JP2012182726A - Multi-antenna device and communication device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a multi-antenna device which reduces mutual coupling between antenna elements while inhibiting the deterioration of the design flexibility of a wiring pattern.SOLUTION: A multi-antenna device 10 includes: a ground part 13 having one side in which a cutout part for reducing mutual coupling is not provided; and a first antenna element 11 and a second antenna element 12 which are disposed in the one side of the ground part 13 so as to face each other. The first antenna element 11 includes a first feeding point connection part 111, a first short circuit part 112, and a first extension part 113, and the second antenna element 12 includes a second feeding point connection part 121, a second short circuit part 122, and a second extension part 123.

Description

この発明は、マルチアンテナ装置および通信機器に関し、特に、複数のアンテナ素子を備えたマルチアンテナ装置および通信機器に関する。   The present invention relates to a multi-antenna device and a communication device, and particularly to a multi-antenna device and a communication device provided with a plurality of antenna elements.

従来、複数のアンテナ素子を備えたマルチアンテナ装置が知られている(たとえば、特許文献1参照)。   Conventionally, a multi-antenna apparatus including a plurality of antenna elements is known (see, for example, Patent Document 1).

上記特許文献1には、相互結合を低減するための切欠部が設けられた一辺を有するグランド・パターン(接地部)と、グランド・パターンの切欠部を挟んで互いに対向するように配置され、それぞれF字形状を有する第1の放射素子(第1アンテナ素子)および第2の放射素子(第2アンテナ素子)とを備える、多素子アンテナ(マルチアンテナ装置)が開示されている。   In the above-mentioned Patent Document 1, a ground pattern having one side provided with a notch for reducing mutual coupling (a ground part) and a ground pattern are arranged so as to face each other with the notch part of the ground pattern interposed therebetween, respectively. There is disclosed a multi-element antenna (multi-antenna device) including a first radiating element (first antenna element) and a second radiating element (second antenna element) having an F shape.

特開2007−13643号公報JP 2007-13643 A

しかしながら、上記特許文献1の多素子アンテナ(マルチアンテナ装置)では、グランド・パターン(接地部)に切欠部を設けることによって放射素子(アンテナ素子)間の相互結合を抑制可能である一方、グランド・パターンに相互結合を低減するための切欠部を設ける必要があるので、切欠部付近には回路を設置することができないという不都合がある。このため、配線パターン設計の自由度が低下するという問題点がある。   However, in the multi-element antenna (multi-antenna device) of Patent Document 1 described above, mutual coupling between radiating elements (antenna elements) can be suppressed by providing a cutout in the ground pattern (grounding part). Since it is necessary to provide a notch for reducing mutual coupling in the pattern, there is an inconvenience that a circuit cannot be installed in the vicinity of the notch. For this reason, there exists a problem that the freedom degree of wiring pattern design falls.

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の1つの目的は、配線パターン設計の自由度が低下するのを抑制しながら、アンテナ素子間の相互結合を小さくすることが可能なマルチアンテナ装置および通信機器を提供することである。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and one object of the present invention is to prevent mutual coupling between antenna elements while suppressing a decrease in the degree of freedom of wiring pattern design. To provide a multi-antenna device and a communication device that can be made small.

課題を解決するための手段および発明の効果Means for Solving the Problems and Effects of the Invention

この発明の第1の局面によるマルチアンテナ装置は、相互結合を低減するための切欠部が設けられていない一辺を有する接地部と、接地部の一辺に互いに対向するように配置される第1アンテナ素子および第2アンテナ素子とを備え、第1アンテナ素子は、接地部の一辺と交差する方向に延びるとともに接地部の一辺の高周波電力を供給する第1給電点に一方端が接続された第1給電点接続部と、接地部の一辺と交差する方向に延びるとともに接地部の一辺のうちの第1給電点接続部よりも第2アンテナ素子側の領域に一方端が接地された第1短絡部と、第1短絡部の他方端と第1給電点接続部の他方端とを連結するとともに第2アンテナ素子側と反対側に延びる第1延長部とを含み、第2アンテナ素子は、接地部の一辺と交差する方向に延びるとともに接地部の一辺の高周波電力を供給する第2給電点に一方端が接続された第2給電点接続部と、接地部の一辺と交差する方向に延びるとともに接地部の一辺のうちの第2給電点接続部よりも第1アンテナ素子側の領域に一方端が接地されて第1短絡部と対向するように配置された第2短絡部と、第2短絡部の他方端と第2給電点接続部の他方端とを連結するとともに第1アンテナ素子側と反対側に延びる第2延長部とを含む。   A multi-antenna apparatus according to a first aspect of the present invention includes a grounding portion having one side not provided with a notch for reducing mutual coupling, and a first antenna arranged to face one side of the grounding portion. A first antenna element having a first end connected to a first feeding point that extends in a direction intersecting with one side of the grounding portion and supplies high-frequency power on one side of the grounding portion. A first short-circuit portion extending in a direction intersecting with one side of the grounding portion and having one end grounded in a region closer to the second antenna element than the first feeding point connection portion of one side of the grounding portion. And a first extension portion that connects the other end of the first short-circuit portion and the other end of the first feeding point connection portion and extends to the opposite side of the second antenna element side. Extending in a direction intersecting one side And a second feed point connecting portion having one end connected to a second feed point for supplying high-frequency power on one side of the ground portion, and extending in a direction intersecting with one side of the ground portion and the second of the one side of the ground portion A second short-circuit portion arranged so that one end is grounded in a region closer to the first antenna element than the two-feed-point connection portion and is opposed to the first short-circuit portion; the other end of the second short-circuit portion; A second extension portion that connects the other end of the point connection portion and extends to the opposite side of the first antenna element side is included.

この発明の第1の局面によるマルチアンテナ装置では、上記のように、相互結合を低減するための切欠部が設けられていない一辺を有する接地部を設けることによって、接地部の一辺に切欠部を設ける場合とは異なり、切欠部を避ける等、回路の配置位置が制限されることを抑制することができるので、配線パターン設計の自由度が低下するのを抑制することができる。また、第1給電点から第1給電点接続部、第1延長部、第1短絡部、相互結合を低減するための切欠部が設けられていない接地部の一辺近傍の領域、第2短絡部、第2延長部および第2給電点接続部を経由して第2給電点に通電することによって、第1給電点から第2給電点に流れる電流が、第1給電点接続部、第1延長部、第1短絡部、相互結合を低減するための切欠部が設けられていない接地部の一辺近傍の領域、第2短絡部、第2延長部および第2給電点接続部を経由する間に減衰するので、第1アンテナ素子と第2アンテナ素子との相互結合を小さくすることができる。したがって、このマルチアンテナ装置では、配線パターン設計の自由度が低下するのを抑制しながら、アンテナ素子間の相互結合を小さくすることができる。また、アンテナ素子間の相互結合を小さくすることができるので、アンテナ素子間の相互結合を小さくするためにアンテナ素子間の距離を大きくする必要がなく、その分、マルチアンテナ装置を小型化することができる。このアンテナ素子間の相互結合を小さくすることができるという効果は、後述する発明者が行ったシミュレーションにより確認済である。   In the multi-antenna device according to the first aspect of the present invention, as described above, by providing the grounding part having one side not provided with the notch part for reducing mutual coupling, the notch part is provided on one side of the grounding part. Unlike the case where it is provided, it is possible to prevent the circuit arrangement position from being restricted, such as avoiding a notch, and therefore, it is possible to suppress a reduction in the degree of freedom in wiring pattern design. In addition, the first feeding point to the first feeding point connection portion, the first extension portion, the first short-circuit portion, the region in the vicinity of one side of the grounding portion where the notch portion for reducing mutual coupling is not provided, the second short-circuit portion The current flowing from the first feed point to the second feed point by energizing the second feed point via the second extension portion and the second feed point connection portion causes the first feed point connection portion and the first extension to flow. Part, the first short circuit part, the region near one side of the grounding part not provided with the notch for reducing mutual coupling, the second short circuit part, the second extension part, and the second feed point connection part Since attenuation occurs, mutual coupling between the first antenna element and the second antenna element can be reduced. Therefore, in this multi-antenna device, it is possible to reduce the mutual coupling between the antenna elements while suppressing a reduction in the degree of freedom of the wiring pattern design. In addition, since the mutual coupling between the antenna elements can be reduced, it is not necessary to increase the distance between the antenna elements in order to reduce the mutual coupling between the antenna elements, and the multi-antenna apparatus can be reduced in size accordingly. Can do. The effect that the mutual coupling between the antenna elements can be reduced has been confirmed by a simulation performed by the inventor described later.

上記第1の局面によるマルチアンテナ装置において、好ましくは、第1延長部は、第1給電点接続部および第1短絡部よりも大きな長さを有しており、第2延長部は、第2給電点接続部および第2短絡部よりも大きな長さを有している。このように構成すれば、アンテナ素子間の相互結合を小さくしつつ、接地部の一辺に沿った細長のアンテナ装置を提供することができる。   In the multi-antenna device according to the first aspect, preferably, the first extension portion has a length greater than that of the first feed point connection portion and the first short-circuit portion, and the second extension portion is the second extension portion. It has a length longer than that of the feed point connection portion and the second short-circuit portion. If comprised in this way, the elongate antenna apparatus along one side of a grounding part can be provided, reducing the mutual coupling between antenna elements.

上記第1の局面によるマルチアンテナ装置において、好ましくは、第1アンテナ素子および第2アンテナ素子は、第1給電点と第2給電点とを結ぶ直線に垂直でかつ第1給電点と第2給電点との中点を通る直線に対して、互いに略線対称な形状に形成されている。このように構成すれば、第1アンテナ素子および第2アンテナ素子の配置のバランスをよくすることができるので、第1アンテナ素子および第2アンテナ素子の利得をバランスよくすることができる。   In the multi-antenna device according to the first aspect, preferably, the first antenna element and the second antenna element are perpendicular to a straight line connecting the first feeding point and the second feeding point, and the first feeding point and the second feeding point. The lines are substantially symmetrical with respect to a straight line passing through the midpoint of the point. If comprised in this way, since the balance of arrangement | positioning of a 1st antenna element and a 2nd antenna element can be improved, the gain of a 1st antenna element and a 2nd antenna element can be improved.

上記第1の局面によるマルチアンテナ装置において、好ましくは、第1短絡部および第2短絡部は、接地部の一辺に対して略垂直で、かつ、互いに略平行に配置されている。このように構成すれば、第1短絡部と第2短絡部との距離が、いずれの対向する場所でも等しくなるので、容易に第1短絡部および第2短絡部の最大間隔を小さくすることができる。その結果、第1アンテナ素子および第2アンテナ素子の間隔を小さくすることができるので、小型のマルチアンテナ装置を提供することができる。   In the multi-antenna device according to the first aspect, preferably, the first short-circuit portion and the second short-circuit portion are arranged substantially perpendicular to one side of the ground portion and substantially parallel to each other. If comprised in this way, since the distance of a 1st short circuit part and a 2nd short circuit part becomes equal in any place which opposes, it is easy to make the maximum space | interval of a 1st short circuit part and a 2nd short circuit part small. it can. As a result, the distance between the first antenna element and the second antenna element can be reduced, so that a small multi-antenna device can be provided.

上記第1の局面によるマルチアンテナ装置において、好ましくは、第1延長部の第2アンテナ素子側と反対側に延びる部分は、屈曲または湾曲した形状に形成されおり、第2延長部の第1アンテナ素子側と反対側に延びる部分は、屈曲または湾曲した形状に形成されている。このように構成すれば、第1アンテナ素子および第2アンテナ素子が対向する方向の配置領域が小さい場合にも、屈曲または湾曲した形状により、第1アンテナ素子および第2アンテナ素子に必要な長さを確保することができるので、配置する領域を広げる必要がない分、マルチアンテナ装置をより小型化することができる。   In the multi-antenna device according to the first aspect, preferably, a portion of the first extension portion extending to the side opposite to the second antenna element side is formed in a bent or curved shape, and the first antenna of the second extension portion. The portion extending on the side opposite to the element side is formed in a bent or curved shape. According to this structure, even when the arrangement region in the direction in which the first antenna element and the second antenna element are opposed to each other is small, the length necessary for the first antenna element and the second antenna element is obtained due to the bent or curved shape. Therefore, the multi-antenna device can be further downsized because it is not necessary to widen the area to be arranged.

