JP2005101995A - Wideband antenna - Google Patents
Wideband antenna Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005101995A JP2005101995A JP2003334389A JP2003334389A JP2005101995A JP 2005101995 A JP2005101995 A JP 2005101995A JP 2003334389 A JP2003334389 A JP 2003334389A JP 2003334389 A JP2003334389 A JP 2003334389A JP 2005101995 A JP2005101995 A JP 2005101995A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- antenna
- conductor
- cone
- pyramid
- broadband antenna
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Details Of Aerials (AREA)
Abstract
Description
本発明は無線LANの基地局およびUWBなどに用いられる広帯域アンテナに関するものである。 The present invention relates to a broadband antenna used in a wireless LAN base station and UWB.
現在2.4GHz帯および5GHz帯を用いた無線LANが普及し始めている。これらのシステムにはパッチアンテナが主に用いられる。しかし、両周波数帯を利用するシステムも検討され始め、この場合には各周波数に対応した2つのアンテナが必要となるので、より広帯域なアンテナが求められている。また、3〜10GHzを用いるUWB技術も米国で民間に開放され、これに適した広帯域アンテナが求められている。広帯域特性を示すアンテナとしてはディスコーンアンテナ、自己補対アンテナ、対数周期アンテナが知られている。特にディスコーンアンテナは非常に帯域が広いことで知られている(非特許文献1参照)。 Currently, wireless LANs using the 2.4 GHz band and the 5 GHz band are becoming popular. A patch antenna is mainly used in these systems. However, a system using both frequency bands has been studied, and in this case, since two antennas corresponding to each frequency are required, a wider-band antenna is required. UWB technology using 3 to 10 GHz is also open to the private sector in the United States, and a broadband antenna suitable for this is demanded. As an antenna exhibiting wideband characteristics, a discone antenna, a self-complementary antenna, and a log periodic antenna are known. In particular, a discone antenna is known to have a very wide band (see Non-Patent Document 1).
このディスコーンアンテナは、図6に示すように、金属導体からなる円板(ディスク)5と金属導体からなる円錐体(コーン)6から形成され、同軸線路の信号導体が円錐体6、グランドが円板5に接続されて用いられる。このアンテナのサイズは使用最低周波数fで決まり、このときの波長をλとすれば、円錐体6の頂角θを約30°に、また円板5の直径≧0.15λ、円錐体6の高さ≧0.2λに選ぶ(参考文献1)。一方このアンテナを、システムの筐体や室内の天井などに設置する場合には、筐体や天井をグランドとし、円錐部に信号線路が接続される。このとき、一般にグランド面が広くなるため、入力インピーダンスが変わり、円錐体6の頂角を約45°にする必要がある。これにより、アンテナの径が大ききなってしまう。具体的には、使用最低周波数が3GHzの場合、円錐体6の高さ=20mm、円錐体の径=40mmにする必要がある。
As shown in FIG. 6, this discone antenna is formed of a disk (disk) 5 made of a metal conductor and a cone (cone) 6 made of a metal conductor, the signal conductor of the coaxial line is the
このような問題に対して、図6に示すような円錐体6の代わりに、図7に示すように、外周導体が、半回転楕円体7からなるアンテナが提案されている(特許文献1)。このアンテナは従来の図6のディスコーンアンテナに比べ、アンテナの径を小さくできる点で優れている。
しかし、小型化に適した図7のアンテナは、図6のディスコーンアンテナの円錐体6の代わりに半回転楕円体7を用いているため、円板5と半回転楕円体7との接触角φが小さくなり、この結果、入力インピーダンスが小さくなり、反射特性が劣化するという問題があった。
However, since the antenna of FIG. 7 suitable for miniaturization uses a half-
また、アンテナへの給電線路(この場合は同軸線路)は一般に50Ωなので、アンテナの入力インピーダンスも50Ωであることが望ましい。もちろん、このような広帯域アンテナで所望オの帯域全てにわたって500Ωにすることはできないが、できる限り、50Ωに近くすることが望ましい。しかし、上記アンテナのように入力インピーダンスが50Ωから大きくずれると、そのインピーダンスのミスマッチにより反射損失が大きくなり、アンテナ特性が劣化するという問題点があった。 Further, since the feed line to the antenna (in this case, the coaxial line) is generally 50Ω, it is desirable that the input impedance of the antenna is also 50Ω. Of course, such a broadband antenna cannot make 500Ω over the entire desired band, but it is desirable to make it as close to 50Ω as possible. However, when the input impedance deviates greatly from 50Ω as in the case of the antenna described above, there is a problem that the reflection loss increases due to the impedance mismatch and the antenna characteristics deteriorate.
