JP2002141725A - Antenna system - Google Patents

Antenna system

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Publication number
JP2002141725A
JP2002141725A JP2000331455A JP2000331455A JP2002141725A JP 2002141725 A JP2002141725 A JP 2002141725A JP 2000331455 A JP2000331455 A JP 2000331455A JP 2000331455 A JP2000331455 A JP 2000331455A JP 2002141725 A JP2002141725 A JP 2002141725A
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JP
Japan
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antenna
circuit board
radiating element
stub
dielectric substrate
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Pending
Application number
JP2000331455A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazusuke Yanagisawa
和介 柳沢
Ryo Horie
凉 堀江
Hironori Okado
広則 岡戸
俊祥 ▲葛▼
Shiyunsho Katsura
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yokowo Co Ltd
Original Assignee
Yokowo Co Ltd
Yokowo Mfg Co Ltd
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Publication date
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Priority to JP2000331455A priority Critical patent/JP2002141725A/en
Publication of JP2002141725A publication Critical patent/JP2002141725A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an antenna of a structure by which a frequency deviation caused when the antenna is mounted onto a printed circuit board or the like can simply be adjusted in matching the printed circuit board while the antenna of the same characteristics is manufactured and to provide an antenna system. SOLUTION: The antenna system consists of the antenna 10 where radiation elements 13 are provided on one side (front side), a ground conductor 11 is provided to the other side (rear side), and one-side ends of the radiation elements 13 are extended to the other side to form connection sections 13a and of the printed circuit board 20 on which the ground conductor 11 of the antenna 10 is mounted and onto which stubs 23 of a connection pattern 23, to which the connection sections 13a of the radiation elements 13 are connected, are formed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ブルートゥース
(blue tooth)用またはGPS(global positioning s
ystem)のように、逆Fアンテナやセラミックアンテナ
のような小形アンテナがプリント基板などの回路基板に
搭載されるアンテナ装置に関する。さらに詳しくは、回
路基板などに搭載されることにより生じる共振周波数の
ズレを簡単に調整し得るアンテナ装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a bluetooth or GPS (global positioning system).
The present invention relates to an antenna device in which a small antenna such as an inverted F antenna or a ceramic antenna is mounted on a circuit board such as a printed board. More specifically, the present invention relates to an antenna device that can easily adjust a deviation of a resonance frequency caused by being mounted on a circuit board or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】アンテナは、空間を伝播する電波を受信
するため、通常は空間内に配置して四方からの電波を受
信することができるようにして用いられる。しかし、た
とえばブルートゥース用とかGPS用などのように、機
器の小形化の要請から、信号処理回路などが形成される
回路基板などの一部に直接搭載されて用いられる場合も
ある。このようなアンテナには、アンテナの小形化を図
るため、セラミック基板を用いてその表面にパッチアン
テナ素子を設ける構造のアンテナが知られている。すな
わち、図5にその一例の斜視および断面の構成説明図が
示されるように、セラミック基板21の表面にパッチア
ンテナ素子22が配置され、その裏面に接地導体23が
設けられ、パッチアンテナ素子22の裏面側に設けられ
た給電部22aに、セラミック基板21および接地導体
23に設けられた貫通孔を経て、給電ピン24が接続さ
れる構造になっている。そして、この裏面の接地導体部
分を回路基板などの裏面の接地導体に接続し、給電部が
回路基板に形成された給電部と接続するように接着され
ることにより搭載されている。
2. Description of the Related Art In order to receive radio waves propagating in a space, antennas are usually arranged in a space so as to be able to receive radio waves from all sides. However, in some cases, such as for Bluetooth or GPS, the device may be directly mounted on a part of a circuit board or the like on which a signal processing circuit or the like is formed due to a demand for downsizing of the device. As such an antenna, an antenna having a structure in which a patch antenna element is provided on a surface thereof using a ceramic substrate in order to reduce the size of the antenna is known. That is, as shown in FIG. 5, a patch antenna element 22 is arranged on the front surface of the ceramic substrate 21, and a ground conductor 23 is provided on the back surface thereof. A power supply pin 24 is connected to a power supply portion 22a provided on the back side through a through hole provided in the ceramic substrate 21 and the ground conductor 23. Then, the ground conductor portion on the back surface is connected to a ground conductor on the back surface such as a circuit board, and the power supply portion is mounted by being bonded so as to be connected to a power supply portion formed on the circuit board.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】前述のパッチアンテナ
などのように、セラミックスなどの誘電体基板上に導電
体膜を設けるアンテナでは、そのパッチアンテナ素子の
面積および誘電体基板の厚さおよび誘電率により共振周
波数が定まり、所望の受信信号の周波数に対応するよう
に形成されている。しかし、前述のように、回路基板な
どに搭載されると、その回路基板の誘電率や厚さなどに
より共振周波数のズレが生じる。すなわち、回路基板な
どに装着すると、最初にアンテナをチューニングした状
態から、基板の形状、またはレドーム(ケース)の厚さ
や材質もしくは放射素子との距離などの周囲の状態など
が、アンテナを実装する位置により変化し、共振周波数
が変化する。
In an antenna in which a conductive film is formed on a dielectric substrate such as a ceramic as in the above-described patch antenna, the area of the patch antenna element, the thickness and the dielectric constant of the dielectric substrate are considered. Defines the resonance frequency, and is formed so as to correspond to the frequency of a desired reception signal. However, as described above, when mounted on a circuit board or the like, a shift in resonance frequency occurs due to the dielectric constant or thickness of the circuit board. In other words, when the antenna is mounted on a circuit board, the shape of the board or the surrounding conditions such as the thickness of the radome (case), the material, or the distance from the radiating element, etc., change from the state where the antenna is first tuned to the position where the antenna is mounted. And the resonance frequency changes.

