JP3104150U - Multiband monopole antenna - Google Patents
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Abstract
【課題】 簡単な構成で複数の周波数帯に対応可能とする。
【解決手段】 第1及び第2エレメント4、5がいずれも共通エレメント3に接続され、給電部2からの給電を受けることができる。一例として、第1エレメント4と第2エレメント5は、互いに直線的に接続されて異なる水平方向に延設されている。また、第1及び第2エレメント4、5にて湾曲または屈曲した部位を設けることで、モノポールアンテナ10の形状を端末装置の筐体形状に適合させてもよい。また、第1エレメント4と第2エレメント5は、例えば互いに直角に接続されるなど、所定の角度で接続されてもよい。
【選択図】 図1
PROBLEM TO BE SOLVED: To support a plurality of frequency bands with a simple configuration.
A first element and a second element are both connected to a common element and can receive power from a power supply unit. As an example, the first element 4 and the second element 5 are linearly connected to each other and extend in different horizontal directions. In addition, by providing a curved or bent portion in the first and second elements 4 and 5, the shape of the monopole antenna 10 may be adapted to the shape of the housing of the terminal device. Further, the first element 4 and the second element 5 may be connected at a predetermined angle, for example, connected at a right angle to each other.
[Selection diagram] Fig. 1
Description
本考案は、複数の周波数帯に対応して共用することができるマルチバンドモノポールアンテナに関する。 The present invention relates to a multi-band monopole antenna that can be shared for a plurality of frequency bands.
無線通信システムの多様化に伴って使用する周波数帯が増加していることに適合するためのアンテナとして、複数の共振周波数特性を有するストリップアンテナが提案されている(例えば、宇川 祐介、“誘電体基板上にプリントされた多周波ストリップアンテナの研究”、[online]、平成14年9月13日、東海大学工学部電気系研究企画委員会、[平成16年3月17日検索]、インターネット<http://www.denkikei.u-tokai.ac.jp/yokou02%5CA%5CA2.pdf>、以下「非特許文献1」という。)。
Strip antennas having a plurality of resonance frequency characteristics have been proposed as antennas for adapting to the increasing use of frequency bands with the diversification of wireless communication systems (for example, Yusuke Ukawa, “Dielectric Research on Multi-Frequency Strip Antenna Printed on Substrate ", [online], September 13, 2002, Tokai University, Faculty of Engineering, Research Committee on Electrical Engineering, [Search on March 17, 2004], Internet <http http://www.denkikei.u-tokai.ac.jp/yokou02%5CA%5CA2.pdf>, hereinafter referred to as “Non-Patent
また、相互に異なる共振周波数を有する1/4波長モノポールアンテナを複数実装するために、相互に異なるコイル径やコイル長を有するヘリカルコイルを同心円上に配置することも考えられる(例えば、米国特許第6288681号明細書)。 Further, in order to mount a plurality of quarter-wave monopole antennas having different resonance frequencies from each other, it is conceivable to arrange helical coils having different coil diameters and coil lengths on concentric circles. No. 6288681).
非特許文献1に記載の技術では、アンテナ素子が誘電体基板上に分離して配置されている。このため、誘電体基板などの基板上にアンテナ素子を配置しなければならず、設計上の制約が大きくなるという問題があった。
In the technique described in
また、相互に異なるコイル径やコイル長を有する複数のヘリカルコイルを同心円上に配置する場合には、各コイル間にて干渉が生じる。こうした干渉は設計段階で予測することが難しく、また、干渉により性能が劣化するという問題があった。 Further, when a plurality of helical coils having mutually different coil diameters and coil lengths are arranged on concentric circles, interference occurs between the coils. Such interference is difficult to predict at the design stage, and there is a problem that the performance is degraded due to the interference.
この考案は、上記実状に鑑みてなされたものであり、簡単な構成で複数の周波数帯に対応して共用することができ、設計も容易なマルチバンドモノポールアンテナを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above situation, and has as its object to provide a multi-band monopole antenna that can be shared with a plurality of frequency bands with a simple configuration and that can be easily designed. .
上記目的を達成するために、この考案の第1の観点にかかるマルチバンドモノポールアンテナは、無線通信システムからの給電を受ける給電端を有するとともに、無線周波数信号を伝送する共通エレメントと、第1の線路長を有し、一端が前記共通エレメントに接続され、他端が開放された第1エレメントと、前記第1の線路長とは異なる第2の線路長を有し、一端が前記共通エレメントに接続され、他端が開放された第2エレメントとを備え、前記第1及び第2エレメントと前記共通エレメントとの接続部分において、前記第1エレメントと前記第2エレメントとの間が直線的に接続されている、ことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a multi-band monopole antenna according to a first aspect of the present invention has a power supply end for receiving power from a wireless communication system, a common element for transmitting a radio frequency signal, and a first element. A first element having one end connected to the common element and an open end at the other end, a second line length different from the first line length, and one end connected to the common element. And a second element, the other end of which is open, and at a connection portion between the first and second elements and the common element, a straight line is provided between the first element and the second element. Connected.
