JP2002353707A - 高周波ストリップ線路およびアンテナ装置 - Google Patents
高周波ストリップ線路およびアンテナ装置Info
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Abstract
る、ストリップ状高周波線路および高周波ストリップ線
路の開口部に結合させて高周波を放射させるためのアン
テナを提供することである。 【解決手段】 無線LAN システム用の高周波を伝送する
高周波ストリップ線路1aであって、誘電材料からなる長
尺誘電体層2 と、この誘電体層を挟む導電性材料からな
る一対の長尺グランド層3 、4 とを積層してなり、前記
誘電体層2 内に信号線5 を誘電体層長手方向に配設し、
前記グランド層3 、4 の一部に高周波結合用の開口部を
設けたことである。
Description
する無線LAN システムにおいて、無線周波帯の高周波の
電磁波(以下、電磁波とも高周波とも言う)信号を伝播
させる、高周波ストリップ線路および高周波ストリップ
線路の開口部に結合させて高周波( 電磁波) を放射させ
るためのアンテナ装置に関するものである。
て、ビルなどのオフィス内、あるいは工場や倉庫などの
構内、一般の住宅内や事務所内等々の屋内、更には、屋
内以外の、商店街などのアーケード、駅プラットホー
ム、空港ターミナル、あるいはテントなどの大型仮設構
造物やイベント会場など、一定の区域における無線通信
網を形成する無線LAN システム(区域内無線通信網) の
使用が拡大しつつある。
N 親機と、区域内に配置された多数の無線LAN 子機との
間で、広い周波数帯域の高周波を用いて通信が行われ
る。この通信のためには、高周波の導波路(高周波線
路)が不可欠であって、ステンレス、鋼、銅、アルミニ
ウムなどの導電性金属からなる導波管か、同軸ケーブル
のような導波管以外のマイクロ波伝送路が通常使用され
る。
同軸ケーブルでは、それ自体が比較的大きな断面積乃至
体積を有しており、これらを設置するに際しての場所を
多くとり、前記区域内の必要高周波線路の長さに比例し
て、施工工事費などの手間や諸経費も高くなる。
に向かう高周波送受信用アンテナを接続するために、導
波路を途中で切断するなどして、複数の分岐回路を設け
る必要がある。しかし、前記導波管や同軸ケーブルに、
この分岐回路を設置することも、高周波線路自体の設置
に劣らず、前記諸経費も高くなる。
制約が、希望設置場所や前記区域内への無線LAN システ
ムの設置や採用を制限し、無線LAN システムの適用拡大
に大きな制約を伴っていたのが実情であった。
設置できる、ストリップ状などの高周波線路ができれ
ば、無線LAN システムの使用を大きく拡大できる。
のストリップ状線路が、特開平7-288424号公報などで公
知である。このストリップ状線路は、回路基板上に、銅
などの金属材料製の誘電体ストリップ層を設けたもので
ある。
上の高周波ストリップ線路では可撓性が無く、高周波ス
トリップ線路自体が目的に応じて自在に変形できない。
このため、直線的かつミクロ的な回路基板上では使用可
能であるものの、本発明が意図する、一定の区域におけ
る無線LAN システムにおいて、高周波線路を、区域内の
設置条件に応じて、かつ障害物を越える乃至迂回するな
どして、マクロ的に設置する場合には不適である。ま
た、設置作業や設置場所への運搬などの取り扱いも煩雑
である。
のであって、その目的は、無線LANシステム用の高周波
線路であって、場所を多くとらず、また簡便に設置でき
る、可撓性ストリップ状高周波線路および高周波ストリ
ップ線路の開口部に結合させて高周波を放射させるため
のアンテナを提供しようとするものである。
めに、本発明高周波ストリップ線路の請求項1 の要旨
は、無線LAN システム用の高周波 (電磁波) を伝送する
高周波ストリップ線路であって、誘電材料からなる長尺
誘電体層と、この誘電体層を挟む導電性材料からなる一
対の長尺グランド層とを積層してなり、前記誘電体層内
に信号線を誘電体層長手方向に配設し、前記グランド層
の一部に高周波結合用の開口部を設けたことである。
周波線路であるため、断面積や体積が少なくて済み、高
周波線路を設置するに際しての場所をとらず、区域内の
必要高周波線路が長くても、施工工事費などの手間や諸
