JP6202746B2 - MIMO antenna device - Google Patents
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Description
本発明は、無線通信用のアンテナ装置に係り、特に複数のアンテナを有するMIMOアンテナ装置に係わる。 The present invention relates to an antenna device for wireless communication, and more particularly to a MIMO antenna device having a plurality of antennas.
近年、無線通信ネットワークにおいては、複数のアンテナを組み合わせてデータの送受信を行い、利用できる周波数帯域を擬似的に広げるMIMO(Multiple Input Multiple Output)と呼ばれる技術が開発されている。このような技術を利用したシステムにおいては、同一周波数で送受信可能な複数のアンテナを互いの近傍に配置したMIMOアンテナ装置が用いられる。 In recent years, in wireless communication networks, a technique called MIMO (Multiple Input Multiple Output) has been developed, in which a plurality of antennas are combined to transmit and receive data and pseudo-expand the usable frequency band. In a system using such a technique, a MIMO antenna apparatus in which a plurality of antennas capable of transmitting and receiving at the same frequency are arranged in the vicinity of each other is used.
複数のアンテナを互いの近傍に配置したMIMOアンテナ装置に対しては、必要十分なアンテナ間アイソレーションを確保することが要求される。また、最近では、MIMOアンテナ装置の小型化も要求されている。 For a MIMO antenna apparatus in which a plurality of antennas are arranged in the vicinity of each other, it is required to ensure necessary and sufficient isolation between antennas. Recently, there is also a demand for downsizing the MIMO antenna apparatus.
そこで、このような要求に対し、特許文献1には、同一の周波数帯域に対応する2つのアンテナを有し、設計が容易で良好なアンテナ特性を得ることができるアンテナ装置が提案されている。特許文献1によるアンテナ装置について、図10を用いて説明する。 In response to such a requirement, Patent Document 1 proposes an antenna device that has two antennas corresponding to the same frequency band and can be easily designed and obtain good antenna characteristics. An antenna device according to Patent Document 1 will be described with reference to FIG.
アンテナ装置900は、グランドエレメント920に接続されたショートスタブ911A及び給電部912Aを有する逆F型のアンテナエレメント910Aと、グランドエレメント920に接続されていると共にショートスタブ911Aに離間して配設されるショートスタブ911B及び給電部912Bを有する逆F型のアンテナエレメント910Bとを含む。グランドエレメント920は、ショートスタブ911Aとグランドエレメント920との接続部である一端911A1と、ショートスタブ911Bとグランドエレメント920との接続部である一端911B1との間に直線部901を有する。 The antenna device 900 includes an inverted-F antenna element 910A having a short stub 911A and a power feeding portion 912A connected to the ground element 920, and is connected to the ground element 920 and spaced apart from the short stub 911A. And an inverted F-type antenna element 910B having a short stub 911B and a power feeding portion 912B. The ground element 920 includes a linear portion 901 between one end 911A1 that is a connection portion between the short stub 911A and the ground element 920 and one end 911B1 that is a connection portion between the short stub 911B and the ground element 920.
アンテナ装置900では、アンテナエレメント910Aのショートスタブ911Aとアンテナエレメント910Bのショートスタブ911Bとの間の間隔Aの大きさを適切に設定することによって、設計が容易で良好なアンテナ特性を得ることのできるアンテナ装置900を提供することができるとしている。 In the antenna device 900, it is possible to easily design and obtain good antenna characteristics by appropriately setting the size of the distance A between the short stub 911A of the antenna element 910A and the short stub 911B of the antenna element 910B. The antenna device 900 can be provided.
しかしながら、特許文献1に開示されたアンテナ装置900の場合、小型化は可能であるが、電界強度の弱いショートスタブ911Aとショートスタブ911Bとを近接させていて、電界強度の比較的強い部分を近接させずに構成させているため、アンテナ間アイソレーション特性に対する効果が弱く、必要とされるアンテナ間アイソレーションを得ることが困難であった。 However, the antenna device 900 disclosed in Patent Document 1 can be downsized, but the short stub 911A and the short stub 911B having a low electric field strength are close to each other, and a portion having a relatively strong electric field strength is close to the antenna device 900. Therefore, the effect on the isolation characteristics between the antennas is weak, and it is difficult to obtain the required isolation between the antennas.
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、小型化に適すると共に、必要とされるアンテナ間アイソレーション特性を得ることができるMIMOアンテナ装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such a state of the prior art, and an object of the present invention is to provide a MIMO antenna apparatus that is suitable for downsizing and that can obtain the required isolation characteristics between antennas. It is in.
この課題を解決するために、本発明のMIMOアンテナ装置は、それぞれ同一の周波数帯域の信号を送信及び又は受信する第1アンテナ及び第2アンテナと、前記第1アンテナ及び前記第2アンテナが載置された絶縁基板と、を備え、前記絶縁基板にはグランドパターンと、第1給電点と、第2給電点と、前記グランドパターンに接続された接地点とが設けられ、前記第1アンテナ及び前記第2アンテナが、それぞれ逆F型アンテナを構成しており、前記第1アンテナが前記第1給電点に接続される第1給電部及び前記接地点に接続される第1短絡部を有し、前記第2アンテナが前記第2給電点に接続される第2給電部及び前記接地点に接続される第2短絡部を有したMIMOアンテナ装置であって、前記第1アンテナと前記第2アンテナとは、前記第1短絡部と前記第2短絡部との間を通る仮想中心線に対して線対称であり、前記第1アンテナの開放端を含む第1開放端部と前記第2アンテナの開放端を含む第2開放端部とが互いに離間して配置されていて、前記第1アンテナと前記第2アンテナとの間に前記仮想中心線を挟んでスリットが形成されていて、前記第1アンテナ及び前記第2アンテナが、前記スリットを隔てて近接して対向している第1近接対向部及び第2近接対向部を有していると共に、前記第1近接対向部及び前記第2近接対向部が、前記第1アンテナ及び前記第2アンテナのそれぞれの中央部より前記第1開放端部の側又は前記第2開放端部の側に位置しており、前記第1短絡部と前記第2短絡部とが接続されていると共に、前記第1アンテナと前記第2アンテナとが1枚の金属板によって形成されている、という特徴を有する。 In order to solve this problem, the MIMO antenna apparatus of the present invention includes a first antenna and a second antenna that transmit and / or receive signals in the same frequency band, and the first antenna and the second antenna, respectively. And a ground pattern, a first feeding point, a second feeding point, and a grounding point connected to the ground pattern, and the first antenna and the first feeding point. Each of the second antennas constitutes an inverted F-type antenna, and the first antenna has a first feeding part connected to the first feeding point and a first shorting part connected to the ground point, A MIMO antenna apparatus having a second feeding part connected to the second feeding point and a second shorting part connected to the ground point, wherein the second antenna is a first antenna, the second antenna, The first open end portion including the open end of the first antenna and the open end of the second antenna are symmetrical with respect to a virtual center line passing between the first short circuit portion and the second short circuit portion. And a second open end including a slit formed between the first antenna and the second antenna so as to sandwich the virtual center line, and the first antenna and The second antenna has a first proximity facing portion and a second proximity facing portion that are closely facing each other across the slit, and the first proximity facing portion and the second proximity facing portion are The first short circuit portion and the second short circuit portion are located on the first open end side or the second open end side from the respective central portions of the first antenna and the second antenna. And the first antenna and the second antenna. And antenna is formed by a single metal plate, it has a characteristic that.
このように構成されたMIMOアンテナ装置では、第1アンテナと第2アンテナとの間の仮想中心線を挟んでスリットを形成させ、このスリットを隔てて近接して対向している第1近接対向部及び第2近接対向部を、第1アンテナ及び第2アンテナのそれぞれの中央部より第1開放端部の側又は第2開放端部の側に位置させるようにしたので、電界強度の比較的強い部分を近接対向させることができる。その結果、アンテナ間アイソレーション特性に対する効果を強めることができる。そのため、小型化に適すると共に、必要とされるアンテナ間アイソレーション特性を得ることができる。また、このように構成されたMIMOアンテナ装置では、第1アンテナと第2アンテナとの相対的な位置精度を高くすることができるため、設計通りの特性を出しやすい。 In the MIMO antenna apparatus configured as described above, a slit is formed across a virtual center line between the first antenna and the second antenna, and a first proximity facing portion that is opposed to and close to the slit across the slit. And the second proximity facing portion is positioned closer to the first open end portion or the second open end portion than the central portion of each of the first antenna and the second antenna, so that the electric field strength is relatively strong. The parts can be closely opposed. As a result, the effect on the isolation characteristics between antennas can be strengthened. Therefore, it is suitable for downsizing, and the required isolation characteristics between antennas can be obtained. Further, in the MIMO antenna apparatus configured as described above, the relative positional accuracy between the first antenna and the second antenna can be increased, so that the designed characteristics are easily obtained.
