JP2005333203A - Antenna - Google Patents
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Description
本発明は、無線LANや携帯電話などに用いるアンテナに関する。 The present invention relates to an antenna used for a wireless LAN, a mobile phone, and the like.
近年、無線LANがオフィスや家庭に普及しはじめ、重要な情報インフラとなりつつある。無線LANでは、無線LANカードを経由してPCや携帯機器に接続されることが多く、携帯電話に比べてアンテナの小型・低姿勢化が重要になる。また、アンテナには、通常使われる無線の周波数帯も幅広くなっており、相互接続可能なように、2GHz帯や5GHz帯などの複数の周波数帯において通信を可能とする構成も必要である。 In recent years, wireless LAN has begun to spread to offices and homes, and is becoming an important information infrastructure. In a wireless LAN, it is often connected to a PC or a mobile device via a wireless LAN card, and it is important to make the antenna smaller and lower in posture than a mobile phone. In addition, antennas have a wide range of commonly used radio frequency bands, and are required to have a configuration that enables communication in a plurality of frequency bands such as a 2 GHz band and a 5 GHz band so that they can be interconnected.
小型で低姿勢なアンテナとしてはパッチアンテナが使われることが多い。例えば矩形パッチアンテナを給電線とインピーダンスを整合させるためには、以下のような条件を考慮しなくてはならない。
即ち、図19に示すように、誘電体di上の矩形のパッチアンテナPaに入出力される電波の自由空間での波長をλ0、線路としてみたパッチアンテナPaの特性アドミッタンスをY0、パッチアンテナPaの長さをL(x方向)、幅をW(y方向)、給電点の位置をパッチ端からLf、パッチアンテナPaと地板Grとの距離(厚さ)をh、パッチアンテナPaと地板Grの間に設けた誘電体diの比誘電率をεrとすると、パッチアンテナPaが共振するためには下記の数式を満たす必要がある。
Patch antennas are often used as small and low-profile antennas. For example, in order to match the impedance of the rectangular patch antenna with the feed line, the following conditions must be considered.
That is, as shown in FIG. 19, the wavelength in the free space of radio waves input to and output from the rectangular patch antenna Pa on the dielectric di is λ 0 , the characteristic admittance of the patch antenna Pa as a line is Y 0 , and the patch antenna The length of Pa is L (x direction), the width is W (y direction), the position of the feeding point is Lf from the patch end, the distance (thickness) between the patch antenna Pa and the ground plane Gr is h, the patch antenna Pa and the ground plane Assuming that the dielectric constant of the dielectric di provided between Gr is εr, the following equation needs to be satisfied in order for the patch antenna Pa to resonate.
[数1]
L=λg/2
λg =λ0/sqrt(εr)
[Equation 1]
L = λg / 2
λg = λ 0 / sqrt (εr)
また共振時のパッチアンテナPaの入力アドミッタンスYinは次式で表される(参考:新井宏之著「新アンテナ工学」、総合電子出版者、p63)。 In addition, the input admittance Yin of the patch antenna Pa at resonance is expressed by the following equation (reference: Hiroyuki Arai, “New Antenna Engineering”, General Electronic Publisher, p63).
[数2]
Yin=(2G)/{cos^2(β・Lf)
+(G/Y0)^2・sin^2(β・Lf)}
G =(W/λ0)^2/90
Y0=(sqrt(εr)・h)/(120π・W)
β =2π/λg
[Equation 2]
Yin = (2G) / {cos ^ 2 (β · Lf)
+ (G / Y 0 ) ^ 2 · sin ^ 2 (β · Lf)}
G = (W / λ 0 ) ^ 2/90
Y 0 = (sqrt (εr) · h) / (120π · W)
β = 2π / λg
即ち、パッチアンテナPaで信号の反射が生じないよう、Yinを給電線のアドミッタンスYfと等しくする(インピーダンス整合する)ため、共振波長λ0に応じて給電点の位置Lfを合わせる。当然パッチアンテナPaの使用波長であるλ0が変われば、給電点の位置Lfも変えなくてはならない。パッチアンテナPaの形状が矩形以外の場合でも、使用波長に応じて最適な給電点に変わることには代わりが無い。 That is, in order to make Yin equal to the admittance Yf of the feed line (impedance matching) so that no signal reflection occurs at the patch antenna Pa, the position Lf of the feed point is adjusted according to the resonance wavelength λ 0 . Of course, if λ 0 that is the wavelength used by the patch antenna Pa changes, the position Lf of the feed point must also change. Even when the shape of the patch antenna Pa is other than rectangular, there is no substitute for changing to an optimum feeding point according to the wavelength used.
つまり複数の周波数帯域を同じパッチアンテナPaを用いて通信しようとすると、給電点を複数用意しなくてはならない。
このような従来例に、一つのパッチアンテナに複数の給電点を設け、電力分配及び合成回路17で電力分配及び合成することで、一つのパッチアンテナで複数の共振状態を選択し、指向性の制御を行うというパッチアンテナ装置が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
That is, when trying to communicate a plurality of frequency bands using the same patch antenna Pa, a plurality of feeding points must be prepared.
In such a conventional example, a plurality of feeding points are provided in one patch antenna, and power distribution and combination is performed by the power distribution and combination circuit 17, so that a plurality of resonance states can be selected by one patch antenna and directivity can be selected. A patch antenna device that performs control is known (for example, see Patent Document 1).
また、パッチアンテナではないが、周波数帯域に合わせて3種類の放射要素(アンテナ)を用意し、アンテナを切り替えることで、複数の周波数帯で共振可能となるという内部マルチバンドアンテナが知られている(例えば、特許文献2参照。)。 In addition, although not a patch antenna, an internal multiband antenna is known which can resonate in a plurality of frequency bands by preparing three types of radiating elements (antennas) according to the frequency band and switching the antennas. (For example, refer to Patent Document 2).
しかしながら、特許文献1に記載の従来例においては、給電点の位置があらかじめ固定であるので、共鳴する周波数帯もあらかじめ設定した周波数帯に固定的に限定されてしまうという問題がある。
However, in the conventional example described in
また、特許文献2に記載の従来例においては、あらかじめ複数の放射要素(アンテナ)を用意するため、その分、設置面積が増えてしまい、小型化の要求とは相反するという問題がある。
Further, in the conventional example described in
一方、ディスコーンアンテナのような広帯域アンテナを用いれば、複数の周波数帯域を送受信することも可能である。しかし、広帯域アンテナは立体的で低姿勢化が難しいことが多い。このため、低姿勢、小型化が可能な平面アンテナであるパッチアンテナであって、複数の周波数帯域でインピーダンス整合を取れるように、インピーダンスを可変にすることを可能にすることが望まれている。 On the other hand, if a wideband antenna such as a discone antenna is used, a plurality of frequency bands can be transmitted and received. However, wideband antennas are often three-dimensional and difficult to lower. For this reason, there is a demand for a patch antenna that is a planar antenna that can be lowered and miniaturized, and that the impedance can be made variable so that impedance matching can be achieved in a plurality of frequency bands.
