WO2009144917A1 - ショートスタブ付容量装荷型平面アンテナ - Google Patents

ショートスタブ付容量装荷型平面アンテナ Download PDF

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WO2009144917A1
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short
antenna
short stub
ground plane
planar antenna
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Inventor
須藤雅樹
松原亮滋
道下尚文
Original Assignee
株式会社日立国際電気
株式会社ケイエムダブリュジャパン
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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
    • H01Q9/0421—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna with a shorting wall or a shorting pin at one end of the element
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/48—Earthing means; Earth screens; Counterpoises

Definitions

  • the present invention relates to a small antenna used in a weak electric field area of a mobile communication base station antenna, and more particularly to a capacity-loaded planar antenna with a short stub that can be widened without changing the size of the ground plane.
  • An indoor repeater for mobile communication that is installed on a ceiling or the like uses a small broadband antenna that is omnidirectional and has a low attitude.
  • a capacity-loaded monopole antenna in which the omnidirectional monopole antenna is lowered in posture can be aligned with a feeder line by arranging a plurality of posts.
  • FIG. 12 is a schematic configuration diagram of a conventional capacity loaded planar antenna. As shown in FIG. 12, the conventional capacity loaded planar antenna includes an antenna element 10, a ground plane 20, a support plate 30, and a post 40.
  • the antenna element 10 has a disk shape smaller than the ground plane 20 and is installed in parallel to the ground plane 20.
  • the ground plane 20 fixes the antenna element 10 via the support plate 30, and further connects the antenna element 10 and the ground plane 20 with a plurality of posts 40.
  • FIG. 13 shows a voltage standing wave ratio (VSWR) in the configuration of a conventional capacity loaded planar antenna.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating the characteristics of a conventional VSWR.
  • the VSWR is a ratio of a peak to a valley of a voltage amplitude distribution generated on a transmission line where a reflected wave is generated due to impedance mismatch.
  • FIG. 14 The vertical plane radiation directivity in the conventional configuration is shown in FIG. FIG. 14 is a diagram showing the vertical plane radiation directivity at 1.9 GHz, 2.0 GHz, 2.1 GHz, and 2.2 GHz.
  • FIG. 15 shows the horizontal radiation directivity in the conventional configuration.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating horizontal plane radiation directivity at 1.9 GHz, 2.0 GHz, 2.1 GHz, and 2.2 GHz.
  • Patent Document 1 Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2003-229714 (Patent Document 1) is a prior art related to a low-profile capacitively loaded dielectric monopole antenna.
  • This Patent Document 1 describes a planar antenna that connects a capacitor electrode and a ground electrode, simplifies the structure of a short pin that abuts against a power feed pin, and facilitates processing and handling.
  • the conventional broadband antenna needs to have a small ground plane and a low antenna height in order to reduce the installation area of the antenna. Since the size of the ground plane must be changed and it is necessary to be able to adjust to a plurality of frequencies, there is a problem that the configuration becomes complicated.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a capacity loaded planar antenna with a short stub that can be made small and low in profile, can achieve a wide band, and can be adjusted to a plurality of frequencies.
  • the present invention for solving the problems of the above conventional example is a capacity loaded planar antenna with a short stub, and includes a ground plane, an antenna element provided in parallel to the ground plane, and a plurality of antenna elements and the ground plane.
  • a capacity loaded planar antenna with a short stub having a short stub and a side wall formed at the end of the ground plane is provided.
  • the present invention is a capacitively loaded planar antenna with a short stub in which the resonant frequency can be varied by varying the length of the short stub in the capacitively loaded planar antenna with the short stub.
  • the present invention is a capacitively loaded planar antenna with a short stub in which the short stub is formed integrally with the antenna element and is a foldable plate.
  • a capacity load with a short stub having a ground plane, an antenna element provided parallel to the ground plane, a plurality of short stubs connecting the antenna element and the ground plane, and a side wall formed at an end of the ground plane. Since it is a mold-type planar antenna, it is possible to achieve a small size and a low attitude and to realize a wide band.