こうした構成によれば、例えば2つの異なる周波数帯といった、複数の周波数帯に対応してアンテナを共用することができる。また、第1及び第2エレメントがいずれも共通エレメントに接続されて給電端からの給電を受けることができるので、簡単な構成で複数の周波数帯に対応することができ、実装面積の低減や装置の小型化を図ることもできる。第1及び第2エレメントは互いに直線的に接続されているので、各エレメント間で生じる干渉を抑制することができ、設計の困難さを解消することができる。 According to such a configuration, the antenna can be shared for a plurality of frequency bands, for example, two different frequency bands. In addition, since both the first and second elements can be connected to the common element and receive power from the power supply end, it is possible to cope with a plurality of frequency bands with a simple configuration, thereby reducing the mounting area and the device. Can be reduced in size. Since the first and second elements are linearly connected to each other, interference generated between the elements can be suppressed, and the difficulty in designing can be eliminated.
前記共通エレメントは、前記給電端から垂直上方向に延設され、前記第1及び第2エレメントは、互いに異なる水平方向に延設されていることが望ましい。 The common element may extend vertically upward from the power supply end, and the first and second elements may extend in different horizontal directions.
前記第1及び第2エレメントのうち少なくともいずれか一方が、湾曲または屈曲した部位を有していてもよい。 At least one of the first and second elements may have a curved or bent portion.
前記第1及び第2エレメントのうち少なくともいずれか一方が、メアンダ状に形成されていてもよい。 At least one of the first and second elements may be formed in a meander shape.
前記第1及び第2エレメントのうち少なくともいずれか一方において、少なくとも一部が誘電材料からなる基体の表面または内部に配置されていてもよい。 At least one of the first and second elements may be arranged at least partially on the surface or inside of a substrate made of a dielectric material.
この考案の第2の観点にかかるマルチバンドモノポールアンテナは、無線通信システムからの給電を受ける給電端を有するとともに、無線周波数信号を伝送する共通エレメントと、第1の線路長を有し、一端が前記共通エレメントに接続され、他端が開放された第1エレメントと、前記第1の線路長とは異なる第2の線路長を有し、一端が前記共通エレメントに接続され、他端が開放された第2エレメントとを備え、前記第1及び第2エレメントと前記共通エレメントとの接続部分において、前記第1エレメントと前記第2エレメントとの間が直角に接続されている、ことを特徴とする。 A multiband monopole antenna according to a second aspect of the present invention has a feeding end receiving power from a wireless communication system, has a common element for transmitting a radio frequency signal, has a first line length, and has one end. Is connected to the common element, has a first element whose other end is open, a second line length different from the first line length, one end is connected to the common element, and the other end is open A second element, wherein at a connection portion between the first and second elements and the common element, the first element and the second element are connected at a right angle. I do.
本考案によれば、簡単な構成で複数の周波数帯に対応することができる。また、設計の困難さを解消することもできる。 According to the present invention, it is possible to support a plurality of frequency bands with a simple configuration. In addition, it is possible to eliminate difficulty in designing.
以下に、図面を参照して、この考案の実施形態にかかるマルチバンドモノポールアンテナについて詳細に説明する。図1は、この考案の一実施形態として、マルチバンドに対応したモノポールアンテナ10の構成例を示す図である。図1に示すように、モノポールアンテナ10は、平面導体地板(グランドプレーン)1と、給電部2と、共通エレメント3と、第1及び第2エレメント4、5とを備えている。
Hereinafter, a multi-band monopole antenna according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a
グランドプレーン1は、例えば矩形といった、所定の形状を有する平面状の導体板である。給電部2は、共通エレメント3の一端に配置されており、中心導体2Aと、中心導体2A及びグランドプレーン1の間にて中心導体2Aと同軸状に形成された絶縁体2Bとを備えて構成される。例えば、給電部2は、無線通信システムと接続されて給電を受けるとともに、無線周波数(RF;Radio Frequency)信号を伝送する。
The
