JP2000341026A - Antenna substrate and radio communication machine using same - Google Patents

Antenna substrate and radio communication machine using same

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JP2000341026A
JP2000341026A JP11145858A JP14585899A JP2000341026A JP 2000341026 A JP2000341026 A JP 2000341026A JP 11145858 A JP11145858 A JP 11145858A JP 14585899 A JP14585899 A JP 14585899A JP 2000341026 A JP2000341026 A JP 2000341026A
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JP
Japan
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antenna
substrate
via holes
reflector
via hole
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JP11145858A
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Japanese (ja)
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Mitsuru Muramoto
充 村本
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Kokusai Electric Corp
Original Assignee
Kokusai Electric Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To form a reflector for antenna at low cost by providing via holes as antenna reflection parts and forming an antenna radiation part at a desired position on a substrate. SOLUTION: Via holes (through holes) of a desired diameter are formed on the printed board. For example, five via holes are formed almost in a straight line and the internal surface sides of the via holes are made conductive. A radiator is formed at a specific distance nearly from the center of the array of the via holes on the substrate and the via holes which are formed almost in the straight line operate as reflectors. The intervals of the via holes are preferably narrow and >=1/10 as large as the wavelength. Further, the polarization of the antenna is preferably in parallel to the via holes so that the via holes operate as reflectors.

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】本発明は基板に形成されるバ
イアホールを用いてアンテナを構成する技術に関するも
のであり、特に基板上のバイアホールの大きさ、長さ、
配置などによりアンテナを基板に構成するアンテナ基板
及びそれを用いた無線通信機に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technology for forming an antenna using via holes formed in a substrate, and more particularly, to the size and length of via holes on the substrate.
The present invention relates to an antenna substrate having an antenna formed on a substrate by arrangement or the like and a wireless communication device using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のアンテナとして図12に示すもの
がある。従来のアンテナにおいて、ダイポールのアンテ
ナと、指向性を持たせる反射板を備えた反射板付きアン
テナ(リフレクタアンテナ)としている。この図12で
は、ダイポールアンテナの近傍に反射板を設置したもの
であって、z軸方向に最大放射方向を持つ単方向指向性
が得られる。この反射板付きアンテナは電波を特定の方
向に集中させるための手段として用いられている。
2. Description of the Related Art FIG. 12 shows a conventional antenna. Conventional antennas are dipole antennas and reflector-equipped antennas (reflector antennas) having reflectors having directivity. In FIG. 12, a reflector is provided near the dipole antenna, and unidirectional directivity having a maximum radiation direction in the z-axis direction can be obtained. This antenna with a reflector is used as a means for concentrating radio waves in a specific direction.

【0003】次に従来のアンテナとして、図13に示す
ようなアンテナがある。この図13では上述した図12
の反射板を折り曲げた構造にしたものであり、このよう
な反射板はコーナリフレクタと呼ばれる。このコーナリ
フレクタの開き角αやアンテナと反射板との距離dを調
節することで単方向指向性の半値角を制御することがで
き、電波の放射方向または到来方向を特定の方向に集中
させるに有効である。
Next, as a conventional antenna, there is an antenna as shown in FIG. In FIG. 13, FIG.
Is a bent structure of such a reflector, and such a reflector is called a corner reflector. By adjusting the opening angle α of this corner reflector and the distance d between the antenna and the reflector, the half-value angle of unidirectional directivity can be controlled, and the radiation direction or arrival direction of radio waves can be concentrated in a specific direction. It is valid.

【0004】次に従来のアンテナとして八木アンテナに
ついて説明する。八木アンテナは、放射器(励振器)で
ある半波長ダイポールに近接して、放射器より長い反射
器と、放射器より短い導波器を平行に配置したアンテナ
であり、従来から指向性アンテナとしてTV受信用やそ
の他に広く用いられている。
Next, a Yagi antenna will be described as a conventional antenna. The Yagi antenna is an antenna in which a reflector longer than the radiator and a director shorter than the radiator are arranged in parallel near the half-wave dipole, which is the radiator (exciter). Widely used for TV reception and others.

【0005】図14に従来の八木アンテナの概略構成図
を示す。給電部を有した放射器と、その放射器と平行に
配置される反射器と、その反射器とは反対側に平行に配
置される導波器とより構成され、一般的には反射器は放
射器より長く、導波器は放射器より短い。また、導波器
を複数有する場合は放射器から離れるにつれて短いもの
を順々に配置していき、各波長に対して送受信の精度を
高くしている。
FIG. 14 shows a schematic configuration diagram of a conventional Yagi antenna. A radiator having a feed portion, a reflector arranged in parallel with the radiator, and a waveguide arranged in parallel on the opposite side to the reflector are formed. Longer than radiators, directors are shorter than radiators. When a plurality of waveguides are provided, the shorter ones are arranged in order as the distance from the radiator increases, so that the transmission and reception accuracy for each wavelength is increased.

