JP5925594B2 - antenna - Google Patents

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Description

本発明は、アンテナに関し、より特定的には、平面型のスロットアンテナに関する。   The present invention relates to an antenna, and more particularly to a planar slot antenna.

従来の八木式アンテナを屋根の上に設置する場合、家屋の景観の問題、および設置時に屋根を損傷する恐れがあることから、たとえば、壁面やベランダに取付可能な平面タイプのアンテナ等、より景観に配慮した簡易な構成のアンテナが求められている。   When installing a conventional Yagi type antenna on the roof, there is a risk of damaging the landscape of the house and the roof may be damaged during installation. Therefore, there is a demand for an antenna with a simple configuration that takes into account the above.

平面タイプのアンテナとして、スロットアンテナが挙げられる。一般的なスロットアンテナは、たとえば長方形の平面導体の中央においてスリットすなわち細いスロット状の孔を設け、このスリットを挟んで対向する2つの位置に給電がなされる。   An example of the planar type antenna is a slot antenna. In a general slot antenna, for example, a slit, that is, a thin slot-shaped hole is provided in the center of a rectangular planar conductor, and power is supplied to two positions facing each other across the slit.

特開2011−66793号公報(特許文献1)は、平面型のスロットアンテナにおいて、放射器の短辺および長辺の各端部から反射器側に屈曲した導体板と、長辺側の屈曲した導体板の一部から突出するサイドフィンとを有する構成を開示する。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-66793 (Patent Document 1) discloses a planar slot antenna in which a conductor plate bent toward the reflector side from each end of the short side and long side of the radiator and a long side bent. The structure which has the side fin which protrudes from a part of conductor plate is disclosed.

特開2011−66793号公報JP 2011-66793 A 特開2011−124653号公報JP 2011-124653 A 特開2011−228954号公報JP 2011-228554 A 特開2009−17115号公報JP 2009-17115 A

上述のような平面アンテナは、家屋の壁面に取り付けられる他、室内に設置される場合がある。そのため、設置スペースの確保や外観の観点から、平面アンテナについてのさらなる小型化および薄型化が望まれている。   In addition to being attached to the wall surface of a house, the planar antenna as described above may be installed indoors. Therefore, further reduction in size and thickness of the planar antenna is desired from the viewpoint of securing installation space and appearance.

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、従来のアンテナ特性を維持しつつ、小型化および薄型化されたスロット型の平面アンテナを提供することである。   The present invention has been made to solve such problems, and an object of the present invention is to provide a slot type planar antenna that is reduced in size and thickness while maintaining the conventional antenna characteristics. is there.

本発明によるアンテナは、第1および第2の放射素子と、外部からの給電を受ける給電部と、給電ラインとを備え、電波の送電および受信の少なくとも一方を行なう。第1および第2の放射素子は、内部にスリットが形成された略矩形状を有する本体部をそれぞれ含む。給電ラインは、給電部から第1および第2の放射素子に電力を供給する。第1の放射素子および第2の放射素子は、スリットが略同一直線上となるように給電部に対して対称に配置される。   An antenna according to the present invention includes first and second radiating elements, a power feeding unit that receives power from the outside, and a power feeding line, and performs at least one of transmission and reception of radio waves. The first and second radiating elements each include a main body having a substantially rectangular shape with a slit formed therein. The feed line supplies power from the feed unit to the first and second radiating elements. The first radiating element and the second radiating element are arranged symmetrically with respect to the power feeding unit so that the slits are substantially collinear.

好ましくは、アンテナは、第1および第2の放射素子の各々に対応して、本体部の主平面に対向し、かつ主平面に平行に配置される少なくとも1つの共振素子をさらに備える。   Preferably, the antenna further includes at least one resonance element arranged corresponding to each of the first and second radiating elements, facing the main plane of the main body and parallel to the main plane.

好ましくは、アンテナは、第1および第2の放射素子と距離を隔てて対向して配置された反射素子をさらに備える。   Preferably, the antenna further includes a reflective element arranged to face the first and second radiating elements with a distance therebetween.

好ましくは、共振素子は、対応する第1および第2の放射素子と反射素子との間に配置される。   Preferably, the resonant element is disposed between the corresponding first and second radiating elements and the reflecting element.

好ましくは、第1および第2の放射素子の各々は、本体部におけるスリットに平行な各辺の端部の一部から、スリットに直交する方向に突出するサイドフィンをさらに有する。   Preferably, each of the first and second radiating elements further includes a side fin that protrudes in a direction orthogonal to the slit from a part of an end of each side parallel to the slit in the main body.

好ましくは、第1および第2の放射素子の各々は、本体部におけるスリットに平行な各辺の端部において、反射素子と対向する面側に折れ曲がる屈曲部を有する。   Preferably, each of the first and second radiating elements has a bent portion that is bent toward the surface facing the reflecting element at the end of each side parallel to the slit in the main body.

