JP7657852B2 - Antenna Array - Google Patents
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Description
本発明は、アンテナに関し、特にマイクロストリップアンテナに関する。 The present invention relates to antennas, and in particular to microstrip antennas.
マイクロストリップアンテナは、回路基板に直接印刷することができ、価格も安いため、電子製品(例えば、携帯電話)に広く使用されています。従来のデュアルフィードマイクロストリップアンテナは、理想的な動作(例えば、電子製品内の部品からの干渉を回避できる)を確保するために、アイソレーションや軸比などの要素を考慮して設計されています。しかし、従来のデュアルフィードマイクロストリップアンテナの開発は成熟しており、従来のデュアルフィードマイクロストリップアンテナでは、アイソレーションを向上させたり、軸比を小さくしたりすることができなくなっている。 Microstrip antennas are widely used in electronic products (e.g., mobile phones) because they can be printed directly on circuit boards and are inexpensive. Traditional dual-feed microstrip antennas are designed with factors such as isolation and axial ratio in mind to ensure ideal operation (e.g., avoiding interference from components inside electronic products). However, the development of traditional dual-feed microstrip antennas has matured, and traditional dual-feed microstrip antennas are no longer able to improve isolation or reduce axial ratio.
そこで、発明者は、上記欠点を改善することができると考え、意図的に研究し、科学的原理を適用し、最終的に、合理的に設計され、上記欠点を改善するのに有効な発明を完成させるに至った。 The inventor therefore believed that the above shortcomings could be remedied, and so he conducted deliberate research, applied scientific principles, and ultimately completed an invention that is rationally designed and effective in remedying the above shortcomings.
そ上記技術的不備に対して、本発明は、マイクロストリップアンテナを提供する。 To address the above technical deficiencies, the present invention provides a microstrip antenna.
上述の問題を解決するために、本発明が採用する技術的側面の1つは、マイクロストリップアンテナを提供することである。マイクロストリップアンテナは、絶縁性キャリアと、円形状本体部と、2つの円形状給電点と、接地素子と、パワーデバイダーと、を含む。円形状本体部は、絶縁性キャリア上に配置される。円形状本体部は、第1の円心および半径を有する。2つの円形状給電点は、円形状本体部に囲まれ、円形状本体部に接続されておらず、2つの円形状給電点は、円形状本体部と容量効果を生じさせるように構成されている。2つの円形状給電点の各々は第2の円心を有し、第2の円心と第1の円心との間の最短距離は、半径の1/2未満である。接地素子は、絶縁性キャリア上に配置されている。パワーデバイダーは、2つの円形状給電点に電気的に結合される。パワーデバイダーは、2つの円形状給電点の間に90度の位相差を生成するように構成される。 In order to solve the above-mentioned problems, one of the technical aspects adopted by the present invention is to provide a microstrip antenna. The microstrip antenna includes an insulating carrier, a circular body, two circular feed points, a ground element, and a power divider. The circular body is disposed on the insulating carrier. The circular body has a first circular center and a radius. The two circular feed points are surrounded by the circular body and are not connected to the circular body, and the two circular feed points are configured to generate a capacitive effect with the circular body. Each of the two circular feed points has a second circular center, and the shortest distance between the second circular center and the first circular center is less than 1/2 of the radius. The ground element is disposed on the insulating carrier. The power divider is electrically coupled to the two circular feed points. The power divider is configured to generate a phase difference of 90 degrees between the two circular feed points.
可能なまたは好ましい実施形態の1つでは、絶縁性キャリアは、第1の層と、第2の層と、第1の層と第2の層との間にある少なくとも1つの中間層と、を含む。円形状本体部は第1の層に配置され、パワーデバイダーは第2の層に配置され、接地素子は第2の層または少なくとも1つの中間層に配置される。 In one possible or preferred embodiment, the insulating carrier includes a first layer, a second layer, and at least one intermediate layer between the first layer and the second layer. The circular body portion is disposed on the first layer, the power divider is disposed on the second layer, and the ground element is disposed on the second layer or on the at least one intermediate layer.
好ましい実施形態の1つでは、第1の層および第2の層の各々は回路基板であり、少なくとも1つの中間層は、空気媒体である。 In one preferred embodiment, each of the first and second layers is a circuit board, and at least one intermediate layer is an air medium.
好ましい実施形態の1つでは、第1の層と第2の層と少なくとも1つの中間層との各々は、回路基板である。 In one preferred embodiment, each of the first layer, the second layer, and the at least one intermediate layer is a circuit board.
