JP5880248B2 - Antenna device - Google Patents
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Description
本発明は、複数共振化が可能なアンテナ装置に関する。 The present invention relates to an antenna device capable of making multiple resonances.
従来、通信機器において、アンテナの共振周波数を複共振化するためには、放射電極と誘電体ブロックとを備えたアンテナや、スイッチ，制御電圧源を用いたアンテナ装置が提案されている。
例えば、誘電体ブロックによる従来技術としては、特許文献１では、放射電極を樹脂成型体に形成し、さらに誘電体ブロックを接着剤で一体化することで高効率を得る複合アンテナが提案されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in communication equipment, an antenna device using a radiation electrode and a dielectric block, an antenna device using a switch, and a control voltage source has been proposed to make the resonance frequency of the antenna double resonant.
For example, as a conventional technique using a dielectric block, Patent Document 1 proposes a composite antenna that achieves high efficiency by forming a radiation electrode on a resin molded body and further integrating the dielectric block with an adhesive. .
また、スイッチ，制御電圧源を用いた従来技術としては、特許文献２では、第１の放射電極と、第２の放射電極と、第１の放射電極の途中部と第２の放射電極の基端部との間に介設され、第２の放射電極を第１の放射電極と電気的に接続又は切断させるためのスイッチと、を備えるアンテナ装置が提案されている。 Further, as a conventional technique using a switch and a control voltage source, in Patent Document 2, a first radiation electrode, a second radiation electrode, a middle portion of the first radiation electrode, and a base of the second radiation electrode are disclosed. An antenna device has been proposed that includes a switch that is interposed between the end portion and electrically connects or disconnects the second radiation electrode with the first radiation electrode.
しかしながら、上記従来の技術においても、以下の課題が残されている。
すなわち、特許文献１に記載のような誘電体ブロックによる技術では、放射電極を励振する誘電体ブロックを使用しており、機器毎に誘電体ブロック、放射電極パターン等の設計が必要になり、その設計条件によってアンテナ性能が劣化したり、不安定要素が増加する不都合がある。また、放射電極が樹脂成型体の表面に形成されているため、樹脂成型体上に放射電極パターンを設計する必要があり、実装する通信機器やその用途に応じて、アンテナ設計、金型設計が必要になり、大幅なコストの増大を招いてしまう。さらに、誘電体ブロックと樹脂成型体とを接着剤で一体化するので、接着剤のＱ値以外にも接着条件（接着剤の厚み、接着面積等）により、アンテナ性能が劣化したり、不安定要素が増加する不都合がある。
また、特許文献２に記載のようなスイッチ，制御電圧源を用いたアンテナ装置の場合、スイッチで共振周波数を切り替えを行うために、制御電圧源の構成やリアクタンス回路等が必要であり、アンテナ構成が機器毎に複雑化し、設計の自由度が無く、容易なアンテナ調整が困難であるという問題があった。
However, the following problems remain in the above-described conventional technology.
That is, in the technique using the dielectric block as described in Patent Document 1, a dielectric block that excites the radiation electrode is used, and it is necessary to design the dielectric block, the radiation electrode pattern, etc. for each device. Depending on design conditions, antenna performance may be degraded, and unstable elements may increase. In addition, since the radiation electrode is formed on the surface of the resin molding, it is necessary to design the radiation electrode pattern on the resin molding. Depending on the communication equipment to be mounted and its application, the antenna design and mold design This is necessary and causes a significant increase in cost. Furthermore, since the dielectric block and the molded resin are integrated with an adhesive, the antenna performance may be degraded or unstable depending on the adhesive conditions (adhesive thickness, adhesive area, etc.) in addition to the adhesive Q value. There is a disadvantage that the number of elements increases.
In addition, in the case of an antenna device using a switch and a control voltage source as described in Patent Document 2, a configuration of a control voltage source, a reactance circuit, and the like are required to switch the resonance frequency with the switch. However, there is a problem in that each device is complicated, there is no degree of freedom in design, and easy antenna adjustment is difficult.
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、複共振化した各共振周波数のフレキシブルな調整が可能で、用途や機器毎に応じたアンテナ性能を安価かつ容易に確保できると共に小型化や薄型化が可能なアンテナ装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and can flexibly adjust each resonance frequency that has been double-resonated. It is an object of the present invention to provide an antenna device that can be thinned.
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、第１の発明に係るアンテナ装置は、絶縁性の基板本体と、該基板本体の表面にそれぞれ金属箔でパターン形成されたグランドパターン、第１エレメント及び第２エレメントとを備え、前記第１エレメントが、前記グランドパターンに近接した基端側に給電点が設けられていると共に途中に第１受動素子及び誘電体アンテナのアンテナ素子がこの順に接続されて前記グランドパターンに沿った方向に延在し、前記第２エレメントが、前記グランドパターンに基端が接続されていると共に途中に第２受動素子が接続されて前記グランドパターンと前記第１エレメントとの間で前記第１エレメントに沿って延在し、前記第１エレメントが、基端から前記第１受動素子まで前記グランドパターンに沿って延在した第１延在部と、前記第１受動素子から前記アンテナ素子を途中に配して前記第１延在部の延在方向に延在する第２延在部と、該第２延在部の先端から前記第２エレメント側に向けて延在する第３延在部と、該第３延在部の先端から前記第２延在部と前記第２エレメントとの間であって前記第２延在部に沿って延在し先端が前記第１延在部に接続された第４延在部とを有していることを特徴とする。 The present invention employs the following configuration in order to solve the above problems. That is, an antenna device according to a first aspect of the present invention includes an insulating substrate body, and a ground pattern, a first element, and a second element each formed by patterning a metal foil on the surface of the substrate body, The element is provided with a feeding point on the proximal end side adjacent to the ground pattern, and the first passive element and the antenna element of the dielectric antenna are connected in this order in the middle and extend in the direction along the ground pattern. The second element has a proximal end connected to the ground pattern and a second passive element connected midway, and extends along the first element between the ground pattern and the first element. The first element extends from the base end to the first passive element along the ground pattern; and the first receiving portion. A second extending portion extending in the extending direction of the first extending portion by arranging the antenna element halfway from an element; and extending from the tip of the second extending portion toward the second element side. A third extension portion, and a tip extending from the tip of the third extension portion between the second extension portion and the second element and extending along the second extension portion. It has the 4th extension part connected to the 1st extension part, It is characterized by the above-mentioned.
このアンテナ装置では、第１エレメントが、第１受動素子からアンテナ素子を途中に配して第１延在部の延在方向に延在する第２延在部と、該第２延在部の先端から第２エレメント側に向けて延在する第３延在部と、該第３延在部の先端から第２延在部と第２エレメントとの間であって第２延在部に沿って延在し先端が第１延在部に接続された第４延在部とを有しているので、環状に接続される第１〜第４延在部により、内外に浮遊容量を効果的に発生可能な装荷パターンを第１エレメントの開放端部分に構成することができる。すなわち、この装荷パターンがアンテナエレメントの開放端部分となることで、高インピーダンスとなるアンテナ素子が開放端となる場合に比べ、周囲の人体や周辺部品の影響を抑制してアンテナ性能の劣化を防ぐことができる。
具体的には、第４延在部と第２エレメントとの間の浮遊容量と、第４延在部とグランドパターンとの間の浮遊容量と、装荷パターンの内部（第２延在部と第４延在部との間）の浮遊容量と、アンテナ素子とグランドパターンとの間の浮遊容量とを発生させることができ、少なくとも第１エレメントを主として得られる共振周波数と第２エレメントを主として得られる共振周波数との各共振周波数において高い調整自由度を得ることができると共に、アンテナ性能と人体や周辺部品の影響の低減との両立を図ることができる。
したがって、所望の共振周波数に自己共振しないローディング素子のアンテナ素子を有する上記装荷パターンによる内外の複合的な浮遊容量を効果的に利用することで、複共振化させることができ、人体や周辺部品の影響を低減することも可能になる。
また、アンテナ素子および受動素子の選択によって、各共振周波数をフレキシブルに調整可能であり、設計条件に応じた複共振化が可能なアンテナ装置を得ることができる。このように、アンテナ構成上、各共振周波数をフレキシブルに調整できるため、共振周波数の入れ替えが可能になり、用途や機器に応じて受動素子等による調整箇所を変更可能になっている。
また、基板本体の平面内で設計が可能であり、従来の誘電体ブロックや樹脂成型体等を使用する場合に比べて薄型化が可能であると共に、誘電体アンテナであるアンテナ素子の選択によって、小型化および高性能化が可能になる。また、金型、設計変更等によるコストが必要なく、低コストを実現することができる。
In this antenna device, the first element includes a second extending portion extending in the extending direction of the first extending portion by arranging the antenna element in the middle from the first passive element, and the second extending portion. A third extending portion extending from the tip toward the second element side, and between the second extending portion and the second element from the tip of the third extending portion and along the second extending portion The first to fourth extending portions connected in a ring form an effective stray capacitance inside and outside. The load pattern that can be generated in the first element can be formed on the open end portion of the first element. In other words, since this loading pattern becomes the open end portion of the antenna element, the influence of the surrounding human body and peripheral parts is suppressed and deterioration of the antenna performance is prevented as compared with the case where the antenna element having high impedance becomes the open end. be able to.
