JP2016192684A - Antenna device - Google Patents
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Abstract
【課題】 周囲の環境の影響を受け難く、さらに複共振化した各共振周波数のフレキシブルな調整が可能なおよびアンテナ装置を提供する。【解決手段】 基板本体2と、基板本体の表面及び裏面の少なくとも一方に、パターン形成されたグランド面GND、第1エレメント3〜第3エレメント5とを備え、第1エレメントが、第1延在部E1と、第2延在部E2と、第3延在部E3と、第4延在部E4とを有し、第1エレメントの先端が、グランド面に接続され、第2エレメントが、第1延在部の先端側又は第3延在部の先端に基端が接続され第4延在部に沿って延在している。【選択図】図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an antenna device which is not easily affected by the surrounding environment and can be adjusted flexibly at each resonance frequency which has been double-resonated. SOLUTION: A substrate body 2 is provided with a patterned ground surface GND and first to third elements 5 on at least one of a front surface and a back surface of the substrate body, and the first element extends in the first direction. Part E1, second extension part E2, third extension part E3, and fourth extension part E4, the tip of the first element is connected to the ground plane, and the second element is The proximal end is connected to the distal end side of the one extending portion or the distal end of the third extending portion, and extends along the fourth extending portion. [Selection] Figure 1
Description
本発明は、周囲の環境の影響を受け難く良好な特性が得られるアンテナ装置に関する。 The present invention relates to an antenna device that is less susceptible to the influence of the surrounding environment and that provides good characteristics.
近年、アンテナの小型化が要望されており、小型でも広い帯域幅と高い利得とが得られるアンテナの開発が進んでいる。例えば、特許文献1には、一端が給電口とされると共に他端が終端部とされ所定の中心周波数で共振するアンテナに、装荷インダクタンスパターンと周波数調整キャパシタンス部とが直列に接続されてなる装荷部を接続したアンテナモジュールが提案されている。 In recent years, there has been a demand for downsizing of an antenna, and development of an antenna that can obtain a wide bandwidth and high gain even if the antenna is small is in progress. For example, Patent Document 1 discloses a loading in which a loading inductance pattern and a frequency adjustment capacitance unit are connected in series to an antenna that has one end as a power supply port and the other end as a termination unit and resonates at a predetermined center frequency. The antenna module which connected the part is proposed.
一方、従来、通信機器において、アンテナの共振周波数を複共振化するためには、放射電極と誘電体ブロックとを備えたアンテナや、スイッチ,制御電圧源を用いたアンテナ装置が提案されている。
例えば、誘電体ブロックによる従来技術としては、特許文献2では、放射電極を樹脂成型体に形成し、さらに誘電体ブロックを接着剤で一体化することで高効率を得る複合アンテナが提案されている。
On the other hand, conventionally, in a communication device, an antenna device using a radiation electrode and a dielectric block, an antenna device using a switch, and a control voltage source have been proposed to make the resonance frequency of the antenna double resonance.
For example, as a conventional technique using a dielectric block, Patent Document 2 proposes a composite antenna that achieves high efficiency by forming a radiation electrode on a resin molded body and further integrating the dielectric block with an adhesive. .
また、スイッチ,制御電圧源を用いた従来技術としては、特許文献3では、第1の放射電極と、第2の放射電極と、第1の放射電極の途中部と第2の放射電極の基端部との間に介設され、第2の放射電極を第1の放射電極と電気的に接続又は切断させるためのスイッチと、を備えるアンテナ装置が提案されている。 Further, as a conventional technique using a switch and a control voltage source, in Patent Document 3, a first radiation electrode, a second radiation electrode, a middle portion of the first radiation electrode, and a base of the second radiation electrode are disclosed. An antenna device has been proposed that includes a switch that is interposed between the end portion and electrically connects or disconnects the second radiation electrode with the first radiation electrode.
しかしながら、上記従来の技術においても、以下の課題が残されている。
すなわち、特許文献1に記載の技術では、組み込まれる機器のケースの材質や周囲の環境によって、アンテナの性能が十分に発揮できない場合があった。
また、複共振化を行う場合、特許文献2に記載のような誘電体ブロックによる技術では、放射電極を励振する誘電体ブロックを使用しており、機器毎に誘電体ブロック、放射電極パターン等の設計が必要になり、その設計条件によってアンテナ性能が劣化したり、不安定要素が増加する不都合がある。また、放射電極が樹脂成型体の表面に形成されているため、樹脂成型体上に放射電極パターンを設計する必要があり、実装する通信機器やその用途に応じて、アンテナ設計、金型設計が必要になり、大幅なコストの増大を招いてしまう。さらに、誘電体ブロックと樹脂成型体とを接着剤で一体化するので、接着剤のQ値以外にも接着条件(接着剤の厚み、接着面積等)により、アンテナ性能が劣化したり、不安定要素が増加する不都合がある。
また、特許文献3に記載のようなスイッチ,制御電圧源を用いたアンテナ装置の場合、スイッチで共振周波数を切り替えを行うために、制御電圧源の構成やリアクタンス回路等が必要であり、アンテナ構成が機器毎に複雑化し、設計の自由度が無く、容易なアンテナ調整が困難であるという問題があった。
However, the following problems remain in the above-described conventional technology.
That is, with the technique described in Patent Document 1, the antenna performance may not be sufficiently exerted depending on the material of the case of the device to be incorporated and the surrounding environment.
In addition, when performing double resonance, the technique using a dielectric block as described in Patent Document 2 uses a dielectric block that excites a radiation electrode. For each device, a dielectric block, a radiation electrode pattern, etc. There is a disadvantage that the design is required and the antenna performance is deteriorated depending on the design condition or unstable elements are increased. In addition, since the radiation electrode is formed on the surface of the resin molding, it is necessary to design the radiation electrode pattern on the resin molding. Depending on the communication equipment to be mounted and its application, the antenna design and mold design This is necessary and causes a significant increase in cost. Furthermore, since the dielectric block and the molded resin are integrated with an adhesive, the antenna performance may be degraded or unstable depending on the adhesive conditions (adhesive thickness, adhesive area, etc.) in addition to the adhesive Q value. There is a disadvantage that the number of elements increases.
In addition, in the case of an antenna device using a switch and a control voltage source as described in Patent Document 3, a configuration of a control voltage source, a reactance circuit, and the like are necessary to switch the resonance frequency with the switch. However, there is a problem in that each device is complicated, there is no degree of freedom in design, and easy antenna adjustment is difficult.
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、周囲の環境の影響を受け難く、さらに複共振化した各共振周波数のフレキシブルな調整が可能で、用途や機器毎に応じたアンテナ性能を安価かつ容易に確保できると共に小型化や薄型化が可能なアンテナ装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, is not easily affected by the surrounding environment, and can be adjusted flexibly for each resonance frequency that has been double-resonated. An object of the present invention is to provide an antenna device that can be secured inexpensively and easily and that can be reduced in size and thickness.
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、第1の発明に係るアンテナ装置は、絶縁性の基板本体と、前記基板本体の表面及び裏面の少なくとも一方に、それぞれ金属箔でパターン形成されたグランド面及び第1エレメントとを備え、前記第1エレメントが、前記グランド面に近接した基端側に給電点が設けられて前記グランド面から離間する方向に延在する第1延在部と、前記第1延在部の先端に基端が接続され前記第1延在部に直交する方向に延在する第2延在部と、前記第2延在部の先端から前記第2延在部に直交する方向であって前記第1延在部の基端側と反対方向に延在する第3延在部と、前記第3延在部の先端から前記第2延在部に沿って延在する第4延在部とを有し、前記第1エレメントの先端が、前記グランド面に接続されていることを特徴とする。 The present invention employs the following configuration in order to solve the above problems. That is, an antenna device according to a first invention includes an insulating substrate body, and at least one of a front surface and a back surface of the substrate body, each having a ground surface and a first element patterned with a metal foil, A first element is provided with a feeding point on a proximal end side close to the ground surface and extends in a direction away from the ground surface, and a proximal end at a distal end of the first extending portion Are connected to each other and extend in a direction orthogonal to the first extension, and a direction orthogonal to the second extension from the tip of the second extension and the first extension A third extending portion extending in a direction opposite to the base end side of the existing portion; and a fourth extending portion extending along the second extending portion from the distal end of the third extending portion. The tip of the first element is connected to the ground plane.
