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アンテナ、アンテナ設計装置、アンテナ設計方法及びアンテナを生産する方法

国内特許コード P10A015683
整理番号 QP070105
掲載日 2010年8月31日
出願番号 特願2007-293958
公開番号 特開2009-124285
登録番号 特許第4811807号
出願日 平成19年11月13日(2007.11.13)
公開日 平成21年6月4日(2009.6.4)
登録日 平成23年9月2日(2011.9.2)
発明者
  • 吉田 啓二
  • 金谷 晴一
出願人
  • 国立大学法人九州大学
発明の名称 アンテナ、アンテナ設計装置、アンテナ設計方法及びアンテナを生産する方法
発明の概要

【課題】 例えばUWB(超広帯域)アンテナのような、周波数の広帯域化に適する、新たな設計によるアンテナ、アンテナ設計装置、アンテナ設計方法、及び、アンテナを生産する方法を提案する。
【解決手段】 アンテナは、基板上に形成されたパターンによるものであって、外周上に給電部を有し、給電部側の左右両端にスロットを形成して給電部に向かっての外周の幅に異なる部分を形成することにより、少なくとも一つの共振点の共振周波数とインピーダンスの少なくとも一方が調整されたものである。この調整は、他の共振点の共振周波数やインピーダンスなどの調整とほぼ独立に行うことができる。
【選択図】 図5

従来技術、競合技術の概要


近年、急速な移動体通信の発展と通信情報量の増大により、高速で高性能な通信品質が求められ、マイクロ波デバイスのさらなる小型化、低消費電力化が求められる。



最近、無線PANなどにおいて、超広帯域(Ultra Wide Band:UWB)が注目を集めている(非特許文献1参照)。UWBは、最大数GHzにわたる非常に広い帯域に、弱い電波で、ごく短い時間のパルス状の信号を送ることで、短距離内での高速な無線データ通信(例えば、ホームサーバー、無線LAN、無線PANなど)が可能となる。UWBは、FFC(Federal Communication Commission)では、比帯域幅が中心周波数の20%以上で、帯域幅が500MHz以上と定義されている。



また、発明者らは、従来、微小アンテナの研究を行ってきた者である(非特許文献2など参照)。




【非特許文献1】Z.N.Chen,外4名著,“Consideration for Source Pulses and Antennas in UWB Ratio System,”IEEE Trans.Antennas Propagat.,vol.52,no.7,pp.1739-1748,July 2004.

【非特許文献2】k.Yoshida、外4名著,“Superconducting slot antenna with broadband impedance matching circuit”,IEEE Trans.Appl.Supercond.,vol.11,pp.103-106,March 2001.

産業上の利用分野


本願発明は、アンテナ、アンテナ設計装置、アンテナ設計方法及びアンテナを生産する方法に関し、特に外周上に給電部を有するアンテナ等に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
基板上に形成されたパターンによるアンテナの共振点を調整するアンテナ設計方法であって、
前記アンテナは、
スロット・アンテナを利用し、
外周上に給電部を有するものであり、
第1共振点、第2共振点及び第3共振点という3つの共振点が存在して、前記各共振点の共振周波数及びインピーダンスが調整されるものであり、
前記給電部において前記外周に対して垂直な方向のサイズには、前記給電部から前記スロットまでの長さ、アンテナスロット幅及び前記スロットから前記給電部とは異なる側の外周までの長さが含まれ、
前記給電部に向かっての外周の最大幅の変更により前記第1共振点の共振周波数を調整し、
前記給電部から前記スロットまでの長さの変更による前記第2共振点の共振周波数を調整し、
前記アンテナスロット幅の変更により前記第2共振点のインピーダンスを調整し、
前記スロットから前記給電部とは異なる側の外周までの長さの変更により前記第3共振点の共振周波数を調整し、
アンテナスロット長の変更により前記第3共振点のインピーダンスを調整するステップを含むアンテナ設計方法。

【請求項2】
基板上にパターンを形成してアンテナを生産する方法であって、
前記アンテナは、
スロット・アンテナを利用し、
外周上に給電部を有するものであり、
第1共振点、第2共振点及び第3共振点という3つの共振点が存在して、前記各共振点の共振周波数及びインピーダンスが調整されるものであり、
前記給電部において前記外周に対して垂直な方向のサイズには、前記給電部から前記スロットまでの長さ、アンテナスロット幅及び前記スロットから前記給電部とは異なる側の外周までの長さが含まれ、
前記給電部に向かっての外周の最大幅の変更により前記第1共振点の共振周波数を調整し、
前記給電部から前記スロットまでの長さの変更による前記第2共振点の共振周波数を調整し、
前記アンテナスロット幅の変更により前記第2共振点のインピーダンスを調整し、
前記スロットから前記給電部とは異なる側の外周までの長さの変更により前記第3共振点の共振周波数を調整し、
アンテナスロット長の変更により前記第3共振点のインピーダンスを調整して、前記アンテナの外周の形状を決定する形状決定ステップと、
前記形状決定ステップにおいて決定された前記アンテナの外周の形状に基づいてパターンを基板上に形成する形成ステップ、を含むアンテナを生産する方法。

【請求項3】
アンテナの共振点を調整するアンテナ設計装置であって、
前記アンテナは、
スロット・アンテナを利用し、
外周上に給電部を有するものであり、
第1共振点、第2共振点及び第3共振点という3つの共振点が存在して、前記各共振点の共振周波数及びインピーダンスが調整されるものであり、
前記給電部において前記外周に対して垂直な方向のサイズには、前記給電部から前記スロットまでの長さ、アンテナスロット幅及び前記スロットから前記給電部とは異なる側の外周までの長さが含まれ、
前記給電部に向かっての外周の幅が異なる部分の形成による前記第1共振点の共振周波数及びインピーダンスの少なくとも一つの調整、
前記給電部に向かっての外周の最大幅の変更による前記第1共振点の共振周波数の調整、
前記給電部から前記スロットまでの長さの変更による前記第2共振点の共振周波数の調整、
前記アンテナスロット幅の変更による前記第2共振点のインピーダンスの調整、
前記スロットから前記給電部とは異なる側の外周までの長さの変更による前記第3共振点の共振周波数の調整、及び、
アンテナスロット長の変更による前記第3共振点のインピーダンスの調整、
を行う形状変更手段を備えるアンテナ設計装置。

【請求項4】
スロット・アンテナを利用するアンテナであって、
3つの共振点である第1共振点、第2共振点及び第3共振点があり、
外周上に給電部を有し、前記給電部において前記外周に対して垂直な方向のサイズには、前記給電部からスロットまでの長さ、アンテナスロット幅及び前記スロットから前記給電部とは異なる側の外周までの長さが含まれ、
前記給電部に向かっての外周の幅が異なる部分の形成による前記第1共振点の共振周波数及びインピーダンスの少なくとも一つの調整、
前記給電部に向かっての外周の最大幅の変更による前記第1共振点の共振周波数の調整、
前記給電部から前記スロットまでの長さの変更による前記第2共振点の共振周波数の調整、
前記アンテナスロット幅の変更による前記第2共振点のインピーダンスの調整、
前記スロットから前記給電部とは異なる側の外周までの長さの変更による前記第3共振点の共振周波数の調整、及び、
アンテナスロット長の変更による前記第3共振点のインピーダンスの調整
行われたアンテナ。
産業区分
  • 伝送回路空中線
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2007293958thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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