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JPH08204443A - 受信用コプレーナ線路給電アクティブアンテナ - Google Patents

受信用コプレーナ線路給電アクティブアンテナ

Info

Publication number
JPH08204443A
JPH08204443A JP7011889A JP1188995A JPH08204443A JP H08204443 A JPH08204443 A JP H08204443A JP 7011889 A JP7011889 A JP 7011889A JP 1188995 A JP1188995 A JP 1188995A JP H08204443 A JPH08204443 A JP H08204443A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
antenna
line
power feeding
antenna element
coplanar line
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP7011889A
Other languages
English (en)
Inventor
Mitsuo Taguchi
口 光 雄 田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Mektron KK
Original Assignee
Nippon Mektron KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Mektron KK filed Critical Nippon Mektron KK
Priority to JP7011889A priority Critical patent/JPH08204443A/ja
Priority to US08/531,443 priority patent/US5714965A/en
Publication of JPH08204443A publication Critical patent/JPH08204443A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q7/00—Loop antennas with a substantially uniform current distribution around the loop and having a directional radiation pattern in a plane perpendicular to the plane of the loop

Landscapes

  • Waveguides (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Details Of Aerials (AREA)
  • Waveguide Aerials (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 中心周波数に対して１００％以上の周波数帯
域で高い動作利得を持つコプレーナ線路給電アクティブ
アンテナを提供すること。 【構成】 誘電体フィルムの片面に、印刷により設けら
れた中心導体Ｃおよび２本の接地導体ＧＰからなり給電
線Ｆとして機能するコプレーナ線路と、前記誘電体フィ
ルムの片面に、印刷により設けられ前記コプレーナ線路
と結合されたアンテナ素子ＡＮＴとしての導体とをそな
えたコプレーナ線路給電アンテナにおいて、前記アンテ
ナ素子ＡＮＴの給電点と前記給電線の先端が接近して配
され、これら両者の間隙に電界効果トランジスタＱを含
む能動回路が装荷されており、前記アンテナ素子と前記
給電線とのインピーダンス整合を図ると共に、前記アン
テナ素子による受信信号を増幅して前記給電線に供給す
ることを特徴とする受信用コプレーナ線路給電アクティ
ブアンテナ。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、陸上移動通信や移動体
通信に用いられるアンテナに関し、さらには誘電体基板
上に設けられたプリントアンテナ、あるいはラジオ、テ
レビジョン放送受信に用いられる線状アンテナまたはプ
リントアンテナに関する。
【０００２】
【従来の技術】これらの用途に用いられるアンテナとし
て、誘電体基板上に形成された、コプレーナ線路給電ア
クティブスロットダイポールアンテナが知られている。
これは、例えば雑誌「Microwave and Optical Technolo
gy Letters」第６巻第１５号、１９９３年１２月発行、
第８５６ないし８５７頁に掲載されているものであり、
図５に示すような３枚の導体平板と電界効果トランジス
タとの組み合わせ構造を持っており、７ＧＨｚ帯用に構
成されたものである。すなわち、図示上部の平板と図示
下部の２枚の平板とは直流的に切り離されており、かつ
図示下部の２枚の平板は互いに離間しており、これらの
間に中心導体が配置され、中心導体と両側の平板の間に
２本のスロットが形成されている。中心導体と両側の平
板はコプレーナ線路を形成する。そして、図示上部の平
板に電界効果トランジスタＱのゲートが、図示下部の２
枚の平板それぞれにソースＳが、コプレーナ線路の中心
導体にドレインＤが接続されている。
【０００３】このアンテナは、給電線としてコプレーナ
