JP2003101342A - 広帯域アンテナ装置 - Google Patents

広帯域アンテナ装置

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JP2003101342A
JP2003101342A JP2001289764A JP2001289764A JP2003101342A JP 2003101342 A JP2003101342 A JP 2003101342A JP 2001289764 A JP2001289764 A JP 2001289764A JP 2001289764 A JP2001289764 A JP 2001289764A JP 2003101342 A JP2003101342 A JP 2003101342A
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waveguide
antenna
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radio signals
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Eiji Takamukai
英治 高向
Akihiro Koyama
晃広 小山
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Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 広帯域な特性を有しながらコンパクトかつ低
コストである広帯域アンテナ装置を提供すること。 【解決手段】 支持体上に形成され、各々異なる共振周
波数を有する複数の要素アンテナパターンと、要素アン
テナパターンに導波路を介して接続され、要素アンテナ
パターンで送受信する無線信号の処理を行う通信回路
と、を具備する。これにより、広帯域な特性を有しなが
らコンパクトかつ低コストな広帯域アンテナ装置を提供
することが可能である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、無線LAN(Loca
l Area Network)などの通信システムにおいて使用され
る広帯域アンテナ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、広帯域通信システムは、その装置
規模や価格から軍事、産業用に用途がほぼ限られてお
り、通信システムに使用するアンテナにおいても、形
状、大きさ、価格などの制約が比較的緩やかである。し
たがって、アンテナとしては、ホーン型などの広帯域を
確保し易いが、コンパクトな形態をとりづらいものが使
用されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年の
半導体技術及び通信技術などの実現手段の進歩と、イン
ターネットに代表されるディジタル化されたネットワー
クの民生化及びその性能に対する要求の高まりにより、
民生用の携帯型機器にも広帯域通信システムを適用しよ
うとの努力が続けられている。
【0004】その際、上述したような従来型のアンテナ
では、アンテナの性能と、民生携帯型機器などに要求さ
れるコンパクト、低コストなどの特性を両立することが
困難である。
【0005】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、広帯域な特性を有しながらコンパクトかつ低コス
トである広帯域アンテナ装置を提供することを目的とす
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の広帯域アンテナ
装置は、支持体上に形成され、各々異なる共振周波数を
有する複数の要素アンテナパターンと、前記要素アンテ
ナパターンに導波路を介して接続され、前記要素アンテ
ナパターンで送受信する無線信号の処理を行う通信回路
と、を具備することを特徴とする。
【0007】この構成によれば、従来ホーン型などのよ
うに広帯域を確保し易い形状であった要素アンテナを、
異なる中心周波数を持ち狭帯域である複数の要素アンテ
ナパターンで構成しているので、広帯域な特性を有しな
がらコンパクトかつ低コストである広帯域アンテナ装置
を実現することができる。
【0008】本発明の広帯域アンテナ装置においては、
実装の一形態として、支持体がプリント基板であり、要
素アンテナパターン及び導波路がプリント基板上に一体
形成されていることが望ましい。また、実装の別の一形