また、上記の構成において、前記スリットを形成している外周によって得られる電気長が、送信又は受信される前記信号の波長の1/2となる、という特徴を有する。 In the above configuration, the electrical length obtained by the outer periphery forming the slit is ½ of the wavelength of the signal to be transmitted or received.
このように構成されたMIMOアンテナ装置では、スリットを形成している外周によって得られる電気長を送信又は受信される信号の波長の1/2としたので、第1アンテナと第2アンテナとを隔てているスリットを最適の大きさにすることができる。そのため、アンテナ間アイソレーションを最大に得ることができる。 In the MIMO antenna apparatus configured as described above, the electrical length obtained by the outer periphery forming the slit is set to ½ of the wavelength of the signal to be transmitted or received, so that the first antenna and the second antenna are separated from each other. The slit can be made the optimum size. Therefore, the maximum isolation between antennas can be obtained.
また、上記の構成において、前記第1短絡部と、前記第2短絡部と、前記第1給電部と、前記第2給電部と、前記第1開放端部と、前記第2開放端部とが、前記第1近接対向部及び前記第2近接対向部に対して垂直に設けられている、という特徴を有する。 In the above configuration, the first short-circuit portion, the second short-circuit portion, the first power feeding portion, the second power feeding portion, the first open end portion, and the second open end portion Is provided perpendicular to the first proximity facing portion and the second proximity facing portion.
このように構成されたMIMOアンテナ装置では、第1アンテナ及び第2アンテナを立体的に形成したので、平面視におけるMIMOアンテナ装置の寸法を小さくすることができる。そのため小型化に最適となる。 In the MIMO antenna apparatus configured as described above, since the first antenna and the second antenna are three-dimensionally formed, the size of the MIMO antenna apparatus in plan view can be reduced. Therefore, it is optimal for miniaturization.
また、上記の構成において、前記第1開放端部と平行に隣接する位置に前記第1アンテナの電気長を調整する第1調整部が設けられ、前記第2開放端部と平行に隣接する位置に前記第2アンテナの電気長を調整する第2調整部が設けられている、という特徴を有する。 Further, in the above configuration, a first adjustment unit that adjusts the electrical length of the first antenna is provided at a position adjacent to the first open end in parallel, and is positioned adjacent to the second open end in parallel. The second adjustment unit for adjusting the electrical length of the second antenna is provided.
このように構成されたMIMOアンテナ装置では、MIMOアンテナ装置を第1の帯域以外に第1の帯域より周波数の高い第2の帯域でも動作させようとした場合、第1調整部と第1開放端部との間、及び第2調整部と第2開放端部との間の、それぞれの容量結合の度合いを調整することができるため、第2の帯域におけるアンテナ長を容易に調整することができる。 In the MIMO antenna apparatus configured as described above, when the MIMO antenna apparatus is to be operated not only in the first band but also in the second band having a higher frequency than the first band, the first adjustment unit and the first open end Since the degree of capacitive coupling between the second adjustment unit and between the second adjustment unit and the second open end can be adjusted, the antenna length in the second band can be easily adjusted. .
また、上記の構成において、前記絶縁基板には、前記第1アンテナの開放端が接続される第1接続ランドと、前記第2アンテナの開放端が接続される第2接続ランドとが設けられており、前記第1接続ランドが前記第1調整部と対向していると共に、前記第2接続ランドが前記第2調整部と対向している、という特徴を有する。 In the above configuration, the insulating substrate is provided with a first connection land to which the open end of the first antenna is connected and a second connection land to which the open end of the second antenna is connected. The first connection land faces the first adjustment portion, and the second connection land faces the second adjustment portion.
このように構成されたMIMOアンテナ装置では、第1接続ランドが第1調整部と対向し、第2接続ランドが第2調整部と対向しているため、第1接続ランド及び第2接続ランドをそれぞれ第1アンテナ及び第2アンテナの一部として機能させることができる。そのため、MIMOアンテナ装置の寸法をより小さくすることができる。 In the MIMO antenna apparatus configured as described above, the first connection land faces the first adjustment unit, and the second connection land faces the second adjustment unit. Each can function as a part of the first antenna and the second antenna. Therefore, the size of the MIMO antenna device can be further reduced.
本発明のMIMOアンテナ装置は、第1アンテナと第2アンテナとの間の仮想中心線を挟んでスリットを形成させ、このスリットを隔てて近接して対向している第1近接対向部及び第2近接対向部を、第1アンテナ及び第2アンテナのそれぞれの中央部より第1開放端部の側又は第2開放端部の側に位置させるようにしたので、電界強度の比較的強い部分を近接対向させることができる。その結果、アンテナ間アイソレーション特性に対する効果を強めることができる。そのため、小型化に適すると共に、必要とされるアンテナ間アイソレーション特性を得ることができる。 In the MIMO antenna apparatus of the present invention, a slit is formed across the virtual center line between the first antenna and the second antenna, and the first proximity facing portion and the second facing each other in close proximity across the slit. The proximity facing portion is positioned closer to the first open end or the second open end than the center of each of the first antenna and the second antenna. Can be opposed. As a result, the effect on the isolation characteristics between antennas can be strengthened. Therefore, it is suitable for downsizing, and the required isolation characteristics between antennas can be obtained.
[第1実施形態]
以下、本発明の第1実施形態について、図面を参照しながら説明する。尚、本明細書では、特に断りの無い限り、各図面のX1側を右側、X2側を左側、Y1側を奥側、Y2側を手前側、Z1側を上側、Z2側を下側として説明する。
[First Embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In this specification, unless otherwise specified, the X1 side of each drawing is described as the right side, the X2 side as the left side, the Y1 side as the back side, the Y2 side as the near side, the Z1 side as the upper side, and the Z2 side as the lower side. To do.
最初に、実施形態に係るMIMOアンテナ装置100の外観形状、絶縁基板4の構成、及び第1アンテナ10と第2アンテナ20それぞれにおける構造について図1乃至図4を用いて説明する。 First, the external shape of the MIMO antenna device 100 according to the embodiment, the configuration of the insulating substrate 4, and the structure of each of the first antenna 10 and the second antenna 20 will be described with reference to FIGS.
図1は、第1実施形態に係るMIMOアンテナ装置100の外観を示す斜視図であり、図2は、絶縁基板4の構成を示す拡大斜視図である。図3は、MIMOアンテナ装置100の拡大斜視図であり、図4は、MIMOアンテナ装置100の(a)平面図、(b)正面図、(c)背面図、(d)右側面図、及び(e)左側面図である。 FIG. 1 is a perspective view showing an appearance of the MIMO antenna apparatus 100 according to the first embodiment, and FIG. 2 is an enlarged perspective view showing the configuration of the insulating substrate 4. 3 is an enlarged perspective view of the MIMO antenna apparatus 100, and FIG. 4 is a plan view of the MIMO antenna apparatus 100, (b) a front view, (c) a rear view, (d) a right side view, and (E) It is a left view.
図1に示すように、MIMOアンテナ装置100は、金属板で立体的に構成された第1アンテナ10及び第2アンテナ20と、第1アンテナ10及び第2アンテナ20が載置された絶縁基板4と、によって構成されている。第1アンテナ10及び第2アンテナ20は、矩形状をした絶縁基板4の奥側(Y1側)の短辺に沿って載置されており、第1アンテナ10及び第2アンテナ20それぞれの一部が絶縁基板4に固定されている。絶縁基板4の手前側(Y2側)には、矩形状をしたグランドパターン8が形成されている。また、同じく、手前側(Y2側)には、通信回路60が搭載されていて、第1アンテナ10及び第2アンテナ20は、それぞれ通信回路60に接続されている。通信回路60は、無線LAN回路が組み込まれた集積回路(図示せず)やその他の電子部品(図示せず)で構成されていて、高周波信号入出力端子(図示せず)を有している。尚、通信回路60は、絶縁基板4の上側(Z1側)の面だけでなく、絶縁基板4の下側(Z2側)の面や内層面に構成されていても良い。 As shown in FIG. 1, the MIMO antenna apparatus 100 includes a first antenna 10 and a second antenna 20 that are three-dimensionally configured with metal plates, and an insulating substrate 4 on which the first antenna 10 and the second antenna 20 are placed. And is composed of. The first antenna 10 and the second antenna 20 are placed along the short side on the back side (Y1 side) of the rectangular insulating substrate 4, and a part of each of the first antenna 10 and the second antenna 20. Is fixed to the insulating substrate 4. A rectangular ground pattern 8 is formed on the front side (Y2 side) of the insulating substrate 4. Similarly, the communication circuit 60 is mounted on the front side (Y2 side), and the first antenna 10 and the second antenna 20 are connected to the communication circuit 60, respectively. The communication circuit 60 includes an integrated circuit (not shown) in which a wireless LAN circuit is incorporated and other electronic components (not shown), and has a high-frequency signal input / output terminal (not shown). . The communication circuit 60 may be configured not only on the upper surface (Z1 side) of the insulating substrate 4 but also on the lower surface (Z2 side) or the inner layer surface of the insulating substrate 4.
