JP4853329B2 - Radio wave reflector and antenna - Google Patents
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Description
本発明は、アンテナからの電波を効率的に放射し、アンテナへの電波を効率的に受信するための電波反射板及びアンテナに関する。特に、可視光に対して透光性を有した電波反射板及びアンテナに関する。 The present invention relates to a radio wave reflector and an antenna for efficiently radiating radio waves from an antenna and efficiently receiving radio waves to the antenna. In particular, the present invention relates to a radio wave reflector and an antenna having translucency with respect to visible light.
車両搭載用アンテナは設置場所について多くの制約がある。車外に設置するタイプのアンテナは安定した性能が得られるが、一方で車両の外観を損ねてしまうために好ましくない。 There are many restrictions on the installation location of a vehicle-mounted antenna. An antenna of the type installed outside the vehicle can obtain stable performance, but is not preferable because it deteriorates the appearance of the vehicle.
車両の外観を損ねないアンテナの代表的なものとして窓上に設置されたアンテナが挙げられる。しかしながら、窓ガラスの影響を受けるためアンテナを自由空間に置いた場合と比べて動作周波数がずれ、設計が難しい。また、車外だけでなく車内方向にも指向性を持つため、放射又は受信効率が悪く、車内からの反射波により放射パターンも劣化する。いずれのアンテナを用いるにせよ、車体上に表面電流が流れ、アンテナの指向特性が、単独の場合に比べて設計通りとはならず、劣化することになる。この他の制約として、車種ごとにボディー形状が大きく異なるため、所望の指向特性を得るために、アンテナ形状や設置位置を調整する必要がある。 A typical antenna that does not impair the appearance of a vehicle is an antenna installed on a window. However, since it is affected by the window glass, the operating frequency is shifted compared to the case where the antenna is placed in free space, and the design is difficult. Moreover, since it has directivity not only outside the vehicle but also inside the vehicle, the radiation or reception efficiency is poor, and the radiation pattern is also degraded by the reflected wave from the inside of the vehicle. Regardless of which antenna is used, a surface current flows on the vehicle body, and the directivity characteristics of the antenna are not as designed as compared with a single antenna and deteriorate. Another limitation is that the body shape differs greatly from vehicle type to vehicle type, so that it is necessary to adjust the antenna shape and installation position in order to obtain desired directivity.
上記問題を解決する方法としてEBG (Electromagnetic Band-Gap)による反射板が考えられる。通常の導体反射板と異なりEBG は入射波を同相で反射するため、反射板として用いる際にアンテナとの間に距離が必要なく、低姿勢アンテナを実現できる。 As a method for solving the above problem, a reflector using EBG (Electromagnetic Band-Gap) is conceivable. Unlike ordinary conductor reflectors, EBG reflects incident waves in phase, so there is no need for a distance from the antenna when used as a reflector, and a low-profile antenna can be realized.
このようなEBG については様々なものが提案されており、代表的なものとして非特許文献1、2、3、4に記載の構成がある。
Various types of such EBG have been proposed, and typical configurations include those described in
しかしながら、上記文献では、多数の区画された導体パッチと、各導体パッチの中心部で、誘電体基板の裏面の接地導体に接続されるビアとを有したもの、又は、誘電体の表面に矩形の導体パッチを形成し、裏面に一様な導体を形成したものである。このため、これらの電波反射板は、必然的に、不透明であった。
このため、たとえば、車両の窓ガラスに、この反射板を取り付けると、運転者の視界を損ねるため、この反射板は、透明部材に設けるには望ましくなかった。
また、アンテナを、たとえば、車両に取り付ける場合には、車両の筐体からの反射の影響を受ける。このため、アンテナを車両に取り付けた状態では、アンテナを単独で設計した指向特性が得られず、乱れた指向特性となっていた。したがって、アンテナを実際に取り付けた状態で、所望の指向特性が得られるように、アンテナを設計する必要があった。
However, in the above-mentioned document, there are a large number of divided conductor patches and vias connected to the ground conductor on the back surface of the dielectric substrate at the center of each conductor patch, or rectangular on the surface of the dielectric. The conductor patch is formed, and a uniform conductor is formed on the back surface. For this reason, these radio wave reflectors are inevitably opaque.
