JP3990190B2 - Planar antenna device - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、平面アンテナ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
マイクロ波やミリ波等に用いられる平面アンテナ装置は、接地導体板の一方の側(前方)に誘電体板と、複数の放射素子を形成した給電基板と、誘電体板と、放射素子に対応する位置にスロットを形成した不要放射抑制導体板や帯域調整素子等を順次積層した構成を有する。
【0003】
この平面アンテナ装置の放射素子は、基本的には送信高周波信号の1/2波長に共振して電波を放射するように導体で構成されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
この種の平面アンテナ装置は、損失を低減して効率を高めるため、誘電体板に高品質で高価な材料を用いている。また、各板状体や素子を正確に位置決めして積層することが必要であることから、生産性に乏しいという問題がある。さらに、一般の平面アンテナ装置は、1つの周波数帯域に効率よく適応するように構成されている。
【0005】
ところで、最近は、複数の周波数帯域による無線通信系の需要が多くなっているので、このような需要に応えるには複数のアンテナ装置が必要である。
【0006】
しかしながら、複数のアンテナ装置を設置すると設備費がかかってしまう。このような設備費を軽減するため、1つの平面アンテナ装置を複数の周波数帯域に効率よく適用できることが望まれている。
【0007】
そこで、本発明の1つの目的は、安価な材料を用いて効率よい平面アンテナ装置を提供することにあり、本発明の他の目的は、平面アンテナ装置の生産性を向上させることにあり、本発明のさらに他の目的は、複数の周波数帯域に効率よく適用できる平面アンテナ装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項1に記載の発明は、電波を放射する放射素子と、該放射素子から放射された電波を反射する接地導体板とを備えた平面アンテナ装置において、上記放射素子が誘電体板の一方の面に形成され、該誘電体板の他方の面が上記接地導体板側になると共に上記接地導体板との間に空隙が形成されるように上記誘電体板が配置され、上記放射素子は、第1の送信高周波信号の1/2波長の長さの中央導体部と、該中央導体部の両側に該中央導体部に対して自己対称となるように一体的に形成された第1の送信高周波信号と異なる第2の送信高周波信号の1/2波長の長さの第2の導体部とを有し、上記誘電体板の一方の面側に、上記第1の送信高周波信号の1/2波長の長さの第1の導体板と、該第1の導体板の両側に該第1の導体板に対して対称に該第1の導体板から分離独立して配置された上記第2の送信高周波信号の1/2波長の長さの第2の導体板からなる帯域調整導体素子が上記放射素子に対向するように配置されているものである。
【0010】
請求項に記載の平面アンテナ装置は、請求項に記載の構成に加え、誘電体及び放射素子は片面印刷配線基板が加工されたものであるのが好ましい。
【0012】
請求項に記載の平面アンテナ装置は、請求項1または2に記載の構成に加え、誘電体板の一方の面側に、放射素子からの不要な電波を抑制する不要放射抑制導体板が配置されていてもよい。
【0013】
請求項に記載の平面アンテナ装置は、請求項3に記載の構成に加え、上記帯域調整導体素子と上記不要放射抑制導体板とが形成された他の誘電体板が上記誘電体板と平行に配置されていてもよい。
【0014】
請求項に記載の平面アンテナ装置は、請求項に記載の構成に加え、帯域調整導体素子が不要放射抑制導体板のスロット内に形成されていてもよい。
【0015】
請求項に記載の平面アンテナ装置は、請求項1からのいずれかに記載の構成に加え、放射素子、帯域調整導体素子及びスロットを複数有してもよい。
【0016】
本発明によれば、放射素子と接地導体板との間に形成される空隙は、誘電率が1の自由空間であるため、損失の少ない誘電体として機能する。この空隙が接地導体板と放射素子との間の誘電率を支配するように機能するので、放射素子を支持する誘電体板としては、空隙より高い誘電率を有し安価で一般的な印刷配線基板を用いることができる。放射素子と、帯域調整導体素子や不要放射抑制導体板との間に空隙を形成する場合も同様である。放射素子や帯域調整導体素子や不要放射抑制導体板は印刷配線基板をエッチング処理することにより加工できるので、生産性の高い平面アンテナ装置を得ることができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。
【0018】
図1は本発明の平面アンテナ装置の分解斜視図である。
【0019】
図1に示す本平面アンテナ装置は、接地導体板4と、給電配線2で並列接続された複数(図では16個示されているが限定されるものではない。)の放射素子2が形成された第1の誘電体板5と、複数(図では16個示されているが放射素子の数と同数であれば限定されない。)のスロット7a内に帯域調整導体素子3を有する不要放射抑制導体板7が形成された第2の誘電体板6との間にそれぞれ空隙が形成されるように結合部材としてのネジ9及びナット10と、空隙を形成するためのスペーサ8a、8bとで固定され、カバー11で覆われたものである(結合部材はネジ9及びナット10に限定されず、割ピンでも接着剤でもよい。)。
【0020】
接地導体板4は、例えば銀メッキ銅板(若しくは銀メッキ銅板、防錆処理された銅板等の金属板)からなり、四隅にネジ9が貫通できる貫通孔4aが形成され、同軸ケーブル12接続用の穴4bが形成されている(貫通孔4a、ネジ9及びナット10の数は4個示されているが個数は限定されるものではない。)。
【0021】
給電配線2及び放射素子1は第1の誘電体板(例えばテフロン「登録商標」)5の表面に印刷配線技術によって形成される。すなわち、給電配線2及び放射素子1は、片面印刷配線基板をエッチングすることにより得られる。第1の誘電体板5の四隅にはネジ9が貫通できる貫通孔5aが形成されている。
