JP2023053664A - Radio antenna, and radio communication system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、無線アンテナとこの無線アンテナを用いた無線通信システムに関する。 The present invention relates to a radio antenna and a radio communication system using this radio antenna.
本発明の発明者らによる先の発明が特許文献1に開示されている。特許文献1は、簡易かつ低コストでサービスエリアを形成することのできる無線アンテナとこの無線アンテナを用いた無線通信システムを開示している。先の発明による無線アンテナは、誘電体で形成されたケーブル状の導波路と、誘電体で形成された1個以上の塊体を含む。導波路の誘電率は、導波路の周囲の誘電率よりも大きい。塊体は、導波路上に位置する。導波路の一端は、例えば、ミリ波(30GHz~300GHz)あるいは準ミリ波(明確な定義はないがおよそ20GHz~30GHz)の周波数を持つ信号を生成する信号生成装置に接続される。塊体から電磁波が放射され、通信端末はこの電磁波を受信する。 A previous invention by the inventors of the present invention is disclosed in US Pat. Patent Literature 1 discloses a radio antenna capable of forming a service area simply and at low cost, and a radio communication system using this radio antenna. The radio antenna according to the previous invention includes a cable-shaped waveguide made of dielectric material and one or more masses made of dielectric material. The dielectric constant of the waveguide is greater than the dielectric constant around the waveguide. A mass is located on the waveguide. One end of the waveguide is connected to a signal generator that generates a signal having a frequency of, for example, millimeter waves (30 GHz to 300 GHz) or quasi-millimeter waves (approximately 20 GHz to 30 GHz, although not clearly defined). Electromagnetic waves are radiated from the mass, and the communication terminal receives these electromagnetic waves.
本発明は、先の発明に対する新たな取り組みであり、具体的には、簡易かつ低コストでサービスエリアを形成することができ、さらに電磁波の送受信方向を設定できる無線アンテナとこの無線アンテナを用いた無線通信システムを提供することを目的とする。 The present invention is a new approach to the above invention. It is an object of the present invention to provide a wireless communication system.
ここで述べる技術事項は、特許請求の範囲に記載された発明を明示的にまたは黙示的に限定するためではなく、さらに、本発明によって利益を受ける者(例えば出願人と権利者である)以外の者によるそのような限定を容認する可能性の表明でもなく、単に、本発明の要点を容易に理解するために記載される。他の観点からの本発明の概要は、例えば、この特許出願の出願時の特許請求の範囲から理解できる。
本発明の無線アンテナは、誘電体導波路とアンテナ機能部を持っている。誘電体導波路は、アンテナ機能部を除く周囲の誘電率よりも大きい誘電率を持っている。アンテナ機能部は、誘電体で形成された1個以上の塊体を含む。塊体は、誘電体導波路上または誘電体導波路の近傍に位置している。塊体は、電磁波の放射と吸収を行う部位である。塊体と通信端末との間で電磁波の送受信が実現される。誘電体導波路は、分岐構造を持っていてもよい。誘電体導波路は、電磁波を伝播できる媒体に接続していてもよい。先の発明に対する取り組みの特徴的事項は、塊体の長手方向と導波路の長手方向がなす角度が0度よりも大きく90度よりも小さい、あるいは、2個以上の塊体が配置される方向と導波路の長手方向がなす角度が0度よりも大きく90度よりも小さいことである。
The technical matter set forth herein is not intended to limit, either explicitly or implicitly, the claimed invention, nor is it No representation is made of the possibility of accepting such limitations by any one, but merely to facilitate understanding of the gist of the invention. A summary of the invention from other aspects can be gleaned, for example, from the claims as filed of this patent application.
A radio antenna of the present invention has a dielectric waveguide and an antenna function section. The dielectric waveguide has a higher dielectric constant than the surrounding dielectric constant except for the antenna function part. The antenna function part includes one or more masses made of dielectric material. The mass is located on or near the dielectric waveguide. A mass is a site that radiates and absorbs electromagnetic waves. Transmission and reception of electromagnetic waves are realized between the mass and the communication terminal. The dielectric waveguide may have a branched structure. The dielectric waveguide may be connected to a medium through which electromagnetic waves can propagate. A feature of the approach to the previous invention is that the angle formed by the longitudinal direction of the mass and the longitudinal direction of the waveguide is greater than 0 degrees and less than 90 degrees, or the direction in which two or more masses are arranged and the angle formed by the longitudinal direction of the waveguide is larger than 0 degree and smaller than 90 degrees.
本発明によると、電磁波の放射部あるいは吸収部が誘電体導波路上または誘電体導波路の近傍の塊体で実現されるので、簡易かつ低コストでサービスエリアを形成することができる。さらに、塊体の長手方向、あるいは、2個以上の塊体が配置される方向に応じて、電磁波の送受信方向が設定される。 According to the present invention, since the electromagnetic wave radiation part or absorption part is realized by a mass on or near the dielectric waveguide, the service area can be formed easily and at low cost. Furthermore, the transmission/reception direction of electromagnetic waves is set according to the longitudinal direction of the mass or the direction in which two or more masses are arranged.
