JP2011029771A - アンテナ装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】互いに特性の異なる複数のアンテナ部2、3と、アンテナ部のいずれか1つと接続されアンテナ部に信号を送る本体部4と、を備え、それぞれのアンテナ部は、電磁波を放射する第一の導体25と、第一の導体と絶縁された第二の導体26と、第一の導体に接続された少なくとも1つのアンテナ側給電用接続部22と、第二の導体に接続されたアンテナ側接地用接続部24と、を有し、本体部は、信号を送る複数の本体側給電用接続部11と、アンテナ側接地用接続部と係合する本体側接地用接続部14と、を有し、一のアンテナ部の少なくとも1つのアンテナ側給電用接続部が接続される本体側給電用接続部の少なくとも一部と、二のアンテナ部の少なくとも1つのアンテナ側給電用接続部が接続される本体側給電用接続部の少なくとも一部とは互いに異なる。
【選択図】図2
Description
この種のアンテナ装置として、マイクロ波信号発生器(本体部)とホーンアンテナ(アンテナ部)を分離して備え、その間を同軸ケーブルで接続したものが知られている(例えば、特許文献1参照)。一般に、様々な被検体の測定に対応するために、アンテナ装置のホーンアンテナは容易に切り替えることが望まれている。特許文献1の装置では、このような構成にすることで、同軸ケーブルとホーンアンテナとの接続を取り外して、この同軸ケーブルに他の種類のホーンアンテナを取り付けて、放射する電磁波を切り替えることができる。
また、上記特許文献2及び特許文献3に示すアンテナ装置では、アンテナ部をハンダ付けにより固定するために、アンテナ部の交換に多大な労力を要する。
本発明のアンテナ装置は、互いに特性の異なる複数のアンテナ部と、該アンテナ部のいずれか1つと接続され、前記アンテナ部に信号を送る本体部と、を備え、それぞれの前記アンテナ部は、前記電磁波を放射する第一の導体と、該第一の導体と絶縁された第二の導体と、前記第一の導体に接続された少なくとも1つのアンテナ側給電用接続部と、前記第二の導体に接続されたアンテナ側接地用接続部と、を有し、前記本体部は、前記信号を送る複数の本体側給電用接続部と、前記アンテナ側接地用接続部と係合する本体側接地用接続部と、を有し、前記本体部と前記アンテナ部とを接続するときに、前記本体側接地用接続部と前記アンテナ側接地用接続部とが互いに係合することで接続されるとともに、前記複数の本体側給電用接続部と前記少なくとも1つのアンテナ側給電用接続部とが互いに係合することで接続され、一の前記アンテナ部の前記少なくとも1つのアンテナ側給電用接続部が接続される前記本体側給電用接続部の少なくとも一部と、二の前記アンテナ部の前記少なくとも1つのアンテナ側給電用接続部が接続される前記本体側給電用接続部の少なくとも一部とは互いに異なることを特徴としている。
また、アンテナ側給電用接続部と本体側給電用接続部、そして、アンテナ側接地用接続部と本体側接地用接続部という互いに係合する部品同士で本体部とアンテナ部とを接続するので、例えば同軸ケーブルのように新たな接続部材を設けることを必要とせず、アンテナ装置全体の構成を簡単かつ小型にすることが可能となる。
この発明によれば、本体部とアンテナ部とをピンコンタクトとソケットだけで接続するので、互いに接続したときの本体部とアンテナ部との距離を短くすることができる。このため、本体部とアンテナ部との間で信号を送受信するときの損失を抑えることができる。
また、ピンコンタクトとソケットという簡単な構成で本体部とアンテナ部とを接続するので、アンテナ装置の製造コストを抑えることができる。
この発明によれば、一の本体側給電用接続部と二の本体側給電用接続部の間に生じるノイズを低下させ、アンテナ部の特性を向上させることができる。
この発明によれば、ノイズに対するアンテナ部の特性をより向上させることができる。
回路ブロック4は、第1のアンテナ2、第2のアンテナ3と交互に接続されるように、すなわち第1のアンテナ2と第2のアンテナ3のいずれか1つと接続されるように構成されている。回路ブロック4は、接続されたいずれかのアンテナ2、3に所定の信号(電力)を送るとともに、その接続されたアンテナ2、3が受信した電磁波を検出する装置である。
本実施形態の回路ブロック4は、略板状の基板7と、基板7の一方の主面の端部に設けられたコネクタ8と、この一方の主面の残りの部分を覆うように設けられたシールドケース9と、不図示の制御部と、を有する。
制御部は、コネクタ8を介してコントローラから供給された電力を送信部及び受信部にそれぞれ供給する。
送信部は変調回路やパワーアンプ等を有し、制御部の指示に基づいて信号を変調・増幅して方向性結合部に送る。そして受信部は、復調回路やパワーアンプ等を有し、方向性結合部を通じて得た信号を復調・増幅して制御部に送る。
方向性結合部は、自身の内部において、所定の方向に流れる信号を通過させ、それ以外の方向に流れる信号を遮断するものである。本実施形態では、方向性結合部において、送信部側から基板7側に、そして、基板7側から受信部側にのみ信号を流すことができる。
