JP2005348204A - アンテナ - Google Patents
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Abstract
【課題】 整流、検波、またはスイッチング機能を行う機能素子を備え、しかも、大きな面積を必要としないアンテナを提供する。
【解決手段】 誘電体基板と、前記誘電体基板上に所定間隔をおいて設けられた第1および第2の導電体と、前記第1および第2の導電体の長手方向の両端部に配置され、前記第1の導電体と第2の導電体との間に接続される第1および第2の容量素子と、前記第1の容量素子と第2の容量素子との間に配置され、前記第1の導電体と第2の導電体との間に接続される機能素子とを備える。機能素子は、整流、検波、スイッチングを行う素子であり、例えば、ダイオード、または、ダイオードを含む半導体集積回路である。
【選択図】 図1
【解決手段】 誘電体基板と、前記誘電体基板上に所定間隔をおいて設けられた第1および第2の導電体と、前記第1および第2の導電体の長手方向の両端部に配置され、前記第1の導電体と第2の導電体との間に接続される第1および第2の容量素子と、前記第1の容量素子と第2の容量素子との間に配置され、前記第1の導電体と第2の導電体との間に接続される機能素子とを備える。機能素子は、整流、検波、スイッチングを行う素子であり、例えば、ダイオード、または、ダイオードを含む半導体集積回路である。
【選択図】 図1
Description
本発明は、アンテナに係り、特に、高周波による電力伝送用の受電素子(レクテナ)や、無線ICタグ(RFID)または、電界強度のインディケータに用いられる整流、または、検波、あるいは、スイッチング機能を有する回路を備えたアンテナに関する。
図14は、ダイポール素子を用いた従来の整流回路付きアンテナを示す図である。
図14において、ダイポール素子50に誘起された電力は、導電体(2,3)から成るレッヘル線でインピーダンス整合されて、ダイオード(D1)に印加される。
ダイオード(D1)からさらに負荷方向にレッヘル線で約1/4波長離れた場所にコンデンサ(C1)による容量負荷を施すと、ダイオード(D1)から負荷方向を見たインピーダンスが高くなり、ダイポール素子50に誘起された電力は効率良く、ダイオード(D1)によって整流される。
整流された電力は、コンデンサ(C1)で平滑されるため、レッヘル線の二つの導電体(2,3)の間に負荷抵抗に応じた直流電位差を生じる。なお、図14において、5,6は高周波チョークコイル、7は負荷抵抗、10は電圧計である。
図14において、ダイポール素子50に誘起された電力は、導電体(2,3)から成るレッヘル線でインピーダンス整合されて、ダイオード(D1)に印加される。
ダイオード(D1)からさらに負荷方向にレッヘル線で約1/4波長離れた場所にコンデンサ(C1)による容量負荷を施すと、ダイオード(D1)から負荷方向を見たインピーダンスが高くなり、ダイポール素子50に誘起された電力は効率良く、ダイオード(D1)によって整流される。
整流された電力は、コンデンサ(C1)で平滑されるため、レッヘル線の二つの導電体(2,3)の間に負荷抵抗に応じた直流電位差を生じる。なお、図14において、5,6は高周波チョークコイル、7は負荷抵抗、10は電圧計である。
前述した整流回路付きアンテナは、効率良く高周波を直流に変換できることから、太陽電池で発電した電力を受信する電力伝送システムに用いられたり、電池を持たないICカード(ICタグ/RFID)の半導体チップ(LSI)への外部高周波から電力供給するのに使われる他、メータや発光ダイオード(LED)などを利用して簡易な電界強度のインジケータとして使われる。
しかしながら、受電する素子と回路が異なる場所に配置されるため、大きな面積を必要としたり、配列して大きな電力を得ることが難しいという問題点があった。
本発明は、前記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、整流、検波、またはスイッチング機能を行う機能素子を備え、しかも、大きな面積を必要としないアンテナを提供することにある。
しかしながら、受電する素子と回路が異なる場所に配置されるため、大きな面積を必要としたり、配列して大きな電力を得ることが難しいという問題点があった。
本発明は、前記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、整流、検波、またはスイッチング機能を行う機能素子を備え、しかも、大きな面積を必要としないアンテナを提供することにある。
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記の通りである。
前述の目的を達成するために、本発明のアンテナは、誘電体基板上に所定間隔をおいて設けられた第1および第2の導電体(所謂、レッヘル線)の間に、第1および第2の容量素子を接続し、この第1および第2の容量素子で区切られた区間のレッヘル線の一方と他方の間に機能素子を接続したことを特徴とする。