図2に示すように、絶縁基板4上には、前述したグランドパターン8と、グランドパターン8に接続された接地点3と、第1給電点1と、第2給電点2と、第1接続ランド6と、第2接続ランド7とが設けられている。 As shown in FIG. 2, on the insulating substrate 4, the ground pattern 8, the ground point 3 connected to the ground pattern 8, the first feeding point 1, the second feeding point 2, and the first connection are provided. A land 6 and a second connection land 7 are provided.
接地点3は、矩形状をしたグランドパターン8の一方の短辺のほぼ中央の位置に設けられている。また、第1給電点1と第2給電点2とは、接地点3の両側の位置に設けられていて、前述した通信回路60の高周波信号入出力端子(図示せず)にそれぞれ接続されている。第1給電点1と接地点3には第1アンテナ10が取り付けられ、第2給電点2と接地点3には第2アンテナ20が取り付けられる。また、第1接続ランド6には第1アンテナ10が取り付けられ、第2接続ランド7には第2アンテナ20が取り付けられる。 The grounding point 3 is provided at a substantially central position on one short side of the rectangular ground pattern 8. The first feeding point 1 and the second feeding point 2 are provided at positions on both sides of the ground point 3 and are respectively connected to the high-frequency signal input / output terminals (not shown) of the communication circuit 60 described above. Yes. A first antenna 10 is attached to the first feeding point 1 and the grounding point 3, and a second antenna 20 is attached to the second feeding point 2 and the grounding point 3. A first antenna 10 is attached to the first connection land 6, and a second antenna 20 is attached to the second connection land 7.
第1アンテナ10及び第2アンテナ20が絶縁基板4に取り付けられている様子を図3に示す。第1アンテナ10と第2アンテナ20とは、それぞれ逆F型アンテナを構成していると共に、それぞれ無線LANで使用される同一の周波数帯域の信号を送信及び又は受信するように構成されている。また、それぞれ第1の帯域である2.4GHz帯の信号、及び第1の帯域より周波数の高い第2の帯域である5GHz帯の信号を送信及び又は受信することができるように形成されている。尚、2.4GHz帯とは、2.40GHz〜2.49GHzを指し、5GHz帯とは、5.17GHz〜5.83GHzを指す。 A state in which the first antenna 10 and the second antenna 20 are attached to the insulating substrate 4 is shown in FIG. The first antenna 10 and the second antenna 20 constitute an inverted F-type antenna, respectively, and are configured to transmit and / or receive signals in the same frequency band used in the wireless LAN. In addition, it is configured to be able to transmit and / or receive a 2.4 GHz band signal which is a first band and a 5 GHz band signal which is a second band having a higher frequency than the first band. . The 2.4 GHz band refers to 2.40 GHz to 2.49 GHz, and the 5 GHz band refers to 5.17 GHz to 5.83 GHz.
第1アンテナ10は第1給電部11及び第1短絡部12を有し、第2アンテナ20は第2給電部21及び第2短絡部22を有していて、第1アンテナ10及び第2アンテナ20は、第1短絡部12と第2短絡部22との間を通る仮想中心線R1に対して線対称に構成されている。また、第1アンテナ10及び第2アンテナ20には、第1給電点1及び第2給電点2を介して、前述した通信回路60からそれぞれ給電される。 The first antenna 10 has a first feeding part 11 and a first short-circuit part 12, and the second antenna 20 has a second feeding part 21 and a second short-circuit part 22, and the first antenna 10 and the second antenna. 20 is configured symmetrically with respect to a virtual center line R <b> 1 passing between the first short-circuit portion 12 and the second short-circuit portion 22. In addition, the first antenna 10 and the second antenna 20 are respectively fed from the communication circuit 60 through the first feeding point 1 and the second feeding point 2.
第1給電部11は、その先端部となる第1給電端11aが絶縁基板4に対して平行に形成されていて、第1給電点1に半田等によって電気的に接続されると共に絶縁基板4に固着される。第2給電部21も、その先端部となる第2給電端21aが絶縁基板4に対して平行に形成されていて、第2給電点2に半田等によって電気的に接続されると共に絶縁基板4に固着される。 The first power supply portion 11 has a first power supply end 11a as a tip portion formed in parallel to the insulating substrate 4, and is electrically connected to the first power supply point 1 by solder or the like, and also the insulating substrate 4 It is fixed to. The second power feeding portion 21 also has a second power feeding end 21a that is the tip of the second power feeding portion 21 formed in parallel to the insulating substrate 4, and is electrically connected to the second power feeding point 2 by solder or the like, and also the insulating substrate 4 It is fixed to.
図3、図4(a)、及び図4(b)に示すように、MIMOアンテナ装置100は、第1短絡部12と第2短絡部22とが仮想中心線R1を挟んで接続されていると共に、第1アンテナ10と第2アンテナ20とが1枚の金属板によって形成されている。図3に示すように、第1短絡部12及び第2短絡部22は、その共通の先端部となる第1短絡端12a及び第2短絡端22aが絶縁基板4に対して平行に形成されていて、接地点3に半田等によって電気的に接続されると共に絶縁基板4に固着される。 As shown in FIGS. 3, 4A, and 4B, in the MIMO antenna apparatus 100, the first short-circuit portion 12 and the second short-circuit portion 22 are connected across the virtual center line R1. In addition, the first antenna 10 and the second antenna 20 are formed of a single metal plate. As shown in FIG. 3, the first short-circuit portion 12 and the second short-circuit portion 22 are formed such that the first short-circuit end 12 a and the second short-circuit end 22 a that are common tip portions are formed in parallel to the insulating substrate 4. Then, it is electrically connected to the ground point 3 by solder or the like and is fixed to the insulating substrate 4.
図3及び図4(a)、図4(b)に示すように、第1給電部11と第2給電部21と第1短絡部12と第2短絡部22とは、絶縁基板4に対して垂直に形成されており、それらの上端部が絶縁基板4に対して平行に形成された第1天板部16及び第2天板部26に繋がっている。第1天板部16及び第2天板部26は、図4(a)に示すように、それぞれミアンダ状に形成されている。 As shown in FIGS. 3, 4 (a), and 4 (b), the first power supply unit 11, the second power supply unit 21, the first short circuit unit 12, and the second short circuit unit 22 are connected to the insulating substrate 4. These upper ends are connected to a first top plate portion 16 and a second top plate portion 26 that are formed in parallel to the insulating substrate 4. As shown in FIG. 4A, the first top plate portion 16 and the second top plate portion 26 are each formed in a meander shape.
ミアンダ状に形成されている第1天板部16及び第2天板部26はそれぞれ、図3及び図4(a)、図4(d)、図4(e)に示すように、それぞれの端部に第1開放端部13及び第2開放端部23を有すると共に、第1開放端部13及び第2開放端部23は、絶縁基板4の方向に垂直に折り曲げられて形成されている。第1開放端部13及び第2開放端部23は、それぞれ第1開放端13a及び第2開放端23aを有し、絶縁基板4上の第1接続ランド6及び第2接続ランド7に半田等によって電気的に接続されると共に絶縁基板4に固着される。第1アンテナ10の第1開放端13aを含む第1開放端部13と第2アンテナ20の第2開放端23aを含む第2開放端部23とは互いに離間して配置されている。 As shown in FIGS. 3, 4A, 4D, and 4E, the first top plate portion 16 and the second top plate portion 26 formed in a meander shape, respectively, The first open end 13 and the second open end 23 are formed at the ends, and the first open end 13 and the second open end 23 are formed by being bent perpendicularly to the direction of the insulating substrate 4. . The first open end 13 and the second open end 23 have a first open end 13a and a second open end 23a, respectively, and are soldered to the first connection land 6 and the second connection land 7 on the insulating substrate 4. Are electrically connected and fixed to the insulating substrate 4. The first open end portion 13 including the first open end 13a of the first antenna 10 and the second open end portion 23 including the second open end 23a of the second antenna 20 are disposed apart from each other.