好ましくは、第1および第2の放射素子の各々は、各屈曲部の一部から、スリットに直交する方向に突出するサイドフィンをさらに有する。   Preferably, each of the first and second radiating elements further includes a side fin protruding from a part of each bent portion in a direction perpendicular to the slit.

好ましくは、第1および第2の放射素子の各々は、給電ラインと接続するための給電点を含む。第1の放射素子の給電点と第2の放射素子の給電点との間の距離は、アンテナの使用周波数帯の中心波長をλとした場合に、略λ/2〜λの範囲に設定される。   Preferably, each of the first and second radiating elements includes a feeding point for connecting to the feeding line. The distance between the feeding point of the first radiating element and the feeding point of the second radiating element is set to a range of approximately λ / 2 to λ, where λ is the center wavelength of the antenna use frequency band. The

好ましくは、給電ラインは、幅広面が互いに対向し、かつ平行になるように配置された平板によって構成される。   Preferably, the power supply line is configured by flat plates arranged so that the wide surfaces face each other and are parallel to each other.

好ましくは、アンテナは、第1および第2の放射素子、給電ライン、および給電部を収納する筺体をさらに備える。給電部は、外部からの給電媒体に接続するための接続部と、接続部から給電ラインに平行に延在し、筺体との位置決めをするための固定部とを含む。   Preferably, the antenna further includes a housing that houses the first and second radiating elements, the feed line, and the feed unit. The power supply unit includes a connection unit for connecting to an external power supply medium, and a fixing unit extending from the connection unit in parallel to the power supply line and for positioning with the housing.

好ましくは、本体部のスリットに平行な各辺は、アンテナの使用周波数帯の中心波長をλとした場合に、略λ/2に設定される。   Preferably, each side parallel to the slit of the main body is set to approximately λ / 2, where λ is the center wavelength of the use frequency band of the antenna.

本発明によれば、スロット型の平面アンテナにおいて、従来のアンテナ特性を維持しつつ、小型化および薄型化を実現することができる。   According to the present invention, a slot type planar antenna can be reduced in size and thickness while maintaining the conventional antenna characteristics.

本実施の形態に従う2段スタック式の平面型スロットアンテナの斜視図である。It is a perspective view of a two-stage stack type planar slot antenna according to the present embodiment. 図1の平面型スロットアンテナの分解図である。FIG. 2 is an exploded view of the planar slot antenna of FIG. 1. 図1のA−A断面の一部を示す図である。It is a figure which shows a part of AA cross section of FIG. 図1の平面型スロットアンテナの平面図である。FIG. 2 is a plan view of the planar slot antenna of FIG. 1. 図1の平面型スロットアンテナの給電部の詳細を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the detail of the electric power feeding part of the planar slot antenna of FIG. 共振素子の有無および共振素子の設置位置についての、アンテナの利得と周波数との関係の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the relationship between the gain and frequency of an antenna about the presence or absence of a resonant element, and the installation position of a resonant element. 共振素子の有無および共振素子の設置位置についての、アンテナのVSWRと周波数との関係の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the relationship between the VSWR and frequency of an antenna about the presence or absence of a resonance element, and the installation position of a resonance element. 単一の放射素子を有する平面型スロットアンテナの特性と、本実施の形態に従う2段スタック式の平面型スロットアンテナの特性との比較の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the comparison of the characteristic of the planar slot antenna which has a single radiation | emission element, and the characteristic of the two-stage stack type planar slot antenna according to this Embodiment. 共振素子の他の設置例を示す第1の図である。It is a 1st figure which shows the other example of installation of a resonant element. 共振素子の他の設置例を示す第2の図である。It is a 2nd figure which shows the other example of installation of a resonant element.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.

図1は、本実施の形態に従う2段スタック式の平面型スロットアンテナ100(以下、単に「アンテナ」とも称する。)の斜視図である。また、図2は図1で示した平面型スロットアンテナ100の分解図である。本実施の形態においては、アンテナ100は、UHF(Ultrahigh Frequency)帯の電波を送信、あるいは受信するためのアンテナを例として説明するが、電波の周波数帯はこれに限られず、たとえば、VHF(Very High Frequency)帯の電波であってもよい。   FIG. 1 is a perspective view of a two-stack type planar slot antenna 100 (hereinafter also simply referred to as “antenna”) according to the present embodiment. FIG. 2 is an exploded view of the planar slot antenna 100 shown in FIG. In the present embodiment, antenna 100 is described as an example of an antenna for transmitting or receiving a UHF (Ultrahigh Frequency) band radio wave. However, the frequency band of the radio wave is not limited to this, for example, VHF (Very High frequency band radio waves may be used.

