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JPH02107003A - アンテナ装置 - Google Patents

アンテナ装置

Info

Publication number
JPH02107003A
JPH02107003A JP25978188A JP25978188A JPH02107003A JP H02107003 A JPH02107003 A JP H02107003A JP 25978188 A JP25978188 A JP 25978188A JP 25978188 A JP25978188 A JP 25978188A JP H02107003 A JPH02107003 A JP H02107003A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
dielectric
antenna
patch antenna
dielectric constant
patch
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
JP25978188A
Other languages
English (en)
Inventor
Atsushi Kobayashi
敦 小林
Masayuki Matsuo
昌行 松尾
Hiroshi Hatano
博司 畑野
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.)
Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works 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 Matsushita Electric Works Ltd filed Critical Matsushita Electric Works Ltd
Priority to JP25978188A priority Critical patent/JPH02107003A/ja
Publication of JPH02107003A publication Critical patent/JPH02107003A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は移動体と組み合わせて使用する薄型で且つ小型
のアンテナ装置に関するものである。
[従来の技術] バッチ型アンテナ装置は小型で且つ薄型であって、しか
も量産に適している構造であるため、特に積層回路基板
の技術を応用して広く利用されている。
第8図(a)、(b)は従来から用いられているパッチ
型アンテナ装置の構造例を示しており、アース板3上に
誘電体2を、更に誘電体2の上にパッチアンテナ部1を
積層し、パッチアンテナ部1の給電は同軸コネクタ5と
、給電ピン4とを通じて行われようになっている。
パッチアンテナ部1の形状は例えば図示するように、こ
のパッチアンテナ部1の寸法LL、L2は使用周波数、
誘電体2の誘電率ε1、誘電体2の厚さDによって主と
して定まり、給電ピン4の位置はアンテナ公称出力イン
ピーダンス、使用偏波特性等の条件から決定される。実
際にこの種のアンテナ装置を作成する場合は量産性を考
慮して、積層回路基板の技術を応用し、第8図(a)で
示したパッチアンテナ部1を両面銅箔積層回路基板の一
方の面の銅箔のエツチングにより作成し、他方の面の銅
箔をアース板3として利用し、更に積層回路基板の絶縁
層を誘電体2として利用することが多い。
ところで移動体に取り付けて使用するアンテナ装置は外
観上等の理由により突出部を出来るだけ少なくする必要
があるため、次第に棒状アンテナ装置から板状アンテナ
装置に移行しており、前述の積層回路基板の技術を利用
したマイクロストリップアンテナが用いられる場合が多
い、またこのような移動体通信においては水平面内無指
向特性、低仰角受信特性が要求される。
第8図(a)、(b)に示したような角形のパッチアン
テナ部を用いたアンテナ装置あるいは類似のマイクロス
トリップアンテナを用いたアンテナ装置の場合は水平面
内無指向特性を実現することは比較的容易であるので、
低仰角受信特性の改善が主な課題となる。
この低仰角受信特性を改善する方法としては例えば第8
図(a)、(b)に示す誘電体2の比誘電率ε、を増し
てパッチアンテナ部1の寸法LL、L2の短縮率を増し
