JPH0685529A - 移動無線用平面アンテナ - Google Patents
移動無線用平面アンテナInfo
- Publication number
- JPH0685529A JPH0685529A JP4233392A JP23339292A JPH0685529A JP H0685529 A JPH0685529 A JP H0685529A JP 4233392 A JP4233392 A JP 4233392A JP 23339292 A JP23339292 A JP 23339292A JP H0685529 A JPH0685529 A JP H0685529A
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- JP
- Japan
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- antenna
- mobile radio
- transmission line
- dielectric substrate
- planar antenna
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 移動無線機で使用される簡単な構成の内蔵平
面アンテナを提供する。 【構成】 裏面を接地した誘電体基板１０１上に形成し
た周囲長がλ／２のアンテナエレメント１０３のエッジ
をスルーホール１０４で接地し、そのエッジに基板上に
形成した長さλ／４〜λ／２の伝送ライン１０５を接続
し、その伝送ライン１０５の先端を給電点とする。 【効果】 厚くて比誘電率の高い誘電体基板を用いた場
合や、高い周波数で用いた場合でも良好な整合状態に保
つことができる。
面アンテナを提供する。 【構成】 裏面を接地した誘電体基板１０１上に形成し
た周囲長がλ／２のアンテナエレメント１０３のエッジ
をスルーホール１０４で接地し、そのエッジに基板上に
形成した長さλ／４〜λ／２の伝送ライン１０５を接続
し、その伝送ライン１０５の先端を給電点とする。 【効果】 厚くて比誘電率の高い誘電体基板を用いた場
合や、高い周波数で用いた場合でも良好な整合状態に保
つことができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、主として移動無線機で
使用されるアンテナに関するものである。
使用されるアンテナに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、携帯電話やコードレス電話に対す
る需要が急激に高まっている。これらの無線機には、無
線機本体に内蔵可能な平面状の小型・薄型のアンテナが
用いられることがある。図５は従来の移動無線用平面ア
ンテナの構造を示している。図５において５０１は誘電
体基板であって、グランド面５０２の上に半田付け等に
よって実装されている。誘電体基板上にはエッチングに
よって作成されたパターンから成るアンテナエレメント
５０３が形成されている。アンテナエレメントのエッジ
の近傍はスルーホール５０４によってグランド面に接地
されている。アンテナへの給電は同軸線路５０５の中心
導体をスルーホール近くのアンテナエレメントへ、外導
体をグランド面へ半田付けすることによって行なわれ
る。アンテナの共振周波数はアンテナエレメントの周囲
長によってほぼ決まり、周囲長は約λ／２（λは誘電体
基板上における使用周波数の波長）である。このような
アンテナは一般に板状逆Ｆアンテナと呼ばれており、特
願平２−２５０６５５号”無線機用アンテナ”にも見る
ことができる。
る需要が急激に高まっている。これらの無線機には、無
線機本体に内蔵可能な平面状の小型・薄型のアンテナが
用いられることがある。図５は従来の移動無線用平面ア
ンテナの構造を示している。図５において５０１は誘電
体基板であって、グランド面５０２の上に半田付け等に
よって実装されている。誘電体基板上にはエッチングに
よって作成されたパターンから成るアンテナエレメント
５０３が形成されている。アンテナエレメントのエッジ
の近傍はスルーホール５０４によってグランド面に接地
されている。アンテナへの給電は同軸線路５０５の中心
導体をスルーホール近くのアンテナエレメントへ、外導
体をグランド面へ半田付けすることによって行なわれ
る。アンテナの共振周波数はアンテナエレメントの周囲
長によってほぼ決まり、周囲長は約λ／２（λは誘電体
基板上における使用周波数の波長）である。このような
アンテナは一般に板状逆Ｆアンテナと呼ばれており、特
願平２−２５０６５５号”無線機用アンテナ”にも見る
ことができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記のアンテナは９０
０ＭＨｚ帯では同軸線路とスルーホールの距離を適当に
選ぶことによって比較的簡単に良好な整合状態を得るこ
とができる。しかし上記アンテナをさらに高い周波数で
使用した場合には良好な整合状態が得られないという問
題点を有していた。たとえば図６は比誘電率３．６、厚
さ５ｍｍの誘電体基板を用いて試作した共振周波数１．
９ＧＨｚの図５の形状のアンテナのインピーダンス軌跡
を示したものである。図のように共振周波数におけるイ
