JP2004088214A - ２共振型ループアンテナ - Google Patents
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Abstract
【課題】２重ループアンテナの結合を低減して１給電で直線偏波と円偏波の電波を効率良く放射することができる２共振型ループアンテナを提供する。
【解決手段】第１の絶縁基板１１の上面に方形状の第１及び第２のループアンテナ１３、１４をほぼ４５°ずらして形成する。第１のループアンテナ１３は周波数がｆ１の直線偏波用であり、第２のループアンテナ１４は周波数がｆ２の円偏波用で円偏波用の摂動素子１５ａ、１５ｂを備えている。一方、第２の絶縁基板１２の下面には、金属箔により反射板１６を形成し、給電用のコネクタ１７を装着すると共に、このコネクタ１７に給電線路１８を接続する。給電線路１８は、第２の絶縁基板１２に設けた透孔内を挿通させ、上部に導出して分枝し、その分枝線１９をループアンテナ１３、１４の各一辺に対向するように位置させる。すなわち、分枝線１９をループアンテナ１３、１４に電磁結合させて給電する。
【選択図】 図１
【解決手段】第１の絶縁基板１１の上面に方形状の第１及び第２のループアンテナ１３、１４をほぼ４５°ずらして形成する。第１のループアンテナ１３は周波数がｆ１の直線偏波用であり、第２のループアンテナ１４は周波数がｆ２の円偏波用で円偏波用の摂動素子１５ａ、１５ｂを備えている。一方、第２の絶縁基板１２の下面には、金属箔により反射板１６を形成し、給電用のコネクタ１７を装着すると共に、このコネクタ１７に給電線路１８を接続する。給電線路１８は、第２の絶縁基板１２に設けた透孔内を挿通させ、上部に導出して分枝し、その分枝線１９をループアンテナ１３、１４の各一辺に対向するように位置させる。すなわち、分枝線１９をループアンテナ１３、１４に電磁結合させて給電する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、分枝線給電形の２共振型ループアンテナに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＧＨｚ帯の２周波に共振する分枝線給電形の２共振型ループアンテナが考えられている。この分枝線給電形の２共振型ループアンテナは、２重ループアンテナに分枝線を電磁結合させて給電することにより、２重ループアンテナが２周波共振するようにしたものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の分枝線給電形の２共振型ループアンテナは、非常に薄型に形成できるという利点があるが、２周波とも直線偏波であり、２周波を直線偏波と円偏波に利用するものは未だ考えられていない。
【０００４】
本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、２重ループアンテナに１給電して、直線偏波と円偏波の電波を放射することができる２共振型ループアンテナを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る２共振型ループアンテナは、方形状に形成した直線偏波用の第１のループアンテナと、前記第１のループアンテナに対して約４５°ずらして方形状に形成された円偏波用の第２のループアンテナと、前記第１のループアンテナ及び第２のループアンテナと所定の間隔を保って設けられる反射板と、前記第１のループアンテナ及び第２のループアンテナと反射板との間で、給電線路の一端を分枝して形成した分枝線を前記第１のループアンテナ及び第２のループアンテナの１辺に所定間隔を保って対向配置し、電磁結合させて給電する給電手段とを具備し、前記第１のループアンテナの長さを第１の周波数に対応させて設定し、前記第２のループアンテナの長さを第２の周波数に対応させて設定し、前記第１及び第２のループアンテナを２周波共振させることを特徴とする。
【０００６】