経費を低く抑制できる。そして、高周波線路の任意の位
置に (区域内の所望場所に) 高周波結合用の開口部を設
けて、高周波送受信用アンテナを接続できるため、この
ための工事費などの手間や諸経費を低く抑制できる。
ら構成し、高周波ストリップ線路自体に可撓性を持たせ
れば、一定の区域における無線LAN システムにおいて、
高周波線路を、区域内の設置条件に応じて、自由に、か
つ任意に乃至所望の場所にマクロ的に設置および撤去で
きる。また、設置作業や設置場所への運搬などの取り扱
いも容易である。
用の開口部を設けたことで、区域内に向かう高周波送受
信用アンテナを接続するための複数の分岐回路を、簡便
にかつ容易に設けることができる。また、施工時や使用
時の区域内の条件や条件の変化などに対応して、分岐回
路 (開口部) の変更が必要な時、高周波線路自体を変更
することなく、後述する好ましい態様の手段などによ
り、分岐回路の設定や変更、閉鎖が可能である。
好ましい態様を含む。本発明請求項2 の要旨のように、
前記グランド層の表面に更に粘着性材料からなる粘着層
が設けられていれば、高周波線路を、区域内の設置条件
に応じて、自由に、かつ任意乃至所望の場所に、より簡
便に設置および撤去することができるようになる。
波結合用の開口部が、区域内現地での高周波線路の施工
前に、予め所定の間隔で設けることにより、区域内現地
での開口部の施工作業が不要となる。そして、開口部の
施工は、区域内条件に応じて、使用開口部の選択と不要
開口部の閉鎖をすれば良く、開口部による高周波の損失
を防止するなどの閉鎖施工がより簡便となる。また、開
口部を予め設計して設けることにより、区域内を網羅す
る効率的な無線LAN システムを構築することもできる。
部を着脱自在な導電性シートで被覆することにより、導
電性シートの着脱により、簡便に開口部の開閉ができ
る。この結果、前記施工時に使用開口部の選択と不要開
口部の閉鎖を行う時、また区域内の条件の変化などに対
応して、開口部位置の変更が必要な時、高周波線路自体
を変更することなく、しかも、導電性シートの着脱のみ
の簡便な作業により、開口部位置の設定や変更が可能で
ある。
波ストリップ線路同士を張り合わせるとともに、互いの
開口部同士を合体させ、相互の高周波ストリップ線路で
高周波を分岐させるようになすことにより、簡便に、か
つ自在に高周波を分岐させることができ、高周波ストリ
ップ線路の利用価値を高めることができる。
部に高周波を放射させるためのアンテナを予め結合させ
ておくことにより、高周波線路の区域内への設置や変更
作業が簡便となる。
テナ装置の請求項7 の要旨は、上記請求項1 乃至6 に記
載の高周波ストリップ線路の開口部に結合させて高周波
を放射させるためのアンテナであって、高周波を放射す
る導電性材料からなる放射板と、この放射板と前記開口
部との間に介在する誘電体とを含むことである。
リップ線路へのアンテナの取り付けや取り外しが容易と
なる。また、アンテナの結合度、利得等の主要特性に対
し、使用する無線周波数の補正が必要な場合、アンテナ
部品である放射板と誘電体の材質や厚さなどの条件を調
節することにより簡便に補正できる。
好ましい態様としては、請求項8 の要旨のように、前記
誘電体の前記開口部に面する側に、更に導電性材料から
なる結合度調整板を設けることである。この結合度調整
板によって、区域内の条件の変化などに対応して、アン
テナの結合度、利得等の主要特性に対し、使用する無線
周波数の補正が必要な場合、開口部自体を変更すること
なく、結合度調整板の条件を調節することで、より簡便
に補正できる。
置は、前記区域が屋内である、屋内用無線LAN システム
に適用されて好適であるが、更に、アーケード、プラッ
トホーム、ターミナル、あるいは大型の仮設構造物や仮
設会場などの、構造物内や屋外などの一定の区域に適用
されても勿論良い。
面を用いて説明する。本発明高周波ストリップ線路の一
実施例を図1 〜4 に示す。図1 〜4 は高周波ストリップ
線路の斜視図である。
線路1aは、区域内の無線LAN システムに必要な長さを有
する、長尺の薄板形状をしている。そして、断面方向(
厚み) 方向の構造は、誘電材料からなる誘電体層2 と、
この誘電体層2 を上下方向から挟み、誘電体層2 表面を
被覆する、導電性材料からなる一対のグランド層3 、4
