JP2018117253A - antenna - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technology capable of improving antenna characteristics.SOLUTION: An antenna 100 includes a dielectric substrate 10. A first ground element 20a and a second ground element 20b are arranged on the rear face 14 side of the dielectric substrate 10. A slit 22 is formed in the first ground element 20a and the second ground element 20b. A feeding element 30 is arranged on the surface 12 side of the dielectric substrate 10. A feeding point 40 is connected with the feeding element 30. The feeding point 40 is arranged on the slit 22 side relative to the feeding element 30.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、アンテナ技術に関し、特に誘電体基板上に給電素子を配置するアンテナに関する。   The present invention relates to antenna technology, and more particularly to an antenna in which a feed element is disposed on a dielectric substrate.

アンテナを小型化するための一例がマイクロストリップアンテナである。マイクロストリップアンテナの指向性を可変するために、略矩形のマイクロストリップアンテナの各辺の周辺に複数の無給電素子が配置され、各無給電素子の電気長が切り替えられる(例えば、特許文献1参照)。   An example for miniaturizing an antenna is a microstrip antenna. In order to vary the directivity of the microstrip antenna, a plurality of parasitic elements are arranged around each side of the substantially rectangular microstrip antenna, and the electrical length of each parasitic element is switched (for example, see Patent Document 1). ).

特開2012−120150号公報JP2012-120150A

マイクロストリップアンテナと無給電素子の間隔が広ければ、無給電素子を配置しても利得の改善効果が小さい。   If the distance between the microstrip antenna and the parasitic element is wide, the gain improvement effect is small even if the parasitic element is arranged.

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、アンテナ特性を向上する技術を提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a technique for improving antenna characteristics.

上記課題を解決するために、本発明のある態様のアンテナは、誘電体基板と、誘電体基板の第1面側に配置されるグランド素子と、グランド素子に形成されるスリットと、誘電体基板の第2面側に配置される給電素子と、給電素子に接続される給電点とを備える。給電点は、給電素子に対してスリット側に配置される。   In order to solve the above problems, an antenna according to an aspect of the present invention includes a dielectric substrate, a ground element disposed on the first surface side of the dielectric substrate, a slit formed in the ground element, and a dielectric substrate. A power feeding element disposed on the second surface side of the power supply, and a power feeding point connected to the power feeding element. The feeding point is arranged on the slit side with respect to the feeding element.

本発明によれば、アンテナ特性を向上できる。   According to the present invention, antenna characteristics can be improved.

図1(a)−(b)は、本発明の実施例に係るアンテナの構造を示す平面図である。FIGS. 1A to 1B are plan views showing the structure of an antenna according to an embodiment of the present invention. 図1(a)−(b)のアンテナの構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the antenna of Fig.1 (a)-(b). 図3(a)−(b)は、図1(a)の穴部の径に対する相対利得の変化を示す図である。FIGS. 3A to 3B are diagrams showing a change in relative gain with respect to the diameter of the hole in FIG. 図1(a)の穴部の移動距離に対する相対利得の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the relative gain with respect to the movement distance of the hole of Fig.1 (a). 図1(a)の回路部の構造例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the circuit part of Fig.1 (a). 図6(a)−(f)は、図1(a)の無給電素子の形状による効果を示す図である。FIGS. 6A to 6F are diagrams showing the effect of the shape of the parasitic element in FIG. 図7(a)−(c)は、図1(a)の無給電素子の配置による効果を示す図である。FIGS. 7A to 7C are views showing the effect of the parasitic element arrangement shown in FIG. 図1(a)の無給電素子のサイズによる効果を示す図である。It is a figure which shows the effect by the size of the parasitic element of Fig.1 (a). 図9(a)−(f)は、図1(a)の無給電素子の配置とサイズによる効果を示す図である。FIGS. 9A to 9F are diagrams showing the effects of the arrangement and size of the parasitic elements in FIG. 図10(a)−(e)は、図1(a)の無給電素子のサイズによる別の効果を示す図である。FIGS. 10A to 10E are diagrams showing another effect due to the size of the parasitic element in FIG. 図11(a)−(d)は、図1(a)−(b)のアンテナの別の構造を示す斜視図である。FIGS. 11A to 11D are perspective views showing another structure of the antenna shown in FIGS. 図12(a)−(b)は、図1(a)のアンテナの別の構造を示す斜視図である。FIGS. 12A and 12B are perspective views showing another structure of the antenna of FIG. 図1(a)の給電点とスリットの配置による効果を示す図である。It is a figure which shows the effect by arrangement | positioning of the feed point and slit of Fig.1 (a).

本発明の実施例を具体的に説明する前に、本実施例の概略を説明する。実施例は、誘電体基板の表面に給電素子が配置され、かつ裏面にグランド素子が配置されるアンテナに関する。アンテナの一例は、ETC(Electronic Toll Collection System)車載器に使用されるマイクロストリップアンテナであり、その共振周波数は5.8GHz帯である。前述のごとく、本実施例はアンテナ特性(アンテナ利得、アンテナ効率)を向上することを目的とするが、具体的には次の(1)から(3)の少なくとも1つによって説明される。   Before specifically describing the embodiment of the present invention, an outline of the present embodiment will be described. The embodiment relates to an antenna in which a feeding element is arranged on the front surface of a dielectric substrate and a ground element is arranged on the back surface. An example of the antenna is a microstrip antenna used for an on-board unit of an ETC (Electronic Toll Collection System), and a resonance frequency thereof is a 5.8 GHz band. As described above, the present embodiment aims to improve the antenna characteristics (antenna gain, antenna efficiency), and is specifically described by at least one of the following (1) to (3).

(1)ETC車載器にアンテナが接続されたことをETC車載器に通知するための報知回路がアンテナに設けられる。給電素子と給電点とをつなぐマイクロストリップラインの付近に報知回路を設置した場合、給電点を起点とした入力インピーダンスが影響を受けることによって不整合損失が増加し、アンテナ利得が低下する。このように放射源となる給電素子の外縁部の周辺に報知回路を配置すると、アンテナ特性が悪化する。本実施例においては、給電素子の中央部分付近に穴部を設け、給電素子によって囲まれるように報知回路が配置される。これにより、入力インピーダンスへの影響が小さくなるので、アンテナ特性が向上する。   (1) The antenna is provided with a notification circuit for notifying the ETC on-board device that the antenna is connected to the ETC on-board device. When the notification circuit is installed in the vicinity of the microstrip line connecting the feeding element and the feeding point, the mismatch impedance increases due to the influence of the input impedance starting from the feeding point, and the antenna gain decreases. If the notification circuit is arranged around the outer edge portion of the feed element as a radiation source in this way, the antenna characteristics are deteriorated. In this embodiment, a hole is provided in the vicinity of the central portion of the power feeding element, and the notification circuit is arranged so as to be surrounded by the power feeding element. Thereby, since the influence on the input impedance is reduced, the antenna characteristics are improved.

(2)給電素子の周囲に、寄生素子である無給電素子を複数配置する場合、給電素子と無給電素子の間隔が広ければアンテナ利得の改善効果が小さいので、給電素子と無給電素子との間隔はある程度狭くされるべきである。しかしながら、間隔を狭くすると無給電素子も共振周波数で共振してしまうので、無給電素子と給電素子との電磁結合によって実効的な共振周波数が低くなってしまう。その結果、所望の共振周波数におけるアンテナ利得が低下する。本実施例においては、給電素子の共振周波数が所望の共振周波数よりも高くなるように、給電素子のサイズが定められる。そのような給電素子との間隔をある程度狭くしながら複数の無給電素子が配置される。その結果、実効的な共振周波数が所望帯域近傍となり、かつ所望の共振周波数におけるアンテナ利得が向上する。   (2) When a plurality of parasitic elements, which are parasitic elements, are arranged around the feeding element, the effect of improving the antenna gain is small if the distance between the feeding element and the parasitic element is wide. The interval should be narrowed to some extent. However, since the parasitic element also resonates at the resonance frequency when the interval is narrowed, the effective resonance frequency is lowered by electromagnetic coupling between the parasitic element and the feeder element. As a result, the antenna gain at the desired resonance frequency is reduced. In the present embodiment, the size of the feed element is determined so that the resonance frequency of the feed element is higher than a desired resonance frequency. A plurality of parasitic elements are arranged while the interval between such feeder elements is narrowed to some extent. As a result, the effective resonance frequency is in the vicinity of the desired band, and the antenna gain at the desired resonance frequency is improved.

(3)給電素子は、一般的にグランド素子の中央部分に重複するように配置される。これは、給電素子から放射された電波が均等な距離でグランド素子端部から回折することによって、天頂方向へのアンテナ指向性を形成させるためである。これを考慮して、誘電体基板は略正方形の形状を有する方が好ましい。一方、誘電体基板の表面に給電素子以外の電気回路を実装する場合には、誘電体基板は略正方形ではなく、略長方形の形状を有する。電気回路の実装部分に合わせて、グランド素子も略長方形の形状にした場合、アンテナ素子からグランド素子までの距離が不均一となり、位相の打ち消し合う成分が生じるので、前述の指向性のパターンが崩れ、天頂方向のアンテナ利得が低減する。本実施例においては、グランド素子にスリットを形成することによって、第1グランド素子と第2グランド素子とにグランド電位を分離する。また、第1グランド素子は、略正方形の形状を有するとともに、その中央部分に給電素子を重複させる。さらに、給電点がスリット側に配置される。これにより、誘電体基板の長手方向に流れる電流が低減するので、前述の指向性のパターンが崩れにくくなる。   (3) The power feeding element is generally arranged so as to overlap the central portion of the ground element. This is to form the antenna directivity in the zenith direction by diffracting the radio wave radiated from the power feeding element from the end of the ground element at an equal distance. Considering this, it is preferable that the dielectric substrate has a substantially square shape. On the other hand, when an electric circuit other than the power feeding element is mounted on the surface of the dielectric substrate, the dielectric substrate has a substantially rectangular shape instead of a substantially square shape. If the ground element has a substantially rectangular shape according to the mounting part of the electric circuit, the distance from the antenna element to the ground element becomes non-uniform, and components that cancel out the phase are generated. The antenna gain in the zenith direction is reduced. In this embodiment, the ground potential is separated into the first ground element and the second ground element by forming a slit in the ground element. In addition, the first ground element has a substantially square shape, and the power feeding element is overlapped at the center thereof. Furthermore, the feeding point is arranged on the slit side. As a result, the current flowing in the longitudinal direction of the dielectric substrate is reduced, so that the above-described directivity pattern is not easily broken.

