JP5451284B2 - Bowtie antenna - Google Patents
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Description
本発明は、ボウタイアンテナに係り、特に、二等辺三角形状に設けられた第1の導体及び第2の導体を備え、二等辺三角形の等しい一対の辺が成す頂点が互いに対向し、かつ、二等辺三角形の等しい一対の辺以外の底辺が互いに平行になるように、第1の導体及び第2の導体が配置されたボウタイアンテナに関するものである。 The present invention relates to a bow tie antenna, and in particular, includes a first conductor and a second conductor provided in an isosceles triangle shape, and apexes formed by a pair of equal sides of an isosceles triangle are opposed to each other, and The present invention relates to a bow tie antenna in which a first conductor and a second conductor are arranged such that bases other than a pair of equal sides of an equilateral triangle are parallel to each other.
上述したボウタイアンテナ1として、例えば図16に示されたものが提案されている(特許文献1)。同図に示すように、ボウタイアンテナ1は、第1の導体11及び第2の導体12、を備えている。第1の導体11及び第2の導体12は各々、二等辺三角形状に設けられている。上記二等辺三角形の等しい一対の辺V1、V2が成す頂点T1が互いに対向するように、第1の導体11及び第2の導体12が配置されている。
For example, the
また、上記二等辺三角形の底辺V3が互いに平行になるように、第1の導体11及び第2の導体12が配置されている。上記第1の導体11及び第2の導体12の頂点T1が各々給電点となり、この給電点からボウタイアンテナ1に入射電力が供給される。上述したボウタイアンテナ1においては、二等辺三角形の頂点T1の角度θ1が特性インピーダンスを決め、二等辺三角形の高さx1が最低動作周波数を決める。
Further, the
次に、二等辺三角形の高さx1=160mm、二等辺三角形の底辺V3の長さy1=240mmのボウタイアンテナ1(図16)の周波数に対するVSWR特性を図2中の実線で示す。このボウタイアンテナ1の特性インピーダンスは、200Ωとなる。図2に示すように、上記ボウタイアンテナ1(図16)は、540MHz以上の周波数でVSWR≦2を維持する広帯域特性を示す。
Next, the solid line in FIG. 2 shows the VSWR characteristics with respect to the frequency of the bow tie antenna 1 (FIG. 16) having the height x 1 = 160 mm of the isosceles triangle and the length y 1 = 240 mm of the base V 3 of the isosceles triangle. The characteristic impedance of the
また、本発明者は、図17に示すように、1本の折返し部14を設けたボウタイアンテナ1を提案している(非特許文献1、2、3)。二等辺三角形の高さx1=160mm、二等辺三角形の底辺V3の長さy1=240mmの図17に示す従来のボウタイアンテナ1の周波数に対するVSWR特性を図5中の実線で示す。この折返し部14(1本)付きのボウタイアンテナ1(図17)は、図5に示すように、400MHz以上の周波数でVSWR≦2を維持することができ図16に示すボウタイアンテナ1よりも広帯域を得ることができる。
In addition, as shown in FIG. 17, the present inventor has proposed a
また、本発明者は、図18に示すように、2本の折返し部14、15を設けたボウタイアンテナ1を提案している(非特許文献1、2、3)。二等辺三角形の高さx1=160mm、二等辺三角形の底辺V3の長さy1=240mmの図18に示す従来のボウタイアンテナ1の周波数に対するVSWR特性を図8中の実線で示す。この折返し部14、15(2本)付きのボウタイアンテナ1(図18)は、図8に示すように、VSWRが2以下に落ちる周波数は300MHzと図16及び図17に示すボウタイアンテナ1よりも低くすることができる。
Further, as shown in FIG. 18, the present inventor has proposed a
上述したボウタイアンテナ1は何れも、同じ長さ160mmのダイポールアンテナに比べて広帯域特性が得られる。しかしながら、ボウタイアンテナ1はダイポールアンテナに比べてアンテナ面積が著しく大きくなる、という問題があった。また、図18に示す折返し部14、15(2本)付きのボウタイアンテナ1においては、図8中の実線に示すように900MHz付近にVSWRの劣化があるため帯域が制限され、図16及び図17に示すボウタイアンテナ1よりも広帯域特性が劣化する、という問題があった。
All of the above-described bow-
そこで、本発明は、広帯域特性を維持しつつ小型化を図ったボウタイアンテナを提供することを課題とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a bow tie antenna that is downsized while maintaining wideband characteristics.
