JP2016076809A - Antenna device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、平面状となる一対のアンテナエレメントを有するアンテナ装置に関するものである。 The present invention relates to an antenna device having a pair of planar antenna elements.
地上デジタル放送の開始に伴って、車輌や携帯情報端末上などで地上デジタル放送を受信できるアンテナ装置の必要性が高まっている。地上デジタル放送の周波数帯は、ＵＨＦ帯のうちの４７０〜８７０ＭＨｚの周波数帯の電波で送信されている。 With the start of terrestrial digital broadcasting, there is an increasing need for an antenna device that can receive terrestrial digital broadcasting on a vehicle or a portable information terminal. The frequency band of terrestrial digital broadcasting is transmitted using radio waves in the 470 to 870 MHz frequency band of the UHF band.
また、携帯情報端末等、モバイル端末の普及・小型化に伴って、複数の周波数を利用することが可能な、広帯域なアンテナ装置の開発が早急の課題となっていた。 In addition, with the spread and miniaturization of mobile terminals such as portable information terminals, it has been an urgent task to develop a broadband antenna device that can use a plurality of frequencies.
特許文献１には、同一平面上に、ギャップ部を挟んで向かい合う形で一対のアンテナエレメントが配置され、一方の端部が一定間隔となる平行領域及び他方の端部側の間隔か単調に拡大する拡大領域によってギャップ部が構成されたアンテナ装置に関する技術が記載されている。このアンテナ装置によって、５３０〜７１０ＭＨｚの周波数帯と、８００〜１５００ＭＨｚ帯の携帯電話器の通信をカバーする性能を有するアンテナ装置を提供することが可能となった。 In Patent Document 1, a pair of antenna elements are arranged on the same plane so as to face each other with a gap portion therebetween, and a parallel region in which one end portion is a constant interval and an interval on the other end portion side are monotonically enlarged. A technique related to an antenna device in which a gap portion is configured by an enlarged region is described. With this antenna device, it has become possible to provide an antenna device having a performance that covers communication of a mobile phone with a frequency band of 530 to 710 MHz and a band of 800 to 1500 MHz.
また、特許文献１の別の実施例として、前記一対のアンテナエレメントの夫々に、前記拡大領域を形成する端縁から延設された開口部を有するアンテナ装置に関する技術が記載されている。このアンテナ装置によって、４５００ＭＨｚの周波数帯をＶＳＷＲ値２以下で提供可能なアンテナ装置を提供することが可能となった。 As another example of Patent Document 1, a technique related to an antenna device having an opening extending from an edge forming the enlarged region is described in each of the pair of antenna elements. With this antenna device, it is possible to provide an antenna device that can provide a frequency band of 4500 MHz with a VSWR value of 2 or less.
しかしながら、特許文献１に記載されたアンテナ装置は、４７０〜５３０ＭＨｚの周波数を有効な帯域特性で利用できるものではなく、地上デジタル放送の全チャンネルを十分な帯域特性で受信できるアンテナ装置ではなかった。更に、１５００〜４５００ＭＨｚの周波数帯の電波に関しても有効な帯域特性で利用できるものとは言えなかった。 However, the antenna device described in Patent Document 1 cannot use a frequency of 470 to 530 MHz with effective band characteristics, and is not an antenna apparatus that can receive all terrestrial digital broadcast channels with sufficient band characteristics. Furthermore, it cannot be said that it can be used with effective band characteristics for radio waves in the frequency band of 1500 to 4500 MHz.
よって、本発明は、地上デジタルテレビ放送の周波数帯である４７０〜８７０ＭＨｚの周波数及び、種々の通信方式の対応した周波数帯を有効な帯域特性で受信するアンテナ装置を提供することを課題とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an antenna device that receives a frequency of 470 to 870 MHz, which is a frequency band of terrestrial digital television broadcasting, and a frequency band corresponding to various communication methods with effective band characteristics.
上記課題を解決するために、本発明は、基板を２等分する中心線との間にギャップ部を挟んで配置される、複数のアンテナエレメントを備えたアンテナ装置であって、前記ギャップ部は、前記中心線に沿って始端から終端まで延びていて、前記中心線までの幅が一定間隔となる平行領域と、前記中心線との幅を、前記終端方向に進むにつれて階段状に増大させる階段領域とを備え、前記平行領域は前記始端から伸びることを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, the present invention provides an antenna device including a plurality of antenna elements arranged with a gap portion between the substrate and a center line that bisects the substrate. A staircase that extends from the start end to the end along the center line, and increases the width between the center line and a parallel region having a constant distance to the center line in a staircase pattern as the end line is advanced. The parallel region extends from the starting end.
このような構成とすることで、４７０〜２０００ＭＨｚの周波数帯において、より深く良好な帯域特性を得ることができる。
更に、その良好な帯域特性のまま、極めて広い帯域の電波を受信することが可能である。
By adopting such a configuration, it is possible to obtain deeper and better band characteristics in the frequency band of 470 to 2000 MHz.
Furthermore, it is possible to receive radio waves in a very wide band with the good band characteristics.