  • the capacity loaded planar antenna with a short stub that makes the resonance frequency variable by making the length of the short stub variable can be adjusted to a plurality of frequencies.
  • the short stub is formed integrally with the antenna element, and is a foldable plate-shaped capacity-loading planar antenna with a short stub. Therefore, the structure can be simplified and the manufacturing can be facilitated. is there.
  • FIG. 1 It is a schematic block diagram of the capacity
  • (A) is a top view
  • (b) is a side view. It is a figure which shows the vertical surface radiation directivity of this antenna. It is a figure which shows the horizontal surface radiation directivity of this antenna. It is a figure which shows the bandwidth of VSWR ⁇ 1.5 at the time of the height change of a side wall. It is a figure which shows VSWR when the length of a short stub is made variable. It is the figure which showed three structures of the short stub. It is a figure which shows the bandwidth of VSWR ⁇ 1.5 when the length of a short stub is made variable.
  • a capacity loaded planar antenna with a short stub includes a ground plane, an antenna element, a plurality of short stubs connecting the antenna element and the ground plane, and a side wall formed at an end of the ground plane. It has a configuration having a small size and a low attitude and can realize a wide band.
  • the capacity loaded planar antenna with a short stub has the above-described configuration, the length of the short stub is variable, the resonance frequency is variable, and the frequency can be adjusted to a plurality of frequencies. is there.
  • the capacity loaded planar antenna with a short stub according to the embodiment of the present invention has the above-described configuration, in which the short stub is formed integrally with the antenna element and can be bent, so that the configuration is simple. Thus, manufacturing can be facilitated.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a capacity loaded planar antenna with a short stub according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2A is a plan view and FIG. 2B is a side view.
  • the antenna includes an antenna element 10, a ground plane 20, a support plate 30, a side wall 50, and a short pin (short stub) 60.
  • the antenna element 10, the ground plane 20, and the support plate 30 have the same configuration as before. Although the antenna element 10 and the ground plane 20 are disk-shaped, they may be regular polygons.
  • the side wall 50 is formed in the vertical direction at the peripheral edge of the main plate 20.
  • the thickness of the side wall 50 is planned to be about 1 mm, this is not particular.
  • the diameter d of the antenna element 10 is 0.360 ⁇ and the diameter Dd of the ground plane 20 is 1.067 ⁇
  • the height h of the side wall 50 may be 0.067 ⁇ .
  • the short pin (short stub) 60 is not installed in a direction perpendicular to the ground plane 20 as compared with the conventional post 40, but as shown in FIG. And a thin pin for connecting the base plate 20 to each other.
  • the short pin 60 can be adapted to a plurality of frequencies by making its length variable to make the resonance frequency variable. Further, the shape of the short pin 60 is not limited to a straight line but may be a curve, and is not limited to a thin pin shape, and may be a belt shape.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating the vertical plane radiation directivity of the antenna.
  • FIG. 3 shows the cases of 1.9 GHz, 2.0 GHz, 2.1 GHz, and 2.2 GHz.
  • the vertical radiation pattern of this antenna is basically the same as the vertical radiation pattern of the conventional antenna shown in FIG. Is about 1dB up.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating the horizontal plane radiation directivity of the antenna.
  • FIG. 4 shows the cases of 1.9 GHz, 2.0 GHz, 2.1 GHz, and 2.2 GHz.
  • the horizontal plane radiation directivity of this antenna is basically the same as the horizontal plane radiation directivity of the conventional antenna of FIG. .
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a bandwidth of VSWR ⁇ 1.5 when the height of the side wall is changed.
  • the vertical axis is the bandwidth (Bandwidth [%])
  • the horizontal axis is the side wall height (ho / ⁇ )
  • the diameter Dd of the ground plane 20 is 150, 160, 170, 180 mm. Show.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating the VSWR when the length of the short stub is variable.
  • the vertical axis represents VSWR and the horizontal axis represents frequency [GHz].
