JP6548271B2

JP6548271B2 - Antenna device and wireless device

Info

Publication number: JP6548271B2
Application number: JP2017019912A
Authority: JP
Inventors: 辰也松浦
Original assignee: NEC Platforms Ltd
Current assignee: NEC Platforms Ltd
Priority date: 2017-02-06
Filing date: 2017-02-06
Publication date: 2019-07-24
Anticipated expiration: 2037-02-06
Also published as: JP2018129595A

Description

本発明は、スプリットリング共振器アンテナを有し、小型化と配置の自由度との双方を実現するようにしたアンテナ装置および無線機器に関する。 The present invention relates to an antenna device and a wireless device having a split ring resonator antenna and realizing both miniaturization and freedom of arrangement.

近年の無線機器においては小型化の進展速度が著しく、無線機器内部のプリント基板も高密度実装となり、無線機器に搭載するアンテナについても、より柔軟に種々の位置に柔軟に配置することができ、かつ、さらなる小型化の確保が強く望まれるようになってきている。 With the rapid progress in miniaturization of wireless devices in recent years, the printed circuit board inside the wireless device is also mounted at a high density, and the antenna mounted on the wireless device can be flexibly arranged at various positions more flexibly. In addition, securing of further miniaturization has been strongly desired.

以下に、本発明のアンテナ装置に関連する現状の技術について、図面を参照して説明する。図１３は、本発明に関連する現状の技術におけるアンテナ装置の構成例を示す概要図であり、プリント基板等のＧＮＤ（Ground：アース）板の内部に配置することが可能なスロットアンテナの基本形態を示している。つまり、図１３に示すアンテナ装置１００においては、ＧＮＤ板１１の内部にスロットアンテナ１２が配置された構成となっている。 Hereinafter, the present technology related to the antenna device of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 13 is a schematic diagram showing an example of the configuration of the antenna apparatus in the existing technology related to the present invention, and is a basic form of a slot antenna which can be disposed inside a GND (Ground) ground plate such as a printed circuit board. Is shown. That is, in the antenna device 100 shown in FIG. 13, the slot antenna 12 is disposed inside the GND plate 11.

図１４は、図１３に示したアンテナ装置１００のスロットアンテナ１２の部分を拡大した拡大図である。図１４の拡大図においては、図１３にて説明したように、ＧＮＤ板１１の内部にスロットアンテナ１２が配置され、該スロットアンテナ１２の一辺に接続された給電導体１３を介して給電部１４からの交流電力を給電するという構成となっている。 FIG. 14 is an enlarged view of a portion of the slot antenna 12 of the antenna device 100 shown in FIG. In the enlarged view of FIG. 14, as described in FIG. 13, the slot antenna 12 is disposed inside the GND plate 11, and from the feeding portion 14 via the feeding conductor 13 connected to one side of the slot antenna 12. It is configured to supply AC power.

ここで、スロットアンテナ１２は、長辺方向を約λ／２（λ：アンテナ装置１００の動作周波数における電磁波の波長を表す）の長さとし、短辺方向は長辺方向の長さと比べて十分に短くした直径からなる開口部を有する形状である、給電部１４から給電導体１３を介してスロットアンテナ１２に交流電力を給電すると、スロットアンテナ１２の長辺方向に磁流が発生し、該磁流を波源として電磁波を放射することによって、所望の周波数でスロットアンテナ１２を動作させることができる。 Here, in the slot antenna 12, the long side direction is approximately λ / 2 (λ: represents the wavelength of the electromagnetic wave at the operating frequency of the antenna device 100), and the short side direction is sufficiently longer than the long side direction. When AC power is fed from the feeding part 14 to the slot antenna 12 via the feeding conductor 13 having a shape having an opening with a shortened diameter, a magnetic current is generated in the long side direction of the slot antenna 12, and the magnetic current The slot antenna 12 can be operated at a desired frequency by emitting an electromagnetic wave using the wave source as a wave source.

次に、図１５Ａ、図１５Ｂ、図１５Ｃ、図１５Ｄの各放射パターン図を参照して、図１３および図１４に示したアンテナ装置１００のスロットアンテナ１２の放射パターンについて説明する。図１５の各図は、図１３および図１４のアンテナ装置１００のスロットアンテナ１２の放射パターンを示す放射パターン図である。 Next, the radiation pattern of the slot antenna 12 of the antenna device 100 shown in FIGS. 13 and 14 will be described with reference to the radiation pattern diagrams of FIGS. 15A, 15B, 15C, and 15D. Each figure of FIG. 15 is a radiation pattern figure which shows the radiation pattern of the slot antenna 12 of the antenna apparatus 100 of FIG. 13 and FIG.

まず、図１５Ａは、図１３および図１４のアンテナ装置１００のスロットアンテナ１２の放射パターンの測定平面を示すために設定した座標軸を示す説明図であり、図１５Ｂ、図１５Ｃ、図１５Ｄの各放射パターンの測定平面が、どの平面であるかを示している。図１５Ａに示すように、図１４のアンテナ装置１００のスロットアンテナ１２の長辺方向と平行し、かつ、給電導体１３の長辺方向と直交する方向がＸ軸であり、スロットアンテナ１２の長辺方向と給電導体１３の長辺方向との双方と直交する方向がＹ軸であり、スロットアンテナ１２の長辺方向と直交し、かつ、給電導体１３の長辺方向と平行する方向がＺ軸である。 First, FIG. 15A is an explanatory view showing coordinate axes set to show a measurement plane of a radiation pattern of the slot antenna 12 of the antenna device 100 of FIGS. 13 and 14, and each radiation of FIG. 15B, FIG. 15C and FIG. It indicates which plane the measurement plane of the pattern is. As shown in FIG. 15A, the direction parallel to the long side direction of slot antenna 12 of antenna apparatus 100 of FIG. 14 and orthogonal to the long side direction of feed conductor 13 is the X axis, and the long side of slot antenna 12 The direction orthogonal to both the direction and the long side direction of the feed conductor 13 is the Y axis, and the direction orthogonal to the long side direction of the slot antenna 12 and parallel to the long side direction of the feed conductor 13 is the Z axis is there.

言い換えると、図１４のアンテナ装置１００のＧＮＤ板１１と平行する平面がＸＺ面であり、図１４のアンテナ装置１００のＧＮＤ板１１と直交し、かつ、スロットアンテナ１２の長辺方向と平行する方向になる平面がＸＹ面であり、図１４のアンテナ装置１００のＧＮＤ板１１と直交し、かつ、スロットアンテナ１２の長辺方向と直交する方向になる平面がＹＺ面である。 In other words, a plane parallel to the GND plate 11 of the antenna device 100 of FIG. 14 is an XZ plane, orthogonal to the GND plate 11 of the antenna device 100 of FIG. 14 and parallel to the long side direction of the slot antenna 12 The plane which becomes is the XY plane, and the plane which is orthogonal to the GND plate 11 of the antenna device 100 of FIG. 14 and the direction orthogonal to the long side direction of the slot antenna 12 is the YZ plane.

図１５Ｂは、図１５Ａに示すＸ軸とＺ軸とからなるＸＺ面内における図１３および図１４のアンテナ装置１００のスロットアンテナ１２の放射パターンを示す放射パターン図である。また、図１５Ｃは、図１５Ａに示すＹ軸とＺ軸とからなるＹＺ面内における図１３および図１４のアンテナ装置１００のスロットアンテナ１２の放射パターンを示す放射パターン図である。また、図１５Ｄは、図１５Ａに示すＸ軸とＹ軸とからなるＸＹ面内における図１３および図１４のアンテナ装置１００のスロットアンテナ１２の放射パターンを示す放射パターン図である。 FIG. 15B is a radiation pattern diagram showing a radiation pattern of the slot antenna 12 of the antenna device 100 of FIGS. 13 and 14 in the XZ plane composed of the X axis and the Z axis shown in FIG. 15A. 15C is a radiation pattern diagram showing a radiation pattern of the slot antenna 12 of the antenna device 100 of FIGS. 13 and 14 in the YZ plane consisting of the Y axis and the Z axis shown in FIG. 15A. 15D is a radiation pattern diagram showing a radiation pattern of the slot antenna 12 of the antenna device 100 of FIGS. 13 and 14 in the XY plane consisting of the X axis and the Y axis shown in FIG. 15A.

なお、放射パターン図とは、或る平面内において３６０°全方向にアンテナがどれだけのエネルギーを放射するかを示すものであり、該放射パターン図においてプロットされた放射パターンに関して、中心からの距離が長く、大きいパターンになるほど、エネルギーの放射量が大きく、アンテナの性能が高いことを示している。また、放射する電磁波の電界が振動する方向を偏波面と言う。そして、電界が大地面に対して水平方向に振動する電磁波を水平偏波と言い、一方、電界が大地面に対して垂直方向に振動する電磁波を垂直偏波と言う。一般に、アンテナから放射される電磁波は、水平偏波と垂直偏波とに分解して表される。 The radiation pattern diagram indicates how much energy the antenna radiates in all directions in 360 ° in a certain plane, and the distance from the center with respect to the radiation pattern plotted in the radiation pattern diagram The longer and the larger the pattern, the larger the radiation of energy and the higher the performance of the antenna. Also, the direction in which the electric field of the radiated electromagnetic wave vibrates is referred to as a polarization plane. Then, an electromagnetic wave whose electric field vibrates in the horizontal direction with respect to the ground surface is called horizontal polarization, while an electromagnetic wave whose electric field vibrates in the vertical direction with respect to the ground surface is called vertical polarization. In general, an electromagnetic wave emitted from an antenna is expressed by being decomposed into horizontal polarization and vertical polarization.

