CN116745994A - 微带天线 - Google Patents

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CN116745994A
CN116745994A CN202180092082.5A CN202180092082A CN116745994A CN 116745994 A CN116745994 A CN 116745994A CN 202180092082 A CN202180092082 A CN 202180092082A CN 116745994 A CN116745994 A CN 116745994A
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鴫原亮
村田真司
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Alps Alpine Co Ltd
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    • H01Q13/00Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
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    • HELECTRICITY
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    • H01Q13/00Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
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    • H01Q1/38Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
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Abstract

提供能小形化的微带天线。微带天线包含:电介质制的基板;接地电极,其设于所述基板的第1表面;天线要素,其具有设于所述基板的与所述第1表面相反的一侧的第2表面且相互平行延伸的多个辐射元件、和设于所述第2表面且在与所述多个辐射元件交叉的方向上延伸的将所述多个辐射元件连接的连接元件;供电线路,其具有与所述多个辐射元件当中的俯视观察下位于端部的辐射元件的位于所述连接元件的延长上的部分连接的第1端部、和设于所述基板的所述第1表面与所述第2表面之间的侧面且被供电的第2端部;和连接线路,其具有在所述基板的所述侧面沿着所述供电线路而设的区间,将位于所述端部的辐射元件和所述接地电极连接。

Description

微带天线
技术领域
本发明涉及微带天线。
背景技术
以往,有一种天线装置,包含:电介质基体;设于电介质基体的下表面的接地导体膜;设于电介质基体的上表面的辐射导体膜;和设于电介质基体的侧面且将接地导体膜以及辐射导体膜连接的连接用导体膜(例如,参照专利文献1)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:JP特开平11-112221号公报
发明内容
-发明所要解决的课题-
由于电介质基体上的波长根据电介质基体的相对介电常数而发生变化,相对介电常数越大则波长越短,因此,若使用相对介电常数大的电介质基体,则能将天线装置小型化。
现有的天线装置是利用了相对介电常数为38的电介质陶瓷基体的单侧短路型微带天线,在3.8GHz的频率下进行谐振。电介质基体的尺寸为10mm×8mm×4mm,3.8GHz的自由空间波长λ0为约77mm。若将自由空间波长λ0以电介质基体的尺寸表征,约为0.13λ0×0.1λ0×0.05λ0
然而,在使用920MHz频带的RFID(Radio Frequency Identifier,无线射频识别)标签的领域,由于有在小的物体安装RFID标签这样的要求,因此,谋求体积0.1cm3~0.2cm3程度的天线装置。
