JPH02284505A - マイクロストリップアンテナ - Google Patents
マイクロストリップアンテナInfo
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- JPH02284505A JPH02284505A JP10458889A JP10458889A JPH02284505A JP H02284505 A JPH02284505 A JP H02284505A JP 10458889 A JP10458889 A JP 10458889A JP 10458889 A JP10458889 A JP 10458889A JP H02284505 A JPH02284505 A JP H02284505A
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- Japan
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- conductor
- radiation conductor
- radiation
- distance
- microstrip antenna
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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
- H01Q9/0471—Non-planar, stepped or wedge-shaped patch
-
- H—ELECTRICITY
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- 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
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- Details Of 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】
（産業上の利用分野）
本発明は、誘電体を放射導体と接地導体とで挟み、放射
導体の給電点に電力を給電する給電線を取付けたマイク
ロストリップアンテナに関するものである。
導体の給電点に電力を給電する給電線を取付けたマイク
ロストリップアンテナに関するものである。
（従来の技術）
アンテナの薄形化を主たる目的とするマイクロストリッ
プアンテナは、接地導体面上に薄い誘電体平板を介して
種々の形状の平板導体を重ねた構造の開放形平面回路共
振器を放射器として利用したもので、広く実用に供され
ている。放射導体の形状としては、実にさまざまなもの
が提案されており、代表的なものとして、円形、正方形
、長方形、３角形、５角形等がある。また、マイクロス
トリップアンテナの構成としては、給電点の位置や給電
方法、あるいは放射導体の一部を接地するか否か、その
接地方法等によりさまざまなバリエーションがある。
プアンテナは、接地導体面上に薄い誘電体平板を介して
種々の形状の平板導体を重ねた構造の開放形平面回路共
振器を放射器として利用したもので、広く実用に供され
ている。放射導体の形状としては、実にさまざまなもの
が提案されており、代表的なものとして、円形、正方形
、長方形、３角形、５角形等がある。また、マイクロス
トリップアンテナの構成としては、給電点の位置や給電
方法、あるいは放射導体の一部を接地するか否か、その
接地方法等によりさまざまなバリエーションがある。
第４図は、従来のマイクロストリップアンテナの構成と
その動作を説明するためのもので、同図（ａ）は模式図
、同図（ｂ）は断面図である。
その動作を説明するためのもので、同図（ａ）は模式図
、同図（ｂ）は断面図である。
図において、１は誘電体板、２は円形の放射導体、３は
接地導体、４は給電線、５は給電点である。マイクロス
トリップアンテナの動作は、放射導体２の上に設けられ
た給電点５に給電線４を介して電力を供給すると、放射
導体２と接地導体３０間に電波が励振され、放射導体２
の周縁部分から空間に電波を放射するものである。
接地導体、４は給電線、５は給電点である。マイクロス
トリップアンテナの動作は、放射導体２の上に設けられ
た給電点５に給電線４を介して電力を供給すると、放射
導体２と接地導体３０間に電波が励振され、放射導体２
の周縁部分から空間に電波を放射するものである。
（発明が解決しようとする課題）
マイクロストリップアンテナは、放射導体２と接地導体
３および放射導体２の周縁部分で囲まれる開放形平面回
路共振器を放射器として利用したものである。誘電体板
１の厚さを１１、また電波の自由空間波長をんとすると
、共振周波数ｆにおけるＱファクタば、はぼり、／７１
．に反比例する。ここで、たとえば給電線からみた電圧
定在波比（ＶＳＷＲ）の要求値をρ（〉１）とし、ｆ−
△ｆからｆ＋△ｆまでの２△ｆなる周波数帯域幅でＶＳ
ＷＲがρ以下になるものとすると、比帯域幅ＢｒとＱと
の間には一般に なる関係が成立する。つまり、比帯域幅ＢｒばＱに反比
例し、よっ−てｈ／λにほぼ比例する。したかって、ア
