JPH02174404A

JPH02174404A - 移動通信用平板アンテナ

Info

Publication number: JPH02174404A
Application number: JP33058988A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Nakase; 一彦仲瀬
Original assignee: Harada Industry Co Ltd
Current assignee: Harada Industry Co Ltd
Priority date: 1988-12-27
Filing date: 1988-12-27
Publication date: 1990-07-05
Anticipated expiration: 2011-03-04
Also published as: EP0376643A2; DE68913180D1; EP0376643B1; JPH0821812B2; AU598980B1; EP0376643A3; ES2051376T3; DE68913180T2

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］本発明は、自動車等の車体表面の水平部分（Ｂ根、トラ
ンク蓋等）に設置する平板アンテナであって、自動車電
話、ＭＣＡ　（マルチチャンネルアクセス）等用の移動
通信用平板アンテナに関する。

［従来の技術］従来の移動通信用アンテナとしては、種々の形式の線状
アンテナが使用されている。これは、線状アンテナが、
移動通信に必要な水平方向に最大放射特性を持ち、水平
面内では無指向である特性をもたすことが容易であると
いうことと、自動車電話、ＭＣＡ用のアンテナは、広帯
域特性を必要とするが、線状アンテナについては広帯域
化の技術が確立し、開発、設計上の対応が比較的とり易
いためである。

一方、近年、移動通信用のアンテナとして平板アンテナ
が注目されている。これは、平板アンテナを自動車に取
付けると、従来のような突起物がなくなるので、車のス
タイルの悪化がなくなり、走行中の風切音が減少し、洗
車装置、車庫、街路樹等との接触の心配がないために破
損がなくなる等、運用上のメリットが非常に大きくなる
ためである。

［発明が解決しようとする課題］ところで、平板アンテナを使用した場合、広帯域特性を
もたせる必要から、多層構造のアンテナが従来から提案
されているが、この提案においては複雑な一体構造にな
るために、製品化しにくいという問題がある。

本発明は、充分な広帯域特性を有ししかも簡単な構造の
移動通信用平板アンテナを提供することを目的とするも
のである。

［課題を解決する手段］本発明は、テーブル型アンテナの内側にストリップ線路
共振器を設置し、上記テーブル型アンテナの中央部と対
向する位置であって、上記ストリップ線路共振器にコン
デンサ電極を設けたものである。

［作用］本発明は、テーブル型アンテナの内側にストリップ線路
共振器を設置し、上記テーブル型アンテナの中央部と対
向する位置であって、上記ストリップ線路共振器にコン
デンサ電極を設けたので、移動通信用のアンテナの構造
が簡単であり、しかも充分な広帯域特性を有する。

［実施例］第１図は１本発明の一実施例を示す図であり。

同図（１）は、その斜視図であり、同図（２）は、同図
（１）の連結板１４を省略した場合における正面図であ
り、同図（３）は、同図（１）の等価回路を示す図であ
る。

この実施例において、テーブル型アンテナｌＯと、グラ
ンド板２０と、テーブル型アンテナｌＯの内側に設置さ
れたストリップ線路共振器３０と、テーブル型アンテナ
ｌＯの中央部と対向する位置であって、ストリップ線路
共振器３０に設けられたコンデンサ電極４０と、ストリ
ップ線路共振器３０の所定位置に給電点５０を有する給
電線６０が設けられている。

テーブル型アンテナ１０は、円形の導電性の平板部分と
、この平板部分をグランド板２０に電気的に連結する複
数本の連結部材１１，１２．１３．１４を有し、モノボ
ールモードで励振するアンテナである。

ストリップ線路共振器３０は、その両端がグランド板２
０に接地され、インピーダンス変換器を兼ねたものであ
る。また、コンデンサ電極４０とテーブル型アンテナ１
０との間の静電容量Ｃｃを、第１図（２）にコンデンサ
の記号で示しである。また、第１図（１）においては、
グランド板２０の下方から給電線６０を引き回している
が、これを符号６１で示すように、グランド板２０と平
行する方向に設けるようにしてもよい。

