JP4299206B2 - Biconical antenna - Google Patents

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Description

本発明は、無線通信をおこなうためのバイコニカル・アンテナに関するものである。   The present invention relates to a biconical antenna for performing wireless communication.

近年、超広帯域を利用する通信技術であるUWB(Ultra
Wideband)が注目されている(非特許文献1、非特許文献2参照)。UWBは、3.1GHz〜10.6GHzの帯域において、幅がわずか1ns程度のパルスを使用する。周波数上で見ると、数GHz幅という非常に広い帯域を占有する格好になる。したがって、高速通信をおこなうことが可能となる。
In recent years, UWB (Ultra
Wideband) is attracting attention (see Non-Patent Document 1 and Non-Patent Document 2). UWB uses a pulse having a width of only about 1 ns in a band of 3.1 GHz to 10.6 GHz. When viewed in terms of frequency, it looks like it occupies a very wide band of several GHz width. Therefore, high-speed communication can be performed.

UWBにおける通信可能距離は短いため、コンピュータと周辺機器とのデータ伝送をおこなうための無線インターフェースへの利用が考えられている(非特許文献3、非特許文献4参照)。   Since the communicable distance in UWB is short, use for a wireless interface for performing data transmission between a computer and peripheral devices is considered (see Non-Patent Document 3 and Non-Patent Document 4).

UWBで使用されるアンテナには、バイコニカル・アンテナがある。バイコニカル・アンテナに関しては、特許文献1や特許文献2に、その構造などが開示されている。   An antenna used in UWB is a biconical antenna. Regarding the biconical antenna, Patent Document 1 and Patent Document 2 disclose the structure thereof.

図11に示すように、一般的なバイコニカル・アンテナ40は、円錐台形状の金属42,44がギャップGを介して対向している。その内の一方が給電部42であり、他方がグランド部44である。給電部42は、同軸ケーブル34の中心導体30に接続されている。グランド部44は、同軸ケーブル34のシールド導体32に接続されている。給電部42の側面(傾斜面)で電磁波の放射または受信をおこなう。   As shown in FIG. 11, a general biconical antenna 40 has truncated cone-shaped metals 42 and 44 opposed via a gap G. One of them is a power feeding part 42 and the other is a ground part 44. The power feeding unit 42 is connected to the central conductor 30 of the coaxial cable 34. The ground portion 44 is connected to the shield conductor 32 of the coaxial cable 34. Radiation or reception of electromagnetic waves is performed on the side surface (inclined surface) of the power supply unit 42.

上述したように、コンピュータでUWBを使用することが考えられている。したがって、アンテナ40をコンピュータに取り付けたりする必要があり、小型化することが望ましい。特にノート型パソコンに取り付ける場合は、アンテナの小型化が望まれる。例えば、特許文献2では、ギャップの長さが数cm、その他の部分も数十cmくらいの大きさがあり、非常に大型である。なお、特許文献1には大きさは記載されていない。特許文献1や特許文献2には、アンテナを小型化し、コンピュータの無線インターフェースとして使用するようなことは記載されていない。従来技術のままでは、バイコニカル・アンテナ40を用いたコンピュータの無線インターフェースは断念しなくてはならない。   As described above, it is considered to use UWB in a computer. Therefore, it is necessary to attach the antenna 40 to the computer, and it is desirable to reduce the size. In particular, when it is attached to a notebook computer, it is desired to reduce the size of the antenna. For example, in Patent Document 2, the length of the gap is several centimeters, and other portions are about tens of centimeters, which is very large. Patent Document 1 does not describe the size. Patent Document 1 and Patent Document 2 do not describe that an antenna is miniaturized and used as a wireless interface of a computer. With the prior art, the computer's wireless interface using the biconical antenna 40 must be abandoned.

また、UWBの周波数帯域は上述したようにマイクロ波帯域である。したがって、アンテナ40の製造は、かなりの精度が要求される。アンテナ製造時に、アンテナ40の形状・寸法の誤差が生じたり、アンテナ40の表面に傷などがつくと、アンテナ特性が変化してしまう。円錐台形状に金属を削り出したり、アンテナ40を組み立てたりするときに、極めて精密な製造が要求される。   The UWB frequency band is a microwave band as described above. Therefore, the manufacturing of the antenna 40 requires considerable accuracy. When the antenna 40 is manufactured, if the error of the shape / dimension of the antenna 40 occurs or the surface of the antenna 40 is scratched, the antenna characteristics change. When metal is cut into a truncated cone shape or the antenna 40 is assembled, extremely precise manufacturing is required.