本発明の好ましい形態では、前記ギャップ部は、前記終端方向に進むにつれて前記中心線との離間距離を短調に拡大するような拡大領域を備え、前記拡大領域は、前記平行領域及び前記階段領域の間と、前記ギャップ部の終端と、に備えられることを特徴とする。
このような構成とすることで、高い領域の帯域特性、特に２０００ＭＨｚ以上の周波数帯の帯域特性を良好なものとし、より広帯域化されたアンテナ装置を提供することが可能である。
In a preferred embodiment of the present invention, the gap portion includes an enlarged region that gradually increases a separation distance from the center line as it proceeds in the terminal direction, and the enlarged region includes the parallel region and the staircase region. And at the end of the gap portion.
By adopting such a configuration, it is possible to provide a high-band antenna device with excellent band characteristics in a high region, in particular, band characteristics in a frequency band of 2000 MHz or higher, and a wider band.
本発明の好ましい形態では、２つのアンテナエレメントが、基板表面を平面的に見た際に、前記中心線を介して相対する位置に配置されることを特徴とする。 In a preferred embodiment of the present invention, the two antenna elements are arranged at positions facing each other via the center line when the substrate surface is viewed in plan.
本発明の好ましい形態では、前記中心線によって前記基板の平面上に形成される４つの領域において、前記中心線を挟んで相対する２つの領域のそれぞれに、前記アンテナエレメントが配置されていることを特徴とする。
このような構成とすることで、誘電体基板の誘電率による波長短縮効果で動作周波数を降下させ、ＵＨＦ帯、特に地上デジタル放送に利用される周波数帯を極めて良好な帯域特性で受信可能なアンテナ装置を提供することができる。
In a preferred embodiment of the present invention, in the four regions formed on the plane of the substrate by the center line, the antenna element is disposed in each of two regions facing each other across the center line. Features.
By adopting such a configuration, an antenna capable of receiving the UHF band, particularly the frequency band used for terrestrial digital broadcasting, with extremely good band characteristics by lowering the operating frequency due to the wavelength shortening effect due to the dielectric constant of the dielectric substrate. An apparatus can be provided.
本発明の好ましい形態では、前記アンテナエレメント及び基板は、前記中心線によって前記基板の平面上に形成される４つの領域のうち、前記基板を挟んで対向する２つの領域を貫くような解放窓を備え、前記解放窓は、前記アンテナエレメントの領域のうち、前記平行領域の終端に接するように前記中心線から降ろした垂線と、前記平行領域によって特定される部分において、前記アンテナエレメントの縁部にかからないように形成されること、を特徴とする。
このような構成とすることで、帯域特性に変化を与えず、電子回路基板、例えば電子チューナー回路を搭載したアンテナ装置を形成することができる。これにより、携帯情報端末に接続するだけでテレビ放送の視聴を可能とするアンテナ装置を提供することも可能である。
In a preferred embodiment of the present invention, the antenna element and the substrate have a release window that passes through two regions facing each other across the substrate among the four regions formed on the plane of the substrate by the center line. The release window includes a vertical line dropped from the center line so as to be in contact with a terminal end of the parallel region in the region of the antenna element, and a portion specified by the parallel region at an edge of the antenna element. It is formed so that it may not be applied.
With such a configuration, it is possible to form an antenna device on which an electronic circuit board, for example, an electronic tuner circuit, is mounted without changing the band characteristics. Accordingly, it is possible to provide an antenna device that enables viewing of television broadcasts simply by connecting to a portable information terminal.
本発明の好ましい形態では、前記階段領域における各段の凸部先端は、円弧を描くように配置されていることを特徴とする。
このような構成とすることで、良好な帯域特性を得ることが可能である。
In a preferred aspect of the present invention, the tips of the convex portions of the steps in the staircase region are arranged so as to draw an arc.
With such a configuration, it is possible to obtain good band characteristics.
本発明の好ましい形態では、前記中心線から前記階段領域の各段までの離間距離は、１〜５５ｍｍの範囲であることを特徴とする。
このような構成とすることで、より深く良好な帯域特性を得ることができる。
In a preferred embodiment of the present invention, the distance from the center line to each step of the staircase region is in the range of 1 to 55 mm.
By adopting such a configuration, it is possible to obtain deeper and better band characteristics.
本発明の好ましい形態では、前記階段領域の各段の高さは、２〜７ｍｍであることを特徴とする。
このような構成とすることで、より反射の少ない平坦で良好な帯域特性を得ることができる。
In a preferred embodiment of the present invention, the height of each step in the staircase region is 2 to 7 mm.
By adopting such a configuration, it is possible to obtain a flat and good band characteristic with less reflection.
本発明の好ましい形態では、前記ギャップ部の終端における中心軸からの離間距離は、４５〜６０ｍｍであることを特徴とする。
このような構成とすることで、より良好な利得を得ることが可能なアンテナ装置を提供することができる。
In a preferred embodiment of the present invention, the distance from the central axis at the end of the gap portion is 45 to 60 mm.
With such a configuration, an antenna device capable of obtaining a better gain can be provided.
本発明の好ましい形態では、前記基板は、柔軟性を備えていることを特徴とする。
このような構成とすることで、帯域特性に変化を与えず、自在な形状でアンテナ装置を提供することが可能である。例えば、開閉可能な携帯情報端末用のケースなどにアンテナ装置を収容して提供することが可能である。
In a preferred embodiment of the present invention, the substrate is characterized by having flexibility.
