JP2005094360A - ANTENNA DEVICE AND WIRELESS COMMUNICATION DEVICE - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、マイクロ波帯通信装置に使用される2周波対応のアンテナ装置およびそれを用いた無線通信装置に関するものである。 The present invention relates to a two-frequency antenna device used in a microwave band communication device and a wireless communication device using the antenna device.
携帯電話等の移動体通信装置においては小型化が急速に進められており、その構成部品であるアンテナについても、より一層の小型化および低背化が求められている。また、近年の携帯電話端末においては、例えばGSM(Global System for Mobile Communication)およびDCS(Digital Cellular System)といった、異なる2つの周波数帯による通信を行なうことができるように、2周波対応、すなわち異なる2つの周波数に対応できるものとするために、2周波対応のアンテナ装置が使用されるようになっている。そのような携帯電話端末の2周波対応アンテナとしては、GSMの900MHzとDCSの1800MHzとに対応した、例えば板状逆Fアンテナ(Planar Inverted F Antenna:PIFA)が採用されている。 Mobile communication devices such as mobile phones have been rapidly reduced in size, and further miniaturization and height reduction have been demanded for antennas that are constituent parts thereof. Further, recent mobile phone terminals are compatible with two frequencies, that is, different two frequencies, such as GSM (Global System for Mobile Communication) and DCS (Digital Cellular System). In order to be able to cope with two frequencies, an antenna device corresponding to two frequencies is used. For example, a planar inverted F antenna (PIFA) corresponding to GSM 900 MHz and DCS 1800 MHz is adopted as a dual-frequency antenna for such a cellular phone terminal.
そのような従来の2周波対応アンテナであるPIFAについて、図8を用いて説明する。図8は従来のPIFAの例の概略構成を示す斜視図であり、8は放射電極、9は接地導体となる基板、10は給電端子、11は接地端子、12は放射電極8に形成されたスリットである。図8に示すように、PIFAは長方形状の接地導体となる基板9と、その長手方向の一端に実装される矩形状の放射電極8と、それにつながる給電端子10および接地端子11とで構成されており、矩形状の放射電極8にはL字型のスリット12が形成されている。これにより、スリット12により電気長が長くなるとともにスリット12で生じた放射電極8の幅の変化により900MHzと1800MHzとの2周波で共振し、2周波対応アンテナとして動作するようになっている。なお、このようなPIFAの放射電界の強度が最大となる方向は、2周波ともに、接地導体となる長方形状の基板9の長手方向になる。
Such a conventional dual-frequency antenna, PIFA, will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a perspective view showing a schematic configuration of an example of a conventional PIFA. 8 is a radiation electrode, 9 is a substrate serving as a ground conductor, 10 is a power supply terminal, 11 is a ground terminal, and 12 is formed on the
また、もう一つの従来の2周波対応アンテナの例として、ホイップアンテナについて図9を用いて説明する。図9は従来のホイップアンテナの例の概略構成を示す斜視図であり、18は放射電極、19は接地導体となる基板、20は給電端子である。ホイップアンテナは基板19からの放射電極18の飛び出し部分の大きいアンテナであり帯域の広いアンテナとして知られているものであって、図9に示すように、棒状の放射電極18と、長方形状の接地導体となる基板19とが、給電端子20を介して、放射電極18が基板19の長手方向に伸びるように接続されて構成されている。これにより、ホイップアンテナが1/4波長と3/4波長となる2周波で共振し、2周波対応アンテナとして動作するものである。このホイップアンテナを用いることで2周波対応アンテナは容易に実現することができ、アンテナの利得も高いものとなる。このホイップアンテナの放射電界の強度が最大となる方向も、2周波ともに、接地導体となる長方形状の基板19の長手方向になる。
A whip antenna will be described with reference to FIG. 9 as another example of a conventional two-frequency antenna. FIG. 9 is a perspective view showing a schematic configuration of an example of a conventional whip antenna, in which 18 is a radiation electrode, 19 is a substrate serving as a ground conductor, and 20 is a power supply terminal. The whip antenna is an antenna having a large protruding portion of the
また最近、線状アンテナによって誘起される誘起電流を抑制する技術が報告されている。この技術によると、誘起電流が抑制されるために接地面を構成する基板に近接して線状アンテナを配置することができるというものであり、基板の下面の接地導体と接続導体と上面のパッチ導体とからなる共振回路を接地導体上に並べた構造で、共振回路の特性によって誘起電流を抑制できる周波数の帯域が決まっている。これを用いて、各パッチ導体に対する接続導体の接続位置を変えたり、共振特性の異なる共振回路を構成するパッチ導体を上下2層に配置したりすることで2周波で共振し、2周波対応アンテナとして動作するような構成も報告されている(例えば、特許文献1を参照。)。
しかしながら、従来の2周波対応のアンテナ装置としてのPIFAにおいては、放射電極8に流れる電流と逆向きの誘起電流が接地導体9に生じるため、アンテナの放射効率が著しく低下し、帯域幅が狭くなるという問題点があった。
However, in the conventional PIFA as a two-frequency antenna device, an induced current opposite to the current flowing through the
これに対し、このような誘起電流の影響を緩和するために、放射電極8と接地導体9との間の距離を大きく(GSM用携帯電話においては約10mm程度に)することにより、GSMやDCSといったシステムに使えるような放射効率と帯域幅とを有するPIFAが実現されている。
On the other hand, in order to alleviate the influence of the induced current, the distance between the
しかしながら、このPIFAは大型化してしまうことから、携帯電話用のアンテナには低背化が求められているため、より薄くて帯域の広い2周波対応のアンテナ装置が求められている。 However, since this PIFA is increased in size, a mobile phone antenna is required to have a low profile, and thus a thinner and wider-band two-frequency antenna device is required.
