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JP2004023507A - Multi-frequency band antenna and multi-frequency omnidirectional antenna - Google Patents

Multi-frequency band antenna and multi-frequency omnidirectional antenna Download PDF

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JP2004023507A
JP2004023507A JP2002176723A JP2002176723A JP2004023507A JP 2004023507 A JP2004023507 A JP 2004023507A JP 2002176723 A JP2002176723 A JP 2002176723A JP 2002176723 A JP2002176723 A JP 2002176723A JP 2004023507 A JP2004023507 A JP 2004023507A
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JP
Japan
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slot
frequency band
frequency
power supply
supply line
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Yoshiichi Wakao
若生 伊市
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Hitachi Kokusai Electric Inc
Original Assignee
Hitachi Kokusai Electric Inc
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a multi-frequency band antenna capable of receiving a radio wave with a plurality of frequency bands. <P>SOLUTION: A feeding line 2 is provided to a middle of a lower side face of a dielectric board, and a metallic plate 3 is stacked on an upper side face. An F1 slot 4a, an F2 slot 4b, and an F3 slot 4c with different resonance frequencies are formed on the metallic plate 3 nearly at an interval of λg/2 with respect to each frequency band from an upper open end 2a of the feeding line 2. Further, the length of the F1 slot 4a to F3 slot 4c is selected respectively to be λ/2, and the λ is based on values with respect to the frequencies F1, F2, F3. The F1 slot 4a resonated with a signal with the frequency F1, the F2 slot 4b resonated with a signal with the frequency F2, and the F3 slot 4c resonated with a signal with the frequency F3 respectively emit a radio wave. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の周波数帯に対応した多周波帯アンテナ及び多周波無指向性アンテナに関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、例えば航空機、船舶、列車、自動車等では、複数の無線通信装置を搭載し、周波数帯の異なる複数の電波を受信することが多くなってきている。例えば自動車では、カー・ナビゲーション・システムや移動無線機を搭載し、VICS(Vehicle Information and Communication System:道路交通情報通信システム)から渋滞、事故、交通規制、駐車場などの交通情報を受信したり、移動無線用電波を受信する等、周波数帯の異なる複数の電波を受信している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように無線通信装置により周波数帯の異なる複数の電波を受信する場合、従来ではそれぞれの使用周波数帯に合わせたアンテナを別個に設置している。しかし、自動車等の移動体では、アンテナの設置面積が狭く、複数のアンテナを設置することは好ましくない。
【0004】
本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、複数の周波数帯の電波を受信することができる多周波帯アンテナ及び多周波無指向性アンテナを提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る多周波帯アンテナは、先端がオープン端となっている給電線と、前記給電線上において前記オープン端から各周波数帯のほぼλg/4の位置に設けられる共振周波数の異なる複数のスロットとを具備したことを特徴とする。 具体的には、誘電体基板と、前記誘電体基板の一方の面に設けられる先端がオープン端となっている給電線と、前記誘電体基板の他方の面に設けられる金属板と、前記金属板に前記給電線のオープン端から各周波数帯のほぼλg/4の位置に設けられる共振周波数の異なる複数のスロットとを具備したことを特徴とする。
上記の構成とすることにより、1つのアンテナで複数の周波数帯の電波を受信することができる。
【0006】
また、本発明に係る多周波無指向性アンテナは、前記多周波帯アンテナを多面に配置したことを特徴とする。
上記のように複数のスロットからなる多周波帯アンテナを多面に配置することにより、無指向性とすることができる。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【0008】
