JP2017126837A - Composite antenna device - Google Patents

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イーゴリ ゴロブリョフ
Golovlyov Igor
イーゴリ ゴロブリョフ
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a composite antenna device that improves antenna performance and is capable of being downsized.SOLUTION: A composite antenna device is composed of a ground plate 10, a patch antenna 20, and an antenna element 30. The patch antenna 20 is arranged at a position on the ground plate 10, the position being closer to and in the vicinity of the center, and includes a patch element surface 21 on a surface facing the ground plate 10. The antenna element 30 includes: a power supply part 31 that extends from a plate surface of the ground plate 10 so as to stand up in the vertical direction; and a radiation part 32 that is bent from the apex of the power supply part 31 so as to be in parallel with the ground plate 10 and extends in a horizontal direction apart from the patch element surface 21 of the patch antenna 20 with a predetermined gap so as to be at least in an L-shaped around the patch element surface 21. The radiation part 32 is arranged so as to be approximately flush with the vertical height of the patch element surface 21 of the patch antenna 20.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は複合アンテナ装置に関し、特に、例えば携帯電話とGNSS(Global Navigation Satellite System:全地球航法衛星システム)といった複数の周波数帯の信号を受信可能な複合アンテナ装置に関する。   The present invention relates to a composite antenna device, and more particularly to a composite antenna device capable of receiving signals in a plurality of frequency bands such as a mobile phone and a GNSS (Global Navigation Satellite System).

近来から車両には種々のアンテナが搭載されている。例えば、ラジオやテレビ、携帯電話、GNSS、ETC(Electronic Toll Collection System:自動料金収受システム)、VICS(登録商標)(Vehicle Information and Communication System:道路交通情報通信システム)といった、種々の通信を実現するために必要なアンテナが車載されている。車両ルーフが受信条件としては最も好ましいが、美観が損なわれたり取り付け作業も煩雑となる。このため、車内のダッシュボード内にアンテナを収容したり、ガラスに貼付したりしている。ここで、例えば携帯電話用の逆FアンテナとGPS用のパッチアンテナを1つの筐体に収容してダッシュボード内に配置する複合アンテナ装置も知られている。例えば特許文献1は、方形状の平面部を有する逆F型アンテナの平面部の中央部にシールド用凹部が形成されるものであり、このシールド用凹部にGPSアンテナの高さ方向の略半分が嵌入されているものである。   Recently, various antennas have been mounted on vehicles. For example, various communication such as radio, television, mobile phone, GNSS, ETC (Electronic Toll Collection System), VICS (registered trademark) (Vehicle Information and Communication System) is realized. The necessary antenna is mounted on the vehicle. A vehicle roof is the most preferable reception condition, but the aesthetics are impaired and the installation work is complicated. For this reason, the antenna is housed in a dashboard in the vehicle or attached to glass. Here, for example, a composite antenna device is also known in which an inverted F antenna for a mobile phone and a patch antenna for GPS are accommodated in one housing and arranged in a dashboard. For example, in Patent Document 1, a concave portion for shielding is formed in the central portion of a flat portion of an inverted F-type antenna having a rectangular flat portion, and approximately half of the height direction of the GPS antenna is formed in the concave portion for shielding. It is inserted.

また、特許文献2は、逆FアンテナとGPS用及びETC用のパッチアンテナの2つを1つの筐体に収容したものである。これは、ベースプレート上の略中央にGPSアンテナを配置し、これを囲むように周囲に携帯電話用の逆Fアンテナが配置されているものである。   Japanese Patent Laid-Open No. 2004-228561 accommodates two inverted F antennas and GPS and ETC patch antennas in a single casing. In this case, a GPS antenna is arranged at the approximate center on the base plate, and an inverted F antenna for a mobile phone is arranged around the GPS antenna so as to surround the GPS antenna.

特開平11−312920号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-312920 特開2010−081500号公報JP 2010-081500 A

特許文献1や特許文献2のような複合アンテナ装置に対しては、さらなる広帯域化や指向性改善、利得向上等、アンテナ性能の向上が望まれていた。また、さらなる小型化も望まれていた。   For composite antenna devices such as Patent Document 1 and Patent Document 2, it has been desired to improve antenna performance such as further widening the bandwidth, improving directivity, and improving gain. In addition, further miniaturization has been desired.

本発明は、斯かる実情に鑑み、アンテナ性能が向上し小型化も可能な複合アンテナ装置を提供しようとするものである。   In view of such circumstances, the present invention intends to provide a composite antenna device that has improved antenna performance and can be miniaturized.

