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JP2003174317A - マルチバンドパッチアンテナ及びスケルトンスロット放射器 - Google Patents

マルチバンドパッチアンテナ及びスケルトンスロット放射器

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JP2003174317A
JP2003174317A JP2002130820A JP2002130820A JP2003174317A JP 2003174317 A JP2003174317 A JP 2003174317A JP 2002130820 A JP2002130820 A JP 2002130820A JP 2002130820 A JP2002130820 A JP 2002130820A JP 2003174317 A JP2003174317 A JP 2003174317A
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patch antenna
conductive
conductive loop
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Yong-Hee Lee
龍 ▲ヒ▼ 李
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秉 一 呉
Woon-Phil Kim
運 弼 金
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Ace Technology Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 マルチバンドにおいて安定でかつ均一な特性
を有するマルチバンドパッチアンテナを提供する。 【解決手段】 電波を放射するためのスケルトンスロッ
ト放射手段65と、スケルトンスロット放射手段65に信号
電流を伝送するための電流供給手段64と、スケルトンス
ロット放射手段65の後方放射波を反射させるための反射
手段61とを含み、スケルトンスロット放射手段65が、電
流供給手段64に接続された電流供給点と、電流供給点を
中心とする対称形の形状をした第1導電性ループ66と、
第1導電性ループの両側の外周部に設けられた第2導電性
ループ67とを含んで構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、無線通信システム
の基地局で無線信号を送受信するために用いられるマル
チバンドパッチアンテナ及びこのアンテナに用いられる
スケルトンスロット放射器に関し、さらに詳細には、ア
ンテナの諸特性に優れ、かつ広い帯域幅をカバーするこ
とができるマルチバンドパッチアンテナ及びこのような
アンテナに適用するのに好適なスケルトンスロット放射
器に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の技術に係る移動通信基地局アンテ
ナには、通常ダイポール構造の放射器が用いられてお
り、その他にダイポール放射器の構造を一部変更したも
のも用いられていた。
【０００３】図1は、従来の技術に係るダイポールアレ
イ指向性アンテナの構成を示す斜視図である。このアン
テナは、65度の水平ビーム幅を実現するために、2個の
ダイポールを水平に配列し、その配列をさらに2段配置
させた構造となっている。すなわち、従来のダイポール
アレイ指向性アンテナは、導電性金属材からなるダイポ
ール素子15が2段×2列に配列された構造を有している。
【０００４】図1に示したように、従来のダイポールア
レイ指向性アンテナは、水平面において65度のビーム幅
を実現するために、反射板11上の所定の位置に2個のダ
イポール素子15を水平に配列し、その配列をさらに垂直
に2段配置したものである。なお、電流供給ケーブル13
から入力される信号の各ダイポール素子への電流供給
は、分配器14を介して行なわれる。また、反射板11の両
側に長さ方向に設けられた長いチョーク反射器12は、両
側面への不要な放射を抑制することによって、アンテナ
のサイドローブを抑制する効果を持っている。
【０００５】しかし、前記のような従来のダイポール素
子15の場合には、ダイポール素子自体の帯域幅が10%以
内という狭帯域である。そればかりでなく、指向性アン
テナの形態の場合には、周波数に応じたビーム幅の変化
が大きく、使用帯域幅以外の帯域では、電圧定在波比(V
SWR:Voltage Standing Wave Ratio)特性が悪くな