若以尺寸表征该体积,则作为一例是约7mm×约7mm×约2mm。若以920MHz的自由空间波长λ0表征该体积,则成为约0.02λ0×0.02λ0×0.006λ0。为此,在现有的单侧短路型微带天线中,无法在920MHz频带下能通信地实现0.1cm3~0.2cm3程度的体积。
为此,其目的在于,提供能小形化的微带天线。
-用于解决课题的手段-
本发明的实施方式的微带天线包含:基板,其电介质制;接地电极,其设于所述基板的第1表面;天线要素,其具有多个辐射元件和连接元件,其中,所述多个辐射元件设于所述基板的与所述第1表面相反的一侧的第2表面,相互平行地延伸,所述连接元件设于所述第2表面并在与所述多个辐射元件交叉的方向上延伸,将所述多个辐射元件连接;供电线路,其具有第1端部和第2端部,其中,所述第1端部与所述多个辐射元件当中的俯视观察下位于端部的辐射元件的位于所述连接元件的延长上的部分连接,所述第2端部设于所述基板的所述第1表面与所述第2表面之间的侧面,并被供电;和连接线路,其具有在所述基板的所述侧面沿着所述供电线路而设的区间,将位于所述端部的辐射元件和所述接地电极连接。
-发明效果-
能提供能小形化的微带天线。
附图说明
图1是表示微带天线100的图。
图2是表示微带天线100的图。
图3是表示微带天线100的图。
图4是表示微带天线100的图。
图5是表示在微带天线100中使长度La、Lb、Lc变化的情况的谐振频率以及VSWR的变化量的图。
图6是表示模拟模型的图。
图7是表示VSWR的频率特性的图。
图8是表示辐射特性的图。
图9是表示模拟模型的图。
图10是表示VSWR的频率特性的图。
图11是表示辐射特性的图。
图12是表示实施方式的第1变形例的微带天线100M1的图。
图13是表示实施方式的第1变形例的微带天线100M1的图。
图14是表示实施方式的第2变形例的微带天线100M2的图。
图15是表示实施方式的第2变形例的微带天线100M2的图。
具体实施方式
以下,说明运用了本发明的微带天线的实施方式。
<实施方式>
以下,说明运用了本发明的微带天线的实施方式。以下,定义XYZ坐标系来进行说明。与X轴平行的方向(X方向)、与Y轴平行的方向(Y方向)、与Z轴平行的方向(Z方向)相互正交。此外,以下,为了说明方便,有时将-Z方向侧称作下侧或下,将+Z方向侧称作上侧或上。此外,所谓俯视观察,是指XY面观察。此外,以下,有时为了结构易于理解而夸张地示出各部的长度、粗细、厚度等。此外,平行、上下、直角等语句容许不损耗实施方式的效果的程度的偏离。
图1至图4是表示微带天线100的图。图1是从上侧表示微带天线100的立体图,图2是从下侧表示微带天线100的立体图。图3是俯视图,图4是从+X方向侧来表示微带天线100的侧视图。
微带天线100包含基板10、接地电极110、天线要素120、供电线路130以及连接线路140。微带天线100作为一例而设想利用在RFID标签中,以下,作为一例,说明在920MHz频带下进行通信的形态。
本实施方式的目的在于,提供能小形化的微带天线,更具体地,提供比现有的微带天线更加小型、一边约为0.02λ0且厚度约为0.006λ0的表面安装型的微带天线100。λ0是自由空间中的920MHz频带的电波的波长。
基板10是电介质制,作为一例,是相对介电常数εr为93的高介电常数陶瓷制。作为高介电常数陶瓷,例如能使用以氧化钡、氧化钛、氧化钕、氧化铈、氧化钐、氧化铋为主成分的高介电常数陶瓷。基板10作为一例是俯视观察下正方形的长方体状的基板,作为一例,是7mm(X方向)×7mm(Y方向)×2mm(Z方向)。基板10的下表面10A(-Z方向侧的表面)是第1表面的一例,基板10的上表面10B(+Z方向侧的表面)是与作为第1表面的一例的下表面10A相反的一侧的第2表面的一例。
接地电极110、天线要素120、供电线路130以及连接线路140例如能通过在基板10的下表面10A、上表面10B以及侧面10C印刷银膏或铜膏等导电膏并烧成来形成。侧面10C是位于作为第1表面的一例的下表面10A与作为第2表面的一例的上表面10B之间、将下表面10A和上表面10B连接的面。在此,作为一例,说明用银膏形成的形态。接地电极110、天线要素120、供电线路130以及连接线路140的厚度相同,作为一例,是10μm~15μm程度。