上述した本発明の目的を達成するために、本発明による複合アンテナ装置は、有限地板である板状のグラウンド板と、グラウンド板上の中心寄り近傍に配置されグラウンド板と対向する面にパッチ素子面を有するパッチアンテナと、グラウンド板の板面から垂直方向に立ち上がるように延在する給電部と、給電部の頂部からグラウンド板に平行となるように折り曲げられパッチアンテナのパッチ素子面と水平方向に所定の間隔を開けてパッチ素子面の周辺に少なくともL字状に延在する放射部とを有するアンテナ素子であって、放射部がパッチアンテナのパッチ素子面の垂直方向の高さと略面一となるように配置される、アンテナ素子と、を具備するものである。   In order to achieve the above-described object of the present invention, a composite antenna device according to the present invention includes a plate-shaped ground plate that is a finite ground plane, and a patch element on a surface that is disposed near the center of the ground plate and faces the ground plate. A patch antenna having a flat surface, a feed portion extending so as to rise in a vertical direction from the plate surface of the ground plate, and a patch element surface of the patch antenna that is bent so as to be parallel to the ground plate from the top of the feed portion. Antenna element having a radiating portion extending at least in an L shape around the patch element surface at a predetermined interval, the radiating portion being substantially flush with the vertical height of the patch element surface of the patch antenna. The antenna element is arranged so as to be.

ここで、アンテナ素子が板状であり、放射部の板状の面がグラウンド板の板面に対向するように配置されるものであれば良い。   Here, the antenna element may have a plate shape and may be arranged so that the plate-like surface of the radiating portion faces the plate surface of the ground plate.

また、アンテナ素子は、放射部がパッチアンテナのパッチ素子面と水平方向に所定の間隔を開けてパッチ素子面の周辺にパッチ素子面を囲むようにL字状からさらに延びてU字状に延在するものであっても良い。   In addition, the antenna element further extends from the L shape so that the radiating portion surrounds the patch element surface around the patch element surface at a predetermined interval in the horizontal direction from the patch element surface of the patch antenna, and extends to the U shape. It may be present.

また、アンテナ素子は2波対応素子であり、放射部が、パッチアンテナのパッチ素子面と水平方向に所定の間隔を開けてパッチ素子面の周辺にL字状からさらに延びてU字状に延在する第1放射部と、給電部の頂部から第1放射部とは異なる方向にパッチアンテナのパッチ素子面と水平方向に所定の間隔を開けてパッチ素子面の周辺にL字状に延在する第2放射部とからなり、第1放射部及び第2放射部がパッチアンテナのパッチ素子面を略囲むように配置されるものであっても良い。   The antenna element is a two-wave compatible element, and the radiating portion extends further from the L shape around the patch element surface in a horizontal direction to the patch element surface of the patch antenna and extends in a U shape. The first radiating portion and the patch element surface of the patch antenna extending in a L-shape around the patch element surface at a predetermined interval in the horizontal direction from the top of the feeding portion in a direction different from the first radiating portion. The second radiating portion may be arranged so that the first radiating portion and the second radiating portion substantially surround the patch element surface of the patch antenna.

また、パッチアンテナは、パッチ素子面がアンテナ素子の放射部の高さと略面一となるように、グラウンド板の板面から導電体又は絶縁体のスペーサを用いて持ち上げられて配置されれば良い。   In addition, the patch antenna may be disposed by being lifted from the plate surface of the ground plate using a conductor or an insulator spacer so that the patch element surface is substantially flush with the height of the radiation portion of the antenna element. .

また、スペーサが導電体の場合、導電体がグラウンド板に導通するものであっても良い。   Further, when the spacer is a conductor, the conductor may be electrically connected to the ground plate.

さらに、アンテナ素子及びパッチアンテナを収容するためのカバーを具備し、パッチアンテナのパッチ素子面は、カバーの内側の面に接しない程度にアンテナ素子の放射部の高さからグラウンド板側に下げて配置されても良い。   Furthermore, a cover for accommodating the antenna element and the patch antenna is provided, and the patch element surface of the patch antenna is lowered from the height of the radiating portion of the antenna element to the ground plate side so as not to contact the inner surface of the cover. It may be arranged.

また、アンテナ素子の給電部は、放射部からグラウンド板の板面に向かってテーパ状に延在するものであっても良い。   Further, the feeding portion of the antenna element may extend in a tapered shape from the radiating portion toward the plate surface of the ground plate.

本発明の複合アンテナ装置には、アンテナ性能が向上し小型化も可能であるという利点がある。   The composite antenna device of the present invention has the advantages that the antenna performance is improved and the size can be reduced.