共通エレメント3は、給電部2が配置された一端とは異なる他端において、第1及び第2エレメント4、5と接続されている。例えば、共通エレメント3は、給電部2を下端として垂直上方向に延設される。第1及び第2エレメント4、5は、共通エレメント3との接続部分において、第1エレメント4と第2エレメント5との間が直線的に接続されている。例えば、第1及び第2エレメント4、5は、モノポールアンテナ10において互いに異なる水平方向に延設されている。第1及び第2エレメント4、5において共通エレメント3と接続された一端とは異なる他端は、開放されている。第1及び第2エレメント4、5は、モノポールアンテナ10が接続される無線通信システムにて使用される周波数帯に対応して、互いに異なる線路長を有している。
The
具体的な一例として、共通エレメント3の線路長を18mm(ミリメートル)とし、第1及び第2エレメント4、5の線路長を、それぞれ40mm、55mmとする。この場合、共通エレメント3及び第1エレメント4の経路長により、GPS(Global Positioning System)が使用する帯域である1.5GHz帯において共振が生じる。また、共通エレメント3及び第2エレメント5の経路長により、移動電話装置用のセルラーシステムが使用する帯域である900MHz帯において共振が生じる。図2は、図1に示すような構成を有するモノポールアンテナ10のインピーダンス特性を示している。
As a specific example, the line length of the
こうしたモノポールアンテナ10の特性によって、例えば2つの異なる周波数帯といった、複数の周波数帯に対応してモノポールアンテナ10を共用することができる。また、第1及び第2エレメント4、5がいずれも共通エレメント3に接続され、給電部2からの給電を受けることができるので、複数の周波数帯に対応して共用される場合であっても無線通信システムにおける給電用の回路は単一の回路で構成することが可能になり、簡単な構成で複数の周波数帯に対応することができる。また、複数の周波数帯に対応して共用できる構成として共通エレメント3を配置したことにより、全体の実装面積が低減し、装置の小型化が可能になる。加えて、第1エレメント4と第2エレメント5は、互いに直線的に接続されて異なる水平方向に延設されることで、各エレメント間で生じる干渉を抑制することができ、相互干渉によるアンテナ特性に関する設計値と実測値との差異を低減して、設計の困難さを解消することができる。
Due to such characteristics of the
図3は、例えば移動電話装置といった移動体通信端末に、モノポールアンテナ10を適用する場合における具体的な構成の一例を示す図である。ここで、図3(A)は、モノポールアンテナ10の正面図であり、図3(B)は、モノポールアンテナ10の左側面図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a specific configuration in a case where the
移動体通信端末に実装する場合には、モノポールアンテナ10の形状を端末装置の筐体形状に適合させることで、モノポールアンテナ10を端末内部に実装することが可能になり、端末装置の小型化を図ることができる。そこで、例えば図3に示すように、第1及び第2エレメント4、5にて湾曲または屈曲した部位を設けることで、モノポールアンテナ10の形状を端末装置の筐体形状に適合させ、端末内部への実装を可能にする。図3に示す例では、第1エレメント4に1つの湾曲部4Aと1つの屈曲部4Bが形成されており、第2エレメント5に1つの湾曲部5Aが形成されている。図4は、図3に示すような形状に構成したモノポールアンテナ10のインピーダンス特性を示している。図4に示されたインピーダンス特性によると、図3に示すような形状に構成したモノポールアンテナ10は、870MHz付近と1.6GHz付近に、共振周波数を有していることが分かる。
When mounted on a mobile communication terminal, by adapting the shape of the
以上説明したように、この考案によれば、複数の周波数帯に対応して簡単な構成のモノポールアンテナ10を共用することができる。また、第1及び第2エレメント4、5は、共通エレメント3との接続部分において、互いに直線的に接続され、異なる水平方向に延設されているので、各エレメント間での干渉を抑制することができ、設計の困難さを解消することができる。
As described above, according to the present invention, the
この考案は、上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変形及び応用が可能である。例えば、第1及び第2エレメント4、5のうち少なくともいずれか一方は、メアンダ状に形成されていてもよい。図5は、第1及び第2エレメント4、5の双方がメアンダ状に形成された一例を示している。
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications and applications are possible. For example, at least one of the first and
また、第1及び第2エレメント4、5のうち少なくともいずれか一方において、エレメント導体の一部または全部が誘電材料からなる基体の表面または内部に配置されていてもよい。この場合、誘電材料内部及び誘電材料表面では電磁波の伝搬速度が遅くなり波長短縮が生じる。これにより、第1及び第2エレメント4、5の実効線路長を短縮することができ、モノポールアンテナ10全体をさらに小型化することが可能になる。図6は、第1及び第2エレメント4、5の双方において、一部が誘電材料からなる基体41、51の表面に配置された一例を示している。また、図7は、第1及び第2エレメント4、5の全体が、誘電材料からなる基体61の内部に配置された一例を示している。
In at least one of the first and
ここで、誘電材料からなる基体としては、板状に形成されたものであってもよいし、ロッド状に構成された中空部分に第1及び第2エレメント4、5のいずれかを差し込むようなものであってもよい。さらには、第1及び第2エレメント4、5のうち少なくともいずれか一方の表面に誘電材料からなる被膜が形成されたものであってもよい。また、基体として使用される誘電材料としては、酸化バリウム、酸化アルミニウム、シリカを主成分とするもの、例えば、酸化鉛、酸化硼素などを含む酸化鉛系ガラス、酸化ビスマス、酸化亜鉛、酸化硼素、酸化カルシウムを含む酸化ビスマス系ガラスなど、あるいは、誘電体フィラーを含んだエポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、フェノール樹脂、ビニルエステル樹脂などといった高誘電率樹脂などであってもよいし、酸化チタン、酸化ネオジウムを主成分とする誘電材料、ニッケル、コバルト、鉄を主成分とする磁性材料、あるいは誘電材料と磁性材料とを組み合わせたものであってもよい。
Here, the substrate made of a dielectric material may be formed in a plate shape, or may be formed by inserting one of the first and
上記実施形態では、第1及び第2エレメント4、5と共通エレメント3との接続部分において、第1エレメント4と第2エレメント5との間が直線的に接続されるものとして説明した。しかしながら、この考案はこれに限定されるものではなく、例えば第1エレメント4と第2エレメント5との間が直角に接続されるといった、所定の角度で第1及び第2エレメント4、5が接続されたものであってもよい。
