JPH0574010U - Planar antenna - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】汎用基板が使用でき、かつ給電線路の配線等に
制約を受けることなく、薄型でかつ広帯域の平面アンテ
ナを提供すること。 【構成】接地導体２を有する誘電体基板３上に、マイク
ロストリップ円形パッチ形の給電素子１をエッチング等
により形成し、その上に誘電体フィルムの片面に導体を
張ったフィルム基板６を使用して、エッチング等により
円形パッチ７と円形パッチの外側に円形パッチと同心状
の環状リング８を設けた環状リング付無給電素子５を形
成し、環状リング付無給電素子５のフィルム面と誘電体
基板上に形成した円形パッチ形の給電素子１が接触する
形で、かつ両者の中心が一致するように密着させるこ
と。 (57) [Summary] (Modified) [Purpose] To provide a thin and wide-band planar antenna that can be used with a general-purpose substrate and is not restricted by the wiring of the feed line. [Structure] A microstrip circular patch-shaped feed element 1 is formed on a dielectric substrate 3 having a ground conductor 2 by etching or the like, and a film substrate 6 having a conductor stretched on one side of a dielectric film is used thereon. Then, the parasitic element 5 with an annular ring is formed by providing a circular patch 7 and an annular ring 8 concentric with the circular patch on the outside of the circular patch by etching or the like. The circular patch-shaped feed element 1 formed on the substrate should be in contact with each other and the centers of both should be aligned.

Description

【考案の詳細な説明】[Detailed description of the device]

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】[Industrial applications]

本考案は、広帯域なマイクロストリップ平面アンテナに関する。 The present invention relates to a broadband microstrip planar antenna.

【０００２】[0002]

【従来の技術】[Prior Art]

マイクロストリップ平面アンテナを薄型化し、かつ広帯域化する方法としては 、従来から給電素子を形成する誘電体基板の比誘電率を低くする方法がある。ま た、誘電体基板上に設ける給電素子が円形パッチで、かつ同一面上その外側に環 状リングを設け複共振を利用する方法が提案されている。 As a method of making the microstrip planar antenna thin and widening its band, there is a conventional method of lowering the relative permittivity of the dielectric substrate forming the feeding element. Further, a method has been proposed in which the feeding element provided on the dielectric substrate is a circular patch, and an annular ring is provided outside the same patch on the same plane to utilize multiple resonance.

【０００３】[0003]

【考案が解決しようとする課題】[Problems to be solved by the device]

基板の比誘電率を低くして広帯域化を行う方法では、比誘電率の下限は１であ り、理論上限界がある。 また、円形パッチ形の給電素子と同一面上その外側に円形パッチと同心状に環 状リングを設け、複共振を利用した広帯域化の方法では、図５に示すように給電 素子１１への給電は裏面からしか行うことができないため、給電線路の配線等構 造上の制約を受ける。 In the method of lowering the relative permittivity of the substrate to broaden the band, the lower limit of the relative permittivity is 1, which is theoretically limited. In addition, in the method of widening the band using multiple resonance by providing an annular ring concentrically with the circular patch on the same surface as the circular patch-shaped power feeding element, feeding power to the power feeding element 11 as shown in FIG. Since it can be done only from the back side, there are structural restrictions such as the wiring of the feeder line.

【０００４】 本考案は、汎用基板が使用でき、かつ給電線路の配線等に制約を受けることな く、薄型でかつ広帯域の平面アンテナを提供するものである。The present invention provides a thin and wide-band planar antenna that can be used with a general-purpose substrate and is not restricted by the wiring of the feed line.

【０００５】[0005]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

本発明の平面アンテナは、接地導体を有する誘電体基板上に、マイクロストリ ップ円形パッチ形の給電素子をエッチング等により形成し、その上に誘電体フィ ルムの片面に導体を張ったフィルム基板を使用して、エッチング等により円形パ ッチと円形パッチの外側に円形パッチと同心状の環状リングを設けた環状リング 付無給電素子を形成し、環状リング付無給電素子のフィルム面と誘電体基板上に 形成した円形パッチ形の給電素子が接触する形で、かつ両者の中心が一致するよ うに密着させることを特徴とする。 The planar antenna of the present invention is a film substrate in which a microstrip circular patch type feed element is formed on a dielectric substrate having a ground conductor by etching or the like, and a conductor is stretched on one side of the dielectric film. To form a parasitic element with an annular ring that has a circular patch and an annular ring concentric with the circular patch on the outside of the circular patch and the circular patch by etching, etc. It is characterized in that the circular patch-shaped feed elements formed on the body substrate are in contact with each other and that the centers of both are in close contact with each other.

