JP3323020B2 - Diversity antenna - Google Patents

Diversity antenna

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JP3323020B2
JP3323020B2 JP32640394A JP32640394A JP3323020B2 JP 3323020 B2 JP3323020 B2 JP 3323020B2 JP 32640394 A JP32640394 A JP 32640394A JP 32640394 A JP32640394 A JP 32640394A JP 3323020 B2 JP3323020 B2 JP 3323020B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は携帯無線装置などに用い
られるダイバーシチアンテナ、特に偏波ダイバーシチア
ンテナに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a diversity antenna used for portable radio equipment and the like, and more particularly to a polarization diversity antenna.

【0002】[0002]

【従来の技術】アンテナの受信性能を示す一つの指標と
して、偏波効率がある。偏波効率に関して簡単に述べ
る。図10に示したように、一つのアンテナの遠方放射
電磁界は、その進行方向に対して垂直な成分しか持たな
い。ここでは、この電磁界のうち電界に注目して話しを
進めることにする。図11は、電界ベクトルを極座標系
に当てはめた場合を示したものである。同図のように電
界ベクトルはθ成分とφ成分に分けられる。これらは一
般に垂直偏波と水平偏波と呼ばれている。これらの成分
をどれだけの割合で放射するかをそのアンテナの偏波特
性と呼ぶ。この特性はアンテナの放射の仕組みや構造に
よって異なる。
2. Description of the Related Art Polarization efficiency is one index indicating the reception performance of an antenna. The polarization efficiency will be briefly described. As shown in FIG. 10, the far radiated electromagnetic field of one antenna has only a component perpendicular to the traveling direction. Here, the discussion will be focused on the electric field of the electromagnetic field. FIG. 11 shows a case where an electric field vector is applied to a polar coordinate system. As shown in the figure, the electric field vector is divided into a θ component and a φ component. These are generally called vertical polarization and horizontal polarization. The proportion of these components radiated is called the polarization characteristic of the antenna. This characteristic depends on the radiation mechanism and structure of the antenna.

【0003】2つのアンテナの間で送受信を行おうとし
た場合、受信時には到来波のうち各々のアンテナの偏波
ベクトルの内積をとった分しか受信できない。この規格
化された偏波ベクトルどうしの内積の値を偏波効率と呼
ぶ。図12はその一例を示したものであり、同一平面上
で水平および垂直に置いたモノポールアンテナ間の偏波
効率を計算したものである。水平に置かれたモノポール
アンテナからは、水平面内に対して水平偏波しか放射し
ない。また、垂直に置かれたモノポールアンテナからは
水平面内に対して垂直偏波しか放射しない。従って、こ
のとき偏波効率は0となる。偏波効率が0であるとき受
信電界強度は0であり、これらのアンテナを用いた送受
信は理論的には不可能となる。以上から、アンテナを設
計する場合、送受信の各々のアンテナの偏波の方向を一
致させるように設計を行うのが常識である。
When transmitting and receiving between two antennas, at the time of reception, only the inner product of the polarization vectors of the respective antennas of the incoming waves can be received. The value of the inner product of the normalized polarization vectors is called polarization efficiency. FIG. 12 shows an example of this, in which the polarization efficiency between monopole antennas placed horizontally and vertically on the same plane is calculated. A horizontally placed monopole antenna emits only horizontally polarized waves in a horizontal plane. In addition, a vertically placed monopole antenna emits only vertically polarized waves in a horizontal plane. Therefore, at this time, the polarization efficiency becomes zero. When the polarization efficiency is 0, the received electric field strength is 0, and transmission and reception using these antennas becomes theoretically impossible. From the above, when designing an antenna, it is common sense to design the antennas so that the polarization directions of the transmitting and receiving antennas match each other.

【0004】アンテナが地上に固定されているような場
合なら、θ成分またはφ成分のどちらかの偏波しかもた
ないアンテナでも、偏波を一致させることは比較的簡単
である。しかしながらアンテナが本体に一体化された携
帯無線機では、このような片方の成分しか偏波成分をも
たないアンテナの偏波を一致させることは、非常に困難
である。例えば、携帯電話などでは、通話時にはもちろ
ん、鞄やポケットに収められている場合でも、通信が可
能であることが条件となっている。このような使用状態
の変化によってアンテナの傾きが様々に変化してしまう
からである。
If the antenna is fixed on the ground, it is relatively easy to match the polarization even with an antenna having only the polarization of either the θ component or the φ component. However, in a portable wireless device in which an antenna is integrated with a main body, it is very difficult to match the polarization of an antenna having only one of these components with a polarization component. For example, a mobile phone or the like is required to be able to communicate even during a call, or even when stored in a bag or pocket. This is because the inclination of the antenna changes variously due to such a change in the use state.

【0005】以上をまとめると、携帯無線機は様々な状
態において使用されるため、ある方向に対して一つの偏
波しか送受信できないようにアンテナの偏波特性を定め
ておくと、偏波効率が劣化して受信に支障を来す場合が
生じる事になる。従って、携帯無線機に用いられるアン
テナでは、偏波の方向を可変とできるアンテナが望まれ
る。このような要求を満たすアンテナとして、偏波ダイ
バーシチアンテナがある。このアンテナは偏波の異なる
2つ以上のアンテナを組み合わせて、どちらか受信状態
の良いアンテナの受信信号を用いる方法である。
In summary, since portable radios are used in various states, it is necessary to determine the polarization characteristics of the antenna so that only one polarization can be transmitted / received in a certain direction. Is deteriorated, which may hinder reception. Therefore, for an antenna used in a portable wireless device, an antenna that can change the direction of polarization is desired. As an antenna satisfying such requirements, there is a polarization diversity antenna. This antenna is a method of combining two or more antennas having different polarizations and using a reception signal of one of the antennas having a good reception state.

【0006】この偏波ダイバーシチアンテナを携帯無線
機に用いる場合は、周波数によってはアンテナの大きさ
が制限されることになる。周波数が低くなると、アンテ
ナは大きくなる。しかしながら、携帯無線機は可搬性を
考慮すると、当然のことながら小形のほうが都合が良
く、従ってアンテナも小形の方が良いことが多い。
When this polarization diversity antenna is used in a portable radio, the size of the antenna is limited depending on the frequency. As the frequency goes down, the antenna gets bigger. However, considering the portability of the portable wireless device, it is natural that the compact size is more convenient, and the smaller size of the antenna is often better.

【0007】小形で異なった偏波特性を有する2つのダ
イバーシチアンテナを構成する方法として、片側短絡パ
ッチアンテナを用いる方法が考えられる。片側短絡パッ
チアンテナは、図13に示すように地導体板101上に
パッチアンテナと呼ばれるアンテナ素子102を形成
し、さらにアンテナ素子102に短絡面103を設ける
ことによって、半分の大きさで済ませられるようにした
ものである。104はアンテナ素子102の給電点であ
る。
As a method of configuring two small diversity antennas having different polarization characteristics, a method using a single-sided short-circuit patch antenna can be considered. As shown in FIG. 13, the one-sided short-circuited patch antenna is formed by forming an antenna element 102 called a patch antenna on a ground conductor plate 101 and further providing a short-circuit surface 103 on the antenna element 102, so that the half-sized short-circuited patch antenna can be completed. It was made. Reference numeral 104 denotes a feeding point of the antenna element 102.

