JP4545665B2 - Broadband antenna and configuration method of wideband antenna - Google Patents
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Description
本発明は、ＧＨｚ帯域の電波を広帯域で送受信するためのアンテナ装置に係り、特に、超薄型に構成し得るように改良したものである。
ただし本発明においてＧＨｚ帯とは、０．１〜８０ＧＨｚの周波数帯域をいう。
The present invention relates to an antenna device for transmitting and receiving GHz band radio waves in a wide band, and in particular, has been improved so as to be configured to be ultra-thin.
However, in the present invention, the GHz band refers to a frequency band of 0.1 to 80 GHz.
ＧＨｚ帯の電波に共振するアンテナを構成する技術の基本は、線条アンテナに定在波を乗せることである。
アンテナを小形ならしめるため、上記の線条アンテナを波長λの１／４に共振させるように構成する技術が広く知られている。この場合、線条アンテナの機械的長さは約λ／４となる。
電波に限らず、弦でも棒でも気体でも、基本的にはλ／４の整数倍で共振（共鳴）し、特殊な構造を設けなければλ／４未満では共振しない。
λ／４のアンテナを更に短くするため、線条アンテナを湾曲せしめてコイル状に形成したり、繰り返し折り曲げてメアンダー形に形成したりする技術が公知であるが、どのように曲げてもλ／４に共振させるという基本的原理は同じであって、アンテナ素子の電気的長さや機械的長さ寸法をλ／４未満ならしめるという技術的思想は未だ無かった。
In order to reduce the size of the antenna, a technique for resonating the above-described filament antenna to ¼ of the wavelength λ is widely known. In this case, the mechanical length of the line antenna is about λ / 4.
In addition to radio waves, a string, a rod, or gas basically resonates (resonates) at an integral multiple of λ / 4, and does not resonate below λ / 4 unless a special structure is provided.
In order to further shorten the antenna of λ / 4, a technique is known in which the linear antenna is bent and formed into a coil shape, or repeatedly bent into a meander shape. The basic principle of resonating to 4 is the same, and there is still no technical idea to make the electrical length and mechanical length dimension of the antenna element less than λ / 4.
アンテナ素子の機械的寸法をλ／４未満に短縮することは、多くの科学者，技術者によって不断に推進されており、先に挙げた公知技術の他にも、小型アンテナに関する未公知の発明が有る。
例えば、図６（Ａ）に示した立体アンテナ素子を用いた技術においては、立体アンテナ素子３の１辺の長さ寸法をλ／４未満に構成することができ、しかも広い同調周波数帯域が得られる。
この技術は、本発明者らが創作して、本出願人によって別途出願中の発明である（特願２００５−９０８４３号：以下、未公知の先願発明という）。
Reducing the mechanical dimension of the antenna element to less than λ / 4 has been continuously promoted by many scientists and engineers, and in addition to the above-mentioned known techniques, undisclosed inventions related to small antennas. There is.
For example, in the technique using the three-dimensional antenna element shown in FIG. 6A, the length of one side of the three-
This technique is an invention created by the present inventors and being filed separately by the present applicant (Japanese Patent Application No. 2005-90843: hereinafter referred to as an unknown prior invention).
以下に、図６（Ａ）に示した未公知の先願発明を説明するための便宜上、図示のように直交座標軸Ｘ−Ｘ′，Ｙ−Ｙ′を想定する（Ｘはプラス方向、Ｘ′はマイナス方向であり、Ｙはプラス方向、Ｙ′はマイナス方向とする）。本発明における座標Ｘ，Ｙは説明の便宜上のものであって、本願発明に係るアンテナ及びアンテナ構成方法の技術的範囲を限定するものではない。
基板１の面上に、Ｘ軸方向の縁を有するグランド板２を設け、上記の縁からＹ方向（詳しくはプラスＹ方向）に離間させて「１辺の寸法がλ／４未満の立体アンテナ素子３」を配設する。
更に、上記立体アンテナ素子３に対向離間させて立体無給電素子４を設けると、機械的な大きさがλ／８程度の小型アンテナ素子を用いてＧＨｚ帯の電波を広帯域で送受信することができる。
In the following, for the convenience of explanation of the invention of the prior application shown in FIG. 6A, orthogonal coordinate axes X-X 'and Y-Y' are assumed as shown (X is a plus direction, X ' Is a minus direction, Y is a plus direction, and Y ′ is a minus direction). The coordinates X and Y in the present invention are for convenience of explanation, and do not limit the technical scope of the antenna and the antenna configuration method according to the present invention.