特開2001−185942号公報JP 2001-185942 A 特開平9−8550号公報JP-A-9-8550 日経エレクトロニクス 2003 2−17 no.841 日経BP社Nikkei Electronics 2003 2-17 no.841 Nikkei Business Publications, Inc. NIKKEIMICRODEVICES 2003.8 No.218 日経BP社NIKKEIMICRODEVICES 2003.8 No.218 Nikkei Business Publications, Inc. 日経エレクトロニクス 2004 2−16 no.867 日経BP社Nikkei Electronics 2004 2-16 no.867 Nikkei BP 日経エレクトロニクス 2004 3−15 no.869 日経BP社Nikkei Electronics 2004 3-15 no.869 Nikkei Business Publications, Inc.

本発明の目的は、コンピュータなどの無線インターフェースとして利用可能なように小型軽量化され、精度良く製造されたバイコニカル・アンテナを提供することにある。   An object of the present invention is to provide a biconical antenna that is reduced in size and weight and can be manufactured with high precision so that it can be used as a wireless interface of a computer or the like.

本発明のバイコニカル・アンテナの要旨は、円柱形状の上面および下面のそれぞれから中心に向けて円錐台形状の空洞を有し、該円錐台形状の頂部の平面同士が平行に対向している誘電体と、前記上面側の空洞の内面に設けられた導体膜である給電部と、前記下面側の空洞の内面に設けられた導体膜であるグランド部と、を有する。   The gist of the biconical antenna of the present invention is a dielectric having a truncated cone-shaped cavity from the upper surface and the lower surface of the cylindrical shape toward the center, and the planes of the top portions of the truncated cone shape facing each other in parallel. And a power feeding portion that is a conductor film provided on the inner surface of the cavity on the upper surface side, and a ground portion that is a conductor film provided on the inner surface of the cavity on the lower surface side.

前記給電部の方が、前記グランド部よりも高さが高い。   The power feeding part is higher than the ground part.

前記下面に取り付けられた円筒形状の誘電体と、前記円筒形状の内面に設けられ、前記グランド部に接続された導体膜であるグランド補強部と、を有する。   A cylindrical dielectric attached to the lower surface; and a ground reinforcing portion that is a conductor film provided on the inner surface of the cylindrical shape and connected to the ground portion.

前記上面側の円錐台形状の頂部に設けられた円盤形の空洞と、前記円盤形の空洞の内面に設けられた導体膜であるリフレクターと、を有する。   A disc-shaped cavity provided at the top of the truncated cone shape on the upper surface side; and a reflector that is a conductor film provided on the inner surface of the disc-shaped cavity.

本発明は、給電部とグランド部との間を誘電体で満たしているため、アンテナが小型化される。また、給電部とグランド部の内部を空洞にするため、アンテナが軽量になる。さらに、給電部とグランド部とを構成する導体膜は、無電解銅メッキで形成することができるため、形状の精度が高くなり、高周波のアンテナとして適している。   In the present invention, since the gap between the power feeding portion and the ground portion is filled with a dielectric, the antenna is downsized. Further, since the inside of the power feeding portion and the ground portion is made hollow, the antenna becomes light. Furthermore, since the conductor film constituting the power feeding portion and the ground portion can be formed by electroless copper plating, the shape accuracy is improved and it is suitable as a high-frequency antenna.

