JP7514736B2 - Antenna Device - Google Patents
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Description
この明細書における開示は、アンテナ装置に関する。 The disclosure in this specification relates to an antenna device.
特許文献1に記載の平面アンテナは、アンテナ部とグランドプレーンとの間に電磁バンドギャップ(EBG:Electromagnetic band-gap)構造を配置している。これによって平面アンテナは、平面アンテナの厚み方向への利得を向上している。 The planar antenna described in Patent Document 1 has an electromagnetic band-gap (EBG) structure between the antenna section and the ground plane. This improves the gain of the planar antenna in the thickness direction.
特許文献1では、平面アンテナの厚み方向への利得を向上しているが、厚み方向に直交する平面方向の利得が小さいという問題がある。たとえば車両の天井に平面アンテナの厚み方向が鉛直方向となるように特許文献1の平面アンテナを設置した場合は、鉛直方向への利得は得られるが水平面の所定方向への利得が小さくなる。車両の天井に平面アンテナの厚み方向が水平面内となるように特許文献1の平面アンテナを設置した場合は、水平面内の特定方向への利得が得られるが鉛直方向の寸法が大きくなるという問題がある。 In Patent Document 1, the gain in the thickness direction of the planar antenna is improved, but there is a problem in that the gain in the planar direction perpendicular to the thickness direction is small. For example, if the planar antenna of Patent Document 1 is installed on the ceiling of a vehicle so that the thickness direction of the planar antenna is vertical, gain in the vertical direction is obtained, but the gain in a specific direction in the horizontal plane is small. If the planar antenna of Patent Document 1 is installed on the ceiling of a vehicle so that the thickness direction of the planar antenna is in the horizontal plane, gain in a specific direction in the horizontal plane is obtained, but there is a problem in that the vertical dimension is large.
そこで、開示される目的は前述の問題点を鑑みてなされたものであり、薄型であり、平面内の特定方向への利得を向上することができるアンテナ装置を提供することを目的とする。 The disclosed object has been made in consideration of the above-mentioned problems, and aims to provide an antenna device that is thin and can improve the gain in a specific direction within a plane.
本開示は前述の目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。 This disclosure employs the following technical means to achieve the above-mentioned objectives.
ここに開示されたアンテナ装置は、誘電体基板(12)と、誘電体基板の表面に配置される地板(11)と、誘電体基板の裏面に周期的に配置される複数の導体パッチ(13)と、誘電体基板の裏面側に、導体パッチと間隔をあけて配置されるアンテナ素子(15)と、誘電体基板の裏面側に、導体パッチと間隔をあけて配置される導体物(14)と、を有し、導体物は、誘電体基板の平面方向において、アンテナ素子と間隔をあけて配置され、隣接する導体パッチとの間隔および導体パッチの大きさは、アンテナ素子の共振周波数で複数の導体パッチが共振するように設定されており、誘電体基板の裏面において、アンテナ素子の導体物側をアンテナ素子の内側とし、アンテナ素子の導体物側とは反対側をアンテナ素子の外側とすると、アンテナ素子の外側に配置される導体パッチは、アンテナ素子の直下およびアンテナ素子の内側に配置される導体パッチの寸法より大きいいるアンテナ装置である。
またここに開示されたアンテナ装置は、誘電体基板(12)と、誘電体基板の表面に配置される地板(11)と、誘電体基板の裏面に周期的に配置される複数の導体パッチ(13)と、誘電体基板の裏面側に、導体パッチと間隔をあけて配置されるアンテナ素子(15)と、誘電体基板の裏面側に、導体パッチと間隔をあけて配置される導体物(14)と、を有し、導体物は、誘電体基板の平面方向において、アンテナ素子と間隔をあけて配置され、隣接する導体パッチとの間隔および導体パッチの大きさは、アンテナ素子の共振周波数で複数の導体パッチが共振するように設定されており、誘電体基板は、地板よりも小さく、地板の端部に配置されているアンテナ装置である。
さらにここに開示されたアンテナ装置は、誘電体基板(12)と、誘電体基板の表面に配置される地板(11)と、誘電体基板の裏面に周期的に配置される複数の導体パッチ(13)と、誘電体基板の裏面側に、導体パッチと間隔をあけて配置されるアンテナ素子(15)と、誘電体基板の裏面側に、導体パッチと間隔をあけて配置される導体物(14)と、を有し、導体物は、誘電体基板の平面方向において、アンテナ素子と間隔をあけて配置され、隣接する導体パッチとの間隔および導体パッチの大きさは、アンテナ素子の共振周波数で複数の導体パッチが共振するように設定されており、地板は、車両(20)の金属製のルーフであり、誘電体基板は、ルーフの上に配置されているアンテナ装置である。
またここに開示されたアンテナ装置は、誘電体基板(12)と、誘電体基板の表面に配置される地板(11)と、誘電体基板の裏面に周期的に配置される複数の導体パッチ(13)と、誘電体基板の裏面側に、導体パッチと間隔をあけて配置されるアンテナ素子(15)と、誘電体基板の裏面側に、導体パッチと間隔をあけて配置される導体物(14)と、を有し、導体物は、誘電体基板の平面方向において、アンテナ素子と間隔をあけて配置され、隣接する導体パッチとの間隔および導体パッチの大きさは、アンテナ素子の共振周波数で複数の導体パッチが共振するように設定されており、導体物は、板状であり、導体物の誘電体基板とは反対側の表面に、別のアンテナ素子をさらに有するアンテナ装置である。
The antenna device disclosed herein comprises a dielectric substrate (12), a ground plane (11) arranged on the front surface of the dielectric substrate, a plurality of conductor patches (13) arranged periodically on the rear surface of the dielectric substrate, an antenna element (15) arranged on the rear surface of the dielectric substrate at a distance from the conductor patches, and a conductor object (14) arranged on the rear surface of the dielectric substrate at a distance from the conductor patches, the conductor object being arranged at a distance from the antenna element in the planar direction of the dielectric substrate, the distance between adjacent conductor patches and the size of the conductor patches being set so that the plurality of conductor patches resonate at the resonant frequency of the antenna element, and on the rear surface of the dielectric substrate, the conductor object side of the antenna element is defined as the inside of the antenna element, and the side opposite the conductor object side of the antenna element is defined as the outside of the antenna element, and the conductor patch arranged on the outside of the antenna element has a larger dimension than the conductor patch arranged directly below the antenna element and on the inside of the antenna element .
The antenna device disclosed herein also has a dielectric substrate (12), a ground plate (11) arranged on the front surface of the dielectric substrate, a plurality of conductor patches (13) arranged periodically on the rear surface of the dielectric substrate, an antenna element (15) arranged on the rear surface side of the dielectric substrate at a distance from the conductor patches, and a conductor object (14) arranged on the rear surface side of the dielectric substrate at a distance from the conductor patches, the conductor object being arranged at a distance from the antenna element in the planar direction of the dielectric substrate, the distance between adjacent conductor patches and the size of the conductor patches being set so that the plurality of conductor patches resonate at the resonant frequency of the antenna element, and the dielectric substrate is smaller than the ground plate and is arranged at the end of the ground plate.