り、利得が低下するという短所がある。
【０００６】ただし、一般に既存の移動通信サービスで
は、周波数帯域が広帯域ではないので(韓国内でのセル
ラ移動電話の場合、帯域幅70MHzとして、70/859×100=
8.15%、個人携帯通信の場合、帯域幅120MHzとして、120
/1810×100=6.63%)、ダイポールアレイ指向性アンテナ
に、放射素子として既存のダイポール構造を適用しても
十分に実用可能であった。しかし、今後サービスが開始
される次世代移動通信や２つの帯域における、帯域幅比
250/2045×100=12.23%に対応する1920〜2170MHzという
周波数、個人用携帯通信サービスや次世代移動通信にお
ける帯域幅比420/1960×100=21.4%に対応する1750〜217
0MHzという周波数は、広帯域である。一方、既存のダイ
ポール素子自体は、カバーできる帯域幅に限界があるの
で、要求される所定の電圧定在波比、帯域内におけるビ
ーム幅、利得等の特性を発揮することができないという
問題点がある。
【０００７】上述のように、既存の移動通信用アンテナ
の場合には、全て単一周波数帯域のみでサービスできる
ように設計されているので、セルラ移動通信、個人携帯
通信及び次世代移動通信などのように、マルチ周波数帯
域のサービスに適用するためには、多数のアンテナを設
置しなければならないという短所がある。
【０００８】また、近年、設置されるアンテナ自体が周
辺環境にマッチしない構造物と考える傾向がある。この
ような社会的な理由やコスト低減などの理由により、他
の会社間及びサービス業者間で基地局を共有する傾向が
強くなってきている。このように、各々のサービス用
に、該当する周波数帯域のアンテナを各々設置すること
は、コスト的な側面のみでなく、環境的な側面からも好
ましくないために、マルチ周波数帯域で動作するアンテ
ナの開発が要望されている。
【０００９】上記の問題点を解決するために、マルチバ
ンドアンテナの開発の一貫として、スケルトンスロット
放射器に関する改良された構造が提案された。一般に、
スケルトンスロット放射器は、平板状の導体の中央部に
四角形のスロットを配置して、スロット部から電波が放
射されるように構成されており、導体部の縁面を小さく
しても、スロットアンテナとして動作するという点を利
用したものである。このようなスケルトンスロット放射
器は、Q値が低いために、より広い帯域幅を有し、一つ
の放射器のみでダイポール2個が配列されたものと同程
度の性能を有する。そのために、このスケルトンスロッ
ト放射器には、大きさを小さくしても、広帯域、高利得
のアンテナを実現することが容易であるという長所があ
る。以下に、このような基本的なスケルトンスロット放
射器の構造及び特性を、図2及び図3を基に説明する。
【００１０】図2は、基本的なスケルトンスロット放射
器の構造の一例を示す平面図である。おおよその大きさ
は、低い周波数を基準にした場合、横方向（Ｘ軸）が1/
2λ、縦方向（Ｙ軸）が1/4λである。図２に示した例
は、一辺が約1/4λであるループ放射器で電流供給部の
辺を共有する形態の場合である。
【００１１】また、スケルトンスロット放射器における
電流供給ラインには、ブロードサイドカップルドストリ
ップラインが利用されており、一面は反射板に接地さ
れ、他の面はマイクロストリップラインに接続されてい
る。
【００１２】図3は、基本的なスケルトンスロット放射
器の反射損失特性を示すグラフである。図３には、図2
に示した構造において、反射板からスケルトンスロット
放射器までの高さを70mm、33mmにした場合のそれぞれの
反射損失特性が示されている。図３に示したように、ス
ケルトンスロット放射器の高さが低い33mmの場合には、
低周波帯で狭帯域（Ｓパラメータが大きい）になり、高
周波帯で広帯域（Ｓパラメータが小さい）になる。一
方、スケルトンスロット放射器の高さが高い70mmの場合
には、低周波帯で広帯域になり、高周波帯では狭帯域と
なり反射損失特性が悪くなる。
【００１３】基本的なスケルトンスロット放射器の表面
電流分布は、ループ放射器の表面電流分布図とほぼ類似
している。周波数が相対的に低い900MHzの場合には、電
流分布は、左・右の側面に集中し、上・下面にはほとん
ど存在しない。一方、周波数が相対的に高い1800MHzの
場合には、中央部分に電流が集中するのに対し、左・右
側面における電流分布はわずかであり電流の向きが上・
下で逆になる。
【００１４】図4は、基本的なスケルトンスロット放射
器における水平放射パターンを示すグラフである。図４
に示すパターンは、水平放射パターン、すなわちＸ−Ｚ
平面における放射パターンである。また、次の表1に、
