JP2006237916A

JP2006237916A - アンテナ装置

Info

Publication number: JP2006237916A
Application number: JP2005048230A
Authority: JP
Inventors: Toru Maniwa; 透馬庭; Andrenko Andrei; アンドレンコアンドレイ; Juichi Kimura; 重一木村
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2005-02-24
Filing date: 2005-02-24
Publication date: 2006-09-07
Anticipated expiration: 2025-02-24
Also published as: US7423596B2; US7253771B2; US7365690B2; US20070290940A1; US20060187135A1; JP4672389B2; US20070290937A1

Abstract

【課題】誘電体板上に形成したアンテナ装置に関し、製作が容易で、且つアンテナ特性劣化を回避する。
【解決手段】誘電体板１上にダイポールアンテナ２等のアンテナと、平行２線の給電線３とを導体パターンにより形成して、コネクタ４とアンテナとの間を接続し、平行２線の給電線３を１／２波長の整数倍の長さで、且つコネクタ４から前記アンテナまでの間の折れ曲がり部ａ，ｂを偶数回となるように構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、誘電体板上にアンテナ素子と平行２線の給電用線路とを形成したアンテナ装置に関する。

合成樹脂板やガラス板等の誘電体板上に、又は誘電体板内に、ダイポールアンテナ等のアンテナを形成した平面構造の小型のアンテナ装置が知られている。例えば、図９に示すように、誘電体板１１上に導体パターンによるダイポールアンテナ１２を形成し、誘電体板１１の端部に固定したコネクタ１４とダイポールアンテナ１２との間を同軸線路からなる給電線１３により接続し、コネクタ１４に無線送受信部を接続して、ダイポールアンテナ１２により、他の無線装置との間で無線通信するものであり、同軸線路からなる給電線１３を複数個所で固定金具１５により固定する。

又図１０に示すように、ダイポールアンテナ２２の一方のアンテナ素子を誘電体板１の表面に、且つ他方のアンテナ素子を裏面にそれぞれ形成し、コネクタ２４との間を、誘電体板２１の表面と裏面とに形成した導体パターンによるマイクロストリップライン構成の給電線２３により接続した構成も知られている。

又図１１に示すように、誘電体板３１上に導体パターンによるダイポールアンテナ３２を形成し、誘電体板３１の端部のコネクタ３４との間を、平行２線の給電線３３により接続した構成も知られている。又誘電体板上に、１／４波長の線状アンテナと、メアンダ状アンテナとを形成し、平行２線の給電線により、筐体内の無線送受信回路と接続した携帯無線機が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開平７−１３１２２１号公報

前述のように、合成樹脂やガラス等の誘電体板上にアンテナを形成して、他の無線装置との間で通信する各種のシステムが知られている。例えば、前述の携帯無線機用や、ＲＦＩＤ（ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙＩｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎＴａｇ）システムの情報読取側のアンテナとして適用することができる。このＲＦＩＤシステムに於いては、現在８６０〜９６０ＭＨｚ帯と、２．４ＧＨｚ帯とが適用されている。このようなシステム及びその他の各種の無線通信システムに適用するアンテナとして、例えば、前述の図９に示す構成は、同軸線路を給電線１３とするものであるから、誘電体板１１上に固定金具１５を用いて固定する構成が必要であり、製作及び使用時の取り扱いに注意を要する問題がある。

又図１０に示す構成は、マイクロストリップライン構成の給電線２３を用いるもので、固定金具は不要であるが、誘電体板２１の両面に導体パターンを形成する必要があるから、片面に形成する構成に比較してコストアップとなる問題がある。又図１１に示す構成は、誘電体板３１の一方の面にのみ導体パターンによりダイポールアンテナ３２と給電線３３とを形成するものであるから、図９及び図１０に示すアンテナ装置に比較して製作が容易である利点がある。しかし、図１１に示す構成及び前記特許文献１に示された構成に於いては、平行２線の給電線は１個所の折れ曲がり部を含む構成であり、従って、コネクタからアンテナ素子までの平行２線のそれぞれの長さが相違することになり、アンテナ特性が劣化する問題がある。

本発明は、従来の問題点を解決するもので、コネクタからアンテナ素子までの電気長を同一として、アンテナ特性の劣化を防止し、又アンテナのヌル方向をカバーできるようにすることを目的とする。

本発明のアンテナ装置は、誘電体板上に形成したアンテナとコネクタとの間を平行２線の給電線により接続したアンテナ装置に於いて、前記平行２線の給電線を１／２波長の整数倍の長さで、且つ前記コネクタから前記アンテナまでの間の折れ曲がり部を偶数回として、前記アンテナと共に導体パターンにより構成する。

