WO2009110131A1 - Antenna device - Google Patents
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Abstract
An antenna device in one mode is provided with a conductor plate (1); a radiation element (3) arranged to face the conductor plate (1) with a symmetrical structure to an axis orthogonally intersecting with the conductor plate (1); a plurality of connecting elements (4a-4d) for connecting the conductor plate (1) and the radiation element (3) at equal intervals; and a plurality of stubs (7a-7d) arranged between the connecting elements (4a-4d), respectively. The stubs (7a-7d) generate a stopband at a frequency which is a part of an operation band and corresponds to the electrical length of the stubs.
Description
本発明は、阻止帯域を有するアンテナ装置に関する。
The present invention relates to an antenna device having a stop band.
ＵＷＢ（Ultra Wide Band）のように広い周波数帯を利用した高速無線通信システムが実用化されつつあり、この通信方式の全帯域に対応するアンテナ装置の研究・開発が進められている。その一方、ＵＷＢの周波数帯の一部を使用する他の通信（例えば５GHz帯無線LAN）との干渉により、ＵＷＢの通信速度が低下する場合がある。
A high-speed wireless communication system using a wide frequency band such as UWB (Ultra Wide Band) is being put into practical use, and research and development of an antenna device corresponding to the entire band of this communication system is underway. On the other hand, the communication speed of the UWB may decrease due to interference with other communications (for example, a 5 GHz band wireless LAN) using a part of the UWB frequency band.
従来の広帯域アンテナ装置を使用した場合、他の通信との干渉を低減し、通信速度低下を抑制するためには、無線機側に他の通信で使用する周波数帯の急峻な帯域阻止フィルタを必要としていた。
When a conventional broadband antenna device is used, in order to reduce interference with other communications and suppress a reduction in communication speed, a radio frequency band steep band rejection filter used for other communications is required on the radio side. I was trying.
なお、本願に関連する公知文献として、例えば、次のようなものが知られている（特開２００７－９７１１５公報、“藤田静憲、若生伊市、小沢正彦、岩岡英明、中野久松，「低姿勢広帯域アンテナ」２００６年電子情報通信学会通信ソサイエティ大会，講演論文集ＢS－１－１１，ｐS-１6”、“藤田静憲、若生伊市、小沢正彦、中野久松，「低姿勢広帯域アンテナ 第２報」２００７年電子情報通信学会総合大会，講演論文集Ｂ－１－８１，ｐ８１”、“田中健、若生伊市、藤田静憲、中野久松，「低姿勢広帯域アンテナ 第３報」２００７年電子情報通信学会ソサイエティ大会，講演論文集Ｂ－１－９３，ｐ９３”、及び“岩岡英明、山内潤治、中野久松，「超広帯域ＰＳＰアンテナ」２００６年電子情報通信学会総合大会，講演論文集Ｂ－１－１００，ｐ１００”）。
As publicly known documents related to the present application, for example, the following are known (Japanese Patent Laid-Open No. 2007-97115, “Shiken Fujita, Wakaisei City, Masahiko Ozawa, Hideaki Iwaoka, Hisamatsu Nakano,“ "Attitude Broadband Antenna" 2006 IEICE Communication Society Conference, Proceedings BS-1-11, pS-16 "," Shizen Fujita, Wakaisei City, Masahiko Ozawa, Hisamatsu Nakano, "Low Profile Broadband Antenna 2 ”2007 IEICE General Conference, Proceedings B-1-81, p81”, “Tanaka Ken, Wakai Iichi, Fujita Shizunori, Nakano Hisamatsu,“ Low Profile Wideband Antenna 3rd Report ”2007 Electronics IEICE Society Conference, Proceedings B-1-93, p93, and Hideaki Iwaoka, Junji Yamauchi, Hisamatsu Nakano, “Ultra Wideband PSP Antenna” 2006 IEICE General Conference, Proceedings B-1-100, p100 ").
上述したように、従来の広帯域アンテナを用いた場合、外部からの干渉波のみを遮断する急峻な帯域阻止フィルタを必要とし、フィルタを構成するパターンにより基板が大きくなったり、リターンロスが増加する可能性がある。
As described above, when a conventional broadband antenna is used, a steep band rejection filter that blocks only external interference waves is required, and the substrate can be enlarged or return loss can be increased depending on the pattern constituting the filter. There is sex.
本発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、広帯域を利用した無線通信において、小型かつ簡易な構成で干渉等による影響を低減させることができるアンテナ装置を提供することである。
The present invention has been made paying attention to the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an antenna device capable of reducing the influence of interference or the like with a small and simple configuration in wireless communication using a wide band. That is.
本発明の第１の態様により、導体板と、前記導体板に直交する軸に対して対称構造を有し、前記導体板に対向して配置される放射素子と、前記導体板と前記放射素子とを等間隔に接続する複数の接続素子と、前記複数の接続素子それぞれの途中に設けられる複数のスタブとを具備し、前記複数のスタブは、動作帯域の一部であって該スタブの電気長に対応する周波数に阻止帯域を生じさせるアンテナ装置が提供される。
According to a first aspect of the present invention, a conductor plate, a radiating element having a symmetric structure with respect to an axis orthogonal to the conductor plate, and disposed to face the conductor plate, the conductor plate and the radiating element And a plurality of stubs provided in the middle of each of the plurality of connection elements, and the plurality of stubs are part of an operating band and are electrically connected to the stub. An antenna device is provided that generates a stopband at a frequency corresponding to a length.
また、本発明の第２の態様により、上記第１の態様において、前記放射素子は、複数の線路により放射状に形成され、該放射状中心部に給電部を形成するとともに、前記軸を中心として該放射状の辺縁部に当接する環状素子を有するアンテナ装置が提供される。
Further, according to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the radiating element is formed radially by a plurality of lines, forms a feeding portion at the radial center, and has the axis as a center. An antenna device having an annular element that abuts against a radial edge is provided.
また、本発明の第３の態様により、上記第１の態様において、前記放射素子は、前記軸を中心として環状に形成される第１素子と、前記第１素子の環状内側に設けられ、前記軸に対して対称構造を有する第２素子とを備え、前記導体板に設けられる給電点から前記第２素子に向かって拡幅した形状の給電路を具備するアンテナ装置が提供される。
Further, according to a third aspect of the present invention, in the first aspect, the radiating element is provided in a ring shape around the axis, the first element formed in an annular shape around the axis, There is provided an antenna device including a second element having a symmetric structure with respect to an axis, and having a feeding path having a shape widened from a feeding point provided on the conductor plate toward the second element.
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
なお、数値は一例であり、その数値を含む所定の範囲内で許容されるものである。
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係るパッチアンテナの基本構造を模式的に示す斜視図である。また、図２Ａは同アンテナの平面図、図２Ｂは図２ＡのＡ－Ａ線矢視断面図である。
図１及び図２Ａに示すように、第１実施形態に係るパッチアンテナは、グランド電極１と、グランド電極１上に設けられた放射電極２と、放射電極２を取り囲むようにグランド電極１上に設けられたリング状の無給電電極３と、接続電極４ａ～４ｄと、給電点５と、この給電点５と放射電極２とを接続する給電路６と、接続電極４ａ～４ｄに併設されるスタブ７ａ～７ｄを備えている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
In addition, a numerical value is an example and is accept | permitted within the predetermined range containing the numerical value.
