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Slot-type bowtie antenna device, and constituting method therefor

阅读:169发布:2024-02-11

专利汇可以提供Slot-type bowtie antenna device, and constituting method therefor专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且PROBLEM TO BE SOLVED: To resonate an antenna, using a plurality of frequency by reforming the antenna which transmits and receives the waves of several gigahertzs. SOLUTION: A slot-type bowtie antenna 14 is made, by cutting off the section in the shape of a negative bowtie antenna from a metallic plate 13, and a reflector 20 is provided in parallel with that metallic plate 13, and besides a parasitic element 16, which is mounted being insulated rectilinearly with respect to the slot-type bowtie antenna 14, is coupled to it via a magnetic current in the high frequency aspect.,下面是Slot-type bowtie antenna device, and constituting method therefor专利的具体信息内容。

  • 【特許請求の範囲】 【請求項1】 導電材料製の平板状部材の面に、「ほぼ同形の2個の三角形の頂点を重ね合わせて形成される6
    辺形」、もしくは、該6辺形に類似する形状の開口を切り抜いたスロット型ボウタイアンテナ素子を主要な構成部材とするアンテナ装置を構成する方法において、 前記2個の三角形の頂点付近を通り、該2個の三角形の対称線に相当するY軸と、上記2個の三角形の頂点付近でY軸と直交するX軸と、前記平板状部材に垂直なZ軸とから成る直交3軸を想定し、 前記スロット型ボウタイアンテナ素子に対して直流的に絶縁され、高周波的には磁流によって結合された細長い形状の無給電素子を、Y軸とほぼ平行に配置するとともに、 前記2個の三角形の内の片方の三角形の1対の斜辺それぞれの上に、X軸について対称に位置せしめて給電点を設定し、 かつ、前記平板状部材と平行に反射板を設け、 上記平板状部材と反射板との間の距離を調節して、1種類または2種類の周波数に対して共振せしめることを特徴とする、スロット型ボウタイアンテナの構成方法。 【請求項2】 前記スロット型ボウタイアンテナ素子に対して、前記の無給電素子と異なる無給電素子を、X軸方向に離間せしめ、かつY軸とほぼ平行ならしめて配設することにより、3種類の周波数に対して共振せしめることを特徴とする、請求項1に記載したスロット型ボウタイアンテナの構成方法。 【請求項3】 前記の無給電素子をX軸方向に平行移動させて、共振周波数を調節することを特徴とする、請求項1もしくは請求項2に記載したスロット型ボウタイアンテナの構成方法。 【請求項4】 導電材料製の平板状部材に、ほぼ同形の2個の三角形の頂点を重ね合わせて形成される6辺形」
    もしくは、該6辺形に類似する形状の開口を切り抜いたスロット型ボウタイアンテナ素子を主要な構成部材とするアンテナ装置を構成する方法において、 前記2個の三角形の頂点付近を通り、該2個の三角形の対称線に相当するY軸と、上記2個の三角形の頂点付近でY軸に直交するX軸と、前記平板部材に垂直なZ軸とから成る直交3軸を想定し、 前記スロット型ボウタイアンテナ素子に対して直流的に絶縁され、高周波的には磁流によって結合された細長い形状の無給電素子を2個構成し、 上記2個の無給電素子のそれぞれを、Y軸とほぼ平行に配置するとともに、 前記2個の三角形の内の片方の三角形の1対の斜辺それぞれの上に、X軸について対称に位置せしめて給電点を設定し、これらの給電点に対して不平衡形の給電ケーブルを接続して、2種類の周波数に共振せしめることを特徴とする、スロット型ボウタイアンテナの構成方法。 