好ましい実施形態の1つでは、少なくとも1つの中間層は2つの貫通孔を有し、4つのマイクロストリップアンテナの各々は、2つの導電柱を含む。2つの導電柱は、2つの貫通孔を通過し、2つの導電柱の各々の2つの端部が、パワーデバイダー及び円形状給電点に電気的に結合されるようにする。 In one preferred embodiment, at least one intermediate layer has two through holes, and each of the four microstrip antennas includes two conductive pillars. The two conductive pillars pass through the two through holes such that the two ends of each of the two conductive pillars are electrically coupled to the power divider and the circular feed point.
上記に示すように、本発明が提供するマイクロストリップアンテナでは、「2つの円形状給電点は、円形状本体部と容量効果を生じるように構成される」、「2つの円形状給電点の各々は第2の円心を有し、第2の円心と第1の円心との最短距離は半径の1/2未満である」ことによって、マイクロストリップアンテナは、効果的にアイソレーションを改善すると同時に軸比も小さくできる。 As described above, in the microstrip antenna provided by the present invention, "the two circular feed points are configured to generate a capacitive effect with the circular body," and "each of the two circular feed points has a second center, and the shortest distance between the second center and the first center is less than 1/2 of the radius." This allows the microstrip antenna to effectively improve isolation while simultaneously reducing the axial ratio.
発明の特徴及び技術内容がより一層分かるように、以下本発明に関する詳細な説明と添付図面を参照する。しかし、提供される添付図面は参考と説明のために提供するものに過ぎず、本発明の特許請求の範囲を制限するためのものではない。 In order to better understand the features and technical contents of the invention, please refer to the following detailed description of the invention and the accompanying drawings. However, the accompanying drawings are provided for reference and explanation only, and are not intended to limit the scope of the claims of the invention.
下記より、本願による「マイクロストリップアンテナ」にかかる具体的な実施例で本発明が開示する実施形態を説明する。当業者は本明細書の公開内容により本発明のメリット及び効果を理解し得る。本発明は他の異なる実施形態により実行又は応用できる。本明細書における各細節も様々な観点又は応用に基づいて、本発明の精神逸脱しない限りに、均等の変形と変更を行うことができる。また、本発明の図面は簡単で模式的に説明するためのものであり、実際的な寸法を示すものではない。以下の実施形態において、さらに本発明に係る技術事項を説明するが、公開された内容は本発明を限定するものではない。また、本明細書に用いられる「又は」という用語は、実際の状況に応じて、関連する項目中の何れか一つ又は複数の組合せを含み得る。 The following describes the embodiments disclosed by the present invention with specific examples of the "microstrip antenna" according to the present application. Those skilled in the art can understand the advantages and effects of the present invention from the disclosure of this specification. The present invention can be implemented or applied in other different embodiments. Each subsection in this specification can be modified and changed in various aspects or applications without departing from the spirit of the present invention. In addition, the drawings of the present invention are for simple and schematic illustration only and do not show actual dimensions. The following embodiments will further explain the technical matters related to the present invention, but the disclosed contents do not limit the present invention. In addition, the term "or" used in this specification may include any one or more combinations of related items according to the actual situation.
本明細書を通じて、「第1の」、「第2の」、「第3の」などの用語が様々なコンポーネントや信号を説明するために使用されることがあるが、これらのコンポーネントや信号は、これらの用語によって制限されるべきではないことは理解されたい。これらの用語は、主にあるコンポーネントと別のコンポーネント、またはある信号と別の信号を区別するために使用される。さらに、本明細書で使用される用語「または」は、関連する列挙された項目のいずれか1つまたは組み合わせを適宜含むことができる。 Throughout this specification, terms such as "first," "second," and "third" may be used to describe various components or signals, but it should be understood that these components and signals should not be limited by these terms. These terms are used primarily to distinguish one component from another or one signal from another. Additionally, as used herein, the term "or" can include any one or combination of the associated listed items, as appropriate.
さらに、以下の説明において、特定の図面または特定の図面に示されるように参照されることが示されている場合、これは、以降の説明において、説明される関連内容の大部分がその特定の図面に現れることを強調するためだけであり、以降の説明をその特定の図面への参照のみに制限するものではない。 Furthermore, when reference is made in the following description to a particular drawing or as shown in a particular drawing, this is intended only to emphasize that in the following description, most of the relevant content described appears in that particular drawing, and is not intended to limit the following description to references only to that particular drawing.
[第1の実施形態]
図1~図7を参照すると、本発明の第1の実施形態は、広帯域に好適なマイクロストリップアンテナ100を提供する。図1及び図2に示すように、マイクロストリップアンテナ100は、絶縁性キャリア1と、円形状本体部2と、絶縁性キャリア1上に配置された2つの円形状給電点3、接地素子4、及び2つの導電柱5と、2つの円形状給電点3に電気的に結合されるパワーデバイダーと、を含む。以下の説明では、マイクロストリップアンテナ100の各構成要素の構造および接続関係を説明する。
[First embodiment]
1 to 7, the first embodiment of the present invention provides a microstrip antenna 100 suitable for a wide band. As shown in Fig. 1 and Fig. 2, the microstrip antenna 100 includes an insulating carrier 1, a circular body 2, two circular feeding points 3, a ground element 4, and two conductive pillars 5 arranged on the insulating carrier 1, and a power divider electrically coupled to the two circular feeding points 3. In the following description, the structure and connection relationship of each component of the microstrip antenna 100 will be described.
