特許 7504760 ダイポールアンテナ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-06-14

(45)【発行日】2024-06-24

(54)【発明の名称】ダイポールアンテナ

(51)【国際特許分類】

   H01Q 5/48 20150101AFI20240617BHJP

   H01Q 9/16 20060101ALI20240617BHJP

   H01Q 9/28 20060101ALI20240617BHJP

   H01Q 19/10 20060101ALI20240617BHJP

【ＦＩ】

H01Q5/48

H01Q9/16

H01Q9/28

H01Q19/10

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2020174122

(22)【出願日】2020-10-15

(65)【公開番号】P2022065499

(43)【公開日】2022-04-27

【審査請求日】2023-02-22

(73)【特許権者】

【識別番号】000208891

【氏名又は名称】ＫＤＤＩ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100165179

【弁理士】

【氏名又は名称】田▲崎▼ 聡

(74)【代理人】

【識別番号】100175824

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 淳一

(74)【代理人】

【識別番号】100114937

【弁理士】

【氏名又は名称】松本 裕幸

(72)【発明者】

【氏名】中野 雅之

【審査官】齊藤 晶

(56)【参考文献】

【文献】特開２００７－１３５０３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－０５４８４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１１－５０１５６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－２４００５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００９／０２５６７６７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００４－３６３６９３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｑ ５／４８

Ｈ０１Ｑ ９／２８

Ｈ０１Ｑ １９／１０

Ｈ０１Ｑ ９／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

地板の給電部から給電線を介して給電される第１ダイポールアンテナ素子及び第２ダイポールアンテナ素子を備え、
前記第１ダイポールアンテナ素子は、前記給電部に近い側に配置される平板状の第１の導体であって当該第１の導体の面が前記地板に対向するように配置され、
前記第２ダイポールアンテナ素子は、前記給電部から遠い側に配置される平板状の第２の導体であって当該第２の導体の面が前記地板に対向するように配置され、
前記第１ダイポールアンテナ素子は前記第２ダイポールアンテナ素子よりも面積が大きい、
ダイポールアンテナであり、
前記第１ダイポールアンテナ素子は、前記地板に対向する面が前記第２ダイポールアンテナ素子側に折れ曲がっている、
ダイポールアンテナ。

【請求項2】

地板の給電部から給電線を介して給電される第１ダイポールアンテナ素子及び第２ダイポールアンテナ素子を備え、
前記第１ダイポールアンテナ素子は、前記給電部に近い側に配置される平板状の第１の導体であって当該第１の導体の面が前記地板に対向するように配置され、
前記第２ダイポールアンテナ素子は、前記給電部から遠い側に配置される平板状の第２の導体であって当該第２の導体の面が前記地板に対向するように配置され、
前記第１ダイポールアンテナ素子は前記第２ダイポールアンテナ素子よりも面積が大きい、
ダイポールアンテナであり、
複数の前記ダイポールアンテナが配置基準点を囲むように配置され、
前記第２ダイポールアンテナ素子が前記配置基準点側に配置された、
ダイポールアンテナ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ダイポールアンテナに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ダイポールアンテナの広帯域化を図る技術が知られている（例えば特許文献１、非特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１０－０２１８３６号公報

【非特許文献】

【0004】

【文献】電子情報通信学会編「アンテナ工学ハンドブック」、オーム社、第２版、２００８年７月（第１３４－１３５ページ、図４・６６、図４・６７）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

近年、移動通信システムが利用可能な複数の周波数帯に広く適用することができるアンテナが要望されている。このため、アンテナのさらなる広帯域化が課題である。

【0006】

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、ダイポールアンテナの広帯域化を図ることにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

