JP2008017384A - Antenna device - Google Patents

Antenna device Download PDF

Info

Publication number
JP2008017384A
JP2008017384A JP2006188870A JP2006188870A JP2008017384A JP 2008017384 A JP2008017384 A JP 2008017384A JP 2006188870 A JP2006188870 A JP 2006188870A JP 2006188870 A JP2006188870 A JP 2006188870A JP 2008017384 A JP2008017384 A JP 2008017384A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
antenna
loop
ground plate
linear
balanced
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2006188870A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshihiro Miyashita
功寛 宮下
Yoshishige Yoshikawa
嘉茂 吉川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP2006188870A priority Critical patent/JP2008017384A/en
Publication of JP2008017384A publication Critical patent/JP2008017384A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an antenna device for acquiring a fixed gain regardless of a distance to a conductor. <P>SOLUTION: Radiation owing to currents directly flowing from an antennal element 105 which is strong in radio wave radiation, and affected by the size or shape of a ground board 101 to the ground board 101 is suppressed by a balance/unbalance conversion circuit 103, and when the antenna device approaches a conductor, the decrease of radiation from a loop antenna part 105c results in the increase of radiation from first and second linear antenna parts 105a and 105b, and the decrease of radiation from first and second linear antenna parts 105a and 105b results in the increase of radiation from a loop antenna 105c. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、ループアンテナを含むアンテナ装置に関するものである。   The present invention relates to an antenna device including a loop antenna.

近年、情報セキュリティの確保のため、無線による個人認証技術の開発が進められている。具体的には、使用者が無線通信装置を所持し、パソコン、携帯電話、車などの対象物にも無線通信装置が備えられ、無線により常時認証を行う。対象物が使用者の周囲一定範囲内に入ったとき、対象物の制御を可能にする。使用者の周囲一定範囲から外れたときは、対象物の制御を不能にする。   In recent years, in order to ensure information security, wireless personal authentication technology has been developed. Specifically, a user possesses a wireless communication device, and an object such as a personal computer, a mobile phone, or a car is provided with the wireless communication device, and authentication is always performed wirelessly. When the object enters a certain range around the user, the object can be controlled. When the user is out of a certain range, the control of the object is disabled.

使用者の周囲一定範囲に対象物があるかどうか判断するために、無線による認証通信時に対象物と使用者の距離を無線通信装置にて測定する必要がある。   In order to determine whether or not there is an object in a certain range around the user, it is necessary to measure the distance between the object and the user with a wireless communication device during wireless authentication communication.

もっとも簡易な距離測定の方法として受信電界強度による測定がある。距離測定のための特別な回路を必要とせず、無線認証のための無線通信装置を利用して距離が測定できる。   As the simplest distance measurement method, there is a measurement based on the received electric field strength. The distance can be measured using a wireless communication device for wireless authentication without requiring a special circuit for distance measurement.

しかしながら、使用者が無線通信装置を所持するため、搭載されているアンテナの利得が人体など導体の影響を強く受ける。また、マルチパス環境で使用するとフェージングの影響を受ける。   However, since the user possesses the wireless communication device, the gain of the mounted antenna is strongly influenced by a conductor such as a human body. Also, when used in a multipath environment, it is affected by fading.

以上の理由により、周囲の環境により受信電界強度が急激に低下する現象が起こり、距離の増大に伴い受信電界強度が低下するという距離と受信電界強度の関係が崩れ、距離測定の精度が大きく劣化する。   For the above reasons, the reception electric field strength suddenly decreases due to the surrounding environment, and the relationship between the distance and the reception electric field strength that the reception electric field strength decreases as the distance increases collapses, and the accuracy of distance measurement greatly deteriorates. To do.

従来は、導体によるアンテナへの影響を回避する方法として、導体がアンテナに接近しても利得が急激に低下することを防ぐため、導体に対してループ面が垂直である構造をしたループアンテナを使用する方法(特許文献1参照)があった。また、フェージングの影響を防ぐ方法としては、異なる偏波成分を放射する方法(特許文献1、特許文献2参照)があった。
特開2000−244219号公報 特開2005−105609号公報
Conventionally, as a method of avoiding the influence of the conductor on the antenna, a loop antenna having a structure in which the loop surface is perpendicular to the conductor is used in order to prevent the gain from rapidly decreasing even when the conductor approaches the antenna. There was a method to use (see Patent Document 1). Further, as a method for preventing the influence of fading, there is a method of radiating different polarization components (see Patent Document 1 and Patent Document 2).
JP 2000-244219 A JP 2005-105609 A

しかしながら、上記従来の方法ではアンテナの利得が、導体がアンテナに接近した場合と離れた場合で変化するため、アンテナから導体までの距離にかかわらず一定のアンテナの利得を得ることができない。よってフェージングの影響は回避できても、導体との距離によるアンテナ利得の変動を回避することはできないという課題を有していた。   However, in the conventional method, the gain of the antenna changes depending on whether the conductor is close to the antenna or away from the antenna. Therefore, a constant antenna gain cannot be obtained regardless of the distance from the antenna to the conductor. Therefore, even if the influence of fading can be avoided, a variation in antenna gain due to the distance to the conductor cannot be avoided.

本発明は、上記従来の課題に鑑み、導体までの距離にかかわらず一定の利得を得ることのできるアンテナ装置を提供することを目的とする。  In view of the above-described conventional problems, an object of the present invention is to provide an antenna device capable of obtaining a constant gain regardless of the distance to a conductor.

上記課題を解決するために、本発明のアンテナ装置は、接地導体を有する接地板と、前記接地板に設けられ、前記接地板に設けられた不平衡給電手段に接続され、不平衡信号を平衡信号に変換する平衡不平衡変換回路と、全長が送受信する電波の1波長以下であるア
ンテナ素子とを、備えたアンテナ装置であって、前記アンテナ素子は、前記接地板から突出して、かつ前記接地板と平行に設けられ、前記平衡不平衡変換回路の平衡端子の一方に接続され、所定の長さを有する線状の導体からなる第1の線状アンテナ部と、前記接地板から突出して、かつ前記接地板と平行に設けられ、前記平衡不平衡変換回路の平衡端子の他方に接続され、前記第1の線状アンテナ部と略平行に配置される所定の長さを有する線状の導体からなる第2の線状アンテナ部と、前記接地板から突出して、かつ形成するループ面が前記接地板の面に対して略垂直になるように設けられ、一端が前記第1の線状アンテナ部に接続され、他端が前記第2の線状アンテナ部に接続され、ループ状の導体からなるループアンテナ部と、から構成され、前記平衡不平衡変換回路により、電波の放射が強く、かつ前記接地板のサイズや形状により左右される前記アンテナ素子から前記接地板に直接流れる電流による放射を抑えて、前記アンテナ装置が導体に近接する時、前記ループアンテナ部からの放射が低下すると、前記第1及び第2の線状アンテナ部からの放射が増加し、前記第1及び第2の線状アンテナ部からの放射が低下すると、前記ループアンテナ部からの放射が増加するように動作する。
In order to solve the above problems, an antenna device of the present invention is provided with a ground plate having a ground conductor, and is connected to an unbalanced feeding means provided on the ground plate and provided on the ground plate to balance unbalanced signals. An antenna device comprising a balance-unbalance conversion circuit for converting to a signal and an antenna element having a full length of one or less wavelengths of radio waves to be transmitted and received, wherein the antenna element protrudes from the ground plate and is connected to the ground plate. A first linear antenna unit that is provided in parallel with the ground plane, connected to one of the balanced terminals of the balanced-unbalanced conversion circuit, and made of a linear conductor having a predetermined length; and protrudes from the ground plate, And a linear conductor having a predetermined length provided in parallel with the ground plate, connected to the other balanced terminal of the balanced-unbalanced conversion circuit, and disposed substantially parallel to the first linear antenna unit. A second linear assembly consisting of A tenor portion and a loop surface that protrudes from the ground plate and is formed so as to be substantially perpendicular to the surface of the ground plate, one end is connected to the first linear antenna portion, and the other end Is connected to the second linear antenna portion, and is composed of a loop antenna portion made of a loop-shaped conductor, and the balance-unbalance conversion circuit strongly emits radio waves, and the size and shape of the ground plate When the radiation from the loop antenna portion decreases when the antenna device is close to a conductor while suppressing radiation due to current flowing directly from the antenna element influenced by the antenna element to the ground plate, the first and second lines When the radiation from the linear antenna section increases and the radiation from the first and second linear antenna sections decreases, the radiation from the loop antenna section operates to increase.

以上のように、本発明は、電波の放射が強く、調整が困難でかつ接地板のサイズや形状により大きく左右されるアンテナ素子から接地板に直接流れる電流による放射を平衡不平衡変換回路により抑え、アンテナ素子の構造を、導体に近接する時に異なる利得変化をするループアンテナと線状アンテナを組み合わせた構造とし、アンテナ素子の各部位の寸法を所定の値に設定することで、アンテナ装置と導体との距離にかかわらず、一定の合成偏波成分の利得を得るアンテナ装置を実現できる。   As described above, the present invention suppresses the radiation caused by the current flowing directly from the antenna element to the ground plate, which is difficult to adjust and is greatly affected by the size and shape of the ground plate, by the balanced / unbalanced conversion circuit. The structure of the antenna element is a combination of a loop antenna and a linear antenna that change in gain when approaching the conductor, and by setting the dimensions of each part of the antenna element to a predetermined value, the antenna device and the conductor It is possible to realize an antenna device that obtains a constant gain of a combined polarization component regardless of the distance between the two.

第1の発明は、接地導体を有する接地板と、前記接地板に設けられ、前記接地板に設けられた不平衡給電手段に接続され、不平衡信号を平衡信号に変換する平衡不平衡変換回路と、全長が送受信する電波の1波長以下であるアンテナ素子とを、備えたアンテナ装置であって、前記アンテナ素子は、前記接地板から突出して、かつ前記接地板と平行に設けられ、前記平衡不平衡変換回路の平衡端子の一方に接続され、所定の長さを有する線状の導体からなる第1の線状アンテナ部と、前記接地板から突出して、かつ前記接地板と平行に設けられ、前記平衡不平衡変換回路の平衡端子の他方に接続され、前記第1の線状アンテナ部と略平行に配置される所定の長さを有する線状の導体からなる第2の線状アンテナ部と、前記接地板から突出して、かつ形成するループ面が前記接地板の面に対して略垂直になるように設けられ、一端が前記第1の線状アンテナ部に接続され、他端が前記第2の線状アンテナ部に接続され、ループ状の導体からなるループアンテナ部と、から構成され、前記平衡不平衡変換回路により、電波の放射が強く、かつ前記接地板のサイズや形状により左右される前記アンテナ素子から前記接地板に直接流れる電流による放射を抑えて、前記アンテナ装置が導体に近接する時、前記ループアンテナ部からの放射が低下すると、前記第1及び第2の線状アンテナ部からの放射が増加し、前記第1及び第2の線状アンテナ部からの放射が低下すると、前記ループアンテナ部からの放射が増加するように動作することを特徴とするアンテナ装置である。   A first invention includes a ground plate having a ground conductor, and a balanced / unbalanced conversion circuit that is provided on the ground plate and is connected to unbalanced power feeding means provided on the ground plate and converts an unbalanced signal into a balanced signal. And an antenna element having a total length of one or less wavelengths of radio waves to be transmitted and received, wherein the antenna element protrudes from the ground plate and is provided in parallel with the ground plate, A first linear antenna unit made of a linear conductor having a predetermined length, connected to one of the balanced terminals of the unbalanced conversion circuit, protrudes from the ground plate, and is provided in parallel with the ground plate. The second linear antenna unit, which is connected to the other balanced terminal of the balanced / unbalanced conversion circuit and is made of a linear conductor having a predetermined length and arranged substantially parallel to the first linear antenna unit. And protruding from the ground plate, One loop surface is formed so as to be substantially perpendicular to the surface of the ground plate, one end is connected to the first linear antenna portion, and the other end is connected to the second linear antenna portion. A loop antenna portion made of a loop-shaped conductor, and the grounding plate from the antenna element that is strongly radiated by the balance-unbalance conversion circuit and is influenced by the size and shape of the grounding plate. When radiation from the loop antenna unit decreases when the antenna device is close to a conductor while suppressing radiation due to a current flowing directly to the conductor, radiation from the first and second linear antenna units increases, When the radiation from the first and second linear antenna units decreases, the antenna device operates such that the radiation from the loop antenna unit increases.

この構成により、アンテナ装置と導体との距離にかかわらず、一定の利得を得ることができる。   With this configuration, a constant gain can be obtained regardless of the distance between the antenna device and the conductor.

第2の発明は、第1の発明のアンテナ装置において、前記ループアンテナ部のループ面が前記第1及び第2の線状アンテナ部に対して略垂直になるように設けられ、前記ループアンテナ部と前記第1及び第2の線状アンテナ部が放射する互いの偏波成分が略直交関係にあることを特徴とするアンテナ装置である。   According to a second invention, in the antenna device of the first invention, the loop antenna portion is provided so that a loop surface of the loop antenna portion is substantially perpendicular to the first and second linear antenna portions, and the loop antenna portion And the first and second linear antenna portions radiate from each other in a substantially orthogonal relationship.

この構成により、前記アンテナ素子は偏波ダイバーシチ効果を得ることができる。   With this configuration, the antenna element can obtain a polarization diversity effect.

第3の発明は、第1〜2いずれか1つの発明のアンテナ装置において、前記平衡不平衡変換回路は、不平衡端子と平衡端子の一方に接続され、不平衡端子の信号の位相を略90度進ませて平衡端子の一方へ供給する+90度移相器と、不平衡端子と平衡端子の他方に接続され、不平衡端子の信号の位相を略90度遅らせて平衡端子の他方へ供給する−90度移相器と、から構成されることを特徴とするアンテナ装置である。   According to a third aspect of the present invention, in the antenna device according to any one of the first and second aspects, the balanced / unbalanced conversion circuit is connected to one of the unbalanced terminal and the balanced terminal, and the phase of the signal at the unbalanced terminal is approximately 90. A +90 degree phase shifter that is fed forward and supplied to one of the balanced terminals, and connected to the other of the unbalanced terminal and the balanced terminal, and the phase of the signal at the unbalanced terminal is delayed by approximately 90 degrees and supplied to the other of the balanced terminals. An antenna device comprising a -90 degree phase shifter.

この構成により、前記平衡不平衡変換回路を小型化することができる。   With this configuration, the balance-unbalance conversion circuit can be reduced in size.

