JP2006174410A

JP2006174410A - ダイポールアンテナ

Info

Publication number: JP2006174410A
Application number: JP2005270785A
Authority: JP
Inventors: Chen-Ta Hung; 振達洪; Monfu So; 紋楓蘇; Lung-Sheng Tai; 隆盛戴
Original assignee: Hon Hai Precision Industry Co Ltd
Current assignee: Hon Hai Precision Industry Co Ltd
Priority date: 2004-12-10
Filing date: 2005-09-16
Publication date: 2006-06-29
Also published as: CN1787285A; US7218287B2; US20060125697A1

Abstract

【課題】本発明は、水平方向と垂直方向の指向特性が改善されるダイポールアンテナを提供することを目的とする。
【解決手段】本発明のダイポールアンテナは、放射部材、アース部材、給電を行う給電ケーブルを含む。前記放射部材は、第１放射部と第２放射部とを有し、アース部材は第１接地部と第２接地部とを有する。前記第１放射部と第１接地部とは異なる方向へ向いて延在し、且つその末端部が互いに遠く離れることで、アンテナの水平方向の指向特性を改善し、一方、前記第２放射部と第２接地部とは互いに平行で、それぞれ前記第１放射部と第１接地部の末端部から反対の方向へ向いて延在し、アンテナの垂直方向の指向特性を改善する。それにより、ダイポールアンテナの搭載位置が変化しても、水平方向と垂直方向の優良な指向特性が得られる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ダイポールアンテナに関し、特に移動通信装置に用いられるダイポールアンテナに関するものである。

近年、無線ＬＡＮ（ＷＬＡＮ；ＷｉｒｅｌｅｓｓＬｏｃａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋｓ）の普及により、無線通信装置がノートパソコンやＰＤＡ(ＰｅｒｓｏｎａｌＤｉｇｉｔａｌＡｓｓｉｓｔａｎｔ)等に広く用いられており、このような無線ＬＡＮシステムには、周波数帯域に対して動作するアンテナが無線通信装置用として必要とされる。アンテナは、電磁信号の送信及び受信を行う能力を備え、逆Ｆアンテナやダイポールアンテナ等のタイプが知られている。

無線システムは、使用周波数に関する国際標準に基づき、使用周波数が２．４ＧＨｚで代表されるＩＥＥＥ８０２．１１ｂシステムと、使用周波数が５ＧＨｚで代表されるＩＥＥＥ８０２．１１ａシステム、及びＩＥＥＥ８０２．１１ｇシステムに分離されている。そして、前記ＩＥＥＥ８０２．１１ａ/ｂ/ｇシステムは近距離の無線通信システムであって、ダイポールアンテナは、特にＩＥＥＥ８０２．１１ａ/ｂ/ｇシステムに適合させて使用される。

特許文献１に示されるダイポールアンテナは、Ｖ字型を呈するダブレットを有する二周波のプリント式ダイポールアンテナである。特許文献１に付属する図面の図３および図４から見て、このダイポールアンテナが水平面内に搭載される際には、水平方向の指向特性が良くなる代わりに、垂直方向の指向特性が悪くなり、一方、垂直面内に搭載される際には、垂直方向の指向特性が良くなる代わりに、水平方向の指向特性が悪くなってしまう。水平方向と垂直方向の優良な指向特性は同時に達成できない。
米国特許出願公開第２００４／００１２５３４Ａ１号明細書

しかしながら、ノートパソコンやＰＤＡ等に搭載するダイポールアンテナは、搭載される状態が使用者の移動に従って変化される。こうして、ダイポールアンテナは、垂直位置から水平位置に変化する虞があり、従来のダイポールアンテナでは、単一方向の指向特性だけが提供されることにより、水平方向と垂直方向との指向特性が同時に満足されず、更に、無線ＬＡＮ用ダイポールアンテナとしての使用には不適である。そこで、従来の技術の不足点を改善したダイポールアンテナが望まれる。

本発明は、水平方向と垂直方向の指向特性が改善されるダイポールアンテナを提供することを目的とする。

本発明のダイポールアンテナは、放射部材、アース部材と、給電を行う給電ケーブルとを含む。前記放射部材は、第１放射部と第２放射部とを有し、アース部材は第１接地部と第２接地部とを有する。前記第１放射部と前記第１接地部とは異なる方向へ向いて延在し且つその末端部が互いに遠く離れることで、アンテナの水平方向の指向特性を改善し、一方、前記第２放射部と前記第２接地部とは互いに平行で、前記第１放射部と前記第１接地部との末端部から反対の方向へ向いてそれぞれ延在し、アンテナの垂直方向の指向特性を改善する。