【請求項5】 前記2個の無給電素子と異なる、さらに1個の無給電素子を構成し、該1個の無給電素子を前記2個の無給電素子と平行に配置することによって、前記2種類の周波数に加えて更に1種類の周波数に共振せしめることを特徴とする、請求項4に記載したスロット型ボウタイアンテナの構成方法。 【請求項6】 直交3軸X,Y,Zを想定し、 X−Y面に沿って配置された導電材料製の平板状部材を具備し、 X軸を長手方向の対称軸とし、Y軸を短手方向の対称軸とするスロット型のボウタイ型アンテナ部分が、前記平板状部材から除去されており、 前記スロット型ボウタイアンテナ部分を除去された平板状部材と平行に反射板が設けられており、 複数個の、細長い形状の無給電素子が、前記平板状部材に対して直流的に絶縁され、高周波的には磁流を介して結合されてY軸とほぼ平行に配置されていて、 1種類または複数種類の共振周波数を有していることを特徴とする、スロット型ボウタイアンテナ装置。 【請求項7】 前記複数個の無給電素子の少なくとも1
    個が、X軸方向に平行移動可能な構造であり、または、
    平板状部材に対して着脱可能な構造であることを特徴とする、請求項6に記載したスロット型ボウタイアンテナ装置。 【請求項8】 直交3軸X,Y,Zを想定し、 X−Y面に沿って配置された導電材料製の平板状部材を具備し、この平板状部材と平行な反射板が設けられておらず、 X軸を長手方向の対称軸とし、Y軸を短手方向の対称軸とするスロット型のボウタイ型アンテナ部分が、前記平板状部材から除去されており、 細長い形状の、2個の無給電素子のそれぞれがY軸と平行に配置されて、それぞれが前記平板状部材に対して直流的に絶縁されるとともに、高周波的には磁流を介して結合されて、2種類の共振周波数を有していることを特徴とする、スロット型ボウタイアンテナ装置。 【請求項9】 前記2個の無給電素子と別体に、更に1
    個の無給電素子が、Y軸とほぼ平行に配置されるとともに、前記平板状部材に対して直流的に絶縁、高周波的に磁流結合されていて、 3種類の共振周波数を有していることを特徴とする、請求項8に記載したスロット型ボウタイアンテナ装置。 【請求項10】 プリント基板を主要な構成部材とし、 上記プリント基板の片側の面に、前記平板状部材が導通パターンによって形成されるとともに、スロット型ボウタイアンテナ形状部分が非導通になっており、 かつ、前記プリント基板の他方の面に、前記無給電素子が導通パターンによって形成されていることを特徴する、請求項6ないしは請求項8に記載したスロット型ボウタイアンテナ装置。 【請求項11】 前記プリント基板の、グランド板として機能する導通パターンが形成されている反対側の面に、 前記スロット型ボウタイアンテナの給電点付近から基板の周囲縁付近まで、導通パターンによってマイクロストリップラインが構成されており、 かつ、上記マイクロストリップラインの片方の端は前記給電点に接続導通され、該マイクロストリップラインの他方の端は同軸ケーブルもしくは同軸コネクタに接続導通されていることを特徴とする、請求項10に記載したスロット型ボウタイアンテナ装置。
  • 说明书全文

    【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、数千メガサイクルの電波の送受信に好適なように創作されたアンテナ装置、および、その構成方法に関するものである。 【0002】 【従来の技術】数千メガヘルツおよびその近傍で、移動局用や固定局用として用いられるアンテナは、無線通信機器に対する取付作業が容易で、小形,軽量,低コストであり、しかも広帯域性,高利得であることが要求される。 これらの要請に適合するものとして用いられている公知のアンテナの2例を図10および図11に示す。 図10(A)は反射板付平面アンテナの公知例を示す側面図、同図(B)は斜視図である。 符号5を付して示したのは反射板、同じく6は放射板である。 6aは放射板6
    の中央部、すなわちインピーダンス0、電流値最大、電圧値0の点である。 端部6bはインピーダンス無限大であり、インピーダンスは中央部6aから端部6bまでの間で連続的に変化する。 この途中で、インピーダンス5