  • a curve a in FIG. 6 is an example in which the antenna includes the side wall 50 but the short pin 60 is perpendicular to the ground plane 20, and the vertical distance is 14 mm and the length of the short pin 60 is 14 mm. Is shown.
  • a curve b is a case where the antenna includes the side wall 50 and the short pin 60 is connected to the ground plane 20 at an angle. That is, the curve b has a vertical distance of 14 mm, and is 6 mm apart in the horizontal direction from the connection point of the short pin 60 connected to the end of the antenna element 10 and the point vertically lowered from the connection point to the ground plane 20. The example of the short pin which connected the point is shown.
  • the configuration in which the short pin 60 is connected obliquely with respect to the ground plane 20 has a higher bandwidth than the configuration in which the short pin 60 is connected vertically like the conventional post. It is getting wider.
  • FIG. 7 shows three configurations of the short stub.
  • FIG. 7A shows an example in which a concave curve is formed with respect to the ground plane 20.
  • FIG. 7B shows an example in which the base plate 20 has a convex curve.
  • FIG. 7C shows an example in which the shape is a wavy line. In this way, it is possible to increase the bandwidth by making the length of the short stub (short pin) obliquely long with a straight line or a curve, compared with the case where the short stub (short pin) is connected to the main plate 20 vertically.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating the bandwidth of VSWR ⁇ 1.5 when the length of the short stub is variable.
  • the vertical axis indicates the bandwidth (Bandwidth [%])
  • the horizontal axis indicates the length s of the short stub as s / ⁇ .
  • FIG. 9 is a diagram illustrating the resonance frequency when the length of the short stub is variable.
  • the vertical axis indicates the frequency (Frequency [GHz])
  • the horizontal axis indicates the length s of the short stub as s / ⁇ .
  • the frequency characteristics when the length s of the short stub is shortened when the vertical distances ss between the antenna elements 10 arranged in parallel and the ground plane 20 are 12 mm, 14 mm, and 16 mm. Is shown. It can be seen that good frequency characteristics can be obtained when s / ⁇ is approximately in the range of 0 to 0.04.
  • FIG. 10 is a diagram showing another shape 1 of the short stub.
  • FIG. 10A shows a plan view
  • FIG. 10B shows a side view.
  • a pair of opposed short stubs is formed as a plate-like short stub 60 ′, and is formed integrally with the antenna element 10. Then, the boundary portion between the antenna element 10 and the plate-like short stub 60 ′ is bent toward the ground plane 20, and the antenna element 10 is installed on the ground plane 20, and then the short pin 60 is formed.
  • the plate-like short stub 60 ′ integrally with the antenna element 10, the antenna element 10 can be easily attached to the ground plane 20.
  • FIG. 11 is a diagram showing another shape 2 of the short stub. 11A shows a plan view, and FIG. 11B shows a side view.
  • all the short stubs are plate-like short stubs 60 ', and are integrally formed with the antenna element 10. Then, a boundary portion between the antenna element 10 and the plate-like short stub 60 ′ is bent toward the ground plane 20, and the antenna element 10 is installed on the ground plane 20.
  • the antenna element 10 can be easily attached to the ground plane 20.
  • the present antenna has a plurality of short stubs 60 that connect the antenna element 10 and the ground plane 20 and the side wall 50 formed at the end of the ground plane 20, and can be made small and low in posture. At the same time, there is an effect that a wide band can be realized.
  • the resonance frequency can be made variable and adjusted to a plurality of frequencies.
  • the short stub is integrally formed with the antenna element 10 and is formed into a foldable plate-like short stub 60 ', so that there is an effect that the configuration can be simplified and the manufacture can be facilitated.
  • the present invention is suitable for a capacity-loaded planar antenna with a short stub that can be made small and low in profile, has a wide band, and can be adjusted to a plurality of frequencies.

