JP3361838B2 - Microstrip antenna for portable radio - Google Patents
Microstrip antenna for portable radioInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、携帯形電話機、コード
レス電話機、パーソナル通信用電話機等の携帯無線機用
のアンテナに係り、特に、小形携帯無線機に好適なアン
テナの構成に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an antenna for a portable radio such as a portable telephone, a cordless telephone and a personal communication telephone, and more particularly to the structure of an antenna suitable for a small portable radio.
【0002】[0002]
【従来の技術】携帯電話用無線回線を例にとると従来ア
ナログ回線として800MHz、デジタル回線として将
来の問題を含めると900MHz、1.5GHz等の帯
域が考えられている。このような帯域で使用する携帯無
線機としては、携帯して使用する利便性をもとより考慮
し、ますます軽量、小形化を追及する傾向にあり、1例
として現在230g、150ccのものがある。この携
帯無線機の場合、アンテナとしてはホイップアンテナと
内蔵逆Fアンテナが搭載されているが、内蔵アンテナは
小形化によりアンテナ利得が低減し、なお一層の小形化
を実現するには、内蔵逆Fアンテナに代わる高効率アン
テナの発明が必要であった。このため、本発明者等は、
さきに筐体の一部をアンテナとして利用する、筐体との
一体化アンテナを発明し出願した(特願平3−1203
12号)。さきの発明は、誘電率の波長短縮効果を利用
した発明であり、そのため誘電体基板として、誘電率が
5以上のものを用いたマイクロストリップアンテナに関
する発明であった。なお、その誘電正接は2.5×10
~3である。しかし将来の周波数帯域での使用を考慮し、
一層の小形化が要望されている。2. Description of the Related Art Taking a wireless line for a mobile phone as an example, a conventional band of 800 MHz is considered as an analog line, and a band of 900 MHz, 1.5 GHz, etc. is considered as a digital line including future problems. As a portable wireless device used in such a band, considering the convenience of carrying it and using it, there is a tendency to pursue more and more weight reduction and downsizing, and one example is currently 230 g and 150 cc. In the case of this portable wireless device, a whip antenna and a built-in inverted F antenna are mounted as antennas, but the built-in antenna has a reduced antenna gain due to its miniaturization, and in order to achieve further downsizing, a built-in inverted F There was a need for the invention of a high-efficiency antenna that replaces the antenna. Therefore, the present inventors have
Previously, the inventors invented and filed an antenna integrated with the housing, which utilizes a part of the housing as an antenna (Japanese Patent Application No. 3-1203).
No. 12). The previous invention was an invention utilizing the wavelength shortening effect of the dielectric constant, and was therefore an invention relating to a microstrip antenna using a dielectric substrate having a dielectric constant of 5 or more. The dielectric loss tangent is 2.5 × 10
~ 3 . However, considering the use in the future frequency band,
Further miniaturization is demanded.
【0003】なお、誘電率、誘電正接の値は一般的に周
波数によって異なる値を示すが、上記の800MHz乃
至1.5GHzの帯域で大きな変動はないので、本明細
書ではすべて900MHzでの特性値で代表するものと
する。The values of the dielectric constant and the dielectric loss tangent generally differ depending on the frequency. However, since there is no large variation in the above 800 MHz to 1.5 GHz band, all the characteristic values at 900 MHz in this specification. Shall be represented.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】アンテナの一部を筐体
と共通にして用いる筐体との一体化アンテナにおいて
は、筐体がある程度大きいときには、アンテナも大きく
できるし、大きな利得が取れるが、筐体が小さくなる
と、アンテナが小さくなり、利得が低下してくる。一
方、誘電正接が大きいとアンテナの効率が低下する。し
たがって携帯無線機として一層小型化するためには誘電
正接が小さいことが特に重要になってくる。In the case of an integrated antenna in which a part of the antenna is used in common with the case, when the case is large to some extent, the antenna can be made large and a large gain can be obtained. The smaller the housing, the smaller the antenna and the lower the gain. On the other hand, if the dielectric loss tangent is large, the efficiency of the antenna decreases. Therefore, it is particularly important that the dielectric loss tangent is small in order to further reduce the size of the portable wireless device.