Specifically, the stray capacitance between the fourth extension portion and the second element, the stray capacitance between the fourth extension portion and the ground pattern, and the inside of the loading pattern (the second extension portion and the second element). 4) and the stray capacitance between the antenna element and the ground pattern can be generated, and at least the resonance frequency obtained mainly from the first element and the second element can be obtained. It is possible to obtain a high degree of freedom in adjustment at each resonance frequency with respect to the resonance frequency, and to achieve both the antenna performance and the reduction of the influence of the human body and peripheral parts.
Therefore, by effectively utilizing the internal and external combined stray capacitance due to the loading pattern having the loading element antenna element that does not self-resonate at a desired resonance frequency, it is possible to achieve multiple resonances, It is also possible to reduce the influence.
Further, by selecting the antenna element and the passive element, it is possible to flexibly adjust each resonance frequency, and it is possible to obtain an antenna device capable of making multiple resonances according to design conditions. Thus, since each resonance frequency can be flexibly adjusted in terms of the antenna configuration, the resonance frequency can be switched, and the adjustment location by a passive element or the like can be changed according to the application or device.
In addition, it is possible to design in the plane of the substrate body, and it is possible to reduce the thickness compared to the case of using a conventional dielectric block or resin molded body, and by selecting an antenna element that is a dielectric antenna, Miniaturization and high performance are possible. Further, there is no need for costs due to molds, design changes, etc., and low costs can be realized.
第２の発明に係るアンテナ装置は、第１の発明において、前記基板本体の表面に金属箔でパターン形成された第３エレメントを備え、前記第１エレメントが、前記第１延在部の途中と前記グランドパターンとを接続する第５延在部を有し、前記第３エレメントが、前記第１延在部の先端側に一端が接続されていると共に他端が前記第２エレメントの途中に接続され、前記第１延在部と前記第５延在部と前記グランドパターンと前記第２エレメントと前記第３エレメントとが、環状に接続されて内側に開口部を形成していることを特徴とする。
すなわち、このアンテナ装置では、第１延在部と第５延在部とグランドパターンと第２エレメントと第３エレメントとが、環状に接続されて内側に開口部を形成しているので、開口部内に浮遊容量を発生させることができ、別の共振周波数による更なる複共振化が可能になると共に人体や周辺部品の影響を低減することが可能になる。また、開口部内に生じた浮遊容量により、第１エレメントと第２エレメントとによる２つの共振周波数に対しても、人体や周辺部品の影響を低減することが可能になる。
An antenna device according to a second invention includes, in the first invention, a third element that is patterned with a metal foil on the surface of the substrate body, and the first element is in the middle of the first extension portion. A fifth extending portion for connecting to the ground pattern, wherein the third element has one end connected to a tip end side of the first extending portion and the other end connected in the middle of the second element; The first extending portion, the fifth extending portion, the ground pattern, the second element, and the third element are connected in a ring shape to form an opening inside. To do.
That is, in this antenna device, the first extending portion, the fifth extending portion, the ground pattern, the second element, and the third element are connected in an annular shape to form an opening on the inner side. Thus, stray capacitance can be generated, and further double resonance can be achieved with different resonance frequencies, and the influence of the human body and peripheral parts can be reduced. Further, due to the stray capacitance generated in the opening, it is possible to reduce the influence of the human body and peripheral parts on the two resonance frequencies of the first element and the second element.
第３の発明に係るアンテナ装置は、第１又は第２の発明において、前記基板本体の表面に金属箔でパターン形成された第４エレメントを備え、該第４エレメントが、前記第１エレメントの基端側に接続され前記グランドパターンとは反対側で前記第１延在部に沿って延在していることを特徴とする。
すなわち、このアンテナ装置では、第４エレメントが、第１エレメントの基端側に接続されグランドパターンとは反対側で第１延在部に沿って延在しているので、第４エレメントと第１エレメントとの間の浮遊容量を効果的に利用することで、さらに異なる共振周波数による複共振化が可能になる。
An antenna device according to a third invention is the antenna device according to the first or second invention, further comprising a fourth element patterned on the surface of the substrate body with a metal foil, and the fourth element is a base of the first element. It is connected to the end side and extends along the first extending portion on the side opposite to the ground pattern.
That is, in this antenna device, since the fourth element is connected to the base end side of the first element and extends along the first extending portion on the side opposite to the ground pattern, the fourth element and the first element By effectively utilizing the stray capacitance between the elements, it is possible to make multiple resonances with different resonance frequencies.
第４の発明に係るアンテナ装置は、第１から第３の発明のいずれかにおいて、前記第２延在部及び前記第４延在部が、前記第３延在部より長いことを特徴とする。
すなわち、このアンテナ装置では、第２延在部及び第４延在部が、第３延在部より長いので、装荷パターンの内外に生じる複合的な浮遊容量がより効果的に得られ、人体や周辺部品の影響をより低減することができる。
The antenna device according to a fourth invention is characterized in that, in any one of the first to third inventions, the second extension part and the fourth extension part are longer than the third extension part. .
That is, in this antenna device, since the second extending portion and the fourth extending portion are longer than the third extending portion, the composite stray capacitance generated inside and outside the loading pattern can be obtained more effectively, and the human body and The influence of peripheral parts can be further reduced.
第５の発明に係るアンテナ装置は、第１から第４の発明のいずれかにおいて、前記基板本体が、前記グランドパターンに電気的に接続されたメイングランド部が表面に金属箔でパターン形成されたメイン基板を備えていることを特徴とする。
すなわち、このアンテナ装置では、グランドパターンに電気的に接続されたメイングランド部が表面に金属箔でパターン形成されたメイン基板を備えているので、メイン基板のメイングランド部側に高周波回路等を設けることができ、基板本体を小型化することができる。また、メイン基板の上方などに基板本体を設置することも可能になって、機器の筐体内における設置自由度が向上する。さらに、実装する筐体の配置条件にフレキシブルに対応するために、メイン基板とは別に、基板本体にフレキシブル基板等を採用することも可能になる。また、基板本体とメイン基板との間に高誘電率材やゴム材からなるスペーサを挿入することも可能になり、導体パターン（各エレメント）の小型化効果や衝撃吸収効果を得ることができる。
An antenna device according to a fifth aspect of the present invention is the antenna device according to any one of the first to fourth aspects, wherein the main body portion electrically connected to the ground pattern is patterned with a metal foil on the surface. A main board is provided.