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Abstract

　小形・低姿勢にすることができると共に、広帯域化を実現し、複数周波数に調整できるショートスタブ付容量装荷型平面アンテナを提供する。 　地板２０と、それに平行に設けられるアンテナ素子１０と、アンテナ素子１０と地板２０とを接続する複数のショートスタブ６０と、地板２０の端部に形成された側壁５０とを有して、小形・低姿勢で広帯域化を実現し、ショートスタブ６０の長さを可変にして複数周波数に調整でき、ショートスタブをアンテナ素子１０と一体に形成され、折り曲げ可能な板状のショートスタブ６０′として、構成が簡単で製造が容易なショートスタブ付容量装荷型平面アンテナである。

Description

ショートスタブ付容量装荷型平面アンテナ
　本発明は、移動通信用基地局アンテナの弱電界エリアで用いる小形アンテナに係り、特に、地板の大きさを変更することなく広帯域にすることができるショートスタブ付容量装荷型平面アンテナに関する。
　天井などに設置して使用される移動通信用の屋内中継器には、無指向性でかつ低姿勢で小形の広帯域アンテナが用いられる。
　無指向性であるモノポールアンテナを低姿勢化した容量装荷モノポールアンテナは、ポストを複数本配置することで給電線との整合をとることができるようになっている。
［従来の容量装荷型平面アンテナの構成：図１２］
　従来の容量装荷型平面アンテナの構成について図１２を参照しながら説明する。図１２は、従来の容量装荷型平面アンテナの概略構成図である。
　従来の容量装荷型平面アンテナは、図１２に示すように、アンテナ素子１０と、地板２０と、支持板３０と、ポスト４０とから構成されている。
　アンテナ素子１０は、地板２０より小さい円盤状の形状で、地板２０に平行に設置される。
　地板２０は、アンテナ素子１０を、支持板３０を介して固定されるもので、更に、アンテナ素子１０と地板２０とを複数のポスト４０で接続している。
［従来のＶＳＷＲ：図１３］
　従来の容量装荷型平面アンテナの構成における電圧定在波比（ＶＳＷＲ：Voltage Standing Wave Ratio）を図１３に示す。図１３は、従来のＶＳＷＲの特性を示す図である。
　ＶＳＷＲとは、インピーダンス不整合により、反射波が発生している伝送路上に発生する電圧振幅分布の山と谷の比である。
　従来の構成におけるＶＳＷＲ特性は、図１３に示すように、例えば、地板２０の大きさ（直径）Ｄｄ＝１６０ｍｍの場合、ＶＳＷＲ＜１．５の帯域幅は５．６％であり、狭帯域であることがわかる。
　また、ポスト４０の長さｓｓを、ｓｓ＝１４ｍｍの場合、ＶＳＷＲ＜１．５の帯域幅は２．６％であり、狭帯域であることがわかる。
［従来の垂直面放射指向性：図１４］
　従来の構成における垂直面放射指向性を図１４に示す。図１４は、１．９ＧＨｚ，２．０ＧＨｚ，２．１ＧＨｚ，２．２ＧＨｚにおける垂直面放射指向性を示した図である。
［従来の水平面放射指向性：図１５］
　従来の構成における水平面放射指向性を図１５に示す。図１５は、１．９ＧＨｚ，２．０ＧＨｚ，２．１ＧＨｚ，２．２ＧＨｚにおける水平面放射指向性を示した図である。
　低背型の容量装荷型誘電体モノポールアンテナに関する先行技術には、特開２００３－２２９７１４号公報（特許文献１）がある。
　この特許文献１は、容量電極と接地電極を接続し、給電ピンと当接するショートピンの構造を簡単にして、加工、取り扱いを容易にできる平面アンテナが記載されている。
特開２００３－２２９７１４号公報
　しかしながら、上記従来の広帯域アンテナは、アンテナの設置面積を低減するために、地板は小形でかつアンテナ高は低姿勢である必要があるものの、広帯域に渡って給電線との整合をとるために、地板の大きさを変更しなければならず、また、複数周波数に調整が可能とする必要があるため、構成が複雑になるという問題点があった。