(第1実施形態)
図1は本発明の第1実施形態に係る多周波帯アンテナの平面図、図2は図1のA−A線矢視断面図である。
図2において、1は例えば方形状の誘電体基板で、その下側面の中央部に給電線2を設け、上側面に金属箔あるいは金属板3を積層して設けている。上記給電線2としては、例えばマイクロストリップ線路、あるいはトリプレート線路等が使用され、上端がオープン端2aとなっている。
【0009】
そして、上記金属板3には、図1に示すように上記給電線2上に共振周波数の異なる複数のスロット、例えば周波数F1〜F3に対応させた長さのF1スロット4a、F2スロット4b、F3スロット4cを給電線2のオープン端2aから各周波数帯のほぼλg/4の位置に形成する。周波数F1〜F3は、例えばVHF帯、UHF帯、SHF帯の中から選択して使用することができる。
【0010】
また、F1スロット4a〜F3スロット4cの長さは、それぞれほぼλ/2に設定する。この場合のλは、それぞれF1、F2、F3の周波数に基づく値を使用する。
【0011】
そして、上記給電線2にF1、F2、F3の信号を順次切替えて供給し、F1スロット4a〜F3スロット4cに給電する。この場合、給電線2にF1、F2、F3の信号を重畳して供給するようにしても良い。
【0012】
上記給電線2によりF1スロット4a〜F3スロット4cに給電することにより、F1スロット4aは周波数F1の信号に共振し、F2スロット4bは周波数F2の信号に共振し、また、F3スロット4cは周波数F3の信号に共振して上下両側面に電波を放射する。
【0013】
上記のように1つの給電線2上に共振周波数の異なる複数のスロット4a〜4cを設けることにより、各スロット4a〜4cからそれぞれ異なる周波数帯の電波を放射でき、多周波帯アンテナ10とすることができる。
【0014】
なお、上記第1実施形態では、F1スロット4a〜F3スロット4cの上下両面から電波を放射する場合について示したが、給電線2側に所定の間隔を保って反射板を配置し、F1スロット4a〜F3スロット4cから下方向に放射された電波を反射板で上方に反射させるようにしても良い。このような構成とした場合には、アンテナの一方の面からのみ電波が放射されるようになり、アンテナ利得を向上することができる。
【0015】
また、第1実施形態では、誘電体基板1を設けた場合について示したが、給電線2と各スロット4a〜4cとの位置関係を予め設定した位置に保持する構成とすることにより、特に誘電体基板1を設けなくても良い。
【0016】
(第2実施形態)
図3は本発明の第2実施形態に係る多周波帯アンテナの平面図である。
この第2実施形態は、図1に示した第1実施形態において、スロット長が一番長いF3スロット4cの中央部にF3反共振回路6を設けたものである。このF3反共振回路6は、図4に示すようにF3スロット4cの中央部に高周波コイル7とコンデンサ8を並列に接続して周波数F3に並列共振させたものである。この場合、高周波コイル7及びコンデンサ8の両端は、F3スロット4cの両側の金属板3に半田付け等により接続する。
【0017】
スロット長が一番長い低周波帯のF3スロット4cに対して他のスロット長が短いF1スロット4a、F2スロット4bが結合し易いという特性があるが、上記のようにF3スロット4cにF3反共振回路6を設けることにより、F1スロット4a及びF2スロット4bの結合を阻止することができる。すなわち、F3反共振回路6は、周波数F2に対しては並列共振状態にあり、そのインピーダンスが高いので、F3スロット4cに影響を与えることはない。一方、F3以外の周波数、この場合にはF1、F2に周波数では、F3反共振回路6のインピーダンスが低くなり、F3スロット4cの長さは、見掛け上ほぼ1/2になる。この結果、F3スロット4cに対するF1スロット4a及びF2スロット4bの結合を阻止することができる。
【0018】
なお、上記第1実施形態では、スロット長が一番長いF3スロット4cにF3反共振回路6を設けた場合について説明したが、その他のスロットに反共振回路を設けて他周波数帯スロットとの干渉を防止するようにしても良い。
【0019】
また、上記第1実施形態及び第2実施形態では、直線状のスロットを用いた場合について説明したが、その他、例えば図5に示すようにX状のクロススロット9を用いて円偏波に対応するアンテナを構成しても良い。
【0020】
(第3実施形態)
図6は本発明の第3実施形態に係る多周波帯アンテナの平面図である。
この第3実施形態は、図1に示した第1実施形態において、F1スロット4aの上端側にF3スロット4cと長さの等しい共用スロット11を設ける。この場合、共用スロット11から各周波数帯のλgの位置にF1スロット4a、F2スロット4b、F3スロット4cを配置する。そして、上記共用スロット11上において、F1スロット4aの両端に対応する位置にF1共振回路12a、12bを配置すると共に、F2スロット4bの両端に対応する位置にF2共振回路13a、13bを設ける。
【0021】
上記F1共振回路12a、12bは、高周波コイルとコンデンサを直列に接続して周波数F1に直列共振させたもので、F1スロット4aに跨設してその両端を金属板3に半田付け等により接続する。また、F2共振回路13a、13bは、高周波コイルとコンデンサを直列に接続して周波数F2に直列共振させたもので、F2スロット4bに跨設して両端を金属板3に半田付け等により接続する。また、給電線2は、上端を共用スロット11の先まで延長し、その先端部を図示しないがショートピン(ショートスタブ)により金属板3に接続してショート端2bとする。この場合、上記ショートピンは、誘電体基板1内を挿通させて給電線2の先端と金属板3との間を接続する。
【0022】
上記の構成において、共用スロット11は、F1の周波数に対してはF1共振回路12a、12bが共振して短絡(ショート)された状態となって見掛け上F1スロット4aの長さと同じになり、F2の周波数に対してはF2共振回路13a、13bが共振して短絡された状態となって見掛け上F2スロット4bの長さと同じになる。また、共用スロット11は、F3の周波数ではF1共振回路12a、12b及びF2共振回路13a、13bの何れも共振しないので、F3スロット4cと同じ長さとなる。
【0023】
この結果、共用スロット11は、F1スロット4a、F2スロット4b、F3スロット4cの何れに対しても同じ周波数帯で動作し、2つのスロットから電波を放射するためアンテナ利得を向上することができる。
【0024】
なお、上記第3実施形態では、共用スロット11上にF1共振回路12a、12b及びF2共振回路13a、13bを設けた場合について説明したが、F1、F2、F3の周波数がある程度離れている場合には、共振回路の代わりにコンデンサによるハイパス回路を用いることが可能である。
【0025】