図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図1に示す実施形態の無線通信システム1は、実施形態の無線アンテナ100と、通信端末200と、信号生成装置800を含む。無線アンテナ100は、図1に示すように、誘電体で形成された細長いケーブル状の導波路110と、N個(ただし、NはN≧1を満たす予め定められた整数である)のアンテナ機能部120を含む構成を持つ。導波路110は、直線的な形状を持っていてもよいし、図1に示すように少し蛇行する形状、換言すれば、後述する導波路110の低損失伝播に悪影響を及ぼさない程度の曲げを持つ形状を持っていてもよいし、あるいは、分岐構造を持っていてもよい。導波路110の分岐構造については後述する。i番目(ただし、i∈{1,…,N})のアンテナ機能部120が位置する導波路110の局所領域において、導波路110は直線的な形状を持つとする。N個のアンテナ機能部120のそれぞれは、誘電体で形成された1個以上の塊体110cを含む。各アンテナ機能部120が含む塊体110cの数に制限はない。したがって、或る1個のアンテナ機能部120が含む塊体110cの数は、他のいずれか1個のアンテナ機能部120が含む塊体110cの数と同じでもよいし、あるいは、異なってもよい。各塊体110cは、導波路110と同じ誘電体でもよいし、導波路110と異なる誘電体でもよい。各塊体110cは、導波路110上に位置する。この場合、塊体110cは、導波路110から突起のように突出している。あるいは、各塊体110cは、導波路110から離れた導波路110の近傍に位置する。あるいは、i番目のアンテナ機能部120が含む塊体110cの数をni(ただし、niはni≧1を満たす予め定められた整数である)とし、T=Σi=1
Nniとして、T個の塊体110cのうちt個(ただし、tは1≦t<Tを満たす予め定められた整数である)の塊体110cは導波路110上に位置しており、残りのT-t個の塊体110cは導波路110から離れた導波路110の近傍に位置する。この実施形態では、導波路110の一端は、ミリ波(30GHz~300GHz)あるいは準ミリ波(明確な定義はないがおよそ20GHz~30GHz)の周波数を持つ信号を生成する信号生成装置800に接続されている。この信号の種類に限定はなく、アナログ信号でも、デジタル信号でも、離散時間信号でも、連続時間信号でもよい。導波路110の他端は、図1に示す例では、何にも接続されず開放されているが、短絡されていてもよいし、アンテナ(例えば、線状アンテナ、開口面アンテナなど)に接続されていてもよいし、あるいは、終端されていてもよい。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. A radio communication system 1 of the embodiment shown in FIG. 1 includes a
導波路110は、導波路110の長手方向の任意の位置(ただし、アンテナ機能部120が存在する部位を除く)における当該長手方向に垂直な断面図である図2に示すように、形状と大きさが共に一定の断面を持つ。この例では、導波路110の断面形状は長方形である。したがって、細長い直方体状の導波路110は、導波路110の長手方向と直交する方向において互いに対向する二つの長辺側面111a,111bと、導波路110の長手方向と直交する方向において互いに対向する二つの短辺側面113a,113bを持つ。長辺側面111a,111bは、幅(つまり、導波路110の長手方向と直交する方向の長さ)が断面の長方形の長辺の長さに等しい側面であり、短辺側面113a,113bは、幅が断面の長方形の短辺の長さに等しい側面である。このように、実施形態における導波路110は、アンテナ機能部120が存在する部位を除いて一様な構造、つまり、任意の位置(ただし、アンテナ機能部120が存在する部位を除く)での断面の形状と大きさが共に一定であり、材質が任意の位置(ただし、アンテナ機能部120が存在する部位を除く)で一定である構造を持っている。なお、導波路110の断面形状は、図2では長方形であるが、このような構造に限定されず、例えば、正方形あるいは円であってもよい。
The
導波路110の誘電率は、アンテナ機能部120を除く導波路110の周囲の誘電率よりも大きい。図2に示す例では、導波路110の周囲は空気であり、空気の誘電率はおよそ1であるので、導波路110の誘電率は1よりも大きい。このため、導波路110の上記一端に入力された信号生成装置800からの信号の電磁界は、アンテナ機能部120が存在しない場合、誘電率の大きい導波路110に集中して、導波路110の上記他端に向かって低損失に伝わり、導波路110の上記他端に至る。
The dielectric constant of the
各塊体110cの形状は、例えば、多角柱、円柱、球あるいはそれらのうちのいずれかの一部分である。塊体110cの総数Tが2以上である場合、T個の塊体110cの一部(つまりp個、ただし、pは1≦p<Tを満たす)が共通して持つ形状が、T個の塊体110cの他の一部(つまりq個、ただし、qは1≦q<T-pを満たす)あるいは全部(つまりq個、ただし、qはq=T-pを満たす)が共通して持つ形状と同じでもよいし異なっていてもよい。あるいは、T≧2の場合、T個の塊体110cのうちの互いに異なる任意の2個の塊体110cが、互いに異なる形状を持っていてもよい。さらに、塊体110cの総数Tが2以上である場合、T個の塊体110cの一部(つまりp個、ただし、pは1≦p<Tを満たす)が共通して持つ大きさが、T個の塊体110cの他の一部(つまりq個、ただし、qは1≦q<T-pを満たす)あるいは全部(つまりq個、ただし、qはq=T-pを満たす)が共通して持つ大きさと同じでもよいし異なっていてもよい。あるいは、T≧2の場合、T個の塊体110cのうちの互いに異なる任意の2個の塊体110cが、互いに異なる大きさを持っていてもよい。
The shape of each
以下、任意のi番目のアンテナ機能部120が含む塊体110cの数niをMに書き換えて説明する。M=1の場合、1個の塊体110cは「導波路110の側面に沿う長手方向を持っている形状」を持っており、この塊体110cの長手方向と導波路110の長手方向がなす角度γは0度よりも大きく90度よりも小さい。角度γは、塊体110cの長手方向と導波路110の長手方向がなす鋭角として定める。導波路110が非直線的な形状(例えば上述の蛇行形状)を持っている場合、角度γを測るときの「導波路110の長手方向」は、i番目のアンテナ機能部120が位置する導波路110の局所領域における導波路110の伸長方向として定める。
(a)i番目のアンテナ機能部120が位置する導波路110の局所領域に円筒座標系を適用し、且つ、(b)円筒座標系の緯線が局所領域における導波路110の伸長方向と平行であり、且つ、(c)局所領域における導波路110の長手方向に垂直な平面と局所領域における導波路110の側面との交線(ただし、この交線はジョルダン閉曲線である)に従う円筒座標系の方位角が0ラジアンから2πラジアンまで変化する場合、「導波路110の側面に沿う長手方向を持っている形状」として、次の条件を満たす導波路110の側面上の線Xに沿う形状を例示できる。[条件](1)線Xは、線分(つまり、有限の長さと両端を持つ、直線の一部である)またはジョルダン弧(つまり、有限の長さと両端を持つ、単純な曲線の一部である)であり、且つ、(2)線Xに従う円筒座標系の高度zの増大に応じて線Xに従う円筒座標系の方位角φ[単位:radian]がa≦φ≦b(ただし、φ=aは線Xの一端に対応し、φ=bは線Xの他端に対応し、a,bは、0<b-a<πを満たし、好ましくはπ/4≦b-a<πを満たし、さらに好ましくはπ/3≦b-a<πを満たす)の範囲で狭義単調増加あるいは狭義単調減少し、且つ、(3)線Xに従う円筒座標系の方位角φの増大に応じて線Xに従う円筒座標系の高度zが狭義単調増加あるいは狭義単調減少する。
線Xは、好ましくは、一つの平面に含まれる。この場合、線Xは、上記条件を満たし、且つ、導波路110と斜めに交わる平面と導波路110の側面との交線の一部である。
導波路110の断面形状が矩形である場合、「導波路110の側面に沿う長手方向を持っている形状」として、導波路110の平らな側面と平行な母線を持つ多角柱、半円柱、斜多角柱(つまり、斜柱且つ角柱)、斜半円柱(つまり、斜柱且つ半円柱)を例示できる。図3は、互いに対向する2個の長辺側面111a,111bのそれぞれに1個のアンテナ機能部120が存在しており、各アンテナ機能部120は1個の斜三角柱体である塊体110cを含み、一方の塊体110cの一端底面が一方の短辺側面113aと一方の長辺側面111aとの境界に及び、一方の塊体110cの他端底面が他方の短辺側面113bと一方の長辺側面111aとの境界に及び、他方の塊体110cの一端底面が一方の短辺側面113aと他方の長辺側面111bとの境界に及び、他方の塊体110cの他端底面が他方の短辺側面113bと他方の長辺側面111bとの境界に及ぶ例を示している。図4は、互いに対向する2個の長辺側面111a,111bのそれぞれに1個のアンテナ機能部120が存在しており、各アンテナ機能部120は1個の斜半円柱体である塊体110cを含み、一方の塊体110cの一端底面が一方の短辺側面113aと一方の長辺側面111aとの境界に及び、一方の塊体110cの他端底面が他方の短辺側面113bと一方の長辺側面111aとの境界に及び、他方の塊体110cの一端底面が一方の短辺側面113aと他方の長辺側面111bとの境界に及び、他方の塊体110cの他端底面が他方の短辺側面113bと他方の長辺側面111bとの境界に及ぶ例を示している。図5は、図4に示す構成の変形例であり、塊体110cが直半円柱体(つまり、直柱且つ半円柱)であり、一方の塊体110cの一端底面が一方の短辺側面113aと一方の長辺側面111aとの境界に及ばず、一方の塊体110cの他端底面が他方の短辺側面113bと一方の長辺側面111aとの境界に及ばず、他方の塊体110cの一端底面が一方の短辺側面113aと他方の長辺側面111bとの境界に及ばず、他方の塊体110cの他端底面が他方の短辺側面113bと他方の長辺側面111bとの境界に及ばない例を示している。
導波路110の断面形状が円である場合、「導波路110の側面に沿う長手方向を持っている形状」として、導波路110と斜めに交わる平面と導波路110の側面との交線の一部である楕円弧に沿った湾曲斜多角柱、湾曲斜半円柱を例示できる。図6は、導波路110の円周上の互いに180度離れた位置のそれぞれに1個のアンテナ機能部120が存在しており、各アンテナ機能部120が1個の湾曲斜半円柱体である塊体110cを含む例を示している。
角度γを測るときの「塊体110cの長手方向」は、例えば、線Xの両端を結ぶ方向として定める。
In the following description, the number ni of
(a) applying a cylindrical coordinate system to the local region of the
Line X is preferably contained in one plane. In this case, the line X is a part of the line of intersection between a plane that satisfies the above conditions and obliquely intersects the
When the cross-sectional shape of the
When the cross-sectional shape of the
The "longitudinal direction of the mass 110c" when measuring the angle γ is defined as the direction connecting both ends of the line X, for example.