【0004】そのため、従来は回路基板に装着した状態
で所望のアンテナとして動作するようにパッチアンテナ
自身を設計して製造するか、可変コンデンサを付加して
装着後に可変コンデンサにより共振周波数を調整する方
法が採られている。しかし、アンテナ自身をその搭載基
板に合せて設計すると、機器の種類により基板の種類が
変り、基板の材料や厚さが変化すると、所望の周波数で
共振しなかったり、その度にアンテナを製造し直さなけ
ればならないという問題がある。また、可変コンデンサ
を外付けすると、部品点数が増えてコストアップになる
と共に、そのスペースが必要となり、近年の電子機器の
軽薄短小化に逆行することになり、小形化する携帯機器
に取り付けるのに不都合が生じるという問題がある。
Therefore, conventionally, a patch antenna itself is designed and manufactured so as to operate as a desired antenna in a state where the patch antenna is mounted on a circuit board, or a resonance frequency is adjusted by a variable capacitor after a variable capacitor is added and mounted. Is adopted. However, if the antenna itself is designed according to its mounting substrate, the type of substrate changes depending on the type of equipment, and if the material or thickness of the substrate changes, resonance will not occur at the desired frequency or the antenna will be manufactured each time. There is a problem that must be fixed. In addition, externally attaching a variable capacitor increases the number of parts and increases the cost, and requires more space, which goes against the recent trend toward smaller and lighter electronic devices. There is a problem that inconvenience occurs.

【0005】本発明は、このような問題を解決するため
になされたもので、アンテナとしては、常に一定のアン
テナを製造しながら、回路基板などに搭載した際に生ず
る周波数のズレを、回路基板などに搭載した状態で簡単
に調整することができる構造のアンテナ、および回路基
板と一体化したアンテナ装置を提供することにある。
The present invention has been made in order to solve such a problem. As an antenna, a constant antenna is always manufactured, and a frequency deviation generated when the antenna is mounted on a circuit board or the like is removed. It is an object of the present invention to provide an antenna having a structure that can be easily adjusted while being mounted on a circuit board, and an antenna device integrated with a circuit board.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明によるアンテナ
は、誘電体基板と、該誘電体基板の表面に設けられる放
射素子と、該放射素子に給電する給電部と、前記誘電体
基板の裏面に設けられる接地導体とからなり、前記放射
素子は前記誘電体基板の裏面まで延出されることにより
接続部が形成され、前記誘電体基板の裏面が回路基板上
にマウントされる際に、該回路基板に形成されるスタブ
に前記接続部が電気的に接続し得るように、前記放射素
子が形成されている。
An antenna according to the present invention comprises a dielectric substrate, a radiating element provided on a surface of the dielectric substrate, a power supply for supplying power to the radiating element, and a back surface of the dielectric substrate. The radiation element is extended to the back surface of the dielectric substrate to form a connection portion. When the back surface of the dielectric substrate is mounted on the circuit board, The radiating element is formed so that the connection portion can be electrically connected to a stub formed in the stub.

【0007】この構造にすることにより、回路基板に直
接搭載される場合で、回路基板によってその共振周波数
が変化する場合でも、回路基板側に設けられるスタブの
長さを調整することにより、その基板の特性を加味した
状態で必要な周波数帯に共振させることができる。
[0007] With this structure, even when the semiconductor device is directly mounted on a circuit board and the resonance frequency varies depending on the circuit board, the length of the stub provided on the circuit board side is adjusted to adjust the stub length. Can be resonated in a required frequency band in a state in which the above characteristics are added.

【0008】本発明によるアンテナ装置は、一面側に放
射素子が設けられ、他面側に接地導体が設けられると共
に、前記放射素子の一端部が前記他面側まで延出されて
接続部が形成されるアンテナと、該アンテナの前記接地
導体部がマウントされると共に、前記放射素子の接続部
が接続される接続用パターンにスタブが形成される回路
基板とからなっている。
In the antenna device according to the present invention, a radiating element is provided on one surface side, a ground conductor is provided on the other surface side, and one end of the radiating element is extended to the other surface side to form a connection portion. And a circuit board on which the ground conductor portion of the antenna is mounted and a stub is formed in a connection pattern to which a connection portion of the radiating element is connected.