また、もう一方の従来の2周波対応のアンテナ装置であるホイップアンテナは、携帯電話から大きく突出させて放射電極18を配置する必要があり、このような構成が著しく美観を損ねることとなるという問題点がある。これに対し、放射電極18の突出がなくなるように基板19に近接して配置すると、基板19による接地導体に流れる誘起電流により放射効率が著しく低下してしまい、帯域幅が狭くなって実用にならないという問題点があった。
In addition, the whip antenna, which is another conventional antenna device that supports two frequencies, requires that the
さらに、特許文献1に開示された多数の共振回路を並べる構造の2周波対応のアンテナ装置では、2周波に対応することはできるものの、2つの共振周波数の間に反共振が生じるために、それぞれの周波数で電流を抑制できる周波数の帯域幅が狭くなってしまうという問題点がある。
Furthermore, in the two-frequency antenna device having a structure in which a large number of resonance circuits are arranged in
本発明は以上のような従来の技術における問題点を解決すべく案出されたものであり、その目的は、2周波に対応しながらそれぞれの帯域幅を広くすることができる、より簡単な構造で2周波に対応させることができる2周波対応のアンテナ装置を提供することにある。 The present invention has been devised to solve the above-described problems in the prior art, and its purpose is a simpler structure capable of widening each bandwidth while supporting two frequencies. An object of the present invention is to provide a two-frequency antenna device that can handle two frequencies.
また、本発明の他の目的は、2周波対応のアンテナ装置として良好な特性を有する本発明のアンテナ装置を有する、2周波に良好に対応して動作することができる無線通信装置を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a wireless communication apparatus capable of operating in good response to two frequencies, having the antenna apparatus of the present invention having good characteristics as an antenna apparatus compatible with two frequencies. It is in.
本発明のアンテナ装置は、接地導体に流れる電流を抑制する2周波の共振器構造を直交する2方向に構成することにより、帯域の広い2周波対応とした周波数選択板を備えるアンテナ装置とし、これにより広帯域の2周波対応のアンテナ装置とするものである。 An antenna device according to the present invention is an antenna device including a frequency selection plate that supports two frequencies with a wide band by configuring a two-frequency resonator structure that suppresses a current flowing in a ground conductor in two orthogonal directions. Thus, the antenna device is compatible with a wide band of two frequencies.
すなわち、本発明のアンテナ装置は、接地導体と、この接地導体の表面に沿った互いに直交する第1および第2の方向に多数個配列されたパッチ導体と、このパッチ導体の中央部と前記接地導体とを電気的に接続する接続導体とから成る周波数選択板部材の前記パッチ導体側に近接して、前記第1の方向に沿うようにして第1の放射電極が、および前記第2の方向に沿うようにして第2の放射電極が配置されていることを特徴とするものである。 That is, the antenna device of the present invention includes a ground conductor, a large number of patch conductors arranged in the first and second directions perpendicular to each other along the surface of the ground conductor, the central portion of the patch conductor, and the ground. A first radiation electrode extending in the first direction in the vicinity of the patch conductor side of the frequency selection plate member comprising a connection conductor for electrically connecting the conductor and the second direction; The second radiation electrode is arranged so as to extend along the line.
また、本発明のアンテナ装置は、上記構成において、前記パッチ導体は、前記第1および第2の方向に対して長さが異なることを特徴とするものである。 Moreover, the antenna device of the present invention is characterized in that, in the above configuration, the patch conductor has a different length with respect to the first and second directions.
また、本発明のアンテナ装置は、上記構成において、前記パッチ導体は、長方形であることを特徴とするものである。 The antenna device according to the present invention is characterized in that, in the above configuration, the patch conductor is rectangular.
また、本発明のアンテナ装置は、前記パッチ導体は、前記第1および第2の方向に対して長さが同じであるとともに、前記第1および第2の方向に対する配列間隔が異なることを特徴とするものである。 The antenna device according to the present invention is characterized in that the patch conductors have the same length in the first and second directions, and have different arrangement intervals in the first and second directions. To do.
また、本発明のアンテナ装置は、上記構成において、前記パッチ導体は、正方形であることを特徴とするものである。 Moreover, the antenna device of the present invention is characterized in that, in the above configuration, the patch conductor is square.
また、本発明のアンテナ装置は、上記構成において、前記第1および第2の放射電極の少なくとも一方は、ミアンダ形状であることを特徴とするものである。 The antenna device according to the present invention is characterized in that, in the above configuration, at least one of the first and second radiation electrodes has a meander shape.
また、本発明のアンテナ装置は、上記構成において、前記周波数選択板部材は、誘電体または磁性体から成る基板の裏面に前記接地導体が形成され、前記基板の表面に前記パッチ導体が形成され、前記基板を貫通して前記接続導体が形成されていることを特徴とするものである。 Further, in the antenna device of the present invention, in the above configuration, the frequency selection plate member has the ground conductor formed on the back surface of the substrate made of a dielectric or magnetic material, and the patch conductor formed on the surface of the substrate. The connection conductor is formed so as to penetrate the substrate.