また、上記第3実施形態では、共用スロット11とF1〜F3のスロット4a〜4cと組み合わせた場合について示したが、スロット4a〜4cを設けずに、共用スロット11を単独で設けた場合でも多周波帯アンテナを構成することができる。
【0026】
(第4実施形態)
図7は本発明の第4実施形態に係る多周波帯アンテナの平面図である。
この第4実施形態は、図1に示した第1実施形態において、F1スロット4aの上方に、F1スロット4a、F2スロット4b、F3スロット4cに対応するF1スロット16a、F2スロット16b、F3スロット16cを対称となるように設けたものである。この場合、F1スロット16a、F2スロット16b、F3スロット16cは、給電線を設けずに無給電としている。また、対応するスロットの間隔、すなわちF1スロット4aと16a、F2スロット4bと16b、F3スロット4cと16cとの間隔は、それぞれ各周波数帯のほぼλgに設定する。
【0027】
上記の構成によれば、無給電のF1スロット16a、F2スロット16b、F3スロット16cがそれぞれ対応するF1スロット4a、F2スロット4b、F3スロット4cに結合して電波を放射するようになるので、アンテナ利得を向上することができる。
【0028】
(第5実施形態)
次に本発明の第5実施形態に係る多周波帯アンテナについて説明する。
上記図1に示した第1実施形態では、誘電体基板1及び金属板3を方形状に形成したが、この第5実施形態に係る多周波帯アンテナ10Aは、図8に示すように誘電体基板1及び金属板3をほぼ三角形状に形成している。すなわち、スロット4a〜4cは、F3スロット4cの長さが一番長く、次いでF2スロット4b、F1スロット4aと順次短くなるので、誘電体基板1及び金属板3のF3スロット4c側の幅を広く、F1スロット4a側の幅が順次狭くなるように三角形状に形成したものである。
上記のように誘電体基板1及び金属板3を三角形状に形成そすることによって多周波帯アンテナ10Aを小形化することができる。また、誘電体基板1及び金属板3は、三角形状の限らず、その他、例えば台形状等に形成しても良い。
【0029】
(第6実施形態)
次に本発明の第6実施形態について説明する。
この第6実施形態は、上記図8の第5実施形態で示した三角形状の多周波帯アンテナ10Aを複数用いて例えば図9に示すように三角推状に形成し、多周波無指向性アンテナ21を構成したものである。また、多周波無指向性アンテナ21は、上記三角形状の多周波帯アンテナ10Aにより四角錐状など更に多面に形成しても良い。
【0030】
また、第1実施形態に示した方形状の多周波帯アンテナ10を例えば図10に示すように4面に形成して角筒状の多周波無指向性アンテナ21Aとしても良い。更に、方形状の多周波帯アンテナ10を3面あるいは5面以上の多面に形成しても良い。
【0031】
また、第1実施形態で示した誘電体基板1及び金属板3を図11に示すように円筒状に形成し、金属板3の外周面に沿ってスロット4a〜4cを複数形成し、円筒状の多周波無指向性アンテナ21Bとしても良い。この場合、各スロット4a〜4cに対しては、誘電体基板1の内側面に給電線2をそれぞれ形成する。
【0032】
(第7実施形態)
次に本発明の第7実施形態に係る多周波無指向性アンテナについて説明する。
【0033】
この第7実施形態に係る多周波無指向性アンテナは、上記図9の第6実施形態に示した三角錐状の多周波無指向性アンテナ21において、図12に示すように各多周波帯アンテナ10Aの内側に各スロット4a、4b、4c間を仕切るように導電性すなわち金属板による隔壁22を設ける。そして、隔壁22の中央部に透孔23を設け、その透孔23内に給電線24を挿通させている。この場合、上記透孔を給電線24の直径より大きく形成し、隔壁22と給電線24との間を絶縁状態に保持している。なお、上記隔壁22と給電線24との間に絶縁材を設けても良い。上記のように多面に配置される各多周波帯アンテナ10Aに対して給電線24を共通に設けたもので、各多周波帯アンテナ10Aに対する給電線2を省略している。
【0034】
上記のように各スロット4a、4b、4c間を隔壁22で仕切って導波管構造とすることにより、給電線24と各スロット4a、4b、4cとの間が上記導波管構造によって結合される。これにより給電線24から各スロット4a、4b、4cに給電することができる。
【0035】
上記図12では、三角錐状の多周波無指向性アンテナ21に実施した場合について示したが、四角錐あるいはそれ以上の多面の多周波無指向性アンテナにおいても、図12と同様にして実施することができる。
【0036】
また、図10に示した角筒状の多周波無指向性アンテナ21A、あるいは図11に示した円筒状の多周波無指向性アンテナ21Bにおいても、図12に示した多周波無指向性アンテナ21と同様に、上下開口面及び各スロット間に導電性の隔壁を設け、その中央部に配置した給電線24から給電するようにしても良い。
【0037】
なお、上記各実施形態では、3つのスロット4a〜4cを設けた場合について示したが、2つのスロットを設けた場合、あるいは4つ以上のスロットを設けた場合においても、上記各実施形態と同様にして実施し得ることは勿論である。
【0038】
【発明の効果】
以上詳記したように本発明によれば、基板上にそれぞれ長さの異なる複数のスロットを設けてそれぞれ目的とする周波数に共振させると共に、各スロットに対して共通の給電線を設けて給電することにより、1つのアンテナで複数の周波数帯の電波を受信することができる。また、上記複数のスロットからなる多周波帯アンテナを多面に配置することにより、無指向性とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に係る多周波帯アンテナの平面図。
【図2】図1におけるA−A線矢視断面図。
【図3】本発明の第2実施形態に係る多周波帯アンテナの平面図。
【図4】同実施形態における反共振回路部分の詳細を示す図。
【図5】アンテナのスロットとしてクロススロットを用いて円偏波に対応させる場合の例を示す図。
【図6】本発明の第3実施形態に係る多周波帯アンテナの平面図。
【図7】本発明の第4実施形態に係る多周波帯アンテナの平面図。
【図8】本発明の第5実施形態に係る多周波帯アンテナの平面図。
【図9】本発明の第6実施形態に係る多周波無指向性アンテナの斜視図。
【図10】同実施形態において、角筒状の多周波無指向性アンテナを構成した場合の例を示す斜視図。
【図11】同実施形態において、円筒状の多周波無指向性アンテナを構成した場合の例を示す斜視図。
【図12】本発明の第7実施形態に係る多周波無指向性アンテナの断面図。
【符号の説明】
1…誘電体基板
2…給電線
2a…オープン端
2b…ショート端
3…金属板
4a…F1スロット
4b…F2スロット
4c…F3スロット
6…反共振回路
7…高周波コイル
8…コンデンサ
9…クロススロット
10、10A…多周波帯アンテナ
11…共用スロット
