JPWO2017141856A1 - 周波数選択板、アンテナ、無線通信装置、およびレーダ装置 - Google Patents
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Abstract
Description
次に、本発明の実施形態について図1乃至図8を参照して詳細に説明する。
[構成の説明]
図1は、第1の実施形態の周波数選択板100の構成を示す上面図である。また、図2は、第1の実施形態の周波数選択板100の構成を示す正面図である。
[動作の説明]
次に本実施形態の動作の説明を、図1および図2を参照して説明する。
(第1の実施形態の変形例)
図3、図4、および図5に第1の実施形態の周波数選択板100の変形例を示す。
[第2の実施形態]
次に、第2の実施形態について図10、図11、および図12を参照して説明する。尚、上述した第1の実施形態と同様の構成要素については、同じ符号を付して説明を適宜省略する。
[構成の説明]
図10は、第2の実施形態の周波数選択板100の構成を示す上面図である。また、図11は、第2の実施形態の周波数選択板100の構成を示す正面図である。
[動作の説明]
次に、本実施形態の動作の説明を、図10、および図11を参照して説明する。
(第2の実施形態の変形例)
図12に第2の実施形態の変形例の構成を示す。
[第3の実施形態]
次に、第3の実施形態について、図13、図14を参照しながら詳細に説明する。尚、上述した第1の実施形態と同様の構成要素については、同じ符号を付して説明を適宜省略する。
[構成の説明]
図13は、第3の実施形態の周波数選択板100の構成を示す上面図である。また、図14は、第3の実施形態の周波数選択板100の構成を示す正面方向から見た断面図である。
[動作の説明]
次に、本実施形態の動作の説明を、図13、および図14を参照して説明する。
[第4の実施形態]
次に、第4の実施形態について図15、図16、および図17を参照して説明する。尚、上述した第1の実施形態と同様の構成要素については、同じ符号を付して説明を適宜省略する。
[構成の説明]
図15は、第4の実施形態の周波数選択板100の構成を示す上面図である。また、図16は、第4の実施形態の周波数選択板100の構成を示す正面方向から見た断面図である。
[動作の説明]
次に、本実施形態の動作を図15乃至図17を参照して説明する。
[第5の実施形態]
次に、第5の実施形態について図18及び図19を参照して詳細に説明する。
[第6の実施形態]
次に、第6の実施形態について図20を参照して詳細に説明する。
[構成の説明]
図20は、第6の実施形態の無線通信装置600の構成例を示す正面方向から見た断面図である。
[動作の説明]
以下、第6の実施形態の動作について、図20を参照して説明する。
[第7の実施形態]
次に、第7の実施形態について図21および図22を参照して詳細に説明する。
[構成の説明]
図21は、第7の実施形態のレーダ装置の構成例を示す側面図である。
[第8の実施形態]
次に、第8の実施形態について、図23乃至図33を参照して説明する。
(第8の実施形態の変形例)
以上、第8の実施形態について説明したが、上記実施形態に限定されるものではなく、次のように拡張または変形可能である。
(第8の実施形態の変形例1)
第8の実施形態では、図23に示す様に、無線通信回路807が反射板801の反射面801aと反対側の面に配置された場合を例に説明したが、無線通信回路807は反射板801に熱を伝えることができればどのような配置であってもよい。
(第8の実施形態の変形例2)
また、図23におけるレドーム803は、周波数選択板で構成されても良いことを上述した。そこで、レドーム803を構成する周波数選択板が、半田や金属クリップ、或いは金属ねじなど熱伝導性の高い部材で反射板801と接続されて、無線通信回路807で発生し反射板801を伝導する熱の一部が伝導されてもよい。このとき、レドーム803は、周波数選択板によりアンテナ素子802から放射される電磁波を透過させ、電磁波の伝播を妨げずにアンテナを機械的に保護することが可能である。
(第8の実施形態の変形例3)