【0006】図15に従来の八木アンテナの具体例とし
て、モノポール八木アンテナの概略構成例を示す。接地
板上に、放射器である4分の1波長モノポールと、その
放射器の両側に各々平行となるように反射器および導波
器を配置している。このモノポール八木アンテナは、接
地板上に別部品であるピンを固定する方法と、接地板と
反射器や導波器を型成形により一体形成する方法とがあ
る。
FIG. 15 shows a schematic configuration example of a monopole Yagi antenna as a specific example of a conventional Yagi antenna. On the ground plate, a quarter-wave monopole as a radiator, and a reflector and a director are arranged on both sides of the radiator so as to be parallel to each other. The monopole Yagi antenna includes a method of fixing a pin as a separate component on a ground plate, and a method of integrally forming the ground plate and a reflector or a waveguide by molding.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】前述したリフレクタア
ンテナについては、アンテナと反射板を一定の間隔で保
持する必要がある。特に周波数が高く準ミリ波やミリ波
帯以上となるような波長が数cm(おおよそ4cm)以下に
なると、アンテナが小形となり、給電されるアンテナ素
子と反射板の距離を精度よく固定することが困難になっ
てくる。また、固定するための導電性のビスを使用する
と、アンテナの特性がビスの影響を受けるようになって
しまうという問題点がある。
In the above-described reflector antenna, it is necessary to hold the antenna and the reflector at a constant interval. In particular, when the wavelength becomes higher than the quasi-millimeter wave or the millimeter wave band and becomes less than several centimeters (approximately 4 cm), the antenna becomes smaller, and the distance between the fed antenna element and the reflector can be fixed accurately. It becomes difficult. In addition, when a conductive screw for fixing is used, there is a problem that the characteristics of the antenna are affected by the screw.

【0008】更に前述したようなモノポール八木アンテ
ナにおいては、アンテナ素子となるピンの固定につい
て、使用周波数が高くなると各素子が短くなるため、寸
法精度が要求されること、及びピンの固定そのものが難
しくなる問題がある。また型による一体形成の場合に
は、型の製作が必要であり型そのものが高価なために大
量に生産しないと価格が高いという問題点がある。
Further, in the above-described monopole Yagi antenna, when fixing the pin serving as the antenna element, each element becomes shorter as the operating frequency becomes higher, so that dimensional accuracy is required, and the pin itself is not fixed. There is a problem that becomes difficult. Further, in the case of integrally forming a mold, there is a problem that the mold must be manufactured and the mold itself is expensive, so that unless the mass is produced, the price is high.

【0009】これら従来技術のおいては、いずれの場合
も接地板やアンテナ部材のピン、給電ラインなど必要な
部品点数が多く、また、成形されたアンテナを無線通信
機に組込む場合に他の高周波部品などを配置し難い、な
どの問題点がある。本発明はこれら従来の問題点に対し
て、基板のバイアホールを使用してアンテナの放射部ま
たは反射板と同様効果を得る反射部(リフレクタ)を形
成し、安価で成形容易なアンテナ基板及びそれを用いた
無線通信機を提供することを目的とする。
In each of these prior arts, the number of necessary parts such as the ground plate, the pins of the antenna member, the power supply line, and the like is large in each case. There are problems such as difficulty in arranging parts. The present invention solves these conventional problems by using a via hole of a substrate to form a reflector (reflector) that has the same effect as a radiating portion or a reflector of an antenna. It is an object of the present invention to provide a wireless communication device using the same.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】従来の問題を解決するた
め請求項1記載の発明は、基板に複数のバイアホールを
備え、前記基板の所望の位置をアンテナ放射部とし、前
記複数のバイアホールをアンテナ反射部とすることを特
徴としている。
According to a first aspect of the present invention, a substrate includes a plurality of via holes, a desired position of the substrate is used as an antenna radiating portion, and the plurality of via holes are provided. Are antenna reflectors.

【0011】従来の問題を解決するため請求項2記載の
発明は、請求項1記載の基板において、前記複数のバイ
アホールはほぼ直線に並んだ構成とすることによりアン
テナ反射部を構成することを特徴としている。
According to a second aspect of the present invention, in order to solve the conventional problem, in the substrate according to the first aspect, the plurality of via holes are arranged substantially in a straight line to constitute an antenna reflecting portion. Features.

【0012】従来の問題を解決するため請求項3記載の
発明は、請求項1記載の基板において、前記複数のバイ
アホールのうちの約半数がほぼ直線に並んだ第1のバイ
アホール群と、前記第1のバイアホール群とは別の複数
のバイアホールのうちの残り約半数がほぼ直線に並んだ
第2のバイアホール群と、より構成され、これら第1と
第2のバイアホール群により所定の角度を形成すること
を特徴としている。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a substrate according to the first aspect, wherein a first via hole group in which about half of the plurality of via holes are arranged substantially linearly; A second via hole group in which about half of the plurality of via holes other than the first via hole group are arranged substantially in a straight line, and the first and second via hole groups It is characterized in that a predetermined angle is formed.

