コーナリフレクタアンテナ
【課題】反射板の大きさ、位置などの影響を受けやすいコーナリフレクタアンテナのインピーダンスマッチングが据付現場で手軽に行え、天井裏などの狭小場所においても取り付け可能な大きさに矮小化しても必要な受信特性が得られるようにしたコーナリフレクタアンテナを提供すること。
【解決手段】１／２波長ダイポールアンテナ１の背後に矩形平面の金属反射板をＶ字形に折り曲げてコーナリフレクタ３を設置し、１／２波長ダイポールアンテナ１に近接してディレクタ６を併設する。
【解決手段】１／２波長ダイポールアンテナ１の背後に矩形平面の金属反射板をＶ字形に折り曲げてコーナリフレクタ３を設置し、１／２波長ダイポールアンテナ１に近接してディレクタ６を併設する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コーナリフレクタアンテナに関し、特に、天井裏の梁などの間に設置するのに適した小型で、かつ、指向性を持ち、受信の信頼性の向上を図る高利得なアンテナであって、かつ、その据付及び調整を簡易に行うことができ、動態管理に適するようにしたコーナリフレクタアンテナに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、病院やビルなど建物の天井裏（固定側）などにアンテナを配設し、また人体や車両等移動する移動体側に携行又は取り付けた微弱な電波を発信するＲＦＩＤタグによる動態管理や入退管理システムが提案されている。
この動態管理システムにおいて、ＲＦＩＤタグには個別情報を予め入力し、固定側のアンテナとの間を、無線信号の送受信により情報を交換するようにしている。
この動態管理システムにおける無線信号の送受信は、特に限定されるものではないが、例えば、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ（電波方式認識）。本明細書において、「ＲＦＩＤ」という。）が採用されている。
【０００３】
ところで、従来ＲＦＩＤ用アンテナとしてダイポールアンテナが汎用されている。このダイポールアンテナは量産され、安価に提供されているとともに比較的小型であるという利点がある。しかし、動態管理システムにおいては指向性を持った高利得の受信アンテナが臨まれているが、ダイポールアンテナは無指向性である。
このため、指向性が必要な場合は、ダイポールアンテナの信号を遮蔽したい側に、所定の大きさの平板やＶ字形の金属板をリフレクタとして配設して、ある程度の指向性を得るようにしている。
【０００４】
しかしながら天井裏などにダイポールアンテナを設置する場合、天井裏の寸法には制限があり、アンテナ設置に理想のサイズにできないことが多く、また梁などの影響で該アンテナの受信特性が変動するので必要な受信特性が得られなかったり、据付場所の設定に時間を要したり、インピーダンスマッチング用のカップラーなどが必要になるという問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、従来のダイポールアンテナの問題点に鑑み、反射板の大きさ、位置などの影響を受けやすいコーナリフレクタアンテナのインピーダンスマッチングが据付現場で手軽に行え、天井裏などの狭小場所においても取り付け可能な大きさに矮小化しても必要な受信特性が得られるようにしたコーナリフレクタアンテナを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明のコーナリフレクタアンテナは、１／２波長ダイポールアンテナの背後に矩形平面の金属反射板をＶ字形に折り曲げて置いたコーナリフレクタアンテナにおいて、１／２波長ダイポールアンテナに近接してディレクタを併設したことを特徴とする。
【０００７】
この場合において、コーナリフレクタアンテナの開口面に、電磁波透射性カバーを配設することができる。
【０００８】
また、電磁波透射性カバーの内面又は外面に、略１／２波長ディレクタを併設することができる。
【０００９】
また、略１／２波長ディレクタを、１／２波長ダイポールアンテナとの間隔を調節可能に併設することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のコーナリフレクタアンテナによれば、１／２波長ダイポールアンテナの背後に矩形平面の金属反射板をＶ字形に折り曲げて置いたコーナリフレクタアンテナにおいて、１／２波長ダイポールアンテナに近接してディレクタを併設することにより、天井裏等の狭小な設置場所においても、据付が簡易に行われ、かつ、現場の状況に合せた据付状態で簡単にマッチングを取ることができ、利得も３〜６ｄＢ程度改善される効果がある。
【００１１】