上記課題を解決するための請求項1に記載の発明は、二等辺三角形の形状をそれぞれ有する第1の導体及び第2の導体を備え、前記二等辺三角形の等しい一対の辺が成す頂点同士が対向し、かつ、前記二等辺三角形の底辺が互いに平行になるように、前記第1の導体及び前記第2の導体が配置されたボウタイアンテナにおいて、前記二等辺三角形の等しい一対の辺が成す頂点同士を通り前記底辺に垂直な中心軸に対して平行、かつ、前記中心軸に対して互いに線対称な一対の折り目線が、前記第1の導体及び前記第2の導体に設けられ、前記第1の導体及び前記第2の導体が、断面コ字状になるように前記一対の折り目線に沿って直角に折り曲げられ、前記二等辺三角形の底辺の長さが、前記一対の折り目線間の距離の4倍以上になるように、前記一対の折り目線が設けられていることを特徴とするボウタイアンテナに存する。
The invention according to
請求項2記載の発明は、前記二等辺三角形の底辺の長さが、前記一対の折り目線間の距離の24倍以下になるように、前記一対の折り目線が設けられていることを特徴とする請求項1に記載のボウタイアンテナに存する。
According to a second aspect of the invention, the length of the base of the isosceles triangle, so that the following 24 times the distance between the pair of fold lines, and wherein the pair of fold lines are provided The bow tie antenna according to
請求項3記載の発明は、前記第1の導体の互いに等しい一対の辺の一方と底辺との成す頂点と、前記第2の導体の互いに等しい一対の辺の一方と底辺との成す頂点と、の間を結ぶ前記中心軸に対して平行な直線状の第3の導体をさらに備えたことを特徴とする請求項1に記載のボウタイアンテナに存する。
The invention according to
請求項4記載の発明は、二等辺三角形の形状をそれぞれ有する第1の導体及び第2の導体を備え、前記二等辺三角形の等しい一対の辺が成す頂点同士が対向し、かつ、前記二等辺三角形の底辺が互いに平行になるように、前記第1の導体及び前記第2の導体が配置されたボウタイアンテナにおいて、前記二等辺三角形の等しい一対の辺が成す頂点同士を通り前記底辺に垂直な中心軸に対して平行、かつ、前記中心軸に対して互いに線対称な一対の折り目線が、{2×n(nは1以上の整数)+1}対、前記第1の導体及び前記第2の導体に設けられ、前記第1の導体及び前記第2の導体が、断面蛇腹状になるように前記一対の折り目線に沿って直角に折り曲げられていることを特徴とするボウタイアンテナに存する。
The invention according to
以上説明したように請求項1及び2記載の発明によれば、折り曲げていない従来のボウタイアンテナとほぼ同等の広帯域特性を維持しつつ小型化を図ることができた。 As described above, according to the first and second aspects of the invention, it is possible to reduce the size while maintaining a broadband characteristic substantially equivalent to that of a conventional bow-tie antenna that is not bent.
請求項3に記載の発明によれば、最低動作周波数を低くして、低周波での動作が可能となった。
According to the invention described in
請求項4に記載の発明によれば、折り曲げていない従来のボウタイアンテナとほぼ同等の広帯域特性を維持しつつ小型化を図ることができた。
According to the invention described in
本発明者らは、広帯域特性を維持しつつ小型化を図ったボウタイアンテナを得るべく、鋭意探求したところ、ボウタイアンテナにおいては、その表面上での電流分布は図16に示すx軸に対して線対称であり、電流の向きが同じであることに着目し、x軸に対して線対称に折り曲げれば、折り曲げた2つのエレメント間で電流が打ち消されることは無く、特性が劣化しにくいのではと考え、下記に示すようなボウタイアンテナを考えた。 The present inventors have eagerly searched to obtain a bow tie antenna that is reduced in size while maintaining wideband characteristics. In the bow tie antenna, the current distribution on the surface thereof is in relation to the x-axis shown in FIG. Paying attention to the fact that they are line-symmetric and have the same current direction, if they are bent line-symmetrically with respect to the x-axis, the current will not be canceled between the two folded elements, and the characteristics will not deteriorate. I thought of a bow tie antenna as shown below.
