JP3869354B2 - antenna - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アンテナに係わり、特に、平面形状で、かつ、送受信共用の移動電話基地局アンテナの基本放射素子として最適なアンテナに関する。
【0002】
【従来の技術】
マイクロストリップンテナは、構造が簡単で、形状が低姿勢であることから、移動電話基地局用の平面アンテナとして使用されている。
図14は、移動電話基地局アンテナの基本放射素子として使用されてる従来のマイクロストリップアンテナの一例を示す概略構成を示す図であり、同図(a)は斜視図、同図(b)は、コネクタ部分を説明するための断面図である。
同図において、21は4角形のマイクロストリップ素子、22は放射波長に比して薄い誘電体基板、23は接地導体、24は給電線(例えば、同軸ケーブル)が接続されるコネクタ、25はコネクタ24の内部導体、26はコネクタ24の外部導体、27はリボン状の導体である。コネクタ24の内部導体25とマイクロストリップ素子21とは、半田29などにより接続される。
また、図14に示すアンテナでは、マイクロストリップ素子21の中心を通り直交した二直線上から給電することにより、モードが直交し、互いにほぼ独立することから、偏波共用を図ることが可能となる。
このように、従来のマイクロストリップアンテナは、円形または正方形の形状を採用することにより偏波共用が可能であるとともに、小型軽量で、薄型にできる等の利点を有している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
図14に示すように、従来のマイクロストリップアンテナでは、コネクタ24の外部導体26が、半田などにより接地導体23に固着される。この場合、一般に、コネクタ24の内部導体25、および外部導体26の材料しては銅が使用される。
また、マイクロストリップ素子21の材料としては銅が使用されるが、接地導体23を共用し、マイクロストリップ素子21を複数配置してアレイアンテナを構成する場合、軽量化のために、接地導体23の材料として、例えば、アルミニウムを使用する場合がある。
したがって、このような場合には、アルミニウムから成る接地導体上に、銅から成るコネクタ24の外部導体26が固着される。
しかしながら、前述したような異種金属同士を固着する場合には、異種金属同士を固着した際に生じる非線形特性により、マイクロストリップアンテナで受信した受信波に相互変調雑音などが発生し、送受信共用で使用することが予定される場合に、自局の送信波によって受信性能を劣化させる恐れがあった。
【0004】
本発明は、前記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、接地導体とコネクタとを接触させることなく、放射素子に給電することを可能にして、雑音の発生を低減することが可能なアンテナを提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかにする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
図1は、マイクロストリップンテナへの給電方法を説明するための模式図である。
図14に示すマイクロストリップンテナでは、図1(a)に示すように、励振電力源30の電源側端子(図1に+が付与された端子)がマイクロストリップ素子(放射素子)21に接続され、励振電力源30のグランド側端子(図1に−が付与された端子)が接地導体23に接続される。
しかしながら、図1(b)に示すように、励振電力源30の電源側端子(図1に+が付与された端子)を接地導体23に接続し、励振電力源30のグランド側端子(図1に−が付与された端子)をマイクロストリップ素子21に接続してもよい。
本発明では、マイクロストリップ素子とコネクタとが同種の金属で構成されることに着目し、前述の原理を応用し、コネクタの外部導体をマイクロストリップ素子に固着し、かつ、コネクタの内部導体を、マイクロストリップ素子の周辺部まで延長し、マイクロストリップ素子の周辺部において電磁的に接地導体に接続したものである。
本発明によれば、接地導体上にコネクタを固着する必要がなく、異種金属同士の接触がなくなるので、雑音の発生を低減することが可能となる。
【0006】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
なお、実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
[実施の形態1]
図2は、本発明の実施の形態1のマイクロストリップアンテナの概略構成を示す図であり、同図(a)は斜視図、同図(b)は、同図(a)に示すA−A’切断線における断面図である。
同図において、1は4角形のマイクロストリップ素子(本発明の放射素子)、2は放射波長に比して薄い誘電体基板、3は接地導体、4は給電線(例えば、同軸ケーブル)が接続される給電線との接続手段(以下、コネクタという。)、5はコネクタ4の内部導体、6はコネクタ4の外部導体である。
