JP4555787B2 - アンテナ - Google Patents

アンテナ Download PDF

Info

Publication number
JP4555787B2
JP4555787B2 JP2006035327A JP2006035327A JP4555787B2 JP 4555787 B2 JP4555787 B2 JP 4555787B2 JP 2006035327 A JP2006035327 A JP 2006035327A JP 2006035327 A JP2006035327 A JP 2006035327A JP 4555787 B2 JP4555787 B2 JP 4555787B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
slit
antenna
slot
conductor plate
bottom side
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2006035327A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2007049672A (ja
Inventor
圭介 福地
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Cable Ltd
Original Assignee
Hitachi Cable Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Cable Ltd filed Critical Hitachi Cable Ltd
Priority to JP2006035327A priority Critical patent/JP4555787B2/ja
Priority to CN2006101018008A priority patent/CN1897353B/zh
Priority to US11/484,609 priority patent/US7277060B2/en
Publication of JP2007049672A publication Critical patent/JP2007049672A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4555787B2 publication Critical patent/JP4555787B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q13/00Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
    • H01Q13/08Radiating ends of two-conductor microwave transmission lines, e.g. of coaxial lines, of microstrip lines
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q13/00Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
    • H01Q13/10Resonant slot antennas

Landscapes

  • Waveguide Aerials (AREA)

