JP5189004B2 - Monopole antenna - Google Patents

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Description

本発明は、モノポールアンテナに関連し、特にUWB(Ultra Wide Band)用モノポールアンテナに関する。   The present invention relates to a monopole antenna, and more particularly to a monopole antenna for UWB (Ultra Wide Band).

超広帯域での大容量通信手段としてUWBを利用した無線通信が注目されている。これにより、2002年にアメリカのFCC(Federal Communications Commission)規格により3.1GHzから10.6GHzでの使用が認可された。   Wireless communication using UWB is attracting attention as a large-capacity communication means in an ultra-wide band. As a result, in 2002, the use of 3.1 GHz to 10.6 GHz was approved by the American FCC (Federal Communications Commission) standard.

UWB通信に用いられるアンテナには、超広帯域でかつ小型の構造が求められる。この要望を満たすため、放射素子とグランド板が同一面上に配置されたアンテナが提案されている(例えば、特許文献1参照。)。   An antenna used for UWB communication is required to have an ultra-wideband and small structure. In order to satisfy this demand, an antenna in which a radiating element and a ground plate are arranged on the same plane has been proposed (see, for example, Patent Document 1).

従来のアンテナは、放射素子とグランド板が同一面上に配置され、放射素子にループを形成し、グランド板の面積を放射素子よりも大きくしている。この構成とすることで、およそ3GHz以上の周波数帯域において、VSWR(Voltage Standing Wave Ratio)を2以下としている。   In the conventional antenna, the radiating element and the ground plate are arranged on the same plane, a loop is formed in the radiating element, and the area of the ground plate is made larger than that of the radiating element. With this configuration, the VSWR (Voltage Standing Wave Ratio) is set to 2 or less in a frequency band of about 3 GHz or more.

特開2007−235404号公報JP 2007-235404 A

しかし、従来のモノポールアンテナは、アンテナの指向性が強かった。   However, the conventional monopole antenna has a strong antenna directivity.

そこで、本発明は、放射素子とグランド板が同一面上に配置されているモノポールアンテナにおいて、アンテナの無指向性を向上することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to improve the omnidirectionality of a monopole antenna in which a radiating element and a ground plate are arranged on the same plane.

発明者らは、実験により、放射素子とグランド板が同一面上に配置されているモノポールアンテナにおいて、グランド板への給電点に接続された帯状導体を放射素子に沿って配置することで、モノポールアンテナの無指向性が向上することを発見した。   The inventors of the present invention, by experiment, in the monopole antenna in which the radiating element and the ground plate are arranged on the same plane, by arranging the strip-shaped conductor connected to the feeding point to the ground plate along the radiating element, We found that the omnidirectionality of the monopole antenna is improved.

具体的には、本発明に係るモノポールアンテナは、放射素子とグランド板が同一面上に配置され、前記放射素子及び前記グランド板への給電点が両者を横断する第1の直線上に配置されているモノポールアンテナであって、一端が前記グランド板への前記給電点に接続され、他端が開放されている帯状導体を備え、前記帯状導体は、前記放射素子の外周に沿って配置され、前記帯状導体と前記放射素子との間隔は、前記帯状導体の前記一端から前記他端に向けて連続的に広がっていることを特徴とする。   Specifically, in the monopole antenna according to the present invention, the radiating element and the ground plate are arranged on the same plane, and a feeding point to the radiating element and the ground plate is arranged on a first straight line that crosses both. A monopole antenna having one end connected to the feeding point to the ground plate and the other end being open, the band conductor being disposed along the outer periphery of the radiating element The interval between the strip conductor and the radiating element is characterized by continuously spreading from the one end to the other end of the strip conductor.

本発明により、放射素子とグランド板が同一面上に配置されているモノポールアンテナにおいて、アンテナの無指向性を向上することができる。   According to the present invention, in the monopole antenna in which the radiating element and the ground plate are arranged on the same plane, the omnidirectionality of the antenna can be improved.

本発明に係るモノポールアンテナでは、前記放射素子及び前記グランド板の外周形状は、前記第1の直線に対して線対称であり、前記帯状導体の前記他端は、前記放射素子の外周のうち、前記放射素子と前記グランド板が対向する近接部を超えかつ前記第1の直線を交差しない位置まで伸びていることが好ましい。   In the monopole antenna according to the present invention, the outer peripheral shape of the radiating element and the ground plate is axisymmetric with respect to the first straight line, and the other end of the strip conductor is the outer periphery of the radiating element. It is preferable that the radiating element and the ground plate extend to a position that does not cross the first straight line beyond a proximity portion where the radiating element and the ground plate face each other.

