JP2000278039A - 偏波共用アンテナ - Google Patents
偏波共用アンテナInfo
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 19
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Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 共振周波数が異なり狭帯域な偏波ダイバーシ
チアンテナを同一平面上に配列して異なる周波数帯のそ
れぞれで使用するアンテナを独立に動作させることによ
り異なる周波数で送受信が可能な偏波共用アンテナを提
供する。 【解決手段】 偏波面Aとこの偏波面Aに直交する偏波
面Bとを独立して励振できる第1のアンテナ1と、偏波
面Aと偏波面Bとを独立して励振できる第2のアンテナ
3とが互いに隣接して配置され、それぞれのアンテナ
1,3に給電を行う給電線路2,4が共通の結合点6に
接続され、偏波面Aを励振するための第1の給電線路
2,4と偏波面Bを励振するための第2の給電線路5と
がそれぞれ独立して設けられている。
チアンテナを同一平面上に配列して異なる周波数帯のそ
れぞれで使用するアンテナを独立に動作させることによ
り異なる周波数で送受信が可能な偏波共用アンテナを提
供する。 【解決手段】 偏波面Aとこの偏波面Aに直交する偏波
面Bとを独立して励振できる第1のアンテナ1と、偏波
面Aと偏波面Bとを独立して励振できる第2のアンテナ
3とが互いに隣接して配置され、それぞれのアンテナ
1,3に給電を行う給電線路2,4が共通の結合点6に
接続され、偏波面Aを励振するための第1の給電線路
2,4と偏波面Bを励振するための第2の給電線路5と
がそれぞれ独立して設けられている。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、広帯域かつ送受信
共用である移動通信基地局アンテナに好適な偏波共用ア
ンテナに係り、特に、共振周波数が異なり狭帯域な偏波
ダイバーシチアンテナを同一平面上に配列して異なる周
波数帯のそれぞれで使用するアンテナを独立に動作させ
ることにより異なる周波数で送受信が可能な偏波共用ア
ンテナに関するものである。
共用である移動通信基地局アンテナに好適な偏波共用ア
ンテナに係り、特に、共振周波数が異なり狭帯域な偏波
ダイバーシチアンテナを同一平面上に配列して異なる周
波数帯のそれぞれで使用するアンテナを独立に動作させ
ることにより異なる周波数で送受信が可能な偏波共用ア
ンテナに関するものである。
【0002】
【従来の技術】図10は、R.C.Johnson 監修“Antenna
Engineering Handbook Third Edition”McGraw-Hill,In
c.,PP.7-17,FIG.7-24 に示されたスタック化2周波マイ
クロストリップアンテナの構成図である。図10におい
て、601は低周波用素子アンテナ、602は高周波数
帯用素子アンテナ、603はアンテナの給電プローブ、
604は地板である。
Engineering Handbook Third Edition”McGraw-Hill,In
c.,PP.7-17,FIG.7-24 に示されたスタック化2周波マイ
クロストリップアンテナの構成図である。図10におい
て、601は低周波用素子アンテナ、602は高周波数
帯用素子アンテナ、603はアンテナの給電プローブ、
604は地板である。
【0003】このアンテナでは、共振周波数が異なりか
つ狭帯域な二種類のマイクロストリップアンテナをスタ
ック化(多層化)し、給電プローブを下層アンテナの素
子導体に設けられた小穴を通して上層アンテナ素子に物
理的に接合している。各アンテナは共振周波数以外では
短絡回路と等価であり、それら低周波数帯用アンテナと
高周波数帯用アンテナはプローブにより直列に接続され
ているとみなせるため、各アンテナが各共振周波数で独
立して動作して2周波共振特性を呈する。
つ狭帯域な二種類のマイクロストリップアンテナをスタ
ック化(多層化)し、給電プローブを下層アンテナの素
子導体に設けられた小穴を通して上層アンテナ素子に物
理的に接合している。各アンテナは共振周波数以外では
短絡回路と等価であり、それら低周波数帯用アンテナと
高周波数帯用アンテナはプローブにより直列に接続され
ているとみなせるため、各アンテナが各共振周波数で独
立して動作して2周波共振特性を呈する。
【0004】また、図11は、藤本恭平、“図解 移動
体通信用アンテナシステム”,総合電子出版社,pp.
128,図4.26に示された偏波ダイバーシチ基地局
アンテナの構成図である。図11において、701は放
射素子である円形パッチアンテナ、702は水平偏波給
電点、703は垂直偏波給電点、704は誘電体基板、
705はレドーム、706は無給電素子、707は給電
回路であるマイクロストリップ線路、708はグランド
プレーン(導体)である。
体通信用アンテナシステム”,総合電子出版社,pp.