前述の機能素子は、整流、検波、スイッチングを行う素子であり、例えば、ダイオード、または、ダイオードを含む半導体集積回路である。
また、本発明では、前述のアンテナを複数個直列に接続したことを特徴とする。
前述の目的を達成するために、本発明のアンテナは、誘電体基板上に所定間隔をおいて設けられた第1および第2の導電体(所謂、レッヘル線)の間に、第1および第2の容量素子を接続し、この第1および第2の容量素子で区切られた区間のレッヘル線の一方と他方の間に機能素子を接続したことを特徴とする。
前述の機能素子は、整流、検波、スイッチングを行う素子であり、例えば、ダイオード、または、ダイオードを含む半導体集積回路である。
また、本発明では、前述のアンテナを複数個直列に接続したことを特徴とする。
レッヘル線の一方と他方の間に容量素子を接続し、レッヘル線のある区間に容量負荷を接続したとき、この負荷が数Ωより小さいインピーダンスであれば、この区間が約1/2波長付近の場合に、効率の良いループアンテナとして機能する。
ループアンテナは、中心部でインピーダンスが高く、容量負荷部でインピーダンスが低い分布を形成するため、特別な回路を付加することなくダイオードと整合が可能である。
また、レッヘル線間に適宜、周波数調整用容量素子を付加すれば作動周波数を変更でき、容量素子で挟まれる長さが1/2波長より短い長さで作動させることができるので、小型化を図ることが可能となる。
ループアンテナは、中心部でインピーダンスが高く、容量負荷部でインピーダンスが低い分布を形成するため、特別な回路を付加することなくダイオードと整合が可能である。
また、レッヘル線間に適宜、周波数調整用容量素子を付加すれば作動周波数を変更でき、容量素子で挟まれる長さが1/2波長より短い長さで作動させることができるので、小型化を図ることが可能となる。
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである。
本発明によれば、整流、検波、またはスイッチング機能を行う機能素子を備えるアンテナを、簡単な構造で、かつ、小面積で実現することが可能となる。
本発明によれば、整流、検波、またはスイッチング機能を行う機能素子を備えるアンテナを、簡単な構造で、かつ、小面積で実現することが可能となる。
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
また、以下の実施例では、機能素子としてダイオードを使用した実施例について説明する。
[実施例1]
図1は、本発明の実施例1のアンテナを示す斜視図である。
本実施例では、誘電体基板1上に、第1の導電体2と第2の導電体3とが所定間隔をおいて形成され、この平行に形成された第1の導電体2と第2の導電体3とによりレッヘル線を構成する。
レッヘル線の両端は、第1のコンデンサ(容量素子;C1)と第2のコンデンサ(C2)の容量負荷により終端させる。
コンデンサ(C1,C2)は、所謂チップコンデンサー等のように寄生インダクタンスの少なく、抵抗分の小さい高周波特性の良いものが望ましい。
2つのコンデンサ(C1,C2)の間で、第1の導電体1と第2の導電体2との間に、本発明の機能素子を構成するダイオード(整流素子、またはスイッチング素子;D1)を接続する。
ダイオード(D1)は、ショットキーバリアダイオードのように、接合容量が小さいものを用いることで効率良く、高周波の電力を直流に変換させたり、スイッチングさせることができる。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
また、以下の実施例では、機能素子としてダイオードを使用した実施例について説明する。
[実施例1]
図1は、本発明の実施例1のアンテナを示す斜視図である。
本実施例では、誘電体基板1上に、第1の導電体2と第2の導電体3とが所定間隔をおいて形成され、この平行に形成された第1の導電体2と第2の導電体3とによりレッヘル線を構成する。
レッヘル線の両端は、第1のコンデンサ(容量素子;C1)と第2のコンデンサ(C2)の容量負荷により終端させる。
コンデンサ(C1,C2)は、所謂チップコンデンサー等のように寄生インダクタンスの少なく、抵抗分の小さい高周波特性の良いものが望ましい。
2つのコンデンサ(C1,C2)の間で、第1の導電体1と第2の導電体2との間に、本発明の機能素子を構成するダイオード(整流素子、またはスイッチング素子;D1)を接続する。
ダイオード(D1)は、ショットキーバリアダイオードのように、接合容量が小さいものを用いることで効率良く、高周波の電力を直流に変換させたり、スイッチングさせることができる。
また、図1−1に示すように、ダイオード(D1)を移動し、ダイオード(D1)の位置を、レッヘル線上の定在波によるインピーダンス変化を利用して、ダイオードが効率良く整流またはスイッチングすることのできるインピーダンスに合わせれば良いため、特別な整合回路は不要である。
