WO2006098310A1

WO2006098310A1 - マイクロストリップアンテナ

Info

Publication number: WO2006098310A1
Application number: PCT/JP2006/304986
Authority: WO
Inventors: Masato Tanaka
Original assignee: National Institute Of Information And Communications Technology
Priority date: 2005-03-14
Filing date: 2006-03-14
Publication date: 2006-09-21
Also published as: CN101142712A; JPWO2006098310A1

Abstract

　誘電体の基板と、その一方の面に設けられた接地導体と、他方の面に設けられ誘電体基板より小さな面積の放射導体と、接地導体及び放射導体のそれぞれに端子の接続される給電手段とを備えたマイクロストリップアンテナにおいて、放射導体の表面に、接地面を有する略平坦な電気回路部材を配設し、その電気回路部材の接地面を、放射導体に接続すると共に、電気回路部材のプラス端子を、放射導体に設けた孔を挿通させて放射導体には接することなく、誘電体基板を貫通させて、接地導体に接続する。これによって、電気回路部材がほぼ直接接続されて突出しても、その電気回路部材を障害とすることなく、いかなる物品にも安定して設置できるマイクロストリップアンテナを提供できる。

Description

技術分野

[0001] 本発明は、ナの構成に関する

背景技術

[0002] マイクロストリップアンテナには、アンテナの厚さが薄レ、、軽量である、構成が簡素で明

ある、円偏波を得やすい、利得が比較的高い、などの特徴がある。

田

このような特徴から、マイクロストリップアンテナは、自動車などに搭載する移動体局用アンテナや、衛星放送受信用アンテナ、衛星搭載用アンテナなどに幅広く使われている。

[0003] 図 1及び図 2は、従来のマイクロストリップアンテナの概要を示す正面図及び側面断面図である。

平板状の誘電体の基板（11)の一方の面には接地導体（12)が貼設され、他方の面には、誘電体基板（11)より小さな面積の放射導体（13)が貼設されている。

これに無線 ICチップなどの小型電気回路部材（20)を、同軸ケーブル等を用いることなく直接接続する場合、電気回路部材（20)は接地導体（12)の側に配置し、電気回路部材（20)のマイナス側接地面（21)をマイクロストリップアンテナの接地導体（1 2)に接続する。そして、接地面（21)と対を成して電気信号やマイクロ波を伝送する電気回路部材（20)のプラス端子（22)は、接地導体（12)に設けられた孔（14)を揷通することで、接地導体（12)には接触することなぐ誘電体基板（11)を貫通して、放射導体（13)に接続する。

[0004] 図 3及び図 4も同様に、従来のマイクロストリップアンテナの概要を示す正面図及び側面断面図である。

本例での電気回路部材（20)は、接地面が絶縁されていて、図 1で示したような接地面（21)の代わりに接地端子（23)が備わってレ、る。

この場合も、上記例と同様に、電気回路部材（20)は接地導体（12)の側に配置される。そして、電気回路部材（20)の接地端子（23)がマイクロストリップアンテナの接地導体（12)に接続される。

[0005] マイクロストリップアンテナは、放射導体（13)側から電波を放射するので、物品に取り付ける場合は、接地導体（12)が物品に面することになる。

そのため、従来技術によると、電気回路部材（20)がほぼ直接接続されたマイクロストリップアンテナを設置する場合、電気回路部材 (20)が突出して障害となるため、金属等の堅い物品に設けることが困難になるという問題がある。

[0006] 本件発明者は、マイクロストリップアンテナに関連して、特許文献:!〜 4などを開示している。

しかし、上記問題点については解決に至っていない。

[0007] 特許文献 1：特開平 7_ 15230「太陽電池付マイクロストリップアンテナ」

特許文献 2：特開 2000 - 82915「アンテナ装置」

特許文献 3：特開 2003— 258539「マイクロストリップアンテナ」

特許文献 4：特開 2004— 112057「マイクロストリップアンテナ」

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0008] そこで、本発明は、電気回路部材がほぼ直接接続されて突出しても、その電気回路部材を障害とすることなぐレ、かなる物品にも安定して設置できるマイクロストリップアンテナを提供することを課題とする。