【0013】従来の問題を解決するため請求項4記載の
発明は、請求項1または請求項2または請求項3の基板
において、前記アンテナ放射部は前記基板にバイアホー
ルを設けた構成とすることを特徴としており、このバイ
アホールが給電部分となりアンテナ放射部とすることが
できる。
According to a fourth aspect of the present invention, in order to solve the conventional problem, in the substrate according to the first or second or third aspect, the antenna radiating portion has a structure in which a via hole is provided in the substrate. This via hole serves as a feed portion and can be used as an antenna radiating portion.

【0014】従来の問題を解決するため請求項5記載の
発明は、基板に複数のバイアホールを備え、これらバイ
アホールが八木アンテナの反射器または放射器または導
波器として動作することを特徴としている。
In order to solve the conventional problem, the invention according to claim 5 is characterized in that a plurality of via holes are provided in a substrate, and these via holes operate as a reflector, a radiator, or a director of a Yagi antenna. I have.

【0015】従来の問題を解決するため請求項6記載の
発明は、請求項5記載の基板において、前記複数のバイ
アホールのうちの1つをアンテナ放射器とし、該アンテ
ナ放射器とは別のバイアホールのうちの1つをアンテナ
反射器とし、該アンテナ反射器より短いホール長のバイ
アホールをアンテナ導波器とすることを特徴とするして
いる。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a substrate as set forth in the fifth aspect, wherein one of the plurality of via holes is an antenna radiator, and another one of the plurality of via holes is different from the antenna radiator. One of the via holes is an antenna reflector, and the via hole having a shorter hole length than the antenna reflector is an antenna director.

【0016】従来の問題を解決するため請求項7記載の
発明は、請求項4乃至請求項6記載の基板において、前
記給電部分は同一基板上に作られたコプレーナ線路によ
り給電素子を形成することを特徴としている。
According to a seventh aspect of the present invention, to solve the conventional problem, in the substrate according to the fourth to sixth aspects, the power supply portion forms a power supply element by a coplanar line formed on the same substrate. It is characterized by.

【0017】従来の問題を解決するため請求項8記載の
発明は、請求項4乃至請求項6記載の基板において、前
記給電部分は同一基板上に作られたマイクロストリップ
線路により給電素子を形成することを特徴としている。
In order to solve the conventional problem, the invention according to claim 8 is the substrate according to claims 4 to 6, wherein the power supply portion forms a power supply element by a microstrip line formed on the same substrate. It is characterized by:

【0018】従来の問題を解決するため請求項9記載の
発明は、請求項4乃至請求項8記載の基板において、前
記基板と同一基板上に高周波部品を配置接続することを
特徴としている。
According to a ninth aspect of the present invention, in order to solve the conventional problem, in the substrate according to the fourth to eighth aspects, high frequency components are arranged and connected on the same substrate as the substrate.

【0019】従来の問題を解決するため請求項10記載
の発明は、無線通信機器において、請求項1乃至請求項
9記載の基板を用いて、送信機または受信機または送受
信機とすることを特徴としている。
According to a tenth aspect of the present invention, in order to solve the conventional problem, in a wireless communication apparatus, a transmitter, a receiver, or a transceiver is provided by using the substrate according to the first to ninth aspects. And

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面を参照
して説明する。図1は本発明の第1の実施例であり、プ
リント基板に複数のバイアホール(スルーホール)を所
定の径で形成する。本実施例では5個のバイアホールを
ほぼ直線上に並ぶように形成しており、バイアホールの
内側面は導電体としている。放射器は基板上のバイアホ
ールの並びに対してほぼ中央付近から所定の距離の位置
に配置しており、ほぼ直線に並んで形成されたバイアホ
ールがリフレクタとして作用するものである。このこと
は図面の(説明図)に示すように各バイアホールが平面
として作用するものである。また放射器そのものは、コ
ネクタを用いる方法や給電ケーブルの中心導体をそのま
ま用いる構成がある。ここで、各バイアホール間の間隔
は狭い方が望ましく、その間隔は少なくとも波長の10分
の1以下にすることが望ましい。さらにバイアホールが
リフレクタとして作用するためにアンテナの偏波がバイ
アホールと平行であることが望ましい。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention, in which a plurality of via holes (through holes) having a predetermined diameter are formed on a printed circuit board. In this embodiment, five via holes are formed so as to be arranged substantially on a straight line, and the inner side surfaces of the via holes are made of a conductor. The radiator is arranged at a predetermined distance from the vicinity of the center with respect to the arrangement of the via holes on the substrate, and the via holes formed in a substantially straight line function as a reflector. This means that each via hole acts as a plane as shown in the (explanatory diagram) of the drawing. The radiator itself has a configuration using a connector or a configuration using the center conductor of a power supply cable as it is. Here, it is desirable that the interval between the via holes is narrow, and that the interval is desirably at least 1/10 or less of the wavelength. Further, it is desirable that the polarization of the antenna be parallel to the via hole so that the via hole acts as a reflector.