図1は、本発明の複合アンテナ装置を説明するための一部断面概略側面図である。FIG. 1 is a partial cross-sectional schematic side view for explaining a composite antenna device of the present invention. 図2は、本発明の複合アンテナ装置を説明するための概略上面図である。FIG. 2 is a schematic top view for explaining the composite antenna device of the present invention. 図3は、本発明の複合アンテナ装置のアンテナ素子の他の例を説明するための概略上面図である。FIG. 3 is a schematic top view for explaining another example of the antenna element of the composite antenna device of the present invention. 図4は、本発明の複合アンテナ装置のアンテナ素子の他の例を説明するための概略図である。FIG. 4 is a schematic diagram for explaining another example of the antenna element of the composite antenna device of the present invention. 図5は、本発明の複合アンテナ装置のグラウンド板の他の例を説明するための概略上面図である。FIG. 5 is a schematic top view for explaining another example of the ground plate of the composite antenna device of the present invention.

以下、本発明を実施するための形態を図示例と共に説明する。図1は、本発明の複合アンテナ装置を説明するための概略側面図である。また、図2は、本発明の複合アンテナ装置を説明するための概略上面図である。図中、図1と同一の符号を付した部分は同一物を表している。なお、図2ではL字ブラケット1やカバー2は省略している。図示の通り、複数の周波数帯の信号を受信可能な本発明の複合アンテナ装置は、グラウンド板10と、パッチアンテナ20と、アンテナ素子30とから主に構成される。これらが例えばL字ブラケット1上に固定され、カバー2に覆われている。L字ブラケット1は例えば図示しないダッシュボード内の固定部にねじ止め等により固定される。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described together with illustrated examples. FIG. 1 is a schematic side view for explaining a composite antenna device of the present invention. FIG. 2 is a schematic top view for explaining the composite antenna device of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same parts. In FIG. 2, the L-shaped bracket 1 and the cover 2 are omitted. As shown in the figure, the composite antenna apparatus of the present invention capable of receiving signals in a plurality of frequency bands is mainly composed of a ground plate 10, a patch antenna 20, and an antenna element 30. These are fixed on, for example, an L-shaped bracket 1 and covered with a cover 2. The L-shaped bracket 1 is fixed to a fixing portion in a dashboard (not shown) by screwing or the like.

グラウンド板10は、板状の有限地板である。図示例では、グラウンド板10の板面が方形状のものを示した。なお、L字ブラケット1とグラウンド板10は共通のものであっても良い。即ち、グラウンド板10をL字ブラケット状に折り曲げてブラケットとして用いても良い。   The ground plate 10 is a plate-like finite ground plane. In the illustrated example, the ground plate 10 has a rectangular plate surface. The L-shaped bracket 1 and the ground plate 10 may be common. That is, the ground plate 10 may be bent into an L-shaped bracket and used as a bracket.

パッチアンテナ20は、グラウンド板10上の中心寄り近傍に配置されるものである。具体的には、パッチアンテナ20は、例えば誘電体パッチアンテナであれば良い。ここで、グラウンド板10上の中心寄り近傍にパッチアンテナ20を配置するのは、後述のアンテナ素子30がパッチアンテナ20を囲むように配置されるのに必要な領域をグラウンド板10の周辺部に残せる状態となるようにするためである。したがって、必ずしもグラウンド板10の中心にパッチアンテナ20が配置される必要はなく、例えばグラウンド板10が十分に大きい場合には、適宜中心からオフセットされて配置されてもいいことを意味する。そして、パッチアンテナ20は、グラウンド板10と対向する面にパッチ素子面21を有する。パッチ素子面21は、放射電極面である。なお、パッチアンテナ20の裏面側には、適宜グラウンド電極面を有していても良い。パッチアンテナ20は、例えばGNSSアンテナであれば良い。   The patch antenna 20 is disposed near the center on the ground plate 10. Specifically, the patch antenna 20 may be a dielectric patch antenna, for example. Here, the patch antenna 20 is arranged near the center on the ground plate 10 because the area necessary for the antenna element 30 (described later) to be arranged so as to surround the patch antenna 20 is located in the peripheral portion of the ground plate 10. This is so that it can be left. Therefore, the patch antenna 20 does not necessarily need to be arranged at the center of the ground plate 10. For example, when the ground plate 10 is sufficiently large, this means that the patch antenna 20 may be appropriately offset from the center. The patch antenna 20 has a patch element surface 21 on the surface facing the ground plate 10. The patch element surface 21 is a radiation electrode surface. In addition, the back surface side of the patch antenna 20 may have a ground electrode surface as appropriate. The patch antenna 20 may be a GNSS antenna, for example.