【0008】図14は、図13の片側短絡パッチアンテ
ナのアンテナ素子部分を上から見た図である。同図に示
したようにアンテナ素子102は1辺が地導体板10に
短絡されており、またこの短絡された辺に隣接する2つ
の辺の長さはλ/4(λ:波長)となっている。図中の
矢印A,B,Cはアンテナ素子102が動作状態となっ
たときの磁流の向きと振幅を示しており、振幅は矢印の
太さで表現している。この図からわかる通り、短絡され
た辺に隣接する矢印A,Bを付した2辺では、磁流が互
いに逆方向で同振幅となっており、互いに打ち消しあっ
てしまうことから放射には寄与しない。従って、短絡さ
れた辺に対向する矢印Cを付した辺だけが放射に寄与す
る。この辺は放射端と呼ばれ、他の矢印A,Bを付した
2辺は非放射端と呼ばれる。
FIG. 14 is a top view of the antenna element portion of the one-sided short-circuit patch antenna of FIG. As shown in the drawing, one side of the antenna element 102 is short-circuited to the ground conductor plate 10, and the length of two sides adjacent to the short-circuited side is λ / 4 (λ: wavelength). ing. Arrows A, B, and C in the figure indicate the direction and amplitude of the magnetic current when the antenna element 102 is in the operating state, and the amplitude is represented by the thickness of the arrow. As can be seen from this figure, on the two sides indicated by arrows A and B adjacent to the short-circuited side, the magnetic currents have the same amplitude in the opposite directions and do not contribute to radiation because they cancel each other out. . Therefore, only the side with arrow C opposite to the shorted side contributes to radiation. This side is called a radiation end, and the two sides marked with the other arrows A and B are called non-radiation ends.

【0009】上述したように、片側短絡パッチアンテナ
の放射端は線状の磁流源となっている。これを2つ使っ
て放射端を直交させて組み合わせることにより、偏波ダ
イバーシチアンテナを構成することができると考えられ
る。このような片側短絡パッチアンテナを携帯無線機に
用いた例は、既に電気情報通信学会昭和60年度総合全
国大会2411「900Hz帯ニューメリックページ
ャ」において報告されている。しかしながら、この報告
ならびに他の公知例をみても、この片側短絡パッチアン
テナを用いた偏波ダイバーシチアンテナに関しては、提
案されていない。
As described above, the radiation end of the one-sided short-circuit patch antenna is a linear magnetic current source. It is considered that a polarization diversity antenna can be configured by combining two of them and making the radiation ends orthogonal to each other. An example in which such a single-sided short-circuited patch antenna is used in a portable wireless device has already been reported in the Institute of Electrical Information and Communication Engineers, 1985, General Conference 2411, "900 Hz Numerical Pager". However, according to this report and other known examples, no polarization diversity antenna using this one-sided short-circuited patch antenna has been proposed.

【0010】発明者らは、片側短絡パッチアンテナを偏
波ダイバーシチアンテナに適用する場合について種々シ
ュミレーションを行った結果、次のような問題点が生じ
る可能性があることが見出だした。小形の偏波ダイバー
シチアンテナを実現するためには、2つのアンテナが異
なった偏波を有することが期待されている。しかしなが
ら、両アンテナの配置方法によっては、偏波成分の中に
共通の成分が生じ、これによってダイバーシチ特性が劣
化する。
The present inventors have conducted various simulations on the case where the one-side short-circuit patch antenna is applied to a polarization diversity antenna, and as a result, it has been found that the following problems may occur. In order to realize a small-sized polarization diversity antenna, it is expected that the two antennas have different polarizations. However, depending on the arrangement method of the two antennas, a common component occurs in the polarization components, and the diversity characteristics are degraded.

【0011】図15および図16は、シミュレーション
に用いた片側短絡パッチアンテナの構成例であり、各部
の寸法および配置は図中に示した通りである。図17お
よび図18は、それぞれ図15および図16のアンテナ
の放射パターンの計算値である。図15のアンテナは、
その放射端(短絡辺に対向する辺)がz軸と平行になっ
ていることからφ成分のみを放射することが期待され
る。しかしながら、図17に示されるように2つの偏波
成分であるθ成分とφ成分の最大指向性利得の差は3d
B以内となっており、しかも最大指向性の方向もほぼ一
致している。つまり、予想に反して、このアンテナの放
射特性の偏波成分は、θ成分とφ成分を両方有している
ことになる。一方、図16のアンテナは図15のアンテ
ナと直交させて、つまり放射端がx軸に平行となるよう
に配置したものであり、このアンテナの放射パターンは
図18に示されるようにθ成分しか放射されていない。
すなわち、図15および図16に示した2つのアンテナ
を組み合わせてダイバーシチアンテナを構成した場合、
θ成分が共通となってしまう。
FIGS. 15 and 16 show an example of the configuration of a one-sided short-circuit patch antenna used in the simulation, and the dimensions and arrangement of each part are as shown in the figures. FIGS. 17 and 18 show calculated values of the radiation patterns of the antennas of FIGS. 15 and 16, respectively. The antenna of FIG.
Since the radiation end (side facing the short-circuit side) is parallel to the z-axis, it is expected that only the φ component is radiated. However, as shown in FIG. 17, the difference between the maximum directivity gains of the two polarization components θ component and φ component is 3d.
B, and the directions of the maximum directivity are almost the same. That is, contrary to expectation, the polarization component of the radiation characteristic of this antenna has both the θ component and the φ component. On the other hand, the antenna of FIG. 16 is arranged so as to be orthogonal to the antenna of FIG. 15, that is, the radiation end is parallel to the x-axis, and the radiation pattern of this antenna has only the θ component as shown in FIG. Not radiated.
That is, when a diversity antenna is configured by combining the two antennas shown in FIGS. 15 and 16,
The θ component becomes common.

【0012】ダイバーシチアンテナでは、互いのアンテ
ナの受信信号の相関が小さいほどダイバーシチ特性に優
れているといえる。上記のように2つのアンテナが共通
の偏波成分(上の例ではθ成分)を有するということ
は、信号の相関が大きく、従ってダイバーシチ特性が悪
いということであり、無線機の受信特性を劣化させるこ
とにつながる。このように、片側短絡パッチアンテナを
用いて偏波ダイバーシチアンテナを構成する場合、ダイ
バーシチ特性の劣化が問題となる。
In a diversity antenna, it can be said that the smaller the correlation between the received signals of the antennas, the better the diversity characteristics. The fact that the two antennas have a common polarization component (θ component in the above example) as described above means that the correlation between the signals is large, and therefore the diversity characteristics are poor, and the reception characteristics of the radio are degraded. Leads to As described above, when the polarization diversity antenna is configured by using the one-side short-circuited patch antenna, the deterioration of the diversity characteristic becomes a problem.

