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JP6576291B2 - Variable directional antenna device - Google Patents
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Description

本発明は、アンテナ装置に関し、特に、アンテナ指向性の可変制御を可能にする可変指向性のアンテナ装置に関するものである。   The present invention relates to an antenna device, and more particularly to a variable directivity antenna device that enables variable control of antenna directivity.

アンテナ装置は、たとえばレーダシステム及び無線通信システムで広く使用されており、アンテナ装置には、微弱な電波の送受信を可能とするために高利得が求められている。また、レーダシステムの場合は広い角度範囲内の目標を探知することが要求され、無線通信システムの場合は広い角度範囲内の通信端末と通信を行うことが要求されることから、アンテナ装置には広覆域化も求められている。しかしながら、アンテナ装置の高利得化と広覆域化とは互いに相反する要求であるため、高利得特性と広覆域特性との両立は難しいという課題がある。この課題に対処する1つの方法として、可変指向性アンテナの採用が可能である。可変指向性アンテナは、電波の所望の送信方向または受信方向に合わせてアンテナ指向性を切り替えることで高利得特性を得ることができる。このような可変指向性アンテナは、たとえば、特許文献1(国際公開第2009/050883号)及び特許文献2(特開2012−120150号公報)に開示されている。   The antenna device is widely used in, for example, a radar system and a wireless communication system, and the antenna device is required to have a high gain in order to enable transmission and reception of weak radio waves. In the case of a radar system, it is required to detect a target within a wide angle range, and in the case of a wireless communication system, it is required to communicate with a communication terminal within a wide angle range. Wide coverage is also required. However, there is a problem in that it is difficult to achieve both high gain characteristics and wide coverage characteristics because increasing the gain and wide coverage of the antenna device are mutually contradictory requirements. As one method for dealing with this problem, a variable directivity antenna can be employed. The variable directivity antenna can obtain high gain characteristics by switching the antenna directivity in accordance with the desired transmission direction or reception direction of radio waves. Such a variable directivity antenna is disclosed in, for example, Patent Document 1 (International Publication No. 2009/050883) and Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2012-120150).

特許文献1に開示されている可変指向性アンテナは、半波長ダイポールアンテナ素子からなる給電アンテナ素子と、当該給電アンテナ素子を挟むように設けられた一対の無給電アンテナ素子と、制御電圧の供給に応じて各無給電アンテナ素子を反射器または導波器として動作させるPINダイオードと、PINダイオードのアノード端子に当該制御電圧を供給するための制御線と、PINダイオードのカソード端子を接地端子に接続する制御線と、これら制御線にそれぞれ接続されたインダクタとを備えて構成されている。インダクタは、無給電アンテナで励起した高周波信号の制御線への漏洩を防止し、並びに、制御線の望ましくない共振を阻止するものである。   The variable directivity antenna disclosed in Patent Document 1 is used to supply a control voltage and a feeding antenna element formed of a half-wave dipole antenna element, a pair of parasitic antenna elements provided so as to sandwich the feeding antenna element, and Accordingly, a PIN diode for operating each parasitic antenna element as a reflector or a director, a control line for supplying the control voltage to the anode terminal of the PIN diode, and a cathode terminal of the PIN diode are connected to the ground terminal. A control line and inductors connected to the control lines are provided. The inductor prevents leakage of a high-frequency signal excited by a parasitic antenna to the control line, and prevents undesirable resonance of the control line.

広いエリアをカバーするためにはアンテナ指向性を2次元状に(たとえば、垂直面と水平面とに)可変に制御できることが望ましい。特許文献1の可変指向性アンテナでは、励振素子の両側のみに非励振素子が設けられているので、アンテナ指向性を1次元状にしか可変にすることができない。これに対し、特許文献2に開示されている可変指向性アンテナは、矩形状の励振素子であるパッチアンテナと、このパッチアンテナの4辺とそれぞれ平行に設けられた4つの非励振素子(寄生素子)と、各非励振素子の電気長を切り替えて変化させることを可能とする複数のスイッチとを備えている。これら複数のスイッチのオン/オフにより4つの非励振素子の電気長を個別に変化させることでアンテナ指向性を2次元状に可変に制御することが可能である。しかしながら、特許文献2の可変指向性アンテナは、特許文献1の可変指向性アンテナのようにインダクタを備えていないので、パッチアンテナで励起した高周波信号の制御線への漏洩、並びに、制御線の望ましくない共振を阻止することが難しい。   In order to cover a wide area, it is desirable that the antenna directivity can be variably controlled in two dimensions (for example, in a vertical plane and a horizontal plane). In the variable directivity antenna of Patent Document 1, since non-excitation elements are provided only on both sides of the excitation element, the antenna directivity can be varied only in one dimension. In contrast, the variable directivity antenna disclosed in Patent Document 2 is a patch antenna that is a rectangular excitation element, and four non-excitation elements (parasitic elements) provided in parallel with the four sides of the patch antenna. ) And a plurality of switches that can change the electrical length of each non-excitation element. The antenna directivity can be variably controlled in two dimensions by individually changing the electrical lengths of the four non-excitation elements by turning on / off the plurality of switches. However, since the variable directivity antenna of Patent Document 2 does not include an inductor, unlike the variable directivity antenna of Patent Document 1, leakage of a high-frequency signal excited by the patch antenna to the control line and the control line are desirable. Hard to prevent no resonance.

国際公開第2009/050883号(たとえば、図1及び段落0031〜0033)International Publication No. 2009/050883 (eg, FIG. 1 and paragraphs 0031-0033) 特開2012−120150号公報(たとえば、図12A〜図12C)Japanese Patent Laying-Open No. 2012-120150 (for example, FIGS. 12A to 12C)

しかしながら、特許文献1の可変指向性アンテナでは、当該可変指向性アンテナの動作周波数が高くなると、インダクタの自己共振周波数がその動作周波数に近くなることにより、当該インダクタのインダクタンス特性が劣化する。これによりアンテナ指向性を切り替えても高利得特性を得ることが難しいという課題がある。また、特許文献1の可変指向性アンテナでは、制御電圧用の制御線及び接地用の制御線の1つ1つにインダクタが設けられている。このように数多くのインダクタを実装することは、可変指向性アンテナの製造コストを増大させ、歩留まり低下を招くという課題がある。   However, in the variable directional antenna of Patent Document 1, when the operating frequency of the variable directional antenna is increased, the inductor self-resonant frequency is close to the operating frequency, thereby degrading the inductance characteristics of the inductor. As a result, there is a problem that it is difficult to obtain high gain characteristics even if the antenna directivity is switched. In the variable directivity antenna of Patent Document 1, an inductor is provided for each of the control line for control voltage and the control line for grounding. Mounting a large number of inductors in this manner increases the manufacturing cost of the variable directivity antenna and causes a problem of yield reduction.

上記に鑑みて本発明の目的は、インダクタを使用せずに高利得特性を得ることができる可変指向性アンテナ装置を提供する点にある。   In view of the above, an object of the present invention is to provide a variable directivity antenna device capable of obtaining high gain characteristics without using an inductor.

本発明の一態様による可変指向性アンテナ装置は、導体素子層の一部として形成された励振素子と、前記励振素子から当該励振素子の厚み方向とは垂直な方向にずれた位置に前記導体素子層の他の一部として形成された単数または複数の非励振素子と、前記導体素子層から前記厚み方向に離れた位置に配置された制御導体層と、前記励振素子と前記制御導体層との間に介在し、且つ前記各非励振素子と前記制御導体層との間に介在する接地導体層と、前記接地導体層と電気的に短絡せずに前記各非励振素子から前記制御導体層まで前記厚み方向に延在する制御線と、前記各非励振素子の電気的短絡点から前記接地導体層まで前記厚み方向に延在する接地線とを備え、前記各非励振素子は、直線状に形成された線状導体素子と、屈曲部を含む屈曲導体素子と、前記制御導体層から前記制御線を介して供給された制御電圧に応じて、前記屈曲導体素子と前記線状導体素子との間の電気的接続を開閉するスイッチ素子とを有し、前記屈曲導体素子は、前記屈曲部から前記線状導体素子の一端部と対向する位置まで延在する直線状の導体素子部と、前記導体素子部の延在方向とは異なる方向に沿って前記屈曲部から前記電気的短絡点まで延在する導体配線部とを含み、前記線状導体素子、前記スイッチ素子及び前記導体素子部は、直線状に且つ直列に接続されていることを特徴とする。   The variable directivity antenna device according to one aspect of the present invention includes an excitation element formed as a part of a conductor element layer, and the conductor element at a position shifted from the excitation element in a direction perpendicular to a thickness direction of the excitation element. One or a plurality of non-excitation elements formed as another part of the layer, a control conductor layer disposed at a position away from the conductor element layer in the thickness direction, and the excitation element and the control conductor layer. A grounding conductor layer interposed between each of the non-excitation elements and the control conductor layer; and from each of the non-excitation elements to the control conductor layer without being electrically short-circuited with the grounding conductor layer. A control line extending in the thickness direction; and a ground line extending in the thickness direction from an electrical short-circuit point of each non-excitation element to the ground conductor layer, and each non-excitation element is linearly formed. The formed linear conductor element and the bending including the bent portion A conductor element; and a switch element that opens and closes an electrical connection between the bent conductor element and the linear conductor element in accordance with a control voltage supplied from the control conductor layer via the control line. The bent conductor element includes a linear conductor element portion extending from the bent portion to a position facing one end portion of the linear conductor element, and a direction different from the extending direction of the conductor element portion. A conductor wiring portion extending from the bent portion to the electrical short-circuit point, wherein the linear conductor element, the switch element, and the conductor element portion are connected linearly and in series. To do.

本発明によれば、インダクタを使用せずに、アンテナ指向性が切り替えられても高利得特性を得ることができる。   According to the present invention, high gain characteristics can be obtained even when the antenna directivity is switched without using an inductor.

本発明に係る実施の形態1である可変指向性アンテナ装置を構成する導体素子層の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the conductor element layer which comprises the variable directivity antenna apparatus which is Embodiment 1 which concerns on this invention. 図1のII−II線におけるアンテナ装置の概略断面を示す図である。It is a figure which shows the schematic cross section of the antenna apparatus in the II-II line | wire of FIG. 図1のIII−III線におけるアンテナ装置の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the antenna apparatus in the III-III line of FIG. 実施の形態1のアンテナ装置を構成する接地導体層の概略構成図である。FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a ground conductor layer constituting the antenna device of the first embodiment. 実施の形態1のアンテナ装置を構成する制御導体層の概略構成図である。FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a control conductor layer constituting the antenna device of the first embodiment. 本発明に係る実施の形態2である可変指向性アンテナ装置の概略断面の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the schematic cross section of the variable directivity antenna apparatus which is Embodiment 2 which concerns on this invention. 本発明に係る実施の形態3である可変指向性アンテナ装置を構成する導体素子層の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the conductor element layer which comprises the variable directivity antenna apparatus which is Embodiment 3 which concerns on this invention. 図7のVIII−VIII線におけるアンテナ装置の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the antenna apparatus in the VIII-VIII line of FIG. 図7のIX−IX線におけるアンテナ装置の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the antenna apparatus in the IX-IX line of FIG. 実施の形態3である可変指向性アンテナ装置を構成する接地導体層の概略構成図である。FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a ground conductor layer that constitutes a variable directivity antenna device according to a third embodiment. 実施の形態3である可変指向性アンテナ装置を構成する制御導体層の概略構成図である。FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a control conductor layer that constitutes a variable directivity antenna device according to a third embodiment. 本発明に係る実施の形態4である可変指向性アンテナ装置の構成例を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly the structural example of the variable directivity antenna apparatus which is Embodiment 4 which concerns on this invention. 本発明に係る実施の形態5である可変指向性アンテナ装置の構成例を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly the structural example of the variable directivity antenna apparatus which is Embodiment 5 which concerns on this invention.

以下、図面を参照しつつ、本発明に係る種々の実施の形態について詳細に説明する。なお、図面全体において同一符号を付された構成要素は、同一構成及び同一機能を有するものとする。   Hereinafter, various embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, the component to which the same code | symbol was attached | subjected in the whole drawing shall have the same structure and the same function.

実施の形態1.
図1〜図5は、本発明に係る実施の形態1の可変指向性アンテナ装置1(以下、単に「アンテナ装置1」ともいう。)の概略構成を示す図である。本実施の形態のアンテナ装置1は多層構造を有している。
Embodiment 1 FIG.
1-5 is a figure which shows schematic structure of the variable directivity antenna apparatus 1 (henceforth "the antenna apparatus 1" only) of Embodiment 1 which concerns on this invention. The antenna device 1 of the present embodiment has a multilayer structure.