一例として、電磁的に結合した可動の給電点を移動させることでインピーダンスを可変化し、アレーアンテナへの給電位相と給電電力を変化させ、指向性制御を行うという試みもあるが、給電点の移動にモータなどを考えており、高速なインピーダンス切り替えは期待できず、サイズも大きなものになるという問題がある。 As an example, there is an attempt to change the impedance by moving a movable feeding point that is electromagnetically coupled, change the feeding phase and feeding power to the array antenna, and perform directivity control. Considering motors for movement, there is a problem that high-speed impedance switching cannot be expected and the size becomes large.
既に述べたように、パッチアンテナでは給電位置に依存して入力インピーダンスが変化する。入出力信号の周波数に応じて給電線に整合する最適な給電位置は1ヶ所しかないため、給電位置を固定すると、入出力信号の周波数が変化することでアンテナの入力インピーダンスが変動する。
周波数の変化が小さい場合はよいが、例えば基本周波数が2倍になるなど、入出力信号(無線信号)に大きな周波数変化があると、パッチアンテナの入力インピーダンスが変動して給電線とインピーダンス整合が取れず、パッチアンテナから効率よく電波(無線信号)を送受信できなくなる問題がある。
As already described, in the patch antenna, the input impedance changes depending on the feeding position. Since there is only one optimum feeding position that matches the feeding line according to the frequency of the input / output signal, if the feeding position is fixed, the input impedance of the antenna varies due to the change in the frequency of the input / output signal.
It is good if the frequency change is small, but if there is a large frequency change in the input / output signal (wireless signal), for example, the fundamental frequency is doubled, the input impedance of the patch antenna will fluctuate and impedance matching with the feeder line will occur. There is a problem that radio waves (wireless signals) cannot be efficiently transmitted and received from the patch antenna.
また、パッチアンテナは、給電線と給電点もふくめて製造容易でなくてはならず、給電は安定で信頼性が必要とされる。しかもパッチアンテナ自身が周波数に応じて適切なインピーダンスを選択できる「スマートアンテナ」であることが望ましい。 In addition, the patch antenna must be easy to manufacture including the feeding line and feeding point, and feeding is required to be stable and reliable. Moreover, it is desirable that the patch antenna itself be a “smart antenna” that can select an appropriate impedance in accordance with the frequency.
本発明は、上記従来技術の課題を解決し、共鳴する周波数帯をより多く、あるいは共鳴する任意の周波数帯を選択すべく、給電点位置を任意に可変にして最適なインピーダンス整合を取ることを可能にし、かつ余分な設置面積を必要とせずに小型化の妨げともならず、しかも高速なインピーダンス切り替えをも可能にするアンテナを提供することを目的とする。 The present invention solves the above-mentioned problems of the prior art, and in order to select more frequency bands to resonate or any frequency band to resonate, the feed point position can be arbitrarily varied to achieve optimum impedance matching. It is an object of the present invention to provide an antenna that can be used, and that does not require an extra installation area, does not hinder downsizing, and also enables high-speed impedance switching.
上記目的を達成するため、本発明は、複数の周波数帯の無線信号を送受信可能なパッチアンテナに対し、機械的に給電点位置を変更可能な給電線を接触し、前記給電線を機械的に変形運動させることで前記パッチアンテナの所定周波数帯の無線信号の送受信に際し最適なインピーダンス整合を行うことを特徴とする。 To achieve the above object, according to the present invention, a patch antenna capable of transmitting and receiving radio signals in a plurality of frequency bands is contacted with a feed line that can mechanically change a feed point position, and the feed line is mechanically connected. By performing a deformation motion, optimum impedance matching is performed when transmitting and receiving radio signals in a predetermined frequency band of the patch antenna.
また、本発明は、前記給電線の給電点側に熱膨張率の異なる2種類以上の金属層からなり通電により発熱し変形運動するリボン状のバネ構造を有し、前記リボン状のバネ構造の一端が前記パッチアンテナ上の所定周波数の給電点位置に接触し、通電による前記リボン状のバネ構造の変形運動で前記パッチアンテナの所定周波数帯の無線信号の送受信に際し最適なインピーダンス整合を行うことを特徴とする。 In addition, the present invention has a ribbon-like spring structure that is composed of two or more types of metal layers having different thermal expansion coefficients on the feeding point side of the feeder line and generates heat and deforms when energized. One end is in contact with a feeding point position of a predetermined frequency on the patch antenna, and optimal impedance matching is performed when the patch antenna transmits / receives a radio signal of a predetermined frequency band by deformation movement of the ribbon-like spring structure by energization. Features.
また、本発明は、複数の周波数の無線信号を送受信可能なパッチアンテナに対し、絶縁層と第1の静電電極層からなり機械的な変形運動が可能で給電点位置を変更可能な給電線を接触し、前記パッチアンテナを載置する同一面上に該パッチアンテナに隣接して第2の静電電極層を設け、前記第1と第2の静電電極層の間に印加した電圧により誘起された静電力で前記給電線を変形運動させ前記パッチアンテナの所定周波数帯の無線信号の送受信に際し最適なインピーダンス整合を行うことを特徴とする。 In addition, the present invention provides a feed line that includes a dielectric layer and a first electrostatic electrode layer and can be mechanically deformed and can change a feed point position with respect to a patch antenna capable of transmitting and receiving radio signals of a plurality of frequencies. And a second electrostatic electrode layer is provided adjacent to the patch antenna on the same surface on which the patch antenna is placed, and a voltage applied between the first and second electrostatic electrode layers is provided. The feeding line is deformed and moved by an induced electrostatic force to perform optimum impedance matching when transmitting and receiving a radio signal in a predetermined frequency band of the patch antenna.
また、本発明は、前記給電線の給電点側に対し、前記静電力で機械的な変形運動が可能な前記第1の静電電極層を含むリボン状のバネ構造を構成したことを特徴とする。 Further, the present invention is characterized in that a ribbon-like spring structure including the first electrostatic electrode layer capable of mechanically deforming with the electrostatic force is configured with respect to a feeding point side of the feeding line. To do.
また、本発明は、前記給電線の給電点側、もしくは前記リボン状のバネ構造の給電点側を前記パッチアンテナ上の所定周波数帯の給電点位置にあらかじめ導電性結合材を以って接合したことを特徴とする。 Further, according to the present invention, the feeding point side of the feeding line or the feeding point side of the ribbon-like spring structure is joined in advance to the feeding point position of a predetermined frequency band on the patch antenna with a conductive binder. It is characterized by that.