The antenna device disclosed herein further comprises a dielectric substrate (12), a ground plate (11) arranged on the front surface of the dielectric substrate, a plurality of conductor patches (13) arranged periodically on the rear surface of the dielectric substrate, an antenna element (15) arranged on the rear surface side of the dielectric substrate at a distance from the conductor patches, and a conductor object (14) arranged on the rear surface side of the dielectric substrate at a distance from the conductor patches, the conductor object being arranged at a distance from the antenna element in the planar direction of the dielectric substrate, the distance between adjacent conductor patches and the size of the conductor patches being set so that the plurality of conductor patches resonate at the resonant frequency of the antenna element, the ground plate being a metal roof of a vehicle (20), and the dielectric substrate being an antenna device arranged on the roof.
The antenna device disclosed herein also has a dielectric substrate (12), a ground plate (11) arranged on the front surface of the dielectric substrate, a plurality of conductor patches (13) arranged periodically on the rear surface of the dielectric substrate, an antenna element (15) arranged on the rear surface side of the dielectric substrate at a distance from the conductor patches, and a conductor object (14) arranged on the rear surface side of the dielectric substrate at a distance from the conductor patches, the conductor object being arranged at a distance from the antenna element in the planar direction of the dielectric substrate, the distance between adjacent conductor patches and the size of the conductor patches being set so that the plurality of conductor patches resonate at the resonant frequency of the antenna element, the conductor object being plate-shaped, and the antenna device further having another antenna element on the surface of the conductor object opposite the dielectric substrate.
このようなアンテナ装置に従えば、複数の導体パッチはアンテナ素子の共振周波数で共振するように、誘電体基板上に周期的に複数配置されているので、共振周波数において反射波位相が同相反射となる。したがってアンテナ素子を地板と近づけることができ、薄型化することができる。ここで特定方向を誘電体基板の平面内の一方向とすると、アンテナ素子と平面方向に間隔をあけて導体物を配置しているので、導体物の反射によってアンテナ素子の導体物とは反対側の特定方向への利得を向上することができる。これによって特定方向への利得を向上することができる。したがって薄型であって、平面内の特定方向への利得を向上することができるアンテナ装置を実現することができる。 According to such an antenna device, multiple conductor patches are periodically arranged on the dielectric substrate so as to resonate at the resonant frequency of the antenna element, and the reflected wave phase is in-phase reflection at the resonant frequency. This allows the antenna element to be brought closer to the ground plane, making it possible to reduce the thickness. If the specific direction is defined as one direction within the plane of the dielectric substrate, the conductor is arranged at a distance from the antenna element in the planar direction, and the reflection of the conductor can improve the gain in the specific direction on the opposite side of the antenna element to the conductor. This makes it possible to improve the gain in the specific direction. Therefore, it is possible to realize an antenna device that is thin and can improve the gain in a specific direction within the plane.
なお、前述の各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。 The symbols in parentheses for each of the above means are examples showing the correspondence with the specific means described in the embodiments described below.
以下、図面を参照しながら本開示を実施するための形態を、複数の形態を用いて説明する。各実施形態で先行する実施形態で説明している事項に対応している部分には同一の参照符を付すか、または先行の参照符号に一文字追加し、重複する説明を略する場合がある。また各実施形態にて構成の一部を説明している場合、構成の他の部分は、先行して説明している実施形態と同様とする。各実施形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施形態同士を部分的に組合せることも可能である。 Below, with reference to the drawings, a number of embodiments for implementing the present disclosure will be described. In each embodiment, the same reference numerals will be used for parts that correspond to matters described in the preceding embodiment, or one character may be added to the preceding reference numeral, and duplicate explanations may be omitted. Furthermore, when part of the configuration is described in each embodiment, the other parts of the configuration will be the same as in the embodiment described previously. It is possible to combine not only the parts specifically described in each embodiment, but also partially combine embodiments together, provided that no particular hindrance occurs to the combination.
(第1実施形態)
本開示の第1実施形態のアンテナ装置10に関して、図1~図7を用いて説明する。アンテナ装置10は、たとえば、図示しない同軸ケーブルを介して無線機と接続されており、アンテナ装置10が受信した信号は逐次無線機に出力される。また、アンテナ装置10は、無線機から入力される電気信号を電波に変換して空間に放射する。無線機は、アンテナ装置10が受信した信号を利用するとともに、アンテナ装置10に対して送信信号に応じた高周波電力を供給する。アンテナ装置10への給電線としては、同軸ケーブルの他にも、フィーダ線など、その他の給電線を用いてもよい。
First Embodiment
An antenna device 10 according to a first embodiment of the present disclosure will be described with reference to Figs. 1 to 7. The antenna device 10 is connected to a radio device, for example, via a coaxial cable (not shown), and signals received by the antenna device 10 are sequentially output to the radio device. The antenna device 10 also converts electrical signals input from the radio device into radio waves and radiates the radio waves into space. The radio device uses the signals received by the antenna device 10 and supplies high-frequency power to the antenna device 10 according to the transmission signal. As a power supply line to the antenna device 10, other power supply lines such as a feeder line may be used in addition to the coaxial cable.
アンテナ装置10は、所定の対象周波数の電波を送受信するように構成されている。他の態様としてアンテナ装置10は、送信と受信の何れか一方のみに利用されてもよい。電波の送受信には可逆性があるため、周波数の電波を送信可能な構成は、その周波数の電波を受信可能な構成でもある。 The antenna device 10 is configured to transmit and receive radio waves of a specified target frequency. In another embodiment, the antenna device 10 may be used for only one of transmission and reception. Since radio wave transmission and reception are reversible, a configuration capable of transmitting radio waves of a frequency is also a configuration capable of receiving radio waves of that frequency.
対象周波数は、適宜設計され、本実施形態では第5世代の携帯電話向け通信システムに割り当てられている周波数帯の1つである28GHz帯とする。本実施形態のアンテナ装置10は、図1および図2に示すように、地板11、誘電体基板12、導体パッチ13、導体板14およびアンテナ素子15を含んで構成される。 The target frequency is appropriately designed, and in this embodiment, it is the 28 GHz band, which is one of the frequency bands allocated to the fifth generation mobile phone communication system. As shown in Figures 1 and 2, the antenna device 10 of this embodiment is composed of a ground plane 11, a dielectric substrate 12, a conductor patch 13, a conductor plate 14, and an antenna element 15.