ンピーダンス６０１の整合状態はきわめて悪く、ＶＳＷ
Ｒは約４．５である。実験によるとこのように整合状態
が悪くなる現象は比誘電率が高く、厚い誘電体基板を用
いるほど顕著であって、このような場合には低い周波数
帯であっても良好な整合状態を得るのが困難になる。
０ＭＨｚ帯では同軸線路とスルーホールの距離を適当に
選ぶことによって比較的簡単に良好な整合状態を得るこ
とができる。しかし上記アンテナをさらに高い周波数で
使用した場合には良好な整合状態が得られないという問
題点を有していた。たとえば図６は比誘電率３．６、厚
さ５ｍｍの誘電体基板を用いて試作した共振周波数１．
９ＧＨｚの図５の形状のアンテナのインピーダンス軌跡
を示したものである。図のように共振周波数におけるイ
ンピーダンス６０１の整合状態はきわめて悪く、ＶＳＷ
Ｒは約４．５である。実験によるとこのように整合状態
が悪くなる現象は比誘電率が高く、厚い誘電体基板を用
いるほど顕著であって、このような場合には低い周波数
帯であっても良好な整合状態を得るのが困難になる。
【０００４】本発明はこのような従来の問題を解決する
ものであり、厚くて比誘電率の高い誘電体基板を用いた
場合や、高い周波数帯で用いた場合でも良好な整合状態
に保つことができる移動無線用平面アンテナを提供する
ことを目的としたものである。
ものであり、厚くて比誘電率の高い誘電体基板を用いた
場合や、高い周波数帯で用いた場合でも良好な整合状態
に保つことができる移動無線用平面アンテナを提供する
ことを目的としたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明の移動無線用平面アンテナは、周囲長が約λ
／２（λは誘電体基板上における使用周波数の波長）の
パターンから成るアンテナエレメントを形成した誘電体
基板をグランド面上に密着して設け、前記アンテナエレ
メントのエッジ近傍をスルーホールで前記グランド面に
接地し、前記エッジに前記誘電体基板上に形成された伝
送ラインを接続し、前記伝送ラインの先端と前記グラン
ドの間に給電するように構成したものである。
めに本発明の移動無線用平面アンテナは、周囲長が約λ
／２（λは誘電体基板上における使用周波数の波長）の
パターンから成るアンテナエレメントを形成した誘電体
基板をグランド面上に密着して設け、前記アンテナエレ
メントのエッジ近傍をスルーホールで前記グランド面に
接地し、前記エッジに前記誘電体基板上に形成された伝
送ラインを接続し、前記伝送ラインの先端と前記グラン
ドの間に給電するように構成したものである。
【０００６】
【作用】本発明は上記した構成によって、伝送ラインが
インピーダンス変換器として機能し、共振周波数におけ
るアンテナの高いインピーダンスを低いインピーダンス
に変換することができるので良好な整合状態を実現する
ことができる。
インピーダンス変換器として機能し、共振周波数におけ
るアンテナの高いインピーダンスを低いインピーダンス
に変換することができるので良好な整合状態を実現する
ことができる。
【０００７】
【実施例】以下本発明の一実施例の移動無線用平面アン
テナについて、図面を参照しながら説明する。
テナについて、図面を参照しながら説明する。
【０００８】図１（ａ）は本発明の第１の実施例におけ
る移動無線用平面アンテナの構成を示すものである。図
において１０１は誘電体基板であって、グランド面１０
２の上に半田付け等によって実装されている。誘電体基
板上にはエッチングによって作成されたパターンから成
るアンテナエレメント１０３が形成されている。アンテ
ナの共振周波数はアンテナエレメントの周囲長によって
ほぼ決まり、周囲長は約λ／２である。ここでλは誘電
体基板上における使用周波数の波長で、λ＝λ 0／√ε
（λ0：自由空間波長、ε：誘電体基板の比誘電率）に
よって求めることができる。
る移動無線用平面アンテナの構成を示すものである。図
において１０１は誘電体基板であって、グランド面１０
２の上に半田付け等によって実装されている。誘電体基
板上にはエッチングによって作成されたパターンから成
るアンテナエレメント１０３が形成されている。アンテ
ナの共振周波数はアンテナエレメントの周囲長によって
ほぼ決まり、周囲長は約λ／２である。ここでλは誘電
体基板上における使用周波数の波長で、λ＝λ 0／√ε
（λ0：自由空間波長、ε：誘電体基板の比誘電率）に
よって求めることができる。
【０００９】図１（ｂ）は本発明の移動無線用平面アン
テナの等価回路を表わしたものである。図に示すように
伝送ラインはインピーダンス変換器として機能し、共振
周波数におけるアンテナの高いインピーダンスを低いイ
ンピーダンスに変換することができる。実験によると伝
送ラインの長さがλ／４〜λ／２のとき良好な整合状態
を実現することができた。たとえば図２は、図６で示し
た特性のアンテナ（即ち図５で比誘電率３．６、厚さ５
ｍｍの誘電体基板を用い共振周波数１．９ＧＨｚとした
アンテナ）に長さ３３ｍｍ（約３／８λ）の伝送ライン
を付加し、図１（ａ）の形状のアンテナを試作したとき
のインピーダンス特性を示したものである。共振周波数
１．９ＧＨｚにおけるインピーダンス２０１は極めてよ
く整合している。なお、図１（ａ）ではアンテナができ
るだけコンパクトになるように伝送ラインはアンテナエ
