JP6981475B2 - アンテナ、アンテナの構成方法及び無線通信装置 - Google Patents
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Description
(1)二重通信方式の同一プラットフォームでの、送信アンテナ(Tx)及び受信アンテナ(Rx)の集積
(2)チャネル容量を増加させる偏波多重
(3)通信システムの集積性向上のための偏波ダイバーシティ
よって、2偏波パッチアンテナ用の単純かつコンパクトな構造を実現するため、2ポート給電のコプレーナマイクロストリップラインがしばしば用いられる。
実施の形態1にかかるアンテナ100について説明する。本実施の形態では、アンテナ100はマイクロストリップラインによって給電される円形パッチアンテナとして構成される。図1は、実施の形態1にかかるアンテナ100の構成を模式的に示す上面図である。アンテナ100は、パッチ1及び給電回路2を有する。給電回路2は、2つの偏波が誘起されるポートA及びポートBを有する。 ここで、2つの偏波のうちの一方の偏波面と2つの偏波のうちの他方の偏波面とは、互いに直交していてもよい。また、当然のことながら、2つの偏波の波長は同じである。なお、2つの偏波の一方を第1の偏波とも称し、2つの偏波の他方を第2の偏波とも称する。ポートAでは、2つの偏波の一方であるPol−A(例えば、水平方向のH偏波)が誘起される。ポートBでは、2つの偏波の他方であるPol−B(例えば、垂直方向のV偏波)が誘起される。アンテナ100は、2つの偏波モード用の3つの給電を受ける。
実施の形態1にかかるアンテナ100の変形例について説明する。図11は、実施の形態2にかかるアンテナ200の構成の上面図である。
実施の形態1にかかるアンテナ100の他の変形例について説明する。図12は、実施の形態3にかかるアンテナ300の構成の上面図である。
実施の形態1にかかるアンテナ100を複数有する、実施の形態4にかかるアンテナアレイ400について説明する。図13は、実施の形態4にかかるアンテナアレイ400の構成を示す上面図である。
実施の形態5にかかる無線通信装置600について説明する。図14は、実施の形態5にかかる無線通信装置600の構成を模式的に示すブロック図である。無線通信装置600は、実施の形態1にかかるアンテナ100、ベースバンド部61及びRF部62を有する。ベースバンド部61は、ベースバンド信号S61及び受信信号S64を処理する。RF部62は、ベースバンド部61からのベースバンド信号S61を変調し、変調された送信信号S62をアンテナ100へ出力する。RF部62は、受信信号S63を復調し、復調した受信信号S64をベースバンド部61へ出力する。アンテナ100は、送信信号S62を放射し、かつ、外部アンテナから放射された受信信号S63を受信する。
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、上述の実施の形態では、上述したパッチの形状は例示に過ぎない。点P2と点P4との間の距離と点P3と点P4との間の距離とが互いに等しい限り、パッチを様々な形状とすることができる。
2 給電回路
2A〜2D、5A〜5F、6A〜6F 給電線
10 λ/4変成器
61 ベースバンド部
62 RF部
100、101〜104、200、300、700 アンテナ
400 アンテナアレイ
600 無線通信装置
Claims (12)
- パッチと、
第1の偏波を伝送する第1の給電線と、
一端が前記第1の給電線と第1の位置で接続され、他端が前記パッチと第2の位置で接続される第2の給電線と、
一端が前記第1の給電線と前記第1の位置で接続され、他端が前記パッチと第3の位置で接続される第3の給電線と、
一端が前記パッチと第4の位置で接続され、前記第1の偏波と同じ波長の、前記第1の偏波とは異なる第2の偏波を伝送する第4の給電線と、を備え、
前記第2及び第3の給電線は、前記第1の偏波が前記第1の位置から前記第2及び第3の位置に伝送される場合に前記第2の位置における前記第1の偏波が前記第3の位置における前記第1の偏波に対して逆位相となるように構成され、
前記第2の位置と前記第4の位置との間の距離は、前記第3の位置と前記第4の位置との間の距離と等しく、
前記パッチと、前記第1〜第4の給電線とは、同じ層に配置される、
アンテナ。 - nは0よりも大きな整数であり、