【0005】本発明者等は利得の低減しない誘電正接の
小さな基板材料の探索を行ったところ、いくつかのセラ
ミックスがあることがわかった。しかしセラミックスは
重量が重い、成形加工性に劣るなどの欠点があるため、
従来からマイクロストリップアンテナ用基板材料として
は実用になっていない。また、数百MHzから数GHzの
範囲で、比誘電率が5以上で、誘電正接が、2.5×1
0~3以下の高分子材料および複合材料は、これまで存在
していない。本発明の第1の目的は、800MHz乃至
1.5GHzの帯域で、誘電率が5以上で、誘電正接が
2.5×10~3以下の誘電材料を作り出し、これを用い
た高利得の携帯無線機用マイクロストリップアンテナを
提供することにある。さらに本発明の第2の目的は、第
1の目的に加えて、通話に際し特に手の指が触れること
によるアンテナ利得の低減の妨げの少ないアンテナ一体
化の携帯無線機用マイクロストリップアンテナを提供す
ることにある。The present inventors have conducted a search for a substrate material having a small dielectric loss tangent that does not reduce the gain, and found that there are some ceramics. However, since ceramics have drawbacks such as heavy weight and poor moldability,
Conventionally, it has not been practically used as a substrate material for a microstrip antenna. In the range of several hundred MHz to several GHz, the relative dielectric constant is 5 or more and the dielectric loss tangent is 2.5 × 1.
So far, polymer materials and composite materials of 0 to 3 or less do not exist. A first object of the present invention is to produce a dielectric material having a dielectric constant of 5 or more and a dielectric loss tangent of 2.5 × 10 3 or less in a band of 800 MHz to 1.5 GHz, and using the same, a high gain mobile phone. An object is to provide a microstrip antenna for a wireless device. Further, in addition to the first object, a second object of the present invention is to provide a microstrip antenna for a portable wireless device in which an antenna is integrated, which does not hinder the reduction of the antenna gain particularly when a finger is touched during a call. Especially.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】上記第1の目的を達成す
るため、本発明の携帯無線機用マイクロストリップアン
テナは、800MHz乃至1.5GHzの帯域で使用す
るマイクロストリップアンテナであって、該アンテナの
誘電体基板として、Srを含有するBaTiO3のセラ
ミックス粒子を重量比率で主成分とし、これとポリオレ
フィン系高分子マトリックスとを混合してなる複合材料
で構成することとし、これにより例えば図1の特性A上
の材料1によるA1で示されるような高利得を得るもの
である。In order to achieve the first object, the microstrip antenna for portable radio of the present invention is used in the band of 800 MHz to 1.5 GHz.
A microstrip antenna according to claim 1, wherein the dielectric substrate of the antenna is composed of a composite material containing Sr-containing BaTiO 3 ceramic particles as a main component in a weight ratio and a polyolefin polymer matrix mixed therewith. By doing so, for example, a high gain as shown by A 1 by the material 1 on the characteristic A of FIG. 1 is obtained.
【0007】あるいは上記第1の目的を達成するため、
本発明の携帯無線機用マイクロストリップアンテナは、
800MHz乃至1.5GHzの帯域で使用するマイク
ロストリップアンテナであって、該アンテナの誘電体基
板として、チタニアTiO2のセラミックス粒子を重量
比率で主成分とし、これとポリオレフィン系高分子マト
リックスとを混合してなる複合材料で構成することとす
る。この場合は、例えば図1の特性A上の材料2による
A2で示されるように、上記のA1より若干利得が劣る
ことにはなるものの、高利得は確保しながら後述するよ
うに軽量化の利点を有するものである。Alternatively, in order to achieve the above first object,
The microstrip antenna for a portable wireless device of the present invention is
Microphone used in the 800MHz to 1.5GHz band
A losstrip antenna, wherein the dielectric substrate of the antenna is composed of a composite material in which ceramic particles of titania TiO 2 are used as a main component in a weight ratio, and this is mixed with a polyolefin polymer matrix. . In this case, for example, as indicated by A 2 of the material 2 on the characteristic A in FIG. 1, the gain is slightly inferior to the above A 1 , but the high gain is secured while the weight is reduced as described later. It has the advantage of.
【0008】ここで、上記の何れの場合でも、複合材料
としては、重量比率でセラミックスを90%以下、ポリ
オレフィン系高分子マトリックスを10%以上の構成を
有するもので実現をする。Here, in any of the above cases, the composite material is realized by a composition having a weight ratio of ceramics of 90% or less and a polyolefin polymer matrix of 10% or more.
【0009】上記第2の目的を達成するための本発明の
携帯無線機用マイクロストリップアンテナは、折り畳み
部を筐体の一部に有する携帯無線機の折り畳み部の外面
に配置し、かつ、該アンテナの一部を筐体と一体化する
構成とする。これにより後述するように、例えば図1の
上記特性A1、A2にそれぞれ対応し、通話時は後述のよ
うに人体の近接による利得の低減はあるものの特性B上
のB1、B2の高利得が確保される。A microstrip antenna for a portable wireless device of the present invention for achieving the above second object is arranged on the outer surface of the folding part of a portable wireless device having a folding part in a part of a housing, and A part of the antenna is integrated with the housing. Thus, as will be described later, for example, correspond to the characteristics A 1, A 2 in FIG. 1, when a call is on characteristic B of what some reduction in gain due to a human body proximity as described below B 1, the B 2 High gain is secured.