次に、本発明のバイコニカル・アンテナの実施形態について図面を用いて説明する。   Next, an embodiment of the biconical antenna of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1の本発明のバイコニカル・アンテナ10aは、円柱形状の上面Aおよび下面Bのそれぞれから中心に向けて円錐台形状の空洞14a,16aを有し、その円錐台形状の頂部C,Dの平面同士が平行に対向している誘電体12aと、上面Aの側の空洞14aの内面に設けられた導体膜である給電部18aと、下面Bの側の空洞16aの内面に設けられた導体膜であるグランド部20aと、を有する。   The biconical antenna 10a according to the present invention shown in FIG. 1 has frustoconical cavities 14a and 16a from the upper surface A and the lower surface B of the columnar shape toward the center, and the planes of the top portions C and D of the frustoconical shape. The dielectric 12a facing each other in parallel, the power feeding portion 18a which is a conductor film provided on the inner surface of the cavity 14a on the upper surface A side, and the conductor film provided on the inner surface of the cavity 16a on the lower surface B side And a ground portion 20a.

従来と比較して、給電部18aとグランド部20aの間を誘電体12aで満たしているため、アンテナ全体の形状が小型化されている。これは、誘電体12aの比誘電率が空気よりも高く、アンテナ内の電磁波の波長を短くできるためである。なお、給電部18aとグランド部20aの間は、図1に示すように、円錐台形状の傾斜面同士の間を含む。   Compared to the conventional case, since the space between the power feeding portion 18a and the ground portion 20a is filled with the dielectric 12a, the shape of the entire antenna is reduced in size. This is because the dielectric constant of the dielectric 12a is higher than that of air, and the wavelength of the electromagnetic wave in the antenna can be shortened. In addition, as shown in FIG. 1, between the electric power feeding part 18a and the ground part 20a includes between the frustoconical inclined surfaces.

誘電体12aの比誘電率は例えば3.6である。誘電体12aとしてエポキシ樹脂などが使用可能であるが、同じ誘電率であれば他の樹脂であっても良い。   The relative dielectric constant of the dielectric 12a is, for example, 3.6. An epoxy resin or the like can be used as the dielectric 12a, but other resins may be used as long as they have the same dielectric constant.

また、給電部18aとグランド部20aは内部が空洞14a,16aとなっている。これは、式1で示す表皮の厚さδまでしか電磁波が導体内に入り込めないため、内部を導体で満たす必要がないからである。なお、式1においてμは導体の透磁率、fは周波数、σは導体の導電率である。内部を空洞114a,16aにすることによって、アンテナ10aが軽量化される。   Moreover, the inside of the electric power feeding part 18a and the ground part 20a becomes the cavity 14a, 16a. This is because the electromagnetic wave can only enter the conductor up to the thickness δ of the skin shown in Equation 1, so that it is not necessary to fill the inside with the conductor. In Equation 1, μ is the magnetic permeability of the conductor, f is the frequency, and σ is the conductivity of the conductor. The antenna 10a is reduced in weight by making the inside into the cavities 114a and 16a.

Figure 0004299206
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導体膜は、銅や金などで構成する。膜厚は、少なくとも表皮の厚さδ以上となるようにする。例えば、膜厚は0.1μm以上になるようにする。   The conductor film is made of copper or gold. The film thickness is at least equal to or greater than the skin thickness δ. For example, the film thickness is set to 0.1 μm or more.

給電部18aの方が、グランド部20aよりも高さが高い。一般的なバイコニカル・アンテナは、給電部とグランド部の高さが同じであるが、種々のシミュレーションによって、高さを変えることにより円柱形状の直径が小さくなることがわかっている。アンテナの小型化に向いている。   The power feeding portion 18a is higher than the ground portion 20a. A general biconical antenna has the same height of the feeding portion and the ground portion, but it has been found by various simulations that the diameter of the cylindrical shape is reduced by changing the height. Suitable for antenna miniaturization.

バイコニカル・アンテナ10aは、上記下面Bに取り付けられた円筒形状の誘電体13aと、円筒形状の内面に設けられ、グランド部20aに接続された導体膜であるグランド補強部24aと、を有する。例えば、グランド部20aの底面の直径とグランド補強部24aの直径は同じである。グランド部20aが給電部18aよりも小さくなっており、この小さくなった分をグランド補強部24aで補っている。   The biconical antenna 10a includes a cylindrical dielectric 13a attached to the lower surface B, and a ground reinforcing portion 24a that is a conductor film provided on the cylindrical inner surface and connected to the ground portion 20a. For example, the diameter of the bottom surface of the ground portion 20a and the diameter of the ground reinforcing portion 24a are the same. The ground portion 20a is smaller than the power feeding portion 18a, and the reduced portion is compensated by the ground reinforcing portion 24a.

