DE112021007133T5

DE112021007133T5 - Mikrostreifenantenne

Info

Publication number: DE112021007133T5
Application number: DE112021007133.5T
Authority: DE
Inventors: Makoto Shigihara; Shinji Murata
Original assignee: Alps Alpine Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2021-02-19
Filing date: 2021-11-29
Publication date: 2023-12-21
Also published as: US20230361474A1; GB2618462A; GB202311868D0; CN116745994A; JPWO2022176305A1; WO2022176305A1

Abstract

[Aufgabe] Bereitstellung einer Mikrostreifenantenne, die miniaturisierbar ist.[Lösung] Eine Mikrostreifenantenne besitzt ein dielektrisches Substrat, eine Masseelektrode, die auf einer ersten Oberfläche des Substrats vorgesehen ist, ein Antennenelement mit einer Mehrzahl von Strahlungselementen, die auf einer der ersten Oberfläche gegenüberliegenden, zweiten Oberfläche des Substrats derart vorgesehen sind, dass sie sich parallel zueinander erstrecken, und mit einem Verbindungselement, das auf der zweiten Oberfläche derart vorgesehen ist, dass es sich in einer die Strahlungselemente schneidenden Richtung erstreckt und die Strahlungselemente miteinander verbindet, eine Speiseleitung mit einem ersten Endbereich, der in einer Draufsicht mit einem Bereich des äußersten Strahlungselements unter der Mehrzahl von Strahlungselementen verbunden ist, wobei sich der Bereich auf einer Verlängerung des Verbindungselements befindet, und mit einem zweiten Endbereich, der auf einer Seitenfläche des Substrats zwischen der ersten und der zweiten Oberfläche vorgesehen ist, um Leistung aufzunehmen, sowie eine Verbindungsleitung, die einen Abschnitt aufweist, der auf der Seitenfläche des Substrats entlang der Speiseleitung vorgesehen ist, und die das äußerste Strahlungselement mit der Masseelektrode verbindet.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Mikrostreifenantenne.
Hintergrund der Erfindung
Einige bestehende Antennenvorrichtungen umfassen ein dielektrisches Substrat, einen Erdungsleiterfilm, der auf der unteren Oberfläche des dielektrischen Substrats vorgesehen ist, einen Strahlungsleiterfilm, der auf der oberen Oberfläche des dielektrischen Substrats vorgesehen ist, und einen Verbindungsleiterfilm, der auf einer Seitenfläche des dielektrischen Substrats vorgesehen ist, um den Erdungsleiterfilm mit dem Strahlungsleiterfilm zu verbinden (siehe z.B. Patentdokument 1).
List zum Stand der Technik
Patentliteratur
Patentdokument 1: Ungeprüfte japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 11-112221
Kurzbeschreibung der Erfindung
Technisches Problem
Die Wellenlänge auf einem dielektrischen Substrat variiert in Abhängigkeit von der relativen Dielektrizitätskonstante des dielektrischen Substrats und nimmt mit zunehmender relativer Dielektrizitätskonstante ab. Folglich kann eine Antennenvorrichtung durch Verwendung eines dielektrischen Substrats mit einer hohen relativen Dielektrizitätskonstante miniaturisiert werden.
Bei den bestehenden Antennen handelt es sich um einseitige Kurzschluss-Mikrostreifenantennen, die ein dielektrisches Keramiksubstrat mit einer relativen Dielektrizitätskonstante von 38 verwenden, das bei einer Frequenz von 3,8 GHz in Resonanz schwingt. Die Abmessungen des dielektrischen Substrats betragen 10 mm × 8 mm × 4 mm, und die Freiraum-Wellenlänge λ₀ bei 3,8 GHz beträgt etwa 77 mm. Die Abmessungen des dielektrischen Substrats, ausgedrückt als Freiraum-Wellenlänge λ₀, betragen etwa 0,13λ₀ × 0,1 λ₀ × 0,05λ₀.
Auf dem Gebiet der RFID- (Radio Frequency Identifier) Tags bzw. -Etiketten, die das 920-MHz-Band nutzen, besteht ein Bedarf dahingehend, ein RFID-Etikett an einem kleinen Objekt anzubringen. Aus diesem Grund wird eine Antennenvorrichtung mit einem Volumen von etwa 0,1 cm³ bis etwa 0,2 cm³ benötigt.
Das Volumen, ausgedrückt in Abmessungen, beträgt zum Beispiel etwa 7 mm × etwa 7 mm × etwa 2 mm. Werden die Abmessungen im Hinblick auf die Freiraum-Wellenlänge λ₀ bei 920 MHz ausgedrückt, betragen die Abmessungen etwa 0,02λ₀ × 0,02λ₀ × 0,006λ₀. Daher ist es für bestehende einseitig kurzgeschlossene Mikrostreifenantennen, die im 920-MHz-Band kommunizieren können, unmöglich, ein Volumen von etwa 0,1 cm³ bis etwa 0,2 cm³ zu erreichen.
Daher besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung einer Mikrostreifenantenne, die miniaturisierbar ist.
Lösung des Problems
Die Mikrostreifenantenne gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Mikrostreifenantenne, die Folgendes aufweist: ein Substrat aus einem dielektrischen Material, eine Masseelektrode, die auf einer ersten Oberfläche des Substrats vorgesehen ist, ein Antennenelement mit einer Mehrzahl von Strahlungselementen, die auf einer der ersten Oberfläche gegenüberliegenden, zweiten Oberfläche des Substrats derart vorgesehen sind, dass sie sich parallel zueinander erstrecken, und ein Verbindungselement, das auf der zweiten Oberfläche derart vorgesehen ist, dass es sich in einer die Strahlungselemente schneidenden Richtung erstreckt und die Strahlungselemente miteinander verbindet, eine Speiseleitung mit einem ersten Endbereich, der mit einem Bereich des Strahlungselements verbunden ist, das sich in der Draufsicht an einer äußersten Position unter der Mehrzahl von Strahlungselementen befindet, wobei sich der Bereich auf einer Verlängerung des Verbindungselements befindet, und mit einem zweiten Endbereich, der auf einer Seitenfläche des Substrats zwischen der ersten Oberfläche und der zweiten Oberfläche vorgesehen ist, um Leistung aufzunehmen, und mindestens eine Verbindungsleitung, die einen Abschnitt aufweist, der auf der Seitenfläche des Substrats entlang der Speiseleitung vorgesehen ist, wobei die Verbindungsleitung das an der äußersten Position befindliche Strahlungselement mit der Masseelektrode verbindet.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Es kann eine Mikrostreifenantenne bereitgestellt werden, die miniaturisierbar ist.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen

[1] 1 veranschaulicht eine Mikrostreifenantenne 100.
[2] 2 veranschaulicht die Mikrostreifenantenne 100.
[3] 3 veranschaulicht die Mikrostreifenantenne 100.
[4] 4 veranschaulicht die Mikrostreifenantenne 100.
[5] 5 veranschaulicht Änderungsausmaße der Resonanzfrequenz und des VSWR, wenn die Längen La, Lb und Lc bei der Mikrostreifenantenne 100 variiert werden.
[6] 6 veranschaulicht ein Simulationsmodell.
[7] 7 veranschaulicht die Frequenzcharakteristik des VSWR.
[8] 8 veranschaulicht die Strahlungseigenschaften.
[9] 9 veranschaulicht ein Simulationsmodell.
