JP2006217000A - メアンダラインアンテナ - Google Patents

Abstract

【課題】 導体パターンをメアンダ状に形成したメアンダラインアンテナに関し、所望の周波数帯に簡単に適用可能とする。
【解決手段】 折り返しダイポールアンテナの導体パターンをメアンダ状に折り返して形成したメアンダラインアンテナに於いて、折り返し導体パターンからなり、中央部にＩＣチップを搭載して接続する給電点１を形成した下半部と、この下半部と類似形状の折り返し導体パターンからなる上半部とを有し、下半部と上半部との間を、給電点１を中心として、それぞれ選択周波数に対応した間隔で接続導体パターン２により接続した周波数調整部を有し、その接続導体パターン２の切り取り、又は接続導体パターン２より外側の折り返し導体パターンを切り離すことができる基本構成を備えている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、折り返し導体パターンにより構成すると共に、異なる周波数帯で利用可能としたメアンダラインアンテナに関する。

ＩＣタグ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｔａｇ）や、ＲＦＩＤタグ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｔａｇ）等に適用する為の平面アンテナとして、各種の構成が提案されており、メアンダラインアンテナ（Ｍｅａｎｄｅｒ Ｌｉｎｅ Ａｎｔｅｎｎａ）もその一つである。このメアンダラインアンテナは、例えば、折り返しダイポールアンテナの導体をジグザグ状に折り曲げたパターンを有するもので、既に各種の構成が提案されている。

例えば、誘電体基板上又は磁性体基板上或いはそれらの基板内にメアンダ状の導体パターンを形成し、所望のアンテナ特性が得られるように長さを選定して切断した後に、基板を焼成することにより、単一層又は複数層の導体パターンからなるメアンダラインアンテナを製造する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。又誘電体基板上に、給電放射電極としてのメアンダ状の導体パターンと、無給電放射電極としてのメアンダ状の導体パターンと、直列インダクタンス修正用の導体パターンとを形成し、この直列インダクタンス修正用の導体パターンの部分的な削除により共振周波数の調整を行う構成が知られている（例えば、特許文献２参照）。

又メアンダ状の導体パターンの一部の対向ライン間を複数個所に於いて接続した短絡導体を形成し、その短絡導体の切断位置を選択することにより、共振周波数を低くするように調整し、又は対向ライン間を短絡する位置を選択して短絡導体で接続することにより、共振周波数を高くするように調整するメアンダラインアンテナが知られている（例えば、特許文献３参照）。又メアンダ状の導体パターンに対する複数個所の短絡部を選択的に削除し、共振周波数の調整を行って、アンテナの給電点を除いて、全体的に誘電体により封止したアンテナが知られている（例えば、特許文献４参照）。

又ＩＣタグ等に適用可能のメアンダラインアンテナについて、０．１〜０．０２５波長アンテナの全体の幅Ｗと長さＬとライン幅ｄとライン間隔ｓと折り曲げ回数Ｎ等のパラメータを設定して、周波数７００ＭＨｚ帯に於ける特性の実測結果とシミュレーション結果との検討が行われている（例えば、非特許文献１参照）。
特開２００１−１１９２２４号公報 特開２００１−２１７６３１号公報 特開２００２−３３００１８号公報 特開２００４−３２１０２号公報 「０．１波長以下の超小形メアンダラインアンテナの電気特性」滝口将人、山田吉英 電子情報通信学会論文誌 Ｂ Ｖｏｌ．Ｊ８７−Ｂ Ｎｏ．９ ｐｐ１３３６−１３４５ ２００４年９月

メアンダラインアンテナは、平面型であり、例えば、５０ｍｍ×２０ｍｍ程度の大きさとすることができるもので、各種のプリント基板等の製作に適用されているプリント配線技術等を用いて多量生産が可能である。しかし、このメアンダラインアンテナを貼り付けるカード等の基板の誘電率等の電気的特性や使用環境の条件等によって、アンテナとしての特性が大きく影響を受けるものである。その為に、メアンダラインアンテナの基板の電気的特性や使用場所等に対応して、所望の特性が得られるように、アンテナ長等についての設計変更や試作の繰り返しを行う必要が生じる問題があった。又ＲＦＩＤタグは、現在８６０〜９６０ＭＨｚ帯と、２．４５ＧＨｚ帯とが適用されている。従って、メアンダラインアンテナは、このような複数の周波数帯に対してそれぞれ適用する為に、それぞれの周波数帯に対応して設計、試作を繰り返すことになり、多くの時間と労力とを要する問題があった。

