12774981A patent/JPS5829204A/ja active Pending
Cited By (13)
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| EP0178795A3 (en) * | 1984-10-09 | 1987-09-30 | Standard Telephones And Cables Public Limited Company | Buoyant antenna |
| EP0178795A2 (en) * | 1984-10-09 | 1986-04-23 | Standard Telephones And Cables Public Limited Company | Buoyant antenna |
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| EP1536516A1 (en) * | 2003-11-27 | 2005-06-01 | Alps Electric Co., Ltd. | Circularly polarized wave antenna device |
| JP2006311377A (ja) * | 2005-04-28 | 2006-11-09 | Tokai Rika Co Ltd | 円偏波アンテナ装置 |
| JP4510691B2 (ja) * | 2005-04-28 | 2010-07-28 | 株式会社東海理化電機製作所 | 円偏波アンテナ装置 |
| CN108429001A (zh) * | 2018-03-08 | 2018-08-21 | 电子科技大学 | 一种多极化可重构天线 |
| CN113782972A (zh) * | 2021-07-30 | 2021-12-10 | 北京邮电大学 | 一种多波段可重构微带天线 |
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