第4の発明は、第1〜3いずれか1つの発明のアンテナ装置において、前記第1及び第2の線状アンテナ部の長さ、太さ、前記第1及び第2の線状アンテナ部の間の距離を所定の値に設定することにより、前記第1及び第2の線状アンテナ部および前記接地板から放射する偏波成分と前記ループアンテナ部から放射するループ面に対して直交する偏波成分を合成した偏波成分と、前記ループアンテナ部から放射するループ面に対して平行な偏波成分とを、同程度にしたことを特徴とするアンテナ装置である。   A fourth invention is the antenna device according to any one of the first to third inventions, wherein the lengths and thicknesses of the first and second linear antenna units, the first and second linear antenna units, By setting the distance between them to a predetermined value, the polarization component radiated from the first and second linear antenna portions and the ground plate and the polarization orthogonal to the loop surface radiated from the loop antenna portion are set. The antenna device is characterized in that the polarization component obtained by combining the wave components and the polarization component parallel to the loop surface radiated from the loop antenna unit are set to the same level.

この構成により、アンテナ装置と導体との距離にかかわらず、一定の利得を得ることができる。   With this configuration, a constant gain can be obtained regardless of the distance between the antenna device and the conductor.

第5の発明は、第1〜4いずれか1つの発明のアンテナ装置において、前記ループアンテナ部のループの巻き数が複数であり、前記ループアンテナ部のループ間の距離、巻き数を所定の値に設定することにより、前記第1及び第2の線状アンテナ部および前記接地板から放射する偏波成分と前記ループアンテナ部から放射するループ面に対して直交する偏波成分を合成した偏波成分と、前記ループアンテナ部から放射するループ面に対して平行な偏波成分とを、同程度にしたことを特徴とするアンテナ装置である。   According to a fifth invention, in the antenna device according to any one of the first to fourth inventions, the loop antenna unit has a plurality of loop turns, and the distance between the loops of the loop antenna unit and the number of turns are set to a predetermined value. By combining the polarization component radiated from the first and second linear antenna units and the ground plate and the polarization component orthogonal to the loop plane radiated from the loop antenna unit. The antenna device is characterized in that the component and the polarization component parallel to the loop surface radiated from the loop antenna portion are set to the same level.

この構成により、アンテナ装置と導体との距離にかかわらず、一定の利得を得ることができる。   With this configuration, a constant gain can be obtained regardless of the distance between the antenna device and the conductor.

第6の発明は、第1〜5いずれか1つの発明のアンテナ装置において、前記ループアンテナ部と前記接地板との距離、前記接地板の幅方向、長手方向の長さを所定の値に設定することにより、前記第1及び第2の線状アンテナ部および前記接地板から放射する偏波成分と前記ループアンテナ部から放射するループ面に対して直交する偏波成分を合成した偏波成分と、前記ループアンテナ部から放射するループ面に対して平行な偏波成分とを、同程度にしたことを特徴とするアンテナ装置である。   A sixth invention is the antenna device according to any one of the first to fifth inventions, wherein the distance between the loop antenna portion and the ground plate, the width direction of the ground plate, and the length in the longitudinal direction are set to predetermined values. A polarization component obtained by combining a polarization component radiated from the first and second linear antenna units and the ground plate and a polarization component orthogonal to the loop surface radiated from the loop antenna unit, The antenna device is characterized in that the polarization component parallel to the loop surface radiated from the loop antenna unit is set to the same level.

この構成により、アンテナ装置と導体との距離にかかわらず、一定の利得を得ることができる。   With this configuration, a constant gain can be obtained regardless of the distance between the antenna device and the conductor.

第7の発明は、接地導体を有する接地板と、前記接地板に設けられ、不平衡信号を平衡信号に変換する2組の平衡不平衡変換回路と、2組の前記平衡不平衡変換回路の平衡端子にそれぞれに接続され、全長が送受信する電波の1波長以下である2組のアンテナ素子と、前記接地板に設けられ、前記接地板に設けられた不平衡給電手段と2組の前記平衡不平衡変換回路の不平衡端子に接続され、2組の前記平衡不平衡変換回路の不平衡端子のうち一方と不平衡給電手段とを接続するか、または他方と不平衡給電手段とを接続するかを選択的に切り替えるスイッチとを、備えたアンテナ装置であって2組の前記アンテナ素子はそれぞれ、前記接地板から突出して、かつ前記接地板と平行に設けられ、前記平衡不平衡変換回路の平衡端子の一方に接続され、所定の長さを有する線状の導体からなる第1の線状アンテナ部と、前記接地板から突出して、かつ前記接地板と平行に設けられ、前記平衡
不平衡変換回路の平衡端子の他方に接続され、前記第1の線状アンテナ部と略平行に配置される所定の長さを有する線状の導体からなる第2の線状アンテナ部と、前記接地板から突出して、かつ形成するループ面が前記接地板の面に対して略垂直になるように設けられ、一端が前記第1の線状アンテナ部に接続され、他端が前記第2の線状アンテナ部に接続され、ループ状の導体からなるループアンテナ部と、から構成され、2組の前記アンテナ素子は前記接地板の面にて互いに略直交する向きになるように配置され、2組の前記アンテナ素子はそれぞれ前記平衡不平衡変換回路により、電波の放射が強く、かつ前記接地板のサイズや形状により左右される前記アンテナ素子から前記接地板に直接流れる電流による放射を抑えて、前記アンテナ装置が導体に近接する時、前記ループアンテナ部からの放射が低下すると、前記第1及び第2の線状アンテナ部からの放射が増加し、前記第1及び第2の線状アンテナ部からの放射が低下すると、前記ループアンテナ部からの放射が増加するように動作することを特徴とするアンテナ装置である。
According to a seventh aspect of the present invention, there are provided a ground plate having a ground conductor, two sets of balanced / unbalanced conversion circuits provided on the ground plate for converting unbalanced signals into balanced signals, and two sets of the balanced / unbalanced converted circuits. Two sets of antenna elements each connected to a balanced terminal and having a total length equal to or less than one wavelength of radio waves to be transmitted and received, an unbalanced feeding means provided on the ground plate, and two sets of the balanced Connected to the unbalanced terminal of the unbalanced conversion circuit, one of the two unbalanced terminals of the balanced / unbalanced conversion circuit is connected to the unbalanced power supply means, or the other is connected to the unbalanced power supply means. The antenna device includes a switch for selectively switching between the two antenna elements, the two antenna elements projecting from the ground plate and provided in parallel with the ground plate. Connect to one of the balanced terminals A first linear antenna unit made of a linear conductor having a predetermined length, and protruding from the ground plate and in parallel with the ground plate, the balanced terminal of the balance-unbalance conversion circuit A second linear antenna portion made of a linear conductor having a predetermined length, connected to the other and disposed substantially parallel to the first linear antenna portion, and protruding from the ground plate and formed A loop surface is provided so as to be substantially perpendicular to the surface of the ground plate, one end is connected to the first linear antenna portion, the other end is connected to the second linear antenna portion, A loop antenna portion made of a loop-shaped conductor, and the two sets of antenna elements are arranged so as to be substantially orthogonal to each other on the surface of the ground plate, and the two sets of the antenna elements are respectively The balance / unbalance conversion circuit Radiation from the loop antenna unit when the antenna device is close to a conductor while suppressing radiation caused by current flowing directly from the antenna element, which is influenced by the size and shape of the ground plate, to the ground plate. Decreases, the radiation from the first and second linear antenna sections increases, and when the radiation from the first and second linear antenna sections decreases, the radiation from the loop antenna section increases. The antenna device is characterized by operating as described above.

この構成により、アンテナ装置と導体との距離にかかわらず、一定の利得を得ることができる。また、アンテナ装置と導体との距離が波長に対して非常に短いときや4分の1波長の倍数のときでも、偏波ダイバーシチの効果を得ることができる。   With this configuration, a constant gain can be obtained regardless of the distance between the antenna device and the conductor. Further, even when the distance between the antenna device and the conductor is very short with respect to the wavelength or when it is a multiple of a quarter wavelength, the effect of polarization diversity can be obtained.

第8の発明は、接地導体を有する接地板と、前記接地板に設けられ、不平衡信号を平衡信号に変換する2組の平衡不平衡変換回路と、2組の前記平衡不平衡変換回路の平衡端子にそれぞれに接続され、全長が送受信する電波の1波長以下である2組のアンテナ素子と、前記接地板に設けられ、前記接地板に設けられた不平衡給電手段と2組の前記平衡不平衡変換回路の不平衡端子に接続され、2組の前記平衡不平衡変換回路の不平衡端子の両方に給電し、かつ給電位相の差が略90度になるように給電する90度位相差分配器とを、備えたアンテナ装置であって2組の前記アンテナ素子はそれぞれ、前記接地板から突出して、かつ前記接地板と平行に設けられ、前記平衡不平衡変換回路の平衡端子の一方に接続され、所定の長さを有する線状の導体からなる第1の線状アンテナ部と、前記接地板から突出して、かつ前記接地板と平行に設けられ、前記平衡不平衡変換回路の平衡端子の他方に接続され、前記第1の線状アンテナ部と略平行に配置される所定の長さを有する線状の導体からなる第2の線状アンテナ部と、前記接地板から突出して、かつ形成するループ面が前記接地板の面に対して略垂直になるように設けられ、一端が前記第1の線状アンテナ部に接続され、他端が前記第2の線状アンテナ部に接続され、ループ状の導体からなるループアンテナ部と、から構成され、2組の前記アンテナ素子は前記接地板の面にて互いに略直交する向きになるように配置され、2組の前記アンテナ素子はそれぞれ前記平衡不平衡変換回路により、電波の放射が強く、かつ前記接地板のサイズや形状により左右される前記アンテナ素子から前記接地板に直接流れる電流による放射を抑えて、前記アンテナ装置が導体に近接する時、前記ループアンテナ部からの放射が低下すると、前記第1及び第2の線状アンテナ部からの放射が増加し、前記第1及び第2の線状アンテナ部からの放射が低下すると、前記ループアンテナ部からの放射が増加するように動作することを特徴とするアンテナ装置である。   According to an eighth aspect of the present invention, there are provided a ground plate having a ground conductor, two sets of balanced / unbalanced conversion circuits provided on the ground plate for converting unbalanced signals into balanced signals, and two sets of the balanced / unbalanced converted circuits. Two sets of antenna elements each connected to a balanced terminal and having a total length equal to or less than one wavelength of radio waves to be transmitted and received, an unbalanced feeding means provided on the ground plate, and two sets of the balanced 90 degree phase difference connected to the unbalanced terminal of the unbalanced conversion circuit, supplying power to both unbalanced terminals of the two sets of balanced and unbalanced conversion circuits, and supplying power so that the difference in power supply phase is approximately 90 degrees 2 sets of antenna elements each projecting from the ground plate and parallel to the ground plate, and connected to one of the balanced terminals of the balanced-unbalanced conversion circuit Linear with a predetermined length A first linear antenna portion made of a conductor, protruding from the ground plate and parallel to the ground plate, and connected to the other balanced terminal of the balanced-unbalanced conversion circuit; A second linear antenna portion made of a linear conductor having a predetermined length disposed substantially parallel to the antenna portion, and a loop surface protruding from the ground plate and formed with respect to the surface of the ground plate A loop antenna unit having one end connected to the first linear antenna unit, the other end connected to the second linear antenna unit, and a loop-shaped conductor; The two antenna elements are arranged so as to be substantially orthogonal to each other on the surface of the ground plate, and the two antenna elements are radiated by the balance-unbalance conversion circuit, respectively. Strong and support of the ground plate When the radiation from the loop antenna portion decreases when the antenna device is close to a conductor while suppressing radiation due to a current flowing directly from the antenna element, which depends on the shape and shape, to the ground plate, the first and first When the radiation from the second linear antenna portion increases and the radiation from the first and second linear antenna portions decreases, the radiation from the loop antenna portion increases. It is an antenna device.

この構成により、アンテナ装置と導体との距離にかかわらず、偏波ダイバーシチの効果を得ることができ、さらに前記スイッチの切り替え動作を不要にすることができる。   With this configuration, the effect of polarization diversity can be obtained regardless of the distance between the antenna device and the conductor, and the switching operation of the switch can be made unnecessary.

第9の発明は、第7〜8いずれか1つの発明のアンテナ装置において、2組の前記アンテナ素子はそれぞれ前記ループアンテナ部のループ面が前記第1及び第2の線状アンテナ部に対して略垂直になるように設けられ、前記ループアンテナ部と前記第1及び第2の線状アンテナ部が放射する互いの偏波成分が略直交関係にあることを特徴とするアンテナ装置である。   According to a ninth invention, in the antenna device according to any one of the seventh to eighth inventions, two sets of the antenna elements each have a loop surface of the loop antenna unit with respect to the first and second linear antenna units. The antenna device is provided so as to be substantially vertical, and the polarization components radiated from the loop antenna portion and the first and second linear antenna portions are substantially orthogonal to each other.

この構成により、2組の前記アンテナ素子はそれぞれ偏波ダイバーシチ効果を得ること
ができる。
With this configuration, each of the two sets of antenna elements can obtain a polarization diversity effect.

第10の発明は、第7〜9いずれか1つの発明のアンテナ装置において、2組の前記平衡不平衡変換回路はそれぞれ、不平衡端子と平衡端子の一方に接続され、不平衡端子の信号の位相を略90度進ませて平衡端子の一方へ供給する+90度移相器と、不平衡端子と平衡端子の他方に接続され、不平衡端子の信号の位相を略90度遅らせて平衡端子の他方へ供給する−90度移相器と、から構成されることを特徴とするアンテナ装置である。   A tenth aspect of the invention is the antenna device according to any one of the seventh to ninth aspects, wherein the two sets of balanced / unbalanced conversion circuits are connected to one of the unbalanced terminal and the balanced terminal, respectively, A +90 degree phase shifter that advances the phase by approximately 90 degrees and supplies it to one of the balanced terminals, is connected to the other of the unbalanced terminal and the balanced terminal, and delays the phase of the signal at the unbalanced terminal by approximately 90 degrees to An antenna device comprising a -90 degree phase shifter supplied to the other.

この構成により、2組の前記平衡不平衡変換回路を小型化することができる。   With this configuration, the two sets of balance-unbalance conversion circuits can be reduced in size.

第11の発明は、第7〜10いずれか1つの発明のアンテナ装置において、2組の前記アンテナ素子はそれぞれ前記第1及び第2の線状アンテナ部の長さ、太さ、前記第1及び第2の線状アンテナ部の間の距離を所定の値に設定することにより、前記第1及び第2の線状アンテナ部および前記接地板から放射する偏波成分と前記ループアンテナ部から放射するループ面に対して直交する偏波成分を合成した偏波成分と、前記ループアンテナ部から放射するループ面に対して平行な偏波成分とを、同程度にしたことを特徴とするアンテナ装置である。   An eleventh invention is the antenna device according to any one of the seventh to tenth inventions, wherein the two sets of antenna elements are the length and thickness of the first and second linear antenna portions, respectively, By setting the distance between the second linear antenna parts to a predetermined value, the polarized wave components radiated from the first and second linear antenna parts and the ground plate and the loop antenna part are radiated. An antenna device characterized in that a polarization component obtained by synthesizing a polarization component orthogonal to a loop surface and a polarization component parallel to the loop surface radiated from the loop antenna unit have the same degree. is there.