[10] 10 veranschaulicht die Frequenzcharakteristik des VSWR.
[11] 11 veranschaulicht die Strahlungseigenschaften.
[12] 12 veranschaulicht eine Mikrostreifenantenne 100M1 gemäß Modifikation 1 einer Ausführungsform.
[13] 13 veranschaulicht die Mikrostreifenantenne 100M1 gemäß Modifikation 1 der Ausführungsform.
[14] 14 veranschaulicht eine Mikrostreifenantenne 100M2 gemäß Modifikation 2 der Ausführungsform.
[15] 15 veranschaulicht die Mikrostreifenantenne 100M2 gemäß Modifikation 2 der Ausführungsform.

Beschreibung der Ausführungsformen
Im Folgenden wird eine Ausführungsform einer Mikrostreifenantenne gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.
<Ausführungsform>
Nachfolgend wird eine Ausführungsform einer Mikrostreifenantenne gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. Im Folgenden wird ein XYZ-Koordinatensystem definiert, und die Beschreibung erfolgt unter Bezugnahme auf das XYZ-Koordinatensystem. Eine Richtung parallel zu der X-Achse (eine X-Richtung), eine Richtung parallel zu der Y-Achse (eine Y-Richtung) und eine Richtung parallel zu der Z-Achse (eine Z-Richtung) sind orthogonal zueinander. Darüber hinaus wird im Folgenden der Einfachheit halber die Seite in -Z-Richtung auch als Unterseite oder Boden bezeichnet, und die Seite in +Z-Richtung wird auch als Oberseite oder oben bezeichnet. Darüber hinaus bezieht sich der Begriff „Draufsicht“ auf die XY-Ebenen-Ansicht. Ferner können zum besseren Verständnis der Struktur die Länge, der Durchmesser und die Dicke der einzelnen Teile übertrieben dargestellt sein. Außerdem werden die Begriffe „parallel“, „übereinander“, „rechter Winkel“ und dergleichen verwendet, um die Wirkung der Ausführungsform nicht zu beeinträchtigen.
In den 1 bis 4 ist eine Mikrostreifenantenne 100 dargestellt. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht der Mikrostreifenantenne 100 von der Oberseite, und 2 zeigt eine perspektivische Ansicht der Mikrostreifenantenne 100 von der Unterseite. 3 zeigt eine Draufsicht, und 4 zeigt eine Seitenansicht der Mikrostreifenantenne 100 bei Betrachtung von der Seite der +X-Richtung.
Die Mikrostreifenantenne 100 umfasst ein Substrat 10, eine Erdungselektrode bzw. Masseelektrode 110, ein Antennenelement 120, eine Speiseleitung 130 und eine Verbindungsleitung 140. Die Mikrostreifenantenne 100 soll beispielsweise für ein RFID-Tag verwendet werden, und eine Ausführungsform, bei der die Kommunikation beispielsweise im 920-MHz-Band erfolgt, wird im Folgenden beschrieben.
Ein Ziel der vorliegenden Ausführungsform besteht in der Bereitstellung einer Mikrostreifenantenne, die miniaturisiert werden kann, und insbesondere in der Bereitstellung einer oberflächenmontierten Mikrostreifenantenne 100, die kleiner ist als bestehende Mikrostreifenantennen und die eine Länge jeder Seite von etwa 0,02λ₀ und eine Dicke von etwa 0,006λ₀ aufweist, wobei λ₀ die Wellenlänge von Funkwellen im 920-MHz-Band im freien Raum ist.
Das Substrat 10 ist aus einem dielektrischen Material hergestellt. Beispielsweise besteht das Substrat 10 aus einem Keramikmaterial mit hoher Dielektrizitätskonstante und einer relativen Dielektrizitätskonstante εr von 93. Beispiele für ein Keramikmaterial mit hoher Dielektrizitätskonstante umfassen ein Keramikmaterial mit hoher Dielektrizitätskonstante, das hauptsächlich aus Bariumoxid, Titanoxid, Neodymoxid, Ceroxid, Samariumoxid oder Wismutoxid besteht. Das Substrat 10 ist z.B. ein quaderförmiges Substrat und in der Draufsicht quadratisch. Die Abmessungen sind z.B. 7 mm (X-Richtung) × 7 mm (Y-Richtung) × 2 mm (Z-Richtung). Eine untere Oberfläche 10A (eine Oberfläche auf der Seite der -Z-Richtung) des Substrats 10 ist ein Beispiel für eine erste Oberfläche, und eine obere Oberfläche 10B (eine Oberfläche auf der Seite der +Z-Richtung) des Substrats 10 ist ein Beispiel für eine zweite Oberfläche, der der unteren Oberfläche 10A gegenüberliegt, bei der es sich um ein Beispiel für die erste Oberfläche handelt.
Die Masseelektrode 110, das Antennenelement 120, die Speiseleitung 130 und die Verbindungsleitung 140 können beispielsweise durch Aufdrucken von leitfähiger Paste, wie Silberpaste oder Kupferpaste, auf die untere Oberfläche 10A, die obere Oberfläche 10B und eine Seitenfläche 10C des Substrats 10 sowie Brennen der leitfähigen Paste gebildet sein. Die Seitenfläche 10C befindet sich zwischen der unteren Oberfläche 10A, die ein Beispiel für die erste Oberfläche ist, und der oberen Oberfläche 10B, die ein Beispiel für die zweite Oberfläche ist, und verbindet die untere Oberfläche 10A mit der oberen Oberfläche 10B. Als Beispiel wird hier eine Ausführungsform beschrieben, bei der die Masseelektrode 110, das Antennenelement 120, die Speiseleitung 130 und die Verbindungsleitung 140 mit Silberpaste gebildet sind. Die Dicken der Masseelektrode 110, des Antennenelements 120, der Speiseleitung 130 und der Verbindungsleitung 140 sind gleich und betragen beispielsweise etwa 10 µm bis 15 µm.
Die Masseelektrode 110 ist auf der unteren Oberfläche 10A des Substrats 10 angeordnet. Die Längen in X- und Y-Richtung der Masseelektrode 110 sind beispielsweise gleich.
Das Antennenelement 120 umfasst vier Strahlungselemente 120A, die sich jeweils in Y-Richtung erstrecken, und drei Verbindungselemente 120B, die sich jeweils in X-Richtung erstrecken. In 1 sind zum besseren Verständnis der Struktur die Grenzen zwischen den vier Strahlungselementen 120A und den drei Verbindungselementen 120B durch gestrichelte Linien dargestellt.
Die vier Strahlungselemente 120A verlaufen parallel zueinander und sind in X-Richtung gleichmäßig beabstandet. Jedes der drei Verbindungselemente 120B ist zwischen zwei benachbarten der vier Strahlungselemente 120A angeordnet und verbindet die zentralen Bereiche 120A1 der Länge der vier Strahlungselemente 120A in der Y-Richtung. Der zentrale Bereich 120A1 ist ein Bereich, der in Y-Richtung die Mitte der Länge der Strahlungselemente 120A beinhaltet. Die drei Verbindungselemente 120B befinden sich auf der gleichen geraden Linie und erstrecken sich in der X-Richtung, die sich mit den vier Strahlungselementen 120A schneidet.