128,図4.26に示された偏波ダイバーシチ基地局
アンテナの構成図である。図11において、701は放
射素子である円形パッチアンテナ、702は水平偏波給
電点、703は垂直偏波給電点、704は誘電体基板、
705はレドーム、706は無給電素子、707は給電
回路であるマイクロストリップ線路、708はグランド
プレーン(導体)である。
【0005】このアンテナでは、放射素子として円形パ
ッチアンテナ701を用い、その円形パッチアンテナ7
01にマイクロストリップ線路707で給電している。
また、無給電素子706を装荷してアンテナを広帯域化
し、送受信周波数帯をカバーしている。
ッチアンテナ701を用い、その円形パッチアンテナ7
01にマイクロストリップ線路707で給電している。
また、無給電素子706を装荷してアンテナを広帯域化
し、送受信周波数帯をカバーしている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来のパッチアンテナ
を用いた偏波ダイバーシチアンテナでは、本来狭帯域な
パッチアンテナに無給電素子を装荷するか、もしくはア
ンテナをスタック化して異なる周波数での送信・受信を
可能にするため、アンテナの多層構造化が必須となり、
かつ周波数の調整が難しいという問題点があった。
を用いた偏波ダイバーシチアンテナでは、本来狭帯域な
パッチアンテナに無給電素子を装荷するか、もしくはア
ンテナをスタック化して異なる周波数での送信・受信を
可能にするため、アンテナの多層構造化が必須となり、
かつ周波数の調整が難しいという問題点があった。
【0007】図10に示したスタック化した2周波数ア
ンテナにおいて、エッチング処理によるアンテナの加工
の後、積層化する処理を施す場合、非積層化アンテナの
製作に比べ作業工程が複雑になり、コストも増加する。
また、アンテナの加工後の再調整も困難である。
ンテナにおいて、エッチング処理によるアンテナの加工
の後、積層化する処理を施す場合、非積層化アンテナの
製作に比べ作業工程が複雑になり、コストも増加する。
また、アンテナの加工後の再調整も困難である。
【0008】また、図11に示した従来のアンテナ装置
では、パッチアンテナ単体の帯域よりも広い周波数間隔
の周波数で送受信を行う場合、無給電素子を装荷してア
ンテナの広帯域化を図る必要があるため、アンテナ多層
化によるアンテナ製作、組立作業の効率が悪いという問
題点がある。さらに、無給電素子を装荷して広帯域化し
たパッチアンテナの特性はレドームの影響を受けやすい
ため、調整作業が煩雑であるという問題点もある。ま
た、指向性の周波数特性が大きいという問題がある。
では、パッチアンテナ単体の帯域よりも広い周波数間隔
の周波数で送受信を行う場合、無給電素子を装荷してア
ンテナの広帯域化を図る必要があるため、アンテナ多層
化によるアンテナ製作、組立作業の効率が悪いという問
題点がある。さらに、無給電素子を装荷して広帯域化し
たパッチアンテナの特性はレドームの影響を受けやすい
ため、調整作業が煩雑であるという問題点もある。ま
た、指向性の周波数特性が大きいという問題がある。
【0009】また、移動体通信を用途としてアレーアン
テナを構成する場合、一般に素子間隔を帯域上限周波数
において素子の中心間距離を一波長以下にして素子を配
列する。しかし、隣接する素子が接近しすぎると、素子
間の相互結合が増加して特性が悪化してしまう。これに
より、素子配列をある程度疎にする必要があり、アンテ
ナ設置空間の利用効率が悪くなる。
テナを構成する場合、一般に素子間隔を帯域上限周波数
において素子の中心間距離を一波長以下にして素子を配
列する。しかし、隣接する素子が接近しすぎると、素子
間の相互結合が増加して特性が悪化してしまう。これに
より、素子配列をある程度疎にする必要があり、アンテ
ナ設置空間の利用効率が悪くなる。
【0010】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、共振周波数が異なり狭帯域な偏波ダイバーシチアン
テナを同一平面上に配列して異なる周波数帯のそれぞれ
で使用するアンテナを独立に動作させることにより異な
る周波数で送受信が可能な偏波共用アンテナを提供する
ことにある。
し、共振周波数が異なり狭帯域な偏波ダイバーシチアン
テナを同一平面上に配列して異なる周波数帯のそれぞれ
で使用するアンテナを独立に動作させることにより異な
る周波数で送受信が可能な偏波共用アンテナを提供する
ことにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、異なる周波数で送受信を行う偏波共用アン
テナにおいて、偏波面Aとこの偏波面Aに直交する偏波
面Bとを独立して励振できる第1のアンテナと、偏波面
Aと偏波面Bとを独立して励振できる第2のアンテナと
が互いに隣接して配置され、それぞれのアンテナに給電
を行う給電線路が共通の結合点に接続され、偏波面Aを
励振するための第1の給電線路と偏波面Bを励振するた
めの第2の給電線路とがそれぞれ独立して設けられてい
るものである。
に本発明は、異なる周波数で送受信を行う偏波共用アン
テナにおいて、偏波面Aとこの偏波面Aに直交する偏波
面Bとを独立して励振できる第1のアンテナと、偏波面
Aと偏波面Bとを独立して励振できる第2のアンテナと
が互いに隣接して配置され、それぞれのアンテナに給電
を行う給電線路が共通の結合点に接続され、偏波面Aを
励振するための第1の給電線路と偏波面Bを励振するた