又前記アンテナと前記コネクタとの間を接続する前記平行２線の給電線の折れ曲がり部を湾曲形状とする。

又誘電体板上に形成したアンテナとコネクタとの間を平行２線の給電線により接続したアンテナ装置に於いて、第１の誘電体板に対してほぼ直角に配置して固定した第２の誘電体板を有し、前記第１の誘電体板に前記アンテナと平行２線の給電線とを導体パターンにより形成し、前記第２の誘電体板に設けたコネクタに接続した平行２線の給電線を導体パターンにより形成し、前記第１の誘電体板の前記給電線と前記第２の誘電体板の前記給電線とを接続し、前記コネクタから前記アンテナまでの前記平行２線の給電線を１／２波長の整数倍の長さとし、且つ折れ曲がり部を偶数回となるように構成する。

又誘電体板上に形成したアンテナとコネクタとの間を平行２線の給電線により接続したアンテナ装置に於いて、水平位置の第１の誘電体板と垂直位置の第２の誘電体板とを有し、前記第１の誘電体板に第１のアンテナ及び該第１のアンテナに対する平行２線の第１の給電線を形成し、前記第２の誘電体板に、前記第１のアンテナ用の第１のコネクタと、第２のアンテナと、該第２のアンテナ用の第２のコネクタと、該第２のコネクタと前記第２のアンテナとを接続する平行２線の第２の給電線と、前記第１のコネクタに前記第１の給電線と接続する給電線とを形成し、前記第１の給電線及び前記第２の給電線のそれぞれの全長を１／２波長の整数倍の長さとし、且つ前記第１の給電線及び前記第２の給電線のそれぞれの折れ曲がり部を偶数回となるように、それぞれ導体パターンにより構成する。

又誘電体板上に形成したアンテナとコネクタとの間を平行２線の給電線により接続したアンテナ装置に於いて、同一平面上で、且つ直交する方向の第１のアンテナと第２のアンテナとを誘電体板上に形成し、該第１のアンテナ及び第２のアンテナとそれぞれのコネクタとの間を全長が１／２波長の整数倍とし、且つ折れ曲がり部を偶数回とした平行２線の給電線により接続し、前記第１のアンテナと前記第２のアンテナとを切替えて給電又はそれぞれの給電位相を異なるように給電する給電部を設ける。

誘電体板上にアンテナと平行２線の給電線とを導体パターンにより形成するものであるから、製作が容易であり、又給電線の全長を１／２波長の整数倍とし、且つ折れ曲がり部を偶数回としたことにより、平行２線のそれぞれの長さが等しくなり、アンテナ特性の劣化を防止することができる。又２個のアンテナを設けることにより、複数の偏波面とすることができ、アンテナのヌル方向回避が可能となる。

本発明のアンテナ装置は、図１を参照して説明すると、ガラス等の誘電体板１上にダイポールアンテナ２等のアンテナと、平行２線の給電線３とを導体パターンにより形成して、コネクタ４とアンテナとの間を接続し、平行２線の給電線３を１／２波長の整数倍の長さで、且つコネクタ４から前記アンテナまでの間の折れ曲がり部ａ，ｂを偶数回となるように構成する。

図１は、本発明の実施例１の説明図であり、１は誘電体板、２はダイポールアンテナ、３は平行２線の給電線、４はコネクタを示す。誘電体板１は、例えば、機械的強度を考慮して、厚さ数ｍｍのガラス板とすることができる。又使用周波数帯に於ける誘電体損の小さい合成樹脂板等を用いることも可能である。又コネクタ４には、図示を省略した無線装置を接続する。又ダイポールアンテナ２と給電線３とは、例えば、銀ペーストによるスクリーン印刷の手段により、幅数ｍｍの導体パターンとして形成することができる。又既に知られているプリント配線技術を適用して形成することも可能である。又誘電体板１をガラス板とした場合に、ダイポールアンテナ２と給電線３とを、例えば、透明電極として知られているＩＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ）等の材料により構成することも可能である。又導体パターンを太さ数μｍの細い金属線を網状として、目立たないような構成とすることも可能である。又誘電体板１上に形成したダイポールアンテナ２と給電線３とを保護するように、厚さが薄い誘電体板で被覆した構成とすることも可能である。

