JP2007049213A - Antenna system - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、スリーブアンテナに可変リアクタンス素子を設置することにより、給電線に流れる漏れ電流を遮断する周波数帯域を可変にし、かつ所望の周波数帯域内において良好な反射特性を得るアンテナ装置に関するものである。 The present invention relates to an antenna device in which a variable reactance element is installed in a sleeve antenna, thereby making it possible to vary a frequency band for blocking a leakage current flowing in a feeder line and to obtain good reflection characteristics within a desired frequency band. .
一般に良く知られているスリーブアンテナは、図1を参照して説明すると、円筒状のスリーブ導体が2つに分かれていない、単純な1つの円筒状のスリーブ導体が同軸線路の円筒状の外導体の外側に設けられている。もちろん、2つの円筒状のスリーブ導体を接続している可変リアクタンス素子は存在しない。同軸線路によって給電された従来のスリーブアンテナは、同軸線路の先端でその内導体によって給電され、同軸線路の先端でその内導体に約4分の1波長の線状の導体を接続し、また約4分の1波長の長さの円筒状のスリーブ導体を同軸線路の先端で刀の鍔状の導体を介して同軸線路の円筒状の外導体に接続し、この円筒状のスリーブ導体と線状の導体を放射素子としたものである。上記スリーブ導体には、放射素子としての機能と、同軸線路の外導体の外側に流れる漏れ電流を阻止する機能がある。このスリーブ導体が同軸線路の外導体の外側に流れる漏れ電流を阻止できるのは、スリーブ導体の長さが4分の1波長となる周波数の近辺のみである。スリーブ導体と同軸線路の外導体との間の距離を大きくすると、スリーブ導体と同軸線路の外導体により構成される同軸線路の特性インピーダンスが高くなる。したがって、スリーブ導体が漏れ電流を阻止できる周波数帯域は、スリーブ導体と同軸線路の外導体との間の距離が大きくなるほど広くなり、その距離が小さくなるほど狭くなる。 A generally well-known sleeve antenna will be described with reference to FIG. 1. A simple cylindrical sleeve conductor is not divided into two cylindrical sleeve conductors, but a cylindrical outer conductor of a coaxial line. Is provided outside. Of course, there is no variable reactance element connecting two cylindrical sleeve conductors. A conventional sleeve antenna fed by a coaxial line is fed by its inner conductor at the end of the coaxial line, and a linear conductor of about a quarter wavelength is connected to the inner conductor at the end of the coaxial line. A cylindrical sleeve conductor of a quarter wavelength length is connected to the cylindrical outer conductor of the coaxial line through the blade-shaped conductor of the sword at the end of the coaxial line. The conductor is a radiating element. The sleeve conductor has a function as a radiating element and a function of blocking leakage current flowing outside the outer conductor of the coaxial line. The sleeve conductor can prevent leakage current flowing outside the outer conductor of the coaxial line only in the vicinity of the frequency at which the length of the sleeve conductor becomes a quarter wavelength. When the distance between the sleeve conductor and the outer conductor of the coaxial line is increased, the characteristic impedance of the coaxial line constituted by the sleeve conductor and the outer conductor of the coaxial line is increased. Therefore, the frequency band in which the sleeve conductor can prevent the leakage current becomes wider as the distance between the sleeve conductor and the outer conductor of the coaxial line becomes larger, and becomes narrower as the distance becomes smaller.
一方、一般にダイポールアンテナを小型化すると、インピーダンス整合が取れる周波数帯域が狭くなってしまう。この問題を解決する方法としては、ダイポールアンテナにおいて、可変リアクタンス素子を含む整合回路を放射素子に取り付け、可変リアクタンス素子の値を調整することにより、周波数同調を行っている(例えば、特許文献1参照)。 On the other hand, generally, when a dipole antenna is downsized, a frequency band in which impedance matching can be obtained becomes narrow. As a method for solving this problem, in a dipole antenna, a matching circuit including a variable reactance element is attached to a radiating element, and frequency tuning is performed by adjusting the value of the variable reactance element (see, for example, Patent Document 1). ).
スリーブアンテナを広い周波数帯域にわたって使用するためには、給電線に流れる漏れ電流を広い周波数帯域にわたって遮断する必要がある。そのためには、スリーブ導体と給電線の間の距離を大きくする必要があり、アンテナ装置が大型化するという問題点があった。 In order to use the sleeve antenna over a wide frequency band, it is necessary to block the leakage current flowing through the feeder line over the wide frequency band. For this purpose, it is necessary to increase the distance between the sleeve conductor and the feeder line, and there is a problem that the antenna device is increased in size.
また、スリーブアンテナを小型化すると、インピーダンス整合が取れる周波数帯域が狭くなると同時に、漏れ電流を阻止できる周波数帯域が狭くなってしまう。従来から良く知られているような、可変リアクタンス素子を含む整合回路を放射素子に取り付ける方法では、インピーダンス整合が取れる周波数帯域を保ったまま小型化することはできるが、漏れ電流を阻止できる周波数帯域は狭くなってしまうという問題があった。 Further, when the sleeve antenna is downsized, the frequency band where impedance matching can be taken becomes narrow, and at the same time, the frequency band where leakage current can be blocked becomes narrow. In the method of attaching a matching circuit including a variable reactance element to a radiating element as is well known from the past, it is possible to reduce the size while maintaining a frequency band where impedance matching can be obtained, but a frequency band where leakage current can be prevented. Had the problem of becoming narrower.
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、広い周波数帯域にわたって動作し、小型・軽量で、所望の周波数帯域内において良好な反射特性を有するアンテナ装置を得るものである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an antenna device that operates over a wide frequency band, is small and lightweight, and has good reflection characteristics in a desired frequency band. To get.
この発明に係るアンテナ装置は、内導体及び外導体から構成される同軸線路と、前記同軸線路の先端で前記内導体に接続された放射導体と、前記同軸線路の外導体を覆う第1及び第2のスリーブ導体と、前記同軸線路の先端で前記外導体及び前記第1のスリーブ導体を接続する接続導体と、前記第1及び第2のスリーブ導体を接続する可変リアクタンス素子とを設けたものである。 The antenna device according to the present invention includes a coaxial line composed of an inner conductor and an outer conductor, a radiation conductor connected to the inner conductor at a tip of the coaxial line, and first and first covers the outer conductor of the coaxial line. Two sleeve conductors, a connection conductor that connects the outer conductor and the first sleeve conductor at the end of the coaxial line, and a variable reactance element that connects the first and second sleeve conductors. is there.
この発明に係るアンテナ装置は、広い周波数帯域にわたって動作し、小型・軽量で、所望の周波数帯域内において良好な反射特性を有するという効果を奏する。 The antenna device according to the present invention operates over a wide frequency band, is small and lightweight, and has an effect of having good reflection characteristics in a desired frequency band.
実施の形態1では、2つの円筒状のスリーブ導体を可変リアクタンス素子によって接続した例を説明し、実施の形態2では、2つの平板状のスリーブ導体を可変リアクタンス素子によって接続した例を説明している。実施の形態3では、2つのスリーブ導体を誘電体基板の裏面に形成した例を説明している。実施の形態4では、2つのスリーブ導体をそれぞれ誘電体基板の表面と裏面に形成した例を説明している。 In the first embodiment, an example in which two cylindrical sleeve conductors are connected by a variable reactance element will be described. In the second embodiment, an example in which two flat sleeve conductors are connected by a variable reactance element will be described. Yes. In the third embodiment, an example in which two sleeve conductors are formed on the back surface of the dielectric substrate is described. In the fourth embodiment, an example in which two sleeve conductors are formed on the front and back surfaces of a dielectric substrate, respectively, is described.
また、実施の形態5では、円筒状のスリーブ導体と同軸線路の外導体とを可変リアクタンス素子によって接続した例を説明し、実施の形態6では、平板状のスリーブ導体と同軸線路の外導体とを可変リアクタンス素子によって接続した例を説明している。実施の形態7では、スリーブ導体を誘電体基板上に形成し、スリーブ導体とマイクロストリップ線路のグランド導体とを可変リアクタンス素子によって接続した例を説明している。実施の形態8では、スリーブ導体を誘電体基板上に形成し、スリーブ導体とマイクロストリップ線路のグランド導体とを可変容量ダイオードによって接続した場合に、可変容量ダイオードの逆バイアス電圧の制御方法の例を説明している。さらに、実施の形態9では、誘電体基板を2つの円筒状スリーブ導体で覆った場合について、実施の形態10では、誘電体基板を1つの円筒状スリーブ導体で覆った場合についてそれぞれ説明している。 In the fifth embodiment, an example in which the cylindrical sleeve conductor and the outer conductor of the coaxial line are connected by a variable reactance element will be described. In the sixth embodiment, the flat sleeve conductor and the outer conductor of the coaxial line are connected to each other. An example in which is connected by a variable reactance element is described. In the seventh embodiment, an example is described in which a sleeve conductor is formed on a dielectric substrate, and the sleeve conductor and the ground conductor of the microstrip line are connected by a variable reactance element. In the eighth embodiment, when the sleeve conductor is formed on the dielectric substrate and the sleeve conductor and the ground conductor of the microstrip line are connected by the variable capacitance diode, an example of a method for controlling the reverse bias voltage of the variable capacitance diode is described. Explains. Further, in the ninth embodiment, the case where the dielectric substrate is covered with two cylindrical sleeve conductors is described, and in the tenth embodiment, the case where the dielectric substrate is covered with one cylindrical sleeve conductor is described. .
実施の形態1.
この発明の実施の形態1に係るアンテナ装置について図1を参照しながら説明する。図1は、この発明の実施の形態1に係るアンテナ装置の構成を示す斜視図である。なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
An antenna apparatus according to
図1において、この実施の形態1に係るアンテナ装置(スリーブアンテナ)は、内導体と外導体2から構成される同軸線路1と、同軸線路1の先端で同軸線路1の内導体と接続され、約4分の1波長の長さの線状の導体3と、同軸線路1の外導体2を覆う円筒状の第1のスリーブ導体6と、同軸線路1の外導体2と第1のスリーブ導体6を接続する刀の鍔状の接続導体5と、同軸線路1の外導体2を覆う円筒状の第2のスリーブ導体8と、第1のスリーブ導体6と第2のスリーブ導体8を接続する可変リアクタンス素子7とが設けられている。
1, the antenna device (sleeve antenna) according to the first embodiment is connected to a
なお、第1のスリーブ導体6と、第2のスリーブ導体8と、同軸線路1の外導体2は、同軸線路9を構成している。また、線状の導体3と、第1のスリーブ導体6と、第2のスリーブ導体8が、放射素子として機能する。
The first sleeve conductor 6, the second sleeve conductor 8, and the
つぎに、この実施の形態1に係るアンテナ装置の動作について図面を参照しながら説明する。 Next, the operation of the antenna device according to the first embodiment will be described with reference to the drawings.
図1において、線状の導体3は、同軸線路1により給電される。この際、同軸線路1の外導体2の内側を流れてきた電流は、図1のCC′においてその電流の一部が第1のスリーブ導体6に漏れ出す。
In FIG. 1, a
ここで、第1のスリーブ導体6と第2のスリーブ導体8は、同軸線路1の外導体2と同軸線路9を構成している。可変リアクタンス素子7を適当な値にすることにより、図1のAA′から上を見た同軸線路9のインピーダンスを無限大とすれば、図1のAA′より下側において同軸線路1の外導体2の外側を流れる漏れ電流を阻止することができる。
Here, the first sleeve conductor 6 and the second sleeve conductor 8 constitute an
以上のように、可変リアクタンス素子7の値を調節することにより、図1のAA′より下側において同軸線路1の外導体2の外側を流れる漏れ電流を阻止することができる。また、可変リアクタンス素子7の値を変化させることにより、スリーブアンテナの漏れ電流を阻止する周波数帯域を変化させることができる。
As described above, by adjusting the value of the
ここで、可変リアクタンス素子7が可変容量素子である場合に、図1のAA′から上を見た同軸線路9のインピーダンスを無限大とするための可変容量素子7の値を求める。簡単のため、同軸線路9において損失はないとする。同軸線路9の特性インピーダンスをZ0[Ω]、波数をβ[1/m]、第1のスリーブ導体6の長さをL1[m]、可変容量素子7の値をC1[F]、角周波数をωとすると、図1のBB′から上を見た同軸線路9のインピーダンスZB[Ω]は、次のようになる。
Here, when the
さらに、図1のAA′から上を見た同軸線路9のインピーダンスZA[Ω]は、第2のスリーブ導体8の長さをL2[m]とすると、次のようになる。 Further, the impedance Z A [Ω] of the coaxial line 9 as viewed from AA ′ in FIG. 1 is as follows when the length of the second sleeve conductor 8 is L 2 [m].