この場合に、図1−1に示す導電体2および導電体3の幅(W)、並びに、導電体2と導電体3との間の間隔(d)を変化させることにより、特性インピーダンスを変化させることが可能である。
なお、レッヘル線の特性インピーダンスを上昇させると、導電体2と導電体3との間の間隔(d)が大きくなり、この間隔がある程度大きくなると、コンデンサ(C1,C2)、あるいは、ダイオード(D1)を、直接、導電体2と導電体3に接続できなくなる。
そのような場合は、図1−3に示すように、導電体2と導電体3に、リード部(2a,3a)を設け、このリード部(2a,3a)に、コンデンサ(C1,C2)、あるいは、ダイオード(D1)を接続すればよい。
また、レッヘル線を構成する導電体(2,3)は、直線状である必要はなく、図1−2に示すように、導電体(2,3)は、折り曲げられていてもよい。
この場合に、図1−1に示す導電体2および導電体3の幅(W)、並びに、導電体2と導電体3との間の間隔(d)を変化させることにより、特性インピーダンスを変化させることが可能である。
なお、レッヘル線の特性インピーダンスを上昇させると、導電体2と導電体3との間の間隔(d)が大きくなり、この間隔がある程度大きくなると、コンデンサ(C1,C2)、あるいは、ダイオード(D1)を、直接、導電体2と導電体3に接続できなくなる。
そのような場合は、図1−3に示すように、導電体2と導電体3に、リード部(2a,3a)を設け、このリード部(2a,3a)に、コンデンサ(C1,C2)、あるいは、ダイオード(D1)を接続すればよい。
また、レッヘル線を構成する導電体(2,3)は、直線状である必要はなく、図1−2に示すように、導電体(2,3)は、折り曲げられていてもよい。
なお、本実施例において、誘電体基板1の比誘電率、あるいは、ダイオード(D1)の持つ接合容量によって、レッヘル線4と、両端の位置のコンデンサ(2,3)によって共振した周波数は引き下げられる。従って、通常は、容量終端されるレッヘル線4の長さは、自由空間波長の1/2より短い。
ダイオード(D1)により整流された脈流は、コンデンサ(C1,C2)によって平滑されるとともに、高周波チョークコイル(5,6)により高周波成分が阻止されるため、直流として負荷抵抗7に流れる。
この回路に電流が流れ始めると、ダイオード(D1)に等価的にバイアス電圧がかかり、直流変換効率が向上する。また、負荷抵抗7に電流が流れると、負荷抵抗7の両端に電圧が発生するため、この電圧を電圧計10で計れば、レッヘル線付近の電界強度を確認することができるため、電池無しの強電界のインディケータとして活用することができる。
ダイオード(D1)により整流された脈流は、コンデンサ(C1,C2)によって平滑されるとともに、高周波チョークコイル(5,6)により高周波成分が阻止されるため、直流として負荷抵抗7に流れる。
この回路に電流が流れ始めると、ダイオード(D1)に等価的にバイアス電圧がかかり、直流変換効率が向上する。また、負荷抵抗7に電流が流れると、負荷抵抗7の両端に電圧が発生するため、この電圧を電圧計10で計れば、レッヘル線付近の電界強度を確認することができるため、電池無しの強電界のインディケータとして活用することができる。
図2は、図1に示す整流回路が付いたアンテナの指向性を示すグラフである。
図2に示す−Z、Z方向に指向性を有する双方向指向性となっていることが分かる。
図3は、図1に示すアンテナを使用したRFIDカード(ICカード)用のアンテナを示す図である。
RFIDカードには、ダイオードによりカード固有の符号をスイッチングするものの他に、質問器からの高周波信号から直流を作り出し、半導体集積化回路(LSI)20を起動するとともに、高周波信号を受信して、この信号に反応して信号を送出するものがある。
通常、高周波信号から直流を得るためには、ダイオード(D1)をインピーダンスに合わせて比較的高い場所に配置するが、半導体集積化回路(LSI)20の高周波信号端子はインピーダンスが低い。
マイクロストリップ線路からなるアンテナ励振用線路22を、誘電体基板1のレッヘル線が形成された面の裏面側に形成し、高周波チョークコイル21とカップリングコンデンサ(CC)を組み合わせて、簡単なローパスフィルタ(LPF)とハイパスフィルタ(HPF)を構成すれば、それぞれの用途にあわせることができる。
このようにすれば、半導体集積化回路(LSI)20に効率良く電源を供給でき、高周波信号を送受信できるため、質問器との間隔を広げることが可能である。
図2に示す−Z、Z方向に指向性を有する双方向指向性となっていることが分かる。
図3は、図1に示すアンテナを使用したRFIDカード(ICカード)用のアンテナを示す図である。
RFIDカードには、ダイオードによりカード固有の符号をスイッチングするものの他に、質問器からの高周波信号から直流を作り出し、半導体集積化回路(LSI)20を起動するとともに、高周波信号を受信して、この信号に反応して信号を送出するものがある。