本実施の形態では、マイクロストリップ素子1の中心部に第1の孔31が形成され、誘電体基板2および接地導体3には、第1の孔31が露出するように、第1の孔31よりも直径が大きい第2の孔32が形成される。
そして、この第2の孔32で、コネクタ4の外部導体6が、マイクロストリップ素子1に固着される。
この場合に、マイクロストリップ素子1とコネクタの外部導体6とは、同種の金属(例えば、銅)で構成されるので、本実施の形態では、前述したような、異種金属同士を固着した際に生じる非線形特性により、マイクロストリップアンテナで受信した受信波に相互変調雑音が発生することがない。
なお、本実施の形態において、マイクロストリップ素子1は、コネクタの外部導体6を固着しても十分な強度を有していることはいうまでもない。
【0007】
誘電体基板2と接地導体3における、マイクロストリップ素子1の周辺部の位置には、第3の孔33が形成され、さらに、この第3の孔33を延長するように、接地導体3には、円筒状の導電体7が形成される。
そして、図2に示すように、コネクタ4の内部導体5は、第1の孔31を貫通した後、マイクロストリップ素子1と平行に、マイクロストリップ素子1の周辺部まで延長され、そして、第3の孔33を介して、円筒状の導電体7の開口端で開放終端される。
例えば、マイクロストリップアンテナ1の端部と接地導体3との仮想的な入力インピーダンスが純抵抗となる場合には、接地導体3の誘電体基板2と接する面から、円筒状の導電体7の接地導体3に固着される側と反対側の開放端までの長さLは、λg/4(L=λg/4)とされる。
ここで、λgはλg=λo/√εrで計算される電気長、λoはアンテナの使用周波数の自由空間波長、εrは円筒状の導電体内の誘電体の誘電率である。
終端開放の(λg/4)線路は、接地電位に短絡されている状態と等価であるので、コネクタ4の内部導体5は、電磁的に接地導体3に接続されることになる。
このように、本実施の形態では、接地導体3と機械的に接続することなく、図1(b)に示す給電方法を実現することが可能となる。
なお、マイクロストリップ素子1の中央部は、マイクロストリップ素子1の内部電磁界分布で電界が最小となる部分であるので、この部分に、コネクタ4の外部導体6を固着しても、マイクロストリップアンテナの特性に何ら影響を与えることはない。
さらに、接地導体3の誘電体基板2と接する面から、円筒状の導電体7の接地導体3に固着される側と反対側の開放端までの長さLは、マイクロストリップアンテナ1の入力インピーダンスとの整合回路を兼ねることができるため、必ずしもλo/4である必要はなく、(0.8×λg)/4≦L≦(1.2×λg)/4を満足すれば、前述の効果を得ることが可能である。
【0008】
図3ないし図5は、本発明の実施の形態1のマイクロストリップアンテナの変形例の概略構成を示す斜視図である。
図3に示すマイクロストリップアンテナは、図14に示すマイクロストリップアンテナと同様に、マイクロストリップ素子1の中心を通り直交した二直線上から給電するようにしたものであり、図3に示すマイクロストリップアンテナは、偏波共用を図ることが可能となる。
また、図4に示すマイクロストリップアンテナは、マイクロストリップ素子1として円形のマイクロストリップ素子を使用したものである。
さらに、図5に示すマイクロストリップアンテナは、マイクロストリップ素子1として円形のマイクロストリップ素子を使用し、かつ、マイクロストリップ素子1の中心を通り直交した二直線上から給電するようにしたものである。
これらのマイクロストリップアンテナでも、その給電方法は、図2に示すマイクロストリップアンテナと同様であるので、その詳細な説明は省略する。
但し、本実施の形態、あるいは、以下の実施の形態において、マイクロストリップ素子1は、4角形のマイクロストリップ素子に限定されるものではなく、多角形のマイクロストリップ素子を使用してもよい。
【0009】
[実施の形態2]
図6は、本発明の実施の形態2のマイクロストリップアンテナの概略構成を示す図であり、同図(a)は斜視図、同図(b)は、同図(a)に示すA−A’切断線における断面図である。
以下、本実施の形態のマイクロストリップアンテナについて、前述の実施の形態1のマイクロストリップアンテナとの相異点を中心に説明する。
本実施の形態では、マイクロストリップ素子上に絶縁層10が設けられ、この絶縁層上に第1の接続導体11が設けられる。また、第1の孔31、および第3の孔33は、絶縁層10も貫通するように形成される。
図6に示すように、コネクタ4の内部導体5は、第1の孔31を貫通した後、第1の接続導体11の一端と半田13により接続される。また、第1の接続導体11の端部は、半田13により、第2の接続導体12に接続される。
この第2の接続導体12は、第3の孔33を介して、円筒状の導電体7の開口端で開放終端される。
即ち、本実施の形態は、前述の実施の形態1において、コネクタ4の内部導体5のマイクロストリップ素子1と平行な部分を、第1の接続導体11で置換したものである。
本実施の形態においても、接地導体3の誘電体基板2と接する面から、円筒状の導電体7の接地導体3に固着される側と反対側の開放端までの長さLは、(0.8×λg)/4≦L≦(1.2×λg)/4とされ、これにより、本実施の形態においても、前述の実施の形態1と同様の作用・効果を得ることが可能となる。