Description

本発明は、小型で広帯域のアンテナ、特に次世代・超高速通信方式であるUWB(Ultra Wide Band)通信機器用に適用可能なアンテナに関するものである。
UWB(ウルトラワイドバンド)は、ワイヤレスで、光ファイバ以上の高速通信が可能になる技術であり、2.4GHz帯を利用するブルートゥース(登録商標)や現行の5GHz帯(IEEE 802.11a)等を利用する無線LANに代わる通信手段として期待されている。
UWBは、3.1GHzから10.6GHzという広帯域で、且つマルチバンドな周波数領域を用いて100M〜1G/bpsという高速データ通信を実現する通信方式であり、これに用いるアンテナには、これまでにない広帯域性が求められる。
現状第1期のUWB通信には、3〜5GHzの帯域が使用されていることがほぼ決まっている。
従来のUWB用アンテナとしては、特許文献1に提案されるように、ホームベース形状の導体を誘電体で挟み、ベースボール形状の頂部を電源を挟んでグランドに接続したもの、特許文献2に提案されるようなシェルピンスキーアンテナを改良したもの、特許文献3に示されるようにパッチアンテナを改良したものなど種々のアンテナが提案されている。
特開2005−150804号公報 特開2004−343424号公報 特開2005−94499号公報
ノートパソコンなどの機器に実装するためには、UWB用のアンテナはUWB用として用いることができる帯域を有し、且つ小型、薄型であることが望ましい。
本発明の目的は、UWB用として用いることができる帯域を有し、且つ小型、薄型とすることができるアンテナを提供することにある。
記の目的を達成するために、本発明に係るアンテナは、矩形の導体板に、底辺と該底辺に対して傾斜した2つの斜辺とからなる三角形状、フレア形状、または扇形状であって前記導体板を分割しないテーパスロットを前記導体板の上辺に前記底辺を対向させて形成し、前記テーパスロットの前記2つの斜辺からなる頂部に、前記導体板を分割し前記導体板の下辺につながる第1のスリットを形成し、前記第1のスリットを境に前記導体板に給電片とグランド片を形成し、前記導体板内の前記テーパスロットの前記底辺及び前記2つの斜辺の合計長さは、アンテナが広帯域の共振周波数を有するループアンテナとして動作する大きさで形成され、前記テーパスロットの斜辺であって前記給電片と前記グランド片の付近、前記導体板の各辺につながらない第2のスリットを形成し、前記第2のスリットと前記テーパスロットの底辺の間の前記テーパスロットの斜辺に、前記導体板の各辺につながらない第3のスリットを形成したことを特徴とするアンテナ。
本発明は、UWB用として用いることができる帯域を有し、且つ小型、薄型とすることができるアンテナを実現できる。
以下、本発明の実施形態を添付図面により説明する。
図1は、本発明のアンテナの一実施形態を示したものである。
本実施形態のアンテナは、矩形上の導体板10と、導体板10に形成した三角形状のテーパスロット11、テーパスロット11の頂部から導体板10を分割するように形成した縦スリット(第1のスリット)12と、縦スロット12を境にして形成された給電片13とグランド片14、テーパスロット11の斜辺11aの給電片13とグランド片14の付近に形成された下部スリット(第2のスリット)15とから構成される。
導体板10は、リードフレーム等の金属板のプレス打ち抜きにより、横が23mm、縦が25mmの矩形状に形成される。導体板10には、三角形状のテーパスロット11がプレス打ち抜きで形成される。テーパスロット11の2つの斜辺11a、11aのなす角度は、おおよそ40〜50度程度に形成される。テーパスロット11のサイズは、斜辺11a、11aと底辺11bの合計長さが、約70mm(斜辺25mm、底辺20mm)に形成される。
さらに、導体板10には、テーパスロット11の頂部と図1における矩形状の導体板10の下辺につながる縦スリット12が打ち抜きで形成される。縦スリット12を境に、給電片13とグランド片14とが形成される。
テーパスロット11の斜辺11a、11aの給電片13とグランド片14の付近にそれぞれ図1において横方向に延びる長方形状の下部スリット15が形成される。
図3は、上記構成において、給電片13とグランド片14間に電源16を接続して電波を放射したときの、周波数とリターンロスの関係を示す図である。3.5GHzでリターンロスが最少であり、3〜5GHz帯でリターンロスが−6dBと比帯域(帯域/中心周波数)が50%以上の広帯域が得られている。
3(b)は、図1においてアンテナ平面を、紙面方向をx、紙面の左右方向をy、紙面の上下方向をzと定義したときの、x−y平面における周波数と平均利得の関係を示す図である。x−y平面の3〜5GHz帯の平均利得は−2〜−1dBである。
本発明のアンテナは、ループアンテナを形成している。通常の円形のループアンテナにおいては、共振周波数はループ長により変化するが、本発明のアンテナにおいては、ループをテーパスロットで形成しているために、広帯域の共振周波数が得られる。
図4は、下部スリットを設けない三角形状のテーパスロット11の場合と下部スリット15を設けた場合のアンテナ特性(周波数とリターンロスの関係)をそれぞれ示したものである。
点線で示したテーパスロット(テーパスロット辺長さ70mm)のみのアンテナの場合、共振周波数は4.5GHz(波長66.7mm)であり、実線で示す下部スリットを付加した場合、共振周波数は3.5GHzである。このように、同一のアンテナ面積において、下部スリットを設けることにより共振周波数が低くなっている。