上面Aの円錐台形状の頂部Cに設けられた円盤形の空洞26aと、円盤形の空洞26aの内面に設けられた導体膜であるリフレクター28aと、を有する。   It has a disk-shaped cavity 26a provided at the top C of the truncated cone shape on the upper surface A, and a reflector 28a that is a conductor film provided on the inner surface of the disk-shaped cavity 26a.

バイコニカル・アンテナ10aは、中心導体30と、中心導体30を覆う絶縁体と、絶縁体を覆うシールド導体32とを有する同軸ケーブル34を有する。同軸ケーブル34の一端は、グランド部20a(グランド補強部24aを含む)の空洞16a,22aに挿入され、中心導体30が給電部18aに、シールド導体32がグランド部20aに接続されている。中心導体30とグランド部20aとは絶縁されている。   The biconical antenna 10a includes a coaxial cable 34 having a center conductor 30, an insulator covering the center conductor 30, and a shield conductor 32 covering the insulator. One end of the coaxial cable 34 is inserted into the cavities 16a and 22a of the ground portion 20a (including the ground reinforcing portion 24a), the center conductor 30 is connected to the power feeding portion 18a, and the shield conductor 32 is connected to the ground portion 20a. The center conductor 30 and the ground part 20a are insulated.

同軸ケーブル34の他端にはコネクター36が接続され、バイコニカル・アンテナ10aが種々の回路に接続できるようになっている。   A connector 36 is connected to the other end of the coaxial cable 34 so that the biconical antenna 10a can be connected to various circuits.

バイコニカル・アンテナ10aの形状の一例を以下に示す。給電部20aの頂部Cおよび底部Aの直径は、それぞれ11.0mmおよび2.8mmである。給電部18aの高さは8.0mmである。グランド部20aの頂部Dおよび底部Bの直径は、それぞれ2.8mmおよび9.4mmである。グランド部20aの高さは5.0mmである。リフレクター28aの直径および高さは、それぞれ2.8mmおよび1.0mmである。グランド補強部24aの直径および高さは、それぞれ9.4mmおよび13.0mmである。給電部18aとグランド部20aとのギャップGは、2.8mmである。   An example of the shape of the biconical antenna 10a is shown below. The diameters of the top part C and the bottom part A of the power feeding part 20a are 11.0 mm and 2.8 mm, respectively. The height of the power feeding unit 18a is 8.0 mm. The diameters of the top part D and the bottom part B of the ground part 20a are 2.8 mm and 9.4 mm, respectively. The height of the ground portion 20a is 5.0 mm. The diameter and height of the reflector 28a are 2.8 mm and 1.0 mm, respectively. The diameter and height of the ground reinforcing portion 24a are 9.4 mm and 13.0 mm, respectively. A gap G between the power feeding unit 18a and the ground unit 20a is 2.8 mm.

上記の形状のバイコニカル・アンテナ10aのVSWR(voltage standing wave ratio)をシミュレーションによって求めている。その結果が図2である。使用したシミュレーターは、Ansoft社のHFSSである。シミュレーションは、同軸ケーブル36をグランド補強部24aの下端Eで終端させてシミュレーションしている。UWB使用帯域において、VSWRが2以下となっている。また、UWB使用帯域外になると急激にVSWRが上昇している。アンテナ10aを使用するにあたって必要な帯域だけ使用することができ、アンテナ特性が良好であることを示している。なお、VSWRは、1に近づくほどアンテナとして良好に利用でき、2以下であれば実用上問題ない。   The voltage standing wave ratio (VSWR) of the above-described biconical antenna 10a is obtained by simulation. The result is shown in FIG. The simulator used is Ansoft HFSS. The simulation is performed by terminating the coaxial cable 36 at the lower end E of the ground reinforcing portion 24a. In the UWB band, VSWR is 2 or less. In addition, the VSWR rapidly increases when the band is outside the UWB band. Only the band necessary for using the antenna 10a can be used, indicating that the antenna characteristics are good. The VSWR can be used as an antenna better as it approaches 1, and there is no practical problem if it is 2 or less.

