JPH05283927A - Microstrip antenna - Google Patents
Microstrip antennaInfo
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- JPH05283927A JPH05283927A JP8390692A JP8390692A JPH05283927A JP H05283927 A JPH05283927 A JP H05283927A JP 8390692 A JP8390692 A JP 8390692A JP 8390692 A JP8390692 A JP 8390692A JP H05283927 A JPH05283927 A JP H05283927A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は準マイクロ波,マイクロ
波帯等で使用されるマイクロストリップアンテナに係
り、特に共振周波数の調整が容易なマイクロストリップ
アンテナに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a microstrip antenna used in the quasi-microwave or microwave band, and more particularly to a microstrip antenna whose resonance frequency can be easily adjusted.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、準マイクロ波帯や、マイクロ波帯
等の周波数を用いた無線通信システムの実用化が進んで
おり、かかる通信システムのアンテナとしてマイクロス
トリップアンテナが広く利用されるようになって来た。
マイクロストリップアンテナは薄型であるが周波数特性
が一般に狭帯域であり、その周波数整法としては特開平
3−80603号に開示されるような手法が公知であ
る。2. Description of the Related Art In recent years, wireless communication systems using frequencies in the quasi-microwave band or microwave band have been put into practical use, and microstrip antennas have been widely used as antennas for such communication systems. Came.
The microstrip antenna is thin, but its frequency characteristic is generally in a narrow band, and as a frequency adjusting method thereof, a method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 3-80603 is known.
【0003】従来のマイクロストリップアンテナの例を
図5に示す。図5において、14は誘電体基板、15は
放射素子導体、16は上記放射素子導体15の周縁部に
形成した微小突起、17は放射素子導体15の中心、1
8は給電点である。An example of a conventional microstrip antenna is shown in FIG. In FIG. 5, 14 is a dielectric substrate, 15 is a radiating element conductor, 16 is a minute protrusion formed on the peripheral portion of the radiating element conductor 15, 17 is the center of the radiating element conductor 15, 1
Reference numeral 8 is a feeding point.
【0004】誘電体基板14は裏面に接地導体(図示せ
ず)が形成され、該誘電体基板14上に設けられた放射
素子導体15の中心17から径方向にずれた位置に給電
点18が設けられる。給電点18からはマイクロ波信号
が給電される。このマイクロストリップアンテナの共振
周波数は上記微小突起16の径方向の長さを変化させる
ことにより調整することができる。微小突起16の長さ
が短い場合はマイクロストリップアンテナの共振周波数
が高くなる。A ground conductor (not shown) is formed on the back surface of the dielectric substrate 14, and a feeding point 18 is provided at a position radially displaced from the center 17 of the radiating element conductor 15 provided on the dielectric substrate 14. It is provided. A microwave signal is fed from the feeding point 18. The resonance frequency of the microstrip antenna can be adjusted by changing the radial length of the minute protrusions 16. When the length of the minute protrusion 16 is short, the resonance frequency of the microstrip antenna becomes high.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
技術によるマイクロストリップアンテナの場合、微小突
起16の切断によって得られる共振周波数の変化は周波
数が高くなる変化のみで、共振周波数を低くすることは
できない。即ち、エッチングによる微小突起16のパタ
ーン形成後、該微小突起16を長くすることは困難であ
るため、上記パターン形成後に共振周波数を低く調整す
ることができないという問題があった。However, in the case of the above-described conventional microstrip antenna, the change in the resonance frequency obtained by cutting the minute protrusions 16 is only the increase in the frequency, and the resonance frequency cannot be lowered. That is, since it is difficult to lengthen the minute protrusions 16 after forming the pattern of the minute protrusions 16 by etching, there is a problem that the resonance frequency cannot be adjusted to a low value after the pattern formation.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明は上記問題を解決
するため、誘電体基板を挟んで放射素子導体と地導体を
設けたマイクロストリップアンテナにおいて、放射素子
導体のエッヂに微小突起と微小スロットとを設け、該微
小スロットに隣接する放射素子導体の一部或いは上記微
小突起を取り除くことによりアンテナの共振周波数を低
く或いは高く調整し得るように構成する。In order to solve the above problems, the present invention provides a microstrip antenna in which a radiating element conductor and a ground conductor are provided with a dielectric substrate sandwiched between them. And a part of the radiating element conductor adjacent to the minute slot or the minute protrusion is removed, so that the resonance frequency of the antenna can be adjusted to be low or high.
