JPH0730320A - コプレーナライン給電アンテナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 任意の放射特性を有し、しかも広帯域なコプ
レーナライン型アンテナを提供すること。 【構成】 誘電体フィルム（１０）の片面に、印刷によ
り設けられた中心導体（４ａ）および２本の接地導体
（４ｂ）からなり給電線として機能するコプレーナライ
ン（４）と、前記誘電体フィルムの片面あるいは両面
に、印刷により設けられ前記コプレーナラインと結合さ
れたアンテナ素子（ａ、ｂ）としての導体とをそなえた
コプレーナライン給電アンテナ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、陸上移動通信や移動体
通信に用いられるアンテナに関し、さらにはラジオ、テ
レビジョン放送受信に用いられる線状アンテナまたはプ
リントアンテナに関する。

【０００２】

【従来の技術】これらの用途に用いられるアンテナとし
て、コプレーナライン型アンテナが知られている。これ
は、例えば特願昭63-133963 号（特開平1-300701号公
報）に開示されているものであり、図７に示したような
構造を持っている。

【０００３】この図において、１１はコプレーナライン
であり、中心導体１１ａと短絡線１２で相互接続された
一対の接地導体１１ｂ、１１ｂとからなる。これら両導
体１１ａ、１１ｂの間にはスロット１３が形成されてお
り、このスロット１３では両導体１１ａ、１１ｂ間に電
界Ｅが作用する。

【０００４】このアンテナは、給電線としてコプレーナ
ラインを用いて給電線からの不要放射が発生しないよう
にし、かつスロット内に生じる電界によって電磁界を発
生させようとするものである。

【０００５】このような基本構造を有するアンテナの周
波数帯域を広げるために、従来、図８に示すような構成
がとられた。これは、接地導体２１と導体２２とを組み
合わせて同軸給電線を構成し、導体２２のアンテナ素子
として機能する部分には中心部に誘電体棒２３を埋め込
んで導体２２を区分することによりコンデンサとして機
能する間隙２４を構成している（雑誌「Electronics
Letters 」第８巻第６号、１９７２年３月発行：第１４
８ないし１４９頁）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記の２例のうち図７
に示したものは、所望の放射指向性パターンや偏波特性
を持つようにスロット線路を形成するには、中心導体や
接地導体の配置が難しく、アレイアンテナとすることも
困難である。

【０００７】また、図８のものは、ある程度の広帯域化
は可能であるが、コンデンサの容量をあまり大きくでき
ないため、限度がある。

【０００８】そして、従来の線状アンテナでは、入力特
性を改善するために、任意に構成した直列または並列の
リアクタンス回路をアンテナの途中または先端に装荷す
ることは機械的強度の点からも困難である。

【０００９】本発明は上述の点を考慮してなされたもの
で、任意の放射特性を有し、しかも広帯域なコプレーナ
ライン型アンテナを提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、本
発明では、誘電体フィルムの片面に、印刷により設けら
れた中心導体および２本の接地導体からなり給電線とし
て機能するコプレーナラインと、前記誘電体フィルムの
片面あるいは両面に、印刷により設けられ前記コプレー
ナラインと結合されたアンテナ素子としての導体とをそ
なえたコプレーナライン給電アンテナ、上記コプレーナ
ライン給電アンテナにおいて、前記アンテナ素子の給電
点と前記給電線の先端とを接近して配置し、両者の間隙
に能動要素が装荷され、アクティブ動作するコプレーナ
ライン給電アンテナ、同じく上記コプレーナライン給電
アンテナにおいて、前記アンテナ素子は、前記フィルム
の片面の導体がスパイラル状またはメアンダ状に形成さ
れてコイル機能が与えられ、リアクタンス装荷がなされ
たコプレーナライン給電アンテナ、同じく上記コプレー
ナライン給電アンテナにおいて、前記アンテナ素子は、
前記フィルム両面の導体がわずかに重なるように配置さ
れてコンデンサ機能が与えられ、リアクタンス装荷がな
されたコプレーナライン給電アンテナ、を提供するもの
である。

【００１１】

【作用】誘電体フィルムの片面に、印刷技術によりコプ
レーナラインの中心導体および２本の接地導体からなる
給電線を設ける。また、誘電体フィルムの片面あるいは
両面に、印刷技術によりアンテナ素子としての導体を前
記コプレーナラインと結合するように設ける。この結
果、アンテナ素子によって定まる指向特性を有するアン
テナとなる。