(First embodiment)
FIG. 1 is a perspective view schematically showing the basic structure of the patch antenna according to the first embodiment of the present invention. 2A is a plan view of the antenna, and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 2A.
As shown in FIGS. 1 and 2A, the patch antenna according to the first embodiment is provided on theground electrode 1 so as to surround the ground electrode 1, the radiation electrode 2 provided on the ground electrode 1, and the radiation electrode 2. The ring-shaped parasitic electrode 3 provided, the connection electrodes 4a to 4d, the feeding point 5, the feeding path 6 connecting the feeding point 5 and the radiation electrode 2, and the connection electrodes 4a to 4d are provided. Stubs 7a to 7d are provided.
なお、数値は一例であり、その数値を含む所定の範囲内で許容されるものである。
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係るパッチアンテナの基本構造を模式的に示す斜視図である。また、図２Ａは同アンテナの平面図、図２Ｂは図２ＡのＡ－Ａ線矢視断面図である。
図１及び図２Ａに示すように、第１実施形態に係るパッチアンテナは、グランド電極１と、グランド電極１上に設けられた放射電極２と、放射電極２を取り囲むようにグランド電極１上に設けられたリング状の無給電電極３と、接続電極４ａ～４ｄと、給電点５と、この給電点５と放射電極２とを接続する給電路６と、接続電極４ａ～４ｄに併設されるスタブ７ａ～７ｄを備えている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
In addition, a numerical value is an example and is accept | permitted within the predetermined range containing the numerical value.
(First embodiment)
FIG. 1 is a perspective view schematically showing the basic structure of the patch antenna according to the first embodiment of the present invention. 2A is a plan view of the antenna, and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 2A.
As shown in FIGS. 1 and 2A, the patch antenna according to the first embodiment is provided on the
グランド電極１は、所定のｘｙ平面上に形成された円盤状の導電性の平面板であり、少なくとも無給電電極３の外径Dout_ringよりも大きな直径ＤGPを有する。グランド電極１の面積は大きいほど指向性の面で好ましいが、実用上は無給電電極３の外側の直径の３～４倍程度あればよい。
The ground electrode 1 is a disk-shaped conductive flat plate formed on a predetermined xy plane, and has a diameter D GP larger than at least the outer diameter Dout_ring of the parasitic electrode 3. A larger area of the ground electrode 1 is preferable in terms of directivity, but in practice, it may be about 3 to 4 times the outside diameter of the parasitic electrode 3.
放射電極２は、グランド電極１から距離Ｈ離れたｘｙ平面上に形成された円盤状の導電性の平面板であり、グランド電極１と同じ中心軸を有し、無給電電極３の外径Dout_ring若しくは平均径の０．２～０．５倍程度の直径ＤRを有する。距離（高さ）Ｈは、外径Dout_ringの０．３～０．５倍程度である。
The radiation electrode 2 is a disk-shaped conductive flat plate formed on an xy plane that is a distance H away from the ground electrode 1, has the same central axis as the ground electrode 1, and has an outer diameter Dout_ring of the parasitic electrode 3. or it has a diameter D R of about 0.2 to 0.5 times the average diameter. The distance (height) H is about 0.3 to 0.5 times the outer diameter Dout_ring.
無給電電極３は、放射電極２を取り囲むように、放射電極２と同一平面かつ同一中心軸上に設けられた円環状の導電性の平面板であり、外径Dout_ringを有する。Dout_ringは、基本的には、無給電電極３の外周長が、本アンテナの使用周波数帯における最低周波数の波長λＬに概ね一致するように設定され、ＵＷＢに使用する場合も周波数帯域を適切にカバーするように設定される。
The parasitic electrode 3 is an annular conductive flat plate provided on the same plane and the same central axis as the radiation electrode 2 so as to surround the radiation electrode 2 and has an outer diameter Dout_ring. Dout_ring is basically set so that the outer perimeter of the parasitic electrode 3 substantially matches the wavelength λL of the lowest frequency in the use frequency band of this antenna, and appropriately covers the frequency band even when used for UWB. Set to do.
また円環の内径Din_ringは、基本的には、無給電電極３の内周長が、前記波長λの半分程度になるよう（即ちDout_ringの１／２に）設定され、無給電電極３と放射電極２の間には所定の空隙が生じる。無給電電極３は、コニカルビームの形成に本質的に作用すると共に、放射電極２に対するインピーダンス整合を容易にする。
The inner diameter Din_ring of the ring is basically set so that the inner peripheral length of the parasitic electrode 3 is about half of the wavelength λ (that is, ½ of Dout_ring). A predetermined gap is generated between the electrodes 2. The parasitic electrode 3 essentially acts on the formation of a conical beam and facilitates impedance matching to the radiation electrode 2.
接続電極４ａ～４ｄは、無給電電極３の外周端を、その直下のグランド電極１にそれぞれ接続する。接続電極４ａ～４ｄの一端は、外周端を４等分した箇所にそれぞれ接続される。これにより、周波数帯域が拡大するという効果が得られる。
The connection electrodes 4a to 4d connect the outer peripheral end of the parasitic electrode 3 to the ground electrode 1 directly below it. One end of each of the connection electrodes 4a to 4d is connected to a part obtained by dividing the outer peripheral end into four equal parts. Thereby, the effect that a frequency band is expanded is acquired.
給電点５は、グランド電極１の中心付近に設けられ、同軸ケーブル等の給電ライン（図示せず）からの給電を受ける。図２Ｂに示すように、給電ラインがグランド電極１の背面にある場合、グランド電極１の背面中央部に同軸コネクタ１２が装着され、この同軸コネクタ１２に給電ラインが接続される。同軸コネクタ１２は、外導体１３及び中心導体１４を備える。外導体１３はグランド電極１に電気的に接続される。中心導体１４は、グランド電極１の中央部に設けられた貫通穴を通り、給電路６の下側に位置する指数関数曲線の頂部に半田付け等により接続される。
The feeding point 5 is provided near the center of the ground electrode 1 and receives feeding from a feeding line (not shown) such as a coaxial cable. As shown in FIG. 2B, when the power supply line is on the back surface of the ground electrode 1, the coaxial connector 12 is attached to the center of the back surface of the ground electrode 1, and the power supply line is connected to the coaxial connector 12. The coaxial connector 12 includes an outer conductor 13 and a center conductor 14. The outer conductor 13 is electrically connected to the ground electrode 1. The central conductor 14 passes through a through hole provided in the central portion of the ground electrode 1 and is connected to the top of the exponential function curve located below the power supply path 6 by soldering or the like.
給電路６は、紡錘形を２分したようなカップ形状の導体であり、放射電極２等と同一中心軸上に設けられ、カップの底部（紡錘の先端）を給電点とし、カップの上端は放射電極２と同じ直径を有して放射電極２と接合し、一体化している。この紡錘形状は、不均一分布定数線路を用いたλ／４トランス（例えば特開昭５９－１４６２０１）や、テーパード・スロットアンテナなどと同様、指数関数的にするのが一般的であり、給電路６の広帯域化に貢献している。
The feeding path 6 is a cup-shaped conductor that divides the spindle shape into two, and is provided on the same central axis as the radiation electrode 2 and the like. The bottom of the cup (the tip of the spindle) serves as a feeding point, and the upper end of the cup radiates. It has the same diameter as the electrode 2 and is joined and integrated with the radiation electrode 2. The spindle shape is generally exponentially similar to a λ / 4 transformer using a nonuniformly distributed constant line (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-146201) and a tapered slot antenna. 6 contributes to widening the bandwidth.
