JP2015104060A - アンテナ装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】水平導体棒4,5の途中にアクティブ素子10,11を設置するように構成する。また、垂直導体棒3に対して、水平導体棒4,5を接続するとともに、水平導体棒4,5に対して、垂直導体棒6,7を接続するように構成する。これにより、バイアス電圧制御線によるアンテナ特性の劣化を招くことなく、周波数の可変範囲を広げることができる小形のアンテナ装置が得られる。
【選択図】図1
Description
また、広帯域化する方法として、アンテナ素子形状を円錐形、円形や三角形等にすることで、広帯域化する方法が知られている。
しかし、これらの方法では、アンテナ装置が大型化する問題があるため、多周波数に対応可能な小形のアンテナ装置として、スイッチや可変容量素子をアンテナに設置して、整合周波数を変化させる周波数可変アンテナがある。
また、以下の特許文献2には、折り返しダイポールアンテナの途中に、多数の可変容量素子を設置する方法が開示されている。
また、以下の特許文献3には、励振モノポールの周囲に、可変リアクタンス又はスイッチが装荷された非励振モノポールを設置する方法が開示されている。
特許文献2の場合、アンテナ導体が可変容量素子のバイアス電圧制御線を兼ねており、バイアス電圧制御線の影響は無いが、周波数を可変できる範囲が1.3倍帯域しかなく、周波数の可変範囲が狭くなってしまう課題があった。
また、特許文献3の場合も、周波数を可変できる範囲が1.4倍帯域しかなく、周波数の可変範囲が狭くなってしまう課題があった。
また、第1の垂直導体棒に対して、第1及び第2の水平導体棒を接続するとともに、第1及び第2の水平導体棒に対して、第2及び第3の垂直導体棒を接続するように構成したので、1本の垂直導体棒でアンテナ装置を構成する場合と比べて、高さ方向を抑えることができるようになり、アンテナ装置の小型化を図ることができる効果がある。
図1はこの発明の実施の形態1によるアンテナ装置を示す斜視図である。
図1において、第1の垂直導体棒である垂直導体棒3は下端が給電点2と接続された状態で、グランド導体板1に対して垂直に立てられている。垂直導体棒3の長さはhである。
図1では、垂直導体棒3がグランド導体板1に対して垂直に立てられている例を示しているが、グランド導体板1に対して略垂直に立てられていればよく、厳密に垂直に立てられている必要はない。
水平導体棒4の長さは1/2dである。
図1では、水平導体棒4がグランド導体板1に対して水平に設置されている例を示しているが、グランド導体板1に対して略水平に設置されていればよく、厳密に水平に設置されている必要はない。したがって、例えば、水平導体棒4の左端が右端より上がっていたり、下がっていたりしていてもよい。
図1では、水平導体棒5がグランド導体板1に対して水平に設置されている例を示しているが、グランド導体板1に対して略水平に設置されていればよく、厳密に水平に設置されている必要はない。したがって、例えば、水平導体棒5の左端が右端より上がっていたり、下がっていたりしていてもよい。
なお、図1では、水平導体棒4と水平導体棒5が別々の部材である例を示しているが、1本の水平導体棒で、水平導体棒4,5を構成するようにしてもよい。
図1では、垂直導体棒6がグランド導体板1に対して垂直(垂直導体棒3に対して平行)に設置されている例を示しているが、垂直導体棒6がグランド導体板1に対して略垂直に設置されていればよく、厳密に垂直に設置されている必要はない。したがって、例えば、垂直導体棒6の下端が上端より左にずれていたり、右にずれていたりしていてもよい。
図1では、垂直導体棒7がグランド導体板1に対して垂直(垂直導体棒3に対して平行)に設置されている例を示しているが、垂直導体棒7がグランド導体板1に対して略垂直に設置されていればよく、厳密に垂直に設置されている必要はない。したがって、例えば、垂直導体棒7の下端が上端より左にずれていたり、右にずれていたりしていてもよい。
図1では、水平導体棒8がグランド導体板1に対して水平に設置されている例を示しているが、グランド導体板1に対して略水平に設置されていればよく、厳密に水平に設置されている必要はない。
第1のアクティブ素子であるアクティブ素子10は水平導体棒4の途中に設置されている。
第2のアクティブ素子であるアクティブ素子11は水平導体棒5の途中の位置であって、垂直導体棒3を中心にして、アクティブ素子10と対称になる位置に設置されている。
図1では、アクティブ素子10とアクティブ素子11が、垂直導体棒3に対して、対称になる位置に設置されている例を示しているが、垂直導体棒3に対して、略対称になる位置に設置されていればよく、厳密に対称な位置に設置されている必要はない。
特に図2(a)はアクティブ素子10,11がスイッチである例を示し、図2(b)はアクティブ素子10,11が可変容量素子である例を示している。
