JP2004023797A - 折り返しダイポールアンテナ - Google Patents
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Abstract
【課題】広いインピーダンス帯域幅を実現し、安価に製造することができ、既存の単一偏波のアンテナ設計に組み入れることができるアンテナを提供する。
【解決手段】電磁信号を送受信する折り返しダイポールアンテナが提供される。アンテナは、グラウンドプレーンに近接して約４５°の角度でＶ字形に延在されるコンダクタを含む。コンダクタは、給電部、ラジエータ入力部分、及び放射部分を含む。ラジエータ入力部分は、放射部分と一体に形成される第１のラジエータ入力部と第２のラジエータ入力部とを含む。放射部分は、給電ダイポールと無給電ダイポールとをそれぞれ有して平行に接続された第１の放射部と第２の放射部とを含む。
【選択図】 図１
【解決手段】電磁信号を送受信する折り返しダイポールアンテナが提供される。アンテナは、グラウンドプレーンに近接して約４５°の角度でＶ字形に延在されるコンダクタを含む。コンダクタは、給電部、ラジエータ入力部分、及び放射部分を含む。ラジエータ入力部分は、放射部分と一体に形成される第１のラジエータ入力部と第２のラジエータ入力部とを含む。放射部分は、給電ダイポールと無給電ダイポールとをそれぞれ有して平行に接続された第１の放射部と第２の放射部とを含む。
【選択図】 図１
Description
【特許請求の範囲】
【請求項１】電磁信号を送受信する折り返しダイポールアンテナであって、
給電部とラジエータ入力部分と放射部分とを有し、グラウンドプレーンに近接して約４５°の角度でＶの長さが延在されるＶ字形のコンダクタと、
上記放射部分と一体に形成される第１のラジエータ入力部と第２のラジエータ入力部とを有するラジエータ入力部分と、
上記ラジエータ入力部分に接続された給電ダイポールと上記給電ダイポールから一定間隔で配置されてギャップを形成する無給電ダイポールとをそれぞれ有して平行に接続された第１の放射部と第２の放射部とを有する放射部分とを備え、
上記コンダクタ、上記ラジエータ入力部分、及び上記放射部分は、１枚の材料から形成されていること
を特徴とする折り返しダイポールアンテナ。
【請求項２】上記グラウンドプレーンは、上記コンダクタに電気的且つ機械的に取り付けられたプリント回路板上に置かれていること
を特徴とする請求項１記載の折り返しダイポールアンテナ。
【請求項３】上記グラウンドプレーンは、空中線上に置かれていること
を特徴とする請求項１記載の折り返しダイポールアンテナ。
【請求項４】上記ラジエータ入力部分は、上記コンダクタと一体に形成されたタブによってグラウンドプレーンに電気的且つ機械的に接続されていること
を特徴とする請求項１記載の折り返しダイポールアンテナ。
【請求項５】上記給電部は、さらに、給電形成ネットワークを有すること
を特徴とする請求項１記載の折り返しダイポールアンテナ。
【請求項６】上記給電部は、給電形成ネットワークを有するプリント回路板に電気的に接続されていること
を特徴とする請求項１記載の折り返しダイポールアンテナ。
【請求項７】上記コンダクタは、グラウンドプレーンに電気的に接続されるスタブで終端すること
を特徴とする請求項１記載の折り返しダイポールアンテナ。
【請求項８】アンテナは、動作周波数を有しており、
上記スタブの長さは、上記動作周波数における１／４波長であること
を特徴とする請求項７記載の折り返しダイポールアンテナ。
【請求項９】終端スタブは、グラウンドプレーンから外れた位置に置かれ、絶縁されていること
を特徴とする請求項７記載の折り返しダイポールアンテナ。
【請求項１０】上記ラジエータ入力部分は、グラウンドプレーンに近接して支持され、誘電体によってグラウンドプレーンから絶縁されていること
を特徴とする請求項１記載の折り返しダイポールアンテナ。
【請求項１１】上記誘電体は、スペーサであること
を特徴とする請求項１０記載の折り返しダイポールアンテナ。
【請求項１２】上記誘電体は、発泡体であること
を特徴とする請求項１０記載の折り返しダイポールアンテナ。
【請求項１３】上記給電部と上記グラウンドプレーンとの間に電気的に接続される１／４波長伝送路をさらに備えること
を特徴とする請求項１記載の折り返しダイポールアンテナ。
【請求項１４】上記第１の放射部及び上記第２の放射部は、上記グラウンドプレーンの方へ向かって下方に屈曲されていること
を特徴とする請求項１記載の折り返しダイポールアンテナ。
【請求項１５】上記第１の放射部及び上記第２の放射部は、上記グラウンドプレーンに平行となるように屈曲されていること
を特徴とする請求項１４記載の折り返しダイポールアンテナ。
【請求項１６】上記無給電ダイポールは、上記給電ダイポールと平行に配置されていること
を特徴とする請求項１記載の折り返しダイポールアンテナ。
【請求項１７】上記ギャップは、ある長さ及び幅を有し、長さは、幅よりも大きいこと
を特徴とする請求項１記載の折り返しダイポールアンテナ。
【請求項１８】上記コンダクタは、ＲＦデバイスに電気的に接続するために適応されるＲＦ入力部を有すること
を特徴とする請求項１記載の折り返しダイポールアンテナ。
【請求項１９】上記材料は、金属であること
を特徴とする請求項１記載の折り返しダイポールアンテナ。
【請求項２０】電磁信号を送受信する折り返しダイポールアンテナを作る方法であって、
給電部と、放射部分及び上記給電部と一体に形成されるラジエータ入力部分と、給電ダイポール及び無給電ダイポールをそれぞれ有する第１の放射部及び第２の放射部を有する上記放射部分との３つの部分を有するコンダクタを提供する工程と、
グラウンドプレーンから約４５°の角度で上記ラジエータ入力部分を延在させる工程と、
上記グラウンドプレーンからそれぞれ外れた位置に置かれる上記第１の放射部と上記第２の放射部とに上記放射部分を形成する工程と、
上記給電ダイポールから上記無給電ダイポールを一定間隔で配置してギャップを形成する工程と、
上記第１の放射部を上記第２の放射部に平行に接続する工程とを備えること
を特徴とする折り返しダイポールアンテナを作る方法。
【請求項２１】上記ラジエータ入力部分は、第１のラジエータ入力部及び第２のラジエータ入力部が側面を形成するＶ字形のコンダクタをさらに有すること
を特徴とする請求項２０記載の折り返しダイポールアンテナを作る方法。
【請求項２２】誘電体によって上記グラウンドプレーンから上記第１のラジエータ入力部を支持する工程をさらに備えること
を特徴とする請求項２１記載の折り返しダイポールアンテナを作る方法。
【請求項２３】上記誘電体は、スペーサであること
を特徴とする請求項２２記載の折り返しダイポールアンテナを作る方法。
【請求項２４】他の誘電体は、発泡体であること
を特徴とする請求項２２記載の折り返しダイポールアンテナを作る方法。
【請求項２５】上記第１のラジエータ入力部は、第２のギャップによって分離された互いに平行とされる第１のコンダクタ部と第２のコンダクタ部とを有すること
を特徴とする請求項２１記載の折り返しダイポールアンテナを作る方法。
【請求項２６】上記放射部分を上記グラウンドプレーンから外れた位置に置いて絶縁する工程をさらに備えること
を特徴とする請求項２０記載の折り返しダイポールアンテナを作る方法。
【請求項２７】アンテナは、動作周波数を有しており、
上記給電部と上記グラウンドプレーンとの間で、上記動作周波数における１／４波長を測定する伝送路を電気的に接続する工程をさらに備えること
を特徴とする請求項２０記載の折り返しダイポールアンテナを作る方法。
【請求項２８】上記第１の放射部及び上記第２の放射部を、上記グラウンドプレーンの方へ向かって下方に屈曲する工程をさらに備えること
を特徴とする請求項２０記載の折り返しダイポールアンテナを作る方法。
【請求項２９】上記第１の放射部及び上記第２の放射部は、上記グラウンドプレーンに平行となるように屈曲されること
を特徴とする請求項２８記載の折り返しダイポールアンテナを作る方法。
【請求項３０】１枚の金属シートから一体に上記コンダクタを形成する工程をさらに備えること
を特徴とする請求項２０記載の折り返しダイポールアンテナを作る方法。
【請求項３１】上記コンダクタと上記グラウンドプレーンとの間に誘電体を挿入する工程をさらに備えること
を特徴とする請求項２０記載の折り返しダイポールアンテナを作る方法。
【請求項３２】長さがアンテナの動作周波数における１／４波長である終端スタブまで延在される第２のラジエータ入力部をさらに備えること
を特徴とする請求項２０記載の折り返しダイポールアンテナを作る方法。
【請求項３３】第３のギャップによって分離された第１のコンダクタ部及び第２のコンダクタ部として第１のラジエータ入力部を形成する工程をさらに備えること
を特徴とする請求項２０記載の折り返しダイポールアンテナを作る方法。
【請求項３４】上記給電ダイポールと平行な上記無給電ダイポールを配置する工程をさらに備えること
を特徴とする請求項２０記載の折り返しダイポールアンテナを作る方法。
【請求項３５】上記ギャップは、ある長さ及び幅を有し、長さは、幅よりも大きいこと
を特徴とする請求項２０記載の折り返しダイポールアンテナを作る方法。
【請求項３６】ＲＦデバイスに電気的に接続するために適応されるＲＦ入力部に上記コンダクタの一部を形成する工程をさらに備えること
を特徴とする請求項２０記載の折り返しダイポールアンテナを作る方法。
【請求項３７】上記第１の放射部及び上記第２の放射部は、上記グラウンドプレーンに直角となるように屈曲されること
を特徴とする請求項２０記載の折り返しダイポールアンテナを作る方法。
【請求項３８】上記コンダクタは、上記グラウンドプレーンを有するプリント回路板に電気的且つ機械的に接続されること
を特徴とする請求項２０記載の折り返しダイポールアンテナを作る方法。
【請求項３９】上記グラウンドプレーンは、空中線上に置かれること
を特徴とする請求項２０記載の折り返しダイポールアンテナを作る方法。
【請求項４０】電磁信号を送受信する折り返しダイポールアンテナであって、
給電部と、放射部分及び上記給電部と一体に形成されるラジエータ入力部分と、給電ダイポール及び無給電ダイポールをそれぞれ有する第１の放射部及び第２の放射部を有する上記放射部分との３つの部分を有するコンダクタを提供する手段と、
グラウンドプレーンから約４５°の角度で上記ラジエータ入力部分を延在させる手段と、
上記グラウンドプレーンからそれぞれ外れた位置に置かれる上記第１の放射部と上記第２の放射部とに上記放射部分を形成する手段と、
上記給電ダイポールから上記無給電ダイポールを一定間隔で配置してギャップを形成する手段と、
上記第１の放射部を上記第２の放射部に平行に接続する手段とを備えること
を特徴とする折り返しダイポールアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般にアンテナに関し、特に、無線通信システムにて用いられる折り返しダイポールアンテナに関する。
【０００２】
【従来の技術】
無線通信システムにて用いられる基地局アンテナは、電磁信号の送信及び受信を行う能力を備えている。受信信号は、基地局にて受信機によって処理され、通信ネットワークに供給される。このとき、送信信号は、受信信号とは異なる周波数で送信される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、基地局アンテナの数が増加するのにともない、アンテナメーカは、各アンテナの大きさを最小限にするとともに、製造原価を低減することを試みている。また、地域社会における基地局アンテナタワーの視覚的なインパクトは、社会の関心を集めている。したがって、これらのタワーの大きさを縮小し、これにより、地域社会におけるタワーの視覚的なインパクトを低減させることは望ましい。基地局アンテナとしてより小さなものを用いることは、タワーの大きさを縮小することにつながる。
【０００４】
さらに、アンテナにおいては、その帯域幅にわたって安定した遠視野パターンを発揮する広いインピーダンス帯域幅を備える必要がある。さらにまた、いわゆるセルラー、ＧＳＭ（Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ）、ＰＣＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）、ＰＣＮ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、及びＵＭＴＳ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｙｓｔｅｍ）の周波数帯域で動作することができるように、既存の単一偏波のアンテナの帯域幅を増加させる必要がある。
【０００５】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、２つの一体な放射部を形成するコンダクタを含む斬新な折り返しダイポールアンテナを提供することを目的とし、これにより、従来のアンテナに関する問題に取り組むものである。このアンテナ設計は、広いインピーダンス帯域幅を実現し、安価に製造することができ、既存の単一偏波のアンテナ設計に組み入れることができるものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成する本発明にかかる折り返しダイポールアンテナは、電磁信号を送受信する折り返しダイポールアンテナであって、給電部とラジエータ入力部分と放射部分とを有し、グラウンドプレーンに近接して約４５°の角度でＶの長さが延在されるＶ字形のコンダクタと、上記放射部分と一体に形成される第１のラジエータ入力部と第２のラジエータ入力部とを有するラジエータ入力部分と、上記ラジエータ入力部分に接続された給電ダイポールと上記給電ダイポールから一定間隔で配置されてギャップを形成する無給電ダイポールとをそれぞれ有して平行に接続された第１の放射部と第２の放射部とを有する放射部分とを備え、上記コンダクタ、上記ラジエータ入力部分、及び上記放射部分は、１枚の材料から形成されていることを特徴としている。