アンテナ装置10は、対象周波数の電波であって、少なくとも地板11に平行な偏波面の電波が放射可能である。またアンテナ装置10は、さらに地板11に垂直な偏波面の電波に放射可能であってもよい。地板11が水平に配置される場合、地板11に平行な偏波面の電波は水平偏波であり、地板11に垂直な偏波面の電波は垂直偏波である。 The antenna device 10 is capable of radiating radio waves of a target frequency, at least those with a plane of polarization parallel to the ground plate 11. The antenna device 10 may also be capable of radiating radio waves with a plane of polarization perpendicular to the ground plate 11. When the ground plate 11 is disposed horizontally, radio waves with a plane of polarization parallel to the ground plate 11 are horizontally polarized, and radio waves with a plane of polarization perpendicular to the ground plate 11 are vertically polarized.
また図1および図2では省略しているが、アンテナ装置10には適宜、全体を覆うカバーが設けられる。図1などに示すX軸は、図1の左右方向に延び、地板11の幅方向を示す。Y軸は、図1の上下方向に延び、地板11の長手方向を示す。Z軸は、図1の紙面に垂直な方向に延び、地板11の厚み方向を示している。 Although not shown in Figures 1 and 2, the antenna device 10 is provided with a cover that covers the entire device as appropriate. The X-axis shown in Figure 1 etc. extends in the left-right direction of Figure 1 and indicates the width direction of the base plate 11. The Y-axis extends in the up-down direction of Figure 1 and indicates the longitudinal direction of the base plate 11. The Z-axis extends in a direction perpendicular to the paper surface of Figure 1 and indicates the thickness direction of the base plate 11.
アンテナ装置10は、全体として平板状である。アンテナ装置10の平面視形状は正方形状である。平面視は、図1のように、アンテナ装置10を導体板14から地板11に向かう方向に見ることを意味する。地板11は、導電材料で構成され、導体板14よりも大きい。 The antenna device 10 is generally flat. The shape of the antenna device 10 in a plan view is square. A plan view means that the antenna device 10 is viewed in a direction from the conductor plate 14 toward the ground plate 11, as in FIG. 1. The ground plate 11 is made of a conductive material and is larger than the conductor plate 14.
誘電体基板12は、樹脂製であり、平板状に構成される。誘電体基板12は、たとえば比誘電率が3.62である。地板11は、樹脂製の誘電体基板12の表面、図2では下側の面に配置される。地板11と誘電体基板12とは、略等しい大きさである。 The dielectric substrate 12 is made of resin and is configured in a flat plate shape. The dielectric substrate 12 has a relative dielectric constant of, for example, 3.62. The ground plane 11 is disposed on the surface of the resin dielectric substrate 12, the lower surface in FIG. 2. The ground plane 11 and the dielectric substrate 12 are approximately the same size.
導体パッチ13は、誘電体基板12の裏面、図2の上側の面に複数、配置される。導体パッチ13と地板11とは、誘電体基板12の厚み方向の異なる面に配置されている。導体パッチ13は、図1に示すように、それぞれ正方形状であり、互いに間隔をあけてマトリクス状に配置される。導体パッチ13は、隣接する導体パッチ13との間隔および導体パッチ13の大きさ、導体パッチ13と地板11との距離がアンテナ素子15の共振周波数で共振するように設定されている。具体的には、隣接する導体パッチ13と、導体パッチ13の地板11との距離は、コンデンサの容量成分とみなすことができる。そして導体パッチ13の大きさは、インダクタ成分とみなすことができる。したがって周期的に配置される導体パッチ13は、各導体パッチ13間に生じた容量成分と、各導体パッチ13のインダクタ成分によるLC共振回路が連続したもの考えることができ、所定の周波数で並列共振する。この導体パッチ13が並列共振する周波数は、アンテナ素子15の共振周波数となるように設定される。このような周期構造を有する導体パッチ13にって、複数の導体パッチ13に入射する電磁波と反射する電磁波の位相が同相になる。位相が同じであるので、複数の導体パッチ13で反射した電磁波と、入射する電磁波が強め合うことになる。したがって複数の導体パッチ13は、誘電体基板12の裏面にいわゆるEGB構造を構成する。 A plurality of conductor patches 13 are arranged on the back surface of the dielectric substrate 12, the upper surface in FIG. 2. The conductor patches 13 and the ground plane 11 are arranged on different surfaces in the thickness direction of the dielectric substrate 12. As shown in FIG. 1, the conductor patches 13 are each square-shaped and arranged in a matrix with a gap between them. The conductor patches 13 are set so that the gap between adjacent conductor patches 13, the size of the conductor patches 13, and the distance between the conductor patches 13 and the ground plane 11 resonate at the resonant frequency of the antenna element 15. Specifically, the distance between adjacent conductor patches 13 and the ground plane 11 of the conductor patches 13 can be regarded as the capacitance component of a capacitor. The size of the conductor patches 13 can be regarded as the inductor component. Therefore, the periodically arranged conductor patches 13 can be considered as a continuous LC resonant circuit due to the capacitance component generated between each conductor patch 13 and the inductor component of each conductor patch 13, and resonate in parallel at a predetermined frequency. The frequency at which the conductor patches 13 resonate in parallel is set to be the resonant frequency of the antenna element 15. With conductor patches 13 having such a periodic structure, the electromagnetic waves incident on the multiple conductor patches 13 and the reflected electromagnetic waves are in phase. Because the phases are the same, the electromagnetic waves reflected by the multiple conductor patches 13 and the incident electromagnetic waves reinforce each other. Therefore, the multiple conductor patches 13 form a so-called EGB structure on the back surface of the dielectric substrate 12.
アンテナ素子15は、誘電体基板12の裏面側、図2では上側に導体パッチ13と間隔をあけて配置される。アンテナ素子15は、本実施形態ではダイポールアンテナによって実現される。アンテナ素子15は、図1に示すように、中央の給電部から給電される。 The antenna element 15 is disposed on the back side of the dielectric substrate 12, or on the upper side in FIG. 2, at a distance from the conductor patch 13. In this embodiment, the antenna element 15 is realized by a dipole antenna. The antenna element 15 is fed from a central feeding point, as shown in FIG. 1.
導体板14は、導体物であって、誘電体基板12の裏面側、図2では上側に導体パッチ13と間隔をあけて配置される。導体板14は、図示しない複数の樹脂製の柱によって支持されている。したがって誘電体基板12と導体板14の間は、中空となっている。また導体板14と誘電体基板12との間に、樹脂製の樹脂基板を挿入してもよい。樹脂基板としては、ハニカム構造などを採用することもできる。アンテナ装置10がプリント配線板を用いて実現される場合には、プリント配線板が備える複数の導体層を、導体パッチ13および導体板14として利用するとともに、導体層を隔てる樹脂層を樹脂基板として利用してもよい。 The conductor plate 14 is a conductor and is arranged on the back side of the dielectric substrate 12, or on the upper side in FIG. 2, at a distance from the conductor patch 13. The conductor plate 14 is supported by a plurality of resin columns (not shown). Therefore, the space between the dielectric substrate 12 and the conductor plate 14 is hollow. A resin substrate made of resin may be inserted between the conductor plate 14 and the dielectric substrate 12. A honeycomb structure or the like may be used as the resin substrate. When the antenna device 10 is realized using a printed wiring board, the plurality of conductor layers of the printed wiring board may be used as the conductor patch 13 and the conductor plate 14, and the resin layer separating the conductor layers may be used as the resin substrate.