本発明のアンテナ装置では、第1エレメントの先端が、グランド面に接続され、第2延在部から第4延在部に至る第1エレメントのコ字状部分により第2延在部と第4延在部との間に浮遊容量が発生することで、第1エレメントの真下等にグランド面や金属が近づいて配置されていても、共振周波数を得ることができ、アンテナとして機能させることができる。 In the antenna device of the present invention, the tip of the first element is connected to the ground surface, and the second extending portion and the fourth extending portion are formed by the U-shaped portion of the first element extending from the second extending portion to the fourth extending portion. A stray capacitance is generated between the extending portion and the resonance frequency can be obtained even when a ground plane or a metal is placed close to the first element or the like, so that it can function as an antenna. .
第2の発明に係るアンテナ装置は、前記基板本体の表面及び裏面の少なくとも一方に、金属箔でパターン形成された第2エレメントを備え、前記第2エレメントが、前記第1延在部の先端側又は前記第3延在部の先端に基端が接続され前記第4延在部に沿って延在していることを特徴とする。
すなわち、このアンテナ装置では、基板本体の表面及び裏面の少なくとも一方に、それぞれ金属箔でパターン形成された上記のグランド面、第1エレメント及び第2エレメントを備えているので、各エレメント間やグランド面との間の各浮遊容量とを効果的に利用することで、複共振化させることができる。
特に、第2エレメントが、第1延在部の先端側又は第3延在部の先端に基端が接続され第4延在部に沿って延在しているので、主に第1エレメントで得られる共振周波数とは別の共振周波数を得ることができ、複共振化させることが可能である。
An antenna device according to a second aspect of the present invention includes a second element patterned with a metal foil on at least one of a front surface and a back surface of the substrate body, and the second element is on a front end side of the first extending portion. Or the base end is connected to the front-end | tip of the said 3rd extension part, It is characterized by extending along the said 4th extension part.
That is, in this antenna device, since at least one of the front surface and the back surface of the substrate body is provided with the above-described ground surface, the first element, and the second element that are patterned with metal foil, By effectively utilizing each stray capacitance between the two, a double resonance can be achieved.
In particular, since the second element has a base end connected to the distal end side of the first extension part or the distal end of the third extension part and extends along the fourth extension part, the second element is mainly the first element. A resonance frequency different from the obtained resonance frequency can be obtained, and a double resonance can be achieved.
第3の発明に係るアンテナ装置は、第2の発明において、前記基板本体の表面及び裏面の少なくとも一方に、金属箔でパターン形成された第3エレメントを備え、前記第2エレメントが、前記第3延在部の先端から前記第3延在部と同一方向に延在した第5延在部と、前記第5延在部の先端から前記第4延在部に沿って延在する第6延在部とを有し、前記第3エレメントが、前記第1延在部の先端から前記第2延在部と反対方向に向けて延在していることを特徴とする。
すなわち、このアンテナ装置では、第3エレメントが、第1延在部の先端から第2延在部と反対方向に向けて延在しているので、主に第1エレメントで得られる共振周波数や主に第2エレメントで得られる共振周波数とは別の共振周波数をさらに得ることができる。
An antenna device according to a third invention is the antenna device according to the second invention, further comprising a third element patterned with metal foil on at least one of the front surface and the back surface of the substrate body, wherein the second element is the third element. A fifth extension extending from the tip of the extension in the same direction as the third extension; and a sixth extension extending from the tip of the fifth extension along the fourth extension. And the third element extends from a tip end of the first extending portion in a direction opposite to the second extending portion.
That is, in this antenna device, since the third element extends from the tip of the first extending portion in the direction opposite to the second extending portion, the resonance frequency and the main frequency obtained by the first element are mainly used. In addition, a resonance frequency different from the resonance frequency obtained by the second element can be obtained.
第4の発明に係るアンテナ装置は、第2又は第3の発明において、前記第1エレメントが、前記第4延在部の先端から前記グランド面から離間する方向に延在する第7延在部と、前記第7延在部の先端から前記第4延在部に沿って前記第4延在部の基端側に向けて延在し先端が前記グランド面に接続される第8延在部とを有していることを特徴とする。
すなわち、このアンテナ装置では、第1エレメントが、上記第7延在部と、上記第8延在部とを有して折り返された形状とされるので、グランド面に接続されて低インピーダンスとなる第1エレメントの先端を、第2エレメントの先端から遠ざけることができ、第2エレメントの先端をより高いインピーダンスとすることができる。また、第8延在部と第4延在部又は第2エレメントとの間に生じさせた浮遊容量により、主に第2エレメントで得られる共振周波数での高性能化を実現することができる。さらに、第1エレメントが折り返していることにより、小型化を図ることができる。
The antenna device according to a fourth aspect of the present invention is the antenna device according to the second or third aspect, wherein the first element extends in a direction away from the ground surface from the tip of the fourth extension. And an eighth extending portion extending from the distal end of the seventh extending portion toward the proximal end side of the fourth extending portion along the fourth extending portion and having the distal end connected to the ground surface. It is characterized by having.
That is, in this antenna device, the first element has the seventh extending portion and the eighth extending portion and has a folded shape. Therefore, the first element is connected to the ground surface and has a low impedance. The tip of the first element can be moved away from the tip of the second element, and the tip of the second element can have a higher impedance. In addition, the stray capacitance generated between the eighth extending portion and the fourth extending portion or the second element can achieve high performance mainly at the resonance frequency obtained by the second element. Furthermore, since the first element is folded, the size can be reduced.
第5の発明に係るアンテナ装置は、第4の発明において、前記第1エレメントが、前記第4延在部の途中から前記第8延在部の途中まで前記第7延在部に沿って延在する第9延在部を有していることを特徴とする。
すなわち、このアンテナ装置では、第1エレメントが、第4延在部の途中から第8延在部の途中まで第7延在部に沿って延在する第9延在部を有しているので、装荷容量調整パターンとなる第9延在部と第7延在部との間に浮遊容量が発生し、主に第1エレメントの基端から第9延在部までで得られる共振周波数と、主に第9延在部から第8延在部の先端までで得られる共振周波数との2つの共振周波数を得ることができる。また、第9延在部の接続位置を調整することで、装荷する浮遊容量を調整することができ、上記2つの共振周波数を調整することができる。
The antenna device according to a fifth aspect of the present invention is the antenna device according to the fourth aspect, wherein the first element extends along the seventh extending portion from the middle of the fourth extending portion to the middle of the eighth extending portion. It has the 9th extension part which exists.
That is, in this antenna device, the first element has the ninth extending portion that extends along the seventh extending portion from the middle of the fourth extending portion to the middle of the eighth extending portion. , Stray capacitance is generated between the ninth extending portion and the seventh extending portion, which becomes the loading capacity adjustment pattern, and the resonance frequency obtained mainly from the base end of the first element to the ninth extending portion; Two resonance frequencies can be obtained, that is, the resonance frequency obtained mainly from the ninth extending portion to the tip of the eighth extending portion. Further, by adjusting the connection position of the ninth extending portion, it is possible to adjust the stray capacitance to be loaded, and it is possible to adjust the two resonance frequencies.