また、コーナリフレクタアンテナの開口面に、電磁波透射性カバーを配設することにより、直接天井面や壁面に露出するようにして取り付ける場合でも体裁よく取り付けることができる。
【００１２】
また、電磁波透射性カバーの内面又は外面に、略１／２波長ディレクタを併設することにより、インピーダンスの調整が容易に行われる。
【００１３】
また、略１／２波長ディレクタを、１／２波長ダイポールアンテナとの間隔を調節可能に併設することにより、狭小な設置場所にあわせた高さが０．１〜０．２λ、長さが１．０５〜１．２λ程度のコーナリフレクタアンテナにおいても同軸ケーブルとのマッチングをディレクタの調整にて簡易に取ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下本発明のコーナリフレクタアンテナの実施の形態を、図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１〜図４に、本発明のコーナリフレクタアンテナの一実施例を示す。
リフレクタアンテナの理想形に近い大きさは、使用する電波の波長をλとすると、長さ４λ以上、高さ１．５λ以上必要とする。（図１において、長さ：Ｌ、高さ：Ｈ）
波長λ＝１ｍ（３００ＭＨｚ）の電波を使用した場合、リフレクタアンテナは非常に大きなものとなり、天井裏などの狭小空間に取り付けるには不適当となる。これを、取り付け可能なサイズに小さくし、必要な特性を得るためには、当然インピーダンスマッチングが必要となる。本発明では、これをコーナリフレクタアンテナにディレクタを付加することで必要な受信特性を得られるようにする。
【００１６】
このコーナリフレクタアンテナＡは、少なくともアンテナの放射素子にて電波を受ける１面のみを開口するようトラス形としたコンパクトサイズのコーナリフレクタ３と、このトラス形コーナリフレクタ３内でアンテナの固定放射素子が指向性を持つように放射エレメント取付座２を介して垂設した所定周波数用の１／２λのダイポールアンテナの放射エレメント１と、該放射エレメント１を装着した指向性アンテナの前面にディレクタ取付座７を介して設けたインピーダンス調整用のディレクタ６とより構成している。
【００１７】
また、このディレクタ６と放射エレメント１との間隔を調節できるように、かつ、コーナリフレクタ３と放射エレメント１とディレクタ６の中心線を、図１〜図２に示すように、略同一平面上に配設するようにするとともに、該放射エレメント１には同軸ケーブル４が接続される。
【００１８】
１／２λのダイポールアンテナの放射エレメント１は、図１に示すように、１／４λのエレメントを中央でボルトとナットで組付ける構造になっている。放射エレメント１は誘電体でモールドしたエレメントなので全長は、１／２λより１０数％短く作られている。
この例では周波数３０３．８ＭＨｚ用で、λ／２≒４９４ｍｍに対し放射エレメント全長は４３０ｍｍで、インピーダンス５０Ω、定在波率１．５以下にチューニングされている。
【００１９】
パラステックなディレクタ６は、特に限定されるものではないが、例えば、太さ１２ｍｍのアルミパイプで、長さはアンテナの放射エレメント１に等しいが又は数％程度短い長さとし、アンテナの放射エレメント１との間隔がスライド調整可能にブラケットで固定している。
【００２０】
コーナリフレクタ３は、アルミ板を屈曲したもので、特にその大きさは限定されるものではないが、例えば、長さを５５０ｍｍ、高さを約１５０ｍｍにしている。またコーナ部は取り付け易さを考慮して台形に折り曲げて構成している。
【００２１】
次に、このコーナリフレクタアンテナＡの取り付け方法を、図３〜図４に基づいて説明する。
この場合、図３は開口側から見た平面図で、図４は側面図で、１階地上側にＲＦＩＤタグがあり、梁Ｈ１、Ｈ２は金属製で、天井ボードＣや床Ｆは電波を透過する部材で作られているものとする。
本発明のコーナリフレクタアンテナＡは、図４に示すように、天井裏の梁Ｈ１の上にコーナリフレクタ３の開口面を地上側に向けて取り付ける。
ところで、この狭小な天井裏に取り付けるためには、矮小化したコーナリフレクタ３に、１／２λダイポールアンテナを取り付けると指向性は得られるが、チューニングしていない状態では利得は悪くなる。
【００２２】
そこで、本発明ではディレクタ６と放射エレメント１との間隔を４０〜７０ｍｍ程度の範囲で調整するようにすることで、利得は約６ｄＢ、定在波率は約８から１．２程度に改善され、指向性はＦ／Ｂ比（図の開口側の受信電力とコーナ側からの受信電力比）で１０ｄＢ以上が得られるようになる。
【００２３】
ディレクタ６は、特に限定されるものではなく、放射エレメント１のブラケットを延長して取り付けてもよいし、リフレクタ板やカバーにブラケットを設けて取り付けてもよい。また調整後にそれぞれの相対位置が保てれば天井裏の部材に取り付けることもできる。