    0Ωの点7は給電点とされ、同軸ケーブル8の中心導体8aが接続されている。 上記同軸ケーブル8の外部導体8bは前記反射板5に接続される。 前記放射板6に半波長の定在波を乗せて同調させた場合、図示の端部6bと端部6cとの間の電気的長さは、使用周波数の電波の波長をλとしたとき、約λ/2となるが、この同調周波数は容易には変化させることができない。 反射板5は、放射板20に比して充分に大きいことが必要であり、かつ、放射板6に対して間隔寸法6で平行に配置される。
    図示の接続導体9は、前記の中央部6aと反射板5とを接続している。 この例(図10)の平面アンテナ装置においては、反射板5で反射された電波は矢印Z方向に、
    最大3dBdで放射される。 比帯域は、VSWR2.0
    以下で3〜5%以下である。 【0003】図11は、前掲の図10の公知例を改良して広帯域特性を得た公知例を示し、(A)は側面図、
    (B)は斜視図である。 符号11を付して示したのは公知の逆Fアンテナ、11aはその接地点、11bは同じく開放端である。 この逆Fアンテナ開放端11bは放射板10に対向、離間して静電結合容量cを形成している。 この開放端11bはインピーダンス無限大、電流値0、電圧値最大である。 前記接地点11aでは電圧値0、電流値最大となり、これらの値は開放端11bとの間で連続的に変化している。 その途中のインピーダンス50Ωの点を給電点とし、同軸ケーブル8の中心導体8
    aが接続される。 放射板6の端部6bと同6cとの間の電気的長さは半波長であり、その中央部6aを支持している支持体10は導電体であっても良く絶縁体であっても良い。 この図11の公知例の比帯域は10%弱であり、利得は図10の公知例とほぼ同じであるが若干上昇している。 この図11の公知例のアンテナも、電波の放射方向は矢印Zのごとくである。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】前掲の図10,図11
    に示した公知例は、いずれも、その帯域特性が3〜10
    %(VSWR2.0のとき)であって比較的狭い。 アンテナ装置の厚さ寸法は2.45GHz帯でも20〜30
    mmとなって比較的厚い。 それよりも低い周波数帯では更に厚くなる。 こうした不具合を改善するため、図12
    に示したようなアンテナ装置が提案された。 このアンテナ装置は本発明者が創作し、本出願人によって別途出願中の未公知の発明(特願2001−266273号)である(以下、未公知の先願という)。 この実施例は、金属板13に、スロット型ボウタイアンテナ14を切り抜いてある。 これにより、該金属板13はスロット型ボウタイアンテナ素子となる。 上記ボウタイアンテナのスロット(符号14)は、2個の合同な2等辺三形の頂点を重ね合わせて形成される蝶ネクタイ形の6辺形をなしている。 該2個の三角形がX軸方向に並んでいるので、
    このX軸が長手方向の対称線となり、Y軸が短手方向の対称線となっている。 前記2個の三角形それぞれの頂点は座標原点O付近で相互に重なっている。 それぞれの底辺は右辺14aと左辺14bとを形成し、X軸に対して直角であり、Y軸に関して対称をなしている。 該2個の三角形の斜辺(計4本)は、原点Oを対称点とする放射線に類似して配置され、右上辺14cと左上辺dとはY
    軸に関して対称であり、右下辺14eと左下辺14fとはY軸に関して対称である。 ただし、上述の形状は基本形であって、この未公知の先願に係るスロット型ボウタイアンテナ14も、これを母体として改良した本発明におけるスロット型ボウタイアンテナ14も、若干、対称を崩したり、直線を曲げたりした変形例を含み得るものとする。 【0005】前記未公知の先願に係る発明によると、アンテナ装置の厚さ寸法が薄く、同調周波数帯域が広く、
    使用周波数の変更に対応することが容易で、しかも避雷対策が原理的に備わっている等の効果が得られる。 本発明者は、前記未公知の先願について更に研究を進め、上述の効果をなるべく損なわずに(イ)アンテナ利得をいっそう向上させ、(ロ)複数の周波数に同調(共振)してデュアルバンドの送,受信を可能ならしめるように改良を図った。 【0006】 【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するために創作した本発明は、前記の先願の発明に係るスロット型ボウタイアンテナ装置を母体として、これを改良したものであって、請求項1に係る発明方法の構成は、導電材料(例えば金属)で作られた平板状部材の面に、