上記のように方形状に形成した直線偏波用の第１のループアンテナと円偏波用の第２のループアンテナとを約４５°ずらして配置すると共に、１つの給電線路を分枝して上記第１及び第２のループアンテナに電磁結合させて給電することにより、第１のループアンテナと第２のループアンテナの結合を低減して１給電で直線偏波と円偏波の電波を効率良く放射することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る分枝線給電形の２共振型ループアンテナの構成を示す斜視図、図２は同実施形態の側面図である。また、図３は２共振型ループアンテナにおける分枝線による給電状態を上面から見た図、図４は同給電状態を側面から見た図である。
【０００８】
本発明の一実施形態に係る分枝線給電形の２共振型ループアンテナ１０は、図１及び図２に示すように誘電体からなる例えば方形状の第１の絶縁基板１１及び第２の絶縁基板１２を積層している。
【０００９】
上記第１の絶縁基板１１の上面には、例えば方形状の第１のループアンテナ１３を形成すると共に、この第１のループアンテナ１３の内側に第２のループアンテナ１４を形成する。上記ループアンテナ１３、１４は例えばマイクロストリップ線路を使用し、第１のループアンテナ１３に対し、第２のループアンテナ１４の位置をほぼ４５°ずらして形成する。
【００１０】
上記第１のループアンテナ１３は直線偏波用であり、周波数ｆ１に共振するループ長さＣ１に設定される。また、第２のループアンテナ１４は円偏波用で、周波数ｆ２に共振するループ長さＣ２に設定され、対向する２つの対向する角部から内側方向に突出する長さがΔＬの円偏波用の摂動素子１５ａ、１５ｂを備えている。
上記周波数ｆ１は例えば２ＧＨｚ、周波数ｆ２は４ＧＨｚとし、上記第１のループアンテナ１３及び第２のループアンテナ１４により２周波オクターブ共振させる。
【００１１】
一方、第２の絶縁基板１２の下面には、金属箔により反射板１６を形成する。この反射板１６は、好ましくは無限反射板とする。上記反射板１６から第１のループアンテナ１３及び第２のループアンテナ１４までの高さをｈに設定する。
【００１２】
また、第２の絶縁基板１２の下面には、給電用のコネクタ１７を装着すると共に、このコネクタ１７の中心導体に給電線路１８を接続する。上記コネクタ１７の外部導体は、反射板１６に接続して接地する。上記給電線路１８は、反射板１６及び第２の絶縁基板１２に設けた透孔（図示せず）内を挿通させて図３、図４に示すように第２の絶縁基板１２の上部に導出して分枝し、その分枝線１９を第１のループアンテナ１３及び第２のループアンテナ１４の各一辺に対向するように位置させる。
【００１３】
上記のように構成した２共振型ループアンテナ１０において、コネクタ１７より２ＧＨｚの直線偏波の信号及び４ＧＨｚの円偏波の信号を給電すると、分枝線１９が第１のループアンテナ１３及び第２のループアンテナ１４に電磁結合し、第１のループアンテナ１３が２ＧＨｚ、第２のループアンテナ１４が４ＧＨｚで動作する。この結果、第１のループアンテナ１３からは直線偏波が放射され、第２のループアンテナ１４からは長さΔＬの摂動素子１５ａ、１５ｂにより円偏波が放射される。
【００１４】
図５は、上記２共振型ループアンテナ１０において、
ｆ１ ＝２ＧＨｚ
ｆ２ ＝４ＧＨｚ
Ｃ１＝１．０５λ１（λ１：周波数ｆ１の波長）
Ｃ２＝０．８８λ２（λ２：周波数ｆ２の波長）
ｈ ＝０．０６７λ２
ΔＬ＝０．０８３λ２
に設定した場合の２ＧＨｚでの直線偏波放射パターンを示したものである。
【００１５】
図５（ａ）はｚ−ｘ平面、同図（ｂ）はｚ−ｙ平面の直線偏波放射パターンを示している。上記放射パターンは、２共振型ループアンテナ１０の中心（原点）から一方の側面に向かう方向（水平方向）をｘ軸、このｘ軸と直行する水平方向をｙ軸、上記ｘ、ｙ軸の原点から垂直に向かう方向をｚ軸として示した。また、図５（ａ）、（ｂ）において、実線はｚ軸からｘ，ｙ軸方向に向かう角度をθとする垂直面の放射パターンＥθを示し、破線はｘ軸からｙ軸方向に向かう角度をφとする水平面の放射パターンＥφを示している。
上記２ＧＨｚでの直線偏波の放射パターンは、正面方向での直交偏波が約−２０ｄＢであり、非常に低い値となっている。
