JP2007028343A - Directivity variable antenna - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はアンテナの指向性を切り替えることが可能な指向性可変アンテナに関わり、特に情報機器の送受信用アンテナに好適なものである。 The present invention relates to a variable directivity antenna capable of switching the directivity of an antenna, and is particularly suitable for a transmission / reception antenna for information equipment.
近年の無線通信技術の飛躍的な発展に伴い、無線技術を利用した製品が広く普及し始め、無線通信路の伝送容量拡大に大きな期待がかけられている。特に最近は時間や空間、偏波、符号といった多次元にわたる信号の多重化によって、伝送容量の拡大を図る研究が活発に行われている。空間による多重化は、複数の無指向性アンテナとその信号をベクトル合成する回路からなるアダプティブアレイアンテナで実現されると考えられているが、アダプティブアレイアンテナは各アンテナの大きさや間隔が大きくなり、その応用先を制限する原因となっていた。
特に、移動通信端末で使用する為には、アンテナの大きさは出来るだけ小さい事が望まれている。指向性可変アンテナは通常一組のアンテナと給電回路でその指向性を変化させる事が出来ることから、アダプティブアレイアンテナよりも小さくできる可能性があり、空間による多重化を実現する小型アンテナの候補として期待されているが、指向性可変アンテナの小型化に関しては、その研究例が少なくその開発が期待されてきている。
従来の指向性可変アンテナの一例が特許文献1に開示されている。
図8は特許文献1に開示されている指向性可変アンテナの構成例を示した図である。
この図8に示すアンテナは、アンテナ素子101と、このアンテナ素子101に平行に配置された反射素子102と、アンテナ素子101の軸線を中心にして反射素子102を円弧移動する指向性制御手段103とから構成される。この指向性制御手段103は回転駆動部103a、連結アーム103bを備え、この回転駆動部103aには絶縁体(図示せず)を介してアンテナ素子101が立設されている。また、回転駆動部103aは車体等の導体104に取り付けられ、さらに連結アーム103bを介して反射素子102が連結されている。また、同軸給電線105はアンテナ素子101と電圧源106とを電気的に接続している。従って、このような指向性可変アンテナによれば、アンテナ素子101と反射素子102との位置関係を調整することで指向性を特定方向に向けることができる。しかしながら、この指向性可変アンテナの場合は、反射素子102が付加されたことによりアンテナ自体が格段に大きくなってしまう。
With the rapid development of wireless communication technology in recent years, products using wireless technology have started to spread widely, and great expectations are placed on expanding the transmission capacity of wireless communication paths. In recent years, research has been actively conducted to increase the transmission capacity by multiplexing multi-dimensional signals such as time, space, polarization, and code. Multiplexing by space is considered to be realized by an adaptive array antenna consisting of a plurality of omnidirectional antennas and a circuit that synthesizes the signal, but the size and spacing of each antenna increases. It was the cause that limited the application destination.
In particular, for use in a mobile communication terminal, it is desired that the size of the antenna be as small as possible. The directivity variable antenna can usually be made smaller than an adaptive array antenna because its directivity can be changed by a pair of antennas and a feeding circuit, and as a candidate for a small antenna that realizes multiplexing by space Although it is expected, there are few examples of research on the miniaturization of the variable directivity antenna, and its development has been expected.
An example of a conventional directional variable antenna is disclosed in Patent Document 1.
FIG. 8 is a diagram showing a configuration example of a directivity variable antenna disclosed in Patent Document 1. In FIG.