導体板14は、銅などの導体を素材とする板状の導体部材である。板状には、銅箔などの薄膜状も含まれる。導体板14は、平面視において地板11よりも小さく、その厚み方向において誘電体基板12を介して地板11と対向する。導体板14は、地板11と略平行になっている。略平行は、平行を含み、完全な平行に限らない数度から十度程度傾いている状態も含む。導体板14の大きさは、アンテナ素子15が放出する電波を反射する大きさであればよい。したがって、導体板14は、少なくともアンテナ素子15より大きくなるように設定される。 The conductor plate 14 is a plate-shaped conductor member made of a conductor such as copper. The plate-shaped member also includes a thin film such as copper foil. The conductor plate 14 is smaller than the ground plate 11 in a plan view, and faces the ground plate 11 in the thickness direction via the dielectric substrate 12. The conductor plate 14 is approximately parallel to the ground plate 11. Approximately parallel includes parallel, and also includes a state inclined by several degrees to about 10 degrees, which is not limited to completely parallel. The size of the conductor plate 14 may be any size that reflects the radio waves emitted by the antenna element 15. Therefore, the conductor plate 14 is set to be at least larger than the antenna element 15.
導体板14は、アンテナ素子15と誘電体基板12の平面方向に間隔をあけて配置される。平面方向は、誘電体基板12の裏面と平行な仮想一平面内の一方向であって、たとえば図2における左右方向および上下方向である。アンテナ素子15と導体板14とは、図2に示すように、誘電体基板12から上下方向に同じ高さで隣接している。 The conductor plate 14 is disposed with a gap between it and the antenna element 15 in the planar direction of the dielectric substrate 12. The planar direction is one direction in an imaginary plane parallel to the rear surface of the dielectric substrate 12, for example, the left-right direction and the up-down direction in FIG. 2. As shown in FIG. 2, the antenna element 15 and the conductor plate 14 are adjacent to each other at the same height in the up-down direction from the dielectric substrate 12.
図3および図4は、アンテナ装置10の実施例を示している。図3および図4を用いて、アンテナ装置10の具体的な形状について説明する。28GHz帯において解析周波数を27.5GHzとすると、波長λは真空中であれば10.9mmである。したがってアンテナ素子15の共振周波数の波長λは、たとえば10.9mmに設定される。 Figures 3 and 4 show an embodiment of the antenna device 10. The specific shape of the antenna device 10 will be described using Figures 3 and 4. If the analysis frequency is 27.5 GHz in the 28 GHz band, the wavelength λ is 10.9 mm in a vacuum. Therefore, the wavelength λ of the resonant frequency of the antenna element 15 is set to, for example, 10.9 mm.
このような条件において、図3に示すように、導体板14の外側には3列の導体パッチ13が配置されている。導体パッチ13は、共振周波数で共振するように、たとえば一辺が2.35mmであり、周期が2.8mmである。したがって隣接する導体パッチ13の間隔は、0.45mmである。 Under these conditions, as shown in FIG. 3, three rows of conductor patches 13 are arranged on the outside of the conductor plate 14. The conductor patches 13 have, for example, a side length of 2.35 mm and a period of 2.8 mm so that they resonate at the resonant frequency. Therefore, the spacing between adjacent conductor patches 13 is 0.45 mm.
アンテナ素子15の共振周波数における波長をλとすると、アンテナ素子15と導体板14との間隔dは、λ/3未満に設定され、本実施形態ではλ/4に設定される。また地板11から導体板14までの高さhは、0.09λに設定される。 If the wavelength at the resonant frequency of the antenna element 15 is λ, the distance d between the antenna element 15 and the conductor plate 14 is set to less than λ/3, and in this embodiment, it is set to λ/4. In addition, the height h from the ground plate 11 to the conductor plate 14 is set to 0.09λ.
間隔dは、図5に示すように、ダイポールアンテナの単体利得に基づいて設定される。図5に示すように、間隔dを大きくするとシミュレーション結果では、水平面における最大利得が徐々に小さくなる。水平面は、アンテナ装置10の誘電体基板12を水平に設置した場合の表面が沿う面である。そしてダイポールアンテナの理論上の利得を2.15dBiとしたとき、間隔dがλ/3以上になると、2.15dBiよりも小さくなる。したがって間隔dは、λ/3未満に設定される。また間隔dは、約0.7mm未満となると利得が2.15dBiを下回るので、0.7mm以上が好ましい。したがって間隔dは、利得が4dBiより高くなるように1mm以上2mm以下が好ましく、さらに好ましくは、1.5mmが好ましい。 As shown in FIG. 5, the distance d is set based on the unit gain of the dipole antenna. As shown in FIG. 5, the simulation results show that as the distance d is increased, the maximum gain in the horizontal plane gradually decreases. The horizontal plane is the surface along which the dielectric substrate 12 of the antenna device 10 is aligned when it is installed horizontally. If the theoretical gain of the dipole antenna is 2.15 dBi, then if the distance d is λ/3 or more, it will be smaller than 2.15 dBi. Therefore, the distance d is set to less than λ/3. If the distance d is less than about 0.7 mm, the gain will fall below 2.15 dBi, so it is preferably 0.7 mm or more. Therefore, the distance d is preferably 1 mm or more and 2 mm or less so that the gain is higher than 4 dBi, and more preferably 1.5 mm.
図6には、アンテナ指向性のシミュレーション結果を示す。比較例1はEGB構造が無いアンテナ装置であり、比較例2はEGB構造が無く、さらに導体板14が無いアンテナ装置である。図6では、破線は比較例1であり、一点鎖線は比較例2であり、実線が実施例1のアンテナ装置10である。図6に示すように、ZX面においては、実施例1が直上よりもやや右側に指向性を有するのがわかる。またXY面では、右側に指向性があるのがわかる。比較例1よりも比較例2の方が右側への指向性が高い。したがってEGB構造だけでも右側への指向性が向上するが、実施例1のように導体板14を配置することで、さらに右側への指向性が向上する。 Figure 6 shows the results of a simulation of antenna directivity. Comparative Example 1 is an antenna device without an EGB structure, and Comparative Example 2 is an antenna device without an EGB structure and without a conductor plate 14. In Figure 6, the dashed line is Comparative Example 1, the dashed line is Comparative Example 2, and the solid line is the antenna device 10 of Example 1. As shown in Figure 6, it can be seen that in the ZX plane, Example 1 has directivity slightly to the right of directly above. It can also be seen that in the XY plane, there is directivity to the right. Comparative Example 2 has a higher directivity to the right than Comparative Example 1. Therefore, the directivity to the right is improved by just the EGB structure, but by arranging the conductor plate 14 as in Example 1, the directivity to the right is further improved.