For this reason, for example, if this reflector is attached to the window glass of a vehicle, the view of the driver is impaired, so this reflector is not desirable for providing the transparent member.
Further, when the antenna is attached to a vehicle, for example, it is affected by reflection from the vehicle casing. For this reason, in a state where the antenna is attached to the vehicle, the directivity characteristic designed by the antenna alone cannot be obtained, and the directional characteristic is distorted. Therefore, it is necessary to design the antenna so that desired directivity characteristics can be obtained with the antenna actually attached.
本発明は、上記の課題を解決するために成されたものであり、透明体にも取り付けが可能で、視界を遮らない電波反射板を実現することである。
また、他の目的は、アンテナを実際に車両などの物体に取り付けた場合にも、所望の設計した初期の指向特性が得られるアンテナを実現することである。
また、他の目的は、曲面にも取り付けが可能な電波反射板やアンテナを実現することである。
さらに、他の目的は、E面無指向性アンテナを実現することである。
The present invention has been made to solve the above-described problems, and is to realize a radio wave reflector that can be attached to a transparent body and does not block the field of view.
Another object is to realize an antenna that can obtain a desired designed initial directivity even when the antenna is actually attached to an object such as a vehicle.
Another object is to realize a radio wave reflector and an antenna that can be attached to a curved surface.
Another object is to realize an E-plane omnidirectional antenna.
上記の課題を解決するためには、以下の手段が有効である。
第1の発明は、透光性と柔軟性を有したフィルム状のアンテナにおいて、可視光に対して透明な柔軟性を有した高分子フィルムから成る誘電体基板と、該誘電体基板の第1の面にメッシュ状に形成された導体グランド層と、第1の面と反対側の第2の面に形成され、導体パターンが周期的に配置されそれぞれの導体パターンがメッシュ状に形成されたFSS (Frequency Selective Surface) 層とから成り、使用する電波の周波数において同相で電波を反射する電波反射板と、電波反射板上のFSS 層の上に接着された透光性と柔軟性を有する高分子フィルムから成る誘電体薄膜と、誘電体薄膜上に、FSS 層と絶縁されて配設され、メッシュ状に形成された導体パターンから成るアンテナ素子層と、を有することを特徴とするアンテナである。
In order to solve the above problems, the following means are effective.
According to a first invention, in a film-like antenna having translucency and flexibility, a dielectric substrate made of a polymer film having flexibility transparent to visible light, and a first of the dielectric substrate A conductor ground layer formed in a mesh on the surface and a second surface opposite to the first surface, the conductor patterns are periodically arranged, and each conductor pattern is formed in a mesh. (Frequency Selective Surface) layer, a radio wave reflector that reflects radio waves in the same phase at the frequency of the radio wave used, and a polymer with translucency and flexibility bonded on the FSS layer on the radio wave reflector An antenna comprising: a dielectric thin film made of a film; and an antenna element layer made of a conductive pattern formed in a mesh shape on the dielectric thin film so as to be insulated from the FSS layer.