【0022】
帯域調整導体素子3及びスロット7aは第2の誘電体板(例えばテフロン)6の表面に印刷配線技術によって形成される。すなわち、帯域調整導体素子3及びスロット7aは、片面印刷配線基板をエッチングすることにより得られる。第2の誘電体板6及び不要放射抑制導体板7の四隅にはネジ9が貫通できる貫通孔6a、7bが形成されている。
【0023】
これら接地導体板4、第1の誘電体板5、第2の誘電体板6及び不要放射抑制導体板7の四隅にスペーサ8a、8bを介在させて貫通孔4a、5a、6a、7b及びスペーサ8a、8bを貫通するようにネジ9を通した後、ナット10で結合し、誘電体(例えばテフロン)からなるカバー11で覆うことにより平面アンテナ装置が得られる。カバー11は接地導体板4の周縁に当接して雨水等が侵入するのを防止するように取り付けられる。
【0024】
外部からの給電配線2への給電は、接地導体板4を貫通させた同軸ケーブル12の中心導体12aを給電配線2に接することにより行う。
【0025】
この平面アンテナ装置の接地導体板4と、第1の片面印刷配線基板(放射素子1)と、第2の片面印刷配線基板(不要放射抑制導体板7及び帯域調整導体素子3)との間にそれぞれ形成された空隙は、自由空間であるため、誘電率が1で損失が少ない誘電体として機能する。この空隙は、第1の片面印刷配線基板及び第2の片面配線印刷基板を構成する誘電体と共に、接地導体板4と放射素子1との間、放射素子1と不要放射抑制導体板7及び帯域調整導体素子3との間に介在する誘電体として機能する。
【0026】
接地導体板4と放射素子1との間、放射素子1と不要放射抑制導体板7及び帯域調整導体素子3との間の誘電率は、これらの間に介在する空隙の誘電率が支配的になる。このため、第1及び第2の誘電体板には通常の安価で空隙より高誘電率な印刷配線基板の誘電体板を用いることができる。
【0027】
このような平面アンテナ装置によれば、2種類の周波数帯域に効率よく適合し、不要電波の放射を抑制することができる。放射素子、帯域調整導体素子及び不要放射抑制導体板は、印刷配線基板をエッチング処理することにより構成することができ、生産性の高い平面アンテナ装置とすることができる。
【0028】
次に、放射素子について図2を参照して説明する。
【0029】
図2は図1に示した平面アンテナ装置に用いられる放射素子の平面図である。
【0030】
放射素子1は、2つの異なる周波数帯域f1(波長λ1)、f2(波長λ2、但しf1<f2とする。)に適合するように導体板(例えば銀メッキ銅板若しくは金メッキ銅板)で構成された場合で説明する。
【0031】
放射素子1は、送信高周波信号(周波数f1)の1/2波長の長さ(λ1/2)の短冊状の中心導体部1aに対して、送信高周波信号(f1)と異なる周波数f2の1/2波長の長さ(λ2/2)の2つの導体部1b、1cが自己対称となるように一体的に形成されたものである。各導体部1a、1b、1cの間には高周波信号f1とf2とをよく分離するためにスリット状の切り欠き1d、1eが中心導体部1aの長手方向に沿って形成されている。
【0032】
この放射素子1に給電配線2から給電すると、放射素子1の長い方の中心導体部1aが低い周波数帯域f1の信号に共振して低い周波数帯域の電波を(紙面に垂直な方向に)放射し、放射素子1の短い方の導体部1b、1cが高い周波数帯域f2の信号に共振して高い周波数帯域の電波を放射する。
【0033】
このような放射素子1を用いて平面アンテナ装置を構成することにより、1つの平面アンテナ装置から2つの周波数帯域の電波を効率よく放射することができる。
【0034】
次に帯域調整導体素子について図3を参照して説明する。
【0035】
図3は図1に示した平面アンテナ装置に用いられる帯域調整導体素子の平面図である。
【0036】
帯域調整導体素子が2つの異なる周波数帯域f1、f2に適合するように導体板(例えば銀メッキ銅板若しくは金メッキ銅板)で構成された場合で説明する。
【0037】
この帯域調整導体素子3は、送信高周波信号(f1)の1/2波長の長さの短冊状の導体板3aと、導体板3aの両側に独立して配置され送信高周波信号(f2)の1/2波長の長さの短冊状の2枚の導体板3b、3cとで構成されている。帯域調整導体素子3は放射素子1と対向するように配置される。
【0038】
このため帯域調整導体素子3は、中央の導体板3aが低い周波数帯域f1側の信号に対して強く作用することにより周波数帯域f1の帯域幅を広げるように機能し、両側の導体板3b、3cが高い周波数帯域f2側の信号に強く作用することにより周波数帯域f2の帯域幅を広げるように機能する。このためこのような帯域調整導体素子を用いることにより、平面アンテナ装置の使用可能な周波数帯域幅が広がる。
【0039】
図4は本発明の平面アンテナ装置の他の実施の形態を示す分解斜視図である。
【0040】
この平面アンテナ装置は、接地導体板4と、第1の誘電体板5の一方(図では上側)の面に印刷配線技術によって形成した給電配線2により並列接続した複数(図では16個示されているが限定されるものではない。)の放射素子1と、第2の誘電体板6の一方(図では上側)の面に印刷配線技術によって形成された不要放射抑制導体板7と、第3の誘電体板13の一方(図では上側)の面に印刷配線技術によって形成された帯域調整導体素子3とを順次空隙が生じるようにスペーサ8a、8b、8cを介して重ね合わせ、ネジ9及びナット10によって連結し、カバー11で覆ったものである。
【0041】
第1の誘電体板5、給電配線2及び放射素子1は、第1の片面印刷配線基板を用いてエッチング加工処理により構成され、第2の誘電体板6及び不要放射抑制導体板7は、第2の片面印刷配線基板を用いてエッチング加工処理により構成され、第3の誘電体板13及び帯域調整導体素子3は、第3の片面印刷配線基板を用いてエッチング加工処理により構成される。
【0042】
各放射素子1及び帯域調整導体素子3は、図2及び図3と同様の構成であるため説明を省略する。
【0043】
この平面アンテナ装置の外部から給電配線2への給電は、接地導体板4を貫通させた同軸ケーブル12の中心導体12aを給電配線2に接続することによって行う。