That is, in this antenna device, the main ground part electrically connected to the ground pattern is provided with a main board having a pattern formed of a metal foil on the surface, so that a high frequency circuit or the like is provided on the main ground part side of the main board. The substrate body can be downsized. In addition, it is possible to install the board body above the main board, and the degree of freedom of installation in the housing of the device is improved. Furthermore, in order to respond flexibly to the arrangement conditions of the housing to be mounted, it is possible to employ a flexible substrate or the like for the substrate body separately from the main substrate. In addition, a spacer made of a high dielectric constant material or a rubber material can be inserted between the substrate body and the main substrate, so that the effect of reducing the size of the conductor pattern (each element) and the impact absorption effect can be obtained.
本発明によれば、以下の効果を奏する。
本発明のアンテナ装置によれば、環状に接続される第１〜第４延在部により、内外に浮遊容量を効果的に発生可能な装荷パターンを第１エレメントの開放端部分に構成することができ、高いアンテナ性能で複共振化させることができると共に、人体や周辺部品の影響を低減することも可能になる。
また、アンテナ素子および第１及び第２受動素子の選択によって、各共振周波数をフレキシブルに調整可能であり、設計条件に応じた複共振化が可能になると共に、小型化および高性能化が可能になる。
したがって、本発明のアンテナ装置は、多様な用途や機器に対応した複共振化が容易に可能になると共に、省スペース化を図ることができる。
The present invention has the following effects.
According to the antenna device of the present invention, the first to fourth extending portions connected in a ring form a loading pattern capable of effectively generating stray capacitance inside and outside at the open end portion of the first element. It is possible to achieve multiple resonance with high antenna performance, and to reduce the influence of the human body and peripheral parts.
In addition, by selecting the antenna element and the first and second passive elements, each resonance frequency can be flexibly adjusted, making it possible to achieve multiple resonances according to design conditions, as well as miniaturization and high performance. Become.
Therefore, the antenna device of the present invention can easily achieve multiple resonances corresponding to various applications and devices, and can save space.
以下、本発明に係るアンテナ装置の一実施形態を、図１から図６を参照しながら説明する。 Hereinafter, an embodiment of an antenna device according to the present invention will be described with reference to FIGS.
本実施形態におけるアンテナ装置１は、図１及び図２に示すように、絶縁性の基板本体２と、該基板本体２の表面にそれぞれ銅箔等の金属箔でパターン形成されたグランドパターンＧＮＤ、第１エレメント３、第２エレメント４、第３エレメント５及び第４エレメント６とを備えている。 As shown in FIGS. 1 and 2, the antenna device 1 according to the present embodiment includes an insulating substrate body 2 and a ground pattern GND formed by patterning a metal foil such as a copper foil on the surface of the substrate body 2. The first element 3, the second element 4, the third element 5, and the fourth element 6 are provided.
また、このアンテナ装置１は、グランドパターンＧＮＤに接続配線１１により電気的に接続されたメイングランド部Ｇ２が表面に銅箔等の金属箔でパターン形成されたメイン基板２Ｂを備えている。
上記基板本体２は、図４に示すように、メイン基板２Ｂの上方に設置されており、基板本体２とメイン基板２Ｂとの間には、ＡＢＳ等の一般的な樹脂で形成された絶縁性スペーサＳが挿入されている。なお、メイングランド部Ｇ２は、基板本体２の直下にも設けられている。
In addition, the antenna device 1 includes a main substrate 2B in which a main ground portion G2 electrically connected to the ground pattern GND by a connection wiring 11 is patterned with a metal foil such as a copper foil on the surface.
As shown in FIG. 4, the substrate body 2 is installed above the main substrate 2B, and an insulating property formed of a general resin such as ABS is provided between the substrate body 2 and the main substrate 2B. A spacer S is inserted. The main ground portion G2 is also provided directly below the substrate body 2.
上記第１エレメント３は、グランドパターンＧＮＤに近接した基端側に給電点ＦＰが設けられていると共に途中に２つの第１受動素子Ｐ１ａ，Ｐ１ｂ及び誘電体アンテナのアンテナ素子ＡＴがこの順に接続されてグランドパターンＧＮＤに沿った方向に延在している。ここで、グランドパターンＧＮＤに沿った方向とは、本実施形態では、グランドパターンＧＮＤの延在方向であって対向するグランドパターンＧＮＤの端辺に沿った方向である。なお、アンテナ装置がメイン基板に一体に形成されている場合であって、グランドパターンＧＮＤがアンテナ占有領域よりも広い面積で形成されたメイングランド部Ｇ２と共有する場合、グランドパターンＧＮＤに沿った方向は、対向するグランドパターンＧＮＤとなるメイングランド部Ｇ２の端辺に沿った方向である。
上記第２エレメント４は、グランドパターンＧＮＤの先端側に基端が接続されていると共に途中に２つの第２受動素子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂが接続されてグランドパターンＧＮＤと第１エレメント３との間で第１エレメント３に沿って延在している。
The first element 3 is provided with a feeding point FP on the base end side close to the ground pattern GND, and two first passive elements P1a and P1b and a dielectric antenna antenna element AT are connected in this order. Extending in a direction along the ground pattern GND. Here, in the present embodiment, the direction along the ground pattern GND is a direction along the extending side of the ground pattern GND and along the end side of the opposing ground pattern GND. In the case where the antenna device is integrally formed on the main substrate, and the ground pattern GND is shared with the main ground portion G2 formed with a larger area than the antenna occupation region, the direction along the ground pattern GND Is a direction along the end side of the main ground portion G2 to be the opposing ground pattern GND.
The second element 4 has a base end connected to the front end side of the ground pattern GND, and two second passive elements P2a and P2b connected in the middle to connect the second pattern 4 between the ground pattern GND and the first element 3. It extends along one element 3.
上記第１エレメント３は、基端から第１受動素子Ｐ１ａまでグランドパターンＧＮＤに沿って延在した第１延在部Ｅ１と、第１受動素子Ｐ１ａから第１受動素子Ｐ１ｂ及びアンテナ素子ＡＴを途中に配して第１延在部Ｅ１の延在方向に延在する第２延在部Ｅ２と、該第２延在部Ｅ２の先端から第２エレメント４側に向けて延在する第３延在部Ｅ３と、該第３延在部Ｅ３の先端から第２延在部Ｅ２と第２エレメント４との間であって第２延在部Ｅ２に沿って延在し先端が第１延在部Ｅ１に接続された第４延在部Ｅ４とを有している。すなわち、環状に接続される第１〜第４延在部Ｅ１〜Ｅ４により、内外に浮遊容量を効果的に発生可能な装荷パターンが、第１エレメント３の開放端部分に構成されている。
なお、第３延在部Ｅ３は、第２延在部Ｅ２及び第４延在部Ｅ４の延在方向に直交する方向に延在し、第２延在部Ｅ２及び第４延在部Ｅ４は、第３延在部Ｅ３より長く設定されている。
The first element 3 includes a first extending portion E1 extending along the ground pattern GND from the base end to the first passive element P1a, and the first passive element P1a to the first passive element P1b and the antenna element AT. A second extending portion E2 extending in the extending direction of the first extending portion E1, and a third extending extending from the tip of the second extending portion E2 toward the second element 4 side The extending portion E3 extends between the second extending portion E2 and the second element 4 from the tip of the third extending portion E3 and extends along the second extending portion E2, and the leading end of the first extending portion. And a fourth extending portion E4 connected to the portion E1. That is, a loading pattern capable of effectively generating stray capacitance inside and outside is configured in the open end portion of the first element 3 by the first to fourth extending portions E1 to E4 connected in a ring shape.
The third extending portion E3 extends in a direction orthogonal to the extending direction of the second extending portion E2 and the fourth extending portion E4, and the second extending portion E2 and the fourth extending portion E4 are , Longer than the third extending portion E3.