レメントの幅で折りまげた曲がりくねった形状とした
が、伝送ラインは任意の形状でよく、たとえば直線状で
あってもよい。
テナの等価回路を表わしたものである。図に示すように
伝送ラインはインピーダンス変換器として機能し、共振
周波数におけるアンテナの高いインピーダンスを低いイ
ンピーダンスに変換することができる。実験によると伝
送ラインの長さがλ／４〜λ／２のとき良好な整合状態
を実現することができた。たとえば図２は、図６で示し
た特性のアンテナ（即ち図５で比誘電率３．６、厚さ５
ｍｍの誘電体基板を用い共振周波数１．９ＧＨｚとした
アンテナ）に長さ３３ｍｍ（約３／８λ）の伝送ライン
を付加し、図１（ａ）の形状のアンテナを試作したとき
のインピーダンス特性を示したものである。共振周波数
１．９ＧＨｚにおけるインピーダンス２０１は極めてよ
く整合している。なお、図１（ａ）ではアンテナができ
るだけコンパクトになるように伝送ラインはアンテナエ
レメントの幅で折りまげた曲がりくねった形状とした
が、伝送ラインは任意の形状でよく、たとえば直線状で
あってもよい。
【００１０】図３は本発明の第２の実施例における移動
無線用平面アンテナの構成を示すものである。図中、図
１（ａ）と同一の番号の構成要素は第１の実施例と同一
の機能であるので説明を省略する。図３ではアンテナエ
レメントは複数の凸凹で構成されたくし状のパターン３
０１を含んでいる。このようなパターンを作っておくと
凸部をカットすることによって極めて容易に共振周波数
を上げることができるので製造ラインでの調整作業が容
易になる。
無線用平面アンテナの構成を示すものである。図中、図
１（ａ）と同一の番号の構成要素は第１の実施例と同一
の機能であるので説明を省略する。図３ではアンテナエ
レメントは複数の凸凹で構成されたくし状のパターン３
０１を含んでいる。このようなパターンを作っておくと
凸部をカットすることによって極めて容易に共振周波数
を上げることができるので製造ラインでの調整作業が容
易になる。
【００１１】図４は本発明の第３の実施例における移動
無線用平面アンテナの給電部のみを拡大した部分図であ
る。図で示されていないアンテナの他の部分は第１の実
施例における移動無線用平面アンテナと同一である。図
に示すように伝送ライン１０５の先端にはスルーホール
４０１が誘電体基板１０１を貫通して設けられており、
このスルーホールによって伝送ラインは回路基板４０２
上に形成されたコプレナライン４０３と接続されてい
る。回路基板上にはグランド面１０２が形成されてい
る。ただし、給電部周辺４０５の部分はコプレナライン
とショートするのをさけるためグランド面は除去されて
いる。図１（ａ）あるいは図３のように同軸線路で給電
した場合、中心導体および外導体のはんだ付けの位置に
よってアンテナの共振周波数がばらつく問題がある。し
かし、図４のようにスルーホールによって給電すると共
振周波数は極めて安定になる。またアンテナはコプレナ
ラインによって送／受信回路と直接接続されるので回路
損失を小さくできる。また同軸線路なしでアンテナを回
路基板上に直接実装するだけで配線が完了するので、実
装が容易で低コストである。なお、図４ではコプレナラ
インを用いているが、回路基板の裏面をグランド面とし
てストリップラインを形成してももちろんよい。
無線用平面アンテナの給電部のみを拡大した部分図であ
る。図で示されていないアンテナの他の部分は第１の実
施例における移動無線用平面アンテナと同一である。図
に示すように伝送ライン１０５の先端にはスルーホール
４０１が誘電体基板１０１を貫通して設けられており、
このスルーホールによって伝送ラインは回路基板４０２
上に形成されたコプレナライン４０３と接続されてい
る。回路基板上にはグランド面１０２が形成されてい
る。ただし、給電部周辺４０５の部分はコプレナライン
とショートするのをさけるためグランド面は除去されて
いる。図１（ａ）あるいは図３のように同軸線路で給電
した場合、中心導体および外導体のはんだ付けの位置に
よってアンテナの共振周波数がばらつく問題がある。し
かし、図４のようにスルーホールによって給電すると共
振周波数は極めて安定になる。またアンテナはコプレナ
ラインによって送／受信回路と直接接続されるので回路
損失を小さくできる。また同軸線路なしでアンテナを回
路基板上に直接実装するだけで配線が完了するので、実
装が容易で低コストである。なお、図４ではコプレナラ
インを用いているが、回路基板の裏面をグランド面とし
てストリップラインを形成してももちろんよい。
【００１２】
【発明の効果】以上のように本発明は、周囲長が約λ／
２（λは誘電体基板上における使用周波数の波長）のパ
ターンから成るアンテナエレメントを形成した誘電体基
板をグランド面上に密着して設け、前記アンテナエレメ
ントのエッジ近傍をスルーホールで前記グランド面に接
地し、前記エッジに前記誘電体基板上に形成された伝送
ラインを接続し、前記伝送ラインの先端と前記グランド
の間に給電するように構成したものであって、これによ
って、伝送ラインがインピーダンス変換器として機能
し、共振周波数におけるアンテナの高いインピーダンス
を低いインピーダンスに変換することができるので良好
な整合状態を実現することができる。
