JPH09153723A - マイクロストリップアンテナ - Google Patents

マイクロストリップアンテナ

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JPH09153723A
JPH09153723A JP34594095A JP34594095A JPH09153723A JP H09153723 A JPH09153723 A JP H09153723A JP 34594095 A JP34594095 A JP 34594095A JP 34594095 A JP34594095 A JP 34594095A JP H09153723 A JPH09153723 A JP H09153723A
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JP
Japan
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antenna
loop
metal film
circuit
antenna element
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JP34594095A
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English (en)
Inventor
Sadao Ito
伊藤 貞男 アイテック株式会社内
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ITEC KK
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ITEC KK
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Abstract

(57)【要約】 【目的】移動通信方式における無線基地局アンテナとし
て適する、構成が簡潔で、製作容易なマイクロストリッ
プアンテナを実現する。 【構成】放射波長に比し薄い誘電体板の表面に、金属皮
膜をループ状回路に被着・形成した構成のアンテナ素子
において、ループ状回路が従来有していた特性に変化を
与える様に、ループ状回路上の一部に矩形状等の小形金
属皮膜を被着させアンテナ特性を変化させると共に、給
電線及び整合線路を設けてある。 【効果】アンテナの有する特性インビーダンス、共振波
長、指向特性等が変更可能となり、設計・製作が容易と
なる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は無線通信システム用アン
テナ、特に移動通信システムの無線基地局アンテナとし
て使用するのに適するアンテナに関する。
【0002】
【従来の技術】移動通信システムの無線基地局アンテナ
としては各種のアンテナが使用されている。例えばわが
国の代表的な移動無線システムであるPHSシステム用
として、コリニアアンテナが使用されている。その他、
ブラウンアンテナ、スリーブアンテナ等も使用されてい
る。これらのアンテナは線状アンテナと呼ばれ、線状に
形成されたアンテナ素子から電磁波が送信される形式で
現在ほとんどがこの形式である。 上記のアンテナは最
近の良質でかつ安価な誘電体板の出現にともない、金属
皮膜を誘電体板の表面に被着させた形式の線状アンテナ
−通常これはマイクロストリップアンテナと呼ばれる−
が使用されている。一方、ダイポールアンテナの先端を
互いに接続して、これらのダイポールのうちの一つを中
央で給電した「折り返しダイポールアンテナ」と言うア
ンテナ形式がある。一般に給電部からみてアンテナ全体
が閉じた電気回路を形成しているものはループアンテナ
と呼ばれているが、「折り返しダイポールアンテナ」も
この範疇にはいる。「折り返しダイポールアンテナ」も
アマチュア無線や、特殊通信等で広く使用されている。
しかしながら、移動通信システムの無線基地局アンテナ
としては使用実績はない様である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】「折り返しダイポール
アンテナ」(以下ループアンテナと略称)が移動通信シ
ステムの無線基地局アンテナとして使用されていないの
は、次の理由からと思われる。 高い利得を有するアンテナが得にくい。 使用周波数が与えられると、それに対し共振するア
ンテナの全長が定まり、アンテナ長を任意の値に変更す
ることが出来ない。 アンテナの有する形状が与えられるとその特性イン
ピーダンスが定まり、変更することが出来ない。したが
って、アンテナに給電するケーブルはケーブルの有する
特性インピーダンスがアンテナのそれと整合される様選
ばれなければならない。 アンテナの形状は通常、2次元平面に含まれる形で
なければならず、またアンテナから送出される電磁波の
指向特性は形状が定まるとそれに応じて定まるので、任
意の指向性を得るためには、他の回路・手段を用いなけ
ればならない。 アンテナの耐候性が線状アンテナに比べて劣る。上
記の事項は一言で言えば使いにくいと言う事であり、何
らかの改善が望まれていた。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は以上のべたルー
プアンテナ(折り返しダイポールアンテナ)の有する電
気的特性を改善するため、最近の良質でかつ安価な誘電
体板を用い、その表面に金属皮膜を円形、矩形或いはル
ープ状回路状等の形状に形成・被着させ、アンテナ素子
とすることにより、マイクロストリップアンテナ化し
た。さらに前記ループ状回路上の一部に矩形状等の小形
金属皮膜を被着させることにより、前記ループ状回路が
従来有していた特性に変化を与え、これにともないアン
テナ素子より発射される電磁波の諸特性を変化可能とし
た。なお、従来線状アンテナに比べ耐候性が劣るとの欠
点は、使用周波数が1GHz以上の高周波数(したがっ
て波長が30cm以下)になり、アンテナ全体が小型化
可能になったことで、アンテナ全体を外部より樹脂材料
で覆うことにより解決可能となった。
【0005】
【作用】本発明のアンテナにおいては、誘電体板の表面
に形成されたループ状回路上の一部に矩形状等の小形金
属皮膜を被着させることにより、前記ループ状アンテナ
回路が従来有していた特性インピーダンス特性に変化を
与えた。この変化の度合は添着される金属皮膜片の大き
さ、被着される金属皮膜片のループ状アンテナ回路上と
の相対位置等により種々の様相を呈する事になる。すな
わち、アンテナの有する共振波長(共振周波数)に大き
な影響を与える場所、特性インピーダンスに影響を与え
る場所、指向特性に変化を与える場所、前述の二者の双
方に影響を与える場所等種々様々に作用することとな
る。
【0006】
【実施例】図1(a)〜(e)は本発明の一実施例を示
