JP4212046B2 - 指向性可変アンテナおよび該アンテナを用いた電子機器、ならびに該アンテナを用いたアンテナ指向性制御方法 - Google Patents
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Description
a)請求項1記載の発明は、無指向性のアンテナ素子と、前記アンテナ素子に給電するための、該アンテナ素子に接続される信号線と接地導体とを有する同軸線路と、前記アンテナ素子と前記同軸線路の接続部に設けられ、前記同軸線路の電界分布を変化させる電界変化手段とを備える指向性可変アンテナであって、前記電界変化手段は、前記接続部に位置する複数のスイッチを含み、該複数のスイッチのうちの少なくとも1つのスイッチを電気的に切替えることにより前記同軸線路の電界分布を変化させるものであることを特徴としている。
a)請求項1記載の発明においては、無指向性のアンテナ素子と、前記アンテナ素子に給電するための、該アンテナ素子に接続される信号線と接地導体とを有する同軸線路と、前記アンテナ素子と前記同軸線路の接続部に設けられ、前記同軸線路の電界分布を変化させる電界変化手段とを備える指向性可変アンテナであって、前記電界変化手段は、前記接続部に位置する複数のスイッチを含み、該複数のスイッチのうちの少なくとも1つのスイッチを電気的に切替える構成としている。これにより無指向性アンテナと同じ大きさで、指向性可変アンテナを実現することが可能となる。
上述したように従来の指向性可変アンテナは、放射器の周辺に無給電素子を配し、放射器と無給電素子の電磁的な相互結合を利用してアンテナの指向性を制御するものであった。
図1は、本発明の第一の実施例を説明するための図であり、同図(a)が本発明を適用したアンテナの斜視図で、同図(b)がその断面図である。
図4は、本発明の第二の実施例を説明するための図であり、同図(a)が本発明を適用したアンテナの斜視図で、同図(b)がその断面図、同図(c)が地板面上の電界変化手段部上面図である。
図5は、本発明の第三の実施例を説明するための図であり、同図(a)が本発明を適用したアンテナの斜視図で、同図(b)がその断面図である。
図6−A,図6−Bは、本発明の第四の実施例を説明するための図であり、図6−Aの(a)が本発明を適用したアンテナの斜視図で、図6−Aの(b)が断面図、図6−Bの(a)が制御電極の形状を示す図、そして図6−Bの(b)は電界変化手段の詳細な構成とその動作を説明する断面図である。
111,211,311,411:信号線
112,212,312,412:接地導体
12,22:放射器
13,23,33:地板
14,24,28,341,342,1,2:スイッチ
15:短絡線
25,27,351,352:浮遊金属片
26:スリット
32,42:上部電極
36,46:溝
43,431,432:制御電極
44:液晶
47:下部電極
510:放射素子(アンテナ素子)
511:反射素子
512:指向性制御手段
512a:回転駆動部
512b:連結アーム
513:導体
514:同軸給電線
515:電源
610:接地導体
612:中央駆動素子
614:パラスティック素子
616:インピーダンス
700:接地導体
Claims (19)
- 無指向性のアンテナ素子と、前記アンテナ素子に給電するための、該アンテナ素子に接続される信号線と接地導体とを有する同軸線路と、前記アンテナ素子と前記同軸線路の接続部に設けられ、前記同軸線路の電界分布を変化させる電界変化手段とを備える指向性可変アンテナであって、
前記電界変化手段は、前記接続部に位置する複数のスイッチを含み、該複数のスイッチのうちの少なくとも1つのスイッチを電気的に切替えることにより前記同軸線路の電界分布を変化させるものであることを特徴とする指向性可変アンテナ。 - 前記アンテナ素子は、少なくともその表面が導体で形成され、前記導体部分に、中心から放射上に延びるスリットまたは溝を有することを特徴とする請求項1に記載の指向性可変アンテナ。
- 前記電界変化手段は、前記複数のスイッチのうちの少なくとも1つのスイッチを用いて、前記アンテナ素子の円周方向に沿った所定の箇所で、前記信号線と接地導体との間を短絡することを特徴とする請求項1または2に記載の指向性可変アンテナ。
- 前記同軸線路は、さらに前記信号線と前記接地導体の間に位置する複数の浮遊導体片とを有し、前記電界変化手段は、前記複数のスイッチのうちの少なくとも1つのスイッチを用いて、前記アンテナ素子の円周方向に沿った所定の箇所で、前記浮遊導体片と前記接地導体との間を短絡することを特徴とする請求項1または2に記載の指向性可変アンテナ。