めの第2の給電線路とがそれぞれ独立して設けられてい
るものである。
【0012】前記結合点からアンテナ側のインピーダン
スを見たとき、第1のアンテナの共振周波数では第2の
アンテナについてのインピーダンスがほぼ開放状態にな
り、第2のアンテナの共振周波数では第1のアンテナに
ついてのインピーダンスがほぼ開放状態になってもよ
い。
スを見たとき、第1のアンテナの共振周波数では第2の
アンテナについてのインピーダンスがほぼ開放状態にな
り、第2のアンテナの共振周波数では第1のアンテナに
ついてのインピーダンスがほぼ開放状態になってもよ
い。
【0013】同一偏波面に関する送信と受信とが異なる
アンテナを用いて行われてもよい。
アンテナを用いて行われてもよい。
【0014】第1のアンテナの寸法と第2のアンテナの
寸法とが異なってもよい。
寸法とが異なってもよい。
【0015】第1のアンテナが偏波面Aについて送信周
波数帯電力に強く感応しかつ受信周波数帯電力に感応し
難く、第2のアンテナが偏波面A、偏波面Bのそれぞれ
について受信周波数帯電力に強く感応しかつ送信周波数
帯電力に感応し難くてもよい。
波数帯電力に強く感応しかつ受信周波数帯電力に感応し
難く、第2のアンテナが偏波面A、偏波面Bのそれぞれ
について受信周波数帯電力に強く感応しかつ送信周波数
帯電力に感応し難くてもよい。
【0016】第1のアンテナが偏波面A、偏波面Bのそ
れぞれについて送信周波数帯電力に強く感応しかつ受信
周波数帯電力に感応し難く、第2のアンテナが偏波面
A、偏波面Bのそれぞれについて受信周波数帯電力に強
く感応しかつ送信周波数帯電力に感応し難くてもよい。
れぞれについて送信周波数帯電力に強く感応しかつ受信
周波数帯電力に感応し難く、第2のアンテナが偏波面
A、偏波面Bのそれぞれについて受信周波数帯電力に強
く感応しかつ送信周波数帯電力に感応し難くてもよい。
【0017】第1のアンテナが、偏波面Aについて送信
周波数帯電力に強く感応しかつ受信周波数帯電力に感応
し難く、偏波面Bについて受信周波数帯電力に強く感応
しかつ送信周波数帯電力に感応し難く、第2のアンテナ
が、偏波面Bについて受信周波数帯電力に感応し難く、
偏波面Aについて受信周波数帯電力に強く感応しかつ送
信周波数帯電力に感応し難くてもよい。
周波数帯電力に強く感応しかつ受信周波数帯電力に感応
し難く、偏波面Bについて受信周波数帯電力に強く感応
しかつ送信周波数帯電力に感応し難く、第2のアンテナ
が、偏波面Bについて受信周波数帯電力に感応し難く、
偏波面Aについて受信周波数帯電力に強く感応しかつ送
信周波数帯電力に感応し難くてもよい。
【0018】第1のアンテナが、偏波面Aについて送信
周波数帯電力に強く感応しかつ受信周波数帯電力に感応
し難く、偏波面Bについて受信周波数帯電力に強く感応
しかつ送信周波数帯電力に感応し難く、第2のアンテナ
が、偏波面Bについて送信周波数帯電力に強く感応しか
つ受信周波数帯電力に感応し難く、偏波面Aについて受
信周波数帯電力に強く感応しかつ送信周波数帯電力に感
応し難くてもよい。
周波数帯電力に強く感応しかつ受信周波数帯電力に感応
し難く、偏波面Bについて受信周波数帯電力に強く感応
しかつ送信周波数帯電力に感応し難く、第2のアンテナ
が、偏波面Bについて送信周波数帯電力に強く感応しか
つ受信周波数帯電力に感応し難く、偏波面Aについて受
信周波数帯電力に強く感応しかつ送信周波数帯電力に感
応し難くてもよい。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて詳述する。
図面に基づいて詳述する。
【0020】図1は、本発明の第一の実施形態による偏
波共用アンテナの構成図であり、図2は、図1の偏波共
用アンテナの部分拡大図である。なお、ここでは、偏波
共用アンテナは、垂直偏波で送信し、垂直偏波と水平偏
波とを用いて偏波ダイバーシチ受信を行うものとする。
波共用アンテナの構成図であり、図2は、図1の偏波共
用アンテナの部分拡大図である。なお、ここでは、偏波
共用アンテナは、垂直偏波で送信し、垂直偏波と水平偏
波とを用いて偏波ダイバーシチ受信を行うものとする。
【0021】図1、2において、1は送信周波数帯用ア
ンテナである方形パッチアンテナ、2は送信周波数帯用
アンテナ1の垂直偏波用給電線路であるマイクロストリ
ップ線路、3は受信周波数帯用アンテナである方形パッ
チアンテナ、4は受信周波数帯用アンテナ3の垂直偏波
用給電線路であるマイクロストリップ線路、5は受信周
波数帯用アンテナ3の水平偏波用給電線路であるマイク
ロストリップ線路、6は垂直偏波送受信共用給電線路で
あるマイクロストリップ線路、7は誘電体層、8は地板
である。即ち、この偏波共用アンテナは、地板8の上に
誘電体層7を設け、その誘電体層7の表面に導体による
パッチやマイクロストリップ線路を形成したものであ
る。垂直偏波用給電線路2は送信周波数帯用アンテナ1
の下辺のほぼ中央から直角に引き出され、直角に折り曲
げて右方へ延ばされている。垂直偏波用給電線路4は受
信周波数帯用アンテナ3の上辺のほぼ中央から直角に引
き出され、直角に折り曲げて右方へ延ばされている。水
平偏波用給電線路5は受信周波数帯用アンテナ3の左辺
のほぼ中央から直角に引き出され、直角に折り曲げて上
方へ延ばされている。
ンテナである方形パッチアンテナ、2は送信周波数帯用
アンテナ1の垂直偏波用給電線路であるマイクロストリ
ップ線路、3は受信周波数帯用アンテナである方形パッ
チアンテナ、4は受信周波数帯用アンテナ3の垂直偏波