The antenna shown in FIG. 8 includes an
また特許文献2には電気的に指向性を切り替え可能な指向性可変アンテナの一例が開示されている。
図9は特許文献2に開示されている指向性可変アンテナの構成を示した図である。
この図9に示す指向性可変アンテナは、円形の接地導体111上に中央駆動素子112と、それを放射状に取り囲む位置にパラスティック素子113が配置されている。パラスティック素子113の下部にはインピーダンス負荷114が設けられており、このインピーダンス負荷114のインピーダンスを切り替えることにより指向性を切り替えるようにしている。しかしながら、このような指向性可変アンテナの場合は、アンテナ中央駆動素子112とパラスティック素子113との間隔はλ/4程度の値となりアンテナ全体では2λ以上の大きさになってしまう。
また特許文献3にも同様の指向性可変アンテナ例が開示されている。
図10は特許文献3に開示されている指向性可変アンテナの構成を示した図である。
この図10に示す指向性可変アンテナは、円形の接地導体121上に給電アンテナ素子A0と、それを放射状に取り囲む位置に無給電可変リアクタンス素子A1〜A6が配置されている。しかしながら、このような指向性可変アンテナの場合は、給電アンテナ素子A0と無給電可変リアクタンス素子の間隔dが、λ/4程度の値となりアンテナ全体ではλ程度の大きさになってしまう。
このように従来の指向性可変アンテナは、無指向性アンテナに比べて形状が大きくなってしまうという欠点があった。そこで、このような欠点を解消した指向性アンテナが特許文献4に開示されている。
Patent Document 2 discloses an example of a variable directivity antenna that can electrically switch directivity.
FIG. 9 is a diagram showing the configuration of the variable directivity antenna disclosed in Patent Document 2. In FIG.
In the variable directivity antenna shown in FIG. 9, a
FIG. 10 is a diagram showing the configuration of the variable directivity antenna disclosed in
In the variable directivity antenna shown in FIG. 10, a feeding antenna element A0 is arranged on a
As described above, the conventional directional variable antenna has a drawback that the shape is larger than that of the omnidirectional antenna. Therefore, a directional antenna that eliminates such drawbacks is disclosed in
特許文献4には無指向性アンテナと同程度の大きさの指向性可変アンテナが開示されている。このアンテナの一実現形態の詳細な特性が非特許文献1に開示されており、広い周波数帯域にわたって無指向性アンテナと同等な大きさで指向性が可変であることが示されている。
図11は非特許文献1に開示されている指向性可変アンテナの構成を示した図であり、(a)は指向性可変アンテナの断面図、(b)は(a)の破線円で囲った部分の上面図である。この図11に示す指向性可変アンテナは、無指向性アンテナであるディスコーンアンテナ131の給電部に短絡線132を装荷してアンテナ指向性を変化させるようにしたものである。また、このような指向性可変アンテナの反射損周波数特性は図12のように示され、短絡線の有無に関わらず広い周波数範囲にわたって同程度となっているが、10GHz以下の周波数では、短絡線を装荷した場合の反射損が増加していることがわかる。
これは短絡線により発生するインダクタンスが周波数とともに増大するのだが、10GHz以下の周波数では十分に大きくなっていないため、短絡線の影響が出てしまっているためである。この短絡線により発生するインダクタンスの詳細な検討結果に関しては非特許文献2に開示されている。
FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration of a variable directivity antenna disclosed in Non-Patent Document 1. (a) is a cross-sectional view of the variable directivity antenna, and (b) is surrounded by a broken-line circle in (a). It is a top view of a part. The directivity variable antenna shown in FIG. 11 is configured such that the antenna directivity is changed by loading a short-
This is because the inductance generated by the short-circuit line increases with the frequency, but at a frequency of 10 GHz or less, the inductance is not sufficiently increased, and the effect of the short-circuit line has come out. Non-patent document 2 discloses a detailed examination result of the inductance generated by the short-circuit line.