With such a configuration, it is possible to provide the antenna device in a flexible shape without changing the band characteristics. For example, the antenna device can be housed and provided in a case for a portable information terminal that can be opened and closed.
本発明の好ましい形態では、前記ギャップ部の階段領域には、基板を貫くくり抜きが設けられていることを特徴とする。
このような構成とすることで、アンテナ装置を吊設することができる。
In a preferred embodiment of the present invention, the step region of the gap portion is provided with a cutout penetrating the substrate.
With such a configuration, the antenna device can be suspended.
本発明の好ましい形態では、前記アンテナエレメント上の非導電部分に、前記くり抜きが設けられていることを特徴とする。
このような構成とすることで、アンテナ装置の周波数特性に大きな影響を与えることなく、くり抜きを備えたアンテナ装置を提供することができる。
In a preferred embodiment of the present invention, the cutout is provided in a non-conductive portion on the antenna element.
By setting it as such a structure, the antenna apparatus provided with the hollow can be provided, without having a big influence on the frequency characteristic of an antenna apparatus.
本発明の好ましい形態では、前記くり抜きには電子回路基板が備えられ、前記電子回路基板は、アンテナ装置が受信した信号を受け取り、変換を行って出力することを特徴とする。
このような構成とすることで、信号を変換するための電子回路基板が搭載されていないモニターや携帯情報端末などにおいて、該アンテナ装置を接続するだけで、テレビ番組やその他送信物を受信して表示することが可能である。
In a preferred aspect of the present invention, the cutout includes an electronic circuit board, and the electronic circuit board receives a signal received by the antenna device, performs conversion, and outputs the signal.
With such a configuration, a TV program and other transmissions can be received simply by connecting the antenna device to a monitor or portable information terminal that is not equipped with an electronic circuit board for signal conversion. It is possible to display.
前記中心線との幅方向における前記階段領域の各段の幅は、前記始端側から前記終端側に向かうにしたがって次第に増大することを特徴とする。
このような構成とすることで、より良好な利得を得ることが可能なアンテナ装置を提供することができる。
The width of each step of the staircase region in the width direction with respect to the center line gradually increases from the start side toward the end side.
With such a configuration, an antenna device capable of obtaining a better gain can be provided.
本発明によれば、地上波デジタル放送のテレビ周波数帯である４７０〜８７０ＭＨｚの周波数及び、種々の通信方式の対応した周波数帯を有効な帯域特性で受信するアンテナ装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the antenna apparatus which receives the frequency of 470-870 MHz which is a television frequency band of terrestrial digital broadcasting, and the frequency band corresponding to various communication systems with an effective band characteristic can be provided.
以下、本発明の実施形態について図１ないし図７を参照して説明する。
＜実施形態１＞
図１〜３を用いて、本発明の実施形態１に係るアンテナ装置１Ａについて説明する。
図１は、本発明の実施形態１に係るアンテナ装置１Ａを示す図である。アンテナエレメント２１が備えられている面を誘電体基板３の表面、アンテナエレメント２１が備えられていない面を誘電体基板３の裏面とする。前記アンテナエレメント２１及びアンテナエレメント２２は、誘電体基板３の長辺を２等分するような中心線Ｃから、後述するギャップ部４だけ離間している。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS.
<Embodiment 1>
An antenna device 1A according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a diagram showing an antenna device 1A according to Embodiment 1 of the present invention. The surface on which the antenna element 21 is provided is the surface of the dielectric substrate 3, and the surface on which the antenna element 21 is not provided is the back surface of the dielectric substrate 3. The antenna element 21 and the antenna element 22 are separated from a center line C that bisects the long side of the dielectric substrate 3 by a gap 4 described later.
また、前記中心線Ｃによって分断され、前記誘電体基板３の表裏に現れる４つの領域を、Ｄ１〜Ｄ４とする。誘電体基板３の表面において、前記中心線Ｃによって隔てられたアンテナエレメント２１が配置されている側をＤ１、表面のもう一方の領域をＤ２、誘電体基板３裏面において、誘電体基板３を隔ててＤ１と向かい合う領域をＤ３、裏面のもう一方の領域をＤ４とする。 Further, four regions which are divided by the center line C and appear on the front and back sides of the dielectric substrate 3 are defined as D1 to D4. On the surface of the dielectric substrate 3, D1 is the side where the antenna element 21 separated by the center line C is disposed, D2 is the other region on the surface, and the dielectric substrate 3 is separated on the back surface of the dielectric substrate 3. The area facing D1 is D3, and the other area on the back is D4.
図１（ａ）は表面から見た実施形態１に係るアンテナエレメント１Ａを示す。また、図１（ｂ）は裏面から見た前記アンテナエレメント１Ａを、図１（ｃ）は図１（ａ）におけるＡ−Ａ断面を示す断面図である。 Fig.1 (a) shows the antenna element 1A which concerns on Embodiment 1 seen from the surface. 1B is a cross-sectional view showing the antenna element 1A as viewed from the back surface, and FIG. 1C is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
アンテナ装置１Ａは、アンテナエレメント２と、誘電体基板３と、ギャップ部４と、を備える。符号２１は、表面領域Ｄ１に配されたアンテナエレメントを示す。もう１つのアンテナエレメント２２は、領域Ｄ２に配されており、アンテナエレメント２１及びアンテナエレメント２２は中心線Ｃを挟んで対向するように、同一平面上（表面上）に配置されている。 The antenna device 1 </ b> A includes an antenna element 2, a dielectric substrate 3, and a gap portion 4. Reference numeral 21 denotes an antenna element arranged in the surface region D1. Another antenna element 22 is arranged in the region D2, and the antenna element 21 and the antenna element 22 are arranged on the same plane (on the surface) so as to face each other with the center line C interposed therebetween.
