JPH10209749A - 多重周波数アンテナ - Google Patents
多重周波数アンテナInfo
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- JPH10209749A JPH10209749A JP9006190A JP619097A JPH10209749A JP H10209749 A JPH10209749 A JP H10209749A JP 9006190 A JP9006190 A JP 9006190A JP 619097 A JP619097 A JP 619097A JP H10209749 A JPH10209749 A JP H10209749A
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- Japan
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- patch
- antenna
- shaped
- rectangular
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 低価格で小型の多重周波数アンテナを提供す
る。 【解決手段】 Ｕ字型パッチによるＵ字型プリントアン
テナ２の内側に、方形パッチによるアンテナ１を設け、
各種寸法を正確に合せることにより、異なる周波数に対
して各パッチを整合させる。
る。 【解決手段】 Ｕ字型パッチによるＵ字型プリントアン
テナ２の内側に、方形パッチによるアンテナ１を設け、
各種寸法を正確に合せることにより、異なる周波数に対
して各パッチを整合させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、無線通信システム
用の多周波数アンテナを製造する方法に関する。
用の多周波数アンテナを製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】無線システムに用いられる多周波数アン
テナやその派生物を製造するために、幾つかの方法が提
案されてきた。
テナやその派生物を製造するために、幾つかの方法が提
案されてきた。
【０００３】図７に、二重積層型素子の一例を示す。こ
れは、'dual frequency multilayedcircular patch ant
enna with self diplexing function',( H. Iwasaki &
Y.Suzuki, Electronics Letters 13th April 1995, vol
31 n. 8 pp 599-600)に開示されている。この素子は、
第１の基板１４上にプリントされた第１の円形パッチ１
３と、第２の層１６上にプリントされた半径の異なる第
２の円形パッチ１５から構成されている。第２の円形パ
ッチ１５は単なるリングであってもよい。最も単純な作
動方法は、次のとおりである。
れは、'dual frequency multilayedcircular patch ant
enna with self diplexing function',( H. Iwasaki &
Y.Suzuki, Electronics Letters 13th April 1995, vol
31 n. 8 pp 599-600)に開示されている。この素子は、
第１の基板１４上にプリントされた第１の円形パッチ１
３と、第２の層１６上にプリントされた半径の異なる第
２の円形パッチ１５から構成されている。第２の円形パ
ッチ１５は単なるリングであってもよい。最も単純な作
動方法は、次のとおりである。
【０００４】第１の円形パッチ１３は、第１の基板１４
を貫通する同軸線路１７により励振される。第２の円形
パッチ１５は、第１の円形パッチ１３による結合作用に
より励振される。なお、２つの別々の同軸線路により、
これら２つの積層パッチに給電する方法もある。
を貫通する同軸線路１７により励振される。第２の円形
パッチ１５は、第１の円形パッチ１３による結合作用に
より励振される。なお、２つの別々の同軸線路により、
これら２つの積層パッチに給電する方法もある。