第1実施形態
以下、本発明の第1実施形態を図1〜図3に基づいて説明する。図1に示すように、本発明のボウタイアンテナ1は、第1の導体11と、第2の導体12と、を有している。上記第1の導体11及び第2の導体12は、互いに同じ大きさ同じ形の二等辺三角形状に設けられ、上記二等辺三角形の互いに等しい辺V1、V2が成す頂点T1が互いに対向するように、第1の導体11及び第2の導体12が配置されている。
First Embodiment Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, the
また、上記二等辺三角形の底辺V3が互いに平行になるように第1の導体11及び第2の導体12が配置されている。上記第1の導体11及び第2の導体12の頂点T1が各々給電点となり、この給電点からボウタイアンテナ1に入射電力が供給される。さらに、第1の導体11及び第2の導体12には、二等辺三角形の等しい一対の辺V1、V2が成す頂点T1同士を通り底辺V3に垂直な中心軸xに対して平行、かつ、中心軸xに対して互いに線対称な一対の折り目線L11、L12が設けられ、図1(B)に示すように、第1の導体11及び第2の導体12が、断面コ字状になるように一対の折り目線L11、L12に沿って直角に折り曲げられている。
Further, the
次に、本発明者は、高さx1=160mm、底辺V3の長さy1=240mmの二等辺三角形の第1の導体11及び第2の導体12を有するボウタイアンテナ1である従来品A(図16)と、この従来品Aを互いの距離h=30mm、20mm、10mm、5mmの一対の折り目線L11、L12に沿って直角に折り曲げたボウタイアンテナ1である本発明品A1〜A4(図1)と、の周波数に対するVSWRをシミュレーションして、本発明の効果を確認した。結果を図2に示す。
Next, the inventor of the present invention is a conventional product that is a
同図に示すように、従来品Aも本発明品A1〜A4も約400MHz以上の周波数でVSWR≦3となり、本発明品A1〜A4は従来品Aとほぼ同等の特性が得られることが分かった。また、一対の折り目線L11、L12に沿って折り曲げることにより、本発明品A1〜A4の投影面積は従来品Aのほぼ半分となり小型化を図ることができる。以上のことから明らかなように、VSWR≦3の場合、本発明品A1〜A4は、従来品Aとほぼ同等の広帯域特性を保ちつつ小型化を図ることができることが分かった。 As shown in the figure, both the conventional product A and the products A 1 to A 4 of the present invention have VSWR ≦ 3 at a frequency of about 400 MHz or more, and the products A 1 to A 4 of the present invention have almost the same characteristics as the conventional product A. I found out that Further, by folding along the pair of crease lines L 11 and L 12 , the projected area of the products A 1 to A 4 of the present invention is almost half that of the conventional product A, and the size can be reduced. As is clear from the above, it was found that when VSWR ≦ 3, the products A 1 to A 4 of the present invention can be reduced in size while maintaining substantially the same broadband characteristics as the conventional product A.
次に、VSWR≦2の場合について検討してみる。今、折り曲げによるボウタイアンテナ1の投影面積の小型化を下記の式(1)で表す。
投影面積の小型化度=(y1−h/2)/2×y1 …(1)
また、アンテナ全体の小型化度を下記の式(2)で表す。
アンテナ全体の小型化度=(投影面積の小型化度)×(fL/540MHz)2 …(2)
なお、fLはVSWR≦2となる最低動作周波数である。
Next, consider the case of VSWR ≦ 2. Now, downsizing of the projected area of the
Projection area miniaturization degree = (y 1 −h / 2) / 2 × y 1 (1)
The degree of miniaturization of the entire antenna is expressed by the following formula (2).
Degree of miniaturization of the whole antenna = (Degree of miniaturization of projection area) × (fL / 540 MHz) 2 (2)
Note that fL is the lowest operating frequency at which VSWR ≦ 2.
