JP2002135040A - パッチアンテナ - Google Patents
パッチアンテナInfo
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Abstract
テナを得る。 【解決手段】 地板2と対向するように正方形状の1つ
の放射素子8が配置されている。放射素子8を挟んで地
板2と反対側に、複数の無給電素子14が一列に配置され
ている。これら無給電素子14は、矩形状に形成され、放
射素子8によって受信しようとする電波の偏波面と平行
な方向の辺の長さが、前記電波の中心波長の約1/4の
長さであり、放射素子8との間隔及び無給電素子14同士
の間隔が、前記電波の中心波長の約1/4の長さであ
る。
Description
関し、特に無給電素子を備えたものに関する。
所定の間隔をおいてパッチ素子を配置したものである。
このパッチアンテナでは、地板上に多数のパッチ素子を
配置し、これらパッチ素子を直列または並列に給電し、
アレーアンテナとして使用することが行われている。
レーアンテナでは、高利得を得られる。しかし、利得を
高めるために、地板の同一平面上に多数のパッチ素子を
配置しなければならず、パッチ素子の設置スペースが大
きくなり、このパッチアンテナ全体の設置スペースも大
きなものとなっていた。また、アンテナでは、その設置
状況に応じて所望の利得が異なることがある。所望の利
得がそれぞれ異なる場合、各利得に対応した個数のパッ
チ素子を備えたアレーアンテナを個別に製造しなければ
ならず、コストが増大する上に、その設置スペースも異
なったものとなるので、製品管理が面倒であった。
のパッチアンテナを提供することを目的とする。また、
本発明は、所望の異なる利得に容易に対応することがで
きる上に、設置スペースが小さく、高利得のパッチアン
テナを提供することを目的とする。
テナは、地板を有している。この地板は、導電体によっ
て構成され、その形状は、矩形、長方形等の多角形、円
形または楕円形等の種々の形状とすることができる。こ
の地板と対向するように、1つの放射素子が配置されて
いる。放射素子は、平板状のパッチ素子であり、形状は
矩形、長方形等の多角形、円形または楕円形等の種々の
形状とすることができる。この放射素子と地板との間に
は、所定の間隔が隔てられている。この間隔内に誘電体
を配置することもできる。この放射素子を挟んで前記地
板と反対側に一列状に複数の無給電素子が配置されてい
る。無給電素子は偶数個とすることもできる。これら無
給電素子も、矩形、長方形等の多角形、円形または楕円
形等の種々の形状とすることができる。これら無給電素
子は、前記放射素子によって受信しようとする電波の偏
波面と平行な方向の長さが前記電波の中心波長の約1/
4の長さに設定されている。前記放射素子に最も接近し
た無給電素子と放射素子との間隔及び無給電素子の互い
の間隔が、前記電波の中心波長の約1/4の長さに設定
されている。
は、複数の無給電素子が導波器と同様に機能するので、
利得を向上させることができる。特に、各無給電素子
は、地板と対向する方向に一列に配置されているので、
利得を向上させるために、多くの無給電素子を使用した
としても、地板のスペースが広くなることがなく、この
パッチアンテナの設置スペースが大きくならない。な
お、パッチアンテナと対向するように無給電素子を配置
することは、従来から行われているが、これは、主に広
帯域化を図るために行われており、高利得化を図るため
に複数の無給電素子を一列に配置することは行われてい
ない。
られ、この支柱に着脱自在に前記無給電素子を取り付け
ることもできる。この場合、放射素子も支柱に取り付け
ることができる。このように構成した場合、それぞれ異
なる利得を持つパッチアンテナが必要な場合、無給電素
子は支柱に着脱自在であるので、支柱に取り付ける無給
電素子の数を増減させることによって、所望の利得のパ
ッチアンテナが得られる。従って、様々な利得を有する
複数のパッチアンテナを予め準備しておく必要がなく、
製造コストを低減させることができるし、パッチアンテ
ナの管理も容易に行える。
の方向と直交する方向の長さを、この方向の前記地板の
長さとほぼ等しく選択することもできる。この長さとす
ることによって、利得が向上した。
ンテナは、例えば2.4GHz帯の無線LAN用のアン
テナである。このパッチアンテナは、図1及び図2に示
すように、地板2を有している。この地板2は、導体、
例えばアルミニウム製であり、矩形、例えば1辺の長さ
が100mmの正方形状に形成されている。この地板2
の一方の面例えば正面の中央から、この面に垂直に支柱
4が突出している。この支柱4は、例えば金属製の円柱
状のものである。
2と対向するように、放射素子、例えばパッチ素子8が
固定されている。パッチ素子8は、導体、例えばアルミ
ニウム製で、矩形、例えば正方形状に形成されている。
このパッチ素子8の一辺の長さは、地板2の一辺の長さ
の約1/2である50mmとされている。このパッチ素
子8の中央に支柱4が挿通されている。また、このパッ
チ素子8の各辺は、地板2の各辺と平行に配置されてい
る。このパッチ素子8の長さ寸法は、受信周波数の中心
波長λ(=125mm)の1/4λ(=約30mm)よ
りも長く、1/2λ(約60mm)よりも短い50mm
に選択されている。即ち一辺の長さは1/4λと1/2
λとの間の値である。
ッチアンテナで受信しようとする周波数帯域によって決
まる。例えば受信周波数帯域が狭い場合には、パッチ素
子8を地板2に接近させる。また、受信周波数帯域が広
い場合には、パッチ素子8を地板2から離す。
