JP2008066779A - 広帯域アンテナ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 アンテナ100は、平面導体1、線状導体2、給電点3、地板4などから構成される。平面導体1は、四角形の平板状であり、その一角に給電点3が設けられて、給電される。この一角に繋がる辺1a(第2の辺)は、地板4の辺4a(第1の辺)と微小なギャップGだけ略並行に離れている。また、この一角に繋がるもう1つの辺1b(第3の辺)は、地板4の辺4aに対して垂直方向にある。そして、この辺1bの給電点3とは反対側の端近辺に線状導体2が繋がる。平面導体1の面と地板4の面は同一面上にあり、この同一面上に線状導体2も配置される。低域距離L=30mmは、波長λLに対して略4分の1である。高域距離H=19mmは、波長λHに対して、略0.3倍である。ギャップGは、高域距離H=19mmの略0.3倍以下である。
【選択図】 図1
Description
広帯域のアンテナ装置がある(例えば、特許文献1の図10参照。)。この特許文献1のアンテナ装置は、地板6の面と平行に平面状のマイクロストリップアンテナ42が併設され、このマイクロストリップアンテナ42の一端にモノポールアンテナ1の一端を接続した構成となっている。このアンテナ装置は単一共振であり、モノポールアンテナ1の長さは、共振周波数の波長の約半波長である。平面状のマイクロストリップアンテナ42の長さaも約半波長である。平面状のマイクロストリップアンテナ42の幅bを大きく取れば、アンテナの電気的体積が大きくなるため広い帯域幅を得ている。
多共振の平面多重アンテナがある(例えば、特許文献2の図5参照。)。この特許文献5の平面多重アンテナは、矩形導体パターン43と線状のU字状導体パターン45を有し、矩形導体パターン43は、グランド基板導体49と同一平面上に配置される。この平面多重アンテナは多共振であり、U字状導体パターン45全体で電流が共振するときの周波数である第1の共振周波数f1と、U字状に形成された部分の内側が共振するときの周波数である第2の共振周波数f2(f1<f2)とを有している。
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、広帯域化かつ多共振化を実現できる広帯域アンテナを提供することを目的とする。
(a)について説明する。アンテナ100は、平面導体1、線状導体2、給電点3、地板4などから構成される。平面導体1は、四角形の平板状であり、その一角に給電点3が設けられて、給電される。この一角に繋がる辺1a(第2の辺)は、地板4の辺4a(第1の辺)と微小なギャップGだけ略並行に離れている。また、この一角に繋がるもう1つの辺1b(第3の辺)は、地板4の辺4aに対して垂直方向にある。そして、この辺1bの給電点3とは反対側の端近辺に線状導体2が繋がる。
(a)(b)の低域距離Lと低域共振周波数との関係、高域距離Hと高域共振周波数との関係、ギャップGなどについて、次に説明する。
(a)はVSWRのシミュレーション図である。VSWRが3以下の良好な領域が低域と高域に表れる。その双方共、広帯域になっている。
(b)は、入力インピーダンスのシミュレーション図である。辺1aを変化、すなわち、高域距離Hを変化させても、低域共振周波数fL=2.36GHzと変わらず、その波長λL=127.1mmである。低域距離L=30mmは、波長λLに対して、0.24倍、すなわち、略4分の1である。すなわち、低域距離Lで独立に低域共振周波数fLを決めることができる。
低域と高域に共振点が発生する。この低域と高域の共振点が共にVSWR=3以下の良好な状態になるのは、ギャップGが5mm以下である。ギャップGが6mmでは、高域の共振点がNGとなる。
ギャップGは、高域距離H=19mmの略0.3倍以下、すなわちギャップG=5.4mm以下であれば、VSWR=3以下の良好な状態が得られる。
(a)はVSWRのシミュレーション図である。VSWRが3以下の良好な領域が低域と高域とで繋がり、超広帯域になっている。
(b)は、入力インピーダンスのシミュレーション図である。共振点が3箇所発生している。低域共振周波数fL=2.30GHzであり、その波長λL=130.4mmである。低域距離L=30mmは、波長λLに対して、0.23倍、すなわち、略4分の1である。高域共振周波数fH=3.61GHzであり、その波長λH=83.1mmである。高域距離H=25mmは、波長λHに対して、0.30倍である。
これは、平面導体1の上辺部分の幅を調整することにより、線状導体2の部分の低域共振と平面導体1の高域共振の間のマッチング調整が可能であり、これにより超広帯域化を得ることができる。
(a)は、アンテナ300は、平面導体1の辺1aが地板4の辺4aと完全に平行ではなく、多少傾いている。この部分の平均的なギャップGが、図4で説明したように、高域距離Hの略0.3倍以下であれば、良好な多共振を発生することができる。
また、線状導体2は、地板4の辺4aに対して平行、又は垂直だけではなく、斜めであってもよい。
1a、1b、1c 辺
2 線状導体
3 給電点
4 地板
4a 辺
100、200、300、400 アンテナ
Claims (4)
- 平面導体と線状導体と地板を有し、低域共振と高域共振を発生する広帯域アンテナであって、
前記平面導体の面と前記地板の面と前記線状導体は略同一平面上に配置され、
前記平面導体は、
四角形以上の多角形であり、
多角形の一角に位置する給電点と、
前記一角に繋がり前記地板の第1の辺とほぼ等間隔のギャップで対向する第2の辺と、
一端が前記一角に繋がると共に他端近辺が前記線状導体に繋がる第3の辺とを有し、
前記給電点から前記第3の辺を経由して前記線状導体の開放端に至る距離が前記低域共振周波数の波長の略4分の1であり、前記給電点から前記第2の辺を経由して前記多角形内の最も遠い対角までの辺に沿った距離が前記高域共振周波数の波長の略0.3倍であり、前記ギャップが前記給電点から前記第2の辺を経由して前記多角形内の最も遠い対角までの辺に沿った距離の略0.3倍以下である
ことを特徴とする広帯域アンテナ。 - 平面導体と線状導体と地板を有し、低域共振と高域共振を発生する広帯域アンテナであって、
前記平面導体の面と前記地板の面と前記線状導体は略同一平面上に配置され、
前記平面導体は、
四角形以上の多角形であり、
多角形の一角に位置する給電点と、
前記一角に繋がり前記地板の第1の辺とほぼ等間隔のギャップで対向する第2の辺と、
一端が前記一角に繋がると共に他端近辺が前記線状導体に繋がる第3の辺と、
前記第2の辺と略平行な第4の辺とを有し、
前記給電点から前記第3の辺を経由して前記線状導体の開放端に至る距離が前記低域共振周波数の波長の略4分の1であり、前記給電点から前記第2の辺を経由して前記多角形内の最も遠い対角までの辺に沿った距離が前記高域共振周波数の波長の略0.3倍であり、前記ギャップが前記給電点から前記第2の辺を経由して前記多角形内の最も遠い対角までの辺に沿った距離の略0.3倍以下であり、前記第4の辺が前記第2の辺より長い
ことを特徴とする広帯域アンテナ。 - 前記線状導体は、前記地板の第1の辺と略平行に配置されることを特徴とする請求項1又は2に記載の広帯域アンテナ。
- 前記線状導体は、前記地板の第1の辺と略垂直に配置されることを特徴とする請求項1又は2に記載の広帯域アンテナ。
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