通常、高周波信号から直流を得るためには、ダイオード(D1)をインピーダンスに合わせて比較的高い場所に配置するが、半導体集積化回路(LSI)20の高周波信号端子はインピーダンスが低い。
マイクロストリップ線路からなるアンテナ励振用線路22を、誘電体基板1のレッヘル線が形成された面の裏面側に形成し、高周波チョークコイル21とカップリングコンデンサ(CC)を組み合わせて、簡単なローパスフィルタ(LPF)とハイパスフィルタ(HPF)を構成すれば、それぞれの用途にあわせることができる。
このようにすれば、半導体集積化回路(LSI)20に効率良く電源を供給でき、高周波信号を送受信できるため、質問器との間隔を広げることが可能である。
[実施例2]
図4は、本発明の実施例2のアンテナを示す斜視図である。
本実施例は、コンデンサ(C1,C2)間のレッヘル線に、ダイオード(D1)の他に周波数調整用コンデンサ(CT)を配置した点で、前述の実施例と相異する。
通常、整流用のダイオード(D1)は、順方向電流の流れ方(動作状態)によって、接合容量が変化する。接合容量が変化すると、コンデンサ(C1,C2)で終端された部分の回路の共振周波数が変化する。
これを補正するため、周波数調整用コンデンサ(CT)をレッヘル線に挿入し、レッヘル線の軸方向で微調すれば共振周波数を調整できる。
ただし、周波数調整用コンデンサ(CT)を挿入する前の共振周波数は適宜高い周波数に設定する必要がある。
図5は、本発明の実施例2のアンテナの変形例を示す斜視図である。
図5に示すアンテナは、周波数の調整用に可変容量ダイオード(DV)を用い、この可変容量ダイオード(DV)に印加するチューニング電圧を変化させることにより、共振周波数を調整するものである。
本実施例では、周波数の調整を遠隔的に行えるほか、短時間に設定することが可能となる。
図4は、本発明の実施例2のアンテナを示す斜視図である。
本実施例は、コンデンサ(C1,C2)間のレッヘル線に、ダイオード(D1)の他に周波数調整用コンデンサ(CT)を配置した点で、前述の実施例と相異する。
通常、整流用のダイオード(D1)は、順方向電流の流れ方(動作状態)によって、接合容量が変化する。接合容量が変化すると、コンデンサ(C1,C2)で終端された部分の回路の共振周波数が変化する。
これを補正するため、周波数調整用コンデンサ(CT)をレッヘル線に挿入し、レッヘル線の軸方向で微調すれば共振周波数を調整できる。
ただし、周波数調整用コンデンサ(CT)を挿入する前の共振周波数は適宜高い周波数に設定する必要がある。
図5は、本発明の実施例2のアンテナの変形例を示す斜視図である。
図5に示すアンテナは、周波数の調整用に可変容量ダイオード(DV)を用い、この可変容量ダイオード(DV)に印加するチューニング電圧を変化させることにより、共振周波数を調整するものである。
本実施例では、周波数の調整を遠隔的に行えるほか、短時間に設定することが可能となる。
[実施例3]
図6は、本発明の実施例3のアンテナを示す斜視図である。
本実施例は、高周波チョークコイル(5,6)、負荷抵抗7、および電圧計10に代えて、発光ダイオード(LED)を使用した点で、前述の実施例2のアンテナと相異する。
本実施例は、電界強度を定量的に判定するのは困難なものの、異常な電界かどうか判断すれば良い場合には、安価でかつ小形なインディケータとして利用することができる。例えば、透明なケースに入れ込めば、待ち歩くような場合にも好適である。
図6は、本発明の実施例3のアンテナを示す斜視図である。
本実施例は、高周波チョークコイル(5,6)、負荷抵抗7、および電圧計10に代えて、発光ダイオード(LED)を使用した点で、前述の実施例2のアンテナと相異する。
本実施例は、電界強度を定量的に判定するのは困難なものの、異常な電界かどうか判断すれば良い場合には、安価でかつ小形なインディケータとして利用することができる。例えば、透明なケースに入れ込めば、待ち歩くような場合にも好適である。
[実施例4]
図7は、本発明の実施例4のアンテナを示す斜視図である。
図7において、D1,D2はダイオード、C1,C2,C3はコンデンサである。
本実施例は、前述の実施例1のアンテナを直列的に2個接続したものである。
本実施例のような配置とすることにより、ダイオード(D1,D2)で整流される電流を取り出すことができるため、大きな電力が必要な場合に有効である。
また、円筒や円盤の円周方向に同様の回路を繰り返して配置して輪とすれば、回転体に外部から高周波を照射することで、回転体に電力を供給することが可能である。
図7−1は、本発明の実施例4のアンテナの変形例を示す斜視図である。
図7−1に示すアンテナは、前述の実施例1のアンテナを2個用意し、当該分離された前述の実施例1のアンテナを高周波チョークコイル26で直列に接続したものである。
この場合に、コンデンサ(C1)−コンデンサ(C2a)の間隔と、コンデンサ(C2b)−コンデンサ(C3)の間隔とを異ならせることにより、使用する周波数を広帯域化、あるいな、2周波に対応することが可能である。
