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JP2019009544A - Dual band patch antenna - Google Patents

Dual band patch antenna Download PDF

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JP2019009544A JP2017122020A JP2017122020A JP2019009544A JP 2019009544 A JP2019009544 A JP 2019009544A JP 2017122020 A JP2017122020 A JP 2017122020A JP 2017122020 A JP2017122020 A JP 2017122020A JP 2019009544 A JP2019009544 A JP 2019009544A
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哲也 柴田
尚記 外間
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尚記 外間
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Abstract

【課題】共振周波数やインピーダンスの調整が容易なデュアルバンドパッチアンテナを提供する。【解決手段】開口部21を有するグランドパターン20と、開口部21を貫通して設けられたピラー状の垂直給電導体41と、垂直給電導体41を覆う位置でグランドパターン20と重なり、垂直給電導体41に接続された第1の放射導体31と、垂直給電導体41に接続された水平給電導体51と、垂直給電導体41を覆わない位置でグランドパターン20と重なり、水平給電導体51を介して垂直給電導体41に接続された第2の放射導体32とを備える。このように、第1の放射導体31については垂直給電導体41によって直接給電される一方、第2の放射導体32については、垂直給電導体41から分岐した水平給電導体51を介して給電されることから、一方の放射導体のサイズや形状を変化させても、他方の放射導体における共振周波数やインピーダンスの変化が抑えられる。【選択図】図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a dual band patch antenna whose resonance frequency and impedance can be easily adjusted. SOLUTION: A ground pattern 20 having an opening 21, a pillar-shaped vertical feeding conductor 41 provided through the opening 21, and a vertical feeding conductor overlapping the ground pattern 20 at a position covering the vertical feeding conductor 41. The first radiating conductor 31 connected to 41, the horizontal feeding conductor 51 connected to the vertical feeding conductor 41, and the ground pattern 20 overlap the ground pattern 20 at a position not covering the vertical feeding conductor 41, and are vertical via the horizontal feeding conductor 51. It includes a second radiating conductor 32 connected to the feeding conductor 41. In this way, the first radiating conductor 31 is directly fed by the vertical feeding conductor 41, while the second radiating conductor 32 is fed via the horizontal feeding conductor 51 branched from the vertical feeding conductor 41. Therefore, even if the size or shape of one radiating conductor is changed, the change in resonance frequency or impedance in the other radiating conductor can be suppressed. [Selection diagram] Fig. 1

Description

本発明は、2つの周波数帯域において通信が可能なデュアルバンドパッチアンテナに関する。   The present invention relates to a dual-band patch antenna capable of communication in two frequency bands.

特許文献1〜3には、2つの周波数帯域において通信が可能なデュアルバンドパッチアンテナが開示されている。例えば、特許文献1には平板状の放射導体と環状の放射導体からなるデュアルバンドパッチアンテナが開示され、特許文献2には2つの放射導体の一部を共通化したデュアルバンドパッチアンテナが開示されている。また、特許文献3には、給電ラインを途中で分岐させ、分岐させた給電ラインをそれぞれ異なる放射導体に接続する構成が開示されている。   Patent Documents 1 to 3 disclose dual band patch antennas capable of communication in two frequency bands. For example, Patent Document 1 discloses a dual-band patch antenna composed of a flat radiation conductor and an annular radiation conductor, and Patent Document 2 discloses a dual-band patch antenna in which a part of two radiation conductors is shared. ing. Patent Document 3 discloses a configuration in which a power supply line is branched in the middle, and the branched power supply lines are connected to different radiation conductors.

特表2015−502723号公報Special table 2015-502723 gazette 特開2007−060609号公報JP 2007-060609 A 特開2002−299948号公報JP 2002-299948 A

しかしながら、特許文献1〜3に記載されたデュアルバンドパッチアンテナは、2つの放射導体が相互に干渉するため、一方の放射導体のサイズや形状を変化させると他方の放射導体における共振周波数やインピーダンスが大きく変化してしまう。このため、個々の放射導体について共振周波数やインピーダンスを調整することが難しいという問題があった。   However, in the dual-band patch antennas described in Patent Documents 1 to 3, since the two radiating conductors interfere with each other, changing the size and shape of one radiating conductor causes the resonance frequency and impedance in the other radiating conductor to be changed. It will change greatly. For this reason, there is a problem that it is difficult to adjust the resonance frequency and impedance for each radiation conductor.

したがって、本発明の目的は、共振周波数やインピーダンスの調整が容易なデュアルバンドパッチアンテナを提供することである。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a dual band patch antenna in which the resonance frequency and impedance can be easily adjusted.

本発明によるデュアルバンドパッチアンテナは、第1の開口部を有するグランドパターンと、前記第1の開口部を貫通して設けられたピラー状の第1の垂直給電導体と、前記第1の垂直給電導体を覆う位置で前記グランドパターンと重なり、前記第1の垂直給電導体に接続された第1の放射導体と、前記第1の垂直給電導体に接続された第1の水平給電導体と、前記第1の垂直給電導体を覆わない位置で前記グランドパターンと重なり、前記第1の水平給電導体を介して前記第1の垂直給電導体に接続された第2の放射導体と、を備えることを特徴とする。   A dual-band patch antenna according to the present invention includes a ground pattern having a first opening, a pillar-shaped first vertical feed conductor provided through the first opening, and the first vertical feed. A first radiating conductor connected to the first vertical feeding conductor; a first horizontal feeding conductor connected to the first vertical feeding conductor; A second radiating conductor that overlaps the ground pattern at a position that does not cover one vertical feeding conductor and is connected to the first vertical feeding conductor via the first horizontal feeding conductor. To do.

本発明によれば、第1の放射導体については垂直給電導体によって直接給電される一方、第2の放射導体については、垂直給電導体から分岐した水平給電導体を介して給電されることから、一方の放射導体のサイズや形状を変化させても、他方の放射導体における共振周波数やインピーダンスの変化が抑えられる。これにより、従来のデュアルバンドパッチアンテナと比べ、共振周波数やインピーダンスの調整が容易となる。しかも、第1の放射導体については垂直給電導体によって直接給電されることから、給電ラインをシンプルにすることができる。これにより、共振周波数がミリ波帯である場合のように、配線長や配線位置などパターンの僅かな変更によってアンテナ特性が大きく変化する場合であっても、設計が容易となる。   According to the present invention, the first radiating conductor is directly fed by the vertical feeding conductor, while the second radiating conductor is fed through the horizontal feeding conductor branched from the vertical feeding conductor. Even if the size or shape of the radiating conductor is changed, changes in the resonance frequency and impedance in the other radiating conductor can be suppressed. Thereby, compared with the conventional dual band patch antenna, the resonance frequency and the impedance can be easily adjusted. In addition, since the first radiation conductor is directly fed by the vertical feeding conductor, the feeding line can be simplified. This facilitates design even when the antenna characteristics change greatly due to slight changes in the pattern such as the wiring length and wiring position, as in the case where the resonance frequency is in the millimeter wave band.

本発明によるデュアルバンドパッチアンテナは、一端が第1の水平給電導体に接続され、他端が開放された第1のオープンスタブをさらに備えても構わない。これによれば、第1の水平給電導体を伝導する第1の放射導体のアンテナ共振信号を第1のオープンスタブによって遮断することができる。   The dual-band patch antenna according to the present invention may further include a first open stub having one end connected to the first horizontal feed conductor and the other end open. According to this, the antenna resonance signal of the first radiation conductor conducted through the first horizontal feed conductor can be blocked by the first open stub.