【0007】[0007]
【作用】上記の構成によれば、放射素子導体に形成した
微小突起の一部又は全部を取り除くことにより、アンテ
ナの共振周波数を高く調整することができると共に、微
小スロットを形作る放射素子導体の一部を取り除くこと
により共振周波数を低く調整することもできる。即ち、
同じ共振モードに対して微小スロットと微小突起を配置
することにより、アンテナの共振周波数調整時に微小突
起又は微小スロットに隣接する放射素子導体の一部を取
り除くことにより、エッチングによるパターン形成後に
おいても共振周波数を高くしたり低くしたりすることが
可能になる。According to the above structure, the resonance frequency of the antenna can be adjusted to a high level by removing a part or all of the minute projections formed on the radiating element conductor, and at the same time, one of the radiating element conductors forming the minute slot can be obtained. The resonance frequency can be adjusted to be low by removing the part. That is,
By arranging the minute slot and the minute protrusion for the same resonance mode, by removing a part of the radiating element conductor adjacent to the minute protrusion or minute slot when adjusting the resonance frequency of the antenna, resonance occurs even after pattern formation by etching. It becomes possible to raise or lower the frequency.
【0008】[0008]
【実施例】図1は本発明の1実施例の斜視図である。図
1において、1は誘電体基板、2は上記誘電体基板1の
裏面に形成した地導体、3は上記誘電体基板1の表面に
形成したほぼ正方形状の放射素子導体、4は上記放射素
子導体3の中心8よりやや片寄った位置に形成した給電
点、5は上記放射素子導体3のエッヂにおいて、該放射
素子導体3より外方に突出するように形成した微小突
起、6は上記微小突起6に対向した位置で上記放射素子
導体3のエッヂに形成した微小スロット、7は放射素子
導体3の中央部に形成したスロット、9,10,11,
12は放射素子導体3のエッヂである。放射素子導体3
等は誘電体基板1上にエッチング技術により設けられ
る。1 is a perspective view of an embodiment of the present invention. In FIG. 1, 1 is a dielectric substrate, 2 is a ground conductor formed on the back surface of the dielectric substrate 1, 3 is a substantially square radiation element conductor formed on the front surface of the dielectric substrate 1, and 4 is the radiation element. A feeding point 5 formed at a position slightly deviated from the center 8 of the conductor 3 is a minute projection formed so as to project outward from the radiation element conductor 3 at the edge of the radiation element conductor 3, and 6 is the minute projection. Micro slots formed in the edge of the radiating element conductor 3 at positions facing 6; 7 a slot formed in the central portion of the radiating element conductor 3;
Reference numeral 12 is an edge of the radiating element conductor 3. Radiating element conductor 3
Etc. are provided on the dielectric substrate 1 by an etching technique.
【0009】放射素子導体3の中心8よりずらせた位置
に形成した給電点4に背面からピン等により給電すると
放射素子導体3と他導体2と誘電体基板1で形成される
マイクロストリップアンテナ回路は方形マイクロストリ
ップアンテナとして動作する。放射素子導体3の中央部
に形成したスロット7は円偏波を発生させるために中心
8を含む位置に設けられ、該中心8と給電点4を結ぶ線
上に対して45°傾いた放射素子導体3上に長手方向を
持つように形成される。When a feeding point 4 formed at a position displaced from the center 8 of the radiating element conductor 3 is fed from the back by a pin or the like, the microstrip antenna circuit formed by the radiating element conductor 3, the other conductor 2 and the dielectric substrate 1 becomes Operates as a rectangular microstrip antenna. The slot 7 formed in the center of the radiating element conductor 3 is provided at a position including the center 8 in order to generate a circularly polarized wave, and the radiating element conductor is inclined by 45 ° with respect to the line connecting the center 8 and the feeding point 4. 3 is formed so as to have a longitudinal direction.
