JPH1013132A - アンテナ回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 伝送線路と一体化されたアンテナ回転機構を
備えた小型で低価格のアンテナ回路を実現する。 【解決手段】 本発明に係るアンテナ回路は，電磁波を
放射又は受信する平面アンテナ１４と，平面アンテナ１
４に対して出力する信号及び平面アンテナ１４で受信し
た信号を処理する高周波回路１２と，平面アンテナ１４
と高周波回路１２とを接続し，電磁波を伝送する伝送線
路１３とをフィルム状誘電体からなる基板１１上に備え
ている。前記伝送線路１３は，屈曲部１５で直角又はほ
ぼ直角に屈曲した状態で形成されると共に，電磁波の進
行方向に対して垂直でかつ基板１１の面に対して平行な
線ａ−ａ’及び線ｂ−ｂ’で伝送線路を屈曲させる屈曲
機構２２を屈曲部１５の前後に備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は移動体通信機器や小
型情報端末，その他平面アンテナを内蔵する携帯無線装
置に用いられるアンテナ回路に関し，より詳細には，伝
送線路と一体的に構成され，かつアンテナを任意の方向
に指向させることができるアンテナ回転機構を備えたア
ンテナ回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年６０ＧＨｚの周波数の信号を用いた
高速無線ＬＡＮシステムの実用化に向け，アンテナや高
周波回路といった要素技術に関して盛んに研究開発が行
われている。特に最近では，アンテナや高周波回路を組
み合わせた無線ＬＡＮシステムの開発も進んでおり，小
型で低価格なシステムを目指して様々な提案がなされて
いる。

【０００３】現在提案されている６０ＧＨｚの周波数の
信号を用いた無線通信システムにおいては，多数の携帯
端末局と通信を行う無線基地局には無指向性アンテナが
使用され，一方携帯端末局には利得が高く多重反射信号
の受信感度が抑えられる指向性アンテナが使用される。

【０００４】上記システムの一例として，特開平６−１
８８６１７号公報『移動無線端末』に開示されたものが
ある。この移動無線端末は，指向性アンテナと光ビーム
発生器とが一体となったアンテナ部であって，指向性ア
ンテナの指向方向と光ビームの射出方向とが一致するよ
うに構成されたアンテナ部と，端末筐体の方向とは独立
にアンテナの方向を変えることができるアンテナ支持機
構とを備えるものである。この移動無線端末によれば，
指向性アンテナの指向方向を目標方向に簡便かつ正確に
合致させることができる。

【０００５】また，他の例として特開平６−１８８６１
８号公報『移動無線端末』に開示されたものがある。こ
の移動無線端末は，４つのアンテナ部に分割された指向
性アンテナと，各アンテナ部からの出力信号に基づき指
向性アンテナの指向方向と受信電波方向との誤差を検出
する誤差検出部と，誤差検出部からの出力に基づき受信
電波方向に関する目標表示を表示する画像表示部と，端
末筐体と，指向性アンテナの方向を端末筐体の方向とは
独立に変えられるアンテナ支持機構とを備えるものであ
る。この移動無線端末によれば，指向性アンテナの指向
方向を目標方向に簡便かつ正確に合致させることができ
る。

【０００６】上記２つの公報に開示された移動無線端末
は，共に指向性アンテナを無線基地局に指向させるアン
テナ支持機構を備えている。これらの公報によれば，ユ
ニバーサルジョイント等の公知の機構によりアンテナ支
持機構を実現することができる旨が示されている。この
ようにユニバーサルジョイント等の機構を用いて指向性
アンテナを指向させる場合は，アンテナと高周波回路の
間の電気的接続のため，アンテナの支持機構とは独立し
た同軸線路を用いる必要がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】現在盛んに研究が行わ
れている平面アンテナや平面型の高周波回路では，伝送
線路としてマイクロストリップラインやコプレーナ線路
等が用いられており，この間の電気信号の接続を同軸線
路を用いて行うには，マイクロストリップラインやコプ
レーナ線路と同軸線路との間のモード変換を行うための
コネクタ等が必要となる。しかしこのコネクタはアンテ
ナ同程度の大きさを持ち，その価格も非常に高価である
ため，コネクタを用いることはアンテナシステムの小型
化及び低価格化の妨げとなるという問題がある。

【０００８】一方，前述したユニバーサルジョイント等
のアンテナ支持機構を用いず，マイクロストリップライ
ンやコプレーナ線路といった伝送線路と一体化されたア
ンテナ回転機構はこれまでに提案されていなかった。