課題を解決するための手段

[0009] 上記課題を解決するために、本発明のマイクロストリップアンテナは次の構成を備える。

すなわち、誘電体の基板と、その一方の面に設けられた接地導体と、他方の面に設けられ誘電体基板より小さな面積の放射導体と、接地導体及び放射導体のそれぞれに端子の接続される給電手段とを備えたマイクロストリップアンテナにおいて、放射導体の表面に、接地面を有する略平坦な電気回路部材を配設し、その電気回路部材の接地面を、放射導体に接続すると共に、電気回路部材のプラス端子を、放射導体に設けた孔を挿通させて放射導体には接することなぐ誘電体基板を貫通させて、接地導体に接続することを特徴とする。

[0010] また、誘電体の基板と、その一方の面に設けられた接地導体と、他方の面に設けられ誘電体基板より小さな面積の放射導体と、接地導体及び放射導体のそれぞれに端子の接続される給電手段とを備えたマイクロストリップアンテナにおいて、放射導体の表面に、接地面を有さない略平坦な電気回路部材を放射導体とは絶縁させて配設し、その電気回路部材の接地端子を、放射導体に接続すると共に、電気回路部材のプラス端子を、放射導体に設けた孔を揷通させて放射導体には接することなぐ誘電体基板を貫通させて、接地導体に接続してもよい。

[0011] 誘電体の基板と、その一方の面に設けられた接地導体と、他方の面に設けられ誘電体基板より小さな面積の放射導体と、接地導体及び放射導体のそれぞれに端子の接続される給電手段とを備えたマイクロストリップアンテナにおレ、て、放射導体の表面に、接地面を有さない略平坦な電気回路部材を放射導体とは絶縁させて配設し、その電気回路部材のプラス端子を、放射導体に接続すると共に、電気回路部材の接地端子を、放射導体に設けた孔を挿通させて放射導体には接することなぐ誘電体基板を貫通させて、接地導体に接続してもよい。

[0012] ここで、電気回路部材の端子を挿通させる放射導体の孔は、マイクロストリップアンテナのインピーダンスが、電気回路部材のインピーダンスと略一致する位置が好ましレ、。

[0013] 電気回路部材に、マイクロストリップアンテナのインピーダンスと電気回路部材のィンピーダンスとを整合させる整合回路を接続させてもょレヽ。

すなわち、電気回路部材に、インピーダンスを低下させる整合回路を接続させて、電気回路部材のインピーダンスが放射導体の縁におけるアンテナのインピーダンスよりも大きい場合であっても、マイクロストリップアンテナと電気回路部材のインピーダンスとを等しくできるようにしてもよい。また、電気回路部材のインピーダンスが放射導体の縁におけるアンテナのインピーダンスより小さい場合でも、アンテナの所定の給電点におけるインピーダンスに合わせるために整合回路を設けてもよい。

[0014] 誘電体基板を布地にすると共に、接地導体及び放射導体を導電性布として、布製のマイクロストリップアンテナに適用してもよい。

[0015] 同様に、誘電体基板をフェルト生地にすると共に、接地導体及び放射導体を導電性布として、布製のマイクロストリップアンテナに適用してもよい。発明の効果

[0016] 本発明のマイクロストリップアンテナによると、放射導体の側に電気回路部材を配設するので、電気回路部材が突出しても、その電気回路部材を障害とすることなぐい力なる物品にも安定して設置することが可能である。図面の簡単な説明