す平面図、すなわち、本発明のアンテナを垂直上方から
見た図である。まず図1(a)はループ状アンテナ回路
の基本回路を示している。図1(a)で1は放射される
電磁波の波長に比し薄い誘電体板、2はループ状回路を
用いたアンテナ素子、3は給電線でこの先端には整合線
路(図示せず)が設けられている。図1(b)〜(e)
は図1(a)のループ状アンテナ回路を構成する金属皮
膜を含む誘電体板1の上に他の矩形状の小形金属皮膜4
〜4を被着させた場合の平面図を示す。図1(a)
〜(e)に示す誘電体板1を例えばガラス布基材フッ素
樹脂銅張積層板を用いて形成する場合には、印刷手法と
同様の手法によって不要の金属皮膜を除去して誘電体板
1の表面にアンテナ素子2、給電線3、を被着形成す
る。誘電体板1として単なる誘電体板を用いる場合に
は、その表面に蒸着等の手段によって銅等の皮膜を被着
させることによってアンテナ素子2、給電線3を形成す
る。これらの製作手法は、本発明アンテナのすべてに適
用可能である。当然ループ状回路の金属とこの上に被着
させた金属皮膜とは電気的には同一金属と見なされる程
度に密着しており、電流はあたかも同一金属と全く変わ
らない状態で流れる様に作成されている。
【0007】図1(b)はループ状回路を構成する金属
皮膜の上に図の様な位置に回路に直交する矩形状の小形
金属皮膜被着させた例を示す。このような場所に小形金
属皮膜を被着させると、本来のループ状回路の有する共
振波長(共振周波数)が低い周波数に移動することにな
る。これは、物理的にはループ状回路の全長が長くなっ
たことに起因すると判断される。図1(c)は図1
(b)に示した小形金属皮膜をループ回路内に被着させ
た例を示す。このような場所に小形金属皮膜を被着させ
ると、上記図1(b)の場合と同様に本来のループ状回
路の有する共振波長(共振周波数)が低い周波数に移動
するが、その度合いは前者より大きくなる。
【0008】図1(d)はループ状回路の給電点近くの
図示の様な場所に矩形状の小形金属皮膜を被着させた例
を示す。このような場所に小形金属皮膜を被着させる
と、本来のループ状回路の有する特性インピーダンスを
変化させることが出来る。これは理論的には解明困難で
あり、以下説明する実験的に得られた結果である。図1
(e)は小形金属皮膜被着を設置する位置は図1(b)
と同様であるが、その設置状態は図1(b)と異なりル
ープ状回路を構成する金属皮膜の上に並行して被着させ
た例を示す。この場合はアンテナ素子から放出される電
波の主方向を変化させるために使用することが出来る。
【0009】以下、本発明アンテナを試作し、その有す
る特性を測定した結果を説明する。図1(a)に示すル
ープ状回路を用いたアンテナ素子の実際の寸法は横(誘
電体板の長手方向)5.1cm,縦2.9cm(いずれ
も外部周辺長)、幅0.2cmであり、金属皮膜の厚さ
は標準値が0.03cmである。理論的計算ではループ
アンテナの有する特性インピーダンスは約50オーム、
共振波長(共振周波数)は約15.5cm,(約1.9
4GHz)程度と推定される。図2(a)はループ状ア
ンテナ素子が本来有していたアンテナの定在波比を示し
ている。すなわち誘電体板の表面に形成されたループ状
マイクロストリップアンテナがあり、その金属皮膜上に
は他の金属皮膜片が存在しない場合の本来の定在波比
(SWR)特性を示す。ここで言う定在波比とはアンテ
ナ給電端子点における入力波と反射波の比を示す。ま
た、このアンテナへの給電線の有する特性インピーダン
スは50オームである。図2(a)でマーカ1〜3はそ
れぞれ周波数1.9GHz,2.1GHz及び1.9G
Hzの時の定在波比の測定結果を示しており、その値は
同図右上に記されているように、それぞれ1.289
4、2.8494及び、4.0884である。また、マ
ーカ4はこのループ状マイクロストリップアンテナの共
振周波数を示し、周波数は1.94GHz,定在波比は
1.10である。また、この周波数におけるアンテナの
特性インピーダンスは50.30+j4.30オームで
ある。
【0010】図2(b)はループ状アンテナ素子の上に
図1(b)に示す様な位置に小形金属皮膜を被着させた
場合のマイクロストリップアンテナの定在波比特性を示
す。小形金属皮膜の寸法は縦1.3cm,横0.5c
m、厚さは標準値が0.07cmであった。なお、図2
(c)〜図2(e)に示す実験結果もこの寸法の小形金
属皮膜を用いた。この場合、アンテナの共振周波数は図
(b)のマーカ4に示す様に1.86GHzと低い周波
数へ移動したことがわかる。この時の定在波比は1.1
5,特性インピーダンスは49.73−j2.6を得
た。図2(c)はループ状アンテナ素子の上に図1
(c)に示す様な位置に小形金属皮膜を被着させた場合
のマイクロストリップアンテナの定在波比特性を示す。
この場合、アンテナの共振周波数は図(c)のマーカ4
に示す様に1.799GHzと大きく低い周波数へ移動
したことがわかる。この時の定在波比は1.087,特
性インピーダンスは54.37−j0.17オームを得
た。
【0011】図2(d)はループ状アンテナ素子の上に
図1(d)に示す様な位置に小形金属皮膜を被着させた
場合のマイクロストリップアンテナの定在波比特性を示
す。この場合、アンテナの共振周波数は得られておら
ず、特性インピーダンスが50オームからかなり異なっ
た値に変化したことを示している。特性インピーダンス
の実測値はマーカ1(周波数1.90GHz)では6
8.3−j4.23オーム、マーカ4(周波数1.94
GHz)では48.85−j11.37オームであっ
た。図2(e)はループ状アンテナ素子の上に図1
(e)に示す様な位置に小形金属皮膜を被着させた場合
のマイクロストリップアンテナの定在波比特性を示す。
この場合、アンテナの有する指向性(アンテナ素子から
放出される電波の主方向)が下向へ変化していることを
実験的に確認することが出来た。もしも、主指向特性を
上方に向けたい場合は金属皮膜片をループ状アンテナ素
子の下部分へ被着させれば良い。
【0012】
【発明の効果】本発明アンテナはアンテナ固有の特性イ
ンピーダンスや共振周波数さらには指向性を変化させる
ことが出来るから、アンテナと給電線との整合の容易さ
をはじめ、アンテナの有する形状を従来と異なる形状に
することが出来、アンテナ設計の容易化、アンテナの小
形化等を容易に進めることが可能となる。また、アンテ
ナが小形化可能となったことで、多数のアンテナを多段
結合させることが出来、従来困難であったループアンテ
ナの高利得化が可能となる。したがって、本発明の効果
は大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す図である。
【図2】本発明アンテナの諸特性を示す図である。
【符号の説明】
1 誘電体板 2 アンテナ素子 3 給電線 4〜4 金属皮膜片