ており、この給電点Aは、図1及び図2に示すようにリ
ード線10を介して接栓12に接続されている。接栓1
2は、地板2の背面に地板2と電気的に絶縁されて、取
り付けられている。
に、複数、例えば偶数個の無給電素子14が着脱自在に
取り付けられている。この実施の形態では4つの無給電
素子14が使用されている。これら無給電素子14も、
導体、例えばアルミニウム製で、長方形状に形成されて
いる。これら無給電素子14の中央に支柱4が挿通され
ている。なお、無給電素子14のような矩形状の物体
を、支柱4に着脱に取り付ける構成は公知であるので、
詳細な説明は省略する。
及びパッチ素子8の各辺と平行となるように配置されて
いる。これら無給電素子14の短辺は、約λ/4に設定
され、長辺は、地板2の一辺の長さ(100mm)とほ
ぼ等しい長さ、即ちパッチ素子8の2倍の長さとされて
いる。これら短辺は、このパッチアンテナによって受信
しようとする電波の偏波面の方向に配置されている。即
ち、この実施の形態では、直線偏波の一種である垂直偏
波の電波を受信する。無論、このパッチアンテナを支柱
4の回りに90度回転させることによって、直線偏波の
うち水平偏波の電波を受信することもできる。また、こ
れら各無給電素子の間隔もλ/4とされている。また、
パッチ素子8と、これに最も近い無給電素子14との間
隔も、λ/4とされている。
パッチ素子8が八木形アンテナの反射器及び放射器と同
様に動作し、かつ、無給電素子14が、八木形アンテナ
における導波器と同様に動作する。その結果、このパッ
チアンテナの利得を向上させることができる。
得との関係を示したものである。無給電素子14を全く
設けていない場合には、パッチアンテナの利得は、約
9.2dBであったが、2つの無給電素子14を一列に
上述したように設けることによって、利得が約10.8
dBとなり、約1.6dBの利得向上があった。4つの
無給電素子14を一列に上述したように設けた場合に
は、その利得は12.2dBとなり、無給電素子14が
存在しない場合よりも約3dBの利得向上があった。ま
た、6つの無給電素子14を一列に上述したように設け
た場合には、利得が約13.2dBとなり、無給電素子
14が存在しない場合よりも約4dBの利得向上があっ
た。さらに、8つの無給電素子14を一列に上述したよ
うに設けた場合には、利得は約13.9dBとなり、無
給電素子14が存在しない場合よりも4.7dBの利得
向上があった。
チ素子6の前方に一列に配置することによって、このパ
ッチアンテナの利得を向上させることができる。このよ
うに利得を向上させても、地板2に沿って配置されるパ
ッチ素子8の数は1つのままであるので、このパッチア
ンテナの地板2の正面に沿う面での設置スペースが増加
することはなく、高利得の設置スペースの小さいパッチ
アンテナが得られる。しかも、支柱4に取り付ける無給
電素子14の数を増減させることによって所望の利得の
パッチアンテナが得られ、異なる利得のパッチアンテナ
を予め多数製造し、保管する必要がない。
のものを使用したが、長方形、三角形等の多角形、円形
または楕円等の種々の形状とすることができる。また、
パッチ素子も、正方形状のものを使用したが、受信しよ
うとする電波の偏波の面に沿う方向の長さが、λ/2と
λ/4との間であれば、長方形、三角形等の多角形、円
形または楕円等の種々の形状とすることができる。また
無給電素子14は矩形のものを示したが、受信しようと
する電波の偏波の面に沿う方向の長さが約λ/4、長方
形、三角形等の多角形、円形または楕円等の種々の形状
とすることができる。上記の実施の形態では、支柱4に
金属製の円柱状のものを使用したが、これに代えて合成
樹脂のような絶縁体を使用してもよい。
ペースが小さく、高利得のパッチアンテナが得られる。
更に、異なる利得を有した上に、設置スペースが小さ
く、高利得のパッチアンテナも得ることができる。
である。
アンテナ利得との関係を示す図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 地板と、 この地板と対向するように配置された1つの放射素子
と、 この放射素子を挟んで前記地板と反対側に一列状に配置
され、前記放射素子によって受信しようとする電波の偏
波面と平行な方向の長さが前記電波の中心波長の約1/
4の長さであり、前記放射素子との間隔及び互いの間隔
が前記電波の中心波長の約1/4の長さである複数の無
給電素子とを、具備するパッチアンテナ。 - 【請求項2】 請求項1記載のパッチアンテナにおい
て、前記地板に対して垂直に支柱が設けられ、この支柱
に着脱自在に前記無給電素子が取り付けられているパッ
チアンテナ。 - 【請求項3】 請求項1記載のパッチアンテナにおい
て、前記無給電素子における前記電波の偏波面の方向と
直交する方向の長さが、この方向の前記地板の長さとほ
ぼ等しいパッチアンテナ。
Priority Applications (1)
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JP2000322154A JP4523141B2 (ja) | 2000-10-23 | 2000-10-23 | パッチアンテナ |
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- 2000-10-23 JP JP2000322154A patent/JP4523141B2/ja not_active Expired - Fee Related
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