JPH01316005A - 平板アンテナ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野１ 本発明は、プリント板等で形成される平板アンテナに関
するものである。

［従来の技術］ 基本的な平板アンテナは、第２５図に示すように、薄い
プリント板５の上に方形の開放形平面回路による放射素
子２ａをエンチングにより構成するものである。尚、下
面の導体を接地導体３とし、誘電体６をはさんだ放射素
子２ａの所定の息に給電、α１を有している。プリント
板５は誘電体損失を有しているので、アンテナ効率を上
げるために、損失を全く生じない空気を用い、エツチン
グで構成されていた放射素子２ａを板状の金属板である
放射導体２としでいる。

また、この平板アンテナは、第２６図に示すように、短
絡板４により片側短絡型のアンテナ系を構成しても、そ
の放射パターン、アンテナ効率は変化しないことが知ら
れており、同一周波数にて通常の２分の１以下の寸法で
構成が可能である。

［発明が解決しようとする課題１ 放射導体の小型化に伴い接地導体も小型化でき、アンテ
ナ全体として小型化できることは言うまでもない。しか
し、一般にアンテナ利得（効率）を維持して、アンテナ
全体を小型化すると帯域幅が小さくなる。この平板アン
テナも例外ではなく、小型化により狭帯域化し、以下の
ような問題を有する。

■　アンテナの各部寸法を固定すると、特定の狭い周波
数範囲でしか使用で外なく、２周波以ゴーで共用などが
できない。

■　少し離れた別の周波数で使用しようとすれば、別の
金型が必要となりコスト高となる。

■　量産時のアンテナ各部寸法の公差により、アンテナ
自体の共振周波数がバラツキ、狭帯域であるために、帯
域内に収まらず調整を必要とするが、調整方法がない。

■　放射導体、接地導体、短絡板の寸法が固定されると
、ある特定の周波数にしか共振せず、別の周波数に使用
できない。

本発明は、上述の点に鑑みて提供したものであって、接
地導体と放射導体との大きさは変えないで、短絡板側の
リアクタンスを変えることでアンテナの共振周波数を自
由に設定できることを目的とした平板アンテナを提供す
るものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、所定の点に給電点を持つ放射導体と、この放
射導体と平行に配置される接地導体と、放射導体の一端
面の一部を接地導体に接続する短絡板とからなる平板ア
ンテナにおいて、上記短絡板にリアクタンスを可変する
リアクタンス町変手段を備えたものである。

［作用］ 短絡板側のリアクタンスを変えることでアンテナの共振
周波数を自由に設定するようにしたものである。

［実施例１］ 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。第５
図は従来の平板アンテナの小型化を更に図ったものであ
り、短絡板４の幅を放射導体２の幅よりも狭くし、放射
導体２の基部に等価的にインダクタンスを付加した効果
を持たせ、放射導体２の長さの短縮化を実現している。

これが本発明の基本形となるものであり、空気層を介し
て接地導体３と放射導体２とを平行に配置し、幅狭の短
絡板４の上端を放射導体２の一端面に接続し、下端を接
地導体３に接合している。第６図はこの場合の断面図を
示し、コネクタ７から給電＃８を介して給電点１に接続
しである。放射導体２、短絡板４及び接地導体３で構成
された第７図に示す平板アンテナにおいて、短絡板４の
幅Ｓと、共振周波数ｆ「の関係を実験的に求めると第８
図に示すような結果を得た。放射導体２の幅を１）とす
ると、Ｓ＝１へ即ち、放射導体２の端面全部が短絡板４
によって接地導体３に接続されている場合の共振周波数
をｆ。とじ、放射導体２の＠１）に対する短絡板４の＠
Ｓの比Ｓ／（］と、５＝１）の場合の周波数ｆ　（＋を
基準にした共振周波数比ｆｒ／ｆｌＩをグラフ化したも
のである。

