JP7680885B2 - Antenna Device - Google Patents
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Description
本発明は、通信機能を有する機器に使用される、複数のアンテナで構成されたアンテナ装置に関する。 The present invention relates to an antenna device consisting of multiple antennas, which is used in devices with communication capabilities.
近年、情報端末機器に代表される多種多様な機器に無線LAN、WiMAX(登録商標)、WiFi(登録商標)、BlueTooth(登録商標)をはじめとする無線データ通信システムが採用されており、これらの通信に使用されるアンテナの需要が高まっている。 In recent years, wireless data communication systems such as wireless LAN, WiMAX (registered trademark), WiFi (registered trademark), and BlueTooth (registered trademark) have been adopted in a wide variety of devices, including information terminal devices, and the demand for antennas used in these communications is increasing.
また、通信速度を向上させるために、一つの通信装置に多数のアンテナを搭載する場面も存在する。 In addition, there are situations where multiple antennas are installed in one communication device to improve communication speed.
一つの通信装置に多数のアンテナを搭載する際に課題となるのが、アンテナ間の相互干渉による通信特性の低下であり、アンテナ間の相互干渉を抑制するために種々の手法が提案されている。 When multiple antennas are installed in one communication device, a problem occurs in that mutual interference between the antennas can degrade communication characteristics, and various methods have been proposed to suppress the mutual interference between the antennas.
アンテナ間の相互干渉を低減する方法として、アンテナ間のグランドにスリットを設ける方法(特許文献1)や、アンテナ間のグランド板に突出部を設ける方法(特許文献2)などが提案されている。しかしながら、これらの手法は複数のアンテナでグランド板を共有しているため、一方のアンテナに給電された高周波電流がグランド板を介して他方のアンテナに流れ込む現象が完全に抑制できず、相互干渉の低減効果が不十分な場合もある。 Methods proposed to reduce mutual interference between antennas include providing a slit in the ground between the antennas (Patent Document 1) and providing a protrusion on the ground plate between the antennas (Patent Document 2). However, these methods share a ground plate between multiple antennas, so they cannot completely prevent the high-frequency current supplied to one antenna from flowing through the ground plate into the other antenna, and there are cases in which the effect of reducing mutual interference is insufficient.
複数のアンテナによるグランド板の共有を解消することで相互干渉を低減させることができるが、電波の空間伝搬に起因する相互干渉が依然として残る。複数のアンテナがグランド板を共有していない際に相互干渉を低減させる手法としては、アンテナ間に遮蔽板を設ける方法(特許文献3)が提案されている。 Although mutual interference can be reduced by eliminating the need for multiple antennas to share a ground plate, mutual interference caused by the spatial propagation of radio waves still remains. A method of providing a shielding plate between antennas (Patent Document 3) has been proposed as a method for reducing mutual interference when multiple antennas do not share a ground plate.
しかしながら、アンテナ間に遮蔽板を設ける方法は、遮蔽板を設ける場所をアンテナ間に確保する必要があるとともに、遮蔽板自体も一定の面積・体積を有するため、アンテナの小型化の面で難があり、通信機器においてアンテナを搭載する空間に限りがある場合は、採用が難しい方法である。 However, the method of installing a shield between antennas requires that a space be secured between the antennas for the shield, and the shield itself has a certain area and volume, making it difficult to miniaturize the antenna. This method is difficult to adopt when there is limited space in the communications device to install the antenna.
本発明の課題は、グランド板を共有しない複数のアンテナで構成されたアンテナ装置において、アンテナ間の相互干渉を抑制できるとともに、小型化も考慮したアンテナ装置を提供することにある。 The objective of the present invention is to provide an antenna device that is composed of multiple antennas that do not share a ground plate, and that can suppress mutual interference between the antennas while also taking into consideration miniaturization.
本発明者はアンテナの構造と装置内における配置方法を鋭意検討した結果、それぞれのアンテナが有するグランド板を、所定の長さ、距離で近接させることにより、遮蔽板が無くとも電波の空間伝搬に起因する相互干渉を抑制でき、その結果小型化が達成されたアンテナ装置を実現した。 After extensive research into the structure of the antennas and the method of placement within the device, the inventors were able to realize an antenna device that is compact by placing the ground plates of each antenna close to each other at a specified length and distance, thereby suppressing mutual interference caused by the spatial propagation of radio waves even without the need for a shielding plate.
