JPH10209739A - 逆f形アンテナ - Google Patents

逆f形アンテナ

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JPH10209739A
JPH10209739A JP838197A JP838197A JPH10209739A JP H10209739 A JPH10209739 A JP H10209739A JP 838197 A JP838197 A JP 838197A JP 838197 A JP838197 A JP 838197A JP H10209739 A JPH10209739 A JP H10209739A
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JP
Japan
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antenna
distance
strip
flat plate
inverted
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JP838197A
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English (en)
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Rohon Dekuro
ロホン デクロ
Madihian Mohammad
マディヒアン モハマド
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 最適マッチングの容易な逆F形アンテナを提
供すること。 【解決手段】 グランド板4から上方に距離D1の位置
に水平に配置された長さL1、幅W1の金属平板1が、
グランド板4の縁部から距離D2の位置にある寸法L2
及び幅W2の垂直ストリップ6を介して、上記平板1と
同じ寸法でかつ上記平板1に平行な別の平板10に接続
されており、給電点は、伝送線路11を介して、ストリ
ップ6の縁部に接続された同軸端部12にあり、上記平
板1の縁部14上に同軸接続部13を介する短絡点を配
置することにより、最適マッチングを得るようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、無線通信システム
に用いられる、ダイバーシチ技術を用いたアンテナある
いはダイバーシチ技術によらないアンテナに関し、特に
低姿勢化を実現する逆F形アンテナに関する。
【0002】
【従来の技術】無線システムに用いられるPIFA(P
lanar Inverted FAntenna)
(逆F形アンテナ)やその派生物を製造するために、幾
つかの方法が提案されてきた。
【0003】図10に、従来のPIFA構造の一例を示
す。この例は、『Mobile Antenna Sy
stem Handbook』 (K.Fujimot
o,J.R. James, Artech Hous
e, 1994, 160頁) に開示されている。これ
は、グランド板42から上方に距離D9の位置に水平に
配置された、長さL11で幅W11の金属平板39で構
成されている。給電点は、伝送線路44を介して、平板
39の一方の縁部に接続された同軸端部45にある。平
板39の他方の縁部に同軸接続部46を介する短絡点を
配置することにより、最適マッチングが達成される。
【0004】また、2種類のアンテナを組み合わせたダ
イバーシチの技術も提案されている。これは、『Aut
omobile and portables tel
ephones in Japan』 (Mitsui
shi,T. NTT review, NTT Ja
pan, vol. 1 n 1 May 1989,
30〜39頁)に開示されている。
【0005】図11に、別の従来例を示す。これは、逆
F形アンテナ47と、このアンテナ47から離して設け
た別のアンテナ(ここではホイップアンテナ)48とを
組み合わせて構成されている。両者は、方形ハウジング
49上に配置され、全方向性に放射することを企図して
いる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来技術における問題
点の一つとして、PIFAは整合させることが難しいと
いう問題がある。さらに、短絡点の最適な位置を見出だ
すための調整に要する時間が長くかかる。その上、再現
性が十分でない。
【0007】すなわち、この構造は高インピーダンスで
あり、この構造に沿った電流分布のため、50オームに
整合させるためには、多くの試行が必要である。また、
インピーダンスのため、短絡点と給電点との間隔は大変
微妙であり、制御が難しい。
【0008】また、PIFAを用いたダイバーシチ構造
の大半は、空間ダイバーシチに基づいている。これは、
あらゆる用途に対して最適なダイバーシチであるとはい
えない。
【0009】すなわち、PIFAは常に同じダイヤグラ
ムを有するため、ダイバーシチを用いるために、1つの
カードシステム(例えば、PCMCIAカードシステ
ム)上で使用可能な唯一のダイバーシチのタイプは空間
ダイバーシチである。場合によっては、アンテナを離し
ておくことのできる距離が十分でなく、効率が低下して
しまう。
【0010】本発明の目的は、従来の欠点を解消して最
適マッチングを容易に達成できる逆F形アンテナを提供
することにある。
【0011】本発明の他の目的は、複数のPIFAを組
み合わせて、全方向に0dBより大きい利得をもつビー
ムダイバーシチを達成する逆F形アンテナを提供するこ
とにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、グラン