12a、12b…F1共振回路
13a、13b…F2共振回路
16a…F1スロット
16b…F2スロット
16c…F3スロット
21…多周波無指向性アンテナ
21A…角筒状の多周波無指向性アンテナ
21B…円筒状の多周波無指向性アンテナ
22…隔壁
23…透孔
24…給電線
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a multi-frequency band antenna and a multi-frequency omnidirectional antenna corresponding to a plurality of frequency bands.
[0002]
[Prior art]
In recent years, for example, aircraft, ships, trains, automobiles, and the like are increasingly equipped with a plurality of wireless communication devices and receiving a plurality of radio waves having different frequency bands. For example, an automobile is equipped with a car navigation system and a mobile radio, and receives traffic information such as traffic congestion, accidents, traffic regulations, and parking lots from a VICS (Vehicle Information and Communication System). It receives a plurality of radio waves having different frequency bands, such as receiving radio waves for mobile radio.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the case where a plurality of radio waves having different frequency bands are received by the wireless communication device as described above, conventionally, antennas corresponding to the respective frequency bands are separately provided. However, in a mobile body such as an automobile, the installation area of the antenna is small, and it is not preferable to install a plurality of antennas.
[0004]
The present invention has been made to solve the above problems, and has as its object to provide a multi-frequency band antenna and a multi-frequency omnidirectional antenna capable of receiving radio waves in a plurality of frequency bands.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
A multi-frequency band antenna according to the present invention includes a feed line having an open end, and a plurality of slots having different resonance frequencies provided on the feed line at approximately λg / 4 of each frequency band from the open end. And characterized in that: Specifically, a dielectric substrate, a feed line provided at one end of the dielectric substrate with an open end, a metal plate provided on the other surface of the dielectric substrate, The plate is provided with a plurality of slots having different resonance frequencies provided at a position of approximately λg / 4 in each frequency band from the open end of the feeder line.
With the above configuration, a single antenna can receive radio waves in a plurality of frequency bands.
[0006]
The multi-frequency omnidirectional antenna according to the present invention is characterized in that the multi-frequency band antenna is arranged on multiple surfaces.
By arranging the multi-band antenna composed of a plurality of slots on multiple surfaces as described above, it is possible to make the antenna non-directional.
[0007]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0008]
(1st Embodiment)
FIG. 1 is a plan view of a multi-band antenna according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG.