    「ほぼ同形の2個の三角形の頂点を互いに重ね合わせて形成される6辺形」、または、該6辺形に類似する形状の開口を切り抜いたスロット型ボウタイアンテナ素子を主要な構成部材とするアンテナ装置を構成する方法において、前記2個の三角形の頂点付近を通り、該2個の三角形の対称線に相当するY軸と、上記2個の三角形の頂点付近でY軸と直交するX軸と、前記平板状部材に垂直なZ軸とから成る直交3軸を想定し、前記スロット型ボウタイアンテナ素子に対して直流的に絶縁され、高周波的には磁流によって結合された細長い形状の無給電素子を、Y軸と平行に配置するとともに、前記2個の三角形の内の片方の三角形の1対の斜辺それぞれの上に、X軸について対称に位置せしめて給電点を設定し、かつ、前記平板状部材と平行に反射板を設け、上記平板状部材と反射板との間の距離を調節して、1種類または2種類の周波数に対して共振せしめることを特徴とする。 以上に説明した請求項1の発明方法によると、反射板によって放射電波が1方向指向性を与えられるので、反射板が無い場合に比してアンテナ利得が約2倍に向上し、かつ、
    平板状部材と反射板との間の距離の調節によって、別段のアンテナ素子を追加することなく2周波共振が可能となるので、デュアルバンド送受信に好適である。 【0007】請求項2に係る発明方法の構成は、前記請求項1の発明方法の構成要件に加えて、前記スロット型ボウタイアンテナ素子に対して、前記の無給電素子と異なる無給電素子を、X軸方向に離間せしめ、かつY軸とほぼ平行ならしめて配設することにより、3種類の周波数に対して共振せしめることを特徴とする。 以上に説明した請求項2の発明方法によると、請求項1の構成によって2種類の周波数に共振し得る状態に加えて、1個の無給電素子を追加して3種類の周波数に共振させることができ、用途範囲を著しく拡大することができる。 【0008】請求項3に係る発明方法の構成は、前記請求項1または請求項2の発明方法の構成要件に加えて、
    前記の無給電素子の姿勢をY軸に平行に保ちつつ、これをX軸方向に平行移動させて、共振周波数(同調周波数)を調節することを特徴とする。 以上に説明した請求項3の発明方法によると、主要構成部材であるスロット型ボウタイアンテナ素子(ボウタイ型の開口を設けた導電性の平板状部材)を変更することなく、付加的構成部材である無給電素子を移動させることによって共振周波数を変化させることができる。 上記の無給電素子の位置を変えることは、設計・試作段階において無給電素子の位置を選択して所望の共振周波数ならしめることもでき、また、完成品の状態で無給電素子の位置を移動させて共振周波数の選択(選局を行なうこともできるので、
    実用的価値は多大である。 【0009】請求項4に係る発明方法の構成は、導電材料製の平板状部材に、ほぼ同形の2個の三角形の頂点を重ね合わせて形成される6辺形」、もしくは、該6辺形に類似する形状の開口を切り抜いたスロット型ボウタイアンテナ素子を主要な構成部材とするアンテナ装置を構成する方法において、前記2個の三角形の頂点付近を通り、該2個の三角形の対称線に相当するY軸と、上記2
    個の三角形の頂点付近でY軸に直交するX軸と、前記平板状部材に垂直なZ軸とから成る直交3軸を想定し、前記スロット型ボウタイアンテナ素子に対して直流的に絶縁され、高周波的には磁流によって結合された細長い形状の無給電素子を2個構成し、上記2個の無給電素子のそれぞれを、Y軸と平行に配置するとともに、前記2個の三角形の内の片方の三角形の1対の斜辺それぞれの上に、X軸について対称に位置せしめて給電点を設定し、
    これらの給電点に対して不平衡形の給電ケーブルを接続して、2種類の周波数に共振せしめることを特徴とする。 以上に説明した請求項4の発明方法によると、本発明の母体である前記未公知の先願発明における「超薄形」「避雷性」という効果を損なわず、「広帯域」という特長をあまり損なうことなく、「平衡−不平衡変換器を用いないで不平衡給電ケーブルを接続し得る」という効果を損なわず、補助的構成部材である無給電素子を1
    個追加するだけという簡単な方法で、2種類の共振周波数を得ることができ、デュアルバンド送受信を可能ならしめる。 【0010】請求項5に係る発明方法の構成は、前記請求項4の発明方法の構成要件に加えて、前記2個の無給電素子と異なる、さらに1個の無給電素子を構成し、該1個の無給電素子を前記2個の無給電素子と平行に配置することによって、前記2種類の周波数に加えて更に1