また、図23におけるレドーム803に、吸気孔804及び排気孔805とは異なる他の孔を形成してもよい。この様な構成とすることで、吸気孔804から排気孔805に向かう自然対流を妨げることなく、通気流路803F内に更に多くの空気を導くことができる。これにより、無線通信装置800の冷却性能を更に向上させることができる。
(第8の実施形態の変形例4)
或いは、本実施形態では、図23の様にレドーム803を備えた構成を例に説明したが、アンテナ素子802やFSS放熱フィン808を機械的に外部から保護する必要が無いような場合にはレドーム803を備えない構成であってもよい。例えば屋内であって、異物がぶつかる可能性のない場所に設置する場合には、レドーム803を備えなくても良い。
(第8の実施形態の変形例5)
更に、無線通信装置800の配置される環境が許容する限りにおいて、図23に示す無線通信装置800の筐体部806の裏側(反射面801aとは反対側の面)に、放熱器(ヒートシンク)を備えてもよい。このような構成によれば、無線通信装置800の放熱性能を更に向上させることができる。
(第8の実施形態の変形例6)
また、無線通信装置800の配置される環境に応じて、図23に示す無線通信装置800の排気孔805の上部に、排気孔を塞がない様に庇を備えてもよい。この様な構成とすることで、レドーム803の内部に雨や雪が入ることを防ぎ、無線通信装置800の耐候性を向上させることができる。
(第8の実施形態の変形例7)
図23に示す無線通信装置800は、通気流路803Fの中で生じる空気の自然対流によってFSS放熱フィン808からの放熱を促す構成とした。しかしながら、自然対流によらず、通気流路803F中に強制対流を生じさせる構成を採ることも可能である。
(第8の実施形態の変形例8)
更に、図24に示すように、アンテナ素子802は、それぞれ板状であり、反射面801aに対して略垂直な方向に設置されてもよい。図24における複数のアンテナ素子802は、反射面801aの法線方向(z軸方向)から見て格子状に配列されている。更に、アンテナ素子802の厚さ方向両面はそれぞれx軸方向を向いている。ここで、アンテナ素子802は、例えば図27に示すように、板状の誘電体基板810と、この誘電体基板810の表面に形成された略L字型の導体パターンであるアンテナパターン811a、及びアンテナパターン811bによって構成される。
(第8の実施形態の変形例9)
第8の実施形態の変形例8で示した、図24のアンテナ素子802は、図27に示される様な、誘電体基板810の片面にアンテナパターン811a、および811bが形成されたアンテナ素子を例に説明した。しかし、アンテナパターン811a、および811bの態様はこれに限定されず、例えば図28に示すように、誘電体基板810の片面にアンテナパターン811aを形成し、反対面にアンテナパターン811bを形成してもよい。
(第8の実施形態の変形例10)
また、図24ではy軸方向の1偏波アレイ構成を示したが、図25に示すように互いに垂直な2偏波のアレイ構成を考えることもできる。図25の無線通信装置800は、反射面801aに対して略垂直な方向に設置される、複数の第1アンテナ素子802aを有する第1素子群L1を備える。更に、図25の無線通信装置800は、反射面801aに対して略垂直な方向に設置される、複数の第2アンテナ素子802bを有する第2素子群L2を備える。
(第8の実施形態の変形例11)
また例えば、図26に示すように、第1アンテナ素子802a、第2アンテナ素子802bの端部と、FSS放熱フィン808とが近接する部分に、切り欠き808vを設ける構成を考えることもできる。切り欠き808vを設けることによって、空気の流れにくい箇所が解消され、空気の流路が確保されるため、放熱性能を高めることができる。
(第8の実施形態の変形例12)
また、図24、図25、図26において、第1アンテナ素子802a、及び第2アンテナ素子802bがそれぞれ正方格子状に配列された例について説明した。しかし、第1アンテナ素子802a、及び第2アンテナ素子802bの少なくとも一方が長方形格子状に配列されていてもよい。
(第8の実施形態の変形例13)