本発明は、前述の問題点を解決するものであり、複数の周波数帯に対してそれぞれ簡単な調整により対応できるようにすることを目的とする。

本発明のメアンダラインアンテナは、折り返しダイポールアンテナの導体パターンをメアンダ状に折り返して形成したメアンダラインアンテナに於いて、折り返し導体パターンからなり、中央部に給電点を形成した下半部と、この下半部と類似形状の折り返し導体パターンからなる上半部とを有し、下半部と上半部との間を、給電点を中心としてそれぞれ選択周波数に対応した間隔で接続導体パターンにより接続した周波数調整部を有する基本構成を備えている。

又前記周波数調整部の選択周波数に対応した位置の接続導体パターンを残して、外側の折り返し導体パターンを切り離し、且つ内側の接続導体パターンを削除して、選択周波数対応の構成とするものである。

又前記下半部に形成した給電点と対向した位置の前記上半部の対向導体パターン間を、所定間隔で接続した複数の短絡導体パターンからなる微調整部を有する基本構成を備えている。

折り返し導体パターンからなる上半部と下半部との間を、接続導体パターンにより接続した基本構成を、所望の周波数帯に適用できるように、接続導体パターンの切り取りで対応できるものであるから、周波数帯毎に設計、試作を繰り返す必要がなく、基本構成を基に容易に所望の周波数帯に適用できるアンテナを作成することができる。

本発明のメアンダラインアンテナは、図１を参照して説明すると、折り返しダイポールアンテナの導体パターンをメアンダ状に折り返して形成したメアンダラインアンテナに於いて、折り返し導体パターンからなり、中央部に給電点１を形成した下半部と、この下半部と類似形状の折り返し導体パターンからなる上半部とを有し、下半部と上半部との間を、給電点１を中心としてそれぞれ選択周波数に対応した間隔で接続導体パターン２により接続した周波数調整部を有する基本構成を備えている。

図１は、本発明の実施例１の説明図であり、（ ）内に寸法の一例を示すと、（Ａ）は、２周波数帯に適用可能とした基本構成を示し、長さＬ１（＝４８ｍｍ）、幅Ｗ（＝２０ｍｍ）の大きさのメアンダ状の折り返し導体パターン（導体パターン幅＝０．２５ｍｍ）による折り返しダイポールメアンダラインアンテナの基本構成を示すものであり、上半部と下半部とを、類似形状の折り返し導体パターンにより構成し、下半部の中央部に、ＩＣチップを搭載して接続する給電点１を設け、又上半部と下半部との間を、Ｌ２（＝１２ｍｍ）の間隔で接続する接続導体パターン２により周波数調整部を構成している。

図１の（Ｂ）は、周波数調整部の接続導体パターン２を切り取る前の切り取り位置を示すものであり、図１の（Ｃ）は、その切り取り位置に於いて、接続導体パターン２を、カッターやパンチ等により切り取った後の状態を示す。即ち、周波数調整部の接続導体パターン２の切り取りにより、長さＬ１（＝４８ｍｍ）と幅Ｗ（＝２０ｍｍ）との大きさのメアンダラインアンテナとなる。この場合、例えば、８６０〜９６０ＭＨｚ帯用のアンテナとすることができる。

又図２の（Ｄ）は、図１の（Ｂ）と同一の基本構成の導体パターンを示し、周波数調整部の接続導体パターン２の位置から外側の導体パターンを切り離す場合の切断線を示し、その切断線に沿って切断すると、図２の（Ｅ）に示す長さＬ２（＝１２ｍｍ）と幅Ｗ（＝２０ｍｍ）との大きさのメアンダラインアンテナが構成される。この場合、２．４５ＧＨｚ帯用のアンテナとすることができる。

