JP2015073239A - Antenna device and radio communication equipment - Google Patents

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Yohei Shirakawa
洋平 白川
芳丈 揚石
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芳丈 揚石
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a compact antenna device and radio communication equipment capable of suppressing a current proceeding to the external conductor of a coaxial cable if the coaxial cable is short, with maintained flexibility of the coaxial cable.SOLUTION: The antenna device includes an antenna part 2 and a coaxial cable 3 for feeding power to the antenna part 2. The antenna device further includes a branch conductor balun 12, disposed at the tip of the coaxial cable 3 apart therefrom, including a conductor wire 13 having one end electrically connected to an internal conductor 4 of the coaxial cable 3 and another end electrically connected to an external conductor 6 of the coaxial cable 3. The conductor wire 13 is wound around the periphery of the coaxial cable 3.

Description

本発明は、アンテナ装置及び無線通信機器に関するものである。   The present invention relates to an antenna device and a wireless communication device.

無線通信機器の高周波回路は、給電用の同軸ケーブルも含め電気的に不平衡な回路で構成されることが多い。電気的に不平衡な同軸ケーブルを用いて、電気的に平衡なダイポールアンテナなどのアンテナ部へ給電すると、給電された高周波信号の一部が給電用の同軸ケーブルの外部導体の表面上へ進行し、当該同軸ケーブルの外部導体の表面からも電磁波の放射が生じてしまう。その結果、アンテナ素子と同軸ケーブルの外部導体表面の両者から電磁波が放射され、これら電磁波が干渉を生じて所望する放射特性(放射パターン)を得ることが困難になる、という問題が生じる。   In many cases, a high-frequency circuit of a wireless communication device includes an electrically unbalanced circuit including a coaxial cable for feeding. When an electrically unbalanced coaxial cable is used to feed power to an antenna part such as an electrically balanced dipole antenna, part of the fed high-frequency signal travels on the surface of the outer conductor of the feeding coaxial cable. Electromagnetic radiation is also generated from the surface of the outer conductor of the coaxial cable. As a result, there is a problem that electromagnetic waves are radiated from both the antenna element and the outer conductor surface of the coaxial cable, and it is difficult to obtain desired radiation characteristics (radiation pattern) due to interference between the electromagnetic waves.

アンテナ部として、グランド部と素子部とを給電部を介して接続した逆Fアンテナなどの平面アンテナを用いる場合、小型化のためにグランド部の高さ(グランド部と素子部の配列方向における長さ)を小さくすると、全体のパターン形状が給電部に対して対称に近づき、アンテナ部は電気的に平衡に近づく。すると、給電する同軸ケーブルは電気的に不平衡であるのに対し、アンテナ部は電気的に平衡に近づくこととなり、同軸ケーブルの外部導体上へ進行する電流の量が増加してしまう。その結果、同軸ケーブルの外部導体からの電磁波の放射量が増加し、アンテナ部から放射される電磁波との干渉により所望の放射特性が得られないという問題が生じる。   When a planar antenna such as an inverted F antenna in which the ground part and the element part are connected via the power feeding part is used as the antenna part, the height of the ground part (the length in the arrangement direction of the ground part and the element part in order to reduce the size). When the height is reduced, the overall pattern shape approaches the symmetry with respect to the power feeding portion, and the antenna portion approaches electrical equilibrium. Then, while the coaxial cable to be fed is electrically unbalanced, the antenna portion approaches electrical balance, and the amount of current traveling on the outer conductor of the coaxial cable increases. As a result, there is a problem that the radiation amount of the electromagnetic wave from the outer conductor of the coaxial cable increases and a desired radiation characteristic cannot be obtained due to interference with the electromagnetic wave radiated from the antenna unit.

この問題を解決する方法として、給電用の同軸ケーブルに平衡・不平衡変換器としてのバランを取り付ける方法がある。バランとしては、シュッペルトップバランが一般に用いられている。シュッペルトップバランは円筒形の導体であり、その長さは、動作周波数帯の中心周波数に対する波長の1/4倍(以下、単にλ/4と記載する)程度とされる。   As a method of solving this problem, there is a method of attaching a balun as a balanced / unbalanced converter to a coaxial cable for feeding. As a balun, a Suppel top balun is generally used. The Suppel top balun is a cylindrical conductor, and its length is about 1/4 times the wavelength with respect to the center frequency of the operating frequency band (hereinafter simply referred to as λ / 4).

シュッペルトップバラン以外のバランとして、分岐導体バランが知られている。分岐導体バランは、電気長がλ/4程度の導体線を同軸ケーブルに沿って平行に配置し、導体線の一端を同軸ケーブルの内部導体(内部導体と素子部との接続部)に電気的に接続し、他端を同軸ケーブルの外部導体に電気的に接続して構成される。   A branch conductor balun is known as a balun other than the Suppel top balun. In the branch conductor balun, conductor wires having an electrical length of about λ / 4 are arranged in parallel along the coaxial cable, and one end of the conductor wire is electrically connected to the inner conductor of the coaxial cable (the connection portion between the inner conductor and the element portion). And the other end is electrically connected to the outer conductor of the coaxial cable.

シュッペルトップバランや分岐導体バランを用いることで、アンテナ部側から見たときの同軸ケーブルのインピーダンスを高くし、同軸ケーブルの外部導体表面への高周波信号の進行を低減し、当該同軸ケーブルの外部導体表面から放射される電磁波を低減することが可能になる。   Using a Suppel top balun or branch conductor balun increases the impedance of the coaxial cable when viewed from the antenna side, reduces the progression of high-frequency signals to the outer conductor surface of the coaxial cable, and It becomes possible to reduce electromagnetic waves radiated from the conductor surface.