上記第1の局面によるマルチアンテナ装置において、好ましくは、第1アンテナ素子と第1給電点との間に配置され、高周波電力の所定の周波数において、インピーダンス整合を図りながら第1アンテナ素子と第2アンテナ素子との間の相互結合を抑制するための第1整合回路と、第2アンテナ素子と第2給電点との間に配置され、高周波電力の所定の周波数において、インピーダンス整合を図りながら第1アンテナ素子と第2アンテナ素子との間の相互結合を抑制するための第2整合回路とをさらに備える。このように構成すれば、所定の周波数において、アンテナ素子間の相互結合を小さくすることができるとともにインピーダンス整合が図られるので、アンテナ素子を介して伝達されるエネルギーの伝達損失をより軽減させることができる。   In the multi-antenna device according to the first aspect, preferably, the first antenna element and the second antenna are arranged between the first antenna element and the first feeding point, and impedance matching is performed at a predetermined frequency of the high-frequency power. A first matching circuit for suppressing mutual coupling with the antenna element, and a first matching circuit disposed between the second antenna element and the second feeding point, and performing impedance matching at a predetermined frequency of the high-frequency power while performing impedance matching. And a second matching circuit for suppressing mutual coupling between the antenna element and the second antenna element. With this configuration, it is possible to reduce the mutual coupling between the antenna elements at a predetermined frequency and to achieve impedance matching, thereby further reducing transmission loss of energy transmitted through the antenna elements. it can.

この発明の第2の局面による通信機器は、マルチアンテナ装置を備え、マルチアンテナ装置は、相互結合を低減するための切欠部が設けられていない一辺を有する接地部と、接地部の一辺に互いに対向するように配置される第1アンテナ素子および第2アンテナ素子とを備え、第1アンテナ素子は、接地部の一辺と交差する方向に延びるとともに接地部の一辺の高周波電力を供給する第1給電点に一方端が接続された第1給電点接続部と、接地部の一辺と交差する方向に延びるとともに接地部の一辺のうちの第1給電点接続部よりも第2アンテナ素子側の領域に一方端が接地された第1短絡部と、第1短絡部の他方端と第1給電点接続部の他方端とを連結するとともに第2アンテナ素子側と反対側に延びる第1延長部とを含み、第2アンテナ素子は、接地部の一辺と交差する方向に延びるとともに接地部の一辺の高周波電力を供給する第2給電点に一方端が接続された第2給電点接続部と、接地部の一辺と交差する方向に延びるとともに接地部の一辺のうちの第2給電点接続部よりも第1アンテナ素子側の領域に一方端が接地されて第1短絡部と対向するように配置された第2短絡部と、第2短絡部の他方端と第2給電点接続部の他方端とを連結するとともに第1アンテナ素子側と反対側に延びる第2延長部とを含む。   A communication device according to a second aspect of the present invention includes a multi-antenna device, and the multi-antenna device has a grounding portion having one side not provided with a notch for reducing mutual coupling, and a grounding portion on each side. A first power feeding device including a first antenna element and a second antenna element arranged so as to face each other, wherein the first antenna element extends in a direction intersecting with one side of the ground portion and supplies high-frequency power on one side of the ground portion. A first feed point connecting portion having one end connected to the point, and extending in a direction intersecting one side of the grounding portion and in a region closer to the second antenna element than the first feeding point connecting portion of one side of the grounding portion A first short-circuit portion whose one end is grounded, and a first extension portion that connects the other end of the first short-circuit portion and the other end of the first feed point connection portion and extends to the opposite side of the second antenna element side. Including the second antenna The child intersects with one side of the grounding part and a second feeding point connecting part extending in a direction intersecting with one side of the grounding part and having one end connected to a second feeding point supplying high-frequency power on one side of the grounding part. A second short-circuit portion that extends in the direction and is arranged so that one end is grounded in a region closer to the first antenna element than the second feed point connection portion of one side of the ground portion and faces the first short-circuit portion And a second extension portion that connects the other end of the second short-circuit portion and the other end of the second feed point connection portion and extends to the opposite side to the first antenna element side.

この発明の第2の局面による通信機器では、上記のように、相互結合を低減するための切欠部が設けられていない一辺を有する接地部を設けることによって、接地部の一辺に切欠部を設ける場合とは異なり、切欠部を避ける等、回路の配置位置が制限されることを抑制することができるので、配線パターン設計の自由度が低下するのを抑制することができる。また、第1給電点から第1給電点接続部、第1延長部、第1短絡部、相互結合を低減するための切欠部が設けられていない接地部の一辺近傍の領域、第2短絡部、第2延長部および第2給電点接続部を経由して第2給電点に通電することによって、第1給電点から第2給電点に流れる電流が、第1給電点接続部、第1延長部、第1短絡部、相互結合を低減するための切欠部が設けられていない接地部の一辺近傍の領域、第2短絡部、第2延長部および第2給電点接続部を経由する間に減衰するので、第1アンテナ素子と第2アンテナ素子との相互結合を小さくすることができる。したがって、このマルチアンテナ装置では、配線パターン設計の自由度が低下するのを抑制しながら、アンテナ素子間の相互結合を小さくすることができる。また、アンテナ素子間の相互結合を小さくすることができるので、アンテナ素子間の相互結合を小さくするためにアンテナ素子間の距離を大きくする必要がなく、その分、マルチアンテナ装置を小型化することができる。このような効果は、特に、小型化が望まれる通信機器において有効である。このアンテナ素子間の相互結合を小さくすることができるという効果は、後述する発明者が行ったシミュレーションにより確認済である。   In the communication device according to the second aspect of the present invention, as described above, by providing the grounding part having one side not provided with the notch part for reducing mutual coupling, the notch part is provided on one side of the grounding part. Unlike the case, since it is possible to prevent the circuit arrangement position from being restricted, such as avoiding a notch, it is possible to suppress a reduction in the degree of freedom in wiring pattern design. In addition, the first feeding point to the first feeding point connection portion, the first extension portion, the first short-circuit portion, the region in the vicinity of one side of the grounding portion where the notch portion for reducing mutual coupling is not provided, the second short-circuit portion The current flowing from the first feed point to the second feed point by energizing the second feed point via the second extension portion and the second feed point connection portion causes the first feed point connection portion and the first extension to flow. Part, the first short circuit part, the region near one side of the grounding part not provided with the notch for reducing mutual coupling, the second short circuit part, the second extension part, and the second feed point connection part Since attenuation occurs, mutual coupling between the first antenna element and the second antenna element can be reduced. Therefore, in this multi-antenna device, it is possible to reduce the mutual coupling between the antenna elements while suppressing a reduction in the degree of freedom of the wiring pattern design. In addition, since the mutual coupling between the antenna elements can be reduced, it is not necessary to increase the distance between the antenna elements in order to reduce the mutual coupling between the antenna elements, and the multi-antenna apparatus can be reduced in size accordingly. Can do. Such an effect is particularly effective in a communication device that is desired to be downsized. The effect that the mutual coupling between the antenna elements can be reduced has been confirmed by a simulation performed by the inventor described later.

本発明の第1〜第3実施形態による通信機器の全体構成を示した平面図である。It is the top view which showed the whole structure of the communication apparatus by the 1st-3rd embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態による通信機器のマルチアンテナ装置を示した平面図である。It is the top view which showed the multi-antenna apparatus of the communication apparatus by 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1〜第3実施形態に対応するマルチアンテナの距離L2を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the distance L2 of the multi-antenna corresponding to 1st-3rd embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に対応するマルチアンテナ装置のシミュレーションにおけるSパラメータの特性を示した図である。It is the figure which showed the characteristic of the S parameter in the simulation of the multi-antenna apparatus corresponding to 1st Embodiment of this invention. 比較例によるマルチアンテナ装置を示した平面図である。It is the top view which showed the multi-antenna apparatus by a comparative example. 図5に示した比較例によるマルチアンテナ装置のシミュレーションにおけるSパラメータの特性を示した図である。It is the figure which showed the characteristic of S parameter in the simulation of the multi-antenna apparatus by the comparative example shown in FIG. 本発明の第1実施形態に対応するマルチアンテナ装置のシミュレーションにおける距離L2と所定の周波数のSパラメータとの関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between the distance L2 and the S parameter of a predetermined frequency in the simulation of the multi-antenna apparatus corresponding to 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に対応するマルチアンテナ装置のシミュレーションにおける給電点間の距離D1と所定の周波数のSパラメータとの関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between the distance D1 between feed points and the S parameter of a predetermined frequency in the simulation of the multi-antenna apparatus corresponding to 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に対応するマルチアンテナ装置のシミュレーションにおける周波数とSパラメータとの関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between the frequency and S parameter in the simulation of the multi-antenna apparatus corresponding to 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態による通信機器のマルチアンテナ装置を示した平面図である。It is the top view which showed the multi-antenna apparatus of the communication apparatus by 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に対応するマルチアンテナ装置のシミュレーションにおけるSパラメータの特性を示した図である。It is the figure which showed the characteristic of the S parameter in the simulation of the multi-antenna apparatus corresponding to 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態による通信機器のマルチアンテナ装置を示した平面図である。It is the top view which showed the multi-antenna apparatus of the communication apparatus by 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態に対応するマルチアンテナ装置のシミュレーションにおけるSパラメータの特性を示した図である。It is the figure which showed the characteristic of S parameter in the simulation of the multi-antenna apparatus corresponding to 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態の第1変形例による通信機器のマルチアンテナ装置を示した平面拡大図である。It is the plane enlarged view which showed the multi-antenna apparatus of the communication apparatus by the 1st modification of 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態の第2変形例による通信機器のマルチアンテナ装置を示した平面拡大図である。It is the plane enlarged view which showed the multi-antenna apparatus of the communication apparatus by the 2nd modification of 1st Embodiment of this invention. 図15に示した第2変形例による通信機器のマルチアンテナ装置のπ型の整合回路を示した図である。FIG. 16 is a diagram illustrating a π-type matching circuit of the multi-antenna apparatus of the communication device according to the second modification illustrated in FIG. 15. 図15に示した第2変形例による通信機器のマルチアンテナ装置のT型の整合回路を示した図である。It is the figure which showed the T type | mold matching circuit of the multi-antenna apparatus of the communication apparatus by the 2nd modification shown in FIG. 図15に示した第2変形例による通信機器のマルチアンテナ装置のL型の整合回路を示した図である。It is the figure which showed the L type | mold matching circuit of the multi-antenna apparatus of the communication apparatus by the 2nd modification shown in FIG.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(第1実施形態)
まず、図1および図2を参照して、本発明の第1実施形態による通信機器100の構成について説明する。
(First embodiment)
First, with reference to FIG. 1 and FIG. 2, the structure of the communication apparatus 100 by 1st Embodiment of this invention is demonstrated.

本発明の第1実施形態による通信機器100は、図1に示すように、正面から見て、略長方形形状を有している。また、通信機器100は、表示画面部1と、ボタンからなる操作部2とを備えている。また、通信機器100の筐体内部には、マルチアンテナ装置10が設けられている。   As shown in FIG. 1, the communication device 100 according to the first embodiment of the present invention has a substantially rectangular shape when viewed from the front. In addition, the communication device 100 includes a display screen unit 1 and an operation unit 2 including buttons. A multi-antenna apparatus 10 is provided inside the housing of the communication device 100.

マルチアンテナ装置10は、複数のアンテナ素子を用いて所定の周波数において多重の入出力が可能なMIMO(Multiple−Input Multiple−Output)通信用に構成されている。   The multi-antenna device 10 is configured for MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) communication capable of performing multiple input / output at a predetermined frequency using a plurality of antenna elements.

マルチアンテナ装置10は、図2に示すように、第1アンテナ素子11および第2アンテナ素子12と、接地部13と、第1アンテナ素子11に高周波電力を供給するための第1給電点14および第2アンテナ素子12に高周波電力を供給するための第2給電点15とを含んでいる。   As shown in FIG. 2, the multi-antenna device 10 includes a first antenna element 11 and a second antenna element 12, a ground portion 13, a first feeding point 14 for supplying high-frequency power to the first antenna element 11, and And a second feeding point 15 for supplying high-frequency power to the second antenna element 12.