ここで、誘電体基板は、可視光線に対して透光性を有したものである。誘電体基板を柔軟性を有した材料とすることで、本アンテナを車両の窓などの曲面にも貼付することができる。また、誘電体基板は、透光性と柔軟性を持たせるために、高分子フィルムで構成される。また、FSS 層の周期的な導体パターンの単位パターンは、矩形のパッチで形成されていることが望ましいが、それには限定されない。周期性は、平面上の直交する2軸方向(たとえば、直交座標系でのx、y軸、極座標系での方位角方向θと径方向rなどである)について周期性を有するものである。FSS 層の周期的な導体パターンは、矩形の他、PBG、ヒルベルトカーブ、ピアノカーブなどを用いることができる。導体グランド層とFSS 層の単位パターンは、メッシュ状の導体で形成されている。このメッシュは、相互に垂直な2方向に伸びた線導体から成る格子状メッシュの他、単位パターンの外周形状に相似な多重の同心形状であっても良い。この場合には、線導体が交わらないことになる。たとえば、単位パターンが矩形であれば、多重で同心の長方形の線導体で構成される。また、矩形の対角線に沿って、直交する2直線を平行移動させて形成されるメッシュであっても良い。 Here, the dielectric substrate is transparent to visible light . By the induction conductor substrate and having a flexible material, it is possible to present an antenna attached to a curved surface such as a window of the vehicle. Furthermore, derivative collector substrate, in order to have a light transmitting property and flexibility, is constituted by a polymer film. The unit pattern of the periodic conductor pattern of the FSS layer is preferably formed by a rectangular patch, but is not limited thereto. The periodicity has periodicity in two orthogonal directions on the plane (for example, the x and y axes in the orthogonal coordinate system, the azimuth angle direction θ and the radial direction r in the polar coordinate system, etc.). As the periodic conductor pattern of the FSS layer, PBG, Hilbert curve, piano curve or the like can be used in addition to the rectangle. The unit pattern of the conductor ground layer and the FSS layer is formed of a mesh-like conductor. The mesh may be a multi-concentric shape similar to the outer peripheral shape of the unit pattern, in addition to a lattice-shaped mesh composed of line conductors extending in two directions perpendicular to each other. In this case, the line conductors do not intersect. For example, if the unit pattern is rectangular, the unit pattern is composed of multiple and concentric rectangular line conductors. Further, it may be a mesh formed by translating two orthogonal straight lines along a rectangular diagonal.
PBG、ヒルベルトカーブ、ピアノカーブであれば、この曲線を平行移動させて形成されるメッシュなどを用いることができる。メッシュの間隔は一定であっても、不等間隔であっても良く、誘電体基板の周辺に向かうに連れて、メッシュを構成する導体線の間隔が細かくなるようにしても良い。導体グランド層のメッシュも同様に格子状や、上記したその他のメッシュ構造を採用することができる。また、導体グランド層のメッシュの導体線の間隔は不等間隔でも、誘電体基板の周辺に向かうに連れて、線間隔が細かくなるものであっても良い。FSS 層や導体グランド層は、一様に銅を誘電体基板上に蒸着した後、フォトリソグラフィを用いてエッチングにより、メッシュ状で周期性ある導体パターンに形成すれば良い。FSS 層と導体グランド層とがメッシュ状に形成されており、誘電体基板が可視光に対して透明であることから、このアンテナを透明部材、たとえば、窓に貼付しても、透光性を阻害することがない。 In the case of PBG, Hilbert curve, and piano curve, a mesh formed by translating this curve can be used. The intervals between the meshes may be constant or unequal, and the intervals between the conductor lines constituting the mesh may be made smaller toward the periphery of the dielectric substrate. Similarly, the mesh of the conductor ground layer can also adopt a lattice shape or the other mesh structure described above. Further, the intervals between the conductor lines of the mesh of the conductor ground layer may be unequal, or the line intervals may become smaller toward the periphery of the dielectric substrate. The FSS layer and the conductor ground layer may be formed into a mesh-like periodic conductor pattern by uniformly depositing copper on the dielectric substrate and then etching using photolithography. Since the FSS layer and the conductor ground layer are formed in a mesh shape and the dielectric substrate is transparent to visible light, even if this antenna is attached to a transparent member, for example, a window, it does not transmit light. There is no hindrance.
第2の発明は、第1の発明において、アンテナ層を外側にして、誘電体基板の両端辺を接続して、FSS 層の前記導体パターンの周期性を保持して筒状に形成したことを特徴とする。すなわち、アンテナ素子層を外側にした筒状のアンテナとなる。
FSS 層を外側にして、誘電体基板の両端辺を接続して、導体パターンの周期性を保持して筒状に形成したことを特徴とする。
この場合には、円筒状のアンテナを構成することができ、車両のピラーなどの柱状物体に、このアンテナを巻き付けて使用することができる。実際に設置されたアンテナの指向特性を、設計通りの特性とすることができる。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the antenna layer is formed outside, the both ends of the dielectric substrate are connected, and the periodicity of the conductor pattern of the FSS layer is maintained to form a cylinder. Features. That is, it becomes a cylindrical antenna with the antenna element layer on the outside.
It is characterized in that the FSS layer is arranged outside and both ends of the dielectric substrate are connected to form a cylindrical shape while maintaining the periodicity of the conductor pattern.