A
Further, when the three-dimensional
以上に説明した未公知の先願発明によると、λ／４未満という超小型のアンテナ素子を用いてＧＨｚ帯の電波を広帯域に送受信できるという優れた効果が得られるが、なお望ましくは、立体アンテナ素子を薄くして、アンテナ装置を平面化するように改良したいという願望が有る。
本発明は以上に述べた事情に鑑みて為されたものであって、
その目的とするところは、前記未公知の先願における「λ／４未満の超小型であるという長所」を損なうことなく、該未公知の先願発明を更に改良して、ＧＨｚ帯で広帯域性を有する平板状のアンテナを提供するにある。
アンテナ装置を平板状に構成することができれば、このアンテナを携帯するにも便利であり、このアンテナを無線通信機などの電子機器に組み込む場合も好都合であることが期待される。
According to the previously-disclosed prior invention described above, it is possible to obtain an excellent effect that radio waves in the GHz band can be transmitted and received in a wide band by using an ultra-small antenna element of less than λ / 4. There is a desire to improve the planarization of the antenna device by thinning the element.
The present invention has been made in view of the circumstances described above,
The purpose of the invention is to further improve the previously-disclosed prior application invention without damaging the “ultra-small size of less than λ / 4” in the previously-disclosed prior application, and to achieve broadband characteristics in the GHz band. The present invention provides a flat antenna having the following structure.
If the antenna device can be configured in a flat plate shape, it is convenient to carry this antenna, and it is expected that it is convenient to incorporate this antenna into an electronic device such as a radio communication device.
上記の目的を達成するために創作した本発明の構成を述べるに先立って、研究の過程を
説明する。
本発明者らは、図６（Ａ）に示した未公知の先願発明（立体的なアンテナ素子と、立体的な無給電素子）を平面化するための手懸かりとして、図６（Ｃ）のように変形した平面状のアンテナ装置を試作した。
すなわち、前記未公知の先願発明（Ａ図）における立体アンテナ素子３の背を低くして平板アンテナ素子６を構成し、前記立体アンテナと同じ位置に設けるとともに、立体無給電素子４の背を低くした平板無給電素子７を構成して前記立体無給電素子同じ位置に配置した。
Prior to describing the configuration of the present invention created to achieve the above object, the process of research will be described.
The present inventors have used FIG. 6C as a clue to planarize the unknown prior invention (three-dimensional antenna element and three-dimensional parasitic element) shown in FIG. A flat antenna device deformed as shown in FIG.
That is, the
図６（Ａ）の平面図と、図６（Ｃ）の平面図を考えると、図６（Ｂ）に実線で描かれたごとくである（鎖線で描かれている延長無給電素子８は無視されたい）。すなわち、平面的配置は全く同様である。
この試作品のアンテナ特性を測定してみたところ、図６（Ｄ）にＶＳＷＲを示すごとくであった。
すなわち、ＧＨｚ帯において広い低ＶＳＷＲ特性を有しているのであるが、惜しむらくは、３．５ＧＨｚ以上の領域でないと実用に供し得ない。
（注）ひとつの目安として、ＶＳＷＲが２以下の周波数範囲で良好な送受信が可能であると考えて良い。
例えば無線ＬＡＮに適用しようとすると、２．４ＧＨｚの電波を送受信し得ることが必要である。
このため、前記未公知の先願発明の改良は、小型軽量という長所を維持するだけでなく、３．５ＧＨｚよりも高い周波数帯域を広くカバーし得るというアンテナ特性（当面の要請としては、５ＧＨｚ付近における広帯域の同調特性）を維持しなければならない。
Considering the plan view of FIG. 6 (A) and the plan view of FIG. 6 (C), it is as shown by the solid line in FIG. 6 (B) (the extended
When the antenna characteristics of this prototype were measured, it was as shown in FIG. 6 (D) as VSWR.
That is, although it has a wide low VSWR characteristic in the GHz band, it cannot be put into practical use unless it is in the region of 3.5 GHz or more.
(Note) As a guide, it can be considered that good transmission / reception is possible in a frequency range where VSWR is 2 or less.
For example, when applying to a wireless LAN, it is necessary to be able to transmit and receive 2.4 GHz radio waves.