図7は、本発明の実施例4のアンテナを示す斜視図である。
図7において、D1,D2はダイオード、C1,C2,C3はコンデンサである。
本実施例は、前述の実施例1のアンテナを直列的に2個接続したものである。
本実施例のような配置とすることにより、ダイオード(D1,D2)で整流される電流を取り出すことができるため、大きな電力が必要な場合に有効である。
また、円筒や円盤の円周方向に同様の回路を繰り返して配置して輪とすれば、回転体に外部から高周波を照射することで、回転体に電力を供給することが可能である。
図7−1は、本発明の実施例4のアンテナの変形例を示す斜視図である。
図7−1に示すアンテナは、前述の実施例1のアンテナを2個用意し、当該分離された前述の実施例1のアンテナを高周波チョークコイル26で直列に接続したものである。
この場合に、コンデンサ(C1)−コンデンサ(C2a)の間隔と、コンデンサ(C2b)−コンデンサ(C3)の間隔とを異ならせることにより、使用する周波数を広帯域化、あるいな、2周波に対応することが可能である。
[実施例5]
図8は、本発明の実施例5の整流器付きアンテナを示す斜視図である。
図8において、21,22は第1の導電体、31,32は第2の導電体、D11,D12,D21,D22はダイオード、C11,C12,C21,C22,C31,C32はコンデンサである。
本実施例は、前述の実施例4のアンテナを並列的に配置したものであるが、実施例1のアンテナを並列的に配置したものが基本になっている。
二つのレッヘル線の間は、一つ以上の高周波チョークコイル(23,24,25)で接続し、これにより、それぞれのレッヘル線で発生した電圧を直列接続させるようにしたので、大きな電圧を得ることが可能である。
特に、電圧計10の代わりに、図3に示す半導体の電源としての活用や、図6に示す発光ダイオード(LED)では、ある程度の電圧が掛からないと機能しないため、本実施例は有用となる。
例えば、検波用のダイオードの順方向電圧(Vf)は、ショットキータイプで0.3Vであるのに対して、半導体や発光ダイオード(LED)を機能させるためには、1.5V程度の電圧が必要となることから、電流が立ち上がり始めても、電圧があまり上がらず機能するだけの電圧が維持できない場合の対策になる。
また、実施例4と同様に、コンデンサ(C11)−コンデンサ(C21)−コンデンサ(C31)の間隔と、コンデンサ(C12)−コンデンサ(C22)−コンデンサ(C32)の間隔とを異ならせることにより、使用する周波数を広帯域化、あるいな、2周波に対応することが可能である。
図9は、本発明の実施例5のアンテナの変形例を示す斜視図である。
図9に示すアンテナは、図8に示すアンテナにおける集中定数素子をプリント化したものである。
コンデンサ(C11,C12,C21,C22,C31,C32)は、誘電体基板1上に形成したレッヘル線の導電体(21,22,31,32)に対応させ、誘電体基板1のレッヘル線が形成される面の反対側の面(裏面)に導電体12を形成することで形成している。さらに、高周波チョークコイル(23,24,25)は、細線をスパイラル状に巻きつけることで実現している。
図8は、本発明の実施例5の整流器付きアンテナを示す斜視図である。
図8において、21,22は第1の導電体、31,32は第2の導電体、D11,D12,D21,D22はダイオード、C11,C12,C21,C22,C31,C32はコンデンサである。
本実施例は、前述の実施例4のアンテナを並列的に配置したものであるが、実施例1のアンテナを並列的に配置したものが基本になっている。
二つのレッヘル線の間は、一つ以上の高周波チョークコイル(23,24,25)で接続し、これにより、それぞれのレッヘル線で発生した電圧を直列接続させるようにしたので、大きな電圧を得ることが可能である。
特に、電圧計10の代わりに、図3に示す半導体の電源としての活用や、図6に示す発光ダイオード(LED)では、ある程度の電圧が掛からないと機能しないため、本実施例は有用となる。
例えば、検波用のダイオードの順方向電圧(Vf)は、ショットキータイプで0.3Vであるのに対して、半導体や発光ダイオード(LED)を機能させるためには、1.5V程度の電圧が必要となることから、電流が立ち上がり始めても、電圧があまり上がらず機能するだけの電圧が維持できない場合の対策になる。
また、実施例4と同様に、コンデンサ(C11)−コンデンサ(C21)−コンデンサ(C31)の間隔と、コンデンサ(C12)−コンデンサ(C22)−コンデンサ(C32)の間隔とを異ならせることにより、使用する周波数を広帯域化、あるいな、2周波に対応することが可能である。
図9は、本発明の実施例5のアンテナの変形例を示す斜視図である。
図9に示すアンテナは、図8に示すアンテナにおける集中定数素子をプリント化したものである。
コンデンサ(C11,C12,C21,C22,C31,C32)は、誘電体基板1上に形成したレッヘル線の導電体(21,22,31,32)に対応させ、誘電体基板1のレッヘル線が形成される面の反対側の面(裏面)に導電体12を形成することで形成している。さらに、高周波チョークコイル(23,24,25)は、細線をスパイラル状に巻きつけることで実現している。