更に、図24、図25、図26において、アンテナ素子802(第1アンテナ素子802a、第2アンテナ素子802b)がそれぞれダイポールアンテナとして構成された例について説明した。しかしながら、アンテナ素子802の態様は上記に限定されず、図29および図30に示すように、いわゆるスプリットリング(Split-ring)共振器をアンテナ素子802として採用してもよい。
(第8の実施形態の変形例14)
更に、図31に示すように、図30の略T字状の導体パターンを複数積層して、これら略T字状の導体パターン同士を導電性ビア835によって互いに接続するとともに、略T字状の導体パターン同士の間に給電線823を設けてもよい。このような構成によれば、互いに対向する矩形導体部827によって、給電線823に対するシールド性能を向上させることができる。即ち、給電線823に対する外部からのノイズを遮蔽することができる。
(第8の実施形態の変形例15)
また、上記の図24、図25、図26におけるアンテナ素子802は、第5実施形態における無線通信装置500、第6実施形態における無線通信装置600、第7実施形態におけるレーダ装置700にも同様に適用することが可能である。
[第9の実施形態]
次に、第9の実施形態について、図9を参照して説明する。
[第10の実施形態]
次に、第10の実施形態について、図34を参照して説明する。
以上の様にして、本実施形態の周波数選択板10は、動作構成単位の小型化と、動作構成単位の連続配置によって、特許文献1に示される様な周波数選択板と比べて、より自由な形状、サイズで設計が可能である。
所定の周波数の電磁波を透過させ前記所定の周波数以外の電磁波を反射させる周波数選択板において、
前記周波数選択板は、一の層に形成された導体パターンと、前記一の層と異なる少なくとも1つの層に形成される導体パターンとが接続部で電気的に接続されて構成される導体閉ループを少なくとも1つ以上備えることを特徴とする周波数選択板。
前記導体パターンの内、少なくとも2つの導体パターンの前記一の層の形成される面への正射影は、前記接続部以外で少なくとも一部が重なり合うことを特徴とする、付記1に記載の周波数選択板。
少なくとも1つの前記導体パターンの前記接続部の間の最短の長さは、前記接続部の間の最短距離より長いことを特徴とする、付記1または付記2に記載の周波数選択板。
前記導体パターンのうち少なくとも1つはメアンダ形状であることを特徴とする付記1乃至付記3の何れかに記載の周波数選択板。
前記一の層と、前記一の層と異なる層は、プリント回路基板の誘電体層を挟んで配置され、前記接続部は導体ビアであることを特徴とする、付記1乃至付記4の何れかに記載の周波数選択板。
一の層に形成されたメアンダ形状の導体パターンを有する導体閉ループを少なくとも1つ以上備えることを特徴とする周波数選択板。
複数の前記導体閉ループを備え、
前記導体閉ループの一部が他の前記導体閉ループと接続していることを特徴とする、付記1乃至付記6の何れかに記載の周波数選択板。
前記導体閉ループの少なくとも1箇所に間隙を有し、前記間隙を挟む導体間にキャパシタンス要素を備えることを特徴とする付記1乃至付記7の何れかに記載の周波数選択板。
所定の周波数の電磁波を透過させ前記所定の周波数以外の電磁波を反射させる周波数選択板において、
前記周波数選択板は、一の層に形成された導体パターンと、前記一の層と異なる少なくとも1つの層に形成される導体パターンと、前記導体パターンの端部どうしの間隙とで構成されるループを少なくとも1つ以上備えることを特徴とする周波数選択板。
前記導体パターンの内、少なくとも2つの導体パターンの前記一の層の形成される面への正射影は、少なくとも一部が重なり合うことを特徴とする、付記9に記載の周波数選択板。
少なくとも1つの前記導体パターンの端部間の前記少なくとも1つの前記導体パターン上の最短の長さは、前記少なくとも1つの前記導体パターンの端部間の最短距離より長いことを特徴とする、付記9または付記10に記載の周波数選択板。
前記導体パターンのうち少なくとも1つはメアンダ形状であることを特徴とする付記9乃至付記11の何れかに記載の周波数選択板。
前記一の層と、前記一の層と異なる層は、プリント回路基板の誘電体層を挟んで配置されることを特徴とする、付記9乃至付記12の何れかに記載の周波数選択板。