態として、支持体が半導体素子であり、要素アンテナパ
ターン、導波路、及び通信回路は、半導体プロセスによ
り半導体素子上に一体形成されていることが望ましい。
これらの構成により、精度良くコンパクトに広帯域アン
テナ装置を実現することができる。
【0009】また、本発明の広帯域アンテナ装置におい
ては、無線信号はウルトラワイドバンド信号であること
が望ましい。この構成により、ウルトラワイドバンド信
号を用いるシステムにおいてコンパクトで低コストな広
帯域アンテナ装置を実現することが可能となる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、添付図面を参照して詳細に説明する。
【0011】(実施の形態1)本実施の形態では、要素
アンテナパターン及び導波路をプリント基板上に一体に
形成する場合について説明する。
【0012】図1は、本発明の実施の形態1に係る広帯
域アンテナ装置の概略構成を示す図である。
【0013】この広帯域アンテナ装置は、支持体である
プリント基板4上に要素アンテナ1a−1d及び導波路
2a−2dが一体にパターン形成されている。また、こ
のプリント基板4上には、広帯域通信装置3が実装され
ている。
【0014】要素アンテナ1a−1dのパターンは、図
1に示すように、各々違った大きさ又は形態で形成され
ており、その結果、各要素アンテナ1a−1dは、それ
ぞれ違った共振周波数を持つ。図2は、周波数に対する
感度又は送信強度との関係(アンテナ特性)を示す図で
ある。図2から分かるように、それぞれの要素アンテナ
1a−1dは、異なる中心周波数で狭帯域の共振周波数
を有している。すなわち、要素アンテナ1a−1dは、
異なる中心周波数を持ち狭帯域である複数の要素アンテ
ナパターンで構成されている。
【0015】各要素アンテナ1a−1dのパターンは、
各々導波路2a−2dに接続されている。すなわち、要
素アンテナ1aは導波路2aに接続されており、要素ア
ンテナ1bは導波路2bに接続されており、要素アンテ
ナ1cは導波路2cに接続されており、要素アンテナ1
dは導波路2dに接続されている。
【0016】導波路2a−2dは、電気素子などで構成
される広帯域通信装置3に接続されている。広帯域通信
装置3には、要素アンテナ数に対応した端子3a−3d
が設けられており、各導波路2a−2dが広帯域通信装
置の各端子3a−3dに接続されている。すなわち、導
波路2aは端子3aに接続されており、導波路2bは端
子3bに接続されており、導波路2cは端子3cに接続
されており、導波路2dは端子3dに接続されている。
【0017】広帯域通信装置3は、要素アンテナで送受
信した無線信号の処理を行う。例えば、広帯域通信装置
3は、無線信号を受信した際に、搬送波周波数からベー
スバンド信号又は中間周波数信号へのダウンコンバー
ト、A/D変換、各要素アンテナで受信した信号の電力
合成などの無線受信処理や、無線信号を送信する際に、
各要素アンテナへの送信信号の分配、D/A変換、ベー
スバンド信号又は中間周波数信号から搬送波周波数への
アップコンバートなどの無線送信処理を行う。
【0018】このような広帯域アンテナ装置を製造する
場合、プリント基板上にフォトリソグラフィー及びエッ
チングにより要素アンテナ1a−1dのパターン、導波
路2a−2d、広帯域通信装置3の実装領域をパターニ
ングし、この実装領域に広帯域通信装置3を実装して導
波路2a−2dと広帯域通信装置の端子3a−3dとを
接続する。広帯域通信装置を実装する方法としては、通
常のボンディングや面実装などの方法が挙げられる。
【0019】上記構成を有する広帯域アンテナ装置にお
いては、無線信号は要素アンテナ1a−1dでそれぞれ
受信され、要素アンテナ1aの共振周波数の帯域の信号
は導波路2aを介して端子3aから広帯域通信装置3に
出力され、要素アンテナ1bの共振周波数の帯域の信号
は導波路2bを介して端子3bから広帯域通信装置3に
出力され、要素アンテナ1cの共振周波数の帯域の信号
は導波路2cを介して端子3cから広帯域通信装置3に
出力され、要素アンテナ1dの共振周波数の帯域の信号
は導波路2dを介して端子3dから広帯域通信装置3に
出力される。そして、これらの無線信号は、広帯域通信
装置3内で所定の処理に供され、受信データとなる。
【0020】また、送信信号は、広帯域通信装置3の端
子3aから導波路2aを介して要素アンテナ1aに出力
されて要素アンテナ1aの共振周波数の帯域で送信さ
れ、広帯域通信装置3の端子3bから導波路2bを介し