誘電体基板３は、所定の厚みを有する板状基板であって、平面形状が長方形状に形成されている。本実施形態において、誘電体基板３はガラスエポキシ材によって形成される。セラミック、ガラスコンポジット（セムスリー）、紙フェノール、紙エポキシ、ハロゲンフリーなど、他の誘電体で形成されていても構わない。誘電体基板３は、電荷を蓄積する容量性を備える。誘電体基板３の中心線Ｃ方向の寸法及び、中心線Ｃと直交する線方向の寸法、厚み寸法に特に制限はなく、それら寸法を適宜設計することで周波数帯域幅を調整することができる。本実施形態における誘電体基板３は、長辺の寸法が２００ｍｍ、短辺の寸法が１１５ｍｍとなる長方形状基板である。 The dielectric substrate 3 is a plate-like substrate having a predetermined thickness, and the planar shape is formed in a rectangular shape. In the present embodiment, the dielectric substrate 3 is formed of a glass epoxy material. It may be formed of other dielectrics such as ceramic, glass composite (Sem Three), paper phenol, paper epoxy, halogen-free. The dielectric substrate 3 has a capacity for accumulating electric charges. There are no particular restrictions on the dimension of the dielectric substrate 3 in the direction of the center line C, the dimension in the direction of the line perpendicular to the center line C, and the thickness dimension, and the frequency bandwidth can be adjusted by appropriately designing these dimensions. The dielectric substrate 3 in the present embodiment is a rectangular substrate having a long side dimension of 200 mm and a short side dimension of 115 mm.
本実施形態において、アンテナエレメント２として、２つのアンテナエレメント２１及びアンテナエレメント２２がそれぞれ、領域Ｄ１及びＤ２に配置されている。アンテナ装置１Ａの表面を図１（ａ）のように平面的に見た際に、誘電体基板３の同一平面上において中心線Ｃを介して相対するように、前記アンテナエレメント２１及びアンテナエレメント２２は配置されている。４つのアンテナエレメントが、中心線Ｃからギャップ部４を隔てて、Ｄ１〜Ｄ４の各領域に１つずつ、計４枚備えられていても構わない。アンテナエレメント２は、本実施形態においては銅箔によって形成されているが、金やニッケル、銀等、他の導電性金属によって形成されていても構わない。 In the present embodiment, as the antenna element 2, two antenna elements 21 and 22 are arranged in the regions D1 and D2, respectively. When the surface of the antenna device 1A is viewed in plan as shown in FIG. 1A, the antenna element 21 and the antenna element 22 are arranged so as to face each other via the center line C on the same plane of the dielectric substrate 3. Is arranged. A total of four antenna elements may be provided, one for each of the areas D1 to D4, with the gap portion 4 being separated from the center line C. The antenna element 2 is formed of a copper foil in the present embodiment, but may be formed of another conductive metal such as gold, nickel, or silver.
図２に示すように、ギャップ部４は、アンテナエレメント２及び中心線Ｃを隔てるように、前記中心線Ｃに沿って形成される。前記ギャップ部２の始端Ｓから延びる平行領域４１と、階段領域４２と、拡大領域４３とを備える。本実施形態において終端Ｅは拡大領域４３であるが、階段領域４２であっても構わない。ギャップ部４は、終端Ｅにおいてその離間距離が最大となり、その長さが４５〜６５ｍｍの範囲であるのが、好適な帯域特性を得るために好ましい。また、ギャップ部４は、1/4波長の共振周波数である前記誘電体基板３の長辺の寸法の1/2と短辺の寸法の和に対して、２０〜３０パーセントとなる寸法であるのが、好適な帯域特性を得るために好ましい。 As shown in FIG. 2, the gap portion 4 is formed along the center line C so as to separate the antenna element 2 and the center line C. A parallel region 41 extending from the start end S of the gap portion 2, a staircase region 42, and an enlarged region 43 are provided. In the present embodiment, the end E is the enlarged region 43, but may be the staircase region 42. In order to obtain suitable band characteristics, it is preferable that the gap portion 4 has the maximum separation distance at the end E and has a length in the range of 45 to 65 mm. The gap portion 4 has a dimension that is 20 to 30 percent with respect to the sum of the half-side dimension and the short-side dimension of the dielectric substrate 3 that has a resonance frequency of 1/4 wavelength. Is preferable in order to obtain suitable band characteristics.