【００１２】また、アンテナ素子の給電点と給電線の先
端とを接近させて能動要素を介在させることにより能動
要素の作用を加味したアンテナとなる。

【００１３】さらに、アンテナ素子に任意の形状を取ら
せてコイルとかコンデンサを構成することにより広帯域
特性のアンテナを提供することができる。

【００１４】

【発明の効果】本発明は上述のように、誘電体フィルム
の面にコプレーナラインの中心導体および２本の接地導
体からなる給電線、およびアンテナ素子としての導体を
コプレーナラインと結合するように印刷技術によって設
けるため、アンテナ素子の構成によって指向特性を選択
することができ、所望指向特性のアンテナを提供するこ
とができる。そして、誘電体フィルム上にコプレーナラ
インを配置しているため、アレイアンテナを構成すると
かラインを自由に延長して結合損失を生ぜずに電子回路
との接続を行うこととかが自由にできる。

【００１５】また、アンテナ素子の給電点と給電線の先
端とを接近させて能動要素を配することにより能動要素
の作用による高利得のアンテナを提供することができ
る。この場合、直流バイアス用の特別のリード線を設け
る必要がない。

【００１６】さらに、アンテナ素子に任意の形状を取ら
せてコイルとかコンデンサとすることによりアンテナ素
子の特性を適宜設定して広い周波数帯域特性のアンテナ
を提供することができる。

【００１７】

【実施例】図１（ａ）、（ｂ）は、本発明の一実施例を
示したものである。同図（ａ）において、１は誘電体フ
ィルム上に形成されたアンテナ素子と同様に形成された
給電線とを結合する給電点であり、この給電点でアンテ
ナ素子と給電線とが何等かの手段、直接結合または電磁
的結合により結合され、電流の授受を行う。同図（ｂ）
は、同図（ａ）のＡ−Ａ線に沿って切断した断面を示し
たもので、アンテナ素子部分の横断面を示しており、３
層構造の誘電体フィルムの各層間にアンテナ素子および
給電線を構成する導体９が挿入されている。

【００１８】図示の場合、アンテナ素子は図における左
右方向に対称に伸びており、それぞれコイル部２とコン
デンサ部３とにより構成されている。コイル部２は給電
点１寄りに配され、コンデンサ部３は端部寄りに配され
ている。そして、コイル部２は、誘電体フィルムにおけ
る一面上に平面形状が矩形に巻回されており、一端が給
電点に接続され、他端５がコンデンサ部３に接続される
ようになっている。また、コンデンサ部３は、誘電体フ
ィルムにおけるコイル部２が形成される面とは反対側の
面に形成された導体と、コイル部２が形成される面に形
成された導体とが誘電体を挟んで対抗することにより構
成されるものであり、図示実施例では、３個のコンデン
サが直列接続されている。

【００１９】そして、給電線は誘電体フィルムの一面に
形成された中心導体４ａとその両側に配された一対の接
地導体４ｂとによりコプレーナラインとして構成されて
いる。中心導体４ａと接地導体４ｂの一方とは、直流バ
イアス供給線６としても用いられる。その場合、信号は
誘電体フィルムの他方の面に配された導体７との間に形
成されたコンデンサ８を介して授受される。

【００２０】図２（ａ）、（ｂ）は、図１における給電
点１に接続されるトランジスタを用いた回路の一例を示
したものである。この回路は、同図（ａ）に示すよう
に、トランジスタＴｒのベースＢが一方のアンテナ素子
ａに、エミッタＥが他方のアンテナ素子ｂとコプレーナ
ラインの接地導体４ｂの一端に接続され、コレクタＣが
中心導体４ａの一端に接続されている。さらに中心導体
４ａの他端は、直流カットコンデンサ８を介して一方の
出力端７に接続され、接地導体４ｂの他端は他方の出力
端に接続されている。そして、コレクタＣ−ベースＢ間
に抵抗Ｒｂが接続され、中心導体４ａと接地導体４ｂと
の間に抵抗Ｒｐと電源Ｖｃｃとの直列回路が接続されて
いる。

【００２１】同図（ｂ）は、トランジスタＴｒのアンテ
ナ素子ａ、ｂと中心導体４ａ、４ｂとの接続状態を示し
たものである。図で僅かな隙間をおいて左右に直線状に
配された２つのアンテナ素子ａ、ｂの隙間部分に、コプ
レーナラインの上端を近接配置し、アンテナ素子ｂにト
ランジスタＴｒのベースＢを、アンテナ素子ｂおよびコ
プレーナラインの接地導体４ｂをトランジスタＴｒのエ
ミッタＥに接続し、トランジスタＴｒのコレクタＣを中
心導体４ａに接続している。トランジスタＴｒはディス
ク型のものを用いており、図示しないが腹の部分にチッ
プ抵抗Ｒｂを抱かせている。