第6の発明に係るアンテナ装置は、第2から第5の発明のいずれかにおいて、前記第2エレメントの先端が前記グランド面に接続されていることを特徴とする。
すなわち、このアンテナ装置では、第2エレメントの先端がグランド面に接続されているので、設計条件により周囲部品との関係で影響を受け易い場合等、第2エレメントの先端を低インピーダンス化することで周囲部品の影響等を抑えることができる。
An antenna device according to a sixth invention is characterized in that, in any one of the second to fifth inventions, a tip of the second element is connected to the ground plane.
That is, in this antenna device, since the tip of the second element is connected to the ground surface, the impedance of the tip of the second element is reduced when the design conditions are easily affected by the relationship with surrounding components. The influence of surrounding parts can be suppressed.
第7の発明に係るアンテナ装置は、第1から第6の発明のいずれかにおいて、前記第4延在部に誘電体アンテナのアンテナ素子が接続されていることを特徴とする。
すなわち、このアンテナ装置では、所望の共振周波数に自己共振しないローディング素子のアンテナ素子によってエレメント長の短縮化及び高インピーダンス化と、浮遊容量の増大とが可能になり、複共振化の調整が容易になると共に小型化とアンテナ特性の向上とを図ることができる。
また、基板本体の平面内で設計が可能であり、従来の誘電体ブロックや樹脂成型体等を使用する場合に比べて薄型化が可能であると共に、誘電体アンテナであるアンテナ素子の選択によって、小型化および高性能化が可能になる。また、金型、設計変更等によるコストが必要なく、低コストを実現することができる。
特に、第4延在部に誘電体アンテナのアンテナ素子が接続されているので、第2エレメントや第3エレメントとの間に大きな浮遊容量を発生させることができる。
An antenna device according to a seventh invention is characterized in that, in any one of the first to sixth inventions, an antenna element of a dielectric antenna is connected to the fourth extending portion.
That is, in this antenna device, the element length of the loading element that does not self-resonate at a desired resonance frequency can be shortened, the impedance can be increased, and the stray capacitance can be increased. In addition, the size and the antenna characteristics can be improved.
In addition, it is possible to design in the plane of the substrate body, and it is possible to reduce the thickness compared to the case of using a conventional dielectric block or resin molded body, and by selecting an antenna element that is a dielectric antenna, Miniaturization and high performance are possible. Further, there is no need for costs due to molds, design changes, etc., and low costs can be realized.
In particular, since the antenna element of the dielectric antenna is connected to the fourth extending portion, a large stray capacitance can be generated between the second element and the third element.
第8の発明に係るアンテナ装置は、第1から第7の発明のいずれかにおいて、前記第1延在部に受動素子が接続されていることを特徴とする。
すなわち、このアンテナ装置では、受動素子の選択によって、各共振周波数をフレキシブルに調整可能であり、設計条件に応じた複共振化が可能なアンテナ装置を得ることができる。このように、アンテナ構成上、各共振周波数をフレキシブルに調整できるため、共振周波数の入れ替えが可能になり、用途や機器に応じて受動素子等による調整箇所を変更可能になっている。
An antenna device according to an eighth invention is characterized in that, in any one of the first to seventh inventions, a passive element is connected to the first extending portion.
That is, in this antenna device, it is possible to obtain an antenna device that can flexibly adjust each resonance frequency by selecting a passive element and can achieve multiple resonances according to design conditions. Thus, since each resonance frequency can be flexibly adjusted in terms of the antenna configuration, the resonance frequency can be switched, and the adjustment location by a passive element or the like can be changed according to the application or device.
本発明によれば、以下の効果を奏する。
本発明のアンテナ装置によれば、第1エレメントの先端が、グランド面に接続され、第2延在部から第4延在部に至る第1エレメントのコ字状部分により第2延在部と第4延在部との間に浮遊容量が発生することで、第1エレメントの真下等にグランド面や金属が近づいて配置されていても、共振周波数を得ることができ、アンテナとして機能させることができる。
また、基板本体の表面及び裏面の少なくとも一方に、それぞれ金属箔でパターン形成された上記のグランド面、第1エレメント及び第2エレメントを備えることで、各エレメント間及びグランド面との間などで浮遊容量が発生し、少なくとも2つ以上の共振周波数による複共振化が可能になる。
特に、第2エレメントが、第1延在部の先端側又は第3延在部の先端に基端が接続され第4延在部に沿って延在しているので、主に第1エレメントで得られる共振周波数とは別の共振周波数を得ることができ、複共振化させることが可能である。
また、エレメントに接続するアンテナ素子および受動素子の選択によって、各共振周波数をフレキシブルに調整可能であり、設計条件に応じた複共振化が可能になると共に、小型化および高性能化が可能になる。
したがって、本発明のアンテナ装置は、多様な用途や機器に対応した複共振化が容易に可能になると共に、省スペース化を図ることができる。
The present invention has the following effects.
According to the antenna device of the present invention, the tip of the first element is connected to the ground surface, and the second extending portion is formed by the U-shaped portion of the first element extending from the second extending portion to the fourth extending portion. A stray capacitance is generated between the fourth extending portion, so that a resonance frequency can be obtained even when a ground plane or a metal is placed close to the first element or the like and function as an antenna. Can do.
In addition, by providing the ground surface, the first element, and the second element, which are patterned with metal foil, on at least one of the front surface and the back surface of the substrate body, it floats between each element and between the ground surfaces. Capacitance is generated, and multiple resonances can be achieved with at least two resonance frequencies.
In particular, since the second element has a base end connected to the distal end side of the first extension part or the distal end of the third extension part and extends along the fourth extension part, the second element is mainly the first element. A resonance frequency different from the obtained resonance frequency can be obtained, and a double resonance can be achieved.
In addition, each resonant frequency can be flexibly adjusted by selecting the antenna element and passive element connected to the element, so that multiple resonance can be achieved according to design conditions, and miniaturization and high performance can be achieved. .
Therefore, the antenna device of the present invention can easily achieve multiple resonances corresponding to various applications and devices, and can save space.
以下、本発明に係るアンテナ装置の第1実施形態を、図1から図4を参照しながら説明する。 Hereinafter, a first embodiment of an antenna device according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4.
本実施形態におけるアンテナ装置1は、図1及び図2に示すように、絶縁性の基板本体2と、基板本体2の表面に、それぞれ銅箔等の金属箔でパターン形成されたグランド面GND、第1エレメント3、第2エレメント4、第3エレメント5とを備えている。 As shown in FIGS. 1 and 2, the antenna device 1 according to the present embodiment includes an insulating substrate body 2 and a ground surface GND that is patterned on a surface of the substrate body 2 with a metal foil such as a copper foil. A first element 3, a second element 4, and a third element 5 are provided.
上記第1エレメント3は、グランド面GNDに近接した基端側に給電点FPが設けられてグランド面GNDから離間する方向に延在する第1延在部E1と、第1延在部E1の先端に基端が接続され第1延在部E1に直交する方向に延在する第2延在部E2と、第2延在部E2の先端から第2延在部E2に直交する方向であって第1延在部E1の基端側と反対方向に延在する第3延在部E3と、第3延在部E3の先端から第2延在部E2に沿って延在する第4延在部E4とを有している。 The first element 3 includes a first extending portion E1 provided with a feeding point FP on the base end side close to the ground surface GND and extending in a direction away from the ground surface GND, and a first extending portion E1. A second extending portion E2 having a proximal end connected to the distal end and extending in a direction orthogonal to the first extending portion E1, and a direction orthogonal to the second extending portion E2 from the distal end of the second extending portion E2. A third extension E3 extending in a direction opposite to the base end side of the first extension E1, and a fourth extension extending from the tip of the third extension E3 along the second extension E2. And the existing portion E4.
