JP6057163B2 - Antenna device - Google Patents

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Description

本発明は、複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 achieving 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、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 end of the second radiation electrode are disclosed. An antenna device has been proposed that includes a switch interposed between the first radiation electrode and the second radiation electrode to electrically connect or disconnect the first radiation electrode.

特開2010−81000号公報JP 2010-81000 A 特開2010−166287号公報JP 2010-166287 A

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の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であり、さらに複数のアンテナエレメントに効果的に高周波電流を流すことができると共に、周辺部品の影響を抑制することができる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 and that can effectively flow a high-frequency current through a plurality of antenna elements and that can suppress the influence of peripheral components.

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、該基板本体にそれぞれ金属箔でパターン形成されたグランド面と、第1エレメント及び第2エレメントとを備え、前記グランド面が、グランド主面部と、該グランド主面部から前記第1エレメント及び前記第2エレメントの形成される領域の側部に突出したグランド側部とを有し、前記第1エレメントが、前記グランド主面部近傍の基端に給電点が設けられていると共に前記給電点から前記グランド主面部から離間する方向に延在した第1延在部と、前記グランド側部から離間する方向に前記第1延在部の先端から延在している第2延在部とを有し、前記第2エレメントが、前記グランド主面部から離間した位置で基端が前記グランド側部に接続され該グランド側部から離間する方向に前記グランド主面部に沿って延在していると共に先端が前記第1延在部の先端に接続され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, the antenna device according to the first invention includes an insulating substrate body, a ground surface patterned with a metal foil on the substrate body, and a first element and a second element, and the ground surface is A ground main surface portion and a ground side portion protruding from the ground main surface portion to a side portion of the region where the first element and the second element are formed, and the first element is in the vicinity of the ground main surface portion. And a first extending portion extending in a direction away from the ground main surface portion from the feeding point, and the first extending portion in a direction away from the ground side portion. A second extending portion extending from the distal end of the first element, and a base end of the second element is connected to the ground side portion at a position spaced from the ground main surface portion, and is separated from the ground side portion. Wherein the tip with extends along the ground main surface in a direction which is connected to the distal end of the first extending portion for.

このアンテナ装置では、第2エレメントが、グランド主面部から離間した位置で基端がグランド側部に接続され該グランド側部から離間する方向にグランド主面部に沿って延在していると共に先端が第1延在部の先端に接続されているので、第1延在部から第2エレメントに至る高周波電流のルートの端部が、グランド面(グランド側部)に接続され、グランド面(グランド側部及びグランド主面部)との間で高周波電流の開口ループを構成している。この開口ループ内には、第2エレメントとグランド主面部との間の浮遊容量が発生し、開口ループ内にも効果的に高周波電流を流すことができ、開口ループ内やグランド面に周辺部品が実装された場合においてもアンテナ特性への影響を低減することができる。また、グランド側部に周辺部品(マイク、スイッチ、FPS等)を実装することができ、アンテナ領域の小型化が可能になる。
また、第1エレメント及び第2エレメントが、グランド面との間の浮遊容量をそれぞれ発生可能に前記グランド面に対して間隔を空けて延在しているので、各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る。
In this antenna device, the second element has a base end connected to the ground side portion at a position spaced from the ground main surface portion, extends along the ground main surface portion in a direction away from the ground side portion, and a distal end. Since it is connected to the tip of the first extension part, the end part of the route of the high-frequency current from the first extension part to the second element is connected to the ground plane (ground side part), and the ground plane (ground side) Part and the ground main surface part). A stray capacitance between the second element and the ground main surface portion is generated in the open loop, so that a high-frequency current can flow effectively in the open loop, and there are peripheral components in the open loop or the ground plane. Even when mounted, the influence on the antenna characteristics can be reduced. In addition, peripheral components (such as a microphone, a switch, and FPS) can be mounted on the ground side, and the antenna area can be reduced in size.
In addition, since the first element and the second element extend at an interval from the ground plane so that stray capacitance between the first element and the second element can be generated, the respective stray capacitances are effectively used. Thus, multiple resonance can be achieved.