、輻射源を小型化することで低仰角受信特性を改善する
方法が従来あった。
[発明が解決しようとする課題] ところが第8図(a)、(b)の従来例のように両面鋼
箔積層回路基板を用いた場合、パッチアンテナ部1の下
部にのみ誘電体が充填されているのみで、パッチアンテ
ナ部1の上部は開放空間(ε。
=1)となっているため、実効誘電率は大幅に減少する
という欠点がある。この傾向は特に誘電体層の厚さが増
すほど大きい。一方マイクロストリップアンテナでは基
板厚が増すと、広帯域特性となって利得も増す傾向があ
るため、誘電体層の厚さを厚くするように製作される傾
向があり、従って上記実効誘電率は実際に使用している
誘電体の誘電率より低下してしまい低仰角特性の改善が
困難であった。
また第9図に示すように一般に誘電率ε、を増すと誘電
体材料の高周波損失も増してアンテナ利得が低下する傾
向があり、誘電率ε、の大きい積層回路基板を用いる場
合は利得の低下と低仰角特性との間の妥協を行う必要が
生じて、低仰角受信特性の改善に一定の限界を生じてい
た。
本発明は上述の問題点に鑑みて為されたもので、実効誘
電率を上昇させて低仰角受信特性を改善したアンテナ装
置を提供することを目的としたものである。
[課題を解決するための手段] 本発明はアース板の上部に第1の誘電体、パッチアンテ
ナ部、このパッチアンテナ部を覆う第2の誘電体を少な
くとも順次積層して形成したちのである。
特に請求項2記載の発明では多層積層回路基板の内層に
バッチアンテンナ部を配置し、層間誘電体を第1、第2
の誘電体として用いている。
更に請求項3記載の発明では層間誘電体として少なくと
も2種の誘電率の異なる誘電体を配置し、また請求項4
記載の発明では内層に機械的強度及び熱伝導性の高い金
属板を配置した多層積層回路基板を用い、更に請求項5
記載の発明では第2の誘電体の表面にアンテナ共振周波
数微調整用の第3の誘電体を貼り付け、更には請求項6
記載の第1の誘電体を少なくとも誘電率の異なる複数の
誘電体層を積層して形成している。
[作用] 而して本発明ではバッチアンテンナの上部の第2の誘電
体によって、実効誘電率を大きくすることができ、結果
低仰角受信特性を向上させることができるのである。
特に請求項2記載の発明のように多層積層回路基板の内
層にパラ・チアンテンナを埋設した場合には耐久性、安
定性が増す上に従来の多層積層回路基板の製造技術を利
用することができて量産することができる。
また請求項3記載の発明のように層間誘電体として少な
くとも2種の誘電率の異なる誘電体を配置することによ
り、各種の設計条件を満足させることが可能となる。
更に請求項4記載の発明のように内層に機械的強度及び
熱伝導性の高い金属板を配置した多層積層回路基板を用
いることにより、十分な保持強度を得ることができる。
更にまた請求項5記載の発明のように第2の誘電体の表
面にアンテナ共振周波数@調整用の第3の誘電体を貼り
付ければ、実効誘電率を制御することができ、結果第3
の誘電体によってアンテナ共振周波数を微調整すること
ができ、製造上のばらつきなどを吸収することができる
また更に請求項6記載の発明のように第1の誘電体を少
なくとも誘電率の異なる複数の誘電体層を積層すること
により、任意の実効誘電率を造り出すことができるので
ある。
[実施例コ 以下本発明を実施例によって説明する。
第1図は本発明の実施例1を示しており、アース板3の
上部には誘電体2を積層し、この誘電体2の上部には更
にパッチアンテナ部1を積層し、更にパッチアンテナ部
1の上部には第2の誘電体6を積層して構成され、パッ
チアンテナ部1の給電はアンテナ入力コネクタを構成す
る同軸コネクタ5と、アンテナ給電線7を通じて行われ
るようになっている。
ここで全体構造は外側の銅箔を除去した形の3層銅張積
層回路基板を用い、多層銅張積層回路基板の製作技術に
より製作される。また各誘電体2゜6の厚さDi、D2
は実効誘電率あるいはこにれ関連したアンテナの低仰角
受信特性を考慮して定めである。
アンテナ給電線7はパッチアンテナ部1の給電部の上部
の誘電体6に点線で示したような皿穴6aを設けて半田
付を行っている。
第2図は本発明の実施例2を示しており、この実施例2
は第3の誘電体として高誘電率シート8を外側の誘電体
6の外面に張り付けてパッチアンテナ部1のアンテナ共
振周波数を微調整する手段として用いている。
即ち多層銅張積層回路基板の製造上のばらつきあるいは
パッチアンテナ部1のパターンのエツチングのばらつき
