JP2017041661A - Antenna device - Google Patents

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Takamitsu Shibayama
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an antenna device which can maintain an isolation characteristic if a device body is miniaturized, when providing two antennas having a plurality of antenna elements.SOLUTION: In an antenna device 100 which includes a ground plate 5, a first antenna 1 and a second antenna 2, the first antenna 1 has a first antenna element 11. The first antenna element 11 includes the aggregate of a plurality of first conductor pieces 11d which are neither parallel nor perpendicular to the perpendicular line R1 of the ground plate. Also, the second antenna 2 has a second antenna element 12. The second antenna element 12 includes the aggregate of a plurality of second conductor pieces 12d which are neither parallel nor perpendicular to the perpendicular line R2 of the ground plate. When viewing the first antenna 1 and the second antenna 2 in an overlapped manner, a mutually corresponding first conductor piece 11d and a second conductor piece 12d are oriented to mutually opposite directions to the perpendicular line R1 or the perpendicular line R2.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、通信用のアンテナ装置に係り、特に複数のアンテナを有するアンテナ装置に関する。   The present invention relates to a communication antenna device, and more particularly to an antenna device having a plurality of antennas.

近年、無線通信ネットワークにおいては、周波数利用効率の向上、データレートの向上を目的として、ＬＴＥ（Long Term Evolution）システムが世界中で実用化されようとしている。ＬＴＥシステムにおいては、互いに異なる複数の周波数帯域を用いてデータの送受信を行なうことが決められている。このようなシステムでは、複数の周波数帯域に対応するため複数のアンテナ素子を同一絶縁基板上に有したアンテナ装置が用いられる。   In recent years, in wireless communication networks, LTE (Long Term Evolution) systems are being put into practical use all over the world for the purpose of improving frequency utilization efficiency and data rate. In the LTE system, it is determined to transmit and receive data using a plurality of different frequency bands. In such a system, an antenna device having a plurality of antenna elements on the same insulating substrate is used to support a plurality of frequency bands.

また、最近では、２つのアンテナを組み合わせてデータの送受信を行い、利用できる周波数帯域を擬似的に広げるＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）と呼ばれる技術が開発されている。このような技術を利用したシステムにおいては、同一周波数で送受信可能な２つのアンテナを互いの近傍に設置したアンテナ装置が用いられる。   Recently, a technique called MIMO (Multiple Input Multiple Output) has been developed in which two antennas are combined to transmit and receive data and pseudo-expand the usable frequency band. In a system using such a technique, an antenna device in which two antennas capable of transmitting and receiving at the same frequency are installed in the vicinity of each other is used.

複数のアンテナ素子を同一絶縁基板上に有する場合、又は２つのアンテナを互いの近傍に設置した場合において、互いのアンテナ素子間又は互いのアンテナ間のアイソレーションを十分確保することが要求される。また、最近では、アンテナ装置の小型化も要求されるようになってきている。   In the case where a plurality of antenna elements are provided on the same insulating substrate, or when two antennas are installed in the vicinity of each other, it is required to ensure sufficient isolation between the antenna elements or between the antennas. Recently, there is a demand for downsizing of the antenna device.

そこで、このような要求に対し、特許文献１によるアンテナ装置９００のような、隣接した周波数帯域に対応する複数のアンテナ素子を有し、複数のアンテナ素子間のアイソレーション特性を改善したアンテナ装置が提案されている。特許文献１によるアンテナ装置について、図８を用いて説明する。   In response to such a demand, an antenna device having a plurality of antenna elements corresponding to adjacent frequency bands and having improved isolation characteristics between the plurality of antenna elements, such as the antenna device 900 according to Patent Document 1, is provided. Proposed. The antenna device according to Patent Document 1 will be described with reference to FIG.

アンテナ装置９００は、地板９１０と、第１の周波数帯域に対応する第１のアンテナ素子９１１と、第１の周波数帯域の近傍又は第１の周波数帯域と重なる第２の周波数帯域に対応する第２のアンテナ素子９１２と、第１のアンテナ素子９１１に給電を行う第１の給電部９１３と、第２のアンテナ素子９１２に給電を行う第２の給電部９１４とを備える。そして、第１のアンテナ素子９１１を地板９１０の長辺に対して直交する方向に配置すると共に、第２のアンテナ素子９１２を地板９１０の長辺に対して平行な方向に配置する構成とした。   The antenna device 900 includes a ground plane 910, a first antenna element 911 corresponding to the first frequency band, and a second frequency band corresponding to the second frequency band that is adjacent to the first frequency band or overlaps the first frequency band. Antenna element 912, a first power feeding unit 913 that feeds power to the first antenna element 911, and a second power feeding unit 914 that feeds power to the second antenna element 912. The first antenna element 911 is arranged in a direction orthogonal to the long side of the ground plane 910, and the second antenna element 912 is arranged in a direction parallel to the long side of the ground plane 910.

アンテナ装置９００では、第１のアンテナ素子９１１と第２のアンテナ素子９１２の配置を互いに直交するように配置することにより、アンテナ素子間の結合を低減させることができ、アンテナ素子間のアイソレーション特性を改善することができるとしている。   In the antenna device 900, by arranging the first antenna element 911 and the second antenna element 912 so as to be orthogonal to each other, the coupling between the antenna elements can be reduced, and the isolation characteristic between the antenna elements is reduced. It can be improved.

特開２００６−２２９５２９号公報JP 2006-229529 A

特許文献１に開示されたような、複数の周波数帯域に対応するために複数のアンテナ素子が設けられたアンテナが１つのみである場合、複数のアンテナ素子間のアイソレーションを確保することは、特許文献１に開示された発明による技術で対応できる。しかしながら、複数の周波数帯域に対応するために複数のアンテナ素子が設けられたアンテナを、２つ有するように配置したアンテナ装置である場合、特許文献１に開示された発明による技術だけでは、装置本体が小型化された場合に、アンテナ間アイソレーション特性を維持することは困難であった。   When there is only one antenna provided with a plurality of antenna elements to cope with a plurality of frequency bands as disclosed in Patent Document 1, ensuring isolation between a plurality of antenna elements is This can be dealt with by the technology disclosed in Patent Document 1. However, in the case of an antenna device in which two antennas provided with a plurality of antenna elements are provided so as to correspond to a plurality of frequency bands, the main body of the device is obtained only by the technique disclosed in Patent Document 1. When the size of the antenna is reduced, it is difficult to maintain the isolation characteristics between the antennas.

本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、複数のアンテナ素子が設けられたアンテナを２つ有する場合に、装置本体が小型化されても、必要とされるアンテナ間アイソレーション特性を維持できるアンテナ装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the situation of the prior art as described above, and its purpose is to have two antennas provided with a plurality of antenna elements, even if the apparatus main body is downsized. An object of the present invention is to provide an antenna device capable of maintaining the isolation characteristics between antennas.

この課題を解決するために、本発明のアンテナ装置は、グランド板と、前記グランド板の一方の面側に設けられた第１アンテナと、前記グランド板の一方の面側に設けられた第２アンテナと、を備えたアンテナ装置であって、前記第１アンテナによって形成される第１平面と前記第２アンテナによって形成される第２平面とは互いに平行に対面していると共に、前記グランド板に対してそれぞれ垂直に立設しており、前記第１アンテナは、第１アンテナ素子を有し、前記第１アンテナ素子は前記グランド板の垂線に対して平行ではなく垂直でもない複数の第１導体片の集合体を含み、前記第２アンテナは、第２アンテナ素子を有し、前記第２アンテナ素子は前記垂線に対して平行ではなく垂直でもない複数の第２導体片の集合体を含み、前記第１アンテナと前記第２アンテナとを重ねて見た時に、互いに対応する前記第１導体片と前記第２導体片とが、前記垂線に対して互いに逆方向に向いている、という特徴を有する。   In order to solve this problem, an antenna device according to the present invention includes a ground plate, a first antenna provided on one surface side of the ground plate, and a second antenna provided on one surface side of the ground plate. An antenna device, wherein a first plane formed by the first antenna and a second plane formed by the second antenna face each other in parallel, and are connected to the ground plate. The first antenna has a first antenna element, and the first antenna element is not parallel to or perpendicular to the normal of the ground plate. An assembly of pieces, wherein the second antenna has a second antenna element, the second antenna element comprising an assembly of a plurality of second conductor pieces that are neither parallel nor perpendicular to the normal; Said When viewed superimposed with said one antenna second antenna, the corresponding first conductor piece and the second conductor pieces to one another, the facing in opposite directions with respect to the perpendicular line, has the feature that.