ド板4から上方に距離D1の位置に水平に配置された長
さL1、幅W1の金属平板1が、グランド板4の縁部か
ら距離D2の位置にある寸法L2及び幅W2の垂直スト
リップ6を介して、上記平板1と同じ寸法でかつ上記平
板1に平行な別の平板10に接続されており、給電点
は、伝送線路11を介して、ストリップ6の縁部に接続
された同軸端部12にあり、上記平板1の縁部14上に
同軸接続部13を介する短絡点を配置することにより、
最適マッチングを得るようにしたことを特徴とする逆F
形アンテナが提供される。
【0013】本発明の変形として、長さL3で幅W3の
方形放射構造15を、同軸端部12に中心を合わせたス
トリップ6に直交して接続し、平板1の縁部14上の同
軸接続部13を介する短絡点の配置を異ならせることに
より、最適マッチングを得るようにした逆F形アンテナ
が提供される。
【0014】本発明の他の変形として、グランド板4か
ら上方に距離D3の位置に平行に配置された長さL4で
幅W4の方形金属ストリップ18に、これに直交するよ
うに全長L5で幅W5の方形ストリップ22を接続して
成り、このストリップ22は、接続部から距離D4の位
置で直角に折り曲げられ、グランド板に直交してその縁
部から距離D5の位置に延在し、ストリップ22の残り
の部分は最初の屈曲部から距離D6の位置で再び折り曲
げられ、グランド板4に平行して距離D7の位置に延在
しており、同軸給電部29をストリップ18の一方の縁
部に配置し、短絡点30をストリップ18の他方の縁部
に沿って配置して、アンテナを最適値に整合させること
を特徴とする逆F形アンテナが提供される。
【0015】本発明によればまた、上記記載のアンテナ
を2つ以上、各アンテナにおける給電点間の距離D8を
考慮して組み合わせて成り、一方のアンテナ32は、0
dBより大きい利得をもち選択的な方向を持つ放射パタ
ーン34を有し、他方のアンテナ33は、0dBより大
きい利得をもち選択的な方向を持つ放射パターン35を
有し、アンテナ32及び33の形状を調節しかつ距離D
8を調節することによって放射パターン34及び35を
整形することにより、それぞれの放射パターンが、3次
元空間において相補的になるように設定され、その結
果、0dBより大きい利得をもつ仮想の全方向性ビーム
38を得ることができるようにしたことを特徴とする逆
F形アンテナが提供される。
【0016】
【作用】PIFAアンテナの設計は、放射板の周辺の長
さが動作周波数の1/2波長の倍数であるということに
基づいている。
【0017】帯域幅及びマッチングはそれぞれ、グラン
ド板と、給電点及び短絡点の位置との間の距離により達
成される。しかしながら、この場合のインピーダンス
は、従来の50オームにおけるマッチングからは余りに
かけはなれており、給電点及び短絡点が互いに近づきす
ぎて、実際のマッチングを達成することが難しい。上記
のように、ストリップにより2枚の平行した方形部を連
結することにより、従来のPIFAアンテナのインピー
ダンスをほぼ2つに分けることができる。そこで、整合
が容易になり、アンテナ上の電流分布が、給電点及び短
絡点を分離することを可能とする。この場合、放射は、
従来のPIFAアンテナとほとんど同じである。
【0018】上記のアンテナを複数形成することによ
り、異なるビーム方向を有することができ、良好なマッ
チング挙動の利点を保つことができる。
【0019】ダイバーシチを用いるシステムの受信品質
を向上させるために、0dBより大きい等価全方向性ア
ンテナを形成することが提案される。その原理は、異な
るアンテナから発する異なるビームを、同じ受信レベル
により3次元空間のすべてをカバーできるように組み合
わせることに基づいている。
【0020】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面を参照
して説明する。図1を参照して、長さL1が22mmで
幅W1が11mmの金属平板1が、グランド板4から上
方に5mmの距離D1に水平に配置されている。この平
板1は、グランド板4の縁部から2mmの距離D2にあ
る、寸法L2が12mmで幅W2が5mmの垂直ストリ
ップ6を介して、平板1と同じ寸法でかつ平板1に平行
な別の平板10に接続されている。給電点は、伝送線路
11を介して、ストリップ6の縁部に接続された同軸端
部12にある。平板1とストリップ6の接続部から5m
mの位置において、平板1の縁部14及びグランド板4
の縁部に同軸連結部13を介して短絡点を配置すること
により、最適マッチングが達成される。
【0021】図2は、2.4GHzの設計周波数に対す
る25dBよりも良好なマッチングを示す。
【0022】図3は、方位(アジマス)角と仰角の変化
による放射パターンを示す。
【0023】次に、図4を参照して、長さL3が22m
mで幅W3が10mmの方形放射構造15が、コネクタ
同軸端部12に中心を合わせたストリップ6に直交して
接続されている。平板1及びグランド板4の縁部に短絡
点13の配置を異ならせることにより、最適マッチング
が得られる。
【0024】マッチングの結果を図5に示す。ここで
は、20dBより良好な値が達成されている。
【0025】図6を参照して、長さL4が21mmで幅
W4が5mmの方形金属ストリップ18が、グランド板
4から上方に5mmの距離D3に平行に配置されてい
る。このストリップ18は、これに直交する全長L5が
27mmで幅W5が5mmの方形ストリップ22に接続
されている。このストリップ22は、ストリップ18の
一方のコーナーC1から6mm離れて配置されている。
ストリップ22は、距離D4が5mmの位置で直角に折
り曲げられ、グランド板に直交してその縁部から距離D
5が5mmの位置に延在する。ストリップ22の残りの
部分は、最初の屈曲部から距離D6が10mmの位置で
再び折り曲げられ、グランド板4に平行して距離D7が