ンテナを薄形にすることと広帯域な電気特性を実現する
こととは、相反する要求であって、従来のマイクロス１
〜リツプアンテナでは、般に励振周波数が共振周波数か
ら２〜５％以上ずれるとインピーダンス特性や指向性特
性、偏波特性などの電気特性が劣化するという問題点が
あった。
３および放射導体２の周縁部分で囲まれる開放形平面回
路共振器を放射器として利用したものである。誘電体板
１の厚さを１１、また電波の自由空間波長をんとすると
、共振周波数ｆにおけるＱファクタば、はぼり、／７１
．に反比例する。ここで、たとえば給電線からみた電圧
定在波比（ＶＳＷＲ）の要求値をρ（〉１）とし、ｆ−
△ｆからｆ＋△ｆまでの２△ｆなる周波数帯域幅でＶＳ
ＷＲがρ以下になるものとすると、比帯域幅ＢｒとＱと
の間には一般に なる関係が成立する。つまり、比帯域幅ＢｒばＱに反比
例し、よっ−てｈ／λにほぼ比例する。したかって、ア
ンテナを薄形にすることと広帯域な電気特性を実現する
こととは、相反する要求であって、従来のマイクロス１
〜リツプアンテナでは、般に励振周波数が共振周波数か
ら２〜５％以上ずれるとインピーダンス特性や指向性特
性、偏波特性などの電気特性が劣化するという問題点が
あった。
また、誘電体板の厚さｈを単に大きくし広帯域化を図ろ
うとすると、不要な高次モードが励振されやすくなると
ともに、給電線からみた入力インピーダンスのりアクタ
ンス成分が大きくなり、インピーダンス整合をとること
が難しくなると言う欠点があった。
うとすると、不要な高次モードが励振されやすくなると
ともに、給電線からみた入力インピーダンスのりアクタ
ンス成分が大きくなり、インピーダンス整合をとること
が難しくなると言う欠点があった。
本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するために
なされたもので、広い周波数帯域にわたって、良好な電
気特性をもつマイクロストリップアンテナを提供するこ
とを目的とする。
なされたもので、広い周波数帯域にわたって、良好な電
気特性をもつマイクロストリップアンテナを提供するこ
とを目的とする。
（課題を解決するための手段）
上記目的を達成するために、本発明によるマイクロスト
リップアンテナは、放射導体と接地導体のそれぞれ向か
い合う表面の間の距離が一定でな（、実質的に放射導体
周縁部分に近くなるほどその距離が太き（なるように構
成したことを特徴とするものである。
リップアンテナは、放射導体と接地導体のそれぞれ向か
い合う表面の間の距離が一定でな（、実質的に放射導体
周縁部分に近くなるほどその距離が太き（なるように構
成したことを特徴とするものである。
（作用）
放射導体と接地導体のそれぞれ向かい合う間の距離が、
実質的に放射導体中心部分よりも放射導体周縁部分に近
い部分はど広くなるように構成すると、電波の放射する
部分のインピーダンスが自由空間のインピーダンスに近
（なるため、等測的に共振周波数におけるＱファクタを
小さくする作用を有する。
実質的に放射導体中心部分よりも放射導体周縁部分に近
い部分はど広くなるように構成すると、電波の放射する
部分のインピーダンスが自由空間のインピーダンスに近
（なるため、等測的に共振周波数におけるＱファクタを
小さくする作用を有する。
さらに、基本モードの共振周波数ｆが周波数軸上の一点
ではな（、拡がりをもった周波数範囲に分布する作用を
有する。
ではな（、拡がりをもった周波数範囲に分布する作用を
有する。
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
（実施例１）
第１図は、本発明による第１の実施例であり、マイクロ
ストリップアンテナの断面図である。
ストリップアンテナの断面図である。
図において、１１は誘電体板、１２は放射導体、１３は
接地導体、１４は給電線、１５は給電点である。
接地導体、１４は給電線、１５は給電点である。
本発明と従来との相違点は、放射導体１２と接地導体１
３のそれぞれ向かい合う間の距離が、実質的に放射導体
１２の中心部分よりも放射導体１２の周縁部分に近い部
分はど広くなるように構成したことにある。
３のそれぞれ向かい合う間の距離が、実質的に放射導体
１２の中心部分よりも放射導体１２の周縁部分に近い部
分はど広くなるように構成したことにある。
即ち、本発明者は、放射導体１２と接地導体］３との向
かい合う間の距離が、実質的に放射導体１２の中心部分
よりも放射導体１２の周縁部分に近い部分ほど広くなる
ように構成すると、電波の放射する部分のインピーダン
スが自由空間のインピーダンスに近くなるため、等測的
に共振周波数におけるＱファクタを小さくすることがで
きると考えた。
かい合う間の距離が、実質的に放射導体１２の中心部分
よりも放射導体１２の周縁部分に近い部分ほど広くなる
ように構成すると、電波の放射する部分のインピーダン
スが自由空間のインピーダンスに近くなるため、等測的
に共振周波数におけるＱファクタを小さくすることがで
きると考えた。
この効果は、従来技術において誘電体板の厚さを一様に
大きくした場合と同程度と考えられるが、本発明では放
射導体中心部分での誘電体板の厚さが小さいため、不要
な高次モードが励振されることはなく、また、給電線か
