JP3462635B2

JP3462635B2 - マイクロストリップアンテナ

Info

Publication number: JP3462635B2
Application number: JP18350095A
Authority: JP
Inventors: 均志谷口; 一到酒村; 文雄松井
Original assignee: Pioneer Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 1995-06-27
Filing date: 1995-06-27
Publication date: 2003-11-05
Anticipated expiration: 2018-11-05
Also published as: JPH0918226A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は移動体通信や携帯無線に
用いられる高周波アンテナに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来移動体通信や携帯無線に用いられる
高周波アンテナとして図３に示すマイクロストリップア
ンテナがある。

【０００３】図３は従来のマイクロストリップアンテナ
の概略断面図である。

【０００４】図３において従来のマイクロストリップア
ンテナは薄い金属導体板からなるパッチ１０２およびグ
ランド１０３が一定の誘電率を有する誘電体基板１０１
の両面上にそれぞれ接着されて、同軸プローブ１０５が
グランド１０３側に配置されている。グランド１０３は
同軸プローブ１０５の被覆線１０５ｂと電気的に接続さ
れ、被覆線１０５ｂはアース１０４に接地されている。
また同軸プローブ１０５の芯線１０５ａは誘電体基板１
０１を貫通してパッチ１０２の所定の位置である給電点
１０６においてパッチ１０２と電気的に接続されてい
る。

【０００５】従来のマイクロストリップアンテナは以上
の様に構成されているのでマイクロストリップアンテナ
に直線偏波が到来すると、パッチ１０２の端部とグラン
ド１０３の間が磁壁となって共振器として働くので、誘
電体基板１０１では固有モードが励振され同軸プローブ
１０５に接続された図示しない受信装置に供給される。
また固有モードは基本モード及びその高次モードからな
り、基本モードの周波数は誘電体基板１０１の誘電率
（ε）と直線偏波の受信方向のパッチ１０２の長さ
（ｄ）を調整することによって決まる。したがって受信
装置はマイクロストリップアンテナから供給された固有
モードから基本モードを選択し信号処理する。

【０００６】また図４は図３におけるマイクロストリッ
プアンテナのＶＳＷＲ（電圧定在波比）特性である。図
中１１０は周波数１．５７５ＧＨｚの基本モードであ
り、１１１は２次モードである。２次モードは基本モー
ドの約２倍の周波数で共振するモードである。なお基本
モード１１０、２次モード１１１共ピークが２つ見られ
るのは円偏波対応にアンテナがチューニングされている
ためである。

【０００７】また従来のマイクロストリップアンテナは
短絡ピンを追加構成することによっても基本モードの周
波数は調整できる。図５は従来における短絡ピンを用い
たマイクロストリップアンテナの概略断面図である。

【０００８】図５において金属導体からなる短絡ピン１
０７を誘電体基板１０１内に貫通させその一方端をパッ
チ１０２の所定位置に設けられた接点１０８に電気的に
接続し、他方端をグランド１０３上に設けられた接点１
０９に電気的に接続してパッチ１０２およびグランド１
０３を短絡している。このように短絡ピン１０７を用い
た場合は図３に比べて基本モードの周波数は低く設定す
ることができる。したがって高次モードも基本モードの
周波数に応じて変化する。

【０００９】従来のマイクロストリップアンテナは以上
の様に構成されて受信する基本モードが調整されてい
た。

【００１０】近年情報の多様化に伴って自動車に用いる
通信手段として衛生電波を用いたＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ
ＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）に加えてＶ
ＩＣＳ（ＶｅｈｉｃｌｅＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎａ
ｎｄＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ）が
整備されつつある。ＶＩＣＳは道路交通情報通信システ
ムであり、情報メディアとして電波ビーコン、光ビーコ
ン、ＦＭ多重放送などが考えられている。電波ビーコン
および光ビーコンは、道路上に直接設置されて車がビー
コンの真下を通過したときに、情報を受け取り受信範囲
は局所的である（前後３０ｍ程度）。またＦＭ多重放送
は既存のＦＭ放送局の通常放送に道路交通情報などを重
ねて送るものであり、広域を受け持つメディアとして考
えられている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところが上記従来の手
段によって基本モードの周波数を調整したとしても１つ
のアンテナには１つの固有モードから得られる１つの基
本モードしかないので１つのアンテナで複数の帯域の信
号を同時に受信することはできなかった。