【0010】[0010]
【作用】セラミックスは粒子状のもの自体では実用的で
はなく、特性評価もできず、通常は焼結した状態で使用
される。そして、焼結されたものとしては、誘電率が大
きく誘電正接の小さいものもあるが、前記したように、
重量が重く成形加工性が悪いのが欠点である。[Function] Ceramics are not practical when they are in particle form and their characteristics cannot be evaluated, and they are usually used in a sintered state. And, as the sintered one, there is one that has a large dielectric constant and a small dielectric loss tangent, but as described above,
The disadvantage is that it is heavy and has poor moldability.
【0011】本発明で、Srを含有するBaTiO3の
セラミックス粒子を重量比率で主成分とし、これとポリ
オレフィン系高分子マトリックスとを混合し複合材料と
することは次のような作用的意味がある。(ここで、マ
トリックスとは、概念的にはA材料をB材料の中に混入
するとき、混入されるB側のことをBマトリックスとい
う。またこれに対して混入する側のAをAフィラーとい
う。)
(1)誘電率が大きく誘電正接の小さいセラミックスの
粉末と、誘電率が小さく誘電正接も小さい高分子材料
を、上記のようにセラミックス粒子を重量比率で主成分
とするよう混合複合化することにより、誘電率が大きく
誘電正接が小さい複合材料を形成し得る。
(2)この場合に、Srは誘電正接を下げる働きをす
る。
(3)上記のようにセラミックス粒子を重量比率で主成
分とするよう混合複合化することにより、射出成形や圧
縮成形や孔あけ等の2次加工性が向上し、アンテナの誘
電体基板としても形成し易くなる。
(4)高分子材料は比重が約1であり、セラミックスの
比重は4乃至7なので、複合材料として例えば重量を半
分程度にすることも可能になる。
(5)そして上記のように優れた誘電体特性や成形加工
性等のある複合材料を誘電体基板として用いることによ
り前記のような高利得のアンテナの構成が可能になる。In the present invention, it is important to use BaTiO 3 ceramic particles containing Sr as a main component in a weight ratio and to mix this with a polyolefin polymer matrix to form a composite material. . (Here, conceptually, the matrix is referred to as the B matrix when mixed with the B material when the A material is mixed with the B matrix. Also, the A on the mixed side is referred to as the A filler. (1) A ceramic powder having a large permittivity and a small dielectric loss tangent and a polymer material having a small permittivity and a small dielectric loss tangent are mixed and compounded as described above so that the ceramic particles are the main components in the weight ratio. As a result, a composite material having a large dielectric constant and a small dielectric loss tangent can be formed. (2) In this case, Sr functions to lower the dielectric loss tangent. (3) By mixing and compositing the ceramic particles as the main component in the weight ratio as described above, the secondary workability such as injection molding, compression molding, and punching is improved, and also as a dielectric substrate of the antenna. It becomes easy to form. (4) Since the polymer material has a specific gravity of about 1 and the ceramics has a specific gravity of 4 to 7, it is possible to reduce the weight of the composite material to about half. (5) Then, by using a composite material having excellent dielectric properties and molding processability as described above as the dielectric substrate, it is possible to configure the antenna of high gain as described above.
【0012】本発明でTiO2のセラミックス粒子を重
量比率で主成分とし、これとポリオレフィン系高分子マ
トリックスとを混合し複合材料とする場合は、Srの作
用効果の点を除けば上記と同様な意味の作用がある。そ
の上、特にこの場合には、TiO2のセラミックス粒子
自体がBaTiO3のセラミックス粒子より軽いので、
誘電材料としては電気的には若干特性として劣るもの
の、軽量をむしろ利点とするアンテナの形成が可能にな
る。[0012] In the present invention as a main component ceramic particles of TiO 2 in weight ratio, the case of a composite material by mixing a polyolefin-based polymer matrix which, as above SL except the effects of the Sr It has a meaning. Moreover, especially in this case, since the TiO 2 ceramic particles themselves are lighter than the BaTiO 3 ceramic particles,
Although the characteristics of the dielectric material are slightly inferior in terms of electrical properties, it is possible to form an antenna that has an advantage of being lightweight.