また図7は、地板11が上側に凸状に湾曲している実施例2の場合のシミュレーション結果である。地板11が湾曲している構成であっても、右側への指向性が向上していることがわかる。したがってたとえば、車両のルーフのように湾曲している構成であっても指向性を向上することができる。 Figure 7 shows the simulation results for Example 2, in which the base plate 11 is curved in an upwardly convex shape. It can be seen that even in a configuration in which the base plate 11 is curved, the directivity to the right is improved. Therefore, for example, even in a configuration that is curved like the roof of a vehicle, the directivity can be improved.
以上説明したように本実施形態のアンテナ装置10は、アンテナ素子15の共振周波数で共振するように、誘電体基板12上に導体パッチ13を周期的に複数配置しているので、共振周波数において反射波位相が同相反射となり、表面電流が流れにくくなる。したがって複数の導体パッチ13を反射板として機能させても電気的特性が劣化しにくいので、アンテナ素子15を地板11と近づけることができ、薄型化することができる。ここで特定方向を導体板14の平面内の一方向とすると、アンテナ素子15と間隔をあけて導体板14を配置しているので、導体板14の反射によってアンテナ素子15の導体板14とは反対側の特定方向への利得を向上することができる。これによって特定方向への利得を向上することができる。したがって薄型であって、平面内の特定方向への利得を向上することができるアンテナ装置10を実現することができる。 As described above, the antenna device 10 of this embodiment has multiple conductor patches 13 periodically arranged on the dielectric substrate 12 so as to resonate at the resonant frequency of the antenna element 15, so that the reflected wave phase becomes in-phase reflection at the resonant frequency, making it difficult for surface current to flow. Therefore, even if multiple conductor patches 13 are made to function as reflectors, the electrical characteristics are not easily deteriorated, so the antenna element 15 can be brought closer to the ground plate 11 and can be made thinner. Here, if the specific direction is one direction in the plane of the conductor plate 14, the conductor plate 14 is arranged at a distance from the antenna element 15, so that the reflection of the conductor plate 14 can improve the gain in the specific direction on the opposite side of the conductor plate 14 of the antenna element 15. This can improve the gain in the specific direction. Therefore, it is possible to realize an antenna device 10 that is thin and can improve the gain in a specific direction in a plane.
また本実施形態では、アンテナ素子15と導体板14とは、隣接しており、アンテナ素子15と導体板14との間隔dは、λ/3未満である。間隔dをλ/3未満にすることで、ダイポールアンテナの単体利得を上回ることができる。また間隔dは、好ましくは、λ/4に設定される。間隔dは、小さいほど利得がよくなる傾向にあるが、少なくとも間隔があるように、換言すれば、アンテナ素子15と導体板14とが接触しないように配置される。 In this embodiment, the antenna element 15 and the conductor plate 14 are adjacent to each other, and the distance d between the antenna element 15 and the conductor plate 14 is less than λ/3. By making the distance d less than λ/3, the gain can be exceeded by the single gain of a dipole antenna. The distance d is preferably set to λ/4. The smaller the distance d, the better the gain tends to be, but the antenna element 15 is arranged so that there is at least a distance therebetween, in other words, so that the antenna element 15 and the conductor plate 14 do not come into contact with each other.
(第2実施形態)
次に、本開示の第2実施形態に関して、図8および図9を用いて説明する。本実施形態では、導体パッチ13Aの大きさが一様ではない点に特徴を有する。具体的には、誘電体基板12の裏面において、アンテナ素子15の導体板14側をアンテナ素子15の内側とし、アンテナ素子15の導体板14とは反対側をアンテナ素子15の外側とする。図8では、アンテナ素子15の左側が内側であり、アンテナ素子15の右側が外側となる。そしてアンテナ素子15の外側に配置される導体パッチ13Aは、アンテナ素子15の直下およびアンテナ素子15の内側に配置される導体パッチ13Aの寸法より大きい。したがって図8で示す外側の導体パッチ13Aの寸法L2は、内側の導体パッチ13Aの寸法L1よりも大きい(L2>L1)。
Second Embodiment
Next, a second embodiment of the present disclosure will be described with reference to Figs. 8 and 9. This embodiment is characterized in that the size of the conductor patch 13A is not uniform. Specifically, on the back surface of the dielectric substrate 12, the conductor plate 14 side of the antenna element 15 is the inside of the antenna element 15, and the opposite side of the conductor plate 14 of the antenna element 15 is the outside of the antenna element 15. In Fig. 8, the left side of the antenna element 15 is the inside, and the right side of the antenna element 15 is the outside. The conductor patch 13A arranged on the outside of the antenna element 15 is larger than the dimensions of the conductor patch 13A arranged directly below the antenna element 15 and on the inside of the antenna element 15. Therefore, the dimension L2 of the outer conductor patch 13A shown in Fig. 8 is larger than the dimension L1 of the inner conductor patch 13A (L2>L1).
外側の導体パッチ13Aも周期的に構成されることで、内側の導体パッチ13Aとは異なる周波数で共振する。外側の導体パッチ13Aが大きいので、共振する周波数f1が内側の導体パッチ13の共振周波数f0よりも小さくなる(f0<f1)。アンテナ素子15とEBG構造の共振周波数における水平偏波伝搬領域と垂直偏波伝搬領域とではギャップがあり、共振周波数が高い領域では水平偏波が伝搬しやすく、共振周波数が低い領域では、垂直偏波が伝搬しやすい。本実施形態では、内側の導体パッチ13Aの共振周波数f0は、水平偏波伝搬領域と垂直偏波伝搬領域とのギャップ部分に設定される。これによって共振周波数f0では、水平偏波も垂直偏波も発生しにくいので、導体板14と導体パッチ13とを近づけることができる。しかし、外側の導体パッチ13は、指向性を向上するために、前述のように水平偏波が伝搬しやすいように水平偏波伝搬領域に共振周波数を設定すること望ましい。そこで外側の共振周波数f1を共振周波数f0よりも小さくすることで、共振周波数f0における水平偏波の伝搬領域が共振周波数f0となり、外側では表面波が伝搬しやすくなる。 The outer conductor patch 13A is also periodically configured, so that it resonates at a different frequency from the inner conductor patch 13A. Since the outer conductor patch 13A is large, the resonating frequency f1 is smaller than the resonant frequency f0 of the inner conductor patch 13 (f0<f1). There is a gap between the horizontally polarized wave propagation region and the vertically polarized wave propagation region at the resonant frequency of the antenna element 15 and the EBG structure, and horizontally polarized waves tend to propagate in the high resonant frequency region, and vertically polarized waves tend to propagate in the low resonant frequency region. In this embodiment, the resonant frequency f0 of the inner conductor patch 13A is set in the gap between the horizontally polarized wave propagation region and the vertically polarized wave propagation region. As a result, neither horizontal nor vertical polarization is likely to occur at the resonant frequency f0, so that the conductor plate 14 and the conductor patch 13 can be brought closer together. However, in order to improve the directivity of the outer conductor patch 13, it is desirable to set the resonant frequency in the horizontally polarized wave propagation region so that horizontally polarized waves tend to propagate as described above. Therefore, by making the outer resonant frequency f1 smaller than the resonant frequency f0, the propagation region of the horizontally polarized wave at the resonant frequency f0 becomes the resonant frequency f0, and surface waves become more easily propagated on the outside.