【0010】このようにスロット7を形成することによ
り方形パッチの共振モードの縮退をとき、直交する2つ
の共振モードを90°の位相差をもって励振することが
できる。上記微小突起5は放射素子導体3の2つのエッ
ヂ9,10上に複数個設けられ、また上記微小スロット
6は放射素子導体3の2つのエッヂ11,12の近傍に
複数個設けられる。微小突起5及び微小スロット6はエ
ッチング技術により放射素子導体3とともに形成され
る。2つのエッヂ9,10に設けた微小突起5の2つを
取り除くことにより、2つの共振モードに対してキャパ
シタンス成分を変化させて共振周波数を同時に高くする
ことができる。By forming the slot 7 in this way, when the resonance mode of the rectangular patch is degenerated, two orthogonal resonance modes can be excited with a phase difference of 90 °. A plurality of the minute projections 5 are provided on the two edges 9 and 10 of the radiating element conductor 3, and a plurality of the minute slots 6 are provided near the two edges 11 and 12 of the radiating element conductor 3. The minute protrusions 5 and the minute slots 6 are formed together with the radiating element conductor 3 by an etching technique. By removing two of the minute protrusions 5 provided on the two edges 9 and 10, it is possible to change the capacitance component for the two resonance modes and simultaneously increase the resonance frequency.
【0011】図2は上記微小スロット6部を拡大して示
した図である。同図中、ハッチング部13は放射素子導
体3の一部分で微小スロット6を形成するスロット形成
部を表す。エッヂ11,12の近傍に設けた2つの微小
スロット6のハッチング部13を取り除くことにより、
放射素子導体3の2つの共振モードに対して電流分布を
変化させることができ、共振周波数を同時に低くするこ
とができる。FIG. 2 is an enlarged view of the minute slot 6 portion. In the figure, the hatching portion 13 represents a slot forming portion that forms the minute slot 6 in a part of the radiating element conductor 3. By removing the hatching portions 13 of the two minute slots 6 provided near the edges 11 and 12,
The current distribution can be changed for the two resonance modes of the radiating element conductor 3, and the resonance frequency can be simultaneously lowered.
【0012】ここで、1つの微小突起5又は1つの微小
スロット6のハッチング部13を取り除く方法は、給電
点4からアンテナ側をみたアドミッタンスのサセプタン
ス分に変化が生じるので好ましくない。そのため上記の
ように2個の微小突起及び2個の微小スロットにより調
整する。Here, the method of removing the hatching portion 13 of one minute projection 5 or one minute slot 6 is not preferable because the susceptance of the admittance from the feeding point 4 to the antenna side changes. Therefore, as described above, adjustment is performed with the two minute protrusions and the two minute slots.
【0013】又、エッヂ9,10に各1ヶの大きな突起
を設け、エッヂ11,12にも各1ヶの大きなスロット
を設け、これらの突起及びスロットの大きさを変化させ
て周波数を変化させても良いが、長さの調整に誤差が生
じ易く微妙な周波数調整が困難になる。Further, each of the edges 9 and 10 is provided with one large projection, and each of the edges 11 and 12 is also provided with one large slot. The sizes of these projections and slots are changed to change the frequency. However, an error is likely to occur in the length adjustment, and it becomes difficult to finely adjust the frequency.
【0014】そこで、微小突起5及び微小スロット6を
複数個設けて1ヶの微小スロット5に隣接する放射素子
導体3の一部(上記ハンチング部13)を取り除いて周
波数調整を行うことにより、調整の再現性,信頼性を向
上させている。Therefore, adjustment is performed by providing a plurality of minute projections 5 and minute slots 6 and removing a part (the hunting portion 13) of the radiating element conductor 3 adjacent to one minute slot 5 to adjust the frequency. Reproducibility and reliability are improved.
【0015】微小突起5及び微小スロット6等、個々の
大きさは小さいので放射素子導体3から放射する電波の
指向性を与える影響は小さい。放射素子導体3の一部の
除去は、放射素子導体3の該当部をカッター等で切断
し、微小突起5又は上記ハンチング部13にハンダごて
等で熱を加え、パターン裏面の接着剤を軟化させること
により容易に実現できるが、単にカッターで切断して電
気的導通を断つだけでも同様の効果がある。Since the individual sizes of the minute projections 5, the minute slots 6 and the like are small, the influence of directivity of the radio wave emitted from the radiating element conductor 3 is small. To remove a part of the radiating element conductor 3, the corresponding portion of the radiating element conductor 3 is cut with a cutter or the like, and heat is applied to the minute protrusions 5 or the hunting portion 13 with a soldering iron or the like to soften the adhesive on the back surface of the pattern. This can be easily realized, but the same effect can be obtained by simply cutting with a cutter to cut off electrical conduction.