接地电极110设于基板10的下表面10A。接地电极110的X方向以及Y方向的长度作为一例而相等。
天线要素120具有:在Y方向上延伸的4根辐射元件120A;和在X方向上延伸的3根连接元件120B。在图1中,为了易于理解地示出结构,用虚线示出4根辐射元件120A与3根连接元件120B的边界。
4根辐射元件120A相互平行,在X方向上以等间隔排列。3根连接元件120B设于4根辐射元件120A之间将4根辐射元件120A的Y方向的长度的中央部120A1连接。中央部120A1是包含辐射元件120A的Y方向的长度的中心的部分。3根连接元件120B位于相同的直线上,在与4根辐射元件120A交叉的X方向上延伸。
天线要素120能看作是在X方向上延伸的1根连接元件的+Y方向侧和在-Y方向侧连接有8根辐射元件的结构,在此,设为具有在Y方向上延伸的4根辐射元件120A和在X方向上延伸的3根连接元件120B的结构来进行说明。
供电线路130具有:与4根辐射元件120A当中的位于+X方向侧的端的1根辐射元件120A的Y方向上的中央部120A1连接的端部131;和位于基板10的+X方向侧的侧面10C的下端的端部132。端部131是第1端部的一例,端部132是第2端部的一例。位于+X方向侧的端的1根辐射元件120A的中央部120A1位于连接元件120B的延长上,是连接端部131的部分。
供电线路130在端部131与端部132之间沿着基板10的上表面10B以及侧面10C的表面延伸。端部132是连接未图示的同轴线缆等芯线而被供电的供电部。另外,该同轴线缆的屏蔽线与接地电极110连接即可。
2根连接线路140设于供电线路130的+Y方向侧和-Y方向侧,与供电线路130等间隔地设置。供电线路130和2根连接线路140构成共面线路150。共面线路150适于高频信号的传输。
各连接线路140具有:与4根辐射元件120A当中的位于+X方向侧的端的1根辐射元件120A的+X方向侧的端边连接的端部141;和与接地电极110的+X方向侧的端边连接的端部142。连接线路140沿着基板10的下表面10A、上表面10B以及侧面10C的表面在端部141与端部142之间延伸。连接线路140当中的设于侧面10C的区间是在基板10的侧面10C沿着供电线路130而设的区间。
+Y方向侧的连接线路140的端部141与位于+X方向侧的端的1根辐射元件120A的比中央部120A1更靠+Y方向侧连接。-Y方向侧的连接线路140的端部141与位于+X方向侧的端的1根辐射元件120A的比中央部120A1更靠-Y方向侧连接。
如图3所示那样,这样的微带天线100的天线要素120的整体的Y方向的长度为La,X方向的长度为Ld。此外,辐射元件120A的在Y方向上比连接元件120B更突出的区间的长度是Lb,供电线路130的Y方向的宽度的中心与连接线路140之间的长度是Lc。作为一例,长度La和长度Ld可以相等,也可以不同。
此外,4根辐射元件120A当中的位于+X方向侧的端和-X方向侧的端的2根辐射元件120A的X方向的长度(宽度)是Le,X方向上的位于中央侧的2根辐射元件120A的X方向的长度(宽度)是Lg。此外,3根连接元件120B的X方向的长度是Lf。长度Lf相当于4根辐射元件120A的X方向的间隔。在此,作为一例,长度Le比长度Lg长,但也可以相同,还可以长度Le比长度Lg短。
此外,天线要素120由于是两梳齿状,因此,在辐射元件120A彼此之间具有凹口部(切口部)120C。长度Lb是凹口部120C的长度。
包含这样的天线要素120的微带天线100能实现比包含长度La×Ld的贴片电极的微带天线的谐振频率更低的谐振频率。换言之,在相同的谐振频率下,能实现比包含长度La×Ld的贴片电极的微带天线更加小型化的微带天线100。这是因为,能使高频电流的路径等效变长。
一般而言,在包含陶瓷制的基板的微带天线中,贴片电极、接地电极等通过印刷银膏或铜膏等导电膏并进行烧成来形成。陶瓷制的基板由于有时在相对介电常数上存在偏差,因此,为了应对相对介电常数的偏差,准备多种使各部的尺寸稍微变化的、用于印刷贴片电极的版,使用这些版尝试印刷导电膏,决定能得到所期望的谐振频率、输入阻抗的版来进行量产。
在此,由于谐振频率和输入阻抗依赖于贴片电极的尺寸,因此,在包含贴片电极的微带天线中,难以独立地决定谐振频率和输入阻抗。
