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JP2002151940A - 低入力インピーダンスアンテナ - Google Patents

低入力インピーダンスアンテナ

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Publication number
JP2002151940A
JP2002151940A JP2000341877A JP2000341877A JP2002151940A JP 2002151940 A JP2002151940 A JP 2002151940A JP 2000341877 A JP2000341877 A JP 2000341877A JP 2000341877 A JP2000341877 A JP 2000341877A JP 2002151940 A JP2002151940 A JP 2002151940A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
impedance
low
antenna
line
input impedance
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
JP2000341877A
Other languages
English (en)
Inventor
Shigeo Kawasaki
繁男 川▲崎▼
Hideki Urabe
秀樹 浦邊
Masayuki Kanechika
正之 金近
Satoru Kano
哲 叶
Kiyomitsu Ishikawa
清光 石川
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.)
Stanley Electric Co Ltd
Original Assignee
Stanley Electric Co Ltd
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 Stanley Electric Co Ltd filed Critical Stanley Electric Co Ltd
Priority to JP2000341877A priority Critical patent/JP2002151940A/ja
Publication of JP2002151940A publication Critical patent/JP2002151940A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Details Of Aerials (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 システム系との不整合を改善し、インピーダ
ンス整合回路の小型化を図ることができるとともに、不
要放射(輻射)等による損失を抑えることが可能な低入
力インピーダンスアンテナを提供する。 【解決手段】 多層プリント基板の内層の誘電体基板2
にモノポールアンテナのアンテナ素子1を設け、低イン
ピーダンス線路8を介してシステム系に接続する。ま
た、低インピーダンス線路8の層を上下の接地面4,6
で挟み込むとともに、両脇にも接地面5を配置する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高周波の送受信機
に使用されるアンテナ、特に小型移動体通信機に適した
低入力インピーダンスアンテナに関するものである。
【0002】
【従来の技術】図3はこの種の一般的なモノポールアン
テナ(棒状アンテナ)を示す図である。このモノポール
アンテナは、例えば1/4波長や3/8波長など、使用
する波長に対して特定の比率の長さLを持った棒状のア
ンテナ素子101を用いたもので、同図の(a)は接地
面(グランド)102に対して距離hを持って垂直に配
置した例、同図の(b)は接地面102に対して平行に
配置した例をそれぞれ示している。
【0003】また、図4はモノポールアンテナの他の例
を示す図であり、この例は棒状のアンテナ素子101を
誘電体基板(プリント基板)103にパターニング形成
したものである。同図の(a)は接地面102が誘電体
基板103の裏面に施され、同図の(b)は接地面10
2が誘電体基板103の表面でアンテナ素子101と同
一平面上に施されている例を示している。
【0004】上記構成のモノポールアンテナは、不図示
のシステム系と接続されて使用され、信号の送受信を司
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
なモノポールアンテナやループアンテナなどにあって
は、入力インピーダンスが数Ω程度と低く、これを一般
的な例えば50Ωのシステム系にそのまま接続すると不
整合を起こす。
【0006】このため、システム系との接続にはインピ
ーダンス整合回路が必要となり、回路規模が大きくなっ
てしまう。
【0007】また、プリント基板上にアンテナ素子及び
インピーダンス整合回路をパターン形成した場合、シス
テム系、インピーダンス整合回路、アンテナ素子の各接
続部分が不連続部分となり、ここから高次モードの発生
などによって不要放射が起こり、アンテナとしての利得
が低下する。
【0008】本発明は、上記のような問題点に着目して
なされたもので、システム系との不整合を改善し、イン
ピーダンス整合回路の小型化を図ることができるととも