て要素アンテナ1bに出力されて要素アンテナ1bの共
振周波数の帯域で送信され、広帯域通信装置3の端子3
cから導波路2cを介して要素アンテナ1cに出力され
て要素アンテナ1cの共振周波数の帯域で送信され、広
帯域通信装置3の端子3dから導波路2dを介して要素
アンテナ1dに出力されて要素アンテナ1dの共振周波
数の帯域で送信される。
【0021】本実施の形態に係る広帯域アンテナ装置
は、要素アンテナパターン及び導波路をプリント基板上
に一体に形成するので、高い生産性と相対精度を実現す
ることができる。また、複数の共振周波数を持つアンテ
ナを組み合せて構成しているので、単一のアンテナでは
物理形状などで制約の多い広帯域アンテナ装置を比較的
容易に実現することができる。
【0022】(実施の形態2)本実施の形態では、要素
アンテナパターン、導波路、及び広帯域通信回路を半導
体素子上に一体に形成する場合について説明する。
【0023】図3は、本発明の実施の形態2に係る広帯
域アンテナ装置の概略構成を示す図である。
【0024】この広帯域アンテナ装置は、支持体である
集積回路(半導体素子)8上に要素アンテナ5a−5
d、導波路6a−6d、及び広帯域通信回路7が一体に
パターン形成されている。
【0025】要素アンテナ5a−5dのパターンは、図
3に示すように、各々違った大きさ又は形態で形成され
ており、その結果、各要素アンテナ5a−5dは、それ
ぞれ違った共振周波数を持つ。図2は、周波数に対する
感度又は送信強度との関係(アンテナ特性)を示す図で
ある。図2から分かるように、それぞれの要素アンテナ
5a−5dは、異なる中心周波数で狭帯域の共振周波数
を有している。すなわち、要素アンテナ5a−5dは、
異なる中心周波数を持ち狭帯域である複数の要素アンテ
ナパターンで構成されている。
【0026】各要素アンテナ5a−5dのパターンは、
各々導波路6a−6dに接続されている。すなわち、要
素アンテナ5aは導波路6aに接続されており、要素ア
ンテナ5bは導波路6bに接続されており、要素アンテ
ナ5cは導波路6cに接続されており、要素アンテナ5
dは導波路6dに接続されている。
【0027】導波路6a−6dは、広帯域通信回路7に
接続されている。広帯域通信回路7には、要素アンテナ
数に対応した端子7a−7dが設けられており、各導波
路6a−6dが広帯域通信装置の各端子7a−7dに接
続されている。すなわち、導波路6aは端子7aに接続
されており、導波路6bは端子7bに接続されており、
導波路6cは端子7cに接続されており、導波路6dは
端子7dに接続されている。
【0028】広帯域通信回路7は、要素アンテナで送受
信した無線信号の処理を行う。例えば、広帯域通信回路
7は、無線信号を受信した際に、搬送波周波数からベー
スバンド信号又は中間周波数信号へのダウンコンバー
ト、A/D変換、各要素アンテナで受信した信号の電力
合成などの無線受信処理や、無線信号を送信する際に、
各要素アンテナへの送信信号の分配、D/A変換、ベー
スバンド信号又は中間周波数信号から搬送波周波数への
アップコンバートなどの無線送信処理を行う。
【0029】このような広帯域アンテナ装置を製造する
場合、半導体素子上にフォトリソグラフィー及びエッチ
ングにより要素アンテナ5a−5dのパターン、導波路
6a−6d、及び広帯域通信回路7をパターニングして
集積回路として構成する。
【0030】上記構成を有する広帯域アンテナ装置にお
いては、無線信号は要素アンテナ5a−5dでそれぞれ
受信され、要素アンテナ5aの共振周波数の帯域の信号
は導波路6aを介して端子7aから広帯域通信回路7に
出力され、要素アンテナ5bの共振周波数の帯域の信号
は導波路6bを介して端子7bから広帯域通信回路7に
出力され、要素アンテナ5cの共振周波数の帯域の信号
は導波路6cを介して端子7cから広帯域通信回路7に
出力され、要素アンテナ5dの共振周波数の帯域の信号
は導波路6dを介して端子7dから広帯域通信回路7に
出力される。そして、これらの無線信号は、広帯域通信
回路7内で所定の処理に供され、受信データとなる。
【0031】また、送信信号は、広帯域通信回路7の端
子7aから導波路6aを介して要素アンテナ5aに出力
されて要素アンテナ5aの共振周波数の帯域で送信さ
れ、広帯域通信回路7の端子7bから導波路6bを介し
て要素アンテナ5bに出力されて要素アンテナ5bの共
振周波数の帯域で送信され、広帯域通信回路7の端子7
cから導波路6cを介して要素アンテナ5cに出力され
て要素アンテナ5cの共振周波数の帯域で送信され、広
帯域通信回路7の端子7dから導波路6dを介して要素