5mmの位置に延在する。
【0026】同軸給電部29は、コーナーC2から2m
mの位置において、ストリップ18の一方の縁部に配置
されている。このコーナーC2は、コーナーC1の反対
側にあり、ストリップ22に接続されている側の他方の
側にある。短絡点30は、コーナーC2の最も近い縁部
に沿って2mmの位置に配置され、高さ5mmで幅2m
mのストリップから構成されている。
【0027】図7において、得られたマッチングは20
dBよりも良好な値を示している。
【0028】図8(a)には、上記の形態のアンテナを
2つ(32、33で示す)組合わせ、各アンテナの給電
点の間の距離D8を50mmとしたものが示されてい
る。34、35はそれぞれ、各アンテナの放射パターン
を示す。図8(b)は図8(a)の2つのアンテナの組
合わせを1つの仮想アンテナ30と想定した場合の合成
放射パターン38を示す。本発明者らは、数値技法を用
いたシミュレーションに基づき、最も効率的な組み合わ
せを達成し、広域全方向性パターンをもつ広域放射パタ
ーンを得ることができることを確認した。その数値デー
タの例を図9に示す。
【0029】
【発明の効果】本発明によれば、PIFAアンテナの異
なる放射パターンを達成し、同時にマッチング感度を向
上させることができる。また、いくつかの方向における
利得を高めるために、異なるタイプのアンテナを組み合
わせることにより、放射ビームダイバーシチを達成する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態によるPIFAの構
造を示す図である。
【図2】図1の例におけるマッチング性能を示す図であ
る。
【図3】図1の例について、方位角及び仰角による放射
パターンを示した図である。
【図4】本発明の第2の実施の形態によるPIFAの構
造を示す図である。
【図5】図4の例におけるマッチング性能を示す図であ
る。
【図6】本発明の第3の実施の形態によるPIFAの構
造を示す図である。
【図7】図6の例におけるマッチング性能を示す図であ
る。
【図8】本発明の第4の実施の形態によるダイバーシチ
原理を示す図である。
【図9】算出されたダイヤグラムの例を示す図である。
【図10】従来のPIFA構造を示す図である。
【図11】従来のダイバーシチ配置を示す図である
【符号の説明】
1,10,39 平板 4,42 グランド板 12,13,45 同軸端部 30 短絡点 6,18,22 ストリップ 11 伝送線路 29 同軸給電部 34,35 放射パターン 32,33,48,47 アンテナ 49 ハウジング

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 グランド板4から上方に距離D1の位置
    に水平に配置された長さL1、幅W1の金属平板1が、
    グランド板4の縁部から距離D2の位置にある寸法L2
    及び幅W2の垂直ストリップ6を介して、上記平板1と
    同じ寸法でかつ上記平板1に平行な別の平板10に接続
    されており、給電点は、伝送線路11を介して、ストリ
    ップ6の縁部に接続された同軸端部12にあり、上記平
    板1の縁部14上に同軸接続部13を介する短絡点を配
    置することにより、最適マッチングを得るようにしたこ
    とを特徴とする逆F形アンテナ。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の逆F形アンテナにおい
    て、長さL3で幅W3の方形放射構造15を、同軸端部
    12に中心を合わせたストリップ6に直交して接続し、
    平板1の縁部14上の同軸接続部13を介する短絡点の
    配置を異ならせることにより、最適マッチングを得るよ
    うにしたことを特徴とする逆F形アンテナ。
  3. 【請求項3】 グランド板4から上方に距離D3の位置
    に平行に配置された長さL4で幅W4の方形金属ストリ
    ップ18に、これに直交するように全長L5で幅W5の
    方形ストリップ22を接続して成り、このストリップ2
    2は、接続部から距離D4の位置で直角に折り曲げら
    れ、グランド板4に直交してその縁部から距離D5の位
    置に延在し、ストリップ22の残りの部分は最初の屈曲
    部から距離D6の位置で再び折り曲げられ、グランド板
    4に平行して距離D7の位置に延在しており、同軸給電
    部29をストリップ18の一方の縁部に配置し、短絡点
    30をストリップ18の他方の縁部に沿って配置して、
    アンテナを最適値に整合させることを特徴とする逆F形
    アンテナ。
  4. 【請求項4】 請求項1乃至3のいずれかに記載の逆F
    形アンテナを2つ以上、各アンテナにおける給電点間の
    距離D8を考慮して組み合わせて成り、一方のアンテナ
    32は、0dBより大きい利得をもち選択的な方向を持
    つ放射パターン34を有し、他方のアンテナ33は、0
    dBより大きい利得をもち選択的な方向を持つ放射パタ
    ーン35を有し、アンテナ32及び33の形状を調節し
    かつ距離D8を調節することによって放射パターン34
    及び35を整形することにより、それぞれの放射パター
    ンが、3次元空間において相補的になるように設定さ
    れ、その結果、0dBより大きい利得をもつ仮想の全方
    向性ビーム38を得ることができるようにしたことを特
    徴とする逆F形アンテナ。
JP838197A 1997-01-21 1997-01-21 逆f形アンテナ Pending JPH10209739A (ja)

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