【0013】アンテナ用の誘電基板としての複合材料と
しては、電気的な誘電特性のほか上記のような加工性や
重量等の問題は重要で、このような観点で、重量比率で
セラミックスを90%以下、ポリオレフィン系高分子マ
トリックスを10%以上の構成を有するもので実現が可
能である。しかし、セラミックスの高誘電率性を十分利
用し、高分子材料による加工性の向上を利用する観点で
一例として後述するように、(a)Srを含有するBa
TiO3のセラミックス粒子を重量比率で83%とし、
これとポリオレフィン系高分子マトリックス17%とを
混合し複合材料としたものでは、誘電率15.8、誘電
正接4.4×10~4のものが得られようになり、(b)
TiO2のセラミックス粒子を重量比率で83%とし、
これとポリオレフィン系高分子マトリックス17%とを
混合し複合材料としたものでは、誘電率10.3、誘電
正接2.4×10~3のものが得られるようになる。すな
わち、本発明の第1の目的の達成を上回る優れた特性が
得られるようになる。In addition to electrical dielectric properties, the above-mentioned problems such as workability and weight are important for a composite material as a dielectric substrate for an antenna. From such a viewpoint, 90% by weight of ceramics is used. Hereinafter, it can be realized by using a polyolefin polymer matrix having a composition of 10% or more. However, as will be described later as an example from the viewpoint of sufficiently utilizing the high dielectric constant of ceramics and improving the workability of a polymer material, (a) Ba containing Sr is used.
The weight ratio of the TiO 3 ceramic particles is 83%,
With a composite material obtained by mixing this with a polyolefin polymer matrix of 17%, a dielectric material having a dielectric constant of 15.8 and a dielectric loss tangent of 4.4 × 10 to 4 can be obtained.
The weight ratio of the ceramic particles of TiO 2 is 83%,
A composite material obtained by mixing this with 17% of a polyolefin-based polymer matrix has a dielectric constant of 10.3 and a dielectric loss tangent of 2.4 × 10 −3 . That is, excellent characteristics exceeding the achievement of the first object of the present invention can be obtained.
【0014】アンテナを無線機の筐体と一体化すると取
扱いの利便性が極めて高くなることはいうまでもない
が、この種のものでもいわば単純に箱形形式の携帯無線
機にあっては、通話の際に手がアンテナ部に触れたり、
アンテナ部を蔽うようなことになりがちで、これにより
容易に通話が妨げられるような不安定性がある。しか
し、本発明の携帯無線機用マイクロストリップアンテナ
は、折り畳み部を筐体の一部に有する携帯無線機の折り
畳み部の外面に配置し、かつ、該アンテナの一部を筐体
と一体化する構成とすることにより、例えば図3の構成
からわかるように、折り畳み部を立てた状態で使用する
よう構成することが可能で、これにより、通話中でもア
ンテナに手を触れることなく通信することがむしろ自然
的になる。このことにより、人体の近接効果による不可
避的な若干の利得低減はあるものの、例えば図1の
B1、B2特性に示されるような高利得特性が安定度が高
く得られるようになる。Needless to say, if the antenna is integrated with the housing of the wireless device, the convenience of handling will be extremely high. However, in this type of portable wireless device of a box type, Your hand may touch the antenna during a call,
It tends to cover the antenna part, which causes instability so that the call is easily disturbed. However, the microstrip antenna for a portable wireless device of the present invention is arranged on the outer surface of the folding part of the portable wireless device having the folding part in a part of the housing, and a part of the antenna is integrated with the housing. By adopting the configuration, for example, as can be seen from the configuration of FIG. 3, it is possible to configure the folding unit to be used in an upright state, which enables communication without touching the antenna even during a call. Become natural. As a result, although there is some unavoidable gain reduction due to the proximity effect of the human body, high gain characteristics such as those shown by the B 1 and B 2 characteristics in FIG. 1 can be obtained with high stability.