アンテナ5dに出力されて要素アンテナ5dの共振周波
数の帯域で送信される。
【0032】本実施の形態に係る広帯域アンテナ装置
は、要素アンテナパターン、導波路、広帯域通信回路を
半導体素子上に同一の半導体プロセスで一体に形成して
集積化するので、高い生産性と相対精度を実現すること
ができる。また、複数の共振周波数を持つアンテナを組
み合せて構成しているので、単一のアンテナでは物理形
状などで制約の多い広帯域アンテナ装置を比較的容易に
実現することができる。
【0033】なお、上記実施の形態1,2における無線
信号は、ウルトラワイドバンド信号などであることによ
り、ウルトラワイドバンド信号を用いるシステムにおい
てコンパクトで低コストな広帯域アンテナ装置を実現す
ることが可能となる。
【0034】かかるウルトラワイドバンド信号を通信に
用いるウルトラワイドバンド通信(ウルトラワイドバン
ド伝送方式)は、基本的には、非常に細かいパルス幅
(例えば1ns(ナノセコンド)以下)のパルス列からなる
信号を用いて、ベースバンド伝送を行うものである。ま
た、その占有帯域幅は、占有帯域幅をその中心周波数
(例えば1GHzから10GHz)で割った値がほぼ1となるよ
うなGHzオーダーの帯域幅であり、所調W−CDMA
方式やcdma2000方式、並びにSS(Spread Spec
trum)やOFDM(Orthogonal Frequency Division Mult
iplexing)を用いた無線LANで使用される帯域幅に比
べて、超広帯域なものとなっている。
【0035】また、ウルトラワイドバンド伝送方式は、
その低い信号電力密度の特性により、他の無線システム
に対し干渉を与えにくい特徴を有しており、既存の無線
システムが利用している周波数帯域にオーバーレイ可能
な技術として期待されている。さらに広帯域であること
からパーソナル・エリア・ネットワーク(Personal Area
Network : PAN)の用途で、100Mbpsレベルの超
高速無線伝送技術として有望視されている。このウルト
ラワイドバンド技術を用いた通信では、信号が非常に広
い帯域に拡散されているために、伝送路の伝送容量が大
きく取れるという特徴がある。
【0036】なお、本発明は上記実施の形態1,2に限
定されず、種々変更して実施することが可能である。例
えば、上記実施の形態1,2では、要素アンテナ数が4
である場合について説明しているが、本発明では、要素
アンテナ数は2以上であれば特に制限されない。また、
上記実施の形態1,2では、それぞれ支持体がプリント
基板、集積回路である場合について説明しているが、本
発明では、要素アンテナパターン、導波路、通信回路な
どが形成できるものであれば、支持体がプリント基板、
集積回路以外のものであっても良い。
【0037】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、支
持体上に形成され、各々異なる共振周波数を有する複数
の要素アンテナパターンと、要素アンテナパターンに導
波路を介して接続され、要素アンテナパターンで送受信
する無線信号の処理を行う通信回路と、を具備するの
で、広帯域な特性を有しながらコンパクトかつ低コスト
な広帯域アンテナ装置を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1に係る広帯域アンテナ装
置の概略構成を示す図である。
【図2】本発明に係る広帯域アンテナ装置のアンテナ特
性を示す図である。
【図3】本発明の実施の形態2に係る広帯域アンテナ装
置の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
1a−1d,5a−5d 要素アンテナ 2a−2d,6a−6d 導波路 3 広帯域通信装置 3a−3d,7a−7d 端子 4 プリント基板 7 広帯域通信回路 8 集積回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5J021 AA05 AA07 AB02 CA06 FA17 FA26 FA32 HA05 HA10 JA03 5J047 AA01 AA07 AA12 AB06 FD01

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 支持体上に形成され、各々異なる共振周
    波数を有する複数の要素アンテナパターンと、前記要素
    アンテナパターンに導波路を介して接続され、前記要素
    アンテナパターンで送受信する無線信号の処理を行う通