また、上記第１エレメント３は、第１延在部Ｅ１の途中とグランドパターンＧＮＤとを接続する第５延在部Ｅ５を有している。この第５延在部Ｅ５は、第１延在部Ｅ１の途中からグランドパターンＧＮＤに向けて延在し、第３受動素子Ｐ３を介してグランドパターンＧＮＤの途中に接続されている。
また、上記第３エレメント５は、第１延在部Ｅ１の先端側に一端が接続されていると共に他端が第２エレメント４の途中に接続されている。すなわち、第３エレメント５は、第２受動素子Ｐ２ａと第２受動素子Ｐ２ｂとの間に他端が接続されている。なお、第３エレメント５の部分に、受動素子を接続しても構わない。
したがって、第１延在部Ｅ１と第５延在部Ｅ５とグランドパターンＧＮＤと第２エレメント４と第３エレメント５とが、環状に接続されて内側に開口部Ｋを形成している。
The first element 3 has a fifth extending portion E5 that connects the middle of the first extending portion E1 and the ground pattern GND. The fifth extending portion E5 extends toward the ground pattern GND from the middle of the first extending portion E1, and is connected to the middle of the ground pattern GND via the third passive element P3.
The third element 5 has one end connected to the distal end side of the first extending portion E <b> 1 and the other end connected to the middle of the second element 4. That is, the other end of the third element 5 is connected between the second passive element P2a and the second passive element P2b. A passive element may be connected to the third element 5 portion.
Therefore, the first extending portion E1, the fifth extending portion E5, the ground pattern GND, the second element 4, and the third element 5 are connected in a ring shape to form the opening K inside.
上記第４エレメント６は、第１エレメント３の基端側に第４受動素子Ｐ４を介して接続されグランドパターンＧＮＤとは反対側で第１延在部Ｅ１に沿って延在している。
上記第１延在部Ｅ１の先端側は、基端側よりも幅広に形成された幅広部Ｅ１ａとされ、この幅広部Ｅ１ａに第４エレメント６の先端が対向して配されている。なお、この幅広部Ｅ１ａに、第４延在部Ｅ４の先端が接続されていると共に第３エレメント５が接続されている。
The fourth element 6 is connected to the base end side of the first element 3 via a fourth passive element P4 and extends along the first extending portion E1 on the side opposite to the ground pattern GND.
The distal end side of the first extending portion E1 is a wide portion E1a formed wider than the proximal end side, and the distal end of the fourth element 6 is arranged to face the wide portion E1a. The wide end E1a is connected to the tip end of the fourth extending portion E4 and to the third element 5.
上記基板本体２及びメイン基板２は、一般的なプリント基板であって、本実施形態では、ガラスエポキシ樹脂等からなるプリント基板を採用している。
上記給電点ＦＰは、メイン基板２Ｂのメイングランド部Ｇ２に設けられた高周波回路（図示略）に接続される。
The board body 2 and the main board 2 are general printed boards, and in the present embodiment, printed boards made of glass epoxy resin or the like are employed.
The feeding point FP is connected to a high frequency circuit (not shown) provided in the main ground portion G2 of the main board 2B.
上記アンテナ素子ＡＴは、所望の共振周波数に自己共振しないローディング素子であって、例えば図３に示すように、セラミックス等の誘電体２１の表面にＡｇ等の導体パターン２２が形成されたチップアンテナである。このアンテナ素子ＡＴは、共振周波数等の設定に応じて、その長さ、幅、導体パターン２２等が互い異なる素子を選択しても構わないと共に、同じ素子を選択しても構わない。 The antenna element AT is a loading element that does not self-resonate at a desired resonance frequency. For example, as shown in FIG. 3, the antenna element AT is a chip antenna in which a conductor pattern 22 such as Ag is formed on the surface of a dielectric 21 such as ceramics. is there. As the antenna element AT, elements having different lengths, widths, conductor patterns 22 and the like may be selected according to the setting of the resonance frequency or the like, and the same element may be selected.
上記第１エレメント３、第２エレメント４及び第４エレメント６とは、互いの間の浮遊容量と、グランドパターンＧＮＤとの間の浮遊容量とを発生可能に、互いに間隔を空けて延在している。
すなわち、図２に示すように、第４延在部Ｅ４と第２エレメント４との間の浮遊容量Ｃａと、第４延在部Ｅ４とグランドパターンＧＮＤとの間の浮遊容量Ｃｂと、装荷パターンの内部（第２延在部Ｅ２と第４延在部Ｅ４との間）の浮遊容量Ｃｃと、アンテナ素子ＡＴとグランドパターンＧＮＤ及びメイングランド部Ｇ２との間の浮遊容量Ｃｄと、第４エレメント６と第１エレメント３（幅広部Ｅ１ａ）との間の浮遊容量Ｃｅと、第４エレメント６と第１延在部Ｅ１との間の浮遊容量Ｃｆと、開口部Ｋ内の浮遊容量Ｃｇと、第４エレメント６とグランドパターンＧＮＤ及びメイングランド部Ｇ２との間の浮遊容量Ｃｈ、第１延在部Ｅ１とグランドパターンＧＮＤとの間の浮遊容量Ｃｉと、第２エレメント４とグランドパターンＧＮＤとの間の浮遊容量Ｃｊとが発生可能である。
The first element 3, the second element 4, and the fourth element 6 extend at a distance from each other so as to generate a stray capacitance between them and a stray capacitance between the ground pattern GND. Yes.
That is, as shown in FIG. 2, the stray capacitance Ca between the fourth extending portion E4 and the second element 4, the stray capacitance Cb between the fourth extending portion E4 and the ground pattern GND, and the loading pattern , The stray capacitance Cc between the second extending portion E2 and the fourth extending portion E4, the stray capacitance Cd between the antenna element AT, the ground pattern GND, and the main ground portion G2, and the fourth element. 6, the stray capacitance Ce between the first element 3 (wide portion E1a), the stray capacitance Cf between the fourth element 6 and the first extension E1, the stray capacitance Cg in the opening K, The stray capacitance Ch between the fourth element 6 and the ground pattern GND and the main ground portion G2, the stray capacitance Ci between the first extending portion E1 and the ground pattern GND, the second element 4 and the ground pattern GND. Floating between And a capacity Cj can be generated.
上記第１受動素子Ｐ１ａ，Ｐ１ｂ、第２受動素子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂ〜第４受動素子Ｐ４は、例えばジャンパー線、インダクタ、コンデンサまたは抵抗が採用される。 For the first passive elements P1a and P1b and the second passive elements P2a and P2b to the fourth passive element P4, for example, jumper wires, inductors, capacitors, or resistors are employed.
次に、本実施形態のアンテナ装置における各共振周波数について、図１及び図５を参照して説明する。 Next, each resonance frequency in the antenna device of the present embodiment will be described with reference to FIGS.
本実施形態のアンテナ装置１では、図５に示すように、第１の共振周波数ｆ１、第２の共振周波数ｆ２、第３の共振周波数ｆ３及び第４の共振周波数ｆ４の４つに複共振化される。
上記第１の共振周波数ｆ１は、４つの共振周波数の中で低い周波数帯のものであり、第１エレメント３（第１延在部Ｅ１及び装荷パターンとなる第１〜第４延在部Ｅ１〜Ｅ４）と浮遊容量とで決定される。また、上記第２の共振周波数ｆ２は、４つの共振周波数の中で中間の周波数帯のものであり、第２エレメント４と第１受動素子Ｐ１ａ，Ｐ１ｂと第１延在部Ｅ１と浮遊容量とで決定される。また、上記第３の共振周波数ｆ３は、４つの共振周波数の中で第２の共振周波数ｆ２と異なる中間の周波数帯のものであり、開口部Ｋと第２受動素子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂとグランドパターンＧＮＤと浮遊容量とで決定される。さらに、上記第４の共振周波数ｆ４は、４つの共振周波数の中で高い周波数帯のものであり、第２エレメント４と第２受動素子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂと第１延在部Ｅ１と浮遊容量とで決定される。
In the antenna device 1 according to the present embodiment, as shown in FIG. 5, the first resonance frequency f1, the second resonance frequency f2, the third resonance frequency f3, and the fourth resonance frequency f4 are double-resonated. Is done.
