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JP2846482B2 - フィルタ・アンテナ装置 - Google Patents

フィルタ・アンテナ装置

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JP2846482B2
JP2846482B2 JP3008362A JP836291A JP2846482B2 JP 2846482 B2 JP2846482 B2 JP 2846482B2 JP 3008362 A JP3008362 A JP 3008362A JP 836291 A JP836291 A JP 836291A JP 2846482 B2 JP2846482 B2 JP 2846482B2
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Japan
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antenna
filter
resonator
band
resonators
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憲一 鹿子嶋
光一 常川
守▲やす▼ 宮▲ざき▼
英喜 浅尾
修己 石田
誠 松永
孝至 片木
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NTT Docomo Inc
Mitsubishi Electric Corp
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Nippon Telegraph and Telephone Corp
NTT Mobile Communications Networks Inc
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    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/30—Resonant antennas with feed to end of elongated active element, e.g. unipole
    • H01Q9/40—Element having extended radiating surface
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00—Auxiliary devices
    • H01P1/20—Frequency-selective devices, e.g. filters
    • H01P1/201—Filters for transverse electromagnetic waves
    • H01P1/205—Comb or interdigital filters; Cascaded coaxial cavities
    • H01P1/2056—Comb filters or interdigital filters with metallised resonator holes in a dielectric block
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
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    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
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  • Input Circuits Of Receivers And Coupling Of Receivers And Audio Equipment (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、主としてＶＨＦ帯，
ＵＨＦ帯，およびマイクロ波帯で用いられるフィルタ・
アンテナ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図４は、例えば、I.Yoshida,他，“RF B
RANCHING SYSTEM FOR THE AMPS MOBILE TELEPHONE EQUI
PMENT ”,29th IEEE Vehicular Technology Conference
IEEECatalog no.79CH1378-9VT,pp.178-180,1979. に
示された従来のフィルタ・アンテナ装置を示すブロック
構成図である。図において、１００はアンテナ、２００
は帯域通過フィルタ、３００は接続用ケーブル、４００
はコネクタである。アンテナ１００は、接続用ケーブル
３００およびコネクタ４００を介して、帯域通過フィル
タ２００に接続されている。
【０００３】例えば、このフィルタ・アンテナ装置を受
信用として使用する場合には、帯域通過フィルタ２００
が受信周波数帯域の波のみを通過するように設定されて
いるものとすれば、アンテナ１００で受信された受信周
波数帯域内の波は帯域通過フィルタ２００を通過して受
信装置に導かれる。一方、受信周波数帯域外の不要波は
アンテナ１００に入射した後、帯域通過フィルタ２００
で反射され受信装置へは入り込まない。
【０００４】また、このフィルタ・アンテナ装置を送信
用として使用する場合には、受信波に対する場合と同様