図1、図2及び図5を参照すると、本実施形態に係る絶縁性キャリア1は、多層構造のプリント配線板であり、絶縁性キャリア1は、第1の層11と、第2の層12と、第1の層11と第2の層12との間に位置する中間層13とを含む。 Referring to Figures 1, 2 and 5, the insulating carrier 1 according to this embodiment is a printed wiring board having a multi-layer structure, and the insulating carrier 1 includes a first layer 11, a second layer 12, and an intermediate layer 13 located between the first layer 11 and the second layer 12.
実際の用途では、第1の層11および第2の層12は物理的な部品(すなわち、回路基板)であってもよく、第1の層11および第2の層12は、第1の層11および第2の層12が空気媒体としての中間層13を有するように、互いに間隔を空けて絶縁支持体(図示なし)によって支持され得る。 In practical applications, the first layer 11 and the second layer 12 may be physical components (i.e., circuit boards), and the first layer 11 and the second layer 12 may be spaced apart from each other and supported by insulating supports (not shown) such that the first layer 11 and the second layer 12 have an intermediate layer 13 as an air medium.
図1、図3及び図5を参照して、本実施形態における円形状本体部2は、シート状(例えば、銅箔)である導電材である。円形状本体部2は、第1の層11の第2の層12から離れた側に配置され、円形状本体部2は、第1の中心C1及び半径Rを有する。 Referring to Figures 1, 3, and 5, the circular body 2 in this embodiment is a conductive material in a sheet form (e.g., copper foil). The circular body 2 is disposed on the side of the first layer 11 away from the second layer 12, and the circular body 2 has a first center C1 and a radius R.
さらに、円形状本体部2はまた、2つの円形状貫通孔H21を有し、第1の層11の一部は、2つの円形状貫通孔H21を形成して露出することができる。2つの円形状貫通孔H21の面積は、2つの円形状給電点3の面積よりも大きくなければならず、2つの円形状貫通孔H21をそれぞれ2つの円形状給電点3を収容するために使用できるようにする。さらに、2つの円形状給電点3は、2つの円形状貫通孔H21の中心領域にそれぞれ配置されているので、2つの円形状給電点3は、円形状本体部2に囲まれており、円形状本体部2に接続されておらず、2つの円形状給電点3は、円形状本体部2と容量効果を発揮できる。 Furthermore, the circular body 2 also has two circular through holes H21, and a part of the first layer 11 can be exposed by forming the two circular through holes H21. The area of the two circular through holes H21 must be larger than the area of the two circular feed points 3, so that the two circular through holes H21 can be used to accommodate the two circular feed points 3, respectively. Furthermore, since the two circular feed points 3 are respectively arranged in the central regions of the two circular through holes H21, the two circular feed points 3 are surrounded by the circular body 2 and are not connected to the circular body 2, and the two circular feed points 3 can exert a capacitive effect with the circular body 2.
なお、本実施形態における2つの円形状給電点3のそれぞれも、シート状である導電材料(例えば、銅箔)であることに留意する必要がある。容量効果のアイソレーションを向上させ、容量効果の軸比を小さくすることができるようにするためには、2つの円形状給電点3と円形状本体部2との位置関係が特に重要である。具体的には、円形状給電点3の各々は第2の円心C2を有し、2つの円形状給電点3の各々の第2の円心C2と円形状本体部2の第1の円心C1との間の最短距離T1が必要であり、半径Rの1/2以下が好ましく、言い換えれば、2つの円形状給電点3の位置が円形状本体部2の中心に隣接する。 It should be noted that the two circular power supply points 3 in this embodiment are also made of a sheet-like conductive material (e.g., copper foil). In order to improve the isolation of the capacitive effect and reduce the axial ratio of the capacitive effect, the positional relationship between the two circular power supply points 3 and the circular main body 2 is particularly important. Specifically, each of the circular power supply points 3 has a second center C2, and the shortest distance T1 between the second center C2 of each of the two circular power supply points 3 and the first center C1 of the circular main body 2 is required, and is preferably 1/2 or less of the radius R. In other words, the positions of the two circular power supply points 3 are adjacent to the center of the circular main body 2.