【０００７】
このような本発明にかかる折り返しダイポールアンテナは、広いインピーダンス帯域幅を実現しながらも、大きさ及び製造原価を低減することができる。
【０００８】
具体的には、この本発明にかかる折り返しダイポールアンテナにおいて、上記グラウンドプレーンは、上記コンダクタに電気的且つ機械的に取り付けられたプリント回路板上に置かれていることを特徴としている。
【０００９】
また、この本発明にかかる折り返しダイポールアンテナにおいて、上記グラウンドプレーンは、空中線上に置かれていることを特徴としている。
【００１０】
さらに、この本発明にかかる折り返しダイポールアンテナにおいて、上記ラジエータ入力部分は、上記コンダクタと一体に形成されたタブによってグラウンドプレーンに電気的且つ機械的に接続されていることを特徴としている。
【００１１】
さらにまた、この本発明にかかる折り返しダイポールアンテナにおいて、上記給電部は、さらに、給電形成ネットワークを有することを特徴としている。
【００１２】
また、この本発明にかかる折り返しダイポールアンテナにおいて、上記給電部は、給電形成ネットワークを有するプリント回路板に電気的に接続されていることを特徴としている。
【００１３】
さらに、この本発明にかかる折り返しダイポールアンテナにおいて、上記コンダクタは、グラウンドプレーンに電気的に接続されるスタブで終端することを特徴としている。このとき、アンテナは、動作周波数を有しており、上記スタブの長さは、上記動作周波数における１／４波長であることを特徴としている。また、終端スタブは、グラウンドプレーンから外れた位置に置かれ、絶縁されていることを特徴としている。
【００１４】
さらにまた、この本発明にかかる折り返しダイポールアンテナにおいて、上記ラジエータ入力部分は、グラウンドプレーンに近接して支持され、誘電体によってグラウンドプレーンから絶縁されていることを特徴としている。このとき、上記誘電体は、スペーサであるのが望ましく、また、発泡体であってもよい。
【００１５】
また、この本発明にかかる折り返しダイポールアンテナにおいて、上記給電部と上記グラウンドプレーンとの間に電気的に接続される１／４波長伝送路をさらに備えることを特徴としている。
【００１６】
さらに、この本発明にかかる折り返しダイポールアンテナにおいて、上記第１の放射部及び上記第２の放射部は、上記グラウンドプレーンの方へ向かって下方に屈曲されていることを特徴としている。このとき、上記第１の放射部及び上記第２の放射部は、上記グラウンドプレーンに平行となるように屈曲されていることを特徴としている。
【００１７】
さらにまた、この本発明にかかる折り返しダイポールアンテナにおいて、上記無給電ダイポールは、上記給電ダイポールと平行に配置されていることを特徴としている。
【００１８】
また、この本発明にかかる折り返しダイポールアンテナにおいて、上記ギャップは、ある長さ及び幅を有し、長さは、幅よりも大きいことを特徴としている。
【００１９】
さらに、この本発明にかかる折り返しダイポールアンテナにおいて、上記コンダクタは、ＲＦデバイスに電気的に接続するために適応されるＲＦ入力部を有することを特徴としている。
【００２０】
さらにまた、この本発明にかかる折り返しダイポールアンテナにおいて、上記材料は、金属であることを特徴としている。
【００２１】
また、上述した目的を達成する本発明にかかる折り返しダイポールアンテナを作る方法は、電磁信号を送受信する折り返しダイポールアンテナを作る方法であって、給電部と、放射部分及び上記給電部と一体に形成されるラジエータ入力部分と、給電ダイポール及び無給電ダイポールをそれぞれ有する第１の放射部及び第２の放射部を有する上記放射部分との３つの部分を有するコンダクタを提供する工程と、グラウンドプレーンから約４５°の角度で上記ラジエータ入力部分を延在させる工程と、上記グラウンドプレーンからそれぞれ外れた位置に置かれる上記第１の放射部と上記第２の放射部とに上記放射部分を形成する工程と、上記給電ダイポールから上記無給電ダイポールを一定間隔で配置してギャップを形成する工程と、上記第１の放射部を上記第２の放射部に平行に接続する工程とを備えることを特徴としている。
【００２２】
このような本発明にかかる折り返しダイポールアンテナを作る方法は、広いインピーダンス帯域幅を実現しながらも、大きさ及び製造原価を低減することができる折り返しダイポールアンテナを作ることができる。
【００２３】
具体的には、この本発明にかかる折り返しダイポールアンテナを作る方法において、上記ラジエータ入力部分は、第１のラジエータ入力部及び第２のラジエータ入力部が側面を形成するＶ字形のコンダクタをさらに有することを特徴としている。
【００２４】
また、この本発明にかかる折り返しダイポールアンテナを作る方法は、誘電体によって上記グラウンドプレーンから上記第１のラジエータ入力部を支持する工程をさらに備えることを特徴としている。このとき、上記誘電体は、スペーサであるのが望ましく、また、発泡体であってもよい。
【００２５】
さらに、この本発明にかかる折り返しダイポールアンテナを作る方法において、上記第１のラジエータ入力部は、第２のギャップによって分離された互いに平行とされる第１のコンダクタ部と第２のコンダクタ部とを有することを特徴としている。
【００２６】
さらにまた、この本発明にかかる折り返しダイポールアンテナを作る方法は、上記放射部分を上記グラウンドプレーンから外れた位置に置いて絶縁する工程をさらに備えることを特徴としている。
【００２７】
また、この本発明にかかる折り返しダイポールアンテナを作る方法において、アンテナは、動作周波数を有しており、上記給電部と上記グラウンドプレーンとの間で、上記動作周波数における１／４波長を測定する伝送路を電気的に接続する工程をさらに備えることを特徴としている。
【００２８】
さらに、この本発明にかかる折り返しダイポールアンテナを作る方法は、上記第１の放射部及び上記第２の放射部を、上記グラウンドプレーンの方へ向かって下方に屈曲する工程をさらに備えることを特徴としている。このとき、上記第１の放射部及び上記第２の放射部は、上記グラウンドプレーンに平行となるように屈曲されることを特徴としている。
【００２９】
さらにまた、この本発明にかかる折り返しダイポールアンテナを作る方法は、１枚の金属シートから一体に上記コンダクタを形成する工程をさらに備えることを特徴としている。
【００３０】
また、この本発明にかかる折り返しダイポールアンテナを作る方法は、上記コンダクタと上記グラウンドプレーンとの間に誘電体を挿入する工程をさらに備えることを特徴としている。
【００３１】
さらに、この本発明にかかる折り返しダイポールアンテナを作る方法は、長さがアンテナの動作周波数における１／４波長である終端スタブまで延在される第２のラジエータ入力部をさらに備えることを特徴としている。
【００３２】
さらにまた、この本発明にかかる折り返しダイポールアンテナを作る方法は、第３のギャップによって分離された第１のコンダクタ部及び第２のコンダクタ部として第１のラジエータ入力部を形成する工程をさらに備えることを特徴としている。
【００３３】
また、この本発明にかかる折り返しダイポールアンテナを作る方法は、上記給電ダイポールと平行な上記無給電ダイポールを配置する工程をさらに備えることを特徴としている。
【００３４】
さらに、この本発明にかかる折り返しダイポールアンテナを作る方法において、上記ギャップは、ある長さ及び幅を有し、長さは、幅よりも大きいことを特徴としている。
【００３５】
さらにまた、この本発明にかかる折り返しダイポールアンテナを作る方法は、ＲＦデバイスに電気的に接続するために適応されるＲＦ入力部に上記コンダクタの一部を形成する工程をさらに備えることを特徴としている。
【００３６】
また、この本発明にかかる折り返しダイポールアンテナを作る方法において、上記第１の放射部及び上記第２の放射部は、上記グラウンドプレーンに直角となるように屈曲されることを特徴としている。
【００３７】
さらに、この本発明にかかる折り返しダイポールアンテナを作る方法において、上記コンダクタは、上記グラウンドプレーンを有するプリント回路板に電気的且つ機械的に接続されることを特徴としている。
【００３８】
さらにまた、この本発明にかかる折り返しダイポールアンテナを作る方法において、上記グラウンドプレーンは、空中線上に置かれることを特徴としている。
【００３９】
さらに、上述した目的を達成する本発明にかかる折り返しダイポールアンテナは、電磁信号を送受信する折り返しダイポールアンテナであって、給電部と、放射部分及び上記給電部と一体に形成されるラジエータ入力部分と、給電ダイポール及び無給電ダイポールをそれぞれ有する第１の放射部及び第２の放射部を有する上記放射部分との３つの部分を有するコンダクタを提供する手段と、グラウンドプレーンから約４５°の角度で上記ラジエータ入力部分を延在させる手段と、上記グラウンドプレーンからそれぞれ外れた位置に置かれる上記第１の放射部と上記第２の放射部とに上記放射部分を形成する手段と、上記給電ダイポールから上記無給電ダイポールを一定間隔で配置してギャップを形成する手段と、上記第１の放射部を上記第２の放射部に平行に接続する手段とを備えることを特徴としている。
【００４０】
このような本発明にかかる折り返しダイポールアンテナは、広いインピーダンス帯域幅を実現しながらも、大きさ及び製造原価を低減することができる。
【００４１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。本発明の他の目的及び利点は、以下の詳細な記述を読むとともに、図面を参照することによって明白になる。本発明は、様々な変形例及び選択を可能とするものであるが、ここでは、特定の具体例が図面を介して示され、詳細に記述される。しかしながら、本発明は、開示された特別の形式に制限されたようには意図されないことを理解すべきである。より正確には、本発明は、変形例、等価物、及び追加された請求項によって定義されるような発明の精神及び範囲内にある代案を全て包含するものである。
【００４２】
本発明は、無線通信、放送、軍事及び他の同様の通信システムに有用である。本発明の１つの実施例は、８２４〜８９６ＭＨｚの周波数帯域を用いる北米セルラー（ｔｈｅ Ｎｏｒｔｈ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｃｅｌｌｕｌａｒ）や、８０６〜８６９ＭＨｚの周波数帯域を用いる北米トランキングシステム（ｔｈｅ Ｎｏｒｔｈ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｔｒｕｎｋｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）や、８７０〜９６０ＭＨｚの周波数帯域を用いるいわゆるＧＳＭ（Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ）のように、様々な周波数帯域にわたって動作するものである。また、本発明の他の実施例は、１８５０〜１９９０ＭＨｚの周波数帯域を用いるいわゆるＰＣＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）、１７１０〜１８８０ＭＨｚの周波数帯域を用いるいわゆるＰＣＮ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、及び１８８５〜２１７０ＭＨｚの周波数帯域を用いるいわゆるＵＭＴＳ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｙｓｔｅｍ）のように、いくつかの異なる無線通信帯域にわたって動作するものである。この具体例においては、無線電話ユーザから送信された信号を受信する多くのアンテナを備える基地局タワーに対して、無線電話ユーザが電磁信号を送信する。本発明は、基地局に適用して有用であるが、通信システムにおける全てのタイプにも用いることができる。
【００４３】
図１（Ａ）乃至図１１は、電磁信号を送受信する折り返しダイポールアンテナ１０を示している。図１（Ａ）乃至図１１においては、折り返しダイポールアンテナ１０の各部が、終始同一の参照符号によって識別される。折り返しダイポールアンテナ１０は、導電性のある材料からなる単一シートから形成されたコンダクタ１４を備える。コンダクタ１４は、３つの部分、すなわち、給電部２０、ラジエータ入力部４０及び／又はラジエータ入力部４４を含むラジエータ入力部分、及び放射部２１及び／又は放射部２２を含む放射部分を有する。一具体例としては、図１（Ｂ）に示すように、グラウンドプレーン１２に近接する給電部２０が延在され、空気や発泡体といった誘電体によってそこから間隔をあけて配置される。放射部２１，２２は、コンパクトな大きさを有しながらも広い帯域幅での動作能力を提供するために、グラウンドプレーン１２の表面又は端から一定の角度で配置される。
【００４４】