図3はこの発明の実施の形態1によるアンテナ装置の反射特性の一例を示す説明図である。
また、図4はこの発明の実施の形態1によるアンテナ装置の水平面の放射パターンの一例を示す説明図である。
垂直導体棒3の長さがhである場合、図1に示すように、hはアンテナ装置のグランド導体板1からの高さを表している。
この実施の形態1では、hは0.25λ0以下である。λ0は使用周波数の下限周波数f0における自由空間波長である。
dは水平導体棒4と水平導体棒5を合わせた長さであり、アンテナ装置の横幅を表している。dは使用周波数の下限周波数f0で0.5波長以下である。
したがって、通常の直線状のモノポールアンテナと比べて、アンテナ装置の高さhを低くすることができる。
アンテナ装置の高さhを低くした場合、アンテナインピーダンスの実部が小さくなり、かつ、容量性のインピーダンスになる。
したがって、水平導体棒8と接続導体棒9からなるショートスタブを設置することで、アンテナインピーダンスの整合を取ることができる。
アクティブ素子10とアクティブ素子11は、常に同じ状態になるように制御されるが、アクティブ素子10,11が図2(a)に示すようなスイッチである場合、アクティブ素子10,11であるスイッチをONにすると、アンテナ長が長くなり、共振周波数が低くなる。
一方、アクティブ素子10,11であるスイッチをOFFにすると、アンテナ長が短くなり、共振周波数が高くなる。
アクティブ素子10,11が図2(b)に示すような可変容量素子である場合、アクティブ素子10,11である可変容量素子のキャパシタンスを変化させることで、共振周波数を調整することができ、キャパシタンスを大きくするにつれてアンテナの電気長が長くなり、共振周波数が低くなる。
アクティブ素子10,11であるスイッチがONである場合には、使用周波数の下限周波数f0で反射が小さくなり、スイッチがOFFである場合には、1.67f0で反射が小さくなることが確認される。
このように、アクティブ素子10,11であるスイッチを切り替えることで、整合周波数を変化させることができる。
また、周波数の可変範囲は1.67倍帯域であり、従来のアンテナ装置より周波数の可変範囲が広いことが分かる。
図4より、水平面内でほぼ垂直偏波が無指向性であり、どの方向に対しても電波を放射することができることが分かる(どの方向からの電波も受信することができる)。なお、水平偏波は−30dBi以下である。
また、垂直導体棒3に対して、水平導体棒4,5を接続するとともに、水平導体棒4,5に対して、垂直導体棒6,7を接続するように構成したので、1本の垂直導体棒でアンテナ装置を構成する場合と比べて、高さ方向を抑えることができるようになり、アンテナ装置の小型化を図ることができる効果を奏する。
図5はこの発明の実施の形態2によるアンテナ装置を示す斜視図であり、図において、図1と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
アクティブ素子12は垂直導体棒3の途中に設置されている。
図6はこの発明の実施の形態2によるアンテナ装置の反射特性の一例を示す説明図である。
ここでは、アクティブ素子10,11の代わりに、アクティブ素子12を設置しているアンテナ装置を説明するが、アクティブ素子10,11とアクティブ素子12の双方を設置するようにしてもよい。
したがって、アクティブ素子12がスイッチである場合、スイッチがOFFのときの整合周波数を図1のアンテナ装置より高くすることができる。
一方、スイッチがONであるときの整合周波数は、図1のアンテナ装置とほぼ等しくなる。
このため、図1のアンテナ装置よりも周波数の可変範囲を広げることができる。
アクティブ素子12であるスイッチがONである場合には、使用周波数の下限周波数f0で反射が小さくなり、スイッチがOFFである場合には、3.03f0で反射が小さくなることが確認される。
このように、アクティブ素子12であるスイッチを切り替えることで、整合周波数を変化させることができる。
また、周波数の可変範囲は3.03倍帯域であり、周波数の可変範囲が更に広いことが分かる。
また、垂直導体棒3に対して、水平導体棒4,5を接続するとともに、水平導体棒4,5に対して、垂直導体棒6,7を接続するように構成したので、1本の垂直導体棒でアンテナ装置を構成する場合と比べて、高さ方向を抑えることができるようになり、アンテナ装置の小型化を図ることができる効果を奏する。
図7はこの発明の実施の形態3によるアンテナ装置を示す斜視図であり、図において、図1と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
第1のインダクタンス素子であるインダクタンス素子21は一端が垂直導体棒6の下端と接続され、他端がグランド導体板1と接続されている。
第2のインダクタンス素子であるインダクタンス素子22は一端が垂直導体棒7の下端と接続され、他端がグランド導体板1と接続されている。