又ダイポールアンテナ２の配置位置と、誘電体板１の端部に設けたコネクタ４の配置位置との関係で、それらの間は、直線上にない場合が一般的である。そこで、給電線３は折れ曲がり部ａ，ｂを有する構成とし、且つ給電線３の全長を１／２波長の整数倍となるように構成する。又この折れ曲がり部ａ，ｂは、２回とした場合を示すが、それ以上とする場合は、４回、６回等の偶数回とするものである。即ち、偶数回の折れ曲がり部を形成することにより、コネクタ４からアンテナの給電点までの平行２線の給電線３のそれぞれの長さが等しくなるから、給電線３の伝播特性の劣化を抑制することができる。又ダイポールアンテナ２を折り返しダイポールアンテナのパターンとすることも可能である。

図２は、本発明の実施例２の説明図であり、図１と同一符号は同一名称部分を示す。この実施例２は、全長を１／２波長の整数倍の長さとした給電線３の折れ曲がり部ａ，ｂを直角ではなく、所定の曲率により形成するものである。又折れ曲がり部ａ，ｂは、前述のように、偶数回として、コネクタ４からアンテナ素子の給電点までの平行２線の給電線３のそれぞれの長さを等しくする。このように折れ曲がり部ａ，ｂを、湾曲した形状とすることにより、直角的に曲げた給電線の形状の場合の角の部分からの放射電界を低減することができる。

図３は、本発明の実施例３の説明図であり、（Ａ）は展開図、（Ｂ）は組み立てた構成の概略斜視図を示し、それぞれ誘電体板からなる上板１ａと側板１ｂ、１ｃとを、（Ｂ）に示すように組み立てるものであり、先ず、（Ａ）に示すように、第１の誘電体板としての上板１ａに、ダイポールアンテナ２と平行２線の給電線３ａとを形成し、第２の誘電体板としての側板１ｂに、コネクタ４を取り付け、このコネクタ４と上板１ａの給電線３ａと接続する給電線３ｂとを形成して、（Ｂ）に示すように、テーブル状に組み立てる。そして、上板１ａの給電線３ａと側板１ｂの給電線３ｂ間を、導電性テープ又は導電性接着剤による接続部５により接続する。

この実施例に於いても、側板１ｂに設けたコネクタ４と、上板１ａに形成したダイポールアンテナ２との間を接続する為の平行２線の給電線３ａ，３ｂの全長は、１／２波長の整数倍となるように選定し、且つ折れ曲がり部は偶数回として、平行２線の給電線のそれぞれの長さが等しくなるように構成する。又側板１ｃにはアンテナも給電線も形成していないから、上板１ａと側板１ｂとは異なる材質により構成することも可能である。なお、上板１ａと側板１ｂ、１ｃとにより、机状の構成としているが、前板と後板若しくは前板のみ又は後板のみを用いて、箱状の構成とすることも可能である。

図４は、本発明の実施例４の説明図であり、（Ａ）は展開図、（Ｂ）は組み立て概略斜視図を示す。第１の誘電体板としての上板１ａに形成した第１のダイポールアンテナ２ａと、コネクタ４ａと、平行２線の給電線とについては、図３に示す実施例３の構成と同一とすることができるものであり、この実施例４に於いては、第２の誘電体板としての側板１ｂに第２のダイポールアンテナ２ｂを形成すると共に、コネクタ４ｂとの間の平行２線の給電線とを形成して、（Ｂ）に示すようにテーブル状に組み立て、上板１ａの給電線と側板１ｂの給電線とを導電性テープ又は導電性接着剤により接続する。このような構成により、上板１ａに形成した第１のダイポールアンテナ２ａと、側板１ｂに形成した第２のダイポールアンテナ２ｂとの偏波方向が直交関係となり、それぞれの単一のアンテナのヌル方向を相互にカバーすることができる。

図５は、本発明の実施例５の説明図であり、（Ａ）は概略斜視図、（Ｂ）は制御構成を示す。（Ａ）に示すように、２個のテーブルのそれぞれの上板に第１、第２のダイポールアンテナＡＮＴ１，ＡＮＴ２を直交位置関係で形成し、図３に示す実施例３と同様に、側板に設けた第１、第２のコネクタ（第２のアンテナＡＮＴ２に対する第２のコネクタのみ図示し、第１のアンテナＡＮＴ１に対する第１のコネクタは図示を省略）と第１、第２のダイポールアンテナＡＮＴ１，ＡＮＴ２との間を、１／２波長の整数倍の長さとなるように形成した平行２線の給電線によりそれぞれ接続し、且つ折れ曲がり部を含む構成の場合は、偶数回の折れ曲がり部となるように選定する。そして、（Ｂ）に示すように、９０度位相差の分配器６を含む給電部から給電する。従って、第１、第２のアンテナＡＮＴ１，ＡＮＴ２の直交配置と給電位相との関係により、円偏波の放射特性を得ることができる。なお、第１、第２のダイポールアンテナＡＮＴ１，ＡＮＴ２は、それぞれ分離した誘電体板上に形成した場合を示すが、同一誘電体板に、図示の配置パターンで、第１、第２のダイポールアンテナＡＮＴ１，ＡＮＴ２を形成することも可能である。