本発明に係るモノポールアンテナでは、前記グランド板への前記給電点及び前記帯状導体の前記他端を結ぶ直線と前記グランド板への前記給電点及び前記放射素子の前記給電点を結ぶ直線とのなす角度は、5°以上であることが好ましい。
当該角度が5°未満のときに、アンテナの指向性が強くなる場合がある。このため、本発明により、当該角度が5°以上とすることで、アンテナの無指向性を向上することができる。
In the monopole antenna according to the present invention, a straight line connecting the feeding point to the ground plate and the other end of the strip conductor, and a straight line connecting the feeding point to the ground plate and the feeding point of the radiating element. The formed angle is preferably 5 ° or more.
When the angle is less than 5 °, the directivity of the antenna may become strong. For this reason, according to the present invention, the omnidirectionality of the antenna can be improved by setting the angle to 5 ° or more.

本発明に係るモノポールアンテナでは、前記帯状導体の幅は、0.1mm以上2mm以下であることが好ましい。
帯状導体の幅が2mmを超えると、アンテナの指向性が強くなる場合がある。このため、本発明により、アンテナの無指向性を向上することができる。
一方、帯状導体の幅が0.1mm以上であることで、本発明に係るモノポールアンテナの製造が容易となる。このため、本発明により、モノポールアンテナの製造コストを抑えることができる。
In the monopole antenna according to the present invention, the width of the strip-shaped conductor is preferably 0.1 mm or more and 2 mm or less.
If the width of the strip conductor exceeds 2 mm, the directivity of the antenna may become strong. For this reason, according to the present invention, the omnidirectionality of the antenna can be improved.
On the other hand, when the width of the strip-shaped conductor is 0.1 mm or more, the monopole antenna according to the present invention can be easily manufactured. For this reason, the manufacturing cost of the monopole antenna can be suppressed by the present invention.

本発明に係るモノポールアンテナでは、前記放射素子及び前記グランド板は、ループ状であり、前記放射素子と前記グランド板が対向する近接部における前記放射素子の外周の形状と前記グランド板の外周の形状とは、前記第1の直線に直交する第2の直線に対して線対称であることが好ましい。
本発明に係る構成とすることで、アンテナの無指向性を向上することが実験により確認されている。また、本発明に係る構成とすることで、グランド板と放射素子の面積を同一にできることが実験により確認されている。したがって、本発明により、モノポールアンテナの無指向性の向上及び小型化が可能となる。
In the monopole antenna according to the present invention, the radiating element and the ground plate have a loop shape, and the shape of the outer periphery of the radiating element and the outer periphery of the ground plate in a proximity portion where the radiating element and the ground plate face each other The shape is preferably line symmetric with respect to a second straight line orthogonal to the first straight line.
It has been confirmed by experiments that the omnidirectionality of the antenna is improved by adopting the configuration according to the present invention. In addition, it has been confirmed by experiments that the ground plate and the radiating element can have the same area by adopting the configuration according to the present invention. Therefore, according to the present invention, it is possible to improve the omnidirectionality and size of the monopole antenna.

本発明によれば、放射素子とグランド板が同一面上に配置されているモノポールアンテナにおいて、アンテナの無指向性を向上することができる。   According to the present invention, in the monopole antenna in which the radiating element and the ground plate are arranged on the same plane, the omnidirectionality of the antenna can be improved.

本実施形態に係るモノポールアンテナの構成概略図である。It is a composition schematic diagram of the monopole antenna concerning this embodiment. 放射素子及びグランド板の第1形態を示すピックアップ図である。It is a pick-up figure which shows the 1st form of a radiation element and a ground board. 放射素子及びグランド板の他形態を示す構成概略図であり、(a)は第2形態、(b)は第3形態、(c)は第4形態、(d)は第5形態、(e)は第6形態、(f)は第7形態を示す。It is the structure schematic which shows the other form of a radiation element and a ground board, (a) is a 2nd form, (b) is a 3rd form, (c) is a 4th form, (d) is a 5th form, (e ) Shows the sixth embodiment, and (f) shows the seventh embodiment. 実施例1に係るモノポールアンテナのVSWR特性の測定結果である。3 is a measurement result of VSWR characteristics of the monopole antenna according to Example 1. FIG. 実施例1に係るモノポールアンテナの指向性の測定結果である。3 is a measurement result of directivity of the monopole antenna according to Example 1. FIG.