このように構成されたアンテナ装置では、第１アンテナと第２アンテナとを重ねて見た時に、互いに対応する第１導体片と第２導体片とを、グランド板の垂線に対して互いに逆方向に向くように構成したため、互いに対応する第１導体片及び第２導体片それぞれのアンテナ偏波面同士を交差させることができる。その結果、互いに対応する第１導体片と第２導体片との結合を低減させることができ、アンテナ装置本体を小型化した場合においても、第１アンテナと第２アンテナとの間の必要とされるアンテナ間アイソレーション特性を維持することができる。   In the antenna device configured as described above, when the first antenna and the second antenna are overlapped, the first conductor piece and the second conductor piece corresponding to each other are opposite to each other with respect to the normal of the ground plate. Therefore, the antenna polarization planes of the first conductor piece and the second conductor piece corresponding to each other can cross each other. As a result, the coupling between the first conductor piece and the second conductor piece corresponding to each other can be reduced, and even when the antenna device body is downsized, it is required between the first antenna and the second antenna. The isolation characteristics between antennas can be maintained.

また、上記の構成において、前記第１アンテナと前記第２アンテナとを重ねて見た時に、互いに対応する前記第１導体片と前記第２導体片とのなす角度が直角である、という特徴を有する。   Further, in the above configuration, when the first antenna and the second antenna are viewed in an overlapping manner, an angle formed by the first conductor piece and the second conductor piece corresponding to each other is a right angle. Have.

このように構成されたアンテナ装置では、第１アンテナと第２アンテナとを重ねて見た時に、互いに対応する第１導体片と第２導体片とのなす角度を直角に設定したので、互いに対応する第１導体片及び第２導体片それぞれのアンテナ偏波面同士を直交させることができる。その結果、互いに対応する第１導体片と第２導体片との結合を更に低減させることができ、第１アンテナと第２アンテナとの間のアンテナ間アイソレーションを更に高めることができる。   In the antenna device configured in this way, when the first antenna and the second antenna are viewed with being overlapped, the angle formed between the first conductor piece and the second conductor piece corresponding to each other is set to be a right angle. The antenna polarization planes of the first conductor piece and the second conductor piece can be made orthogonal to each other. As a result, the coupling between the first conductor piece and the second conductor piece corresponding to each other can be further reduced, and the inter-antenna isolation between the first antenna and the second antenna can be further increased.

また、上記の構成において、前記第２アンテナ素子を裏返した時の形状が前記第１アンテナ素子の形状と合同であって、前記第１アンテナと前記第２アンテナとを重ねて見た時に、互いに対応する前記第１導体片と前記第２導体片とが、前記垂線に対してそれぞれ４５°の角度を有する、という特徴を有する。   Further, in the above configuration, when the second antenna element is turned upside down, the shape is the same as the shape of the first antenna element, and when the first antenna and the second antenna are viewed in an overlapping manner, The corresponding first conductor piece and second conductor piece have a feature that each has an angle of 45 ° with respect to the perpendicular.

このように構成されたアンテナ装置では、第１アンテナと第２アンテナとの各特性を同一にすることができると共に、第１アンテナと第２アンテナとの間のアンテナ間アイソレーションを最大限に高めることができる。   In the antenna device configured as described above, the characteristics of the first antenna and the second antenna can be made the same, and the isolation between the antennas between the first antenna and the second antenna is maximized. be able to.

本発明のアンテナ装置は、第１アンテナと第２アンテナとを重ねて見た時に、互いに対応する第１導体片と第２導体片とを、グランド板の垂線に対して互いに逆方向に向くように構成したため、互いに対応する第１導体片及び第２導体片それぞれのアンテナ偏波面同士を交差させることができる。その結果、互いに対応する第１導体片と第２導体片との結合を低減させることができ、アンテナ装置本体を小型化した場合においても、第１アンテナと第２アンテナとの間の必要とされるアンテナ間アイソレーション特性を維持することができる。   In the antenna device of the present invention, when the first antenna and the second antenna are overlapped, the first conductor piece and the second conductor piece corresponding to each other are oriented in opposite directions with respect to the normal of the ground plate. Thus, the antenna polarization planes of the first conductor piece and the second conductor piece corresponding to each other can be made to intersect each other. As a result, the coupling between the first conductor piece and the second conductor piece corresponding to each other can be reduced, and even when the antenna device body is downsized, it is required between the first antenna and the second antenna. The isolation characteristics between antennas can be maintained.

本発明の実施形態に係るアンテナ装置の外観を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the external appearance of the antenna apparatus which concerns on embodiment of this invention. 第１アンテナと第２アンテナとの関係を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the relationship between a 1st antenna and a 2nd antenna. ＬＴＥシステムにおける各周波数帯域の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship of each frequency band in a LTE system. 第１アンテナにおける第１アンテナ素子を示す正面図である。It is a front view which shows the 1st antenna element in a 1st antenna. 第２アンテナにおける第２アンテナ素子を示す正面図である。It is a front view which shows the 2nd antenna element in a 2nd antenna. 第１アンテナと第２アンテナとを重ねて見た時の正面図である。It is a front view when the 1st antenna and the 2nd antenna are overlapped and seen. アンテナ装置のアンテナ間アイソレーション特性を示すグラフである。It is a graph which shows the isolation characteristic between antennas of an antenna apparatus. 従来例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 which concerns on a prior art example.

［実施形態］
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。尚、本明細書では、特に断りの無い限り、各図面のＸ１側を右側、Ｘ２側を左側、Ｙ１側を奥側、Ｙ２側を手前側、Ｚ１側を上側、Ｚ２側を下側として説明する。 [Embodiment]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present specification, unless otherwise specified, the X1 side of each drawing is described as the right side, the X2 side as the left side, the Y1 side as the back side, the Y2 side as the near side, the Z1 side as the upper side, and the Z2 side as the lower side. To do.

最初に、実施形態に係るアンテナ装置１００の外観形状、及び第１アンテナ１と第２アンテナ２それぞれにおける第１アンテナ素子１１と第２アンテナ素子１２の構成について図１乃至図５を用いて説明する。   First, the external shape of the antenna device 100 according to the embodiment and the configurations of the first antenna element 11 and the second antenna element 12 in the first antenna 1 and the second antenna 2 will be described with reference to FIGS. 1 to 5. .

図１は、実施形態に係るアンテナ装置１００の最終的な外観を示す斜視図であり、図２は、第１アンテナ１と第２アンテナ２との関係を示す斜視図である。また、図３は、ＬＴＥシステムにおける第１周波数帯域、第２周波数帯域、第３周波数帯域の各周波数帯域の関係を示す図である。更に、図４は、第１アンテナ１における第１アンテナ素子１１の形状を示す正面図であり、図５は、第２アンテナ２における第２アンテナ素子１２の形状を示す正面図である。   FIG. 1 is a perspective view showing a final appearance of the antenna device 100 according to the embodiment, and FIG. 2 is a perspective view showing a relationship between the first antenna 1 and the second antenna 2. FIG. 3 is a diagram illustrating the relationship between the first frequency band, the second frequency band, and the third frequency band in the LTE system. FIG. 4 is a front view showing the shape of the first antenna element 11 in the first antenna 1, and FIG. 5 is a front view showing the shape of the second antenna element 12 in the second antenna 2.

アンテナ装置１００は、ＬＴＥシステムに対応すると共に、ＭＩＭＯシステムにも対応したアンテナ装置であり、ＬＴＥシステムのマルチバンド周波数帯域に使用されるアンテナ素子を複数有するアンテナをＭＩＭＯシステム用に２つ備えていて、それぞれのアンテナは同一周波数で送受信可能となっている。アンテナ装置１００は、小型化されたアンテナ装置であり、小型化されても十分なアンテナ間アイソレーションを維持することのできるアンテナ装置である。アンテナ間距離としては、より近接させることが要求されるが、アンテナ間アイソレーションとしては約１０ｄＢ以上が必要とされる。また、アンテナ装置１００は、車載用を想定しており、車両のルーフ上に取り付けられて使用される。   The antenna device 100 is an antenna device that supports the LTE system and also supports the MIMO system, and includes two antennas for the MIMO system that have a plurality of antenna elements used in the multiband frequency band of the LTE system. Each antenna can transmit and receive at the same frequency. The antenna device 100 is a miniaturized antenna device, and can maintain sufficient isolation between antennas even if the antenna device is miniaturized. The distance between the antennas is required to be closer, but the isolation between the antennas is required to be about 10 dB or more. The antenna device 100 is assumed to be mounted on a vehicle, and is used by being mounted on the roof of the vehicle.