この構成により、アンテナ装置と導体との距離にかかわらず、一定の利得を得ることができる。   With this configuration, a constant gain can be obtained regardless of the distance between the antenna device and the conductor.

第12の発明は、第7〜11いずれか1つの発明のアンテナ装置において、2組の前記アンテナ素子はそれぞれ前記ループアンテナ部のループの巻き数が複数であり、前記ループアンテナ部のループ間の距離、巻き数を所定の値に設定することにより、前記第1及び第2の線状アンテナ部および前記接地板から放射する偏波成分と前記ループアンテナ部から放射するループ面に対して直交する偏波成分を合成した偏波成分と、前記ループアンテナ部から放射するループ面に対して平行な偏波成分とを、同程度にしたことを特徴とするアンテナ装置である。   A twelfth aspect of the invention is the antenna device according to any one of the seventh to eleventh aspects, wherein each of the two sets of antenna elements has a plurality of loop turns of the loop antenna part, By setting the distance and the number of turns to predetermined values, the polarization components radiated from the first and second linear antenna units and the ground plate are orthogonal to the loop surface radiated from the loop antenna unit. The antenna device is characterized in that a polarization component obtained by combining polarization components and a polarization component parallel to the loop surface radiated from the loop antenna unit are set to the same level.

この構成により、アンテナ装置と導体との距離にかかわらず、一定の利得を得ることができる。   With this configuration, a constant gain can be obtained regardless of the distance between the antenna device and the conductor.

第13の発明は、第7〜12いずれか1つの発明のアンテナ装置において、2組の前記アンテナ素子はそれぞれ前記ループアンテナ部と前記接地板との距離、前記接地板の幅方向、長手方向の長さを所定の値に設定することにより、前記第1及び第2の線状アンテナ部および前記接地板から放射する偏波成分と前記ループアンテナ部から放射するループ面に対して直交する偏波成分を合成した偏波成分と、前記ループアンテナ部から放射するループ面に対して平行な偏波成分とを、同程度にしたことを特徴とするアンテナ装置である。   A thirteenth invention is the antenna device according to any one of the seventh to twelfth inventions, wherein the two sets of antenna elements are respectively a distance between the loop antenna portion and the ground plate, a width direction of the ground plate, and a longitudinal direction. By setting the length to a predetermined value, the polarization component radiated from the first and second linear antenna units and the ground plate and the polarization orthogonal to the loop plane radiated from the loop antenna unit The antenna device is characterized in that the polarization component obtained by combining the components and the polarization component parallel to the loop surface radiated from the loop antenna unit are set to the same level.

この構成により、アンテナ装置と導体との距離にかかわらず、一定の利得を得ることができる。   With this configuration, a constant gain can be obtained regardless of the distance between the antenna device and the conductor.

以下、本発明のアンテナを実施するための最良の形態について、図1から図17の各図面に沿って説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。   The best mode for carrying out the antenna of the present invention will be described below with reference to FIGS. Note that the present invention is not limited to the embodiments.

(実施の形態1)
以下に、本発明のアンテナ装置の実施の形態1の詳細について説明する。
(Embodiment 1)
Details of Embodiment 1 of the antenna device of the present invention will be described below.

図1は、アンテナ装置の構成を示す図である。X、YおよびZは、各々の座標軸を示す
。図1において、101は、接地導体を有する接地板である。
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an antenna device. X, Y, and Z denote the respective coordinate axes. In FIG. 1, reference numeral 101 denotes a ground plate having a ground conductor.

102は、接地板101上に設けられ、送信信号を生成し出力し、入力された受信信号を処理する送受信回路である。送受信回路102から入出力される送受信信号は不平衡信号である。   Reference numeral 102 denotes a transmission / reception circuit that is provided on the ground plate 101, generates and outputs a transmission signal, and processes an input reception signal. The transmission / reception signal input / output from the transmission / reception circuit 102 is an unbalanced signal.

103は、接地板101に設けられ、不平衡端子が送受信回路102に接続され、平衡端子が後述する整合回路104に接続され、送受信回路102からの不平衡信号を平衡信号に変換して整合回路104へ供給する平衡不平衡変換回路である。   103 is provided on the ground plate 101, the unbalanced terminal is connected to the transmission / reception circuit 102, the balanced terminal is connected to a matching circuit 104 (to be described later), and an unbalanced signal from the transmission / reception circuit 102 is converted into a balanced signal to match the matching circuit. 104 is a balance-unbalance conversion circuit to be supplied to 104.

104は、接地板101上に設けられ、後述するアンテナ素子105と平衡不平衡変換回路103に接続され、後述するアンテナ素子105へ効率よく給電するため、後述するアンテナ素子105と平衡不平衡変換回路103の間のインピーダンスの整合を行う整合回路である。   Reference numeral 104 is provided on the ground plate 101, and is connected to an antenna element 105 described later and a balanced / unbalanced conversion circuit 103. In order to efficiently supply power to the antenna element 105 described later, an antenna element 105 described later and a balanced / unbalanced conversion circuit are provided. 103 is a matching circuit that performs impedance matching between 103.

105は、後述する第1の線状アンテナ部105a、第2の線状アンテナ部105b、ループアンテナ部105cから構成されるアンテナ素子である。   An antenna element 105 includes a first linear antenna unit 105a, a second linear antenna unit 105b, and a loop antenna unit 105c, which will be described later.

105aは、接地板101から突出して、かつ接地板101と平行に設けられ、整合回路104の平衡端子の一方に接続され、所定の長さを有する線状の導体からなる第1の線状アンテナ部である。   105a is a first linear antenna that protrudes from the ground plate 101, is provided in parallel with the ground plate 101, is connected to one of the balanced terminals of the matching circuit 104, and is formed of a linear conductor having a predetermined length. Part.

105bは、接地板101から突出して、かつ接地板101と平行に設けられ、整合回路104の平衡端子の他方に接続され、第1の線状アンテナ部105aと略平行に配置される所定の長さを有する線状の導体からなる第2の線状アンテナ部である。   105b protrudes from the ground plate 101, is provided in parallel with the ground plate 101, is connected to the other balanced terminal of the matching circuit 104, and is disposed in a predetermined length that is substantially parallel to the first linear antenna portion 105a. It is the 2nd linear antenna part which consists of a linear conductor which has thickness.

105cは、接地板101から突出して、かつ形成するループ面が接地板101の面に対して略垂直になるように設けられ、一端が第1の線状アンテナ部105aに接続され、他端が第2の線状アンテナ部105bに接続され、複数の巻き数を有する矩形のループ状の導体からなるループアンテナ部である。   105c protrudes from the ground plate 101 and is formed so that a loop surface to be formed is substantially perpendicular to the surface of the ground plate 101, one end is connected to the first linear antenna portion 105a, and the other end is This is a loop antenna unit that is connected to the second linear antenna unit 105b and includes a rectangular loop-shaped conductor having a plurality of turns.

ループアンテナ部105cのループの巻き数は、ループアンテナ部105cの利得を上げるために複数の巻き数としているが、1回巻きでもよい。また、ループアンテナ部105cのループの形状は矩形でなくてもよい。   The number of turns of the loop of the loop antenna unit 105c is set to a plurality of turns in order to increase the gain of the loop antenna unit 105c, but may be one. Further, the loop shape of the loop antenna unit 105c may not be rectangular.

アンテナ素子105は、全長が送受信する電波の1波長以下である。また、アンテナ素子105からの放射が接地板101に遮蔽されることを防ぐため、アンテナ素子105は、接地板101から突出して設けられている。   The antenna element 105 has a full length equal to or less than one wavelength of radio waves transmitted and received. The antenna element 105 is provided so as to protrude from the ground plate 101 in order to prevent the radiation from the antenna element 105 from being shielded by the ground plate 101.

また、アンテナ素子105は第1及び第2の線状アンテナ部105a、105bとループアンテナ部105cのループ面が直交するように設けられている。   The antenna element 105 is provided so that the loop surfaces of the first and second linear antenna portions 105a and 105b and the loop antenna portion 105c are orthogonal to each other.

図2は、平衡不平衡変換回路103の構成を示す図である。   FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of the balance-unbalance conversion circuit 103.

平衡不平衡変換回路103は、後述する+90度移相器103a、−90度移相器103bから構成される。   The balance / unbalance conversion circuit 103 includes a +90 degree phase shifter 103a and a −90 degree phase shifter 103b, which will be described later.

図2において、103aは、不平衡端子と平衡端子の一方に接続され、不平衡端子の信号の位相を略90度進ませて平衡端子の一方へ供給する+90度移相器である。   In FIG. 2, 103a is a +90 degree phase shifter that is connected to one of the unbalanced terminal and the balanced terminal and advances the phase of the signal at the unbalanced terminal by approximately 90 degrees and supplies it to one of the balanced terminals.

不平衡端子と平衡端子間に直列に接続されるコンデンサC1と平衡端子側に並列に接続されるインダクタL1により構成される。   The capacitor C1 is connected in series between the unbalanced terminal and the balanced terminal, and the inductor L1 is connected in parallel to the balanced terminal side.

103bは、不平衡端子と平衡端子の他方に接続され、不平衡端子の信号の位相を略90度遅らせて平衡端子の他方へ供給する−90度移相器である。   Reference numeral 103b denotes a -90 degree phase shifter that is connected to the other of the unbalanced terminal and the balanced terminal and delays the phase of the signal at the unbalanced terminal by approximately 90 degrees and supplies the delayed signal to the other balanced terminal.

不平衡端子と平衡端子間に直列に接続されるインダクタL2と平衡端子側に並列に接続されるコンデンサC2により構成される。   The inductor L2 is connected in series between the unbalanced terminal and the balanced terminal, and the capacitor C2 is connected in parallel to the balanced terminal side.

平衡不平衡変換回路103は、チップ部品が使用できるインダクタやコンデンサにより回路を構成できるため、一般的なトランスを使用した平衡不平衡変換回路に比べて、回路を小型化できる。   Since the balance-unbalance conversion circuit 103 can be configured by an inductor or a capacitor that can use chip components, the circuit can be reduced in size as compared with a balance-unbalance conversion circuit using a general transformer.

以上のように構成されたアンテナ装置について、その動作を説明する。   The operation of the antenna device configured as described above will be described.

送受信回路102から出力された送信信号は、平衡不平衡変換回路103により平衡信号に変換され、整合回路104によりインピーダンス変換され、アンテナ素子105に出力される。また、アンテナ素子105により受信された電波は、整合回路104によりインピーダンス変換され、平衡不平衡変換回路103により不平衡信号に変換され、送受信回路102に受信信号として入力される。   The transmission signal output from the transmission / reception circuit 102 is converted into a balanced signal by the balance / unbalance conversion circuit 103, impedance-converted by the matching circuit 104, and output to the antenna element 105. The radio wave received by the antenna element 105 is impedance-converted by the matching circuit 104, converted to an unbalanced signal by the balanced / unbalanced converting circuit 103, and input to the transmitting / receiving circuit 102 as a received signal.

次に上記のように構成されたアンテナ装置の電波の放射について説明する。   Next, radio wave radiation of the antenna device configured as described above will be described.

図3(a)は、導体板とループアンテナの位置関係を示す図である。図3(b)はループアンテナと導体板との距離と、導体板と反対方向のループアンテナの利得の関係を示す図である。   FIG. 3A is a diagram showing the positional relationship between the conductor plate and the loop antenna. FIG. 3B is a diagram showing the relationship between the distance between the loop antenna and the conductor plate and the gain of the loop antenna in the direction opposite to the conductor plate.

一般的に、ループアンテナはループ面が導体面に対して垂直であるとき、ループアンテナと導体板との距離が、波長に対して十分短いとき、利得が高くなる。   Generally, when the loop surface is perpendicular to the conductor surface, the loop antenna has a high gain when the distance between the loop antenna and the conductor plate is sufficiently short with respect to the wavelength.

ループアンテナと導体板との距離が、4分の1波長の奇数倍であるとき、利得が大幅に低下する。ループアンテナと導体板との距離が、4分の1波長の偶数倍であるとき、利得が高くなる。   When the distance between the loop antenna and the conductor plate is an odd multiple of a quarter wavelength, the gain is significantly reduced. When the distance between the loop antenna and the conductor plate is an even multiple of a quarter wavelength, the gain is high.

図4(a)は、導体板と線状アンテナの位置関係を示す図である。図4(b)は線状アンテナと導体板との距離と、導体板と反対方向の線状アンテナの利得の関係を示す図である。   FIG. 4A is a diagram showing the positional relationship between the conductor plate and the linear antenna. FIG. 4B is a diagram showing the relationship between the distance between the linear antenna and the conductor plate and the gain of the linear antenna in the direction opposite to the conductor plate.

一般的に、線状アンテナは導体面に対して平行であるとき、線状アンテナと導体板との距離が、波長に対して十分短いとき、利得が大幅に低下する。   In general, when the linear antenna is parallel to the conductor surface, the gain is greatly reduced when the distance between the linear antenna and the conductor plate is sufficiently short with respect to the wavelength.

線状アンテナと導体板との距離が、4分の1波長の奇数倍であるとき、利得が高くなる。線状アンテナと導体板との距離が、4分の1波長の偶数倍であるとき、利得が大幅に低下する。   When the distance between the linear antenna and the conductor plate is an odd multiple of a quarter wavelength, the gain is high. When the distance between the linear antenna and the conductor plate is an even multiple of a quarter wavelength, the gain is greatly reduced.

図5は、後述する導体板106が本実施の形態のアンテナ装置に近接する時のアンテナ装置と後述する導体板106の位置関係を示す図である。106は、板状の導体からなる導体板である。   FIG. 5 is a diagram showing a positional relationship between the antenna device and a conductor plate 106 described later when a conductor plate 106 described later approaches the antenna device of the present embodiment. Reference numeral 106 denotes a conductor plate made of a plate-like conductor.

アンテナ装置からの電波の放射は、第1及び第2の線状アンテナ部105a、105b
からの放射と、接地板101からの放射、ループアンテナ部105cから放射とからなる。
Radio waves from the antenna device are emitted from the first and second linear antenna portions 105a and 105b.
Radiation from the ground plate 101, radiation from the ground plate 101, radiation from the loop antenna portion 105c.