なお、第1延在部E1に直交する方向は、第1延在部E1の基端部が対向するグランド面GNDの端辺に沿った方向であり、この端辺に対向する基板本体2の一辺に沿った方向でもある。また、グランド面GNDから離間する方向は、基板本体2の前記一辺に向かう方向である。 Note that the direction orthogonal to the first extending portion E1 is a direction along the end side of the ground surface GND facing the base end portion of the first extending portion E1, and the substrate body 2 facing this end side It is also a direction along one side. The direction away from the ground plane GND is the direction toward the one side of the substrate body 2.
上記第1エレメント3の先端は、グランド面GNDに接続されている。
上記第2エレメント4は、第3延在部E3の先端に基端が接続され第4延在部E4に沿って延在している。
すなわち、第2エレメント4は、第3延在部E3の先端から第3延在部E3と同一方向に延在した第5延在部E5と、第5延在部E5の先端から第4延在部E4に沿って延在する第6延在部E6とを有している。
The tip of the first element 3 is connected to the ground plane GND.
The second element 4 has a proximal end connected to the distal end of the third extending portion E3 and extends along the fourth extending portion E4.
That is, the second element 4 includes a fifth extending portion E5 extending from the tip of the third extending portion E3 in the same direction as the third extending portion E3, and a fourth extending from the tip of the fifth extending portion E5. And a sixth extending portion E6 extending along the existing portion E4.
上記第3エレメント5は、第1延在部E1の先端から第2延在部E2と反対方向に向けて延在している。
上記第1エレメント3は、第4延在部E4の先端からグランド面GNDから離間する方向に延在する第7延在部E7と、第7延在部E7の先端から第4延在部E4に沿って第4延在部E4の基端側に向けて延在し先端がグランド面GNDに接続される第8延在部E8とを有している。すなわち、第1エレメント3は、逆コ字状に折り返した形状となっている。なお、第8延在部E8の先端が、グランド面GNDに接続されている。
また、第1エレメント3は、第4延在部E4の途中から第8延在部E8の途中まで第7延在部E7に沿って延在する第9延在部E9を有している。すなわち、第9延在部E9と第8延在部E8の基端側と第7延在部E7と第4延在部E4の先端側とによって環状部が形成される。
The third element 5 extends from the tip of the first extending portion E1 in the direction opposite to the second extending portion E2.
The first element 3 includes a seventh extending portion E7 extending in a direction away from the ground surface GND from the tip of the fourth extending portion E4, and a fourth extending portion E4 from the tip of the seventh extending portion E7. And an eighth extending portion E8 extending toward the base end side of the fourth extending portion E4 and having a distal end connected to the ground surface GND. That is, the first element 3 has a shape that is folded in an inverted U shape. Note that the tip of the eighth extension E8 is connected to the ground plane GND.
The first element 3 has a ninth extending portion E9 extending along the seventh extending portion E7 from the middle of the fourth extending portion E4 to the middle of the eighth extending portion E8. That is, an annular portion is formed by the proximal end sides of the ninth extending portion E9 and the eighth extending portion E8, and the distal end sides of the seventh extending portion E7 and the fourth extending portion E4.
上記第4延在部E4には、途中に誘電体アンテナのアンテナ素子ATが接続されている。
また、第1延在部E1は、途中に第1受動素子P1が接続されている。
上記第1エレメント3は、第1延在部E1の第1受動素子P1よりも先端側に基端が接続され、他端がグランド面GNDに接続された第1グランドパターンG1と、第1延在部E1の第1受動素子P1よりも基端側に基端が接続され、他端がグランド面GNDに接続された第2グランドパターンG2とを有している。
上記第1グランドパターンG1には、第2受動素子P2が接続されていると共に、上記第2グランドパターンG2には、第3受動素子P3が接続されている。このように、第1受動素子P1と第2受動素子P2と第3受動素子P3とにより、π型のインピーダンス調整回路を構成している。
An antenna element AT of a dielectric antenna is connected to the fourth extending portion E4 on the way.
In addition, the first extending element E1 is connected to the first passive element P1 on the way.
The first element 3 includes a first ground pattern G1 having a proximal end connected to the distal end side with respect to the first passive element P1 of the first extending portion E1 and the other end connected to the ground surface GND, and a first extending portion E1. It has a second ground pattern G2 having a proximal end connected to the proximal end side of the first passive element P1 in the existing portion E1 and the other end connected to the ground plane GND.
A second passive element P2 is connected to the first ground pattern G1, and a third passive element P3 is connected to the second ground pattern G2. Thus, the first passive element P1, the second passive element P2, and the third passive element P3 constitute a π-type impedance adjustment circuit.
上記基板本体2は、一般的なプリント基板であって、本実施形態では、ガラスエポキシ樹脂等からなるプリント基板を採用している。
なお、上記給電点FPは、それぞれ高周波回路(図示略)の給電点に接続される。この給電点FPには、例えば高周波回路に接続された同軸ケーブル(図示略)の芯線が接続され、該同軸ケーブルのグランド線は、近傍のグランド面GNDに接続される。また、グランド面GNDの領域には、高周波回路が実装される。
上記各受動素子は、例えばインダクタ、コンデンサ、抵抗又はジャンパー線が採用される。
The board body 2 is a general printed board, and in the present embodiment, a printed board made of glass epoxy resin or the like is employed.
The feed point FP is connected to a feed point of a high frequency circuit (not shown). For example, a core wire of a coaxial cable (not shown) connected to a high-frequency circuit is connected to the feed point FP, and the ground wire of the coaxial cable is connected to a nearby ground plane GND. A high frequency circuit is mounted in the area of the ground plane GND.
For example, an inductor, a capacitor, a resistor, or a jumper line is used as each passive element.
上記アンテナ素子ATは、所望の共振周波数に自己共振しないローディング素子であって、例えば図4に示すように、セラミックス等の誘電体121の表面にAg等の導体パターン122が形成されたチップアンテナである。この導体パターン122の両端部が、実装用に第4延在部E4の分断された部分の対向端に接続されることで、アンテナ素子ATが第4延在部E4の一部とされる。
このアンテナ素子ATは、共振周波数等の設定に応じて、その長さ、幅、導体パターン等が異なる素子を選択しても構わない。また、所望の周波数によっては、アンテナ素子ATに使用している誘電体121を、磁性体、若しくは誘電体と磁性体とを混合した複合材料としても構わない。
The antenna element AT is a loading element that does not self-resonate at a desired resonance frequency, and is a chip antenna in which a conductor pattern 122 such as Ag is formed on the surface of a dielectric 121 such as ceramic as shown in FIG. is there. Both end portions of the conductor pattern 122 are connected to opposite ends of the divided portion of the fourth extending portion E4 for mounting, so that the antenna element AT becomes a part of the fourth extending portion E4.
As the antenna element AT, elements having different lengths, widths, conductor patterns, and the like may be selected according to the setting of the resonance frequency and the like. Depending on the desired frequency, the dielectric 121 used in the antenna element AT may be a magnetic material or a composite material in which a dielectric and a magnetic material are mixed.