In the above-described embodiment, the connection between the first and
図8は、第1及び第2エレメント4、5と共通エレメント3との接続部分において、第1エレメント4と第2エレメント5との間が直角に接続された一構成例を示している。ここで、図8(A)はモノポールアンテナ10の正面図であり、図8(B)は、モノポールアンテナ10の上面図であり、図8(C)はモノポールアンテナ10を右上方から見た斜視図である。
FIG. 8 shows an example of a configuration in which the
すなわち、第1及び第2エレメント4、5は、各エレメント間で生じる干渉の程度を考慮しながら、任意の配置で共通エレメント3に接続されたものであればよい。
That is, the first and
1…平面導体地板(グランドプレーン)、2…給電部、2A…中心導体、2B…絶縁体、3…共通エレメント、4…第1エレメント、5…第2エレメント、10…モノポールアンテナ、41…基体、51…基体、61…基体
DESCRIPTION OF
Claims (6)
第1の線路長を有し、一端が前記共通エレメントに接続され、他端が開放された第1エレメントと、
前記第1の線路長とは異なる第2の線路長を有し、一端が前記共通エレメントに接続され、他端が開放された第2エレメントとを備え、
前記第1及び第2エレメントと前記共通エレメントとの接続部分において、前記第1エレメントと前記第2エレメントとの間が直線的に接続されている、
ことを特徴とするマルチバンドモノポールアンテナ。 A common element having a power supply end for receiving power supply from the wireless communication system and transmitting a radio frequency signal,
A first element having a first line length, one end connected to the common element, and the other end open;
A second element having a second line length different from the first line length, one end of which is connected to the common element, and the other end of which is open;
At a connection portion between the first and second elements and the common element, the first element and the second element are linearly connected,
A multi-band monopole antenna, characterized in that:
前記第1及び第2エレメントは、互いに異なる水平方向に延設されている、
ことを特徴とする請求項1に記載のマルチバンドモノポールアンテナ。 The common element extends vertically upward from the power supply end,
The first and second elements extend in different horizontal directions from each other,
The multi-band monopole antenna according to claim 1, wherein:
ことを特徴とする請求項1または2に記載のマルチバンドモノポールアンテナ。 At least one of the first and second elements has a curved or bent portion,
The multi-band monopole antenna according to claim 1 or 2, wherein:
ことを特徴とする請求項1、2または3に記載のマルチバンドモノポールアンテナ。 At least one of the first and second elements is formed in a meander shape.
The multiband monopole antenna according to claim 1, 2 or 3, wherein:
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載のマルチバンドモノポールアンテナ。 In at least one of the first and second elements, at least a part is disposed on a surface or inside a base made of a dielectric material.
The multi-band monopole antenna according to any one of claims 1 to 4, wherein:
第1の線路長を有し、一端が前記共通エレメントに接続され、他端が開放された第1エレメントと、
前記第1の線路長とは異なる第2の線路長を有し、一端が前記共通エレメントに接続され、他端が開放された第2エレメントとを備え、
前記第1及び第2エレメントと前記共通エレメントとの接続部分において、前記第1エレメントと前記第2エレメントとの間が直角に接続されている、
ことを特徴とするマルチバンドモノポールアンテナ。
A common element having a power supply end for receiving power supply from the wireless communication system and transmitting a radio frequency signal,
A first element having a first line length, one end connected to the common element, and the other end open;
A second element having a second line length different from the first line length, one end of which is connected to the common element, and the other end of which is open;
At a connection portion between the first and second elements and the common element, the first element and the second element are connected at a right angle,
A multi-band monopole antenna, characterized in that:
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JP2008288742A (en) * | 2007-05-16 | 2008-11-27 | Chant Sincere Co Ltd | Flat antenna capable of adjusting feed point |
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