    種類の周波数に共振せしめることを特徴とする。 以上に説明した請求項5の発明方法によると、請求項4の発明方法の効果である「超薄形」「平衡−不平衡変換器不要」「比較的広帯域」「避雷性」という効果を損なうことなく、さらに1個の無給電素子を追加するだけで、3
    周波共振特性が得られて、用途範囲が著しく拡大される。 【0011】請求項6に係る発明装置の構成は、直交3
    軸X,Y,Zを想定し、X−Y面に沿って配置された導電材料製の平板状部材を具備し、X軸を長手方向の対称軸とし、Y軸を短手方向の対称軸とするスロット型のボウタイ型アンテナ部分が、前記平板状部材から除去されており、前記スロット型ボウタイアンテナ部分を除去された平板状部材と平行に反射板が設けられており、複数個の、細長い形状の無給電素子が、前記平板状部材に対して直流的に絶縁され、高周波的には磁流を介して結合されてY軸と平行に配置されていて、1種類または複数種類の共振周波数を有していることを特徴とする。 以上に説明した請求項6の発明装置によると、前記未公知の先願の発明における「避雷性」の効果を防げることなく、「広帯域性」という効果を著しくは防げず、かつ、
    アンテナ利得が著しく向上し、その上、複数種類の周波数に共振してデュアルバンド送,受信を可能ならしめることができる。 【0012】請求項7に係る発明装置の構成は、前記請求項6の発明装置の構成要件に加えて、前記複数個の無給電素子の少なくとも1個が、X軸方向に平行移動可能な構造であり、または、平板状部材に対して着脱可能な構造であることを特徴とする。 以上に説明した請求項7
    の発明装置によると、無給電素子を移動させて共振周波数を変化させる(調節する)ことができ、その上、無給電素子の設置個数を変えて共振周波数帯域の数を変えることができ、さらに、無給電素子の幅寸法を変えて共振周波数帯域の広さを加減することもできる。 【0013】請求項8に係る発明装置の構成は、直交3
    軸X,Y,Zを想定し、X−Y面に沿って配置された導電材料製の平板状部材を具備し、この平板状部材と平行な反射板が設けられておらず、X軸を長手方向の対称軸とし、Y軸を短手方向の対称軸とするスロット型のボウタイ型アンテナ部分が、前記平板状部材から除去されており、細長い形状の、2個の無給電素子のそれぞれがY
    軸と平行に配置されて、それぞれが前記平板状部材に対して直流的に絶縁されるとともに、高周波的には磁流を介して結合されて、2種類の共振周波数を有していることを特徴とする。 以上に説明した請求項8の発明装置によると、前記未公知の先願に係る発明装置における「超薄形」,「避雷性」という効果を妨げず、「構造簡単」,「広帯域」という効果をほとんど損なうことなく、2周波共振性が得られて、デュアルバンド送,受信を可能ならしめる。 【0014】請求項9に係る発明装置の構成は、前記請求項8の発明装置の構成要件に加えて、前記2個の無給電素子と別体に、更に1個の無給電素子が、Y軸と平行に配置されるとともに、前記平板状部材に対して直流的に絶縁、高周波的に磁流結合されていて、3種類の共振周波数を有していることを特徴とする。 以上に説明した請求項9の発明を、請求項8の発明装置に適用して併せて実施すると、さらに1個の無給電素子を追加した簡単で安価な構成によって、共振周波数帯が3つに増える。 【0015】請求項10に係る発明装置の構成は、前記請求項6ないし請求項8の発明装置の構成要件に加えて、プリント基板を主要な構成部材とし、上記プリント基板の片側の面に、前記平板状部材が導通パターンによって形成されるとともに、スロット型ボウタイアンテナ形状部分が非導通になっており、かつ、前記プリント基板の他方の面に、前記無給電素子が導通パターンによって形成されていることを特徴する。 以上に説明した請求項10の発明装置によると、公知のプリント基板に関する技術を適用して、本発明に係るスロット型ボウタイアンテナ装置を、高精度で、しかも低コストで大量生産することができ、アンテナ産業の発展に寄与するところ多大である。 しかも、それぞれのアンテナ素子を金属薄膜で構成しても、該薄膜が基板の絶縁板に固着されているので耐衝撃性,耐振動性を有している。 【0016】請求項11に係る発明装置の構成は、前記請求項10の発明装置の構成要件に加えて、前記プリント基板の、平板状部材として機能する導通パターンが形成されている反対側の面に、前記スロット型ボウタイアンテナの給電点付近から基板の周囲縁付近まで、導通パターンによってマイクロストリップラインが構成されており、かつ、上記マイクロストリップラインの片方の端は前記給電点に接続導通され、該マイクロストリップラインの他方の端は同軸ケーブルもしくは同軸コネクタに接続導通されていることを特徴とする。 以上に説明した請求項11の発明によると、プリント基板のエッチング加工によってスロット型ボウタイアンテナ素子、および無給電素子が形成される上に、給電ケーブルも同時に形成されるので、アンテナ装置全体としての小形軽量化、