らみた人力インピーダンスのりアクタンス成分も無視で
きるから、給電点の位置を最適に選ぶことによって容易
に帯域幅を最大とするようなインピーダンス整合を実現
することができる。
大きくした場合と同程度と考えられるが、本発明では放
射導体中心部分での誘電体板の厚さが小さいため、不要
な高次モードが励振されることはなく、また、給電線か
らみた人力インピーダンスのりアクタンス成分も無視で
きるから、給電点の位置を最適に選ぶことによって容易
に帯域幅を最大とするようなインピーダンス整合を実現
することができる。
さらに本発明者は、共振周波数を決定する放射導体と接
地導体とで囲まれた空間（共振器）の物理的構造を、段
階的または連続的に変化させることによって共振点を周
波数軸上の一点ではなく、ある拡がりをもった範囲に分
布するようにすることができると考えた。
地導体とで囲まれた空間（共振器）の物理的構造を、段
階的または連続的に変化させることによって共振点を周
波数軸上の一点ではなく、ある拡がりをもった範囲に分
布するようにすることができると考えた。
そこで、実施例１では、放射導体１２の厚さを階段状に
構成することにより、放射導体１２と接地導体１３との
向かい合う間の距離が、実質的に放射導体１２の中心部
分よりも放射導体１２の周縁部分に近い部分はど広（な
るようにしたものである。なお、第１図では放射導体１
２の厚さを階段状に変化させているが、接地導体１３の
厚さを階段状に構成してもよい。
構成することにより、放射導体１２と接地導体１３との
向かい合う間の距離が、実質的に放射導体１２の中心部
分よりも放射導体１２の周縁部分に近い部分はど広（な
るようにしたものである。なお、第１図では放射導体１
２の厚さを階段状に変化させているが、接地導体１３の
厚さを階段状に構成してもよい。
（実施例２）
第２図（ａ）から（ｄ）は、本発明による第２の実施例
であり、マイクロストリップアンテナの断面図である。
であり、マイクロストリップアンテナの断面図である。
実施例１と異なる点は、放射導体と前記接地導体１３の
それぞれ向かい合う表面の間の距離が、連続的に変化す
るように構成したことにある。
それぞれ向かい合う表面の間の距離が、連続的に変化す
るように構成したことにある。
具体的な構成として、第２図（ａ）では、接地導体１３
側における放射導体２２の表面が、円錐面の一部から構
成することにより、連続的に変化させたものである。
側における放射導体２２の表面が、円錐面の一部から構
成することにより、連続的に変化させたものである。
第２図（ｂ）では、放射導体３２の表面を球面の一部か
ら構成したものである。
ら構成したものである。
第２図（Ｃ）では、第２図（ａ）とは逆に接地導体２３
の放射導体１２側の表面を、円錐面の一部から構成した
ものである。
の放射導体１２側の表面を、円錐面の一部から構成した
ものである。
第２図（ｄ）は、第２図（ｂ）とは逆に接地導体３３の
放射導体１２側の表面を球面の一部から構成したもので
ある。
放射導体１２側の表面を球面の一部から構成したもので
ある。
上述のように、実施例２は放射導体１２と接地導体１３
とのうち、一方の導体表面が円錐面もしくは球面の一部
から構成し、他方の導体表面を平板で構成することによ
り、放射導体１２と接地導体１３との向かい合う間の距
離が、実質的に放射導体１２の中心部分よりも放射導体
１２の周縁部分に近い部分はど連続的に広くなるように
したものである。
とのうち、一方の導体表面が円錐面もしくは球面の一部
から構成し、他方の導体表面を平板で構成することによ
り、放射導体１２と接地導体１３との向かい合う間の距
離が、実質的に放射導体１２の中心部分よりも放射導体
１２の周縁部分に近い部分はど連続的に広くなるように
したものである。
（実施例３）
第３図は本発明による第３の実施例であり、マイクロス
トリップアンテナの断面図である。
トリップアンテナの断面図である。
実施例３は、放射導体３２及び接地導体３３の双方がそ
れぞれ向かい合う側の表面を、球面もしくは円錐面（図
示せず）の一部から構成したものである。
れぞれ向かい合う側の表面を、球面もしくは円錐面（図
示せず）の一部から構成したものである。
第５図は本発明によるマイクロストリップアンテナの製
造工程を示す。
造工程を示す。
はじめに、同図（ａ）に示すごとく、誘電体板１１の表
面をほぼ球面をもち中心軸の回りに回転するグラインダ
１００により削りとり、第５図（ｂ）の構造を得る。
面をほぼ球面をもち中心軸の回りに回転するグラインダ
１００により削りとり、第５図（ｂ）の構造を得る。
次に削りとられた表面に蒸着技術などにより導体膜２２
を生成し、第５図（Ｃ）の構造を得る。
を生成し、第５図（Ｃ）の構造を得る。
次に線１０２にそって、導体膜の不要部分をカットして
第５図（Ｃ）の構造を得る。
第５図（Ｃ）の構造を得る。
最後に導体膜２２に給電線１４を結合する。
なお、上記工程の適当な段階で、誘電体板１１の裏面に
接地導体１３を設けるものとする（例えば蒸着）。
接地導体１３を設けるものとする（例えば蒸着）。
（発明の効果）
以上のように、本発明は放射導体１２と接地導体１３の
それぞれ向かい合う表面の間の距離が、実質的に放射導