図1および図2を参照して、アンテナ100は、給電素子である放射素子130,140と、無給電素子である反射素子150および共振素子170,180とを備える。放射素子130,140、反射素子150、および共振素子170,180は、略長方形状の下部筺体110に収納される。なお、図1および図2においては、アンテナ内部の構造を理解しやすいように上部筺体(図示せず)が取り外された状態として示されているが、実際の使用においては、これらの素子を保護するために、上部筺体が下部筺体110に取り付けられる。   Referring to FIGS. 1 and 2, antenna 100 includes radiating elements 130 and 140 that are feeding elements, a reflecting element 150 and resonant elements 170 and 180 that are parasitic elements. The radiating elements 130 and 140, the reflecting element 150, and the resonant elements 170 and 180 are accommodated in the substantially rectangular lower casing 110. In FIGS. 1 and 2, the upper housing (not shown) is shown as being removed for easy understanding of the internal structure of the antenna, but these elements are protected in actual use. In order to do so, the upper housing is attached to the lower housing 110.

下部筺体110には、任意的に取付器具120が取り付けられる。この取付器具120によって、アンテナ本体を壁面や支柱などに固定することができる。なお、アンテナ100を室内の床面等に据え置く場合には、筺体に取り付け可能なスタンド(図示せず)を用いることも可能である。   An attachment tool 120 is optionally attached to the lower housing 110. With this attachment tool 120, the antenna body can be fixed to a wall surface or a column. Note that when the antenna 100 is installed on the floor surface of the room or the like, a stand (not shown) that can be attached to the housing can be used.

放射素子130,140は、外部から供給される電力を受ける給電部163に対して、下部筺体110の長辺方向(図1,2のX方向)に、スリット136,146(後述)が略一直線上となるように対称に配置される。すなわち、放射素子130,140は2段スタック状に配置される。   In the radiating elements 130 and 140, slits 136 and 146 (described later) are substantially straight in the long side direction (X direction in FIGS. 1 and 2) of the lower casing 110 with respect to the power feeding unit 163 that receives power supplied from the outside. It arranges symmetrically so that it may be on a line. That is, the radiating elements 130 and 140 are arranged in a two-stage stack.

放射素子130は、本体部131と、屈曲部132,133と、サイドフィン134,135とを含む。   The radiating element 130 includes a main body portion 131, bent portions 132 and 133, and side fins 134 and 135.

本体部131は、上面から見た形状が矩形平面状の導電板であり、その内部において下部筺体110の長辺方向に延在するスリット136が形成される。スリット136は、本体部131において、下部筺体110の短辺方向(図1,2のY方向)のほぼ中点を通る直線に沿って、本体部131の各辺から距離を隔てて矩形状に形成される。   The main body 131 is a conductive plate having a rectangular planar shape when viewed from above, and a slit 136 extending in the long side direction of the lower casing 110 is formed therein. In the main body 131, the slit 136 has a rectangular shape with a distance from each side of the main body 131 along a straight line passing through a substantially midpoint in the short side direction (Y direction in FIGS. 1 and 2) of the lower housing 110. It is formed.

また、本体部131には、スリット136の長手方向のほぼ中心付近の、スリット136を挟んで対向する位置に給電点137が設けられる。給電点137には、ボルトのような締結部材190によって給電ライン160の端部に設けられた接続点161が接続される。これにより、給電部163に供給された電力は、給電ライン160を通って放射素子130へ伝達される。   The main body 131 is provided with a feeding point 137 at a position near the center of the slit 136 in the longitudinal direction and facing the slit 136. A connection point 161 provided at an end of the power supply line 160 is connected to the power supply point 137 by a fastening member 190 such as a bolt. As a result, the power supplied to the power feeding unit 163 is transmitted to the radiating element 130 through the power feeding line 160.

屈曲部132,133は、本体部131において縦方向(X方向)の辺から横方向(Y方向)に突出し、かつ、反射素子150方向へ屈曲する。図4でも後述するように、放射素子130の横方向(Y方向)の長さ(すなわち、本体部131と2つの屈曲部132,133をあわせた長さ)は、使用するアンテナの周波数帯の中心波長をλとした場合に略λ/2に設定される。本発明においてこの屈曲部は必須ではないが、放射素子130の端部を屈曲させることで、放射素子130の横方向の長さを確保しつつ、筺体の端部の厚みを薄くすることができる。   The bent portions 132 and 133 protrude from the side in the vertical direction (X direction) in the horizontal direction (Y direction) in the main body 131 and bend in the direction of the reflective element 150. As will be described later with reference to FIG. 4, the length of the radiating element 130 in the horizontal direction (Y direction) (that is, the length of the main body 131 and the two bent portions 132 and 133 combined) is the frequency band of the antenna used. When the center wavelength is λ, it is set to approximately λ / 2. In the present invention, the bent portion is not essential, but by bending the end portion of the radiating element 130, the thickness of the end portion of the housing can be reduced while ensuring the lateral length of the radiating element 130. .

また、各屈曲部132,133の中央付近の一部から、さらにサイドフィン134,135が突出する。このサイドフィン134,135は任意的であるが、これらを設けることによって、特に使用周波数帯域の中域周波数の利得を改善する効果が得られる。   Further, side fins 134 and 135 further protrude from a portion near the center of each of the bent portions 132 and 133. The side fins 134 and 135 are optional, but by providing these, the effect of improving the gain of the middle frequency in the use frequency band can be obtained.

