(57)【要約】【課題】  本発明は、アンテナのインピーダンス整合方法及び装置を提供し、アンテナ装置のインピーダンス整合部材としての寄生素子は構造が簡単で、製造コストが安価で、アンテナのインピーダンス整合方法が簡単になる。【解決手段】  本発明のアンテナ装置は、放射素子と、金属板からなるアース部材と、インピーダンス整合ための寄生素子とを含む。前記寄生素子は、前記アース部材に架設され、その両端が前記アース部材にそれぞれ接続する。インピーダンス整合としての寄生素子は金属片からなり、構造が簡単で、製造加工が簡単になる。また、前記寄生素子の位置及び寸法を調節することにより、インピーダンス整合を実現し、インピーダンス整合方法が簡単になる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射素子と、金属板からなるアース部材と、インピーダンス整合ための寄生素子とを含むアンテナ装置において、
前記寄生素子は、前記アース部材に架設され、その両端が前記アース部材にそれぞれ接続されることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
前記寄生素子は、橋の形状を呈する金属片からなることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項３】
前記寄生素子は、第１アームと、第２アームと、第３アームとを含み、前記第１アームと第２アームとは前記アース部材にそれぞれ直交して接続し、前記第３アームは、前記第１アームと第２アームに架設していることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記アンテナ装置は、前記寄生素子の形状と同じ他の寄生素子を含むことを特徴とする請求項２または３に記載のアンテナ装置。
【請求項５】
前記寄生素子は、前記放射素子に架設され、その両端が前記アース部材にそれぞれ半田付けされることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のアンテナ装置。
【請求項６】
前記アース部材には、誘電板が配置され、前記放射素子は、前記誘電板に形成されることを特徴とする請求項５に記載のアンテナ装置。
【請求項７】
前記放射素子は、前記誘電板にそれぞれ形成される第１放射部と第２放射部とを含み、前記誘電板の背面に板金が配置されることを特徴とする請求項６に記載のアンテナ装置。
【請求項８】
アンテナの誘電板には、金属板からなるアース部材が配置される第１段階と、
前記アース部材には、橋の形状を呈する寄生素子が架設される第２段階と、
前記寄生素子の位置または寸法を調節する第３段階と
を含むことを特徴とするアンテナのインピーダンス整合方法。
【請求項９】
前記寄生素子は、コ字形状または、アーク形状または、逆Ｖ字形状を呈することを特徴とする請求項８に記載のアンテナのインピーダンス整合方法。
【請求項１０】
前記寄生素子の位置する面と、アース部材と、放射素子の位置する面とは、互いに直交していることを特徴とする請求項８或は９に記載のアンテナのインピーダンス整合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナのインピーダンス整合方法及び装置、特に寄生素子を有するアンテナと、寄生素子によりインピーダンス整合を実現する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、無線ＬＡＮ（WLAN；Wireless Local Area Networks）は、無線通信装置を利用して、デジタルデータを無線で送受信するのに用いられる。このような無線ＬＡＮシステムには、周波数帯域に対して動作するアンテナが無線通信装置用として必要とされる。
【０００３】
従来、通信装置において、反射による損失を小さくするために、アンテナ装置と受信回路または送信回路との間に、アンテナ装置と受信回路または送信回路とのインピーダンス整合回路を挿入することが行われている。通常、業界では、給電ケーブルの給電点を調節することや、キャパシタンスを利用すること等の手段で、インピーダンス整合を実現する。
【０００４】
特許文献１に示すように、インピーダンス整合部材が装着されるマイクロストリップ（Microstrip）型アンテナ装置が開示され、前記インピーダンス整合部材は、放射素子とアース部材との間の絶縁誘電板内に位置する金属帯である。アンテナ装置は、他のパラメーター（例えば、放射素子の寸法と、アンテナ装置の高さと、誘電率等）が確定される場合に、前記インピーダンス整合部材を調節することにより、アンテナ装置の入力インピーダンスを整合する。
【特許文献１】米国特許出願公開第６３４６９１３号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記インピーダンス整合部材は、アンテナ装置の内部に配置されることで、製造加工が複雑になり、アンテナ装置の製造コストが増加してしまう。
【０００６】
本発明は、アンテナのインピーダンス整合方法及び装置を提供し、アンテナ装置のインピーダンス整合部材としての寄生素子は構造が簡単で、製造コストが安価で、アンテナのインピーダンス整合方法が簡単になる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するために、本発明のアンテナ装置は、放射素子と、金属板からなるアース部材と、インピーダンス整合ための寄生素子とを含む。前記寄生素子は、前記アース部材に架設され、その両端が前記アース部材にそれぞれ接続される。
【０００８】
また、前記目的を達成するために、本発明のアンテナのインピーダンス整合方法は、アンテナの誘電板には、金属板からなるアース部材が配置される第１段階と、前記アース部材には、橋の形状を呈する寄生素子が架設される第２段階と、前記寄生素子の位置または寸法を調節する第３段階とを含む。
【発明の効果】
【０００９】
従来の技術に比べると、本発明は以下の利点がある。アンテナ装置のインピーダンス整合としての寄生素子は金属片からなり、構造が簡単で、製造加工が簡単になる。また、前記寄生素子の位置及び寸法を調節することにより、インピーダンス整合を実現し、インピーダンス整合方法が簡単になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１に示すように、本発明の実施形態に係るアンテナ装置はモノポール（Monopole）型アンテナであり、全方向性放射特性を有し、無線アクセス点とノートパソコンの外接アンテナとしてもよい。該アンテナ装置は、放射素子1と、放射素子１の下方に位置する金属板即ちアース部材２、前記アース部材２に架設される寄生素子（Parasitic Element）３と、アンテナ装置に給電を行う給電ケーブル４と、を含む。前記アース部材２の上方には、誘電板１０が配置され、該誘電板１０の面積は、前記アース部材２の金属板より小さい。前記放射素子１は、誘電板１０の表面に配置される金属片からなる。
【００１１】
前記寄生素子３は、橋の形状を呈し、前記誘電板１０に直交して配置され、末端部（参照記号なし）が前記アース部材２に接続される。前記寄生素子３は、細長い金属片からなり、第１アーム３１と、第２アーム３２と、第３アーム３３とを含み、前記第１アーム３１及び第２アーム３２はアース部材２に直交して半田付けされ、前記第３アーム３３は、前記第１アーム３１及び第２アーム３２に架設し連接している。前記寄生素子３は、第１アーム３１及び第２アーム３２がアース部材２に直交して半田付けされることで、アース部材２の表面に半田点（参照記号なし）がそれぞれ生じて、前記両半田点から放射素子１までの距離は、ほぼ等しい。
【００１２】
前記寄生素子３を通じてアンテナ装置の入力インピーダンスを調節し、アンテナ装置の入力インピーダンスを給電ケーブル４の特性インピーダンスに整合させる。以下、具体的に説明すると、前記寄生素子３は、前記アース部材２に配置される位置と、寄生素子３の寸法とを変更することにより、アンテナ装置の入力インピーダンスを調整することを実現する。
【００１３】
例えば、前記寄生素子３が前記アンテナ装置に接近すれば、アンテナ装置の入力インピーダンスに対する影響が強くなり、または、寄生素子３の金属片の幅が広ければ広いほど、アンテナ装置の入力インピーダンスに対する影響が著しい。逆に、前記寄生素子３が前記アンテナ装置から遠離すれば、アンテナ装置の入力インピーダンスに対する影響が弱くなり、または、寄生素子３の金属片の幅が狭ければ狭いほど、アンテナ装置の入力インピーダンスに対する影響が著しくない。また、アンテナ装置の入力インピーダンスに電容（Capacitive）特性が現れる時に、前記寄生素子３の第３アームの長さを減少することにより、アンテナ装置の入力インピーダンスを調整し、アンテナ装置の入力インピーダンスに感応（Inductive）特性が現れる時に、前記寄生素子３の第３アーム３３の長さを増加することにより、アンテナ装置の入力インピーダンスを調整する。その他、一つの寄生素子３だけでインピーダンス整合が悪化する場合に、寄生素子３の数量を増加することにより、インピーダンス整合を良好にする。
【００１４】
図２を参照すると、アンテナ装置の放射素子１の正面の拡大図である。該放射素子１は、第１放射部１１と、第２放射部１２と、信号進給部１３とを有する。前記第１放射部１１と第２放射部１２の長さは、アンテナ装置の使用する周波数帯域によって決め、一般に、使用波長λの４分の１の長さとほぼ等しい長さに設定される。前記第１放射部１１は高周波に応対し、第２放射部１２は低周波に応対し、５．２ＧＨｚ周波帯と２．４ＧＨｚ周波帯のヘルツ波をそれぞれ受信或は送信している。第１放射部１１と、第２放射部１２と、信号進給部１３とは、エッチング技術或はプリント技術により誘電板１０の表面に形成される。
【００１５】
図３を参照すると、前記放射素子１の背面の拡大図である。誘電板１０の背面に、放射効果を有する板金１４、１５、１６が配置され、これらの板金と前記第１放射部１１と第２放射部１２とは、給電ケーブル４のエネルギーをカップリングすることで、アンテナ装置の受信感度（Ｇａｉｎ）が格段に向上する。
【００１６】
本実施状態で、アンテナ装置に給電を行う給電ケーブル４は、同軸ケーブルであり、アース部材２の底壁（参照記号なし）からアース部材２を貫通し、その芯線４１が前記信号進給部１３に半田付けされ、前記第１放射部１１と第２放射部１２に送信信号を伝送している。給電ケーブル４の外部導体はアース部材２の底壁に接続している。
【００１７】
図４を参照すると、アンテナ装置の電圧定在波比ＶＳＷＲ（ＶＳＷＲ；Voltage  Standing  Wave  Ratio）を測定した結果を示すグラフであり、その中で、横軸がアンテナ装置の動作する周波数帯であり、垂直軸が電圧定在波比値である。業界の規則により、電圧定在波比値が２より小さくなる際の周波数帯が有効な動作周波数帯である。図４から見ると、アンテナ装置の有効な動作周波数は、ほぼ２.２５〜２.７ＧＨｚ周波帯域と、４.３〜６ＧＨｚ周波帯域であり、即ち、アンテナ装置の周波数帯域が広がり、良好なインピーダンス整合である。
【００１８】
特に、アンテナ装置は、２.４〜２.５ＧＨｚ周波帯域と５〜６ＧＨｚ周波帯域で動作する時に、ＶＳＷＲの数値はほぼ１．５より小さくなり、アンテナ装置はＩＥＥＥ８０２．１１ａ/ｂ/ｇ周波数（注釈：無線システムは、使用周波数に関する国際標準に基づき、使用周波数が２．４ＧＨｚで代表されるＩＥＥＥ８０２．１１ｂシステムと、使用周波数が５ＧＨｚで代表されるＩＥＥＥ８０２．１１ａシステム及びＩＥＥＥ８０２．１１ｇシステムに分類されている。）に良好な数値を有する。同時に、アンテナ装置の受信感度が格段に向上し、例えば、２.４１２ＧＨｚ周波帯で受信感度の数値は６.４２ｄＢｉであり、５.２５ＧＨｚ周波帯で受信感度の数値は６.１２ｄＢｉである。
【００１９】
取付けた時に、まず、アンテナの誘電板１０には、アース部材２が配置され、次に、前記アース部材２には、前記インピーダンス整合ための寄生素子３が架設される。最後に、前記寄生素子３の位置及び寸法を調節することにより、アンテナ装置の入力インピーダンスを給電ケーブル４の特性インピーダンスに整合させる。
【００２０】
総じて、本発明は、上記記載及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、たとえば、次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも本発明の要旨を逸脱しない範囲内で、種々変更して実施することができる。例えば、前記寄生素子３は、アーク形状（図５に示す）や逆Ｖ字形状（図６に示す）等を呈してもよい。また、アンテナ装置は、モノポール型アンテナに限らず、逆Ｆ型アンテナ、ダイポール型アンテナ、マイクロストリップ型アンテナ等でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施形態に係るアンテナ装置の斜視図である。
【図２】図１に示すアンテナ装置の放射素子の正面の拡大図である。
【図３】図１に示すアンテナ装置の放射素子の背面の拡大図である。
【図４】図１に示すアンテナ装置の電圧定在波比ＶＳＷＲを測定した結果を示すグラフである。
【図５】本発明の他の実施形態に係るアンテナ装置の斜視図である。
【図６】本発明の他の実施形態に係るアンテナ装置の斜視図である。
【符号の説明】
【００２２】
１  放射素子
２  アース部材
３  寄生素子
４  給電ケーブル
１０  誘電板
１１  第１放射部
１２  第２放射
１３  信号進給部
１４、１５、１６  板金
３１  第１アーム
３２  第２アーム
３３  第３アーム
【図１】
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【図２】
2006148873.tif 000004
【図３】
2006148873.tif 000005
【図４】
2006148873.tif 000006
【図５】
2006148873.tif 000007
【図６】
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