【0015】[0015]
【実施例】図1は、本発明の実施例の誘電正接とアンテ
ナ利得の特性図を示すものであり、図2は本発明のマイ
クロストリップアンテナの構造図を、図3は、本発明の
携帯無線機用マイクロストリップアンテナと折り畳み式
携帯無線機の外観例図を示すものである。図2はセラミ
ックス粒子とポリオレフィン系高分子マトリックスとの
複合材料からなり、比誘電率が5以上で、かつ誘電正接
が2.5×10~3以下の誘電体基板を用いた時のマイク
ロストリップアンテナの構成を示したものである。放射
板導体1および基板導体3(アース)は低損失金属で構
成し、これらの導体間に上記の誘電体基板2を挿入し、
放射板導体1は同軸ケーブルの給電線4の内導体と接続
されている。図3は上記の図2のマイクロストリップア
ンテナの基板導体3を筐体の一部として用い、筐体と一
体化したマイクロストリップアンテナ付の携帯電話機と
しての携帯無線機の外観構成例を示したものである。細
部についてはさらに後述するが、折り畳み部の構造を一
部に有し、その折り畳み部の外面に本発明のアンテナを
装着したことが特徴である。1 is a characteristic diagram of the dielectric loss tangent and the antenna gain of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a structural diagram of the microstrip antenna of the present invention, and FIG. 3 is a portable device of the present invention. It is a figure showing an example of appearance of a microstrip antenna for radios, and a foldable portable radio. Fig. 2 shows a microstrip antenna using a dielectric substrate made of a composite material of ceramic particles and a polyolefin-based polymer matrix, having a relative dielectric constant of 5 or more and a dielectric loss tangent of 2.5 × 10 3 or less. It shows the configuration of. The radiation plate conductor 1 and the substrate conductor 3 (ground) are made of low loss metal, and the dielectric substrate 2 is inserted between these conductors,
The radiating plate conductor 1 is connected to the inner conductor of the feeder 4 of the coaxial cable. FIG. 3 shows an example of the external configuration of a portable wireless device as a mobile phone with a microstrip antenna, which uses the substrate conductor 3 of the microstrip antenna of FIG. 2 described above as a part of the casing. Is. Although the details will be described later, it is characterized by having a structure of a folded portion in part and mounting the antenna of the present invention on the outer surface of the folded portion.
【0016】図1で横軸は上記誘電体基板2の誘電体の
誘電正接を、縦軸にアンテナとしての利得を示す。利得
は(1/2)波長のダイポールアンテナの利得を規準と
してそれとの相対利得をdBで表したものとしてdBd
で表示している。また図中に特性Aと特性Bの表示があ
る。特性Aは図3の携帯無線機の折り畳み部を垂直に立
ててアンテナの特性を特に妨害するようなもののない自
由空間中に置いた場合の特性であり、特性Bは、この携
帯無線機を手で持って通話した通話時状態の特性を示
す。さらに、特性A中の点特性A1、A2がそれぞれ本発
明実施例1および実施例2の特性であり、点特性A3は
実施例と異なる特性事例にすぎないものである。B1、
B2、B3はそれぞれA1、A2、A3に対応する。図1の
特性において、本発明者等の所望する利得特性は−11
dBd以上を目標とし、これに適合する利得を有する場
合、本明細書では高利得として扱う。In FIG. 1, the horizontal axis represents the dielectric loss tangent of the dielectric material of the dielectric substrate 2, and the vertical axis represents the gain as an antenna. The gain is dBd, where the relative gain with respect to the gain of the (1/2) wavelength dipole antenna is used as a standard dBd.
Is displayed in. In addition, there are indications of characteristics A and B in the figure. Characteristic A is a characteristic when the folded portion of the portable wireless device of FIG. 3 is set upright and placed in a free space that does not particularly disturb the characteristic of the antenna, and characteristic B is the characteristic of this portable wireless device. Shows the characteristics of the state when talking with the phone. Further, the point characteristics A 1 and A 2 in the characteristic A are characteristics of the first and second embodiments of the present invention, respectively, and the point characteristic A 3 is only a characteristic example different from the example. B 1 ,
B 2 and B 3 correspond to A 1 , A 2 and A 3 , respectively. In the characteristic of FIG. 1, the gain characteristic desired by the present inventors is −11.
When the target is equal to or higher than dBd and the gain is suitable for this, it is treated as a high gain in this specification.
【0017】図1において、注目すべき特徴は概要次の
とおりである。
(1)A1、A2、A3のそれぞれに使用した誘電体基板
の誘電率を付記しているが、特性Aから、利得特性の向
上に誘電正接が効果的に寄与している。
(2)通話時には人体がアンテナに近接するのでその影
響で利得が数dBd低下する。図中には表示していない
が通話に伴い手がアンテナに触れると特性Bはさらに数
dBd以上簡単にかつ不安定に特性劣化をもたらす。本
発明の場合は携帯無線機が小形にも拘らず、上記のよう
にアンテナを折り畳み部に装着しているので通話に際し
手がアンテナ部に触れることが自然に除かれ、特性Bの
ように安定な特性が得られる。
(3)実施例1、2のいずれの場合も、通話時の人体の
近接効果による利得の低下を考慮しても高利得特性が得
られている。In FIG. 1, the features to be noted are as follows. (1) Although the dielectric constants of the dielectric substrates used for A 1 , A 2 , and A 3 are added, the characteristic A shows that the dielectric loss tangent effectively contributes to the improvement of the gain characteristic. (2) Since the human body approaches the antenna during a call, the gain is reduced by several dBd due to the influence. Although not shown in the figure, when the hand touches the antenna during a call, the characteristic B further easily and unstablely deteriorates by several dBd or more. In the case of the present invention, even though the portable wireless device is small, since the antenna is attached to the folding portion as described above, it is naturally eliminated that the hand touches the antenna portion during a call, and it is stable like the characteristic B. Various characteristics can be obtained. (3) In each of the first and second embodiments, high gain characteristics are obtained even if the decrease in gain due to the proximity effect of the human body during a call is taken into consideration.
