JP2020141259A - 周波数微調整機構付きアンテナ - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の他の目的は、大掛かりな加工装置や部品の交換が不要で、かつ回路が複雑化することのない周波数微調整機構を備えたループアンテナおよびその変形であるヘンテナを提供することにある。
一局面に従う周波数微調整機構付きアンテナは、絶縁基板上に形成された長方形のループアンテナと、一辺がループアンテナの一方の長辺に接続された直方体形状の導体板と、を含み、
ループアンテナは、ループアンテナの共振周波数が電波の周波数の1.1倍から1.5倍までの範囲となるように設定され、導体板の一辺に対向する他辺とループアンテナの他方の長辺との間隔を調整することにより、ループアンテナの共振周波数を調整する。
第2の発明にかかる周波数微調整機構付きアンテナは、一局面に従う周波数微調整機構付きアンテナにおいて、ループアンテナの給電部は、長方形の短辺に配置されてもよい。
第3の発明にかかる周波数微調整機構付きアンテナは、一局面から第2の発明に従う周波数微調整機構付きアンテナにおいて、ループアンテナは、ヘンテナであって、ヘンテナは、送受信する電波の波長をλとして、長辺が1/2λ−R、および短辺が1/6λの長方形のエレメントで構成され、対向する長辺上でともに一方の短辺から1/6λの2つの点を接続した導線上に給電部が配置され、
Rは、ヘンテナの共振周波数が電波の周波数の1.1倍から1.5倍までの範囲となるように設定してもよい。Rは値である。
第4の発明にかかる周波数微調整機構付きアンテナは、一局面から第3の発明に従う周波数微調整機構付きアンテナにおいて、導体板は、一辺が一方の長辺に固定接続され、絶縁基板と導体板との間の角度を調整することにより、導体板の他辺とループアンテナの他方の長辺との間隔を調整するようにしてもよい。
第5の発明にかかる周波数微調整機構付きアンテナは、一局面から第4の発明に従う周波数微調整機構付きアンテナにおいて、導体板上の一方の長辺から所定の距離離間した位置に、導体板と絶縁基板との少なくとも一方に孔が形成され、孔にネジ部が形成され、ネジ部にビスが挿入され、ビスを回転することにより絶縁基板と導体板との間の角度を調整されてもよい。
(周波数微調整機構付きアンテナ25の構造)
図1に、第1の実施形態の周波数微調整機構付きアンテナ25の上面から見た模式的平面図を示す。
ループアンテナ11は、絶縁基板10、第1の長辺12、第2の長辺13、第1の短辺14、第2の短辺15で構成され、第1の短辺14の中点に給電部16を備える。
送受信する電波の波長をλとして、第1の長辺12と第2の長辺13の長さはλ/3−R(Rは、導体板18を備えない場合のループアンテナ11の共振周波数が送受信電波の周波数の1.1倍から1.5倍までの範囲となるように設定される)、第1の短辺14と第2の短辺15の長さはλ/6である。
第1の長辺12の中点より第2の短辺15側に周波数微調整機構17が備えられている。
本発明では、導体板18の他辺と第2の長辺13との間隔dを調整することにより、導体板18と第2の長辺13との間の容量成分の大きさを変化させ、ループアンテナ11の共振周波数の微調整を可能にしている。
図2は、第1の実施形態の周波数微調整機構付きアンテナ25の2種類の簡易モデルの斜視図である。
この周波数微調整の原理を確認するために、図2に記載の2つの簡易モデルを用いて、共振周波数(より厳密には、反射損失が最小になる周波数)の導体板18の他辺と第2の長辺13との間隔dと共振周波数との関係をFDTD(Finite Difference Time Domain)法を用いて計算した。
図2の(a)は、導体板がz=0mm、すなわちループアンテナ11のループ面上に配置されている場合、(b)は導体板がz=2mm、すなわちループアンテナ11のループ面の上2mmに配置されている場合である。