【0010】
図7ないし図10は、本発明の実施の形態2のマイクロストリップアンテナの変形例の概略構成を示す斜視図である。
図7に示すマイクロストリップアンテナは、図14に示すマイクロストリップアンテナと同様に、マイクロストリップ素子1の中心を通り直交した二直線上から給電するようにしたものである。
また、図8に示すマイクロストリップアンテナは、マイクロストリップ素子1として円形のマイクロストリップ素子を使用したものである。
さらに、図9に示すマイクロストリップアンテナは、マイクロストリップ素子1として円形のマイクロストリップ素子を使用し、かつ、マイクロストリップ素子1の中心を通り直交した二直線上から給電するようにしたものである。
これらのマイクロストリップアンテナでも、その給電方法は、図2に示すマイクロストリップアンテナと同様であるので、その詳細な説明は省略する。
また、図10に示すマイクロストリップアンテナは、コネクタ4に接続される給電線と整合を図るために、第1の接続導体11の幅を部分的に異ならせたものである。
図10に示すように、第1の接続導体11の幅を部分的に異ならせ、かつ、当該部分的に異ならせる第1の接続導体11の幅を変化させることにより、マイクロストリップ素子1の入力インピーダンスを任意の値に調整することができる。
【0011】
[実施の形態3]
図11は、本発明の実施の形態3のマイクロストリップアンテナの概略構成を示す図であり、同図(a)は斜視図、同図(b)は、同図(a)に示すA−A’切断線における断面図である。
以下、本実施の形態のマイクロストリップアンテナについて、前述の実施の形態1のマイクロストリップアンテナとの相異点を中心に説明する。
本実施の形態では、マイクロストリップ素子側から見たときに、誘電体基板2から接地導体3がはみ出すように、誘電体基板2の面積を、接地導体3の面積よりも小さくしたもの、即ち、誘電体基板2を、マイクロストリップ素子1よりやや大きく形成したものである。
また、本実施の形態では、前述の実施の形態1の第3の孔33、および円筒状の導電体7は削除される。
その代わりに、本実施の形態では、図11に示すように、コネクタ4の内部導体5は、第1の孔31を貫通し、マイクロストリップ素子1と平行に、マイクロストリップ素子1の周辺部まで延長された後に、接地導体3に沿わせて配置される同軸線路9の開口端で開放終端される。
ここで、同軸線路9の中心導体はコネクタ4の内部導体5に接続され、同軸線路9の外部導体は接地導体3に電気的に接続されている。
この場合に、同軸線路9の長さLは、λg/4(L=λg/4)とされる。ここで、λgは、λg=λo/√εrで計算される電気長、λoはマイクロストリップアンテナの使用周波数の自由空間波長、εrは同軸線路内の誘電体の誘電率である。
終端開放の(λg/4)線路は、接地電位に短絡されている状態と等価であるので、コネクタ4の内部導体5は、電磁的に接地導体3に接続されることになる。
このように、本実施の形態においても、前述の実施の形態1と同様の作用・効果を得ることが可能となる。
なお、同軸線路9の長さLは、必ずしもλg/4である必要はなく、同軸線路9の長さLは、(0.8×λg)/4≦L≦(1.2×λg)/4を満足すれば、前述の効果を得ることが可能である。
【0012】
また、コネクタ4の内部導体5を、マイクロストリップ素子1と平行に、マイクロストリップ素子1の周辺部まで延長させる代わりに、図11(b)に点線で示すように、コネクタ4に接続される給電線との整合を図るために、コネクタ4の内部導体5を、マイクロストリップ素子1に対して傾斜させて、マイクロストリップ素子1の周辺部まで延長させるようにしてもよい。
図11(b)に点線で示すように、コネクタ4の内部導体5を、マイクロストリップ素子1に対して傾斜させて、マイクロストリップ素子1の周辺部まで延長させることにより、内部導体5の長さを任意の長さに調整することができ、これにより、マイクロストリップ素子1の入力インピーダンスを任意の値に調整することができる。なお、これは、前述の実施の形態1でも同様である。
図12は、本発明の実施の形態3のマイクロストリップアンテナの変形例の概略構成を示す斜視図である。
図12に示すマイクロストリップアンテナは、コネクタ4の内部導体5がマイクロストリップ素子1と接触することがないように、コネクタ4の内部導体5を絶縁スリーブ8で覆うようにしたものである。
【0013】
[実施の形態4]
図13は、本発明の実施の形態4のマイクロストリップアンテナの概略構成を示す図であり、同図(a)は平面図、同図(b)は、同図(a)に示すA−A’切断線における断面図である。
以下、本実施の形態のマイクロストリップアンテナについて、前述の実施の形態3のマイクロストリップアンテナとの相異点を中心に説明する。
本実施の形態では、マイクロストリップ素子上に絶縁層10が設けられ、この絶縁層上に第1の接続導体11が設けられる。また、第1の孔31は、絶縁層10も貫通するように形成される。
図13に示すように、コネクタ4の内部導体5は、第1の孔31を貫通した後、第1の接続導体11の一端と半田13により接続される。また、第1の接続導体11の他端は、絶縁層10を越えて誘電体基板上を延長されて開放終端される。