好ましい適用において、2つの円形状給電点3の各々の面積は、2つの円形状給電点3と円形状本体部2との間の容量効果が適切であるように、円形状本体部2の面積の1/4以下であるのが好ましい。さらに、第1の延長線L1は、2つの円形状給電点3の一方の第2の円心C2と円形状本体部2の第1の円心C1とを通ることができ、第2の延長線L2は、2つの円形状給電点3の他方の第2の円心C2と円形状本体部2の第1の円心C1とを通ることができ、第1の延長線L1と第2の延長線L2とはその間に90度の角度を有する。 In a preferred application, the area of each of the two circular feed points 3 is preferably 1/4 or less of the area of the circular body 2 so that the capacitive effect between the two circular feed points 3 and the circular body 2 is appropriate. Furthermore, the first extension line L1 can pass through the second center C2 of one of the two circular feed points 3 and the first center C1 of the circular body 2, and the second extension line L2 can pass through the second center C2 of the other of the two circular feed points 3 and the first center C1 of the circular body 2, and the first extension line L1 and the second extension line L2 have an angle of 90 degrees therebetween.
図1及び図5を参照すると、本実施形態における2つの導電柱5は円筒構造であり、2つの導電柱5は第1の層11と第2の層12との間に設置される。2つの導電柱5は、2つの円形状給電点3に位置的に対応し、2つの導電柱5の両端の一方は、第1の層11を通過して2つの円形状給電点3に電気的に結合でき、2つの導電柱5の両端の他方は、第2の層12を通過してパワーデバイダー6に電気的に結合できる。 Referring to FIG. 1 and FIG. 5, the two conductive pillars 5 in this embodiment have a cylindrical structure, and the two conductive pillars 5 are installed between the first layer 11 and the second layer 12. The two conductive pillars 5 correspond in position to the two circular feed points 3, and one of the two ends of the two conductive pillars 5 can pass through the first layer 11 and be electrically connected to the two circular feed points 3, and the other of the two ends of the two conductive pillars 5 can pass through the second layer 12 and be electrically connected to the power divider 6.
本実施形態における接地素子4も、シート状の導電材料(例えば、銅箔)であり、接地素子4は、第2の層12の第1の層11に面する側に配置される。接地素子4は、2つの回避孔H4を有し、2つの回避孔H4は、2つの導電ポスト5と位置的に対応し、接地素子4が2つの導電ポスト5に接続されないようになっている。さらに、接地素子4は、好ましくは、第2の層12の第1の層11に面する側を完全に覆うことができるが、本発明は、これに限定されない。 The ground element 4 in this embodiment is also a sheet-like conductive material (e.g., copper foil), and is disposed on the side of the second layer 12 facing the first layer 11. The ground element 4 has two avoidance holes H4, which correspond in position to the two conductive posts 5, so that the ground element 4 is not connected to the two conductive posts 5. Furthermore, the ground element 4 can preferably completely cover the side of the second layer 12 facing the first layer 11, but the present invention is not limited thereto.
図2、図4、および図5を参照すると、本実施形態におけるパワーデバイダー6は、ウィルキンソンパワーデバイダーであってもよく、ビームフォーミング集積回路(すなわち、BFIC)から信号を受信するために使用することができる。また、パワーデバイダー6は、第1の層11から離れた第2の層12の側に配置され、パワーデバイダー6は、2つの円形状給電点3の間に90度の位相差を生成するように、2つの導電柱5の両端のうちの別のものによって2つの円形状給電点3に電気的に結合され得る。したがって、マイクロストリップアンテナ100は、円偏波フィールドパターンを生成することができ、また、ビームフォーミング集積回路と協働してビーム制御を実現することができる。 2, 4 and 5, the power divider 6 in this embodiment may be a Wilkinson power divider and can be used to receive a signal from a beamforming integrated circuit (i.e., BFIC). Also, the power divider 6 is disposed on the side of the second layer 12 away from the first layer 11, and the power divider 6 can be electrically coupled to the two circular feed points 3 by another of the two conductive pillars 5 ends so as to generate a 90 degree phase difference between the two circular feed points 3. Thus, the microstrip antenna 100 can generate a circularly polarized field pattern and can cooperate with the beamforming integrated circuit to realize beam control.