そして、本発明の無線通信装置は、上記各構成のいずれかの本発明のアンテナ装置と、それに接続された、異なる2つの周波数帯域の無線信号に対応した送信回路および受信回路の少なくとも1つとを具備することを特徴とするものである。 The wireless communication apparatus of the present invention includes the antenna apparatus of the present invention having any one of the above-described configurations, and at least one of a transmission circuit and a reception circuit connected to wireless signals of two different frequency bands connected thereto. It is characterized by comprising.
本発明のアンテナ装置によれば、接地導体と、この接地導体の表面に沿った互いに直交する第1および第2の方向に多数個配列されたパッチ導体と、このパッチ導体の中央部と接地導体とを電気的に接続する接続導体とから成る周波数選択板部材を備え、この周波数選択板部材のパッチ導体側に近接して、第1の方向に沿うようにして第1の放射電極が、および第2の方向に沿うようにして第2の放射電極がそれぞれ配置されていることから、第1の方向に多数個配列されたパッチ導体と、このパッチ導体の中央部と接地導体とを電気的に接続する接続導体とから成る周波数選択板部材と、第1の方向に沿うようにして配置されている第1の放射電極との組からなる第1の方向のアンテナは、同様に周波数選択板部材と第2の放射電極との組からなる第2の方向のアンテナとは偏波面が直交しているため、相互に干渉しない二つのアンテナとして動作することができ、それにより、低背で小型化にも対応可能な2周波対応の表面実装型アンテナとして使用することができる。 According to the antenna device of the present invention, a ground conductor, a large number of patch conductors arranged in the first and second directions perpendicular to each other along the surface of the ground conductor, the central portion of the patch conductor, and the ground conductor A frequency selection plate member comprising a connection conductor for electrically connecting the frequency selection plate member to the patch conductor side of the frequency selection plate member, the first radiation electrode extending along the first direction, and Since the second radiation electrodes are arranged along the second direction, a large number of patch conductors arranged in the first direction, and the central portion of the patch conductor and the ground conductor are electrically connected. The antenna in the first direction consisting of a set of a frequency selection plate member comprising a connection conductor connected to the first radiation electrode arranged along the first direction is similarly a frequency selection plate. Set of member and second radiation electrode Because the plane of polarization is orthogonal to the antenna in the second direction, the antenna can operate as two antennas that do not interfere with each other, and thus can be reduced in size and can be reduced in size. It can be used as a surface mount antenna.
また、本発明のアンテナ装置によれば、パッチ導体が、第1および第2の方向に対して長さが異なるときには、パッチ導体により形成されるインダクタンス成分が第1および第2の二つの方向で異なるため、パッチ導体間の間隙を同じにしたまま異なる2周波で動作させることができるものとなる。 According to the antenna device of the present invention, when the patch conductor has a different length with respect to the first and second directions, the inductance component formed by the patch conductor is in the first and second directions. Therefore, it is possible to operate at two different frequencies while keeping the gap between the patch conductors the same.
また、本発明のアンテナ装置によれば、特に、パッチ導体が長方形であるときには、パッチ導体部のLC共振におけるCが小さくなる作用が生じるため、周波数選択板部材のインピーダンスが高い周波数帯域が広くなり、広帯域アンテナを構成することができるものとなる。 Further, according to the antenna device of the present invention, particularly when the patch conductor is rectangular, the effect of decreasing C in the LC resonance of the patch conductor portion occurs, so that the frequency band in which the impedance of the frequency selection plate member is high is widened. Thus, a broadband antenna can be configured.
また、本発明のアンテナ装置によれば、パッチ導体が、第1および第2の方向に対して長さが同じであるとともに、第1および第2の方向に対する配列間隔が異なるときには、パッチ導体間の間隙により形成される容量成分が第1および第2の二つの方向で異なるものとなるため、異なる2周波で動作させることができるものとなる。 According to the antenna device of the present invention, when the patch conductors have the same length in the first and second directions and the arrangement intervals in the first and second directions are different, the patch conductors Since the capacitive components formed by the gaps are different in the first and second directions, it is possible to operate at two different frequencies.
また、本発明のアンテナ装置によれば、その構成においてパッチ導体が正方形であるときには、パッチ導体部のLC共振におけるCが小さくなる作用が生じるため、周波数選択板部材のインピーダンスが高い周波数帯域が広くなり、広帯域アンテナを構成することができるものとなる。 Also, according to the antenna device of the present invention, when the patch conductor is square in the configuration, the effect of reducing C in the LC resonance of the patch conductor portion occurs, so that the frequency band where the impedance of the frequency selection plate member is high is wide. Thus, a broadband antenna can be configured.
また、本発明のアンテナ装置によれば、第1および第2の放射電極の少なくとも一方がミアンダ形状であるときには、放射電極を狭い空間に配置してアンテナ装置を構成することができるため、アンテナ装置を小型化することができるものとなる。 Further, according to the antenna device of the present invention, when at least one of the first and second radiation electrodes has a meander shape, the antenna device can be configured by arranging the radiation electrodes in a narrow space. Can be reduced in size.