線路を用いて、給電線からの不要輻射が発生しないよう
にし、かつスロットダイポール中央部に生じる誘起電圧
を電界効果トランジスタＱで増幅するものである。電界
効果トランジスタＱへの直流バイアス電圧は、コプレー
ナ線路から加えられる。
【０００４】そして、図６はＥ（電界）平面での±９０
°の範囲の主偏波および交差偏波の各実測値をそれぞれ
実線および破線で示したものであり、図７はＨ（磁界）
平面での±９０°の範囲の主偏波および交差偏波の各実
測値をそれぞれ実線および波線で示したものである。さ
らに、図８は図５の構成のアンテナの絶対利得特性を示
したものであり、実線で示すように６．９ＧＨｚないし
７．６ＧＨｚの周波数範囲でほぼ７〜８ｄＢの利得を得
ている。同図の破線は、比較のために示した標準ホーン
アンテナＮＡＲＤＡモデル６４２の利得である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】この図５に示された従
来のアンテナでは、スロット素子と電界効果トランジス
タとの間のインピーダンス整合を図るために、スロット
の形状を変形させている。また、スロット給電点に直流
バイアス電圧が加わるのを防ぐために、スロットの中心
軸方向に細いスリットを入れているなどの複雑な構造を
採っている。そのため、このような基本構造を有するア
ンテナの周波数帯域は中心周波数の１０％程度と狭帯域
である。
【０００６】本発明は上述の点を考慮してなされたもの
で、中心周波数に対して１００％以上の周波数帯域で高
い動作利得を持つコプレーナ線路給電アクティブアンテ
ナを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、本
発明では、請求項１記載の、誘電体フィルムの片面に、
印刷により設けられた中心導体および２本の接地導体か
らなり給電線として機能するコプレーナ線路と、前記誘
電体フィルムの片面に、印刷により設けられ前記コプレ
ーナ線路と結合されたアンテナ素子としての導体とをそ
なえたコプレーナ線路給電アンテナにおいて、前記アン
テナ素子の給電点と前記給電線の先端が接近して配さ
れ、これら両者の間隙に電界効果トランジスタを含む能
動回路が装荷されており、前記アンテナ素子と前記給電
線とのインピーダンス整合を図ると共に、前記アンテナ
素子による受信信号を増幅して前記給電線に供給するこ
とを特徴とする受信用コプレーナ線路給電アクティブア
ンテナ、および請求項２記載の、請求項１記載のアンテ
ナにおける前記アンテナ素子は、ループアンテナである
受信用コプレーナ線路給電アクティブアンテナ、を提供
するものである。
【０００８】
【作用】請求項１記載の構成によれば、誘電体フィルム
の片面に、印刷技術によりコプレーナ線路およびアンテ
ナ素子を設ける。そして、アンテナ素子の給電点と給電
線の先端とを接近させて介在させ、この接近させた部分
に電界効果トランジスタを用いた能動回路を介在させる
ことにより能動作用が加味される。すなわちアンテナ素
子で受信された信号が能動回路で増幅され、給電線に送
出される。
【０００９】請求項２記載の構成によれば、アンテナ素
子として用いたループアンテナが周波数に対して平坦に
近い入力インピーダンス特性を持つので、インピーダン
スを適宜設定することにより広い周波数範囲にわたり能
動回路のインピーダンスと整合させる。
【００１０】
【発明の効果】請求項１記載の構成によれば、誘電体フ
ィルムの片面に印刷によりアンテナ素子および給電線と
してのコプレーナ線路を設け、アンテナ素子の給電点と
給電線の先端とを接近させて配置し、両者の間隙に電界
効果トランジスタを用いた能動回路を介在させたため、
アンテナの受信信号を能率よく給電線に供給することが
できる。
【００１１】請求項２記載の構成によれば、ループアン
テナの入力インピーダンス特性が周波数に対して平坦に
近いため、入力インピーダンスを適宜設定すれば広い周
波数範囲にわたって給電線とのインピーダンス整合を取
ることができる。
【００１２】
【実施例】図１は、本発明の一実施例を示したものであ
る。同図において、ＡＮＴはループアンテナであり、両
端が半径Ｒの円弧で中央部が長さ２Ｌの直線をなす長円
状のループを形成している。そして直線部の一方の中央
に給電点が形成されており、電界効果トランジスタＱを
含む能動回路が接続される。さらに、能動回路は中心導
体Ｃおよび接地導体ＧＰからなるコプレーナ線路として
の一対の給電線Ｆに接続されている。ループアンテナと
能動回路との接続、および能動回路と給電線との接続は
図２を用いて後述する。
【００１３】このループアンテナＡＮＴおよび給電線Ｆ
は、厚さ４５μm 程度の薄い誘電体フィルムの表面に印
刷技術により形成されている。周波数範囲をＴＶ放送周
波数に選択したため、ループは円弧半径が４４mm、給電
点から円弧までの直線部分の長さＬが０〜４cmである。
給電線としてのコプレーナ線路の特性インピーダンスは
７５Ωである。保護のため、アンテナを適当な厚さ、た
とえば５０μm 程度のフィルムで覆ってもよい。
【００１４】図２は、電界効果トランジスタＱを含む能
動回路とその周囲の回路構成を示したものである。電界
効果トランジスタＱは、ＧａＡｓ型のＦＨＣ３０ＬＧを
用い、そのゲートＧがループアンテナの一方の給電点に
接続されており、ソースＳはループアンテナの他方の給
電点が接続されている接地導体ＧＰに対し、抵抗および
コンデンサを介して接続されており、ドレインＤは中心
導体Ｃに接続されている。そして、電界効果トランジス
タＱのゲートＧは、抵抗を介して接地導体ＧＰに接続さ