[0017] [図 1]従来のマイクロストリップアンテナの概要を示す正面図

[図 2]同、側面断面図

[図 3]従来の別のマイクロストリップアンテナの概要を示す正面図

[図 4]同、側面断面図

[図 5]本発明によるマイクロストリップアンテナの概要を示す正面図

[図 6]同、側面断面図

[図 7]本発明による別のマイクロストリップアンテナの概要を示す正面図

[図 8]同、側面断面図

[図 9]本発明による別のマイクロストリップアンテナの概要を示す正面図

[図 10]同、側面断面図

[図 11]本発明による別のマイクロストリップアンテナの概要を示す正面図

[図 12]同、側面断面図

[図 13]本発明による別のマイクロストリップアンテナの概要を示す正面図

[図 14]同、側面断面図

発明を実施するための最良の形態

[0018] 以下に、図面を基に本発明の実施形態を説明する。

なお、実施形態は、本件発明者による特許文献 1〜4などの従来公知の技術を援用でき、構成の細部は本発明の趣旨から逸脱しない限り適宜設計変形可能である。 [0019] 図 5及び図 6は、本発明によるマイクロストリップアンテナの一実施例を示す正面図及び側面断面図である。

金属板から成る放射導体（13)の面積は、金属板から成る接地導体（12)よりも小さいものである。また、接地導体（12)と誘電体基板（11)は、通常同じ形状かつ同じ面積であるが、必ずしも同一にしなければならないものではない。

誘電体基板（11)と、接地導体（12)、放射導体（13)の形状は、それぞれ平板状を基本とし、円盤状に限らず、凸多角形の薄板状などでもよい。円盤状の誘電体基板（ 11)及び接地導体（12)に、四角の放射導体（13)を組み合わせてもよいし、四角の誘電体基板（11)及び接地導体（ 12)に、円盤状の放射導体 ( 13)を組み合わせたりしてもよい。図示の例では、放射導体（13)が円盤状で、誘電体基板（11)と接地導体（12)が四角の平板状になってレ、る。

[0020] 誘電体基板（11)と接地導体（12)とを面が一致するように接合し、放射導体（13) は、誘電体基板（12)からはみ出さないように、通常は誘電体基板（11)の中央部に接合する。

[0021] 接合方法は、接着剤を用いた従来公知の接着でもよいが、接着剤を使用すると比誘電率の変化が生じる。それを抑止するためには、誘電体基板（11)の両面に、接地導体（12)及び放射導体（13)に用いる金属板によるエッチング処理を施し、その金属板の一部を剥離する方法を用いる。結果的には、誘電体基板（11)に接地導体（1 2)及び放射導体（13)を接着したのと同じことになる。

また、エッチング処理を施す方法によると、剥離後に残った金属板部分が放射導体になり、その放射導体の大きさによって、マイクロストリップアンテナの共振周波数が左右される。そのため、剥離する金属板部分を調整することで、アンテナ周波数を調整すること力 Sできる。

[0022] 接地導体（12)や放射導体（13)を構成する金属板は、電気抵抗の小さな金属を用レ、ることが好ましい。通常は、比較的安価で電気抵抗が十分に小さい銅が用いられる。

接地導体（12)と放射導体（13)に異なる金属を用レ、てもよいが、通常は同じ金属を用いる。 [0023] 誘電体基板（11)としては、テフロン (登録商標）、ガラスエポキシ、ポリエチレン、セラミック誘電体などが利用できる力比誘電率が大きいほど誘電体内部での電波の波長が短縮されるので、マイクロストリップアンテナの小型化に寄与することになる。設計条件によっては、比誘電率の十分小さな絶縁体を用いることもありうる。

[0024] 誘電体基板（11)を布地またはフェルト生地で構成し、接地導体（12)及び放射導体（13)を導電性布で構成すると、布製のマイクロストリップアンテナが得られる。