上述した式(2)に示すアンテナ全体の小型化度は、本発明品A1〜A4とほぼ同等の周波数特性を持たせるような寸法の図16に示す従来のボウタイアンテナ1に比べて本発明品A1〜A4がどの程度小型化できたかを示す。詳しく説明すると、ボウタイアンテナ1においては、高さx1が小さくなるに従って最低動作周波数fLが上昇する。よって、例えばh=30mmの本発明品A1とほぼ同等の周波数特性(最低動作周波数fL=580MHz)を持つ図16に示す従来のボウタイアンテナ1は従来品A(最低動作周波数fL=540mHz)の寸法x1=160mmよりも小さくなる。本発明品A1について求めたアンテナ全体の小型化度は、最低周波数fL=580MHzとなる寸法の従来のボウタイアンテナ1の面積に対する本発明品A1の投影面積を表す。従って、上記アンテナ全体の小型化度が100%以下であれば、同等の周波数特性を持つ従来のボウタイアンテナ1に比べて投影面積を小さくすることができるので、従来のボウタイアンテナとほぼ同等の広帯域特性を維持しつつ小型化を図ることができる、といえる。
Small degree of overall antenna shown in the above Expression (2) is present as compared to the present invention product A 1 to A 4 are approximately equal in
そこで、本発明者らは、従来品A、本発明品A1〜A4についてそれぞれボウタイアンテナ1の投影面積の小型化、アンテナ全体の小型化度を求めて、本発明品A1〜A4の効果を確認した。結果を図3に示す。同図に示すように、折り曲げによる特性の劣化は距離hが少ないほど顕著である。このため、h=5mmでは最低動作周波数fLの上昇によりむしろ従来よりも大型化してしまっている。しかしながら、y1:h=24:1以上であるh≧10mmの本発明品A1〜A3は、アンテナ全体の小型化度が100%未満となり、従来のボウタイアンテナとほぼ同等の広帯域特性を維持しつつ小型化を図ることができた。特に、h=30mmの場合にはアンテナ全体の小型化度は50%に小型化されている。距離hが大きい場合には体積が増えるデメリットがあるが、アンテナの投影面積としては十分に小型化できたといえる。
Accordingly, the present inventors have miniaturization of conventional products A, the projected area of the bow-
第2実施形態
次に、本発明の第2実施形態を図4〜図6に基づいて説明する。なお、図4において、第1実施形態で既に説明した図1に示すボウタイアンテナ1と同等の部分には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。第1実施形態と第2実施形態とで異なる点は、第2実施形態がさらに第3の導体としての折返し部14を1本設けた点である。上記折返し部14は、第1の導体11の互いに等しい一対の辺V1、V2の一方である辺V1と底辺V3との成す頂点T2と、第2の導体12の互いに等しい一対の辺V1、V2の一方である辺V1と底辺V3との成す頂点T2と、の間を結ぶ中心軸xに対して平行な直線状に設けられている。
Second Embodiment Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In FIG. 4, the same parts as those of the bow-
次に、本発明者らは、高さx1=160mm、底辺の長さy1=120mmの二等辺三角形の第1の導体11及び第2の導体12に折返し部14を設けたボウタイアンテナ1である従来品B(図17)と、この従来品Bを互いの距離h=30mm、20mm、10mm、5mmの一対の折り目線L11、L12に沿って直角に折り曲げたボウタイアンテナである本発明品B1〜B4(図4)と、の周波数に対するVSWRをシミュレーションして、本発明の効果を確認した。結果を図5に示す。
Next, the inventors of the present invention provide a
同図に示すように、従来品Bも本発明品B1〜B4も約300MHz以上の周波数でVSWR≦3となり、本発明品B1〜B4は従来品Bとほぼ同等の特性が得られることが分かった。また、一対の折り目線L11、L12に沿って折り曲げることにより、本発明品B1〜B4の投影面積は従来品Bのほぼ半分となり小型化を図ることができる。以上のことから明らかなように、VSWR≦3の場合、本発明品B1〜B4は、従来品Bとほぼ同等の広帯域特性を保ちつつ小型化を図ることができることが分かった。 As shown in the figure, both the conventional product B and the products B 1 to B 4 of the present invention have VSWR ≦ 3 at a frequency of about 300 MHz or more, and the products B 1 to B 4 of the present invention have almost the same characteristics as the conventional product B. I found out that Further, by bending along the pair of crease lines L 11 and L 12 , the projected area of the products B 1 to B 4 of the present invention is almost half that of the conventional product B, and the size can be reduced. As is apparent from the above, it was found that when VSWR ≦ 3, the products B 1 to B 4 of the present invention can be downsized while maintaining substantially the same broadband characteristics as the conventional product B.