なお、図1,2においては示されていないが、本体部131の横方向(Y方向)の辺の端部が、さらに屈曲されるようにしてもよい。   Although not shown in FIGS. 1 and 2, the end of the side in the horizontal direction (Y direction) of the main body 131 may be further bent.

放射素子140は基本的には放射素子130と同じ構造を有している。そのため、放射素子140の説明は繰り返さないが、放射素子140における本体部141、屈曲部142,143、サイドフィン144,145、スリット146、給電点147は、放射素子130における本体部131、屈曲部132,133、サイドフィン134,135、スリット136、給電点137にそれぞれ対応する。また、給電点147には、給電ライン160の端部に設けられた接続点162が接続される。   The radiating element 140 basically has the same structure as the radiating element 130. Therefore, although the description of the radiating element 140 is not repeated, the main body portion 141, the bent portions 142 and 143, the side fins 144 and 145, the slit 146, and the feeding point 147 in the radiating element 140 are the main body portion 131 and the bent portion in the radiating element 130. 132, 133, side fins 134, 135, slit 136, and feeding point 137, respectively. Further, a connection point 162 provided at an end of the power supply line 160 is connected to the power supply point 147.

共振素子170は、放射素子130に対して、所定の距離を隔てて平行に設けられる。共振素子は、本発明においては必須ではないが、一般的に特定の周波数についての利得を改善するために用いられ、その長さは改善しようとする周波数に応じて設定される。   The resonant element 170 is provided in parallel to the radiating element 130 at a predetermined distance. Although the resonant element is not essential in the present invention, it is generally used to improve the gain for a specific frequency, and its length is set according to the frequency to be improved.

共振素子170は、放射素子130により生成される電磁場の形状から、一般的に放射素子130の給電点137と同じ位置に配置することが、発揮される効果の面からは好ましい。   In general, it is preferable that the resonant element 170 is disposed at the same position as the feeding point 137 of the radiating element 130 in view of the shape of the electromagnetic field generated by the radiating element 130.

本実施の形態においては、放射素子130の給電点137の裏面側、すなわち、反射素子150側には、給電ライン160の接続点161が下部筺体110とともに接続される。そのため、給電点137と同じ位置に配置するためには、放射素子130の表面側に設けることが必要となる。しかしながら、一方で、放射素子130の表面側への共振素子170の設置は、アンテナ装置全体の薄型化を妨げる要因となり得る。   In the present embodiment, the connection point 161 of the feed line 160 is connected together with the lower casing 110 to the back side of the feed point 137 of the radiating element 130, that is, the reflective element 150 side. Therefore, in order to arrange at the same position as the feeding point 137, it is necessary to provide on the surface side of the radiating element 130. However, on the other hand, the installation of the resonant element 170 on the surface side of the radiating element 130 may be a factor that hinders the overall thickness of the antenna device.

そのため、本実施の形態においては、共振素子170は、放射素子130の裏面側、すなわち、放射素子130と反射素子150との間に、給電点137から下部筺体110の短辺端部に近づく方向に所定の距離を隔てて設けられる。なお、放射素子140と共振素子180との関係についても同様である。   Therefore, in the present embodiment, the resonant element 170 is closer to the back side of the radiating element 130, that is, between the radiating element 130 and the reflecting element 150, from the feeding point 137 to the short side end of the lower casing 110. Are provided at a predetermined distance. The same applies to the relationship between the radiating element 140 and the resonant element 180.

給電ライン160は、上述のように、給電部163に供給されたアンテナ外部からの電力を放射素子130,140へ伝達する。給電ライン160は、幅広面が互いに対向し、かつ平行になるように配置された2枚の剛体の平板を含んで構成される。給電ラインとして、配線を用いることも可能であるが、配線の場合には、2本の配線の間隔や位置関係によってインピーダンスが変化し得る。本実施の形態のように、2段スタック式のアンテナ100においては、給電部163から2つの放射素子130,140へのインピーダンスをできるだけ等しくすることが好ましいため、図のような剛体の平板を用いることが、安定したインピーダンスを確保するためにより好適である。   As described above, the power supply line 160 transmits the power supplied from the outside of the antenna supplied to the power supply unit 163 to the radiating elements 130 and 140. The power supply line 160 includes two rigid flat plates arranged so that the wide surfaces face each other and are parallel to each other. Although a wiring can be used as the power supply line, in the case of a wiring, the impedance can change depending on the interval or positional relationship between the two wirings. As in the present embodiment, in the two-stage stack type antenna 100, it is preferable to make impedances from the power feeding unit 163 to the two radiating elements 130 and 140 as equal as possible, so a rigid flat plate as shown in the figure is used. It is more preferable to secure a stable impedance.