在本实施方式中,提供能大致独立地决定谐振频率和输入阻抗的微带天线100。在基板10的相对介电常数εr为93的情况下,实现0.1cm3的体积的尺寸的一例是约7mm×约7mm×约2mm,因此,基板10的尺寸如前述那样,作为一例,是7mm×7mm×2mm。
在该情况下,图3所示的长度La、Lb、Lc、Ld作为一例是La=Ld=6mm、Lb=2.4mm、Lc=0.8mm。具有这些长度La、Lb、Lc、Ld的表面安装型的微带天线100在约920MHz下谐振,供电线路130的端部132(供电部)的输入阻抗成为约50Ω。
图5是表示在微带天线100中使长度La、Lb、Lc变化的情况的谐振频率以及VSWR(Voltage Standing Wave Ratio:电压驻波比)的变化量的图。图5所示的特性是在电磁场模拟中得到的模拟结果。
在图5的(A)中示出相对于长度La的变化量ΔLa的谐振频率的变化量Δf0以及VSWR的变化量,在图5的(B)示出相对于长度Lb的变化量ΔLb的谐振频率的变化量Δf0以及VSWR的变化量,在图5的(C)示出相对于长度Lc的变化量ΔLc的谐振频率的变化量Δf0以及VSWR的变化量。其中,在使长度La变化的情况下,长度Lb以及Lc是固定值。同样地,在使长度Lb变化的情况下,长度La以及Lc是固定值,在使长度Lc变化的情况下,长度La以及Lb是固定值。
如图5的(A)以及图5的(B)所示那样,可知在使长度La或长度Lb变化的情况下,VSWR几乎不变化,谐振频率大幅变化。此外,从图5的(C)可知,在使长度Lc变化的情况下,VSWR大幅变化。
因此,在准备多种接地电极110、天线要素120、供电线路130、以及连接线路140的印刷中所用的版来制作微带天线100的情况下,能非常容易地进行设计。
此外,在所制作的表面安装型的微带天线100的谐振频率从所期望的谐振频率偏离的情况下,一般进行调整来对准谐振频率。
在所制作的表面安装型的微带天线100的谐振频率比所期望的谐振频率低的情况下,能通过削减辐射元件120A的+Y方向侧以及-Y方向侧的端部,来缩短长度La。若缩短长度La,则如从图5的(A)获知的那样,能提高谐振频率。
另一方面,在所制作的表面安装型的微带天线100的谐振频率比所期望的谐振频率高的情况下,通过将连接元件120B的+Y方向侧以及-Y方向侧的端部向Y方向上的中心方向进一步削减,来使连接元件120B变细,能延长凹口部120C的长度Lb。通过延长长度Lb,如从图5的(B)获知的那样,能降低谐振频率。
图6是表示模拟模型的图。图6的(A)所示的微带天线100A是图1所示的微带天线100的模拟模型。图6的(B)所示的微带天线100B是使天线要素120的辐射元件120A为3根的模拟模型。图6的(C)所示的微带天线100C是使天线要素120的辐射元件120A为2根的模拟模型。
另外,在将微带天线100A~100C安装在基板20的上表面的状态下进行模拟。基板20在上表面具有供电用的布线21和在俯视观察下位于布线21的三方的接地层22。作为一例,布线21与供电线路130的端部132(供电部)连接,接地层22与接地电极110绝缘。
作为一例,微带天线100A中的长度La是6mm,长度Lb是2.43mm,长度Lc是0.82mm,长度Ld是6mm。微带天线100B中的长度La是6mm,长度Lb是2.58mm,长度Lc是0.82mm,长度Ld是6mm。微带天线100C中的长度La是6mm,长度Lb是2.82mm,长度Lc是1.1mm,长度Ld是6mm。
图7是表示VSWR的频率特性的图。在图7的(A)~(C)中分别示出在微带天线100A~100C的模拟模型中得到的VSWR的频率特性。
如图7的(A)~(C)所示那样,VSWR为2的情况的频带宽度在微带天线100A中是2.6MHz,在微带天线100B中是2.4MHz,在微带天线100C中是3.0MHz。可知,虽然频带宽度上多少有差异,但不会根据辐射元件120A的根数而在VSWR的频率特性中产生大的变化。
图8是表示辐射特性的图。在图8的(A)~(C)中分别示出在微带天线100A~100C的模拟模型中得到的辐射特性。在图8的(A)~(C)中,从左到右示出3D图案、ZX面中的图案、ZY面中的图案。