平行領域４１は、ギャップ部４の始端Ｓを始点として、中心線Ｃに沿って一定の幅で延びる領域である。前記平行領域４１の幅である、中心線Ｃからの離間距離は、０．２５〜１．２５ｍｍの範囲となるよう形成されるのが、有効なＶＳＷＲ値を得るために好ましい。更に好ましくは０．５ｍｍ程度で形成するのがよい。また、前記誘電体基板３の短辺方向における平行領域４１の寸法は、前記ギャップ部４の始端Ｓから終端Ｅまでの寸法に対して、１／２以下であることが広域な帯域特性を得るために好ましい。 The parallel region 41 is a region extending with a certain width along the center line C, starting from the starting end S of the gap portion 4. In order to obtain an effective VSWR value, the distance from the center line C, which is the width of the parallel region 41, is preferably in the range of 0.25 to 1.25 mm. More preferably, the thickness is about 0.5 mm. Further, a wide band characteristic is obtained when the dimension of the parallel region 41 in the short side direction of the dielectric substrate 3 is ½ or less of the dimension from the start end S to the end E of the gap portion 4. Therefore, it is preferable.
階段領域４２は、ギャップ部４の終端Ｅ側に進むにつれて、前記中心線Ｃからの離間距離を階段状に増大させる領域である。階段領域４２における中心線Ｃからの離間距離は、１〜６５ｍｍの範囲内で終端Ｅ側に進むにつれ増大していくのが広域な帯域特性を得るために好ましい。また、階段領域４２における中心線Ｃからの離間距離は、1/4波長の共振周波数である前記誘電体基板３の長辺の寸法の1/2と短辺の寸法の和に対して、０．４〜３０パーセントの長さで形成されるのがよい。 The staircase region 42 is a region in which the distance from the center line C is increased stepwise as the gap portion 4 moves toward the end E side. The separation distance from the center line C in the staircase region 42 is preferably increased in the range of 1 to 65 mm toward the end E side in order to obtain a wide band characteristic. Further, the separation distance from the center line C in the staircase region 42 is 0 with respect to the sum of the long side dimension 1/2 and the short side dimension of the dielectric substrate 3 having a resonance frequency of 1/4 wavelength. It should be formed with a length of 4 to 30 percent.
また、前記中心線Ｃ方向に沿った各階段部分の高さは、１〜１０ｍｍ間隔であるのが好ましい。各段の高さは、更に好ましくは２〜７ｍｍ程度、最も好ましくは２．５〜５ｍｍ程度が、有効な帯域特性を得るために好ましい。また、前記各段の高さは、1/4波長の共振周波数である前記誘電体基板３の長辺の寸法の1/2と短辺の寸法の和の、０．４〜４．６パーセントの高さが好ましく、更に好ましくは０．９〜３．２パーセントの高さで、最も好ましくは１．１〜２．３パーセントの高さで形成される。 Moreover, it is preferable that the height of each step part along the said centerline C direction is a 1-10 mm space | interval. The height of each step is more preferably about 2 to 7 mm, and most preferably about 2.5 to 5 mm in order to obtain effective band characteristics. The height of each step is 0.4 to 4.6% of the sum of 1/2 of the long side dimension and the short side dimension of the dielectric substrate 3 having a resonance frequency of 1/4 wavelength. Is preferred, more preferably from 0.9 to 3.2 percent, and most preferably from 1.1 to 2.3 percent.
また、各段の高さを示す辺の始端部分が、前記アンテナエレメント２内に現れる該円弧上に配置されるのが有効な帯域特性を得るために好ましい。前記階段部分は、前記中心線Ｃに対して略直角となるように形成されている必要はなく、前記中心線Ｃとの離間距離を短調に拡大するような形状であっても構わない。 In addition, it is preferable that the start end portion of the side indicating the height of each step is arranged on the arc appearing in the antenna element 2 in order to obtain effective band characteristics. The step portion need not be formed to be substantially perpendicular to the center line C, and may have a shape that increases the distance from the center line C in a minor manner.
拡大領域４３は、ギャップ部４の終端Ｅ側に進むにつれて前記中心線との離間距離を短調に拡大するような領域である。前記拡大領域４３は、ギャップ部４の終端Ｅと、前記平行領域４１の終端Ｅ及び前記階段領域４２の始端を隔てる位置と、に形成されている。ここで短調に拡大とは、終端Ｅ側に進むにつれて離間距離が縮小する場合がないことを表す。 The enlarged region 43 is a region in which the distance from the center line is enlarged in a minor manner as it goes to the end E side of the gap portion 4. The enlarged region 43 is formed at a position separating the end E of the gap portion 4 from the end E of the parallel region 41 and the start of the staircase region 42. Here, the minor enlargement means that the separation distance does not decrease as it moves toward the end E side.
前記ギャップ部４は、アンテナ装置１に備えられたアンテナエレメント２と同数形成されることとなるが、全てのギャップ部４の始端Ｓは、中心線Ｃに沿って同一方向を向いて形成される。 The gap portions 4 are formed in the same number as the antenna elements 2 provided in the antenna device 1, but the start ends S of all the gap portions 4 are formed along the center line C in the same direction. .