従来の技術に比べると、本発明は以下の利点がある。本発明のダイポールアンテナは、放射部材とアース部材とは、二部分（即ち、第１放射部と第２放射部、及び第１接地部と第２接地部）からなり、第１放射部と第２放射部とにより、ダイポールアンテナの水平と垂直方向の指向特性が改善され、それにより、ダイポールアンテナの搭載位置が変化しても、水平方向と垂直方向の優良な指向特性が得られる。

図１に示すように、本発明のダイポールアンテナ１は、絶縁性の基板１０と、ダブレット（参照記号なし）と、インピーダンス整合装置４と、ダイポールアンテナに給電を行う給電ケーブル５とを含み、そのうち、ダブレットは、Ｌ字形を呈する放射部材２と、Ｌ字形を呈するアース部材３とを有する。本実施状態で、前記放射部材２とアース部材３とインピーダンス整合装置４とは、絶縁性の基板１０に配置されるプリント配線である。

前記放射部材２は、第１放射部２１と、該第１放射部２１の末端から垂直に延在している第２放射部２２とを含み、第１放射部２１と第２放射部２２との合計長さは、使用波長λの４分の１の長さとほぼ等しい長さに設定される。共振周波数の選定に何ら制限はないが、本実施形態では、無線ＬＡＮに使用可能な２．４５ＧＨｚ帯を使用している。

前記アース部材３は、第１接地部３１と、該第１接地部３１の末端から直交に延在している第２接地部３２とを含み、第１接地部３１と第２接地部３２との合計の長さは、使用波長λの４分の１の長さとほぼ等しい長さに設定される。前記第１放射部２１の先端部（参照記号なし）は、前記第１接地部３１の先端部（参照記号なし）に近接するとともに、第１放射部２１と第１接地部３１とは、同一直線上に位置し、且つ延在の方向が反対である。こうして、前記第１放射部２１と第１接地部３１は、第１ダブレットからなることにより、ダイポールアンテナ１の垂直方向の指向特性を改善するのに用いられる。

前記第２放射部２２と第２接地部３２は互いに平行で、前記第１放射部２１と第１接地部３１との末端部（参照符号なし）からそれぞれ反対の方向へ向いて延在している。前記第２放射部２２と第２接地部３２とは、第２ダブレットからなり、ダイポールアンテナ１の水平方向の指向特性を改善するのに用いられる。

図３ないし図８を参照すると、図１に示すＸ、Ｙ、Ｚの座標軸のＸ-Ｙ面と、Ｘ−Ｚ面と、Ｙ−Ｚ面において、水平方向と垂直方向の、それぞれの指向特性を示す図である。図３ないし図８に示すように、本発明に係るダイポールアンテナ１は、水平方向と垂直方向の指向特性が、従来の技術に比べて改善され、例えば、不感区域も減少し、受信感度（Ｇａｉｎ）も格段に向上する。図２に示すように、２．４ＧＨｚ-２．５ＧＨｚ周波帯での電圧定在波比、即ちＶＳＷＲ値は、ほぼ１．５であり、業界の応用標準（ＶＳＷＲが２より少ない）より良好になる。

前記インピーダンス整合装置４は、一対の平行な導体であり、本実施状態ではプリント配線４１、４２である。前記給電ケーブル５は同軸ケーブルであり、芯線５１と外部導体５２とを含む。前記インピーダンス整合装置４のプリント配線４１、４２は、その末端部（参照記号なし）が前記第１放射部２１と第１接地部３１の先端部にそれぞれ接続され、その先端部（参照記号なし）が前記給電ケーブル５の芯線５１と外部導体５２とにそれぞれ接続している。ダイポールアンテナ１の入力インピーダンスは、前記インピーダンス整合装置４によって調節され、給電ケーブル５の特性インピーダンスとマッチング（ｍａｔｃｈｉｎｇ）している。

本発明では、従来の技術に比べ、放射部材２は、第１放射部２１と第２放射部２２との二部分からなり、アース部材３は、第１接地部３１と第２接地部３２との二部分からなる。第１放射部２１と第２放射部２２とにより、ダイポールアンテナ１の水平と垂直方向の指向特性が改善され、それにより、ダイポールアンテナ１の搭載位置が変化しても、水平方向と垂直方向の優良な指向特性が得られる。

総じて、本発明は、上記記述及び図面によって説明した実施例に限定されるものではなく、たとえば、次のような実施様態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で、種々変更して実施することができる。例えば、前記第１放射部２１と第１接地部３１が同一直線上に位置せず、或は、第１放射部２１は前記第２放射部２２に直交しなくてもよい。例えば、ディスクリート部品や寄生バラメーター等をインピーダンス整合装置４としてもよい。また、アンテナに給電を行う給電ケーブル５を使用しない代わりに、マイクロストリッブ線等を使用し給電を行ってもよい。