第1アンテナ素子11および第2アンテナ素子12は、互いに対向して配置されている。第1アンテナ素子11は、第2アンテナ素子12のX1方向側に配置されている。また、第1アンテナ素子11(第2アンテナ素子12)は、薄板形状を有し、図示しない基板の表面上に設けられている。また、第1アンテナ素子11(第2アンテナ素子12)の後述するエレメント部は、マルチアンテナ装置10が対応する2.35GHzの波長λの約1/4の電気長L1を有する。また、第1アンテナ素子11および第2アンテナ素子12は、第1給電点14と第2給電点15とを結ぶ直線に垂直でかつ第1給電点14と第2給電点15との中点を通る直線16に対して、互いに略線対称な形状に形成されている。なお、電気長とは、物理的な長さではなく、アンテナを構成する導体上を進む信号の1波長を基準とした長さである。   The first antenna element 11 and the second antenna element 12 are arranged to face each other. The first antenna element 11 is disposed on the X1 direction side of the second antenna element 12. The first antenna element 11 (second antenna element 12) has a thin plate shape and is provided on the surface of a substrate (not shown). Further, an element portion, which will be described later, of the first antenna element 11 (second antenna element 12) has an electrical length L1 that is about ¼ of the wavelength λ of 2.35 GHz to which the multi-antenna device 10 corresponds. The first antenna element 11 and the second antenna element 12 are perpendicular to a straight line connecting the first feeding point 14 and the second feeding point 15 and have a midpoint between the first feeding point 14 and the second feeding point 15. With respect to the straight line 16 which passes, it is formed in a shape substantially line symmetrical with each other. The electrical length is not a physical length but a length based on one wavelength of a signal traveling on a conductor constituting the antenna.

第1アンテナ素子11は、第1給電点接続部111、第1短絡部112および第1延長部113を含み、逆F字形状に形成されている。第1給電点接続部111は、接地部13の一辺に設けられた第1給電点14に一方端(Y2方向側の端部)が接続され、接地部13の一辺に対して略垂直方向(Y1方向)に延びるように形成されている。第1短絡部112は、接地部13の一辺のうちの第1給電点接続部111より第2アンテナ素子12側(X2方向側)の領域に一方端(Y2方向側の端部)が接地され、接地部13の一辺に対して略垂直方向(Y1方向)に延びるように形成されている。第1延長部113は、第1短絡部112の他方端(Y1方向側の端部)と第1給電点接続部111の他方端(Y1方向側の端部)とを連結するとともに第2アンテナ素子12側と反対側(X1側)に延びるように形成されている。また、第1延長部113は、第1給電点接続部111および第1短絡部112より大きな長さを有するように形成されている。また、第1アンテナ素子11のエレメント部は、第1給電点接続部111と、第1延長部113の第1給電点接続部よりX1方向側の部分とからなる。   The first antenna element 11 includes a first feeding point connection portion 111, a first short-circuit portion 112, and a first extension portion 113, and is formed in an inverted F shape. The first feeding point connection unit 111 has one end (an end on the Y2 direction side) connected to the first feeding point 14 provided on one side of the grounding unit 13 and is substantially perpendicular to the one side of the grounding unit 13 ( (Y1 direction). One end (Y2 direction side end) of the first short-circuit portion 112 is grounded to a region closer to the second antenna element 12 (X2 direction side) than the first feeding point connection portion 111 of one side of the grounding portion 13. , And is formed to extend in a substantially vertical direction (Y1 direction) with respect to one side of the grounding portion 13. The first extension portion 113 connects the other end (end portion on the Y1 direction side) of the first short-circuit portion 112 and the other end (end portion on the Y1 direction side) of the first feeding point connection portion 111 and the second antenna. It is formed to extend on the side opposite to the element 12 side (X1 side). Further, the first extension portion 113 is formed to have a length longer than that of the first feeding point connection portion 111 and the first short-circuit portion 112. The element portion of the first antenna element 11 includes a first feeding point connection portion 111 and a portion on the X1 direction side from the first feeding point connection portion of the first extension 113.

第2アンテナ素子12は、第2給電点接続部121、第2短絡部122および第2延長部123を含み、逆F字形状に形成されている。第2給電点接続部121は、接地部13の一辺に設けられた第2給電点15に一方端(Y2方向側の端部)が接続され、接地部13の一辺に対して略垂直方向(Y1方向)に延びるように形成されている。第2短絡部122は、接地部13の一辺のうちの第2給電点接続部121より第1アンテナ素子11側(X1方向側)の領域に一方端(Y2方向側の端部)が接地され、接地部13の一辺に対して略垂直方向(Y1方向)に延びるように形成されている。第2延長部123は、第2短絡部122の他方端(Y1方向側の端部)と第2給電点接続部121の他方端(Y1方向側の端部)とを連結するとともに第1アンテナ素子11側と反対側(X2側)に延びるように形成されている。また、第2延長部123は、第2給電点接続部121および第2短絡部122より大きな長さを有するように形成されている。また、第2アンテナ素子12のエレメント部は、第2給電点接続部121と、第2延長部123の第2給電点接続部よりX2方向側の部分とからなる。また、第1短絡部112および第2短絡部122は、対向しており、接地部の一辺に対して略垂直で、かつ、互いに略平行に配置されている。   The second antenna element 12 includes a second feeding point connection part 121, a second short-circuit part 122, and a second extension part 123, and is formed in an inverted F shape. The second feeding point connecting portion 121 has one end (an end on the Y2 direction side) connected to the second feeding point 15 provided on one side of the grounding portion 13 and is substantially perpendicular to the one side of the grounding portion 13 ( (Y1 direction). One end (Y2 direction side end) of the second short-circuit portion 122 is grounded to a region closer to the first antenna element 11 (X1 direction side) than the second feeding point connection portion 121 on one side of the grounding portion 13. , And is formed to extend in a substantially vertical direction (Y1 direction) with respect to one side of the grounding portion 13. The second extension portion 123 connects the other end (end portion on the Y1 direction side) of the second short-circuit portion 122 and the other end (end portion on the Y1 direction side) of the second feeding point connection portion 121 and the first antenna. It is formed so as to extend on the side opposite to the element 11 side (X2 side). In addition, the second extension portion 123 is formed to have a length greater than that of the second feeding point connection portion 121 and the second short-circuit portion 122. The element portion of the second antenna element 12 includes a second feeding point connection portion 121 and a portion on the X2 direction side from the second feeding point connection portion of the second extension portion 123. Further, the first short-circuit portion 112 and the second short-circuit portion 122 are opposed to each other, and are substantially perpendicular to one side of the grounding portion and are substantially parallel to each other.

ここで、本実施形態では、接地部13の第1給電点14および第2給電点15が配置される一辺は、略直線状に形成されている。つまり、接地部の第1アンテナ素子11および第2アンテナ素子12が設けられる一辺には、相互結合を低減するための切欠部が設けられていない。   Here, in this embodiment, the one side where the first feeding point 14 and the second feeding point 15 of the grounding portion 13 are arranged is formed in a substantially linear shape. That is, a cutout portion for reducing mutual coupling is not provided on one side where the first antenna element 11 and the second antenna element 12 of the grounding portion are provided.

第1給電点14(第2給電点15)は、第1アンテナ素子11(第2アンテナ素子12)のY2方向側の端部に配置されている。また、第1給電点15(第2給電点16)は、第1アンテナ素子11(第2アンテナ素子12)と図示しない給電線とを接続している。   The first feeding point 14 (second feeding point 15) is disposed at the end of the first antenna element 11 (second antenna element 12) on the Y2 direction side. The first feeding point 15 (second feeding point 16) connects the first antenna element 11 (second antenna element 12) and a feeding line (not shown).

マルチアンテナ装置10は、第1給電点14から第1給電点接続部111、第1延長部113、第1短絡部112、接地部13の一辺近傍の領域、第2短絡部122、第2延長部123および第2給電点接続部121を経由して第2給電点15に通電可能に構成されている。   The multi-antenna device 10 includes a first feeding point connection part 111, a first extension part 113, a first shorting part 112, a region near one side of the grounding part 13, a second shorting part 122, a second extension from the first feeding point 14. The second feeding point 15 can be energized via the part 123 and the second feeding point connecting part 121.

第1実施形態では、上記のように、相互結合を低減するための切欠部が設けられていない一辺を有する接地部13を設けることによって、接地部13の一辺に切欠部を設ける場合とは異なり、切欠部を避ける等、回路の配置位置が制限されることを抑制することができるので、配線パターン設計の自由度が低下するのを抑制することができる。また、第1給電点14から第1給電点接続部111、第1延長部113、第1短絡部112、接地部13の一辺近傍の領域、第2短絡部122、第2延長部123および第2給電点接続部121を経由して第2給電点15に通電可能に構成することによって、一方の給電点から流れる電流が、第1給電点接続部111、第1延長部113、第1短絡部112、接地部13の一辺近傍の領域、第2短絡部122、第2延長部123および第2給電点接続部121を経由して、他方の給電点に到達するまでに減衰するので、第1アンテナ素子11と第2アンテナ素子12との相互結合を小さくすることができる。したがって、このマルチアンテナ装置10では、配線パターン設計の自由度が低下するのを抑制しながら、アンテナ素子間の相互結合を小さくすることができる。また、アンテナ素子間の相互結合を小さくすることができるので、アンテナ素子間の相互結合を小さくするためにアンテナ素子間の距離を大きくする必要がなく、その分、マルチアンテナ装置10を小型化することができる。このアンテナ素子間の相互結合を小さくすることができるという効果は、後述する発明者が行ったシミュレーションにより確認済である。   In the first embodiment, as described above, by providing the grounding part 13 having one side where the notch part for reducing mutual coupling is not provided, unlike the case where the notch part is provided on one side of the grounding part 13. Since it is possible to prevent the circuit arrangement position from being restricted, such as avoiding a notch, it is possible to suppress a reduction in the degree of freedom in wiring pattern design. Further, from the first feeding point 14 to the first feeding point connection part 111, the first extension part 113, the first short-circuit part 112, the region near one side of the grounding part 13, the second short-circuit part 122, the second extension part 123, and the first By configuring so that the second feeding point 15 can be energized via the two feeding point connection part 121, the current flowing from one feeding point is the first feeding point connection part 111, the first extension part 113, the first short circuit. Part 112, the region near one side of the grounding part 13, the second short-circuit part 122, the second extension part 123, and the second feeding point connection part 121, and so on until the other feeding point is reached. Mutual coupling between the first antenna element 11 and the second antenna element 12 can be reduced. Therefore, in this multi-antenna device 10, it is possible to reduce the mutual coupling between the antenna elements while suppressing a reduction in the degree of freedom of the wiring pattern design. In addition, since the mutual coupling between the antenna elements can be reduced, it is not necessary to increase the distance between the antenna elements in order to reduce the mutual coupling between the antenna elements, and the multi-antenna device 10 is reduced in size accordingly. be able to. The effect that the mutual coupling between the antenna elements can be reduced has been confirmed by a simulation performed by the inventor described later.

また、第1実施形態では、第1延長部113を、第1給電点接続部111および第1短絡部112よりも大きな長さを有するように形成し、第2延長部123を、第2給電点接続部121および第2短絡部122よりも大きな長さを有するように形成することによって、アンテナ素子間の相互結合を小さくしつつ、接地部13の一辺に沿った細長のアンテナ装置10を提供することができる。   In the first embodiment, the first extension portion 113 is formed to have a length larger than that of the first feeding point connection portion 111 and the first short-circuit portion 112, and the second extension portion 123 is formed as the second feeding portion. Providing the elongated antenna device 10 along one side of the grounding portion 13 while reducing the mutual coupling between the antenna elements by forming it to be longer than the point connection portion 121 and the second short-circuit portion 122. can do.

また、第1実施形態では、第1アンテナ素子11および第2アンテナ素子12を、第1給電点14と第2給電点15とを結ぶ直線に垂直でかつ第1給電点14と第2給電点15との中点を通る直線16に対して、互いに略線対称な形状に形成することによって、第1アンテナ素子11および第2アンテナ素子12の配置のバランスをよくすることができるので、第1アンテナ素子11および第アンテナ素子12の利得をバランスよくすることができる。   In the first embodiment, the first antenna element 11 and the second antenna element 12 are perpendicular to the straight line connecting the first feeding point 14 and the second feeding point 15 and the first feeding point 14 and the second feeding point. The first antenna element 11 and the second antenna element 12 can be arranged in a substantially symmetrical manner with respect to the straight line 16 that passes through the midpoint of the first antenna element 11. The gains of the antenna element 11 and the first antenna element 12 can be balanced.

