JPS61236203A

JPS61236203A - アンテナ

Info

Publication number: JPS61236203A
Application number: JP60077242A
Authority: JP
Inventors: Yukio Yokoyama; 幸男横山
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1985-04-11
Filing date: 1985-04-11
Publication date: 1986-10-21

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】〔産業上の利用分野〕本発明は、低姿勢構造で広帯域波帯の送受信に適するア
ンテナの構造に関する。

〔概　要〕

本発明は、それぞれ放射導体板と接続導体板からなる２
組の給電アンテナ素子を備えたアンテナにおいて、放射導体板を接地導体板−ヒに並置し、それぞれの放射
導体板について伝送線路を並列に接続することにより、広帯域特性を有する低姿勢構造のアンテナを提供するも
のである。

〔従来の技術〕

従来例の低姿勢構造のアンテナとしては、第５図に示す
放射導体板１１、接続導体板１２および接地導体板から
なるアンテナが知られている。これは通常のパンチアン
テナを２にした小型アンテナである。第５図において符
号１３は給電ピンである。

第５図のアンテナの等価回路はほぼ第６図のようにＬＣ
Ｒ並列共振回路とインダクタンスＬｔとの直列回路で表
すことができる。ここでインダクタンスしｆは給電ピン
がインダクタンスとして動作することによるものである
。第６図において並列共振回路インダクタンスＬは第７
図に示すように放射導体板の幅Ｗおよび接続導体板の高
さｔを増す程低下する。すなわち、第５図に示すアンテ
ナは幅Ｗまたは高さｔを大きくすることにより帯域幅が
増加する性質がある。

従って、広帯域なシステムで用いる第５図に示す構造の
アンテナは幅Ｗ　’Ｐ　冑さｔが大きくなるため大型化
してしまう。

そこで、さらに小型で広帯域用のアンテナとして、従来
は第８図に示すように、給電されたアンテナ素子１４の
横に無給電のアンテナ素子１５を並置した構造のアンテ
ナが考えられた。この従来例アンテナのインピーダンス
特性は第９図の実線１６のように共振点１７および１８
を持つ２共振特性を示す。

本アンテナと同体積の第５図の構造のアンテナのインピ
ーダンス特性（破線１９）と比較し広帯域化される。第
８図のアンテナでは給電素子１４と無給電素子１５との
相互結合により第９図に示すように、２共振性のインピ
ーダンス特性が得られるが、片方の共振点１６付近のイ
ンピーダンス特性が狭帯域性を示す。このため第８図の
アンテナでは２つのアンテナ素子の間隙ｇ、無給電素子
１５の長さしの変化や周囲の影響により、特に共振点１
６付近のインピーダンス特性が大きく変化し易い。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、第８図に示す従来の広帯域化したアンテナで
は、給電素子と無給電素子間の相互結合を用いてインピ
ーダンス特性を２共振性にして広帯域化しているため、
わずかな形状変化により特性が大きく変化する。すなわ
ち特性が不安定になり易く調整もむずかしい欠点がある
。

本発明はこの欠点を解決する低姿勢構造で広帯域用のア
ンテナを提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、１枚の接地導体板と、この接地導体板の片面
にこの接地導体板の表面にほぼ平行に配置され、それぞ
れこの接地導体板に接続導体板で接続された２枚の板状
の放射導体板と、この放射導体板に接続される給電用の
伝送線路とを備えたアンテナにおいて、上記２枚の放射導体板は、それぞれ実質的に長方形状で
あり、上記接続導体板はその短辺近傍で上記接地導体板
に接続され、その長辺の長さはほぼ等しくその両短辺が
ほぼ一直線上になるように配置され、上記給電用の伝送
線路は、上記２枚の放射導体板を電気的にそれぞれ並列
接続する構造であることを特徴とする。

２枚の放射導体板と接地導体板との距離は等しく、２枚
の接続導体板の中心距離は各放射導体板の短辺のｚ以上
能れて配置されており、かつ２枚の放射導体板の短辺が
ほぼ等しいことが好ましい。

また接続導体板の幅が放射導体板の短辺の長さより短い
ことが好ましい。

〔作　用〕

並置するもう一つの放射導体についても、給電用信号伝
送線路を接続して、二つの並置したアンテナ構造とする
。このとき、二つの放射導体の特性ずれにより、共振点
が二つになり実質的に特性が広帯域化する。また、再放
射導体板が共に給電用伝送線路に接続されるので、それ
ぞれ独立の特性に保持され相互関係の微妙な変化によっ
て特性を大きく変化することがなくなる。