【0009】ここに、一面側とは、電波を輻射し、また
は受信する側を意味し、他面側はその反対面を意味し、
誘電体基板に形成される場合はその表面側と裏面側に相
当するが、誘電体基板がなくて、空間を介して放射素子
と接地導体が設けられる場合でも、電波を輻射または受
信する側が一面側であることを意味する。
Here, one side means a side that radiates or receives radio waves, and the other side means an opposite side,
When formed on a dielectric substrate, they correspond to the front side and the back side, but even if there is no dielectric substrate and a radiating element and a ground conductor are provided through space, the side that radiates or receives radio waves is one side Means side.

【0010】この構成にすることにより、アンテナを搭
載する機器に応じて、回路基板が若干異なり、その共振
周波数がずれるような場合でも、アンテナとしては一定
のままで、回路基板に形成されるスタブの長さを調整す
るだけで、非常に簡単に、しかも確実に所望の周波数帯
で共振させることができる。しかも、回路基板に実装し
た状態で共振周波数を調整できるため、プリント基板な
どの厚さや材質によりその周波数特性が変化するような
場合でも、確実に所望の周波数帯で共振するアンテナと
することができる。一方、回路基板の仕様が定まり、そ
の厚さとか誘電率が一定になれば、その調整後の寸法の
パターンで印刷をすることにより回路基板を形成すれ
ば、その後、一々周波数調整をする必要もなくなる。
With this configuration, even when the circuit board is slightly different depending on the device on which the antenna is mounted, and the resonance frequency is shifted, the stub formed on the circuit board is maintained as a constant antenna. By simply adjusting the length, it is possible to resonate very easily and reliably in a desired frequency band. In addition, since the resonance frequency can be adjusted while mounted on the circuit board, an antenna can be surely resonated in a desired frequency band even when its frequency characteristics change due to the thickness or material of the printed circuit board or the like. . On the other hand, once the specifications of the circuit board are determined and its thickness or permittivity becomes constant, if the circuit board is formed by printing with a pattern of the adjusted dimensions, then it is necessary to adjust the frequency one by one. Disappears.

【0011】具体的には、前記放射素子の接続部が前記
他面側で前記接地導体と接続され、前記回路基板に設け
られるスタブは、前記放射素子の接続部と接続される接
続用パターンと反対側の端部が開放されるオープンスタ
ブで形成されたり、前記放射素子の接続部が前記他面側
で前記接地導体とは接続されず、前記回路基板に設けら
れるスタブは、前記放射素子の接続部と接続される接続
用パターンと反対側の端部が、該回路基板に設けられる
接地板と接続されるショートスタブで形成される。
Specifically, a connecting portion of the radiating element is connected to the ground conductor on the other surface, and a stub provided on the circuit board includes a connecting pattern connected to the connecting portion of the radiating element. The opposite end is formed by an open stub that is opened, or the connection part of the radiating element is not connected to the ground conductor on the other surface side, and the stub provided on the circuit board is a stub of the radiating element. An end opposite to the connection pattern connected to the connection portion is formed of a short stub connected to a ground plate provided on the circuit board.

【0012】たとえばオープンスタブの場合、アンテナ
単独では所望の周波数帯より若干低い周波数帯で共振す
るように形成しておき、回路基板にアンテナを搭載した
状態で、スタブを順次カットして調整することにより、
そのアンテナ搭載基板の特性に合せて正確に共振周波数
を調整することができるし、ショートスタブの場合に
は、アンテナ単独の場合の共振周波数を、所望の周波数
帯より若干高い周波数帯で共振するように形成してお
き、スタブのショート面をずらせてスタブの長さを長く
することにより所望の周波数帯で共振させることができ
る。
For example, in the case of an open stub, the antenna is formed so as to resonate in a frequency band slightly lower than a desired frequency band, and the stub is cut and adjusted sequentially with the antenna mounted on a circuit board. By
The resonance frequency can be accurately adjusted in accordance with the characteristics of the antenna mounting board, and in the case of a short stub, the resonance frequency of the antenna alone is set to resonate in a frequency band slightly higher than the desired frequency band. The length of the stub is increased by shifting the short surface of the stub, so that resonance can be performed in a desired frequency band.