また、第1実施形態では、第1短絡部112および第2短絡部122を、接地部13の一辺に対して略垂直で、かつ、互いに略平行に配置することによって、第1短絡部112と第2短絡部122との距離が、いずれの対向する場所でも等しくなるので、容易に第1短絡部112および第2短絡部122の最大間隔を小さくすることができる。その結果、第1アンテナ素子11および第2アンテナ素子12の間隔を小さくすることができるので、小型のマルチアンテナ装置10を提供することができる。   Further, in the first embodiment, the first short-circuit portion 112 and the second short-circuit portion 122 are arranged substantially perpendicular to one side of the ground portion 13 and substantially parallel to each other. Since the distance to the second short-circuit portion 122 is the same at any facing location, the maximum distance between the first short-circuit portion 112 and the second short-circuit portion 122 can be easily reduced. As a result, the distance between the first antenna element 11 and the second antenna element 12 can be reduced, so that a small multi-antenna device 10 can be provided.

次に、上記した第1実施形態の効果を確認するために行ったシミュレーションの結果について説明する。このシミュレーションでは、図2に示した第1実施形態に対応するマルチアンテナ装置10と、図5に示した比較例によるマルチアンテナ装置20とを比較した。   Next, the results of simulation performed to confirm the effects of the first embodiment described above will be described. In this simulation, the multi-antenna apparatus 10 corresponding to the first embodiment shown in FIG. 2 was compared with the multi-antenna apparatus 20 according to the comparative example shown in FIG.

第1実施形態に対応するマルチアンテナ装置10では、第1給電点14と第2給電点15との距離D1が8mmになるように第1アンテナ素子11および第2アンテナ素子12を配置した。また、第1給電点14(第2給電点15)と第1短絡部112(第2短絡部122)の接地位置との距離D2が1mmになるように第1アンテナ素子11(第2アンテナ素子12)を形成した。また、第1給電点接続部111、第1延長部113、第1短絡部112、相互結合を低減するための切欠部が設けられていない接地部13の一辺の近傍領域、第2短絡部122、第2延長部123および第2給電点接続部121を経由した第1給電点14から第2給電点15までの距離L2(図3参照)が24mm(第1アンテナ素子11および第2アンテナ素子12が出力する電波の波長λの電気長の約0.27倍)になるように第1アンテナ素子11および第2アンテナ素子12を配置した。   In the multi-antenna device 10 corresponding to the first embodiment, the first antenna element 11 and the second antenna element 12 are arranged so that the distance D1 between the first feeding point 14 and the second feeding point 15 is 8 mm. Further, the first antenna element 11 (second antenna element) is set so that the distance D2 between the first feeding point 14 (second feeding point 15) and the grounding position of the first short-circuit portion 112 (second short-circuit portion 122) is 1 mm. 12) was formed. In addition, the first feeding point connection part 111, the first extension part 113, the first short circuit part 112, the vicinity of one side of the ground part 13 where the notch part for reducing mutual coupling is not provided, the second short circuit part 122. The distance L2 (see FIG. 3) from the first feeding point 14 to the second feeding point 15 via the second extension part 123 and the second feeding point connection part 121 is 24 mm (the first antenna element 11 and the second antenna element). The first antenna element 11 and the second antenna element 12 are arranged so that the electric length of the radio wave 12 is about 0.27 times the electrical length of the wavelength λ of the radio wave.

図5に示すように、比較例によるマルチアンテナ装置20では、第1実施形態で説明した形状のアンテナ、いわゆる逆F字形状のアンテナ素子11および12を設ける第1実施形態によるマルチアンテナ装置10とは異なり、逆L字形状のアンテナ素子21および22を設ける構成にした。また、比較例によるマルチアンテナ装置20では、第1給電点14と第2給電点15との距離D3が第1実施形態のD1と同じ8mmになるようにアンテナ素子21および22を配置した。また、比較例によるマルチアンテナ装置20では、共振周波数を第1実施形態によるマルチアンテナ装置10と近くするようにアンテナ素子21(22)の長さを調整してアンテナ素子21および22を形成した。比較例によるマルチアンテナ装置20では、インピーダンス整合をとるために、アンテナ素子21(22)と第1給電点14(第2給電点15)との間に図示しない整合回路を設けている。比較例によるマルチアンテナ装置20の他の構成は、上記第1実施形態に対応するマルチアンテナ装置10と同様である。   As shown in FIG. 5, in the multi-antenna device 20 according to the comparative example, the multi-antenna device 10 according to the first embodiment in which the antenna having the shape described in the first embodiment, so-called inverted F-shaped antenna elements 11 and 12 are provided. Unlike the above, antenna elements 21 and 22 having inverted L-shapes are provided. In the multi-antenna device 20 according to the comparative example, the antenna elements 21 and 22 are arranged so that the distance D3 between the first feeding point 14 and the second feeding point 15 is 8 mm, which is the same as D1 in the first embodiment. In the multi-antenna device 20 according to the comparative example, the antenna elements 21 and 22 are formed by adjusting the length of the antenna element 21 (22) so that the resonance frequency is close to that of the multi-antenna device 10 according to the first embodiment. In the multi-antenna device 20 according to the comparative example, a matching circuit (not shown) is provided between the antenna element 21 (22) and the first feeding point 14 (second feeding point 15) in order to achieve impedance matching. Other configurations of the multi-antenna apparatus 20 according to the comparative example are the same as those of the multi-antenna apparatus 10 corresponding to the first embodiment.

次に、図4および図6を参照して、第1実施形態に対応するマルチアンテナ装置10および比較例によるマルチアンテナ装置20のSパラメータの特性について説明する。ここで、図4および図6に示すSパラメータのうちのS11は、アンテナ素子の反射係数を意味し、SパラメータのうちのS21は、2つのアンテナ素子間の相互結合の強さを意味する。また、図4および図6では、横軸に周波数をとり、縦軸にS11およびS21の大きさ(単位:dB)をとっている。   Next, with reference to FIGS. 4 and 6, the characteristics of the S parameter of the multi-antenna apparatus 10 corresponding to the first embodiment and the multi-antenna apparatus 20 according to the comparative example will be described. Here, S11 of the S parameters shown in FIGS. 4 and 6 means the reflection coefficient of the antenna element, and S21 of the S parameters means the strength of mutual coupling between the two antenna elements. In FIGS. 4 and 6, the horizontal axis represents frequency, and the vertical axis represents the sizes of S11 and S21 (unit: dB).

まず、第1実施形態に対応するマルチアンテナ装置10では、図4に示すように、マルチアンテナ装置10が対応する共振周波数(2.35GHz)において、S11が約−26dBであり、S21が約−13dBであった。これに対して、比較例によるマルチアンテナ装置20では、図6に示すように、共振周波数(2.43GHz)において、S11が約−24dBであり、S21が約−8dBであった。   First, in the multi-antenna apparatus 10 corresponding to the first embodiment, as shown in FIG. 4, S11 is about −26 dB and S21 is about − at a resonance frequency (2.35 GHz) corresponding to the multi-antenna apparatus 10. It was 13 dB. On the other hand, in the multi-antenna device 20 according to the comparative example, as shown in FIG. 6, S11 was about −24 dB and S21 was about −8 dB at the resonance frequency (2.43 GHz).

この結果、共振周波数において、比較例によるマルチアンテナ装置20よりも第1実施形態に対応するマルチアンテナ装置10の方が、2つのアンテナ素子間の相互結合の大きさを意味するS21の値が小さいので、逆F字形状のアンテナ素子11および12を対向させて設けることによってアンテナ素子間の相互結合を小さくすることができることが判明した。なお、S21の値が−10dB以下であれば、アンテナ素子間の相互結合は微小であると考えられる。また、第1実施形態に対応するマルチアンテナ装置10では、比較例によるマルチアンテナ装置20に比べて、共振周波数近傍以外の周波数においてもS21の値が概ね小さくなることが判明した。   As a result, at the resonance frequency, the multi-antenna device 10 corresponding to the first embodiment has a smaller value of S21, which means the magnitude of mutual coupling between the two antenna elements, than the multi-antenna device 20 according to the comparative example. Therefore, it has been found that the mutual coupling between the antenna elements can be reduced by providing the inverted F-shaped antenna elements 11 and 12 facing each other. If the value of S21 is −10 dB or less, the mutual coupling between the antenna elements is considered to be minute. Further, in the multi-antenna device 10 corresponding to the first embodiment, it has been found that the value of S21 is substantially smaller at frequencies other than the vicinity of the resonance frequency as compared with the multi-antenna device 20 according to the comparative example.

次に、図7および図8を参照して、第1実施形態の各距離D1、D2およびL2のパラメータを変化させた場合のシミュレーション結果について説明する。このシミュレーションでは、図2に示した第1実施形態に対応するマルチアンテナ装置10の第1給電点14と第2給電点15との距離D1および第1給電点14(第2給電点15)と第1短絡部112(第2短絡部122)の接地位置との距離D2を変化させて、それぞれのSパラメータを測定した。また、第1給電点接続部111、第1短絡部112、第2給電点接続部121および第2短絡部122の長さは変化させない。そのため、第1給電点接続部111、第1延長部113、第1短絡部112、相互結合を低減するための切欠部が設けられていない接地部13の一辺の近傍領域、第2短絡部122、第2延長部123および第2給電点接続部121を経由した第1給電点14から第2給電点15までの距離L2(図3参照)は、第1給電点14と第2給電点15との距離D1に依存して値が変化する。   Next, with reference to FIG. 7 and FIG. 8, simulation results when the parameters of the distances D1, D2, and L2 of the first embodiment are changed will be described. In this simulation, the distance D1 between the first feeding point 14 and the second feeding point 15 and the first feeding point 14 (second feeding point 15) of the multi-antenna apparatus 10 corresponding to the first embodiment shown in FIG. Each S parameter was measured by changing the distance D2 between the first short-circuit portion 112 (second short-circuit portion 122) and the grounding position. Moreover, the length of the 1st feeding point connection part 111, the 1st short circuit part 112, the 2nd feeding point connection part 121, and the 2nd short circuit part 122 is not changed. Therefore, the 1st feeding point connection part 111, the 1st extension part 113, the 1st short circuit part 112, the near field of one side of the grounding part 13 in which the notch part for reducing mutual coupling is not provided, the 2nd short circuit part 122 The distance L2 (see FIG. 3) from the first feeding point 14 to the second feeding point 15 via the second extension 123 and the second feeding point connecting part 121 is the first feeding point 14 and the second feeding point 15. The value changes depending on the distance D1.

図7は、L2の長さが変化した時のS21のシミュレーション結果である。図7では、横軸にL2をとり、縦軸にS21の大きさ(単位:dB)をとっている。この結果から、L2が長くなることでS21の値が小さくなっていくことが分かる。よって、L2を長くすれば、アンテナ素子間の相互結合を軽減する効果が得られることが判明した。また、L2が変化しない場合には、D2を変化させてもS21はあまり変化しないことが判明した。   FIG. 7 shows the simulation result of S21 when the length of L2 changes. In FIG. 7, L2 is taken on the horizontal axis, and the size of S21 (unit: dB) is taken on the vertical axis. From this result, it can be seen that the value of S21 decreases as L2 increases. Therefore, it has been found that if L2 is lengthened, an effect of reducing mutual coupling between antenna elements can be obtained. It was also found that when L2 does not change, S21 does not change much even if D2 is changed.