【0013】図15に示したアンテナのように、予想し
なかった偏波成分が生じてしまう一つの原因は、地導体
板101上からの放射が無視できなくなることによるも
のと考えられる。すなわち、アンテナから地導体板10
1上へと流れ出た電流が地導体板101の長手方向へと
流れ、この電流成分によって生じる非所望のθ成分が放
射されるのである。しかしながら、このような問題点が
生じることを明らかにした報告は発明者らの知るところ
では存在せず、従ってまた当然のことながら、このよう
な問題点を解決しようとした報告もなされていない。
One of the causes of unexpected polarization components as in the antenna shown in FIG. 15 is considered to be that radiation from the ground conductor plate 101 cannot be ignored. That is, from the antenna to the ground conductor plate 10
1 flows in the longitudinal direction of the ground conductor plate 101, and undesired θ components generated by this current component are radiated. However, there is no report that reveals that such a problem occurs, to the knowledge of the inventors, and, of course, no report has been made to solve such a problem.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】上述したように従来、
片側短絡パッチアンテナは小形に構成できるという利点
から、これを携帯無線機用アンテナに使用されている
が、携帯無線機用アンテナとして特に望まれる偏波ダイ
バーシチアンテナに適用した例はない。また、この片側
短絡パッチアンテナを単純に偏波ダイバーシチアンテナ
に用いた場合には、ダイバーシチ特性が劣化するという
問題がある。本発明は、片側短絡パッチアンテナを用い
て良好なダイバーシチ特性が得られるダイバーシチアン
テナを提供することを目的とする。
As described above, conventionally,
The one-sided short-circuited patch antenna is used as a portable radio antenna because of its advantage that it can be formed in a small size. However, there is no example applied to a polarization diversity antenna particularly desired as a portable radio antenna. Further, when this one-side short-circuited patch antenna is simply used as a polarization diversity antenna, there is a problem that the diversity characteristics are deteriorated. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a diversity antenna that can obtain good diversity characteristics by using a one-side short-circuit patch antenna.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明に係るダイバーシチアンテナは、矩形状の地
導体板と、この地導体板に対向して同一面上に配置さ
れ、地導体板に短絡された短絡辺をそれぞれ有する第1
および第2のアンテナ素子とを有する。そして、第1の
アンテナ素子は、その短絡辺が地導体板の第1の辺に平
行となるように地導体板の第1の辺の方向のほぼ中央部
に配置され、第2のアンテナ素子は、その短絡辺が地導
体板の第1の辺に隣接する第2の辺に平行となるように
地導体板の第2の辺の方向のほぼ中央部に配置されるこ
とを特徴とする。なお、地導体板の形状は長方形状であ
ることが特に望ましい。
In order to solve the above-mentioned problems, a diversity antenna according to the present invention is provided with a rectangular ground conductor plate, and disposed on the same surface facing the ground conductor plate. First each having a shorted side shorted to the plate
And a second antenna element. The first antenna element is disposed substantially at the center in the direction of the first side of the ground conductor plate such that the short-circuit side is parallel to the first side of the ground conductor plate. Is disposed substantially at the center in the direction of the second side of the ground conductor plate such that the short-circuit side is parallel to the second side adjacent to the first side of the ground conductor plate. . The shape of the ground conductor plate is particularly preferably rectangular.

【0016】また、本発明に係るダイバーシチアンテナ
は、第1および第2のアンテナ素子の各々の給電点を選
択的に受信回路系へ接続するためのスイッチと、このス
イッチを受信回路系からの信号に基づいて制御する制御
回路とをさらに有することを特徴とする。
Also, a diversity antenna according to the present invention has a switch for selectively connecting each feed point of the first and second antenna elements to a receiving circuit system, and a switch for connecting the switch to a signal from the receiving circuit system. And a control circuit for controlling based on the control signal.

【0017】[0017]

【作用】本発明に係るダイバーシチアンテナは、2つの
片側短絡パッチアンテナのアンテナ素子を同一の地導体
板上に有し、それぞれの放射端、つまり短絡辺と対向す
る辺が地導体板の隣接する2辺とそれぞれ平行となるよ
うに配置されている。従って、互いに直交する、アンテ
ナ素子からの偏波成分と地導体板からの偏波成分とが放
射されると考えることができる。この場合、2つの片側
短絡パッチアンテナのいずれか一方に給電を行ったとき
に地導体板から放射される偏波成分は、他方の片側短絡
パッチアンテナのアンテナ素子から放射される偏波成分
と同じとなることから、ダイバーシチ特性の劣化を考慮
する必要がある。
The diversity antenna according to the present invention has the antenna elements of two one-sided short-circuited patch antennas on the same ground conductor plate, and each radiation end, that is, the side opposite to the short-circuit side is adjacent to the ground conductor plate. They are arranged so as to be parallel to the two sides. Therefore, it can be considered that a polarized component from the antenna element and a polarized component from the ground conductor plate, which are orthogonal to each other, are radiated. In this case, the polarization component radiated from the ground conductor plate when power is supplied to one of the two short-circuited patch antennas is the same as the polarization component radiated from the antenna element of the other short-circuited patch antenna. Therefore, it is necessary to consider the deterioration of the diversity characteristics.

【0018】ここで、本発明のように2つの片側短絡パ
ッチアンテナを構成するアンテナ素子の配置位置を地導
体板の隣接する2辺の中央部とすると、非所望の偏波成
分である地導体板からの放射が抑制される。これによ
り、片側短絡パッチアンテナを用いてダイバーシチアン
テナを構成する場合に問題となっていたダイバーシチ特
性の劣化を防ぐことができる。
Here, assuming that the antenna elements constituting the two single-sided short-circuited patch antennas are located at the center of two adjacent sides of the ground conductor plate as in the present invention, the ground conductor, which is an undesired polarized component, The radiation from the plate is suppressed. As a result, it is possible to prevent the diversity characteristics from deteriorating, which is a problem when a diversity antenna is configured using a one-side short-circuit patch antenna.

【0019】[0019]

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
するが、その前に本発明の原理を述べる。本発明におい
ては、2つの片側短絡パッチアンテナを構成するアンテ
ナ素子の配置位置を地導体板の隣接する2辺の方向のそ
れぞれの中央部とすることによって、片側短絡パッチア
ンテナを用いたダイバーシチアンテナで問題となる地導
体板からの放射が抑制される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, but before that, the principle of the present invention will be described. In the present invention, by arranging the antenna elements constituting the two single-sided short-circuited patch antennas at the respective center portions in the directions of two adjacent sides of the ground conductor plate, a diversity antenna using the single-sided short-circuited patch antenna can be provided. The problematic radiation from the ground conductor plate is suppressed.