本発明は、かかる従来の問題点を解決すべく案出されたものであり、その目的は、良好な反射特性を維持しつつ、従来のディスコーンアンテナより小型軽量化した広帯域アンテナを提供することにある。 The present invention has been devised to solve such conventional problems, and an object of the present invention is to provide a broadband antenna that is smaller and lighter than the conventional discone antenna while maintaining good reflection characteristics. It is in.
本発明の広帯域アンテナは、頂部が給電点からなる円錐体と、該円錐体の底部にm個(m≧1)の円錐台および/または円柱体を順次接着一体化した構造体からなる放射導体と、該放射導体における前記給電点を含む平面導体とを具備することを特徴とする。 The broadband antenna of the present invention is a radiating conductor comprising a conical body whose top is a feeding point and a structure in which m (m ≧ 1) frustums and / or cylindrical bodies are sequentially bonded and integrated to the bottom of the conical body. And a planar conductor including the feeding point in the radiation conductor.
また、本発明の他の広帯域アンテナは、頂部が給電点からなるn角錐体(n≧3)と、該n角錐体の底部にm個(m≧1)のn角錐台および/またはn角柱を順次接着一体化した構造体からなる放射導体と、該放射導体における前記給電点を含む平面導体とを具備することを特徴とする。 In addition, another broadband antenna of the present invention includes an n-pyramid (n ≧ 3) whose top is a feeding point, and m (m ≧ 1) n-pyramidal frustums and / or n-prisms at the bottom of the n-pyramid. And a planar conductor including the feeding point in the radiation conductor.
なお、上記円錐体や、n角錐体の頂部の角度を調整することによって、反射特性を適宜制御することができる。さらに、前記第m番目を円柱またはn角柱とすることにより、より小型化することができるものである。 The reflection characteristics can be appropriately controlled by adjusting the angle of the top of the cone or the n-pyramid. Further, by making the m-th column a cylinder or an n-prism, the size can be further reduced.
本発明の広帯域アンテナによれば、放射導体を円錐体と、円錐台や円柱、またはn角錐体とn角錐体n角錐台やn角柱とを組み合わせた構造とすることにより、グランドとなる平面導体との接触角φが円錐体または角錐体の頂部角度θによって定めることができるために、接触角θが小さくなることなく、アンテナの小型化を図ることができるために、広帯域特性と良好な反射特性を保ちつつ、放射体の構造を小型化軽量化できる。 According to the broadband antenna of the present invention, a planar conductor serving as a ground is obtained by using a structure in which a radiating conductor is combined with a cone, a truncated cone or a cylinder, or an n-sided pyramid, an n-sided pyramid, an n-sided pyramid and an n-sided prism. Since the contact angle φ can be determined by the cone or the apex angle θ of the pyramid, the antenna can be miniaturized without reducing the contact angle θ. The structure of the radiator can be reduced in size and weight while maintaining the characteristics.