図１に示すように、アンテナ装置１００は、合成樹脂で形成された鮫の鰭の形状（シャークフィン形状）を持ったケース３１内に収納されている。シャークフィン形状は、先端に行くほど細くなると共に、側面も内側に絞った曲面とされた流線型の外形形状となっている。アンテナ装置１００は、第１アンテナ１と第２アンテナ２とグランド板５とを有している。第１アンテナ１と第２アンテナ２とは、ケース３１で覆われることにより外部の環境から保護されることになる。また、第１アンテナ１と第２アンテナ２とはケーブル３２によって車両内の通信機器（図示せず）にそれぞれ接続される。   As shown in FIG. 1, the antenna device 100 is housed in a case 31 having a shape of a heel ridge (shark fin shape) formed of a synthetic resin. The shark fin shape is a streamlined outer shape that becomes thinner toward the tip and has a curved side surface that is narrowed inward. The antenna device 100 includes a first antenna 1, a second antenna 2, and a ground plate 5. The first antenna 1 and the second antenna 2 are protected from the external environment by being covered with the case 31. The first antenna 1 and the second antenna 2 are connected to a communication device (not shown) in the vehicle by a cable 32, respectively.

グランド板５は台座（図示せず）に搭載され、台座はグランド板５と共に車両の屋根に、ネジ留めや磁石等によって取り付けられる。グランド板５は、金属によって形成されたグランドプレーンであって、絶縁基板上に金属箔パターンで形成されていても良いし、金属板によって形成されても良い。グランド板５を車両の屋根に直接接続するか、又は静電容量結合等によって車両の屋根に結合させることによって、グランド板５から車両の屋根へグランドプレーンを拡張させることができる。そのため、車両の屋根全体をアンテナ装置１００のグランドとして使用することができ、アンテナ装置１００の性能向上に貢献させることができる。   The ground plate 5 is mounted on a pedestal (not shown), and the pedestal is attached to the roof of the vehicle together with the ground plate 5 by screwing or a magnet. The ground plate 5 is a ground plane formed of metal, and may be formed of a metal foil pattern on the insulating substrate or of a metal plate. The ground plane can be extended from the ground plate 5 to the vehicle roof by connecting the ground plate 5 directly to the vehicle roof or by coupling it to the vehicle roof by capacitive coupling or the like. Therefore, the entire roof of the vehicle can be used as the ground of the antenna device 100, and the performance of the antenna device 100 can be improved.

アンテナ装置１００は、図１で示したケース３１の内部において、前述したグランド板５と、グランド板５の一方の面側に設けられた第１アンテナ１と、同じくグランド板５の一方の面側に設けられた第２アンテナ２とが、図２に示すように構成されている。第１アンテナ１は、第１絶縁基板２１と、第１絶縁基板２１上に形成された第１アンテナ素子１１とを有して構成されている。また、第２アンテナ２は、第２絶縁基板２２と、第２絶縁基板２２上に形成された第２アンテナ素子１２とを有して構成されている。   In the case 31 shown in FIG. 1, the antenna device 100 includes the above-described ground plate 5, the first antenna 1 provided on one surface side of the ground plate 5, and one surface side of the ground plate 5. The 2nd antenna 2 provided in is comprised as shown in FIG. The first antenna 1 includes a first insulating substrate 21 and a first antenna element 11 formed on the first insulating substrate 21. Further, the second antenna 2 includes a second insulating substrate 22 and a second antenna element 12 formed on the second insulating substrate 22.

第１絶縁基板２１と第２絶縁基板２２とは、それぞれグランド板５に対して垂直に取り付けられていると共に、互いに平行に対面している。即ち、第１アンテナ１によって形成される第１平面Ｐ１と第２アンテナ２によって形成される第２平面Ｐ２とは互いに平行に対面していると共に、グランド板５に対してそれぞれ垂直に立設している。また、第１アンテナ素子１１が設けられた第１絶縁基板２１と第２アンテナ素子１２が設けられた第２絶縁基板２２、言い換えれば、第１アンテナ１と第２アンテナ２とは、それぞれアンテナ間距離Ｌ１だけ離れて真横に並んで取り付けられている。   The first insulating substrate 21 and the second insulating substrate 22 are mounted perpendicular to the ground plate 5 and face each other in parallel. That is, the first plane P1 formed by the first antenna 1 and the second plane P2 formed by the second antenna 2 face each other in parallel and stand upright with respect to the ground plate 5 respectively. ing. Further, the first insulating substrate 21 provided with the first antenna element 11 and the second insulating substrate 22 provided with the second antenna element 12, in other words, the first antenna 1 and the second antenna 2 are respectively connected between the antennas. They are mounted side by side at a distance L1.

前述したように、アンテナ装置１００は、ＬＴＥシステムに対応するように構成されている。ＬＴＥシステムに用いられる周波数帯域は、図３に示すように、３つの帯域に分かれている。最も周波数の低い周波数帯域が、０．７ＧＨｚ〜０．９６ＧＨｚの第１周波数帯域であり、次の周波数帯域が、１．７ＧＨｚ〜２．２ＧＨｚの第２周波数帯域であり、最も周波数の高い周波数帯域が、２．５ＧＨｚ〜２．７ＧＨｚの第３周波数帯域である。そのため、第１アンテナ１及び第２アンテナ２は、どちらも０．７ＧＨｚ〜０．９６ＧＨｚの第１周波数帯域、１．７ＧＨｚ〜２．２ＧＨｚの第２周波数帯域、及び２．５ＧＨｚ〜２．７ＧＨｚの第３周波数帯域の信号を送受信できるように構成されている。   As described above, the antenna device 100 is configured to support the LTE system. The frequency band used for the LTE system is divided into three bands as shown in FIG. The lowest frequency band is the first frequency band of 0.7 GHz to 0.96 GHz, the next frequency band is the second frequency band of 1.7 GHz to 2.2 GHz, and the highest frequency band. Is the third frequency band of 2.5 GHz to 2.7 GHz. Therefore, the first antenna 1 and the second antenna 2 both have a first frequency band of 0.7 GHz to 0.96 GHz, a second frequency band of 1.7 GHz to 2.2 GHz, and a frequency band of 2.5 GHz to 2.7 GHz. The third frequency band signal can be transmitted and received.

図４に示すように、第１アンテナ１は、第１絶縁基板２１上に構成された第１アンテナ素子１１、第１給電点１ａ、及び第１接地点１ｂで構成されている。第１アンテナ素子１１は、上記第１周波数帯域から第３周波数帯域までの信号を送受信できるように、低周波用第１アンテナ素子１１ａ、無給電第１アンテナ素子１１ｂ、及び高周波用第１アンテナ素子１１ｃで構成されている。   As shown in FIG. 4, the first antenna 1 includes a first antenna element 11, a first feeding point 1a, and a first ground point 1b that are formed on a first insulating substrate 21. The first antenna element 11 is a low-frequency first antenna element 11a, a parasitic first antenna element 11b, and a high-frequency first antenna element so that signals from the first frequency band to the third frequency band can be transmitted and received. 11c.