この第８図に示すグラフから、短絡板４の幅Ｓを変える
とアンテナの共振周波数が変化することがわかる。この
等価アンテナでは、放射導体２と接地導体３との間に誘
電体（比誘電体εｒ＝２゜５５）が介在するが、これが
空気であってもその傾向は変わらないことは言うまでも
ない。即ち、この短絡板４の＠Ｓを等価的に任意に調整
、設定する、或いはできるＭＩｔ造とする、−とにより
、アンテナの共振周波数も自在に調整、設定できること
がわかる。尚、短絡板４の幅Ｓを任意に変えることで、
リアクタンス可変手段を構成している。

ところで、この平板アンテナを量産する場合には、金型
が必要である。周波数を変える毎にアンテナ構造自体を
変更する、即ち、金型を変更するにはコストが高くなる
。そこで、放射導体２、接地導体３自体の寸法構造は変
更せず、短絡板４の幅を等価的に変えてやれば、周波数
も容易に変わり、放射導体２、接地導体３の金型を変更
せずにすむことになる。短絡板４の幅を等価的に変える
方法として、本発明では以下のようにしている。

すなわち、放射導体２及び接地導体３は金型によって製
作する。そして、短絡板４は第１図に示すように、プリ
ント板９で構成し、エツチングに形成された銅箔部９ａ
（図中の斜線部分）を短絡板４として用いている。プリ
ント板９自体の幅は短絡板４としても銅箔部９ａの幅よ
りもやや大きめにし、そのプリント板９上に銅箔部９ａ
の幅を大小任意に設定できるようにしている。この銅箔
部９ａの’Ｋｇ　Ｓ　１．を第４図（ａ）−（ｃ）に示
すＪ：うに任意に設定できるものである。尚、第３図は
プリント板９の斜視図を示している。プリント板９の上
部に四部１０を形成し、この四部１０に嵌まるＬ型の係
止片１１を放射導体２の端部に形成し、係Ｊ１−片１１
をプリント板９の銅箔部９ａの外側に位置させて接触接
続している。また、プリント板９の下部は接地導体３に
嵌合して銅箔部９ａを接触接続している。尚、放射導体
２、接地導体３、短絡板４は夫々別個の部材で構成して
いる。

このように構成することで、短絡板４たる銅箔部９ａの
エツチング幅を適当に設計することにより、プリント板
９を型取る金型も１つで多様な周波数に対応できるもの
である。すなわち、放射導体２、接地導体３、短絡板４
それぞれ金へ１４は１つであり、短絡板４幅をエツチン
グによって可変してアンテナの共振周波数を自在に設定
できるものである。

［実施例２］ 次に、実施例２について説明する。第９図に示すように
、放射導体２及び短絡板４は１枚の金属板で一体構造と
し、短絡板４の下部を接地導体３に固定している。接地
導体３はプリント板で構成され、プリント板の銅箔部を
接地導体３として利用している。接地導体３側から見た
第１０図においで、短絡板４の一部を接地導体３に接続
し、短絡板４の他端部はスイッチング回路１２を介して
接地導体３に接続されている。スイッチング回路１２は
第１１図に示すように、高周波用スイッチングダイオー
ドＤ１、抵抗Ｒ１、コンデンサＣ１から構成されており
、コントロール端子Ｔ　ｃに５＼ｌの電圧を印加すると
、ダイオードＤ　、は順方向にバイアスされ、電気抵抗
がほぼ０Ωになる。すなわち、第１２図（ａ）に示すよ
うに端子Ｔ、とＴ２とが接続された状態になる。逆に０
■を印加すると、ダイオードＤ１は逆バイアスとなり、
電気抵抗が極端に大きくなり、第１２図（１１）に示す
ように端子１゛１とＴ　２とは開放された状態となる。