【０００９】本発明は上記に鑑みてなされたものであっ
て，小型で低価格のアンテナ回路を実現するため，伝送
線路と一体化されたアンテナ回転機構を実現することを
目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め，本発明の請求項１に係るアンテナ回路は，電磁波を
放射又は受信する平面アンテナと，前記平面アンテナに
対して出力する信号及び前記平面アンテナで受信した信
号を処理する回路と，前記平面アンテナと前記回路とを
接続し，前記電磁波を伝送する伝送線路と，をフィルム
状誘電体上に備えたアンテナ回路において，前記伝送線
路が，所定の箇所で直角又はほぼ直角に屈曲した状態で
形成されると共に，前記電磁波の進行方向に対して垂直
でかつ前記フィルム状誘電体の面に対して平行な線で前
記伝送線路を屈曲させる屈曲手段を前記所定の箇所の前
後に備えるものである。

【００１１】現在盛んに研究が行われている平面アンテ
ナや平面型の高周波回路では伝送線路としてマイクロス
トリップラインやコプレーナ線路等が用いられている
が，この間の電気的接続に同軸線路を用いる場合には，
前述したようにマイクロストリップラインやコプレーナ
線路と同軸線路との間のモード変換を行うためのコネク
タ等が必要である。しかしコネクタはアンテナと同程度
の大きさを持ち，その価格も非常に高価であるためアン
テナシステムの小型化，低価格化の妨げとなる。

【００１２】ところでアンテナを任意の方向に指向させ
るためには独立した２つの回転軸を持つ回転機構を直交
させて用いるのが良い。しかし，この回転機構に従来技
術のようなユニバーサルジョイントを用いたのでは伝送
線路に局所的なねじれが生じ，高周波信号の伝送特性を
劣化させてしまう。高周波信号の伝送特性を劣化させず
に伝送線路を曲げるには，電磁波が伝送される線路の形
状が等位相面において常に一定となるように伝送線路を
曲げることが良い。

【００１３】そこで請求項１に係るアンテナ回路では，
フィルム状誘電体基板を用いて伝送線路を作製し，電磁
波の進行方向に垂直でかつフィルム状誘電体に平行な線
を軸として伝送線路を曲げることにしている。これによ
り電磁波が伝送される線路の形状が等位相面において常
に一定となるように伝送線路を曲げることができる。更
に直角又はほぼ直角に屈曲させて伝送線路を形成し，屈
曲させた箇所の前後で伝送線路を屈曲可能とすることに
より，任意の方向にアンテナを向けることを可能として
いる。これによりマイクロストリップラインやコプレー
ナ線路といった伝送線路と一体化されたアンテナ回転機
構を実現することができる。

【００１４】また，本発明の請求項２に係るアンテナ回
路は，請求項１記載のアンテナ回路において，前記屈曲
手段が，前記伝送線路を屈曲させる線上であって，前記
伝送線路を挟む位置に対向して設けられるものである。

【００１５】伝送線路内を電磁波が進行するため，伝送
線路を避けて屈曲手段を設ける必要がある。そこで請求
項２に係るアンテナ回路では，伝送線路を屈曲させる線
上であって，伝送線路を挟む位置に対向して屈曲手段を
設ける構造を採用している。これにより，機械的な強度
を確保した形で伝送線路が一体化されたアンテナ回転機
構を実現することができる。

【００１６】また，本発明の請求項３に係るアンテナ回
路は，請求項１記載のアンテナ回路において，前記伝送
線路が，発泡性誘電体で挟まれているものである。

【００１７】電磁波が伝送される線路の形状が等位相面
において常に一定となるように伝送線路を曲げることに
より，低損失な状態で伝送線路を曲げることができる。
これに加えて伝送線路を曲げた側の自由空間に張り出し
た電磁界に対して，遅波回路を設けることができれば更
に低損失に伝送線路を曲げることができる。そこで請求
項３に係るアンテナ回路では，伝送線路が発泡性誘電体
で挟まれる構造としている。発泡性誘電体は高周波に対
する損失が少なく，曲げに対する追従性も良い。しかも
発泡性誘電体を曲げた場合には曲げられた側の発泡性誘
電体が圧縮されて誘電率が上がり，完全な遅波回路とし
て機能させることができる。これにより，伝送線路が一
体化されたアンテナ回路において，より低損失な状態で
伝送線路を曲げることが可能なアンテナ回転機構を実現
することができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下に本発明に係るアンテナ回路
の実施の形態を図面を参照しつつ詳細に説明する。

【００１９】［実施の形態１］本発明の実施の形態１に
おいては，アンテナと高周波回路とを接続する伝送線路
と一体となったアンテナ回転機構を備え，任意の方向に
アンテナを指向させることができるアンテナ回路を説明
する。