スロットアンテナ１２を用いるアンテナ装置１００の場合は、図１４に示したように、ＧＮＤ板１１の内部の任意の領域を開口することによって、アンテナとして動作させるので、自由な位置にアンテナを配置することができるものの、スロットアンテナ１２の長辺方向の長さをλ／２にすることが必要であるため、スロットアンテナ１２の長辺方向に大きな配置領域を必要とするという問題点がある。 In the case of the antenna device 100 using the slot antenna 12, as shown in FIG. 14, the antenna can be operated as an antenna by opening an arbitrary area inside the GND plate 11. Therefore, the antenna can be disposed at a free position. However, since it is necessary to set the length in the long side direction of the slot antenna 12 to λ / 2, there is a problem that a large arrangement area is required in the long side direction of the slot antenna 12.

かくのごときスロットアンテナ１２における問題点を解決するための小型アンテナとして、例えば、特許文献１の特許第６０２０４５１号公報「アンテナ装置および電子装置」にも記載されているように、環状（ループ状）の導体の一部を切断した略Ｃ字型の形状をなすスプリットリング共振器（Split＿Ring Resonator：以降、「ＳＲＲ共振器」と表現することもある）をアンテナに利用したスプリットリング共振器アンテナ（以降、「ＳＲＲアンテナ」と表現することもある）が搭載されたアンテナ装置が開発されている。 As a small antenna for solving the problems in such a slot antenna 12, for example, as described in Japanese Patent No. 6020451 "Antenna device and electronic device" of Patent Document 1, annular (loop shape) A split ring resonator antenna (hereinafter referred to as “SRR resonator”) having a substantially C-shaped shape obtained by cutting a part of the conductor of (“SRR resonator”). , And an “SRR antenna” may be described).

前記特許文献１に記載の技術においては、誘電体層を挟んで対向する第１の導体層と第２の導体層それぞれが略Ｃ字状に連続する第１スプリットリング部および第２スプリットリング部を有し、該第１スプリットリング部および該第２スプリットリング部を導体ビアで接続することによって、スプリットリング共振器自体をアンテナ放射体となすものであり、アンテナを低コストで形成することができ、かつ、図１３に示したスロットアンテナ１２に比し、アンテナの大幅な小型化を図ることができる。 In the technique described in Patent Document 1, the first split ring portion and the second split ring portion in which the first conductor layer and the second conductor layer opposed to each other with the dielectric layer interposed therebetween are continuous in a substantially C shape. The split ring resonator itself forms an antenna radiator by connecting the first split ring portion and the second split ring portion with conductor vias, and the antenna can be formed at low cost. As compared with the slot antenna 12 shown in FIG. 13, the antenna can be significantly downsized.

図１６は、本発明に関連する現状の技術におけるＳＲＲアンテナを用いたアンテナ装置の基本形態を示す概念図である。図１６のアンテナ装置２００に示すように、ＳＲＲアンテナ（スプリットリング共振器アンテナ）は、図１３に示したアンテナ装置１００のスロットアンテナ１２の場合と同様、プリント基板等のＧＮＤ板２１の一部を開口した構造からなるが、図１３の場合とは異なり、アンテナの長辺方向にλ／２の長さの大きな領域を確保する必要がないので、ＳＲＲアンテナは、前述したように、小型化を図ることができる。 FIG. 16 is a conceptual view showing a basic form of an antenna apparatus using an SRR antenna in the existing technology related to the present invention. As shown in the antenna device 200 of FIG. 16, the SRR antenna (split ring resonator antenna) is a part of the GND plate 21 such as a printed circuit board as in the case of the slot antenna 12 of the antenna device 100 shown in FIG. Although it has an open structure, unlike in the case of FIG. 13, since it is not necessary to secure a large area of λ / 2 in length in the long side direction of the antenna, as described above, the SRR antenna is miniaturized. Can be

つまり、図１６に示すように、ＳＲＲアンテナとして動作するアンテナ装置２００は、小型化が可能であり、ＧＮＤ板２１とスプリットリング共振器２２と給電部２３とを備え、スプリットリング共振器２２をＧＮＤ板２１の外周部の一辺に接するように配置した構成になっている。 That is, as shown in FIG. 16, the antenna device 200 operating as an SRR antenna can be miniaturized, and includes the GND plate 21, the split ring resonator 22, and the feeding portion 23. It is arranged to be in contact with one side of the outer peripheral portion of the plate 21.

図１７は、図１６に示したアンテナ装置２００のスプリットリング共振器２２の部分を拡大した拡大図である。図１７に示すように、スプリットリング共振器２２は、ＧＮＤ板２１の外周部の一辺に接するように配置された開口部２２１内に配置される。また、給電部２３には給電導体２２２が接続され、給電部２３から交流電力がスプリットリング共振器２２に対して給電される。さらに、開口部２２１にスプリット部を形成するとともに、開口部２２１の側面を形成する一辺を給電導体２２２に接続するように、第１の導体２２３がＧＮＤ板２１の外周部に接するように配置される。また、第１の導体２２３との間で開口部２２１にスプリット部を形成するために、ＧＮＤ板２１の外周部に接するように配置されている開口部２２１の他方の側面を形成する一辺と接続するように、第２の導体２２４が配置された構成となっている。 FIG. 17 is an enlarged view of a portion of the split ring resonator 22 of the antenna device 200 shown in FIG. As shown in FIG. 17, the split ring resonator 22 is disposed in an opening 221 arranged to be in contact with one side of the outer peripheral portion of the GND plate 21. Further, a feed conductor 222 is connected to the feed unit 23, and AC power is fed from the feed unit 23 to the split ring resonator 22. Furthermore, the first conductor 223 is disposed in contact with the outer peripheral portion of the GND plate 21 so that a split portion is formed in the opening 221 and one side forming the side surface of the opening 221 is connected to the feed conductor 222. Ru. Further, in order to form a split portion in the opening 221 between the first conductor 223 and the other side of the opening 221 disposed so as to be in contact with the outer peripheral portion of the GND plate 21 As a result, the second conductor 224 is disposed.

さらに、第１の導体２２３と第２の導体２２４とが互いに最も接近する部分に、それぞれ、第１のスプリット部導体２２５と第２のスプリット部導体２２６とが開口部２２１の外周部と直角になるように接続されて、第１のスプリット部導体２２５と第２のスプリット部導体２２６が互いに対向してスプリット部を形成している。 Furthermore, at the portion where the first conductor 223 and the second conductor 224 are closest to each other, the first split conductor 225 and the second split conductor 226 are perpendicular to the outer periphery of the opening 221, respectively. The first split portion conductor 225 and the second split portion conductor 226 face each other to form a split portion.

図１８は、図１６および図１７に示したアンテナ装置２００（ＳＲＲアンテナ）の動作周波数における電流の流れを模式的に表わした図であり、矢印付きの太い破線は電流の流れを示している。スプリットリング共振器２２は、図１８に矢印付きの太い破線で示す電流の経路が示すように、給電部２３と、給電導体２２２と、第１の導体２２３の一部と、第２の導体２２４と、第２の導体２２４と開口部２２１との接続部から給電部２３までをつなぐ開口部２２１の外周部の一部とによって等価的に構成されるコイル部分と、第１のスプリット部導体２２５と第２のスプリット部導体２２６とが形成するスプリット部によって等価的に構成されるコンデンサ部分とでもって、直列共振回路を構成している。 FIG. 18 is a diagram schematically showing the flow of current at the operating frequency of the antenna device 200 (SRR antenna) shown in FIGS. 16 and 17, and a thick broken line with an arrow indicates the flow of current. The split ring resonator 22 is configured such that the feeding portion 23, the feeding conductor 222, a part of the first conductor 223, and the second conductor 224, as shown by a path of current shown by a thick broken line with an arrow in FIG. And a coil portion equivalently constituted by a part of the outer peripheral portion of the opening 221 connecting the connection portion of the second conductor 224 and the opening 221 to the feeding portion 23, and a first split portion conductor 225 And a second split portion conductor 226 form a series resonant circuit with a capacitor portion equivalently configured by the split portion.

ＳＲＲアンテナの動作周波数は、該直列共振回路の共振周波数によって決定される。そこで、ＳＲＲアンテナであるはアンテナ装置２００、スプリットリング共振器２２の周辺のＧＮＤ板２１を流れる高周波電流を波源として、該共振周波数と同じ周波数の電磁波を放射することになる。 The operating frequency of the SRR antenna is determined by the resonant frequency of the series resonant circuit. Therefore, the high frequency current flowing through the GND device 21 around the antenna device 200 and the split ring resonator 22 serving as the SRR antenna is used as a wave source to radiate an electromagnetic wave having the same frequency as the resonance frequency.