（１）本発明の一態様は、地板の給電部から給電線を介して給電される第１ダイポールアンテナ素子及び第２ダイポールアンテナ素子を備え、前記第１ダイポールアンテナ素子は、前記給電部に近い側に配置される平板状の第１の導体であって当該第１の導体の面が前記地板に対向するように配置され、前記第２ダイポールアンテナ素子は、前記給電部から遠い側に配置される平板状の第２の導体であって当該第２の導体の面が前記地板に対向するように配置され、前記第１ダイポールアンテナ素子は前記第２ダイポールアンテナ素子よりも面積が大きい、ダイポールアンテナであり、前記第１ダイポールアンテナ素子は、前記地板に対向する面が前記第２ダイポールアンテナ素子側に折れ曲がっている、ダイポールアンテナである。
（２）本発明の一態様は、地板の給電部から給電線を介して給電される第１ダイポールアンテナ素子及び第２ダイポールアンテナ素子を備え、前記第１ダイポールアンテナ素子は、前記給電部に近い側に配置される平板状の第１の導体であって当該第１の導体の面が前記地板に対向するように配置され、前記第２ダイポールアンテナ素子は、前記給電部から遠い側に配置される平板状の第２の導体であって当該第２の導体の面が前記地板に対向するように配置され、前記第１ダイポールアンテナ素子は前記第２ダイポールアンテナ素子よりも面積が大きい、ダイポールアンテナであり、複数の前記ダイポールアンテナが配置基準点を囲むように配置され、前記第２ダイポールアンテナ素子が前記配置基準点側に配置された、ダイポールアンテナである。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、ダイポールアンテナの広帯域化を図ることができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】第１実施形態に係るダイポールアンテナの構成を示す図である。

【図2】第１実施形態に係るダイポールアンテナの構成を示す図である。

【図3】第１実施形態に係るダイポールアンテナの構成を示す図である。

【図4】第１実施形態に係るダイポールアンテナの寸法図である。

【図5】第１実施形態に係るダイポールアンテナの寸法図である。

【図6】第１実施形態に係るダイポールアンテナのシミュレーション結果のグラフ図である。

【図7】第２実施形態に係るダイポールアンテナの構成を示す図である。

【図8】第２実施形態に係るダイポールアンテナのシミュレーション結果のグラフ図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。

【0011】

［第１実施形態］
図１－図３を参照して第１実施形態に係るダイポールアンテナ１の構成を説明する。図１－図３は、第１実施形態に係るダイポールアンテナ１の構成を示す図である。図１は、第１実施形態に係るダイポールアンテナ１の全体の外観図である。図２は、第１実施形態に係るダイポールアンテナ１の側面側の外観図である。図３は、第１実施形態に係るダイポールアンテナ１の上面側の外観図である。

【0012】

ダイポールアンテナ１は、絶縁体５０によって、地板３０から一定の高さに配置されている。地板３０は、平板状の導体である。地板３０には給電部４０が設けられている。ダイポールアンテナ１は、給電部４０から給電線６０を介して給電される。

【0013】

図３において、ダイポールアンテナ１は、第１ダイポールアンテナ素子１２１と、第２ダイポールアンテナ素子１２２とを備える。

【0014】

図２、図３に示されるように、第１ダイポールアンテナ素子１２１及び第２ダイポールアンテナ素子１２２は、給電部４０から給電線６０を介して給電される。第１ダイポールアンテナ素子１２１は、給電部４０に近い側に配置される。第２ダイポールアンテナ素子１２２は、給電部４０から遠い側に配置される。

【0015】

第１ダイポールアンテナ素子１２１は、平板状の導体である。第１ダイポールアンテナ素子１２１は、当該平板状の導体の面が地板３０に対向するように配置される。図１－図３の例では、第１ダイポールアンテナ素子１２１は、同一形状の２個の平板状の第１サブ導体１２１－１，１２１－２から構成される。第１ダイポールアンテナ素子１２１は、給電部４０から給電線６０を介して、中間部分である第１サブ導体１２１－１と第１サブ導体１２１－２の間から給電される。

【0016】

第２ダイポールアンテナ素子１２２は、平板状の導体である。第２ダイポールアンテナ素子１２２は、当該平板状の導体の面が地板３０に対向するように配置される。図１－図３の例では、第２ダイポールアンテナ素子１２２は、同一形状の２個の平板状の第２サブ導体１２２－１，１２２－２から構成される。第２ダイポールアンテナ素子１２２は、給電部４０から給電線６０を介して、中間部分である第２サブ導体１２２－１と第２サブ導体１２２－２の間から給電される。