また、本発明のアンテナ装置によれば、周波数選択板部材が、誘電体または磁性体から成る基板の裏面に前記接地導体が形成され、基板の表面にパッチ導体が形成され、基板を貫通して接続導体が形成されているときには、誘電体または磁性体から成る基板による波長短縮効果を利用することができるため、アンテナを装置を小型にすることができる。 Further, according to the antenna device of the present invention, the frequency selection plate member is formed such that the ground conductor is formed on the back surface of the substrate made of dielectric or magnetic material, the patch conductor is formed on the surface of the substrate, and penetrates the substrate. When the connection conductor is formed, the wavelength shortening effect by the substrate made of a dielectric or magnetic material can be utilized, so that the antenna can be downsized.
以上のように、本発明のアンテナ装置によれば、簡単な構成の周波数選択板を備え、これにより帯域の広い2周波対応の低背アンテナを実現することができる。 As described above, according to the antenna device of the present invention, it is possible to realize a low-profile antenna having a wide band and corresponding to two frequencies by including a frequency selection plate having a simple configuration.
そして、本発明の無線通信装置は、上記各構成のいずれかの本発明のアンテナ装置と、それに接続された、異なる2つの周波数帯域の無線信号に対応した送信回路および受信回路の少なくとも1つとを具備することから、装置の低背化および小型化を図りながら2つの周波数についていずれも良好なアンテナ特性を有し、2周波対応の良好な無線通信を行なうことができるものとなる。 The wireless communication apparatus of the present invention includes the antenna apparatus of the present invention having any one of the above-described configurations, and at least one of a transmission circuit and a reception circuit connected to wireless signals of two different frequency bands connected thereto. Therefore, both of the two frequencies have good antenna characteristics while reducing the height and size of the apparatus, and good radio communication corresponding to two frequencies can be performed.
以下、本発明の表面実装型アンテナおよびアンテナ装置ならびに無線通信装置の実施の形態の例について、図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, embodiments of a surface-mounted antenna, an antenna device, and a wireless communication device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
図1(a)は本発明のアンテナ装置の実施の形態の一例を示す斜視図であり、図1(b)はその第1の方向における断面図、図1(c)はその第2の方向における断面図である。図1において、1は接地導体、2は接地導体1の表面に沿った互いに直交する第1および第2の方向に多数個配列されたパッチ導体、3はパッチ導体2の中央部と接地導体1とを電気的に接続する接続導体であり、これら接地導体1,パッチ導体2および接続導体3
により周波数選択板部材が構成されている。4(4aおよび4b)はパッチ導体2に近接して第1の方向に沿うようにして配置されている第1の放射電極、5(5aおよび5b)は同じくパッチ導体2に近接して第2の方向に沿うようにして配置されている第2の放射電極である。これら周波数選択板部材と第1および第2の放射電極4a,4b,5a,5bとにより、本発明のアンテナ装置が構成される。なお、6は第1の放射電極4a,4bに給電するための第1の給電線、7は第2の放射電極5a,5bに給電するための第2の給電線である。
1A is a perspective view showing an example of an embodiment of an antenna device of the present invention, FIG. 1B is a sectional view in the first direction, and FIG. 1C is a second direction. FIG. In FIG. 1, 1 is a ground conductor, 2 is a plurality of patch conductors arranged in first and second directions perpendicular to each other along the surface of the
Thus, a frequency selection plate member is configured. 4 (4a and 4b) is a first radiation electrode disposed so as to be close to the
図1に示すように、本発明のアンテナ装置における周波数選択板部材は、図1(a)および(b)に示す様子から明らかなように、多数個配置されたパッチ導体2は、互いに干渉することのない、互いに直交する2つの方向、すなわち第1の方向と第2の方向とで異なる周期構造を有している。これにより、第1の方向の電界により周波数F1で共振する周波数選択板と第2の方向の電界により周波数F2で共振する周波数選択板とが得られるものとなっている。
As shown in FIG. 1, in the antenna device of the present invention, as shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b), a plurality of
また、第1の放射電極4a,4bはパッチ導体2の表面に近接して第1の方向に沿うように配置されており、第2の放射電極5a,5bはパッチ導体2の表面に近接して第2の方向に沿うようにして、第1の放射電極4a,4bとは直交する方向に配置されている。このように第1の放射電極4a,4bと第2の放射電極5a,5bとを互いに直交させておくことにより、これら第1の放射電極4a,4bと第2の放射電極5a,5bとの間の干渉によるアンテナ特性の劣化を効果的に防止することができる。
The
次に、本発明のアンテナ装置における周波数選択板部材の動作について、図2に示す等価回路図を用いて説明する。図2に示す等価回路図においては、図1に示した本発明のアンテナ装置と対比すると、共通の接地導体1と各パッチ導体2とを接続する接続導体3がインダクタンスL2となり、パッチ導体2における接続導体3が接続された箇所からパッチ導体2の端までの導体部分がインダクタンスL1となり、隣り合うパッチ導体2間のギャップに生じる容量がCとなる。このとき、周波数選択板部材の動作周波数fは、1/(2π)と2×(L1+L2)×Cの平方根の逆数との積(f=1/〔2π×√{2×(L1+L2)×C}〕)で表される。
