JP2005191803A

JP2005191803A - アンテナ及びアンテナ整合方法

Info

Publication number: JP2005191803A
Application number: JP2003429204A
Authority: JP
Inventors: Rikuro Shimamori; 陸郎嶌森; Minoru Hasegawa; 実長谷川
Original assignee: Samsung Yokohama Research Institute
Current assignee: Samsung R&D Institute Japan Co Ltd
Priority date: 2003-12-25
Filing date: 2003-12-25
Publication date: 2005-07-14

Abstract

【課題】モノポールアンテナ又はダイポールアンテナのＶＳＷＲ特性を容易に調整することができるようにする。
【解決手段】導体板からなるアンテナエレメント１の一端部に給電を行うモノポールアンテナ又はダイポールアンテナにおける該アンテナエレメント１の給電部側にスリット４を設けることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、モノポールアンテナ、ダイポールアンテナ等のアンテナに係り、特にアンテナの整合方法に関する。

モノポールアンテナ又はダイポールアンテナとして、四角形や円形のアンテナエレメントを用いたものが知られている。また、半円形のアンテナエレメントを用いたものや、半円形の導体板を半円と同心状に半円形の切り欠きが形成されたものなどもある（例えば、特許文献１参照）。これらモノポールアンテナやダイポールアンテナではアンテナエレメントと地板間（モノポールアンテナ）、アンテナエレメント間（ダイポールアンテナ）で電磁結合が発生するが、その電磁結合量が適正でないと所望のアンテナ特性が得られない。このため、従来は、図９に示されるように、地板３に対向するアンテナエレメント１００の一部分を所定の切除角θで切除することにより電磁結合量を調整している。また、アンテナエレメントと地板間（モノポールアンテナ）、アンテナエレメント間（ダイポールアンテナ）の距離を増減させる場合もある。
特許第３２７３４６３号公報

しかし、上述した従来のアンテナ整合方法では、ＶＳＷＲ（Voltage Standing Wave Ratio）特性の調整に係る効率が悪いという問題がある。アンテナエレメントの一部分を所定の切除角で切除する場合、調整量に対して切除面積が大きい。さらに、アンテナ組み立て後に微調整するときには、切除角の精度を維持することが容易ではない。これにより、調整作業にかかる労力や時間が増大している。また、距離の増減によって調整する場合には、アンテナエレメントの搭載パターンや給電パターン、地板パターンなどを有するアンテナ取り付け用基板を再設計する等、その作業が大掛かりなものとなる。

本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、モノポールアンテナ又はダイポールアンテナのＶＳＷＲ特性を容易に調整することができるアンテナ及びアンテナ整合方法を提供することにある。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載のアンテナは、導体板からなるアンテナエレメントを備え、前記アンテナエレメントの一端部に給電を行うモノポール又はダイポール構造を有し、前記アンテナエレメントの前記給電部側にスリットが設けられたことを特徴としている。

請求項２に記載のアンテナにおいては、前記スリットは前記給電部の両側に設けられたことを特徴とする。

請求項３に記載のアンテナにおいては、前記スリットは、幅、長さ又は前記給電部からのスリット配置距離が調節されることを特徴とする。

請求項４に記載のアンテナ整合方法は、導体板からなるアンテナエレメントの一端部に給電を行うモノポールアンテナ又はダイポールアンテナの整合方法であって、前記アンテナエレメントの前記給電部側にスリットを設ける過程を含むことを特徴としている。

請求項５に記載のアンテナ整合方法においては、前記スリットを前記給電部の両側に設けることを特徴とする。

請求項６に記載のアンテナ整合方法においては、前記スリットの幅、長さ又は前記給電部からのスリット配置距離を調節することを特徴とする。

本発明によれば、アンテナエレメントに対する加工が容易なスリットを設けることによりアンテナのＶＳＷＲ特性を調整するので、モノポールアンテナ又はダイポールアンテナのＶＳＷＲ特性を容易に調整することができる。これにより、調整に係る効率が向上し、調整作業にかかる労力や時間の削減、コストダウン等の優れた効果が得られる。

以下、図面を参照し、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アンテナの概略構成を示す正面図である。本実施形態においては、四角形のアンテナエレメント１をモノポール構造に組み立てており、そのアンテナエレメント１の給電部側にスリット４を設けている。

アンテナエレメント１は四角形の導体板からなる部材である。アンテナエレメント１には、給電部側にスリット４が設けられている。給電部２はアンテナエレメント１に給電を行う部材である。給電部２はアンテナエレメント１の一端と、地板３とに接続されている。

図２は、本発明に係るスリットの構造を説明するための図である。スリット４は、スリットの幅Ａ、長さＢを有する形状である。また、スリット４は、アンテナエレメント１の給電部から距離ｄの位置に配置される。これらスリットの幅Ａ、長さＢ及び給電部からの距離ｄは、電磁結合の調整量に応じて調節される。また、スリットの長さＢは、地板３からの距離に応じたオフセット給電によりインピーダンス整合を取るためのインピーダンスの調整量に応じて調節される。

なお、図１の実施例ではアンテナエレメント１の給電部（給電箇所）の両側に各々スリット４が設けられているが、片方のみに設けられるものであってもよい。但し、オフセット給電による効果を高めるためには、アンテナエレメント１の給電部の両側に各々スリットを設けることが望ましい。
また、スリット４の個数は、所望のアンテナ特性に応じて選択すればよい。
また、アンテナエレメントに使用される導体板は、四角形等の多角形の他、円形や半円形、楕円形、菱形などであってもよい。