なお、以下の説明において、「平行」、「直交」は、完全な平行、直交だけではなく、誤差の範囲で平行からずれている場合も含むものとする。また、「略」は、おおよその範囲で同一であるという意味である。   In the following description, “parallel” and “orthogonal” include not only perfect parallel and orthogonal, but also a case of deviating from parallel within an error range. Further, “substantially” means that they are the same in an approximate range.

図1(a)−(b)は、本発明の実施例に係るアンテナ100の構造を示す平面図である。図2は、アンテナ100の構造を示す断面図である。図1(a)−(b)、図2に示すように、x軸、y軸、z軸からなる直交座標系が規定される。x軸、y軸は、アンテナ100の平面内において互いに直交する。z軸は、x軸およびy軸に垂直である。また、x軸、y軸、z軸のそれぞれの正の方向は、図1(a)−(b)、図2における矢印の方向に規定され、負の方向は、矢印と逆向きの方向に規定される。アンテナ100を形成する2つの主表面であって、かつx−y平面に平行な2つの主表面のうち、z軸の正方向側に配置される主平面が表面12であり、z軸の負方向側に配置される主平面が裏面14である。なお、裏面14を第1面とよぶ場合、表面12は第2面とよばれる。   1A to 1B are plan views showing the structure of an antenna 100 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view showing the structure of the antenna 100. As shown in FIGS. 1A to 1B and FIG. 2, an orthogonal coordinate system including an x-axis, a y-axis, and a z-axis is defined. The x axis and the y axis are orthogonal to each other in the plane of the antenna 100. The z axis is perpendicular to the x axis and the y axis. The positive directions of the x-axis, y-axis, and z-axis are defined in the directions of the arrows in FIGS. 1A to 1B and FIG. 2, and the negative direction is in the direction opposite to the arrows. It is prescribed. Of the two main surfaces forming the antenna 100 and parallel to the xy plane, the main plane disposed on the positive direction side of the z-axis is the surface 12 and is negative on the z-axis. The main plane disposed on the direction side is the back surface 14. When the back surface 14 is called the first surface, the front surface 12 is called the second surface.

アンテナ100は、誘電体基板10、グランド素子20と総称される第1グランド素子20a、第2グランド素子20b、スリット22、給電素子30、穴部32、ランド部34、回路部36、マイクロストリップライン38、給電点40、電気回路部42、無給電素子50と総称される第1無給電素子50a、第2無給電素子50b、第3無給電素子50c、第4無給電素子50d、第5無給電素子50e、第6無給電素子50fを含む。なお、無給電素子50の数は「6」に限定されない。   The antenna 100 includes a dielectric substrate 10, a first ground element 20a, a second ground element 20b, which are collectively referred to as a ground element 20, a slit 22, a feeding element 30, a hole 32, a land part 34, a circuit part 36, and a microstrip line. 38, feeding point 40, electric circuit section 42, first parasitic element 50a, second parasitic element 50b, third parasitic element 50c, fourth parasitic element 50d, fifth parasitic element collectively referred to as parasitic element 50. It includes a feeding element 50e and a sixth parasitic element 50f. The number of parasitic elements 50 is not limited to “6”.

誘電体基板10は、板状に形成され、y軸方向よりもx軸方向に長い矩形状の表面12と裏面14とを配置する。アンテナ100の裏面14において、x軸の正方向側には第1グランド素子20aが配置され、第1グランド素子20aは略正方形の形状を有する。また、アンテナ100の裏面14において、x軸の負方向側には第2グランド素子20bが配置される。ここで、第1グランド素子20aと第2グランド素子20bとの間にはスリット22が配置される。スリット22はグランド素子20に形成されており、スリット22では誘電体基板10の裏面14が露出する。このように、第2グランド素子20bは、スリット22を境界として、第1グランド素子20aからグランド電位が分離される。   The dielectric substrate 10 is formed in a plate shape, and has a rectangular front surface 12 and a back surface 14 that are longer in the x-axis direction than in the y-axis direction. On the back surface 14 of the antenna 100, a first ground element 20a is disposed on the positive direction side of the x axis, and the first ground element 20a has a substantially square shape. In addition, on the back surface 14 of the antenna 100, the second ground element 20b is disposed on the negative direction side of the x axis. Here, the slit 22 is disposed between the first ground element 20a and the second ground element 20b. The slit 22 is formed in the ground element 20, and the back surface 14 of the dielectric substrate 10 is exposed in the slit 22. Thus, the ground potential of the second ground element 20b is separated from the first ground element 20a with the slit 22 as a boundary.

誘電体基板10の表面12において、第1グランド素子20aと重複する部分が第1領域24として定義され、第2グランド素子20bと重複する部分が第2領域26として定義されるので、第1領域24と第2領域26もスリット22を境界として離間する。誘電体基板10の表面12上において、第1領域24の中央部分付近には、略正方形の形状を有した給電素子30が配置される。そのため、給電素子30は、表面12あるいは裏面14と平行な投影面(以下、単に「投影面」という)上において、第1グランド素子20aに重複して配置される。この給電素子30は、マイクロストリップアンテナやパッチアンテナとよばれたりすることもある。   In the surface 12 of the dielectric substrate 10, a portion overlapping with the first ground element 20 a is defined as the first region 24, and a portion overlapping with the second ground element 20 b is defined as the second region 26. 24 and the second region 26 are also separated with the slit 22 as a boundary. On the surface 12 of the dielectric substrate 10, a power supply element 30 having a substantially square shape is disposed near the central portion of the first region 24. Therefore, the power feeding element 30 is disposed so as to overlap the first ground element 20 a on a projection plane (hereinafter simply referred to as “projection plane”) parallel to the front surface 12 or the back surface 14. The feed element 30 may be called a microstrip antenna or a patch antenna.

給電素子30の内側における中央部分付近には穴部32が配置され、穴部32の内側における中央部分付近にはランド部34が配置される。ランド部34は円柱形状を有した導体であり、そのz軸方向の高さは給電素子30の厚みに近くされる。また、穴部32は、給電素子30によって円弧状に囲まれるので、ドーナツ形状に開口する。なお、穴部32、ランド部34の形状はこれらに限定されない。ランド部34のz軸の負方向側の面から、第1グランド素子20aのz軸の正方向側の面まで誘電体基板10を貫通するように、導体によって形成されたスルーホール部46が配置され、スルーホール部46は第1グランド素子20aとランド部34とを電気的に接続する。   A hole portion 32 is disposed near the central portion inside the power feeding element 30, and a land portion 34 is disposed near the central portion inside the hole portion 32. The land portion 34 is a conductor having a cylindrical shape, and the height in the z-axis direction is close to the thickness of the power feeding element 30. Moreover, since the hole part 32 is enclosed by the electric power feeding element 30 in circular arc shape, it opens in donut shape. In addition, the shape of the hole part 32 and the land part 34 is not limited to these. A through-hole portion 46 formed of a conductor is disposed so as to penetrate the dielectric substrate 10 from the surface on the negative z-axis side of the land portion 34 to the surface on the positive z-axis side of the first ground element 20a. The through-hole portion 46 electrically connects the first ground element 20a and the land portion 34.

給電素子30とランド部34との間には回路部36が配置される。回路部36の構成は任意でよいが、例えば、回路部36が報知回路である場合、抵抗素子が回路部36に相当する。なお、回路部36は半導体素子、リアクタンスなどでもよい。このような回路部36によって給電素子30とランド部34は電気的に接続される。また、誘電体基板10の表面12上において、給電素子30の周囲には、複数の無給電素子50が配置される。各無給電素子50の形状は同一でなくてもよい。   A circuit portion 36 is disposed between the power feeding element 30 and the land portion 34. The configuration of the circuit unit 36 may be arbitrary. For example, when the circuit unit 36 is a notification circuit, the resistance element corresponds to the circuit unit 36. The circuit unit 36 may be a semiconductor element, reactance, or the like. The power feeding element 30 and the land portion 34 are electrically connected by such a circuit portion 36. In addition, on the surface 12 of the dielectric substrate 10, a plurality of parasitic elements 50 are arranged around the feeder element 30. The shape of each parasitic element 50 may not be the same.

給電素子30のx軸の負方向側の外縁部に接続されるマイクロストリップライン38はスリット22の方向に延びる。マイクロストリップライン38のスリット22側端には給電点40が配置される。そのため、給電点40は、マイクロストリップライン38を介して給電素子30に接続されるとともに、給電素子30に対してスリット22側に配置される。給電点40には同軸ケーブル44の一端が接続される。同軸ケーブル44の他端は、例えば、図示しないETC車載器に接続される。このような構成によって、給電素子30は給電点40から給電されるとともに、アンテナ100は、ETCの信号を送受信し、同軸ケーブル44を介して信号をETC車載器に入出力する。   The microstrip line 38 connected to the outer edge portion of the feeding element 30 on the negative direction side of the x axis extends in the direction of the slit 22. A feeding point 40 is disposed at the slit 22 side end of the microstrip line 38. Therefore, the feeding point 40 is connected to the feeding element 30 via the microstrip line 38 and is disposed on the slit 22 side with respect to the feeding element 30. One end of a coaxial cable 44 is connected to the feeding point 40. The other end of the coaxial cable 44 is connected to, for example, an ETC on-vehicle device (not shown). With such a configuration, the feeding element 30 is fed from the feeding point 40, and the antenna 100 transmits and receives an ETC signal and inputs and outputs the signal to and from the ETC on-vehicle device via the coaxial cable 44.

誘電体基板10の表面12上における第2領域26には、略長方形の形状を有した電気回路部42が配置される。そのため、電気回路部42は、投影面上において、第2グランド素子20bに重複して配置される。電気回路部42として任意の回路を使用することが可能である。なお、説明を明瞭にするために、第2領域26の部分を省略した構造もまたアンテナ100とよぶことがある。   In the second region 26 on the surface 12 of the dielectric substrate 10, an electric circuit portion 42 having a substantially rectangular shape is disposed. Therefore, the electric circuit unit 42 is disposed so as to overlap the second ground element 20b on the projection surface. Any circuit can be used as the electric circuit section 42. For the sake of clarity, a structure in which the second region 26 is omitted may also be referred to as the antenna 100.