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、特許文献1がある。   In addition, there exists patent document 1 as prior art document information relevant to invention of this application.

特許第3830358号公報Japanese Patent No. 3830358

ところで、無線通信機器に内蔵される小型のアンテナ装置では、機器内の配置場所の自由度を高くし機器全体の大型化を抑制するために、内部導体と外部導体が複数の素線から構成された柔軟な同軸ケーブルを用いて給電することが望ましい。   By the way, in a small antenna device built in a wireless communication device, an inner conductor and an outer conductor are composed of a plurality of strands in order to increase the degree of freedom of arrangement location in the device and suppress the enlargement of the entire device. It is desirable to supply power using a flexible coaxial cable.

しかしながら、同軸ケーブルにシュッペルトップバランを取り付けると、シュッペルトップバランを取り付けた部分にて柔軟性が失われてしまい、引き回しの自由度が大幅に低下してしまうという問題が生じる。また、シュッペルトップバランの長さは約λ/4であるが、このλ/4の長さは、例えば、1GHzの信号に対しては0.075m、5GHzの信号に対しては0.015mmであり、この長さのシュッペルトップバランを収容するスペースを確保する必要があるため、機器全体の大型化を招いてしまう。さらに、同軸ケーブルの長さがλ/4よりも短い場合には、そもそもシュッペルトップバランを取り付けることができないという問題がある。   However, when the Suppel top balun is attached to the coaxial cable, the flexibility is lost at the portion where the Suppel top balun is attached, and there is a problem that the degree of freedom in routing is greatly reduced. The length of the Suppel top balun is approximately λ / 4. The length of λ / 4 is, for example, 0.075 m for a 1 GHz signal and 0.015 mm for a 5 GHz signal. In addition, since it is necessary to secure a space for accommodating the Suppel top balun having this length, the overall size of the device is increased. Furthermore, when the length of the coaxial cable is shorter than λ / 4, there is a problem that the Suppel top balun cannot be attached in the first place.

分岐導体バランを用いる場合は、シュッペルトップバランを用いた場合と比較して同軸ケーブルの柔軟性は維持できるものの、同軸ケーブルの長さがλ/4よりも短い場合には、導体線の取り付けが困難であるという問題がある。   When the branch conductor balun is used, the flexibility of the coaxial cable can be maintained as compared with the case where the Suppel top balun is used, but when the length of the coaxial cable is shorter than λ / 4, the conductor wire is attached. There is a problem that is difficult.

そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、同軸ケーブルが短い場合であっても同軸ケーブルの外部導体へ進行する電流を抑制でき、かつ、同軸ケーブルの柔軟性を維持することが可能な小型のアンテナ装置及び無線通信機器を提供することにある。   Therefore, the object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and even when the coaxial cable is short, the current traveling to the outer conductor of the coaxial cable can be suppressed, and the flexibility of the coaxial cable can be maintained. The object is to provide a small antenna device and a wireless communication device.

本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、アンテナ部と、該アンテナ部に給電する同軸ケーブルと、を備えたアンテナ装置であって、前記同軸ケーブルの先端部に該同軸ケーブルと離間して配置され、一端が前記同軸ケーブルの内部導体に、他端が前記同軸ケーブルの外部導体に電気的に接続された導体線を有する分岐導体バランを備え、前記導体線が、前記同軸ケーブルの周囲に巻き付けられているアンテナ装置である。   The present invention has been devised to achieve the above object, and is an antenna device including an antenna section and a coaxial cable that feeds power to the antenna section, and the coaxial cable is provided at the tip of the coaxial cable. And a branch conductor balun having a conductor wire having one end electrically connected to the inner conductor of the coaxial cable and the other end electrically connected to the outer conductor of the coaxial cable. An antenna device that is wound around a cable.

前記アンテナ部が、前記同軸ケーブルの前記外部導体と電気的に接続される平面視で矩形状のグランド部と、該グランド部の一辺に沿うように前記グランド部と離間して形成され、前記同軸ケーブルの前記内部導体と電気的に接続される素子部と、を備えた平面アンテナからなってもよい。   The antenna portion is formed in a rectangular shape in plan view that is electrically connected to the outer conductor of the coaxial cable, and is separated from the ground portion so as to be along one side of the ground portion. You may consist of a planar antenna provided with the element part electrically connected with the said internal conductor of a cable.

前記同軸ケーブルの先端部と前記導体線とを覆うように設けられ、前記導体線を前記同軸ケーブルの周囲に密着させて固定する固定部材を備えてもよい。   A fixing member may be provided so as to cover a front end portion of the coaxial cable and the conductor wire, and fix the conductor wire in close contact with the periphery of the coaxial cable.

長さが異なる複数の前記導体線を備え、該複数の導体線をそれぞれ前記同軸ケーブルの周囲に巻き付けて前記分岐導体バランを構成してもよい。   A plurality of the conductor wires having different lengths may be provided, and each of the plurality of conductor wires may be wound around the coaxial cable to constitute the branch conductor balun.

前記導体線として、複数の素線からなる導体の周囲に絶縁体を設けた絶縁電線を用いてもよい。   You may use the insulated wire which provided the insulator around the conductor which consists of a several strand as said conductor wire.