In this case, it is possible to configure a cylindrical antenna, the cylindrical objects, such as pillars of a vehicle, Ru can be used by winding this antenna. The directional characteristics of the installed antenna to actually be a characteristic as designed.
第1、第2の発明においては、実際に物体に設置した場合に、設計通りの理想的な指 向特性を得ることができる。FSS 層上に絶縁された状態で導体パターンから成るアンテナ素子層を形成するには、高分子フィルムを用いる方法の他、アンテナの導体パターンを形成する領域だけ、FSS 層の上に絶縁膜を塗布して、その上に、アンテナの導体パターンを形成しても良い。 In the first and second inventions, ideal orientation characteristics as designed can be obtained when actually installed on an object. In order to form an antenna element layer consisting of a conductor pattern in an insulated state on the FSS layer, in addition to the method using a polymer film , an insulating film is applied on the FSS layer only in the area where the antenna conductor pattern is to be formed. Then, an antenna conductor pattern may be formed thereon.
本発明では、アンテナ素子層を透光性と柔軟性を有する誘電体薄膜上に形成して、FSS 層上に接着している。これにより、FSS 層とアンテナ素子層との絶縁分離が可能となり、指向特性の良好な独創的なアンテナとすることができる。 In the present invention , the antenna element layer is formed on a light-transmitting and flexible dielectric thin film and adhered to the FSS layer . As a result, the FSS layer and the antenna element layer can be insulated and separated, and an original antenna with good directivity can be obtained.
本発明では、アンテナ素子層の導体パターンは、メッシュ状に形成されている。
すなわち、アンテナ素子層もメッシュ状とすることで、アンテナの透明性を向上させることができる。
In the present invention, the conductor pattern of the antenna element layer is formed in a mesh shape .
That is, when the antenna element layer is also meshed, the transparency of the antenna can be improved.
第3の発明は、第2の発明において、アンテナ素子層は、その偏波方向が、筒状の軸に垂直な方向となるように配設されていることを特徴とする。
これにより、無指向性アンテナを実現することができる。
According to a third invention, in the second invention, the antenna element layer is arranged so that a polarization direction thereof is a direction perpendicular to a cylindrical axis.
Thereby, an omnidirectional antenna can be realized.
第4の発明は、導体グランド層とFSS 層のメッシュ状は、その導体の線幅又は間隔が不均一に構成されていることを特徴とする。
たとえば、第5の発明のように、FSS 層のメッシュ状は、誘電体基板の周辺に向かう程、間隔が狭くなるようにすることで、使用帯域を拡大することができる。
The fourth invention is characterized in that the conductor ground layer and the FSS layer have a mesh shape in which the line widths or intervals of the conductors are not uniform.
For example, as in the fifth invention, the mesh band of the FSS layer can expand the use band by making the interval narrower toward the periphery of the dielectric substrate.
第1の発明によると、透明なアンテナを構成することができる。したがって、車両の窓などの透明部材に、このアンテナを貼付しても、視認性を低下させることがない。また、アンテナは柔軟性を有したものとなるので、車両の窓やボディなどの曲面に、このアンテナを貼付することができ、使用性が拡大する。
また、電波反射板の前面にアンテナ素子層が形成されているので、アンテナの指向特性を、設置する物体の影響のない理想的な設計上の指向特性とすることができる。
According to the first invention, a transparent antenna can be configured. Therefore, even if this antenna is attached to a transparent member such as a vehicle window, the visibility is not lowered. Further, since the antenna is assumed that has flexibility, a curved surface such as a vehicle window and body, can be affixed to the antenna, usability is expanded.
In addition, since the antenna element layer is formed on the front surface of the radio wave reflector, the antenna directivity can be set to an ideal design directivity that is not affected by the object to be installed.