に、不要放射(輻射)等による損失を抑えることが可能
な低入力インピーダンスアンテナを提供することを目的
としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明に係る低入力イン
ピーダンスアンテナは、次のように構成したものであ
る。
【0010】(1)アンテナ素子が低インピーダンス線
路を介してシステム系と接続される低入力インピーダン
スアンテナであって、前記低インピーダンス線路を接地
端子間に挟み込むようにした。
【0011】(2)上記(1)において、低インピーダ
ンス線路はアンテナ素子の入力インピーダンスとシステ
ムのインピーダンスとの間の値の特性インピーダンスを
有してするようにした。
【0012】(3)上記(1)または(2)において、
多層基板の内層に低インピーダンス線路を設けた。
【0013】(4)上記(3)において、低インピーダ
ンス線路を設けた層の上下の層に接地面を設けた。
【0014】(5)上記(4)において、低インピーダ
ンス線路の両側に接地面を設けた。
【0015】(6)上記(5)において、低インピーダ
ンス線路の両側に設けた接地面と上下の層の接地面とを
スルーホールで接続した。
【0016】(7)上記(6)において、低インピーダ
ンス線路をアンテナ給電点の位置からアンテナ素子の位
置まで設けた。 (8)上記(3)ないし(7)何れかにおいて、多層基
板の各層を誘電体基板とした。
【0017】
【発明の実施の形態】図1は本発明の実施例の構成を模
式的に示す図であり、ここではモノポールアンテナを多
層基板にパターン形成して設けた例を示している。ま
た、図2は図1のA−B線断面図である。
【0018】図1及び図2において、1は低入力インピ
ーダンスのアンテナ素子で、誘電体基板2,3により形
成された多層基板の内層にパターン形成により設けられ
ている。4,5,6は接地面(グランド)、7はスルー
ホール、8はアンテナ素子1を不図示のシステム系に接
続する低インピーダンス線路である。
【0019】上記低インピーダンス線路8はアース(接
地)端子である接地面4,5,6により挟み込まれてお
り、ここでは低インピーダンス線路8を設けた層の上下
の層と低インピーダンス線路8の両側に接地面4,5,
6が設けられている。そして、この低インピーダンス線
路8は、アンテナ素子1の入力インピーダンスとシステ
ムのインピーダンスとの間の値の特性インピーダンスを
有している。また、低インピーダンス線路8の両側に設
けた接地面と上下の層の接地面とをスルーホール7で接
続し、アンテナ給電点の位置からアンテナ素子1の位置
まで低インピーダンス線路8を配置している。
【0020】本実施例では、プリント基板上にパターン
としてモノポールアンテナを実施しており、そのアンテ
ナ素子1を低インピーダンス線路8を介してシステム系
例えば50Ωと接続することにより、不整合を低減させ
ている。この低インピーダンス線路8は、図の多層基板
で第2層目を使用し、上下を接地面4,6で挟み込む構
造とすることで、第1層目にパターンを幅広くして実施
するよりも、簡単かつ小型なものにすることができる。
更に、低インピーダンス線路8の両脇にも接地面5を設
けることで、より低インピーダンス化を実現することが
できる。
【0021】また、低インピーダンス線路8の両脇と上
下の接地面4,5,6をスルーホール7で接続して、擬
似同軸線路となるようにし、線路の折れ曲がりなどで発
生する高次モードなどによる損失を低減している。低イ
ンピーダンス線路8のインピーダンスは、アンテナ素子
1の入力インピーダンスとシステム系のインピーダンス
(例えば50Ω)の間になるようにしているが、両者の
インピーダンスの積の平方根に近づけるようにすること
が望ましい。
【0022】上記低インピーダンス線路8のインピーダ
ンスの値は、図2に示す幅w、両脇の接地面5との間の
距離s及び誘電体基板2,3の厚さtで調節が可能であ
る。また、低インピーダンス線路8の長さは、誘電体基
板2,3による実効波長(管内波長)の1/4を越えな
いようにし、かつ配線可能な範囲でできるだけ管内波長
の1/4の長さに近づけるようにすることが望ましい。
【0023】ここで、システム系から見た入力インピー
ダンスZinは、アンテナ素子1のインピーダンスZL
低インピーダンス線路8のインピーダンスをZTとする
と、次の式1で表すことができる。
【0024】
【数1】 また、システム系のインピーダンスをZSとしたとき、
アンテナを接続したときのリターンロス(Γ)は、次の
式2で表すことができる。
【0025】
【数2】 上記2式より、システム系(例えば50Ω)とアンテナ
を接続するとき、そのまま接続したときよりも、アンテ
ナとシステム系との間にアンテナの入力インピーダンス
とシステム系のインピーダンス(例えば50Ω)の間の
値である低インピーダンス線路8を介した方が、リター
ンロスが小さくなる、つまり不整合が改善される。
【0026】そして、そのときの低インピーダンス線路
長は、いくらの長さであってもリターンロスは改善され
るが、損失等を考えたとき、管内波長の1/4以下が良
い。
【0027】また、低インピーダンス線路8のインピー
ダンスが、アンテナの入力インピーダンスの値が実部の
みである場合に、アンテナの入力インピーダンスとシス
テム系のインピーダンス(例えば50Ω)の積の平方根
であり、かつ低入力インピーダンス線路長が管内波長の
1/4であるときに不整合はなくなり、アンテナとシス
テムは完全に整合する。
【0028】更に、アンテナ給電点の直前まで内層に低