この場合に、第1の接続導体11の誘電体基板上の長さLは、λg/4(L=λg/4)とされる。ここで、λgは、λg=λo/√εrで計算される電気長、λoは、マイクロストリップアンテナの使用周波数の自由空間波長、εrは、誘電体基板2の誘電率である。
これにより、本実施の形態においても、前述の実施の形態1と同様の作用・効果を得ることが可能となる。
【0014】
なお、第1の接続導体11の誘電体基板上の長さLは、必ずしもλg/4である必要はなく、第1の接続導体11の誘電体基板上の長さLは、(0.8×λg)/4≦L≦(1.2×λg)/4を満足すれば、前述の効果を得ることが可能である。
また、図13に点線で示すように、コネクタ4に接続される給電線と整合を図るために、第1の接続導体11を迂回させるようにしてもよい。
図13に点線で示すように、第1の接続導体11を迂回させることにより、第1の接続導体11の長さを任意の長さに調整することができ、これにより、マイクロストリップ素子1の入力インピーダンスを任意の値に調整することができる。なお、これは、前述の実施の形態2でも同様である。
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
【0015】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである。
本発明のアンテナによれば、異種金属同士を接触させることなく、放射素子に給電することが可能となり、雑音の発生を低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】マイクロストリップンテナへの給電方法を説明するための模式図である。
【図2】本発明の実施の形態1のマイクロストリップアンテナの概略構成を示す図である。
【図3】本発明の実施の形態1のマイクロストリップアンテナの変形例の概略構成を示す斜視図である。
【図4】本発明の実施の形態1のマイクロストリップアンテナの変形例の概略構成を示す斜視図である。
【図5】本発明の実施の形態1のマイクロストリップアンテナの変形例の概略構成を示す斜視図である。
【図6】本発明の実施の形態2のマイクロストリップアンテナの概略構成を示す図である。
【図7】本発明の実施の形態2のマイクロストリップアンテナの変形例の概略構成を示す斜視図である。
【図8】本発明の実施の形態2のマイクロストリップアンテナの変形例の概略構成を示す斜視図である。
【図9】本発明の実施の形態2のマイクロストリップアンテナの変形例の概略構成を示す斜視図である。
【図10】本発明の実施の形態2のマイクロストリップアンテナの変形例の概略構成を示す斜視図である。
【図11】本発明の実施の形態3のマイクロストリップアンテナの概略構成を示す図である。
【図12】本発明の実施の形態3のマイクロストリップアンテナの変形例の概略構成を示す斜視図である。
【図13】本発明の実施の形態4のマイクロストリップアンテナの概略構成を示す図である。
【図14】従来のマイクロストリップアンテナの一例を示す概略構成を示す図である。
【符号の説明】
1,21…マイクロストリップ素子、2,22…誘電体基板、3,23…接地導体、4,24…コネクタ、5,25…内部導体、6,26…外部導体、7…円筒状の導電体、8…絶縁スリーブ、9…同軸線路、10…絶縁層、11,12…接続導体、13,29…半田、27…リボンの導体、30…励振電力源、31,32,33…孔。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an antenna, and more particularly to an antenna that is optimal as a basic radiating element of a mobile telephone base station antenna that has a planar shape and is commonly used for transmission and reception.
[0002]
[Prior art]
Microstrip antennas are used as planar antennas for mobile telephone base stations because of their simple structure and low profile.
FIG. 14 is a diagram showing a schematic configuration showing an example of a conventional microstrip antenna used as a basic radiating element of a mobile phone base station antenna. FIG. 14 (a) is a perspective view, and FIG. 14 (b) It is sectional drawing for demonstrating a connector part.