【０００６】[0006]

【作用】[Action]

（１）フィルム基板で形成した環状リング付無給電素子の装荷は、複共振を生じ させる。 （２）環状リング付無給電素子をフィルム基板で形成することは、アンテナを薄 型にすることができる。 （３）フィルム基板で形成した環状リング付無給電素子のフィルム面と誘電体基 板上に形成した給電素子及び給電線路を密着させることは、給電素子及び 給電線路と、環状リング付無給電素子をフィルムにより絶縁することがで きる。 (1) Loading a parasitic element with an annular ring formed of a film substrate causes multiple resonance. (2) Forming the parasitic element with the annular ring on the film substrate can make the antenna thin. (3) The film surface of the parasitic element with the annular ring formed of the film substrate and the feeding element and the feeding line formed on the dielectric substrate are closely attached to each other by making the feeding element and the feeding line and the parasitic element with the annular ring. Can be insulated with a film.

【０００７】[0007]

【実施例】【Example】

本考案の一実施例を図１及び図２に示す。給電素子部９は、両面銅張ガラスエ ポキシ基板を使用し、エッチング等によりマイクロストリップ円形パッチ形アン テナを形成したものである。この際、図３に示すように接地導体２は厚み１８μ ｍの銅箔で形成され、誘電体３は厚み０．８ｍｍのガラスエポキシで形成されて いる。さらに円形パッチ１は厚み１８μｍの銅箔で形成されている。また、円形 パッチ１への給電は給電線路４により、円形パッチ１の側面から行っている。 一方、図１に示す環状リング付無給電素子部５は、片面銅張りポリイミドフィ ルム基板のエッチング等により図４に示すような形状に形成する。この際、フィ ルム６は厚さ約３０μｍのポリイミドフィルムを使用し、円形パッチ７及び円形 パッチ７と同心状に設けた環状リング８は厚み３５μｍの銅箔で形成している。 尚、この際、環状リング付無給電素子部５の円形パッチ７の径は、誘電体基板上 に設けた給電素子部９の円形パッチ１の径の約１．０５倍で、かつ環状リング付 無給電素子部５の円形パッチ７と環状リング８間の間隙１０は約０．００５λ₀ （λ₀：自由空間波長）になっている。 図３、図４に示すような構成の給電素子部９と環状リング付無給電素子部５を 図１に示すように給電素子部９の上に環状リング付無給電素子部５を互いの円形 パッチ１と７の中心が一致し、かつ図２に示すように環状リング付無給電素子部 ５のフィルム６が給電素子部９と接する形で密着させる。 このことにより、図６の周波数とＶＳＷＲの関係に示すように、アンテナ厚み ０．８ｍｍでＶＳＷＲ１．５以下の周波数比帯域は３．７％が得られる。 尚、比較として図８に本考案による環状リング付無給電素子部５を装荷しない 給電素子部９単体の周波数特性を示す。図７の周波数とＶＳＷＲの関係から給電 素子部９単体の周波数比帯域は１％であり、本考案の方法を使用すると約３倍の 広帯域化ができることがわかる。 また、給電素子部９を形成する誘電体基板の誘電体材質、厚み、導体材質及び 環状リング付無給電素子部５を形成するフィルム基板のフィルム材質、厚み、導 体材質は、本実施例に限定するものの限りではない。また、環状リング付無給電 素子部５の環状リング８は一環に限るものではなく、二環以上でも同様の効果を 出し得る場合もある。One embodiment of the present invention is shown in FIGS. The feeding element section 9 uses a double-sided copper-clad glass epoxy substrate and has a microstrip circular patch antenna formed by etching or the like. At this time, as shown in FIG. 3, the ground conductor 2 is made of a copper foil having a thickness of 18 μm, and the dielectric 3 is made of glass epoxy having a thickness of 0.8 mm. Further, the circular patch 1 is formed of a copper foil having a thickness of 18 μm. Further, the feeding to the circular patch 1 is performed from the side surface of the circular patch 1 by the feeding line 4. On the other hand, the parasitic element portion 5 with an annular ring shown in FIG. 1 is formed into a shape as shown in FIG. 4 by etching a single-sided copper-clad polyimide film substrate. At this time, the film 6 is made of a polyimide film having a thickness of about 30 μm, and the circular patch 7 and the annular ring 8 provided concentrically with the circular patch 7 are made of a copper foil having a thickness of 35 μm. At this time, the diameter of the circular patch 7 of the parasitic element portion 5 with the annular ring is about 1.05 times the diameter of the circular patch 1 of the feeding element portion 9 provided on the dielectric substrate, and with the annular ring. The gap 10 between the circular patch 7 of the parasitic element portion 5 and the annular ring 8 is about 0.005λ ₀ (λ ₀ : free space wavelength). As shown in FIG. 1, the feeding element portion 9 and the annular ring-equipped parasitic element portion 5 having the configurations shown in FIGS. 3 and 4 are formed on the feeding element portion 9 so that the annular ring-equipped parasitic element portion 5 has a circular shape. The patches 1 and 7 are brought into close contact with each other so that the centers thereof coincide with each other and the film 6 of the parasitic element portion 5 with the annular ring is in contact with the feeding element portion 9 as shown in FIG. As a result, as shown in the relationship between frequency and VSWR in FIG. 6, 3.7% of the frequency ratio band of VSWR 1.5 or less is obtained when the antenna thickness is 0.8 mm. For comparison, FIG. 8 shows the frequency characteristics of a single feeding element unit 9 without the parasitic element unit 5 with an annular ring according to the present invention. From the relationship between the frequency and VSWR in FIG. 7, it can be seen that the frequency ratio band of the power feeding element unit 9 alone is 1%, and the band of about 3 times can be widened by using the method of the present invention. In addition, the dielectric material, thickness, conductor material of the dielectric substrate forming the feeding element portion 9 and the film material, thickness, conductor material of the film substrate forming the parasitic element portion 5 with the annular ring are the same as those in this embodiment. It is not limited to what is limited. Further, the annular ring 8 of the parasitic element unit 5 with an annular ring is not limited to a single part, and the same effect may be obtained even if two or more rings are provided.