図9には、アンテナ指向性のシミュレーション結果を示す。実施例1は、前述の第1実施形態で説明した実施例の構成、すなわち導体パッチ13の大きさが互いに等しい。実施例3は、導体パッチ13Aを2種類使用し、L1=2.35mm、L2=2.55mmとしたアンテナ装置10である。図9では、破線は実施例3であり、実線が実施例1のアンテナ装置10である。図9に示すように、ZX面においては、実施例1が直上よりもやや右側に指向性を有するのが、実施例3はさらに右側に指向性を有することがわかる。またXY面では、実施例1よりも実施例3の方が右側に指向性があるのがわかる。 Figure 9 shows the results of a simulation of the antenna directivity. Example 1 has the configuration of the examples described in the first embodiment above, i.e., the sizes of the conductor patches 13 are equal. Example 3 is an antenna device 10 that uses two types of conductor patches 13A and has L1 = 2.35 mm and L2 = 2.55 mm. In Figure 9, the dashed line is Example 3, and the solid line is the antenna device 10 of Example 1. As shown in Figure 9, it can be seen that in the ZX plane, Example 1 has directivity slightly to the right of directly above, while Example 3 has directivity further to the right. It can also be seen that in the XY plane, Example 3 has directivity to the right more than Example 1.
このように本実施形態では、2種類の導体パッチ13Aを用いて、外側の導体パッチ13Aの寸法L2を内側の導体パッチ13Aの寸法L1よりも大きくすることで、より指向性を向上している。 In this manner, in this embodiment, two types of conductor patches 13A are used, and the dimension L2 of the outer conductor patch 13A is made larger than the dimension L1 of the inner conductor patch 13A, thereby further improving the directivity.
(第3実施形態)
次に、本開示の第3実施形態に関して、図10~図15を用いて説明する。本実施形態では、図10に示すように、車両20の屋根を地板11Bとして用いる点に特徴を有する。車両20の屋根は、金属製であり、ルーフと呼ばれる。本実施形態では、地板11Bは、金属製のルーフである。そして誘電体基板12は、図11および図12に示すように、ルーフの上に配置される。誘電体基板12は、ルーフよりも小さく、図11に示すように、平面視した場合は誘電体基板12の周囲にはルーフが延在している。
Third Embodiment
Next, a third embodiment of the present disclosure will be described with reference to Figs. 10 to 15. As shown in Fig. 10, this embodiment is characterized in that the roof of a vehicle 20 is used as a base plate 11B. The roof of the vehicle 20 is made of metal and is called a roof. In this embodiment, the base plate 11B is a metal roof. And, as shown in Figs. 11 and 12, the dielectric substrate 12 is disposed on the roof. The dielectric substrate 12 is smaller than the roof, and as shown in Fig. 11, the roof extends around the periphery of the dielectric substrate 12 in plan view.
またアンテナ素子15は、導体板14の周囲に複数、本実施形態では2つ配置されている。2つのアンテナ素子15は、車両20の前後方向に対向するように配置されている。以下、車両20の前方側、すなわち図12の左側のアンテナ素子15を第1アンテナ素子15aと呼び、車両20の後方側、すなわち図12の右側のアンテナ素子15を第2アンテナ素子15bと呼ぶことがある。 Furthermore, multiple antenna elements 15 are arranged around the conductor plate 14, two in this embodiment. The two antenna elements 15 are arranged facing each other in the fore-and-aft direction of the vehicle 20. Hereinafter, the antenna element 15 on the front side of the vehicle 20, i.e., the left side in FIG. 12, may be referred to as the first antenna element 15a, and the antenna element 15 on the rear side of the vehicle 20, i.e., the right side in FIG. 12, may be referred to as the second antenna element 15b.
図13には、第1アンテナ素子15aおよび第2アンテナ素子15bのアンテナ指向性のシミュレーション結果を示す。比較例3はEGB構造が無く、さらに導体板14が無いアンテナ装置である。図13では、破線は比較例3であり、実線が本実施形態の実施例4のアンテナ装置10である。図13に示すように、ZX面においては、第1アンテナ素子15aでは、実施例4が直上よりもやや左側に指向性を有し、第2アンテナ素子15bでは、実施例4が直上よりもやや右側に指向性を有するのがわかる。したがってアンテナ素子15を配置した側の指向性が向上していることがわかる。 Figure 13 shows the results of a simulation of the antenna directivity of the first antenna element 15a and the second antenna element 15b. Comparative example 3 is an antenna device that does not have an EGB structure and does not have a conductor plate 14. In Figure 13, the dashed line represents comparative example 3, and the solid line represents the antenna device 10 of Example 4 of this embodiment. As shown in Figure 13, in the ZX plane, it can be seen that with the first antenna element 15a, Example 4 has directivity slightly to the left of directly above, and with the second antenna element 15b, Example 4 has directivity slightly to the right of directly above. It can therefore be seen that the directivity on the side where the antenna element 15 is placed is improved.
本実施形態では、誘電体基板12は車両20のルーフの端部を除いた位置に配置されているが、このような構成に限るものではない。たとえば誘電体基板12は、地板11Bであるルーフよりも小さく、ルーフの端部に配置してもよい。したがって誘電体基板12が図11に示すように正方形状である場合、たとえば一辺が図14に示すように、ルーフの端部に位置してもよい。ルーフの端部に続く部分は、たとえば窓ガラスであり金属でない部分である。 In this embodiment, the dielectric substrate 12 is disposed at a position other than the edge of the roof of the vehicle 20, but the present invention is not limited to this configuration. For example, the dielectric substrate 12 may be smaller than the roof, which is the base plate 11B, and may be disposed at the edge of the roof. Therefore, if the dielectric substrate 12 is square as shown in FIG. 11, for example, one side may be located at the edge of the roof, as shown in FIG. 14. The part following the edge of the roof is, for example, window glass and is not metal.