特許第６０２０４５１号公報Patent No. 6020451

近年の無線機器においては、前述したように、小型化の勢いは著しく、内部に実装するプリント基板も高密度実装が進み、内蔵するアンテナ装置についても、より柔軟に種々の位置に配置することができ、かつ、できる限り小型化を図ることへの強い要望がある。 In wireless devices in recent years, as described above, the trend toward miniaturization has been remarkable, and high-density mounting of printed circuit boards mounted inside has progressed, and antenna devices to be built in can be more flexibly arranged at various positions. There is a strong demand for being as compact as possible.

しかしながら、本発明に関連する現状の技術におけるアンテナ装置においては、前述した図１６や図１７に記載のようなＳＲＲアンテナを適用したアンテナ装置であっても、かかる要望に応えることができていないという、解決するべき課題がある。すなわち、例えば、図１７に示したＳＲＲアンテナの場合、スプリット部を形成するためには、ＧＮＤ板２１の外周側の一辺に接するようにスプリットリング共振器２２を配置することが必要であり、アンテナの配置位置の自由度が制限されてしまうので、種々の位置に柔軟に配置できようにするという課題を解決することができない。 However, in the antenna device in the present technology related to the present invention, even if it is the antenna device to which the SRR antenna as shown in FIG. 16 and FIG. 17 described above is applied, such a demand can not be satisfied. There is a problem to be solved. That is, for example, in the case of the SRR antenna shown in FIG. 17, in order to form the split portion, it is necessary to dispose split ring resonator 22 in contact with one side of the outer peripheral side of GND plate 21. Since the degree of freedom in the arrangement position of the is limited, the problem of being able to be flexibly arranged at various positions can not be solved.

（本発明の目的）
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、アンテナの小型化と配置の自由度との双方を実現することが可能なアンテナ装置および無線機器を提供することを、その目的としている (Object of the present invention)
The present invention has been made in view of such problems, and it is an object of the present invention to provide an antenna device and a wireless device capable of realizing both the miniaturization of the antenna and the freedom of arrangement.

前述の課題を解決するため、本発明によるアンテナ装置および無線機器は、主に、次のような特徴的な構成を採用している。 In order to solve the above-described problems, the antenna device and the wireless device according to the present invention mainly adopt the following characteristic configurations.

（１）本発明によるアンテナ装置は、
ＧＮＤ板の内部に配置した開口部と、前記開口部の一辺に接続され、交流電力が給電される給電導体とを有し、無線信号を送受信するアンテナ装置において、
第１のスプリット部導体と第２のスプリット部導体とを前記開口部の内部において互いに対向する位置に配置してスプリット部を形成し、前記第１のスプリット部導体に接続した第３のスプリット部導体と前記第２のスプリット部導体に接続した第４のスプリット部導体とを、前記開口部の互いに対向する二辺にそれぞれ接続することにより並列スプリットリング共振器を構成し、該並列スプリットリング共振器でもってアンテナを形成した
ことを特徴とする。 (1) The antenna device according to the present invention is
An antenna device having an opening disposed inside a GND plate and a feeding conductor connected to one side of the opening and to which alternating current power is fed, and transmitting and receiving a radio signal,
A third split portion in which a first split portion conductor and a second split portion conductor are disposed at mutually opposing positions in the opening to form a split portion and connected to the first split portion conductor A parallel split ring resonator is configured by connecting a conductor and a fourth split portion conductor connected to the second split portion conductor to two opposing sides of the opening respectively, thereby forming a parallel split ring resonance. It is characterized in that the antenna is formed by

（２）本発明によるアンテナ装置は、
ＧＮＤ板の内部に配置した開口部と、前記開口部の一辺に接続され、交流電力が給電される給電導体とを有し、無線信号を送受信するアンテナ装置において、
前記開口部の内部において前記給電導体と対向する位置に第１のスプリット部導体を配置して、スプリット部を形成し、前記第１のスプリット部導体に接続した第３のスプリット部導体を前記開口部の一辺に接続して並列スプリットリング共振器を構成し、該並列スプリットリング共振器でもってアンテナを形成した
ことを特徴とする。 (2) The antenna device according to the present invention is
An antenna device having an opening disposed inside a GND plate and a feeding conductor connected to one side of the opening and to which alternating current power is fed, and transmitting and receiving a radio signal,
A first split conductor is disposed at a position facing the feed conductor inside the opening to form a split, and the third split conductor connected to the first split conductor is opened. A parallel split ring resonator is formed by connecting to one side of the part, and the parallel split ring resonator forms an antenna.

（３）本発明による無線機器は、無線信号を送受信するアンテナ装置を備えた無線機器において、前記アンテナ装置が、前記（１）または（２）に記載のアンテナ装置であることを特徴とする。 (3) A wireless device according to the present invention is a wireless device including an antenna device that transmits and receives a wireless signal, wherein the antenna device is the antenna device according to (1) or (2).

本発明のアンテナ装置および無線機器によれば、以下のような効果を奏することができる。 According to the antenna device and the wireless device of the present invention, the following effects can be obtained.

すなわち、本発明においては、プリント基板等のＧＮＤ板（アース板）の内部に並列スプリットリング共振器を配置してＳＲＲアンテナ（スプリットリング共振器アンテナ）として動作するように構成しているので、本発明に関連する現状の技術におけるスロットアンテナと比較して、小型化を図ることができ、さらに、本発明に関連する現状の技術におけるＳＲＲアンテナと比較して、配置の自由度を向上させ、自由な領域に配置することができる。 That is, in the present invention, a parallel split ring resonator is disposed inside a GND plate (earth plate) such as a printed circuit board to operate as an SRR antenna (split ring resonator antenna). Compared with the slot antenna in the existing technology related to the invention, miniaturization can be achieved, and furthermore, the degree of freedom in arrangement is improved and freedom compared to the SRR antenna in the existing technology related to the present invention It can be arranged in various areas.

本発明の第１の実施形態に係るアンテナ装置の構成例を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the structural example of the antenna apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施形態として図１に示したアンテナ装置の並列スプリットリング共振器の部分を拡大した拡大図である。It is the enlarged view to which the part of the parallel split ring resonator of the antenna apparatus shown in FIG. 1 as 1st Embodiment of this invention was expanded. 本発明の第１の実施形態として図１に示したアンテナ装置と本発明に関連する現状の技術の一つとして図１３に示すスロットアンテナを用いたアンテナ装置とのサイズを模式的に比較した模式図である。1. A schematic comparison of the sizes of the antenna device shown in FIG. 1 as the first embodiment of the present invention and the antenna device using the slot antenna shown in FIG. 13 as one of the existing techniques related to the present invention FIG. 本発明の第１の実施形態として図１、図２に示したアンテナ装置のＳＲＲアンテナの動作周波数における電流の流れを模式的に表わした模式図である。It is the model which represented typically the flow of the electric current in the operating frequency of the SRR antenna of the antenna apparatus shown to FIG. 1, FIG. 2 as 1st Embodiment of this invention. 図１、図２に示した並列スプリットリング共振器の等価回路を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the equivalent circuit of the parallel split ring resonator shown to FIG. 1, FIG. 図１、図２に示したアンテナ装置のＳＲＲアンテナのインピーダンス特性の一例を示すスミスチャートである。It is a Smith chart which shows an example of the impedance characteristic of the SRR antenna of the antenna apparatus shown to FIG. 1, FIG. 図１、図２に示したアンテナ装置のＳＲＲアンテナのリターンロス特性の一例を示す特性図である。It is a characteristic view which shows an example of the return loss characteristic of the SRR antenna of the antenna apparatus shown to FIG. 1, FIG. 図１および図２のアンテナ装置のＳＲＲアンテナの放射パターンの測定平面を示すために設定した座標軸を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory view showing coordinate axes set to show a measurement plane of a radiation pattern of the SRR antenna of the antenna device of FIGS. 1 and 2; 図８Ａに示すＸ軸とＺ軸とからなるＸＺ面内における図１および図２のアンテナ装置のＳＲＲアンテナの放射パターンを示す放射パターン図である。It is a radiation pattern figure which shows the radiation pattern of the SRR antenna of the antenna apparatus of FIG.1 and FIG.2 in XZ plane which consists of X axis and Z axis shown to FIG. 8A. 図８Ａに示すＹ軸とＺ軸とからなるＹＺ面内における図１および図２のアンテナ装置のＳＲＲアンテナの放射パターンを示す放射パターン図である。It is a radiation pattern figure which shows the radiation pattern of the SRR antenna of the antenna apparatus of FIG.1 and FIG.2 in YZ plane which consists of Y-axis and Z-axis which are shown to FIG. 8A. 図８Ａに示すＸ軸とＹ軸とからなるＸＹ面内における図１および図２のアンテナ装置のＳＲＲアンテナの放射パターンを示す放射パターン図である。It is a radiation pattern figure which shows the radiation pattern of the SRR antenna of the antenna apparatus of FIG.1 and FIG.2 in XY plane which consists of X-axis and Y-axis which are shown to FIG. 8A. 本発明の第２の実施形態に係るアンテナ装置の並列スプリットリング共振器の部分を拡大した拡大図である。It is the enlarged view to which the part of the parallel split ring resonator of the antenna apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention was expanded. 本発明の第２の実施形態として図９に示したアンテナ装置のＳＲＲアンテナの動作周波数における電流の流れを模式的に表わした模式図である。It is the model which represented typically the flow of the electric current in the operating frequency of the SRR antenna of the antenna apparatus shown in FIG. 9 as 2nd Embodiment of this invention. 図９に示したアンテナ装置のＳＲＲアンテナのインピーダンス特性の一例を示すスミスチャートである。It is a Smith chart which shows an example of the impedance characteristic of the SRR antenna of the antenna apparatus shown in FIG. 図９に示したアンテナ装置のＳＲＲアンテナのリターンロス特性の一例を示す特性図である。It is a characteristic view which shows an example of the return loss characteristic of the SRR antenna of the antenna apparatus shown in FIG. 本発明に関連する現状の技術におけるアンテナ装置の構成例を示す概要図である。It is a schematic diagram showing an example of composition of an antenna device in the present technology related to the present invention. 図１３に示したアンテナ装置のスロットアンテナの部分を拡大した拡大図である。It is the enlarged view to which the part of the slot antenna of the antenna apparatus shown in FIG. 13 was expanded. 図１３および図１４のアンテナ装置のスロットアンテナの放射パターンの測定平面を示すために設定した座標軸を示す説明図である。FIG. 15 is an explanatory view showing coordinate axes set to show a measurement plane of a radiation pattern of the slot antenna of the antenna device of FIGS. 13 and 14; 図１５Ａに示すＸ軸とＺ軸とからなるＸＺ面内における図１３および図１４のアンテナ装置のスロットアンテナの放射パターンを示す放射パターン図である。It is a radiation pattern figure which shows the radiation pattern of the slot antenna of the antenna apparatus of FIG.13 and FIG.14 in XZ plane which consists of X axis and Z axis shown to FIG. 15A. 図１５Ａに示すＹ軸とＺ軸とからなるＹＺ面内における図１３および図１４のアンテナ装置のスロットアンテナの放射パターンを示す放射パターン図である。It is a radiation pattern figure which shows the radiation pattern of the slot antenna of the antenna apparatus of FIG.13 and FIG.14 in YZ plane which consists of Y-axis and Z-axis which are shown to FIG. 15A. 図１５Ａに示すＸ軸とＹ軸とからなるＸＹ面内における図１３および図１４のアンテナ装置のスロットアンテナの放射パターンを示す放射パターン図である。FIG. 16 is a radiation pattern diagram showing a radiation pattern of the slot antenna of the antenna device of FIGS. 13 and 14 in the XY plane consisting of the X axis and the Y axis shown in FIG. 15A. 本発明に関連する現状の技術におけるＳＲＲアンテナを用いたアンテナ装置の基本形態を示す概念図である。It is a conceptual diagram showing the basic form of the antenna device using the SRR antenna in the present technology related to the present invention. 図１６に示したアンテナ装置のスプリットリング共振器の部分を拡大した拡大図である。FIG. 17 is an enlarged view of a part of the split ring resonator of the antenna device shown in FIG. 16; 図１６および図１７に示したアンテナ装置（ＳＲＲアンテナ）の動作周波数における電流の流れを模式的に表わした模式図である。FIG. 19 is a schematic view schematically showing the flow of current at the operating frequency of the antenna device (SRR antenna) shown in FIGS. 16 and 17;