如图8的(A)~(C)所示那样,3D图案、ZX面中的图案、ZY面中的图案在增益以及指向性这双方示出同样的倾向。+Z方向的增益在微带天线100A中是-21.7dBi,在微带天线100B中是-22.1dBi,在微带天线100C中是-22.4dBi。可知,不会根据辐射元件120A的根数而在增益以及指向性中产生大的变化。
图9是表示模拟模型的图。图9的(A)所示的微带天线100A是图1所示的微带天线100的模拟模型。图9的(B)所示的微带天线100D是使连接线路140为1根的模拟模型。即,微带天线100D是不含共面线路的结构。图9的(C)所示的微带天线50是取代天线要素120而包含贴片电极、使连接线路140为1根的模拟模型。即,微带天线50是包含贴片电极、不含共面线路的比较用的模拟模型。
另外,在将微带天线100A、100D、50安装在基板20的上表面的状态下进行模拟。基板20在上表面具有供电用的布线21和在俯视观察下位于布线21的三方的接地层22。作为一例,布线21与供电线路130的端部132(供电部)连接,接地层22与接地电极110绝缘。
作为一例,微带天线100A中的长度La是6mm,长度Lb是2.43mm,长度Lc是0.82mm,长度Ld是6mm。微带天线100D中的长度La是6mm,长度Lb是1.8mm,长度Lc是0.5mm,长度Ld是6mm。微带天线50中的长度La是4.95mm,长度Lb是0mm,长度Lc是0.5mm,长度Ld是4.95mm。
图10是表示VSWR的频率特性的图。在图10的(A)~(C)中分别示出在微带天线100A、100D、50的模拟模型中得到的VSWR的频率特性。
如图10的(A)~(C)所示那样,VSWR为2的情况的频带宽度在微带天线100A中是2.6MHz,但在微带天线100D中,VSWR的最小值约是4,在微带天线50中,VSWR的最小值约是5.8。可知,在是共面线路150的情况下和不是共面线路150的情况下,在VSWR的频率特性中产生差异。其中,能确认到,微带天线100D的VSWR的频率特性的水平比微带天线50的VSWR的频率特性的水平更加良好。
图11是表示辐射特性的图。在图11的(A)~(C)中分别示出在微带天线100A、100D、50的模拟模型中得到的辐射特性。在图11的(A)~(C)中,从左到右示出3D图案、ZX面中的图案、ZY面中的图案。
如图11的(A)~(C)所示那样,可知,图11的(A)~(C)所示的3D图案、ZX面中的图案、ZY面中的图案在是共面线路150的情况下和不是共面线路150的情况下产生差异。+Z方向的增益在微带天线100A中是-21.7dBi,在微带天线100D中是-21.8dBi,在微带天线100C中是-25.2dBi。
在包含共面线路150的微带天线100A中,由于辐射特性相对于X轴对称,因此,偏振波位于X轴上。与此相对,可知,在微带天线100D、50中,偏振波从X轴偏离。
此外,在包含共面线路150的微带天线100A中,易于取供电部中的输入阻抗的50Ω匹配,抑制了来自供电部的辐射。与此相对,能确认到,在不含共面线路150的微带天线100D、50中,难以取供电部中的输入阻抗的50Ω匹配。
此外,能确认到,在包含共面线路150的微带天线100A中,增益的最大方向成为天顶(+Z方向),但在微带天线100D、50中,增益的最大方向偏离。
如以上那样,在相对介电常数εr为93的高介电常数陶瓷制的基板10设置具有4根辐射元件120A和3根连接元件120B的天线要素120,利用共面线路150与接地电极110连接,由此能提供X方向以及Y方向的一边约为0.02λ0、厚度约为0.006λ0的表面安装型的微带天线100。该表面安装型的微带天线100的体积约为0.1cm3
因此,能提供能小形化的微带天线100。
由于连接元件120B连接多个辐射元件120A的延伸方向上的中央部120A1,因此,辐射元件120A相对于连接元件120B对称地配置,能在辐射元件120A的延伸方向上得到对称的辐射特性。
此外,由于多个辐射元件120A的延伸方向上的长度相等,因此,能在辐射元件120A的延伸方向和连接元件120B的延伸方向上得到均等的辐射特性(平面上均等的辐射特性)。
此外,由于多个辐射元件120A的延伸方向和连接元件120B的延伸方向在俯视观察下正交,因此,能在辐射元件120A的延伸方向和连接元件120B的延伸方向上得到更加均等的辐射特性(平面上更加均等的辐射特性)。
