JP2003249818A - ２周波共用マイクロストリップアンテナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】スタックに形成されたマイクロストリップアン
テナにおいて、煩雑な組立てや余分な部材を用いず、上
側のマイクロストリップアンテナと下側のマイクロスト
リップアンテナの間隔を維持するとともに、支持固定す
る。 【解決手段】２つの異なる周波数で動作するマイクロス
トッリプアンテナを上下にスタックした、２周波共用マ
イクロストッリプアンテナにおいて、上側のマイクロス
トリップアンテナは、下側のマイクロストリップアンテ
ナの中央を通る上側用同軸電線によって給電され、下側
のマイクロストリップアンテナと設置導体は、上記上側
用同軸電線の外部導体で接続するよう構成する。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は，主に無線ＬＡＮな
どの送受信に利用される２周波共用マイクロストリップ
アンテナに関し，詳しくはそのマイクロストリップアン
テナの構造に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来のマイクロストリップラインをスタ
ックした２周波共用マイクロストリップアンテナとし
て、例えば図６乃至図８に示すものがあった。図におい
て、２は接地導体、３は下側のマイクロストリップアン
テナ、４は上側のマイクロストリップアンテナ、５は短
絡支持部、７は下側用同軸線路、８は上側用同軸線路を
示し、また、図８において６は誘電体基板である。（以
下特に断らない限り、同様の部品は同じ番号を付与す
る。） 【０００３】図７によると、下側のマイクロストリップ
アンテナ３は、下側用同軸線路によって給電される。こ
の時、下側用同軸線路７のインピーダンスと整合が取れ
る位置に下側用同軸線路の中心導体が接続される。上側
のマイクロストリップアンテナ４も同様に、上側用同軸
線路８のインピーダンスと整合が取れる位置に上側用同
軸線路８の中心導体が接続される。この時前記マイクロ
ストリップアンテナの給電点は上記同軸線路のインピー
ダンスと整合を取るためオフセット給電する必要があ
り、このため上記マイクロストリップアンテナを安定に
支持するため、マイクロストリップアンテナの特性に影
響を与えない、各マイクロストリップアンテナの中央に
短絡支持部５を設け、接地導体２と、下側のマイクロス
トリップアンテナと、上側のマイクロストリップアンテ
ナとの間隔の維持と支持固定をしていた。図８の例でい
えば、短絡支持部５の変わりに、例えば誘電体基板６を
設け、各マイクロストリップアンテナを支持する構成と
なっていた。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかし，従来の２周波
共用マイクロストリップアンテナによると、マイクロス
トッリプアンテナをオフセット給電する必要があり、特
に下側マイクロストリップアンテナは面積も大きく、特
性の安定化や構造上の強化のために、上述のように短絡
支持部５や誘電体基板６等で保持する必要があった。と
ころが、従来例のように、短絡支持部５や誘電体基板６
を用いることは、組付が煩雑であり、余分な部材が必要
となり、生産性も悪くコストアップとなっていた。こう
した問題点に鑑み，本発明においては上記従来技術の問
題点を解決するためになされたものであり、その目的は
スタック型の２周波共用マイクロストリップアンテナの
構造を提供するものである。他の目的は、送受信可能な
２周波の偏波方式の組合せが自由である２周波共用マイ
クロストリップアンテナの構造を提供するものである。
他の目的は、小型化可能な２周波共用マイクロストリッ
プアンテナの構造を提供するものである。他の目的は、
上側用同軸線路の外部導体を、下側のマイクロストリッ
プアンテナと接地導体の短絡と支持部材との兼用とした
２周波共用マイクロストリップアンテナの構造を提供す
るものである。 【０００５】 【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に，請求項1の発明は２つの異なる周波数で動作するマ
イクロストッリプアンテナを上下にスタックした、２周
波共用マイクロストッリプアンテナにおいて、上側のマ