Next, the operation of the frequency selection plate member in the antenna device of the present invention will be described using the equivalent circuit diagram shown in FIG. In the equivalent circuit diagram shown in FIG. 2, when compared with the antenna device of the present invention shown in FIG. 1, the
本発明のアンテナ装置における周波数選択板部材においては、図3に平面図で示すような、第1および第2の方向に対して長さが異なる長方形状のパッチ導体2が縦横の並びに多数個配置されて形成されている場合には、第1の方向と第2の方向とでL1が異なることにより、第1の方向と第2の方向とで異なる周波数で動作する周波数選択板部材となる。
In the frequency selection plate member in the antenna device of the present invention, as shown in a plan view in FIG. 3, a plurality of
また、図4に同じく平面図で示すような、第1および第2の方向に対して長さが同じである正方形状のパッチ導体2であるとともに、第1の方向の周期構造のピッチP1と第2の方向の周期構造のピッチP2とが異なるとき、すなわち隣り合うパッチ導体2間のギャップが第1の方向と第2の方向とで異なる場合には、第1の方向と第2の方向とで容量Cが異なり、同様に第1の方向と第2の方向とで異なる周波数で動作する周波数選択板部材となる。
Further, as shown in the plan view of FIG. 4, the
本発明のアンテナ装置によれば、例えば、厚さが2mmで比誘電率が4.7の誘電体から成る基板の上面に、それぞれ互いに直交する第1の方向および第2の方向にそれぞれ9.6mmと14.6mmの長さの長方形状のパッチ導体2を第1および第2の方向ともに0.4mmの間隔をおいて並べ、誘電体基板の下面に接地導体1を配置し、上面の各パッチ導体2の中心に接地導体1と電気的に接続されるように接続導体3を形成して周波数選択板部材とし、その周波数選択板部材のパッチ導体2が配置された上面から1mmの距離で第1の方向に長さ30mmのダイポールアンテナの第1の放射電極4a,4bと、周波数選択板部材のパッチ導体2が配置された上面から1mmの距離で第2の方向に長さ35mmのダイポールアンテナの第2の放射電極5a,5bとで構成されるアンテナ装置としたときには、第1の方向の第1の放射電極4a,4bは5GHzで、第2の方向の第2の放射電極5a,5bは4GHzでそれぞれ動作するものとなる。このとき、帯域幅は従来のダイポールアンテナと変わらず、周波数選択板部材は反射板として機能し、周波数選択板部材の上方の放射強度は、従来のダイポールアンテナのほぼ2倍となる。
According to the antenna device of the present invention, for example, on the upper surface of a substrate made of a dielectric having a thickness of 2 mm and a relative dielectric constant of 4.7, 9.6 mm and 14.6 respectively in a first direction and a second direction orthogonal to each other. A
本発明のアンテナ装置においては、周波数選択板部材は、誘電体または磁性体から成る基板の裏面に接地導体1が形成され、基板の表面にパッチ導体2が形成され、基板を貫通して接続導体3が形成されているものであることが好ましい。
In the antenna device of the present invention, the frequency selection plate member includes the
このときの基板は、誘電体または磁性体から成る板状の形状のものであり、周波数選択板部材の動作周波数を広くするためには誘電体よりは磁性体が好ましいが、磁性体は一般に高周波での損失が大きいためにアンテナの利得を低下させることが問題になることがあるので注意を要する。誘電体材料としては、例えばアルミナを主成分とする誘電体材料(比誘電率εr:9.6)から成る粉末を加圧成形して焼成したセラミックスを用いて作製される。また、基板には、誘電体であるセラミックスと樹脂との複合材料を用いてもよく、あるいはフェライト等の磁性体を用いてもよい。磁性体材料としては、この他にも、例えばYIG(イットリア・アイアン・ガーネット),Ni−Zr系化合物,Ni−Co−Fe系化合物等がある。 The substrate at this time has a plate-like shape made of a dielectric or magnetic material, and a magnetic material is preferable to a dielectric material in order to increase the operating frequency of the frequency selection plate member. Care should be taken because reducing the antenna gain may be problematic due to the large loss at the antenna. As the dielectric material, for example, the dielectric material is produced using ceramics obtained by pressure-molding and firing a powder made of a dielectric material mainly composed of alumina (relative permittivity εr: 9.6). The substrate may be a composite material of ceramic and resin as a dielectric, or a magnetic material such as ferrite. Other examples of the magnetic material include YIG (yttria, iron, garnet), Ni-Zr compounds, Ni-Co-Fe compounds, and the like.
基板を誘電体で作製する場合は、εrが30を超えると、小型化は可能なものの、周波数選択板部材の動作する帯域幅が狭くなるため、アンテナ装置としての帯域幅が小さくなり過ぎ、アンテナとしての特性を果たさなくなる傾向がある。従って、基板を誘電体で作製する場合は、その比誘電率εrが30以下の誘電体材料を用いることが望ましい。このような誘電体材料としては、例えばアルミナセラミックス,ジルコニアセラミックス等をはじめとするセラミック材料や、テトラフルオロエチレン,ガラスエポキシ等をはじめとする樹脂材料等がある。 When the substrate is made of a dielectric, when εr exceeds 30, although the size can be reduced, the bandwidth in which the frequency selection plate member operates becomes narrow, so the bandwidth as the antenna device becomes too small, and the antenna There is a tendency that it does not fulfill its characteristics. Therefore, when the substrate is made of a dielectric, it is desirable to use a dielectric material having a relative dielectric constant εr of 30 or less. Examples of such a dielectric material include ceramic materials such as alumina ceramics and zirconia ceramics, and resin materials such as tetrafluoroethylene and glass epoxy.