[実施例6]
図10は、本発明の実施例6のアンテナを示す斜視図である。
本実施例のアンテナは、前述の実施例5のアンテナに反射板30を付加した点で異なる。
反射板30は、図2に示す双方向指向性を単一方向にさせるためのものであり、レッヘル線面と反射板面との間隔をλo/4(λoは、自由空間波長)程度にすることで、効率良く単一方向に対して送受信させることができる。
なお、図10では、導電体からなる板を反射板30としているが、一面に開口部を持ち、開口部からの深さがλo/4(λoは、自由空間波長)の直方体の開口部に整流回路付きアンテナが形成された誘電体を配置しても良い。
図10は、本発明の実施例6のアンテナを示す斜視図である。
本実施例のアンテナは、前述の実施例5のアンテナに反射板30を付加した点で異なる。
反射板30は、図2に示す双方向指向性を単一方向にさせるためのものであり、レッヘル線面と反射板面との間隔をλo/4(λoは、自由空間波長)程度にすることで、効率良く単一方向に対して送受信させることができる。
なお、図10では、導電体からなる板を反射板30としているが、一面に開口部を持ち、開口部からの深さがλo/4(λoは、自由空間波長)の直方体の開口部に整流回路付きアンテナが形成された誘電体を配置しても良い。
[実施例7]
図11は、本発明の実施例7のアンテナを示す斜視図である。
図11において、D11,D12,D21,D22,D31,D32,D41,D42はダイオード、C11,C12,C21,C22,C31,C32,C41,C42,C51,C52はコンデンサである。
本実施例のアンテナは、前述の実施例5のアンテナおいて、さらに直列接続させるコンデンサと、ダイオードを増やしたものである。
このような構成によれば、質問器から高周波信号からより多くの電力を直流に変換すること可能となる。
図12は、本発明の実施例7のアンテナの変形例を示す斜視図である。
図12において、1x,1yは誘電体基板、2x1,2x2,2y1,2y2は第1の導電体、3x1,3x2,3y1,3y2は第2の導電体、D1x1,D1x2,D1y1,D1y2,D2x1,D2x2,D2y1,D2y2,D3x1,D3x2,D4x1,D4x2,D4y1,D4y2はダイオード、C1x1,C1x2,C1y1,C1y2,C2x1,C2x2,C2y1,C2y2,C3x1,C3x2,C4x1,C4x2,C4y1,C4y2,C5x1,C5x2,C5y1,C5y2はコンデンサである。
図12に示すアンテナは、図11に示すアンテナを2つ直交させたものである。
このような構成によれば、質問器から高周波信号からより多くの電力を直流に変換できる他、質問器のいかなる偏波面にも対応することができる。
図11は、本発明の実施例7のアンテナを示す斜視図である。
図11において、D11,D12,D21,D22,D31,D32,D41,D42はダイオード、C11,C12,C21,C22,C31,C32,C41,C42,C51,C52はコンデンサである。
本実施例のアンテナは、前述の実施例5のアンテナおいて、さらに直列接続させるコンデンサと、ダイオードを増やしたものである。
このような構成によれば、質問器から高周波信号からより多くの電力を直流に変換すること可能となる。
図12は、本発明の実施例7のアンテナの変形例を示す斜視図である。
図12において、1x,1yは誘電体基板、2x1,2x2,2y1,2y2は第1の導電体、3x1,3x2,3y1,3y2は第2の導電体、D1x1,D1x2,D1y1,D1y2,D2x1,D2x2,D2y1,D2y2,D3x1,D3x2,D4x1,D4x2,D4y1,D4y2はダイオード、C1x1,C1x2,C1y1,C1y2,C2x1,C2x2,C2y1,C2y2,C3x1,C3x2,C4x1,C4x2,C4y1,C4y2,C5x1,C5x2,C5y1,C5y2はコンデンサである。
図12に示すアンテナは、図11に示すアンテナを2つ直交させたものである。
このような構成によれば、質問器から高周波信号からより多くの電力を直流に変換できる他、質問器のいかなる偏波面にも対応することができる。
[実施例8]
前述までの説明では、機能素子としてダイオードを使用した実施例について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、機能素子は、整流、検波、スイッチングを行う素子であれば、ダイオード、または、ダイオードを含む半導体集積回路(LSI)であってもよい。
機能素子として、半導体集積回路(LSI)を用いる場合には、この半導体集積回路(LSI)素子自体で高周波を整流し、直流電圧を生成することができる。
即ち、アンテナと機能素子を、カップリングコンデンサー等で絶縁し、高周波信号だけ機能素子に供給し、機能素子内部で直流を生成すれば、半導体集積回路(LSI)からコードを送出する電源とすることができる。