MIMOアンテナ装置100は、図3及び図4(a)、図4(c)に示すように、第1アンテナ10と第2アンテナ20との間の仮想中心線R1を挟んでスリット19を形成している。スリット19は、第1アンテナ10及び第2アンテナ20それぞれのミアンダ形状を組み合わせることによって形成される。スリット19を形成している外周(図4(a)、図4(c)に破線で表示)によって得られる電気長L1は、送信又は受信される信号の周波数によって決まり、その電気長L1の大きさによって、アンテナ間アイソレーションの最も良くなる周波数を設定することができる。尚、その詳細については後述する。 The MIMO antenna apparatus 100 forms a slit 19 across the virtual center line R1 between the first antenna 10 and the second antenna 20, as shown in FIGS. 3, 4A, and 4C. ing. The slit 19 is formed by combining the meander shapes of the first antenna 10 and the second antenna 20. The electrical length L1 obtained by the outer periphery forming the slit 19 (indicated by a broken line in FIGS. 4A and 4C) is determined by the frequency of the signal to be transmitted or received, and the magnitude of the electrical length L1. As a result, it is possible to set the frequency at which the isolation between the antennas is best. The details will be described later.
第1天板部16及び第2天板部26はそれぞれ、スリット19を隔てて近接して対向している第1近接対向部14及び第2近接対向部24を有している。そして、図4(a)に示すように、第1近接対向部14及び第2近接対向部24は、ミアンダ形状をした第1天板部16における経路の中央部16a又は第2天板部26における経路の中央部26aより第1開放端部13の側又は第2開放端部23の側に位置している。言い換えれば、第1近接対向部14及び第2近接対向部24は、第1アンテナ10及び第2アンテナ20それぞれの、第1短絡端12a又は第2短絡端22aから第1開放端13a又は第2開放端23aまでの経路における中央部より第1開放端部13の側又は第2開放端部23の側に位置している。従って、第1アンテナ10及び第2アンテナ20は、それぞれの電界強度の比較的強い部分を近接対向させていることになる。そして、図4(a)に示す第1近接対向部14及び第2近接対向部24の間の離間距離D1の大きさは、スリット19を形成している外周によって得られる電気長L1と併せて、送信又は受信する信号の周波数、特に第1の帯域である2.4GHz帯の周波数におけるアンテナ間アイソレーションを考慮して決定される。 Each of the first top plate portion 16 and the second top plate portion 26 includes a first proximity facing portion 14 and a second proximity facing portion 24 that face each other with a slit 19 therebetween. Then, as shown in FIG. 4A, the first proximity facing portion 14 and the second proximity facing portion 24 are configured such that the center portion 16a of the path or the second top plate portion 26 in the first top plate portion 16 having a meander shape. Is located closer to the first open end 13 or the second open end 23 than the center 26a of the path. In other words, the first proximity facing portion 14 and the second proximity facing portion 24 are respectively connected to the first open end 13a or the second open end of the first antenna 10 and the second antenna 20 from the first short-circuited end 12a or the second short-circuited end 22a. It is located on the first open end 13 side or the second open end 23 side from the center in the path to the open end 23a. Accordingly, the first antenna 10 and the second antenna 20 are close to each other and have relatively strong electric field strengths. And the magnitude | size of the separation distance D1 between the 1st proximity facing part 14 and the 2nd proximity facing part 24 which are shown to Fig.4 (a) is combined with the electrical length L1 obtained by the outer periphery which forms the slit 19. FIG. The frequency is determined in consideration of the isolation between the antennas in the frequency of the signal to be transmitted or received, particularly in the frequency of the 2.4 GHz band which is the first band.
図3及び図4(c)、図4(d)、図4(e)に示すように、MIMOアンテナ装置100は、更に、第1調整部15、第1側板部17、第2調整部25、第2側板部27を有している。第1調整部15は第1天板部16の右側(X1側)の端部から絶縁基板4の方向に垂直に折り曲げられて形成されており、第2調整部25は第2天板部26の左側(X2側)の端部から絶縁基板4の方向に垂直に折り曲げられて形成されている。また、第1側板部17は第1天板部16の奥側(Y1側)の端部から絶縁基板4の方向に垂直に折り曲げられて形成されており、第2側板部27は第2天板部26の奥側(Y1側)の端部から絶縁基板4の方向に垂直に折り曲げられて形成されている。従って、第1短絡部12と、第2短絡部22と、第1給電部11と、第2給電部21と、第1開放端部13と、第2開放端部23と、第1調整部15と、第1側板部17と、第2調整部25と、第2側板部27とは、第1アンテナ10の第1近接対向部14及び第2アンテナ20の第2近接対向部24に対して垂直に設けられていることになる。 As shown in FIGS. 3, 4 (c), 4 (d), and 4 (e), the MIMO antenna device 100 further includes a first adjustment unit 15, a first side plate unit 17, and a second adjustment unit 25. The second side plate portion 27 is provided. The first adjustment unit 15 is formed by being bent perpendicularly in the direction of the insulating substrate 4 from the right end (X1 side) end of the first top plate unit 16, and the second adjustment unit 25 is the second top plate unit 26. It is formed by being bent perpendicularly in the direction of the insulating substrate 4 from the left end (X2 side). The first side plate portion 17 is formed by being bent perpendicularly from the end on the back side (Y1 side) of the first top plate portion 16 in the direction of the insulating substrate 4, and the second side plate portion 27 is formed by the second top plate portion 27. It is formed by being bent perpendicularly in the direction of the insulating substrate 4 from the end on the back side (Y1 side) of the plate portion 26. Therefore, the 1st short circuit part 12, the 2nd short circuit part 22, the 1st electric power feeding part 11, the 2nd electric power feeding part 21, the 1st open end part 13, the 2nd open end part 23, and the 1st adjustment part 15, the first side plate portion 17, the second adjustment portion 25, and the second side plate portion 27 with respect to the first proximity facing portion 14 of the first antenna 10 and the second proximity facing portion 24 of the second antenna 20. Will be provided vertically.
第1調整部15は、図4(d)に示すように、前述した第1開放端部13と平行に隣接する位置に設けられており、第2調整部25は、図4(e)に示すように、前述した第2開放端部23と平行に隣接する位置に設けられている。第1調整部15及び第2調整部25は、第1の帯域である2.4GHz帯より周波数の高い第2の帯域である5GHz帯でも動作させるため、5GHz帯でのアンテナ長を調整する目的で設けられている。第1調整部15及び第2調整部25を設けることにより、第1調整部15と第1開放端部13との間、及び第2調整部25と第2開放端部23との間のそれぞれの容量結合の度合いを調整することができる。そのため、第2の帯域即ち5GHz帯におけるアンテナ長を容易に調整することができる。 As shown in FIG. 4 (d), the first adjustment unit 15 is provided at a position adjacent to the first open end 13 in parallel with the first adjustment end 25, and the second adjustment unit 25 is illustrated in FIG. 4 (e). As shown, it is provided at a position adjacent to the second open end 23 described above in parallel. The first adjustment unit 15 and the second adjustment unit 25 operate in the 5 GHz band, which is a second band having a higher frequency than the 2.4 GHz band, which is the first band, so that the antenna length in the 5 GHz band is adjusted. Is provided. By providing the 1st adjustment part 15 and the 2nd adjustment part 25, between the 1st adjustment part 15 and the 1st open end part 13, and between the 2nd adjustment part 25 and the 2nd open end part 23, respectively The degree of capacitive coupling can be adjusted. Therefore, the antenna length in the second band, that is, the 5 GHz band can be easily adjusted.