以下、本発明によるアンテナ装置および無線機器の好適な実施形態について添付図を参照して説明する。なお、以下の説明においては、本発明によるアンテナ装置について説明するが、無線信号を送受信するアンテナ装置を備えた可搬型の無線機器に、本発明によるアンテナ装置を搭載するようにしても良いことは言うまでもない。また、以下の各図面に付した図面参照符号は、理解を助けるための一例として各要素に便宜上付記したものであり、本発明を図示の態様に限定することを意図するものではないことも言うまでもない。 Hereinafter, preferred embodiments of an antenna device and a wireless device according to the present invention will be described with reference to the attached drawings. Although the antenna device according to the present invention will be described in the following description, it may be possible to mount the antenna device according to the present invention in a portable wireless device provided with the antenna device for transmitting and receiving radio signals. Needless to say. Further, reference numerals in the drawings attached to the following drawings are for convenience added to the respective elements as an example for aiding understanding, and it is needless to say that the present invention is not intended to be limited to the illustrated embodiment. Yes.

（本発明の特徴）
本発明の実施形態の説明に先立って、本発明の特徴についてその概要をまず説明する。本発明は、
プリント基板等のＧＮＤ（Ground：アース）板の内部に配置された開口部と、
前記開口部の一辺に接続されて、交流電力を給電する給電導体と、
前記開口部の内部に互いに対向するように配置した２本の導体によって形成されるスプリット(またはスリット）部と、
前記スプリット部を形成する２本の前記導体と前記開口部の互いに対向する二辺とをそれぞれ接続する導体と、
を少なくとも備えて構成していることを主要な特徴している。而して、前記ＧＮＤ板の外周部のいずれの辺とも接していない前記ＧＮＤ板の内部に開口部を配置しても、ＳＲＲアンテナとして動作することが可能であるので、アンテナの配置の自由度と小型化との双方を実現することが可能になる。 (Features of the present invention)
Before describing the embodiments of the present invention, the features of the present invention will first be outlined. The present invention
An opening disposed inside a GND (Ground) board such as a printed circuit board,
A feed conductor connected to one side of the opening for feeding AC power;
A split (or slit) portion formed by two conductors disposed to face each other inside the opening;
A conductor for respectively connecting the two conductors forming the split portion and the two opposing sides of the opening;
The main feature is that it is configured to have at least Thus, even if an opening is disposed inside the GND plate which is not in contact with any side of the outer peripheral portion of the GND plate, the antenna can operate as an SRR antenna, so the degree of freedom of the antenna arrangement It is possible to realize both the size reduction and the size reduction.

［第１の実施形態］
次に、本発明の第１の実施形態に係るアンテナ装置について図面を参照して詳細に説明する。 First Embodiment
Next, an antenna device according to a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

（第１の実施形態の構成例）
まず、本発明の第１の実施形態に係るアンテナ装置の構成例について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係るアンテナ装置の構成例を示す概念図であり、プリント基板等のＧＮＤ（Ground：アース）板の内部にスプリットリング共振器アンテナ（ＳＲＲアンテナ）を配置した場合の基本形態を示している。 (Example of Configuration of First Embodiment)
First, a configuration example of an antenna device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a conceptual view showing a configuration example of an antenna device according to a first embodiment of the present invention, and a split ring resonator antenna (SRR antenna) is provided inside a GND (Ground) plate such as a printed circuit board. The basic form in the case of arrangement is shown.

図１に示すアンテナ装置１０においては、ＧＮＤ板１の外周部のいずれの辺にも接しないように、ＧＮＤ板１の内部に開口部２を配置し、該開口部２の内部に並列スプリットリング共振器６を形成した構成になっている。 In the antenna device 10 shown in FIG. 1, the opening 2 is disposed inside the GND plate 1 so as not to be in contact with any side of the outer peripheral portion of the GND plate 1, and a parallel split ring is provided inside the opening 2. The resonator 6 is formed.

並列スプリットリング共振器６は、開口部２の内部にスプリット部導体３を配置してスプリット部を形成し、開口部２の一辺に接続された給電導体４を介して給電部５からの交流電力を給電することによって構成される。ここで、開口部２の内部に配置するスプリット部導体３は、詳細は後述するが、開口部２の内部に互いに対向するように配置した２本の導体と、該２本の導体と開口部２の互いに対向する二辺とをそれぞれ接続する導体とによって構成される。そして、互いに対向するように配置した２本の前記導体によって、スプリット(またはスリット）部が形成される。 The parallel split ring resonator 6 has the split portion conductor 3 disposed inside the opening portion 2 to form a split portion, and AC power from the power feeding portion 5 via the feeding conductor 4 connected to one side of the opening portion 2 Configured by feeding power. Here, the split portion conductor 3 disposed inside the opening 2 will be described later in detail, but two conductors disposed so as to face each other inside the opening 2, the two conductors, and the opening It is comprised by the conductor which each connects two mutually opposing 2 sides. Then, a split (or slit) portion is formed by the two conductors arranged to face each other.

つまり、図１に示すアンテナ装置１０は、本発明に関連する現状の技術として図１６に示したアンテナ装置２００（ＳＲＲアンテナ：スプリットリング共振器アンテナ）からの主な変更点として、ＧＮＤ板１の外周部のいずれの辺にも接しないように、ＧＮＤ板１の内部に開口部２を配置したこと、ＧＮＤ板１の内部に配置した開口部２の互いに対向する二辺にスプリット部を形成するためのスプリット部導体３を接続していること、開口部２の一辺に給電導体４を接続して給電部５からの交流電力を給電していること、そして、２つの直列共振回路を並列に接続した並列スプリットリング共振器６を構成していること、が挙げられる。 That is, the antenna device 10 shown in FIG. 1 is a main modification from the antenna device 200 (SRR antenna: split ring resonator antenna) shown in FIG. 16 as the current technology related to the present invention. The opening 2 is disposed inside the GND plate 1 so as not to touch any side of the outer peripheral portion, and split portions are formed on the two opposite sides of the opening 2 disposed inside the GND plate 1 Split conductor 3 for connecting the feed conductor 4 to one side of the opening 2 to feed alternating current power from the feed unit 5, and two parallel series resonant circuits The connected parallel split ring resonator 6 may be included.