【０００５】図８に、対数周期アレイ構造に基づく、別
の従来例の構造を示す。これは、Antenna Theory and D
esign,( W.L. Stutzman & G.A. Thiele, John Wiley an
d Sons, 1981, pp 295-303) に開示されている。
の従来例の構造を示す。これは、Antenna Theory and D
esign,( W.L. Stutzman & G.A. Thiele, John Wiley an
d Sons, 1981, pp 295-303) に開示されている。
【０００６】これは、第１の周波数に適合した第１の方
形パッチ１９と、これに接続された第１の給電線路ＦＬ
１８と、第２の給電線路２１を介して第１の方形パッチ
１９に接続された第２の方形パッチ２０とを、基板２３
上に形成して構成されている。２２は給電用のポートで
ある。
形パッチ１９と、これに接続された第１の給電線路ＦＬ
１８と、第２の給電線路２１を介して第１の方形パッチ
１９に接続された第２の方形パッチ２０とを、基板２３
上に形成して構成されている。２２は給電用のポートで
ある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術における問
題点の一つとして、多層構造を用いているということが
挙げられる。このことは、このような構造を配置するた
めに要するいくつかの加工工程と調整時間が追加される
ことを意味する。このために、製造コストが高くなって
しまう。すなわち、これらの構造に用いられる多層構造
では、コネクタが一つ以上の層を通過しなければならな
いため、いくつかの加工工程が必要となる。これらの工
程は、開口を形成して、コネクタを固定するものであ
る。
題点の一つとして、多層構造を用いているということが
挙げられる。このことは、このような構造を配置するた
めに要するいくつかの加工工程と調整時間が追加される
ことを意味する。このために、製造コストが高くなって
しまう。すなわち、これらの構造に用いられる多層構造
では、コネクタが一つ以上の層を通過しなければならな
いため、いくつかの加工工程が必要となる。これらの工
程は、開口を形成して、コネクタを固定するものであ
る。
【０００８】更に、これら従来構造の大半は大きくてか
さばるものであり、移動通信システムとして実際に用い
るには有用でない。すなわち、複数の動作周波数を使用
するためには、必要な周波数の種類と同数のパッチアン
テナを直列に接続することが考えられる。この場合に
は、必要とする周波数の種類が増えるほど、ますます多
くの空間が必要となる。
さばるものであり、移動通信システムとして実際に用い
るには有用でない。すなわち、複数の動作周波数を使用
するためには、必要な周波数の種類と同数のパッチアン
テナを直列に接続することが考えられる。この場合に
は、必要とする周波数の種類が増えるほど、ますます多
くの空間が必要となる。
【０００９】本発明の課題は、従来方法の欠点を解消
し、パーソナル通信に用いられる小型の多重周波数アン
テナを提供することにある。
し、パーソナル通信に用いられる小型の多重周波数アン
テナを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、基板上
に形成された方形パッチによるアンテナと、これを囲む
ように形成されたＵ字型パッチによるＵ字型プリントア
ンテナとを含み、前記Ｕ字型プリントアンテナは、ポー
トにより給電される線路に接続されており、前記Ｕ字型
パッチと前記方形パッチとの間の縦方向の間隔Ｄ１及び
横方向の間隔Ｄ２と、前記Ｕ字型パッチと前記方形パッ
チの幅Ｗ１及びＷ２は、対象となる２つの異なる共振周
波数Ｆ１とＦ２において最適マッチングとなるように調
節され、前記共振周波数Ｆ１及びＦ２はそれぞれ、前記
Ｕ字型パッチと前記方形パッチの共振縁部の長さＲＬ１
及びＲＬ２により設定されることを特徴とする多重周波
数アンテナが提供される。
に形成された方形パッチによるアンテナと、これを囲む
ように形成されたＵ字型パッチによるＵ字型プリントア
ンテナとを含み、前記Ｕ字型プリントアンテナは、ポー
トにより給電される線路に接続されており、前記Ｕ字型