また、第1側板部17及び第2側板部27は、第1天板部16及び第2天板部26それぞれの第1開放端部13及び第2開放端部23に比較的近い位置にあり、その位置の導体幅を大きくするために設けられている。この位置の導体幅を大きくすることにより、第1アンテナ10及び第2アンテナ20の第1開放端部13側及び第2開放端部23側それぞれとグランドとの間に静電容量を持たすことができる。そのことによって第2の帯域即ち5GHz帯におけるそれぞれの共振周波数を下側にずらす働きをするため、結果的にMIMOアンテナ装置100の小型化に貢献させることができる。 The first side plate portion 17 and the second side plate portion 27 are relatively close to the first open end portion 13 and the second open end portion 23 of the first top plate portion 16 and the second top plate portion 26, respectively. , Provided to increase the conductor width at that position. By increasing the conductor width at this position, a capacitance can be provided between the first open end 13 side and the second open end 23 side of the first antenna 10 and the second antenna 20 and the ground. it can. As a result, the respective resonance frequencies in the second band, that is, the 5 GHz band, are shifted downward, and as a result, the MIMO antenna apparatus 100 can be reduced in size.
次に、実施形態に係るMIMOアンテナ装置100の動作について図5乃至図7を用いて説明する。 Next, the operation of the MIMO antenna apparatus 100 according to the embodiment will be described with reference to FIGS.
図5は、MIMOアンテナ装置100の2.4GHz帯におけるアンテナ電流経路を示し、図6は、5GHz帯におけるアンテナ電流経路を示す。図7は、MIMOアンテナ装置100の2.4GHz帯におけるリターンロス特性及びアンテナ間アイソレーション特性を示すグラフである。ここで、図7(a)は、スリット19を形成している外周によって得られる電気長L1を、送信又は受信される信号の波長(λ)の1/2より小さくした場合、即ちL1<λ/2の時の特性を示し、図7(b)は、L1=λ/2の時の特性を示し、図7(c)は、L1>λ/2の時の特性を示している。 FIG. 5 shows an antenna current path in the 2.4 GHz band of the MIMO antenna apparatus 100, and FIG. 6 shows an antenna current path in the 5 GHz band. FIG. 7 is a graph showing the return loss characteristic and the inter-antenna isolation characteristic in the 2.4 GHz band of the MIMO antenna apparatus 100. Here, FIG. 7A shows the case where the electrical length L1 obtained by the outer periphery forming the slit 19 is smaller than ½ of the wavelength (λ) of the transmitted or received signal, that is, L1 <λ. FIG. 7 (b) shows the characteristics when L1 = λ / 2, and FIG. 7 (c) shows the characteristics when L1> λ / 2.
図5に示すように、第1アンテナ10の2.4GHz帯におけるアンテナ電流の電流経路J1は、第1短絡端12aを始点とし、第1開放端13aを終点とした経路となる。また、第2アンテナ20の2.4GHz帯におけるアンテナ電流の電流経路J2は、第2短絡端22aを始点とし、第2開放端23aを終点とした経路となる。第1短絡端12a及び第2短絡端22aにおいてはアンテナ電流が最大となっていると共に電界強度、即ちアンテナ電圧が最小となっており、第1開放端13a及び第2開放端23aにおいてはアンテナ電流が最小となっていると共に電界強度が、即ちアンテナ電圧最大となっている。従って、第1アンテナ10及び第2アンテナ20の中央部16a及び26aより第1開放端部13の側又は第2開放端部23の側に位置している第1近接対向部14及び第2近接対向部24は、前述したように、電界強度が比較的強い位置に配置されていることになる。そのため、アンテナ間アイソレーション特性に対するより強い効果が期待できる。尚、電流経路J1及び電流経路J2それぞれの長さは、第1アンテナ10及び第2アンテナ20の2.4GHz帯における電気長に対応した長さに設定されている。 As shown in FIG. 5, the current path J1 of the antenna current in the 2.4 GHz band of the first antenna 10 is a path starting from the first short-circuited end 12a and ending at the first open end 13a. Further, the current path J2 of the antenna current in the 2.4 GHz band of the second antenna 20 is a path starting from the second short-circuited end 22a and ending at the second open end 23a. At the first short-circuited end 12a and the second short-circuited end 22a, the antenna current is maximized and the electric field strength, that is, the antenna voltage is minimized, and at the first open end 13a and the second open end 23a, the antenna current is maximized. And the electric field strength, that is, the antenna voltage is maximum. Therefore, the first proximity facing portion 14 and the second proximity located on the first open end 13 side or the second open end 23 side from the central portions 16a and 26a of the first antenna 10 and the second antenna 20. As described above, the facing portion 24 is disposed at a position where the electric field strength is relatively strong. Therefore, a stronger effect on the isolation characteristics between antennas can be expected. The length of each of the current path J1 and the current path J2 is set to a length corresponding to the electrical length of the first antenna 10 and the second antenna 20 in the 2.4 GHz band.
図6に示すように、5GHz帯における第1アンテナ10の電流経路K1及び第2アンテナ20の電流経路K2はそれぞれ複数存在しており、2.4GHz帯における場合とはその動作状態が異なっている。第1アンテナ10及び第2アンテナ20の電流経路K1及び電流経路K2の始点は、それぞれ仮想中心線R1の近傍付近にあると考えられる。前述したように、第1アンテナ10及び第2アンテナ20は、2.4GHz帯における電気長に対応した長さを有しているため、周波数の高い5GHz帯においては、第1アンテナ10及び第2アンテナ20それぞれの導体の途中で電界が最小になる点、即ちアンテナ電圧がほぼ0Vとなる点が生じる。その点が仮想中心線R1の近傍付近の第1近接対向部14及び第2近接対向部24の近辺にも存在する。言い換えれば、第1アンテナ10及び第2アンテナ20それぞれの導体の途中でアンテナ電圧がほぼ0Vとなる点の位置を、仮想中心線R1の近傍付近の第1近接対向部14及び第2近接対向部24の近辺になるように設定している。 As shown in FIG. 6, there are a plurality of current paths K1 of the first antenna 10 and a current path K2 of the second antenna 20 in the 5 GHz band, and their operating states are different from those in the 2.4 GHz band. . The starting points of the current path K1 and the current path K2 of the first antenna 10 and the second antenna 20 are considered to be near the virtual center line R1. As described above, since the first antenna 10 and the second antenna 20 have a length corresponding to the electrical length in the 2.4 GHz band, the first antenna 10 and the second antenna 20 in the high-frequency 5 GHz band. A point where the electric field is minimized in the middle of each conductor of the antenna 20, that is, a point where the antenna voltage becomes approximately 0 V occurs. That point also exists in the vicinity of the first proximity facing portion 14 and the second proximity facing portion 24 in the vicinity of the virtual center line R1. In other words, the position of the point where the antenna voltage becomes approximately 0 V in the middle of the conductor of each of the first antenna 10 and the second antenna 20 is the first proximity facing portion 14 and the second proximity facing portion near the virtual center line R1. It is set to be around 24.
従って、第1アンテナ10及び第2アンテナ20の5GHz帯における電流経路K1及び電流経路K2の始点は第1短絡部12及び第2短絡部22以外に第1近接対向部14及び第2近接対向部24近辺にもあり、電流経路K1及び電流経路K2の終点は第1開放端部13、第1調整部15、第2開放端部23、及び第2調整部25それぞれの端部にある。尚、電流経路K1及び電流経路K2それぞれの長さは、第1アンテナ10及び第2アンテナ20の5GHz帯における電気長に対応した長さに設定されている。 Therefore, the starting points of the current path K1 and the current path K2 in the 5 GHz band of the first antenna 10 and the second antenna 20 are the first proximity facing portion 14 and the second proximity facing portion in addition to the first short-circuit portion 12 and the second short-circuit portion 22. 24, and the end points of the current path K <b> 1 and the current path K <b> 2 are at the respective ends of the first open end 13, the first adjuster 15, the second open end 23, and the second adjuster 25. The length of each of the current path K1 and the current path K2 is set to a length corresponding to the electrical length of the first antenna 10 and the second antenna 20 in the 5 GHz band.