【0017】

第１ダイポールアンテナ素子１２１は、第２ダイポールアンテナ素子１２２よりも面積が大きい。

【0018】

図１－図３の例では、第１ダイポールアンテナ素子１２１（１２１－１，１２１－２）と第２ダイポールアンテナ素子１２２（１２２－１，１２２－２）とは、絶縁体１２３（１２３－１，１２３－２）によって固定されている。

【0019】

次に図４－図５を参照して第１実施形態に係るダイポールアンテナ１の寸法を説明する。図４－図５は、第１実施形態に係るダイポールアンテナ１の寸法図である。

【0020】

図４には、ダイポールアンテナ１の寸法が示される。第１ダイポールアンテナ素子１２１の各第１サブ導体１２１－１，１２１－２は、幅がＷａであり、長さがＬＸａである。第２ダイポールアンテナ素子１２２の各第２サブ導体１２２－１，１２２－２は、幅がＷｂであり、長さがＬＸｂである。第１ダイポールアンテナ素子１２１（１２１－１，１２１－２）と第２ダイポールアンテナ素子１２２（１２２－１，１２２－２）との間隔はＬＸｃである。

【0021】

図５には、ダイポールアンテナ１の高さの配置寸法が示される。ダイポールアンテナ１は、地板３０から高さＨａに配置される。

【0022】

ダイポールアンテナ１の使用周波数帯として、８００メガヘルツ（ＭＨｚ）帯と、１．８ギガヘルツ（ＧＨｚ）帯から４．５ＧＨｚ帯までとを適用する場合の寸法の一例を以下に示す。単位はミリメートル（ｍｍ）である。
Ｗａ＝４４
ＬＸａ＝１０
Ｗｂ＝２５．５
ＬＸｂ＝１３
ＬＸｃ＝１５
Ｈａ＝２６
また、第１サブ導体１２１－１，１２１－２及び第２サブ導体１２２－１，１２２－２の平板状の導体の厚さＱａは０．５ｍｍである。

【0023】

次に図６を参照して第１実施形態に係るダイポールアンテナ１の効果を説明する。図６は、第１実施形態に係るダイポールアンテナ１のシミュレーション結果のグラフ図である。図６に示されるシミュレーションに使用するダイポールアンテナ１は、上記した寸法の例「Ｗａ＝４４、ＬＸａ＝１０、Ｗｂ＝２５．５、ＬＸｂ＝１３、ＬＸｃ＝１５、Ｈａ＝２６、Ｑａ＝０．５」を適用したものである。

【0024】

図６のグラフ図において、横軸は周波数（単位はギガヘルツ（ＧＨｚ）、縦軸はリターンロス（単位はデシベル（ｄＢ））である。図６のグラフ図に示されるように、使用周波数帯である８００ＭＨｚ帯と１．８ＧＨｚ帯から４．５ＧＨｚ帯までとにおいて、リターンロスが「－４．１ｄＢ」以下であり、良好な結果が得られている。この図６のグラフ図に示されるリターンロスは、使用周波数帯が８００ＭＨｚ帯と１．８ＧＨｚ帯から４．５ＧＨｚ帯までとである移動通信システムに適用可能な良好な結果である。これにより、ダイポールアンテナ１は、使用周波数帯が８００ＭＨｚ帯と１．８ＧＨｚ帯から４．５ＧＨｚ帯までとである移動通信システムに共用することができる。

【0025】

上述したように本実施形態に係るダイポールアンテナ１によれば、ダイポールアンテナの広帯域化を図ることができる。これにより、従来、例えば使用周波数帯が８００ＭＨｚ帯である移動通信システムと使用周波数帯が１．８ＧＨｚ帯から４．５ＧＨｚ帯までである移動通信システムとではそれぞれの使用周波数帯に対応する専用のアンテナを使用していたが、本実施形態によれば、それらの移動通信システムに対してダイポールアンテナ１を共用することができる。