２（λは誘電体基板上における使用周波数の波長）のパ
ターンから成るアンテナエレメントを形成した誘電体基
板をグランド面上に密着して設け、前記アンテナエレメ
ントのエッジ近傍をスルーホールで前記グランド面に接
地し、前記エッジに前記誘電体基板上に形成された伝送
ラインを接続し、前記伝送ラインの先端と前記グランド
の間に給電するように構成したものであって、これによ
って、伝送ラインがインピーダンス変換器として機能
し、共振周波数におけるアンテナの高いインピーダンス
を低いインピーダンスに変換することができるので良好
な整合状態を実現することができる。
【図１】（ａ）は本発明の第１の実施例における移動無
線用平面アンテナの構成図 （ｂ）は本発明の第１の実施例における移動無線用平面
アンテナの等価回路図
線用平面アンテナの構成図 （ｂ）は本発明の第１の実施例における移動無線用平面
アンテナの等価回路図
【図２】本発明の第１の実施例における移動無線用平面
アンテナのインピーダンス軌跡を示す図
アンテナのインピーダンス軌跡を示す図
【図３】本発明の第２の実施例における移動無線用平面
アンテナの構成図
アンテナの構成図
【図４】本発明の第３の実施例における移動無線用平面
アンテナの給電部のみを拡大した部分図
アンテナの給電部のみを拡大した部分図
【図５】従来の移動無線用平面アンテナの構成図
【図６】従来の移動無線用平面アンテナのインピーダン
ス軌跡を示す図
ス軌跡を示す図
１０１ 誘電体基板 １０２ グランド面 １０３ アンテナエレメント １０４ スルーホール １０５ 伝送ライン １０６ 同軸線路 ３０１ くし状パターン ４０１ スルーホール ４０２ 回路基板 ４０３ コプレナライン
Claims (5)
- 【請求項１】周囲長が約λ／２（λは誘電体基板上にお
ける使用周波数の波長）のパターンから成るアンテナエ
レメントを形成した誘電体基板をグランド面上に密着し
て設け、前記アンテナエレメントのエッジ近傍をスルー
ホールで前記グランド面に接地し、前記エッジに前記誘
電体基板上に形成された伝送ラインを接続し、前記伝送
ラインの先端と前記グランドの間に給電するようにした
ことを特徴とする移動無線用平面アンテナ。 - 【請求項２】長さがλ／４〜λ／２の伝送ラインを用い
ることを特徴とする請求項１記載の移動無線用平面アン
テナ。 - 【請求項３】曲がりくねった伝送ラインを用いることを
特徴とする請求項１記載の移動無線用平面アンテナ。 - 【請求項４】少なくとも一辺に複数の凸凹で構成された
くし状のパターンを含むアンテナエレメントを形成する
ことを特徴とする請求項１記載の移動無線用平面アンテ
ナ。 - 【請求項５】伝送ラインの先端にスルーホールを設け、
誘電体基板のグランド面側から給電することを特徴とす
る請求項１記載の移動無線用平面アンテナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4233392A JPH0685529A (ja) | 1992-09-01 | 1992-09-01 | 移動無線用平面アンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4233392A JPH0685529A (ja) | 1992-09-01 | 1992-09-01 | 移動無線用平面アンテナ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0685529A true JPH0685529A (ja) | 1994-03-25 |
Family
ID=16954374
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4233392A Pending JPH0685529A (ja) | 1992-09-01 | 1992-09-01 | 移動無線用平面アンテナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0685529A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006035881A1 (ja) * | 2004-09-30 | 2006-04-06 | Toto Ltd. | マイクロストリップアンテナ及びマイクロストリップアンテナを用いた高周波センサ |
-
1992
- 1992-09-01 JP JP4233392A patent/JPH0685529A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006035881A1 (ja) * | 2004-09-30 | 2006-04-06 | Toto Ltd. | マイクロストリップアンテナ及びマイクロストリップアンテナを用いた高周波センサ |
| US7773035B2 (en) | 2004-09-30 | 2010-08-10 | Toto Ltd. | Microstrip antenna and high frequency sensor using microstrip antenna |
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