本発明のアンテナ装置では、以下の効果が期待できる。
(1)各アンテナがグランド板を共有していないため、グランド板を介したアンテナ間の相互干渉が原則として発生しない。
(2)遮蔽板などの追加部材が無くても電波の空間伝搬に起因する相互干渉が抑制できるため、アンテナ装置の小型化に寄与する。
The antenna device of the present invention is expected to have the following advantages.
(1) Since the antennas do not share a ground plate, mutual interference between the antennas via the ground plate does not occur in principle.
(2) Mutual interference caused by the spatial propagation of radio waves can be suppressed without the need for additional components such as a shielding plate, which contributes to the miniaturization of the antenna device.
以下、図1を参照しながら、本発明について説明する。 The present invention will now be described with reference to Figure 1.
本発明のアンテナ装置1は、図1に示すように、第1アンテナA1と第2アンテナA2とを有する。
As shown in Figure 1, the
第1アンテナA1は、第1グランド板11、第1グランド板11の輪郭辺から延出する第1放射素子部21、第1放射素子部21に設けられた第1給電点P1に接続される第1給電線路31とで構成され、任意の周波数帯域fの信号を送信または受信できるように構成される。図1において、第1放射素子部21は第1グランド板11の輪郭辺から垂直に延出した態様となっているが、第1放射素子部21が延出する方向はこれに限定されない。
The first antenna A1 is composed of a
第2アンテナA2は、第2グランド板12、第2グランド板12の輪郭辺から延出する第2放射素子部22、第2放射素子部22に設けられた第2給電点P2に接続される第2給電線路32とで構成される。また、第2アンテナA2は原則として、第1アンテナA1と同様、周波数帯域fの信号を送信または受信できるように構成される。図1において、第2放射素子部22は第2グランド板12の輪郭辺から垂直に延出した態様となっているが、第2放射素子部22が延出する方向はこれに限定されない。
The second antenna A2 is composed of a
本発明で特徴的なことは、第1グランド板11と第2グランド板12の間に両端が開放されたスリットSが形成されるよう、第1グランド板11と第2グランド板12とを対向させて配置することである。
The characteristic feature of the present invention is that the
この時、スリットSは、第1アンテナA1、及び第2アンテナA2が対応する周波数帯域fで共振するように形成する。 At this time, the slit S is formed so that the first antenna A1 and the second antenna A2 resonate in the corresponding frequency band f.
周波数帯域fで共振するようにスリットSを形成するためには、スリットSの長さを原則として、第1アンテナA1、及び第2アンテナA2が送受信する周波数帯域fの電波が有する波長λの略2分の1に設定する。 In order to form the slit S so that it resonates in the frequency band f, the length of the slit S is set, in principle, to approximately half the wavelength λ of the radio waves in the frequency band f transmitted and received by the first antenna A1 and the second antenna A2.
波長λの略2分の1の長さは、厳密にλの2分の1である必要はなく、λの2分の1を基準としていれば、アンテナ装置1の実使用状況に応じた変動が許容される。
The length of approximately half the wavelength λ does not have to be exactly half λ, and as long as half λ is used as the standard, fluctuations according to the actual usage conditions of the
なお、スリットSの長さは必ずしも波長λの略2分の1の長さに設定する必要はなく、スリットSが周波数帯域fで共振することを優先して長さが決定される。例えば、本発明のアンテナ装置1を通信装置の筐体等に収容した際に、アンテナ装置1の周囲に誘電体で形成された材料が存在し、誘電体による波長短縮効果の影響を受ける場合などは、スリットSの長さを波長短縮効果を考慮した値に設定しても良い。
The length of the slit S does not necessarily have to be set to approximately half the wavelength λ, and the length is determined by prioritizing the resonation of the slit S in the frequency band f. For example, when the
本発明では、第1アンテナA1と第2アンテナA2は電気的に独立しているため、
第1アンテナA1に供給された高周波電流が第2アンテナA2に流れ込むことは原則として発生せず、その逆も発生しないため、グランド板10を介したアンテナA間の相互干渉は抑制される。
In the present invention, the first antenna A1 and the second antenna A2 are electrically independent.
