JPS63207206A

JPS63207206A - マイクロストリツプパツチアンテナ

Info

Publication number: JPS63207206A
Application number: JP3976587A
Authority: JP
Inventors: Akio Kuramoto; 晶夫倉本
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1987-02-23
Filing date: 1987-02-23
Publication date: 1988-08-26

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、ＵＨＦ帯やＳＨＦ帯で使用されるマイクロス
トリップパッチアンテナに係り、特に使用周波数帯域幅
の改善技術に関する。

（従来の技術）マイクロストリップパッチアンテナとしては、従来、例
えば第３図に示すものが知られている。

このマイクロストリップパッチアンテナ（以下、単に「
アンテナ」という）は、円形導体板からなる放射器１と
、この放射器１の外周形状よりも大きな円形導体板から
なり放射器１と同心円に配置されるグランド板２と、こ
れら両者を適宜距離離隔させるべく配置される誘電体４
、誘電体４内に厚さ方向に埋設さ・れる短絡棒５とを備
える。

誘電体４の厚さ、即ち放射器１とグランド板２間の離隔
距離は放射器１の半径よりも充分小さい所定値に設定さ
れる。誘電体４は、通常比誘電率ε、が２０〜３．０程
度の誘電体材料が用いられるが、空気（εｒ絢１）を誘
電体材料とする場合もある。放射器１の半径は、この比
誘電率ε、に関係し、λ０を自由空間波長とすると、０．２９３λｏ／６７で与えられる。短絡棒５は高次モ
ードを抑制するためのもので、用途によっては省略され
る場合がある。

また、給電方式は、マイクロストリップラインによるも
のと（第３図（ａ））、同軸線路によるもの（第３図（
ｂ））とがある、前者は、放射器１と同一平面に設けた
給電部となるマイクロストリップライン３ａの一端を放
射器１の外周側端に接続し、マイクロストリップライン
３ａの他端側から給電する方式である。このときには、
例えば１／４波長変成器を用いて整合をとることが行わ
れる。一方、後者は、グランド板２の裏面に給電部とな
る同軸コネクタ３ｂを取り付け、その同軸コネクタ３ｂ
の中心導体先端を放射器１の裏面に当接させ電気的に接
続したものである。

このとき、同軸コネクタ３ｂの中心導体の接続位置は、
ＶＳＷＲ（電圧定在波比）が最低となる放射器１の半径
方向所定部位となっている。

そして、いずれの給電方式においても、放射器１の中心
点と給電点とを結ぶ直線に平行な方向が放射電磁界の電
界方向である。

なお、この種のアンテナでは、放射器１の外周形状は円
形の他に、方形や多角形等、種々の形状のものが提案さ
れていることは周知の通りである。

（発明が解決しようとする問題点）ところで、この種のアンテナの帯域幅は、−ａには、使
用する誘電体材料によって異なるが、誘電体が空気の場
合に最大となり、例えば第２図（イ）に示す特性となる
。第２図（イ）に示すリターンロス特性は、次の条件で
取得したものである。中心周波数ｆ。＝　１６７０　Ｍ
Ｈｚ、自由空間波長λ、＝１７９．６龍、比誘電率εｒ
崎１（空気）、放射器１の半径Ａ　＝　０．２６２λ０
、グランド板２の半径Ｒ＝　０．５３０λ０、放射器１
とグランド板２間の間隔Ｈ＝　０．０５０λ。、放射器
１の中心点から給電点までの距離Ｆ　＝　０．１５０λ
０゜第２図（イ）から明らかなように、リターンロスが
一１０ｄＢ以下（即ち、ＶＳＷＲが２．０以下）となる
帯域幅は約１４０　ＭＨｚであり、中心周波数ｆ、の１
０％以下である。これは入力インピーダンスのりアクタ
ンス分が周波数の変化に対し急激な変化を示すことによ
る。

このように、従来のアンテナは、使用周波数帯域幅が狭
いという問題点がある。

本発明は、このような従来の問題点に鑑みなされたもの
で、その目的は、単純な構造体を追加することによって
使用周波数帯域幅の広帯域化を図ることができるマイク
ロストリップパッチアンテナを提供することにある。

（問題点を解決するための手段）前記目的を達成するために、本発明のマイクロストリッ
プパッチアンテナは次の如き構成を有する。即ち、本発
明のマイクロストリップパッチアンテナは、外周形状が
マイクロストリップパッチアンテナの放射器の外周形状
と同一で、かつ外形の大きさが同一または若干小さ目で
ある環状枠部と、この環状枠部を２等分割する如く該環
状枠部の内周所定部位間を短絡する短絡軸部とからなる
環状導体が、短絡軸部の形成方向を放射電磁界の電界方
向と一致させて当該放射器の前方所定位置に配設してあ
ることを特徴とするものである。

（作　用）次に、前記の如く構成される本発明のマイクロストリッ
プパッチアンテナの作用を説明する。

環状枠部は、その外周形状がマイクロストリップパッチ
アンテナの放射器の外周形状と同一で、かつ外形の大き
さが同一または若干小さ目のものである。なお、環状枠
部の枠幅は放射器の中心から外周端に至る距離に比して
充分小さいものである。また、短絡軸部は、この環状枠
部を２等分割する如く該環状枠部の内周所定部位間を短
絡接続するもので、その軸部は前記枠幅と略等幅となっ
ている。このような環状枠部と短絡軸部とからなる環状
導体が、短絡軸部の形成方向を放射電磁界の電界方向と
一致させて当該放射器の前方所定位置、例えば当該放射
器前方的０．６波長程度離隔した位置に配設しである。