【００１６】
図６は、上記のように設定した２共振型ループアンテナ１０における４ＧＨｚでの円偏波放射パターンを示している。図６（ａ）はｚ−ｘ平面、同図（ｂ）はｚ−ｙ平面の円偏波放射パターンで、実線は右旋円偏波の放射パターンＥＲを示し、破線は左旋円偏波の放射パターンＥＬを示している。
上記４ＧＨｚでの円偏波放射パターンは、正面方向の軸比が０ｄＢに近い値となっている。
【００１７】
図７（ａ）、（ｂ）は、上記２共振型ループアンテナ１０のＶＳＷＲと軸比の周波数特性であり、図中ａは第１のループアンテナ１３による直線偏波の特性、ｂは第２のループアンテナ１４の円偏波の特性を示している。
【００１８】
図７（ａ）に示すように、ＶＳＷＲが２．０以下における帯域は、第１のループアンテナ１３の２ＧＨｚ帯で１．０％、第２のループアンテナ１４の４ＧＨｚ帯で１０．１％となっている。
また、図７（ｂ）に示すように、第２のループアンテナ１４の４ＧＨｚ帯における軸比３．０ｄＢ以下の帯域は、２．７％となっている。
【００１９】
上記実施形態で示した２共振型ループアンテナ１０は、第１のループアンテナ１３と第２のループアンテナ１４とを約４５°ずらして配置しているので、相互間の結合を低減でき、１給電で直線偏波と円偏波を効率良く放射できると共に、良好な放射特性とすることができた。
【００２０】
なお、上記実施形態では、第１のループアンテナ１３と第２のループアンテナ１４を２周波オクターブ共振させた場合について説明したが、その他の周波数関係に設定しても良いことは勿論である。
【００２１】
【発明の効果】
以上詳記したように本発明によれば、方形状に形成した直線偏波用の第１のループアンテナと円偏波用の第２のループアンテナとを約４５°ずらして配置すると共に、１つの給電線路を分枝して上記第１及び第２のループアンテナに電磁結合させて給電することにより、第１及び第２のループアンテナの結合を低減して１給電で直線偏波と円偏波の電波を効率良く放射することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る２共振型ループアンテナの構成を示す斜視図。
【図２】同実施形態における側面図。
【図３】同実施形態における分枝線による給電状態を上面から見た図。
【図４】同実施形態における分枝線による給電状態を側面から見た図。
【図５】同実施形態における第１のループアンテナによる直線偏波放射パターンを示す図。
【図６】同実施形態における第２のループアンテナによる円偏波放射パターンを示す図。
【図７】同実施形態におけるＶＳＷＲと軸比の周波数特性を示す図。
【符号の説明】
１０…２共振型ループアンテナ
１１…第１の絶縁基板
１２…第２の絶縁基板
１３…第１のループアンテナ
１４…第２のループアンテナ
１５ａ、１５ｂ…摂動素子
１６…反射板
１７…コネクタ
１８…給電線路
１９…分枝線
【発明の属する技術分野】
本発明は、分枝線給電形の２共振型ループアンテナに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＧＨｚ帯の２周波に共振する分枝線給電形の２共振型ループアンテナが考えられている。この分枝線給電形の２共振型ループアンテナは、２重ループアンテナに分枝線を電磁結合させて給電することにより、２重ループアンテナが２周波共振するようにしたものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の分枝線給電形の２共振型ループアンテナは、非常に薄型に形成できるという利点があるが、２周波とも直線偏波であり、２周波を直線偏波と円偏波に利用するものは未だ考えられていない。
【０００４】
