JPH04357701A - 平面アンテナ - Google Patents
平面アンテナInfo
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- JPH04357701A JPH04357701A JP13133591A JP13133591A JPH04357701A JP H04357701 A JPH04357701 A JP H04357701A JP 13133591 A JP13133591 A JP 13133591A JP 13133591 A JP13133591 A JP 13133591A JP H04357701 A JPH04357701 A JP H04357701A
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- JP
- Japan
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- conductor
- radiation
- conductors
- radiation conductor
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- Pending
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- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Waveguide 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
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、誘電体を介して接地
導体と放射導体とが対向して配されてなる平面アンテナ
に関する。
導体と放射導体とが対向して配されてなる平面アンテナ
に関する。
【０００２】
【従来の技術】平面アンテナとしてマイクロストリップ
アンテナがあり、マイクロストリップアンテナとして円
形パッチアンテナ、方形パッチアンテナが知られている
。
アンテナがあり、マイクロストリップアンテナとして円
形パッチアンテナ、方形パッチアンテナが知られている
。
【０００３】まず、円形パッチアンテナについて説明す
る。図４Ａは円形パッチアンテナの平面図、図４Ｂはそ
のＩ−Ｉ線断面図である。
る。図４Ａは円形パッチアンテナの平面図、図４Ｂはそ
のＩ−Ｉ線断面図である。
【０００４】同図において、１は円形の放射導体、２は
円形の誘電体、３は円形の接地導体である。放射導体１
は誘電体２を介して接地導体３と対向して形成される。 誘電体２と接地導体３は同一の大きさとされ、放射導体
１はこれらより小さく印刷で形成される。誘電体２とし
ては、例えばテフロンファイバーグラス（比誘電率は２
．６）が使用される。
円形の誘電体、３は円形の接地導体である。放射導体１
は誘電体２を介して接地導体３と対向して形成される。 誘電体２と接地導体３は同一の大きさとされ、放射導体
１はこれらより小さく印刷で形成される。誘電体２とし
ては、例えばテフロンファイバーグラス（比誘電率は２
．６）が使用される。
【０００５】また、放射導体１には中心からオフセット
された位置に給電点４が設けられ、この給電点４は接地
導体３側に配される給電ポート（コネクタ）５の内部導
体に接続される。この給電ポート５の外部導体は接地導
体３に接続される。
された位置に給電点４が設けられ、この給電点４は接地
導体３側に配される給電ポート（コネクタ）５の内部導
体に接続される。この給電ポート５の外部導体は接地導
体３に接続される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述したパッチアンテ
ナは、構成がシンプルで、薄く丈夫である等、多くの特
長を持っているが、一般にＱが高く、周波数帯域が狭い
。
ナは、構成がシンプルで、薄く丈夫である等、多くの特
長を持っているが、一般にＱが高く、周波数帯域が狭い
。
【０００７】例えば、図４に示す円形パッチアンテナの
場合、その共振周波数ｆは、最低次モードＴＭ１１にお
いて、数１により決定される。この式で、Ｃは光速、ｒ
ｆ は放射導体１の半径、ｔは誘電体２の厚み、εｒ