図３は、給電路６の側面図である。給電路６の外周面は、下式によって求められる母線を鉛直軸回りに回転させることによって得られる。
FIG. 3 is a side view of the power feeding path 6. The outer peripheral surface of the power feeding path 6 is obtained by rotating a bus obtained by the following formula around a vertical axis.
ｘ＝－［ｅｘｐ｛－ａ（ｚ－ｚ１）｝－１］＋ｘ１
但し、図３に示すように給電路６の上側における（ｘ，ｚ）座標位置を（ｘ１，ｚ１）、下側頂点の（ｘ，ｚ）座標位置を（０，ｚ２）とする。また、ａは定数である。 x = − [exp {−a (z−z1)} − 1] + x1
However, as shown in FIG. 3, the (x, z) coordinate position on the upper side of thefeeding path 6 is (x1, z1), and the (x, z) coordinate position on the lower vertex is (0, z2). A is a constant.
但し、図３に示すように給電路６の上側における（ｘ，ｚ）座標位置を（ｘ１，ｚ１）、下側頂点の（ｘ，ｚ）座標位置を（０，ｚ２）とする。また、ａは定数である。 x = − [exp {−a (z−z1)} − 1] + x1
However, as shown in FIG. 3, the (x, z) coordinate position on the upper side of the
ここで、阻止帯域発生手段となるスタブ７ａ～７ｄについて説明する。
スタブ７ａは、図１及び図２Ｂに示すように、その一端が接続電極４ａの途中の箇所に接続され、そこからＺ軸に向かって（接続電極４ａと垂直に）間隔Ｓだけ立ち上がり、その後Ｚ軸方向（無給電電極３のある方向）に長さｈだけ伸び、その先端は無給電電極３と接触することなく開放になっている。間隔Ｓは阻止帯域の幅に作用する。またスタブ長ｈ（若しくは間隔Ｓとスタブ長ｈの和）は、阻止帯域の中心周波数における波長λＳの約１／４とする。従って、接続電極４ａの高さＨは少なくともｈより大きくなければならない。スタブ７ｂ～７ｄも同様である。このスタブ７ａ～７ｄの電気長を調整することで動作帯域の一部の任意の周波数帯に阻止帯域を生じさせることが可能となる。 Here, thestubs 7a to 7d serving as stop band generating means will be described.
As shown in FIGS. 1 and 2B, one end of thestub 7a is connected to a position in the middle of the connection electrode 4a, and rises from there toward the Z axis (perpendicular to the connection electrode 4a) by an interval S, and then Z It extends in the axial direction (the direction in which the parasitic electrode 3 is present) by a length h, and its tip is open without contacting the parasitic electrode 3. The spacing S affects the width of the stop band. The stub length h (or the sum of the interval S and the stub length h) is about ¼ of the wavelength λ S at the center frequency of the stop band. Therefore, the height H of the connection electrode 4a must be at least larger than h. The same applies to the stubs 7b to 7d. By adjusting the electrical length of the stubs 7a to 7d, a stop band can be generated in an arbitrary frequency band of a part of the operation band.
スタブ７ａは、図１及び図２Ｂに示すように、その一端が接続電極４ａの途中の箇所に接続され、そこからＺ軸に向かって（接続電極４ａと垂直に）間隔Ｓだけ立ち上がり、その後Ｚ軸方向（無給電電極３のある方向）に長さｈだけ伸び、その先端は無給電電極３と接触することなく開放になっている。間隔Ｓは阻止帯域の幅に作用する。またスタブ長ｈ（若しくは間隔Ｓとスタブ長ｈの和）は、阻止帯域の中心周波数における波長λＳの約１／４とする。従って、接続電極４ａの高さＨは少なくともｈより大きくなければならない。スタブ７ｂ～７ｄも同様である。このスタブ７ａ～７ｄの電気長を調整することで動作帯域の一部の任意の周波数帯に阻止帯域を生じさせることが可能となる。 Here, the
As shown in FIGS. 1 and 2B, one end of the
この第１実施形態のパッチアンテナは、全体としてＺ軸を中心軸とする４回（９０度）回転対称構造になっており、接続電極４とスタブ７を除けば、完全な軸対象（任意の回転対称）になっている。なお、デザイン等の理由で、接続電極４とスタブ７以外の要素も、４回もしくはそれ以上（９０度もしくはそれ以下）の回転対称構造（例えば６角形状）にすることもできる。またグランド電極１からＺ軸方向に高さＨだけ任意の誘電体を詰めてもよい（すなわち誘電体円板の各面にグランド電極１や放射電極２等を設けても良い）。その際、高さＨは比誘電率に応じて薄くなる。
The patch antenna according to the first embodiment as a whole has a four-fold (90 degrees) rotationally symmetric structure with the Z axis as the central axis. (Rotational symmetry). For reasons such as design, the elements other than the connection electrode 4 and the stub 7 can also have a rotationally symmetric structure (for example, a hexagonal shape) four times or more (90 degrees or less). Further, an arbitrary dielectric material may be filled from the ground electrode 1 in the Z-axis direction by a height H (that is, the ground electrode 1 and the radiation electrode 2 may be provided on each surface of the dielectric disk). At that time, the height H becomes thinner in accordance with the relative dielectric constant.
図４は、第１実施形態によるパッチアンテナのＶＳＷＲ（Voltage Standing Wave Ratio）の周波数特性である。
グランド電極１の直径ＤGP＝約１３７ｍｍ、Dout_ring＝約４０ｍｍ、放射電極２の直径ＤR＝約７ｍｍ、Ｈ＝約１５ｍｍ、ｈ＝約１３ｍｍとして、Ｓを１．６７ｍｍ、１．２５ｍｍ及び０．８３ｍｍと変化させた。ＶＳＷＲ＞１０となる阻止帯域（ストップバンド）が、無線ＬＡＮの５ＧＨｚ帯に形成されると共に、それ以外の周波数では２～１０ＧＨｚ超に亘ってＶＳＷＲ＜２が得られることが確認できる。また、Ｓを小さくするほど阻止帯域が狭くなり、その中心周波数が若干高周波側にシフトする傾向がある。Ｓ＝０．８３ｍｍの時、阻止帯域幅（比帯域）は８％程度となる。 FIG. 4 shows frequency characteristics of the VSWR (Voltage Standing Wave Ratio) of the patch antenna according to the first embodiment.
Assuming that the diameter D GP of theground electrode 1 is about 137 mm, Dout_ring = about 40 mm, the diameter D R of the radiation electrode 2 is about 7 mm, H = about 15 mm, h = about 13 mm, S is 1.67 mm, 1.25 mm, and. It was changed to 83 mm. It can be confirmed that a stop band (stop band) that satisfies VSWR> 10 is formed in the 5 GHz band of the wireless LAN, and that VSWR <2 is obtained over 2 to 10 GHz at other frequencies. Further, the smaller the S, the narrower the stop band, and the center frequency tends to shift slightly to the high frequency side. When S = 0.83 mm, the stop bandwidth (specific bandwidth) is about 8%.