また、本発明は、前記第1と第2の静電電極層の間に前記電圧を供給する通電回路に高周波カット用コイルを有することを特徴とする。 Further, the present invention is characterized in that a high frequency cut coil is provided in an energization circuit for supplying the voltage between the first and second electrostatic electrode layers.
また、本発明は、前記給電線もしくは前記給電線の前記リボン状のバネ構造から前記パッチアンテナの可動接点に圧力を印加することで、前記パッチアンテナの所定周波数帯の無線信号の送受信に際し最適なインピーダンス整合を行うことを特徴とする。 Further, the present invention is optimal for transmitting and receiving radio signals in a predetermined frequency band of the patch antenna by applying pressure to the movable contact of the patch antenna from the feeder line or the ribbon-like spring structure of the feeder line. Impedance matching is performed.
また、本発明は、前記給電線もしくは前記給電線の前記リボン状のバネ構造とパッチアンテナの可動接点を密着性の低い絶縁膜を介した容量性結合とすることを特徴とする。 Further, the present invention is characterized in that the feeding line or the ribbon-like spring structure of the feeding line and the movable contact of the patch antenna are capacitively coupled through an insulating film having low adhesion.
また、本発明は、前記給電線と受信器及び送信器との間に対し、受信または送信する無線信号の周波数を判定する周波数判定回路を設け、かつ、前記周波数判定回路と前記給電線もしくは前記給電線の前記リボン状のバネ構造との間に対し、前記周波数判定回路が判定した周波数に基づいて前記給電線もしくは前記給電線の前記リボン状のバネ構造の変形運動を制御して給電点位置を制御し、以って前記パッチアンテナの所定周波数帯の無線信号の送受信に際し最適なインピーダンス整合を行う給電位置制御回路を設けたことを特徴とする。 Further, the present invention provides a frequency determination circuit for determining a frequency of a radio signal to be received or transmitted between the power supply line and the receiver and the transmitter, and the frequency determination circuit and the power supply line or the The position of the feeding point by controlling the deformation motion of the feeding line or the ribbon-like spring structure of the feeding line based on the frequency determined by the frequency judgment circuit with respect to the ribbon-like spring structure of the feeding line Therefore, there is provided a feed position control circuit that performs optimum impedance matching when transmitting and receiving radio signals in a predetermined frequency band of the patch antenna.
本発明によれば、共鳴する周波数帯をより多く、あるいは共鳴する任意の周波数帯を選択すべく、給電点位置を任意に可変にして最適なインピーダンス整合を取ることを可能にし、かつ余分な設置面積を必要とせずに小型化の妨げともならず、しかも高速なインピーダンス切り替えをも可能にする。 According to the present invention, in order to select more frequency bands to resonate or to select any frequency band to resonate, it is possible to arbitrarily change the feeding point position to achieve optimum impedance matching, and to install an extra installation. It does not require an area, does not hinder downsizing, and enables high-speed impedance switching.
即ち、給電点の移動可能な給電線を用いてインピーダンスを変化させることでパッチアンテナの使用周波数帯が変わってもパッチアンテナの入力インピーダンスを給電線に整合できるので、一つのパッチアンテナで複数の周波数帯の電波(無線信号)を送受信することができる。 That is, by changing the impedance using a feed line that can move the feed point, the input impedance of the patch antenna can be matched to the feed line even if the operating frequency band of the patch antenna changes. Band radio waves can be transmitted and received.
また、アーチ状の形状を有し、熱膨張率の相違で変形運動するリボン状のバネ構造を用いてパッチアンテナの給電点位置を変化させることで、給電点の移動機構をモノリシック化しているので、大量生産に向いた安価なパッチアンテナを実現することができる。 In addition, since the feeding point position of the patch antenna is changed using a ribbon-like spring structure that has an arch shape and deforms and moves with a difference in thermal expansion coefficient, the feeding point moving mechanism is made monolithic. An inexpensive patch antenna suitable for mass production can be realized.
また、静電力で移動(変形運動)するリボン状のバネ構造を用いる場合も給電点の移動機構をモノリシック化しているので、大量生産に向いた安価なパッチアンテナを実現できる。 In addition, when using a ribbon-like spring structure that moves (deforms) by electrostatic force, the feed point moving mechanism is monolithic, so that an inexpensive patch antenna suitable for mass production can be realized.
また、可動の給電点を圧力を印加して接触させることで、給電点の接触を確実にしているので、経時変化の少ない特性の安定なパッチアンテナを実現することができる。 In addition, since the movable feeding point is brought into contact by applying pressure, contact of the feeding point is ensured, so that a stable patch antenna having a characteristic with little change with time can be realized.
また、可動の給電点を密着性の低い絶縁膜を介した容量性結合とすることで、給電点が密着しないようにしてるので、寿命の長いパッチアンテナを実現することができる。 In addition, since the movable feeding point is capacitively coupled through an insulating film with low adhesion, the feeding point is prevented from coming into close contact, so that a patch antenna having a long life can be realized.
また、周波数判定回路で判断された受信周波数帯(送信周波数帯)に合わせてリボン状のバネ構造をパッチアンテナの入力インピーダンスを整合する位置に自動的に可変移動(変形運動)させることで、受信周波数帯(送信周波数帯)ごとにインピーダンスを自動的に整合させるので、複数の周波数帯域を送受信可能なパッチアンテナを構成することができる。 In addition, the ribbon-shaped spring structure is automatically variably moved (deformation motion) to a position that matches the input impedance of the patch antenna in accordance with the reception frequency band (transmission frequency band) determined by the frequency determination circuit. Since impedance is automatically matched for each frequency band (transmission frequency band), a patch antenna capable of transmitting and receiving a plurality of frequency bands can be configured.
以下、本発明の第1乃至第6の各実施の形態に係るアンテナについて順次に説明する。 Hereinafter, the antennas according to the first to sixth embodiments of the present invention will be sequentially described.
まず、本発明の第1の実施の形態(請求項1に対応)に係るアンテナは、詳しく図示しないが、地板Gr上の誘電体di上に成形(載置)された複数の周波数帯の無線信号(例えば電波等)を送受信することが可能なパッチアンテナに対し、機械的に給電点位置を変更可能な給電線を接触させて構成されている。 First, although not shown in detail, the antenna according to the first embodiment (corresponding to claim 1) of the present invention is a radio of a plurality of frequency bands formed (placed) on the dielectric di on the ground plane Gr. A patch antenna capable of transmitting and receiving signals (for example, radio waves) is configured to contact a feed line that can mechanically change the feed point position.
給電線は、例えば通電による発熱もしくは所定の圧力印加手段の駆動に基づく圧力の印加により変形運動し機械的に給電点位置を変更する。 For example, the power supply line deforms by heat generation due to energization or application of pressure based on driving of a predetermined pressure application means, and mechanically changes the position of the power supply point.