このようなルーフ、すなわち地板11Bの端部に置いた場合について、第1アンテナ素子15aおよび第2アンテナ素子15bのアンテナ指向性のシミュレーション結果を図15に示す。比較例3はEGB構造が無く、さらに導体板14が無いアンテナ装置である。図15では、破線は比較例3であり、実線が図14に示す実施例5のアンテナ装置10である。図15に示すように、ZX面においては、第1アンテナ素子15aの結果は、前述の図12の結果と同じである。第2アンテナ素子15bでは、比較例3よりも実施例5が直上よりもやや右側に指向性を有するのがわかる。したがって地板11Bの端部であっても、アンテナ素子15を配置した側の指向性が向上していることがわかる。 Figure 15 shows the results of a simulation of the antenna directivity of the first antenna element 15a and the second antenna element 15b when placed on such a roof, i.e., the end of the ground plate 11B. Comparative example 3 is an antenna device that does not have an EGB structure and further does not have a conductor plate 14. In Figure 15, the dashed line is Comparative example 3, and the solid line is the antenna device 10 of Example 5 shown in Figure 14. As shown in Figure 15, in the ZX plane, the results for the first antenna element 15a are the same as those in Figure 12 above. For the second antenna element 15b, it can be seen that Example 5 has directivity slightly to the right of directly above compared to Comparative example 3. Therefore, it can be seen that even at the end of the ground plate 11B, the directivity on the side where the antenna element 15 is placed is improved.
(その他の実施形態)
以上、本開示の好ましい実施形態について説明したが、本開示は前述した実施形態に何ら制限されることなく、本開示の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。
Other Embodiments
Although the preferred embodiments of the present disclosure have been described above, the present disclosure is not limited to the above-described embodiments and can be modified in various ways without departing from the spirit and scope of the present disclosure.
前述の実施形態の構造は、あくまで例示であって、本開示の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本開示の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものである。 The structures of the above-described embodiments are merely examples, and the scope of the present disclosure is not limited to the scope of these descriptions. The scope of the present disclosure is indicated by the description of the claims, and further includes all modifications within the meaning and scope equivalent to the description of the claims.
前述の第1実施形態では、アンテナ素子15は1つであり、導体板14は正方形状であったが、このような構成に限るものではなく、図16に示すように、アンテナ素子15は複数であってもよい。またアンテナ素子15は、指向性を求める方向にあればよい。また導体板14は、図16に示すように、他の形状、たとえば正三角形、正八角形、円形などであってもよい。また、導体板14は、長方形状や長楕円形などであってもよい。 In the first embodiment described above, there is one antenna element 15, and the conductive plate 14 is square-shaped, but the present invention is not limited to this configuration, and as shown in FIG. 16, there may be multiple antenna elements 15. The antenna element 15 may be oriented in the direction in which the directivity is desired. As shown in FIG. 16, the conductive plate 14 may be of other shapes, such as an equilateral triangle, a regular octagon, or a circle. The conductive plate 14 may also be rectangular or oblong.
前述の第1実施形態では、導体パッチ13は正方形状であったが、このような構成に限るものではなく、図17に示すように、導体パッチ13は他の形状、たとえば長方形状、多角形状、円状であってもよい。 In the first embodiment described above, the conductor patch 13 is square-shaped, but this is not limited to the configuration, and as shown in FIG. 17, the conductor patch 13 may be of other shapes, such as rectangular, polygonal, or circular.
前述の第1実施形態では、導体板14の厚み方向の表面にはアンテナ素子は設けられていないが、たとえば導体板14の誘電体基板12とは反対側の表面に、別のアンテナ素子を設けてもよい。別のアンテナ素子は、垂直偏波を受信するアンテナ素子であって、たとえばGNSS(Global Navigation Satellite System)を構成する測位衛星から送信される航法信号を受信するアンテナ素子である。 In the first embodiment described above, no antenna element is provided on the surface in the thickness direction of the conductor plate 14, but another antenna element may be provided, for example, on the surface of the conductor plate 14 opposite the dielectric substrate 12. The other antenna element is an antenna element that receives vertically polarized waves, for example, an antenna element that receives navigation signals transmitted from positioning satellites that make up the Global Navigation Satellite System (GNSS).
前述の第1実施形態では、アンテナ素子15は、ダイポールアンテナによって実現されているが、ダイポールアンテナに限るものではなく、他のアンテナ素子、たとえばループアンテナなどであってもよい。 In the first embodiment described above, the antenna element 15 is realized by a dipole antenna, but this is not limited to a dipole antenna and may be another antenna element, such as a loop antenna.
前述の第1実施形態では、導体物は、導体板14のような板状部材によって実現されているが、板状に限るものではない。アンテナ素子15が1つだけの場合は、アンテナ素子15に対向して、アンテナ素子15からの電波を反射する部分があれば、棒状や長方形状などの部材であってもよい。またアンテナ素子15が複数の場合でも、板状でなく、中空の枠状であってもよい。 In the first embodiment described above, the conductor is realized by a plate-shaped member such as the conductor plate 14, but it is not limited to being plate-shaped. When there is only one antenna element 15, the conductor may be a rod-shaped or rectangular member, etc., as long as there is a portion that faces the antenna element 15 and reflects radio waves from the antenna element 15. Even when there are multiple antenna elements 15, the conductor may be a hollow frame-shaped member rather than a plate-shaped member.
10…アンテナ装置 11…地板 12…誘電体基板 13…導体パッチ 14…導体板(導体物) 15…アンテナ素子 15a…第1アンテナ素子 15b…第2アンテナ素子 20…車両 10...antenna device 11...ground plate 12...dielectric substrate 13...conductor patch 14...conductor plate (conductor object) 15...antenna element 15a...first antenna element 15b...second antenna element 20...vehicle
Claims (10)
前記誘電体基板の表面に配置される地板(11)と、
前記誘電体基板の裏面に周期的に配置される複数の導体パッチ(13)と、
前記誘電体基板の裏面側に、前記導体パッチと間隔をあけて配置されるアンテナ素子(15)と、
前記誘電体基板の裏面側に、前記導体パッチと間隔をあけて配置される導体物(14)と、を有し、
前記導体物は、前記誘電体基板の平面方向において、前記アンテナ素子と間隔をあけて配置され、
隣接する前記導体パッチとの間隔および前記導体パッチの大きさは、前記アンテナ素子の共振周波数で複数の前記導体パッチが共振するように設定されており、
前記誘電体基板の裏面において、前記アンテナ素子の前記導体物側を前記アンテナ素子の内側とし、前記アンテナ素子の前記導体物側とは反対側を前記アンテナ素子の外側とすると、
前記アンテナ素子の外側に配置される前記導体パッチは、前記アンテナ素子の直下および前記アンテナ素子の内側に配置される前記導体パッチの寸法より大きいアンテナ装置。 A dielectric substrate (12);
A ground plane (11) disposed on the surface of the dielectric substrate;
A plurality of conductor patches (13) periodically arranged on the rear surface of the dielectric substrate;
an antenna element (15) disposed on the back side of the dielectric substrate at a distance from the conductor patch;
A conductor object (14) is disposed on the back side of the dielectric substrate at a distance from the conductor patch,
the conductor is disposed at a distance from the antenna element in a planar direction of the dielectric substrate,
the spacing between adjacent conductor patches and the size of the conductor patches are set so that the plurality of conductor patches resonate at a resonance frequency of the antenna element;
On the back surface of the dielectric substrate, the conductor side of the antenna element is defined as the inside of the antenna element, and the opposite side of the antenna element to the conductor side is defined as the outside of the antenna element.