前記導体線として、複数の素線からなる第2内部導体の周囲に、第2絶縁体、および編組からなる第2外部導体を設けた第2同軸ケーブルを用い、前記第2内部導体の一端を前記同軸ケーブルの内部導体に、他端を前記同軸ケーブルの外部導体に電気的に接続してもよい。   As the conductor wire, a second coaxial cable in which a second insulator and a second outer conductor made of a braid are provided around a second inner conductor made of a plurality of strands, and one end of the second inner conductor is attached The other end may be electrically connected to the inner conductor of the coaxial cable and the outer conductor of the coaxial cable.

また、本発明は、前記アンテナ装置を搭載した無線通信機器である。   The present invention is also a wireless communication device equipped with the antenna device.

本発明によれば、同軸ケーブルが短い場合であっても同軸ケーブルの外部導体へ進行する電流を抑制でき、かつ、同軸ケーブルの柔軟性を維持することが可能な小型のアンテナ装置及び無線通信機器を提供できる。   According to the present invention, even when the coaxial cable is short, a small antenna device and a wireless communication device that can suppress the current that travels to the outer conductor of the coaxial cable and that can maintain the flexibility of the coaxial cable. Can provide.

本発明の一実施形態に係るアンテナ装置の平面図である。It is a top view of the antenna device concerning one embodiment of the present invention. (a)は、図1のアンテナ装置における同軸ケーブルの先端部の拡大図、(b)は、同軸ケーブルの横断面図、(c)は、導体線の横断面図である。(A) is an enlarged view of the front-end | tip part of the coaxial cable in the antenna apparatus of FIG. 1, (b) is a cross-sectional view of a coaxial cable, (c) is a cross-sectional view of a conductor wire. (a)は、図1のアンテナ装置の各部の寸法を示す図、(b)は、|S11|および利得を測定する際のアンテナ装置の配置、および偏波の定義を説明する図である。(A) is a figure which shows the dimension of each part of the antenna apparatus of FIG. 1, (b) is a figure explaining the arrangement | positioning of the antenna apparatus at the time of measuring | S11 | and a gain, and the definition of a polarized wave. (a)は、|S11|の測定結果を示す図、(b)は、利得の測定結果を示す図である。(A) is a figure which shows the measurement result of | S11 |, (b) is a figure which shows the measurement result of a gain. 本発明の一変形例に係るアンテナ装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the antenna device which concerns on one modification of this invention.

以下、本発明の実施形態を添付図面にしたがって説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

図1は、本実施形態に係るアンテナ装置の平面図である。また、図2(a)は、同軸ケーブルの先端部の拡大図、図2(b)は同軸ケーブルの横断面図、図2(c)は、導体線の横断面図である。   FIG. 1 is a plan view of the antenna device according to the present embodiment. 2A is an enlarged view of the front end portion of the coaxial cable, FIG. 2B is a transverse sectional view of the coaxial cable, and FIG. 2C is a transverse sectional view of the conductor wire.

図1,2に示すように、アンテナ装置1は、アンテナ部2と、アンテナ部2に給電する同軸ケーブル3と、を備えている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the antenna device 1 includes an antenna unit 2 and a coaxial cable 3 that feeds power to the antenna unit 2.

同軸ケーブル3は、内部導体4の外周に、絶縁体5、外部導体6、シース7を順次設けて形成される。同軸ケーブル3としては、内部導体4と外部導体6とが複数の素線により形成された柔軟性の高いものを用いるとよい。内部導体4は、複数の素線を撚り合わせたものであってもよいし、撚り合わせずに複数の素線を束ねたものであってもよい。外部導体6としては、複数の素線を編み込んだ編組シールドを用いるとよい。本実施形態では、外部導体6の外径が0.9mmであり、シース7の外径が1.1mmである同軸ケーブル3を用いた。   The coaxial cable 3 is formed by sequentially providing an insulator 5, an outer conductor 6, and a sheath 7 on the outer periphery of the inner conductor 4. As the coaxial cable 3, it is preferable to use a highly flexible cable in which the inner conductor 4 and the outer conductor 6 are formed by a plurality of strands. The inner conductor 4 may be one in which a plurality of strands are twisted, or may be a bundle of a plurality of strands without being twisted. As the outer conductor 6, a braided shield in which a plurality of strands are knitted may be used. In the present embodiment, the coaxial cable 3 in which the outer diameter of the outer conductor 6 is 0.9 mm and the outer diameter of the sheath 7 is 1.1 mm is used.

アンテナ部2は、機器への内蔵を容易とするために、その導体部分の最大寸法が動作周波数帯の中心周波数に対応する波長の3/8倍以下となるように構成されることが望ましい。   The antenna unit 2 is preferably configured so that the maximum dimension of the conductor portion thereof is 3/8 times or less the wavelength corresponding to the center frequency of the operating frequency band in order to facilitate incorporation into the device.

本実施形態では、アンテナ部2は、同軸ケーブル3の外部導体6と電気的に接続される平面視で矩形状のグランド部8と、グランド部8の一辺に沿うようにグランド部8と離間して形成され、同軸ケーブル3の内部導体4と電気的に接続される素子部9と、を備えた平面アンテナからなる。アンテナ部2を平面アンテナで構成することで、機器内への配置が容易となる。   In the present embodiment, the antenna portion 2 is separated from the ground portion 8 so as to be along a rectangular ground portion 8 and one side of the ground portion 8 in a plan view electrically connected to the outer conductor 6 of the coaxial cable 3. And a planar antenna having an element portion 9 electrically connected to the inner conductor 4 of the coaxial cable 3. By configuring the antenna unit 2 with a planar antenna, it is easy to arrange in the device.

