JP2015185910A - Communication device and antenna device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a communication device and an antenna device that are capable of handling a plurality of bands and obtaining a sufficient antenna characteristic with the same size as a single SRR antenna unit.SOLUTION: A communication device includes: a split ring resonator antenna that includes a split ring unit, an impedance control unit and a power supply unit, and has a first resonant frequency; and an antenna element connected with the split ring resonator antenna via an LC parallel circuit or a first inductor. A second resonant frequency formed by the power supply unit, the LC parallel circuit or the first inductor, and the antenna element is different from the first resonant frequency.

Description

本発明は、複数の周波数帯で動作する通信装置及びアンテナ装置に関する。   The present invention relates to a communication device and an antenna device that operate in a plurality of frequency bands.

無線通信機器には小型化や低コスト化が望まれており、アンテナにも同様に小型化や低コスト化が要求されている。また、アンテナの配置については、周辺の電子部品やグランドから遠ざける、すなわちアンテナ領域を広げる方が、特性が良くなる。しかし、スマートフォンに代表される高機能な電子機器では、アンテナの他に搭載する部品点数が多く、アンテナ領域を十分に確保することができる位置にアンテナを配置することができない場合がある。   Miniaturization and cost reduction are desired for wireless communication devices, and miniaturization and cost reduction are also required for antennas. Further, with respect to the arrangement of the antenna, the characteristics are improved by moving away from the surrounding electronic components and the ground, that is, expanding the antenna area. However, in a high-functional electronic device typified by a smartphone, there are many parts to be mounted in addition to the antenna, and the antenna may not be disposed at a position where a sufficient antenna area can be secured.

そこで、小型で、かつ多層化プリント基板上の外周であれば何処に配置してもアンテナとして機能するスプリットリング共振器(SRR:Sprit Ring Resonator)アンテナを適用することが提案されている。SRRアンテナは基板上の配線パターンにより形成されるため、追加コストも不要である。SRRアンテナは、例えば特許文献1に開示されている。   In view of this, it has been proposed to apply a split ring resonator (SRR) antenna that functions as an antenna wherever it is small and has an outer periphery on a multilayer printed circuit board. Since the SRR antenna is formed by a wiring pattern on the substrate, no additional cost is required. An SRR antenna is disclosed in Patent Document 1, for example.

一方、近年、デジタルカメラやプリンター等の電子機器への無線通信機能の搭載が増えている。また、モノのインターネット(IoT:Internet of Things)と呼ばれ、あらゆる電子機器をインターネットに接続する取り組みも進んでいる。電子機器をインターネットに接続する手段としては無線LAN(Local Area Network)やWi−Fi(Wireless Fidelity)(登録商標)がある。無線LANは2.4GHz帯と5GHz帯で使用可能であるため、両方の帯域に対応するアンテナが望まれる。   On the other hand, in recent years, the mounting of wireless communication functions in electronic devices such as digital cameras and printers has increased. In addition, the Internet of Things (IoT) is called “Internet of Things”, and efforts to connect all electronic devices to the Internet are also progressing. As means for connecting an electronic device to the Internet, there are a wireless LAN (Local Area Network) and a Wi-Fi (Wireless Fidelity) (registered trademark). Since the wireless LAN can be used in the 2.4 GHz band and the 5 GHz band, an antenna corresponding to both bands is desired.

WO2013/027824号公報WO2013 / 027824

しかしながら、関連技術には以下の問題があった。すなわち、SRRアンテナを基板の隅に実装した場合、アンテナ領域を十分に確保することができないためアンテナの性能が劣化する。この劣化は、周波数が低いほど大きくなる。SRRアンテナを基板の隅に実装することによる性能の劣化は、アンテナサイズを大きくすることで緩和することができる。しかし、アンテナサイズを大きくすることは、配線パターンや部品位置の変更、または製品のデザイン変更やサイズアップを招く可能性がある。   However, the related technology has the following problems. That is, when the SRR antenna is mounted in the corner of the board, the antenna performance cannot be secured and the antenna performance deteriorates. This deterioration increases as the frequency decreases. The performance degradation caused by mounting the SRR antenna at the corner of the substrate can be mitigated by increasing the antenna size. However, increasing the antenna size may lead to a change in wiring pattern or component position, or a change in product design or an increase in size.

本発明の目的は、上述の課題を解決する通信装置及びアンテナ装置を提供することにある。   The objective of this invention is providing the communication apparatus and antenna apparatus which solve the above-mentioned subject.