【0021】図2(a)(b)は本発明の第2の実施例
であり、前述した図1の実施例と異なる部分はほぼ直線
上に並んだ複数のバイアホールが2辺を為しており、コ
ーナリフレクタとして作用するものである。放射器はコ
ーナリフレクタの角部より所定の距離の位置に配置させ
る。図2(a)では角部に配置したバイアホールを起点
として2辺に同数のバイアホールを配置しており、ま
た、図2(b)では角部にバイアホールを配置せずに隙
間となる位置を起点として同数のバイアホールを2辺に
配置しており、これらの2辺によりコーナリフレクタと
しての作用を為す。また、本実施例においては各辺のバ
イアホールの個数は同数としたが、電波の方向を調整す
るために同数とせず片方を多く(または少なく)するこ
ともできる。
FIGS. 2 (a) and 2 (b) show a second embodiment of the present invention. A part different from the above-described embodiment of FIG. 1 is that a plurality of via holes arranged substantially linearly form two sides. And acts as a corner reflector. The radiator is disposed at a predetermined distance from the corner of the corner reflector. In FIG. 2A, the same number of via holes are arranged on two sides starting from the via hole arranged at the corner, and in FIG. 2B, a gap is formed without disposing the via hole at the corner. The same number of via holes are arranged on two sides starting from the position, and the two sides function as a corner reflector. Further, in this embodiment, the number of via holes on each side is the same, but one may be increased (or decreased) instead of the same in order to adjust the direction of radio waves.

【0022】図3は本発明の第3の実施例である。基板
の両面に作成した導電パタンにより各バイアホール同士
を接続することで図1の実施例に比べてバイアホール間
隔が広くなっても有効である。本図3では基板の両面に
導電パタンを配しているが、片面だけでも有効である。
FIG. 3 shows a third embodiment of the present invention. Connecting the via holes with conductive patterns formed on both sides of the substrate is effective even if the via hole interval is wider than that of the embodiment of FIG. In FIG. 3, the conductive patterns are arranged on both sides of the substrate, but it is effective to use only one side.

【0023】図4は本発明の第4の実施例である。本図
面は横視断面図であり、この実施例では多層基板を用い
る場合には、各層で導電パタンによるバイアホールの接
続を行うことで、より密な反射板とすることができる。
これら上述した第3の実施例や第4の実施例に示すよう
に各バイアホール同士を導電パタンで接続することは、
各バイアホールの電位を等しくすることができて、接地
板と同じ効果が得られやすくなるためである。
FIG. 4 shows a fourth embodiment of the present invention. This drawing is a cross-sectional side view. In this embodiment, when a multilayer substrate is used, a denser reflector can be formed by connecting via holes by a conductive pattern in each layer.
Connecting each via hole with a conductive pattern as shown in the above-described third and fourth embodiments,
This is because the potential of each via hole can be equalized, and the same effect as that of the ground plate can be easily obtained.

【0024】図5は本発明の第5の実施例である。この
実施例は基板に長穴バイアホールを2辺形成してコーナ
リフレクタとしての作用効果を有するものとしている。
この実施例では2辺の長穴によるコーナリフレクタとし
たが、第1の実施例のように1辺による反射板とするこ
ともできる。図3に示す第3の実施例や図4に示す第4
の実施例のように各バイアホールを導電パタン接続する
場合や図5に示す第5の実施例のように長穴バイアホー
ルとする場合は、アンテナの偏波とバイアホールが平行
でない場合にもリフレクタとして作用効果を有する。
FIG. 5 shows a fifth embodiment of the present invention. In this embodiment, two long via holes are formed in the substrate to have the function and effect as a corner reflector.
In this embodiment, the corner reflector is formed by a long hole on two sides. However, as in the first embodiment, a reflector having one side may be used. The third embodiment shown in FIG. 3 and the fourth embodiment shown in FIG.
In the case where each via hole is connected in a conductive pattern as in the embodiment of the present invention or when the via hole is a long hole as in the fifth embodiment shown in FIG. 5, even when the polarization of the antenna and the via hole are not parallel, It has an effect as a reflector.