給電線を機械的に可変させることで、送受信する無線信号の共鳴する周波数帯に合わせてパッチアンテナの入力インピーダンスを最適な値に可変する。つまり給電線を機械的に可変させることで、最適なインピーダンス整合が可能になる。 By changing the feeder line mechanically, the input impedance of the patch antenna is changed to an optimum value according to the frequency band in which the radio signal to be transmitted and received resonates. In other words, optimal impedance matching is possible by mechanically changing the feeder line.
即ち、パッチアンテナ上において給電点の位置を機械的に移動(可変移動)できれば、入力インピーダンスを変化させられるので、無線信号の入出力周波数が変わるなどでパッチアンテナ自身の共鳴条件が変化したり、給電線のインピーダンスが変動しても、給電線とパッチアンテナのインピーダンス整合を取ることができる。なお、パッチアンテナのパッチ形状は、矩形、円形、その他の任意の形状の何れでも構わない。 In other words, if the position of the feed point on the patch antenna can be moved mechanically (variable movement), the input impedance can be changed, so that the resonance condition of the patch antenna itself may change due to changes in the input / output frequency of the radio signal, Even if the impedance of the feeder line varies, impedance matching between the feeder line and the patch antenna can be achieved. Note that the patch shape of the patch antenna may be rectangular, circular, or any other shape.
次に、図1乃至図5を参照して、本発明の第2の実施の形態(請求項2に対応)に係るアンテナについて説明する。図1は本実施の形態に係るアンテナ11の要部構成を示す斜視図である。
Next, an antenna according to a second embodiment (corresponding to claim 2) of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a perspective view showing a main configuration of an
本例のアンテナ11は、図1に示すように、地板Gr上に誘電体diを成形し、誘電体di上の所定位置に所定の平面形状のパッチアンテナ13が成形(設置)されている。パッチアンテナ13は、詳しく図示しないが複数の周波数帯の無線信号(例えば電波等)を送受信することが可能な構成を有する。なお、パッチアンテナ13のパッチ形状は、矩形、円形、その他の任意の形状の何れでも構わない。
As shown in FIG. 1, the
誘電体di上の他の所定位置、即ちパッチアンテナ13の例えば中央の軸線(図示せず)に沿う方向の位置には、給電線15Aが成形(設置)されている。給電線15Aは誘電体di上の例えばAlから構成されている。給電線15の一端(給電点側の一端)には、後述する通電により変形運動が可能なリボン状のバネ構造17が構成されている。なお、高周波信号を出力する発振器18は、地板Grと給電線A15との間に接続されている。
A
リボン条のバネ構造(以下、リボン構造と称する)17は、図2に示すように、熱膨張率の異なる2種類以上の金属による薄膜層を積層し通電による発熱でバイメタルのように変形する発熱体をアーチ状に形成して構成されている。リボン構造17は、例えば、最下層の薄膜層21がAlからなり、その上層の薄膜層23がSiNからなり、最上層の薄膜層25が発熱体としてのPtからなる。なお、給電線15Aも例えばAlであり最下層の薄膜層(Al)21とあらかじめ一体に成形されている。
As shown in FIG. 2, the ribbon strip spring structure (hereinafter referred to as ribbon structure) 17 is formed of two or more kinds of thin metal layers having different coefficients of thermal expansion, and generates heat that is deformed like a bimetal by heat generated by energization. The body is formed in an arch shape. In the ribbon structure 17, for example, the lowermost thin film layer 21 is made of Al, the upper
リボン構造17は、アーチ形状により給電線15Aとパッチアンテナ13との間の離間幅を跨いで、その先端の最下層の薄膜層(Al)21がパッチアンテナ13上の所定の給電点位置に接触(固定でも良い)されている。
The ribbon structure 17 has an arch shape and straddles the separation width between the feeding
一方、最上層の薄膜層(Pt)25は、図3に示すように、所謂U字状の形状を以って中間層の薄膜層23上に積層されており、U字状の双方の一端は給電線15A側に向けられている。双方の一端には、図2及び図3に示すように、直流電源27及びスイッチ29を含む通電回路31が接続されている。最上層の薄膜層(Pt)25が通電により発熱すると、その発熱は下層の薄膜層23,21を加熱する。
On the other hand, as shown in FIG. 3, the uppermost thin film layer (Pt) 25 is laminated on the
リボン構造17は、非通電時には、図4に示すように、緩やかなアーチ形状を保ってその先端がパッチアンテナ13上において例えば中央側、即ち給電線15Aから最大に離れる給電点位置に接触されている。また、リボン構造17は、通電時(発熱時)には、図5に示すように、各薄膜層21,23,25の熱膨張率の相違により最上層の薄膜層(Pt)25が反り下層の薄膜層23,21が内側に湾曲(変形運動)し、先端の給電点位置がパッチアンテナ13上において内端側、即ち給電線15Aに近づく方向に摺接移動(変位運動)する。
When the ribbon structure 17 is not energized, as shown in FIG. 4, the tip of the ribbon structure 17 is kept in contact with, for example, the center of the patch antenna 13, that is, the feeding point position farthest from the
リボン構造17は、スイッチ29のON、OFFにより所謂湾曲を広げる変形運動及び湾曲を狭める変形運動を自在に行うことが可能であり、これによりパッチアンテナ13の複数のより多くの所定周波数帯の無線信号、もしくは任意の所定周波数帯の無線信号の送受信に際し最適なインピーダンス整合を行うことが可能となる。 The ribbon structure 17 can freely perform a so-called deformation motion that widens the curve and a deformation motion that narrows the curve by turning on and off the switch 29, thereby enabling the patch antenna 13 to wirelessly operate in a plurality of more predetermined frequency bands. It is possible to perform optimum impedance matching when transmitting / receiving a signal or a radio signal of an arbitrary predetermined frequency band.
一方、パッチアンテナ13に高周波信号を供給する場合、図2に示す発振器18を駆動して、高周波信号を地板Grと給電線A(Al)15との間に印加する。しかる時に、リボン構造17の変形運動を最適なインピーダンス整合を行うべく制御する場合は、通電回路31からの直流電流を最上層の薄膜層(Pt)25のU字状の形状をなす2端間に供給する。スイッチ29をONして最上層の薄膜層(Pt)25に直流電流を流すと薄膜層(Pt)25が発熱し、中間層の薄膜層(SiN)23と最上層の薄膜層(Pt)25の熱膨張率の差でリボン構造17の最上層の薄膜層(Pt)25側が伸びて反る。するとリボン構造17とパッチアンテナ13の接触位置が変わり、つまりはパッチアンテナ13への給電点位置が変わる。
On the other hand, when a high frequency signal is supplied to the patch antenna 13, the oscillator 18 shown in FIG. 2 is driven to apply the high frequency signal between the ground plane Gr and the feeder line A (Al) 15. At this time, when the deformation motion of the ribbon structure 17 is controlled to perform optimum impedance matching, the direct current from the energizing
本実施の形態においては、高周波信号(無線信号)を送受信する場合に、リボン構造17を熱で変形運動させることで、給電点位置を任意に可変にして最適なインピーダンス整合を取ることが可能であり、かつ余分な設置面積を必要とすることもなく、即ち小型化の妨げともならず、しかも高速なインピーダンス切り替えが可能となる。 In the present embodiment, when transmitting and receiving a high-frequency signal (wireless signal), the ribbon structure 17 can be deformed by heat so that the position of the feeding point can be arbitrarily changed to achieve optimum impedance matching. In addition, no extra installation area is required, that is, miniaturization is not hindered, and high-speed impedance switching is possible.