【００１２】本発明は上記の欠点に鑑みなされたもので
あって、１つのアンテナで従来の基本モードの周波数に
加えて異なる他の基本周波数を同時に受信ができるマイ
クロストリップアンテナを提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、平板状の誘電
体を放射導体と接地導体ではさみ、放射導体上の給電点
に電力を供給する給電線を取り付けたマイクロストリッ
プアンテナにおいて、前記放射導体と電気的に接続さ
れ、且つ、前記接地導体を非接触で貫通する導体ピンを
備え、前記誘電体の誘電率と前記放射導体の受信方向の
長さにより、第１の基本周波数が決定され、前記導体ピ
ンが前記放射導体の所定位置に配置されることにより、
前記第１の基本周波数とは異なる第２の基本周波数が決
定され、前記第１の基本周波数帯域の信号と前記第２の
基本周波数帯域の信号を同時に受信することを特徴とす
る。また、前記放射導体と前記接地導体とを短絡する短
絡ピンを設けないことを特徴とする。また、複数の前記
導体ピンを備えることを特徴とする。

【００１４】

【作用】本発明によれば、マイクロストリップアンテナ
のパッチの所定位置にパッチと電気的に接続された整合
ピンを設けて、整合ピンがグランドを非接触で貫通する
ように配置することにより、受信する固有モードの基本
モードの周波数を変えることなく高次モードの周波数を
シフトさせることができる。

【００１５】

【実施例】次に本発明の実施例を図１乃至図２に基づい
て以下に説明するが図３について上述した従来のものと
同等の部分には同一の符号を付してある。

【００１６】図１は本発明の一実施例におけるマイクロ
ストリップアンテナの概略図であり、図中（ａ）は断面
図、（ｂ）は底面図である。図１においてパッチ１０２
は各辺の長さＡ、ＢがそれぞれＡ＝６０ｍｍ、Ｂ＝６
２．８ｍｍ、厚さ３５μｍの矩形の銅箔で形成されてい
る。また誘電体基板１０１はダイキン工業（株）製の合
成樹脂ＰＦＡ（パーフルオロ・アルコキシ樹脂）を用い
たものであり、誘電率ε＝２．２（ダイキン工業（株）
の型番ＡＰ−２１０）を有していて４．５ｍｍの厚さで
形成されている。また同軸プローブ１０５の芯線１０５
ａは図の（ｂ）のようにパッチ１０２の２辺からの距離
Ｃ、Ｄがそれぞれ２４ｍｍの位置にある給電点１０６に
接続されている。また被覆線１０５ｂはグランド１０３
と電気的に接続されて共にアース１０４に接地される。

【００１７】また、同図中１は金属導体からなる整合ピ
ンであり、図の（ｂ）のように誘電体基板１０１を略垂
直に貫通して一方端をパッチ１０２の２辺からの距離
Ｅ、ＦがそれぞれＥ＝３０ｍｍ、Ｆ＝２２ｍｍの位置に
設けられた接点２に電気的に接続されている。また整合
ピン１の他方端はグランド１０３が形成する水平面と交
差する付近に位置するが、グランド１０３には整合ピン
１を軸とする所定の大きさに矩形孔３が設けられてい
て、整合ピン１がグランド１０３と電気的に非接触に配
置されている。

【００１８】次に本発明におけるマイクロストリップア
ンテナのＶＳＷＲ（電圧定在波比）特性を図２に示す。
ここでは従来のマイクロストリップアンテナのＶＳＷＲ
（電圧定在波比）特性（図４）と同じ円偏波を用いて受
信した。図２中４は周波数１．５７５ＧＨｚの基本モー
ドであり図４で得られた基本モードと同じ周波数で受信
しているが、整合ピン１を設けることによって図４の従
来における共振２次モード１１１の周波数が約２倍の
３．１５ＧＨｚから２．５ＧＨｚに移動してモード５と
なって受信されていることがわかる。