(3 が上部、4 が下部) とを積層してなる。また、誘電
体層2 内に、高周波誘導用の信号線5 を誘電体層2 長手
方向に配設 (埋設) している。
れか1 層(1枚) とした場合、誘電体層2 のグランド層を
設けない一方の表面側を、全面的に開口部にしたと同じ
こととなり、高周波の損失が大きく、効率的な高周波線
路として機能しなくなる。
には、グランド層を被覆しないが、これは、誘電体層2
の厚みが後述する通り薄く、誘電体層2 の上下面に比し
て、側面側の表面積は著しく小さく、高周波の損失も小
さいからである。勿論、グランド層により誘電体層2 の
側面側を被覆しても良いが、側面側からの高周波の損失
率に対して効率的ではない。
ン(登録商標)、ポリイミド、ポリエチレン、ポリスチ
レン、ポリカーボネート、ビニール、マイラなど、公知
の低損失な樹脂誘電体材料が選択される。これらの誘電
材料は、組成などの条件設定により、所望の可撓性を保
持しうる。グランド層3 、4 を構成する導電性材料は、
銅、アルミニウム、錫、金、ニッケル、ハンダなどの金
属、合金や、これらの金属、合金が各々複合、積層、あ
るいは樹脂基体などにメッキされた種々の態様が良導電
性金属材料として、適宜選択される。これらの中でも、
薄板に加工容易で、かつ薄板が、上記誘電材料に見合っ
た可撓性を有し、更に必要薄板強度を有する金属材料が
好ましい。高周波誘導用の信号線5 も、上記良導電性金
属材料の、細線や薄板が選択される。
高周波線路の断面積や体積を少なくする目的からして、
2mm 以下のできるだけ薄い方が好ましい。従い、誘電体
層2やグランド層3 、4 の厚みも、この目的からして、
できるだけ薄い方が好ましい。
システムに必要な高周波伝播乃至伝送量との関係で、あ
る程度の幅と厚みは必要である。この点、例えば、オフ
ィスなどの標準的な屋内の無線LAN システムを基準とす
ると、0.1 〜2.0mm の厚み、幅は10〜50mm程度とするこ
とが好ましい。
必要薄板強度を保証できれば、0.2mm 以下の厚みとする
ことが好ましい。また、グランド層3 、4 の幅は、誘電
体層2 を被覆して高周波の損失を抑制するために、上記
誘電体層2 の幅に対応したものとする。
可撓性を有するため、長尺の板状だけではなく、図4 に
示すようなコイル状として、製造、運搬、施工などの取
り扱いが可能である。
ンド層4 の表面 (下面) に、更に、両面接着テープや接
着シートなど、公知の粘着性材料からなる粘着層6 を設
けた高周波ストリップ線路1bの例である。高周波ストリ
ップ線路の基本構造は図1 の場合と同じである。
接着必要箇所に応じて、上部グランド層3 や下部グラン
ド層4 の片方や両方、長手や幅方向の全域や部分的に、
適宜設ける。この粘着層6 により、高周波線路を、区域
内の設置条件に応じて、自由に、かつ任意乃至所望の場
所に、より簡便に設置および撤去することができるよう
になる。
ド層3 側を切り欠いて、高周波 結合用の、スリット状
の開口部7a、7bを所定の間隔で設けた例を示している。
開口部7a、7bは、無線LAN システムの高周波の送受信に
必要な位置と量に応じて、開口の大きさと、グランド層
3a、4aの設置位置が設計される。
周波( 図中矢印で示す) の結合を利用して、高周波の分
岐を行うことができる。開口部7a、7bは、高周波結合用
の区域内現地での高周波線路の施工時に設けても良い
が、前記した通り、施工前に予め設けることにより、区
域内現地での開口部の施工作業が不要となる。また、施
工時でも、グランド層の開口部を設ける部分に、予めミ
シン目などの目印を設けておけば、簡便に開口の施工が
できる。
部を着脱自在な導電性シートで被覆することにより、導
電性シートの着脱により、簡便に開口部の開閉ができ
る。この結果、前記施工時に使用開口部の選択と不要開
口部の閉鎖を行う時、また区域内の条件の変化などに対
応して、開口部位置の変更が必要な時、高周波線路自体
を変更することなく、しかも、導電性シートの着脱のみ
の簡便な作業により、開口部位置の設定や変更が可能で
ある。
5 は、請求項5 の要旨のように、高周波ストリップ線路
同士を張り合わせるとともに、互いの開口部同士を合体
させ、相互の高周波ストリップ線路で高周波を分岐させ
るようになした態様を示している。
路1aと1c同士を、各々の開口部7aと7cとを含めて張り合