即ち、図１の（Ａ）に示す基本構成に於いて、周波数調整部を構成する接続導体パターン２を削除して、図１の（Ｃ）に示すように、幅Ｗ（＝２０ｍｍ）、長さＬ１（＝４８ｍｍ）のアンテナを構成し、例えば，８６０〜９６０ＭＨｚ帯用とするか、又は、接続導体パターン２を残して、それより外側の導体パターンを削除し、図２の（Ｅ）に示すように、幅Ｗ（＝２０ｍｍ）、長さＬ２（＝１２ｍｍ）のアンテナを構成し、例えば、２．４５ＧＨｚ帯用とすることができる。従って、８６０〜９６０ＭＨｚ帯用と２．４５ＧＨｚ帯用との２周波数帯用のアンテナを、図１の（Ａ）の基本構成の導体パターンから選択して構成することができる。

図３は、本発明の実施例２の説明図であり、（ ）内に寸法の一例を示すと、幅Ｗ（＝２０ｍｍ）、長さＬ１（＝４８ｍｍ）のメアンダラインアンテナの折り返し導体パターン（導体パターン幅＝０．２５ｍｍ）による上半部と下半部との間を、給電部１を中心としてＬ２（＝４０ｍｍ）、Ｌ３（＝３２ｍｍ），Ｌ４（＝２４ｍｍ），Ｌ５（＝１６ｍｍ），Ｌ６（＝８ｍｍ）の間隔となる位置に於いて接続導体パターンにより接続した周波数調整部３を構成し、又下半部の中央部の給電点１に対向する上半部の対向導体パターン間を、それぞれ間隔をおいて複数の短絡導体パターンにより接続して、微調整部４を構成する。

周波数調整部３は、給電点１を中心とした間隔Ｌ１〜Ｌ６の接続導体パターンを、適用周波数帯に従って選択して切り取るもので、周波数をＦ１＜Ｆ２・・・Ｆ５＜Ｆ６の関係とすると、この周波数Ｆ１〜Ｆ６に対応して、間隔Ｌ１〜Ｌ６を選択する。又微調整部４は、周波数調整部３により選択した周波数帯に於けるインピーダンスが所望の値となるように、選択した短絡導体パターンを残して、他の短絡導体パターンを削除する。

図４は、図３に示す導体パターンに於いて、給電点１を中心とした間隔Ｌ４の周波数調整部３の接続導体パターンを残して、それより内側の間隔Ｌ５，Ｌ６の接続導体パターンを切り取り、且つ間隔Ｌ４の接続導体パターンより外側の折り返し導体パターンを切り離して、周波数Ｆ４用のアンテナとし、且つ微調整部４の給電点１側から５番目の短絡導体パターンを残して、他の短絡導体パターンを切り取った状態を示す。この微調整部４は、給電点１に近い方の短絡導体パターンを残した場合に比較して、外側の短絡導体パターンを残した場合のインピーダンスは小さくなる方向に微調整することができる。

従って、周波数調整部３の上半部と下半部との間の複数の接続導体パターンの中の１個の接続導体パターンを残して、他の接続導体パターンを、カッターやパンチ等により削除し、且つ残した接続導体パターンより外側の折り返し導体パターンを除去することにより、所望の周波数帯に適用するアンテナを形成することができる。又微調整部４の短絡導体パターンの選択的な除去により、アンテナのインピーダンスの微調整が可能となる。

本発明の実施例１の説明図である。 本発明の実施例１の説明図である。 本発明の実施例２の説明図である。 本発明の実施例２の説明図である。

符号の説明

１ 給電点
２ 接続導体パターン
３ 周波数調整部
４ 微調整部

Claims (3)

1. 折り返しダイポールアンテナの導体パターンをメアンダ状に折り返して形成したメアンダラインアンテナに於いて、
   折り返し導体パターンからなり、ほぼ中央部に給電点を形成した下半部と、該下半部と類似形状の折り返し導体パターンからなる上半部とを有し、前記下半部と前記上半部との間を、前記給電点を中心としてそれぞれ選択周波数に対応した間隔で接続導体パターンにより接続した周波数調整部を有する基本構成を備えた
   ことを特徴とするメアンダラインアンテナ。
2. 前記周波数調整部の選択周波数に対応した位置の接続導体パターンを残して、外側の折り返し導体パターンを切り離し、且つ内側の接続導体パターンを削除して、選択周波数対応の構成としたことを特徴とする請求項１記載のメアンダラインアンテナ。
3. 前記下半部に形成した給電点と対向した位置の前記上半部の対向導体パターン間を、所定間隔で接続した複数の短絡導体パターンからなる微調整部を有する基本構成を備えたことを特徴とする請求項１記載のメアンダラインアンテナ。

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