上記図11に示した従来の指向性可変アンテナは、無指向性アンテナと同程度の大きさにより構成することができるが、短絡線により発生するインダクタンスが十分に大きくなりきらない周波数帯域では反射損が大きくなり使用帯域を狭める原因となっていた。即ち、指向性可変アンテナを広帯域通信端末等で利用する場合の下限周波数帯域を制限する原因となっていた。
そこで、本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、数GHz帯でも動作可能で、無指向性アンテナと同程度の大きさの指向性可変アンテナを、従来より低い周波数帯域で動作させることができる指向性可変アンテナを提供することを目的とする。
The conventional variable directivity antenna shown in FIG. 11 can be configured with the same size as the omnidirectional antenna, but the reflection loss is reduced in a frequency band where the inductance generated by the short-circuit line cannot be sufficiently increased. Has become a cause of narrowing the bandwidth used. That is, it has become a cause of limiting the lower limit frequency band when the directional variable antenna is used in a broadband communication terminal or the like.
Therefore, the present invention has been made in view of the above points, and can operate a directional variable antenna having a size comparable to that of an omnidirectional antenna in a frequency band lower than that of a conventional antenna, which can operate in a few GHz band. An object of the present invention is to provide a variable directivity antenna.
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明は、地板と放射素子とから成る無指向性のアンテナ素子と、前記アンテナ素子を給電する同軸線路と、前記地板上に設けられた誘電体フィルム上の導体パターンにより形成された短絡線と、前記短絡線により前記同軸線路の外導体側を高周波的に接地するためのキャパシタと、備え、前記短絡線の前記外導体側の高周波的な接地位置を、前記同軸線路の同軸中心軸からみて前記外導体よりも外側の前記地板上となるように構成した指向性可変アンテナを特徴とする。
また請求項2に記載の発明は、地板と放射素子とから成る無指向性のアンテナ素子と、前記アンテナ素子を給電する同軸線路と、前記同軸線路の内導体と外導体を短絡させる短絡線と、前記短絡線による前記内導体と前記外導体との接続状態を短絡状態、非短絡状態に切り替えるスイッチと、を備え、前記短絡線の長さを前記同軸線路の内導体と外導体間の間隔よりも長くした指向性可変アンテナを特徴とする。
また請求項3に記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載の指向性可変アンテナにおいて、前記同軸線路の中心軸、前記短絡線と前記内導体との接続点、及び前記短絡線と前記外導体との接続点が直線上に並んで配置されることを特徴とする。
また請求項4に記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載の指向性可変アンテナにおいて、前記短絡線がミアンダ状に折り曲げられていることを特徴とする。
また請求項5に記載の発明は、請求項2に記載の指向性可変アンテナにおいて、前記短絡線の近傍に比透磁率が1より大きい材料を装荷したことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is a non-directional antenna element comprising a ground plane and a radiating element, a coaxial line for feeding the antenna element, and a dielectric provided on the ground plane. A short-circuit wire formed by a conductor pattern on the film; and a capacitor for grounding the outer conductor side of the coaxial line at high frequency by the short-circuit wire; and high-frequency grounding on the outer conductor side of the short-circuit wire The variable-directivity antenna is characterized in that the position is on the ground plane outside the outer conductor when viewed from the coaxial central axis of the coaxial line.
According to a second aspect of the present invention, there is provided an omnidirectional antenna element comprising a ground plane and a radiating element, a coaxial line for feeding the antenna element, a short-circuit line for short-circuiting the inner conductor and the outer conductor of the coaxial line, A switch that switches a connection state between the inner conductor and the outer conductor by the short-circuit line between a short-circuit state and a non-short-circuit state, and the length of the short-circuit line between the inner conductor and the outer conductor of the coaxial line It features a longer directional variable antenna.
The invention according to
According to a fourth aspect of the present invention, in the variable directivity antenna according to the first or second aspect, the short-circuit wire is bent in a meander shape.
According to a fifth aspect of the present invention, in the variable directivity antenna according to the second aspect, a material having a relative permeability greater than 1 is loaded in the vicinity of the short circuit line.