給電部163は、給電ライン160の長手方向の中央付近に設けられる。給電部163には、図示しない同軸ケーブルが接続されて、外部から電力が供給される。なお、給電部163と同軸ケーブルとの間には、いずれも図示しないが、たとえば、インピーダンスを調整するためのコンデンサや整合器が設けられる場合がある。   The power feeding unit 163 is provided near the center of the power feeding line 160 in the longitudinal direction. A coaxial cable (not shown) is connected to the power feeding unit 163, and power is supplied from the outside. In addition, although not shown in figure between the electric power feeding part 163 and a coaxial cable, the capacitor | condenser for adjusting an impedance and a matching device may be provided, for example.

図3は、図1におけるA−A断面図の一部であり、放射素子130(140)、共振素子170(180)、および反射素子150の関係を示す。図3からわかるように、放射素子、共振素子、および反射素子は、互いに主平面が対向し、かつ平行となるように配置される。   FIG. 3 is a part of a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 1 and shows the relationship between the radiating element 130 (140), the resonant element 170 (180), and the reflecting element 150. As can be seen from FIG. 3, the radiating element, the resonant element, and the reflecting element are arranged such that their principal planes face each other and are parallel to each other.

図4は、図1の平面型スロットアンテナの平面図である。なお、図4においては、放射素子140については透視図として示され、背面側に配置される共振素子180等が破線で示されている。   FIG. 4 is a plan view of the planar slot antenna of FIG. In FIG. 4, the radiating element 140 is shown as a perspective view, and the resonant element 180 and the like arranged on the back side are shown by broken lines.

図4を参照して、放射素子130,140の各々の縦方向(図4のX方向)の長さは、使用するアンテナの周波数帯の中心波長をλとした場合に、たとえば略λ/2に設定される。また、上述のように、放射素子130,140の各々の横方向(図4のY方向)の長さも、たとえば略λ/2に設定される。   Referring to FIG. 4, the length in the vertical direction (X direction in FIG. 4) of each of radiating elements 130 and 140 is, for example, approximately λ / 2 when the center wavelength of the frequency band of the antenna to be used is λ. Set to As described above, the length of each of the radiating elements 130 and 140 in the horizontal direction (the Y direction in FIG. 4) is also set to, for example, approximately λ / 2.

放射素子130と放射素子140との間の間隔は、給電点間の距離が、λ/2〜λの間の範囲となるように適宜設定される。   The distance between the radiating element 130 and the radiating element 140 is appropriately set so that the distance between the feeding points is in a range between λ / 2 and λ.

図5は、図4の平面図における給電部163の部分の拡大図である。給電部163は、平行に配置された各給電ライン160から略L字形状に張り出した平板であり、給電ライン160から突出した部分の接続部164においてボルトのような締結部材191によって、給電媒体(たとえば、同軸ケーブル)の端部に設けられる接続端子(図示せず)に電気的に接続される。なお、図5において、図の右側の給電部163においては、接続部164がわかるように締結部材191が外された状態として示されている。   FIG. 5 is an enlarged view of a portion of the power feeding unit 163 in the plan view of FIG. The power feeding part 163 is a flat plate that protrudes in a substantially L shape from each of the power feeding lines 160 arranged in parallel, and a feeding medium (by a fastening member 191 such as a bolt at a connection part 164 protruding from the power feeding line 160. For example, it is electrically connected to a connection terminal (not shown) provided at the end of the coaxial cable. In FIG. 5, the feeding member 163 on the right side of the drawing is shown as a state in which the fastening member 191 is removed so that the connection portion 164 can be seen.

また、給電部163は、接続部164から給電ライン160の長手方向に平行に延在する固定部165を有する。たとえば、固定部165には孔部166が設けられ、下部筺体110から突出する凸部に、孔部166がはめ込まれる。   The power feeding unit 163 includes a fixing unit 165 extending from the connection unit 164 in parallel with the longitudinal direction of the power feeding line 160. For example, the fixing portion 165 is provided with a hole portion 166, and the hole portion 166 is fitted into a convex portion protruding from the lower housing 110.

このような給電部163の構造は必ずしも必須の構成ではないが、このような構造とすることによって、給電ライン160を基板195に締結部材(たとえば、ボルト)191で固定する際、ボルト締付けトルクによって給電ライン160が歪むことを防止することができる。   Such a structure of the power supply unit 163 is not necessarily an essential structure, but by using such a structure, when the power supply line 160 is fixed to the substrate 195 with a fastening member (for example, a bolt) 191, a bolt tightening torque is used. It is possible to prevent the power supply line 160 from being distorted.