また、アンテナ素子層の導体パターンもメッシュ状に形成されているので、透明なアンテナを実現することができる。したがって、車両の窓に貼付しても視認性を損なわないアンテナとすることができる。
また、第2の発明によると、筒状のアンテナとすることができるので、たとえば、車両のピラーなどの柱状物体に、このアンテナを巻き付けて使用することができ、使用性が向上する。
また、第3の発明によると、E面放射特性を無指向性とすることができる。したがって、本アンテナによると、全方位から到来する電波を受信でき、また、全方位に電波を放射することができる。
また、第4の発明によると、アンテナの周波数特性を改善することができる。
また、第5の発明によると、FSS 層の共振周波数における電流分布を一様に近づけることができ、アンテナの動作帯域を拡大することができる。
Also, since the conductor pattern of the antenna element layer is formed in a mesh shape, it is possible to realize a transparent antenna. Therefore, it is possible to provide an antenna that does not impair visibility even when pasted on a vehicle window.
Further, according to the second invention, since it can be a cylindrical antenna, for example, the antenna can be wound around a columnar object such as a pillar of a vehicle and the usability is improved.
According to the third invention, the E-plane radiation characteristic can be made omnidirectional. Therefore, according to this antenna, it is possible to receive radio waves coming from all directions and to radiate radio waves in all directions.
Further, according to the fourth invention, the frequency characteristics of the antenna can be improved.
Further, according to the fifth invention, the current distribution at the resonance frequency of the FSS layer can be made close to uniform, and the operating band of the antenna can be expanded.
以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説明する。本発明は、以下の具体的な実施例に限定されるものではなく、その具体的な実施例により想起される全範囲を含むものである。 Hereinafter, the present invention will be described based on specific examples. The present invention is not limited to the following specific examples, but includes the full scope conceived by the specific examples.
図1に示すように、本実施例に係る電波反射板10は、動作周波数2.4GHzに対して、入射波に対して同相で反射するように設計されている。電波反射板10は、比誘電率3.0、厚さ0.25mmの長さ300mm、幅170mmの矩形のポリエチレンフィルムから成る誘電体基板12と、誘電体基板12の第2の面12a上に形成された銅導体から成るFFS 層14と、誘電体基板12の第1の面12b上に形成された導体グランド層16とから成る。誘電体基板12は、表面にFFS 層14を形成した厚さ0.125mmのポリエチレンフィルムの裏面と、表面に導体グランド層16を形成した厚さ0.125mmのポリエチレンフィルムの裏面とを貼り合わせて形成されたものである。本実施例では、製造の容易性からこのような構成を採用しているが、一枚のフィルムの一方の面にFFS 層14を形成し、他方の面に導体グランド層16が形成されたものであっても良い。FFS 層14は、誘電体基板12の第2の面12a上に一様な厚さに銅を蒸着して、一辺の長さLが41.5mm、周期Dが45mm、間隔3.5mm、多数の矩形でメッシュ状のパッチ141を形成したものである。1つのパッチ141のメッシュ形状は、図2に示すように、線幅Tが10μm、周期Sが200μm、の格子状に形成されている。また、導体グランド層16も、誘電体基板12の第1の面12b上の全体に一様に、図2に示すように、同様な幅、線幅Tが10μm、周期Sが200μmの格子状に、形成されている。FFS 層14及び導体グランド層16の導体のメッシュ状は、銅を厚さ30μmに蒸着した後に、図2に示すような格子状にエッチングして、形成された。
As shown in FIG. 1, the
この電波反射板10の反射波の位相の周波数特性を図3に示す。反射波の位相は、入射波に対する位相の変化量を示している。2.4GHzにおいて、入射波に対して−15度の位相で反射し、2.3995GHzで入射波に対して同位相で反射していることが理解される。これにより、ほぼ設計周波数に対して、同相反射が実現されていることが分かる。