添付の図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。以下に説明する実施の形態は本発明の構成の例であり、本発明は、以下の実施の形態に制限されるものではない。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The embodiment described below is an example of the configuration of the present invention, and the present invention is not limited to the following embodiment.

図1は、本実施形態に係るモノポールアンテナの構成概略図である。本実施形態に係るモノポールアンテナは、グランド板11と、放射素子12と、グランド板11への給電点13と、放射素子12への給電点14と、帯状導体15と、を備える。放射素子12とグランド板11は、互いに対向する近接部を有する。本実施形態では、放射素子12の外周の一部22とグランド板11の外周の一部21が対向し、近接部を構成している。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a monopole antenna according to the present embodiment. The monopole antenna according to the present embodiment includes a ground plate 11, a radiating element 12, a feeding point 13 to the ground plate 11, a feeding point 14 to the radiating element 12, and a strip conductor 15. The radiating element 12 and the ground plate 11 have proximity portions that face each other. In the present embodiment, a part 22 on the outer periphery of the radiating element 12 and a part 21 on the outer periphery of the ground plate 11 are opposed to each other to form a proximity portion.

放射素子12とグランド板11が同一面上に配置されている。例えば、放射素子12とグランド板11は、共通の基板上に形成されている。基板材料は、ポリイミドやポリエチレンテレフタレート(PET)などの絶縁体であってもよいが、エポキシ樹脂やアクリル樹脂などの誘電体であってもよい。本実施形態に係るモノポールアンテナは、基板材料が絶縁体であっても、良好なVSWR特性を得つつ、小型にすることができる。基板材料が誘電体であることで、モノポールアンテナの更なる小型化を図ることができる。   The radiating element 12 and the ground plate 11 are disposed on the same plane. For example, the radiating element 12 and the ground plate 11 are formed on a common substrate. The substrate material may be an insulator such as polyimide or polyethylene terephthalate (PET), but may be a dielectric such as an epoxy resin or an acrylic resin. The monopole antenna according to this embodiment can be reduced in size while obtaining good VSWR characteristics even if the substrate material is an insulator. Since the substrate material is a dielectric, the monopole antenna can be further reduced in size.

放射素子12及びグランド板11の外周の形状は、両者を横断する第1の直線Aに対して線対称である。例えば、放射素子12及びグランド板11の外周の形状が楕円であれば、楕円の短軸が第1の直線A上に配置される。放射素子12及びグランド板11の外周の形状は、楕円に限られず、円、楕円、多角形及びこれらの組み合わせにすることができる。この場合、放射素子12及びグランド板11の外周の形状の中心点が第1の直線A上に配置される。放射素子12とグランド板11は、第1の直線A上で最も近接することが好ましい。   The shapes of the outer circumferences of the radiating element 12 and the ground plate 11 are line symmetric with respect to the first straight line A that crosses both. For example, if the outer peripheral shape of the radiating element 12 and the ground plate 11 is an ellipse, the minor axis of the ellipse is arranged on the first straight line A. The shape of the outer periphery of the radiation element 12 and the ground plate 11 is not limited to an ellipse, and may be a circle, an ellipse, a polygon, or a combination thereof. In this case, the center points of the outer peripheral shapes of the radiating element 12 and the ground plate 11 are arranged on the first straight line A. The radiating element 12 and the ground plate 11 are preferably closest to each other on the first straight line A.

給電点13及び14が、第1の直線A上に配置されている。これにより、放射素子12とグランド板11が最も近接する位置に給電することができる。給電点13及び14は、第2の直線Bから等距離の位置に配置されることが好ましい。ここで、第2の直線Bは、第1の直線Aに直交し、放射素子12とグランド板11の中心を通る直線である。給電点13と給電点14の距離は0.2mm以上であることが好ましく、さらに、略0.35mmであることが好ましい。   The feeding points 13 and 14 are arranged on the first straight line A. Thereby, it is possible to supply power to the position where the radiating element 12 and the ground plate 11 are closest. The feeding points 13 and 14 are preferably arranged at a position equidistant from the second straight line B. Here, the second straight line B is a straight line orthogonal to the first straight line A and passing through the centers of the radiating element 12 and the ground plate 11. The distance between the feeding point 13 and the feeding point 14 is preferably 0.2 mm or more, and more preferably approximately 0.35 mm.

帯状導体15は、放射素子12とグランド板11の間に、放射素子12の外周に沿って配置されている。また、帯状導体15の一端はグランド板11への給電点13に接続され、帯状導体15の他端は開放されている。このような構造から、帯状導体15は、キャパシタンスとして機能していると考えられる。ここで、給電点13は第1の直線A上に配置されているので、帯状導体15は、第1の直線Aで分けられる片方に配置される。これにより、放射素子12のうちの第1の直線Aで分けられる片方に、リアクタンスが発生していると考えられる。   The strip conductor 15 is disposed between the radiating element 12 and the ground plate 11 along the outer periphery of the radiating element 12. One end of the strip conductor 15 is connected to a feeding point 13 to the ground plate 11 and the other end of the strip conductor 15 is open. From such a structure, it is considered that the strip conductor 15 functions as a capacitance. Here, since the feeding point 13 is arranged on the first straight line A, the strip conductor 15 is arranged on one side divided by the first straight line A. Thereby, it is considered that reactance is generated in one of the radiating elements 12 divided by the first straight line A.

帯状導体15の幅は、0.1mm以上2mm以下であることが好ましい。帯状導体15の幅は、均一でもよいし、不均一でもよい。不均一な場合は、帯状導体15の幅が最も細い部分で0.1mm以上、帯状導体15の幅が最も太い部分で2mm以下であることが好ましい。帯状導体15の幅が0.1mm以上であれば、印刷や打ち抜きによって、帯状導体15を容易に形成することができる。   The width of the strip conductor 15 is preferably 0.1 mm or more and 2 mm or less. The width of the strip conductor 15 may be uniform or non-uniform. In the case of non-uniformity, it is preferable that the width of the strip-shaped conductor 15 is 0.1 mm or more at the narrowest portion and the width of the strip-shaped conductor 15 is 2 mm or less at the thickest portion. If the width of the strip-shaped conductor 15 is 0.1 mm or more, the strip-shaped conductor 15 can be easily formed by printing or punching.

放射素子12は、ループ状である。例えば、放射素子12の中心部分の導体が除去された構造となっている。導体が除去された内周部分の形状は、例えば、円形、楕円形、三角形以上の多角形またはこれらの組み合わせなどの任意の形状とすることができる。グランド板11も、放射素子12と同様にループ状であることが好ましい。   The radiating element 12 has a loop shape. For example, the structure is such that the conductor at the center of the radiating element 12 is removed. The shape of the inner peripheral portion from which the conductor has been removed can be any shape such as a circle, an ellipse, a polygon more than a triangle, or a combination thereof. Similarly to the radiating element 12, the ground plate 11 is preferably in a loop shape.

図2は、放射素子及びグランド板の第1形態を示すピックアップ図である。
Lx1は放射素子12の外周の長径、Ly1は放射素子12の外周の短径、Lx2は放射素子12の内周の長径、Ly2は放射素子12の内周の短径、Lx3はグランド板11の外周の長径、Ly3はグランド板11の外周の短径、Lx4はグランド板11の内周の長径、Ly4はグランド板11の内周の短径である。
Wy1は第2の直線Bに遠い側の放射素子12の内周から外周までの幅、Wy2は第2の直線Bに近い側の放射素子12の内周から外周までの幅、Wy3は第2の直線Bに近い側のグランド板11の内周から外周までの幅、Wy4は第2の直線Bに遠い側のグランド板11の内周から外周までの幅である。
D1は第2の直線Bと放射素子12の外周の一部22との距離、D2は第2の直線Bとグランド板11の外周の一部21との距離である。
FIG. 2 is a pickup diagram showing a first form of the radiating element and the ground plate.
Lx1 is the major axis of the outer circumference of the radiating element 12, Ly1 is the minor axis of the outer circumference of the radiating element 12, Lx2 is the major axis of the inner circumference of the radiating element 12, Ly2 is the minor axis of the inner circumference of the radiating element 12, and Lx3 is the minor axis of the inner circumference of the radiating element 12 The major axis of the outer periphery, Ly3 is the minor axis of the outer periphery of the ground plate 11, Lx4 is the major axis of the inner periphery of the ground plate 11, and Ly4 is the minor axis of the inner periphery of the ground plate 11.
Wy1 is the width from the inner circumference to the outer circumference of the radiating element 12 on the side far from the second straight line B, Wy2 is the width from the inner circumference to the outer circumference of the radiating element 12 on the side closer to the second straight line B, and Wy3 is the second The width from the inner periphery to the outer periphery of the ground plate 11 on the side close to the straight line B, Wy4 is the width from the inner periphery to the outer periphery of the ground plate 11 on the side far from the second straight line B.
D1 is the distance between the second straight line B and the outer peripheral portion 22 of the radiating element 12, and D2 is the distance between the second straight line B and the outer peripheral portion 21 of the ground plate 11.

帯状導体15と放射素子12との間隔Fは、給電点13に接続されている一端から開放されている他端に向けて連続的に広がっている。このため、間隔Fは、給電点13に接続されている端部で最小となり、開放されている端部で最大となる。間隔Fは、5mm以内であることが好ましい。   An interval F between the strip conductor 15 and the radiating element 12 continuously extends from one end connected to the feeding point 13 to the other open end. For this reason, the space | interval F becomes the minimum in the edge part connected to the feed point 13, and becomes the maximum in the open edge part. The interval F is preferably within 5 mm.

帯状導体15の開放されている他端は、放射素子12の外周のうち、放射素子12とグランド板11が対向する近接部を超えかつ第1の直線Aを超えない位置まで伸びている。例えば、帯状導体15の他端は、放射素子12の外周の一部23に対向する。放射素子12の外周の一部23は、放射素子12の外周のうち、放射素子12の外周の一部22よりも第2の直線Bから遠く、かつ、第1の直線Aで分けられた片方の領域である。このように、帯状導体15は、グランド板11への給電点13から放射素子12へ90°以内の範囲に配置され、放射素子12の外周を半周することはない。   The other open end of the belt-like conductor 15 extends to a position on the outer periphery of the radiating element 12 that exceeds the proximity portion where the radiating element 12 and the ground plate 11 face each other and does not exceed the first straight line A. For example, the other end of the strip-shaped conductor 15 faces a part 23 on the outer periphery of the radiating element 12. A part 23 of the outer circumference of the radiating element 12 is one of the outer circumferences of the radiating element 12 farther from the second straight line B than the part 22 of the outer circumference of the radiating element 12 and divided by the first straight line A. It is an area. In this way, the strip-shaped conductor 15 is disposed within a range of 90 ° from the feeding point 13 to the ground plate 11 to the radiating element 12, and does not wrap around the outer periphery of the radiating element 12.

グランド板11への給電点13及び帯状導体の他端を結ぶ直線とグランド板11への給電点13及び放射素子12の給電点14を結ぶ直線とのなす角度θは、5°以上であることが好ましい。ここで、給電点13及び給電点14は第1の直線A上に配置される場合、給電点13及び給電点14を結ぶ直線は第1の直線Aとなる。帯状導体15の他端が第1の直線Aと交差せず、かつ、角度θが5°以上となるように、帯状導体15の長さを調整することで、モノポールアンテナのVSWR特性を向上することができる。   An angle θ formed by a straight line connecting the feeding point 13 to the ground plate 11 and the other end of the strip conductor and a straight line connecting the feeding point 13 to the ground plate 11 and the feeding point 14 of the radiating element 12 is 5 ° or more. Is preferred. Here, when the feeding point 13 and the feeding point 14 are arranged on the first straight line A, the straight line connecting the feeding point 13 and the feeding point 14 becomes the first straight line A. The VSWR characteristics of the monopole antenna are improved by adjusting the length of the strip conductor 15 so that the other end of the strip conductor 15 does not intersect the first straight line A and the angle θ is 5 ° or more. can do.

放射素子12の外周の一部22の形状とグランド板11の外周の一部21の形状とは、第2の直線Bに対して線対称である。例えば、第1の直線Aに平行な直線上における距離D1と距離D2は等しい。   The shape of the outer peripheral portion 22 of the radiating element 12 and the outer peripheral portion 21 of the ground plate 11 are symmetrical with respect to the second straight line B. For example, the distance D1 and the distance D2 on the straight line parallel to the first straight line A are equal.

放射素子12の外周の一部22とグランド板11の外周の一部21は、第1の直線A上で放射素子12とグランド板11が最も近接するような湾曲形状を有していることが好ましい。特に、放射素子12の外周の一部22とグランド板11の外周の一部21の形状は、楕円の一部であることが好ましい。この場合、楕円の短軸が第1の直線A上に配置される。   A part 22 of the outer periphery of the radiating element 12 and a part 21 of the outer periphery of the ground plate 11 have a curved shape such that the radiating element 12 and the ground plate 11 are closest to each other on the first straight line A. preferable. In particular, the shape of the outer peripheral portion 22 of the radiating element 12 and the outer peripheral portion 21 of the ground plate 11 is preferably an elliptical portion. In this case, the minor axis of the ellipse is arranged on the first straight line A.

放射素子12とグランド板11が最も近接する第1の直線A上での放射素子12とグランド板11の距離(D1+D2)は、0.2mm以上であることが好ましく、さらに、略0.35mmであることが好ましい。   The distance (D1 + D2) between the radiating element 12 and the ground plate 11 on the first straight line A where the radiating element 12 and the ground plate 11 are closest is preferably 0.2 mm or more, and is further approximately 0.35 mm. Preferably there is.

放射素子12の外周形状及び内周形状は、楕円の短軸が第1の直線A上に配置されている楕円であることが好ましい。この場合、放射素子12の外周の長径は、14mm以上40mm以下であることが好ましい。また、長径と短径の比Lx1:Ly1及びLx2:Ly2は、1:0.3以上1:0.7以下であることが好ましい。特に長径と短径の比は2:1であることが好ましく、Lx1が40mmの場合、Ly1は20mm、Lx2は20mm、Ly2は10mmであることが好ましい。   The outer peripheral shape and inner peripheral shape of the radiating element 12 are preferably an ellipse in which the minor axis of the ellipse is arranged on the first straight line A. In this case, the major axis of the outer periphery of the radiating element 12 is preferably 14 mm or greater and 40 mm or less. Further, the ratio of the major axis to the minor axis Lx1: Ly1 and Lx2: Ly2 is preferably 1: 0.3 or more and 1: 0.7 or less. In particular, the ratio of the major axis to the minor axis is preferably 2: 1. When Lx1 is 40 mm, Ly1 is preferably 20 mm, Lx2 is 20 mm, and Ly2 is preferably 10 mm.

放射素子12の外周の形状と内周の形状は、長径と短径の比すなわち楕円率が等しい楕円であることが好ましい。例えば、Lx1/Ly1=Lx2/Ly2の関係を有する。グランド板11も同様であり、Lx3/Ly3=Lx4/Ly4の関係を有することが好ましい。   The shape of the outer periphery and the inner periphery of the radiating element 12 is preferably an ellipse having the same ratio of major axis to minor axis, that is, ellipticity. For example, there is a relationship of Lx1 / Ly1 = Lx2 / Ly2. The ground plate 11 is the same, and preferably has a relationship of Lx3 / Ly3 = Lx4 / Ly4.

放射素子12の内周の長径は、放射素子12の外周の短径に等しいことが好ましい。例えば、Ly1=Lx2の関係を有する。グランド板11も同様であり、この場合、Ly3=Lx4の関係を有する。   The major axis of the inner periphery of the radiating element 12 is preferably equal to the minor axis of the outer periphery of the radiating element 12. For example, it has a relationship of Ly1 = Lx2. The ground plate 11 is the same, and in this case, there is a relationship of Ly3 = Lx4.

放射素子12とグランド板11は、同一形状かつ同一面積であることが好ましい。特に、放射素子12の外周及び内周の形状と、グランド板11の外周及び内周の形状は、楕円率の等しい楕円形であることが好ましい。この場合、Lx1/Ly1=Lx2/Ly2=Lx3/Ly3=Lx4/Ly4、かつWy2=Wy3、かつWy1=Wy4の関係を有する。   The radiating element 12 and the ground plate 11 preferably have the same shape and the same area. In particular, it is preferable that the shape of the outer periphery and inner periphery of the radiating element 12 and the shape of the outer periphery and inner periphery of the ground plate 11 are ellipses having the same ellipticity. In this case, Lx1 / Ly1 = Lx2 / Ly2 = Lx3 / Ly3 = Lx4 / Ly4, Wy2 = Wy3, and Wy1 = Wy4.

放射素子12及びグランド板11の内周から外周までの幅は、第2の直線Bに近い側よりも遠い側の方が太いことが好ましい。例えば、Wy1>Wy2、Wy3<Wy4の関係を有する。   The width from the inner periphery to the outer periphery of the radiating element 12 and the ground plate 11 is preferably thicker on the side farther from the side closer to the second straight line B. For example, there is a relationship of Wy1> Wy2, Wy3 <Wy4.

図3は、放射素子及びグランド板の他形態を示す構成概略図であり、(a)は第2形態、(b)は第3形態、(c)は第4形態、(d)は第5形態、(e)は第6形態、(f)は第7形態を示す。   FIG. 3 is a schematic configuration diagram illustrating another embodiment of the radiating element and the ground plate. (A) is a second embodiment, (b) is a third embodiment, (c) is a fourth embodiment, and (d) is a fifth embodiment. Form, (e) shows the sixth form, and (f) shows the seventh form.

図3(a)に示す第2形態では、図2に示すグランド板11の内周の長軸上に、帯状の導体を設けた形状となっている。図3(b)に示す第3形態では、図2に示す放射素子12及びグランド板11の内周の長軸上に、帯状の導体を設けた形状となっている。このように、放射素子12及びグランド板11には、複数のループが形成されていてもよい。   In the 2nd form shown to Fig.3 (a), it has the shape which provided the strip | belt-shaped conductor on the long axis of the inner periphery of the ground board 11 shown in FIG. In the 3rd form shown in FIG.3 (b), it has the shape which provided the strip | belt-shaped conductor on the long axis of the inner periphery of the radiation element 12 and the ground board 11 shown in FIG. Thus, the radiation element 12 and the ground plate 11 may be formed with a plurality of loops.

図3(c)に示す第4形態では、図2に示す放射素子12を短軸方向で切断し、開放された端部同士を帯状の導体で接続した形状となっている。また、グランド板11のループを除去している。
図3(d)に示す第5形態では、図2に示す放射素子12を短軸方向で切断し、開放された端部同士を帯状の導体で接続した形状となっている。また、図2に示すグランド板11を短軸方向で切断し、ループを除去している。
図3(e)に示す第6形態では、図2に示す放射素子12及びグランド板11を短軸方向で切断し、開放された端部同士を帯状の導体で接続した形状となっている。
このように、放射素子12及びグランド板11の外周の形状は、近接部を除いて任意の形状とすることができる。特に、近接部の端部同士を帯状の導体で渡す形状とすることで、モノポールアンテナを小型化することができる。
In the 4th form shown in FIG.3 (c), it has the shape which cut | disconnected the radiation | emission element 12 shown in FIG. 2 in a short axis direction, and connected the open ends with a strip | belt-shaped conductor. Further, the loop of the ground plate 11 is removed.
In the fifth embodiment shown in FIG. 3D, the radiating element 12 shown in FIG. 2 is cut in the minor axis direction, and the open ends are connected to each other with a strip-shaped conductor. Further, the ground plate 11 shown in FIG. 2 is cut in the minor axis direction to remove the loop.
In the sixth embodiment shown in FIG. 3 (e), the radiating element 12 and the ground plate 11 shown in FIG. 2 are cut in the short axis direction, and the open ends are connected with a strip-shaped conductor.
Thus, the outer peripheral shape of the radiating element 12 and the ground plate 11 can be an arbitrary shape except for the proximity portion. In particular, the monopole antenna can be miniaturized by providing a shape in which the end portions of the proximity portion are passed by a band-shaped conductor.

図3(f)に示す第7形態では、図2に示すグランド板11のループを除去した形状となっている。このように、グランド板11には、ループが形成されていなくてもよい。   In the seventh embodiment shown in FIG. 3F, the loop of the ground plate 11 shown in FIG. 2 is removed. Thus, the ground plate 11 does not have to be formed with a loop.

図1に示すモノポールアンテナの指向性及びVSWR特性を測定した。このときの図2に示すパラーメータは、Lx1=Lx3=40mm、Ly1=Ly3=Lx2=Lx4=20mm、Ly2=Ly4=10mmである。また、帯状導体15の幅は1mm、角度θは10°、給電点13と14の距離は0.347mmである。基板には、PETフィルムを用いた。   The directivity and VSWR characteristics of the monopole antenna shown in FIG. 1 were measured. The parameters shown in FIG. 2 at this time are Lx1 = Lx3 = 40 mm, Ly1 = Ly3 = Lx2 = Lx4 = 20 mm, and Ly2 = Ly4 = 10 mm. The width of the strip conductor 15 is 1 mm, the angle θ is 10 °, and the distance between the feeding points 13 and 14 is 0.347 mm. A PET film was used as the substrate.

比較例1として、図1に示す帯状導体を備えないモノポールアンテナの指向性を測定した。図2に示すパラーメータは、実施例1と同様である。   As Comparative Example 1, the directivity of a monopole antenna not provided with the strip conductor shown in FIG. The parameters shown in FIG. 2 are the same as those in the first embodiment.

図4は、本実施例に係るモノポールアンテナのVSWR特性の測定結果である。両者とも、最低周波数は1.57GHzであり、UWBアンテナの入力特性値である3.1GHzに対して十分な余裕があり、誘電体基板を用いることなく十分なVSWR特性が得られた。   FIG. 4 shows the measurement results of the VSWR characteristics of the monopole antenna according to this example. In both cases, the lowest frequency is 1.57 GHz, which has a sufficient margin with respect to 3.1 GHz which is the input characteristic value of the UWB antenna, and sufficient VSWR characteristics were obtained without using a dielectric substrate.

図5は、本実施例に係るモノポールアンテナの指向性の測定結果である。実施例1に係るモノポールアンテナのX−Y平面放射特性では、略0dBiの真円に近い放射特性が得られた。このように、実施例1に係るモノポールアンテナの指向性は、比較例1に係るモノポールアンテナの指向性よりも、アンテナの無指向性が向上している。   FIG. 5 is a measurement result of directivity of the monopole antenna according to this example. In the XY plane radiation characteristic of the monopole antenna according to Example 1, a radiation characteristic close to a perfect circle of approximately 0 dBi was obtained. As described above, the directivity of the monopole antenna according to Example 1 is improved compared to the directivity of the monopole antenna according to Comparative Example 1.

本発明は、ノートパソコン、PDA(携帯型情報機器)端末、携帯電話又はVICS(Vehicle Information and Communication System)などの情報端末機器に内蔵するアンテナに利用することができる。   The present invention can be used for an antenna incorporated in an information terminal device such as a notebook personal computer, a PDA (portable information device) terminal, a mobile phone, or a VICS (Vehicle Information and Communication System).

11:グランド板
12:放射素子
13、14:給電点
15:帯状導体
21:グランド板11の外周の一部
22、23:放射素子12の外周の一部
11: ground plate 12: radiating element 13, 14: feeding point 15: strip-shaped conductor 21: part of outer periphery 22 of ground plate 11, 23: part of outer periphery of radiating element 12

Claims (5)

放射素子とグランド板が同一面上に配置され、前記放射素子及び前記グランド板への給電点が両者を横断する第1の直線上に配置されているモノポールアンテナであって、
一端が前記グランド板への前記給電点に接続され、他端が開放されている帯状導体を備え、
前記帯状導体は、前記放射素子の外周に沿って配置され、
前記帯状導体と前記放射素子との間隔は、前記帯状導体の前記一端から前記他端に向けて連続的に広がっていることを特徴とするモノポールアンテナ。
A monopole antenna in which a radiating element and a ground plate are arranged on the same plane, and a feeding point to the radiating element and the ground plate is arranged on a first straight line crossing both,
One end is connected to the feeding point to the ground plate, the other end is provided with a strip-shaped conductor that is open,
The strip-shaped conductor is disposed along the outer periphery of the radiating element,
The monopole antenna, wherein a distance between the strip conductor and the radiating element continuously extends from the one end to the other end of the strip conductor.
前記放射素子及び前記グランド板の外周形状は、前記第1の直線に対して線対称であり、
前記帯状導体の前記他端は、前記放射素子の外周のうち、前記放射素子と前記グランド板が対向する近接部を超えかつ前記第1の直線を交差しない位置まで伸びていることを特徴とする請求項1に記載のモノポールアンテナ。
The outer peripheral shape of the radiating element and the ground plate is line symmetric with respect to the first straight line,
The other end of the strip-shaped conductor extends to a position in the outer periphery of the radiating element that exceeds a proximity portion where the radiating element and the ground plate face each other and does not cross the first straight line. The monopole antenna according to claim 1.
前記グランド板への前記給電点及び前記帯状導体の前記他端を結ぶ直線と前記グランド板への前記給電点及び前記放射素子の前記給電点を結ぶ直線とのなす角度は、5°以上であることを特徴とする請求項1又は2に記載のモノポールアンテナ。   An angle formed by a straight line connecting the feeding point to the ground plate and the other end of the strip conductor and a straight line connecting the feeding point to the ground plate and the feeding point of the radiating element is 5 ° or more. The monopole antenna according to claim 1 or 2, wherein the monopole antenna is provided. 前記帯状導体の幅は、0.1mm以上2mm以下であることを特徴とする請求項2又は3に記載のモノポールアンテナ。   4. The monopole antenna according to claim 2, wherein a width of the strip conductor is 0.1 mm or more and 2 mm or less. 前記放射素子及び前記グランド板は、ループ状であり、
前記放射素子と前記グランド板が対向する近接部における前記放射素子の外周の形状と前記グランド板の外周の形状とは、前記第1の直線に直交する第2の直線に対して線対称であることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載のモノポールアンテナ。
The radiating element and the ground plate are loop-shaped,
The shape of the outer periphery of the radiating element and the shape of the outer periphery of the ground plate in a proximity portion where the radiating element and the ground plate face each other are symmetrical with respect to a second straight line orthogonal to the first straight line. The monopole antenna according to any one of claims 1 to 4, wherein the monopole antenna is provided.
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