尚、抵抗Ｒ１はダイオードＤ１へ流れる電流を制限する
ものであり、コンデンサＣＩは端子Ｔ２との直流カット
てあり、コンデンサＣ１の容量は十分大きく、使用する
周波数帯においては、そのインピーダンスはほとんど無
視できるので端子１゛、と′Ｉ゛２間のインピーダンス
は、ダイオードＤ１のインピーダンスで決定される。

このようなスイッチング回路１２を短絡板４と接地導体
；３との開に多数設ける。尚、本実施例ではスイッチン
グ回路１２は１個であるが、任意の数を設ければよい。

スイッチング回路１２がオン状態では、短絡板４と接地
導体３とは電気的に接続され、短絡板４の幅が等価的に
大きくなったことに相当し、短絡板４と接地導体３の接
触面積が等価的に大きくなり、前述のグラフより周波数
が高くなる。逆にオフ状態にすると周波数が低くなる。

このように、スイッチング回路１２を適当にオンオフす
ることにより、アンテナの共振周波数を制御することが
できる。そして、スイッチング回路１２のスイッチング
制御により２周波切り替えて利用することで、例えば、
一方の周波数を受信周波数として、他方を送信周波数と
して切り替えて使用することができ、アンテナ効率をよ
り良くすることができる。また、周波数グイバーシチに
対しても、各周波数に共振するように切り替え使用がで
きるものである。

［実施例３］ 次に、実施例３について説明する。第１３図は第１図に
示したプリント板９を用い、プリント板９の短絡板４で
ある銅箔部９ａに放射導体２側と接地導体３側とを分断
するスリット１３を接地導体３の面と同方向に形成し、
このスリット１３を跨ぐようにして低インピーダンス素
子を銅箔部９ａ間に接続するようにしたものである。ス
リット１３の一端は開放され、他端側は銅箔部９ａで接
続してあり、低インピーダンス素子としてチップ型の抵
抗器１４を用いでいる。この抵抗器１４は高周波的に低
インピーダンスの素子として抵抗値がＯΩである。第１
３図は抵抗器１４をスリット１３を跨ぐようにして装着
した状態を示し、第１４図は断面図を示している。また
、第１５図はプリント板９の正面図及び斜視図を示して
いる。

抵抗器１４を第１６図（＋１）に示す位置に実装すると
、同図（１））に示すように短絡板４の幅が等価的に大
きくなり、共振周波数が抵抗器１４を実装する前よりも
低くなる。更に、第１７図（ａ）に示すように別の抵抗
器１４を実装すると、同図（１））に示すように短絡板
４の幅が更に大きくなり、共振周波数は更に低くなる。

このように、プリント板９の銅箔部９ａにエツチング構
成された短絡板４の幅を変えるのに、プリント板９の銅
箔部（パターン）９ａを変更せずにチップ型の抵抗器１
４を適当に実装することにより、任意の周波数に対応で
きるものである。

［実施例４］ 第１８図乃至第２４図は実施例４を示し、プリント板９
の銅箔部９ａを２分するスリット１５を形成し、スリッ
ト１５の中央部で銅箔部９ａ面側に銅箔部１．６ａを形
成した円板１６を設けたものである。円板１６は絶縁材
からなり一面に銅箔部１６ａを形成し、円板１６の回転
位置によりプリント板９の上下の銅箔部９８開を接合す
る面積を銅箔部１６ａにより変化させるようにしている
。

円板１６はプリント板９に例えば袖等により回転可能と
しており、円板１６の銅箔部１６ａとプリント板９の銅
箔部９ａとは密接するようにしている。第２３図に示す
ような位置に円板１６を回転させると、プリント板９の
上下の銅箔部９ａの接合面積は小さい状態となり、短絡
板４の幅は等価的に狭くなる。また、円板１６の位置を
第２４図に示すような位置に回転させると、接合面積が
変わり、同図（ｂ）に示すように短絡板４の幅が等価的
に広くなり、共振周波数は低くなる。このように、円板
１６を回転させることで銅箔部１６ａの接合面積が変化
して短絡板４の幅が変化し、それに伴い共振周波数を変
えることができるものであり、従って、周波数の１９が
可能となるものである。