図1は、アンテナ装置1の多層構造のうちの第1層である導体素子層の概略構成図である。この導体素子層がアンテナ放射面を構成する。図2は、図1のII−II線におけるアンテナ装置1の概略断面を示す図であり、図3は、図1のIII−III線におけるアンテナ装置1の概略断面を示す図である。また、図4は、当該多層構造のうちの第2層である接地導体層の概略構成図であり、図5は、当該多層構造のうちの第3層である制御導体層の概略構成図である。導体素子層、接地導体層及び制御導体層は、これら各層の厚み方向であるZ軸方向(紙面に垂直な方向)に沿って配列されているものとする。また、導体素子層、接地導体層及び制御導体層の各層は、Z軸方向に垂直なX軸方向及びY軸方向に沿った平面上に形成されているものとする。X軸方向とY軸方向とは互いに直交する。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a conductor element layer which is a first layer in a multilayer structure of the antenna device 1. This conductor element layer constitutes the antenna radiation surface. 2 is a diagram showing a schematic cross section of the antenna device 1 taken along line II-II in FIG. 1, and FIG. 3 is a diagram showing a schematic cross section of the antenna device 1 taken along line III-III in FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a ground conductor layer which is the second layer of the multilayer structure, and FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a control conductor layer which is the third layer of the multilayer structure. is there. The conductor element layer, the ground conductor layer, and the control conductor layer are arranged along the Z-axis direction (the direction perpendicular to the paper surface) that is the thickness direction of each of these layers. In addition, each of the conductor element layer, the ground conductor layer, and the control conductor layer is formed on a plane along the X-axis direction and the Y-axis direction perpendicular to the Z-axis direction. The X-axis direction and the Y-axis direction are orthogonal to each other.

本実施の形態のアンテナ装置1と図4及び図5に示されるアンテナ制御回路80とで、本実施の形態に係るアンテナ・システムが構成される。このアンテナ・システムは、たとえば、レーダシステムまたは無線通信システムに使用可能である。   The antenna device 1 according to the present embodiment and the antenna control circuit 80 shown in FIGS. 4 and 5 constitute an antenna system according to the present embodiment. This antenna system can be used, for example, in a radar system or a wireless communication system.

アンテナ装置1は、セラミックスまたはガラスなどの誘電体材料からなる絶縁性基体10を用いて構成されている。この絶縁性基体10として、たとえば、複数の誘電体層を含む積層体である多層基板を使用することができる。   The antenna device 1 is configured using an insulating substrate 10 made of a dielectric material such as ceramics or glass. As this insulating substrate 10, for example, a multilayer substrate that is a laminate including a plurality of dielectric layers can be used.

図1に示されるように、絶縁性基体10のおもて面10aには、銅箔などの導体パターンからなる矩形の励振素子20が形成されている。この励振素子20は、給電ピン21の一端部と電気的に接続されている。この給電ピン21は、Z軸方向に延在する棒状の金属導体で構成されており、絶縁性基体10のおもて面10aから裏面10bにまで貫通する貫通孔10h内に配置されている。この貫通孔10hは、図4に示されるように接地導体23を貫通するので、給電ピン21は、接地導体23と電気的に短絡しない。図5に示されるように給電ピン21の他端部は、アンテナ制御回路80の給電端子80sと電気的に接続されている。アンテナ制御回路80は、給電ピン21を介して高周波信号を励振素子20に供給することができる。ここで、給電ピン21の一端部は、図1に示されるように励振素子20の中心からY軸負方向に距離Lだけ偏心した位置に配置されている。励振素子20の中心と給電ピン21とを結ぶ直線を含む面が励振素子20の偏波面である。   As shown in FIG. 1, a rectangular excitation element 20 made of a conductive pattern such as a copper foil is formed on the front surface 10 a of the insulating substrate 10. The excitation element 20 is electrically connected to one end of the power feed pin 21. The power supply pin 21 is composed of a rod-shaped metal conductor extending in the Z-axis direction, and is disposed in a through hole 10 h that penetrates from the front surface 10 a to the back surface 10 b of the insulating base 10. Since the through hole 10 h penetrates the ground conductor 23 as shown in FIG. 4, the power feed pin 21 is not electrically short-circuited with the ground conductor 23. As shown in FIG. 5, the other end of the feed pin 21 is electrically connected to the feed terminal 80 s of the antenna control circuit 80. The antenna control circuit 80 can supply a high frequency signal to the excitation element 20 through the power supply pin 21. Here, one end of the power supply pin 21 is arranged at a position eccentric from the center of the excitation element 20 by a distance L in the Y-axis negative direction, as shown in FIG. A plane including a straight line connecting the center of the excitation element 20 and the feed pin 21 is a polarization plane of the excitation element 20.

図1に示されるように、励振素子20の偏波面と垂直な方向(X軸方向)において励振素子20を挟み込む位置に非励振素子30,40がそれぞれ形成されている。アンテナ装置1は、図1に示される励振素子20の中心を通るY軸方向の中心線CLに関して幾何学的に対称な構造を有しているので、非励振素子30,40の構成は、中心線CLに関して幾何学的に対称となる点を除いて同一である。一方の非励振素子30は、励振素子20から、励振素子20の偏波面と直交するX軸負方向に所定距離(たとえば、アンテナ動作周波数に対応する波長の1/4)だけずれた位置に配置されている。なお、アンテナ動作周波数とは、電波の送受信の際に使用される周波数である。また、非励振素子30は、Y軸方向に沿って直線状に形成された線状導体素子32と、折曲部31cを含む屈曲導体素子31と、これら屈曲導体素子31と線状導体素子32との間の電気的接続を開閉するスイッチ素子33とを有する。屈曲導体素子31及び線状導体素子32は、たとえば、銅箔などの導体パターンとして形成されればよい。   As shown in FIG. 1, non-excitation elements 30 and 40 are formed at positions where the excitation element 20 is sandwiched in a direction perpendicular to the polarization plane of the excitation element 20 (X-axis direction). Since the antenna device 1 has a geometrically symmetric structure with respect to the center line CL in the Y-axis direction passing through the center of the excitation element 20 shown in FIG. 1, the configuration of the non-excitation elements 30 and 40 is the center. Identical except that it is geometrically symmetric with respect to line CL. One non-excitation element 30 is arranged at a position shifted from the excitation element 20 by a predetermined distance (for example, ¼ of the wavelength corresponding to the antenna operating frequency) in the negative X-axis direction orthogonal to the polarization plane of the excitation element 20. Has been. The antenna operating frequency is a frequency used when transmitting / receiving radio waves. The non-excitation element 30 includes a linear conductor element 32 formed linearly along the Y-axis direction, a bent conductor element 31 including a bent portion 31c, the bent conductor element 31, and the linear conductor element 32. And a switch element 33 that opens and closes an electrical connection therebetween. The bent conductor element 31 and the linear conductor element 32 may be formed as a conductor pattern such as a copper foil, for example.

屈曲導体素子31は、折曲部31cからY軸負方向に延在する直線状の導体素子部31bと、折曲部31cからX軸負方向に延在する導体配線部31aとで構成される。導体素子部31bは、折曲部31cから線状導体素子32の一端部32aと対向する位置まで延在している。   The bent conductor element 31 includes a linear conductor element part 31b extending in the negative Y-axis direction from the bent part 31c and a conductor wiring part 31a extending in the negative X-axis direction from the bent part 31c. . The conductor element portion 31 b extends from the bent portion 31 c to a position facing the one end portion 32 a of the linear conductor element 32.

一方、導体配線部31aは、折曲部31cから、接地線35の一端部との接続点である電気的短絡点まで延在している。屈曲導体素子31における折曲部31cと導体配線部31aとの接続位置からその電気的短絡点までの長さは、アンテナ動作周波数に対応する波長の1/4の長さとすればよい。たとえば、半田などの導電性接合材を用いて接地線35の一端部を導体配線部31aに接合することが可能である。接地線35は、図3に示されるように、導体配線部31aの電気的短絡点から第2層(接地導体層)の接地導体23まで厚み方向(Z軸負方向)に延在する金属製の層間接続導体である。たとえば、絶縁性基体10に設けられたスルーホールの内壁に金属メッキまたは金属ペーストを形成することにより接地線35を形成することが可能である。なお、導体配線部31aの線幅は、図1に示されるように導体素子部31bの線幅よりも小さい。   On the other hand, the conductor wiring portion 31 a extends from the bent portion 31 c to an electrical short-circuit point that is a connection point with one end portion of the ground wire 35. The length from the connection position between the bent portion 31c and the conductor wiring portion 31a in the bent conductor element 31 to the electrical short-circuit point may be ¼ of the wavelength corresponding to the antenna operating frequency. For example, it is possible to join one end portion of the ground wire 35 to the conductor wiring portion 31a using a conductive bonding material such as solder. As shown in FIG. 3, the ground wire 35 is made of a metal that extends in the thickness direction (Z-axis negative direction) from the electrical short-circuit point of the conductor wiring portion 31a to the ground conductor 23 of the second layer (ground conductor layer). This is an interlayer connection conductor. For example, the ground wire 35 can be formed by forming metal plating or metal paste on the inner wall of a through hole provided in the insulating substrate 10. The line width of the conductor wiring portion 31a is smaller than the line width of the conductor element portion 31b as shown in FIG.

図4に示されるように接地導体23は、孔部23a,23b及び貫通孔10hを除いてほぼ全面に亘って形成された銅箔などの導体パターンである。この接地導体23は、アンテナ制御回路80の接地端子80gと電気的に接続されており、接地導体23には零ボルトの接地電位が印加されている。   As shown in FIG. 4, the ground conductor 23 is a conductor pattern such as a copper foil formed over almost the entire surface except for the holes 23 a and 23 b and the through hole 10 h. The ground conductor 23 is electrically connected to the ground terminal 80g of the antenna control circuit 80, and a ground potential of zero volts is applied to the ground conductor 23.

図1を参照すると、線状導体素子32の一端部32aは、半田などの導電性接合材を用いて、制御線36の一端部と電気的に接続されている。制御線36は、図2に示されるように、線状導体素子32から絶縁性基体10の裏面10b上の第3層(制御導体層)まで厚み方向(Z軸負方向)に延在する金属製の層間接続導体である。たとえば、絶縁性基体10に設けられたスルーホールの内壁に金属メッキまたは金属ペーストを形成することにより制御線36を形成することが可能である。制御線36の他端部は、図2に示されるように、半田などの導電性接合材を用いて、第3層の制御導体39と電気的に接続されている。また、図2及び図4に示されるように第2層の接地導体23には孔部23aが設けられており、制御線36はこの孔部23aを通る。このため、制御線36は、接地導体23と電気的に短絡せずに、線状導体素子32と制御導体39との間を電気的に接続することができる。   Referring to FIG. 1, one end portion 32 a of the linear conductor element 32 is electrically connected to one end portion of the control line 36 using a conductive bonding material such as solder. As shown in FIG. 2, the control line 36 is a metal extending in the thickness direction (Z-axis negative direction) from the linear conductor element 32 to the third layer (control conductor layer) on the back surface 10 b of the insulating substrate 10. This is an interlayer connection conductor made of metal. For example, the control line 36 can be formed by forming metal plating or metal paste on the inner wall of a through hole provided in the insulating substrate 10. As shown in FIG. 2, the other end of the control line 36 is electrically connected to the third-layer control conductor 39 using a conductive bonding material such as solder. Further, as shown in FIGS. 2 and 4, the second layer ground conductor 23 is provided with a hole 23a, and the control line 36 passes through the hole 23a. Therefore, the control line 36 can be electrically connected between the linear conductor element 32 and the control conductor 39 without being electrically short-circuited with the ground conductor 23.

図5に示されるように制御導体39は、絶縁性基体10の裏面10b上に形成された銅箔などの導体パターンである。この制御導体39は、アンテナ制御回路80のバイアス端子80aと電気的に接続されている。アンテナ制御回路80は、制御導体39及び制御線36を介して、順バイアス電圧または逆バイアス電圧のいずれか一方の制御電圧をスイッチ素子33に供給することができる。   As shown in FIG. 5, the control conductor 39 is a conductor pattern such as a copper foil formed on the back surface 10 b of the insulating substrate 10. The control conductor 39 is electrically connected to the bias terminal 80a of the antenna control circuit 80. The antenna control circuit 80 can supply either the forward bias voltage or the reverse bias voltage to the switch element 33 via the control conductor 39 and the control line 36.