　本発明は上記実情に鑑みて為されたもので、小形・低姿勢にすることができると共に、広帯域化を実現し、複数周波数に調整できるショートスタブ付容量装荷型平面アンテナを提供することを目的とする。
　上記従来例の問題点を解決するための本発明は、ショートスタブ付容量装荷型平面アンテナであって、地板と、地板に平行に設けられるアンテナ素子と、アンテナ素子と地板とを接続する複数のショートスタブと、地板の端部に形成された側壁とを有するショートスタブ付容量装荷型平面アンテナとしている。
　本発明は、上記ショートスタブ付容量装荷型平面アンテナにおいて、ショートスタブの長さを可変にすることで共振周波数を可変にするショートスタブ付容量装荷型平面アンテナとしている。
　本発明は、上記ショートスタブ付容量装荷型平面アンテナにおいて、ショートスタブが、アンテナ素子と一体に形成され、折り曲げ可能な板状としたショートスタブ付容量装荷型平面アンテナとしている。
　本発明によれば、地板と、地板に平行に設けられるアンテナ素子と、アンテナ素子と地板とを接続する複数のショートスタブと、地板の端部に形成された側壁とを有するショートスタブ付容量装荷型平面アンテナとしているので、小形・低姿勢にすることができると共に、広帯域化を実現できる効果がある。
　本発明によれば、ショートスタブの長さを可変にすることで共振周波数を可変にする上記ショートスタブ付容量装荷型平面アンテナとしているので、複数周波数に調整できる効果がある。
　本発明によれば、ショートスタブが、アンテナ素子と一体に形成され、折り曲げ可能な板状とした上記ショートスタブ付容量装荷型平面アンテナとしているので、構成を簡単にして製造を容易にできる効果がある。
本発明の実施の形態に係るショートスタブ付容量装荷型平面アンテナの概略構成図である。 （ａ）が平面図、（ｂ）が側面図である。 本アンテナの垂直面放射指向性を示す図である。 本アンテナの水平面放射指向性を示す図である。 側壁の高さ変化時のＶＳＷＲ＜１．５の帯域幅を示す図である。 ショートスタブの長さを可変としたときのＶＳＷＲを示す図である。 ショートスタブの３つの構成を示した図である。 ショートスタブの長さを可変としたときのＶＳＷＲ＜１．５の帯域幅を示す図である。 ショートスタブの長さを可変としたときの共振周波数を示す図である。 ショートスタブの別の形状１を示す図である。 ショートスタブの別の形状２を示す図である。 従来の容量装荷型平面アンテナの概略構成図である。 従来のＶＳＷＲの特性を示す図である。 従来の垂直面放射指向性を示した図である。 従来の水平面放射指向性を示した図である。
　本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
［実施の形態の概要］
　本発明の実施の形態に係るショートスタブ付容量装荷型平面アンテナは、地板と、アンテナ素子と、アンテナ素子と地板とを接続する複数のショートスタブと、地板の端部に形成された側壁とを有する構成としたものであり、小形・低姿勢にすることができると共に、広帯域化を実現できるものである。
　また、本発明の実施の形態に係るショートスタブ付容量装荷型平面アンテナは、上記構成に、ショートスタブの長さを可変にするものであり、共振周波数を可変にし、複数周波数に調整できるものである。
　また、本発明の実施の形態に係るショートスタブ付容量装荷型平面アンテナは、上記構成に、ショートスタブが、アンテナ素子と一体に形成され、折り曲げ可能な板状としたものであり、構成を簡単にして製造を容易にできるものである。
［本アンテナの構成：図１，２］