【0018】次に実施例1および実施例2について図1
とともに説明する。
実施例1:セラミックスフィラーとしてSrを含有する
BaTiO3系粉末を83wt%用い、ポリママトリックス
としてポリプロピレンコポリマを17wt%用いてロー
ル混練りし、長さ10mm、内径3mm、外径7mmの
誘電特性測定試料を作製し、Sパラメータ法により80
0MHzから1.5GHzの誘電特性を測定した。その結
果、900MHzの代表値として誘電率は15.8、誘
電正接は4.4×10~4となった。この複合材料を用い
て、厚さ2mm、幅35mm、長さ45mmのマイクロ
ストリップアンテナ基板を作製した。これに放射板導体
と基板導体(アース板)を形成し、給電線をつけてマイ
クロストリップアンテナを作製した。これを筐体無線機
の筐体と一体化し、そのアンテナ利得を測定した。その
結果、自由空間の垂直保持の場合には、アンテナ利得
は、−4.9dBdとなり、人間が手で保持した通話時
には、アンテナ利得は、−9.0dBdとなり、高利得
の良好な特性を示した。Next, FIG. 1 for the first and second embodiments.
Will be explained together. Example 1: 83 wt% BaTiO 3 -based powder containing Sr as a ceramic filler and 17 wt% polypropylene copolymer as a polymer matrix were roll-kneaded to obtain a dielectric property measurement sample having a length of 10 mm, an inner diameter of 3 mm, and an outer diameter of 7 mm. Is prepared and 80 by the S-parameter method
Dielectric properties from 0 MHz to 1.5 GHz were measured. As a result, the dielectric constant was 15.8 and the dielectric loss tangent was 4.4 × 10 4 as a typical value at 900 MHz. Using this composite material, a microstrip antenna substrate having a thickness of 2 mm, a width of 35 mm and a length of 45 mm was produced. A radiating plate conductor and a substrate conductor (earth plate) were formed on this, and a feeding line was attached to the microstrip antenna. This was integrated with the casing of the casing radio and the antenna gain was measured. As a result, the antenna gain is -4.9 dBd in the case of vertical holding in free space, and the antenna gain is -9.0 dBd in the case of a call held by a human hand, which shows good characteristics of high gain. It was
【0019】実施例2:セラミックスフィラーとしてT
iO2粉末を83wt%用い、ポリママトリックスとして
ポリプロピレンコポリマを17wt%用いてロール混練
りし、長さ10mm、内径3mm、外径7mmの誘電特
性測定試料を作製し、Sパラメータ法により800MH
zから1.5GHzの誘電特性を測定した。その結果、9
00MHzの代表値として誘電率は10.3、誘電正接
は2.4×10~3となった。この複合材料を用いて、厚
さ2mm、幅55mm、長さ60mmのマイクロストリ
ップアンテナ基板を作製した。これに放射板導体と基板
導体(アース板)を形成し、給電線をつけてマイクロス
トリップアンテナを作製した。これを筐体と一体化し、
アンテナ利得を測定した。その結果、自由空間の垂直保
持の場合には、アンテナ利得は、−6.5dBdとな
り、人間が手で保持し、通話時には、アンテナ利得は、
−10.9dBdとなり、高利得の良好な特性を示し
た。この場合の利得は実施例1の場合よりは誘電体基板
の誘電正接が大きいだけに利得特性が劣っているが、T
iO2粉末材料がBaTiO3系粉末より軽いので軽量アン
テナが構成できる利点がある。Example 2: T as a ceramics filler
Using 83 wt% of io 2 powder and 17 wt% of polypropylene copolymer as a polymer matrix, roll kneading was performed to prepare a dielectric property measurement sample having a length of 10 mm, an inner diameter of 3 mm, and an outer diameter of 7 mm.
Dielectric properties from z to 1.5 GHz were measured. As a result, 9
As a typical value of 00 MHz, the dielectric constant was 10.3 and the dielectric loss tangent was 2.4 × 10 −3 . Using this composite material, a microstrip antenna substrate having a thickness of 2 mm, a width of 55 mm and a length of 60 mm was produced. A radiating plate conductor and a substrate conductor (earth plate) were formed on this, and a feeding line was attached to the microstrip antenna. This is integrated with the housing,
The antenna gain was measured. As a result, the antenna gain is -6.5 dBd in the case of vertical holding in free space, which is held by a person by hand, and the antenna gain is
It was −10.9 dBd, which showed good characteristics of high gain. The gain in this case is inferior to that in the first embodiment because the dielectric loss tangent of the dielectric substrate is large, but the gain characteristic is T.