さらに、ループアンテナ部105cからの放射は、ループとループの間から放射されるループ面に対して直交する偏波成分と、ループ自体から放射されるループ面に対して平行な偏波成分とからなる。   Furthermore, the radiation from the loop antenna unit 105c is composed of a polarization component orthogonal to the loop surface radiated from between the loops and a polarization component parallel to the loop surface radiated from the loop itself. Become.

第1及び第2の線状アンテナ部105a、105b、接地板101からの放射、ループアンテナ部105cから放射されるループ面に対して直交する偏波成分は、すべて垂直偏波(Z軸方向の偏波をいい、以下同様である)である。   The polarization components orthogonal to the first and second linear antenna portions 105a and 105b, the ground plate 101, and the loop surface radiated from the loop antenna portion 105c are all vertically polarized (in the Z-axis direction). This refers to polarization, and so on.

ループアンテナ部105cから放射されるループ面に対して平行な偏波成分は、水平偏波(X軸方向の偏波をいい、以下同様である)である。   The polarization component parallel to the loop surface radiated from the loop antenna unit 105c is horizontal polarization (referred to as polarization in the X-axis direction, and so on).

図5のようにアンテナ装置に導体板106が近接するとき、第1及び第2の線状アンテナ部105a、105b、接地板101は、導体板106に対して平行であり、ループアンテナ部105cは、ループ面が導体板106に対して垂直である。   When the conductor plate 106 is close to the antenna device as shown in FIG. 5, the first and second linear antenna portions 105a and 105b and the ground plate 101 are parallel to the conductor plate 106, and the loop antenna portion 105c is The loop surface is perpendicular to the conductor plate 106.

垂直偏波成分を放射する部位は、導体板106に対して平行となるため、アンテナ装置と導体板との距離と、導体板と反対方向のアンテナ装置の垂直偏波成分の利得との関係は、図4(b)と同様になる。   Since the portion that radiates the vertically polarized component is parallel to the conductor plate 106, the relationship between the distance between the antenna device and the conductor plate and the gain of the vertically polarized component of the antenna device in the direction opposite to the conductor plate is This is the same as FIG.

つまり、アンテナ装置と導体板との距離が、波長に対して十分短いとき、垂直偏波成分の利得が大幅に低下する。   That is, when the distance between the antenna device and the conductor plate is sufficiently short with respect to the wavelength, the gain of the vertically polarized component is greatly reduced.

アンテナ装置と導体板との距離が、4分の1波長の奇数倍であるとき、垂直偏波成分の利得が高くなる。アンテナ装置と導体板との距離が、4分の1波長の偶数倍であるとき、垂直偏波成分の利得が大幅に低下する。   When the distance between the antenna device and the conductor plate is an odd multiple of the quarter wavelength, the gain of the vertical polarization component is increased. When the distance between the antenna device and the conductor plate is an even multiple of a quarter wavelength, the gain of the vertically polarized component is greatly reduced.

また、水平偏波成分を放射するループアンテナ部105cは、ループ面が導体板106に対して垂直となるため、アンテナ装置と導体板との距離と、導体板と反対方向のアンテナ装置の水平偏波成分の利得との関係は、図3(b)と同様になる。   Further, since the loop surface of the loop antenna unit 105c that radiates the horizontally polarized component is perpendicular to the conductor plate 106, the distance between the antenna device and the conductor plate and the horizontal deviation of the antenna device in the direction opposite to the conductor plate are obtained. The relationship with the gain of the wave component is the same as in FIG.

つまり、アンテナ装置と導体板との距離が、波長に対して十分短いとき、水平偏波成分の利得が高くなる。   That is, when the distance between the antenna device and the conductor plate is sufficiently short with respect to the wavelength, the gain of the horizontal polarization component becomes high.

アンテナ装置と導体板との距離が、4分の1波長の奇数倍であるとき、水平偏波成分の利得が大幅に低下する。アンテナ装置と導体板との距離が、4分の1波長の偶数倍であるとき、水平偏波成分の利得が高くなる。   When the distance between the antenna device and the conductor plate is an odd multiple of the quarter wavelength, the gain of the horizontal polarization component is greatly reduced. When the distance between the antenna device and the conductor plate is an even multiple of a quarter wavelength, the gain of the horizontal polarization component is increased.

よってアンテナ装置が導体板に近接する時、水平偏波成分の利得が低下するとき、垂直偏波成分の利得が増加し、垂直偏波成分の利得が低下するとき、水平偏波成分の利得が増加するように動作する。   Therefore, when the antenna device is close to the conductor plate, when the gain of the horizontal polarization component decreases, the gain of the vertical polarization component increases, and when the gain of the vertical polarization component decreases, the gain of the horizontal polarization component increases. Works to increase.

図6(a)は、垂直偏波成分の利得が水平偏波成分の利得より高いときの本実施の形態のアンテナ装置と導体板106との距離と、導体板106と反対方向のアンテナ装置の利得の関係を示す図である。   FIG. 6A shows the distance between the antenna device of this embodiment and the conductor plate 106 when the gain of the vertical polarization component is higher than the gain of the horizontal polarization component, and the antenna device in the direction opposite to the conductor plate 106. It is a figure which shows the relationship of a gain.

図6(b)は、垂直偏波成分の利得が水平偏波成分の利得より低いときの本実施の形態のアンテナ装置と導体板106との距離と、導体板106と反対方向のアンテナ装置の利
得の関係を示す図である。
FIG. 6B shows the distance between the antenna device of this embodiment and the conductor plate 106 when the gain of the vertical polarization component is lower than the gain of the horizontal polarization component, and the antenna device in the direction opposite to the conductor plate 106. It is a figure which shows the relationship of a gain.

図6(c)は、垂直偏波成分の利得が水平偏波成分の利得と同じときの本実施の形態のアンテナ装置と導体板106との距離と、導体板106と反対方向のアンテナ装置の利得の関係を示す図である。   FIG. 6C shows the distance between the antenna device of the present embodiment and the conductor plate 106 when the gain of the vertical polarization component is the same as the gain of the horizontal polarization component, and the antenna device in the direction opposite to the conductor plate 106. It is a figure which shows the relationship of a gain.

アンテナ装置が放射する合成偏波成分は、垂直偏波成分と水平偏波成分を合成したものである。   The combined polarization component radiated by the antenna device is a combination of the vertical polarization component and the horizontal polarization component.

図6(a)に示すように、垂直偏波成分の利得が水平偏波成分の利得より高いとき、アンテナ装置と導体板との距離が4分の1波長の奇数倍であるとき、合成偏波成分の利得は高くなる。   As shown in FIG. 6A, when the gain of the vertical polarization component is higher than the gain of the horizontal polarization component, when the distance between the antenna device and the conductor plate is an odd multiple of a quarter wavelength, The gain of the wave component is high.

図6(b)に示すように、垂直偏波成分の利得が水平偏波成分の利得より低いとき、アンテナ装置と導体板との距離が4分の1波長の奇数倍であるとき、合成偏波成分の利得は低くなる。   As shown in FIG. 6 (b), when the gain of the vertical polarization component is lower than the gain of the horizontal polarization component, when the distance between the antenna device and the conductor plate is an odd multiple of a quarter wavelength, The gain of the wave component is low.

図6(c)に示すように、垂直偏波成分の利得が水平偏波成分の利得と同じとき、アンテナ装置と導体板との距離にかかわらず、合成偏波成分の利得は一定となる。   As shown in FIG. 6C, when the gain of the vertical polarization component is the same as the gain of the horizontal polarization component, the gain of the combined polarization component is constant regardless of the distance between the antenna device and the conductor plate.

垂直偏波成分と水平偏波成分の利得を同程度にすることで、合成偏波成分は、アンテナ装置と導体板106との距離にかかわらず一定となる。   By making the gains of the vertical polarization component and the horizontal polarization component about the same, the combined polarization component becomes constant regardless of the distance between the antenna device and the conductor plate 106.

アンテナ素子105は平衡不平衡変換回路103により平衡給電されるので、アンテナ素子105から接地板101に直接流れる電流による放射は非常に小さい。接地板101からの放射は、アンテナ素子105からの放射によって接地板101に誘起される電流による放射が主である。よって接地板101からの放射はアンテナ素子105からの放射に比べて小さい。アンテナ装置全体からの電波の放射はアンテナ素子105による放射が主となる。   Since the antenna element 105 is balancedly fed by the balance-unbalance conversion circuit 103, the radiation due to the current flowing directly from the antenna element 105 to the ground plate 101 is very small. Radiation from the ground plate 101 is mainly due to current induced in the ground plate 101 by radiation from the antenna element 105. Therefore, the radiation from the ground plate 101 is smaller than the radiation from the antenna element 105. Radio waves from the entire antenna device are mainly emitted by the antenna element 105.

よって、アンテナ素子105の各部位の寸法を所定の値に設定することで、垂直偏波成分と水平偏波成分の利得を同程度にすることができる。   Therefore, by setting the dimension of each part of the antenna element 105 to a predetermined value, the gains of the vertical polarization component and the horizontal polarization component can be made comparable.

図7は線状アンテナ部105a、105bの長さAとアンテナ装置のXY面の平均利得の関係を示す図である。   FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the length A of the linear antenna units 105a and 105b and the average gain of the XY plane of the antenna device.

周波数は426MHz、線状アンテナ部105a、105b間の距離Bは5mm、線状アンテナ部105a、105bの太さWは1mm、ループアンテナ部105cの巻き数は2、サイズは20mm×2mm、ループ間の距離Pは0.5mm、接地板101のサイズは22mm(T)×23mm(L)、ループアンテナ部105cと接地板101との距離Cは、12.5mmとした場合の計算値である。   The frequency is 426 MHz, the distance B between the linear antenna parts 105a and 105b is 5 mm, the thickness W of the linear antenna parts 105a and 105b is 1 mm, the number of turns of the loop antenna part 105c is 2, the size is 20 mm × 2 mm, and between the loops The calculated distance P is 0.5 mm, the size of the ground plate 101 is 22 mm (T) × 23 mm (L), and the distance C between the loop antenna portion 105 c and the ground plate 101 is a calculated value when it is 12.5 mm.

図8は線状アンテナ部105a、105bの太さWとアンテナ装置のXY面の平均利得の関係を示す図である。   FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the thickness W of the linear antenna units 105a and 105b and the average gain of the XY plane of the antenna device.

周波数は426MHz、線状アンテナ部105a、105bの長さAは5mm、線状アンテナ部105a、105b間の距離Bは5mm、ループアンテナ部105cの巻き数は2、サイズは20mm×2mm、ループ間の距離Pは0.5mm、接地板101のサイズは22mm(T)×23mm(L)、ループアンテナ部105cと接地板101との距離Cは、12.5mmとした場合の計算値である。   The frequency is 426 MHz, the length A of the linear antenna parts 105a and 105b is 5 mm, the distance B between the linear antenna parts 105a and 105b is 5 mm, the number of turns of the loop antenna part 105c is 2, the size is 20 mm × 2 mm, and between the loops The calculated distance P is 0.5 mm, the size of the ground plate 101 is 22 mm (T) × 23 mm (L), and the distance C between the loop antenna portion 105 c and the ground plate 101 is a calculated value when it is 12.5 mm.

図9は線状アンテナ部105a、105b間の距離Bとアンテナ装置のXY面の平均利得の関係を示す図である。   FIG. 9 is a diagram illustrating the relationship between the distance B between the linear antenna units 105a and 105b and the average gain of the XY plane of the antenna device.

周波数は426MHz、線状アンテナ部105a、105bの長さAは5mm、太さWは1mm、ループアンテナ部105cの巻き数は2、サイズは20mm×2mm、ループ間の距離Pは0.5mm、接地板101のサイズは22mm(T)×23mm(L)、ループアンテナ部105cと接地板101との距離Cは、12.5mmとした場合の計算値である。   The frequency is 426 MHz, the length A of the linear antenna parts 105a and 105b is 5 mm, the thickness W is 1 mm, the number of turns of the loop antenna part 105c is 2, the size is 20 mm × 2 mm, and the distance P between the loops is 0.5 mm. The size of the ground plate 101 is a calculated value when the size is 22 mm (T) × 23 mm (L), and the distance C between the loop antenna portion 105 c and the ground plate 101 is 12.5 mm.

線状アンテナ部105a、105bの長さA、太さW、線状アンテナ部105a、105bの間の距離Bが増加すると、線状アンテナ部105a、105bからの放射が大きくなるため、水平偏波成分はほぼ一定であるが、垂直偏波成分は増加する。つまり、線状アンテナ部105a、105bの長さA、太さW、線状アンテナ部105a、105bの間の距離Bの値を所定の値に設定することで、垂直偏波成分と水平偏波成分の利得を同程度にすることができる。   When the length A and thickness W of the linear antenna portions 105a and 105b and the distance B between the linear antenna portions 105a and 105b increase, radiation from the linear antenna portions 105a and 105b increases, so that the horizontal polarization The component is almost constant, but the vertical polarization component increases. That is, by setting the length A and thickness W of the linear antenna units 105a and 105b and the distance B between the linear antenna units 105a and 105b to predetermined values, the vertical polarization component and the horizontal polarization The component gain can be made comparable.

図10はループアンテナ部105cのループ間の距離Pとアンテナ装置のXY面の平均利得の関係を示す図である。   FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the distance P between loops of the loop antenna unit 105c and the average gain of the XY plane of the antenna device.

周波数は426MHz、線状アンテナ部105a、105bの長さAは1.5mm、太さWは1mm、線状アンテナ部105a、105b間の距離Bは1mm、ループアンテナ部105cの巻き数は2、サイズは20mm×2mm、接地板101のサイズは22mm(T)×23mm(L)、ループアンテナ部105cと接地板101との距離Cは、3.5mmとした場合の計算値である。   The frequency is 426 MHz, the length A of the linear antenna portions 105a and 105b is 1.5 mm, the thickness W is 1 mm, the distance B between the linear antenna portions 105a and 105b is 1 mm, the number of turns of the loop antenna portion 105c is 2, The size is a calculated value when the size is 20 mm × 2 mm, the size of the ground plate 101 is 22 mm (T) × 23 mm (L), and the distance C between the loop antenna portion 105 c and the ground plate 101 is 3.5 mm.

図11はループアンテナ部105cの巻き数とアンテナ装置のXY面の平均利得の関係を示す図である。   FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the number of turns of the loop antenna unit 105c and the average gain of the XY plane of the antenna device.