符号５は、接続部を示す。接続部５は、アンテナ装置１Ａに備えられたアンテナエレメント２と電気的に接続されており、受信した信号を外部に出力する。本実施形態に示すように、２か所から信号の出力を行える様にしてもよい。複数の接続部５を設けることで、アンテナ装置を収容するケースなどの機構に合わせて、より適切な位置に出力用のケーブルを接続することが可能となる。 Reference numeral 5 denotes a connection portion. The connection unit 5 is electrically connected to the antenna element 2 provided in the antenna device 1A, and outputs a received signal to the outside. As shown in the present embodiment, signals may be output from two locations. By providing the plurality of connection portions 5, it becomes possible to connect the output cable to a more appropriate position in accordance with a mechanism such as a case for housing the antenna device.
＜電圧定在波比（ＶＳＷＲ）特性＞
図３は、実施形態１のアンテナ装置１Ａの帯域特性を示す図である。図３（ａ）は、２５０〜５２５０ＭＨｚの周波数帯におけるＶＳＷＲ特性を示し、同図のグラフでは横軸に周波数帯を取り、縦軸にＶＳＷＲ値をとっている。また、図３（ｂ）は、図３（ａ）の２５０〜１５００ＭＨｚの部分を拡大した周波数帯におけるＶＳＷＲ特性を示す図である。
<Voltage standing wave ratio (VSWR) characteristics>
FIG. 3 is a diagram illustrating band characteristics of the antenna device 1A according to the first embodiment. FIG. 3A shows VSWR characteristics in a frequency band of 250 to 5250 MHz. In the graph of FIG. 3, the horizontal axis represents the frequency band and the vertical axis represents the VSWR value. FIG. 3B is a diagram showing the VSWR characteristics in the frequency band in which the 250 to 1500 MHz portion of FIG.
この図から、アンテナ装置１Ａでは、４９０〜４４００ＭＨｚの周波数帯において、およそＶＳＷＲ値２以下の極めて有効な帯域特性で受信可能となっている。また、４７０ＭＨｚの周波数に関してはＶＳＷＲ値２．６７の帯域特性を示しており、４４００〜５２５０ＭＨｚの周波数帯において、ＶＳＷＲ値３以下の有効な帯域特性で受信することが可能である。 From this figure, the antenna device 1A can receive with a very effective band characteristic having a VSWR value of 2 or less in the frequency band of 490 to 4400 MHz. Further, regarding the frequency of 470 MHz, the band characteristic of VSWR value 2.67 is shown, and it is possible to receive with effective band characteristic of VSWR value 3 or less in the frequency band of 4400 to 5250 MHz.
＜実施形態２＞
図４を用いて、本発明の実施形態２に係るアンテナ装置１Ｂについて説明する。なお、上述した実施形態１と基本的に同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を簡略化する。
<Embodiment 2>
The antenna device 1B according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, about the fundamentally same component as Embodiment 1 mentioned above, the same code | symbol is attached | subjected and the description is simplified.
図４は、本発明の実施形態２に係るアンテナ装置１Ｂを示す図である。図４（ａ）は表面から見た実施形態２に係るアンテナエレメント１Ｂを示す。また、図４（ｂ）は裏面から見た前記アンテナエレメント１Ｂを、図４（ｃ）は図４（ａ）におけるＢ−Ｂ断面を示す断面図である。前記アンテナ装置１Ａとの相違点は、アンテナエレメント２２が領域Ｄ４に備えられている点である。即ち、アンテナ装置１Ｂの表面を図４（ａ）のように平面的に見た際に、中心線Ｃを介して相対するように、誘電体基板３の表裏に、アンテナエレメント２１及びアンテナエレメント２２が１つずつ配置されている。 FIG. 4 is a diagram showing an antenna device 1B according to Embodiment 2 of the present invention. Fig.4 (a) shows the antenna element 1B which concerns on Embodiment 2 seen from the surface. FIG. 4B is a cross-sectional view showing the antenna element 1B as viewed from the back side, and FIG. 4C is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. The difference from the antenna device 1A is that the antenna element 22 is provided in the region D4. That is, when the surface of the antenna device 1B is viewed in plan as shown in FIG. 4A, the antenna element 21 and the antenna element 22 are placed on the front and back of the dielectric substrate 3 so as to face each other via the center line C. Are arranged one by one.
＜電圧定在波比（ＶＳＷＲ）特性＞
実施形態２のアンテナ装置１Ｂの帯域特性は、アンテナ装置１Ａの帯域特性とおよそ同様の値をとることが実験からわかっている。相違点として、誘電体基板３の表裏の異なる面において、それぞれにアンテナエレメント２１及びアンテナエレメント２２を配置することにより、誘電体基板３の誘電率による波長短縮効果で動作周波数を降下させ、より低域化されたアンテナ装置を提供することができる点である。誘電体基板３を介することにより、誘電体基板３の誘電率の平方根の逆数倍、波長が短縮される。
<Voltage standing wave ratio (VSWR) characteristics>
It has been found from experiments that the band characteristics of the antenna device 1B of the second embodiment are approximately the same as the band characteristics of the antenna device 1A. As a difference, by disposing the antenna element 21 and the antenna element 22 on the front and back surfaces of the dielectric substrate 3, respectively, the operating frequency is lowered by the wavelength shortening effect due to the dielectric constant of the dielectric substrate 3. This is a point that a localized antenna device can be provided. By passing through the dielectric substrate 3, the wavelength is shortened by a reciprocal of the square root of the dielectric constant of the dielectric substrate 3.