基本的なスケルトンスロット放射器の周波数別に、水平
ビーム幅と利得に関する特性値を示す。
【００１５】
【表１】
【００１６】このように、基本的なスケルトンスロット
放射器は、900MHz(0.9GHz)帯域では水平ビーム幅が70度
±5度以内に維持される。一方、1.8GHz帯域では、電流
分布が不規則になり、周波数に応じたパターン変化も不
規則になるという短所がある。
【００１７】すなわち、基本的なスケルトンスロット放
射器には、800MHzから1.7GHzまでは水平ビーム幅が全体
的に狭く、1.8GHzから急にビーム幅が広くなるという短
所がある。
【００１８】また、基本的なスケルトンスロット放射器
は、反射損失特性も、高い周波数帯域では不十分である
ので、特性改良のために構造の改良が必要である。
【００１９】このように、広帯域の特性を満足させるた
めに、広帯域特性を有するスケルトンスロットタイプの
放射器が提案され開発されてきた。しかし、このような
基本的なスケルトンスロット放射器の場合には、50%
((使用周波数帯域幅/中心周波数)×100%)以上の帯域で
は、インピーダンス特性が悪化して放射パターンが急激
に変わるので、この問題を解決するために、カバーでき
る帯域幅を拡大することができる技術の確立が要求され
ている。
【００２０】現在サービスされている移動通信用周波数
は、800〜960MHz帯域と1700〜1900MHz帯域が大半であ
る。一方、今後サービスが開始される次世代移動通信用
周波数では1920〜2170MHz帯域であり、低い帯域と高い
帯域とで2倍以上の周波数差がある。したがって、前記
のような基本的なスケルトンスロット放射器をアンテナ
に適用しても、高い周波数における放射パターンを満足
することができないという問題を依然として解決するこ
とができない。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述の点を
解決するためになされたものであり、マルチ周波数帯域
において安定でかつ均一な特性を有するマルチバンドパ
ッチアンテナを提供することを目的としている。
【００２２】また、本発明は、インピーダンス特性に優
れ、放射パターンを均一に維持することが可能な、マル
チバンドパッチアンテナに適用されるスケルトンスロッ
ト放射器を提供することを別の目的としている。
【００２３】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明に係るマルチバンドパッチアンテナは、電波
を放射するための平板状のスケルトンスロット放射手段
と、該スケルトンスロット放射手段に電流を伝送するた
めの電流供給手段と、前記スケルトンスロット放射手段
からの後方放射波を反射させるための反射手段とを含
み、前記スケルトンスロット放射手段が、前記電流供給
手段に接続された電流供給点と、該電流供給点を中心と
する対称形の形状をした第1導電性ループと、該第1導電
性ループの両側の外周部に設けられた第2導電性ループ
とを含んで構成されていることを特徴としている。
【００２４】また、上記の目的を達成するため、本発明
に係るスケルトンスロット放射器は、該スケルトンスロ
ット放射器の中央部に形成された電流供給点と、該電流
供給点を中心とする対称形の形状をした第1導電性ルー
プと、該第1導電性ループの両側の外周部に対称に形成
された第2導電性ループとを含むことを特徴としてい
る。
【００２５】
【発明の実施の形態】図5は、本発明マルチバンドパッ
チアンテナの一実施の形態に係る構成を示す斜視図であ
る。また、図6は、図5の組立態様の一例を示す分解斜視
図である。一般にアンテナは、送信時と受信時に同様の
動作をするので、以下においては送信時のみについて説
明する。
【００２６】図5に示したように、外部装置からコネク
タ62に入力された信号は、電流供給ケーブル63、中央部
に位置するほぼ垂直の電流供給部64を介してスケルトン
スロット放射器65に印加される。本発明に係るスケルト
ンスロット放射器65の構造及び動作について、図6ない
し図12を参照し以下に詳細に説明する。
【００２７】図6に示した組立態様から明らかなよう
に、本発明に係るマルチバンドパッチアンテナは、大き
なスケルトンスロット放射器65と反射板61とを備えてい
る。スケルトンスロット放射器65には、中央部に電流供
給点(電流供給/接地接続部)が形成されており、この電
流供給点を中心として対称形の内側ループ（第１導電性
ループ）66と複数個のスロットが形成されている。ま
た、反射板61は、下部の片側に外部装置との接続用のコ
ネクタ62を具備している。このコネクタ62に入力された