イクロストリップアンテナは、下側のマイクロストリッ
プアンテナの中央を通る給電線によって給電され、下側
のマイクロストリップアンテナと接地導体は、上記給電
線の外部導体で接続されるよう構成される。 【０００６】 【発明の実施の形態】以下に，本発明を具体化した実施
形態の１例を，図面を基に詳細に説明する。図１は本発
明に係る２周波共用マイクロストリップアンテナのアン
テナ部分の一例を上面から見た図を示し、図２は、図１
におけるＡ−Ａ線断面図を示す。図３は本発明に係る２
周波共用マイクロストリップアンテナのマイクロ波回路
基板を示し、図４は本発明の２周波共用マイクロストリ
ップアンテナの斜視図を示し、図５は壁面取付時の側面
図を示す。 【０００７】１は本願の２周波共用マイクロストリップ
アンテナであり、接地導体２と、下側のマイクロストリ
ップアンテナ３と、上側のマイクロストリップアンテナ
４と、下側用同軸線路７と、上側用同軸線路８とからな
り、下側のマイクロストリップアンテナ３と、上側のマ
イクロストリップアンテナ４とはスタックを形成してい
る。接地導体２と、下側のマイクロストリップアンテナ
３と、上側のマイクロストリップアンテナ４とは、金属
性板材をプレス加工して形成されている。 【０００８】本願の実施例について詳細に説明する。図
１及び図２に示す２周波共用マイクロストリップアンテ
ナ１は、下側のマイクロストリップアンテナからは第一
の周波数帯域であるｆＬが送受信され、上側のマイクロ
ストリップアンテナからは第二の周波数帯域であるｆＨ
が送受信され、第一の周波数帯域であるｆＬより、第二
の周波数帯域であるｆＨの方が周波数の高い電波を送受
信するよう構成されている。 【０００９】ここで下側のマイクロストリップアンテナ
３の送受信周波数の波長をλL,上側のマイクロストリッ
プアンテナ４の送受信周波数の波長をλHとすると、下
側のマイクロストリップアンテナ３は一辺が０．３５〜
０．６λLの正方形状で、その給電点は、下側用同軸線
路７のインピーダンスに整合するようオフセットされて
３ａ点に設けられている。上記下側のマイクロストリッ
プアンテナ３と相対応するように設けられた接地導体２
は、一辺が０．６〜１.２λLの正方形状をしており、当
該接地導体２の上記給電点３ａと相対応する位置には、
下側用同軸線路７が挿通する挿通孔２ａが設けられてお
り、下側用同軸線路７の中心導体と下側のマイクロスト
リップアンテナ３の給電点３ａとが接続されている。接
地導体２と下側のマイクロストリップアンテナ３の間隔
は、下側同軸線路７を構成する誘電体７ａで規定するよ
う形成されており、その寸法は０．０２〜０．０９λＬ
となるよう形成されている。 【００１０】また、下側のマイクロストリップアンテナ
３の中央には、上側用同軸線路８を挿通させる挿通孔３
ｂが設けられているとともに、上記下側のマイクロスト
リップアンテナ３とスタック形成された上側のマイクロ
ストリップアンテナ４には、上記挿通孔３ｂと相対応す
る位置に、上側用同軸線路８のインピーダンスに整合す
るようにオフセットされて設けられた給電点４ｂが設け
られている。また、上記挿通孔３ｂと相対応する接地導
体２の位置には、上側用同軸線路８が挿通する挿通孔２
ｂが設けられており、上側用同軸線路８は接地導体２の
挿通孔と下側のマイクロストリップアンテナ３に設けら
れた挿通孔３ｂを挿通し、上側のマイクロストリップア
ンテナの給電点４ｂと上側用同軸線路８の中心導体とが
接続されるように構成されている。 【００１１】ここで、上側同軸線路８の外部導体８ａの
一端は、接地導体２の挿通孔２ｂの周縁と電気的にも構
造的にも接続されるよう、例えば半田付け等で固定され
ている。また、上側同軸線路８の外部導体８ａの他端
は、下側のマイクロストリップアンテナ３に設けられた
挿通孔３ｂの周縁と電気的にも構造的にも接続されるよ
う、例えば半田付け等で固定されている。これによっ
て、下側のマイクロストリップアンテナ３は、上述の下
側同軸線路７の誘電体７ａと上側同軸線路８の外部導体
８ａとで接地導体２に対して最適な間隔を維持するとと
もに、接地導体２に支持固定されることになる。 【００１２】上記上側のマイクロストリップアンテナ４
は一辺が０．３〜０．６λＨの長さの正方形状で構成さ
れており、上記上側のマイクロストリップアンテナ４と
下側のマイクロストリップアンテナ３との間隔は、上側
