JP2006279515A - Antenna system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はアンテナ装置に関し、特に波長の異なる複数の電波を送受信できるアンテナ装置に関する。 The present invention relates to an antenna device, and more particularly to an antenna device capable of transmitting and receiving a plurality of radio waves having different wavelengths.
近年、無線LAN(Local Area Network)が広く普及している。無線LANには2.4GHz帯および5.2GHz帯の各周波数帯の電波が利用される。普及率の高い2.4GHz帯に対応した無線LAN用の製品だけではなく、5.2GHz帯に対応した無線LAN用の製品や2.4GHz帯/5.2GHz帯の両周波数帯に対応した無線LAN用の製品が多く市場に投入されている。特に最近では2.4/5.2GHz帯の双方の帯域で使用できるアンテナが出荷され始めている。 In recent years, wireless local area networks (LANs) have become widespread. Radio waves in the 2.4 GHz band and the 5.2 GHz band are used for the wireless LAN. Not only wireless LAN products compatible with the 2.4 GHz band, which has a high penetration rate, but also wireless LAN products compatible with the 5.2 GHz band and wireless compatible with both 2.4 GHz / 5.2 GHz bands. Many products for LAN are put on the market. In particular, recently, antennas that can be used in both the 2.4 / 5.2 GHz band have begun to be shipped.
複数の周波数帯に対応した多周波共用アンテナとして、たとえば特開2003−309424号公報(特許文献1)では、地板と、この地板の上方に、互いに間隔をおいて積層された、異なる周波数用の複数のパッチアンテナ素子と、これらパッチアンテナ素子の中央部を、それの下方にあるパッチアンテナ素子または地板に指示する複数の導電性指示手段と、各パッチアンテナ素子の所定位置に接続された複数の給電手段とを備える多周波数共用アンテナが開示される。この多周波数共用アンテナは、小型であり、かつ、送受信しようとする2つの周波数の差が1GHz以上であっても、良好にそれぞれの周波数の電波を送受信できるという特徴を有する。
特開2003−309424号公報(特許文献1)に開示されたアンテナはパッチアンテナを重ねた複雑な構造を有するため製造が容易ではなく、かつ多くの点数の部品を含むのでコストが高くなるという課題を有している。また、このアンテナは単一の指向性を有するが、無線LAN用のアンテナは様々な方向から電波を受信したり、様々な方向に電波を送信したりする必要があるので広い指向性が求められる場合、単一の指向性では不利である。 The antenna disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-309424 (Patent Document 1) has a complicated structure in which patch antennas are stacked, so that it is not easy to manufacture and includes a large number of parts. have. Although this antenna has a single directivity, the antenna for a wireless LAN needs to receive a radio wave from various directions and transmit a radio wave in various directions, so a wide directivity is required. In some cases, a single directivity is disadvantageous.
本発明の目的は、小型で簡単な構成でありながら広い指向性を有し、かつ、複数の波長の電波を送信または受信できるアンテナ装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide an antenna device that has a wide directivity and can transmit or receive radio waves of a plurality of wavelengths while having a small and simple configuration.
本発明は要約すれば、アンテナ装置であって、誘電体と、第1の給電線路と、第2の給電線路と、1対の第1のダイポールアンテナとを備える。誘電体は第1および第2の主表面を有する。第1の給電線路は、第1の主表面上に設けられ、第1の給電点を有する。第2の給電線路は、第2の主表面上に第1の給電線路と平行に設けられ、第1の主表面に垂直な所定の方向から見た場合に、第1の給電点に近接する位置に第2の給電点を有する。1対の第1のダイポールアンテナは、所定の方向から見た場合に、第1の給電点を通り第1の給電線路に垂直な第1の主表面上の軸の両側に、第1の波長の半分の距離を互いに隔て、かつ、軸から等距離に設けられる。1対の第1のダイポールアンテナは、第1および第2の給電線路により給電されて第1の波長を有する第1の電波を送信または受信する。 In summary, the present invention is an antenna device that includes a dielectric, a first feed line, a second feed line, and a pair of first dipole antennas. The dielectric has first and second major surfaces. The first feed line is provided on the first main surface and has a first feed point. The second feed line is provided on the second main surface in parallel with the first feed line, and is close to the first feed point when viewed from a predetermined direction perpendicular to the first main surface. The position has a second feeding point. The pair of first dipole antennas has a first wavelength on both sides of the axis on the first main surface passing through the first feeding point and perpendicular to the first feeding line when viewed from a predetermined direction. Are separated from each other and equidistant from the axis. The pair of first dipole antennas transmit or receive a first radio wave having a first wavelength that is fed by the first and second feed lines.