The frequency characteristics of the phase of the reflected wave of the
本実施例は、動作周波数を5.8GHzにして設計したものである。電波反射板10の厚さ、大きさ、比誘電率は実施例1と同一である。FFS 層14の多数の矩形のパッチは、図に示す一辺の長さLを15.5mm、周期Dを18.0mm、間隔2.5mmとした。入射波の位相に対する反射波の位相の周波数特性を図4に示す。5.8GHzにおいて、入射波に対して同相の反射が得られた。
In this embodiment, the operating frequency is designed to be 5.8 GHz. The thickness, size, and relative dielectric constant of the
本実施例は、アンテナに関するものである。動作周波数は、2.4GHzに設計されている。図5に示すように、厚さ0.25mm、長さ110mm、幅41mm、比誘電率が誘電体基板12と同一の3.0のポリエチレンフィルムから成る誘電体薄膜22上に導体薄膜のアンテナ素子層24を形成した。誘電体薄膜22は、0.125mmの2枚のポリエチレンフィルムの裏面を張り合わせたものである。1枚のポリエチレンフィルムの表面に、リング状の第1薄膜導体241が形成されている。また、他のポリエチレンフィルムの表面に、第1薄膜導体241と電磁結合するように、リング状の第2薄膜導体242、第3薄膜導体243が形成されている。これらの3つの第1薄膜導体241、第2薄膜導体242、第3薄膜導体243がアンテナ素子層24を構成している。第1薄膜導体241は、給電点P1、P2を有し、その給電点と180度を成す円上に、電圧可変リアクタンス素子(たとえば、逆バイアスされたバリキャップダイオード)#1が設けられている。また、第2薄膜導体242及び第3薄膜導体243には、各薄膜導体の中心点を通る直線上(y軸)上において、それぞれ、180度の位置関係に、電圧可変リアクタンス素子#2、#3及び電圧可変リアクタンス素子#4、#5が配設されている。
This embodiment relates to an antenna. The operating frequency is designed to be 2.4 GHz. As shown in FIG. 5, a thin film antenna element on a dielectric
各リング状の薄膜導体の中心点間の距離Ga は31.3mm、リング形状の薄膜導体の幅La は1.5mm、直径Ha (アンテナ素子層24の幅)は39.8mm、3つのリングの一端から他端までの距離Wa (アンテナ素子層24の長さ)は102.3mmである。各リング形状の薄膜銅導体は、線幅10μm、間隔20μmの同心円状のメッシュ状に形成されている。 Distance G a between the center points of each ring-shaped thin film conductor 31.3Mm, width L a is 1.5mm thin film conductor ring-shaped, (the width of the antenna element layer 24) diameter H a is 39.8 mm, 3 The distance W a (the length of the antenna element layer 24) from one end to the other end of the two rings is 102.3 mm. Each ring-shaped thin film copper conductor is formed in a concentric mesh shape with a line width of 10 μm and an interval of 20 μm.
このようなリング形状の第1、第2、第3薄膜銅導体241、242、243から成るアンテナ素子層24は、電圧可変リアクタンス素子に印加する電圧分布により、指向性が変化できるものである。この技術は、本件出願人により出願された特開2006−339769に記載されている。
The
このような構成のアンテナ素子層24の形成された誘電体薄膜22を、実施例1で示された上述した図1に示す構成の電波反射板10の上に、接合した。ただし、この時のパッチ141は、5行7列に構成されている。これにより、指向性可変アンテナを構成した。このアンテナの指向特性を図6に示す。図6は、電圧可変リアクタンス素子#1〜#5のリアクタンスx1〜x5が図7に示す値となるように、印加電圧を制御した時の指向特性である。誘電体基板12の前方にのみ指向性を有するアンテナが実現されていることが理解される。また、所望の設計角度−30度、0度、30度の方向にのみ指向性を有した特性となっている。このことから、このアンテナは、誘電体基板12のアンテナ素子層24が貼付されていない裏面側には、指向性を有していないので、このアンテナを自動車の窓に取り付けた場合にも、車室内での導電性筐体により反射される電波を受信することや、車室内側へ電波が放射されることが防止される。また、図6の特性から明らかなように、車両にアンテナを取り付ける前の指向特性が維持され、車両にアンテナを取り付けても指向特性が乱されることがないことが分かる。
The dielectric
実施例3と同様な構成のアンテナを作成した。この実施例のアンテナは、動作周波数を5.8GHzに設定した。第1、第2、第3薄膜銅導体241、242、243の寸法や中心間距離などの配置関係と、電波反射板10のパッチ141の寸法を除いて、電波反射板10、アンテナ素子層24の構成は、上記実施例3と同一である。実施例4では、各リング状の薄膜導体の中心点間の距離Ga は12.9mm、リング形状の薄膜導体の幅La は0.8mm、直径Ha (アンテナ素子層24の幅)は16.5mm、3つのリングの一端から他端までの距離Wa (アンテナ素子層24の長さ)は43.3mmである。また、電波反射板10のパッチ141の寸法は、実施例2と同一とした。すなわち、FFS 層14の多数の矩形のパッチは、図に示す一辺の長さLを15.5mm、周期Dを18.0mm、間隔2.5mmとした。パッチの数は、5行7列である。このアンテナも、図6に示すような指向特性が得られた。