用給電線路であるマイクロストリップ線路、5は受信周
波数帯用アンテナ3の水平偏波用給電線路であるマイク
ロストリップ線路、6は垂直偏波送受信共用給電線路で
あるマイクロストリップ線路、7は誘電体層、8は地板
である。即ち、この偏波共用アンテナは、地板8の上に
誘電体層7を設け、その誘電体層7の表面に導体による
パッチやマイクロストリップ線路を形成したものであ
る。垂直偏波用給電線路2は送信周波数帯用アンテナ1
の下辺のほぼ中央から直角に引き出され、直角に折り曲
げて右方へ延ばされている。垂直偏波用給電線路4は受
信周波数帯用アンテナ3の上辺のほぼ中央から直角に引
き出され、直角に折り曲げて右方へ延ばされている。水
平偏波用給電線路5は受信周波数帯用アンテナ3の左辺
のほぼ中央から直角に引き出され、直角に折り曲げて上
方へ延ばされている。
【0022】図示のように、本発明の偏波共用アンテナ
は、垂直偏波と水平偏波とを独立して励振できるアンテ
ナ1、3が互いに隣接して配置され、それぞれのアンテ
ナ1、3に給電を行う給電線路2、4が共通の結合点6
に接続され、垂直偏波を励振するための給電線路2、4
と水平偏波を励振するための給電線路5とがそれぞれ独
立して設けられている。このような第1、第2のアンテ
ナからなる図2の偏波共用アンテナを上下方向に所定間
隔で並べて図1のアレーアンテナが構成される。
は、垂直偏波と水平偏波とを独立して励振できるアンテ
ナ1、3が互いに隣接して配置され、それぞれのアンテ
ナ1、3に給電を行う給電線路2、4が共通の結合点6
に接続され、垂直偏波を励振するための給電線路2、4
と水平偏波を励振するための給電線路5とがそれぞれ独
立して設けられている。このような第1、第2のアンテ
ナからなる図2の偏波共用アンテナを上下方向に所定間
隔で並べて図1のアレーアンテナが構成される。
【0023】図1のアレーアンテナについて詳しく説明
する。ここでは、このアレーアンテナは移動体通信の基
地局に使用される。このアレーアンテナは、使用周波数
帯域の上限において素子間隔が一波長以下となるように
配置されている。素子間隔が一波長以上になるとグレー
チングローブが生じるためアレーアンテナの利得が低下
する。大きな指向性利得を得る一方で、なおかつ素子間
相互結合によるアンテナ効率低下を防ぐために、使用周
波数帯域の上限において素子間隔が一波長以下となる範
囲で、素子間隔をできる限り大きくするとよい。
する。ここでは、このアレーアンテナは移動体通信の基
地局に使用される。このアレーアンテナは、使用周波数
帯域の上限において素子間隔が一波長以下となるように
配置されている。素子間隔が一波長以上になるとグレー
チングローブが生じるためアレーアンテナの利得が低下
する。大きな指向性利得を得る一方で、なおかつ素子間
相互結合によるアンテナ効率低下を防ぐために、使用周
波数帯域の上限において素子間隔が一波長以下となる範
囲で、素子間隔をできる限り大きくするとよい。
【0024】図1のアレーアンテナのように、パッチと
地板との間に誘電体層を設けてアレーアンテナを構成し
た場合、誘電率により素子が小型化するため、見掛け上
の素子間隔はさらに広がる。一方で、誘電率により小型
化したアンテナは帯域が狭くなる。もし、この小型化さ
れたアンテナで送信帯域もしくは受信帯域をカバーでき
れば、アンテナを多層化せずに異なる周波数で送受信を
行うアンテナを実現できる。例えば、間隔sで配列され
た送信用アレーアンテナと、間隔sで配列された受信用
アレーアンテナとをs/2だけずらして同一基板上に配
置する。そして図1に示されるように、送信用アンテナ
の一素子(送信周波数帯用アンテナ1)と受信用アンテ
ナの一素子(受信周波数帯用アンテナ3)とを一組とし
てアレー指向性成形用給電回路に接続する。また、この
アレー指向性成形用給電回路は、垂直偏波及び水平偏波
のそれぞれに独立に設ける。
地板との間に誘電体層を設けてアレーアンテナを構成し
た場合、誘電率により素子が小型化するため、見掛け上
の素子間隔はさらに広がる。一方で、誘電率により小型
化したアンテナは帯域が狭くなる。もし、この小型化さ
れたアンテナで送信帯域もしくは受信帯域をカバーでき
れば、アンテナを多層化せずに異なる周波数で送受信を
行うアンテナを実現できる。例えば、間隔sで配列され
た送信用アレーアンテナと、間隔sで配列された受信用
アレーアンテナとをs/2だけずらして同一基板上に配
置する。そして図1に示されるように、送信用アンテナ
の一素子(送信周波数帯用アンテナ1)と受信用アンテ
ナの一素子(受信周波数帯用アンテナ3)とを一組とし
てアレー指向性成形用給電回路に接続する。また、この
アレー指向性成形用給電回路は、垂直偏波及び水平偏波
のそれぞれに独立に設ける。
【0025】なお、送信用アンテナ、受信用アンテナの
構造としては、互いに直交する2偏波に感度を有するも
のであれば、方形パッチアンテナ以外のものでもよいこ
とは言うまでもない。また、上記2偏波は、垂直偏波と
水平偏波とである必要はない。さらに、送信用アレーア
ンテナと受信用アレーアンテナとを同一面上に一次元配
列する際に、送信用アンテナの素子と受信用アンテナの
素子とが物理的に接触しなければ、s/2以下、もしく
はs/2以上ずらして配置することができる。
構造としては、互いに直交する2偏波に感度を有するも
のであれば、方形パッチアンテナ以外のものでもよいこ
とは言うまでもない。また、上記2偏波は、垂直偏波と
水平偏波とである必要はない。さらに、送信用アレーア