    およびコスト低減に有効である。 【0017】 【発明の実施の形態】図1は、本発明の1実施形態を示す斜視図である。 次に、この図1の実施形態が前掲の図12(未公知の先願)に比して異なる点、すなわち本発明が前記未公知の先願に係るスロット型ボウタイアンテナを改良した事項について説明する。 スロット型ボウタイアンテナ14を切り抜かれた金属板13と平行に、反射板20を設置する。 符号21を付して示したのは、電気絶縁材料製のスペーサーである。 ただし、前記の金属板13および反射板20は、必ずしも金属材料製であることを要せず、導電性の材料であれば足りる。 また、
    「スロット型ボウタイアンテナを切り抜かれた」とは、
    その形状の理解を使ならしめるための表現であって、その構成方法を限定するものではない。 すなわち、打ち抜かれていても、溶かし去られていても、モールドされていても同じことである。 また、直交座標X,Y,Zは、
    構成を説明するために想定したものであって、相互に座標変換することもできる。 【0018】図示を省略するが、絶縁板17を拡大させて、金属板13の外周とほぼ同じ外周縁を有するようにした状態を考えてみる。 上記の拡大された絶縁板を基板とし、公知のプリント基板加工方法を適用してその片側の面(図において下方の面)に、ネガチブのボウタイアンテナ(非導通区域)を設けた金属薄膜を構成するとともに、その他方の面(図において上側の面)に、無給電素子10と同形の導通パターンを形成することもできる。 このように構成すると、高精度のアンテナ素子を低コストで工業的に生産することができる。 この場合、前記の金属薄膜はグランド板としての機能を果す。 さらに、前記のようにプリント基板によってアンテナ素子を構成する場合、基板に無給電素子16が設けられている例(図において上側)に、マイクロストリップラインを形成して、これを給電点15cに接続導通することもできる。 このように構成すると同軸ケーブル8を設けなくても良いので構成部品点数が減少し、製造コストが低減される。 上記マイクロストリップラインは、図8に仮想線で示した同軸コネクタ8dの中心導体接続用端子に接続導通する。 または、同軸コネクタ8dに接続する代りに、図示した給電ケーブルに接続しても良い。 (図1参照)無給電素子16はY軸と平行に、絶縁板17を介して金属板13に対して固定されている。 これにより、該無給電素子は「ボウタイアンテナ14をネガティブに形成された金属板13から成る、スロット型ボウタイアンテナ素子」に対して、直流的に絶縁され、かつ、高周波的には磁流を介して結合される。 この無給電素子16のインピーダンス整合作用とトランス作用とによって、平衡−不平衡変換器を設けることなく不平衡給電ケーブル(例えば同軸ケーブルやマイクロストリップライン)を接続することができる。 【0019】前記無給電素子16(図1)を、矢印X方向に移動させると共振周波数が低下し、矢印X′方向に移動させると共振周波数が上昇する。 本実施形態のスロット型ボウタイアンテナは、設計・試作段階で、「同じスロット型ボウタイアンテナ素子に対する無給電素子装着位置を変えて、所望の共振周波数を得ることができる。また、製品化されたスロット型ボウタイアンテナ装置の無給電素子をX軸方向に平行移動せしめる調節機構を設けておけば、1個のアンテナ装置によって複数種類の周波数に対応せしめることができる。図2および図3
    は本実施形態(図1)のアンテナ装置の調整状態を種々に変化させたときのVSWR特性を示す図表である。 無給電素子16を移動させて、ブルーツース帯で共振するように調整すると図2(A)のようになり、W. CDM
    A帯で共振するように調整すると図2(B)のようになり、PHS帯で共振するようにすると図3(A)のようになる。 図4は、ブルーツース帯における指向特性図表である。 本実施形態は反射板を備えているので、単一方向指向特性を有し、高利得である。 【0020】前掲の図3(A)について考察すると、
    1.9GHz付近に明確な共振点が認められるが、2.