式(2)より、図1のAA′から上を見た同軸線路9のインピーダンスZAが無限大となる可変容量素子7の値C1を求める。式(2)の分母を0とすると、次の式が得られる。
From equation (2), determining the value C 1 of the
上記式(3)により、所望の周波数において、図1のAA′から上を見た同軸線路9のインピーダンスが無限大となる可変容量素子7の値C1を求めることができる。すなわち、可変容量素子7の値C1を、式(3)に基づいて変化させることにより、アンテナ装置の漏れ電流を阻止する周波数帯域を変化させることができる。
From the above equation (3), the value C 1 of the
また、可変容量素子7の値を小さくした場合には、電流を阻止する周波数が高くなるが、同時にアンテナの共振周波数も高くなる。反対に、可変容量素子7の値を大きくした場合には、電流を阻止する周波数が低くなるが、同時にアンテナの共振周波数も低くなる。したがって、使用する周波数に応じて可変容量素子7の値を適切に変化させることで、漏れ電流を阻止し、かつアンテナの入力インピーダンスを使用する周波数において常に共振状態に保つことができる。このように、漏れ電流を阻止する動作と本アンテナ装置の入力インピーダンスは連動しており、使用する周波数が変化しても漏れ電流の阻止とインピーダンス整合が同時に実現できる利点を有する。
Further, when the value of the
さらに、第1のスリーブ導体6と第2のスリーブ導体8を合わせた長さが、4分の1波長に近い時には、線状の導体3を流れる電流と、第1、第2のスリーブ導体6、8の外側を流れる電流は、半波長ダイポールアンテナと同じ電流分布をつくり、本アンテナ装置の放射パターンは半波長ダイポールアンテナの放射パターンと同じになる。
Further, when the combined length of the first sleeve conductor 6 and the second sleeve conductor 8 is close to a quarter wavelength, the current flowing through the
以上のように、2つのスリーブ導体6、8の間に入れた可変容量素子7の値を変化させて、漏れ電流を阻止する周波数帯域を変化させると同時に、連動してアンテナの共振周波数を変化させることにより、所望の周波数帯域内において良好な反射特性となるスリーブアンテナ装置を実現できる。本スリーブアンテナ装置を用いれば、スリーブ導体6、8と同軸線路1の外導体2との間の距離を大きくすることなく、漏れ電流を阻止する周波数帯域を可変容量素子7の調節により変化させることによって、スリーブアンテナを広い周波数帯域にわたって動作させることができる。すなわち、広い周波数帯域にわたって動作し、小型・軽量で、所望の周波数帯域内において良好な反射特性を有するスリーブアンテナ装置を得ることができるという効果を有する。
As described above, the value of the
実施の形態2.
この発明の実施の形態2に係るアンテナ装置について図2から図5までを参照しながら説明する。図2は、この発明の実施の形態2に係るアンテナ装置の構成を示す斜視図である。
An antenna device according to
図2において、この実施の形態2に係るアンテナ装置(スリーブアンテナ)は、内導体と外導体2から構成される同軸線路1と、同軸線路1の先端で同軸線路1の内導体と接続され、約4分の1波長の長さの線状の導体3と、同軸線路1の外導体2に平行に接続されている一定の幅を持った細長いグランド導体10と、グランド導体10に平行に設置された短冊状の第1のスリーブ導体12と、グランド導体10に平行に設置された短冊状の第2のスリーブ導体13と、グランド導体10と第1のスリーブ導体12を接続する接続導体11と、第1のスリーブ導体12と第2のスリーブ導体13を接続する可変リアクタンス素子7とが設けられている。
In FIG. 2, the antenna device (sleeve antenna) according to the second embodiment is connected to the
なお、第1のスリーブ導体12と、第2のスリーブ導体13と、グランド導体10は、コプレーナ・ストリップ線路14を構成している。
The
グランド導体10、接続導体11、第1のスリーブ導体12、第2のスリーブ導体13は、平面導体で構成されている。したがって、本アンテナ装置は平板状で作りやすいという利点を有している。また、接続導体11、第1のスリーブ導体12、可変リアクタンス素子7、第2のスリーブ導体13は、グランド導体10の両側に1つずつ設置されている。2個の可変リアクタンス素子7のリアクタンス値は常に互いに同じ値とする。
The
つぎに、この実施の形態2に係るアンテナ装置の動作について図面を参照しながら説明する。図3は、この発明の実施の形態2に係るアンテナ装置の漏れ電流−周波数特性を示す図である。また、図4は、この発明の実施の形態2に係るアンテナ装置の入力インピーダンスの測定結果を示すスミスチャートである。また、図5は、図4の一部を拡大したスミスチャートである。
Next, the operation of the antenna device according to the second embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is a diagram showing the leakage current-frequency characteristics of the antenna device according to
図2において、線状の導体3は、同軸線路1により給電される。この際、同軸線路1の外導体2の内側を流れてきた電流は、図2のCC′においてその電流の一部が第1のスリーブ導体12に漏れ出す。
In FIG. 2, a
ここで、第1のスリーブ導体12と第2のスリーブ導体13は、グランド導体10とコプレーナ・ストリップ線路14を構成している。第1、第2のスリーブ導体12、13は、グランド導体10の両側に1つずつあるから、本アンテナ装置ではコプレーナ・ストリップ線路14は2つあることになる。2個の可変リアクタンス素子7の値を同時に適当な値にすることにより、図2のAA′から上を見たコプレーナ・ストリップ線路14のインピーダンスを無限大とすれば、図2のAA′より下側において同軸線路1の外導体2の外側とグランド導体10を流れる漏れ電流を阻止することができる。
Here, the
以上のように、2個の可変リアクタンス素子7の値を同時に調節することにより、図2のAA′より下側において同軸線路1の外導体2の外側とグランド導体10を流れる漏れ電流を阻止することができる。また、2個の可変リアクタンス素子7の値を同時に変化させることにより、本スリーブアンテナ装置の漏れ電流を阻止する周波数帯域を変化させることができる。
As described above, by simultaneously adjusting the values of the two
ここで、可変リアクタンス素子7が可変容量素子である場合を考える。図2のAA′から上を見たコプレーナ・ストリップ線路14のインピーダンスを無限大とするための可変容量素子7の値は、コプレーナ・ストリップ線路14の特性インピーダンスをZ0[Ω]、波数をβ[1/m]として、上記に示した式(3)と同じ式により得られる。すなわち、2個の可変容量素子7の値C1を、式(3)に基づいて同時に変化させることにより、スリーブアンテナの漏れ電流を阻止する周波数帯域を変化させることができる。
Here, consider a case where the
さらに、第1のスリーブ導体12と第2のスリーブ導体13を合わせた長さが、4分の1波長に近い時には、線状の導体3を流れる電流と、第1、第2のスリーブ導体12、13を流れる電流は、半波長ダイポールアンテナと同じ電流分布をつくり、本アンテナ装置の放射パターンは半波長ダイポールアンテナの放射パターンと同じになる。
Further, when the combined length of the
また、可変容量素子7の値を小さくした場合には、電流を阻止する周波数が高くなるが、同時にアンテナの共振周波数も高くなる。反対に、可変容量素子7の値を大きくした場合には、電流を阻止する周波数が低くなるが、同時にアンテナの共振周波数も低くなる。したがって、使用する周波数に応じて可変容量素子7の値を適切に変化させることで、漏れ電流を阻止し、かつアンテナの入力インピーダンスを使用する周波数において常に共振状態に保つことができる。このように、漏れ電流を阻止する動作と本アンテナ装置の入力インピーダンスは連動しており、使用する周波数が変化しても漏れ電流の阻止とインピーダンス整合が同時に実現できる利点を有する。
Further, when the value of the
例えば、所望の周波数帯域の中心周波数の波長をλcとし、第1のスリーブ導体12の長さを約0.17λc、第2のスリーブ導体13の長さを約0.18λc、グランド導体10、第1のスリーブ導体12、第2のスリーブ導体13の幅を約0.017λcとし、第1、第2のスリーブ導体12、13とグランド導体10との間の距離を約0.008λcとする。また、線状の導体3を長さ約0.25λc、幅約0.066λcの平面導体とする。
For example, the wavelength of the center frequency of the desired frequency band is λ c , the length of the
この時、図2のAA′付近においてグランド導体10と同軸線路1の外導体2の外側を流れる漏れ電流の計算値を図3に示す。図3において、縦軸の漏れ電流値Iは給電点の電流で規格化したものであり、横軸の周波数fcは所望の周波数帯域の中心周波数である。それぞれ2つの○、△、×印は、各特性の周波数域を示し、△印の左から1番目と○印の左から2番目は同じ周波数で実際は重なるのであるが、見にくくなるので各特性から少し離れた位置に描いている。×印の左から1番目と△印の左から2番目も同様である。また、Bはサセプタンスであり、B=−ωC1である。図3から、可変容量素子7の容量値として3種類を用いることにより、所望の周波数帯域において、漏れ電流を−10dB以下に阻止できることが分かる。ここでは、所望の帯域の比帯域は48.4%である。
At this time, the calculated value of the leakage current that flows outside the
また、アンテナの入力インピーダンスの測定結果を図4及び図5のスミスチャート上に示す。図5は、図2において同軸線路1のCC′から見た反射特性の測定結果であり、中心は75Ωである。また、図5の○、△、×印は、図3で○、△、×印で示した周波数域に対応している。すなわち、図5は、サセプタンスB=−0.0155[S]の時は図3において○印で示した周波数域内のみのインピーダンス軌跡を実線で、サセプタンスB=−0.0052[S]の時は図3において△印で示した周波数域内のみのインピーダンス軌跡を点線で、サセプタンスB=−0.0022[S]の時は図3において×印で示した周波数域内のみのインピーダンス軌跡を一点鎖線で示している。
The measurement results of the input impedance of the antenna are shown on the Smith charts of FIGS. FIG. 5 is a measurement result of the reflection characteristic as viewed from CC ′ of the
図5から、可変容量素子7の値を変化させても、アンテナの入力インピーダンスを、漏れ電流を阻止する周波数域内において常に共振状態に保つことができ、インピーダンス整合を実現できることが分かる。以上より、漏れ電流を阻止する動作と本アンテナ装置の入力インピーダンスは連動しており、使用する周波数が変化しても漏れ電流の阻止とインピーダンス整合が同時に実現できることを確認できる。
FIG. 5 shows that even if the value of the
以上のように、スリーブ導体12、13を平板状にした場合において、スリーブ導体12、13の間に入れた可変容量素子7の値を変化させて、漏れ電流を阻止する周波数帯域を変化させると同時に、連動してアンテナの共振周波数を変化させることにより、所望の周波数帯域内において良好な反射特性となるスリーブアンテナ装置を実現できる。本スリーブアンテナ装置を用いれば、スリーブ導体12、13とグランド導体10との間の距離を大きくすることなく、漏れ電流を阻止する周波数帯域を可変容量素子7の調節により変化させることによって、スリーブアンテナを広い周波数帯域にわたって動作させることができる。すなわち、広い周波数帯域にわたって動作し、小型・軽量で、所望の周波数帯域内において良好な反射特性を有するスリーブアンテナ装置を得ることができるという効果を有する。また、スリーブ導体12、13を平面導体により構成しているので、作りやすいスリーブアンテナ装置を得ることができるという効果を有する。
As described above, when the
実施の形態3.
この発明の実施の形態3に係るアンテナ装置について図6を参照しながら説明する。図6は、この発明の実施の形態3に係るアンテナ装置の構成を示す図である。同図において、(a)は表面、(b)は裏面を表す。
An antenna apparatus according to
この実施の形態3では、スリーブアンテナを誘電体基板上に作成し、マイクロストリップ線路により給電するものである。 In the third embodiment, a sleeve antenna is formed on a dielectric substrate and is fed by a microstrip line.