低周波用第１アンテナ素子１１ａは、複数の第１導体片１１ｄの集合体を含み、ＬＴＥシステムにおける最も周波数の低い周波数帯域である第１周波数帯域の信号を取り扱うように形成されている。複数の第１導体片１１ｄの内の１つの第１導体片１１ｄの一端が第１給電点１ａに接続されていて、その第１導体片１１ｄの他端には他の複数の第１導体片１１ｄが連続して接続されている。無給電第１アンテナ素子１１ｂも、複数の第１導体片１１ｄの内の１つの第１導体片１１ｄの一端が第１接地点１ｂに接続されていて、その第１導体片１１ｄの他端には他の第１導体片１１ｄが接続されている。   The low-frequency first antenna element 11a includes an assembly of a plurality of first conductor pieces 11d, and is formed to handle signals in a first frequency band that is the lowest frequency band in the LTE system. One end of one first conductor piece 11d of the plurality of first conductor pieces 11d is connected to the first feeding point 1a, and the other end of the first conductor piece 11d is another plurality of first conductor pieces. 11d is connected continuously. The parasitic first antenna element 11b also has one end of one first conductor piece 11d of the plurality of first conductor pieces 11d connected to the first ground point 1b, and the other end of the first conductor piece 11d. The other first conductor piece 11d is connected.

低周波用第１アンテナ素子１１ａ及び無給電第１アンテナ素子１１ｂを構成している導体片の内、各第１導体片１１ｄは、全て、グランド板５の垂線Ｒ１に対して傾斜して形成されている。即ち、各第１導体片１１ｄは、垂線Ｒ１に対して平行でもなく垂直でもない。尚、低周波用第１アンテナ素子１１ａには、グランド板５の垂線Ｒ１に対して垂直な導体片も存在するが、この導体片は、無給電第１アンテナ素子１１ｂのインダクタンス成分を増加させるための導体片であり、第１導体片１１ｄではなく、アンテナ間アイソレーション特性の改善には特に寄与していない。   Of the conductor pieces constituting the first antenna element 11a for low frequency and the parasitic first antenna element 11b, each of the first conductor pieces 11d is formed to be inclined with respect to the normal line R1 of the ground plate 5. ing. That is, each first conductor piece 11d is neither parallel nor perpendicular to the perpendicular line R1. The first antenna element for low frequency 11a also has a conductor piece perpendicular to the perpendicular line R1 of the ground plate 5, but this conductor piece increases the inductance component of the parasitic first antenna element 11b. This is a conductor piece, not the first conductor piece 11d, and does not particularly contribute to the improvement of the isolation characteristics between the antennas.

図４からわかるように、無給電第１アンテナ素子１１ｂの各第１導体片１１ｄが低周波用第１アンテナ素子１１ａの各第１導体片１１ｄに沿って設けられている。無給電第１アンテナ素子１１ｂは、低周波用第１アンテナ素子１１ａによって取り扱われる周波数帯域を広帯域化するために設けられたものであり、第１給電点１ａには接続されておらず、第１接地点１ｂに接続されている。無給電第１アンテナ素子１１ｂの各第１導体片１１ｄを、給電素子である低周波用第１アンテナ素子１１ａの各第１導体片１１ｄに、無給電第１アンテナ素子１１ｂの共振周波数の波長に比べて非常に短い離間距離で沿わせることにより、無給電第１アンテナ素子１１ｂを低周波用第１アンテナ素子１１ａに容量結合させることができる。即ち、無給電第１アンテナ素子１１ｂは、低周波用第１アンテナ素子１１ａから給電されて、新たな共振周波数を有するアンテナ素子となる。   As can be seen from FIG. 4, each first conductor piece 11d of the parasitic first antenna element 11b is provided along each first conductor piece 11d of the first antenna element 11a for low frequency. The parasitic first antenna element 11b is provided to widen the frequency band handled by the low-frequency first antenna element 11a, and is not connected to the first feeding point 1a. It is connected to the ground point 1b. Each first conductor piece 11d of the parasitic first antenna element 11b is connected to each first conductor piece 11d of the low-frequency first antenna element 11a, which is a feeding element, to the wavelength of the resonance frequency of the parasitic first antenna element 11b. In contrast, the parasitic first antenna element 11b can be capacitively coupled to the low-frequency first antenna element 11a by keeping the distance at a very short distance. That is, the parasitic first antenna element 11b is fed from the first antenna element for low frequency 11a and becomes an antenna element having a new resonance frequency.

無給電第１アンテナ素子１１ｂのアンテナ長は、低周波用第１アンテナ素子１１ａのアンテナ長に比べて幾分短く設定されている。従って、無給電第１アンテナ素子１１ｂによる新たな共振周波数は、低周波用第１アンテナ素子１１ａの共振周波数より高くなり、結果として、低周波用第１アンテナ素子１１ａによる周波数帯域を高いほうに拡げることが可能となる。即ち、低周波用第１アンテナ素子１１ａによる周波数帯域を広帯域化することができる。   The antenna length of the parasitic first antenna element 11b is set somewhat shorter than the antenna length of the low-frequency first antenna element 11a. Therefore, the new resonance frequency by the parasitic first antenna element 11b becomes higher than the resonance frequency of the low-frequency first antenna element 11a, and as a result, the frequency band by the low-frequency first antenna element 11a is expanded to the higher side. It becomes possible. That is, the frequency band by the low frequency first antenna element 11a can be widened.

高周波用第１アンテナ素子１１ｃは、その導体の一端が第１給電点１ａに接続されていると共に、一端から開放端に向かって、その幅が漸次広くなるように構成されていて、その形状は、第１給電点１ａを１つの頂点とする略三角形状となっている。   The high-frequency first antenna element 11c is configured such that one end of the conductor is connected to the first feeding point 1a and the width gradually increases from one end toward the open end. The first feeding point 1a has a substantially triangular shape with one vertex.

高周波用第１アンテナ素子１１ｃの導体のうち最も電界強度の強いアンテナ開放端部が幅広に形成してあるので、キャパシタンス成分がより増大することとなる。そして一般的に共振回路では、キャパシタンス成分が大きくなると共振周波数が小さくなるので、開放端が幅広になっていない導体と比べたとき、アンテナ放射導体の長さが同等であればアンテナ共振周波数が小さくなる。即ち、アンテナ開放端部を幅広にすることによって、所望の周波数に共振させるうえで必要となる放射導体の長さをより短く設定することができるので、アンテナ装置全体の寸法を低減できる。   Among the conductors of the high-frequency first antenna element 11c, the antenna open end portion having the strongest electric field strength is formed wide so that the capacitance component is further increased. In general, in a resonance circuit, the resonance frequency decreases as the capacitance component increases. Therefore, when compared to a conductor whose open end is not wide, the antenna resonance frequency is small if the length of the antenna radiation conductor is the same. Become. That is, by widening the open end of the antenna, the length of the radiation conductor required for resonating at a desired frequency can be set shorter, so that the overall size of the antenna device can be reduced.

低周波用第１アンテナ素子１１ａのアンテナ長は、第１周波数帯域に対応した長さに設定されており、具体的には、第１周波数帯域内における所定周波数信号の波長の約１／４に設定されている。また、高周波用第１アンテナ素子１１ｃのアンテナ長は、第１周波数帯域より周波数の高い第２周波数帯域に対応した長さに設定されており、具体的には、第２周波数帯域における所定周波数信号の波長の約１／４に設定されている。   The antenna length of the low-frequency first antenna element 11a is set to a length corresponding to the first frequency band, and specifically, is about ¼ of the wavelength of the predetermined frequency signal in the first frequency band. Is set. The antenna length of the first antenna element for high frequency 11c is set to a length corresponding to a second frequency band having a frequency higher than that of the first frequency band. Specifically, a predetermined frequency signal in the second frequency band is set. Is set to about ¼ of the wavelength.

低周波用第１アンテナ素子１１ａの給電点側の第１導体片１１ｄは、高周波用第１アンテナ素子１１ｃの導体に沿って設けられている。一般的に、アンテナ素子の導体同士を近接させて配置することにより、互いのインピーダンスマッチングを行なうことが可能となる。アンテナ素子のインピーダンスは、アンテナ素子の導体の長さ及び幅によって決定されるインダクタンス成分と、アンテナ素子の導体とグランド間、又は、隣り合う２個のアンテナ素子それぞれの導体間に発生するキャパシタンス成分とによって決定する。特に、隣り合う２個のアンテナ素子の導体同士を近接させ、その離間距離及び対向させている導体の長さを調整することにより、隣り合う２個のアンテナ素子それぞれの導体間に発生するキャパシタンス成分を調整することができる。その結果、それぞれのアンテナ素子のインピーダンスを調整することができる。   The first conductor piece 11d on the feeding point side of the low frequency first antenna element 11a is provided along the conductor of the high frequency first antenna element 11c. Generally, it is possible to perform impedance matching with each other by arranging the conductors of the antenna elements close to each other. The impedance of the antenna element includes an inductance component determined by the length and width of the conductor of the antenna element, and a capacitance component generated between the conductor of the antenna element and the ground, or between the conductors of two adjacent antenna elements. Determined by. In particular, a capacitance component generated between the conductors of two adjacent antenna elements by adjusting the distance between the conductors of two adjacent antenna elements and adjusting the distance between the conductors of the two adjacent antenna elements. Can be adjusted. As a result, the impedance of each antenna element can be adjusted.