図8は、D1(D3)の長さを変化させた時のS21のシミュレーション結果である。図8では、横軸にD1(D3)をとり、縦軸にS21の大きさ(単位:dB)をとっている。また、ここでは、比較例によるマルチアンテナ装置20の第1給電点と第2給電点との距離D3を変化させた時のS21のシミュレーション結果(破線参照)も合わせて示している。第1実施形態に対応するマルチアンテナ装置10は、D1を6mm(このとき、L2は、マルチアンテナ装置10が対応する波長λの電気長の約0.25倍の長さを有する)以上にすれば、S21の値が−10dB以下になることが確認できた。また、D1を4mm(このとき、L2は、マルチアンテナ装置10が対応する波長λの電気長の約0.22倍の長さを有する)から22mm(このとき、L2は、マルチアンテナ装置10が対応する波長λの電気長の約0.43倍の長さを有する)と変化させた場合でも、比較例によるマルチアンテナ装置20より第1実施形態に対応するマルチアンテナ装置10のS21の値が小さくなることが判明した。よって、6mm以上22mm以下の範囲のD1を有する第1実施形態に対応するマルチアンテナ装置10は、アンテナ素子間の距離を小さくしつつ、アンテナ素子間の相互結合を小さくすることができるという効果を奏する。また、この傾向から、D2の値をさらに小さくした場合でも、比較例によるマルチアンテナ装置20より第1実施形態に対応するマルチアンテナ装置10のS21の値の方が小さくなると予想できる。   FIG. 8 shows the simulation result of S21 when the length of D1 (D3) is changed. In FIG. 8, D1 (D3) is taken on the horizontal axis, and the size of S21 (unit: dB) is taken on the vertical axis. Here, the simulation result (see the broken line) of S21 when the distance D3 between the first feeding point and the second feeding point of the multi-antenna device 20 according to the comparative example is changed is also shown. In the multi-antenna apparatus 10 corresponding to the first embodiment, D1 is set to 6 mm or more (at this time, L2 has a length of about 0.25 times the electrical length of the wavelength λ corresponding to the multi-antenna apparatus 10). In other words, it was confirmed that the value of S21 was −10 dB or less. Also, D1 is 4 mm (at this time, L2 has a length of about 0.22 times the electrical length of the wavelength λ corresponding to the multi-antenna device 10) to 22 mm (at this time, L2 is determined by the multi-antenna device 10). Even when the electrical length of the corresponding wavelength λ is approximately 0.43 times longer), the value of S21 of the multi-antenna device 10 corresponding to the first embodiment is more than the multi-antenna device 20 according to the comparative example. It turned out to be smaller. Therefore, the multi-antenna apparatus 10 corresponding to the first embodiment having D1 in the range of 6 mm or more and 22 mm or less can reduce the mutual coupling between the antenna elements while reducing the distance between the antenna elements. Play. Further, from this tendency, even when the value of D2 is further reduced, it can be expected that the value of S21 of the multi-antenna apparatus 10 corresponding to the first embodiment is smaller than the multi-antenna apparatus 20 according to the comparative example.

次に、図9を参照して、共振周波数を変化させた場合のシミュレーション結果について説明する。このシミュレーションでは、第1実施形態に対応するマルチアンテナ装置10の第1アンテナ素子11(第2アンテナ素子12)の第1延長部113(第2延長部123)の長さを変化させることにより共振周波数を変化させて測定を行った。また、第1給電点接続部111、第1延長部113、第1短絡部112、相互結合を低減するための切欠部が設けられていない接地部13の一辺の近傍領域、第2短絡部122、第2延長部123および第2給電点接続部121を経由した第1給電点14から第2給電点15までの距離L2(図3参照)がそれぞれの共振周波数に対応する波長の電気長の0.2倍になるように第1アンテナ素子11および第2アンテナ素子12を配置した。   Next, a simulation result when the resonance frequency is changed will be described with reference to FIG. In this simulation, resonance is achieved by changing the length of the first extension 113 (second extension 123) of the first antenna element 11 (second antenna element 12) of the multi-antenna apparatus 10 corresponding to the first embodiment. Measurements were taken at different frequencies. In addition, the first feeding point connection part 111, the first extension part 113, the first short circuit part 112, the vicinity of one side of the ground part 13 where the notch part for reducing mutual coupling is not provided, the second short circuit part 122. The distance L2 (see FIG. 3) from the first feeding point 14 to the second feeding point 15 via the second extension part 123 and the second feeding point connection part 121 is the electrical length of the wavelength corresponding to each resonance frequency. The first antenna element 11 and the second antenna element 12 were arranged so as to be 0.2 times.

図9は、共振周波数を変化させた場合のシミュレーション結果である。図9では、横軸に周波数をとり、縦軸にS21の大きさ(単位:dB)をとっている。この結果から、共振周波数を約0.79GHzから約5.2GHzに変化させた場合でも、S21の値を−10dB以下にすることができ、アンテナ素子間の相互結合を小さくすることができることが判明した。   FIG. 9 shows a simulation result when the resonance frequency is changed. In FIG. 9, the horizontal axis represents frequency, and the vertical axis represents the size of S21 (unit: dB). From this result, it is found that even when the resonance frequency is changed from about 0.79 GHz to about 5.2 GHz, the value of S21 can be reduced to −10 dB or less and the mutual coupling between the antenna elements can be reduced. did.

(第2実施形態)
次に、図10を参照して、本発明の第2実施形態による通信機器100のマルチアンテナ装置30について説明する。この第2実施形態では、上記第1実施形態と異なり、第1アンテナ素子31の第1延長部313および第2アンテナ素子32の第2延長部323が屈曲して折り返した形状に形成されているマルチアンテナ装置30について説明する。
(Second Embodiment)
Next, the multi-antenna device 30 of the communication device 100 according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the second embodiment, unlike the first embodiment, the first extension portion 313 of the first antenna element 31 and the second extension portion 323 of the second antenna element 32 are bent and folded. The multi-antenna device 30 will be described.

第2実施形態による通信機器100のマルチアンテナ装置30は、図10に示すように、第1アンテナ素子31および第2アンテナ素子32と、接地部13と、第1アンテナ素子31に高周波電力を供給するための第1給電点14および第2アンテナ素子32に高周波電力を供給するための第2給電点15とを含んでいる。   As shown in FIG. 10, the multi-antenna device 30 of the communication device 100 according to the second embodiment supplies high-frequency power to the first antenna element 31 and the second antenna element 32, the ground unit 13, and the first antenna element 31. The first feeding point 14 for performing the operation and the second feeding point 15 for supplying the high frequency power to the second antenna element 32 are included.

第1アンテナ素子31および第2アンテナ素子32は、互いに対向して配置されている。第1アンテナ素子31は、第2アンテナ素子32のX1方向側に配置されている。また、第1アンテナ素子31(第2アンテナ素子32)は、薄板形状を有し、図示しない基板の表面上に設けられている。また、第1アンテナ素子31(第2アンテナ素子32)の後述するエレメント部は、マルチアンテナ装置30が対応する2.44GHzの波長λの約1/4の電気長L1を有する。また、第1アンテナ素子31および第2アンテナ素子32は、第1給電点14と第2給電点15とを結ぶ直線に垂直でかつ第1給電点14と第2給電点15との中点を通る直線16に対して、互いに略線対称な形状に形成されている。なお、電気長とは、物理的な長さではなく、アンテナを構成する導体上を進む信号の1波長を基準とした長さである。   The first antenna element 31 and the second antenna element 32 are arranged to face each other. The first antenna element 31 is disposed on the X1 direction side of the second antenna element 32. The first antenna element 31 (second antenna element 32) has a thin plate shape and is provided on the surface of a substrate (not shown). Further, an element portion, which will be described later, of the first antenna element 31 (second antenna element 32) has an electrical length L1 that is about ¼ of the wavelength λ of 2.44 GHz to which the multi-antenna device 30 corresponds. Further, the first antenna element 31 and the second antenna element 32 are perpendicular to a straight line connecting the first feeding point 14 and the second feeding point 15 and have a midpoint between the first feeding point 14 and the second feeding point 15. With respect to the straight line 16 which passes, it is formed in a shape substantially line symmetrical with each other. The electrical length is not a physical length but a length based on one wavelength of a signal traveling on a conductor constituting the antenna.

第1アンテナ素子31は、第1給電点接続部111、第1短絡部112および第1延長部313を含む。第1給電点接続部111は、接地部13の一辺に設けられた第1給電点14に一方端(Y2方向側の端部)が接続され、接地部13の一辺に対して略垂直方向(Y1方向)に延びるように形成されている。第1短絡部112は、接地部13の一辺のうちの第1給電点接続部111より第2アンテナ素子12側(X2方向側)の領域に一方端(Y2方向側の端部)が接地され、接地部13の一辺に対して略垂直方向(Y1方向)に延びるように形成されている。第1延長部313は、第1短絡部112の他方端(Y1方向側の端部)と第1給電点接続部111の他方端(Y1方向側の端部)とを連結するとともに第2アンテナ素子32側と反対側(X1側)に延びるように形成されている。また、第1延長部313は、第1給電点接続部111および第1短絡部112より大きな長さを有するように形成されている。また、第1アンテナ素子31のエレメント部は、第1給電点接続部111と、第1延長部313の第1給電点接続部よりX1方向側の部分とからなる。   The first antenna element 31 includes a first feeding point connection part 111, a first short-circuit part 112, and a first extension part 313. The first feeding point connection unit 111 has one end (an end on the Y2 direction side) connected to the first feeding point 14 provided on one side of the grounding unit 13 and is substantially perpendicular to the one side of the grounding unit 13 ( (Y1 direction). One end (Y2 direction side end) of the first short-circuit portion 112 is grounded to a region closer to the second antenna element 12 (X2 direction side) than the first feeding point connection portion 111 of one side of the grounding portion 13. , And is formed to extend in a substantially vertical direction (Y1 direction) with respect to one side of the grounding portion 13. The first extension portion 313 connects the other end (end portion on the Y1 direction side) of the first short-circuit portion 112 and the other end (end portion on the Y1 direction side) of the first feeding point connection portion 111 and the second antenna. It is formed so as to extend on the side opposite to the element 32 side (X1 side). Further, the first extension portion 313 is formed to have a length longer than that of the first feeding point connection portion 111 and the first short-circuit portion 112. The element portion of the first antenna element 31 includes a first feeding point connection portion 111 and a portion on the X1 direction side from the first feeding point connection portion of the first extension 313.

第2アンテナ素子32は、第2給電点接続部121、第2短絡部122および第2延長部323を含む。第2給電点接続部121は、接地部13の一辺に設けられた第2給電点15に一方端(Y2方向側の端部)が接続され、接地部13の一辺に対して略垂直方向(Y1方向)に延びるように形成されている。第2短絡部122は、接地部13の一辺のうちの第2給電点接続部121より第1アンテナ素子31側(X1方向側)の領域に一方端(Y2方向側の端部)が接地され、接地部13の一辺に対して略垂直方向(Y1方向)に延びるように形成されている。第2延長部323は、第2短絡部122の他方端(Y1方向側の端部)と第2給電点接続部121の他方端(Y1方向側の端部)とを連結するとともに第1アンテナ素子31側と反対側(X2側)に延びるように形成されている。また、第2延長部323は、第2給電点接続部121および第2短絡部122より大きな長さを有するように形成されている。また、第2アンテナ素子32のエレメント部は、第2給電点接続部121と、第2延長部323の第2給電点接続部よりX2方向側の部分とからなる。また、第1短絡部112および第2短絡部122は、対向しており、接地部の一辺に対して略垂直で、かつ、互いに略平行に配置されている。   The second antenna element 32 includes a second feeding point connection part 121, a second short-circuit part 122, and a second extension part 323. The second feeding point connecting portion 121 has one end (an end on the Y2 direction side) connected to the second feeding point 15 provided on one side of the grounding portion 13 and is substantially perpendicular to the one side of the grounding portion 13 ( (Y1 direction). One end (Y2 direction side end) of the second short-circuit portion 122 is grounded in a region closer to the first antenna element 31 (X1 direction side) than the second feeding point connection portion 121 on one side of the grounding portion 13. , And is formed to extend in a substantially vertical direction (Y1 direction) with respect to one side of the grounding portion 13. The second extension portion 323 connects the other end (end portion on the Y1 direction side) of the second short-circuit portion 122 and the other end (end portion on the Y1 direction side) of the second feeding point connection portion 121 and the first antenna. It is formed so as to extend on the side opposite to the element 31 side (X2 side). Further, the second extension portion 323 is formed to have a length greater than that of the second feeding point connection portion 121 and the second short-circuit portion 122. The element portion of the second antenna element 32 includes a second feeding point connection portion 121 and a portion on the X2 direction side from the second feeding point connection portion of the second extension portion 323. Further, the first short-circuit portion 112 and the second short-circuit portion 122 are opposed to each other, and are substantially perpendicular to one side of the grounding portion and are substantially parallel to each other.