【0020】図1は、地導体板上の片側短絡パッチアン
テナを構成するアンテナ素子の位置(図中の距離l)と
φ,θの2つの偏波成分の放射電力の比Pθ/Pφの関
係をグラフ化して示したものであり、これは発明者らが
今回初めて明らかにしたものである。この例では、アン
テナ素子の放射端(短絡辺と対向する辺)はz軸と平行
となっているので、アンテナ素子から放射される偏波成
分はφ成分となると予想されるが、図1中のグラフから
明らかなように、アンテナ素子の位置が地導体板の端に
ある場合、非所望の偏波成分であるθ成分も放射されて
いる。しかしながら、アンテナ素子を地導体板の端から
中央に移動してゆくことによって、この非所望の偏波成
分であるθ成分が小さくなり、本発明に従い中央部(図
の例ではl=39mmの位置)にアンテナ素子を配置す
ると、このθ成分は最小となることが分かる。このよう
にアンテナ素子を地導体板の中央部に配置することで地
導体板からの非所望の偏波成分が最小となる理由は、次
のように説明できる。
FIG. 1 shows the relationship between the position (distance 1 in the figure) of the antenna element constituting the one-sided short-circuit patch antenna on the ground conductor plate and the ratio Pθ / Pφ of the radiated power of the two polarized components of φ and θ. Is shown in the form of a graph, and this is what the inventors have clarified for the first time. In this example, the radiation end of the antenna element (the side opposite to the short-circuited side) is parallel to the z-axis, so that the polarization component radiated from the antenna element is expected to be the φ component. As is clear from the graph, when the position of the antenna element is at the end of the ground conductor plate, the θ component which is an undesired polarization component is also radiated. However, by moving the antenna element from the end of the ground conductor plate to the center, the undesired polarization component, the θ component, decreases, and according to the present invention, the central portion (in the example shown in FIG. ), It can be seen that this θ component is minimized. The reason why the unwanted polarization component from the ground conductor plate is minimized by disposing the antenna element at the center of the ground conductor plate as described above can be explained as follows.

【0021】図2は、(a)のように地導体板1の隅角
部に、短絡辺3を有するアンテナ素子2が配置されてい
る片側短絡パッチアンテナ表面のA−A′線上の電流分
布の計算値であり、(b)は電流の振幅、(c)は位相
である。この図を見ると、アンテナ素子2の近傍に強い
電流分布が生じており、またアンテナ素子2上の電流の
位相はアンテナ素子2の一端から他端へ向かって徐々に
逆相となるように変化している。位相差が180°つけ
ば、そこからの放射に打ち消し合いが生じるため、放射
レベルが低下する。この電流分布のグラフから、アンテ
ナ素子2上に分布する電流からの放射にある程度の打ち
消し合いが生じることは明らかであるが、完全に打ち消
し合いが生じることはない。また、地導体板1上に分布
する電流からの放射はそのまま残ることになる。
FIG. 2A shows a current distribution on the AA 'line on the surface of a one-side short-circuited patch antenna in which an antenna element 2 having a short-circuited side 3 is disposed at a corner of a ground conductor plate 1 as shown in FIG. Where (b) is the current amplitude and (c) is the phase. As shown in the figure, a strong current distribution is generated near the antenna element 2, and the phase of the current on the antenna element 2 changes so that the phase gradually becomes opposite from one end to the other end of the antenna element 2. are doing. When the phase difference is 180 °, the radiation from there is canceled out, and the radiation level is reduced. From the graph of this current distribution, it is clear that radiation from the current distributed on the antenna element 2 cancels out to some extent, but does not completely cancel out. Further, the radiation from the current distributed on the ground conductor plate 1 remains as it is.

【0022】これに対し、図3は(a)のように地導体
板1の長手方向中央にアンテナ素子2が配置されている
片側短絡パッチアンテナ表面のA−A′線上の電流分布
の計算値であり、図2と同様に(b)は電流の振幅、
(c)は位相である。電流分布を見ると、アンテナ素子
2の中央部を境にして左右対称に電流の振幅が分布して
いる。一方、電流の位相分布に着目すると、振幅分布と
同様に左右対称の形ではあるが、180°の位相差が生
じている。この場合、ほとんどの電流で打ち消し合いが
生じ、放射電力は著しく減衰することになる。
On the other hand, FIG. 3 shows the calculated value of the current distribution on the AA 'line on the surface of the one-side short-circuited patch antenna in which the antenna element 2 is arranged at the longitudinal center of the ground conductor plate 1 as shown in FIG. (B) is the current amplitude, as in FIG.
(C) is the phase. Looking at the current distribution, the amplitude of the current is distributed symmetrically with respect to the center of the antenna element 2. On the other hand, if attention is paid to the phase distribution of the current, the phase distribution is 180 ° although it is symmetrical like the amplitude distribution. In this case, most currents cancel each other, and the radiated power is significantly attenuated.

【0023】すなわち、図1で示した不要放射の低下
は、アンテナ素子および地導体板上の電流分布の打ち消
し合いによるものであると考えられる。また、これは地
導体板の形状によらず、アンテナ素子を中心として見た
ときに地導体板が対称な形となるようにアンテナ素子を
配置することによって同様の効果が生じるものと考えら
れる。
That is, it is considered that the decrease in the unnecessary radiation shown in FIG. 1 is due to the cancellation of the current distribution on the antenna element and the ground conductor plate. In addition, it is considered that the same effect is obtained by arranging the antenna elements such that the ground conductor plate has a symmetrical shape when viewed centering on the antenna element, regardless of the shape of the ground conductor plate.

【0024】以上から、本発明のように2つの片側短絡
パッチアンテナを構成するアンテナ素子を地導体板の隣
接する2辺の方向のそれぞれの中央部に配置することに
よって、地導体板からの非所望の偏波成分の放射が抑制
され、ダイバーシチ特性の劣化を防止できることが分か
る。以下、本発明に係るダイバーシチアンテナの具体的
な構成法について説明する。
As described above, by arranging the antenna elements constituting the two single-sided short-circuited patch antennas at the respective center portions in the directions of the two adjacent sides of the ground conductor plate as in the present invention, It can be seen that the emission of the desired polarization component is suppressed, and the deterioration of the diversity characteristics can be prevented. Hereinafter, a specific configuration method of the diversity antenna according to the present invention will be described.

【0025】(実施例1)図4は、本発明の一実施例に
係るダイバーシチアンテナの構成を示す斜視図であり、
(a)は表面側、(b)は裏面側から見た図である。
Embodiment 1 FIG. 4 is a perspective view showing a configuration of a diversity antenna according to one embodiment of the present invention.
(A) is a view as viewed from the front side, and (b) is a view as viewed from the back side.

【0026】図4(a)において、地導体板10は長方
形であり、従って長辺と短辺を有する。使用波長(動作
周波数での波長)をλとすると、長辺の長さはλ/2〜
λ/4程度、短辺の長さはλ/3〜λ/4程度であれば
よい。この地導体板10の長辺方向のほぼ中央部に第1
のアンテナ素子11が配置され、また短辺方向のほぼ中
央部に第2のアンテナ素子12が配置されている。アン
テナ素子11,12はいずれも矩形状の導体板からな
る。
In FIG. 4A, the ground conductor plate 10 is rectangular, and thus has a long side and a short side. Assuming that the used wavelength (wavelength at the operating frequency) is λ, the length of the long side is λ / 2 to 2
It is sufficient that the short side is about λ / 4 and the length of the short side is about λ / 3 to λ / 4. A first portion is provided substantially at the center of the ground conductor plate 10 in the longitudinal direction.
And the second antenna element 12 is disposed substantially at the center in the short side direction. Each of the antenna elements 11 and 12 is formed of a rectangular conductor plate.