グランド電極１の直径ＤGP＝約１３７ｍｍ、Dout_ring＝約４０ｍｍ、放射電極２の直径ＤR＝約７ｍｍ、Ｈ＝約１５ｍｍ、ｈ＝約１３ｍｍとして、Ｓを１．６７ｍｍ、１．２５ｍｍ及び０．８３ｍｍと変化させた。ＶＳＷＲ＞１０となる阻止帯域（ストップバンド）が、無線ＬＡＮの５ＧＨｚ帯に形成されると共に、それ以外の周波数では２～１０ＧＨｚ超に亘ってＶＳＷＲ＜２が得られることが確認できる。また、Ｓを小さくするほど阻止帯域が狭くなり、その中心周波数が若干高周波側にシフトする傾向がある。Ｓ＝０．８３ｍｍの時、阻止帯域幅（比帯域）は８％程度となる。 FIG. 4 shows frequency characteristics of the VSWR (Voltage Standing Wave Ratio) of the patch antenna according to the first embodiment.
Assuming that the diameter D GP of the
図５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄに、この第１実施形態によるパッチアンテナの放射パターンを示す。阻止帯域外である３ＧＨｚ（図５Ａ，５Ｂ）及び１０．６ＧＨｚ（図５Ｃ，５Ｄ）において、ｚ－ｘ平面でのコニカル指向性や、ｘ－ｙ平面での無指向性が確認できる。
5A, 5B, 5C, and 5D show the radiation pattern of the patch antenna according to the first embodiment. At 3 GHz (FIGS. 5A and 5B) and 10.6 GHz (FIGS. 5C and 5D) outside the stopband, conical directivity on the zx plane and omnidirectionality on the xy plane can be confirmed.
以上述べたように、上記第１実施形態では、円環状の無給電電極３とグランド電極１との間は、接続電極４ａ～４ｄにより等間隔に接続され、接続電極４ａ～４ｄそれぞれの途中には、阻止帯域発生手段となるスタブ７ａ～７ｄが設けられる。このスタブ７ａ～７ｄは、動作帯域の一部であって該スタブ７ａ～７ｄの電気長に対応する周波数に阻止帯域を生じさせる。
As described above, in the first embodiment, the annular parasitic electrode 3 and the ground electrode 1 are connected at equal intervals by the connection electrodes 4a to 4d, and in the middle of each of the connection electrodes 4a to 4d. Are provided with stubs 7a to 7d serving as stop band generating means. The stubs 7a to 7d are part of the operation band and generate a stop band at a frequency corresponding to the electrical length of the stubs 7a to 7d.
したがって、上記第１実施形態によれば、スタブ７ａ～７ｄの電気長に対応する任意の周波数帯に阻止帯域を生じさせることが可能となる。これにより、既存の無線通信（例えば５GHz帯無線LAN）等の使用周波数に阻止帯域を発生させることが可能となり、干渉を低減することが可能となる。また、従来、既存の通信システムとの干渉を低減させるために設けられていた急峻な帯域阻止フィルタが不要となるため、小型かつ簡易な構成で実現できる。
Therefore, according to the first embodiment, a stop band can be generated in an arbitrary frequency band corresponding to the electrical length of the stubs 7a to 7d. Thereby, it becomes possible to generate a stop band at a frequency used for existing wireless communication (for example, 5 GHz band wireless LAN), and to reduce interference. In addition, since a steep band elimination filter that has been conventionally provided to reduce interference with an existing communication system is not necessary, it can be realized with a small and simple configuration.
（第２実施形態）
図６は、本発明の第２実施形態に係るアンテナ装置の基本構成を示す斜視図である。図７は図６のＡ－Ａ線矢視断面図である。 (Second Embodiment)
FIG. 6 is a perspective view showing a basic configuration of an antenna apparatus according to the second embodiment of the present invention. 7 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
図６は、本発明の第２実施形態に係るアンテナ装置の基本構成を示す斜視図である。図７は図６のＡ－Ａ線矢視断面図である。 (Second Embodiment)
FIG. 6 is a perspective view showing a basic configuration of an antenna apparatus according to the second embodiment of the present invention. 7 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
図６及び図７において、導体板１１は例えば正方形状の接地板で形成され、その一辺の長さＷ１は約０．５λＬ以上（λLは使用周波数帯における最低周波数の波長）に設定される。
6 and 7, the conductor plate 11 is formed of, for example, a square ground plate, and the length W1 of one side thereof is set to about 0.5λ L or more (λ L is the wavelength of the lowest frequency in the used frequency band). The
上記導体板１１の下面中央部には、給電端子として例えばＮＪ型の同軸コネクタ１２が装着される。この同軸コネクタ１２には、図示しないが無線装置のアンテナ入力回路からの給電用同軸ケーブルが接続される。上記同軸コネクタ１２は、外導体１３及び中心導体１４を備える。外導体１３は導体板１１に電気的に接続される。中心導体１４は、導体板１１の中央部に設けられた透孔内を通り、導体板１１と絶縁した状態で上方に所定長さ突出して設けられ、給電路として使用される。
For example, an NJ-type coaxial connector 12 is attached to the center of the lower surface of the conductor plate 11 as a power supply terminal. Although not shown, the coaxial connector 12 is connected with a power feeding coaxial cable from an antenna input circuit of the wireless device. The coaxial connector 12 includes an outer conductor 13 and a center conductor 14. The outer conductor 13 is electrically connected to the conductor plate 11. The center conductor 14 passes through a through hole provided in the central portion of the conductor plate 11, is provided to protrude upward by a predetermined length in a state of being insulated from the conductor plate 11, and is used as a power feeding path.
そして、上記導体板１１の上側にはアンテナ素子１５が設けられる。このアンテナ素子１５は、２本以上例えば４本の放射素子１６ａ～１６ｄを有する。放射素子１６ａ～１６ｄは等角度または略等角度で放射状に設けられ、放射状中心部すなわち放射素子１６ａ～１６ｄの始端側に給電点１８が設けられる。アンテナ素子１５が４本の放射素子１６ａ～１６ｄを有する場合、各素子の配置角度は９０°となり、十字形状に形成される。上記放射素子１６ａ～１６ｄは、例えば幅Ｗ２、長さＬの板状素子を用いて形成したもので、幅Ｗ２は約０．０５５λLに設定される。また、放射素子１６ａ～１６ｄの長さＬは、基本的には約λL／４に設定されるが、好ましくは約λL／４より１０％程度長い０．２７５λL程度に設定される。
An antenna element 15 is provided above the conductor plate 11. The antenna element 15 has two or more, for example, four radiating elements 16a to 16d. The radiating elements 16a to 16d are provided radially at an equal angle or substantially the same angle, and a feeding point 18 is provided at the radial center, that is, at the start end side of the radiating elements 16a to 16d. When the antenna element 15 has four radiating elements 16a to 16d, the arrangement angle of each element is 90 ° and is formed in a cross shape. The radiating elements 16a ~ 16d, for example a width W2, which was formed by using a plate-shaped element of length L, a width W2 is set to about 0.055λ L. The length L of the radiating elements 16a ~ 16d is basically set to about lambda L / 4, and preferably about lambda L / 4 from the set to 10% of long 0.275λ about L.