の動作原理により、送信周波数帯域の波のみがアンテナ
１００へ導かれ、放射される。
【０００５】このように、図４に示すフィルタ・アンテ
ナ装置は必要な周波数帯域の波のみを受信あるいは送信
する機能を有する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来のフィルタ・アン
テナ装置は以上のように構成されているので、アンテナ
１００と帯域通過フィルタ２００を接続するための接続
用ケーブル３００およびコネクタ４００が必要となり、
装置が大きくなるとともに損失が増加するという問題点
があった。また、アンテナ１００と帯域通過フィルタ２
００とが独立に機能しているため、アンテナ１００のイ
ンピーダンス整合をとるための整合箇所を設ける必要が
あり、アンテナ１００が大きくなるという問題点があっ
た。さらに、アンテナ１００は１段の共振器となってい
るため、広帯域にインピーダンス整合をとることが難し
いという問題点があった。
【０００７】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、小形，低損失であり、かつ、広
帯域なフィルタ・アンテナ装置を得ることを目的とす
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明に係るフィルタ
・アンテナ装置は、アンテナの共振素子からなる１つの
共振器を含む同一周波数で共振する複数の共振器を、上
記アンテナの共振素子からなる共振器を最終段の共振器
とするように入力端からそれぞれの結合手段を介して従
続接続し、上記それぞれの結合手段による結合量と上記
複数の共振器の同一共振周波数を一体の多段フィルタ扱
いで設定し、上記入力端における上記複数の共振器と入
力線路との間のインピーダンス整合をとると共に、上記
入力端側が入力線路の特性インピーダンス、上記最終段
側が上記アンテナの放射インピーダンスで終端された帯
域通過フィルタを構成したものである。
【０００９】
【作用】この発明においては、アンテナの共振素子を、
帯域通過フィルタにおける最終段の共振器として動作さ
せているので、共振器の数を１段少なくでき、フィルタ
・アンテナ装置を小形、低損失にできる。また、上記ア
ンテナと共振器を一体にして入力端における入力線路と
の間のインピーダンス整合をとるので、上記アンテナに
別個の整合箇所が不要となり、小形なフィルタ・アンテ
ナ装置が得られる。さらに、上記アンテナと共振器とを
一体にすることにより、上記アンテナを含めて多段フィ
ルタとすることができるので、広帯域にわたってインピ
ーダンス整合がとれる。
【００１０】
【実施例】以下、この発明の実施例を図について説明す
る。図１はこの発明によるフィルタ・アンテナ装置を示
すブロック構成図であり、１２は共振器、１００はアン
テナ、９００は結合手段である。上記アンテナ１００と
共振器１２とは、結合手段９００により相互に結合さ
れ、一体化されている。なお、ＺL は放射インピーダン
スである。
【００１１】図２はこの発明の一実施例を示す構成図で
あり、１は外導体、２は内導体、３は地板、４は共振素
子、５は誘電体ブロック、６は端子の内導体、７は誘電
体チューブ、８はコンデンサ、９は結合用導体、１１は
地板３と共振素子４とから構成される逆Ｆアンテナ、１
２は外導体１と内導体２と誘電体ブロック５とから構成
される共振器である。各内導体２は誘電体ブロック５の
内部に平行に設けられており、全て同じ側の一端が短絡
端，他端が開放端となっている。外導体１は、誘電体ブ
ロック５の表面のうち内導体２の開放端の面を除く全て
の面に設けられており、一方の幅広面が地板３と密着し
ている。コンデンサ８の一方の電極は、端に位置する共
振器１２の一端において内導体２に接続され、他方の電
極は結合用導体９を介して逆Ｆアンテナ１１の共振素子
４に接続されており、コンデンサ８と結合用導体９によ
り結合手段９００が形成されている。なお、Ｐ１は端子
を示している。
【００１２】次に動作について説明する。共振素子４
は、特定の周波数において一端短絡，一端開放の１／４
波長共振素子として動作する。共振器１２と逆Ｆアンテ
ナ１１との結合量は、コンデンサ８の静電容量により調
整される。
【００１３】いま、逆Ｆアンテナ１１の共振素子４と共
振器１２が同じ周波数ｆ0 で共振するものとし、かつ、
１つの共振素子４と３つの共振器１２とで帯域通過フィ
ルタを構成するように，共振器１２間相互および共振素
子４と共振器１２間相互の結合量を調整する。このと
き、逆Ｆアンテナ１１へ入射した周波数ｆ0 付近の受信
波は、共振器１２を通過して受信装置へ導かれる。一
方、周波数がｆ0 と異なり上記帯域通過フィルタの通過
帯域外となる波は、逆Ｆアンテナ１１で受信されても反
射され、受信装置まで入り込まない。また、送信波に対
しては、受信波の場合と同様の動作原理により、周波数
ｆ0 付近の送信波のみが逆Ｆアンテナ１１から放射され
る。
【００１４】以上のように、図２のフィルタ・アンテナ
装置は必要な周波数帯域の波のみを受信あるいは送信す
る機能を有する。
【００１５】このとき、逆Ｆアンテナ１１と共振器１２
とで４段の帯域通過フィルタを構成しているので、広帯
域にインピーダンス整合がとれ、逆Ｆアンテナ１１には
別個の整合箇所が不要である。また、逆Ｆアンテナ１１
が帯域通過フィルタの共振器を兼ねるので、共振器１２
の数を従来の場合より１段少なくできる。さらに、アン
テナを含めた全体で多段フィルタとなるので、広帯域に
わたって良好なインピーダンス特性を得ることができ
る。
【００１６】図３はこの発明の他の実施例を示す構成図
で、１〜３，５〜８および１２は上記第１の実施例の場