第１アンテナ１においては、低周波用第１アンテナ素子１１ａの第１導体片１１ｄを、高周波用第１アンテナ素子１１ｃの導体に沿って設け、それぞれの導体間の離間距離及び各導体の長さを調整することによって、それぞれのインピーダンスマッチングを行なうようにしている。尚、この調整は、第１アンテナ１の設計段階において実施されるものであり、そのため第１アンテナ１の性能は、設計段階でほぼ決定されることになる。   In the first antenna 1, the first conductor piece 11d of the first antenna element for low frequency 11a is provided along the conductor of the first antenna element for high frequency 11c, and the distance between the conductors and the length of each conductor are provided. By adjusting the impedance, each impedance matching is performed. This adjustment is performed at the design stage of the first antenna 1, and therefore the performance of the first antenna 1 is almost determined at the design stage.

低周波用第１アンテナ素子１１ａのアンテナ長は、第１周波数帯域の約３倍の周波数帯域に当たる２．５ＧＨｚから２．７ＧＨｚの周波数帯域、即ち第３周波数帯域も送受信できるように構成されている。具体的には、低周波用第１アンテナ素子１１ａのアンテナ長は、第３周波数帯域の中の所定周波数信号の波長の約３／４に設定されている。ここで、上記第３周波数帯域の中の所定周波数は、上記第１周波数帯域の中の所定周波数の約３倍の周波数に相当する。   The antenna length of the low-frequency first antenna element 11a is configured to be able to transmit and receive a frequency band of 2.5 GHz to 2.7 GHz corresponding to a frequency band about three times the first frequency band, that is, the third frequency band. . Specifically, the antenna length of the first antenna element 11a for low frequency is set to about ¾ of the wavelength of the predetermined frequency signal in the third frequency band. Here, the predetermined frequency in the third frequency band corresponds to a frequency about three times the predetermined frequency in the first frequency band.

上記のように、低周波用第１アンテナ素子１１ａのアンテナ長は、第１周波数帯域を送受信できるように設定されていると同時に、第１周波数帯域の約３倍の周波数に当たる第３周波数帯域をも送受信できるように設定されていることになる。そのため、周波数の大きく異なる２つの周波数帯域の送受信を、１つの素子だけで実現することができる。従って、マルチバンド対応のアンテナ装置１００の小型化に貢献することができる。   As described above, the antenna length of the first antenna element for low frequency 11a is set so that the first frequency band can be transmitted and received, and at the same time, the third frequency band corresponding to about three times the first frequency band is set. Is set to be able to send and receive. Therefore, transmission / reception in two frequency bands having significantly different frequencies can be realized with only one element. Therefore, it is possible to contribute to downsizing of the multiband antenna device 100.

尚、図４において、低周波用第１アンテナ素子１１ａの各導体片と無給電第１アンテナ素子１１ｂの各第１導体片１１ｄと高周波用第１アンテナ素子１１ｃとは、金属製の導体からなる。この金属製の導体は、図４に示した第１絶縁基板２１上に金属箔パターンによって形成されたものでも良いし、絶縁基板を使用せず、金属板を切り抜いて組み合わせた構成のものであっても良い。   In FIG. 4, each of the conductor pieces of the first antenna element 11a for low frequency, each of the first conductor pieces 11d of the parasitic first antenna element 11b, and the first antenna element 11c for high frequency are made of a metal conductor. . The metal conductor may be formed by a metal foil pattern on the first insulating substrate 21 shown in FIG. 4, or may be configured by cutting and combining metal plates without using an insulating substrate. May be.

図５に示すように、第２アンテナ２は、第２絶縁基板２２上に構成された第２アンテナ素子１２、第２給電点２ａ、及び第２接地点２ｂで構成されている。第２アンテナ素子１２は、上記第１周波数帯域から第３周波数帯域までの信号を送受信できるように、低周波用第２アンテナ素子１２ａ、無給電第２アンテナ素子１２ｂ、及び高周波用第２アンテナ素子１２ｃで構成されている。   As shown in FIG. 5, the second antenna 2 includes a second antenna element 12, a second feeding point 2 a, and a second grounding point 2 b configured on the second insulating substrate 22. The second antenna element 12 has a low-frequency second antenna element 12a, a parasitic second antenna element 12b, and a high-frequency second antenna element so that signals from the first frequency band to the third frequency band can be transmitted and received. 12c.

低周波用第２アンテナ素子１２ａは、複数の第２導体片１２ｄの集合体を含み、ＬＴＥシステムにおける最も周波数の低い周波数帯域である第１周波数帯域の信号を取り扱うように形成されている。複数の第２導体片１２ｄの内の１つの第２導体片１２ｄの一端が第１給電点１ａに接続されていて、その第２導体片１２ｄの他端には他の複数の第２導体片１２ｄが連続して接続されている。無給電第２アンテナ素子１２ｂも、複数の第２導体片１２ｄの内の１つの第２導体片１２ｄの一端が第２接地点２ｂに接続されていて、その第２導体片１２ｄの他端には他の第２導体片１２ｄが接続されている。   The low-frequency second antenna element 12a includes an aggregate of a plurality of second conductor pieces 12d, and is formed to handle signals in the first frequency band, which is the lowest frequency band in the LTE system. One end of one second conductor piece 12d among the plurality of second conductor pieces 12d is connected to the first feeding point 1a, and the other end of the second conductor piece 12d is connected to the other plurality of second conductor pieces. 12d is connected continuously. In the parasitic second antenna element 12b, one end of one second conductor piece 12d of the plurality of second conductor pieces 12d is connected to the second ground point 2b, and the other end of the second conductor piece 12d is connected to the other end of the second conductor piece 12d. The other second conductor piece 12d is connected.

高周波用第２アンテナ素子１２ｃは、その導体の一端が第２給電点２ａに接続されていると共に、一端から開放端に向かって、その幅が漸次広くなるように構成されていて、その形状は、第２給電点２ａを１つの頂点とする略三角形状となっている。   The high-frequency second antenna element 12c is configured such that one end of the conductor is connected to the second feeding point 2a and the width gradually increases from one end toward the open end. The second feeding point 2a has a substantially triangular shape with one vertex.

低周波用第２アンテナ素子１２ａ、無給電第２アンテナ素子１２ｂ、及び高周波用第２アンテナ素子１２ｃを含む第２アンテナ素子１２は、第２アンテナ素子１２を左右方向に裏返した時の形状が、第１アンテナ素子１１の形状と合同になるように構成されている。言い換えれば、第２アンテナ素子１２を左右方向に裏返して、第１アンテナ素子１１と重ねて見た時に、各アンテナ素子が完全に重なって見えることになり、結果として、１つのアンテナ素子だけが存在するように見えるように、第２アンテナ素子１２が構成されている。   The second antenna element 12 including the low-frequency second antenna element 12a, the parasitic second antenna element 12b, and the high-frequency second antenna element 12c has a shape when the second antenna element 12 is turned upside down. It is configured to be congruent with the shape of the first antenna element 11. In other words, when the second antenna element 12 is turned over in the left-right direction and overlapped with the first antenna element 11, each antenna element appears to be completely overlapped. As a result, only one antenna element exists. The second antenna element 12 is configured to look like this.