本発明によるデュアルバンドパッチアンテナは、第2の放射導体に覆われるピラー状の第2の垂直給電導体をさらに備え、第2の垂直給電導体の一端は第1の水平給電導体に接続され、第2の垂直給電導体の他端は第2の放射導体に接続されても構わない。これによれば、第2の放射導体の任意の平面位置から給電を行うことが可能となる。   The dual-band patch antenna according to the present invention further includes a pillar-shaped second vertical feed conductor covered with a second radiation conductor, and one end of the second vertical feed conductor is connected to the first horizontal feed conductor, The other end of the two vertical feeding conductors may be connected to the second radiation conductor. According to this, it becomes possible to feed power from an arbitrary plane position of the second radiation conductor.

本発明によるデュアルバンドパッチアンテナは、グランドパターンの第2の開口部を貫通して設けられたピラー状の第3の垂直給電導体と、第3の垂直給電導体に接続された第2の水平給電導体と、をさらに備え、第1の放射導体は、第1及び3の垂直給電導体を覆い、且つ、互いに異なる平面位置で第1及び第3の垂直給電導体に接続され、第2の放射導体は、第1及び第3の垂直給電導体を覆わない位置に設けられ、且つ、第2の水平給電導体を介して第2の垂直給電導体にさらに接続される構成であっても構わない。これによれば、1つの放射導体に複数の給電信号を入力することが可能となる。   The dual-band patch antenna according to the present invention includes a pillar-shaped third vertical feed conductor provided through the second opening of the ground pattern, and a second horizontal feed connected to the third vertical feed conductor. A first radiating conductor covering the first and third vertical feeding conductors and connected to the first and third vertical feeding conductors at different plane positions, and the second radiating conductor May be provided at a position where the first and third vertical power supply conductors are not covered, and further connected to the second vertical power supply conductor via the second horizontal power supply conductor. According to this, it becomes possible to input a plurality of power supply signals to one radiation conductor.

本発明によるデュアルバンドパッチアンテナは、一端が第2の水平給電導体に接続され、他端が開放された第2のオープンスタブをさらに備えても構わない。これによれば、第2の水平給電導体を伝導する第1の放射導体のアンテナ共振信号を第2のオープンスタブによって遮断することができる。   The dual-band patch antenna according to the present invention may further include a second open stub having one end connected to the second horizontal feed conductor and the other end opened. According to this, the antenna resonance signal of the first radiation conductor conducted through the second horizontal feed conductor can be blocked by the second open stub.

本発明によるデュアルバンドパッチアンテナは、第2の放射導体に覆われるピラー状の第4の垂直給電導体をさらに備え、第4の垂直給電導体の一端は第2の水平給電導体に接続され、第4の垂直給電導体の他端は、第2の垂直給電導体とは異なる平面位置で第2の放射導体に接続されても構わない。これによれば、第2の放射導体に対して任意の2箇所の平面位置から給電を行うことが可能となる。 The dual-band patch antenna according to the present invention further includes a pillar-shaped fourth vertical feed conductor covered with a second radiation conductor, and one end of the fourth vertical feed conductor is connected to the second horizontal feed conductor, The other end of the four vertical feed conductors may be connected to the second radiation conductor at a different plane position from the second vertical feed conductor. According to this, it becomes possible to feed power to the second radiation conductor from any two plane positions.

本発明において、第1及び第2の放射導体は、第1の方向に沿って延在する辺と、第1の方向と直交する第2の方向に沿って延在する辺とを有し、第1の放射導体と第2の放射導体は、平面視で、第1及び第2の方向のいずれにも互いに重なりを有していなくても構わない。これによれば、第1の放射導体と第2の放射導体間における干渉をよりいっそう低減することが可能となる。   In the present invention, the first and second radiation conductors have sides extending along the first direction and sides extending along a second direction orthogonal to the first direction, The first radiating conductor and the second radiating conductor may not overlap each other in the first and second directions in plan view. According to this, it becomes possible to further reduce interference between the first radiation conductor and the second radiation conductor.

本発明において、グランドパターンと第1の放射導体の距離は、グランドパターンと第2の放射導体の距離と異なっていても構わない。本発明では、第1の放射導体と第2の放射導体が別個に設けられていることから、グランドパターンとの間の距離を個別に設定することが可能となる。   In the present invention, the distance between the ground pattern and the first radiation conductor may be different from the distance between the ground pattern and the second radiation conductor. In the present invention, since the first radiating conductor and the second radiating conductor are provided separately, the distance from the ground pattern can be set individually.

本発明において、グランドパターンと第1の放射導体の距離は、第1の放射導体から放射される第1のアンテナ共振信号の波長以下であり、グランドパターンと第2の放射導体の距離は、第2の放射導体から放射される第2のアンテナ共振信号の波長以下であっても構わない。これによれば、全体の厚みを薄くすることができるとともに、高い放射効率を得ることが可能となる。   In the present invention, the distance between the ground pattern and the first radiation conductor is equal to or less than the wavelength of the first antenna resonance signal radiated from the first radiation conductor, and the distance between the ground pattern and the second radiation conductor is It may be less than or equal to the wavelength of the second antenna resonance signal radiated from the second radiation conductor. According to this, while being able to make the whole thickness thin, it becomes possible to obtain high radiation efficiency.

本発明によるデュアルバンドパッチアンテナは、第1の放射導体から見てグランドパターンとは反対側に位置し、第1の放射導体と重なるよう、第1の放射導体と平行に配置された第1の励振導体と、第2の放射導体から見てグランドパターンとは反対側に位置し、第2の放射導体と重なるよう、第2の放射導体と平行に配置された第2の励振導体と、をさらに備えていても構わない。これによれば、励振導体が放射導体によって励振されることから、アンテナ特性を向上させることが可能となる。   The dual-band patch antenna according to the present invention is located on the side opposite to the ground pattern when viewed from the first radiation conductor, and is arranged in parallel with the first radiation conductor so as to overlap the first radiation conductor. An excitation conductor and a second excitation conductor that is located on the opposite side of the ground pattern from the second radiation conductor and is disposed in parallel with the second radiation conductor so as to overlap the second radiation conductor; It may be further provided. According to this, since the excitation conductor is excited by the radiation conductor, the antenna characteristics can be improved.

本発明において、第1及び第2の励振導体はフローティング状態であっても構わない。これによれば、アンテナ帯域を広帯域化することが可能となる。   In the present invention, the first and second excitation conductors may be in a floating state. According to this, the antenna band can be widened.

本発明において、第1の放射導体と第1の励振導体の距離は、第2の放射導体と第2の励振導体の距離と異なっていても構わない。このように、励振導体によるアンテナ特性の調整は、個別に行うことが可能である。   In the present invention, the distance between the first radiation conductor and the first excitation conductor may be different from the distance between the second radiation conductor and the second excitation conductor. Thus, the adjustment of the antenna characteristics by the excitation conductor can be performed individually.

本発明において、第1の垂直給電導体、並びに、第1及び第2の放射導体は、誘電体材料によって埋め込まれていても構わない。これによれば、誘電体の波長短縮効果によって全体のサイズを小型化することが可能となる。   In the present invention, the first vertical feed conductor and the first and second radiation conductors may be embedded with a dielectric material. According to this, the overall size can be reduced by the wavelength shortening effect of the dielectric.

本発明において、誘電体材料の厚みは、第1の水平給電導体を覆う部分よりも第1及び第2の放射導体を覆う部分の方が厚くても構わない。これによれば、ビームの放射方向が垂直方向に絞られるため、垂直方向におけるゲインを高めることが可能となる。   In the present invention, the thickness of the dielectric material may be thicker in the portion covering the first and second radiation conductors than in the portion covering the first horizontal feed conductor. According to this, since the radiation direction of the beam is narrowed in the vertical direction, the gain in the vertical direction can be increased.