あるいは、M≧2の場合においてM個の塊体110cが配置される方向と導波路110の長手方向がなす角度γは0度よりも大きく90度よりも小さい。各塊体110cの形状は、限定は無いものの、例えば、多角柱、円柱、球あるいはそれらのうちのいずれかの一部分である。M個の塊体110cは、例えば、上述の線Xに沿って配置される。隣り合う塊体110cは互いに接触していることが好ましい。角度γは、M個の塊体110cが配置される方向と導波路110の長手方向がなす鋭角として定める。角度γを測るときの「M個の塊体110cが配置される方向」は、例えば、線Xの両端を結ぶ方向として定める。導波路110が非直線的な形状(例えば上述の蛇行形状)を持っている場合、角度γを測るときの「導波路110の長手方向」は、i番目のアンテナ機能部120が位置する導波路110の局所領域における導波路110の伸長方向として定める。図7は、1個のアンテナ機能部120が4個の半球塊体110cを含む場合において、図3に示す塊体110cが4個の半球塊体110cに置換されたこと以外は図3に示す構造と同じ構造を持つ例を示している。
Alternatively, when M≧2, the angle γ between the direction in which the
角度γは、上述のとおり0<γ<90を満たすが、好ましくは30≦γ<90を満たし、さらに好ましくは45≦γ<90を満たす。 The angle γ satisfies 0<γ<90 as described above, preferably 30≦γ<90, more preferably 45≦γ<90.
長手方向における導波路110上でのアンテナ機能部120の位置は、好ましくは、導波路110の両端を除く位置であり、さらに好ましくは、不整合が発生しにくく、且つ、伝播モードの変換が発生しにくい位置である。アンテナ機能部120の総数Nが2以上である場合、N個のアンテナ機能部120のうちの互いに異なる任意の2個のアンテナ機能部120の導波路110の一端からその長手方向に沿って計測した距離が互いに異なってもよいし、例えば、互いに異なる或る2個以上のアンテナ機能部120の導波路110の一端からその長手方向に沿って計測した距離が互いに等しくてもよい。後者の場合、これら2個以上のアンテナ機能部120は、導波路110の周上の異なる位置に位置する。さらに、この後者の場合、導波路110を伝わる電磁波の伝播モードを考慮すると、好ましくは、2個のアンテナ機能部120が導波路110の周上の互いに180度離れた位置に位置する(図3,4,6参照)。2個のアンテナ機能部120が導波路110の周上の互いに180度離れた位置に位置する場合、一方のアンテナ機能部120における1個の塊体110cの長手方向またはM個の塊体110cが配置される方向と、他方のアンテナ機能部120における1個の塊体110cの長手方向またはW個(ただし、Wは2以上の予め定められた整数である)の塊体110cが配置される方向は、例えば、鏡映対称の関係にある(図3,4,6参照)。導波路110が例えば細長い直方体である場合、鏡映面は、長辺側面111a,111bと平行であり且つ二つの長辺側面111a,111bから同じ距離に位置する平面である。
The position of the
j番目(j∈S,Sは集合{1,…,N}の空集合を除く予め定められた部分集合である)のアンテナ機能部120が導波路110上に位置する例において、j番目のアンテナ機能部120に含まれる各塊体110cは、導波路110と一体に形成された物でもよいし、導波路110と別に形成された物でもよい。後者の場合、各塊体110cは、導波路110に取り付けられるが、その後、導波路110から取り外せなくてもよいし、導波路110から取り外せてもよい。各塊体110cが導波路110から取り外せる場合であっても、ひとたび各塊体110cが導波路110に取り付けられたならば、各塊体110cが導波路110上で動かないことが望まれる。各塊体110cは導波路110に密着した状態にある。このため、塊体110cを導波路110に取り付ける場合、塊体110cは、塊体110cが取り付けられる導波路110の部位の局所的表面形状と同じ形状の密着面を持ち、例えば、導波路110が細長い直方体であれば塊体110cの密着面は少なくとも1個の平面で構成され(図3,4参照)、導波路110が細長い円柱であれば塊体110cの密着面は円柱面の一部である(図6参照)。塊体110cを導波路110に密着させる際に接着剤または粘着剤を用いる場合、接着剤または粘着剤の誘電率は導波路110の誘電率と同じ程度か、または、塊体110cの誘電率と同じ程度であることが望ましい。
In the example where the j-th antenna function 120 (where jεS, S is a predetermined subset of the set {1, . Each
k番目(k∈R,Rは集合{1,…,N}の空集合を除く予め定められた部分集合である)のアンテナ機能部120が導波路110から離れた導波路110の近傍に位置する例において、k番目のアンテナ機能部120に含まれる塊体110cと導波路110との間の距離の上限は、塊体110cの誘電率、導波路110の誘電率、塊体110cと導波路110との間の媒質(媒質として、空気または発砲プラスチックを例示できる)の誘電率、導波路110を伝播する信号の強度、導波路110の断面の形状、導波路110の断面の大きさなどによって決まる。ただし、ここで「塊体110cと導波路110との間の距離」は、塊体110c上の任意の点と導波路110上の任意の点との間の距離のうち最短のものをいう。塊体110cと導波路110との間の距離が上記上限以下であれば、塊体110cは後述する放射部としてあるいは受信部として機能する。換言すれば、塊体が位置する「導波路の近傍」とは、塊体110cが後述する放射部としてあるいは受信部として機能できる範囲である。
The k-th antenna function unit 120 (where kεR, R is a predetermined subset of the set {1, . In this example, the upper limit of the distance between the
アンテナ機能部120と導波路110との位置関係は、永続的関係でもよいし、一時的関係でもよい。永続的関係の場合、例えば図8(a)に示すように、導波路110に固定された取付部品310に、アンテナ機能部120が固定されている。取付部品310の材質は、誘電体でもよいし金属でもよい。ただし、アンテナ機能部120と導波路110との間に電気伝導体(例えば、取付部品310の材質が金属である場合、取付部品310の一部または全部である)が存在することを避けることが望ましい。取付部品310は、アンテナ機能部120を保持するホルダーとしての役割と、アンテナ機能部120と導波路110との間の距離を一定に保つスペーサーとしての役割を担っている。
The positional relationship between the
一時的関係の場合、例えば図8(b)に示すように、筒状のスライダー320にアンテナ機能部120を固定し、このスライダー320を導波路110に取り付ける。スライダー320は、導波路110に沿って移動できる。スライダー320の材質は、誘電体でもよいし金属でもよい。ただし、この例においても、アンテナ機能部120と導波路110との間に電気伝導体(例えば、スライダー320の材質が金属である場合、スライダー320の一部または全部である)が存在することを避けることが望ましい。スライダー320は、アンテナ機能部120を保持するホルダーとしての役割と、アンテナ機能部120と導波路110との間の距離を一定に保つスペーサーとしての役割を担っている。
In the case of a temporary relationship, for example, as shown in FIG.