本発明の通信装置は、スプリットリング部とインピーダンス制御部と給電部とを有し、第一の共振周波数を有するスプリットリング共振器アンテナと、LC並列回路又は第一のインダクタを介してスプリットリング共振器アンテナと接続されたアンテナ素子と、を有し、給電部、LC並列回路又は第一のインダクタ、及びアンテナ素子により形成される第二の共振周波数は、第一の共振周波数とは異なることを特徴とする。   The communication device of the present invention includes a split ring resonator, an impedance control unit, and a power feeding unit, and split ring resonance via a split ring resonator antenna having a first resonance frequency and an LC parallel circuit or a first inductor. A second resonance frequency formed by the power supply unit, the LC parallel circuit or the first inductor, and the antenna element is different from the first resonance frequency. Features.

本発明のアンテナ装置は、スプリットリング部とインピーダンス制御部と給電部とを有し、第一の共振周波数を有するスプリットリング共振器アンテナと、LC並列回路又は第一のインダクタを介してスプリットリング共振器アンテナと接続されたアンテナ素子と、を有し、給電部、LC並列回路又は第一のインダクタ、及びアンテナ素子により形成される第二の共振周波数は、第一の共振周波数とは異なることを特徴とする。   The antenna device according to the present invention includes a split ring resonator, an impedance control unit, and a power feeding unit, and a split ring resonator antenna having a first resonance frequency and split ring resonance via an LC parallel circuit or a first inductor. A second resonance frequency formed by the power supply unit, the LC parallel circuit or the first inductor, and the antenna element is different from the first resonance frequency. Features.

本発明によれば、複数の帯域に対応し、且つSRRアンテナ単体と同じサイズで十分なアンテナ特性を得ることのできる通信装置及びアンテナ装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a communication device and an antenna device that can handle a plurality of bands and can obtain sufficient antenna characteristics with the same size as a single SRR antenna.

第1の実施形態にかかるアンテナ装置1000の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the antenna apparatus 1000 concerning 1st Embodiment. 第1の実施形態にかかるアンテナ装置1000の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the antenna apparatus 1000 concerning 1st Embodiment. 第1の実施形態にかかるアンテナ装置1000のリターンロス特性を示す図である。It is a figure which shows the return loss characteristic of the antenna apparatus 1000 concerning 1st Embodiment. 第1の実施形態にかかるアンテナ装置1000の放射特性を示す図である。It is a figure which shows the radiation characteristic of the antenna apparatus 1000 concerning 1st Embodiment. SRRアンテナを基板の中央に配置した場合のリターンロス特性を示す図である。It is a figure which shows the return loss characteristic at the time of arrange | positioning a SRR antenna in the center of a board | substrate. SRRアンテナを基板の中央に配置した場合の放射特性を示す図である。It is a figure which shows the radiation characteristic at the time of arrange | positioning a SRR antenna in the center of a board | substrate. SRRアンテナを基板の隅に配置した場合のリターンロス特性を示す図である。It is a figure which shows the return loss characteristic at the time of arrange | positioning a SRR antenna in the corner of a board | substrate. SRRアンテナを基板の隅に配置した場合の放射特性を示す図である。It is a figure which shows the radiation characteristic at the time of arrange | positioning a SRR antenna in the corner of a board | substrate. 第2の実施形態にかかるアンテナ装置2000の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the antenna apparatus 2000 concerning 2nd Embodiment. 第2の実施形態にかかるアンテナ装置2000のリターンロス特性を示す図である。It is a figure which shows the return loss characteristic of the antenna device 2000 concerning 2nd Embodiment.

[第1の実施形態]
本発明の実施形態にかかるアンテナ装置は、例えばIEEE802.11a/b/g/nに対応したポータブルルータでの使用が考えられる。
[First Embodiment]
The antenna device according to the embodiment of the present invention can be used in a portable router that supports, for example, IEEE 802.11a / b / g / n.

図1A及び1Bは、第1の実施形態にかかるアンテナ装置1000の構成を示す平面図である。本実施形態では、アンテナ装置1000を基板の隅に実装した例を示す。   1A and 1B are plan views showing a configuration of an antenna apparatus 1000 according to the first embodiment. In the present embodiment, an example in which the antenna device 1000 is mounted on a corner of the substrate is shown.

以下の説明で、基板の隅とは、基板の一辺とそれに接する他辺が交わる角の部分を占める領域、基板の端部とは、その隅の領域においてより終端部を占める領域を指すものとする。   In the following description, the corner of the substrate refers to a region that occupies a corner portion where one side of the substrate intersects with the other side that touches the substrate, and the end portion of the substrate refers to a region that occupies the terminal portion in the corner region. To do.