前記第2及び第3の位置の一方における前記第1の偏波の位相は、前記第2及び第3の位置の他方における前記第1の偏波の位相に対して、π+2nπだけ異なる、
請求項1に記載のアンテナ。 - 前記第1及び第2の偏波の波長はλであり、
前記第2及び第3の給電線の一方の長さは、前記第2及び第3の給電線の他方の長さよりも、λ/2+nλだけ長い、
請求項2に記載のアンテナ。 - 前記パッチの形状は円形であり、
前記第2〜第4の位置は、前記円形の外周上に設けられ、
前記第2及び第3の位置は、前記円形の中心に対して対称であり、
前記第4の位置は、前記第2及び第3の位置の間の前記円形の前記外周上の中間点に設けられる、
請求項1乃至3のいずれか一項に記載のアンテナ。 - 前記パッチの形状は四角形であり、
前記第2〜第4の位置は、前記四角形のそれぞれ異なる頂点に設けられる、
請求項1乃至3のいずれか一項に記載のアンテナ。 - 前記パッチの形状は四角形であり、
前記第2〜第4の位置は、前記四角形のそれぞれ異なる辺の中点に設けられる、
請求項1乃至3のいずれか一項に記載のアンテナ。 - 前記第1及び前記第2の偏波の偏波面は、互いに直交している、
請求項1乃至6のいずれか一項に記載のアンテナ。 - 前記第1〜第4の給電線及び前記パッチは、同じ導電層に連続して形成されている、
請求項1乃至7のいずれか一項に記載のアンテナ。 - 前記第1〜第4の給電線のそれぞれは、マイクロストリップラインである、
請求項1乃至8のいずれか一項に記載のアンテナ。 - 複数の請求項1乃至9のいずれか一項に記載の前記アンテナと、
前記第1の偏波の第1のポートと前記第1の給電線のそれぞれとの間の距離が等しくなるように、複数の前記アンテナの前記第1の給電線を前記第1にポートに接続する給電線と、
前記第2の偏波の第2のポートと前記第4の給電線のそれぞれとの間の距離が等しくなるように、前記複数のアンテナの前記第4の給電線を前記第2にポートに接続する給電線と、を備える、
アンテナアレイ。 - アンテナと、
ベースバンド信号を出力し、かつ、復調された受信信号を受信するベースバンド部と、
前記ベースバンド信号を変調し、アンテナを介して変調した信号を送信し、かつ、アンテナを介して受信した信号を復調し、復調した信号を前記ベースバンド部へ出力するRF部と、を備え、
前記変調した信号と変調前の前記受信した信号は、直交偏波信号であり、
前記アンテナは、
パッチと、
第1の偏波を伝送する第1の給電線と、
一端が前記第1の給電線と第1の位置で接続され、他端が前記パッチと第2の位置で接続される第2の給電線と、
一端が前記第1の給電線と前記第1の位置で接続され、他端が前記パッチと第3の位置で接続される第3の給電線と、
一端が前記パッチと第4の位置で接続され、前記第1の偏波と同じ波長の、前記第1の偏波とは異なる第2の偏波を伝送する第4の給電線と、を備え、
前記第2及び第3の給電線は、前記第1の偏波が前記第1の位置から前記第2及び第3の位置に伝送される場合に前記第2の位置における前記第1の偏波が前記第3の位置における前記第1の偏波に対して逆位相となるように構成され、
前記第2の位置と前記第4の位置との間の距離は、前記第3の位置と前記第4の位置との間の距離と等しく、
前記パッチと、前記第1〜第4の給電線とは、同じ層に配置される、
無線通信装置。 - 第2の給電線の一端を第1の偏波を伝送する第1の位置で第1の給電線と接続し、前記第2の給電線の他端を第2の位置でパッチと接続し、
第3の給電線の一端を前記第1の位置で前記第1の給電線と接続し、前記第3の給電線の他端を第3の位置で前記パッチと接続し、
前記第1の偏波とは異なり、かつ、前記前記第1の偏波と同じ波長である第2の偏波を伝送する第4の給電線の一端を第4の位置で前記パッチと接続し、
前記第1の偏波は前記第1の位置から前記第2及び第3の位置へ伝送される場合に、前記第2及び第3の給電線は、前記第2の位置における前記第1の偏波が前記第3の位置における前記第1の偏波に対して逆位相となるように構成され、
前記第1の位置と前記第3の位置との間の距離は、前記第2の位置と前記第3の位置との間の距離と等しく、
前記パッチと、前記第1〜第4の給電線とは、同じ層に配置される、
アンテナの構成方法。
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