JP4819582B2 - アンテナ - Google Patents

Description

本発明は、アンテナに関し、特に二周波共用アンテナに関するものである。

移動通信の製品のニーズが増えるにつれて、無線通信の発展も速くなった。多くの無線通信の標準の中では、米国電気電子学会（ＩＥＥＥ）で制定された８０２．１１無線ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）の協定が注目されている。

２０００年８月に、ＩＥＥＥは、８０２．１１協定をＩＥＥＥ、米国規格協会（ＡＮＳＩ）、国際標準化機構（ＩＳＯ）及び国際電気標準会議（ＩＥＣ）の共通標準にするために、８０２．１１協定の改訂を行った。改訂した内容は、ＩＥＥＥ８０２．１１a協定及び８０２．１１b協定の両項の大切な内容を増やした。該両項の協定の規定によって、拡大された標準的な実体層において、動作する帯域がそれぞれ５．０ＧＨｚと２．４５ＧＨｚに設置されなければならない。無線通信の製品が同時に前記両種の通信協定を使うときには、伝統的なアンテナがこういうニーズを満足できなく、帯域のニーズによって、複数のアンテナを組み立てなければならない。

従来技術に記載された帯域のニーズによって、複数のアンテナを組み立てなければならない。しかし、こうすると、部品のコストと組み立て工程が増えるだけではなく、複数のアンテナを組み立てるために、より大きい設計空間が必要となるから、無線通信の製品の体積を、小さくすることが困難となる。従って、本発明のような二周波共用アンテナを提供する必要がある。

本発明の二周波共用アンテナは、アンテナが占有する体積を減らすことができ、動作の帯域をＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇで使うものにすることができる。前記二周波共用アンテナは、基板上に配置され、異なる帯域の電磁波の信号を受信または放射することに用いられる。該二周波共用アンテナは、前記基板の表面に配置された接地部と、該接地部に隣接する信号入力端と、前記信号入力端に電気的に接続された本体と、前記本体と接地部との間に配置された開路-短路転換体と、を備える。前記本体は、第一開路端と、前記信号入力端に電気的に接続された第一接続端と、前記第一開路端と第一接続端との間に配置された波状の部分とを含む第一放射部、及び第一放射部の第一接続端と接続された第二接続端と、前記第一放射部の第一開路端との間にコンデンサが形成される第二開路端とを含む第二放射部を備え、前記第一接続端と第二接続端とは接続部を形成している。

従来技術と比べて、本発明が提供する二周波共用アンテナは、波状の部分とコンデンサによって、該二周波共用アンテナの体積を減らせる。前記第一放射部と前記開路-短路転換体は、第一の平面逆Ｆアンテナを形成し、前記第二放射部と前記開路-短路転換体は、第二の平面逆Ｆ型アンテナを形成し、開路-短路転換体は、開路端と短路端の転換を行うことに用いられる。二周波共用アンテナは、開路-短路転換体を設けることを通じて、電磁波の信号を受信または放射する能力が強くなった。

次に、図面と実施形態を参照して、本発明の二周波共用アンテナを詳しく説明する。

図１を参照すると、図１は、本発明に係る二周波共用アンテナの第一実施形態の模式図である。二周波共用アンテナは、基板６００上に配置され、本体１００と、開路-短路転換体２００と、支持電導体３００と、信号入力端４００と、接地部５００とを含む。スロットがある多角形が形成された本体１００は、一体成型した第一放射部１１０と第二放射部１２０を含む。第一放射部１１０は、第一開路端１１１と、第一接続端１１２と、前記第一開路端１１１と第一接続端１１２との間に配置された波状の部分１１５とを含む。第二放射部１２０は、第二接続端１２２と、第二開路端１２１とを含む。第一接続端１１２と第二接続端１２２とが接続され、接続部１３０を形成している。第一開路端１１１と第二開路端１２１はそれぞれ懸空されるとともに、第一開路端１１１と第二開路端１２１は、コンデンサ１４０を形成している。第一放射部１１０と第二放射部１２０の接続部１３０は、支持電導体３００によって、基板６００の上方に配置されるように支持されている。支持電導体３００は、第一放射部１１０と第二放射部１２０との接続部１３０に電気的に接続された垂直部３１０、及び基板６００上に配置され、信号入力端４００に電気的に接続された水平部３２０を含む。開路-短路転換体２００と第一放射部１１０は、信号入力端４００から見て同じ側に配置されている。開路-短路転換体２００は、複数の曲がり部２２５と、支持部２１０と、平面部２２０とを含む。曲がり部２２５は、平面部２２０上に配置され、二周波共用アンテナの体積を減らすことができる。支持部２１０は、第一放射部１１０と第二放射部１２０との接続部１３０に接続されている。平面部２２０は、基板６００上に印刷され、接地部５００に接続されている。