For this reason, the improvement of the previously-disclosed prior application invention not only maintains the advantage of being small and light, but also has an antenna characteristic that can cover a wide frequency band higher than 3.5 GHz. Wide-band tuning characteristics) must be maintained.
そこで本発明者らの研究努力は、図６（Ｄ）のＶＳＷＲ特性カーブを低周波数側（図の左方）へ移動させることに向けられた。
その結果、図６（Ｂ）に実線で描かれている無給電素子に対し、鎖線で示した延長無給電素子８を一体に連設することによってＶＳＷＲカーブを低周波数側へ移動せしめ得ることが判明した。
本発明は、上述の知見に基づいて、実用的な広帯域アンテナ装置、及び、その構成方法を創作したものである。
Therefore, the inventors' research efforts were directed to moving the VSWR characteristic curve of FIG. 6D to the low frequency side (left side of the figure).
As a result, it is possible to move the VSWR curve to the low frequency side by connecting the extended
The present invention has created a practical broadband antenna device and a configuration method thereof based on the above-described knowledge.
以上に説明した原理に基づいて、本願請求項１に係る広帯域アンテナ装置の構成方法は、ＧＨｚ帯の電波を送受信するアンテナを構成する方法において、
（図１参照）上記電波の波長をλとするとともに、直交座標ＸーＸ′，ＹーＹ′を想定して、
（ａ） ほぼ長方形をなし、各辺の長さがλ／４未満である平板アンテナ素子（６）を構成して、ＸーＸ′方向の縁を有するグランド板（２）のＹ側に、長方形の各辺をＸ，Ｙ方向に揃えて配設し、
（ｂ） 前記平板アンテナ素子（６）のＹーＹ′方向の辺に対して部分的に対向する基本部（９ａ）を有する平板無給電素子を配置するとともに、
（ｃ） 上記平板無給電素子の基本部（９ａ）からＸ方向に延出する延長部（９ｂ）を一体に形成して拡大平板無給電素子（９）を構成し、
（ｄ）上記拡大平板無給電素子（９）の延長部（９ｂ）を、前記平板アンテナ素子（６）のＸ方向の辺に対して、Ｙ−Ｙ′方向に対向せしめることを特徴とする。
Based on the principle described above, the configuration method of the broadband antenna device according to
(See FIG. 1) Assuming that the wavelength of the radio wave is λ and orthogonal coordinates XX ′ and YY ′ are
(A) A flat antenna element (6) having a substantially rectangular shape and a length of each side of less than λ / 4 is formed, and on the Y side of the ground plate (2) having an edge in the XX ′ direction, Arrange each side of the rectangle in the X, Y direction,
(B) A flat parasitic element having a basic portion (9a) partially facing the side in the Y-Y 'direction of the flat antenna element (6) is disposed,
(C) An extended plate parasitic element (9) is configured by integrally forming an extension portion (9b) extending in the X direction from the basic portion (9a) of the flat plate parasitic element,
(D) The extended portion (9b) of the enlarged flat parasitic element (9) is opposed to the X-direction side of the flat antenna element (6) in the YY ′ direction.
請求項２に係る発明方法の構成は前記請求項１の発明方法の構成要件に加えて、
前記のグランド板（２）、平板アンテナ素子（６）、及び拡大平板無給電素子（９）、並びに、該拡大平板無給電素子（９）をグランド板（２）に接続導通させる導通ライン（９ｃ）を、基板（１）の面上に、導通パターンによって形成することを特徴とする。
The configuration of the inventive method according to
The ground plate (2), the flat antenna element (6), the enlarged flat plate parasitic element (9), and the conduction line (9c) for connecting and connecting the enlarged flat plate parasitic element (9) to the ground plate (2). ) Is formed on the surface of the substrate (1) by a conductive pattern.