なお、スイッチ29を用いず、共鳴する周波数帯に応じてON,OFFのデューティ比を制御するデューティ比の制御回路等を用いても良い。 Instead of using the switch 29, a duty ratio control circuit for controlling the ON / OFF duty ratio in accordance with the resonant frequency band may be used.
次に、図6乃至図10を参照して、本発明の第3の実施の形態(請求項3,4,5,6に対応)に係るアンテナについて説明する。
Next, an antenna according to a third embodiment of the present invention (corresponding to
本例のアンテナ41は、概要として、パッチアンテナ13に給電する給電線の先端側に絶縁層と第1の静電電極層からなるリボン構造45を構成し、リボン構造45の一端をパッチアンテナ13上に接触もしくは固定し、パッチアンテナ13を載置する同じ平面(誘電体)上に隣接して第2の静電電極を設け、第1と第2の静電電極層の間に印加した電圧により誘起された静電力でリボン構造45が第2の静電電極層へ向けて変形運動し、リボン構造45の変形運動でリボン構造45とパッチアンテナ13の接触位置(給電点位置)が変化することで、パッチアンテナ13と給電線15Bの接地位置(給電点位置)を変化させることを特徴とする。
As an outline, the
以下、図6乃至図10を参照して、本実施の形態に係るアンテナの具体的な構成について説明する。図6は本実施の形態に係るアンテナの構成を示す斜視図である。なお、図6において図1に示す部分と同一の部分には同一符号を付して詳しい説明は省略する。 Hereinafter, a specific configuration of the antenna according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a perspective view showing the configuration of the antenna according to the present embodiment. In FIG. 6, the same parts as those shown in FIG.
本例のアンテナ41は、図6に示すように、裏面に地板Grを設けた誘電体di上に対し複数の周波数帯の無線信号を送受信可能なパッチアンテナ13と給電線15Bに構成したリボン構造45を駆動(変形運動)するための静電電極層(第2の静電電極層)47とを離間して設けている。静電電極層47の上面には、図7に示すように、例えばSiO2からなる絶縁層48が積層されている。
As shown in FIG. 6, the
一方、誘電体di上において、パッチアンテナ43及び静電電極層47から所定の離間幅を有する位置には、給電線15Bを成形(載置)する給電線用の誘電体di2が台状に積層されており、この上に沿って給電線15Bが配置されている。即ち誘電体di2は、静電電極層47とリボン構造45との間に高低差(変形運動領域)を設けるスペーサとして用いる。なお、給電線15Bと地板Grとの間には、図8に示すように、高周波信号を出力する発振器18が接続されている。
On the other hand, on the dielectric di, at a position having a predetermined separation width from the patch antenna 43 and the
リボン構造45は、図7に示すように、Al等の金属からなる下層の静電電極層(第1の静電電極層)49上に例えばSiO2等からなる絶縁層50を積層して構成されている。リボン構造45は、図8及び図9に示すように、先端がパッチアンテナ13上の所定の給電点位置に例えば導電性接着材(導電性結合材:半田等その他でも良い)glで結合されており、この先端の結合により給電線15Bの高さから下方へ湾曲する所謂緩やかなアーチ形状が保たれている(図10参照)。なお、リボン構造45の静電電極層49は、給電線15Aと同一の材質でありあらかじめ給電線15と一体のものである。
As shown in FIG. 7, the ribbon structure 45 is formed by laminating an insulating
リボン構造45の静電電極層49と誘電体di上の静電電極層47との間には、図8に示すように、高周波カット用コイル51、直流電源53、及びスイッチ55を含む通電回路57が接続されている。スイッチ55をONした場合、図9及び図11に示すように、リボン構造45の静電電極層49と誘電体di上の静電電極層47との間に引力として働く静電力が発生して、この引力によりリボン構造45が静電電極層47の方向に反る(撓む)、即ち静電電極層47に接するまで所謂凹状の形状になるべく変形運動する。そして、リボン構造45の変形運動は、リボン構造45のパッチアンテナ13上の給電点位置が先端の結合位置からパッチアンテナ13上の内端、即ち給電線15に近づく方向の一端に向けて連続的に給電点位置を変更してゆく。
Between the
リボン構造45は、静電力により変形なしの状態と変形ありの状態とを任意に切り替える、即ち制御することが可能であり、これにより給電点位置を給電線15Bから離れる方向へ、あるいは給電線15Bに近づく方向に任意に変更することが可能となる。リボン構造45は、電圧印加に伴う静電力で駆動するため誘電体di上に電極(静電電極層47)が必要になるが、熱を使わないので反り量(変形運動量)が周囲温度に依存しにくい。 The ribbon structure 45 can be arbitrarily switched between an undeformed state and a deformed state by an electrostatic force, that is, can be controlled, whereby the position of the feeding point moves away from the feeding line 15B or the feeding line 15B. It is possible to arbitrarily change the direction approaching. Since the ribbon structure 45 is driven by an electrostatic force accompanying voltage application, an electrode (electrostatic electrode layer 47) is required on the dielectric di, but since no heat is used, the amount of warping (deformation momentum) depends on the ambient temperature. Hard to do.