【0025】図6は本発明の第6の実施例であり、図6
(a)は斜視図を示し、図6(b)は横視断面図を示
す。本実施例ではバイアホールによりコーナリフレクタ
を基板に形成し、放射器部分のバイアホールをアンテナ
給電部とする構成としている。基板の片面をベタ面とし
て接地(GND)の効果を有しており、セミリジッドケ
ーブルに接続したコネクタによりバイアホールに配置し
たアンテナ素子を給電している。アンテナ素子を挿入配
置するバイアホールの内側面は導電体とせずに、コネク
タ接続しているアンテナ素子そのものを配置して給電素
子としてもよい。この実施例による電波の方向は複数の
バイアホールによるコーナリフレクタにより図6(a)
中の矢印方向zとなる。尚、セミリジッドケーブルはア
ンテナ素子へ給電するために送受信回路(図示せず)に
接続されており、このアンテナ基板と送受信回路により
無線通信機を構成する。もちろんセミリジッドケーブル
に接続される回路が送信のみ、または受信のみの場合
は、送信専用または受信専用の無線通信機として構成す
ることもできる。
FIG. 6 shows a sixth embodiment of the present invention.
(A) shows a perspective view, and FIG. 6 (b) shows a side view sectional view. In this embodiment, a corner reflector is formed on a substrate by a via hole, and the via hole in the radiator portion is used as an antenna feed portion. One side of the substrate has a solid (GND) effect, and the antenna element arranged in the via hole is fed by a connector connected to a semi-rigid cable. The inner surface of the via hole into which the antenna element is inserted and arranged may not be a conductor, but the antenna element itself connected to the connector may be arranged and used as a feed element. The direction of the radio wave according to this embodiment is determined by a corner reflector having a plurality of via holes as shown in FIG.
It becomes the direction of the arrow z in the middle. The semi-rigid cable is connected to a transmitting / receiving circuit (not shown) for supplying power to the antenna element, and the antenna board and the transmitting / receiving circuit constitute a wireless communication device. Of course, if the circuit connected to the semi-rigid cable is only for transmission or only for reception, it can be configured as a transmission-only or reception-only wireless communication device.

【0026】図7は本発明の第7の実施例であり、図7
(a)は斜視図を示し、図7(b)は基板を下から見た
下視面図を示す。この実施例では、リフレクタとなるバ
イアホールだけでなく、放射器として作用するアンテナ
素子自体もバイアホールで形成してモノポールアンテナ
している。放射器となるバイアホールは所定の径として
形成し、内側面を導電体とする。また、図7(b)に示
すように片面をベタ面(GND)としており、コプレー
ナ線路により放射器バイアホールに給電するものであ
る。
FIG. 7 shows a seventh embodiment of the present invention.
7A is a perspective view, and FIG. 7B is a bottom view of the substrate viewed from below. In this embodiment, not only a via hole serving as a reflector, but also an antenna element itself acting as a radiator is formed of a via hole to form a monopole antenna. The via hole serving as a radiator is formed with a predetermined diameter, and the inner surface is made of a conductor. Also, as shown in FIG. 7B, one surface is a solid surface (GND), and power is supplied to the radiator via hole by a coplanar line.

【0027】図8は本発明の第8の実施例であり、図8
(a)は斜視図を示し、図8(b)は横視断面図を示
し、図8(c)は基板の各層を示す上面、中間層、下面
の図である。この実施例は、上述した第7の実施例のよ
うにリフレクタとなるバイアホールだけでなく、アンテ
ナ素子自体もバイアホールで形成してモノポールアンテ
ナしており、下面はベタ面(GND)とし、中間層にマ
イクロストリップ線路を形成して放射器バイアホールに
給電を行う構成としている。この実施例では、3層基板
を用いてマイクロストリップ線路によりアンテナを給電
した例であるが、更に多い層の多層基板とした場合でも
アンテナ給電を行うためのマイクロストリップ線路を形
成する層と、ベタ面(GND)を形成する層とを有して
いれば、同様の作用を有するアンテナ基板として構成す
ることができる。
FIG. 8 shows an eighth embodiment of the present invention.
8A is a perspective view, FIG. 8B is a cross-sectional view in a horizontal direction, and FIG. 8C is a diagram of an upper surface, an intermediate layer, and a lower surface showing each layer of the substrate. In this embodiment, as in the seventh embodiment described above, not only the via hole serving as a reflector but also the antenna element itself is formed of a via hole to form a monopole antenna, and the lower surface is a solid surface (GND). A microstrip line is formed in the intermediate layer to supply power to the radiator via hole. In this embodiment, the antenna is fed by a microstrip line using a three-layer substrate. However, even when a multi-layer substrate having more layers is used, a layer forming the microstrip line for feeding the antenna and a solid layer are formed. An antenna substrate having the same function can be formed as long as the antenna substrate has a layer forming a surface (GND).