図6,図7は、本実施の形態に従う2段スタック式平面型スロットアンテナの特性を実験的に評価したものである。図6は周波数に対する利得の変化を示したものであり、図7は周波数に対するVSWRの変化を示したものである。なお、図6,図7は、共振素子の有無および共振素子の配置による影響を評価するために行なった実験の一例であり、図6,図7における破線W10,W20は共振素子がない場合を示し、実線W11,W21は給電点と共振素子との間の距離が40mmである場合を示し、実線W12,W22は給電点と共振素子との間の距離が30mmである場合を示している。また、本実施の形態におけるアンテナで使用するUHF帯の地上デジタル放送の使用帯域である周波数範囲は470MHz〜710MHzである。   6 and 7 show the experimental evaluation of the characteristics of the two-stage stack type planar slot antenna according to the present embodiment. FIG. 6 shows a change in gain with respect to frequency, and FIG. 7 shows a change in VSWR with respect to frequency. 6 and 7 are examples of experiments conducted to evaluate the influence of the presence / absence of the resonant element and the arrangement of the resonant elements. The broken lines W10 and W20 in FIGS. The solid lines W11 and W21 show the case where the distance between the feeding point and the resonant element is 40 mm, and the solid lines W12 and W22 show the case where the distance between the feeding point and the resonant element is 30 mm. In addition, a frequency range that is a use band of terrestrial digital broadcasting in the UHF band used by the antenna in the present embodiment is 470 MHz to 710 MHz.

図6,図7を参照して、共振素子を有しないアンテナにおいては、図示した周波数帯の両端部(470〜510MHz,730〜800MHz)では利得は高くなっているが、中周波数領域においては、利得が相対的に低くなっている(図6中の破線W10)。これに対応して、VSWRは、中周波数領域において相対的に高い値を示している(図7中の破線W20)。   With reference to FIGS. 6 and 7, in the antenna having no resonant element, the gain is high at both ends (470 to 510 MHz, 730 to 800 MHz) of the illustrated frequency band, but in the middle frequency region, The gain is relatively low (broken line W10 in FIG. 6). Correspondingly, VSWR shows a relatively high value in the middle frequency region (broken line W20 in FIG. 7).

一方、共振素子を有する場合には、いずれも中周波数領域(510MHz〜730MHz)における利得が、共振素子を有しない場合と比べて高くなっている(図6中の実線W11,W12)。また、これに対応して、VSWRにおいては、当該周波数領域においては、共振素子を有しない場合に比べて低くなっている(図7中の実線W21,W22)。   On the other hand, in the case of having a resonant element, the gain in the medium frequency region (510 MHz to 730 MHz) is higher than that in the case of having no resonant element (solid lines W11 and W12 in FIG. 6). Correspondingly, the VSWR is lower in the frequency region than in the case where no resonant element is provided (solid lines W21 and W22 in FIG. 7).

また、共振素子の配置による影響については、利得およびVSWRとも、共振素子と給電点との距離が短い方が、特性としては良好な結果となっている。   As for the influence of the arrangement of the resonance elements, both gain and VSWR have better results as the distance between the resonance element and the feeding point is shorter.

図8は、特開2011−66793号公報(特許文献1)に示されているような単一の放射素子で構成される1段式の平面型スロットアンテナと、本実施の形態のように2つの放射素子で構成される2段スタック式の平面型スロットアンテナとの間の利得の比較を示す図である。図8において、破線W30は1段式の平面型スロットアンテナの利得を示し、実線W31は2段スタック式の平面型スロットアンテナの利得を示す。   FIG. 8 shows a one-stage planar slot antenna composed of a single radiating element as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-66793 (Patent Document 1), and two like this embodiment. It is a figure which shows the comparison of the gain between the two-stage stack type planar slot antenna comprised with one radiation element. In FIG. 8, a broken line W30 indicates the gain of the single-stage planar slot antenna, and a solid line W31 indicates the gain of the two-stage stacked planar slot antenna.

図8からわかるように、本実施の形態のアンテナで使用するUHF帯の地上デジタル放送の使用帯域である周波数範囲470MHz〜710MHzにおいては、いずれのアンテナにおいてもほぼ同等の利得が得られている。すなわち、本実施の形態の2段スタック式の平面型スロットアンテナとしても、従来の1段式の平面型スロットアンテナの特性が維持されていることがわかる。   As can be seen from FIG. 8, in the frequency range of 470 MHz to 710 MHz, which is the band used for terrestrial digital broadcasting in the UHF band used in the antenna of the present embodiment, almost the same gain is obtained in any antenna. That is, it can be seen that the characteristics of the conventional single-stage planar slot antenna are maintained even in the two-stage stacked planar slot antenna of the present embodiment.

ここで、上記図8で比較した2つの平面型スロットアンテナの例についての筺体の寸法を比較する。1段式の平面型スロットアンテナは長さ(図1のX方向):526mm,幅(図1のY方向):303mm,厚さ(図1のZ方向):64mmであり、アンテナ装置全体の投影面積(長さ×幅)は159,378mm2、体積(長さ×幅×厚さ)は10,200,192mm3である。一方、2段式の平面型スロットアンテナは、長さ(図1のX方向):610mm,幅(図1のY方向):225mm,厚さ(図1のZ方向):57mmであり、投影面積は137,250mm2であり、体積は7,823,250mm3である。 Here, the dimensions of the casings of the two planar slot antenna examples compared in FIG. 8 are compared. The single-stage planar slot antenna has a length (X direction in FIG. 1): 526 mm, a width (Y direction in FIG. 1): 303 mm, and a thickness (Z direction in FIG. 1): 64 mm. The projected area (length × width) is 159,378 mm 2 and the volume (length × width × thickness) is 10,200,192 mm 3 . On the other hand, the two-stage planar slot antenna has a length (X direction in FIG. 1): 610 mm, a width (Y direction in FIG. 1): 225 mm, and a thickness (Z direction in FIG. 1): 57 mm. The area is 137,250 mm 2 and the volume is 7,823,250 mm 3 .