【0013】また、前記放射素子が複数個設けられ、該
複数個の放射素子の共振周波数を僅かに離調することに
より、送受信し得る周波数の広帯域化を図ることがで
き、アンテナを搭載する基板の調整もより行いやすくな
るため好ましい。
A plurality of radiating elements are provided, and by slightly detuning the resonance frequency of the plurality of radiating elements, it is possible to broaden the transmittable / receivable frequency band. Is also preferred because it is easier to adjust.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】つぎに、図面を参照しながら本発
明のアンテナおよびアンテナ装置について説明をする。
本発明によるアンテナ装置は、図1にその一実施形態の
アンテナと回路基板のアンテナ搭載部分の説明図が示さ
れるように、一面(表面)側に放射素子13が設けら
れ、他面(裏面)側に接地導体11が設けられると共
に、放射素子13の一端部が他面側まで延出されて接続
部13aが形成されるアンテナ10と、そのアンテナ1
0の接地導体11部がマウントされると共に、放射素子
13の接続部13aが接続される接続用パターン23a
にスタブ23が形成される回路基板20とからなってい
る。図1に示される例では、このスタブ23の先端部が
オープンにされたオープンスタブの例である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, an antenna and an antenna device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
The antenna device according to the present invention is provided with a radiating element 13 on one surface (front surface) side and the other surface (back surface), as shown in FIG. 1 showing an antenna of one embodiment and an antenna mounting portion of a circuit board. Antenna 10 in which a ground conductor 11 is provided on one side and one end of radiating element 13 extends to the other surface side to form connecting portion 13a;
No. 0 ground conductor 11 is mounted and connection pattern 23a to which connection portion 13a of radiating element 13 is connected.
And a circuit board 20 on which a stub 23 is formed. The example shown in FIG. 1 is an example of an open stub in which the tip of the stub 23 is opened.

【0015】本発明によるアンテナは、図1(a)およ
び(b)にその一実施形態の説明図が示されるように、
誘電体基板16の表面に放射素子13およびその放射素
子13に給電する励振電極12が設けられ、誘電体基板
16の裏面に接地導体11および給電部14が設けられ
ている。この放射素子13の一端部は誘電体基板16の
裏面まで延出されることにより接続部13aが形成され
ており、誘電体基板の裏面が回路基板20上にマウント
される際に、その回路基板20に形成されるスタブ23
に電気的に接続し得るように、放射素子13が形成され
ている。図1に示される例では、放射素子13の誘電体
基板16の裏面に延出される接続部13aが接地導体1
1に直接接続されてショート面が形成される構造になっ
ている。
An antenna according to the present invention is shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b) as an explanatory view of one embodiment thereof.
The radiating element 13 and the excitation electrode 12 for feeding power to the radiating element 13 are provided on the surface of the dielectric substrate 16, and the ground conductor 11 and the feeding unit 14 are provided on the back surface of the dielectric substrate 16. One end of the radiating element 13 extends to the back surface of the dielectric substrate 16 to form a connection portion 13a. When the back surface of the dielectric substrate is mounted on the circuit board 20, Stub 23 formed on
The radiating element 13 is formed so that it can be electrically connected to the radiating element 13. In the example shown in FIG. 1, the connecting portion 13a extending to the back surface of the dielectric substrate 16 of the radiating element 13 is
1 are directly connected to each other to form a short surface.

【0016】図1に示される例では、たとえばセラミッ
クスからなる誘電体基板16の表面に放射素子13が設
けられ、裏面に接地導体11が図1(b)に示されるよ
うに、給電部14と放射素子13の一端部である接続部
13aを除いたほぼ全面に設けられ、放射素子13は、
励振電極12を介して励振されるようになっている。な
お、15は給電部14と励振電極12とを接続する給電
電極である。
In the example shown in FIG. 1, a radiating element 13 is provided on the surface of a dielectric substrate 16 made of, for example, ceramics, and the ground conductor 11 is provided on the back surface as shown in FIG. The radiating element 13 is provided on almost the entire surface except for the connection portion 13a which is one end thereof.
The excitation is performed via the excitation electrode 12. Reference numeral 15 denotes a power supply electrode that connects the power supply unit 14 and the excitation electrode 12.

【0017】誘電体基板16としては、できるだけ誘電
率の大きい材料が、放射素子13を小さくすることがで
きるため好ましく、たとえばBaO-TiO2-SnO2
MgO-CaO-TiO2などのセラミックスを用いるこ
とが、比誘電率が30程度以上となり好ましい。また、
接地導体11、励振用電極12および放射素子13は、
それぞれ誘電体基板16に設けられる銀被膜などの導電
体膜を印刷または真空蒸着とパターニングなどにより設
ければ、簡単に形成することができて好ましいが、その
例に限らず、銅などの導電線または導体板を誘電体基板
16上に配列した構造のものでもよい。
As the dielectric substrate 16, a material having a dielectric constant as large as possible is preferable because the radiating element 13 can be made small. For example, BaO—TiO 2 —SnO 2 ,
It is preferable to use a ceramic such as MgO-CaO-TiO 2 because the relative dielectric constant is about 30 or more. Also,
The ground conductor 11, the excitation electrode 12, and the radiating element 13
It is preferable to provide a conductive film such as a silver film provided on the dielectric substrate 16 by printing or vacuum deposition and patterning, which can be easily formed. However, the present invention is not limited to this example. Alternatively, a structure in which conductive plates are arranged on the dielectric substrate 16 may be used.

