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片面放射アンテナ 新技術説明会

国内特許コード P10A015702
整理番号 QP080072
掲載日 2010年8月31日
出願番号 特願2008-237554
公開番号 特開2010-074344
登録番号 特許第5213039号
出願日 平成20年9月17日(2008.9.17)
公開日 平成22年4月2日(2010.4.2)
登録日 平成25年3月8日(2013.3.8)
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 片面放射アンテナ 新技術説明会
発明の概要

【課題】 マイクロ波、ミリ波などの無線通信システムにおいて、より効果的に利用可能な片面放射アンテナを提案する。
【解決手段】 遮断用導体面を電気的に絶縁された導体面とし、その上部に、誘電体層と、放射用導体面に、アンテナパターンを配し、その前方に半波長の導体を設けた構造を特徴とし、さらに遮断用導体面の下部に誘電体層及び電気的に接地された導体面を有していることを特徴とする片面放射アンテナである。これにより、従来よりも薄型で、アンテナの裏面に送受信回路が実装可能となる。
【選択図】図1

従来技術、競合技術の概要


近年、通信機器においては、有線ケーブルを使わずに、周波数の高い電波による送受信で情報交換が行える無線通信が普及している。これらの無線電子機器には、無線通信で使用される信号波を送受信するためのアンテナが必要不可欠である。ただし、電子機器内の送受信用アンテナは、その設置場所によって、近傍に導電性物体もしくは磁性体が存在する場合がある。これは、アンテナの放射の性能に影響を及ぼす。



片面放射のアンテナとして、パッチアンテナが知られている。また、発明者らは、非特許文献1にあるように、プリント基板を用いた片面放射アンテナを提案している。図12は、(a)背景技術であるパッチアンテナと、(b)背景技術である発明者らが提案した片面放射アンテナを示す図である。



パッチアンテナは、図12(a)にあるように、放射用導体面とこの放射用導体面に向かい合うように設けられたグランド用導体面によって形成される。放射電磁界は、放射用導体面とグランド用導体面との間から放射される。パッチアンテナは、放射用導体面からの放射がグランド用導体面によって遮断されるため、グランド用導体面の面積を放射用導体面に比べて大きくすることにより、放射用導体面の側からのみ放射を行う片面放射のアンテナである。



他方、発明者らが提案したプリント基板を用いた片面放射アンテナ(以下、「非特許文献1記載のアンテナ」という。)は、図12(b)にあるように、上部放射用導体面により構成したスロットアンテナと下部の電気的に絶縁された遮断用導体面とで構成されたものである。




【非特許文献1】H.Kanaya, 他5名著、”Development of an Electrically Small One-Sided Directional Antenna with Matching Circuit”,2008 IEEE Radio and Wireless Symposium Proceedings,pp.739-742,2008.

産業上の利用分野


本発明は、マイクロ波、ミリ波などの無線通信システムにおいて利用される片面放射アンテナに関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
電気的に絶縁された導体面である遮断用導体面層を中間層に有する多層構造を備える片面放射アンテナであって、
前記多層構造において、前記遮断用導体面層を基準として、
一方には、誘電体である第1誘電体層、並びに、アンテナパターン及び放射用導体面が配置される放射用導体面層を有し、前記放射用導体面層は、前記アンテナパターンの一端から前記放射用導体面の一端までにおいて前記アンテナパターンの給電部から入力される信号周波数によって共振し、前記遮断用導体面層の前記電気的に絶縁された導体面は前記入力される信号周波数において共振せず、
他方には、誘電体である第2誘電体層、及び、電気的に接地された導体面であるグランド用導体面層を有することにより、前記グランド用導体面層は、信号線及び/又はグランド線を配置することができる、片面放射アンテナ。

【請求項2】
前記放射用導体面層において、
前記アンテナパターンは、前記給電部に対して対称であるスロットアンテナであり、
前記放射用導体面の長さは、放射される信号の半波長であり、
前記スロットアンテナのスロットから前記放射用導体面の一端までの距離L2において前記給電部から入力される信号周波数によって共振することを利用したアンテナであり、
前記遮断用導体面層の前記電気的に絶縁された導体面の長さはL2とは異なる、
請求項1記載の片面放射アンテナ。

【請求項3】
前記グランド用導体面層において、前記電気的に接地された導体面は信号端子接続部を有し、ビアホールを介して前記放射用導体面に給電する構造を有する請求項1又は2に記載の片面放射アンテナ。

【請求項4】
前記放射用導体面は、ビアホールを介して前記電気的に接地された導体面の信号端子に接続し、さらに、コンデンサ、コイル成分及び抵抗成分の少なくとも1つを介して外部信号端子と接続される信号端子を有する、請求項1から3のいずれかに記載の片面放射アンテナ。

【請求項5】
前記グランド用導体面層において、前記電気的に接地された導体面上に、信号の送受信を行う高周波回路、電源回路、データ記憶回路及びデジタル回路を備えた回路素子が配置され、
前記グランド用導体面層は、信号接続端子及びビアホールによって前記放射用導体面層に接続される、
請求項1から4のいずれかに記載の片面放射アンテナ。

【請求項6】
前記遮断用導体面層の前記電気的に絶縁された導体面の面積は、前記放射用導体面の面積よりも広く、
前記グランド用導体面層の前記電気的に接地された導体面の大きさは、前記電気的に絶縁された導体面とも前記放射用導体面とも独立に設計可能である、
請求項1から5いずれかに記載の片面放射アンテナ。

【請求項7】
前記多層構造において、前記グランド用導体面層を基準として、前記他方の向きに、さらに、誘電体である第3誘電体層、及び、電気的に絶縁された導体面である第2遮断用導体面層又は電気的に接地された導体面である第2グランド用導体面層がある、請求項1から6のいずれかに記載の片面放射アンテナ。

【請求項8】
前記電気的に絶縁された導体面、前記電気的に接地された導体面及び前記放射用導体面の少なくとも1つは、金属、金属を含有するペースト、導電性を有する炭素系の物質、又は、導電性を有するプラスチックにより形成された、請求項1から7いずれかに記載の片面放射アンテナ。

【請求項9】
前記誘電体は、プリント配線板用材料の誘電体である、請求項1から8いずれかに記載の片面放射アンテナ。
産業区分
  • 伝送回路空中線
  • 高分子化合物
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2008237554thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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