Since the TiO 2 powder material is lighter than the BaTiO 3 system powder, there is an advantage that a lightweight antenna can be constructed.
【0020】なお、上記実施例ではセラミックスフィラ
ーを83wt%、ポリママトリックスを17wt%用いて
ロール混練りした構成のものを用いたが、この構成比は
これに限定されるものではなく、セラミックスフィラー
を90wt%以下、ポリママトリックスを10wt%以上
の構成の中で選択すればよい。In the above-mentioned embodiment, a roll-kneading composition was used in which 83 wt% of the ceramic filler and 17 wt% of the polymer matrix were used, but the composition ratio is not limited to this, and the ceramic filler may be used. 90 wt% or less, and the polymer matrix may be selected in the constitution of 10 wt% or more.
【0021】図3の(a)は、一体化アンテナを装着し
ている折り畳み部を閉じた状態の外観図、同図の(b)
は通話のために折り畳み部を開いたときの外観図であ
る。電話機としての例示で、プッシュボタン部とマイク
が固定部に装置され、折り畳み部の内面に表示部とスピ
ーカが装着されている。このような構造にしているた
め、携帯無線機としての全体の大きさが小さくても通話
中にアンテナに手が触れることが自然的に少なく安定な
通話が確保される。FIG. 3A is an external view showing a state in which the folding part on which the integrated antenna is mounted is closed, and FIG.
[Fig. 3] is an external view when the folding portion is opened for a call. As an example of a telephone, a push button unit and a microphone are provided on a fixed unit, and a display unit and a speaker are mounted on the inner surface of the folding unit. With such a structure, even if the overall size of the portable wireless device is small, the antenna naturally does not touch the antenna during a call, and a stable call can be secured.
【0022】[0022]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、誘
電率が5以上で、誘電正接が2.5×10~3以下の誘電
材料が得られ、これを用いて800MHzから1.5G
Hzの周波数帯域に対応できる小形携帯無線機用の高利
得の筐体との一体型マイクロストリップアンテナが実現
できる。アンテナ用の誘電体基板は成形性、加工性、重
量の点で実用上優れた特性が得られる。このアンテナを
小形筐体の折り畳み部を有するその外面に装着している
ので、小形にも拘らず安定な高利得の通話特性が得られ
る。またアンテナの利得向上により、アンテナからの出
力を低減できるので、電池の小容量化、小形化、長寿命
化等の利点が生じ、携帯無線機としての小形軽量化に役
立つ。As described above, according to the present invention, a dielectric material having a dielectric constant of 5 or more and a dielectric loss tangent of 2.5 × 10 to 3 or less can be obtained.
It is possible to realize an integrated microstrip antenna with a high-gain housing for a small portable wireless device that can support the frequency band of Hz. The dielectric substrate for the antenna has practically excellent characteristics in terms of moldability, processability, and weight. Since this antenna is mounted on the outer surface of the small housing having the folding portion, stable communication characteristics with high gain can be obtained despite the small size. Further, since the output from the antenna can be reduced by improving the gain of the antenna, advantages such as a small capacity, a small size, and a long life of the battery are brought about, which is useful for making the portable wireless device small and lightweight.
【図1】本発明の実施例の誘電正接とアンテナ利得の特
性図。FIG. 1 is a characteristic diagram of a dielectric loss tangent and an antenna gain according to an embodiment of the present invention.
【図2】マイクロストリップアンテナの構造図。FIG. 2 is a structural diagram of a microstrip antenna.
【図3】本発明の携帯無線機用マイクロストリップアン
テナと折り畳み式携帯無線機の外観例図。FIG. 3 is an external view of a microstrip antenna for a portable wireless device and a foldable portable wireless device according to the present invention.