アンテナ10aの形状や比誘電率を種々変化させたシミュレーションの結果を以下に示す。シミュレーターは上記のものと同じである。   The results of simulation with various changes in the shape and relative dielectric constant of the antenna 10a are shown below. The simulator is the same as above.

図3に誘電体12aの比誘電率を種々変化させたシミュレーション結果を示す。比誘電率が3.6のときが最も良く、3.0や4.0でも良好なアンテナ特性を示す。単に比誘電率を高くするだけでは、所望のアンテナ特性が得られないことがわかる。   FIG. 3 shows simulation results in which the relative dielectric constant of the dielectric 12a is variously changed. A relative dielectric constant of 3.6 is the best, and a good antenna characteristic is exhibited even at 3.0 or 4.0. It can be seen that desired antenna characteristics cannot be obtained simply by increasing the relative dielectric constant.

図4にギャップGを変化させた場合のシミュレーション結果を示す。ギャップGが2.8mmのときに最も良いアンテナ特性を示している。ギャップGが2.8mmよりも広すぎたり狭すぎたりするとアンテナ特性が悪化するのがわかる。   FIG. 4 shows a simulation result when the gap G is changed. The best antenna characteristics are shown when the gap G is 2.8 mm. It can be seen that the antenna characteristics deteriorate when the gap G is too wide or narrower than 2.8 mm.

図5に給電部18aの高さを変化させた場合のシミュレーション結果を示す。給電部18aの高さが8.0mmのときに最もアンテナ特性が良くなる。高さを低くすると低周波側でアンテナ特性が悪化し、高さを高くすると高周波側でアンテナ特性が悪化する。   FIG. 5 shows a simulation result when the height of the power supply unit 18a is changed. The antenna characteristics are best when the height of the power feeding portion 18a is 8.0 mm. When the height is lowered, the antenna characteristics are deteriorated on the low frequency side, and when the height is increased, the antenna characteristics are deteriorated on the high frequency side.

図6にグランド部20aの高さを変化させた場合のシミュレーション結果を示す。グランド部20aの高さが5または6mmのときにアンテナ特性が良く、7mmであっても良好である。アンテナの小型化を考慮すると、5mmが好ましい。また、高さが低くなると低周波側でアンテナ特性が悪化する。   FIG. 6 shows a simulation result when the height of the ground portion 20a is changed. The antenna characteristics are good when the height of the ground portion 20a is 5 or 6 mm, and even 7 mm is good. In consideration of miniaturization of the antenna, 5 mm is preferable. Further, when the height is lowered, the antenna characteristics are deteriorated on the low frequency side.

図7にグランド補強部24aの高さを変化させた場合のシミュレーション結果を示す。グランド補強部24aの高さが13mmまたは15mmのときにアンテナ特性が最も良い。アンテナ10aの小型化を考慮すると13mmが好ましい。   FIG. 7 shows a simulation result when the height of the ground reinforcing portion 24a is changed. The antenna characteristic is the best when the height of the ground reinforcing portion 24a is 13 mm or 15 mm. Considering miniaturization of the antenna 10a, 13 mm is preferable.

図8にバイコニカル・アンテナ10aの幅、言い換えると給電部18aの円錐台形の底部Aの直径を変化させたときのシミュレーション結果を示す。11mmが最も良く、10mmや12mmでも良好なアンテナ特性である。9.0mmになると、中間の周波数帯でVSWRが2以上となり、アンテナ特性が悪化してしまう。   FIG. 8 shows a simulation result when the width of the biconical antenna 10a, in other words, the diameter of the frustoconical bottom A of the power feeding portion 18a is changed. 11 mm is the best, and even 10 mm and 12 mm are good antenna characteristics. At 9.0 mm, the VSWR becomes 2 or more in the intermediate frequency band, and the antenna characteristics deteriorate.