キャパシタンス素子23は接続導体棒9の途中に設置されている。この実施の形態3では、キャパシタンス素子23が接続導体棒9の途中に設置されている例を示しているが、キャパシタンス素子23を接続導体棒9の途中ではなく、水平導体棒8の途中に設置してもよい。
また、キャパシタンス素子23は、直流を遮断するが、高周波では、インピーダンスを低くして(キャパシタンスを大きくして)高周波成分を通過させる。
図8は給電点2に接続されるバイアス回路の一例を示す回路図である。
図8において、バイアス電圧端子31はバイアス電圧を入力する端子である。
入出力端子32は高周波信号を入出力する端子である。
キャパシタンス素子34は一端が入出力端子32と接続され、他端がインダクタンス素子33の他端と接続されており、直流を遮断するが、高周波成分を通過させる。
伝送線路35は一端がインダクタンス素子33の他端及びキャパシタンス素子34の他端と接続されており、他端が入出力端子36と接続されている。
入出力端子36は給電点2と接続されている。
特に図9(a)はアクティブ素子10,11がPINダイオードである例を示し、図9(b)はアクティブ素子10,11がリレー41等からなる例を示し、図9(c)はアクティブ素子10,11が可変容量ダイオードである例を示している。
図9(b)の場合、アクティブ素子10,11がリレー41を備えており、リレー41のコイル電圧(制御用の直流電圧)を分離するために、インダクタンス素子42,43及びキャパシタンス素子44,45を設けている。インダクタンス素子42,43は、直流を通すが、高周波成分を遮断する。キャパシタンス素子44,45は、直流を遮断するが、高周波成分を通過させる。
図8のバイアス回路の入出力端子32から高周波信号が入力されると、その高周波信号は、キャパシタンス素子34及び伝送線路35を通って入出力端子36から出力されることで、給電点2に入力される。
また、アクティブ素子10,11のバイアス電圧がバイアス電圧端子31に印加されると、アクティブ素子10,11の直流電圧信号(バイアス電圧)が上記の高周波信号に重畳される。したがって、直流電圧信号が重畳された高周波信号が給電点2に入力される。直流電圧の信号は、給電点2から垂直導体棒3へ入力され、直流電圧のグランドは、給電点2からグランド導体板1に接続される。
また、キャパシタンス素子23は、直流を遮断するが、高周波成分を通過させる。
したがって、図7のアンテナ装置は、高周波において、図1のアンテナ装置と等価な構成になる。また、高周波信号に重畳された直流電圧信号によって、アクティブ素子10,11に直流電圧を印加することが可能となる。
このとき、アクティブ素子10,11が図9(a)に示すようなPINダイオードである場合、その高周波信号に重畳されている直流電圧信号を変化させることで、PINダイオードがONまたはOFFとなる。PINダイオードがONの場合、高周波信号がアクティブ素子10,11を通過できるようになる。一方、PINダイオードがOFFの場合、高周波信号はアクティブ素子10,11を通過できなくなる。
図10はこの発明の実施の形態4によるアンテナ装置を示す斜視図であり、図において、図7と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
第1の可変容量素子である可変容量素子51は水平導体棒4の途中に設置されている。
第2の可変容量素子である可変容量素子52は水平導体棒5の途中の位置であって、垂直導体棒3を中心にして、可変容量素子51と対称になる位置に設置されている。
図10では、可変容量素子51と可変容量素子52が、垂直導体棒3に対して、対称になる位置に設置されている例を示しているが、垂直導体棒3に対して、略対称になる位置に設置されていればよく、厳密に対称な位置に設置されている必要はない。
可変容量素子53,54は垂直導体棒3の途中に設置されている。
逆に、可変容量素子51,52が設置されずに、可変容量素子53,54だけが設置されていてもよい。
また、垂直導体棒6,7の途中に、垂直導体棒3を中心にして対称になるように、可変容量素子がそれぞれ設置されていてもよい。
さらに、垂直導体棒3,6,7、水平導体棒4,5の途中に、垂直導体棒3を中心にして対称になるように、複数の可変容量素子を設置するようにしてもよい。
図11において、可変容量ダイオード61は水平導体棒4,5及び垂直導体棒3の途中にそれぞれ挿入されている。
可変容量素子51〜54における各可変容量ダイオード61の向きは、給電点2から垂直導体棒6,7の下端に向かう方向に揃えられている。
抵抗62は大きな抵抗値を有しており、抵抗62によって、可変容量素子51〜54における各可変容量ダイオード61にかかる逆バイアス電圧をほぼ等しくすることができる。
給電点2から入力された高周波信号に重畳されている直流電圧信号によって、4個の可変容量素子51〜54に対する逆バイアス電圧が制御される。