Das Antennenelement 120 kann zwar als Konfiguration betrachtet werden, bei der ein Verbindungselement, das sich in X-Richtung erstreckt, mit acht Strahlungselementen auf der Seite in +Y- und der Seite in -Y-Richtung verbunden ist. Vorliegend erfolgt die Beschreibung jedoch unter Bezugnahme auf eine Konfiguration mit vier Strahlungselementen 120A, die sich in der Y-Richtung erstrecken, und drei Verbindungselementen 120B, die sich in der X-Richtung erstrecken.
Die Speiseleitung 130 hat einen Endbereich 131, der mit dem in Y-Richtung zentralen Bereich 120A1 des Strahlungselements 120A verbunden ist, das sich am weitesten in der +X-Richtung der vier Strahlungselemente 120A befindet, und einen Endbereich 132, der sich in der +X-Richtung des Substrats 10 an dem unteren Ende der Seitenfläche 10C befindet. Der Endbereich 131 ist ein Beispiel für einen ersten Endbereich, und der Endbereich 132 ist ein Beispiel für einen zweiten Endbereich. Der zentrale Bereich 120A1 des Strahlungselements 120A, das sich am weitesten in der +X-Richtung befindet, ist in Verlängerung des Verbindungselements 120B angeordnet und ist ein Bereich, mit dem der Endbereich 131 verbunden ist.
Die Speiseleitung 130 erstreckt sich entlang der oberen Oberfläche 10B und der Seitenfläche 10C des Substrats 10 zwischen dem Endbereich 131 und dem Endbereich 132. Der Endbereich 132 ist ein Leistungs- bzw. Stromzuführbereich, an den ein Kerndraht eines Koaxialkabels oder dergleichen (nicht dargestellt) angeschlossen ist und dem Strom zugeführt wird. Ein Abschirmdraht des Koaxialkabels kann mit der Masseelektrode 110 verbunden sein.
Es sind zwei Verbindungsleitungen 140 vorgesehen, eine auf der Seite der +Y-Richtung und die andere auf der Seite der -Y-Richtung der Speiseleitung 130, die gleichmäßig von der Speiseleitung 130 beabstandet sind. Die Speiseleitung 130 und die beiden Verbindungsleitungen 140 bilden eine Koplanarleitung 150. Die Koplanarleitung 150 ist für die Übertragung von Hochfrequenzsignalen geeignet.
Jede der Verbindungsleitungen 140 besitzt einen Endbereich 141, der mit einem in +X-Richtung gelegenen Rand der am weitesten in der +X-Richtung gelegenen Strahlungselemente 120A der vier Strahlungselemente 120A verbunden ist, sowie einen Endbereich 142, der mit dem Rand in +X-Richtung der Masseelektrode 110 verbunden ist. Die Verbindungsleitung 140 erstreckt sich zwischen dem Endbereich 141 und einem Endbereich 142 entlang der unteren Oberfläche 10A, der oberen Oberfläche 10B und der Seitenfläche 10C des Substrats 10. Ein Abschnitt der Verbindungsleitung 140, der auf der Seitenfläche 10C vorgesehen ist, ist ein Abschnitt, der auf der Seitenfläche 10C des Substrats 10 vorgesehen ist und sich entlang der Speiseleitung 130 erstreckt.
Der Endbereich 141 der Verbindungsleitung 140, der sich auf der Seite der +Y-Richtung befindet, ist mit dem am weitesten in der +X-Richtung angeordneten Strahlungselement 120A an einer Position auf der Seite der +Y-Richtung von dem zentralen Bereich 120A1 verbunden. Der Endbereich 141 der Verbindungsleitung 140, der sich auf der Seite der -Y-Richtung befindet, ist mit dem am weitesten in der +X-Richtung angeordneten Strahlungselement 120A an einer Position auf der Seite der -Y-Richtung von dem zentralen Bereich 120A1 verbunden.
Wie in 3 dargestellt, ist bei der Mikrostreifenantenne 100 die Länge des Antennenelements 120 in der Y-Richtung La und in der X-Richtung Ld. Die Länge eines Abschnitts des Strahlungselements 120A, der in der Y-Richtung von dem Verbindungselement 120B wegragt, ist Lb, und die Länge zwischen dem Zentrum der Breite in der Y-Richtung der Speiseleitung 130 und der Verbindungsleitung 140 ist Lc. Zum Beispiel sind die Länge La und die Länge Ld gleich. Die Längen können jedoch auch unterschiedlich sein.
Von den vier Strahlungselementen 120A sind die Längen (Breiten) der beiden Strahlungselemente 120A in der X-Richtung, die am weitesten in der +X-Richtung und am weitesten in der -X-Richtung liegen, Le, und die Längen (Breiten) der beiden Strahlungselemente 120A in der X-Richtung, die in der X-Richtung in der Mitte liegen, sind Lg. Die Längen der drei Verbindungselemente 120B in der X-Richtung sind Lf. Die Länge Lf entspricht dem Abstand der vier Strahlungselemente 120A in der X-Richtung. In dem vorliegenden Beispiel ist die Länge Le größer als die Länge Lg. Die Längen können jedoch gleich sein, oder die Länge Le kann kleiner als die Länge Lg sein.
Das Antennenelement 120 ist kammförmig und besitzt daher eine Aussparung 120C zwischen zwei benachbarten Strahlungselementen 120A. Die Länge Lb ist die Länge der Aussparung 120C.
Die Mikrostreifenantenne 100 mit dem Antennenelement 120 kann eine Resonanzfrequenz erreichen, die niedriger ist als die einer Mikrostreifenantenne mit einer Patch- bzw. Flächenelektrode mit einer Länge von La × Ld. Das heißt, bei der gleichen Resonanzfrequenz lässt sich eine Mikrostreifenantenne 100 erzielen, die kleiner ist als eine Mikrostreifenantenne mit einer Patch-Elektrode mit einer Länge von La × Ld. Dies liegt daran, dass der Weg eines hochfrequenten Stroms in äquivalenter Weise vergrößert werden kann.
Im Allgemeinen werden bei Mikrostreifenantennen, die ein Keramiksubstrat besitzen, eine Patch-Elektrode, eine Masseelektrode und dgl. durch Drucken und Brennen von leitfähiger Paste, wie z.B. Silberpaste oder Kupferpaste, hergestellt.
Da die relative Dielektrizitätskonstante eines Keramiksubstrats von Substrat zu Substrat variieren kann, werden mehrere Arten von Platten zum Drucken von Patch-Elektroden mit Teilen mit leicht unterschiedlichen Abmessungen vorbereitet, um die Änderung in der relativen Dielektrizitätskonstante zu korrigieren. Dann wird ein Testdruck mit der leitfähigen Paste auf den Platten durchgeführt. Auf diese Weise wird diejenige Platte ausgewählt, die die gewünschte Resonanzfrequenz und Eingangsimpedanz liefern kann, und anschließend wird die Mikrostreifenantenne in Serie produziert.
Da die Resonanzfrequenz und die Eingangsimpedanz von den Abmessungen der Patch-Elektrode abhängen, ist es schwierig, die Resonanzfrequenz und die Eingangsimpedanz für Mikrostreifenantennen mit Patch-Elektroden unabhängig zu bestimmen.
Die vorliegende Ausführungsform stellt eine Mikrostreifenantenne 100 bereit, deren Resonanzfrequenz und Eingangsimpedanz nahezu unabhängig voneinander bestimmt werden können. Wenn die relative Dielektrizitätskonstante εr des Substrats 10 93 ist, beträgt ein Beispiel für die Abmessungen, um ein Volumen von 0,1 cm³ zu erhalten, etwa 7 mm × etwa 7 mm × etwa 2 mm, so dass die Abmessungen des Substrats 10, wie vorstehend erwähnt, z.B. 7 mm × 7 mm × 2 mm betragen.