図1を参照すると、スイッチ素子33は、導体素子部31bの一端部と線状導体素子32の一端部32aとの間に設けられている。これにより、線状導体素子32、スイッチ素子33及び導体素子部31bは直列に接続される。スイッチ素子33は、制御導体39から制御線36を介して供給された制御電圧(順バイアス電圧または逆バイアス電圧のいずれか一方)に応じて、屈曲導体素子31の導体素子部31bと線状導体素子32との間の電気的接続を開閉することができる。スイッチ素子33としては、たとえば、公知のPINダイオードを用いることが可能である。スイッチ素子33は、順バイアス電圧が供給されたとき、この順バイアス電圧に応じてオン状態(閉状態)となって屈曲導体素子31の導体素子部31bと線状導体素子32との間を電気的に接続する。一方、スイッチ素子33は、逆バイアス電圧が供給されたときに、この逆バイアスで電圧に応じてオフ状態(開状態)となって導体素子部31bと線状導体素子32との間を電気的に遮断する。   Referring to FIG. 1, the switch element 33 is provided between one end portion of the conductor element portion 31 b and one end portion 32 a of the linear conductor element 32. Thereby, the linear conductor element 32, the switch element 33, and the conductor element part 31b are connected in series. The switch element 33 is connected to the conductor element portion 31b of the bent conductor element 31 and the linear conductor in accordance with a control voltage (either forward bias voltage or reverse bias voltage) supplied from the control conductor 39 via the control line 36. The electrical connection with the element 32 can be opened and closed. As the switch element 33, for example, a known PIN diode can be used. When the forward bias voltage is supplied, the switch element 33 is turned on (closed) in accordance with the forward bias voltage and electrically connects between the conductor element portion 31b of the bent conductor element 31 and the linear conductor element 32. Connect. On the other hand, when a reverse bias voltage is supplied, the switch element 33 is turned off (opened) in accordance with the voltage by the reverse bias, and the switch element 33 is electrically connected between the conductor element portion 31b and the linear conductor element 32. Shut off.

次に、非励振素子40について説明する。非励振素子40は、励振素子20から、励振素子20の偏波面と直交するX軸正方向に所定距離(たとえば、アンテナ動作周波数に対応する波長の1/4)だけずれた位置に配置されている。また、非励振素子40は、Y軸方向に沿って直線状に形成された線状導体素子42と、折曲部41cを含む屈曲導体素子41と、これら屈曲導体素子41と線状導体素子42との間の電気的接続を開閉するスイッチ素子43とを有する。屈曲導体素子41及び線状導体素子42は、たとえば、銅箔などの導体パターンとして形成されればよい。   Next, the non-excitation element 40 will be described. The non-excitation element 40 is disposed at a position shifted from the excitation element 20 by a predetermined distance (for example, ¼ of the wavelength corresponding to the antenna operating frequency) in the positive X-axis direction orthogonal to the polarization plane of the excitation element 20. Yes. The non-excitation element 40 includes a linear conductor element 42 formed linearly along the Y-axis direction, a bent conductor element 41 including a bent portion 41c, and the bent conductor element 41 and the linear conductor element 42. And a switch element 43 that opens and closes an electrical connection therebetween. The bent conductor element 41 and the linear conductor element 42 may be formed as a conductor pattern such as a copper foil, for example.

屈曲導体素子41は、折曲部41cからY軸負方向に延在する直線状の導体素子部41bと、折曲部41cからX軸正方向に延在する線状導体部である導体配線部41aとで構成される。導体素子部41bは、折曲部41cから線状導体素子42の一端部42aと対向する位置まで延在している。   The bent conductor element 41 includes a linear conductor element part 41b extending in the negative Y-axis direction from the bent part 41c and a conductor wiring part that is a linear conductor part extending in the positive X-axis direction from the bent part 41c. 41a. The conductor element portion 41 b extends from the bent portion 41 c to a position facing the one end portion 42 a of the linear conductor element 42.

一方、導体配線部41aは、折曲部41cから、接地線45の一端部との接続点である電気的短絡点まで延在している。屈曲導体素子41における折曲部41cと導体配線部41aとの接続位置からその電気的短絡点までの長さは、アンテナ動作周波数に対応する波長の1/4の長さとすればよい。たとえば、半田などの導電性接合材を用いて接地線45の一端部を導体配線部41aに接合することが可能である。たとえば、絶縁性基体10に設けられたスルーホールの内壁に金属メッキまたは金属ペーストを形成することにより接地線45を形成することが可能である。なお、導体配線部41aの線幅は、図1に示されるように導体素子部41bの線幅よりも小さい。   On the other hand, the conductor wiring portion 41 a extends from the bent portion 41 c to an electrical short-circuit point that is a connection point with one end portion of the ground wire 45. The length from the connection position of the bent portion 41c and the conductor wiring portion 41a in the bent conductor element 41 to the electrical short-circuit point may be ¼ of the wavelength corresponding to the antenna operating frequency. For example, it is possible to join one end portion of the ground wire 45 to the conductor wiring portion 41a using a conductive bonding material such as solder. For example, the ground wire 45 can be formed by forming metal plating or metal paste on the inner wall of the through hole provided in the insulating substrate 10. The line width of the conductor wiring portion 41a is smaller than the line width of the conductor element portion 41b as shown in FIG.

線状導体素子42の一端部42aは、半田などの導電性接合材を用いて、制御線46の一端部と電気的に接続されている。たとえば、絶縁性基体10に設けられたスルーホールの内壁に金属メッキまたは金属ペーストを形成することにより制御線46を形成することが可能である。制御線46の他端部は、図5に示されるように、半田などの導電性接合材を用いて第3層の制御導体49と電気的に接続されている。図4に示されるように、第2層の接地導体23には孔部23bが設けられており、制御線46はこの孔部23bを通る。このため、制御線46は、接地導体23と電気的に短絡せずに、線状導体素子42と制御導体49との間を電気的に接続することができる。   One end portion 42a of the linear conductor element 42 is electrically connected to one end portion of the control line 46 using a conductive bonding material such as solder. For example, the control line 46 can be formed by forming a metal plating or a metal paste on the inner wall of a through hole provided in the insulating substrate 10. As shown in FIG. 5, the other end of the control line 46 is electrically connected to the third-layer control conductor 49 using a conductive bonding material such as solder. As shown in FIG. 4, a hole 23b is provided in the ground conductor 23 of the second layer, and the control line 46 passes through this hole 23b. For this reason, the control line 46 can electrically connect between the linear conductor element 42 and the control conductor 49 without being electrically short-circuited with the ground conductor 23.

図5に示されるように絶縁性基体10の裏面10b上に形成されている制御導体49は、アンテナ制御回路80のバイアス端子80bと電気的に接続されている。アンテナ制御回路80は、制御導体49及び制御線46を介して、順バイアス電圧または逆バイアス電圧のいずれか一方の制御電圧をスイッチ素子43に供給することができる。   As shown in FIG. 5, the control conductor 49 formed on the back surface 10 b of the insulating substrate 10 is electrically connected to the bias terminal 80 b of the antenna control circuit 80. The antenna control circuit 80 can supply either the forward bias voltage or the reverse bias voltage to the switch element 43 via the control conductor 49 and the control line 46.

図1を参照すると、スイッチ素子43は、導体素子部41bの一端部と線状導体素子42の一端部42aとの間に設けられている。これにより、線状導体素子42、スイッチ素子43及び導体素子部41bは直列に接続される。スイッチ素子43は、制御導体49から制御線46を介して供給された制御電圧(順バイアス電圧または逆バイアス電圧のいずれか一方)に応じて、屈曲導体素子41の導体素子部41bと線状導体素子42との間の電気的接続を開閉することができる。スイッチ素子43としては、たとえば、公知のPINダイオードを用いることが可能である。スイッチ素子43は、順バイアス電圧が供給されたとき、この順バイアス電圧に応じてオン状態(閉状態)となって屈曲導体素子41の導体素子部41bと線状導体素子42との間を電気的に接続する。一方、スイッチ素子43は、逆バイアス電圧が供給されたときに、この逆バイアスで電圧に応じてオフ状態(開状態)となって導体素子部41bと線状導体素子42との間を電気的に遮断する。   Referring to FIG. 1, the switch element 43 is provided between one end portion of the conductor element portion 41 b and one end portion 42 a of the linear conductor element 42. Thereby, the linear conductor element 42, the switch element 43, and the conductor element part 41b are connected in series. The switch element 43 is connected to the conductor element portion 41b of the bent conductor element 41 and the linear conductor in accordance with a control voltage (either forward bias voltage or reverse bias voltage) supplied from the control conductor 49 via the control line 46. The electrical connection with the element 42 can be opened and closed. As the switch element 43, for example, a known PIN diode can be used. When the forward bias voltage is supplied, the switch element 43 is turned on (closed) in accordance with the forward bias voltage and electrically connects the conductor element portion 41 b of the bent conductor element 41 and the linear conductor element 42. Connect. On the other hand, when a reverse bias voltage is supplied, the switch element 43 is turned off (opened) in accordance with the voltage by this reverse bias, and the switch element 43 is electrically connected between the conductor element portion 41b and the linear conductor element 42. Shut off.

以上の構成を有するアンテナ装置1の動作について以下に説明する。非励振素子30については、屈曲導体素子31における折曲部31cから、接地線35の一端部がある電気的短絡点までの長さは、アンテナ動作周波数に対応する波長の1/4の長さである。このため、折曲部31cは電気的に開放されたものとみなすことができる。よって、スイッチ素子33がオン状態のとき、線状導体素子32、スイッチ素子33、導体素子部31b及び折曲部31cからなる導体線路は、当該線状導体路のY軸方向における両端を開放端とする電気長を有するものとみなすことができる。この電気長がアンテナ動作周波数に対応する共振長(たとえば、アンテナ動作周波数に対応する波長の1/2)よりも短くなるように設計されれば、非励振素子30は、励振素子20に対して導波器として動作することができる。一方、その電気長がアンテナ動作周波数に対応する共振長よりも長くなるように設計されれば、非励振素子30は、励振素子20に対して反射器として動作することができる。   The operation of the antenna device 1 having the above configuration will be described below. For the non-excitation element 30, the length from the bent portion 31c of the bent conductor element 31 to the electrical short-circuit point where one end of the ground wire 35 is ¼ of the wavelength corresponding to the antenna operating frequency. It is. For this reason, the bending part 31c can be regarded as what was electrically open | released. Therefore, when the switch element 33 is in the ON state, the conductor line composed of the linear conductor element 32, the switch element 33, the conductor element portion 31b, and the bent portion 31c is open at both ends in the Y-axis direction of the linear conductor path. It can be regarded as having an electrical length of If the electrical length is designed to be shorter than the resonance length corresponding to the antenna operating frequency (for example, ½ of the wavelength corresponding to the antenna operating frequency), the non-excitation element 30 is Can operate as a director. On the other hand, if the electrical length is designed to be longer than the resonance length corresponding to the antenna operating frequency, the non-excitation element 30 can operate as a reflector with respect to the excitation element 20.

また、非励振素子40についても、屈曲導体素子41における折曲部41cから、接地線45の一端部がある電気的短絡点までの長さは、アンテナ動作周波数に対応する波長の1/4の長さである。よって、折曲部41cのX軸負方向における端は、電気的に開放されたものとみなすことができる。このため、スイッチ素子43がオン状態のとき、線状導体素子42、スイッチ素子43、導体素子部41b及び折曲部41cからなる導体線路は、当該線状導体路のY軸方向における両端を開放端とする電気長を有するものとみなすことができる。この電気長がアンテナ動作周波数に対応する共振長よりも短くなるように設計されれば、非励振素子40は、励振素子20に対して導波器として動作することができる。一方、その電気長がアンテナ動作周波数に対応する共振長よりも長くなるように設計されれば、非励振素子40は、励振素子20に対して反射器として動作することができる。   In the non-excited element 40, the length from the bent portion 41c of the bent conductor element 41 to the electrical short-circuit point where one end of the ground wire 45 is ¼ of the wavelength corresponding to the antenna operating frequency. Length. Therefore, the end of the bent portion 41c in the negative X-axis direction can be regarded as being electrically opened. For this reason, when the switch element 43 is in the ON state, the conductor line including the linear conductor element 42, the switch element 43, the conductor element portion 41b, and the bent portion 41c opens both ends in the Y-axis direction of the linear conductor path. It can be regarded as having an electrical length as an end. If the electrical length is designed to be shorter than the resonance length corresponding to the antenna operating frequency, the non-excitation element 40 can operate as a waveguide with respect to the excitation element 20. On the other hand, if the electrical length is designed to be longer than the resonance length corresponding to the antenna operating frequency, the non-excitation element 40 can operate as a reflector with respect to the excitation element 20.

以上に説明したように実施の形態1では、非励振素子30,40に供給される制御電圧の組み合わせにより、八木・宇田アンテナの動作原理に従ってアンテナ指向性を制御することができる。非励振素子30,40の各々の電気長を導波器動作を実現するように設計するか、あるいは反射器動作を実現するように設計するかは、設計者が自由に決めることができる。   As described above, in the first embodiment, the antenna directivity can be controlled according to the operation principle of the Yagi / Uda antenna by the combination of the control voltages supplied to the non-excitation elements 30 and 40. The designer can freely determine whether the electrical length of each of the non-excited elements 30 and 40 is designed to realize the director operation or the reflector operation.