これまでは、アンテナ100の基本的な構造を説明した。以下では、アンテナ100の構造をさらに詳細に説明する。特に、ここでは、(1)回路部36の配置、(2)給電素子30および無給電素子50の形状および配置、(3)第2領域26が含まれた構造の順に説明する。なお、以下に示す特性はシミュレーションの結果である。   So far, the basic structure of the antenna 100 has been described. Hereinafter, the structure of the antenna 100 will be described in more detail. In particular, here, (1) the arrangement of the circuit unit 36, (2) the shape and arrangement of the feeding element 30 and the parasitic element 50, and (3) the structure including the second region 26 will be described in this order. The characteristics shown below are the results of simulation.

(1)回路部36の配置
まず、回路部36が配置される場合の穴部32の径について説明する。図3(a)−(b)は、穴部32の径に対する相対利得の変化を示す。図3(a)では、図1(a)の給電素子30の中心に配置した穴部32の径を変化させたときの相対利得の変化が示される。給電素子30の中心とは、給電素子30のx軸方向の中点とy軸方向の中点とを結んだ位置である。ここで、横軸は穴径を示し、縦軸は相対利得を示す。図示のごとく、穴径が3mmより大きくなると、相対利得が低下する。図3(b)は、所望の共振周波数を5.8GHz帯に設定した場合の波長と長さとの関係を示す。これを参照すると、図3(a)をもとに、穴部32の径が、アンテナ100の共振周波数における波長の1/8以下の長さにされる。
(1) Arrangement of Circuit Unit 36 First, the diameter of the hole 32 when the circuit unit 36 is arranged will be described. 3A to 3B show changes in relative gain with respect to the diameter of the hole portion 32. FIG. FIG. 3A shows a change in relative gain when the diameter of the hole 32 arranged at the center of the feeding element 30 in FIG. 1A is changed. The center of the feed element 30 is a position connecting the midpoint of the feed element 30 in the x-axis direction and the midpoint of the y-axis direction. Here, the horizontal axis indicates the hole diameter, and the vertical axis indicates the relative gain. As shown in the figure, when the hole diameter is larger than 3 mm, the relative gain decreases. FIG. 3B shows the relationship between the wavelength and the length when the desired resonance frequency is set in the 5.8 GHz band. Referring to this, based on FIG. 3A, the diameter of the hole 32 is set to a length equal to or less than 1/8 of the wavelength at the resonance frequency of the antenna 100.

次に、回路部36が配置される場合の穴部32の位置について説明する。図4は、穴部32の移動距離に対する相対利得の変化を示す。これは、回路部36の移動距離に対する相対利得の変化ともいえる。ここでは、図1(a)における給電素子30の中心からx軸の正方向(+x軸方向200)、y軸の負方向(−y軸方向202)、y軸の正方向(+y軸方向204)、x軸の負方向(−x軸方向206)に穴部32を移動させた場合の相対利得の変化が示される。なお、相対利得は、給電素子30の中心に穴部32が配置される場合を基準として示される。穴部32あるいは回路部36を中心からずらしていくと相対利得は低下する傾向にある。そのため、穴部32は、給電素子30の中心から約1.2mmまでの移動距離、すなわちアンテナ100の共振周波数における波長の1/20までの長さの範囲内に形成される。   Next, the position of the hole 32 when the circuit part 36 is arranged will be described. FIG. 4 shows a change in relative gain with respect to the movement distance of the hole 32. This can be said to be a change in relative gain with respect to the moving distance of the circuit unit 36. Here, from the center of the feeding element 30 in FIG. 1A, the positive direction of the x axis (+ x axis direction 200), the negative direction of the y axis (−y axis direction 202), and the positive direction of the y axis (+ y axis direction 204). ), A change in relative gain when the hole 32 is moved in the negative x-axis direction (−x-axis direction 206) is shown. The relative gain is shown on the basis of the case where the hole 32 is arranged at the center of the feed element 30. When the hole 32 or the circuit part 36 is shifted from the center, the relative gain tends to decrease. Therefore, the hole 32 is formed within a moving distance from the center of the feeding element 30 to about 1.2 mm, that is, a length up to 1/20 of the wavelength at the resonance frequency of the antenna 100.

さらに、回路部36として、抵抗素子、半導体素子、リアクタンス等を使用しない場合の構造を説明する。図5は、回路部36の構造例を示し、表面12の上面図を示す。回路部36は、給電素子30から穴部32上を延びるスタブパターンとして形成され、ランド部34に続く。このようなスタブパターンの回路部36は、誘導性リアクタンス成分により所望の周波数帯域でハイインピーダンスとなる。このように回路部36のインピーダンスは高い方が好ましい。   Further, a structure in the case where no resistance element, semiconductor element, reactance, or the like is used as the circuit unit 36 will be described. FIG. 5 shows a structural example of the circuit part 36 and shows a top view of the surface 12. The circuit portion 36 is formed as a stub pattern extending from the power feeding element 30 onto the hole portion 32 and continues to the land portion 34. The circuit part 36 having such a stub pattern becomes high impedance in a desired frequency band due to an inductive reactance component. Thus, the one where the impedance of the circuit part 36 is high is preferable.

(2)給電素子30および無給電素子50の形状および配置
図6(a)−(f)は、無給電素子50の形状による効果を示す。図6(a)−(c)は、アンテナ100の比較対象となる従来のアンテナ170の構造を示す上面図である。なお、これらのアンテナ170では、図1(a)の第2領域26の部分が省略される。図6(a)のアンテナ170では、誘電体基板110の中央部分に給電素子130が配置される。ここで、誘電体基板110、給電素子130は、誘電体基板10、給電素子30に対応する。給電素子130ではx軸方向の外縁部とy軸方向の外縁部とが交差しており、そのうちの少なくとも1つの長さは、アンテナ170の共振周波数における波長λの1/2の長さにされる。
(2) Shape and Arrangement of Feeding Element 30 and Parasitic Element 50 FIGS. 6A to 6F show the effect of the shape of the parasitic element 50. 6A to 6C are top views showing the structure of a conventional antenna 170 to be compared with the antenna 100. FIG. In these antennas 170, the portion of the second region 26 in FIG. 1A is omitted. In the antenna 170 of FIG. 6A, the feed element 130 is disposed at the center portion of the dielectric substrate 110. Here, the dielectric substrate 110 and the power feeding element 130 correspond to the dielectric substrate 10 and the power feeding element 30. In the feed element 130, the outer edge portion in the x-axis direction and the outer edge portion in the y-axis direction intersect, and at least one of the lengths is set to a length that is ½ of the wavelength λ at the resonance frequency of the antenna 170. The

図6(b)のアンテナ170では、図6(a)の構造に加えて、無給電素子150と総称される第1無給電素子150aから第8無給電素子150hが給電素子130の周囲に配置される。ここで、無給電素子150は、給電素子130に対向する外縁部が長くなるような棒状に形成される。隣接した無給電素子150間に配置されるダイオードは電気的に絶縁された状態であり、給電素子130と無給電素子150との間の距離は、アンテナ170の共振周波数における波長λの約1/4の長さにされる。図6(c)のアンテナ170では、図6(b)における給電素子130と無給電素子150との間の距離が、アンテナ170の共振周波数における波長λの約1/20の長さにされる。つまり、図6(c)では、図6(b)と比較して、給電素子130と無給電素子150との間の距離が狭くされる。   In the antenna 170 of FIG. 6B, in addition to the structure of FIG. 6A, the first parasitic element 150a to the eighth parasitic element 150h, which are collectively referred to as the parasitic element 150, are arranged around the feeder element 130. Is done. Here, the parasitic element 150 is formed in a rod shape such that an outer edge portion facing the feeding element 130 becomes long. The diodes arranged between adjacent parasitic elements 150 are electrically insulated, and the distance between the feeding element 130 and the parasitic element 150 is approximately 1 / wavelength λ at the resonance frequency of the antenna 170. 4 length. In the antenna 170 of FIG. 6C, the distance between the feeding element 130 and the parasitic element 150 in FIG. 6B is set to about 1/20 of the wavelength λ at the resonance frequency of the antenna 170. . That is, in FIG. 6C, the distance between the feed element 130 and the parasitic element 150 is narrower than that in FIG. 6B.

図6(d)では、図6(c)との比較を容易にするために、図1(a)のアンテナ100が変形して示される。ここでは、無給電素子50と総称される第1無給電素子50aから第8無給電素子50hが給電素子30の周囲に配置される。また、給電素子30ではx軸方向の外縁部とy軸方向の外縁部とが交差しており、そのうちの少なくとも1つの長さ、つまりx軸方向とy軸方向の少なくとも1つの長さは、アンテナ100の共振周波数における波長λの1/2の長さよりも短くされる。つまり、x軸方向あるいはy軸方向において、給電素子30の長さは給電素子130の長さよりも短い。さらに、各無給電素子50において、給電素子30に対向する側の外縁部の長さは、当該外縁部と同一方向の給電素子30の長さよりも短くされる。例えば、第1無給電素子50aのx軸方向の長さは、給電素子30のx軸方向の長さの1/2よりも短くされる。なお、このような給電素子30と無給電素子50との間の距離は、図6(c)と同様に、アンテナ100の共振周波数における波長λの約1/20の長さにされる。   In FIG. 6 (d), the antenna 100 of FIG. 1 (a) is shown modified to facilitate comparison with FIG. 6 (c). Here, the first parasitic element 50 a to the eighth parasitic element 50 h, which are collectively referred to as the parasitic element 50, are arranged around the feeder element 30. Further, in the power feeding element 30, the outer edge portion in the x-axis direction and the outer edge portion in the y-axis direction intersect, and at least one length thereof, that is, at least one length in the x-axis direction and the y-axis direction is The length of the antenna 100 is shorter than a half of the wavelength λ at the resonance frequency. That is, the length of the power feeding element 30 is shorter than the length of the power feeding element 130 in the x-axis direction or the y-axis direction. Further, in each parasitic element 50, the length of the outer edge portion on the side facing the feeding element 30 is made shorter than the length of the feeding element 30 in the same direction as the outer edge portion. For example, the length of the first parasitic element 50 a in the x-axis direction is shorter than ½ of the length of the power feeding element 30 in the x-axis direction. Note that the distance between the feeding element 30 and the parasitic element 50 is about 1/20 of the wavelength λ at the resonance frequency of the antenna 100, as in FIG.