【0027】第1および第2のアンテナ素子11,12
は、地導体板10と共に第1および第2の片側短絡パッ
チアンテナを構成するものであり、アンテナ素子11の
地導体板10の長辺方向に平行な一辺およびアンテナ素
子12の地導体板10の長辺方向に平行な一辺は、それ
ぞれ短絡素子13,14によって地導体板10と短絡さ
れた短絡辺となっている。短絡素子13,14は、この
例では一方の側が地導体板10の長辺および短辺に連続
して形成され、ここからほぼ90°折れ曲がる形で形成
された導体板からなる。また、短絡素子13,14の他
方の側はアンテナ素子11,12にそれぞれ連続して形
成されている。すなわち、この例では地導体板10、ア
ンテナ素子11,12および短絡素子13,14は、一
つの導体板によって一体に構成されている。
First and second antenna elements 11 and 12
The first and second one-sided short-circuit patch antennas together with the ground conductor plate 10 constitute one side parallel to the long side direction of the ground conductor plate 10 of the antenna element 11 and the ground conductor plate 10 of the antenna element 12. One side parallel to the long side direction is a short-circuited side short-circuited to the ground conductor plate 10 by the short-circuit elements 13 and 14, respectively. In this example, each of the short-circuit elements 13 and 14 is formed of a conductor plate having one side formed continuously with the long side and the short side of the ground conductor plate 10 and bent at about 90 ° therefrom. The other sides of the short-circuit elements 13 and 14 are formed continuously with the antenna elements 11 and 12, respectively. That is, in this example, the ground conductor plate 10, the antenna elements 11, 12 and the short-circuit elements 13, 14 are integrally formed by one conductor plate.

【0028】アンテナ素子11の地導体板10の短辺方
向に平行な方向の長さ、およびアンテナ素子12の地導
体板10の長辺方向と平行な方向の長さは、いずれもλ
/4とする。短絡素子13は地導体板10の長辺方向に
平行な2つの辺のうちの一方に設ければよく、また短絡
素子14は地導体板10の短辺方向に平行な2つの辺の
うちの一方に設ければよい。すなわち、図では短絡素子
13,14のいずれも外側つまり地導体板10の長辺上
および短辺上の辺に設けているが、これらと反対側つま
り内側の辺に短絡素子を設けてもよい。
The length of the antenna element 11 in the direction parallel to the short side direction of the ground conductor plate 10 and the length of the antenna element 12 in the direction parallel to the long side direction of the ground conductor plate 10 are both λ.
/ 4. The short-circuit element 13 may be provided on one of the two sides parallel to the long side direction of the ground conductor plate 10, and the short-circuit element 14 is provided on the two sides parallel to the short side direction of the ground conductor plate 10. It may be provided on one side. That is, in the figure, both of the short-circuit elements 13 and 14 are provided on the outer side, that is, on the long side and the short side of the ground conductor plate 10, but may be provided on the opposite side, that is, on the inner side. .

【0029】短絡素子13,14の長さは、アンテナ素
子11,12の放射端の長さと同じであり、また短絡素
子13,14の幅はアンテナ素子11,12の地導体板
10からの高さに相当する。これらのパラメータは、ア
ンテナの入力インピーダンスを決定する一因となる。短
絡素子13,14の長さはλ/4〜λ/20、幅はλ/
30以上であればよい。
The length of the short-circuit elements 13 and 14 is the same as the length of the radiation ends of the antenna elements 11 and 12, and the width of the short-circuit elements 13 and 14 is higher than the height of the antenna elements 11 and 12 from the ground conductor plate 10. Equivalent to These parameters contribute to determining the input impedance of the antenna. The length of the short-circuit elements 13 and 14 is λ / 4 to λ / 20, and the width is λ /
It should just be 30 or more.

【0030】地導体板10とアンテナ素子11,12と
の間は、給電線15,16によってそれぞれ結合されて
いる。アンテナ素子11,12の給電点の位置によっ
て、アンテナの入力インピーダンスが変化するので、こ
れらの位置は給電線15,16のインピーダンスとアン
テナのインピーダンスとの整合がとれるように決定する
ことが望ましい。
The ground conductor plate 10 and the antenna elements 11 and 12 are connected by feed lines 15 and 16, respectively. Since the input impedance of the antenna changes depending on the positions of the feeding points of the antenna elements 11 and 12, it is desirable that these positions be determined so that the impedance of the feeding lines 15 and 16 matches the impedance of the antenna.

【0031】地導体板10、アンテナ素子11、短絡素
子13および給電線15によって第1の片側短絡パッチ
アンテナが構成され、地導体板10、アンテナ素子1
2、短絡素子14および給電線16によって第2の片側
短絡パッチアンテナが構成される。そして、これら2つ
の片側短絡パッチアンテナを用いてダイバーシチアンテ
ナが構成される。本実施例のダイバーシチアンテナは、
図5(a)に示す形状の一枚の導体板を図5(b)のよ
うに折り曲げて加工することで作成することが可能であ
る。
The ground conductor plate 10, the antenna element 11, the short-circuit element 13 and the feed line 15 constitute a first one-sided short-circuit patch antenna.
2, the short-circuiting element 14 and the feed line 16 constitute a second one-sided short-circuited patch antenna. Then, a diversity antenna is configured using these two one-side short-circuited patch antennas. The diversity antenna of this embodiment is
It can be formed by bending and processing a single conductive plate having the shape shown in FIG. 5A as shown in FIG. 5B.

【0032】一方、図4(b)に示すように、地導体板
10の裏面側には、高周波スイッチ21、高周波受信回
路を含む無線回路22および制御回路23が配置され、
さらに無線信号の伝送を行うための同軸線からなる高周
波ケーブル24,25,26と、低周波の信号線27,
28が配置されている。高周波ケーブル24,25はア
ンテナ素子11,12の給電点と高周波スイッチ21を
それぞれ接続し、高周波ケーブル26は高周波スイッチ
21と無線回路22を接続する。信号線27は無線回路
22と制御回路23を接続し、信号線28は制御回路2
3と高周波スイッチ28を接続する。
On the other hand, as shown in FIG. 4B, a high-frequency switch 21, a radio circuit 22 including a high-frequency receiving circuit, and a control circuit 23 are arranged on the back side of the ground conductor plate 10.
Further, high-frequency cables 24, 25, 26 each formed of a coaxial line for transmitting a radio signal, and low-frequency signal lines 27,
28 are arranged. The high-frequency cables 24 and 25 connect the feeding points of the antenna elements 11 and 12 to the high-frequency switch 21, respectively, and the high-frequency cable 26 connects the high-frequency switch 21 and the radio circuit 22. The signal line 27 connects the wireless circuit 22 and the control circuit 23, and the signal line 28 connects the control circuit 2
3 and the high frequency switch 28 are connected.

【0033】図6は、図4のダイバーシチアンテナをブ
ロック図に書き直したものである。但し、A1,A2は
図4(a)を用いて説明した第1および第2の片側短絡
パッチアンテナを示している。この例では、アンテナ切
り替えダイバーシチ受信を行う場合を前提としている。
この図6を用いてその動作を簡単に述べる。
FIG. 6 is a block diagram of the diversity antenna of FIG. 4 rewritten. However, A1 and A2 indicate the first and second one-sided short-circuit patch antennas described with reference to FIG. In this example, it is assumed that antenna switching diversity reception is performed.
The operation will be briefly described with reference to FIG.