第２図（１）は、上記実施例において、モノボールモー
ドで励振しているテーブル型アンテナ１０と給電線との
関係を示す図である。

テーブル型アンテナ１０がモノボールモードで励振する
場合（その平板に流れる電流は、その中心から周辺に向
って一様に流れ）、平板アンテナが最低次モード（λ／
２）で共振している場合、テーブル型アンテナ１０の中
央部分における電圧分布が最大になり、その円板の中央
から見たときのインピーダンス特性は、共振周波数付近
では、第２図（２）に示すような並列共振回路とみなす
ことができる。

第３図（１）は、上記実施例において、コンデンサ電極
４０付の両端接地ストリップ線路共振器３０を示す図で
ある。

この第３図（１）に示す共振器が最低次モード（λ／２
）で共振しているときは、コンデンサ電極４０部分の電
圧が最大になり、給電＆１６０の給電点５０から見たと
きのインピーダンス特性は。

共振周波数近辺では、第３図（２）に示すようなタップ
付並列共振回路とみなすことができる。

ところで、第１図（１）、（２）に示す実施例は、第２
図（１）に示すテーブル型アンテナ１０と第３図（１）
に示すストリップ線路共振器とを組合せたものと考える
ことができる。ただし、この場合、第２図（１）に示す
給電線６０ａを省略し、給電線６０が使用される。この
結果、ストリップ線路共振器３０で構成される１次共振
回路と、テーブル型アンテナｌＯで構成される２次共振
回路とが、極板間静電容量Ｃｃで静電結合される。した
がって、第１図（１）の実施例は、共振周波数近辺では
、第１図（３）に示すように、見かけ上、容量結合によ
る二重同調回路が形成される。

ここで、上記１次側の共振周波数、２次側の共振周波数
を、使用周波数に同調させ、結合容量Ｃｃを臨界結合値
に選び、第１図に示す移動通信用平板アンテナのインピ
ーダンスと給電線インピーダンスとが整合状態となるよ
うに、給電点５０の位置を選ぶ、これによって、第１図
（１）に示す移動通信用平板アンテナの反射損失を少な
くすることができ、広帯域にわたって良好なＶＳＷＲ値
を得ることができる。

ところで、自動車電話等の移動通信用平板アンテナとし
て必要な条件は、指向特性（水平方向に最大放射特性を
もち、水平面内では無指向性であること）、広帯域化（
たとえば自動車電話の場合、その帯域幅は８０ＭＨｚを
充分にカバーできること）、インピーダンス整合（給電
線６０と移動通信用平板アンテナとの整合が広帯域にわ
たってよくとれていること）、機械的構造（シンプルで
製作し易い構造であるとともに、製造上の機械的誤差が
アンテナ特性に大きな影響を与えないこと）の各点で優
れていることが必要である。

まず、指向特性については、テーブル型アンテナ１０を
モノボールモードで励振する形状にしてあり（つまり、
軸対称の平板部分とこの平板部分をグランド板２０に電
気的に連結する複数本の連結部材とを有する形状にして
あり）、これによって所定の指向特性を得ることができ
る。

次に、広帯域化については、モノボールモードで励振さ
れている平板アンテナは一般に、帯域幅が狭く、円板と
グランド板とをアースポストで連結することによっであ
る程度広帯域化することができるものの、それには限度
がある。そこで、上記実施例では、テーブル型アンテナ
ｌＯの内側にストリップ線路共振器３０を設置し、アン
テナｌＯと相互に静電結合させることによって、広帯域
化を実現している。