アンテナ装置1000は、第一の共振周波数を有するスプリットリング共振器アンテナ110と、第一の共振周波数とは異なる第二の共振周波数を有するアンテナ素子120とを有する。   The antenna device 1000 includes a split ring resonator antenna 110 having a first resonance frequency and an antenna element 120 having a second resonance frequency different from the first resonance frequency.

図1Aの長破線で囲まれるスプリットリング共振器(SRR)アンテナ110は、スプリットリング部111とインピーダンス制御部113と給電部112とを備える。   A split ring resonator (SRR) antenna 110 surrounded by a long broken line in FIG. 1A includes a split ring unit 111, an impedance control unit 113, and a power feeding unit 112.

スプリットリング部111、インピーダンス制御部113、給電部112は、プリント基板(基板)100に銅箔で描画印刷されている。図1Aにおいて灰色で示されている部分には銅箔が設けられており、白色で示されている部分には銅箔が設けられていない。白色で示されている部分は基板が削除され基板誘電材101により満たされている。   The split ring unit 111, the impedance control unit 113, and the power feeding unit 112 are drawn and printed on a printed circuit board (substrate) 100 with a copper foil. In FIG. 1A, a copper foil is provided in a portion shown in gray, and a copper foil is not provided in a portion shown in white. The portion shown in white is filled with the substrate dielectric material 101 by removing the substrate.

図1Aの破線で囲まれるスプリットリング部111は、その周囲の一部にスプリット部(開口部)を有する。開口部では、間隙を挟んで銅箔パターンが対向している。開口部はコンデンサの機能を有し、SRRアンテナ110のキャパシタンスを大きくするために設けられる。   The split ring portion 111 surrounded by a broken line in FIG. 1A has a split portion (opening) at a part of the periphery thereof. In the opening, the copper foil patterns face each other across the gap. The opening has a function of a capacitor and is provided to increase the capacitance of the SRR antenna 110.

図1Aの一点鎖線で囲まれるインピーダンス制御部113は、RF回路(図示せず)とのインピーダンス整合性を制御し、アンテナ装置1000の放射抵抗を制御する機能を有する。   The impedance control unit 113 surrounded by a one-dot chain line in FIG. 1A has a function of controlling impedance matching with an RF circuit (not shown) and controlling the radiation resistance of the antenna device 1000.

給電部112には、同軸ケーブル又はマイクロストリップライン等、アンテナ装置1000に電波を損失なく伝送する伝送線路が接続される。   A transmission line that transmits radio waves to the antenna device 1000 without loss, such as a coaxial cable or a microstrip line, is connected to the power feeding unit 112.

アンテナ素子120は、一般的なモノポールアンテナである。   The antenna element 120 is a general monopole antenna.

SRRアンテナ110とアンテナ素子120とは、LC並列回路(フィルタ)又はインダクタ(第一のインダクタ)L1を介して接続されている。図1A及び1Bでは、SRRアンテナ110とアンテナ素子120とがフィルタ121を介して接続されている例を示している。   The SRR antenna 110 and the antenna element 120 are connected via an LC parallel circuit (filter) or an inductor (first inductor) L1. 1A and 1B show an example in which the SRR antenna 110 and the antenna element 120 are connected via a filter 121. FIG.

フィルタ121は、SRRアンテナ110が有する共振周波数を十分に減衰するカットオフ周波数を有するように調整される。   The filter 121 is adjusted to have a cutoff frequency that sufficiently attenuates the resonance frequency of the SRR antenna 110.

アンテナ領域とは、アンテナをパターニングするために、基板グランドを形成した領域であり、図1Bに示す破線の領域を示す。   The antenna region is a region in which a substrate ground is formed in order to pattern the antenna, and indicates a broken line region shown in FIG. 1B.