【0034】まず、高周波スイッチ21は制御回路23
からの制御信号により片側短絡パッチアンテナA1,A
2のいずれか一方を無線回路22に選択的に接続する。
例えば、ここでアンテナA1が選択されたとすれば、無
線回路22ではアンテナ素子A1からの信号を復調し
て、検波を行う。このとき、無線回路22ではある一定
時間にわたって検波を行い、その時間平均レベルを制御
回路23に送る。次に、制御回路23は高周波スイッチ
21に送る制御信号を例えば反転させることにより、今
度はアンテナA2を無線回路22に接続する。このと
き、無線回路22で得られた検波信号の時間平均レベル
も制御回路23に送られる。制御回路23では、これら
の2つの検波信号の時間平均レベルを比較し、そのレベ
ルの大小関係によって受信するアンテナを決定し、それ
に基づいて高周波スイッチ21に決定したアンテナを無
線回路21と接続するように制御信号を送る。以上の動
作をある一定時間間隔で行うことによって、2つの片側
短絡パッチアンテナA1,A2を用いたアンテナ切り替
えダイバーシチを行うことができる。
First, the high frequency switch 21 is connected to the control circuit 23
Patch antennas A1 and A
2 is selectively connected to the wireless circuit 22.
For example, if the antenna A1 is selected here, the radio circuit 22 demodulates the signal from the antenna element A1 and performs detection. At this time, the radio circuit 22 performs detection for a certain period of time, and sends the time average level to the control circuit 23. Next, the control circuit 23 connects the antenna A2 to the wireless circuit 22 this time, for example, by inverting the control signal sent to the high-frequency switch 21. At this time, the time average level of the detection signal obtained by the wireless circuit 22 is also sent to the control circuit 23. The control circuit 23 compares the time-average levels of these two detection signals, determines the antenna to be received based on the magnitude relationship between the levels, and connects the antenna determined by the high-frequency switch 21 to the radio circuit 21 based on the antenna. To the control signal. By performing the above operation at certain time intervals, antenna switching diversity using the two one-side short-circuit patch antennas A1 and A2 can be performed.

【0035】上述した本実施例のダイバーシチアンテナ
では、地導体板10に対してアンテナ素子11,12を
図4のような配置にすることによって、図1〜図3で説
明したように地導体板10に発生する電流による不要な
偏波の放射を抑制することができる。これにより、第1
および第2の片側短絡パッチアンテナの放射パターンの
偏波成分を直交させることができるので、これらの片側
短絡パッチアンテナを用いてダイバーシチアンテナを構
成することによって、ダイバーシチ特性の良好な偏波ダ
イバーシチアンテナを実現することができる。
In the diversity antenna of this embodiment described above, the antenna elements 11 and 12 are arranged with respect to the ground conductor plate 10 as shown in FIG. It is possible to suppress the emission of unnecessary polarized waves due to the current generated in the power supply 10. Thereby, the first
Since the polarization components of the radiation pattern of the second one-sided short-circuited patch antenna can be made orthogonal to each other, a diversity antenna having good diversity characteristics can be obtained by forming a diversity antenna using these one-sided short-circuited patch antennas. Can be realized.

【0036】(実施例2)図7は、本発明の他の実施例
に係るダイバーシチアンテナであり、片側短絡パッチア
ンテナと高周波スイッチの部分のみを示している。前述
した実施例1との相違点は、第1にアンテナ素子11,
12の短絡辺を地導体板10と短絡する手段として、そ
れぞれ複数本の短絡ピン33,34が用いられている点
である。これらの短絡ピン33,34の間隔および太さ
は、アンテナの共振周波数を変えることになる。従っ
て、パラメータは所望の動作周波数に合わせて設定され
る。
(Embodiment 2) FIG. 7 shows a diversity antenna according to another embodiment of the present invention, in which only a short-circuit patch antenna and a high-frequency switch are shown. The difference from the first embodiment is that the antenna element 11
A point that a plurality of short-circuit pins 33 and 34 are used as means for short-circuiting the 12 short-circuit sides with the ground conductor plate 10. The spacing and thickness of these shorting pins 33 and 34 will change the resonance frequency of the antenna. Therefore, the parameters are set according to the desired operating frequency.

【0037】実施例1との相違点の第2は、誘電体基板
30の一方の面に地導体板10が形成され、他方の面に
アンテナ素子11,12が形成されていることである。
誘電体基板30は、例えばテフロン(登録商標)などの
高周波用の基板を用いる。誘電体基板30の厚さは、1
〜5mm程度とすればよい。また、誘電体基板30のア
ンテナ素子11,12が形成された面と同一面上に高周
波スイッチ31が配置され、さらにストリップ線路3
5,36,37,38とグランド面39が形成されてい
る。
The second difference from the first embodiment is that the ground conductor plate 10 is formed on one surface of the dielectric substrate 30 and the antenna elements 11 and 12 are formed on the other surface.
As the dielectric substrate 30, a high frequency substrate such as Teflon (registered trademark) is used. The thickness of the dielectric substrate 30 is 1
It may be about 5 mm. A high-frequency switch 31 is disposed on the same surface as the surface of the dielectric substrate 30 on which the antenna elements 11 and 12 are formed.
5, 36, 37, 38 and a ground surface 39 are formed.

【0038】ストリップ線路35,36は高周波用であ
り、その特性インピーダンスは線路幅によって変化す
る。例えば、この特性インピーダンスを通常使用される
50Ωとするためには、誘電体基板30の比誘電率が2
で、厚さが1mm程度ならば、ストリップ線路35,3
6の幅を1〜2mmとすればよい。ストリップ線路3
5,36の各一端は、アンテナ素子11,12にそれぞ
れ接続されている。この接続位置によってアンテナの入
力インピーダンスが変化することから、アンテナとスト
リップ線路35,36のインピーダンス整合がとれるよ
うに配置を工夫することが望ましい。
The strip lines 35 and 36 are for high frequencies, and the characteristic impedance thereof changes depending on the line width. For example, in order to set the characteristic impedance to 50 Ω, which is usually used, the relative dielectric constant of the dielectric substrate 30 is set to 2.
If the thickness is about 1 mm, the strip lines 35, 3
The width of 6 may be 1-2 mm. Strip line 3
One end of each of the antennas 5 and 36 is connected to the antenna element 11 or 12, respectively. Since the input impedance of the antenna changes depending on the connection position, it is desirable to devise an arrangement so that the impedance of the antenna and the strip lines 35 and 36 can be matched.

【0039】ストリップ線路37は図示しない無線回路
と高周波スイッチ31を接続し、無線信号の伝送に用い
られる。ストリップ線路35,36,37は高周波用で
あるのに対して、もう一つのストリップ線路38は低周
波用であり、図示しない制御回路と高周波スイッチ31
を接続し、制御信号の伝送を行う。グランド面39は高
周波スイッチ31の接地用であり、短絡ピン40によっ
て地導体板10と接続される。
The strip line 37 connects a radio circuit (not shown) to the high frequency switch 31 and is used for transmitting radio signals. The strip lines 35, 36 and 37 are for high frequency, while the other strip line 38 is for low frequency.
Is connected to transmit the control signal. The ground plane 39 is used for grounding the high-frequency switch 31 and is connected to the ground conductor plate 10 by short-circuit pins 40.

