JPH04317204A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、マイクロストリップア
ンテナを複数個組み合わせて、所望の指向性を得るアン
テナに関する。

【０００２】

【従来の技術】マイクロストリップアンテナは、薄形で
平面構造を有し、また製作も比較的簡単なことから数Ｇ
Ｈｚ帯における通信機器（特に携帯電話機等）の内蔵ア
ンテナとして最適である。図７（ａ）にマイクロストリ
ップアンテナの構成、（ｂ）に指向性を示す。図７にお
いて、１は放射導体板、２は接地導体板、３は誘電体板
、４は給電ピン、５は給電コネクタである。給電コネク
タ５の外側導体は、接地導体板２に接続され、中心導体
は給電ピン４に接続され、給電ピン４は放射導体板１に
接続される。ここでマイクロストリップアンテナの電界
強度は、図７（ｂ）にあるようにθ＝０°に最大放射方
向をもち、θ＝１８０°の方向では弱く、その差は２０
ｄＢ以上になる。またマイクロストリップアンテナに給
電する場合に、５０Ωの給電コネクタで行う時には、給
電ピン４のｘ方向の位置が重要である。即ち、放射導体
板１と接地導体２の間が５０Ωになるｘ方向の位置を見
出し、そこに給電ピン４と給電コネクタ５を取付けなけ
ればならないため製造上問題が多い。

【０００３】図８は、マイクロストリップ線路で給電す
る場合で放射導体１の端部は通常、数百Ωになるので、
５０Ωの特性インピーダンスをもつマイクロストリップ
線路７との間にインピーダンス変換のため、λ／４のマ
イクロストリップ線路６を入れている。このとき、放射
導体板１の端部のインピーダンスをＲ１　、λ／４マイ
クロストリップ線路６の特性インピーダンスをＲ６　と
すると、Ｒ１　×５０＝Ｒ６　２　を満足する。

【０００４】マイクロストリップアンテナを複数個組み
合わせる方法として図９の方法が開示されている。（特
開昭６０−２３６３０３号公報）この方法によると２個
以上のマイクロストリップアンテナを指向特性がそれぞ
れ異なる方向に持たせるように構成し、電気的に２個以
上並列接続して、所望の指向性を得るものである。しか
しこの場合に給電用同軸線路８の特性インピーダンスＲ
８　と複数個のアンテナへの同軸線路９の特性インピー
ダンスＲ９　の間で整合をとる必要があり２Ｒ８　＝Ｒ
９　としなければならず、整合をとるのに時間がかかる
という問題があった。特にアンテナの個数が多くなる場
合にその傾向は顕著である

【０００５】マイクロストリップアンテナを複数個組み
合わせて、同一基板上で直列給電する方法を図１０に示
す。このときＬ＝λ／２（λは誘電体中での波長）であ
る。この場合には２つの放射導体板に給電される波が同
相になり、Ｚ軸方向に最大放射方向をもつアンテナにな
る。１０は２つの放射導体板１をつなぐマイクロストリ
ップ線路で、放射導体板１の端部の抵抗を特性インピー
ダンスとしている。このようなアレイアンテナでもＬの
値を変えることによって指向性をいくらか操作すること
は可能だが、それでも電界強度の強く放射する範囲は、
図４の座標系で−９０°≦θ≦９０°の空間に限られて
いた。

【０００６】

【発明が解決しようとする問題点】上述したように、通
常の単体のマイクロストリップアンテナでは、図７（ｂ
）で示すように−９０°＜θ＜９０°の範囲でしか強い
電界強度が得られず、任意の方向に強い電界強度をもつ
アンテナが得られなかった。これはマイクロストリップ
アンテナを複数個組み合わせ、同一基板上で直列給電し
ても全く同様である。

【０００７】又、指向性をそれぞれ異なる方向にもたせ
たマイクロストリップアンテナを電気的に２個以上並列
接続する方法では、任意の方向に強い電界強度をもたせ
ることができるが並列接続のため構成が複雑になり、ま
た異なる特性インピーダンスをもつ同軸線路を用いてイ
ンピーダンス整合をとらなければならず、この場合は整
合に手間がかかる問題点があった。本発明の目的は、任
意の方向に強い電界強度をもつアンテナをより簡単な構
成で提供することである。