インピーダンス線路8を配置することにより、擬似同軸
線路の直後にアンテナを配置する。このことにより、不
連続部分の高次モードの発生を抑え、不要輻射等の損失
を低減することができる。
【0029】このように、本実施例では、アンテナとシ
ステム系の間に、アンテナの入力インピーダンスとシス
テムのインピーダンス(例えば50Ω)との間にある値
の低インピーダンス線路8を設けることにより、不整合
の改善を行うことができる。
【0030】また、低インピーダンス線路8を第2層な
どの多層プリント基板の内層に配し、上下に接地面4,
6を配することにより、低インピーダンス化を行うこと
ができ、かつ整合回路の小型化を図ることができる。
【0031】また、内層に配した低インピーダンス線路
8の両脇にスルーホール7を配することにより、アンテ
ナの直前まで擬似同軸線路の低インピーダンス線路8で
接続することができ、不要輻射等の損失を防ぐことがで
きる。
【0032】なお、本発明は、VICS、ETCなど高
周波を使用した受信、送信回路、小型に特化したラジオ
などの受信機、小型移動体通信機(携帯電話、PHS、
トランシーバー)等に適用可能である。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
システム系との不整合を改善し、インピーダンス整合回
路の小型化を図ることができる。
【0034】また、多層基板の内層に設けた低インピー
ダンスの両側にもスルーホールを設けることにより、ア
ンテナの直前まで擬似同軸回路の低インピーダンス回路
で接続することができ、不要放射(輻射)等による損失
を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例の構成を示す斜視図
【図2】 図1のA−B線断面図
【図3】 従来例の構成を示す断面図
【図4】 他の従来例の構成を示す斜視図
【符号の説明】
1 アンテナ素子 2 誘電体基板 3 誘電体基板 4 接地面 5 接地面 6 接地面 7 スルーホール 8 低インピーダンス線路
フロントページの続き (72)発明者 金近 正之 東京都目黒区中目黒2丁目9番13号 スタ ンレー電気株式会社内 (72)発明者 叶 哲 東京都目黒区中目黒2丁目9番13号 スタ ンレー電気株式会社内 (72)発明者 石川 清光 東京都目黒区中目黒2丁目9番13号 スタ ンレー電気株式会社内 Fターム(参考) 5J014 CA33 CA57 5J046 AA03 AA12 AB06 AB13 PA07 5J047 AA03 AA12 AB06 AB13 FD01

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アンテナ素子が低インピーダンス線路を
    介してシステム系と接続される低入力インピーダンスア
    ンテナであって、前記低インピーダンス線路を接地端子
    間に挟み込むようにしたことを特徴とする低入力インピ
    ーダンスアンテナ。
  2. 【請求項2】 低インピーダンス線路はアンテナ素子の
    入力インピーダンスとシステムのインピーダンスとの間
    の値の特性インピーダンスを有していることを特徴とす
    る請求項1記載の低入力インピーダンスアンテナ。
  3. 【請求項3】 多層基板の内層に低インピーダンス線路
    を設けたことを特徴とする請求項1または2記載の低入
    力インピーダンスアンテナ。
  4. 【請求項4】 低インピーダンス線路を設けた層の上下
    の層に接地面を設けたことを特徴とする請求項3記載の
    低入力インピーダンスアンテナ。
  5. 【請求項5】 低インピーダンス線路の両側に接地面を
    設けたことを特徴とする請求項4記載の低入力インピー
    ダンスアンテナ。
  6. 【請求項6】 低インピーダンス線路の両側に設けた接
    地面と上下の層の接地面とをスルーホールで接続したこ
    とを特徴とする請求項5記載の低入力インピーダンスア
    ンテナ。
  7. 【請求項7】 低インピーダンス線路をアンテナ給電点
    の位置からアンテナ素子の位置まで設けたことを特徴と
    する請求項6記載の低入力インピーダンスアンテナ。
  8. 【請求項8】 多層基板の各層を誘電体基板としたこと
    を特徴とする請求項3ないし7何れか記載の低入力イン
    ピーダンスアンテナ。
JP2000341877A 2000-11-09 2000-11-09 低入力インピーダンスアンテナ Pending JP2002151940A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1522122A1 (en) * 2002-07-15 2005-04-13 Fractus S.A. Notched-fed antenna
JP2010171836A (ja) * 2009-01-26 2010-08-05 Furukawa Electric Co Ltd:The レーダ装置用アンテナ

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP1522122A1 (en) * 2002-07-15 2005-04-13 Fractus S.A. Notched-fed antenna
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Effective date: 20091215