【0028】図9は本発明の第9の実施例を示す。プリ
ント基板4に3つのバイアホールを設けて、このうちの
バイアホール1を放射器(励振器)、バイアホール2を
反射器、バイアホール3を導波器としている。バイアホ
ール2とバイアホール3の内径面は導体面となってお
り、したがって、これらバイアホールは円形筒状となっ
ている。また、各バイアホールはほぼ直線状で且つほぼ
等間隔に並んで配置する。更に導波器となるバイアホー
ル3を複数設けたものとしても良い。この実施例により
八木アンテナの作用を有するアンテナ基板としている。
FIG. 9 shows a ninth embodiment of the present invention. The printed circuit board 4 is provided with three via holes, of which the via hole 1 is a radiator (exciter), the via hole 2 is a reflector, and the via hole 3 is a waveguide. The inner diameter surfaces of the via holes 2 and 3 are conductor surfaces, and therefore, these via holes have a circular cylindrical shape. Also, the via holes are arranged substantially linearly and at substantially equal intervals. Further, a plurality of via holes 3 serving as waveguides may be provided. According to this embodiment, an antenna substrate having the function of a Yagi antenna is provided.

【0029】ここで、アンテナ素子のインピーダンス
は、素子長及び素子径に起因する。したがって、バイア
ホールの径を変えることで、各素子のインピーダンスを
変化させることが可能である。具体的には、反射器は導
波器よりもバイアホール径を太くし、(逆に導波器は反
射器よりもバイアホール径を細くすることで、)同じ長
さ、すなわちほぼ均等な基板厚に径の異なるバイアホー
ルを形成することで反射器と導波器、更には放射器を使
いわけることが可能である。また、導波器を複数備える
場合には、導波器となる複数のバイアホールを同じ径の
ものとして良いが、放射器から遠い導波器ほど素子長を
短くするものでも良い(放射器から遠い導波器ほどバイ
アホール径を小さくする)。
Here, the impedance of the antenna element depends on the element length and the element diameter. Therefore, it is possible to change the impedance of each element by changing the diameter of the via hole. Specifically, the reflector has a larger via hole diameter than the director, and (inversely, the director has a smaller via hole diameter than the reflector). By forming via holes having different thicknesses in thickness, it is possible to use a reflector, a director, and a radiator separately. When a plurality of directors are provided, the plurality of via holes serving as directors may have the same diameter. However, the farther from the radiator, the shorter the element length may be. The farther the waveguide, the smaller the via hole diameter).

【0030】図10は本発明の第10の実施例を示す。
本図は横視断面図であり、前述した第9の実施例におい
て、放射器となるバイアホール1については内径面を導
電体としてもそうでなくても良いが、導電体でない場合
を図10に示す。図10の実施例においては、反射器バ
イアホール2の内径に対して、導波器バイアホール3の
内径は小さい。したがって、従来のピンの長さを異なら
せた八木アンテナと同等のアンテナを基板のバイアホー
ルにより構成することができる。
FIG. 10 shows a tenth embodiment of the present invention.
This drawing is a cross-sectional side view. In the ninth embodiment described above, the via hole 1 serving as a radiator may or may not have a conductive inner diameter surface. Shown in In the embodiment of FIG. 10, the inner diameter of the director via hole 3 is smaller than the inner diameter of the reflector via hole 2. Therefore, an antenna equivalent to a conventional Yagi antenna having different pin lengths can be constituted by the via holes of the substrate.

【0031】さらにこの第10の実施例では、アンテナ
基板を無線通信機に実装する場合の放射器バイアホール
への給電状態を示している。放射器バイアホール1には
コネクタ5を接続して給電を行うものや給電ケーブル6
の中心導体をそのままバイアホール1に挿入することで
この放射器バイアホール1より放射が為されるものであ
る。また、この第10の実施例の他に内径部分を導電体
とする場合は、給電となるバイアホールをグランド面と
ショートしないようにパタンが離れるように形成すれば
良い。
Further, in the tenth embodiment, the state of power supply to the radiator via hole when the antenna substrate is mounted on a wireless communication device is shown. A connector 5 is connected to the radiator via hole 1 to supply power or a power supply cable 6.
Is inserted into the via hole 1 as it is to radiate from the radiator via hole 1. When the inner diameter portion is made of a conductor other than the tenth embodiment, the via hole for power supply may be formed so as to separate the pattern so as not to short-circuit with the ground plane.