一般に、ループアンテナにおける共振周波数は、共振周波数の1波長とループ全周の長さが同じである。低周波数側に共振周波数を合わせようとするとループ全周(テーパスロットの開口角と長さ)を長くとる必要があり、それに対応してアンテナ面積が大きくする必要が生じる。本発明では、下部スリット15を付加することで、テーパスロット11の辺の長さを短くでき、少ないアンテナ面積で低周波数側に共振をとることができる。この理由は、下部スリット15を形成することにより、給電片13の給電点13sからグランド片14のグランド点14gまでの長さが変化し、下部スリット15の長さと幅を変えることで共振ループ長を長くすることができ、共振周波数を低周波側にシフトすることができるためである。
下部スリット15は、テーパスロット11の斜辺11aに形成すれば良いが、特に、給電点13sからグランド点14gまでの給電経路が大きく換えることができるような、給電点13sとグランド点14gの付近に形成することが好ましい。
テーパスロット11の給電部付近に設ける下部スリット15の長さに対する共振周波数の低周波側へのシフト量は、本実施形態において、例えばスリット幅が1mmの場合、片方のスリット長変化1mmに対して200MHzである。スリット長を5mmとすることで、1GHz低周波側にシストすることができる。
また、スリット幅を大きくした場合、スリット幅とスリット長変化の積で、周波シフト量が決まる。例えば、スリット幅1.5mmの場合、片方のスリット長変化1mmに対する周波数シフト量は、おおよそ300MHzとなる。
本実施形態のアンテナは、テーパスロット11を形成するにときに、共振周波数を予め高周波側で共振するように形成し、下部スリット15を形成することで共振周波数を低周波側にシフトさせることができる。これにより、本実施形態のアンテナはUWB用として必要な帯域(例えば、第1期のUWB通信に使用される3〜5GHz)を有するとともに、小型、薄型化が実現できる。
図2は、本発明のアンテナの他の実施形態を示したものである。
本実施形態のアンテナは、図2に示すように、図1のアンテナに対して、下部スリット15からテーパスロット11の底辺11bに至る斜辺11a、11aにL字状の側部スリット17(第3のスロット)を形成したものである。
図5は、図1のアンテナと、側部スリットを形成した本実施形態のアンテナのアンテナ特性(周波数とリターンロスの関係)をそれぞれ示したものである。点線は、テーパスロット11に下部スリット15を形成した図1のアンテナのアンテナ特性であり、実線は、テーパスロット11に下部スリット15と側部スリット17を形成した図2のアンテナのアンテナ特性である。
図5に示すように、側部スリット17を形成した場合、4.4〜5.5GHz帯のリターンロスが減少していることが分かる。
側部スリット17の切り込み箇所は、下部スリット15から底辺11bに至る斜辺11aのどの位置に設置してもよいが、特に中央付近に設けることによって最も効率よく機能させることができる。
側部スリット17を形成することで、テーパスロット11のみで発現する共振帯域の高周波側に第2の共振を発現することができる。すなわち、側部スリット17を適当な位置に設けることによって、単にテーパスロット11を設けた場合よりも、同一アンテナ面積においてより広帯域なアンテナを実現できる。
側部スリット17の切り込み長さに対する高周波側への第2の共振の発現量は、本実施形態において、スリット幅1mmの時、片方のスリット長変化に対して、おおよそ100MHzである。
図2の実施形態においては、スリット幅1mmで、逆L字状に折り曲げて、そのスリット長さが、おおよそ10mmであり、これにより5GHzを中心に1.2GHz幅の第2の共振帯を形成することができることが分かる。
以上のように、本実施形態のアンテナは、側部スリットを形成したことにより高周波側の帯域を広くすることができ、UWB用として必要な帯域を有するとともに、小型、薄型化が実現できる。
図6、図7は、本発明の他の実施形態を示したものである。
図6の実施形態のアンテナは、テーパスロット11の形状を斜辺11cが内側に凸となる曲面状に形成し、全体をフレア状のテーパスロット11に形成したものである。図7の実施形態のアンテナは、底部11dを外側に凸となる曲面状に形成した扇形状のテーパスロット11に形成したものである。
図6、図7の実施形態においては、テーパスロット11の斜辺や底辺の形状を曲面状に形成することにより、テーパスロット11に形成される電界・磁界分布を変更でき、共振周波数を変えることができる。なお、テーパスロットの形状は、菱形形状としても良い。
図8は、本発明の他の実施形態を示したものである。
図8の実施形態のアンテナは、図2のアンテナにおいて、下部スリット15の先端に図8において上向きのスリット部15aを形成して下部スリット15をL字状とし、側部スリット17をT字状に形成したものである。
本実施形態のアンテナは、下部スリット15および側部スリット17の形状を変更することで、共振周波数を適宜変えることができる。
以上に説明したように、本発明のアンテナは、小型、薄型であり、且つUWB用として使用できる広帯域性を実現できる。
また、通常のモノポールアンテナやスロットアンテナを小型化したアンテナの場合、外部に補助的なグランドを設ける必要が生じることが多く、実際にノートパソコン等の機器に組み込まれたさいに、実装性がよくないという問題があった。これに対し、本発明のアンテナは、ループアンテナとして機能しており、給電片とグランド片を有しているので、別途グランドを設ける必要がなく、実装性にも優れている。
本発明の一実施形態を示す図である。 本発明の他の実施形態を示す図である。 図1に示した小型広帯域アンテナのアンテナ特性を示す図である。 本発明においてテーパスロットのみと、テーパスロットに下部スリットを形成したときのアンテナ特性を示す図である。 本発明において、側部スリットを形成したときのアンテナ特性を示す図である。 本発明の他の実施の形態を示す図である。 本発明の他の実施の形態を示す図である。 本発明の他の実施の形態を示す図である。
符号の説明
10 導体板
11 テーパスロット
12 縦スリット
13 給電片
14 グランド片
15 下部スリット