本発明において、第1の放射導体と第2の放射導体は、互いに異なる方向を向いていても構わない。これによれば、複数の方向にビームを放射することが可能となる。   In the present invention, the first radiation conductor and the second radiation conductor may face different directions. According to this, it becomes possible to emit a beam in a plurality of directions.

本発明において、第1の放射導体及びグランドパターンのうち第1の放射導体と重なる部分は第1の基板に形成され、第2の放射導体及びグランドパターンのうち第2の放射導体と重なる部分は第2の基板に形成され、第1の基板と第2の基板は、フレキシブル基板を介して接続されていても構わない。これによれば、第1の放射導体と第2の放射導体の角度を任意に設定することが可能となる。   In the present invention, the portion of the first radiation conductor and the ground pattern that overlaps the first radiation conductor is formed on the first substrate, and the portion of the second radiation conductor and the ground pattern that overlaps the second radiation conductor is It is formed on the second substrate, and the first substrate and the second substrate may be connected via a flexible substrate. According to this, it becomes possible to arbitrarily set the angle between the first radiation conductor and the second radiation conductor.

このように、本発明によれば、共振周波数やインピーダンスの調整が容易なデュアルバンドパッチアンテナを提供することが可能となる。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide a dual band patch antenna in which the resonance frequency and impedance can be easily adjusted.

図1は、本発明の第1の実施形態によるデュアルバンドパッチアンテナ10Aの構成を示す略斜視図である。FIG. 1 is a schematic perspective view showing the configuration of a dual-band patch antenna 10A according to the first embodiment of the present invention. 図2は、デュアルバンドパッチアンテナ10Aの平面図である。FIG. 2 is a plan view of the dual-band patch antenna 10A. 図3は、デュアルバンドパッチアンテナ10Aを図2に示す矢印A方向から見た側面図である。FIG. 3 is a side view of the dual-band patch antenna 10A viewed from the direction of arrow A shown in FIG. 図4は、第1及び第2の放射導体31,32から放射されるビームの振動方向を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining the vibration directions of the beams emitted from the first and second radiation conductors 31 and 32. 図5は、本発明の第2の実施形態によるデュアルバンドパッチアンテナ10Bの構成を示す略斜視図である。FIG. 5 is a schematic perspective view showing the configuration of a dual-band patch antenna 10B according to the second embodiment of the present invention. 図6は、デュアルバンドパッチアンテナ10Bの平面図である。FIG. 6 is a plan view of the dual-band patch antenna 10B. 図7は、デュアルバンドパッチアンテナ10Bを図6に示す矢印A方向から見た側面図である。FIG. 7 is a side view of the dual-band patch antenna 10B as seen from the direction of arrow A shown in FIG. 図8は、本発明の第3の実施形態によるデュアルバンドパッチアンテナ10Cの構成を示す略斜視図である。FIG. 8 is a schematic perspective view showing the configuration of a dual-band patch antenna 10C according to the third embodiment of the present invention. 図9は、デュアルバンドパッチアンテナ10Cの平面図である。FIG. 9 is a plan view of the dual-band patch antenna 10C. 図10は、デュアルバンドパッチアンテナ10Cを図9に示す矢印A方向から見た側面図である。FIG. 10 is a side view of the dual-band patch antenna 10C as viewed from the direction of arrow A shown in FIG. 図11は、本発明の第4の実施形態によるデュアルバンドパッチアンテナ10Dの構成を示す略斜視図である。FIG. 11 is a schematic perspective view showing the configuration of a dual-band patch antenna 10D according to the fourth embodiment of the present invention. 図12は、本発明の第5の実施形態によるデュアルバンドパッチアンテナ10Eの構成を示す略斜視図である。FIG. 12 is a schematic perspective view showing the configuration of a dual-band patch antenna 10E according to the fifth embodiment of the present invention.

以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

<第1の実施形態>
図1は、本発明の第1の実施形態によるデュアルバンドパッチアンテナ10Aの構成を示す略斜視図である。また、図2はデュアルバンドパッチアンテナ10Aの平面図であり、図3はデュアルバンドパッチアンテナ10Aを図2に示す矢印A方向から見た側面図である。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a schematic perspective view showing the configuration of a dual-band patch antenna 10A according to the first embodiment of the present invention. 2 is a plan view of the dual-band patch antenna 10A, and FIG. 3 is a side view of the dual-band patch antenna 10A viewed from the direction of arrow A shown in FIG.

図1〜図3に示すように、本実施形態によるデュアルバンドパッチアンテナ10Aは、基板60に形成された平板状のグランドパターン20と、グランドパターン20と重なるように設けられた第1及び第2の放射導体31,32を備えている。グランドパターン20は、導体層L1に設けられたベタパターンであり、xy平面を構成する。グランドパターン20には開口部21が形成されており、この部分においてグランドパターン20が除去されている。そして、開口部21を貫通するように垂直給電導体41が設けられている。図3に示すように、垂直給電導体41はz方向に延在するピラー状の導体であり、デュアルバンドパッチアンテナ10Aの外部に設けられたRF回路100に接続される。   As shown in FIGS. 1 to 3, the dual-band patch antenna 10 </ b> A according to the present embodiment includes a flat ground pattern 20 formed on the substrate 60, and first and second layers provided so as to overlap the ground pattern 20. The radiation conductors 31 and 32 are provided. The ground pattern 20 is a solid pattern provided on the conductor layer L1, and constitutes an xy plane. An opening 21 is formed in the ground pattern 20, and the ground pattern 20 is removed in this portion. A vertical feed conductor 41 is provided so as to penetrate the opening 21. As shown in FIG. 3, the vertical feed conductor 41 is a pillar-shaped conductor extending in the z direction, and is connected to the RF circuit 100 provided outside the dual-band patch antenna 10A.

垂直給電導体41は、グランドパターン20が形成される導体層L1を貫通し、その上層に位置する導体層L2〜L5に達している。導体層L2には水平給電導体51が形成され、導体層L3には垂直給電導体41と重ならない位置に第2の放射導体32が形成され、導体層L5には垂直給電導体41と重なる位置に第1の放射導体31が形成されている。水平給電導体51は、垂直給電導体41と垂直給電導体42を接続するものであり、本実施形態においてはx方向に延在する部分とy方向に延在する部分を有している。垂直給電導体42は、第2の放射導体32と重なる位置に設けられたピラー状の導体であり、水平給電導体51の端部と第2の放射導体32を所定の平面位置で接続する。また、垂直給電導体41は、第1の放射導体31と重なる位置に設けられ、第1の放射導体31の所定の平面位置に接続される。このように、垂直給電導体41は第1及び第2の放射導体31,32に対して共通の給電導体として用いられ、第1の放射導体31に対しては垂直給電導体41によって直接給電される一方、第2の放射導体32に対しては、垂直給電導体41から分岐した水平給電導体51及び垂直給電導体42を介して給電される。   The vertical power supply conductor 41 passes through the conductor layer L1 where the ground pattern 20 is formed, and reaches the conductor layers L2 to L5 located above the conductor layer L1. A horizontal feeding conductor 51 is formed on the conductor layer L2, a second radiation conductor 32 is formed on the conductor layer L3 so as not to overlap the vertical feeding conductor 41, and a position overlapping the vertical feeding conductor 41 on the conductor layer L5. A first radiation conductor 31 is formed. The horizontal power supply conductor 51 connects the vertical power supply conductor 41 and the vertical power supply conductor 42, and has a portion extending in the x direction and a portion extending in the y direction in this embodiment. The vertical feeding conductor 42 is a pillar-shaped conductor provided at a position overlapping the second radiation conductor 32, and connects the end of the horizontal feeding conductor 51 and the second radiation conductor 32 at a predetermined plane position. The vertical feed conductor 41 is provided at a position overlapping the first radiating conductor 31 and is connected to a predetermined planar position of the first radiating conductor 31. Thus, the vertical feed conductor 41 is used as a common feed conductor for the first and second radiation conductors 31 and 32, and the first radiation conductor 31 is directly fed by the vertical feed conductor 41. On the other hand, power is supplied to the second radiation conductor 32 via a horizontal power supply conductor 51 and a vertical power supply conductor 42 branched from the vertical power supply conductor 41.