【0044】
この平面アンテナ装置によれば、接地導体板4と放射素子1との間、放射素子1と不要放射抑制導体板7及び帯域調整導体素子3との間の誘電率はこれらの間に介在する空隙が支配的であるため、第1から第3の誘電体は、通常の安価な印刷配線基板誘電体を用いることができる。
【0045】
1つの平面アンテナ装置によって2種類の周波数帯域に効率よく適合し、不要電波の放射を抑制し、周波数帯域を広げることができる。放射素子1、給電配線2、不要放射抑制導体板7及び帯域調整導体素子3は、片面印刷配線基板を用いてエッチング加工処理により構成することができるので、生産性の高い平面アンテナ装置を得ることができる。
【0046】
図5は本発明の平面アンテナ装置の他の実施の形態を示す分解斜視図である。
【0047】
この平面アンテナ装置は、接地導体板4と、第1の誘電体板5の一方(図では上側)の面に印刷配線技術によって形成され、給電配線2により並列に接続された複数(図では16個であるが限定されない。)の放射素子1と、第2の誘電体板6の一方(図では上側)の面に印刷配線技術によって形成した帯域調整導体素子3と、第3の誘電体板13の一方の面に印刷配線技術によって形成した不要放射抑制導体板7とを、図4に示した平面アンテナ装置と同様に、順次空隙が形成されるようにスペーサ8a、8b、8cを介して重ね合わせ、ネジ9及びナット10によって結合し、カバー11で覆ったものである。
【0048】
第1の誘電体板5、給電配線2及び放射素子1は、片面印刷配線基板を用いてエッチング加工処理により構成され、第2の誘電体板6及び帯域調整導体素子3は、片面印刷配線基板を用いてエッチング加工処理により構成され、第3の誘電体板13及び不要放射抑制導体板7は、片面印刷配線基板を用いてスロット7aをエッチング加工処理により構成される。
【0049】
各放射素子1及び帯域調整導体素子3は、図2及び図3に示したものと同様のため省略する。
【0050】
この平面アンテナ装置の外部から給電配線2への給電は、接地導体板4を貫通させた同軸ケーブル12の中心導体12aを給電配線2に接続することによって行われる。
【0051】
このような平面アンテナ装置によれば、接地導体板4、放射素子1、帯域調整導体素子3及び不要放射抑制導体板7の間の誘電率は、これらの間に介在する空隙の誘電率が支配的であるので、誘電体は通常の安価な印刷配線基板の誘電体とすることができる。
【0052】
このように1つの平面アンテナ装置によって2種類の周波数帯域に効率よく適合し、不要電波の放射を抑制し、周波数帯域を調整することができる。放射素子、帯域調整導体素子及び不要放射抑制導体板は、いずれも印刷配線基板を用いてエッチング加工処理により構成することができるので、生産性を向上させることができる。
【0053】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、次のような優れた効果を発揮する。
(1)安価な材料を用いて効率よい平面アンテナ装置を提供することができる。
(2)平面アンテナ装置の生産性を向上させることができる。
(3)複数の周波数帯域に効率よく適用できる平面アンテナ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の平面アンテナ装置の分解斜視図である。
【図2】図1に示した平面アンテナ装置に用いられる放射素子の平面図である。
【図3】図1に示した平面アンテナ装置に用いられる帯域調整導体素子の平面図である。
【図4】本発明の平面アンテナ装置の他の実施の形態を示す分解斜視図である。
【図5】本発明の平面アンテナ装置の他の実施の形態を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
1 放射素子
2 給電配線
3 帯域調整導体素子
4 接地導体板
5 第1の誘電体板
6 第2の誘電体板
7 不要放射抑制導体板
7a スロット
8a、8b、8c スペーサ
9 ネジ
10 ナット
11 カバー
12 同軸ケーブル
12a 中心導体
13 第3の誘電体板
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a planar antenna device.
[0002]
[Prior art]
Planar antenna devices used for microwaves, millimeter waves, etc. are compatible with dielectric plates on one side (front) of a grounding conductor plate, a power supply substrate on which multiple radiating elements are formed, dielectric plates, and radiating elements In this structure, unnecessary radiation suppressing conductor plates, band adjusting elements and the like in which slots are formed are sequentially stacked.
[0003]
The radiating element of this planar antenna device is basically composed of a conductor so as to radiate a radio wave by resonating with a half wavelength of a transmission high-frequency signal.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