1…放射板導体 2…誘電体基板 3…基板導体 4…給電線 5…マイクロストリップアンテナ 6…スピーカ 7…表示部 8…プッシュボタン部 9…マイク 1 ... Radiant plate conductor 2 ... Dielectric substrate 3 ... Board conductor 4 ... power supply line 5: Microstrip antenna 6 ... speaker 7 ... Display 8 ... Push button part 9 ... Mike
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西 史郎 東京都千代田区内幸町一丁目1番6号 日本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 平3−162003(JP,A) 特開 平3−216910(JP,A) 実開 平4−85836(JP,U) 電子情報通信学会技術研究報告,Vo l.90,No.258(1990)p.113〜 118「複合誘電体 Journal of Applie d Polymer Science, Vol.22,No.8(197 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01B 3/00 H01Q 13/08 H04Q 7/32 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Shiro Nishi 1-6-1 Uchisaiwaicho, Chiyoda-ku, Tokyo Inside Nippon Telegraph and Telephone Corporation (56) Reference JP 3-162003 (JP, A) JP JP 3-216910 (JP, A) Actual Kaihei 4-85836 (JP, U) Technical report of IEICE, Vol. 90, No. 258 (1990) p. 113-118 “Composite Dielectric Journal of Apply d Polymer Science, Vol. 22, No. 8 (197 (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H01B 3/00 H01Q 13/08 H04Q 7 / 32
Claims (4)
として誘電体基板を有するマイクロストリップアンテナ
を携帯無線機の一部に配置し、800MHz乃至1.5
GHzの帯域で使用する携帯無線機用マイクロストリッ
プアンテナであって、上記誘電体基板は、Srを含有す
るBaTiO3のセラミックス粒子を重量比率で主成分
とし、これとポリオレフィン系高分子マトリックスとを
混合してなる複合材料で構成することを特徴とする携帯
無線機用マイクロストリップアンテナ。1. A microstrip antenna having a substrate conductor, a radiation plate conductor, and a dielectric substrate as a medium between these conductors is arranged in a part of a portable radio device, and has a frequency of 800 MHz to 1.5 MHz.
A microstrip antenna for portable radio equipment for use in a band of GHz, the dielectric substrate, the ceramic particles of BaTiO 3 containing Sr as main components at a weight ratio, mixed with a polyolefin polymer matrix which A microstrip antenna for a portable wireless device, characterized in that it is made of a composite material.
として誘電体基板を有するマイクロストリップアンテナ
を携帯無線機の一部に配置し、800MHz乃至1.5
GHzの帯域で使用する携帯無線機用マイクロストリッ
プアンテナであって、上記誘電体基板は、TiO2のセ
ラミックス粒子を重量比率で主成分とし、これとポリオ
レフィン系高分子マトリックスとを混合してなる複合材
料で構成することを特徴とする携帯無線機用マイクロス
トリップアンテナ。2. A microstrip antenna having a substrate conductor, a radiation plate conductor, and a dielectric substrate as a medium between these conductors is arranged in a part of a portable radio device, and has a frequency of 800 MHz to 1.5 MHz.
A microstrip antenna for portable radio equipment for use in a band of GHz, the dielectric substrate, the ceramic particles of TiO 2 as a main component at a weight ratio, formed by combining an polyolefin-based polymer matrix which composite A microstrip antenna for a portable wireless device, which is made of a material.
用マイクロストリップアンテナにおいて、上記複合材料
は、重量比率でセラミックスを90%以下、ポリオレフ
ィン系高分子マトリックスを10%以上の構成を有する
ものであることを特徴とする携帯無線機用マイクロスト
リップアンテナ。3. The microstrip antenna for a portable wireless device according to claim 1 or 2, wherein the composite material has a weight ratio of ceramics of 90% or less and a polyolefin polymer matrix of 10% or more. A microstrip antenna for a portable wireless device, which is characterized by being a thing.
帯無線機用マイクロストリップアンテナにおいて、該マ
イクロストリップアンテナは、折り畳み部を筐体の一部
に有する携帯無線機の折り畳み部の外面に配置し、か
つ、該アンテナの一部を筐体と一体化する構成を特徴と
する携帯無線機用マイクロストリップアンテナ。4. The microstrip antenna for a portable wireless device according to claim 1, wherein the microstrip antenna has a folding part in a part of a housing of a folding part of the portable wireless device. A microstrip antenna for a portable wireless device, characterized in that it is arranged on the outer surface and part of the antenna is integrated with a housing.
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| JP28468592A JP3361838B2 (en) | 1992-10-22 | 1992-10-22 | Microstrip antenna for portable radio |
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|---|---|---|---|
| JP28468592A JP3361838B2 (en) | 1992-10-22 | 1992-10-22 | Microstrip antenna for portable radio |
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| JPH06140830A JPH06140830A (en) | 1994-05-20 |
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1992
- 1992-10-22 JP JP28468592A patent/JP3361838B2/en not_active Expired - Fee Related
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|---|
| Journal of Applied Polymer Science,Vol.22,No.8(197 |
| 電子情報通信学会技術研究報告,Vol.90,No.258(1990)p.113〜118「複合誘電体 |
Also Published As
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| JPH06140830A (en) | 1994-05-20 |
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