また、非励振素子30については、導体配線部31aは、導体素子部31bの延在方向(Y軸方向)とは異なる方向(X軸方向)に沿って折曲部31cから電気的短絡点まで延在している。接地線35は、その電気的短絡点から接地導体23まで厚み方向(Z軸負方向)に延在している。制御線36も、線状導体素子32から裏面10b側の制御導体39まで厚み方向に延在しているところ、この制御導体39と素子導体層との間には接地導体23が介在している。このような構成により、導体配線部31a、接地線35、制御線36及び制御導体39がアンテナ装置1の放射偏波の影響を受けることが抑制される。特に、制御導体39は、接地導体23に対して裏面10b側に配置されているので、制御導体39が励振素子20から発せられた高周波信号と結合することが大幅に抑制される。たとえ、その高周波信号が裏面10b側の制御導体39と結合し、当該結合された高周波信号が制御導体39から再放射されたとしても、この再放射は、裏面10b側でなされるため、アンテナ指向性に影響を与えることはほとんど無い。非励振素子40の場合も、非励振素子30の場合と同様である。したがって、本実施の形態は、上記特許文献1の可変指向性アンテナのようにインダクタを使用することをせずに、アンテナ指向性が切り替えられても高利得特性を得ることができる。   For the non-excitation element 30, the conductor wiring portion 31a extends from the bent portion 31c to the electrical short-circuit point along a direction (X-axis direction) different from the extending direction (Y-axis direction) of the conductor element portion 31b. It is extended. The ground wire 35 extends in the thickness direction (Z-axis negative direction) from the electrical short-circuit point to the ground conductor 23. The control line 36 also extends in the thickness direction from the linear conductor element 32 to the control conductor 39 on the back surface 10b side, and the ground conductor 23 is interposed between the control conductor 39 and the element conductor layer. . With such a configuration, the conductor wiring portion 31 a, the ground line 35, the control line 36, and the control conductor 39 are suppressed from being affected by the radiation polarization of the antenna device 1. In particular, since the control conductor 39 is disposed on the back surface 10b side with respect to the ground conductor 23, the control conductor 39 is greatly suppressed from being coupled with a high-frequency signal emitted from the excitation element 20. Even if the high-frequency signal is combined with the control conductor 39 on the back surface 10b side and the combined high-frequency signal is re-radiated from the control conductor 39, the re-radiation is performed on the back surface 10b side, so There is almost no effect on sex. The case of the non-excitation element 40 is the same as that of the non-excitation element 30. Therefore, the present embodiment can obtain high gain characteristics even when the antenna directivity is switched without using an inductor as in the variable directivity antenna of Patent Document 1.

また、非励振素子30に使用されるスイッチ素子33の個数は1つだけであり、非励振素子40に使用されるスイッチ素子43の個数も1つだけであることから、アンテナ装置1の製造コストを低く抑えることができる。   Further, since the number of switch elements 33 used for the non-excitation element 30 is only one and the number of switch elements 43 used for the non-excitation element 40 is only one, the manufacturing cost of the antenna device 1 is increased. Can be kept low.

実施の形態2.
次に、本発明に係る実施の形態2について説明する。本実施の形態は、本実施の形態のアンテナ装置は、上記実施の形態1のアンテナ装置1に電磁シールド面が追加された構成を有している。この電磁シールド面は、上記制御導体39,49(制御導体層)に対して、導体素子層の側とは反対側に離れた位置に形成されたものである。
Embodiment 2. FIG.
Next, a second embodiment according to the present invention will be described. In the present embodiment, the antenna device of the present embodiment has a configuration in which an electromagnetic shield surface is added to the antenna device 1 of the first embodiment. The electromagnetic shield surface is formed at a position away from the conductor element layer side with respect to the control conductors 39 and 49 (control conductor layer).

図6は、実施の形態2の可変指向性アンテナ装置1Aの概略断面の一例を示す図である。図6に示される可変指向性アンテナ装置1Aの構成は、上記絶縁性基体10に代えて、セラミックスまたはガラスなどの誘電体材料からなる絶縁性基体11を使用する点と、絶縁性基体11の裏面に電磁シールド面29が追加で形成されている点とを除いて、上記実施の形態1のアンテナ装置1の構成と同じである。図6に示されるように、絶縁性基体11のおもて面11aには、屈曲導体素子31及び線状導体素子32が形成されている。また、電磁シールド面29は、制御導体39に対して、屈曲導体素子31及び線状導体素子32の側とは反対側に離れた位置に形成されている。   FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a schematic cross section of the variable directivity antenna device 1A according to the second embodiment. The configuration of the variable directivity antenna device 1A shown in FIG. 6 is that the insulating substrate 11 made of a dielectric material such as ceramics or glass is used instead of the insulating substrate 10, and the back surface of the insulating substrate 11 is used. The configuration is the same as that of the antenna device 1 of the first embodiment except that the electromagnetic shield surface 29 is additionally formed. As shown in FIG. 6, a bent conductor element 31 and a linear conductor element 32 are formed on the front surface 11 a of the insulating substrate 11. The electromagnetic shield surface 29 is formed at a position away from the control conductor 39 on the side opposite to the bent conductor element 31 and the linear conductor element 32 side.

上記したように、制御導体39,49が励振素子20から発せられた高周波信号と結合し、当該結合された高周波信号が制御導体39,49から再放射される可能性がある。このような場合でも、本実施の形態の電磁シールド面29は、その再放射がアンテナ指向性に与える影響をほぼ完全に防ぐことができる。   As described above, the control conductors 39 and 49 may be combined with the high frequency signal emitted from the excitation element 20, and the combined high frequency signal may be re-radiated from the control conductors 39 and 49. Even in such a case, the electromagnetic shield surface 29 of the present embodiment can almost completely prevent the influence of the re-radiation on the antenna directivity.

本実施の形態の電磁シールド面29は、上記実施の形態1のアンテナ装置1に適用されるだけでなく、後述する実施の形態3,4,5にも適用可能である。   The electromagnetic shield surface 29 of the present embodiment is applicable not only to the antenna device 1 of the first embodiment but also to the third, fourth, and fifth embodiments described later.

実施の形態3.
次に、本発明に係る実施の形態3について説明する。図7〜図11は、本発明に係る実施の形態2の可変指向性アンテナ装置2(以下、単に「アンテナ装置2」ともいう。)の概略構成を示す図である。上記実施の形態1のアンテナ装置1と同様に、本実施の形態のアンテナ装置2も多層構造を有している。
Embodiment 3 FIG.
Next, a third embodiment according to the present invention will be described. 7 to 11 are diagrams showing a schematic configuration of a variable directivity antenna apparatus 2 (hereinafter also simply referred to as “antenna apparatus 2”) according to the second embodiment of the present invention. Similar to the antenna device 1 of the first embodiment, the antenna device 2 of the present embodiment also has a multilayer structure.

図7は、アンテナ装置2の多層構造のうちの第1層である導体素子層の概略構成図である。この導体素子層がアンテナ放射面を構成する。図8は、図7のVIII−VIII線におけるアンテナ装置2の概略断面を示す図であり、図9は、図7のIX−IX線におけるアンテナ装置2の概略断面を示す図である。また、図10は、当該多層構造のうちの第2層であるである接地導体層の概略構成図であり、図11は、当該多層構造のうちの第3層である制御導体層の概略構成図である。導体素子層、接地導体層及び制御導体層は、これら各層の厚み方向であるZ軸方向(紙面に垂直な方向)に沿って配列されているものとする。また、本実施の形態における導体素子層、接地導体層及び制御導体層の各層は、Z軸方向に垂直なX軸方向及びY軸方向に沿った平面上に形成されているものとする。X軸方向とY軸方向とは互いに直交する。   FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a conductor element layer which is the first layer in the multilayer structure of the antenna device 2. This conductor element layer constitutes the antenna radiation surface. 8 is a diagram showing a schematic cross section of the antenna device 2 along the line VIII-VIII in FIG. 7, and FIG. 9 is a diagram showing a schematic cross section of the antenna device 2 along the line IX-IX in FIG. FIG. 10 is a schematic configuration diagram of a ground conductor layer which is the second layer of the multilayer structure, and FIG. 11 is a schematic configuration of a control conductor layer which is the third layer of the multilayer structure. FIG. The conductor element layer, the ground conductor layer, and the control conductor layer are arranged along the Z-axis direction (the direction perpendicular to the paper surface), which is the thickness direction of each layer. In addition, each layer of the conductor element layer, the ground conductor layer, and the control conductor layer in the present embodiment is formed on a plane along the X-axis direction and the Y-axis direction perpendicular to the Z-axis direction. The X-axis direction and the Y-axis direction are orthogonal to each other.

本実施の形態のアンテナ装置2と図10及び図11に示されるアンテナ制御回路81とで、本実施の形態に係るアンテナ・システムが構成される。このアンテナ・システムは、たとえば、レーダシステムまたは無線通信システムに使用可能である。   The antenna apparatus 2 according to the present embodiment and the antenna control circuit 81 shown in FIGS. 10 and 11 constitute an antenna system according to the present embodiment. This antenna system can be used, for example, in a radar system or a wireless communication system.

アンテナ装置2は、セラミックスまたはガラスなどの誘電体材料からなる絶縁性基体12を用いて構成されている。この絶縁性基体12として、たとえば、複数の誘電体層を含む積層体である多層基板を使用することができる。   The antenna device 2 is configured using an insulating substrate 12 made of a dielectric material such as ceramics or glass. As this insulating substrate 12, for example, a multilayer substrate that is a laminate including a plurality of dielectric layers can be used.

図7に示されるように励振素子20は、給電ピン21の一端部と電気的に接続されている。この給電ピン21は、Z軸方向に延在する棒状の金属導体で構成されており、絶縁性基体12のおもて面12aからその裏面12bにまで貫通する貫通孔12h内に配置されている。この貫通孔12hは、図10に示されるように第2層の接地導体24を貫通するので、給電ピン21は、接地導体24と電気的に短絡しない。図11に示されるように給電ピン21の他端部は、アンテナ制御回路81の給電端子81sと電気的に接続されている。アンテナ制御回路81は、給電ピン21を介して高周波信号を励振素子20に供給することができる。ここで、給電ピン21の一端部は、図7に示されるように励振素子20の中心からY軸負方向に距離Lだけ偏心した位置に配置されている。励振素子20の中心と給電ピン21とを結ぶ直線を含む面が励振素子20の偏波面である。   As shown in FIG. 7, the excitation element 20 is electrically connected to one end of the power feed pin 21. The power supply pin 21 is composed of a rod-shaped metal conductor extending in the Z-axis direction, and is disposed in a through hole 12h that penetrates from the front surface 12a of the insulating base 12 to the back surface 12b. . As shown in FIG. 10, the through hole 12 h penetrates the second layer ground conductor 24, so that the feed pin 21 is not electrically short-circuited with the ground conductor 24. As shown in FIG. 11, the other end of the feed pin 21 is electrically connected to the feed terminal 81 s of the antenna control circuit 81. The antenna control circuit 81 can supply a high-frequency signal to the excitation element 20 via the feed pin 21. Here, one end of the power supply pin 21 is arranged at a position eccentric from the center of the excitation element 20 by a distance L in the negative direction of the Y-axis as shown in FIG. A plane including a straight line connecting the center of the excitation element 20 and the feed pin 21 is a polarization plane of the excitation element 20.

上記実施の形態1では、図1に示したように2個の非励振素子30,40が励振素子20を挟み込む位置に配置されている。これに対し、本実施の形態では、図7に示されるように4個の非励振素子30,40,50,60が、絶縁性基体12のおもて面12a上で励振素子20を取り囲むように配置される。非励振素子40,60は、励振素子20の右側上方及び左側下方の角部同士を結ぶ対角線の方向において励振素子20を挟み込む位置に配置されている。ここで、非励振素子40,60は、必ずしも当該対角線の方向において挟み込む位置に配置されている必要は無く、この代わりに、X軸正方向に対して反時計回りで0°よりも大きく且つ90°未満の角度で傾斜する方向において励振素子20を挟み込む位置に配置されてもよい。一方、非励振素子30,50は、励振素子20の左側上方及び右側下方の角部同士を結ぶ対角線の方向において励振素子20を挟み込む位置に配置されている。ここで、非励振素子30,50は、必ずしも当該対角線の方向において挟み込む位置に配置されている必要は無く、この代わりに、X軸正方向に対して時計回りで0°よりも大きく且つ90°未満の角度で傾斜する方向において励振素子20を挟み込む位置に配置されてもよい。   In the first embodiment, as shown in FIG. 1, the two non-excitation elements 30 and 40 are arranged at positions where the excitation element 20 is sandwiched. In contrast, in the present embodiment, as shown in FIG. 7, the four non-excitation elements 30, 40, 50, 60 surround the excitation element 20 on the front surface 12 a of the insulating substrate 12. Placed in. The non-excitation elements 40 and 60 are disposed at positions where the excitation element 20 is sandwiched in the direction of a diagonal line connecting the upper right corner and the lower left corner of the excitation element 20. Here, the non-excitation elements 40 and 60 do not necessarily need to be disposed at positions sandwiched in the diagonal direction, but instead are greater than 0 ° counterclockwise with respect to the positive direction of the X axis and 90 °. You may arrange | position in the position which pinches the excitation element 20 in the direction which inclines at an angle of less than (degree). On the other hand, the non-excitation elements 30 and 50 are disposed at positions where the excitation element 20 is sandwiched in the direction of a diagonal line connecting the upper left corner and the lower right corner of the excitation element 20. Here, the non-excitation elements 30 and 50 are not necessarily arranged at positions sandwiched in the direction of the diagonal line. Instead, the non-excitation elements 30 and 50 are larger than 0 ° and 90 ° clockwise relative to the positive direction of the X axis. You may arrange | position in the position which pinches the excitation element 20 in the direction which inclines at an angle less than.