請求項1に記載の発明では、無指向性アンテナ素子の地板上に設けられた誘電体フィルム上の導体パターンにより形成された短絡線により同軸線路の外導体側を高周波的に接地するためのキャパシタを設け、短絡線の外導体側の高周波的な接地位置を同軸線路の同軸中心軸からみて外導体よりも外側の地板上となるようにしたことで、短絡線において発生するインダクタンスを増加させることができる。これにより、無指向性アンテナと同程度の大きさで、数GHz帯で動作可能であると共に、従来より低い周波数帯域において動作する指向性可変アンテナを実現することができる。この結果、動作帯域が数GHz帯の通信端末等で指向性可変アンテナを利用することが可能となる。
また請求項2の発明では、地板と放射素子とから成る無指向性のアンテナ素子を給電する同軸線路の内導体と外導体を短絡させる短絡線の長さを同軸線路の内導体と外導体間の間隔よりも長くして、短絡線において発生するインダクタンスを増加させることができる。これにより、無指向性アンテナと同程度の大きさで、数GHz帯で動作可能であると共に、従来より低い周波数帯域においても動作する指向性可変アンテナを実現することができる。この結果、動作帯域が数GHz帯の通信端末等で指向性可変アンテナを利用することが可能となる。
また請求項3の発明では、同軸線路の中心軸、短絡線と内導体との接続点、及び短絡線と外導体との接続点が直線上に並んで配置される構成とすることにより、同軸線路の電界方向に短絡することが可能になり、線路内電界を大きく妨げずに短絡線の長さを増加させ、発生するインダクタンスをさらに増加させることができるので、従来より低い周波数帯域において動作する指向性可変アンテナを実現することができる。
また請求項4の発明では、前記短絡線がミアンダ状に折り曲げて短絡線の長さを長くしたことで、発生するインダクタンスを増加させるようにしたので、従来より低い周波数帯域において動作する指向性可変アンテナを実現することができる。
また請求項5の発明では、短絡線の近傍に比透磁率が1より大きい材料を装荷したことで、短絡線において発生するインダクタンスをさらに増加させることができるので、従来より低い周波数帯域において動作する指向性可変アンテナを実現することができる。
According to the first aspect of the present invention, a capacitor for grounding the outer conductor side of the coaxial line at high frequency by a short-circuit line formed by a conductor pattern on a dielectric film provided on the ground plane of the omnidirectional antenna element. In order to increase the inductance generated in the short-circuit wire, the high-frequency grounding position on the outer conductor side of the short-circuit wire is on the ground plane outside the outer conductor when viewed from the coaxial central axis of the coaxial line. Can do. As a result, it is possible to realize a directional variable antenna that has the same size as an omnidirectional antenna, can operate in a few GHz band, and operates in a lower frequency band. As a result, the variable directivity antenna can be used in a communication terminal or the like whose operating band is several GHz.
According to a second aspect of the present invention, the length of the short-circuit line for short-circuiting the inner conductor and the outer conductor of the coaxial line that feeds the non-directional antenna element composed of the ground plane and the radiating element is set between the inner conductor and the outer conductor of the coaxial line. It is possible to increase the inductance generated in the short-circuit wire by making the interval longer than the interval. As a result, it is possible to realize a variable directivity antenna that is comparable in size to an omnidirectional antenna, can operate in a few GHz band, and operates in a frequency band lower than the conventional one. As a result, the variable directivity antenna can be used in a communication terminal or the like whose operating band is several GHz.