体１２の周縁部分に近（になるほど大きくなるように構
成することにより、マイクロストリップアンテナの利点
を太き（損なうことなく、電気特性の広帯域化を図るこ
とができる。
それぞれ向かい合う表面の間の距離が、実質的に放射導
体１２の周縁部分に近（になるほど大きくなるように構
成することにより、マイクロストリップアンテナの利点
を太き（損なうことなく、電気特性の広帯域化を図るこ
とができる。
放射導体１２と接地導体１３のそれぞれ向かい合う表面
の間の距離を、連続的に変化するように構成することに
より、比較的簡単な製造工程によって、マイクロストリ
ップアンテナを実現することができる。
の間の距離を、連続的に変化するように構成することに
より、比較的簡単な製造工程によって、マイクロストリ
ップアンテナを実現することができる。
放射導体１２と接地導体１３のそれぞれ向かい合う表面
の間の距離を、階段状に変化するように構成することに
より、任意の厚さの導体を作製することができる。
の間の距離を、階段状に変化するように構成することに
より、任意の厚さの導体を作製することができる。
放射導体１２及び接地導体１３のうち少なくとも一方が
、円錐面または球面の一部で構成することにより、比較
的簡単な製造工程によって、マイクロストリップアンテ
ナを実現することができる。
、円錐面または球面の一部で構成することにより、比較
的簡単な製造工程によって、マイクロストリップアンテ
ナを実現することができる。
従って、本発明は航空無線や自動車無線等の移動体通信
用アンテナなどのように薄形のアンテナを必要とする場
合に広く適用可能であり、その効果が極めて大である。
用アンテナなどのように薄形のアンテナを必要とする場
合に広く適用可能であり、その効果が極めて大である。
第１図は本発明によるマイクロストリップアンテナの実
施例の断面図、 第２図（ａ）〜（ｄ）は本発明による他の実施例のマイ
クロストリップアンテナの断面図、第３図は本発明によ
る他の実施例のマイクロストリップアンテナの断面図、 第４図（ａ）〜（ｂ）は従来のマイクロストリップアン
テナを示すもので、同図（ａ）は模式図、同図（ｂ）は
断面図である。 第５図は本発明によるマイクロストリップアンテナの製
造工程を示す図である。 １．１１・・・誘電体板、 ２、１２．２２．３２・・・放射導体、３、１３．２３
．３３・・・接地導体、４．１４・・・給電線、 ５．１５・・・給電点。
施例の断面図、 第２図（ａ）〜（ｄ）は本発明による他の実施例のマイ
クロストリップアンテナの断面図、第３図は本発明によ
る他の実施例のマイクロストリップアンテナの断面図、 第４図（ａ）〜（ｂ）は従来のマイクロストリップアン
テナを示すもので、同図（ａ）は模式図、同図（ｂ）は
断面図である。 第５図は本発明によるマイクロストリップアンテナの製
造工程を示す図である。 １．１１・・・誘電体板、 ２、１２．２２．３２・・・放射導体、３、１３．２３
．３３・・・接地導体、４．１４・・・給電線、 ５．１５・・・給電点。
Claims (4)
- （１）波長に比べて薄い板状の誘電体を放射導体と接地
導体とで挟み、該放射導体の給電点に電力を給電する給
電線を取付けたマイクロストリップアンテナにおいて、 前記放射導体と前記接地導体のそれぞれ向かい合う表面
の間の距離が実質的に前記放射導体の中心部分よりも前
記放射導体の周縁部分に近いほど大きいことを特徴とす
るマイクロストリップアンテナ。 - （２）前記放射導体と前記接地導体のそれぞれ向かい合
う表面の間の距離が、連続的に変化するように構成され
ていることを特徴する請求項１記載のマイクロストリッ
プアンテナ。 - （３）前記放射導体と前記接地導体のそれぞれ向かい合
う表面の間の距離が、階段状に変化するように構成され
ていることを特徴する請求項１記載のマイクロストリッ
プアンテナ。 - （４）前記放射導体及び前記接地導体のうち少なくとも
一方が、円錐面または球面の一部で構成されていること
を特徴とする請求項１記載のマイクロストリップアンテ
ナ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10458889A JPH02284505A (ja) | 1989-04-26 | 1989-04-26 | マイクロストリップアンテナ |
| EP90107766A EP0394960A1 (en) | 1989-04-26 | 1990-04-24 | A microstrip antenna |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10458889A JPH02284505A (ja) | 1989-04-26 | 1989-04-26 | マイクロストリップアンテナ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02284505A true JPH02284505A (ja) | 1990-11-21 |
Family
ID=14384596