周波数は426MHz、線状アンテナ部105a、105bの長さAは1.5mm、太さWは1mm、線状アンテナ部105a、105b間の距離Bは1mm、ループアンテナ部105cのサイズは20mm×2mm、ループ間の距離Pは0.5mm、接地板101のサイズは22mm(T)×23mm(L)、ループアンテナ部105cと接地板101との距離Cは、3.5mmとした場合の計算値である。   The frequency is 426 MHz, the length A of the linear antenna portions 105a and 105b is 1.5 mm, the thickness W is 1 mm, the distance B between the linear antenna portions 105a and 105b is 1 mm, and the size of the loop antenna portion 105c is 20 mm × 2 mm. The distance P between the loops is 0.5 mm, the size of the ground plate 101 is 22 mm (T) × 23 mm (L), and the distance C between the loop antenna portion 105 c and the ground plate 101 is 3.5 mm. It is.

ループアンテナ部105cのループ間の距離Pが増加すると、ループとループの間から放射する垂直偏波成分が増加するため、水平偏波成分はほぼ一定であるが、垂直偏波成分は増加する。   When the distance P between the loops of the loop antenna unit 105c increases, the vertical polarization component radiated from between the loops increases, so the horizontal polarization component is substantially constant, but the vertical polarization component increases.

ループアンテナ部105cの巻き数が増加すると、垂直水平両偏波成分とも増加するが、垂直偏波成分は、水平偏波成分に比べて、増加の度合いが大きい。   When the number of turns of the loop antenna unit 105c increases, both the vertical and horizontal polarization components increase, but the vertical polarization component has a larger degree of increase than the horizontal polarization component.

ループアンテナ部105cのループ間の距離P、巻き数の値を所定の値に設定することで、垂直偏波成分と水平偏波成分の利得を同程度にすることができる。   By setting the distance P between the loops of the loop antenna unit 105c and the value of the number of turns to predetermined values, the gains of the vertical polarization component and the horizontal polarization component can be made comparable.

図12はループアンテナ部105cと接地板101との距離Cとアンテナ装置のXY面の平均利得の関係を示す図である。   FIG. 12 is a diagram showing the relationship between the distance C between the loop antenna unit 105c and the ground plate 101 and the average gain of the XY plane of the antenna device.

周波数は426MHz、線状アンテナ部105a、105bの長さAは1.5mm、太さWは1mm、線状アンテナ部105a、105b間の距離Bは1mm、ループアンテナ
部105cの巻き数は2、サイズは20mm×2mm、ループ間の距離Pは0.5mm、接地板101のサイズは22mm(T)×23mm(L)とした場合の計算値である。
The frequency is 426 MHz, the length A of the linear antenna portions 105a and 105b is 1.5 mm, the thickness W is 1 mm, the distance B between the linear antenna portions 105a and 105b is 1 mm, the number of turns of the loop antenna portion 105c is 2, This is a calculated value when the size is 20 mm × 2 mm, the distance P between the loops is 0.5 mm, and the size of the ground plate 101 is 22 mm (T) × 23 mm (L).

図13は接地板101の長さTとアンテナ装置のXY面の平均利得の関係を示す図である。   FIG. 13 is a diagram showing the relationship between the length T of the ground plate 101 and the average gain of the XY plane of the antenna device.

周波数は426MHz、線状アンテナ部105a、105bの長さAは1.5mm、太さWは1mm、線状アンテナ部105a、105b間の距離Bは1mm、ループアンテナ部105cの巻き数は2、サイズは20mm×2mm、ループ間の距離Pは0.5mm、接地板101の長さLは23mm、ループアンテナ部105cと接地板101との距離Cは、3.5mmとした場合の計算値である。   The frequency is 426 MHz, the length A of the linear antenna portions 105a and 105b is 1.5 mm, the thickness W is 1 mm, the distance B between the linear antenna portions 105a and 105b is 1 mm, the number of turns of the loop antenna portion 105c is 2, The size is 20 mm × 2 mm, the distance P between the loops is 0.5 mm, the length L of the ground plate 101 is 23 mm, and the distance C between the loop antenna portion 105 c and the ground plate 101 is a calculated value when it is 3.5 mm. is there.

ループアンテナ部105cと接地板101との距離Cが増加すると、接地板101に誘起される電流による放射が小さくなるため、水平偏波成分はほぼ一定であるが、垂直偏波成分は減少する。   When the distance C between the loop antenna portion 105c and the ground plate 101 increases, the radiation due to the current induced in the ground plate 101 decreases, so the horizontal polarization component is substantially constant, but the vertical polarization component decreases.

接地板101の長さTを変えると、接地板101の面積が変化し、接地板101に誘起される電流による放射の大きさが変化するため、水平偏波成分はほぼ一定であるが、垂直偏波成分は変化する。   When the length T of the ground plate 101 is changed, the area of the ground plate 101 changes, and the magnitude of radiation caused by the current induced in the ground plate 101 changes. Therefore, the horizontal polarization component is almost constant, but the vertical The polarization component changes.

ループアンテナ部105cと接地板101との距離C、接地板101の幅方向、長手方向の長さを所定の値に設定することで、垂直偏波成分と水平偏波成分の利得を同程度にすることができる。   By setting the distance C between the loop antenna unit 105c and the ground plate 101, the width direction of the ground plate 101, and the length in the longitudinal direction to predetermined values, the gains of the vertical polarization component and the horizontal polarization component are made approximately the same. can do.

以上により、電波の放射が強く、調整が困難でかつ接地板101のサイズや形状により大きく左右されるアンテナ素子105から接地板101に直接流れる電流による放射を平衡不平衡変換回路103により抑え、アンテナ素子105の構造を、導体に近接する時に異なる利得変化をするループアンテナと線状アンテナを組み合わせた構造とし、アンテナ素子105の各部位の寸法を所定の値に設定することで、アンテナ装置と導体との距離にかかわらず、一定の合成偏波成分の利得を得るアンテナ装置を実現できる。   As described above, the balance-unbalance conversion circuit 103 suppresses the radiation due to the current flowing directly from the antenna element 105 to the ground plate 101, which is strongly radiated, difficult to adjust, and greatly influenced by the size and shape of the ground plate 101. The structure of the element 105 is a structure in which a loop antenna that changes in gain when approaching a conductor and a linear antenna are combined, and the dimensions of each part of the antenna element 105 are set to predetermined values, whereby the antenna device and the conductor It is possible to realize an antenna device that obtains a constant gain of a combined polarization component regardless of the distance between the two.

また、線状アンテナ部105a、105bとループアンテナ部105cの偏波成分が直交関係にあるとき、垂直水平両偏波成分を有するので、偏波ダイバーシチの効果を得ることができる。   In addition, when the polarization components of the linear antenna units 105a and 105b and the loop antenna unit 105c are orthogonal to each other, both vertical and horizontal polarization components are included, so that the effect of polarization diversity can be obtained.

なお、線状アンテナ部105a、105bとループアンテナ部105cが同じ偏波成分を放射した場合においても、アンテナ装置と導体板106との距離に対する線状アンテナ部105a、105b、ループアンテナ部105cの利得の変化の様子は変わらないので、アンテナ装置と導体との距離にかかわらず、一定の合成偏波成分の利得を得るアンテナ装置を実現できる。   Even when the linear antenna units 105a and 105b and the loop antenna unit 105c radiate the same polarization component, the gains of the linear antenna units 105a and 105b and the loop antenna unit 105c with respect to the distance between the antenna device and the conductor plate 106 are obtained. Therefore, an antenna device that obtains a constant combined polarization component gain can be realized regardless of the distance between the antenna device and the conductor.

なお、線状アンテナ部105a、105bの長さA、太さW、線状アンテナ部105a、105b間の距離Bを所定の値に設定することで、アンテナ装置と導体との距離にかかわらず、一定の合成偏波成分の利得を得るアンテナ装置を実現できる。   In addition, regardless of the distance between the antenna device and the conductor, the length A and the thickness W of the linear antenna portions 105a and 105b and the distance B between the linear antenna portions 105a and 105b are set to predetermined values. An antenna device that obtains a constant gain of a combined polarization component can be realized.

なお、ループアンテナ部105cのループ間の距離P、巻き数の値を所定の値に設定することで、アンテナ装置と導体との距離にかかわらず、一定の合成偏波成分の利得を得るアンテナ装置を実現できる。   It should be noted that the antenna device that obtains a constant gain of the combined polarization component regardless of the distance between the antenna device and the conductor by setting the distance P between the loops of the loop antenna unit 105c and the number of turns to a predetermined value. Can be realized.

なお、ループアンテナ部105cと接地板101との距離C、接地板101の幅方向、
長手方向の長さを所定の値に設定することで、アンテナ装置と導体との距離にかかわらず、一定の合成偏波成分の利得を得るアンテナ装置を実現できる。
Note that the distance C between the loop antenna unit 105c and the ground plate 101, the width direction of the ground plate 101,
By setting the length in the longitudinal direction to a predetermined value, it is possible to realize an antenna device that obtains a constant gain of the combined polarization component regardless of the distance between the antenna device and the conductor.

(実施の形態2)
以下に、本発明のアンテナ装置の実施の形態2の詳細について説明する。
(Embodiment 2)
Details of the second embodiment of the antenna device of the present invention will be described below.

図14は、アンテナ装置の構成を示す図である。X、YおよびZは、各々の座標軸を示す。本実施の形態において実施の形態1と同様の構成については同一の番号を付して詳細な説明を省略し、異なるところを中心に説明する。   FIG. 14 is a diagram illustrating a configuration of the antenna device. X, Y, and Z denote the respective coordinate axes. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, detailed description thereof will be omitted, and differences will be mainly described.

実施の形態1と異なるのは、後述する平衡不平衡変換回路203、整合回路204、アンテナ素子205を設けた点、平衡不平衡変換回路103、後述する平衡不平衡変換回路203と送受信回路102との間に後述するスイッチ206を設けた点である。また、送受信回路102から後述するスイッチ206を制御するための制御信号を出力する。   The difference from the first embodiment is that a balance / unbalance conversion circuit 203, a matching circuit 204, and an antenna element 205, which will be described later, are provided, a balance / unbalance conversion circuit 103, a balance / unbalance conversion circuit 203 and a transmission / reception circuit 102, which will be described later, A switch 206 described later is provided between the two. Further, a control signal for controlling a switch 206 described later is output from the transmission / reception circuit 102.

図14において、203は、平衡不平衡変換回路103と同様の構成であり、接地板101に設けられ、不平衡端子が後述するスイッチ206に接続され、平衡端子が後述する整合回路204に接続され、後述するスイッチ206からの不平衡信号を平衡信号に変換して整合回路204へ供給する平衡不平衡変換回路である。   In FIG. 14, 203 has the same configuration as the balanced / unbalanced conversion circuit 103, provided on the ground plate 101, an unbalanced terminal is connected to a switch 206 described later, and a balanced terminal is connected to a matching circuit 204 described later. This is a balanced / unbalanced conversion circuit that converts an unbalanced signal from a switch 206 (to be described later) into a balanced signal and supplies it to the matching circuit 204.

204は、接地板101上に設けられ、後述するアンテナ素子205と平衡不平衡変換回路203に接続され、後述するアンテナ素子205へ効率よく給電するため、後述するアンテナ素子205と平衡不平衡変換回路203との間のインピーダンスの整合を行う整合回路である。   204 is provided on the ground plate 101 and is connected to an antenna element 205 and a balanced / unbalanced conversion circuit 203 (to be described later). In order to efficiently supply power to the antenna element 205 (to be described later), an antenna element 205 and a balanced / unbalanced conversion circuit (to be described later). 203 is a matching circuit that performs impedance matching with the terminal 203.

205は、アンテナ素子105と同様の構成であり、後述する第1の線状アンテナ部205a、第2の線状アンテナ部205b、ループアンテナ部205cから構成されるアンテナ素子である。   Reference numeral 205 denotes an antenna element having the same configuration as that of the antenna element 105, and includes a first linear antenna unit 205a, a second linear antenna unit 205b, and a loop antenna unit 205c, which will be described later.

205aは、接地板101から突出して、かつ接地板101と平行に設けられ、整合回路204の平衡端子の一方に接続され、所定の長さを有する線状の導体からなる第1の線状アンテナ部である。   Reference numeral 205a denotes a first linear antenna that protrudes from the ground plate 101 and is provided in parallel with the ground plate 101, is connected to one of the balanced terminals of the matching circuit 204, and includes a linear conductor having a predetermined length. Part.

205bは、接地板101から突出して、かつ接地板101と平行に設けられ、整合回路204の平衡端子の他方に接続され、第1の線状アンテナ部205aと略平行に配置される所定の長さを有する線状の導体からなる第2の線状アンテナ部である。   205b protrudes from the ground plate 101 and is provided in parallel with the ground plate 101, is connected to the other balanced terminal of the matching circuit 204, and is disposed in a predetermined length that is substantially parallel to the first linear antenna portion 205a. It is the 2nd linear antenna part which consists of a linear conductor which has thickness.

205cは、接地板101から突出して、かつ形成するループ面が接地板101の面に対して略垂直になるように設けられ、一端が第1の線状アンテナ部205aに接続され、他端が第2の線状アンテナ部205bに接続され、複数の巻き数を有する矩形のループ状の導体からなるループアンテナ部である。   205c protrudes from the ground plate 101 and is formed so that the loop surface to be formed is substantially perpendicular to the surface of the ground plate 101. One end is connected to the first linear antenna portion 205a and the other end is This is a loop antenna unit that is connected to the second linear antenna unit 205b and includes a rectangular loop-shaped conductor having a plurality of turns.

ループアンテナ部205cのループの巻き数は、ループアンテナ部205cの利得を上げるために複数の巻き数としているが、1回巻きでもよい。また、ループアンテナ部205cのループの形状は矩形でなくてもよい。   The number of windings of the loop of the loop antenna unit 205c is a plurality of windings in order to increase the gain of the loop antenna unit 205c, but may be one. Further, the loop shape of the loop antenna unit 205c may not be rectangular.

アンテナ素子205は、全長が送受信する電波の1波長以下である。また、アンテナ素子205からの放射が接地板101に遮蔽されることを防ぐため、アンテナ素子205は、接地板101から突出して設けられている。   The antenna element 205 has a full length equal to or shorter than one wavelength of radio waves transmitted and received. In order to prevent radiation from the antenna element 205 from being shielded by the ground plate 101, the antenna element 205 is provided so as to protrude from the ground plate 101.

また、アンテナ素子205は第1及び第2の線状アンテナ部205a、205bとループアンテナ部205cのループ面が直交するように設けられている。   The antenna element 205 is provided so that the loop surfaces of the first and second linear antenna portions 205a and 205b and the loop antenna portion 205c are orthogonal to each other.

アンテナ素子205は、XZ平面にて、アンテナ素子105に対して直交する向きに設けられる。   The antenna element 205 is provided in a direction orthogonal to the antenna element 105 on the XZ plane.