なお、カバーは特性上、無くてもよい。
【００２４】
以上、本発明のコーナリフレクタアンテナについて、実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明のコーナリフレクタアンテナは、小型、高利得で指向性を持たせることで、受信の信頼性の向上を図れるという特性を有していることから、動態管理システムのＲＦＩＤの用途に好適に用いることができるほか、例えば、電波を利用して通信する通信設備の指向性アンテナの用途にも用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明のコーナリフレクタアンテナの一実施例を示し、コーナを上に、開口部を下にして図２の切断線を見た断面図である。
【図２】カバーの一部及びカバーの取り付けボルトを省略した側面図である。
【図３】本発明のコーナリフレクタアンテナの取り付け例を下面側から見た説明図である。
【図４】コーナリフレクタアンテナの取り付け側面図である。
【符号の説明】
【００２７】
Ａ コーナリフレクタアンテナ
１ 放射エレメント
２ 放射エレメント取付座
３ コーナリフレクタ
４ 同軸ケーブル
５ カバー
６ ディレクタ
７ ディレクタ取付座
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コーナリフレクタアンテナに関し、特に、天井裏の梁などの間に設置するのに適した小型で、かつ、指向性を持ち、受信の信頼性の向上を図る高利得なアンテナであって、かつ、その据付及び調整を簡易に行うことができ、動態管理に適するようにしたコーナリフレクタアンテナに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、病院やビルなど建物の天井裏（固定側）などにアンテナを配設し、また人体や車両等移動する移動体側に携行又は取り付けた微弱な電波を発信するＲＦＩＤタグによる動態管理や入退管理システムが提案されている。
この動態管理システムにおいて、ＲＦＩＤタグには個別情報を予め入力し、固定側のアンテナとの間を、無線信号の送受信により情報を交換するようにしている。
この動態管理システムにおける無線信号の送受信は、特に限定されるものではないが、例えば、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ（電波方式認識）。本明細書において、「ＲＦＩＤ」という。）が採用されている。
【０００３】
ところで、従来ＲＦＩＤ用アンテナとしてダイポールアンテナが汎用されている。このダイポールアンテナは量産され、安価に提供されているとともに比較的小型であるという利点がある。しかし、動態管理システムにおいては指向性を持った高利得の受信アンテナが臨まれているが、ダイポールアンテナは無指向性である。
このため、指向性が必要な場合は、ダイポールアンテナの信号を遮蔽したい側に、所定の大きさの平板やＶ字形の金属板をリフレクタとして配設して、ある程度の指向性を得るようにしている。
【０００４】
しかしながら天井裏などにダイポールアンテナを設置する場合、天井裏の寸法には制限があり、アンテナ設置に理想のサイズにできないことが多く、また梁などの影響で該アンテナの受信特性が変動するので必要な受信特性が得られなかったり、据付場所の設定に時間を要したり、インピーダンスマッチング用のカップラーなどが必要になるという問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、従来のダイポールアンテナの問題点に鑑み、反射板の大きさ、位置などの影響を受けやすいコーナリフレクタアンテナのインピーダンスマッチングが据付現場で手軽に行え、天井裏などの狭小場所においても取り付け可能な大きさに矮小化しても必要な受信特性が得られるようにしたコーナリフレクタアンテナを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明のコーナリフレクタアンテナは、１／２波長ダイポールアンテナの背後に矩形平面の金属反射板をＶ字形に折り曲げて置いたコーナリフレクタアンテナにおいて、１／２波長ダイポールアンテナに近接してディレクタを併設したことを特徴とする。
【０００７】
この場合において、コーナリフレクタアンテナの開口面に、電磁波透射性カバーを配設することができる。
【０００８】
また、電磁波透射性カバーの内面又は外面に、略１／２波長ディレクタを併設することができる。
【０００９】