【0032】図11は本発明の第11の実施例を示す。
この実施例ではアンテナ基板上に高周波部品を配置接続
する実施例を示し、これにより無線通信における送信部
や受信部を同一基板に構成することができるものであ
る。図11(a)に基板表面を示し、図11(b)に基
板裏面を示し、基板に放射器、反射器、導波器となるバ
イアホールが形成され、基板表面の一部分(図では約半
分の面積)をGNDパタンとし、基板裏面には前記基板
表面とはほぼ逆となる位置にGNDパタンを形成する。
この基板裏面のGNDパタンの反射器の部分よりコプレ
ーナ線路に接続されて高周波回路と接続する構成として
いる。高周波回路の周辺部分にはGNDパタンを形成せ
ず、コプレーナ線路はマイクロストリップ線路となり高
周波回路へ接続される。また、多層基板とした場合は、
任意の層を給電のためのマイクロストリップ線路を形成
して放射器バイアホールと接続することで、高周波回路
との接続を行う構成とすることもできる。尚、本図11
(b)基板裏面においてはコプレーナ線路は途中でマイ
クロストリップ線路に変換することも可能であることを
示している。
FIG. 11 shows an eleventh embodiment of the present invention.
In this embodiment, an embodiment is shown in which high-frequency components are arranged and connected on an antenna substrate, whereby a transmitting unit and a receiving unit in wireless communication can be formed on the same substrate. FIG. 11A shows the front surface of the substrate, FIG. 11B shows the back surface of the substrate, and via holes are formed in the substrate to serve as radiators, reflectors, and waveguides. Is defined as a GND pattern, and a GND pattern is formed on the back surface of the substrate at a position substantially opposite to the front surface of the substrate.
The reflector portion of the GND pattern on the back surface of the substrate is connected to a coplanar line and connected to a high-frequency circuit. No GND pattern is formed around the high-frequency circuit, and the coplanar line becomes a microstrip line and is connected to the high-frequency circuit. In the case of a multilayer substrate,
By forming a microstrip line for power supply in an arbitrary layer and connecting the microstrip line to the radiator via hole, a connection to a high-frequency circuit can be made. Note that FIG.
(B) On the back surface of the substrate, it is shown that the coplanar line can be converted into a microstrip line on the way.

【0033】一般に無線通信システムにおいては、周波
数が低いほど伝送路での損失が少なくなるため、高周波
である送受信周波数をそれよりも低い中間周波数(I
F)に一旦変換することが多い。特に準ミリ波やミリ波
帯においては伝送損失が大きいため、なるべくアンテナ
近傍で中間周波数に変換することが有利である。また、
複数のアンテナを切替えて使用するセクタアンテナの場
合には、アンテナ近傍にセクタスイッチが必要となる。
アンテナ素子とこれらの回路とはセミリジットケーブル
などを用いて接続することが一般的であるが、アンテナ
を構成するプリント基板上にIF回路やスイッチ回路を
配置し、コプレーナ線路またはマイクロストリップ線路
により放射器接続とすることにより、ケーブルやコネク
タの接続点で発生する損失を軽減することができる。
In general, in a radio communication system, the lower the frequency, the smaller the loss in the transmission line.
It is often converted to F) once. In particular, since transmission loss is large in a quasi-millimeter wave band or a millimeter wave band, it is advantageous to convert to an intermediate frequency as close to the antenna as possible. Also,
In the case of a sector antenna used by switching a plurality of antennas, a sector switch is required near the antenna.
Antenna elements and these circuits are generally connected using a semi-rigid cable or the like. By making the connection, it is possible to reduce the loss generated at the connection point of the cable or the connector.

【0034】[0034]

【発明の効果】本発明によれば給電されるアンテナ素子
と接地板とを一定間隔で保持するための部品等の必要が
なく安価にアンテナ用のリフレクタを形成するアンテナ
基板とすることができる。さらに本発明によればアンテ
ナ給電部分を有する基板とすることができる。さらに本
発明によればプリント基板を用いて安価で大量生産にも
適用可能な八木アンテナ作用を有するアンテナ基板とす
ることができる。
According to the present invention, there is no need for a component or the like for holding the antenna element to be fed and the ground plate at a constant interval, and an antenna substrate for forming a reflector for an antenna at low cost can be obtained. Further, according to the present invention, a substrate having an antenna feeding portion can be provided. Further, according to the present invention, it is possible to provide an antenna substrate having a Yagi antenna effect which is inexpensive and applicable to mass production using a printed circuit board.

【0035】特に準ミリ波帯、ミリ波帯以上の高い周波
数帯域において有効であり、波長が数cm以下の周波数を
利用する無線システムで有る場合は、基板厚にほぼ適合
させることが容易であり、実用上の効果は極めて大きな
ものである。
Particularly, it is effective in a high frequency band of a quasi-millimeter wave band or a millimeter wave band or more, and in a case of a wireless system using a frequency of several cm or less, it is easy to substantially match the thickness of the substrate. The practical effect is extremely large.

【0036】[0036]

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

【図1】本発明の第1の実施例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第3の実施例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a third embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第4の実施例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a fourth embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第5の実施例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a fifth embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第6の実施例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a sixth embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第7の実施例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a seventh embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第8の実施例を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing an eighth embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第9の実施例を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a ninth embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第10の実施例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a tenth embodiment of the present invention.