次に、VSWR≦2の場合について検討してみる。本発明者らは、従来品A、B、本発明品B1〜B4についてそれぞれ、VSWR≦2となる周波数範囲、式(1)に示すボウタイアンテナ1の投影面積の小型化、式(2)に示すアンテナ全体の小型化度を求めて、本発明品B1〜B4の効果を確認した。結果を図6に示す。
Next, consider the case of VSWR ≦ 2. For the conventional products A and B and the products B 1 to B 4 of the present invention, the present inventors respectively reduced the frequency range in which VSWR ≦ 2, the reduction in the projected area of the
同図に示すように、本発明品B1〜B4は、従来品Bに比べてVSWR≦2となる最低動作周波数fLが低下し、低周波側では従来品A、Bよりも特性が良くなり、従来品A、Bよりも低周波での動作が可能になることがわかった。このため、本発明品B1〜B4は、アンテナ全体の小型化度も従来品Bの54.8%から更に小型となり、従来品Aの約20%程度となった。また、距離hが10mm以下の本発明品B3及びB4は800MHz、1000MHz付近でVSWRが高くなり、これによる帯域制限は距離hが低いほど顕著であるが、それでも比帯域はh=10mmで75%、h=5mmで77%と広帯域特性を示している。また、y1:hが12:1以上となる本発明品B1及びB2では上記帯域制限がなく、小型化を図りつつ従来品Bよりも広帯域にすることができた。距離hが高い場合は体積が増えるデメリットがあるが、アンテナの投影面積としては十分に小型化できたと言える。 As shown in the figure, the products B 1 to B 4 of the present invention have a lower minimum operating frequency fL that satisfies VSWR ≦ 2 than the conventional product B, and have better characteristics than the conventional products A and B on the low frequency side. Thus, it was found that operation at a lower frequency than the conventional products A and B becomes possible. For this reason, the products B 1 to B 4 of the present invention are further reduced in size from 54.8% of the conventional product B to about 20% of the conventional product A. Further, in the products B 3 and B 4 of the present invention having a distance h of 10 mm or less, the VSWR becomes high near 800 MHz and 1000 MHz, and the band limitation due to this becomes more conspicuous as the distance h is lower, but the specific band is still h = 10 mm. Broadband characteristics of 75% and 77% at h = 5 mm are shown. Further, in the products B 1 and B 2 of the present invention in which y 1 : h is 12: 1 or more, there is no band limitation as described above, and a wider band than the conventional product B can be achieved while downsizing. When the distance h is high, there is a disadvantage that the volume increases, but it can be said that the projected area of the antenna can be sufficiently reduced.
第3実施形態
次に、本発明の第3実施形態を図7〜図9に基づいて説明する。なお、図7において、第1実施形態で既に説明した図1に示すボウタイアンテナ1と同等の部分には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。第1実施形態と第3実施形態とで異なる点は、第3実施形態がさらに折返し部14、15を2本設けた点である。
Third Embodiment Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In FIG. 7, parts that are the same as the
上記第3の導体としての折返し部14は、第1の導体11の互いに等しい一対の辺V1、V2の一方である辺V1と底辺V3との成す頂点T2と、第2の導体12の互いに等しい一対の辺V1、V2の一方である辺V1と底辺V3との成す頂点T2と、の間を結ぶ中心軸xに対して平行な直線状に設けられている。上記第4の導体としての折返し部15は、第1の導体11の互いに等しい一対の辺V1、V2の他方である辺V2と底辺V3との成す頂点T3と、第2の導体12の互いに等しい一対の辺V1、V2の他方である辺V2と底辺V3との成す頂点T3と、の間を結ぶ中心軸xに対して平行な直線状に設けられている。
The folded
次に、本発明者らは、高さx1=160mm、底辺の長さy1=120mmの二等辺三角形の第1の導体11及び第2の導体12に折返し部14、15を設けたボウタイアンテナである従来品C(図18)と、この従来品Cを互いの距離h=30mm、20mm、10mm、5mmの一対の折り目線L11、L12に沿って直角に折り曲げたボウタイアンテナである本発明品C1〜C4(図7)と、の周波数に対するVSWRをシミュレーションして、本発明の効果を確認した。結果を図8に示す。
Next, the present inventors have provided a bow tie in which folded
同図に示すように、従来品Cも本発明品C1〜C4も約300MHz以上の周波数でVSWR≦3となり、本発明品C1〜C4は従来品Cとほぼ同等の特性が得られることが分かった。また、一対の折り目線L11、L12に沿って折り曲げることにより、本発明品C1〜C4の投影面積は従来品Cのほぼ半分となり小型化を図ることができる。以上のことから明らかなように、VSWR≦3の場合、本発明品C1〜C4は、従来品Cとほぼ同等の広帯域特性を保ちつつ小型化を図ることができることが分かった。 As shown in the figure, both the conventional product C and the products C 1 to C 4 of the present invention have VSWR ≦ 3 at a frequency of about 300 MHz or more, and the products C 1 to C 4 of the present invention have almost the same characteristics as the conventional product C. I found out that Further, by folding along the pair of crease lines L 11 and L 12 , the projected area of the products C 1 to C 4 of the present invention is almost half that of the conventional product C, and the size can be reduced. As is apparent from the above, it was found that when VSWR ≦ 3, the products C 1 to C 4 of the present invention can be reduced in size while maintaining a broadband characteristic substantially equivalent to that of the conventional product C.