わせて、高周波の分岐を行う例を示す平面図である。高
周波ストリップ線路1aと1cの基本構造は、図1 のものと
同じである。また、高周波ストリップ線路1aと1c同士の
張り合わせのために、前記図2 で示した粘着層をもちい
ても良い。
示しめす平面図である。高周波ストリップ線路1aと1c同
士の張り合わせ後、開口部7aと7cとが合体した開口部7d
が形成されている。これによって、高周波ストリップ線
路1aの図中K より入った信号(高周波、高周波) は、開
口部7dを介して、高周波ストリップ線路1cとも結合し、
高周波ストリップ線路1aのL だけでなく、高周波ストリ
ップ線路1cのM 、N からも出力される。即ち、高周波ス
トリップ線路1aと1c同士を、各々の開口部7aと7cとを含
めて張り合わせるだけで、信号を3 分岐させることがで
きる。また、前記L 、M 、N のいずれかを終端処理して
おけば、残りの2 つのポートから出力される2 分岐にす
ることができる。
は、従来のように複雑な高周波の分岐回路を設けずと
も、高周波ストリップ線路同士と開口部との組み合わせ
により高周波を分岐させることができる。この結果、目
的区域内の条件に応じて、あるいは条件の変更に応じ
て、高周波の分岐を、簡便に、かつ自在に行うことがで
き、高周波ストリップ線路の利用価値を著しく高めるこ
とができる。
旨のように、目的区域内に高周波を放射させるためのア
ンテナ装置の平面図と、前記開口部にアンテナを結合さ
せた例を示す正面図である。このアンテナ装置を高周波
線路に、高周波線路の施工前に予め結合させておくこと
により、高周波線路の区域内への設置や変更作業が簡便
となる。
要旨のように、高周波を放射する導電性の金属材料から
なる放射板 (パッチ)9と、この放射板9 と前記開口部7a
との間に介在する誘電体 (板)10 とを含むパッチアンテ
ナを構成する。図7 は、このパッチアンテナ8aを高周波
ストリップ線路1aの開口部7aに結合した例を示す。
前記高周波ストリップ線路のグランド層を構成する導電
性材料と同じ金属材料が適用できる。また、誘電体10を
構成する誘電材料は、前記高周波ストリップ線路の誘電
体を構成する低損失な樹脂誘電体材料が選択される。
周波ストリップ線路へのアンテナの取り付けや取り外し
が容易となる。また、アンテナの結合度、利得等の主要
特性に対し、使用する無線周波数の補正が必要な場合、
アンテナ部品である放射板と誘電体の材質や厚さなどの
条件を調節することにより簡便に補正できる。
旨のように、上記図6 のパッチアンテナ8aの構成に加え
て、前記誘電体10の、開口部7aに面する側に、更に導電
性の金属材料からなり、開口部12を有する結合度調整板
11を設けたものである。結合度調整板11による結合度の
調整は開口部12の大きさ (開口度) を変えて行う。結合
度調整板11を構成する導電性材料は前記高周波ストリッ
プ線路のグランド層を構成する導電性材料と同じ金属材
料が適用できる。
トリップ線路1aの開口部7aに結合した例を示す。この結
合度調整板によって、区域内の条件の変化などに対応し
て、アンテナの結合度、利得等の主要特性に対し、使用
する無線周波数の補正が必要な場合、高周波ストリップ
線路の開口部自体を変更することなく、結合度調整板の
条件を調節することで、より簡便に補正できる。また、
長い高周波ストリップ線路の場合、無線LAN 親機などの
基幹から近いアンテナに対する、遠いアンテナでの信号
の弱まりを、分岐部分の結合の調節によって防ぐことが
できる。この結果、基幹からの遠近に関わらず全てのア
ンテナ装置で、区域内への一様な電波の放射を保証する
ことができる。
図10に示す。無線LAN システムでは高周波ストリップ線
路1aは、建屋13の天井 (区域の上方) に沿って設けられ
ており、この高周波ストリップ線路1aの端部に、図示し
ない、無線LAN 親機が接続され、屋内には、前記無線LA
N 親機と交信する複数の無線LAN 子機14が配置されてい
る。そして、この高周波ストリップ線路1aの途中には、
屋内 (区域の下方) に向けて開口する複数の開口部7a
(分岐回路) が設けられている。
結合度が1/2 になっている場合、図6 のアンテナ8a (請
求項6 のアンテナ) か、図8 のアンテナ8b (請求項7 の
アンテナ) で、高周波ストリップ線路1aの開口部7aより