は誘電体２の比誘電率、ｘは放射導体１の形状に固有な
固有関数の固有値であり、円形パッチアンテナではｘ＝
１．８４１である。
場合、その共振周波数ｆは、最低次モードＴＭ１１にお
いて、数１により決定される。この式で、Ｃは光速、ｒ
ｆ は放射導体１の半径、ｔは誘電体２の厚み、εｒ
は誘電体２の比誘電率、ｘは放射導体１の形状に固有な
固有関数の固有値であり、円形パッチアンテナではｘ＝
１．８４１である。
【０００８】
【数１】
【０００９】円形パッチアンテナの帯域は、リターンロ
ス≦−１０ｄＢで、共振周波数ｆを中心に数％程度しか
得られない。図５は、ｒｆ ＝１７．５ｍｍ、ｔ＝１．
６ｍｍ、εｒ ＝２．６、接地導体３の直径Ｄ＝９０ｍ
ｍであるときの、円形パッチアンテナのリターンロスの
測定結果である。この例では、ｆｏ ＝２９７６ＭＨｚ
で共振し、その周波数帯域幅ＢＷは５４ＭＨｚ（１．８
２％）である。
ス≦−１０ｄＢで、共振周波数ｆを中心に数％程度しか
得られない。図５は、ｒｆ ＝１７．５ｍｍ、ｔ＝１．
６ｍｍ、εｒ ＝２．６、接地導体３の直径Ｄ＝９０ｍ
ｍであるときの、円形パッチアンテナのリターンロスの
測定結果である。この例では、ｆｏ ＝２９７６ＭＨｚ
で共振し、その周波数帯域幅ＢＷは５４ＭＨｚ（１．８
２％）である。
【００１０】ところで従来、静止衛星を中継として、地
上の基地局と移動局との間に構成された無線通信系が知
られている。
上の基地局と移動局との間に構成された無線通信系が知
られている。
【００１１】このような通信系では、それぞれ衛星を介
して基地局から多数の移動局への下り回線が構成される
と共に、各移動局から基地局への上り回線が構成される
。この場合、送受信の周波数が異なるようにされる。
して基地局から多数の移動局への下り回線が構成される
と共に、各移動局から基地局への上り回線が構成される
。この場合、送受信の周波数が異なるようにされる。
【００１２】このような通信系において、送受信の周波
数が数％以上離れるときは、この通信系の送受信両用ア
ンテナに上述したパッチアンテナを適用できなくなる。
数が数％以上離れるときは、この通信系の送受信両用ア
ンテナに上述したパッチアンテナを適用できなくなる。
【００１３】このパッチアンテナの欠点を克服する方法
として種々の方法が提案されているが、円偏波励振とい
う条件を付加すると、その方法はかなり限られ、唯一実
用的な方法として提案されているものにスタック型パッ
チアンテナがある（Ｃ．Ｈ．Ｃｈｅｎ，Ａ．Ｔｕｌｉｎ
ｔｓｅｆｆ ａｎｄ Ｒ．Ｍ．Ｓｏｒｂｅｌｌｏ ：
Ｂｒｏａｄｂａｎｄ Ｔｗｏ−Ｌａｙｅｒ Ｍｉｃｒｏ
ｓｔｒｉｐ Ａｎｔｅｎｎａ”，１９８４ ＩＥＥＥ
ＡＰ−Ｓ Ｉｎｔ．Ｓｙｍｐ．Ｄｉｇ． ｐｐ．２５１
−２５４参照）。
として種々の方法が提案されているが、円偏波励振とい
う条件を付加すると、その方法はかなり限られ、唯一実
用的な方法として提案されているものにスタック型パッ
チアンテナがある（Ｃ．Ｈ．Ｃｈｅｎ，Ａ．Ｔｕｌｉｎ
ｔｓｅｆｆ ａｎｄ Ｒ．Ｍ．Ｓｏｒｂｅｌｌｏ ：
Ｂｒｏａｄｂａｎｄ Ｔｗｏ−Ｌａｙｅｒ Ｍｉｃｒｏ
ｓｔｒｉｐ Ａｎｔｅｎｎａ”，１９８４ ＩＥＥＥ
ＡＰ−Ｓ Ｉｎｔ．Ｓｙｍｐ．Ｄｉｇ． ｐｐ．２５１
−２５４参照）。
【００１４】図６は、スタック型パッチアンテナの構成
を示しており、図４と対応する部分には同一符号を付し
て示している。図６Ａは平面図、図６ＢはＩ−Ｉ線断面
図である。
を示しており、図４と対応する部分には同一符号を付し
て示している。図６Ａは平面図、図６ＢはＩ−Ｉ線断面
図である。
【００１５】スタック型パッチアンテナは、放射導体１
の上に、さらに誘電体６、放射導体７および誘電体８が
この順に積層されて構成される。
の上に、さらに誘電体６、放射導体７および誘電体８が
この順に積層されて構成される。
【００１６】このスタック型パッチアンテナは２共振型
の特性を持ち、スタック間隔Ｓ（誘電体６の厚み）を調
節することで２波の周波数間隔を制御することができる
。
の特性を持ち、スタック間隔Ｓ（誘電体６の厚み）を調
節することで２波の周波数間隔を制御することができる
。
【００１７】しかし、スタック型パッチアンテナは、図
６からも明らかなように、構造が２層となるので、全体
的に厚みが増大し、平面アンテナ本来の薄型という特長