次に、リボン構造45のより詳細な構造について述べる。まず図7に示すように、裏面に地板Grを設けた誘電体diに、Al膜を積層し、一部をパッチアンテナ13、一部を静電電極層47になるようパターニングする。次に静電電極層47上に例えばSiO2からなる絶縁膜48を積層する。誘電体di上に給電線用の誘電体di2を積層し、さらにAlからなる静電電極層49とSiO2からなる絶縁層50とを含む給電線15Bを庇状に設ける。庇状の部分がリボン構造45となる。図8に示すように、リボン構造45の先端をパッチアンテナ13上に導電性接着剤glで固定する。通常はこの固定端が給電点として機能する。パッチアンテナ13に給電する高周波信号は地板Grと給電線15Bの静電電極層49との間に印加される。通電回路57の高周波カット用コイル51は、高周波信号が静電電極層47との間に印加されないために挿入している。
Next, a more detailed structure of the ribbon structure 45 will be described. First, as shown in FIG. 7, an Al film is laminated on a dielectric di having a ground plate Gr on the back surface, and is patterned so that a part becomes a patch antenna 13 and a part becomes an
リボン構造45の静電電極層49と静電電極層47との間に直流電圧を印加することで、双方の間に静電力を発生させ、この静電力によりリボン構造45が静電電極層47に向かって反り、リボン構造45の静電電極層49とパッチアンテナ13との接触位置(給電点位置)が移動し、結果として静電電極層47に印加した電圧により給電点位置を可変制御できることになる。
By applying a DC voltage between the
本実施の形態においては、高周波信号(無線信号)を送受信する場合に、リボン構造45を静電力で変形運動させることで、周囲温度に依存することなく給電点位置を任意に可変にして最適なインピーダンス整合を取ることが可能であり、かつ余分な設置面積を必要とすることもなく、即ち小型化の妨げともならず、しかも高速なインピーダンス切り替えが可能となる。 In the present embodiment, when transmitting and receiving a high-frequency signal (wireless signal), the ribbon structure 45 is deformed and moved by an electrostatic force, so that the position of the feeding point can be arbitrarily changed without depending on the ambient temperature. Impedance matching can be achieved, and an extra installation area is not required, that is, miniaturization is not hindered, and high-speed impedance switching is possible.
なお、スイッチ55の代りにON,OFFのデューティ比を制御する制御回路等を用いても良い。 Instead of the switch 55, a control circuit for controlling the ON / OFF duty ratio may be used.
次に、図12及び図13を参照して、本発明の第4の実施の形態(請求項7に対応)に係るアンテナについて説明する。 Next, an antenna according to a fourth embodiment (corresponding to claim 7) of the present invention will be described with reference to FIGS.
本例のアンテナ61は、概要として、給電線15Cに構成したリボン構造63の給電点とパッチアンテナ13の可動接点に圧力を印加することで双方の接触を図ることを特徴とする。
As an outline, the antenna 61 of this example is characterized in that contact is made between the feeding point of the ribbon structure 63 formed on the
給電線15Cの先端部(リボン構造)はパッチアンテナ13上に固定しなくとも、リボン構造63のバネ力に伴う圧力をパッチアンテナ13上の可動接点に押し付けて双方を接触させることで、給電点の離間距離は常にゼロとなり、安定な給電ができる。例えばパッチアンテナ13自身を金で製造し、リボン構造63の電極面を同じく金で製造すれば、接点が錆に強くなる。 Even if the front end portion (ribbon structure) of the feeding line 15C is not fixed on the patch antenna 13, the pressure caused by the spring force of the ribbon structure 63 is pressed against the movable contact on the patch antenna 13 to bring them into contact with each other. The separation distance is always zero, and stable power feeding is possible. For example, if the patch antenna 13 itself is made of gold and the electrode surface of the ribbon structure 63 is also made of gold, the contact becomes resistant to rust.
以下、図12及び図13を参照して、本実施の形態に係るアンテナの具体的な構成について説明する。図12は本実施の形態に係るアンテナの構成を示す側面図である。なお、図2に示す部分と同一の部分には同一符号を付して詳しい説明は省略する。 Hereinafter, a specific configuration of the antenna according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 12 and 13. FIG. 12 is a side view showing the configuration of the antenna according to the present embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the part same as the part shown in FIG. 2, and detailed description is abbreviate | omitted.
本例のアンテナ61は、図12に示すように、給電線15Cの先端に湾曲したリボン構造63を作成する時、次の多層構造を成膜する。まず誘電体di上にAl層からなるパッチアンテナ13を積層し、エッチングでアンテナパターンを形成する。次に例えばSiO2からなり一部がパッチアンテナ13上の可動接点、即ちリボン構造63の摺接領域上に積層されるとともに、他の一部が誘電体di上において給電線15Cを形成するその先端に達する位置まで積層される犠牲層65を成膜し、給電線15Cの横幅に対応する形にエッチングする。次に誘電体di上にAl層からなる給電線15Cを成膜するとともに、その一部のAl層67を犠牲層65上に積層する。同様に、順次、Al層67上にSiN層69を積層し、かつSiN層69上にPt層71を積層する。
As shown in FIG. 12, the antenna 61 of this example forms the following multilayer structure when a curved ribbon structure 63 is formed at the tip of the feeder line 15C. First, the patch antenna 13 made of an Al layer is laminated on the dielectric di, and an antenna pattern is formed by etching. Next, for example, a part made of SiO 2 is laminated on the movable contact on the patch antenna 13, that is, the sliding contact region of the ribbon structure 63, and the other part forms the feed line 15 C on the dielectric di A sacrificial layer 65 that is stacked up to the position reaching the tip is formed, and etched to a shape corresponding to the lateral width of the feeder line 15C. Next, a
Al層67とSiN層69とPt層71を成膜する際に、成膜条件を制御することで各層に内部応力を設け、リボン構造63自身がはじめから反ってパッチアンテナ13と接している状態を作っておく。成膜時の内部応力の制御はMEMSプロセスなどで一般的に行われており、難しいことではない。最後に犠牲層65であるSiO2を除去すると、図13に示すような形状のリボン構造63が得られるが、リボン構造63はAl層67とSiN層69とPt層71の内部応力のため、図2に示すような湾曲(アーチ形状)が生じ、この湾曲に伴う圧力でリボン構造63の先端がパッチアンテナ13上の可動接点に押し付けられることになる。なお、リボン構造63の変形運動の制御は第2の実施の形態の場合と同様で良く詳しい説明は省略する。
When the
本実施の形態にいては、リボン構造63がモノリシックに製造可能であり、従って製造が容易であるとともに、内部応力の付加によりリボン構造63の先端(Al層67)とパッチアンテナ13との接触を良好に保つことが可能となり、かつインピーダンス整合を良好にすることが可能となる。 In the present embodiment, the ribbon structure 63 can be manufactured monolithically. Therefore, the manufacturing is easy, and contact between the tip (Al layer 67) of the ribbon structure 63 and the patch antenna 13 is achieved by applying internal stress. It becomes possible to keep good, and it becomes possible to make impedance matching favorable.
次に、図14及び図17を参照して、本発明の第5の実施の形態(請求項8に対応)に係るアンテナについて説明する。 Next, with reference to FIGS. 14 and 17, an antenna according to a fifth embodiment (corresponding to claim 8) of the present invention will be described.