1対の第1のダイポールアンテナの各々は、第1の主表面上に設けられ、第1の給電線路に対して一方の側に配置される第1のダイポール素子と、第2の主表面上に設けられ、所定の方向から見た場合に、第1の給電線路に対して他方の側に配置される、第2のダイポール素子とを含む。 Each of the pair of first dipole antennas is provided on the first main surface, and is arranged on one side with respect to the first feed line, and on the second main surface And a second dipole element disposed on the other side with respect to the first feed line when viewed from a predetermined direction.
アンテナ装置は、1対の第2のダイポールアンテナをさらに備える。1対の第2のダイポールアンテナは、所定の方向から見た場合に、軸の両側に、第1の波長と異なる第2の波長の半分の距離を互いに隔て、かつ、軸から等距離に設けられ、第1および第2の給電線路により給電されて第2の波長を有する第2の電波を送信または受信する。 The antenna device further includes a pair of second dipole antennas. The pair of second dipole antennas are provided on both sides of the axis at a distance of half the second wavelength different from the first wavelength and equidistant from the axis when viewed from a predetermined direction. And transmitting or receiving a second radio wave having a second wavelength that is fed by the first and second feed lines.
1対の第2のダイポールアンテナの各々は、第1の主表面上に、第1の給電線路に対して第1のダイポール素子と同じ側に配置される第3のダイポール素子と、第2の主表面上に設けられ、所定の方向から見た場合に、第1の給電線路に対して第2のダイポール素子と同じ側に配置される、第4のダイポール素子とを含む。 Each of the pair of second dipole antennas has a third dipole element disposed on the same side as the first dipole element with respect to the first feed line on the first main surface, and a second dipole antenna, A fourth dipole element provided on the main surface and disposed on the same side as the second dipole element with respect to the first feed line when viewed from a predetermined direction.
好ましくは、第1の給電線路の線幅と、第2の給電線路の線幅とは、互いに等しい。 Preferably, the line width of the first feed line and the line width of the second feed line are equal to each other.
より好ましくは、第1から第4のダイポール素子の各々の形状は、軸方向に長辺が設けられ、第1の給電線路に沿った方向に短辺が設けられる長方形である。 More preferably, each of the first to fourth dipole elements is a rectangle in which a long side is provided in the axial direction and a short side is provided in a direction along the first feed line.
さらに好ましくは、第1の電波および第2の電波は、周波数帯域が互いに異なる電波である。 More preferably, the first radio wave and the second radio wave are radio waves having different frequency bands.
さらに好ましくは、第1の電波の周波数帯域は、2.4GHz帯であり、第2の電波の周波数帯域は、5.2GHz帯である。 More preferably, the frequency band of the first radio wave is a 2.4 GHz band, and the frequency band of the second radio wave is a 5.2 GHz band.
さらに好ましくは、第1の電波および第2の電波は、同一の周波数帯域の電波である。 More preferably, the first radio wave and the second radio wave are radio waves in the same frequency band.
本発明のアンテナ装置によれば、互いに異なる複数の波長の電波の各々に対応して1対のダイポールアンテナが設けられる。1対のダイポールアンテナは、対応する電波の波長の半分の間隔を設けて配置され、かつ、同相で給電されることにより双方向の指向性を有する。よって本発明のアンテナ装置によれば、複数の波長の電波を送受信でき、かつ、広い指向性を有するアンテナ装置を実現することができる。 According to the antenna device of the present invention, a pair of dipole antennas are provided corresponding to radio waves having a plurality of different wavelengths. The pair of dipole antennas are arranged with a distance of half the wavelength of the corresponding radio wave, and have bidirectional directivity by being fed in the same phase. Therefore, according to the antenna device of the present invention, an antenna device that can transmit and receive radio waves of a plurality of wavelengths and has a wide directivity can be realized.