パッチと前記方形パッチとの間の縦方向の間隔Ｄ１及び
横方向の間隔Ｄ２と、前記Ｕ字型パッチと前記方形パッ
チの幅Ｗ１及びＷ２は、対象となる２つの異なる共振周
波数Ｆ１とＦ２において最適マッチングとなるように調
節され、前記共振周波数Ｆ１及びＦ２はそれぞれ、前記
Ｕ字型パッチと前記方形パッチの共振縁部の長さＲＬ１
及びＲＬ２により設定されることを特徴とする多重周波
数アンテナが提供される。
【００１１】なお、前記方形パッチの共振縁部の長さＲ
Ｌ２は、前記Ｕ字型パッチの共振縁部の長さＲＬ１より
短くても長くてもよい。
Ｌ２は、前記Ｕ字型パッチの共振縁部の長さＲＬ１より
短くても長くてもよい。
【００１２】本発明によればまた、前記方形パッチによ
るアンテナを囲むように形成される前記Ｕ字型プリント
アンテナを２つ以上備えることにより、２種類以上の周
波数帯域を提供することを特徴とする多重周波数アンテ
ナが提供される。
るアンテナを囲むように形成される前記Ｕ字型プリント
アンテナを２つ以上備えることにより、２種類以上の周
波数帯域を提供することを特徴とする多重周波数アンテ
ナが提供される。
【００１３】本発明によれば更に、前記多重周波数アン
テナを、同一基板上にアレイ状に配置して成る共面給電
システム用の多重周波数アンテナが提供される。
テナを、同一基板上にアレイ状に配置して成る共面給電
システム用の多重周波数アンテナが提供される。
【００１４】
【作用】方形パッチアンテナに対する共振周波数は、所
望の周波数における共振縁部の長さにより決定される。
その際、給電システムは、放射構造を介して自由空間に
入力ポートを整合させるためのマッチング回路を提供す
る。非共振縁部の長さを変えることにより、パッチ自体
を調整してその入力インピーダンスを変更することがで
きる。共振縁部は、一般に、１／４誘導波長である。し
たがって、Ｕ字型パッチと小型の方形パッチからなる大
型の方形構造は周波数Ｆ１に共振し、小型の方形パッチ
は周波数Ｆ１より高い別の周波数に共振する。本構造の
全体的なマッチングは、Ｕ字型アンテナの非共振縁部と
幅との組合せにより与えられる。
望の周波数における共振縁部の長さにより決定される。
その際、給電システムは、放射構造を介して自由空間に
入力ポートを整合させるためのマッチング回路を提供す
る。非共振縁部の長さを変えることにより、パッチ自体
を調整してその入力インピーダンスを変更することがで
きる。共振縁部は、一般に、１／４誘導波長である。し
たがって、Ｕ字型パッチと小型の方形パッチからなる大
型の方形構造は周波数Ｆ１に共振し、小型の方形パッチ
は周波数Ｆ１より高い別の周波数に共振する。本構造の
全体的なマッチングは、Ｕ字型アンテナの非共振縁部と
幅との組合せにより与えられる。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面を参照
して説明する。図１を参照すると、本発明のプリントア
ンテナは、予め定められた寸法を有するアンテナ１とし
て機能する長方形の金属プリント構造が、Ｕ字型プリン
トアンテナ２により囲まれた構造を備えている。このＵ
字型プリントアンテナ２は、ポート４により給電される
線路３に接続されている。これらの形状は、単一の基板
５上にプリントされている。Ｕ字型プリントアンテナ２
におけるＵ字型パッチとアンテナ１における方形パッチ
との間の距離Ｄ１及びＤ２と、Ｕ字型パッチと方形パッ
チの幅Ｗ１及びＷ２は、２つの周波数Ｆ１とＦ２に対す
る最適マッチングが得られるように調節される。共振周
波数は、各構造の共振縁部の長さＲＬ１及びＲＬ２によ
り固定される。
して説明する。図１を参照すると、本発明のプリントア
ンテナは、予め定められた寸法を有するアンテナ１とし
て機能する長方形の金属プリント構造が、Ｕ字型プリン
トアンテナ２により囲まれた構造を備えている。このＵ
字型プリントアンテナ２は、ポート４により給電される
線路３に接続されている。これらの形状は、単一の基板
５上にプリントされている。Ｕ字型プリントアンテナ２
におけるＵ字型パッチとアンテナ１における方形パッチ
との間の距離Ｄ１及びＤ２と、Ｕ字型パッチと方形パッ
チの幅Ｗ１及びＷ２は、２つの周波数Ｆ１とＦ２に対す
る最適マッチングが得られるように調節される。共振周