前述したように、MIMOアンテナ装置100は、第1アンテナ10と第2アンテナ20との間にスリット19を形成しており、図4(a)、図4(c)に破線で表示したスリット19を形成している外周によって得られる電気長L1は、送信又は受信される信号の周波数によって決定される。そして、その電気長L1によって、アンテナ間アイソレーションが最も良くなる周波数を設定することができる。尚、リターンロス特性及びアンテナ間アイソレーション特性は、周波数が高ければ比較的容易に改善できるが、周波数が低くなればなるほど改善が困難になる。従って、MIMOアンテナ装置100では、スリット19を形成している外周によって得られる電気長L1を、5GHz帯ではなく、2.4GHz帯のアンテナ特性を改善するために設定することとした。そのため、5GHz帯においては、特に本発明の適用を行わない。 As described above, the MIMO antenna apparatus 100 has the slit 19 formed between the first antenna 10 and the second antenna 20, and the slit 19 indicated by a broken line in FIGS. 4 (a) and 4 (c). The electrical length L1 obtained by the outer periphery forming the is determined by the frequency of the signal transmitted or received. The frequency at which the isolation between the antennas is best can be set by the electrical length L1. The return loss characteristic and the antenna isolation characteristic can be improved relatively easily when the frequency is high, but the improvement becomes difficult as the frequency is lowered. Therefore, in the MIMO antenna device 100, the electrical length L1 obtained by the outer periphery forming the slit 19 is set to improve the antenna characteristics of the 2.4 GHz band instead of the 5 GHz band. Therefore, the present invention is not particularly applied in the 5 GHz band.
図7(a)、図7(b)、図7(c)には、MIMOアンテナ装置100の、スリット19を形成している外周によって得られる電気長L1を変えた場合の、2.4GHz帯におけるリターンロス特性及びアンテナ間アイソレーション特性を示している。 7 (a), 7 (b), and 7 (c) show the 2.4 GHz band when the electrical length L1 obtained by the outer periphery where the slit 19 of the MIMO antenna apparatus 100 is changed is changed. The return loss characteristic and the isolation characteristic between antennas are shown.
図7(a)に示すように、スリット19を形成している外周によって得られる電気長L1を、2.4GHz帯の信号の波長の1/2より小さく設定した場合、即ちL1<λ/2の時、アンテナ間アイソレーション特性の最良の周波数は、2.6GHz付近にあり、2.4GHz帯においては悪化している。従って、電気長L1が短過ぎることが分かる。 As shown in FIG. 7A, when the electrical length L1 obtained by the outer periphery forming the slit 19 is set to be smaller than ½ of the wavelength of the 2.4 GHz band signal, that is, L1 <λ / 2. In this case, the best frequency of the isolation characteristic between antennas is in the vicinity of 2.6 GHz, and deteriorates in the 2.4 GHz band. Therefore, it can be seen that the electrical length L1 is too short.
また、図7(c)に示すように、スリット19を形成している外周によって得られる電気長L1を、2.4GHz帯の信号の波長の1/2より大きく設定した場合、即ちL1>λ/2の時、アンテナ間アイソレーション特性の最良の周波数は、2.3GHz付近にあり、この場合も、2.4GHz帯においては悪化している。従って、電気長L1が長過ぎるすぎることが分かる。 Further, as shown in FIG. 7C, when the electrical length L1 obtained by the outer periphery forming the slit 19 is set to be larger than ½ of the wavelength of the 2.4 GHz band signal, that is, L1> λ When the frequency is / 2, the best frequency of the isolation characteristic between antennas is in the vicinity of 2.3 GHz, and in this case, the frequency is deteriorated in the 2.4 GHz band. Therefore, it can be seen that the electrical length L1 is too long.
そして、図7(b)に示すように、スリット19を形成している外周によって得られる電気長L1を、2.4GHz帯の信号の波長の1/2に設定した場合、即ちL1=λ/2の時、アンテナ間アイソレーション特性の最良の周波数は、2.4GHz〜2.5GHzの間にあり、2.4GHz帯において最良の値を示している。また、リターンロス特性もこの帯域で良い値を示している。従って、電気長L1としては、L1=λ/2が最適であることが分かる。 As shown in FIG. 7B, when the electrical length L1 obtained by the outer periphery forming the slit 19 is set to ½ of the wavelength of the 2.4 GHz band signal, that is, L1 = λ / When the frequency is 2, the best frequency of the isolation characteristic between antennas is between 2.4 GHz and 2.5 GHz, and shows the best value in the 2.4 GHz band. Also, the return loss characteristic shows a good value in this band. Therefore, it can be seen that L1 = λ / 2 is optimal as the electrical length L1.
図7(a)、図7(b)、図7(c)に示したように、スリット19を形成している外周によって得られる電気長L1によって、アンテナ間アイソレーションが最も良くなる周波数を設定することができる。また、スリット19を形成している外周によって得られる電気長L1を、送信又は受信される信号の波長の1/2となるように設定すれば、アンテナ間アイソレーションを最大に得ることができる。 As shown in FIG. 7A, FIG. 7B, and FIG. 7C, the frequency at which the inter-antenna isolation is best is set by the electrical length L1 obtained by the outer periphery forming the slit 19. can do. Further, if the electrical length L1 obtained by the outer periphery forming the slit 19 is set to be ½ of the wavelength of the signal to be transmitted or received, the inter-antenna isolation can be maximized.
このように、MIMOアンテナ装置100では、第1アンテナ10と第2アンテナ20との間の仮想中心線R1を挟んでスリット19を形成させた。そして、このスリット19を隔てて近接して対向している第1近接対向部14及び第2近接対向部24を、第1アンテナ10及び第2アンテナ20のそれぞれの中央部より第1開放端部13の側又は第2開放端部23の側に位置させるようにしたので、電界強度の比較的強い部分を近接対向させることができる。その結果、アンテナ間アイソレーション特性に対する効果を強めることができる。そのため、小型化に適すると共に、必要とされるアンテナ間アイソレーション特性を得ることができる。 As described above, in the MIMO antenna device 100, the slit 19 is formed with the virtual center line R1 between the first antenna 10 and the second antenna 20 interposed therebetween. Then, the first proximity facing portion 14 and the second proximity facing portion 24 that are opposed to each other with the slit 19 therebetween are arranged at the first open end portion from the central portion of each of the first antenna 10 and the second antenna 20. Since it is located on the side of 13 or the side of the second open end 23, it is possible to make the portions having a relatively strong electric field strength close to each other. As a result, the effect on the isolation characteristics between antennas can be strengthened. Therefore, it is suitable for downsizing, and the required isolation characteristics between antennas can be obtained.
また、スリット19を形成している外周によって得られる電気長L1を信号の波長の1/2としたので、第1アンテナ10と第2アンテナ20とを隔てているスリット19を最適の大きさにすることができる。そのため、アンテナ間アイソレーションを最大に得ることができる。 In addition, since the electrical length L1 obtained by the outer periphery forming the slit 19 is ½ of the signal wavelength, the slit 19 separating the first antenna 10 and the second antenna 20 is set to an optimum size. can do. Therefore, the maximum isolation between antennas can be obtained.
また、第1アンテナ10と第2アンテナ20とを1枚の金属板によって形成したので、第1アンテナ10と第2アンテナ20との相対的な位置精度を高くすることができる。そのため、設計通りの特性を出しやすい。 Moreover, since the 1st antenna 10 and the 2nd antenna 20 were formed with the metal plate of 1 sheet, the relative positional accuracy of the 1st antenna 10 and the 2nd antenna 20 can be made high. For this reason, it is easy to produce the characteristics as designed.
また、第1短絡部12と、第2短絡部22と、第1給電部11と、第2給電部21と、第1開放端部13と、第2開放端部23とを、第1アンテナ10の第1近接対向部14及び第2アンテナ20の第2近接対向部24に対して垂直に設けた。そのため、第1アンテナ10及び第2アンテナ20を立体的に形成できるので、平面視におけるMIMOアンテナ装置100の寸法を小さくすることができる。そのため小型化に最適となる。 Further, the first short-circuit portion 12, the second short-circuit portion 22, the first power feeding portion 11, the second power feeding portion 21, the first open end portion 13, and the second open end portion 23 are connected to the first antenna. 10 first proximity facing portions 14 and the second proximity facing portion 24 of the second antenna 20 are provided perpendicularly. Therefore, since the first antenna 10 and the second antenna 20 can be formed in a three-dimensional manner, the size of the MIMO antenna device 100 in plan view can be reduced. Therefore, it is optimal for miniaturization.
また、MIMOアンテナ装置100を第1の帯域以外に第1の帯域より周波数の高い第2の帯域でも動作させようとした場合、第1調整部15及び第2調整部25を設けたので、第1調整部15と第1開放端部13との間、及び第2調整部25と第2開放端部23との間の、それぞれの容量結合の度合いを調整することができる。そのため、第2の帯域におけるアンテナ長を容易に調整することができる。 In addition, when the MIMO antenna apparatus 100 is to be operated in a second band having a frequency higher than the first band in addition to the first band, the first adjustment unit 15 and the second adjustment unit 25 are provided. The degree of capacitive coupling between the first adjusting unit 15 and the first open end 13 and between the second adjusting unit 25 and the second open end 23 can be adjusted. Therefore, the antenna length in the second band can be easily adjusted.