    信回路と、を具備することを特徴とする広帯域アンテナ
    装置。
  2. 【請求項2】 前記支持体がプリント基板であり、前記
    要素アンテナパターン及び前記導波路が前記プリント基
    板上に一体形成されていることを特徴とする請求項1記
    載の広帯域アンテナ装置。
  3. 【請求項3】 前記支持体が半導体素子であり、前記要
    素アンテナパターン、前記導波路、及び前記通信回路
    は、半導体プロセスにより前記半導体素子上に一体形成
    されていることを特徴とする請求項1記載の広帯域アン
    テナ装置。
  4. 【請求項4】 前記無線信号はウルトラワイドバンド信
    号であることを特徴とする請求項1記載の広帯域アンテ
    ナ装置。
  5. 【請求項5】 伝送データからパケットデータを生成す
    るステップと、 該パケットデータを無線信号に変換するステップと、 該無線信号を、中心周波数の異なる複数の周波数帯域の
    無線信号に分割して出力するステップと、 各周波数帯域の無線信号をそれぞれ対応する導波路に供
    給するステップと、 該導波路により供給される各周波数帯域の無線信号を各
    々異なる共振周波数を有する複数の要素アンテナパター
    ンによって空中に放射させるステップと、を具備するこ
    とを特徴とする無線送信方法。
  6. 【請求項6】 各々異なる共振周波数を有する複数の要
    素アンテナパターンからそれぞれ中心周波数の異なる中
    心周波数の異なる複数の周波数帯域の無線信号を得るス
    テップと、 それぞれの周波数帯域の無線信号を対応する導波路に供
    給するステップと、 各導波路からそれぞれの周波数帯域の無線信号を受け取
    り、これら無線信号からパケットデータを生成するステ
    ップと、 を具備することを特徴とする無線受信方法。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7170453B2 (en) 2003-09-01 2007-01-30 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Antenna module including a plurality of chip antennas
US7199759B2 (en) 2003-12-10 2007-04-03 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Antenna module
JP2007116455A (ja) * 2005-10-20 2007-05-10 Toyota Motor Corp アンテナ装置
JP2009229347A (ja) * 2008-03-25 2009-10-08 Meidensha Corp 電磁波検知による部分放電検出装置及びその検出方法
JP4825308B2 (ja) * 2007-03-29 2011-11-30 インテル・コーポレーション モバイルアプリケーション用フロントエンドモジュールに集積化したマルチバンド高分離型平面アンテナ

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7170453B2 (en) 2003-09-01 2007-01-30 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Antenna module including a plurality of chip antennas
US7199759B2 (en) 2003-12-10 2007-04-03 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Antenna module
JP2007116455A (ja) * 2005-10-20 2007-05-10 Toyota Motor Corp アンテナ装置
JP4825308B2 (ja) * 2007-03-29 2011-11-30 インテル・コーポレーション モバイルアプリケーション用フロントエンドモジュールに集積化したマルチバンド高分離型平面アンテナ
JP2009229347A (ja) * 2008-03-25 2009-10-08 Meidensha Corp 電磁波検知による部分放電検出装置及びその検出方法

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