ンテナと受信用アレーアンテナとを同一面上に一次元配
列する際に、送信用アンテナの素子と受信用アンテナの
素子とが物理的に接触しなければ、s/2以下、もしく
はs/2以上ずらして配置することができる。
【0026】第一の実施形態では、偏波共用アンテナを
構成するパッチやマイクロストリップ線路が一枚の誘電
体層7上に設けられているので、構造が簡単になり、製
作が容易になるという利点がある。つまり、エッチング
処理で送信周波数帯用アンテナ1を加工するときに、受
信周波数帯用アンテナ3も同時に加工することができ
る。そして、各偏波ごとに用意するアレー指向性成形用
給電回路は、上記のアンテナ素子と同一面上に配置して
もよいから、送信・受信用アンテナだけでなく給電回路
も同時に加工することができる。これにより、設計が容
易で、低コストかつ量産に適した偏波共用アンテナが得
られる。
構成するパッチやマイクロストリップ線路が一枚の誘電
体層7上に設けられているので、構造が簡単になり、製
作が容易になるという利点がある。つまり、エッチング
処理で送信周波数帯用アンテナ1を加工するときに、受
信周波数帯用アンテナ3も同時に加工することができ
る。そして、各偏波ごとに用意するアレー指向性成形用
給電回路は、上記のアンテナ素子と同一面上に配置して
もよいから、送信・受信用アンテナだけでなく給電回路
も同時に加工することができる。これにより、設計が容
易で、低コストかつ量産に適した偏波共用アンテナが得
られる。
【0027】図3は、本発明の第二の実施形態による偏
波共用アンテナの構成図である。ここでは、垂直偏波、
水平偏波を用いて送信する点が第一の実施形態(図1、
図2)のものと異なる。図3において、101は送信周
波数帯用アンテナ、102は送信周波数帯用アンテナ1
01の垂直偏波用給電線路、103は送信周波数帯用ア
ンテナ101の水平偏波用給電線路、104は受信周波
数帯用アンテナ、105は受信周波数帯用アンテナ10
4の垂直偏波用給電線路、106は受信周波数帯用アン
テナ104の水平偏波用給電線路、107は垂直偏波送
受信共用給電線路、108は水平偏波送受信共用給電線
路である。即ち、図1の構成に、送信周波数帯用アンテ
ナの水平偏波用給電線路と水平偏波送受信共用給電線路
とを付加したものであり、水平偏波用給電線路103は
送信周波数帯用アンテナ101の左辺のほぼ中央から直
角に引き出され、直角に折り曲げて下方へ延ばされ、受
信周波数帯用アンテナ104の水平偏波用給電線路10
6と共に水平偏波送受信共用給電線路108に接続され
ている。
波共用アンテナの構成図である。ここでは、垂直偏波、
水平偏波を用いて送信する点が第一の実施形態(図1、
図2)のものと異なる。図3において、101は送信周
波数帯用アンテナ、102は送信周波数帯用アンテナ1
01の垂直偏波用給電線路、103は送信周波数帯用ア
ンテナ101の水平偏波用給電線路、104は受信周波
数帯用アンテナ、105は受信周波数帯用アンテナ10
4の垂直偏波用給電線路、106は受信周波数帯用アン
テナ104の水平偏波用給電線路、107は垂直偏波送
受信共用給電線路、108は水平偏波送受信共用給電線
路である。即ち、図1の構成に、送信周波数帯用アンテ
ナの水平偏波用給電線路と水平偏波送受信共用給電線路
とを付加したものであり、水平偏波用給電線路103は
送信周波数帯用アンテナ101の左辺のほぼ中央から直
角に引き出され、直角に折り曲げて下方へ延ばされ、受
信周波数帯用アンテナ104の水平偏波用給電線路10
6と共に水平偏波送受信共用給電線路108に接続され
ている。
【0028】図4は、図3の偏波共用アンテナにおける
リターンロス特性と偏波間アイソレーション(偏波面結
合量)とを実測した結果を示すものである。各素子アン
テナが独立して動作し、偏波面結合度は−30dB以下
である。これは、図10、図11のアンテナの偏波面結
合度よりも小さいため、実用上有利である。
リターンロス特性と偏波間アイソレーション(偏波面結
合量)とを実測した結果を示すものである。各素子アン
テナが独立して動作し、偏波面結合度は−30dB以下
である。これは、図10、図11のアンテナの偏波面結
合度よりも小さいため、実用上有利である。
【0029】なお、第二の実施形態による偏波共用アン
テナは、送信に垂直偏波もしくは水平偏波のいずれか一
方しか用いないシステムにも利用可能であることは言う
までもない。
テナは、送信に垂直偏波もしくは水平偏波のいずれか一
方しか用いないシステムにも利用可能であることは言う
までもない。
【0030】図5は、本発明の第三の実施形態による偏
波共用アンテナの構成図である。ここでは、第1、第2
のアンテナの構造が第一の実施形態(図1、図2)のも
のと異なる。図5において、201は送信周波数で垂直
偏波に感応する矩形パッチアンテナ、202は矩形パッ
チアンテナ201の垂直偏波用給電線路であるマイクロ
ストリップ線路、203は送信周波数では水平偏波に感
応し、受信周波数では垂直偏波に感応する矩形パッチア
ンテナ、204は矩形パッチアンテナ203の水平偏波
用給電線路であるマイクロストリップ線路、205は矩
形パッチアンテナ203の垂直偏波用給電線路であるマ
イクロストリップ線路、206は垂直偏波送受信共用給
電線路であるマイクロストリップ線路である。
波共用アンテナの構成図である。ここでは、第1、第2
のアンテナの構造が第一の実施形態(図1、図2)のも
のと異なる。図5において、201は送信周波数で垂直
偏波に感応する矩形パッチアンテナ、202は矩形パッ