An antenna having the same configuration as in Example 3 was created. In the antenna of this example, the operating frequency was set to 5.8 GHz. The
次に、実施例5にかかるアンテナについて説明する。このアンテナは、実施例3のリング状のアンテナに代えて、ダイポールアンテナを用いたものである。本実施例は、動作周波数は2.4GHzで設計されている。図8に示すように、誘電体薄膜26は、0.125mmのポリエチレンフィルムで形成されており、その表面に、図8に示すダイポールアンテナであるアンテナ素子層28が形成されている。アンテナ素子層28は、長さL1 が波長/4の31.25mm、幅W1 を15.5mmとした。メッシュ状は、線幅10μm、間隔200μmの格子状とした。このアンテナ素子層28が形成された誘電体薄膜26のアンテナ素子層28が形成されていない裏面を、図1に示す電波反射板10上に貼り付けた。この実施例では、電波反射板10のパッチ141は、長さLが36.7mm、周期Dは41.0mm、間隔が4.3mm、7行4列とした。誘電体基板12の厚さは2.0mm、比誘電率は3である。図9に示すように、このアンテナをパッチの行方向を円周方向、列方向を軸方向として、アンテナ素子層28が外側となるようにして、円筒形状に形成して、パッチ141が円周方向に周期性を有するようにした。
Next, an antenna according to Example 5 will be described. This antenna uses a dipole antenna in place of the ring-shaped antenna of the third embodiment. In this embodiment, the operating frequency is designed to be 2.4 GHz. As shown in FIG. 8, the dielectric
このアンテナのE面指向特性を図10の曲線Bに示す。電波反射板10を用いることなく、図8(a)のダイポールアンテナのみの指向特性を図10の曲線Aに示す。ダイポールアンテナを円筒にしただけの場合には、軸に垂直な面において、8の字の指向特性を有している。しかし、本実施例のように電波反射板10の上にダイポールアンテナを形成して、円筒に形成した場合には、軸に垂直な断面において、等方性、すなわち、無指向な特性を有していることが分かった。
The E-plane directivity of this antenna is shown by curve B in FIG. A directivity characteristic of only the dipole antenna of FIG. 8A without using the
本実施例は、図11に示すように、FSS 層14のパッチ141のメッシュが誘電体基板12の中心点Oに近いほどメッシュの間隔が粗く、誘電体基板の周辺部121に向かうに連れて、細かくなるように構成してたものである。4隅にあるパッチ141a、b、c、dは、メッシュ間隔のパターンが同一で、最も細かくなっている。また、これらのパッチも中心Oに近い程、メッシュの間隔が粗くなっている。また、次に、中心Oに近い位置に存在するパッチ141e〜jのメッシュは、中程度の粗さとなっており、こられのパッチにおいても、中心Oに近い程、メッシュの間隔は次第に粗くなっている。中心Oに最も近いパッチ141k、141lが、最も粗くなっており、さらに、これらのパッチにおいても、中心Oに近づく程、粗くなっている。このメッシュの最も粗い所の間隔は、最も細かい所の間隔の5倍とした。この間隔の差異に関して、最も荒い所の間隔を最も細かい所の間隔の2〜10倍程度にすることができる。そして、このFSS 層14の上に、実施例3で用いた、3つのリング状の導体パターンから成るアンテナ層を有した誘電体薄膜を貼付して、指向性可変アンテナを形成した。このアンテナにおける動作周波数は、2.4GHzを中心として、2.35GHz〜2.45GHzの範囲で動作可能とすることができた。
In the present embodiment, as shown in FIG. 11, the mesh interval of the
本実施例は、FSS 層14の導体パターンを図12(a)に示すピアノ曲線、(b)に示すヒルベルト曲線で構成したものである。図では、2重のメッシュが示されているが、実際には、n重(nは2以上)の相似形状を繰り返したメッシュに形成されている。このような電波反射板であっも、入射波に対して同相で反射させることができる。また、この誘電体基板のFSS 層14の上に、図5に示すリング形状の指向性可変アンテナ層を形成した誘電体薄膜を貼付した。また、FSS 層14の上に、図8に示す構成のダイポールアンテナから成るアンテナ層を形成した誘電体薄膜を貼付した。このような構成によっても、指向性の良好なアンテナを形成することができる。
In this embodiment, the conductor pattern of the
本発明は、可視光に対して透明な電波反射板、アンテナに用いることができ、特に、車両用の電波反射板、アンテナに適用できる。 The present invention can be used for a radio wave reflector and an antenna that are transparent to visible light, and in particular, can be applied to a radio wave reflector and an antenna for a vehicle.