リフレクター28aの高さを変化させたときのシミュレーション結果を図9に示す。リフレクター28aの高さが1.0または1.5mmのときにアンテナ特性が良好である。アンテナ10aの小型化を考慮すると1.0mmがよい。リフレクター28aの高さを低くすると高周波側でアンテナ特性が悪化し、高くすると低周波側でアンテナ特性が悪化する。   FIG. 9 shows a simulation result when the height of the reflector 28a is changed. The antenna characteristics are good when the height of the reflector 28a is 1.0 or 1.5 mm. Considering miniaturization of the antenna 10a, 1.0 mm is preferable. When the height of the reflector 28a is lowered, the antenna characteristics are deteriorated on the high frequency side, and when it is increased, the antenna characteristics are deteriorated on the low frequency side.

次に、本発明のバイコニカル・アンテナ10aの製造方法について説明する。次の(1)〜(4)の工程でバイコニカル・アンテナ10aが製造される。   Next, the manufacturing method of the biconical antenna 10a of this invention is demonstrated. The biconical antenna 10a is manufactured by the following steps (1) to (4).

(1)旋盤加工(少量生産)または金型成形(大量生産)により、円柱形状の上面Aおよび下面Bから中心に向かって円錐台形状の空洞を有する誘電体12aを形成する。また、下面Bには円筒形状の誘電体13aが誘電体12aと一体になっており、同時に形成される。   (1) The dielectric 12a having a truncated cone-shaped cavity from the cylindrical upper surface A and the lower surface B toward the center is formed by lathe processing (small volume production) or mold forming (mass production). On the lower surface B, a cylindrical dielectric 13a is integrated with the dielectric 12a and is formed at the same time.

(2)無電解銅メッキによって円錐台形状の空洞14a,16aの内面に導体膜を形成する。この導体膜は、上面側が給電部18a、下面側がグランド部20aになる。無電解銅メッキをおこなうときに、給電部18a、グランド部20a、グランド補強部24a以外の部分は、リフトオフレジストをほどこしておく。無電解銅メッキ後にリフトオフレジストを除去し、給電部18aなど以外のメッキを除去する。また、無電解銅メッキで膜厚が薄いようであれば、そのメッキをベースとして電気銅メッキをほどこしても良い。また、銅板を金型で打ち抜いた電極で給電部18aを構成しても良い。必要に応じてバリなどを取り除いたり寸法の違いなどを調整したりする最終仕上げをおこなう。   (2) Conductive films are formed on the inner surfaces of the frustoconical cavities 14a and 16a by electroless copper plating. The conductor film has a power supply portion 18a on the upper surface side and a ground portion 20a on the lower surface side. When electroless copper plating is performed, lift-off resist is applied to portions other than the power supply portion 18a, the ground portion 20a, and the ground reinforcement portion 24a. After the electroless copper plating, the lift-off resist is removed, and plating other than the power feeding portion 18a is removed. If the film thickness is thin due to electroless copper plating, electrolytic copper plating may be applied based on the plating. Moreover, you may comprise the electric power feeding part 18a with the electrode which punched the copper plate with the metal mold | die. Perform final finishing by removing burrs and adjusting differences in dimensions as necessary.

(3)同軸プローブ34を準備し、上記下側E(B)の空洞から同軸プローブ34を空洞16a,22a内に挿入し、中心導体30を給電部18aに接続し、シールド導体32をグランド部20aに接続する。   (3) A coaxial probe 34 is prepared, the coaxial probe 34 is inserted into the cavities 16a and 22a from the cavity on the lower side E (B), the central conductor 30 is connected to the power feeding portion 18a, and the shield conductor 32 is connected to the ground portion. Connect to 20a.

(4)同軸プローブ34にコネクター36を取り付ける。これによって、アンテナ10aが完成する。   (4) A connector 36 is attached to the coaxial probe 34. Thereby, the antenna 10a is completed.

本発明のバイコニカル・アンテナ10aは、無電解銅メッキで給電部18aやグランド部20aを形成している。したがって、給電部18aなどは、導体から削り出すよりも形状の精度が高く、高周波のアンテナに適している。また、導体を削りだして給電部などを作るよりも量産しやすい利点がある。   The biconical antenna 10a of the present invention forms the power feeding portion 18a and the ground portion 20a by electroless copper plating. Therefore, the power feeding portion 18a and the like have a higher shape accuracy than being cut out from a conductor, and are suitable for a high-frequency antenna. In addition, there is an advantage that mass production is easier than cutting a conductor to make a power feeding part.