を無効にしてしまう欠点があった。
６からも明らかなように、構造が２層となるので、全体
的に厚みが増大し、平面アンテナ本来の薄型という特長
を無効にしてしまう欠点があった。
【００１８】そこで、この発明では、送受信周波数が数
％以上離れた送受信両用および円偏波励振という条件の
もとでも薄型に構成できる平面アンテナを提供するもの
である。
％以上離れた送受信両用および円偏波励振という条件の
もとでも薄型に構成できる平面アンテナを提供するもの
である。
【００１９】
【課題を解決するための手段】この発明は、誘電体を介
して接地導体と放射導体とが対向して配されてなる平面
アンテナにおいて、放射導体として平板形放射導体と環
形放射導体が同一平面に同心上に配置され、平板形放射
導体は任意の周波数帯においてＴＭｎ１モード（ｎは１
以上の整数）で励振する大きさを有すると共に、環形放
射導体は任意の周波数帯でＴＭｎ２モードで励振する大
きさを有するものである。
して接地導体と放射導体とが対向して配されてなる平面
アンテナにおいて、放射導体として平板形放射導体と環
形放射導体が同一平面に同心上に配置され、平板形放射
導体は任意の周波数帯においてＴＭｎ１モード（ｎは１
以上の整数）で励振する大きさを有すると共に、環形放
射導体は任意の周波数帯でＴＭｎ２モードで励振する大
きさを有するものである。
【００２０】
【作用】平板形放射導体および環形放射導体を配置した
ため２周波数に共振するものとなり、送受信周波数が数
％以上離れた送受信両用アンテナに適用可能となる。ま
た、独立する直交モードが各々の周波数においても存在
が保たれるため、例えば９０°の位相差をもって２点給
電を行なうことにより円偏波励振にも対応可能となる。 さらに、平板形放射導体および環形放射導体は同一平面
に配置されるため、平面アンテナ本来の薄型という特長
を生かすことが可能となる。
ため２周波数に共振するものとなり、送受信周波数が数
％以上離れた送受信両用アンテナに適用可能となる。ま
た、独立する直交モードが各々の周波数においても存在
が保たれるため、例えば９０°の位相差をもって２点給
電を行なうことにより円偏波励振にも対応可能となる。 さらに、平板形放射導体および環形放射導体は同一平面
に配置されるため、平面アンテナ本来の薄型という特長
を生かすことが可能となる。
【００２１】
【実施例】以下、図１を参照しながら、この発明の一実
施例について説明する。図１Ａは平面図、図１ＢはＩ−
Ｉ線断面図である。図１において、図４と対応する部分
には同一符号を付し、その詳細説明は省略する。
施例について説明する。図１Ａは平面図、図１ＢはＩ−
Ｉ線断面図である。図１において、図４と対応する部分
には同一符号を付し、その詳細説明は省略する。
【００２２】本例では、接地導体３と対向して円形放射
導体１１および円環形放射導体１２が配される。放射導
体１１および１２は同一平面に同心上に配置され、これ
らの間隔ｄは、放射導体どうしで相互結合を生じるよう
に、例えば誘電体２の厚みｔ（基板厚み）より小さく設
定される。
導体１１および円環形放射導体１２が配される。放射導
体１１および１２は同一平面に同心上に配置され、これ
らの間隔ｄは、放射導体どうしで相互結合を生じるよう
に、例えば誘電体２の厚みｔ（基板厚み）より小さく設
定される。
【００２３】これら放射導体１１および１２は、任意の
周波数帯において、それぞれ同系のモードＴＭｎ１およ
びＴＭｎ２（ｎは１以上の整数）で励振する大きさを有
するようにされる。
周波数帯において、それぞれ同系のモードＴＭｎ１およ
びＴＭｎ２（ｎは１以上の整数）で励振する大きさを有
するようにされる。
【００２４】また、放射導体１１には中心からオフセッ
トされた位置に給電点４が設けられ、この給電点４は接
地導体３側に配される給電ポート（コネクタ）５の内部
導体に接続される。給電ポート５の外部導体は接地導体
３に接続される。
トされた位置に給電点４が設けられ、この給電点４は接
地導体３側に配される給電ポート（コネクタ）５の内部
導体に接続される。給電ポート５の外部導体は接地導体
３に接続される。
【００２５】上述したように放射導体１１および１２が
相互結合されているので、放射導体１１に対して給電ポ
ート５を設けるのみで、放射導体１１に共振する周波数