また、第1接続ランド6が第1調整部15と対向し、第2接続ランド7が第2調整部25と対向しているため、第1接続ランド6及び第2接続ランド7をそれぞれ第1アンテナ10及び第2アンテナ20の一部として機能させることができる。そのため、MIMOアンテナ装置100の寸法をより小さくすることができる。 In addition, since the first connection land 6 faces the first adjustment unit 15 and the second connection land 7 faces the second adjustment unit 25, the first connection land 6 and the second connection land 7 are respectively connected to the first adjustment land 15. It can function as part of the antenna 10 and the second antenna 20. Therefore, the size of the MIMO antenna device 100 can be further reduced.
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態について、図面を参照しながら説明する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
第2実施形態に係るMIMOアンテナ装置200の第1アンテナ30と第2アンテナ40それぞれにおける構造について図8及び図9を用いて説明する。 The structures of the first antenna 30 and the second antenna 40 of the MIMO antenna apparatus 200 according to the second embodiment will be described with reference to FIGS.
図8は、MIMOアンテナ装置200の拡大斜視図であり、図9は、MIMOアンテナ装置200の(a)平面図、(b)正面図、(c)背面図、(d)右側面図、及び(e)左側面図である。 FIG. 8 is an enlarged perspective view of the MIMO antenna apparatus 200, and FIG. 9 is a (a) plan view, (b) front view, (c) rear view, (d) right side view, and FIG. (E) It is a left view.
前述したMIMOアンテナ装置100とMIMOアンテナ装置200との構造的な相違点は、MIMOアンテナ装置100における第1短絡部12及び第2短絡部22の部分だけであるので、構造的又は機能的に同一の部分については同一の符号を使用する。また、共通する箇所については説明を省略する場合がある。 Since the structural difference between the MIMO antenna apparatus 100 and the MIMO antenna apparatus 200 described above is only the first short-circuit portion 12 and the second short-circuit portion 22 in the MIMO antenna apparatus 100, they are structurally or functionally identical. The same reference numerals are used for these parts. In addition, description of common portions may be omitted.
図8に示すように、MIMOアンテナ装置200は、金属板で立体的に構成された第1アンテナ30及び第2アンテナ40と、第1アンテナ30及び第2アンテナ40が載置された絶縁基板5と、によって構成されている。第1アンテナ30及び第2アンテナ40は、矩形状をした絶縁基板5の一方の短辺側(Y1側)に載置されており、その一部が絶縁基板5上で接続固定されている。 As shown in FIG. 8, the MIMO antenna apparatus 200 includes a first antenna 30 and a second antenna 40 that are three-dimensionally configured with metal plates, and an insulating substrate 5 on which the first antenna 30 and the second antenna 40 are placed. And is composed of. The first antenna 30 and the second antenna 40 are placed on one short side (Y1 side) of the rectangular insulating substrate 5, and a part thereof is connected and fixed on the insulating substrate 5.
2つの接地点9は、矩形状をしたグランドパターン8の一方の短辺のほぼ中央の位置に、2つ並べて設けられている。また、第1給電点1と第2給電点2とは、接地点9の両側の位置に設けられていて、前述した通信回路60の高周波信号入出力端子(図示せず)にそれぞれ接続されている。右側の接地点9と第1給電点1とには第1アンテナ30が取り付けられ、左側の接地点9と第2給電点2とには第2アンテナ40が取り付けられる。また、第1接続ランド6には第1アンテナ30が取り付けられ、第2接続ランド7には第2アンテナ40が取り付けられる。 Two grounding points 9 are arranged side by side at a substantially central position of one short side of the ground pattern 8 having a rectangular shape. The first feeding point 1 and the second feeding point 2 are provided at positions on both sides of the ground point 9 and are respectively connected to the high-frequency signal input / output terminals (not shown) of the communication circuit 60 described above. Yes. A first antenna 30 is attached to the right grounding point 9 and the first feeding point 1, and a second antenna 40 is attached to the left grounding point 9 and the second feeding point 2. Further, the first antenna 30 is attached to the first connection land 6, and the second antenna 40 is attached to the second connection land 7.
第1アンテナ30と第2アンテナ40とは、それぞれ逆F型アンテナを構成していると共に、第1アンテナ30と第2アンテナ40とは、それぞれ無線LANで使用される同一の周波数帯域の信号を送信及び又は受信するように構成されている。取り扱う周波数としては、それぞれ2.4GHz帯の信号及び5GHz帯の信号を送信及び又は受信することができるように形成されている。第1アンテナ30及び第2アンテナ40には、第1給電点1及び第2給電点2を介して、前述した通信回路60からそれぞれ給電される。 The first antenna 30 and the second antenna 40 constitute an inverted F-type antenna, respectively, and the first antenna 30 and the second antenna 40 respectively transmit signals in the same frequency band used in the wireless LAN. It is configured to transmit and / or receive. The frequencies to be handled are formed so that a 2.4 GHz band signal and a 5 GHz band signal can be transmitted and received, respectively. The first antenna 30 and the second antenna 40 are supplied with power from the communication circuit 60 described above via the first feeding point 1 and the second feeding point 2, respectively.
第1アンテナ30は第1給電点1に接続される第1給電部11及び右側の接地点9に接続される第1短絡部32を有し、第2アンテナ40は第2給電点2に接続される第2給電部21及び左側の接地点9に接続される第2短絡部42を有している。また、第1アンテナ30と第2アンテナ40とは、第1短絡部12と第2短絡部22との間を通る仮想中心線R2に対して線対称に構成されている。 The first antenna 30 has a first feeding part 11 connected to the first feeding point 1 and a first short-circuit part 32 connected to the grounding point 9 on the right side, and the second antenna 40 is connected to the second feeding point 2. And the second short-circuit portion 42 connected to the grounding point 9 on the left side. Further, the first antenna 30 and the second antenna 40 are configured symmetrically with respect to a virtual center line R <b> 2 passing between the first short-circuit portion 12 and the second short-circuit portion 22.
図8、図9(a)、及び図9(b)に示すように、MIMOアンテナ装置200は、第1短絡部32と第2短絡部42とが切り離されていると共に、第1アンテナ30と第2アンテナ40とが別々の金属板によって形成されている。MIMOアンテナ装置100とMIMOアンテナ装置200との構造的な相違点は、この箇所だけである。図8、及び図9(a)に示すように、第1短絡部32及び第2短絡部42は、それぞれの先端部となる第1短絡端32a及び第2短絡端42aが絶縁基板5に対して平行に形成されていて、2つの接地点9にそれぞれ半田等によって電気的に接続されると共に絶縁基板5に固着される。 As shown in FIG. 8, FIG. 9A, and FIG. 9B, the MIMO antenna apparatus 200 includes a first short circuit part 32 and a second short circuit part 42 separated from each other, The second antenna 40 is formed by a separate metal plate. This is the only structural difference between the MIMO antenna apparatus 100 and the MIMO antenna apparatus 200. As shown in FIG. 8 and FIG. 9A, the first short-circuit portion 32 and the second short-circuit portion 42 are configured such that the first short-circuit end 32 a and the second short-circuit end 42 a which are the respective front end portions are in relation to the insulating substrate 5. Are connected to the two grounding points 9 by solder or the like and fixed to the insulating substrate 5.
MIMOアンテナ装置200は、図8、図9(a)、図9(b)、及び図9(c)に示すように、第1アンテナ30と第2アンテナ40との間にスリット39を形成している。スリット39は、第1アンテナ30及び第2アンテナ40それぞれのミアンダ形状を組み合わせることによって形成される。スリット39を形成している外周(図9(a)、図9(b)、図9(c)に破線で表示)によって得られる電気長L2は、送信又は受信される信号の周波数によって決定され、その電気長L2の大きさによって、アンテナ間アイソレーションが最も良くなる周波数を設定することができる。 The MIMO antenna apparatus 200 forms a slit 39 between the first antenna 30 and the second antenna 40 as shown in FIGS. 8, 9A, 9B, and 9C. ing. The slit 39 is formed by combining the meander shapes of the first antenna 30 and the second antenna 40. The electrical length L2 obtained by the outer periphery forming the slit 39 (shown by broken lines in FIGS. 9A, 9B, and 9C) is determined by the frequency of the signal transmitted or received. The frequency at which the isolation between the antennas is best can be set according to the size of the electrical length L2.