信号電流は、電流供給ケーブル63を経由して反射板61の
中心部に設けられたほぼ垂直の電流供給部64とほぼ垂直
の接地部79とにより、スケルトンスロット放射器65に供
給される。この場合、電流供給部64は、電流供給ケーブ
ル63の内部導体と接続されており、内部導体を介して伝
達された信号により、スケルトンスロット放射器65にエ
ネルギー（信号電流）を供給する働きをする。また、接
地部79は、電流供給ケーブル63の外部導体と接続されて
おり、スケルトンスロット放射器65を接地させる役割を
する。
【００２８】そして、反射板61は、後方への電波を反射
させる本来の機能以外に、マルチバンドパッチアンテナ
の構造を簡素化し、製作を容易にする効果を有する。そ
の効果を得るために、その他に複数の構成要素を具備す
る。まず、前述のように、スケルトンスロット放射器65
への電流供給用に、反射板61の中心部に電流供給部64と
接地部79が設けられ、スケルトンスロット放射器65を支
持するとともに、放射器への電流が最大になる地点で接
地されて電流分布を安定化させている。
【００２９】さらに、高い周波数帯域における放射パタ
ーンを均一に維持するために、第1、第2、第3短絡ピン7
8-1、78-2、78-3が、電流供給部64の両側に左右対称に
配置されている。この場合、第1、第2、第3短絡ピン78-
1、78-2、78-3を用いることにより、インピーダンス及
び放射パターンの細かなチューニングが可能である。
【００３０】これと共に、電流供給部64を挟んで、コネ
クタ62の反対側には、第1、第2、第3カップリング素子7
6-1、76-2、76-3が設けられている。なお、第1、第2、
第3カップリング素子76-1、76-2、76-3と、スケルトン
スロット放射器65との間には所定の間隔が設けられてい
る。第1及び第3カップリング素子76-1、76-3は、低い周
波数帯域(例えば:850MHz以下)でインピーダンス特性を
向上させ、第2カップリング素子76-2は、全周波数帯域
でインピーダンス特性を向上させる作用を持っている。
【００３１】図6に示されている第1、第2、第3短絡ピン
78-1、78-2、78-3と、第1、第2、第3カップリング素子7
6-1、76-2、76-3の動作は、次の通りである。第1、第
2、第3短絡ピン78-1、78-2、78-3と、第1、第2、第3カ
ップリング素子76-1、76-2、76-3は、各々所定の位置に
おける反射板61のそれぞれの該当個所を切り抜いて、折
り曲げて形成したものである。そして、第1、第2、第3
短絡ピン78-1、78-2、78-3は、各々補助ループ（第２導
電性ループ）67と接続されている。これらの3個の短絡
ピンを利用して、放射パターンとインピーダンスの細か
な調整を行うことができる。なお、第1、第3短絡ピン78
-1、78-3は、高い周波数帯域(例えば:1.9GHz以上)にお
ける放射パターンを均一に維持するためのものであり、
第2短絡ピン78-2は、高い周波数帯域(例えば:1.7GHz以
上)におけるインピーダンス特性を向上させ、放射パタ
ーンを一定に維持させる作用を持つものである。
【００３２】また、第1、第2、第3カップリング素子76-
1、76-2、76-3は、スケルトンスロット放射器65と所定
の間隔を維持して配置されている。これらのカップリン
グ素子のうち、第1及び第3カップリング素子76-1、76-3
は、いずれもスケルトンスロット放射器65の外周部の外
側に位置し、850MHz以下の低い周波数帯域でインピーダ
ンス特性を向上させる作用を有するものである。一方、
第2カップリング素子76-2は、スケルトンスロット放射
器65の中間部、すなわち、第1カップリング素子76-1と
第3カップリング素子76-3の中間部で、スケルトンスロ
ット放射器65の下側に位置し、中間部に沿って電流供給
点側に長い形状をしており、全体的なインピーダンス特
性を向上させる作用を有するものである。
【００３３】したがって、低い周波数帯域が850MHz程度
である場合には、カップリング素子を使用しなくても電
圧定在波比を満足し得るので、カップリング素子は、必
須のものではなく、必要に応じて設けられる構成要素で
ある。すなわち、カップリング素子は、より低い周波数
(850MHz以下)における電圧定在波比を向上させるために
付加される構成要素である。
【００３４】ほぼ垂直の接地部79、第1、第2、第3短絡
ピン78-1、78-2、78-3、第1、第2、第3カップリング素
子76-1、76-2、76-3、及びケーブルサポート70などは、
それぞれの部分の反射板61の一辺を残して切り抜き、折
り曲げることによって形成することができる。そのため