上記(2)の工程で無電解銅メッキをおこなったが、金などを蒸着させて導体膜を形成しても良い。メッキと同様に、精度良く給電部18aなどを形成することができる。   Although the electroless copper plating is performed in the step (2), a conductive film may be formed by vapor deposition of gold or the like. Like the plating, the power feeding portion 18a and the like can be formed with high accuracy.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるとはない。例えば、図10に示すように、給電部18bとグランド部20bとが対象な形をしたバイコニカル・アンテナ10bであっても良い。給電部18bおよびグランド部20bは、上記の実施形態と同様に導体膜で形成し、内部は空洞14b,16bにする。また、導体膜の形成も無電解銅メッキをおこなって形成する。無電解銅メッキなどにより、寸法形状の精度が高いアンテナ10bとなり、高周波のアンテナとして適している。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to said embodiment. For example, as shown in FIG. 10, a power supply unit 18b and a ground unit 20b may be a biconical antenna 10b having a target shape. The power feeding portion 18b and the ground portion 20b are formed of a conductor film similarly to the above-described embodiment, and the insides are cavities 14b and 16b. The conductor film is also formed by electroless copper plating. By electroless copper plating or the like, the antenna 10b has a high dimensional accuracy and is suitable as a high-frequency antenna.

図1のリフレクター28aの直径を種々変化させても良い。リフレクター28aによって、ある周波数帯域をカットすることができる。図10の給電部18bに図1と同様に頂部Cにリフレクターを設けても良く、そのリフレクターの直径を種々変化させても良い。また、図1において、リフレクター28aが無い構成であっても良い。   The diameter of the reflector 28a in FIG. 1 may be variously changed. A certain frequency band can be cut by the reflector 28a. 10 may be provided with a reflector at the top C as in FIG. 1, and the diameter of the reflector may be variously changed. Moreover, in FIG. 1, the structure without the reflector 28a may be sufficient.

誘電体12aは、エポキシ樹脂を使用する以外にアルミナなどを使用しても良い。この場合、上記(1)の工程は、アルミナを図1などに示す形の型にいれて乾燥・焼成する工程となる。   The dielectric 12a may use alumina or the like in addition to using an epoxy resin. In this case, the step (1) is a step of placing alumina in a mold shown in FIG.

図1の給電部18aおよびグランド部20aの空洞14a,14bは、底面の大きさが異なったが、同じであっても良い。   The cavities 14a and 14b of the power feeding portion 18a and the ground portion 20a in FIG. 1 have different bottom sizes, but may be the same.

その他、本発明は、その主旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々の改良、修正、変更を加えた態様で実施できるものである。   In addition, the present invention can be carried out in a mode in which various improvements, modifications, and changes are added based on the knowledge of those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention.

本発明のバイコニカル・アンテナの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the biconical antenna of this invention. 図1のバイコニカル・アンテナのVSWRのシミュレーション結果を示す図である。It is a figure which shows the simulation result of VSWR of the biconical antenna of FIG. 誘電体の比誘電率を種々変化させた場合のVSWRのシミュレーション結果を示す図である。It is a figure which shows the simulation result of VSWR when the dielectric constant of a dielectric material is changed variously. ギャップを変化させた場合のVSWRのシミュレーション結果を示す図である。It is a figure which shows the simulation result of VSWR when a gap is changed. 給電部の高さを変化させた場合のVSWRのシミュレーション結果を示す図である。It is a figure which shows the simulation result of VSWR at the time of changing the height of an electric power feeding part. グランド部の高さを変化させた場合のVSWRのシミュレーション結果を示す図である。It is a figure which shows the simulation result of VSWR when changing the height of a ground part. グランド補強部の高さを変化させた場合のVSWRのシミュレーション結果を示す図である。It is a figure which shows the simulation result of VSWR at the time of changing the height of a ground reinforcement part. バイコニカル・アンテナの給電部の円錐台形の底部の直径を変化させたときのVSWRのシミュレーション結果を示す図である。It is a figure which shows the VSWR simulation result when changing the diameter of the bottom part of the truncated cone shape of the electric power feeding part of a biconical antenna. リフレクターの高さを変化させたときのVSWRのシミュレーション結果を示す図である。It is a figure which shows the simulation result of VSWR when changing the height of a reflector. 給電部とグランド部とが対象となっているバイコニカル・アンテナの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the biconical antenna in which the electric power feeding part and a ground part are object. 従来のバイコニカル・アンテナの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the conventional biconical antenna.