請求項３に係る広帯域アンテナ装置の構成は、ＧＨｚ帯の電波を送受信するアンテナ装置において、
（図１参照）該電波の波長をλとするとともに、直交座標ＸーＸ′，ＹーＹ′を想定して、
ＸーＸ′方向の縁を有するグランド板（２）と、
ほぼ長方形をなし、各辺の長さがλ／４未満である平板アンテナ素子（６）と、
前記平板アンテナ素子（６）のＹーＹ′方向の辺に対して部分的に対向離間する基本部（９ａ）を有する平板無給電素子とを具備しており、
かつ、上記平板無給電素子からＸ方向に延出する延長部（９ｂ）が一体的に形成されて拡大平板無給電素子（９）が構成されており、
かつ、上記拡大平板無給電素子（９）の延長部（９ｂ）が、前記平板アンテナ素子（６）のＸ方向の辺に対して、Ｙ−Ｙ′方向に対向離間していることを特徴とする。
The configuration of the wideband antenna device according to
(See FIG. 1) Assuming that the wavelength of the radio wave is λ and the orthogonal coordinates XX ′ and YY ′ are
A ground plate (2) having edges in the direction of XX ′,
A flat antenna element (6) having a substantially rectangular shape and a side length of less than λ / 4;
A flat parasitic element having a basic portion (9a) partially facing and separating from the side in the Y-Y ′ direction of the flat antenna element (6),
And the extension part (9b) extended in the X direction from the said flat parasitic element is formed integrally, and the expansion flat parasitic element (9) is comprised,
And the extension part (9b) of the said expansion flat plate parasitic element (9) is opposingly spaced in the YY 'direction with respect to the edge | side of the X direction of the said flat antenna element (6), It is characterized by the above-mentioned. To do.
請求項４に係る広帯域アンテナの構成は、前記請求項３の発明の構成要件に加えて、
前記のグランド板（２）、平板アンテナ素子（６）、および拡大平板無給電素子（９）が、基板（１）の面上に、導通パターンによって形成されていることを特徴とする、請求項３に記載した広帯域アンテナ。
The configuration of the wideband antenna according to
The ground plate (2), the flat antenna element (6), and the enlarged flat parasitic element (9) are formed on the surface of the substrate (1) by a conductive pattern. 3. The broadband antenna described in 3.
請求項５に係る広帯域アンテナの構成は、前記請求項３の発明の構成要件に加えて、
（図４参照）無線通信機の高周波回路が設けられていない小型の基板（１′）に、前記の平板アンテナ素子（６）、拡大平板無給電素子（９）、導通ライン（９ｃ）、及び、該導通ラインに導通するグランド接続部（１１）が、導通パターンによって形成されるとともに、
前記グランド接続部（１１）にスルーホール１２が穿たれており、
かつ、前記平板アンテナ素子（６）に同軸ケーブル（１０）の中心導体が接続導通されるとともに、該同軸ケーブル（１０）の外部導体が前記のグランド接続部（１１）に接続導通されて、１個のアッセンブリ部品が形成されていることを特徴とする。
The configuration of the wideband antenna according to
(Refer to FIG. 4) On the small substrate (1 ′) where the high-frequency circuit of the wireless communication device is not provided, the flat antenna element (6), the enlarged flat parasitic element (9), the conduction line (9c), and The ground connection part (11) that conducts to the conduction line is formed by the conduction pattern,
A through hole 12 is drilled in the ground connection part (11).
The central conductor of the coaxial cable (10) is connected and connected to the flat antenna element (6), and the outer conductor of the coaxial cable (10) is connected and connected to the ground connecting portion (11). One assembly part is formed.
請求項６に係る発明の構成は、前記請求項４の発明の構成要件に加えて、
（図５参照）高周波回路（５）を構成された高周波回路基板１″の面上に、平板アンテナ素子（６）、拡大平板無給電素子（９）、グランド板（２）、及び導通ライン（９ｃ）が、導通パターンによって形成されており、
かつ、前記平板アンテナ素子（６）の給電点（Ｓ）と、前記高周波回路（５）とが、マイクロストリップライン（１３）によって接続されていることを特徴とする。
The configuration of the invention according to
(See FIG. 5) On the surface of the high-
The feeding point (S) of the flat antenna element (6) and the high-frequency circuit (5) are connected by a microstrip line (13).
請求項１の発明方法を適用すると、１辺の機械的長さ寸法がλ／４未満という超小型であり、かつ、厚さ寸法を無視し得る程度に薄型のアンテナを構成することができ、しかも２．４ＧＨｚを含めて広い低ＶＳＷＲ特性が得られる。
By applying the inventive method of
請求項２の発明方法を前記請求項１の発明方法に併せて実施すると、該請求項１の発明の効果を阻害することなく、公知のプリント基板加工技術を適用して、本発明に係る広帯域アンテナ装置を工業的に大量生産することができる。
従って当然に、大量生産におけるメリット（例えば低コスト、均一な高品質など）が得られる。
When the inventive method of
Therefore, naturally, advantages in mass production (for example, low cost, uniform high quality, etc.) can be obtained.