その結果、この環状導体は入力インピーダンスのりアク
タンス分の急激な変化を抑圧する補償回路として働くこ
ととなるのでリターンロス特性の平坦領域が拡張され、
使用周波数帯域幅が広帯域化する。

このように、本発明のマイクロストリップパッチアンテ
ナによれば、環状導体を放射器の前方所定位置に配設す
るようにしたので、リターンロス特性の平坦領域を広げ
ることができ、使用周波数帯域幅を広帯域化することが
できる効果がある。

（実　施　例）以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例にアンテナを示す。

なお、本実施例では、第３図（ｂ）に示すアンテナに適
用した場合を示しており、同図（ｂ）と同一名称部分に
は同一符号を付してその説明を省略する。

第１図において、符号７は本発明に係る環状導体であり
、この環状導体７は環状枠部７ａと短絡軸部７ｂとから
なる。環状枠部７ａは放射器１と同一の円形状であり、
かつその大きさは、この実施例では、放射器１よりも若
干小さ目になっている。なお、この環状枠部７ａの枠幅
は放射器１の半径に比して充分小さいものである。また
、短絡軸部７ｂは環状枠部７ａの直径方向両側の内周端
を短絡接続するもので、その細幅は前記枠幅と略等幅で
ある。この短絡軸部７ｂの中央部には支柱６の一端が固
定され、この支柱６の他端は放射器１の中心位置に固定
されている。なお、支柱６は導体・非導体いずれでもよ
い。

即ち、機状導体７は、支柱６によって放射器１の直前前
方の支柱６の長さで定まる所定位置に配設されるのであ
る。このとき、短絡軸部７ｂの向きは放射電磁界の電界
方向、つまり放射器１の中心点と給電部３ｂの接続点く
給電点）とを結ぶ直線の方向と一致させる。なお、支柱
６の長さは０．５５波長から０．６５波長間の適宜な長
さに調整する。

その結果、当該アンテナのリターンロス特性は、例えば
第２図（ロ）に示す如く、その平坦領域が従来のものに
比して大幅に拡張され、使用周波数帯域幅が大幅に広が
ることとなる。

第２図（ロ）に示す特性曲線は第２図（イ）に示す特性
曲線を取得したのと同一の条件に、当該環状導体７の条
件を加えて得なものである。

即ち、中心周波数ｆｏ　＝１６７０ＭＨｚ　、自由空間
波長λｏ＝１７９．６ｓ＋ｍ、比誘電率εｒ≠１（空気
）、放射器１の半径Ａ＝０．２６２λ０、グランド板２
の半径Ｒ＝　０．５３０λ０、放射器１とグランド板２
間の間隔Ｈ＝０．０５０＾０、放射器１の中心点から給
電点までの距離Ｆ＝０．１５０λ０の諸条件ニ加エテ、
環状枠部７ａの枠幅Ｄ＝０．０２０λｏ、放射器１から
環状導体７までの距離（つまり、支柱６の長さ）Ｌ＝０
．５５７λ。としである。

第２図（ロ）から明らかなように、リターンロスが一１
０ｄＢ以下（即ち、ＶＳＷＲが２０以下）となる帯域幅
は約３００　ＭＨｚであり、中心周波数ｆ、の約１８％
となっており、第２図（イ）と比較して順著な差違が認
められる。

なお、本実施例では、第３図（ｂ）に示す給電方式のも
のについて説明したが、本発明は第３図（ａ）に示す給
電方式であっても同様の作用効果を得ることができる。

また、放射器１の外周形状、つまり環状枠部７ａの外周
形状は本実施例に示すものに限定されないことは勿論で
ある。

（発明の効果）以上説明したように、本発明のマイクロストリップバッ
チアンテナによれば、環状導体を放射器の前方所定位置
に配設するようにしたので、リターンロス特性の平坦領
域を広げることができ、使用周波数帯域幅を広帯域化す
ることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るマイクロストリップバ
ッチアンテナの構成図、第２図はリターンロス特性図、
第３図は従来のマイクロストリップバッチアンテナの構
成図である。１・・・・・・放射器、　２・・・・・・グランド板、
　３ａ。３ｂ・・・・・・給電部、　４・・・・・・誘電体、　
５・・・・・・短絡棒、　６・・・・・・支柱、　７・
・・・・・環状導体、　７ａ・・・・・・環状枠部、　
７ｂ・・・・・・短絡軸部。代理人　弁理士　　八　幡　　義　博（ａ）断面図（ｂ）岑兜明０マイクυストソッフス〜すアンテナ／）Ｊ７１
；、　（ＰＩ第　　／　　区Ｊ！ｌ濱数（ＭＨｚ）（４）−−一扱来／ｌマイクＵスドノッ７’Ａ〜ナアン
テナ（ロ）−、本、充所のマイクロストリッツつ１−ソ
ケアンデナＩノターンロス替杜第　２　図

Claims

【特許請求の範囲】

外周形状がマイクロストリップパッチアンテナの放射器
の外周形状と同一で、かつ外形の大きさが同一または若
干小さ目である環状枠部と、この環状枠部を２等分割す
る如く該環状枠部の内周所定部位間を短絡する短絡軸部
とからなる環状導体が、短絡軸部の形成方向を放射電磁
界の電界方向と一致させて当該放射器の前方所定位置に
配設してあることを特徴とするマイクロストリップパッ
チアンテナ。