一時的関係の他の例として、アンテナ機能部120が可動物(可動物として、履物、アンクレットのような人体に着用する物、あるいは、搬送ロボットを例示できる)に取り付けられており、導波路110の全部または一部が床、通路のような構造物に埋設されている形態を例示できる。図8(c)に可動物が搬送ロボット330の場合の例を示す。この場合、構造物上を移動する可動物が導波路110に近づいたとき、つまり、可動物に取り付けられたアンテナ機能部120が、導波路110からの距離が上記上限以下である範囲に入ったとき、アンテナ機能部120は後述する放射部としてあるいは受信部として機能する。可動物が受信機あるいは送信機を持っている場合(可動物は、必要に応じて、増幅器などの電子部品を持っていてもよい)、信号生成装置800(後述するとおり、信号生成装置800に限らず、受信装置、あるいは、送受信装置でもよい)と可動物の受信機あるいは送信機との間で、通信が実現する。アンテナ機能部120が可動物に取り付けられている例によると、可動物が導波路110に近づいたときだけ電磁波の放射が発生するので、エネルギーの利用効率が向上する。
As another example of the temporary relationship, the
図2~7に示す例に限定されず、N個のアンテナ機能部120を持つ導波路110の外周に、誘電体で形成されたカバー110bを配置してもよい(導波路110の長手方向に垂直な断面図である図9参照)。カバー110bは、導波路110および導波路110上のアンテナ機能部120に密着している。この例に限らず、カバー110bは、アンテナ機能部120を除き、あるいは、アンテナ機能部120が位置する導波路110の部位およびアンテナ機能部120を除き、導波路110を覆ってもよい。導波路110の誘電率およびアンテナ機能部120に含まれる各塊体110cの誘電率は、カバー110bの誘電率よりも大きい。このため、導波路110の上記一端に入力された信号生成装置800からの信号の電磁界は、アンテナ機能部120が存在しない場合、誘電率の大きい導波路110に集中して、導波路110の上記他端に向かって低損失に伝わり、導波路110の上記他端に至る。
It is not limited to the examples shown in FIGS. 2 to 7, and a
i番目(i∈{1,…,N})のアンテナ機能部120に含まれる各塊体110cは、電磁波(帯域としては電波である)を放射する放射部として機能することができる。塊体110cにおいて電磁波の放射によって失われる電力は、主に、塊体110cの形状、大きさ、数およびその誘電率に依存する。より強い電力の電磁波を放射する観点から、例えば、塊体110cの誘電率は導波路110の誘電率と同じまたは大きいことが好ましい。さらに好ましくは、損失の観点から、使用する電磁波の周波数帯において誘電正接が小さい材料が導波路110と塊体110cのそれぞれの誘電体として選定される。一般に、誘電率が高くなると誘電正接が大きくなるので、放射量と損失量を考慮して、導波路110と塊体110cのそれぞれの誘電体が持つべき誘電率が決定される。このように、塊体110cが存在する場合、信号生成装置800からの信号は、この塊体110cで電磁波として放射される。なお、「放射」とは、塊体110cに到達した信号の電力のうち電磁波の放射によって失われる電力が、当該塊体110cが存在しない場合に実際には発生する伝送損失を超えることをいう。塊体110cで電磁波の放射によって失われる電力は、通常、塊体110cに到達した信号の電力の一部であり、残余の電力を持った信号は導波路110において塊体110cが位置する部位を通過する。塊体110cを通過した信号は、導波路110を伝わり、隣の塊体110cに向かって、隣の塊体110cが無ければ導波路110の上記他端に向かって、低損失に伝播する。塊体110cで放射された電磁波は、携帯電話などの通信端末200が持つ無線アンテナ(図示せず)によって受信される。
Each
導波路110は、単一の製品としての構成を持っていてもよいし、例えば同一の構造を持つ複数の導波路(以下、サブ導波路と呼称する)が一列に接続された構成を持っていてもよい。後者の場合、サブ導波路とサブ導波路との接続として、光ファイバーを参考に、融着による接続またはコネクタを用いる接続を採用できる。あるいは、溶接または溶着によって、サブ導波路とサブ導波路を互いに接続してもよい。互いに接続された隣り合う2個のサブ導波路の一方のサブ導波路の誘電率は、他方のサブ導波路の誘電率と異なってもよい。
The
導波路110は分岐構造を持っていてもよい。分岐形状および分岐数に限定は無い。図10に、分岐数が2の場合のT型導波路110の例を示す。分岐構造を持つ導波路110は、単一の製品としての構成を持っていてもよいし、例えば同一の構造を持つ複数のサブ導波路を接続した構成を持っていてもよい。後者の場合、サブ導波路とサブ導波路との接続として、例えば分岐導波管350を用いる接続を採用できる。
上述の実施形態では、導波路110の一端は信号生成装置800に物理的に接続されているが、この構成に限定されない。例えば図11に示すように、導波路110の一端を電磁波を伝播できる媒体の一部に接続し、媒体の他部を信号生成装置800に接続してもよい。媒体として、導波路110の材料と異なる材料で作られた線路(例えば、同軸線路、あるいは、導波路110の誘電率と異なる誘電率を持つ導波路である)、あるいは、空気、あるいは、光ファイバーを例示できる。媒体が空気である場合から理解できるように、「接続」という用語は、必ずしも物理的接続のみを意味せず、電磁波が伝播可能である物理的態様を意味する。媒体が線路110aである場合、図11(a)に示すように、線路110aと導波路110は例えばコネクタ360を用いて互いに接続される。媒体が空気である場合、例えば図11(b)に示すように、信号生成装置800に取り付けたアンテナ装置370aと、導波路110の一端に取り付けたアンテナ装置370bによって、信号生成装置800と導波路110との間で電磁波の伝播が実現する。導波路110の一端に取り付けるアンテナ装置370bは、例えば、捕捉した電磁波を増幅するレピーター(repeater)を含んでもよい。ただし、信号生成装置800に取り付けたアンテナ装置370aと導波路110の一端とのアラインメントが良好である場合、導波路110の一端が直接、信号生成装置800からの信号を受信してもよい。
In the embodiments described above, one end of
媒体が光ファイバー112である場合、例えば図11(c)に示すように、導波路110の一端は第1光電変換器380aに接続しており、第1光電変換器380aは光ファイバー112の一端に接続しており、光ファイバー112の他端は信号生成装置800が持つ第2光電変換器380bに接続している。第2光電変換器380bは、例えばレーザーダイオードであり、信号生成装置800が生成した電気信号を光信号に変換する。光信号は光ファイバー112を伝播する。第1光電変換器380aは、例えばフォトダイオードであり、光ファイバー112からの光信号を電気信号に変換する。したがって、信号生成装置800と導波路110との間で電磁波(この例では、光)の伝播が実現する。