れている。この電界効果トランジスタＱの、周波数１０
０ＭＨｚないし５００ＭＨｚの範囲での有能電力利得
は、１７〜１８ｄＢである。
【００１５】給電線Ｆの中心導体Ｃの出力側と接地導体
の間には、抵抗と直流電源との直列接続回路が接続され
ている。さらに、中心導体Ｃは、コンデンサを介して出
力端子の一方に接続されており、また接地導体ＧＰは、
出力端子の他方に接続されている。
【００１６】図３（ａ）、（ｂ）は、本発明の一実施例
における、アンテナ素子給電点での入力インピーダンス
実測結果と、能動素子として用いた電界効果トランジス
タＱの散乱パラメータを、特性インピーダンス５０Ωで
規格化したスミスチャート上に示したものである。
【００１７】同図（ａ）における入力インピーダンスと
同図（ｂ）におけるＳ11パラメータとは、低周波数側の
広帯域にわたってほぼ整合されている。また、トランジ
スタのＳ22パラメータは、テレビジョン放送周波数全域
にわたってコプレーナ線路の特性インピーダンスである
７５Ωに近い値になっている。
【００１８】この結果、ループアンテナ、電界効果トラ
ンジスタおよびコプレーナ線路の間で共役インピーダン
ス整合が取れており、ループアンテナで受信された信号
が電界トランジスタとの接続点で反射されることなく電
界トランジスタに与えられて増幅が行われ、さらに電界
トランジスタとコプレーナ線路との接続点でも反射され
ることなく伝送される。したがって、広帯域、高利得の
アンテナとして機能する。
【００１９】図４は、ループアンテナの直線部半分の長
さＬがＬ＝４cmの場合の正面方向から見た動作利得実測
値を、標準半波長ダイポールアンテナに対比して示した
ものである。同図にプロットされた各測定値から分かる
ように、ＶＨＦ１ないし３チャンネル（周波数９０〜１
０８ＭＨｚ）は低利得であるが、４ないし１２チャンネ
ル（周波数１７０〜２２０ＭＨｚ）で動作利得４ｄＢ以
上が得られ、またＵＨＦチャンネル（周波数４７０〜７
７０ＭＨｚ）では８ｄＢ以上の高利得が得られた。
【００２０】なお、強電界受信時でも受信画像に歪みは
なかった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の構造を示す平面図。
【図２】図１の実施例における回路構成を示す図。
【図３】同図は図１の実施例の実測特性を示したもの
で、同図（ａ）は入力インピーダンスを、同図（ｂ）は
Ｓパラメータを示す特性図。
【図４】図１の実施例の周波数−動作利得特性図。
【図５】従来のコプレーナ線路給電アクティブスロット
ダイポールアンテナの構造を示す平面図。
【図６】図５の構成による、Ｅ（電界）平面での±９０
°の範囲の主偏波および交差偏波の各実測値をそれぞれ
実線および破線で示したものである。
【図７】図５の構成による、Ｈ（磁界）平面での±９０
°の範囲の主偏波および交差偏波の各実測値をそれぞれ
実線および破線で示したものである。
【図８】図５の構成のアンテナの絶対利得特性を示した
特性図。
【符号の説明】
ＡＮＴ アンテナ Ｑ 電界効果トランジスタ Ｃ 中心導体 Ｆ 給電線 ＧＰ 接地導体
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成７年６月２８日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正内容】
【図２】 ─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成７年６月３０日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正内容】
【図２】
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｑ 7/00

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】誘電体フィルムの片面に、印刷により設け
    られた中心導体および２本の接地導体からなり給電線と
    して機能するコプレーナ線路と、前記誘電体フィルムの
    片面に、印刷により設けられ前記コプレーナ線路と結合
    されたアンテナ素子としての導体とをそなえたコプレー
    ナ線路給電アンテナにおいて、 前記アンテナ素子の給電点と前記給電線の先端が接近し
    て配置され、これら両者の間隙に電界効果トランジスタ
    を含む能動回路が装荷されており、 前記アンテナ素子と前記給電線とのインピーダンス整合
    を図ると共に、前記アンテナ素子による受信信号を増幅
    して前記給電線に供給することを特徴とする受信用コプ
    レーナ線路給電アクティブアンテナ。
  2. 【請求項２】請求項１記載のアンテナにおいて、 前記アンテナ素子は、ループアンテナである受信用コプ
    レーナ線路給電アクティブアンテナ。
JP7011889A 1995-01-27 1995-01-27 受信用コプレーナ線路給電アクティブアンテナ Pending JPH08204443A (ja)

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US08/531,443 US5714965A (en) 1995-01-27 1995-09-21 Active reception antenna with coplanar feeder

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