図6において、この実施の形態3に係るアンテナ装置は、誘電体基板15の表面には、マイクロストリップ線路のストリップ導体16と、約4分の1波長の長さの導体3とが形成されている。
In FIG. 6, in the antenna device according to the third embodiment, a
また、誘電体基板15の裏面には、マイクロストリップ線路のグランド導体17と、グランド導体17に平行に形成された第1のスリーブ導体12と、グランド導体17に平行に形成された第2のスリーブ導体13と、グランド導体17と第1のスリーブ導体12を接続する接続導体11と、第1のスリーブ導体12と第2のスリーブ導体13を接続する可変リアクタンス素子7とが形成されている。
Further, on the back surface of the
なお、第1のスリーブ導体12と、第2のスリーブ導体13と、マイクロストリップ線路のグランド導体17は、コプレーナ・ストリップ線路18を構成している。
The
マイクロストリップ線路のグランド導体17は、一定の幅を持った細長い平面導体であり、ストリップ導体16は、グランド導体17より細い一定の幅を持った細長い平面導体である。本アンテナ装置は、誘電体基板15上に形成されているので、両面銅箔基板のエッチングにより作成可能であり、作りやすいという利点がある。また、接続導体11、第1のスリーブ導体12、可変リアクタンス素子7、第2のスリーブ導体13は、マイクロストリップ線路のグランド導体17の両側に1つずつ設置されている。2個の可変リアクタンス素子7のリアクタンス値は常に互いに同じ値とする。
The
つぎに、この実施の形態3に係るアンテナ装置の動作について図面を参照しながら説明する。 Next, the operation of the antenna device according to the third embodiment will be described with reference to the drawings.
図6において、導体3は、マイクロストリップ線路により給電される。この際、マイクロストリップ線路のグランド導体17の裏面側(図6上でグランド導体17の見えている側を表面側、見えていない側を裏面側と称する。)を流れてきた電流は、図6のCC′においてその電流の一部が、第1のスリーブ導体12に漏れ出す。
In FIG. 6, the
ここで、第1のスリーブ導体12と第2のスリーブ導体13は、マイクロストリップ線路のグランド導体17とコプレーナ・ストリップ線路18を構成している。第1、第2のスリーブ導体12、13は、マイクロストリップ線路のグランド導体17の両側に1つずつあるから、本アンテナ装置ではコプレーナ・ストリップ線路18は2つあることになる。2個の可変リアクタンス素子7の値を同時に適当な値にすることにより、図6のAA′から上を見たコプレーナ・ストリップ線路18のインピーダンスを無限大とすれば、図6のAA′より下側においてマイクロストリップ線路のグランド導体17の表面側を流れる漏れ電流を阻止することができる。
Here, the
以上のように、2個の可変リアクタンス素子7の値を同時に調節することにより、図6のAA′より下側においてマイクロストリップ線路のグランド導体17の表面側を流れる漏れ電流を阻止することができる。また、2個の可変リアクタンス素子7の値を同時に変化させることにより、スリーブアンテナの漏れ電流を阻止する周波数帯域を変化させることができる。
As described above, by simultaneously adjusting the values of the two
ここで、可変リアクタンス素子7が可変容量素子である場合を考える。図6のAA′から上を見たコプレーナ・ストリップ線路18のインピーダンスを無限大とするための可変容量素子7の値は、コプレーナ・ストリップ線路18の特性インピーダンスをZ0[Ω]、波数をβ[1/m]として、上記に示した式(3)と同じ式により得られる。すなわち、2個の可変容量素子7の値C1を、式(3)に基づいて同時に変化させることにより、スリーブアンテナの漏れ電流を阻止する周波数帯域を変化させることができる。
Here, consider a case where the
さらに、第1のスリーブ導体12と第2のスリーブ導体13を合わせた長さが、4分の1波長に近い時には、導体3を流れる電流と、第1、第2のスリーブ導体12、13を流れる電流は、半波長ダイポールアンテナと同じ電流分布をつくり、本アンテナ装置の放射パターンは半波長ダイポールアンテナの放射パターンと同じになる。
Further, when the combined length of the
また、可変容量素子7の値を小さくした場合には、電流を阻止する周波数が高くなるが、同時にアンテナの共振周波数も高くなる。反対に、可変容量素子7の値を大きくした場合には、電流を阻止する周波数が低くなるが、同時にアンテナの共振周波数も低くなる。したがって、使用する周波数に応じて可変容量素子7の値を適切に変化させることで、漏れ電流を阻止し、かつアンテナの入力インピーダンスを使用する周波数において常に共振状態に保つことができる。このように、漏れ電流を阻止する動作と本アンテナ装置の入力インピーダンスは連動しており、使用する周波数が変化しても漏れ電流の阻止とインピーダンス整合が同時に実現できる利点を有する。
Further, when the value of the
以上のように、アンテナを誘電体基板15上に形成しマイクロストリップ線路により給電した場合において、スリーブ導体12、13の間に入れた可変容量素子7の値を変化させて、漏れ電流を阻止する周波数帯域を変化させると同時に、連動してアンテナの共振周波数を変化させることにより、所望の周波数帯域内において良好な反射特性となるスリーブアンテナ装置を実現できる。本スリーブアンテナ装置を用いれば、スリーブ導体12、13とマイクロストリップ線路のグランド導体17との間の距離を大きくすることなく、漏れ電流を阻止する周波数帯域を可変容量素子7の調節により変化させることによって、スリーブアンテナを広い周波数帯域にわたって動作させることができる。すなわち、広い周波数帯域にわたって動作し、小型・軽量で、所望の周波数帯域内において良好な反射特性を有するスリーブアンテナ装置を得ることができるという効果を有する。また、アンテナを誘電体基板上に形成しているので、作りやすいスリーブアンテナ装置を得ることができるという効果を有する。
As described above, when the antenna is formed on the
実施の形態4.
この発明の実施の形態4に係るアンテナ装置について図7を参照しながら説明する。図7は、この発明の実施の形態4に係るアンテナ装置の構成を示す図である。同図において、(a)は表面、(b)は裏面を表す。
Embodiment 4 FIG.
An antenna apparatus according to Embodiment 4 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a diagram showing a configuration of an antenna apparatus according to Embodiment 4 of the present invention. In the figure, (a) represents the front surface and (b) represents the back surface.
この実施の形態4では、可変リアクタンス素子7を可変容量ダイオードとしたものである。
In the fourth embodiment, the
図7において、この実施の形態4に係るアンテナ装置は、誘電体基板15の表面には、マイクロストリップ線路のストリップ導体16と、約4分の1波長の長さの導体3と、ストリップ導体16に平行に形成された第2のスリーブ導体13と、ランド導体19と、スルーホール20と、可変容量ダイオードの電圧制御線(線状導体)21と、高周波成分遮断用の抵抗(抵抗器)22と、ランド導体19と第2のスリーブ導体13を接続する可変容量ダイオード7とが形成されている。
7, in the antenna device according to the fourth embodiment, on the surface of a
また、誘電体基板15の裏面には、マイクロストリップ線路のグランド導体17と、グランド導体17に平行に形成された第1のスリーブ導体12と、グランド導体17と第1のスリーブ導体12を接続する接続導体11と、スルーホール20とが形成されている。
Further, the
なお、第1のスリーブ導体12と、第2のスリーブ導体13と、マイクロストリップ線路のグランド導体17は、コプレーナ・ストリップ線路18を構成している。
The
ランド導体19は、第1のスリーブ導体12とスルーホール20を介して接続されている。また、第2のスリーブ導体13は、ランド導体19と可変容量ダイオード7を介して接続されている。
The
可変容量ダイオード7は、印加される逆バイアス電圧に応じて容量値が変化するダイオードである。逆バイアス電圧は、直流電圧である。ここでは、逆バイアス電圧はマイクロストリップ線路の高周波成分に重畳されている。したがって、本アンテナ装置には、マイクロストリップ線路とは別に逆バイアス電圧制御線を用意する必要がないという利点がある。マイクロストリップ線路に重畳されている直流電圧を可変容量ダイオード7に印加するために、電圧制御線21が設置されている。電圧制御線21に高周波成分が流れないようにするために、電圧制御線21とマイクロストリップ線路のストリップ導体16との間と、電圧制御線21と第2のスリーブ導体13との間に、大きな抵抗22が挿入されている。抵抗22は、可変容量ダイオード7の直流抵抗よりは十分に小さい。また、電圧制御線21は、第1のスリーブ導体12の裏側にあるため、本装置のアンテナ特性にはほとんど影響を及ぼさない。
The
接続導体11、第1のスリーブ導体12、スルーホール20、ランド導体19、可変容量ダイオード7、第2のスリーブ導体13、電圧制御線21は、マイクロストリップ線路の両側に1つずつ設置されている。2個の可変容量ダイオード7の容量値は常に互いに同じ値とする。
The connecting
つぎに、この実施の形態4に係るアンテナ装置の動作について図面を参照しながら説明する。 Next, the operation of the antenna device according to the fourth embodiment will be described with reference to the drawings.
図7において、導体3は、マイクロストリップ線路により給電される。この際、マイクロストリップ線路のグランド導体17の裏面側(図7上でグランド導体17の見えている側を表面側、見えていない側を裏面側と称する。)を流れてきた電流は、図7のCC′においてその電流の一部が、第1のスリーブ導体12に漏れ出す。
In FIG. 7, the
ここで、第1のスリーブ導体12と第2のスリーブ導体13は、マイクロストリップ線路のグランド導体17とコプレーナ・ストリップ線路18を構成している。第1、第2のスリーブ導体12、13は、マイクロストリップ線路のグランド導体17の両側に1つずつあるから、本アンテナ装置ではコプレーナ・ストリップ線路18は2つあることになる。2個の可変容量ダイオード7の逆バイアス電圧を同時に適当な値にして容量値を調節することにより、図7のAA′から上を見たコプレーナ・ストリップ線路18のインピーダンスを無限大とすれば、図7のAA′より下側においてマイクロストリップ線路のグランド導体17の表面側を流れる漏れ電流を阻止することができる。
Here, the
以上のように、2個の可変容量ダイオード7の逆バイアス電圧を同時に調節することにより、図7のAA′より下側においてマイクロストリップ線路のグランド導体17の表面側を流れる漏れ電流を阻止することができる。また、2個の可変容量ダイオード7の値を同時に変化させることにより、スリーブアンテナの漏れ電流を阻止する周波数帯域を変化させることができる。
As described above, by simultaneously adjusting the reverse bias voltages of the two
また、可変容量素子7の値を小さくした場合には、電流を阻止する周波数が高くなるが、同時にアンテナの共振周波数も高くなる。反対に、可変容量素子7の値を大きくした場合には、電流を阻止する周波数が低くなるが、同時にアンテナの共振周波数も低くなる。したがって、使用する周波数に応じて可変容量素子7の値を適切に変化させることで、漏れ電流を阻止し、かつアンテナの入力インピーダンスを使用する周波数において常に共振状態に保つことができる。このように、漏れ電流を阻止する動作と本アンテナ装置の入力インピーダンスは連動しており、使用する周波数が変化しても漏れ電流の阻止とインピーダンス整合が同時に実現できる利点を有する。
Further, when the value of the
さらに、第1のスリーブ導体12と第2のスリーブ導体13を合わせた長さが、4分の1波長に近い時には、導体3を流れる電流と、第1、第2のスリーブ導体12、13を流れる電流は、半波長ダイポールアンテナと同じ電流分布をつくり、本アンテナ装置の放射パターンは半波長ダイポールアンテナの放射パターンと同じになる。
Further, when the combined length of the
なお、抵抗22は、インダクタでも良い。また、スルーホール20は、ショートピンでも良い。
The
以上のように、本実施の形態4では、可変リアクタンス素子7を可変容量ダイオードとした場合に、可変容量ダイオードの逆バイアス電圧制御の方法の一例を示した。すなわち、本アンテナ装置を用いれば、マイクロストリップ線路に逆バイアス電圧を重畳しているので、別に逆バイアス電圧制御線を用意する必要がなく、構成が簡単になるという効果を有する。また、2つのスリーブ導体12、13の間に入れた可変容量ダイオード7の逆バイアス電圧値を変化させて、漏れ電流を阻止する周波数帯域を変化させると同時に、連動してアンテナの共振周波数を変化させることにより、所望の周波数帯域内において良好な反射特性となるスリーブアンテナ装置を実現できる。本スリーブアンテナ装置を用いれば、スリーブ導体12、13とマイクロストリップ線路のグランド導体17との間の距離を大きくすることなく、漏れ電流を阻止する周波数帯域を可変容量ダイオード7の逆バイアス電圧の調節により変化させることによって、スリーブアンテナを広い周波数帯域にわたって動作させることができる。すなわち、広い周波数帯域にわたって動作し、小型・軽量で、所望の周波数帯域内において良好な反射特性を有するスリーブアンテナ装置を得ることができるという効果を有する。
As described above, in the fourth embodiment, when the
実施の形態5.