This type of planar antenna device uses a high-quality and expensive material for the dielectric plate in order to reduce loss and increase efficiency. Moreover, since it is necessary to position and laminate each plate-like body and element accurately, there is a problem that productivity is poor. Furthermore, a general planar antenna device is configured to efficiently adapt to one frequency band.
[0005]
Recently, there is an increasing demand for wireless communication systems using a plurality of frequency bands, and a plurality of antenna devices are required to meet such demand.
[0006]
However, if a plurality of antenna devices are installed, equipment costs are required. In order to reduce such equipment costs, it is desired that one planar antenna device can be efficiently applied to a plurality of frequency bands.
[0007]
Accordingly, one object of the present invention is to provide an efficient planar antenna device using an inexpensive material, and another object of the present invention is to improve the productivity of the planar antenna device. Still another object of the present invention is to provide a planar antenna device that can be efficiently applied to a plurality of frequency bands.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is a planar antenna device comprising a radiating element that radiates radio waves and a ground conductor plate that reflects radio waves radiated from the radiating elements. Is formed on one surface of the dielectric plate, and the dielectric plate is disposed so that the other surface of the dielectric plate is on the ground conductor plate side and a gap is formed between the dielectric plate and the ground conductor plate. The radiating element is integrally formed with a central conductor portion having a length of ½ wavelength of the first transmission high-frequency signal and on both sides of the central conductor portion so as to be self-symmetric with respect to the central conductor portion. A second conductor portion having a length of ½ wavelength of a second transmission high-frequency signal different from the formed first transmission high-frequency signal, and the first dielectric plate has a first conductor portion on one surface side of the dielectric plate . The first conductor plate having a length of ½ wavelength of the transmission high-frequency signal and both sides of the first conductor plate Band adjustment made of the second conductive plate of half the length of the wavelength of the first arranged separated independently from the conductive plate the said second transmission frequency signal symmetrically with respect to the first conductive plate The conductor element is disposed so as to face the radiating element.