一般的なモノポールアンテナの長さ[m]は、次の式1で求められる。cは光速[m]、fは周波数[MHz]を表す。
長さ=(c/f)/4・・・・・(式1)
また、モノポールアンテナの等価回路であるLC直列共振回路における共振周波数は、次の式2で求められる。π(パイ)は円周率を表す。
f=1/(2π√(LC))・・・・・(式2)
式1及び式2より、フィルタ121を構成するインダクタL又はインダクタL1は、モノポールアンテナであるアンテナ素子120の短縮に寄与することがわかる。
The length [m] of a general monopole antenna can be obtained by the following formula 1. c represents the speed of light [m], and f represents the frequency [MHz].
Length = (c / f) / 4 (Formula 1)
Further, the resonance frequency in the LC series resonance circuit, which is an equivalent circuit of the monopole antenna, is obtained by the following equation 2. π (pi) represents the circular ratio.
f = 1 / (2π√ (LC)) (Formula 2)
From Expression 1 and Expression 2, it can be seen that the inductor L or the inductor L1 constituting the filter 121 contributes to shortening of the antenna element 120 which is a monopole antenna.

モノポールアンテナの長さは、2.4GHzではおよそ3.125[cm]となる。   The length of the monopole antenna is approximately 3.125 [cm] at 2.4 GHz.

続いて、アンテナ装置1000の動作について説明する。   Next, the operation of the antenna device 1000 will be described.

周波数fのRF信号が入力されたSRRアンテナは、それぞれの開口部の開口縁に沿ってスプリットリング部をリング状に流れる電流によって生じるインダクタンスLと、開口部に生じるキャパシタンスCとからなるLC直列共振回路として、上述の式2に基づいて、入力されたRF信号を共振させる。   An SRR antenna to which an RF signal having a frequency f is input has an LC series resonance composed of an inductance L generated by a current flowing in a ring shape along the opening edge of each opening and a capacitance C generated in the opening. As a circuit, the input RF signal is made to resonate based on the above-described Expression 2.

前提として、SR共振器アンテナ110の共振周波数がf1、アンテナ素子120の共振周波数がf2に設定されているものとする。ここで、f2はf1と異なる周波数であり、以下では、f1がf2より高帯域である例について説明する。また、RF回路(図示せず)は、期間を分けて周波数f1のRF信号とf2のRF信号をそれぞれ出力するものとする。   As a premise, it is assumed that the resonance frequency of the SR resonator antenna 110 is set to f1, and the resonance frequency of the antenna element 120 is set to f2. Here, f2 is a frequency different from f1, and an example in which f1 is a higher band than f2 will be described below. Further, it is assumed that the RF circuit (not shown) outputs an RF signal having a frequency f1 and an RF signal having an frequency f2 for each period.

RF回路が給電部112に周波数f1のRF信号を出力すると、給電部112はRF回路から入力された当該RF信号を反射なく伝搬し、RF電力をSRRアンテナ110に出力する。当該RF信号を入力されたSRRアンテナ110は上述の通りLC直列共振回路を形成し、入力されたRF信号を共振させる。この現象に基づき周波数f1の電磁波信号を中空に放射する。なお、周波数f1のRF信号はフィルタ121により減衰されアンテナ素子120には流れない。   When the RF circuit outputs the RF signal having the frequency f1 to the power feeding unit 112, the power feeding unit 112 propagates the RF signal input from the RF circuit without reflection, and outputs the RF power to the SRR antenna 110. The SRR antenna 110 to which the RF signal is input forms an LC series resonance circuit as described above, and resonates the input RF signal. Based on this phenomenon, an electromagnetic wave signal having a frequency f1 is radiated in the air. The RF signal having the frequency f1 is attenuated by the filter 121 and does not flow to the antenna element 120.

以上のようにして、アンテナ装置1000は周波数f1の電磁波を中空に放射するアンテナとして機能する。   As described above, the antenna device 1000 functions as an antenna that radiates electromagnetic waves having the frequency f1 in the air.

一方、給電部112に周波数f2のRF信号が入力されると、給電部112とフィルタ121とアンテナ素子120とが入力されたRF信号を共振させる。この現象に基づき周波数f2の電磁波信号を中空に放射する。   On the other hand, when the RF signal having the frequency f2 is input to the power feeding unit 112, the power feeding unit 112, the filter 121, and the antenna element 120 resonate the input RF signals. Based on this phenomenon, an electromagnetic wave signal having a frequency f2 is radiated in the air.

以上のようにして、アンテナ装置1000は周波数f2の電磁波を中空に放射するアンテナ装置としても機能する。   As described above, the antenna device 1000 also functions as an antenna device that radiates electromagnetic waves having the frequency f2 in a hollow state.

続いて、アンテナ装置1000の特性について説明する。図2はアンテナ装置1000のリターンロス特性、図3は放射特性を示す図である。   Next, characteristics of the antenna device 1000 will be described. FIG. 2 shows the return loss characteristic of the antenna device 1000, and FIG. 3 shows the radiation characteristic.