The first resonance frequency f1 is in a low frequency band among the four resonance frequencies, and the first element 3 (the first extension portion E1 and the first to fourth extension portions E1 to E1 serving as a loading pattern). E4) and stray capacitance. The second resonance frequency f2 is an intermediate frequency band among the four resonance frequencies, and the second element 4, the first passive elements P1a and P1b, the first extending portion E1, the stray capacitance, Determined by The third resonance frequency f3 has an intermediate frequency band different from the second resonance frequency f2 among the four resonance frequencies, and the opening K, the second passive elements P2a and P2b, and the ground pattern GND. And stray capacitance. Further, the fourth resonance frequency f4 is in a high frequency band among the four resonance frequencies, and the second element 4, the second passive elements P2a and P2b, the first extending portion E1, and the stray capacitance are used. It is determined.
また、各共振周波数に対して、第３受動素子Ｐ３を用いて、グランドパターンＧＮＤ側に流れる高周波電流の流れをコントロールすることで、最終的なインピーダンス調整を行う。
以下、これら共振周波数について、より詳しく説明する。
Further, final impedance adjustment is performed for each resonance frequency by controlling the flow of the high-frequency current flowing on the ground pattern GND side using the third passive element P3.
Hereinafter, these resonance frequencies will be described in more detail.
「第１の共振周波数ｆ１について」
上記第１の共振周波数ｆ１の周波数は、装荷パターン（第２〜第４延在部Ｅ２〜Ｅ４、アンテナ素子ＡＴ、第１受動素子Ｐ１ａ，Ｐ１ｂ）、幅広部Ｅ１ａを含む第１延在部Ｅ１及び浮遊容量Ｃａ，Ｃｂ，Ｃｃ，Ｃｄ，Ｃｅ，Ｃｆ，Ｃｇにより設定および調整することができる。
また、第１の共振周波数ｆ１のインピーダンス調整は、浮遊容量Ｃａ，Ｃｂ，Ｃｃ，Ｃｄ，Ｃｅ，Ｃｆ，Ｃｇの各浮遊容量の設定で行うことができる。
“About the first resonance frequency f1”
The frequency of the first resonance frequency f1 is a first extending portion E1 including a loading pattern (second to fourth extending portions E2 to E4, antenna element AT, first passive elements P1a and P1b), and a wide portion E1a. And can be set and adjusted by stray capacitances Ca, Cb, Cc, Cd, Ce, Cf, and Cg.
Further, the impedance adjustment of the first resonance frequency f1 can be performed by setting each of the stray capacitances Ca, Cb, Cc, Cd, Ce, Cf, and Cg.
さらに、最終的な周波数調整は、第１受動素子Ｐ１ａ，Ｐ１ｂの選択によりフレキシブルに行うことが可能である。
また、最終的なインピーダンス調整は、第３受動素子Ｐ３の選択によりフレキシブルに行うことが可能である。
このように「アンテナ素子ＡＴ」と「各エレメント長の長さ」と「受動素子」とにより、共振周波数、インピーダンスをフレキシブルに調整可能である。すなわち、第１の共振周波数ｆ１は、主に図１中の破線Ａ１の部分で調整される。
Further, the final frequency adjustment can be flexibly performed by selecting the first passive elements P1a and P1b.
The final impedance adjustment can be flexibly performed by selecting the third passive element P3.
As described above, the resonance frequency and impedance can be flexibly adjusted by the “antenna element AT”, “the length of each element length”, and “passive element”. That is, the first resonance frequency f1 is adjusted mainly at the portion indicated by the broken line A1 in FIG.
「第２の共振周波数ｆ２について」
上記第２の共振周波数ｆ２の周波数は、第４エレメント６と、第１延在部Ｅ１と、浮遊容量Ｃｅ，Ｃｆ，Ｃｈとにより設定および調整することができる。
また、第２の共振周波数ｆ２のインピーダンス調整は、浮遊容量Ｃｅ，Ｃｆ，Ｃｈの各浮遊容量の設定で行うことができる。
さらに、最終的な周波数調整は、第４受動素子Ｐ４の選択によりフレキシブルに行うことが可能である。
“About the second resonance frequency f2”
The frequency of the second resonance frequency f2 can be set and adjusted by the fourth element 6, the first extension E1, and the stray capacitances Ce, Cf, Ch.
Further, the impedance adjustment of the second resonance frequency f2 can be performed by setting each of the stray capacitances Ce, Cf, and Ch.
Furthermore, the final frequency adjustment can be flexibly performed by selecting the fourth passive element P4.
また、最終的なインピーダンス調整は、第３受動素子Ｐ３の選択によりフレキシブルに行うことが可能である。
このように「第４エレメント」と「各エレメント長」と「受動素子」と「各浮遊容量」とにより、共振周波数、インピーダンスをフレキシブルに調整可能である。すなわち、第２の共振周波数ｆ２は、主に図１中の一点鎖線Ａ２の部分で調整される。
The final impedance adjustment can be flexibly performed by selecting the third passive element P3.
In this way, the resonance frequency and impedance can be flexibly adjusted by the “fourth element”, “each element length”, “passive element”, and “each stray capacitance”. That is, the second resonance frequency f2 is adjusted mainly at the portion of the dashed-dotted line A2 in FIG.
「第３の共振周波数ｆ３について」
上記第３の共振周波数ｆ３の周波数は、第１延在部Ｅ１と、浮遊容量Ｃｆ，Ｃｇ，Ｃｉとにより設定および調整することができる。
また、第３の共振周波数ｆ３のインピーダンス調整は、浮遊容量Ｃｆ，Ｃｇ，Ｃｉの各浮遊容量の設定で行うことができる。
さらに、最終的な周波数調整は、第２受動素子Ｐ２ａの選択によりフレキシブルに行うことが可能である。
“About the third resonance frequency f3”
The frequency of the third resonance frequency f3 can be set and adjusted by the first extending portion E1 and the stray capacitances Cf, Cg, and Ci.
Further, the impedance adjustment of the third resonance frequency f3 can be performed by setting each of the stray capacitances Cf, Cg, and Ci.
Further, the final frequency adjustment can be flexibly performed by selecting the second passive element P2a.
また、最終的なインピーダンス調整は、第３受動素子Ｐ３の選択によりフレキシブルに行うことが可能である。
このように「各エレメント長」と「受動素子」と「各浮遊容量」とにより、共振周波数、インピーダンスをフレキシブルに調整可能である。すなわち、第３の共振周波数ｆ３は、主に図１中の二点鎖線Ａ３の部分で調整される。
The final impedance adjustment can be flexibly performed by selecting the third passive element P3.
In this way, the resonance frequency and impedance can be flexibly adjusted by “each element length”, “passive element”, and “each stray capacitance”. That is, the third resonance frequency f3 is adjusted mainly at a portion indicated by a two-dot chain line A3 in FIG.
「第４の共振周波数ｆ４について」
上記第４の共振周波数ｆ４の周波数は、第２エレメント４と、第１延在部Ｅ１と、浮遊容量Ｃａ，Ｃｂ，Ｃｆ，Ｃｇ，Ｃｊとにより設定および調整することができる。
また、第４の共振周波数ｆ４のインピーダンス調整は、浮遊容量Ｃａ，Ｃｂ，Ｃｆ，Ｃｇ，Ｃｊの各浮遊容量の設定で行うことができる。
さらに、最終的な周波数調整は、第２受動素子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂの選択によりフレキシブルに行うことが可能である。
“About the fourth resonance frequency f4”
The frequency of the fourth resonance frequency f4 can be set and adjusted by the second element 4, the first extension E1, and the stray capacitances Ca, Cb, Cf, Cg, and Cj.