【００２０】図１は，本発明の実施の形態１に係るアン
テナ回路の構成を示す平面図である。図１に示すアンテ
ナ回路１０は，電磁波を放射又は受信する平面アンテナ
１４と，平面アンテナ１４に対して出力する信号及び平
面アンテナ１４で受信した信号を処理する高周波回路１
２と，平面アンテナ１４と高周波回路１２とを接続し，
電磁波を伝送する伝送線路１３とをフィルム状誘電体か
らなる基板１１上に備えている。

【００２１】伝送線路１３は，マイクロストリップライ
ンやコプレーナ線路等からなり，屈曲部１５で直角又は
ほぼ直角に屈曲した状態で基板１１上に形成される。ま
た，伝送線路１３は，電磁波の進行方向に対して垂直で
かつフィルム状誘電体の面に対して平行な線ａ−ａ’及
び線ｂ−ｂ’で伝送線路１３を屈曲させる本発明の屈曲
手段としての屈曲機構２２（図１に図示せず）を備えて
いる。なお，屈曲機構２２の構成については図２〜図４
に基づいて後に詳細に説明する。

【００２２】図１から明かなように，線ａ−ａ’及び線
ｂ−ｂ’を延ばしていくと両者は互いに直交する関係に
ある。したがって，線ａ−ａ’及び線ｂ−ｂ’を軸とし
て伝送線路１３を所定の角度で屈曲させることにより，
任意の方向に平面アンテナ１４を指向させることができ
る。

【００２３】図２は，本発明の実施の形態１に係るアン
テナ回路の屈曲機構を説明するための説明図であり，図
１の線ａ−ａ’の部分を拡大して示したものである。図
２に示すように，フィルム状誘電体からなる基板１１は
軟質のものであるため，硬質の支持層２０で支持されて
平面を保つことが可能となっている。

【００２４】また，伝送線路１３を屈曲させる軸となる
線ａ−ａ’上の支持層２０には屈曲機構２２が設けられ
ている。なお，図示していないが，線ｂ−ｂ’上の支持
層２０にも屈曲機構２２が設けられることはいうまでも
ない。屈曲機構２２としては，線ａ−ａ’の部分を支点
として関節のように伝送線路１３を屈曲させるもの等，
硬質の支持層２０を屈曲させることができればいかなる
構成のものを用いても良い。ただし電磁波の伝送を考え
て，図２に示すように伝送線路１３を屈曲させる線ａ−
ａ’上であって，伝送線路１３を挟む位置に対向して屈
曲機構２２を設けることが望ましい。

【００２５】このように屈曲機構２２により硬質の支持
層２０を屈曲させることができるように構成すれば，基
板１１はフィルム状の誘電体であるため伝送線路１３を
容易に屈曲させることができる。なお，基板１１には屈
曲機構２２に接触しないよう切り欠き２１が設けられて
いる。この切り欠き２１を基板１１に設けることによ
り，伝送線路１３をより容易に屈曲させることができる
と共に伝送線路１３を屈曲させた場合に伝送線路１３が
よじれることを防止することができる。

【００２６】以上のように構成されたアンテナ回路１０
において，平面アンテナ１４を任意の方向に指向させる
には，図１に示す線ａ−ａ’及び線ｂ−ｂ’で伝送線路
１３を適当な角度に屈曲させれば良い。すなわち，線ａ
−ａ’及び線ｂ−ｂ’で伝送線路１３を屈曲させること
により，平面アンテナ１４を回転させることができる。
したがって，本発明の実施の形態１に係るアンテナ回路
１０を携帯端末局に使用した場合，無線基地局のアンテ
ナの方向に容易に平面アンテナ１４を指向させることが
できる。

【００２７】このように本発明の実施の形態１に係るア
ンテナ回路によれば，ユニバーサルジョイント等の機構
を用いることなく，極めて簡単な構成で平面アンテナと
高周波回路とを接続するマイクロストリップラインやコ
プレーナ線路と一体的なアンテナ回転機構を実現するこ
とができる。

【００２８】［実施の形態２］本発明の実施の形態２に
おいては，実施の形態１に係るアンテナ回路に加え，伝
送線路を曲げた場合であっても電磁波を伝送する際の損
失を抑えることが可能なアンテナ回路を説明する。

【００２９】図３は，本発明の実施の形態２に係るアン
テナ回路において，マイクロストリップラインやコプレ
ーナ線路等の伝送線路部分の構成を示す構成図である。
なお，アンテナ回路の全体の構成は実施の形態１で説明
した通りであるため，図１及び図２に示す構成と同一の
構成には同一の符号を付し，ここではその説明を省略す
る。