例えば、塊体110cを設置すべき場所が信号生成装置800から遠く離れた場所に限られている状況の下で信号生成装置800から塊体110cの設置場所までに至る長い導波路110を使用するならば、導波路110の通過損失を無視できなくなる。光ファイバー112の通過損失は通例、導波路110の通過損失よりも小さいので、図11(c)に示す構成は、信号の長距離低損失伝送にとって有益である。信号の長距離低損失伝送の観点からは、図11(c)に示す構成において、塊体110cの形状あるいは配置に関する上述の条件(つまり、塊体110cの長手方向と導波路110の長手方向がなす角度γが0度よりも大きく90度よりも小さいこと、あるいは、2個以上の塊体110cが配置される方向と導波路110の長手方向がなす角度γが0度よりも大きく90度よりも小さいこと)は不要であり、この他の技術的事項はこの明細書に説明されるとおりである。
When the medium is the
For example, in a situation where the place where the
導波路110は通例、広域通過フィルタと同等の特性を持っており、広帯域の信号を伝送できる。したがって、図1に示すように信号生成装置800から導波路110に入力された信号がQ個(ただし、QはQ≧2を満たす予め定められた整数である)の帯域を持つマルチバンド信号である場合、それぞれの塊体110cからQ個の当該帯域の電磁波が放射される。また、光ファイバー112も通例、広帯域の信号を伝送できる。したがって、図11(c)に示す構成によると、信号生成装置800が生成したマルチバンド信号は、光電変換によって光信号として光ファイバー112を伝播し、さらに、光電変換によって再び電気信号として導波路110を伝播し、それぞれの塊体110cからQ個の当該帯域の電磁波として放射される。
マルチバンド信号の場合、塊体110cから空間に放射された電磁波の伝播特性は帯域ごとに異なるので、放射に最適な塊体110cの位置は帯域ごとに異なる。例えば、高周波帯域の電磁波は、電磁波遮蔽物によってより大きな影響を受ける。したがって、低周波帯域の電磁波の放射に最適な位置と同じ位置から高周波帯域の電磁波を放射するならば、電磁波遮蔽物の存在によって不感地帯が増えてしまう。しかし、無線アンテナ100を使用し、低周波帯域の電磁波の放射に最適な位置に設置される塊体110cとは別に、電磁波遮蔽物を避け得る導波路110上の位置(つまり、高周波帯域の電磁波の放射に最適な位置)に塊体110cを設置することによって、好ましくは、さらに、適切な形状を持つ塊体110cを設置することによって、或いは、複数の塊体110cを適切な方向に配置することによって、高周波帯域の電磁波の放射方向が最適化され、この結果、電磁波遮蔽物による不感地帯を減らすことができる。
In the case of a multiband signal, the propagation characteristics of the electromagnetic waves radiated into space from the mass 110c differ for each band, so the optimum position of the mass 110c for radiation differs for each band. For example, electromagnetic waves in the high frequency band are more affected by electromagnetic wave shields. Therefore, if electromagnetic waves in a high frequency band are radiated from the same position as the optimum position for radiating electromagnetic waves in a low frequency band, dead zones increase due to the existence of electromagnetic wave shields. However, using the
図12は、空気(誘電率:1)で囲まれた直方体状の導波路110(誘電率:2.1、短辺:7mm、長辺:14mm、長さ:50mm)の長辺側面111a,111bに設置された2個の塊体110c(図3参照)から放射された電波の指向特性を示している。各塊体110cは、底面が一辺5mmの正三角形である斜三角柱である。斜三角柱の平行四辺形の一側面は導波路110の長辺側面に接している(図3参照)。図13に示すように、導波路110の長手方向をZ軸とし、長辺側面111aの法線方向をX軸とし、短辺側面113aの法線方向をY軸とすると、θはYZ平面上でZ軸から測った角度であり、φはXY平面上でX軸から測った角度である。指向特性は、θ=60[度]における角度φによって示されている。図12中のγは、図3に示すγである。γ=90[度]である場合に最大放射方向は0度と180度であるが、γ=80[度]である場合に最大放射方向は10度と170度であり、γ=75[度]である場合に最大放射方向は25度と155度である。したがって、角度γの変更に応じて最大放射方向および電波放射の指向特性を変更できることが分かる。
FIG. 12 shows a rectangular parallelepiped waveguide 110 (dielectric constant: 2.1, short side: 7 mm, long side: 14 mm, length: 50 mm) surrounded by air (dielectric constant: 1). It shows the directional characteristics of radio waves radiated from two installed
図14および図15は、長辺側面111a,111bのそれぞれに1個の塊体110cが設置されており且つ空気(誘電率:1)で囲まれた直方体状の導波路110(誘電率:2.1、短辺:7mm、長辺:14mm、長さ:50mm)の通過損失(Sパラメータ:S21)および反射特性(Sパラメータ:S11)を示している。各塊体110cは、底面が一辺5mmの正三角形である斜三角柱である。斜三角柱の平行四辺形の一側面は導波路110の長辺側面に接している(図3参照)。ここで、誘電正接によって生じる損失(誘電体損失)は無いものとした。これらの図から、角度γを変更してもS21およびS11は大きく変化しないことが分かる。したがって、角度γの変更に応じて、通過特性および反射特性に大きな影響を与えることなく放射方向を変更できることが分かる。
14 and 15 show a rectangular parallelepiped waveguide 110 (dielectric constant: 2.1) surrounded by air (dielectric constant: 1), with one
既述のとおり、互いに異なる2個のアンテナ機能部120の導波路110の一端からその長手方向に沿って計測した距離が互いに等しく、且つ、当該2個のアンテナ機能部120が導波路110の周上の互いに180度離れた位置に位置する場合、例えば図12からわかるように、二方向に放射が行われることがわかる。放射方向を一方向に限定したい場合、導波路110の長手方向に沿った断面図である図16に示すように、希望しない放射方向に電磁波を放射するアンテナ機能部120の上方に反射体150を設置する。図16(a)に示す例では、導波路110の誘電率よりも小さい誘電率を持つ誘電体160で導波路110を囲んでおり、誘電体160の外表面に反射体150を設置している。反射体150は、金属でもよいし、導波路110の誘電率あるいはアンテナ機能部120に含まれる各塊体110cの誘電率と異なる誘電率を持つ誘電体でもよいが、アンテナ機能部120から放射された電磁波が好ましくは全反射する条件を有するものである。図16(a)に示す例に限定されず、図16(b)に示すように、反射体150を支持する機能を有する支持部材165を用いてもよい(この例は、例えば図16(a)の例において誘電体160が空気である場合に有用である)。