ここで、第2実施形態では、第1アンテナ素子31の第1延長部313の第2アンテナ素子32側と反対側(X1方向側)に延びる部分は、屈曲して第2アンテナ素子32側(X2方向側)に折り返した形状に形成されている。また、第2アンテナ素子32の第2延長部323の第1アンテナ素子31側と反対側(X2方向側)に延びる部分は、屈曲して第1アンテナ素子31側(X1方向側)に折り返した形状に形成されている。   Here, in 2nd Embodiment, the part extended to the 2nd antenna element 32 side (X1 direction side) side of the 1st extension part 313 of the 1st antenna element 31 is bent, and the 2nd antenna element 32 side ( It is formed in a shape folded back in the (X2 direction side). Further, the portion of the second extension portion 323 of the second antenna element 32 that extends to the side opposite to the first antenna element 31 side (X2 direction side) is bent and folded back to the first antenna element 31 side (X1 direction side). It is formed into a shape.

なお、第2実施形態のその他の構成は、上記第1実施形態と同様である。   In addition, the other structure of 2nd Embodiment is the same as that of the said 1st Embodiment.

上記のように、第2実施形態の構成においても、上記第1実施形態と同様に、配線パターン設計の自由度が低下するのを抑制しながら、アンテナ素子間の相互結合を小さくすることができる。また、アンテナ素子間の相互結合を小さくすることができるので、アンテナ素子間の相互結合を小さくするためにアンテナ素子間の距離を大きくする必要がなく、その分、マルチアンテナ装置30を小型化することができる。   As described above, also in the configuration of the second embodiment, as in the first embodiment, the mutual coupling between the antenna elements can be reduced while suppressing a reduction in the degree of freedom of wiring pattern design. . Further, since the mutual coupling between the antenna elements can be reduced, it is not necessary to increase the distance between the antenna elements in order to reduce the mutual coupling between the antenna elements, and the multi-antenna device 30 is reduced in size accordingly. be able to.

さらに、第2実施形態では、上記のように、第1延長部313の第2アンテナ素子32側と反対側(X1方向側)に延びる部分を、屈曲して折り返した形状に形成するとともに、第2延長部323の第1アンテナ素子31側と反対側(X2方向側)に延びる部分を、屈曲して折り返した形状に形成することによって、第1アンテナ素子31および第2アンテナ素子32が対向する方向の配置領域が小さい場合にも、屈曲して折り返した形状により、第1アンテナ素子31および第2アンテナ素子32に必要な長さを確保することができるので、配置する領域を広げる必要がない分、マルチアンテナ装置30をより小型化することができる。   Furthermore, in the second embodiment, as described above, the portion extending on the opposite side (X1 direction side) of the first extension portion 313 to the second antenna element 32 side is formed in a bent shape and folded back, The first antenna element 31 and the second antenna element 32 are opposed to each other by forming a bent portion of the extension portion 323 extending to the opposite side (X2 direction side) to the first antenna element 31 side. Even when the arrangement area in the direction is small, the length required for the first antenna element 31 and the second antenna element 32 can be secured by the bent and folded shape, so that it is not necessary to widen the arrangement area. Therefore, the multi-antenna device 30 can be further downsized.

なお、第2実施形態のその他の効果は、上記第1実施形態と同様である。   The remaining effects of the second embodiment are similar to those of the aforementioned first embodiment.

次に、上記した第2実施形態の効果を確認するために行ったシミュレーションの結果について説明する。このシミュレーションでは、図10に示した第2実施形態に対応するマルチアンテナ装置30と、図5に示した上記比較例によるマルチアンテナ装置20とを比較した。   Next, the result of simulation performed to confirm the effect of the second embodiment described above will be described. In this simulation, the multi-antenna apparatus 30 corresponding to the second embodiment shown in FIG. 10 was compared with the multi-antenna apparatus 20 according to the comparative example shown in FIG.

第2実施形態に対応するマルチアンテナ装置30では、第1給電点14と第2給電点15との距離D1が8mmになるように第1アンテナ素子31および第2アンテナ素子32を配置した。また、第1給電点14(第2給電点15)と第1短絡部112(第2短絡部122)の接地位置との距離D2が2mmになるように第1アンテナ素子11(第2アンテナ素子12)を形成した。また、第1給電点接続部111、第1延長部313、第1短絡部112、相互結合を低減するための切欠部が設けられていない接地部13の一辺の近傍領域、第2短絡部122、第2延長部323および第2給電点接続部121を経由した第1給電点14から第2給電点15までの距離L2(図3参照)が28mmになるように第1アンテナ素子31および第2アンテナ素子32を配置した。   In the multi-antenna device 30 corresponding to the second embodiment, the first antenna element 31 and the second antenna element 32 are arranged so that the distance D1 between the first feeding point 14 and the second feeding point 15 is 8 mm. Further, the first antenna element 11 (second antenna element) is set so that the distance D2 between the first feeding point 14 (second feeding point 15) and the grounding position of the first short-circuit portion 112 (second short-circuit portion 122) is 2 mm. 12) was formed. Further, the first feeding point connecting portion 111, the first extending portion 313, the first short-circuiting portion 112, the region near one side of the grounding portion 13 where the notch for reducing mutual coupling is not provided, the second short-circuiting portion 122. The first antenna element 31 and the first antenna element 31 are arranged so that a distance L2 (see FIG. 3) from the first feeding point 14 to the second feeding point 15 via the second extension part 323 and the second feeding point connection part 121 becomes 28 mm. Two antenna elements 32 are arranged.

次に、図6および図11を参照して、比較例によるマルチアンテナ装置20および第2実施形態に対応するマルチアンテナ装置30のSパラメータの特性について説明する。   Next, with reference to FIG. 6 and FIG. 11, the characteristic of the S parameter of the multi-antenna apparatus 20 according to the comparative example and the multi-antenna apparatus 30 corresponding to the second embodiment will be described.

上記のように、比較例によるマルチアンテナ装置20では、図6に示すように、共振周波数(2.43GHz)において、S11が約−24dBであり、S21が約−8dBであった。これに対して、第2実施形態に対応するマルチアンテナ装置30では、図11に示すように、マルチアンテナ装置30が対応する共振周波数(2.44GHz)において、S11が約−11dBであり、S21が約−15.5dBであった。   As described above, in the multi-antenna device 20 according to the comparative example, as shown in FIG. 6, S11 was about −24 dB and S21 was about −8 dB at the resonance frequency (2.43 GHz). On the other hand, in the multi-antenna device 30 corresponding to the second embodiment, as shown in FIG. 11, S11 is approximately −11 dB at the resonance frequency (2.44 GHz) corresponding to the multi-antenna device 30, and S21 Was about -15.5 dB.

この結果、共振周波数において、比較例によるマルチアンテナ装置20よりも第2実施形態に対応するマルチアンテナ装置30の方が、2つのアンテナ素子間の相互結合の強さを意味するS21の値が小さいので、第1アンテナ素子31の第1延長部313および第2アンテナ素子32の第2延長部323を屈曲して折り返した形状に形成した場合でも、アンテナ素子間の相互結合を小さくすることができることが判明した。   As a result, at the resonance frequency, the multi-antenna device 30 corresponding to the second embodiment has a smaller value of S21 indicating the strength of mutual coupling between the two antenna elements than the multi-antenna device 20 according to the comparative example. Therefore, even when the first extension portion 313 of the first antenna element 31 and the second extension portion 323 of the second antenna element 32 are formed to be bent and folded, mutual coupling between the antenna elements can be reduced. There was found.

(第3実施形態)
次に、図12を参照して、本発明の第3実施形態による通信機器100のマルチアンテナ装置40について説明する。この第3実施形態では、上記第1および第2実施形態と異なり、第1アンテナ素子41の第1延長部413および第2アンテナ素子42の第2延長部423がミアンダ形状に形成されているマルチアンテナ装置40について説明する。
(Third embodiment)
Next, with reference to FIG. 12, the multi-antenna apparatus 40 of the communication apparatus 100 by 3rd Embodiment of this invention is demonstrated. In the third embodiment, unlike the first and second embodiments, the first extension portion 413 of the first antenna element 41 and the second extension portion 423 of the second antenna element 42 are formed in a meander shape. The antenna device 40 will be described.

第3実施形態による通信機器100のマルチアンテナ装置40は、図12に示すように、第1アンテナ素子41および第2アンテナ素子42と、接地部13と、第1アンテナ素子41に高周波電力を供給するための第1給電点14および第2アンテナ素子42に高周波電力を供給するための第2給電点15とを含んでいる。   The multi-antenna device 40 of the communication device 100 according to the third embodiment supplies high-frequency power to the first antenna element 41 and the second antenna element 42, the ground unit 13, and the first antenna element 41, as shown in FIG. The first feeding point 14 for performing the operation and the second feeding point 15 for supplying the high frequency power to the second antenna element 42 are included.

第1アンテナ素子41および第2アンテナ素子42は、互いに対向して配置されている。第1アンテナ素子41は、第2アンテナ素子42のX1方向側に配置されている。また、第1アンテナ素子41(第2アンテナ素子42)は、薄板形状を有し、図示しない基板の表面上に設けられている。また、第1アンテナ素子41(第2アンテナ素子42)の後述するエレメント部は、マルチアンテナ装置40が対応する2.46GHzの波長λの約1/4の電気長L1を有する。また、第1アンテナ素子41および第2アンテナ素子42は、第1給電点14と第2給電点15とを結ぶ直線に垂直でかつ第1給電点14と第2給電点15との中点を通る直線16に対して、互いに略線対称な形状に形成されている。なお、電気長とは、物理的な長さではなく、アンテナを構成する導体上を進む信号の1波長を基準とした長さである。   The first antenna element 41 and the second antenna element 42 are disposed to face each other. The first antenna element 41 is disposed on the X1 direction side of the second antenna element 42. The first antenna element 41 (second antenna element 42) has a thin plate shape and is provided on the surface of a substrate (not shown). Also, an element portion, which will be described later, of the first antenna element 41 (second antenna element 42) has an electrical length L1 that is about ¼ of the wavelength λ of 2.46 GHz to which the multi-antenna device 40 corresponds. The first antenna element 41 and the second antenna element 42 are perpendicular to the straight line connecting the first feeding point 14 and the second feeding point 15 and have a midpoint between the first feeding point 14 and the second feeding point 15. With respect to the straight line 16 which passes, it is formed in a shape substantially line symmetrical with each other. The electrical length is not a physical length but a length based on one wavelength of a signal traveling on a conductor constituting the antenna.

第1アンテナ素子41は、第1給電点接続部111、第1短絡部112および第1延長部413を含む。第1給電点接続部111は、接地部13の一辺に設けられた第1給電点14に一方端(Y2方向側の端部)が接続され、接地部13の一辺に対して略垂直方向(Y1方向)に延びるように形成されている。第1短絡部112は、接地部13の一辺のうちの第1給電点接続部111より第2アンテナ素子42側(X2方向側)の領域に一方端(Y2方向側の端部)が接地され、接地部13の一辺に対して略垂直方向(Y1方向)に延びるように形成されている。第1延長部413は、第1短絡部112の他方端(Y1方向側の端部)と第1給電点接続部111の他方端(Y1方向側の端部)とを連結するとともに第2アンテナ素子42側と反対側(X1側)に延びるように形成されている。また、第1延長部413は、第1給電点接続部111および第1短絡部112より大きな長さを有するように形成されている。また、第1アンテナ素子41のエレメント部は、第1給電点接続部111と、第1延長部413の第1給電点接続部よりX1方向側の部分とからなる。   The first antenna element 41 includes a first feeding point connection part 111, a first short-circuit part 112, and a first extension part 413. The first feeding point connection unit 111 has one end (an end on the Y2 direction side) connected to the first feeding point 14 provided on one side of the grounding unit 13 and is substantially perpendicular to the one side of the grounding unit 13 ( (Y1 direction). The first short-circuit portion 112 is grounded at one end (the end portion on the Y2 direction side) in a region closer to the second antenna element 42 (X2 direction side) than the first feeding point connection portion 111 on one side of the grounding portion 13. , And is formed to extend in a substantially vertical direction (Y1 direction) with respect to one side of the grounding portion 13. The first extension portion 413 connects the other end (end portion on the Y1 direction side) of the first short-circuit portion 112 and the other end (end portion on the Y1 direction side) of the first feeding point connection portion 111 and the second antenna. It is formed so as to extend on the side opposite to the element 42 side (X1 side). Further, the first extension portion 413 is formed to have a length greater than that of the first feeding point connection portion 111 and the first short-circuit portion 112. The element portion of the first antenna element 41 includes a first feeding point connection portion 111 and a portion on the X1 direction side from the first feeding point connection portion of the first extension 413.