波数は、各構造の共振縁部の長さＲＬ１及びＲＬ２によ
り固定される。
【００１６】図中、縦方向の高さ寸法４２．１３ｍｍで
水平共振縁部の寸法が３１．９ｍｍの方形パッチを放射
構造として用いた場合のマッチング性能の測定例を図２
に示す。
水平共振縁部の寸法が３１．９ｍｍの方形パッチを放射
構造として用いた場合のマッチング性能の測定例を図２
に示す。
【００１７】Ｕ字型パッチは、幅Ｗ１が１３．５ｍｍ
で、Ｕ字の底の部分の幅（図中、左右方向の寸法）が１
７．２４ｍｍ、長さＲＬ１が３１．９ｍｍである。Ｕ字
型パッチの縦方向の寸法の合計は、４２．１３ｍｍであ
る。内側の方形パッチは、長さ１４．５３ｍｍの正方形
パッチである。Ｕ字型パッチと方形パッチの間隔は垂直
方向（Ｄ１）において０．３ｍｍであり、水平方向（Ｄ
２）においては０．１３ｍｍである。
で、Ｕ字の底の部分の幅（図中、左右方向の寸法）が１
７．２４ｍｍ、長さＲＬ１が３１．９ｍｍである。Ｕ字
型パッチの縦方向の寸法の合計は、４２．１３ｍｍであ
る。内側の方形パッチは、長さ１４．５３ｍｍの正方形
パッチである。Ｕ字型パッチと方形パッチの間隔は垂直
方向（Ｄ１）において０．３ｍｍであり、水平方向（Ｄ
２）においては０．１３ｍｍである。
【００１８】この構造は、誘電率３．４８で厚さ１．６
ｍｍの基板５上にプリントされている。
ｍｍの基板５上にプリントされている。
【００１９】この構造は、２．４ＧＨｚの第１の共振周
波数に対して、１５ｄＢよりも良好なマッチングを示
し、５．２ＧＨｚの第２の共振周波数に対して、８ｄＢ
程度のマッチングを示している。この構造の利得は、単
一の独立パッチと同様である。
波数に対して、１５ｄＢよりも良好なマッチングを示
し、５．２ＧＨｚの第２の共振周波数に対して、８ｄＢ
程度のマッチングを示している。この構造の利得は、単
一の独立パッチと同様である。
【００２０】図３を参照すると、上記実施の形態の変形
例として、アンテナ１における方形パッチの共振長さＲ
Ｌ２を、Ｕ字型プリントアンテナ２におけるＵ字型パッ
チの共振長さＲＬ１より短くても長くてもよいとした構
造が示されている。
例として、アンテナ１における方形パッチの共振長さＲ
Ｌ２を、Ｕ字型プリントアンテナ２におけるＵ字型パッ
チの共振長さＲＬ１より短くても長くてもよいとした構
造が示されている。
【００２１】本形態は、１７．２ＧＨｚ及び２４ＧＨｚ
の二重周波数帯域をもつように設計されている。Ｕ字型
パッチの長さ（横方向）は３．４ｍｍ、各分岐の幅は
１．１ｍｍ、Ｕ字の底の幅は１ｍｍ、幅（縦方向）の合
計は、５．１ｍｍである。内側の方形パッチは、２．６
ｍｍの正方形パッチである。パッチ間の間隔は、垂直方
向（図１のＤ１に対応）に０．１５ｍｍ、水平方向（図
１のＤ２に対応）に０．２ｍｍである。方形パッチは、
０．４ｍｍだけＵ字型パッチより外側に出ている。図４
からわかるように、第１の共振周波数に対して、１５ｄ
Ｂよりも良好なマッチングを示し、第２の共振周波数に
対して、１０ｄＢよりも良好なマッチングを示してい
る。
の二重周波数帯域をもつように設計されている。Ｕ字型
パッチの長さ（横方向）は３．４ｍｍ、各分岐の幅は
１．１ｍｍ、Ｕ字の底の幅は１ｍｍ、幅（縦方向）の合
計は、５．１ｍｍである。内側の方形パッチは、２．６
ｍｍの正方形パッチである。パッチ間の間隔は、垂直方
向（図１のＤ１に対応）に０．１５ｍｍ、水平方向（図
１のＤ２に対応）に０．２ｍｍである。方形パッチは、
０．４ｍｍだけＵ字型パッチより外側に出ている。図４
からわかるように、第１の共振周波数に対して、１５ｄ
Ｂよりも良好なマッチングを示し、第２の共振周波数に
対して、１０ｄＢよりも良好なマッチングを示してい
る。
【００２２】上記実施の形態の他の変形例として、上記
構造が、一つの長方形のアンテナ６と二つ以上のＵ字型
プリントアンテナ２、２−１、…を有し、２つ以上の周
波数帯域を提供する構造が図５に示されている。主とな
るＵ字型構造プリントアンテナ２は、ポート４より給電
される線路３により給電される。このＵ字型パッチの内
側に、長さの異なるＵ字型パッチ２−１を必要な数だけ
設けることができる。最終的に、最後のＵ字型パッチ
に、方形パッチ６を設ける。