アンテナ装置2は、図7に示される励振素子20の中心を通るY軸方向の中心線CL1に関して幾何学的に対称な構造を有し、且つ、励振素子20の中心を通るX軸方向の中心線CL2に関しても幾何学的に対称な構造を有している。よって、非励振素子30,40の構成は、中心線CL1に関して幾何学的に対称となる点を除いて同一であり、非励振素子60,50の構成も、中心線CL1に関して幾何学的に対称となる点を除いて同一である。また、非励振素子30,60の構成は、中心線CL2に関して幾何学的に対称となる点を除いて同一であり、非励振素子40,50の構成も、中心線CL2に関して幾何学的に対称となる点を除いて同一である。   The antenna device 2 has a geometrically symmetrical structure with respect to the center line CL1 in the Y-axis direction passing through the center of the excitation element 20 shown in FIG. The line CL2 also has a geometrically symmetric structure. Therefore, the configurations of the non-exciting elements 30 and 40 are the same except that they are geometrically symmetric with respect to the center line CL1, and the configurations of the non-exciting elements 60 and 50 are also geometrically symmetric with respect to the center line CL1. It is the same except that. The configurations of the non-exciting elements 30 and 60 are the same except that they are geometrically symmetric with respect to the center line CL2, and the configurations of the non-exciting elements 40 and 50 are also geometrically symmetric with respect to the center line CL2. It is the same except that.

図7の非励振素子30,40の構成は、上記実施の形態1の非励振素子30,40の構成とそれぞれ同一である。このため、本実施の形態の非励振素子30,40の詳細な説明を省略する。   The configuration of the non-excitation elements 30 and 40 in FIG. 7 is the same as the configuration of the non-excitation elements 30 and 40 of the first embodiment. For this reason, detailed description of the non-excitation elements 30 and 40 of the present embodiment is omitted.

図7に示されるように、非励振素子30は、励振素子20から、励振素子20の偏波面と直交するX軸負方向に所定距離(たとえば、アンテナ動作周波数に対応する波長の1/4)だけずれた位置に配置されている。非励振素子30における線状導体素子32の一端部32aは、半田などの導電性接合材を用いて、制御線36の一端部と電気的に接続されている。制御線36の他端部は、図11に示されるように、半田などの導電性接合材を用いて第3層の制御導体39と電気的に接続されている。図8及び図10に示されるように第2層の接地導体24には孔部24aが設けられており、制御線36はこの孔部24aを通る。このため、制御線36は、接地導体24と電気的に短絡せずに、線状導体素子32と制御導体39との間を電気的に接続することができる。図11に示されるように絶縁性基体12の裏面12b上に形成されている制御導体39は、アンテナ制御回路81のバイアス端子81aと電気的に接続されている。アンテナ制御回路81は、制御導体39及び制御線36を介して、順バイアス電圧または逆バイアス電圧のいずれか一方の制御電圧を非励振素子30のスイッチ素子33に供給することができる。スイッチ素子33は、その制御電圧に応じて、屈曲導体素子31の導体素子部31bと線状導体素子32との間の電気的接続を開閉することができる。   As shown in FIG. 7, the non-excitation element 30 has a predetermined distance from the excitation element 20 in the negative X-axis direction orthogonal to the polarization plane of the excitation element 20 (for example, ¼ of the wavelength corresponding to the antenna operating frequency). It is arranged at a position shifted by only. One end portion 32 a of the linear conductor element 32 in the non-excitation element 30 is electrically connected to one end portion of the control line 36 using a conductive bonding material such as solder. As shown in FIG. 11, the other end of the control line 36 is electrically connected to the third-layer control conductor 39 using a conductive bonding material such as solder. As shown in FIGS. 8 and 10, the ground conductor 24 of the second layer is provided with a hole 24a, and the control line 36 passes through this hole 24a. For this reason, the control line 36 can electrically connect between the linear conductor element 32 and the control conductor 39 without being electrically short-circuited with the ground conductor 24. As shown in FIG. 11, the control conductor 39 formed on the back surface 12 b of the insulating base 12 is electrically connected to the bias terminal 81 a of the antenna control circuit 81. The antenna control circuit 81 can supply either the forward bias voltage or the reverse bias voltage to the switch element 33 of the non-excitation element 30 via the control conductor 39 and the control line 36. The switch element 33 can open and close the electrical connection between the conductor element portion 31b of the bent conductor element 31 and the linear conductor element 32 according to the control voltage.

なお、図10に示されるように接地導体24は、孔部24a,24b,24c,24d及び貫通孔12hを除いてほぼ全面に亘って形成された銅箔などの導体パターンである。この接地導体24は、アンテナ制御回路81の接地端子81gと電気的に接続されており、接地導体24には零ボルトの接地電位が印加されている。   As shown in FIG. 10, the ground conductor 24 is a conductor pattern such as a copper foil formed over substantially the entire surface except for the holes 24a, 24b, 24c, 24d and the through hole 12h. The ground conductor 24 is electrically connected to the ground terminal 81g of the antenna control circuit 81, and a ground potential of zero volts is applied to the ground conductor 24.

一方、非励振素子30における屈曲導体素子31の導体配線部31aは、半田などの導電性接合材を用いて、接地線35の一端部と電気的に接続されている。屈曲導体素子31における折曲部31cと導体配線部31aとの接続位置からその電気的短絡点までの長さは、アンテナ動作周波数に対応する波長の1/4の長さとすればよい。接地線35は、図9に示されるように、導体配線部31aの電気的短絡点から第2層(接地導体層)の接地導体24まで厚み方向(Z軸負方向)に延在する金属製の層間接続導体である。   On the other hand, the conductor wiring portion 31a of the bent conductor element 31 in the non-excitation element 30 is electrically connected to one end portion of the ground wire 35 using a conductive bonding material such as solder. The length from the connection position between the bent portion 31c and the conductor wiring portion 31a in the bent conductor element 31 to the electrical short-circuit point may be ¼ of the wavelength corresponding to the antenna operating frequency. As shown in FIG. 9, the ground wire 35 is made of a metal that extends in the thickness direction (Z-axis negative direction) from the electrical short-circuit point of the conductor wiring portion 31a to the ground conductor 24 of the second layer (ground conductor layer). This is an interlayer connection conductor.

また、図7に示されるように、非励振素子40は、励振素子20から、その偏波面と直交するX軸正方向に所定距離(たとえば、アンテナ動作周波数に対応する波長の1/4)だけずれた位置に配置されている。非励振素子40における線状導体素子42の一端部42aは、半田などの導電性接合材を用いて、制御線46の一端部と電気的に接続されている。制御線46の他端部は、図11に示されるように、半田などの導電性接合材を用いて第3層の制御導体49と電気的に接続されている。図10に示されるように第2層の接地導体24には孔部24bが設けられており、制御線46はこの孔部24bを通る。このため、制御線46は、接地導体24と電気的に短絡せずに、線状導体素子42と制御導体49との間を電気的に接続することができる。図11に示されるように絶縁性基体12の裏面12b上に形成されている制御導体49は、アンテナ制御回路81のバイアス端子81bと電気的に接続されている。アンテナ制御回路81は、制御導体49及び制御線46を介して、順バイアス電圧または逆バイアス電圧のいずれか一方の制御電圧を非励振素子40のスイッチ素子43に供給することができる。スイッチ素子43は、その制御電圧に応じて、屈曲導体素子41の導体素子部41bと線状導体素子42との間の電気的接続を開閉することができる。   Further, as shown in FIG. 7, the non-excitation element 40 has a predetermined distance (for example, ¼ of the wavelength corresponding to the antenna operating frequency) from the excitation element 20 in the X-axis positive direction orthogonal to the plane of polarization. It is arranged at a shifted position. One end portion 42a of the linear conductor element 42 in the non-excitation element 40 is electrically connected to one end portion of the control line 46 using a conductive bonding material such as solder. As shown in FIG. 11, the other end of the control line 46 is electrically connected to the third-layer control conductor 49 using a conductive bonding material such as solder. As shown in FIG. 10, the ground conductor 24 of the second layer is provided with a hole 24b, and the control line 46 passes through this hole 24b. For this reason, the control line 46 can electrically connect between the linear conductor element 42 and the control conductor 49 without being electrically short-circuited with the ground conductor 24. As shown in FIG. 11, the control conductor 49 formed on the back surface 12 b of the insulating substrate 12 is electrically connected to the bias terminal 81 b of the antenna control circuit 81. The antenna control circuit 81 can supply either the forward bias voltage or the reverse bias voltage to the switch element 43 of the non-excitation element 40 via the control conductor 49 and the control line 46. The switch element 43 can open and close the electrical connection between the conductor element portion 41 b of the bent conductor element 41 and the linear conductor element 42 according to the control voltage.

一方、非励振素子40における屈曲導体素子41の導体配線部41aは、半田などの導電性接合材を用いて、接地線45の一端部と電気的に短絡されている。屈曲導体素子41における折曲部41cと導体配線部41aとの接続位置からその電気的短絡点までの長さは、アンテナ動作周波数に対応する波長の1/4の長さとすればよい。接地線45は、導体配線部41aの電気的短絡点から第2層(接地導体層)の接地導体24まで厚み方向(Z軸負方向)に延在する金属製の層間接続導体である。   On the other hand, the conductor wiring portion 41a of the bent conductor element 41 in the non-excitation element 40 is electrically short-circuited with one end portion of the ground wire 45 using a conductive bonding material such as solder. The length from the connection position of the bent portion 41c and the conductor wiring portion 41a in the bent conductor element 41 to the electrical short-circuit point may be ¼ of the wavelength corresponding to the antenna operating frequency. The ground line 45 is a metal interlayer connection conductor extending in the thickness direction (Z-axis negative direction) from the electrical short-circuit point of the conductor wiring portion 41a to the ground conductor 24 of the second layer (ground conductor layer).

また、図7に示されるように、非励振素子50は、励振素子20から、励振素子20の偏波面と直交するX軸正方向に所定距離(たとえば、アンテナ動作周波数に対応する波長の1/4)だけずれた位置に配置されている。非励振素子50は、直線状に形成された線状導体素子52と、折曲部51cを含む屈曲導体素子51と、これら屈曲導体素子51と線状導体素子52との間の電気的接続を開閉するスイッチ素子53とを有する。屈曲導体素子51及び線状導体素子52は、たとえば、銅箔などの導体パターンとして形成されればよい。屈曲導体素子51は、折曲部51cからY軸正方向に延在する直線状の導体素子部51bと、折曲部51cからX軸正方向に延在する導体配線部51aとで構成される。導体素子部51bは、折曲部51cから線状導体素子52の一端部52aと対向する位置まで延在している。   Further, as shown in FIG. 7, the non-excitation element 50 has a predetermined distance from the excitation element 20 in the positive X-axis direction orthogonal to the polarization plane of the excitation element 20 (for example, 1 / of the wavelength corresponding to the antenna operating frequency). 4) It is arranged at a position shifted by a distance. The non-excitation element 50 has a linear conductor element 52 formed in a straight line, a bent conductor element 51 including a bent portion 51c, and electrical connection between the bent conductor element 51 and the linear conductor element 52. And a switch element 53 that opens and closes. The bent conductor element 51 and the linear conductor element 52 may be formed as a conductor pattern such as a copper foil, for example. The bent conductor element 51 includes a linear conductor element part 51b extending in the Y-axis positive direction from the bent part 51c and a conductor wiring part 51a extending in the X-axis positive direction from the bent part 51c. . The conductor element portion 51 b extends from the bent portion 51 c to a position facing the one end portion 52 a of the linear conductor element 52.