アンテナ素子30は、給電部31と放射部32とを有している。具体的には、図示例では逆L型のアンテナ素子を示した。給電部31は、グラウンド板10の板面から垂直方向に立ち上がるように延在している。より具体的には、給電部31は、グラウンド板10とは絶縁された状態で、外部機器からケーブルを介して給電されるものである。そして、放射部32は、給電部31の頂部からグラウンド板10に平行となるように折り曲げられている。ここで、放射部32は、パッチアンテナ20のパッチ素子面21と水平方向に所定の間隔を開けてパッチ素子面21の周辺にL字状に延在している例を図示した。即ち、放射部32は、グラウンド板10の中心寄り近傍を避けてグラウンド板10の周辺部上にL字状に配置されている。   The antenna element 30 includes a power feeding unit 31 and a radiation unit 32. Specifically, in the illustrated example, an inverted L-type antenna element is shown. The power feeding portion 31 extends so as to rise in the vertical direction from the plate surface of the ground plate 10. More specifically, the power supply unit 31 is supplied with power from an external device via a cable while being insulated from the ground plate 10. And the radiation | emission part 32 is bent so that it may become parallel to the ground board 10 from the top part of the electric power feeding part 31. FIG. Here, the radiating portion 32 is illustrated as extending in an L shape around the patch element surface 21 at a predetermined interval in the horizontal direction from the patch element surface 21 of the patch antenna 20. That is, the radiating portion 32 is arranged in an L shape on the peripheral portion of the ground plate 10 while avoiding the vicinity of the center of the ground plate 10.

そして、放射部32は、パッチアンテナ20のパッチ素子面21の垂直方向の高さと略面一となるように配置されている。図1では、グラウンド板10の板面からスペーサ25を用いてパッチアンテナ20が持ち上げられることで、放射部32とパッチ素子面21の高さが略面一となるように配置されている例を示した。パッチ素子面21と放射部32の高さが略面一となるように、パッチアンテナ20の誘電体の厚さがアンテナ素子30の給電部31の長さに足りない分をスペーサ25の高さで調整すれば良い。ここで、スペーサ25は、導電体であっても絶縁体であっても良い。スペーサ25が絶縁体の場合には、例えばパッチアンテナ20のパッチ素子面21の反対側の面であるグラウンド電極面側に、パッチアンテナ20がアンテナ素子30と面一となる高さに持ち上げた際の持ち上げ量に応じた高さ、即ち、パッチアンテナ20のグラウンド電極面からグラウンド板10までの距離に応じた高さを有するスペーサ25を貼付すれば良い。   The radiating portion 32 is disposed so as to be substantially flush with the vertical height of the patch element surface 21 of the patch antenna 20. In FIG. 1, the patch antenna 20 is lifted from the plate surface of the ground plate 10 by using the spacer 25, so that the height of the radiating portion 32 and the patch element surface 21 is substantially flush with each other. Indicated. The height of the spacer 25 is determined so that the thickness of the dielectric of the patch antenna 20 is less than the length of the feeding portion 31 of the antenna element 30 so that the height of the patch element surface 21 and the radiating portion 32 is substantially flush with each other. You can adjust with. Here, the spacer 25 may be a conductor or an insulator. When the spacer 25 is an insulator, for example, when the patch antenna 20 is lifted to a height that is flush with the antenna element 30 on the ground electrode surface side that is the surface opposite to the patch element surface 21 of the patch antenna 20. A spacer 25 having a height corresponding to the lift amount of the patch antenna 20, that is, a height corresponding to the distance from the ground electrode surface of the patch antenna 20 to the ground plate 10 may be attached.

また、スペーサ25が導電体の場合には、導電体がグラウンド板10に導通するように構成されれば良い。これにより、パッチアンテナ20のグラウンド電極がグラウンド板10により増大するようになるため、パッチアンテナ20のアンテナ性能がより向上する。この際、パッチアンテナ20のグラウンド電極面と導電体のスペーサ25を導通させても良い。   Further, in the case where the spacer 25 is a conductor, it may be configured such that the conductor is electrically connected to the ground plate 10. Thereby, since the ground electrode of the patch antenna 20 is increased by the ground plate 10, the antenna performance of the patch antenna 20 is further improved. At this time, the ground electrode surface of the patch antenna 20 and the conductive spacer 25 may be electrically connected.