図3から、z=0mmの場合とz=2mmの場合とにおいて、導体板18の他辺と第2の長辺13との間隔dと共振周波数との関係がほぼ同じであることがわかる。したがって、ループアンテナ11の共振周波数は、導体板18の他辺と第2の長辺13との間隔dで決まっており、この間隔を調整することにより、共振周波数を調整することができる。
次に、図4は、周波数微調整機構17の短辺側から見た模式的側面図である。
周波数微調整機構付きアンテナ25は、一辺を固定接続部20で第1の長辺12に固定接続された直方体形状の導体板18を備える。
導体板18には、固定接続部20から約λ/18離れた位置に、導体板18と絶縁基板10とをともに貫通する孔が形成されており、孔にプラスチック絶縁ビス19が嵌合(螺合)されている。導体板18の孔にはネジ山22が形成されている。
また、導体板18は、固定接続部20の近傍の折り曲げ部21で折り曲げられており、プラスチック絶縁ビス19を回転させることにより、絶縁基板10と導体板18との角度θを変化させ、導体板18の他辺と第2の長辺13との間隔dを調整することができるようになっている。したがって、周波数微調整機構17のプラスチック絶縁ビス19を回転させることにより、ループアンテナ11の共振周波数を調整することができる。
(周波数微調整機構付きアンテナ25の構造)
続いて、図5に、第2の実施形態の周波数微調整機構付きアンテナ25の上面から見た模式的平面図を示す。
送受信する電波の波長をλとして、第1の長辺12と第2の長辺13の長さはλ/3−R(Rは導体板18を備えない場合のヘンテナ23の共振周波数が送受信電波の周波数の1.1倍から1.5倍までの範囲となるように設定される)、第1の短辺14と第2の短辺15との長さはλ/6である。給電部16は対向する長辺上でともに第1の短辺14から1/6λの2つの点を接続した導線24上に設けられる。
11 ループアンテナ
12 第1の長辺
13 第2の長辺
14 第1の短辺
15 第2の短辺
16 給電部
17 周波数微調整機構
18 導体板
19 プラスチック絶縁ビス
20 固定接続部
21 折り曲げ部
22 ネジ山
23 ヘンテナ
24 導線
25 周波数微調整機構付きアンテナ
Claims (5)
- 絶縁基板上に形成された長方形のループアンテナと、
一辺が前記ループアンテナの一方の長辺に接続された直方体形状の導体板と、を含み、
前記ループアンテナは、前記ループアンテナの共振周波数が電波の周波数の1.1倍から1.5倍までの範囲となるように設定され、
前記導体板の前記一辺に対向する他辺と前記ループアンテナの他方の長辺との間隔を調整することにより、前記ループアンテナの共振周波数を調整する、周波数微調整機構付きアンテナ。 - 前記ループアンテナの給電部は、長方形の短辺に配置される、請求項1記載の周波数微調整機構付きアンテナ。
- 前記ループアンテナは、ヘンテナであって、
前記ヘンテナは、送受信する電波の波長をλとして、長辺が1/2λ−R、および短辺が1/6λの長方形のエレメントで構成され、対向する長辺上でともに一方の短辺から1/6λの2つの点を接続した導線上に給電部が配置され、
前記Rは、前記ヘンテナの共振周波数が前記電波の周波数の1.1倍から1.5倍までの範囲となるように設定される、請求項1または2に記載の周波数微調整機構付きアンテナ。 - 前記導体板は、一辺が前記一方の長辺に固定接続され、前記絶縁基板と前記導体板との間の角度を調整することにより、前記導体板の他辺と前記ループアンテナの他方の長辺との間隔が調整される、請求項1から3のいずれか1項に記載の周波数微調整機構付きアンテナ。
- 前記導体板上の前記一方の長辺から所定の距離離間した位置に、前記導体板と前記絶縁基板との少なくとも一方に孔が形成され、
前記孔にネジ部が形成され、
前記ネジ部にビスが挿入され、
前記ビスを回転させることにより、前記絶縁基板と前記導体板との間の角度が調整される、請求項1から4のいずれか1項に記載の周波数微調整機構付きアンテナ。
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