によるアンテナ共振周波数のずれを誘電体6に高誘電率
シート8を貼り付けることにより実効誘電率を制御して
調整するのである。
特に微調整を要する場合は高誘電率シート8の厚さ、高
誘電率シート8の誘電率、あるいは高誘電率シート8に
適宜開口(部分的に切り抜く)を設けるか或は高誘電率
シート8を部分的に貼り付けることにより調整する。
これらの手段はアンテナのQが高いときには有効に作用
する。
第3図は本発明の実施例3を示しており、この実施例で
は増幅器、コンバータ、ハイブリッド回路等の回路部1
1を組み合わせて構成する場合の例を示しており、誘電
体9及び銅箔10を追加した多層鋼張積層回路基板によ
って製作されている。
ここでパッチアンテナ部1に対する給電線7をスルーホ
ールで形成し、またアース板2と回路部11とをアース
接続用スルーホール12.13.14で接続しである。
回路部11の誘電体9の材料を、他の誘電体2.6と異
なった誘電率の材料を必要に応じて使用することができ
る。
即ち、回路部11のフィルタ、ハイブリッド等をマイク
ロストリップラインで構成する場合パッチアンテナ部1
と異なる条件(寸法、損失等)が適用されるため、設計
条件により誘電率の異なる材料を使用する。
またパッチアンテナ部1を覆う誘電体6は実効誘電率を
増すために高誘電率材料を用いたり、或はアンテナ保護
機能を兼ねて表面高度の高い材料を選ぶこともできる。
尚11aは回路部品である。
第4図は本発明の実施例4の構成を示しており本実施例
4はパッチアンテナ部1とアース板3との間の誘電体2
を複数の誘電体層20,21.22で構成している点で
第1図図示の実施例1と相違するものである。
このように構成することにより本実施例4では誘電体層
20・・・の組み合わせによって任意の実効誘電率を造
り出すことができるのである。即ち、単一の誘電体を用
いると決まった値の実効誘電率しか実現できないが、誘
電率の異なる誘電体層を複数積層することにより等価的
な誘電率を任意に設定することができる。また誘電体層
20,21゜22の各厚さD3.D4.D5を変化させ
て等価誘電率を微調整することもできるのである。尚本
実施例4も多層銅張積層回路基板の製造技術により実現
でき、また誘電率の異なる誘電体の積層配列、厚さ等の
組み合わせを選んで、一定の誘電率の勾配を造り出すこ
ともできる。
第5図は本発明の実施例5の構成を示しており、本実施
例5は多層鋼張積層回路基板の内層に積層板全体を保持
することのできる金属板を挟み込んだ構造としたもので
、移動体の車体、機体表面に埋め込んで使用することが
できるように取り付け用ねじ孔16a、16bを穿設し
たアンテナ収納ケース15内に多層銅張積層回路基板に
て形成されたアンテナ部を組み込んである。アンテナ部
の構造は基本的には上記実施例3と同様に回路部11の
銅箔10の上に誘電体9を積層し、その誘電体9上にメ
ツキ鋼板など機械的強度の大きい導電体板からなるアー
ス板3°を積層し、更に誘電体2と、パッチアンテナ部
1と、誘電体6とを順次積層して構成され、アンテナ収
納ケース15に対してはねじ18a、18bによって結
合される。
尚アンテナ部とアンテナ収納ケース15との間の隙間に
はシール用接着剤17a〜17c或は充填剤が充填され
ている。またアンテナ収納ケース15の開口面に面した
誘電体6はそのままレドームとしてアンテナ装置の保護
カバーを兼ねている。
第6図、第7図は本発明の実施例6の構成を示しており
、この実施例は外形が円盤状に形成され、移動体の車体
或は機体の表面に取り付けて使用することができるよう
にしたもので、アンテナ部の構造は上記実施例5と同様
に構成され、このアンテナ部を収納するアンテナ収納ケ
ース15°は底面が開口しており、この底面側からアン
テナ部を収納し、底面開口をねじ18a、18bでアン
テナ部に結合された裏M19により被蔽している。
また底面開口の周縁には緩衝材24を装着しており、取
り付は時に車体或は器体の取り付は面とアンテナ収納ケ
ース15゛との間にIJ15i材24を介在させて収り
付は面に密着させる6 尚実施例1,2.4において同軸コネクタ5を直接接続
する必要が無ければ、実施例3と同様にして回路部用銅
箔とパッチアンテナ部1とをスルーホール部で接続して
もよい。
また各実施例1〜6では矩形のパッチ型アンテナを使用
しているが、多角形、円形パッチ形アンテナを採用して
も良く、更に円偏波アンテナについても同様であり、ま
た更に給電方法が一点給電であっても多点給電であって
も、ビン給電(背面給電)であっても、ストリップライ