また、略１／２波長ディレクタを、１／２波長ダイポールアンテナとの間隔を調節可能に併設することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のコーナリフレクタアンテナによれば、１／２波長ダイポールアンテナの背後に矩形平面の金属反射板をＶ字形に折り曲げて置いたコーナリフレクタアンテナにおいて、１／２波長ダイポールアンテナに近接してディレクタを併設することにより、天井裏等の狭小な設置場所においても、据付が簡易に行われ、かつ、現場の状況に合せた据付状態で簡単にマッチングを取ることができ、利得も３〜６ｄＢ程度改善される効果がある。
【００１１】
また、コーナリフレクタアンテナの開口面に、電磁波透射性カバーを配設することにより、直接天井面や壁面に露出するようにして取り付ける場合でも体裁よく取り付けることができる。
【００１２】
また、電磁波透射性カバーの内面又は外面に、略１／２波長ディレクタを併設することにより、インピーダンスの調整が容易に行われる。
【００１３】
また、略１／２波長ディレクタを、１／２波長ダイポールアンテナとの間隔を調節可能に併設することにより、狭小な設置場所にあわせた高さが０．１〜０．２λ、長さが１．０５〜１．２λ程度のコーナリフレクタアンテナにおいても同軸ケーブルとのマッチングをディレクタの調整にて簡易に取ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下本発明のコーナリフレクタアンテナの実施の形態を、図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１〜図４に、本発明のコーナリフレクタアンテナの一実施例を示す。
リフレクタアンテナの理想形に近い大きさは、使用する電波の波長をλとすると、長さ４λ以上、高さ１．５λ以上必要とする。（図１において、長さ：Ｌ、高さ：Ｈ）
波長λ＝１ｍ（３００ＭＨｚ）の電波を使用した場合、リフレクタアンテナは非常に大きなものとなり、天井裏などの狭小空間に取り付けるには不適当となる。これを、取り付け可能なサイズに小さくし、必要な特性を得るためには、当然インピーダンスマッチングが必要となる。本発明では、これをコーナリフレクタアンテナにディレクタを付加することで必要な受信特性を得られるようにする。
【００１６】
このコーナリフレクタアンテナＡは、少なくともアンテナの放射素子にて電波を受ける１面のみを開口するようトラス形としたコンパクトサイズのコーナリフレクタ３と、このトラス形コーナリフレクタ３内でアンテナの固定放射素子が指向性を持つように放射エレメント取付座２を介して垂設した所定周波数用の１／２λのダイポールアンテナの放射エレメント１と、該放射エレメント１を装着した指向性アンテナの前面にディレクタ取付座７を介して設けたインピーダンス調整用のディレクタ６とより構成している。
【００１７】
また、このディレクタ６と放射エレメント１との間隔を調節できるように、かつ、コーナリフレクタ３と放射エレメント１とディレクタ６の中心線を、図１〜図２に示すように、略同一平面上に配設するようにするとともに、該放射エレメント１には同軸ケーブル４が接続される。
【００１８】
１／２λのダイポールアンテナの放射エレメント１は、図１に示すように、１／４λのエレメントを中央でボルトとナットで組付ける構造になっている。放射エレメント１は誘電体でモールドしたエレメントなので全長は、１／２λより１０数％短く作られている。
この例では周波数３０３．８ＭＨｚ用で、λ／２≒４９４ｍｍに対し放射エレメント全長は４３０ｍｍで、インピーダンス５０Ω、定在波率１．５以下にチューニングされている。
【００１９】
パラステックなディレクタ６は、特に限定されるものではないが、例えば、太さ１２ｍｍのアルミパイプで、長さはアンテナの放射エレメント１に等しいが又は数％程度短い長さとし、アンテナの放射エレメント１との間隔がスライド調整可能にブラケットで固定している。
【００２０】
コーナリフレクタ３は、アルミ板を屈曲したもので、特にその大きさは限定されるものではないが、例えば、長さを５５０ｍｍ、高さを約１５０ｍｍにしている。またコーナ部は取り付け易さを考慮して台形に折り曲げて構成している。
【００２１】
次に、このコーナリフレクタアンテナＡの取り付け方法を、図３〜図４に基づいて説明する。
この場合、図３は開口側から見た平面図で、図４は側面図で、１階地上側にＲＦＩＤタグがあり、梁Ｈ１、Ｈ２は金属製で、天井ボードＣや床Ｆは電波を透過する部材で作られているものとする。
本発明のコーナリフレクタアンテナＡは、図４に示すように、天井裏の梁Ｈ１の上にコーナリフレクタ３の開口面を地上側に向けて取り付ける。