    9GHz付近でも共振に類似した傾向が現れている。 しかし、VSWR値が約2.5であるから、この2.9G
    Hz付近ではアンテナとして実用に供し得ない。 そこで、図1に示した金属板13と反射板20との間隔寸法Lを種々に変化させてみると、例えば図3(B)のような2周波共振特性が得られる。 前記の寸法Lだけの調整では所望の2周波に共振させ難いが、無給電素子16の位置調整を併せて行ない、かつ、必要に応じてはスロット型ボウタイアンテナ14の形状,寸法を適宜に修正すると、1.3〜4GHz付近で所望の2周波数に共振させることができる。 この場合、寸法Lを一定にしておいて無給電素子16を移動させると、2つの共振周波数の内の低い方の共振周波数変化は比較的僅少であり、高い方の共振周波数変化は比較的大きい。 このような傾向を知悉していれば、設計仕様として与えられた2つの周波数に共振させることができる。 図5は、1.64GHz
    と2.18GHzとで共振させた実施例におけるVSW
    R特性図表である。 上述のようにして1.64GHzと2.18GHzとで共振させた場合の垂直面指向特性を図6に、平面指向特性を図7に、それぞれ示した。 【0021】図8は、前掲の図1と異なる実施形態を示す斜視図である。 この図8が前掲の図12(未公知の先願発明)に比して異なる点、すなわち、本発明を適用して改良した事項を次に説明する。 無給電素子16と平行に、更にもう一つの追加無給電素子22を配設する。 これにより、2周波共振特性が得られる。 図示を省略するが、2個の追加無給電素子をY軸と平行に配設すると3
    周波共振特性が得られる。 【0022】次に、図1と図8とを併せて参照しつつ、
    さらに異なる実施形態を説明する。 図1の実施形態においては、先に述べたように、寸法Lを調整することによって2周波共振特性(図5)を得ることができる。 このようにして、図1の実施形態を2周波共振状態にしておいて、さらに、図8に示したと同様の追加無給電素子2
    2を追加設置する。 図1の状態で(寸法Lの調整によって)既に2周波共振状態となっていたスロット型アンテナ装置は、上記追加無給電素子22を装着されて3周波共振状態を現出する。 図9は、3周波共振状態を示し、
    (A)はVSWR特性図表、(B)はスミスチャートである。 このスミスチャートに表れているように、共振する3種類の周波数が、中央部のインピーダンス50Ω周辺に位置している。 【0023】図8の実施形態のように、反射板を備えていない「スロット型ボウタイアンテナ14を設けた金属板13」および複数個の無給電素子16,22を設ける場合も、「複数個の無給電素子および反射板」を設ける場合も、該金属板13と無給電素子とを「基板上の導通パターン」によって構成することができ、さらに、同軸ケーブル8に代えてマイクロストリップラインを設けることもできる。 なお、図1の実施形態において複数の共振周波数を得るために図示の寸法Lを調整した場合、前記先願の発明に係るスロット型ボウタイアンテナ装置(反射板を備えていない・図12参照)における「超薄型」の特長は失われるが、それでも、図1の実施形態における寸法Lは、図11(A)の従来例における寸法L′よりも小さい。 例えば、2.45GHz帯で、3〜
    10%の比帯域をVSVR2.0にしようとすると、従来例における反射板の間隔寸法Lは20〜30mmであったのに比して、図1の実施形態においては、上記と同様の共振特性を得るために必要な反射板間隔寸法Lは、
    L<20mmとすることができた。 【0024】 【発明の効果】以上に本発明の実施形態を挙げてその構成・作用を明らかならしめたように、請求項1の発明方法によると、反射板によって放射電波が1方向指向性を与えられるので、反射板が無い場合に比してアンテナ利得が約2倍に向上し、かつ、平板状部材と反射板との間の距離の調節によって、別段のアンテナ素子を追加することなく2周波共振が可能となるので、デュアルバンド送受信に好適である。 請求項2の発明方法によると、請求項1の構成によって2種類の周波数に共振し得る状態に加えて、1個の無給電素子を追加して3種類の周波数に共振させることができ、用途範囲を著しく拡大することができる。 請求項3の発明方法によると、主要構成部材であるスロット型ボウタイアンテナ素子(ボウタイ型の開口を設けた導電性の平板状部材)を変更することなく、付加的構成部材である無給電素子を移動させることによって共振周波数を変化させることができる。 上記の無給電素子の位置を変えることは、設計・試作段階において無給電素子の位置を選択して所望の共振周波数ならしめることもでき、また、完成品の状態で無給電素子の位置を移動させて共振周波数の選択(選局を行なうこともできるので、実用的価値は多大である。請求項4の発明方法によると、本発明の母体である前記未公知の先願発明における「超薄型」「避雷性」という効果を損なわず、「広帯域」という特長をあまり損なうことなく、