また、パッチアンテナ20のパッチ素子面21とアンテナ素子30の放射部32との高さが略面一となるように調整されるが、その際、パッチ素子面21を放射部32の高さからグラウンド板10側にある程度下げて配置しても良い。カバー2の内側の面にパッチ素子面21が接してしまうとパッチアンテナ20の利得が低下するおそれがある。したがって、パッチ素子面21は、カバー2の内側の面に接しない程度にアンテナ素子30の放射部32の高さからグラウンド板10側に下げて配置されれば良い。   In addition, the patch element surface 21 of the patch antenna 20 and the radiating portion 32 of the antenna element 30 are adjusted to be substantially flush with each other. At this time, the patch element surface 21 is adjusted from the height of the radiating portion 32. You may arrange | position to the ground board 10 side lowered to some extent. If the patch element surface 21 comes into contact with the inner surface of the cover 2, the gain of the patch antenna 20 may be reduced. Accordingly, the patch element surface 21 may be disposed so as to be lowered from the height of the radiating portion 32 of the antenna element 30 toward the ground plate 10 so as not to contact the inner surface of the cover 2.

ここで、アンテナ素子30は、例えば、携帯電話の800MHz帯の信号を受信可能なようにアンテナ長等が決定されれば良い。また、図示例のアンテナ素子30は、板状のものを示した。これにより、さらに放射部32を短縮可能となる。また、板状体のアンテナ素子は、例えば板金のプレス加工等により容易に製造可能となる。板状体のアンテナ素子30は、放射部32の板状の面がグラウンド板10の板面に対向するように配置されている。即ち、放射部32とグラウンド板10は、板面が対向する方向で平行に配置されている。   Here, for example, the antenna length of the antenna element 30 may be determined so that an 800 MHz band signal of a mobile phone can be received. The illustrated antenna element 30 is a plate-like one. Thereby, the radiation | emission part 32 can further be shortened. Further, the plate-like antenna element can be easily manufactured by, for example, pressing a sheet metal. The plate-like antenna element 30 is arranged so that the plate-like surface of the radiating portion 32 faces the plate surface of the ground plate 10. That is, the radiation part 32 and the ground plate 10 are arranged in parallel in the direction in which the plate surfaces face each other.

なお、アンテナ素子30は板状のものを示したが、本発明はこれに限定されず、例えば導線により構成される線状アンテナ素子であっても良い。さらに、アンテナ素子30は、逆L型のアンテナ素子には限らず、逆F型のアンテナ素子であっても良い。   In addition, although the antenna element 30 showed the plate-shaped thing, this invention is not limited to this, For example, the linear antenna element comprised by conducting wire may be sufficient. Furthermore, the antenna element 30 is not limited to an inverted L-type antenna element, and may be an inverted F-type antenna element.

次に、図3を用いて本発明の複合アンテナ装置のアンテナ素子の他の例を説明する。図3は、本発明の複合アンテナ装置のアンテナ素子の他の例を説明するための概略上面図である。図中、図2と同一の符号を付した部分は同一物を表している。なお、図3でもL字ブラケット1やカバー2は省略している。図示の通り、この例のアンテナ素子30は、その放射部32がパッチアンテナ20のパッチ素子面21と水平方向に所定の間隔を開けてパッチ素子面21の周辺にパッチ素子面21を囲むようにL字状からさらに延びてU字状に延在している。即ち、パッチ素子面21の3辺が囲まれるようにアンテナ素子30の放射部32を配置している。   Next, another example of the antenna element of the composite antenna device of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a schematic top view for explaining another example of the antenna element of the composite antenna device of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 2 denote the same parts. In FIG. 3, the L-shaped bracket 1 and the cover 2 are omitted. As shown in the figure, the antenna element 30 of this example has a radiating portion 32 that surrounds the patch element surface 21 around the patch element surface 21 with a predetermined distance in the horizontal direction from the patch element surface 21 of the patch antenna 20. It further extends from the L shape and extends in a U shape. That is, the radiating portion 32 of the antenna element 30 is arranged so that the three sides of the patch element surface 21 are surrounded.

本発明の複合アンテナ装置では、アンテナ素子がこのように配置されていても、パッチアンテナ20のアンテナ性能に影響を与えることがない。また、アンテナ素子30の電気長を伸ばすことが可能となるためより小型化が可能となる。   In the composite antenna apparatus of the present invention, even if the antenna elements are arranged in this way, the antenna performance of the patch antenna 20 is not affected. Further, since the electrical length of the antenna element 30 can be extended, the size can be further reduced.

なお、図3の例でもアンテナ素子30は板状のものを示したが、本発明はこれに限定されず、例えば導線により構成される線状アンテナ素子であっても良い。また、アンテナ素子30は、逆L型のアンテナ素子には限らず、逆F型のアンテナ素子であっても良い。   In the example of FIG. 3, the antenna element 30 is a plate-like element, but the present invention is not limited to this, and may be a linear antenna element constituted by, for example, a conducting wire. The antenna element 30 is not limited to an inverted L-type antenna element, and may be an inverted F-type antenna element.