この発明の実施の形態5に係るアンテナ装置について図8を参照しながら説明する。図8は、この発明の実施の形態5に係るアンテナ装置の構成を示す斜視図である。
An antenna apparatus according to
図8において、この実施の形態5に係るアンテナ装置(スリーブアンテナ)は、内導体と外導体2から構成される同軸線路1と、同軸線路1の先端で同軸線路1の内導体と接続され、約4分の1波長の長さの線状の導体3と、同軸線路1の外導体2を覆う円筒状のスリーブ導体23と、同軸線路1の外導体2とスリーブ導体23を接続する刀の鍔状の接続導体5と、スリーブ導体23と同軸線路1の外導体2を接続する可変リアクタンス素子25とが設けられている。
In FIG. 8, the antenna device (sleeve antenna) according to the fifth embodiment is connected to the
なお、スリーブ導体23と、同軸線路1の外導体2は、同軸線路24を構成している。また、線状の導体3と、スリーブ導体23が、放射素子として機能する。
The
つぎに、この実施の形態5に係るアンテナ装置の動作について図面を参照しながら説明する。 Next, the operation of the antenna device according to the fifth embodiment will be described with reference to the drawings.
図8において、線状の導体3は、同軸線路1により給電される。この際、同軸線路1の外導体2の内側を流れてきた電流は、図8のCC′においてその電流の一部がスリーブ導体23に漏れ出す。
In FIG. 8, the
ここで、スリーブ導体23は、同軸線路1の外導体2と同軸線路24を構成している。可変リアクタンス素子25を適当なリアクタンス値にすることにより、図8のAA′から上を見た同軸線路24のインピーダンスを無限大とすれば、図8のAA′より下側において同軸線路1の外導体2の外側を流れる漏れ電流を阻止することができる。
Here, the
以上のように、可変リアクタンス素子25のリアクタンス値を調節することにより、図8のAA′より下側において同軸線路1の外導体2の外側を流れる漏れ電流を阻止することができる。また、可変リアクタンス素子25のリアクタンス値を変化させることにより、スリーブアンテナの漏れ電流を阻止する周波数帯域を変化させることができる。
As described above, by adjusting the reactance value of the
ここで、可変リアクタンス素子25が可変容量素子である場合に、図8のAA′から上を見た同軸線路24のインピーダンスを無限大とするための可変容量素子25のキャパシタンスを求める。簡単のため、同軸線路24において損失はないとする。また、スリーブ導体23において、図8のCC′からBB′までの長さをL1′[m]、BB′からAA′までの長さをL2′[m]とする。さらに、同軸線路24の特性インピーダンスをZ0′[Ω]、波数をβ′[1/m]、可変容量素子25のキャパシタンスをC2[F]、角周波数をωとすると、図8のAA′から上を見た同軸線路24のインピーダンスZA′[Ω]は、次のようになる。
Here, when the
式(4)より、図8のAA′から上を見た同軸線路24のインピーダンスZAが無限大となる可変容量素子25のキャパシタンスC2を求める。式(4)の分母を0とすると、次の式が得られる。
From equation (4), determining the capacitance C 2 of the
上記式(5)により、所望の周波数において、図8のAA′から上を見た同軸線路24のインピーダンスが無限大となる可変容量素子25のキャパシタンスC2を求めることができる。すなわち、可変容量素子25のキャパシタンスC2を、式(5)に基づいて変化させることにより、アンテナ装置の漏れ電流を阻止する周波数帯域を変化させることができる。
The above equation (5), at a desired frequency, it is possible to obtain the capacitance C 2 of the
また、可変容量素子25のキャパシタンスを小さくした場合には、電流を阻止する周波数が高くなるが、同時にアンテナの共振周波数も高くなる。反対に、可変容量素子25のキャパシタンスを大きくした場合には、電流を阻止する周波数が低くなるが、同時にアンテナの共振周波数も低くなる。したがって、使用する周波数に応じて可変容量素子25のキャパシタンスを適切に変化させることで、漏れ電流を阻止し、かつアンテナの入力インピーダンスを使用する周波数において常に共振状態に保つことができる。このように、漏れ電流を阻止する動作と本アンテナ装置の入力インピーダンスは連動しており、使用する周波数が変化しても漏れ電流の阻止とインピーダンス整合が同時に実現できる利点を有する。
In addition, when the capacitance of the
さらに、スリーブ導体23の長さが4分の1波長に近い時には、線状の導体3を流れる電流と、スリーブ導体23の外側を流れる電流は、半波長ダイポールアンテナと同じ電流分布をつくり、本アンテナ装置の放射パターンは半波長ダイポールアンテナの放射パターンと同じになる。
Further, when the length of the
以上のように、スリーブ導体23と同軸線路1の外導体2との間に入れた可変容量素子25のキャパシタンスを変化させて、漏れ電流を阻止する周波数帯域を変化させると同時に、連動してアンテナの共振周波数を変化させることにより、所望の周波数帯域内において良好な反射特性となるスリーブアンテナ装置を実現できる。本スリーブアンテナ装置を用いれば、スリーブ導体23と同軸線路1の外導体2との間の距離を大きくすることなく、漏れ電流を阻止する周波数帯域を可変容量素子25の調節により変化させることによって、スリーブアンテナを広い周波数帯域にわたって動作させることができる。すなわち、広い周波数帯域にわたって動作し、小型・軽量で、所望の周波数帯域内において良好な反射特性を有するスリーブアンテナ装置を得ることができるという効果を有する。
As described above, the capacitance of the
実施の形態6.
この発明の実施の形態6に係るアンテナ装置について図9を参照しながら説明する。図9は、この発明の実施の形態6に係るアンテナ装置の構成を示す斜視図である。
Embodiment 6 FIG.
An antenna apparatus according to Embodiment 6 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a perspective view showing a configuration of an antenna apparatus according to Embodiment 6 of the present invention.
図9において、この実施の形態6に係るアンテナ装置(スリーブアンテナ)は、内導体と外導体2から構成される同軸線路1と、同軸線路1の先端で同軸線路1の内導体と接続され、約4分の1波長の長さの線状の導体3と、同軸線路1の外導体2に平行に接続されている一定の幅を持った細長いグランド導体10と、グランド導体10に平行に設置された短冊状のスリーブ導体26と、グランド導体10とスリーブ導体26を接続する接続導体11と、スリーブ導体26とグランド導体10を接続する可変リアクタンス素子25とが設けられている。
In FIG. 9, the antenna device (sleeve antenna) according to the sixth embodiment is connected to the
なお、スリーブ導体26と、グランド導体10は、コプレーナ・ストリップ線路27を構成している。
The
グランド導体10、接続導体11、スリーブ導体26は、平面導体で構成されている。したがって、本アンテナ装置は平板状で作りやすいという利点を有している。また、接続導体11、スリーブ導体26、可変リアクタンス素子25は、グランド導体10の両側に1つずつ設置されている。2個の可変リアクタンス素子25のリアクタンス値は常に互いに同じ値とする。
The
つぎに、この実施の形態6に係るアンテナ装置の動作について図面を参照しながら説明する。 Next, the operation of the antenna device according to the sixth embodiment will be described with reference to the drawings.
図9において、線状の導体3は、同軸線路1により給電される。この際、同軸線路1の外導体2の内側を流れてきた電流は、図9のCC′においてその電流の一部がスリーブ導体26に漏れ出す。
In FIG. 9, the
ここで、スリーブ導体26は、グランド導体10とコプレーナ・ストリップ線路27を構成している。スリーブ導体26は、グランド導体10の両側に1つずつあるから、本アンテナ装置ではコプレーナ・ストリップ線路27は2つあることになる。2個の可変リアクタンス素子25のリアクタンス値を同時に適当な値にすることにより、図9のAA′から上を見たコプレーナ・ストリップ線路27のインピーダンスを無限大とすれば、図9のAA′より下側において同軸線路1の外導体2の外側とグランド導体10を流れる漏れ電流を阻止することができる。
Here, the
以上のように、2個の可変リアクタンス素子25のリアクタンス値を同時に調節することにより、図9のAA′より下側において同軸線路1の外導体2の外側とグランド導体10を流れる漏れ電流を阻止することができる。また、2個の可変リアクタンス素子25のリアクタンス値を同時に変化させることにより、本スリーブアンテナ装置の漏れ電流を阻止する周波数帯域を変化させることができる。
As described above, by simultaneously adjusting the reactance values of the two
ここで、可変リアクタンス素子25が可変容量素子である場合を考える。スリーブ導体26において、図9のCC′からBB′までの長さをL1′[m]、BB′からAA′までの長さをL2′[m]とする。図9のAA′から上を見たコプレーナ・ストリップ線路27のインピーダンスを無限大とするための可変容量素子25のキャパシタンスは、コプレーナ・ストリップ線路27の特性インピーダンスをZ0′[Ω]、波数をβ′[1/m]として、上記に示した式(5)と同じ式により得られる。すなわち、2個の可変容量素子7のキャパシタンスC2を、式(5)に基づいて同時に変化させることにより、スリーブアンテナの漏れ電流を阻止する周波数帯域を変化させることができる。
Here, consider a case where the
さらに、スリーブ導体26の長さが4分の1波長に近い時には、線状の導体3を流れる電流と、スリーブ導体26を流れる電流は、半波長ダイポールアンテナと同じ電流分布をつくり、本アンテナ装置の放射パターンは半波長ダイポールアンテナの放射パターンと同じになる。
Further, when the length of the
また、可変容量素子25のキャパシタンスを小さくした場合には、電流を阻止する周波数が高くなるが、同時にアンテナの共振周波数も高くなる。反対に、可変容量素子25のキャパシタンスを大きくした場合には、電流を阻止する周波数が低くなるが、同時にアンテナの共振周波数も低くなる。したがって、使用する周波数に応じて可変容量素子25のキャパシタンスを適切に変化させることで、漏れ電流を阻止し、かつアンテナの入力インピーダンスを使用する周波数において常に共振状態に保つことができる。このように、漏れ電流を阻止する動作と本アンテナ装置の入力インピーダンスは連動しており、使用する周波数が変化しても漏れ電流の阻止とインピーダンス整合が同時に実現できる利点を有する。
In addition, when the capacitance of the
以上のように、スリーブ導体26を平板状にした場合において、スリーブ導体26とグランド導体10との間に入れた可変容量素子25のキャパシタンスを変化させて、漏れ電流を阻止する周波数帯域を変化させると同時に、連動してアンテナの共振周波数を変化させることにより、所望の周波数帯域内において良好な反射特性となるスリーブアンテナ装置を実現できる。本スリーブアンテナ装置を用いれば、スリーブ導体26とグランド導体10との間の距離を大きくすることなく、漏れ電流を阻止する周波数帯域を可変容量素子25の調節により変化させることによって、スリーブアンテナを広い周波数帯域にわたって動作させることができる。すなわち、広い周波数帯域にわたって動作し、小型・軽量で、所望の周波数帯域内において良好な反射特性を有するスリーブアンテナ装置を得ることができるという効果を有する。また、スリーブ導体26を平面導体により構成しているので、作りやすいスリーブアンテナ装置を得ることができるという効果を有する。
As described above, when the
実施の形態7.