第2アンテナ素子42は、第2給電点接続部121、第2短絡部122および第2延長部423を含む。第2給電点接続部121は、接地部13の一辺に設けられた第2給電点15に一方端(Y2方向側の端部)が接続され、接地部13の一辺に対して略垂直方向(Y1方向)に延びるように形成されている。第2短絡部122は、接地部13の一辺のうちの第2給電点接続部121より第1アンテナ素子41側(X1方向側)の領域に一方端(Y2方向側の端部)が接地され、接地部13の一辺に対して略垂直方向(Y1方向)に延びるように形成されている。第2延長部423は、第2短絡部122の他方端(Y1方向側の端部)と第2給電点接続部121の他方端(Y1方向側の端部)とを連結するとともに第1アンテナ素子41側と反対側(X2側)に延びるように形成されている。また、第2延長部423は、第2給電点接続部121および第2短絡部122より大きな長さを有するように形成されている。また、第2アンテナ素子42のエレメント部は、第2給電点接続部121と、第2延長部423の第2給電点接続部よりX2方向側の部分とからなる。また、第1短絡部112および第2短絡部122は、対向しており、接地部の一辺に対して略垂直で、かつ、互いに略平行に配置されている。   The second antenna element 42 includes a second feeding point connection part 121, a second short-circuit part 122, and a second extension part 423. The second feeding point connecting portion 121 has one end (an end on the Y2 direction side) connected to the second feeding point 15 provided on one side of the grounding portion 13 and is substantially perpendicular to the one side of the grounding portion 13 ( (Y1 direction). The second short-circuit portion 122 is grounded at one end (an end portion on the Y2 direction side) in a region closer to the first antenna element 41 (X1 direction side) than the second feeding point connection portion 121 on one side of the grounding portion 13. , And is formed to extend in a substantially vertical direction (Y1 direction) with respect to one side of the grounding portion 13. The second extension portion 423 connects the other end (end portion on the Y1 direction side) of the second short-circuit portion 122 and the other end (end portion on the Y1 direction side) of the second feeding point connection portion 121 and the first antenna. It is formed so as to extend on the side opposite to the element 41 side (X2 side). Further, the second extension portion 423 is formed to have a length longer than that of the second feeding point connection portion 121 and the second short-circuit portion 122. The element portion of the second antenna element 42 includes a second feed point connecting portion 121 and a portion on the X2 direction side from the second feed point connecting portion of the second extension portion 423. Further, the first short-circuit portion 112 and the second short-circuit portion 122 are opposed to each other, and are substantially perpendicular to one side of the grounding portion and are substantially parallel to each other.

ここで、第3実施形態では、第1アンテナ素子41の第1延長部413の第2アンテナ素子42側と反対側(X1方向側)に延びる部分は、ミアンダ形状に形成されている。また、第2アンテナ素子42の第2延長部423の第1アンテナ素子41側と反対側(X2方向側)に延びる部分は、第1アンテナ素子と同様にミアンダ形状に形成されている。   Here, in 3rd Embodiment, the part extended to the 2nd antenna element 42 side (X1 direction side) side of the 1st extension part 413 of the 1st antenna element 41 is formed in the meander shape. Further, the portion of the second extension portion 423 of the second antenna element 42 that extends to the side opposite to the first antenna element 41 side (X2 direction side) is formed in a meander shape like the first antenna element.

なお、第3実施形態のその他の構成は、上記第1実施形態と同様である。   The remaining configuration of the third embodiment is similar to that of the aforementioned first embodiment.

上記のように、第3実施形態の構成においても、上記第1実施形態と同様に、配線パターン設計の自由度が低下するのを抑制しながら、アンテナ素子間の相互結合を小さくすることができる。また、アンテナ素子間の相互結合を小さくすることができるので、アンテナ素子間の相互結合を小さくするためにアンテナ素子間の距離を大きくする必要がなく、その分、マルチアンテナ装置30を小型化することができる。   As described above, in the configuration of the third embodiment, as in the first embodiment, the mutual coupling between the antenna elements can be reduced while suppressing a reduction in the degree of freedom of wiring pattern design. . Further, since the mutual coupling between the antenna elements can be reduced, it is not necessary to increase the distance between the antenna elements in order to reduce the mutual coupling between the antenna elements, and the multi-antenna device 30 is reduced in size accordingly. be able to.

さらに、第3実施形態では、上記のように、第1延長部413の第2アンテナ素子42側と反対側(X1方向側)に延びる部分を、ミアンダ形状に形成するとともに、第2延長部423の第1アンテナ素子41側と反対側(X2方向側)に延びる部分を、ミアンダ形状に形成することによって、第1アンテナ素子41および第2アンテナ素子42が対向する方向の配置領域が小さい場合にも、ミアンダ形状により、第1アンテナ素子41および第2アンテナ素子42に必要な長さを確保することができるので、マルチアンテナ装置40をより小型化することができる。   Further, in the third embodiment, as described above, the portion extending on the opposite side (X1 direction side) of the first extension portion 413 to the second antenna element 42 side is formed in a meander shape, and the second extension portion 423 is formed. When the arrangement area in the direction in which the first antenna element 41 and the second antenna element 42 face each other is small by forming a portion extending to the opposite side (X2 direction side) of the first antenna element 41 in a meander shape. In addition, the meander shape can secure the necessary lengths for the first antenna element 41 and the second antenna element 42, so that the multi-antenna device 40 can be further downsized.

なお、第3実施形態のその他の効果は、上記第1実施形態と同様である。   The remaining effects of the third embodiment are similar to those of the aforementioned first embodiment.

次に、上記した第3実施形態の効果を確認するために行ったシミュレーションの結果について説明する。このシミュレーションでは、図12に示した第3実施形態に対応するマルチアンテナ装置40と、図5に示した上記比較例によるマルチアンテナ装置20とを比較した。   Next, the result of simulation performed to confirm the effect of the third embodiment described above will be described. In this simulation, the multi-antenna device 40 corresponding to the third embodiment shown in FIG. 12 was compared with the multi-antenna device 20 according to the comparative example shown in FIG.

第3実施形態に対応するマルチアンテナ装置40では、第1給電点14と第2給電点15との距離D1が10mmになるように第1アンテナ素子41および第2アンテナ素子42を配置した。また、第1給電点14(第2給電点15)と第1短絡部112(第2短絡部122)の接地位置との距離D2が3mmになるように第1アンテナ素子11(第2アンテナ素子12)を形成した。また、第1給電点接続部111、第1延長部413、第1短絡部112、相互結合を低減するための切欠部が設けられていない接地部13の一辺の近傍領域、第2短絡部122、第2延長部423および第2給電点接続部121を経由した第1給電点14から第2給電点15までの距離L2(図3参照)が26mmになるように第1アンテナ素子41および第2アンテナ素子42を配置した。   In the multi-antenna device 40 corresponding to the third embodiment, the first antenna element 41 and the second antenna element 42 are arranged so that the distance D1 between the first feeding point 14 and the second feeding point 15 is 10 mm. In addition, the first antenna element 11 (second antenna element) is set so that the distance D2 between the first feeding point 14 (second feeding point 15) and the grounding position of the first short-circuit portion 112 (second short-circuit portion 122) is 3 mm. 12) was formed. In addition, the first feeding point connection part 111, the first extension part 413, the first short-circuit part 112, the vicinity of one side of the grounding part 13 where the notch part for reducing mutual coupling is not provided, the second short-circuit part 122. The first antenna element 41 and the first antenna element 41 are arranged so that a distance L2 (see FIG. 3) from the first feeding point 14 to the second feeding point 15 via the second extension part 423 and the second feeding point connection part 121 becomes 26 mm. Two antenna elements 42 were arranged.

次に、図6および図13を参照して、比較例によるマルチアンテナ装置20および第3実施形態に対応するマルチアンテナ装置40のSパラメータの特性について説明する。   Next, with reference to FIG. 6 and FIG. 13, the characteristic of the S parameter of the multi-antenna apparatus 20 according to the comparative example and the multi-antenna apparatus 40 corresponding to the third embodiment will be described.

上記のように、比較例によるマルチアンテナ装置20では、図6に示すように、共振周波数(2.43GHz)において、S11が約−24dBであり、S21が約−8dBであった。これに対して、第3実施形態に対応するマルチアンテナ装置40では、図13に示すように、マルチアンテナ装置30が対応する共振周波数(2.46GHz)において、S11が約−14dBであり、S21が約−11dBであった。   As described above, in the multi-antenna device 20 according to the comparative example, as shown in FIG. 6, S11 was about −24 dB and S21 was about −8 dB at the resonance frequency (2.43 GHz). On the other hand, in the multi-antenna device 40 corresponding to the third embodiment, as shown in FIG. 13, S11 is about −14 dB at the resonance frequency (2.46 GHz) corresponding to the multi-antenna device 30, and S21 Was about -11 dB.

この結果、比較例によるマルチアンテナ装置20よりも第3実施形態に対応するマルチアンテナ装置40の方が、2つのアンテナ素子間の相互結合の強さを意味するS21の値が小さいので、第1アンテナ素子41の第1延長部413および第2アンテナ素子42の第2延長部423をミアンダ形状に形成した場合でも、アンテナ素子間の相互結合を小さくすることができることが判明した。   As a result, the multi-antenna apparatus 40 corresponding to the third embodiment has a smaller value of S21, which means the strength of mutual coupling between the two antenna elements, than the multi-antenna apparatus 20 according to the comparative example. It has been found that the mutual coupling between the antenna elements can be reduced even when the first extension 413 of the antenna element 41 and the second extension 423 of the second antenna element 42 are formed in a meander shape.

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and further includes all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims for patent.

たとえば、上記第1〜第3実施形態では、通信機器に本発明のマルチアンテナ装置を適用する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、無線LANや広帯域通信等、MIMOシステムを搭載する通信機器以外の機器に本発明のマルチアンテナ装置を適用してもよい。   For example, in the first to third embodiments, the example in which the multi-antenna apparatus of the present invention is applied to a communication device has been shown, but the present invention is not limited to this. For example, the multi-antenna apparatus of the present invention may be applied to devices other than communication devices equipped with a MIMO system, such as wireless LAN and broadband communication.

また、上記第1〜第3実施形態では、接地部の給電点が配置される一辺が略直線に形成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、接地部の給電点が配置される一辺に相互結合を低減するための切欠部が設けられていなければ略直線でなくてもよい。たとえば、図14に示すように、マルチアンテナ装置50の接地部53の給電点が配置される一辺に相互結合を低減する効果のない凹凸が設けられている構成でもよい。   Moreover, although the said 1st-3rd embodiment showed the example in which the one side where the feeding point of a grounding part is arrange | positioned was formed in the substantially straight line, this invention is not limited to this. In the present invention, if the notch portion for reducing mutual coupling is not provided on one side where the feeding point of the grounding portion is disposed, it may not be substantially straight. For example, as shown in FIG. 14, the structure by which the unevenness | corrugation which is not effective in reducing a mutual coupling is provided in the one side by which the feeding point of the grounding part 53 of the multi-antenna apparatus 50 is arrange | positioned may be sufficient.