【0018】励振用電極12は、給電部14からの信号
を放射素子13に励振させ、または放射素子13により
受信した信号を給電部14に伝達するための電極で、1
/4波長よりかなり小さい長さに形成されると共に、そ
の電圧最大点となる先端部で放射素子13と容量結合
し、他端部が給電部14と接続される構造になってい
る。図1に示される例では、その他端部に給電電極15
を介して誘電体基板16の裏面に設けられる給電部14
と接続されている。
The excitation electrode 12 is an electrode for exciting a signal from the power supply unit 14 to the radiation element 13 or transmitting a signal received by the radiation element 13 to the power supply unit 14.
It is formed to have a length considerably smaller than / 4 wavelength, and is capacitively coupled to the radiating element 13 at the tip where the voltage is the maximum, and the other end is connected to the feeder 14. In the example shown in FIG. 1, the power supply electrode 15 is provided at the other end.
Feeder 14 provided on the back surface of dielectric substrate 16 through
Is connected to

【0019】放射素子13は、図1に示される例では、
並列に配列された3本からなっており、それぞれが、た
とえば2417MHz、2450MHz、2483MH
zで共振するような電気長に形成されている。その幅
は、長さに比べて充分に短い幅であればよく、それぞれ
0.5〜1mm程度に形成されている。また、放射素子
13それぞれの間隔は、相互に干渉しない程度、たとえ
ば0.5〜1mm程度に設けられる。すなわち、この例
のように放射素子を複数本にして、それぞれ共振周波数
を若干ずらせることにより、広い帯域で共振させること
ができ、広帯域のアンテナを実現することができる。そ
して、前述のように、各放射素子13の一端部が誘電体
基板16の裏面まで延出され、その裏面に回路基板20
の接続用パターン23aと接続し得るように接続部13
aが形成されている。
The radiating element 13 is, in the example shown in FIG.
It consists of three arranged in parallel, each of which is, for example, 2417 MHz, 2450 MHz, 2483 MH
It has an electrical length that resonates at z. The width may be a width sufficiently shorter than the length, and each is formed to about 0.5 to 1 mm. Further, the distance between the radiating elements 13 is set to a value that does not cause mutual interference, for example, about 0.5 to 1 mm. That is, by using a plurality of radiating elements and slightly shifting the resonance frequency as in this example, resonance can be achieved in a wide band, and a wideband antenna can be realized. Then, as described above, one end of each radiating element 13 extends to the back surface of the dielectric substrate 16, and the circuit board 20
Connecting part 13 so that it can be connected to the connecting pattern 23a.
a is formed.

【0020】図1に示される例では、それぞれの放射素
子13は、その表面側の端部(他端部)が励振用電極1
2と容量結合をするように一定間隙を設けて配置される
と共に、その長さ(誘電体基板16裏面の接地導体11
と接続される部分までの長さ)がλ/4の電気長にされ
て、一端部の接続部13aが、前述のように、誘電体基
板16の側面を経て裏面まで延び、接地導体1と接続さ
れている。この放射素子13の物理的長さは、誘電体基
板16の誘電率によっても変化し、誘電体基板16の比
誘電率をεrとすると、1/εr 1/2に比例してその物理
的長さを短くすることができる。
In the example shown in FIG. 1, each radiating element 13 has an end (the other end) on the surface side of the excitation electrode 1.
2 and a length thereof (the ground conductor 11 on the back surface of the dielectric substrate 16).
The length of the connection portion 13a is set to an electrical length of λ / 4, and the connection portion 13a at one end extends to the back surface via the side surface of the dielectric substrate 16 as described above, and It is connected. The physical length of the radiating element 13 also changes depending on the dielectric constant of the dielectric substrate 16, and when the relative dielectric constant of the dielectric substrate 16 is ε r , the physical length is proportional to 1 / ε r 1/2. Target length can be shortened.

【0021】給電部14は、図1に示される例では、接
地導体11と同じ面で、誘電体基板16の裏面に設けら
れ、誘電体基板16の側面に設けられる給電電極15を
介して励振用電極12と電気的に接続されており、回路
基板20などに搭載することによりそのまま回路基板の
給電ライン24と接続できる構造になっている。
In the example shown in FIG. 1, the power supply section 14 is provided on the back surface of the dielectric substrate 16 on the same surface as the ground conductor 11, and is excited via the power supply electrode 15 provided on the side surface of the dielectric substrate 16. It is electrically connected to the electrode 12 for use, and has a structure in which it can be directly connected to the power supply line 24 of the circuit board by being mounted on the circuit board 20 or the like.

【0022】回路基板20は、たとえばガラスエポキシ
樹脂などからなる通常のプリント基板が用いられ、その
表面側にプリント配線が施され、トランジスタなどの電
子部品が接続されて信号処理回路などが形成されてい
る。そして、その表面の一部に、図1(c)に示される
ように、ある範囲に亘って金属膜からなる接地板21が
設けられ、アンテナ10の搭載部には、アンテナの給電
部14と接続できるように、給電用ライン24および放
射素子接続用パターン23aが形成されている。放射素
子接続用パターン23aは、アンテナ10の接続部13
aの長さより長く、アンテナ10部から突出するように
形成され、スタブ23が形成されていることに特徴があ
る。
As the circuit board 20, a normal printed board made of, for example, glass epoxy resin is used, and printed wiring is provided on the surface side, and electronic components such as transistors are connected to form a signal processing circuit and the like. I have. As shown in FIG. 1C, a ground plate 21 made of a metal film is provided on a part of the surface, and a mounting portion of the antenna 10 is provided with a feeding portion 14 of the antenna. A power supply line 24 and a radiating element connection pattern 23a are formed so as to be connectable. The radiating element connecting pattern 23a is connected to the connecting portion 13 of the antenna 10.
It is longer than the length a and is formed so as to protrude from the antenna 10 portion, and is characterized in that a stub 23 is formed.