なお、図6は、本発明の第1の実施形態によるアンテナアレイの軸比データの図であり、図7は、本発明の第1の実施形態によるアンテナアレイのピークゲインデータの図である。軸比データから、マイクロストリップアンテナ100が10.6MHzから14MHzの範囲内にあるとき、マイクロストリップアンテナ100の軸比が3dB以下となり得ることが分かる。また、マイクロストリップアンテナ100が11.6MHzから13.6MHzの範囲にある場合、マイクロストリップアンテナ100の軸比は1.2dB未満にすることができる。さらに、ピークゲインデータから、マイクロストリップアンテナ100が10.9MHzから13MHzの範囲内にあるとき、マイクロストリップアンテナ100のピークゲインを2dBより大きくすることができることがわかる。すなわち、本発明のマイクロストリップアンテナ100は、軸比が小さいという利点だけでなく、利得値を大きくすることができるという効果も有する。 Note that FIG. 6 is a diagram of axial ratio data of the antenna array according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a diagram of peak gain data of the antenna array according to the first embodiment of the present invention. From the axial ratio data, it can be seen that when the microstrip antenna 100 is in the range of 10.6 MHz to 14 MHz, the axial ratio of the microstrip antenna 100 can be 3 dB or less. Also, when the microstrip antenna 100 is in the range of 11.6 MHz to 13.6 MHz, the axial ratio of the microstrip antenna 100 can be less than 1.2 dB. Furthermore, from the peak gain data, it can be seen that when the microstrip antenna 100 is in the range of 10.9 MHz to 13 MHz, the peak gain of the microstrip antenna 100 can be greater than 2 dB. That is, the microstrip antenna 100 of the present invention not only has the advantage of a small axial ratio, but also has the effect of being able to increase the gain value.
[第2の実施形態]
図8を参照して、第2の実施形態は、マイクロストリップアンテナ100’を提供する。本実施形態は、第1の実施形態と同様であり、その類似点については、本明細書では繰り返さない。本実施形態が第1の実施形態と異なる点は、主に以下の通りである。
Second Embodiment
Referring to Fig. 8, the second embodiment provides a microstrip antenna 100'. This embodiment is similar to the first embodiment, and the similarities will not be repeated here. The main differences between this embodiment and the first embodiment are as follows:
図8に示すように、本実施形態における第1の層11、第2の層12及び中間層13の各々は回路基板であり、接地素子4は中間層13の第1の層11に面する面に配置される。また、中間層13には、2つの貫通孔H13が形成されており、2つの貫通孔H13は、2つの導電ポスト5と位置的に対応しており、2つの導電ポスト5が中間層13を貫通することができる。なお、本実施形態における導電ポスト5の各々もビアホールであってもよいが、本発明はこれに限定されるものではない。 As shown in FIG. 8, in this embodiment, each of the first layer 11, the second layer 12, and the intermediate layer 13 is a circuit board, and the ground element 4 is disposed on the surface of the intermediate layer 13 facing the first layer 11. In addition, two through holes H13 are formed in the intermediate layer 13, and the two through holes H13 correspond in position to the two conductive posts 5, allowing the two conductive posts 5 to penetrate the intermediate layer 13. Note that each of the conductive posts 5 in this embodiment may also be a via hole, but the present invention is not limited to this.
従って、中間膜13が(高周波)回路基板である場合、中間膜13を電源や制御回路として利用することができる。また、本実施形態のマイクロストリップアンテナ100’は、製造工程で複数の回路を積層して直接形成するので、第1の実施形態のマイクロストリップアンテナ100(特に、アレイアンテナ)よりも製造の利便性を高めることも可能である。 Therefore, when the intermediate film 13 is a (high frequency) circuit board, the intermediate film 13 can be used as a power source or a control circuit. In addition, since the microstrip antenna 100' of this embodiment is directly formed by stacking multiple circuits in the manufacturing process, it is possible to improve manufacturing convenience compared to the microstrip antenna 100 of the first embodiment (particularly the array antenna).
さらに、本発明の別の実施形態(図示せず)において、絶縁性キャリア1は、複数の中間層13と複数の接地要素4とを含み、中間層13の一部は回路基板であり、中間層13の別の一部は空気媒体であってもよいことに留意されたい。接地素子4は、回路基板である介在体13上に配置される。 Furthermore, in another embodiment of the present invention (not shown), it should be noted that the insulating carrier 1 includes a plurality of intermediate layers 13 and a plurality of ground elements 4, where a portion of the intermediate layers 13 may be a circuit board and another portion of the intermediate layers 13 may be an air medium. The ground elements 4 are disposed on the intermediate layers 13 which are circuit boards.
当然ながら、中間膜13は全て回路基板であってもよいが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、絶縁性キャリア1およびグランド部材4の中間膜13の数量は、少なくとも1つであればよい。 Of course, all of the intermediate films 13 may be circuit boards, but the present invention is not limited to this. In other words, the number of intermediate films 13 in the insulating carrier 1 and ground member 4 needs to be at least one.
[第3の実施形態]
図9から図11を参照すると、本発明の第3の実施形態は、アンテナアレイ1000を提供し、アンテナアレイ1000は、共通キャリアSCと、共通キャリアSCに配置された4つのマイクロストリップアンテナ100”とを含む。以下の説明では、アンテナアレイ1000の各構成要素の構造及び接続関係を説明する。
[Third embodiment]
Referring to FIG. 9 to FIG. 11, the third embodiment of the present invention provides an antenna array 1000, which includes a common carrier SC and four microstrip antennas 100″ arranged on the common carrier SC. The following description will describe the structure and connection relationship of each component of the antenna array 1000.