[0025] ドリルや錐などの工作器具を用いて、接地導体（12)及び放射導体（13)を接合した誘電体基板（11)に、細い貫通孔（14)を垂直に 1つ設ける。

放射導体（13)における孔（14)は、剥離等によって径を大きめにしておく。

[0026] 孔（14)の位置は、マイクロストリップアンテナにおける給電点となるので、そのインピーダンスが、電気回路部材（20)のインピーダンスとほぼ等しくなる位置が好ましレヽ一般に、マイクロストリップアンテナの放射導体（13)が円盤形の場合は、給電点が放射導体（13)の中心から外側に向力うに従ってインピーダンスが高くなる。理論的には、中心でのインピーダンスは 0 Ωであり、放射導体（13)の縁では数百 Ωとなる。マイクロストリップアンテナは 50 Ωの同軸ケーブルから給電されることが多いので、例えば、インピーダンスが約 50 Ωになる位置であれば、放射導体（12)の中心から半径の約 1/3にあたる位置が挙げられる。

[0027] 放射導体（13)の表面に、無線 ICチップなど所望の略平坦な電気回路部材（20)を配設する。

図示の例の電気回路部材（20)には、接地面（21)が備わっている。その接地面（2 1)を、前記と同様の方法によって放射導体（13)に接合することで、電気回路部材 (2 0)と放射導体（13)とを電気的に接続する。

電気回路部材（20)のプラス端子（22)は、放射導体（13)に設けた孔（14)を揷通させて放射導体（13)には接することなぐ誘電体基板（11)を貫通させて、接地導体 (12)に接続する。孔（14)において、誘電体基板（11)及び接地導体（12)は、ブラス端子（22)と接触してもかまわない。

[0028] プラス端子（22)の長さは、その端部が、接地導体（12)から少し突出する程度の長さが好ましい。その突出した端部と孔（14)とは、はんだ付け等によって被覆する。プラス端子（22)と接地導体（12)とが通電可能な状態で接続されるならば、はんだ付け以外の方法でもよい。例えば、接地導体（12)と同じ材質の金属でできた蓋状被覆物を、プラス端子（22)及び接地導体（12)に接触するように取り付けるなどの固着方法を用いてもよい。

[0029] 以上のような構成のマイクロストリップアンテナにおいて、放射導体（13)と接地導体

(12)との間に電圧をかけると、放射導体（13)の縁部付近に漏れ電界が励起され、それから放射導体（13)の側の空間に向けて球面波の電波が放射されることになる。

[0030] 本発明では、マイクロストリップアンテナの特性について検討を行なレ、、上述のように従来技術とは逆に、電気回路部材（20)は放射導体（13)の側に配置し、電気回路部材（20)のプラス端子（22)は、誘電体基板（11)を貫通させて接地導体（12)に接続した。

マイクロストリップアンテナでは、放射導体（13)の面上に、そこからはみ出さない程度の略平面的な部材を配設しても、アンテナの放射特性に大きな影響はない。また、プラス端子（22)を接地導体（12)に接続し、接地面（21)或いは接地端子を放射導体 (13)に接続しても、放射特性に大きな影響はない。

この 2点を活用して、本発明では上述の構成を採用した。

[0031] 図 7及び図 8は、別実施例を示す正面図及び側面断面図である。

本例での電気回路部材（20)は、接地面が絶縁されていて、図 5で示したような接地面（21)の代わりに接地端子（23)が備わってレ、る。

この場合も、電気回路部材（20)は放射導体（13)の側に配置し、電気回路部材（2 0)の接地端子（23)は放射導体（13)に接続し、電気回路部材（20)のプラス端子（2 2)は、誘電体基板（11)を貫通させて接地導体（12)に接続することによって、アンテナの放射特性を損なうことなぐまた、突出した電気回路部材 (20)を障害とすることなぐレ、かなる物品にも安定して設置することができる。

[0032] 図 9及び図 10も、別実施例を示す正面図及び側面断面図である。

本例では、電気回路部材（20)の接地端子（23)が、誘電体基板（11)を貫通し接地導体（12)に接続され、プラス端子（22)が放射導体（13)に接続されている。この場合も、電気回路部材（20)は放射導体（13)の側に配置されるので、アンテナの放射特性を損なうことなぐまた、突出した電気回路部材 (20)を障害とすることなく、レ、かなる物品にも安定して設置することができる。