このような場合には、レッヘル線の両端を容量終端する必要が無くなることから、図13に示すように、平行に形成された第1の導電体2と第2の導電体3とで構成されるレッヘル線の両端を、第1の接続導体32と、第2の接続導体33で直流的に短絡させることが可能である。
以上説明したように、本実施例によれば、構造が簡単で、かつ、小面積で実現が可能なばかりか、直列・並列接続させて、より大きな電力(電圧/電流)を得ることが可能となる。
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
前述までの説明では、機能素子としてダイオードを使用した実施例について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、機能素子は、整流、検波、スイッチングを行う素子であれば、ダイオード、または、ダイオードを含む半導体集積回路(LSI)であってもよい。
機能素子として、半導体集積回路(LSI)を用いる場合には、この半導体集積回路(LSI)素子自体で高周波を整流し、直流電圧を生成することができる。
即ち、アンテナと機能素子を、カップリングコンデンサー等で絶縁し、高周波信号だけ機能素子に供給し、機能素子内部で直流を生成すれば、半導体集積回路(LSI)からコードを送出する電源とすることができる。
このような場合には、レッヘル線の両端を容量終端する必要が無くなることから、図13に示すように、平行に形成された第1の導電体2と第2の導電体3とで構成されるレッヘル線の両端を、第1の接続導体32と、第2の接続導体33で直流的に短絡させることが可能である。
以上説明したように、本実施例によれば、構造が簡単で、かつ、小面積で実現が可能なばかりか、直列・並列接続させて、より大きな電力(電圧/電流)を得ることが可能となる。
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
1,1x,1y 誘電体基板
2,21,22,2x1,2x2,2y1,2y2,3,31,32,3x1,3x2,3y1,3y2,12 導電体
2a,3a リード部
4 レッヘル線
5,6,21,23,24,25,26 高周波チョークコイル
22 アンテナ励振用線路
7 負荷抵抗
10 電圧計
11 ランド
20 半導体集積化回路(LSI)
30 反射板
32,33 接続導体
50 ダイポール素子
D1,D11,D12,D1x1,D1x2,D1y1,D1y2,D2,D21,D22,D2x1,D2x2,D2y1,D2y2,D31,D32,D3x1,D3x2,D41,D42,D4x1,D4x2,D4y1,D4y2 ダイオード
DV 可変容量ダイオード
C1,C11,C12,C1x1,C1x2,C1y1,C1y2,C2,C21,C22,C2x1,C2x2,C2y1,C2y2,C3,C31,C32,C3x1,C3x2,C41,C42,C4x1,C4x2,C4y1,C4y2,C51,C52,C5x1,C5x2,C5y1,C5y2,CC,CT コンデンサ
LED 発光ダイオード
LSI 半導体集積回路
2,21,22,2x1,2x2,2y1,2y2,3,31,32,3x1,3x2,3y1,3y2,12 導電体
2a,3a リード部
4 レッヘル線
5,6,21,23,24,25,26 高周波チョークコイル
22 アンテナ励振用線路
7 負荷抵抗
10 電圧計
11 ランド
20 半導体集積化回路(LSI)
30 反射板
32,33 接続導体
50 ダイポール素子
D1,D11,D12,D1x1,D1x2,D1y1,D1y2,D2,D21,D22,D2x1,D2x2,D2y1,D2y2,D31,D32,D3x1,D3x2,D41,D42,D4x1,D4x2,D4y1,D4y2 ダイオード
DV 可変容量ダイオード
C1,C11,C12,C1x1,C1x2,C1y1,C1y2,C2,C21,C22,C2x1,C2x2,C2y1,C2y2,C3,C31,C32,C3x1,C3x2,C41,C42,C4x1,C4x2,C4y1,C4y2,C51,C52,C5x1,C5x2,C5y1,C5y2,CC,CT コンデンサ
LED 発光ダイオード
LSI 半導体集積回路
Claims (9)
- 誘電体基板と、
前記誘電体基板上に所定間隔をおいて設けられた第1および第2の導電体と、
前記第1および第2の導電体の長手方向の両端部に配置され、前記第1の導電体と第2の導電体との間に接続される第1および第2の容量素子と、
前記第1の容量素子と第2の容量素子との間に配置され、前記第1の導電体と第2の導電体との間に接続される機能素子とを備えることを特徴とするアンテナ。 - 前記誘電体基板における前記第1および第2の導電体が形成された面と反対の面に、励振用の給電線路を備えることを特徴とする請求項1に記載のアンテナ。
- 誘電体基板と、
前記誘電体基板上に設けられる複数個の基本アンテナ素子とを備え、