In FIG. 2, reference numeral 1 denotes a rectangular dielectric substrate, for example, in which a power supply line 2 is provided in the center of the lower surface, and a metal foil or metal plate 3 is laminated on the upper surface. As the feeder line 2, for example, a microstrip line or a triplate line is used, and the upper end is an open end 2a.
[0009]
As shown in FIG. 1, the metal plate 3 has a plurality of slots having different resonance frequencies on the feeder line 2, for example, F1 slots 4a, F2 slots 4b, and F3 having lengths corresponding to the frequencies F1 to F3. The slot 4c is formed at a position of approximately λg / 4 in each frequency band from the open end 2a of the feed line 2. The frequencies F1 to F3 can be selected and used from, for example, a VHF band, a UHF band, and an SHF band.
[0010]
The length of each of the F1 slot 4a to the F3 slot 4c is set to approximately λ / 2. In this case, λ uses a value based on the frequencies of F1, F2, and F3.
[0011]
Then, the signals of F1, F2, and F3 are sequentially switched and supplied to the power supply line 2, and power is supplied to the F1 slots 4a to 4c. In this case, the signals of F1, F2, and F3 may be superimposed on the power supply line 2 and supplied.
[0012]
By feeding power to the F1 slot 4a to F3 slot 4c through the feed line 2, the F1 slot 4a resonates with the signal of the frequency F1, the F2 slot 4b resonates with the signal of the frequency F2, and the F3 slot 4c changes the frequency of the frequency F3. Resonates with this signal and radiates radio waves on both upper and lower sides.
[0013]
By providing a plurality of slots 4a to 4c having different resonance frequencies on one feeder line 2 as described above, radio waves in different frequency bands can be radiated from each of the slots 4a to 4c, thereby forming a multi-frequency band antenna 10. Can be.
[0014]
In the first embodiment, the case where radio waves are radiated from both upper and lower surfaces of the F1 slot 4a to the F3 slot 4c has been described. However, a reflector is disposed at a predetermined interval on the power supply line 2 side, and the F1 slot 4a Radio waves emitted downward from the F3 slot 4c may be reflected upward by the reflector. In such a configuration, radio waves are radiated only from one surface of the antenna, and the antenna gain can be improved.
[0015]
In the first embodiment, the case where the dielectric substrate 1 is provided has been described. However, the configuration in which the positional relationship between the power supply line 2 and each of the slots 4a to 4c is maintained at a preset position is particularly advantageous. The body substrate 1 need not be provided.
[0016]
(2nd Embodiment)
FIG. 3 is a plan view of a multi-band antenna according to the second embodiment of the present invention.
The second embodiment is different from the first embodiment shown in FIG. 1 in that an F3 anti-resonance circuit 6 is provided at the center of the F3 slot 4c having the longest slot length. As shown in FIG. 4, the F3 anti-resonance circuit 6 has a high-frequency coil 7 and a capacitor 8 connected in parallel to the center of the F3 slot 4c to resonate at a frequency F3. In this case, both ends of the high-frequency coil 7 and the capacitor 8 are connected to the metal plates 3 on both sides of the F3 slot 4c by soldering or the like.
[0017]
There is a characteristic that the F1 slot 4a and the F2 slot 4b whose other slot lengths are short are easily coupled to the F3 slot 4c of the low frequency band having the longest slot length, but the F3 slot 4c has the F3 anti-resonance as described above. By providing the circuit 6, the coupling between the F1 slot 4a and the F2 slot 4b can be prevented. That is, the F3 anti-resonance circuit 6 is in a parallel resonance state with respect to the frequency F2 and has a high impedance, so that it does not affect the F3 slot 4c. On the other hand, at frequencies other than F3, in this case, at frequencies of F1 and F2, the impedance of the F3 anti-resonance circuit 6 becomes low, and the length of the F3 slot 4c becomes apparently almost half. As a result, the coupling of the F1 slot 4a and the F2 slot 4b to the F3 slot 4c can be prevented.
[0018]
In the first embodiment, the case where the F3 anti-resonance circuit 6 is provided in the F3 slot 4c having the longest slot length has been described. However, the anti-resonance circuit is provided in other slots, and interference with other frequency band slots is provided. May be prevented.
[0019]
In the first and second embodiments, the case where a linear slot is used has been described. In addition, for example, an X-shaped cross slot 9 as shown in FIG. May be configured.
[0020]
(Third embodiment)
FIG. 6 is a plan view of the multi-band antenna according to the third embodiment of the present invention.
In the third embodiment, a shared slot 11 having the same length as the F3 slot 4c is provided at the upper end side of the F1 slot 4a in the first embodiment shown in FIG. In this case, the F1 slot 4a, the F2 slot 4b, and the F3 slot 4c are arranged at a position of λg of each frequency band from the common slot 11. On the shared slot 11, F1 resonance circuits 12a and 12b are arranged at positions corresponding to both ends of the F1 slot 4a, and F2 resonance circuits 13a and 13b are provided at positions corresponding to both ends of the F2 slot 4b.