基板を磁性体で作製する場合は、一般に磁性体はtanδが大きくなり、周波数選択板部材の共振周波数においては電波吸収体の働きをし、アンテナの効率を落とす原因になる傾向がある。従って、基板を磁性体で作製する場合は、そのtanδが小さい磁性体材料を用いることが望ましい。このような磁性体材料としては、例えばYIG(イットリア・アイアン・ガーネット),Ni−Zr系化合物,Ni−Co−Fe系化合物等がある。 When the substrate is made of a magnetic material, the magnetic material generally has a large tan δ, which tends to act as a radio wave absorber at the resonance frequency of the frequency selection plate member, thereby reducing the efficiency of the antenna. Therefore, when the substrate is made of a magnetic material, it is desirable to use a magnetic material having a small tan δ. Examples of such a magnetic material include YIG (yttria, iron, garnet), Ni—Zr compounds, Ni—Co—Fe compounds, and the like.
パッチ導体2,第1の放射電極4(4a,4b)および第2の放射電極5(5a,5b)ならびに第1の給電線6および第2の給電線7は、例えばアルミニウム,銅,ニッケル,銀,パラジウム,白金,金のいずれかを主成分とする金属により形成される。これらの金属により各々のパターンを形成するには、各種の印刷法や、蒸着法,スパッタリング法等の薄膜形成法や、金属箔の貼り合わせ法、あるいはメッキ法等によってそれぞれ所望のパターン形状の導体層を基板の所定の側面に形成すればよい。
The
また、接地導体1は、銅や銀等の通常の回路基板に使われる導体で形成すればよく、パッチ導体2や第1の放射電極4(4a,4b)および第2の放射電極5(5a,5b)と同じ金属により形成してもよい。
The
そして、本発明の無線通信装置(図示せず)は、以上のような本発明のアンテナ装置と、それに接続された、異なる2つの周波数帯域の無線信号に対応した送信回路および受信回路の少なくとも1つとを具備するものである。また、所望に応じて無線通信を可能とするために無線信号処理回路がアンテナ装置,送信回路または受信回路に接続されていてもよく、その他にも様々な構成を採り得る。 The wireless communication device (not shown) of the present invention includes at least one of the antenna device of the present invention as described above and a transmission circuit and a reception circuit connected to the wireless signals of two different frequency bands connected thereto. One. Further, in order to enable wireless communication as desired, the wireless signal processing circuit may be connected to the antenna device, the transmission circuit, or the reception circuit, and various other configurations may be adopted.
このような本発明の無線通信装置によれば、以上のような本発明のアンテナ装置と、それに接続された、異なる2つの周波数帯域の無線信号に対応した送信回路および受信回路の少なくとも1つとを具備することから、低背化および小型化が可能な1つのアンテナ装置でもって異なる2つの周波数に対応可能な、小型で高機能な2周波対応の無線通信装置となる。 According to such a radio communication apparatus of the present invention, the antenna apparatus of the present invention as described above and at least one of a transmission circuit and a reception circuit connected to the radio signals of two different frequency bands connected thereto are provided. Thus, the single antenna device that can be reduced in height and size can be used for a two-frequency wireless communication device that is compatible with two different frequencies and that is small and highly functional.
なお、本発明のアンテナ装置および無線通信装置は以上の実施の形態の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を行なうことは何ら差し支えない。例えば、本発明のアンテナ装置における第1および第2の放射電極4a,4b,5a,5bは直線形状に限るものではなく、図5に平面図で示すようなミアンダ形状や、ヘリカル形状でもよく、その放射電界の方向が周波数選択板部材の対応する方向(第1または第2の方向)に一致していればよい。
Note that the antenna device and the wireless communication device of the present invention are not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. For example, the first and
また、周波数選択板部材の上方に配置される第1の放射電極4(4a,4b)および第2の放射電極5(5a,5b)は図1に示すように交差している必要はなく、例えば図6に斜視図で示すように第1の放射電極4と第2の放射電極5とをL字型に配置してもよく、図7に同じく斜視図で示すように第1の放射電極4と第2の放射電極5とをT字型に配置してもよい。なお、図6および図7において、13は周波数選択板部材を示している。
Further, the first radiation electrode 4 (4a, 4b) and the second radiation electrode 5 (5a, 5b) disposed above the frequency selection plate member do not need to intersect as shown in FIG. For example, the
1・・・接地導体
2・・・パッチ導体
3・・・接続導体
4、4a、4b・・・第1の放射電極
5、5a、5b・・・第2の放射電極
6・・・第1の給電線
7・・・第2の給電線
13・・・周波数選択板
DESCRIPTION OF
13 Frequency selection plate
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|---|---|
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Cited By (30)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007089232A (en) * | 2005-05-26 | 2007-04-05 | Toshiba Corp | Antenna device |
| WO2008050441A1 (en) * | 2006-10-26 | 2008-05-02 | Panasonic Corporation | Antenna device |
| JP2008219125A (en) * | 2007-02-28 | 2008-09-18 | Toyota Central R&D Labs Inc | Radio wave reflector and antenna |
| JP2008544671A (en) * | 2005-06-25 | 2008-12-04 | オムニ−アイ・デイ・リミテツド | Electromagnetic radiation decoupler |
| JP2009218970A (en) * | 2008-03-11 | 2009-09-24 | Nec Tokin Corp | Antenna device |
| US7623087B2 (en) | 2006-12-25 | 2009-11-24 | Kabushiki Kaisha Toshiba | High-impedance substrate, antenna device and mobile radio device |