も大きな開口部を有する場合のアンテナを用いた場合、
アンテナへの結合度は1/2 になる。
ストリップ線路1aの開口部7aよりも小さな開口部、例え
ば1/4 の結合度を有する場合のアンテナ (図8 で図示す
るアンテナ) を用いた場合、アンテナへの結合度は1/4
になる。即ち、実効の開口部の大きさは、高周波ストリ
ップ線路の開口部とアンテナ開口部の内、小さい方の開
口部の大きさで規定 (定義) される。したがって、この
現象を利用して、開口部の大きさ (結合度) の異なる複
数の種類のアンテナ8 を予め準備しておけば、このアン
テナ8 の種類を選択して用いる事で、結合度を任意に設
定することができる。
を大きめに作製しておき、実効の開口部の大きさをアン
テナ (図8 のアンテナ) 開口部の方で正確に定義すれ
ば、加工精度の向上が難しい、高周波ストリップ線路1a
の開口部7aに要求される加工精度を緩めることができ、
加工などのコストの低減を図れる。
場所を多くとらず、また簡便に設置できる、ストリップ
状高周波線路および高周波ストリップ線路の開口部に結
合させて高周波を放射させるためのアンテナ装置を提供
することができる。したがい、従来の高周波線路構造か
らくる無線LAN システム自体の制約を無くすことができ
るため、無線LAN システムの適用を大きく拡大すること
ができるなど、その工業的な価値が大きい。
す斜視図である。
示す斜視図である。
施態様を示す斜視図である。
態様を示す斜視図である。
行う実施態様を示し、図5 (a )は高周波ストリップ線路
同士を張り合わる態様、図5 (b )は張り合わせた後の態
様を各々示す平面図である。
の1実施態様を示し、図6 (a )はアンテナの平面図、図
6(b ) はアンテナの正面図を各々示す。
設けた1 実施態様を示す平面図である。
装置の別の実施態様を示し、図8 (a )はアンテナの平面
図、図8(b ) はアンテナの正面図を各々示す。
た別の実施態様を示す平面図である。
システムに適用した態様を示す正面図である。
ランド層、5:信号線、6:粘着層、7:開口、8 :ア
ンテナ、9 :放射板、10:誘電体、11:結合度調整板
Claims (8)
- 【請求項1】 無線LAN システム用の高周波を伝送する
高周波ストリップ線路であって、誘電材料からなる長尺
誘電体層と、この誘電体層を挟む導電性材料からなる一
対の長尺グランド層とを積層してなり、前記誘電体層内
に信号線を誘電体層長手方向に配設し、前記グランド層
の一部に高周波結合用の開口部を設けたことを特徴とす
る高周波ストリップ線路。 - 【請求項2】 前記グランド層の表面に更に粘着性材料
からなる粘着層が設けられている請求項1に記載の高周
波ストリップ線路。 - 【請求項3】 前記開口部が予め所定の間隔で設けられ
ている請求項1または2に記載の高周波ストリップ線
路。 - 【請求項4】 前記開口部を着脱自在な導電性シートで
被覆した請求項1乃至3のいずれか1項に記載の高周波
ストリップ線路。 - 【請求項5】 前記高周波ストリップ線路同士を張り合
わせるとともに、互いの開口部同士を合体させ、相互の
高周波ストリップ線路で高周波を分岐させるようにした
請求項1乃至4のいずれか1項に記載の高周波ストリッ
プ線路。 - 【請求項6】 前記開口部に高周波を放射させるための
アンテナを予め結合させた請求項1乃至5のいずれか1
項に記載の高周波ストリップ線路。 - 【請求項7】 請求項1乃至6に記載の高周波ストリッ
プ線路の開口部に結合させて高周波を放射させるための
アンテナであって、高周波を放射する導電性材料からな
る放射板と、この放射板と前記開口部との間に介在する
誘電体とを含む高周波ストリップ線路用アンテナ装置。 - 【請求項8】 前記誘電体の前記開口部に面する側に、
更に導電性材料からなる結合度調整板を設けた請求項7
に記載の高周波ストリップ線路用アンテナ装置。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2001162440A JP2002353707A (ja) | 2001-05-30 | 2001-05-30 | 高周波ストリップ線路およびアンテナ装置 |
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