誘電体装荷による放射素子の小型化を図ったUWB帯指輪型アンテナの放射特性

摘要

This report describes the radiation characteristics of ring-type UWB antennas placed in the vicinity of a simulated human finger and the optimization procedure to minimize the upper radiating element in order to meet the low-profile requirement for finger mounted UWB antennas. The structural parametric optimization was carried out by using both VSWR and radiation efficiency as evaluation indexes. The optimized upper radiating element has two unique features: 1) half-ellipse radiating element, which is sandwiched between two dielectric plates, reducing the height of the upper radiating element from 22 mm to 15 mm and 2) two matching stubs placed in the proximity to the feed point enabling VSWR ≤ 2 for the entire UWB frequency band.%本稿ではUWB帯での使用を目的とした人体装着型アンテナの一つである指輪型アンテナの放射特性について検討を行うと共に，従来の課題であった放射素子の小型化について検討する.従来の円形モノポール素子の上側半分を切り取り，誘電体を装荷することで最低動作周波数をUWBの最低周波数である3.1GHzとすることができるが，高域での放射抵抗の低下が問題となる・そこで，整合用のスタブを設ける構造とすることでUWB帯全域でVSWR≦2を実現した.設計された放射素子は従来の半径11mmの円形状の素子と比較して低域の放射効率は約6%低下し，最低値で79.6%となるが，高さ15mm，幅22mmの半楕円形状であり，面積比で66%まで小型化されている.