さらに、図4を用いて本発明の複合アンテナ装置のアンテナ素子のさらに他の例を説明する。図4は、本発明の複合アンテナ装置のアンテナ素子の他の例を説明するための概略図であり、図4(a)は概略上面図であり、図4(b)はその概略正面図である。図中、図2と同一の符号を付した部分は同一物を表している。なお、図4でもL字ブラケット1やカバー2は省略している。この例のアンテナ素子30は、2波対応素子となっている。即ち、図4に示される例では、パッチアンテナ20を含めて合計3波対応の複合アンテナ装置となっている。また、上述の図示例では逆L型のアンテナ素子の例を示したが、この例では短絡部35を有する逆F型のアンテナ素子を用いた例を示した。   Furthermore, still another example of the antenna element of the composite antenna device of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a schematic diagram for explaining another example of the antenna element of the composite antenna device of the present invention, FIG. 4 (a) is a schematic top view, and FIG. 4 (b) is a schematic front view thereof. is there. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 2 denote the same parts. In FIG. 4, the L-shaped bracket 1 and the cover 2 are omitted. The antenna element 30 in this example is a two-wave compatible element. That is, in the example shown in FIG. 4, the composite antenna device including the patch antenna 20 is compatible with a total of three waves. In the illustrated example described above, an example of an inverted L-type antenna element is shown. However, in this example, an example of using an inverted F-type antenna element having a short-circuit portion 35 is shown.

図示の通り、この例のアンテナ素子30は、その放射部32が第1放射部33と第2放射部34とからなっている。例えば、第1放射部33が携帯電話の800MHz帯の信号を受信可能なようにアンテナ長等が決定されており、第2放射部34が携帯電話の2GHz帯の信号を受信可能なようにアンテナ長等が決定されている。そして、第1放射部33は、パッチアンテナ20のパッチ素子面21と水平方向に所定の間隔を開けてパッチ素子面21の周辺にL字状からさらに延びてU字状に延在している。即ち、パッチ素子面21の3辺が囲まれるように第1放射部33を配置している。また、第2放射部34は、給電部31の頂部から第1放射部33とは異なる方向にパッチアンテナ20のパッチ素子面21と水平方向に所定の間隔を開けてパッチ素子面21の周辺にL字状に延在している。即ち、パッチ素子面21の2辺が囲まれるように第2放射部34を配置している。これにより、第1放射部33及び第2放射部34は、パッチアンテナ20のパッチ素子面21を略囲むように配置されることになる。   As shown in the figure, the antenna element 30 of this example has a radiating portion 32 including a first radiating portion 33 and a second radiating portion 34. For example, the antenna length and the like are determined so that the first radiating unit 33 can receive an 800 MHz band signal of a mobile phone, and the second radiating unit 34 can receive an 2 GHz band signal of the mobile phone. The length has been decided. And the 1st radiation | emission part 33 is further extended from the L-shape at the periphery of the patch element surface 21 at predetermined intervals in the horizontal direction with the patch element surface 21 of the patch antenna 20, and is extended in the U-shape. . That is, the first radiating portion 33 is arranged so that the three sides of the patch element surface 21 are surrounded. Further, the second radiating unit 34 is spaced from the top of the power feeding unit 31 in the direction different from the first radiating unit 33 by a predetermined distance in the horizontal direction from the patch element surface 21 of the patch antenna 20 and around the patch element surface 21. It extends in an L shape. That is, the second radiating portion 34 is arranged so that two sides of the patch element surface 21 are surrounded. Accordingly, the first radiating portion 33 and the second radiating portion 34 are arranged so as to substantially surround the patch element surface 21 of the patch antenna 20.

第1放射部33及び第2放射部34は、給電部31や短絡部35を含め、例えば板金のプレス加工等により一体成型が可能である。   The first radiating portion 33 and the second radiating portion 34 can be integrally formed by, for example, pressing a sheet metal including the power feeding portion 31 and the short-circuit portion 35.

図示例では、アンテナ素子30の給電部31は、放射部32からグラウンド板10の板面に向かってテーパ状に延在するものを示した。より具体的には、グラウンド板10の板面から垂直方向に扇状に延在する形状を有するものを示した。これによりアンテナ素子30を広帯域化することが可能となる。なお、給電部31の形状は図示例に限らず、逆三角形や台形等、放射部からグラウンド板の板面に向かってテーパ状に延在する形状であれば良い。   In the illustrated example, the power feeding portion 31 of the antenna element 30 is shown to extend in a tapered shape from the radiating portion 32 toward the plate surface of the ground plate 10. More specifically, those having a shape extending in a fan shape in the vertical direction from the plate surface of the ground plate 10 are shown. As a result, the antenna element 30 can be widened. The shape of the power feeding portion 31 is not limited to the illustrated example, and may be any shape that extends in a tapered shape from the radiating portion toward the plate surface of the ground plate, such as an inverted triangle or a trapezoid.