[0010]
In the planar antenna device according to claim 2 , in addition to the configuration according to claim 1 , the dielectric plate and the radiating element are preferably formed by processing a single-sided printed wiring board.
[0012]
In the planar antenna device according to claim 3 , in addition to the configuration according to claim 1 or 2 , an unnecessary radiation suppressing conductor plate that suppresses unnecessary radio waves from the radiating element is arranged on one surface side of the dielectric plate. May be.
[0013]
According to a fourth aspect of the present invention, in addition to the configuration according to the third aspect, another dielectric plate on which the band adjusting conductor element and the unnecessary radiation suppressing conductor plate are formed is parallel to the dielectric plate. May be arranged.
[0014]
In the planar antenna device according to claim 5 , in addition to the configuration according to claim 4 , the band adjusting conductor element may be formed in the slot of the unnecessary radiation suppressing conductor plate.
[0015]
The planar antenna device according to claim 6 may include a plurality of radiating elements, band adjusting conductor elements, and slots in addition to the configuration according to any one of claims 1 to 5 .
[0016]
According to the present invention, the gap formed between the radiating element and the ground conductor plate is a free space having a dielectric constant of 1, and thus functions as a dielectric with little loss. Since this gap functions to control the dielectric constant between the ground conductor plate and the radiating element, the dielectric plate that supports the radiating element has a higher dielectric constant than the gap and is inexpensive and has a common printed wiring. A substrate can be used. The same applies to the case where a gap is formed between the radiating element and the band adjusting conductor element or the unnecessary radiation suppressing conductor plate. Since the radiating element, the band adjusting conductor element, and the unnecessary radiation suppressing conductor plate can be processed by etching the printed wiring board, a highly productive planar antenna device can be obtained.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0018]
FIG. 1 is an exploded perspective view of a planar antenna device of the present invention.
[0019]
The planar antenna device shown in FIG. 1 includes a ground conductor plate 4 and a plurality of radiating elements 2 (16 are shown but are not limited in the figure) connected in parallel by a feed wiring 2. The first dielectric plate 5 and the unnecessary radiation suppressing conductor having the band adjusting conductor element 3 in a plurality of slots 7a (16 is shown in the figure but the number is the same as the number of radiating elements). It is fixed by screws 9 and nuts 10 as coupling members and spacers 8a and 8b for forming gaps so that gaps are formed between the second dielectric plate 6 on which the plate 7 is formed. (The connecting member is not limited to the screw 9 and the nut 10 and may be a split pin or an adhesive).
[0020]
The ground conductor plate 4 is made of, for example, a silver-plated copper plate (or a metal plate such as a silver-plated copper plate or a rust-proof copper plate), and through-holes 4a through which screws 9 can pass are formed at four corners. Holes 4b are formed (the number of through holes 4a, screws 9 and nuts 10 is shown, but the number is not limited).
[0021]
The power supply wiring 2 and the radiation element 1 are formed on the surface of a first dielectric plate (for example, Teflon “registered trademark”) 5 by a printed wiring technique. That is, the power supply wiring 2 and the radiation element 1 can be obtained by etching the single-sided printed wiring board. At the four corners of the first dielectric plate 5, through holes 5a through which screws 9 can pass are formed.
[0022]
The band adjusting conductor element 3 and the slot 7a are formed on the surface of the second dielectric plate (for example, Teflon) 6 by a printed wiring technique. That is, the band adjusting conductor element 3 and the slot 7a are obtained by etching the single-sided printed wiring board. Through holes 6 a and 7 b through which screws 9 can pass are formed at the four corners of the second dielectric plate 6 and the unnecessary radiation suppressing conductor plate 7.
[0023]
Through holes 4a, 5a, 6a, 7b and spacers with spacers 8a, 8b interposed at the four corners of the ground conductor plate 4, the first dielectric plate 5, the second dielectric plate 6, and the unnecessary radiation suppressing conductor plate 7. A flat antenna device is obtained by passing a screw 9 so as to penetrate 8a and 8b, then connecting with a nut 10 and covering with a cover 11 made of a dielectric (eg, Teflon). The cover 11 is attached so as to contact the peripheral edge of the ground conductor plate 4 and prevent rainwater and the like from entering.