本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、２重ループアンテナに１給電して、直線偏波と円偏波の電波を放射することができる２共振型ループアンテナを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る２共振型ループアンテナは、方形状に形成した直線偏波用の第１のループアンテナと、前記第１のループアンテナに対して約４５°ずらして方形状に形成された円偏波用の第２のループアンテナと、前記第１のループアンテナ及び第２のループアンテナと所定の間隔を保って設けられる反射板と、前記第１のループアンテナ及び第２のループアンテナと反射板との間で、給電線路の一端を分枝して形成した分枝線を前記第１のループアンテナ及び第２のループアンテナの１辺に所定間隔を保って対向配置し、電磁結合させて給電する給電手段とを具備し、前記第１のループアンテナの長さを第１の周波数に対応させて設定し、前記第２のループアンテナの長さを第２の周波数に対応させて設定し、前記第１及び第２のループアンテナを２周波共振させることを特徴とする。
【０００６】
上記のように方形状に形成した直線偏波用の第１のループアンテナと円偏波用の第２のループアンテナとを約４５°ずらして配置すると共に、１つの給電線路を分枝して上記第１及び第２のループアンテナに電磁結合させて給電することにより、第１のループアンテナと第２のループアンテナの結合を低減して１給電で直線偏波と円偏波の電波を効率良く放射することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る分枝線給電形の２共振型ループアンテナの構成を示す斜視図、図２は同実施形態の側面図である。また、図３は２共振型ループアンテナにおける分枝線による給電状態を上面から見た図、図４は同給電状態を側面から見た図である。
【０００８】
本発明の一実施形態に係る分枝線給電形の２共振型ループアンテナ１０は、図１及び図２に示すように誘電体からなる例えば方形状の第１の絶縁基板１１及び第２の絶縁基板１２を積層している。
【０００９】
上記第１の絶縁基板１１の上面には、例えば方形状の第１のループアンテナ１３を形成すると共に、この第１のループアンテナ１３の内側に第２のループアンテナ１４を形成する。上記ループアンテナ１３、１４は例えばマイクロストリップ線路を使用し、第１のループアンテナ１３に対し、第２のループアンテナ１４の位置をほぼ４５°ずらして形成する。
【００１０】
上記第１のループアンテナ１３は直線偏波用であり、周波数ｆ１に共振するループ長さＣ１に設定される。また、第２のループアンテナ１４は円偏波用で、周波数ｆ２に共振するループ長さＣ２に設定され、対向する２つの対向する角部から内側方向に突出する長さがΔＬの円偏波用の摂動素子１５ａ、１５ｂを備えている。
上記周波数ｆ１は例えば２ＧＨｚ、周波数ｆ２は４ＧＨｚとし、上記第１のループアンテナ１３及び第２のループアンテナ１４により２周波オクターブ共振させる。
【００１１】
一方、第２の絶縁基板１２の下面には、金属箔により反射板１６を形成する。この反射板１６は、好ましくは無限反射板とする。上記反射板１６から第１のループアンテナ１３及び第２のループアンテナ１４までの高さをｈに設定する。
【００１２】
また、第２の絶縁基板１２の下面には、給電用のコネクタ１７を装着すると共に、このコネクタ１７の中心導体に給電線路１８を接続する。上記コネクタ１７の外部導体は、反射板１６に接続して接地する。上記給電線路１８は、反射板１６及び第２の絶縁基板１２に設けた透孔（図示せず）内を挿通させて図３、図４に示すように第２の絶縁基板１２の上部に導出して分枝し、その分枝線１９を第１のループアンテナ１３及び第２のループアンテナ１４の各一辺に対向するように位置させる。
【００１３】
上記のように構成した２共振型ループアンテナ１０において、コネクタ１７より２ＧＨｚの直線偏波の信号及び４ＧＨｚの円偏波の信号を給電すると、分枝線１９が第１のループアンテナ１３及び第２のループアンテナ１４に電磁結合し、第１のループアンテナ１３が２ＧＨｚ、第２のループアンテナ１４が４ＧＨｚで動作する。この結果、第１のループアンテナ１３からは直線偏波が放射され、第２のループアンテナ１４からは長さΔＬの摂動素子１５ａ、１５ｂにより円偏波が放射される。
【００１４】
図５は、上記２共振型ループアンテナ１０において、
ｆ１ ＝２ＧＨｚ
ｆ２ ＝４ＧＨｚ
Ｃ１＝１．０５λ１（λ１：周波数ｆ１の波長）