此外,由于供电线路130的端部131、和与位于连接线路140的+X方向侧的端的辐射元件120A连接的端部141设于基板10的上表面10B,因此,辐射元件120A与供电线路130以及连接线路140的连接部的制作容易。
此外,由于连接线路140是夹着供电线路130延伸且和供电线路130一起构成共面线路150的2根连接线路140,因此,易于取供电线路130的输入阻抗的匹配,能将供电线路130的输入阻抗设定为50Ω。
另外,以上,说明微带天线100包含2根连接线路140且将其和供电线路130构成共面线路150的形态,但也可以如图9的(B)所示的微带天线100D那样,连接线路140是1根。由于供电线路130的端部132(供电部)的输入阻抗从50Ω偏离,因此辐射特性劣化,但在例如有结构上的制约等的情况下,也可以是这样的结构。
此外,以上,说明了包含在920MHz下谐振的天线要素120的微带天线100,但谐振频率并不限于此920MHz。
此外,以上,说明了天线要素120包含4根辐射元件120A的形态,但辐射元件120A只要是2根以上,则几根都可以。例如,若辐射元件120A是3根,则成为图6的(B)所示的微带天线100B那样的结构,若辐射元件120A是2根,则成为图6的(C)所示的微带天线100C那样的结构。
此外,微带天线100能变形成图12至图15所示那样的结构。图12以及图13是表示实施方式的第1变形例的微带天线100M1的图。
微带天线100M1具有在辐射元件120A的前端追加狭缝121A、122A且在连接元件120B追加狭缝121B、122B的结构。狭缝121A、122A是设于辐射元件120A的细长的开口部,狭缝121B、122B是设于连接元件120B的细长的开口部。
狭缝121A、122A设于辐射元件120A的+Y方向侧的端部和-Y方向侧的端部。狭缝121A、122A从辐射元件120A的Y方向上的前端侧起按该顺序设置。狭缝121A、122A是在X方向上具有长边方向的长方形,遍及辐射元件120A的X方向的宽度的大致整体。作为一例,狭缝121A、122A的尺寸相等。
此外,微带天线100M1的辐射元件120A具有:与狭缝121A的4个边当中的3个边相邻的线路121A1;和与狭缝122A的4个边当中的3个边相邻的线路122A1。
与+Y方向侧的狭缝121A的4个边当中的3个边相邻的线路121A1是与狭缝121A的4个边当中的在+X方向侧和-X方向侧在Y方向上延伸的2个边、和狭缝121A的4个边当中的在+Y方向侧在X方向上延伸的1个边相邻的“コ”字型的线路。与-Y方向侧的狭缝121A的4个边当中的3个边相邻的线路121A1是与狭缝121A的4个边当中的在+X方向侧和-X方向侧在Y方向上延伸的2个边、和狭缝121A的4个边当中的在-Y方向侧在X方向上延伸的1个边相邻的线路。在俯视观察下,+Y方向侧的线路121A1和-Y方向侧的线路121A1以穿过连接元件120B的Y方向的宽度的中心的与X轴平行的直线为对称轴线对称。
与+Y方向侧的狭缝122A的4个边当中的3个边相邻的线路122A1在与狭缝122A的4个边当中的在+X方向侧和-X方向侧在Y方向上延伸的2个边、和狭缝122A的4个边当中的在+Y方向侧在X方向上延伸的1个边相邻的“コ”字型的线路。与-Y方向侧的狭缝122A的4个边当中的3个边相邻的线路122A1是与狭缝122A的4个边当中的在+X方向侧和-X方向侧在Y方向上延伸的2个边、和与狭缝122A的4个边当中的在-Y方向侧在X方向上延伸的1个边相邻的线路。在俯视观察下,+Y方向侧的线路122A1和-Y方向侧的线路122A1将穿过连接元件120B的Y方向的宽度的中心的与X轴平行的直线作为对称轴而线对称。
狭缝121B、122B设于连接元件120B的+Y方向侧和-Y方向侧。+Y方向侧的狭缝121B、122B从连接元件120B的+Y方向侧向连接元件120B的Y方向上的宽度的中心按该顺序设置。-Y方向侧的狭缝121B、122B从连接元件120B的-Y方向侧向连接元件120B的Y方向上的宽度的中心按该顺序设置。
此外,连接元件120B具有:Y方向上位于比狭缝121B更靠外侧的线路121B1;和位于狭缝121B、122B之间的线路122B1。线路121B1、122B1的X方向的两端与相邻的2根辐射元件120A连接。
