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アンテナ装置 NEW

国内特許コード P200016696
整理番号 S2018-0930-N0
掲載日 2020年3月24日
出願番号 特願2018-158573
公開番号 特開2020-036094
出願日 平成30年8月27日(2018.8.27)
公開日 令和2年3月5日(2020.3.5)
発明者
  • 上田 哲也
  • 寺田 周平
出願人
  • 国立大学法人京都工芸繊維大学
発明の名称 アンテナ装置 NEW
発明の概要 【課題】無指向性かつ低姿勢であり、複数の周波数で広帯域で動作するアンテナ装置を提供する。
【解決手段】接地導体2は誘電体基板1の第1の面に形成される。複数のパッチ導体3は誘電体基板1の第2の面に形成され、第1の面積を有する。複数のパッチ導体4は誘電体基板1の第2の面に形成され、第1の面積よりも小さい第2の面積を有する。複数の接続素子7は各パッチ導体3を接地導体2に接続する。複数の接続素子8は各パッチ導体4を接地導体2に接続する。各パッチ導体3及び4は、誘電体基板1の第2の面における基準点Oの周りに交互に、かつ、互いの間にスリットSを有して配置される。各パッチ導体3及び4は基準点Oにおいて互いに接続される。各接続素子7は、基準点Oを中心として第1の半径r1を有する円周の上に設けられる。各接続素子8は、基準点Oを中心として第2の半径r2を有する円周の上に設けられる。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要

無指向性のアンテナ装置としてダイポールアンテナ及びモノポールアンテナなどが知られているが、これらは、接地面に対する垂直方向の寸法が大きい。一方、低姿勢のアンテナ装置としてパッチアンテナが知られているが、これは、接地面に対して垂直な主ビーム方向を有し、無指向性のアンテナ装置としては動作しない。

無指向性かつ低姿勢のアンテナ装置として、マッシュルームアンテナが知られている。マッシュルームアンテナは、互いに平行な接地導体及びパッチ導体と、それらを互いに接続するビア導体とを備える。マッシュルームアンテナは、接地導体及びパッチ導体の間の静電容量と、ビア導体のインダクタンスとの並列共振動作により、接地導体に沿った水平面内で無指向性の放射を実現する。

従来のマッシュルームアンテナは狭帯域かつ単一周波数で動作する。従って、より広帯域で、かつ複数の周波数で動作するアンテナ装置が求められる。

特許文献1及び非特許文献1は、平板状の導体部材である地板と、地板と対向するように所定の間隔をおいて平行に設置された平板状の導体部材であるパッチ部と、パッチ部と地板とを電気的に接続する複数の短絡部と、パッチ部の外縁部と所定の間隔を有するように、地板と平行な平面内に配置されたループ状の導体部材であるループ部と、を備えるアンテナ装置を開示している。給電線と電気的に接続する給電点は、ループ部に設けられる。パッチ部の面積は、所定の対象周波数において短絡部が提供するインダクタンスと並列共振を生じさせる静電容量を形成する面積となっている。このアンテナ装置は、従来のマッシュルームアンテナよりも広帯域で動作することができる。

また、特許文献2及び非特許文献2は、平板状の導体部材である地板と、地板と対向するように所定の間隔をおいて平行に設置された平板状の導体部材であるパッチ部と、パッチ部と地板とを電気的に接続するための複数の第1導電素子と、パッチ部と地板とを電気的に接続するための複数の第2導電素子と、を備えるアンテナ装置を開示している。複数の第1導電素子は、パッチ部の中心であるパッチ中心点からの距離が所定の第1距離となる円周上に実質的に等間隔で配置されている。複数の第2導電素子は、パッチ部の中心からの距離が第1距離よりも大きい第2距離となる円周上に実質的に等間隔で配置されている。パッチ部から第2導電素子を通って地板へ流れる電流経路上には所定の静電容量を提供する容量性素子が設けられている。このアンテナ装置は、第1周波数の電波と、第1周波数よりも高い第2周波数の電波のそれぞれを送信又は受信することができる。

産業上の利用分野

本発明は、平板構造を有するアンテナ装置に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
互いに対向する第1及び第2の面を有する誘電体基板と、
前記誘電体基板の第1の面に形成された接地導体と、
前記誘電体基板の第2の面に形成され、第1の面積を有する複数の第1のパッチ導体と、
前記誘電体基板の第2の面に形成され、前記第1の面積よりも小さい第2の面積を有する複数の第2のパッチ導体と、
前記誘電体基板を貫通するように形成され、前記複数の第1のパッチ導体を前記接地導体にそれぞれ接続する複数の第1の接続素子と、
前記誘電体基板を貫通するように形成され、前記複数の第2のパッチ導体を前記接地導体にそれぞれ接続する複数の第2の接続素子とを備え、
前記第1及び第2のパッチ導体は、前記誘電体基板の第2の面における基準点の周りに交互に、かつ、互いの間にスリットを有して配置され、前記第1及び第2のパッチ導体は、前記基準点において互いに接続され、
前記各第1の接続素子は、前記基準点を中心として第1の半径を有する円周の上に設けられ、
前記各第2の接続素子は、前記基準点を中心として、前記第1の半径とは異なる第2の半径を有する円周の上に設けられた、
アンテナ装置。

【請求項2】
前記第1及び第2の接続素子のうちの少なくとも一方は、前記第1又は第2のパッチ導体を前記接地導体に高周波的に接続する、
請求項1記載のアンテナ装置。

【請求項3】
前記第1の接続素子は、キャパシタを介さずに前記第1又は第2のパッチ導体を前記接地導体に接続するビア導体を備え、
前記第2の接続素子は、互いに直列に接続されたキャパシタ及びビア導体を備えた、
請求項1又は2記載のアンテナ装置。

【請求項4】
前記第1及び第2の接続素子のそれぞれは、互いに直列に接続されたキャパシタ及びインダクタを備えた、
請求項1又は2記載のアンテナ装置。

【請求項5】
前記第2の半径は前記第1の半径よりも小さい、
請求項1~4のうちの1つに記載のアンテナ装置。

【請求項6】
前記第2の半径は前記第1の半径よりも大きい、
請求項1~4のうちの1つに記載のアンテナ装置。

【請求項7】
前記アンテナ装置は、
前記誘電体基板の第2の面において、前記第1及び第2のパッチ導体を包囲するように、かつ、前記第1及び第2のパッチ導体のエッジに容量結合するように形成されたループ導体と、
前記ループ導体に設けられた給電点とをさらに備えた、
請求項1~6のうちの1つに記載のアンテナ装置。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2018158573thum.jpg
出願権利状態 公開
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