図２は、本発明の第１の実施形態として図１に示したアンテナ装置１０の並列スプリットリング共振器６の部分を拡大した拡大図である。図２の拡大図においては、図１にて説明したように、ＧＮＤ板１の内部に設けた開口部２内に並列スプリットリング共振器６が配置され、該開口部２の一辺に接続された給電導体４を介して給電部５からの交流電力を給電するという構成となっている。 FIG. 2 is an enlarged view of a portion of the parallel split ring resonator 6 of the antenna device 10 shown in FIG. 1 as the first embodiment of the present invention. In the enlarged view of FIG. 2, as described in FIG. 1, the parallel split ring resonator 6 is disposed in the opening 2 provided inside the GND plate 1 and connected to one side of the opening 2 The AC power from the feeding unit 5 is fed via the feeding conductor 4.

ＧＮＤ板１の内部に設けた開口部２の内部には、スプリット部を形成するためのスプリット部導体３として、第１のスプリット部導体３１、第２のスプリット部導体３２、第３のスプリット部導体３３、第４のスプリット部導体３４の４本の導体が配置されている。第１のスプリット部導体３１と第２のスプリット部導体３２とは、開口部２内で互いに対向するように配置される。また、第３のスプリット部導体３３は、第１のスプリット部導体３１と開口部２の一辺とを接続するように配置される。また、第４のスプリット部導体３４は、第２のスプリット部導体３２と開口部２の他の一辺（すなわち、第３のスプリット部導体３３が接続された開口部２の一辺と対向する位置にある一辺）とを接続するように配置される。 The first split conductor 31, the second split conductor 32, and the third split conductor are provided as the split conductor 3 for forming the split portion inside the opening 2 provided inside the GND plate 1. Four conductors of the conductor 33 and the fourth split portion conductor 34 are disposed. The first split portion conductor 31 and the second split portion conductor 32 are arranged to face each other in the opening 2. Further, the third split portion conductor 33 is arranged to connect the first split portion conductor 31 and one side of the opening 2. In addition, the fourth split conductor 34 is located at a position facing the other side of the second split conductor 32 and the other side of the opening 2 (ie, one side of the opening 2 to which the third split conductor 33 is connected). It is arranged to connect with one side).

なお、給電導体４は、第３のスプリット部導体３３および第４のスプリット部導体３４と平行に配置され、給電導体４の一端は、第３のスプリット部導体３３の一端が接続されている開口部２の一辺に接続されている。給電導体４の他端は、給電部５に接続され、給電部５から交流電力を給電される。 The feed conductor 4 is disposed in parallel to the third split portion conductor 33 and the fourth split portion conductor 34, and one end of the feed conductor 4 is an opening to which one end of the third split portion conductor 33 is connected. It is connected to one side of the part 2. The other end of the feeding conductor 4 is connected to the feeding unit 5, and is fed with AC power from the feeding unit 5.

図３は、本発明の第１の実施形態として図１に示したアンテナ装置１０と本発明に関連する現状の技術の一つとして図１３に示すスロットアンテナを用いたアンテナ装置１００とのサイズを模式的に比較した模式図である。図３に示すように、並列スプリットリング共振器６からなるＳＲＲアンテナを用いる図１に示すアンテナ装置１０は、スロットアンテナ１２を用いる図１３に示すアンテナ装置１００と比較して、アンテナの長辺方向の長さが大幅に縮小されていることが概念的に理解することができる。 FIG. 3 shows the sizes of the antenna device 10 shown in FIG. 1 as the first embodiment of the present invention and the antenna device 100 using the slot antenna shown in FIG. 13 as one of the existing techniques related to the present invention. It is a schematic diagram compared typically. As shown in FIG. 3, the antenna device 10 shown in FIG. 1 using the SRR antenna consisting of the parallel split ring resonator 6 has a long side direction of the antenna compared with the antenna device 100 shown in FIG. It can be conceptually understood that the length of has been significantly reduced.

（第１の実施形態の動作の説明）
次に、本発明の第１の実施形態に係るアンテナ装置として図１、図２に示したアンテナ装置１０の動作例について、その一例を、図面を参照しながら説明する。図４は、本発明の第１の実施形態として図１、図２に示したアンテナ装置１０のＳＲＲアンテナの動作周波数における電流の流れを模式的に表わした模式図であり、矢印付きの太い破線は電流の流れを示している。 (Description of Operation of First Embodiment)
Next, as an antenna apparatus according to the first embodiment of the present invention, an operation example of the antenna apparatus 10 shown in FIGS. 1 and 2 will be described with reference to the drawings. FIG. 4 is a schematic view schematically showing the flow of current at the operating frequency of the SRR antenna of the antenna device 10 shown in FIG. 1 and FIG. 2 as the first embodiment of the present invention, and a thick broken line with an arrow Indicates the flow of current.

ＳＲＲアンテナを構成する並列スプリットリング共振器６においては、給電部５から供給される電力により、図４に矢印付きの太い破線で示す電流の経路が示すように、給電導体４と、開口部２の外周部の一部と、第３のスプリット部導体３３と、第１のスプリット部導体３１と、第２のスプリット部導体３２と、第４のスプリット部導体３４と、前述の開口部２の外周部の一部に対向する位置にある開口部２の外周部の一部とによって構成されるループ状の第１の経路に第１の電流Ｉ_１が流れる。同様に、第３のスプリット部導体３３と、第１のスプリット部導体３１と、第２のスプリット部導体３２と、第４のスプリット部導体３４と、給電導体４とは反対側になる開口部２の外周部の一部とによって構成されるループ状の第２の経路にも第２の電流Ｉ_２が流れる。そして、並列スプリットリング共振器６は、第１の経路を流れる第１の電流Ｉ_１と第２の経路を流れる第２の電流Ｉ_２とを波源として電磁波を放射することになる。 In the parallel split ring resonator 6 constituting the SRR antenna, the feed conductor 4 and the opening 2 are shown by the electric power supplied from the feed unit 5 as shown by the path of the current shown by the thick broken line with an arrow in FIG. The third split portion conductor 33, the first split portion conductor 31, the second split portion conductor 32, the fourth split portion conductor 34, and the aforementioned opening portion 2 first current I ₁ flows through the first path loop constituted by the part of the outer peripheral portion of the opening portion 2 in a position opposed to a portion of the outer peripheral portion. Similarly, an opening on the opposite side of the third split portion conductor 33, the first split portion conductor 31, the second split portion conductor 32, the fourth split portion conductor 34, and the feed conductor 4 also the second path loop constituted by the part of the second outer peripheral portion flows second current I _2. The parallel split-rings resonator 6 will emit an electromagnetic wave first flows through the first path first current I ₁ and a second current I ₂ flowing through the second path as a wave source.

ここで、第１の電流Ｉ_１が流れる第１の経路によって等価的に構成される第１のコイル部分Ｌ１と、第２の電流Ｉ_２が流れる第２の経路によって等価的に構成される第２のコイル部分Ｌ２と、第１のスプリット部導体３１と第２のスプリット部導体３２とによって等価的に構成されるコンデンサ部分Ｃとは、図５に示すように、等価的に、２つの直列共振回路を並列に接続した共振回路を形成していることになる。図５は、図１、図２に示した並列スプリットリング共振器６の等価回路を示す回路図である。 Here, the first current I ₁ equivalently configured first coil portion L1 by a first path through which, constructed equivalently by a second path flowing a second current I ₂ No. As shown in FIG. 5, two coil portions L2 and a capacitor portion C equivalently constituted by the first split portion conductor 31 and the second split portion conductor 32 are equivalently in two series. It forms a resonant circuit in which the resonant circuits are connected in parallel. FIG. 5 is a circuit diagram showing an equivalent circuit of the parallel split ring resonator 6 shown in FIG. 1 and FIG.

したがって、図１、図２に示したアンテナ装置１０のＳＲＲアンテナの動作周波数は、等価的に２つの直列共振回路を並列に接続して構成される前記共振回路の共振周波数によって決定され、該共振周波数と同じ周波数の電磁波を放射することになる。 Therefore, the operating frequency of the SRR antenna of the antenna device 10 shown in FIGS. 1 and 2 is determined by the resonant frequency of the resonant circuit configured by equivalently connecting two series resonant circuits in parallel. It will emit electromagnetic waves of the same frequency as the frequency.

なお、図４において、第１の電流Ｉ_１が流れる第１の経路および第２の電流Ｉ_２が流れる第２の経路のいずれか一方または双方の長さを変更することによって、それぞれに等価的に構成される第１のコイル部分Ｌ１および第２のコイル部分Ｌ２のいずれか一方または双方のインダクタンスを変化させることが可能であり、而して、前記共振周波数（すなわちＳＲＲアンテナの動作周波数）を適切な周波数に調整することが可能である。あるいは、開口部２の大きさを変えることによって、第１の電流Ｉ_１が流れる第１の経路および第２の電流Ｉ_２が流れる第２の経路の長さを変更させて、それぞれに等価的に構成される第１のコイル部分Ｌ１および第２のコイル部分Ｌ２のインダクタンスを変化させることが可能であり、而して、前記共振周波数（すなわちＳＲＲアンテナの動作周波数）を適切な周波数に調整することが可能である。 Note that, in FIG. 4, by changing the length of one or both of the first path through which the first current I ₁ flows and the second path through which the second current I ₂ flows, equivalent to each other. It is possible to change the inductance of one or both of the first coil portion L1 and the second coil portion L2 configured in the above, so that the resonant frequency (ie the operating frequency of the SRR antenna) It is possible to adjust to an appropriate frequency. Alternatively, the lengths of the first path in which the first current I ₁ flows and the second path in which the second current I ₂ flows are changed by changing the size of the opening 2 to be equivalent to each other. It is possible to change the inductance of the first coil portion L1 and the second coil portion L2 configured in the above, so that the resonant frequency (ie the operating frequency of the SRR antenna) is adjusted to an appropriate frequency It is possible.