また、放射素子１６ａ～１６ｄの各終端には、例えば板状の短絡素子１７ａ～１７ｄが導体板１１に対して垂直となるように設けられる。上記短絡素子１７ａ～１７ｄは、例えば放射素子１６ａ～１６ｄの終端を下方に直角に折り曲げる等の手段により形成したもので、図６では放射素子１６ａ～１６ｄの幅Ｗ２と同じ幅を有している。但し、これらの幅は必ずしも同一に設定する必要はない。上記短絡素子１７ａ～１７ｄは、先端が導体板１１に溶着あるいはネジ止め等によって接続され、その高さＨは約λL／１０～λL／１６程
度に設定される。 Further, for example, plate-like short-circuit elements 17a to 17d are provided at the respective ends of the radiation elements 16a to 16d so as to be perpendicular to the conductor plate 11. The short-circuit elements 17a to 17d are formed, for example, by means such as bending the ends of the radiation elements 16a to 16d downward at a right angle. In FIG. 6, the short-circuit elements 17a to 17d have the same width as the width W2 of the radiation elements 16a to 16d. . However, these widths are not necessarily set to be the same. The short-circuit elements 17a to 17d are connected at their tips to the conductor plate 11 by welding or screwing, and the height H is set to about λ L / 10 to λ L / 16.
度に設定される。 Further, for example, plate-like short-
上記のように放射素子１６ａ～１６ｄは、導体板１１と対向して、より詳しくは平行に設けられ、給電点１８に上記同軸コネクタ１２の中心導体１４がネジ止め、あるいは半田付け等によって接続される。この場合、放射素子１６ａ～１６ｄは、短絡素子１７ａ～１７ｄ側の先端部を例えば導体板１１の各角部（四隅）に対応して設け、導体板１１をなるべく小さく形成できるようにしている。
As described above, the radiating elements 16a to 16d are provided in parallel with the conductor plate 11 in more detail, and the central conductor 14 of the coaxial connector 12 is connected to the feeding point 18 by screwing or soldering. The In this case, the radiating elements 16a to 16d are provided with tip portions on the short-circuit elements 17a to 17d side corresponding to, for example, each corner (four corners) of the conductor plate 11, so that the conductor plate 11 can be formed as small as possible.
また本実施形態の特徴として、図７に示すように、スタブ２１ａ～２１ｄが、短絡素子１７ａ～１７ｄの中間部に設けられる。図７においてスタブ２１ａ～２１ｄは、第１実施形態に示したスタブ７ａ～７ｄと同様に導体板１１とアンテナ素子１５との間の空間に、Ｚ軸方向に伸びているが、λＳ／４の電気長を有して実質的にオープンスタブとなれば、どのように設けても良く、例えば同軸コネクタ１２のある中心部に向けて伸ばしても良い。あるいは、図８に示すように途中で屈曲させて、所定の間隔を保ってアンテナ素子１５もしくは短絡素子１７に這わせてもよい。スタブ２１ａ～２１ｄを短絡素子１７ａ～１７ｄに接続する箇所は、アンテナの特性を損なわず、かつ阻止帯域におけるＶＳＷＲが大きくなるよう、試行により決定すればよい。
Further, as a feature of the present embodiment, as shown in FIG. 7, stubs 21a to 21d are provided at intermediate portions of the short-circuit elements 17a to 17d. In FIG. 7, the stubs 21a to 21d extend in the Z-axis direction into the space between the conductor plate 11 and the antenna element 15 in the same manner as the stubs 7a to 7d shown in the first embodiment, but λ S / 4 As long as the stub is substantially an open stub, it may be provided in any manner. For example, the stub may be extended toward the center of the coaxial connector 12. Alternatively, as shown in FIG. 8, it may be bent halfway and placed over the antenna element 15 or the short-circuit element 17 while maintaining a predetermined interval. The locations where the stubs 21a to 21d are connected to the short-circuit elements 17a to 17d may be determined by trial so that the antenna characteristics are not impaired and the VSWR in the stop band is increased.
上記アンテナ素子１５の具体的な寸法例としては、例えば使用周波数帯における最低周波数を仮に４７０ＭＨｚとした場合、導体板１１の一辺の長さＷ１が３００～４００ｍｍ、放射素子１６ａ～１６ｄの幅Ｗ２が約３５ｍｍ、高さＨが約４０ｍｍに設定される。
Specific examples of dimensions of the antenna element 15 include, for example, when the minimum frequency in the use frequency band is 470 MHz, the length W1 of one side of the conductor plate 11 is 300 to 400 mm, and the width W2 of the radiating elements 16a to 16d. About 35 mm and height H are set to about 40 mm.
上記のように構成されたアンテナ装置は、カバーしたい通信エリアの広がる面に、ｘ－ｙ平面を平行にして用いるとよく、通常は地面に平行に設置する。一例としてテレビ局など建物の天井に設置する場合には、アンテナ素子１５を下側、導体板１１を上側にして数十ｍの間隔で複数設置される。この場合、アンテナ装置には、アンテナ素子１５を保護する保護カバー（レドーム）が必要に応じて設けられる。そして、テレビカメラから送信されたＵＷＢの映像信号を受信したり、ビューファインダに映すためのリターン映像信号をテレビカメラに向けて送信したりする。
The antenna device configured as described above may be used with the xy plane parallel to the surface of the communication area to be covered and is usually installed parallel to the ground. As an example, when installed on the ceiling of a building such as a television station, a plurality of antenna elements 15 are installed at intervals of several tens of meters with the antenna element 15 on the lower side and the conductor plate 11 on the upper side. In this case, the antenna device is provided with a protective cover (radome) for protecting the antenna element 15 as necessary. Then, a UWB video signal transmitted from the television camera is received, or a return video signal to be displayed on the viewfinder is transmitted to the television camera.
あるいは他の例として、ビデオプロジェクタのような可搬型（携帯）機器に内蔵されたアンテナであって、卓上に設置され、その周囲（真横でも良い）にあるパソコンから送信されたＵＷＢ映像信号を受信する。本アンテナ装置では、水平面指向性に関してはほぼ無指向が得られる。また垂直指向性に関しては、Ｚ軸方向の指向性が最も弱く、Ｚ軸を０度として４５～９０度（９０度の時はｘ－ｙ平面方向と同じ）の範囲でほぼ一定の最大利得が得られる。
Alternatively, as another example, an antenna built in a portable (portable) device such as a video projector, which is installed on a desktop and receives a UWB video signal transmitted from a personal computer around it (may be right next to it). To do. In this antenna device, the omnidirectionality is obtained with respect to the horizontal plane directivity. Regarding the vertical directivity, the directivity in the Z-axis direction is the weakest, and the maximum gain is almost constant in the range of 45 to 90 degrees (the same as the xy plane direction at 90 degrees) with the Z-axis being 0 degrees. can get.
通信可能エリアを広くするには、単純に利得が高い（指向性の強い）ことよりも、むしろ遠くの通信対象に対して利得が高くなるようなビームパターンが望まれる。そして広帯域に亘りＶＳＷＲ、及びアンテナ自体による損失（誘電損）が抑えられている必要がある。第２実施形態によれば、そのような理想に近いアンテナ装置を実現することができる。
In order to widen the communicable area, a beam pattern is desired in which the gain is high for a communication object far away rather than simply having a high gain (strong directivity). The loss (dielectric loss) due to the VSWR and the antenna itself needs to be suppressed over a wide band. According to the second embodiment, it is possible to realize an antenna device close to such ideal.