【0040】このように本実施例では、誘電体基板30
を用いてアンテナの各部を構成することにより、アンテ
ナ素子11,12やストリップ線路35,36,37,
38およびグランド面39などをエッチングによって一
度に作ることができるため、量産性が向上する。さら
に、実施例1では空気を誘電体として用いていたのに対
し、本実施例のように誘電体基板30を用いてアンテナ
を構成すると、アンテナの大きさを小形化できる利点が
ある。例えば、誘電体基板30の比誘電率が2程度なら
ば、自由空間長でλ/4必要であったアンテナの幅を2
λ/3〜λ/6程度まで縮めることができる。
As described above, in this embodiment, the dielectric substrate 30
, The antenna elements 11 and 12 and the strip lines 35, 36, 37,
38 and the ground plane 39 can be formed at one time by etching, so that mass productivity is improved. Furthermore, in the first embodiment, air is used as the dielectric, but when the antenna is configured using the dielectric substrate 30 as in the present embodiment, there is an advantage that the size of the antenna can be reduced. For example, if the relative permittivity of the dielectric substrate 30 is about 2, the width of the antenna required for λ / 4 in the free space length is set to 2
It can be reduced to about λ / 3 to λ / 6.

【0041】(実施例3)図8は、本発明の別の実施例
であり、アンテナ部分のみを示している。図7の実施例
と同様に、誘電体基板30上にエッチングによってアン
テナ素子11,12が形成され、これらのアンテナ素子
11,12は短絡ピン33,34によって地導体板10
に短絡されている。本実施例では、誘電体基板30上に
アンテナ素子11,12と同様の形状の導体板41が形
成され、かつこれが短絡ピン42によって地導体板10
に短絡されている点が図4の実施例と異なっている。こ
れら導体板41および短絡ピン42を設けたことによる
効果は次の通りである。
(Embodiment 3) FIG. 8 shows another embodiment of the present invention, and shows only the antenna portion. As in the embodiment of FIG. 7, antenna elements 11 and 12 are formed on a dielectric substrate 30 by etching, and these antenna elements 11 and 12 are connected to ground conductor plate 10 by short-circuit pins 33 and 34.
Is short-circuited. In the present embodiment, a conductor plate 41 having the same shape as the antenna elements 11 and 12 is formed on the dielectric substrate 30, and this is connected to the ground conductor plate 10 by short-circuit pins 42.
Is different from the embodiment of FIG. The effect of providing the conductor plate 41 and the short-circuit pin 42 is as follows.

【0042】一般に、2つのアンテナが近接して置かれ
た場合、両アンテナ間に電磁界的な結合が生じる。これ
によって、一方のアンテナに給電が行われていると、他
方のアンテナが給電されていなくとも、その無給電のア
ンテナからも放射が生じる場合がある。
In general, when two antennas are placed close to each other, electromagnetic coupling occurs between the two antennas. Thus, if power is supplied to one antenna, radiation may also be generated from the non-powered antenna even if the other antenna is not supplied with power.

【0043】ここで、アンテナ素子11を含む第1の片
側短絡パッチアンテナを中心として考えると、地導体板
10上にアンテナ素子12のみしか存在しないとすれ
ば、このアンテナ素子12の存在によって、誘電体基板
30および地導体板10の長手方向に見てアンテナの幾
何学的構造が左右非対称となってしまう。しかも、先に
述べた電磁界的な結合が生じていると考えると、アンテ
ナ素子12を含む第2の片側短絡パッチアンテナからも
放射が生じることが予想される。従って、地導体板10
からの不要偏波の放射は打ち消せたとしても、第2の片
側短絡パッチアンテナからの放射が残ってしまうことに
なる。しかも、この第2の片側短絡パッチアンテナは、
直交する偏波成分を放射するように構成されているた
め、第1の片側短絡パッチアンテナにとって交差偏波を
生じるように働くことになる。
Here, focusing on the first one-sided short-circuit patch antenna including the antenna element 11, if only the antenna element 12 is present on the ground conductor plate 10, the presence of the antenna element 12 causes the dielectric When viewed in the longitudinal direction of the body substrate 30 and the ground conductor plate 10, the geometrical structure of the antenna becomes left-right asymmetric. Moreover, when it is considered that the above-described electromagnetic coupling has occurred, it is expected that radiation will also occur from the second one-sided short-circuit patch antenna including the antenna element 12. Therefore, the ground conductor plate 10
Even if the radiation of the unnecessary polarized waves from the antenna can be canceled, the radiation from the second one-side short-circuited patch antenna remains. Moreover, this second one-sided short-circuited patch antenna
Since it is configured to radiate orthogonal polarization components, the first one-side short-circuited patch antenna acts to generate cross polarization.

【0044】本実施例で新たに設けられた導体板41
は、アンテナ素子11に対してアンテナ素子12と対称
となるようにその形状および配置が定められている。従
って、アンテナ素子11の給電点(給電線15の接続
点)に給電が行われたとき、図9に示すようにアンテナ
素子12と導体板41に電磁界結合によって互いに逆向
き電流が誘起されるため、これらの電流によって生じる
交差偏波成分を低減することができる。
The conductor plate 41 newly provided in this embodiment.
The shape and arrangement of the antenna element 11 are determined so as to be symmetric with respect to the antenna element 11 with respect to the antenna element 12. Therefore, when power is supplied to the feeding point of the antenna element 11 (the connection point of the feeding line 15), mutually opposite currents are induced by the electromagnetic field coupling between the antenna element 12 and the conductor plate 41 as shown in FIG. Therefore, it is possible to reduce cross-polarization components generated by these currents.

【0045】なお、本発明は上述した実施例に限られる
ものではなく、種々変形して実施することができる。例
えば上述した実施例ではアンテナ素子が矩形状の場合に
ついて述べてきたが、本発明は任意の形状を有するパッ
チアンテナ素子を用いた場合について有効である。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be implemented in various modifications. For example, in the above-described embodiment, the case where the antenna element is rectangular has been described, but the present invention is effective when a patch antenna element having an arbitrary shape is used.

【0046】[0046]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、従
来問題となっていた片側短絡パッアンテナでの非所望偏
波の不要放射を抑圧することが可能であり、ダイバーシ
チ特性の良好な、片側短絡パッチアンテナを用いた携帯
無線機用に好適なダイバーシチアンテナを提供すること
ができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to suppress unnecessary radiation of undesired polarization in a single-sided short-circuited antenna, which has been a problem in the prior art, and to achieve excellent diversity characteristics. A diversity antenna suitable for a portable wireless device using a one-side short-circuited patch antenna can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】片側短絡パッチアンテナにおけるアンテナ素子
の配置と交差偏波成分電力との関係を示す図
FIG. 1 is a diagram showing the relationship between the arrangement of antenna elements and cross-polarized component power in a one-sided short-circuit patch antenna.