第2の発明に係るアンテナ装置は、第1の発明において、前記第2延在部に誘電体アンテナのアンテナ素子が接続され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2延在部に誘電体アンテナのアンテナ素子が接続されているので、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によってエレメント長の短縮化及び高インピーダンス化と、浮遊容量の増大とが可能になり、複共振化の調整が容易になると共に小型化とアンテナ特性の向上とを図ることができる。
また、アンテナ素子およびエレメントに接続する受動素子の選択(定数変更等)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、一つのアンテナ装置で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。
さらに、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も、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。
An antenna device according to a second invention is characterized in that, in the first invention, an antenna element of a dielectric antenna is connected to the second extending portion.
That is, in this antenna device, since the antenna element of the dielectric antenna is connected to the second extending portion, the element length is shortened and the impedance is increased by the antenna element of the loading element that does not self-resonate at a desired resonance frequency. The stray capacitance can be increased, the adjustment of the double resonance can be facilitated, and the size and the antenna characteristics can be improved.
Further, by selecting the antenna element and the passive element connected to the element (changing constants, etc.), it is possible to flexibly adjust each resonance frequency and to obtain an antenna device that can resonate according to design conditions. In this way, each resonance frequency can be flexibly adjusted with one antenna device due to the antenna configuration, so that the resonance frequency can be switched, and the adjustment location by the passive element etc. can be changed according to the application and equipment. Yes.
Furthermore, 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 also by selecting an antenna element that 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.

第3の発明に係るアンテナ装置は、第2の発明において、前記基板本体に金属箔でパターン形成され前記第2エレメントの途中に基端が接続された第3エレメントを備え、前記第2エレメントが、前記第1延在部の先端よりも前記グランド主面部から離間した位置で前記グランド側部に基端が接続され前記グランド側部から離間する方向で前記グランド主面部に沿って延在する第3延在部と、該第3延在部の先端から前記グランド主面部に向けて延在する第4延在部と、該第4延在部の先端から前記グランド側部から離間する方向に延在して前記第1延在部の先端に接続された第5延在部とを有し、前記第3エレメントが、前記グランド側部から離間する方向に向けて前記第3延在部の先端から延在していると共に、先端が前記アンテナ素子に対向して配されていることを特徴とする。   The antenna device according to a third aspect of the present invention is the antenna device according to the second aspect, further comprising a third element having a pattern formed on the substrate body with a metal foil and having a base end connected in the middle of the second element. A base end is connected to the ground side portion at a position farther from the ground main surface portion than a tip end of the first extension portion, and extends along the ground main surface portion in a direction away from the ground side portion. 3 extending portions, a fourth extending portion extending from the distal end of the third extending portion toward the ground main surface portion, and a direction away from the ground side portion from the distal end of the fourth extending portion A third extension portion extending and connected to the tip of the first extension portion, and the third element of the third extension portion in a direction away from the ground side portion. The antenna element extends from the tip and the tip is the antenna element. Characterized in that it is arranged oppositely.

すなわち、このアンテナ装置では、第3エレメントが、グランド側部から離間する方向に向けて第3延在部の先端から延在していると共に、先端がアンテナ素子に対向して配されているので、第1エレメントを主としたアンテナエレメントによる共振周波数と、第2エレメントを主としたアンテナエレメントによる共振周波数とに加え、第3エレメントを主としたアンテナエレメントによる共振周波数を得ることができる。特に、第3エレメントの先端がアンテナ素子に対向していることで、第3エレメントとアンテナ素子との間の浮遊容量により共振周波数やインピーダンスの調整を行うことができる。   That is, in this antenna device, the third element extends from the tip of the third extending portion in the direction away from the ground side portion, and the tip is arranged facing the antenna element. In addition to the resonance frequency of the antenna element mainly including the first element and the resonance frequency of the antenna element mainly including the second element, the resonance frequency of the antenna element mainly including the third element can be obtained. In particular, since the tip of the third element faces the antenna element, the resonance frequency and impedance can be adjusted by the stray capacitance between the third element and the antenna element.