本例のアンテナ81は、概要として、給電点とパッチアンテナ13の可動接点に密着性の低い絶縁膜を介した容量性結合とすることを特徴とする。
As an outline, the
パッチアンテナ13の金属面と給電線15D(15E)のリボン構造83A(83B)の金属が同じ位置で長期間押し付けられていると、密着してしまい離れなくなってしまうことがある。そこで密着を避けるため、密着性の低い例えばSiNやSiO2等の絶縁膜でパッチアンテナ13とリボン構造83A(83B)との接点の一方又は両方を被覆する。絶縁膜で被覆して接触させることで、パッチアンテナ13と給電線15D(15E)は容量性結合になるが、その容量が十分小さければ高周波信号の給電に影響はない。容量は絶縁膜の材料と厚さで制御できる。 If the metal surface of the patch antenna 13 and the metal of the ribbon structure 83A (83B) of the feeder line 15D (15E) are pressed at the same position for a long time, they may come into close contact with each other and cannot be separated. Therefore, in order to avoid adhesion, one or both of the contact points between the patch antenna 13 and the ribbon structure 83A (83B) are covered with an insulating film such as SiN or SiO 2 having low adhesion. The patch antenna 13 and the feeding line 15D (15E) are capacitively coupled by being covered with an insulating film, but if the capacity is sufficiently small, there is no influence on the feeding of a high-frequency signal. The capacitance can be controlled by the material and thickness of the insulating film.
以下、図14及び図15を参照して、本実施の形態に係るアンテナの具体的な構成の一態様について説明する。図14は本実施の形態に係るアンテナの構成の一態様を示す斜視図である。なお、図2に示す部分と同一の部分には同一符号を付して詳しい説明は省略する。 Hereinafter, an aspect of a specific configuration of the antenna according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 14 is a perspective view showing an aspect of the configuration of the antenna according to this embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the part same as the part shown in FIG. 2, and detailed description is abbreviate | omitted.
本例のアンテナ81の一態様は、図14に示すように、給電線15Dの先端に湾曲したリボン構造83Aを作成する時、次の多層構造を成膜する。まず誘電体di上にAl層からなるパッチアンテナ13を積層し、エッチングでアンテナパターンを形成する。次に例えばSiO2からなり一部がパッチアンテナ13上の可動接点、即ちリボン構造83Aの摺接領域上に積層されるとともに、他の一部が誘電体di上において給電線15Dを形成する位置の先端に達する位置まで積層される犠牲層85を成膜し、給電線15Dの横幅に対応する形にエッチングする。次に誘電体di上及び犠牲層85上にSiN層87を積層し、かつSiN層87上に給電線15Dを構成するAl層89を積層する。次に同様にリボン構造83Aを構成する領域分のAl層89上にSiN層91を積層し、かつSiN層91上にPt層93を積層する。
In one embodiment of the
SiN層87とAl層89とSiN層91とPt層93を成膜する際に、成膜条件を制御することで各層に内部応力を設け、リボン構造83A自身がはじめから反ってパッチアンテナ13と接している状態を作っておく。成膜時の内部応力制御は同じくMEMSプロセスなどで一般的に行われており、難しいことではなく、最後に犠牲層85であるSiO2を除去すると、図15に示すような形状のリボン構造83Aが得られるが、リボン構造83AはAl層89とSiN層91とPt層93の内部応力のため、図2に示すような湾曲(アーチ形状)が生じ、この湾曲に伴う圧力でリボン構造83Aの先端がパッチアンテナ13上の可動接点に押し付けられることになる。なお、リボン構造83Aの変形運動の制御は第2の実施の形態の場合と同様で良く詳しい説明は省略する。
When the
次に、図16及び図17を参照して、本実施の形態に係るアンテナの具体的な構成の他の一態様について説明する。図16は本実施の形態に係るアンテナの構成の他の一態様を示す側面図である。なお、図2に示す部分と同一の部分には同一符号を付して詳しい説明は省略する。 Next, with reference to FIGS. 16 and 17, another aspect of the specific configuration of the antenna according to the present embodiment will be described. FIG. 16 is a side view showing another aspect of the configuration of the antenna according to this embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the part same as the part shown in FIG. 2, and detailed description is abbreviate | omitted.
一方、本例のアンテナ81の他の一態様は、図16に示すように、給電線15Eの先端に湾曲したリボン構造83Bを作成する時、次の多層構造を成膜する。まず誘電体di上にAl層からなるパッチアンテナ13を積層し、エッチングでアンテナパターンを形成した後、パッチアンテナ13上にSiN層84を成膜する。次に例えばSiO2からなり一部がパッチアンテナ13のSiN層84上の可動接点、即ちリボン構造83Bの摺接領域上に積層されるとともに、他の一部が誘電体di上において給電線15Eを形成するその先端に達する位置まで積層される犠牲層85を成膜し、給電線15Eの横幅に対応する形にエッチングする。次に誘電体di上及び犠牲層85上に給電線15Eを構成するAl層89を積層する。次に同様にリボン構造83Bを構成する領域分のAl層89上にSiN層91を積層し、かつSiN層91上にPt層93を積層する。
On the other hand, in another aspect of the
Al層89とSiN層91とPt層93を成膜する際に、成膜条件を制御することで各層に内部応力を設け、リボン構造83B自身がはじめから反ってパッチアンテナ13と接している状態を作っておく。成膜時の内部応力制御は同じくMEMSプロセスなどで一般的に行われており、難しいことではなく、最後に犠牲層85であるSiO2を除去すると、図17に示すような形状のリボン構造83Bが得られるが、リボン構造83BはAl層89とSiN層91とPt層93の内部応力のため、図2に示すような湾曲(アーチ形状)が生じ、この湾曲に伴う圧力でリボン構造83Bの先端がパッチアンテナ13のSiN層84上の可動接点に押し付けられることになる。なお、リボン構造83Bの変形運動の制御も第2の実施の形態の場合と同様で良く詳しい説明は省略する。
When the
本実施の形態においては、パッチアンテナ13の金属面と給電線のリボン構造83の金属の双方、もしくは何れか一方に密着性の低い絶縁膜を用いるため、パッチアンテナ13とリボン構造83が同じ位置(給電点位置)で長期間押し付けられていても、密着して離れなくなってしまうことがなく、これにより複数の周波数帯の無線信号を送受信する際に密着による制御不良が生じることを有効に防止することができる。 In the present embodiment, since an insulating film having low adhesion is used for both or one of the metal surface of the patch antenna 13 and the metal of the ribbon structure 83 of the feeder line, the patch antenna 13 and the ribbon structure 83 are located at the same position. Even if it is pressed for a long time at the (feeding point position), it does not come in close contact with each other, and this effectively prevents the occurrence of control failure due to close contact when transmitting and receiving radio signals in multiple frequency bands. can do.
次に、図18を参照して、本発明の第6の実施の形態(請求項9に対応)に係るアンテナについて説明する。図18は本実施の形態に係るアンテナの構成を示すブロック図である。図1に示す部分と同一部分には同一符号を付して詳しい説明を省略する。 Next, with reference to FIG. 18, an antenna according to a sixth embodiment (corresponding to claim 9) of the present invention will be described. FIG. 18 is a block diagram showing a configuration of the antenna according to the present embodiment. The same parts as those shown in FIG.