線状導体素子52の一端部52aは、半田などの導電性接合材を用いて、制御線56の一端部と電気的に接続されている。制御線56は、線状導体素子52から絶縁性基体12の裏面12b上の第3層(制御導体層)まで厚み方向(Z軸負方向)に延在する金属製の層間接続導体である。たとえば、絶縁性基体12に設けられたスルーホールの内壁に金属メッキまたは金属ペーストを形成することにより制御線56を形成することが可能である。制御線56の他端部は、図11に示されるように、半田などの導電性接合材を用いて第3層の制御導体59と電気的に接続されている。図10に示されるように第2層の接地導体24には孔部24cが設けられており、制御線56はこの孔部24cを通る。このため、制御線56は、接地導体24と電気的に短絡せずに、線状導体素子52と制御導体59との間を電気的に接続することができる。図11に示されるように絶縁性基体12の裏面12b上に形成されている制御導体59は、アンテナ制御回路81のバイアス端子81cと電気的に接続されている。アンテナ制御回路81は、制御導体59及び制御線56を介して、順バイアス電圧または逆バイアス電圧のいずれか一方の制御電圧を非励振素子50のスイッチ素子53に供給することができる。スイッチ素子53は、その制御電圧に応じて、屈曲導体素子51の導体素子部51bと線状導体素子52との間の電気的接続を開閉することができる。   One end 52a of the linear conductor element 52 is electrically connected to one end of the control line 56 using a conductive bonding material such as solder. The control line 56 is a metal interlayer connection conductor extending in the thickness direction (Z-axis negative direction) from the linear conductor element 52 to the third layer (control conductor layer) on the back surface 12b of the insulating base 12. For example, the control line 56 can be formed by forming metal plating or metal paste on the inner wall of a through hole provided in the insulating substrate 12. As shown in FIG. 11, the other end of the control line 56 is electrically connected to the control conductor 59 of the third layer using a conductive bonding material such as solder. As shown in FIG. 10, the ground conductor 24 of the second layer is provided with a hole 24c, and the control line 56 passes through this hole 24c. For this reason, the control line 56 can electrically connect between the linear conductor element 52 and the control conductor 59 without being electrically short-circuited to the ground conductor 24. As shown in FIG. 11, the control conductor 59 formed on the back surface 12 b of the insulating base 12 is electrically connected to the bias terminal 81 c of the antenna control circuit 81. The antenna control circuit 81 can supply either the forward bias voltage or the reverse bias voltage to the switch element 53 of the non-excitation element 50 via the control conductor 59 and the control line 56. The switch element 53 can open and close the electrical connection between the conductor element portion 51b of the bent conductor element 51 and the linear conductor element 52 in accordance with the control voltage.

一方、屈曲導体素子51の導体配線部51aは、半田などの導電性接合材を用いて、接地線55の一端部と電気的に短絡されている。接地線55は、導体配線部51aの電気的短絡点から第2層(接地導体層)の接地導体24まで厚み方向(Z軸負方向)に延在する金属製の層間接続導体である。   On the other hand, the conductor wiring portion 51a of the bent conductor element 51 is electrically short-circuited with one end portion of the ground wire 55 using a conductive bonding material such as solder. The ground wire 55 is a metal interlayer connection conductor extending in the thickness direction (Z-axis negative direction) from the electrical short-circuit point of the conductor wiring portion 51a to the ground conductor 24 of the second layer (ground conductor layer).

また、図7に示されるように、非励振素子60は、励振素子20から、励振素子20の偏波面と直交するX軸負方向に所定距離(たとえば、アンテナ動作周波数に対応する波長の1/4)だけずれた位置に配置されている。非励振素子60は、直線状に形成された線状導体素子62と、折曲部61cを含む屈曲導体素子61と、これら屈曲導体素子61と線状導体素子62との間の電気的接続を開閉するスイッチ素子63とを有する。屈曲導体素子61及び線状導体素子62は、たとえば、銅箔などの導体パターンとして形成されればよい。屈曲導体素子61は、折曲部61cからY軸負方向に延在する直線状の導体素子部61bと、折曲部61cからX軸負方向に延在する導体配線部61aとで構成される。導体素子部61bは、折曲部61cから線状導体素子62の一端部62aと対向する位置まで延在している。   Further, as shown in FIG. 7, the non-excitation element 60 has a predetermined distance from the excitation element 20 in the X-axis negative direction orthogonal to the polarization plane of the excitation element 20 (for example, 1 / of the wavelength corresponding to the antenna operating frequency). 4) It is arranged at a position shifted by a distance. The non-excitation element 60 has a linear conductor element 62 formed in a straight line, a bent conductor element 61 including a bent portion 61c, and electrical connection between the bent conductor element 61 and the linear conductor element 62. And a switch element 63 that opens and closes. The bent conductor element 61 and the linear conductor element 62 may be formed as a conductor pattern such as a copper foil, for example. The bent conductor element 61 includes a linear conductor element part 61b extending in the negative Y-axis direction from the bent part 61c and a conductor wiring part 61a extending in the negative X-axis direction from the bent part 61c. . The conductor element portion 61 b extends from the bent portion 61 c to a position facing the one end portion 62 a of the linear conductor element 62.

線状導体素子62の一端部62aは、半田などの導電性接合材を用いて、制御線66の一端部と電気的に接続されている。制御線66は、線状導体素子62から絶縁性基体12の裏面12b上の第3層(制御導体層)まで厚み方向(Z軸負方向)に延在する金属製の層間接続導体である。たとえば、絶縁性基体12に設けられたスルーホールの内壁に金属メッキまたは金属ペーストを形成することにより制御線66を形成することが可能である。制御線66の他端部は、図11に示されるように、半田などの導電性接合材を用いて第3層の制御導体69と電気的に接続されている。図8及び図10に示されるように第2層の接地導体24には孔部24dが設けられており、制御線66はこの孔部24dを通る。このため、制御線66は、接地導体24と電気的に短絡せずに、線状導体素子62と制御導体69との間を電気的に接続することができる。図11に示されるように絶縁性基体12の裏面12b上に形成されている制御導体69は、アンテナ制御回路81のバイアス端子81dと電気的に接続されている。アンテナ制御回路81は、制御導体69及び制御線66を介して、順バイアス電圧または逆バイアス電圧のいずれか一方の制御電圧を非励振素子60のスイッチ素子63に供給することができる。スイッチ素子63は、その制御電圧に応じて、屈曲導体素子61の導体素子部61bと線状導体素子62との間の電気的接続を開閉することができる。   One end 62 a of the linear conductor element 62 is electrically connected to one end of the control line 66 using a conductive bonding material such as solder. The control line 66 is a metal interlayer connection conductor extending in the thickness direction (Z-axis negative direction) from the linear conductor element 62 to the third layer (control conductor layer) on the back surface 12b of the insulating base 12. For example, the control line 66 can be formed by forming a metal plating or a metal paste on the inner wall of a through hole provided in the insulating substrate 12. As shown in FIG. 11, the other end of the control line 66 is electrically connected to the third-layer control conductor 69 using a conductive bonding material such as solder. As shown in FIGS. 8 and 10, the ground conductor 24 of the second layer is provided with a hole 24d, and the control line 66 passes through this hole 24d. For this reason, the control line 66 can electrically connect between the linear conductor element 62 and the control conductor 69 without being electrically short-circuited with the ground conductor 24. As shown in FIG. 11, the control conductor 69 formed on the back surface 12 b of the insulating substrate 12 is electrically connected to the bias terminal 81 d of the antenna control circuit 81. The antenna control circuit 81 can supply either the forward bias voltage or the reverse bias voltage to the switch element 63 of the non-excitation element 60 via the control conductor 69 and the control line 66. The switch element 63 can open and close the electrical connection between the conductor element portion 61 b of the bent conductor element 61 and the linear conductor element 62 according to the control voltage.

一方、屈曲導体素子61の導体配線部61aは、半田などの導電性接合材を用いて、接地線65の一端部と電気的に短絡されている。接地線65は、導体配線部61aの電気的短絡点から第2層(接地導体層)の接地導体24まで厚み方向(Z軸負方向)に延在する金属製の層間接続導体である。   On the other hand, the conductor wiring portion 61a of the bent conductor element 61 is electrically short-circuited with one end portion of the ground wire 65 using a conductive bonding material such as solder. The ground wire 65 is a metal interlayer connection conductor extending in the thickness direction (Z-axis negative direction) from the electrical short-circuit point of the conductor wiring portion 61a to the ground conductor 24 of the second layer (ground conductor layer).

以上の構成を有するアンテナ装置2の動作について以下に説明する。上記実施の形態1の場合と同様の原理により、本実施の形態の非励振素子30では、線状導体素子32、オン状態のスイッチ素子33、導体素子部31b及び折曲部31cからなる導体線路は、当該線状導体路の両端を開放端とする電気長を有するものとみなすことができる。同様に、非励振素子40では、線状導体素子42、オン状態のスイッチ素子43、導体素子部41b及び折曲部41cからなる導体線路は、当該線状導体路の両端を開放端とする電気長を有するものとみなすことができる。また、非励振素子50でも、線状導体素子52、オン状態のスイッチ素子53、導体素子部51b及び折曲部51cからなる導体線路は、当該線状導体路の両端を開放端とする電気長を有するものとみなすことができる。そして、非励振素子60でも、線状導体素子62、オン状態のスイッチ素子63、導体素子部61b及び折曲部61cからなる導体線路は、当該線状導体路の両端を開放端とする電気長を有するものとみなすことができる。したがって、非励振素子30,40,50,60の各非励振素子の電気長がアンテナ動作周波数に対応する共振長(たとえば、アンテナ動作周波数に対応する波長の1/2)よりも短くなるように設計されれば、当該各非励振素子は、励振素子20に対して導波器として動作することができる。一方、その電気長がアンテナ動作周波数に対応する共振長よりも長くなるように設計されれば、当該各非励振素子は、励振素子20に対して反射器として動作することができる。   The operation of the antenna device 2 having the above configuration will be described below. According to the same principle as in the first embodiment, in the non-excited element 30 of the present embodiment, a conductor line including a linear conductor element 32, an on-state switch element 33, a conductor element portion 31b, and a bent portion 31c. Can be regarded as having an electrical length with both ends of the linear conductor path as open ends. Similarly, in the non-excitation element 40, the conductor line including the linear conductor element 42, the switch element 43 in the on state, the conductor element portion 41b, and the bent portion 41c is an electric circuit having both ends of the linear conductor path as open ends. It can be regarded as having a length. Further, even in the non-excitation element 50, the conductor line including the linear conductor element 52, the switch element 53 in the on state, the conductor element portion 51b, and the bent portion 51c has an electrical length with both ends of the linear conductor path as open ends. Can be regarded as having Even in the non-excitation element 60, the conductor line including the linear conductor element 62, the switch element 63 in the on state, the conductor element portion 61b, and the bent portion 61c has an electrical length with both ends of the linear conductor path as open ends. Can be regarded as having Therefore, the electrical length of each of the non-excitation elements 30, 40, 50, 60 is shorter than the resonance length corresponding to the antenna operating frequency (for example, 1/2 of the wavelength corresponding to the antenna operating frequency). If designed, each non-excitation element can operate as a director with respect to the excitation element 20. On the other hand, if the electrical length is designed to be longer than the resonance length corresponding to the antenna operating frequency, each of the non-excitation elements can operate as a reflector with respect to the excitation element 20.

以上に説明したように実施の形態3では、非励振素子30,40,50,60に供給される制御電圧の組み合わせにより、八木・宇田アンテナの動作原理に従ってアンテナ指向性を2次元的に制御することができる。非励振素子30,40,50,60の各非励振素子の電気長を導波器動作を実現するように設計するか、あるいは反射器動作を実現するように設計するかは、設計者が自由に決めることができる。   As described above, in the third embodiment, the antenna directivity is two-dimensionally controlled according to the operation principle of the Yagi / Uda antenna by the combination of the control voltages supplied to the non-excitation elements 30, 40, 50, and 60. be able to. The designer is free to design the electrical length of each of the non-excitation elements 30, 40, 50, and 60 so as to realize the director operation or the reflector operation. Can be decided.

たとえば、非励振素子30,40,50,60の電気長をすべて導波器動作を実現するように設計することが可能である。この場合、アンテナ制御回路81は、制御線36,46に順バイアス電圧を印加すると同時に制御線56,66に逆バイアス電圧を印加すれば、非励振素子30,40が導波器として動作し、非励振素子50,60は導波器として動作しない。これにより、Y軸正方向に偏る特性にアンテナ指向性を切り替えることが可能となる。一方、アンテナ制御回路81は、制御線46,56に順バイアス電圧を印加すると同時に制御線36,66に逆バイアス電圧を印加すれば、非励振素子40,50が導波器として動作し、非励振素子30,60は導波器として動作しない。これにより、X軸正方向に偏る特性にアンテナ指向性を切り替えることが可能となる。よって、制御線36,46,56,66に供給すべき制御電圧の組み合わせによって、アンテナ指向性を2次元的に切り替えることができる。   For example, the electrical lengths of the non-excited elements 30, 40, 50, 60 can all be designed to realize a director operation. In this case, if the antenna control circuit 81 applies a forward bias voltage to the control lines 36 and 46 and simultaneously applies a reverse bias voltage to the control lines 56 and 66, the non-excited elements 30 and 40 operate as a waveguide, The non-excitation elements 50 and 60 do not operate as a director. As a result, the antenna directivity can be switched to a characteristic that is biased in the positive direction of the Y axis. On the other hand, when the antenna control circuit 81 applies a forward bias voltage to the control lines 46 and 56 and simultaneously applies a reverse bias voltage to the control lines 36 and 66, the non-excitation elements 40 and 50 operate as a waveguide, and the non-excitation elements 40 and 56 operate. Excitation elements 30 and 60 do not operate as a director. This makes it possible to switch the antenna directivity to a characteristic that is biased in the positive direction of the X axis. Therefore, the antenna directivity can be switched two-dimensionally by the combination of the control voltages to be supplied to the control lines 36, 46, 56, 66.