シールドケース9は、RFIDリーダライタ1の周囲で放射された電磁波により、回路ブロック4及びアンテナ2、3にノイズが発生するのを抑えるためのものである。
また、給電ソケット11、12及びグランドソケット13、14は、矩形の4つの頂点にそれぞれ位置するよう配置され、給電ソケット11と給電ソケット12の中間部にグランドソケット13、14がそれぞれ配置されている。
給電ソケット11、12には、配線パターン17、18の一端がそれぞれ接続されていて、配線パターン17、18の他端は前述の方向性結合部にそれぞれ接続されている。
そして、給電ソケット11、12及びグランドソケット13、14の開口がシールドケース9の反対側に位置するように、基板7のグランドパターン16に前述のコネクタ8及びシールドケース9が取り付けられている。
ホットピン22、グランドピン23、24はそれぞれ導電性を有する材料で略棒状に形成され、母材21に直交するとともに、母材21のグランドパターン26が形成された側の主面側に突出するようにそれぞれ配置されている。
ホットピン22は、略正方形状に形成された放射導体25において、放射導体25の辺25aの長さ方向の中央部に接続されている。
グランドピン23、24は、母材21の他方の主面においてグランドパターン26にそれぞれ接続されている。また、グランドピン23、24は母材21の一方の主面において放射導体25には接続されず、母材21に配線パターン27、28でそれぞれ固定されている。このグランドパターン26は、導体により形成されている。
また、放射導体25とグランドパターン26は、互いの間に母材21を挟むことにより絶縁されている。
このように構成された第1のアンテナ2にホットピン22から所定の信号を送ることにより放射導体25に電力が供給され、公知の作用により、放射導体25から所定の方向への直線偏波となった電磁波が放射される。
ホットピン32、グランドピン33、34はそれぞれ導電性を有する材料で略棒状に形成され、母材31に直交するとともに、母材31のグランドパターン36が形成された側の主面側に突出するようにそれぞれ配置されている。
放射導体35は略正方形状に形成され、各辺の中央部には、切り欠き35aがそれぞれ形成されている。
ホットピン32は、放射導体35において、放射導体35の辺35bの長さ方向の中央部から辺35bの一方の端部に移動した位置に接続されている。
グランドピン33、34は、母材31の他方の主面においてグランドパターン36にそれぞれ接続されている。また、グランドピン33、34は母材31の一方の主面において放射導体35には接続されず、母材31に配線パターン37、38でそれぞれ固定されている。このグランドパターン36は、導体により形成されている。
また、放射導体35とグランドパターン36は、互いの間に母材31を挟むことにより絶縁されている。
このように構成された第2のアンテナ3にホットピン32から所定の信号を送ることにより放射導体35に電力が供給され、公知の作用により、放射導体35から所定の旋回方向への円偏波となった電磁波が放射される。
さらに、回路ブロック4と第1のアンテナ2を接続したときに、第1のアンテナ2の給電ポイントとなるホットピン22の位置に回路ブロック4の給電ソケット11が配置されている。回路ブロック4に第2のアンテナ3を接続したときも同様である。
使用者は、RFIDリーダライタ1の用途に応じてアンテナを選択するが、この例では、直線偏波の電磁波を放射させるために回路ブロック4と第1のアンテナ2を接続した場合で説明する。
コントローラからの不図示のRFIDタグの読み取り指示がコネクタ8を介して制御部に伝達されると、制御部でRFIDタグへの質問内容が信号として生成される。この信号が送信部に送られて変調・増幅され、方向性結合部及び配線パターン17を通して給電ソケット11に送信される。そして、この増幅された信号は、給電ソケット11に接続されたホットピン22を介して第1のアンテナ2に送られる。
RFIDリーダライタ1では、この電磁波を第1のアンテナ2で受信し、受信した信号がホットピン22に接続された給電ソケット11、配線パターン17、及び方向性結合部を通して受信部に送られ復調・増幅される。そして、制御部に、この増幅された信号が送られる。
制御部は、RFIDタグから送られた信号を検出し、コネクタ8を介してコントローラに送信する。
なお、使用者は、RFIDタグの種類に応じて回路ブロック4から第1のアンテナ2を取り外して回路ブロック4と第2のアンテナ3を接続し、第2のアンテナ3から円偏波の電磁波を放射する。
また、ホットピン22と給電ソケット11、グランドピン23とグランドソケット13、そしてグランドピン24とグランドソケット14という互いに係合する部品同士で回路ブロック4と第1のアンテナ2とを接続するので、例えば同軸ケーブルのように新たな接続部材を設けることを必要とせず、RFIDリーダライタ1全体の構成を簡単かつ小型にすることが可能となる。