上記第1エレメント3と第2エレメント4と第3エレメント5とは、互いの間の浮遊容量と、グランド面GNDとの間の浮遊容量とを発生可能に、互いに間隔を空けて延在している。
すなわち、図3に示すように、第8延在部E8と第6延在部E6との間の浮遊容量Caと、第9延在部E9と第7延在部E7との間の浮遊容量Cbと、第4延在部E4と第8延在部E8との間の浮遊容量Ccと、第6延在部E6と第4延在部E4との間の浮遊容量Cdと、第4延在部E4のうちアンテナ素子ATよりも先端側と第3エレメント5との間の浮遊容量Ceと、アンテナ素子ATと第2延在部E2及び第3エレメント5との間の浮遊容量Ce’と、第4延在部E4のうちアンテナ素子ATよりも基端側と第2延在部E2との間の浮遊容量Ce’’と、第2延在部E2とグランド面GNDとの間の浮遊容量Cfと、第4延在部E4とグランド面GNDとの間の浮遊容量Cgと、第3エレメント5とグランド面GNDとの間の浮遊容量Chと、第6延在部E6と第9延在部E9との間の浮遊容量Ciとが発生可能である。
なお、第4延在部E4,第7延在部E7,第8延在部E8及び第9延在部E9で囲まれた環状部分では、上記浮遊容量Cbの他に、第4延在部E4と第8延在部E8との間で浮遊容量が発生するが、その環状部分では浮遊容量Cc,Cg,Ciの関係から、浮遊容量Cbが支配的になる。
The first element 3, the second element 4, and the third element 5 extend at a distance from each other so as to generate a stray capacitance between them and a stray capacitance between the ground plane GND. Yes.
That is, as shown in FIG. 3, the stray capacitance Ca between the eighth extending portion E8 and the sixth extending portion E6 and the stray capacitance between the ninth extending portion E9 and the seventh extending portion E7. Cb, the stray capacitance Cc between the fourth extension E4 and the eighth extension E8, the stray capacitance Cd between the sixth extension E6 and the fourth extension E4, and the fourth extension The stray capacitance Ce between the distal end side of the antenna element AT and the third element 5 in the existing portion E4, and the stray capacitance Ce ′ between the antenna element AT and the second extending portion E2 and the third element 5 The stray capacitance Ce ″ between the base end side of the antenna element AT and the second extending portion E2 in the fourth extending portion E4, and the floating between the second extending portion E2 and the ground plane GND. The capacitance Cf, the stray capacitance Cg between the fourth extending portion E4 and the ground plane GND, and the stray capacitance Ch between the third element 5 and the ground plane GND A sixth extending part E6 and stray capacitance Ci between the ninth extending portion E9 can be generated.
Note that, in the annular portion surrounded by the fourth extending portion E4, the seventh extending portion E7, the eighth extending portion E8, and the ninth extending portion E9, in addition to the stray capacitance Cb, the fourth extending portion Although the stray capacitance is generated between E4 and the eighth extending portion E8, the stray capacitance Cb is dominant in the annular portion due to the relationship between the stray capacitances Cc, Cg, and Ci.
次に、本実施形態のアンテナ装置における各共振周波数について、図5を参照して説明する。 Next, each resonance frequency in the antenna device of the present embodiment will be described with reference to FIG.
本実施形態のアンテナ装置1では、図5に示すように、周波数の低い方から、第1の共振周波数f1、第2の共振周波数f2、第3の共振周波数f3及び第4の共振周波数f4の順に4つの周波数帯に複共振化される。 In the antenna device 1 of the present embodiment, as shown in FIG. 5, the first resonance frequency f1, the second resonance frequency f2, the third resonance frequency f3, and the fourth resonance frequency f4 from the lowest frequency. In order, double resonance is realized in four frequency bands.
以下、これら共振周波数について詳しく説明する。
「第1の共振周波数f1について」
上記第1の共振周波数f1の周波数は、第1エレメント3とアンテナ素子ATと浮遊容量Ca,Cb,Cc,Cd,Ce,Ce’,Ce’’,Cf,Cgとにより設定および調整することができる。
また、第1の共振周波数f1のインピーダンス調整は、浮遊容量Ca,Cb,Cc,Cd,Ce,Ce’,Ce’’,Cf,Cgの各浮遊容量の設定で行うことができる。
さらに、最終的な周波数調整は、第1受動素子P1の選択によりフレキシブルに行うことが可能である。
なお、最終的なインピーダンス調整は、第2受動素子P2の選択により第1グランドパターンG1及びグランド面GND側に流れる高周波電流の流れをコントロールすることで、フレキシブルに行うことが可能である。
このように第1の共振周波数f1は、主に図2中の一点鎖線A1の部分で調整される。
Hereinafter, these resonance frequencies will be described in detail.
“About the first resonance frequency f1”
The frequency of the first resonance frequency f1 can be set and adjusted by the first element 3, the antenna element AT, and the stray capacitances Ca, Cb, Cc, Cd, Ce, Ce ′, Ce ″, Cf, Cg. it can.
Further, the impedance adjustment of the first resonance frequency f1 can be performed by setting each of the stray capacitances Ca, Cb, Cc, Cd, Ce, Ce ′, Ce ″, Cf, Cg.
Furthermore, the final frequency adjustment can be flexibly performed by selecting the first passive element P1.
The final impedance adjustment can be flexibly performed by controlling the flow of the high-frequency current flowing on the first ground pattern G1 and the ground plane GND side by selecting the second passive element P2.
In this way, the first resonance frequency f1 is adjusted mainly at the portion of the one-dot chain line A1 in FIG.
「第2の共振周波数f2について」
上記第2の共振周波数f2の周波数は、第2延在部E2と第3延在部E3と第4延在部E4の基端から第9延在部E9の接続部までと浮遊容量Ca,Cb,Cd,Ce,Ce’,Ce’’,Cf,Cgとにより設定および調整することができる。
また、第2の共振周波数f2のインピーダンス調整は、浮遊容量Ca,Cb,Cd,Ce,Ce’,Ce’’,Cf,Cgの各浮遊容量の設定で行うことができる。
さらに、最終的な周波数調整は、第1受動素子P1の選択によりフレキシブルに行うことが可能である。
なお、最終的なインピーダンス調整は、第2受動素子P2の選択により第1グランドパターンG1及びグランド面GND側に流れる高周波電流の流れをコントロールすることで、フレキシブルに行うことが可能である。
このように第2の共振周波数f2は、主に図2中の二点鎖線A2の部分で調整される。
“About the second resonance frequency f2”
The frequency of the second resonance frequency f2 is from the base ends of the second extending portion E2, the third extending portion E3, and the fourth extending portion E4 to the connecting portion of the ninth extending portion E9 and the stray capacitance Ca, It can be set and adjusted by Cb, Cd, Ce, Ce ′, Ce ″, Cf, and Cg.
Further, the impedance adjustment of the second resonance frequency f2 can be performed by setting each of the stray capacitances Ca, Cb, Cd, Ce, Ce ′, Ce ″, Cf, Cg.
Furthermore, the final frequency adjustment can be flexibly performed by selecting the first passive element P1.
The final impedance adjustment can be flexibly performed by controlling the flow of the high-frequency current flowing on the first ground pattern G1 and the ground plane GND side by selecting the second passive element P2.
In this way, the second resonance frequency f2 is adjusted mainly at the portion of the two-dot chain line A2 in FIG.
