JPS6171701A

JPS6171701A - アンテナ

Info

Publication number: JPS6171701A
Application number: JP59194225A
Authority: JP
Inventors: Koichi Ogawa; 晃一小川; Tomoki Ueno; 伴希上野; Hiroaki Kosugi; 裕昭小杉; Junko Yamamoto; 純子山本
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1984-09-17
Filing date: 1984-09-17
Publication date: 1986-04-12
Anticipated expiration: 2009-01-05
Also published as: EP0176311A3; US4700194A; EP0176311A2; EP0176311B1; JPH061848B2; DE3584658D1

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、パーソナル無線、ポケットペル等の小形携帯
無線機用のアンテナに関するものである。

従来例の構成とその問題点近年、小形携帯無線機の分野はパーソナル無線やポケッ
トベルのようにＶＨＦ帯からＵＨＦＨＦ上の周波数帯に
移行しつつあり、それに伴なって上記周波数帯で使用す
るのに適した小形携帯無線機用のアンテナに対する要求
が高まっている。携帯無線機用のアンテナに要求される
性能には様々なものがあるが、次の３点が特に重要であ
る。（１）アンテナを電子回路および人体に接近させる
ことによる利得の低下が少ないこと。（１１）電子回路
とアンテナが高周波的に分離されており、電子回路のア
ース部および無線機筐体に高周波電流が流れないこと。

（ｉｉｉ）　　小形、軽量であること。（１）の条件は
ポケットペル等の内蔵アンテナに関しては特に重要であ
る。

従来、携帯無線機用のアンテナとしては第１図に示すス
リーブアンテナがよく用いられている。

スリーブアンテナは、図に示すように阿波長モノボール
アンテナ１０１の給電部にシュペルトップ１０２を付け
ることによって同軸線路１０３の外部導体の表面に流れ
る定在波電流を阻止することを特徴としておシ、無線機
筐体に高周波電流が流れないので携帯無線機用の外付ア
ンテナとして極めて良好に動作する。しかし、スリーブ
アンテナはその構造からＺ波長以上の長さが必要となり
、阿波長以下のアンテナを実現することができない。

またスリーブアンテナは電子回路および人体の接近によ
るインピーダンスの変化および利得の低下が著るしく、
無線機本体に内蔵するアンテナとしては不適当である。

発明の目的本発明の目的は、誘電体基板を使用した極めて小形、軽
量でありかつ高利得な携帯無線機用のアンテナを提供す
ることにある。

発明の構成本発明のアンテナは、基板両面に金属導体が存在する一
対の平行辺を有する波長に比べて十分薄い誘電体基板の
前記一対の平行辺のうち第１の平行辺を電気的に接続し
て短絡辺を形成し、前記誘電体基板の第１の面の金属導
体の前記短絡辺からの長さをほぼ４分の１波長の奇数倍
に選び、前記誘電体基板の第１の面の金属導体上の一点
を給電点高周波部、第２の面の金属導体上の一点を給電
点アース側とし、前記給電点アース側部の位置を前記誘
電体基板の第２の面の金属導体上に形成される定在波電
圧が節になるように構成したものである。