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10458889A Pending JPH02284505A (ja) | 1989-04-26 | 1989-04-26 | マイクロストリップアンテナ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0394960A1 (ja) |
| JP (1) | JPH02284505A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005269366A (ja) * | 2004-03-19 | 2005-09-29 | Mitsubishi Electric Corp | アンテナ装置 |
| JP2022523002A (ja) * | 2019-01-17 | 2022-04-21 | キョウセラ インターナショナル インコーポレイテッド | 統合フィルタを備えたアンテナ素子を有するアンテナアレイ |
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| US5313216A (en) * | 1991-05-03 | 1994-05-17 | Georgia Tech Research Corporation | Multioctave microstrip antenna |
| EP0614578A4 (en) * | 1991-11-26 | 1995-05-10 | Georgia Tech Res Inst | COMPACT BROADBAND MICROSTRIP LADDER ANTENNA. |
| USH1460H (en) * | 1992-04-02 | 1995-07-04 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Spiral-mode or sinuous microscrip antenna with variable ground plane spacing |
| GB2303968B (en) * | 1995-08-03 | 1999-11-10 | Nokia Mobile Phones Ltd | Antenna |
| US5694136A (en) * | 1996-03-13 | 1997-12-02 | Trimble Navigation | Antenna with R-card ground plane |
| EP0806810A3 (de) * | 1996-05-07 | 1998-04-08 | Ascom Tech Ag | Antenne gebildet durch ein streifenförmiges Resonanzelement über einer Grundplatte |
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| FR2818811A1 (fr) * | 2000-12-26 | 2002-06-28 | France Telecom | Antenne imprimee pastille compacte |
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| WO2006136843A1 (en) * | 2005-06-23 | 2006-12-28 | Bae Systems Plc | Improvements in or relating to antennas |
| TR2022000230A2 (tr) * | 2022-01-10 | 2022-02-21 | Ali Okatan | İki̇ tarafi i̇çbükey alt katmana sahi̇p mi̇kroşeri̇t yama anten |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US4835538A (en) * | 1987-01-15 | 1989-05-30 | Ball Corporation | Three resonator parasitically coupled microstrip antenna array element |
-
1989
- 1989-04-26 JP JP10458889A patent/JPH02284505A/ja active Pending
-
1990
- 1990-04-24 EP EP90107766A patent/EP0394960A1/en not_active Withdrawn
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| JP2022523002A (ja) * | 2019-01-17 | 2022-04-21 | キョウセラ インターナショナル インコーポレイテッド | 統合フィルタを備えたアンテナ素子を有するアンテナアレイ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0394960A1 (en) | 1990-10-31 |
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