「第3の共振周波数f3について」
上記第3の共振周波数f3の周波数は、第2エレメント4と第2延在部E2及び第3延在部E3と浮遊容量Ca,Cb,Ce,Ce’,Ce’’,Cg,Cf,Ciとにより設定および調整することができる。
また、第3の共振周波数f3のインピーダンス調整は、浮遊容量Ca,Cb,Ce,Ce’,Ce’’,Cg,Cf,Ciの各浮遊容量の設定で行うことができる。
さらに、最終的な周波数調整は、第1受動素子P1の選択によりフレキシブルに行うことが可能である。
なお、最終的なインピーダンス調整は、第3受動素子P3の選択により第2グランドパターンG2及びグランド面GND側に流れる高周波電流の流れをコントロールすることで、フレキシブルに行うことが可能である。
このように第3の共振周波数f3は、主に図2中の破線A3の部分で調整される。
“About the third resonance frequency f3”
The frequency of the third resonance frequency f3 is the second element 4, the second extending portion E2, the third extending portion E3, and the stray capacitances Ca, Cb, Ce, Ce ′, Ce ″, Cg, Cf, Ci. And can be set and adjusted.
Further, the impedance adjustment of the third resonance frequency f3 can be performed by setting each of the stray capacitances Ca, Cb, Ce, Ce ′, Ce ″, Cg, Cf, and Ci.
Furthermore, the final frequency adjustment can be flexibly performed by selecting the first passive element P1.
The final impedance adjustment can be flexibly performed by controlling the flow of the high-frequency current flowing on the second ground pattern G2 and the ground plane GND side by selecting the third passive element P3.
In this way, the third resonance frequency f3 is adjusted mainly at the portion of the broken line A3 in FIG.
「第4の共振周波数f4について」
上記第4の共振周波数f4の周波数は、第3エレメント5と浮遊容量Ce,Ce’,Ce’’,Chとにより設定および調整することができる。
また、第4の共振周波数f4のインピーダンス調整は、浮遊容量Ce,Ce’,Ce’’,Chの各浮遊容量の設定で行うことができる。
さらに、最終的な周波数調整は、第1受動素子P1の選択によりフレキシブルに行うことが可能である。
なお、最終的なインピーダンス調整は、第3受動素子P3の選択により第2グランドパターンG2及びグランド面GND側に流れる高周波電流の流れをコントロールすることで、フレキシブルに行うことが可能である。
このように第4の共振周波数f4は、主に図2中の点線A4の部分で調整される。
“About the fourth resonance frequency f4”
The frequency of the fourth resonance frequency f4 can be set and adjusted by the third element 5 and the stray capacitances Ce, Ce ′, Ce ″, Ch.
Moreover, the impedance adjustment of the fourth resonance frequency f4 can be performed by setting each of the stray capacitances Ce, Ce ′, Ce ″, Ch.
Furthermore, the final frequency adjustment can be flexibly performed by selecting the first passive element P1.
The final impedance adjustment can be flexibly performed by controlling the flow of the high-frequency current flowing on the second ground pattern G2 and the ground plane GND side by selecting the third passive element P3.
In this way, the fourth resonance frequency f4 is adjusted mainly at the portion indicated by the dotted line A4 in FIG.
このように本実施形態のアンテナ装置1では、第1エレメント3の先端が、グランド面GNDに接続され、第2延在部E2から第4延在部E4に至る第1エレメント3のコ字状部分により第2延在部E2及び第3エレメント5と第4延在部E4との間に浮遊容量Ce,Ce’,Ce’’が発生することで、第1エレメント3の真下等にグランド面GNDや金属が近づいて配置されていても、共振周波数を得ることができ、アンテナとして機能させることができる。 As described above, in the antenna device 1 of the present embodiment, the tip of the first element 3 is connected to the ground plane GND, and the U-shape of the first element 3 extending from the second extending portion E2 to the fourth extending portion E4. Since the stray capacitances Ce, Ce ′, Ce ″ are generated between the second extending portion E2 and the third element 5 and the fourth extending portion E4 by the portion, the ground plane is directly below the first element 3 and the like. Even if GND and metal are arranged close to each other, the resonance frequency can be obtained and the antenna can function as an antenna.
基板本体2の表面に、それぞれ金属箔でパターン形成された上記のグランド面GND、第1エレメント3、第2エレメント4及び第3エレメント5を備えているので、各エレメント間やグランド面GNDとの間の各浮遊容量とを効果的に利用することで、複共振化させることができる。 Since the ground surface GND, the first element 3, the second element 4, and the third element 5 are formed on the surface of the substrate main body 2 with a metal foil, the gap between each element and the ground surface GND is provided. It is possible to make multiple resonances by effectively using each stray capacitance between them.
特に、第2エレメント4が、第3延在部E3に基端が接続され第4延在部E4に沿って延在しているので、主に第1エレメント3で得られる共振周波数f1とは別の共振周波数f3を得ることができ、複共振化させることが可能である。
また、第3エレメント5が、第1延在部E1の先端から第2延在部E2と反対方向に向けて延在しているので、主に第1エレメント3で得られる共振周波数f1や主に第2エレメント4で得られる共振周波数f3とは別の共振周波数f4をさらに得ることができる。
In particular, since the second element 4 has a base end connected to the third extending portion E3 and extends along the fourth extending portion E4, the resonance frequency f1 obtained mainly by the first element 3 is Another resonance frequency f3 can be obtained, and a double resonance can be achieved.
Further, since the third element 5 extends from the tip of the first extending portion E1 in the direction opposite to the second extending portion E2, the resonance frequency f1 obtained mainly by the first element 3 and the main In addition, a resonance frequency f4 different from the resonance frequency f3 obtained by the second element 4 can be further obtained.
また、第1エレメント3が、第7延在部E7と第8延在部E8とを有して折り返された形状とされるので、グランド面GNDに接続されて低インピーダンスとなる第1エレメント3の先端を、第2エレメント4の先端から遠ざけることができ、第2エレメント4の先端をより高いインピーダンスとすることができる。また、第8延在部E8と第4延在部E4及び第2エレメント4との間に生じさせた浮遊容量Cc,Caにより、主に第2エレメント4で得られる共振周波数f3での高性能化を実現することができる。さらに、第1エレメント3が折り返していることにより、小型化を図ることができる。なお、第1エレメント3が折り返されていることにより、第1エレメント3の先端が第3エレメント5の先端と反対側になり、第3エレメント5の開放端を高インピーダンス化することができる。 Also, since the first element 3 has a seventh extending portion E7 and an eighth extending portion E8 and has a folded shape, the first element 3 is connected to the ground plane GND and has a low impedance. The tip of the second element 4 can be moved away from the tip of the second element 4, and the tip of the second element 4 can have a higher impedance. Further, the stray capacitances Cc and Ca generated between the eighth extending portion E8, the fourth extending portion E4, and the second element 4 have high performance mainly at the resonance frequency f3 obtained by the second element 4. Can be realized. Furthermore, since the first element 3 is folded, the size can be reduced. Since the first element 3 is folded, the tip of the first element 3 is on the side opposite to the tip of the third element 5, and the open end of the third element 5 can be increased in impedance.
さらに、第1エレメント3が、第4延在部E4の途中から第8延在部E8の途中まで第7延在部E7に沿って延在する第9延在部E9を有しているので、装荷容量調整パターンとなる第9延在部E9と第7延在部E7との間に浮遊容量Cbが発生し、主に第1エレメント3の基端から第9延在部E9までで得られる共振周波数f2と、主に第9延在部E9から第8延在部E8の先端までで得られる共振周波数f1との2つの共振周波数を得ることができる。また、第9延在部E9の接続位置を調整することで、装荷する浮遊容量Cb,Ciを調整することができ、上記2つの共振周波数を調整することができる。 Furthermore, since the first element 3 has the ninth extending portion E9 extending along the seventh extending portion E7 from the middle of the fourth extending portion E4 to the middle of the eighth extending portion E8. The stray capacitance Cb is generated between the ninth extending portion E9 and the seventh extending portion E7, which becomes the loading capacity adjustment pattern, and is obtained mainly from the base end of the first element 3 to the ninth extending portion E9. The two resonance frequencies of the resonance frequency f2 obtained and the resonance frequency f1 obtained mainly from the ninth extending portion E9 to the tip of the eighth extending portion E8 can be obtained. In addition, by adjusting the connection position of the ninth extending portion E9, the stray capacitances Cb and Ci to be loaded can be adjusted, and the two resonance frequencies can be adjusted.