[0021]
The F1 resonance circuits 12a and 12b are formed by connecting a high-frequency coil and a capacitor in series to resonate in series at a frequency F1. The F1 resonance circuits 12a and 12b are laid over an F1 slot 4a and both ends thereof are connected to the metal plate 3 by soldering or the like. . The F2 resonance circuits 13a and 13b are connected in series to a frequency F2 by connecting a high-frequency coil and a capacitor in series. The F2 resonance circuits 13a and 13b are connected across the F2 slot 4b by soldering or the like at both ends. . The power supply line 2 has an upper end extending to the end of the common slot 11 and a leading end (not shown) connected to the metal plate 3 by a short pin (short stub) to form a short end 2b. In this case, the short pin is inserted through the dielectric substrate 1 to connect between the tip of the feeder line 2 and the metal plate 3.
[0022]
In the above configuration, the shared slot 11 is in a state where the F1 resonance circuits 12a and 12b resonate and are short-circuited (short-circuited) with respect to the frequency of F1, and have an apparent length equal to the length of the F1 slot 4a. For the frequency of, the F2 resonance circuits 13a and 13b resonate and become short-circuited, and have an apparent length equal to the length of the F2 slot 4b. Further, the shared slot 11 does not resonate at the frequency of F3 in any of the F1 resonance circuits 12a and 12b and the F2 resonance circuits 13a and 13b, and thus has the same length as the F3 slot 4c.
[0023]
As a result, the shared slot 11 operates in the same frequency band with respect to any of the F1 slot 4a, the F2 slot 4b, and the F3 slot 4c, and emits radio waves from the two slots, thereby improving the antenna gain.
[0024]
In the third embodiment, the case where the F1 resonance circuits 12a and 12b and the F2 resonance circuits 13a and 13b are provided on the shared slot 11 has been described. However, when the frequencies of F1, F2, and F3 are separated to some extent, It is possible to use a high-pass circuit using a capacitor instead of a resonance circuit.
[0025]
Further, in the third embodiment, the case where the shared slot 11 is combined with the slots 4a to 4c of F1 to F3 has been described. However, even when the shared slot 11 is provided alone without providing the slots 4a to 4c. A waveband antenna can be configured.
[0026]
(Fourth embodiment)
FIG. 7 is a plan view of a multi-band antenna according to the fourth embodiment of the present invention.
This fourth embodiment is different from the first embodiment shown in FIG. 1 in that the F1 slot 16a, the F2 slot 16b, and the F3 slot 16c corresponding to the F1 slot 4a, the F2 slot 4b, and the F3 slot 4c are provided above the F1 slot 4a. Are provided so as to be symmetrical. In this case, the F1 slot 16a, the F2 slot 16b, and the F3 slot 16c are not supplied with power without providing a power supply line. The intervals between the corresponding slots, that is, the intervals between the F1 slots 4a and 16a, the F2 slots 4b and 16b, and the F3 slots 4c and 16c are set to approximately λg in each frequency band.
[0027]
According to the above configuration, the unpowered F1 slot 16a, F2 slot 16b, and F3 slot 16c are coupled to the corresponding F1 slot 4a, F2 slot 4b, and F3 slot 4c to emit radio waves. Gain can be improved.
[0028]
(Fifth embodiment)
Next, a multi-band antenna according to a fifth embodiment of the present invention will be described.
In the first embodiment shown in FIG. 1, the dielectric substrate 1 and the metal plate 3 are formed in a rectangular shape. However, the multi-band antenna 10A according to the fifth embodiment has a dielectric material as shown in FIG. The substrate 1 and the metal plate 3 are formed in a substantially triangular shape. That is, the slots 4a to 4c have the longest length of the F3 slot 4c, and then become shorter in the order of the F2 slot 4b and the F1 slot 4a, so that the width of the dielectric substrate 1 and the metal plate 3 on the F3 slot 4c side is increased. , F1 slots 4a are formed in a triangular shape so that the width on the side thereof is gradually reduced.
By forming the dielectric substrate 1 and the metal plate 3 in a triangular shape as described above, the multi-frequency band antenna 10A can be downsized. Further, the dielectric substrate 1 and the metal plate 3 are not limited to a triangular shape, and may be formed in, for example, a trapezoidal shape.
[0029]
(Sixth embodiment)
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described.
In the sixth embodiment, a plurality of triangular multi-frequency band antennas 10A shown in the fifth embodiment of FIG. 8 are used to form a triangular protruding shape as shown in FIG. 21. Further, the multi-frequency omnidirectional antenna 21 may be formed on a multi-sided surface such as a quadrangular pyramid by the triangular multi-frequency band antenna 10A.