以下、本発明の広帯域アンテナについて、図を参照して説明する。 Hereinafter, the broadband antenna of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の広帯域アンテナの実施の形態の一例を示す平面図(a)およびそのx1−x1における概略断面図(b)である。図1の広帯域アンテナAによれば、グランドを形成する平面導体2の部に、平面導体2と接触しないように信号導体1が形成されており、その先端には放射導体3が形成されている。
FIG. 1A is a plan view showing an example of an embodiment of a broadband antenna of the present invention, and FIG. 1B is a schematic sectional view taken along line x 1 -x 1 . According to the broadband antenna A of FIG. 1, the
このアンテナAによれば、放射導体3は、円錐体3aと、円錐体3aの底部に円錐台3bが一体化に接合された構造体によって形成されている。
According to this antenna A, the
かかる広帯域アンテナによれば、信号導体1から入ってきた高周波信号は、放射導体3と平面導体2との間に電界を生じさせ、空間に垂直偏波の電波を放射する。
According to such a broadband antenna, the high-frequency signal that has entered from the
なお、放射導体3はその構造体の側面のみが導体であれば良く、内部は誘電体であっても、中空であっても導体であってもよい。
In addition, the
またこのアンテナへの入力インピーダンスは、平面導体2の大きさと円錐体3aの頂角により決まる。即ち、グランドを形成している平面導体2の直径がλと大きいときは円錐体3aの頂角はほぼ90°のとき、使用最低周波数からVSWR≦2の特性が得られる。平面導体2の直径が0.15λと小さいときに、円錐体3aの頂角はほぼ60°のとき、使用最低周波数からVSWR≦2の特性が得られる。従って、実際にはグランドを形成する平面導体の大きさにより円錐3aの頂角が決定される。
The input impedance to the antenna is determined by the size of the
円錐体3aの高さと円錐台3bの高さは電磁界シミュレータ等により、適宜決定する必要があるが、その全体の高さは0.2λ以上必要である(λは使用最低周波数での波長)。
The height of the
図2は、本発明の広帯域アンテナの他の実施の形態の一例を示す平面図(a)およびそのx2−x2における概略断面図(b)である。図2の広帯域アンテナBによれば、放射導体3は、円錐体3aと、円錐体3aの底部に円柱体3cが一体的に接合したような構造体によって形成されている。
Figure 2 is a plan view showing an example of another embodiment of the antenna of the present invention (a) and a schematic cross-sectional view at the x 2 -x 2 (b). According to the broadband antenna B of FIG. 2, the
かかる広帯域アンテナは前記アンテナAと同様な機能を有するが、円錐体3aの底部に接続された部分は円柱形状をなしている。このことにより、アンテナBの最外部の径をより小さくすることが可能となり、アンテナの小型化を図ることができる。
Such a broadband antenna has a function similar to that of the antenna A, but the portion connected to the bottom of the
図3は、本発明の広帯域アンテナのさらに他の実施の形態の一例を示す平面図(a)およびそのx3−x3における概略断面図(b)である。図3の広帯域アンテナCによれば、放射導体3は、円錐体3aと円錐台3bと円柱3cとが一体的に接合したような構造体によって形成されている。
Figure 3 is a plan view showing an example of yet another embodiment of the antenna of the present invention (a) and a schematic cross-sectional view of the x 3 -x 3 (b). According to the broadband antenna C of FIG. 3, the
かかる広帯域アンテナは前記アンテナAと同様な機能を有するが、円錐体3aの底部に接続された部分が円錐台および円柱形状をなしている。このことにより、アンテナBの最外部の径をより小さくすることが可能となり、アンテナの小型化を図ることができる。
Such a broadband antenna has a function similar to that of the antenna A, but the portion connected to the bottom of the
図4は、本発明の広帯域アンテナの他の実施の形態の一例を示す平面図(a)およびそのx4−x4における概略断面図(b)である。図4の広帯域アンテナDによれば、放射導体3は、三角錐体4aと三角錐台4bと三角柱4cとが一体的に接合したような構造体によって形成されている。