各導体層L1〜L5は、誘電体材料からなる絶縁層70で覆われている。これにより、少なくとも垂直給電導体41、水平給電導体51、並びに、第1及び第2の放射導体31,32は、誘電体材料によって埋め込まれた構造を有している。誘電体材料としては、セラミックや液晶ポリマーなど、高周波特性に優れた材料を選択することが好ましい。   Each of the conductor layers L1 to L5 is covered with an insulating layer 70 made of a dielectric material. Thereby, at least the vertical power supply conductor 41, the horizontal power supply conductor 51, and the first and second radiation conductors 31 and 32 have a structure embedded with a dielectric material. As the dielectric material, it is preferable to select a material excellent in high-frequency characteristics such as ceramic or liquid crystal polymer.

第1の放射導体31と第2の放射導体32の平面形状はいずれも略正方形であるが、その平面サイズは互いに異なっている。具体的には、第1の放射導体31の方が第2の放射導体32よりも平面サイズが大きく、これにより、第1の放射導体31が低周波帯域用の放射導体として用いられ、第2の放射導体32が高周波帯域用の放射導体として用いられる。   The planar shapes of the first radiating conductor 31 and the second radiating conductor 32 are both substantially square, but their planar sizes are different from each other. Specifically, the first radiating conductor 31 has a larger plane size than the second radiating conductor 32, whereby the first radiating conductor 31 is used as a radiating conductor for the low frequency band, and the second The radiation conductor 32 is used as a radiation conductor for a high frequency band.

本実施形態においては、第1の放射導体31が導体層L5に設けられ、第2の放射導体32が導体層L3に設けられているため、グランドパターン20と第1の放射導体31のz方向における距離T1は、グランドパターン20と第2の放射導体32のz方向における距離T2よりも大きい。ここで、高い放射効率を得るためには、距離T1は第1の放射導体31から放射される第1のアンテナ共振信号の波長以下であり、距離T2は第2の放射導体32から放射される第2のアンテナ共振信号の波長以下であることが好ましい。これによれば、デュアルバンドパッチアンテナ10Aのz方向における厚みを薄くすることも可能となる。   In the present embodiment, since the first radiation conductor 31 is provided in the conductor layer L5 and the second radiation conductor 32 is provided in the conductor layer L3, the z direction of the ground pattern 20 and the first radiation conductor 31 is the same. Is larger than the distance T2 between the ground pattern 20 and the second radiation conductor 32 in the z direction. Here, in order to obtain high radiation efficiency, the distance T1 is equal to or less than the wavelength of the first antenna resonance signal radiated from the first radiation conductor 31, and the distance T2 is radiated from the second radiation conductor 32. The wavelength is preferably equal to or shorter than the wavelength of the second antenna resonance signal. According to this, the thickness of the dual band patch antenna 10A in the z direction can be reduced.

但し、本発明において距離T1が距離T2よりも長いことは必須でなく、目的とするアンテナ特性に応じて距離T1,T2を設計すればよい。また、第1の放射導体31と第2の放射導体32を同じ導体層に形成しても構わない。しかしながら、アンテナ特性を個別に調整可能とするためには、第1の放射導体31と第2の放射導体32を異なる導体層に形成することが好ましい。   However, in the present invention, it is not essential that the distance T1 is longer than the distance T2, and the distances T1 and T2 may be designed according to the target antenna characteristics. Further, the first radiation conductor 31 and the second radiation conductor 32 may be formed in the same conductor layer. However, in order to be able to individually adjust the antenna characteristics, it is preferable to form the first radiation conductor 31 and the second radiation conductor 32 in different conductor layers.

また、導体層L2には、水平給電導体51に接続されたオープンスタブ51sが形成されている。オープンスタブ51sは、一端が水平給電導体51に接続され、他端が開放されており、その長さは第1の放射導体31から放射される第1のアンテナ共振信号の波長の1/4程度に設計される。これにより、水平給電導体51を伝導する第1のアンテナ共振信号がオープンスタブ51sによって遮断されることから、第1のアンテナ共振信号が水平給電導体51を介して第2の放射導体32に伝導するのを防止するすることができる。その結果、第1の放射導体31と第2の放射導体32の独立性が高められる。   In addition, an open stub 51 s connected to the horizontal power supply conductor 51 is formed in the conductor layer L2. One end of the open stub 51 s is connected to the horizontal feed conductor 51 and the other end is open. The length of the open stub 51 s is about ¼ of the wavelength of the first antenna resonance signal radiated from the first radiation conductor 31. Designed to. As a result, the first antenna resonance signal conducted through the horizontal feed conductor 51 is blocked by the open stub 51 s, so that the first antenna resonance signal is conducted to the second radiation conductor 32 via the horizontal feed conductor 51. Can be prevented. As a result, the independence of the first radiation conductor 31 and the second radiation conductor 32 is enhanced.

本実施形態においては、第1の放射導体31に対する垂直給電導体41の接続位置は、第1の放射導体31のy方向における中心位置であり、且つ、x方向にオフセットした位置である。一方、第2の放射導体32に対する垂直給電導体42の接続位置は、第2の放射導体32のx方向における中心位置であり、且つ、y方向にオフセットした位置である。   In the present embodiment, the connection position of the vertical feeding conductor 41 with respect to the first radiation conductor 31 is the center position in the y direction of the first radiation conductor 31 and is a position offset in the x direction. On the other hand, the connection position of the vertical feeding conductor 42 with respect to the second radiation conductor 32 is the center position in the x direction of the second radiation conductor 32 and is a position offset in the y direction.

これにより、図4に示すように、第1の放射導体31から放射されるビームの振動方向Pxはx方向となり、第2の放射導体32から放射されるビームの振動方向Pyはy方向となる。このように、本実施形態においては、第1の放射導体31から放射されるビームの振動方向と第2の放射導体32から放射されるビームの振動方向が直交することから、相互干渉が生じにくくなる。これにより、一方の放射導体の形状、位置、サイズなどを変更しても、他方の放射導体のアンテナ特性が大きく変化しないため、設計が容易となる。   Thereby, as shown in FIG. 4, the vibration direction Px of the beam radiated from the first radiation conductor 31 is the x direction, and the vibration direction Py of the beam radiated from the second radiation conductor 32 is the y direction. . Thus, in the present embodiment, the vibration direction of the beam radiated from the first radiation conductor 31 and the vibration direction of the beam radiated from the second radiation conductor 32 are orthogonal to each other, so that mutual interference hardly occurs. Become. As a result, even if the shape, position, size, etc. of one radiation conductor is changed, the antenna characteristics of the other radiation conductor do not change greatly, and the design becomes easy.