In this figure, 21 is a square microstrip element, 22 is a dielectric substrate that is thinner than the radiation wavelength, 23 is a ground conductor, 24 is a connector to which a feed line (for example, a coaxial cable) is connected, and 25 is a connector.
Further, in the antenna shown in FIG. 14, by supplying power from two straight lines passing through the center of the
As described above, the conventional microstrip antenna has advantages such as being able to share polarization by adopting a circular or square shape, and being small and light and thin.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
As shown in FIG. 14, in the conventional microstrip antenna, the outer conductor 26 of the
In addition, although copper is used as the material of the
Therefore, in such a case, the outer conductor 26 of the
However, when bonding dissimilar metals as described above, intermodulation noise, etc. is generated in the received wave received by the microstrip antenna due to the non-linear characteristics that occur when the dissimilar metals are bonded to each other. When it is planned to do so, the reception performance may be deteriorated by the transmission wave of the local station.
[0004]
The present invention has been made to solve the problems of the prior art, and an object of the present invention is to enable power supply to a radiating element without bringing a ground conductor and a connector into contact with each other. An object of the present invention is to provide an antenna that can reduce the occurrence of noise.
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining a method of supplying power to a microstrip antenna.
In the microstrip antenna shown in FIG. 14, as shown in FIG. 1A, the power source side terminal (terminal to which + is given in FIG. 1) of the
However, as shown in FIG. 1B, the power supply side terminal of the excitation power source 30 (the terminal to which + is added in FIG. 1) is connected to the
In the present invention, focusing on the fact that the microstrip element and the connector are made of the same kind of metal, applying the above-mentioned principle, the outer conductor of the connector is fixed to the microstrip element, and the inner conductor of the connector is It extends to the periphery of the microstrip element and is electromagnetically connected to the ground conductor at the periphery of the microstrip element.
According to the present invention, it is not necessary to fix the connector on the ground conductor, and contact between dissimilar metals is eliminated, so that generation of noise can be reduced.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiment, and the repetitive description thereof will be omitted.
[Embodiment 1]
2A and 2B are diagrams showing a schematic configuration of the microstrip antenna according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2A is a perspective view, and FIG. 2B is an AA shown in FIG. 'A cross-sectional view taken along a cutting line.
In the figure, 1 is a square microstrip element (radiation element of the present invention), 2 is a dielectric substrate that is thinner than the radiation wavelength, 3 is a ground conductor, and 4 is connected to a feed line (for example, a coaxial cable). Connection means (hereinafter referred to as “connector”) 5 is an internal conductor of the connector 4, and 6 is an external conductor of the connector 4.
In the present embodiment, the
Then, the outer conductor 6 of the connector 4 is fixed to the
In this case, since the
In the present embodiment, it goes without saying that the
[0007]
A
As shown in FIG. 2, the
For example, when the virtual input impedance between the end of the
Here, lambda] g is the electrical length calculated by λg = λo / √ε r, λo is the free space wavelength of the used frequency of the antenna, is epsilon r is the dielectric constant of the cylindrical conductive body of the dielectric.
Since the (λg / 4) line having an open end is equivalent to a state where the line is short-circuited to the ground potential, the
As described above, in this embodiment, the power feeding method shown in FIG. 1B can be realized without mechanically connecting to the
The central portion of the
Further, the length L from the surface of the
[0008]
3 to 5 are perspective views showing a schematic configuration of a modified example of the microstrip antenna according to the first embodiment of the present invention.
The microstrip antenna shown in FIG. 3 is configured to feed power from two straight lines that pass through the center of the
The microstrip antenna shown in FIG. 4 uses a circular microstrip element as the
Further, the microstrip antenna shown in FIG. 5 uses a circular microstrip element as the
Even in these microstrip antennas, the feeding method is the same as that of the microstrip antenna shown in FIG.
However, in the present embodiment or the following embodiments, the
[0009]
[Embodiment 2]
6A and 6B are diagrams showing a schematic configuration of the microstrip antenna according to the second embodiment of the present invention. FIG. 6A is a perspective view, and FIG. 6B is an AA shown in FIG. 'A cross-sectional view taken along a cutting line.
Hereinafter, the microstrip antenna of the present embodiment will be described focusing on the differences from the microstrip antenna of the first embodiment.
In the present embodiment, the insulating
As shown in FIG. 6, the
The
That is, this embodiment is obtained by replacing the portion of the
Also in the present embodiment, the length L from the surface of the
[0010]
7 to 10 are perspective views showing a schematic configuration of a modification of the microstrip antenna according to the second embodiment of the present invention.