Ｃ２＝０．８８λ２（λ２：周波数ｆ２の波長）
ｈ ＝０．０６７λ２
ΔＬ＝０．０８３λ２
に設定した場合の２ＧＨｚでの直線偏波放射パターンを示したものである。
【００１５】
図５（ａ）はｚ−ｘ平面、同図（ｂ）はｚ−ｙ平面の直線偏波放射パターンを示している。上記放射パターンは、２共振型ループアンテナ１０の中心（原点）から一方の側面に向かう方向（水平方向）をｘ軸、このｘ軸と直行する水平方向をｙ軸、上記ｘ、ｙ軸の原点から垂直に向かう方向をｚ軸として示した。また、図５（ａ）、（ｂ）において、実線はｚ軸からｘ，ｙ軸方向に向かう角度をθとする垂直面の放射パターンＥθを示し、破線はｘ軸からｙ軸方向に向かう角度をφとする水平面の放射パターンＥφを示している。
上記２ＧＨｚでの直線偏波の放射パターンは、正面方向での直交偏波が約−２０ｄＢであり、非常に低い値となっている。
【００１６】
図６は、上記のように設定した２共振型ループアンテナ１０における４ＧＨｚでの円偏波放射パターンを示している。図６（ａ）はｚ−ｘ平面、同図（ｂ）はｚ−ｙ平面の円偏波放射パターンで、実線は右旋円偏波の放射パターンＥＲを示し、破線は左旋円偏波の放射パターンＥＬを示している。
上記４ＧＨｚでの円偏波放射パターンは、正面方向の軸比が０ｄＢに近い値となっている。
【００１７】
図７（ａ）、（ｂ）は、上記２共振型ループアンテナ１０のＶＳＷＲと軸比の周波数特性であり、図中ａは第１のループアンテナ１３による直線偏波の特性、ｂは第２のループアンテナ１４の円偏波の特性を示している。
【００１８】
図７（ａ）に示すように、ＶＳＷＲが２．０以下における帯域は、第１のループアンテナ１３の２ＧＨｚ帯で１．０％、第２のループアンテナ１４の４ＧＨｚ帯で１０．１％となっている。
また、図７（ｂ）に示すように、第２のループアンテナ１４の４ＧＨｚ帯における軸比３．０ｄＢ以下の帯域は、２．７％となっている。
【００１９】
上記実施形態で示した２共振型ループアンテナ１０は、第１のループアンテナ１３と第２のループアンテナ１４とを約４５°ずらして配置しているので、相互間の結合を低減でき、１給電で直線偏波と円偏波を効率良く放射できると共に、良好な放射特性とすることができた。
【００２０】
なお、上記実施形態では、第１のループアンテナ１３と第２のループアンテナ１４を２周波オクターブ共振させた場合について説明したが、その他の周波数関係に設定しても良いことは勿論である。
【００２１】
【発明の効果】
以上詳記したように本発明によれば、方形状に形成した直線偏波用の第１のループアンテナと円偏波用の第２のループアンテナとを約４５°ずらして配置すると共に、１つの給電線路を分枝して上記第１及び第２のループアンテナに電磁結合させて給電することにより、第１及び第２のループアンテナの結合を低減して１給電で直線偏波と円偏波の電波を効率良く放射することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る２共振型ループアンテナの構成を示す斜視図。
【図２】同実施形態における側面図。
【図３】同実施形態における分枝線による給電状態を上面から見た図。
【図４】同実施形態における分枝線による給電状態を側面から見た図。
【図５】同実施形態における第１のループアンテナによる直線偏波放射パターンを示す図。
【図６】同実施形態における第２のループアンテナによる円偏波放射パターンを示す図。
【図７】同実施形態におけるＶＳＷＲと軸比の周波数特性を示す図。
【符号の説明】
１０…２共振型ループアンテナ
１１…第１の絶縁基板
１２…第２の絶縁基板
１３…第１のループアンテナ
１４…第２のループアンテナ
１５ａ、１５ｂ…摂動素子
１６…反射板
１７…コネクタ
１８…給電線路
１９…分枝線
Claims (3)
- 方形状に形成した直線偏波用の第１のループアンテナと、前記第１のループアンテナに対して約４５°ずらして方形状に形成された円偏波用の第２のループアンテナと、前記第１のループアンテナ及び第２のループアンテナと所定の間隔を保って設けられる反射板と、前記第１のループアンテナ及び第２のループアンテナと反射板との間で、給電線路の一端を分枝して形成した分枝線を前記第１のループアンテナ及び第２のループアンテナの一辺に所定間隔を保って対向配置し、電磁結合させて給電する給電手段とを具備し、