特に、図4に示すように、第1の放射導体31のy方向における配置範囲Ayが平面視で第2の放射導体32と重ならず、且つ、第2の放射導体32のx方向における配置範囲Axが平面視で第1の放射導体31と重ならないよう、第1及び第2の放射導体31,32をレイアウトすることが好ましい。つまり、第1の放射導体31と第2の放射導体32は、平面視でx方向及びy方向のいずれにも互いに重なりを有していないことが好ましい。これによれば、相互干渉がより少なくなることから、設計がより容易となる。   In particular, as shown in FIG. 4, the arrangement range Ay in the y direction of the first radiation conductor 31 does not overlap with the second radiation conductor 32 in plan view, and the arrangement of the second radiation conductor 32 in the x direction. The first and second radiation conductors 31 and 32 are preferably laid out so that the range Ax does not overlap the first radiation conductor 31 in plan view. That is, it is preferable that the first radiating conductor 31 and the second radiating conductor 32 do not overlap each other in the x direction and the y direction in plan view. According to this, since the mutual interference becomes smaller, the design becomes easier.

このように、本実施形態によるデュアルバンドパッチアンテナ10Aは、第1の放射導体31と第2の放射導体32が互いに独立して設けられていることから、一方の放射導体のサイズや形状などを変化させても、他方の放射導体の共振周波数やインピーダンスの変化が抑えられる。これにより、従来のデュアルバンドパッチアンテナと比べ、共振周波数やインピーダンスなどのアンテナ特性の調整がしやすいため、設計が容易となる。特に、本実施形態によるデュアルバンドパッチアンテナ10Aにおいては、第1の放射導体31と第2の放射導体32がx方向及びy方向のいずれにも互いに重なりを有していないことから、相互干渉を大幅に低減することが可能となる。   As described above, in the dual-band patch antenna 10A according to the present embodiment, the first radiating conductor 31 and the second radiating conductor 32 are provided independently of each other. Even if it is changed, changes in the resonance frequency and impedance of the other radiation conductor can be suppressed. Thereby, compared with the conventional dual-band patch antenna, the antenna characteristics such as the resonance frequency and the impedance can be easily adjusted, so that the design is facilitated. In particular, in the dual-band patch antenna 10A according to the present embodiment, since the first radiating conductor 31 and the second radiating conductor 32 do not overlap each other in either the x direction or the y direction, mutual interference is prevented. It can be greatly reduced.

また、第1及び第2の放射導体31,32はいずれも垂直給電導体41から共通に給電されることから、本実施形態によるデュアルバンドパッチアンテナ10AとRF回路100を接続する給電ラインを1本とすることができる。これにより、デュアルバンドパッチアンテナ10Aの外部における給電ラインの設計も容易となる。しかも、第1の放射導体31に対しては垂直給電導体41から直接給電されるため、水平給電導体51や第2の放射導体32の形状などを変化させても、第1の放射導体31のアンテナ特性がほとんど変化しないという利点もある。   Further, since both the first and second radiation conductors 31 and 32 are fed in common from the vertical feeding conductor 41, one feeding line for connecting the dual band patch antenna 10A according to the present embodiment and the RF circuit 100 is provided. It can be. This also facilitates the design of the feed line outside the dual-band patch antenna 10A. In addition, since the first radiating conductor 31 is directly fed from the vertical feeding conductor 41, even if the shape of the horizontal feeding conductor 51 or the second radiating conductor 32 is changed, the first radiating conductor 31 There is also an advantage that the antenna characteristics hardly change.

このような効果は、共振周波数がミリ波帯である場合のように、配線長や配線位置などパターンの僅かな変更によってアンテナ特性が大きく変化する用途において特に顕著であり、設計負担が大幅に軽減されるものと期待される。
有用である。
This effect is particularly noticeable in applications where the antenna characteristics change significantly due to slight changes in the pattern such as the wiring length and wiring position, such as when the resonance frequency is in the millimeter wave band, greatly reducing the design burden. Expected to be done.
Useful.

<第2の実施形態>
図5は、本発明の第2の実施形態によるデュアルバンドパッチアンテナ10Bの構成を示す略斜視図である。また、図6はデュアルバンドパッチアンテナ10Bの平面図であり、図7はデュアルバンドパッチアンテナ10Bを図6に示す矢印A方向から見た側面図である。
<Second Embodiment>
FIG. 5 is a schematic perspective view showing the configuration of a dual-band patch antenna 10B according to the second embodiment of the present invention. FIG. 6 is a plan view of the dual-band patch antenna 10B, and FIG. 7 is a side view of the dual-band patch antenna 10B viewed from the direction of arrow A shown in FIG.

図5〜図7に示すように、本実施形態によるデュアルバンドパッチアンテナ10Bは、第1及び第2の励振導体33,34をさらに備える点において、第1の実施形態によるデュアルバンドパッチアンテナ10Aと相違している。その他の構成は第1の実施形態によるデュアルバンドパッチアンテナ10Aと基本的に同一であることから、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。   As shown in FIGS. 5 to 7, the dual-band patch antenna 10 </ b> B according to the present embodiment includes the dual-band patch antenna 10 </ b> A according to the first embodiment in that it further includes first and second excitation conductors 33 and 34. It is different. Since other configurations are basically the same as those of the dual-band patch antenna 10A according to the first embodiment, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

第1の励振導体33は、第1の放射導体31から見てグランドパターン20とは反対側に位置する導体層L6に形成された平板状の導体であり、第1の放射導体31とz方向に重なるよう、第1の放射導体31と平行に配置される。つまり、第1の励振導体33もxy平面を有し、第1の励振導体33とグランドパターン20によって第1の放射導体31が挟まれた構造を有している。本実施形態においては第1の放射導体31と第1の励振導体33の平面サイズが同じである。   The first excitation conductor 33 is a flat conductor formed on the conductor layer L6 located on the opposite side of the ground pattern 20 when viewed from the first radiation conductor 31, and is in the z direction with the first radiation conductor 31. Are arranged in parallel with the first radiation conductor 31. That is, the first excitation conductor 33 also has an xy plane, and has a structure in which the first radiation conductor 31 is sandwiched between the first excitation conductor 33 and the ground pattern 20. In the present embodiment, the first radiation conductor 31 and the first excitation conductor 33 have the same planar size.

第2の励振導体34は、第2の放射導体32から見てグランドパターン20とは反対側に位置する導体層L4に形成された平板状の導体であり、第2の放射導体32とz方向に重なるよう、第2の放射導体32と平行に配置される。つまり、第2の励振導体34もxy平面を有し、第2の励振導体34とグランドパターン20によって第2の放射導体32が挟まれた構造を有している。本実施形態においては第2の励振導体34の平面サイズが第2の放射導体32よりも僅かに小さい。   The second excitation conductor 34 is a flat conductor formed on the conductor layer L4 located on the side opposite to the ground pattern 20 when viewed from the second radiation conductor 32. The second excitation conductor 34 and the second radiation conductor 32 are in the z direction. Are arranged in parallel with the second radiation conductor 32. That is, the second excitation conductor 34 also has an xy plane, and has a structure in which the second radiation conductor 32 is sandwiched between the second excitation conductor 34 and the ground pattern 20. In the present embodiment, the planar size of the second excitation conductor 34 is slightly smaller than the second radiation conductor 32.

第1及び第2の励振導体33,34は、どの配線にも接続されることのないフローティング状態であり、それぞれ第1及び第2の放射導体31,32から放射される電磁波によって励振される。これにより、第1及び第2の励振導体33,34からも電磁波が放射されることから、アンテナ帯域を広帯域化することが可能となる。第1及び第2の励振導体33,34の平面サイズや、第1の励振導体33と第1の放射導体31との距離T3、第2の励振導体34と第2の放射導体32との距離T4については、第1及び第2の励振導体33,34に求められる放射特性に応じて設計すればよい。   The first and second excitation conductors 33 and 34 are in a floating state that is not connected to any wiring, and are excited by electromagnetic waves radiated from the first and second radiation conductors 31 and 32, respectively. Thereby, electromagnetic waves are also radiated from the first and second excitation conductors 33 and 34, so that the antenna band can be widened. The planar size of the first and second excitation conductors 33 and 34, the distance T3 between the first excitation conductor 33 and the first radiation conductor 31, and the distance between the second excitation conductor 34 and the second radiation conductor 32 About T4, what is necessary is just to design according to the radiation characteristic calculated | required by the 1st and 2nd excitation conductors 33 and 34. FIG.