As described above, the distances measured along the longitudinal direction from one end of the
導波路110上の或る部位あるいは導波路110から離れた導波路110の近傍に1個のアンテナ機能部120が存在する場合であっても、アンテナ機能部120から、導波路110から離れる第1の向きだけでなく、第1の向きと反対の第2の向きにも電磁波は放射される。放射方向を第1の向きに限定したい場合、導波路110の長手方向に沿った断面図である図17に示すように、第2の向きにおいてアンテナ機能部120の上方に反射体150を設置する。図17(a)に示す例では、導波路110の誘電率よりも小さい誘電率を持つ誘電体160で導波路110を囲んでおり、誘電体160の外表面に反射体150を設置している。反射体150は、金属でもよいし、導波路110の誘電率あるいはアンテナ機能部120に含まれる各塊体110cの誘電率と異なる誘電率を持つ誘電体でもよいが、アンテナ機能部120から放射された電磁波が好ましくは全反射する条件を有するものである。図17(a)に示す例に限定されず、図17(b)に示すように、反射体150を支持する機能を有する支持部材165を用いてもよい(この例は、例えば図17(a)の例において誘電体160が空気である場合に有用である)。
Even if there is one
導波路110が2個以上のアンテナ機能部120を持つ場合、アンテナ機能部120の総数Nは、電磁波の放射によって失われる所望の電力に応じて定められる。導波路110の上記一端に入力される信号生成装置800からの信号の電力は、各アンテナ機能部120と導波路110の上記他端とで電磁波の放射によって失われる電力の総和に、導波路110において導波路として機能する部分での実際には発生する伝送損失を加えた総電力であることが必要である。
If the
あるいは、導波路110の上記一端に入力される信号生成装置800からの信号の電力(以下、入力電力と呼称する)が予め定まっている場合には、導波路110において導波路として機能する部分での実際には発生する伝送損失を入力電力から除いた電力が、各アンテナ機能部120と導波路110の上記他端とで電磁波の放射によって失われる電力に分配され、各アンテナ機能部120での放射の程度は、分配される電力に応じて定められる。例えば、各アンテナ機能部120で等しい放射損失が望まれる場合がある。この場合、N個のアンテナ機能部120が在るとして信号生成装置800に近い方から1番目、2番目、…、i番目、…、N番目のアンテナ機能部120と呼称すると、i番目(i∈{1,…,N})のアンテナ機能部120が位置する部位に到達する信号の電力のうち1/(N-i+1)で表される割合の電力を放射によって損失するようにi番目のアンテナ機能部120の放射の程度を調整すればよい。この場合、N番目のアンテナ機能部120では、ここに到達した信号の電力のほぼ全部が放射によって損失されるため、導波路110の上記他端での電磁波の放射はほぼ無い。例えばN=5の場合、1番目、2番目、3番目、4番目の各アンテナ機能部120は、それぞれ、到達した信号のうち、-7dB(5分の1),-6dB(4分の1),-4.8dB(3分の1),-3dB(2分の1)を電磁波として放射し、5番目のアンテナ機能部120は、可能な限り、到達した信号の全電力を電磁波として放射する。
Alternatively, when the power of the signal from the
上述の例によるとi番目のアンテナ機能部120に到達する信号の電力と放射損失の割合はiの増大とともに大きくなるため、iの増大に伴いi番目のアンテナ機能部120では放射電力が大きくなるようにアンテナ機能部120に含まれる各塊体110cの形状や大きさなどが選定される。
According to the above example, the ratio between the power of the signal reaching the i-th
図3~図7に示す実施形態の無線アンテナ100では、j番目(j∈S,Sは集合{1,…,N}の空集合を除く予め定められた部分集合である)のアンテナ機能部120に含まれる全ての塊体110cの密着状態の保持が恒久的な方法でなされなければ、導波路110の一部を電磁波の放射部として機能させるj番目のアンテナ機能部120に含まれる全ての塊体110cの密着状態はいつでも解消可能である。つまり、導波路110の一部を電磁波の放射部として機能させる必要のある期間ではj番目のアンテナ機能部120に含まれる全ての塊体110cの密着状態は保持され続けるが、当該必要が無くなった場合、放射部として機能する部位のj番目のアンテナ機能部120に含まれる全ての塊体110cの密着状態が解消される。密着状態が解消された部位は、電磁波の放射部としての機能を失うとともに導波路として機能する。このため、サービスエリアの変更に応じて電磁波の放射部の位置、つまりアンテナ機能部120を導波路110に取り付ける位置を容易に変更することができる。
In the
上述の無線アンテナ100は、送信用のアンテナとしてではなく、受信用のアンテナとしても使用できる。この場合、例えば、導波路110の上記一端には、信号生成装置800に替えて受信装置が接続される。例えば携帯電話から発せられた電磁波は受信部(つまり、アンテナ機能部120である)で吸収され、導波路110によって受信装置に伝達される。3dBの損失は、受信部で吸収された電磁波が導波路110の上記一端と上記他端とに向かって分配されることによって発生する。導波路110の上記一端には、信号生成装置800に替えて送信機能と受信機能の両方を持つ送受信装置が接続されてもよい。この他、(1)上記一端に信号生成装置800が接続されている導波路110の上記他端に受信装置を接続する構成も採用できるし、(2)上記一端に送受信装置が接続されている導波路110の上記他端に受信装置を接続する構成も採用できるし、(3)無線アンテナ100の上記一端と上記他端のそれぞれに受信装置を接続する構成も採用できるし、(4)無線アンテナ100の上記一端と上記他端のそれぞれに送受信装置を接続する構成も採用できる。特に、(2),(3),(4)の構成によると、図示しない合成装置が導波路110の両端に接続された装置の受信機能で受信した電磁波を合成することによって、上述の3dBの損失を解消することができる。
The
上述の各種の実施形態に開示された技術的特徴は互いに排他的であるとは限らない。技術的観点から矛盾の無い限り、或る実施形態の技術的特徴を他の実施形態の技術的特徴に適用してもよい。 The technical features disclosed in the various embodiments described above are not necessarily mutually exclusive. Technical features of one embodiment may be applied to technical features of other embodiments as long as there is no contradiction from a technical point of view.