| JP2009278356A (en) * | 2008-05-14 | 2009-11-26 | Denso Corp | Antenna |
| CN101604791A (en) * | 2008-06-09 | 2009-12-16 | 韩燕� | A kind of multi-antenna radio equipment and communication means and antenna |
| CN101689709A (en) * | 2007-03-29 | 2010-03-31 | 得克萨斯州大学系统董事会 | conductor having two frequency-selective surfaces |
| JP2010512091A (en) * | 2006-12-04 | 2010-04-15 | 韓國電子通信研究院 | Conductor-attached wireless recognition dipole tag antenna using artificial magnetic conductor and wireless recognition system using the dipole tag antenna |
| US7760154B2 (en) | 2007-08-09 | 2010-07-20 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Antenna apparatus |
| JP2010525742A (en) * | 2007-04-23 | 2010-07-22 | アルカテル−ルーセント ユーエスエー インコーポレーテッド | Strip array antenna |
| WO2010116675A1 (en) * | 2009-03-30 | 2010-10-14 | 日本電気株式会社 | Resonator antenna |
| JP2011055054A (en) * | 2009-08-31 | 2011-03-17 | Mitsubishi Electric Corp | Magnetic wall substrate, and antenna system using magnetic wall substrate |
| JP2011217269A (en) * | 2010-04-01 | 2011-10-27 | Mitsubishi Electric Corp | Antenna apparatus |
| US8106844B2 (en) | 2006-05-26 | 2012-01-31 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Antenna apparatus |
| CN102341961A (en) * | 2009-03-06 | 2012-02-01 | 日本电气株式会社 | Resonator antenna and communication apparatus |
| US8264358B2 (en) | 2006-06-16 | 2012-09-11 | Omni-Id Cayman Limited | Electromagnetic enhancement and decoupling |
| JP2014039245A (en) * | 2012-08-17 | 2014-02-27 | Mediatek Inc | Mimo antenna having electromagnetic band gap structure |
| WO2014084058A1 (en) | 2012-11-29 | 2014-06-05 | 日本電業工作株式会社 | Antenna |
| US8794533B2 (en) | 2008-08-20 | 2014-08-05 | Omni-Id Cayman Limited | One and two-part printable EM tags |
| JP2015043526A (en) * | 2013-08-26 | 2015-03-05 | 株式会社国際電気通信基礎技術研究所 | Antenna device and electromagnetic wave energy recovery device |
| US9104952B2 (en) | 2005-06-25 | 2015-08-11 | Omni-Id Cayman Limited | Electromagnetic radiation decoupler |
| EP2922143A1 (en) * | 2014-03-20 | 2015-09-23 | Canon Kabushiki Kaisha | Antenna device |
| WO2015184867A1 (en) * | 2014-09-15 | 2015-12-10 | 中兴通讯股份有限公司 | Specular reflector and wireless terminal antenna device |
| US10396460B2 (en) | 2015-09-29 | 2019-08-27 | Nec Corporation | Multiband antenna and wireless communication device |
| JP6659920B1 (en) * | 2018-08-27 | 2020-03-04 | 京セラ株式会社 | Antenna, wireless communication module and wireless communication device |
| WO2020090630A1 (en) * | 2018-11-02 | 2020-05-07 | 京セラ株式会社 | Antenna element, array antenna, communication unit, moving body and base station |
| JP2020141281A (en) * | 2019-02-28 | 2020-09-03 | 株式会社Nttドコモ | Circularly polarized antenna |
| JP2023069445A (en) * | 2021-11-05 | 2023-05-18 | 株式会社Nttドコモ | Antenna device having end-fire directivity |
-
2003
- 2003-09-17 JP JP2003325024A patent/JP2005094360A/en active Pending
Cited By (46)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007089232A (en) * | 2005-05-26 | 2007-04-05 | Toshiba Corp | Antenna device |
| US9646241B2 (en) | 2005-06-25 | 2017-05-09 | Omni-Id Cayman Limited | Electromagnetic radiation decoupler |
| JP2008544671A (en) * | 2005-06-25 | 2008-12-04 | オムニ−アイ・デイ・リミテツド | Electromagnetic radiation decoupler |
| US9104952B2 (en) | 2005-06-25 | 2015-08-11 | Omni-Id Cayman Limited | Electromagnetic radiation decoupler |
| KR101312099B1 (en) * | 2005-06-25 | 2013-09-25 | 옴니-아이디 케이만, 엘티디. | Electromagnetic Radiation Decoupler |
| US8106844B2 (en) | 2006-05-26 | 2012-01-31 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Antenna apparatus |
| US8502678B2 (en) | 2006-06-16 | 2013-08-06 | Omni-Id Cayman Limited | Electromagnetic enhancement and decoupling |
| US8264358B2 (en) | 2006-06-16 | 2012-09-11 | Omni-Id Cayman Limited | Electromagnetic enhancement and decoupling |
| WO2008050441A1 (en) * | 2006-10-26 | 2008-05-02 | Panasonic Corporation | Antenna device |
| JP2010512091A (en) * | 2006-12-04 | 2010-04-15 | 韓國電子通信研究院 | Conductor-attached wireless recognition dipole tag antenna using artificial magnetic conductor and wireless recognition system using the dipole tag antenna |