ラジエータ入力部分は、２つのラジエータ入力部４０，４４を有する。なお、２つの図示されたラジエータ入力部４０，４４は、同一の構造を有することから、ラジエータ入力部４０のみについて詳細に説明するものとする。ラジエータ入力部４０は、ギャップ２９によって分離された２つのコンダクタ部４１，４２からなる。２つのコンダクタ部４１，４２は、理想的には、一定幅のギャップで平行とされる。理想的であっても理想的でなくても、２つのコンダクタ部４１，４２は、同一平面にある並列のコンダクタである。コンダクタ部４１は、給電部２０と放射部２２の一部分とを接続する。また、コンダクタ部４２は、グラウンドプレーン１２と放射部２２の他の部分とを接続する。ラジエータ入力部４０は、給電部２０と放射部２２とのマッチングを図るために調整される固有のインピーダンスを有する。このインピーダンスは、コンダクタ部４１，４２及びギャップ２９の幅を変えることによって調整される。
【００４５】
図１（Ａ）乃至図１１に示す具体例において、折り返しダイポールアンテナ１０は、２つの放射部２１，２２を備える。２つの放射部２１，２２は、互いに他方と平行に接続される。図１（Ａ）乃至図１（Ｃ）に示す具体例において、コンダクタ１４は、ある位置１６でグラウンドプレーン１２に機械的且つ電気的に接続される。放射部２１，２２は、グラウンドプレーン１２上の距離ｄの位置で支持される。具体的な無線周波数帯域（１７１０〜２１７０ＭＨｚ）においては、この距離ｄは、”１．２２””とされる。コンダクタ１４は、図１（Ｂ）に概略的に示すように、給電部２０がグラウンドプレーン１２によって支持され且つグラウンドプレーン１２から離隔されるように、屈曲部１５ａ，１５ｂで屈曲される。その結果、給電部２０は、一般に、グラウンドプレーン１２と平行とされる。給電部２０は、図示しないが、伝送路に対して電気的に接続するために適応されるＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）入力部を有する。伝送路は、一般に、送信機や受信機のようなＲＦデバイスに対して電気的に接続される。一具体例としては、ＲＦ入力部がＲＦデバイスに接続する。
【００４６】
２つの図示された放射部２１，２２は、同一の構造を有することから、放射部２２のみについて詳細に説明するものとする。放射部２２は、給電ダイポール（ａ ｆｅｄ ｄｉｐｏｌｅ）２４及び無給電ダイポール（ａ ｐａｓｓｉｖｅ ｄｉｐｏｌｅ）２６を有する。給電ダイポール２４は、第１の１／４波長モノポール（ａ ｆｉｒｓｔ ｑｕａｒｔｅｒ−ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ ｍｏｎｏｐｏｌｅ）２８及び第２の１／４波長モノポール（ａ ｓｅｃｏｎｄ ｑｕａｒｔｅｒ−ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ ｍｏｎｏｐｏｌｅ）３０を有する。一具体例としては、第１の１／４波長モノポール２８がコンダクタ部４１の一端に接続される。また、コンダクタ部４１の他端は、給電部２０に接続される。さらに、第２の１／４波長モノポール３０は、コンダクタ部４２の一端に接続される。また、コンダクタ部４２の他端は、位置１６でグラウンドプレーン１２に接続される。
【００４７】
ここで、コンダクタ部４２は、ナット及びボルト、ネジ、リベットといった任意の適切な固定デバイスや、ハンダ接合、溶接、鑞接、及び圧成形を含む任意の適切な固定方法により、グラウンドプレーン１２に接続することができる。適切な接続は、コンダクタ１４とグラウンドプレーン１２との間の電気的及び機械的接続の両方を実現する。したがって、折り返しダイポールアンテナ１０は、落雷のような過渡現象によって引き起こされた過電圧及び過電流の状況から保護される。良好な電気的及び機械的な接続を形成する１つの方法としては、ドイツのワインガーデンにある”Ｔｏｘ Ｐｒｅｓｓｏｔｅｃｈｎｉｋ有限会社”から利用可能な圧成形プロセス（以下、”圧成形プロセス”という。）がある。圧成形プロセスは、１つの金属表面を他の金属表面へと変形して圧縮し、いわゆるＴｏｘボタンを形成する。圧成形プロセスは、２つの金属表面をともにロックする圧力を用いる。このプロセスは、２つの金属表面をともに動かないようにするための個別の機械的な固定具の必要を除去する。したがって、圧成形プロセスによって放射部２１，２２がグラウンドプレーン１２に取り付けられる具体例においては、位置１６で生じるＴｏｘボタンが、放射部２１，２２に対して構造上の支持を与えるとともに、グラウンドプレーン１２に対して電気的な接続を与える。圧成形プロセスによってグラウンドプレーン１２にコンダクタ１４を取り付けることは、折り返しダイポールアンテナ１０の相互変調ひずみ（ｉｎｔｅｒ−ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ；以下、ＩＭＤという。）を最小にする。また、溶接のような他のタイプの電気的接続も、折り返しダイポールアンテナ１０のＩＭＤを最小にする。
【００４８】
ギャップ３２は、当該ギャップ３２の一方の側にある第１の半波長ダイポール（無給電ダイポール２６）、及び当該ギャップ３２の他方の側にある第２の半波長ダイポール（給電ダイポール２４）を形成する。中央に位置したギャップ２９は、給電ダイポール２４を、第１の１／４波長モノポール２８と第２の１／４波長モノポール３０とに分離する。ギャップ３２の対向する終端３４，３６でのコンダクタ１４の部分は、給電ダイポール２４を無給電ダイポール２６に電気的に接続する。ギャップ２９は、コンダクタ部４１，４２に、エッジ結合ストリップライン伝送路を形成させる。この伝送路は、平衡が保たれることから、効率的に給電部２０から放射部２２へと電磁力を伝達する。図１（Ａ）に示す具体例において、グラウンドプレーン１２及び給電部２０は、一般に、放射部２１，２２と約４５°の角度とされる。
【００４９】
図１（Ｃ）を参照すると、図１（Ａ）に示されるような折り返しダイポールアンテナ１０へと屈曲される前におけるコンダクタ１４を上方からみた図が示される。孔４２は、伝送路又はＲＦデバイスのコンダクタに対して、折り返しダイポールアンテナ１０を接続する目的で提供される。１つ以上の孔４４は、給電部２０とグラウンドプレーン１２との間の１つ以上の誘電体支持物の取り付けを容易にするために提供される。誘電体支持物は、スペーサ、誘電体のワッシャを備えたナット及びボルト、誘電体のワッシャを備えたネジ等を含む。
【００５０】
図２に示される他の具体例においては、コンダクタ１４が屈曲されて放射部２１’，２２’を形成する。この具体例においては、各放射部２１’，２２’の無給電ダイポール２６がグラウンドプレーン１２に対して一般に平行となるように、コンダクタ１４が屈曲される。
【００５１】
図３に示されるさらに他の具体例においては、コンダクタ１４が屈曲されて放射部２１’’，２２’’を形成する。この具体例においては、各放射部２１’’，２２’’の無給電ダイポールがグラウンドプレーン１２に対して一般に垂直となるように、コンダクタ１４が屈曲される。
【００５２】
図示された具体例においては、コンダクタ１４がどのように屈曲されているかにかかわらず、無給電ダイポール２６が、平行に配置されるとともに、給電ダイポール２４から一定間隔で配置され、ギャップ３２を形成する。無給電ダイポールは、ギャップ３２の対向する終端３４，３６において、給電ダイポール２４に対してショートされる。ギャップ３２は、長さＬ及び幅Ｗを有し、長さＬは、幅Ｗよりも大きい。ＵＭＴＳの周波数帯域で用いられる折り返しダイポールアンテナ１０についての一具体例において、給電ダイポール２４の長さが、２．６４’’であり、給電ダイポール２４の幅が０．６０’’であるとき、ギャップ長Ｌは２．２４’’であり、ギャップ幅Ｗは０．２０’’である。
【００５３】
図４（Ａ）に示される他の具体例においては、放射部４２１，４２２は、グラウンドプレーン４１２上で支持され、一般に、約４５°の角度とされる。コンダクタ４１４は、給電部２０がグラウンドプレーン４１２によって支持され且つグラウンドプレーン４１２から離隔されるように、屈曲部４１５ａ，４１５ｂで屈曲される。放射部４２１，４２２の終端４３４，４３６は、グラウンドプレーン４１２の方へ向かって下方に屈曲される。この配置は、結果として生じる折り返しダイポールアンテナの大きさを最小にする。さらに、屈曲された放射部４２１，４２２は、結果として生じる折り返しダイポールアンテナの遠視野パターンのＥ−プレーン半値電力ビーム幅（ＨＰＢＷ）を増加させる。この具体例は、特に、遠視野において、ほとんど同一のＥ−プレーン及びＨ−プレーン共偏波パターン（Ｅ−ｐｌａｎｅ ａｎｄ Ｈ−ｐｌａｎｅ ｃｏ−ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ ｐａｔｔｅｒｎｓ）を生むことが魅力的である。さらに、１つ以上のそのような放射部は、傾斜４５°の放射のために用いられてもよい。ここで、放射部は、垂直に配置された列の中で配列され、それぞれ、垂直に配置された列の中心軸に対して４５°の角度においてその共偏波を有するために回転されている。下方へ屈曲されている放射部の具体例において、パターンが垂直及び水平偏波のために水平面においてカットされるとき、パターンは、広範囲の観察角度について非常に類似している。
【００５４】
図４（Ｂ）は、図４（Ａ）の折り返しダイポールアンテナへと屈曲される前におけるコンダクタ４１４を上方からみた図である。図４（Ａ）及び図４（Ｂ）の具体例においては、無給電ダイポール４２６は、給電ダイポール４２４から一定間隔で配置され、ギャップ４３２を形成する。無給電ダイポール４２６は、終端４３４，４３６において、給電ダイポール４２４に対してショートされる。ギャップ４３２は、当該ギャップ４３２の一方の側にある第１の半波長ダイポール（無給電ダイポール４２６）、及び当該ギャップ４３２の他方の側にある第２の半波長ダイポール（給電ダイポール４２４）を形成する。給電ダイポール４２４は、第１の１／４波長モノポール４２８及び第２の１／４波長モノポール４３０を形成する中央に位置されたギャップ４２９を含む。８２４〜８９６ＭＨｚのセルラー帯域及び８７０〜９６０ＭＨｚのＧＳＭ帯域においてアンテナが用いられる一具体例においては、給電ダイポール４２４の長さＬは、約６．５２’’であり、給電ダイポール４２４の幅Ｗは、約０．４８’’である。この具体例においては、給電ダイポール４２４の最も内側の部分は、グラウンドプレーン４１２の上面から距離ｄであり、この距離ｄは、約２．８９’’である。
【００５５】
つぎの具体例は、図１（Ａ）乃至図４（Ｂ）において上述した折り返しダイポールアンテナ１０の終端に言及する。終端の以下の具体例は、それぞれ、ここに記述される折り返しダイポールアンテナ１０の具体例のうちのどのために用いられてもよい。図５には、折り返しダイポールアンテナ１０の空中線（ａｉｒｌｉｎｅ）の具体例が描かれている。技術として知られているように、主要な誘電体が空気である場合には、「空中線」は、伝送路システムに言及する。そのような具体例においては、コンダクタ部４２は、接続ポイント１６でグラウンドプレーン１２に接続される。折り返しダイポールアンテナ１０は、給電部２０及びグラウンドプレーン１２の両方に接合される誘電体支持物６６によってグラウンドプレーン１２上に支持される。いかなる適切な固定デバイスも、グラウンドプレーン１２にコンダクタ部４２を接続する。適切な接続デバイスは、コンダクタ１４とグラウンドプレーン１２との間の電気的及び機械的接続の両方を実現する。
【００５６】
図６（Ａ）には、１／４波長スタブ５０を備えた空中線の具体例が描かれている。そのような具体例においては、コンダクタ部４２は、グラウンドプレーン１２に電気的に接続されない開放端の伝送路スタブ５０において終端する。より正確に言えば、スタブ５０は、例えば、当該スタブ５０及びグラウンドプレーン１２の両方に接合される誘電体スペーサ５４によってグラウンドプレーン１２上に支持される。さらに、誘電体スペーサ５２は、グラウンドプレーン１２上で給電部２０を支持する。図６（Ｂ）には、誘電体スペーサ５２，５４を含む折り返しダイポールアンテナ１０の部分の側面図が概略的に図示されている。
【００５７】
択一的に、図７に示されるように、スタブ５０は、位置１６において当該スタブ５０及びグラウンドプレーン１２を通過して延在する誘電体の留め具によってグラウンドプレーン１２に取り付けられるかもしれない。スタブ５０の長さは、折り返しダイポールアンテナ１０の動作周波数における１／４波長である。スタブ５０の終端が開回路を形成していることから、折り返しダイポールアンテナ１０がその動作周波数で励起されたとき、コンダクタ部４２の終端においてグラウンドと電気的にショートされるようにみえる。これは、恰もコンダクタ部４２がグラウンドプレーン１２に電気的に接続されるかのように、折り返しダイポールアンテナ１０を同じ方法で動作させる。この配置で、放射する要素構造においてグラウンドに電気的に接続することはない。さらに、複数のアンテナのアレイについてアースするＤＣは、１／４波長のショート伝送路（図示されていない）の一端を給電部２０に電気的に接続することによって提供されるかもしれない。
【００５８】
この開放端のスタブの具体例によって提供される利点は、折り返しダイポールアンテナ１０とアースされた平面との間の電気的な接続数が、２つの放射部あたり１つの接続から、折り返しダイポールアンテナの１つの配列あたり１つの接続に、低減するということである。この具体例は、本質的に、製造時間を短縮し、アセンブルのために必要なパーツ数を低減し、結果として生じる折り返しダイポールアンテナのアレイのコストを低減する。折り返しダイポールアンテナのアレイが多数の放射部を含むという、これらの利点は、かなりのものである。上述した開放端のスタブは、図１（Ａ）乃至図１１に図示した具体例のうちのいずれに用いられてもよい。
【００５９】
