JP4976477B2 - 平面再構成可能アンテナ - Google Patents
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- H01Q9/285—Planar dipole
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Description
本発明はアンテナに関するものである。本発明は特に、平面再構成可能アンテナに関するものである。
アンテナは多くの無線通信システムにおける重要な要素であるだけでなく、システムの全体的性能にも影響を与える。一般的に言えば、無指向性(全方向性)アンテナ及びパネルアンテナは、マルチパス(多重経路)及び同じ周波数の信号の影響を受けやすく、無線伝送に問題を生じさせ、システム性能を制限し得る。
Claims (18)
- 第1面及び第2面を有する基板と;
前記第1面上に配置された金属層であって、この金属層の上縁部が凸形の弧の形状である金属層と;
前記基板の前記第1面及び前記第2面上に配置され、前記第1面上で前記金属層と電気接続され、垂直投影面上で前記金属層と部分的にオーバーラップするマスターアンテナと;
前記基板の前記第1面及び前記第2面上に配置され、かつ前記マスターアンテナに対向して配置された補助アンテナと;
前記基板の前記第1面及び前記第2面上に配置されたスイッチ組であって、前記補助アンテナの複数の導波器の接続関係を変化させて、前記平面再構成可能アンテナから生成される主ビームの向きを切り替えるスイッチ組と
を備えていることを特徴とする平面再構成可能アンテナ。 - 請求項1に記載の平面再構成可能アンテナにおいて、前記マスターアンテナが、
前記基板の前記第1面上に配置され、第1アーム及び第2アームを有し、前記金属層から延びる第1駆動素子と;
前記基板の前記第2面上に配置され、第1アーム及び第2アームを有する第2駆動素子とを備え、
前記第1駆動素子の前記第1アームと前記第2駆動素子の前記第1アームとが、前記垂直投影面上でオーバーラップし、前記第1駆動素子の前記第2アームと前記第2駆動素子の前記第2アームとが、正向きに関して対称であることを特徴とする平面再構成可能アンテナ。 - 請求項2に記載の平面再構成可能アンテナにおいて、前記補助アンテナの前記導波器が、
前記基板の前記第1面上に配置され、前記第1駆動素子の前記第2アームに対向する第1導波器と;
前記基板の前記第1面上に配置され、前記スイッチ組によって前記第1導波器に電気接続される第2導波器と;
前記基板の前記第2面上に配置され、前記第2駆動素子の前記第2アームに対向する第3導波器と;
前記基板の前記第2面上に配置され、前記スイッチ組によって前記第3導波器に電気接続される第4導波器と
で構成されることを特徴とする平面再構成可能アンテナ。 - 請求項3に記載の平面再構成可能アンテナにおいて、前記第1導波器と前記第3導波器とが、前記垂直投影面上で前記正方向に関して対称であり、前記第2導波器と前記第4導波器も、前記垂直投影面上で前記正方向に関して対称であることを特徴とする平面再構成可能アンテナ。
- 請求項4に記載の平面再構成可能アンテナにおいて、前記第1導波器と前記第3導波器、及び前記第2導波器と前記第4導波器が、上向きまたは下向きの段差をおいて配置されていることを特徴とする平面再構成可能アンテナ。
- 請求項5に記載の平面再構成可能アンテナにおいて、前記第1導波器と前記第3導波器との間の距離、及び前記第2導波器と前記第4導波器との間の距離が、1〜15ミリメートルであることを特徴とする平面再構成可能アンテナ。
- 請求項4に記載の平面再構成可能アンテナにおいて、前記第1導波器、前記第2導波器、前記第3導波器、及び前記第4導波器が、同一平面上または同一線上で整列されていることを特徴とする平面再構成可能アンテナ。
- 請求項3に記載の平面再構成可能アンテナにおいて、前記第1導波器と前記第3導波器との合計長が、前記第2導波器または前記第4導波器のいずれかの長さとおよそ同じであることを特徴とする平面再構成可能アンテナ。
- 請求項8に記載の平面再構成可能アンテナにおいて、前記第1駆動素子の前記第2アームと前記第2駆動素子の前記第2アームとの合計長が、前記第1導波器または前記第3導波器の長さより長いことを特徴とする平面再構成可能アンテナ。
- 請求項3に記載の平面再構成可能アンテナにおいて、さらに、