在进行用于使所制作的表面安装型的微带天线100的谐振频率对准所期望的谐振频率的调整时,通过削减线路121A1来缩短辐射元件120A的长度La以及长度Lb(参照图3),能提高谐振频率。此外,通过进一步削减线路121A1以及122A1来缩短辐射元件120A的长度La以及长度Lb(参照图3),能进一步提高谐振频率。
在此,图12以及图13所示的微带天线100M1具有8个狭缝121A。在进行用于对准谐振频率的调整时,并不需要将8个线路121A1全都削减,能通过一个一个进行削减来一点一点较高地调整谐振频率。此外,在削减1个线路121A1时,不削减线路121A1的整体,例如仅削减在X方向上延伸的边的中央部,也能提高谐振频率。
同样地,并不需要将8组线路121A1以及122A1全都削减,能通过一组一组进行削减来一点一点较高地调整谐振频率。此外,在削减1组线路121A1以及122A1时,不削减线路121A1以及122A1的整体,例如仅削减在X方向上延伸的边的中央部,也能提高谐振频率。
此外,在进行用于将所制作的表面安装型的微带天线100的谐振频率对准所期望的谐振频率的调整时,通过削减线路121B1来延长辐射元件120A的长度Lb(参照图3),能降低谐振频率。此外,通过削减线路121B1以及122B1来延长长度Lb(参照图3),能进一步降低谐振频率。
在此,图12以及图13所示的微带天线100M1具有8个狭缝121B。在进行用于对准谐振频率的调整时,不需要将8个线路121B1全都削减,能通过一个一个进行削减来一点点较低地调整谐振频率。此外,在削减1个线路121B1时,不削减部线路121B1的整体,例如仅削减X方向上的中央部,也能降低谐振频率。
同样地,不需要将8组线路121B1以及122B1全都削减,能通过一组一组地进行削减来一点一点较低地调整谐振频率。此外,在削减1组线路121B1以及122B1时,不削减线路121B1以及122B1的整体,例如仅削减在X方向上延伸的边的中央部,也能降低谐振频率。
在变形例1的微带天线100M1中,多个辐射元件120A具有设于从多个辐射元件120A的与连接元件120B连接的中央部120A1来观察的前端侧的狭缝121A、122A。此外,连接元件120B具有在多个辐射元件120A所延伸的Y方向上排列的多个狭缝121B、122B。
通过削减与狭缝121A、122A相邻的线路121A1、122A1、或与狭缝121B、122B相邻的线路121B1、122B1,能在制作微带天线100M1后,进行谐振频率的调整。
图14以及图15是表示实施方式的第2变形例的微带天线100M2的图。微带天线100M2具有在辐射元件120A的前端追加微小电极123A1并且在连接元件120B追加狭缝123B的结构。狭缝123B是设于连接元件120B的细长的开口部。
微小电极123A1是比设于辐射元件120A的前端的+X方向侧和-X方向侧的切口123A更靠前端侧的部分。切口123A是位于与多个辐射元件120A的延伸方向(Y方向)交叉的X方向侧的端边缺失的切口部。
在进行用于使所制作的表面安装型的微带天线100的谐振频率对准所期望的谐振频率的调整时,通过削减微小电极123A1以使得将切口123A之间相连,来缩短辐射元件120A的长度La以及长度Lb(参照图3),由此能提高谐振频率。此时,微小电极123A1当中的比切口123A更靠前端侧的部分可以像岛那样保留。
狭缝123B在比连接元件120B的Y方向上的宽度的中心更靠+Y方向侧和-Y方向侧各设置1个。连接元件120B具有在Y方向上位于比狭缝123B更靠外侧的线路123B1。线路123B1的X方向的两端与相邻的2根辐射元件120A连接。
在用于进行使所制作的表面安装型的微带天线100的谐振频率对准所期望的谐振频率的调整时,通过削减线路123B1来延长辐射元件120A的长度Lb(参照图3),能降低谐振频率。
在此,图14以及图15所示的微带天线100M2具有8个微小电极123A1。在进行用于对准谐振频率的调整时,不需要将8个微小电极123A1全都削减,能通过一个一个进行削减来一点一点较高地调整谐振频率。