MIMOアンテナ装置200のスリット39の外周によって得られる電気長L2の大きさによるアンテナ間アイソレーションへの効果は、図7に示したMIMOアンテナ装置100における電気長L2の大きさによるアンテナ間アイソレーションへの効果と同等であるため、その説明を省略する。尚、MIMOアンテナ装置200においては、第1アンテナ30と前記第2アンテナ40とをスリット39によって物理的に隔てることができるため、MIMOアンテナ装置100に比較してアンテナ間アイソレーションをより改善することができる。 The effect of the electrical length L2 obtained by the outer periphery of the slit 39 of the MIMO antenna device 200 on the isolation between antennas is the isolation between the antennas due to the size of the electrical length L2 in the MIMO antenna device 100 shown in FIG. Since this is equivalent to the effect of, the description thereof is omitted. In the MIMO antenna apparatus 200, since the first antenna 30 and the second antenna 40 can be physically separated by the slit 39, the inter-antenna isolation can be further improved as compared with the MIMO antenna apparatus 100. Can do.
このように、MIMOアンテナ装置200では、第1アンテナ30と第2アンテナ40とを別々の金属板によって形成したので、第1アンテナ30と第2アンテナ40とを物理的に隔てることができる。従って、アンテナ間アイソレーションをより大きく得ることができる。 As described above, in the MIMO antenna apparatus 200, the first antenna 30 and the second antenna 40 are formed of separate metal plates, so that the first antenna 30 and the second antenna 40 can be physically separated. Therefore, greater isolation between antennas can be obtained.
以上説明したように、本発明のMIMOアンテナ装置は、第1アンテナと第2アンテナとの間の仮想中心線を挟んでスリットを形成させ、このスリットを隔てて近接して対向している第1近接対向部及び第2近接対向部を、第1アンテナ及び第2アンテナのそれぞれの中央部より第1開放端部の側又は第2開放端部の側に位置させるようにしたので、電界強度の比較的強い部分を近接対向させることができる。その結果、アンテナ間アイソレーション特性に対する効果を強めることができる。そのため、小型化に適すると共に、必要とされるアンテナ間アイソレーション特性を得ることができる。 As described above, the MIMO antenna apparatus of the present invention forms a slit across the virtual center line between the first antenna and the second antenna, and faces the first antenna that is in close proximity across the slit. Since the proximity facing portion and the second proximity facing portion are positioned closer to the first open end portion or the second open end portion than the central portions of the first antenna and the second antenna, Relatively strong parts can be made to face each other. As a result, the effect on the isolation characteristics between antennas can be strengthened. Therefore, it is suitable for downsizing, and the required isolation characteristics between antennas can be obtained.
本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施することが可能である。例えば、本発明ではアンテナの構成材料として金属板を使用したが、アンテナの構成材料として絶縁基板に形成された導体パターンを使用するようにしても良い。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. For example, in the present invention, a metal plate is used as the constituent material of the antenna, but a conductor pattern formed on an insulating substrate may be used as the constituent material of the antenna.
1 第1給電点
2 第2給電点
3 接地点
4 絶縁基板
5 絶縁基板
6 第1接続ランド
7 第2接続ランド
8 グランドパターン
9 接地点
10 第1アンテナ
11 第1給電部
11a 第1給電端
12 第1短絡部
12a 第1短絡端
13 第1開放端部
13a 第1開放端
14 第1近接対向部
15 第1調整部
16 第1天板部
17 第1側板部
19 スリット
20 第2アンテナ
21 第2給電部
21a 第2給電端
22 第2短絡部
22a 第2短絡端
23 第2開放端部
23a 第2開放端
24 第2近接対向部
25 第2調整部
26 第2天板部
27 第2側板部
30 第1アンテナ
32 第1短絡部
32a 第1短絡端
39 スリット
40 第2アンテナ
42 第2短絡部
42a 第2短絡端
60 通信回路
100 MIMOアンテナ装置
200 MIMOアンテナ装置
L1 電気長
L2 電気長
R1 仮想中心線
R2 仮想中心線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st feeding point 2 2nd feeding point 3 Grounding point 4 Insulating substrate 5 Insulating substrate 6 1st connection land 7 2nd connection land 8 Ground pattern 9 Grounding point 10 1st antenna 11 1st feeding part 11a 1st feeding end 12 First short-circuit portion 12a First short-circuit end 13 First open end portion 13a First open end 14 First proximity facing portion 15 First adjustment portion 16 First top plate portion 17 First side plate portion 19 Slit 20 Second antenna 21 First 2 power supply part 21a 2nd power supply end 22 2nd short circuit part 22a 2nd short circuit end 23 2nd open end part 23a 2nd open end 24 2nd proximity facing part 25 2nd adjustment part 26 2nd top plate part 27 2nd side plate Part 30 First antenna 32 First short-circuit part 32a First short-circuit end 39 Slit 40 Second antenna 42 Second short-circuit part 42a Second short-circuit end 60 Communication circuit 100 MIMO antenna apparatus 200 MI O antenna device L1 electrical length L2 electrical length R1 imaginary center line R2 imaginary center line
Claims (5)
前記絶縁基板にはグランドパターンと、第1給電点と、第2給電点と、前記グランドパターンに接続された接地点とが設けられ、
前記第1アンテナ及び前記第2アンテナが、それぞれ逆F型アンテナを構成しており、前記第1アンテナが前記第1給電点に接続される第1給電部及び前記接地点に接続される第1短絡部を有し、前記第2アンテナが前記第2給電点に接続される第2給電部及び前記接地点に接続される第2短絡部を有したMIMOアンテナ装置であって、
前記第1アンテナと前記第2アンテナとは、前記第1短絡部と前記第2短絡部との間を通る仮想中心線に対して線対称であり、
前記第1アンテナの開放端を含む第1開放端部と前記第2アンテナの開放端を含む第2開放端部とが互いに離間して配置されていて、
前記第1アンテナと前記第2アンテナとの間に前記仮想中心線を挟んでスリットが形成されていて、
前記第1アンテナ及び前記第2アンテナが、前記スリットを隔てて近接して対向している第1近接対向部及び第2近接対向部を有していると共に、前記第1近接対向部及び前記第2近接対向部が、前記第1アンテナ及び前記第2アンテナのそれぞれの中央部より前記第1開放端部の側又は前記第2開放端部の側に位置しており、
前記第1短絡部と前記第2短絡部とが接続されていると共に、前記第1アンテナと前記第2アンテナとが1枚の金属板によって形成されている、
ことを特徴とするMIMOアンテナ装置。 A first antenna and a second antenna that respectively transmit and / or receive signals in the same frequency band; and an insulating substrate on which the first antenna and the second antenna are mounted,
The insulating substrate is provided with a ground pattern, a first feeding point, a second feeding point, and a ground point connected to the ground pattern,
Each of the first antenna and the second antenna constitutes an inverted F-type antenna, and the first antenna is connected to the first feed point connected to the first feed point and the first ground point connected to the ground point. A MIMO antenna apparatus having a short-circuit portion, the second antenna having a second feed portion connected to the second feed point and a second short-circuit portion connected to the ground point,
The first antenna and the second antenna are axisymmetric with respect to a virtual center line passing between the first short-circuit portion and the second short-circuit portion,
A first open end including the open end of the first antenna and a second open end including the open end of the second antenna are arranged apart from each other;
A slit is formed between the first antenna and the second antenna with the virtual center line interposed therebetween,
The first antenna and the second antenna have a first proximity facing portion and a second proximity facing portion facing each other in close proximity with the slit, and the first proximity facing portion and the first antenna 2 adjacent facing portions are located on the first open end side or the second open end side from the central portion of each of the first antenna and the second antenna ,
The first short circuit part and the second short circuit part are connected, and the first antenna and the second antenna are formed by a single metal plate .
A MIMO antenna apparatus characterized by that.
前記第1接続ランドが前記第1調整部と対向していると共に、前記第2接続ランドが前記第2調整部と対向していることを特徴とする請求項4に記載のMIMOアンテナ装置。 The insulating substrate is provided with a first connection land to which the open end of the first antenna is connected, and a second connection land to which the open end of the second antenna is connected,
5. The MIMO antenna apparatus according to claim 4 , wherein the first connection land faces the first adjustment unit, and the second connection land faces the second adjustment unit. 6.
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