上述した具体例は、折り返しダイポールアンテナ１０の具体例の空中線実装に言及する。ＰＣＢが一般に空中線実装よりもよりよい信頼性及びジョイント強度を提供するところで、折り返しダイポールアンテナ１０の具体例はまた、ＰＣＢ実装を含むかもしれない。図８は、図１（Ａ）に類似する具体例を示しており、ＰＣＢに電気的且つ機械的に接合されている折り返しダイポールアンテナ１０を示している。そのような具体例においては、コンダクタ部４２は、メッキされた貫通孔７２によってグラウンドプレーン１２に接続される。技術として知られているように、メッキされた貫通孔は、銅で一般にメッキされ、且つ、ＰＣＢの底側に上側パッドを接続するためにハンダで覆われたトンネルである。
【００６０】
図９は、タブ６２がコンダクタ部４２をグラウンドプレーン１２に接続するＰＣＢ具体例のさらに他の具体例を示している。タブ６２は、単一の金属コンダクタ１４と一体であり、グラウンドプレーン１２に電気的且つ機械的な接続を供給するために屈曲している。折り返しダイポールアンテナ１０の一片の構成は、本質的に、製造時間を短縮し、アセンブルのために必要なパーツ数を低減する。したがって、結果として生じる折り返しダイポールアンテナ１０のコストは、図９の具体例の利用によって低減するかもしれない。
【００６１】
図１０は、導電性コンポーネント６４がコンダクタ部４２をグラウンドプレーン１２に接続するＰＣＢ具体例のさらに他の具体例を示している。導電性コンポーネント６４は、コンダクタ１４とは異なり個別とされているが、グラウンドプレーン１２に電気的且つ機械的な接続を供給する。導電性コンポーネント６４は、金属コンダクタ、個別のワイヤ、又は他の同様の導電性部分かもしれない。
【００６２】
図１１は、図４に類似するさらに他の具体例を示しており、ＰＣＢに電気的且つ機械的に接合されている折り返しダイポールアンテナ１０を示している。コンダクタ部４２は、グラウンドプレーン１２に電気的且つ機械的に接続されない伝送路スタブ５０において終端する。図６のように、図１１におけるスタブ５０の長さは、折り返しダイポールアンテナ１０の動作周波数における１／４波長である。
【００６３】
図示した具体例は、２つの放射部２１，２２で形成されたコンダクタ１４を示しているが、折り返しダイポールアンテナ１０は、１つほどの放射部、又は多数の放射部で動作するであろう。
【００６４】
本発明の折り返しダイポールアンテナ１０は、コンダクタ１４から一体に形成される１つ以上の放射部を提供する。各放射部は、コンダクタ１４と一体な部分である。したがって、個別の放射要素（すなわち、コンダクタ１４と一体部分でない放射要素）、又はコンダクタ１４及び／又はグラウンドプレーン１２に個別の放射要素を接続する留め具の必要はない。折り返しダイポールアンテナ１０の全コンダクタ１４は、例えば、アルミニウム、銅、真鍮、又は合金で構成された金属シートのような単一の一片の導電性材料から製造することができる。これは、折り返しダイポールアンテナ１０の信頼性を改善し、折り返しダイポールアンテナ１０を製造するコストを低減し、折り返しダイポールアンテナ１０を製造することができる割合を増加させる。屈曲できるコンダクタの具体例の一片の構成は、誘電体の基板マイクロストリップを用いる従来アンテナよりも優れている。なぜなら、そのようなマイクロストリップは、例えば図１（Ａ）乃至図１１において示された放射部を作製するために屈曲することができないからである。
【００６５】
図１（Ａ）の折り返しダイポールアンテナ１０における放射部２１，２２のような各放射部は、図１（Ａ）の折り返しダイポールアンテナ１０におけるコンダクタ部４１，４２のような平衡が保たれたエッジ結合ストリップライン伝送路を形成する一対のコンダクタ部によって給電さる。この伝送路は、平衡が保たれることから、バラン（ｂａｌｕｎ）を提供することは必要ではない。その結果、非常に広いインピーダンス帯域幅（例えば２４％）を備えた折り返しダイポールアンテナ１０となる。インピーダンス帯域幅は、アンテナが提供することができる最も低い周波数から最も高い周波数を減算し、アンテナの中心周波数によって除算することによって算出される。一具体例において、折り返しダイポールアンテナ１０は、ＰＣＳ、ＰＣＮ、及びＵＭＴＳの周波数帯域で動作する。したがって、折り返しダイポールアンテナ１０のこの具体例のインピーダンス帯域幅は、以下のとおりである。
（２１７０ＭＨｚ−１７１０ＭＨｚ）／１９４０ＭＨｚ＝２４％
折り返しダイポールアンテナ１０は、広いインピーダンス帯域幅を有することに加え、インピーダンス帯域幅にわたって安定した遠視野パターンを提示する。具体的な無線周波数帯域（１７１０ＭＨｚ〜２１７０ＭＨｚ）においては、折り返しダイポールアンテナ１０は、方位角が９０°の半値電力ビーム幅（ＨＰＢＷ）アンテナである。すなわち、アンテナは、９０°の３ｄＢのビーム幅を達成する。このＨＰＢＷを備えた折り返しダイポールアンテナ１０を生産することは、側壁を備えたグラウンドプレーンを必要とする。側壁の高さは、０．５’’であり、側壁間の幅は、６．１’’である。この具体例におけるグラウンドプレーンは、０．０６’’の厚さがあるアルミニウムである。他の具体的な無線周波数帯域（１７１０ＭＨｚ〜２１７０ＭＨｚ）においては、折り返しダイポールアンテナ１０は、方位角が６５°のＨＰＢＷアンテナである。すなわち、アンテナは、６５°の３ｄＢのビーム幅を達成する。このＨＰＢＷを備えたアンテナを生産することは、さらに、側壁を備えたグラウンドプレーンを必要とする。側壁の高さは、１．４’’であり、側壁間の幅は、６．１’’である。さらに、この具体例におけるグラウンドプレーンは、０．０６’’の厚さがあるアルミニウムである。
【００６６】
折り返しダイポールアンテナ１０は、コストを低減し、且つ、セルラー、ＧＳＭ、ＰＣＳ、ＰＣＮ、及びＵＭＴＳの周波数帯域をカバーする既存のアンテナのインピーダンス帯域幅を増加させるために、既存の単一偏波アンテナへと統合することができる。
【００６７】
なお、上述した実施の形態では、本発明が１つ以上の望ましい具体例について記述されていたが、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、技術に熟練している人々は、多くの変更が、クレームで述べられる本発明の精神及び範囲から外れずに行なわれるかもしれないことを認識するであろう。
【００６８】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明にかかる折り返しダイポールアンテナは、広いインピーダンス帯域幅を実現しながらも、大きさ及び製造原価を低減することができ、既存の単一偏波のアンテナ設計に組み入れることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は、本発明の実施の形態として示す折り返しダイポールアンテナの具体的な構成例を示す図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示す折り返しダイポールアンテナの側面図であり、（Ｃ）は、（Ａ）に示す折り返しダイポールアンテナへと屈曲される前におけるコンダクタを上方からみた図である。
【図２】本発明の実施の形態として示す折り返しダイポールアンテナの他の具体的な構成例を示す側面図である。
【図３】本発明の実施の形態として示す折り返しダイポールアンテナのさらに他の具体的な構成例を示す側面図である。
【図４】（Ａ）は、本発明の実施の形態として示す折り返しダイポールアンテナの他の具体的な構成例を示す図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示す折り返しダイポールアンテナへと屈曲される前におけるコンダクタを上方からみた図である。
【図５】本発明の実施の形態として示す折り返しダイポールアンテナの他の具体的な構成例を示す側面図であって、伝送媒体が空中線である場合の折り返しダイポールアンテナの具体的な構成例を示す側面図である。
【図６】（Ａ）は、本発明の実施の形態として示す折り返しダイポールアンテナの他の具体的な構成例を示す図であって、１／４波長スタブによって終端されたダイポールアンテナの他の具体的な構成例を示す図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示す折り返しダイポールアンテナにおけるコンダクタの側面図である。
【図７】本発明の実施の形態として示す折り返しダイポールアンテナの他の具体的な構成例を示す側面図である。
【図８】本発明の実施の形態として示す折り返しダイポールアンテナの他の具体的な構成例を示す側面図である。
【図９】本発明の実施の形態として示す折り返しダイポールアンテナの他の具体的な構成例を示す側面図である。
【図１０】本発明の実施の形態として示す折り返しダイポールアンテナの他の具体的な構成例を示す側面図である。
【図１１】本発明の実施の形態として示す折り返しダイポールアンテナの他の具体的な構成例を示す側面図である。
【符号の説明】
１０ 折り返しダイポールアンテナ
１２，４１２ グラウンドプレーン
１４，４１４ コンダクタ
１５ａ，１５ｂ，４１５ａ，４１５ｂ 屈曲部
１６ 位置
２０ 給電部
２１，２１’，２１’’，２２，２２’，２２’’，４２１，４２２ 放射部
２４，４２４ 給電ダイポール
２６，４２６ 無給電ダイポール
２８，４２８ 第１の１／４波長モノポール
２９，３２，４２９，４３２ ギャップ
３０，４３０ 第２の１／４波長モノポール
３４，３６，４３４，４３６ 終端
４０，４４ ラジエータ入力部
４１，４２ コンダクタ部
５０ スタブ
５２，５４ 誘電体スペーサ
６２ タブ
６４ 導電性コンポーネント
６６ 誘電体支持物
７２ 貫通孔
【請求項１】電磁信号を送受信する折り返しダイポールアンテナであって、
給電部とラジエータ入力部分と放射部分とを有し、グラウンドプレーンに近接して約４５°の角度でＶの長さが延在されるＶ字形のコンダクタと、
上記放射部分と一体に形成される第１のラジエータ入力部と第２のラジエータ入力部とを有するラジエータ入力部分と、
上記ラジエータ入力部分に接続された給電ダイポールと上記給電ダイポールから一定間隔で配置されてギャップを形成する無給電ダイポールとをそれぞれ有して平行に接続された第１の放射部と第２の放射部とを有する放射部分とを備え、
上記コンダクタ、上記ラジエータ入力部分、及び上記放射部分は、１枚の材料から形成されていること
を特徴とする折り返しダイポールアンテナ。
【請求項２】上記グラウンドプレーンは、上記コンダクタに電気的且つ機械的に取り付けられたプリント回路板上に置かれていること
を特徴とする請求項１記載の折り返しダイポールアンテナ。
【請求項３】上記グラウンドプレーンは、空中線上に置かれていること
を特徴とする請求項１記載の折り返しダイポールアンテナ。
【請求項４】上記ラジエータ入力部分は、上記コンダクタと一体に形成されたタブによってグラウンドプレーンに電気的且つ機械的に接続されていること
を特徴とする請求項１記載の折り返しダイポールアンテナ。
【請求項５】上記給電部は、さらに、給電形成ネットワークを有すること
を特徴とする請求項１記載の折り返しダイポールアンテナ。
【請求項６】上記給電部は、給電形成ネットワークを有するプリント回路板に電気的に接続されていること
を特徴とする請求項１記載の折り返しダイポールアンテナ。
【請求項７】上記コンダクタは、グラウンドプレーンに電気的に接続されるスタブで終端すること
を特徴とする請求項１記載の折り返しダイポールアンテナ。
【請求項８】アンテナは、動作周波数を有しており、
上記スタブの長さは、上記動作周波数における１／４波長であること
を特徴とする請求項７記載の折り返しダイポールアンテナ。
【請求項９】終端スタブは、グラウンドプレーンから外れた位置に置かれ、絶縁されていること
を特徴とする請求項７記載の折り返しダイポールアンテナ。
【請求項１０】上記ラジエータ入力部分は、グラウンドプレーンに近接して支持され、誘電体によってグラウンドプレーンから絶縁されていること
を特徴とする請求項１記載の折り返しダイポールアンテナ。
【請求項１１】上記誘電体は、スペーサであること
を特徴とする請求項１０記載の折り返しダイポールアンテナ。
【請求項１２】上記誘電体は、発泡体であること
を特徴とする請求項１０記載の折り返しダイポールアンテナ。
【請求項１３】上記給電部と上記グラウンドプレーンとの間に電気的に接続される１／４波長伝送路をさらに備えること
を特徴とする請求項１記載の折り返しダイポールアンテナ。
【請求項１４】上記第１の放射部及び上記第２の放射部は、上記グラウンドプレーンの方へ向かって下方に屈曲されていること
を特徴とする請求項１記載の折り返しダイポールアンテナ。
【請求項１５】上記第１の放射部及び上記第２の放射部は、上記グラウンドプレーンに平行となるように屈曲されていること
を特徴とする請求項１４記載の折り返しダイポールアンテナ。
【請求項１６】上記無給電ダイポールは、上記給電ダイポールと平行に配置されていること
を特徴とする請求項１記載の折り返しダイポールアンテナ。
【請求項１７】上記ギャップは、ある長さ及び幅を有し、長さは、幅よりも大きいこと
を特徴とする請求項１記載の折り返しダイポールアンテナ。
【請求項１８】上記コンダクタは、ＲＦデバイスに電気的に接続するために適応されるＲＦ入力部を有すること
を特徴とする請求項１記載の折り返しダイポールアンテナ。
【請求項１９】上記材料は、金属であること
を特徴とする請求項１記載の折り返しダイポールアンテナ。
【請求項２０】電磁信号を送受信する折り返しダイポールアンテナを作る方法であって、