以下において、本発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.
図1は、本発明のアンテナ装置を表から見た平面図である。図2は、本発明のアンテナ装置を裏から見た平面図である。 FIG. 1 is a plan view of an antenna device of the present invention as viewed from the front. FIG. 2 is a plan view of the antenna device of the present invention as viewed from the back.
図1、図2を参照して、アンテナ100は、たとえば無線LANに用いられ、2.4GHz帯と5.2GHz帯との双方の周波数帯に対応したアンテナである。アンテナ100は表面および裏面を有する誘電体基板1を備える。なお誘電体基板1に代えて、表面および裏面を有する誘電体フィルムが用いられてもよい。
Referring to FIGS. 1 and 2,
アンテナ100はさらに、表面上に設けられて給電点F1を有する給電線路2Aと、裏面上に設けられ、給電線路2Aに平行な給電線路2Bとを備える。給電線路2Bは誘電体基板の表面に垂直な方向から見て給電点F1と近接する位置に設けられる給電点F2を有する。なお図1および図2において給電線路2A,2Bに沿った方向をX軸とし、給電点F1を通りX軸に垂直な方向をY軸とし、誘電体基板1の表面に垂直な方向をZ軸方向とする。給電線路2A,2Bは各々の線幅が互いに等しい平行2線であり、いわゆるレッヘル線路を構成する。
The
アンテナ100は、さらにダイポールアンテナA1〜A4を含む。ダイポールアンテナA1,A3は、Z軸から見た場合に、Y軸に対して一方の側に設けられ、ダイポールアンテナA2,A4は、Z軸から見た場合にY軸に対して他方の側に設けられる。つまり、ダイポールアンテナA1,A2はY軸の両側に設けられる。同様にダイポールアンテナA3,A4はY軸の両側に設けられる。
ダイポールアンテナA1〜A4の各々は給電線路2A,2Bにより給電される。ダイポールアンテナA1,A2は波長λ1を有する第1の電波を送信または受信する1対の半波長ダイポールアンテナであり、ダイポールアンテナA3,A4は波長λ1と異なる波長λ2を有する第2の電波を送信または受信する1対の半波長ダイポールアンテナである。たとえば第1の電波は2.4GHz帯の電波であり、第2の電波は5.2GHz帯の電波であるとする。この場合、波長λ1,λ2はそれぞれ120mm、および60mmに設定される。
Each of the dipole antennas A1 to A4 is fed by
ダイポールアンテナA1,A2は、波長λ1の半分の距離を互いに隔て、かつ、Y軸から等距離に設けられる。よって、λ1=120mmの場合、ダイポールアンテナA1とダイポールアンテナA2との距離D1は60mmとなる。同様にダイポールアンテナA3,A4の各々は、波長λ2の半分の距離である距離D2を互いに隔て、かつ、Y軸から等距離に設けられる。波長λ2が60mmであれば、距離D2は30mmとなる。 The dipole antennas A1 and A2 are provided at a distance of half the wavelength λ1 from each other and equidistant from the Y axis. Therefore, when λ1 = 120 mm, the distance D1 between the dipole antenna A1 and the dipole antenna A2 is 60 mm. Similarly, each of the dipole antennas A3 and A4 is provided at an equal distance from the Y-axis with a distance D2 that is half the wavelength λ2 from each other. If the wavelength λ2 is 60 mm, the distance D2 is 30 mm.