前記基板、前記第1導波器、及び前記第3導波器を貫通して、前記第1導波器と前記第3導波器とを電気接続する第1ビアを備えていることを特徴とする平面再構成可能アンテナ。 - 請求項3に記載の平面再構成可能アンテナにおいて、前記スイッチ組が、
前記基板の前記第1面上に配置され、前記第1導波器と前記第2導波器とを電気接続する第1スイッチと;
前記基板の前記第2面上に配置され、前記第3導波器と前記第4導波器とを電気接続する該第2スイッチとを備え、
前記第1スイッチ及び前記第2スイッチが共にオフ状態である際は、前記主ビームの向きが前記正向きであり;
前記第1スイッチがオン状態であり、前記第2スイッチがオフ状態である際は、前記主ビームの向きが、前記正向きから右に所定角度だけ外れ;
前記第1スイッチがオフ状態であり、前記第2スイッチがオン状態である際は、前記主ビームの向きが、前記正向きから左に前記所定角度だけ外れ;
前記第1スイッチ及び前記第2スイッチが共にオン状態である際は、2つに分割された前記主ビームが得られ、これらの2つに分割された前記主ビームは、前記正向きから±90度だけ外れている
ことを特徴とする平面再構成可能アンテナ。 - 請求項11に記載の平面再構成可能アンテナにおいて、前記所定角度が約45度であることを特徴とする平面再構成可能アンテナ。
- 請求項11に記載の平面再構成可能アンテナにおいて、さらに、
前記基板の前記第2面上に配置された第3スイッチ、第4スイッチ、第5スイッチ、第6スイッチと;
前記基板の前記第2面上に配置された給電線と;
前記基板の前記第2面上に配置され、前記第3スイッチ及び前記第4スイッチを通して、前記第2駆動素子と前記給電線とを電気接続する第1ルート線と;
前記基板の前記第2面上に配置され、前記第5スイッチ及び前記第6スイッチを通して、前記第2駆動素子と前記給電線とを電気接続する第2ルート線とを備え、前記第2ルート線の長さは前記第1ルート線の長さより短く、
前記第1スイッチ及び前記第2スイッチの一方がオン状態である際は、前記第3スイッチ及び前記第4スイッチが共にオフ状態であり、前記第5スイッチ及び前記第6スイッチが共にオン状態であり;
前記第1スイッチ及び前記第2スイッチが共にオン状態である際は、前記第3スイッチ及び第4スイッチは共にオフ状態であり、前記第5スイッチ及び前記第6スイッチは共にオン状態であり;
前記第1スイッチ及び前記第2スイッチが共にオフ状態である際は、前記第3スイッチ及び前記第4スイッチが共にオン状態であり、前記第5スイッチ及び前記第6スイッチが共にオフ状態である
ことを特徴とする水平再構成可能アンテナ。 - 請求項2に記載の平面再構成可能アンテナにおいて、前記金属層がさらに切欠きを備え、前記第1駆動素子の前記第1アームは、前記金属層の前記切欠きから前記正向きに延び、前記第1アームは、前記切欠きの中央付近に配置されていることを特徴とする平面再構成可能アンテナ。
- 請求項2に記載の平面再構成可能アンテナにおいて、さらに、第1反射素子及び第2反射素子を備え、前記第1反射素子及び前記第2反射素子は、前記基板の前記第2面上に配置され、かつ前記第2駆動素子の前記第1アームの両側に配置され、前記第1及び前記第2反射素子は、前記垂直投影面上で前記金属層の上縁部を取り囲むことを特徴とする平面再構成可能アンテナ。
- 請求項15に記載の平面再構成可能アンテナにおいて、さらに、複数の第2ビアを備え、これらの第2ビアは、前記金属層、前記基板、及び前記第1反射素子を貫通するか、あるいは前記金属層、前記基板、及び前記第2反射素子を貫通するかのいずれかで、前記第1反射素子または前記第2反射素子を前記金属層に接続することを特徴とする平面再構成可能アンテナ。
- 請求項1に記載の平面再構成可能アンテナにおいて、さらに、前記基板の前記第2面上に配置された第1反射素子、第2反射素子、及び給電線を備え、前記第1反射素子及び前記第2反射素子は、前記マスターアンテナの両側に配置され、前記給電線は前記マスターアンテナに電気接続され、前記第1反射素子及び前記第2反射素子は多角形パターンを有するが、前記給電線には接触しないことを特徴とする平面再構成可能アンテナ。
- 請求項1に記載の平面再構成可能アンテナにおいて、ハンドヘルド電子装置内、無線ローカルエリアネットワークのアクセスポイント内、高機能基地局内、またはスマートアンテナシステム内に応用されることを特徴とする平面再構成可能アンテナ。
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