給電部と、放射部分及び上記給電部と一体に形成されるラジエータ入力部分と、給電ダイポール及び無給電ダイポールをそれぞれ有する第１の放射部及び第２の放射部を有する上記放射部分との３つの部分を有するコンダクタを提供する工程と、
グラウンドプレーンから約４５°の角度で上記ラジエータ入力部分を延在させる工程と、
上記グラウンドプレーンからそれぞれ外れた位置に置かれる上記第１の放射部と上記第２の放射部とに上記放射部分を形成する工程と、
上記給電ダイポールから上記無給電ダイポールを一定間隔で配置してギャップを形成する工程と、
上記第１の放射部を上記第２の放射部に平行に接続する工程とを備えること
を特徴とする折り返しダイポールアンテナを作る方法。
【請求項２１】上記ラジエータ入力部分は、第１のラジエータ入力部及び第２のラジエータ入力部が側面を形成するＶ字形のコンダクタをさらに有すること
を特徴とする請求項２０記載の折り返しダイポールアンテナを作る方法。
【請求項２２】誘電体によって上記グラウンドプレーンから上記第１のラジエータ入力部を支持する工程をさらに備えること
を特徴とする請求項２１記載の折り返しダイポールアンテナを作る方法。
【請求項２３】上記誘電体は、スペーサであること
を特徴とする請求項２２記載の折り返しダイポールアンテナを作る方法。
【請求項２４】他の誘電体は、発泡体であること
を特徴とする請求項２２記載の折り返しダイポールアンテナを作る方法。
【請求項２５】上記第１のラジエータ入力部は、第２のギャップによって分離された互いに平行とされる第１のコンダクタ部と第２のコンダクタ部とを有すること
を特徴とする請求項２１記載の折り返しダイポールアンテナを作る方法。
【請求項２６】上記放射部分を上記グラウンドプレーンから外れた位置に置いて絶縁する工程をさらに備えること
を特徴とする請求項２０記載の折り返しダイポールアンテナを作る方法。
【請求項２７】アンテナは、動作周波数を有しており、
上記給電部と上記グラウンドプレーンとの間で、上記動作周波数における１／４波長を測定する伝送路を電気的に接続する工程をさらに備えること
を特徴とする請求項２０記載の折り返しダイポールアンテナを作る方法。
【請求項２８】上記第１の放射部及び上記第２の放射部を、上記グラウンドプレーンの方へ向かって下方に屈曲する工程をさらに備えること
を特徴とする請求項２０記載の折り返しダイポールアンテナを作る方法。
【請求項２９】上記第１の放射部及び上記第２の放射部は、上記グラウンドプレーンに平行となるように屈曲されること
を特徴とする請求項２８記載の折り返しダイポールアンテナを作る方法。
【請求項３０】１枚の金属シートから一体に上記コンダクタを形成する工程をさらに備えること
を特徴とする請求項２０記載の折り返しダイポールアンテナを作る方法。
【請求項３１】上記コンダクタと上記グラウンドプレーンとの間に誘電体を挿入する工程をさらに備えること
を特徴とする請求項２０記載の折り返しダイポールアンテナを作る方法。
【請求項３２】長さがアンテナの動作周波数における１／４波長である終端スタブまで延在される第２のラジエータ入力部をさらに備えること
を特徴とする請求項２０記載の折り返しダイポールアンテナを作る方法。
【請求項３３】第３のギャップによって分離された第１のコンダクタ部及び第２のコンダクタ部として第１のラジエータ入力部を形成する工程をさらに備えること
を特徴とする請求項２０記載の折り返しダイポールアンテナを作る方法。
【請求項３４】上記給電ダイポールと平行な上記無給電ダイポールを配置する工程をさらに備えること
を特徴とする請求項２０記載の折り返しダイポールアンテナを作る方法。
【請求項３５】上記ギャップは、ある長さ及び幅を有し、長さは、幅よりも大きいこと
を特徴とする請求項２０記載の折り返しダイポールアンテナを作る方法。
【請求項３６】ＲＦデバイスに電気的に接続するために適応されるＲＦ入力部に上記コンダクタの一部を形成する工程をさらに備えること
を特徴とする請求項２０記載の折り返しダイポールアンテナを作る方法。
【請求項３７】上記第１の放射部及び上記第２の放射部は、上記グラウンドプレーンに直角となるように屈曲されること
を特徴とする請求項２０記載の折り返しダイポールアンテナを作る方法。
【請求項３８】上記コンダクタは、上記グラウンドプレーンを有するプリント回路板に電気的且つ機械的に接続されること
を特徴とする請求項２０記載の折り返しダイポールアンテナを作る方法。
【請求項３９】上記グラウンドプレーンは、空中線上に置かれること
を特徴とする請求項２０記載の折り返しダイポールアンテナを作る方法。
【請求項４０】電磁信号を送受信する折り返しダイポールアンテナであって、
給電部と、放射部分及び上記給電部と一体に形成されるラジエータ入力部分と、給電ダイポール及び無給電ダイポールをそれぞれ有する第１の放射部及び第２の放射部を有する上記放射部分との３つの部分を有するコンダクタを提供する手段と、
グラウンドプレーンから約４５°の角度で上記ラジエータ入力部分を延在させる手段と、
上記グラウンドプレーンからそれぞれ外れた位置に置かれる上記第１の放射部と上記第２の放射部とに上記放射部分を形成する手段と、
上記給電ダイポールから上記無給電ダイポールを一定間隔で配置してギャップを形成する手段と、
上記第１の放射部を上記第２の放射部に平行に接続する手段とを備えること
を特徴とする折り返しダイポールアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般にアンテナに関し、特に、無線通信システムにて用いられる折り返しダイポールアンテナに関する。
【０００２】
【従来の技術】
無線通信システムにて用いられる基地局アンテナは、電磁信号の送信及び受信を行う能力を備えている。受信信号は、基地局にて受信機によって処理され、通信ネットワークに供給される。このとき、送信信号は、受信信号とは異なる周波数で送信される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、基地局アンテナの数が増加するのにともない、アンテナメーカは、各アンテナの大きさを最小限にするとともに、製造原価を低減することを試みている。また、地域社会における基地局アンテナタワーの視覚的なインパクトは、社会の関心を集めている。したがって、これらのタワーの大きさを縮小し、これにより、地域社会におけるタワーの視覚的なインパクトを低減させることは望ましい。基地局アンテナとしてより小さなものを用いることは、タワーの大きさを縮小することにつながる。
【０００４】
さらに、アンテナにおいては、その帯域幅にわたって安定した遠視野パターンを発揮する広いインピーダンス帯域幅を備える必要がある。さらにまた、いわゆるセルラー、ＧＳＭ（Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ）、ＰＣＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）、ＰＣＮ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、及びＵＭＴＳ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｙｓｔｅｍ）の周波数帯域で動作することができるように、既存の単一偏波のアンテナの帯域幅を増加させる必要がある。
【０００５】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、２つの一体な放射部を形成するコンダクタを含む斬新な折り返しダイポールアンテナを提供することを目的とし、これにより、従来のアンテナに関する問題に取り組むものである。このアンテナ設計は、広いインピーダンス帯域幅を実現し、安価に製造することができ、既存の単一偏波のアンテナ設計に組み入れることができるものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成する本発明にかかる折り返しダイポールアンテナは、電磁信号を送受信する折り返しダイポールアンテナであって、給電部とラジエータ入力部分と放射部分とを有し、グラウンドプレーンに近接して約４５°の角度でＶの長さが延在されるＶ字形のコンダクタと、上記放射部分と一体に形成される第１のラジエータ入力部と第２のラジエータ入力部とを有するラジエータ入力部分と、上記ラジエータ入力部分に接続された給電ダイポールと上記給電ダイポールから一定間隔で配置されてギャップを形成する無給電ダイポールとをそれぞれ有して平行に接続された第１の放射部と第２の放射部とを有する放射部分とを備え、上記コンダクタ、上記ラジエータ入力部分、及び上記放射部分は、１枚の材料から形成されていることを特徴としている。
【０００７】
このような本発明にかかる折り返しダイポールアンテナは、広いインピーダンス帯域幅を実現しながらも、大きさ及び製造原価を低減することができる。
【０００８】
具体的には、この本発明にかかる折り返しダイポールアンテナにおいて、上記グラウンドプレーンは、上記コンダクタに電気的且つ機械的に取り付けられたプリント回路板上に置かれていることを特徴としている。
【０００９】
また、この本発明にかかる折り返しダイポールアンテナにおいて、上記グラウンドプレーンは、空中線上に置かれていることを特徴としている。
【００１０】
さらに、この本発明にかかる折り返しダイポールアンテナにおいて、上記ラジエータ入力部分は、上記コンダクタと一体に形成されたタブによってグラウンドプレーンに電気的且つ機械的に接続されていることを特徴としている。
【００１１】
さらにまた、この本発明にかかる折り返しダイポールアンテナにおいて、上記給電部は、さらに、給電形成ネットワークを有することを特徴としている。
【００１２】
また、この本発明にかかる折り返しダイポールアンテナにおいて、上記給電部は、給電形成ネットワークを有するプリント回路板に電気的に接続されていることを特徴としている。
【００１３】
さらに、この本発明にかかる折り返しダイポールアンテナにおいて、上記コンダクタは、グラウンドプレーンに電気的に接続されるスタブで終端することを特徴としている。このとき、アンテナは、動作周波数を有しており、上記スタブの長さは、上記動作周波数における１／４波長であることを特徴としている。また、終端スタブは、グラウンドプレーンから外れた位置に置かれ、絶縁されていることを特徴としている。
【００１４】
さらにまた、この本発明にかかる折り返しダイポールアンテナにおいて、上記ラジエータ入力部分は、グラウンドプレーンに近接して支持され、誘電体によってグラウンドプレーンから絶縁されていることを特徴としている。このとき、上記誘電体は、スペーサであるのが望ましく、また、発泡体であってもよい。
【００１５】
また、この本発明にかかる折り返しダイポールアンテナにおいて、上記給電部と上記グラウンドプレーンとの間に電気的に接続される１／４波長伝送路をさらに備えることを特徴としている。
【００１６】
さらに、この本発明にかかる折り返しダイポールアンテナにおいて、上記第１の放射部及び上記第２の放射部は、上記グラウンドプレーンの方へ向かって下方に屈曲されていることを特徴としている。このとき、上記第１の放射部及び上記第２の放射部は、上記グラウンドプレーンに平行となるように屈曲されていることを特徴としている。
【００１７】
さらにまた、この本発明にかかる折り返しダイポールアンテナにおいて、上記無給電ダイポールは、上記給電ダイポールと平行に配置されていることを特徴としている。
【００１８】
また、この本発明にかかる折り返しダイポールアンテナにおいて、上記ギャップは、ある長さ及び幅を有し、長さは、幅よりも大きいことを特徴としている。
【００１９】
さらに、この本発明にかかる折り返しダイポールアンテナにおいて、上記コンダクタは、ＲＦデバイスに電気的に接続するために適応されるＲＦ入力部を有することを特徴としている。
【００２０】
さらにまた、この本発明にかかる折り返しダイポールアンテナにおいて、上記材料は、金属であることを特徴としている。
【００２１】
また、上述した目的を達成する本発明にかかる折り返しダイポールアンテナを作る方法は、電磁信号を送受信する折り返しダイポールアンテナを作る方法であって、給電部と、放射部分及び上記給電部と一体に形成されるラジエータ入力部分と、給電ダイポール及び無給電ダイポールをそれぞれ有する第１の放射部及び第２の放射部を有する上記放射部分との３つの部分を有するコンダクタを提供する工程と、グラウンドプレーンから約４５°の角度で上記ラジエータ入力部分を延在させる工程と、上記グラウンドプレーンからそれぞれ外れた位置に置かれる上記第１の放射部と上記第２の放射部とに上記放射部分を形成する工程と、上記給電ダイポールから上記無給電ダイポールを一定間隔で配置してギャップを形成する工程と、上記第１の放射部を上記第２の放射部に平行に接続する工程とを備えることを特徴としている。
【００２２】
このような本発明にかかる折り返しダイポールアンテナを作る方法は、広いインピーダンス帯域幅を実現しながらも、大きさ及び製造原価を低減することができる折り返しダイポールアンテナを作ることができる。
【００２３】
具体的には、この本発明にかかる折り返しダイポールアンテナを作る方法において、上記ラジエータ入力部分は、第１のラジエータ入力部及び第２のラジエータ入力部が側面を形成するＶ字形のコンダクタをさらに有することを特徴としている。
【００２４】
また、この本発明にかかる折り返しダイポールアンテナを作る方法は、誘電体によって上記グラウンドプレーンから上記第１のラジエータ入力部を支持する工程をさらに備えることを特徴としている。このとき、上記誘電体は、スペーサであるのが望ましく、また、発泡体であってもよい。