同様に、第１のスプリット部導体３１および第２のスプリット部導体３２のいずれか一方または双方の長さを変えることによって、等価的に構成されるコンデンサ部分Ｃのキャパシタンスを変化させることが可能であり、而して、前記共振周波数（すなわちＳＲＲアンテナの動作周波数）を適切な周波数に調整することが可能である。さらには、第１のスプリット部導体３１と第２のスプリット部導体３２との間の間隔を変えることによって、等価的に構成されるコンデンサ部分Ｃのキャパシタンスを変化させることも可能であり、而して、前記共振周波数（すなわちＳＲＲアンテナの動作周波数）を適切な周波数に調整することが可能である。 Similarly, by changing the length of one or both of the first split portion conductor 31 and the second split portion conductor 32, it is possible to change the capacitance of the capacitor portion C configured equivalently. Yes, it is possible to adjust the resonant frequency (ie the operating frequency of the SRR antenna) to a suitable frequency. Furthermore, it is also possible to change the capacitance of the capacitor portion C which is equivalently configured by changing the distance between the first split portion conductor 31 and the second split portion conductor 32, It is then possible to adjust the resonant frequency (ie the operating frequency of the SRR antenna) to a suitable frequency.

また、開口部２の外周部のうち、給電導体４と開口部２との接続点から見てスプリット部導体３と開口部２との接続点とは反対側に位置する給電導体４側の開口部２の外周部の一部によって構成されるループ状の第３の経路（すなわち、第１の電流Ｉ_１と第２の電流Ｉ_２とのいずれも流れていない経路)は、等価的に、給電導体４を短絡することになる。かかる給電導体４側の開口部２の外周部の一部と給電導体４とからなるループ状の第３の経路は、図１、図２に示したＳＲＲアンテナの共振周波数におけるインピーダンスの軌跡を、基準抵抗値５０Ωに近付けるインピーダンス整合素子の働きをしている。したがって、該第３の経路のループの長さを調整することにより、該共振周波数（すなわちＳＲＲアンテナの動作周波数）におけるＳＲＲアンテナの入力インピーダンスを基準抵抗値５０Ωに近付けるように調整することが可能である。 In addition, an opening on the side of feed conductor 4 located on the opposite side of the connection point between split conductor 3 and opening 2 as viewed from the connection point between feed conductor 4 and opening 2 in the outer peripheral portion of opening 2 The loop-like third path (that is, the path through which neither the first current I ₁ nor the second current I ₂ flows) constituted by a part of the outer peripheral portion of the portion 2 is equivalently The feed conductor 4 will be shorted. The loop-like third path consisting of a part of the outer peripheral part of the opening 2 on the feed conductor 4 side and the feed conductor 4 has a locus of impedance at the resonant frequency of the SRR antenna shown in FIG. 1 and FIG. It acts as an impedance matching element that approaches the reference resistance value of 50 Ω. Therefore, by adjusting the length of the loop of the third path, it is possible to adjust the input impedance of the SRR antenna at the resonant frequency (that is, the operating frequency of the SRR antenna) to approach the reference resistance 50Ω. is there.

次に、図１、図２に示したアンテナ装置１０のＳＲＲアンテナが、良好なアンテナ特性を備えていることを、図６および図７の特性図を参照して説明する。図６は、図１、図２に示したアンテナ装置１０のＳＲＲアンテナのインピーダンス特性の一例を示すスミスチャートである。また、図７は、図１、図２に示したアンテナ装置１０のＳＲＲアンテナのリターンロス特性の一例を示す特性図である。図６には、スミスチャートを用いて周波数に対するインピーダンスの軌跡が太線で表示されている。図６において、この太線が示すインピーダンスの軌跡が、スミスチャートの中心に最接近する点または中心を通る水平線と交差する点が、図１、図２の並列スプリットリング共振器６の共振周波数すなわちＳＲＲアンテナの動作周波数におけるインピーダンスを示している。図６に示すように、図１、図２のアンテナ装置１０（ＳＲＲアンテナ）は、共振周波数におけるインピーダンスが、アンテナの基準抵抗値５０Ωにかなり近づいている特性を有していることが分かる。 Next, the fact that the SRR antenna of the antenna device 10 shown in FIGS. 1 and 2 has excellent antenna characteristics will be described with reference to the characteristic diagrams of FIGS. 6 and 7. FIG. 6 is a Smith chart showing an example of the impedance characteristic of the SRR antenna of the antenna device 10 shown in FIG. 1 and FIG. 7 is a characteristic diagram showing an example of the return loss characteristic of the SRR antenna of the antenna device 10 shown in FIG. 1 and FIG. In FIG. 6, the locus of the impedance with respect to the frequency is displayed as a thick line using a Smith chart. In FIG. 6, the resonance frequency of the parallel split ring resonator 6 of FIG. 1 and FIG. 2, that is, the point at which the locus of impedance indicated by this thick line intersects with the point closest to the center of the Smith chart or the horizontal line passing through the center The impedance at the operating frequency of the antenna is shown. As shown in FIG. 6, it can be seen that the antenna device 10 (SRR antenna) of FIGS. 1 and 2 has a characteristic that the impedance at the resonant frequency is fairly close to the reference resistance value 50 Ω of the antenna.

また、図７のリターンロス特性図は、図６のスミスチャートに示すインピーダンス特性と全く同じ測定をしていて、単に、チャート（図表）が異なるだけである。リターンロス特性図においては、共振周波数におけるインピーダンスが、基準抵抗値の５０Ωに近ければ近いほど、共振周波数におけるリターンロスの値が小さな値になるように表現される。つまり、図６のスミスチャートにおいて共振周波数におけるインピーダンスの軌跡が中心に近ければ近いほど、図７のリターンロス特性図のリターンロスの値が小さくなり、リターンロスの値が小さい値になればなる程、アンテナ特性が良好になることを意味している。 Further, the return loss characteristic diagram of FIG. 7 performs exactly the same measurement as the impedance characteristic shown in the Smith chart of FIG. 6, and only the charts (charts) are different. In the return loss characteristic diagram, the closer the impedance at the resonance frequency is to 50 Ω of the reference resistance value, the smaller the value of the return loss at the resonance frequency will be. That is, in the Smith chart of FIG. 6, the closer the locus of impedance at the resonance frequency to the center, the smaller the value of return loss in the return loss characteristic diagram of FIG. 7 and the smaller the value of return loss. , Means that the antenna characteristics will be good.

なお、図７のリターンロス特性図において、リターンロスの値が谷になる部分に当たる周波数を、アンテナの共振周波数と呼び、アンテナとして動作している周波数（動作周波数）を示している。アンテナとして良好に動作するためには、一般的に、アンテナが動作する周波数（動作周波数）において、リターンロスの値が−５ｄＢ以下であることが望ましいとされている。図７のリターンロス特性図に矢印で示すように、図１、図２のアンテナ装置１０（ＳＲＲアンテナ）は、共振周波数（すなわちアンテナの動作周波数）において、リターンロスの値が、−５ｄＢよりも遥かに小さい値になっており、良好なアンテナとして動作することが分かる。 In the return loss characteristic diagram of FIG. 7, the frequency at which the value of the return loss falls in the valley is called the resonant frequency of the antenna, and indicates the frequency (operating frequency) operating as the antenna. In order to operate well as an antenna, it is generally considered desirable that the value of return loss be -5 dB or less at the frequency at which the antenna operates (operating frequency). As indicated by arrows in the return loss characteristic diagram of FIG. 7, the antenna device 10 (SRR antenna) of FIGS. 1 and 2 has a return loss value of less than −5 dB at the resonant frequency (that is, the operating frequency of the antenna). The value is much smaller, and it can be seen that the antenna operates as a good antenna.

次に、図８Ａ、の各放射パターン図を参照して、図１および図２に示したアンテナ装置１０のＳＲＲアンテナの放射パターンについて説明する。図８Ｂ、図８Ｃ、図８Ｄの各図は、図１および図２のアンテナ装置１０のＳＲＲアンテナの放射パターンを示す放射パターン図である。 Next, the radiation patterns of the SRR antenna of the antenna device 10 shown in FIGS. 1 and 2 will be described with reference to the radiation pattern diagrams of FIG. 8A. Each of FIGS. 8B, 8C, and 8D is a radiation pattern diagram showing a radiation pattern of the SRR antenna of the antenna device 10 of FIGS. 1 and 2.