    「平衡−不平衡変換器を用いないで不平衡給電ケーブルを接続し得る」という効果を損なわず、補助的構成部材である無給電素子を1個追加するだけという簡単な方法で、2種類の共振周波数を得ることができ、デュアルバンド送受信を可能ならしめる。 請求項5の発明方法によると、請求項4の発明方法の効果である「超薄形」「平衡−不平衡変換器不要」「比較的広帯域」「避雷性」という効果を損なうことなく、さらに1個の無給電素子を追加するだけで、3周波共振特性が得られて、用途範囲が著しく拡大される。 【0025】請求項6の発明装置によると、前記未公知の先願の発明における「避雷性」の効果を損なうことなく、「広帯域性」という効果を著しくは防げず、かつ、
    アンテナ利得が著しく向上(約2倍)し、その上、複数種類の周波数に共振してデュアルバンド送受信を可能ならしめる。 請求項7の発明装置によると、無給電素子を移動させて共振周波数を変化させる(調節する)ことができ、その上、無給電素子の設置個数を変えて共振周波数帯域の数を変えることができ、さらに、無給電素子の幅寸法を変えて共振周波数帯域の広さを加減することもできる。 請求項8の発明装置によると、前記未公知の先願に係る発明装置における「超薄形」,「避雷性」という効果を妨げず、「構造簡単」,「広帯域」という効果をほとんど損なうことなく、2周波共振性が得られて、
    デュアルバンド送,受信を可能ならしめる。 請求項9の発明を、請求項8の発明装置に適用して併せて実施すると、さらに1個の無給電素子を追加した簡単で安価な構成によって、共振周波数帯域が3つに増える。 請求項1
    0の発明装置によると、公知のプリント基板に関する技術を適用して、本発明に係るスロット型ボウタイアンテナ装置を、高精度で、しかも低コストで大量生産することができ、アンテナ産業の発展に寄与するところ多大である。 しかも、それぞれのアンテナ素子を金属薄膜で構成しても、該薄膜が基板の絶縁板に固着されているので耐衝撃性,耐振動性を有している。 請求項11の発明によると、プリント基板のエッチング加工によってスロット型ボウタイアンテナ素子、および無給電素子が形成される上に、給電ケーブルも同時に形成されるので、アンテナ装置全体としての小形軽量化、およびコスト低減に有効である。

    【図面の簡単な説明】 【図1】本発明に係るスロット型ボウタイアンテナの1
    実施形態の斜視図である。 【図2】前掲の図1に示した実施形態におけるVSWR
    特性図表である。 【図3】前掲の図1の実施形態が2周波同調特性を示すことを説明するためのVSWR特性図表である。 【図4】前掲の図1の実施形態における指向特性図表である。 【図5】前掲の図1の実施形態のアンテナ装置を、1.
    64GHzと2.18GHzとに同調させるように調整した場合のVSWR特性図表である。 【図6】前掲の図5のように調整した状態における垂直パターン指向特性図表である。 【図7】前掲の図5のように調整した状態における水平パターン指向特性図表である。 【図8】前掲の図1と異なる実施形態の斜視図である。 【図9】前掲の図1に示した実施形態のアンテナ装置に無給電素子を追加装着して3周波同調特性を得たときのVSWR特性図表およびスミスチャートである。 【図10】従来例の平面アンテナを示す2面図である。 【図11】前掲の図10のアンテナを改良した公知例の2面図である。 【図12】未公知の先願に係るスロット型ボウタイアンテナの斜視図である。 【符号の説明】 4…反射板、5…放射板、8…同軸ケーブル、8a…中心導体、8b…外部導体、8c,8d…同軸コネクタ、
    11…逆Fアンテナ、13…金属板、14…スロット型ボウタイアンテナ、15a,15b,15c,15d…
    給電点、16…無給電素子、17…絶縁板、20…反射板、21…スペーサー、22…追加無給電素子。

    【手続補正書】 【提出日】平成13年10月22日(2001.10.
    22) 【手続補正1】 【補正対象書類名】図面【補正対象項目名】図6 【補正方法】変更【補正内容】 【図6】

    【手続補正2】 【補正対象書類名】図面【補正対象項目名】図7 【補正方法】変更【補正内容】 【図7】
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