本発明の一実施形態に係るダイポールアンテナの正面図である。本発明の一実施形態に係るダイポールアンテナの２.４５ＧＨｚ帯での電圧定在波比の試験図である。本発明の一実施形態に係るダイポールアンテナの２.４５ＧＨｚ帯でのＸ-Ｙ面内の水平指向特性を示す図である。本発明の一実施形態に係るダイポールアンテナの２.４５ＧＨｚ帯でのＸ-Ｙ面内の垂直指向特性を示す図である。本発明の一実施形態に係るダイポールアンテナの２.４５ＧＨｚ帯でのＸ-Ｚ面内の水平指向特性を示す図である。本発明の一実施形態に係るダイポールアンテナの２.４５ＧＨｚ帯でのＸ-Ｚ面内の垂直指向特性を示す図である。本発明の一実施形態に係るダイポールアンテナの２.４５ＧＨｚ帯でのＹ-Ｚ面内の水平指向特性を示す図である。本発明の一実施形態に係るダイポールアンテナの２.４５ＧＨｚ帯でのＹ-Ｚ面内の垂直指向特性を示す図である。

符号の説明

１ダイポールアンテナ
２放射部材
３アース部材
４インピーダンス整合装置
５給電ケーブル
１０基板
２１第１放射部
２２第２放射部
３１第１接地部
３２第２接地部
４１、４２プリント配線
５１芯線
５２外部導体

Claims

第１放射部と、第２放射部と、を有する放射部材と、
第１接地部と、第２接地部と、を有するアース部材と、
給電を行う給電ケーブルと、
を含むダイポールアンテナにおいて、
前記第１放射部と第１接地部とは異なる方向へ向いて延在し且つその末端部が互いに遠く離れることで、アンテナの水平方向の指向特性を改善し、一方、前記第２放射部と第２接地部とは互いに平行で、それぞれ前記第１放射部と第１接地部の末端部から反対の方向へ向いて延在し、アンテナの垂直方向の指向特性を改善することを特徴とするダイポールアンテナ。
前記第２放射部の延在する方向は、第１放射部の延在する方向に直交し、前記第２接地部の延在する方向は、第１接地部の延在する方向に直交することを特徴とする請求項１に記載のダイポールアンテナ。
前記ダイポールアンテナは、前記給電ケーブルに接続し、ダイポールアンテナの入力インピーダンスをマッチング（ｍａｔｃｈｉｎｇ）するのに用いられるインピーダンス整合装置を含むことを特徴とする請求項１または２に記載のダイポールアンテナ。
前記ダイポールアンテナは、絶縁性の基板を含み、前記放射部材と、前記アース部材と、前記インピーダンス整合装置とは、前記絶縁性の基板に配置されるプリント配線であることを特徴とする請求項３に記載のダイポールアンテナ。
前記インピーダンス整合装置は、一対の平行な導体であり、その導体の先端部は前記給電ケーブルに接続し、その末端部が前記放射部材と前記アース部材とにそれぞれ接続することを特徴とする請求項３または４に記載のダイポールアンテナ。
第１ダブレットと、該第１ダブレットに連接する第２ダブレットと、を含む一対のダブレットと、
給電を行う給電ケーブルと
を含むダイポールアンテナにおいて、
前記第１ダブレットと第２ダブレットとは、ダイポールアンテナが水平方向と垂直方向の優良な指向特性を有するように、異なる方向へ向いてそれぞれ延在することを特徴とするダイポールアンテナ。
前記第１ダブレットの延在する方向は、前記第２ダブレットの延在する方向に直交していることを特徴とする請求項６に記載のダイポールアンテナ。
前記ダイボールアンテナは、前記給電ケーブルに接続し、ダイポールアンテナの入力インピーダンスをマッチング（ｍａｔｃｈｉｎｇ）するのに用いられるインピーダンス整合装置を含むことを特徴とする請求項６に記載のダイポールアンテナ。
前記ダイボールアンテナは、絶縁性の基板を含み、一対の前記ダブレットと、インピーダンス整合装置とは、絶縁性の基板に配置されるプリント配線であることを特徴とする請求項８に記載のダイポールアンテナ。
前記インピーダンス整合装置は、一対の平行な導体であり、その導体の先端部は前記給電ケーブルに接続し、その末端部が一対のダブレットにそれぞれ接続することを特徴とする請求項８または９に記載のダイポールアンテナ。