図9及び図10を参照すると、共通キャリアSCは、互いに対向する第1の板面S1及び第2の板面S2を含み、共通キャリアSCは、第1の方向D1及び第1の方向D1に直交する第2の方向D2を有する。本実施形態において、共通キャリアSCは、第1の実施形態又は第2の実施形態の複数の絶縁性キャリア1であることを例示できる。すなわち、本実施形態の共通キャリアSCは、第1の実施形態又は第2の実施形態の絶縁性キャリア1と同様であり、本実施形態と第1の実施形態又は第2の実施形態との類似点については、ここでは繰り返さない。 Referring to Figures 9 and 10, the common carrier SC includes a first plate surface S1 and a second plate surface S2 facing each other, and the common carrier SC has a first direction D1 and a second direction D2 perpendicular to the first direction D1. In this embodiment, the common carrier SC can be exemplified as a plurality of insulating carriers 1 of the first embodiment or the second embodiment. That is, the common carrier SC of this embodiment is similar to the insulating carrier 1 of the first embodiment or the second embodiment, and the similarities between this embodiment and the first embodiment or the second embodiment will not be repeated here.
すなわち、共通キャリアSCは、第1の層11、第2の層12、および第1の層11と第2の層12との間の中間層13も含む(図5または図8に示すように)。なお、第1の層11の第2の層12から離れた面を第1の板面S1とし、第2の層12の第1の層11から離れた面を第2の板面S2として定義する。 That is, the common carrier SC includes a first layer 11, a second layer 12, and an intermediate layer 13 between the first layer 11 and the second layer 12 (as shown in FIG. 5 or FIG. 8). Note that the surface of the first layer 11 away from the second layer 12 is defined as the first plate surface S1, and the surface of the second layer 12 away from the first layer 11 is defined as the second plate surface S2.
図9及び図10を参照すると、本実施形態のマイクロストリップアンテナ100”の各々は、第1の実施形態又は第2の実施形態のマイクロストリップアンテナ100、100’であると例示することができる。すなわち、本実施形態の4つのマイクロストリップアンテナ100”の各々は、第1の実施形態又は第2の実施形態のマイクロストリップアンテナ100,100’と同様であり、本実施形態との類似点としては、円形状本体部2、接地素子4、2つの導電ポスト5及びパワーデバイダー6(図1に示す)が挙げられるため、本実施形態と第1の実施形態又は第2の実施形態の類似点は、ここでは繰り返さないことにする。説明の便宜上、マイクロストリップアンテナ100”の各々の円形状本体部2と2つの円形状給電点3は、さらにアンテナ構造体ASとして定義することができる。 9 and 10, each of the microstrip antennas 100" of this embodiment can be exemplified as the microstrip antennas 100, 100' of the first or second embodiment. That is, each of the four microstrip antennas 100" of this embodiment is similar to the microstrip antennas 100, 100' of the first or second embodiment, and the similarities with this embodiment include the circular body 2, the ground element 4, the two conductive posts 5, and the power divider 6 (shown in FIG. 1), so the similarities between this embodiment and the first or second embodiment will not be repeated here. For convenience of explanation, each of the circular body 2 and the two circular feed points 3 of the microstrip antenna 100" can be further defined as an antenna structure AS.
なお、共通キャリアSC上の4つのマイクロストリップアンテナ100”に接続される回路200の使用面積を小さくするために(図11に示すように)、4つのマイクロストリップアンテナ100”を次のように構成することができる。 In order to reduce the area used by the circuit 200 connected to the four microstrip antennas 100" on the common carrier SC (as shown in FIG. 11), the four microstrip antennas 100" can be configured as follows:
具体的には、4つのマイクロストリップアンテナ100”は、共通キャリアSC上で互いに間隔をあけて配置されており、4つのマイクロストリップアンテナ100”は、第1の方向D1及び第2の方向D2に沿ってマトリクス状に配置されている。また、第1の板面S1において、第2の方向D2に沿ったアンテナ構造体ASのうち、隣接する任意の2つのものは、2回回転対称の関係にある。また、第2の板面S2において、第1の方向D1又は第2の方向D2に沿った分電体6のうち、いずれか2つの隣接するものは、鏡像の関係を有している。 Specifically, the four microstrip antennas 100" are arranged at intervals on the common carrier SC, and the four microstrip antennas 100" are arranged in a matrix along the first direction D1 and the second direction D2. Furthermore, on the first plate surface S1, among the antenna structures AS along the second direction D2, any two adjacent ones have a two-fold rotational symmetry relationship. Furthermore, on the second plate surface S2, among the power distributors 6 along the first direction D1 or the second direction D2, any two adjacent ones have a mirror image relationship.