と放射導体１２に共振する周波数の２波で使用可能とな
る。なお、放射導体１２に対して給電ポート５を設ける
ようにしてもよい。
相互結合されているので、放射導体１１に対して給電ポ
ート５を設けるのみで、放射導体１１に共振する周波数
と放射導体１２に共振する周波数の２波で使用可能とな
る。なお、放射導体１２に対して給電ポート５を設ける
ようにしてもよい。
【００２６】本例は以上のように構成され、任意の周波
数帯で円形放射導体１１および円環形放射導体１２は、
それぞれ同系のモードＴＭｎ１およびＴＭｎ２で励振し
、２周波数に共振するものとなる。この２波の周波数間
隔の制御は、放射導体間隔ｄを調節して相互結合の結合
量を変えることで行なわれる。
数帯で円形放射導体１１および円環形放射導体１２は、
それぞれ同系のモードＴＭｎ１およびＴＭｎ２で励振し
、２周波数に共振するものとなる。この２波の周波数間
隔の制御は、放射導体間隔ｄを調節して相互結合の結合
量を変えることで行なわれる。
【００２７】図２は、放射導体１１の半径ｒａ ＝１７
．５ｍｍ、放射導体１２の内周半径ｒｂ ＝１８．０ｍ
ｍ、その外周半径ｒｃ ＝５０．０ｍｍ、放射導体間隔
ｄ＝０．５ｍｍ、誘電体２の厚みｔ＝１．６ｍｍ、誘電
体２の比誘電率εｒ ＝２．６、接地導体３の半径Ｒ＝
８０ｍｍであるときのリターンロスの測定結果である。
．５ｍｍ、放射導体１２の内周半径ｒｂ ＝１８．０ｍ
ｍ、その外周半径ｒｃ ＝５０．０ｍｍ、放射導体間隔
ｄ＝０．５ｍｍ、誘電体２の厚みｔ＝１．６ｍｍ、誘電
体２の比誘電率εｒ ＝２．６、接地導体３の半径Ｒ＝
８０ｍｍであるときのリターンロスの測定結果である。
【００２８】この例は、３ＧＨｚ帯において、放射導体
１１がＴＭ１１モード、放射導体１２がＴＭ２１モード
で励振するように設計されたものである。その結果、ｆ
１＝２９１９ＭＨｚとｆ２＝３０３６ＭＨｚで共振し、
ｆ２−ｆ１＝１１７ＭＨｚ（約３．９２％）離れた２つ
の周波数で共用可能となっている。
１１がＴＭ１１モード、放射導体１２がＴＭ２１モード
で励振するように設計されたものである。その結果、ｆ
１＝２９１９ＭＨｚとｆ２＝３０３６ＭＨｚで共振し、
ｆ２−ｆ１＝１１７ＭＨｚ（約３．９２％）離れた２つ
の周波数で共用可能となっている。
【００２９】このように本例によれば、２周波数に共振
するものとなり、送受信周波数が数％以上離れた送受信
両用アンテナに適用することができる。
するものとなり、送受信周波数が数％以上離れた送受信
両用アンテナに適用することができる。
【００３０】また、スタック型パッチアンテナと同様に
、独立する直交モードが各々の周波数においても存在が
保たれるので、例えば図３に示すように、９０°の位相
差をもって２つの給電点４Ａ，４Ｂを設けて給電を行な
うことで円偏波励振にも対応することができる。
、独立する直交モードが各々の周波数においても存在が
保たれるので、例えば図３に示すように、９０°の位相
差をもって２つの給電点４Ａ，４Ｂを設けて給電を行な
うことで円偏波励振にも対応することができる。
【００３１】また、スタック型パッチアンテナと比べて
、１層構造であるため、平面アンテナ本来の特長である
薄型のメリットを充分に生かすことができる。
、１層構造であるため、平面アンテナ本来の特長である
薄型のメリットを充分に生かすことができる。
【００３２】なお、上述実施例においては、平板形放射
導体を円形とすると共に環形放射導体を円環形としたも
のであるが、方形、方環形の組み合せその他の形状のも
のも同様に構成することができる。
導体を円形とすると共に環形放射導体を円環形としたも
のであるが、方形、方環形の組み合せその他の形状のも
のも同様に構成することができる。
【００３３】
【発明の効果】この発明によれば、平板形放射導体およ
び環形放射導体を配置したため２周波数に共振するもの
となり、送受信周波数が数％以上離れた送受信両用アン
テナに適用することができる。また、独立する直交モー
ドが各々の周波数においても存在が保たれるため、例え
ば９０°の位相差をもって２点給電を行なうことにより
円偏波励振にも対応することができる。さらに、平板形
放射導体および環形放射導体は同一平面に配置されるた
め、平面アンテナ本来の薄型という特長を充分に生かす
ことができる。
び環形放射導体を配置したため２周波数に共振するもの