請求項３に係る広帯域アンテナによると、２．４ＧＨｚを含めて広い同調特性が得られるので、例えば無線ＬＡＮに好適であり、しかも、１辺の機械的長さ寸法がλ／４未満という超小型であり、かつ、厚さ寸法を無視し得る程度に薄型である。
超小型、超薄型であるから携帯にも便利であり、また電子機器に組み込むことが容易である。
その上、材料コストが低廉であるのみならず、省資源という社会的，国家的要請に応えて貢献するところ多大である。
According to the wideband antenna according to the third aspect, since wide tuning characteristics including 2.4 GHz can be obtained, it is suitable for, for example, a wireless LAN, and an ultra-compact with a mechanical length of one side of less than λ / 4. And is thin enough to ignore the thickness dimension.
Since it is ultra-small and ultra-thin, it is convenient to carry and easy to incorporate into electronic devices.
In addition, the cost of materials is not only low, but it contributes greatly in response to social and national demands for resource saving.
請求項４の発明を前記請求項３の広帯域アンテナに併用すると、該請求項４の発明の効果（超小型、超薄型、広帯域）を阻害することなく、公知のプリント基板加工技術を適用して、本発明に係る広帯域アンテナ装置を工業的に大量生産することができる。
従って当然に、大量生産におけるメリット（例えば低コスト、均一な高品質など）
が得られ、アンテナ産業の発展に寄与するところ多大である。
When the invention of
Therefore, of course, advantages in mass production (eg low cost, uniform high quality, etc.)
Is greatly contributed to the development of the antenna industry.
請求項５の発明を前記請求項３の広帯域アンテナに適用すると、無線機の高周波回路と別体に、「市場流通性を有する小型，超薄型，高性能のアンテナ部品アッセンブリ」が得られる。
その結果、無線機器メーカーは「専門工場で設計生産された高品質のアンテナアッセンブリ」を低価格で購入して利用することができ、
アンテナメーカーは専門的な技術を磨いて分業化を確立することができる。
このようにして、無線機器産業の発展が直接，間接に促進されることは、国家的な産業政策にも沿い、その恩恵は国民大衆が享受する。
When the invention of
As a result, wireless device manufacturers can purchase and use "high quality antenna assemblies designed and produced in specialized factories" at a low price,
Antenna manufacturers can refine their specialized skills and establish a division of labor.
In this way, the direct and indirect promotion of the development of the wireless equipment industry is in line with national industrial policies, and the benefits are enjoyed by the general public.
請求項６の発明を前記請求項４の発明に併用すると、高周波回路とアンテナ装置とが基板を共用するので、アンテナを含めた無線機器全体がコンパクトに構成され、かつ、製作工数が低減される。例えば、生産ラインにおける「アンテナの機械的な取り付け作業」が節減され、かつ、同軸ケーブルなどの接続部品が不要になって、装置全体の軽量化にも有効であり、材料コストが節減される。
When the invention of
図１は本発明にかかる広帯域アンテナの１実施形態を示し、（Ａ）は原理的な平面図、（Ｂ）は模式的な斜視図である。
導通パターンによって、基板１の大半を覆うグランド板２が形成されていて、その縁はＸ−Ｘ′方向になっている。
上記グランド板２の縁のＹ側（図において上方）に、対向離間して平板アンテナ素子６が配設されている。
1A and 1B show an embodiment of a broadband antenna according to the present invention, in which FIG. 1A is a principle plan view and FIG. 1B is a schematic perspective view.
A
On the Y side (upward in the drawing) of the edge of the
（図１（Ａ）参照）上記平板アンテナ素子６は、辺の寸法がａ×ｂの長方形をなし、辺の方向はＸ，Ｙ方向になっている。
本実施形態においてはａ≒ｂである。しかし、本発明を実施する場合ａ：ｂの比率を任意に設定することができる。
上記平板アンテナ素子６がグランド板２に対向しているｂ辺の中央付近に給電気点が設定され、高周波回路５の出力端が接続されている。
上記給電点の具体的な形状の１例が本図（Ｂ）に示されている。すなわち、同軸ケーブル１０の中心導体が給電点Ｓに接続されている。該同軸ケーブルの外部導体はグランド板２に接続導通されている。
(See FIG. 1A.) The
In this embodiment, a≈b. However, when the present invention is implemented, the ratio of a: b can be arbitrarily set.