グランド部8と素子部9は、銅、洋白、ステンレス等の導体板から構成される。ここでは、グランド部8と素子部9に用いる導体板の厚さを1mmとした。なお、グランド部8と素子部9は、導体板に限らず、ガラスエポキシ等の基板の表面に形成された導体箔(導体パターン)から構成されてもよい。   The ground part 8 and the element part 9 are comprised from conductor plates, such as copper, white, and stainless steel. Here, the thickness of the conductor plate used for the ground part 8 and the element part 9 was 1 mm. In addition, the ground part 8 and the element part 9 are not restricted to a conductor plate, but may be composed of a conductor foil (conductor pattern) formed on the surface of a substrate such as glass epoxy.

本実施形態では、グランド部8と素子部9の図示右側の端部に、グランド部8と素子部9とを接続する短絡部10を形成すると共に、短絡部10よりも図示左側に、同軸ケーブル3を接続する給電部11を形成し、アンテナ部2を所謂逆Fアンテナで構成している。   In the present embodiment, a short-circuit portion 10 that connects the ground portion 8 and the element portion 9 is formed at the right end of the ground portion 8 and the element portion 9 in the drawing, and a coaxial cable is provided on the left side of the short-circuit portion 10 in the drawing. 3 is formed, and the antenna unit 2 is configured by a so-called inverted F antenna.

短絡部10はアンテナ部2の入力インピーダンスの調整を容易とするためのものであり、インダクタや容量等の集中定数素子またはこれらの素子と同等の周波数特性を有する導体パターンにより構成するとよい。   The short-circuit unit 10 is for facilitating adjustment of the input impedance of the antenna unit 2 and may be configured by a lumped constant element such as an inductor or a capacitor or a conductor pattern having frequency characteristics equivalent to those elements.

なお、アンテナ部2の形状は図示のものに限定されない。例えば、図1では素子部9の先端部(図示左側の端部)をグランド部8側に垂直に折り曲げているが、アンテナ部2の幅(図示左右方向の長さ)を大きくできる場合は直線状としてもよい。また、短絡部10を省略して、アンテナ部2を所謂逆Lアンテナで構成してもよい。   The shape of the antenna unit 2 is not limited to that shown in the figure. For example, in FIG. 1, the tip end portion (left end portion in the drawing) of the element portion 9 is bent perpendicularly to the ground portion 8 side, but if the width of the antenna portion 2 (length in the left-right direction in the drawing) can be increased, a straight line is formed. It is good also as a shape. Further, the short-circuit unit 10 may be omitted, and the antenna unit 2 may be configured with a so-called inverted L antenna.

アンテナ部2では、グランド部8の高さ(図示上下方向の長さ)h1と素子部9の高さ(図示上下方向の長さ)h2を等しく形成しており、比較的、電気的に平衡に近い構成となっている。 In the antenna unit 2, the height of the ground portion 8 (the length of the vertical direction in the drawing) the height of h 1 and the element portion 9 (shown vertical length) are equal form h 2, relatively, electrical The structure is close to equilibrium.

さて、本実施形態に係るアンテナ装置1は、同軸ケーブル3の先端部に取り付けられた分岐導体バラン12をさらに備えている。   Now, the antenna device 1 according to the present embodiment further includes a branch conductor balun 12 attached to the distal end portion of the coaxial cable 3.

分岐導体バラン12は、同軸ケーブル3の先端部に同軸ケーブル3と離間して導体線13を配置して構成される。導体線13は、その一端が同軸ケーブル3の内部導体4(より詳細には内部導体4と素子部9との接続部)に電気的に接続され、他端が同軸ケーブル3の外部導体6に電気的に接続されている。導体線13は、その電気長が動作周波数帯の中心周波数に対応する波長の約1/4倍となるように構成されている。   The branch conductor balun 12 is configured by disposing a conductor wire 13 at a distal end portion of the coaxial cable 3 so as to be separated from the coaxial cable 3. One end of the conductor wire 13 is electrically connected to the inner conductor 4 of the coaxial cable 3 (more specifically, the connection portion between the inner conductor 4 and the element portion 9), and the other end is connected to the outer conductor 6 of the coaxial cable 3. Electrically connected. The conductor wire 13 is configured such that its electrical length is about 1/4 times the wavelength corresponding to the center frequency of the operating frequency band.

本実施形態では、分岐導体バラン12の導体線13として、複数の素線からなる導体14の周囲に絶縁体15を設けた絶縁電線16を用いた。導体14が複数の素線からなる絶縁電線16を導体線13として用いることで、導体線13を取り付けた位置においても同軸ケーブル3の柔軟性を高く維持し、同軸ケーブル3の引き回しの自由度が低下することを抑制できる。ここでは、導体14の外径が0.5mm、絶縁体15の外径が1mmの導体線13を用いた。   In this embodiment, the insulated wire 16 in which the insulator 15 is provided around the conductor 14 composed of a plurality of strands is used as the conductor wire 13 of the branch conductor balun 12. By using the insulated wire 16 in which the conductor 14 is composed of a plurality of strands as the conductor wire 13, the flexibility of the coaxial cable 3 can be maintained while maintaining the flexibility of the coaxial cable 3 even at the position where the conductor wire 13 is attached. It can suppress that it falls. Here, a conductor wire 13 having an outer diameter of the conductor 14 of 0.5 mm and an outer diameter of the insulator 15 of 1 mm was used.