Further, the impedance adjustment of the fourth resonance frequency f4 can be performed by setting each of the stray capacitances Ca, Cb, Cf, Cg, and Cj.
Further, the final frequency adjustment can be flexibly performed by selecting the second passive elements P2a and P2b.
また、最終的なインピーダンス調整は、第３受動素子Ｐ３の選択によりフレキシブルに行うことが可能である。
このように「第２エレメント４」と「各エレメント長」と「受動素子」と「各浮遊容量」とにより、共振周波数、インピーダンスをフレキシブルに調整可能である。すなわち、第４の共振周波数ｆ４は、主に図１中の点線Ａ４の部分で調整される。
The final impedance adjustment can be flexibly performed by selecting the third passive element P3.
Thus, the resonance frequency and impedance can be flexibly adjusted by the “second element 4”, “each element length”, “passive element”, and “each stray capacitance”. That is, the fourth resonance frequency f4 is adjusted mainly at the portion indicated by the dotted line A4 in FIG.
次に、装荷パターンの部分について説明する。
上記装荷パターンは、第１延在部Ｅ１の先端側に設けられ第１延在部Ｅ１〜第４延在部Ｅ４によってループ状に構成されて、第１エレメント３の開放端部分に複合容量を装荷する形で設計されている。
第４延在部Ｅ４は、第２エレメント４との間に浮遊容量Ｃａを発生可能に配置され、第２エレメント４による第４の共振周波数ｆ４に対しても複合容量を装荷する形とすることが望ましい。
また、アンテナ性能と人体や周辺部品の影響低減とを両立させるためには、上記装荷パターンの部分の面積は大きいほど良い。なお、同じ面積であれば、第２延在部Ｅ２及び第４延在部Ｅ４の長さは、第３延在部Ｅ３の長さより長く設定することが望ましい。
Next, the loading pattern portion will be described.
The loading pattern is provided on the distal end side of the first extending portion E1 and is configured in a loop shape by the first extending portion E1 to the fourth extending portion E4, and a composite capacity is provided to the open end portion of the first element 3. Designed to load.
The fourth extending portion E4 is disposed so as to be able to generate the stray capacitance Ca between the second element 4 and is configured to load the composite capacitance with respect to the fourth resonance frequency f4 by the second element 4 as well. Is desirable.
Further, in order to achieve both the antenna performance and the reduction of the influence of the human body and peripheral parts, the larger the area of the loading pattern portion is, the better. In addition, if it is the same area, it is desirable to set the length of the 2nd extension part E2 and the 4th extension part E4 longer than the length of the 3rd extension part E3.
次に、開口部Ｋについて説明する。
開口部Ｋは、第１延在部Ｅ１、第５延在部Ｅ５、第３受動素子Ｐ３、グランドパターンＧＮＤ、第２エレメント４、第２受動素子Ｐ２ａ及び第３エレメント５で囲まれて構成されている。この開口部Ｋ内に生じる浮遊容量Ｃｇにより、人体や周辺部品の影響を低減することが可能になる。また、この開口部Ｋは、装荷パターンの部分による第１の共振周波数ｆ１及び第２エレメント４による第４の共振周波数ｆ４に対しても、同様の浮遊容量の効果によって人体や周辺部品の影響を低減することが可能になる。
なお、アンテナ性能の高性能化には、開口部Ｋの開口面積が広い方が望ましく、第３受動素子Ｐ３については、所望の共振周波数に対して高インピーダンスであることが望ましい。
Next, the opening K will be described.
The opening K is configured to be surrounded by the first extending portion E1, the fifth extending portion E5, the third passive element P3, the ground pattern GND, the second element 4, the second passive element P2a, and the third element 5. ing. The stray capacitance Cg generated in the opening K can reduce the influence of the human body and peripheral parts. The opening K also affects the human body and peripheral components due to the same stray capacitance effect on the first resonance frequency f1 due to the loaded pattern portion and the fourth resonance frequency f4 due to the second element 4. It becomes possible to reduce.
In order to improve the performance of the antenna, it is desirable that the opening area of the opening K is wide, and it is desirable that the third passive element P3 has a high impedance with respect to a desired resonance frequency.
このように本実施形態のアンテナ装置１では、第１エレメント３が、第１受動素子Ｐ１ａからアンテナ素子ＡＴを途中に配して第１延在部Ｅ１の延在方向に延在する第２延在部Ｅ２と、該第２延在部Ｅ２の先端から第２エレメント４側に向けて延在する第３延在部Ｅ３と、該第３延在部Ｅ３の先端から第２延在部Ｅ２と第２エレメント４との間であって第２延在部Ｅ２に沿って延在し先端が第１延在部Ｅ１に接続された第４延在部Ｅ４とを有しているので、環状に接続される第１〜第４延在部Ｅ１〜Ｅ４により、内外に浮遊容量を効果的に発生可能な装荷パターンを第１エレメント３の開放端部分に構成することができる。 As described above, in the antenna device 1 of the present embodiment, the first element 3 has the second extension that extends in the extending direction of the first extending portion E1 by arranging the antenna element AT from the first passive element P1a. The extending portion E2, the third extending portion E3 extending from the tip of the second extending portion E2 toward the second element 4 side, and the second extending portion E2 from the tip of the third extending portion E3 And the second element 4 and has a fourth extending portion E4 extending along the second extending portion E2 and having a tip connected to the first extending portion E1. A loading pattern capable of effectively generating stray capacitance inside and outside can be formed in the open end portion of the first element 3 by the first to fourth extending portions E1 to E4 connected to the first and third extending portions E1 to E4.
すなわち、この装荷パターンがアンテナエレメント（第１エレメント３）の開放端部分となることで、高インピーダンスとなるアンテナ素子ＡＴが開放端となる場合に比べ、周囲の人体や周辺部品の影響を抑制してアンテナ性能の劣化を防ぐことができる。
このように、所望の共振周波数に自己共振しないローディング素子のアンテナ素子ＡＴを有する上記装荷パターンによる内外の複合的な浮遊容量を効果的に利用することで、複共振化させることができ、人体や周辺部品の影響を低減することも可能になる。
That is, the loading pattern becomes the open end portion of the antenna element (first element 3), thereby suppressing the influence of the surrounding human body and peripheral parts compared to the case where the antenna element AT having high impedance becomes the open end. Antenna performance can be prevented.
In this way, by effectively using the internal and external stray capacitance due to the loading pattern having the antenna element AT of the loading element that does not self-resonate at a desired resonance frequency, it is possible to achieve multiple resonance, It is also possible to reduce the influence of peripheral parts.
また、アンテナ素子ＡＴおよび受動素子の選択によって、各共振周波数をフレキシブルに調整可能であり、設計条件に応じた複共振化が可能なアンテナ装置を得ることができる。このように、アンテナ構成上、各共振周波数をフレキシブルに調整できるため、共振周波数の入れ替えが可能になり、用途や機器に応じて受動素子等による調整箇所を変更可能になっている。 Further, by selecting the antenna element AT and the passive element, it is possible to flexibly adjust each resonance frequency, and it is possible to obtain an antenna device that can achieve multiple resonances according to design conditions. Thus, since each resonance frequency can be flexibly adjusted in terms of the antenna configuration, the resonance frequency can be switched, and the adjustment location by a passive element or the like can be changed according to the application or device.
また、基板本体２の平面内で設計が可能であり、従来の誘電体ブロックや樹脂成型体等を使用する場合に比べて薄型化が可能であると共に、誘電体アンテナであるアンテナ素子の選択によって、小型化および高性能化が可能になる。また、金型、設計変更等によるコストが必要なく、低コストを実現することができる。 In addition, the design can be made within the plane of the substrate body 2, and the thickness can be reduced as compared with the case where a conventional dielectric block or resin molding is used, and by selecting an antenna element which is a dielectric antenna. , Downsizing and high performance are possible. Further, there is no need for costs due to molds, design changes, etc., and low costs can be realized.