チアンテナ201の垂直偏波用給電線路であるマイクロ
ストリップ線路、203は送信周波数では水平偏波に感
応し、受信周波数では垂直偏波に感応する矩形パッチア
ンテナ、204は矩形パッチアンテナ203の水平偏波
用給電線路であるマイクロストリップ線路、205は矩
形パッチアンテナ203の垂直偏波用給電線路であるマ
イクロストリップ線路、206は垂直偏波送受信共用給
電線路であるマイクロストリップ線路である。
【0031】この構成によれば、矩形パッチアンテナの
共振周波数が、励振される偏波面ごとに異なるため、大
きな偏波面結合量が確保できる効果がある。
共振周波数が、励振される偏波面ごとに異なるため、大
きな偏波面結合量が確保できる効果がある。
【0032】図6は、本発明の第四の実施形態による偏
波共用アンテナの構成図である。ここでは、第1、第2
のアンテナの構造が第二の実施形態(図3)のものと異
なる。図6において、301は送信周波数で垂直偏波に
感応し、受信周波数では水平偏波に感応する矩形パッチ
アンテナ、302は矩形パッチアンテナ301の垂直偏
波用給電線路であるマイクロストリップ線路、303は
矩形パッチアンテナ301の水平偏波用給電線路である
マイクロストリップ線路、304は送信周波数では水平
偏波に感応し、受信周波数では垂直偏波に感応する矩形
パッチアンテナ、305は矩形パッチアンテナ304の
水平偏波用給電線路であるマイクロストリップ線路、3
06は矩形パッチアンテナ304の垂直偏波用給電線路
であるマイクロストリップ線路、307は垂直偏波送受
信共用給電線路であるマイクロストリップ線路、308
は水平偏波送受信共用給電線路であるマイクロストリッ
プ線路である。
波共用アンテナの構成図である。ここでは、第1、第2
のアンテナの構造が第二の実施形態(図3)のものと異
なる。図6において、301は送信周波数で垂直偏波に
感応し、受信周波数では水平偏波に感応する矩形パッチ
アンテナ、302は矩形パッチアンテナ301の垂直偏
波用給電線路であるマイクロストリップ線路、303は
矩形パッチアンテナ301の水平偏波用給電線路である
マイクロストリップ線路、304は送信周波数では水平
偏波に感応し、受信周波数では垂直偏波に感応する矩形
パッチアンテナ、305は矩形パッチアンテナ304の
水平偏波用給電線路であるマイクロストリップ線路、3
06は矩形パッチアンテナ304の垂直偏波用給電線路
であるマイクロストリップ線路、307は垂直偏波送受
信共用給電線路であるマイクロストリップ線路、308
は水平偏波送受信共用給電線路であるマイクロストリッ
プ線路である。
【0033】この構成によれば、矩形パッチアンテナの
共振周波数が、励振される偏波面ごとに異なるため、大
きな偏波面結合量が確保できる効果がある。
共振周波数が、励振される偏波面ごとに異なるため、大
きな偏波面結合量が確保できる効果がある。
【0034】なお、第四の実施形態による偏波共用アン
テナは、送信に垂直偏波もしくは水平偏波のいずれか一
方しか用いないシステムにも利用可能であることは言う
までもない。
テナは、送信に垂直偏波もしくは水平偏波のいずれか一
方しか用いないシステムにも利用可能であることは言う
までもない。
【0035】図7は、本発明の第五の実施形態による偏
波共用アンテナの構成図である。ここでは、偏波共用ア
ンテナは、アンテナ配列軸(上下方向)に対し+45°
の傾きをもつ斜め偏波と−45°の傾きをもつ斜め偏波
とを使用し、それぞれの偏波で送受信するものとする。
波共用アンテナの構成図である。ここでは、偏波共用ア
ンテナは、アンテナ配列軸(上下方向)に対し+45°
の傾きをもつ斜め偏波と−45°の傾きをもつ斜め偏波
とを使用し、それぞれの偏波で送受信するものとする。
【0036】図7において、401は送信周波数帯用ア
ンテナである方形パッチアンテナ、402は送信周波数
帯用アンテナ401の+45°斜め偏波用給電線路であ
るマイクロストリップ線路、403は送信周波数帯用ア
ンテナ401の−45°斜め偏波用給電線路であるマイ
クロストリップ線路、404は受信周波数帯用アンテナ
である方形パッチアンテナ、405は受信周波数帯用ア
ンテナ404の+45°斜め偏波用給電線路であるマイ
クロストリップ線路、406は受信周波数帯用アンテナ
404の−45°斜め偏波用給電線路であるマイクロス
トリップ線路、407は+45°斜め偏波送受信共用給
電線路であるマイクロストリップ線路、408は−45
°斜め偏波送受信共用給電線路であるマイクロストリッ
プ線路である。
ンテナである方形パッチアンテナ、402は送信周波数
帯用アンテナ401の+45°斜め偏波用給電線路であ
るマイクロストリップ線路、403は送信周波数帯用ア
ンテナ401の−45°斜め偏波用給電線路であるマイ
クロストリップ線路、404は受信周波数帯用アンテナ
である方形パッチアンテナ、405は受信周波数帯用ア
ンテナ404の+45°斜め偏波用給電線路であるマイ
クロストリップ線路、406は受信周波数帯用アンテナ
404の−45°斜め偏波用給電線路であるマイクロス
トリップ線路、407は+45°斜め偏波送受信共用給
電線路であるマイクロストリップ線路、408は−45
°斜め偏波送受信共用給電線路であるマイクロストリッ
プ線路である。
【0037】この構成によれば、送信周波数帯用アンテ
ナ401と受信周波数帯用アンテナ404とに関して、
放射に寄与する部分が互いに向かい合わないため、素子
間の電気的結合を抑制できる効果がある。
ナ401と受信周波数帯用アンテナ404とに関して、