この発明の実施の形態7に係るアンテナ装置について図10を参照しながら説明する。図10は、この発明の実施の形態7に係るアンテナ装置の構成を示す図である。同図において、(a)は表面、(b)は裏面を表す。
An antenna apparatus according to
この実施の形態7では、スリーブアンテナを誘電体基板上に作成し、マイクロストリップ線路により給電するものである。 In the seventh embodiment, a sleeve antenna is formed on a dielectric substrate and is fed by a microstrip line.
図10において、この実施の形態7に係るアンテナ装置は、誘電体基板15の表面には、マイクロストリップ線路のストリップ導体16と、約4分の1波長の長さの導体3とが形成されている。
In FIG. 10, in the antenna device according to the seventh embodiment, a
また、誘電体基板15の裏面には、マイクロストリップ線路のグランド導体17と、グランド導体17に平行に形成されたスリーブ導体26と、マイクロストリップ線路のグランド導体17とスリーブ導体26を接続する接続導体11と、スリーブ導体26とマイクロストリップ線路のグランド導体17を接続する可変リアクタンス素子25とが形成されている。
Also, on the back surface of the
なお、スリーブ導体26と、マイクロストリップ線路のグランド導体17は、コプレーナ・ストリップ線路27を構成している。
The
マイクロストリップ線路のグランド導体17は、一定の幅を持った細長い平面導体であり、ストリップ導体16は、グランド導体17より細い一定の幅を持った細長い平面導体である。本アンテナ装置は、誘電体基板15上に形成されているので、両面銅箔基板のエッチングにより作成可能であり、作りやすいという利点がある。また、接続導体11、スリーブ導体26、可変リアクタンス素子25は、マイクロストリップ線路のグランド導体17の両側に1つずつ設置されている。2個の可変リアクタンス素子25のリアクタンス値は常に互いに同じ値とする。
The
つぎに、この実施の形態7に係るアンテナ装置の動作について図面を参照しながら説明する。 Next, the operation of the antenna device according to the seventh embodiment will be described with reference to the drawings.
図10において、導体3は、マイクロストリップ線路により給電される。この際、マイクロストリップ線路のグランド導体17の裏面側(図10(b)上でグランド導体17の見えている側を表面側、見えていない側を裏面側と称する。)を流れてきた電流は、図10のCC′においてその電流の一部が、スリーブ導体26に漏れ出す。
In FIG. 10, the
ここで、スリーブ導体26は、マイクロストリップ線路のグランド導体17とコプレーナ・ストリップ線路27を構成している。スリーブ導体26は、マイクロストリップ線路のグランド導体17の両側に1つずつあるから、本アンテナ装置ではコプレーナ・ストリップ線路27は2つあることになる。2個の可変リアクタンス素子25のリアクタンス値を同時に適当な値にすることにより、図10のAA′から上を見たコプレーナ・ストリップ線路27のインピーダンスを無限大とすれば、図10のAA′より下側においてマイクロストリップ線路のグランド導体17の表面側を流れる漏れ電流を阻止することができる。
The
以上のように、2個の可変リアクタンス素子25のリアクタンス値を同時に調節することにより、図10のAA′より下側においてマイクロストリップ線路のグランド導体17の表面側を流れる漏れ電流を阻止することができる。また、2個の可変リアクタンス素子25のリアクタンス値を同時に変化させることにより、スリーブアンテナの漏れ電流を阻止する周波数帯域を変化させることができる。
As described above, by simultaneously adjusting the reactance values of the two
ここで、可変リアクタンス素子25が可変容量素子である場合を考える。スリーブ導体26において、図10のCC′からBB′までの長さをL1′[m]、BB′からAA′までの長さをL2′[m]とする。図10のAA′から上を見たコプレーナ・ストリップ線路27のインピーダンスを無限大とするための可変容量素子25のキャパシタンスは、コプレーナ・ストリップ線路27の特性インピーダンスをZ0′[Ω]、波数をβ′[1/m]として、上記に示した式(5)と同じ式により得られる。すなわち、2個の可変容量素子25のキャパシタンスC2を、式(5)に基づいて同時に変化させることにより、スリーブアンテナの漏れ電流を阻止する周波数帯域を変化させることができる。
Here, consider a case where the
さらに、スリーブ導体26の長さが4分の1波長に近い時には、導体3を流れる電流と、スリーブ導体26を流れる電流は、半波長ダイポールアンテナと同じ電流分布をつくり、本アンテナ装置の放射パターンは半波長ダイポールアンテナの放射パターンと同じになる。
Further, when the length of the
また、可変容量素子25のキャパシタンスを小さくした場合には、電流を阻止する周波数が高くなるが、同時にアンテナの共振周波数も高くなる。反対に、可変容量素子25のキャパシタンスを大きくした場合には、電流を阻止する周波数が低くなるが、同時にアンテナの共振周波数も低くなる。したがって、使用する周波数に応じて可変容量素子25のキャパ心タスを適切に変化させることで、漏れ電流を阻止し、かつアンテナの入力インピーダンスを使用する周波数において常に共振状態に保つことができる。このように、漏れ電流を阻止する動作と本アンテナ装置の入力インピーダンスは連動しており、使用する周波数が変化しても漏れ電流の阻止とインピーダンス整合が同時に実現できる利点を有する。
In addition, when the capacitance of the
以上のように、アンテナを誘電体基板15上に形成しマイクロストリップ線路により給電した場合において、スリーブ導体26とマイクロストリップ線路のグランド導体17との間に入れた可変容量素子25のキャパシタンスを変化させて、漏れ電流を阻止する周波数帯域を変化させると同時に、連動してアンテナの共振周波数を変化させることにより、所望の周波数帯域内において良好な反射特性となるスリーブアンテナ装置を実現できる。本スリーブアンテナ装置を用いれば、スリーブ導体26とマイクロストリップ線路のグランド導体17との間の距離を大きくすることなく、漏れ電流を阻止する周波数帯域を可変容量素子25の調節により変化させることによって、スリーブアンテナを広い周波数帯域にわたって動作させることができる。すなわち、広い周波数帯域にわたって動作し、小型・軽量で、所望の周波数帯域内において良好な反射特性を有するスリーブアンテナ装置を得ることができるという効果を有する。また、アンテナを誘電体基板上に形成しているので、作りやすいスリーブアンテナ装置を得ることができるという効果を有する。
As described above, when the antenna is formed on the
実施の形態8.
この発明の実施の形態8に係るアンテナ装置について図11を参照しながら説明する。図11は、この発明の実施の形態8に係るアンテナ装置の構成を示す図である。同図において、(a)は表面、(b)は裏面を表す。
Embodiment 8 FIG.
An antenna apparatus according to Embodiment 8 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a diagram showing a configuration of an antenna apparatus according to Embodiment 8 of the present invention. In the figure, (a) represents the front surface and (b) represents the back surface.
この実施の形態8では、可変リアクタンス素子25を可変容量ダイオードとしている。
In the eighth embodiment, the
図11において、この実施の形態8に係るアンテナ装置は、誘電体基板15の表面には、マイクロストリップ線路のストリップ導体16と、約4分の1波長の長さの導体3と、ランド導体29と、ランド導体30と、ランド導体31と、スルーホール20と、高周波成分遮断用の抵抗(抵抗器)22と、ランド導体30とランド導体31を接続する可変容量ダイオード25と、ランド導体29とランド導体31を接続するキャパシタンス素子28と、可変容量ダイオード25の電圧制御線(線状導体)32とが形成されている。
In FIG. 11, the antenna device according to the eighth embodiment includes a microstrip
また、誘電体基板15の裏面には、マイクロストリップ線路のグランド導体17と、グランド導体17に平行に形成されたスリーブ導体26と、マイクロストリップ線路のグランド導体17とスリーブ導体26を接続する接続導体11と、スルーホール20とが形成されている。
Also, on the back surface of the
なお、スリーブ導体26と、マイクロストリップ線路のグランド導体17は、コプレーナ・ストリップ線路27を構成している。
The
ランド導体29は、スリーブ導体26とスルーホール20を介して接続されている。ランド導体30は、マイクロストリップ線路のグランド導体17とスルーホール20を介して接続されている。また、ランド導体31は、ランド導体29とキャパシタンス素子28を介して接続され、ランド導体30と可変容量ダイオード25を介して接続されている。キャパシタンス素子28は、ランド導体29とランド導体31の間に、直流成分を流さないが、高周波成分は流すようにするために設置されている。キャパシタンス素子28のキャパシタンスは、高周波成分で見れば、ほぼ導通していると見なせる程度に大きい。
The
可変容量ダイオード25は、印加される逆バイアス電圧に応じて容量値が変化するダイオードである。逆バイアス電圧は、直流電圧である。ここでは、逆バイアス電圧はマイクロストリップ線路の高周波成分に重畳されている。したがって、本アンテナ装置には、マイクロストリップ線路とは別に逆バイアス電圧制御線を用意する必要がないという利点がある。マイクロストリップ線路に重畳されている直流電圧を可変容量ダイオード25に印加するために、電圧制御線32が設置されている。電圧制御線32に高周波成分が流れないようにするために、電圧制御線32とマイクロストリップ線路のストリップ導体16との間と、電圧制御線32とランド導体31との間に、大きな抵抗22が挿入されている。抵抗22は、可変容量ダイオード25の直流抵抗よりは十分に小さい。また、電圧制御線32は、接続導体11とスリーブ導体26の裏側にあるため、本装置のアンテナ特性にはほとんど影響を及ぼさない。
The
接続導体11、スリーブ導体26、ランド導体29、ランド導体30、ランド導体31、可変容量ダイオード25、電圧制御線32、キャパシタンス素子28は、マイクロストリップ線路の両側に1つずつ設置されている。2個の可変容量ダイオード25のキャパシタンスは常に互いに同じ値とする。
The
つぎに、この実施の形態8に係るアンテナ装置の動作について図面を参照しながら説明する。 Next, the operation of the antenna device according to the eighth embodiment will be described with reference to the drawings.
図11において、導体3は、マイクロストリップ線路により給電される。この際、マイクロストリップ線路のグランド導体17の裏面側(図11(b)上でグランド導体17の見えている側を表面側、見えていない側を裏面側と称する。)を流れてきた電流は、図11のCC′においてその電流の一部が、スリーブ導体26に漏れ出す。
In FIG. 11, the
ここで、スリーブ導体26は、マイクロストリップ線路のグランド導体17とコプレーナ・ストリップ線路27を構成している。スリーブ導体26は、マイクロストリップ線路のグランド導体17の両側に1つずつあるから、本アンテナ装置ではコプレーナ・ストリップ線路27は2つあることになる。2個の可変容量ダイオード25の逆バイアス電圧を同時に適当な値にして容量値を調節することにより、図11のAA′から上を見たコプレーナ・ストリップ線路27のインピーダンスを無限大とすれば、図11のAA′より下側においてマイクロストリップ線路のグランド導体17の表面側を流れる漏れ電流を阻止することができる。
The
以上のように、2個の可変容量ダイオード25の逆バイアス電圧を同時に調節することにより、図11のAA′より下側においてマイクロストリップ線路のグランド導体17の表面側を流れる漏れ電流を阻止することができる。また、2個の可変容量ダイオード25のキャパシタンスを同時に変化させることにより、スリーブアンテナの漏れ電流を阻止する周波数帯域を変化させることができる。
As described above, by simultaneously adjusting the reverse bias voltages of the two
また、可変容量素子25のキャパシタンスを小さくした場合には、電流を阻止する周波数が高くなるが、同時にアンテナの共振周波数も高くなる。反対に、可変容量素子25のキャパシタンスを大きくした場合には、電流を阻止する周波数が低くなるが、同時にアンテナの共振周波数も低くなる。したがって、使用する周波数に応じて可変容量素子25のキャパシタンスを適切に変化させることで、漏れ電流を阻止し、かつアンテナの入力インピーダンスを使用する周波数において常に共振状態に保つことができる。このように、漏れ電流を阻止する動作と本アンテナ装置の入力インピーダンスは連動しており、使用する周波数が変化しても漏れ電流の阻止とインピーダンス整合が同時に実現できる利点を有する。
In addition, when the capacitance of the
さらに、スリーブ導体26の長さが4分の1波長に近い時には、導体3を流れる電流と、スリーブ導体26を流れる電流は、半波長ダイポールアンテナと同じ電流分布をつくり、本アンテナ装置の放射パターンは半波長ダイポールアンテナの放射パターンと同じになる。
Further, when the length of the
なお、抵抗22は、インダクタでも良い。また、スルーホール20は、ショートピンでも良い。
The
以上のように、本実施の形態8では、可変リアクタンス素子25を可変容量ダイオードとした場合に、可変容量ダイオードの逆バイアス電圧制御の方法の一例を示した。すなわち、本アンテナ装置を用いれば、マイクロストリップ線路に逆バイアス電圧を重畳しているので、別に逆バイアス電圧制御線を用意する必要がなく、構成が簡単になるという効果を有する。また、スリーブ導体26とマイクロストリップ線路のグランド導体17との間に入れた可変容量ダイオード25の逆バイアス電圧値を変化させて、漏れ電流を阻止する周波数帯域を変化させると同時に、連動してアンテナの共振周波数を変化させることにより、所望の周波数帯域内において良好な反射特性となるスリーブアンテナ装置を実現できる。本スリーブアンテナ装置を用いれば、スリーブ導体26とマイクロストリップ線路のグランド導体17との間の距離を大きくすることなく、漏れ電流を阻止する周波数帯域を可変容量ダイオード25の逆バイアス電圧の調節により変化させることによって、スリーブアンテナを広い周波数帯域にわたって動作させることができる。すなわち、広い周波数帯域にわたって動作し、小型・軽量で、所望の周波数帯域内において良好な反射特性を有するスリーブアンテナ装置を得ることができるという効果を有する。
As described above, in the eighth embodiment, when the
実施の形態9.