そのため、アンテナ装置１Ｂの４７０ＭＨｚ近傍において、図２（ｂ）の破線で示すように、より降下した帯域特性を得ることが可能である。そのため、地上デジタル放送に用いられる４７０〜８７０ＭＨｚの周波数帯を、ＶＳＷＲ値２程度、もしくはそれ以下で受信することができる。また、アンテナ装置１Ａと同様に、極めて広い周波数帯の電波を受信することが可能である。 Therefore, it is possible to obtain a further lowered band characteristic in the vicinity of 470 MHz of the antenna device 1B as shown by the broken line in FIG. Therefore, the 470 to 870 MHz frequency band used for terrestrial digital broadcasting can be received with a VSWR value of about 2 or less. Further, similarly to the antenna device 1A, it is possible to receive radio waves in an extremely wide frequency band.
＜実施形態３＞
図５、図６を用いて、本発明の実施形態３に係るアンテナ装置１Ｃについて説明する。なお、上述した実施形態１、実施形態２と基本的に同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を簡略化する。
<Embodiment 3>
An antenna device 1C according to Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, about the component fundamentally the same as Embodiment 1 and Embodiment 2 mentioned above, the same code | symbol is attached | subjected and the description is simplified.
図５は、本発明の実施形態３に係るアンテナ装置１Ｃを示す図である。図５（ａ）は表面から見た実施形態３に係るアンテナエレメント１Ｃを示す。また、図５（ｂ）は裏面から見た前記アンテナエレメント１Ｃを、図５（ｃ）は図５（ａ）におけるＣ−Ｃ断面を示す断面図である。前記アンテナ装置１Ｂとの相違点は、誘電体基板３上に形成される４つの領域の内、前記誘電体基板３を挟んで向かい合う２領域（本実施形態３では、領域Ｄ１及びＤ３）を貫くような解放窓３１が備えられている点である。 FIG. 5 is a diagram showing an antenna device 1C according to Embodiment 3 of the present invention. Fig.5 (a) shows the antenna element 1C which concerns on Embodiment 3 seen from the surface. 5B is a cross-sectional view of the antenna element 1C viewed from the back surface, and FIG. 5C is a cross-sectional view taken along the line CC in FIG. 5A. The difference from the antenna device 1B is that it penetrates through two regions (regions D1 and D3 in the third embodiment) facing each other across the dielectric substrate 3 among the four regions formed on the dielectric substrate 3. Such a release window 31 is provided.
図６に示すように、前記解放窓３１は、アンテナエレメント２の領域のうち、平行領域４１の終端に接するように前記中心線Ｃから降ろした垂線Ｔと、平行領域４１と、によって特定される領域内に形成されている。前記解放窓３１は、アンテナエレメント２の非導電部分に形成することにより、帯域特性に大きな影響を与えることなく、くり抜きを形成可能であることが実験からわかっている。 As shown in FIG. 6, the release window 31 is specified by a vertical line T dropped from the center line C so as to be in contact with the end of the parallel region 41 in the region of the antenna element 2, and the parallel region 41. It is formed in the region. It has been found from experiments that the release window 31 can be formed in the non-conductive portion of the antenna element 2 without significantly affecting the band characteristics.
また、アンテナエレメント２の非導電部分及び、基板上においてアンテナエレメント２の縁から離れた部分には、同様のくり抜きを設けることが可能である。くり抜きを設けることによって、アンテナ装置１Ｃの軽量化や、アンテナ装置１Ｃを利用する電子回路の搭載などが可能である。 In addition, similar cutouts can be provided in a non-conductive portion of the antenna element 2 and a portion on the substrate away from the edge of the antenna element 2. By providing the cutout, it is possible to reduce the weight of the antenna device 1C and mount an electronic circuit using the antenna device 1C.
解放窓３１を設けることによって、例えば、アンテナ装置１Ｃで受信した電波を、前記解放窓３１にシールドをかぶせて設置したチューナー回路を通して携帯情報端末などに出力させる、チューナー回路付アンテナ装置を構成することができる。これにより、アンテナ装置１Ｃだけで、チューナー回路を持たないモニターなどにテレビ放送を受信することが可能となる。 By providing the release window 31, for example, an antenna device with a tuner circuit is configured to output radio waves received by the antenna device 1 </ b> C to a portable information terminal or the like through a tuner circuit installed with the release window 31 covered with a shield. Can do. As a result, it is possible to receive a television broadcast on a monitor or the like that does not have a tuner circuit using only the antenna device 1C.
実施形態３のアンテナ装置１Ｃは、アンテナ装置１Ｂの帯域特性比べて遜色ない極めて有効な帯域特性で電波を受信することが可能である。 The antenna device 1C according to the third embodiment can receive radio waves with extremely effective band characteristics that are comparable to the band characteristics of the antenna apparatus 1B.
＜実施形態４＞
図７を用いて、本発明の実施形態４に係るアンテナ装置１Ｄについて説明する。なお、上述した実施形態１〜３と基本的に同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を簡略化する。
<Embodiment 4>
An antenna device 1D according to Embodiment 4 of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, about the fundamentally same component as Embodiment 1-3 mentioned above, the same code | symbol is attached | subjected and the description is simplified.