本発明の複合アンテナ装置は、このように構成されることで、アンテナ性能が向上する。具体的には、例えば図4に示される例と、パッチアンテナをグラウンド板から持ち上げずにグラウンド板10の直上に配置したものとを比べた場合、パッチアンテナの最大利得で2dB程度利得が向上した。また、指向性についても広範囲に高い利得が得られるようになった。   The composite antenna device of the present invention is configured in this way, so that the antenna performance is improved. Specifically, for example, when the example shown in FIG. 4 is compared with one in which the patch antenna is arranged directly above the ground plate 10 without being lifted from the ground plate, the maximum gain of the patch antenna is improved by about 2 dB. . In addition, high gain can be obtained over a wide range of directivity.

図5を用いて本発明の複合アンテナ装置のグラウンド板の他の例を説明する。図5は、本発明の複合アンテナ装置のグラウンド板の他の例を説明するための概略上面図である。図中、図2と同一の符号を付した部分は同一物を表している。なお、図5でもL字ブラケット1やカバー2は省略している。また、図示例ではグラウンド板10のみを実線で示し、アンテナ素子30やパッチアンテナ20は破線で示した。上述の図示例ではグラウンド板10は概ね正方形のものを示したが、図示の通り、この例ではグラウンド板10は長方形のものを示した。このように、本発明の複合アンテナ装置のグラウンド板10は、正方形でなくても良い。また、グラウンド板10は必ずしも一様なものに限らず、例えば中央寄り近傍に孔15を有していても良い。これにより、例えばこの孔15からパッチアンテナ20を挿入後、スペーサ25を挿入した後にL字ブラケット1でカバー2を閉じることが可能となり、組立作業が容易となる。   Another example of the ground plate of the composite antenna device of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a schematic top view for explaining another example of the ground plate of the composite antenna device of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 2 denote the same parts. In FIG. 5, the L-shaped bracket 1 and the cover 2 are omitted. In the illustrated example, only the ground plate 10 is indicated by a solid line, and the antenna element 30 and the patch antenna 20 are indicated by a broken line. In the illustrated example described above, the ground plate 10 has a substantially square shape, but as illustrated, in this example, the ground plate 10 has a rectangular shape. Thus, the ground plate 10 of the composite antenna device of the present invention may not be square. The ground plate 10 is not necessarily uniform, and may have a hole 15 near the center, for example. Accordingly, for example, after inserting the patch antenna 20 from the hole 15 and then inserting the spacer 25, the cover 2 can be closed with the L-shaped bracket 1, and the assembling work is facilitated.

なお、本発明の複合アンテナ装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。   It should be noted that the composite antenna device of the present invention is not limited to the illustrated examples described above, and it is needless to say that various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

1 L字ブラケット
2 カバー
10 グラウンド板
15 孔
20 パッチアンテナ
21 パッチ素子面
25 スペーサ
30 アンテナ素子
31 給電部
32 放射部
33 第1放射部
34 第2放射部
35 短絡部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 L-shaped bracket 2 Cover 10 Ground plate 15 Hole 20 Patch antenna 21 Patch element surface 25 Spacer 30 Antenna element 31 Feed part 32 Radiation part 33 1st radiation part 34 2nd radiation part 35 Short-circuit part

Claims (8)

