JPS6171701A - アンテナ - Google Patents
アンテナInfo
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- JPS6171701A JPS6171701A JP59194225A JP19422584A JPS6171701A JP S6171701 A JPS6171701 A JP S6171701A JP 59194225 A JP59194225 A JP 59194225A JP 19422584 A JP19422584 A JP 19422584A JP S6171701 A JPS6171701 A JP S6171701A
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- JP
- Japan
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- antenna
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 34
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 24
- 239000011888 foil Substances 0.000 abstract description 13
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 4
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 2
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- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 1
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
- H01Q9/04—Resonant antennas
- H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
- H01Q9/0421—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna with a shorting wall or a shorting pin at one end of the element
Landscapes
- Waveguide Aerials (AREA)
- Details Of Aerials (AREA)
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
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 (4)
- (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。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59194225A JPH061848B2 (ja) | 1984-09-17 | 1984-09-17 | アンテナ |
DE8585306606T DE3584658D1 (de) | 1984-09-17 | 1985-09-17 | Mini-antenne. |
EP85306606A EP0176311B1 (en) | 1984-09-17 | 1985-09-17 | Small antenna |
US06/776,960 US4700194A (en) | 1984-09-17 | 1985-09-17 | Small antenna |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59194225A JPH061848B2 (ja) | 1984-09-17 | 1984-09-17 | アンテナ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6171701A true JPS6171701A (ja) | 1986-04-12 |
JPH061848B2 JPH061848B2 (ja) | 1994-01-05 |
Family
ID=16321038
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59194225A Expired - Lifetime JPH061848B2 (ja) | 1984-09-17 | 1984-09-17 | アンテナ |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4700194A (ja) |
EP (1) | EP0176311B1 (ja) |
JP (1) | JPH061848B2 (ja) |
DE (1) | DE3584658D1 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0216804A (ja) * | 1988-07-04 | 1990-01-19 | Mitsubishi Electric Corp | 一端短絡型マイクロストリツプアンテナ |
JPH06314924A (ja) * | 1993-04-19 | 1994-11-08 | Wireless Access Inc | 部分短絡マイクロストリップアンテナ |
JPH06314923A (ja) * | 1993-04-19 | 1994-11-08 | Wireless Access Inc | 小型二重リングマイクロストリップアンテナ |
JP2008072737A (ja) * | 2007-10-09 | 2008-03-27 | Furukawa Electric Co Ltd:The | アンテナ装置、携帯無線機器および携帯テレビ |
US7952534B2 (en) | 2004-03-31 | 2011-05-31 | Toto Ltd. | Microstrip antenna |
Families Citing this family (62)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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