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係るアンテナ装置について説明する。
図９は第３実施形態に係るアンテナ装置の斜視図、図１０は同アンテナ装置の無給電素子部分を示す斜視図である。本実施形態は、上記第２実施形態に係るアンテナ装置の放射素子１６ａ～１６ｄそれぞれの隣り合う端部間を接続する線路をさらに備えた点などで第２実施形態と異なる。放射素子１６ａ～１６ｄの上部に例えば円形のリング型素子２５を導体板１１と平行に設け、より広帯域に亘って良好なインピーダンス特性を得られるようにしたものである。 (Third embodiment)
Next, an antenna device according to a third embodiment of the present invention will be described.
FIG. 9 is a perspective view of an antenna device according to the third embodiment, and FIG. 10 is a perspective view showing a parasitic element portion of the antenna device. The present embodiment is different from the second embodiment in that it further includes a line connecting between adjacent ends of the radiatingelements 16a to 16d of the antenna device according to the second embodiment. For example, a circular ring-shaped element 25 is provided above the radiating elements 16a to 16d in parallel with the conductor plate 11, so that a good impedance characteristic can be obtained over a wider band.
次に、本発明の第３実施形態に係るアンテナ装置について説明する。
図９は第３実施形態に係るアンテナ装置の斜視図、図１０は同アンテナ装置の無給電素子部分を示す斜視図である。本実施形態は、上記第２実施形態に係るアンテナ装置の放射素子１６ａ～１６ｄそれぞれの隣り合う端部間を接続する線路をさらに備えた点などで第２実施形態と異なる。放射素子１６ａ～１６ｄの上部に例えば円形のリング型素子２５を導体板１１と平行に設け、より広帯域に亘って良好なインピーダンス特性を得られるようにしたものである。 (Third embodiment)
Next, an antenna device according to a third embodiment of the present invention will be described.
FIG. 9 is a perspective view of an antenna device according to the third embodiment, and FIG. 10 is a perspective view showing a parasitic element portion of the antenna device. The present embodiment is different from the second embodiment in that it further includes a line connecting between adjacent ends of the radiating
なお第３実施形態では、上記第２実施形態で示した短絡素子１７ａ～１７ｄに代えてショートピン１９ａ～１９ｄを使用している。このショートピン１９ａ～１９ｄの直径は、例えば放射素子１６ａ～１６ｄの幅Ｗ２の約１／２に設定される。上記ショートピン１９ａ～１９ｄは、ネジ止めあるいは溶着等によって放射素子１６ａ～１６ｄと導体板１１との間に設けられる。上記短絡素子１７ａ～１７ｄとショートピン１９ａ～１９ｄは、電気的に同等の作用を有しているので、何れを使用しても良い。
In the third embodiment, short pins 19a to 19d are used instead of the short-circuit elements 17a to 17d shown in the second embodiment. The diameters of the short pins 19a to 19d are set to about ½ of the width W2 of the radiating elements 16a to 16d, for example. The short pins 19a to 19d are provided between the radiation elements 16a to 16d and the conductor plate 11 by screwing or welding. The short-circuit elements 17a to 17d and the short pins 19a to 19d have an electrically equivalent action, and any of them may be used.
上記リング型素子２５は、放射素子１６ａ～１６ｄの上側に配置され、例えばショートピン１９ａ～１９ｄの上端部分において、ネジ止めあるいは溶着等によって固着される。その他の構成は、第２実施形態と同様の構成であるので、同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
The ring-shaped element 25 is disposed on the upper side of the radiating elements 16a to 16d, and is fixed to the upper ends of the short pins 19a to 19d, for example, by screwing or welding. Since other configurations are the same as those of the second embodiment, the same portions are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
上記リング型素子２５は、金属板を使用してリング状に形成したもので、その寸法は例えば内径が約０．３０３λL、外径が約０．３５９λLに設定される。リング型素子２５の幅は、放射素子１６ａ～１６ｄの幅Ｗ２と同じ、または略同じ値に設定される。
The ring-type element 25 is formed in a ring shape using a metal plate, and its dimensions are set, for example, to an inner diameter of about 0.303λ L and an outer diameter of about 0.359λ L. The width of the ring-type element 25 is set to the same or substantially the same value as the width W2 of the radiating elements 16a to 16d.
さらに、この第３実施形態は、給電部、すなわち導体板１１上に突出させた同軸コネクタ１２の中心導体１４を中心として、その同心円上に１個以上例えば４個の整合用の無給電素子２２ａ～２２ｄを等間隔（等角度）に設ける。
Further, in the third embodiment, one or more, for example, four matching parasitic elements 22a are arranged on the concentric circle with the feeding portion, that is, the central conductor 14 of the coaxial connector 12 protruding on the conductor plate 11 as the center. To 22d are provided at equal intervals (equal angles).
無給電素子２２ａ～２２ｄを中心導体１４の近傍に配置することで、無給電素子２２ａ～２２ｄの垂直部分と中心導体１４との間が電磁結合される。また、上記無給電素子２２ａ～２２ｄは、水平部２３ａ～２３ｄを備えている。水平部２３ａ～２３ｄは、放射素子１６ａ～１６ｄそれぞれの短絡箇所と給電点１８とを結ぶ線路に容量結合されるように、各線路上またはその近傍に形成される。例えば、図１０に示すように、水平部２３ａ～２３ｄは、金属板を使用して上部を外側方向、すなわち、中心導体１４とは反対方向に約９０°折り返して逆Ｌ字状に形成したものである。
By disposing the parasitic elements 22a to 22d in the vicinity of the central conductor 14, the vertical portions of the parasitic elements 22a to 22d and the central conductor 14 are electromagnetically coupled. The parasitic elements 22a to 22d include horizontal portions 23a to 23d. The horizontal portions 23a to 23d are formed on or near each line so as to be capacitively coupled to the line connecting the short-circuited portions of the radiating elements 16a to 16d and the feeding point 18. For example, as shown in FIG. 10, the horizontal portions 23a to 23d are formed in an inverted L shape by folding the upper portion in the outward direction, that is, in the direction opposite to the center conductor 14 by using a metal plate. It is.
この無給電素子２２ａ～２２ｄは、例えば中心からの間隔ＳＤが約０．０２６λＬ、幅ＳＷが０．０１９λＬ、高さＳＨが約０．０５５λＬ、水平部２３ａ～２３ｄの長さＳＬが約０．０２３λＬに設定される。上記無給電素子２２ａ～２２ｄは、同心円上であれば回転した位置に設置しても問題はなく、任意の位置に設置することができる。無給電素子２２ａ～２２ｄは、その設置位置によって特性を微調整することが可能である。
The parasitic elements 22a to 22d have, for example, a distance SD from the center of about 0.026λ L , a width SW of 0.019λ L , a height SH of about 0.055λ L , and a length SL of the horizontal portions 23a to 23d. It is set to about 0.023λ L. The parasitic elements 22a to 22d can be installed at arbitrary positions without any problem even if they are installed on a concentric circle. The characteristics of the parasitic elements 22a to 22d can be finely adjusted according to their installation positions.