したがって、バイアス回路のバイアス電圧端子31から入力されるバイアス電圧を連続的に調整することで、4個の可変容量素子51〜54の容量が連続的に変化する。これにより、アンテナの整合周波数が連続的に変化するため、対応可能な周波数を連続的に切り換えることができる。
図12はこの発明の実施の形態5によるアンテナ装置を示す斜視図であり、図において、図1と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
この実施の形態5では、水平導体棒4,5の途中に設置されているアクティブ素子10,11がスイッチ10a,11aで構成されている。
アクティブ素子であるスイッチ70は垂直導体棒3の途中に設置されている。
バイアス電圧端子72はスイッチ10aの状態を制御する直流電圧信号を入力する端子である。
第2のインダクタンス素子であるインダクタンス素子73は一端が垂直導体棒7の下端と接続され、他端がバイアス電圧端子74と接続されており、直流は通すが、高周波成分は遮断する。
バイアス電圧端子74はスイッチ11aの状態を制御する直流電圧信号を入力する端子である。
可変容量回路75は容量を変えることが可能な回路であり、一端がグランド導体板1と接続されている。
図12では、垂直導体棒76が垂直導体棒3に対して平行に設置されている例を示しているが、垂直導体棒76が垂直導体棒3に対して略平行に設置されていればよく、厳密に平行に設置されている必要はない。
第3のインダクタンス素子であるインダクタンス素子77は垂直導体棒76の途中に設置されている。
第4のインダクタンス素子であるインダクタンス素子78は一端が垂直導体棒3の上端と接続され、他端が垂直導体棒76の上端と接続されている。
図13において、可変容量素子81は一端が垂直導体棒76の下端と接続されている。
キャパシタンス素子82は一端が可変容量素子81の他端と接続され、他端がグランド導体板1と接続されており、高周波成分は通すが、直流は遮断する。
第5のインダクタンス素子であるインダクタンス素子83は一端が可変容量素子81の他端と接続され、他端がバイアス電圧端子84と接続されており、直流は通すが、高周波成分は遮断する。
バイアス電圧端子84は可変容量素子81のバイアス電圧を調整するための直流電圧が印加される端子である。
第6のインダクタンス素子であるインダクタンス素子85は一端が垂直導体棒76の下端と接続され、他端がグランド導体板1と接続されており、直流は通すが、高周波成分は遮断する。
図14はこの発明の実施の形態5によるアンテナ装置の反射特性の一例を示す説明図である。
図12のアンテナ装置は、給電点2、垂直導体棒3,6,7及び水平導体棒4,5からなる励振モノポールと、可変容量回路75及び垂直導体棒76からなる非励振モノポールとから構成されている。
また、水平導体棒8と接続導体棒9はショートスタブを構成しており、水平導体棒8の長さを変化させることで、アンテナインピーダンスに対して、並列のインダクタンス量を変化させることができる。
したがって、水平導体棒8と接続導体棒9からなるショートスタブを設置することで、アンテナインピーダンスの整合を取ることができる。
スイッチ10a、11aがOFFで、スイッチ70がONである場合、垂直導体棒3と、水平導体棒4,5におけるスイッチ10a,11aの設置位置までの部分に主として電流が流れる。
スイッチ10a,11aの全てがOFFである場合、垂直導体棒3におけるスイッチ70の設置位置までの部分に主として電流が流れる。
同様に、垂直導体棒7の下端にはインダクタンス素子73が接続されているので、垂直導体棒7の下端より先には高周波電流が流れない。
また、垂直導体棒3の上端と垂直導体棒76の上端との間にはインダクタンス素子78が接続されているので、垂直導体棒3から垂直導体棒76には高周波電流が流れない。
f1<f2<f3
可変容量回路75における可変容量素子81のバイアス電圧を調整するための直流電圧がバイアス電圧端子84に印加されることで、可変容量素子81のキャパシタンスを変化させると、非励振モノポールの共振周波数を調整することができる。
このとき、垂直導体棒76の途中にインダクタンス素子77が挿入されているので、垂直導体棒76において、インダクタンス素子77より上側の部分には高周波電流が流れない。
垂直導体棒3において、スイッチ70より上側は、垂直導体棒76及びインダクタンス素子77,78,85を介して、グランド導体板1と直流的につながっている。
また、垂直導体棒3において、スイッチ70より上側は、水平導体棒4におけるスイッチ10aの右側、水平導体棒5におけるスイッチ11aの左側、可変容量素子81の上側と直流的につながっており、これらがバイアス電圧のグランドになっている。
また、バイアス電圧端子74は、インダクタンス素子73及び垂直導体棒7を介して、スイッチ11aの右側と直流的につながっており、バイアス電圧端子74に対して直流電圧を印加することで、スイッチ11aのバイアス電圧を調整することができる。