【０００８】

【問題点を解決するための手段】本発明によるアンテナ
は、誘電体板とこの誘電体板の一方の面に形成した放射
導体板と、前記誘電体板の他方の面に形成した接地導体
板とからなるマイクロストリップアンテナを２個以上給
電線により電気的に直列接続し、かつ各々のマイクロス
トリップアンテナの最大放射方向をそれぞれ異なる方向
に持たせるように構成し、かつ前記複数個のマイクロス
トリップアンテナの１つを送信機あるいは受信機と接続
するように構成したものである。

【０００９】

【実施例】次に本発明について図面を参照して説明する
。図１に本発明によるアンテナの第１の実施例を示す。 図１において、１は第１の放射導体板、２は第１の接地
導体板、３は第１の誘電体で第１のマイクロストリップ
アンテナを構成している。また６は、マイクロストリッ
プ線路、１５は送受信回路（図面では省略）を示す。本
実施例では、アンテナと送受信回路を同一基板上に構成
し、効率よく製作できるようにしている。１１は第２の
放射導体板、１２は第２の接地導体板、１３は第２の誘
電体で第２のマイクロストリップアンテナを構成し、１
４は特性インピーダンス５０Ωの接続用同軸線路である
。このように第１のマイクロストリップアンテナをマイ
クロストリップ線路６で給電し、それと電気的に直列に
接続するように第２のマイクロストリップアンテナを接
続用同軸線路１４で給電することにより、簡単ですっき
りした構成で、本発明の目的を達成している。本実施例
では、第２のマイクロストリップアンテナを第１のマイ
クロストリップアンテナから接続用同軸線路１４で給電
しているため、第２のマイクロストリップアンテナの電
界強度の強い方向を第１のマイクロストリップアンテナ
の電界強度の強い方向に対して、異なる任意の方向に向
けることができ、所望の指向性を得ることができる。

【００１０】図６に本実施例のアンテナのｙｚ平面内の
指向性を示す。図１の構成にするとθ＝０°の方向の他
にθ＝１８０°の方向にも強い電界強度をもたせること
ができ、この時の利得は実験によると図７の構成の時と
比べて１〜３ｄＢ低くなるが、これは僅かであり、その
効果は大きい。尚、この場合に接続用同軸線路１４を第
１のマイクロストリップアンテナ及び第２のマイクロス
トリップアンテナに接続する位置は、それぞれのアンテ
ナの放射導体板と接地導体板のインピーダンスが接続用
同軸線路１４の特性インピーダンスに等しいところであ
る。又、ここでは第１のマイクロストリップアンテナに
マイクロストリップ線路で給電しているが、同軸線路又
はマイクロストリップ線路による電磁結合で給電するこ
とも可能である。

【００１１】図２に他の実施例を示す。図２で１６，１
８は放射導体板で１７，１９はこの放射導体板と接地導
体板２，１２をそれぞれ短絡する短絡板である。このよ
うな短絡板をもつマイクロストリップアンテナ（以下短
絡型マイクロストリップアンテナと記す）は、通常の大
きさのマイクロストリップアンテナの半分の大きさで共
振する。短絡型マイクロストリップアンテナの場合も本
発明は適用できる。本実施例では、第１のマイクロスト
リップアンテナの給電にマイクロストリップ線路、第２
のマイクロストリップアンテナの給電に同軸線路を用い
ている。

【００１２】短絡型マイクロストリップアンテナの場合
、放射導体板と接地導体板の間の入力インピーダンスは
、短絡板側から０Ω〜数百Ωである。そのため、本実施
例のように、第１のマイクロストリップアンテナの給電
に数百Ωの特性インピーダンスをもつマイクロストリッ
プ線路を用い、第１のマイクロストリップアンテナから
第２のマイクロストリップアンテナへの給電に特性イン
ピーダンス５０Ωあるいは７５Ωの同軸線路を用いると
、構成が簡単ですっきりする。しかし、短絡型マイクロ
ストリップアンテナに限り第１，第２のアンテナ共に同
じ特性インピーダンスの同軸線路で給電すると構成がか
なり複雑になる。