Claims (3)

  1. 矩形の導体板に、底辺と該底辺に対して傾斜した2つの斜辺とからなる三角形状、フレア形状、または扇形状であって前記導体板を分割しないテーパスロットを前記導体板の上辺に前記底辺を対向させて形成し、
    前記テーパスロットの前記2つの斜辺からなる頂部に、前記導体板を分割し前記導体板の下辺につながる第1のスリットを形成し、
    前記第1のスリットを境に前記導体板に給電片とグランド片を形成し、
    前記導体板内の前記テーパスロットの前記底辺及び前記2つの斜辺の合計長さは、アンテナが広帯域の共振周波数を有するループアンテナとして動作する大きさで形成され、
    前記テーパスロットの斜辺であって前記給電片と前記グランド片の付近、前記導体板の各辺につながらない第2のスリットを形成し、
    前記第2のスリットと前記テーパスロットの底辺の間の前記テーパスロットの斜辺に、前記導体板の各辺につながらない第3のスリットを形成したことを特徴とするアンテナ。
  2. 前記第3のスリットはL字形状であることを特徴とする請求項に記載のアンテナ。
  3. 前記第3のスリットはT字形状であることを特徴とする請求項に記載のアンテナ。
JP2006035327A 2005-07-12 2006-02-13 アンテナ Expired - Fee Related JP4555787B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006035327A JP4555787B2 (ja) 2005-07-12 2006-02-13 アンテナ
CN2006101018008A CN1897353B (zh) 2005-07-12 2006-07-11 天线
US11/484,609 US7277060B2 (en) 2005-07-12 2006-07-12 Antenna

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005203265 2005-07-12
JP2006035327A JP4555787B2 (ja) 2005-07-12 2006-02-13 アンテナ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007049672A JP2007049672A (ja) 2007-02-22
JP4555787B2 true JP4555787B2 (ja) 2010-10-06

Family

ID=37661199

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006035327A Expired - Fee Related JP4555787B2 (ja) 2005-07-12 2006-02-13 アンテナ

Country Status (3)