構造が、一つの長方形のアンテナ６と二つ以上のＵ字型
プリントアンテナ２、２−１、…を有し、２つ以上の周
波数帯域を提供する構造が図５に示されている。主とな
るＵ字型構造プリントアンテナ２は、ポート４より給電
される線路３により給電される。このＵ字型パッチの内
側に、長さの異なるＵ字型パッチ２−１を必要な数だけ
設けることができる。最終的に、最後のＵ字型パッチ
に、方形パッチ６を設ける。
【００２３】この構造においては、Ｕ字型パッチ間の間
隔ＤＲ及びＤＴと、Ｕ字型パッチの各々の幅と、方形パ
ッチの寸法を調整することにより、全体的なマッチング
が達成される。
隔ＤＲ及びＤＴと、Ｕ字型パッチの各々の幅と、方形パ
ッチの寸法を調整することにより、全体的なマッチング
が達成される。
【００２４】図６を参照すると、上記実施の形態の更に
他の変形として、種々の共面給電システムにおける単一
の素子をアレイ状に配置し得る構造が示されている。図
６には、予め定められた距離ＤＹ（等間隔であってもな
くてもよい）をおいたｎ個の素子１０の列と、予め定め
られた距離ＤＹ１（図中、縦方向の間隔であって、等間
隔であってもなくてもよい）をおいたｋ個の素子１０の
行を含むアレイの例が示されている。各ポートに対する
給電システムは、図６の最初の列に示すように統合的な
給電ネットワークでも、ｋ列に示すような直列ネットワ
ークでもよい。これにより、２つの定められた周波数Ｆ
１及びＦ２に対してビーム形成が可能となる。
他の変形として、種々の共面給電システムにおける単一
の素子をアレイ状に配置し得る構造が示されている。図
６には、予め定められた距離ＤＹ（等間隔であってもな
くてもよい）をおいたｎ個の素子１０の列と、予め定め
られた距離ＤＹ１（図中、縦方向の間隔であって、等間
隔であってもなくてもよい）をおいたｋ個の素子１０の
行を含むアレイの例が示されている。各ポートに対する
給電システムは、図６の最初の列に示すように統合的な
給電ネットワークでも、ｋ列に示すような直列ネットワ
ークでもよい。これにより、２つの定められた周波数Ｆ
１及びＦ２に対してビーム形成が可能となる。
【００２５】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ばパーソナル通信に適した小型の多重周波数アンテナを
安価で提供することができる。
ばパーソナル通信に適した小型の多重周波数アンテナを
安価で提供することができる。
【図１】本発明の第１の実施の形態の構造を示す図であ
る。
る。
【図２】図１の構造により得られるマッチング性能を示
す図である。
す図である。
【図３】図１の変形例による構造を示す図である。
【図４】図３の変形例により得られるマッチング性能を
示す図である。
示す図である。
【図５】図１の他の変形例による構造を示す図である。
【図６】図１の更に他の変形例による構造を示す図であ
る。
る。
【図７】従来の二重周波数積層パッチを示す図である。
【図８】従来の二重周波数共面構造を示す図である。
３，１８，２１ 給電用の線路 １，６ アンテナ ４，２２ ポート ２，２−１ Ｕ字型プリントアンテナ １７ 同軸線路
Claims (4)
- 【請求項１】 基板上に形成された方形パッチによるア
ンテナと、これを囲むように形成されたＵ字型パッチに
よるＵ字型プリントアンテナとを含み、 前記Ｕ字型プリントアンテナは、ポートにより給電され
る線路に接続されており、 前記Ｕ字型パッチと前記方形パッチとの間の縦方向の間
隔Ｄ１及び横方向の間隔Ｄ２と、前記Ｕ字型パッチと前
記方形パッチの幅Ｗ１及びＷ２は、対象となる２つの異
なる共振周波数Ｆ１とＦ２において最適マッチングとな
るように調節され、 前記共振周波数Ｆ１及びＦ２はそれぞれ、前記Ｕ字型パ
ッチと前記方形パッチの共振縁部の長さＲＬ１及びＲＬ
２により設定されることを特徴とする多重周波数アンテ
ナ。 - 【請求項２】 請求項１記載の多重周波数アンテナにお
いて、前記方形パッチの共振縁部の長さＲＬ２は、前記
Ｕ字型パッチの共振縁部の長さＲＬ１より短くても長く
てもよいことを特徴とする多重周波数アンテナ。 - 【請求項３】 請求項１記載の多重周波数アンテナにお
いて、前記方形パッチによるアンテナを囲むように形成