[0024]
Power supply from the outside to the power supply wiring 2 is performed by bringing the central conductor 12 a of the coaxial cable 12 penetrating the ground conductor plate 4 into contact with the power supply wiring 2.
[0025]
Between the grounding conductor plate 4 of this planar antenna device, the first single-sided printed wiring board (radiating element 1), and the second single-sided printed wiring board (unnecessary radiation suppressing conductive plate 7 and band adjusting conductor element 3). Since each formed void is a free space, it functions as a dielectric having a dielectric constant of 1 and low loss. The gap is formed between the ground conductor plate 4 and the radiating element 1, the radiating element 1, the unnecessary radiation suppressing conductor plate 7, and the band together with the dielectrics constituting the first single-sided printed wiring board and the second single-sided printed wiring board. It functions as a dielectric interposed between the adjustment conductor element 3.
[0026]
The dielectric constant between the ground conductor plate 4 and the radiating element 1 and between the radiating element 1 and the unnecessary radiation suppressing conductor plate 7 and the band adjusting conductor element 3 is dominated by the dielectric constant of the gaps interposed therebetween. Become. For this reason, the dielectric plates of the printed wiring board which are usually inexpensive and have a higher dielectric constant than the gap can be used for the first and second dielectric plates.
[0027]
According to such a planar antenna device, it is possible to efficiently adapt to two types of frequency bands and suppress emission of unnecessary radio waves. The radiating element, the band adjusting conductor element, and the unnecessary radiation suppressing conductor plate can be configured by etching the printed wiring board, and a highly productive planar antenna device can be obtained.
[0028]
Next, the radiation element will be described with reference to FIG.
[0029]
FIG. 2 is a plan view of a radiating element used in the planar antenna device shown in FIG.
[0030]
When the radiating element 1 is composed of a conductor plate (for example, a silver-plated copper plate or a gold-plated copper plate) so as to conform to two different frequency bands f1 (wavelength λ1) and f2 (wavelength λ2, where f1 <f2). I will explain it.
[0031]
The radiating element 1 has a strip-shaped central conductor portion 1a having a length (λ1 / 2) of ½ wavelength of the transmission high-frequency signal (frequency f1), 1 / of the frequency f2 different from the transmission high-frequency signal (f1). Two conductor portions 1b and 1c having a length of two wavelengths (λ2 / 2) are integrally formed so as to be self-symmetric. Between the conductor portions 1a, 1b, and 1c, slit-shaped notches 1d and 1e are formed along the longitudinal direction of the central conductor portion 1a in order to separate the high-frequency signals f1 and f2 well.
[0032]
When power is supplied to the radiating element 1 from the feeder wiring 2, the longer central conductor portion 1a of the radiating element 1 resonates with a signal in the lower frequency band f1 and radiates a radio wave in the lower frequency band (in a direction perpendicular to the paper surface). The shorter conductor portions 1b and 1c of the radiating element 1 resonate with a signal in the high frequency band f2 and radiate radio waves in the high frequency band.
[0033]
By constructing a planar antenna device using such a radiating element 1, radio waves in two frequency bands can be efficiently radiated from one planar antenna device.
[0034]
Next, the band adjusting conductor element will be described with reference to FIG.
[0035]
FIG. 3 is a plan view of a band adjusting conductor element used in the planar antenna apparatus shown in FIG.
[0036]
A case will be described where the band adjusting conductor element is formed of a conductor plate (for example, a silver-plated copper plate or a gold-plated copper plate) so as to conform to two different frequency bands f1 and f2.
[0037]
The band adjusting conductor element 3 is a strip-shaped conductor plate 3a having a length of ½ wavelength of the transmission high-frequency signal (f1), and is independently disposed on both sides of the conductor plate 3a, and 1 of the transmission high-frequency signal (f2). / Two strip-shaped conductor plates 3b and 3c each having a length of two wavelengths. The band adjusting conductor element 3 is disposed so as to face the radiating element 1.
[0038]
For this reason, the band adjusting conductor element 3 functions to widen the bandwidth of the frequency band f1 by the central conductor plate 3a acting strongly on the signal on the low frequency band f1 side, and the conductor plates 3b, 3c on both sides. Functions to widen the bandwidth of the frequency band f2 by strongly acting on the signal on the high frequency band f2 side. For this reason, by using such a band adjustment conductor element, the usable frequency bandwidth of the planar antenna device is widened.
[0039]
FIG. 4 is an exploded perspective view showing another embodiment of the planar antenna device of the present invention.