ン給電(表面給電)であっても良い。
[発明の効果] 本発明はバッチアンテンナの上部の第2の誘電体によっ
て、特に高周波損失の大きい高誘電率材料をパッチアン
テナ部とアース板との間に配置しなくても実効誘電率を
大きくすることができ、結果低仰角受信特性を向上させ
ることができ、アンテナ装置の小型化を図ることができ
るという効果が有る。
特に請求項2記載の発明は多層積層回路基板の内層にバ
ッチアンテンナを埋設しであるので耐久性、安定性が増
す上に従来の多層積層回路基板の製造技術を利用するこ
とができて量産することができ、製作コストも安価とな
るという効果がある。
また請求項3記載の発明は層間誘電体として少なくとも
2種の誘電率の異なる誘電体を配置するので、各種の設
計条件を満足させることが可能となるという効果がある
更に請求項4記載の発明は内層に機械的強度及び熱伝導
性の高い金属板を配置した多層積層回路基板を用いるの
で、十分な保持強度を得ることができるという効果があ
る。
更にまた請求項5記載の発明は第2の誘電体の表面にア
ンテナ共振周波数微調整用の第3の誘電体を貼り付ける
ので、第3の誘電体によって実効誘電率を制御すること
ができ、結果アンテナ共振周波数を!R調整することが
可能となって、製造上のばらつきなどを吸収することが
できるという効果がある。
また更に請求項6記載の発明は第1の誘電体を少なくと
も誘電率の異なる複数の誘電体層を積層するので、任意
の実効誘電率を造り出すことができるという効果がある
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例1の断面図、第2図は本発明の
実施例2の断面図、第3図は本発明の実施例3の断面図
、第4図は本発明の実施例4の断面図、第5図は本発明
の実施例らの断面図、第6図は実施例6の断面図、第7
図は同上の斜視図、第8鴨ま従来例の断面図、第8図(
b)は同上の上面図、第9図は誘電率とアンテナ利得の
特性図である。 1はパッチアンテンナ部、2は第1の誘電体、3はアー
ス板、5は同軸コネクタ、6は第2の誘電体、7は給電
線、8は高誘電率シート、20゜21.22は誘電体層
である。 代理人 弁理士 石 1)長 七 第5図 12グ 第6図 軍3図 ;瞼9 手続補正書く自発) 昭和63年11月26日 昭和63年特許願第259781号 2、発明の名称 アンテナ装置 補正をする者 事件との関係  特許出願人 住 所 大阪府門真市大字門真1048番地名称(58
3)松下電工株式会社 代表者  三  好  俊  夫 4、代理人 郵便番号 530 住 所 大阪市北区梅田1丁目12番17号1)本願明
細書第10頁第17行の「表面高度」を「表面硬度」と
訂正する。 第13頁第7行の「車体或は器体」を「車体」と訂正す
る。 3)同上同頁第12行乃至第13行の「スルホール部」
を「スルーホール」と訂正する。 代理人 弁理士 石 1)長 七 5、補正命令の日付 自  発

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)アース板の上部に第1の誘電体、パッチアンテナ
    部、このパッチアンテナ部を覆う第2の誘電体を少なく
    とも順次積層して形成されたことを特徴とするアンテナ
    装置。
  2. (2)多層積層回路基板の内層にパッチアンテンナ部を
    配置し、層間誘電体を第1、第2の誘電体として用いた
    ことを特徴とする請求項1記載のアンテナ装置。
  3. (3)層間誘電体として少なくとも2種の誘電率の異な
    る誘電体を配置したことを特徴とする請求項2記載のア
    ンテナ装置。
  4. (4)内層に機械的強度及び熱伝導性の高い金属板を配
    置した多層積層回路基板を用いたことを特徴とする請求
    項2記載のアンテナ装置。
  5. (5)第2の誘電体の表面にアンテナ共振周波数微調整
    用の第3の誘電体を貼り付けて成ることを特徴とする請
    求項1又は請求項2記載のアンテナ装置。
  6. (6)第1の誘電体を少なくとも誘電率の異なる複数の
    誘電体層を積層して形成したことを特徴とする請求項1
    又は請求項2記載のアンテナ装置。
JP25978188A 1988-10-15 1988-10-15 アンテナ装置 Pending JPH02107003A (ja)

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