上述のように、第２アンテナ素子１２を左右方向に裏返した時の形状が、第１アンテナ素子１１の形状と合同になるように構成されている。そのため、第２アンテナ素子１２において、低周波用第２アンテナ素子１２ａが低周波用第１アンテナ素子１１ａに対応し、無給電第２アンテナ素子１２ｂが無給電第１アンテナ素子１１ｂに対応し、高周波用第２アンテナ素子１２ｃが高周波用第１アンテナ素子１１ｃに対応する。また、第２アンテナ２の第２給電点２ａが第１アンテナ１の第１給電点１ａに相当し、第２アンテナ２の第２接地点２ｂが第１アンテナ１の第１接地点１ｂに相当する。従って、第２アンテナ素子１２の各アンテナ素子の働きは、第１アンテナ素子１１の各アンテナ素子の働きと全く同等である。よって、第２アンテナ２についてのこれ以上の説明は省略する。   As described above, the shape when the second antenna element 12 is turned upside down is configured to be congruent with the shape of the first antenna element 11. Therefore, in the second antenna element 12, the low frequency second antenna element 12a corresponds to the low frequency first antenna element 11a, the parasitic second antenna element 12b corresponds to the parasitic first antenna element 11b, and the high frequency The second antenna element 12c for use corresponds to the first antenna element 11c for high frequency. The second feeding point 2 a of the second antenna 2 corresponds to the first feeding point 1 a of the first antenna 1, and the second grounding point 2 b of the second antenna 2 corresponds to the first grounding point 1 b of the first antenna 1. To do. Therefore, the function of each antenna element of the second antenna element 12 is exactly the same as the function of each antenna element of the first antenna element 11. Therefore, the further description about the 2nd antenna 2 is abbreviate | omitted.

次に、図２、図６及び図７を用いて第１アンテナ１と第２アンテナ２との取り付け構造について説明する。図６は、第１アンテナ１と第２アンテナ２とを重ねて見た時の正面図であり、図７は、本発明のアンテナ装置１００のアンテナ間アイソレーション特性を示すグラフである。   Next, a mounting structure between the first antenna 1 and the second antenna 2 will be described with reference to FIGS. 2, 6, and 7. FIG. 6 is a front view when the first antenna 1 and the second antenna 2 are viewed in an overlapping manner, and FIG. 7 is a graph showing the isolation characteristics between the antennas of the antenna device 100 of the present invention.

図２に示すように、第１アンテナ素子１１及び第２アンテナ素子１２それぞれの第１導体片１１ｄ及び第２導体片１２ｄは、グランド板５の垂線Ｒ１又は垂線Ｒ２に対して平行ではなく垂直でもない。そのため、図６に示すように、第１アンテナ１と第２アンテナ２とを平行に移動して重ねて見た時に、互いに対応する第１導体片１１ｄと第２導体片１２ｄとがそれぞれ垂線Ｒ１又は垂線Ｒ２に対して互いに逆方向に向くことになる。互いに対応する第１導体片１１ｄと第２導体片１２ｄとをそれぞれ垂線Ｒ１又は垂線Ｒ２に対して互いに逆方向に向かせることにより、それぞれの間のアイソレーションを改善させることができる。   As shown in FIG. 2, the first conductor piece 11d and the second conductor piece 12d of each of the first antenna element 11 and the second antenna element 12 are not parallel to the perpendicular line R1 or perpendicular line R2 of the ground plate 5 but perpendicular to each other. Absent. Therefore, as shown in FIG. 6, when the first antenna 1 and the second antenna 2 are viewed in parallel with each other, the first conductor piece 11d and the second conductor piece 12d corresponding to each other are perpendicular to each other. Alternatively, the directions are opposite to each other with respect to the perpendicular line R2. By directing the first conductor piece 11d and the second conductor piece 12d corresponding to each other in directions opposite to each other with respect to the perpendicular line R1 or the perpendicular line R2, it is possible to improve the isolation between them.

また、第１アンテナ１と第２アンテナ２とを重ねて見た時に、第１アンテナ素子１１及び第２アンテナ素子１２それぞれの各第１導体片１１ｄ及び各第２導体片１２ｄの内、互いに対応する第１導体片１１ｄと第２導体片１２ｄとのなす角度が直角となっているものがある。例えば、図６に示す低周波用第１アンテナ素子１１ａの、第１給電点１ａから２つめの第１導体片１１ｄと低周波用第２アンテナ素子１２ａの、第２給電点２ａから２つめの第２導体片１２ｄとのなす角度αを、角度α＝９０°としている。角度α＝９０°とすることにより、互いに対応する第１導体片１１ｄと第２導体片１２ｄとの間のアイソレーションを更に改善させることができる。   In addition, when the first antenna 1 and the second antenna 2 are viewed in an overlapping manner, the first conductor piece 11d and the second conductor piece 12d of the first antenna element 11 and the second antenna element 12 respectively correspond to each other. Some of the first conductor piece 11d and the second conductor piece 12d have a right angle. For example, in the first antenna element 11a for low frequency shown in FIG. 6, the second conductor element 11d from the first feeding point 1a and the second antenna element 12a for low frequency are second from the second feeding point 2a. An angle α formed with the second conductor piece 12d is set to an angle α = 90 °. By setting the angle α to 90 °, the isolation between the first conductor piece 11d and the second conductor piece 12d corresponding to each other can be further improved.

第１給電点１ａから３つめの第１導体片１１ｄと第２給電点２ａから３つめの第２導体片１２ｄとのなす角度βは、角度β＜９０°となっている。これは、アンテナ間アイソレーション以外のアンテナ特性を確保するために、これらの第１導体片１１ｄと第２導体片１２ｄとを、より上側方向に伸ばすようにするためである。角度βは、種々のアンテナ特性をそれぞれバランス良く得るためにその値が選択される。尚、アンテナ間アイソレーションを良くするためには、角度β＞４５°が好ましく、角度β＝９０°が最も好ましい。   An angle β formed by the third first conductor piece 11d from the first feeding point 1a and the third second conductor piece 12d from the second feeding point 2a is an angle β <90 °. This is to extend the first conductor piece 11d and the second conductor piece 12d in the upward direction in order to ensure antenna characteristics other than the isolation between the antennas. The value of the angle β is selected in order to obtain various antenna characteristics with good balance. In order to improve the isolation between the antennas, the angle β> 45 ° is preferable, and the angle β = 90 ° is most preferable.

更に、アンテナ装置１００では、第２アンテナ素子１２を裏返した時の形状が、第１アンテナ素子１１の形状と合同となるように設定した。そのため、第１アンテナ１と第２アンテナ２とを重ねて見た時に、互いに対応する第１導体片１１ｄと第２導体片１２ｄとが、それぞれ垂線Ｒ１又は垂線Ｒ２に対してそれぞれ４５°の角度をなすように設定される。例えば、図６に示す無給電第１アンテナ素子１１ｂの、第１接地点１ｂから１つめの第１導体片１１ｄと垂線Ｒ１とのなす角度γ１と、無給電第２アンテナ素子１２ｂの、第２接地点２ｂから１つめの第２導体片１２ｄと垂線Ｒ２とのなす角度γ２との関係は、角度γ１＝角度γ２＝４５°となる。   Further, in the antenna device 100, the shape when the second antenna element 12 is turned over is set to be congruent with the shape of the first antenna element 11. Therefore, when the first antenna 1 and the second antenna 2 are viewed in an overlapped manner, the first conductor piece 11d and the second conductor piece 12d corresponding to each other are at an angle of 45 ° with respect to the perpendicular R1 or the perpendicular R2, respectively. It is set to make. For example, in the parasitic first antenna element 11b shown in FIG. 6, the angle γ1 formed by the first conductor piece 11d first from the first ground point 1b and the perpendicular R1 and the second parasitic antenna element 12b second The relationship between the angle γ2 formed by the first second conductor piece 12d from the grounding point 2b and the perpendicular R2 is angle γ1 = angle γ2 = 45 °.

次に、第１アンテナ１と第２アンテナ２とをグランド板５上に取り付けた時の、アンテナ間距離Ｌ１について、図２を用いて説明する。   Next, the distance L1 between the antennas when the first antenna 1 and the second antenna 2 are mounted on the ground plate 5 will be described with reference to FIG.