［発明の効果Ｊ 本発明は上述のように、所定の点に給電点を持つ放射導
体と、この放射導体と平行に配置される接地導体と、放
射導体の一端面の一部を接地導体に接続する短絡板とか
らなる平板アンテナにおいて、上記短絡板にリアクタン
スを可変するリアクタンス可変手段を備えているもので
あるから、短絡板側のリアクタンスを変えることでアン
テナの共振周波数を自由且つ容易に設定することができ
るものであり、また、短絡板側のリアクタンスを変える
だけであるから、放射導体や接地導体を共用化でき、し
かも、接地導体と放射導体の間隔を一定にして共振周波
数の調整ができるので小型化でき、ケース等の共用化も
できる効果を奏するものである。

短絡板の幅を変化させることでリアクタンスを容易に可
変できて、共振周波数を容易に可変でき、また、スイッ
チング素子を用いて短絡板と放射導体等の接続量をスイ
ッチング素子のオンオフにて共振周波数を可変でき、更
には、短絡板に形成したスリットを介してプリント板の
導体間を短絡若しくは開放したり、また円板の回転位置
にて導体間の＃、続開面積変えることで、上記と同様に
共振周波数を容易に調整できるものである。

また、放射導体、接地導体、短絡板等は別部品としてい
ることで、放射導体及び接地導体を共用化でき、また、
短絡板をプリント板で構成していることで、短絡板の調
整及び製作が容易となるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例１の平板アンテナの要部斜視図
、第２図は同上の断面図、第３図は同上のプリント板の
斜視図、第４図（、）〜（ｃ）は同上の短絡板の幅を変
えた場合の図、第５図は本発明の基本となる空気層用型
短絡平板アンテナの斜視図、第６図は同上の断面図、第
７図は同上の評価用平板アンテナの斜視図、第８図は同
上の特性図、ｔＩｔＪＳ図は同」二の実施例２の平板ア
ンテナの斜視図、ｔＩｔＪ１０図は同上の背面図、第１
１図は同上のスイッチング回路の回路図、第１２図は同
上の動作説明図、第１３図は同上の実施例３の要部斜視
図、第１４図は同上の要部断面図、第１５図（ａ）（１
１）は同」二のプリント板の正面図及び斜視図、第１６
図及び第１７図は同上の動作説明図、第１８図は同上の
実施例４の要部斜視図、第１９図は同上のプリント板の
正面図、第２０図（ａ）（＋１）は同上の円板の正面図
及び断面図、第２１図（ａ）（＋１）は同上の円板の背
面図及び断面図、第２２図（ａ）（＋１）はプリント板
に円板を実装した場合の断面図及び正面図、第２３図及
１．Ｆ第２４図は同上の動作説明図、第２５図は従来例
の平板アンテナの斜視図、第２６図は同上の片側類型平
板アンテナの斜視図である。 １・・・給電魚、２・・・放射導体、３・・・接地導体
、４・・・短絡板、９・・・プリント板、１３・・・ス
リット、１４・・・抵抗器、１５・・・スリット、１６
・・・円板。 代理人　弁理士　石　１）長　七 Ｖ 区　　　　　　　　　区 ■ト 第２５図 第２６図 手続補正書（自発） 昭和６３年８月５日 昭和６３年特許４１４８８５９号 ２、発明の名称 平板アンテナ ３．１！１正をする者 事件との関係　　特許出願人 住　所　大阪府門真市大字門真１０４８番地名称（５８
３）松下電］二株式会社 代表者　三好俊夫 イ３代理人 郵便番号　５３０ ５、補正命令の日付 自　　発 ６、補正により増加する請求項の数　なし［１１本願明
細書の特許請求の範囲を下記のように訂正する。 「（１）所定の点に給電点を持つ放射導体と、この放射
導体と平行に配置される接地導体と、放射導体の一端面