In principle, high frequency current supplied to the first antenna A1 does not flow into the second antenna A2, and vice versa, so that mutual interference between the antennas A via the
さらに本発明では、第1グランド板11と第2グランド板12の間に両端が開放されたスリットSが存在することで、空間伝搬による相互干渉も抑制される。
Furthermore, in the present invention, the presence of a slit S with open ends between the
アンテナ装置1で通信を行う際、第1グランド板11、第2グランド板12にも周波数帯域fに相当する高周波電流が流れるが、第1グランド板11、第2グランド板12の間に周波数帯域fで共振するスリットSが存在することで、この高周波電流に起因するスリット共振がスリットSに発生する。
When communication is performed using the
スリットSに共振が発生することで、図2に示すように、スリットSは周波数帯域fに相当する電波を放射するスリットアンテナとして機能することになる。すなわち、スリットSは周波数帯域fの信号を放射できるスリットアンテナを模して形成されたものであると言うこともできる。 When resonance occurs in the slit S, as shown in Figure 2, the slit S functions as a slit antenna that emits radio waves corresponding to the frequency band f. In other words, it can be said that the slit S is formed to imitate a slit antenna that can emit signals in the frequency band f.
第1アンテナA1と第2アンテナA2の間に、両アンテナAが対応する周波数帯域fに相当する電波を放射するスリットSが存在することで、第1アンテナA1から第2アンテナA2へと向かう電波は図2に示したように、スリットSの共振によって発生する電波が干渉することによって弱められ、空間伝搬に起因する第1アンテナA1による第2アンテナA2への干渉は抑制される。 Between the first antenna A1 and the second antenna A2, there is a slit S that emits radio waves corresponding to the frequency band f to which both antennas A correspond. As shown in FIG. 2, the radio waves traveling from the first antenna A1 to the second antenna A2 are weakened by interference caused by the radio waves generated by the resonance of the slit S, and interference of the first antenna A1 with the second antenna A2 caused by spatial propagation is suppressed.
同様に、第2アンテナA2から第1アンテナA1へと向かう電波も、スリットSの共振によって発生する電波が干渉することによって弱められ、空間伝搬に起因する第2アンテナA2による第1アンテナA1への干渉も抑制される。 Similarly, the radio waves traveling from the second antenna A2 to the first antenna A1 are weakened by interference from the radio waves generated by the resonance of the slit S, and interference from the second antenna A2 to the first antenna A1 caused by spatial propagation is also suppressed.
このように、第1アンテナA1から第2アンテナA2へと向かう空間伝搬、及び第2アンテナA2から第1アンテナA1へと向かう空間伝搬のそれぞれが低減することで、空間伝搬に起因して第1アンテナA1と第2アンテナA2との間で発生する相互干渉が抑制される。 In this way, the spatial propagation from the first antenna A1 to the second antenna A2 and from the second antenna A2 to the first antenna A1 are both reduced, thereby suppressing mutual interference that occurs between the first antenna A1 and the second antenna A2 due to spatial propagation.
以上より、本発明では遮蔽板のような追加部材を必要とせずに相互干渉の抑制ができるとともに、スリットSを形成するために、第1アンテナA1、第2アンテナA2を近接して配置することになるため、アンテナ装置1の小型化に寄与する。
As described above, the present invention can suppress mutual interference without requiring additional components such as a shielding plate, and since the first antenna A1 and the second antenna A2 are placed close to each other to form the slit S, it contributes to the miniaturization of the
本発明においては、第1アンテナA1と第2アンテナA2を近接して配置することになるが、スリットSを形成する関係で第1放射素子部21と第2放射素子部22との間に一定の距離が確保され、この点も第1アンテナA1と第2アンテナA2との間で発生する相互干渉の抑制に寄与する。
In the present invention, the first antenna A1 and the second antenna A2 are placed close to each other, but due to the formation of the slit S, a certain distance is ensured between the first radiating
スリットSの幅は、スリットSがスリットアンテナとして機能ように設定され、通常は1~5mm程度に設定される。 The width of the slit S is set so that the slit S functions as a slit antenna, and is usually set to about 1 to 5 mm.
また、本発明におけるスリットSは、図3、4に示すように屈曲部を有した形状とするのが好ましい。 In addition, it is preferable that the slit S in the present invention has a shape with a bent portion as shown in Figures 3 and 4.
スリットSを屈曲部を有した形状とした場合、スリットSの共振による放射が複数方向に発生するため、直線状のスリットSで十分に低減できなかった空間伝搬も低減できるようになるため、相互干渉抑制効果の安定化に寄与する。 When the slit S has a bent shape, radiation due to resonance of the slit S occurs in multiple directions, making it possible to reduce spatial propagation that could not be sufficiently reduced with a straight slit S, thereby contributing to stabilizing the mutual interference suppression effect.