　本発明の実施の形態に係るショートスタブ付容量装荷型平面アンテナ（本アンテナ）の構成について、図１，２を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施の形態に係るショートスタブ付容量装荷型平面アンテナの概略構成図であり、図２は、（ａ）が平面図、（ｂ）が側面図である。
　本アンテナは、図１，２に示すように、アンテナ素子１０と、地板２０と、支持板３０と、側壁５０と、ショートピン（ショートスタブ）６０とから構成されている。
［各部］
　アンテナ素子１０、地板２０、支持板３０は、従来と同様の構成である。尚、アンテナ素子１０と地板２０は円盤状としているが、正多角形であってもよい。
　［側壁５０］
　側壁５０は、地板２０の周辺端部に垂直方向に形成されている。
　側壁５０の最適な高さは、地板２０の大きさ（直径）Ｄｄに依存する。例えば、Ｄｄ＝１６０ｍｍの場合、側壁４０の高さｈｏ＜０．１７λ（λ：波長）の範囲で高帯域化が図られ、ｈｏ＝０．１３λのとき帯域幅の最大値３２．４％を実現できる。
　尚、側壁５０の厚みは、約１ｍｍ程度を予定しているが、これにこだわらない。
　また、別の例として、アンテナ素子１０の直径ｄを０．３６０λとし、地板２０の直径Ｄｄを１．０６７λとした場合に、側壁５０の高さｈは、０．０６７λとしてもよい。
　［ショートピン６０］
　ショートピン（ショートスタブ）６０は、従来のポスト４０に比べて、地板２０に対して垂直方向に設置されるのではなく、図１に示すように、地板２０に対して斜め方向にアンテナ素子１０と地板２０とを接続する細いピンが設けられている。
　ショートピン６０は、その長さを可変にすることで、共振周波数を可変にして、複数の周波数に対応可能とするものである。
　また、ショートピン６０の形状は、直線に限らず曲線であってもよく、また、細いピン形状に限らず、帯状であってもよい。
［垂直面放射指向性：図３］
　本アンテナの垂直面放射指向性について図３を参照しながら説明する。図３は、本アンテナの垂直面放射指向性を示す図である。図３において、１．９ＧＨｚ，２．０ＧＨｚ，２．１ＧＨｚ，２．２ＧＨｚの場合を示している。
　本アンテナの垂直面放射指向性は、図３に示すように、図１４の従来のアンテナにおける垂直面放射指向性と比較して、指向性のパターンは、基本的にはあまり変わらないが、利得が１ｄＢぐらい上がっている。
［水平面放射指向性：図４］
　本アンテナの水平面放射指向性について図４を参照しながら説明する。図４は、本アンテナの水平面放射指向性を示す図である。図４において、１．９ＧＨｚ，２．０ＧＨｚ，２．１ＧＨｚ，２．２ＧＨｚの場合を示している。
　本アンテナの水平面放射指向性は、図４に示すように、図１５の従来のアンテナにおける水平面放射指向性と比較して、指向性のパターンは、基本的にはあまり変わらないものとなっている。
［側壁の高さ変化時の帯域幅：図５］
　次に、側壁の高さが変化した時の帯域幅について図５を参照しながら説明する。図５は、側壁の高さ変化時のＶＳＷＲ＜１．５の帯域幅を示す図である。
　図５では、縦軸が帯域幅（Bandwidth［％］）で、横軸が側壁の高さ（ｈｏ／λ）であり、地板２０の直径Ｄｄが１５０，１６０，１７０，１８０ｍｍの４つの場合を示している。
　つまり、図５において、ｈｏ／λ＝０（左端）は、側壁の高さゼロを示し、右に行くほど高さが高くなる。
　図５に示すように、Ｄｄ＝１６０ｍｍ又は１７０ｍｍであれば、概ね０．１＜ｈｏ／λ＜０．１５の範囲で、高い割合の帯域幅が得られることがわかる。地板２０の大きさに応じて側壁５０の高さを適正に設定すれば、広い帯域幅が得られる。
［ショートスタブの長さを可変としたときのＶＳＷＲ：図６］
　次に、ショートスタブの長さを可変としたときのＶＳＷＲについて図６を参照しながら説明する。図６は、ショートスタブの長さを可変としたときのＶＳＷＲを示す図である。図６において、縦軸はＶＳＷＲ、横軸は周波数［ＧＨｚ］である。