【００２５】
さらに、この本発明にかかる折り返しダイポールアンテナを作る方法において、上記第１のラジエータ入力部は、第２のギャップによって分離された互いに平行とされる第１のコンダクタ部と第２のコンダクタ部とを有することを特徴としている。
【００２６】
さらにまた、この本発明にかかる折り返しダイポールアンテナを作る方法は、上記放射部分を上記グラウンドプレーンから外れた位置に置いて絶縁する工程をさらに備えることを特徴としている。
【００２７】
また、この本発明にかかる折り返しダイポールアンテナを作る方法において、アンテナは、動作周波数を有しており、上記給電部と上記グラウンドプレーンとの間で、上記動作周波数における１／４波長を測定する伝送路を電気的に接続する工程をさらに備えることを特徴としている。
【００２８】
さらに、この本発明にかかる折り返しダイポールアンテナを作る方法は、上記第１の放射部及び上記第２の放射部を、上記グラウンドプレーンの方へ向かって下方に屈曲する工程をさらに備えることを特徴としている。このとき、上記第１の放射部及び上記第２の放射部は、上記グラウンドプレーンに平行となるように屈曲されることを特徴としている。
【００２９】
さらにまた、この本発明にかかる折り返しダイポールアンテナを作る方法は、１枚の金属シートから一体に上記コンダクタを形成する工程をさらに備えることを特徴としている。
【００３０】
また、この本発明にかかる折り返しダイポールアンテナを作る方法は、上記コンダクタと上記グラウンドプレーンとの間に誘電体を挿入する工程をさらに備えることを特徴としている。
【００３１】
さらに、この本発明にかかる折り返しダイポールアンテナを作る方法は、長さがアンテナの動作周波数における１／４波長である終端スタブまで延在される第２のラジエータ入力部をさらに備えることを特徴としている。
【００３２】
さらにまた、この本発明にかかる折り返しダイポールアンテナを作る方法は、第３のギャップによって分離された第１のコンダクタ部及び第２のコンダクタ部として第１のラジエータ入力部を形成する工程をさらに備えることを特徴としている。
【００３３】
また、この本発明にかかる折り返しダイポールアンテナを作る方法は、上記給電ダイポールと平行な上記無給電ダイポールを配置する工程をさらに備えることを特徴としている。
【００３４】
さらに、この本発明にかかる折り返しダイポールアンテナを作る方法において、上記ギャップは、ある長さ及び幅を有し、長さは、幅よりも大きいことを特徴としている。
【００３５】
さらにまた、この本発明にかかる折り返しダイポールアンテナを作る方法は、ＲＦデバイスに電気的に接続するために適応されるＲＦ入力部に上記コンダクタの一部を形成する工程をさらに備えることを特徴としている。
【００３６】
また、この本発明にかかる折り返しダイポールアンテナを作る方法において、上記第１の放射部及び上記第２の放射部は、上記グラウンドプレーンに直角となるように屈曲されることを特徴としている。
【００３７】
さらに、この本発明にかかる折り返しダイポールアンテナを作る方法において、上記コンダクタは、上記グラウンドプレーンを有するプリント回路板に電気的且つ機械的に接続されることを特徴としている。
【００３８】
さらにまた、この本発明にかかる折り返しダイポールアンテナを作る方法において、上記グラウンドプレーンは、空中線上に置かれることを特徴としている。
【００３９】
さらに、上述した目的を達成する本発明にかかる折り返しダイポールアンテナは、電磁信号を送受信する折り返しダイポールアンテナであって、給電部と、放射部分及び上記給電部と一体に形成されるラジエータ入力部分と、給電ダイポール及び無給電ダイポールをそれぞれ有する第１の放射部及び第２の放射部を有する上記放射部分との３つの部分を有するコンダクタを提供する手段と、グラウンドプレーンから約４５°の角度で上記ラジエータ入力部分を延在させる手段と、上記グラウンドプレーンからそれぞれ外れた位置に置かれる上記第１の放射部と上記第２の放射部とに上記放射部分を形成する手段と、上記給電ダイポールから上記無給電ダイポールを一定間隔で配置してギャップを形成する手段と、上記第１の放射部を上記第２の放射部に平行に接続する手段とを備えることを特徴としている。
【００４０】
このような本発明にかかる折り返しダイポールアンテナは、広いインピーダンス帯域幅を実現しながらも、大きさ及び製造原価を低減することができる。
【００４１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。本発明の他の目的及び利点は、以下の詳細な記述を読むとともに、図面を参照することによって明白になる。本発明は、様々な変形例及び選択を可能とするものであるが、ここでは、特定の具体例が図面を介して示され、詳細に記述される。しかしながら、本発明は、開示された特別の形式に制限されたようには意図されないことを理解すべきである。より正確には、本発明は、変形例、等価物、及び追加された請求項によって定義されるような発明の精神及び範囲内にある代案を全て包含するものである。
【００４２】
本発明は、無線通信、放送、軍事及び他の同様の通信システムに有用である。本発明の１つの実施例は、８２４〜８９６ＭＨｚの周波数帯域を用いる北米セルラー（ｔｈｅ Ｎｏｒｔｈ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｃｅｌｌｕｌａｒ）や、８０６〜８６９ＭＨｚの周波数帯域を用いる北米トランキングシステム（ｔｈｅ Ｎｏｒｔｈ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｔｒｕｎｋｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）や、８７０〜９６０ＭＨｚの周波数帯域を用いるいわゆるＧＳＭ（Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ）のように、様々な周波数帯域にわたって動作するものである。また、本発明の他の実施例は、１８５０〜１９９０ＭＨｚの周波数帯域を用いるいわゆるＰＣＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）、１７１０〜１８８０ＭＨｚの周波数帯域を用いるいわゆるＰＣＮ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、及び１８８５〜２１７０ＭＨｚの周波数帯域を用いるいわゆるＵＭＴＳ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｙｓｔｅｍ）のように、いくつかの異なる無線通信帯域にわたって動作するものである。この具体例においては、無線電話ユーザから送信された信号を受信する多くのアンテナを備える基地局タワーに対して、無線電話ユーザが電磁信号を送信する。本発明は、基地局に適用して有用であるが、通信システムにおける全てのタイプにも用いることができる。
【００４３】
図１（Ａ）乃至図１１は、電磁信号を送受信する折り返しダイポールアンテナ１０を示している。図１（Ａ）乃至図１１においては、折り返しダイポールアンテナ１０の各部が、終始同一の参照符号によって識別される。折り返しダイポールアンテナ１０は、導電性のある材料からなる単一シートから形成されたコンダクタ１４を備える。コンダクタ１４は、３つの部分、すなわち、給電部２０、ラジエータ入力部４０及び／又はラジエータ入力部４４を含むラジエータ入力部分、及び放射部２１及び／又は放射部２２を含む放射部分を有する。一具体例としては、図１（Ｂ）に示すように、グラウンドプレーン１２に近接する給電部２０が延在され、空気や発泡体といった誘電体によってそこから間隔をあけて配置される。放射部２１，２２は、コンパクトな大きさを有しながらも広い帯域幅での動作能力を提供するために、グラウンドプレーン１２の表面又は端から一定の角度で配置される。
【００４４】
ラジエータ入力部分は、２つのラジエータ入力部４０，４４を有する。なお、２つの図示されたラジエータ入力部４０，４４は、同一の構造を有することから、ラジエータ入力部４０のみについて詳細に説明するものとする。ラジエータ入力部４０は、ギャップ２９によって分離された２つのコンダクタ部４１，４２からなる。２つのコンダクタ部４１，４２は、理想的には、一定幅のギャップで平行とされる。理想的であっても理想的でなくても、２つのコンダクタ部４１，４２は、同一平面にある並列のコンダクタである。コンダクタ部４１は、給電部２０と放射部２２の一部分とを接続する。また、コンダクタ部４２は、グラウンドプレーン１２と放射部２２の他の部分とを接続する。ラジエータ入力部４０は、給電部２０と放射部２２とのマッチングを図るために調整される固有のインピーダンスを有する。このインピーダンスは、コンダクタ部４１，４２及びギャップ２９の幅を変えることによって調整される。
【００４５】
図１（Ａ）乃至図１１に示す具体例において、折り返しダイポールアンテナ１０は、２つの放射部２１，２２を備える。２つの放射部２１，２２は、互いに他方と平行に接続される。図１（Ａ）乃至図１（Ｃ）に示す具体例において、コンダクタ１４は、ある位置１６でグラウンドプレーン１２に機械的且つ電気的に接続される。放射部２１，２２は、グラウンドプレーン１２上の距離ｄの位置で支持される。具体的な無線周波数帯域（１７１０〜２１７０ＭＨｚ）においては、この距離ｄは、”１．２２””とされる。コンダクタ１４は、図１（Ｂ）に概略的に示すように、給電部２０がグラウンドプレーン１２によって支持され且つグラウンドプレーン１２から離隔されるように、屈曲部１５ａ，１５ｂで屈曲される。その結果、給電部２０は、一般に、グラウンドプレーン１２と平行とされる。給電部２０は、図示しないが、伝送路に対して電気的に接続するために適応されるＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）入力部を有する。伝送路は、一般に、送信機や受信機のようなＲＦデバイスに対して電気的に接続される。一具体例としては、ＲＦ入力部がＲＦデバイスに接続する。
【００４６】
２つの図示された放射部２１，２２は、同一の構造を有することから、放射部２２のみについて詳細に説明するものとする。放射部２２は、給電ダイポール（ａ ｆｅｄ ｄｉｐｏｌｅ）２４及び無給電ダイポール（ａ ｐａｓｓｉｖｅ ｄｉｐｏｌｅ）２６を有する。給電ダイポール２４は、第１の１／４波長モノポール（ａ ｆｉｒｓｔ ｑｕａｒｔｅｒ−ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ ｍｏｎｏｐｏｌｅ）２８及び第２の１／４波長モノポール（ａ ｓｅｃｏｎｄ ｑｕａｒｔｅｒ−ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ ｍｏｎｏｐｏｌｅ）３０を有する。一具体例としては、第１の１／４波長モノポール２８がコンダクタ部４１の一端に接続される。また、コンダクタ部４１の他端は、給電部２０に接続される。さらに、第２の１／４波長モノポール３０は、コンダクタ部４２の一端に接続される。また、コンダクタ部４２の他端は、位置１６でグラウンドプレーン１２に接続される。
【００４７】
ここで、コンダクタ部４２は、ナット及びボルト、ネジ、リベットといった任意の適切な固定デバイスや、ハンダ接合、溶接、鑞接、及び圧成形を含む任意の適切な固定方法により、グラウンドプレーン１２に接続することができる。適切な接続は、コンダクタ１４とグラウンドプレーン１２との間の電気的及び機械的接続の両方を実現する。したがって、折り返しダイポールアンテナ１０は、落雷のような過渡現象によって引き起こされた過電圧及び過電流の状況から保護される。良好な電気的及び機械的な接続を形成する１つの方法としては、ドイツのワインガーデンにある”Ｔｏｘ Ｐｒｅｓｓｏｔｅｃｈｎｉｋ有限会社”から利用可能な圧成形プロセス（以下、”圧成形プロセス”という。）がある。圧成形プロセスは、１つの金属表面を他の金属表面へと変形して圧縮し、いわゆるＴｏｘボタンを形成する。圧成形プロセスは、２つの金属表面をともにロックする圧力を用いる。このプロセスは、２つの金属表面をともに動かないようにするための個別の機械的な固定具の必要を除去する。したがって、圧成形プロセスによって放射部２１，２２がグラウンドプレーン１２に取り付けられる具体例においては、位置１６で生じるＴｏｘボタンが、放射部２１，２２に対して構造上の支持を与えるとともに、グラウンドプレーン１２に対して電気的な接続を与える。圧成形プロセスによってグラウンドプレーン１２にコンダクタ１４を取り付けることは、折り返しダイポールアンテナ１０の相互変調ひずみ（ｉｎｔｅｒ−ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ；以下、ＩＭＤという。）を最小にする。また、溶接のような他のタイプの電気的接続も、折り返しダイポールアンテナ１０のＩＭＤを最小にする。
【００４８】
ギャップ３２は、当該ギャップ３２の一方の側にある第１の半波長ダイポール（無給電ダイポール２６）、及び当該ギャップ３２の他方の側にある第２の半波長ダイポール（給電ダイポール２４）を形成する。中央に位置したギャップ２９は、給電ダイポール２４を、第１の１／４波長モノポール２８と第２の１／４波長モノポール３０とに分離する。ギャップ３２の対向する終端３４，３６でのコンダクタ１４の部分は、給電ダイポール２４を無給電ダイポール２６に電気的に接続する。ギャップ２９は、コンダクタ部４１，４２に、エッジ結合ストリップライン伝送路を形成させる。この伝送路は、平衡が保たれることから、効率的に給電部２０から放射部２２へと電磁力を伝達する。図１（Ａ）に示す具体例において、グラウンドプレーン１２及び給電部２０は、一般に、放射部２１，２２と約４５°の角度とされる。