In diesem Fall gelten für die in 3 dargestellten Längen La, Lb, Lc und Ld beispielsweise La = Ld = 6 mm, Lb = 2,4 mm und Lc = 0,8 mm. Die oberflächenmontierte Mikrostreifenantenne 100 mit diesen Längen La, Lb, Lc und Ld ist bei etwa 920 MHz in Resonanzschwingung, und die Eingangsimpedanz des Endbereichs 132 der Speiseleitung 130 (des Stromversorgungsbereichs) beträgt etwa 50 Ω.
5 veranschaulicht die Ausmaße der Änderung der Resonanzfrequenz und des VSWR (Voltage Standing Wave Ratio bzw. Spannungs-Stehwellenverhältnisses), wenn die Längen La, Lb und Lc in der Mikrostreifenantenne 100 variiert werden. Die in 5 dargestellten Kennlinien sind Simulationsergebnisse, die durch eine elektromagnetische Feldsimulation erhalten werden.
5(A) veranschaulicht das Ausmaß der Änderung Δf0 der Resonanzfrequenz und das Ausmaß der Änderung des VSWR in Bezug auf das Ausmaß der Änderung ΔLa der Länge La, 5(B) veranschaulicht das Ausmaß der Änderung Δf0 der Resonanzfrequenz und das Ausmaß der Änderung des VSWR in Bezug auf das Ausmaß der Änderung ΔLb der Länge Lb, und 5(C) veranschaulicht das Ausmaß der Änderung Δf0 der Resonanzfrequenz und das Ausmaß der Änderung des VSWR in Bezug auf das Ausmaß der Änderung ΔLc der Länge Lc. Es sei erwähnt, dass bei einer Änderung der Länge La die Längen Lb und Lc feste Werte sind. Wenn die Länge Lb variiert wird, sind die Längen La und Lc ebenfalls feste Werte. Wenn die Länge Lc variiert wird, sind die Längen La und Lb feste Werte.
Wie aus 5(A) und 5(B) ersichtlich ist, bleibt das VSWR nahezu unverändert, wenn die Länge La oder Lb variiert wird, aber die Resonanzfrequenz ändert sich in signifikanter Weise. Wie in 5(C) zu sehen ist, ändert sich außerdem das VSWR in signifikanter Weise, wenn die Länge Lc verändert wird.
Daher kann die Mikrostreifenantenne 100 sehr einfach entworfen werden, wenn mehrere Arten von Platten zum Drucken der Masseelektrode 110, des Antennenelements 120, der Speiseleitung 130 und der Verbindungsleitung 140 bereitgestellt werden, um die Mikrostreifenantenne 100 herzustellen.
Wenn die Resonanzfrequenz der gefertigten oberflächenmontierten Mikrostreifenantenne 100 von einer gewünschten Resonanzfrequenz abweicht, ist es gängige Praxis, die Resonanzfrequenz durch Anpassungen zu korrigieren.
Wenn die Resonanzfrequenz der gefertigten oberflächenmontierten Mikrostreifenantenne 100 niedriger ist als die gewünschte Resonanzfrequenz, kann die Länge La durch Trimmen bzw. Zuschneiden der Enden des Strahlungselements 120A in der +Y- und der -Y-Richtung verringert werden. Wenn die Länge La verringert wird, kann die Resonanzfrequenz erhöht werden, wie in 5(A) zu sehen ist.
Wenn dagegen die Resonanzfrequenz der gefertigten oberflächenmontierten Mikrostreifenantenne 100 höher ist als die gewünschte Resonanzfrequenz, kann die Länge Lb der Aussparung 120C vergrößert werden, indem die Endbereiche des Verbindungselements 120B in der +Y- und der -Y-Richtung in Richtung der Mitte in Y-Richtung weiter getrimmt bzw. beschnitten werden, um das Verbindungselement 120B dünner zu machen. Durch die Vergrößerung der Länge Lb kann die Resonanzfrequenz reduziert werden, wie aus 5(B) ersichtlich ist.
In 6 ist ein Simulationsmodell dargestellt. Eine in 6(A) dargestellte Mikrostreifenantenne 100A ist das Simulationsmodell der in 1 dargestellten Mikrostreifenantenne 100. Eine in 6(B) dargestellte Mikrostreifenantenne 100B ist ein Simulationsmodell, bei dem das Antennenelement 120 drei Strahlungselemente 120A aufweist. Bei der in 6(C) dargestellten Mikrostreifenantenne 100C handelt es sich um ein Simulationsmodell, bei dem das Antennenelement 120 zwei Strahlungselemente 120A aufweist.
Die Simulationen wurden mit den Mikrostreifenantennen 100A bis 100C durchgeführt, die auf der oberen Oberfläche des Substrats 20 angebracht waren. Das Substrat 20 wies auf der oberen Oberfläche eine Stromversorgungs-Zwischenverbindungsleitung 21 und eine Erdungsschicht 22 auf, die sich in der Draufsicht auf drei Seiten von der Zwischenverbindungsleitung 21 befand. Die Zwischenverbindungsleitung 21 war z.B. mit dem Endbereich 132 der Speiseleitung 130 (dem Stromversorgungsbereich) verbunden, und die Erdungsschicht 22 war von der Masseelektrode 110 isoliert.
Beispielsweise betrug die Länge La der Mikrostreifenantenne 100A 6 mm, die Länge Lb war 2,43 mm, die Länge Lc war 0,82 mm, und die Länge Ld war 6 mm. Die Länge La der Mikrostreifenantenne 100B war 6 mm, die Länge Lb war 2,58 mm, die Länge Lc war 0,82 mm, und die Länge Ld war 6 mm. Die Länge La der Mikrostreifenantenne 100C war 6 mm, die Länge Lb war 2,82 mm, die Länge Lc war 1,1 mm, und die Länge Ld war 6 mm.
7 zeigt die Frequenzcharakteristik des VSWR. Die 7(A) bis 7(C) zeigen die Frequenzcharakteristiken des VSWR, die jeweils aus den Simulationsmodellen der Mikrostreifenantennen 100A bis 100C gewonnen wurden.
Wie in 7(A) bis 7(C) dargestellt, betrug die Bandbreite bei einem VSWR von 2 bei der Mikrostreifenantenne 100A 2,6 MHz, bei der Mikrostreifenantenne 100B 2,4 MHz und bei der Mikrostreifenantenne 100C 3,0 MHz. Obwohl es einen leichten Unterschied in der Bandbreite gibt, zeigt sich, dass keine signifikante Änderung in der Frequenzcharakteristik des VSWR in Abhängigkeit von der Anzahl der Strahlungselemente 120A auftritt.
8 veranschaulicht die Strahlungseigenschaften. In den 8(A) bis 8(C) sind die aus den Simulationsmodellen der Mikrostreifenantennen 100A bis 100C erhaltenen Strahlungseigenschaften dargestellt. In jeder der 8(A) bis 8(C) sind das 3D-Diagramm, das Diagramm in der ZX-Ebene und das Diagramm in der ZY-Ebene von links nach rechts dargestellt.