【００１３】図３に本発明の第３の実施例を示す。この
例では、第１のマイクロストリップアンテナから第２の
マイクロストリップアンテナを給電する時に伝送線路で
はなく、接続ピン２０を用いている。接続ピン２０は、
接地導体板２と接触しないように２つの放射導体板１と
１１を短絡している。またこのとき第１のマイクロスト
リップアンテナと第２のマイクロストリップアンテナの
接地導体板を１つで共用している。この実施例では、第
１と第２のマイクロストリップアンテナの電界強度の強
い方向が図３でそれぞれθ＝０°とθ＝１８０°に固定
されてしまうが、構成がより簡単になる利点があり、利
用価値は高い。また、この実施例でピン２０は、短い距
離の接続のためピンの特性インピーダンスを考慮する必
要がなく、任意のｘ方向位置でよいので、製作時におけ
る自由度も大きい。

【００１４】図４に本発明の第４の実施例を示す。ここ
では、第３の実施例を変形して、４つのマイクロストリ
ップアンテナの電界強度の最大放射方向を異なる方向に
している。４つのマイクロストリップアンテナは、接続
ピン２０と同軸線路８で直列に給電されている。

【００１５】図５に本発明の第５の実施例を示す。この
場合は、４つのマイクロストリップアンテナの電界強度
の最大放射方向を異なる方向に向けて、各マイクロスト
リップアンテナを直列に給電したものである。この実施
例では、各マイクロストリップアンテナと同軸線路間で
インピーダンス整合をとればよいので、非常に簡単に製
作できる。

【００１６】以上の実施例では、誘電体はすべて誘電率
εｒ　＞１の場合について説明したが、これは空気の場
合（εｒ　＝１）でも同様の効果がある。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によるアン
テナは、複数のマイクロストリップアンテナを直列に接
続して用いることにより、単一のマイクロストリップア
ンテナでは実現できない指向特性が得られ、しかもその
構造が従来の複数のマイクロストリップアンテナを用い
たものに比べてより簡単であり、大きな効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のアンテナで通常のマイクロストリップ
アンテナを用いたものである。

【図２】本発明のアンテナで短絡型マイクロストリップ
アンテナを用いたもの。

【図３】本発明のアンテナで２個のマイクロストリップ
アンテナの接続にピンを用いたものである。

【図４】４個のマイクロストリップアンテナを並列給電
して構成された本発明のアンテナである。

【図５】本発明のアンテナで４個のマイクロストリップ
アンテナの接続に同軸ケーブルを用いたものである。

【図６】本発明のアンテナの指向特性である。

【図７】従来の同軸線路給電によるマイクロストリップ
アンテナの概略構造及びその指向性である。

【図８】従来のマイクロストリップ線路給電によるマイ
クロストリップアンテナの概略構造である。

【図９】従来の複数のマイクロストリップアンテナを並
列給電して構成されたアンテナである。

【図１０】従来の直列給電による複数のマイクロストリ
ップアンテナを同一基板上に構成したアンテナである。

【符号の説明】

１，１１，１６，１８，２１，２２　　放射導体板２，
１２　　接地導体板 ３，１３，２３，２４　　誘電体板 ４　　給電ピン ５　　給電コネクタ ６，７，１０　　マイクロストリップ線路８　　給電用
同軸線路 ９，２１　　複数個のアンテナへの同軸線路１４　　接
続用同軸線路 １５　　送受信回路（図面では省略） １７，１９　　短絡板 ２０　　接続ピン

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　誘電体板とこの誘電体板の一方の面に
   形成した放射導体板と、前記誘電体板の他方の面に形成
   した接地導体板とから成るマイクロストリップアンテナ
   を２個以上給電線により電気的に直列接続し、かつ各々
   のマイクロストリップアンテナの電界強度の最大放射方
   向をそれぞれ異なる方向に持たせるように構成し、かつ
   前記複数個のマイクロストリップアンテナの１つに給電
   端子を備えたアンテナ。