次に、インピーダンス整合について考察する。

上記モノポールモードを安定して励振させるためには、
通常、アンテナの中央部に給電点を選ぶ必要があるが、
アンテナの中央部は電圧の最大点になっており、アンテ
ナと給電線６０との整合がとりにくい、そこで、上記実
施例においては、静電容量Ｃｃを介して、テーブル型ア
ンテナ１０とストリップ線路共振器３０とを結合させ給
電するようにしている。そして、ストリップ線路共振器
３０のアース端とコンデンサ電極４０との間で、給電点
５０の位置を変えることによって、移動通信用平板アン
テナのインピーダンスと給電線６０のインピーダンスと
を整合することができる。このように、給電点５０の位
置を変えることによってインピーダンス整合をとる（タ
ップ位置を変える）手法によれば、指向特性、広帯域化
等についてのアンテナ本体への影響が少ない、したがっ
て、平板アンテナの開発、設計段階において、比較的容
易に最適な給電点を選ぶことができる。

次に１機械的構造であるが、上記実施例においては、テ
ーブル型アンテナｌＯとストリップ線路３０との２つの
部分を機械的に分離して加工し。

上記２つの部分を単純に組合せることが基本であるので
、アンテナ製作時の機械加工が容易である。したがって
、製品がコストダウンし、通常の加工精度を維持してい
ればアンテナ特性が劣化せず、アンテナの機械強度が不
足しない、なお、組立時の機械的寸法誤差があれば、そ
れは結合容量の変化になるが、この場合でも、帯域幅が
多少変化する程度で、アンテナ特性への本質的な影響が
ほとんどない。

第７図は、上記実施例において、結合容量Ｃｃを変化さ
せた場合におけるアンテナの反射損失の変化を示す図で
ある。

第８図（１）は、上記実施例における反射損失測定を示
す図であり、同図（２）は、上記実施例におけるスミス
チャート表示によるインピーダンス特性の一例を示す図
である。

上記実施例アンテナの放射指向特性は、テーブル状平板
アンテナがモノポールモードで共振しているときは、ア
ンテナの最大放射方向がほぼ水平方向となり、水平面内
ではほぼ無指向性になる。

第９図は、上記実施例において、直径１．５ｍの円板状
グランド板に平板アンテナを取付けたときの垂直面内指
向特性の一例を示す図である。

第９図に示す特性は、有限長のグランド板を使用してい
るために、指向性がやや上向いているが、無限大グラン
ド板を使用した場合には、その指向性がほぼ水平方向に
なる。

第４図（１）は、本発明の他の実施例を示す斜視図であ
り、同図（２）は、同図（１）における連結部材１４を
省略して示した正面図である。

この実施例は、ストリップ線路共振器３０の変りに、ス
トリップ線路の長さが共振器３０の約半分であり、片側
のみ設置されたストリップ線路共振器３１を使用してい
る。この場合も、コンデンサ電極４０は、テーブル型ア
ンテナ１０のほぼ中央にくるように設置されている。こ
の場合も、第１図（３）に示す回路と同様な等価回路が
形成される。

なお、第４図（１）に示す実施例の場合、使用周波数の
λ／４で共振する。

第５図、第６図（１）、（２）は、上記実施例における
テーブル型アンテナ１０の変形例を示す図である。

テーブル型アンテナ１０ａは、連結部材１１ａ、１２ａ
、１３ａ、１４ａの位置が、テーブル型アンテナｌｏｇ
の端部ではなく、その中心からほぼ等距離の所定の点に
設定されている。また。

テーブル型アンテナｌＯｂは、正八角形の平板部分で構
成されており、この平板部分に、連結部材１１ｂ、１２
ｂ、１３ｂ、１４ｂが設けられている０円形、六角形以
外に、六角形等の正多角形の平板部分を代用してもよい
、さらに、テーブル型アンテナ１０ｃは、棒状の連結部
材１１ｃ、１２Ｃ，１３ｃ、１４ｃを有する。

また、連結部材の長さ、幅、直径の大きさを調整するこ
とによって、テーブル型アンテナの共振周波数を調整す
ることができる。なお、連結部材１１〜１４、ｌｌａ　
〜１４ａ、ｌｌｂ　〜１４ｂ、１１ｃ〜１４Ｃ１の変り
に、３本または５本以上の連結部材を使用してもよい。