符号の説明Explanation of symbols

10a,10b,40:バイコニカル・アンテナ
12a,12b,13a:誘電体
14a,4b,16a,16b,22a,26a:空洞
18a,18b,42:給電部
20a,20b,44:グランド部
24a:グランド補強部
28a:リフレクター
30:中心導体
32:シールド導体
34:同軸ケーブル
36:コネクター
10a, 10b, 40: Biconical antenna 12a, 12b, 13a: Dielectric 14a, 4b, 16a, 16b, 22a, 26a: Cavity 18a, 18b, 42: Power feeding unit 20a, 20b, 44: Ground unit 24a: Ground reinforcement Part 28a: Reflector 30: Center conductor 32: Shield conductor 34: Coaxial cable 36: Connector

Claims (3)

柱状の上面および下面のそれぞれから中心に向けて円錐台形状の空洞を有し、該円錐台形状の頂部の平面同士が平行になって対向している誘電体と、
前記上面側の空洞の内面に設けられた導体膜である給電部と、
前記下面側の空洞の内面に設けられた導体膜であるグランド部と、
を有するバイコニカル・アンテナであって、
前記給電部の高さが、前記グランド部の高さよりも高く、
前記下面側の空洞の内面に設けられた導体膜であるグランド部に接続された内面が導体膜の円柱状のグランド補強部と、
前記上面側の円錐台形状の頂部に設けられた円柱形状の空洞と、
前記円柱形状の空洞の内面に設けられた導体膜よりなるリフレクターと、を有することを特徴とするバイコニカル・アンテナ。
A dielectric having a frustoconical cavity toward the center from each of the columnar upper surface and the lower surface, the planes of the tops of the frustoconical shapes facing each other in parallel;
A power feeding part that is a conductor film provided on the inner surface of the cavity on the upper surface side;
A ground portion which is a conductor film provided on the inner surface of the cavity on the lower surface side;
A biconical antenna having
The height of the power feeding part is higher than the height of the ground part,
The inner surface connected to the ground part which is a conductor film provided on the inner surface of the cavity on the lower surface side is a cylindrical ground reinforcing part of the conductor film, and
A columnar cavity provided at the top of the truncated cone shape on the upper surface side;
And a reflector made of a conductor film provided on an inner surface of the cylindrical cavity.
請求項1に記載されたバイコニカル・アンテナにおいて、
前記給電部の高さは8mmであり、
前記バイコニカル・アンテナの巾となる円錐台形状である前記給電部の円錐台形の底部の直径は11mmであり、
円錐台形状の前記グランド部の高さは5mmであり、
前記円柱状のグランド補強部の高さは13mmであり、
前記円柱状のグランド補強部の直径は9.4mmであり、
前記円柱形状のリフレクターの高さは1mmであり、
前記円柱形状のリフレクターの直径は2.8mmであることを特徴とするバイコニカル・アンテナ。
The biconical antenna according to claim 1, wherein
The height of the power feeding part is 8 mm,
The diameter of the bottom of the frustoconical shape of the feeding portion, which is a frustoconical shape that becomes the width of the biconical antenna, is 11 mm;
The height of the frustum-shaped ground part is 5 mm,
The height of the cylindrical ground reinforcing portion is 13 mm,
The cylindrical ground reinforcing portion has a diameter of 9.4 mm,
The height of the cylindrical reflector is 1 mm,
The biconical antenna according to claim 1, wherein the cylindrical reflector has a diameter of 2.8 mm.
請求項1および/または2に記載されたバイコニカル・アンテナにおいて、
前記誘電体はエポキシ樹脂であることを特徴とするバイコニカル・アンテナ。
Biconical antenna according to claim 1 and / or 2,
The biconical antenna, wherein the dielectric is an epoxy resin.
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