[0030]
Further, the rectangular multi-frequency band antenna 10 shown in the first embodiment may be formed on, for example, four surfaces as shown in FIG. 10 to form a rectangular cylindrical multi-frequency omnidirectional antenna 21A. Further, the rectangular multi-band antenna 10 may be formed on three or five or more surfaces.
[0031]
In addition, the dielectric substrate 1 and the metal plate 3 shown in the first embodiment are formed in a cylindrical shape as shown in FIG. 11, and a plurality of slots 4a to 4c are formed along the outer peripheral surface of the metal plate 3 to form a cylindrical shape. Multi-frequency omnidirectional antenna 21B. In this case, for each of the slots 4a to 4c, the feeder line 2 is formed on the inner surface of the dielectric substrate 1.
[0032]
(Seventh embodiment)
Next, a multi-frequency omnidirectional antenna according to a seventh embodiment of the present invention will be described.
[0033]
The multi-frequency omnidirectional antenna according to the seventh embodiment differs from the triangular pyramid-shaped multi-frequency omnidirectional antenna 21 shown in the sixth embodiment in FIG. A partition 22 made of a conductive material, that is, a metal plate, is provided inside 10A so as to partition between the slots 4a, 4b, and 4c. Then, a through hole 23 is provided in the center of the partition wall 22, and the power supply line 24 is inserted into the through hole 23. In this case, the through hole is formed to be larger than the diameter of the power supply line 24, and the space between the partition wall 22 and the power supply line 24 is maintained in an insulated state. Note that an insulating material may be provided between the partition wall 22 and the power supply line 24. The feed line 24 is provided in common for each multi-frequency band antenna 10A arranged as described above, and the feed line 2 for each multi-frequency band antenna 10A is omitted.
[0034]
As described above, the slots 4a, 4b, and 4c are partitioned by the partition walls 22 to form a waveguide structure, so that the feed line 24 and the slots 4a, 4b, and 4c are coupled by the waveguide structure. You. Thus, power can be supplied from the power supply line 24 to each of the slots 4a, 4b, and 4c.
[0035]
FIG. 12 shows a case where the present invention is applied to the triangular pyramid-shaped multi-frequency omnidirectional antenna 21. However, the present invention is also applied to a quadrangular pyramid or a multifaceted multi-frequency omnidirectional antenna having a larger size than FIG. be able to.
[0036]
Also, in the rectangular cylindrical multi-frequency omnidirectional antenna 21A shown in FIG. 10 or the cylindrical multi-frequency omnidirectional antenna 21B shown in FIG. 11, the multifrequency omnidirectional antenna 21B shown in FIG. Similarly to the above, a conductive partition may be provided between the upper and lower opening surfaces and each slot, and power may be supplied from the power supply line 24 disposed at the center thereof.
[0037]
In each of the above embodiments, the case where three slots 4a to 4c are provided has been described. However, the same applies to the case where two slots are provided or the case where four or more slots are provided. Of course, it can be implemented.
[0038]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, a plurality of slots having different lengths are provided on a substrate to resonate at respective target frequencies, and a common power supply line is provided for each slot to supply power. Thus, one antenna can receive radio waves in a plurality of frequency bands. In addition, by arranging the multi-frequency band antenna including the plurality of slots on multiple surfaces, it is possible to make the antenna non-directional.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of a multi-band antenna according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view taken along line AA in FIG.
FIG. 3 is a plan view of a multi-band antenna according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing details of an anti-resonance circuit portion in the embodiment.
FIG. 5 is a diagram illustrating an example in which a cross slot is used as a slot of an antenna to cope with circular polarization.
FIG. 6 is a plan view of a multi-band antenna according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a plan view of a multi-band antenna according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a plan view of a multi-band antenna according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a perspective view of a multi-frequency omnidirectional antenna according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a perspective view showing an example of a case where a rectangular cylindrical multi-frequency omnidirectional antenna is configured in the embodiment.