【0023】図1に示される例では、このスタブ23の
先端は、オープンにされて接地板21と対向するように
形成されており、図2にその等価回路図が示されるよう
に、スタブ23の長さに伴うインダクタンスLとスタブ
23の先端と接地板21との間のキャパシタンスCの並
列回路となり、アンテナ10が搭載されると、このLC
回路が放射素子13にぶら下がった構造になる。この場
合、スタブ23の長さが変ってもインダクタンスLは余
り変化せず、キャパシタンスCの変化が大きいため、こ
のスタブ23の長さを変えると図2に示されるように、
キャパシタンスCが可変となる作用をする。すなわち、
アンテナ10をこの搭載部に装着した後に、アンテナ特
性を測定しながら、このスタブ23の先端をカットする
ことにより、キャパシタンスCが小さくなり、容量性イ
ンピーダンスを下げることになり、共振周波数を上げる
方向に調整することが可能となる。
In the example shown in FIG. 1, the tip of the stub 23 is open and formed so as to face the ground plate 21, and as shown in the equivalent circuit diagram of FIG. And a capacitance C between the tip of the stub 23 and the ground plate 21 in a parallel circuit, and when the antenna 10 is mounted, this LC
The circuit has a structure hanging from the radiating element 13. In this case, even if the length of the stub 23 changes, the inductance L does not change much and the change of the capacitance C is large. Therefore, when the length of the stub 23 is changed, as shown in FIG.
It has the function of making the capacitance C variable. That is,
After the antenna 10 is mounted on the mounting portion, the tip of the stub 23 is cut while measuring the antenna characteristics, so that the capacitance C is reduced, the capacitive impedance is reduced, and the resonance frequency is increased. It can be adjusted.

【0024】換言すれば、予めアンテナ10の共振周波
数を所望の受信信号の周波数帯より若干低くなるように
製造しておき、回路基板20に搭載後に、そのアンテナ
特性を測定しながら、スタブ23の先端をカットしてい
くことにより、送受信する信号の所望の周波数帯で共振
させることができる。
In other words, the antenna 10 is manufactured in advance so that the resonance frequency thereof is slightly lower than the frequency band of the desired reception signal, and after mounting on the circuit board 20, the antenna characteristics of the stub 23 are measured while measuring the antenna characteristics. By cutting the tip, it is possible to resonate in a desired frequency band of a signal to be transmitted and received.

【0025】本発明のアンテナ装置によれば、回路基板
などのアンテナを搭載する基板に設けられる放射素子接
続用パターンにスタブを形成しておき、アンテナを搭載
した状態でそのスタブの長さを調整することにより、所
望の周波数帯で共振するように形成されているため、回
路基板の機種による変更やロット変更などによるバラツ
キに拘わらず、常に所望の周波数帯で共振させることが
できる。なお、機種ごとに一定であれば、そのように調
整された寸法のスタブの長さで回路基板を形成すること
により、その後は一々調整することなく、所望の共振特
性を有するアンテナ装置が得られる。
According to the antenna device of the present invention, a stub is formed on a radiating element connection pattern provided on a substrate on which an antenna such as a circuit board is mounted, and the length of the stub is adjusted with the antenna mounted. By doing so, it is formed so as to resonate in a desired frequency band, so that it is possible to always resonate in a desired frequency band irrespective of variations due to a change in circuit board model or lot. In addition, if it is constant for each model, by forming the circuit board with the length of the stub having such adjusted dimensions, an antenna device having desired resonance characteristics can be obtained without any subsequent adjustment. .

【0026】前述の例では、アンテナとして、誘電体基
板16の裏面まで延出される放射素子13の一端部であ
る接続部13aを接地導体11と接続する構造のもの
で、回路基板20の接続用パターン23aに形成される
スタブ23の先端をオープンとした例であったが、図3
に図1と同様のアンテナ10裏面および回路基板20の
アンテナ10を搭載する部分の説明図が示されるよう
に、放射素子13の接続部13aを接地導体11と接続
しないで、回路基板20に搭載したときに回路基板20
の接地板21と接続されるように形成されてもよい。
In the above-described example, the antenna has a structure in which the connecting portion 13a, which is one end of the radiating element 13 extending to the back surface of the dielectric substrate 16, is connected to the ground conductor 11, and FIG. 3 shows an example in which the tip of the stub 23 formed in the pattern 23a is open.
As shown in FIG. 1, which illustrates the same back surface of the antenna 10 as that of FIG. 1 and a portion where the antenna 10 of the circuit board 20 is mounted, the connection portion 13a of the radiating element 13 is When the circuit board 20
May be formed so as to be connected to the ground plate 21.