また、上記実施の形態1の場合と同様の原理により、導体配線部31a,41a,51a,61a、接地線35,45,55,65、制御線36,46,56,66及び制御導体39,49,59,69がアンテナ装置2の放射偏波の影響を受けることが抑制される。特に、制御導体39,49,59,69は、接地導体24に対して裏面12b側に配置されているので、制御導体39,49,59,69が励振素子20から発せられた高周波信号と結合することが大幅に抑制される。たとえ、その高周波信号が裏面12b側の制御導体39,49,59,69と結合し、当該結合された高周波信号が制御導体39,49,59,69から再放射されたとしても、これらの再放射は、裏面12b側でなされるため、アンテナ指向性に影響を与えることはほとんど無い。したがって、本実施の形態は、上記特許文献1の可変指向性アンテナのようにインダクタを使用することをせずに、アンテナ指向性が切り替えられても高利得特性を得ることができる。   Further, the conductor wiring portions 31a, 41a, 51a, 61a, the ground lines 35, 45, 55, 65, the control lines 36, 46, 56, 66 and the control conductor 39, according to the same principle as in the first embodiment. 49, 59, and 69 are suppressed from being affected by the radiation polarization of the antenna device 2. In particular, since the control conductors 39, 49, 59, 69 are arranged on the back surface 12 b side with respect to the ground conductor 24, the control conductors 39, 49, 59, 69 are coupled with the high frequency signal emitted from the excitation element 20. Is greatly suppressed. Even if the high-frequency signal is combined with the control conductors 39, 49, 59, and 69 on the back surface 12b side, and the combined high-frequency signal is re-radiated from the control conductors 39, 49, 59, and 69, these signals are Since radiation is performed on the back surface 12b side, the antenna directivity is hardly affected. Therefore, the present embodiment can obtain high gain characteristics even when the antenna directivity is switched without using an inductor as in the variable directivity antenna of Patent Document 1.

また、非励振素子30,40,50,60の各非励振素子に使用されるスイッチ素子の個数は1つだけであることから、アンテナ装置2の製造コストを低く抑えることができる。   In addition, since the number of switching elements used for each of the non-excitation elements 30, 40, 50, and 60 is only one, the manufacturing cost of the antenna device 2 can be kept low.

更に、本実施の形態では、偏波方向を全て同一方向とすることが可能である。したがって、同一偏波の条件でアンテナ指向性を2次元状に可変に制御することができる。   Furthermore, in this embodiment, it is possible to make the polarization directions all the same. Therefore, the antenna directivity can be variably controlled two-dimensionally under the same polarization condition.

実施の形態4.
次に、本発明に係る実施の形態4について説明する。本実施の形態のアンテナ装置は、1次元状(ライン状)に規則的に配列された複数のアンテナ素子を含むフェーズドアレイ型のアンテナ装置である。各アンテナ素子は、上記実施の形態1〜3のうちのいずれかの実施の形態のアンテナ装置で構成される。
Embodiment 4 FIG.
Next, a fourth embodiment according to the present invention will be described. The antenna device of the present embodiment is a phased array type antenna device including a plurality of antenna elements regularly arranged in a one-dimensional shape (line shape). Each antenna element includes the antenna device according to any one of the first to third embodiments.

図12は、本発明に係る実施の形態4である可変指向性アンテナ装置3の構成例を概略的に示す図である。この可変指向性アンテナ装置3は、絶縁性基体13に形成されたN個のアンテナ素子2,2,…,2(Nは3以上の正整数)を備えて構成されている。アンテナ素子2〜2の各々の構成は、実施の形態3のアンテナ装置2の構成と同じである。 FIG. 12 is a diagram schematically showing a configuration example of the variable directivity antenna device 3 according to the fourth embodiment of the present invention. The variable directivity antenna device 3 includes N antenna elements 2 1 , 2 2 ,..., 2 N (N is a positive integer of 3 or more) formed on an insulating base 13. Each configuration of the antenna elements 2 1 to 2 N is the same as the configuration of the antenna device 2 of the third embodiment.

アンテナ制御回路82は、アンテナ素子2〜2の制御線に個別に制御電圧を印加することができる回路部を有し、更に、アクティブフェーズドアレイアンテナを構成するために、各アンテナ素子の給電点に接続された、増幅器及び移相器からなる送受信回路部を有している。可変指向性アンテナ装置3とアンテナ制御回路82とで、本実施の形態に係るアンテナ・システムが構成される。このアンテナ・システムは、たとえば、レーダシステムまたは無線通信システムに使用可能である。アンテナ制御回路82は、たとえば、移相器の設定位相を適切に選択することで覆域内でビームを走査することが可能になる。また、アンテナ制御回路82は、そのビーム走査方向に連動する形でアンテナ素子2〜2の指向性を2次元状に切り替えることで、従来よりも高い利得を得ることが可能である。 The antenna control circuit 82 has a circuit unit that can individually apply a control voltage to the control lines of the antenna elements 2 1 to 2 N , and further, in order to configure an active phased array antenna, power supply of each antenna element It has a transmission / reception circuit unit composed of an amplifier and a phase shifter connected to a point. The variable directivity antenna device 3 and the antenna control circuit 82 constitute an antenna system according to the present embodiment. This antenna system can be used, for example, in a radar system or a wireless communication system. The antenna control circuit 82 can scan the beam within the coverage area by appropriately selecting the set phase of the phase shifter, for example. Further, the antenna control circuit 82 can obtain a higher gain than the conventional one by switching the directivity of the antenna elements 2 1 to 2 N in a two-dimensional manner in association with the beam scanning direction.

上記した特許文献1及び特許文献2に開示されている従来技術の場合、1つの非励振素子に少なくとも2つ以上の数のスイッチ素子が必要であり、フェーズドアレイアンテナのような大規模なアンテナ装置を構築する場合にはアンテナ素子の数が莫大となるため、スイッチ素子の材料費及び実装コストが嵩むという問題がある。これに対し、実施の形態4の可変指向性アンテナ装置3では、各アンテナ素子の各非励振素子に使用されるスイッチ素子の個数は1つだけで済むことから、スイッチ素子の個数は少なくて済む。したがって、可変指向性アンテナ装置3の製造コストを低く抑えることができる。   In the case of the prior art disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2 described above, one non-excited element requires at least two or more switch elements, and a large-scale antenna device such as a phased array antenna. However, since the number of antenna elements becomes enormous, there is a problem that the material cost and mounting cost of the switch element increase. On the other hand, in the variable directivity antenna device 3 according to the fourth embodiment, since only one switch element is used for each non-excitation element of each antenna element, the number of switch elements is small. . Therefore, the manufacturing cost of the variable directivity antenna device 3 can be kept low.

実施の形態5.
次に、本発明に係る実施の形態5について説明する。本実施の形態のアンテナ装置は、2次元状(面状)に規則的に配列された複数のアンテナ素子を含むフェーズドアレイ型のアンテナ装置である。各アンテナ素子は、上記実施の形態1〜3のうちのいずれかの実施の形態のアンテナ装置で構成される。
Embodiment 5 FIG.
Next, a fifth embodiment according to the present invention will be described. The antenna device according to the present embodiment is a phased array type antenna device including a plurality of antenna elements regularly arranged in a two-dimensional shape (planar shape). Each antenna element includes the antenna device according to any one of the first to third embodiments.

図13は、本発明に係る実施の形態5である可変指向性アンテナ装置4の構成例を概略的に示す図である。この可変指向性アンテナ装置3は、絶縁性基体14に形成されたM×K個のアンテナ素子21,1,…,21,M,…,2K,1,…,2K,M(K,Mは3以上の正整数)を備えて構成されている。アンテナ素子21,1,…,21,M,…,2K,1,…,2K,Mの各々の構成は、実施の形態3のアンテナ装置2の構成と同じである。 FIG. 13 is a diagram schematically showing a configuration example of the variable directivity antenna device 4 according to the fifth embodiment of the present invention. This variable directional antenna device 3 includes M × K antenna elements 2 1 , 1 ,..., 2 1, M 1 ,..., 2 K, 1 ,. K and M are provided with a positive integer of 3 or more. Antenna element 2 1,1, ..., 2 1, M, ..., 2 K, 1, ..., 2 K, each of the configuration of M is the same as that of the antenna apparatus 2 of the third embodiment.

アンテナ制御回路83は、アンテナ素子21,1,…,21,M,…,2K,1,…,2K,Mの制御線に個別に制御電圧を印加することができる回路部を有し、更に、アクティブフェーズドアレイアンテナを構成するために、各アンテナ素子の給電点に接続された、増幅器及び移相器からなる送受信回路部を有している。可変指向性アンテナ装置4とアンテナ制御回路83とで、本実施の形態に係るアンテナ・システムが構成される。このアンテナ・システムは、たとえば、レーダシステムまたは無線通信システムに使用可能である。アンテナ制御回路83は、たとえば、移相器の設定位相を適切に選択することで覆域内でビームを走査することが可能になる。また、アンテナ制御回路83は、そのビーム走査方向に連動する形でアンテナ素子21,1,…,21,M,…,2K,1,…,2K,Mの指向性を2次元状に切り替えることで、従来よりも高い利得を得ることが可能である。 Antenna control circuit 83, the antenna element 2 1,1, ..., 2 1, M, ..., 2 K, 1, ..., 2 K, a circuit portion which can be applied individually control voltage to the control line of the M In addition, in order to configure an active phased array antenna, a transmission / reception circuit unit including an amplifier and a phase shifter connected to a feeding point of each antenna element is provided. The variable directivity antenna device 4 and the antenna control circuit 83 constitute an antenna system according to the present embodiment. This antenna system can be used, for example, in a radar system or a wireless communication system. The antenna control circuit 83 can scan the beam in the coverage area by appropriately selecting the set phase of the phase shifter, for example. The antenna control circuit 83, the antenna element 2 1,1 in a manner interlocked with the beam scanning direction, ..., 2 1, M, ..., 2 K, 1, ..., 2 K, the directivity of the M 2-dimensional By switching to the state, it is possible to obtain a higher gain than before.

また、本実施の形態の可変指向性アンテナ装置4の場合、各アンテナ素子の各非励振素子に使用されるスイッチ素子の個数は1つだけであることから、スイッチ素子の個数は少なくて済む。したがって、可変指向性アンテナ装置4の製造コストを低く抑えることができる。   Further, in the case of the variable directivity antenna device 4 according to the present embodiment, the number of switch elements used for each non-excitation element of each antenna element is only one, and therefore the number of switch elements can be small. Therefore, the manufacturing cost of the variable directivity antenna device 4 can be kept low.

実施の形態1〜5の変形例.
以上、図面を参照して本発明に係る種々の実施の形態について述べたが、これら実施の形態は本発明の例示であり、これら実施の形態以外の様々な形態を採用することもできる。たとえば、上記のとおり、実施の形態1〜5の励振素子20の形状は矩形状であることが好ましいが、これに限定されるものではない。矩形状の励振素子20に代えて、たとえば、矩形以外の多角形あるいは円形の励振素子が使用されてもよい。
Modified examples of the first to fifth embodiments.
Although various embodiments according to the present invention have been described above with reference to the drawings, these embodiments are examples of the present invention, and various forms other than these embodiments can be adopted. For example, as described above, the shape of the excitation element 20 according to the first to fifth embodiments is preferably rectangular, but is not limited thereto. Instead of the rectangular excitation element 20, for example, a polygonal or circular excitation element other than a rectangle may be used.

また、励振素子20へ高周波信号を供給する手段として給電ピン21が使用されているが、これに限定されるものではない。給電ピン21の使用に代えて、たとえば、電磁結合型給電方式または近接結合型給電方式が使用されてもよい。   Further, although the power supply pin 21 is used as means for supplying a high frequency signal to the excitation element 20, it is not limited to this. For example, an electromagnetic coupling type feeding system or a proximity coupling type feeding system may be used instead of using the feeding pin 21.

上記実施の形態における屈曲導体素子31,41,51,61の各々は、励振素子20から離れる方向にそれぞれ折り曲げられた形状を有している。たとえば、図1に示したように導体配線部31a,41a,51a,61aは、励振素子20から離れる方向に折曲部31c,41cからそれぞれ延在しているが、導体配線部31a,41a,51a,61aの延在方向はそれらの方向に限定されるものではない。屈曲導体素子31,41,51,61に代えて、励振素子20と接触しないように当該励振素子20に近づく方向に折り曲げられた屈曲導体素子が使用されてもよい。また、各屈曲導体素子の折り曲げ角度(導体配線部と導体素子部とがなす角度)は、直角に限定されるものではない。   Each of the bent conductor elements 31, 41, 51, 61 in the above embodiment has a shape bent in a direction away from the excitation element 20. For example, as shown in FIG. 1, the conductor wiring portions 31a, 41a, 51a, and 61a extend from the bent portions 31c and 41c in the direction away from the excitation element 20, respectively, but the conductor wiring portions 31a, 41a, and The extending directions of 51a and 61a are not limited to these directions. Instead of the bent conductor elements 31, 41, 51, 61, bent conductor elements bent in a direction approaching the excitation element 20 so as not to contact the excitation element 20 may be used. Further, the bending angle of each bent conductor element (the angle formed between the conductor wiring portion and the conductor element portion) is not limited to a right angle.