【００２２】図３は、本発明の一実施例としての半波長
ダイポールアンテナに対する相対利得をプロットしたも
のである。横軸には数１０ＭＨｚないし８００ＭＨｚの
周波数範囲をとり、縦軸に利得をとっている。これによ
れば概ね２００ＭＨｚないし６００ＭＨｚの範囲が利得
があり、とくに３００ＭＨｚないし６００ＭＨｚの範囲
では１０ｄＢ前後の高利得が得られた。

【００２３】図４は、給電点における入力インピーダン
スＲｉｎ、Ｘｉｎの周波数に対する変化を図３同様に、
横軸に数１０ＭＨｚないし８００ＭＨｚの周波数範囲を
とり、縦軸にインピーダンスをとって示している。この
変化特性も図３の利得変化特性と同様に、１００ＭＨ
ｚ、３００ＭＨｚおよび６００ＭＨｚの各点で特異値を
示すが、全体的にはフラットな低インピーダンス特性で
ある。

【００２４】図５は、本発明の一実施例の指向特性の実
測結果を示したものである。測定は１００ＭＨｚないし
７００ＭＨｚの範囲につき１００ＭＨｚ刻みで行った。
この結果、いづれの周波数においてもほぼ８の字特性が
得られ、本発明に係るアンテナの広帯域性が確認され
た。

【００２５】図６は、本発明のアンテナを、給電点にト
ランジスタを装荷してアクティブ形式に構成した場合の
利得向上の様子を示したものである。同図において、横
軸が周波数を表し、縦軸が利得を表しており、縦軸の０
レベルがトランジスタを装荷しない場合の利得であり、
これに比べて９０ＭＨｚないし７７０ＭＨｚの範囲であ
るが１５ｄＢの利得向上が得られている。

【００２６】上記実施例では、受信アンテナにつき説明
したが、本発明は送信アンテナにも適用可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示したもので、同図（ａ）
は平面図で、同図（ｂ）は、同図（ａ）のＡ−Ａ線に沿
って切断した断面図。

【図２】図１における給電点１に接続されるトランジス
タを用いた回路の一例を示したもので、同図（ａ）は回
路図、同図（ｂ）は実体配線図。

【図３】本発明の一実施例としての半波長ダイポールア
ンテナに対する相対利得をプロットした実測特性図。

【図４】給電点における入力インピーダンスＲｉｎ、Ｘ
ｉｎの周波数に対する変化を図３同様に、横軸に数１０
ＭＨｚないし８００ＭＨｚの周波数範囲をとり、縦軸に
インピーダンスをとって示した実測特性図。

【図５】本発明の一実施例の指向特性の実測結果を示し
た特性図。

【図６】本発明のアンテナをトランジスタを装荷してア
クティブ形式に構成した場合の利得向上の様子を示した
特性図。

【図７】従来のコプレーナライン型アンテナの説明図。

【図８】従来のコプレーナライン型アンテナに広帯域化
処置を施したものの説明図。

【符号の説明】

１ 給電点 ２ コイル部 ３ コンデンサ部 ４ コプレーナライン ５ 短絡部 ６ 直流バイアス供給線 ７ 導体 ８ 直流カットコンデンサ ９ 導体 １０ 誘電体フィルム １１ コプレーナライン導体 １２ スロット ２１ 接地導体 ２２ 導体 ２３ 誘電体棒 ２４ コンデンサ Ｔｒ トランジスタ Ｒ 抵抗 ａ アンテナ素子 ｂ アンテナ素子

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】誘電体フィルムの片面に、印刷により設け
   られた中心導体および２本の接地導体からなり給電線と
   して機能するコプレーナラインと、 前記誘電体フィルムの片面あるいは両面に、印刷により
   設けられ前記コプレーナラインと結合されたアンテナ素
   子としての導体とをそなえたコプレーナライン給電アン
   テナ。
2. 【請求項２】請求項１記載のアンテナにおいて、 前記アンテナ素子の給電点と前記給電線の先端とを接近
   して配置し、両者の間隙に能動要素が装荷され、アクテ
   ィブ動作するコプレーナライン給電アンテナ。
3. 【請求項３】請求項１記載のアンテナにおいて、 前記アンテナ素子は、前記フィルムの片面の導体がスパ
   イラル状またはメアンダ状に形成されてコイル機能が与
   えられ、リアクタンス装荷がなされたコプレーナライン
   給電アンテナ。
4. 【請求項４】請求項１記載のアンテナにおいて、 前記アンテナ素子は、前記フィルム両面の導体がわずか
   に重なるように配置されてコンデンサ機能が与えられ、
   リアクタンス装荷がなされたコプレーナライン給電アン
   テナ。