同軸線路８を構成する誘電体８ｂで規定されるよう構成
されており、その寸法は、０．０２〜０．０９λＨとな
るよう形成されている。上側のマイクロストリップアン
テナ４は、上述のように上側同軸線路８の誘電体８ｂで
最適な間隔を維持するとともに、下側のマイクロストリ
ップアンテナ３に支持固定される。尚本願においては、
上側のマイクロストリップアンテナ４の給電点４ｂがオ
フセットされて設けられていることから、より最適な間
隔を維持するため、支持材４ａを設けている。支持材４
ａは上記マイクロストリップアンテナの特性に影響ない
よう合成樹脂材料で形成されている。 【００１３】本願の実施例について、具体的な数字を参
考例としてあげると次のようである。接地導体２の一辺
をＬ１、下側のマイクロストリップアンテナ３の一辺を
Ｌ２、上側のマイクロストリップアンテナ４の一辺をＬ
３、接地導体２と下側のマイクロストリップアンテナ３
との間隔＝Ｌ４、下側のマイクロストリップアンテナ３
と上側のマイクロストリップアンテナ４の間隔＝Ｌ５と
すると、 下側のマイクロストリップアンテナ３の送受信周波数＝
２．４５ＧＨｚ 上側のマイクロストリップアンテナ４の送受信周波数＝
５．２５ＧＨｚ 送受信電波の偏波形式＝直線偏波 の条件において、 λＬ＝１２２ｍｍ λＨ＝５７ｍｍ Ｌ１＝９３ｍｍ、Ｌ２＝５１，５ｍｍ、Ｌ３＝２２ｍｍ Ｌ４＝３〜８ｍｍ、Ｌ５＝１．５〜４ｍｍ である。 【００１４】尚、本願の実施例ではマイクロストリップ
アンテナの形状が正方形状として、送受信される電波は
直線偏波としているが、これに限定されるものではな
く、マイクロストリップアンテナの形状は、例えば円形
パッチでも良いし、円偏波素子であり縮退素子を備えた
パッチでもよく、上記下側のマイクロストリップアンテ
ナ３と下側のマイクロストリップアンテナ４より送受信
される電波の偏波形式に合わせて形状を変更することは
言うまでもない。また、上記マイクロストリップアンテ
ナから送受信される電波の偏波形式は、直線偏波でもよ
く円偏波でも良く、更に詳しく言えば、下側のマイクロ
ストリップアンテナ３と上側マイクロストリップアンテ
ナ４から送受信される電波の偏波形式の組合せ（例え
ば、下側のマイクロストリップアンテナは右旋円偏波が
送受信され、上側のマイクロストリップアンテナは垂直
偏波が送受信される。）については、必要に応じて適宜
組み合わせて構成しても良いのは言うまでもない。 【００１５】マイクロストリップアンテナがスタック形
成された方向とは反対側の接地導体２の一側面には、図
３に示すようにマイクロ波回路基板１１が設けられてい
る。マイクロ波回路基板１１は両面に金属導体を備えて
おり、マイクロ波回路基板１１の接地導体２とは反対方
向の面には、ダイプレクサー１０が形成され、接地導体
２と当接する面にはアース面が形成され、接地導体２と
マイクロ波回路基板１１とが取付ねじ１１ｃで密着固定
されている。本願では上述のように、マイクロ波回路基
板１１の組付けを取付ねじ１１ｃで行っていたが、上記
接地導体２の一部を切起こし、当該切起こし部と相対応
するマイクロ波回路基板１１の位置に上記切起こし部が
挿通する取付孔を設け、半田付け等で密着固定する方法
でもよく、固定方法は問わない。 【００１６】ダイプレクサー１０はローパスフィルター
（以下、ＬＰＦと呼ぶ）１０ａとハイパスフィルター
（以下、ＨＰＦと呼ぶ）１０ｂとからなり、ＬＰＦ１０
ａは上記下側のマイクロストリップアンテナ３から送受
信される周波数を通過帯域とし、上記上側のマイクロス
トリップアンテナ４から送受信される周波数帯を阻止帯
域とするＬＰＦであり、ＨＰＦ１０ｂは上記上側のマイ
クロストリップアンテナ４から送受信される周波数を通
過帯域とし、上記下側のマイクロストリップアンテナ３
から送受信される周波数帯を阻止帯域とするＨＰＦであ
る。 【００１７】マイクロ波回路基板１１と、下側同軸線路
７及び上側同軸線路８とは、接地導体２に設けられた挿
通孔２ａ、２ｂに相対応する上記マイクロ波回路基板１
１の位置に設けられた挿通孔１１ａ、１１ｂとで接続さ
れており、上記下側のマイクロストリップアンテナ３と
上側のマイクロストリップアンテナ４で送受信される
周波数の信号をダイプレクサー１０で混合したり、分波
したりする。 【００１８】本願の実施例では、ダイプレクサー１０が