Figure 4 is a plan view showing an example of another embodiment of the antenna of the present invention (a) and a schematic cross-sectional view of the x 4 -x 4 (b). According to the broadband antenna D of FIG. 4, the
このように、図1乃至図4の円錐体3aと円錐台3bと円柱3cのみならず、n角錐体4a、n角錐台4bとn角柱4cによって構成した場合であっても上記と同様の効果を奏する。
As described above, the same effects as described above can be obtained not only by the
上記アンテナA,B,C,Dは、いずれも円錐体3aと、円錐台3bや円柱3cとを組合せた例(m=1,2)であるが、この組合せは、これらに限られることなく、円錐体3aに対して、円錐台3bと円柱3cとをそれぞれ2個以上を用いて、例えば、3a−3b−3b,3a−3b−3c−3b,3a−3c−3b,3a−3c−3b−3c、3a−3b−3c−3b−3cなど,m≧3で種々に組み合わせてもよい。
Each of the antennas A, B, C, and D is an example (m = 1, 2) in which the
また、上記の例では、円錐体3aと円錐台3bと円柱3cとが別体からなり、接合一体化したように記載したが、これらの形状体は、いずれも放射導体3の外側壁を形成する要素として記載したものであって、外側壁が上記の構造を有する限りにおいて、別体であっても、上記の外壁面を有する一体物であっても全く問題がない。
In the above example, the
上記の他の態様は、n角錐体4a、n角錐台4bとn角柱4cによって構成した場合であっても上記と同様の種々の態様であっても同様の効果を奏するものである。また、図4ではn=3の場合について説明したが、n≧4であっても本発明の効果には実質的に差異はない。
Even if it is a case where it is a case where it is constituted by
さらに、上記図1乃至図4では、m=1または2について説明したが、円錐台3b、n角錐台4bは3個以上積み上げても何ら問題はない。
Further, in FIG. 1 to FIG. 4, m = 1 or 2 has been described, but there is no problem even if three or
次に、図5は図1乃至図4に示した実施形態について、反射特性の計算を行った結果である。 Next, FIG. 5 shows the result of calculation of reflection characteristics for the embodiment shown in FIGS.
図1の実施形態では、円錐3aの高さを7mm、その底面の径を12mm、円錐台3bの高さを15mm、その底面の径を16mmとした。また、図2の実施形態では、円錐3aの高さを7mm、その底面の径を12mm、円柱3cの高さを15mmとした。また、図3の実施形態では、円錐3aの高さを5mm、その底面の径を6mm、円錐台3bの高さを4mm、その底面の径を12mm、円柱3cの高さを13mmとした。また、図4の実施形態では、正三角錐4aの高さを7mm、その底面の一辺を12mm、三角柱4cの高さを15mmとした。なお、全ての場合のグランド導体2の大きさは、50mm角とした。
In the embodiment of FIG. 1, the height of the
図5の実線は図1に示す形態の実施例、点線は図2に示す形態の実施例、一点鎖線は図3に示す形態の実施例、破線は図4に示す形態の実施例である。アンテナの周波数帯域を示す範囲は一般にVSWRが2以下、即ち反射特性で−9.54dB以下の領域で表現することが多い。本実施例の全て場合において、約3GHzから10GHz以上の領域で良好な反射特性が得られている。すなわち、広帯域な特性のアンテナとなっていることがわかる。 The solid line in FIG. 5 is an embodiment of the form shown in FIG. 1, the dotted line is the embodiment of the form shown in FIG. 2, the alternate long and short dash line is the embodiment of the form shown in FIG. 3, and the broken line is the embodiment of the form shown in FIG. In general, the range indicating the frequency band of the antenna is often expressed in a region where VSWR is 2 or less, that is, a reflection characteristic of −9.54 dB or less. In all cases of this embodiment, good reflection characteristics are obtained in the region of about 3 GHz to 10 GHz or more. That is, it can be seen that the antenna has a broadband characteristic.