ダイポールアンテナA1はダイポール素子11A,11Bを含む。ダイポールアンテナA2はダイポール素子11C,11Dを含む。ダイポール素子11A,11Cは誘電体基板1の表面上に設けられて給電線路2Aに各々の端部が接続される。ダイポール素子11B,11Dは誘電体基板1の裏面上に設けられ、給電線路2Bに各々の端部が接続される。給電線路2Aに対しダイポール素子11A,11Cは同じ側に配置され、ダイポール素子11B,11DはZ軸方向から見た場合に、給電線路2Aに対してダイポール素子11A,11Cと反対側に配置される。
Dipole antenna A1 includes
ダイポールアンテナA3はダイポール素子12A,12Bを含み、ダイポールアンテナA4はダイポール素子12C,12Dを含む。ダイポール素子12A,12Cは誘電体基板1の表面上に設けられて給電線路2Aに各々の端部が接続される。ダイポール素子12B,12Dは誘電体基板1の裏面上に設けられ、給電線路2Bに各々の端部が接続される。給電線路2Aに対しダイポール素子12A,12Cの各々はダイポール素子11A,11Cと同じ側に配置され、ダイポール素子12B,12Dは給電線路2Aに対してダイポール素子11B,11Dと同じ側に配置される。
Dipole antenna A3 includes
ダイポール素子11A〜11Dおよびダイポール素子12A〜12Dの各々の形状は給電線路に垂直な方向に長辺が設けられ、給電線路に沿った方向に短辺が設けられる長方形である。具体的にはダイポール素子11A,11C,12A,12CはY軸の正方向に沿って長辺が設けられ、X軸に沿って短辺が設けられる。ダイポール素子11B,11D,12B,12DはY軸の負方向に沿って長辺が設けられ、X軸方向に沿って短辺が設けられる。
Each of the
給電線路2Aおよび給電線路2Bに接続できるダイポール素子の数は、給電線路に接続されるダイポール素子の最大幅(X軸方向の最大の長さ)に依存する。よって、ダイポール素子の形状がX軸方向に幅が広がる台形であれば、本発明のアンテナ装置よりも給電線路に接続できるダイポール素子の数は少なくなる。本発明のアンテナ装置は、給電線路に多くのダイポール素子を配置することができるので、従来のアンテナ装置よりも多くの波長の電波を送信または受信することができる。
The number of dipole elements that can be connected to the
ダイポール素子11A〜11Dおよびダイポール素子12A〜12Dの各々の長辺の長さ、つまりダイポール素子の長さは約1/4波長に設定される。ダイポールアンテナA1〜A4の各々は半波長ダイポールアンテナであるので、ダイポール素子の長さは本来は1/4波長に等しい。しかし本発明のアンテナ装置においてはダイポール素子が誘電体基板1上に設けられているため、ダイポール素子の長さは誘電体基板1の誘電率に依存し、1/4波長よりも短くなる。
The length of the long side of each of the
アンテナ100は給電ケーブル4により給電される。給電ケーブル4はたとえば同軸ケーブルである。アンテナ100はさらに誘電体基板1の表面上に設けられ、給電ケーブル4の同軸線路が接続される伝導線路6Aと、伝導線路6Aに対応して誘電体基板1の裏面上に設けられ、かつ伝導線路6Aと線幅が等しい伝導線路6Bとを備える。伝導線路6Bには給電ケーブル4の外部導体が接続される。伝導線路6Aと伝導線路6Bとはレッヘル線路を構成する。
The
図1、図2において給電ケーブル4の同軸線路は伝導線路6Aに接続されるものとして示されているが給電ケーブル4の同軸線路が伝導線路6Bに接続され、外部導体が伝導線路6Aに接続されてもよい。この場合のアンテナ100の特性は同軸線路を伝導線路6Aに接続した場合の特性と同じである。以下、給電ケーブル4の同軸線路は伝導線路6Aに接続されるものとして説明する。
1 and 2, the coaxial line of the feeding
アンテナ100はさらに、伝導線路6Aと給電線路2Aとの間に設けられる変成器8Aと、伝導線路6Bと給電線路2Bとの間に設けられる変成器8Bとを備える。変成器8A,8Bは互いに同一の線幅を有し、レッヘル線路を構成する。ここで変成器8Aと変成器8Bとは伝導線路6Aと伝導線路6Bとのうちの一方の端部に接続される給電ケーブルのインピーダンスに整合させるために設けられている。変成器8A,8Bの各々のY軸方向の長さはインピーダンス整合にとって最適な長さに定められる。
The
なお、ダイポールアンテナA1〜A4、給電線路2A,2B、導電線路6A,6Bおよび変成器8A,8Bの各々は、たとえば誘電体基板1の表面および裏面に設けられた金属箔にフォトレジストを塗布し、マスク工程によって各々の形状をフォトレジストに転写した後にエッチング処理を施して所定の形状に形成される。
Each of dipole antennas A1 to A4,
以下、アンテナ100の動作について説明する。ダイポールアンテナA1,A2は給電点F1,F2から等間隔で設けられ、かつ、これらのダイポールアンテナの間隔は、放射波長である波長λ1の1/2である。給電点F1,F2に電力が供給されるとダイポールアンテナA1,A2は同位相かつ等振幅で励振され、波長λ1の電波を放射する。この場合、たとえばダイポール素子11A,11Cのうち一方のダイポール素子から放射された電波と他方の素子から放射された電波について、X軸方向の電界成分は互いに逆の位相となり打消される。ダイポール素子11A,11Cの各々から等距離にあるZ軸方向の電界成分は同相で強め合うのでZ軸方向に強い放射が生じ、かつ指向性は双指向性(8の字形)になる。ダイポール素子11B,11Dについても同様であり、X軸方向の電界成分は互いに逆の位相となり打消され、Z軸方向に強い放射が生じ、かつ指向性は双指向性(8の字形)になる。
