介电体装载天线制造技术

一种介电体装载天线，作为该介电体装载天线的单圆锥形天线包括：具有锥面状表面的供电电极、具有相对所述锥面状表面而位于该锥面的顶点侧的平面状表面的接地电极、介于所述锥面状表面与所述平面状表面之间的介电部件。介电部件的外周面具有从锥面状表面侧向平面状表面侧扩展的形状。由此，能够实现介电体装载天线的小型化，并且在该介电体装载天线中，可实现将ＶＳＷＲ的最大值抑制得较小的频率频带的宽频带化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及介电体装载天线，特别是适于小型化及宽频带化的介电体装载天线。
技术介绍
近年来，具有无线通信功能的便携式信息处理装置的普及显著。作为这样的信息处理装置的无线通信，多采用有使用例如2.4GHz频带(2.471～2.497GHz)的频率的电磁波的无线LAN等的通信。另一方面，还提倡利用比以往的无线LAN宽很多的频率频带的UWB(Ultra Wide Band超宽频带)通信。UWB通信也被称为脉冲通信(脉冲射频，impulse radio)，通过接收、发送宽幅十分短的脉冲，进行数据的接收、发送。这样，由于接收、发送宽幅十分短的脉冲，在UWB通信中利用的频率频带为数GHz级，例如3.1～10.6GHz左右的超宽频带。由此，在UWB通信中，即使有壁等障碍物，也能够进行通信，相位调整非常小，时间分辨力高，处理增益非常高等，与以往的无线LAN相比有很多的优点。为了在便携式的信息处理装置中实现该超宽频带的UWB通信，超宽频带且小型的天线的开发是重要的。以往，作为可适应于宽频率频带的天线，公知有双圆锥形天线及单圆锥形天线(盘锥形天线)等圆锥形天线。双圆锥形天线具有使两个圆锥面形状的电极相互的顶点一致而面对称地配置的形状。另外，单圆锥形天线由圆锥面形状的电极(锥形)和在该圆锥面形状的电极的顶点附近构成的、与其中心线同心且垂直地设置的圆板形状的电极构成。但是，在通过圆锥形天线实现上述那样的超宽频带的情况下，存在天线大型化的问题。例如，在可通过单圆锥形天线来实现3.1左右～10.6GHz左右的超宽频带的情况下，圆锥面形状的电极直径为20左右～30cm左右。这样大型的圆锥形天线，不可能向便携式信息处理装置进行安装。在此，在日本公开专利公报特开平8-139515(公开日1996年5月31日，以下称为“专利文献1”)中公开了适于现有的无线LAN等的小而低的介电体垂直极化波天线。图27及28是分别表示上述介电体垂直极化波天线的立体图及剖面图。该介电体垂直极化波天线形成如下结构，将圆柱的介电体110一侧的底面开凿成圆锥形，在该部分上形成放射电极111，在其反侧的底面上形成接地电极112，放射电极111在接地电极112侧经由贯通孔的导体销114而引出。在专利文献1中公开有如下
技术实现思路
，将上述圆柱的介电体110形成为直径9.6mm、高度10mm而构成上述介电体垂直极化波天线，可得到2.599GHz的中心频率和112.4MHz的频带宽幅。另外，除上述专利文献1之外，作为与具有介电体的天线相关的公知文献，例如，具有日本公开技术公报实开平5-57911(公开日1993年7月30日)、日本公表专利公报特表平10-501384(公表日1998年2月3日)、日本公开专利公报特开平6-112730(公开日1994年4月22日)、日本专利公报专利第3201736号(发行日2001年8月27日)。另外，关于具有介电体的双圆锥形天线的电磁波放射的解析的公知文献例如有ROBERT E.STOVALL，KENNETH K.Mei“Application of aUnimoment Technique to a Biconical Antenna with Inhomogeneous DielectricLoading”IEEE TRANSACTIONS ON ANTENNAS，VOL.AP-23，No.3，MAY1975，pp.335-342。上述专利文献1所公开的介电体垂直极化波天线的频带宽幅为100MHz级，具有向现有的无线LAN适用的可能性。但是，频带宽幅为100MHz级时，不能够适用于使用数GHz级的超宽频带的UWB通信。