JP4371418B2 - アンテナ反射構造体 - Google Patents

Description

本発明は、アンテナ反射構造体に関し、特に、凹状のスロットを有するアンテナ反射構造体に関する。この特許出願は、２００３年９月３０日に出願された台湾特許出願第９２２１７５６８号の利益を主張し、その主要事項は、引用することによってここに組み込まれる。

一般に、アンテナ反射構造体は、主として、アンテナからの電磁波を反射して案内し、所望の方向へと送信するために用いられる。この目的を達成するために、従来では、球面、放物面、又は他の空間的な曲面が、アンテナ反射構造体の反射面として採用されていた。そのため、電磁波は、アンテナによって曲面の焦点から送信された後、所望の方向へと送信されるように曲面によって反射される。したがって、アンテナの指向性及び利得値は向上される。

従来のアンテナ反射構造体の多くは、球面、放物面、又は他の空間的な曲面である。ここで、焦点位置を正確に制御して曲面における各部分の曲率を等しく維持するために、曲面の製造は、非常に困難となり、また、コストも高騰するのがしばしばである。さらに、この種の曲面を備えたアンテナ反射構造体は、製造の困難さに起因して、小型化を図ることも困難である。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、単純な製造プロセス及び有効な反射能力を実現することができるアンテナ反射構造体を提供することを目的とする。

本発明の目的は、アンテナから放射された電磁波を反射するアンテナ反射構造体を提供することである。本発明にかかるアンテナ反射構造体は、プレートと、パネルと、側壁と、突出部とを備える。側壁は、プレートの端縁部と連結し、当該プレートを包囲する。突出部は、側壁と連結し、当該側壁の端縁部を包囲する。パネルは、側壁に配設される。突出部は、側壁から延在するとともにプレートに対して略平行とされ、側壁は、プレート及び突出部に対して略垂直とされる。したがって、プレート、側壁、及び突出部は、凹状のスロットを形成する。アンテナは接続ベースと放射ロッドを有し、接続ベースはプレートの上に固定され、放射ロッドの全体がプレートに平行で、放射ロッドと上記プレートの間の第１の距離が、突出部とプレートの間の第２の距離よりも長くなるように、放射ロッドは凹状のスロットの外側に配置されている。アンテナから凹状のスロットへと放射されたいくつかの電磁波の反射、及び凹状のスロットの開かれた方向への電磁波の送信により、より高い利得値及び指向性が得られる。さらに、本発明にかかるアンテナ反射構造体は、製造の単純化、良好な指向性、及び容易な小型化といったようないくつかの特製を提供する。

具体的には、本発明にかかるアンテナ反射構造体は、端縁部を備えたプレートと、端縁部を備え、上記プレートの端縁部から延在するとともに当該プレートに対して略垂直とされる側壁と、上記側壁の端縁部から延在し、上記プレートと平行とされるとともに上記側壁に対して略垂直とされる突出部とを備え、上記突出部、上記プレート、及び上記側壁は、アンテナを包含し且つ当該アンテナからの電磁波を反射する凹状のスロットを形成することを特徴としている。

ここで、上記プレート、上記側壁、及び上記突出部は、金属から作ることができ、統合的に形成されるのが望ましい。また、上記プレートは、矩形状や円状とすることができる。

さらに、本発明にかかるアンテナ反射構造体は、当該アンテナ反射構造体を固定するために上記側壁に接続されたパネルをさらに備えることを特徴としている。

さらにまた、上記アンテナは、上記プレート上に固定することができる。そして、上記アンテナは、全方向性アンテナとされる。このとき、上記アンテナとしては、スリーブアンテナを用いることができる。また、上記アンテナは、指向性アンテナとされてもよい。

本発明にかかるアンテナ反射構造体は、プレートによって形成されることから、容易な製造及び低コスト特性を実現することができる。また、本発明にかかるアンテナ反射構造体においては、より高い利得値、より良好な指向性、及びより良好な通信品質を得ることができる。さらに、本発明にかかるアンテナ反射構造体は、その複雑でない形式に起因して、設計の小型化が容易である。

以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。本発明の目的及び機能は、望ましいものの限定されることはない以下の詳細な記述から明らかとなるであろう。以下の記述は、添付図面を参照してなされる。添付図面は、本発明についてのさらなる理解を提供するとともに、組み込まれてこの特許出願の一部を構成するために含まれ、本発明の具体例を示し、明細書の記述とともに本発明の原理について説明する役割を果たすものである。

図１は、本発明の望ましい具体例によるアンテナ反射構造体１の３次元斜視図である。図２は、本発明の望ましい具体例によるアンテナ反射構造体１の正面図である。図３は、図２に示すアンテナ反射構造体１のＩ−Ｉ断面図である。これらの図に示すように、アンテナ反射構造体１は、プレート１１と、側壁１２と、突出部１３とを備える。側壁１２の一方の側面１２ａは、プレート１１の端縁部１１ａと連結し、当該プレート１１を包囲する。一方、突出部１３は、側壁１２の他方の側面１２ｂと連結し、当該側壁１２を包囲する。突出部１３は、側壁１２から延在し、プレート１１と略平行とされる。さらに、側壁１２は、プレート１１と突出部１３とに対して略垂直とされる。したがって、プレート１１、側壁１２、及び突出部１３は、アンテナ２を含んで凹状のスロット１４を形成することができる。