次に、VSWR≦2の場合について検討してみる。本発明者らは、従来品A、C、本発明品C1〜C4についてそれぞれ、VSWR≦2となる周波数範囲、式(1)に示すボウタイアンテナ1の投影面積の小型化、式(2)に示すアンテナ全体の小型化度を求めて、本発明品C1〜C4の効果を確認した。結果を図8に示す。
Next, consider the case of VSWR ≦ 2. For the conventional products A and C and the products C 1 to C 4 of the present invention, the frequency ranges satisfying VSWR ≦ 2, the reduction in the projected area of the
同図に示すように、本発明品C1〜C4は、VSWR≦2となる最低動作周波数fLが従来品Cに対して上昇してしまうが、その上昇分はごく僅かであり、投影面積が折り曲げにより半分以下となっているため、アンテナ全体の小型化度としては従来品Cの30.9%から更に小型となり、従来品Aの約15%程度となった。また、y1:hが12:1以上となる本発明品C1及びC2では従来品Cの問題点である帯域制限がなく、小型化を図りつつ従来品Cよりも広帯域にすることができた。ただし距離hが低すぎると900MHz付近でVSWRが高くなるが、それでも比帯域はh=10mmで99%、h=5mmで95%と広帯域特性を示し、従来品Cの比帯域97%よりも広帯域になっている。距離hが高い場合には体積が増えるデメリットがあるが、アンテナの投影面積としては十分に小型化できたと言える。 As shown in the figure, in the products C 1 to C 4 of the present invention, the minimum operating frequency fL satisfying VSWR ≦ 2 is higher than that of the conventional product C, but the increase is very small and the projected area is small. Is less than half due to bending, and the size of the entire antenna is further reduced from 30.9% of the conventional product C to about 15% of the conventional product A. Further, in the present invention products C 1 and C 2 in which y 1 : h is 12: 1 or more, there is no band limitation which is a problem of the conventional product C, and the bandwidth can be made wider than that of the conventional product C while downsizing. did it. However, if the distance h is too low, the VSWR becomes high near 900 MHz. However, the specific bandwidth is 99% at h = 10 mm and 95% at h = 5 mm, showing a wide band characteristic, which is wider than 97% of the conventional product C. It has become. If the distance h is high, there is a demerit that the volume increases, but it can be said that the projected area of the antenna can be sufficiently reduced.