前記第一放射部１１０と開路-短路転換体２００は、第一の平面逆Ｆアンテナを形成し、前記第二放射部１２０と開路-短路転換体２００は、第二の平面逆Ｆアンテナを形成している。開路-短路転換体２００は、第一の平面逆Ｆアンテナと第二の平面逆Ｆアンテナにおいて、開路端と短路端の転換を行うことに用いられる。二周波共用アンテナは、開路-短路転換体２００を設けることを通じて、電磁波の信号を受信または放射する能力が強くなっている。前記第一放射部１１０の長さが第二放射部１２０の長さより長いから、第一の平面逆Ｆアンテナは、低い周波数で動作し、第二の平面逆Ｆアンテナは、高い周波数で動作する。本実施形態においては、二周波共用アンテナの動作の帯域をＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇで使うものにすることができ、即ち、第一の平面逆Ｆアンテナは、２．４５ＧＨｚ（８０２．１１ｂ／ｇ）で動作し、第二の平面逆Ｆアンテナは、５．０ＧＨｚ（８０２．１１ａ）で動作する。

第一放射部１１０の第一開路端１１１と第二放射部１２０の第二開路端１２１によって形成されたコンデンサ１４０が生成する電界は、低い帯域と高い帯域で使うことを可能にする。これによって、低い帯域と高い帯域の共振の長さを減少させる。即ち、アンテナの体積を減少させる。第一放射部１１０の第一接続端１１２と第一開路端１１１との間に配置された波状の部分１１５は、前記放射部の共振を維持するとともに、放射部の両端間の直線コースを短くするから、アンテナの体積を減らせる。また、波状の部分１１５は、カップリング効果を生むことができ、放射のパターンを増やすことができる。該波状の部分１１５は、Ｗ字状、Ｓ字状、Ｕ字状又はくし形状でもよい。

図２を参照すると、図２は、本発明に係る二周波共用アンテナの第二実施形態の模式図である。開路-短路転換体２００と第二放射部１２０は、信号入力端４００から見て同じ側に配置され、その他の素子は前記第一実施形態の素子と同じで、且つ同じレイアウトと功能を有する。

図３を参照すると、図３は、本発明に係る二周波共用アンテナの第三実施形態の模式図である。第三実施形態は、前記第一実施形態に基づいて、第二放射部１２０の第二接続端１２２と第二開路端１２１との間に波状の部分１２５を加えたものである。波状の部分１２５と第一放射部１１０の波状の部分１１５は、功能が同じで、その他の素子は、前記第一実施形態の素子と同じで、且つ同じレイアウトと功能を有する。該波状の部分１２５は、Ｗ字状、Ｓ字状、Ｕ字状又はくし形状でもよい。

図４を参照すると、図４は、本発明に係る二周波共用アンテナの反射減衰量（Ｒｅｔｕｒｎ Ｌｏｓｓ）のテスト図である。図４から、前記二周波共用アンテナは、第一帯域４１０（ほぼ２．４５ＧＨｚ）と第二帯域４２０（ほぼ５．０−６．０ＧＨｚ）で使うことができることが分かる。無線ローカル・エリア・ネットワークに応用される例として、低い周波数の第一帯域４１０がＩＥＥＥ８０２．１１ｂ／ｇに応用でき、高い周波数の第二帯域４２０がＩＥＥＥ８０２．１１ａに応用できる。