The microstrip antenna shown in FIG. 7 is configured to feed power from two straight lines that pass through the center of the
The microstrip antenna shown in FIG. 8 uses a circular microstrip element as the
Further, the microstrip antenna shown in FIG. 9 uses a circular microstrip element as the
Even in these microstrip antennas, the feeding method is the same as that of the microstrip antenna shown in FIG.
Further, in the microstrip antenna shown in FIG. 10, the width of the
As shown in FIG. 10, by changing the width of the
[0011]
[Embodiment 3]
11A and 11B are diagrams showing a schematic configuration of the microstrip antenna according to the third embodiment of the present invention. FIG. 11A is a perspective view, and FIG. 11B is an AA shown in FIG. 'A cross-sectional view taken along a cutting line.
Hereinafter, the microstrip antenna of the present embodiment will be described focusing on the differences from the microstrip antenna of the first embodiment.
In the present embodiment, when viewed from the microstrip element side, the area of the
In the present embodiment, the
Instead, in the present embodiment, as shown in FIG. 11, the
Here, the central conductor of the coaxial line 9 is connected to the
In this case, the length L of the coaxial line 9 is λg / 4 (L = λg / 4). Here, lambda] g is the electrical length calculated by λg = λo / √ε r, λo is the free space wavelength of the use frequency of the microstrip antenna, epsilon r is the dielectric constant of the dielectric in the coaxial line.
Since the (λg / 4) line having an open end is equivalent to a state where the line is short-circuited to the ground potential, the
Thus, also in the present embodiment, it is possible to obtain the same operations and effects as those of the first embodiment.
The length L of the coaxial line 9 is not necessarily λg / 4, and the length L of the coaxial line 9 is (0.8 × λg) / 4 ≦ L ≦ (1.2 × λg) / If 4 is satisfied, the above-described effects can be obtained.
[0012]
Further, instead of extending the
As shown by a dotted line in FIG. 11B, the
FIG. 12 is a perspective view showing a schematic configuration of a modified example of the microstrip antenna according to the third embodiment of the present invention.
The microstrip antenna shown in FIG. 12 is configured such that the
[0013]
[Embodiment 4]
13A and 13B are diagrams showing a schematic configuration of a microstrip antenna according to a fourth embodiment of the present invention. FIG. 13A is a plan view, and FIG. 13B is an AA shown in FIG. 'A cross-sectional view taken along a cutting line.
Hereinafter, the microstrip antenna of the present embodiment will be described focusing on the differences from the microstrip antenna of the third embodiment described above.
In the present embodiment, the insulating
As shown in FIG. 13, the
In this case, the length L of the first connecting
Thereby, also in the present embodiment, it is possible to obtain the same operation and effect as in the first embodiment.
[0014]
Note that the length L of the
Further, as indicated by a dotted line in FIG. 13, the
As shown by a dotted line in FIG. 13, the length of the
Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the above-described embodiment, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Of course.
[0015]
【The invention's effect】
The effects obtained by the representative ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.
According to the antenna of the present invention, it is possible to supply power to the radiating element without bringing different metals into contact with each other, and it is possible to reduce the generation of noise.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining a method of supplying power to a microstrip antenna.
FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of the microstrip antenna according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a perspective view showing a schematic configuration of a modified example of the microstrip antenna according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a perspective view showing a schematic configuration of a modified example of the microstrip antenna according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a perspective view showing a schematic configuration of a modified example of the microstrip antenna according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing a schematic configuration of a microstrip antenna according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a perspective view showing a schematic configuration of a modification of the microstrip antenna according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a perspective view showing a schematic configuration of a modification of the microstrip antenna according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a perspective view showing a schematic configuration of a modification of the microstrip antenna according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a perspective view showing a schematic configuration of a modification of the microstrip antenna according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a diagram showing a schematic configuration of a microstrip antenna according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a perspective view showing a schematic configuration of a modified example of the microstrip antenna according to the third embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a diagram showing a schematic configuration of a microstrip antenna according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a diagram showing a schematic configuration showing an example of a conventional microstrip antenna.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記誘電体基板の第1の面に設けられる、円形あるいは多角形形状から成る放射素子と、
前記誘電体基板の第1の面と反対側の第2の面に設けられる接地導体と、
内部導体と、外部導体とを有するコネクタとを備えるアンテナであって、
前記放射素子の前記円形あるいは多角形形状の中心部に設けられる第1の孔と、
前記第1の孔が露出するように、前記誘電体基板および接地導体に設けられる前記第1の孔よりも直径が大きい第2の孔とを有し、
前記コネクタの前記外部導体は、前記放射素子と同種の金属で構成されるとともに、前記第2の孔内で前記放射素子に固着され、
前記コネクタの前記内部導体は、前記第1の孔を貫通して前記放射素子の周辺部まで延長され、前記放射素子の周辺部において前記接地導体と電磁的に接続されていることを特徴とするアンテナ。A dielectric substrate that is thinner than the radiation wavelength;
A radiating element having a circular or polygonal shape provided on the first surface of the dielectric substrate;
A ground conductor provided on a second surface opposite to the first surface of the dielectric substrate;
An antenna comprising a connector having an inner conductor and an outer conductor,
A first hole provided in the center of the circular or polygonal shape of the radiating element;
A second hole having a diameter larger than that of the first hole provided in the dielectric substrate and the ground conductor so that the first hole is exposed;
The outer conductor of the connector is made of the same type of metal as the radiating element, and is fixed to the radiating element in the second hole,
The inner conductor of the connector extends through the first hole to a peripheral portion of the radiating element, and is electromagnetically connected to the ground conductor in the peripheral portion of the radiating element. antenna.
前記第3の孔を延長するように、前記接地導体に固着される円筒状の導電体とを有し、
前記内部導体は、前記第3の孔を介して前記円筒状の導電体の前記接地導体に固着される側と反対側の開放端まで延長され、
前記接地導体の前記誘電体基板と接する面から、前記円筒状の導電体の前記接地導体に固着される側と反対側の開放端までの長さLは、λoをアンテナの使用周波数の自由空間波長、εrを前記円筒状の導電体内の誘電体の誘電率、λgをλg=λo/√εrで計算される電気長とするとき、(0.8×λg)/4≦L≦(1.2×λg)/4を満足することを特徴とする請求項1に記載のアンテナ。A third hole provided in the dielectric substrate and the ground conductor at the periphery of the radiating element;
A cylindrical conductor fixed to the ground conductor so as to extend the third hole,
The inner conductor extends through the third hole to an open end on the opposite side of the cylindrical conductor that is fixed to the ground conductor,
The length L from the surface of the ground conductor in contact with the dielectric substrate to the open end of the cylindrical conductor opposite to the side fixed to the ground conductor is λo as a free space of the antenna operating frequency. wavelength, the dielectric permittivity of the epsilon r conductive body of the cylindrical, when the electrical length is calculated the lambda] g at λg = λo / √ε r, ( 0.8 × λg) / 4 ≦ L ≦ ( The antenna according to claim 1, wherein 1.2 × λg) / 4 is satisfied.
前記放射素子の周辺部で前記接地導体に沿わせて配置される同軸線路を有し、
前記同軸線路は、中心導体が前記放射素子の周辺部まで延長された前記内部導体に接続され、外部導体が前記誘電体基板の周囲の前記接地導体と電気的に接続され、
前記同軸線路の長さLは、λoをアンテナの使用周波数の自由空間波長、前記εrを同軸線路内の誘電体の誘電率、λgをλg=λo/√εrで計算される電気長とするとき、(0.8×λg)/4≦L≦(1.2×λg)/4を満足することを特徴とする請求項1に記載のアンテナ。The ground conductor, the dielectric substrate, and the dielectric substrate so that the ground conductor protrudes around the dielectric substrate when the area of the dielectric substrate is smaller than the ground conductor and viewed from the radiation element side. Is placed
Having a coaxial line arranged along the ground conductor at the periphery of the radiating element;
The coaxial line has a center conductor connected to the inner conductor extended to the periphery of the radiating element, and an outer conductor electrically connected to the ground conductor around the dielectric substrate,
The length L of the coaxial line, the free space wavelength of the used frequency of the antenna to .lamda.o, dielectric permittivity in the epsilon r coaxial line with an electric length which is calculated the lambda] g at λg = λo / √ε r The antenna according to claim 1, wherein (0.8 × λg) / 4 ≦ L ≦ (1.2 × λg) / 4 is satisfied.