Further, in the invention of
Further, in the invention of
In the invention of
以下図面を参照しながら本発明の指向性可変アンテナの実施形態について説明する。
〈第1の実施形態〉
先ず、本発明の第1の実施形態に係る指向性可変アンテナについて説明する。
図1は本発明の第1の実施形態に係る指向性可変アンテナを説明するための図であり、(a)は全体斜視図、(b)は同軸の中心軸方向の断面図である。
この図1に示す第1の実施形態に係る指向性可変アンテナ1は、同軸線路4により給電され、放射器(放射素子)2と地板3とからなるディスコーンアンテナにより構成される。地板3上には、バイアス線5、スイッチ6、短絡線7、及びキャパシタ8の一方の電極が形成された誘電体フィルム9が貼付けられており、同軸線路4とディスコーンアンテナの接続部で、地板面内の4方向に電気的に短絡をON/OFFすることができるように構成されている。キャパシタ8は誘電体フィルム9上の金属パターンにより形成され、前記電極と誘電体フィルム9、及び地板3から構成されている。キャパシタ8の外縁形状は、同軸線路4を中心とした円弧と放射方向に沿った直線形状からなっており、同軸線路4に近接しながら、アンテナの放射に寄与する地板電流を妨げにくくなっている。
短絡線7の同軸線路4における外導体10側の高周波的な接地位置は、前記キャパシタ8との接続部となっており、この位置は同軸中心軸からみて外導体10よりも外側の地板3上となっている。このように構成すると短絡線7の長さを長くすることが出来ているので、短絡線7により発生するインダクタンスを大きく増加させることができる。
短絡線7に接続されたスイッチ6は電気的にON/OFFすることができるものを採用している。スイッチ6としては例えばダイオードスイッチ、MEMSスイッチなどが考えられる。第1の実施形態ではスイッチ6としてPINダイオードを用いており、このスイッチ6はアンテナ外部より制御用電極(ここでは図示しない)を用いて電気的にON/OFFの状態を制御できるようになっている。全てのスイッチ6をOFFにすれば同軸線路4の電界分布に乱れはなく、アンテナの放射パターンは無指向性のままとなる。
一方、スイッチ6を一つだけ入れた場合は同軸線路内の電界が乱され、アンテナの放射パターンは指向性を持つようになる。またONにするスイッチ6を切り替えることによりアンテナの指向性を切り替えることができる。
図2はスイッチの一例を示す図である。
この図2において、A、B、Eは端子、DはPINダイオード、Cはキャパシタ、Lはインダクタ、Rは抵抗をそれぞれ示している。端子Aは同軸線路4の内導体(信号線)11に、端子Bは同軸線路4の外導体(接地導体)10に、端子Eは誘電体フィルム9上のバイアス線5にそれぞれ接続される。
PINダイオードDはキャパシタCによって高周波的に接地されている。端子Eに加えるDCバイアスの値を変化させることにより、PINダイオードDの抵抗値が大きく変わるため、スイッチ6として動作させることができる。
Embodiments of a variable directivity antenna according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
<First Embodiment>
First, the variable directivity antenna according to the first embodiment of the present invention will be described.
1A and 1B are diagrams for explaining a directivity variable antenna according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1A is an overall perspective view, and FIG. 1B is a cross-sectional view in the direction of a coaxial central axis.
A variable directivity antenna 1 according to the first embodiment shown in FIG. 1 is constituted by a discone antenna that is fed by a
A high-frequency grounding position on the
The
On the other hand, when only one
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a switch.
In FIG. 2, A, B, and E are terminals, D is a PIN diode, C is a capacitor, L is an inductor, and R is a resistance. The terminal A is connected to the inner conductor (signal line) 11 of the
The PIN diode D is grounded by a capacitor C at a high frequency. By changing the value of the DC bias applied to the terminal E, the resistance value of the PIN diode D changes greatly, so that the
図3は、第1の実施形態における指向性可変アンテナの指向性を説明するための図である。この図3は地板3より45度の仰角のアンテナ利得を、放射器2を中心にONにするスイッチ6を基準(0度)として360度分表示したものである。
図中の実線は角度0度の方向のスイッチ6を一個所ONにした場合、点線は全てのスイッチ6をOFFにした場合の利得を示している。この図3から明らかなように、全てのスイッチ6をOFFにした場合は、どの角度にも一定の利得となり無指向性となる。
またスイッチ6をONにすることにより、指向性が変化しONにしたスイッチと反対の方向の放射強度が強くなることを示している。
図4は、第1の実施形態における指向性可変アンテナの反射損特性を示している。
図中の点線は短絡線7を直線的に接続した従来の指向性可変アンテナの特性の一例を、実線は第1の実施形態のように構成した場合の反射損特性の一例を夫々示している。
図4から明らかなように、第1の実施形態に係る指向性可変アンテナのほうが10GHz以下の反射損が低減されていることが分かる。なお、この図4に示す従来の指向性アンテナの反射損特性と図12に示した従来の指向性アンテナ(短絡線有)の反射損特性が異なるのは、図4が地板上に誘電体フィルムを貼付した指向性アンテナの反射損であるのに対して、図12が誘電体フィルムを貼付していない指向性アンテナの反射損であることによる。
このように第1の実施形態の指向性可変アンテナによれば、通常の無指向性アンテナと同等の大きさで指向性の切り替えを行うことが可能である。また短絡線7の見かけ上の長さを長くして、短絡線7のインダクタンス値を大きく増加させることで反射損特性を改善するようにしている。これにより動作帯域の低周波側への拡大を実現することができる。
FIG. 3 is a diagram for explaining the directivity of the directivity variable antenna according to the first embodiment. FIG. 3 shows the antenna gain at an elevation angle of 45 degrees from the
The solid line in the figure indicates the gain when one
In addition, when the
FIG. 4 shows the reflection loss characteristic of the variable directivity antenna according to the first embodiment.