される前記Ｕ字型プリントアンテナを２つ以上備えるこ
とにより、２種類以上の周波数帯域を提供することを特
徴とする多重周波数アンテナ。 - 【請求項４】 請求項１記載の多重周波数アンテナを、
同一基板上にアレイ状に配置して成る共面給電システム
用の多重周波数アンテナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9006190A JP3063826B2 (ja) | 1997-01-17 | 1997-01-17 | 多重周波数アンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9006190A JP3063826B2 (ja) | 1997-01-17 | 1997-01-17 | 多重周波数アンテナ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10209749A true JPH10209749A (ja) | 1998-08-07 |
| JP3063826B2 JP3063826B2 (ja) | 2000-07-12 |
Family
ID=11631649
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9006190A Expired - Fee Related JP3063826B2 (ja) | 1997-01-17 | 1997-01-17 | 多重周波数アンテナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3063826B2 (ja) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR100646745B1 (ko) | 2004-07-08 | 2006-11-23 | 한국전자통신연구원 | 일체형 이중대역 안테나 및 이를 이용한 트랜스폰더 |
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| JP2009517958A (ja) * | 2005-12-16 | 2009-04-30 | イー．エム．ダブリュ．アンテナ カンパニー リミテッド | 単一給電単層の二重帯域円偏波アンテナ |
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| US8896493B2 (en) | 1999-10-26 | 2014-11-25 | Fractus, S.A. | Interlaced multiband antenna arrays |
| KR101962820B1 (ko) * | 2017-11-06 | 2019-03-27 | 동우 화인켐 주식회사 | 필름 안테나 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 |
| WO2021118198A1 (ko) * | 2019-12-13 | 2021-06-17 | 동우화인켐 주식회사 | 안테나 소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 |
| US11494025B2 (en) | 2020-02-07 | 2022-11-08 | Samsung Display Co., Ltd. | Radio frequency device and display device including the same |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102673524B1 (ko) | 2019-11-05 | 2024-06-11 | 삼성디스플레이 주식회사 | 전자 장치 |
-
1997
- 1997-01-17 JP JP9006190A patent/JP3063826B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (21)
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