【００３０】実施の形態２のアンテナ回路１０は，フィ
ルム状誘電体からなる基板１１を発泡性誘電体３０で挟
んだ形で構成されている。この発泡性誘電体３０は高周
波に対する損失が少なく，曲げに対する追従性も良い。
実施の形態２において伝送線路１３は，実施の形態１の
アンテナ回路と同様に基板１１上に形成されているた
め，伝送線路から張り出した電磁界は発泡性誘電体３０
中に存在することになる。なお，図３は図１に示す伝送
路１３の線ａ−ａ’の部分を横から見た図であり，線ａ
−ａ’は図３の紙面に対して垂直に立っている。

【００３１】図４は，図３に示す伝送線路１３を屈曲機
構２２で曲げた状態を示す説明図である。伝送線路１３
を図４に示すように曲げると，発泡性誘電体３０の円Ａ
で囲まれた部分が圧縮を受け，円Ａの部分の実効的な誘
電率が上昇することになる。したがって，円Ａで囲まれ
た部分が発泡性誘電体３０に張り出した電磁界に対する
遅延回路となり，伝送線路１３内を伝送される電磁波の
位相面を整えることが可能となる。

【００３２】このように本発明の実施の形態２に係るア
ンテナ回路によれば，伝送線路１３を発泡性誘電体３０
で挟むことにより，伝送線路１３を曲げた状態であって
も電磁波を伝送する際の損失を抑えることができる。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように，本発明に係るアン
テナ回路（請求項１）によれば，伝送線路が，所定の箇
所で直角又はほぼ直角に屈曲した状態でフィルム状誘電
体上に形成されると共に，電磁波の進行方向に対して垂
直でかつフィルム状誘電体の面に対して平行な線で伝送
線路を屈曲させる屈曲手段を前記所定の箇所の前後に備
えることにしたため，任意の方向にアンテナを指向させ
ることができる。したがって，ユニバーサルジョイント
等の機構を用いることなく，マイクロストリップライン
やコプレーナ線路等の伝送線路と一体化されたアンテナ
回転機構を備えた極めて簡単な構成で小型かつ低価格な
アンテナ回路を実現することができる。

【００３４】また，本発明に係るアンテナ回路（請求項
２）によれば，請求項１記載のアンテナ回路において，
屈曲手段を，伝送線路を屈曲させる線上であって，伝送
線路を挟む位置に対向して設けることにしたため，伝送
線路と一体化されたアンテナ回転機構の機械的な強度を
確保することができる。

【００３５】また，本発明に係るアンテナ回路（請求項
３）によれば，請求項１記載のアンテナ回路において，
伝送線路を発泡性誘電体で挟むことにしたため，より低
損失な状態で伝送線路を曲げることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１に係るアンテナ回路の構
成を示す平面図である。

【図２】本発明の実施の形態１に係るアンテナ回路の屈
曲機構を説明するための説明図である。

【図３】本発明の実施の形態２に係るアンテナ回路にお
いて，伝送線路部分の構成を示す構成図である。

【図４】本発明の実施の形態２に係るアンテナ回路にお
いて，図３に示す伝送線路を曲げた状態を示す説明図で
ある。

【符号の説明】

１０ アンテナ回路 １１ 基板 １２ 高周波回路 １３ 伝送線路 １４ 平面アンテナ １５ 屈曲部 ２０ 支持層 ２１ 切り欠き ２２ 屈曲機構 ３０ 発泡性誘電体

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電磁波を放射又は受信する平面アンテナ
   と，前記平面アンテナに対して出力する信号及び前記平
   面アンテナで受信した信号を処理する回路と，前記平面
   アンテナと前記回路とを接続し，前記電磁波を伝送する
   伝送線路と，をフィルム状誘電体上に備えたアンテナ回
   路において，前記伝送線路が，所定の箇所で直角又はほ
   ぼ直角に屈曲した状態で形成されると共に，前記電磁波
   の進行方向に対して垂直でかつ前記フィルム状誘電体の
   面に対して平行な線で前記伝送線路を屈曲させる屈曲手
   段を前記所定の箇所の前後に備えることを特徴とするア
   ンテナ回路。
2. 【請求項２】 請求項１記載のアンテナ回路において，
   前記屈曲手段が，前記伝送線路を屈曲させる線上であっ
   て，前記伝送線路を挟む位置に対向して設けられること
   を特徴とするアンテナ回路。
3. 【請求項３】 請求項１記載のアンテナ回路において，
   前記伝送線路が，発泡性誘電体で挟まれることを特徴と
   するアンテナ回路。