| US7623087B2 (en) | 2006-12-25 | 2009-11-24 | Kabushiki Kaisha Toshiba | High-impedance substrate, antenna device and mobile radio device |
| JP2008219125A (en) * | 2007-02-28 | 2008-09-18 | Toyota Central R&D Labs Inc | Radio wave reflector and antenna |
| CN101689709A (en) * | 2007-03-29 | 2010-03-31 | 得克萨斯州大学系统董事会 | conductor having two frequency-selective surfaces |
| JP2010522524A (en) * | 2007-03-29 | 2010-07-01 | ボード オブ リージェンツ,ザ ユニバーシティーオブ テキサス システム | Conductor with two frequency selection surfaces |
| JP2010525742A (en) * | 2007-04-23 | 2010-07-22 | アルカテル−ルーセント ユーエスエー インコーポレーテッド | Strip array antenna |
| US7760154B2 (en) | 2007-08-09 | 2010-07-20 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Antenna apparatus |
| JP2009218970A (en) * | 2008-03-11 | 2009-09-24 | Nec Tokin Corp | Antenna device |
| JP2009278356A (en) * | 2008-05-14 | 2009-11-26 | Denso Corp | Antenna |
| CN101604791A (en) * | 2008-06-09 | 2009-12-16 | 韩燕� | A kind of multi-antenna radio equipment and communication means and antenna |
| US8794533B2 (en) | 2008-08-20 | 2014-08-05 | Omni-Id Cayman Limited | One and two-part printable EM tags |
| CN102341961A (en) * | 2009-03-06 | 2012-02-01 | 日本电气株式会社 | Resonator antenna and communication apparatus |
| US8773311B2 (en) | 2009-03-06 | 2014-07-08 | Nec Corporation | Resonator antenna and communication apparatus |
| US9136609B2 (en) | 2009-03-30 | 2015-09-15 | Nec Corporation | Resonator antenna |
| WO2010116675A1 (en) * | 2009-03-30 | 2010-10-14 | 日本電気株式会社 | Resonator antenna |
| JP5527316B2 (en) * | 2009-03-30 | 2014-06-18 | 日本電気株式会社 | Resonator antenna |
| JP2011055054A (en) * | 2009-08-31 | 2011-03-17 | Mitsubishi Electric Corp | Magnetic wall substrate, and antenna system using magnetic wall substrate |
| JP2011217269A (en) * | 2010-04-01 | 2011-10-27 | Mitsubishi Electric Corp | Antenna apparatus |
| JP2014039245A (en) * | 2012-08-17 | 2014-02-27 | Mediatek Inc | Mimo antenna having electromagnetic band gap structure |
| WO2014084058A1 (en) | 2012-11-29 | 2014-06-05 | 日本電業工作株式会社 | Antenna |
| JP2015043526A (en) * | 2013-08-26 | 2015-03-05 | 株式会社国際電気通信基礎技術研究所 | Antenna device and electromagnetic wave energy recovery device |
| EP2922143A1 (en) * | 2014-03-20 | 2015-09-23 | Canon Kabushiki Kaisha | Antenna device |
| JP2015185946A (en) * | 2014-03-20 | 2015-10-22 | キヤノン株式会社 | Antenna device |
| US9825369B2 (en) | 2014-03-20 | 2017-11-21 | Canon Kabushiki Kaisha | Antenna device |
| WO2015184867A1 (en) * | 2014-09-15 | 2015-12-10 | 中兴通讯股份有限公司 | Specular reflector and wireless terminal antenna device |
| US10396460B2 (en) | 2015-09-29 | 2019-08-27 | Nec Corporation | Multiband antenna and wireless communication device |
| US11031687B2 (en) | 2018-08-27 | 2021-06-08 | Kyocera Corporation | Antenna, wireless communication module, and wireless communication device |
| WO2020045237A1 (en) * | 2018-08-27 | 2020-03-05 | 京セラ株式会社 | Resonance structure, antenna, wireless communication module, and wireless communication apparatus |
| CN112640216A (en) * | 2018-08-27 | 2021-04-09 | 京瓷株式会社 | Resonant structure, antenna, wireless communication module, and wireless communication device |
| JP6659920B1 (en) * | 2018-08-27 | 2020-03-04 | 京セラ株式会社 | Antenna, wireless communication module and wireless communication device |
| US11870144B2 (en) | 2018-08-27 | 2024-01-09 | Kyocera Corporation | Antenna, wireless communication module, and wireless communication device |
| WO2020090630A1 (en) * | 2018-11-02 | 2020-05-07 | 京セラ株式会社 | Antenna element, array antenna, communication unit, moving body and base station |
| JP2020072452A (en) * | 2018-11-02 | 2020-05-07 | 京セラ株式会社 | Antenna element, array antenna, communication unit, mobile unit and base station |
| JP7064428B2 (en) | 2018-11-02 | 2022-05-10 | 京セラ株式会社 | Antenna elements, array antennas, communication units, mobiles and base stations |
| JP2020141281A (en) * | 2019-02-28 | 2020-09-03 | 株式会社Nttドコモ | Circularly polarized antenna |
| JP2023069445A (en) * | 2021-11-05 | 2023-05-18 | 株式会社Nttドコモ | Antenna device having end-fire directivity |
| JP7722659B2 (en) | 2021-11-05 | 2025-08-13 | 株式会社Nttドコモ | Antenna device with endfire directivity |
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