The dotted line in the figure shows an example of the characteristic of a conventional directional variable antenna in which the short-circuit line 7 is connected linearly, and the solid line shows an example of the reflection loss characteristic when configured as in the first embodiment. .
As can be seen from FIG. 4, the directivity variable antenna according to the first embodiment has a reduced reflection loss of 10 GHz or less. Note that the reflection loss characteristic of the conventional directional antenna shown in FIG. 4 is different from the reflection loss characteristic of the conventional directional antenna shown in FIG. 12 is the reflection loss of the directional antenna with no dielectric film attached, whereas FIG.
Thus, according to the directivity variable antenna of the first embodiment, the directivity can be switched with the same size as that of a normal omnidirectional antenna. Further, the apparent length of the short-circuit line 7 is lengthened to greatly increase the inductance value of the short-circuit line 7 so that the reflection loss characteristic is improved. Thereby, the expansion of the operating band to the low frequency side can be realized.
〈第2の実施形態〉
図5は第2の実施形態に係る指向性可変アンテナを説明するための図であり、(a)は全体斜視図、(b)はアンテナ給電部の地板部分の上面図である。なお、図1と同一部位には同一符号を付して説明は省略する。
この図5(a)に示すように、第2の実施形態に係る指向性可変アンテナ20もまた同軸線路4により給電され、放射器2と地板3とからなるディスコーンアンテナにより構成される。
また図5(b)に示すアンテナ給電部の同軸線路部には、4方向にメアンダ形状に折り曲げられ実効的な長さを延長された短絡線21とスイッチ6が接続されている。
ここで、同軸線路4の中心軸0と、短絡線21と内導体11との接続箇所(接続点)、及び短絡線21と外導体10との接続箇所(接続点)が直線上に並ぶ構成となっており、同軸線路4内のTEMモードの電界方向と短絡方向が一致するようになっているため、短絡方向以外の線路内電界を大きく妨げずに短絡線の長さを増加させることができる。従って、このように構成した場合も動作帯域の低周波側へ拡大することができる。
なお、短絡線21に接続されたスイッチ6は電気的にON/OFFすることができるものを採用している。スイッチ6としては、上記同様、例えばダイオードスイッチ、MEMSスイッチなどが考えられる。
<Second Embodiment>
FIGS. 5A and 5B are diagrams for explaining the directivity variable antenna according to the second embodiment. FIG. 5A is an overall perspective view, and FIG. 5B is a top view of a ground plane portion of the antenna power feeding unit. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same site | part as FIG. 1, and description is abbreviate | omitted.