Wie in 8(A) bis 8(C) dargestellt, zeigten das 3D-Diagramm, das Diagramm in der ZX-Ebene und das Diagramm in der ZY-Ebene ähnliche Trends sowohl beim Gewinn als auch bei der Richtwirkung. Der Gewinn in der +Z-Richtung war -21,7 dBi bei der Mikrostreifenantenne 100A, -22,1 dBi bei der Mikrostreifenantenne 100B und -22,4 dBi bei der Mikrostreifenantenne 100C. Es zeigt sich, dass keine nennenswerten Änderungen bei dem Gewinn und der Richtwirkung in Abhängigkeit von der Anzahl der Strahlungselemente 120A auftreten.
In 9 sind die Simulationsmodelle dargestellt. Die in 9(A) dargestellte Mikrostreifenantenne 100A ist das Simulationsmodell der in 1 dargestellten Mikrostreifenantenne 100. Bei der in 9(B) dargestellten Mikrostreifenantenne 100D handelt es sich um ein Simulationsmodell mit einer Verbindungsleitung 140. Das heißt, die Mikrostreifenantenne 100D hat eine Konfiguration, die keine Koplanarleitung aufweist. Bei der in 9(C) dargestellten Mikrostreifenantenne 50 handelt es sich um ein Simulationsmodell, das anstelle des Antennenelements 120 eine Patch-Elektrode und eine Verbindungsleitung 140 aufweist. Das heißt, die Mikrostreifenantenne 50 ist ein Simulationsmodell zum Vergleich, das eine Patch-Elektrode und keine Koplanarleitung aufweist.
(Ergebnisse)
Die Simulationen wurden mit jeder der Mikrostreifenantennen 100A, 100D und 50 durchgeführt, die auf der oberen Oberfläche des Substrats 20 angebracht waren. Das Substrat 20 hatte eine Stromversorgungs-Zwischenverbindungsleitung 21 auf der oberen Oberfläche und eine Erdungsschicht 22, die sich in der Draufsicht auf drei Seiten von der Zwischenverbindungsleitung 21 befand. Zum Beispiel war die Zwischenverbindungsleitung 21 mit dem Endbereich 132 der Speiseleitung 130 (dem Stromversorgungsbereich) verbunden, und die Erdungsschicht 22 war von der Masseelektrode 110 isoliert.
Beispielsweise war die Länge La bei der Mikrostreifenantenne 100A 6 mm, die Länge Lb war 2,43 mm, die Länge Lc war 0,82 mm, und die Länge Ld war 6 mm. Die Länge La der Mikrostreifenantenne 100D war 6 mm, die Länge Lb war 1,8 mm, die Länge Lc war 0,5 mm, und die Länge Ld war 6 mm. Die Länge La in der Mikrostreifenantenne 50 betrug 4,95 mm, die Länge Lb war 0 mm, die Länge Lc war 0,5 mm, und die Länge Ld war 4,95 mm.
10 veranschaulicht die Frequenzcharakteristiken des VSWR. 10(A) bis 10(C) veranschaulichen die Frequenzcharakteristiken des VSWR, die von den Simulationsmodellen der Mikrostreifenantennen 100A, 100D bzw. 50 erhalten wurden.
Wie in 10(A) bis 10(C) dargestellt, betrug die Bandbreite bei einem VSWR von 2 bei der Mikrostreifenantenne 100A 2,6 MHz, während das minimale VSWR bei der Mikrostreifenantenne 100D etwa 4 betrug und das minimale VSWR bei der Mikrostreifenantenne 50 etwa 5,8 betrug. Es wird festgestellt, dass ein Unterschied in der Frequenzcharakteristik des VSWR zwischen den Fällen mit und ohne Koplanarleitung 150 auftritt. Es kann jedoch festgestellt werden, dass das Niveau der Frequenzcharakteristik des VSWR der Mikrostreifenantenne 100D dem Niveau der Frequenzcharakteristik des VSWR der Mikrostreifenantenne 50 überlegen ist.
11 veranschaulicht die Strahlungseigenschaften. Die 11(A) bis 11 (C) zeigen die Strahlungseigenschaften, die aus den Simulationsmodellen der Mikrostreifenantennen 100A, 100D bzw. 50 gewonnen wurden. In jeder der 11(A) bis 11(C) sind das 3D-Diagramm, das Diagramm in der ZX-Ebene und das Diagramm in der ZY-Ebene von links nach rechts dargestellt.
Wie aus den 11(A) bis 11(C) ersichtlich ist, zeigt sich ein Unterschied zwischen dem 3D-Diagramm, dem Diagramm in der ZX-Ebene und dem Diagramm in der ZY-Ebene, die in den 11(A) bis 11 (C) dargestellt sind, zwischen den Fällen mit und ohne Koplanarleitung 150. Der Gewinn in der +Z-Richtung betrug - 21,7 dBi bei der Mikrostreifenantenne 100A, -21,8 dBi bei der Mikrostreifenantenne 1000 und -25,2 dBi bei der Mikrostreifenantenne 100C.
Bei der Mikrostreifenantenne 100A mit der Koplanarleitung 150 sind die Strahlungseigenschaften symmetrisch um die X-Achse, so dass die polarisierte Welle auf der X-Achse liegt. Im Gegensatz dazu wird bei den Mikrostreifenantennen 100D und 50 festgestellt, dass die polarisierte Welle von der X-Achse abweicht.
Bei der Mikrostreifenantenne 100A mit der Koplanarleitung 150 ist es einfach, eine 50 Ω-Anpassung der Eingangsimpedanz in dem Stromversorgungsbereich zu erreichen, und die Strahlung von dem Stromversorgungsbereich ist reduziert. Im Gegensatz dazu wird bei den Mikrostreifenantennen 100D und 50 ohne Koplanarleitung 150 festgestellt, dass es schwierig ist, eine 50 Ω-Anpassung der Eingangsimpedanz in dem Stromversorgungsbereich zu erreichen.
Darüber hinaus wird festgestellt, dass bei der Mikrostreifenantenne 100A mit der Koplanarleitung 150 die Richtung des maximalen Gewinns die Zenitrichtung (+Z-Richtung) ist, während bei den Mikrostreifenantennen 100D und 50 die Richtung des maximalen Gewinns abweicht.
Wie vorstehend beschrieben, kann durch die Bereitstellung des Antennenelements 120 mit vier Strahlungselementen 120A und drei Verbindungselementen 120B auf dem Substrat 10 aus Keramik mit hoher Dielektrizitätskonstante und einer relativen Dielektrizitätskonstante εr von 93 sowie durch Verbinden des Antennenelements 120 mit der Masseelektrode 110 unter Verwendung der Koplanarleitung 150 die oberflächenmontierte Mikrostreifenantenne 100 mit einer Seitenlänge von etwa 0,02λ₀ in der X- und der Y-Richtung und einer Dicke von etwa 0,006λ₀ bereitgestellt werden. Das Volumen der oberflächenmontierten Mikrostreifenantenne 100 beträgt etwa 0,1 cm³.
Somit kann die Mikrostreifenantenne 100 bereitgestellt werden, die miniaturisierbar ist.
Das Verbindungselement 120B verbindet die zentralen Bereiche 120A1 in der Erstreckungsrichtung der Mehrzahl von Strahlungselementen 120A, so dass die Strahlungselemente 120A symmetrisch in Bezug auf das Verbindungselement 120B angeordnet sind und somit die symmetrischen Strahlungseigenschaften in der Erstreckungsrichtung des Strahlungselements 120A erzielt werden können.