第4実施形態
次に、本発明の第4実施形態を図10〜図13に基づいて説明する。なお、図10及び図11において、第1実施形態で既に説明した図1に示すボウタイアンテナと同等の部分には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。第1実施形態と第4実施形態とで異なる点は、第1実施形態においては折り目線L11及びL12が一対だけ設けられ、断面U字状に折り曲げられているのに対して、第4実施形態においては図10に示すように、第1の導体11及び第2の導体12に上記中心軸xに対して平行、かつ、中心軸xに対して互いに線対称な三対の折り目線L11及びL12、L21及びL22、L31及びL32が設けられ、第1の導体11及び第2の導体12が、断面蛇腹状になるように三対の折り目線L11及びL12、L21及びL22、L31及びL32に沿って直角に折り曲げられている。
Fourth Embodiment Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 10 and 11, the same reference numerals are given to the same parts as the bow-tie antenna shown in FIG. 1 already described in the first embodiment, and the detailed description thereof is omitted. The difference between the first embodiment and the fourth embodiment is that, in the first embodiment, only a pair of crease lines L 11 and L 12 are provided and bent in a U-shaped cross section. In the embodiment, as shown in FIG. 10, three pairs of crease lines L parallel to the central axis x and symmetrical with respect to the central axis x with respect to the
これら三対の折り目線L11及びL12、L21及びL22、L31及びL32は、互いに離間して設けられている。一対の折り目線L11及びL12間の距離h、折り目線L11及びL21間の距離h、折り目線L22及びL32の距離hは、互いに等しくなるように設けられている。図10に示すボウタイアンテナ1は、二等辺三角形の底辺方向に沿って第1の導体11及び第2の導体12が4重になるように蛇腹状に折り曲げられている。
These three pairs of crease lines L 11 and L 12 , L 21 and L 22 , L 31 and L 32 are provided apart from each other. The distance h between the pair of crease lines L 11 and L 12, the distance h between the crease lines L 11 and L 21, and the distance h between the crease lines L 22 and L 32 are provided to be equal to each other. The
なお、図10に示す例では、第1の導体11及び第2の導体12が4重になるように折り曲げられていたが、例えば、図11に示すように、五対の折り目線L11及びL12、L21及びL22、L31及びL32、L41及びL42、L51及びL52を設けて、第1の導体11及び第2の導体12が6重になるように蛇腹状に折り曲げるようにしても良い。
In the example shown in FIG. 10, the
次に、本発明者は、高さx1=160mm、底辺の長さy1=240mmの二等辺三角形の第1の導体11及び第2の導体12を有するボウタイアンテナ1を2重に折り曲げた本発明品A2(図1)と、4重に折り曲げた本発明品D1(図10)及び6重に折り曲げた本発明品D2(図11)と、の周波数に対するVSWRをシミュレーションして、本発明の効果を確認した。結果を図12に示す。なお、本発明品D1及びD2において距離h=20mmとしている。また、本発明者は、従来品A、本発明品A2、本発明品D1及びD2についてVSWR≦2となる最低動作周波数fL、投影面積の小型化度、アンテナ全体の小型化度をそれぞれ求めて、本発明品D1及びD2の効果を確認した。結果を図13に示す。
Next, the present inventor double-folded the
これらの同図に示すように、本発明品D1及びD2の最低動作周波数fLと本発明品A2の最低動作周波数とはほぼ同じであるが、投影面積は劇的に小型化される。このため、アンテナ全体の小型化度が多重折り曲げにより進む。距離hが高い場合には体積が増えるデメリットがあるが、アンテナの投影面積としては十分に小型化できたと言える。 As shown in these figures, the minimum operating frequency fL of the products D 1 and D 2 of the present invention is almost the same as the minimum operating frequency of the product A 2 of the present invention, but the projected area is dramatically reduced. . For this reason, the miniaturization degree of the whole antenna advances by multiple bending. If the distance h is high, there is a demerit that the volume increases, but it can be said that the projected area of the antenna can be sufficiently reduced.
なお、上述した第4実施形態では、折り目線を三対、五対設けた例について説明していたが、本発明はこれに限ったものではない。折り目線としては、{2×n(nは1以上の整数)+1}対、設けていればよく、可能であれば七対設けも良い。 In the fourth embodiment described above, an example in which three pairs and five pairs of crease lines are provided has been described, but the present invention is not limited to this. As a crease line, {2 × n (n is an integer of 1 or more) +1} pairs may be provided, and if possible, seven pairs may be provided.