本実施形態においては、第1の放射導体31及び第1の励振導体33がそれぞれ導体層L5,L6に設けられており、両者のz方向における距離はT3である。また、第2の放射導体32及び第2の励振導体34がそれぞれ導体層L3,L4に設けられており、両者のz方向における距離はT4である。本実施形態においては距離T3が距離T4よりも短いが、この点は必須でなく、目的とするアンテナ特性に応じて距離T3,T4を設計すればよい。また、高い放射効率を得るためには、距離T3は第1の放射導体31から放射される第1のアンテナ共振信号の波長以下であり、距離T4は第2の放射導体32から放射される第2のアンテナ共振信号の波長以下であることが好ましい。   In the present embodiment, the first radiation conductor 31 and the first excitation conductor 33 are provided on the conductor layers L5 and L6, respectively, and the distance between both in the z direction is T3. The second radiation conductor 32 and the second excitation conductor 34 are provided on the conductor layers L3 and L4, respectively, and the distance between them in the z direction is T4. In the present embodiment, the distance T3 is shorter than the distance T4, but this point is not essential, and the distances T3 and T4 may be designed according to the target antenna characteristics. In order to obtain high radiation efficiency, the distance T3 is equal to or less than the wavelength of the first antenna resonance signal radiated from the first radiating conductor 31, and the distance T4 is radiated from the second radiating conductor 32. 2 or less of the wavelength of the antenna resonance signal.

<第3の実施形態>
図8は、本発明の第3の実施形態によるデュアルバンドパッチアンテナ10Cの構成を示す略斜視図である。また、図9はデュアルバンドパッチアンテナ10Cの平面図であり、図10はデュアルバンドパッチアンテナ10Cを図9に示す矢印A方向から見た側面図である。
<Third Embodiment>
FIG. 8 is a schematic perspective view showing the configuration of a dual-band patch antenna 10C according to the third embodiment of the present invention. FIG. 9 is a plan view of the dual-band patch antenna 10C, and FIG. 10 is a side view of the dual-band patch antenna 10C viewed from the direction of arrow A shown in FIG.

図8〜図10に示すように、本実施形態によるデュアルバンドパッチアンテナ10Cは、垂直給電導体43,44と、水平給電導体52と、オープンスタブ52sをさらに備えている。垂直給電導体43は、グランドパターン20に設けられた別の開口部22を貫通して設けられたピラー状の導体であり、垂直給電導体41と同様、RF回路100に接続される。その他の構成は第2の実施形態によるデュアルバンドパッチアンテナ10Bと同一であることから、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。   As shown in FIGS. 8 to 10, the dual-band patch antenna 10 </ b> C according to the present embodiment further includes vertical feed conductors 43 and 44, a horizontal feed conductor 52, and an open stub 52 s. The vertical feed conductor 43 is a pillar-like conductor provided through another opening 22 provided in the ground pattern 20, and is connected to the RF circuit 100, similarly to the vertical feed conductor 41. Since other configurations are the same as those of the dual-band patch antenna 10B according to the second embodiment, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

垂直給電導体43は、第1の放射導体31と重なる位置に設けられ、グランドパターン20が形成される導体層L1を貫通して、第1の放射導体31の所定の平面位置に接続される。第1の放射導体31に対する垂直給電導体41,43の接続位置は互いに異なっている。具体的には、第1の放射導体31に対する垂直給電導体43の接続位置は、第1の放射導体31のx方向における中心位置であり、且つ、y方向にオフセットした位置である。   The vertical feeding conductor 43 is provided at a position overlapping the first radiation conductor 31, passes through the conductor layer L <b> 1 where the ground pattern 20 is formed, and is connected to a predetermined planar position of the first radiation conductor 31. The connection positions of the vertical feed conductors 41 and 43 with respect to the first radiation conductor 31 are different from each other. Specifically, the connection position of the vertical feed conductor 43 to the first radiation conductor 31 is a center position in the x direction of the first radiation conductor 31 and a position offset in the y direction.

水平給電導体52は、垂直給電導体43と垂直給電導体44を接続するものであり、本実施形態においてはx方向に延在する部分とy方向に延在する部分を有している。水平給電導体52は、水平給電導体51と同様、配線層L2に形成されている。   The horizontal power supply conductor 52 connects the vertical power supply conductor 43 and the vertical power supply conductor 44, and in this embodiment, has a portion extending in the x direction and a portion extending in the y direction. The horizontal power supply conductor 52 is formed in the wiring layer L2 like the horizontal power supply conductor 51.

垂直給電導体44は、第2の放射導体32と重なる位置に設けられたピラー状の導体であり、水平給電導体52の端部と第2の放射導体32を所定の平面位置で接続する。第2の放射導体32に対する垂直給電導体42,44の接続位置は互いに異なっている。具体的には、第2の放射導体32に対する垂直給電導体44の接続位置は、第2の放射導体32のy方向における中心位置であり、且つ、x方向にオフセットした位置である。   The vertical feed conductor 44 is a pillar-shaped conductor provided at a position overlapping the second radiation conductor 32, and connects the end of the horizontal feed conductor 52 and the second radiation conductor 32 at a predetermined plane position. The connection positions of the vertical feeding conductors 42 and 44 with respect to the second radiation conductor 32 are different from each other. Specifically, the connection position of the vertical feed conductor 44 to the second radiation conductor 32 is the center position in the y direction of the second radiation conductor 32 and is a position offset in the x direction.

さらに、水平給電導体52にはオープンスタブ52sが形成されている。オープンスタブ52sは、一端が水平給電導体52に接続され、他端が開放されており、その長さは第1の放射導体31から放射される第1のアンテナ共振信号の波長の1/4程度に設計される。これにより、オープンスタブ51sと同様、水平給電導体52を伝導する第1のアンテナ共振信号を遮断することができる。   Further, an open stub 52 s is formed on the horizontal power supply conductor 52. One end of the open stub 52 s is connected to the horizontal feed conductor 52 and the other end is open, and the length thereof is about ¼ of the wavelength of the first antenna resonance signal radiated from the first radiating conductor 31. Designed to. Thereby, like the open stub 51s, the first antenna resonance signal conducted through the horizontal feeding conductor 52 can be cut off.

これにより、本実施形態によるデュアルバンドパッチアンテナ10Cは、第1及び第2の放射導体31,32のいずれに対しても、互いに位相の異なる2つの給電信号を供給できることから、第1及び第2の放射導体31,32を2偏波アンテナとして利用することが可能となる。   Accordingly, the dual-band patch antenna 10C according to the present embodiment can supply two feeding signals having different phases to each of the first and second radiating conductors 31 and 32. The radiating conductors 31 and 32 can be used as a two-polarized antenna.

<第4の実施形態>
図11は、本発明の第4の実施形態によるデュアルバンドパッチアンテナ10Dの構成を示す略斜視図である。
<Fourth Embodiment>
FIG. 11 is a schematic perspective view showing the configuration of a dual-band patch antenna 10D according to the fourth embodiment of the present invention.