以下では、説明を明瞭にするために、図6(a)−(d)のそれぞれを構造A、構造B、構造C、構造Dとよぶ。図6(e)は、周波数を変化させた場合のVSWR(Voltage Standing Wave Ratio)を示す。VSWRは低いほど特性がよいといえる。また、アンテナ170、アンテナ100の共振周波数を含んだ帯域が所望帯域として示される。一方、図6(f)は、周波数を変化させた場合のアンテナ利得を示す。アンテナ利得は高いほど特性がよいといえる。これらにおいて、構造B特性212は、構造A特性210とほぼ同じになる。これは、図6(b)において給電素子130と無給電素子150との間の距離が広すぎるので、無給電素子150が特性の改善に寄与しないからである。   Hereinafter, in order to clarify the explanation, FIGS. 6A to 6D are referred to as a structure A, a structure B, a structure C, and a structure D, respectively. FIG. 6E shows VSWR (Voltage Standing Wave Ratio) when the frequency is changed. It can be said that the lower the VSWR, the better the characteristics. A band including the resonance frequency of the antenna 170 and the antenna 100 is shown as a desired band. On the other hand, FIG. 6F shows the antenna gain when the frequency is changed. It can be said that the higher the antenna gain, the better the characteristics. In these, the structure B characteristic 212 is substantially the same as the structure A characteristic 210. This is because the parasitic element 150 does not contribute to the improvement of the characteristics because the distance between the feeder element 130 and the parasitic element 150 is too large in FIG.

構造C特性214では、構造A特性210と構造B特性212と比較して、所望帯域よりも低い周波数においてアンテナ利得が向上するが、所望帯域においてアンテナ利得が向上しない。これは、給電素子130と無給電素子150との間の距離が狭いので、給電素子130の実効長が等価的に長くなったように見なせ、これにより実効的な共振周波数が低くなるからである。   In the structure C characteristic 214, the antenna gain is improved at a frequency lower than the desired band as compared with the structure A characteristic 210 and the structure B characteristic 212, but the antenna gain is not improved in the desired band. This is because since the distance between the feeding element 130 and the parasitic element 150 is narrow, it can be considered that the effective length of the feeding element 130 is equivalently increased, and this reduces the effective resonance frequency. is there.

構造D特性216では、構造A特性210から構造C特性214と比較して、所望帯域においてVSWRとアンテナ利得がともに改善する。これは、所望帯域において放射パターンを変化させずにアンテナ利得が向上するともいえる。ここでも、給電素子30と無給電素子50との間の距離が狭いので、給電素子30の実効長が等価的に長くなったように見なせる。しかしながら、給電素子30の長さが所望帯域よりも高い共振周波数となるように設定されているので、無給電素子50が配置された際に所望帯域で共振する。このように、給電素子30におけるx軸方向あるいはy軸方向の長さは、アンテナ100の共振周波数における波長λの1/2の長さよりも短くされる。また、各無給電素子50において、給電素子30に対向する側の外縁部の長さは、当該外縁部と同一方向の給電素子30の長さよりも短くされる。   In the structure D characteristic 216, both the VSWR and the antenna gain are improved in the desired band as compared with the structure A characteristic 210 to the structure C characteristic 214. This can be said to improve the antenna gain without changing the radiation pattern in the desired band. Again, since the distance between the feed element 30 and the parasitic element 50 is narrow, it can be considered that the effective length of the feed element 30 is equivalently increased. However, since the length of the feed element 30 is set to be a resonance frequency higher than the desired band, it resonates in the desired band when the parasitic element 50 is disposed. As described above, the length of the feeding element 30 in the x-axis direction or the y-axis direction is shorter than the length of ½ of the wavelength λ at the resonance frequency of the antenna 100. Further, in each parasitic element 50, the length of the outer edge portion on the side facing the feeding element 30 is made shorter than the length of the feeding element 30 in the same direction as the outer edge portion.

図7(a)−(c)は、図1(a)の無給電素子の配置による効果を示す図である。図7(a)において、給電素子30と無給電素子50との間の距離をアンテナ100の共振周波数における波長λの約1/20の長さとしている。また、図7(b)において、給電素子30と無給電素子50との間の距離をアンテナ100の共振周波数における波長λの約1/5の長さとしている。ここでは、この距離について説明する。図7(c)は、無給電素子50の配置による効果を示しており、横軸が、波長λを単位とした距離を示し、縦軸が、無給電素子50が配置されていない場合に対するアンテナ利得改善量を示す。なお、各無給電素子50において、給電素子30に対向する側の外縁部の長さは、アンテナ100の共振周波数における波長λの1/4に設定されている。距離の増加とともにアンテナ利得改善量が小さくなる。そのため、複数の無給電素子50のそれぞれと給電素子30との間隔は、アンテナ100の共振周波数における波長の1/10の長さより短くされる。   FIGS. 7A to 7C are views showing the effect of the parasitic element arrangement shown in FIG. In FIG. 7A, the distance between the feed element 30 and the parasitic element 50 is set to a length of about 1/20 of the wavelength λ at the resonance frequency of the antenna 100. In FIG. 7B, the distance between the feeding element 30 and the parasitic element 50 is set to about 5 of the wavelength λ at the resonance frequency of the antenna 100. Here, this distance will be described. FIG. 7C shows the effect obtained by the placement of the parasitic element 50, the horizontal axis indicates the distance in units of the wavelength λ, and the vertical axis indicates the antenna when the parasitic element 50 is not disposed. Indicates the amount of gain improvement. In each parasitic element 50, the length of the outer edge portion facing the feeding element 30 is set to ¼ of the wavelength λ at the resonance frequency of the antenna 100. As the distance increases, the antenna gain improvement decreases. Therefore, the interval between each of the plurality of parasitic elements 50 and the feeding element 30 is made shorter than 1/10 of the wavelength at the resonance frequency of the antenna 100.

次に、給電素子30とは非対向側の無給電素子50の外縁部の長さを説明する。これは、図6(d)における第1無給電素子50aのy軸方向の長さに相当する。図8は、無給電素子50のサイズによる効果を示しており、横軸が、波長λを単位とした長さを示し、縦軸が、無給電素子50が配置されていない場合に対するアンテナ利得改善量を示す。ここでは、給電素子30と無給電素子50との距離は、アンテナ100の共振周波数における波長λの1/50の長さとされ、給電素子30に対向する側の無給電素子50の外縁部の長さは、アンテナ100の共振周波数における波長λの1/4の長さとされる。このような状況下において、給電素子30とは非対向側の無給電素子50の外縁部の長さが長くなるにつれて、アンテナ利得改善量は大きくなる。また、長さが0.38λである場合に、アンテナ利得改善量は最大になる。さらに、長さが波長λの1/2に近づくと、アンテナ利得改善量は急激に減少する。   Next, the length of the outer edge of the parasitic element 50 on the non-facing side with respect to the feeding element 30 will be described. This corresponds to the length in the y-axis direction of the first parasitic element 50a in FIG. FIG. 8 shows the effect due to the size of the parasitic element 50, the horizontal axis indicates the length in units of the wavelength λ, and the vertical axis indicates the antenna gain improvement in the case where the parasitic element 50 is not disposed. Indicates the amount. Here, the distance between the feeding element 30 and the parasitic element 50 is set to 1/50 of the wavelength λ at the resonance frequency of the antenna 100, and the length of the outer edge of the parasitic element 50 on the side facing the feeding element 30. The length is ¼ of the wavelength λ at the resonance frequency of the antenna 100. Under such circumstances, the antenna gain improvement amount increases as the length of the outer edge of the parasitic element 50 on the non-opposing side with respect to the feeding element 30 increases. When the length is 0.38λ, the antenna gain improvement is maximized. Furthermore, when the length approaches ½ of the wavelength λ, the antenna gain improvement amount rapidly decreases.

これは、給電素子30とは非対向側の無給電素子50の長さが波長λの1/4程度であれば、無給電素子50は所望帯域で共振せず、等価的に給電素子30の一部として給電素子30の近傍に電界が集中するが、当該長さが波長λの1/2程度になれば、無給電素子50は所望帯域で共振するアンテナとして動作するため無給電素子50にも電界が強く分布してしまい、電流分布に影響を及ぼし、放射パターンの乱れやアンテナのインピーダンスに影響が生じてしまうからである。これをまとめると、給電素子30とは非対向側の無給電素子50の長さは、x軸方向とy軸方向の少なくとも1つの給電素子30の長さよりも短くされるとともに、アンテナ100の共振周波数における波長の1/5以上の長さにされる。   This is because the parasitic element 50 does not resonate in the desired band if the length of the parasitic element 50 on the non-opposite side of the feeding element 30 is about ¼ of the wavelength λ. The electric field concentrates in the vicinity of the feeding element 30 as a part. However, if the length is about ½ of the wavelength λ, the parasitic element 50 operates as an antenna that resonates in a desired band. This is because the electric field is strongly distributed, affecting the current distribution, and disturbing the radiation pattern and the impedance of the antenna. In summary, the length of the parasitic element 50 on the side not facing the feeding element 30 is made shorter than the length of at least one feeding element 30 in the x-axis direction and the y-axis direction, and the resonance frequency of the antenna 100 is also reduced. The length is 1/5 or more of the wavelength at.

次に、無給電素子50の配置を説明する。図9(a)−(f)は、無給電素子50の配置とサイズによる別の効果を示す。図9(a)は図6(a)に対応し、図9(b)は図6(c)に対応し、図9(c)は図6(d)に対応する。なお、図9(a)−(b)において、給電素子130のx軸方向あるいはy軸方向の長さは、図6(d)と同様に、アンテナ170の共振周波数における波長λの1/2の長さよりも短くされる。ここでは、説明を明瞭にするために、図9(a)−(c)のそれぞれも構造A、構造C、構造Dとよぶ。   Next, the arrangement of the parasitic element 50 will be described. FIGS. 9A to 9F show another effect depending on the arrangement and size of the parasitic element 50. 9 (a) corresponds to FIG. 6 (a), FIG. 9 (b) corresponds to FIG. 6 (c), and FIG. 9 (c) corresponds to FIG. 6 (d). 9A to 9B, the length of the feed element 130 in the x-axis direction or the y-axis direction is ½ of the wavelength λ at the resonance frequency of the antenna 170, as in FIG. 6D. Shorter than the length. Here, for clarity of explanation, FIGS. 9A to 9C are also referred to as the structure A, the structure C, and the structure D, respectively.