一般的に、平行に取り付けられた２つのアンテナのアンテナ間距離は、取り扱う周波数の波長の１／４以上に設定することによってそれぞれのアンテナのアンテナ性能を確保することができる。従って、図２に示す第１アンテナ１と第２アンテナ２との間のアンテナ間距離Ｌ１は、通常、取り扱う周波数の最低周波数近辺の信号の波長の１／４に設定することになる。ＬＴＥシステムでは、０．７ＧＨｚが最低周波数となるため、アンテナ間距離Ｌ１は、０．７ＧＨｚ近辺の信号の波長の１／４（λ／４）に設定することになる。   Generally, the antenna performance of each antenna can be ensured by setting the distance between the antennas of the two antennas mounted in parallel to 1/4 or more of the wavelength of the handled frequency. Therefore, the inter-antenna distance L1 between the first antenna 1 and the second antenna 2 shown in FIG. 2 is normally set to ¼ of the wavelength of the signal near the lowest frequency of the handled frequency. In the LTE system, since 0.7 GHz is the lowest frequency, the inter-antenna distance L1 is set to ¼ (λ / 4) of the wavelength of the signal in the vicinity of 0.7 GHz.

例えば、０．７ＧＨｚ近辺の信号として０．７５ＧＨｚの信号を選択し、アンテナ間距離Ｌ１を０．７５ＧＨｚの信号の波長の１／４に設定した場合、その寸法は約１００ｍｍとなる。即ち、アンテナ間距離Ｌ１を約１００ｍｍに設定すれば、その周波数近辺のアンテナ性能を確保することができる。尚、０．７５ＧＨｚより高い周波数については、アンテナ間距離Ｌ１が必然的にその信号の波長の１／４以上になるため、アンテナ性能を確保することができる。   For example, when a signal of 0.75 GHz is selected as a signal in the vicinity of 0.7 GHz and the inter-antenna distance L1 is set to ¼ of the wavelength of the signal of 0.75 GHz, the dimension is about 100 mm. That is, if the inter-antenna distance L1 is set to about 100 mm, the antenna performance near that frequency can be ensured. For frequencies higher than 0.75 GHz, the antenna distance L1 is necessarily ¼ or more of the wavelength of the signal, so that the antenna performance can be ensured.

しかし、アンテナ装置として小型化が要求された場合、アンテナ間距離を短くすることが必要となってくる。そこで、本発明のアンテナ装置１００では、第１アンテナ１及び第２アンテナ２との間のアンテナ間距離Ｌ１（図２参照）を、アンテナ装置１００本体の形状を小さくするため、０．７５ＧＨｚの信号の波長の１／６、即ちＬ１＝λ／６＝約６７ｍｍに設定した。その場合の第１アンテナ１及び第２アンテナ２との間のアンテナ間アイソレーションのデータを図７の実線で示す。尚、比較のため、本発明を適用せず、第２アンテナ２を裏返して取り付けた場合、即ち同一方向から第１アンテナ１と第２アンテナ２とを重ねて見た時に、アンテナ素子の形状が完全に重なって見えるように取り付けた場合で、Ｌ１＝λ／４＝約１００ｍｍに設定した時のアンテナ間アイソレーションのデータを図７の破線で示す。また、同じく本発明を適用せず、第２アンテナ２を裏返して取り付けた場合で、Ｌ１＝λ／６＝約６７ｍｍに設定した時のアンテナ間アイソレーションのデータを図７の一点鎖線で示す。   However, when the antenna device is required to be downsized, it is necessary to shorten the distance between the antennas. Therefore, in the antenna device 100 of the present invention, the inter-antenna distance L1 (see FIG. 2) between the first antenna 1 and the second antenna 2 is set to a signal of 0.75 GHz in order to reduce the shape of the antenna device 100 main body. 1/6, that is, L1 = λ / 6 = about 67 mm. Data of antenna isolation between the first antenna 1 and the second antenna 2 in that case is shown by a solid line in FIG. For comparison, when the second antenna 2 is mounted upside down without applying the present invention, that is, when the first antenna 1 and the second antenna 2 are viewed from the same direction, the shape of the antenna element is In the case where the antennas are mounted so as to be completely overlapped, the data of the isolation between antennas when L1 = λ / 4 = about 100 mm is shown by a broken line in FIG. Similarly, the present invention is not applied, and when the second antenna 2 is mounted upside down, the data of isolation between antennas when L1 = λ / 6 = about 67 mm is set is indicated by a one-dot chain line in FIG.

図７の破線で示すように、０．７５ＧＨｚの信号の波長の１／４（λ／４）に設定した場合には、本発明を適用しなくても、アンテナ間アイソレーションは１０ｄＢ以上であり、十分な特性が得られている。しかし、本発明を適用せず、２つのアンテナ間の距離を、０．７５ＧＨｚの信号の波長の１／６（λ／６）に設定した場合、即ち約６７ｍｍまで短くなるように設定した場合、図７の一点鎖線で示すように、アンテナ間アイソレーション特性が悪化することが確認される。約０．８ＧＨｚ以上の場合は１０ｄＢ以上であるため問題ないと考えられるが、０．７ＧＨｚ〜０．８ＧＨｚの帯域では１０ｄＢを切っており、十分なアンテナ間アイソレーション特性を得られていないことが分かる。   As shown by the broken line in FIG. 7, when the wavelength of the signal of 0.75 GHz is set to ¼ (λ / 4), the isolation between the antennas is 10 dB or more without applying the present invention. Sufficient characteristics have been obtained. However, when the present invention is not applied and the distance between the two antennas is set to 1/6 (λ / 6) of the wavelength of the signal of 0.75 GHz, that is, set to be shortened to about 67 mm, As shown by the alternate long and short dash line in FIG. 7, it is confirmed that the isolation characteristics between the antennas deteriorate. In the case of about 0.8 GHz or more, it is considered that there is no problem because it is 10 dB or more. However, in the band of 0.7 GHz to 0.8 GHz, 10 dB is cut, and sufficient isolation characteristics between antennas are not obtained. I understand.

図７の実線で示すように、本発明を適用した場合、第１アンテナ１と第２アンテナ２との間のアンテナ間アイソレーションは約１０ｄＢである。これは、本発明を適用せずに、第１アンテナ１と第２アンテナ２との間のアンテナ間距離Ｌ１を０．７５ＧＨｚの信号の波長の１／４に設定した場合とほぼ同等である。また、本発明を適用せずに、第１アンテナ１と第２アンテナ２との間のアンテナ間距離Ｌ１を０．７５ＧＨｚの信号の波長の１／６に設定した場合に対して約２ｄＢ改善されている。   As shown by the solid line in FIG. 7, when the present invention is applied, the inter-antenna isolation between the first antenna 1 and the second antenna 2 is about 10 dB. This is substantially equivalent to the case where the inter-antenna distance L1 between the first antenna 1 and the second antenna 2 is set to ¼ of the wavelength of the signal of 0.75 GHz without applying the present invention. Further, without applying the present invention, the antenna distance L1 between the first antenna 1 and the second antenna 2 is improved by about 2 dB as compared with the case where the wavelength of the signal of 0.75 GHz is set to 1/6. ing.

従って、本発明によるアンテナ装置１００は、第１アンテナ１と第２アンテナ２との間のアンテナ間距離Ｌ１を０．７５ＧＨｚの信号の波長の１／４（１００ｍｍ）に設定した場合に得られるアンテナ間アイソレーション特性を、アンテナ間距離Ｌ１を０．７５ＧＨｚの信号の波長の１／６（６７ｍｍ）に短くした場合においても得ることができる。言い換えれば、第１アンテナ１と第２アンテナ２との間の必要とされるアンテナ間アイソレーション特性を維持したまま、アンテナ装置１００本体のＹ１−Ｙ２方向の寸法を３３ｍｍ、即ち３３％小さくすることができる。   Therefore, the antenna device 100 according to the present invention is an antenna obtained when the inter-antenna distance L1 between the first antenna 1 and the second antenna 2 is set to 1/4 (100 mm) of the wavelength of the signal of 0.75 GHz. The inter-antenna isolation characteristic can be obtained even when the distance L1 between the antennas is shortened to 1/6 (67 mm) of the wavelength of the signal of 0.75 GHz. In other words, the size of the antenna device 100 main body in the Y1-Y2 direction is reduced by 33 mm, that is, 33% while maintaining the required inter-antenna isolation characteristics between the first antenna 1 and the second antenna 2. Can do.