前記第１のループアンテナの長さを第１の周波数に対応させて設定し、前記第２のループアンテナの長さを第２の周波数に対応させて設定し、前記第１及び第２のループアンテナを２周波共振させることを特徴とする２共振型ループアンテナ。 - 第１の絶縁基板と、前記第１の絶縁基板上に方形状に形成した直線偏波用の第１のループアンテナと、前記第１のループアンテナに対して約４５°ずらして方形状に形成された円偏波用の摂動素子を備えた第２のループアンテナと、前記第１の絶縁基板の下側に設けられる第２の絶縁基板と、前記第２の絶縁基板の下面に形成される反射板と、前記第２の絶縁基板及び反射板に形成した透孔内に設けられる給電線路と、前記給電線路の上端を前記第２の絶縁基板の上側で分枝して形成され、前記第１のループアンテナ及び第２のループアンテナの１辺に対向する位置に配置される分枝線とを具備し、
前記第１のループアンテナの長さを第１の周波数に対応させて設定し、前記第２のループアンテナの長さを第２の周波数に対応させて設定し、前記第１及び第２のループアンテナを２周波共振させることを特徴とする２共振型ループアンテナ。 - 請求項２記載の２共振型ループアンテナにおいて、前記第１のループアンテナ及び第２のループアンテナをマイクロストリツプ線路により形成したことを特徴とする２共振型ループアンテナ。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002243395A JP2004088214A (ja) | 2002-08-23 | 2002-08-23 | ２共振型ループアンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP2002243395A JP2004088214A (ja) | 2002-08-23 | 2002-08-23 | ２共振型ループアンテナ |
Publications (1)
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|---|---|
| JP2004088214A true JP2004088214A (ja) | 2004-03-18 |
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| JP2002243395A Pending JP2004088214A (ja) | 2002-08-23 | 2002-08-23 | ２共振型ループアンテナ |
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|---|---|
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006311497A (ja) * | 2005-03-29 | 2006-11-09 | Fujitsu Ten Ltd | ループアンテナ、該アンテナを使用したアンテナシステム及び該アンテナシステムを搭載した車両 |
| JP2009171070A (ja) * | 2008-01-11 | 2009-07-30 | Sony Corp | アンテナモジュール、通信装置及び通信システム |
| CN102386487A (zh) * | 2010-08-31 | 2012-03-21 | 现代自动车株式会社 | 同时产生线偏振波和圆偏振波的贴片天线及其制造方法 |
| JP2018182362A (ja) * | 2017-04-03 | 2018-11-15 | ミツミ電機株式会社 | アンテナ装置 |
-
2002
- 2002-08-23 JP JP2002243395A patent/JP2004088214A/ja active Pending
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