［発明の効果］本発明によれば、移動通信用のアンテナの構造が簡単で
あり、しかもそのアンテナは充分な広帯域特性を有する
という効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明の一実施例を示す図であり、同図（１
）はその斜視図であり、同図（２）はその正面図であり
、同図（３）は、その等価回路を示す図である。第２図（１）は、上記実施例におけるテーブル型アンテ
ナ１０がモノポールモードで動作している場合の説明図
であり、同図（２）は、そのときの円板中央から見たイ
ンピーダンス特性であって共振周波数近辺における等価
回路図である。第３図（１）は、上記実施例におけるストリップ線路共
振器３０を示す斜視図であり、同図（２）は、そのとき
の給電線の給電点から見たときのインピーダンス特性の
等価回路図である。第４図（１）は、本発明の他の実施例を示す斜視図であ
り、同図（２）は、その正面図である。第５図、第６図（１）、（２）は、上記実施例における
テーブル型アンテナ１０の変形例を示す斜視図である。第７図は、上記実施例における結合容量の変化による反
射損失特性を示す図である。第８図（１）、（２）は、上記実施例における反射損失
特性、インピーダンス特性を示す図である。第９図は、上記実施例における垂直面内指向特性を示す
図である。１０、　１０ａ、　１０ｂ、１０ｃ・・・テーブル型アンテナ、Ｏ・・・グランド板、０．３１・・・ストリップ線路共振器、０・・・コンデ
ンサ電極、０・・・給電点、０．６１・・・給電線。１０：テーブル斐アンプを

Claims

【特許請求の範囲】

（１）導電性の平板部分と、この平板部分をグランド板
に電気的に連結する複数本の連結部材とを具備するテー
ブル型アンテナと；このテーブル型アンテナの内側に設置されたストリップ
線路共振器と；上記テーブル型アンテナの中央部と対向する位置であっ
て、上記ストリップ線路共振器に設けられたコンデンサ
電極と；を有することを特徴とする移動通信用平板アンテナ。
（２）請求項（１）において、上記ストリップ線路共振器は、その両端が接地され、そ
のほぼ中央に上記コンデンサ電極が設けられ、上記スト
リップ線路共振器全体が上記テーブル型アンテナの内側
のほぼ中央に設置され、使用周波数のλ／２で共振させ
ることを特徴とする移動通信用平板アンテナ。
（３）請求項（１）において、上記ストリップ線路共振器は、その一端が接地され、そ
の他端が開放され、この開放された部分に上記コンデン
サ電極が接続され、上記テーブル型アンテナの内側で上
記コンデンサ電極がほぼ中央になるように上記ストリッ
プ線路共振器全体が接地され、使用周波数のλ／４で共
振させることを特徴とする移動通信用平板アンテナ。
（４）請求項（１）において、上記ストリップ線路共振器のアース端と上記コンデンサ
電極との間に、給電点を設けたことを特徴とする移動通
信用平板アンテナ。
（５）請求項（１）において、上記ストリップ線路共振器のアース端と上記コンデンサ
電極との間で、給電点の位置を変えることによって、上
記移動通信用平板アンテナのインピーダンスと給電線の
インピーダンスとを整合することを特徴とする移動通信
用平板アンテナ。
（６）請求項（１）において、上記テーブル型アンテナの平板部分は、円形、正多角形
であることを特徴とする移動通信用平板アンテナ。
（７）請求項（１）において、上記連結部材は、棒状または板状の導体であることを特
徴とする移動通信用平板アンテナ。
（８）請求項（１）において、上記連結部材の長さ、幅、直径の大きさを調整すること
によって、上記テーブル型アンテナの共振周波数を調整
することを特徴とする移動通信用平板アンテナ。
（９）請求項（１）において、上記テーブル型アンテナと上記ストリップ線路共振器と
の静電容量結合が、ほぼ臨界結合状態になるように、上
記コンデンサ電極を設定したことを特徴とする移動通信
用平板アンテナ。