A power supply point is set near the center of the side b where the
An example of a specific shape of the feeding point is shown in FIG. That is, the central conductor of the
前記平板アンテナ素子６からＸ′方向（図において左方）およびＹ方向（図において上方）に離れて無給電素子の基本部９ａが配置され、かつ、該基本部９ａからＸ方向（図において右方）へ延出する形に延長部９ｂが形成されて、拡大平板無給電素子９を構成している。ｅは延長部９ｂのＸ軸方向寸法、ｆは同じくＹ軸方向寸法である。これらの寸法とアンテナ性能との関係については、図２を参照して後に説明する。
A basic portion 9a of a parasitic element is arranged away from the
前記拡大平板無給電素子９の基本部９ａは、導通ライン９ｃによってグランド板２に接続導通されている。
本実施形態においては、拡大平板無給電素子９および導通ライン９ｃも、平板アンテナ素子６と同様に基板１の導通パターンによって形成した。
本発明を実施する場合、これらの素子を金属板で作成することも可能であるが、本例のように基板の導通パターンで形成すると、大量生産に適し、均一な品質の製品が低コストで得られる。
本実施形態においては、平板アンテナ素子６、拡大平板無給電素子９、及び導通ラインなどのアンテナエレメントを、基板１の面上に、導通パターンで形成した。このため、これらアンテナエレメントの厚さ寸法は、実用上無視し得るほどに薄い。
さらに、基板１としてフレキシブル基板を用いることにより、アンテナ装置全体の厚さ寸法を著しく薄くすることができる。
The basic portion 9a of the enlarged flat
In the present embodiment, the enlarged flat
When carrying out the present invention, these elements can be made of a metal plate. However, if formed with a conductive pattern of a substrate as in this example, it is suitable for mass production and a product of uniform quality at low cost. can get.
In the present embodiment, the antenna elements such as the
Furthermore, by using a flexible substrate as the
図２は、前掲の図１に示した実施形態に係る広帯域アンテナのＶＳＷＲ図である。
図１における延長部９ｂのＸ方向寸法ｅを、３ｍｍ、５ｍｍ、７ｍｍに変化させると、ＶＳＷＲカーブはそれぞれ図示のように変化する。
本例の場合、前記の寸法ｅを５ｍｍ以上とすることにより、２．４ＧＨｚで実用に適したアンテナ特性が得られた。
FIG. 2 is a VSWR diagram of the broadband antenna according to the embodiment shown in FIG.
When the X-direction dimension e of the extension 9b in FIG. 1 is changed to 3 mm, 5 mm, and 7 mm, the VSWR curves change as shown in the figure.
In this example, antenna characteristics suitable for practical use were obtained at 2.4 GHz by setting the dimension e to 5 mm or more.
図３は、前掲の図１に示した実施形態を作動させたときの電流分布を、斑点の粗密で表した図表であって、（Ａ）は２．４５ＧＨｚの電波に共振させた場合を描いてあり、（Ｂ）は９ＧＨｚの電波に共振させた場合を描いてある。
図３（Ａ）と（Ｂ）とを比較して考察すると、
（Ａ）の２．４５ＧＨｚでは拡大平板無給電素子９の延長部に比較的大きい電流が分布しており、（Ｂ）の９ＧＨｚでは該拡大平板無給電素子９の延長部の電流密度が小さい。
FIG. 3 is a chart showing the current distribution in the case of operating the embodiment shown in FIG. 1 in the form of speckles. FIG. 3A shows a case in which resonance is caused by 2.45 GHz radio waves. (B) depicts the case of resonating with a 9 GHz radio wave.
When comparing FIG. 3 (A) and (B),
At 2.45 GHz of (A), a relatively large current is distributed in the extended portion of the enlarged flat plate
上記の現象は、先に図６（Ｄ）のＶＳＷＲを参照してに述べたように、「延長部が無ければ低周波領域で共振し難く、延長部が無くても高周波領域では共振し得る」という現象と整合している。 すなわち、
図３（Ａ）の低周波領域では、拡大平板無給電素子９の延長部が大いに作用しており、
図３（Ｂ）の高周波領域では、拡大平板無給電素子９の延長部の関与度合いが少ない。
As described above with reference to VSWR in FIG. 6D, the above phenomenon is that “if there is no extension, it is difficult to resonate in the low frequency region, and even if there is no extension, it can resonate in the high frequency region. Is consistent with this phenomenon. That is,
In the low frequency region of FIG. 3 (A), the extended portion of the enlarged flat
In the high-frequency region of FIG. 3B, the degree of involvement of the extended portion of the enlarged flat
図４は、前記と異なる実施形態を示す。
充分なグランド面積を取れないような小型基板１′に平板アンテナ素子６と拡大平板無給電素子９とが形成されるとともに、小面積のグランド接続部１１と導通ライン９ｃとが配設され、導通パターンで形成されている。
上記グランド接続部１１が設けられている区域にスルーホール１２が穿たれるとともに、前記平板アンテナ素子６に同軸ケーブル１０が接続されて、１個のアッセンブリ部品が構成されている。
FIG. 4 shows an embodiment different from the above.