206は、接地板101に設けられ、送受信回路102と平衡不平衡変換回路103、203の不平衡端子に接続され、送受信回路102から出力される制御信号に基づいて、平衡不平衡変換回路103、203の不平衡端子のうち一方へ送受信回路102からの送受信信号を供給するか、または他方へ送受信回路102からの送受信信号を供給するかを選択的に切り替えるスイッチである。   206 is provided on the ground plate 101 and is connected to the unbalanced terminals of the transmission / reception circuit 102 and the balance / unbalance conversion circuits 103 and 203, and based on the control signal output from the transmission / reception circuit 102, the balance / unbalance conversion circuit 103, This switch selectively switches whether one of the 203 unbalanced terminals supplies the transmission / reception signal from the transmission / reception circuit 102 or the other supplies the transmission / reception signal from the transmission / reception circuit 102.

以上のように構成されたアンテナ装置について、その動作を説明する。   The operation of the antenna device configured as described above will be described.

送受信回路102から出力された送信信号は、スイッチ206に入力された制御信号に基づいて平衡不平衡変換回路103、203のいずれか一方へ出力される。   The transmission signal output from the transmission / reception circuit 102 is output to one of the balance-unbalance conversion circuits 103 and 203 based on the control signal input to the switch 206.

その信号は、平衡不平衡変換回路103、もしくは203により平衡信号に変換され、整合回路104もしくは204によりインピーダンス変換され、アンテナ素子105もしくは205に出力される。   The signal is converted into a balanced signal by the balanced / unbalanced conversion circuit 103 or 203, impedance-converted by the matching circuit 104 or 204, and output to the antenna element 105 or 205.

また、アンテナ素子105もしくは205により受信された電波は、整合回路104もしくは204によりインピーダンス変換され、平衡不平衡変換回路103もしくは203により不平衡信号に変換され、スイッチ206に入力された制御信号に基づいて平衡不平衡変換回路103、203のいずれか一方の信号が、送受信回路102に受信信号として入力される。   The radio wave received by the antenna element 105 or 205 is impedance-converted by the matching circuit 104 or 204, converted to an unbalanced signal by the balanced / unbalanced conversion circuit 103 or 203, and based on the control signal input to the switch 206. Any one of the balance-unbalance conversion circuits 103 and 203 is input to the transmission / reception circuit 102 as a reception signal.

アンテナ素子105とアンテナ素子205への給電をスイッチ206により切り替えることにより、アンテナダイバーシチを行う。   Antenna diversity is performed by switching power supply to the antenna element 105 and the antenna element 205 with the switch 206.

次に上記のように構成されたアンテナ装置の電波の放射について説明する。   Next, radio wave radiation of the antenna device configured as described above will be described.

図15は、本実施の形態のアンテナ装置と導体板106の位置関係を示す図である。   FIG. 15 is a diagram showing a positional relationship between the antenna device of this embodiment and the conductor plate 106.

アンテナ素子105へ給電時の電波の放射は、実施の形態1のとおりである。   The emission of radio waves when power is supplied to the antenna element 105 is as in the first embodiment.

アンテナ素子205へ給電時の電波の放射は、アンテナ素子205が、XZ平面にてアンテナ素子105に対して直交する向きに設けられているため、第1及び第2の線状アンテナ部205a、205b、接地板101からの放射、ループアンテナ部205cから放射されるループ面に対して直交する偏波成分は、すべて水平偏波である。   Since the antenna element 205 is provided in a direction orthogonal to the antenna element 105 on the XZ plane, the radiation of radio waves when feeding power to the antenna element 205 is performed. The polarization components orthogonal to the radiation from the ground plate 101 and the loop surface radiated from the loop antenna unit 205c are all horizontally polarized.

ループアンテナ部205cから放射されるループ面に対して平行な偏波成分は、垂直偏波である。   The polarization component parallel to the loop surface radiated from the loop antenna unit 205c is vertical polarization.

図16(a)は、アンテナ素子105へ給電時の本実施の形態のアンテナ装置と導体板106との距離と、導体板106と反対方向のアンテナ装置の利得の関係を示す図である。   FIG. 16A is a diagram showing the relationship between the distance between the antenna device of the present embodiment and the conductor plate 106 when power is supplied to the antenna element 105 and the gain of the antenna device in the direction opposite to the conductor plate 106.

図16(b)は、アンテナ素子205へ給電時の本実施の形態のアンテナ装置と導体板106との距離と、導体板106と反対方向のアンテナ装置の利得の関係を示す図である
FIG. 16B is a diagram showing the relationship between the distance between the antenna device of the present embodiment and the conductor plate 106 when power is supplied to the antenna element 205 and the gain of the antenna device in the direction opposite to the conductor plate 106.

実施の形態1と同様に、アンテナ素子105の各部位の寸法を所定の値に設定して、垂直偏波成分と水平偏波成分の利得を同程度にした場合、図16(a)のように、アンテナ素子105へ給電時、アンテナ装置と導体板106との距離にかかわらず一定の合成偏波成分の利得を得る。   As in the first embodiment, when the dimensions of each part of the antenna element 105 are set to predetermined values and the gains of the vertical polarization component and the horizontal polarization component are set to the same level, as shown in FIG. In addition, when feeding power to the antenna element 105, a constant gain of the combined polarization component is obtained regardless of the distance between the antenna device and the conductor plate 106.

同様に、アンテナ素子205の各部位の寸法を所定の値に設定して、垂直偏波成分と水平偏波成分の利得を同程度にした場合、図16(b)のように、アンテナ素子205へ給電時、アンテナ装置と導体板106との距離にかかわらず一定の合成偏波成分の利得を得る。   Similarly, when the dimension of each part of the antenna element 205 is set to a predetermined value and the gains of the vertical polarization component and the horizontal polarization component are set to the same level, as shown in FIG. When power is supplied to the antenna, a constant gain of the combined polarization component is obtained regardless of the distance between the antenna device and the conductor plate 106.

また、アンテナ装置と導体板106との距離にかかわらず、アンテナ素子105へ給電時のアンテナ装置から放射される偏波成分と、アンテナ素子205へ給電時のアンテナ装置から放射される偏波成分は直交関係にある。   In addition, regardless of the distance between the antenna device and the conductor plate 106, the polarization component radiated from the antenna device when feeding to the antenna element 105 and the polarization component radiated from the antenna device when feeding to the antenna element 205 are: In an orthogonal relationship.

以上により、アンテナ装置と導体との距離にかかわらず、一定の合成偏波成分の利得を得ることができ、さらに、アンテナ素子105と同様のアンテナ素子205を、XZ平面にてアンテナ素子105に対して直交する向きに設けることにより、アンテナ装置と導体との距離が波長に対して十分短いときや4分の1波長の倍数のときなど、垂直水平両偏波のうち一方の偏波が大きく減衰するときでも、アンテナ素子105とアンテナ素子205の偏波面が直交関係にあるため、偏波ダイバーシチの効果を得ることができる。   As described above, a constant gain of the combined polarization component can be obtained regardless of the distance between the antenna device and the conductor, and the antenna element 205 similar to the antenna element 105 can be connected to the antenna element 105 in the XZ plane. If the distance between the antenna device and the conductor is sufficiently short with respect to the wavelength or a multiple of a quarter wavelength, one of the vertical and horizontal polarized waves is greatly attenuated. Even in this case, since the planes of polarization of the antenna element 105 and the antenna element 205 are orthogonal to each other, the effect of polarization diversity can be obtained.

(実施の形態3)
以下に、本発明のアンテナ装置の実施の形態3の詳細について説明する。
(Embodiment 3)
Details of Embodiment 3 of the antenna device of the present invention will be described below.

図17は、アンテナ装置の構成を示す図である。X、YおよびZは、各々の座標軸を示す。本実施の形態において実施の形態2と同様の構成については同一の番号を付して詳細な説明を省略し、異なるところを中心に説明する。   FIG. 17 is a diagram illustrating a configuration of the antenna device. X, Y, and Z denote the respective coordinate axes. In the present embodiment, the same configurations as those of the second embodiment are denoted by the same reference numerals, detailed description thereof will be omitted, and differences will be mainly described.

実施の形態2と異なるのは、スイッチ206の代わりに後述する90度位相差分配器301を設けた点である。   The difference from the second embodiment is that a 90-degree phase difference distributor 301 described later is provided instead of the switch 206.

301は、接地板101に設けられ、送受信回路102と平衡不平衡変換回路103、203の不平衡端子に接続され、送受信回路102からの送受信信号を平衡不平衡変換回路103、203の不平衡端子の両方に給電し、かつ給電位相の差が略90度になるように給電する90度位相差分配器である。   301 is provided on the ground plate 101 and is connected to the unbalanced terminals of the transmission / reception circuit 102 and the balance / unbalance conversion circuits 103 and 203, and the transmission / reception signal from the transmission / reception circuit 102 is sent to the unbalanced terminals of the balance / unbalance conversion circuits 103 and 203. This is a 90-degree phase difference distributor that supplies power to both of them and supplies power so that the difference in power supply phase is approximately 90 degrees.

以上のように構成されたアンテナ装置について、その動作を説明する。   The operation of the antenna device configured as described above will be described.

送受信回路102から出力された送信信号は、90度位相差分配器301により、平衡不平衡変換回路103、203へ出力される。   The transmission signal output from the transmission / reception circuit 102 is output to the balance / unbalance conversion circuits 103 and 203 by the 90-degree phase difference distributor 301.

その信号は、平衡不平衡変換回路103、203により平衡信号に変換され、整合回路104、204によりインピーダンス変換され、アンテナ素子105、205に出力される。   The signal is converted into a balanced signal by balanced / unbalanced conversion circuits 103 and 203, impedance-converted by matching circuits 104 and 204, and output to antenna elements 105 and 205.

また、アンテナ素子105、205により受信された電波は、整合回路104、204によりインピーダンス変換され、平衡不平衡変換回路103、203により不平衡信号に変換され、それらの信号が90度位相差分配器301により合成され、送受信回路102
に受信信号として入力される。
The radio waves received by the antenna elements 105 and 205 are impedance-converted by the matching circuits 104 and 204, converted into unbalanced signals by the balance-unbalance conversion circuits 103 and 203, and these signals are converted into a 90-degree phase difference distributor 301. The transmission / reception circuit 102
As a received signal.

次に上記のように構成されたアンテナ装置の電波の放射について説明する。   Next, radio wave radiation of the antenna device configured as described above will be described.

アンテナ素子105、205には90度位相差分配器301により90度位相差給電される。また、アンテナ素子105とアンテナ素子205の偏波面が直交関係にあり、図16に示すようにアンテナ素子105、205と導体との距離が変化しても垂直、水平両偏波が発生する。よって、アンテナ装置は導体との距離にかかわらず、一定の円偏波を放射する。   The antenna elements 105 and 205 are fed with a phase difference of 90 degrees by a phase difference distributor 301 of 90 degrees. Further, the polarization planes of the antenna element 105 and the antenna element 205 are orthogonal to each other, and both vertical and horizontal polarized waves are generated even if the distance between the antenna elements 105 and 205 and the conductor is changed as shown in FIG. Therefore, the antenna device radiates a constant circular polarization regardless of the distance from the conductor.

以上により、アンテナ装置と導体との距離にかかわらず、偏波ダイバーシチの効果を得ることができ、さらに送受信回路102からの制御信号によるスイッチの切り替え動作を不要にすることができる。   As described above, regardless of the distance between the antenna device and the conductor, the effect of polarization diversity can be obtained, and the switching operation of the switch by the control signal from the transmission / reception circuit 102 can be made unnecessary.

本発明のアンテナ装置は、導体との距離にかかわらず、一定の利得を得ることができる。よって、本発明のアンテナ装置を、距離によるセキュリティの確保が必要な機器に内蔵される無線通信装置に搭載されるアンテナ装置として適用できる。   The antenna device of the present invention can obtain a constant gain regardless of the distance from the conductor. Therefore, the antenna device of the present invention can be applied as an antenna device mounted on a wireless communication device built in a device that needs to ensure security by distance.