Hereinafter, the operation of the
なお、ダイポールアンテナA1,A2が電波を受信する際も電波を送信する場合と同様であり、Z軸方向から到達した電波を強く受信することができ、かつ指向性は双指向性になる。 Note that when the dipole antennas A1 and A2 receive radio waves, they are the same as when radio waves are transmitted, radio waves that arrive from the Z-axis direction can be strongly received, and the directivity becomes bi-directional.
さらに、ダイポールアンテナA3,A4が波長λ2の電波を送信または受信する場合についてもダイポールアンテナA1,A2が波長λ1の電波を送信または受信する場合とそれぞれ同様の現象が生じる。 Furthermore, the same phenomenon occurs when the dipole antennas A3 and A4 transmit or receive radio waves with the wavelength λ2 as when the dipole antennas A1 and A2 transmit or receive radio waves with the wavelength λ1.
要約すれば、アンテナ100はλ1/2の間隔を隔てて設けられ、波長λ1の電波を送受信可能なダイポールアンテナA1,A2と、λ2/2の間隔を隔てて設けられ、波長λ2の電波を送受信可能なダイポールアンテナA3,A4とを備える。ダイポールアンテナA1,A2が給電線路2A,2Bから同相で給電されるとともにダイポールアンテナA3,A4が給電線路2A,2Bから同相で給電されることにより、アンテナ100は異なる波長λ1,λ2の電波の送受信が可能になるとともに、Z軸方向に双指向性を有することができる。よって、本発明のアンテナ装置は複数の波長の電波を送信または受信することができるとともに、広い指向性を有することができる。
In summary, the
なお、上述のように、アンテナ100は異なる周波数帯の電波を送受信できる多周波数共用アンテナとして利用することができるが、波長λ1,λ2の各々が同一の周波数帯の波長であってもよい。この場合、アンテナ100は同一周波数帯で異なる波長の電波を送受信することができるので同一周波数帯において広い周波数範囲にわたり電波の送信または受信を行なうことができる。
As described above, the
さらに、本発明のアンテナ装置は無線LAN用のアンテナに限定されず、さまざまな周波数帯での利用が可能である。たとえば本発明のアンテナ装置はUHF(Ultrahigh Frequency)帯の電波を送信または受信するアンテナであってもよい。但し、2.4GHz帯の電波に比較してUHF帯の電波の波長が長い。本発明のアンテナ装置をUHF帯用のアンテナとして用いるには距離D1をたとえば300mmに設定する必要がある。よって設置スペースに余裕があれば、本発明のアンテナ装置をUHF帯の電波の送信または受信に用いることができる。 Furthermore, the antenna device of the present invention is not limited to an antenna for a wireless LAN, and can be used in various frequency bands. For example, the antenna device of the present invention may be an antenna that transmits or receives radio waves in the UHF (Ultra High Frequency) band. However, the wavelength of the UHF band radio wave is longer than that of the 2.4 GHz band radio wave. In order to use the antenna device of the present invention as an antenna for the UHF band, it is necessary to set the distance D1 to, for example, 300 mm. Therefore, if the installation space is sufficient, the antenna device of the present invention can be used for transmission or reception of radio waves in the UHF band.