また、第１延在部Ｅ１と第５延在部Ｅ５とグランドパターンＧＮＤと第２エレメント４と第３エレメント５とが、環状に接続されて内側に開口部Ｋを形成しているので、開口部Ｋ内に浮遊容量Ｃｇを発生させることができ、別の共振周波数ｆ３による更なる複共振化が可能になると共に人体や周辺部品の影響を低減することが可能になる。また、開口部Ｋ内に生じた浮遊容量Ｃｇにより、第１及び第４の共振周波数ｆ１，ｆ４に対しても、人体や周辺部品の影響を低減することが可能になる。 In addition, since the first extending portion E1, the fifth extending portion E5, the ground pattern GND, the second element 4 and the third element 5 are connected in a ring to form the opening K inside, the opening The stray capacitance Cg can be generated in the portion K, and further double resonance can be achieved with another resonance frequency f3, and the influence of the human body and peripheral parts can be reduced. In addition, due to the stray capacitance Cg generated in the opening K, it is possible to reduce the influence of the human body and peripheral components on the first and fourth resonance frequencies f1 and f4.
さらに、第４エレメント６が、第１エレメント３の基端側に接続されグランドパターンＧＮＤとは反対側で第１延在部Ｅ１に沿って延在しているので、第４エレメント６と第１エレメント３との間の浮遊容量を効果的に利用することで、第１及び第４の共振周波数ｆ１，ｆ４とは異なる共振周波数ｆ２による更なる複共振化が可能になる。
また、第２延在部Ｅ２及び第４延在部Ｅ４が、第３延在部Ｅ３より長いので、装荷パターンの内外に生じる複合的な浮遊容量がより効果的に得られ、人体や周辺部品の影響をより低減することができる。
Further, since the fourth element 6 is connected to the base end side of the first element 3 and extends along the first extending portion E1 on the side opposite to the ground pattern GND, the fourth element 6 and the first element 6 By effectively using the stray capacitance between the element 3 and the first and fourth resonance frequencies f1 and f4, a further multiple resonance can be achieved with a resonance frequency f2.
In addition, since the second extending portion E2 and the fourth extending portion E4 are longer than the third extending portion E3, the composite stray capacitance generated inside and outside the loading pattern can be obtained more effectively, and the human body and peripheral parts Can be further reduced.
また、グランドパターンＧＮＤに電気的に接続されたメイングランド部Ｇ２が表面に金属箔でパターン形成されたメイン基板２Ｂを備えているので、メイン基板２Ｂのメイングランド部Ｇ２側に高周波回路等を設けることができ、基板本体２を小型化することができる。また、メイン基板２Ｂの上方などに基板本体２を設置することも可能になって、機器の筐体内における設置自由度が向上する。さらに、実装する筐体の配置条件にフレキシブルに対応するために、メイン基板２Ｂとは別に、基板本体２にフレキシブル基板等を採用することも可能になる。また、基板本体２とメイン基板２Ｂとの間に高誘電率材やゴム材からなるスペーサを挿入することも可能になり、導体パターン（各エレメント）の小型化効果や衝撃吸収効果を得ることができる。 Further, since the main ground portion G2 electrically connected to the ground pattern GND is provided with the main substrate 2B patterned on the surface with metal foil, a high frequency circuit or the like is provided on the main ground portion G2 side of the main substrate 2B. The substrate body 2 can be reduced in size. Moreover, it becomes possible to install the board body 2 above the main board 2B, and the degree of freedom of installation in the housing of the device is improved. Furthermore, in order to flexibly cope with the arrangement conditions of the housing to be mounted, it is possible to adopt a flexible substrate or the like for the substrate body 2 separately from the main substrate 2B. In addition, it is possible to insert a spacer made of a high dielectric constant material or rubber material between the substrate body 2 and the main substrate 2B, so that a conductor pattern (each element) can be miniaturized and an impact absorbing effect can be obtained. it can.
次に、本実施形態のアンテナ装置を実際に作製した実施例について、ＶＳＷＲ特性（電圧定在波比）を測定した結果と、各共振周波数での放射パターンについて測定した結果とを、図５及び図６を参照して説明する。 Next, with respect to an example in which the antenna device of this embodiment was actually manufactured, the results of measuring the VSWR characteristics (voltage standing wave ratio) and the results of measuring the radiation pattern at each resonance frequency are shown in FIG. This will be described with reference to FIG.
まず、周囲に人体や周辺部品が無い自由空間状態とした場合と、人体と同じ塩分濃度の生理食塩水を入れたペットボトルに密着させて仮想的に人体装着状態とした場合とについて、ＶＳＷＲ特性（電圧定在波比）を測定した結果を、図５に示す。
なお、図５の測定においては、第１受動素子Ｐ１ａとして、Ｌ＝１．５ｎＨのインダクタを用い、第１受動素子Ｐ１ｂとして、Ｌ＝２０ｎＨのインダクタを用いた。また、第２受動素子Ｐ２ａとして、ジャンパー線を用い、第２受動素子Ｐ２ｂとして、Ｌ＝１０ｎＨのインダクタを用いた。さらに、第３受動素子Ｐ３として、Ｃ＝２ｐＦのコンデンサを用い、第４受動素子Ｐ４として、Ｌ＝５．６ｎＨのインダクタを用いた。
First, the VSWR characteristics for a case where the human body and surrounding parts are in a free space state and a case where the human body is virtually attached to a plastic bottle containing physiological saline having the same salt concentration as the human body. The results of measuring (voltage standing wave ratio) are shown in FIG.
In the measurement of FIG. 5, an inductor with L = 1.5 nH was used as the first passive element P1a, and an inductor with L = 20 nH was used as the first passive element P1b. Further, a jumper line was used as the second passive element P2a, and an inductor of L = 10 nH was used as the second passive element P2b. Further, a capacitor of C = 2 pF was used as the third passive element P3, and an inductor of L = 5.6 nH was used as the fourth passive element P4.
この測定結果からわかるように、自由空間状態で得られている第１〜第４の共振周波数ｆ１〜ｆ４が、人体装着状態とした場合でも、共振周波数の変化が小さく、変動が抑制されていることがわかる。
代表的に、９００ＭＨｚ帯域の第１の共振周波数ｆ１と、１８００ＭＨｚ帯域の第２の共振周波数ｆ２との場合について下記に示す。
・第１の共振周波数ｆ１
＜自由空間状態＞
共振周波数：８５９．３ＭＨｚ（ＶＳＷＲ＝２．５０）
＜人体装着状態＞
共振周波数：８００．５ＭＨｚ（ＶＳＷＲ＝１．０２）
・第２の共振周波数ｆ２
＜自由空間状態＞
共振周波数：１８２９．９ＭＨｚ（ＶＳＷＲ＝１．０８）
＜人体装着状態＞
共振周波数：１７１０．５ＭＨｚ（ＶＳＷＲ＝１．０７）
As can be seen from this measurement result, even when the first to fourth resonance frequencies f1 to f4 obtained in the free space state are in the human body wearing state, the change in the resonance frequency is small and the fluctuation is suppressed. I understand that.
Typically, the case of the first resonance frequency f1 in the 900 MHz band and the second resonance frequency f2 in the 1800 MHz band will be described below.