本例のアンテナは、図1に示すアンテナ11に対し周波数判定回路103、及び給電位置制御回路105を備えたものである。
The antenna of this example is provided with a
即ち、図1に示すアンテナ11と、周波数判定回路103と、給電位置制御回路105とを備えてなり、受信時には周波数判定回路105で判断された受信周波数帯に応じて、また送信時には送信器107の送信周波数に応じて、給電位置制御回路105により給電線15Aとインピーダンス整合が取れる位置へリボン構造17の給電点位置を移動(制御)させることを特徴とする。
That is, the
周波数判定回路103は、図18に示すように、給電線15Aと送信器107及び受信器109に接続されたRFスイッチ111との間に接続されている。RFスイッチ111は、無線信号の送受信時に、例えばベースバンド処理回路(図示せず)等の制御部からの制御信号により切換わり、周波数判定回路103に対し送信器107あるいは受信器109の何れかを接続するものである。なお、送信器107は、無線信号を送信する際にその周波数信号を周波数判定回路103に出力する。
As shown in FIG. 18, the
周波数判定回路103は、無線信号の送受信時にその周波数を判定し、その周波数に対応する制御信号を給電位置制御回路105に出力する。給電位置制御回路105は、周波数判定回路103からの制御信号に基づいてリボン構造の給電点位置を最適なインピーダンス整合の取れる給電点位置に制御する電圧、電流(給電位置制御信号)をリボン構造17に対し出力する。
The
例えば、インピーダンス可変のパッチアンテナ13に周波数を判別する周波数判定回路103を設ければ、受信時に周波数が分かる。あらかじめその周波数帯でインピーダンス整合する給電点位置を求めておけば、給電位置制御回路105からの電力で給電点位置を整合する位置に移動させることで、使用周波数に合わせて自動的にインピーダンス整合することができる。送信時には周波数は分かっているので、その情報(制御信号)を給電位置制御回路105に送れば、自動的にインピーダンス整合する。アンテナ自身がリボン構造17の変位運動で使用周波数に応じてインピーダンス整合を行うので、一種の「スマートアンテナ」となる。
For example, if the
本実施の形態においては、周波数判定回路103、及び給電位置制御回路105を備えたため、無線信号の送受信に際してより高精度にインピーダンス整合を行うことが可能である。
In this embodiment, since the
なお、周波数判定回路103及び給電位置制御回路105は、図6に示す第3の実施の形態のアンテナ41、あるいは第4、第5の実施の形態のアンテナ61,81に適用しても良いことは勿論である。
The
11,41,61,81 アンテナ
13 パッチアンテナ
15A,15B,15C,15D,15E 給電線
17,45,63,83A,83B リボン状のバネ構造(リボン構造)
18 発信器
21,23,25 薄膜層
27,53 直流電源
29,55 スイッチ
31,57 通電回路
47 静電電極層(第2の静電電極層)
48,50 絶縁層
49 静電電極層(第1の静電電極層)
51 高周波カット用コイル
65,85 犠牲層
67,89 Al層
69,84,87,91 SiN層
71,93 Pt層
103 周波数判定回路
105 給電位置制御回路
107 送信器
109 受信器
111 RFスイッチ
Gr 地板
di,di2 誘電体
gl 導電性接着剤
11, 41, 61, 81 Antenna 13
18
48, 50 Insulating
51 High-frequency cut coil 65, 85
Claims (9)
前記給電線を機械的に変形運動させることで前記パッチアンテナの所定周波数帯の無線信号の送受信に際し最適なインピーダンス整合を行うことを特徴とするアンテナ。 A patch antenna that can send and receive radio signals in multiple frequency bands is contacted with a feed line that can change the feed point position mechanically.
An antenna characterized in that optimal impedance matching is performed when a radio signal in a predetermined frequency band of the patch antenna is transmitted and received by mechanically deforming the feeder line.
前記リボン状のバネ構造の一端が前記パッチアンテナ上の所定周波数の給電点位置に接触し、
通電による前記リボン状のバネ構造の変形運動で前記パッチアンテナの所定周波数帯の無線信号の送受信に際し最適なインピーダンス整合を行うことを特徴とする請求項1に記載のアンテナ。 It has a ribbon-like spring structure that consists of two or more types of metal layers having different thermal expansion coefficients on the feeding point side of the feeding line and generates heat and deforms when energized,
One end of the ribbon-shaped spring structure is in contact with a feeding point position of a predetermined frequency on the patch antenna,
The antenna according to claim 1, wherein optimal impedance matching is performed when a radio signal in a predetermined frequency band of the patch antenna is transmitted and received by deformation movement of the ribbon-shaped spring structure by energization.
前記パッチアンテナを載置する同一面上に該パッチアンテナに隣接して第2の静電電極層を設け、
前記第1と第2の静電電極層の間に印加した電圧により誘起された静電力で前記給電線を変形運動させ前記パッチアンテナの所定周波数帯の無線信号の送受信に際し最適なインピーダンス整合を行うことを特徴とするアンテナ。 A patch antenna that can transmit and receive radio signals of a plurality of frequencies is in contact with a feed line that consists of an insulating layer and a first electrostatic electrode layer and can be mechanically deformed and can change the feed point position.
Providing a second electrostatic electrode layer adjacent to the patch antenna on the same surface on which the patch antenna is placed;
The feeder line is deformed and moved by an electrostatic force induced by a voltage applied between the first and second electrostatic electrode layers, and optimum impedance matching is performed when the patch antenna transmits and receives a radio signal in a predetermined frequency band. An antenna characterized by that.
かつ、前記周波数判定回路と前記給電線もしくは前記給電線の前記リボン状のバネ構造との間に対し、前記周波数判定回路が判定した周波数に基づいて前記給電線もしくは前記給電線の前記リボン状のバネ構造の変形運動を制御して給電点位置を制御し、以って前記パッチアンテナの所定周波数帯の無線信号の送受信に際し最適なインピーダンス整合を行う給電位置制御回路を設けたことを特徴とする請求項1乃至8の何れか一つに記載のアンテナ。
A frequency determination circuit for determining the frequency of a radio signal to be received or transmitted is provided between the feeder and the receiver and the transmitter,
And, between the frequency determination circuit and the power supply line or the ribbon-like spring structure of the power supply line, the power supply line or the ribbon shape of the power supply line based on the frequency determined by the frequency determination circuit A feed position control circuit is provided that controls the deformation movement of the spring structure to control the feed point position, and thus performs optimum impedance matching when transmitting and receiving radio signals in a predetermined frequency band of the patch antenna. The antenna according to any one of claims 1 to 8.
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- 2004-05-18 JP JP2004147550A patent/JP2005333203A/en active Pending
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