本実施の形態9では、上記実施の形態4に係るアンテナ装置の誘電体基板15を2つの円筒状スリーブ導体で覆った場合の効果を明らかにする。図12は、この発明の実施の形態9に係るアンテナ装置の構成を示す斜視図である。同図において、(a)は表面、(b)は裏面を表す。
Embodiment 9 FIG.
In the ninth embodiment, the effect when the
図12において、本実施の形態9に係るアンテナ装置は、円筒状スリーブ導体33及び円筒状スリーブ導体34が誘電体基板15を覆っている。ここで、円筒状スリーブ導体33は、グランド導体17の両側の2つのスリーブ導体12と同じ長さであり、2つのスリーブ導体12を覆っており、かつスリーブ導体12と導通している。円筒状スリーブ導体34は、ストリップ導体16の両側の2つのスリーブ導体13と同じ長さであり、2つのスリーブ導体13を覆っており、かつスリーブ導体13と導通している。なお、グランド導体17の両側の2つのスリーブ導体12は同じ長さであり、ストリップ導体16の両側の2つのスリーブ導体13は同じ長さである。
12, in the antenna device according to the ninth embodiment, the
また、スリーブ導体12及びスリーブ導体13は細長い短冊状導体であり、誘電体基板15の端辺に沿って設置されている。
Further, the
ここで、図1に示した円筒状スリーブアンテナと図7に示した板状スリーブアンテナを比較する。円筒状スリーブアンテナの直径と板状スリーブアンテナの横幅を同じとすると、給電線に流れる漏れ電流を阻止する周波数帯域は、円筒状スリーブアンテナの方が広い。したがって、円筒状スリーブアンテナは、板状スリーブアンテナに比べてアンテナを小型化することができる。しかし、一般に、円筒状スリーブアンテナは板状スリーブアンテナに比べて作りにくいという問題がある。 Here, the cylindrical sleeve antenna shown in FIG. 1 is compared with the plate-like sleeve antenna shown in FIG. If the diameter of the cylindrical sleeve antenna is the same as the width of the plate sleeve antenna, the cylindrical sleeve antenna has a wider frequency band for preventing leakage current flowing in the feeder line. Therefore, the cylindrical sleeve antenna can be downsized compared to the plate-shaped sleeve antenna. However, in general, a cylindrical sleeve antenna has a problem that it is difficult to make compared with a plate sleeve antenna.
本実施の形態9に係るアンテナ装置は、これらの課題を解決するためになされたものであり、誘電体基板15上に形成されたアンテナのスリーブ導体12とスリーブ導体13に、それぞれ円筒状スリーブ導体33と円筒状スリーブ導体34をかぶせて導通させることにより、作成方法が簡単で、小形・広帯域なスリーブアンテナを得ることができるという効果を有する。なお、この実施の形態9は、上記実施の形態4において、ストリップ導体16、グランド導体17の片側だけにスリーブ導体13、12などを設けた場合にも適用できる。
The antenna device according to the ninth embodiment is made to solve these problems. The
実施の形態10.
本実施の形態10では、上記実施の形態8に係るアンテナ装置の誘電体基板15を円筒状スリーブ導体で覆った場合の効果を明らかにする。図13は、この発明の実施の形態10に係るアンテナ装置の構成を示す斜視図である。同図において、(a)は表面、(b)は裏面を表す。
In the tenth embodiment, the effect when the
図13において、本実施の形態10に係るアンテナ装置は、円筒状スリーブ導体35が誘電体基板15を覆っている。ここで、円筒状スリーブ導体35は、グランド導体17の両側の2つのスリーブ導体26と同じ長さであり、2つのスリーブ導体26を覆っており、かつスリーブ導体26と導通している。なお、グランド導体17の両側の2つのスリーブ導体26は同じ長さである。
In the antenna device according to the tenth embodiment, the
また、スリーブ導体26は細長い短冊状導体であり、誘電体基板15の端辺に沿って設置されている。
The
ここで、図8に示した円筒状スリーブアンテナと図11に示した板状スリーブアンテナを比較する。円筒状スリーブアンテナの直径と板状スリーブアンテナの横幅を同じとすると、給電線に流れる漏れ電流を阻止する周波数帯域は、円筒状スリーブアンテナの方が広い。したがって、円筒状スリーブアンテナは、板状スリーブアンテナに比べてアンテナを小型化することができる。しかし、一般に、円筒状スリーブアンテナは板状スリーブアンテナに比べて作りにくいという問題がある。 Here, the cylindrical sleeve antenna shown in FIG. 8 and the plate-like sleeve antenna shown in FIG. 11 are compared. If the diameter of the cylindrical sleeve antenna is the same as the width of the plate sleeve antenna, the cylindrical sleeve antenna has a wider frequency band for preventing leakage current flowing in the feeder line. Therefore, the cylindrical sleeve antenna can be downsized compared to the plate-shaped sleeve antenna. However, in general, a cylindrical sleeve antenna has a problem that it is difficult to make compared with a plate sleeve antenna.
本実施の形態10に係るアンテナ装置は、これらの課題を解決するためになされたものであり、誘電体基板15上に形成されたアンテナのスリーブ導体26に、円筒状スリーブ導体35をかぶせて導通させることにより、作成方法が簡単で、小形・広帯域なスリーブアンテナを得ることができるという効果を有する。なお、この実施の形態10は、上記実施の形態8において、グランド導体17の片側だけにスリーブ導体26などを設けた場合にも適用できる。
The antenna device according to the tenth embodiment is made to solve these problems. The
なお、上記の実施の形態1〜10において、放射に寄与する導体3の形状は本出願では限定するものではない。線状、円柱、長方形、三角形等あらゆる形状が想定される。
In addition, in said Embodiment 1-10, the shape of the
また、上記の実施の形態2において、第1のスリーブ導体12、第2のスリーブ導体13、接続導体11、可変リアクタンス素子7は、グランド導体10の両側に1つずつ設置したが、グランド導体10の片側に1つだけ設置しても良い。
In the second embodiment, the
また、上記の実施の形態3において、第1のスリーブ導体12、第2のスリーブ導体13、接続導体11、可変リアクタンス素子7は、マイクロストリップ線路のグランド導体17の両側に1つずつ設置したが、マイクロストリップ線路のグランド導体17の片側に1つだけ設置しても良い。
In the third embodiment, the
また、上記の実施の形態4において、第1のスリーブ導体12、第2のスリーブ導体13、接続導体11、可変容量ダイオード7、ランド導体19、スルーホール20、電圧制御線21は、マイクロストリップ線路のグランド導体17の両側に1つずつ設置したが、マイクロストリップ線路のグランド導体17の片側に1つだけ設置しても良い。
In the fourth embodiment, the
また、上記の実施の形態6において、スリーブ導体26、接続導体11、可変リアクタンス素子25は、グランド導体10の両側に1つずつ設置したが、グランド導体10の片側に1つだけ設置しても良い。
In the sixth embodiment, the
また、上記の実施の形態7において、スリーブ導体26、接続導体11、可変リアクタンス素子25は、マイクロストリップ線路のグランド導体17の両側に1つずつ設置したが、マイクロストリップ線路のグランド導体17の片側に1つだけ設置しても良い。
In the seventh embodiment, the
さらに、上記の実施の形態8において、スリーブ導体26、接続導体11、可変容量ダイオード25、ランド導体29、ランド導体30、ランド導体31、電圧制御線32、キャパシタンス素子28は、マイクロストリップ線路のグランド導体17の両側に1つずつ設置したが、マイクロストリップ線路のグランド導体17の片側に1つだけ設置しても良い。
Further, in the above-described eighth embodiment, the
1 同軸線路、2 外導体、3 導体、5 接続導体、6 スリーブ導体、7 可変リアクタンス素子、8 スリーブ導体、9 同軸線路、10 グランド導体、11 接続導体、12 スリーブ導体、13 スリーブ導体、14 コプレーナ・ストリップ線路、15 誘電体基板、16 ストリップ導体、17 グランド導体、18 コプレーナ・ストリップ線路、19 ランド導体、20 スルーホール、21 電圧制御線、22 抵抗、23 スリーブ導体、24 同軸線路、25 可変リアクタンス素子、26 スリーブ導体、27 コプレーナ・ストリップ線路、28 キャパシタンス素子、29 ランド導体、30 ランド導体、31 ランド導体、32 電圧制御線、33 円筒状スリーブ導体、34 円筒状スリーブ導体、35 円筒状スリーブ導体。
DESCRIPTION OF
Claims (28)
前記同軸線路の先端で前記内導体に接続された放射導体と、
前記同軸線路の外導体を覆う第1及び第2のスリーブ導体と、
前記同軸線路の先端で前記外導体及び前記第1のスリーブ導体を接続する接続導体と、
前記第1及び第2のスリーブ導体を接続する可変リアクタンス素子と
を備えたアンテナ装置。 A coaxial line composed of an inner conductor and an outer conductor;
A radiation conductor connected to the inner conductor at the end of the coaxial line;
First and second sleeve conductors covering the outer conductor of the coaxial line;
A connection conductor connecting the outer conductor and the first sleeve conductor at the end of the coaxial line;
An antenna device comprising: a variable reactance element that connects the first and second sleeve conductors.
前記第1及び第2のスリーブ導体が円筒状の導体であり、
前記接続導体が鍔状の導体であり、かつ
前記可変リアクタンス素子が可変容量素子である
請求項1記載のアンテナ装置。 The radiation conductor is a linear conductor;
The first and second sleeve conductors are cylindrical conductors;
The antenna device according to claim 1, wherein the connection conductor is a bowl-shaped conductor, and the variable reactance element is a variable capacitance element.
前記同軸線路の先端で前記内導体に接続された放射導体と、
前記同軸線路の外導体に平行に接続されたグランド導体と、
前記グランド導体に平行に設置された第1及び第2のスリーブ導体と、
前記グランド導体に平行に設置されかつ前記第1及び第2のスリーブ導体と180度反対側に設置された第3及び第4のスリーブ導体と、
前記同軸線路の先端で前記グランド導体と前記第1及び第3のスリーブ導体を接続する接続導体と、
前記第1及び第2のスリーブ導体を接続する第1の可変リアクタンス素子と、
前記第3及び第4のスリーブ導体を接続する第2の可変リアクタンス素子と
を備えたアンテナ装置。 A coaxial line composed of an inner conductor and an outer conductor;
A radiation conductor connected to the inner conductor at the end of the coaxial line;
A ground conductor connected in parallel to the outer conductor of the coaxial line;
First and second sleeve conductors installed parallel to the ground conductor;
Third and fourth sleeve conductors installed parallel to the ground conductor and 180 degrees opposite to the first and second sleeve conductors;
A connection conductor connecting the ground conductor and the first and third sleeve conductors at the end of the coaxial line;
A first variable reactance element connecting the first and second sleeve conductors;
An antenna device comprising: a second variable reactance element that connects the third and fourth sleeve conductors.