例えば、図9に示すように、第1の板面S1は、第2の方向D2に平行な第1の中心線CL1を有している。また、第1の板面S1は、第1の列CO1における2つのマイクロストリップアンテナ100”の間に第1の回転点CP1を有し、第1の回転点CP1は、第1の中心線CL1(及び2つの円形状本体部2の中心の連結線)によって通過される。さらに、第1の板面S1は、第2の列CO2における2つのマイクロストリップアンテナ100”の間にも第2の回転点CP2を有し、第2の回転点CP2は、第1の中心線CL1(および2つの円形状本体部2の中心の接続線)によって通過される。第1の列RO1における2つのマイクロストリップアンテナ100”の2つの円形状給電点3がそれぞれ第1の回転点CP1及び第2の回転点CP2に対して180度回転すると、第1の列RO1における2つのマイクロストリップアンテナ100”の円形状給電点3を第2の列RO2における2つのマイクロストリップアンテナ100”の円形状給電点3に重ね合わせることが出来る。 For example, as shown in FIG. 9, the first plate surface S1 has a first center line CL1 parallel to the second direction D2. The first plate surface S1 also has a first rotation point CP1 between the two microstrip antennas 100" in the first row CO1, and the first rotation point CP1 is passed by the first center line CL1 (and the connecting line of the centers of the two circular body portions 2). The first plate surface S1 also has a second rotation point CP2 between the two microstrip antennas 100" in the second row CO2, and the second rotation point CP2 is passed by the first center line CL1 (and the connecting line of the centers of the two circular body portions 2). When the two circular feed points 3 of the two microstrip antennas 100" in the first row RO1 are rotated 180 degrees with respect to the first rotation point CP1 and the second rotation point CP2, respectively, the circular feed points 3 of the two microstrip antennas 100" in the first row RO1 can be superimposed on the circular feed points 3 of the two microstrip antennas 100" in the second row RO2.
さらに、図10に示すように、第2の板面S2は、第1の方向D1及び第2の方向D2に平行な2本の第2の中心線CL2を有する。そして、第1の列RO1の2つのパワーデバイダー6と第2の列RO2の2つのパワーデバイダー6は、2つの第2の中心線CL2のうちの1つを第2の方向D2に平行な軸として対称に配置されており、第1の列CO1の2つのパワーデバイダー6と第2の列CO2の2つのパワーデバイダー6は、2つの第2の中心線CL2のうちの1つを第1の方向D1に平行な軸として対称に配置されている。 Furthermore, as shown in FIG. 10, the second plate surface S2 has two second center lines CL2 parallel to the first direction D1 and the second direction D2. The two power dividers 6 in the first row RO1 and the two power dividers 6 in the second row RO2 are arranged symmetrically with one of the two second center lines CL2 as an axis parallel to the second direction D2, and the two power dividers 6 in the first row CO1 and the two power dividers 6 in the second row CO2 are arranged symmetrically with one of the two second center lines CL2 as an axis parallel to the first direction D1.
当然のことながら、本発明の別の実施形態(図示せず)において、アンテナアレイ1000は、4M個のマイクロストリップアンテナ100”を含んでもよく、Mは正の整数である。 Of course, in another embodiment of the present invention (not shown), the antenna array 1000 may include 4M microstrip antennas 100", where M is a positive integer.
[実施形態の有益な効果]。
結論として、本発明が提供するマイクロストリップアンテナにおいて、「2つの円形状給電点は、円形状本体部と容量効果を生じるように構成され」、「2つの円形状給電点の各々は第2の円心を有し、第2の円心と第1の円心との最短距離は半径の1/2未満である」ことによって、マイクロストリップアンテナは、アイソレーションを有効に改善すると同時に軸比も小さくできる。
Beneficial Effects of the Embodiments.
In conclusion, in the microstrip antenna provided by the present invention, "the two circular feed points are configured to generate a capacitive effect with the circular body," and "each of the two circular feed points has a second circular center, and the shortest distance between the second circular center and the first circular center is less than 1/2 of the radius," thereby enabling the microstrip antenna to effectively improve isolation and simultaneously reduce the axial ratio.
以上に開示された内容は本発明の好ましい実施形態に過ぎず、これにより本発明の特許請求の範囲を制限するものではない。そのため、本発明の明細書及び添付図面の内容に基づき為された等価の技術変形は、全て本発明の特許請求の範囲に含まれるものとする。 The above disclosure is merely a preferred embodiment of the present invention, and does not limit the scope of the claims of the present invention. Therefore, all equivalent technical modifications made based on the contents of the specification and accompanying drawings of the present invention are intended to be included in the scope of the claims of the present invention.