前記各基本アンテナ素子は、前記誘電体基板上に所定間隔をおいて配置された第1および第2の導電体と、
前記第1および第2の導電体の長手方向の両端部に配置され、前記第1の導電体と第2の導電体との間に接続される第1および第2の容量素子と、
前記第1の容量素子と第2の容量素子との間に配置され、前記第1の導電体と第2の導電体との間に接続される機能素子を有することを特徴とするアンテナ。 - 誘電体基板と、
前記誘電体基板上に所定間隔をおいて設けられた第1および第2の導電体と、
mを2以上の整数とするとき、前記第1および第2の導電体の長手方向に所定間隔をおいて配置され、前記第1の導電体と第2の導電体との間に接続される(m+1)個の容量素子と、
前記各容量素子の間に配置され、前記第1の導電体と第2の導電体との間に接続されるm個の機能素子とを備え、
前記1番目の容量素子と、(m+1)番目の容量素子とは、前記第1および第2の導電体の長手方向の両端部に配置されることを特徴とするアンテナ。 - 誘電体基板と、
nを2以上の整数とするとき、前記誘電体基板上に設けられるn個の基本アンテナ素子とを備え、
前記各基本アンテナ素子は、前記誘電体基板上に所定間隔をおいて設けられた第1および第2の導電体と、
mを2以上の整数とするとき、前記第1および第2の導電体の長手方向に所定間隔をおいて配置され、前記第1の導電体と第2の導電体との間に接続される(m+1)個の容量素子と、
前記各容量素子の間に配置され、前記第1の導電体と第2の導電体との間に接続されるm個の機能素子とを備え、
前記1番目の容量素子と、(m+1)番目の容量素子とは、前記第1および第2の導電体の長手方向の両端部に配置されることを特徴とするアンテナ。 - 前記各機能素子毎に設けられ、前記第1の導電体と第2の導電体との間に接続される周波数調整用容量素子を有することを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載のアンテナ。
- 前記機能素子は、整流、検波、スイッチングを行う素子であることを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載のアンテナ。
- 前記機能素子は、ダイオード、または、ダイオードを含む半導体集積回路であることを特徴とする請求項7に記載のアンテナ。
- 誘電体基板と、
前記誘電体基板上に所定間隔をおいて設けられた第1および第2の導電体と、
前記第1および第2の導電体の長手方向の両端部に配置され、前記第1の導電体と第2の導電体との間に接続される第1および第2の接続導体と、
前記第1の接続導体と第2の接続導体との間に配置され、前記第1の導電体と第2の導電体との間に接続される半導体集積回路とを備えることを特徴とするアンテナ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004166904A JP2005348204A (ja) | 2004-06-04 | 2004-06-04 | アンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004166904A JP2005348204A (ja) | 2004-06-04 | 2004-06-04 | アンテナ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005348204A true JP2005348204A (ja) | 2005-12-15 |
Family
ID=35500139
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004166904A Pending JP2005348204A (ja) | 2004-06-04 | 2004-06-04 | アンテナ |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2005348204A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109193143A (zh) * | 2018-09-06 | 2019-01-11 | 清华四川能源互联网研究院 | 一种低功率微波接收整流天线 |
-
2004
- 2004-06-04 JP JP2004166904A patent/JP2005348204A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109193143A (zh) * | 2018-09-06 | 2019-01-11 | 清华四川能源互联网研究院 | 一种低功率微波接收整流天线 |
CN109193143B (zh) * | 2018-09-06 | 2023-08-15 | 清华四川能源互联网研究院 | 一种低功率微波接收整流天线 |
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