また、図4に示したように屈曲部を有したスリットSを形成した場合は、直線状のスリットSと比較して少ないスペースで同等の長さを有するスリットSを形成することができるため、アンテナ装置1の小型化に寄与する。
In addition, when a slit S having a bent portion is formed as shown in FIG. 4, a slit S having the same length as a straight slit S can be formed in a smaller space than a straight slit S, which contributes to miniaturization of the
スリットSの形状は本発明の技術的思想の範囲内で任意の形状に設定することができるが、アンテナ装置1の製造を容易にする観点では、図3、4に示したように略L字状に屈曲した形状とするのが好ましい。略L字状のスリットSを形成する際、図4に示したように、第1アンテナA1の第1グランド板11aに延出部11bを設けるなど、一方のアンテナAのグランド板10の形状を変更することで形成できるため、少ない手間で屈曲部を有したスリットSを形成することができる。
The shape of the slit S can be set to any shape within the scope of the technical concept of the present invention, but from the viewpoint of facilitating the manufacture of the
なお、略L字状のスリットSは、屈曲部の屈曲角度が90°となっているスリットSを指すが、厳密に90°である必要はなく、多少の変動が許容される。 Note that the approximately L-shaped slit S refers to a slit S with a bending angle of 90° at the bend, but it does not have to be exactly 90° and some variation is allowed.
スリットSを略L字状に形成する際は、水平部の長さをL1、垂直部の長さをL2とした際に、L1:L2を2:1~1:2の範囲内に設定するのが好ましい。 When forming the slit S into a roughly L-shape, it is preferable to set the L1:L2 ratio within the range of 2:1 to 1:2, where L1 is the length of the horizontal portion and L2 is the length of the vertical portion.
この設定は、L1:L2は1:1を基準とし、基準から大きく変更しないことを意図する。 This setting is intended to use a standard L1:L2 ratio of 1:1 and not to vary significantly from that standard.
L1:L2を上記の範囲内に設定することで、スリットSに発生する共振が安定し、安定した相互干渉抑制効果を得ることができる。 By setting L1:L2 within the above range, the resonance occurring in the slit S is stabilized, and a stable mutual interference suppression effect can be obtained.
加えて、本発明においては、各アンテナAが有する放射素子部20の位置関係も考慮することで、より良好なアンテナA間での相互干渉の抑制効果を得ることができる。
In addition, in the present invention, by taking into consideration the relative positions of the radiating
具体的には、図3、4に示したように、第1放射素子部21を延出させる第1グランド板11の輪郭辺と、第2放射素子部22を延出させる第2グランド板12の輪郭辺の位置関係を、略直角とするのが好ましい。
Specifically, as shown in Figures 3 and 4, it is preferable that the positional relationship between the contour side of the
このような位置関係で放射素子部20を設けることで、第1アンテナA1の指向性の主軸と第2アンテナA2の指向性の主軸の向きが異なることになり、各アンテナAが送受信する電波間での干渉が低減し、アンテナA間での相互干渉の抑制効果が安定する。
By arranging the radiating
本発明に使用するアンテナAが有する放射素子部20の形状は特定のものに限定されず、所望する通信特性に応じて種々の形状のものを使用することができる。逆F形アンテナとして機能する直線状の素子の他、コの字状やメアンダ状といった折り返し構造を有するもの、複数の周波数に対応する分岐状のものなどが使用でき、アンテナA内に放射素子部20と容量結合してアンテナ特性を発現させるための無給電素子を設けても良い。図1、2では、一例として折り返し構造を有する放射素子部20が記載されている。
The shape of the radiating
本発明に使用するアンテナAは、洋白(白銅)、銅、鉄、黄銅、鋼等で作られた、厚さ0.1~1mm程度の金属一枚板を打ち抜いて一体成型したアンテナエレメントや、誘電体基板上に導電パターンを設けたアンテナエレメント、あるいは両者を組み合わせて構成されたアンテナエレメントなど使用して構成される。 The antenna A used in the present invention is constructed using an antenna element that is punched out of a single metal plate about 0.1 to 1 mm thick and made of nickel silver (cupronickel), copper, iron, brass, steel, etc., and molded into a single piece, an antenna element with a conductive pattern on a dielectric substrate, or an antenna element that is a combination of both.
