JP2003133842A

JP2003133842A - モノポールアンテナ

Info

Publication number: JP2003133842A
Application number: JP2001326582A
Authority: JP
Inventors: Genshu To; 元珠竇
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2001-10-24
Filing date: 2001-10-24
Publication date: 2003-05-09

Abstract

(57)【要約】【課題】高さ寸法の短縮が容易で小型化を促進できる
モノポールアンテナを提供すること。【解決手段】接地面１上で起立する誘電体基板２と、
誘電体基板２の表面に上下方向に沿って設けられ下端部
が給電線４に接続された放射導体３とを備え、この放射
導体３のうち、接地面１から遠い上部側を下部側よりも
幅広に形成した。このように、放射導体３のうち電圧が
大きく変化する上部側（容量領域）を幅広に形成してキ
ャパシタンスを大きくしておけば、共振周波数が小さく
なるので、所望の周波数に共振させる際に、従来品より
も放射導体３の高さ寸法を大幅に低減することが可能と
なる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、衛星通信や衛星放
送の送受信に用いられるモノポールアンテナに係り、特
に、車載用や携帯用として好適なモノポールアンテナに
関する。

【０００２】

【従来の技術】移動通信機器などにおいて、周波数帯域
が８００ＭＨｚ〜２０００ＭＨｚの電波の送受信に用い
られるモノポールアンテナとしては、金属板等からなる
接地面上に立設された全長がλ／４（ただし、λは電波
の自由空間波長）のロッド状の放射導体が広く採用され
ている。かかるモノポールアンテナは、上下方向に延び
る放射導体の下端部に同軸ケ−ブル等の給電線が接続さ
れており、所望の周波数の電波と共振するように放射導
体の長さが設定されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のモノポールアンテナは、ロッド状の放射導体の
全長がλ／４なので、例えば携帯電話に多用されている
８００ＭＨｚ帯域の電波の送受信を行う場合、全長が１
０ｃｍ近い放射導体が必要となり、車室内に設置するモ
ノポールアンテナとしては高さ寸法が大きすぎるという
問題があった。

【０００４】そこで最近、セラミック等の誘電体基板の
表面に、印刷やエッチング等の手法で一定幅の帯状の放
射導体を形成することにより、高さ寸法を低減したモノ
ポールアンテナが提案されている。かかる従来提案によ
れば、誘電体による波長短縮によって放射導体の全長を
２０％前後短縮することが可能であるが、車室内に設置
するモノポールアンテナのように高さ寸法の制約が大き
い場合には、放射導体をさらに短くすることが要望され
ている。

【０００５】本発明は、このような従来技術の実情に鑑
みてなされたもので、その目的は、高さ寸法の短縮が容
易で小型化を促進できるモノポールアンテナを提供する
ことにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ために、本発明のモノポールアンテナでは、接地面上で
起立する誘電体基板と、この誘電体基板の表面に上下方
向に沿って設けられ下端部が給電線に接続された放射導
体とを備え、この放射導体のうち、前記接地面から遠い
上部側を下部側よりも幅広に形成した。

【０００７】このように構成されたモノポールアンテナ
にあっては、放射導体のうち電圧が大きく変化する上部
側（容量領域）が幅広に形成してあるので、キャパシタ
ンスが増大したことになる。そして一般的に共振回路で
は、キャパシタンスが大きくなると共振周波数が小さく
なるので、上端部が幅広になっていない帯状の放射導体
を誘電体基板の表面に形成した場合と比べたとき、本発
明のモノポールアンテナは、放射導体の長さが同等であ
れば共振する周波数が小さくなる。つまり、上端部に幅
広部を設けることによって、所望の周波数に共振させる
うえで必要となる放射導体の長さを短く設定することが
できるので、モノポールアンテナ全体の高さ寸法が容易
に低減化できる。