本実施形態に係るアンテナ装置1では、導体線13が、同軸ケーブル3の周囲に巻き付けられている。ここでは、同軸ケーブル3のシース7の周囲に、導体線13を螺旋状に巻き付けているが、導体線13の巻き付け方は螺旋状に限らず、例えば途中で巻方向を逆転させるように巻き付けても構わない。つまり、アンテナ装置1では、同軸ケーブル3の長手方向と、導体線13の長手方向とが交差し、かつ、同軸ケーブル3と導体線13間の距離が略一定となるように、同軸ケーブル3の周囲に導体線13が巻き付けられている。ここでは、同軸ケーブル3の外径が1.1mm、導体線13の外径が1mmであるので、導体線13を同軸ケーブル3に巻き付けたときの全体の外径は3.1mmとなる。   In the antenna device 1 according to the present embodiment, the conductor wire 13 is wound around the coaxial cable 3. Here, the conductor wire 13 is spirally wound around the sheath 7 of the coaxial cable 3, but the method of winding the conductor wire 13 is not limited to the spiral shape. For example, the conductor wire 13 is wound so as to reverse the winding direction in the middle. It doesn't matter. That is, in the antenna device 1, the length of the coaxial cable 3 and the length of the conductor wire 13 intersect with each other, and the distance between the coaxial cable 3 and the conductor wire 13 is substantially constant. A conductor wire 13 is wound around the periphery. Here, since the outer diameter of the coaxial cable 3 is 1.1 mm and the outer diameter of the conductor wire 13 is 1 mm, the entire outer diameter when the conductor wire 13 is wound around the coaxial cable 3 is 3.1 mm.

本実施形態では、導体線13を螺旋状に巻き付ける際の巻きピッチd、すなわち、導体線13が周方向の基準位置から同軸ケーブル3の周囲を1周して再び基準位置に到達したときに同軸ケーブル3の長手方向に沿って移動する距離を、2mmとした。巻きピッチdが小さすぎると、同軸ケーブル3の長手方向に沿って巻きピッチd毎に配置される導体線13の導体14があたかも1体であるかのように動作してしまい、分岐導体バラン12としての動作が得られなくなる場合があるため、巻きピッチdは、分岐導体バラン12としての動作が得られる程度に大きくする必要がある。   In the present embodiment, the winding pitch d when the conductor wire 13 is wound in a spiral shape, that is, when the conductor wire 13 makes one round around the coaxial cable 3 from the reference position in the circumferential direction and reaches the reference position again. The distance moved along the longitudinal direction of the cable 3 was 2 mm. If the winding pitch d is too small, the conductor 14 of the conductor wire 13 arranged for each winding pitch d along the longitudinal direction of the coaxial cable 3 operates as if it were one body, and the branch conductor balun 12 is operated. Therefore, the winding pitch d needs to be increased to such an extent that the operation as the branch conductor balun 12 can be obtained.

導体線13の一端からは導体14が延出されており、この延出された導体14がはんだ等により内部導体4と素子部9の接続部に固定され、電気的に接続される。また、導体線13の他端からも導体14が延出されており、この延出された導体14が、シース7の一部を除去して露出された外部導体6にはんだ等により固定され、電気的に接続される。   A conductor 14 is extended from one end of the conductor wire 13, and the extended conductor 14 is fixed to a connection portion between the internal conductor 4 and the element portion 9 by solder or the like and is electrically connected. Further, a conductor 14 extends from the other end of the conductor wire 13, and the extended conductor 14 is fixed to the exposed external conductor 6 by removing a part of the sheath 7 with solder or the like, Electrically connected.

なお、導体14と外部導体6の接続については、スリットを有するリング状の金属部品(加締めリング)を用いて加締め固定することも可能である。加締めリングを用いることで、導体14と外部導体6の接続作業が容易になる。   In addition, about the connection of the conductor 14 and the outer conductor 6, it is also possible to crimp and fix using the ring-shaped metal component (caulking ring) which has a slit. By using the caulking ring, the connection work between the conductor 14 and the outer conductor 6 is facilitated.

同軸ケーブル3と導体線13との距離が変化すると、同軸ケーブル3の外部導体6上へ進行する電流の低減効果も変化してしまうため、導体線13は、同軸ケーブル3の周囲に固定されることが望ましい。つまり、アンテナ装置1は、同軸ケーブル3の先端部と導体線13とを覆うように設けられ、導体線13を同軸ケーブル3の周囲に密着させて固定する固定部材(図示せず)を備えることが望ましい。   If the distance between the coaxial cable 3 and the conductor wire 13 changes, the effect of reducing the current traveling on the outer conductor 6 of the coaxial cable 3 also changes, so the conductor wire 13 is fixed around the coaxial cable 3. It is desirable. That is, the antenna device 1 includes a fixing member (not shown) that is provided so as to cover the distal end portion of the coaxial cable 3 and the conductor wire 13 and fixes the conductor wire 13 in close contact with the periphery of the coaxial cable 3. Is desirable.

固定部材としては、絶縁性のものを用いるとよく、収縮チューブや粘着テープなどが挙げられる。固定部材として収縮チューブを用いる場合、収縮チューブの中空部に同軸ケーブル3の先端部と導体線13とを配置した後、収縮チューブを加熱して収縮させ、導体線13を同軸ケーブル3の周囲に密着させて固定する。固定部材として粘着テープを用いる場合、粘着テープを導体線13の周囲に巻回して、導体線13を同軸ケーブル3の周囲に密着させて固定する。   As the fixing member, an insulating member may be used, and examples thereof include a shrinkable tube and an adhesive tape. When using a shrinkable tube as the fixing member, the distal end portion of the coaxial cable 3 and the conductor wire 13 are disposed in the hollow portion of the shrinkable tube, and then the shrinkable tube is heated and contracted to place the conductor wire 13 around the coaxial cable 3. Fix in close contact. When an adhesive tape is used as the fixing member, the adhesive tape is wound around the conductor wire 13 and the conductor wire 13 is brought into close contact with the periphery of the coaxial cable 3 and fixed.

固定部材を備えることで、同軸ケーブル3の外部導体6と導体線13の距離を一定に保ち、同軸ケーブル3の外部導体6上へ進行する電流の低減効果を一定に保つことが可能になり、アンテナ特性のバラつきを低減することが可能になる。   By providing the fixing member, the distance between the outer conductor 6 of the coaxial cable 3 and the conductor wire 13 can be kept constant, and the effect of reducing the current traveling on the outer conductor 6 of the coaxial cable 3 can be kept constant. It is possible to reduce variations in antenna characteristics.

さらに、固定部材に金属テープ等を用いたり、固定部材の周囲に金属層を設けるなどしてシールド機能を付与することで、例えば導体線13の近傍に導電性の物体が存在する場合であってもインピーダンスの変化を抑制し、分岐導体バラン12の動作を安定させることが可能になる。   Furthermore, by using a metal tape or the like for the fixing member or providing a shielding function by providing a metal layer around the fixing member, for example, a conductive object exists in the vicinity of the conductor wire 13. Also, it is possible to suppress the change in impedance and to stabilize the operation of the branch conductor balun 12.

図3(a)に示す寸法のアンテナ装置1を作製し、図3(b)に示すように、アンテナ部2の法線方向に同軸ケーブル3が沿うように配置して、Sパラメータである|S11|および利得を測定した。|S11|の測定結果を図4(a)に、利得の測定結果を図4(b)に示す。なお、利得については、アンテナ部2の表面と平行な面の放射パターンを測定することとし、アンテナ部2の表面と平行な偏波であるGφと、Gφと直交し同軸ケーブル3の長手方向と平行な偏波であるGθについて測定を行った。測定したGφとGθの平均値を表1に示す。   The antenna device 1 having the dimensions shown in FIG. 3A is manufactured, and as shown in FIG. 3B, the coaxial cable 3 is arranged along the normal direction of the antenna unit 2 and is an S parameter. S11 | and gain were measured. FIG. 4A shows the measurement result of | S11 |, and FIG. 4B shows the measurement result of the gain. As for the gain, the radiation pattern of a plane parallel to the surface of the antenna unit 2 is measured, and Gφ that is polarized parallel to the surface of the antenna unit 2 and the longitudinal direction of the coaxial cable 3 orthogonal to Gφ Measurement was performed for Gθ which is a parallel polarization. Table 1 shows the measured average values of Gφ and Gθ.

また、比較のため、分岐導体バラン12を省略したアンテナ装置を用いて、本実施形態に係るアンテナ装置1と同様に、|S11|および利得を測定した。測定結果を図4(a),(b)および表1に併せて示す。   For comparison, | S11 | and the gain were measured using the antenna device in which the branch conductor balun 12 was omitted, as in the antenna device 1 according to the present embodiment. The measurement results are shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b) and Table 1.

図4(a)に示すように、アンテナ装置1(バラン有り)および分岐導体バラン12を省略したアンテナ装置(バラン無し)は、共に|S11|が920MHz近傍で小さく、当該周波数での整合が良好であることが確認できた。   As shown in FIG. 4 (a), both the antenna device 1 (with balun) and the antenna device (without balun) without the branch conductor balun 12 have a small | S11 | near 920 MHz and good matching at the frequency. It was confirmed that.

また、図4(b)および表1に示すように、アンテナ部2が放射する主偏波であるGφについては、分岐導体バラン12の有無で殆ど差がなく、平均値の差は0.2dBと同等の値であった。   Further, as shown in FIG. 4B and Table 1, there is almost no difference in Gφ which is the main polarized wave radiated from the antenna unit 2 with or without the branch conductor balun 12, and the difference in average value is 0.2 dB. Was the same value.

これに対して、同軸ケーブル3から放射されるGθについては、分岐導体バラン12を省略したアンテナ装置(バラン無し)と比較してアンテナ装置1(バラン有り)が小さくなっており、平均値の差は1.9dBであった。これは、分岐導体バラン12を備えることにより、同軸ケーブル3からの電磁波の放射が低減したことが要因と考えられる。   On the other hand, with respect to Gθ radiated from the coaxial cable 3, the antenna device 1 (with balun) is smaller than the antenna device (without balun) in which the branch conductor balun 12 is omitted, and the difference between the average values. Was 1.9 dB. The reason for this is considered to be that radiation of electromagnetic waves from the coaxial cable 3 is reduced by providing the branch conductor balun 12.

つまり、アンテナ装置1では、同軸ケーブル3の外部導体6へ進行する電流が抑制され、Gθと平行な同軸ケーブル3の外部導体6からの電磁波の放射が低減されていることが分かる。   That is, it can be seen that in the antenna device 1, the current traveling to the outer conductor 6 of the coaxial cable 3 is suppressed, and the radiation of the electromagnetic wave from the outer conductor 6 of the coaxial cable 3 parallel to Gθ is reduced.