図11に示すように、本実施形態によるデュアルバンドパッチアンテナ10Dは、誘電体材料からなる絶縁層70の厚みが第1及び第2の放射導体31,32を覆う部分において選択的に厚い形状を有している。つまり、絶縁層70の厚みは、水平給電導体51,52を覆う部分よりも第1及び第2の放射導体31,32を覆う部分の方が厚い。その他の構成は第3の実施形態によるデュアルバンドパッチアンテナ10Cと同一であることから、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。   As shown in FIG. 11, the dual band patch antenna 10D according to the present embodiment has a shape in which the insulating layer 70 made of a dielectric material is selectively thick at the portion covering the first and second radiation conductors 31 and 32. Have. That is, the insulating layer 70 is thicker in the portion covering the first and second radiation conductors 31 and 32 than in the portion covering the horizontal power supply conductors 51 and 52. Since the other configuration is the same as that of the dual-band patch antenna 10C according to the third embodiment, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

本実施形態によれば、第1及び第2の放射導体31,32の存在しない平面位置において誘電体材料が削除されていることから、第1及び第2の放射導体31,32から放射されるビームの放射方向がよりz方向に絞られる。これにより、z方向におけるゲインを高めることが可能となる。   According to this embodiment, since the dielectric material is deleted at the plane position where the first and second radiation conductors 31 and 32 do not exist, the first and second radiation conductors 31 and 32 are radiated. The radiation direction of the beam is further reduced in the z direction. Thereby, the gain in the z direction can be increased.

<第5の実施形態>
図12は、本発明の第5の実施形態によるデュアルバンドパッチアンテナ10Eの構成を示す略斜視図である。
<Fifth Embodiment>
FIG. 12 is a schematic perspective view showing the configuration of a dual-band patch antenna 10E according to the fifth embodiment of the present invention.

図12に示すように、本実施形態によるデュアルバンドパッチアンテナ10Eは、2つの基板61,62を備え、一方の基板61に第1の放射導体31、第1の励振導体33及びグランドパターン20の一部が形成され、他方の基板62に第2の放射導体32、第2の励振導体34及びグランドパターン20の残りの部分が形成されている。そして、これら2つの基板61,62は、フレキシブル基板80を介して接続されている。水平給電導体51,52は、フレキシブル基板80を介して基板61から基板62に亘って延在しており、フレキシブル基板80にはオープンスタブ51s,52sが形成されている。その他の基本構成は第3の実施形態によるデュアルバンドパッチアンテナ10Cと同一であることから、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。   As shown in FIG. 12, the dual-band patch antenna 10E according to the present embodiment includes two substrates 61 and 62, and the first radiation conductor 31, the first excitation conductor 33, and the ground pattern 20 are provided on one substrate 61. A part of the second radiation conductor 32, the second excitation conductor 34, and the remaining part of the ground pattern 20 are formed on the other substrate 62. The two substrates 61 and 62 are connected via a flexible substrate 80. The horizontal power supply conductors 51 and 52 extend from the substrate 61 to the substrate 62 via the flexible substrate 80, and open stubs 51 s and 52 s are formed on the flexible substrate 80. Since the other basic configuration is the same as that of the dual-band patch antenna 10C according to the third embodiment, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

図12に示す例では、フレキシブル基板80によってデュアルバンドパッチアンテナ10Eの全体が90°折り曲げられている。つまり、基板61についてはxy平面を構成する一方、基板62についてはyz平面を構成している。このため、第1の放射導体31はz方向を向き、第2の放射導体32はx方向を向くことになる。このように、本実施形態によれば、複数の方向にビームを放射することが可能となる。   In the example shown in FIG. 12, the entire dual band patch antenna 10 </ b> E is bent by 90 ° by the flexible substrate 80. That is, the substrate 61 constitutes the xy plane, while the substrate 62 constitutes the yz plane. For this reason, the first radiation conductor 31 faces the z direction, and the second radiation conductor 32 faces the x direction. Thus, according to the present embodiment, it is possible to emit a beam in a plurality of directions.

尚、フレキシブル基板80を用いた折り曲げ角度は90°である必要は無く、任意の角度に折り曲げることが可能である。また、基板61,62とフレキシブル基板80が別部材である必要は無く、これらを一体の基板とし、部分的に基板の厚みを薄くすることによってこの部分にフレキシブル性を持たせても構わない。   The bending angle using the flexible substrate 80 does not need to be 90 °, and can be bent at an arbitrary angle. Further, the substrates 61 and 62 and the flexible substrate 80 do not have to be separate members, and these may be integrated, and the portion may be made flexible by partially reducing the thickness of the substrate.

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。   The preferred embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. Needless to say, it is included in the range.

例えば、上述した各実施形態では2つの放射導体を有するデュアルバンドパッチアンテナを例に説明したが、3以上の放射導体を設けることによって3バンド以上のアンテナを構成することも可能である。   For example, in each of the above-described embodiments, the dual band patch antenna having two radiation conductors has been described as an example. However, it is also possible to configure an antenna having three or more bands by providing three or more radiation conductors.

10A,10B,10C,10D,10E デュアルバンドパッチアンテナ
20 グランドパターン
21,22 開口部
31 第1の放射導体
32 第2の放射導体
33 第1の励振導体
34 第2の励振導体
41 第1の垂直給電導体
42 第2の垂直給電導体
43 第3の垂直給電導体
44 第4の垂直給電導体
51 第1の水平給電導体
52 第2の水平給電導体
51s,52s オープンスタブ
60〜62 基板
70 絶縁層
80 フレキシブル基板
100 RF回路
Ax,Ay 配置範囲
L1〜L6 導体層
Px,Py 振動方向
10A, 10B, 10C, 10D, 10E Dual band patch antenna 20 Ground patterns 21, 22 Opening 31 First radiation conductor 32 Second radiation conductor 33 First excitation conductor 34 Second excitation conductor 41 First vertical Feed conductor 42 Second vertical feed conductor 43 Third vertical feed conductor 44 Fourth vertical feed conductor 51 First horizontal feed conductor 52 Second horizontal feed conductors 51s, 52s Open stubs 60 to 62 Substrate 70 Insulating layer 80 Flexible substrate 100 RF circuit Ax, Ay Arrangement range L1-L6 Conductor layer Px, Py Vibration direction

Claims (16)