まず、図８Ａは、図１および図２のアンテナ装置１０のＳＲＲアンテナの放射パターンの測定平面を示すために設定した座標軸を示す説明図であり、図８Ｂ、図８Ｃ、図８Ｄの各放射パターンの測定平面が、どの平面であるかを示している。図８Ａに示すように、図１のアンテナ装置１０のスプリット部導体３が形成するスプリット部の長辺方向と平行し、かつ、給電導体４の長辺方向と直交する方向がＸ軸であり、スプリット部導体３が形成するスプリット部の長辺方向と給電導体４の長辺方向との双方と直交する方向がＹ軸であり、スプリット部導体３が形成するスプリット部の長辺方向と直交し、かつ、給電導体４の長辺方向と平行する方向がＺ軸である。 First, FIG. 8A is an explanatory view showing coordinate axes set to show a measurement plane of a radiation pattern of the SRR antenna of the antenna device 10 of FIGS. 1 and 2, and each radiation pattern of FIG. 8B, FIG. 8C and FIG. The measurement plane of indicates which plane it is. As shown in FIG. 8A, a direction parallel to the long side direction of the split portion formed by the split portion conductor 3 of the antenna device 10 of FIG. 1 and orthogonal to the long side direction of the feed conductor 4 is the X axis. The direction orthogonal to both the long side direction of the split part formed by the split part conductor 3 and the long side direction of the feed conductor 4 is the Y axis, and is orthogonal to the long side direction of the split part formed by the split part conductor 3 And, the direction parallel to the long side direction of the feed conductor 4 is the Z axis.

言い換えると、図１のアンテナ装置１０のＧＮＤ板１と平行する平面がＸＺ面であり、図１のアンテナ装置１０のＧＮＤ板１と直交し、かつ、給電導体４の長辺方向と直交する方向になる平面がＸＹ面であり、図１４のアンテナ装置１０のＧＮＤ板１１と直交し、かつ、給電導体４の長辺方向と平行する方向になる平面がＹＺ面である。 In other words, the plane parallel to the GND plate 1 of the antenna device 10 of FIG. 1 is the XZ plane, and is orthogonal to the GND plate 1 of the antenna device 10 of FIG. The plane which becomes is the XY plane, and the plane which is orthogonal to the GND plate 11 of the antenna device 10 of FIG. 14 and parallel to the long side direction of the feed conductor 4 is the YZ plane.

図８Ｂは、図８Ａに示すＸ軸とＺ軸とからなるＸＺ面内における図１および図２のアンテナ装置１０のＳＲＲアンテナの放射パターンを示す放射パターン図である。また、図８Ｃは、図８Ａに示すＹ軸とＺ軸とからなるＹＺ面内における図１および図２のアンテナ装置１０のＳＲＲアンテナの放射パターンを示す放射パターン図である。また、図８Ｄは、図８Ａに示すＸ軸とＹ軸とからなるＸＹ面内における図１および図２のアンテナ装置１０のＳＲＲアンテナの放射パターンを示す放射パターン図である。 FIG. 8B is a radiation pattern diagram showing a radiation pattern of the SRR antenna of the antenna device 10 of FIGS. 1 and 2 in the XZ plane composed of the X axis and the Z axis shown in FIG. 8A. 8C is a radiation pattern diagram showing a radiation pattern of the SRR antenna of the antenna device 10 of FIGS. 1 and 2 in the YZ plane consisting of the Y axis and the Z axis shown in FIG. 8A. 8D is a radiation pattern diagram showing a radiation pattern of the SRR antenna of the antenna device 10 of FIGS. 1 and 2 in the XY plane consisting of the X axis and the Y axis shown in FIG. 8A.

図８Ｂ、図８Ｃ、図８Ｄそれぞれに示す放射パターンの大きさからも明らかなように、本発明の第１の実施形態に係るアンテナ装置として図１および図２に示したアンテナ装置１０のＳＲＲアンテナは、本発明に関連する現状の技術として図１３に示したアンテナ装置１００のスロットアンテナ１２と比較して、アンテナ性能を落とすことなく小型化を実現することが可能であることが分かる。さらには、前述したように、ＧＮＤ板１の内部の任意の領域に任意の大きさで配置することを可能にした構成としているので、本発明に関連する現状の技術として図１６および図１７に示したアンテナ装置２００のＳＲＲアンテナと比較して、アンテナ装置の配置の自由度を向上させることもできる。 As apparent from the sizes of the radiation patterns shown in FIGS. 8B, 8C, and 8D, the SRR antenna of the antenna device 10 shown in FIGS. 1 and 2 as the antenna device according to the first embodiment of the present invention. As compared with the slot antenna 12 of the antenna apparatus 100 shown in FIG. 13 as the current technology related to the present invention, it can be understood that miniaturization can be realized without degrading the antenna performance. Furthermore, as described above, since it is possible to arrange in any area inside the GND plate 1 in an arbitrary size, the present state of the art related to the present invention is shown in FIGS. Compared with the SRR antenna of the antenna apparatus 200 shown, the freedom degree of arrangement | positioning of an antenna apparatus can also be improved.

（第１の実施形態の効果の説明）
以上に詳細に説明したように、本発明の第１の実施形態のアンテナ装置１０は、ＧＮＤ板１の内部に並列スプリットリング共振器６を配置して構成しているので、本発明に関連する現状の技術におけるスロットアンテナ例えば図１３、図１４に示すアンテナ装置１００のスロットアンテナ１２と比較して、小型化を図ることができ、さらに、本発明に関連する現状の技術におけるＳＲＲアンテナ例えば図１６、図１７に示すアンテナ装置２００のＳＲＲアンテナと比較して、自由な領域に配置することができる。 (Description of the effect of the first embodiment)
As described above in detail, since the antenna device 10 according to the first embodiment of the present invention has the parallel split ring resonator 6 disposed inside the GND plate 1, the antenna device 10 is related to the present invention Compared with the slot antenna in the current technology, for example, the slot antenna 12 of the antenna device 100 shown in FIGS. 13 and 14, further miniaturization can be achieved, and further, the SRR antenna in the current technology related to the present invention, for example, FIG. Compared to the SRR antenna of the antenna device 200 shown in FIG. 17, it can be arranged in a free area.

［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態に係るアンテナ装置について説明する。 Second Embodiment
Next, an antenna device according to a second embodiment of the present invention will be described.

図９は、本発明の第２の実施形態に係るアンテナ装置の並列スプリットリング共振器の部分を拡大した拡大図である。第２の実施形態として図９に示すアンテナ装置１０Ａの並列スプリットリング共振器６Ａと、第１の実施形態として図２に示したアンテナ装置１０の並列スプリットリング共振器６との相違点は、次の点にある。 FIG. 9 is an enlarged view of a portion of a parallel split ring resonator of an antenna device according to a second embodiment of the present invention. The difference between the parallel split ring resonator 6A of the antenna device 10A shown in FIG. 9 as the second embodiment and the parallel split ring resonator 6 of the antenna device 10 shown in FIG. 2 as the first embodiment is as follows. At the point of

すなわち、図９に示すアンテナ装置１０Ａの並列スプリットリング共振器６Ａにおいては、まず、給電導体４Ａを第１のスプリット部導体３１と平行に配置し、第１のスプリット部導体３１と給電導体４とを対向させる構成としていることである。そして、次の相違点は、図９に示すアンテナ装置１０Ａの並列スプリットリング共振器６Ａにおいては、給電導体４Ａと第１のスプリット部導体３１とによって等価的にコンデンサ部分を構成することになるので、図２の並列スプリットリング共振器６において備えられていた第２のスプリット部導体３２と第４のスプリット部導体３４とを削除した構成としていることである。 That is, in the parallel split ring resonator 6A of the antenna device 10A shown in FIG. 9, first, the feed conductor 4A is disposed in parallel with the first split portion conductor 31, and the first split portion conductor 31 and the feed conductor 4 are provided. Is to be configured to face each other. The next difference is that, in the parallel split ring resonator 6A of the antenna device 10A shown in FIG. 9, the capacitor portion is equivalently configured by the feed conductor 4A and the first split portion conductor 31. The second split portion conductor 32 and the fourth split portion conductor 34 provided in the parallel split ring resonator 6 of FIG. 2 are eliminated.

図１０は、本発明の第２の実施形態として図９に示したアンテナ装置１０ＡのＳＲＲアンテナの動作周波数における電流の流れを模式的に表わした模式図であり、矢印付きの太い破線は電流の流れを示している。 FIG. 10 is a schematic view schematically showing the flow of the current at the operating frequency of the SRR antenna of the antenna device 10A shown in FIG. 9 as the second embodiment of the present invention, and the thick broken line with the arrows indicates the current It shows the flow.

ＳＲＲアンテナを構成する並列スプリットリング共振器６Ａにおいては、給電部５から供給される電力により、図１０に矢印付きの太い破線で示す電流が流れる経路が示すように、給電導体４Ａの給電部５側の一部と、第１のスプリット部導体３１と、第３のスプリット部導体３３と、給電部５側の開口部２の外周部の一部とによって構成されるループ状の第１の経路に第１の電流Ｉ_１が流れる。同様に、第１のスプリット部導体３１と、第３のスプリット部導体３３と、給電部５とは反対側の開口部２の外周部の一部と、給電部５とは反対側の給電導体４Ａの一部とによって構成されるループ状の第２の経路に第２の電流Ｉ_２が流れる。そして、第１の実施形態のアンテナ装置１０の場合と同様に、第１の経路を流れる第１の電流Ｉ_１と第２の経路を流れる第２の電流Ｉ_２とを波源として電磁波を放射することになる。 In the parallel split ring resonator 6A constituting the SRR antenna, the feeding portion 5 of the feeding conductor 4A is shown as a path through which a current shown by a thick broken line with an arrow in FIG. 10 flows due to the power supplied from the feeding portion 5. A loop-like first path constituted by a part of the side, the first split part conductor 31, the third split part conductor 33, and a part of the outer peripheral part of the opening 2 on the feed part 5 side first current _{I 1} flows in. Similarly, the first split conductor 31, the third split conductor 33, a part of the outer peripheral portion of the opening 2 opposite to the feeding portion 5, and the feeding conductor opposite to the feeding portion 5 some of the 4A and the second current I ₂ flows in a loop of the second path constituted by. Then, as in the case of the antenna device 10 of the first embodiment, radiating electromagnetic waves and a first current I ₁ flowing through the first path and the second current I ₂ flowing through the second path as a wave source It will be.