更に、実施の形態1では、導体素子層が1つの導体層からなるため、図1に示した励振素子20及び非励振素子30,40は、同じ導体層を構成し、Z軸方向において同一の高さ位置に配置されている。言い換えれば、励振素子20及び非励振素子30,40は、Z軸方向と直交する同一平面上に形成されているが、これに限定されるものではない。上記導体素子層に代えて、Z軸方向に配列された複数の導体層からなる導体素子層が使用されてもよい。この場合には、励振素子20と非励振素子30,40の組とがそれぞれ互いに異なる導体層を構成してもよい。言い換えれば、励振素子20と非励振素子30,40の組とがそれぞれ互いに異なる平面上に形成されてもよい。同様に、実施の形態3における励振素子20及び非励振素子30,40,50,60についても、励振素子20と、非励振素子30,40,50,60の組とがそれぞれ互いに異なる平面上に形成されてもよい。   Further, in the first embodiment, since the conductor element layer is composed of one conductor layer, the excitation element 20 and the non-excitation elements 30 and 40 shown in FIG. 1 constitute the same conductor layer and are identical in the Z-axis direction. It is arranged at the height position. In other words, the excitation element 20 and the non-excitation elements 30 and 40 are formed on the same plane orthogonal to the Z-axis direction, but are not limited thereto. Instead of the conductor element layer, a conductor element layer including a plurality of conductor layers arranged in the Z-axis direction may be used. In this case, the exciting element 20 and the set of the non-exciting elements 30 and 40 may constitute different conductor layers. In other words, the excitation element 20 and the set of the non-excitation elements 30 and 40 may be formed on different planes. Similarly, in the excitation element 20 and the non-excitation elements 30, 40, 50, 60 in the third embodiment, the excitation element 20 and the set of the non-excitation elements 30, 40, 50, 60 are on different planes. It may be formed.

なお、本発明の範囲内において、実施の形態1〜5の自由な組み合わせ、各実施の形態の任意の構成要素の変形、または各実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。   In addition, within the scope of the present invention, the free combination of the first to fifth embodiments, the modification of any component in each embodiment, or the omission of any component in each embodiment is possible.

1,1A,2,3,4 可変指向性アンテナ装置、2〜2 アンテナ素子、21,1〜2K,M アンテナ素子、10,11,12,13,14 絶縁性基体、10a,11a,12a おもて面、10b,12b 裏面、10h,12h 貫通孔、20 励振素子、21 給電ピン、23 接地導体、23a,23b 孔部、24 接地導体、24a〜24d 孔部、29 電磁シールド面、30 非励振素子、31 屈曲導体素子、31a 導体配線部、31b 導体素子部、31c 折曲部、32 線状導体素子、33 スイッチ素子、35 接地線、36 制御線、39 制御導体、40 非励振素子、41 屈曲導体素子、41a 導体配線部、41b 導体素子部、41c 折曲部、42 線状導体素子、43 スイッチ素子、45 接地線、46 制御線、49 制御導体、50 非励振素子、51 屈曲導体素子、51a 導体配線部、51b 導体素子部、51c 折曲部、52 線状導体素子、53 スイッチ素子、55 接地線、56 制御線、59 制御導体、60 非励振素子、61 屈曲導体素子、61a 導体配線部、61b 導体素子部、61c 折曲部、62 線状導体素子、63 スイッチ素子、65 接地線、66 制御線、69 制御導体、80〜83 アンテナ制御回路。 1, 1A, 2, 3, 4 Variable directional antenna device, 2 1 to 2 N antenna element, 2 1 , 1 to 2 K, M antenna element 10, 11, 12, 13, 14 Insulating substrate, 10a, 11a, 12a Front surface, 10b, 12b Back surface, 10h, 12h Through hole, 20 Excitation element, 21 Feed pin, 23 Ground conductor, 23a, 23b Hole, 24 Ground conductor, 24a-24d Hole, 29 Electromagnetic shield 30, non-excited element, 31 bent conductor element, 31a conductor wiring part, 31b conductor element part, 31c bent part, 32 linear conductor element, 33 switch element, 35 ground line, 36 control line, 39 control conductor, 40 Non-excited element, 41 Bent conductor element, 41a Conductor wiring part, 41b Conductor element part, 41c Bent part, 42 Linear conductor element, 43 Switch element, 45 Ground line, 46 Control line, 49 Control Body, 50 non-excited element, 51 bent conductor element, 51a conductor wiring part, 51b conductor element part, 51c bent part, 52 linear conductor element, 53 switch element, 55 ground line, 56 control line, 59 control conductor, 60 Non-excitation element, 61 bending conductor element, 61a conductor wiring part, 61b conductor element part, 61c bent part, 62 linear conductor element, 63 switch element, 65 ground line, 66 control line, 69 control conductor, 80-83 antenna Control circuit.

Claims (11)

導体素子層の一部として形成された励振素子と、
前記励振素子から当該励振素子の厚み方向とは垂直な方向にずれた位置に前記導体素子層の他の一部として形成された単数または複数の非励振素子と、
前記導体素子層から前記厚み方向に離れた位置に配置された制御導体層と、
前記励振素子と前記制御導体層との間に介在し、且つ前記各非励振素子と前記制御導体層との間に介在する接地導体層と、
前記接地導体層と電気的に短絡せずに前記各非励振素子から前記制御導体層まで前記厚み方向に延在する制御線と、
前記各非励振素子の電気的短絡点から前記接地導体層まで前記厚み方向に延在する接地線とを備え、
前記各非励振素子は、
直線状に形成された線状導体素子と、
屈曲部を含む屈曲導体素子と、
前記制御導体層から前記制御線を介して供給された制御電圧に応じて、前記屈曲導体素子と前記線状導体素子との間の電気的接続を開閉するスイッチ素子とを有し、
前記屈曲導体素子は、
前記屈曲部から前記線状導体素子の一端部と対向する位置まで延在する直線状の導体素子部と、
前記導体素子部の延在方向とは異なる方向に沿って前記屈曲部から前記電気的短絡点まで延在する導体配線部とを含み、
前記線状導体素子、前記スイッチ素子及び前記導体素子部は、直線状に且つ直列に接続されている、
ことを特徴とするアンテナ装置。
An excitation element formed as part of the conductor element layer;
One or a plurality of non-excitation elements formed as another part of the conductor element layer at a position shifted from the excitation element in a direction perpendicular to the thickness direction of the excitation element;
A control conductor layer disposed at a position away from the conductor element layer in the thickness direction;
A grounding conductor layer interposed between the excitation element and the control conductor layer, and interposed between the non-excitation element and the control conductor layer;
A control line extending in the thickness direction from each non-excitation element to the control conductor layer without being electrically shorted to the ground conductor layer;
A ground wire extending in the thickness direction from an electrical short-circuit point of each non-excitation element to the ground conductor layer,
Each of the non-excitation elements is
A linear conductor element formed in a straight line;
A bent conductor element including a bent portion;
A switch element that opens and closes an electrical connection between the bent conductor element and the linear conductor element according to a control voltage supplied from the control conductor layer via the control line;
The bent conductor element is:
A linear conductor element portion extending from the bent portion to a position facing one end of the linear conductor element;
Including a conductor wiring portion extending from the bent portion to the electrical short-circuit point along a direction different from the extending direction of the conductor element portion,
The linear conductor element, the switch element, and the conductor element portion are connected linearly and in series.
An antenna device characterized by that.
請求項1記載のアンテナ装置であって、前記非励振素子における前記屈曲部から前記電気的短絡点までの長さは、所定のアンテナ動作周波数に対応する波長の1/4であることを特徴とするアンテナ装置。   2. The antenna device according to claim 1, wherein a length from the bent portion to the electrical short-circuit point in the non-excitation element is ¼ of a wavelength corresponding to a predetermined antenna operating frequency. Antenna device to do. 請求項1または請求項2記載のアンテナ装置であって、前記線状導体素子は、前記励振素子における偏波面と平行な方向に延在し、且つ、前記導体素子部は、前記励振素子における偏波面と平行な方向に延在していることを特徴とするアンテナ装置。   3. The antenna device according to claim 1, wherein the linear conductor element extends in a direction parallel to a polarization plane of the excitation element, and the conductor element portion is offset in the excitation element. An antenna device characterized by extending in a direction parallel to the wavefront. 請求項3記載のアンテナ装置であって、前記複数の非励振素子は、前記偏波面と垂直な方向において前記励振素子を挟み込む位置にそれぞれ形成されていることを特徴とするアンテナ装置。   4. The antenna apparatus according to claim 3, wherein the plurality of non-excitation elements are respectively formed at positions where the excitation elements are sandwiched in a direction perpendicular to the polarization plane. 請求項3記載のアンテナ装置であって、
前記複数の非励振素子のうちの一対の非励振素子は、前記偏波面と垂直な方向から傾斜する第1の方向において前記励振素子を挟み込む位置に形成されており、
前記複数の非励振素子のうちの他の一対の非励振素子が、前記偏波面と垂直な方向から傾斜し且つ前記第1の方向と交差する第2の方向において前記励振素子を挟み込む位置に形成されている、
ことを特徴とするアンテナ装置。
The antenna device according to claim 3, wherein
A pair of non-excitation elements of the plurality of non-excitation elements are formed at positions sandwiching the excitation elements in a first direction inclined from a direction perpendicular to the polarization plane,
The other pair of non-excitation elements of the plurality of non-excitation elements are formed at positions sandwiching the excitation elements in a second direction that is inclined from a direction perpendicular to the polarization plane and intersects the first direction. Being
An antenna device characterized by that.
請求項1から請求項5のうちのいずれか1項記載のアンテナ装置であって、前記スイッチ素子が閉状態のとき、前記線状導体素子、前記スイッチ素子、前記導体素子部及び前記屈曲部からなる導体線路の電気長は、所定のアンテナ動作周波数に対応する共振長よりも短いことを特徴とするアンテナ装置。   The antenna device according to any one of claims 1 to 5, wherein when the switch element is in a closed state, the linear conductor element, the switch element, the conductor element portion, and the bent portion. The antenna device is characterized in that an electrical length of the conductor line is shorter than a resonance length corresponding to a predetermined antenna operating frequency. 請求項1から請求項5のうちのいずれか1項記載のアンテナ装置であって、前記スイッチ素子が閉状態のとき、前記線状導体素子、前記スイッチ素子、前記導体素子部及び前記屈曲部からなる導体線路の電気長は、所定のアンテナ動作周波数に対応する共振長よりも長いことを特徴とするアンテナ装置。   The antenna device according to any one of claims 1 to 5, wherein when the switch element is in a closed state, the linear conductor element, the switch element, the conductor element portion, and the bent portion. The antenna device is characterized in that the electrical length of the conductor line is longer than the resonance length corresponding to a predetermined antenna operating frequency. 請求項1から請求項7のうちのいずれか1項記載のアンテナ装置であって、前記励振素子と前記各非励振素子とは、同一平面に形成されていることを特徴とするアンテナ装置。   8. The antenna device according to claim 1, wherein the excitation element and each non-excitation element are formed on the same plane. 請求項1から請求項7のうちのいずれか1項記載のアンテナ装置であって、前記励振素子と前記各非励振素子とは、互いに異なる平面に形成されていることを特徴とするアンテナ装置。   8. The antenna device according to claim 1, wherein the excitation element and each non-excitation element are formed on different planes. 請求項1から請求項9のうちのいずれか1項記載のアンテナ装置であって、前記制御導体層に対して、前記導体素子層の側とは反対側に離れた位置に電磁シールド面を更に備えることを特徴とするアンテナ装置。   10. The antenna device according to claim 1, further comprising an electromagnetic shield surface at a position away from the control conductor layer on a side opposite to the conductor element layer side. 11. An antenna device comprising: 1次元状または2次元状に規則的に配列された複数のアンテナ素子を含むフェーズドアレイ型のアンテナ装置であって、前記各アンテナ素子は、請求項1から請求項10のうちのいずれか1項記載のアンテナ装置からなることを特徴とするフェーズドアレイ型のアンテナ装置。   11. A phased array type antenna device including a plurality of antenna elements regularly arranged in a one-dimensional or two-dimensional shape, wherein each of the antenna elements is any one of claims 1 to 10. A phased array type antenna device comprising the antenna device described above.
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