　尚、図６における曲線ａは、本アンテナにおいて側壁５０を備えるがショートピン６０が地板２０に対して垂直の場合であり、垂直方向の距離を１４ｍｍとし、ショートピン６０の長さも１４ｍｍとした例を示している。曲線ｂは、本アンテナにおいて側壁５０を備え、ショートピン６０が地板２０に対して斜めに接続されている場合である。つまり、曲線ｂは、垂直方向の距離を１４ｍｍとし、アンテナ素子１０の端部に接続するショートピン６０の接続点と、当該接続点から地板２０に垂直方向に下ろした点から水平方向に６ｍｍ離れた点とを接続したショートピンの例を示している。
　図６から、側壁２０があっても、ショートピン６０が従来のポストと同様に垂直に接続する構成に比べて、ショートピン６０が地板２０に対して斜めに接続する構成の方が、帯域が広くなっている。
［ショートスタブの形状：図７］
　次に、ショートスタブの形状について図７を参照しながら説明する。図７は、ショートスタブの３つの構成を示した図である。
　図７（ａ）では、地板２０に対して凹状の曲線となった例を示している。図７（ｂ）では、地板２０に対して凸状の曲線となった例を示している。図７（ｃ）では、波線の形状となった例を示している。
　このように、ショートスタブ（ショートピン）が地板２０に垂直に接続する場合より、斜めに直線又は曲線で長くすることで、広帯域化できるものである。
［ショートスタブの長さを可変としたときの帯域幅：図８］
　次に、ショートスタブの長さを可変としたときの帯域幅について図８を参照しながら説明する。図８は、ショートスタブの長さを可変としたときのＶＳＷＲ＜１．５の帯域幅を示す図である。図８において、縦軸は帯域幅（Bandwidth［％］）、横軸はショートスタブの長さｓをｓ／λで示している。
　尚、図８では、平行に配置されたアンテナ素子１０と地板２０との垂直方向の距離ｓｓを１２ｍｍ，１４ｍｍ，１６ｍｍした場合に、ショートスタブの長さｓを短くしていった場合の帯域幅を示している。よって、図８の右端は、ｓ＝ｓｓ（従来技術）となっている。
　ｓ／λが概ね０～０．０６の範囲で、良好な帯域幅が得られることがわかる。
　例えば、距離ｓｓ＝１４ｍｍの場合、従来の構成では、ＶＳＷＲ＜１．５の帯域幅は、２．６％であったものが、ｓ＜０．０９λの範囲で広帯域化が図られ、ｓ＝０のとき最大値２４．５％を実現できる。
［ショートスタブの長さを可変としたときの共振周波数：図９］
　また、ショートスタブの長さを可変としたときの共振周波数について図９を参照しながら説明する。図９は、ショートスタブの長さを可変としたときの共振周波数を示す図である。図９において、縦軸は周波数（Frequency［ＧＨｚ］）、横軸はショートスタブの長さｓをｓ／λで示している。
　そして、図９では、平行に配置されたアンテナ素子１０と地板２０との垂直方向の距離ｓｓを１２ｍｍ，１４ｍｍ，１６ｍｍした場合に、ショートスタブの長さｓを短くしていった場合の周波数特性を示している。
　ｓ／λが概ね０～０．０４の範囲で、良好な周波数特性が得られることがわかる。
［ショートスタブの別の形状１：図１０］
　ショートスタブの別の形状について図１０を参照しながら説明する。図１０は、ショートスタブの別の形状１を示す図である。尚、図１０（ａ）では平面図を示し、図１０（ｂ）では側面図を示している。
　図１０（ａ）に示すように、対向する１組のショートスタブを板状のショートスタブ６０′とし、アンテナ素子１０と一体に形成したものである。そして、アンテナ素子１０と板状のショートスタブ６０′の境部分を地板２０側に折り曲げて、アンテナ素子１０を地板２０に設置し、その後、ショートピン６０を形成する。
　このように、板状のショートスタブ６０′をアンテナ素子１０と一体に形成することで、アンテナ素子１０を地板２０への取り付けを容易にできる。
［ショートスタブの別の形状２：図１１］