本発明に使用する給電線路30としては、周知のフッ素樹脂被覆等の高周波同軸ケーブルを使用すればよい。この高周波同軸ケーブルの内部導体、あるいは外部導体をアンテナAの所定の場所に接続するには、ハンダ付による固定、あるいはカシメによる固定などを利用すれば良い。
The
本発明のアンテナ装置1は、通信装置に組み込まれる形で使用される。
The
本発明の実施例として、図1~3に示したアンテナ装置1を作成・評価した。以下、各実施例に共通する、アンテナ装置の作成・評価方法について述べる。
As an embodiment of the present invention, the
1.アンテナの作成
厚さが0.4mmの亜鉛めっき鋼板を打ち抜いて、所定の形状のグランド板10と放射素子部20を有するアンテナエレメントを作成する。
各実施例とも、放射素子部20の基本形状は折り返し構造を有した同じものを使用し、細部寸法は、無線LAN帯域(2.45GHz帯域、波長λ≒122mm)の電波を送信または受信できるアンテナとして機能するように設定した。
1. Preparation of an Antenna An antenna element having a
In each embodiment, the basic shape of the radiating
給電線路30として、内部導体、フッ素樹脂(PFA)製絶縁体、外部導体、PFA製外被で構成された同軸ケーブルを準備した。
同軸ケーブルの先端を段剥ぎし、放射素子部20の所定の場所に内部導体をはんだ付けして給電点Pとした。
グランド板10の所定の場所に外部導体をはんだ付けしてアースポイントGとし、アンテナAが完成した。
また、同軸ケーブルの反対側には高周波回路に接続できるよう、周知の同軸ケーブル用コネクタが設けられている。
As the
The tip of the coaxial cable was stripped in a step, and the inner conductor was soldered to a predetermined location of the radiating
An external conductor was soldered to a predetermined location on the
Furthermore, a well-known coaxial cable connector is provided on the other side of the coaxial cable so that it can be connected to a high-frequency circuit.
2.アンテナ装置の作成
以上述べたアンテナAの作成方法に従って作成した第1アンテナA1と第2アンテナA2とを、第1グランド板11と第2グランド板12とが対向してスリットSを形成するように樹脂基材上に固定し、アンテナ装置1を完成させた。スリットSの長さは樹脂基材の存在による波長短縮効果等を考慮し、スリットSに共振が発生する寸法に設定した。
2. Creation of the Antenna Device The first antenna A1 and the second antenna A2 created according to the above-described method for creating the antenna A were fixed onto a resin substrate so that the
3.アンテナ装置の評価
第1アンテナA1、第2アンテナA2のそれぞれに2.45GHz帯の高周波信号を給電し、各アンテナAのV.S.W.Rと、第1アンテナA1と第2アンテナA2との間に発生する相互干渉(アイソレーション)を測定した。
3. Evaluation of the Antenna Device A high-frequency signal in the 2.45 GHz band was fed to each of the first antenna A1 and the second antenna A2, and the V.S.W.R of each antenna A and the mutual interference (isolation) occurring between the first antenna A1 and the second antenna A2 were measured.
[実施例1]
実施例1として、図1に示した態様のアンテナ装置1-1を作成した。実施例1において、第1アンテナA1-1、第2アンテナA2-1は同じものを使用した。各アンテナAのグランド板10の大きさは27mm×24.5mmとし、長さ27mmの輪郭辺を対向配置させ、長さ27mm、幅3mmのスリットSを形成した。アンテナ装置1の外寸法は27mm×52mmである。放射素子部20は、スリットSを構成するグランド板10の輪郭辺の反対側の輪郭辺から、グランド板10に対して垂直に延出させた。
[Example 1]
As Example 1, an antenna device 1-1 of the aspect shown in Fig. 1 was created. In Example 1, the same first antenna A1-1 and second antenna A2-1 were used. The size of the
実施例1のアンテナ装置1-1のV.S.W.Rを図6、アイソレーションを図7に示す。図6において実線が第1アンテナA1-1の、破線が第2アンテナA2-1のV.S.W.Rである。 The V.S.W.R of the antenna device 1-1 of the first embodiment is shown in FIG. 6, and the isolation is shown in FIG. 7. In FIG. 6, the solid line indicates the V.S.W.R of the first antenna A1-1, and the dashed line indicates the V.S.W.R of the second antenna A2-1.