図9(d)では、図9(c)と比較して第7無給電素子50g、第8無給電素子50hが追加される。具体的には、給電素子30におけるx軸の正方向側およびy軸の正方向側の角部C1に接するように第7無給電素子50gが配置される。また、給電素子30におけるx軸の正方向側およびy軸の負方向側の角部C2に接するように第8無給電素子50hが配置される。つまり、第2無給電素子50b、第7無給電素子50g、第3給電素子30cは、給電素子30の角部C1を囲むように配置され、第4無給電素子50d、第8無給電素子50h、第5無給電素子50eは、給電素子30の角部C2を囲むように配置される。このように図9(d)では、図9(c)よりも無給電素子50の数が多くなり、無給電素子50の素子面積の合計が大きくなる。ここでは、図9(d)を構造Eとよぶ。   In FIG. 9D, a seventh parasitic element 50g and an eighth parasitic element 50h are added as compared to FIG. 9C. Specifically, the seventh parasitic element 50g is arranged so as to be in contact with the corner portion C1 of the feeding element 30 on the positive direction side of the x axis and the positive direction side of the y axis. Further, the eighth parasitic element 50h is arranged so as to be in contact with the corner portion C2 on the positive direction side of the x axis and the negative direction side of the y axis in the power supply element 30. That is, the second parasitic element 50b, the seventh parasitic element 50g, and the third feeder element 30c are arranged so as to surround the corner C1 of the feeder element 30, and the fourth parasitic element 50d and the eighth parasitic element 50h. The fifth parasitic element 50e is disposed so as to surround the corner portion C2 of the feeder element 30. As described above, in FIG. 9D, the number of parasitic elements 50 is larger than that in FIG. 9C, and the total element area of the parasitic elements 50 is increased. Here, FIG. 9D is referred to as a structure E.

図9(e)は、構造Aに対する構造C、構造D、構造Eのアンテナ利得改善量を示し、図9(f)は、構造Aに対する構造C、構造D、構造Eの効率改善量を示す。構造Dでは、構造Cと比較して、アンテナ利得改善量および効率改善量が大きくなっている。また、構造Eでは、構造Dと比較して、アンテナ利得改善量が同程度であるが、効率改善量が大きくなっている。そのため、無給電素子50の素子面積を拡大することにより、アンテナ利得および効率が改善する。   FIG. 9E shows the antenna gain improvement amounts of the structures C, D, and E with respect to the structure A, and FIG. 9F shows the efficiency improvement amounts of the structures C, D, and E with respect to the structure A. . In the structure D, the antenna gain improvement amount and the efficiency improvement amount are larger than those in the structure C. Further, in the structure E, the amount of improvement in antenna gain is comparable to that in the structure D, but the amount of improvement in efficiency is large. Therefore, by increasing the element area of the parasitic element 50, the antenna gain and efficiency are improved.

次に、無給電素子50のサイズを説明する。図10(a)−(e)は、無給電素子50のサイズによる別の効果を示す。図10(a)は、図9(e)に示された無給電素子50を、図1(a)の無給電素子50の形状に近づけた構造を示す。前述のごとく、給電素子30に対向する側の無給電素子50の外縁部の長さは、当該外縁部と同一方向の給電素子30の長さよりも短くされる。そのため、第1無給電素子50a、第5無給電素子50eのx軸方向の長さは、給電素子30のx軸方向の長さよりも短くされ、第3無給電素子50cのy軸方向の長さは、給電素子30のy軸方向の長さよりも短くされる。ここでは、図10(a)を構造Fとよぶ。   Next, the size of the parasitic element 50 will be described. FIGS. 10A to 10E show another effect depending on the size of the parasitic element 50. FIG. 10A shows a structure in which the parasitic element 50 shown in FIG. 9E is brought close to the shape of the parasitic element 50 shown in FIG. As described above, the length of the outer edge portion of the parasitic element 50 on the side facing the feeding element 30 is made shorter than the length of the feeding element 30 in the same direction as the outer edge portion. Therefore, the length in the x-axis direction of the first parasitic element 50a and the fifth parasitic element 50e is shorter than the length in the x-axis direction of the feed element 30 and the length of the third parasitic element 50c in the y-axis direction. This is shorter than the length of the feed element 30 in the y-axis direction. Here, FIG. 10A is referred to as a structure F.

図10(b)は、図10(a)の比較対象なるアンテナ170の構造を示す。給電素子130に対向する側の無給電素子150の外縁部の長さは、当該外縁部と同一方向の給電素子130の長さに等しくされる。そのため、第1無給電素子150a、第5無給電素子150eのx軸方向の長さは、給電素子130のx軸方向の長さに等しくされ、第5無給電素子150cのy軸方向の長さは、給電素子130のy軸方向の長さに等しくされる。ここでは、図10(b)を構造Gとよぶ。   FIG. 10B shows the structure of the antenna 170 to be compared with FIG. The length of the outer edge portion of the parasitic element 150 on the side facing the feeding element 130 is made equal to the length of the feeding element 130 in the same direction as the outer edge portion. Therefore, the length of the first parasitic element 150a and the fifth parasitic element 150e in the x-axis direction is equal to the length of the feeder element 130 in the x-axis direction, and the length of the fifth parasitic element 150c in the y-axis direction. The length is made equal to the length of the feed element 130 in the y-axis direction. Here, FIG. 10B is referred to as a structure G.

図10(c)は、構造Fに対して周波数を変化させた場合のVSWRを示す。無給電素子50はP1付近で共振する。このP1の周波数は所望帯域から離れているので、所望帯域におけるVSWRに影響を及ぼさない。一方、図10(d)は、構造Gに対して周波数を変化させた場合のVSWRを示す。無給電素子150による共振はP2付近、つまり給電素子130の共振周波数近傍で共振する。このため、無給電素子150の共振により、所望帯域におけるVSWRが悪化する。図10(e)は、構造F、構造Gに対する所望帯域におけるアンテナ利得改善量を示す。ここで、アンテナ利得改善量が0dBよりも小さい場合は特性が劣化していることを示す。前述と同様の理由によって、構造Fのアンテナ利得改善量は構造Gのアンテナ利得改善量よりも大きい。   FIG. 10C shows the VSWR when the frequency is changed with respect to the structure F. FIG. The parasitic element 50 resonates near P1. Since the frequency of P1 is far from the desired band, the VSWR in the desired band is not affected. On the other hand, FIG. 10D shows the VSWR when the frequency is changed with respect to the structure G. The resonance by the parasitic element 150 resonates in the vicinity of P2, that is, in the vicinity of the resonance frequency of the feeder element 130. For this reason, the VSWR in the desired band deteriorates due to resonance of the parasitic element 150. FIG. 10E shows the antenna gain improvement amount in the desired band for the structures F and G. Here, when the antenna gain improvement amount is smaller than 0 dB, it indicates that the characteristic is deteriorated. For the same reason as described above, the antenna gain improvement amount of the structure F is larger than the antenna gain improvement amount of the structure G.

これまで説明したアンテナ100のさまざまな変形例を説明する。図11(a)−(d)は、アンテナ100の別の構造を示す斜視図である。図11(a)は、1つ目の変形例に係るアンテナ100を表面12から見た場合の斜視図であり、図11(b)は、1つ目の変形例に係るアンテナ100を裏面14から見た場合の斜視図である。これらにはマイクロストリップライン138が使用されず、給電点40による給電が裏面14側からなされる。   Various modifications of the antenna 100 described so far will be described. FIGS. 11A to 11D are perspective views showing another structure of the antenna 100. FIG. FIG. 11A is a perspective view of the antenna 100 according to the first modification when viewed from the front surface 12, and FIG. 11B illustrates the antenna 100 according to the first modification with the back surface 14. It is a perspective view at the time of seeing from. For these, the microstrip line 138 is not used, and feeding by the feeding point 40 is performed from the back surface 14 side.

図11(c)は、2つ目の変形例に係るアンテナ100を表面12から見た場合の斜視図であり、図11(d)は、3つ目の変形例に係るアンテナ100を表面12から見た場合の斜視図である。これらでは、給電素子30における対角線上で対向した角部に第1摂動部60a、第2摂動部60bが設けられる。第1摂動部60a、第2摂動部60bは、摂動部60と総称され、給電素子30の角部を切り欠いた形状を有する。摂動部60によって、アンテナ100から放射される電波が円偏波となる。なお、図11(c)ではマイクロストリップライン38が配置され、図11(d)ではマイクロストリップライン38が使用されず、給電点40による給電が裏面14側からなされる。   FIG. 11C is a perspective view when the antenna 100 according to the second modification is viewed from the surface 12, and FIG. 11D illustrates the antenna 100 according to the third modification as the surface 12. It is a perspective view at the time of seeing from. In these, the 1st perturbation part 60a and the 2nd perturbation part 60b are provided in the corner | angular part which opposed on the diagonal in the electric power feeding element 30. FIG. The first perturbation unit 60 a and the second perturbation unit 60 b are collectively referred to as the perturbation unit 60, and have a shape in which corner portions of the feed element 30 are cut out. The radio wave radiated from the antenna 100 is circularly polarized by the perturbation unit 60. In FIG. 11C, the microstrip line 38 is disposed, and in FIG. 11D, the microstrip line 38 is not used, and power feeding by the feeding point 40 is performed from the back surface 14 side.