の一部を接地導体に接続する短絡板とからなる平板アン
テナにおいて、放」１一体−寸−法−５（月事イ（生仏
、−慕ｌ−俸太（翔庫葬よ一Δ亘離Δ二各珪二定茎雁杏
、上記短絡板にリアクタンスを可変するリアクタンス可
変手段を備えて成ることを特徴とする平板アンテナ。 （２）短絡板の幅を変化させた請求項１記載の平板アン
テナ。 （３）短絡板と、放射導体あるいは接地導体との接続面
にスイッチング素子を介し、該スイッチング素子のオン
オフにより両者の接続量を変化させた請求項１記載の平
板アンテナ。 （４）短絡板の導体面に一部が橋絡されたスリットを、
接地導体の面と同方向に形成し、該スリットの任意の位
置で導体間を短絡若しくは開放した請求項１記載の平板
アンテナ。 （５）短絡板の導体面をスリットで２分し、導体面がわ
に所定の形状の導体を設けた円板を軸支し、円板の回転
位置により短絡板の導体間の接続面積を変えるようにし
た請求項１記載の平板アンテナ。 （６）所定の点に給電点を持つ放射導体と、この放射導
体と平行に配置される接地導体と、放射導体の一端面の
一部を接地導体に接続する短絡板とから構成され、短絡
板を接地導体及び放射導体とは別部品として構成して成
る平板アンテナ。 （７）短絡板をプリント板で構成した請求項１記載の平
板アンテナ。」 ［２］　同上第７頁第１５行目の「結果を得た。」を「
結果が得られている。」と訂正する。 「３］　同上第７頁第１５行目及び第１６行目の「エツ
チングに形成された」を［エツチングで形成された］と
訂正する。 １４１　同上第１２頁第４行目及び第７行目の「低くな
る。」を「高くなる。」と夫々訂正する。 ［５］　同上第１３頁第１１行目の［（氏くなる。−１
を「高くなる。」と訂正する。 ｒ６１　同上第１４頁第２行目の（−上記短絡板−１の
１１汀に、下記の文を挿入する。 ［放射導体寸法、接地導体寸法、放射導体と接地導体と
の距離の三者は一定に保ち、１［７］　添付図面中略８
図を別紙のよう番二言丁正する。 代理人　弁理士　石　１）長　七 Ｉ！！８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）所定の点に給電点を持つ放射導体と、この放射導
   体と平行に配置される接地導体と、放射導体の一端面の
   一部を接地導体に接続する短絡板とからなる平板アンテ
   ナにおいて、上記短絡板にリアクタンスを可変するリア
   クタンス可変手段を備えて成ることを特徴とする平板ア
   ンテナ。 （２）短絡板の幅を変化させた請求項１記載の平板アン
   テナ。 （３）短絡板と、放射導体あるいは接地導体との接続部
   にスイッチング素子を介し、該スイッチング素子のオン
   オフにより両者の接続量を変化させた請求項１記載の平
   板アンテナ。 （４）短絡板の導体面に一部が橋絡されたスリットを、
   接地導体の面と同方向に形成し、該スリットの任意の位
   置で導体間を短絡若しくは開放した請求項１記載の平板
   アンテナ。（５）短絡板の導体面をスリットで２分し、
   導体面がわに所定の形状の導体を設けた円板を軸支し、
   円板の回転位置により短絡板の導体間の接続面積を変え
   るようにした請求項１記載の平板アンテナ。 （６）所定の点に給電点を持つ放射導体と、この放射導
   体と平行に配置される接地導体と、放射導体の一端面の
   一部を接地導体に接続する短絡板とから構成され、短絡
   板を接地導体及び放射導体とは別部品として構成して成
   る平板アンテナ。 （７）短絡板をプリント板で構成した請求項１記載の平
   板アンテナ。