本発明の実施の形態1におけるアンテナ装置を示す構成図The block diagram which shows the antenna apparatus in Embodiment 1 of this invention 本発明の実施の形態1における平衡不平衡変換回路103を示す構成図The block diagram which shows the balance-unbalance conversion circuit 103 in Embodiment 1 of this invention (a)本発明の実施の形態1における導体板とループアンテナの位置関係を示す図(b)本発明の実施の形態1におけるループアンテナと導体板との距離と、導体板と反対方向のループアンテナの利得の関係を示す図(A) The figure which shows the positional relationship of the conductor plate and loop antenna in Embodiment 1 of this invention (b) The distance of the loop antenna and conductor plate in Embodiment 1 of this invention, and the loop of a direction opposite to a conductor plate Diagram showing antenna gain relationship (a)本発明の実施の形態1における導体板と線状アンテナの位置関係を示す図(b)本発明の実施の形態1における線状アンテナと導体板との距離と、導体板と反対方向の線状アンテナの利得の関係を示す図(A) The figure which shows the positional relationship of the conductor plate and linear antenna in Embodiment 1 of this invention (b) The distance of the linear antenna and conductor plate in Embodiment 1 of this invention, and a direction opposite to a conductor plate Of gain relationship of linear antennas 本発明の実施の形態1における導体板106がアンテナ装置に近接する時のアンテナ装置と導体板106の位置関係を示す図The figure which shows the positional relationship of the antenna apparatus and the conductor board 106 when the conductor board 106 in Embodiment 1 of this invention adjoins an antenna apparatus. (a)本発明の実施の形態1における垂直偏波成分の利得が水平偏波成分の利得より高いときの本発明のアンテナ装置と導体板106との距離と、導体板106と反対方向のアンテナ装置の利得の関係を示す図(b)本発明の実施の形態1における垂直偏波成分の利得が水平偏波成分の利得より低いときの本発明のアンテナ装置と導体板106との距離と、導体板106と反対方向のアンテナ装置の利得の関係を示す図(c)本発明の実施の形態1における垂直偏波成分の利得が水平偏波成分の利得と同じときの本発明のアンテナ装置と導体板106との距離と、導体板106と反対方向のアンテナ装置の利得の関係を示す図(A) The distance between the antenna device of the present invention and the conductor plate 106 when the gain of the vertical polarization component in the first embodiment of the present invention is higher than the gain of the horizontal polarization component, and the antenna in the direction opposite to the conductor plate 106 FIG. 5B is a diagram illustrating the relationship between the gains of the device. The distance between the antenna device of the present invention and the conductor plate 106 when the gain of the vertical polarization component in the first embodiment of the present invention is lower than the gain of the horizontal polarization component; FIG. 8C is a diagram showing the gain relationship of the antenna device in the direction opposite to the conductor plate 106. FIG. 10C shows the antenna device of the present invention when the gain of the vertical polarization component in Embodiment 1 of the present invention is the same as the gain of the horizontal polarization component. The figure which shows the relationship between the distance with the conductor board 106, and the gain of the antenna apparatus of a direction opposite to the conductor board 106 本発明の実施の形態1における線状アンテナ部105a、105bの長さAとアンテナ装置のXY面の平均利得の関係を示す図The figure which shows the relationship between the length A of the linear antenna parts 105a and 105b in Embodiment 1 of this invention, and the average gain of the XY plane of an antenna apparatus. 本発明の実施の形態1における線状アンテナ部105a、105bの太さWとアンテナ装置のXY面の平均利得の関係を示す図The figure which shows the relationship between the thickness W of the linear antenna parts 105a and 105b in Embodiment 1 of this invention, and the average gain of the XY plane of an antenna apparatus. 本発明の実施の形態1における線状アンテナ部105a、105b間の距離Bとアンテナ装置のXY面の平均利得の関係を示す図The figure which shows the relationship between the distance B between the linear antenna parts 105a and 105b in Embodiment 1 of this invention, and the average gain of the XY plane of an antenna apparatus. 本発明の実施の形態1におけるループアンテナ部105cのループ間の距離Pとアンテナ装置のXY面の平均利得の関係を示す図The figure which shows the relationship between the distance P between the loops of the loop antenna part 105c in Embodiment 1 of this invention, and the average gain of the XY plane of an antenna apparatus. 本発明の実施の形態1におけるループアンテナ部105cの巻き数とアンテナ装置のXY面の平均利得の関係を示す図The figure which shows the relationship between the winding number of the loop antenna part 105c in Embodiment 1 of this invention, and the average gain of the XY plane of an antenna apparatus. 本発明の実施の形態1におけるループアンテナ部105cと接地板101との距離Cとアンテナ装置のXY面の平均利得の関係を示す図The figure which shows the relationship between the distance C of the loop antenna part 105c and the ground plate 101 in Embodiment 1 of this invention, and the average gain of the XY plane of an antenna apparatus. 本発明の実施の形態1における接地板101の長さTとアンテナ装置のXY面の平均利得の関係を示す図The figure which shows the relationship between the length T of the ground plate 101 in Embodiment 1 of this invention, and the average gain of the XY plane of an antenna apparatus. 本発明の実施の形態2におけるアンテナ装置を示す構成図The block diagram which shows the antenna apparatus in Embodiment 2 of this invention 本発明の実施の形態2におけるアンテナ装置と導体板106の位置関係を示す図The figure which shows the positional relationship of the antenna device and the conductor board 106 in Embodiment 2 of this invention. (a)本発明の実施の形態2におけるアンテナ素子105へ給電時のアンテナ装置と導体板106との距離と、導体板106と反対方向のアンテナ装置の利得の関係を示す図(b)本発明の実施の形態2におけるアンテナ素子205へ給電時のアンテナ装置と導体板106との距離と、導体板106と反対方向のアンテナ装置の利得の関係を示す図(A) The figure which shows the relationship between the distance of the antenna apparatus and the conductor board 106 at the time of electric power feeding to the antenna element 105 in Embodiment 2 of this invention, and the gain of the antenna apparatus of the opposite direction to the conductor board 106 (b) this invention The figure which shows the relationship between the distance of the antenna apparatus and the conductor board 106 at the time of electric power feeding to the antenna element 205 in Embodiment 2, and the gain of the antenna apparatus of the opposite direction to the conductor board 106 本発明の実施の形態3におけるアンテナ装置を示す構成図The block diagram which shows the antenna apparatus in Embodiment 3 of this invention

符号の説明Explanation of symbols

101 接地板
102 送受信回路
103 平衡不平衡変換回路
103a +90度移相器
103b −90度移相器
104 整合回路
105 アンテナ素子
105a 第1の線状アンテナ部
105b 第2の線状アンテナ部
105c ループアンテナ部
106 導体板
203 平衡不平衡変換回路
204 整合回路
205 アンテナ素子
205a 第1の線状アンテナ部
205b 第2の線状アンテナ部
205c ループアンテナ部
206 スイッチ
301 90度位相差分配器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Ground plate 102 Transmission / reception circuit 103 Balance / unbalance conversion circuit 103a +90 degree phase shifter 103b -90 degree phase shifter 104 Matching circuit 105 Antenna element 105a 1st linear antenna part 105b 2nd linear antenna part 105c Loop antenna Part 106 Conductor plate 203 Balance / unbalance conversion circuit 204 Matching circuit 205 Antenna element 205a First linear antenna part 205b Second linear antenna part 205c Loop antenna part 206 Switch 301 90 degree phase difference distributor

Claims (13)