10…電波反射板
12…誘電体板
14…FSS 層
16…導体グランド層
22…誘電体薄膜
24…アンテナ素子層
241…第1薄膜銅導体
242…第2薄膜銅導体
243…第3薄膜銅導体
DESCRIPTION OF
Claims (5)
可視光に対して透明な柔軟性を有した高分子フィルムから成る誘電体基板と、
該誘電体基板の第1の面にメッシュ状に形成された導体グランド層と、
第1の面と反対側の第2の面に形成され、導体パターンが周期的に配置されそれぞれの導体パターンがメッシュ状に形成されたFSS (Frequency Selective Surface) 層と
から成り、使用する電波の周波数において同相で電波を反射する電波反射板と、
前記電波反射板上の前記FSS 層の上に接着された透光性と柔軟性を有する高分子フィルムから成る誘電体薄膜と、
前記誘電体薄膜上に、前記FSS 層と絶縁されて配設され、メッシュ状に形成された導体パターンから成るアンテナ素子層と、
を有することを特徴とするアンテナ。 In a film-like antenna having translucency and flexibility,
A dielectric substrate made of a polymer film having flexibility that is transparent to visible light ;
A conductor ground layer formed in a mesh on the first surface of the dielectric substrate;
An FSS (Frequency Selective Surface) layer formed on a second surface opposite to the first surface, in which conductor patterns are periodically arranged and each conductor pattern is formed in a mesh shape;
A radio wave reflector that reflects radio waves in the same phase at the frequency of radio waves used, and
A dielectric thin film composed of a polymer film having translucency and flexibility adhered on the FSS layer on the radio wave reflector;
On the dielectric thin film, an antenna element layer composed of a conductor pattern disposed in a mesh-like manner and insulated from the FSS layer;
An antenna comprising:
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CN110829037B (en) * | 2019-11-25 | 2021-03-12 | 惠州市中为柔性光电子智能制造研究院有限公司 | Metamaterial microwave antenna with ellipsoid-like metamaterial as subreflector |
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Family Cites Families (9)
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---|---|---|---|---|
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JPH0927714A (en) * | 1995-07-11 | 1997-01-28 | N T T Ido Tsushinmo Kk | Multibeam antenna system |
JP3490304B2 (en) * | 1997-10-17 | 2004-01-26 | シャープ株式会社 | Wireless communication device |
US6483481B1 (en) * | 2000-11-14 | 2002-11-19 | Hrl Laboratories, Llc | Textured surface having high electromagnetic impedance in multiple frequency bands |
JP2005094360A (en) * | 2003-09-17 | 2005-04-07 | Kyocera Corp | Antenna device and radio communication apparatus |
JP3947793B2 (en) * | 2005-03-03 | 2007-07-25 | 国立大学法人山口大学 | Left-handed media without vias |
JP2006262414A (en) * | 2005-03-18 | 2006-09-28 | Maspro Denkoh Corp | Film antenna |
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US7656357B2 (en) * | 2005-04-01 | 2010-02-02 | Nissha Printing Co., Ltd. | Transparent antenna for vehicle and vehicle glass with antenna |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US12074371B2 (en) | 2019-07-22 | 2024-08-27 | Corning Incorporated | Millimeter wave (mmW) reflective structure and mmW transmission structure |
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