合と同様であり、４０は円形の共振素子、９０は上記共
振素子４０と電磁結合する結合素子、１０は外導体１と
誘電体ブロック５と共振素子４０とから構成される円形
パッチアンテナである。円形の共振素子４０は、特定の
周波数において両端開放の１／２波長共振素子として動
作する。図３の実施例は、第１の実施例と同様の動作原
理および機能を有するとともに、円形パッチアンテナ１
０と共振器１２を誘電体ブロック５により一体構成でき
るので、製作が容易であり、かつ、小形化が可能であ
る。
【００１７】なお、上記実施例では、共振器１２の数が
３個あるいは４個の場合について示したが、１〜２個あ
るいは５個以上であってもよく、上記実施例と同様の動
作原理および効果を奏する。
【００１８】また、上記実施例では、逆Ｆアンテナ，パ
ッチアンテナを用いたものについて示したが、ダイポー
ルアンテナを用いることも可能である。
【００１９】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、アン
テナの共振素子を、帯域通過フィルタにおける最終段の
共振器として動作させる一体の多段フィルタ扱いで設計
するので、共振器の数を１段少なくでき、フィルタ・ア
ンテナ装置を小形、低損失にできるという効果がある。
また、上記アンテナが帯域通過フィルタにおける最終段
の共振器として一体で入力端における入力線路との間の
インピーダンス整合がとられるので、上記アンテナに別
個の整合箇所が不要となり、小形なフィルタ・アンテナ
装置が得られるという効果がある。さらに、上記アンテ
ナを含めて多段フィルタとしての段数を増加でき、小形
にして広帯域にわたって良好なインピーダンス特性のフ
ィルタ・アンテナ装置が得られるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明によるフィルタ・アンテナ装置を示す
ブロック構成図である。
【図２】この発明の一実施例を示す構成図である。
【図３】この発明の他の実施例を示す構成図である。
【図４】従来のフィルタ・アンテナ装置を示すブロック
構成図である。
【符号の説明】
１ 外導体 ２ 内導体 ３ 地板 ４ 共振素子 ５ 誘電体ブロック ６ 端子の内導体 ７ 誘電体チューブ ８ コンデンサ ９ 結合用導体 １０ 円形パッチアンテナ １１ 逆Ｆアンテナ １２ 共振器 ４０ 円形の共振素子 ９０ 結合素子 １００ アンテナ ９００ 結合手段 ＺL 放射インピーダンス Ｐ１ 端子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 常川 光一 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 (72)発明者 宮▲ざき▼ 守▲やす▼ 鎌倉市大船五丁目１番１号 三菱電機株 式会社電子システム研究所内 (72)発明者 浅尾 英喜 鎌倉市大船五丁目１番１号 三菱電機株 式会社電子システム研究所内 (72)発明者 石田 修己 鎌倉市大船五丁目１番１号 三菱電機株 式会社電子システム研究所内 (72)発明者 松永 誠 鎌倉市大船五丁目１番１号 三菱電機株 式会社電子システム研究所内 (72)発明者 片木 孝至 鎌倉市大船五丁目１番１号 三菱電機株 式会社電子システム研究所内 (56)参考文献 特開 昭57−79706（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−168102（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−64203（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01P 1/20 - 1/219 H01P 7/00 - 7/10 H01Q 1/00 - 25/04

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 アンテナの共振素子からなる１つの共振
    器を含む同一周波数で共振する複数の共振器を、上記ア
    ンテナの共振素子からなる共振器を最終段の共振器とす
    るように入力端からそれぞれの結合手段を介して従続接
    続し、上記それぞれの結合手段による結合量と上記複数
    の共振器の同一共振周波数を一体の多段フィルタ扱いで
    設定し、上記入力端における上記複数の共振器と入力線
    路との間のインピーダンス整合をとると共に、上記入力
    端側が入力線路の特性インピーダンス、上記最終段側が
    上記アンテナの放射インピーダンスで終端された帯域通
    過フィルタを構成したことを特徴とするフィルタ・アン
    テナ装置。
JP3008362A 1991-01-28 1991-01-28 フィルタ・アンテナ装置 Expired - Lifetime JP2846482B2 (ja)

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PCT/JP1992/000071 WO1992013393A1 (en) 1991-01-28 1992-01-28 Antenna device
EP92903718A EP0526643B1 (en) 1991-01-28 1992-01-28 Antenna device
US07/930,544 US5434579A (en) 1991-01-28 1992-11-23 Inverted F antenna with non-contact feeding
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