また、所望の共振周波数に自己共振しないローディング素子のアンテナ素子ATによってエレメント長の短縮化及び高インピーダンス化と、浮遊容量の増大とが可能になり、複共振化の調整が容易になると共に小型化とアンテナ特性の向上とを図ることができる。
また、基板本体2の平面内で設計が可能であり、従来の誘電体ブロックや樹脂成型体等を使用する場合に比べて薄型化が可能であると共に、誘電体アンテナであるアンテナ素子ATの選択によって、小型化および高性能化が可能になる。また、金型、設計変更等によるコストが必要なく、低コストを実現することができる。
特に、第4延在部E4に誘電体アンテナのアンテナ素子ATが接続されているので、第2エレメント4や第3エレメント5との間に大きな浮遊容量を発生させることができる。
In addition, the antenna element AT, which is a loading element that does not self-resonate at a desired resonance frequency, can shorten the element length, increase the impedance, and increase the stray capacitance. It is possible to improve the antenna characteristics.
In addition, the design can be made in the plane of the substrate body 2, and the thickness can be reduced as compared with the case where a conventional dielectric block or resin molding is used, and the antenna element AT which is a dielectric antenna is selected. Thus, miniaturization and high performance can be achieved. Further, there is no need for costs due to molds, design changes, etc., and low costs can be realized.
In particular, since the antenna element AT of the dielectric antenna is connected to the fourth extending portion E4, a large stray capacitance can be generated between the second element 4 and the third element 5.
また、第1受動素子P1の選択によって、各共振周波数をフレキシブルに調整可能であり、設計条件に応じた複共振化が可能なアンテナ装置を得ることができる。このように、アンテナ構成上、各共振周波数をフレキシブルに調整できるため、共振周波数の入れ替えが可能になり、用途や機器に応じて受動素子等による調整箇所を変更可能になっている。 Further, by selecting the first passive element P1, it is possible to flexibly adjust each resonance frequency, and it is possible to obtain an antenna device capable of making multiple resonances according to design conditions. Thus, since each resonance frequency can be flexibly adjusted in terms of the antenna configuration, the resonance frequency can be switched, and the adjustment location by a passive element or the like can be changed according to the application or device.
次に、本発明に係るアンテナ装置の第2実施形態について、図6を参照して以下に説明する。なお、以下の実施形態の説明において、上記実施形態において説明した同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。 Next, a second embodiment of the antenna device according to the present invention will be described below with reference to FIG. Note that, in the following description of the embodiment, the same components described in the above embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
第2実施形態と第1実施形態との異なる点は、第1実施形態では、第1エレメント3の先端がグランド面GNDに接続され、第2エレメント4及び第3エレメント5の先端が開放端とされているが、第2実施形態のアンテナ装置21では、図6に示すように、第2エレメント4及び第3エレメント5の先端もグランド面GNDに接続している点である。なお、第2エレメント4及び第3エレメント5の先端は、例えば基板本体2に形成したスルーホール等を介してグランド面GNDに接続される。
このように第2実施形態では、第2エレメント4及び第3エレメント5の少なくとも一方の先端もグランド面GNDに接続されているので、設計条件により周囲部品との関係で影響を受け易い場合等、第2エレメント4の先端又は第3エレメント5を低インピーダンス化することで周囲部品の影響等を抑えることができる。
The difference between the second embodiment and the first embodiment is that, in the first embodiment, the tip of the first element 3 is connected to the ground plane GND, and the tips of the second element 4 and the third element 5 are open ends. However, in the antenna device 21 of the second embodiment, as shown in FIG. 6, the tips of the second element 4 and the third element 5 are also connected to the ground plane GND. Note that the tips of the second element 4 and the third element 5 are connected to the ground plane GND through, for example, a through hole formed in the substrate body 2.
As described above, in the second embodiment, since at least one tip of the second element 4 and the third element 5 is also connected to the ground plane GND, it is easily affected by the relationship with surrounding parts depending on design conditions, etc. By reducing the impedance of the tip of the second element 4 or the third element 5, the influence of surrounding parts can be suppressed.
次に、上記実施形態のアンテナ装置を実際に作製した実施例について、VSWR特性(電圧定在波比)を測定した結果を、図5を参照して説明する。 Next, the results of measuring the VSWR characteristics (voltage standing wave ratio) of an example in which the antenna device of the above embodiment is actually manufactured will be described with reference to FIG.
なお、これらの測定においては、各受動素子は以下のものを用いた。
第1受動素子P1:1.0nHのインダクタ
第2受動素子P2:3.9nHのインダクタ
第3受動素子P3:0.5pFのコンデンサ
In these measurements, the following passive elements were used.
First passive element P1: 1.0 nH inductor Second passive element P2: 3.9 nH inductor Third passive element P3: 0.5 pF capacitor
この測定結果からわかるように、第1〜第4の共振周波数f1〜f4が、良好な帯域幅を有して得られている。
なお、第1の共振周波数f1の周波数は879.1MHzである。また、第2の共振周波数f2の周波数は1789.2MHzである。また、第3の共振周波数f3の周波数は2140.4MHzである。さらに、第4の共振周波数f4の周波数は2612.0MHzである。
As can be seen from this measurement result, the first to fourth resonance frequencies f1 to f4 are obtained with a good bandwidth.
Note that the frequency of the first resonance frequency f1 is 879.1 MHz. The frequency of the second resonance frequency f2 is 1789.2 MHz. The frequency of the third resonance frequency f3 is 2140.4 MHz. Further, the frequency of the fourth resonance frequency f4 is 2612.0 MHz.
なお、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることができる。 In addition, this invention is not limited to said each embodiment, A various change can be added in the range which does not deviate from the meaning of this invention.
例えば、上記各実施形態では、第4延在部にアンテナ素子を設けているが、第6延在部や第3エレメントにアンテナ素子を設けてエレメントの短縮化を行い、装置全体の小型化を図っても構わない。
また、上記各実施形態では、受動素子を第1延在部に接続したが、他のエレメントや延在部に接続しても構わない。例えば、第1エレメントの先端部に受動素子を接続しても構わない。
For example, in each of the above embodiments, the antenna element is provided in the fourth extending portion, but the antenna element is provided in the sixth extending portion or the third element to shorten the element, thereby reducing the overall size of the apparatus. It does not matter.
Moreover, in each said embodiment, although the passive element was connected to the 1st extension part, you may connect to another element and extension part. For example, you may connect a passive element to the front-end | tip part of a 1st element.
また、上述したようにアンテナ素子を接続してエレメントの一部とすることが好ましいが、アンテナ素子を接続せずに、銅箔等の金属箔のみで延在した第4延在部でも構わない。この際、高インピーダンス化するために、第4延在部の少なくとも一部を他の部分よりも幅狭の細いパターンにしたり、ジグザグに折り返しながら全体として一定方向に延在するミアンダパターンとしたりすることが好ましい。
さらに、基板サイズに余裕がある場合には、上記エレメントの一部を線状若しくは板状の金属を折り返した形状のパターンに置き換えても構わない。また、同一の基板本体の表裏面に対してスルーホールを用いて、螺旋状などの形状に旋回させたパターンにしても構わない。
In addition, as described above, it is preferable to connect the antenna element to be a part of the element. However, the antenna element may not be connected, and may be a fourth extending portion that is extended only by a metal foil such as a copper foil. . At this time, in order to increase the impedance, at least a part of the fourth extending part is formed into a narrow pattern narrower than the other parts, or a meander pattern extending in a fixed direction as a whole while zigzag is folded back. It is preferable.