〔実施例〕

本発明の実施例について図面を用いて説明する。

第１図は本発明一実施例の外観図を示す。第１図におい
て、接地導体板１０上の放射導体板１、接続導体板２に
より第１のアンテナ素子を、また放射導体板５、接続導
体板６により第２のアンテナ素子が垂れぞれ構成されて
いる。両アンテナ素子の共振周波数ｆ、　、ｆ２は、ｆ
ｌ　≠ｆ２としている。また符号４および８は給電ピン
であり、符号３は第１の伝送線路、符号７は第２の伝送
線路であり、第１、第２の伝送線路の並列接続点９は本
アンテナの給電点である。

ここで本発明の特徴とするところは、放射導体板１．５
と接地導体板１０およびこれらの導体板を接続する接続
導体板２．６で構成される第１、第２の伝送線路３およ
び７からなるアンテナ素子において、上記第１、第２の
伝送線路３．７は各々所定の長さを有し、この第１の伝
送線路３の一端は上記第１のアンテナ素子に、また第２
の伝送線路７の一端は上記第２のアンテナ素子に接続さ
れ、これらの伝送線路の他の一端９は互いに並列接続さ
れていることにある。

さらに第２図に示す各アンテナ素子の接続導体板幅Ｗ２
を放射導体板幅Ｗ、以下のものとし、これらの接続導体
板の中心線間路＃（第１図における寸法Ｓ）が２枚の放
射導体板幅の和の２以上であることおよびこの２枚の放
射導体板長が互いにほぼ等しいことが特徴である。

二つのアンテナ素子のｆ、、ｆ、の設定に当たっては、
本発明では放射導体板長を等しくし、放射導体板幅Ｗ、
および接続導体板幅Ｗ２を変化させて行っている。これ
は第５図のアンテナの接続導体板幅を放射板幅より狭く
し、第２図のように変形した場合Ｗ、　、Ｗ、を変化さ
せることにより第３図に示すように共振周波数が変化す
る性質を用いたものである。このため従来例の素子長を
変えて共振周波数を変化させた構造のものと比較すると
、本アンテナの包絡体積の形状が直方体となるのでスペ
ースファクタの良好なアンテナとなっている。

本発明のアンテナのアンテナ素子は接続導体板幅と放射
導体板幅が異なっているが、第５図のアンテナ同様その
等価回路はほぼ第６図のように表すことができる。そこ
で本アンテナ素子に伝送線路を接続し、伝送線路を介し
て各アンテナ素子側を見たインピーダンスは、その長さ
を適当に調整することにより、共振周波数付近以外の周
波数では高インピーダンスを呈するようなインピーダン
ス特性に変換することができる。

そこで第１図において、伝送線路３．７を上に述べた長
さに設定し、さらに互いに並列接続することにより、並
列接続点９において周波数ｆ、では第１のアンテナ素子
のインピーダンスが主に現れ周波数ｆ２では第２のアン
テナ素子のインピーダンスが主に現れる。したがって、
本発明のアンテナは各アンテナ素子の給電位置を、良く
整合のとれる位置に選んでおけば、良好な２共振特性が
得られる。

第１図の実施例のインピーダンス特性は第４図で実線で
示される。本アンテナは上述の説明の通り２共振特性を
示している。本アンテナの二つの共振点は、上述の説明
からも明らかなように、はぼアンテナ素子単体の共振周
波数ｆ、　、ｆ２に等しい。さらに、第４図かられかる
ように、従来のアンテナに見られたような、片側の共振
点付近における狭帯域性を示す現象は本アンテナでは見
られない。したがって本アンテナは製作精度のばらつき
による特性への影響が少なく、製作後の調整も容易であ
る。

以上は第１のアンテナ素子と第２のアンテナ素子との間
の相互結合を無視して説明を行ったが、実際にはアンテ
ナ素子間に相互結合が存在する。

このため、第１のアンテナ素子と第２のアンテナ素子を
設置する場合には、素子間隙ｇの値に制約が生じる。こ
れは両アンテナ素子をきわめて接近させて設置すると、
相互結合が大きいため各アンテナ素子の共振周波数をそ
れぞれ独立に設定することが困難になるためである。

このためアンテナ素子の間隙ｇを適当に大きく設定しな
ければならないが、本アンテナでは接続導体板の中心線
間路＃Ｓを大きくとるほど相互結合を小さくすることが
できる。実験的には接続導体板の中心線間距離Ｓを放射
導体板幅の程度以上では結合量はあまり変わらない。そ
こで、距離Ｓの値は通常この値以上に選び、間隙ｇが最
小となるように配慮している。

本実施例では、接続導体板を放射導体板の辺上で最も外
側に配置している。接続導体板の配置を考慮することに
より、本実施例ではｇ≠λ／１００となり両アンテナ素
子をきわめて接近させて配置することができた。