[0040]
This planar antenna device includes a plurality (16 in the figure) connected in parallel by the feed wiring 2 formed by the printed wiring technique on one surface (the upper side in the figure) of the ground conductor plate 4 and the first dielectric plate 5. The radiation element 1), an unnecessary radiation suppressing conductor plate 7 formed by printed wiring technology on one surface (the upper side in the figure) of the second dielectric plate 6, The band adjusting conductor element 3 formed by the printed wiring technique is superimposed on one surface (upper side in the figure) of the three dielectric plates 13 through spacers 8a, 8b, and 8c so that a gap is formed in sequence. And connected by a nut 10 and covered with a cover 11.
[0041]
The first dielectric plate 5, the power supply wiring 2, and the radiating element 1 are configured by an etching process using the first single-side printed wiring board, and the second dielectric plate 6 and the unnecessary radiation suppressing conductor plate 7 are The second single-sided printed wiring board is used for etching processing, and the third dielectric plate 13 and the band-adjusting conductor element 3 are configured by using a third single-sided printed wiring board for etching processing.
[0042]
Each radiating element 1 and the band adjusting conductor element 3 have the same configuration as that shown in FIGS.
[0043]
Power is supplied from the outside of the planar antenna device to the power supply wiring 2 by connecting the central conductor 12 a of the coaxial cable 12 penetrating the ground conductor plate 4 to the power supply wiring 2.
[0044]
According to this planar antenna device, the dielectric constant between the ground conductor plate 4 and the radiating element 1 and between the radiating element 1 and the unnecessary radiation suppressing conductor plate 7 and the band adjusting conductor element 3 is the gap interposed therebetween. Therefore, as the first to third dielectrics, a normal inexpensive printed wiring board dielectric can be used.
[0045]
A single planar antenna device can efficiently adapt to two types of frequency bands, suppress unnecessary radio wave radiation, and widen the frequency band. Since the radiating element 1, the feed wiring 2, the unnecessary radiation suppressing conductor plate 7, and the band adjusting conductor element 3 can be formed by etching using a single-sided printed wiring board, a planar antenna device with high productivity can be obtained. Can do.
[0046]
FIG. 5 is an exploded perspective view showing another embodiment of the planar antenna device of the present invention.
[0047]
This planar antenna device is formed by a printed wiring technique on one surface (upper side in the figure) of the ground conductor plate 4 and the first dielectric plate 5 and is connected in parallel by the feed wiring 2 (16 in the figure). The band adjusting conductor element 3 formed on one surface (the upper side in the figure) of the second dielectric plate 6 by a printed wiring technique, and the third dielectric plate. The unnecessary radiation suppressing conductor plate 7 formed by the printed wiring technique on one surface 13 is inserted through the spacers 8a, 8b, and 8c so that gaps are sequentially formed in the same manner as the planar antenna device shown in FIG. They are overlapped, joined by screws 9 and nuts 10 and covered with a cover 11.
[0048]
The first dielectric plate 5, the power supply wiring 2, and the radiating element 1 are configured by etching using a single-sided printed wiring board, and the second dielectric plate 6 and the band adjusting conductor element 3 are single-sided printed wiring boards. The third dielectric plate 13 and the unnecessary radiation suppressing conductor plate 7 are configured by etching the slot 7a using a single-side printed wiring board.
[0049]
Each radiating element 1 and the band adjusting conductor element 3 are the same as those shown in FIGS.
[0050]
Power is supplied to the power supply wiring 2 from the outside of the planar antenna device by connecting the central conductor 12 a of the coaxial cable 12 penetrating the ground conductor plate 4 to the power supply wiring 2.
[0051]
According to such a planar antenna device, the dielectric constant between the ground conductor plate 4, the radiating element 1, the band adjusting conductor element 3, and the unnecessary radiation suppressing conductor plate 7 is governed by the dielectric constant of the gap interposed therebetween. Therefore, the dielectric can be an ordinary inexpensive printed wiring board dielectric.
[0052]
As described above, it is possible to efficiently adapt to two types of frequency bands by using one planar antenna device, suppress the emission of unnecessary radio waves, and adjust the frequency band. Since all of the radiating element, the band adjusting conductor element, and the unnecessary radiation suppressing conductor plate can be configured by etching using a printed wiring board, productivity can be improved.
[0053]
【The invention's effect】
In short, according to the present invention, the following excellent effects are exhibited.
(1) An efficient planar antenna device can be provided using an inexpensive material.
(2) The productivity of the planar antenna device can be improved.