Country Link
US (1) US7277060B2 (ja)
JP (1) JP4555787B2 (ja)
CN (1) CN1897353B (ja)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011004392A (ja) * 2009-05-20 2011-01-06 Hitachi Chem Co Ltd アンテナ
US8350773B1 (en) * 2009-06-03 2013-01-08 The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy Ultra-wideband antenna element and array
CN202217782U (zh) * 2010-05-24 2012-05-09 Tdk株式会社 接近型天线以及无线通信设备
JP5686823B2 (ja) * 2011-02-04 2015-03-18 パナソニック インテレクチュアル プロパティ コーポレーション オブアメリカPanasonic Intellectual Property Corporation of America アンテナ装置及び無線通信装置
JP5704284B2 (ja) * 2013-02-13 2015-04-22 株式会社村田製作所 アンテナ装置および電子機器
JP6039472B2 (ja) 2013-03-15 2016-12-07 日東電工株式会社 アンテナモジュールおよびその製造方法
US10020571B2 (en) * 2013-04-09 2018-07-10 Essex Electronics, Inc. Antenna mounting system for metallic structures
KR102056747B1 (ko) * 2013-07-16 2019-12-17 엘지이노텍 주식회사 초광대역 안테나
USD802563S1 (en) * 2014-08-21 2017-11-14 Vorbeck Materials Corp. Radio frequency identification antenna
US10478261B2 (en) * 2015-05-29 2019-11-19 Deka Products Limited Partnership System, method, and apparatus for remote patient care
US11199611B2 (en) * 2018-02-20 2021-12-14 Magna Electronics Inc. Vehicle radar system with T-shaped slot antennas

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI112982B (fi) * 1999-08-25 2004-02-13 Filtronic Lk Oy Tasoantennirakenne
JP4085885B2 (ja) 2003-05-15 2008-05-14 セイコーエプソン株式会社 マルチバンドアンテナ
FR2857165A1 (fr) * 2003-07-02 2005-01-07 Thomson Licensing Sa Antenne bi-bande avec double acces
US6839036B1 (en) * 2003-07-29 2005-01-04 Bae Systems Information And Electronic Systems Integration, Inc. Concatenated Vivaldi notch/meander line loaded antennas
US6900770B2 (en) * 2003-07-29 2005-05-31 Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. Combined ultra wideband Vivaldi notch/meander line loaded antenna
JP2005094499A (ja) 2003-09-18 2005-04-07 Sony Corp アンテナ装置、アンテナ素子製造方法及び通信装置
US6882322B1 (en) * 2003-10-14 2005-04-19 Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. Gapless concatenated Vivaldi notch/meander line loaded antennas
JP3964382B2 (ja) 2003-11-11 2007-08-22 ミツミ電機株式会社 アンテナ装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2007049672A (ja) 2007-02-22
US20070013596A1 (en) 2007-01-18
US7277060B2 (en) 2007-10-02
CN1897353B (zh) 2010-05-12
CN1897353A (zh) 2007-01-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4555787B2 (ja) アンテナ
US7113133B2 (en) Dual-band inverted-F antenna with a branch line shorting strip
US7375686B2 (en) Planar inverted F antenna and method of making the same
Nayak et al. A novel compact tri-band antenna design for WiMax, WLAN and bluetooth applications
JP2007259063A (ja) アンテナ
US11588245B2 (en) Mobile device
CN100428566C (zh) 小型超宽带渐变单极缝隙天线
US8816924B2 (en) Communication device and antenna structure therein
CN103779654A (zh) 一种采用自相似馈电技术的双频宽带领结天线
US7737907B2 (en) Planar antenna
US11095032B2 (en) Antenna structure
US10439269B2 (en) Mobile device and antenna structure
CN103247850A (zh) 一种适用于带有金属边框的手持移动通讯终端的天线
KR101347960B1 (ko) 슬롯 안테나
TWM596981U (zh) 具有天線視窗之通訊裝置
CN105826691B (zh) 一种宽带陷波天线
US11063349B2 (en) Mobile device
EP2662925A1 (en) Communication device and antenna structure therein
CN107591619B (zh) 移动装置
JP6402310B2 (ja) 広帯域小型平面アンテナ
US20080122701A1 (en) Multi-Band Planar Inverted-F Antenna
JP4734383B2 (ja) 広帯域アンテナ
US11322826B2 (en) Antenna structure
US20110037654A1 (en) Dual-frequency antenna
CN107394383B (zh) 槽隙平面倒l天线及蓝牙通讯装置

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20070831

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070911

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20071109

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20071127

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080125

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20080205

A912 Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912

Effective date: 20080222

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100611

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100716

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130723

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees