JP4732222B2 - Antenna device - Google Patents
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Description
本発明は、指向性を有する広帯域な利得特性を示す低姿勢なアンテナ装置に関するものである The present invention relates to a low-profile antenna apparatus that exhibits wideband gain characteristics with directivity.
従来、放射効率を向上させるための導波用電極を備える携帯無線機のアンテナが知られている。このアンテナの構成を示す一部断面図を図20に示す。図20に示す携帯無線機の一部断面図において、111は携帯無線機の筐体であり、たとえば合成樹脂で作られている。筐体111内には高周波回路が配設されたプリント基板102が収納されており、プリント基板102の一方の面には、箱形の誘電体基板103が被せられている。誘電体基板103の内面ほぼ全面に亘ってシールド板とされる接地電極105が設けられており、接地電極105はプリント基板102に配設された接地回路に電気的に接続されて、高周波回路の周囲を電気的に遮蔽している。誘電体基板103の外面にはマイクロストリップ線路からなる放射器106が設けられており、放射器106は誘電体基板103および接地電極105を貫通する導線107によってプリント基板102の面上にあるアンテナ接続端に接続されている。この構造によって誘電体基板103,接地電極105,放射器106がマイクロストリップアンテナを構成している。108は放射器106と対向させて筐体111の内面に設けた導波用電極である。この導波用電極108は、放射器106に対して導波器として機能し、マイクロストリップアンテナの放射効率を向上させる。 2. Description of the Related Art Conventionally, an antenna of a portable radio device including a waveguide electrode for improving radiation efficiency is known. A partial cross-sectional view showing the configuration of this antenna is shown in FIG. In the partial cross-sectional view of the portable wireless device shown in FIG. 20, reference numeral 111 denotes a casing of the portable wireless device, which is made of, for example, a synthetic resin. A printed circuit board 102 on which a high-frequency circuit is disposed is housed in a housing 111, and a box-shaped dielectric substrate 103 is covered on one surface of the printed circuit board 102. A ground electrode 105 serving as a shield plate is provided over almost the entire inner surface of the dielectric substrate 103, and the ground electrode 105 is electrically connected to a ground circuit provided on the printed circuit board 102, so that a high-frequency circuit is provided. The area is electrically shielded. A radiator 106 made of a microstrip line is provided on the outer surface of the dielectric substrate 103. The radiator 106 is connected to an antenna on the surface of the printed circuit board 102 by a conductive wire 107 that penetrates the dielectric substrate 103 and the ground electrode 105. Connected to the end. With this structure, the dielectric substrate 103, the ground electrode 105, and the radiator 106 constitute a microstrip antenna. Reference numeral 108 denotes a waveguide electrode provided on the inner surface of the casing 111 so as to face the radiator 106. The waveguide electrode 108 functions as a director for the radiator 106, and improves the radiation efficiency of the microstrip antenna.
以上のように構成されたアンテナにおいて、導波用電極108はマイクロストリップアンテナの放射効率を向上させるばかりでなく、周波数帯域を拡張する効果も備えている。たとえば導波用電極108の大きさと放射器106の大きさを変える等の手段で、導波用電極108と放射器106の共振波長をわずかに変え、放射器106を使用周波数帯域の短波長域に共振させ、導波用電極108を使用周波数帯域の長波長域に共振させれば、使用周波数帯域の全域に亘って比較的均一な放射効率が得られる。すなわち導波用電極108がない場合にくらべて、使用周波数範囲を拡張できる。
図20に示す従来のアンテナでは、マイクロストリップ線路からなる放射器と、この放射器の前面に設けられた導波器との作用により放射効率や使用周波数範囲を拡張することができる。しかしながら、従来のアンテナにおいては、導波用電極108と放射器106の共振波長をわずかに変えることしかできず、拡張される使用周波数範囲も限られた周波数範囲となり広帯域にわたり良好に動作するアンテナとすることができないという問題点があった。また、従来のアンテナは指向特性が固定されており指向特性を可変することができないという問題点もあった。 In the conventional antenna shown in FIG. 20, the radiation efficiency and the usable frequency range can be expanded by the action of a radiator composed of a microstrip line and a waveguide provided in front of the radiator. However, in the conventional antenna, the resonant wavelength of the waveguide electrode 108 and the radiator 106 can only be changed slightly, and the extended operating frequency range is a limited frequency range, and the antenna operates well over a wide band. There was a problem that could not be done. Further, the conventional antenna has a problem that the directivity cannot be varied because the directivity is fixed.
そこで、本発明は広帯域にわたり良好に動作するアンテナ装置を提供することを目的としている。 Therefore, an object of the present invention is to provide an antenna device that operates well over a wide band.
上記目的を達成するために、本発明のアンテナ装置は、アース板に一端が接続されているショート板と、ショート板の他端からアース板にほぼ平行に延伸する給電素子とからなる給電部と、給電部上に所定間隙を介してほぼ平行に配置された給電部の全面を覆う平板状の放射素子とを備え、使用周波数帯域の低域の周波数f1の波長をλ1、高域の周波数f2の波長をλ2とした際に、給電素子の長さが約0.13λ1〜約0.26λ1の長さとされ、ショート板から給電素子において給電される位置までの距離が約0.04λ2〜約0.17λ2の距離とされ、放射素子の長辺の長さが約0.43λ2〜約0.54λ2の長さとされていると共に、アース板が放射素子以上の大きさとされていることを最も主要な特徴としている。 In order to achieve the above object, an antenna device according to the present invention includes a shorting plate having one end connected to a ground plate, and a power feeding unit including a power feeding element extending substantially parallel to the ground plate from the other end of the short plate. And a flat plate-like radiating element that covers the entire surface of the power supply unit disposed substantially in parallel with a predetermined gap on the power supply unit, and the wavelength of the low frequency f1 of the use frequency band is λ1, and the frequency of the high frequency f2 When the wavelength of λ2 is λ2, the length of the feed element is about 0.13λ1 to about 0.26λ1, and the distance from the short plate to the position where power is fed in the feed element is about 0.04λ2 to about 0. The most important point is that the long side of the radiating element has a length of about 0.43λ2 to about 0.54λ2, and the ground plate is larger than the radiating element. It is a feature.
本発明のアンテナ装置は、アース板に一端が接続されているショート板と、ショート板の他端からアース板にほぼ平行に延伸する給電素子とからなる給電部と、給電部上に所定間隙を介してほぼ平行に配置された給電部の全面を覆う平板状の放射素子とを備え、使用周波数帯域の低域の周波数f1の波長をλ1、高域の周波数f2の波長をλ2とした際に、給電素子の長さが約0.13λ1〜約0.26λ1の長さとされ、ショート板から給電素子において給電される位置までの距離が約0.04λ2〜約0.17λ2の距離とされ、放射素子の長辺の長さが約0.43λ2〜約0.54λ2の長さとされていると共に、アース板が放射素子以上の大きさとされていることから、広帯域にわたり良好に動作するアンテナ装置とすることができ地上デジタル放送用のアンテナとして好適なアンテナ装置とすることができる。 The antenna device according to the present invention includes a power supply unit including a short plate having one end connected to the ground plate, a power supply element extending substantially parallel to the ground plate from the other end of the short plate, and a predetermined gap on the power supply unit. And a flat plate-like radiating element that covers the entire surface of the power supply unit disposed substantially in parallel, and the wavelength of the low frequency f1 of the operating frequency band is λ1, and the wavelength of the high frequency f2 is λ2. The length of the feed element is about 0.13λ1 to about 0.26λ1, and the distance from the short plate to the position where power is fed in the feed element is about 0.04λ2 to about 0.17λ2 , Since the length of the long side of the element is about 0.43λ2 to about 0.54λ2, and the earth plate is larger than the radiating element, the antenna device operates well over a wide band. Can be ground de An antenna device suitable as an antenna for digital broadcasting can be obtained.
本発明の第1実施例のアンテナ装置の構成を図1および図2に示す。ただし、図1は本発明のアンテナ装置の構成を示す斜視図であり、図2は本発明の第1実施例のアンテナ装置の構成を示す側面図である。
これらの図に示す第1実施例のアンテナ装置1は、横に長い矩形の平板状とされた金属板からなるアース板10と、アース板10上に設けられている金属板をL字状に折曲することにより形成されている給電部11と、給電部11上に所定の間隙を介して配置されている横に長い矩形の平板状とされた金属板からなる放射素子13とから構成されている。L字状の給電部11は、一端がアース板10に電気的に接続されており、アース板10に対してほぼ垂直に立設されているショート板11aと、このショート板11aの他端からほぼ直交して折曲されており、アース板10にほぼ平行に延伸している細長い給電素子11bとから構成されている。給電素子11bの他端は開放されており、給電素子11bの所定位置に同軸ケーブル12により給電されている。この場合、同軸ケーブル12の外部導体はアース板10に電気的に接続され、同軸ケーブル12の中心導体が給電素子11bに電気的に接続される。
The configuration of the antenna device according to the first embodiment of the present invention is shown in FIGS. 1 is a perspective view showing the configuration of the antenna device of the present invention, and FIG. 2 is a side view showing the configuration of the antenna device of the first embodiment of the present invention.
In the antenna device 1 of the first embodiment shown in these drawings, an
アース板10、給電部11および放射素子13は厚さ約0.5mmの銅板等の金属板を用いて形成されており、例えば、比誘電率がほぼ1である発泡スチロールによりアース板10、給電部11および放射素子13が図示するように固定されている。また、アース板10、給電部11および放射素子13を絶縁基板上に金属を蒸着あるいは金属箔を被着することにより形成するようにしても良い。さらに、アース板10、給電部11および放射素子13を樹脂などの絶縁性の支持台により固定したり、固定に際して挟持やねじで固着するようにしてもよい。放射素子13の一方の短辺はショート板11aの配置位置にほぼ合わせて配置しているが、ショート板11aからはみ出るように設置してもよい。ただし、ショート板11aからはみ出た放射素子13の長辺の寸法は設計寸法には入れない。また、給電素子11bの配置位置は放射素子13に覆われた位置に配置するが、放射素子13により覆われていれば配置面内において移動させても良い。さらに、給電素子11bへの給電のために同軸ケーブル12を使用したが、これ以外にアース板10をプリント基板で構成してプリント基板上に形成したマイクロストリップラインやコプレナーラインで給電を行うようにしてもよい。
The
本発明の第1実施例のアンテナ装置1の構成を示す斜視図とされた分解組立図を図3に示す。図3に示すように、矩形のアース板10上にショート板11aと給電素子11bとから構成されている給電部11が配置され、ショート板11aの一端がアース板10に電気的・機械的に接続される。給電素子11bの所定位置に同軸ケーブル12により給電する。そして、矩形の放射素子13を矢印で示すように給電部11上に所定の間隙を介して配置することにより、アンテナ装置1を組み立てることができる。
本発明の第1実施例にかかるアンテナ装置1は、低域の周波数f1から高域の周波数f2にわたる周波数帯域が使用周波数帯域とされ、周波数f1の波長をλ1、周波数f2の波長をλ2とした際に、給電素子の長さがλ1/4をほぼ中心とする所定範囲の低域の周波数に応じて定められる長さとされ、ショート板から給電素子において給電される所定位置までの距離がλ2/10をほぼ中心とする所定範囲の高域の周波数の波長に応じて定められる距離とされ、放射素子の長辺の長さがλ2/2をほぼ中心とする所定範囲の高域の周波数の波長に応じて定められる長さとされていると共に、アース板が放射素子以上の大きさとされていることを特徴としている。この構成により、本発明の第1実施例にかかるアンテナ装置1は、周波数f1ないし周波数f2の広帯域とされる使用周波数帯域にわたり良好な電気的特性を示すようになる。なお、本発明の第1実施例にかかるアンテナ装置1は、図1,図2に示す放射素子13に対して垂直とされるZ方向に水平偏波が放射されるようになる。
FIG. 3 is an exploded view showing a perspective view of the configuration of the antenna device 1 according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, a power feeding unit 11 including a short plate 11 a and a power feeding element 11 b is disposed on a
In the antenna device 1 according to the first embodiment of the present invention, the frequency band extending from the low frequency f1 to the high frequency f2 is used, the wavelength of the frequency f1 is λ1, and the wavelength of the frequency f2 is λ2. In this case, the length of the feed element is set to a length determined in accordance with a low frequency within a predetermined range substantially centered on λ1 / 4, and the distance from the short plate to the predetermined position where power is fed in the feed element is λ2 / The distance is determined according to the wavelength of the high frequency in the predetermined range centered at 10 and the wavelength of the high frequency in the predetermined range where the length of the long side of the radiating element is approximately λ2 / 2. And the ground plate is larger than the radiating element. With this configuration, the antenna device 1 according to the first embodiment of the present invention exhibits good electrical characteristics over a use frequency band that is a wide band of the frequency f1 to the frequency f2. The antenna device 1 according to the first embodiment of the present invention emits horizontally polarized waves in the Z direction which is perpendicular to the radiating element 13 shown in FIGS.
図3を参照して本発明の第1実施例にかかるアンテナ装置1の物理寸法の一例を以下に記述する。この場合、アンテナ装置1は地上デジタル放送用のアンテナとされ、使用周波数帯域を、実際にチャンネルが割り当てられている内の500MHz〜650MHzとする。このような広帯域にわたり良好な電気的特性を得るために、アース板10の長辺の長さL1は約290mm、短辺の長さW1は約100mmとされ、ショート板11aの高さh1と幅は約10mm、給電素子11bの長辺の長さL2は約140mmとされ、短辺の長さW2は約10mmとされる。また、同軸ケーブル12の中心導体が給電素子11bへ接続されるショート板11aからの距離aは約48mmとされ、放射素子13の長辺の長さL3は約230mm、短辺の長さW3は50mmとされる。さらに、給電素子11bと放射素子13との間隙h2は約10mmとされる。これにより、アンテナ装置1のアンテナ高は約20mmとなり、アンテナ高は使用周波数帯域における低域の周波数500MHzの約0.03波長に相当する低姿勢のアンテナ装置とすることができる。
An example of the physical dimensions of the antenna device 1 according to the first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. In this case, the antenna device 1 is an antenna for digital terrestrial broadcasting, and the used frequency band is set to 500 MHz to 650 MHz in which channels are actually allocated. In order to obtain good electrical characteristics over such a wide band, the long side length L1 of the
上述した寸法とした場合のアンテナ装置1は放射素子13に対して垂直とされるZ方向に水平偏波が放射され、そのZ−Y平面の周波数に応じた放射パターンを図4ないし図7に示す。ただし、各放射パターンにおいては最大値を0dBに正規化して示している。
図4は、周波数が500MHzの場合のZ−Y平面の放射パターンであり、+Z軸方向に最大利得を持ち、半値角が約70度、F/B(前方/後方)比が約20dBの良好な放射パターンが得られている。図5は、周波数が560MHzの場合のZ−Y平面の放射パターンであり、+Z軸方向に最大利得を持ち、半値角が約70度、F/B比が約14dBの放射パターンが得られている。図6は、周波数が620MHzの場合のZ−Y平面の放射パターンであり、+Z軸方向に最大利得を持ち、半値角が約60度、F/B比が約10dBの放射パターンが得られている。図7は、周波数が650MHzの場合のZ−Y平面の放射パターンであり、+Z軸方向に最大利得を持ち、半値角が約60度、F/B比が約8dBの放射パターンが得られている。このように、使用周波数帯域にわたり少なくとも60度の大きい半値角を得ることができるようになる。
In the antenna device 1 having the dimensions described above, horizontal polarization is radiated in the Z direction perpendicular to the radiating element 13, and the radiation patterns corresponding to the frequency of the ZY plane are shown in FIGS. Show. However, in each radiation pattern, the maximum value is normalized to 0 dB.
FIG. 4 shows a radiation pattern on the ZY plane when the frequency is 500 MHz, with a maximum gain in the + Z-axis direction, a half-value angle of about 70 degrees, and an F / B (front / back) ratio of about 20 dB. A simple radiation pattern is obtained. FIG. 5 shows a radiation pattern on the ZY plane when the frequency is 560 MHz. A radiation pattern having a maximum gain in the + Z-axis direction, a half-value angle of about 70 degrees, and an F / B ratio of about 14 dB is obtained. Yes. FIG. 6 is a radiation pattern on the ZY plane when the frequency is 620 MHz, and a radiation pattern having a maximum gain in the + Z-axis direction, a half-value angle of about 60 degrees, and an F / B ratio of about 10 dB is obtained. Yes. FIG. 7 shows a radiation pattern on the ZY plane when the frequency is 650 MHz. A radiation pattern having a maximum gain in the + Z-axis direction, a half-value angle of about 60 degrees, and an F / B ratio of about 8 dB is obtained. Yes. In this way, a large half-value angle of at least 60 degrees can be obtained over the used frequency band.
次に、上述した寸法とした場合のアンテナ装置1におけるZ軸方向の利得の周波数特性を図8に示す。
図8を参照すると、本発明にかかるアンテナ装置1は、500MHzから650MHzの比帯域が約26%もの広範囲な周波数帯域において約1.3dBないし約3.0dBの利得が得られている。また、本発明にかかるアンテナ装置1において、0dB以上の利得を得ることができる周波数帯域は約470MHzないし約680MHzとなり、その比帯域は約36.5%もの広範囲な周波数帯域が得られている。
Next, FIG. 8 shows the frequency characteristics of the gain in the Z-axis direction in the antenna device 1 when the dimensions are as described above.
Referring to FIG. 8, in the antenna device 1 according to the present invention, a gain of about 1.3 dB to about 3.0 dB is obtained in a wide frequency band where the specific band from 500 MHz to 650 MHz is about 26%. In the antenna device 1 according to the present invention, the frequency band in which a gain of 0 dB or more can be obtained is about 470 MHz to about 680 MHz, and the frequency band is as wide as about 36.5%.
次に、本発明にかかるアンテナ装置1の放射素子13の作用を説明するために、図1ないし図3に示すアンテナ装置1において、放射素子13を取り去った図11に示す構成のアンテナ装置におけるZ軸方向の利得の周波数特性を本発明にかかるアンテナ装置1と対比して図9に示す。なお、図11に示す構成のアンテナにおいて各部の寸法は上述したアンテナ装置1と同じ寸法とされている。
図9を参照すると本発明にかかるアンテナ装置1から放射素子13を取り去った、アース板10とショート板11aおよび給電素子11bのみからなるアンテナでの利得の周波数特性では、本発明にかかるアンテナ装置1と比較して約7dB以上利得が低くなっている。このことから、給電素子11bは放射素子としての機能はほとんど無く、主に放射素子13へ給電する役割を担っていることがわかる。
Next, in order to explain the operation of the radiating element 13 of the antenna device 1 according to the present invention, in the antenna device 1 shown in FIGS. 1 to 3, the radiating element 13 is removed and the Z in the antenna device having the configuration shown in FIG. The frequency characteristics of the gain in the axial direction are shown in FIG. 9 in comparison with the antenna device 1 according to the present invention. Note that the dimensions of each part in the antenna having the configuration shown in FIG. 11 are the same as those of the antenna device 1 described above.
Referring to FIG. 9, in the frequency characteristic of the gain of the antenna including only the
次に、低姿勢アンテナの代表例である従来の逆F型アンテナにおけるZ軸方向の利得の周波数特性を本発明にかかるアンテナ装置1と対比する。対比する逆F型アンテナの構成の一例を図12に示す。図12に示す逆F型アンテナ200は、矩形の平板状のアース板210と、一端がアース板210に接続されており、アース板210に対してほぼ垂直に立設されているショート板211aと、このショート板211aの他端からほぼ直交して折曲されており、アース板210にほぼ平行に延伸している矩形の平板状の放射素子213とから構成されている。放射素子213において、ショート板211aからの距離b1の位置に同軸ケーブル212により給電されている。この場合、同軸ケーブル212の外部導体はアース板210に電気的に接続され、同軸ケーブル212の中心導体が放射素子213に接続される。この逆F型アンテナ200において、アース板210および放射素子213の寸法は、本発明にかかるアンテナ装置1のアース板10および放射素子13と同じ寸法とされ、ショート板211aはショート板11aと幅は同じであるが、高さが約20mmとされている。これにより、逆F型アンテナ200における放射素子213のアース板210に対する高さと、本発明にかかるアンテナ装置1における放射素子13のアース板10に対する高さは同じ高さとなる。また、逆F型アンテナ200において距離b1は逆F型アンテナを高利得に最適化された距離とされ、約20mmとされている。
Next, the frequency characteristic of the gain in the Z-axis direction in a conventional inverted-F antenna, which is a typical example of a low-profile antenna, is compared with the antenna device 1 according to the present invention. An example of the configuration of the inverted F-type antenna to be compared is shown in FIG. An inverted F-type antenna 200 shown in FIG. 12 includes a rectangular flat plate ground plate 210, one end connected to the ground plate 210, and a short plate 211 a erected substantially perpendicular to the ground plate 210. The short plate 211 a is bent from the other end substantially orthogonally, and is composed of a rectangular flat plate-like radiating element 213 extending substantially parallel to the ground plate 210. In the radiating element 213, power is supplied by the coaxial cable 212 at a position b1 away from the short plate 211a. In this case, the outer conductor of the coaxial cable 212 is electrically connected to the ground plate 210, and the central conductor of the coaxial cable 212 is connected to the radiating element 213. In this inverted F-type antenna 200, the dimensions of the ground plate 210 and the radiating element 213 are the same as those of the
図12に示す逆F型アンテナ200におけるZ軸方向の利得の周波数特性を図10に「従来例1」として示している。図12に示す「従来例1」の周波数特性を参照すると、最大利得は約1.5dB得られているが、0dB以上の利得を持つ周波数帯域はわずか約4%の比帯域とされている。このように、逆F型アンテナを高利得に最適化した場合は、その利得の周波数帯域が狭くなり、その比帯域は数%しか得られないことがわかる。
また、図11に示す逆F型アンテナ200において利得が最も広帯域になるよう最適化した逆F型アンテナ201の構成を図13に示す。図13に示す逆F型アンテナ201では、同軸ケーブル212により給電される放射素子213におけるショート板211aからの距離b2が約60mmとされて利得が最も広帯域になるよう最適化されている構成を除いて、逆F型アンテナ200と同様の構成とされている。この図13に示す逆F型アンテナ201におけるZ軸方向の利得の周波数特性を図10に「従来例2」として示している。図12に示す「従来例2」の周波数特性を参照すると、最大利得は約−3.5dBしか得られておらず、利得の周波数特性はブロードとなっているが−5dB以上とされる比帯域でもわずか約8%しか得られていない。このように、従来の逆F型アンテナにおいては、利得が広帯域になるよう最適化した場合は利得が小さくなり、利得の周波数帯域も本発明にかかるアンテナ装置1の利得の周波数特性にははるかに及ばないことがわかる。
The frequency characteristic of the gain in the Z-axis direction in the inverted F-type antenna 200 shown in FIG. 12 is shown as “conventional example 1” in FIG. Referring to the frequency characteristic of “conventional example 1” shown in FIG. 12, the maximum gain is about 1.5 dB, but the frequency band having a gain of 0 dB or more is a specific band of only about 4%. Thus, it can be seen that when the inverted-F antenna is optimized for high gain, the frequency band of the gain becomes narrow, and only a few percent of the ratio band can be obtained.
FIG. 13 shows the configuration of an inverted F-type antenna 201 that is optimized so that the gain is the widest band in the inverted F-type antenna 200 shown in FIG. In the inverted F-type antenna 201 shown in FIG. 13, except for a configuration in which the distance b2 from the short plate 211a in the radiating element 213 fed by the coaxial cable 212 is about 60 mm and the gain is optimized to have the widest bandwidth. Thus, the configuration is the same as that of the inverted F-type antenna 200. The frequency characteristic of the gain in the Z-axis direction in the inverted F-type antenna 201 shown in FIG. 13 is shown as “conventional example 2” in FIG. Referring to the frequency characteristic of “conventional example 2” shown in FIG. 12, the maximum gain is only about −3.5 dB, and the frequency characteristic of the gain is broad, but the ratio band that is set to −5 dB or more. However, only about 8% is obtained. As described above, in the conventional inverted-F antenna, when the gain is optimized to be a wide band, the gain becomes small, and the frequency band of the gain is much higher than the frequency characteristic of the gain of the antenna device 1 according to the present invention. It turns out that it does not reach.
なお、本発明にかかるアンテナ装置1のアンテナ形状は図1ないし図3に示すように平板状の矩形に限定することはなく、球面状や曲線状に構成してもよいが、各素子の幅は長辺を越えない範囲で設定する。さらに、各素子は、使用周波数の波長に比してはるかに小さい寸法の四角形や円形などの形状とされた穴を開けて軽量化を図ってもよいし、側面の辺を切り欠いて周囲長を変化させるようにしてもよい。また、同軸ケーブル12の中心導体と、給電素子11bの給電点の間に、コイルLやコンデンサCなどを利用した整合回路を挿入するようにしてもよい。 Note that the antenna shape of the antenna device 1 according to the present invention is not limited to a flat rectangular shape as shown in FIGS. 1 to 3, but may be configured as a spherical shape or a curved shape. Set within the range that does not exceed the long side. Furthermore, each element may be made lighter by making a hole with a shape that is much smaller than the wavelength of the operating frequency, such as a rectangle or a circle, and the side length is cut out to create a perimeter. May be changed. Further, a matching circuit using a coil L, a capacitor C, or the like may be inserted between the central conductor of the coaxial cable 12 and the feeding point of the feeding element 11b.
次に、本発明にかかるアンテナ装置1において放射素子13の長辺の長さL3をパラメータとした際のZ軸方向の利得の周波数特性を図14に示す。ところで、図8に示すように本発明にかかるアンテナ装置1において最大利得である約3dBは使用周波数帯域の低域とされる周波数500MHzにおいて得られている。そして、ブースタを挿入するアンテナ装置の場合は、アンテナ装置の最大利得は使用周波数帯域内で−2dB程度が得られていればよく、アンテナ利得が足らない場合はブースタにより補えばよい。従って、使用周波数帯域内での利得は、最大利得と最小利得の差が5dB以内であれば充分である。そこで、図14に示す利得の周波数特性では縦軸が利得差とされている。
図14に示すZ軸方向の利得の周波数特性においては、低域の周波数500MHz(f1)から高域の周波数650MHz(f2)にわたる周波数帯域を使用周波数帯域として、周波数f1の波長をλ1、周波数f2の波長をλ2とした際に、放射素子13の長辺の長さL3を約0.43λ2、約0.46λ2、約0.48λ2、約0.50λ2、約0.52λ2、約0.54λ2とした場合が示されている。なお、図8に示すZ軸方向の利得の周波数特性は長さL3が約0.50λ2とされた場合である。図14を参照すると、Z軸方向の利得の周波数特性において利得差が5dBを確保できるのは、放射素子13の長辺の長さL3が約0.43λ2〜約0.54λ2の範囲とされた場合であることがわかる。この場合、アース板10は放射素子13以上の大きさであればよいことから、アース板10は高域の周波数の波長λ2の約0.43λ2以上の大きさであればよいこととなる。
Next, FIG. 14 shows the frequency characteristic of the gain in the Z-axis direction when the length L3 of the long side of the radiating element 13 is used as a parameter in the antenna device 1 according to the present invention. Incidentally, as shown in FIG. 8, in the antenna apparatus 1 according to the present invention, the maximum gain of about 3 dB is obtained at a frequency of 500 MHz, which is a low frequency of the use frequency band. In the case of an antenna device into which a booster is inserted, it is sufficient that the maximum gain of the antenna device is about −2 dB within the use frequency band, and when the antenna gain is insufficient, the booster may be compensated. Therefore, the gain within the used frequency band is sufficient if the difference between the maximum gain and the minimum gain is within 5 dB. Therefore, the vertical axis represents the gain difference in the frequency characteristics of the gain shown in FIG.
In the frequency characteristics of the gain in the Z-axis direction shown in FIG. 14, the frequency band from the
次に、本発明にかかるアンテナ装置1において給電素子11bの長辺の長さL2をパラメータとした際のZ軸方向の利得の周波数特性を図15に示す。上述した理由から、図15に示す利得の周波数特性では縦軸が利得差とされている。
図15に示すZ軸方向の利得の周波数特性においては、前記周波数f1の波長をλ1、前記周波数f2の波長をλ2とした際に、給電素子11bの長辺の長さL2を約0.18λ1、約0.20λ1、約0.23λ1、約0.26λ1、約0.28λ1、約0.30λ1とした場合が示されている。なお、図8に示すZ軸方向の利得の周波数特性は長さL2が約0.23λ1とされた場合である。図15を参照すると、Z軸方向の利得の周波数特性において利得差が5dBを確保できるのは、給電素子11bの長辺の長さL2が約0.13λ1〜約0.26λ1の範囲とされた場合であることがわかる。
Next, FIG. 15 shows the frequency characteristics of the gain in the Z-axis direction when the antenna device 1 according to the present invention uses the length L2 of the long side of the feed element 11b as a parameter. For the reasons described above, the vertical axis represents the gain difference in the frequency characteristics of the gain shown in FIG.
In the frequency characteristic of the gain in the Z-axis direction shown in FIG. 15, when the wavelength of the frequency f1 is λ1 and the wavelength of the frequency f2 is λ2, the length L2 of the long side of the feed element 11b is about 0.18λ1. , About 0.20λ1, about 0.23λ1, about 0.26λ1, about 0.28λ1, and about 0.30λ1. The frequency characteristic of the gain in the Z-axis direction shown in FIG. 8 is when the length L2 is about 0.23λ1. Referring to FIG. 15, the reason why the gain difference of 5 dB can be secured in the frequency characteristic of the gain in the Z-axis direction is that the long side length L2 of the feed element 11b is in the range of about 0.13λ1 to about 0.26λ1. It turns out that this is the case.
次に、本発明にかかるアンテナ装置1においてショート板11aから給電素子11bにおいて給電される位置までの距離aをパラメータとした際のZ軸方向の利得の周波数特性を図16に示す。上述した理由から、図16に示す利得の周波数特性では縦軸が利得差とされている。
図16に示すZ軸方向の利得の周波数特性においては、前記周波数f1の波長をλ1、前記周波数f2の波長をλ2とした際に、ショート板11aから給電素子11bにおいて給電される位置までの距離aを約0.04λ2、約0.06λ2、約0.08λ2、約0.10λ2、約0.13λ2、約0.15λ2、約0.17λ2とした場合が示されている。なお、図8に示すZ軸方向の利得の周波数特性は距離aが約0.10λ2とされた場合である。図16を参照すると、Z軸方向の利得の周波数特性において利得差が5dBを確保できるのは、ショート板11aから給電素子11bにおいて給電される位置までの距離aが約0.04λ2〜約0.17λ2の範囲とされた場合であることがわかる。
Next, FIG. 16 shows the frequency characteristics of the gain in the Z-axis direction when the distance a from the short plate 11a to the position where power is fed by the feeding element 11b is used as a parameter in the antenna device 1 according to the present invention. For the reasons described above, the vertical axis represents the gain difference in the frequency characteristics of the gain shown in FIG.
In the frequency characteristic of the gain in the Z-axis direction shown in FIG. 16, when the wavelength of the frequency f1 is λ1 and the wavelength of the frequency f2 is λ2, the distance from the short plate 11a to the position where power is fed in the feed element 11b The case where a is about 0.04λ2, about 0.06λ2, about 0.08λ2, about 0.10λ2, about 0.13λ2, about 0.15λ2, and about 0.17λ2 is shown. The frequency characteristic of the gain in the Z-axis direction shown in FIG. 8 is when the distance a is about 0.10λ2. Referring to FIG. 16, the gain difference of 5 dB can be secured in the frequency characteristic of the gain in the Z-axis direction because the distance a from the short plate 11a to the position where power is fed in the feed element 11b is about 0.04λ2 to about 0. It can be seen that the range is 17λ2.
以上説明したように、本発明にかかる第1実施例のアンテナ装置1においては、給電素子11bの長さL2を約0.18λ1〜約0.30λ1の範囲とし、ショート板11aから給電素子11bにおいて給電される位置までの距離aを約0.04λ2〜約0.17λ2の範囲とし、放射素子13の長辺の長さL3を約0.43λ2〜約0.54λ2の範囲とすればよい。また、アース板10は放射素子13以上の大きさであればよいので、アース板10の長辺の長さL1を給電素子11bの長さL2以上とすればよい。上記使用周波数帯域では、アース板10から放射素子13までのアンテナ高(h1+h2)は約20mmであり、低域の周波数500MHz(f1)の波長λ1に対してわずか0.03λ1の非常に低姿勢で、広帯域にわたり利得が良好になるアンテナ装置1を実現することができる。
As described above, in the antenna device 1 according to the first embodiment of the present invention, the length L2 of the feed element 11b is set in the range of about 0.18λ1 to about 0.30λ1, and the short plate 11a to the feed element 11b The distance a to the position to be fed may be in the range of about 0.04λ2 to about 0.17λ2, and the long side length L3 of the radiating element 13 may be in the range of about 0.43λ2 to about 0.54λ2. Moreover, since the
次に、本発明の第2実施例のアンテナ装置2の構成を示す斜視図を図17に示す。
図17に示す第2実施例のアンテナ装置2は、ガラスエポキシ基板等の絶縁性の基板24を備え、基板24の一面にアンテナ装置2が設けられている。すなわち、横に長い矩形の平板状とされた金属板からなるアース板20が基板24にほぼ垂直に立設され、このアース板20上に金属板をL字状に折曲することにより形成されている給電部21が設けられている。さらに、給電部21に所定の間隙を介しほぼ平行に横に長い矩形の平板状とされた金属板からなる放射素子23が、基板24にほぼ垂直に立設されている。L字状の給電部21は、一端がアース板20に電気的に接続されており、アース板20に対してほぼ垂直に立設されているショート板21aと、このショート板21aの他端からほぼ直交して折曲されており、アース板20にほぼ平行に延伸している細長い給電素子21bとから構成されている。給電素子21bの他端は開放されており、給電素子21bの所定位置に基板24の一面に形成されている給電線路22により給電されている。この場合、基板24の裏面において給電線路22に対向してアース導体が形成されており、給電線路22はマイクロストリップ線路とされている。
Next, a perspective view showing the configuration of the
The
アース板20、給電部21および放射素子23は厚さ約0.5mmの銅板等の金属板を用いて形成されており、例えば、比誘電率がほぼ1である発泡スチロールによりアース板20、給電部21および放射素子23が図示するように基板24に固定されている。また、アース板20、給電部21および放射素子23を絶縁基板上に金属を蒸着あるいは金属箔を被着することにより形成するようにしても良い。さらに、アース板20、給電部21および放射素子23を基板24に樹脂などの絶縁性の支持台により固定したり、固定に際して挟持やねじで固着するようにしてもよい。
このように、第2実施例のアンテナ装置2は、基板24上にほぼ垂直にアンテナ装置2が配置されるよう構成されていることを除いて、実施例1のアンテナ装置1と同様の構成とされており、本発明の第2実施例にかかるアンテナ装置2は、図17に示す基板24に対して水平とされるX方向に水平偏波が放射されるようになる。また、第2実施例のアンテナ装置2において、放射素子23の長辺を大地に対して垂直に設置すると共に、その短辺を大地に対して水平に設置することで垂直偏波をX方向に放射することも可能である。
The ground plate 20, the power feeding portion 21 and the radiating element 23 are formed using a metal plate such as a copper plate having a thickness of about 0.5 mm. For example, the ground plate 20 and the power feeding portion are made of foamed polystyrene having a relative dielectric constant of approximately 1. 21 and the radiating element 23 are fixed to the substrate 24 as shown. Alternatively, the ground plate 20, the power feeding unit 21, and the radiating element 23 may be formed by vapor-depositing metal or depositing metal foil on an insulating substrate. Further, the ground plate 20, the power feeding unit 21, and the radiating element 23 may be fixed to the substrate 24 with an insulating support such as a resin, or may be fixed by clamping or screws when fixing.
Thus, the
第2実施例のアンテナ装置2の寸法は第1実施例のアンテナ装置1と同様とされており、低域の周波数f1から高域の周波数f2にわたる周波数帯域を使用周波数帯域とした際に、周波数f1の波長をλ1、周波数f2の波長をλ2とすると、給電素子21bの長さが約0.18λ1〜約0.30λ1とされ、ショート板21aから給電素子21bにおいて給電される位置までの距離が約0.04λ2ないし約0.17λ2とされ、放射素子23の長辺の長さが約0.43λ2〜約0.54λ2とされている。このように、第2実施例のアンテナ装置2も、給電素子の長さがλ1/4をほぼ中心とする所定範囲の低域の周波数に応じて定められる長さとされ、ショート板から給電素子において給電される所定位置までの距離がλ2/10をほぼ中心とする所定範囲の高域の周波数の波長に応じて定められる距離とされ、放射素子の長辺の長さがλ2/2をほぼ中心とする所定範囲の高域の周波数の波長に応じて定められる長さとされていると共に、アース板が放射素子以上の大きさとされていることを特徴としている。この構成により、本発明の第2実施例にかかるアンテナ装置2は、上記した第1実施例のアンテナ装置1と同様の放射パターンおよび利得の周波数特性を示し、周波数f1ないし周波数f2の広帯域とされる使用周波数帯域にわたり良好な電気的特性を示すようになる。
The dimensions of the
次に、第2実施例のアンテナ装置2を利用した指向特性を切り替えることができる本発明の第3実施例のアンテナ装置3の構成を示す平面図を図18に示す。
第3実施例のアンテナ装置3は、互いに直交するように配置された第1アンテナ3−1ないし第4アンテナ3−4の4つのアンテナを備えている。第1アンテナ3−1ないし第4アンテナ3−4の構成は、第2実施例のアンテナ装置2と同様の構成とされている。アンテナ装置3は、矩形のガラスエポキシ基板等の基板34をそなえ、この基板34の一面にほぼ直交して立設された矩形の筒状のアース板30が設けられている。この立設された矩形の筒状のアース板30の4面とされた各壁面をアース基板とする第1アンテナ3−1ないし第4アンテナ3−4が設けられている。
Next, FIG. 18 is a plan view showing the configuration of the
The
すなわち、アース板30の第1の壁面の外側に金属板をL字状に折曲することにより形成されている給電部31−1が設けられている。さらに、給電部31−1に所定の間隙を介しほぼ平行に横に長い矩形の平板状とされた金属板からなる放射素子33−1が、基板34にほぼ垂直に立設されている。L字状の給電部31−1は、一端がアース板30の第1の壁面の外面に電気的に接続されており、第1の壁面の外面に対してほぼ垂直に立設されているショート板31a−1と、このショート板31a−1の他端からほぼ直交して折曲されており、アース板30の第1の壁面の外面とほぼ平行に延伸している細長い給電素子31b−1とから構成されている。給電素子31b−1の他端は開放されており、給電素子31b−1の所定位置に基板34の一面に形成されている給電線路32−1により給電されている。この場合、基板34の裏面において矩形の筒状のアース板30の占有面積とほぼ同じ面積とされた破線で示す矩形のアース導体36が形成されており、給電線路32−1はマイクロストリップ線路とされている。このように、アース板30の第1の壁面の外側に第1アンテナ装置3−1が設けられている。
That is, a power feeding unit 31-1 formed by bending a metal plate in an L shape outside the first wall surface of the
また、アース板30の第2の壁面の外側には、第2アンテナ装置3−2が設けられている。第2アンテナ装置3−2は、第1アンテナ装置3−1と同様の構成とされており、アース板30の第2の壁面と、ショート板31a−2と給電素子31b−2とからなるL字状の給電部31−2と、放射素子33−2とから構成されている。給電素子31b−2の所定位置には基板34の一面に形成されているマイクロストリップ線路とされている給電線路32−2により給電されている。さらに、アース板30の第3の壁面の外側には、第3アンテナ装置3−3が設けられている。第3アンテナ装置3−3は、第1アンテナ装置3−1と同様の構成とされており、アース板30の第3の壁面と、ショート板31a−3と給電素子31b−3とからなるL字状の給電部31−3と、放射素子33−3とから構成されている。給電素子31b−3の所定位置には基板34の一面に形成されているマイクロストリップ線路とされている給電線路32−3により給電されている。さらにまた、アース板30の第4の壁面の外側には、第4アンテナ装置3−4が設けられている。第4アンテナ装置3−4は、第1アンテナ装置3−1と同様の構成とされており、アース板30の第4の壁面と、ショート板31a−4と給電素子31b−4とからなるL字状の給電部31−4と、放射素子33−4とから構成されている。給電素子31b−4の所定位置には基板34の一面に形成されているマイクロストリップ線路とされている給電線路32−4により給電されている。
Further, a second antenna device 3-2 is provided outside the second wall surface of the
第3実施例のアンテナ装置3における第1アンテナ3−1ないし第4アンテナ3−4の寸法は第2実施例のアンテナ装置2と同様とされており、低域の周波数f1から高域の周波数f2にわたる周波数帯域を使用周波数帯域とした際に、周波数f1の波長をλ1、周波数f2の波長をλ2とすると、給電素子31b−1〜31b−4の長さが約0.18λ1〜約0.30λ1とされ、ショート板31a−1〜31a−4から給電素子31b−1〜31b−4において給電される位置までの距離が約0.04λ2ないし約0.17λ2とされ、放射素子33−1〜33−4の長辺の長さが約0.43λ2〜約0.54λ2とされている。このように、第3実施例のアンテナ装置3における第1アンテナ3−1ないし第4アンテナ3−4も、給電素子の長さがλ1/4をほぼ中心とする所定範囲の低域の周波数に応じて定められる長さとされ、ショート板から給電素子において給電される所定位置までの距離がλ2/10をほぼ中心とする所定範囲の高域の周波数の波長に応じて定められる距離とされ、放射素子の長辺の長さがλ2/2をほぼ中心とする所定範囲の高域の周波数の波長に応じて定められる長さとされていると共に、アース板が放射素子以上の大きさとされていることを特徴としている。この構成により、本発明の第3実施例にかかるアンテナ装置3における第1アンテナ3−1ないし第4アンテナ3−4は、上記した第1実施例のアンテナ装置1と同様の放射パターンおよび利得の周波数特性を示し、周波数f1ないし周波数f2の広帯域とされる使用周波数帯域にわたり良好な電気的特性を示すようになる。
The dimensions of the first antenna 3-1 to the fourth antenna 3-4 in the
アンテナ装置3において、第1アンテナ3−1ないし第4アンテナ3−4からそれぞれ導出されている給電線路32−1ないし給電線路32−4は、制御部35に導入されている。制御部35は、給電するアンテナを第1アンテナ3−1ないし第4アンテナ3−4の内から選択することにより、アンテナ装置3の指向特性を切り替えるようにしている。アンテナ装置3における第1アンテナ3−1ないし第4アンテナ3−4からは、基板34に対して水平とされる方向に水平偏波が放射される。例えば、制御部35において第1アンテナ3−1が選択されて給電されると、アンテナ装置3の指向特性は図18の紙面において上方向となる。また、制御部35において第2アンテナ3−2が選択されて給電されると、アンテナ装置3の指向特性は図18の紙面において右方向となる。さらに、制御部35において第3アンテナ3−3が選択されて給電されると、アンテナ装置3の指向特性は図18の紙面において下方向となる。また、制御部35において第4アンテナ3−4が選択されて給電されると、アンテナ装置3の指向特性は図18の紙面において左方向となる。
In the
このように、本発明の第3実施例のアンテナ装置3においては、使用周波数帯域において半値角として少なくとも60度を得ることができることから、水平面内のいずれの方向にも指向特性を向けるよう切り替えることができるようになる。制御部35の構成の一例を図19に示す。制御部35は、給電源37に接続された可動接点aと第1アンテナ3−1ないし第4アンテナ3−4がそれぞれ接続されている固定接点b,c,d,eとを有するスイッチから構成されている。ここで、可動接点aを固定接点bに切り替えると、給電源37から第1アンテナ3−1に給電されるようになる。同様にして可動接点aを固定接点c,d,eに切り替えることにより、第3実施例のアンテナ装置3は電波が到来する方向に合わせて制御部35により第1アンテナ3−1ないし第4アンテナ3−4のいずれかを選択することで、最適な指向性をもつアンテナ装置3として動作するようになる。この場合、コイルLやコンデンサCなどの整合回路でインピーダンス調整を行ったり、位相器や合成器を用いて細かな指向性制御を行ってもよい。
なお、アンテナ装置3において、給電線路32−1ないし給電線路32−4をコプレナーラインとしても良い。また、図18に示す第3実施例のアンテナ装置3ではアース板30の断面形状は矩形とされているが、多角形として、多角形の各壁部の外側にそれぞれ単位とされる複数のアンテナを設けるようにして、制御部35によりいずれかのアンテナを選択するようにしてもよい。
As described above, in the
In the
以上説明した本発明にかかるアンテナ装置の実施例においては、地上デジタル放送用のアンテナ装置として説明したがこれに限るものではなく、使用周波数帯域が広帯域とされるアンテナ装置に適用することができる。 In the embodiment of the antenna device according to the present invention described above, the antenna device has been described as an antenna device for terrestrial digital broadcasting. However, the present invention is not limited to this, and can be applied to an antenna device in which a use frequency band is wide.
1 アンテナ装置、2 アンテナ装置、3 アンテナ装置、10 アース板、11 給電部、11a ショート板、11b 給電素子、12 同軸ケーブル、13 放射素子、20 アース板、21 給電部、21a ショート板、21b 給電素子、22 給電線路、23 放射素子、24 基板、30 アース板、31−1〜31−4 給電部、31a−1〜31a−4 ショート板、31b−1〜31b−4 給電素子、32−1〜32−4 給電線路、33−1〜33−4 放射素子、34 基板、35 制御部、36 アース導体、37 給電源、102 プリント基板、103 誘電体基板、105 接地電極、106 放射器、107 導線、108 導波用電極、111 筐体、200 逆F型アンテナ、201 逆F型アンテナ、210 アース板、211a ショート板、212 同軸ケーブル、213 放射素子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Antenna apparatus, 2 Antenna apparatus, 3 Antenna apparatus, 10 Ground board, 11 Feed part, 11a Short board, 11b Feed element, 12 Coaxial cable, 13 Radiation element, 20 Ground board, 21 Feed part, 21a Short board, 21b Feed Element, 22 Feed line, 23 Radiation element, 24 Substrate, 30 Ground plate, 31-1 to 31-4 Feed part, 31a-1 to 31a-4 Short plate, 31b-1 to 31b-4 Feed element, 32-1 32-4 Feed line, 33-1-33-4 Radiating element, 34 Substrate, 35 Control unit, 36 Ground conductor, 37 Power supply, 102 Printed circuit board, 103 Dielectric substrate, 105 Ground electrode, 106 Radiator, 107 Conductor, 108 Waveguide electrode, 111 Housing, 200 Inverted F type antenna, 201 Inverted F type antenna, 210 Ground plate 211a short plates, 212 coaxial cable, 213 radiating element
Claims (4)
該アース板上に配置され、該アース板に一端が接続されているショート板と、該ショート板の他端からほぼ直交して前記アース板にほぼ平行に延伸する給電素子とからなる給電部と、
該給電部における前記給電素子の所定位置に給電する給電手段と、
前記給電部上に所定間隙を介してほぼ平行に配置された前記給電部の全面を覆う放射素子とを備え、
低域の周波数f1から高域の周波数f2にわたる周波数帯域が使用周波数帯域とされ、周波数f1の波長をλ1、周波数f2の波長をλ2とした際に、前記給電素子の長さが約0.13λ1〜約0.26λ1の長さとされ、前記ショート板から前記給電素子において給電される前記所定位置までの距離が約0.04λ2〜約0.17λ2の距離とされ、前記放射素子の長辺の長さが約0.43λ2〜約0.54λ2の長さとされていると共に、前記アース板が前記放射素子以上の大きさとされていることを特徴とするアンテナ装置。 An earth plate,
A power feeding portion comprising: a short plate disposed on the ground plate and having one end connected to the ground plate; and a power feeding element extending substantially parallel to the ground plate at a right angle from the other end of the short plate; ,
Power supply means for supplying power to a predetermined position of the power supply element in the power supply unit;
A radiating element that covers the entire surface of the power feeding unit disposed substantially in parallel with a predetermined gap on the power feeding unit;
The frequency band extending from the low frequency f1 to the high frequency f2 is the use frequency band, and when the wavelength of the frequency f1 is λ1 and the wavelength of the frequency f2 is λ2, the length of the feeding element is about 0.13λ1. is the length of about 0.26Ramuda1, distance from the short plate to the predetermined position to be fed at the feed element is about 0.04λ2~ about 0.17λ2 distance, the head of the long sides of the radiation element The length of the antenna device is about 0.43λ2 to about 0.54λ2, and the ground plate is larger than the radiating element.
該アース板に一端が接続されているショート板と、該ショート板の他端からほぼ直交して延伸され、前記アース板にほぼ平行に配置されている給電素子とからなる給電部と、
前記絶縁基板上に形成されており、前記給電部における前記給電素子の所定位置に給電する給電線路と、
前記給電素子の全面を覆うように、前記給電素子に所定間隙を介してほぼ平行に配置され、前記絶縁基板上にほぼ直交して立設されている放射素子とを備え、
低域の周波数f1から高域の周波数f2にわたる周波数帯域が使用周波数帯域とされ、周波数f1の波長をλ1、周波数f2の波長をλ2とした際に、前記給電素子の長さが約0.18λ1〜約0.30λ1の長さとされ、前記ショート板から前記給電素子において給電される前記所定位置までの距離が約0.04λ2〜約0.17λ2の距離とされ、前記放射素子の長辺の長さが約0.43λ2〜約0.54λ2の長さとされていると共に、前記アース板が前記放射素子以上の大きさとされていることを特徴とするアンテナ装置。 A ground plate erected substantially perpendicular to one surface of the flat insulating substrate;
A power feeding unit comprising a short plate having one end connected to the ground plate, and a power feeding element extending substantially orthogonally from the other end of the short plate and disposed substantially parallel to the ground plate;
A feed line that is formed on the insulating substrate and feeds a predetermined position of the feed element in the feed unit;
A radiation element that is disposed substantially parallel to the power supply element with a predetermined gap so as to cover the entire surface of the power supply element, and is erected substantially orthogonally on the insulating substrate;
A frequency band extending from a low frequency f1 to a high frequency f2 is a use frequency band, and when the wavelength of the frequency f1 is λ1 and the wavelength of the frequency f2 is λ2, the length of the feeding element is about 0.18λ1. is the length of about 0.30Ramuda1, distance from the short plate to the predetermined position to be fed at the feed element is about 0.04λ2~ about 0.17λ2 distance, the head of the long sides of the radiation element The length of the antenna device is about 0.43λ2 to about 0.54λ2, and the ground plate is larger than the radiating element.
該アース板における多角形の各外面に一端が接続されているショート板と、該ショート板の他端からほぼ直交して延伸され、前記アース板にほぼ平行に配置されている給電素子とからなり、前記アース板における多角形の各外面毎に設けられている複数の給電部と、
前記各給電素子の所定位置に給電するよう前記絶縁基板上に形成されており、前記アース板における多角形の各外面に対応して設けられている複数の給電線路と、
前記各給電素子の全面をそれぞれ覆うように、前記各給電素子上に所定間隙を介してほぼ平行に配置され、前記アース板における多角形の各外面毎に前記絶縁基板上にほぼ直交して立設されている複数の放射素子と、
前記絶縁基板上に設けられ、前記複数の給電線路に選択的に給電する制御部とを備え、
低域の周波数f1から高域の周波数f2にわたる周波数帯域が使用周波数帯域とされ、周波数f1の波長をλ1、周波数f2の波長をλ2とした際に、前記給電素子の長さが約0.18λ1〜約0.30λ1の定められる長さとされ、前記ショート板から前記給電素子において給電される前記所定位置までの距離が約0.04λ2〜約0.17λ2の距離とされ、前記放射素子の長辺の長さが約0.43λ2〜約0.54λ2の長さとされていると共に、前記アース板が前記放射素子以上の大きさとされていることを特徴とするアンテナ装置。 A polygonal cylindrical earth plate standing substantially perpendicular to one surface of the flat insulating substrate;
A short plate having one end connected to each polygonal outer surface of the ground plate, and a feeding element extending substantially orthogonally from the other end of the short plate and disposed substantially parallel to the ground plate A plurality of power supply portions provided for each outer surface of the polygon in the ground plate,
A plurality of feed lines that are formed on the insulating substrate so as to feed power to predetermined positions of the feed elements, and are provided corresponding to polygonal outer surfaces of the ground plate;
Each of the feeding elements is arranged substantially in parallel with a predetermined gap so as to cover the entire surface of each of the feeding elements, and each polygonal outer surface of the ground plate stands substantially orthogonally on the insulating substrate. A plurality of radiating elements installed;
A control unit that is provided on the insulating substrate and selectively supplies power to the plurality of power supply lines ;
A frequency band extending from a low frequency f1 to a high frequency f2 is a use frequency band, and when the wavelength of the frequency f1 is λ1 and the wavelength of the frequency f2 is λ2, the length of the feeding element is about 0.18λ1. The distance from the short plate to the predetermined position fed by the feeding element is a distance of about 0.04λ2 to about 0.17λ2, and the long side of the radiating element Is about 0.43λ2 to about 0.54λ2, and the ground plate is larger than the radiating element .
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