An antenna device in which the conductor patch arranged outside the antenna element has a larger dimension than the conductor patch arranged directly below the antenna element and inside the antenna element .
前記誘電体基板の表面に配置される地板(11)と、
前記誘電体基板の裏面に周期的に配置される複数の導体パッチ(13)と、
前記誘電体基板の裏面側に、前記導体パッチと間隔をあけて配置されるアンテナ素子(15)と、
前記誘電体基板の裏面側に、前記導体パッチと間隔をあけて配置される導体物(14)と、を有し、
前記導体物は、前記誘電体基板の平面方向において、前記アンテナ素子と間隔をあけて配置され、
隣接する前記導体パッチとの間隔および前記導体パッチの大きさは、前記アンテナ素子の共振周波数で複数の前記導体パッチが共振するように設定されており、
前記誘電体基板は、前記地板よりも小さく、前記地板の端部に配置されているアンテナ装置。 A dielectric substrate (12);
A ground plane (11) disposed on the surface of the dielectric substrate;
A plurality of conductor patches (13) periodically arranged on the rear surface of the dielectric substrate;
an antenna element (15) disposed on the back side of the dielectric substrate at a distance from the conductor patch;
A conductor object (14) is disposed on the back side of the dielectric substrate at a distance from the conductor patch,
the conductor is disposed at a distance from the antenna element in a planar direction of the dielectric substrate,
the spacing between adjacent conductor patches and the size of the conductor patches are set so that the plurality of conductor patches resonate at a resonance frequency of the antenna element;
The antenna device has a dielectric substrate that is smaller than the ground plane and is disposed at an end of the ground plane .
前記誘電体基板の表面に配置される地板(11)と、
前記誘電体基板の裏面に周期的に配置される複数の導体パッチ(13)と、
前記誘電体基板の裏面側に、前記導体パッチと間隔をあけて配置されるアンテナ素子(15)と、
前記誘電体基板の裏面側に、前記導体パッチと間隔をあけて配置される導体物(14)と、を有し、
前記導体物は、前記誘電体基板の平面方向において、前記アンテナ素子と間隔をあけて配置され、
隣接する前記導体パッチとの間隔および前記導体パッチの大きさは、前記アンテナ素子の共振周波数で複数の前記導体パッチが共振するように設定されており、
前記地板は、車両(20)の金属製のルーフであり、
前記誘電体基板は、前記ルーフの上に配置されているアンテナ装置。 A dielectric substrate (12);
A ground plane (11) disposed on the surface of the dielectric substrate;
A plurality of conductor patches (13) periodically arranged on the rear surface of the dielectric substrate;
an antenna element (15) disposed on the back side of the dielectric substrate at a distance from the conductor patch;
A conductor object (14) is disposed on the back side of the dielectric substrate at a distance from the conductor patch,
the conductor is disposed at a distance from the antenna element in a planar direction of the dielectric substrate,
the spacing between adjacent conductor patches and the size of the conductor patches are set so that the plurality of conductor patches resonate at a resonance frequency of the antenna element;
The base plate is a metal roof of a vehicle (20),
The antenna device , wherein the dielectric substrate is disposed on the roof .
前記誘電体基板の表面に配置される地板(11)と、
前記誘電体基板の裏面に周期的に配置される複数の導体パッチ(13)と、
前記誘電体基板の裏面側に、前記導体パッチと間隔をあけて配置されるアンテナ素子(15)と、
前記誘電体基板の裏面側に、前記導体パッチと間隔をあけて配置される導体物(14)と、を有し、
前記導体物は、前記誘電体基板の平面方向において、前記アンテナ素子と間隔をあけて配置され、
隣接する前記導体パッチとの間隔および前記導体パッチの大きさは、前記アンテナ素子の共振周波数で複数の前記導体パッチが共振するように設定されており、
前記導体物は、板状であり、
前記導体物の前記誘電体基板とは反対側の表面に、別のアンテナ素子をさらに有するアンテナ装置。 A dielectric substrate (12);
A ground plane (11) disposed on the surface of the dielectric substrate;
A plurality of conductor patches (13) periodically arranged on the rear surface of the dielectric substrate;
an antenna element (15) disposed on the back side of the dielectric substrate at a distance from the conductor patch;
A conductor object (14) is disposed on the back side of the dielectric substrate at a distance from the conductor patch,
the conductor is disposed at a distance from the antenna element in a planar direction of the dielectric substrate,
the spacing between adjacent conductor patches and the size of the conductor patches are set so that the plurality of conductor patches resonate at a resonance frequency of the antenna element;
The conductor is plate-shaped,
The antenna device further includes another antenna element on a surface of the conductor opposite to the dielectric substrate .
前記アンテナ素子の外側に配置される前記導体パッチは、前記アンテナ素子の直下および前記アンテナ素子の内側に配置される前記導体パッチの寸法より大きい請求項2~4のいずれか1つに記載のアンテナ装置。 On the back surface of the dielectric substrate, the conductor side of the antenna element is defined as the inside of the antenna element, and the opposite side of the antenna element to the conductor side is defined as the outside of the antenna element.
5. The antenna device according to claim 2, wherein the conductor patch arranged on the outer side of the antenna element is larger in size than the conductor patches arranged immediately below the antenna element and on the inner side of the antenna element.
前記誘電体基板は、前記ルーフの上に配置される請求項1、2および4のいずれか1つに記載のアンテナ装置。 The base plate is a metal roof of a vehicle (20),
The antenna device according to claim 1 , 2 or 4 , wherein the dielectric substrate is disposed on the roof.
前記導体物の前記誘電体基板とは反対側の表面に、別のアンテナ素子をさらに有する請求項1~3のいずれか1つに記載のアンテナ装置。 The conductor is plate-shaped,
4. The antenna device according to claim 1, further comprising another antenna element on a surface of the conductor opposite to the dielectric substrate.
前記アンテナ素子の共振周波数における波長をλとすると、前記アンテナ素子と前記導体物との間隔は、λ/3未満である請求項1~8のいずれか1つに記載のアンテナ装置。 the antenna element is a dipole antenna,
9. The antenna device according to claim 1, wherein , when the wavelength at the resonant frequency of the antenna element is λ, the distance between the antenna element and the conductor is less than λ/3.
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