First resonance frequency f1
<Free space state>
Resonance frequency: 859.3 MHz (VSWR = 2.50)
<Human body wearing state>
Resonance frequency: 800.5 MHz (VSWR = 1.02)
Second resonance frequency f2
<Free space state>
Resonance frequency: 1829.9 MHz (VSWR = 1.08)
<Human body wearing state>
Resonance frequency: 1710.5 MHz (VSWR = 1.07)
次に、上記実施例のアンテナ装置について、第１の共振周波数ｆ１及び第２の共振周波数ｆ２での放射パターンについて測定した結果を、図６に示す。
なお、アンテナ素子ＡＴの延在方向（第２延在部Ｅ２の延在方向）をＹ方向とし、第２延在部Ｅ２から第４延在部Ｅ４へ向かう第３延在部Ｅ３の延在方向をＸ方向とし、基板本体２表面に対する垂直方向をＺ方向とした。この際のＹＺ面及びＺＸ面に対する垂直偏波、水平偏波及び電力利得を測定した。また、この放射パターン測定は、上記自由空間状態で行った。
Next, FIG. 6 shows the measurement results of the radiation patterns at the first resonance frequency f1 and the second resonance frequency f2 for the antenna device of the above example.
Note that the extending direction of the antenna element AT (the extending direction of the second extending portion E2) is the Y direction, and the third extending portion E3 extends from the second extending portion E2 toward the fourth extending portion E4. The direction was the X direction, and the direction perpendicular to the surface of the substrate body 2 was the Z direction. At this time, vertical polarization, horizontal polarization, and power gain with respect to the YZ plane and ZX plane were measured. Moreover, this radiation pattern measurement was performed in the free space state.
なお、ＹＺ面における第１の共振周波数ｆ１の平均電力利得は、−３．０ｄＢｉであり、第２の共振周波数ｆ２の平均電力利得は、−７．６ｄＢｉであった。また、ＺＸ面における第１の共振周波数ｆ１の平均電力利得は、−４．５ｄＢｉであり、第２の共振周波数ｆ２の平均電力利得は、−２．２ｄＢｉであった。 Note that the average power gain of the first resonance frequency f1 in the YZ plane was −3.0 dBi, and the average power gain of the second resonance frequency f2 was −7.6 dBi. Further, the average power gain of the first resonance frequency f1 in the ZX plane was −4.5 dBi, and the average power gain of the second resonance frequency f2 was −2.2 dBi.
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることができる。
例えば、上記実施形態では、基板本体とは別にメイン基板を設けた構成としたが、１つのメイン基板に全てのエレメントとグランドパターンとを設けたアンテナ装置としても構わない。
また、上記実施形態では、第１エレメントのみにアンテナ素子を設けているが、第２エレメントや第４エレメントにアンテナ素子を設けて各エレメントの短縮化を行い、装置全体の小型化を図っても構わない。
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various change can be added in the range which does not deviate from the meaning of this invention.
For example, in the above embodiment, the main board is provided separately from the board main body, but an antenna device in which all the elements and the ground pattern are provided on one main board may be used.
In the above embodiment, the antenna element is provided only on the first element. However, the antenna element may be provided on the second element or the fourth element to shorten each element, thereby reducing the size of the entire apparatus. I do not care.
１…アンテナ装置、２…基板本体、２Ｂ…メイン基板、３…第１エレメント、４…第２エレメント、５…第３エレメント、６…第４エレメント、ＡＴ…アンテナ素子、Ｅ１…第１延在部、Ｅ１ａ…幅広部、Ｅ２…第２延在部、Ｅ３…第３延在部、Ｅ４…第４延在部、Ｅ５…第５延在部、ＧＮＤ…グランドパターン、Ｇ２…メイングランド部、Ｋ…開口部、Ｐ１ａ，Ｐ１ｂ…第１受動素子、Ｐ２ａ，Ｐ２ｂ…第２受動素子、Ｐ３…第３受動素子、Ｐ４…第４受動素子、ＦＰ…給電点 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Antenna apparatus, 2 ... Board | substrate main body, 2B ... Main board, 3 ... 1st element, 4 ... 2nd element, 5 ... 3rd element, 6 ... 4th element, AT ... Antenna element, E1 ... 1st extension Part, E1a ... wide part, E2 ... second extension part, E3 ... third extension part, E4 ... fourth extension part, E5 ... fifth extension part, GND ... ground pattern, G2 ... main ground part, K ... opening, P1a, P1b ... first passive element, P2a, P2b ... second passive element, P3 ... third passive element, P4 ... fourth passive element, FP ... feed point
Claims (5)
該基板本体の表面にそれぞれ金属箔でパターン形成されたグランドパターン、第１エレメント及び第２エレメントとを備え、
前記第１エレメントが、前記グランドパターンに近接した基端側に給電点が設けられていると共に途中に第１受動素子及び誘電体アンテナのアンテナ素子がこの順に接続されて前記グランドパターンに沿った方向に延在し、
前記第２エレメントが、前記グランドパターンに基端が接続されていると共に途中に第２受動素子が接続されて前記グランドパターンと前記第１エレメントとの間で前記第１エレメントに沿って延在し、
前記第１エレメントが、基端から前記第１受動素子まで前記グランドパターンに沿って延在した第１延在部と、
前記第１受動素子から前記アンテナ素子を途中に配して前記第１延在部の延在方向に延在する第２延在部と、
該第２延在部の先端から前記第２エレメント側に向けて延在する第３延在部と、
該第３延在部の先端から前記第２延在部と前記第２エレメントとの間であって前記第２延在部に沿って延在し先端が前記第１延在部に接続された第４延在部とを有していることを特徴とするアンテナ装置。 An insulating substrate body;
A ground pattern patterned with a metal foil on the surface of the substrate body, a first element and a second element,
A direction along the ground pattern in which the first element is provided with a feeding point on the base end side close to the ground pattern, and the first passive element and the antenna element of the dielectric antenna are connected in this order in the middle. Extending to
The second element has a base end connected to the ground pattern and a second passive element connected midway, and extends along the first element between the ground pattern and the first element. ,
The first element extends along the ground pattern from a base end to the first passive element; and
A second extending portion that extends in the extending direction of the first extending portion by arranging the antenna element halfway from the first passive element;
A third extension extending from the tip of the second extension toward the second element,
The tip of the third extension extends between the second extension and the second element, extends along the second extension, and the tip is connected to the first extension. An antenna device comprising: a fourth extending portion.
前記基板本体の表面に金属箔でパターン形成された第３エレメントを備え、
前記第１エレメントが、前記第１延在部の途中と前記グランドパターンとを接続する第５延在部を有し、
前記第３エレメントが、前記第１延在部の先端側に一端が接続されていると共に他端が前記第２エレメントの途中に接続され、
前記第１延在部と前記第５延在部と前記グランドパターンと前記第２エレメントと前記第３エレメントとが、環状に接続されて内側に開口部を形成していることを特徴とするアンテナ装置。 The antenna device according to claim 1,
Comprising a third element patterned with a metal foil on the surface of the substrate body;
The first element has a fifth extending portion that connects the middle of the first extending portion and the ground pattern,
The third element has one end connected to the distal end side of the first extending portion and the other end connected in the middle of the second element,
The antenna, wherein the first extension part, the fifth extension part, the ground pattern, the second element, and the third element are annularly connected to form an opening inside. apparatus.
前記基板本体の表面に金属箔でパターン形成された第４エレメントを備え、
該第４エレメントが、前記第１エレメントの基端側に接続され前記グランドパターンとは反対側で前記第１延在部に沿って延在していることを特徴とするアンテナ装置。 In the antenna device according to claim 1 or 2,
Comprising a fourth element patterned with a metal foil on the surface of the substrate body;
The antenna device, wherein the fourth element is connected to the base end side of the first element and extends along the first extending portion on the side opposite to the ground pattern.
前記第２延在部及び前記第４延在部が、前記第３延在部より長いことを特徴とするアンテナ装置。 In the antenna device according to any one of claims 1 to 3,
The antenna device, wherein the second extension part and the fourth extension part are longer than the third extension part.
前記グランドパターンに電気的に接続されたメイングランド部が表面に金属箔でパターン形成されたメイン基板を備えていることを特徴とするアンテナ装置。 In the antenna device according to any one of claims 1 to 4,
An antenna device comprising: a main substrate having a main ground portion formed by patterning a metal foil on a surface of a main ground portion electrically connected to the ground pattern.
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