また、これらのピン22、23、24とソケット11、13、14という簡単な構成で回路ブロック4と第1のアンテナ2とを接続するので、RFIDリーダライタ1の製造コストを抑えることができる。
また、グランドピン23、24は第1のアンテナ2に2つ備えられ、グランドソケット13、14は回路ブロック4に2つ備えられているので、ノイズに対する第1のアンテナ2の特性をより向上させることができる。
また、回路ブロック4と第1のアンテナ2を接続したときに、第1のアンテナ2のホットピン22の位置に回路ブロック4の給電ソケット11が配置されている。このため、給電ソケット11から給電ポイントとなるホットピン22までの長さを短くして、信号の送信時の電力の損失を抑えることができる。
例えば、上記実施形態では、回路ブロック4に2つのグランドソケットを備え、第1のアンテナ2と第2のアンテナ3にそれぞれ2つのグランドピンを備えた。しかし、回路ブロック4に備えられるグランドソケットの数、及び第1のアンテナ2と第2のアンテナ3に備えられるグランドピンの数は、それぞれ1つ以上であれば、幾つでも良い。
例えば、図6に示すように、回路ブロック4の給電ソケット12の周囲に、例えば7つのグランドソケット(ソケット、本体側接地用接続部)41を備えることで、給電ソケット12に及ぼすノイズの影響をより低減させることができる。
また、上記実施形態では、ピンコンタクトに代えて導電性を有する板状部材を用い、ソケットに代えて、板状部材と係合する導電性のクリップ等を用いても良い。
また、上記実施形態ではアンテナ装置は、RFIDリーダライタであるとした。しかし、アンテナ装置はこれに限ることなく、例えば、一般のICカード用のアンテナ装置や、GPS用のアンテナ装置等に用いても良い。
2 第1のアンテナ(アンテナ部)
3 第2のアンテナ(アンテナ部)
4 回路ブロック(本体部)
11、12 給電ソケット(ソケット、本体側給電用接続部)
13、14、41 グランドソケット(ソケット、本体側接地用接続部)
25、35 放射導体(第一の導体)
26、36 グランドパターン(第二の導体)
32 ホットピン(ピンコンタクト、アンテナ側給電用接続部)
33、34 グランドピン(ピンコンタクト、アンテナ側接地用接続部)
Claims (4)
- 互いに特性の異なる複数のアンテナ部と、
該アンテナ部のいずれか1つと接続され、前記アンテナ部に信号を送る本体部と、
を備え、
それぞれの前記アンテナ部は、
前記電磁波を放射する第一の導体と、
該第一の導体と絶縁された第二の導体と、
前記第一の導体に接続された少なくとも1つのアンテナ側給電用接続部と、
前記第二の導体に接続されたアンテナ側接地用接続部と、
を有し、
前記本体部は、
前記信号を送る複数の本体側給電用接続部と、
前記アンテナ側接地用接続部と係合する本体側接地用接続部と、
を有し、
前記本体部と前記アンテナ部とを接続するときに、
前記本体側接地用接続部と前記アンテナ側接地用接続部とが互いに係合することで接続されるとともに、前記複数の本体側給電用接続部と前記少なくとも1つのアンテナ側給電用接続部とが互いに係合することで接続され、
一の前記アンテナ部の前記少なくとも1つのアンテナ側給電用接続部が接続される前記本体側給電用接続部の少なくとも一部と、二の前記アンテナ部の前記少なくとも1つのアンテナ側給電用接続部が接続される前記本体側給電用接続部の少なくとも一部とは互いに異なることを特徴とするアンテナ装置。 - 請求項1に記載のアンテナ装置において、
前記少なくとも1つのアンテナ側給電用接続部と前記複数の本体側給電用接続部のいずれか一方は略棒状のピンコンタクトで構成されるとともに、同他方は前記ピンコンタクトと該ピンコンタクトの軸線方向に係合する凹形のソケットで構成され、
前記アンテナ側接地用接続部と前記本体側接地用接続部のいずれか一方は前記ピンコンタクトで構成されるとともに、同他方は前記ソケットで構成されることを特徴とするアンテナ装置。 - 請求項1又は請求項2に記載のアンテナ装置において、
前記本体側接地用接続部は、前記本体部の一の前記本体側給電用接続部と二の前記本体側給電用接続部の中間部に配置されていることを特徴とするアンテナ装置。 - 請求項1から請求項3のいずれかに記載のアンテナ装置において、
前記アンテナ側接地用接続部は前記アンテナ部に複数備えられ、前記本体側接地用接続部は前記本体部に複数備えられていることを特徴とするアンテナ装置。
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JPH06169211A (ja) * | 1992-11-30 | 1994-06-14 | Toshiba Corp | アンテナの装着構造 |
JP2004266438A (ja) * | 2003-02-28 | 2004-09-24 | Toko Inc | 円偏波平面アンテナ |
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