【図11】本発明の第11の実施例を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing an eleventh embodiment of the present invention.

【図12】従来のアンテナを示す図である。FIG. 12 is a diagram showing a conventional antenna.

【図13】従来のアンテナを示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a conventional antenna.

【図14】従来の一般的な八木アンテナを示す図であ
る。
FIG. 14 is a diagram showing a conventional general Yagi antenna.

【図15】従来の八木アンテナのモノポール八木アンテ
ナを示す図である。
FIG. 15 is a diagram showing a monopole Yagi antenna of a conventional Yagi antenna.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…放射器(励振器)、2…反射器、3…導波器、4…
プリント基板、5…コネクタ、6…給電ケーブル
1: radiator (exciter), 2: reflector, 3: director, 4:
Printed circuit board, 5 ... Connector, 6 ... Power supply cable

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板に複数のバイアホールを備え、前記
基板の所望の位置をアンテナ放射部とし、前記複数のバ
イアホールをアンテナ反射部とすることを特徴とするア
ンテナ基板。
1. An antenna substrate comprising: a substrate having a plurality of via holes; a desired position on the substrate serving as an antenna radiating portion; and the plurality of via holes serving as an antenna reflecting portion.
【請求項2】 請求項1記載の基板において、前記複数
のバイアホールはほぼ直線に並んだ構成とすることによ
りアンテナ反射部を構成することを特徴とするアンテナ
基板。
2. The antenna substrate according to claim 1, wherein said plurality of via holes are arranged substantially in a straight line to form an antenna reflector.
【請求項3】 請求項1記載の基板において、前記複数
のバイアホールのうちの約半数がほぼ直線に並んだ第1
のバイアホール群と、前記第1のバイアホール群とは別
の複数のバイアホールのうちの残り約半数がほぼ直線に
並んだ第2のバイアホール群と、より構成され、これら
第1と第2のバイアホール群により所定の角度を形成す
ることを特徴とするアンテナ基板。
3. The substrate according to claim 1, wherein about half of the plurality of via holes are substantially straight.
And a second via hole group in which about half of the plurality of via holes other than the first via hole group are arranged substantially in a straight line. An antenna substrate, wherein a predetermined angle is formed by two via-hole groups.
【請求項4】 請求項1または請求項2または請求項3
の基板において、前記アンテナ放射部は前記基板にバイ
アホールを設けた構成とすることを特徴とするアンテナ
基板。
4. The method according to claim 1, 2 or 3.
The antenna substrate according to claim 1, wherein the antenna radiating section has a structure in which a via hole is provided in the substrate.
【請求項5】 基板に複数のバイアホールを備え、これ
らバイアホールが八木アンテナの反射器または放射器ま
たは導波器として動作することを特徴とするアンテナ基
板。
5. An antenna substrate comprising a substrate having a plurality of via holes, the via holes operating as a reflector, a radiator or a director of the Yagi antenna.
【請求項6】 請求項5記載の基板において、前記複数
のバイアホールのうちの1つをアンテナ放射器とし、該
アンテナ放射器とは別のバイアホールのうちの1つをア
ンテナ反射器とし、該アンテナ反射器より短いホール長
のバイアホールをアンテナ導波器とすることを特徴とす
るアンテナ基板。
6. The substrate according to claim 5, wherein one of the plurality of via holes is an antenna radiator, and one of the via holes other than the antenna radiator is an antenna reflector. An antenna substrate, wherein a via hole having a shorter hole length than the antenna reflector is used as an antenna director.
【請求項7】 請求項4乃至請求項6記載の基板におい
て、前記給電部分は同一基板上に作られたコプレーナ線
路により給電素子を形成することを特徴とするアンテナ
基板。
7. The antenna substrate according to claim 4, wherein the feeding portion forms a feeding element by a coplanar line formed on the same substrate.
【請求項8】 請求項4乃至請求項6記載の基板におい
て、前記給電部分は同一基板上に作られたマイクロスト
リップ線路により給電素子を形成することを特徴とする
アンテナ基板。
8. The antenna substrate according to claim 4, wherein said feed portion forms a feed element by a microstrip line formed on the same substrate.
【請求項9】 請求項4乃至請求項8記載の基板におい
て、前記基板と同一基板上に高周波部品を配置接続する
ことを特徴とするアンテナ基板。
9. The antenna substrate according to claim 4, wherein a high-frequency component is arranged and connected on the same substrate as said substrate.
【請求項10】 無線通信機器において、請求項1乃至
請求項9記載の基板を用いて、送信機または受信機また
は送受信機とすることを特徴とする無線通信機。
10. A wireless communication device, wherein the substrate according to claim 1 is used as a transmitter, a receiver, or a transceiver.
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