リターンロス特性は、アンテナ装置の性能を図る指標の一つであり、給電部112にネットワークアナライザを接続して測定する。リターンロス特性は、値が小さいほどアンテナ装置の性能がよいことを示し、リターンロスが−5dBを下回ればアンテナとして機能する。   The return loss characteristic is one of the indexes for improving the performance of the antenna device, and is measured by connecting a network analyzer to the power feeding unit 112. The return loss characteristic indicates that the smaller the value is, the better the performance of the antenna device is. If the return loss is less than −5 dB, it functions as an antenna.

放射特性(放射効率)も、同じくアンテナ装置の性能を図る指標の一つであり、アンテナ装置に入力された電力に対するアンテナ装置から中空に電波となり出力された電力の割合で求められる。放射効率は、値が大きいほどアンテナ装置の性能がよいことを示す。   Similarly, the radiation characteristic (radiation efficiency) is one of the indexes for improving the performance of the antenna device, and is determined by the ratio of the power output from the antenna device as a radio wave in the air to the power input to the antenna device. The larger the value of the radiation efficiency, the better the performance of the antenna device.

図2より、アンテナ装置1000の2.4GHzと5.15GHzにおけるリターンロスが−5dB以下であることがわかる。すなわち、アンテナとして機能していることがわかる。また、図3より、アンテナ装置1000の放射効率は2.4GHzにおいて−3.0dB、5.15GHzにおいて−3.0dBであることがわかる。   2 that the return loss of the antenna device 1000 at 2.4 GHz and 5.15 GHz is −5 dB or less. That is, it can be seen that it functions as an antenna. 3 that the radiation efficiency of the antenna device 1000 is −3.0 dB at 2.4 GHz and −3.0 dB at 5.15 GHz.

ここで、比較のため、SRRアンテナを基板端の中央に実装した場合のリターンロス特性(図4)及び放射特性(図5)並びに、SRRアンテナを基板の隅に実装した場合のリターンロス特性(図6)及び放射特性(図7)を示す。なお、比較に用いるSRRアンテナのアンテナ領域と図1に示したアンテナ装置のアンテナ領域は同一である。   Here, for comparison, the return loss characteristic (FIG. 4) and the radiation characteristic (FIG. 5) when the SRR antenna is mounted at the center of the substrate edge, and the return loss characteristic when the SRR antenna is mounted at the corner of the substrate (FIG. 5) FIG. 6) and radiation characteristics (FIG. 7) are shown. Note that the antenna region of the SRR antenna used for comparison is the same as the antenna region of the antenna device shown in FIG.

図4及び6より、2.4GHzにおけるリターンロスがともに−5dB以下であることがわかる。すなわち、SRRアンテナを基板端の中央に実装した場合及び基板の隅に実装した場合においても、アンテナとして機能していることがわかる。   4 and 6, it can be seen that the return loss at 2.4 GHz is -5 dB or less. That is, it can be seen that the SRR antenna functions as an antenna even when mounted at the center of the substrate edge and when mounted at the corner of the substrate.

図5より、SRRアンテナを基板端の中央に実装した場合の2.4GHzにおける放射特性は−2.5dBであることがわかる。また、図7より、SRRアンテナを基板の隅に実装した場合の2.4GHzにおける放射効率は−5.6dBであることがわかる。図5と図7とを比較すると、SRRアンテナを基板の隅に実装することにより、アンテナの性能が劣化することがわかる。   FIG. 5 shows that the radiation characteristic at 2.4 GHz when the SRR antenna is mounted at the center of the substrate end is −2.5 dB. Further, FIG. 7 shows that the radiation efficiency at 2.4 GHz when the SRR antenna is mounted at the corner of the substrate is −5.6 dB. Comparing FIG. 5 and FIG. 7, it can be seen that the performance of the antenna is deteriorated by mounting the SRR antenna at the corner of the substrate.

また、図3と図5とを比較すると、本実施形態にかかるアンテナ装置1000であっても、SRRアンテナを基板端の中央に実装した場合と同様の性能を確保することができることがわかる。すなわち、アンテナ装置1000は、基板の隅に実装されたとしても十分な性能を示すことがわかる。   Also, comparing FIG. 3 and FIG. 5, it can be seen that even the antenna device 1000 according to the present embodiment can ensure the same performance as when the SRR antenna is mounted at the center of the substrate end. That is, it can be seen that the antenna device 1000 exhibits sufficient performance even when mounted on a corner of the substrate.