[実施例2]
実施例2として、図3に示した態様のアンテナ装置1-2を作成した。実施例2において、第1アンテナA1-2は、実施例1で使用した第1アンテナA1-1と同じものを使用した。第2アンテナA2-2は、実施例1で使用した第2アンテナA2-1を基に、大きさ27mm×24.5mmの第2グランド板12aから、長さ27mm×幅5mmのL字状の延出部12bを延出させた構造とした。なお、延出部12bの長さは、延出部12bの幅方向中心における寸法である。
[Example 2]
As Example 2, an antenna device 1-2 was created in the manner shown in Fig. 3. In Example 2, the first antenna A1-2 used was the same as the first antenna A1-1 used in Example 1. The second antenna A2-2 was based on the second antenna A2-1 used in Example 1, and had a structure in which an L-shaped extension portion 12b with a length of 27 mm and a width of 5 mm was extended from a second ground plate 12a with a size of 27 mm x 24.5 mm. The length of the extension portion 12b is the dimension at the center in the width direction of the extension portion 12b.
実施例2では第1放射素子部21が延出する第1グランド板11の輪郭辺と、第2放射素子部22が延出する第2グランド板12の輪郭辺の位置関係が略直角になるよう、第1アンテナA1、第2アンテナA2を配置し、グランド板の間には幅3mmのL字状スリットSを形成した。スリットSの長さは、スリットSの幅方向中心における寸法で、水平部の長さL1が9.5mm、垂直部の長さL2が28.5mm、全長38mmとした。アンテナ装置1の外寸法は40mm×54mmである。
In Example 2, the first antenna A1 and the second antenna A2 are arranged so that the contour side of the
実施例2のアンテナ装置1-2のV.S.W.Rを図8、アイソレーションを図9に示す。図8において実線が第1アンテナA1-2の、破線が第2アンテナA2-2のV.S.W.Rである。 The V.S.W.R of the antenna device 1-2 of the second embodiment is shown in Figure 8, and the isolation is shown in Figure 9. In Figure 8, the solid line indicates the V.S.W.R of the first antenna A1-2, and the dashed line indicates the V.S.W.R of the second antenna A2-2.
[実施例3]
実施例3として、図4に示した態様のアンテナ装置1-3を作成した。実施例3において、第1アンテナA1-3は、実施例1で使用した第1アンテナA1-1を基に、大きさ27mm×24.5mmの第1グランド板11aから、長さ32mm×幅5mmの直線状の延出部11bを延出させた構造とした。第2アンテナA2-3は、実施例1で使用した第2アンテナA2-1と同じものを使用した。
[Example 3]
As Example 3, an antenna device 1-3 was created as shown in Fig. 4. In Example 3, the first antenna A1-3 was based on the first antenna A1-1 used in Example 1, and had a structure in which a linear extension portion 11b measuring 32 mm in length and 5 mm in width extended from a first ground plate 11a measuring 27 mm x 24.5 mm. The second antenna A2-3 was the same as the second antenna A2-1 used in Example 1.
実施例3では第1放射素子部21が延出する第1グランド板11の輪郭辺と、第2放射素子部22が延出する第2グランド板12の輪郭辺の位置関係が略直角になるよう、第1アンテナA1、第2アンテナA2を配置し、グランド板の間には幅3mmのL字状スリットSを形成した。スリットSの長さは、スリットSの幅方向中心における寸法で、水平部の長さL1が28.5mm、垂直部の長さL2が20.5mm、全長49mmとした。アンテナ装置1の外寸法は32mm×56mmである。
In Example 3, the first antenna A1 and the second antenna A2 are arranged so that the contour side of the
実施例3のアンテナ装置1-3のV.S.W.Rを図10、アイソレーションを図11に示す。図10において実線が第1アンテナA1-2の、破線が第2アンテナA2-2のV.S.W.Rである。 The V.S.W.R of the antenna device 1-3 of the third embodiment is shown in FIG. 10, and the isolation is shown in FIG. 11. In FIG. 10, the solid line indicates the V.S.W.R of the first antenna A1-2, and the dashed line indicates the V.S.W.R of the second antenna A2-2.
[比較例]
比較例として、図5に示した態様のアンテナ装置1’を作成した。比較例のアンテナ装置1’は、実施例2のアンテナ装置1-2から延出部11bを割愛した態様であり、グランド板10’の間のスリットS’には十分な共振が発生しない状態となっている。
[Comparative Example]
As a comparative example, an antenna device 1' shown in Fig. 5 was created. The antenna device 1' of the comparative example is an antenna device 1-2 of Example 2 in which the extension portion 11b is omitted, and sufficient resonance does not occur in the slit S' between the ground plates 10'.
比較例のアンテナ装置1’のV.S.W.Rを図12、アイソレーションを図13に示す。図12において実線が第1アンテナA1’の、破線が第2アンテナA2’のV.S.W.Rである。 The V.S.W.R of the antenna device 1' of the comparative example is shown in Figure 12, and the isolation is shown in Figure 13. In Figure 12, the solid line indicates the V.S.W.R of the first antenna A1', and the dashed line indicates the V.S.W.R of the second antenna A2'.