図３は、本発明による整合効果を示すためのＶＳＷＲ（Voltage Standing Wave Ratio）特性のグラフである。図４は、図９の従来の整合方法によるＶＳＷＲ特性のグラフである。図３には、図１に示すモノポールアンテナによるＶＳＷＲのシミュレーション結果が示されている。図４には、図９に示すモノポールアンテナによるＶＳＷＲのシミュレーション結果が示されている。

図３の本発明に係るシミュ−レーション条件は、波形Ｗ１ａが、スリットの幅Ａが０．５ｍｍ、長さＢが１．５ｍｍ、給電部から距離ｄが０．５ｍｍである。同様に、波形Ｗ１ｂは幅Ａが０．５ｍｍ、長さＢが１．０ｍｍ、距離ｄが０．５ｍｍである。そして、波形Ｗ１ｃはスリットなしである。
図４の従来の整合方法によるシミュ−レーション条件は、波形Ｗ２ａの切除角θが２０度、波形Ｗ２ｂの切除角θが１０度、波形Ｗ２ｃは切除なしである。

図３の各波形Ｗ１ａ〜ｃに示されるように、スリットの長さＢが大きい程に、スリットなしの場合からのＶＳＷＲの変化量が大きくなり、整合範囲が拡がる。また、図３と図４との比較から、本発明によるＶＳＷＲの調整範囲は、従来に比べて大きいことが明らかである。具体的には、例えば４ＧＨｚにおいて、従来の整合方法では図４に示されるように、切除角θが２０度という大きな切除量であっても切除なしに比してＶＳＷＲが約０．３程度しか変動しない。一方、本発明の整合方法では図３に示されるように、長さが１．５ｍｍという少量のスリットを設けただけで、スリットなしに比してＶＳＷＲが約０．６程度も変動する。これにより、アンテナエレメントに対する加工が容易なスリットを設けることによって、アンテナのＶＳＷＲ特性を効率よく調整することができる。

以上、本発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば、スリットの形状は上記実施例の形状に限定されず、各種の形状が可能である。図５はスリット形状の他の例を示す図である。図５（ａ）では曲線形状のスリット４ａが示されている。図５（ｂ）では折れ曲がった形状のスリット４ｂが示されている。スリット形状は、実現したいアンテナ特性に応じて選択すればよい。

また、アンテナエレメントは誘電体上に形成されていてもよい。図６は円形のアンテナエレメント１ａが誘電体１０上に形成された例を示す図である。誘電体１０は例えばセラミック素材を使用したものである。

また、複数のアンテナエレメントを有するアンテナに対して適用してもよい。図７は、複数のアンテナエレメント１を有するアンテナの例を示す図である。この実施例では、２つのアンテナエレメント１がクロスする構造に組み立てられている。そして、各アンテナエレメント１にはそれぞれ２つのスリット４が設けられている。

また、本発明はダイポールアンテナにも適用することができる。なお、ダイポールアンテナにはクロスダイポールと呼ばれるものも含まれる。図８は、本発明に係るダイポール構造のアンテナの概略構成を示す図である。この実施例では、２つのアンテナエレメント１がダイポール構造に組み立てられている。そして、各アンテナエレメント１にはそれぞれ２つのスリット４が設けられている。

上述したように本発明に係る構成によれば、アンテナエレメントに対する加工が容易なスリットを設けることによりアンテナのＶＳＷＲ特性を調整するので、モノポールアンテナ又はダイポールアンテナのＶＳＷＲ特性を容易に調整することができる。これにより、調整に係る効率が向上し、調整作業にかかる労力や時間の削減、コストダウン等の優れた効果が得られる。

なお、従来の整合方法、切除角によりアンテナエレメントの一部分を切除する方法、又はアンテナエレメントと地板との距離を増減する方法と組み合わせるようにしてもよい。

本発明の一実施形態に係るアンテナの概略構成を示す正面図である。本発明に係るスリットの構造を説明するための図である。本発明による整合効果を示すためのＶＳＷＲ特性のグラフである。従来の整合方法によるＶＳＷＲ特性のグラフである。本発明に係るスリット形状の他の例を示す図である。本発明に係るアンテナエレメント１ａが誘電体１０上に形成された例を示す図である。本発明に係る複数のアンテナエレメント１を有するアンテナの例を示す図である。本発明に係るダイポール構造のアンテナの概略構成を示す図である。従来のアンテナ整合方法を説明するための図である。

符号の説明

１，１ａ…アンテナエレメント、２…給電部、３…地板、４，４ａ，４ｂ…スリット、１０…誘電体。

Claims

導体板からなるアンテナエレメントを備え、
前記アンテナエレメントの一端部に給電を行うモノポール又はダイポール構造を有し、
前記アンテナエレメントの前記給電部側にスリットが設けられたことを特徴とするアンテナ。
前記スリットは前記給電部の両側に設けられたことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ。
前記スリットは、幅、長さ又は前記給電部からのスリット配置距離が調節されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のアンテナ。
導体板からなるアンテナエレメントの一端部に給電を行うモノポールアンテナ又はダイポールアンテナの整合方法であって、
前記アンテナエレメントの前記給電部側にスリットを設ける過程を含むことを特徴とするアンテナ整合方法。
前記スリットを前記給電部の両側に設けることを特徴とする請求項４に記載のアンテナ整合方法。
前記スリットの幅、長さ又は前記給電部からのスリット配置距離を調節することを特徴とする請求項４または請求項５に記載のアンテナ整合方法。