ところで、この狭小な天井裏に取り付けるためには、矮小化したコーナリフレクタ３に、１／２λダイポールアンテナを取り付けると指向性は得られるが、チューニングしていない状態では利得は悪くなる。
【００２２】
そこで、本発明ではディレクタ６と放射エレメント１との間隔を４０〜７０ｍｍ程度の範囲で調整するようにすることで、利得は約６ｄＢ、定在波率は約８から１．２程度に改善され、指向性はＦ／Ｂ比（図の開口側の受信電力とコーナ側からの受信電力比）で１０ｄＢ以上が得られるようになる。
【００２３】
ディレクタ６は、特に限定されるものではなく、放射エレメント１のブラケットを延長して取り付けてもよいし、リフレクタ板やカバーにブラケットを設けて取り付けてもよい。また調整後にそれぞれの相対位置が保てれば天井裏の部材に取り付けることもできる。
なお、カバーは特性上、無くてもよい。
【００２４】
以上、本発明のコーナリフレクタアンテナについて、実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明のコーナリフレクタアンテナは、小型、高利得で指向性を持たせることで、受信の信頼性の向上を図れるという特性を有していることから、動態管理システムのＲＦＩＤの用途に好適に用いることができるほか、例えば、電波を利用して通信する通信設備の指向性アンテナの用途にも用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明のコーナリフレクタアンテナの一実施例を示し、コーナを上に、開口部を下にして図２の切断線を見た断面図である。
【図２】カバーの一部及びカバーの取り付けボルトを省略した側面図である。
【図３】本発明のコーナリフレクタアンテナの取り付け例を下面側から見た説明図である。
【図４】コーナリフレクタアンテナの取り付け側面図である。
【符号の説明】
【００２７】
Ａ コーナリフレクタアンテナ
１ 放射エレメント
２ 放射エレメント取付座
３ コーナリフレクタ
４ 同軸ケーブル
５ カバー
６ ディレクタ
７ ディレクタ取付座
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１／２波長ダイポールアンテナの背後に矩形平面の金属反射板をＶ字形に折り曲げて置いたコーナリフレクタアンテナにおいて、１／２波長ダイポールアンテナに近接してディレクタを併設したことを特徴とするコーナリフレクタアンテナ。
【請求項２】
コーナリフレクタアンテナの開口面に、電磁波透射性カバーを配設したことを特徴とする請求項１記載のコーナリフレクタアンテナ。
【請求項３】
電磁波透射性カバーの内面又は外面に、略１／２波長ディレクタを併設したことを特徴とする請求項１又は２記載のコーナリフレクタアンテナ。
【請求項４】
略１／２波長ディレクタを、１／２波長ダイポールアンテナとの間隔を調節可能に併設したことを特徴とする請求項１、２又は３記載のコーナリフレクタアンテナ。
【請求項１】
１／２波長ダイポールアンテナの背後に矩形平面の金属反射板をＶ字形に折り曲げて置いたコーナリフレクタアンテナにおいて、１／２波長ダイポールアンテナに近接してディレクタを併設したことを特徴とするコーナリフレクタアンテナ。
【請求項２】
コーナリフレクタアンテナの開口面に、電磁波透射性カバーを配設したことを特徴とする請求項１記載のコーナリフレクタアンテナ。
【請求項３】
電磁波透射性カバーの内面又は外面に、略１／２波長ディレクタを併設したことを特徴とする請求項１又は２記載のコーナリフレクタアンテナ。
【請求項４】
略１／２波長ディレクタを、１／２波長ダイポールアンテナとの間隔を調節可能に併設したことを特徴とする請求項１、２又は３記載のコーナリフレクタアンテナ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００６−３１９４９２（Ｐ２００６−３１９４９２Ａ）
【公開日】平成１８年１１月２４日（２００６．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１３８０１５（Ｐ２００５−１３８０１５）
【出願日】平成１７年５月１１日（２００５．５．１１）
【出願人】（０００２３３２０６）日立機電工業株式会社 (64)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１１月２４日（２００６．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年５月１１日（２００５．５．１１）
【出願人】（０００２３３２０６）日立機電工業株式会社 (64)
【Ｆターム（参考）】
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