図６は、前述の第１、第２のダイポールアンテナＡＮＴ１，ＡＮＴ２を、ｐｉｎダイオードスイッチ等により構成した切替スイッチ７を含む給電部によって、ヌル方向を回避できるように切替えて無線通信を行う構成とすることができる。

図７は、ショーケース内に、図５に示す第１のアンテナＡＮＴ１と第２のアンテナＡＮＴ２とを設けた台を配置した状態の概略説明図であり、図８は、図４に示す実施例のように、上板に設けた第１のダイポールアンテナ２ａと、側板に設けた第２のダイポールアンテナ２ｂとを有する台に、垂直方向のアンテナを有するＲＦＩＤタグ８ａ又は水平方向のアンテナを有するＲＦＩＤタグ８ｂとの間で情報を送受信可能としたショーケースを示し、ショーケース内に展示する商品にＲＦＩＤタグ８ａ，８ｂを設けることにより、ＲＦＩＤタグ８ａ，８ｂ内の商品情報を受信して、図示を省略したディスプレイ装置に表示することができる。

本発明の実施例１の説明図である。本発明の実施例２の説明図である。本発明の実施例３の説明図である。本発明の実施例４の説明図である。本発明の実施例５の説明図である。２個のアンテナを切替える実施例５の説明図である。ショーケース内の概略説明図である。ショーケース内のＲＦＩＤタグとアンテナとの概略説明図である。従来のアンテナ装置の説明図である。従来のアンテナ装置の説明図である。従来のアンテナ装置の説明図である。

符号の説明

１誘電体板
２ダイポールアンテナ
３給電線
４コネクタ

Claims

誘電体板上に形成したアンテナとコネクタとの間を平行２線の給電線により接続したアンテナ装置に於いて、
前記平行２線の給電線を１／２波長の整数倍の長さで、且つ前記コネクタから前記アンテナまでの間の折れ曲がり部を偶数回として、前記アンテナと共に導体パターンにより構成した
ことを特徴とするアンテナ装置。
前記アンテナと前記コネクタとの間を接続する前記平行２線の給電線の折れ曲がり部を湾曲形状としたことを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
誘電体板上に形成したアンテナとコネクタとの間を平行２線の給電線により接続したアンテナ装置に於いて、
第１の誘電体板に対してほぼ直角に配置して固定した第２の誘電体板を有し、前記第１の誘電体板に前記アンテナと平行２線の給電線とを導体パターンにより形成し、前記第２の誘電体板に設けたコネクタに接続した平行２線の給電線を導体パターンにより形成し、前記第１の誘電体板の前記給電線と前記第２の誘電体板の前記給電線とを接続し、前記コネクタから前記アンテナまでの前記平行２線の給電線を１／２波長の整数倍の長さとし、且つ折れ曲がり部を偶数回となるように構成した
ことを特徴とするアンテナ装置。
誘電体板上に形成したアンテナとコネクタとの間を平行２線の給電線により接続したアンテナ装置に於いて、
水平位置の第１の誘電体板と垂直位置の第２の誘電体板とを有し、前記第１の誘電体板に第１のアンテナ及び該第１のアンテナに対する平行２線の第１の給電線を形成し、前記第２の誘電体板に、前記第１のアンテナ用の第１のコネクタと、第２のアンテナと、該第２のアンテナ用の第２のコネクタと、該第２のコネクタと前記第２のアンテナとを接続する平行２線の第２の給電線と、前記第１のコネクタに前記第１の給電線と接続する給電線とを形成し、前記第１の給電線及び前記第２の給電線のそれぞれの全長を１／２波長の整数倍の長さとし、且つ前記第１の給電線及び前記第２の給電線のそれぞれの折れ曲がり部を偶数回となるように、それぞれ導体パターンにより構成した
ことを特徴とするアンテナ装置。
誘電体板上に形成したアンテナとコネクタとの間を平行２線の給電線により接続したアンテナ装置に於いて、
同一平面上で、且つ直交する方向の第１のアンテナと第２のアンテナとを誘電体板上に形成し、該第１のアンテナ及び第２のアンテナとそれぞれのコネクタとの間を全長が１／２波長の整数倍とし、且つ折れ曲がり部を偶数回とした平行２線の給電線により接続し、前記第１のアンテナと前記第２のアンテナとを切替えて給電又はそれぞれの給電位相を異なるように給電する給電部を設けた
ことを特徴とするアンテナ装置。