Furthermore, when there is a margin in the substrate size, a part of the element may be replaced with a pattern in which a linear or plate-like metal is folded. Moreover, you may make it the pattern swirled in shapes, such as a spiral shape, using a through hole with respect to the front and back of the same board | substrate body.
また、上記各実施形態では、一つの基板本体にグランド面、グランドパターン、第1エレメント、第2エレメント及び第3エレメントが形成されているが、基板本体を、第1延在部の基端側を除く第1エレメント、第2エレメント及び第3エレメントが形成された基板部分と、グランド面、第1延在部の基端側、グランドパターン及びインピーダンス調整回路が形成された基板部分とに分けて2つの基板部分に分割し、これらを互いに接続配線等で電気的に接続して設置しても構わない。 In each of the above embodiments, the ground plane, the ground pattern, the first element, the second element, and the third element are formed on one substrate body, but the substrate body is located on the base end side of the first extension portion. The substrate portion on which the first element, the second element, and the third element are removed, and the substrate portion on which the ground surface, the base end side of the first extension portion, the ground pattern, and the impedance adjustment circuit are formed. You may divide | segment into two board | substrate parts and install these by electrically connecting with each other by a connection wiring etc.
なお、上記実施形態の他の例として、図7に示すように、第1エレメント23を折り返さずに第1延在部E1から第4延在部E4までとしても構わない。また、この他の例では、第4延在部E4にアンテナ素子ATも接続していない。この場合、上述した第1エレメントを折り返すことによる効果及びアンテナ素子ATを接続することによる効果は得られないが、全体を小型化することができる。 As another example of the above embodiment, as shown in FIG. 7, the first extending portion E1 to the fourth extending portion E4 may be used without folding the first element 23. In this other example, the antenna element AT is not connected to the fourth extending portion E4. In this case, the effect of folding the first element and the effect of connecting the antenna element AT cannot be obtained, but the overall size can be reduced.
1,21…アンテナ装置、2…基板本体、3,23…第1エレメント、4…第2エレメント、5…第3エレメント、AT…アンテナ素子、E1…第1延在部、E2…第2延在部、E3…第3延在部、E4…第4延在部、E5…第5延在部、E6…第6延在部、E7…第7延在部、E8…第8延在部、E9…第9延在部、FP…給電点、G1…第1グランドパターン、G2…第2グランドパターン、GND…グランド面、P1…第1受動素子、P2…第2受動素子、P3…第3受動素子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,21 ... Antenna apparatus, 2 ... Board | substrate main body, 23 ... 1st element, 4 ... 2nd element, 5 ... 3rd element, AT ... Antenna element, E1 ... 1st extension part, E2 ... 2nd extension Present part, E3 ... third extension part, E4 ... fourth extension part, E5 ... fifth extension part, E6 ... sixth extension part, E7 ... seventh extension part, E8 ... eighth extension part , E9, Ninth extension, FP, feeding point, G1, first ground pattern, G2, second ground pattern, GND, ground plane, P1, first passive element, P2, second passive element, P3, first. 3 passive elements
Claims (8)
前記基板本体の表面及び裏面の少なくとも一方に、それぞれ金属箔でパターン形成されたグランド面及び第1エレメントとを備え、
前記第1エレメントが、前記グランド面に近接した基端側に給電点が設けられて前記グランド面から離間する方向に延在する第1延在部と、前記第1延在部の先端に基端が接続され前記第1延在部に直交する方向に延在する第2延在部と、前記第2延在部の先端から前記第2延在部に直交する方向であって前記第1延在部の基端側と反対方向に延在する第3延在部と、前記第3延在部の先端から前記第2延在部に沿って延在する第4延在部とを有し、
前記第1エレメントの先端が、前記グランド面に接続されていることを特徴とするアンテナ装置。 An insulating substrate body;
A ground surface and a first element patterned with metal foil on at least one of the front surface and the back surface of the substrate body,
The first element is based on a first extending portion provided with a feeding point on a proximal end side close to the ground surface and extending in a direction away from the ground surface, and on a distal end of the first extending portion. A second extension portion connected to an end thereof and extending in a direction orthogonal to the first extension portion; and a direction orthogonal to the second extension portion from a tip of the second extension portion, wherein the first extension portion A third extending portion extending in a direction opposite to the base end side of the extending portion, and a fourth extending portion extending along the second extending portion from the distal end of the third extending portion. And
The antenna device, wherein a tip of the first element is connected to the ground plane.
前記基板本体の表面及び裏面の少なくとも一方に、金属箔でパターン形成された第2エレメントを備え、
前記第2エレメントが、前記第1延在部の先端側又は前記第3延在部の先端に基端が接続され前記第4延在部に沿って延在していることを特徴とするアンテナ装置。 The antenna device according to claim 1,
A second element patterned with a metal foil is provided on at least one of the front and back surfaces of the substrate body,
The second element has a proximal end connected to a distal end side of the first extending portion or a distal end of the third extending portion, and extends along the fourth extending portion. apparatus.
前記基板本体の表面及び裏面の少なくとも一方に、金属箔でパターン形成された第3エレメントを備え、
前記第2エレメントが、前記第3延在部の先端から前記第3延在部と同一方向に延在した第5延在部と、前記第5延在部の先端から前記第4延在部に沿って延在する第6延在部とを有し、
前記第3エレメントが、前記第1延在部の先端から前記第2延在部と反対方向に向けて延在していることを特徴とするアンテナ装置。 The antenna device according to claim 2, wherein
At least one of the front surface and the back surface of the substrate body includes a third element patterned with a metal foil,
The second element includes a fifth extending portion extending from the tip of the third extending portion in the same direction as the third extending portion, and the fourth extending portion from the tip of the fifth extending portion. A sixth extending portion extending along the
The antenna device, wherein the third element extends in a direction opposite to the second extending portion from a tip end of the first extending portion.
前記第1エレメントが、前記第4延在部の先端から前記グランド面から離間する方向に延在する第7延在部と、前記第7延在部の先端から前記第4延在部に沿って前記第4延在部の基端側に向けて延在し先端が前記グランド面に接続される第8延在部とを有していることを特徴とするアンテナ装置。 In the antenna device according to claim 2 or 3,
The first element extends from the tip of the fourth extension part in a direction away from the ground surface, and along the fourth extension part from the tip of the seventh extension part. And an eighth extension portion extending toward the base end side of the fourth extension portion and having a distal end connected to the ground surface.
前記第1エレメントが、前記第4延在部の途中から前記第8延在部の途中まで前記第7延在部に沿って延在する第9延在部を有していることを特徴とするアンテナ装置。 The antenna device according to claim 4, wherein
The first element has a ninth extending portion extending along the seventh extending portion from the middle of the fourth extending portion to the middle of the eighth extending portion. Antenna device to do.
前記第2エレメントの先端が前記グランド面に接続されていることを特徴とするアンテナ装置。 In the antenna device according to any one of claims 2 to 5,
An antenna device, wherein a tip of the second element is connected to the ground plane.
前記第4延在部に誘電体アンテナのアンテナ素子が接続されていることを特徴とするアンテナ装置。 In the antenna device according to any one of claims 1 to 6,
An antenna device, wherein an antenna element of a dielectric antenna is connected to the fourth extending portion.
前記第1延在部に受動素子が接続されていることを特徴とするアンテナ装置。 In the antenna device according to any one of claims 1 to 7,
An antenna device, wherein a passive element is connected to the first extending portion.
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