1 信号導体
2 グランド導体
3 放射導体
4 放射導体
1
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003334389A JP4199631B2 (en) | 2003-09-25 | 2003-09-25 | Broadband antenna |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003334389A JP4199631B2 (en) | 2003-09-25 | 2003-09-25 | Broadband antenna |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005101995A true JP2005101995A (en) | 2005-04-14 |
JP4199631B2 JP4199631B2 (en) | 2008-12-17 |
Family
ID=34462092
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003334389A Expired - Fee Related JP4199631B2 (en) | 2003-09-25 | 2003-09-25 | Broadband antenna |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4199631B2 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007072721A (en) * | 2005-09-06 | 2007-03-22 | Ricoh Co Ltd | Antenna optimum design method, antenna optimum design program, recording medium, antenna and information communication device |
WO2010097291A1 (en) * | 2009-02-28 | 2010-09-02 | Original Perspectives Limited | Hyperband antenna arm and antenna |
CN101872887A (en) * | 2009-04-24 | 2010-10-27 | 连展科技电子(昆山)有限公司 | Broad-band antenna having connecting device |
RU2498332C2 (en) * | 2008-06-11 | 2013-11-10 | Призмиан С.П.А. | Portable device for detection of partial discharge |
EP3384556A4 (en) * | 2015-12-01 | 2019-07-31 | Isolynx, LLC | Folded uwb monopole antenna for body mounted transmitter and manufacturing method |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SG171489A1 (en) * | 2009-11-25 | 2011-06-29 | Sony Corp | An antenna and a method of manufacturing |
CN103117451B (en) * | 2013-03-04 | 2016-03-02 | 金明涛 | Ultra-wideband antenna |
-
2003
- 2003-09-25 JP JP2003334389A patent/JP4199631B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007072721A (en) * | 2005-09-06 | 2007-03-22 | Ricoh Co Ltd | Antenna optimum design method, antenna optimum design program, recording medium, antenna and information communication device |
RU2498332C2 (en) * | 2008-06-11 | 2013-11-10 | Призмиан С.П.А. | Portable device for detection of partial discharge |
WO2010097291A1 (en) * | 2009-02-28 | 2010-09-02 | Original Perspectives Limited | Hyperband antenna arm and antenna |
GB2481743A (en) * | 2009-02-28 | 2012-01-04 | Original Perspectives Ltd | Hyperband antenna arm and antenna |
GB2481743B (en) * | 2009-02-28 | 2014-08-20 | Original Perspectives Ltd | Antenna |
CN101872887A (en) * | 2009-04-24 | 2010-10-27 | 连展科技电子(昆山)有限公司 | Broad-band antenna having connecting device |
CN101872887B (en) * | 2009-04-24 | 2013-10-30 | 连展科技电子(昆山)有限公司 | Broad-band antenna having connecting device |
EP3384556A4 (en) * | 2015-12-01 | 2019-07-31 | Isolynx, LLC | Folded uwb monopole antenna for body mounted transmitter and manufacturing method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4199631B2 (en) | 2008-12-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Ray | Design aspects of printed monopole antennas for ultra-wide band applications | |
US9929472B2 (en) | Phased array antenna | |
JP4390651B2 (en) | Antenna for UWB (Ultra-WideBand) communication | |
JP4475583B2 (en) | Discone antenna and information communication equipment using the discone antenna | |
US7245263B2 (en) | Antenna | |
US20060055616A1 (en) | Broadband monopole antenna | |
JP2005198270A (en) | Three-dimensional omni-directional antenna for ultra-wideband | |
JP2007097115A (en) | Patch antenna | |
CN109075436A (en) | Ultra wideband dual polarization radiating element for antenna for base station | |
TWI404265B (en) | Printed dipole antenna and its manufacturing method | |
JP2008535299A (en) | Ultra-wideband antenna provides great conceptual flexibility | |
US6956533B2 (en) | Antenna having a monopole design, for use in several wireless communication services | |
CA2764005A1 (en) | A compact ultra wide band antenna for transmission and reception of radio waves | |
JP2018536358A (en) | Dual-polarized planar ultra-wideband antenna | |
Singh et al. | A review: circuit theory of microstrip antennas for dual-, multi-, and ultra-widebands | |
JP2005101995A (en) | Wideband antenna | |
JP5481328B2 (en) | Antenna device | |
JP2005094745A (en) | Antenna | |
Zeain et al. | Design of helical antenna for wideband frequency | |
Ballandovich et al. | Collinear wideband-dipoles antenna array with the omnidirectional radiation pattern in the azimuth plane | |
JP2017092663A (en) | Broadband non-directional antenna | |
US20090128440A1 (en) | Balanced antenna | |
JP4884028B2 (en) | Broadband antenna | |
CN107257027A (en) | A kind of zero refractive index Meta Materials lens applied to Broadband circularly polarized antenna | |
JP2005269626A (en) | Antenna |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060912 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080620 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080624 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080825 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080909 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20081003 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111010 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121010 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131010 Year of fee payment: 5 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |