(57)【要約】本発明は、平面型逆Ｆアンテナにおいて、直線的に終端が狭くなるテーパ形状を有する放射体に関するものである。上記放射体を有する平面型逆Ｆアンテナは、放射体を接地するための接地手段と、上記放射体を短絡するための短絡手段と、印加される電流を上記放射体に給電するための給電手段と、上記給電手段から印加された電流を放射するための上記放射体と、を備え、上記放射体は、直線的に終端が狭くなる非対称的なテーパ形状であり、上記テーパ形状の終端部分の長さ及び幅は、望ましい共振周波数に応じて決定される。本発明は、平面型逆Ｆアンテナに角が直線的に狭くなるテーパ形状の放射体を備えることにより、従来の技術に比較して、より広い帯域幅を有する。
2005537745.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面型逆Ｆアンテナに配置され、印加される信号を放射するための平面型逆Ｆアンテナ用放射体において、
前記放射体は、直線的に終端が狭くなる非対称的なテーパ形状であり、
前記放射体のテーパ形状の終端部分の長さ及び幅は、望ましい共振周波数に応じて決定されることを特徴とする平面型逆Ｆアンテナ用放射体。
【請求項２】
平面型逆Ｆアンテナ用放射体を用いた平面型逆Ｆアンテナにおいて、
前記放射体は、直線的に終端が狭くなる非対称的なテーパ形状であり、
前記放射体のテーパ形状の終端部分の長さ及び幅は、望ましい共振周波数に応じて決定されることを特徴とする平面型逆Ｆアンテナ。
【請求項３】
放射体を有する平面型逆Ｆアンテナにおいて、
放射体を接地するための接地手段と、
前記放射体を短絡するための短絡手段と、
印加される電流を前記放射体に給電するための給電手段と、
前記給電手段から印加された電流を放射するための前記放射体と、
を備え、
前記放射体は、直線的に終端が狭くなる非対称的なテーパ形状であり、前記テーパ形状の終端部分の長さ及び幅は、望ましい共振周波数に応じて決定されることを特徴とする平面型逆Ｆアンテナ。
【請求項４】
前記短絡手段の幅は、前記望ましい共振周波数に応じて変化することを特徴とする請求項３に記載の平面型逆Ｆアンテナ。
【請求項５】
前記給電手段の位置は、前記望ましい共振周波数に応じて変化することを特徴とする請求項３に記載の平面型逆Ｆアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平面型逆Ｆアンテナ用放射体に関し、特に、広帯域特性を提供するための直線テーパ加工された四角形状形態を有する平面型逆Ｆアンテナ用放射体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
平面型逆Ｆアンテナは、マイクロストリップアンテナの変形構造であって、その形態がアルファベットの“Ｆ”字を倒置した形態と類似している。
【０００３】
図１は、従来の平面型逆Ｆアンテナの構成図である。
図面に示されたように、従来の平面型逆Ｆアンテナは、四角形放射パッチ（rectangular radiation patch）１０１、短絡板（shorting plate）１０３、給電線（feeding line）１０５及び接地面（ground plane）１０７から構成されている。
【０００４】
短絡板１０３は、接地面１０７と四角形放射パッチ１０１との間に取り付けられている。給電線１０５は、四角形放射パッチ１０１に電力を供給する。
【０００５】
上述のように平面型逆Ｆアンテナは構造が簡単で、製作が容易で、製作費用が少ないので、無線通信分野に多様に応用されている。
【０００６】
しかし、従来の平面型逆Ｆアンテナは、直線形アンテナ又はダイポールアンテナ（dipole antenna）において、その周波数帯域幅が８乃至１０％程度であり、狭いという問題点がある。
【０００７】
上述のような狭帯域によって発生する問題点を解決するための従来の技術が、「カスリーン  Ｌ．ヴァーガ、ヤーヤ  ラーマット−サミー『無線通信パッケージングのための扁平強化帯域ＰＩＦＡアンテナ』マイクロ波理論及び技術ＩＥＥＥ会報第４５巻Ｎｏ．１０第１８７９−１８８８頁、１９９７年１０月（Kathleen L. Virga and Yahya Rahmat-Samii“Low-Profile Enhanced-Bandwidth PIFA Antennas for Wireless Communications Packaging”IEEE Transaction on Microwave Theory and Techniques, Vol.45,No.10,pp.1879-1888,Oct.1997.）」（非特許文献１）に開示されている。
【０００８】
上記論文は、帯域幅を拡張するためにアンテナに付加的なパッチを追加したり、又は、上記２個のパッチを、チューニングダイオードを放射体として使用して連結する方式を提案している。その結果、直線形アンテナ又はダイポールアンテナより大きい１４％の帯域幅を得ている。
【０００９】
しかし、上記論文は、帯域幅を改善することに重点を置いた反面、その設計が非常に複雑になり、製作費用が増加するという問題点がある。
【００１０】
上記アンテナ以外に、従来の平面型逆Ｆアンテナの狭帯域特性を改善するために色々な方式等が提案された。パッチにスロットを開けたり、共振周波数近傍で二重共振させる方式、短絡板の代わりに抵抗を付加する方式、又は、パッチ上及び接地面とパッチとの間に高誘電体の負荷（loading）を与えて多層構造から構成する方式等を使用し、上記論文のように帯域幅は改善されている。結果的に、従来の平面型逆Ｆアンテナの帯域幅は広くなったが、設計が難しくなるという問題点がある。
【００１１】
一方、従来の平面型逆Ｆアンテナは、その構成要素のうちの一つである上記四角形放射パッチ１０１の外部形態が四角形に限定されており、アンテナの構造設計を制限する。
【非特許文献１】「カスリーン  Ｌ．ヴァーガ、ヤーヤ  ラーマット−サミー『無線通信パッケージングのための扁平強化帯域ＰＩＦＡアンテナ』マイクロ波理論及び技術ＩＥＥＥ会報第４５巻Ｎｏ．１０第１８７９−１８８８頁、１９９７年１０月（Kathleen L. Virga and Yahya Rahmat-Samii“Low-Profile Enhanced-Bandwidth PIFA Antennas for Wireless Communications Packaging”IEEE Transaction on Microwave Theory and Techniques, Vol.45,No.10,pp.1879-1888,Oct.1997.）」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、放射体の角を直線的に狭くなるテーパ形状として設計することにより、アンテナの構造設計に対する柔軟性を確保し、周波数帯域幅を増加させるための平面型逆Ｆアンテナ用放射体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するための本発明は、平面型逆Ｆアンテナに配置され、印加される信号を放射するための平面型逆Ｆアンテナ用放射体において、前記放射体は、直線的に終端が狭くなる非対称的なテーパ形状であり、前記放射体のテーパ形状の終端部分の長さ及び幅は、望ましい共振周波数に応じて決定されることを特徴とする平面型逆Ｆアンテナ用放射体を提供する。
【００１４】
また、本発明は、平面型逆Ｆアンテナ用放射体を用いた平面型逆Ｆアンテナにおいて、前記放射体が、直線的に終端が狭くなる非対称的なテーパ形状であり、前記放射体のテーパ形状の終端部分の長さ及び幅が望ましい共振周波数に応じて決定されることを特徴とする平面型逆Ｆアンテナ用放射体を用いた平面型逆Ｆアンテナを提供する。
【００１５】
さらに、本発明は、アンテナの構造設計に対する柔軟性を確保し、周波数帯域幅を増加させるための平面型逆Ｆアンテナにおいて、放射体を接地するための接地手段と、前記放射体を短絡するための短絡手段と、印加される電流を前記放射体に給電するための給電手段と、前記給電手段から印加された電流を放射するための前記放射体と、を備え、前記放射体は、直線的に終端が狭くなる非対称的なテーパ形状であり、前記テーパ形状の終端部分の長さ及び幅は、望ましい共振周波数に応じて決定されることを特徴とする平面型逆Ｆアンテナを提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
上述した目的、特徴等及び長所は、添付された図面と関連する以下の詳細な説明を通じて、より明らかになるであろう。以下、添付された図面を参照して、本発明による望ましい実施の一形態について詳細に説明する。
【００１７】
図２は、本発明に係る平面型逆Ｆアンテナの実施の一形態の構成図である。
図２に示されたように、本発明に係る平面型逆Ｆアンテナは、放射体２０１、短絡板１０３、給電線１０５及び接地面１０７を備えている。
【００１８】
短絡板１０３は、接地面１０７と放射体２０１との間に取り付けられている。短絡板１０３の一面は放射体１０１と連結されており、短絡板１０３の他面は接地面に連結されている。放射体２０１を短絡（short）させる機能を担う。
【００１９】
接地面１０７を介して放射体２０１に連結される給電線１０５は、放射体２０１に電力を供給する機能を担う。
【００２０】
本発明に係る放射体２０１は、その形態が直線的に終端が狭くなる非対称的な形態を有する。テーパ形状の終端部分の長さ及び幅をそれぞれＬＰ及びＷＰとしたとき、放射体２０１は、長さＬＰと幅ＷＰとの比率によって変化する。即ち、放射体２０１の直線テーパ加工された四角形の長さＬＰと幅ＷＰとの比率を調節することにより、放射体の帯域幅を広くすることができる。
【００２１】
図３は、上記長さＬＰと幅ＷＰとの変化による周波数帯域幅の変化を示した実施の一形態のグラフである。図３のデータを得るために、長さ、幅、高さがそれぞれ７０ｍｍ、３０ｍｍ、６ｍｍである接地面を有するアンテナを使用してシミュレーションを行った。図３のグラフは、３Ｄ全波（fullwave）シミュレータであるマイクロウェーブスタジオ（MicrowaveStudio（CST Corp.））を用いて描いた。
【００２２】
図３を見ると、当該ＬＰとＷＰとの比の周波数帯域幅を表すＡからＦまでの６個の互いに異なる曲線がある。当該曲線Ａ乃至Ｆのそれぞれに対する長さと幅との比は、下記の表に示した通りである。表から分かるように、比率間において長さＬＰと幅ＷＰとは５ｍｍの差がある。
表１
グラフ      ＬＰ［ｍｍ］      ＷＰ［ｍｍ］  
Ａ          ３５              ２５  
Ｂ          ３０              ２０  
Ｃ          ２５              １５  
Ｄ          ２０              １０  
Ｅ          １５                ５  
Ｆ          １０                ０
【００２３】
図面に示されたように、本測定では−２０ｄＢの反射係数をアンテナとして動作する基準点とし、−１０ｄＢ帯域幅を使用した。
【００２４】
曲線Ｅは、上記放射体２０１のテーパ形状の終端部分の長さＬＰが１５ｍｍ、幅ＷＰが５ｍｍである場合であって、共振周波数が１．７６２ＧＨｚで上向き周波数及び下向き周波数がそれぞれ１．９３５ＧＨｚ及び１．６４３ＧＨｚである。その周波数帯域幅が約１６％となり、従来の平面型逆Ｆアンテナに比較して広帯域特性を有する。
【００２５】
以上に説明した本発明は、前述した実施の形態及び添付された図面により限定されるものでなく、本発明の技術的な思想を外れない範囲内で種々の置換、変形及び変更が可能であるということが、本発明の属する技術分野において通常の知識を有する者には明白であろう。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
上述したような本発明は、平面型逆Ｆアンテナに角が直線的に狭くなるテーパ形状の放射体を備えることにより、設計上の容易さを確保することができる。
【００２７】
また、本発明は、平面型逆Ｆアンテナに角が直線的に狭くなるテーパ形状の放射体を備えることにより、従来の技術に比較して、より広い帯域幅を有する。
【００２８】
尚、本発明は、平面型逆Ｆアンテナに角が直線的に狭くなるテーパ形状の放射体を備えることにより、多様な分野に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】従来の平面型逆Ｆアンテナの構成図。
【図２】本発明に係る平面型逆Ｆアンテナの実施の一形態の構成図。
【図３】長さＬＰと幅ＷＰとの比による周波数帯域幅の変化を示した実施の一形態のグラフ。
【符号の説明】
【００３０】
１０１  四角形放射パッチ
１０３  短絡板
１０５  給電線
１０７  接地面
２０１  放射体
【図１】
2005537745.tif 000003
【図２】
2005537745.tif 000004
【図３】
2005537745.tif 000005
【国際調査報告】
2005537745.tif 000006
2005537745.tif 000007