図3は、図1のアンテナ100の利得を説明する図である。図3を参照して、2.4GHz帯および5.2GHz帯の各帯域におけるアンテナ利得が示される。図3において帯域B1,B2は2.4GHz帯、5.2GHz帯のそれぞれにおいて現在、無線LAN等に実際に利用されている帯域を示す。帯域B1が示す周波数範囲は2.45±0.05GHzであり、帯域B2が示す周波数範囲は5.2±0.05GHzである。
FIG. 3 is a diagram illustrating the gain of the
アンテナ100の誘電体基板1には厚さ0.8mmのガラスエポキシ基板が用いられている。また、変成器8A,8Bは、2.4GHz帯と5.2GHz帯との両方でインピーダンス整合を行なうため、各変成器の長さを2.4GHz帯と5.2GHz帯との中間である3.8GHz帯での中心波長(約80mm)の1/4とした。図3に示すように、アンテナの利得は2.4GHz帯で約6.3dBiであり5.2GHzで約7.7dBiとなる。
As the
図4は、図1のアンテナ100のVSWR(電圧定在波比)を示す図である。図4を参照して、2.4GHz帯および5.2GHz帯の各周波数帯でのVSWRの値が示される。なお、図4において帯域B1,B2はそれぞれ図3の帯域B1,B2に対応する。VSWRの値が低いほど、送信回路からアンテナに電力を供給する際に電力の損失が少ないことを示す。図4に示すように、2.4GHz帯および5.2GHz帯の各々においてVSWRは1.5以下の値となる。
FIG. 4 is a diagram showing the VSWR (voltage standing wave ratio) of the
図5は、図1のアンテナ100の水平面指向性を示す図である。水平面とは図1、図2XZ平面を指す。図5を参照して、周波数帯が2.4GHz帯の場合のアンテナ100の水平面指向性が示される。なお、図5において0度の方向とは図1のアンテナ100においてZ軸の正方向を示し、−180度の方向とはZ軸の負方向を示す。図5に示すように、アンテナ100は前後方向、すなわち0度方向と−180度方向とに強く電波を放射する双指向性(8の字指向性)を有する。
FIG. 5 is a diagram illustrating the horizontal plane directivity of the
図6は、図1のアンテナ100の水平面指向性を示す別の図である。図6を参照して、周波数帯が5.2GHz帯の場合のアンテナ100の水平面指向性が示される。図6に示す0度および−180度の方向は図5に示す0度および−180度の方向とそれぞれ同一である。図6に示すように、5.2GHz帯においてもアンテナ100は0度方向と−180度方向とに強く電波を放射する双指向性を有する。
FIG. 6 is another diagram showing the horizontal plane directivity of the
なお、本発明のアンテナ装置は3つ以上の異なる波長の電波を送受信する場合にも適用が可能である。 Note that the antenna device of the present invention can also be applied when transmitting and receiving radio waves of three or more different wavelengths.
図7は、本発明のアンテナ装置の第1の変形例を表から見た平面図である。図8は、本発明のアンテナ装置の第1の変形例を裏から見た平面図である。図7、図8を参照して、アンテナ100Aは、さらに第3の波長である波長λ3の電波の送信または受信が可能であるダイポールアンテナA5,A6を備える点において図1のアンテナ100と異なる。アンテナ100Aの他の部分の構成についてはアンテナ100の対応する部分の構成と同様であるので、以後の説明は繰返さない。
FIG. 7 is a plan view of a first modification of the antenna device of the present invention as seen from the table. FIG. 8 is a plan view of the first modification of the antenna device of the present invention as seen from the back. Referring to FIGS. 7 and 8,
ダイポールアンテナA5とダイポールアンテナA6とは給電線路2A,2Bにより給電され、互いに波長λ3の半分の長さの距離である距離D3を隔てて設けられる。距離D3はたとえば2.4GHz帯と5.2GHz帯の中間の周波数帯である3.8GHz帯に対応し、約40mmに設定される。
The dipole antenna A5 and the dipole antenna A6 are fed by
ダイポールアンテナA5はダイポール素子13A,13Bを含み、ダイポールアンテナA6はダイポール素子13C,13Dを含む。ダイポール素子13A,13Cは誘電体基板1の表面上に設けられて給電線路2Aに各々の端部が接続される。ダイポール素子13B,13Dは誘電体基板1の裏面上に設けられ、給電線路2Bに各々の端部が接続される。給電線路2Aに対しダイポール素子13A,13Cの各々はダイポール素子11A、11C,12A,12Cと同じ側に配置される。ダイポール素子13B、13Dは給電線路2Bに対しダイポール素子11B,11D,12B,12Dと同じ側に配置される。
Dipole antenna A5 includes
アンテナ100Aは、2.4GHz帯、3.8GHz帯、5.2GHz帯の各周波数帯の電波を送受信することができる。また、アンテナ100Aは、各周波数帯においてZ軸方向の双指向性を有する。
The