【０００８】また、上述した構成において、誘電体基板
の下部側領域に透孔または薄肉部を設けておけば、放射
導体の下部側（誘導領域）の周囲で誘電率が下がるため
インダクタンスが増大したことになる。そして一般的に
共振回路では、インダクタンスが大きくなると共振周波
数が小さくなるので、所望の周波数に共振させるうえで
必要となる放射導体の長さを短く設定することができ、
モノポールアンテナ全体の高さ寸法をさらに低減するこ
とができる。なお、誘電体基板の下端部に接地電極部を
設け、この接地電極部を接地面に半田付けする構成にし
ておけば、誘電体基板を接地面に対してネジ止めする必
要がなく、同軸ケ−ブル等の給電線との接続作業も容易
に行える。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、発明の実施の形態について
図面を参照して説明すると、図１は本発明の第１の実施
形態例に係るモノポールアンテナの正面図、図２は該ア
ンテナの等価回路図である。

【００１０】図１に示すモノポールアンテナは、接地面
１上で起立する誘電体基板２と、この誘電体基板２の表
面に上下方向に沿って設けられた放射導体３とによって
概略構成されており、同軸ケ−ブル等の給電線４が放射
導体３の下端部に接続されている。また、誘電体基板２
の下端部には接地電極部５が設けられており、この接地
電極部５が、金属板等からなる接地面１に半田付けされ
ている。接地電極部５は入力電源６に接続されており、
この入力電源６から給電線４を経て放射導体３に高周波
信号が給電されるようになっている。

【００１１】誘電体基板２としては、ＦＲ−４などの安
価で比誘電率がやや高い材料（例えばεｒが４．８程
度）が好適である。放射導体３と接地電極部５は、誘電
体基板２の全面に設けられた銅箔をエッチングして所望
形状にパターン形成したものであるが、印刷によって同
形状のものを形成することも可能である。放射導体３の
うち、接地面１から遠い上部１／３程度は幅広部３ａ、
接地面１に近い下部１／３程度は幅狭部３ｂとなってお
り、これら幅広部３ａと幅狭部３ｂの間は両者の中間の
幅寸法となっている。なお、本実施形態例では誘電体基
板２の下端部に設けた接地電極部５が接地面１に半田付
けしてあるため、誘電体基板２を接地面１に対してネジ
止めする必要がなく、給電線４との接続作業も容易に行
える。

【００１２】このような構成のモノポールアンテナは、
図２に示すような等価回路で表すことができる。図２
は、接地された入力電源６と、同じく接地された放射抵
抗Ｒとの間に、コイルＬとコンデンサＣを直列に接続し
た回路である。図１に示す放射導体３の上部側は、電圧
が大きく変化する容量領域なので、図２中のコンデンサ
Ｃと見なせる。そして、この部分が幅広部３ａとなって
いるため、放射導体３の上部側はキャパシタンスが大き
く、それに伴いモノポールアンテナの共振周波数は小さ
くなっている。また、放射導体３の下部側は、電流が大
きく変化する誘導領域なので、図２中のコイルＬと見な
せる。そして、この部分が幅狭部３ｂとなっているた
め、コイルＬの線径が細くなった場合と同様にインダク
タンスが大きくなり、それに伴いモノポールアンテナの
共振周波数は小さくなってつまり、誘電体基板の表面に
一定幅の帯状の放射導体が形成されている従来のモノポ
ールアンテナと比べたとき、本実施形態例では、放射導
体３の高さ寸法が同等であれば共振する周波数が小さく
なり、それゆえ所望の周波数に共振させる場合に、かか
る従来品よりも高さ寸法を低減することができる。具体
的には、誘電体の波長短縮を利用して高さ寸法を７５〜
８５％低減させている従来品に比べて、本実施形態例に
係るモノポールアンテナは、放射導体３の高さ寸法をさ
らに１５％程度低減することができる。