図５は、本発明の実施形態４に係るアンテナ装置１Ｄを示す図である。前記アンテナ装置１Ｂとの相違点は、誘電体基板３Ｄが柔軟性を備えている点である。これにより、帯域特性に変化を与えず、自在な形状で収容可能なアンテナ装置を提供することができる。例えば、開閉可能な携帯情報端末用のケースなどにアンテナ装置を収容して提供することが可能である。 FIG. 5 is a diagram showing an antenna device 1D according to Embodiment 4 of the present invention. The difference from the antenna device 1B is that the dielectric substrate 3D has flexibility. Accordingly, it is possible to provide an antenna device that can be accommodated in a free shape without changing the band characteristics. For example, the antenna device can be housed and provided in a case for a portable information terminal that can be opened and closed.
本実施形態の、誘電体基板３Ｄは、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）によって形成されている。誘電体基板３ＤをＦＰＣで形成することによって、アンテナ装置１Ｄを小面積化したり、携帯性を向上することができ、開閉式の携帯情報端末のケース内部や、コンピュータのケース、バッグなどにアンテナ装置１Ｄを極めて容易に収容することが可能である。 The dielectric substrate 3D of this embodiment is formed of a flexible printed circuit board (FPC). By forming the dielectric substrate 3D with FPC, the antenna device 1D can be reduced in area and portability can be improved, and the antenna device can be mounted inside a case of a portable personal digital assistant, a computer case, a bag, or the like. It is possible to accommodate 1D very easily.
実施形態４のアンテナ装置１Ｄは、アンテナ装置１Ｂの帯域特性比べて遜色ない極めて有効な帯域特性で電波を受信することが可能である。 The antenna device 1D of the fourth embodiment can receive radio waves with extremely effective band characteristics that are comparable to the band characteristics of the antenna apparatus 1B.
携帯情報端末やコンピュータに向けて、地上デジタル放送受信アンテナや、複数の通信に対応した兼用アンテナを提供することができる。 A terrestrial digital broadcast receiving antenna or a dual-purpose antenna corresponding to a plurality of communications can be provided for a portable information terminal or a computer.
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ アンテナ装置
２、２１、２２ アンテナエレメント
３、３Ｄ 誘電体基板
３１ 解放窓
４ ギャップ部
４１ 平行領域
４２ 階段領域
４３ 拡大領域
５ 接続部
Ｃ 中心線
Ｓ （ギャップ部４の）始端
Ｅ （ギャップ部４の）終端
Ｔ 垂線
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４ 領域
1, 1A, 1B, 1C, 1D Antenna devices 2, 21, 22 Antenna element 3, 3D Dielectric substrate 31 Release window 4 Gap portion 41 Parallel region 42 Step region 43 Enlarged region 5 Connection portion C Center line S (Gap portion 4 Start end E (gap part 4) end T normal D1, D2, D3, D4 region
Claims (12)
前記ギャップ部は、前記中心線に沿って始端から終端まで延びていて、
前記中心線との幅が一定間隔となる平行領域と、
前記中心線との幅を、前記終端方向に向かうにしたがって階段状に増大させる階段領域とを備え、
前記平行領域は前記始端から伸びていることを特徴とするアンテナ装置。 An antenna device including a plurality of antenna elements, which is arranged with a gap portion between the substrate and a center line that bisects the substrate,
The gap portion extends from the start end to the end along the center line,
A parallel region having a constant interval with the center line; and
A staircase region that increases the width with the center line in a staircase pattern toward the terminal direction,
The antenna device according to claim 1, wherein the parallel region extends from the starting end.
前記拡大領域は、前記平行領域及び前記階段領域の間と、前記ギャップ部の終端と、に備えられることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。 The gap portion includes an enlarged region that gradually increases the distance from the center line as it proceeds in the terminal direction,
The antenna device according to claim 1, wherein the enlarged region is provided between the parallel region and the staircase region and at a terminal end of the gap portion.
前記中心線を挟んで相対する２つの領域のそれぞれに、前記アンテナエレメントが配置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のアンテナ装置。 In the four regions formed on the plane of the substrate by the centerline,
The antenna device according to claim 1, wherein the antenna element is disposed in each of two regions facing each other with the center line interposed therebetween.
前記解放窓は、前記アンテナエレメントの領域のうち、前記平行領域の終端に接するように前記中心線から降ろした垂線と、前記平行領域によって特定される部分において、
前記アンテナエレメントの縁部にかからないように形成されること、を特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のアンテナ装置。 The antenna element and the substrate include a release window that passes through two regions facing each other across the substrate, out of four regions formed on the plane of the substrate by the center line,
In the part specified by the parallel region, the release window is a perpendicular drawn from the center line so as to contact the end of the parallel region of the region of the antenna element,
The antenna device according to claim 1, wherein the antenna device is formed so as not to reach an edge of the antenna element.
前記電子回路基板は、アンテナ装置が受信した信号を受け取り、変換を行って出力することを特徴とする請求項９又は請求項１０に記載のアンテナ装置。 The cutout is provided with an electronic circuit board,
The antenna device according to claim 9 or 10, wherein the electronic circuit board receives a signal received by the antenna device, converts the signal, and outputs the converted signal.
12. The antenna device according to claim 1, wherein the width of each step of the staircase region in the width direction with respect to the center line gradually increases from the start end side toward the end side. .
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