図12(a)−(b)は、アンテナ100の構造を示す斜視図であり、具体的には、図12(a)が4つ目の変形例に係るアンテナ100を示し、図12(b)が5つ目の変形例に係るアンテナ100を示す。これまでは、複数の無給電素子50が給電素子30の周囲の少なくとも一部に一重で配置される。一方、図12(a)−(b)では、複数の無給電素子50が給電素子30の周囲の少なくとも一部に二重で配置される。例えば、図12(a)において、給電素子30からy軸の正方向に向かって、第1無給電素子50aと第7無給電素子50gの2つの無給電素子50が並んで配置される。このような構造により、誘電体基板10の端部の近くまで無給電素子50が配置され、アンテナ利得が改善される。なお、図12(a)ではマイクロストリップライン38が配置され、図12(b)ではマイクロストリップライン38が使用されず、給電点40による給電が裏面14側からなされる。   12A and 12B are perspective views showing the structure of the antenna 100. Specifically, FIG. 12A shows the antenna 100 according to the fourth modification, and FIG. ) Shows the antenna 100 according to the fifth modification. Until now, the plurality of parasitic elements 50 are arranged in a single layer at least at a part around the feeding element 30. On the other hand, in FIGS. 12A to 12B, the plurality of parasitic elements 50 are doubled at least partially around the feeding element 30. For example, in FIG. 12A, two parasitic elements 50, a first parasitic element 50a and a seventh parasitic element 50g, are arranged side by side from the feeding element 30 in the positive direction of the y-axis. With such a structure, the parasitic element 50 is disposed close to the end of the dielectric substrate 10 and the antenna gain is improved. In FIG. 12A, the microstrip line 38 is arranged, and in FIG. 12B, the microstrip line 38 is not used, and power feeding by the feeding point 40 is performed from the back surface 14 side.

(3)第2領域26が含まれた構造
これまでの説明では、図1(a)のアンテナ100から第2領域26を省略していた。以下では、第2領域26を含めたアンテナ100の構造を説明する。図13は、給電点40とスリット22の配置による効果を示す。ここでは、4つの構造を説明する。構造Hから構造Jは、アンテナ100の比較対象となるアンテナ170の構造を示す。構造Hは、図6(a)、図9(a)と同様の構造を有したアンテナ170である。マイクロストリップライン138は、給電素子130からy軸の負方向に延び、給電素子130側とは反対の端部において給電点140を接続する。また、誘電体基板110において給電素子130とは反対側にグランド素子120が配置される。ここで、グランド素子120、マイクロストリップライン138、給電点140は、グランド素子20、マイクロストリップライン38、給電点40に対応する。構造Hの電流分布によって、前述のごとく、天頂方向へのアンテナ指向性が形成される。
(3) Structure including the second region 26 In the description so far, the second region 26 is omitted from the antenna 100 of FIG. Hereinafter, the structure of the antenna 100 including the second region 26 will be described. FIG. 13 shows the effect of the arrangement of the feeding point 40 and the slit 22. Here, four structures will be described. Structure H to structure J indicate the structure of the antenna 170 to be compared with the antenna 100. The structure H is an antenna 170 having the same structure as that shown in FIGS. 6 (a) and 9 (a). The microstrip line 138 extends from the feed element 130 in the negative direction of the y axis, and connects the feed point 140 at the end opposite to the feed element 130 side. In addition, the ground element 120 is disposed on the opposite side of the dielectric substrate 110 from the power feeding element 130. Here, the ground element 120, the microstrip line 138, and the feeding point 140 correspond to the ground element 20, the microstrip line 38, and the feeding point 40. As described above, the antenna directivity in the zenith direction is formed by the current distribution of the structure H.

構造Iにおける誘電体基板110は、図1(a)の誘電体基板10と同様に、y軸方向よりもx軸方向に長い形状を有する。また、グランド素子120も、誘電体基板110の形状に合わせてx軸方向に長い形状を有する。構造Iの電流分布では、給電点140の近傍のグランド電流(A3)が、x軸方向に延びた誘電体基板110の外縁部に沿ってx軸の負方向に流れる(A1、A2)。グランド電流によるA1、A2、A3からの電波の放射では、前述の通り、アンテナ素子の放射端からグランド素子の回折端までの距離が不均一となるため、位相の打ち消し合う成分が生じる。その結果、天頂方向へのアンテナ指向性が崩れ、天頂方向のアンテナ利得が低減する。   The dielectric substrate 110 in the structure I has a shape longer in the x-axis direction than in the y-axis direction, like the dielectric substrate 10 in FIG. The ground element 120 also has a shape that is long in the x-axis direction in accordance with the shape of the dielectric substrate 110. In the current distribution of structure I, the ground current (A3) in the vicinity of the feeding point 140 flows in the negative direction of the x axis along the outer edge portion of the dielectric substrate 110 extending in the x axis direction (A1, A2). In the radiation of radio waves from A1, A2, and A3 due to the ground current, as described above, the distance from the radiation end of the antenna element to the diffraction end of the ground element is non-uniform, so that components that cancel each other out are generated. As a result, the antenna directivity in the zenith direction is lost, and the antenna gain in the zenith direction is reduced.

構造Jにおける誘電体基板110は、構造Iにおける誘電体基板110と同じ形状を有する。一方、グランド素子120の代わりに、第1グランド素子120aと第2グランド素子120bとが配置され、これらはスリット122によりグランド電位が分離される。また、第1グランド素子120a側が第1領域124とされ、第2グランド素子120b側が第2領域126とされる。ここで、第1グランド素子120a、第2グランド素子120b、スリット122、第1領域124、第2領域126は、第1グランド素子20a、第2グランド素子20b、スリット22、第1領域24、第2領域26に対応する。構造Jの電流分布では、スリット122による第1グランド素子120aと第2グランド素子120bへの分離によって、x軸方向に延びた誘電体基板110の外縁部に沿ってx軸の負方向に流れるグランド電流(A1、A2)が、構造Iの場合よりも小さくなる。その結果、打ち消し合う成分が小さくなり、天頂方向へのアンテナ指向性の崩れが抑制される。   Dielectric substrate 110 in structure J has the same shape as dielectric substrate 110 in structure I. On the other hand, instead of the ground element 120, a first ground element 120 a and a second ground element 120 b are arranged, and the ground potential is separated by the slit 122. The first ground element 120 a side is a first region 124, and the second ground element 120 b side is a second region 126. Here, the first ground element 120a, the second ground element 120b, the slit 122, the first region 124, and the second region 126 are the first ground element 20a, the second ground element 20b, the slit 22, the first region 24, the first region 24, and the second region 126, respectively. 2 corresponding to area 26. In the current distribution of the structure J, the ground flowing in the negative direction of the x-axis along the outer edge portion of the dielectric substrate 110 extending in the x-axis direction due to the separation of the first ground element 120a and the second ground element 120b by the slit 122. The current (A1, A2) is smaller than in the case of structure I. As a result, the components that cancel each other out are reduced, and the collapse of the antenna directivity in the zenith direction is suppressed.

構造Kは、図1(a)のアンテナ100から無給電素子50を省略した構造に相当する。マイクロストリップライン38は、給電素子30からx軸の負方向に延び、給電素子30側とは反対の端部において給電点40を接続する。構造Kの電流分布では、スリット22の付近に給電点40を配置したことによって、スリット22の付近のグランド電流(A4)が増加する。しかしながら、x軸方向に延びた誘電体基板10の外縁部に沿ってx軸の負方向に流れるグランド電流(A1、A2)が構造Jの場合よりも小さくなる。その結果、打ち消し合う成分がさらに小さくなるとともに、天頂方向へのアンテナ指向性の崩れがさらに抑制されることによって、天頂方向のアンテナ利得が構造Hの場合に近くなる。   The structure K corresponds to a structure in which the parasitic element 50 is omitted from the antenna 100 in FIG. The microstrip line 38 extends from the feeding element 30 in the negative direction of the x-axis, and connects the feeding point 40 at the end opposite to the feeding element 30 side. In the current distribution of the structure K, the ground current (A4) in the vicinity of the slit 22 is increased by arranging the feeding point 40 in the vicinity of the slit 22. However, the ground currents (A1, A2) flowing in the negative x-axis direction along the outer edge of the dielectric substrate 10 extending in the x-axis direction are smaller than in the case of the structure J. As a result, the components that cancel each other are further reduced, and the antenna directivity in the zenith direction is further prevented from being collapsed, so that the antenna gain in the zenith direction becomes close to that of the structure H.

本実施例によれば、回路部が給電素子に囲まれるので、回路部を配置する場合であっても、入力特性および放射特性の乱れを抑制できる。また、入力特性および放射特性の乱れが抑制されるので、アンテナ特性(アンテナ利得、アンテナ効率)を向上できる。また、スルーホール部が配置されるので、グランド素子とランド部とを電気的に接続できる。また、穴部の径を、本アンテナの共振周波数における波長の1/8以下の長さにするので、本アンテナの電磁界への影響を低減できる。また、本アンテナの電磁界への影響が低減されるので、穴部による影響を低減できる。また、穴部の径を、本アンテナの共振周波数における波長の1/8以下の長さにするので、入力特性および放射特性を高く維持できる。また、入力特性および放射特性が高く維持されるので、穴部による影響を低減できる。   According to the present embodiment, since the circuit portion is surrounded by the power feeding element, disturbance of input characteristics and radiation characteristics can be suppressed even when the circuit portion is arranged. In addition, since disturbance of input characteristics and radiation characteristics is suppressed, antenna characteristics (antenna gain, antenna efficiency) can be improved. Further, since the through hole portion is arranged, the ground element and the land portion can be electrically connected. Further, since the diameter of the hole is set to a length of 1/8 or less of the wavelength at the resonance frequency of the antenna, the influence on the electromagnetic field of the antenna can be reduced. In addition, since the influence of the antenna on the electromagnetic field is reduced, the influence of the hole can be reduced. Moreover, since the diameter of the hole is set to 1/8 or less of the wavelength at the resonance frequency of the antenna, the input characteristics and the radiation characteristics can be kept high. In addition, since the input characteristics and radiation characteristics are kept high, the influence of the hole can be reduced.