現在、3.8GHz帯の電波を用いた無線通信等のニーズは存在しないが、将来において3.8GHz帯での無線通信が行なわれるようになった場合にも、アンテナ100Aは容易に対応できる。また、距離D3を波長λ2の半分の長さとし、距離D2を距離D3よりも短い長さに設定すれば、5.2GHz帯よりもより高周波の周波数帯域での電波を用いた通信等のニーズが将来的に発生してもアンテナ100Aは容易に対応できる。
Currently, there is no need for wireless communication using radio waves in the 3.8 GHz band, but the
図9は、本発明のアンテナ装置の第2の変形例を表から見た平面図である。図10は、本発明のアンテナ装置の第2の変形例を裏から見た平面図である。図9、図10を参照して、アンテナ100Bは給電線路2Aにダイポール素子群31A,31Bが設けられ、給電線路2Bにはダイポール素子群31C,31Dが設けられる点で図1のアンテナ100と異なる。アンテナ100Bの他の部分の構成は図1のアンテナ100と同様であるので以後の説明は繰返さない。
FIG. 9 is a plan view of a second modification of the antenna device of the present invention as seen from the table. FIG. 10 is a plan view of the second modification of the antenna device of the present invention viewed from the back. Referring to FIGS. 9 and 10,
ダイポール素子群31A〜31Dの各々は9つのダイポール素子を含む。ダイポール素子群31A〜31Dの各々の構成は互いに等しい。以下では代表的にダイポール素子群31Aの構成を説明し、ダイポール素子群31B〜31Dの各々の構成については繰返さない。
Each of
ダイポール素子群31Aは、ダイポール素子11A〜19Aを含む。ダイポール素子11Aは2.4GHz帯の電波の送受信に対応するダイポールアンテナを構成するダイポール素子である。また、ダイポール素子12Aは5.2GHz帯の電波の送受信に対応するダイポールアンテナを構成するダイポール素子である。ダイポール素子11Aとダイポール素子12Aとの間には長さが順次異なる7本のダイポール素子が設けられる。
このように長さが順次異なるダイポール素子を給電線路の長さの制約内でできるだけ多く設けることにより、本発明のアンテナ装置は、より広い帯域で電波の送受信を行なうことができる。なお、ダイポール素子の長さを適切に設定することにより、アンテナ100A,100Bは、ある1つの周波数帯域(たとえばUHF帯や2.4GHz帯)の電波を送受信するアンテナとして用いられてもよい。
Thus, by providing as many dipole elements with different lengths as possible within the limitation of the length of the feed line, the antenna device of the present invention can transmit and receive radio waves in a wider band. The
以上のように、本発明の実施の形態によれば、同一周波数帯で動作する1対のダイポールアンテナをその周波数帯の中心波長の半分の間隔を設けて配置して給電線路から同相で給電することにより双方向の指向性が得られる。また、本発明の実施の形態によれば、この給電線路に互いに異なる波長の電波の送受信を行なう複数の対のダイポールアンテナを設けることで、複数の波長の電波の送受信が可能になる。よって、本発明のアンテナ装置によれば、小型で簡単な構成でありながら、広い指向性が得られ、かつ複数の波長の電波の送受信を行なうことができる。 As described above, according to the embodiment of the present invention, a pair of dipole antennas operating in the same frequency band are arranged with a distance half the center wavelength of the frequency band, and are fed in phase from the feed line. Thus, bidirectional directivity can be obtained. Further, according to the embodiment of the present invention, it is possible to transmit / receive radio waves of a plurality of wavelengths by providing a plurality of pairs of dipole antennas for transmitting / receiving radio waves of different wavelengths on the feed line. Therefore, according to the antenna device of the present invention, a wide directivity can be obtained and a radio wave having a plurality of wavelengths can be transmitted and received while having a small and simple configuration.