【0016】図3は本発明の実施例において、アンテナ
共振周波数を調整した場合の実験結果を示すものであ
る。実験は1.5GHz帯で行い、誘電体基板1として
BTレンジを用い、放射素子導体3及び微小突起5,微
小スロット6は厚さ1.6mmの銅張積層板を用いて遠
方界での電波の主放射方向における軸比の周波数特性を
測定した。この実験では、エッジ9,10,11,12
にそれぞれ微小突起5及び微小スロット6を11個ずつ
設けた。図3のグラフの縦軸にとる軸比最小周波数は放
射素子導体3の共振周波数の変化に比例して変化する。FIG. 3 shows an experimental result when the antenna resonance frequency is adjusted in the embodiment of the present invention. The experiment was conducted in the 1.5 GHz band, the BT range was used as the dielectric substrate 1, and the radiating element conductor 3, the minute protrusions 5, and the minute slots 6 were copper clad laminates with a thickness of 1.6 mm, and radio waves in the far field were used. The frequency characteristic of the axial ratio in the main radiation direction of was measured. In this experiment, the edges 9, 10, 11, 12
11 minute projections 5 and 11 minute slots 6 were provided respectively. The axial ratio minimum frequency on the vertical axis of the graph of FIG. 3 changes in proportion to the change of the resonance frequency of the radiating element conductor 3.
【0017】図3から明らかなように突起5を取り除く
と、軸比最小周波数は次第に高くなり、微小スロット6
に隣接する放射素子導体3の一部(ハッチング部13)
を取り除くと、軸比最小周波数は次第に低くなる。又、
実験を通じて軸比の値は1.4dB〜3.9dBで大き
な変化はなく、2つの共振モードに対応する2つの共振
周波数が共に同じような変化をしていることがわかる。As is apparent from FIG. 3, when the protrusion 5 is removed, the axial ratio minimum frequency gradually increases, and the minute slot 6
Part of the radiating element conductor 3 adjacent to (hatched portion 13)
, The axial ratio minimum frequency becomes gradually lower. or,
Through the experiment, the value of the axial ratio is 1.4 dB to 3.9 dB, and there is no large change, and it can be seen that the two resonance frequencies corresponding to the two resonance modes have the same change.
【0018】以上説明した本発明実施例は種々の変形が
可能である。図4の(a)(b)(c)(d)(e)に
示すものは本発明の他の実施例における放射素子導体3
の導体パターンであり、上記図1に示す本発明の第1の
実施例に対応する部分は同一符号を付す。図4(a)及
び(b)は微小突起5及び微小スロット6の配置が第1
の実施例と異なる場合のものであり、図4(c)は放射
素子導体3が円形パッチの場合を示すものである。いず
れも第1の実施例と同様の作用効果を有する。図4
(d)(e)は本発明を直線偏波アンテナに対して応用
した実施例であり、励振モードの方向に対して約45°
傾いた位置に微小突起5及び微小スロット6を設けたも
のである。この場合も偏波面が異なるのみで、上記第1
の実施例の場合と同様の作用効果を奏する。Various modifications can be made to the embodiment of the present invention described above. What is shown in FIGS. 4A, 4B, 4C, 4D and 4E is a radiating element conductor 3 according to another embodiment of the present invention.
The same reference numerals are given to portions corresponding to the first embodiment of the present invention shown in FIG. In FIGS. 4A and 4B, the arrangement of the minute protrusions 5 and the minute slots 6 is the first.
4 (c) shows a case where the radiating element conductor 3 is a circular patch. Both have the same effects as those of the first embodiment. Figure 4
(D) and (e) are examples in which the present invention is applied to a linearly polarized antenna, which is about 45 ° with respect to the direction of the excitation mode.
The minute protrusion 5 and the minute slot 6 are provided at the inclined position. In this case as well, only the plane of polarization is different.
The same effects and advantages as in the case of the above embodiment are obtained.
【0019】以上述べたように本発明の実施例によれ
ば、エッチングによる放射素子導体3のパターン形成を
行った後であっても、容易な方法によりマイクロストリ
ップアンテナの共振周波数の調整を行うことができ、特
に高い周波数への調整のみならず、低い周波数への調整
も簡単に行うことができる。As described above, according to the embodiment of the present invention, the resonance frequency of the microstrip antenna can be adjusted by an easy method even after the patterning of the radiating element conductor 3 is performed by etching. Therefore, not only adjustment to a particularly high frequency but also adjustment to a low frequency can be easily performed.