接地導体を有する接地板と、
前記接地板に設けられ、前記接地板に設けられた不平衡給電手段に接続され、不平衡信号を平衡信号に変換する平衡不平衡変換回路と、
全長が送受信する電波の1波長以下であるアンテナ素子とを、
備えたアンテナ装置であって、
前記アンテナ素子は、
前記接地板から突出して、かつ前記接地板と平行に設けられ、前記平衡不平衡変換回路の平衡端子の一方に接続され、所定の長さを有する線状の導体からなる第1の線状アンテナ部と、
前記接地板から突出して、かつ前記接地板と平行に設けられ、前記平衡不平衡変換回路の平衡端子の他方に接続され、前記第1の線状アンテナ部と略平行に配置される所定の長さを有する線状の導体からなる第2の線状アンテナ部と、
前記接地板から突出して、かつ形成するループ面が前記接地板の面に対して略垂直になるように設けられ、一端が前記第1の線状アンテナ部に接続され、他端が前記第2の線状アンテナ部に接続され、ループ状の導体からなるループアンテナ部と、
から構成され、
前記平衡不平衡変換回路により、電波の放射が強く、かつ前記接地板のサイズや形状により左右される前記アンテナ素子から前記接地板に直接流れる電流による放射を抑えて、
前記アンテナ装置が導体に近接する時、前記ループアンテナ部からの放射が低下すると、前記第1及び第2の線状アンテナ部からの放射が増加し、前記第1及び第2の線状アンテナ部からの放射が低下すると、前記ループアンテナ部からの放射が増加するように動作することを特徴とするアンテナ装置。
A ground plate having a ground conductor;
A balanced-unbalanced conversion circuit that is provided on the ground plate, connected to unbalanced power supply means provided on the ground plate, and converts an unbalanced signal into a balanced signal;
An antenna element whose overall length is one wavelength or less of radio waves transmitted and received,
An antenna device comprising:
The antenna element is
A first linear antenna that protrudes from the ground plate and is provided in parallel with the ground plate, is connected to one of balanced terminals of the balanced-unbalanced conversion circuit, and includes a linear conductor having a predetermined length. And
A predetermined length protruding from the ground plate and provided in parallel with the ground plate, connected to the other balanced terminal of the balanced-unbalanced conversion circuit, and disposed substantially parallel to the first linear antenna unit. A second linear antenna portion made of a linear conductor having a thickness;
A loop surface that protrudes from the ground plate and is formed so as to be substantially perpendicular to the surface of the ground plate, one end is connected to the first linear antenna portion, and the other end is the second A loop antenna portion connected to the linear antenna portion and made of a loop-shaped conductor;
Consisting of
By the balance-unbalance conversion circuit, the radiation of radio waves is strong, and the radiation due to the current flowing directly from the antenna element, which is influenced by the size and shape of the ground plate, is suppressed,
When radiation from the loop antenna unit decreases when the antenna device is close to a conductor, radiation from the first and second linear antenna units increases, and the first and second linear antenna units When the radiation from the antenna decreases, the antenna device operates so that the radiation from the loop antenna portion increases.
前記ループアンテナ部のループ面が前記第1及び第2の線状アンテナ部に対して略垂直になるように設けられ、
前記ループアンテナ部と前記第1及び第2の線状アンテナ部が放射する互いの偏波成分が略直交関係にあることを特徴とする請求項1記載のアンテナ装置。
A loop surface of the loop antenna portion is provided so as to be substantially perpendicular to the first and second linear antenna portions;
2. The antenna device according to claim 1, wherein the polarization components radiated from the loop antenna unit and the first and second linear antenna units are substantially orthogonal to each other.
前記平衡不平衡変換回路は、
不平衡端子と平衡端子の一方に接続され、前記不平衡端子の信号の位相を略90度進ませて平衡端子の一方へ供給する+90度移相器と、
不平衡端子と平衡端子の他方に接続され、前記不平衡端子の信号の位相を略90度遅らせて平衡端子の他方へ供給する−90度移相器と、
から構成されることを特徴とする請求項1または2記載のアンテナ装置。
The balance-unbalance conversion circuit is
A +90 degree phase shifter that is connected to one of the unbalanced terminal and the balanced terminal, advances the phase of the signal of the unbalanced terminal by approximately 90 degrees, and supplies the signal to one of the balanced terminals;
A -90 degree phase shifter connected to the other of the unbalanced terminal and the balanced terminal, the phase of the signal of the unbalanced terminal being delayed by approximately 90 degrees and supplied to the other of the balanced terminals;
The antenna device according to claim 1, wherein the antenna device is configured as follows.
前記第1及び第2の線状アンテナ部の長さ、太さ、前記第1及び第2の線状アンテナ部の間の距離を所定の値に設定することにより、
前記第1及び第2の線状アンテナ部および前記接地板から放射する偏波成分と前記ループアンテナ部から放射するループ面に対して直交する偏波成分を合成した偏波成分と、
前記ループアンテナ部から放射するループ面に対して平行な偏波成分とを、
同程度にしたことを特徴とする請求項1、2、3のいずれか1項記載アンテナ装置。
By setting the length and thickness of the first and second linear antenna portions and the distance between the first and second linear antenna portions to predetermined values,
A polarization component obtained by synthesizing a polarization component radiated from the first and second linear antenna portions and the ground plate and a polarization component orthogonal to the loop surface radiated from the loop antenna portion;
A polarization component parallel to the loop surface radiating from the loop antenna portion,
The antenna device according to any one of claims 1, 2, and 3, wherein the antenna device has the same degree.
前記ループアンテナ部のループの巻き数が複数であり、
前記ループアンテナ部のループ間の距離、前記巻き数を所定の値に設定することにより、前記第1及び第2の線状アンテナ部および前記接地板から放射する偏波成分と前記ループアンテナ部から放射するループ面に対して直交する偏波成分を合成した偏波成分と、
前記ループアンテナ部から放射するループ面に対して平行な偏波成分とを、
同程度にしたことを特徴とする請求項1、2、3、4のいずれか1項記載のアンテナ装置
The loop antenna unit has a plurality of loop turns,
By setting the distance between the loops of the loop antenna unit and the number of turns to a predetermined value, the polarization components radiated from the first and second linear antenna units and the ground plate and the loop antenna unit A polarization component obtained by combining polarization components orthogonal to the radiating loop surface;
A polarization component parallel to the loop surface radiating from the loop antenna portion,
The antenna device according to any one of claims 1, 2, 3, and 4, wherein the antenna device has the same degree.
前記ループアンテナ部と前記接地板との距離、前記接地板の幅方向、長手方向の長さを所定の値に設定することにより、
前記第1及び第2の線状アンテナ部および前記接地板から放射する偏波成分と前記ループアンテナ部から放射するループ面に対して直交する偏波成分を合成した偏波成分と、
前記ループアンテナ部から放射するループ面に対して平行な偏波成分とを、
同程度にしたことを特徴とする請求項1、2、3、4、5のいずれか1項記載のアンテナ装置。
By setting the distance between the loop antenna part and the ground plate, the width direction of the ground plate, and the length in the longitudinal direction to a predetermined value,
A polarization component obtained by synthesizing a polarization component radiated from the first and second linear antenna portions and the ground plate and a polarization component orthogonal to the loop surface radiated from the loop antenna portion;
A polarization component parallel to the loop surface radiating from the loop antenna portion,
The antenna device according to any one of claims 1, 2, 3, 4, and 5, characterized in that the antenna devices have the same degree.
接地導体を有する接地板と、
前記接地板に設けられ、不平衡信号を平衡信号に変換する2組の平衡不平衡変換回路と、2組の前記平衡不平衡変換回路の平衡端子にそれぞれに接続され、全長が送受信する電波の1波長以下である2組のアンテナ素子と、
前記接地板に設けられ、前記接地板に設けられた不平衡給電手段と2組の前記平衡不平衡変換回路の不平衡端子に接続され、2組の前記平衡不平衡変換回路の不平衡端子のうち一方と不平衡給電手段とを接続するか、または他方と不平衡給電手段とを接続するかを選択的に切り替えるスイッチとを、
備えたアンテナ装置であって
2組の前記アンテナ素子はそれぞれ、
前記接地板から突出して、かつ前記接地板と平行に設けられ、前記平衡不平衡変換回路の平衡端子の一方に接続され、所定の長さを有する線状の導体からなる第1の線状アンテナ部と、
前記接地板から突出して、かつ前記接地板と平行に設けられ、前記平衡不平衡変換回路の平衡端子の他方に接続され、前記第1の線状アンテナ部と略平行に配置される所定の長さを有する線状の導体からなる第2の線状アンテナ部と、
前記接地板から突出して、かつ形成するループ面が前記接地板の面に対して略垂直になるように設けられ、一端が前記第1の線状アンテナ部に接続され、他端が前記第2の線状アンテナ部に接続され、ループ状の導体からなるループアンテナ部と、
から構成され、
2組の前記アンテナ素子は前記接地板の面にて互いに略直交する向きになるように配置され、
2組の前記アンテナ素子はそれぞれ
前記平衡不平衡変換回路により、電波の放射が強く、かつ前記接地板のサイズや形状により左右される前記アンテナ素子から前記接地板に直接流れる電流による放射を抑えて、
前記アンテナ装置が導体に近接する時、前記ループアンテナ部からの放射が低下すると、前記第1及び第2の線状アンテナ部からの放射が増加し、前記第1及び第2の線状アンテナ部からの放射が低下すると、前記ループアンテナ部からの放射が増加するように動作することを特徴とするアンテナ装置。
A ground plate having a ground conductor;
Two sets of balanced-unbalanced conversion circuits that are provided on the ground plate and convert unbalanced signals to balanced signals, and are connected to balanced terminals of the two sets of balanced-unbalanced conversion circuits, respectively, and the total length of radio waves transmitted and received Two sets of antenna elements having one wavelength or less;
Provided on the ground plate, connected to the unbalanced power supply means provided on the ground plate and unbalanced terminals of the two sets of balanced / unbalanced conversion circuits, and connected to unbalanced terminals of the two sets of balanced / unbalanced conversion circuits. A switch for selectively switching between connecting one of the unbalanced power supply means and the other to the unbalanced power supply means,
An antenna device provided with two sets of the antenna elements,
A first linear antenna that protrudes from the ground plate and is provided in parallel with the ground plate, is connected to one of balanced terminals of the balanced-unbalanced conversion circuit, and includes a linear conductor having a predetermined length. And
A predetermined length protruding from the ground plate and provided in parallel with the ground plate, connected to the other balanced terminal of the balanced-unbalanced conversion circuit, and disposed substantially parallel to the first linear antenna unit. A second linear antenna portion made of a linear conductor having a thickness;
A loop surface that protrudes from the ground plate and is formed so as to be substantially perpendicular to the surface of the ground plate, one end is connected to the first linear antenna portion, and the other end is the second A loop antenna portion connected to the linear antenna portion and made of a loop-shaped conductor;
Consisting of
Two sets of the antenna elements are arranged so as to be substantially orthogonal to each other on the surface of the ground plate,
Each of the two sets of antenna elements suppresses radiation due to current flowing directly from the antenna element to the ground plate, which is strongly radiated by the balance-unbalance conversion circuit and is influenced by the size and shape of the ground plate. ,
When radiation from the loop antenna unit decreases when the antenna device is close to a conductor, radiation from the first and second linear antenna units increases, and the first and second linear antenna units When the radiation from the antenna decreases, the antenna device operates so that the radiation from the loop antenna portion increases.
接地導体を有する接地板と、
前記接地板に設けられ、不平衡信号を平衡信号に変換する2組の平衡不平衡変換回路と、2組の前記平衡不平衡変換回路の平衡端子にそれぞれに接続され、全長が送受信する電波の1波長以下である2組のアンテナ素子と、
前記接地板に設けられ、前記接地板に設けられた不平衡給電手段と2組の前記平衡不平衡変換回路の不平衡端子に接続され、
2組の前記平衡不平衡変換回路の不平衡端子の両方に給電し、かつ給電位相の差が略90度になるように給電する90度位相差分配器とを、
備えたアンテナ装置であって
2組の前記アンテナ素子はそれぞれ、
前記接地板から突出して、かつ前記接地板と平行に設けられ、前記平衡不平衡変換回路の平衡端子の一方に接続され、所定の長さを有する線状の導体からなる第1の線状アンテナ部と、
前記接地板から突出して、かつ前記接地板と平行に設けられ、前記平衡不平衡変換回路の平衡端子の他方に接続され、前記第1の線状アンテナ部と略平行に配置される所定の長さを有する線状の導体からなる第2の線状アンテナ部と、
前記接地板から突出して、かつ形成するループ面が前記接地板の面に対して略垂直になるように設けられ、一端が前記第1の線状アンテナ部に接続され、他端が前記第2の線状アンテナ部に接続され、ループ状の導体からなるループアンテナ部と、
から構成され、
2組の前記アンテナ素子は前記接地板の面にて互いに略直交する向きになるように配置され、
2組の前記アンテナ素子はそれぞれ
前記平衡不平衡変換回路により、電波の放射が強く、かつ前記接地板のサイズや形状により左右される前記アンテナ素子から前記接地板に直接流れる電流による放射を抑えて、
前記アンテナ装置が導体に近接する時、前記ループアンテナ部からの放射が低下すると、前記第1及び第2の線状アンテナ部からの放射が増加し、前記第1及び第2の線状アンテナ部からの放射が低下すると、前記ループアンテナ部からの放射が増加するように動作することを特徴とするアンテナ装置。
A ground plate having a ground conductor;
Two sets of balanced / unbalanced conversion circuits which are provided on the ground plate and convert unbalanced signals to balanced signals, and are connected to balanced terminals of the two sets of balanced / unbalanced converted circuits, respectively, and the total length of radio waves transmitted and received Two sets of antenna elements having one wavelength or less;
Provided on the ground plate, connected to unbalanced power supply means provided on the ground plate and unbalanced terminals of the two sets of balanced-unbalanced conversion circuits,
A 90-degree phase difference distributor that feeds power to both unbalanced terminals of the two sets of balanced-unbalanced conversion circuits and feeds so that the difference in feeding phase is approximately 90 degrees;
An antenna device provided with two sets of the antenna elements,
A first linear antenna that protrudes from the ground plate and is provided in parallel with the ground plate, is connected to one of balanced terminals of the balanced-unbalanced conversion circuit, and includes a linear conductor having a predetermined length. And
A predetermined length protruding from the ground plate and provided in parallel with the ground plate, connected to the other balanced terminal of the balanced-unbalanced conversion circuit, and disposed substantially parallel to the first linear antenna unit. A second linear antenna portion made of a linear conductor having a thickness;
A loop surface that protrudes from the ground plate and is formed so as to be substantially perpendicular to the surface of the ground plate, one end is connected to the first linear antenna portion, and the other end is the second A loop antenna portion connected to the linear antenna portion and made of a loop-shaped conductor;
Consisting of
Two sets of the antenna elements are arranged so as to be substantially orthogonal to each other on the surface of the ground plate,
Each of the two sets of antenna elements suppresses radiation due to current flowing directly from the antenna element to the ground plate, which is strongly radiated by the balance-unbalance conversion circuit and is influenced by the size and shape of the ground plate. ,
When radiation from the loop antenna unit decreases when the antenna device is close to a conductor, radiation from the first and second linear antenna units increases, and the first and second linear antenna units The antenna apparatus operates so that radiation from the loop antenna portion increases when radiation from the antenna decreases.
2組の前記アンテナ素子はそれぞれ
前記ループアンテナ部のループ面が前記第1及び第2の線状アンテナ部に対して略垂直になるように設けられ、
前記ループアンテナ部と前記第1及び第2の線状アンテナ部が放射する互いの偏波成分が略直交関係にあることを特徴とする請求項7または8記載のアンテナ装置。
Each of the two sets of antenna elements is provided such that the loop surface of the loop antenna portion is substantially perpendicular to the first and second linear antenna portions,
9. The antenna device according to claim 7, wherein the polarization components radiated from the loop antenna unit and the first and second linear antenna units are substantially orthogonal to each other.
2組の前記平衡不平衡変換回路はそれぞれ、
不平衡端子と平衡端子の一方に接続され、前記不平衡端子の信号の位相を略90度進ませて平衡端子の一方へ供給する+90度移相器と、
不平衡端子と平衡端子の他方に接続され、前記不平衡端子の信号の位相を略90度遅らせて平衡端子の他方へ供給する−90度移相器と、
から構成されることを特徴とする請求項7、8、9のいずれか1項記載のアンテナ装置。
Each of the two sets of balance-unbalance conversion circuits is
A +90 degree phase shifter that is connected to one of the unbalanced terminal and the balanced terminal, advances the phase of the signal of the unbalanced terminal by approximately 90 degrees, and supplies the signal to one of the balanced terminals;
A -90 degree phase shifter connected to the other of the unbalanced terminal and the balanced terminal, the phase of the signal of the unbalanced terminal being delayed by approximately 90 degrees and supplied to the other of the balanced terminals;
The antenna device according to any one of claims 7, 8, and 9, characterized by comprising:
2組の前記アンテナ素子はそれぞれ
前記第1及び第2の線状アンテナ部の長さ、太さ、前記第1及び第2の線状アンテナ部の間の距離を所定の値に設定することにより、
前記第1及び第2の線状アンテナ部および前記接地板から放射する偏波成分と前記ループアンテナ部から放射するループ面に対して直交する偏波成分を合成した偏波成分と、
前記ループアンテナ部から放射するループ面に対して平行な偏波成分とを、
同程度にしたことを特徴とする請求項7、8、9、10のいずれか1項記載のアンテナ装置。
By setting the length and thickness of the first and second linear antenna portions and the distance between the first and second linear antenna portions to predetermined values, respectively, ,
A polarization component obtained by synthesizing a polarization component radiated from the first and second linear antenna portions and the ground plate and a polarization component orthogonal to the loop surface radiated from the loop antenna portion;
A polarization component parallel to the loop surface radiating from the loop antenna portion,
The antenna device according to any one of claims 7, 8, 9, and 10, characterized by having the same degree.
2組の前記アンテナ素子はそれぞれ
前記ループアンテナ部のループの巻き数が複数であり、
前記ループアンテナ部のループ間の距離、前記巻き数を所定の値に設定することにより、前記第1及び第2の線状アンテナ部および前記接地板から放射する偏波成分と前記ループアンテナ部から放射するループ面に対して直交する偏波成分を合成した偏波成分と、
前記ループアンテナ部から放射するループ面に対して平行な偏波成分とを、
同程度にしたことを特徴とする請求項7、8、9、10、11のいずれか1項記載のアンテナ装置。
Each of the two sets of antenna elements has a plurality of loop turns of the loop antenna unit,
By setting the distance between the loops of the loop antenna unit and the number of turns to a predetermined value, the polarization components radiated from the first and second linear antenna units and the ground plate and the loop antenna unit A polarization component obtained by combining polarization components orthogonal to the radiating loop surface;
A polarization component parallel to the loop surface radiating from the loop antenna portion,
The antenna device according to any one of claims 7, 8, 9, 10, and 11, wherein the antenna device has the same degree.
2組の前記アンテナ素子はそれぞれ
前記ループアンテナ部と前記接地板との距離、前記接地板の幅方向、長手方向の長さを所定の値に設定することにより、
前記第1及び第2の線状アンテナ部および前記接地板から放射する偏波成分と前記ループアンテナ部から放射するループ面に対して直交する偏波成分を合成した偏波成分と、
前記ループアンテナ部から放射するループ面に対して平行な偏波成分とを、
同程度にしたことを特徴とする請求項7、8、9、10、11、12のいずれか1項記載のアンテナ装置。
By setting the distance between the loop antenna part and the grounding plate, the width direction of the grounding plate, and the length in the longitudinal direction to a predetermined value for each of the two sets of the antenna elements,
A polarization component obtained by synthesizing a polarization component radiated from the first and second linear antenna portions and the ground plate and a polarization component orthogonal to the loop surface radiated from the loop antenna portion;
A polarization component parallel to the loop surface radiating from the loop antenna portion,
The antenna device according to any one of claims 7, 8, 9, 10, 11, and 12, wherein the antenna device has the same degree.
JP2006188870A 2006-07-10 2006-07-10 Antenna device Pending JP2008017384A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006188870A JP2008017384A (en) 2006-07-10 2006-07-10 Antenna device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006188870A JP2008017384A (en) 2006-07-10 2006-07-10 Antenna device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2008017384A true JP2008017384A (en) 2008-01-24

Family

ID=39073966

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006188870A Pending JP2008017384A (en) 2006-07-10 2006-07-10 Antenna device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2008017384A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010010901A (en) * 2008-06-25 2010-01-14 Panasonic Electric Works Co Ltd Load controller
JP2010081268A (en) * 2008-09-25 2010-04-08 Panasonic Electric Works Co Ltd Antenna device
WO2011029997A1 (en) * 2009-09-09 2011-03-17 Nokia Corporation Apparatus for wireless communication
WO2012072969A1 (en) * 2010-11-29 2012-06-07 The University Of Birmingham Balanced antenna system
US9905939B2 (en) 2015-01-09 2018-02-27 Fujitsu Limited Antenna device

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1188246A (en) * 1997-09-08 1999-03-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd Antenna system and radio receiver using it
JP2000244219A (en) * 1998-12-25 2000-09-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd Incorporated antenna for radio communication terminal
JP2004242277A (en) * 2003-01-17 2004-08-26 Fujitsu Ten Ltd Antenna
JP2005198167A (en) * 2004-01-09 2005-07-21 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Balanced line-unbalanced line connector

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1188246A (en) * 1997-09-08 1999-03-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd Antenna system and radio receiver using it
JP2000244219A (en) * 1998-12-25 2000-09-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd Incorporated antenna for radio communication terminal
JP2004242277A (en) * 2003-01-17 2004-08-26 Fujitsu Ten Ltd Antenna
JP2005198167A (en) * 2004-01-09 2005-07-21 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Balanced line-unbalanced line connector

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010010901A (en) * 2008-06-25 2010-01-14 Panasonic Electric Works Co Ltd Load controller
JP2010081268A (en) * 2008-09-25 2010-04-08 Panasonic Electric Works Co Ltd Antenna device
WO2011029997A1 (en) * 2009-09-09 2011-03-17 Nokia Corporation Apparatus for wireless communication
US8912961B2 (en) 2009-09-09 2014-12-16 Nokia Corporation Apparatus for wireless communication
WO2012072969A1 (en) * 2010-11-29 2012-06-07 The University Of Birmingham Balanced antenna system
US9553361B2 (en) 2010-11-29 2017-01-24 Smart Antenna Technologies Ltd Balanced antenna system
KR101858777B1 (en) 2010-11-29 2018-05-17 스마트 안테나 테크놀로지즈 엘티디. Balanced Antenna System
US9905939B2 (en) 2015-01-09 2018-02-27 Fujitsu Limited Antenna device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9577331B2 (en) Wireless communication device
US7969372B2 (en) Antenna apparatus utilizing small loop antenna element having minute length and two feeding points
US20100214189A1 (en) Antenna, radiating pattern switching method therefor and wireless communication apparatus
JP4510123B2 (en) Antenna device
WO2004001895A1 (en) Antenna for portable radio
JP2002043826A (en) Antenna arrangement
KR20080054358A (en) Antenna device with the satisfactory symmetry of directivity characteristic
JP2005252366A (en) Inverted-f antenna
KR20020037257A (en) Portable terminal equipment
JP2007020093A (en) Antenna device and mobile wireless device
JP2008017384A (en) Antenna device
KR20060064626A (en) Antenna and receiver apparatus using the same
JP4263961B2 (en) Antenna device for portable radio
JP2004364149A (en) Radio communication equipment
JP2007124181A (en) Rf circuit module and mobile communication device
JPH11136020A (en) Built-in antenna for portable radio equipment
JP2005260382A (en) Dipole antenna
KR100770854B1 (en) portable terminal
JP2011160169A (en) Composite antenna device
JP2004242179A (en) Antenna device for radio terminal
JP7001232B2 (en) Antenna and wireless communication device
JP2008244733A (en) Planar array antenna system and radio communication equipment with the same
JP2010239495A (en) Antenna apparatus
JP2007251241A (en) Antenna device
JP2003258546A (en) Antenna, reception method, and transmission method

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20090515

RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20090612

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20101215

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110125

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110315

A02 Decision of refusal

Effective date: 20110823

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02