JP2007318817A - アンテナ装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】平板状の地板と、地板に直交する方向に、地板から所定の角度で、かつ、所定の長さだけ自体から延出した給電体とを有するアンテナ装置に関し、小型、薄型のアンテナ装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明のアンテナ装置は、平板状の基板上に形成された導電パターンで構成されるアンテナ部を備えるアンテナ装置であって、前記アンテナ部は、地板部と給電部とを含む。
【選択図】図13
【解決手段】本発明のアンテナ装置は、平板状の基板上に形成された導電パターンで構成されるアンテナ部を備えるアンテナ装置であって、前記アンテナ部は、地板部と給電部とを含む。
【選択図】図13
Description
本発明は、平板状の基板上に形成された導電パターンで構成される地板部と給電部とを含むアンテナ装置に関する。
近年、レーダー測位や大伝送容量の通信が可能であることからUWB(ultra-wide band)を利用した無線通信技術が注目されている。UWBは、2002年に米国FCC(federal communication commission)により周波数帯域が3.1〜10.6GHzでの使用が認可された。
UWBは、パルス信号を広い帯域の周波数で発信して通信を行う。このため、UWBに用いられるアンテナには広帯域で送受信が可能な構造が求められている。
少なくともFCCで認可された3.1〜10.6GHzの周波数帯域での使用を目的としたアンテナとして、地板と給電他から構成されたアンテナが提案されている(非特許文献1)。
図1は従来のアンテナ装置の一例の構成図を示す。
図1(A)に示すアンテナ装置10は地板11上に、円錐を反転させた形状の給電体12を配置した構成とされている。
なお、給電体12を構成する円錐は、その側面が地板11に直交する軸13に対して角度θとなるように設定されている。この角度θによって所望能特性が得られる。
図1(B)に示すアンテナ装置20は地板11上に、円錐体22aとそれに内接する球体22bとから構成される涙滴状の給電体22を配置した構成とされている。
2003年 電子情報通信学会 B-1-133 FCC認可UWB周波数帯の水平面内無指向性・低VSWRアンテナ、谷口琢也・小林岳彦(東京電機大)(3月22日発表 B201教室)
2003年 電子情報通信学会 B-1-133 FCC認可UWB周波数帯の水平面内無指向性・低VSWRアンテナ、谷口琢也・小林岳彦(東京電機大)(3月22日発表 B201教室)
しかるに、従来の広帯域アンテナ装置は、平板状の地板上に円錐形状又は涙滴形状の給電体を配置した構成であるので、大型であり、小型化、薄型化が望まれていた。
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、小型、薄型のアンテナ装置を提供することを目的とする。
本発明は、平板状の基板上に形成された導電パターンで構成されるアンテナ部を備えるアンテナ装置であって、前記アンテナ部は、地板部と給電部とを含む。
また、前記導電パターンが形成された基板は、プリント配線板であってもよい。
また、前記プリント配線板は、フレキシブルプリント配線板であってもよい。
本発明によれば、給電部を地板から直交する方向に所定の長さ延出した板状の部材から構成することにより、小型、薄型化が可能となる。
〔第1実施例〕
図2は本発明の第1実施例の斜視図、図3は本発明の第1実施例の三面図を示す。
図2は本発明の第1実施例の斜視図、図3は本発明の第1実施例の三面図を示す。
本実施例のアンテナ装置100は、プリント配線板101、アンテナ部102、高周波回路部103から構成される。
プリント配線板101は、樹脂、あるいは、セラミックなどの誘電体、例えば、FR-4、CEM3などから構成されており、その表面には電子部品111が搭載されている。電子部品111は、プリント配線板101上で導電パターン112により接続され、高周波回路部103を構成している。高周波回路部103は、プリント配線板101上に形成されたマイクロストリップライン113によりアンテナ部102に接続される。
アンテナ部102は、地板121及び給電部122から構成されている。
地板121は、プリント配線板101に形成された地板用の導電パターン121a、及び、121bにより構成されている。導電パターン121a、121bは、接地パターンに接続される。
給電部122は、給電板131、及び、固定部132から構成される。給電板131は、金属板を成形することにより構成されている。なお、給電板131は、略円形状に記載しているが、給電体12、22をその中心軸を含む平面で切断したときの断面形状と略同等の形状とされている。だたし、給電板131は、円形状、涙滴状であってもよく、要は、必要とする周波数帯域の電波を送受信できる形状であればこれに限定されるものではない。
給電板131は、例えば、UWBの周波数帯域である3.1〜10.6GHzで通信を行う場合には、中心線Cに対するその周縁部の角度θが40°〜80°、高さHが約25mmに設定される。なお、このとき、高さHは、送受信に用いる最低周波数の(λ/4)程度に設定される。例えば、周波数帯域が3.1から10.6GHzのときには、3.1GHzの(λ/4)に設定される。