前記グランド導体が細長い導体であり、
前記第1、第2、第3及び第4のスリーブ導体が短冊状の導体であり、かつ
前記第1及び第2の可変リアクタンス素子が可変容量素子である
請求項3記載のアンテナ装置。 The radiation conductor is a linear conductor;
The ground conductor is an elongated conductor;
The antenna device according to claim 3, wherein the first, second, third, and fourth sleeve conductors are strip-shaped conductors, and the first and second variable reactance elements are variable capacitance elements.
前記マイクロストリップ線路の先端で前記ストリップ導体に接続された放射導体と、
前記マイクロストリップ線路に平行に設置された第1、第2、第3及び第4のスリーブ導体と、
前記マイクロストリップ線路の先端で前記グランド導体と前記第1及び第3のスリーブ導体を接続する接続導体と、
前記第1及び第2のスリーブ導体を接続する第1の可変リアクタンス素子と、
前記第3及び第4のスリーブ導体を接続する第2の可変リアクタンス素子と
を備えたアンテナ装置。 A microstrip line composed of a strip conductor and a ground conductor;
A radiation conductor connected to the strip conductor at the tip of the microstrip line;
First, second, third and fourth sleeve conductors installed parallel to the microstrip line;
A connection conductor connecting the ground conductor and the first and third sleeve conductors at the tip of the microstrip line;
A first variable reactance element connecting the first and second sleeve conductors;
An antenna device comprising: a second variable reactance element that connects the third and fourth sleeve conductors.
前記マイクロストリップ線路のグランド導体が前記誘電体基板の裏面に形成され、
前記放射導体が平板状の導体であり、
前記第1及び第2のスリーブ導体が前記グランド導体に平行に設置された短冊状の導体であり、
前記第3及び第4のスリーブ導体が前記グランド導体に平行に設置されかつ前記第1及び第2のスリーブ導体と180度反対側に設置された短冊状の導体であり、かつ
前記第1及び第2の可変リアクタンス素子が可変容量素子である
請求項5記載のアンテナ装置。 A strip conductor of the microstrip line is formed on the surface of the dielectric substrate;
A ground conductor of the microstrip line is formed on the back surface of the dielectric substrate;
The radiation conductor is a flat conductor,
The first and second sleeve conductors are strip-shaped conductors installed in parallel to the ground conductor;
The third and fourth sleeve conductors are strip-like conductors installed in parallel to the ground conductor and 180 degrees opposite to the first and second sleeve conductors, and the first and first The antenna device according to claim 5, wherein the two variable reactance elements are variable capacitance elements.
前記マイクロストリップ線路のグランド導体が前記誘電体基板の裏面に形成され、
前記放射導体が平板状の導体であり、
前記第1及び第3のスリーブ導体が前記グランド導体の両側に平行に設置された短冊状の導体であり、
前記第2及び第4のスリーブ導体が前記ストリップ導体の両側に平行に設置された短冊状の導体であり、
第1のスルーホールを介して前記第1のスリーブ導体と接続されている第1のランド導体と、
第2のスルーホールを介して前記第3のスリーブ導体と接続されている第2のランド導体とをさらに備え、
前記第1の可変リアクタンス素子が前記第1のランド導体及び前記第2のスリーブ導体を接続し、
前記第2の可変リアクタンス素子が前記第2のランド導体及び前記第4のスリーブ導体を接続し、かつ
前記第1及び第2の可変リアクタンス素子が可変容量ダイオードである
請求項5記載のアンテナ装置。 A strip conductor of the microstrip line is formed on the surface of the dielectric substrate;
A ground conductor of the microstrip line is formed on the back surface of the dielectric substrate;
The radiation conductor is a flat conductor,
The first and third sleeve conductors are strip-shaped conductors installed in parallel on both sides of the ground conductor,
The second and fourth sleeve conductors are strip-shaped conductors installed in parallel on both sides of the strip conductor;
A first land conductor connected to the first sleeve conductor via a first through hole;
A second land conductor connected to the third sleeve conductor via a second through hole;
The first variable reactance element connects the first land conductor and the second sleeve conductor;
The antenna apparatus according to claim 5, wherein the second variable reactance element connects the second land conductor and the fourth sleeve conductor, and the first and second variable reactance elements are variable capacitance diodes.
前記第3のスリーブ導体及び前記接続導体の裏側に形成されている第2の線状導体と、
前記誘電体基板の表面に設置されている第1、第2、第3及び第4の抵抗器とをさらに備え、
前記第1の抵抗器が前記第1の線状導体及び前記ストリップ導体を接続し、
前記第2の抵抗器が前記第1の線状導体及び前記第2のスリーブ導体を接続し、
前記第3の抵抗器が前記第2の線状導体及び前記ストリップ導体を接続し、かつ
前記第4の抵抗器が前記第2の線状導体及び前記第4のスリーブ導体を接続する
請求項7記載のアンテナ装置。 A first linear conductor formed on the back side of the first sleeve conductor and the connection conductor;
A second linear conductor formed on the back side of the third sleeve conductor and the connection conductor;
A first resistor, a second resistor, a third resistor, and a fourth resistor disposed on the surface of the dielectric substrate;
The first resistor connects the first linear conductor and the strip conductor;
The second resistor connects the first linear conductor and the second sleeve conductor;
The third resistor connects the second linear conductor and the strip conductor, and the fourth resistor connects the second linear conductor and the fourth sleeve conductor. The antenna device described.
前記同軸線路の先端で前記内導体に接続された放射導体と、
前記同軸線路の外導体を覆うスリーブ導体と、
前記同軸線路の先端で前記外導体及び前記スリーブ導体を接続する接続導体と、
前記外導体及び前記スリーブ導体を接続する可変リアクタンス素子と
を備えたアンテナ装置。 A coaxial line composed of an inner conductor and an outer conductor;
A radiation conductor connected to the inner conductor at the end of the coaxial line;
A sleeve conductor covering the outer conductor of the coaxial line;
A connection conductor connecting the outer conductor and the sleeve conductor at the tip of the coaxial line;
An antenna device comprising: a variable reactance element that connects the outer conductor and the sleeve conductor.
前記スリーブ導体が円筒状の導体であり、
前記接続導体が鍔状の導体であり、かつ
前記可変リアクタンス素子が可変容量素子である
請求項9記載のアンテナ装置。 The radiation conductor is a linear conductor;
The sleeve conductor is a cylindrical conductor;
The antenna device according to claim 9, wherein the connection conductor is a bowl-shaped conductor, and the variable reactance element is a variable capacitance element.
前記同軸線路の先端で前記内導体に接続された放射導体と、
前記同軸線路の外導体に平行に接続されたグランド導体と、
前記グランド導体に平行に設置された第1のスリーブ導体と、
前記グランド導体に平行に設置されかつ前記第1のスリーブ導体と180度反対側に設置された第2のスリーブ導体と、
前記同軸線路の先端で前記グランド導体と前記第1及び第2のスリーブ導体を接続する接続導体と、
前記グランド導体及び前記第1のスリーブ導体を接続する第1の可変リアクタンス素子と、
前記グランド導体及び前記第2のスリーブ導体を接続する第2の可変リアクタンス素子と
を備えたアンテナ装置。 A coaxial line composed of an inner conductor and an outer conductor;
A radiation conductor connected to the inner conductor at the end of the coaxial line;
A ground conductor connected in parallel to the outer conductor of the coaxial line;
A first sleeve conductor disposed parallel to the ground conductor;
A second sleeve conductor disposed parallel to the ground conductor and disposed 180 degrees opposite the first sleeve conductor;
A connection conductor connecting the ground conductor and the first and second sleeve conductors at the end of the coaxial line;
A first variable reactance element connecting the ground conductor and the first sleeve conductor;
An antenna device comprising: a second variable reactance element that connects the ground conductor and the second sleeve conductor.
前記グランド導体が細長い導体であり、
前記第1及び第2のスリーブ導体が短冊状の導体であり、かつ
前記第1及び第2の可変リアクタンス素子が可変容量素子である
請求項11記載のアンテナ装置。 The radiation conductor is a linear conductor;
The ground conductor is an elongated conductor;
The antenna device according to claim 11, wherein the first and second sleeve conductors are strip-shaped conductors, and the first and second variable reactance elements are variable capacitance elements.
前記マイクロストリップ線路の先端で前記ストリップ導体に接続された放射導体と、
前記マイクロストリップ線路に平行に設置された第1及び第2のスリーブ導体と、
前記マイクロストリップ線路の先端で前記グランド導体と前記第1及び第2のスリーブ導体を接続する接続導体と、
前記グランド導体及び前記第1のスリーブ導体を接続する第1の可変リアクタンス素子と、
前記グランド導体及び前記第2のスリーブ導体を接続する第2の可変リアクタンス素子と
を備えたアンテナ装置。 A microstrip line composed of a strip conductor and a ground conductor;
A radiation conductor connected to the strip conductor at the tip of the microstrip line;
First and second sleeve conductors installed in parallel to the microstrip line;
A connection conductor connecting the ground conductor and the first and second sleeve conductors at the tip of the microstrip line;
A first variable reactance element connecting the ground conductor and the first sleeve conductor;
An antenna device comprising: a second variable reactance element that connects the ground conductor and the second sleeve conductor.
前記マイクロストリップ線路のグランド導体が前記誘電体基板の裏面に形成され、
前記放射導体が平板状の導体であり、
前記第1のスリーブ導体が前記グランド導体に平行に設置された短冊状の導体であり、
前記第2のスリーブ導体が前記グランド導体に平行に設置されかつ前記第1のスリーブ導体と180度反対側に設置された短冊状の導体であり、かつ
前記第1及び第2の可変リアクタンス素子が可変容量素子である
請求項13記載のアンテナ装置。 A strip conductor of the microstrip line is formed on the surface of the dielectric substrate;
A ground conductor of the microstrip line is formed on the back surface of the dielectric substrate;
The radiation conductor is a flat conductor,
The first sleeve conductor is a strip-shaped conductor installed in parallel to the ground conductor;
The second sleeve conductor is a strip-shaped conductor disposed in parallel to the ground conductor and 180 degrees opposite to the first sleeve conductor, and the first and second variable reactance elements are The antenna device according to claim 13, wherein the antenna device is a variable capacitance element.
前記マイクロストリップ線路のグランド導体が前記誘電体基板の裏面に形成され、
前記放射導体が平板状の導体であり、
前記第1及び第2のスリーブ導体が前記グランド導体の両側に平行に設置された短冊状の導体であり、
第1のスルーホールを介して前記第1のスリーブ導体と接続されている第1のランド導体と、
第2のスルーホールを介して前記第2のスリーブ導体と接続されている第2のランド導体と、
第3のスルーホールを介して前記グランド導体と接続されている第3のランド導体と、
第4のスルーホールを介して前記グランド導体と接続されている第4のランド導体と、
前記誘電体基板の表面に形成されている第5及び第6のランド導体と、
前記第1のスリーブ導体及び前記接続導体の裏側に形成されている第1の線状導体と、
前記第2のスリーブ導体及び前記接続導体の裏側に形成されている第2の線状導体と、
前記誘電体基板の表面に設置されている第1、第2、第3及び第4の抵抗器と、
前記誘電体基板の表面に設置されている第1及び第2のキャパシタンス素子とをさらに備え、
前記第1の可変リアクタンス素子が前記第3のランド導体及び前記第5のランド導体を接続し、
前記第2の可変リアクタンス素子が前記第4のランド導体及び前記第6のランド導体を接続し、
前記第1のキャパシタンス素子が前記第1のランド導体及び前記第5のランド導体を接続し、
前記第2のキャパシタンス素子が前記第2のランド導体及び前記第6のランド導体を接続し、
前記第1の抵抗器が前記第1の線状導体及び前記ストリップ導体を接続し、
前記第2の抵抗器が前記第1の線状導体及び前記第5のランド導体を接続し、
前記第3の抵抗器が前記第2の線状導体及び前記ストリップ導体を接続し、
前記第4の抵抗器が前記第2の線状導体及び前記第6のランド導体を接続し、かつ
前記第1及び第2の可変リアクタンス素子が可変容量ダイオードである
請求項13記載のアンテナ装置。 A strip conductor of the microstrip line is formed on the surface of the dielectric substrate;
A ground conductor of the microstrip line is formed on the back surface of the dielectric substrate;
The radiation conductor is a flat conductor,
The first and second sleeve conductors are strip-shaped conductors installed in parallel on both sides of the ground conductor,
A first land conductor connected to the first sleeve conductor via a first through hole;
A second land conductor connected to the second sleeve conductor via a second through hole;
A third land conductor connected to the ground conductor through a third through hole;
A fourth land conductor connected to the ground conductor through a fourth through hole;
Fifth and sixth land conductors formed on the surface of the dielectric substrate;
A first linear conductor formed on the back side of the first sleeve conductor and the connection conductor;
A second linear conductor formed on the back side of the second sleeve conductor and the connection conductor;
First, second, third and fourth resistors installed on the surface of the dielectric substrate;
First and second capacitance elements installed on the surface of the dielectric substrate,
The first variable reactance element connects the third land conductor and the fifth land conductor;
The second variable reactance element connects the fourth land conductor and the sixth land conductor;
The first capacitance element connects the first land conductor and the fifth land conductor;
The second capacitance element connects the second land conductor and the sixth land conductor;
The first resistor connects the first linear conductor and the strip conductor;
The second resistor connects the first linear conductor and the fifth land conductor;
The third resistor connects the second linear conductor and the strip conductor;
The antenna device according to claim 13, wherein the fourth resistor connects the second linear conductor and the sixth land conductor, and the first and second variable reactance elements are variable capacitance diodes.