此外,图14以及图15所示的微带天线100M2具有8个狭缝123B。在进行用于对准谐振频率的调整时,不需要将8个线路123B1全都削减,能通过一个一个进行削减来一点点较低地调整谐振频率。此外,在削减1个线路123B1时,不削减线路123B1的整体,例如仅削减X方向上的中央部,也能降低谐振频率。
在变形例2的微带天线100M2中,多个辐射元件120A具有设于从多个辐射元件120A的与连接元件120B连接的连接部即中央部120A1来观察的前端侧的微小电极123A1以及切口123A。此外,连接元件120B具有在多个辐射元件120A所延伸的Y方向上排列的多个狭缝123B。
通过削减微小电极123A1以及切口123A、或与狭缝123B相邻的线路123B1,在制作微带天线100M2后,也能进行谐振频率的调整。
以上说明了本发明的例示的实施方式的微带天线,但本发明并不限定于具体公开的实施方式,能不脱离权利要求书地进行各种变形、变更。
另外,本国际申请主张基于在2021年2月19日申请的日本专利申请2021-025518号的优先权,且将其全部内容通过此处的参考而援引于本国际申请中。
-符号说明-
10 基板
10A 下表面(第1表面的一例)
10B 上表面(第2表面的一例)
10C 侧面
100、100A、100B、100C、100D、100M1、100M2 微带天线
110 接地电极
120 天线要素
120A 辐射元件
120A1 中央部
120B 连接元件
120C 凹口部
121A、122A 狭缝
121A1、122A1 线路
121B、122B 狭缝
121B1、122B1 线路
123A 切口
123A1 微小电极
123B 狭缝
123B1 线路
130 供电线路
131 端部(第1端部的一例)
132 端部(第2端部、供电部的一例)
140 连接线路
141、142 端部。

Claims (8)

1.一种微带天线,其特征在于,包含:
电介质制的基板;
接地电极,其设于所述基板的第1表面;
天线要素,其具有多个辐射元件和连接元件,其中,所述多个辐射元件设于所述基板的与所述第1表面相反的一侧的第2表面,相互平行地延伸,所述连接元件设于所述第2表面并在与所述多个辐射元件交叉的方向上延伸,将所述多个辐射元件连接;
供电线路,其具有第1端部和第2端部,其中,所述第1端部与所述多个辐射元件当中的俯视观察下位于端部的辐射元件的位于所述连接元件的延长上的部分连接,所述第2端部设于所述基板的所述第1表面与所述第2表面之间的侧面,并被供电;和
连接线路,其具有在所述基板的所述侧面沿着所述供电线路而设的区间,将位于所述端部的辐射元件和所述接地电极连接。
2.根据权利要求1所述的微带天线,其中,
所述连接元件将所述多个辐射元件的延伸方向上的中央部连接。
3.根据权利要求1或2所述的微带天线,其中,
所述多个辐射元件的延伸方向上的长度相等。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的微带天线,其中,
所述多个辐射元件的延伸方向和所述连接元件的延伸方向在俯视观察下正交。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的微带天线,其中,
所述供电线路的所述第1端部和所述连接线路的与位于所述端部的辐射元件连接的端部设于所述基板的所述第2表面。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的微带天线,其中,
所述连接线路是夹着所述供电线路延伸、且和所述供电线路一起构成共面线路的2根连接线路。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的微带天线,其中,
所述多个辐射元件具有:狭缝,其设于从所述多个辐射元件的与所述连接元件连接的连接部来观察的前端侧;或者,切口部,其设于所述前端侧,在俯视观察下位于与所述多个辐射元件的延伸方向交叉的方向侧的端边被切口。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的微带天线,其中,
所述连接元件具有在所述多个辐射元件所延伸的方向上排列的多个狭缝。
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