第４図には本実施例アンテナのインピーダンス特性を実
線で示した第５図に示す従来例アンテナのそれを破線で
示す。第５図に示すアンテナの共振周波数ｆ０はとしており、また両者のアンテナの体積は等しくしてい
る。この結果から帯域幅を電圧定在波比ＶＳＷＲ≦３で評価すると、本実施例のアンテナが第５図に示す単一
共振形のアンテナに比較し約１．５倍の帯域が得られて
いる。このように本アンテナが、単一共振形アンテナに
比較して同一体積で１．５倍程度の帯域幅が得られたの
はアンテナの全体積に対す゛る素子間隙の体積がきわめ
て小さくできたことによる効果が大きいと考えられる。

なお本アンテナでは二つの共振周波数ｆ、　、ｆ２の間
隔を広くとるほどｆ、＜ｆ＜ｆ２なる周波数ｆでのＶＳ
ＷＲは悪化する。また共振点でのＶＳＷＲは第１、第２
のアンテナ素子の給電ビン４．８の位置を変えることに
より調整することができる。そこで本アンテナではｆ、
＜ｆ＜ｆ２なる周波数ｆで許容ＶＳＷＲを越えない程度
に第１、第２のアンテナ素子の共振周波数ｆ、、ｆ、を
選び、適当な位置に給電ビンを設置することにより、よ
り広帯域なアンテナが実現できる。

さらに、本アンテナでは二つの共振点はそれぞれ２つの
アンテナ素子の共振周波数とほぼ同じであり、これらは
自由に設定することが可能である。

この特徴を生かすことにより、第５図に示す従来のアン
テナでは極めて実現が困難であった不連続な二つの帯域
でＶＳＷＲを許容値以下とするいわゆる２共振アンテナ
として動作させることも可能となる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、放射導体板、接続導体板
および接地導体板からなる共振周波数の異なる二つのア
ンテナ素子のそれぞれに所定の長さの伝送線路を介して
給電する構造とすることにより、二つの共振点が各アン
テナ素子の共振周波数にほぼ等しくなり、インピーダン
ス特性がアンテナの製作精度や周囲の影響を受けにくく
できる効果がある。

また、アンテナ素子の共振周波数の設定を接地導体板お
よび放射導体板幅を変化させて行うことにより放射板長
を画素子等しくできるので、アンテナの包絡体積はほぼ
直方体となりスペースファクタが良好な効果も得られる
。

さらに、接続導体板の中心線間距離を放射導体板幅の和
の２以上とすることにより、アンテナ素子間隔をきわめ
て小さく設定できるので、アンテナがより小型化できる
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のアンテナの実施例の外観図。第２図は実施例のアンテナ素子の構造説明図。第３図は接続導体板の幅と共振周波数の関係図。第４図はインピーダンス特性の比較図。第５図は従来例の低姿勢構造アンテナの外観図。第６図は第５図のアンテナの等価回路。第７図は第５図のアンテナの特性図。第８図は従来例の低姿勢構造・広帯域アンテナの外観図
。第９図は第５図および第８図のアンテナのインピーダン
ス特性図。１．５．１１・・・放射導体板、２．６．１２・・・接
続導体板、３．７・・・伝送線路、４．８．１３・・・
給電ビン、９・・・伝送線路の並列接続点で本アンテナ
の給電点、１０・・・接地導体板、１４・・・給電素子
、１５・・・無給電素子、１６・・・インピーダンス特
性、１７・・・アンテナの第１の共振点、１８・・・ア
ンテナの第２の共振点、１９・・・アンテナのインピー
ダンス特性、ｇ・・・放射導体板の取付間隔、Ｌ・・・
放射導体板の長さ、Ｓ・・・接続導体板の取付中心間隙
、ｔ・・・接続導体板の高さ、Ｗ、Ｗ。・・・放射導体板の幅、Ｗ２・・・接続導体板の幅。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）１枚の接地導体板と、この接地導体板の片面にこの接地導体板の表面にほぼ平
行に配置され、それぞれこの接地導体板に接続導体板で
接続された２枚の板状の放射導体板と、この放射導体板に接続される給電用の伝送線路とを備え
たアンテナにおいて、上記２枚の放射導体板は、それぞれ実質的に長方形状であり、上記接続導体板はその短辺近傍で上記接地導体板に接続
され、その長辺の長さはほぼ等しくその両短辺がほぼ一直線上になるように配置され、上記給電用の伝送線路は、上記２枚の放射導体板を電気
的にそれぞれ並列接続する構造であることを特徴とする
アンテナ。
（２）２枚の放射導体板と接地導体板との距離は等しく
、２枚の接続導体板の中心距離は各放射導体板の短辺の
１／２以上離れて配置された特許請求の範囲第（１）項
に記載のアンテナ。
（３）２枚の放射導体板の短辺がほぼ等しい特許請求の
範囲第（１）項に記載のアンテナ。
（４）接続導体板の幅が放射導体板の短辺の長さより短
い特許請求の範囲第（１）項に記載のアンテナ。