[0033] 図 11及び図 12も、別実施例を示す正面図及び側面断面図である。

本例では、図 5及び図 6で示した実施例に対して、絶縁モールド（24)が付加されている。

絶縁モールド（24)は、放射導体（13)の上の電気回路部材（20)を、その端子も含めて、シリコン等でモールドを施す。

他の実施例に対しても同様に、絶縁モールド（24)を施すことができる。

[0034] 図 13及び図 14も、別実施例を示す正面図及び側面断面図である。

本例では、整合回路部材（25)が付加されている。

電気回路部材（20)のインピーダンスが放射導体（13)の縁におけるアンテナのインピーダンスよりも大きい場合は、電気回路部材（20)のインピーダンスを低下させてァンテナ側のインピーダンスと合わせるための整合回路部材（25)を設ける。

また、電気回路部材（20)のインピーダンスが放射導体（13)の縁におけるアンテナのインピーダンスより小さい場合でも、アンテナの所定の給電点におけるインピーダンスに合わせるために整合回路部材（25)を設けることもある。

図示の例では、整合回路部材（25)は電気回路部材（20)の下に配置し、両者は電気的に接続してある。そして、整合回路部材（25)の接地面（26)が、放射導体（13) に接続されている。

他の実施例に対しても同様に、整合回路部材（25)を設けることができる。

産業上の利用可能性

本発明のマイクロストリップアンテナは、アンテナの放射特性を損なうなどの不利益を派生することなぐ金属など堅い物品にも安定して設置することができので、用途が広がり産業上利用価値の高い発明である。

Claims

請求の範囲

[1] 誘電体の基板と、その一方の面に設けられた接地導体と、他方の面に設けられ誘電体基板より小さな面積の放射導体と、接地導体及び放射導体のそれぞれに端子の接続される給電手段とを備えたマイクロストリップアンテナにおいて、

放射導体の表面に、接地面を有する略平坦な電気回路部材を配設し、その電気回路部材の接地面は、放射導体に接続すると共に、

電気回路部材のプラス端子は、放射導体に設けた孔を挿通させて放射導体には接することなぐ誘電体基板を貫通させて、接地導体に接続する

[2] 誘電体の基板と、その一方の面に設けられた接地導体と、他方の面に設けられ誘電体基板より小さな面積の放射導体と、接地導体及び放射導体のそれぞれに端子の接続される給電手段とを備えたマイクロストリップアンテナにおいて、

放射導体の表面に、接地面を有さない略平坦な電気回路部材を放射導体とは絶縁させて配設し、

その電気回路部材の接地端子は、放射導体に接続すると共に、

電気回路部材のプラス端子は、放射導体に設けた孔を揷通させて放射導体には接することなぐ誘電体基板を貫通させて、接地導体に接続する

[3] 誘電体の基板と、その一方の面に設けられた接地導体と、他方の面に設けられ誘電体基板より小さな面積の放射導体と、接地導体及び放射導体のそれぞれに端子の接続される給電手段とを備えたマイクロストリップアンテナにおいて、

その電気回路部材のプラス端子は、放射導体に接続すると共に、

電気回路部材の接地端子は、放射導体に設けた孔を揷通させて放射導体には接することなぐ誘電体基板を貫通させて、接地導体に接続することを特徴

[4] 電気回路部材の端子を挿通させる放射導体の孔は、

マイクロストリップアンテナのインピーダンス力電気回路部材のインピーダンスと略一致する位置に設ける

請求項 1ないし 3に記載のマイクロストリップアンテナ。

[5] 電気回路部材に、マイクロストリップアンテナのインピーダンスと電気回路部材のィンピーダンスとを整合させる整合回路を接続させる

請求項 1ないし 4に記載のマイクロストリップアンテナ。

[6] 誘電体基板を布地にすると共に、接地導体及び放射導体を導電性布とする

請求項 1ないし 5に記載のマイクロストリップアンテナ。

[7] 誘電体基板をフェルト生地にすると共に、接地導体及び放射導体を導電性布とする

請求項 1ないし 5に記載のマイクロストリップアンテナ。