また、回路部のインピーダンスを高くするので、給電素子とグランド素子とを高周波的に切り離すことができる。また、給電素子とグランド素子とを高周波的に切り離すので、入力特性および放射特性の乱れを抑制できる。また、給電素子の中心から、本アンテナの共振周波数における波長の1/20までの長さの範囲内に穴部を形成するので、本アンテナの共振周波数の変化を低減できる。また、本アンテナの共振周波数の変化が低減されるので、入力特性および放射特性の乱れを抑制できる。また、スタブパターンとして回路部を形成するので、アンテナ特性を維持しつつ、回路部品数を減少できる。また、回路部品数が減少するので、コストを低減できる。   Further, since the impedance of the circuit unit is increased, the power feeding element and the ground element can be separated at high frequency. In addition, since the power feeding element and the ground element are separated in a high frequency manner, disturbance of input characteristics and radiation characteristics can be suppressed. In addition, since the hole is formed in the range of the length from the center of the feed element to 1/20 of the wavelength at the resonance frequency of the antenna, the change in the resonance frequency of the antenna can be reduced. Moreover, since the change of the resonance frequency of this antenna is reduced, disturbance of input characteristics and radiation characteristics can be suppressed. In addition, since the circuit portion is formed as a stub pattern, the number of circuit components can be reduced while maintaining the antenna characteristics. Further, since the number of circuit components is reduced, the cost can be reduced.

また、給電素子の長さを本アンテナの共振周波数における波長の1/2の長さより短く、かつ無給電素子の長さを給電素子の長さよりも短くするので、共振周波数における給電素子と無給電素子との共振を抑制できる。また、共振周波数における給電素子と無給電素子との共振が抑制されるので、アンテナ特性を向上できる。また、無給電素子と給電素子との間隔を、本アンテナの共振周波数における波長の1/10の長さより短くするので、無給電素子を反射板として使用できる。また、無給電素子が反射板として使用されるので、アンテナ特性を向上できる。また、給電素子とは非対向側の無給電素子の外縁部の長さは給電素子の長さよりも短いので、共振周波数における給電素子と無給電素子との共振を抑制できる。また、給電素子とは非対向側の無給電素子の外縁部の長さは、本アンテナの共振周波数における波長の1/5以上の長さであるので、アンテナ特性を向上できる。また、給電素子の角部を囲むように無給電素子を配置するので、素子面積を増加できる。また、摂動部を追加するので、円偏波に対応できる。   In addition, since the length of the feed element is shorter than ½ of the wavelength at the resonance frequency of the antenna, and the length of the parasitic element is shorter than the length of the feed element, Resonance with the element can be suppressed. In addition, since the resonance between the feeding element and the parasitic element at the resonance frequency is suppressed, the antenna characteristics can be improved. Further, since the interval between the parasitic element and the feeding element is made shorter than 1/10 of the wavelength at the resonance frequency of the antenna, the parasitic element can be used as a reflector. In addition, since the parasitic element is used as the reflector, the antenna characteristics can be improved. In addition, since the length of the outer edge portion of the parasitic element on the non-opposing side with respect to the feeding element is shorter than the length of the feeding element, resonance between the feeding element and the parasitic element at the resonance frequency can be suppressed. Further, since the length of the outer edge portion of the parasitic element on the non-facing side with respect to the feeding element is not less than 1/5 of the wavelength at the resonance frequency of the antenna, the antenna characteristics can be improved. In addition, since the parasitic element is disposed so as to surround the corner of the feeder element, the element area can be increased. Moreover, since a perturbation part is added, it can respond to circular polarization.

また、グランド素子にスリットを形成し、かつスリット側に給電素子を配置するので、グランド電流を低減できる。また、グランド電流が低減されるので、位相の打ち消し合う成分の放射が低減される。また、打ち消し合う成分の放射が低減されるので、アンテナ特性を向上できる。また、スリットの幅をある程度広くするので、第2グランド素子に流れるグランド電流を低減できる。また、第2グランド素子に流れるグランド電流が低減されるので、天頂方向のアンテナ特性を向上できる。また、第1グランド素子と第2グランド素子とにグランド電位を分離するので、打ち消し合う成分を放射するようなグランド電流が低減されて、アンテナ特性を向上できる。また、第2グランド素子に重複する領域に電気回路部を実装するので、アンテナの使用用途を拡大できる。   Further, since the slit is formed in the ground element and the power feeding element is arranged on the slit side, the ground current can be reduced. In addition, since the ground current is reduced, the radiation of components that cancel each other out is reduced. Further, since the radiation of components that cancel each other is reduced, the antenna characteristics can be improved. Further, since the slit is widened to some extent, the ground current flowing through the second ground element can be reduced. In addition, since the ground current flowing through the second ground element is reduced, the antenna characteristics in the zenith direction can be improved. In addition, since the ground potential is separated into the first ground element and the second ground element, the ground current that radiates components that cancel each other is reduced, and the antenna characteristics can be improved. In addition, since the electric circuit portion is mounted in a region overlapping with the second ground element, the usage of the antenna can be expanded.

以上、本発明を実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素の組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。   In the above, this invention was demonstrated based on the Example. This embodiment is an exemplification, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications can be made to combinations of the respective constituent elements, and such modifications are also within the scope of the present invention.

本発明の一態様の概要は、次の通りである。
(項目1−1)
誘電体基板と、
前記誘電体基板の第1面側に配置されるグランド素子と、
前記誘電体基板の第2面側に配置される給電素子と、
前記給電素子の内側に配置される穴部と、
前記穴部の内側に配置されるランド部と、
前記給電素子と前記ランド部との間に配置される回路部と、
を備えることを特徴とするアンテナ。
The outline of one embodiment of the present invention is as follows.
(Item 1-1)
A dielectric substrate;
A ground element disposed on the first surface side of the dielectric substrate;
A feed element disposed on the second surface side of the dielectric substrate;
A hole disposed inside the feeding element;
A land portion disposed inside the hole portion;
A circuit unit disposed between the feeding element and the land unit;
An antenna comprising:

この態様によると、入力インピーダンスに影響を与えない位置に回路部を配置するため、アンテナ特性を向上できる。   According to this aspect, since the circuit unit is arranged at a position that does not affect the input impedance, the antenna characteristics can be improved.

(項目1−2)
前記誘電体基板を貫通し、前記グランド素子と前記ランド部とを接続するスルーホール部をさらに備えることを特徴とする項目1−1に記載のアンテナ。この場合、スルーホール部が配置されるので、グランド素子とランド部とを電気的に接続できる。
(項目1−3)
前記穴部の径は、本アンテナの共振周波数における波長の1/8以下の長さであることを特徴とする項目1−1または項目1−2に記載のアンテナ。この場合、穴部の径を、本アンテナの共振周波数における波長の1/8以下の長さにするので、穴部による影響を低減できる。
(項目1−4)
前記穴部は、前記給電素子の中心から、本アンテナの共振周波数における波長の1/20までの長さの範囲内に形成されることを特徴とする項目1−1から項目1−3のいずれかに記載のアンテナ。この場合、給電素子の中心から、本アンテナの共振周波数における波長の1/20までの長さの範囲内に穴部を形成するので、穴部による影響を低減できる。
(項目1−5)
前記回路部は、スタブパターンとして形成されることを特徴とする項目1−1から項目1−4のいずれかに記載のアンテナ。この場合、スタブパターンとして回路部を形成するので、回路部品数を減少できる。
(Item 1-2)
Item 11. The antenna according to Item 1-1, further comprising a through-hole portion that penetrates the dielectric substrate and connects the ground element and the land portion. In this case, since the through hole portion is disposed, the ground element and the land portion can be electrically connected.
(Item 1-3)
Item 11. The antenna according to item 1-1 or item 1-2, wherein the diameter of the hole is a length of 1/8 or less of the wavelength at the resonance frequency of the antenna. In this case, since the diameter of the hole is set to a length of 1/8 or less of the wavelength at the resonance frequency of the antenna, the influence of the hole can be reduced.
(Item 1-4)
Any one of Items 1-1 to 1-3, wherein the hole is formed within a length range from the center of the feeding element to 1/20 of a wavelength at a resonance frequency of the antenna. The antenna according to Crab. In this case, since the hole is formed within the length range from the center of the feed element to 1/20 of the wavelength at the resonance frequency of the antenna, the influence of the hole can be reduced.
(Item 1-5)
The antenna according to any one of Items 1-1 to 1-4, wherein the circuit unit is formed as a stub pattern. In this case, since the circuit portion is formed as a stub pattern, the number of circuit components can be reduced.

(項目2−1)
アンテナであって、
誘電体基板と、
前記誘電体基板の一面側に配置される給電素子と、
前記給電素子の周囲に配置される複数の無給電素子とを備え、
前記給電素子において交差する2つの外縁部のうちの少なくとも1つの方向における前記給電素子の長さは、本アンテナの共振周波数における波長の1/2の長さより短く、
前記複数の無給電素子のそれぞれにおいて、前記給電素子に対向する側の外縁部の長さは、前記給電素子の長さよりも短いことを特徴とするアンテナ。
(Item 2-1)
An antenna,
A dielectric substrate;
A feed element disposed on one side of the dielectric substrate;
A plurality of parasitic elements arranged around the feeding element,
The length of the feed element in the direction of at least one of the two outer edges intersecting the feed element is shorter than the length of ½ of the wavelength at the resonance frequency of the antenna,
In each of the plurality of parasitic elements, the length of the outer edge portion on the side facing the feeding element is shorter than the length of the feeding element.

この態様によると、給電素子の長さを本アンテナの共振周波数における波長の1/2の長さより短く、かつ無給電素子の長さを給電素子の長さよりも短くするので、アンテナ特性を向上できる。   According to this aspect, since the length of the feed element is shorter than ½ of the wavelength at the resonance frequency of the antenna and the length of the parasitic element is shorter than the length of the feed element, the antenna characteristics can be improved. .