A
A through hole 12 is drilled in an area where the
この図４に示した実施形態のアンテナアッセンブリは、アンテナ専門メーカーで設計製作されて、市場流通性を有する１個の商品として供給される。
無線機器メーカーは、所望のアンテナ特性を有する製品を適宜に選んで購入し、自社製の無線機器（半製品）に取り付けることができる。
取付け作業は、スルーホール１２に取付ネジを挿通し、無線機器に対して機械的に結合すると、グランド接続部１１が無線機器のベースに対して電気的に接続される。
さらに、同軸ケーブル１０を用いて無線機器の高周波回路の出力端へ、電気的に接続することによって接続作業が完了する。
The antenna assembly of the embodiment shown in FIG. 4 is designed and manufactured by a manufacturer specializing in antennas, and is supplied as one product having market distribution.
A wireless device manufacturer can select and purchase a product having desired antenna characteristics as appropriate and attach it to a wireless device (semi-finished product) manufactured in-house.
In the mounting operation, when a mounting screw is inserted into the through hole 12 and mechanically coupled to the wireless device, the
Further, the connection work is completed by electrically connecting the
前掲の図４の実施形態においては、高周波回路が構成されていない小型基板１′にアンテナ素子を形成したが、図５は、これと異なる実施形態であって、高周波回路５を構成された高周波回路基板１″を母体として構成されている。
上記高周波回路基板１″に、グランド板２と、平板アンテナ素子６と、拡大平板無給電素子９と、導通ライン９ｃとが形成されている。
さらにマイクロストリップライン１３を形成して、平板アンテナ素子６の給電点Ｓを、高周波回路５の出力端に接続する。本発明を実施する場合、マイクロストリップラインの型式については、任意の公知技術を適用することができる。
本図５の実施形態は、アンテナと高周波回路とが基板を共用しているのでコンパクトであり、材料コストが低廉である。この実施形態は、無線機器メーカーがアンテナを自家生産する場合に適している。
In the embodiment of FIG. 4 described above, the antenna element is formed on the
A
Further, a microstrip line 13 is formed to connect the feeding point S of the
The embodiment of FIG. 5 is compact because the antenna and the high-frequency circuit share a substrate, and the material cost is low. This embodiment is suitable for a case where a wireless device manufacturer self-produces an antenna.
１…基板
１′…小型基板
１″…高周波回路基板
２…グランド板２
３…立体アンテナ素子
４…立体無給電素子
５…高周波回路
６…平板アンテナ素子
７…平板無給電素子
８…延長無給電素子
９…拡大平板無給電素子
９ａ…基本部
９ｂ…延長部
９ｃ…導通ライン
１０…同軸ケーブル
１１…グランド接続部
１２…スルーホール
１３…マイクロストリップライン
ａ，ｂ…平板アンテナ素子の辺の長さ寸法
ｅ…延長部のＸ軸方向の長さ寸法
Ｓ…給電点
ＶＳＷＲ…電圧定在波比
Ｘ，Ｙ…直交座標軸
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (6)
該電波の波長をλとするとともに、直交座標ＸーＸ′，ＹーＹ′を想定して、
（ａ） ほぼ長方形をなし、各辺の長さがλ／４未満である平板アンテナ素子（６）を構成して、ＸーＸ′方向の縁を有するグランド板（２）のＹ側に、長方形の各辺をＸ，Ｙ方向に揃えて配設し、
（ｂ） 前記平板アンテナ素子（６）のＹーＹ′方向の辺に対して部分的に対向する基本部（９ａ）を有する平板無給電素子を配置するとともに、
（ｃ） 上記平板無給電素子の基本部（９ａ）からＸ方向に延出する延長部（９ｂ）を一体に形成して拡大平板無給電素子（９）を構成し、
（ｄ）上記拡大平板無給電素子（９）の延長部（９ｂ）を、前記平板アンテナ素子（６）のＸ方向の辺に対して、Ｙ−Ｙ′方向に対向せしめることを特徴とする、広帯域アンテナの構成方法。 In a method for configuring an antenna for transmitting and receiving a radio wave of GHz band,
Assuming that the wavelength of the radio wave is λ and the orthogonal coordinates XX ′ and YY ′ are
(A) A flat antenna element (6) having a substantially rectangular shape and a length of each side of less than λ / 4 is formed, and on the Y side of the ground plate (2) having an edge in the XX ′ direction, Arrange each side of the rectangle in the X, Y direction,
(B) A flat parasitic element having a basic portion (9a) partially facing the side in the Y-Y 'direction of the flat antenna element (6) is disposed,
(C) An extended plate parasitic element (9) is configured by integrally forming an extension portion (9b) extending in the X direction from the basic portion (9a) of the flat plate parasitic element,
(D) The extension (9b) of the enlarged flat parasitic element (9) is opposed to the X-direction side of the flat antenna element (6) in the YY ′ direction. A configuration method of a broadband antenna.