となり、送受信周波数が数％以上離れた送受信両用アン
テナに適用することができる。また、独立する直交モー
ドが各々の周波数においても存在が保たれるため、例え
ば９０°の位相差をもって２点給電を行なうことにより
円偏波励振にも対応することができる。さらに、平板形
放射導体および環形放射導体は同一平面に配置されるた
め、平面アンテナ本来の薄型という特長を充分に生かす
ことができる。
【図１】実施例の構成図である。
【図２】実施例のリターンロスを示す図である。
【図３】他の実施例（円偏波）の構成図である。
【図４】円形パッチアンテナの構成図である。
【図５】円形パッチアンテナのリターンロスを示す図で
ある。
ある。
【図６】スタック型パッチアンテナの構成図である。
２ 誘電体
３ 接地導体
４，４Ａ，４Ｂ 給電点
５ 給電ポート（コネクタ）
１１ 円形放射導体
１２ 円環形放射導体
Claims (2)
- 【請求項１】 誘電体を介して接地導体と放射導体と
が対向して配されてなる平面アンテナにおいて、上記放
射導体として平板形放射導体と環形放射導体が同一平面
に同心上に配置され、上記平板形放射導体は任意の周波
数帯においてＴＭｎ１モード（ｎは１以上の整数）で励
振する大きさを有すると共に、上記環形放射導体は上記
任意の周波数帯においてＴＭｎ２モードで励振する大き
さを有する平面アンテナ。 - 【請求項２】 上記平板形放射導体を円形とすると共
に、上記環形放射導体を円環形とする請求項１記載の平
面アンテナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13133591A JPH04357701A (ja) | 1991-06-03 | 1991-06-03 | 平面アンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13133591A JPH04357701A (ja) | 1991-06-03 | 1991-06-03 | 平面アンテナ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04357701A true JPH04357701A (ja) | 1992-12-10 |
Family
ID=15055540
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13133591A Pending JPH04357701A (ja) | 1991-06-03 | 1991-06-03 | 平面アンテナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04357701A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES2078855A2 (es) * | 1993-08-11 | 1995-12-16 | Deteccion Y Comunicacion A I E | Antena autoapuntada para comunicaciones moviles via satelite. |
| JP2009517958A (ja) * | 2005-12-16 | 2009-04-30 | イー．エム．ダブリュ．アンテナ カンパニー リミテッド | 単一給電単層の二重帯域円偏波アンテナ |
-
1991
- 1991-06-03 JP JP13133591A patent/JPH04357701A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES2078855A2 (es) * | 1993-08-11 | 1995-12-16 | Deteccion Y Comunicacion A I E | Antena autoapuntada para comunicaciones moviles via satelite. |
| JP2009517958A (ja) * | 2005-12-16 | 2009-04-30 | イー．エム．ダブリュ．アンテナ カンパニー リミテッド | 単一給電単層の二重帯域円偏波アンテナ |
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