【００１３】図３は本発明の第２の実施形態例に係るモ
ノポールアンテナの正面図であり、図１と対応する部分
には同一符号が付してある。この実施形態例のように、
放射導体３の上部１／４程度を極めて幅広な幅広部３ｃ
となしておけば、電圧変化が最も大きい放射導体３の上
端部とその近傍でキャパシタンスが特に大きくなるた
め、共振周波数がかなり低くなる。したがって、モノポ
ールアンテナ全体の高さ寸法を容易に低減させることが
できる。

【００１４】図４は本発明の第３の実施形態例に係るモ
ノポールアンテナの正面図であり、図１や図３と対応す
る部分には同一符号が付してある。この実施形態例のよ
うに、放射導体３の下半分程度を幅狭部３ｂとなし、幅
狭部３ｂよりも上側を幅寸法が徐々に増大する三角形状
部３ｄとなしておけば、放射導体３のうち容量領域に位
置する三角形状部３ｄが幅広となり、かつ電圧変化が最
も大きい三角形状部３ｄの上端部で幅寸法が最大とな
る。したがって、前述した第１および第２の実施形態例
と同様に、モノポールアンテナの共振周波数が小さくな
り、全体の高さ寸法を低減させることができる。

【００１５】また、図５に示す本発明の第４の実施形態
例のように、放射導体３をその下端から上端に向かって
幅寸法が徐々に増大する略Ｖ字形に形成した場合も、第
３の実施形態例と同様の効果が期待できる。

【００１６】図６は本発明の第５の実施形態例に係るモ
ノポールアンテナの正面図であり、図３と対応する部分
には同一符号が付してある。この実施形態例の場合、放
射導体３の形状は前述した第２の実施形態例（図３参
照）と同じであるが、誘電体基板２の下部側領域で幅狭
部３ｂの幅方向両側に一対の透孔２ａが穿設してあるの
で、これら透孔２ａ内の空間の誘電率は空気と同等であ
る。その結果、放射導体３の下部側（誘導領域）の周囲
で誘電率が下がり、インダクタンスを増大させることが
できるので、所望の周波数に共振させるうえで必要とな
る放射導体３の長さを一層短く設定することができる。
つまり、モノポールアンテナ全体の高さ寸法を一層低減
することができる。なお、誘電体基板２の下部側領域
に、透孔の代わりに薄肉部を設けても同様の効果が期待
できる。

【００１７】

【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施され、以下に記載されるような効果を奏する。

【００１８】放射導体のうち電圧が大きく変化する上部
側（容量領域）が幅広に形成してあるので、キャパシタ
ンスが大きくなって、共振周波数が小さくなる。それゆ
え、所望の周波数に共振させる際に、従来品よりも放射
導体の高さ寸法を大幅に低減することが可能となり、高
さ寸法の短縮が容易で小型化に有利なモノポールアンテ
ナを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態例に係るモノポールア
ンテナの正面図である。

【図２】該モノポールアンテナの等価回路図である。

【図３】本発明の第２の実施形態例に係るモノポールア
ンテナの正面図である。

【図４】本発明の第３の実施形態例に係るモノポールア
ンテナの正面図である。

【図５】本発明の第４の実施形態例に係るモノポールア
ンテナの正面図である。

【図６】本発明の第５の実施形態例に係るモノポールア
ンテナの正面図である。

【符号の説明】

１接地面２誘電体基板２ａ透孔３放射導体３ａ，３ｃ幅広部３ｂ幅狭部３ｄ三角形状部４給電線５接地電極部６入力電源

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】接地面上で起立する誘電体基板と、この
誘電体基板の表面に上下方向に沿って設けられ下端部が
給電線に接続された放射導体とを備え、この放射導体の
うち、前記接地面から遠い上部側を下部側よりも幅広に
形成したことを特徴とするモノポールアンテナ。
【請求項２】請求項１の記載において、前記誘電体基
板の下部側領域に透孔または薄肉部を設けたことを特徴
とするモノポールアンテナ。
【請求項３】請求項１または２の記載において、前記
誘電体基板の下端部に接地電極部を設け、この接地電極
部を前記接地面に半田付けしたことを特徴とするモノポ
ールアンテナ。