形成されたマイクロ波回路基板１１は、接地導体２に密
着されて設けられているが、接地導体２とは離れて設け
てもよく、このときは、上記下側同軸線路７と上側同軸
線路８とダイプレクサー１０との接続は同軸ケーブルを
介して行っても良い。また、出力はマイクロ波回路基板
１１に直接設けたコネクターにしても良いし、ダイプレ
クサーの出力に、一端にコネクターを備えた同軸ケーブ
ル１２の他端を接続して出力させてもよく、その形態は
問わない。 【００１９】以上のように構成された２周波共用マイク
ロストリップアンテナ１は、本願の例では無線ＬＡＮへ
の応用例として図４に示すようなケース２０に収められ
る。ケース２０は本体２１とその本体２１に対して倒立
自在に取付けたカバー２２とからなり、上記２周波共用
マイクロストリップアンテナ１はカバー２２の内部に備
えられる。上記本体２１とカバー２２は合成樹脂材料で
形成されている。本体２１は図４に示すように机などの
平面に設置できるし、また、壁面取付用の取付孔２３を
備えているので、図５に示すように止着ねじ２４を用い
て壁面３０にも設置可能である。更にまた、上記２周波
共用マイクロストリップアンテナを内蔵したカバー２２
は、本体２１に対して、倒立自在にあり、且つ、任意の
位置に固定可能で最良の通信状態を得ることが簡単に可
能である。同軸ケーブル１２は無線ＬＡＮカード等と接
続され無線ＬＡＮが構築される。尚，本発明は上記実施
の形態に限定されるものではなく，本発明の趣旨を逸脱
しない範囲で各部の配置、部品の形状や材料を適宜に変
更して実施することも可能である。 【００２０】 【発明の効果】以上詳述したように，請求項１の発明に
よれば，２つの異なる周波数で動作するマイクロストッ
リプアンテナを上下にスタックした、２周波共用マイク
ロストッリプアンテナにおいて、上側のマイクロストリ
ップアンテナは、下側のマイクロストリップアンテナの
中央を通る給電線によって給電され、下側のマイクロス
トリップアンテナと設置導体は、上記給電線の外皮導体
で接続したので、短絡支持部や誘電体基板を用いること
なく、組付がかんたんで、余分な部材を必要とせず、生
産性が良い２周波共用マイクロストリップアンテナを提
供することができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明に係る２周波共用マイクロストリップア
ンテナのアンテナ部分の実施例であり、上面図を示す。 【図２】図２において、Ａ−Ａ断面図を示す。 【図３】本発明に掛かる２周波共用マイクロストリップ
アンテナのマイクロ波回路基板を示す。 【図４】本発明に掛かる２周波共用マイクロストリップ
アンテナの斜視図を示す。 【図５】本発明に掛かる２周波共用マイクロストリップ
アンテナの壁面取付時の側面図を示す。 【図６】従来の２周波共用マイクロストリップアンテナ
のアンテナ部分の例であり、上面図を示す。 【図７】図６において、Ａ−Ａ断面図を示す。 【図８】従来の２周波共用マイクロストリップアンテナ
の他の実施例であり、断面図を示す。 【符号の説明】 １…２周波共用マイクロストリップアンテナ、２…接地
導体、２ａ…挿通孔、２ｂ…挿通孔、３…下側のマイク
ロストリップアンテナ、３ａ…給電点、３ｂ…挿通孔、
４…下側のマイクロストリップアンテナ、４ａ…支持
材、４ｂ…給電点、５…短絡支持部、６…誘電体基板、
７…下側用同軸線路、７ａ…誘電体、８…上側用同軸線
路、８ａ…外部導体、８ｂ…誘電体、10…ダイプレクサ
ー、10ａ…ローパスフィルター（ＬＰＦ）、10ｂ…ハイ
パスフィルター（ＨＰＦ）、11…マイクロ波回路基板、
11ｃ…取付ねじ、12…同軸ケーブル、20…ケース、21…
本体、22…カバー、23…取付孔、24…止着ねじ、30…壁
面

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】２つの異なる周波数で動作するマイクロス
   トッリプアンテナを上下にスタックした、２周波共用マ
   イクロストッリプアンテナにおいて、上側のマイクロス
   トリップアンテナは、下側のマイクロストリップアンテ
   ナの中央を通る給電線によって給電され、下側のマイク
   ロストリップアンテナと接地導体は、上記給電線の外部
   導体で接続されたことを特徴としたマイクロストリップ
   アンテナ。