また、このとき、地板121は、給電板122の底面形状より僅かに大きくなるようにその幅Wが設定されている。
上記設定により、UWBの周波数帯域である3.1〜10.6GHzでVSWRのピーク値を3.0より小さくできる。
固定部132は、給電板131の下部、矢印Z2方向の端部に、溶接により、あるいは、給電板131と一体成形することにより設けられている。固定部132には、矢印Z2方向に延出する爪部132aを有する。爪部132aは、プリント配線板101の矢印X2方向端部に形成された貫通孔101aに装着され、プリント配線板101の裏面、矢印Z2方向側の面で折曲され、プリント配線板101に半田付けすることにより固定される。これによって、給電板131がプリント配線板101に対して矢印Z1方向に直立して固定される。
固定部132は、プリント配線板101に半田付けされて、プリント配線板101上にパターン成形されたマイクロストリップライン141の一端が接続される。マイクロストリップライン113は、導電パターン121aと導電パターン121bとの間に矢印X1、X2方向に沿って形成されている。マイクロストリップライン113の他端は、高周波回路部103に接続されている。
本実施例によれば、給電部121の形状を円錐体で構成する場合に比べて小型、薄型化が可能となる。よって、アンテナ装置100を小型、薄型にできる。
〔第2実施例〕
図4は本発明の第2実施例の斜視図、図5は本発明の第2実施例の三面図を示す。同図中、図2、図3と同一構成部分には同一符号を付し、その説明は省略する。
図4は本発明の第2実施例の斜視図、図5は本発明の第2実施例の三面図を示す。同図中、図2、図3と同一構成部分には同一符号を付し、その説明は省略する。
本実施例のアンテナ装置200は、アンテナ部201の構成が第1実施例とは相違する。また、本実施例のアンテナ部201は、給電部221の形状が第1実施例の給電部121の形状とは相違する。
本実施例の給電部221は、給電板231の平面形状が給電板131を略半分の高さ(1/2)Hで切断した形状とされている。
本実施例によれば、給電板231の高さを略半分の(1/2)H程度の高さとすることができるため、薄型化できる。
〔第3実施例〕
図6は本発明の第3実施例の斜視図、図7は本発明の第3実施例の三面図を示す。同図中、図4、図5と同一構成部分には同一符号を付し、その説明は省略する。
図6は本発明の第3実施例の斜視図、図7は本発明の第3実施例の三面図を示す。同図中、図4、図5と同一構成部分には同一符号を付し、その説明は省略する。
本実施例のアンテナ装置300は、アンテナ部302の構成が第2実施例とは相違する。また、本実施例のアンテナ部302は、給電部322の構成が第2実施例の給電部222の構成と相違する。
本実施例の給電部322は、給電板331をプリント配線板101に対して角度φだけ傾けて固定する構成とされている。
このため、給電板331が固定部132に対して角度φだけ傾いて固定されている。
本実施例によれば、アンテナ装置300の高さH2を傾斜に応じた高さΔHだけ低くすることができる。なお、このとき、高さΔHは、
ΔH=(1/2)H−{(1/2)H×sinφ}
である。
ΔH=(1/2)H−{(1/2)H×sinφ}
である。
よって、本実施例によれば、給電板331の高さを略半分の(1/2)Hよりさらに低くすることができ、更なる薄型化が期待できる。
〔第4実施例〕
図8は本発明の第4実施例の斜視図、図9は本発明の第4実施例の三面図を示す。同図中、図2、図3と同一構成部分には同一符号を付し、その説明は省略する。
図8は本発明の第4実施例の斜視図、図9は本発明の第4実施例の三面図を示す。同図中、図2、図3と同一構成部分には同一符号を付し、その説明は省略する。
本実施例のアンテナ装置400は、アンテナ部402の構成が第3実施例とは相違する。また、本実施例のアンテナ部402は、給電部422の構成が第3実施例とは相違する。さらに、本実施例の給電部422は、固定部432の構成が第3実施例とは相違する。
本実施例の固定部432は、給電板231を矢印φ11方向及び矢印φ12方向に回動自在に保持している。
図10は固定部432の分解斜視図を示す。
固定部432は、基部441及び回動部442並びに保持部443から構成されている。
基部441は、固定部132と同様に爪部451を有し、爪部451をプリント配線板101の貫通孔101aに貫通させて、半田付けすることにより固定される。基部441は底面部452の形状が略半球面状に形成されている。
回動部442は、球体部461及び給電板固定部462から構成されている。球体部461は、基部441の半球面上の底面部452に係合する。
保持部443は、略円環状に形成されている。保持部443は、孔部471に給電板固定部462が貫通する。保持部443は、基部441にネジ481などにより固定され、基部441とともに、回動部442の球体部461を挟持し、回動自在に保持する。
給電板固定部462は、球体部461に固定されおり、球体部461の回動に応じて回動する。給電板固定部462の先端はネジ491により給電板231に固定される。
これによって、給電板231が矢印φ11方向及び矢印φ12方向に回動自在に保持される。
本実施例によれば、給電板231が矢印φ11方向及び矢印φ12方向に回動自在に保持されているため、電波の送受信状態に応じて給電板231の地板121に対する角度などを調整できる。給電板231が矢印φ11方向及び矢印φ12方向に回動させることにより、給電板231と地板121との整合性、指向性を調整することができる。よって、送受信の最適化を容易に行える。