本実施形態にかかるアンテナ装置1000は、SRRアンテナ110と当該SRRアンテナ110とフィルタ又はインダクタを介して接続されているアンテナ素子120とを有する。これにより、SRRアンテナを基板の隅に実装してもアンテナ特性を確保することができる周波数帯(上記説明では高周波数帯域)についてはSRRアンテナを用い、アンテナ特性を確保することができない周波数帯(上記説明では低周波数帯域)についてはSRRアンテナ、共振回路及びアンテナ素子により十分なアンテナ特性を確保することができる。この結果、複数の帯域に対応し、且つSRRアンテナ単体と同じサイズで十分なアンテナ特性を得ることのできるアンテナ装置を実現することができる。   The antenna device 1000 according to the present embodiment includes an SRR antenna 110 and an antenna element 120 connected to the SRR antenna 110 via a filter or an inductor. As a result, for the frequency band in which the antenna characteristics can be ensured even if the SRR antenna is mounted on the corner of the substrate (in the above description, the high frequency band), the SRR antenna is used and the frequency band where the antenna characteristics cannot be secured With respect to the low frequency band in the above description, sufficient antenna characteristics can be ensured by the SRR antenna, the resonance circuit, and the antenna element. As a result, it is possible to realize an antenna device that can deal with a plurality of bands and can obtain sufficient antenna characteristics with the same size as that of a single SRR antenna.

ここで、基板の端部からアンテナ素子、SRRアンテナとなる配列で形成したアンテナ装置について説明したが、配列はいずれであっても、共振周波数をSRRアンテナに対し、より低帯域となるよう割り当てることができればよい。すなわち、基板の端部からSRRアンテナ、アンテナ素子となる配列で形成することもできる。   Here, the antenna device formed with an array of antenna elements and SRR antennas from the edge of the substrate has been described, but the resonance frequency is assigned to the SRR antenna so that it is a lower band regardless of the array. If you can. That is, it can also be formed in an array that becomes an SRR antenna and an antenna element from the end of the substrate.

なお、基板の端部からアンテナ素子、SRRアンテナとなる配列でアンテナ装置を形成する方が、アンテナ素子、SRRアンテナとなる配列で形成する場合と比較して実装面積を削減することができる。   Note that the mounting area can be reduced by forming the antenna device from the end portion of the substrate in an array to be an antenna element and an SRR antenna as compared to the case of forming an array to be an antenna element and an SRR antenna.

基板の端部からSRRアンテナ、アンテナ素子とする配列とした場合には、SRRアンテナ配置側と反対側の基板に対し、基板グランドを形成する必要が生じ、結果として、アンテナ領域を広く取る必要が生じる。   When the SRR antenna and antenna element are arranged from the edge of the substrate, it is necessary to form a substrate ground on the substrate opposite to the SRR antenna arrangement side, and as a result, it is necessary to widen the antenna area. Arise.

また、SRRアンテナは、基板の端部からの距離は大きいほど、特性が改善されることから、距離を確保するために、基板の端部から、アンテナ素子、SRRアンテナとなる配列にアンテナを形成する方がより特性改善を図ることが可能となる。   In addition, since the characteristics of the SRR antenna are improved as the distance from the end of the substrate is increased, the antenna is formed from the end of the substrate to the array that becomes the antenna element and the SRR antenna in order to secure the distance. This makes it possible to improve the characteristics.

上記実施形態において、アンテナ装置100の放射抵抗はSRRアンテナ110のインピーダンス制御部113により調整される。しかし、インピーダンス制御部113のループ径を変更するとSRRアンテナ110の特性に影響を与えてしまう。そのため、周波数f1とf2のマルチバンドでアンテナ装置を使用する場合、インピーダンス制御部113と基板(グランド)100とを接続するインダクタ(第二のインダクタ)L2を設け当該インダクタL2を制御することにより、アンテナ装置100の放射抵抗を調整することが好ましい。   In the above embodiment, the radiation resistance of the antenna device 100 is adjusted by the impedance control unit 113 of the SRR antenna 110. However, changing the loop diameter of the impedance control unit 113 affects the characteristics of the SRR antenna 110. Therefore, when the antenna device is used in multibands of frequencies f1 and f2, by providing an inductor (second inductor) L2 that connects the impedance control unit 113 and the substrate (ground) 100, the inductor L2 is controlled. It is preferable to adjust the radiation resistance of the antenna device 100.

上述の動作の説明では、RF回路は、期間を分けて周波数f1、f2のRF信号を個々に出力するように記載した。この他、周波数f1及びf2のRF信号を重畳して同時に出力してもよい。   In the above description of the operation, it has been described that the RF circuit outputs the RF signals of the frequencies f1 and f2 separately for each period. In addition, RF signals of frequencies f1 and f2 may be superimposed and output simultaneously.

また、アンテナ装置1000が無線信号の送信側として電磁波を放射するアンテナ装置である場合を説明した。この他、アンテナ装置1000は無線信号の受信側として電磁波を受信することも可能である。すなわち、アンテナ装置1000は、外部から中空を伝搬する周波数f1またはf2の電磁波を受信して、当該受信したRF信号をRF回路(受信回路)へと出力することもできる。この場合の動作手順は、上述した放射する際の動作と逆の手順となる。   Moreover, the case where the antenna apparatus 1000 is an antenna apparatus that radiates electromagnetic waves on the wireless signal transmission side has been described. In addition, the antenna device 1000 can receive an electromagnetic wave as a radio signal receiving side. In other words, the antenna device 1000 can receive an electromagnetic wave having the frequency f1 or f2 propagating through the hollow from the outside, and can output the received RF signal to an RF circuit (receiving circuit). The operation procedure in this case is the reverse of the above-described operation when radiating.

通信機能を備えた無線通信装置に上述のアンテナ装置1000を少なくとも一つ備えることにより、無線通信装置全体の小型化も可能となる。   By providing at least one antenna device 1000 described above in a wireless communication device having a communication function, the entire wireless communication device can be downsized.

[第2の実施形態]
図8は、第2の実施形態にかかるアンテナ装置2000の構成を示す平面図である。アンテナ装置2000においては、第1の実施形態にかかるアンテナ装置1000において給電部をスプリットリング部とインピーダンス制御部との間に設けた構成である。また、フィルタ121に代えてエレメント調整用のインダクタ(第一のインダクタ)L1を介してSRRアンテナ210とアンテナ素子220を接続している。さらに、SRRアンテナ210に対するアンテナ素子220の接続位置も変更している。
[Second Embodiment]
FIG. 8 is a plan view showing the configuration of the antenna device 2000 according to the second embodiment. The antenna device 2000 has a configuration in which the power feeding unit is provided between the split ring unit and the impedance control unit in the antenna device 1000 according to the first embodiment. Further, the SRR antenna 210 and the antenna element 220 are connected via an element adjusting inductor (first inductor) L1 instead of the filter 121. Furthermore, the connection position of the antenna element 220 with respect to the SRR antenna 210 is also changed.

図9は、アンテナ装置2000のリターンロス特性を示す図である。図9より、2.4GHzと5CHzにおいて−5dB以下となっており、アンテナとして機能していることがわかる。   FIG. 9 is a diagram illustrating the return loss characteristics of the antenna device 2000. FIG. 9 shows that the frequency is −5 dB or less at 2.4 GHz and 5 CHz, and functions as an antenna.

本実施形態にかかるアンテナ装置2000においても、複数の帯域に対応し、且つSRRアンテナ単体と同じサイズで十分なアンテナ特性を得ることのできるアンテナ装置を実現することができる。   Also in the antenna device 2000 according to the present embodiment, it is possible to realize an antenna device that can deal with a plurality of bands and can obtain sufficient antenna characteristics with the same size as that of a single SRR antenna.

なお、アンテナ装置2000において、給電部212とスプリットリング部211との接続位置AをSRRアンテナ210の腕部Bに沿って移動させることにより、インピーダンス整合回路を挿入することなく給電部212とSRRアンテナ210とのインピーダンスを整合することが可能である。   In the antenna device 2000, the connection position A between the power feeding unit 212 and the split ring unit 211 is moved along the arm B of the SRR antenna 210, so that the power feeding unit 212 and the SRR antenna are not inserted without inserting an impedance matching circuit. It is possible to match the impedance with 210.

[他の実施形態]
以上述べた実施形態では、SRRアンテナとアンテナ素子を同一基板上に設け、SRRアンテナのスプリットリング部、インピーダンス制御部、給電部を同一基板上に設けた例について説明した。この他、プリント基板を層状に複数設け、別々の層にそれぞれの構成を設けてもよい。この場合、導体ビアを用いて各層を電気的に接続する。また、SRRアンテナを構成する導体パターンを同形状、同位置でプリント基板の上下複数層に形成し、層間を導体ビアで接続してもよい。
[Other Embodiments]
In the embodiment described above, the example in which the SRR antenna and the antenna element are provided on the same substrate and the split ring portion, the impedance control unit, and the power feeding portion of the SRR antenna are provided on the same substrate has been described. In addition, a plurality of printed circuit boards may be provided in layers, and the respective configurations may be provided in separate layers. In this case, each layer is electrically connected using a conductor via. Alternatively, the conductor pattern constituting the SRR antenna may be formed in a plurality of upper and lower layers of the printed board at the same shape and at the same position, and the layers may be connected by conductor vias.

以上、本発明の実施形態について説明したが、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限りにおいて、他の変形例、応用例を含むことは言うまでもない。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, Of course, unless it deviates from the meaning of this invention, another modification and an application example are included. .

1000、2000 アンテナ装置
101 基板誘電材
100 基板(グランド)
110 スプリットリング共振器アンテナ
111 スプリットリング部
112 給電部
113 インピーダンス制御部
120 アンテナ素子
121 LC並列回路(フィルタ)又はインダクタ(第一のインダクタ)L1
L2 インダクタ(第二のインダクタ)
1000, 2000 Antenna device 101 Substrate dielectric material 100 Substrate (ground)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 110 Split ring resonator antenna 111 Split ring part 112 Feed part 113 Impedance control part 120 Antenna element 121 LC parallel circuit (filter) or inductor (first inductor) L1
L2 inductor (second inductor)

Claims (7)

スプリットリング部とインピーダンス制御部と給電部とを有し、第一の共振周波数を有するスプリットリング共振器アンテナと、
LC並列回路又は第一のインダクタを介して前記スプリットリング共振器アンテナと接続されたアンテナ素子と、を有し、
前記給電部、前記LC並列回路又は第一のインダクタ、及び前記アンテナ素子により形成される第二の共振周波数は、前記第一の共振周波数とは異なることを特徴とする通信装置。
A split ring resonator antenna having a split ring portion, an impedance control portion, and a power feeding portion and having a first resonance frequency;
An antenna element connected to the split ring resonator antenna via an LC parallel circuit or a first inductor;
A communication apparatus, wherein a second resonance frequency formed by the power feeding unit, the LC parallel circuit or the first inductor, and the antenna element is different from the first resonance frequency.
前記インピーダンス制御部を制御することにより、前記アンテナ素子の放射抵抗を調整する、請求項1に記載の通信装置。   The communication device according to claim 1, wherein a radiation resistance of the antenna element is adjusted by controlling the impedance control unit. 前記インピーダンス制御部と、前記スプリットリング共振器のグランドとを接続する第二のインダクタを有し、
当該第二のインダクタを制御することにより前記アンテナ素子の放射抵抗を調整する、請求項1又は2に記載の通信装置。
A second inductor connecting the impedance control unit and the ground of the split ring resonator;
The communication device according to claim 1, wherein a radiation resistance of the antenna element is adjusted by controlling the second inductor.
前記給電部は前記スプリットリング部と前記インピーダンス制御部との間に設けられる、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の通信装置。   The communication device according to any one of claims 1 to 3, wherein the power feeding unit is provided between the split ring unit and the impedance control unit. 前記スプリットリング共振器アンテナ及び前記アンテナ素子は同一基板上に設けられている、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の通信装置。   The communication device according to any one of claims 1 to 4, wherein the split ring resonator antenna and the antenna element are provided on the same substrate. 前記アンテナ素子は、前記スプリットリング共振器アンテナより、隅となる位置に設けられる、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の通信装置。   The communication device according to any one of claims 1 to 5, wherein the antenna element is provided at a corner position from the split ring resonator antenna. スプリットリング部とインピーダンス制御部と給電部とを有し、第一の共振周波数を有するスプリットリング共振器アンテナと、
LC並列回路又は第一のインダクタを介して前記スプリットリング共振器アンテナと接続されたアンテナ素子と、を有し、
前記給電部、前記LC並列回路又は第一のインダクタ、及び前記アンテナ素子により形成される第二の共振周波数は、前記第一の共振周波数とは異なることを特徴とするアンテナ装置。
A split ring resonator antenna having a split ring portion, an impedance control portion, and a power feeding portion and having a first resonance frequency;
An antenna element connected to the split ring resonator antenna via an LC parallel circuit or a first inductor;
An antenna device, wherein a second resonance frequency formed by the power feeding unit, the LC parallel circuit or the first inductor, and the antenna element is different from the first resonance frequency.
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