前記同軸線路の先端で前記内導体に接続された放射導体と、
前記同軸線路の外導体に平行に接続されたグランド導体と、
前記グランド導体に平行に設置された第1及び第2のスリーブ導体と、
前記同軸線路の先端で前記グランド導体と前記第1のスリーブ導体を接続する接続導体と、
前記第1及び第2のスリーブ導体を接続する可変リアクタンス素子と
を備えたアンテナ装置。 A coaxial line composed of an inner conductor and an outer conductor;
A radiation conductor connected to the inner conductor at the end of the coaxial line;
A ground conductor connected in parallel to the outer conductor of the coaxial line;
First and second sleeve conductors installed parallel to the ground conductor;
A connection conductor connecting the ground conductor and the first sleeve conductor at the end of the coaxial line;
An antenna device comprising: a variable reactance element that connects the first and second sleeve conductors.
前記グランド導体が細長い導体であり、
前記第1及び第2のスリーブ導体が短冊状の導体であり、かつ
前記可変リアクタンス素子が可変容量素子である
請求項16記載のアンテナ装置。 The radiation conductor is a linear conductor;
The ground conductor is an elongated conductor;
The antenna device according to claim 16, wherein the first and second sleeve conductors are strip-shaped conductors, and the variable reactance element is a variable capacitance element.
前記マイクロストリップ線路の先端で前記ストリップ導体に接続された放射導体と、
前記マイクロストリップ線路に平行に設置された第1及び第2のスリーブ導体と、
前記マイクロストリップ線路の先端で前記グランド導体と前記第1のスリーブ導体を接続する接続導体と、
前記第1及び第2のスリーブ導体を接続する可変リアクタンス素子と
を備えたアンテナ装置。 A microstrip line composed of a strip conductor and a ground conductor;
A radiation conductor connected to the strip conductor at the tip of the microstrip line;
First and second sleeve conductors installed in parallel to the microstrip line;
A connection conductor connecting the ground conductor and the first sleeve conductor at the tip of the microstrip line;
An antenna device comprising: a variable reactance element that connects the first and second sleeve conductors.
前記マイクロストリップ線路のグランド導体が前記誘電体基板の裏面に形成され、
前記放射導体が平板状の導体であり、
前記第1及び第2のスリーブ導体が前記グランド導体に平行に設置された短冊状の導体であり、かつ
前記可変リアクタンス素子が可変容量素子である
請求項18記載のアンテナ装置。 A strip conductor of the microstrip line is formed on the surface of the dielectric substrate;
A ground conductor of the microstrip line is formed on the back surface of the dielectric substrate;
The radiation conductor is a flat conductor,
The antenna device according to claim 18, wherein the first and second sleeve conductors are strip-like conductors installed in parallel to the ground conductor, and the variable reactance element is a variable capacitance element.
前記マイクロストリップ線路のグランド導体が前記誘電体基板の裏面に形成され、
前記放射導体が平板状の導体であり、
前記第1のスリーブ導体が前記グランド導体に平行に設置された短冊状の導体であり、
前記第2のスリーブ導体が前記ストリップ導体に平行に設置された短冊状の導体であり、
スルーホールを介して前記第1のスリーブ導体と接続されているランド導体とをさらに備え、
前記可変リアクタンス素子が前記ランド導体及び前記第2のスリーブ導体を接続し、かつ
前記可変リアクタンス素子が可変容量ダイオードである
請求項18記載のアンテナ装置。 A strip conductor of the microstrip line is formed on the surface of the dielectric substrate;
A ground conductor of the microstrip line is formed on the back surface of the dielectric substrate;
The radiation conductor is a flat conductor,
The first sleeve conductor is a strip-shaped conductor installed in parallel to the ground conductor;
The second sleeve conductor is a strip-shaped conductor disposed parallel to the strip conductor;
A land conductor connected to the first sleeve conductor through a through hole;
The antenna device according to claim 18, wherein the variable reactance element connects the land conductor and the second sleeve conductor, and the variable reactance element is a variable capacitance diode.
前記同軸線路の先端で前記内導体に接続された放射導体と、
前記同軸線路の外導体に平行に接続されたグランド導体と、
前記グランド導体に平行に設置されたスリーブ導体と、
前記同軸線路の先端で前記グランド導体と前記スリーブ導体を接続する接続導体と、
前記グランド導体及び前記スリーブ導体を接続する可変リアクタンス素子と
を備えたアンテナ装置。 A coaxial line composed of an inner conductor and an outer conductor;
A radiation conductor connected to the inner conductor at the end of the coaxial line;
A ground conductor connected in parallel to the outer conductor of the coaxial line;
A sleeve conductor installed parallel to the ground conductor;
A connection conductor connecting the ground conductor and the sleeve conductor at a tip of the coaxial line;
An antenna device comprising: a variable reactance element that connects the ground conductor and the sleeve conductor.
前記グランド導体が細長い導体であり、
前記スリーブ導体が短冊状の導体であり、かつ
前記可変リアクタンス素子が可変容量素子である
請求項21記載のアンテナ装置。 The radiation conductor is a linear conductor;
The ground conductor is an elongated conductor;
The antenna device according to claim 21, wherein the sleeve conductor is a strip-shaped conductor, and the variable reactance element is a variable capacitance element.
前記マイクロストリップ線路の先端で前記ストリップ導体に接続された放射導体と、
前記マイクロストリップ線路に平行に設置されたスリーブ導体と、
前記マイクロストリップ線路の先端で前記グランド導体と前記スリーブ導体を接続する接続導体と、
前記グランド導体及び前記スリーブ導体を接続する可変リアクタンス素子と
を備えたアンテナ装置。 A microstrip line composed of a strip conductor and a ground conductor;
A radiation conductor connected to the strip conductor at the tip of the microstrip line;
A sleeve conductor installed in parallel to the microstrip line;
A connection conductor connecting the ground conductor and the sleeve conductor at the tip of the microstrip line;
An antenna device comprising: a variable reactance element that connects the ground conductor and the sleeve conductor.
前記マイクロストリップ線路のグランド導体が前記誘電体基板の裏面に形成され、
前記放射導体が平板状の導体であり、
前記スリーブ導体が前記グランド導体に平行に設置された短冊状の導体であり、かつ
前記可変リアクタンス素子が可変容量素子である
請求項23記載のアンテナ装置。 A strip conductor of the microstrip line is formed on the surface of the dielectric substrate;
A ground conductor of the microstrip line is formed on the back surface of the dielectric substrate;
The radiation conductor is a flat conductor,
The antenna device according to claim 23, wherein the sleeve conductor is a strip-like conductor installed in parallel to the ground conductor, and the variable reactance element is a variable capacitance element.
前記マイクロストリップ線路のグランド導体が前記誘電体基板の裏面に形成され、
前記放射導体が平板状の導体であり、
前記スリーブ導体が前記グランド導体に平行に設置された短冊状の導体であり、
第1のスルーホールを介して前記スリーブ導体と接続されている第1のランド導体と、
第2のスルーホールを介して前記グランド導体と接続されている第2のランド導体と、
前記誘電体基板の表面に形成されている第3のランド導体と、
前記スリーブ導体及び前記接続導体の裏側に形成されている線状導体と、
前記誘電体基板の表面に設置されている第1及び第2の抵抗器と、
前記誘電体基板の表面に設置されているキャパシタンス素子とをさらに備え、
前記可変リアクタンス素子が前記第2のランド導体及び前記第3のランド導体を接続し、
前記キャパシタンス素子が前記第1のランド導体及び前記第3のランド導体を接続し、
前記第1の抵抗器が前記線状導体及び前記ストリップ導体を接続し、
前記第2の抵抗器が前記線状導体及び前記第3のランド導体を接続し、かつ
前記可変リアクタンス素子が可変容量ダイオードである
請求項23記載のアンテナ装置。 A strip conductor of the microstrip line is formed on the surface of the dielectric substrate;
A ground conductor of the microstrip line is formed on the back surface of the dielectric substrate;
The radiation conductor is a flat conductor,
The sleeve conductor is a strip-shaped conductor installed in parallel to the ground conductor,
A first land conductor connected to the sleeve conductor via a first through hole;
A second land conductor connected to the ground conductor through a second through hole;
A third land conductor formed on the surface of the dielectric substrate;
A linear conductor formed on the back side of the sleeve conductor and the connection conductor;
First and second resistors installed on the surface of the dielectric substrate;
A capacitance element installed on the surface of the dielectric substrate,
The variable reactance element connects the second land conductor and the third land conductor;
The capacitance element connects the first land conductor and the third land conductor;
The first resistor connects the linear conductor and the strip conductor;
The antenna device according to claim 23, wherein the second resistor connects the linear conductor and the third land conductor, and the variable reactance element is a variable capacitance diode.
前記第1の円筒状スリーブ導体は、前記第1のスリーブ導体と同じ長さであり、前記第1のスリーブ導体を覆い、かつ前記第1のスリーブ導体と導通し、
前記第2の円筒状スリーブ導体は、前記第2のスリーブ導体と同じ長さであり、前記第2のスリーブ導体を覆い、かつ前記第2のスリーブ導体と導通している
請求項7、8又は20記載のアンテナ装置。 Further comprising first and second cylindrical sleeve conductors covering the dielectric substrate;
The first cylindrical sleeve conductor is the same length as the first sleeve conductor, covers the first sleeve conductor, and is electrically connected to the first sleeve conductor;
The second cylindrical sleeve conductor has the same length as the second sleeve conductor, covers the second sleeve conductor, and is electrically connected to the second sleeve conductor. 20. The antenna device according to 20.
前記第1及び第2のスリーブ導体の長さは同じであり、
前記円筒状スリーブ導体は、前記第1又は第2のスリーブ導体と同じ長さであり、前記第1及び第2のスリーブ導体を覆い、かつ前記第1又は第2のスリーブ導体と導通している
請求項15記載のアンテナ装置。 A cylindrical sleeve conductor covering the dielectric substrate;
The lengths of the first and second sleeve conductors are the same;
The cylindrical sleeve conductor has the same length as the first or second sleeve conductor, covers the first and second sleeve conductors, and is electrically connected to the first or second sleeve conductor. The antenna device according to claim 15.
前記円筒状スリーブ導体は、前記スリーブ導体と同じ長さであり、前記スリーブ導体を覆い、かつ前記スリーブ導体と導通している
請求項25記載のアンテナ装置。 A cylindrical sleeve conductor covering the dielectric substrate;
The antenna device according to claim 25, wherein the cylindrical sleeve conductor has the same length as the sleeve conductor, covers the sleeve conductor, and is electrically connected to the sleeve conductor.
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