また、上記第1〜第3実施形態では、給電点とアンテナ素子の間にインピーダンス整合を図るための整合回路を設けない構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、給電点とアンテナ素子の間に高周波電力の所定の周波数においてインピーダンス整合を図りながらアンテナ素子間の相互結合を抑制するための整合回路を設けてもよい。たとえば、図15に示すように、マルチアンテナ装置60の第1給電点14(第2給電点15)と第1アンテナ素子11(第2アンテナ素子12)との間に第1整合回路17(第2整合回路18)を設ける構成にしてもよい。これにより、所定の周波数において、アンテナ素子間の相互結合を小さくすることができるとともにインピーダンス整合が図られるので、アンテナ素子を介して伝達されるエネルギーの伝達損失をより軽減させることができる。なお、第1整合回路17(第2整合回路18)は、たとえば、図16に示すようなインダクタ(コイル)およびキャパシタ(コンデンサ)により構成されたπ型回路(πマッチ)からなる整合回路や、図17に示すようなインダクタおよびキャパシタにより構成されたT型回路(Tマッチ)や、図18に示すようなインダクタおよびキャパシタにより構成されたL型回路(Lマッチ)などの形状からなる。また、π型回路やT型回路、L型回路などは、インダクタまたはキャパシタの一方のみにより構成してもよいし、インダクタおよびキャパシタの両方により構成してもよい。   Moreover, although the said 1st-3rd embodiment showed the example of the structure which does not provide the matching circuit for aiming at impedance matching between a feeding point and an antenna element, this invention is not limited to this. In the present invention, a matching circuit for suppressing mutual coupling between the antenna elements may be provided between the feeding point and the antenna element while impedance matching is performed at a predetermined frequency of the high-frequency power. For example, as shown in FIG. 15, the first matching circuit 17 (first antenna) is provided between the first feeding point 14 (second feeding point 15) and the first antenna element 11 (second antenna element 12) of the multi-antenna device 60. 2 matching circuit 18) may be provided. Thereby, at a predetermined frequency, the mutual coupling between the antenna elements can be reduced and impedance matching can be achieved, so that transmission loss of energy transmitted through the antenna element can be further reduced. The first matching circuit 17 (second matching circuit 18) includes, for example, a matching circuit composed of a π-type circuit (π match) configured by an inductor (coil) and a capacitor (capacitor) as shown in FIG. The configuration includes a T-type circuit (T match) configured by an inductor and a capacitor as shown in FIG. 17, and an L-type circuit (L match) configured by an inductor and a capacitor as shown in FIG. Further, the π-type circuit, the T-type circuit, the L-type circuit, and the like may be configured by only one of the inductor and the capacitor, or may be configured by both the inductor and the capacitor.

また、上記第1〜第3実施形態では、マルチアンテナ装置の一例として、MIMO通信用のマルチアンテナ装置を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、たとえば、ダイバシティなどMIMO以外の形式に対応するマルチアンテナ装置であってもよい。   Moreover, in the said 1st-3rd embodiment, although the multi-antenna apparatus for MIMO communication was shown as an example of a multi-antenna apparatus, this invention is not limited to this. In the present invention, for example, a multi-antenna apparatus corresponding to a format other than MIMO such as diversity may be used.

また、上記第1〜第3実施形態では、マルチアンテナ装置に2つのアンテナ素子を設ける構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、複数のアンテナ素子であれば、3つ以上のアンテナ素子を設ける構成であってもよい。   Moreover, in the said 1st-3rd embodiment, although the example of the structure which provides two antenna elements in a multi-antenna apparatus was shown, this invention is not limited to this. In the present invention, as long as it is a plurality of antenna elements, a configuration in which three or more antenna elements are provided may be employed.

また、上記第1および第2実施形態では、第1アンテナ素子の第1延長部および第2アンテナ素子の第2延長部が屈曲した形状に形成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第1アンテナ素子の第1延長部の第2アンテナ素子側と反対側に延びる部分および第2アンテナ素子の第2延長部の第1アンテナ素子側と反対側に延びる部分が、湾曲した形状に形成されていてもよい。   In the first and second embodiments, the first extension portion of the first antenna element and the second extension portion of the second antenna element are formed in a bent shape. However, the present invention is not limited to this. Not limited to. In the present invention, the portion of the first extension of the first antenna element that extends to the side opposite to the second antenna element and the portion of the second extension of the second antenna element that extends to the side opposite to the first antenna element are curved. It may be formed in the shape.

10、30、40、50、60 マルチアンテナ装置
11、31、41 第1アンテナ素子
12、32、42 第2アンテナ素子
13、53 接地部
14 第1給電点
15 第2給電点
17 第1整合回路
18 第2整合回路
100 通信機器
111 第1給電点接続部
112 第1短絡部
113、313、413 第1延長部
121 第2給電点接続部
122 第2短絡部
123、323、423 第2延長部
10, 30, 40, 50, 60 Multi-antenna device 11, 31, 41 First antenna element 12, 32, 42 Second antenna element 13, 53 Grounding part 14 First feeding point 15 Second feeding point 17 First matching circuit 18 Second matching circuit 100 Communication device 111 First feeding point connection part 112 First short-circuiting part 113, 313, 413 First extension part 121 Second feeding point connection part 122 Second short-circuiting part 123, 323, 423 Second extension part

Claims (7)

相互結合を低減するための切欠部が設けられていない一辺を有する接地部と、
前記接地部の一辺に互いに対向するように配置される第1アンテナ素子および第2アンテナ素子とを備え、
前記第1アンテナ素子は、前記接地部の一辺と交差する方向に延びるとともに前記接地部の一辺の高周波電力を供給する第1給電点に一方端が接続された第1給電点接続部と、前記接地部の一辺と交差する方向に延びるとともに前記接地部の一辺のうちの前記第1給電点接続部よりも前記第2アンテナ素子側の領域に一方端が接地された第1短絡部と、前記第1短絡部の他方端と前記第1給電点接続部の他方端とを連結するとともに前記第2アンテナ素子側と反対側に延びる第1延長部とを含み、
前記第2アンテナ素子は、前記接地部の一辺と交差する方向に延びるとともに前記接地部の一辺の高周波電力を供給する第2給電点に一方端が接続された第2給電点接続部と、前記接地部の一辺と交差する方向に延びるとともに前記接地部の一辺のうちの前記第2給電点接続部よりも前記第1アンテナ素子側の領域に一方端が接地されて第1短絡部と対向するように配置された第2短絡部と、前記第2短絡部の他方端と前記第2給電点接続部の他方端とを連結するとともに前記第1アンテナ素子側と反対側に延びる第2延長部とを含む、マルチアンテナ装置。
A grounding part having one side not provided with a notch for reducing mutual coupling;
A first antenna element and a second antenna element arranged to face each other on one side of the ground portion,
The first antenna element extends in a direction intersecting with one side of the grounding portion and has a first feeding point connection portion having one end connected to a first feeding point that supplies high-frequency power on one side of the grounding portion; A first short-circuit portion extending in a direction intersecting with one side of the ground portion and having one end grounded in a region closer to the second antenna element than the first feed point connection portion of one side of the ground portion; A first extension portion that connects the other end of the first short-circuit portion and the other end of the first feed point connection portion and extends to the opposite side of the second antenna element side;
The second antenna element extends in a direction intersecting with one side of the grounding part and has a second feeding point connection part having one end connected to a second feeding point that supplies high-frequency power on one side of the grounding part, Extending in a direction intersecting one side of the grounding portion, one end is grounded in a region closer to the first antenna element than the second feeding point connection portion of one side of the grounding portion, and faces the first short-circuit portion. And a second extension that connects the other end of the second short-circuit part and the other end of the second feed point connection part and extends to the opposite side of the first antenna element side. And a multi-antenna device.
前記第1延長部は、前記第1給電点接続部および前記第1短絡部よりも大きな長さを有しており、
前記第2延長部は、前記第2給電点接続部および前記第2短絡部よりも大きな長さを有している、請求項1に記載のマルチアンテナ装置。
The first extension portion has a length greater than that of the first feeding point connection portion and the first short-circuit portion,
2. The multi-antenna apparatus according to claim 1, wherein the second extension portion has a length greater than that of the second feeding point connection portion and the second short-circuit portion.
前記第1アンテナ素子および前記第2アンテナ素子は、前記第1給電点と前記第2給電点とを結ぶ直線に垂直でかつ前記第1給電点と前記第2給電点との中点を通る直線に対して、互いに略線対称な形状に形成されている、請求項1または2に記載のマルチアンテナ装置。   The first antenna element and the second antenna element are straight lines perpendicular to a straight line connecting the first feeding point and the second feeding point and passing through a midpoint between the first feeding point and the second feeding point. The multi-antenna apparatus according to claim 1, wherein the multi-antenna apparatus is formed in a substantially line-symmetric shape. 前記第1短絡部および前記第2短絡部は、前記接地部の一辺に対して略垂直で、かつ、互いに略平行に配置されている、請求項1〜3のいずれか1項に記載のマルチアンテナ装置。   The multi of any one of claims 1 to 3, wherein the first short-circuit portion and the second short-circuit portion are disposed substantially perpendicular to one side of the grounding portion and substantially parallel to each other. Antenna device. 前記第1延長部の前記第2アンテナ素子側と反対側に延びる部分は、屈曲または湾曲した形状に形成されおり、
前記第2延長部の前記第1アンテナ素子側と反対側に延びる部分は、屈曲または湾曲した形状に形成されている、請求項1〜4のいずれか1項に記載のマルチアンテナ装置。
The portion of the first extension that extends to the side opposite to the second antenna element side is formed in a bent or curved shape,
5. The multi-antenna device according to claim 1, wherein a portion of the second extension portion extending to the side opposite to the first antenna element side is formed in a bent or curved shape.
前記第1アンテナ素子と前記第1給電点との間に配置され、高周波電力の所定の周波数において、インピーダンス整合を図りながら前記第1アンテナ素子と前記第2アンテナ素子との間の相互結合を抑制するための第1整合回路と、
前記第2アンテナ素子と前記第2給電点との間に配置され、高周波電力の所定の周波数において、インピーダンス整合を図りながら前記第1アンテナ素子と前記第2アンテナ素子との間の相互結合を抑制するための第2整合回路とをさらに備える、請求項1〜5のいずれか1項に記載のマルチアンテナ装置。
It is arranged between the first antenna element and the first feeding point, and suppresses mutual coupling between the first antenna element and the second antenna element while achieving impedance matching at a predetermined frequency of high-frequency power. A first matching circuit for performing
It is arranged between the second antenna element and the second feeding point, and suppresses mutual coupling between the first antenna element and the second antenna element while achieving impedance matching at a predetermined frequency of high-frequency power. The multi-antenna device according to any one of claims 1 to 5, further comprising a second matching circuit.
マルチアンテナ装置を備える通信機器であって、
前記マルチアンテナ装置は、相互結合を低減するための切欠部が設けられていない一辺を有する接地部と、
前記接地部の一辺に互いに対向するように配置される第1アンテナ素子および第2アンテナ素子とを備え、
前記第1アンテナ素子は、前記接地部の一辺と交差する方向に延びるとともに前記接地部の一辺の高周波電力を供給する第1給電点に一方端が接続された第1給電点接続部と、前記接地部の一辺と交差する方向に延びるとともに前記接地部の一辺のうちの前記第1給電点接続部よりも前記第2アンテナ素子側の領域に一方端が接地された第1短絡部と、前記第1短絡部の他方端と前記第1給電点接続部の他方端とを連結するとともに前記第2アンテナ素子側と反対側に延びる第1延長部とを含み、
前記第2アンテナ素子は、前記接地部の一辺と交差する方向に延びるとともに前記接地部の一辺の高周波電力を供給する第2給電点に一方端が接続された第2給電点接続部と、前記接地部の一辺と交差する方向に延びるとともに前記接地部の一辺のうちの前記第2給電点接続部よりも前記第1アンテナ素子側の領域に一方端が接地されて第1短絡部と対向するように配置された第2短絡部と、前記第2短絡部の他方端と前記第2給電点接続部の他方端とを連結するとともに前記第1アンテナ素子側と反対側に延びる第2延長部とを含む、通信機器。
A communication device including a multi-antenna device,
The multi-antenna device includes a grounding portion having one side not provided with a notch for reducing mutual coupling;
A first antenna element and a second antenna element arranged to face each other on one side of the ground portion,
The first antenna element extends in a direction intersecting with one side of the grounding portion and has a first feeding point connection portion having one end connected to a first feeding point that supplies high-frequency power on one side of the grounding portion; A first short-circuit portion extending in a direction intersecting with one side of the ground portion and having one end grounded in a region closer to the second antenna element than the first feed point connection portion of one side of the ground portion; A first extension portion that connects the other end of the first short-circuit portion and the other end of the first feed point connection portion and extends to the opposite side of the second antenna element side;
The second antenna element extends in a direction intersecting with one side of the grounding part and has a second feeding point connection part having one end connected to a second feeding point that supplies high-frequency power on one side of the grounding part, Extending in a direction intersecting one side of the grounding portion, one end is grounded in a region closer to the first antenna element than the second feeding point connection portion of one side of the grounding portion, and faces the first short-circuit portion. And a second extension that connects the other end of the second short-circuit part and the other end of the second feed point connection part and extends to the opposite side of the first antenna element side. Including communication equipment.
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