図13の可変容量回路75におけるバイアス電圧端子84は、インダクタンス素子83を介して、可変容量素子81の下側と直流的につながっており、バイアス電圧端子84に対して直流電圧を印加することで、可変容量素子81のバイアス電圧を調整することができる。
図14(a)は、スイッチ10a,11a,70がONであり、可変容量素子81のキャパシタンスが500pFである場合のアンテナインピーダンスの反射特性を示しており、使用周波数の下限周波数f0と5f0で反射が小さくなることが確認される。
図14(b)は、スイッチ10a,11a,70がONであり、可変容量素子81のキャパシタンスが50pFである場合のアンテナインピーダンスの反射特性を示しており、使用周波数の下限周波数f0と6.7f0で反射が小さくなることが確認される。
図14(d)は、スイッチ10a,11a,70がOFFであり、可変容量素子81のキャパシタンスが50pFである場合のアンテナインピーダンスの反射特性を示しており、3.3f0で反射が小さくなることが確認される。
このように、スイッチ10a,11a,70のON/OFF、可変容量素子81のキャパシタンスを変化させることで、整合周波数を変化させることができる。
また、周波数の可変範囲は6.7倍帯域であり、周波数の可変範囲が非常に広いことが分かる。
図15はこの発明の実施の形態6によるアンテナ装置を示す斜視図であり、図において、図10及び図12と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
第3の可変容量素子である可変容量素子91は一端が垂直導体棒76の下端と接続され、他端がグランド導体板1と接続されている。
第3のインダクタンス素子であるインダクタンス素子92は一端が垂直導体棒76における中央より下端側の部分と接続され、他端がバイアス電圧端子93と接続されている。
バイアス電圧端子93は可変容量素子91の状態を制御する直流電圧信号が入力される。
この実施の形態6では、上記実施の形態4と同様に、水平導体棒4,5及び垂直導体棒6,7の途中に可変容量素子51〜54を設置するようにしている。
したがって、上記実施の形態4と同様に、可変容量素子51〜54の容量を連続的に変化させて、対応可能な周波数を連続的に切り換えることができるようになる。その結果、バイアス電圧制御線によるアンテナ特性の劣化を招くことなく、周波数の可変範囲を広げることができる。
この実施の形態6では、上記実施の形態4における図10のアンテナ装置に対して、可変容量素子91、インダクタンス素子92及び垂直導体棒76からなる非励振モノポールを追加している。インダクタンス素子92では、直流を通すが、高周波ではインピーダンスを高くして(インダクタンスを大きくして)高周波成分を遮断する。
給電点2、垂直導体棒3,6,7及び水平導体棒4,5からなる励振モノポールにおいて、複数の可変容量素子51〜54を設置しているので、上記実施の形態4と同様に、広い周波数範囲に亘って連続的に整合周波数を変化させることができる。
励振モノポールに対して、非励振モノポールを追加することで、アンテナの入力インピーダンスが2共振特性となり、周波数の可変範囲を更に広げることができる。
即ち、非励振モノポールにおける可変容量素子91のキャパシタンスを変化させることで、非励振モノポールの共振周波数を調整することができるため、周波数の可変範囲を更に広げることができる。
給電点2から入力された高周波信号に重畳されている直流電圧信号によって、4個の可変容量素子51〜54に対する逆バイアス電圧が制御される。
したがって、バイアス回路のバイアス電圧端子31から入力されるバイアス電圧を連続的に調整することで、4個の可変容量素子51〜54の容量が連続的に変化する。これにより、アンテナの整合周波数が連続的に変化するため、対応可能な周波数を連続的に切り換えることができる。
可変容量素子91のバイアス電圧を調整することで、可変容量素子91のキャパシタンスが変化するため、非励振モノポールの共振周波数を調整して、周波数の可変範囲を更に広げることができる。
図16はこの発明の実施の形態7によるアンテナ装置を示す斜視図である。図16のアンテナ装置は、ダイポール方式のアンテナである。
図16において、第1の垂直導体棒である垂直導体棒101は途中に給電点100が設けられている。
第1の水平導体棒である水平導体棒102は右端(一端)が垂直導体棒101の上端と接続されており、垂直導体棒101に対して垂直に設置されている。
図16では、水平導体棒102が垂直導体棒101に対して垂直に設置されている例を示しているが、垂直導体棒101に対して略垂直に設置されていればよく、厳密に垂直に設置されている必要はない。
図16では、水平導体棒103が垂直導体棒101に対して垂直に設置されている例を示しているが、垂直導体棒101に対して略垂直に設置されていればよく、厳密に垂直に設置されている必要はない。
なお、図16では、水平導体棒102と水平導体棒103が別々の部材である例を示しているが、1本の水平導体棒で、水平導体棒102,103を構成するようにしてもよい。