実施例1~3、及び比較例のアンテナ装置を構成する各アンテナのV.S.W.Rは2450MHz(2.45GHz)近傍で低下しており、V.S.W.R上では2.45GHz帯域で使用されるアンテナ装置として必要十分な性能を持っている。 The V.S.W.R of each antenna constituting the antenna device of Examples 1 to 3 and the comparative example drops near 2450 MHz (2.45 GHz), and the V.S.W.R provides sufficient performance for an antenna device used in the 2.45 GHz band.
一方、各アンテナ装置のアイソレーションを確認すると、比較例のアンテナ装置1’におけるアンテナA’間のアイソレーションは、2.45GHz近傍において約-12dBであった。 On the other hand, when the isolation of each antenna device was checked, the isolation between antennas A' in antenna device 1' of the comparative example was approximately -12 dB near 2.45 GHz.
比較例のアンテナ装置1’に対し、アンテナA間に直線状のスリットSを設けた実施例1のアンテナ装置1-1におけるアンテナA間のアイソレーションは、2.45GHz近傍において約-17dBであり、比較例よりも改善された値となった。
In comparison with the antenna device 1' of the comparative example, the isolation between antennas A in the antenna device 1-1 of the
以上より、アンテナA間に共振が発生するように長さが設定されたスリットSを設けることで、アンテナA間の相互干渉を抑制できることが確認できた。 From the above, it was confirmed that mutual interference between antennas A can be suppressed by providing a slit S whose length is set so that resonance occurs between antennas A.
また、アンテナA間にL字状のスリットSを設けた実施例2のアンテナ装置1-2では、アンテナA間のアイソレーションが約-19dBまで減少し、実施例1よりも僅かに改善された。この結果より、屈曲部を有したスリットSをアンテナA間に設けることで、アンテナA間の相互干渉の抑制効果が向上することが確認できた。 Furthermore, in the antenna device 1-2 of Example 2, in which an L-shaped slit S is provided between the antennas A, the isolation between the antennas A is reduced to approximately -19 dB, which is slightly improved compared to Example 1. From this result, it was confirmed that by providing a slit S with a bent portion between the antennas A, the effect of suppressing mutual interference between the antennas A is improved.
さらに、アンテナA間にL字状のスリットSを設けるともに、スリットSの水平部の長さL1と垂直部の長さL2の比L1:L2を、1:1に近い1.39:1に設定した実施例3のアンテナ装置1-3では、アンテナA間のアイソレーションが約-23dBまで減少した。屈曲部を有したスリットSをアンテナA間に設けるとともに、その水平部と垂直部の寸法比を考慮することで、アンテナA間の干渉をより効果的に抑制できることが確認できた。 Furthermore, in the antenna device 1-3 of Example 3, in which an L-shaped slit S is provided between the antennas A and the ratio L1:L2 of the length L1 of the horizontal part of the slit S to the length L2 of the vertical part is set to 1.39:1, close to 1:1, the isolation between the antennas A was reduced to approximately -23 dB. It was confirmed that by providing a slit S with a bent part between the antennas A and taking into consideration the dimensional ratio of the horizontal part to the vertical part, interference between the antennas A can be more effectively suppressed.
以上、無線LAN帯域(2.45GHz帯域)に対応するアンテナ装置について説明したが、これは本発明の一例に過ぎず、本発明の思想の範囲内であれば、他の帯域に対応するアンテナ装置にも適用できることは言うまでもない。特に、アンテナ装置に使用されるアンテナの具体的構成は以上述べた例に制限されず、本発明の思想の範囲内で従来提案されている種々のアンテナ構成を適宜選択して利用することができる。 The above describes an antenna device compatible with the wireless LAN band (2.45 GHz band), but this is merely one example of the present invention, and it goes without saying that the present invention can be applied to antenna devices compatible with other bands as long as they are within the scope of the concept of the present invention. In particular, the specific configuration of the antenna used in the antenna device is not limited to the example described above, and various antenna configurations that have been proposed in the past can be appropriately selected and used within the scope of the concept of the present invention.