(3) A planar antenna device that can be efficiently applied to a plurality of frequency bands can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view of a planar antenna device of the present invention.
2 is a plan view of a radiating element used in the planar antenna device shown in FIG. 1. FIG.
3 is a plan view of a band adjusting conductor element used in the planar antenna device shown in FIG. 1. FIG.
FIG. 4 is an exploded perspective view showing another embodiment of the planar antenna device of the present invention.
FIG. 5 is an exploded perspective view showing another embodiment of the planar antenna device of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Radiation element 2 Feeding wiring 3 Band adjustment conductor element 4 Ground conductor plate 5 1st dielectric board 6 2nd dielectric board 7 Unnecessary radiation suppression conductor board 7a Slot 8a, 8b, 8c Spacer 9 Screw 10 Nut 11 Cover 12 Coaxial cable 12a Center conductor 13 Third dielectric plate

Claims (6)

電波を放射する放射素子と、
該放射素子から放射された電波を反射する接地導体板とを備えた平面アンテナ装置において、
上記放射素子が誘電体板の一方の面に形成され、
該誘電体板の他方の面が上記接地導体板側になると共に上記接地導体板との間に空隙が形成されるように上記誘電体板が配置され、
上記放射素子は、第1の送信高周波信号の1/2波長の長さの中央導体部と、該中央導体部の両側に該中央導体部に対して自己対称となるように一体的に形成された第1の送信高周波信号と異なる第2の送信高周波信号の1/2波長の長さの第2の導体部とを有し、 上記誘電体板の一方の面側に、上記第1の送信高周波信号の1/2波長の長さの第1の導体板と、該第1の導体板の両側に該第1の導体板に対して対称に該第1の導体板から分離独立して配置された上記第2の送信高周波信号の1/2波長の長さの第2の導体板からなる帯域調整導体素子が上記放射素子に対向するように配置されていることを特徴とする平面アンテナ装置。
A radiating element that radiates radio waves;
In a planar antenna device provided with a ground conductor plate that reflects radio waves radiated from the radiating element,
The radiating element is formed on one surface of the dielectric plate;
The dielectric plate is disposed so that the other surface of the dielectric plate is on the ground conductor plate side and a gap is formed between the dielectric plate and the ground conductor plate.
The radiating element is integrally formed so as to be self-symmetric with respect to the central conductor portion on both sides of the central conductor portion and a central conductor portion having a length of ½ wavelength of the first transmission high-frequency signal. And a second conductor portion having a length of ½ wavelength of the second transmission high-frequency signal different from the first transmission high-frequency signal, and the first transmission on the one surface side of the dielectric plate A first conductor plate having a length of ½ wavelength of the high-frequency signal, and arranged on both sides of the first conductor plate so as to be separated from the first conductor plate symmetrically with respect to the first conductor plate A planar antenna device characterized in that a band adjusting conductor element made of a second conductor plate having a length of ½ wavelength of the second transmission high-frequency signal is arranged so as to face the radiation element. .
上記誘電体板及び上記放射素子は片面印刷配線基板が加工されたものである請求項1に記載の平面アンテナ装置。  2. The planar antenna device according to claim 1, wherein the dielectric plate and the radiating element are obtained by processing a single-sided printed wiring board. 上記誘電体板の一方の面側に、上記放射素子からの不要な電波を抑制する不要放射抑制導体板が配置されている請求項1または2に記載の平面アンテナ装置。  3. The planar antenna device according to claim 1, wherein an unnecessary radiation suppressing conductor plate that suppresses unnecessary radio waves from the radiating element is disposed on one surface side of the dielectric plate. 上記帯域調整導体素子と上記不要放射抑制導体板とが形成された他の誘電体板が上記誘電体板と平行に配置されている請求項3に記載の平面アンテナ装置。  The planar antenna device according to claim 3, wherein another dielectric plate on which the band adjusting conductor element and the unnecessary radiation suppressing conductor plate are formed is disposed in parallel with the dielectric plate. 上記帯域調整導体素子が上記不要放射抑制導体板のスロット内に形成されている請求項4に記載の平面アンテナ装置。  The planar antenna device according to claim 4, wherein the band adjusting conductor element is formed in a slot of the unnecessary radiation suppressing conductor plate. 上記放射素子、上記帯域調整導体素子及び上記スロットを複数有する請求項1から5のいずれかに記載の平面アンテナ装置。  6. The planar antenna device according to claim 1, comprising a plurality of the radiating elements, the band adjusting conductor elements, and the slots.
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