このように、アンテナ装置１００では、第１アンテナ１と第２アンテナ２とを重ねて見た時に、互いに対応する第１導体片１１ｄと第２導体片１２ｄとを、垂線Ｒ１又は垂線Ｒ２に対して互いに逆方向に向くように構成した。そのため、互いに対応する第１導体片１１ｄ及び第２導体片１２ｄそれぞれのアンテナ偏波面同士を交差させることができる。その結果、互いに対応する第１導体片１１ｄと第２導体片１２ｄとの結合を低減させることができ、アンテナ装置１００本体を小型化した場合においても、第１アンテナ１と第２アンテナ２との間の必要とされるアンテナ間アイソレーション特性を維持することができる。   As described above, in the antenna device 100, when the first antenna 1 and the second antenna 2 are viewed with being overlapped, the first conductor piece 11d and the second conductor piece 12d corresponding to each other are connected to the perpendicular R1 or the perpendicular R2. So that they face in opposite directions. Therefore, the antenna polarization planes of the first conductor piece 11d and the second conductor piece 12d corresponding to each other can be crossed. As a result, the coupling between the first conductor piece 11d and the second conductor piece 12d corresponding to each other can be reduced, and even when the antenna device 100 main body is downsized, the first antenna 1 and the second antenna 2 can be reduced. The required inter-antenna isolation characteristics can be maintained.

また、第１アンテナ１と第２アンテナ２とを重ねて見た時に、互いに対応する第１導体片１１ｄと第２導体片１２ｄとのなす角度を直角に設定したので、互いに対応する第１導体片１１ｄ及び第２導体片１２ｄそれぞれのアンテナ偏波面同士を直交させることができる。その結果、互いに対応する第１導体片１１ｄと第２導体片１２ｄとの結合を更に低減させることができ、第１アンテナ１と第２アンテナ２との間のアンテナ間アイソレーションを更に高めることができる。   In addition, when the first antenna 1 and the second antenna 2 are viewed in an overlapping manner, the angle between the first conductor piece 11d and the second conductor piece 12d corresponding to each other is set to be a right angle, so that the first conductors corresponding to each other are set. The antenna polarization planes of the piece 11d and the second conductor piece 12d can be orthogonal to each other. As a result, the coupling between the first conductor piece 11d and the second conductor piece 12d corresponding to each other can be further reduced, and the inter-antenna isolation between the first antenna 1 and the second antenna 2 can be further increased. it can.

また、第２アンテナ素子１２を裏返した時の形状と第１アンテナ素子１１の形状とを合同になるように設定したので、第１アンテナ１と第２アンテナ２との各特性を同一にすることができると共に、第１アンテナ１と第２アンテナ２との間のアンテナ間アイソレーションを最大限に高めることができる。   In addition, since the shape when the second antenna element 12 is turned over and the shape of the first antenna element 11 are set to be the same, the characteristics of the first antenna 1 and the second antenna 2 are made the same. In addition, the inter-antenna isolation between the first antenna 1 and the second antenna 2 can be maximized.

以上説明したように、本発明のアンテナ装置は、第１アンテナと第２アンテナとを重ねて見た時に、互いに対応する第１導体片と第２導体片とを、グランド板の垂線に対して互いに逆方向に向くように構成したため、互いに対応する第１導体片及び第２導体片それぞれのアンテナ偏波面同士を交差させることができる。その結果、互いに対応する第１導体片と第２導体片との結合を低減させることができ、アンテナ装置本体を小型化した場合においても、第１アンテナと第２アンテナとの間の必要とされるアンテナ間アイソレーション特性を維持することができる。   As described above, when the antenna device of the present invention is viewed with the first antenna and the second antenna overlapped with each other, the first conductor piece and the second conductor piece corresponding to each other are connected to the perpendicular of the ground plate. Since they are configured to face in opposite directions, the antenna polarization planes of the first conductor piece and the second conductor piece corresponding to each other can intersect each other. As a result, the coupling between the first conductor piece and the second conductor piece corresponding to each other can be reduced, and even when the antenna device body is downsized, it is required between the first antenna and the second antenna. The isolation characteristics between antennas can be maintained.

以上のように、本発明の実施形態に係るアンテナ装置１００について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施することが可能である。   As described above, the antenna device 100 according to the embodiment of the present invention has been described. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. It is.

１ 第１アンテナ
１ａ 第１給電点
１ｂ 第１接地点
２ 第２アンテナ
２ａ 第２給電点
２ｂ 第２接地点
５ グランド板
１１ 第１アンテナ素子
１１ａ 低周波用第１アンテナ素子
１１ｂ 無給電第１アンテナ素子
１１ｃ 高周波用第１アンテナ素子
１１ｄ 第１導体片
１２ 第２アンテナ素子
１２ａ 低周波用第２アンテナ素子
１２ｂ 無給電第２アンテナ素子
１２ｃ 高周波用第２アンテナ素子
１２ｄ 第２導体片
２１ 第１絶縁基板
２２ 第２絶縁基板
３１ ケース
３２ ケーブル
１００ アンテナ装置
Ｐ１ 第１平面
Ｐ２ 第２平面
Ｒ１ 垂線
Ｒ２ 垂線
Ｌ１ アンテナ間距離 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st antenna 1a 1st feeding point 1b 1st grounding point 2 2nd antenna 2a 2nd feeding point 2b 2nd grounding point 5 Ground plate 11 1st antenna element 11a 1st antenna element for low frequency 11b Parasitic 1st antenna Element 11c High frequency first antenna element 11d First conductor piece 12 Second antenna element 12a Low frequency second antenna element 12b Parasitic second antenna element 12c High frequency second antenna element 12d Second conductor piece 21 First insulating substrate 22 Second insulating substrate 31 Case 32 Cable 100 Antenna device P1 First plane P2 Second plane R1 Perpendicular R2 Perpendicular L1 Distance between antennas

Claims (3)

グランド板と、前記グランド板の一方の面側に設けられた第１アンテナと、前記グランド板の一方の面側に設けられた第２アンテナと、を備えたアンテナ装置であって、
前記第１アンテナによって形成される第１平面と前記第２アンテナによって形成される第２平面とは互いに平行に対面していると共に、前記グランド板に対してそれぞれ垂直に立設しており、
前記第１アンテナは、第１アンテナ素子を有し、前記第１アンテナ素子は前記グランド板の垂線に対して平行ではなく垂直でもない複数の第１導体片の集合体を含み、
前記第２アンテナは、第２アンテナ素子を有し、前記第２アンテナ素子は前記垂線に対して平行ではなく垂直でもない複数の第２導体片の集合体を含み、
前記第１アンテナと前記第２アンテナとを重ねて見た時に、互いに対応する前記第１導体片と前記第２導体片とが、前記垂線に対して互いに逆方向に向いている、ことを特徴とするアンテナ装置。 An antenna device comprising: a ground plate; a first antenna provided on one surface side of the ground plate; and a second antenna provided on one surface side of the ground plate,
The first plane formed by the first antenna and the second plane formed by the second antenna face each other in parallel, and stand vertically to the ground plate,
The first antenna includes a first antenna element, and the first antenna element includes an assembly of a plurality of first conductor pieces that are neither parallel nor perpendicular to a perpendicular of the ground plate;
The second antenna includes a second antenna element, and the second antenna element includes an assembly of a plurality of second conductor pieces that are neither parallel nor perpendicular to the perpendicular.
When the first antenna and the second antenna are viewed in an overlapping manner, the first conductor piece and the second conductor piece corresponding to each other are oriented in opposite directions with respect to the perpendicular. An antenna device. 前記第１アンテナと前記第２アンテナとを重ねて見た時に、互いに対応する前記第１導体片と前記第２導体片とのなす角度が直角である、ことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。   The angle formed by the first conductor piece and the second conductor piece corresponding to each other is a right angle when the first antenna and the second antenna are viewed in an overlapping manner. Antenna device. 前記第２アンテナ素子を裏返した時の形状が前記第１アンテナ素子の形状と合同であって、
前記第１アンテナと前記第２アンテナとを重ねて見た時に、互いに対応する前記第１導体片と前記第２導体片とが、前記垂線に対してそれぞれ４５°の角度を有する、ことを特徴とする請求項２に記載のアンテナ装置。 The shape when the second antenna element is turned over is the same as the shape of the first antenna element,
When the first antenna and the second antenna are viewed in an overlapping manner, the first conductor piece and the second conductor piece corresponding to each other have an angle of 45 ° with respect to the perpendicular, respectively. The antenna device according to claim 2.
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