アンテナから放射された電磁波の方向は、凹状のスロット１４によって制限することができる。プレート１１に対して垂直方向に送信された電磁波は、凹状のスロット１４から直接反射されるであろう。プレート１１に対して垂直以外の方向へと当該プレート１１に送信された電磁波、及び側壁１２のような凹状のスロット１４の他の部品に送信された電磁波は、最後に突出部１３の援助によって単一方向へと凹面のスロット１４から反射されるであろう。突出部１３は、電磁波の方向を制限するように作用する。突出部１３は、多様に分布した電磁波をブロックし、凹状のスロット１４へと電磁波を反射し返し、最後に当該凹状のスロット１４から単一方向へと電磁波を送信する。したがって、ほとんどの電磁波は、単一方向、すなわち、凹状のスロット１４の開放端を介して送信される。これは、主として、凹状のスロット１４において多様に分布した電磁波の多重反射のためである。したがって、アンテナの指向性及び利得値は向上される。

プレート１１、側壁１２、及び突出部１３の望ましい材料は、金属、又は電磁波を反射することができる他の材料とすることができる。また、プレート１１、側壁１２、及び突出部１３は、独立したユニットとすることができるとともに、凹状のスロット１４を形成するように組み立てることができる。望ましくは、プレート１１、側壁１２、及び突出部１３は、板金、鋳造又は粉末冶金の方法によって統合的に形成される。

さらに、プレート１１の形状は、矩形状、円上、又は楕円状とすることができるが、これらに限定されるものではない。プレート１１は、期待される放射フィールドの形状を生成することができるものであれば、いかなる形状のものであても用いることができる。さらにまた、パネル１５は、他の構造体上にアンテナ反射構造体１を固定するために、側壁１２上に配設することができる。

図２及び図３を参照すると、アンテナ２は、プレート１１上に直接配設することができる。アンテナ２は、電磁波の一部を凹状のスロット１４に送信することができる全方向性アンテナ（omidirectional antenna）とすることができる。アンテナ２は、望ましくはスリーブアンテナ（sleeve antenna）である。また、接続ベース２２は、スリーブアンテナの放射ロッド２１がプレート１１の中心に実質的に位置するように、当該プレート１１の１つのサイト上に固定される。したがって、より良好な放射フィールドを生成することができる。しかしながら、アンテナ２のタイプは、これに限定されるものではない。他のタイプの全方向性アンテナ又は指向性アンテナ（directional antenna）を用いてもよい。

さらに、図４に示すように、アンテナ２によって生成された放射フィールドは、凹状のスロット１４へと放射された電磁波の角度を合わせるために、当該アンテナ２と当該アンテナ反射構造体１との相対的な位置の調整によって制御することができる。

図５(ａ)及び図５(ｂ)は、それぞれ、アンテナ２がスリーブアンテナである場合における２．４ＧＨｚでの電界面（Ｅ平面）及び磁界面（Ｈ平面）のフィールド形状の結果を示す。Ｅ平面のフィールド形状の分布において、最大利得値は、８°で９．０７ｄＢｉであり、最小利得値は、１７９°で−３３．１３ｄＢｉであり、平均利得値は、１．２８ｄＢｉである。また、Ｈ平面のフィールド形状の分布において、最大利得値は、３５８°で８．８０ｄＢｉであり、最小利得値は、１５７°で−３３．１１ｄＢｉであり、平均利得値は、２．２０ｄＢｉである。

図６(ａ)及び図６(ｂ)は、それぞれ、アンテナ２がスリーブアンテナである場合における２．４５ＧＨｚでの電界面（Ｅ平面）及び磁界面（Ｈ平面）のフィールド形状の結果を示す。Ｅ平面のフィールド形状の分布において、最大利得値は、７°で８．６７ｄＢｉであり、最小利得値は、１７６°で−３２．７６ｄＢｉであり、平均利得値は、０．７３ｄＢｉである。また、Ｈ平面のフィールド形状の分布において、最大利得値は、１°で８．３２ｄＢｉであり、最小利得値は、１６１°で−３１．３１ｄＢｉであり、平均利得値は、１．６７ｄＢｉである。

図７(ａ)及び図７(ｂ)は、それぞれ、アンテナ２がスリーブアンテナである場合における２．５ＧＨｚでの電界面（Ｅ平面）及び磁界面（Ｈ平面）のフィールド形状の結果を示す。Ｅ平面のフィールド形状の分布において、最大利得値は、７°で９．０１ｄＢｉであり、最小利得値は、１７８°で−４１．５４ｄＢｉであり、平均利得値は、１．０１ｄＢｉである。また、Ｈ平面のフィールド形状の分布において、最大利得値は、１°で８．６４ｄＢｉであり、最小利得値は、１６７°で−２４．４８ｄＢｉであり、平均利得値は、１．９５ｄＢｉである。したがって、これら図５(ａ)乃至図７(ｂ)から、本発明のアンテナ反射構造体１によれば、２．４ＧＨｚ〜２．５ＧＨｚでより高い利得値及びより良好な指向性が得られることがわかる。