　更に、図１に示すようなショートスタブの構成であってもよい。図１１は、ショートスタブの別の形状２を示す図である。尚、図１１（ａ）では平面図を示し、図１１（ｂ）では側面図を示している。
　図１１（ａ）に示すように、全てのショートスタブを板状のショートスタブ６０′とし、アンテナ素子１０と一体に形成したものである。そして、アンテナ素子１０と板状のショートスタブ６０′の境部分を地板２０側に折り曲げて、アンテナ素子１０を地板２０に設置する。
　このように、板状のショートスタブ６０′をアンテナ素子１０と一体に形成することで、アンテナ素子１０を地板２０への取り付けを容易にできる。
［実施の形態の効果］
　本アンテナによれば、アンテナ素子１０と地板２０とを接続する複数のショートスタブ６０と、地板２０の端部に形成された側壁５０とを有するものであり、小形・低姿勢にすることができると共に、広帯域化を実現できる効果がある。
　また、本アンテナによれば、ショートスタブ６０の長さを可変にするようにしているので、共振周波数を可変にし、複数周波数に調整できる効果がある。
　また、本アンテナによれば、ショートスタブを、アンテナ素子１０と一体に形成され、折り曲げ可能な板状のショートスタブ６０′としているので、構成を簡単にして製造を容易にできる効果がある。
　本発明は、小形・低姿勢にすることができると共に、広帯域化を実現し、複数周波数に調整できるショートスタブ付容量装荷型平面アンテナに好適である。
　１０　アンテナ素子
　２０　地板
　３０　支持板
　４０　ポスト
　５０　側壁
　６０　ショートピン
　６０′　板状のショートスタブ

Claims (10)

  1. 　ショートスタブ付容量装荷型平面アンテナであって、
    　地板と、前記地板に平行に設けられるアンテナ素子と、前記アンテナ素子と前記地板とを接続する複数のショートスタブと、前記地板の端部に形成された側壁とを有するショートスタブ付容量装荷型平面アンテナ。
  2. 　ショートスタブの長さを可変にすることで共振周波数を可変にすることを特徴とする請求項１記載のショートスタブ付容量装荷型平面アンテナ。
  3. 　ショートスタブは、アンテナ素子と一体に形成され、折り曲げ可能な板状としたことを特徴とする請求項１又は２記載のショートスタブ付容量装荷型平面アンテナ。
  4. 　アンテナ素子と地板を接続するショートタブが斜め方向に設けられ、当該ショートタブの形状が直線又は曲線であり、ピン形状若しくは帯状とした請求項１又は２記載のショートスタブ付容量装荷型平面アンテナ。
  5. 　地板の直径を１６０ｍｍとした場合に、側壁の高さを０．１３λ（波長）とした請求項１乃至４のいずれか記載のショートスタブ付容量装荷型平面アンテナ。
  6. 　地板の直径を１６０ｍｍ又は１７０ｍｍとした場合に、側壁の高さを波長λで除した値が０．１より大きく、０．１５より小さくした請求項１乃至４のいずれか記載のショートスタブ付容量装荷型平面アンテナ。
  7. 　ショートタブの長さを波長λで除した値が、０から０．０６の範囲とした請求項１乃至６のいずれか記載のショートスタブ付容量装荷型平面アンテナ。
  8. 　ショートタブの長さを波長λで除した値が、０から０．０４の範囲とした請求項１乃至６のいずれか記載のショートスタブ付容量装荷型平面アンテナ。
  9. 　アンテナ素子に対して対向する１組のショートタブが前記アンテナ素子と一体に形成され、その他のショートタブがショートピンで形成されている請求項３記載のショートスタブ付容量装荷型平面アンテナ。
  10. 　アンテナ素子と地板の形状を円盤状又は正多角形とした請求項１乃至９のいずれか記載のショートスタブ付容量装荷型平面アンテナ。
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