Da die Längen der Mehrzahl von Strahlungselementen 120A in der Erstreckungsrichtung gleich sind, können gleiche Strahlungseigenschaften (die gleichen planaren Strahlungseigenschaften) in der Erstreckungsrichtung der Strahlungselemente 120A und in der Erstreckungsrichtung der Verbindungselemente 120B erzielt werden.
Da die Erstreckungsrichtung der Mehrzahl von Strahlungselementen 120A und die Erstreckungsrichtung der Verbindungselemente 120B in der Draufsicht orthogonal zueinander sind, werden in der Erstreckungsrichtung der Strahlungselemente 120A und der Erstreckungsrichtung der Verbindungselemente 120B ausgewogenere Strahlungseigenschaften (ausgewogenere planare Strahlungseigenschaften) erzielt.
Da der Endbereich 131 der Speiseleitung 130 und der Endbereich 141 der Verbindungsleitung 140, die mit dem am weitesten in der +X-Richtung gelegenen Strahlungselement 120A verbunden sind, auf der oberen Oberfläche 10B des Substrats 10 vorgesehen sind, kann ein Verbindungsbereich zwischen dem Strahlungselement 120A und jeder der Speiseleitung 130 und der Verbindungsleitung 140 einfach hergestellt werden.
Da sich die beiden Verbindungsleitungen 140 mit der Speiseleitung 130 dazwischen erstrecken und zusammen mit der Speiseleitung 130 die Koplanarleitung 150 bilden, kann die Anpassung der Eingangsimpedanz der Speiseleitung 130 leicht erreicht werden, und somit kann die Eingangsimpedanz der Speiseleitung 130 auf 50 Ω eingestellt werden.
Während sich die vorstehende Beschreibung auf die Konfiguration bezieht, bei der die Mikrostreifenantenne 100 zwei Verbindungsleitungen 140 aufweist, die zusammen mit der Speiseleitung 130 die Koplanarleitung 150 bilden, kann die Mikrostreifenantenne 100 auch nur eine Verbindungsleitung 140 aufweisen, wie die in 9(B) dargestellte Mikrostreifenantenne 100D. Da die Eingangsimpedanz des Endbereichs 132 der Speiseleitung 130 (des Stromversorgungsbereichs) von 50 Ω abweicht, verschlechtern sich die Strahlungseigenschaften. Die Konfiguration kann jedoch verwendet werden, wenn z.B. Konfigurationsbeschränkungen auferlegt werden.
Die vorstehende Beschreibung ist zwar unter Bezugnahme auf die Mikrostreifenantenne 100 mit dem Antennenelement 120 erfolgt, das bei 920 MHz in Resonanz schwingt, jedoch ist die Resonanzfrequenz nicht auf 920 MHz beschränkt.
Die vorstehende Beschreibung ist zwar unter Bezugnahme auf das Antennenelement 120 mit vier Strahlungselementen 120A erfolgt, jedoch kann das Antennenelement 120 eine beliebige Anzahl von Strahlungselementen 120A enthalten, die größer als oder gleich zwei ist. Wenn zum Beispiel drei Strahlungselemente 120A vorgesehen sind, entspricht die Konfiguration der in 6(B) dargestellten Mikrostreifenantenne 100B. Wenn zwei Strahlungselemente 120A vorgesehen sind, entspricht die Konfiguration der in 6(C) dargestellten Mikrostreifenantenne 100C.
Die Mikrostreifenantenne 100 kann in jede der in den 12 und 15 dargestellten Konfigurationen umgewandelt werden. 12 und 13 zeigen eine Mikrostreifenantenne 100M1 gemäß Modifikation 1 der vorliegenden Ausführungsform.
Die Mikrostreifenantenne 100M1 weist zusätzliche Schlitze 121A und 122A an dem vorderen Ende des Strahlungselements 120A und zusätzliche Schlitze 121 B und 122B in dem Verbindungselement 120B auf. Die Schlitze 121A und 122A sind längliche Öffnungen, die in dem Strahlungselement 120A ausgebildet sind, und die Schlitze 121B und 122B sind längliche Öffnungen, die in dem Verbindungselement 120B ausgebildet sind.
Die Schlitze 121A und 122A sind in jedem der Endbereiche des Strahlungselements 120A in der +Y-Richtung und der -Y-Richtung vorgesehen. Die Schlitze 121A und 122A sind in dieser Reihenfolge von dem in Y-Richtung vorderen Ende des Strahlungselements 120A vorgesehen. Die Schlitze 121A und 122A haben eine rechteckige Form, und ihre Längserstreckungsrichtung ist die X-Richtung, und sie erstrecken sich über nahezu die gesamte Breite des Strahlungselements 120A in X-Richtung. Zum Beispiel sind die Größen der Schlitze 121A und 122A gleich.
Das Strahlungselement 120A der Mikrostreifenantenne 100M1 besitzt Leitungsstrecken bzw. Strecken 121A1, die jeweils an drei der vier Seiten des Schlitzes 121A angrenzen, und Strecken 122A1, die jeweils an drei der vier Seiten des Schlitzes 122A angrenzen.
Die Strecke 121A1, die an drei der vier Seiten des Schlitzes 121A in der +Y-Richtung angrenzt, ist eine U-förmige Strecke, die von den vier Seiten des Schlitzes 121A an zwei Seiten in der +X- und der -X-Richtung angrenzt, die sich beide in der Y-Richtung erstrecken, und an eine Seite in der +Y-Richtung angrenzt, die sich in der X-Richtung erstreckt. Die Strecke 121A1, die an drei der vier Seiten des Schlitzes 121A in der -Y-Richtung angrenzt, ist eine Strecke, die von den vier Seiten des Schlitzes 121A an zwei Seiten in der +X-Richtung und der -X-Richtung angrenzt, die sich beide in der Y-Richtung erstrecken, und an eine Seite in der -Y-Richtung angrenzt, die sich in der X-Richtung erstreckt. In der Draufsicht sind die Strecke 121A1 in der +Y-Richtung und die Strecke 121A1 in der -Y-Richtung liniensymmetrisch um die Symmetrieachse, bei der es sich um eine gerade Linie parallel zu der X-Achse handelt und die durch den Mittelpunkt der Breite in Y-Richtung des Verbindungselements 120B verläuft.
Die Strecke 122A1, die an drei der vier Seiten des Schlitzes 122A in der +Y-Richtung angrenzt, ist eine U-förmige Strecke, die von den vier Seiten des Schlitzes 122A an zwei Seiten in der +X- und der -X-Richtung angrenzt, die sich beide in der Y-Richtung erstrecken, und an eine Seite in der +Y-Richtung angrenzt, die sich in der X-Richtung erstreckt. Die Strecke 122A1, die an drei der vier Seiten des Schlitzes 122A in der -Y-Richtung angrenzt, ist eine Strecke, die von den vier Seiten des Schlitzes 122A an zwei Seiten in der +X- und der -X-Richtung angrenzt, die sich beide in der Y-Richtung erstrecken, und an eine Seite in der -Y-Richtung angrenzt, die sich in der X-Richtung erstreckt. In der Draufsicht sind die Strecke 122A1 in der +Y-Richtung und die Strecke 122A1 in der -Y-Richtung liniensymmetrisch um die Symmetrieachse, bei der es sich um eine gerade Linie parallel zu der X-Achse handelt und die durch die Mitte der Breite in Y-Richtung des Verbindungselements 120B verläuft.