複数の周波数帯の信号を受信可能な複合アンテナ装置であって、該複合アンテナ装置は、
有限地板である板状のグラウンド板と、
前記グラウンド板上の中心寄り近傍に配置されグラウンド板と対向する面にパッチ素子面を有するパッチアンテナと、
前記グラウンド板の板面から垂直方向に立ち上がるように延在する給電部と、給電部の頂部からグラウンド板に平行となるように折り曲げられパッチアンテナのパッチ素子面と水平方向に所定の間隔を開けてパッチ素子面の周辺に少なくともL字状に延在する放射部とを有するアンテナ素子であって、放射部がパッチアンテナのパッチ素子面の垂直方向の高さと略面一となるように配置される、アンテナ素子と、
を具備すること特徴とする複合アンテナ装置。
A composite antenna device capable of receiving signals of a plurality of frequency bands, the composite antenna device comprising:
A plate-like ground plate that is a finite ground plane;
A patch antenna having a patch element surface on a surface disposed near the center on the ground plate and facing the ground plate;
A feed portion extending so as to rise in a vertical direction from the plate surface of the ground plate, and a predetermined distance in the horizontal direction from the patch element surface of the patch antenna that is bent from the top of the feed portion to be parallel to the ground plate. An antenna element having at least an L-shaped radiating portion around the patch element surface, and the radiating portion is arranged so as to be substantially flush with a vertical height of the patch element surface of the patch antenna. An antenna element;
A composite antenna device comprising:
請求項1に記載の複合アンテナ装置において、前記アンテナ素子が板状であり、放射部の板状の面がグラウンド板の板面に対向するように配置されることを特徴とする複合アンテナ装置。   2. The composite antenna device according to claim 1, wherein the antenna element has a plate shape, and is arranged so that a plate-like surface of the radiating portion faces a plate surface of the ground plate. 請求項1又は請求項2に記載の複合アンテナ装置において、
前記アンテナ素子は、放射部がパッチアンテナのパッチ素子面と水平方向に所定の間隔を開けてパッチ素子面の周辺にパッチ素子面を囲むようにL字状からさらに延びてU字状に延在することを特徴とする複合アンテナ装置。
In the composite antenna device according to claim 1 or 2,
The antenna element further extends from the L-shape so as to surround the patch element surface around the patch element surface at a predetermined interval in the horizontal direction from the patch element surface of the patch antenna, and extends in a U-shape. A composite antenna apparatus characterized by:
請求項1又は請求項2に記載の複合アンテナ装置において、
前記アンテナ素子は2波対応素子であり、放射部が、パッチアンテナのパッチ素子面と水平方向に所定の間隔を開けてパッチ素子面の周辺にL字状からさらに延びてU字状に延在する第1放射部と、給電部の頂部から第1放射部とは異なる方向にパッチアンテナのパッチ素子面と水平方向に所定の間隔を開けてパッチ素子面の周辺にL字状に延在する第2放射部とからなり、
前記第1放射部及び第2放射部がパッチアンテナのパッチ素子面を略囲むように配置されることを特徴とする複合アンテナ装置。
In the composite antenna device according to claim 1 or 2,
The antenna element is a two-wave compatible element, and the radiating portion extends further from the L shape around the patch element surface in a horizontal direction to the patch element surface of the patch antenna and extends in a U shape. A first radiating portion that extends in an L shape around the patch element surface at a predetermined interval in the horizontal direction from the patch element surface of the patch antenna in a direction different from that of the first radiating portion from the top of the feeding portion. Consisting of the second radiation part,
The composite antenna device, wherein the first radiating portion and the second radiating portion are disposed so as to substantially surround a patch element surface of the patch antenna.
請求項1乃至請求項4の何れかに記載の複合アンテナ装置において、前記パッチアンテナは、パッチ素子面がアンテナ素子の放射部の高さと略面一となるように、グラウンド板の板面から導電体又は絶縁体のスペーサを用いて持ち上げられて配置されることを特徴とする複合アンテナ装置。   5. The composite antenna device according to claim 1, wherein the patch antenna is electrically conductive from a plate surface of a ground plate such that a patch element surface is substantially flush with a height of a radiation portion of the antenna element. A composite antenna device, wherein the composite antenna device is arranged by being lifted using a spacer of a body or an insulator. 請求項5に記載の複合アンテナ装置において、前記スペーサが導電体の場合、導電体がグラウンド板に導通することを特徴とする複合アンテナ装置。   6. The composite antenna device according to claim 5, wherein when the spacer is a conductor, the conductor is conducted to a ground plate. 請求項1乃至請求項6の何れかに記載の複合アンテナ装置であって、さらに、前記アンテナ素子及びパッチアンテナを収容するためのカバーを具備し、
前記パッチアンテナのパッチ素子面は、カバーの内側の面に接しない程度にアンテナ素子の放射部の高さからグラウンド板側に下げて配置されることを特徴とする複合アンテナ装置。
The composite antenna device according to any one of claims 1 to 6, further comprising a cover for accommodating the antenna element and the patch antenna,
The composite antenna device according to claim 1, wherein the patch element surface of the patch antenna is disposed so as to be lowered from the height of the radiation portion of the antenna element to the ground plate side so as not to contact the inner surface of the cover.
請求項1乃至請求項7の何れかに記載の複合アンテナ装置において、前記アンテナ素子の給電部は、放射部からグラウンド板の板面に向かってテーパ状に延在することを特徴とする複合アンテナ装置。   8. The composite antenna device according to claim 1, wherein the feeding portion of the antenna element extends in a tapered shape from the radiating portion toward the plate surface of the ground plate. apparatus.
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