第5実施形態
次に、本発明の第5実施形態を図14及び図15に基づいて説明する。第4実施形態と第5実施形態とで異なる点は、第4実施形態がさらに折返し部を1本設けた点である。次に、本発明者らは、高さx1=160mm、底辺の長さy1=120mmの二等辺三角形の第1の導体11及び第2の導体12に1本の折返し部14を設けて2重に折り曲げた本発明品B2(図4)と、1本の折返し部を設けたボウタイアンテナ1を図10に示すように4重に折り曲げた本発明品E2及び1本の折返し部を設けたボウタイアンテナ1を図11に示すように6重に折り曲げた本発明品E3と、2本の折返し部を設けたボウタイアンテナ1を二重に折り曲げた本発明品C2(図7)と、2本の折返し部を設けたボウタイアンテナ1を図10に示すように4重に折り曲げた比較品A1及び2本の折返し部を設けたボウタイアンテナを図11に示すように6重に折り曲げた比較品A2と、の周波数に対するVSWRをシミュレーションして、本発明の効果を確認した。結果を図14及び図15に示す。
Fifth Embodiment Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The difference between the fourth embodiment and the fifth embodiment is that the fourth embodiment further includes one folding portion. Next, the present inventors provide one folded
図14に示すように、折返し部を1本設けた場合、6重に設けると特性劣化が若干あるものの小型化の点では有効であることが分かった。また、図15に示すように折返し部を2本設けた場合、アンテナの投影面積の小型化よりも特性の劣化が大きくなり、結果小型化できないことが分かった。 As shown in FIG. 14, when one folded portion is provided, it has been found that providing six layers is effective in terms of downsizing although there is some characteristic deterioration. In addition, as shown in FIG. 15, in the case where two folded portions are provided, it has been found that the deterioration of characteristics is larger than the reduction in the projected area of the antenna, and as a result, the size cannot be reduced.
また、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。 Further, the above-described embodiments are merely representative forms of the present invention, and the present invention is not limited to the embodiments. That is, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
1 ボウタイアンテナ
11 第1の導体
12 第2の導体
L11、L12 一対の折り目線
L21、L22 一対の折り目線
L31、L32 一対の折り目線
L41、L42 一対の折り目線
L51、L52 一対の折り目線
x 中心軸
1
Claims (4)
前記二等辺三角形の等しい一対の辺が成す頂点同士を通り前記底辺に垂直な中心軸に対して平行、かつ、前記中心軸に対して互いに線対称な一対の折り目線が、前記第1の導体及び前記第2の導体に設けられ、
前記第1の導体及び前記第2の導体が、断面コ字状になるように前記一対の折り目線に沿って直角に折り曲げられ、
前記二等辺三角形の底辺の長さが、前記一対の折り目線間の距離の4倍以上になるように、前記一対の折り目線が設けられている
ことを特徴とするボウタイアンテナ。 A first conductor and a second conductor each having the shape of an isosceles triangle are provided, vertices formed by a pair of equal sides of the isosceles triangle face each other, and the bases of the isosceles triangle are parallel to each other. In the bow tie antenna in which the first conductor and the second conductor are arranged,
A pair of crease lines that pass through vertices formed by a pair of equal sides of the isosceles triangle and are parallel to the central axis perpendicular to the base and symmetrical with respect to the central axis are the first conductors. And provided on the second conductor,
The first conductor and the second conductor are bent at right angles along the pair of crease lines so as to have a U-shaped cross section,
The pair of crease lines is provided so that the length of the base of the isosceles triangle is four times or more the distance between the pair of crease lines .
ことを特徴とする請求項1に記載のボウタイアンテナ。 Length of the base of the isosceles triangle, so that the following 24 times the distance between the pair of fold lines, bow tie of claim 1, wherein said pair of fold lines are provided antenna.
ことを特徴とする請求項1に記載のボウタイアンテナ。 The central axis connecting between the apex formed by one of a pair of equal sides of the first conductor and the base and the apex formed by one of the pair of equal sides of the second conductor and the base The bow tie antenna according to claim 1, further comprising a third linear conductor parallel to the second conductor.
前記二等辺三角形の等しい一対の辺が成す頂点同士を通り前記底辺に垂直な中心軸に対して平行、かつ、前記中心軸に対して互いに線対称な一対の折り目線が、{2×n(nは1以上の整数)+1}対、前記第1の導体及び前記第2の導体に設けられ、
前記第1の導体及び前記第2の導体が、断面蛇腹状になるように前記一対の折り目線に沿って直角に折り曲げられている
ことを特徴とするボウタイアンテナ。 A first conductor and a second conductor each having the shape of an isosceles triangle are provided, vertices formed by a pair of equal sides of the isosceles triangle face each other, and the bases of the isosceles triangle are parallel to each other. In the bow tie antenna in which the first conductor and the second conductor are arranged,
A pair of crease lines which pass through vertices formed by a pair of equal sides of the isosceles triangle and which are parallel to the central axis perpendicular to the base and symmetrical with respect to the central axis are {2 × n ( n is an integer equal to or greater than 1) +1}, the first conductor and the second conductor;
The bow tie antenna, wherein the first conductor and the second conductor are bent at right angles along the pair of crease lines so as to have a bellows-like cross section.
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