Die Schlitze 121B und 122B sind auf der Seite der +Y-Richtung und der Seite der -Y-Richtung des Verbindungselements 120B vorgesehen. Die Schlitze 121 B und 122B auf der Seite in +Y-Richtung sind in dieser Reihenfolge von der Seite in +Y-Richtung des Verbindungselements 120B zu der Mitte der Breite des Verbindungselements 120B in der Y-Richtung hin vorgesehen. Die Schlitze 121B und 122B auf der Seite in -Y-Richtung sind in dieser Reihenfolge von der Seite in -Y-Richtung des Verbindungselements 120B zu der Mitte der Breite des Verbindungselements 120B in der Y-Richtung hin angeordnet.
Das Verbindungselement 120B hat eine Strecke 121B1, die sich in der Y-Richtung an der Außenseite des Schlitzes 121B befindet, und eine Strecke 122B1, die sich zwischen den Schlitzen 121B und 122B befindet. Die beiden Enden jeder der Strecken 121 B1 und 122B1 in der X-Richtung sind mit zwei benachbarten Strahlungselementen 120A verbunden.
Um die Resonanzfrequenz der gefertigten oberflächenmontierten Mikrostreifenantenne 100 auf gewünschte Resonanzfrequenz-Wellen einzustellen, kann die Resonanzfrequenz erhöht werden, indem die Strecke 121A1 zugeschnitten bzw. getrimmt und damit die Länge La und die Länge Lb des Strahlungselements 120A verringert werden (siehe 3). Die Resonanzfrequenz kann weiter erhöht werden, indem die Strecken 121A1 und 122A1 zugeschnitten werden und somit die Länge La und die Länge Lb des Strahlungselements 120A weiter verringert werden (siehe 3).
Die in den 12 und 13 dargestellte Mikrostreifenantenne 100M1 hat acht Schlitze 121A. Zur Anpassung an die Resonanzfrequenz ist es nicht erforderlich, alle acht Strecken 121A1 zu trimmen, und die Resonanzfrequenz kann allmählich höher eingestellt werden, indem jeweils eine Strecke getrimmt wird. Darüber hinaus ist es nicht notwendig, die gesamte Strecke 121A1 zu trimmen, wenn eine der Strecken 121A1 getrimmt wird. Beispielsweise kann die Resonanzfrequenz erhöht werden, indem nur der zentrale Bereich der in X-Richtung verlaufenden Seite getrimmt wird.
Ebenso ist es nicht notwendig, alle acht Sätze der Strecken 121A1 und 122A1 zu trimmen, und die Resonanzfrequenz kann allmählich höher eingestellt werden, indem jeweils ein Satz getrimmt wird. Darüber hinaus ist es nicht notwendig, die gesamten Strecken 121A1 und 122A1 zu trimmen, wenn ein Satz der Strecken 121A1 und 122A1 getrimmt wird. So kann die Resonanzfrequenz beispielsweise erhöht werden, indem nur der zentrale Bereich der sich in X-Richtung erstreckenden Seite getrimmt wird.
Um die Resonanzfrequenz der gefertigten oberflächenmontierten Mikrostreifenantenne 100 auf Resonanzfrequenzwellen einzustellen, kann die Resonanzfrequenz durch Trimmen der Strecke 121 B1 verringert und damit die Länge Lb des Strahlungselements 120A erhöht werden (siehe 3). Darüber hinaus kann die Resonanzfrequenz weiter reduziert werden, indem die Strecken 121B1 und 122B1 getrimmt und damit die Länge Lb vergrößert wird (siehe 3).
Die in den 12 und 13 dargestellte Mikrostreifenantenne 100M1 hat acht Schlitze 121 B. Um eine Anpassung an die Resonanzfrequenz vorzunehmen, müssen nicht alle acht Strecken 121B1 getrimmt werden, sondern die Resonanzfrequenz kann allmählich niedriger eingestellt werden, indem jeweils eine Strecke getrimmt wird. Darüber hinaus ist es nicht notwendig, die gesamte Strecke 121B1 zu trimmen, wenn eine der Strecken 121B1 getrimmt wird. So kann die Resonanzfrequenz beispielsweise verringert werden, indem nur der in X-Richtung zentrale Bereich getrimmt wird.
Ebenso ist es nicht notwendig, alle acht Sätze der Strecken 121B1 und 122B1 zu trimmen, und die Resonanzfrequenz kann allmählich niedriger eingestellt werden, indem jeweils ein Satz getrimmt wird. Darüber hinaus ist es nicht notwendig, die gesamten Strecken 121B1 und 122B1 zu trimmen, wenn ein Satz der Strecken 121B1 und 122B1 getrimmt wird. Zum Beispiel kann die Resonanzfrequenz reduziert werden, indem z.B. nur der zentrale Bereich der sich in X-Richtung erstreckenden Seite getrimmt wird.
Bei der Mikrostreifenantenne 100M1 gemäß Modifikation 1 umfasst die Mehrzahl von Strahlungselementen 120A jeweils die Schlitze 121A und 122A, die an den vorderen Endseiten vorgesehen sind, und zwar bei Betrachtung von dem zentralen Bereich 120A1 des Strahlungselements 120A, der mit dem Verbindungselement 120B verbunden ist. Das Verbindungselement 120B hat eine Mehrzahl von Schlitzen 121B und 122B, die in der Y-Richtung angeordnet sind, in der sich die Mehrzahl der Strahlungselemente 120A erstreckt.
Durch Trimmen der Leitungsstrecken bzw. Strecken 121A1 und 122A1, die an die Schlitze 121A bzw. 122A angrenzen, oder der Strecken 121 B1 und 122B1, die an die Schlitze 121B bzw. 122B angrenzen, kann die Resonanzfrequenz nach der Fertigung der Mikrostreifenantenne 100M1 angepasst werden.
14 und 15 veranschaulichen eine Mikrostreifenantenne 100M2 gemäß Modifikation 2 der Ausführungsform. Die Mikrostreifenantenne 100M2 enthält eine zusätzliche Mikroelektrode 123A1 an dem vorderen Ende des Strahlungselements 120A und einen zusätzlichen Schlitz 123B in dem Verbindungselement 120B. Der Schlitz 123B ist eine längliche Öffnung, die in dem Verbindungselement 120B ausgebildet ist.
Eine Kerbe bzw. Aussparung 123A ist an einem vorderen Endbereich des Strahlungselements 120A sowohl in der +X-Richtung als auch in der -X-Richtung vorgesehen, und die Mikroelektrode 123A1 ist ein Bereich des Strahlungselements 120A, der näher an dem vorderen Ende liegt als die Aussparung 123A. Die Aussparung 123A ist ein Aussparungsbereich, der durch Schneiden des in X-Richtung gelegenen Rands jedes der Mehrzahl von Strahlungselementen 120A gebildet ist (die X-Richtung ist orthogonal zu der Erstreckungsrichtung (Y-Richtung) der Strahlungselemente 120A).
Zum Einstellen der Resonanzfrequenz der gefertigten oberflächenmontierten Mikrostreifenantenne 100 auf gewünschte Resonanzfrequenz-Wellen können die Längen La und Lb des Strahlungselements 120A (siehe 3) durch Trimmen der Mikroelektrode 123A1 verringert werden, um eine Aussparung 123A mit der anderen zu verbinden, und somit kann die Resonanzfrequenz erhöht werden. Zu diesem Zeitpunkt kann der Bereich der Mikroelektrode 123A1, der sich näher bei dem vorderen Ende befindet als die Aussparungen 123A, wie eine Insel belassen bleiben.