【0027】この場合、回路基板20の接続用パターン
23aに形成されるスタブ23の先端部は、回路基板2
0の接地板21に連結されており、その連結部であるシ
ョート面Sの接地板21を削ることにより、ショート面
Sがアンテナ10から遠い方に移り、放射素子13が実
質的に長くなり、周波数を下げる方向に調整することが
できる。すなわち、図1に示される例とは逆に、予め共
振周波数を若干高く設定しておいたアンテナの共振周波
数を低くし、所望の周波数で共振するように調整するこ
とができる。この場合、回路基板20の接地板21との
接続部Sが、放射素子13のショート面となるため、回
路基板20に形成されるスタブ23も放射素子13の長
さの一部を構成することになり、その長さが直接変るこ
とになり、周波数の調整に非常に敏感になる。
In this case, the tip of the stub 23 formed on the connection pattern 23a of the circuit board 20 is
The ground plane 21 of the short plane S, which is connected to the ground plane 21 of the short plane S, moves the short plane S farther from the antenna 10 and the radiating element 13 becomes substantially longer, The frequency can be adjusted to decrease. That is, contrary to the example shown in FIG. 1, the resonance frequency of the antenna whose resonance frequency has been set slightly higher in advance can be lowered and adjusted so as to resonate at a desired frequency. In this case, since the connection portion S of the circuit board 20 with the ground plate 21 becomes a short-circuit surface of the radiating element 13, the stub 23 formed on the circuit board 20 also constitutes a part of the length of the radiating element 13. And its length changes directly, making it very sensitive to frequency adjustments.

【0028】前述の各例では、放射素子が3本の例で、
それぞれの共振周波数を若干ずらせることにより、広帯
域化できるアンテナであったが、その例には限られず、
図4に示されるように、1本の放射素子13で単一の共
振周波数帯で動作するように形成される場合でも全く同
様に、回路基板に設けられる接続用パターンと放射素子
とを接続し、その接続用パターンに形成されるスタブの
長さを調整することにより、アンテナの共振周波数を所
望の周波数帯に調整することができる。なお、図4に示
されるように、誘電体基板16の幅より狭い放射素子1
3でもよいし、誘電体基板16の幅全体に設けられる構
造でもよい。
In each of the above examples, there are three radiating elements,
The antenna could be broadened by slightly shifting each resonance frequency, but it is not limited to this example.
As shown in FIG. 4, even in the case where one radiating element 13 is formed so as to operate in a single resonance frequency band, the connection pattern provided on the circuit board and the radiating element are connected in exactly the same manner. By adjusting the length of the stub formed in the connection pattern, the resonance frequency of the antenna can be adjusted to a desired frequency band. In addition, as shown in FIG.
3, or a structure provided over the entire width of the dielectric substrate 16.

【0029】前述の各例では、基板としてセラミック基
板を用い、励振電極を介して励振するセラミックアンテ
ナの例であったが、セラミック基板に限定されず、ま
た、通常のパッチアンテナのようなアンテナでも、逆F
アンテナのように、その表面に放射素子が形成され、そ
の一端部が裏面側まで延出され、その裏面で回路基板の
接続用パターンなどと接続され得る構造のアンテナであ
れば、同様に適用することができる。
In each of the above-described examples, the ceramic substrate is used as the substrate, and the ceramic antenna is excited through the excitation electrode. However, the present invention is not limited to the ceramic substrate, and an antenna such as a normal patch antenna may be used. , Reverse F
The same applies to an antenna having a structure in which a radiating element is formed on its surface, one end of which is extended to the back surface side, and which can be connected to a connection pattern of a circuit board on its back surface like an antenna. be able to.

【0030】[0030]

【発明の効果】本発明によれば、回路基板上に搭載され
るアンテナで、回路基板などの厚さや材質などが変って
その電気定数が変化しても、簡単な操作により常に所望
の送受信する周波数帯に共振させることができ、非常に
アンテナ特性の優れたアンテナ装置とすることができ
る。その結果、機種やロットの変化などにより、回路基
板が微妙に変化しても、アンテナを一々設計変更しなく
ても、その回路基板のパターンを調整後のパターンに合
せるだけで、常に共振特性の優れたアンテナとして動作
させることができる。
According to the present invention, an antenna mounted on a circuit board always transmits / receives a desired signal by a simple operation even if the thickness or material of the circuit board or the like changes and its electric constant changes. The antenna device can resonate in a frequency band and can have an extremely excellent antenna characteristic. As a result, even if the circuit board changes slightly due to a change in the model or lot, etc., without changing the design of the antenna one by one, simply adjusting the pattern of the circuit board to the adjusted pattern will always produce resonance characteristics. It can operate as an excellent antenna.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明によるアンテナ装置の一実施形態の構成
説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a configuration of an embodiment of an antenna device according to the present invention.

【図2】図1の放射素子接続用パターンの等価回路図で
ある。
FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of the radiation element connection pattern of FIG.