(項目2−2)
前記複数の無給電素子のそれぞれと前記給電素子との間隔は、本アンテナの共振周波数における波長の1/10の長さより短いことを特徴とする項目2−1に記載のアンテナ。この場合、無給電素子と給電素子との間隔を、本アンテナの共振周波数における波長の1/10の長さより短くするので、無給電素子を反射板として使用できる。
(項目2−3)
前記複数の無給電素子のそれぞれにおいて、前記給電素子とは非対向側の外縁部の長さは、前記給電素子の長さよりも短いことを特徴とする項目2−1または項目2−2に記載のアンテナ。この場合、給電素子とは非対向側の無給電素子の外縁部の長さは給電素子の長さよりも短いので、アンテナ特性を向上できる。
(項目2−4)
前記複数の無給電素子のそれぞれにおいて、前記給電素子とは非対向側の外縁部の長さは、本アンテナの共振周波数における波長の1/5以上の長さであることを特徴とする項目2−3に記載のアンテナ。この場合、給電素子とは非対向側の無給電素子の外縁部の長さは、本アンテナの共振周波数における波長の1/5以上の長さであるので、アンテナ特性を向上できる。
(項目2−5)
前記無給電素子は、前記給電素子の角部を囲むように配置されることを特徴とする項目2−1から項目2−4のいずれかに記載のアンテナ。この場合、給電素子の角部を囲むように無給電素子を配置するので、素子面積を増加できる。
(Item 2-2)
Item 2. The antenna according to Item 2-1, wherein an interval between each of the plurality of parasitic elements and the power supply element is shorter than 1/10 of a wavelength at a resonance frequency of the antenna. In this case, since the distance between the parasitic element and the feeding element is shorter than 1/10 of the wavelength at the resonance frequency of the antenna, the parasitic element can be used as a reflector.
(Item 2-3)
Item 2-1 or Item 2-2 is characterized in that, in each of the plurality of parasitic elements, the length of the outer edge portion on the non-opposing side with respect to the feeder element is shorter than the length of the feeder element. Antenna. In this case, since the length of the outer edge portion of the parasitic element on the non-opposing side with respect to the feeding element is shorter than the length of the feeding element, the antenna characteristics can be improved.
(Item 2-4)
Item 2 is characterized in that, in each of the plurality of parasitic elements, the length of the outer edge portion on the non-opposing side to the feeding element is 1/5 or more of the wavelength at the resonance frequency of the antenna. -3 antenna. In this case, since the length of the outer edge portion of the parasitic element on the non-opposite side to the feeding element is 1/5 or more of the wavelength at the resonance frequency of the antenna, the antenna characteristics can be improved.
(Item 2-5)
The antenna according to any one of Items 2-1 to 2-4, wherein the parasitic element is disposed so as to surround a corner portion of the feeder element. In this case, since the parasitic element is arranged so as to surround the corner of the feeder element, the element area can be increased.

(項目3−1)
誘電体基板と、
前記誘電体基板の第1面側に配置されるグランド素子と、
前記グランド素子に形成されるスリットと、
前記誘電体基板の第2面側に配置される給電素子と、
前記給電素子に接続される給電点とを備え、
前記給電点は、前記給電素子に対して前記スリット側に配置されることを特徴とするアンテナ。
(Item 3-1)
A dielectric substrate;
A ground element disposed on the first surface side of the dielectric substrate;
A slit formed in the ground element;
A feed element disposed on the second surface side of the dielectric substrate;
A feeding point connected to the feeding element,
The antenna, wherein the feeding point is disposed on the slit side with respect to the feeding element.

この態様によると、グランド素子にスリットを形成し、かつスリット側に給電素子を配置するので、位相の打ち消し合う成分を放射するようなグランド電流が低減されて、アンテナ特性を向上できる。   According to this aspect, since the slit is formed in the ground element and the feed element is arranged on the slit side, the ground current that radiates components that cancel out the phases is reduced, and the antenna characteristics can be improved.

(項目3−2)
前記グランド素子は、
第1グランド素子と、
前記スリットを境界として、前記第1グランド素子からグランド電位が分離された第2グランド素子とを備え、
前記第1グランド素子は、前記第1面あるいは前記第2面と平行な投影面上において、前記給電素子に重複して配置されることを特徴とする項目3−1に記載のアンテナ。この場合、第1グランド素子と第2グランド素子とにグランド電位を分離するので、打ち消し合う成分を放射するようなグランド電流が低減されて、アンテナ特性を向上できる。
(項目3−3)
前記誘電体基板の第2面側に形成される電気回路部をさらに備え、
前記電気回路部は、前記第1面あるいは前記第2面と平行な投影面上において、前記第2グランド素子に重複して配置されることを特徴とする項目3−2に記載のアンテナ。この場合、第2グランド素子に重複する領域に電気回路部を実装するので、アンテナの使用用途を拡大できる。
(Item 3-2)
The ground element is
A first ground element;
A second ground element having a ground potential separated from the first ground element with the slit as a boundary;
The antenna according to item 3-1, wherein the first ground element is disposed so as to overlap the power feeding element on a projection plane parallel to the first surface or the second surface. In this case, since the ground potential is separated into the first ground element and the second ground element, the ground current that radiates components that cancel each other is reduced, and the antenna characteristics can be improved.
(Item 3-3)
An electric circuit part formed on the second surface side of the dielectric substrate;
Item 3. The antenna according to Item 3-2, wherein the electric circuit unit is disposed so as to overlap the second ground element on a projection plane parallel to the first surface or the second surface. In this case, since the electric circuit portion is mounted in a region overlapping with the second ground element, the usage application of the antenna can be expanded.

本発明の実施例において、給電素子30には、穴部32、ランド部34が形成され、回路部36が接続される。しかしながらこれに限らず例えば、穴部32、ランド部34、回路部36が含まれなくてもよい。本変形例によれば、アンテナ100の構造を簡易にできる。   In the embodiment of the present invention, a hole 32 and a land 34 are formed in the power feeding element 30, and a circuit unit 36 is connected thereto. However, the present invention is not limited to this. For example, the hole 32, the land 34, and the circuit 36 may not be included. According to this modification, the structure of the antenna 100 can be simplified.

本発明の実施例において、給電素子30の周囲には複数の無給電素子50が配置される。しかしながらこれに限らず例えば、複数の無給電素子50が配置されなくてもよい。本変形例によれば、アンテナ100の構造を簡易にできる。   In the embodiment of the present invention, a plurality of parasitic elements 50 are arranged around the feeding element 30. However, the present invention is not limited to this. For example, the plurality of parasitic elements 50 may not be arranged. According to this modification, the structure of the antenna 100 can be simplified.

本発明の実施例において、誘電体基板10には、第2グランド素子20b、第2領域26、電気回路部42が配置される。しかしながらこれに限らず例えば、第2グランド素子20b、第2領域26、電気回路部42が配置されなくてもよい。その際、誘電体基板10は略正方形の形状を有する。本変形例によれば、アンテナ100の構造を簡易にできる。   In the embodiment of the present invention, the dielectric substrate 10 includes the second ground element 20b, the second region 26, and the electric circuit unit 42. However, the present invention is not limited to this. For example, the second ground element 20b, the second region 26, and the electric circuit unit 42 may not be disposed. At that time, the dielectric substrate 10 has a substantially square shape. According to this modification, the structure of the antenna 100 can be simplified.

本実施例において、スリット22は、誘電体基板10をy軸方向に貫通するように形成される。しかしながらこれに限らず例えば、スリット22が誘電体基板10をy軸方向に貫通しなくてもよい。その際、第1グランド素子20aと第2グランド素子20bの一部は接続される。本変形例によれば、構造の自由度を向上できる。   In this embodiment, the slit 22 is formed so as to penetrate the dielectric substrate 10 in the y-axis direction. However, the present invention is not limited to this. For example, the slit 22 may not penetrate the dielectric substrate 10 in the y-axis direction. At that time, a part of the first ground element 20a and the second ground element 20b are connected. According to this modification, the degree of freedom of structure can be improved.

本発明の実施例において、アンテナ100はETC車載器に使用され、かつアンテナ100の共振周波数は5.8GHz帯であるとされている。しかしながらこれに限らず例えば、アンテナ100の使用用途および共振周波数はこれら以外であってもよい。本変形例によれば、アンテナ100の適用範囲を拡大できる。   In the embodiment of the present invention, the antenna 100 is used in an ETC vehicle-mounted device, and the resonance frequency of the antenna 100 is assumed to be in the 5.8 GHz band. However, the present invention is not limited to this. For example, the usage of the antenna 100 and the resonance frequency may be other than these. According to this modification, the application range of the antenna 100 can be expanded.

10 誘電体基板、 12 表面、 14 裏面、 20 グランド素子、 22 スリット、 24 第1領域、 26 第2領域、 30 給電素子、 32 穴部、 34 ランド部、 36 回路部、 38 マイクロストリップライン、 40 給電点、 42 電気回路部、 44 同軸ケーブル、 46 スルーホール部、 50 無給電素子、 60 摂動部、 100 アンテナ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Dielectric substrate, 12 surface, 14 back surface, 20 ground element, 22 slit, 24 1st area | region, 26 2nd area | region, 30 feeder element, 32 hole part, 34 land part, 36 circuit part, 38 microstrip line, 40 Feeding point, 42 electrical circuit part, 44 coaxial cable, 46 through-hole part, 50 parasitic element, 60 perturbation part, 100 antenna.

Claims (3)

誘電体基板と、
前記誘電体基板の第1面側に配置されるグランド素子と、
前記グランド素子に形成されるスリットと、
前記誘電体基板の第2面側に配置される給電素子と、
前記給電素子に接続される給電点とを備え、
前記給電点は、前記給電素子に対して前記スリット側に配置されることを特徴とするアンテナ。
A dielectric substrate;
A ground element disposed on the first surface side of the dielectric substrate;
A slit formed in the ground element;
A feed element disposed on the second surface side of the dielectric substrate;
A feeding point connected to the feeding element,
The antenna, wherein the feeding point is disposed on the slit side with respect to the feeding element.
前記グランド素子は、
第1グランド素子と、
前記スリットを境界として、前記第1グランド素子からグランド電位を分離された第2グランド素子とを備え、
前記第1グランド素子は、前記第1面あるいは前記第2面と平行な投影面上において、前記給電素子に重複して配置されることを特徴とする請求項1に記載のアンテナ。
The ground element is
A first ground element;
A second ground element having a ground potential separated from the first ground element with the slit as a boundary;
2. The antenna according to claim 1, wherein the first ground element is disposed so as to overlap the feeding element on a projection plane parallel to the first surface or the second surface.
前記誘電体基板の第2面側に形成される電気回路部をさらに備え、
前記電気回路部は、前記第1面あるいは前記第2面と平行な投影面上において、前記第2グランド素子に重複して配置されることを特徴とする請求項2に記載のアンテナ。
An electric circuit part formed on the second surface side of the dielectric substrate;
3. The antenna according to claim 2, wherein the electrical circuit unit is disposed to overlap the second ground element on a projection plane parallel to the first surface or the second surface.
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