に、マルチバンドパッチアンテナの構成及び製作工程を
簡素化することができるので、製造原価を低減する効果
が得られる。
【００３５】次に、スペーサ77は、誘電体等で作製さ
れ、ほぼ垂直の電流供給部64と反射板61との間の間隔を
一定に維持させるために設けられるものである。
【００３６】以上、本発明に係るマルチバンドパッチア
ンテナについて説明した。次に、本発明に係る改良され
たスケルトンスロット放射器65における三つの主要な技
術について述べる。
【００３７】一般に、スケルトンスロット放射器の基本
的な構造は、その大きさが、横方向の幅Wが約1/2波長、
縦方向の長さLが約1/4波長である（図７参照）。そし
て、放射は1/4波長部である両側の外周縁部で行なわれ
る。しかし、設計周波数(最も低い動作周波数)の2倍数
以上になると、1/4波長部の長さ（水平距離）Wが1波長
を超えることになり、水平面における放射パターンの歪
み現象が現れる。
【００３８】このような現象を防止するために、本発明
に係るスケルトンスロット放射器65では、スケルトンス
ロット放射器65の両側の外周縁に、内側ループ（第１導
電性ループ）66に接して、四角形（□形）の補助ループ
（第２導電性ループ）67を設ける。この補助ループ67に
よって、電流が□形に分岐するようにする。そして、全
体的に電流がスケルトンスロット放射器65の基本ループ
である内側ループ（第１導電性ループ）と補助ループ
（第２導電性ループ）である外側のループ(□形)に分岐
するようにして、低い周波数では、電流が外側の補助ル
ープラインと内側のループラインに流れるようにし、高
い周波数では、大部分の電流が内側のループに流れるよ
うにする。これによって、２倍以上の高い周波数でも均
一な放射パターンを維持することができるようになる。
【００３９】さらに、広帯域のインピーダンス特性を得
るために、スケルトンスロット放射器65の電流供給部を
3つに分割し、電流の流れを分ける。この場合、電流供
給部64の接続部から3つに分岐する各電流供給部間の幅
を相違させて、效率的に電力を分配することができるよ
うにする。それによって、動作周波数の帯域を拡張さ
せ、全体的にインピーダンス特性を向上させるようにす
る。この場合、電流供給部64との接続部の電流供給ライ
ンの幅を広くする。上記の例では、電流供給ラインを3
つに分岐する場合を示したが、5つまたは7つなどのよう
な複数に分岐させるようにしてもよい。
【００４０】そして、本発明に係るスケルトンスロット
放射器65は、スケルトンスロット形態であるが、全体的
にスケルトンスロット放射器65のスロット幅を部位別に
相違させるようにすると、効率的な放射が行なわれると
ともに、インピーダンス特性が向上するようになる。特
に、スケルトンスロット放射器65の角部を、複数段の曲
がり角を含む経路形とし、かつその縦部と横部の幅が異
なるようにすることが効果的である。
【００４１】本発明に係る改良されたスケルトンスロッ
ト放射器の三つの主な技術について、図7ないし図12を
参照し、さらに詳細に説明する。
【００４２】図7は、本発明に係るマルチバンドパッチ
アンテナの要部を構成するスケルトンスロット放射器の
構造を示す平面図であり、図8は、図7に示した電流供給
分配部82の拡大平面図である。また、図9は、図7に示し
た電流供給/接地接続部83の拡大平面図であり、図10
は、図7に示した内側ループ66の角部84の拡大平面図で
ある。
【００４３】図7に示したように、スケルトンスロット
放射器65の基本的な態様は、横方向の幅(図7においてW)
が、最も低い共振周波数の1/2波長であり、縦方向の長
さ(図7においてL)が、1/4波長である単一スロットであ
る。本発明では、実際に電波が放射される両側の外周縁
部に、各々補助ループ67を設けて電流が分岐して流れる
ようにする。
【００４４】すなわち、本発明に係るスケルトンスロッ
ト放射器65では、スケルトンスロット放射器65の両側の
外周縁部に各々四角形の補助ループ67を設けて、電流が
分岐して□形部を流れるようにして、全体的に電流が内
側ループ66と□形の補助ループ67に分岐するようにす
る。それによって、低い周波数では、電流が外側ループ
66と内側ループ67を流れ、高い周波数では、大部分の電
流が内側のループラインを流れるようにする。
【００４５】そして、図7ないし図9に示したように、ス
ケルトンスロット放射器65へ信号電流を供給する電流供
給分配部82で、電流を3つに分岐させる。この場合、電
流供給点102側の電流供給部64と接続する電流供給ライ
ン101の幅を広くし、3つに分岐された、幅が相違する電
流供給ライン91ないし93により電流を分配する。