【００４９】
図１（Ｃ）を参照すると、図１（Ａ）に示されるような折り返しダイポールアンテナ１０へと屈曲される前におけるコンダクタ１４を上方からみた図が示される。孔４２は、伝送路又はＲＦデバイスのコンダクタに対して、折り返しダイポールアンテナ１０を接続する目的で提供される。１つ以上の孔４４は、給電部２０とグラウンドプレーン１２との間の１つ以上の誘電体支持物の取り付けを容易にするために提供される。誘電体支持物は、スペーサ、誘電体のワッシャを備えたナット及びボルト、誘電体のワッシャを備えたネジ等を含む。
【００５０】
図２に示される他の具体例においては、コンダクタ１４が屈曲されて放射部２１’，２２’を形成する。この具体例においては、各放射部２１’，２２’の無給電ダイポール２６がグラウンドプレーン１２に対して一般に平行となるように、コンダクタ１４が屈曲される。
【００５１】
図３に示されるさらに他の具体例においては、コンダクタ１４が屈曲されて放射部２１’’，２２’’を形成する。この具体例においては、各放射部２１’’，２２’’の無給電ダイポールがグラウンドプレーン１２に対して一般に垂直となるように、コンダクタ１４が屈曲される。
【００５２】
図示された具体例においては、コンダクタ１４がどのように屈曲されているかにかかわらず、無給電ダイポール２６が、平行に配置されるとともに、給電ダイポール２４から一定間隔で配置され、ギャップ３２を形成する。無給電ダイポールは、ギャップ３２の対向する終端３４，３６において、給電ダイポール２４に対してショートされる。ギャップ３２は、長さＬ及び幅Ｗを有し、長さＬは、幅Ｗよりも大きい。ＵＭＴＳの周波数帯域で用いられる折り返しダイポールアンテナ１０についての一具体例において、給電ダイポール２４の長さが、２．６４’’であり、給電ダイポール２４の幅が０．６０’’であるとき、ギャップ長Ｌは２．２４’’であり、ギャップ幅Ｗは０．２０’’である。
【００５３】
図４（Ａ）に示される他の具体例においては、放射部４２１，４２２は、グラウンドプレーン４１２上で支持され、一般に、約４５°の角度とされる。コンダクタ４１４は、給電部２０がグラウンドプレーン４１２によって支持され且つグラウンドプレーン４１２から離隔されるように、屈曲部４１５ａ，４１５ｂで屈曲される。放射部４２１，４２２の終端４３４，４３６は、グラウンドプレーン４１２の方へ向かって下方に屈曲される。この配置は、結果として生じる折り返しダイポールアンテナの大きさを最小にする。さらに、屈曲された放射部４２１，４２２は、結果として生じる折り返しダイポールアンテナの遠視野パターンのＥ−プレーン半値電力ビーム幅（ＨＰＢＷ）を増加させる。この具体例は、特に、遠視野において、ほとんど同一のＥ−プレーン及びＨ−プレーン共偏波パターン（Ｅ−ｐｌａｎｅ ａｎｄ Ｈ−ｐｌａｎｅ ｃｏ−ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ ｐａｔｔｅｒｎｓ）を生むことが魅力的である。さらに、１つ以上のそのような放射部は、傾斜４５°の放射のために用いられてもよい。ここで、放射部は、垂直に配置された列の中で配列され、それぞれ、垂直に配置された列の中心軸に対して４５°の角度においてその共偏波を有するために回転されている。下方へ屈曲されている放射部の具体例において、パターンが垂直及び水平偏波のために水平面においてカットされるとき、パターンは、広範囲の観察角度について非常に類似している。
【００５４】
図４（Ｂ）は、図４（Ａ）の折り返しダイポールアンテナへと屈曲される前におけるコンダクタ４１４を上方からみた図である。図４（Ａ）及び図４（Ｂ）の具体例においては、無給電ダイポール４２６は、給電ダイポール４２４から一定間隔で配置され、ギャップ４３２を形成する。無給電ダイポール４２６は、終端４３４，４３６において、給電ダイポール４２４に対してショートされる。ギャップ４３２は、当該ギャップ４３２の一方の側にある第１の半波長ダイポール（無給電ダイポール４２６）、及び当該ギャップ４３２の他方の側にある第２の半波長ダイポール（給電ダイポール４２４）を形成する。給電ダイポール４２４は、第１の１／４波長モノポール４２８及び第２の１／４波長モノポール４３０を形成する中央に位置されたギャップ４２９を含む。８２４〜８９６ＭＨｚのセルラー帯域及び８７０〜９６０ＭＨｚのＧＳＭ帯域においてアンテナが用いられる一具体例においては、給電ダイポール４２４の長さＬは、約６．５２’’であり、給電ダイポール４２４の幅Ｗは、約０．４８’’である。この具体例においては、給電ダイポール４２４の最も内側の部分は、グラウンドプレーン４１２の上面から距離ｄであり、この距離ｄは、約２．８９’’である。
【００５５】
つぎの具体例は、図１（Ａ）乃至図４（Ｂ）において上述した折り返しダイポールアンテナ１０の終端に言及する。終端の以下の具体例は、それぞれ、ここに記述される折り返しダイポールアンテナ１０の具体例のうちのどのために用いられてもよい。図５には、折り返しダイポールアンテナ１０の空中線（ａｉｒｌｉｎｅ）の具体例が描かれている。技術として知られているように、主要な誘電体が空気である場合には、「空中線」は、伝送路システムに言及する。そのような具体例においては、コンダクタ部４２は、接続ポイント１６でグラウンドプレーン１２に接続される。折り返しダイポールアンテナ１０は、給電部２０及びグラウンドプレーン１２の両方に接合される誘電体支持物６６によってグラウンドプレーン１２上に支持される。いかなる適切な固定デバイスも、グラウンドプレーン１２にコンダクタ部４２を接続する。適切な接続デバイスは、コンダクタ１４とグラウンドプレーン１２との間の電気的及び機械的接続の両方を実現する。
【００５６】
図６（Ａ）には、１／４波長スタブ５０を備えた空中線の具体例が描かれている。そのような具体例においては、コンダクタ部４２は、グラウンドプレーン１２に電気的に接続されない開放端の伝送路スタブ５０において終端する。より正確に言えば、スタブ５０は、例えば、当該スタブ５０及びグラウンドプレーン１２の両方に接合される誘電体スペーサ５４によってグラウンドプレーン１２上に支持される。さらに、誘電体スペーサ５２は、グラウンドプレーン１２上で給電部２０を支持する。図６（Ｂ）には、誘電体スペーサ５２，５４を含む折り返しダイポールアンテナ１０の部分の側面図が概略的に図示されている。
【００５７】
択一的に、図７に示されるように、スタブ５０は、位置１６において当該スタブ５０及びグラウンドプレーン１２を通過して延在する誘電体の留め具によってグラウンドプレーン１２に取り付けられるかもしれない。スタブ５０の長さは、折り返しダイポールアンテナ１０の動作周波数における１／４波長である。スタブ５０の終端が開回路を形成していることから、折り返しダイポールアンテナ１０がその動作周波数で励起されたとき、コンダクタ部４２の終端においてグラウンドと電気的にショートされるようにみえる。これは、恰もコンダクタ部４２がグラウンドプレーン１２に電気的に接続されるかのように、折り返しダイポールアンテナ１０を同じ方法で動作させる。この配置で、放射する要素構造においてグラウンドに電気的に接続することはない。さらに、複数のアンテナのアレイについてアースするＤＣは、１／４波長のショート伝送路（図示されていない）の一端を給電部２０に電気的に接続することによって提供されるかもしれない。
【００５８】
この開放端のスタブの具体例によって提供される利点は、折り返しダイポールアンテナ１０とアースされた平面との間の電気的な接続数が、２つの放射部あたり１つの接続から、折り返しダイポールアンテナの１つの配列あたり１つの接続に、低減するということである。この具体例は、本質的に、製造時間を短縮し、アセンブルのために必要なパーツ数を低減し、結果として生じる折り返しダイポールアンテナのアレイのコストを低減する。折り返しダイポールアンテナのアレイが多数の放射部を含むという、これらの利点は、かなりのものである。上述した開放端のスタブは、図１（Ａ）乃至図１１に図示した具体例のうちのいずれに用いられてもよい。
【００５９】
上述した具体例は、折り返しダイポールアンテナ１０の具体例の空中線実装に言及する。ＰＣＢが一般に空中線実装よりもよりよい信頼性及びジョイント強度を提供するところで、折り返しダイポールアンテナ１０の具体例はまた、ＰＣＢ実装を含むかもしれない。図８は、図１（Ａ）に類似する具体例を示しており、ＰＣＢに電気的且つ機械的に接合されている折り返しダイポールアンテナ１０を示している。そのような具体例においては、コンダクタ部４２は、メッキされた貫通孔７２によってグラウンドプレーン１２に接続される。技術として知られているように、メッキされた貫通孔は、銅で一般にメッキされ、且つ、ＰＣＢの底側に上側パッドを接続するためにハンダで覆われたトンネルである。
【００６０】
図９は、タブ６２がコンダクタ部４２をグラウンドプレーン１２に接続するＰＣＢ具体例のさらに他の具体例を示している。タブ６２は、単一の金属コンダクタ１４と一体であり、グラウンドプレーン１２に電気的且つ機械的な接続を供給するために屈曲している。折り返しダイポールアンテナ１０の一片の構成は、本質的に、製造時間を短縮し、アセンブルのために必要なパーツ数を低減する。したがって、結果として生じる折り返しダイポールアンテナ１０のコストは、図９の具体例の利用によって低減するかもしれない。
【００６１】
図１０は、導電性コンポーネント６４がコンダクタ部４２をグラウンドプレーン１２に接続するＰＣＢ具体例のさらに他の具体例を示している。導電性コンポーネント６４は、コンダクタ１４とは異なり個別とされているが、グラウンドプレーン１２に電気的且つ機械的な接続を供給する。導電性コンポーネント６４は、金属コンダクタ、個別のワイヤ、又は他の同様の導電性部分かもしれない。
【００６２】
図１１は、図４に類似するさらに他の具体例を示しており、ＰＣＢに電気的且つ機械的に接合されている折り返しダイポールアンテナ１０を示している。コンダクタ部４２は、グラウンドプレーン１２に電気的且つ機械的に接続されない伝送路スタブ５０において終端する。図６のように、図１１におけるスタブ５０の長さは、折り返しダイポールアンテナ１０の動作周波数における１／４波長である。
【００６３】
図示した具体例は、２つの放射部２１，２２で形成されたコンダクタ１４を示しているが、折り返しダイポールアンテナ１０は、１つほどの放射部、又は多数の放射部で動作するであろう。
【００６４】
本発明の折り返しダイポールアンテナ１０は、コンダクタ１４から一体に形成される１つ以上の放射部を提供する。各放射部は、コンダクタ１４と一体な部分である。したがって、個別の放射要素（すなわち、コンダクタ１４と一体部分でない放射要素）、又はコンダクタ１４及び／又はグラウンドプレーン１２に個別の放射要素を接続する留め具の必要はない。折り返しダイポールアンテナ１０の全コンダクタ１４は、例えば、アルミニウム、銅、真鍮、又は合金で構成された金属シートのような単一の一片の導電性材料から製造することができる。これは、折り返しダイポールアンテナ１０の信頼性を改善し、折り返しダイポールアンテナ１０を製造するコストを低減し、折り返しダイポールアンテナ１０を製造することができる割合を増加させる。屈曲できるコンダクタの具体例の一片の構成は、誘電体の基板マイクロストリップを用いる従来アンテナよりも優れている。なぜなら、そのようなマイクロストリップは、例えば図１（Ａ）乃至図１１において示された放射部を作製するために屈曲することができないからである。
【００６５】
図１（Ａ）の折り返しダイポールアンテナ１０における放射部２１，２２のような各放射部は、図１（Ａ）の折り返しダイポールアンテナ１０におけるコンダクタ部４１，４２のような平衡が保たれたエッジ結合ストリップライン伝送路を形成する一対のコンダクタ部によって給電さる。この伝送路は、平衡が保たれることから、バラン（ｂａｌｕｎ）を提供することは必要ではない。その結果、非常に広いインピーダンス帯域幅（例えば２４％）を備えた折り返しダイポールアンテナ１０となる。インピーダンス帯域幅は、アンテナが提供することができる最も低い周波数から最も高い周波数を減算し、アンテナの中心周波数によって除算することによって算出される。一具体例において、折り返しダイポールアンテナ１０は、ＰＣＳ、ＰＣＮ、及びＵＭＴＳの周波数帯域で動作する。したがって、折り返しダイポールアンテナ１０のこの具体例のインピーダンス帯域幅は、以下のとおりである。
（２１７０ＭＨｚ−１７１０ＭＨｚ）／１９４０ＭＨｚ＝２４％
折り返しダイポールアンテナ１０は、広いインピーダンス帯域幅を有することに加え、インピーダンス帯域幅にわたって安定した遠視野パターンを提示する。具体的な無線周波数帯域（１７１０ＭＨｚ〜２１７０ＭＨｚ）においては、折り返しダイポールアンテナ１０は、方位角が９０°の半値電力ビーム幅（ＨＰＢＷ）アンテナである。すなわち、アンテナは、９０°の３ｄＢのビーム幅を達成する。このＨＰＢＷを備えた折り返しダイポールアンテナ１０を生産することは、側壁を備えたグラウンドプレーンを必要とする。側壁の高さは、０．５’’であり、側壁間の幅は、６．１’’である。この具体例におけるグラウンドプレーンは、０．０６’’の厚さがあるアルミニウムである。他の具体的な無線周波数帯域（１７１０ＭＨｚ〜２１７０ＭＨｚ）においては、折り返しダイポールアンテナ１０は、方位角が６５°のＨＰＢＷアンテナである。すなわち、アンテナは、６５°の３ｄＢのビーム幅を達成する。このＨＰＢＷを備えたアンテナを生産することは、さらに、側壁を備えたグラウンドプレーンを必要とする。側壁の高さは、１．４’’であり、側壁間の幅は、６．１’’である。さらに、この具体例におけるグラウンドプレーンは、０．０６’’の厚さがあるアルミニウムである。