したがって、アンテナ全体の投影面積では約14%の小型化が実現されており、厚さでは約11%の薄型化が実現されている。また、全体の体積の比較では約23%の小型化が実現されている。   Accordingly, a reduction in size of about 14% is realized in the projected area of the entire antenna, and a reduction in thickness of about 11% is realized in thickness. In addition, a reduction in size of about 23% is realized in comparison of the entire volume.

なお、ここで示した数値は一例であって、使用周波数帯や放射素子間の寸法の設計によって適宜変更されることに注意すべきである。   It should be noted that the numerical values shown here are merely examples, and are appropriately changed depending on the design of the frequency band used and the dimensions between the radiating elements.

以上のように、本実施の形態のような2段スタック式の平面型スロットアンテナの構成とすることによって、1つの放射素子で構成される平面型スロットアンテナと比較して、特性を悪化させることなく、アンテナ全体を小型化,薄型化することができる。   As described above, the configuration of the two-stack type planar slot antenna as in the present embodiment deteriorates the characteristics as compared with the planar slot antenna composed of one radiating element. The entire antenna can be reduced in size and thickness.

図9および図10は、共振素子の配置のバリエーションを示したものである。図9のアンテナ100Aにおいては、各放射素子に対して、複数の共振素子が設けられる構成となっている。放射素子130に対しては、共振素子170に加えて、共振素子170と並列して共振素子171,172がさらに設けられる。また、放射素子140に対しては、共振素子180に加えて、共振素子180と並列して共振素子181,182がさらに設けられる。   9 and 10 show variations of the arrangement of the resonant elements. In the antenna 100A of FIG. 9, a plurality of resonant elements are provided for each radiating element. In addition to the resonant element 170, the radiating element 130 is further provided with resonant elements 171 and 172 in parallel with the resonant element 170. In addition to the resonant element 180, resonant elements 181 and 182 are further provided in parallel with the resonant element 180 for the radiating element 140.

なお、このとき、複数の共振素子の長さは同一であってもよいし、異なる長さとしてもよい。共振素子の数および長さは所望とする特性に応じて適宜決定される。   At this time, the lengths of the plurality of resonance elements may be the same or different. The number and length of the resonant elements are appropriately determined according to desired characteristics.

図10のアンテナ100Bにおいては、共振素子170A,180Aは、共振素子の幅、すなわち、下部筺体110の長辺に沿った長さ(X方向の長さ)が、図2で示した共振素子170,180よりも長くされた構成とされている。言い換えれば、図10における共振素子は、図9で示した複数の共振素子を連続的に配置したものと考えることもできる。   In the antenna 100B of FIG. 10, the resonant elements 170A and 180A have the width of the resonant element, that is, the length along the long side of the lower casing 110 (the length in the X direction), as shown in FIG. , 180 longer than that. In other words, the resonant element in FIG. 10 can be considered to be a continuous arrangement of the multiple resonant elements shown in FIG.

なお、共振素子170A,180Aの長さ(Y方向の長さ)は、一定であってもよいし、共振素子の幅方向(X方向)に沿って長さが変化されてもよい。   Note that the lengths (the lengths in the Y direction) of the resonant elements 170A and 180A may be constant, or the lengths may be changed along the width direction (X direction) of the resonant elements.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

100 アンテナ、110 下部筺体、120 取付器具、130,140 放射素子、131,141 本体部、132,133,142,143 屈曲部、134,135,144,145 サイドフィン、136,146 スリット、137,147 給電点、150 反射素子、160 給電ライン、161,162 接続点、163 給電部、164 接続部、165 固定部、166 孔部、170,170A,171,172,180,180A,181,182 共振素子、190,191 締結部材、195 基板。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Antenna, 110 Lower housing, 120 Mounting tool, 130,140 Radiation element, 131,141 Body part, 132,133,142,143 Bending part, 134,135,144,145 Side fin, 136,146 Slit, 137, 147 Feed point, 150 Reflective element, 160 Feed line, 161, 162 Connection point, 163 Feed part, 164 Connection part, 165 Fixing part, 166 Hole part, 170, 170A, 171, 172, 180, 180A, 181, 182 Resonance Element, 190,191 fastening member, 195 substrate.