図16では、水平導体棒104が垂直導体棒101に対して垂直に設置されている例を示しているが、垂直導体棒101に対して略垂直に設置されていればよく、厳密に垂直に設置されている必要はない。
第4の水平導体棒である水平導体棒105は左端(一端)が垂直導体棒101の下端及び水平導体棒104の右端(一端)と接続されており、垂直導体棒101に対して垂直に設置されている。水平導体棒105の長さは水平導体棒104の長さと同じである。
図16では、水平導体棒105が垂直導体棒101に対して垂直に設置されている例を示しているが、垂直導体棒101に対して略垂直に設置されていればよく、厳密に垂直に設置されている必要はない。
なお、図16では、水平導体棒104と水平導体棒105が別々の部材である例を示しているが、1本の水平導体棒で、水平導体棒104,105を構成するようにしてもよい。
第3の垂直導体棒である垂直導体棒107は上端が水平導体棒103の右端(他端)と接続され、下端が水平導体棒105の右端(他端)と接続されている。
第5の水平導体棒である水平導体棒108は一端が垂直導体棒101における給電点100より上側の部分と接続されている。
第6の水平導体棒である水平導体棒109は一端が垂直導体棒101における給電点100より下側の部分と接続されている。
接続導体棒110は一端が水平導体棒108の他端と接続され、他端が水平導体棒109の他端と接続されている。
第2のインダクタンス素子であるインダクタンス素子112は垂直導体棒107の途中に設置されており、直流は通すが、高周波成分は遮断する。
キャパシタンス素子113は接続導体棒110の途中に設置されており、直流を遮断するが、高周波成分は通過させる。この実施の形態7では、キャパシタンス素子113が接続導体棒110の途中に設置されている例を示しているが、キャパシタンス素子113を接続導体棒110の途中ではなく、水平導体棒108または水平導体棒109の途中に設置してもよい。
図16では、可変容量素子114〜117が、垂直導体棒101の中点を中心にして、点対称になる位置に設置されている例を示しているが、垂直導体棒101の中点を中心にして、略点対称になる位置に設置されていればよく、厳密に点対称な位置に設置されている必要はない。
また、図16では、可変容量素子114〜117が水平導体棒102〜105の途中に設置されている例を示しているが、可変容量素子114〜117の代わりに、垂直導体棒101の途中に可変容量素子が設置されていてもよい。
また、水平導体棒102〜105の途中に可変容量素子114〜117が設置され、かつ、垂直導体棒101の途中に可変容量素子が設置されるようにしてもよい。
更に、垂直導体棒106,107の途中に可変容量素子が設置されるようにしてもよい。
水平導体棒108,109と接続導体棒110はショートスタブを構成しており、水平導体棒108,109の長さを変化させることで、アンテナインピーダンスに対して、並列のインダクタンス量を変化させることができる。
したがって、水平導体棒108,109と接続導体棒110からなるショートスタブを設置することで、アンテナインピーダンスの整合を取ることができる。
このため、図8のバイアス回路におけるバイアス電圧端子31から、4個の可変容量素子114〜117に対する逆バイアス電圧を制御するバイアス電圧が入力される。このバイアス電圧は、可変容量素子114〜117に対する逆バイアス電圧を連続的に変化させるため、連続的に変化する直流電圧である。
給電点100から入力された高周波信号に重畳されている直流電圧信号によって、4個の可変容量素子114〜117に対する逆バイアス電圧が制御される。
したがって、バイアス回路のバイアス電圧端子31から入力されるバイアス電圧を連続的に調整することで、4個の可変容量素子114〜117の容量が連続的に変化する。これにより、アンテナの整合周波数が連続的に変化するため、対応可能な周波数を連続的に切り換えることができる。
また、可変容量素子114〜117の容量を連続的に変化させて、対応可能な周波数を連続的に切り換えることができるようになり、その結果、バイアス電圧制御線によるアンテナ特性の劣化を招くことなく、周波数の可変範囲を広げることができる小形なアンテナ装置が得られる。
Claims (8)
- 下端が給電点と接続された状態で、グランド導体板に立てられた第1の垂直導体棒と、
一端が前記第1の垂直導体棒の上端と接続された第1の水平導体棒と、
一端が前記第1の垂直導体棒の上端及び前記第1の水平導体棒の一端と接続され、前記第1の水平導体棒と長さが等しい第2の水平導体棒と、
上端が前記第1の水平導体棒の他端と接続された第2の垂直導体棒と、
上端が前記第2の水平導体棒の他端と接続された第3の垂直導体棒と、
一端が前記第1の垂直導体棒における中央より下端側の部分と接続された第3の水平導体棒と、
前記第3の水平導体棒の他端と前記グランド導体板の間を接続する接続導体棒と、
前記第1の水平導体棒の途中に設置された第1のアクティブ素子と、