また、本発明のアンテナ装置を構成するアンテナの数は2つだけに限られず、3つ以上のアンテナを使用してアンテナ装置を構成しても良い。3つ以上のアンテナを使用する場合は、全てのアンテナのグランド板間でスリットを形成する必要は必ずしもなく、所望するアンテナ装置の性能に応じ、選択された2つのアンテナのグランド板間のみにスリットを形成した態様としても良い。 The number of antennas constituting the antenna device of the present invention is not limited to two, and an antenna device may be constructed using three or more antennas. When using three or more antennas, it is not necessarily necessary to form slits between the ground plates of all antennas, and a slit may be formed only between the ground plates of two selected antennas depending on the desired performance of the antenna device.
本発明のアンテナ装置は、通信機能を有した種々の機器に適用でき、IoTに使用される産業装置、通信機能を有した情報家電、自動車関連機器、アクセスポイントなどに好適に利用できる。 The antenna device of the present invention can be applied to various devices with communication functions, and can be suitably used in industrial equipment used in IoT, information appliances with communication functions, automotive-related equipment, access points, etc.
1 アンテナ装置
A アンテナ
A1 第1アンテナ
A2 第2アンテナ
10 グランド板
11、11a 第1グランド板
11b 第1グランド板の延出部
12、12a 第2グランド板
12b 第2グランド板の延出部
20 放射素子部
21 第1放射素子部
22 第2放射素子部
30 給電線路
31 第1給電線路
32 第2給電線路
S スリット
P 給電点
P1 第1給電点
P2 第2給電点
G アースポイント
G1 第1アースポイント
G2 第2アースポイント
1 Antenna device A Antenna A1 First antenna
Claims (7)
該第1アンテナと該第2アンテナはグランド板を共有しておらず、
該第1アンテナは第1グランド板と、第1グランド板の輪郭辺から該第1グランド板に対して垂直に延出する第1放射素子部と、該第1放射素子部に設けられた第1給電点に接続される第1給電線路とで構成されており、
該第2アンテナは、第2グランド板と、第2グランド板の輪郭辺から該第2グランド板に対して垂直に延出する第2放射素子部と、該第2放射素子部に設けられた第2給電点に接続される第2給電線路とで構成されており、
該第1アンテナと該第2アンテナは共通の周波数帯域の電波を送信または受信するとともに、
該第1グランド板と該第2グランド板との間に両端が開放されたスリットが形成されるよう対向配置され、
該スリットは、該周波数帯域に相当する電波を放射するスリットアンテナとして機能するように共振するよう形成されていることを特徴とするアンテナ装置。 An antenna device having a first antenna and a second antenna,
The first antenna and the second antenna do not share a ground plate;
the first antenna is composed of a first ground plate, a first radiating element portion extending from a contour side of the first ground plate perpendicular to the first ground plate , and a first feed line connected to a first feed point provided on the first radiating element portion;
the second antenna is composed of a second ground plate, a second radiating element portion extending from a contour side of the second ground plate perpendicular to the second ground plate , and a second feed line connected to a second feed point provided on the second radiating element portion,
The first antenna and the second antenna transmit or receive radio waves in a common frequency band,
the first ground plate and the second ground plate are disposed opposite to each other so that a slit having both ends open is formed between the first ground plate and the second ground plate ;
The antenna device is characterized in that the slit is formed so as to resonate and function as a slit antenna that radiates radio waves corresponding to the frequency band.
該第1グランド板の該輪郭辺の対辺と該第2グランド板の1辺とが対向するとともに、該第2グランド板の該輪郭辺の対辺と該延出部の1辺とが対向することで、該第1グランド板と該第2グランド板との間に両端が開放された略L字状に屈曲したスリットが形成されていること特徴とする、請求項4に記載のアンテナ装置。5. The antenna device according to claim 4, wherein an opposite side of the contour side of the first ground plate faces one side of the second ground plate, and an opposite side of the contour side of the second ground plate faces one side of the extension, thereby forming a slit bent in a substantially L-shape with both ends open between the first ground plate and the second ground plate.
該第1グランド板の該輪郭辺の対辺と該第2グランド板の1辺および該延出部の1辺とが対向するとともに、該第1グランド板の1辺と該延出部の他の1辺とが対向することで、該第1グランド板と該第2グランド板との間に両端が開放された略L字状に屈曲したスリットが形成されていること特徴とする、請求項4に記載のアンテナ装置。5. The antenna device according to claim 4, wherein an opposite side of the contour side of the first ground plate faces one side of the second ground plate and one side of the extending portion, and one side of the first ground plate faces another side of the extending portion, thereby forming a slit bent in a substantially L-shape with both ends open between the first ground plate and the second ground plate.
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