Claims (12)

電波の送電および受信の少なくとも一方を行なうためのアンテナであって、
内部にスリットが形成された略矩形状を有する本体部をそれぞれ含む第1および第2の放射素子と、
外部からの給電を受ける給電部と、
前記給電部から前記第1および第2の放射素子に電力を供給する給電ラインとを備え、
前記第1の放射素子および前記第2の放射素子は、前記スリットが略同一直線上となるように前記給電部に対して対称に配置される、アンテナ。
An antenna for transmitting and / or receiving radio waves,
First and second radiating elements each including a main body having a substantially rectangular shape with a slit formed therein;
A power feeding unit that receives power from the outside,
A power supply line for supplying power from the power supply unit to the first and second radiating elements,
The antenna, wherein the first radiating element and the second radiating element are arranged symmetrically with respect to the feeding portion so that the slits are substantially collinear.
前記第1および第2の放射素子の各々に対応して、前記本体部の主平面に対向し、かつ前記主平面に平行に配置される少なくとも1つの共振素子をさらに備える、請求項1に記載のアンテナ。   2. The apparatus according to claim 1, further comprising at least one resonance element that corresponds to each of the first and second radiating elements, is disposed opposite to the main plane of the main body portion and parallel to the main plane. Antenna. 前記第1および第2の放射素子と距離を隔てて対向して配置された反射素子をさらに備える、請求項2に記載のアンテナ。   The antenna according to claim 2, further comprising a reflective element disposed to face the first and second radiating elements with a distance therebetween. 前記共振素子は、対応する前記第1および第2の放射素子と、前記反射素子との間に配置される、請求項3に記載のアンテナ。   The antenna according to claim 3, wherein the resonant element is disposed between the corresponding first and second radiating elements and the reflective element. 前記第1および第2の放射素子と距離を隔てて対向して配置された反射素子をさらに備える、請求項1に記載のアンテナ。   The antenna according to claim 1, further comprising a reflective element disposed facing the first and second radiating elements at a distance. 前記第1および第2の放射素子の各々は、前記本体部における前記スリットに平行な各辺の端部の一部から、前記スリットに直交する方向に突出するサイドフィンをさらに有する、請求項1〜5のいずれか1項に記載のアンテナ。   Each of the said 1st and 2nd radiation | emission element further has a side fin which protrudes in a direction orthogonal to the said slit from a part of edge part of each side parallel to the said slit in the said main-body part. The antenna of any one of -5. 前記第1および第2の放射素子の各々は、前記本体部における前記スリットに平行な各辺の端部において、前記反射素子と対向する面側に折れ曲がる屈曲部を有する、請求項3〜5のいずれか1項に記載のアンテナ。   Each of the said 1st and 2nd radiation | emission element has the bending part bent in the edge part of each side parallel to the said slit in the said main-body part to the surface side facing the said reflection element. The antenna according to any one of claims. 前記第1および第2の放射素子の各々は、各前記屈曲部の一部から、前記スリットに直交する方向に突出するサイドフィンをさらに有する、請求項7に記載のアンテナ。   8. The antenna according to claim 7, wherein each of the first and second radiating elements further includes a side fin that protrudes in a direction orthogonal to the slit from a part of each of the bent portions. 前記第1および第2の放射素子の各々は、前記給電ラインと接続するための給電点を含み、
前記第1の放射素子の給電点と前記第2の放射素子の給電点との間の距離は、前記アンテナの使用周波数帯の中心波長をλとした場合に、略λ/2〜λの範囲に設定される、請求項1に記載のアンテナ。
Each of the first and second radiating elements includes a feed point for connecting to the feed line;
The distance between the feeding point of the first radiating element and the feeding point of the second radiating element is in a range of approximately λ / 2 to λ, where λ is the center wavelength of the use frequency band of the antenna. The antenna according to claim 1, wherein
前記給電ラインは、幅広面が互いに対向し、かつ平行になるように配置された平板によって構成される、請求項1に記載のアンテナ。   The antenna according to claim 1, wherein the power supply line is configured by a flat plate arranged such that wide surfaces face each other and are parallel to each other. 前記第1および第2の放射素子、前記給電ライン、および前記給電部を収納する筺体をさらに備え、
前記給電部は、
外部からの給電媒体に接続するための接続部と、
前記接続部から前記給電ラインに平行に延在し、前記筺体との位置決めをするための固定部とを含む、請求項1に記載のアンテナ。
A housing that houses the first and second radiating elements, the feeding line, and the feeding unit;
The power feeding unit is
A connection for connecting to an external power supply medium;
The antenna according to claim 1, further comprising: a fixing portion that extends in parallel with the feed line from the connection portion and is positioned with the housing.
前記本体部の前記スリットに平行な各辺は、前記アンテナの使用周波数帯の中心波長をλとした場合に、略λ/2に設定される、請求項1に記載のアンテナ。   2. The antenna according to claim 1, wherein each side parallel to the slit of the main body is set to approximately λ / 2, where λ is a center wavelength of a use frequency band of the antenna.
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