【0020】従って、基板厚のばらつきによる共振周波
数の変化に対して周波数調整を行う場合等には、平均基
板厚の場合に設計周波数になるようにアンテナ特性をあ
わせておくと、ほとんどの基板に対しては周波数調整を
行う必要がなく、基板厚がばらついて周波数特性が上下
にずれた場合にのみ必要に応じて上述する周波数調整操
作を行えば良いから、調整時間が短くなり生産性を向上
することができる。なお、上記の実施例は本発明の効果
を失わない範囲で種々の変形を行うことが可能であり、
放射素子導体3,微小突起5,微小スロット6,スロッ
ト7等の形状,寸法,数等は適宜必要に応じて選定すれ
ば良い。Therefore, in the case of adjusting the frequency with respect to the change of the resonance frequency due to the variation of the board thickness, if the antenna characteristics are adjusted so that the design frequency is obtained in the case of the average board thickness, most of the boards can be used. On the other hand, it is not necessary to adjust the frequency, and the above-mentioned frequency adjustment operation can be performed as necessary only when the substrate thickness varies and the frequency characteristics shift up and down. can do. Incidentally, the above embodiment can be variously modified within a range not to lose the effect of the present invention,
The shape, size, number, etc. of the radiating element conductor 3, the minute protrusions 5, the minute slots 6, and the slots 7 may be appropriately selected as necessary.
【0021】[0021]
【発明の効果】本発明は以上のような構成であるので、
アンテナの共振周波数を放射素子導体を形成した後であ
っても高くしたり低くしたり自由に調整することができ
るので、アンテナ設計の自由度が増すと共に周波数調整
操作が容易で生産性に優れたマイクロストリップアンテ
ナを提供することができる。Since the present invention is constructed as described above,
Since the resonance frequency of the antenna can be freely adjusted to be high or low even after the radiating element conductor is formed, the degree of freedom in antenna design is increased and the frequency adjustment operation is easy and the productivity is excellent. A microstrip antenna can be provided.
【図1】 本発明の一実施例の構成図。FIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment of the present invention.
【図2】 図1の要部拡大図。FIG. 2 is an enlarged view of a main part of FIG.
【図3】 本発明の動作説明図。FIG. 3 is an operation explanatory diagram of the present invention.
【図4】 本発明の種々の他の実施例を説明するための
図であり、放射素子導体の種々の平面パターンを示す
図。FIG. 4 is a view for explaining various other embodiments of the present invention, showing various plane patterns of the radiating element conductor.
【図5】 従来例の平面図。FIG. 5 is a plan view of a conventional example.
1 誘電体基板 2 地導体 3 放射素子導体 5 微小突起 6 微小スロット 13 ハッチング部 1 Dielectric Substrate 2 Ground Conductor 3 Radiating Element Conductor 5 Micro Protrusion 6 Micro Slot 13 Hatching Part
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 太田 智三 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャ−プ株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Chizo Ota 22-22 Nagaike-cho, Abeno-ku, Osaka-shi, Osaka
Claims (1)
体を設けたマイクロストリップアンテナにおいて、放射
素子導体のエッジに微小突起と微小スロットとを設け、
該微小スロットに隣接する放射素子導体の一部或いは上
記微小突起を取り除くことによりアンテナの共振周波数
を低く或いは高く調整し得るようにしたことを特徴とす
るマイクロストリップアンテナ。1. A microstrip antenna in which a radiating element conductor and a ground conductor are provided with a dielectric substrate sandwiched between the radiating element conductor, and minute protrusions and minute slots are provided at the edges of the radiating element conductor.
A microstrip antenna characterized in that the resonance frequency of the antenna can be adjusted to be low or high by removing a part of the radiating element conductor adjacent to the minute slot or the minute protrusion.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4083906A JP2994134B2 (en) | 1992-04-06 | 1992-04-06 | Microstrip antenna |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4083906A JP2994134B2 (en) | 1992-04-06 | 1992-04-06 | Microstrip antenna |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05283927A true JPH05283927A (en) | 1993-10-29 |
JP2994134B2 JP2994134B2 (en) | 1999-12-27 |
Family
ID=13815667
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP4083906A Expired - Fee Related JP2994134B2 (en) | 1992-04-06 | 1992-04-06 | Microstrip antenna |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2994134B2 (en) |
-
1992
- 1992-04-06 JP JP4083906A patent/JP2994134B2/en not_active Expired - Fee Related
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JP2994134B2 (en) | 1999-12-27 |
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