複数の前記ループを備え、
前記ループの一部が他の前記ループと間隙を挟んで接近していることを特徴とする、付記9乃至付記13の何れかに記載の周波数選択板。
前記ループの少なくとも1箇所に第2の間隙を有し、前記第2の間隙を挟む導体間にキャパシタンス要素を備えることを特徴とする付記9乃至付記14の何れかに記載の周波数選択板。
少なくとも1つのアンテナ素子を覆うレドームの少なくとも一部分が、付記1乃至付記15の何れかに記載の周波数選択板であることを特徴とするアンテナ。
電磁波を反射する反射板と、
付記1乃至付記15の何れかに記載される少なくとも1つの周波数選択板が前記反射板に対して略垂直になるように配置されていることを特徴とするアンテナ。
前記周波数選択板の前記導体パターンの少なくとも1つは、前記反射板と直接接続されるか熱的に伝導性がある材質で接続されることを特徴とする付記17に記載のアンテナ。
電磁波を反射する反射板と、
前記反射板の上面に対して第1の所定の高さに配置される少なくとも1つの第1のアンテナ素子と、
前記第1のアンテナ素子の上方に配置される付記1乃至付記15の何れかに記載の周波数選択板と、
前記周波数選択板の上面に対して第2の所定の高さに配置される前記第1のアンテナ素子より高い周波数で動作する少なくとも1つの第2のアンテナ素子とを備え、
前記所定の周波数は、前記第1のアンテナ素子の動作周波数であることを特徴とするアンテナ。
前記第1の所定の高さは前記第1のアンテナ素子の動作周波数に対応する波長の略4分の1であり、前記第2の所定の高さは前記第2のアンテナ素子の動作周波数に対応する波長の略4分の1であることを特徴とする付記19に記載のアンテナ。
付記16乃至付記20の何れかに記載のアンテナと、
無線通信回路とを備えることを特徴とする無線通信装置。
付記16乃至付記20の何れかに記載のアンテナと、
レーダ用電子回路とを備えることを特徴とするレーダ装置。
11 導体パターン
12、13 接続部
14 導体パターン
100 周波数選択板
101 誘電体基板
102 導体ビア
102R アンテナアレイ
103、104、105 導体パターン
106 導体ループ
108 FSS放熱フィン
110 周波数選択板
200 無線通信装置
201、202 分岐導体パターン
203、204 キャパシタ
205 重なり部分
301、302、303、304 導体パターン
401、402 導体ビア
403、404、405 導体パターン
406、407 導体ビア
408、409、410 導体パターン
500 無線通信装置
510 マルチバンドアンテナ
520 導体反射板
600 無線通信装置
601 第1アンテナ素子
602 第2アンテナ素子
603 導体反射板
605、606 給電線
607 開口
700 レーダ装置
710 アンテナアレイ
720 導体反射板
800 無線通信装置
801 反射板
801a 反射面
802 アンテナ素子
802a 第1アンテナ素子
802b 第2アンテナ素子
803 レドーム
803F 通気流路
804 吸気孔
805 排気孔
806 筐体部
807 無線通信回路
808 FSS放熱フィン
808v 切り欠き
810 誘電体基板
811a、811b アンテナパターン
812 給電点
823 給電線
824 スプリット部
825 給電ビア
826 環状導体部
827 矩形導体部
829 矩形領域
835 導電性ビア
Claims (22)
- 所定の周波数の電磁波を透過させ前記所定の周波数以外の電磁波を反射させる周波数選択板において、
前記周波数選択板は、一の層に形成された導体パターンと、前記一の層と異なる少なくとも1つの層に形成される導体パターンとが接続部で電気的に接続されて構成される導体閉ループを少なくとも1つ以上備えることを特徴とする周波数選択板。 - 前記導体パターンの内、少なくとも2つの導体パターンの前記一の層の形成される面への正射影は、前記接続部以外で少なくとも一部が重なり合うことを特徴とする、請求項1に記載の周波数選択板。
- 少なくとも1つの前記導体パターンの前記接続部の間の最短の長さは、前記接続部の間の最短距離より長いことを特徴とする、請求項1または請求項2に記載の周波数選択板。