実施例の説明以下本発明の一実施例について図面を参照しながら説明
する。第２図は本発明によるアンテナの第一の実施例の
構成図である。ａは平面図、ｂは正面図である。２０１
は波長λに比べて十分薄い厚さｔの長方形の誘電体基板
（比誘電率ε）であって、基板下面には薄い金属箔２０
２が、上面には金属箔２０３が密着している。誘電体基
板２０１の一辺２０４は辺全体に渡って金属導体が設け
られ、金属箔２０２．２０３が互いに電気的に接続され
ている。２０５は同軸コネクターであって、図示するよ
うに誘電体基板下面に取付けられており、その位置は辺
２０４からＦであってほぼ誘電体基板の中央（即ちＨ″
：　Ｅ／２　）である。２０６は同軸コネクターの内部
導体を示しており、誘電体基板上面と電気的に接続され
ている。アンテナの共振周波数ｆは誘電体基板上面の金
属箔２０３の長さＤによってほぼ決定され、ｆ−（２Ｎ
−１）Ｃ／（４Ｄｇ）　　により計算できる（Ｃ：光速
、Ｎ：自然数）。しかし、共振周波数ｆは概略の値であ
ってかつ誘電体基板２０１の厚さｔおよび給電点の位置
によって変化するから、共振周波数ｆの正確な値は実験
的に求める。この場合、Ｄを大きくすれば共振周波数は
下がり、Ｄを小さくすれば共振周波数は上がる。次に給
電点の位置（Ｆの値）は次のようにして決定する。第３
図は第２図のアンテナの入力インピーダンスの軌跡を表
わす。円内は反射係数面を表わしているが、図が複雑に
なるのを避けるためインピーダンス線図（スミスチャー
ト）は描いていない。図に示すようにＦを大きくすると
インピーダンス軌跡の円弧は大きくなり、共振周波数に
おける入力インピーダンスの抵抗分（３０３）は大きく
なる。これに対してＦを小さくするとインピーダンス軌
跡の円弧は小さくなり、共振周波数における入力インピ
ーダンスの抵抗分（３０１）も小さくなる。従ってＦの
値を適当に選ぶことによって共振周波数における入力イ
ンピーダンスの抵抗分をほぼ任意の値に設定することか
でき、図の３０３に示すように入力インピーダンスを正
規化インピーダンス（通常６０Ω）と等しくすることが
できる。給電点の位置Ｆが決定されれば次に誘電体基板
２０１の開放端２０７と給電点との距離Ｇを次のように
して決定する。

同軸コネクター２０６より高周波電力をアンテナに供給
すると誘電体基板の上面および下面の金属箔２０３．２
０２には定在波電圧が生じる。このアンテナ上の定在波
電圧の分布は長さＧを変えることによって変化させるこ
とができ、Ｇを適当な長さに選ぶことによって、誘電体
基板下面の定在波電圧の分布を同軸コネクター２０６の
取９付は部でちょうど節になるようにすることができる
。

Ｇはこのように給電部のアース側端子が定在波電圧の節
になるように選び、こうすることによって、同軸コネク
ター２０５に同軸線路を接続して給電した場合、同軸線
路の外部導体の表面に流れる定在波電流を阻止すること
ができる。アンテナの巾Ｅおよび厚さｔはほぼ任意に設
定することができる。ただし実験によればＥあるいはｔ
を太きくするとアンテナの利得を大きくすることができ
る。

以上述べた方法によってアンテナ各部の寸法は決定され
るが、−例として、誘電体基板としてテフロン（ε＝２
．６）を用い、Ｎ＝１とした場合の設計例を次に示す□
　ｆ　＝９３０ｈｈ、　Ｄ＝４．８ｍ、　Ｅ＝５ｃｒｎ
、　Ｆ＝１．１ｃｍ、Ｇ＝５．５ｍ、ｔ＝１．ｓｇとす
る。第４図は上記の寸法で製作したアンテナの指向性を
示しており、最大放射方向４０１における利得の実測値
は約−２ｄＢｄである。上記の設計例ではアンテナをで
きるだけ小形化する為、Ｇの長さは電気的にほぼ４分の
１波長としているが、Ｇの長さは電気的にほぼ４分の１
波長の奇数倍として給電部のアース側端子が定在波電圧
の節になるようにすればアンテナは良好に動作する。

第５図は本発明の第２の実施例の構成図である。

アンテナの短絡部２０４上に給電部のアース側端子があ
る点が第２のアンテナと異なるが、電気的特性はほぼ同
じである。ただし第５図のアンテナは第２図のアンテナ
よりも長さを短かくすることができる。

第６図は本発明の第３の実施例の構成図である。

第１の実施例においては、誘電体基板２０１の一辺は辺
全体に渡って金属導体を設けて短絡部を形成していたが
、第６図の実施例はこれを有限個の金属導線による短絡
部６０１によって形成したものである。第１の実施例の
設計例で示したアンテナにおいて短絡部２０５をほぼ等
間隔の７点の金属導線による短絡部６０１におきかえて
実験した所、アンテナの電気的特性の変化は認められな
かった。短絡部６０１はスルーホールによって形成する
ことも可能である。第２の実施例に関しても上記と全く
同様に短絡部を金属導線による短絡部におきかえること
ができる。また第３の実施例においては、第７図に示す
ように誘電体基板上面の金属箔は基板端部まで存在する
必要はなく金属箔端部と基板端部の間の距離７０１は任
意に設定することができる。