該電波の波長をλとするとともに、直交座標ＸーＸ′，ＹーＹ′を想定して、
ＸーＸ′方向の縁を有するグランド板（２）と、
ほぼ長方形をなし、各辺の長さがλ／４未満である平板アンテナ素子（６）と、
前記平板アンテナ素子（６）のＹーＹ′方向の辺に対して部分的に対向離間する基本部（９ａ）を有する平板無給電素子とを具備しており、
かつ、上記平板無給電素子からＸ方向に延出する延長部（９ｂ）が一体的に形成されて拡大平板無給電素子（９）が構成されており、
かつ、上記拡大平板無給電素子（９）の延長部（９ｂ）が、前記平板アンテナ素子（６）のＸ方向の辺に対して、Ｙ−Ｙ′方向に対向離間していることを特徴とする広帯域アンテナ。 In an antenna device that transmits and receives GHz band radio waves,
Assuming that the wavelength of the radio wave is λ and the orthogonal coordinates XX ′ and YY ′ are
A ground plate (2) having edges in the direction of XX ′,
A flat antenna element (6) having a substantially rectangular shape and a side length of less than λ / 4;
A flat parasitic element having a basic portion (9a) partially facing and separating from the side in the Y-Y ′ direction of the flat antenna element (6),
And the extension part (9b) extended in the X direction from the said flat parasitic element is formed integrally, and the expansion flat parasitic element (9) is comprised,
And the extension part (9b) of the said expansion flat plate parasitic element (9) is opposingly spaced in the YY 'direction with respect to the edge | side of the X direction of the said flat antenna element (6), It is characterized by the above-mentioned. Wideband antenna.
前記グランド接続部（１１）にスルーホール１２が穿たれており、
かつ、前記平板アンテナ素子（６）に同軸ケーブル（１０）の中心導体が接続導通されるとともに、該同軸ケーブル（１０）の外部導体が前記のグランド接続部（１１）に接続導通されて、１個のアッセンブリ部品が形成されていることを特徴とする、請求項３に記載した広帯域アンテナ。 A small board (1 ') not provided with a high-frequency circuit of a wireless communication device, the flat antenna element (6), the enlarged flat parasitic element (9), the conduction line (9c), and the conduction line A conductive ground connection (11) is formed by the conductive pattern,
A through hole 12 is drilled in the ground connection part (11).
The central conductor of the coaxial cable (10) is connected and connected to the flat antenna element (6), and the outer conductor of the coaxial cable (10) is connected and connected to the ground connecting portion (11). The broadband antenna according to claim 3, wherein the assembly parts are formed.
かつ、前記平板アンテナ素子（６）の給電点（Ｓ）と、前記高周波回路（５）とが、マイクロストリップライン（１３）によって接続されていることを特徴とする、請求項４に記載した広帯域アンテナ。
On the surface of the high-frequency circuit board 1 ″ constituting the high-frequency circuit (5), the flat antenna element (6), the enlarged flat plate parasitic element (9), the ground plate (2), and the conduction line (9 c) are electrically connected. Formed by patterns,
5. The broadband according to claim 4, wherein the feeding point (S) of the flat antenna element (6) and the high-frequency circuit (5) are connected by a microstrip line (13). antenna.
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