- 前記浮遊導体片は、前記アンテナ素子の円周方向に沿って交互に配置される異なる長さの浮遊導体片を含むことを特徴とする請求項4に記載の指向性可変アンテナ。
- 前記浮遊導体片は、前記同軸線路の長手方向に沿った第1の位置で前記アンテナ素子の円周方向に沿って配置される第1の長さの浮遊導体片と、前記同軸線路の長手方向に沿った第2の位置で前記アンテナ素子の円周方向に沿って配置される第2の長さの浮遊導体片とを含むことを特徴とする請求項4に記載の指向性可変アンテナ。
- 前記同軸線路は、さらに前記信号線と前記接地導体との間に充填される誘電体とを有し、前記電界変化手段は、前記アンテナ素子の円周方向に沿って所定の間隔で配置される複数の電極を有し、前記電極に印加される電圧を切り換えることによって、前記アンテナ素子の円周方向に沿った所定の箇所で、前記誘電体の誘電率を変化させることを特徴とする請求項1または2に記載の指向性可変アンテナ。
- 前記電極の各々は、櫛歯形状の電極であることを特徴とする請求項7に記載の指向性可変アンテナ。
- 前記誘電体は、液晶であることを特徴とする請求項7または8に記載の指向性可変アンテナ。
- 請求項1から9のいずれか1項に記載の指向性可変アンテナを具備することを特徴とする電子機器。
- 携帯可能な情報通信装置であることを特徴とする請求項10に記載の電子機器。
- 無指向性のアンテナ素子と、該アンテナ素子に接続される信号線と接地導体とを有する同軸線路と、前記アンテナ素子と前記同軸線路の接続部に設けられ、複数のスイッチを含む電界変化手段とを用いたアンテナ指向性制御方法であって、
前記同軸線路を介して前記無指向性のアンテナ素子に信号を供給するステップと、前記電界変化手段の前記複数のスイッチのうちの少なくとも1つのスイッチを電気的に切替えることにより、前記同軸線路の電界分布が所望の方向を向くように変化させるステップとを有することを特徴とするアンテナ指向性制御方法。 - 前記複数のスイッチのうちの少なくとも1つのスイッチを用いて、前記アンテナ素子の円周方向に沿った所定の箇所で、前記同軸線路を構成する信号線と接地導体との間を短絡させ、前記電界分布が前記短絡させた箇所と反対方向を向くように変化させることを特徴とする請求項12に記載のアンテナ指向性制御方法。
- 前記同軸線路を構成する信号線と接地導体との間に、複数の浮遊導体片を埋め込み、前記複数のスイッチのうちの少なくとも1つのスイッチを用いて、前記アンテナ素子の円周方向に沿った所定の箇所で、前記浮遊導体片と前記接地導体との間を短絡させ、前記電界分布が前記短絡させた箇所と反対方向を向くように変化させることを特徴とする請求項12に記載のアンテナ指向性制御方法。
- 複数の動作周波数に対応した長さの異なる前記浮遊導体片を準備し、前記長さの異なる複数の浮遊導体片を、前記アンテナ素子の円周方向に沿って交互に埋め込み、複数の動作周波数に対応して、前記電界分布の向きを変化させることを特徴とする請求項14に記載のアンテナ指向性制御方法。
- 前記長さの異なる浮遊導体片のうちの一方を前記同軸線路の長手方向に沿った第1の位置で、前記長さの異なる浮遊導体片のうちの他方を第2の位置で、それぞれ前記アンテナ素子の円周方向に沿って埋め込み、複数の動作周波数に対応して、前記電界分布の向きを変化させることを特徴とする請求項14に記載のアンテナ指向性制御方法。
- 複数の電極を前記アンテナ素子の円周方向に沿って所定の間隔で配置し、少なくとも1つの前記電極に印加される電圧を切り換え、前記アンテナ素子の円周方向に沿った所定の箇所で、前記同軸線路を構成する信号線と接地電極との間に充填される誘電体の誘電率を変化させ、前記電界分布を前記所定の方向に変化させることを特徴とする請求項12に記載のアンテナ指向性制御方法。
- 前記少なくとも1つの電極に対応する部分の前記誘電体の誘電率を高くし、該誘電率を高くした部分の方向に前記電界分布が向くように変化させることを特徴とする請求項17に記載のアンテナ指向性制御方法。
- 前記電極として、前記同軸線路の長手方向に延びる櫛歯電極を用い、前記少なくとも1つの電極に対応する部分の前記誘電体の等化インピーダンスを変化させ、前記電界分布が前記インピーダンスを変化させた部分と反対方向に向くように変化させることを特徴とする請求項17に記載のアンテナ指向性制御方法。
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