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1 誘電体基板、2A,2B 給電線路、4 給電ケーブル、6A,6B 伝導線路、8A,8B 変成器、11A〜11D,12A〜12D,13A〜13D,14A〜19A ダイポール素子、31A〜31D ダイポール素子群、100,100A,100B アンテナ、A1〜A6 ダイポールアンテナ、B1,B2 帯域、D1〜D3 距離、F1,F2 給電点。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
第1および第2の主表面を有する誘電体と、
前記第1の主表面上に設けられ、第1の給電点を有する第1の給電線路と、
前記第2の主表面上に前記第1の給電線路と平行に設けられ、前記第1の主表面に垂直な所定の方向から見た場合に、前記第1の給電点に近接する位置に第2の給電点を有する第2の給電線路と、
前記所定の方向から見た場合に、前記第1の給電点を通り前記第1の給電線路に垂直な前記第1の主表面上の軸の両側に、第1の波長の半分の距離を互いに隔て、かつ、前記軸から等距離に設けられ、前記第1および第2の給電線路により給電されて前記第1の波長を有する第1の電波を送信または受信する、1対の第1のダイポールアンテナとを備え、
前記1対の第1のダイポールアンテナの各々は、
前記第1の主表面上に設けられ、前記第1の給電線路に対して一方の側に配置される第1のダイポール素子と、
前記第2の主表面上に設けられ、前記所定の方向から見た場合に、前記第1の給電線路に対して他方の側に配置される、第2のダイポール素子とを含み、
前記アンテナ装置は、
前記所定の方向から見た場合に、前記軸の両側に、前記第1の波長と異なる第2の波長の半分の距離を互いに隔て、かつ、前記軸から等距離に設けられ、前記第1および第2の給電線路により給電されて前記第2の波長を有する第2の電波を送信または受信する、1対の第2のダイポールアンテナをさらに備え、
前記1対の第2のダイポールアンテナの各々は、
前記第1の主表面上に、前記第1の給電線路に対して前記第1のダイポール素子と同じ側に配置される第3のダイポール素子と、
前記第2の主表面上に設けられ、前記所定の方向から見た場合に、前記第1の給電線路に対して前記第2のダイポール素子と同じ側に配置される、第4のダイポール素子とを含む、アンテナ装置。 An antenna device,
A dielectric having first and second major surfaces;
A first feed line provided on the first main surface and having a first feed point;
The second main surface is provided in parallel with the first power supply line, and when viewed from a predetermined direction perpendicular to the first main surface, the second main surface is in a position close to the first power supply point. A second feed line having two feed points;
When viewed from the predetermined direction, a distance of half of the first wavelength is set on both sides of the axis on the first main surface passing through the first feeding point and perpendicular to the first feeding line. A pair of first dipoles that are spaced apart and equidistant from the axis and that are fed by the first and second feed lines to transmit or receive a first radio wave having the first wavelength With an antenna,
Each of the pair of first dipole antennas is
A first dipole element provided on the first main surface and disposed on one side with respect to the first feed line;
A second dipole element provided on the second main surface and disposed on the other side with respect to the first feeder line when viewed from the predetermined direction;
The antenna device is
When viewed from the predetermined direction, they are provided on both sides of the axis at a distance of half the second wavelength different from the first wavelength and equidistant from the axis. A pair of second dipole antennas for transmitting or receiving a second radio wave having the second wavelength fed by a second feeder line;
Each of the pair of second dipole antennas is
A third dipole element disposed on the same side as the first dipole element with respect to the first feed line on the first main surface;
A fourth dipole element provided on the second main surface and disposed on the same side as the second dipole element with respect to the first feed line when viewed from the predetermined direction; Including an antenna device.
前記第2の電波の周波数帯域は、5.2GHz帯である、請求項4に記載のアンテナ装置。 The frequency band of the first radio wave is a 2.4 GHz band,
The antenna device according to claim 4, wherein a frequency band of the second radio wave is a 5.2 GHz band.
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