第1の開口部を有するグランドパターンと、
前記第1の開口部を貫通して設けられたピラー状の第1の垂直給電導体と、
前記第1の垂直給電導体を覆う位置で前記グランドパターンと重なり、前記第1の垂直給電導体に接続された第1の放射導体と、
前記第1の垂直給電導体に接続された第1の水平給電導体と、
前記第1の垂直給電導体を覆わない位置で前記グランドパターンと重なり、前記第1の水平給電導体を介して前記第1の垂直給電導体に接続された第2の放射導体と、を備えることを特徴とするデュアルバンドパッチアンテナ。
A ground pattern having a first opening;
A pillar-shaped first vertical feed conductor provided through the first opening;
A first radiating conductor overlapping the ground pattern at a position covering the first vertical feeding conductor and connected to the first vertical feeding conductor;
A first horizontal feed conductor connected to the first vertical feed conductor;
A second radiating conductor that overlaps with the ground pattern at a position not covering the first vertical feeding conductor and is connected to the first vertical feeding conductor via the first horizontal feeding conductor. Features a dual-band patch antenna.
一端が前記第1の水平給電導体に接続され、他端が開放された第1のオープンスタブをさらに備えることを特徴とする請求項1に記載のデュアルバンドパッチアンテナ。   The dual-band patch antenna according to claim 1, further comprising a first open stub having one end connected to the first horizontal feed conductor and the other end open. 前記第2の放射導体に覆われるピラー状の第2の垂直給電導体をさらに備え、
前記第2の垂直給電導体の一端は前記第1の水平給電導体に接続され、前記第2の垂直給電導体の他端は前記第2の放射導体に接続されることを特徴とする請求項1又は2に記載のデュアルバンドパッチアンテナ。
A pillar-shaped second vertical feed conductor covered with the second radiation conductor;
The one end of the second vertical feed conductor is connected to the first horizontal feed conductor, and the other end of the second vertical feed conductor is connected to the second radiation conductor. Or the dual band patch antenna of 2.
前記グランドパターンの第2の開口部を貫通して設けられたピラー状の第3の垂直給電導体と、
前記第3の垂直給電導体に接続された第2の水平給電導体と、をさらに備え、
前記第1の放射導体は、前記第1及び3の垂直給電導体を覆い、且つ、互いに異なる平面位置で前記第1及び第3の垂直給電導体に接続され、
前記第2の放射導体は、前記第1及び第3の垂直給電導体を覆わない位置に設けられ、且つ、前記第2の水平給電導体を介して前記第2の垂直給電導体にさらに接続されることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載のデュアルバンドパッチアンテナ。
A pillar-shaped third vertical feed conductor provided through the second opening of the ground pattern;
A second horizontal power supply conductor connected to the third vertical power supply conductor,
The first radiating conductor covers the first and third vertical feeding conductors and is connected to the first and third vertical feeding conductors at different plane positions;
The second radiation conductor is provided at a position that does not cover the first and third vertical feed conductors, and is further connected to the second vertical feed conductor via the second horizontal feed conductor. The dual-band patch antenna according to any one of claims 1 to 3, wherein the dual-band patch antenna is provided.
一端が前記第2の水平給電導体に接続され、他端が開放された第2のオープンスタブをさらに備えることを特徴とする請求項4に記載のデュアルバンドパッチアンテナ。   The dual-band patch antenna according to claim 4, further comprising a second open stub having one end connected to the second horizontal feed conductor and the other end open. 前記第2の放射導体に覆われるピラー状の第4の垂直給電導体をさらに備え、
前記第4の垂直給電導体の一端は前記第2の水平給電導体に接続され、前記第4の垂直給電導体の他端は、前記第2の垂直給電導体とは異なる平面位置で前記第2の放射導体に接続されることを特徴とする請求項4又は5に記載のデュアルバンドパッチアンテナ。
A pillar-shaped fourth vertical feed conductor covered with the second radiation conductor;
One end of the fourth vertical power supply conductor is connected to the second horizontal power supply conductor, and the other end of the fourth vertical power supply conductor is located at a plane position different from that of the second vertical power supply conductor. The dual-band patch antenna according to claim 4 or 5, wherein the dual-band patch antenna is connected to a radiating conductor.
前記第1及び第2の放射導体は、第1の方向に沿って延在する辺と、前記第1の方向と直交する第2の方向に沿って延在する辺とを有し、
前記第1の放射導体と前記第2の放射導体は、平面視で、前記第1及び第2の方向のいずれにも互いに重なりを有していないことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載のデュアルバンドパッチアンテナ。
The first and second radiation conductors have sides extending along a first direction and sides extending along a second direction orthogonal to the first direction;
The first radiation conductor and the second radiation conductor do not overlap each other in any of the first and second directions in a plan view. A dual-band patch antenna according to claim 1.
前記グランドパターンと前記第1の放射導体の距離は、前記グランドパターンと前記第2の放射導体の距離と異なることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載のデュアルバンドパッチアンテナ。   The dual-band patch antenna according to any one of claims 1 to 7, wherein a distance between the ground pattern and the first radiation conductor is different from a distance between the ground pattern and the second radiation conductor. . 前記グランドパターンと前記第1の放射導体の距離は、前記第1の放射導体から放射される第1のアンテナ共振信号の波長以下であり、
前記グランドパターンと前記第2の放射導体の距離は、前記第2の放射導体から放射される第2のアンテナ共振信号の波長以下であることを特徴とする請求項8に記載のデュアルバンドパッチアンテナ。
The distance between the ground pattern and the first radiation conductor is equal to or less than the wavelength of the first antenna resonance signal radiated from the first radiation conductor;
The dual-band patch antenna according to claim 8, wherein a distance between the ground pattern and the second radiation conductor is equal to or less than a wavelength of a second antenna resonance signal radiated from the second radiation conductor. .
前記第1の放射導体から見て前記グランドパターンとは反対側に位置し、前記第1の放射導体と重なるよう、前記第1の放射導体と平行に配置された第1の励振導体と、
前記第2の放射導体から見て前記グランドパターンとは反対側に位置し、前記第2の放射導体と重なるよう、前記第2の放射導体と平行に配置された第2の励振導体と、をさらに備えることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか一項に記載のデュアルバンドパッチアンテナ。
A first excitation conductor that is located on the opposite side of the ground pattern as viewed from the first radiation conductor and is disposed in parallel with the first radiation conductor so as to overlap the first radiation conductor;
A second excitation conductor located on the opposite side of the ground pattern as viewed from the second radiation conductor and disposed in parallel with the second radiation conductor so as to overlap the second radiation conductor; The dual-band patch antenna according to any one of claims 1 to 9, further comprising:
前記第1及び第2の励振導体はフローティング状態であることを特徴とする請求項10に記載のデュアルバンドパッチアンテナ。   The dual band patch antenna according to claim 10, wherein the first and second excitation conductors are in a floating state. 前記第1の放射導体と前記第1の励振導体の距離は、前記第2の放射導体と前記第2の励振導体の距離と異なることを特徴とする請求項11に記載のデュアルバンドパッチアンテナ。   The dual-band patch antenna according to claim 11, wherein a distance between the first radiation conductor and the first excitation conductor is different from a distance between the second radiation conductor and the second excitation conductor. 前記第1の垂直給電導体、並びに、前記第1及び第2の放射導体は、誘電体材料によって埋め込まれていることを特徴とする請求項1乃至12のいずれか一項に記載のデュアルバンドパッチアンテナ。   The dual band patch according to any one of claims 1 to 12, wherein the first vertical feed conductor and the first and second radiation conductors are embedded with a dielectric material. antenna. 前記誘電体材料の厚みは、前記第1の水平給電導体を覆う部分よりも前記第1及び第2の放射導体を覆う部分の方が厚いことを特徴とする請求項13に記載のデュアルバンドパッチアンテナ。   14. The dual band patch according to claim 13, wherein the dielectric material is thicker in a portion covering the first and second radiation conductors than in a portion covering the first horizontal feed conductor. antenna. 前記第1の放射導体と前記第2の放射導体は、互いに異なる方向を向いていることを特徴とする請求項1乃至14のいずれか一項に記載のデュアルバンドパッチアンテナ。   The dual-band patch antenna according to any one of claims 1 to 14, wherein the first radiating conductor and the second radiating conductor are oriented in different directions. 前記第1の放射導体及び前記グランドパターンのうち前記第1の放射導体と重なる部分は第1の基板に形成され、
前記第2の放射導体及び前記グランドパターンのうち前記第2の放射導体と重なる部分は第2の基板に形成され、
前記第1の基板と前記第2の基板は、フレキシブル基板を介して接続されていることを特徴とする請求項15に記載のデュアルバンドパッチアンテナ。
Of the first radiation conductor and the ground pattern, a portion overlapping the first radiation conductor is formed on the first substrate,
Of the second radiation conductor and the ground pattern, a portion overlapping the second radiation conductor is formed on the second substrate,
The dual-band patch antenna according to claim 15, wherein the first substrate and the second substrate are connected via a flexible substrate.
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