【図3】本発明によるアンテナ装置の他の実施形態を示
す構成説明図である。
FIG. 3 is a configuration explanatory view showing another embodiment of the antenna device according to the present invention.

【図4】本発明によるアンテナ装置のさらに他の実施形
態を示す構成説明図である。
FIG. 4 is a structural explanatory view showing still another embodiment of the antenna device according to the present invention.

【図5】従来のセラミック基板を用いたアンテナの一例
を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing an example of an antenna using a conventional ceramic substrate.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 アンテナ 13 放射素子 13a 接続部 14 給電部 16 誘電体基板 20 回路基板 23 スタブ 23a 接続用パターン DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Antenna 13 Radiation element 13a Connection part 14 Feeding part 16 Dielectric substrate 20 Circuit board 23 Stub 23a Connection pattern

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡戸 広則 東京都北区滝野川7丁目5番11号 株式会 社ヨコオ内 (72)発明者 ▲葛▼ 俊祥 東京都北区滝野川7丁目5番11号 株式会 社ヨコオ内 Fターム(参考) 5E338 AA01 BB75 CC01 CC06 CD13 CD25 EE11 EE32 5J045 AA01 AB06 EA07 HA03 NA01 5J046 AA01 AA07 AA09 AA19 AB13 PA07  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Hironori Okado 7-5-11 Takinogawa, Kita-ku, Tokyo Inside Yokoo Co., Ltd. (72) Inventor ▲ Kuzu ▼ Shunsho 7-5-1 Takinogawa, Kita-ku, Tokyo No. Yokowo F-term (reference) 5E338 AA01 BB75 CC01 CC06 CD13 CD25 EE11 EE32 5J045 AA01 AB06 EA07 HA03 NA01 5J046 AA01 AA07 AA09 AA19 AB13 PA07

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 誘電体基板と、該誘電体基板の表面に設
けられる放射素子と、該放射素子に給電する給電部と、
前記誘電体基板の裏面に設けられる接地導体とからな
り、前記放射素子は前記誘電体基板の裏面まで延出され
ることにより接続部が形成され、前記誘電体基板の裏面
が回路基板上にマウントされる際に、該回路基板に形成
されるスタブに前記接続部が電気的に接続し得るよう
に、前記放射素子が形成されてなるアンテナ。
1. A dielectric substrate, a radiating element provided on a surface of the dielectric substrate, and a power supply unit for supplying power to the radiating element;
A ground conductor provided on the back surface of the dielectric substrate, wherein the radiating element extends to the back surface of the dielectric substrate to form a connection portion, and the back surface of the dielectric substrate is mounted on a circuit board. An antenna in which the radiating element is formed such that the connecting portion can be electrically connected to a stub formed on the circuit board when the radiating element is connected to the stub.
【請求項2】 一面側に放射素子が設けられ、他面側に
接地導体が設けられると共に、前記放射素子の一端部が
前記他面側まで延出されて接続部が形成されるアンテナ
と、該アンテナの前記接地導体部がマウントされると共
に、前記放射素子の接続部が接続される接続用パターン
にスタブが形成される回路基板とからなるアンテナ装
置。
2. An antenna in which a radiating element is provided on one side and a ground conductor is provided on the other side, and one end of the radiating element extends to the other side to form a connection part; An antenna device comprising: a circuit board on which the ground conductor portion of the antenna is mounted and a stub is formed on a connection pattern to which a connection portion of the radiation element is connected.
【請求項3】 前記放射素子の接続部が前記他面側で前
記接地導体と接続され、前記回路基板に設けられるスタ
ブは、前記放射素子の接続部と接続される接続用パター
ンと反対側の端部が開放されるオープンスタブである請
求項2記載のアンテナ装置。
3. A connecting portion of the radiating element is connected to the ground conductor on the other surface side, and a stub provided on the circuit board is provided on a side opposite to a connection pattern connected to the connecting portion of the radiating element. 3. The antenna device according to claim 2, wherein the antenna device is an open stub whose end is opened.
【請求項4】 前記放射素子の接続部が前記他面側で前
記接地導体とは接続されず、前記回路基板に設けられる
スタブは、前記放射素子の接続部と接続される接続用パ
ターンと反対側の端部が、該回路基板に設けられる接地
板と接続されるショートスタブである請求項2記載のア
ンテナ装置。
4. A connecting portion of the radiating element is not connected to the ground conductor on the other surface side, and a stub provided on the circuit board is opposite to a connection pattern connected to the connecting portion of the radiating element. 3. The antenna device according to claim 2, wherein the end on the side is a short stub connected to a ground plate provided on the circuit board.
【請求項5】 前記放射素子が誘電体基板の一面側に複
数個設けられ、該複数個の放射素子の共振周波数を僅か
に離調することにより、送受信し得る周波数の広帯域化
が図られてなる請求項2、3または4記載のアンテナ装
置。
5. A plurality of radiating elements are provided on one surface side of a dielectric substrate, and by slightly detuning the resonance frequencies of the plurality of radiating elements, a wider band of frequencies that can be transmitted and received is achieved. The antenna device according to claim 2, 3 or 4.
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