上記無給電素子２２ａ～２２ｄの具体的な寸法例としては、例えば使用周波数帯における最低周波数が４７０ＭＨｚの場合、中心からの間隔ＳＤが約１７ｍｍ、幅ＳＷが１２ｍｍ、高さＳＨが約３６ｍｍ、水平部の長さＳＬが約１５ｍｍに設定される。
As specific dimensions of the parasitic elements 22a to 22d, for example, when the lowest frequency in the operating frequency band is 470 MHz, the distance SD from the center is about 17 mm, the width SW is 12 mm, the height SH is about 36 mm, and the horizontal The length SL of the part is set to about 15 mm.
この第３実施形態に係るアンテナ装置では、無給電素子２２ａ～２２ｄがスタブとして作用する。すなわち、無給電素子２２ａ～２２ｄを設けることで、水平部２３ａ～２３ｄと放射素子を流れる電流線路と容量結合させることができる。また、無給電素子２２ａ～２２ｄを中心導体１４の近傍に配置することで、無給電素子２２ａ～２２ｄの垂直部分と中心導体１４とを電磁結合させることができる。これにより、インピーダンス特性を決定する設定パラメータの数が増加することとなり、広帯域に亘って安定した状態に保持することが可能となる。
In the antenna device according to the third embodiment, the parasitic elements 22a to 22d act as stubs. That is, by providing the parasitic elements 22a to 22d, it is possible to capacitively couple the horizontal portions 23a to 23d and the current line flowing through the radiating element. Further, by arranging the parasitic elements 22a to 22d in the vicinity of the central conductor 14, the vertical portions of the parasitic elements 22a to 22d and the central conductor 14 can be electromagnetically coupled. As a result, the number of setting parameters for determining the impedance characteristics increases, and it is possible to maintain a stable state over a wide band.
なお、上記第３実施形態では、リング型素子２５を円形に形成した場合について示したが、その他、方形や多角形等、任意の形状に形成し得るものである。また、無給電素子２２ａ～２２ｄの水平部２３ａ～２３ｄを方形状に形成した場合について示したが、例えば三角形、扇形等、他の形状に形成しても良い。また、無給電素子２２ａ～２２ｄは、例えばＴ字状に形成しても良い。
In addition, although the case where the ring-type element 25 is formed in a circle is shown in the third embodiment, other shapes such as a square and a polygon can be formed. Further, although the case where the horizontal portions 23a to 23d of the parasitic elements 22a to 22d are formed in a square shape has been shown, other shapes such as a triangle and a sector may be formed. The parasitic elements 22a to 22d may be formed in a T shape, for example.
以上述べたように、上記第３実施形態に係るアンテナ装置の構成においても、上記第２実施形態同様の効果を得ることができ、さらに、インピーダンス特性を決定する設定パラメータの数が増加することとなり、広帯域に亘って安定した状態に保持することが可能となる。
As described above, also in the configuration of the antenna device according to the third embodiment, the same effect as in the second embodiment can be obtained, and further, the number of setting parameters for determining impedance characteristics increases. It is possible to maintain a stable state over a wide band.
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態に係るアンテナ装置について説明する。
図１１は第４実施形態に係るアンテナ装置の斜視図である。このアンテナ装置は、上記各実施形態、例えば第２実施形態で図６に示したアンテナ装置において、各放射素子１６ａ～１６ｄを導体板１１側に傾斜させて配置し、その先端を導体板１１に直接接続して短絡素子１７ａ～１７ｄを省略するようにしたものである。さらに本実施形態の特徴として、阻止帯域発生手段であるスタブ２１ａ～２１ｄを、放射素子１６ａ～１６ｄの幅方向と同一面に設ける。その他の構成は上記各実施形態と同様の構成であるので、詳細な説明は省略する。 (Fourth embodiment)
An antenna device according to a fourth embodiment of the present invention will be described.
FIG. 11 is a perspective view of an antenna device according to the fourth embodiment. In this antenna device, in each of the above-described embodiments, for example, the antenna device shown in FIG. The short-circuit elements 17a to 17d are omitted by direct connection. Further, as a feature of the present embodiment, stubs 21a to 21d as stop band generating means are provided on the same plane as the width direction of the radiating elements 16a to 16d. Since other configurations are the same as those in the above-described embodiments, detailed description thereof is omitted.
本発明の第４実施形態に係るアンテナ装置について説明する。
図１１は第４実施形態に係るアンテナ装置の斜視図である。このアンテナ装置は、上記各実施形態、例えば第２実施形態で図６に示したアンテナ装置において、各放射素子１６ａ～１６ｄを導体板１１側に傾斜させて配置し、その先端を導体板１１に直接接続して短絡素子１７ａ～１７ｄを省略するようにしたものである。さらに本実施形態の特徴として、阻止帯域発生手段であるスタブ２１ａ～２１ｄを、放射素子１６ａ～１６ｄの幅方向と同一面に設ける。その他の構成は上記各実施形態と同様の構成であるので、詳細な説明は省略する。 (Fourth embodiment)
An antenna device according to a fourth embodiment of the present invention will be described.
FIG. 11 is a perspective view of an antenna device according to the fourth embodiment. In this antenna device, in each of the above-described embodiments, for example, the antenna device shown in FIG. The short-
このようにスタブ２１ａ～２１ｄの配置は給電側方向に限定されない。また、各放射素子の両側に同一形状もしくは異なる素子周波数用のスタブを追加して設けてもよい。
Thus, the arrangement of the stubs 21a to 21d is not limited to the direction of the power feeding side. Further, stubs for the same shape or different element frequencies may be additionally provided on both sides of each radiating element.
また、上記第２実施形態ないし第４実施形態に、第１実施形態で用いた給電路６を適用することができる。第１実施形態では、給電路６として、外周面を指数関数曲線形成したものを示したが、それに限らず、例えば半楕円形状に構成してもよい。あるいは、図１２Ａ，１２Ｂに示すように、直径の異なる円形の板状部材３０ａ、３０ｂ、…を複数枚重ねて外周面が指数関数曲線または半楕円形状に近似した（下端３１Ｂａよりも上端３１Ｂｂを拡幅させた）形状の給電路３１Ｂを形成することもできる。さらに、給電路６として、図１３に示すように、外周面を指数関数の曲線に形成した、別言すれば下端３１Ｃａよりも上端３１Ｃｂを拡幅した複数枚例えば４枚の金属板３２ａ～３２ｄからなる給電路３１Ｃを使用してもよい。図１２Ａ，１２Ｂ及び図１３のように構成しても、上記第１実施形態に示したアンテナ装置と略同様の特性を得ることができる。
Also, the power supply path 6 used in the first embodiment can be applied to the second to fourth embodiments. In the first embodiment, the power supply path 6 has an outer peripheral surface formed with an exponential function curve, but is not limited thereto, and may be configured in a semi-elliptical shape, for example. Alternatively, as shown in FIGS. 12A and 12B, a plurality of circular plate- like members 30a, 30b,... Having different diameters are stacked so that the outer peripheral surface approximates an exponential curve or a semi-elliptical shape (the upper end 31Bb is more than the lower end 31Ba). It is also possible to form a power supply path 31B having a shape that is widened. Further, as shown in FIG. 13, as the power feeding path 6, the outer peripheral surface is formed by an exponential curve, in other words, from a plurality of, for example, four metal plates 32a to 32d in which the upper end 31Cb is wider than the lower end 31Ca. A feeding path 31C may be used. Even when configured as shown in FIGS. 12A, 12B, and 13, characteristics substantially similar to those of the antenna device shown in the first embodiment can be obtained.