本発明が、一例を介して、また望ましい具体例として記述されていた一方で、本発明は、これに限定されるものではないことは理解されるべきである。これに対して、様々な変形例並びに同様の配置及び処理を包含するように意図されるべきである。したがって、添付した特許請求の範囲は、そのような変形例並びに同様の配置及び処理を全て包含するように、最も広い解釈として与えられるべきである。

本発明の望ましい具体例によるアンテナ反射構造体の３次元斜視図である。 本発明の望ましい具体例によるアンテナ反射構造体の正面図である。 図２に示すアンテナ反射構造体のＩ−Ｉ断面図である。 本発明の望ましい具体例によるアンテナ反射構造体の側面図である。 ２．４ＧＨｚでスリーブアンテナと結合された本発明によるアンテナ反射構造体の電界面（Ｅ平面）のフィールド形状を示す図である。 ２．４ＧＨｚでスリーブアンテナと結合された本発明によるアンテナ反射構造体の磁界面（Ｈ平面）のフィールド形状を示す図である。 ２．４５ＧＨｚでスリーブアンテナと結合された本発明によるアンテナ反射構造体の電界面（Ｅ平面）のフィールド形状を示す図である。 ２．４５ＧＨｚでスリーブアンテナと結合された本発明によるアンテナ反射構造体の磁界面（Ｈ平面）のフィールド形状を示す図である。 ２．５ＧＨｚでスリーブアンテナと結合された本発明によるアンテナ反射構造体の電界面（Ｅ平面）のフィールド形状を示す図である。 ２．５ＧＨｚでスリーブアンテナと結合された本発明によるアンテナ反射構造体の磁界面（Ｈ平面）のフィールド形状を示す図である。

符号の説明

１ アンテナ反射構造体
２ アンテナ
１１ プレート
１１ａ 端縁部
１２ 側壁
１２ａ，１２ｂ 側面
１３ 突出部
１４ 凹状のスロット
１５ パネル
２１ 放射ロッド
２２ 接続ベース

Claims (13)

1. アンテナによって放射された電磁波を反射するアンテナ反射構造体であって、
   端縁部を備えたプレートと、
   端縁部を備え、上記プレートの端縁部から延在するとともに当該プレートに対して略垂直とされる側壁と、
   上記側壁に配設されたパネルと、
   上記側壁の端縁部から延在し、上記プレートと平行とされるとともに上記側壁に対して略垂直とされる突出部とを備え、
   上記突出部、上記プレート、及び上記側壁は、アンテナを包含し且つ当該アンテナからの電磁波を反射する凹状のスロットを形成し、
   上記アンテナは接続ベースと放射ロッドを有し、上記接続ベースは上記プレートの上に固定され、上記放射ロッドの全体が上記プレートに平行で、上記放射ロッドと上記プレートの間の第１の距離が、上記突出部と上記プレートの間の第２の距離よりも長くなるように、上記放射ロッドは上記凹状のスロットの外側に配置されていること
   を特徴とするアンテナ反射構造体。
2. 上記プレート、上記側壁、及び上記突出部は、金属から作られていること
   を特徴とする請求項１記載のアンテナ反射構造体。
3. 上記プレート、上記側壁、及び上記突出部は、統合的に形成されていること
   を特徴とする請求項１記載のアンテナ反射構造体。
4. 上記プレートは、矩形状とされること
   を特徴とする請求項１記載のアンテナ反射構造体。
5. 上記プレートは、円状とされること
   を特徴とする請求項１記載のアンテナ反射構造体。
6. 上記側壁に接続された上記パネルは、上記アンテナ反射構造体を固定するためのものであること
   を特徴とする請求項１記載のアンテナ反射構造体。
7. 上記アンテナは、上記プレート上に固定されていること
   を特徴とする請求項１記載のアンテナ反射構造体。
8. 上記アンテナは、全方向性アンテナ（ｏｍｎｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ａｎｔｅｎｎａ）であること
   を特徴とする請求項１記載のアンテナ反射構造体。
9. 上記アンテナは、スリーブアンテナ（ｓｌｅｅｖｅ ａｎｔｅｎｎａ）であること
   を特徴とする請求項８記載のアンテナ反射構造体。
10. 上記アンテナは、指向性アンテナ（ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ａｎｔｅｎｎａ）であること
    を特徴とする請求項１記載のアンテナ反射構造体。
11. 上記接続ベースは、上記放射ロッドを上記プレートに接続すること
    を特徴とする請求項１記載のアンテナ反射構造体。
12. 上記放射ロッドは、アンテナ反射構造体の外部にあって、上記プレートの略中心に設けられていること
    を特徴とする請求項１記載のアンテナ反射構造体。
13. 上記アンテナは、Ｌ形状とされること
    を特徴とする請求項１記載のアンテナ反射構造体。