図５〜図８は、本発明に係る二周波共用アンテナがそれぞれ、２．４５ＧＨｚ、５．０ＧＨｚ、５．５ＧＨｚ及び６．０ＧＨｚで動作する反射パターンのテスト図である。テストの結果から、四種の動作する周波数では、本発明の二周波共用アンテナの垂直の反射パターンは、全方向性（Ｏｍｎｉ−Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ）であることが分かる。

本発明は、好ましい実施形態を例として説明したが、この二周波共用アンテナは、ＩＥＥＥ８０２．１１に使われることに限らず、構成のサイズを変更するとともに、調整を行うことを通じて、いろいろな二周波共用アンテナを得ることができる。

本発明に係る二周波共用アンテナの第一実施形態の模式図である。 本発明に係る二周波共用アンテナの第二実施形態の模式図である。 本発明に係る二周波共用アンテナの第三実施形態の模式図である。 本発明に係る二周波共用アンテナの反射減衰量のテスト図である。 本発明に係る二周波共用アンテナが２．４５ＧＨｚで動作する反射パターンのテスト図である。 本発明に係る二周波共用アンテナが５．０ＧＨｚで動作する反射パターンのテスト図である。 本発明に係る二周波共用アンテナが５．５ＧＨｚで動作する反射パターンのテスト図である。 本発明に係る二周波共用アンテナが６．０ＧＨｚで動作する反射パターンのテスト図である。

符号の説明

１００ 本体
１１０ 第一放射部
１１１ 第一開路端
１１２ 第一連接端
１１５ 第一放射部の波状の部分
１２０ 第二放射部
１２１ 第二開路端
１２２ 第二連接端
１２５ 第二放射部の波状の部分
１３０ 第一放射部と第二放射部の接続部
１４０ コンデンサ
２００ 開路-短路転換体
２１０ 開路-短路転換体の支持部
２２０ 開路-短路転換体の平面部
２２５ 開路-短路転換体の曲がり部
３００ 支持電導体
３１０ 支持電導体の垂直部
３２０ 支持電導体の水平部
４００ 信号入力端
５００ 接地部
６００ 基板

Claims (5)

1. 基板上に配置され、異なる帯域の電磁波の信号を受信または放射することに用いられる二周波共用アンテナにおいて、
   前記基板の表面に配置された接地部と、
   該接地部に隣接する信号入力端と、
   前記信号入力端に電気的に接続された本体と、
   前記本体と前記信号入力端との間に設置され且つ前記本体を支持するための支持電導体と、
   前記本体と接地部との間に配置された開路-短路転換体と、を備えていて、
   前記開路-短路転換体は、支持部及び複数の曲がり部が配置されている平面部を含み、
   前記本体は、第一開路端、第一接続端及び前記第一開路端と第一接続端との間に配置された波状の部分を含む第一放射部と、第二接続端及び前記第一放射部の第一開路端との間にコンデンサを形成する第二開路端を含む第二放射部と、を備え、前記支持電導体の支持により前記第一開路端及び前記第二開路端はそれぞれ懸空され、前記第一接続端と第二接続端とは接続部を形成し、前記接続部は、前記支持電導体を介して前記信号入力端と電気的に接続していることを特徴とする二周波共用アンテナ。
2. 前記第一放射部と前記開路-短路転換体、及び前記第二放射部と開路-短路転換体は、それぞれ平面逆Ｆアンテナを形成していることを特徴とする請求項１に記載の二周波共用アンテナ。
3. 前記第一放射部の長さは、第二放射部の長さより長いことを特徴とする請求項１に記載の二周波共用アンテナ。
4. 前記開路-短路転換体は、一端が前記第一放射部と第二放射部の接続部に接続され、他端が前記接地部に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の二周波共用アンテナ。
5. 前記第二放射部は、前記第二接続端と前記第二開路端との間に配置された波状の部分を含むことを特徴とする請求項１に記載の二周波共用アンテナ。

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