すなわち、給電路６は、給電点５（同軸コネクタ１２）側の端部に比して放射電極２の側の端部が拡幅された形状であれば、上述した形状以外の他の形状であっても良い。図１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ及び図１５Ａ，１５Ｂは給電路６のその他の構成例を示している。図１４Ａは給電路６を円錐状（側面視三角形状）に形成した場合、図１４Ｂは給電路６を半球状（側面視半円状）、図１４Ｃは拡幅部と垂直部を組み合わせて側面視が略五角形状となるように形成した場合である。
That is, the feeding path 6 has a shape other than the above-described shape as long as the end on the side of the radiation electrode 2 is wider than the end on the side of the feeding point 5 (coaxial connector 12). May be. 14A, 14B, 14C and FIGS. 15A, 15B show other configuration examples of the power feeding path 6. FIG. 14A shows a case where the feed path 6 is formed in a conical shape (triangular shape in a side view), FIG. 14B shows the feed path 6 in a hemispherical shape (semicircular shape in a side view), and FIG. 14C shows a side view combining a widened portion and a vertical portion. Is formed so as to have a substantially pentagonal shape.
図１５Ａ，１５Ｂは、給電路６を上面視が多角形となるような多角錐に形成した場合の形状例を示す図であり、図１５Ａは上面視三角形状（三角錐形状）、図１５Ｂは上面視四角形状（四角錐形状）に形成した場合である。図１５Ａ，１５Ｂの給電路６は、給電端子側の端部に比して放射電極２の側の端部が拡幅された形状に形成するが、例えば下端から上端までの間の一部の幅が狭くなっていても良い。
15A and 15B are diagrams showing an example of a shape in the case where the feeding path 6 is formed in a polygonal pyramid such that the top view is a polygon, FIG. 15A is a triangular shape (triangular pyramid shape) in a top view, and FIG. This is a case of forming a quadrangular shape (quadratic pyramid shape) in top view. 15A and 15B is formed in a shape in which the end on the side of the radiation electrode 2 is wider than the end on the side of the power supply terminal. For example, a part of the width between the lower end and the upper end is formed. May be narrower.
図１５Ａもしくは１５Ｂに示した給電路６を用いた場合、放射素子１６の数は３本もしくは４本とするとよい。すなわち、図１５Ａの三角錐形状の給電路６を用いた場合は３本の放射素子を設け、図１５Ｂの四角錐形状の給電路６を用いた場合は４本の放射素子を設けると、水平面指向性の対称性（無指向性）が良くなる。より一般的に言えば、多角錐の角数と同数の放射素子１６を設け、中心軸（Ｚ軸）に対し、多角錐の角と放射素子の配置が同じ、もしくは互い違いの位置に配置し、多角錐と同じ回転対称性が保たれるようにする。但し、放射素子の本数と給電路の角数は、必ずしも一致させる必要はない。
When the feed path 6 shown in FIG. 15A or 15B is used, the number of the radiating elements 16 may be three or four. That is, when the triangular pyramid-shaped feed path 6 of FIG. 15A is used, three radiating elements are provided, and when the quadrangular pyramid-shaped feed path 6 of FIG. 15B is used, four radiating elements are provided. Directivity symmetry (omnidirectionality) is improved. More generally speaking, the same number of radiating elements 16 as the number of polygonal pyramids are provided, and the polygonal pyramid corners and the radiating elements are arranged at the same or staggered positions with respect to the central axis (Z axis). Keep the same rotational symmetry as the polygonal pyramid. However, the number of radiating elements and the number of corners of the feeding path do not necessarily need to match.
なお、本発明は、上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記各実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、各実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments as they are, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Moreover, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the above embodiments. For example, some components may be deleted from all the components shown in each embodiment. Furthermore, you may combine suitably the component covering different embodiment.
本発明に係るアンテナ装置は、ＵＷＢ（Ultra Wide Band）のような広い周波数帯を利用した高速無線通信システムにおいて、既存の無線通信（例えば５GHz帯無線LAN）等との干渉を低減するのに好適である。
The antenna apparatus according to the present invention is suitable for reducing interference with existing wireless communication (for example, 5 GHz band wireless LAN) in a high-speed wireless communication system using a wide frequency band such as UWB (Ultra Wide Band). It is.
Claims (3)
- 導体板と、
前記導体板に直交する軸に対して対称構造を有し、前記導体板に対向して配置される放射素子と、
前記導体板と前記放射素子とを等間隔に接続する複数の接続素子と、
前記複数の接続素子それぞれの途中に設けられる複数のスタブと
を具備し、
前記複数のスタブは、動作帯域の一部であって該スタブの電気長に対応する周波数に阻止帯域を生じさせることを特徴とするアンテナ装置。 A conductor plate;
A radiating element having a symmetric structure with respect to an axis orthogonal to the conductor plate and disposed opposite the conductor plate;
A plurality of connecting elements for connecting the conductor plate and the radiating element at equal intervals;
A plurality of stubs provided in the middle of each of the plurality of connection elements;
The plurality of stubs are part of an operating band, and generate a stop band at a frequency corresponding to the electrical length of the stub. - 前記放射素子は、複数の線路により放射状に形成され、該放射状中心部に給電部を形成するとともに、前記軸を中心として該放射状の辺縁部に当接する環状素子を有することを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。 The radiating element is formed radially by a plurality of lines, has a feeding element at the radial center, and has an annular element that abuts on the radial edge around the axis. Item 2. The antenna device according to Item 1.
- 前記放射素子は、前記軸を中心として環状に形成される第１素子と、前記第１素子の環状内側に設けられ、前記軸に対して対称構造を有する第２素子とを備え、
前記導体板に設けられる給電点から前記第２素子に向かって拡幅した形状の給電路を具備することを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。 The radiating element includes a first element formed in an annular shape around the axis, and a second element provided inside the annular shape of the first element and having a symmetric structure with respect to the axis,
2. The antenna device according to claim 1, further comprising a feeding path having a shape widened from a feeding point provided on the conductor plate toward the second element.
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|---|---|---|---|---|
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Families Citing this family (3)
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|---|---|---|---|---|
| JP2012227689A (en) * | 2011-04-19 | 2012-11-15 | Harada Ind Co Ltd | Broad band antenna |
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007020133A (en) * | 2005-06-06 | 2007-01-25 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Twin-lead type antenna |
| JP2007097115A (en) * | 2005-02-25 | 2007-04-12 | Tdk Corp | Patch antenna |
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007097115A (en) * | 2005-02-25 | 2007-04-12 | Tdk Corp | Patch antenna |
| JP2007020133A (en) * | 2005-06-06 | 2007-01-25 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Twin-lead type antenna |
| WO2008023800A1 (en) * | 2006-08-24 | 2008-02-28 | Hitachi Kokusai Electric Inc. | Antenna device |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015167843A1 (en) * | 2014-04-28 | 2015-11-05 | Tyco Electronics Corporation | Monocone antenna |
| US9692136B2 (en) | 2014-04-28 | 2017-06-27 | Te Connectivity Corporation | Monocone antenna |
| GB2609182A (en) * | 2021-03-31 | 2023-02-01 | Jaguar Land Rover Ltd | Vehicle antenna with shorted conductive structure around its radiator |
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