前記第2の水平導体棒の途中の位置であって、前記第1の垂直導体棒を中心にして、前記第1のアクティブ素子と対称になる位置に設置された第2のアクティブ素子と
を備えたアンテナ装置。 - 一端が前記第2の垂直導体棒の下端と接続され、他端が前記グランド導体板と接続された第1のインダクタンス素子と、
一端が前記第3の垂直導体棒の下端と接続され、他端が前記グランド導体板と接続された第2のインダクタンス素子と、
前記接続導体棒または前記第3の水平導体棒の途中に設置されたキャパシタンス素子とを備え、
前記給電点において、送受信対象の高周波信号が入出力されるとともに、前記第1及び第2のアクティブ素子の状態を制御する直流電圧信号が入力されることを特徴とする請求項1記載のアンテナ装置。 - 下端が給電点と接続された状態で、グランド導体板に立てられた第1の垂直導体棒と、
一端が前記第1の垂直導体棒の上端と接続された第1の水平導体棒と、
一端が前記第1の垂直導体棒の上端及び前記第1の水平導体棒の一端と接続され、前記第1の水平導体棒と長さが等しい第2の水平導体棒と、
上端が前記第1の水平導体棒の他端と接続された第2の垂直導体棒と、
上端が前記第2の水平導体棒の他端と接続された第3の垂直導体棒と、
一端が前記第1の垂直導体棒における中央より下端側の部分と接続された第3の水平導体棒と、
前記第3の水平導体棒の他端と前記グランド導体板の間を接続する接続導体棒と、
前記第1の垂直導体棒の途中に設置されたアクティブ素子と
を備えたアンテナ装置。 - 一端が前記第2の垂直導体棒の下端と接続され、他端が前記グランド導体板と接続された第1のインダクタンス素子と、
一端が前記第3の垂直導体棒の下端と接続され、他端が前記グランド導体板と接続された第2のインダクタンス素子と、
前記接続導体棒または前記第3の水平導体棒の途中に設置されたキャパシタンス素子とを備え、
前記給電点において、送受信対象の高周波信号が入出力されるとともに、前記アクティブ素子の状態を制御する直流電圧信号が入力されることを特徴とする請求項3記載のアンテナ装置。 - 下端が給電点と接続された状態で、グランド導体板に立てられた第1の垂直導体棒と、
一端が前記第1の垂直導体棒の上端と接続された第1の水平導体棒と、
一端が前記第1の垂直導体棒の上端及び前記第1の水平導体棒の一端と接続され、前記第1の水平導体棒と長さが等しい第2の水平導体棒と、
上端が前記第1の水平導体棒の他端と接続された第2の垂直導体棒と、
上端が前記第2の水平導体棒の他端と接続された第3の垂直導体棒と、
一端が前記第1の垂直導体棒における中央より下端側の部分と接続された第3の水平導体棒と、
前記第3の水平導体棒の他端と前記グランド導体板の間を接続する接続導体棒と、
一端が前記第2の垂直導体棒の下端と接続され、他端が前記グランド導体板と接続された第1のインダクタンス素子と、
一端が前記第3の垂直導体棒の下端と接続され、他端が前記グランド導体板と接続された第2のインダクタンス素子と、
前記接続導体棒または前記第3の水平導体棒の途中に設置されたキャパシタンス素子と、
前記第1及び第2の水平導体棒、前記第1から前記第3の垂直導体棒の途中の位置であって、前記第1の垂直導体棒を中心にして、対称になる位置に設置された複数の可変容量素子とを備え、
前記給電点において、送受信対象の高周波信号が入出力されるとともに、前記複数の可変容量素子の状態を制御する直流電圧信号が入力されることを特徴とするアンテナ装置。 - 下端が給電点と接続された状態で、グランド導体板に立てられた第1の垂直導体棒と、
一端が前記第1の垂直導体棒の上端と接続された第1の水平導体棒と、
一端が前記第1の垂直導体棒の上端及び前記第1の水平導体棒の一端と接続され、前記第1の水平導体棒と長さが等しい第2の水平導体棒と、
上端が前記第1の水平導体棒の他端と接続された第2の垂直導体棒と、
上端が前記第2の水平導体棒の他端と接続された第3の垂直導体棒と、
一端が前記第1の垂直導体棒における中央より下端側の部分と接続された第3の水平導体棒と、
前記第3の水平導体棒の他端と前記グランド導体板の間を接続する接続導体棒と、
前記第1の水平導体棒の途中に設置された第1のスイッチと、
前記第2の水平導体棒の途中の位置であって、前記第1の垂直導体棒を中心にして、前記第1のスイッチと対称になる位置に設置された第2のスイッチと、
前記第1の垂直導体棒の途中に設置された第3のスイッチと、
一端が前記第2の垂直導体棒の下端と接続された第1のインダクタンス素子と、
一端が前記第3の垂直導体棒の下端と接続された第2のインダクタンス素子と、
前記接続導体棒または前記第3の水平導体棒の途中に設置されたキャパシタンス素子と、
一端が前記グランド導体板と接続された可変容量回路と、
下端が前記可変容量回路の他端と接続された状態で、前記第1の垂直導体棒と並んで立てられた第4の垂直導体棒と、
前記第4の垂直導体棒の途中に設置された第3のインダクタンス素子と、