【0026】

［第２実施形態］
図７は、第２実施形態に係るダイポールアンテナ１ａの構成を示す図であって上面側の外観図である。図７において、図１－図３の各部に対応する部分には同一の符号を付け、その説明を省略する。図７に示す第２実施形態に係るダイポールアンテナ１ａは、図１－図３に示す第１実施形態のダイポールアンテナ１とは、第１ダイポールアンテナ素子１２１の形状が異なる。具体的には、図７の第１ダイポールアンテナ素子１２１ａは、図３に示されるダイポールアンテナ１において、地板３０に対向する第１ダイポールアンテナ素子１２１の平板状の導体の面が第２ダイポールアンテナ素子１２２側に曲がっている。これにより、図７において、第１ダイポールアンテナ素子１２１ａが地板３０からはみ出す面積を小さくすることができる。さらには、第１ダイポールアンテナ素子１２１ａが地板３０からはみ出す面積をなくすことができる。このことは、ダイポールアンテナ１ａの小型化に寄与する。

【0027】

また、図７に示されるように、複数のダイポールアンテナ１ａが配置基準点７０を囲むように配置されている。さらには、第２ダイポールアンテナ素子１２２が配置基準点７０側に配置されている。図７の例では、３個のダイポールアンテナ１ａが配置基準点７０を囲むように配置されている。図７の例では、配置基準点７０は、円形状の地板３０の中心である。図７の例では、３個のダイポールアンテナ１ａが配置基準点７０を中心にして地板３０の円周に沿って配置されている。

【0028】

図７に例示されるように、複数のダイポールアンテナ１ａが配置基準点７０を囲むように配置され、第２ダイポールアンテナ素子１２２が配置基準点７０側に配置されることにより、無指向性（オムニアンテナ）化を実現することができる。

【0029】

図８は、図７に示される３個のダイポールアンテナ１ａから構成されるダイポールアンテナのシミュレーション結果のグラフ図である。図８に示されるシミュレーションに使用するダイポールアンテナ１ａは、上記した第１実施形態の寸法の例「Ｗａ＝４４、ＬＸａ＝１０、Ｗｂ＝２５．５、ＬＸｂ＝１３、ＬＸｃ＝１５、Ｈａ＝２６、Ｑａ＝０．５」を適用したものである。但し、第１ダイポールアンテナ素子１２１は図７に例示されるように第２ダイポールアンテナ素子１２２側に曲がっている。

【0030】

図８のグラフ図において、横軸は周波数（単位はＧＨｚ、縦軸はリターンロス（単位はｄＢ）である。図８のグラフ図に示されるように、使用周波数帯である８００ＭＨｚ帯と１．８ＧＨｚ帯から４．５ＧＨｚ帯までとにおいて、リターンロスが「－４．１ｄＢ」以下であり、良好な結果が得られている。この図８のグラフ図に示されるリターンロスは、使用周波数帯が８００ＭＨｚ帯と１．８ＧＨｚ帯から４．５ＧＨｚ帯までとである移動通信システムに適用可能な良好な結果である。これにより、ダイポールアンテナ１は、使用周波数帯が８００ＭＨｚ帯と１．８ＧＨｚ帯から４．５ＧＨｚ帯までとである移動通信システムに共用することができる。

【0031】

第２実施形態に係るダイポールアンテナ１ａにおいても、第１実施形態に係るダイポールアンテナ１と同様に、ダイポールアンテナの広帯域化を図ることができる。これにより、例えば、使用周波数帯が８００ＭＨｚ帯である移動通信システムと使用周波数帯が１．８ＧＨｚ帯から４．５ＧＨｚ帯までである移動通信システムとに対してダイポールアンテナ１ａを共用することができる。さらに、第２実施形態に係るダイポールアンテナ１ａによれば小型化を図ることができる。また、無指向性（オムニアンテナ）化を図ることができる。

【0032】

なお、図７において、第１実施形態に係るダイポールアンテナ１をダイポールアンテナ１ａの代わりに使用してもよい。

【0033】

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

【0034】

例えば、導体として、ＰＥＣ（Perfect Electric Conductor）を使用してもよい。

【符号の説明】

【0035】

１，１ａ…ダイポールアンテナ、１２１，１２１ａ…第１ダイポールアンテナ素子、１２２…第２ダイポールアンテナ素子、３０…地板、４０…給電部、５０，１２３…絶縁体、６０…給電線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】