なお、調整後には、回動部442を基部441などに半田付けすることにより、給電板231の回動位置を固定できる。
〔第5実施例〕
図11は本発明の第5実施例の斜視図、図12は本発明の第5実施例の三面図を示す。同図中、図2、図3と同一構成部分には同一符号を付し、その説明は省略する。
図11は本発明の第5実施例の斜視図、図12は本発明の第5実施例の三面図を示す。同図中、図2、図3と同一構成部分には同一符号を付し、その説明は省略する。
本実施例のアンテナ装置500は、フレキシブルプリント配線板501上にアンテナ部502、及び、高周波回路部103を搭載した構成とされている。
フレキシブルプリント配線板501は、折曲可能なフレキシブル配線基板から構成されており、その表面には電子部品111が搭載されている。電子部品111は、フレキシブルプリント配線板501上で導電パターンにより接続され、高周波回路部103を構成している。高周波回路部103は、フレキシブルプリント配線板501上に形成されたマイクロストリップライン113によりアンテナ部502に接続される。
アンテナ部502は、フレキシブルプリント配線板501上に形成された導電パターンにより形成されており、地板部521及び給電部522から構成される。
地板部521は、導電パターン521a、及び、521bにより構成されている。導電パターン521a、521bは、接地パターンに接続される。
給電部522は、導電パターン531から構成される。給電パターン531は、給電体12の球体部分をその中心軸を含む平面で切断したときの断面形状と略同等の形状とされている。なお、給電体12の全体をその中心軸を含む平面で切断したときの断面形状と略同等な平面形状とされている。
導電パターン531は、例えば、UWBの周波数帯域である3.1〜10.6GHzで通信を行う場合には、中心線Cに対するその周縁部の角度θが40°〜80°、高さHが約25mmに設定される。なお、このとき、高さHは、送受信に用いる最低周波数の(λ/4)程度に設定される。
また、このとき、地板部521は、給電パターン522の底面形状より僅かに大きくなるようにその幅Wが設定されている。
上記設定により、UWBの周波数帯域である3.1〜10.6GHzでVSWRのピーク値を3.0より小さくできる。
次に、本実施例のアンテナ装置500の製造方法について説明する。
図13はアンテナ装置500の製造方法を説明するための図を示す。
まず、図13(A)に示すようにフレキシブル配線基板501上に地板部521をパターン化した導電パターン521a、521b及び給電部502をパターン化した導電パターン522を含む導電パターンを形成する。
次に、図13(B)フレキシブル配線基板501上に電子部品111を搭載する。
次に、図13(C)に示すように一点鎖線で示す部分でフレキシブル配線基板501を90度、折曲させる。
以上により、図11、図12に示すようなアンテナ装置500が完成する。
本実施例によれば、給電部121の形状を円錐体で構成する場合に比べて小型、薄型化が可能となる。よって、アンテナ装置500は小型、薄型に構成できる。
〔その他〕
上記アンテナ装置100〜500をモールド樹脂でモールドすることにより、波長圧縮効果によって、見かけ上、受信する波長が短縮されるため、短縮した波長に応じてアンテナ装置100〜500のサイズを小さくすることが可能となる。
上記アンテナ装置100〜500をモールド樹脂でモールドすることにより、波長圧縮効果によって、見かけ上、受信する波長が短縮されるため、短縮した波長に応じてアンテナ装置100〜500のサイズを小さくすることが可能となる。
100〜500 アンテナ装置
101 プリント配線板、102 アンテナ部、103 高周波回路部
111 電子部品、121 地板、121a、121b 導電パターン
122 給電部、131、231 給電板、132 固定部
101 プリント配線板、102 アンテナ部、103 高周波回路部
111 電子部品、121 地板、121a、121b 導電パターン
122 給電部、131、231 給電板、132 固定部
Claims (3)
- 平板状の基板上に形成された導電パターンで構成されるアンテナ部を備えるアンテナ装置であって、
前記アンテナ部は、地板部と給電部とを含む、アンテナ装置。 - 前記導電パターンが形成された基板は、プリント配線板である、請求項1に記載のアンテナ装置。
- 前記プリント配線板は、フレキシブルプリント配線板である、請求項2に記載のアンテナ装置。
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US9407919B2 (en) | 2011-02-28 | 2016-08-02 | Megachips Corporation | Image coding apparatus |
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2007
- 2007-09-05 JP JP2007230287A patent/JP2007318817A/ja active Pending
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