FIG. 11 is an exemplary perspective view showing an example in which a cylindrical multi-frequency omnidirectional antenna is configured in the embodiment;
FIG. 12 is a sectional view of a multi-frequency omnidirectional antenna according to a seventh embodiment;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Dielectric board 2 ... Feeding line 2a ... Open end 2b ... Short end 3 ... Metal plate 4a ... F1 slot 4b ... F2 slot 4c ... F3 slot 6 ... Anti-resonance circuit 7 ... High frequency coil 8 ... Capacitor 9 ... Cross slot 10 , 10A Multi-band antenna 11 Shared slots 12a and 12b F1 resonance circuits 13a and 13b F2 resonance circuit 16a F1 slot 16b F2 slot 16c F3 slot 21 Multi-frequency omnidirectional antenna 21A square prism Multi-frequency omni-directional antenna 21B: cylindrical multi-frequency omni-directional antenna 22: partition wall 23: through hole 24: feed line

Claims (8)

先端がオープン端となっている給電線と、前記給電線上において前記オープン端から各周波数帯のほぼλg/4の位置に設けられる共振周波数の異なる複数のスロットとを具備したことを特徴とする多周波帯アンテナ。A power supply line having an open end, and a plurality of slots having different resonance frequencies provided at a position of approximately λg / 4 in each frequency band from the open end on the power supply line. Band antenna. 誘電体基板と、前記誘電体基板の一方の面に設けられる先端がオープン端となっている給電線と、前記誘電体基板の他方の面に設けられる金属板と、前記金属板に前記給電線のオープン端から各周波数帯のほぼλg/4の位置に設けられる共振周波数の異なる複数のスロットとを具備したことを特徴とする多周波帯アンテナ。A dielectric substrate, a power supply line provided at one end of the dielectric substrate with an open end, a metal plate provided on the other surface of the dielectric substrate, and the power supply line connected to the metal plate. And a plurality of slots having different resonance frequencies provided at a position of approximately λg / 4 in each frequency band from the open end of the multi-band antenna. 前記請求項1又は2記載の多周波帯アンテナにおいて、スロットに使用する周波数帯で反共振する反共振回路を設け、他周波数帯スロットとの干渉を低減することを特徴とする多周波帯アンテナ。3. The multi-frequency band antenna according to claim 1, wherein an anti-resonance circuit that anti-resonates in a frequency band used for the slot is provided to reduce interference with other frequency band slots. 前記請求項1、2又は3記載の多周波帯アンテナにおいて、各スロットをクロススロットにより構成して円偏波に対応させたことを特徴とする多周波帯アンテナ。4. The multi-frequency band antenna according to claim 1, wherein each slot is constituted by a cross slot to correspond to a circularly polarized wave. 誘電体基板と、前記誘電体基板の一方の面に設けられる先端がショート端となっている給電線と、前記誘電体基板の他方の面に設けられる金属板と、前記金属板に前記給電線のショート端近傍に設けられ、目的とする周波数帯の最も低い周波数に共振する共用スロットと、前記共用スロットに所望周波数帯に応じたスロット長となる位置に配置される共振回路とを具備し、前記共用スロットを所望周波数帯に対応した位置で短絡することを特徴とする多周波帯アンテナ。A dielectric substrate, a power supply line provided on one surface of the dielectric substrate and having a short end, a metal plate provided on the other surface of the dielectric substrate, and a power supply line provided on the metal plate. A common slot provided near the short end of the target frequency band and resonating at the lowest frequency of the target frequency band, and a resonance circuit arranged at a position having a slot length corresponding to a desired frequency band in the common slot, A multi-frequency band antenna, wherein the common slot is short-circuited at a position corresponding to a desired frequency band. 誘電体基板と、前記誘電体基板の一方の面に設けられる先端がショート端となっている給電線と、前記誘電体基板の他方の面に設けられる金属板と、前記金属板に前記給電線のショート端近傍に設けられ、目的とする周波数帯の最も低い周波数に共振する共用スロットと、前記金属板に前記共用スロットから各周波数帯のほぼλgの位置に設けられる共振周波数の異なる複数のスロットと、前記共用スロットに前記各周波数帯に応じたスロット長となる位置に配置される共振回路とを具備したことを特徴とする多周波帯アンテナ。A dielectric substrate, a power supply line provided on one surface of the dielectric substrate and having a short end, a metal plate provided on the other surface of the dielectric substrate, and a power supply line provided on the metal plate. A common slot that is provided near the short-circuited end and resonates at the lowest frequency of the target frequency band; And a resonance circuit disposed in the shared slot at a position having a slot length corresponding to each of the frequency bands. 前記請求項2ないし6の何れかに記載の多周波帯アンテナを多面に配置したことを特徴とする多周波無指向性アンテナ。7. A multi-frequency omnidirectional antenna, wherein the multi-frequency band antenna according to claim 2 is arranged on multiple sides. 前記請求項7記載の多周波無指向性アンテナにおいて、多面に配置された多周波帯アンテナの各スロット間をそれぞれ導電性の隔壁で仕切って導波管構造とし、前記隔壁の中央部に共通の給電線を絶縁した状態で配設し、前記各多周波帯アンテナに前記導波管構造を介して給電することを特徴とする多周波無指向性アンテナ。8. The multi-frequency omnidirectional antenna according to claim 7, wherein each of the slots of the multi-frequency band antenna arranged on multiple sides is partitioned by a conductive partition wall to form a waveguide structure, and is shared by a central portion of the partition wall. A multi-frequency omnidirectional antenna, wherein a power supply line is provided in an insulated state, and power is supplied to each of the multi-frequency band antennas via the waveguide structure.
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