単一スイッチを用いた2.4 GHz帯2ブランチ同時指向性切り替え小形アンテナ

桧垣 誠  村田 健太郎  佐野 誠  岸本 誠也  

誌名
電子情報通信学会論文誌 B   Vol.J100-B   No.9   pp.795-806
発行日: 2017/09/01
Online ISSN: 1881-0209
論文種別: 特集論文 (高度化する無線システムの基盤となるアンテナ・伝搬及び関連システムの論文特集)
専門分野: 
キーワード: 
指向性切り替えアンテナ,  ダイバーシチ,  指向性相関,  レイリー分布,  チャネル容量,  

本文: PDF(3.7MB)
>>論文を購入


あらまし: 
無線端末数の増大に伴って課題となる通信容量や接続率の維持・向上を目的として,筆者らは安価で簡易な構成の指向性切り替えアンテナを提案している.提案アンテナは矩形地板上2ブランチのダイバーシチアンテナ間にスイッチを介して接地する無給電素子を配置する.今回,その基礎検討としてWi-FiやBluetooth等で用いられる2.4 GHz帯を設計周波数として,遺伝的アルゴリズムによりスイッチの切り替えに対して高効率と整合状態を維持し,指向性相関を低減するようアンテナ形状を最適化した.この動作メカニズムをモード解析により分析した結果,スイッチ切り替えにより励振されるモードの電力分配が変化していることが分かった.更に,一様レイリー分布を仮定した伝搬モデルにおけるチャネル容量を計算評価した結果,指向性切り替えによって,例えば半波長間隔の無損失のダイポールアンテナより65%以上の確率でチャネル容量が大きくなることが分かった.本論文では,提案アンテナを考案したコンセプトから,実際の設計,アンテナの基本特性,モード解析を用いたアンテナの動作メカニズム分析,伝搬特性を加味したチャネル容量の評価について示した.