1000 アンテナアレイ
100、100’、100” マイクロストリップアンテナ
1 絶縁性キャリア
11 第1の層
12 第2の層
13 中間層
H13 貫通孔
2 円形状本体部
H21 円形状貫通孔
3 円形状給電点
4 接地素子
H4 干渉回避穴
5 導電柱
6 パワーデバイダー
C1 第1の円心
C2 第2の円心
R 半径
T1 最短距離
L1 第1の延長線
L2 第2の延長線
SC 共通キャリア
AS アンテナ構造体
S1 第1の板面
S2 第2の板面
D1 第1の方向
D2 第2の方向
RO1 第1の行
RO2 第2の行
CO1 第1の列
CO2 第2の列
CP1 第1の回転点
CP2 第2の回転点
CL1 第1の中心線
CL2 第2の中心線
200 回路
1000 Antenna Array
100, 100', 100" Microstrip antenna 1 Insulating carrier 11 First layer 12 Second layer 13 Intermediate layer H13 Through hole 2 Circular body H21 Circular through hole 3 Circular feeding point 4 Ground element H4 Interference avoidance hole 5 Conductive pillar 6 Power divider C1 First circle center C2 Second circle center R Radius T1 Minimum distance L1 First extension line L2 Second extension line SC Common carrier AS Antenna structure S1 First plate surface S2 Second plate surface D1 First direction D2 Second direction RO1 First row RO2 Second row CO1 First column CO2 Second column CP1 First rotation point CP2 Second rotation point CL1 First center line CL2 Second center line 200 Circuit
Claims (7)
前記4つのマイクロストリップアンテナそれぞれは、
絶縁性キャリアと、
前記絶縁性キャリアに配置され、第1の円心と半径を有する、円形状本体部と、
前記円形状本体部によって囲まれ、前記円形状本体部と容量効果を生じるように前記円形状本体部に接続されない構成とされており、それぞれが前記第1の円心との最短距離が前記半径の1/2未満となる、2つの円形状給電点と、
前記絶縁性キャリア上に配置された接地素子と、
前記2つの円形状給電点の間に90度の位相差を生成するように、前記2つの円形状給電点に電気的に結合される、パワーデバイダーと、
を備え、
前記4つのマイクロストリップアンテナは、2×2マトリクス状に配置され、2×2マトリクスの第1の列における2つのマイクロストリップアンテナの、一方の前記円形状本体部及び前記円形状給電点と、他方の前記円形状本体部及び前記円形状給電点と、が互いに対して180度回転対称に配置され、かつ、前記2×2マトリクスの第2の列における2つのマイクロストリップアンテナの、一方の前記円形状本体部及び前記円形状給電点と、他方の前記円形状本体部及び前記円形状給電点と、が互いに対して180度回転対称に配置され、
前記2×2マトリクスの前記第1の列における前記2つのマイクロストリップアンテナの、一方の前記パワーデバイダーの幾何形状と、他方の前記パワーデバイダーと、が前記2×2マトリクスの列方向に垂直な前記絶縁性キャリアの中心軸に関して線対称に配置され、前記2×2マトリクスの前記第2の列における前記2つのマイクロストリップアンテナの、一方の前記パワーデバイダーの幾何形状と、他方の前記パワーデバイダーの幾何形状と、が前記中心軸に関して線対称に配置されることを特徴とするアンテナアレイ。 1. An antenna array comprising four microstrip antennas,
Each of the four microstrip antennas has:
an insulating carrier;
a circular body portion disposed on the insulating carrier and having a first center and a radius;
two circular feeding points that are surrounded by the circular main body and are not connected to the circular main body so as to generate a capacitive effect with the circular main body, and each of the two circular feeding points has a shortest distance from the first circle center that is less than half the radius;
a ground element disposed on the insulating carrier;
a power divider electrically coupled to the two circular feed points to create a 90 degree phase difference between the two circular feed points;
Equipped with
The four microstrip antennas are arranged in a 2×2 matrix, and the circular body and the circular feed point of one of the two microstrip antennas in a first column of the 2×2 matrix are arranged with 180° rotational symmetry with respect to each other, and the circular body and the circular feed point of one of the two microstrip antennas in a second column of the 2×2 matrix are arranged with 180° rotational symmetry with respect to each other,
An antenna array characterized in that the geometric shape of one of the power dividers of the two microstrip antennas in the first column of the 2 x 2 matrix and the geometric shape of the other of the power dividers are arranged line-symmetrically with respect to a central axis of the insulating carrier perpendicular to the column direction of the 2 x 2 matrix, and the geometric shape of one of the power dividers of the two microstrip antennas in the second column of the 2 x 2 matrix and the geometric shape of the other of the power dividers are arranged line-symmetrically with respect to the central axis .
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