在此，作为规定天线的可使用频率频带的特性，具有VSWR(VoltageStanding Wave Ratio电压驻波比)。该VSWR的一般定义是“在均一的传送线路或导波管中，在给予某频率的情况下，沿位于传输方向的传送线路或导波路而产生的场(电压或电流)成为常态的部分，其最大振幅与最小振幅的比。VSWR＝(1+p)/(1-p)p反射系数”。天线的VSWR最好在使用该天线接收、发送的信号的整个频率频带上成为低值，一般地，最好将最大值抑制到2～3左右。其理由如下。第一理由为，VSWR变大，则输入到天线的能量中，被反射的能量的比例增大，实际上可向空中反射的能量的比例降低。即，VSWR大的天线为损耗大，放射效率低的天线。第二理由为，一般，VSWR的最大值大是与规定的频率频带的VSWR的最大值与最小值的差大，即，VSWR的变动相对于频率变化大相联系的。这样，若VSWR的变动相对于频率的变化大，则发送、接收的信号的波形发生变形。例如，作为发送、接收的信号，在假定为由脉冲波构成的信号的情况下，其脉冲波的频谱分布在规定频率频带上。在该频率频带上，若天线的VSWR的变动大，则在向天线输入的信号的频谱与从天线输出的信号的频谱之间不能确保相似关系。其结果，输出信号的波形从输入信号的波形破坏。另外，关于信号波形变形的问题，不必非得减小VSWR，只要能够减小输入的信号的整个频率频带上的VSWR的变动即可，但通常为了减小该变动，减小VSWR的最大值是有效的。由以上的理由，天线的VSWR最好在使用该天线接收、发送信号的整个频率频带上为低值。由此，为了实现UWB通信这样的超宽频带的无线通信，需要在极宽的频率频带上将VSWR抑制得较小的天线。另外，考虑到也向便携式信息处理装置搭载，则也要求天线尺寸的小型化。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述课题而研发的，其目的在于提供一种可实现小型化并且可将VSWR的最大值抑制得较小的使频率频带更宽的介电体装载天线。为了解决上述课题，本专利技术的介电体装载天线包括具有锥面状表面的第一电极、具有相对于所述锥面状表面而位于该锥面的顶点侧的平面状表面的第二电极、位于所述锥面状表面与所述平面状表面之间的介电部件，所述介电部件的外周面具有从所述锥面状表面侧向所述平面状表面侧扩展的形状。例如单圆锥形天线那样，包括具有锥面状表面的第一电极、具有与锥面状表面相对并位于该锥面的顶点侧的平面状表面的第二电极的天线，通过将第一及第二电极各自的上述顶点侧部分形成为供电部，而可宽频带化。但是，在现有这样的天线中，具有为了实现宽频带化而尺寸变大的问题。对此，在上述的结构中，由于在所述锥面状表面与所述平面状表面之间在它们之间有介电部件，可通过介电部件的波长衰减效应来实现小型化。另外，在上述的结构中，介电部件的外周面具有从锥面状表面侧向平面状表面侧扩展的形状。由此，与将介电部件的外周面形成为圆筒形状的情况相比，可将更宽频率频带的VSWR的最大值减小。由此，在上述结构中，可实现小型化并且可进一步扩大VSWR的最大值被抑制得较小的频率频带。本专利技术的介电体装载天线，在上述介电体装载天线中，所述介电部件的外周面、和所述介电部件分别与所述锥面状表面及平面状表面的边界面形成具有共同的旋转轴的旋转面，由含有所述旋转轴的平面剖切后的所述介电部件的剖面是所述外周面成为圆弧、构成分别与所述锥面状表面及平面状表面的边界面的两边为半径的扇形。在上述的结构中，由于所述介电部件的外周面、和所述介电部件分别与所述锥面状表面及平面状表面的边界面形成具有共同的旋转轴的旋转面，电磁波本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种介电体装载天线，其包括：具有锥面状表面的第一电极、具有相对所述锥面状表面而位于其锥面的顶点侧的平面状表面的第二电极、介于所述锥面状表面与所述平面状表面之间的介电部件，所述介电部件的外周面具有从所述锥面状表面侧向所述平面状表面侧扩展的形状。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：桥山真二，新开哲夫，冈野佑三，小林岳彦，
申请(专利权)人：欧姆龙株式会社，学校法人东京电机大学，
类型：发明
国别省市：JP[]