放射に寄与する部分が互いに向かい合わないため、素子
間の電気的結合を抑制できる効果がある。
【0038】図8は、本発明の第六の実施形態による偏
波共用アンテナの構成図である。ここでは、第1、第2
のアンテナの構造が第五の実施形態(図7)のものと異
なる。図8において、501は送信周波数帯で+45°
斜め偏波に感度を有し、受信周波数帯で−45°斜め偏
波に感度を有する矩形パッチアンテナ、502は送信周
波数帯で−45°斜め偏波に感度を有し、受信周波数帯
で+45°斜め偏波に感度を有する矩形パッチアンテ
ナ、503は矩形パッチアンテナ501及び502の+
45°斜め偏波用給電線路であるマイクロストリップ線
路、504は矩形パッチアンテナ501及び502の−
45°斜め偏波用給電線路であるマイクロストリップ線
路である。
波共用アンテナの構成図である。ここでは、第1、第2
のアンテナの構造が第五の実施形態(図7)のものと異
なる。図8において、501は送信周波数帯で+45°
斜め偏波に感度を有し、受信周波数帯で−45°斜め偏
波に感度を有する矩形パッチアンテナ、502は送信周
波数帯で−45°斜め偏波に感度を有し、受信周波数帯
で+45°斜め偏波に感度を有する矩形パッチアンテ
ナ、503は矩形パッチアンテナ501及び502の+
45°斜め偏波用給電線路であるマイクロストリップ線
路、504は矩形パッチアンテナ501及び502の−
45°斜め偏波用給電線路であるマイクロストリップ線
路である。
【0039】この構成によれば、前記第五の実施形態の
効果に加え、第四の実施形態の効果を合わせ持つという
利点がある。即ち、放射に寄与する部分が互いに向かい
合わないため、素子間の電気的結合を抑制でき、しか
も、矩形パッチアンテナの共振周波数が、励振される偏
波面ごとに異なるため、大きな偏波面結合量が確保でき
る。
効果に加え、第四の実施形態の効果を合わせ持つという
利点がある。即ち、放射に寄与する部分が互いに向かい
合わないため、素子間の電気的結合を抑制でき、しか
も、矩形パッチアンテナの共振周波数が、励振される偏
波面ごとに異なるため、大きな偏波面結合量が確保でき
る。
【0040】図9は、本発明の第七の実施形態による偏
波共用アンテナの構成図である。この偏波共用アンテナ
は、第二の実施形態(図3)の偏波共用アンテナを90
°回転させたものを上下方向に配列したものである。図
9において、50は垂直偏波送受信共用給電線路である
マイクロストリップ線路、60は水平偏波送受信共用給
電線路であるマイクロストリップ線路である。
波共用アンテナの構成図である。この偏波共用アンテナ
は、第二の実施形態(図3)の偏波共用アンテナを90
°回転させたものを上下方向に配列したものである。図
9において、50は垂直偏波送受信共用給電線路である
マイクロストリップ線路、60は水平偏波送受信共用給
電線路であるマイクロストリップ線路である。
【0041】この構成によれば、誘電体層の幅方向のス
ペースを有効に利用できる効果がある。
ペースを有効に利用できる効果がある。
【0042】なお、第二、第四、第五、第六の実施形態
(図3,6,7,8)による偏波共用アンテナを90°
回転させて配列しても同等の効果を得ることができる。
(図3,6,7,8)による偏波共用アンテナを90°
回転させて配列しても同等の効果を得ることができる。
【0043】この第七の実施形態による偏波共用アンテ
ナは、送信に垂直偏波もしくは水平偏波のいずれか一方
しか用いないシステムにも利用可能であることは言うま
でもない。
ナは、送信に垂直偏波もしくは水平偏波のいずれか一方
しか用いないシステムにも利用可能であることは言うま
でもない。
【0044】さらに、第一、第三の実施形態(図1,
2,5)による偏波共用アンテナを90°回転させて配
列した場合には、水平偏波で送信する偏波ダイバーシチ
システムに利用すれば、第七の実施形態と同様な効果が
得られる。
2,5)による偏波共用アンテナを90°回転させて配
列した場合には、水平偏波で送信する偏波ダイバーシチ
システムに利用すれば、第七の実施形態と同様な効果が
得られる。
【0045】
【発明の効果】本発明は次の如き優れた効果を発揮す
る。
る。
【0046】(1)第1、第2のアンテナや各偏波用給
電線路が一枚の誘電体基板上に設けられているので、構
造が簡単になり、製作が容易になる。
電線路が一枚の誘電体基板上に設けられているので、構
造が簡単になり、製作が容易になる。
【図1】本発明の第一の実施形態を示す偏波共用アンテ
ナの構成図である。
ナの構成図である。
【図2】図1の偏波共用アンテナの部分拡大図である。
【図3】本発明の第二の実施形態を示す偏波共用アンテ
ナの構成図である。
ナの構成図である。
【図4】図3の偏波共用アンテナにおけるリターンロス
特性と偏波間アイソレーション(偏波面結合量)とを実
測した結果を示す特性図である。
特性と偏波間アイソレーション(偏波面結合量)とを実
測した結果を示す特性図である。
【図5】本発明の第三の実施形態を示す偏波共用アンテ
ナの構成図である。
ナの構成図である。
【図6】本発明の第四の実施形態を示す偏波共用アンテ
ナの構成図である。
ナの構成図である。
【図7】本発明の第五の実施形態を示す偏波共用アンテ
ナの構成図である。
ナの構成図である。
【図8】本発明の第六の実施形態を示す偏波共用アンテ
ナの構成図である。
ナの構成図である。
【図9】本発明の第七の実施形態を示す偏波共用アンテ
ナの構成図である。
ナの構成図である。