- 前記導体パターンのうち少なくとも1つはメアンダ形状であることを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れかに記載の周波数選択板。
- 前記一の層と、前記一の層と異なる層は、プリント回路基板の誘電体層を挟んで配置され、前記接続部は導体ビアであることを特徴とする、請求項1乃至請求項4の何れかに記載の周波数選択板。
- 一の層に形成されたメアンダ形状の導体パターンを有する導体閉ループを少なくとも1つ以上備えることを特徴とする周波数選択板。
- 複数の前記導体閉ループを備え、
前記導体閉ループの一部が他の前記導体閉ループと接続していることを特徴とする、請求項1乃至請求項6の何れかに記載の周波数選択板。 - 前記導体閉ループの少なくとも1箇所に間隙を有し、前記間隙を挟む導体間にキャパシタンス要素を備えることを特徴とする請求項1乃至請求項7の何れかに記載の周波数選択板。
- 所定の周波数の電磁波を透過させ前記所定の周波数以外の電磁波を反射させる周波数選択板において、
前記周波数選択板は、一の層に形成された導体パターンと、前記一の層と異なる少なくとも1つの層に形成される導体パターンと、前記導体パターンの端部どうしの間隙とで構成されるループを少なくとも1つ以上備えることを特徴とする周波数選択板。 - 前記導体パターンの内、少なくとも2つの導体パターンの前記一の層の形成される面への正射影は、少なくとも一部が重なり合うことを特徴とする、請求項9に記載の周波数選択板。
- 少なくとも1つの前記導体パターンの端部間の前記少なくとも1つの前記導体パターン上の最短の長さは、前記少なくとも1つの前記導体パターンの端部間の最短距離より長いことを特徴とする、請求項9または請求項10に記載の周波数選択板。
- 前記導体パターンのうち少なくとも1つはメアンダ形状であることを特徴とする請求項9乃至請求項11の何れかに記載の周波数選択板。
- 前記一の層と、前記一の層と異なる層は、プリント回路基板の誘電体層を挟んで配置されることを特徴とする、請求項9乃至請求項12の何れかに記載の周波数選択板。
- 複数の前記ループを備え、
前記ループの一部が他の前記ループと間隙を挟んで接近していることを特徴とする、請求項9乃至請求項13の何れかに記載の周波数選択板。 - 前記ループの少なくとも1箇所に第2の間隙を有し、前記第2の間隙を挟む導体間にキャパシタンス要素を備えることを特徴とする請求項9乃至請求項14の何れかに記載の周波数選択板。
- 少なくとも1つのアンテナ素子を覆うレドームの少なくとも一部分が、請求項1乃至請求項15の何れかに記載の周波数選択板であることを特徴とするアンテナ。
- 電磁波を反射する反射板と、
請求項1乃至請求項15の何れかに記載される少なくとも1つの周波数選択板が前記反射板に対して略垂直になるように配置されていることを特徴とするアンテナ。 - 前記周波数選択板の前記導体パターンの少なくとも1つは、前記反射板と直接接続されるか熱的に伝導性がある材質で接続されることを特徴とする請求項17に記載のアンテナ。
- 電磁波を反射する反射板と、
前記反射板の上面に対して第1の所定の高さに配置される少なくとも1つの第1のアンテナ素子と、
前記第1のアンテナ素子の上方に配置される請求項1乃至請求項15の何れかに記載の周波数選択板と、
前記周波数選択板の上面に対して第2の所定の高さに配置される前記第1のアンテナ素子より高い周波数で動作する少なくとも1つの第2のアンテナ素子とを備え、
前記所定の周波数は、前記第1のアンテナ素子の動作周波数であることを特徴とするアンテナ。 - 前記第1の所定の高さは前記第1のアンテナ素子の動作周波数に対応する波長の略4分の1であり、前記第2の所定の高さは前記第2のアンテナ素子の動作周波数に対応する波長の略4分の1であることを特徴とする請求項19に記載のアンテナ。
- 請求項16乃至請求項20の何れかに記載のアンテナと、
無線通信回路とを備えることを特徴とする無線通信装置。 - 請求項16乃至請求項20の何れかに記載のアンテナと、
レーダ用電子回路とを備えることを特徴とするレーダ装置。
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