【００１９】したがって本発明における図１のマイクロ
ストリップアンテナは周波数１．５７５ＧＨｚの基本モ
ードに加えて、他の基本モード２．５ＧＨｚを同時に受
信できる。このため本発明における図１のマイクロスト
リップアンテナを例えば自動車の受信用アンテナとして
用いることによりＧＰＳの受信周波数１．５７５４２Ｇ
ＨｚとＶＩＣＳの電波ビーコン周波数２．５ＧＨｚを同
時に受信することができる。

【００２０】なお本実施例において誘電体基板１０１は
ダイキン工業（株）製の合成樹脂ＰＦＡ（パーフルオロ
・アルコキシ樹脂）を用いたものであり誘電率ε＝２．
２（ダイキン工業（株）の型番ＡＰ−２１０）を有して
いて４．５ｍｍの厚さで形成したが、ダイキン工業
（株）製の合成樹脂ＦＥＰ（四フッ化エチレン・六フッ
化プロピレン共重合樹脂）を用いて誘電率ε＝２．２
（ダイキン工業（株）の型番ＮＰ−２０）とし、４．５
ｍｍの厚さで形成しても同様の効果が得られる。

【００２１】また整合ピン１の断面形状は円形に限らず
不整形でも良い。さらに複数の整合ピンをパッチ上の所
定の箇所に設けてモードの周波数を調整しても良い。

【００２２】また本実施例ではグランド１０３に矩形孔
３を設けて整合ピン１とグランド１０３を電気的に非接
触を保ったが、３の形状は円形その他不整形でもよく整
合ピン１とグランド１０３が近接してかつ電気的に非接
触であれば同様の効果が得られる。

【００２３】また本実施例では受信の場合について説明
したが、この発明を送信の場合に用いても良い。

【００２４】

【発明の効果】本発明によれば、マイクロストリップア
ンテナのパッチの所定位置にパッチと電気的に接続され
た整合ピンを設けて、整合ピンがグランドを非接触で貫
通するように配置することにより、受信する固有モード
の基本モードの周波数を変えることなく高次モードの周
波数をシフトさせることができるので１つのアンテナで
従来の基本モードの周波数に加えて異なる他の基本周波
数を同時に受信することができる。

【００２５】したがって、異なる基本モードを受信する
場合に従来のように２種類のアンテナを用いる必要がな
く、受信装置が小型でシンプルなものとなり、安価にで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例におけるマイクロストリップ
アンテナの概略図である。

【図２】本発明におけるマイクロストリップアンテナの
ＶＳＷＲ（電圧定在波比）特性である。

【図３】従来のマイクロストリップアンテナの概略断面
図である。

【図４】従来の図３におけるマイクロストリップアンテ
ナのＶＳＷＲ（電圧定在波比）特性である。

【図５】従来における短絡ピンを用いたマイクロストリ
ップアンテナの概略断面図である。

【符号の説明】

１０１・・・誘電体基板１０２・・・パッチ１０３・・・グランド１０４・・・アース１０５・・・同軸プローブ１０５ａ・・芯線１０５ｂ・・被覆線１０６・・・給電点１０７・・・短絡ピン１０８・・・接点１０９・・・接点１１０・・・基本モード１１１・・・２次モード１・・・・・整合ピン２・・・・・接点３・・・・・矩形孔４・・・・・基本モード５・・・・・モード

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01Q 13/08

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】平板状の誘電体を放射導体と接地導体で
はさみ、前記放射導体上の給電点に電力を供給する給電
線を取り付けたマイクロストリップアンテナにおいて、前記放射導体と電気的に接続され、且つ、前記接地導体
を非接触で貫通する導体ピンを備え、前記誘電体の誘電率と前記放射導体の受信方向の長さに
より、第１の基本周波数が決定され、前記導体ピンが前
記放射導体の所定位置に配置されることにより、前記第
１の基本周波数とは異なる第２の基本周波数が決定さ
れ、前記第１の基本周波数帯域の信号と前記第２の基本周波
数帯域の信号を同時に受信することを特徴とするマイク
ロストリップアンテナ。
【請求項２】前記放射導体と前記接地導体とを短絡す
る短絡ピンを設けないことを特徴とする請求項１に記載
のマイクロストリップアンテナ。
【請求項３】複数の前記導体ピンを備えることを特徴
とする請求項１又は２に記載のマイクロストリップアン
テナ。