As shown in FIG. 5A, the
In addition, the short-
Here, the central axis 0 of the
Note that the
〈第3の実施形態〉
図6は本発明の第3の実施形態に係る指向性可変アンテナを説明するための図であり、(a)は全体斜視図、(b)は同軸の中心軸方向の断面図である。なお、図1、図5と同一部位には同一符号を付して説明は省略する。
この図6に示す第3の実施形態に係る指向性可変アンテナ30は、第1の実施形態にか係る指向性可変アンテナ1と第2の実施形態に係る指向性可変アンテナ20の特徴を合わせたものである。即ち、地板3上にはバイアス線5、スイッチ6、メアンダ形状に折り曲げられて実効的な長さを延長された短絡線21、及びキャパシタ8の一方の電極が形成された誘電体フィルム9を貼付けて構成するようにしたものである。
このように構成すると、短絡線21の外導体10側の高周波的な接地位置が同軸中心軸からみて外導体10よりも外側の地板3上としたことによる延長効果と、短絡線21をメアンダ形状にしたことによる延長効果とにより、短絡線21のインダクタンスを大きく増加させることができる。従って、このように構成した場合は動作帯域を低周波側へより拡大することができる。
<Third Embodiment>
6A and 6B are views for explaining a directivity variable antenna according to a third embodiment of the present invention, in which FIG. 6A is an overall perspective view, and FIG. 6B is a sectional view in the direction of a coaxial central axis. The same parts as those in FIGS. 1 and 5 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
The directivity
If comprised in this way, the extension effect by having set the high frequency grounding position by the side of the
〈第4の実施形態〉
図7は本発明の第4の実施形態に係る指向性可変アンテナを説明するための図であり、(a)は全体斜視図、(b)は同軸の中心軸方向の断面図である。なお、図1と同一部位には同一符号を付して説明は省略する。
この図7に示す第4の実施形態に係る指向性可変アンテナ40は、短絡線21付近の同軸線路4に比透磁率が1より大きい高透磁率材料(例えばフェライト)31を装荷するようにしている点が、上記図5に示した指向性可変アンテナ20と異なるものとされる。
このように短絡線21の近傍にフェライト等の高透磁率材料31を装荷したことによる短絡線21のインピーダンス増加と、短絡線21をメアンダ形状にしたことによる延長効果とにより、短絡線21のインダクタンスを大きく増加させることができる。従って、このように構成した場合も動作帯域の低周波側へ拡大することができる。なお、短絡線21のインダクタンス値が同軸線路部の透磁率に依存することは非特許文献2の解析により解明されている。
なお、図5〜図7に示した指向性可変アンテナにおいても、スイッチ6としてPINダイオードを用ており、上記同様、全てのスイッチ6をOFFにすればアンテナの放射パターンは無指向性となり、スイッチ6を一つだけ入れた場合はアンテナの放射パターンは指向性を有するようになる。またONにするスイッチ6を切り替えることにより、アンテナの指向性が切り替え可能であることは言うまでもない。
また、本実施形態において説明した指向性可変アンテナの形状、その他の要素との組み合わせなど、ここで示した要件に本発明が限定されるものでは決してない。これらの点に関しては、本発明の主旨を損なわない範囲で変更することが可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることが出来る。
<Fourth Embodiment>
7A and 7B are views for explaining a directivity variable antenna according to a fourth embodiment of the present invention, in which FIG. 7A is an overall perspective view, and FIG. 7B is a sectional view in the direction of a coaxial central axis. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same site | part as FIG. 1, and description is abbreviate | omitted.
In the directivity
As described above, the inductance of the short-circuited
5 to 7 also use PIN diodes as the
Further, the present invention is by no means limited to the requirements shown here, such as the shape of the variable directivity antenna described in the present embodiment and combinations with other elements. These points can be changed within a range not impairing the gist of the present invention, and can be appropriately determined according to the application form.
1、20、30、40…指向性可変アンテナ、2…放射器、3…地板、4…同軸線路、5…バイアス線、6…スイッチ、7…短絡線、8…キャパシタ、9…誘電体フィルム、10…外導体、11…内導体、21…短絡線、31…高透磁率材料
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