JP5138190B2 - 平面アンテナ - Google Patents
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Description
ところで、UWB(Ultra Wide Band) といわれる無線通信方式が知られている。UWBは、データを1GHz程度の極めて広い周波数帯に拡散して送受信を行なうようにしている。このため、それぞれの周波数帯に送信されるデータはノイズ程度の強さしかないため、同じ周波数帯を使う無線機器と混信することがなく、消費電力も少ない利点がある。このようなUWB用のアンテナは広い周波数帯で動作するアンテナとされており、その一例の平面アンテナの構成を図16に示す。
これらの図に示すように、本発明の第1実施例にかかる平面アンテナ1は、テフロン基板やガラスエポキシ基板等の高周波特性の良好な絶縁性の基板10の一面に第1エレメント11と第2エレメント12との2つがプリントにより形成されて構成されている。基板10は横に長い長方形とされており、右半面に第1エレメント11が形成されており、左半面に第2エレメント12が形成されている。第1エレメント11は、給電点から拡がるテーパ部を有しほぼ基板10の周縁に沿って形成されている第1ループエレメント11aと、この第1ループエレメント11aの内部に形成された第1T型エレメント11bとから構成されている。第1T型エレメント11bは給電点から延伸された直線部と、直線部の先端に形成された直線部にほぼ直交する頭部とから構成されている。
基板10の他面には横方向に細長く延伸された無給電素子13が、例えば第2エレメント12に対面するよう形成されている。また、第1エレメント11の給電点とスルーホールで接続された給電部14aのパターンと、第2エレメント12の給電点とスルーホールで接続された給電部14bのパターンとが形成されている。平面アンテナ1は同軸ケーブルにより給電されるが、同軸ケーブルの芯線が給電部14aのパターンにハンダ付けにより接続され、芯線に同軸配置されているシールド導体が給電部14bのパターンにハンダ付けにより接続される。なお、無給電素子13は第1エレメント11に対面するよう形成しても良い。
平面アンテナ1の横の長さL1は約0.31λ0(約0.7λ01)とされ、平面アンテナ1の幅W1は約0.13λ0(約0.28λ01)とされ、無給電素子13の長さL3は約0.11λ0(約0.25λ01)とされ、無給電素子13の幅W2は約0.02λ0(約0.04λ01)とされている。このように、本発明にかかる第1実施例の平面アンテナ1は、長さL1が約105mmとされ、幅W1が約44mmとされて従来の平面アンテナ100とほぼ同様の小型の平面アンテナとされている。
ここで、平面アンテナ1の横の長さL1を約0.31λ0(約0.7λ01)とすると共に、平面アンテナ1の幅W1を約0.11λ0(約0.25λ01)とした際のVSWRの周波数特性を図4に示す。図4を参照すると、815MHzにおけるVSWRは3.0を示しており、925MHzないし2170MHzにおいてはVSWRが約2.6以下の良好な特性を示している。そして、平面アンテナ1の長さL1および幅W1をこれ以上小さくすると、低域の800MHz帯のVSWRが3を超えるようになることから、上記寸法が長さL1および幅W1の下限の寸法とされる。
これらの図に示すように、本発明の第2実施例にかかる平面アンテナ2は、テフロン基板やガラスエポキシ基板等の高周波特性の良好な絶縁性の基板20の一面に第1エレメント21と第2エレメント22との2つがプリントにより形成されて構成されている。第2実施例の平面アンテナ2は、第1実施例の平面アンテナ1とほぼ同様の構成とされており、第1エレメント21は給電点から拡がるテーパ部を有しほぼ基板20の周縁に沿って形成されている第1ループエレメント21aと、この第1ループエレメント21aの内部に形成された第1T型エレメント21bとから構成されている。第1ループエレメント21aにおけるテーパ部は基板20の縁部に向かって次第に幅が拡がるよう形成されており、第1T型エレメント21bの頭部の幅は、第1実施例の平面アンテナ1より広い幅に形成されている。
基板20の他面には横方向に細長く延伸された無給電素子23が、例えば第2エレメント22に対面するよう形成されている。また、第1エレメント21の給電点とスルーホールで接続された給電部24aのパターンと、第2エレメント22の給電点とスルーホールで接続された給電部24bのパターンとが形成されている。平面アンテナ2は同軸ケーブルにより給電されるが、同軸ケーブルの芯線が給電部24aのパターンにハンダ付けにより接続され、芯線に同軸配置されているシールド導体が給電部24bのパターンにハンダ付けにより接続される。なお、無給電素子23は第1エレメント21に対面するよう形成しても良いし、また省略しても良い。
平面アンテナ2の横の長さL11は約118mmとされ、平面アンテナ2の幅W11は約57mmとされ、無給電素子23の長さL13は約50mmとされ、無給電素子23の幅W12は約4mmとされている。このように、本発明にかかる第2実施例の平面アンテナ2は、従来の平面アンテナ100より若干大きくされているが十分小型の平面アンテナとされている。
このように、T型エレメントの頭部を大きく形成すると低域の周波数特性が良好になることから、T型エレメントは主に低域の動作に寄与しており、ループエレメントは低中域から高域までの動作に寄与しているものと考えられる。また、他面に形成された無給電素子は低域での整合を取る作用を奏している。これは、第1実施例の平面アンテナ1でも第2実施例の平面アンテナ2でも同様とされている。
以上説明したように、本発明にかかる平面アンテナは小型かつ広帯域のアンテナとなることから種々の機器に組み込む通信モジュールのアンテナとして好適なアンテナとすることができる。
Claims (2)
- 平板状の長方形とされている絶縁基板と、
該絶縁基板の一面に形成された第1エレメントと第2エレメントからなるエレメント部とを備え、
前記第1エレメントおよび前記第2エレメントは、給電点からテーパ状に拡がるループ状に形成されたループエレメントと、該ループエレメントの内部に形成されているT型エレメントからなり、前記第1エレメントと前記第2エレメントとはほぼ線対称の形状とされており、880MHzの波長をλ0、2000MHzの波長をλ01とした際に、約0.31λ0(約0.7λ01)が前記エレメント部の横の長さの下限の寸法とされ、約0.11λ0(約0.25λ01)が前記エレメント部の幅の下限の寸法とされ、前記第1エレメントの前記ループエレメントのテーパ部と前記第2エレメントの前記ループエレメントのテーパ部との距離が約0.05λ0(約0.13λ01)〜約0.09λ0(約0.2λ01)とされると共に、前記T型エレメントの頭部と前記ループエレメントの垂直部との間隔が0〜約0.04λ0(約0.1λ01)とされ、前記T型エレメントの頭部と前記ループエレメントの前記ループエレメントの水平部との間隔が約0.001λ0(約0.03λ01)〜約0.002λ0(約0.04λ01)とされていることを特徴とする平面アンテナ。 - 前記絶縁基板の他面に細長い形状の無給電素子が前記第2エレメントあるいは前記第1エレメントに対向するよう形成されていることを特徴とする請求項1記載の平面アンテナ。
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JP2006204874A JP5138190B2 (ja) | 2006-07-27 | 2006-07-27 | 平面アンテナ |
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- 2006-07-27 JP JP2006204874A patent/JP5138190B2/ja active Active
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