以上説明したように、本実施形態に係るアンテナ装置1では、同軸ケーブル3の先端部に同軸ケーブル3と離間して配置され、一端が同軸ケーブル3の内部導体4に、他端が同軸ケーブル3の外部導体6に電気的に接続された導体線13を有する分岐導体バラン12を備え、導体線13が、同軸ケーブル3の周囲に巻き付けられている。   As described above, in the antenna device 1 according to the present embodiment, the coaxial cable 3 is disposed at the distal end portion away from the coaxial cable 3, one end being the inner conductor 4 of the coaxial cable 3 and the other end being the coaxial cable 3. A branch conductor balun 12 having a conductor wire 13 electrically connected to the outer conductor 6 is provided, and the conductor wire 13 is wound around the coaxial cable 3.

分岐導体バラン12を備えることにより、同軸ケーブル3の柔軟性を維持しつつも、同軸ケーブル3の外部導体6へ進行する電流を低減することが可能になる。さらに、導体線13を同軸ケーブル3に巻き付けることにより、分岐導体バラン12の全長を短くでき、短い同軸ケーブル3についても適用が可能になる。   By providing the branch conductor balun 12, it is possible to reduce the current traveling to the outer conductor 6 of the coaxial cable 3 while maintaining the flexibility of the coaxial cable 3. Furthermore, by winding the conductor wire 13 around the coaxial cable 3, the entire length of the branch conductor balun 12 can be shortened, and the present invention can be applied to the short coaxial cable 3.

つまり、本発明によれば、同軸ケーブル3が短い場合であっても同軸ケーブル3の外部導体6へ進行する電流を抑制でき、かつ、同軸ケーブル3の柔軟性を維持することが可能なアンテナ装置1を実現できる。   That is, according to the present invention, even when the coaxial cable 3 is short, the antenna device that can suppress the current traveling to the outer conductor 6 of the coaxial cable 3 and can maintain the flexibility of the coaxial cable 3. 1 can be realized.

その結果、アンテナ部2としてグランド部8の高さh1を小さくした平面アンテナを用いた場合であっても、同軸ケーブル3の外部導体6からの放射量を抑制して、指向性のずれ等の不具合を抑制し所望の放射特性を得ることが可能になり、機器への内蔵に適した小型のアンテナ装置1を実現できる。 As a result, even when a planar antenna in which the height h 1 of the ground portion 8 is reduced is used as the antenna portion 2, the radiation amount from the outer conductor 6 of the coaxial cable 3 is suppressed, and the directivity shift, etc. This makes it possible to obtain a desired radiation characteristic and to realize a small antenna device 1 suitable for being incorporated in a device.

本実施形態に係る無線通信機器は、アンテナ装置1を搭載したものであり、例えば、温度や湿度、電力使用量、光度等を測定するセンサ部を備え、アンテナ装置1を介して無線により測定データを送信可能な無線センサ端末、あるいはノートパソコンなどのモバイル端末である。アンテナ装置1は小型であり、同軸ケーブル3の柔軟性が高く引き回しの自由度が大きいので、小型かつ組立の容易な無線通信機器を実現できる。   The wireless communication device according to the present embodiment is equipped with the antenna device 1, and includes, for example, a sensor unit that measures temperature, humidity, power usage, luminous intensity, and the like, and measurement data wirelessly via the antenna device 1. Is a wireless sensor terminal or a mobile terminal such as a notebook computer. Since the antenna device 1 is small and the coaxial cable 3 is highly flexible and has a high degree of freedom in routing, a wireless communication device that is small and easy to assemble can be realized.

本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

例えば、上記実施形態では、アンテナ部2として平面アンテナを用いた場合を説明したが、アンテナ部2は平面アンテナに限定されず、例えばダイポールアンテナであってもよい。   For example, in the above embodiment, the case where a planar antenna is used as the antenna unit 2 has been described. However, the antenna unit 2 is not limited to a planar antenna, and may be a dipole antenna, for example.

また、上記実施形態では、導体線13として絶縁電線16を用いる場合を説明したが、これに限らず、例えば、導体線13として、複数の素線からなる第2内部導体の周囲に、第2絶縁体、および編組からなる第2外部導体を設けた第2同軸ケーブルを用い、第2内部導体の一端を同軸ケーブル3の内部導体4に、他端を同軸ケーブル3の外部導体6に電気的に接続するように構成してもよい。   Moreover, in the said embodiment, although the case where the insulated wire 16 was used as the conductor wire 13 was demonstrated, it is not restricted to this, For example, around the 2nd internal conductor which consists of a some strand as the conductor wire 13, 2nd Using a second coaxial cable provided with an insulator and a second outer conductor made of braid, one end of the second inner conductor is electrically connected to the inner conductor 4 of the coaxial cable 3, and the other end is electrically connected to the outer conductor 6 of the coaxial cable 3. You may comprise so that it may connect to.

導体線13の導体として第2同軸ケーブルの第2内部導体を用いることで、例えば導体線13の近傍に導電性の物体が存在する場合であってもインピーダンスの変化を抑制し、分岐導体バラン12の動作を安定させることが可能になる。なお、インピーダンスの変化の抑制等の効果は得られないものの、第2同軸ケーブルの第2外部導体を導体線13の導体として用いることも当然に可能である。   By using the second inner conductor of the second coaxial cable as the conductor of the conductor wire 13, for example, even when a conductive object is present in the vicinity of the conductor wire 13, a change in impedance is suppressed, and the branch conductor balun 12. It becomes possible to stabilize the operation. It should be noted that the second outer conductor of the second coaxial cable can naturally be used as the conductor of the conductor wire 13 although an effect such as suppression of a change in impedance cannot be obtained.

さらに、上記実施形態では、動作周波数帯が1つである場合について説明したが、本発明は、複数の動作周波数帯を有する場合についても適用可能である。   Furthermore, although the case where there is one operating frequency band has been described in the above embodiment, the present invention is also applicable to a case where a plurality of operating frequency bands are provided.

この場合、同軸ケーブル3の外部導体6に進行する電流の周波数帯も複数となるので、図5に示すアンテナ装置51のように、各周波数帯に対応するように長さが異なる複数の導体線13を備え、該複数の導体線13をそれぞれ同軸ケーブル3の周囲に巻き付けて分岐導体バラン12を構成するとよい。このように構成することで、複数の周波数帯の電流の外部導体6への進行を同時に低減することが可能になる。なお、図5では、導体線13を2本用いる場合を示しているが、3本以上としてもよい。   In this case, since there are a plurality of frequency bands of the current traveling to the outer conductor 6 of the coaxial cable 3, a plurality of conductor wires having different lengths corresponding to each frequency band as in the antenna device 51 shown in FIG. The branch conductor balun 12 may be configured by winding the plurality of conductor wires 13 around the coaxial cable 3. With this configuration, it is possible to simultaneously reduce the progression of currents in a plurality of frequency bands to the outer conductor 6. Although FIG. 5 shows the case where two conductor wires 13 are used, three or more conductor wires may be used.

1 アンテナ装置
2 アンテナ部
3 同軸ケーブル
4 内部導体
6 外部導体
12 分岐導体バラン
13 導体線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Antenna apparatus 2 Antenna part 3 Coaxial cable 4 Inner conductor 6 Outer conductor 12 Branch conductor balun 13 Conductor wire

Claims (7)

アンテナ部と、該アンテナ部に給電する同軸ケーブルと、を備えたアンテナ装置であって、
前記同軸ケーブルの先端部に該同軸ケーブルと離間して配置され、一端が前記同軸ケーブルの内部導体に、他端が前記同軸ケーブルの外部導体に電気的に接続された導体線を有する分岐導体バランを備え、
前記導体線が、前記同軸ケーブルの周囲に巻き付けられている
ことを特徴とするアンテナ装置。
An antenna device comprising an antenna unit and a coaxial cable that feeds power to the antenna unit,
A branched conductor balun having a conductor wire disposed at a distal end portion of the coaxial cable and spaced from the coaxial cable, one end electrically connected to the inner conductor of the coaxial cable and the other end electrically connected to the outer conductor of the coaxial cable. With
The antenna device, wherein the conductor wire is wound around the coaxial cable.
前記アンテナ部が、前記同軸ケーブルの前記外部導体と電気的に接続される平面視で矩形状のグランド部と、該グランド部の一辺に沿うように前記グランド部と離間して形成され、前記同軸ケーブルの前記内部導体と電気的に接続される素子部と、を備えた平面アンテナからなる
請求項1記載のアンテナ装置。
The antenna portion is formed in a rectangular shape in plan view that is electrically connected to the outer conductor of the coaxial cable, and is separated from the ground portion so as to be along one side of the ground portion. The antenna device according to claim 1, comprising: a planar antenna including an element portion electrically connected to the inner conductor of the cable.
前記同軸ケーブルの先端部と前記導体線とを覆うように設けられ、前記導体線を前記同軸ケーブルの周囲に密着させて固定する固定部材を備えた
請求項1または2記載のアンテナ装置。
The antenna device according to claim 1, further comprising: a fixing member that is provided so as to cover a front end portion of the coaxial cable and the conductor wire and that fixes the conductor wire in close contact with the periphery of the coaxial cable.
長さが異なる複数の前記導体線を備え、該複数の導体線をそれぞれ前記同軸ケーブルの周囲に巻き付けて前記分岐導体バランを構成した
請求項1〜3いずれかに記載のアンテナ装置。
The antenna device according to any one of claims 1 to 3, comprising a plurality of the conductor wires having different lengths, and each of the plurality of conductor wires being wound around the coaxial cable to constitute the branch conductor balun.
前記導体線として、複数の素線からなる導体の周囲に絶縁体を設けた絶縁電線を用いた
請求項1〜4いずれかに記載のアンテナ装置。
The antenna device according to any one of claims 1 to 4, wherein an insulated wire provided with an insulator around a conductor composed of a plurality of strands is used as the conductor wire.
前記導体線として、複数の素線からなる第2内部導体の周囲に、第2絶縁体、および編組からなる第2外部導体を設けた第2同軸ケーブルを用い、前記第2内部導体の一端を前記同軸ケーブルの内部導体に、他端を前記同軸ケーブルの外部導体に電気的に接続した
請求項1〜4いずれかに記載のアンテナ装置。
As the conductor wire, a second coaxial cable in which a second insulator and a second outer conductor made of a braid are provided around a second inner conductor made of a plurality of strands, and one end of the second inner conductor is attached The antenna device according to claim 1, wherein the other end of the coaxial cable is electrically connected to the inner conductor of the coaxial cable and the outer conductor of the coaxial cable.
請求項1〜6いずれかに記載のアンテナ装置を搭載した
ことを特徴とする無線通信機器。
A wireless communication device comprising the antenna device according to claim 1.
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