<補遺>
例示的な実施形態を参照して本発明を説明したが、当業者は本発明の範囲から逸脱することなく、様々な変更を行い、その要素を均等物で置き換えることができることを理解するであろう。さらに、本発明の本質的な範囲から逸脱することなく、特定のシステム、デバイス、またはそのコンポーネントを本発明の教示に適合させるために、多くの修正を加えることができる。したがって、本発明は、本発明を実施するために開示された特定の実施形態に限定されるものではなく、添付の請求の範囲に含まれるすべての実施形態を含むものとする。
<Addendum>
Although the invention has been described with reference to illustrative embodiments, those skilled in the art will appreciate that various changes can be made and equivalents substituted for elements thereof without departing from the scope of the invention. deaf. In addition, many modifications may be made to adapt a particular system, device, or component thereof to the teachings of the invention without departing from the essential scope of the invention. Therefore, it is intended that the present invention not be limited to the particular embodiments disclosed for carrying out the invention, but include all embodiments falling within the scope of the appended claims.
さらに、「第1」、「第2」などの用語の使用は、それがもしあれば、順序や重要性を示すものではなく、「第1」、「第2」などの用語は要素を区別するために使用される。本明細書で使用される用語は、実施形態を説明するためのものであり、本発明を限定することを意図するものでは決してない。用語「含む」とその語形変化は、本明細書および/または添付の請求の範囲で使用される場合、言及された特徴、ステップ、操作、要素、および/またはコンポーネントの存在を明らかにするが、一つ以上の他の特徴、ステップ、操作、要素、コンポーネント、および/またはそれらのグループの存在または追加を排除しない。「および/または」という用語は、それがもしあれば、関連するリストされた要素の一つ以上のありとあらゆる組み合わせを含む。請求の範囲および明細書において、特に明記しない限り、「接続」、「結合」、「接合」、「連結」、またはそれらの同義語、およびそのすべての語形は、例えば互いに「接続」または「結合」されているか互いに「連結」している二つの間の一つ以上の中間要素の存在を必ずしも否定しない。請求の範囲および明細書において、「任意」という用語は、それがもしあれば、特に明記しない限り、全称記号∀と同じ意味を表す用語として理解されるべきである。例えば、「任意のXについて」という表現は「すべてのXについて」あるいは「各Xについて」と同じ意味を持つ。 Further, the use of the terms "first," "second," etc., if any, does not imply an order or importance, if any, and the terms "first," "second," etc. distinguish between elements. used to The terminology used herein is for the purpose of describing embodiments and is not intended to be limiting of the invention in any way. The term "comprising" and its conjugations, when used herein and/or in the appended claims, reveal the presence of the mentioned features, steps, operations, elements and/or components, does not exclude the presence or addition of one or more other features, steps, operations, elements, components, and/or groups thereof. The term "and/or" includes any and all combinations of one or more of the associated listed elements, if any. In the claims and the specification, unless otherwise stated, the terms "connect", "couple", "join", "link" or synonyms thereof and all forms thereof may be used, for example, to "connect" or "couple" to each other. does not necessarily deny the existence of one or more intermediate elements between the two that are "connected" or "connected" to each other. In the claims and in the specification, the term "arbitrary", if any, is to be understood as a term synonymous with the universal symbol ∀, unless otherwise specified. For example, the phrase "for any X" has the same meaning as "for all X" or "for each X".
特に断りが無い限り、本明細書で使用されるすべての用語(技術用語および科学用語を含む)は、本発明が属する分野の当業者によって一般に理解されるのと同じ意味を有する。さらに、一般的に使用される辞書で定義されている用語などの用語は、関連技術および本開示の文脈におけるそれらの意味と一致する意味を有すると解釈されるべきであり、明示的に定義されていない限り、理想的にまたは過度に形式的に解釈されるものではない。 Unless defined otherwise, all terms (including technical and scientific terms) used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Moreover, terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be construed to have a meaning consistent with their meaning in the context of the relevant art and this disclosure and are not explicitly defined. should not be interpreted ideally or overly formally unless
本発明の説明において、多くの技法およびステップが開示されていることが理解されるであろう。これらのそれぞれには個別の利点があり、それぞれ他の開示された技法の一つ以上、または場合によってはすべてと組み合わせて使用することもできる。したがって、煩雑になることを避けるため、本明細書では、個々の技法またはステップのあらゆる可能な組み合わせを説明することを控える。それでも、明細書および請求項は、そのような組み合わせが完全に本発明および請求項の範囲内であることを理解して読まれるべきである。 It will be appreciated that many techniques and steps are disclosed in describing the present invention. Each of these has individual advantages, and each can also be used in combination with one or more, and possibly all, of the other disclosed techniques. Therefore, to avoid clutter, this specification refrains from describing every possible combination of individual techniques or steps. Nevertheless, the specification and claims should be read with the understanding that such combinations are fully within the scope of the invention and claims.
以下の請求項において手段またはステップと結合したすべての機能的要素の対応する構造、材料、行為、および同等物は、それらがあるとすれば、他の要素と組み合わせて機能を実行するための構造、材料、または行為を含むことを意図する。 Corresponding structures, materials, acts, and equivalents of all functional elements combined with means or steps in the following claims refer to structures, if any, for performing a function in combination with other elements. intended to include , materials, or acts.
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更と変形が許される。選択され且つ説明された実施形態は、本発明の原理およびその実際的応用を解説するためのものである。本発明は様々な変更あるいは変形を伴って様々な実施形態として使用され、様々な変更あるいは変形は期待される用途に応じて決定される。そのような変更および変形のすべては、添付の請求の範囲によって規定される本発明の範囲に含まれることが意図されており、公平、適法および公正に与えられる広さに従って解釈される場合、同じ保護が与えられることが意図されている。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments. Various changes and modifications are allowed without departing from the gist of the present invention. The selected and described embodiments are intended to illustrate the principles of the invention and its practical application. The present invention may be used in various embodiments with various modifications or variations determined according to the expected application. All such modifications and variations are intended to be included within the scope of the invention as defined by the appended claims and, when construed in accordance with the breadth given to fairness, lawfulness and fairness, the same It is intended to be protected.
Claims (9)
誘電体で形成されたケーブル状の導波路と、アンテナ機能部を含み、
上記導波路の誘電率は、上記アンテナ機能部を除く上記導波路の周囲の誘電率よりも大きく、
上記アンテナ機能部は、誘電体で形成されたM個(ただし、Mは1以上の予め定められた整数である)の塊体を含み、
上記M個の塊体のそれぞれは、上記導波路上に、または、上記導波路の近傍に、位置しており、
M=1の場合において上記1個の塊体の長手方向と上記導波路の長手方向がなす角度、あるいは、M≧2の場合において上記M個の塊体が配置される方向と上記導波路の長手方向がなす角度は、0度よりも大きく90度よりも小さい
無線アンテナ。 A radio antenna capable of transmitting and receiving signals in the millimeter wave band or quasi-millimeter wave band,
including a cable-shaped waveguide made of dielectric material and an antenna function part,
the dielectric constant of the waveguide is greater than the dielectric constant around the waveguide excluding the antenna function part;
The antenna function unit includes M pieces (where M is a predetermined integer of 1 or more) formed of a dielectric,
each of the M masses is located on or near the waveguide;
In the case of M=1, the angle formed by the longitudinal direction of the one lump and the longitudinal direction of the waveguide, or in the case of M≧2, the direction in which the M lumps are arranged and the angle of the waveguide A radio antenna whose longitudinal direction forms an angle greater than 0 degrees and less than 90 degrees.