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 放射波長に比し薄い誘電体板の表面に金
    属皮膜をループ状回路に被着・形成した構成のアンテナ
    素子において、ループ状回路が従来有していた特性に変
    化を与える様に、前記ループ状回路上の一部に矩形状等
    の小形金属皮膜を被着させアンテナ素子から放出される
    電磁波に変化を与え、アンテナ特性の変化を可能とした
    ことを特徴とするマイクロストリップアンテナ。
  2. 【請求項2】 放射波長に比し薄い誘電体板の表面に金
    属皮膜をループ状回路に被着・形成した構成のアンテナ
    素子において、ループ状回路が従来有していた特性に変
    化を与える様に、前記ループ状回路上の一部に矩形状等
    の小形金属皮膜を被着させることにより、前記ループ状
    回路が従来有していた共振周波数を変更可能としたマイ
    クロストリップアンテナ。
  3. 【請求項3】 放射波長に比し薄い誘電体板の表面に金
    属皮膜をループ状回路に被着・形成した構成のアンテナ
    素子において、ループ状回路が従来有していた特性に変
    化を与える様に、前記ループ状回路上の一部に矩形状等
    の小形金属皮膜を被着させることにより、前記ループ状
    回路が従来有していた特性インピーダンスを変更可能と
    したマイクロストリップアンテナ。
  4. 【請求項4】 放射波長に比し薄い誘電体板の表面に金
    属皮膜をループ状回路に被着・形成した構成のアンテナ
    素子において、ループ状回路が従来有していた特性に変
    化を与える様に、前記ループ状回路上の一部に矩形状等
    の小形金属皮膜を被着させることにより、前記ループ状
    回路が従来有していた指向特性を変更可能としたマイク
    ロストリップアンテナ。
JP34594095A 1995-11-30 1995-11-30 マイクロストリップアンテナ Pending JPH09153723A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011109295A (ja) * 2009-11-16 2011-06-02 Yokowo Co Ltd 車載用gpsアンテナ
JP2012105330A (ja) * 2007-07-18 2012-05-31 Murata Mfg Co Ltd 無線icチップ付きプリント配線基板及び電子機器

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012105330A (ja) * 2007-07-18 2012-05-31 Murata Mfg Co Ltd 無線icチップ付きプリント配線基板及び電子機器
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