【図10】従来の多層化により異なる周波数で動作する
アンテナの構成図である。
アンテナの構成図である。
【図11】従来の多層化により広帯域化され異なる周波
数で動作するアンテナの構成図である。
数で動作するアンテナの構成図である。
1 送信周波数帯用アンテナ(第1のアンテナ) 2 垂直偏波用給電線路(給電線路) 3 受信周波数帯用アンテナ(第2のアンテナ) 4 垂直偏波用給電線路(第1の給電線路) 5 水平偏波用給電線路(第2の給電線路) 6 垂直偏波送受信共用給電線路(結合点) 7 誘電体層
Claims (8)
- 【請求項1】 異なる周波数で送受信を行う偏波共用ア
ンテナにおいて、偏波面Aとこの偏波面Aに直交する偏
波面Bとを独立して励振できる第1のアンテナと、偏波
面Aと偏波面Bとを独立して励振できる第2のアンテナ
とが互いに隣接して配置され、それぞれのアンテナに給
電を行う給電線路が共通の結合点に接続され、偏波面A
を励振するための第1の給電線路と偏波面Bを励振する
ための第2の給電線路とがそれぞれ独立して設けられて
いることを特徴とする偏波共用アンテナ。 - 【請求項2】 前記結合点からアンテナ側のインピーダ
ンスを見たとき、第1のアンテナの共振周波数では第2
のアンテナについてのインピーダンスがほぼ開放状態に
なり、第2のアンテナの共振周波数では第1のアンテナ
についてのインピーダンスがほぼ開放状態になることを
特徴とする請求項1記載の偏波共用アンテナ。 - 【請求項3】 同一偏波面に関する送信と受信とが異な
るアンテナを用いて行われることを特徴とする請求項1
又は2記載の偏波共用アンテナ。 - 【請求項4】 第1のアンテナの寸法と第2のアンテナ
の寸法とが異なることを特徴とする請求項1〜3いずれ
か記載の偏波共用アンテナ。 - 【請求項5】 第1のアンテナが偏波面Aについて送信
周波数帯電力に強く感応しかつ受信周波数帯電力に感応
し難く、第2のアンテナが偏波面A、偏波面Bのそれぞ
れについて受信周波数帯電力に強く感応しかつ送信周波
数帯電力に感応し難いことを特徴とする請求項1〜4い
ずれか記載の偏波共用アンテナ。 - 【請求項6】 第1のアンテナが偏波面A、偏波面Bの
それぞれについて送信周波数帯電力に強く感応しかつ受
信周波数帯電力に感応し難く、第2のアンテナが、偏波
面A、偏波面Bのそれぞれについて受信周波数帯電力に
強く感応しかつ送信周波数帯電力に感応し難いことを特
徴とする請求項1〜4いずれか記載の偏波共用アンテ
ナ。 - 【請求項7】 第1のアンテナが、偏波面Aについて送
信周波数帯電力に強く感応しかつ受信周波数帯電力に感
応し難く、偏波面Bについて受信周波数帯電力に強く感
応しかつ送信周波数帯電力に感応し難く、第2のアンテ
ナが、偏波面Bについて受信周波数帯電力に感応し難
く、偏波面Aについて受信周波数帯電力に強く感応しか
つ送信周波数帯電力に感応し難いことを特徴とする請求
項1〜4いずれか記載の偏波共用アンテナ。 - 【請求項8】 第1のアンテナが、偏波面Aについて送
信周波数帯電力に強く感応しかつ受信周波数帯電力に感
応し難く、偏波面Bについて受信周波数帯電力に強く感
応しかつ送信周波数帯電力に感応し難く、第2のアンテ
ナが、偏波面Bについて送信周波数帯電力に強く感応し
かつ受信周波数帯電力に感応し難く、偏波面Aについて
受信周波数帯電力に強く感応しかつ送信周波数帯電力に
感応し難いことを特徴とする請求項1〜4いずれか記載
の偏波共用アンテナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11075823A JP2000278039A (ja) | 1999-03-19 | 1999-03-19 | 偏波共用アンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11075823A JP2000278039A (ja) | 1999-03-19 | 1999-03-19 | 偏波共用アンテナ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000278039A true JP2000278039A (ja) | 2000-10-06 |
Family
ID=13587307
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11075823A Pending JP2000278039A (ja) | 1999-03-19 | 1999-03-19 | 偏波共用アンテナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000278039A (ja) |
Cited By (13)
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| JP2008141273A (ja) * | 2006-11-30 | 2008-06-19 | Japan Radio Co Ltd | 2周波複直交偏波導波管スロットアレーアンテナおよび複直交偏波通信システム |
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- 1999-03-19 JP JP11075823A patent/JP2000278039A/ja active Pending
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