前記誘電体基板の第1の面に設けられる、円形あるいは多角形形状から成る放射素子と、
前記誘電体基板の第1の面と反対側の第2の面に設けられる接地導体と、
前記放射素子および前記誘電体基板上に設けられる絶縁層と、
前記絶縁層上に、前記放射素子の円形あるいは多角形形状の中心部から前記放射素子の周辺部まで延長して設けられる第1の接続導体と、
内部導体と、外部導体とを有するコネクタとを備えるアンテナであって、
前記放射素子および前記絶縁層の、前記放射素子の円形あるいは多角形形状の中心部の位置に設けられる第1の孔と、
前記第1の孔が露出するように、前記誘電体基板および接地導体に設けられる前記第1の孔よりも直径が大きい第2の孔とを有し、
前記コネクタの前記外部導体は、前記放射素子と同種の金属で構成されるとともに、前記第2の孔内で前記放射素子に固着され、
前記コネクタの前記内部導体は、前記第1の孔を貫通して前記第1の接続導体の一端と接続され、
前記第1の接続導体の他端は、前記放射素子の周辺部において前記接地導体と電磁的に接続されていることを特徴とするアンテナ。A dielectric substrate that is thinner than the radiation wavelength;
A radiating element having a circular or polygonal shape provided on the first surface of the dielectric substrate;
A ground conductor provided on a second surface opposite to the first surface of the dielectric substrate;
An insulating layer provided on the radiating element and the dielectric substrate;
A first connection conductor provided on the insulating layer so as to extend from a circular or polygonal center of the radiating element to a peripheral part of the radiating element;
An antenna comprising a connector having an inner conductor and an outer conductor,
A first hole provided in the center of the radiating element and the insulating layer in a circular or polygonal shape of the radiating element;
A second hole having a diameter larger than that of the first hole provided in the dielectric substrate and the ground conductor so that the first hole is exposed;
The outer conductor of the connector is made of the same type of metal as the radiating element, and is fixed to the radiating element in the second hole,
The inner conductor of the connector is connected to one end of the first connection conductor through the first hole,
The antenna is characterized in that the other end of the first connection conductor is electromagnetically connected to the ground conductor in the periphery of the radiating element.
前記第3の孔を延長するように、前記接地導体に固着される円筒状の導電体と、
一端が、前記接続導体の他端に接続され、他端が、前記第3の孔を介して前記円筒状の導電体の前記接地導体に固着される側と反対側の開放端まで延長される第2の接続導体とを有し、
前記接地導体の前記誘電体基板と接する面から、前記円筒状の導電体の前記接地導体に固着される側と反対側の開放端までの長さLは、λoをアンテナの使用周波数の自由空間波長、εrを前記円筒状の導電体内の誘電体の誘電率、λgをλg=λo/√εrで計算される電気長とするとき、(0.8×λg)/4≦L≦(1.2×λg)/4を満足することを特徴とする請求項5に記載のアンテナ。A third hole provided in the dielectric substrate, the ground conductor, and the insulating layer at a peripheral portion of the radiating element;
A cylindrical conductor fixed to the ground conductor so as to extend the third hole;
One end is connected to the other end of the connection conductor, and the other end is extended through the third hole to an open end opposite to the side fixed to the ground conductor of the cylindrical conductor. A second connecting conductor;
The length L from the surface of the ground conductor in contact with the dielectric substrate to the open end of the cylindrical conductor opposite to the side fixed to the ground conductor is λo as a free space of the antenna operating frequency. wavelength, the dielectric permittivity of the epsilon r conductive body of the cylindrical, when the electrical length is calculated the lambda] g at λg = λo / √ε r, ( 0.8 × λg) / 4 ≦ L ≦ ( The antenna according to claim 5, wherein 1.2 × λg) / 4 is satisfied.
前記第1の接続導体は、前記絶縁層の周囲の前記誘電体基板上まで延長され、
前記第1の接続導体の前記誘電体基板上の長さLは、λoをアンテナの使用周波数の自由空間波長、εrを前記円誘電体基板の誘電率、λgをλg=λo/√εrで計算される電気長とするとき、(0.8×λg)/4≦L≦(1.2×λg)/4を満足することを特徴とする請求項5に記載のアンテナ。The area of the insulating layer is smaller than that of the dielectric substrate and the ground conductor, and the dielectric substrate and the ground conductor protrude around the insulating layer when viewed from the radiating element side. The insulating layer, the ground conductor, and the dielectric substrate are arranged,
The first connection conductor extends to the dielectric substrate around the insulating layer;
The length L of the dielectric substrate of the first connecting conductor, the free space wavelength of the used frequency of the antenna to .lamda.o, epsilon dielectric constant of the circular dielectric substrate r, lambda] g to λg = λo / √ε r The antenna according to claim 5, wherein (0.8 × λg) / 4 ≦ L ≦ (1.2 × λg) / 4 is satisfied when the electrical length calculated by the following equation is satisfied.
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