【図2】片側短絡パッチアンテナにおけるアンテナ素子
の配置とアンテナ上の電流分布の振幅および位相の関係
の一例を示す図
FIG. 2 is a diagram showing an example of the relationship between the arrangement of antenna elements and the amplitude and phase of current distribution on an antenna in a one-sided short-circuit patch antenna.

【図3】片側短絡パッチアンテナにおけるアンテナ素子
の配置とアンテナ上の電流分布の振幅および位相の関係
の他の例を示す図
FIG. 3 is a diagram illustrating another example of the relationship between the arrangement of the antenna elements and the amplitude and phase of the current distribution on the antenna in the one-sided short-circuit patch antenna.

【図4】本発明の一実施例に係るダイバーシチアンテナ
の概略構成を示す表面側および裏面側から見た斜視図
FIG. 4 is a perspective view showing a schematic configuration of a diversity antenna according to one embodiment of the present invention as viewed from the front side and the back side;

【図5】図4のダイバーシチアンテナの製造方法をの一
例を示す図
FIG. 5 is a diagram showing an example of a method of manufacturing the diversity antenna of FIG.

【図6】図4のダイバーシチアンテナの回路構成を示す
ブロック図
FIG. 6 is a block diagram showing a circuit configuration of the diversity antenna of FIG. 4;

【図7】本発明の他の実施例に係るダイバーシチアンテ
ナの概略構成を示す斜視図
FIG. 7 is a perspective view showing a schematic configuration of a diversity antenna according to another embodiment of the present invention.

【図8】本発明の別の実施例に係るダイバーシチアンテ
ナの概略構成を示す斜視図
FIG. 8 is a perspective view showing a schematic configuration of a diversity antenna according to another embodiment of the present invention.

【図9】図8のダイバーシチアンテナにおける第1のア
ンテナ素子に給電を行ったときの電流の流れを示す図
9 is a diagram showing a current flow when power is supplied to a first antenna element in the diversity antenna of FIG. 8;

【図10】自由空間中を平面波が伝搬する様子を示す図FIG. 10 is a diagram showing how a plane wave propagates in free space.

【図11】電界の偏波と座標系を示す図FIG. 11 is a diagram showing polarization of an electric field and a coordinate system.

【図12】互いに直交するダイポールアンテナによる放
射界と偏波効率を示す図
FIG. 12 is a diagram showing a radiation field and a polarization efficiency by dipole antennas orthogonal to each other.

【図13】片側短絡パッチアンテナの概略構成を示す図FIG. 13 is a diagram showing a schematic configuration of a one-sided short-circuit patch antenna.

【図14】図13の片側短絡パッチアンテナの磁流分布
の様子を示す図
FIG. 14 is a diagram showing a state of a magnetic current distribution of the one-side short-circuit patch antenna of FIG. 13;

【図15】片側短絡パッチアンテナにおけるアンテナ素
子の配置例を示す図
FIG. 15 is a diagram showing an example of the arrangement of antenna elements in a one-sided short-circuit patch antenna.

【図16】片側短絡パッチアンテナにおけるアンテナ素
子の他の配置例を示す図
FIG. 16 is a diagram showing another example of the arrangement of the antenna elements in the one-sided short-circuit patch antenna.

【図17】図16の片側短絡パッチアンテナの放射特性
の一例を示す図
FIG. 17 is a diagram showing an example of the radiation characteristic of the one-sided short-circuit patch antenna of FIG. 16;

【図18】図17の片側短絡パッチアンテナの放射特性
の一例を示す図
18 is a diagram showing an example of the radiation characteristics of the one-sided short-circuit patch antenna of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…地導体板 2…アンテナ素子 10…地導体板 11,12…アンテナ素子 13,14…短絡素子 15,16…給電線 21…高周波スイッチ 22…無線回路 23…制御回路 24,25,26…高周波ケーブル 27,28…低周波信号線 30…誘電体基板 31…高周波スイッチ 33,34…短絡ピン 35,36,37,38…ストリップ線路 39…グランド面 40…短絡ピン 41…導体板 42…短絡ピン DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Ground conductor plate 2 ... Antenna element 10 ... Ground conductor plate 11, 12 ... Antenna element 13, 14 ... Short circuit element 15, 16 ... Feeding line 21 ... High frequency switch 22 ... Wireless circuit 23 ... Control circuit 24, 25, 26 ... High-frequency cable 27, 28 Low-frequency signal line 30 Dielectric substrate 31 High-frequency switch 33, 34 Short-circuit pin 35, 36, 37, 38 Strip line 39 Ground plane 40 Short-circuit pin 41 Conductor plate 42 Short-circuit pin

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩崎 久雄 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 鈴木 康夫 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株式会社東芝研究開発センター内 (56)参考文献 特開 昭63−318826(JP,A) 特開 平5−259725(JP,A) 特開 平2−183634(JP,A) 特開 昭63−318827(JP,A) 特開 昭63−219204(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01Q 21/24 H04B 7/08 H04B 7/10 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Hisao Iwasaki 1 Kosaka Toshiba-cho, Saiwai-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Prefecture Toshiba Research & Development Center Co., Ltd. (72) Inventor Yasuo Suzuki Komukai Toshiba-cho, Sai-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa No. 1 Toshiba Research and Development Center Co., Ltd. (56) References JP-A-63-318826 (JP, A) JP-A-5-259725 (JP, A) JP-A-2-183634 (JP, A) JP-A Sho 63-318827 (JP, A) JP-A-63-219204 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01Q 21/24 H04B 7/08 H04B 7/10

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】矩形状の地導体板と、 この地導体板に対向して同一面上に配置され、前記地導
体板に短絡された短絡辺をそれぞれ有する第1および第
2のアンテナ素子とを備え、 前記第1のアンテナ素子は、その短絡辺が前記地導体板
の第1の辺に平行となるように前記地導体板の第1の辺
の方向のほぼ中央部に配置され、前記第2のアンテナ素
子は、その短絡辺が前記地導体板の前記第1の辺に隣接
する第2の辺に平行となるように前記地導体板の第2の
辺の方向のほぼ中央部に配置されていることを特徴とす
るダイバーシチアンテナ。
1. A rectangular ground conductor plate, and first and second antenna elements arranged on the same surface facing the ground conductor plate and having short-circuited sides short-circuited to the ground conductor plate, respectively. The first antenna element is disposed at a substantially central portion in a direction of the first side of the ground conductor plate so that a short-circuit side thereof is parallel to the first side of the ground conductor plate; The second antenna element is located substantially at the center in the direction of the second side of the ground conductor plate such that the short-circuit side is parallel to the second side adjacent to the first side of the ground conductor plate. A diversity antenna, which is arranged.
【請求項2】前記第1および第2のアンテナ素子の各々
の給電点を選択的に受信回路系へ接続するためのスイッ
チと、このスイッチを前記受信回路系からの信号に基づ
いて制御する制御回路とをさらに有することを特徴とす
る請求項1記載のダイバーシチアンテナ。
2. A switch for selectively connecting a feeding point of each of the first and second antenna elements to a receiving circuit system, and a control for controlling the switch based on a signal from the receiving circuit system. The diversity antenna according to claim 1, further comprising a circuit.
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