【００４６】例えば、動作周波数の中、低い周波数(850
MHz)の波長を基準とする場合には、電流供給点側の電流
供給部64と接続する電流供給ライン部a（図７参照）の
幅は0.05λ〜0.07λとし、例えば0.057λとする。
【００４７】また、電流供給ライン部aの両側に分岐し
た電流供給ライン部bの幅は、0.01λ〜0.02λの範囲と
し、例えば0.0125λとする。そして、図7及び図10に示
したように、全体的にスケルトンスロット放射器65のス
ロット幅を部位別に異なるようにするのがよい。特に、
スケルトンスロット放射器65の角部84を、複数段の角形
の屈曲部を含む経路部とし、その横部（横スロット）の
幅111と、縦部（縦スロット）の幅112とが互いに異なる
ようにするのがよい。例えば、動作周波数の中低い周波
数(850MHz)の波長を基準とする場合、上下スロットライ
ン部cの幅は、0.03λ〜0.05λとし、例えば0.04λとす
る。そして、角部の屈曲部の中、上下側のスロットライ
ン部分dの幅を0.01λ〜0.03λとし、例えば0.0156λと
する。また、曲がり角を含む経路形部の中、左右側のス
ロットライン部eの幅を0.01λ〜0.03λとし、例えば0.0
125λとする。
【００４８】次に、一例として、上記のように改良され
たスケルトンスロット放射器を、900MHzと1800MHzの２
つの帯域に適用した場合の効果について具体的に説明す
る。
【００４９】図11は、改良されたスケルトンスロット放
射器を900MHzと1800MHzの２つの帯域に適用した場合の
反射損失特性を示すグラフである。図１１に示されてい
るように、２帯域共振と広帯域共振特性を有している。
【００５０】また、図１２は、改良されたスケルトンス
ロット放射器の水平放射パターンを示す図である。図１
２から、次の点が理解される。改良されたスケルトンス
ロット放射器を900MHzと1800MHzの２つの帯域に適用し
た場合の表面電流分布は、中央部の供給電流分配部82か
ら3つに分岐させて電流を供給すると、両側に分岐され
た部分で構成された小さいループ部分では、中央部の電
流供給部の電流と左・右部分に流れる電流の流れが撹乱
される。また、四角形の補助ループ（第２導電性ルー
プ）の分岐点及びループ（第１導電性ループ）の角部の
影響により、900MHzの低い周波数では、外側と内側に電
流が分配されるのに対し、1.8GHzの高い周波数では、内
側に多くの電流が流れる。
【００５１】これは基本的なスケルトンスロット放射器
において示したものとは異なる形態であって、高い周波
数では、内側のループに多くの電流が流れることによっ
て、結果的に放射部分の水平間隔を1波長より小さくす
る効果が得られると共に、中央部と両側外周部の3個所
では均一な電流分布を有する。したがって、2倍以上の
周波数でも水平面における放射パターンを均一に維持で
きる。
【００５２】表2は、改良されたスケルトンスロット放
射器の周波数別の水平ビーム幅と利得の関係を示す特性
表である。
【００５３】
【表２】
【００５４】なお、本発明の技術的範囲は、上記の実施
の形態に限られるものではない。本発明の技術的思想か
ら逸脱しない範囲内で多様の変更、改良を行うことが可
能であり、それらも本発明の技術的範囲に属することは
言うまでもない。
【００５５】
【発明の効果】上述したように、本発明に係るマルチバ
ンドパッチアンテナによれば、次世代移動通信の単一帯
域やセルラ移動通信、さらには個人携帯通信及び次世代
移動通信に至るマルチバンドのような広い周波数帯域で
共振され、均一な放射特性を有するスケルトンスロット
放射器が適用されているので、広帯域移動通信システム
においてサービスの品質を高めることができるという優
れた効果が得られる。
【００５６】また、本発明係るマルチバンドパッチアン
テナは、マルチバンド及び広帯域特性を有するので、一
つのアンテナでマルチバンドのサービスを行うことがで
きる。したがって、既存のセルラ移動通信または個人携
帯通信アンテナが設置された基地局に、従来のアンテナ
に代えて、本発明に係るマルチバンドパッチアンテナを
設置ことだけでも、セルラ移動通信、個人携帯通信、ま
たは次世代移動通信のいずれをもサービスすることがで
きる。そのために、設置されるアンテナの数を減らすこ
とができるのみでなく、環境的な側面においても有利で
あり、既存の基地局の鉄塔及びケーブルなどをそのまま
利用することによって、コスト低減も可能となる。
【００５７】一方、本発明に係るマルチバンドパッチア
ンテナは、スケルトンスロット放射器の両側の外周縁に
四角形の補助ループを有し、低い周波数では、電流が補
助ループと内側ループを流れ、高い周波数では、大部分