Die Schlitze 123B sind vorgesehen, und zwar einer auf der Seite in +Y-Richtung und der andere auf der Seite in -Y-Richtung von der Mitte der Breite des Verbindungselements 120B in der Y-Richtung. Das Verbindungselement 120B umfasst eine Strecke 123B1, die sich in der Y-Richtung auf der Außenseite des Schlitzes 123B befindet. Beide Enden der Strecke 123B1 in der X-Richtung sind mit zwei benachbarten Strahlungselementen 120A verbunden.
Zum Einstellen der Resonanzfrequenz der gefertigten oberflächenmontierten Mikrostreifenantenne 100 auf gewünschte Resonanzfrequenz-Wellen kann die Resonanzfrequenz durch Zuschneiden bzw. Trimmen der Strecke 123B1 verringert und damit die Länge Lb des Strahlungselements 120A vergrößert werden (siehe 3).
Die in den 14 und 15 dargestellte Mikrostreifenantenne 100M2 weist acht Mikroelektroden 123A1 auf. Um eine Anpassung an die Resonanzfrequenz vorzunehmen, ist es nicht erforderlich, alle acht Mikroelektroden 123A1 zu trimmen, und die Resonanzfrequenz kann durch Trimmen jeweils einer Mikroelektrode allmählich höher eingestellt werden.
Darüber hinaus weist die in den 14 und 15 dargestellte Mikrostreifenantenne 100M2 acht Schlitze 123B auf. Zur Anpassung der Resonanzfrequenz ist es nicht notwendig, alle acht Strecken 123B1 zu trimmen, und die Resonanzfrequenz kann allmählich niedriger eingestellt werden, indem jeweils eine Strecke getrimmt wird. Darüber hinaus ist es beim Trimmen einer Strecke 123B1 nicht notwendig, die gesamte Strecke 123B1 zu trimmen. Die Resonanzfrequenz kann zum Beispiel reduziert werden, indem nur der zentrale Bereich der Seite, die sich in X-Richtung erstreckt, getrimmt wird.
Bei der Mikrostreifenantenne 100M2 gemäß Modifikation 2 weist die Mehrzahl von Strahlungselementen 120A jeweils die Mikroelektrode 123A1 und die Aussparung 123A, die bei Betrachtung von dem mit dem Verbindungselement 120B verbundenen zentralen Bereich 120A1 des Strahlungselements 120A auf der Vorderseite vorgesehen ist. Das Verbindungselement 120B weist die Mehrzahl von Schlitzen 123B auf, die in der Y-Richtung angeordnet sind, in der sich die Mehrzahl von Strahlungselementen 120A erstreckt.
Durch Trimmen der Mikroelektrode 123A1 und der Aussparung 123A oder der Strecke 123B1 benachbart dem Schlitz 123B kann die Resonanzfrequenz nach der Fertigung der Mikrostreifenantenne 100M2 angepasst werden.
Während die Mikrostreifenantenne gemäß der exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorstehend beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht auf die speziell offenbarte Ausführungsform beschränkt, und es können verschiedene Modifikationen und Änderungen vorgenommen werden, ohne dass man den Umfang der Ansprüche verlässt.
Bezugszeichenliste

10: Substrat
10A: untere Oberfläche (Beispiel für erste Oberfläche)
10B: obere Oberfläche (Beispiel für zweite Oberfläche)
10C: Seitenfläche
100, 100A, 100B, 100C, 100D, 100M1, 100M2: Mikrostreifenantenne
110: Masseelektrode
120: Antennenelement
120A: Strahlungselement
120A1: zentraler Bereich
120B: Verbindungselement
120C: Aussparung
121A, 122A: Schlitz
121A1, 122A1: Strecke
121B, 122B: Schlitz
121B1, 122B1: Strecke
123A: Aussparung
123A1: Mikroelektrode
123B: Schlitz
123B1: Strecke
130: Speiseleitung
131: Endbereich (Beispiel für den ersten Endbereich)
132: Endbereich (Beispiel für zweiten Endbereich, Stromversorgungsbereich)
140: Verbindungsleitung
141, 142: Endbereich

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 11112221 [0003]

Claims

Mikrostreifenantenne, die Folgendes aufweist: ein Substrat aus einem dielektrischen Material; eine Masseelektrode, die auf einer ersten Oberfläche des Substrats vorgesehen ist; ein Antennenelement mit einer Mehrzahl von Strahlungselementen, die auf einer der ersten Oberfläche gegenüberliegenden, zweiten Oberfläche des Substrats derart vorgesehen sind, dass sie sich parallel zueinander erstrecken, und mit einem Verbindungselement, das auf der zweiten Oberfläche derart vorgesehen ist, dass es sich in einer die Strahlungselemente schneidenden Richtung erstreckt und die Strahlungselemente miteinander verbindet; eine Speiseleitung mit einem ersten Endbereich, der mit einem Bereich des Strahlungselements verbunden ist, das sich in einer Draufsicht an einer äußersten Position unter der Mehrzahl von Strahlungselementen befindet, wobei sich der Bereich auf einer Verlängerung des Verbindungselements befindet, und mit einem zweiten Endbereich, der auf einer Seitenfläche des Substrats zwischen der ersten Oberfläche und der zweiten Oberfläche vorgesehen ist, um Leistung aufzunehmen; und mindestens eine Verbindungsleitung, die einen Abschnitt aufweist, der auf der Seitenfläche des Substrats entlang der Speiseleitung vorgesehen ist, wobei die Verbindungsleitung das an der äußersten Position befindliche Strahlungselement mit der Masseelektrode verbindet.
Mikrostreifenantenne nach Anspruch 1, wobei das Verbindungselement zentrale Bereiche der Strahlungselemente in einer Erstreckungsrichtung der Strahlungselemente miteinander verbindet.
Mikrostreifenantenne nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Längen der Strahlungselemente in der Erstreckungsrichtung gleich sind.
Mikrostreifenantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Erstreckungsrichtung der Strahlungselemente in der Draufsicht orthogonal zu der Erstreckungsrichtung des Verbindungselements ist.
Mikrostreifenantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der erste Endbereich der Speiseleitung und ein Endbereich der Verbindungsleitung, der mit dem an der äußersten Position befindlichen Strahlungselement verbunden ist, auf der zweiten Oberfläche des Substrats vorgesehen sind.
Mikrostreifenantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die mindestens eine Verbindungsleitung zwei Verbindungsleitungen umfasst, die sich mit der Speiseleitung dazwischen erstrecken und die zusammen mit der Speiseleitung eine Koplanarleitung bilden.
Mikrostreifenantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Strahlungselemente jeweils einen Schlitz aufweisen, der bei Betrachtung von einem Verbindungsbereich des mit dem Verbindungselement verbundenen Strahlungselements in einem vorderen Endbereich vorgesehen ist, oder eine Aussparung aufweisen, die durch Schneiden eines Rands des Strahlungselements gebildet ist, der sich in der Draufsicht auf einer Seite in einer Richtung befindet, die die Erstreckungsrichtung der Strahlungselemente schneidet.
Mikrostreifenantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Verbindungselement eine Mehrzahl von Schlitzen aufweist, die in der Erstreckungsrichtung der Strahlungselemente angeordnet sind.