なお、図９に示す並列スプリットリング共振器６Ａにおいても、第１の経路や第２の経路のいずれか一方または双方の長さの変更、または、第１のスプリット部導体３１の長さの変更、第１のスプリット部導体３１と給電導体４Ａとの間の間隔の変更、のいずれか１ないし複数を行うことにより、並列スプリットリング共振器６Ａの共振周波数（ＳＲＲアンテナの動作周波数）を変更して、適切な周波数に調整することが可能である。また、給電導体４Ａと該給電導体４Ａ側の開口部２の外周部の一部とによって構成されるループ状の第３の経路（すなわち、第１の電流Ｉ_１と第２の電流Ｉ_２とのいずれも流れていない経路)の長さを調整することによって、ＳＲＲアンテナの入力インピーダンスを調整することも可能である。 Also in the parallel split ring resonator 6A shown in FIG. 9, the change of the length of either or both of the first path and the second path or the change of the length of the first split portion conductor 31 Changing the resonant frequency of the parallel split ring resonator 6A (the operating frequency of the SRR antenna) by changing one or more of the distance between the first split portion conductor 31 and the feed conductor 4A. It is possible to adjust to an appropriate frequency. The third path loop constituted by the part of the outer peripheral portion of the opening 2 of the feed conductor 4A and the power feeding conductor 4A side (i.e., the first current I ₁ and the second current I ₂ It is also possible to adjust the input impedance of the SRR antenna by adjusting the length of the (non-flowing path).

次に、図９に示したアンテナ装置１０ＡのＳＲＲアンテナが、良好なアンテナ特性を備えていることを、図１１および図１２の特性図を参照して説明する。図１１は、図９に示したアンテナ装置１０ＡのＳＲＲアンテナのインピーダンス特性の一例を示すスミスチャートである。また、図１２は、図９に示したアンテナ装置１０ＡのＳＲＲアンテナのリターンロス特性の一例を示す特性図である。図１１のスミスチャートに示すように、図９のアンテナ装置１０Ａ（ＳＲＲアンテナ）は、共振周波数におけるインピーダンスが、アンテナの基準抵抗値５０Ωにかなり近づいている特性を有していることが分かる。また、図１２のリターンロス特性図に矢印で示すように、図９のアンテナ装置１０Ａ（ＳＲＲアンテナ）は、共振周波数（すなわちアンテナの動作周波数）において、リターンロスの値が、−５ｄＢ以下の小さい値になっており、良好なアンテナとして動作することが分かる。 Next, the fact that the SRR antenna of the antenna device 10A shown in FIG. 9 has good antenna characteristics will be described with reference to the characteristic diagrams of FIG. 11 and FIG. FIG. 11 is a Smith chart showing an example of the impedance characteristic of the SRR antenna of the antenna device 10A shown in FIG. 12 is a characteristic diagram showing an example of the return loss characteristic of the SRR antenna of the antenna device 10A shown in FIG. As shown in the Smith chart of FIG. 11, it can be seen that the antenna device 10A (SRR antenna) of FIG. 9 has a characteristic that the impedance at the resonant frequency is fairly close to the reference resistance value 50 Ω of the antenna. Further, as indicated by arrows in the return loss characteristic diagram of FIG. 12, the antenna device 10A (SRR antenna) of FIG. 9 has a small return loss value of -5 dB or less at the resonant frequency (ie, the operating frequency of the antenna). It can be seen that the antenna operates as a good antenna.

以上、本発明の好適な実施形態の構成を説明した。しかし、かかる実施形態は、本発明の単なる例示に過ぎず、何ら本発明を限定するものではないことに留意されたい。本発明の要旨を逸脱することなく、特定用途に応じて種々の変形変更が可能であることが、当業者には容易に理解できよう。 The configuration of the preferred embodiment of the present invention has been described above. However, it should be noted that such an embodiment is merely an example of the present invention and does not limit the present invention. It will be readily understood by those skilled in the art that various modifications and variations can be made according to a particular application without departing from the scope of the present invention.

１ＧＮＤ板
２開口部
３スプリット部導体
４給電導体
４Ａ給電導体
５給電部
６並列スプリットリング共振器
６Ａ並列スプリットリング共振器
１０アンテナ装置
１０Ａアンテナ装置
１１ＧＮＤ板
１２スロットアンテナ
１３給電導体
１４給電部
２１ＧＮＤ板
２２スプリットリング共振器
２３給電部
３１第１のスプリット部導体
３２第２のスプリット部導体
３３第３のスプリット部導体
３４第４のスプリット部導体
１００アンテナ装置
２００アンテナ装置
２２１開口部
２２２給電導体
２２３第１の導体
２２４第２の導体
２２５第１のスプリット部導体
２２６第２のスプリット部導体 Reference Signs List 1 GND plate 2 opening 3 split portion conductor 4 feed conductor 4A feed conductor 5 feed portion 6 parallel split ring resonator 6A parallel split ring resonator 10 antenna device 10A antenna device 11 GND plate 12 slot antenna 13 feed conductor 14 feed portion 21 GND plate 22 split ring resonator 23 feeding portion 31 first split portion conductor 32 second split portion conductor 33 third split portion conductor 34 fourth split portion conductor 100 antenna device 200 antenna device 221 opening 222 feeding conductor 223 first conductor 224 second conductor 225 first split conductor 226 second split conductor

Claims

An antenna device having an opening disposed inside a GND plate and a feeding conductor connected to one side of the opening and to which alternating current power is fed, and transmitting and receiving a radio signal,
A third split portion in which a first split portion conductor and a second split portion conductor are disposed at mutually opposing positions in the opening to form a split portion and connected to the first split portion conductor A parallel split ring resonator is configured by connecting a conductor and a fourth split portion conductor connected to the second split portion conductor to two opposing sides of the opening respectively, thereby forming a parallel split ring resonance. An antenna device characterized in that the antenna is formed by the antenna.

The feed conductor, a part of the outer periphery of the opening, the third split conductor, the first split conductor, the second split conductor, the fourth split conductor, and the opening A first path in which a part of the outer peripheral part of the opening at a position facing the part of the outer peripheral part is sequentially arranged in a loop, the third split part conductor, and the first split part A second path in which a conductor, the second split portion conductor, the fourth split portion conductor, and a part of the outer peripheral portion of the opening opposite to the feed conductor are sequentially arranged in a loop. The antenna apparatus according to claim 1, wherein the operating frequency of the antenna is adjusted by changing the length of one or both of the two.

Changing the length of one or both of the first split portion conductor and the second split portion conductor, changing the distance between the first split portion conductor and the second split portion conductor The antenna apparatus according to claim 1, wherein the operating frequency of the antenna is adjusted by performing any one or more of the changes.

The antenna device according to any one of claims 1 to 3, wherein the operating frequency of the antenna is adjusted by changing the size of the opening.

The input impedance of the antenna is adjusted by changing the length of a loop-like third path constituted by the feed conductor and a part of the outer peripheral portion of the opening on the feed conductor side. The antenna device according to any one of claims 1 to 4.

An antenna device having an opening disposed inside a GND plate and a feeding conductor connected to one side of the opening and to which alternating current power is fed, and transmitting and receiving a radio signal,
A first split conductor is disposed at a position facing the feed conductor inside the opening to form a split, and the third split conductor connected to the first split conductor is opened. An antenna device comprising: a parallel split ring resonator connected to one side of the part, and the parallel split ring resonator forming an antenna.

One part of the feed conductor located on the feed portion side of feeding through the feed conductor, the first split portion conductor, the third split portion conductor, and one of the outer peripheral portions of the opening portion on the feed portion side A loop-like first path constituted by
The first split conductor and the third split conductor, a part of the outer peripheral part of the opening opposite to the feed part, and a part of the feed conductor opposite to the feed part The antenna apparatus according to claim 6, wherein the operating frequency of the antenna is adjusted by changing the length of one or both of the loop-like second paths configured by

By changing one or both of the length of the first split portion conductor and the change of the distance between the first split portion conductor and the feeding conductor, the operating frequency of the antenna can be determined. The antenna device according to claim 6 or 7, wherein the antenna device is adjusted.

The operating frequency of the antenna is adjusted by adjusting the length of the loop-like third path constituted by the feeding conductor and a part of the outer peripheral portion of the opening. The antenna device according to any one of to 8.

A wireless device comprising an antenna device for transmitting and receiving a wireless signal, wherein the antenna device is the antenna device according to any one of claims 1 to 8.