の電流が内側のループを流れるようにして、二倍以上の
高い周波数でも均一な放射パターンを維持することがで
きるという特性を有する。
【００５８】また、本発明に係るマルチバンドパッチア
ンテナによれば、スケルトンスロット放射器の電流供給
部を3つに分割して電流の流れを分け、各分岐ラインの
幅を異なるようにして、效率的に電力を分配することに
よって、動作周波数の帯域を拡張させ、全体的にインピ
ーダンス特性を向上させることができるという効果が得
られる。
【００５９】さらに、本発明に係るマルチバンドパッチ
アンテナによれば、全体的にスケルトンスロット放射器
のスロット幅を部位別に異なるようにして、効率的な放
射が行われるよにして、インピーダンス特性が向上させ
る効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 従来の技術に係るダイポールアレイ指向性ア
ンテナの構成を示す斜視図である。
【図2】 基本的なスケルトンスロット放射器の構成例
を示す平面図である。
【図3】 基本的なスケルトンスロット放射器の反射損
失特性を示すグラフである。
【図4】 基本的なスケルトンスロット放射器の水平放
射パターンを示すグラフである。
【図5】 本発明のマルチバンドパッチアンテナの一実
施の形態に係る構成を示す斜視図である。
【図6】 図5に示したマルチバンドパッチアンテナの組
立態様を示す分解斜視図である。
【図7】 本発明のマルチバンドパッチアンテナの要部
であるスケルトンスロット放射器の一実施の形態の係る
構造を示す平面図である。
【図8】 図7における電流供給分配部を示す拡大平面図
である。
【図9】 図7における電流供給/接地接続部を示す拡大
平面図である。
【図10】 図7における複数段の曲がり角を有する経路
形部を示す拡大平面図である。
【図11】 改良されたスケルトンスロット放射器を900M
Hzと1800MHzの２つの帯域に適用した場合の反射損失特
性を示すグラフである。
【図12】 改良されたスケルトンスロット放射器の水平
放射パターンを示すグラフである。
【符号の説明】
11、61 反射板 12 チョーク反射器 13、63 電流供給ケーブル 14 分配器 15 ダイポール素子 62 コネクタ 64 電流供給部 65 スケルトンスロット放射器 66 内側ループ（第１導電性ループ） 67 外側ループ（補助ループ、第２導電性ルー
プ） 70 ケーブルサポート 76-1 第1カップリング素子 76-2 第2カップリング素子 76-3 第3カップリング素子 77 スペーサ 78-1 第1短絡ピン 78-2 第2短絡ピン 78-3 第3短絡ピン 79 接地部 82 電流供給分配部 83 電流供給/接地接続部 84 複数段の角形の屈曲を含む経路部 W 放射器の横方向の幅 L 放射器の縦方向の長さ
フロントページの続き (72)発明者 呉 秉 一 大韓民国仁川市南区龍現３洞221−８番地 12／１ (72)発明者 金 運 弼 大韓民国仁川市南洞区間石洞19−８ 間石 主公アパートメント７−103号 Ｆターム(参考） 5J020 AA03 BA06 BC02 BC09 BC12 CA01 DA03 DA04 DA08 5J045 AA03 AA05 AA21 AB05 AB06 DA06 DA09 HA06 NA01

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電波を放射するための平板状のスケルトン
    スロット放射手段と、 該スケルトンスロット放射手段に信号電流を伝送するた
    めの電流供給手段と、 前記スケルトンスロット放射手段からの後方放射波を反
    射させるための反射手段とを含み、 前記スケルトンスロット放射手段が、 前記電流供給手段に接続された電流供給点と、 該電流供給点を中心とする対称形の形状をした第1導電
    性ループと、 該第1導電性ループの両側の外周部に設けられた第2導電
    性ループとを含んで構成されていることを特徴とするマ
    ルチバンドパッチアンテナ。
  2. 【請求項2】さらに、 前記信号を受信するためのコネクタと、 該コネクタから前記電流供給手段に前記信号を伝送する
    ための電流供給ケーブルと、 前記反射手段に前記スケルトンスロット放射手段を接地
    するための接地手段とを備えていることを特徴とする請
    求項1に記載のマルチバンドパッチアンテナ。
  3. 【請求項3】前記スケルトンスロット放射手段が、 前記電流供給点に伝送された電流を分配するための電流
    供給分配部をさらに含むことを特徴とする請求項2に記
    載のマルチバンドパッチアンテナ。
  4. 【請求項4】前記電流供給分配部が、前記電流供給点に