【０００８】[0008]

【考案の効果】[Effect of the device]

１．環状リング付無給電素子をフィルム基板で形成し、かつ給電素子と密着させ る形で複共振を生じさせることができるので、アンテナを薄型化しても、広 帯域の周波数特性を有することができる。 ２．環状リング付無給電素子と給電素子を密着させる際、フィルムが絶縁層とな るため、裏面給電に限らず側面給電も可能となり、給電線路の配線に制約を 与えない。 1. Since the parasitic element with an annular ring is formed of a film substrate and can cause multiple resonance by being in close contact with the feeder element, it is possible to have a wide band frequency characteristic even if the antenna is thinned. 2. When the parasitic element with an annular ring and the feeding element are brought into close contact with each other, the film serves as an insulating layer, so that not only back-side feeding but also side feeding is possible, and there is no restriction on the wiring of the feeding line.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本考案の一実施例を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of the present invention.

【図２】本考案の一実施例を示す断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing an embodiment of the present invention.

【図３】（ａ）は本考案の一実施例に使用する誘電体基
板上に形成する給電素子部の平面図であり、（ｂ）は
（ａ）の断面図である。FIG. 3A is a plan view of a feeding element portion formed on a dielectric substrate used in an embodiment of the present invention, and FIG. 3B is a sectional view of FIG.

【図４】（ａ）は本考案の一実施例に使用するフィルム
基板で形成する環状無給電素子の平面図であり、（ｂ）
は（ａ）の断面図である。FIG. 4A is a plan view of an annular parasitic element formed of a film substrate used in an embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 7A is a sectional view of (a).

【図５】（ａ）は従来例を示す平面図であり、（ｂ）は
（ａ）の断面図である。5A is a plan view showing a conventional example, and FIG. 5B is a sectional view of FIG.

【図６】本考案の一実施例の効果を説明するための周波
数とＶＳＷＲの関係を示す線図である。FIG. 6 is a diagram showing the relationship between frequency and VSWR for explaining the effect of one embodiment of the present invention.

【図７】本考案の一実施例の効果を比較するための従来
例の周波数とＶＳＷＲの関係を示す線図である。FIG. 7 is a diagram showing a relationship between frequency and VSWR in a conventional example for comparing the effects of one embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１．円形パッチ ２．接地導体 ３．誘電体 ４．給電線路 ５．環状リング付無給電素子部 ６．フィルム ７．円形パッチ ８．環状リング ９．給電素子部 １０．間隙 １１．給電素子 1. Circular patch 2. Ground conductor 3. Dielectric 4. Power supply line 5. Parasitic element part with annular ring 6. Film 7. Circular patch 8. Annular ring 9. Power feeding element section 10. Gap 11. Feed element

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項１】接地導体を有する誘電体基板上にマイクロ
ストリップアンテナを形成し、さらに前記マイクロスト
リップアンテナの給電素子の上に無給電素子を装荷して
なる平面アンテナにおいて、前記無給電素子が誘電体フ
ィルムの片面に導体を張り付けたフィルム基板で形成さ
れ、円形パッチとその外側に同心状の環状リングを設け
た構造であり、かつ前記誘電体基板上の給電素子と前記
無給電素子が無給電素子のフィルム面を介して密着して
いることを特徴とする平面アンテナ。1. A planar antenna in which a microstrip antenna is formed on a dielectric substrate having a ground conductor, and a parasitic element is loaded on a feeding element of the microstrip antenna, wherein the parasitic element is a dielectric element. It is formed by a film substrate in which a conductor is attached to one surface of a body film, and has a structure in which a circular patch and a concentric annular ring are provided on the outside, and the feeding element and the parasitic element on the dielectric substrate are non-feeding. A planar antenna characterized in that it is in close contact with the film surface of the element.