一端が前記第1の垂直導体棒の上端と接続され、他端が前記第4の垂直導体棒の上端と接続された第4のインダクタンス素子とを備え、
前記給電点において、送受信対象の高周波信号が入出力されるとともに、前記第3のスイッチの状態を制御する直流電圧信号が入力され、
前記第1のインダクタンス素子の他端から前記第1のスイッチの状態を制御する直流電圧信号が入力され、前記第2のインダクタンス素子の他端から前記第2のスイッチの状態を制御する直流電圧信号が入力されることを特徴とするアンテナ装置。 - 前記可変容量回路は、
一端が前記第4の垂直導体棒の下端と接続された可変容量素子と、
一端が前記可変容量素子の他端と接続され、他端が前記グランド導体板と接続されたキャパシタンス素子と、
一端が前記可変容量素子の他端と接続され、他端がバイアス電圧端子と接続された第5のインダクタンス素子と、
一端が前記第4の垂直導体棒の下端と接続され、他端が前記グランド導体板と接続された第6のインダクタンス素子とから構成されていることを特徴とする請求項6記載のアンテナ装置。 - 途中に給電点が設けられた第1の垂直導体棒と、
一端が前記第1の垂直導体棒の上端と接続された第1の水平導体棒と、
一端が前記第1の垂直導体棒の上端及び前記第1の水平導体棒の一端と接続され、前記第1の水平導体棒と長さが等しい第2の水平導体棒と、
一端が前記第1の垂直導体棒の下端と接続された第3の水平導体棒と、
一端が前記第1の垂直導体棒の下端及び前記第3の水平導体棒の一端と接続され、前記第3の水平導体棒と長さが等しい第4の水平導体棒と、
上端が前記第1の水平導体棒の他端と接続され、下端が前記第3の水平導体棒の他端と接続された第2の垂直導体棒と、
上端が前記第2の水平導体棒の他端と接続され、下端が前記第4の水平導体棒の他端と接続された第3の垂直導体棒と、
一端が前記第1の垂直導体棒における前記給電点より上側の部分と接続された第5の水平導体棒と、
一端が前記第1の垂直導体棒における前記給電点より下側の部分と接続された第6の水平導体棒と、
一端が前記第5の水平導体棒の他端と接続され、他端が前記第6の水平導体棒の他端と接続された接続導体棒と、
前記第2の垂直導体棒の途中に設置された第1のインダクタンス素子と、
前記第3の垂直導体棒の途中に設置された第2のインダクタンス素子と、
前記接続導体棒、前記第5の水平導体棒または前記第6の水平導体棒の途中に設置されたキャパシタンス素子と、
前記第1から第4の水平導体棒、前記第1から前記第3の垂直導体棒の途中の位置であって、前記第1の垂直導体棒の中点を中心にして、点対称になる位置に設置された複数の可変容量素子とを備え、
前記給電点において、送受信対象の高周波信号が入出力されるとともに、前記複数の可変容量素子の状態を制御する直流電圧信号が入力されることを特徴とするアンテナ装置。
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JP2008042852A (ja) * | 2006-08-10 | 2008-02-21 | National Institute Of Information & Communication Technology | アンテナ |
JP2010041071A (ja) * | 2008-07-31 | 2010-02-18 | Toshiba Corp | アンテナ装置 |
JP2011114643A (ja) * | 2009-11-27 | 2011-06-09 | Fujitsu Ltd | アンテナおよび無線通信装置 |
US20130194139A1 (en) * | 2012-02-01 | 2013-08-01 | Joshua G. Nickel | Electronic device with calibrated tunable antenna |
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JP2008042852A (ja) * | 2006-08-10 | 2008-02-21 | National Institute Of Information & Communication Technology | アンテナ |
JP2010041071A (ja) * | 2008-07-31 | 2010-02-18 | Toshiba Corp | アンテナ装置 |
JP2011114643A (ja) * | 2009-11-27 | 2011-06-09 | Fujitsu Ltd | アンテナおよび無線通信装置 |
US20130194139A1 (en) * | 2012-02-01 | 2013-08-01 | Joshua G. Nickel | Electronic device with calibrated tunable antenna |
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