第１．第２および第３の実施例では給電部の位置は基板
のほぼ中央（ＨキＥ／２）としているが、実験によれば
給電点の位置は必ずしも中央である必要はなくＨの値は
ほぼ任意に設定することができる。またアンテナの形状
も実施例では長方形に選んでいるが、第８図に示すよう
に多少の変形を加えてもアンテナは正常に動作すること
を実験的に確認している。

このアンテナの大きな特徴は、アンテナが隣接する電子
回路および人体の影響を極めて受けにくいことである。

即ち、実験によれば、第２図の誘電体基板下面部２０２
に極めて隣接して電子回路を形成してもアンテナの電気
的特性にはほとんど影響しない。しかもスリーブアンテ
ナのように給電部にシュペルトップを設けなくても電子
回路のアース部および無線機筐体に高周波電流が流れな
い。またアンテナは誘電体基板で構成されるので極めて
ロープロフィール、軽量である等の特性により、小形携
帯無線機の内蔵アンテナとして好適である。

発明の効果本発明のアンテナは、−辺を短絡した長方形状の薄い誘
電体基板からなるアンテナであって次の特徴を有する。

（１）電子回路および人体の接近による利得低下が少な
い。

（１１）給電部にシュペルトップあるいはバランのよう
なアース側高周波電流の阻止回路を必要としない。

（ｉｉｉ）　　極めて小形、軽量である。

従って、本発明のアンテナは小形携帯無線機用のアンテ
ナとして好適であるばかりでなく、各種移動体あるいは
固定局用のアンテナとして広範囲に利用できるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のアンテナを示す構成図、第２図は本発明
のアンテナの一実施例を示す構成図、第３図は本発明の
アンテナのインピーダンス特性を説明するためのインピ
ーダンス軌跡図、第４図は本発明のアンテナの指向性を
示す指向性図、第６図は本発明のアンテナの他の一実施
例を示す構成図、第６図および第７図は本発明のアンテ
ナの更に他の一実施例を示す構成図、第８図は本発明の
アンテナの変形による特性の変化を説明するための変形
したアンテナの平面図である。２０１・・・・・誘電体基板、２０２．２０３，２０４
・・・・・・薄い金属導体、２０６・・・・・・高周波
コネクター、２０６・・　・高周波コネクターの内部導
体。代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図第２図６υ口第３図第４図第５図？′子　　　　　　　　　　　　　　　　　？θど第６
図２０．５

Claims

【特許請求の範囲】

（１）両面に金属導体が存在する波長に比ベて十分薄い
多角形の誘電体基板を有し、前記誘電体基板の一端面を
電気的に接続して短絡辺を形成し、前記誘電体基板の第
１の面の金属導体の前記短絡辺と前記短絡辺と対向する
開放辺の間の有さを電気的に前記誘電体基板上の波長の
ほぼ４分の１の奇数倍に選び、前記誘電体基板の第１の
面の金属導体上の一点を給電点高周波側端子、第２の面
の金属導体の一点を給電点アース側端子とし、前記給電
点アース側端子の位置を前記誘電体基板の第２の面の金
属導体上に形成される定在波電圧が節になる位置に設定
するように構成したことを特徴とするアンテナ。
（２）給電点高周波側端子およびアース側端子と誘電体
基板短絡辺の距離を一致させ、前記給電点アース側端子
と誘電体基板の第２の面の金属導体の開放辺までの距離
をほぼ電気的に４分の１波長の奇数倍としたことを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載のアンテナ。
（３）給電点アース側端子を誘電体基板の短絡辺上に設
定し、誘電体基板の第２の面の金属導体の短絡辺と開放
辺の距離をほぼ電気的に４分の１波長の奇数倍となるよ
うにしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
アンテナ。
（４）短絡辺を有限個の金属導線あるいはスルーホール
加工による短絡部によって形成したことを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載のアンテナ。