【００６６】
折り返しダイポールアンテナ１０は、コストを低減し、且つ、セルラー、ＧＳＭ、ＰＣＳ、ＰＣＮ、及びＵＭＴＳの周波数帯域をカバーする既存のアンテナのインピーダンス帯域幅を増加させるために、既存の単一偏波アンテナへと統合することができる。
【００６７】
なお、上述した実施の形態では、本発明が１つ以上の望ましい具体例について記述されていたが、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、技術に熟練している人々は、多くの変更が、クレームで述べられる本発明の精神及び範囲から外れずに行なわれるかもしれないことを認識するであろう。
【００６８】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明にかかる折り返しダイポールアンテナは、広いインピーダンス帯域幅を実現しながらも、大きさ及び製造原価を低減することができ、既存の単一偏波のアンテナ設計に組み入れることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は、本発明の実施の形態として示す折り返しダイポールアンテナの具体的な構成例を示す図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示す折り返しダイポールアンテナの側面図であり、（Ｃ）は、（Ａ）に示す折り返しダイポールアンテナへと屈曲される前におけるコンダクタを上方からみた図である。
【図２】本発明の実施の形態として示す折り返しダイポールアンテナの他の具体的な構成例を示す側面図である。
【図３】本発明の実施の形態として示す折り返しダイポールアンテナのさらに他の具体的な構成例を示す側面図である。
【図４】（Ａ）は、本発明の実施の形態として示す折り返しダイポールアンテナの他の具体的な構成例を示す図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示す折り返しダイポールアンテナへと屈曲される前におけるコンダクタを上方からみた図である。
【図５】本発明の実施の形態として示す折り返しダイポールアンテナの他の具体的な構成例を示す側面図であって、伝送媒体が空中線である場合の折り返しダイポールアンテナの具体的な構成例を示す側面図である。
【図６】（Ａ）は、本発明の実施の形態として示す折り返しダイポールアンテナの他の具体的な構成例を示す図であって、１／４波長スタブによって終端されたダイポールアンテナの他の具体的な構成例を示す図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示す折り返しダイポールアンテナにおけるコンダクタの側面図である。
【図７】本発明の実施の形態として示す折り返しダイポールアンテナの他の具体的な構成例を示す側面図である。
【図８】本発明の実施の形態として示す折り返しダイポールアンテナの他の具体的な構成例を示す側面図である。
【図９】本発明の実施の形態として示す折り返しダイポールアンテナの他の具体的な構成例を示す側面図である。
【図１０】本発明の実施の形態として示す折り返しダイポールアンテナの他の具体的な構成例を示す側面図である。
【図１１】本発明の実施の形態として示す折り返しダイポールアンテナの他の具体的な構成例を示す側面図である。
【符号の説明】
１０ 折り返しダイポールアンテナ
１２，４１２ グラウンドプレーン
１４，４１４ コンダクタ
１５ａ，１５ｂ，４１５ａ，４１５ｂ 屈曲部
１６ 位置
２０ 給電部
２１，２１’，２１’’，２２，２２’，２２’’，４２１，４２２ 放射部
２４，４２４ 給電ダイポール
２６，４２６ 無給電ダイポール
２８，４２８ 第１の１／４波長モノポール
２９，３２，４２９，４３２ ギャップ
３０，４３０ 第２の１／４波長モノポール
３４，３６，４３４，４３６ 終端
４０，４４ ラジエータ入力部
４１，４２ コンダクタ部
５０ スタブ
５２，５４ 誘電体スペーサ
６２ タブ
６４ 導電性コンポーネント
６６ 誘電体支持物
７２ 貫通孔
Claims (40)
- 電磁信号を送受信する単片双極折り返しダイポールアンテナであって、
給電部とラジエータ入力部分と放射部分とを有し、グラウンドプレーンに近接して約４５°の角度でＶの長さが延在されるＶ字形のコンダクタと、
上記放射部分と一体に形成される第１のラジエータ入力部と第２のラジエータ入力部とを有するラジエータ入力部分と、
上記ラジエータ入力部分に接続された給電ダイポールと上記給電ダイポールから一定間隔で配置されてギャップを形成する無給電ダイポールとをそれぞれ有して平行に接続された第１の放射部と第２の放射部とを有する放射部分とを備え、
上記コンダクタ、上記ラジエータ入力部分、及び上記放射部分は、１枚の材料から形成されていること
を特徴とする単片双極折り返しダイポールアンテナ。 - 上記グラウンドプレーンは、上記コンダクタに電気的且つ機械的に取り付けられたプリント回路板上に置かれていること
を特徴とする請求項１記載の単片双極折り返しダイポールアンテナ。 - 上記グラウンドプレーンは、空中線上に置かれていること
を特徴とする請求項１記載の単片双極折り返しダイポールアンテナ。 - 上記ラジエータ入力部分は、上記コンダクタと一体に形成されたタブによってグラウンドプレーンに電気的且つ機械的に接続されていること
を特徴とする請求項１記載の単片双極折り返しダイポールアンテナ。 - 上記給電部は、さらに、給電形成ネットワークを有すること
を特徴とする請求項１記載の単片双極折り返しダイポールアンテナ。 - 上記給電部は、給電形成ネットワークを有するプリント回路板に電気的に接続されていること
を特徴とする請求項１記載の単片双極折り返しダイポールアンテナ。 - 上記コンダクタは、グラウンドプレーンに電気的に接続されるスタブで終端すること
を特徴とする請求項１記載の単片双極折り返しダイポールアンテナ。 - アンテナは、動作周波数を有しており、
上記スタブの長さは、上記動作周波数における１／４波長であること
を特徴とする請求項７記載の単片双極折り返しダイポールアンテナ。 - 終端スタブは、グラウンドプレーンから外れた位置に置かれ、絶縁されていること
を特徴とする請求項７記載の単片双極折り返しダイポールアンテナ。 - 上記ラジエータ入力部分は、グラウンドプレーンに近接して支持され、誘電体によってグラウンドプレーンから絶縁されていること
を特徴とする請求項１記載の単片双極折り返しダイポールアンテナ。 - 上記誘電体は、スペーサであること
を特徴とする請求項１０記載の単片双極折り返しダイポールアンテナ。 - 上記誘電体は、発泡体であること
を特徴とする請求項１０記載の単片双極折り返しダイポールアンテナ。 - 上記給電部と上記グラウンドプレーンとの間に電気的に接続される１／４波長伝送路をさらに備えること
を特徴とする請求項１記載の単片双極折り返しダイポールアンテナ。 - 上記第１の放射部及び上記第２の放射部は、上記グラウンドプレーンの方へ向かって下方に屈曲されていること
を特徴とする請求項１記載の単片双極折り返しダイポールアンテナ。 - 上記第１の放射部及び上記第２の放射部は、上記グラウンドプレーンに平行となるように屈曲されていること
を特徴とする請求項１４記載の単片双極折り返しダイポールアンテナ。 - 上記無給電ダイポールは、上記給電ダイポールと平行に配置されていること
を特徴とする請求項１記載の単片双極折り返しダイポールアンテナ。 - 上記ギャップは、ある長さ及び幅を有し、長さは、幅よりも大きいこと
を特徴とする請求項１記載の単片双極折り返しダイポールアンテナ。 - 上記コンダクタは、ＲＦデバイスに電気的に接続するために適応されるＲＦ入力部を有すること
を特徴とする請求項１記載の単片双極折り返しダイポールアンテナ。 - 上記材料は、金属であること
を特徴とする請求項１記載の単片双極折り返しダイポールアンテナ。 - 電磁信号を送受信する単片双極折り返しダイポールアンテナを作る方法であって、
給電部と、放射部分及び上記給電部と一体に形成されるラジエータ入力部分と、給電ダイポール及び無給電ダイポールをそれぞれ有する第１の放射部及び第２の放射部を有する上記放射部分との３つの部分を有するコンダクタを提供する工程と、
グラウンドプレーンから約４５°の角度で上記ラジエータ入力部分を延在させる工程と、
上記グラウンドプレーンからそれぞれ外れた位置に置かれる上記第１の放射部と上記第２の放射部とに上記放射部分を形成する工程と、
上記給電ダイポールから上記無給電ダイポールを一定間隔で配置してギャップを形成する工程と、
上記第１の放射部を上記第２の放射部に平行に接続する工程とを備えること
を特徴とする単片双極折り返しダイポールアンテナを作る方法。 - 上記ラジエータ入力部分は、第１のラジエータ入力部及び第２のラジエータ入力部が側面を形成するＶ字形のコンダクタをさらに有することを特徴とする請求項２０記載の単片双極折り返しダイポールアンテナを作る方法。
- 誘電体によって上記グラウンドプレーンから上記第１のラジエータ入力部を支持する工程をさらに備えること
を特徴とする請求項２１記載の単片双極折り返しダイポールアンテナを作る方法。 - 上記誘電体は、スペーサであること
を特徴とする請求項２２記載の単片双極折り返しダイポールアンテナを作る方法。 - 他の誘電体は、発泡体であること
を特徴とする請求項２２記載の単片双極折り返しダイポールアンテナを作る方法。 - 上記第１のラジエータ入力部は、第２のギャップによって分離された互いに平行とされる第１のコンダクタ部と第２のコンダクタ部とを有すること
を特徴とする請求項２１記載の単片双極折り返しダイポールアンテナを作る方法。 - 上記放射部分を上記グラウンドプレーンから外れた位置に置いて絶縁する工程をさらに備えること
を特徴とする請求項２０記載の単片双極折り返しダイポールアンテナを作る方法。 - アンテナは、動作周波数を有しており、
上記給電部と上記グラウンドプレーンとの間で、上記動作周波数における１／４波長を測定する伝送路を電気的に接続する工程をさらに備えること
を特徴とする請求項２０記載の単片双極折り返しダイポールアンテナを作る方法。 - 上記第１の放射部及び上記第２の放射部を、上記グラウンドプレーンの方へ向かって下方に屈曲する工程をさらに備えること
を特徴とする請求項２０記載の単片双極折り返しダイポールアンテナを作る方法。 - 上記第１の放射部及び上記第２の放射部は、上記グラウンドプレーンに平行となるように屈曲されること
を特徴とする請求項２８記載の単片双極折り返しダイポールアンテナを作る方法。 - １枚の金属シートから一体に上記コンダクタを形成する工程をさらに備えること
を特徴とする請求項２０記載の単片双極折り返しダイポールアンテナを作る方法。 - 上記コンダクタと上記グラウンドプレーンとの間に誘電体を挿入する工程をさらに備えること
を特徴とする請求項２０記載の単片双極折り返しダイポールアンテナを作る方法。 - 長さがアンテナの動作周波数における１／４波長である終端スタブまで延在される第２のラジエータ入力部をさらに備えること
を特徴とする請求項２０記載の単片双極折り返しダイポールアンテナを作る方法。 - 第３のギャップによって分離された第１のコンダクタ部及び第２のコンダクタ部として第１のラジエータ入力部を形成する工程をさらに備えること
を特徴とする請求項２０記載の単片双極折り返しダイポールアンテナを作る方法。 - 上記給電ダイポールと平行な上記無給電ダイポールを配置する工程をさらに備えること
を特徴とする請求項２０記載の単片双極折り返しダイポールアンテナを作る方法。 - 上記ギャップは、ある長さ及び幅を有し、長さは、幅よりも大きいこと
を特徴とする請求項２０記載の単片双極折り返しダイポールアンテナを作る方法。 - ＲＦデバイスに電気的に接続するために適応されるＲＦ入力部に上記コンダクタの一部を形成する工程をさらに備えること
を特徴とする請求項２０記載の単片双極折り返しダイポールアンテナを作る方法。 - 上記第１の放射部及び上記第２の放射部は、上記グラウンドプレーンに直角となるように屈曲されること
を特徴とする請求項２０記載の単片双極折り返しダイポールアンテナを作る方法。 - 上記コンダクタは、上記グラウンドプレーンを有するプリント回路板に電気的且つ機械的に接続されること
を特徴とする請求項２０記載の単片双極折り返しダイポールアンテナを作る方法。 - 上記グラウンドプレーンは、空中線上に置かれること
を特徴とする請求項２０記載の単片双極折り返しダイポールアンテナを作る方法。 - 電磁信号を送受信する単片双極折り返しダイポールアンテナであって、
給電部と、放射部分及び上記給電部と一体に形成されるラジエータ入力部分と、給電ダイポール及び無給電ダイポールをそれぞれ有する第１の放射部及び第２の放射部を有する上記放射部分との３つの部分を有するコンダクタを提供する手段と、
グラウンドプレーンから約４５°の角度で上記ラジエータ入力部分を延在させる手段と、
上記グラウンドプレーンからそれぞれ外れた位置に置かれる上記第１の放射部と上記第２の放射部とに上記放射部分を形成する手段と、
上記給電ダイポールから上記無給電ダイポールを一定間隔で配置してギャップを形成する手段と、
上記第１の放射部を上記第２の放射部に平行に接続する手段とを備えること
を特徴とする単片双極折り返しダイポールアンテナ。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050926 |