上記M個の塊体は、上記導波路に固定されている
ことを特徴とする無線アンテナ。 The radio antenna according to claim 1,
A wireless antenna, wherein the M lumps are fixed to the waveguide.
上記M個の塊体は、上記導波路から取り外せる
ことを特徴とする無線アンテナ。 The radio antenna according to claim 1,
The radio antenna, wherein the M blocks are detachable from the waveguide.
上記M個の塊体のそれぞれの誘電率は、上記導波路の誘電率以上である
ことを特徴とする無線アンテナ。 In the radio antenna according to any one of claims 1 to 3,
A radio antenna, wherein the permittivity of each of the M lumps is equal to or greater than the permittivity of the waveguide.
さらに、もう一つのアンテナ機能部を含み、
上記もう一つのアンテナ機能部は、誘電体で形成されたW個(ただし、Wは1以上の予め定められた整数である)の塊体を含み、
上記W個の塊体のそれぞれは、上記導波路上に、または、上記導波路の近傍に、位置しており、
W=1の場合において上記1個の塊体の長手方向と上記導波路の長手方向がなす角度、あるいは、W≧2の場合において上記M個の塊体が配置される方向と上記導波路の長手方向がなす角度は、0度よりも大きく90度よりも小さく、
上記アンテナ機能部と上記もう一つのアンテナ機能部が上記導波路の周上の互いに180度離れた位置に位置する場合、上記アンテナ機能部における上記1個の塊体の長手方向(ただし、M=1)または上記M個の塊体が配置される方向(ただし、M≧2)と、上記もう一つのアンテナ機能部における上記1個の塊体の長手方向(ただし、W=1)または上記W個の塊体が配置される方向(ただし、W≧2)は、鏡映対称の関係にある
ことを特徴とする無線アンテナ。 In the radio antenna according to any one of claims 1 to 4,
Furthermore, including another antenna function part,
The another antenna function unit includes W (where W is a predetermined integer of 1 or more) lumps formed of a dielectric,
each of the W masses is located on or near the waveguide;
The angle formed by the longitudinal direction of the one lump and the longitudinal direction of the waveguide in the case of W=1, or the direction in which the M lumps are arranged and the waveguide in the case of W≧2 The angle formed by the longitudinal direction is greater than 0 degrees and less than 90 degrees,
When the antenna functioning portion and the other antenna functioning portion are positioned 180 degrees apart from each other on the circumference of the waveguide, the lengthwise direction of the one lump in the antenna functioning portion (where M= 1) Or the direction in which the M blocks are arranged (where M≧2) and the longitudinal direction of the one block in the other antenna function unit (W = 1) or the above W 1. A wireless antenna characterized in that the directions in which the clusters are arranged (where W≧2) have a relationship of reflection symmetry.
上記導波路は分岐構造を持っている
ことを特徴とする無線アンテナ。 In the radio antenna according to any one of claims 1 to 5,
A radio antenna, wherein the waveguide has a branched structure.
上記導波路は、電磁波を伝播できる媒体に接続している
ことを特徴とする無線アンテナ。 In the radio antenna according to any one of claims 1 to 6,
A radio antenna, wherein the waveguide is connected to a medium capable of propagating electromagnetic waves.
誘電体で形成されたケーブル状の導波路と、アンテナ機能部と、光電変換器と、光ファイバーを含み、
上記導波路の誘電率は、上記アンテナ機能部を除く上記導波路の周囲の誘電率よりも大きく、
上記アンテナ機能部は、誘電体で形成されたM個(ただし、Mは1以上の予め定められた整数である)の塊体を含み、
上記M個の塊体のそれぞれは、上記導波路上に、または、上記導波路の近傍に、位置しており、
上記導波路の一端は上記光電変換器に接続しており、
上記光電変換器は上記光ファイバーに接続している
無線アンテナ。 A radio antenna capable of transmitting and receiving signals in the millimeter wave band or quasi-millimeter wave band,
Including a cable-shaped waveguide made of a dielectric, an antenna function part, a photoelectric converter, and an optical fiber,
the dielectric constant of the waveguide is greater than the dielectric constant around the waveguide excluding the antenna function part;
The antenna function unit includes M pieces (where M is a predetermined integer of 1 or more) formed of a dielectric,
each of the M masses is located on or near the waveguide;
One end of the waveguide is connected to the photoelectric converter,
The photoelectric converter is a radio antenna connected to the optical fiber.
上記無線アンテナは、誘電体で形成されたケーブル状の導波路と、アンテナ機能部を含み、
上記導波路の誘電率は、上記アンテナ機能部を除く上記導波路の周囲の誘電率よりも大きく、
上記アンテナ機能部は、誘電体で形成されたM個(ただし、Mは1以上の予め定められた整数である)の塊体を含み、
上記M個の塊体のそれぞれは、上記導波路上に、または、上記導波路の近傍に、位置しており、
M=1の場合において上記1個の塊体の長手方向と上記導波路の長手方向がなす角度、あるいは、M≧2の場合において上記M個の塊体が配置される方向と上記導波路の長手方向がなす角度は、0度よりも大きく90度よりも小さく、
上記通信端末は、上記通信端末のアンテナで、上記アンテナ機能部から放射された電磁波を受信し、
上記アンテナ機能部は、上記通信端末のアンテナからの電磁波を受信する
ことを特徴とする無線通信システム。 A wireless communication system including a wireless antenna and a communication terminal,
The radio antenna includes a cable-shaped waveguide made of a dielectric and an antenna function part,
the dielectric constant of the waveguide is greater than the dielectric constant around the waveguide excluding the antenna function part;
The antenna function unit includes M pieces (where M is a predetermined integer of 1 or more) formed of a dielectric,
each of the M masses is located on or near the waveguide;
In the case of M=1, the angle formed by the longitudinal direction of the one lump and the longitudinal direction of the waveguide, or in the case of M≧2, the direction in which the M lumps are arranged and the angle of the waveguide The angle formed by the longitudinal direction is greater than 0 degrees and less than 90 degrees,
The communication terminal receives an electromagnetic wave radiated from the antenna function unit with an antenna of the communication terminal,
The radio communication system, wherein the antenna function unit receives electromagnetic waves from an antenna of the communication terminal.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021162844A JP2023053664A (en) | 2021-10-01 | 2021-10-01 | Radio antenna, and radio communication system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2021162844A JP2023053664A (en) | 2021-10-01 | 2021-10-01 | Radio antenna, and radio communication system |
Publications (1)
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JP2023053664A true JP2023053664A (en) | 2023-04-13 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021162844A Pending JP2023053664A (en) | 2021-10-01 | 2021-10-01 | Radio antenna, and radio communication system |
Country Status (1)
Country | Link |
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-
2021
- 2021-10-01 JP JP2021162844A patent/JP2023053664A/en active Pending
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