    接続された第1導電性ラインと、該第1導電性ラインに接
    続された第2及び第3導電性ラインとで構成されているこ
    とを特徴とする請求項3に記載のマルチバンドパッチア
    ンテナ。
  5. 【請求項5】前記第1、第2及び第3導電性ラインの幅が、
    各々異なることを特徴とする請求項4に記載のマルチバ
    ンドパッチアンテナ。
  6. 【請求項6】前記第1導電性ループの形状が四角形で、該
    第1導電性ループの角部が複数段の角形の屈曲を含む経
    路部を備え、該経路部の縦部と横部の幅が異なることを
    特徴とする請求項1に記載のマルチバンドパッチアンテ
    ナ。
  7. 【請求項7】前記第2導電性ループが、一辺を第1導電性
    ループと共有する四角形であることを特徴とする請求項
    1に記載のマルチバンドパッチアンテナ。
  8. 【請求項8】前記第1及び第2導電性ループの各辺の幅
    が、各々異なることを特徴とする請求項1に記載のマル
    チバンドパッチアンテナ。
  9. 【請求項9】前記反射手段上に形成されたカップリング
    手段をさらに含むことを特徴とする請求項2に記載のマ
    ルチバンドパッチアンテナ。
  10. 【請求項10】前記カップリング手段が、 前記スケルトンスロット放射手段の外周部の一辺に近接
    して設けられた第1及び第3カップリング素子と、 前記スケルトンスロット放射手段の外周部の下部で、前
    記第1カップリング素子と前記第3カップリング素子との
    間に設けられた第2カップリング素子とを含むことを特
    徴とする請求項9に記載のマルチバンドパッチアンテ
    ナ。
  11. 【請求項11】前記電流供給手段が、 前記反射手段の中央部に該反射手段に対してほぼ垂直に
    形成され、前記電流供給ケーブルにより伝送された信号
    を前記スケルトンスロット放射手段に伝送するための電
    流供給部と、 前記反射手段の中央部に、前記電流供給部とほぼ平行か
    つ反射手段に対してほぼ垂直に形成され、前記スケルト
    ンスロット放射手段を前記反射手段に接地するための接
    地部とを含むことを特徴とする請求項2に記載のマルチ
    バンドパッチアンテナ。
  12. 【請求項12】前記接地部及び短絡手段が、前記反射手段
    に一辺を残して切り抜かれ、折り曲げられることにより
    形成されていることを特徴とする請求項11に記載のマル
    チバンドパッチアンテナ。
  13. 【請求項13】前記短絡手段が、 複数の短絡ピンで構成され、前記スケルトンスロット放
    射手段を前記反射手段に接地するために、所定の位置に
    形成されていることを特徴とする請求項12に記載のマル
    チバンドパッチアンテナ。
  14. 【請求項14】マルチバンドを有する電波を放射するため
    の平板状のスケルトンスロット放射器において、 該スケルトンスロット放射器の中央部に形成された電流
    供給点と、 該電流供給点を中心とする対称形の形状をした第1導電
    性ループと、 該第1導電性ループの両側の外周部に対称に形成された
    第2導電性ループとを含むことを特徴とするスケルトン
    スロット放射器。
  15. 【請求項15】前記第1導電性ループの形状が四角形で、
    前記第1導電性ループの角部が複数段の角形の屈曲を含
    む経路部を備え、該経路部の縦部と横部の幅が異なるこ
    とを特徴とする請求項14に記載のスケルトンスロット放
    射器。
  16. 【請求項16】前記第2導電性ループが、一辺を第1導電性
    ループと共有する四角形であることを特徴とする請求項
    14に記載のスケルトンスロット放射器。
  17. 【請求項17】前記スケルトンスロット放射手段の前記電
    流供給点に伝送された電流を分配するための電流供給分
    配部をさらに含むことを特徴とする請求項14に記載のス
    ケルトンスロット放射器。
  18. 【請求項18】前記電流供給分配部が、前記電流供給点に
    接続された第1導電性ラインと、該第1導電性ラインに接
    続された第2及び第3導電性ラインとで構成されているこ
    とを特徴とする請求項17に記載のスケルトンスロット放
    射器。
  19. 【請求項19】前記第1導電性ループ及び第2導電性ループ
    の幅が、各々異なることを特徴とする請求項18に記載の
    スケルトンスロット放射器。
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