第4の発明に係るアンテナ装置は、第3の発明において、前記基板本体に金属箔でパターン形成され前記第1延在部の途中に先端が接続されていると共に基端が前記給電点から離間した位置で前記グランド主面部に接続されているグランド接続部を備え、該グランド接続部に、インピーダンス調整用受動素子が接続され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、グランド接続部にインピーダンス調整用受動素子が接続されているので、インピーダンス調整用受動素子の設定により、各周波数帯のインピーダンス調整を行うことができる。
また、第2エレメントが開放端ではなくグランド面のグランド側部に受動素子を介して接続されているため、受動素子を介した第2エレメントと、第1延在部と、インピーダンス調整用受動素子を介したグランド接続部とによりπ型の整合回路パターンが構成されている。したがって、後述するように、第2エレメントの受動素子を、所望の周波数帯域において高インピーダンスに設定することで、第2エレメントとグランド面との間の浮遊容量を用いた開口ループ内に高周波電流を効果的に流すことが可能になる。
The antenna device according to a fourth invention is the antenna device according to the third invention, wherein the substrate body is patterned with a metal foil, the tip is connected to the middle of the first extending portion, and the base end is separated from the feeding point. A ground connection portion connected to the ground main surface portion at the position is provided, and a passive element for impedance adjustment is connected to the ground connection portion.
That is, in this antenna device, since the impedance adjustment passive element is connected to the ground connection portion, the impedance adjustment of each frequency band can be performed by setting the impedance adjustment passive element.
In addition, since the second element is connected to the ground side portion of the ground surface instead of the open end via a passive element, the second element via the passive element, the first extension portion, and the passive element for impedance adjustment A π-type matching circuit pattern is formed by the ground connection portion via the. Therefore, as will be described later, by setting the passive element of the second element to a high impedance in a desired frequency band, a high-frequency current is generated in the open loop using the stray capacitance between the second element and the ground plane. It becomes possible to flow effectively.

第5の発明に係るアンテナ装置は、第3又は4の発明において、前記第3エレメントが、前記基板本体の表面に形成された前記第2エレメントにスルーホールを介して接続され、前記基板本体の裏面に形成され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3エレメントが、基板本体の表面に形成された第2エレメントにスルーホールを介して接続され、基板本体の裏面に形成されているので、スペースの余裕がある裏面に第3エレメントを設けることで、第3エレメントとアンテナ素子との間の浮遊容量を効率的に利用することができる。
An antenna device according to a fifth invention is the antenna device according to the third or fourth invention, wherein the third element is connected to the second element formed on the surface of the substrate body through a through-hole, It is formed on the back surface.
That is, in this antenna device, the third element is connected to the second element formed on the front surface of the substrate body through the through hole and formed on the back surface of the substrate body, so that the back surface has enough space. By providing the third element, the stray capacitance between the third element and the antenna element can be efficiently used.

第6の発明に係るアンテナ装置は、第2から5のいずれかの発明において、前記第1エレメントが、前記第1延在部の先端に接続され前記グランド側部から離間する方向で前記グランド主面部に沿って延在し前記アンテナ素子の基端に接続された第6延在部と、前記グランド側部から離間する方向に延在した前記アンテナ素子の先端に接続され該アンテナ素子よりも前記グランド側部から離間する方向側で環状に延在した第6延在部とを有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、アンテナ素子の先端に接続され該アンテナ素子よりもグランド側部から離間する方向側で環状に延在した第6延在部を有しているので、第6延在部とグランド主面部との間の浮遊容量が大きくなり、共振周波数及びインピーダンスの調整がし易くなる。また、アンテナ素子よりもグランド側部から離間する方向側に第6延在部が配されているの、アンテナ素子の先端からグランド側部に近接する方向側に折り返されて配される場合に比べて、給電点から遠ざけることができる。
The antenna device according to a sixth aspect of the present invention is the antenna device according to any one of the second to fifth aspects, wherein the first element is connected to a tip end of the first extension portion and separated from the ground side portion. A sixth extending portion extending along the surface portion and connected to the base end of the antenna element; and a distal end of the antenna element extending in a direction away from the ground side portion and connected to the antenna element more than the antenna element. It has the 6th extension part extended in the shape of a ring on the direction side spaced apart from a ground side part, It is characterized by the above-mentioned.
That is, this antenna device has the sixth extending portion that is connected to the tip of the antenna element and extends in a ring shape on the direction side away from the ground side than the antenna element. And the stray capacitance between the ground main surface portion and the resonance frequency and impedance can be easily adjusted. In addition, the sixth extending portion is arranged on the side away from the ground side than the antenna element, compared to the case where the antenna element is folded and arranged on the side close to the ground side from the tip of the antenna element. And away from the feeding point.

第7の発明に係るアンテナ装置は、第6の発明において、前記第6延在部が、表面側と裏面側とで分かれてパターン形成され互いにスルーホールを介して接続されて環状とされた表面パターン部と裏面パターン部とを有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6延在部が、表面側と裏面側とで分かれてパターン形成され互いにスルーホールを介して接続されて環状とされた表面パターン部と裏面パターン部とを有しているので、スペースの余裕のある裏面を利用してループ状の第6延在部を形成することができる。
An antenna device according to a seventh invention is the antenna device according to the sixth invention, wherein the sixth extending portion is divided into a pattern on the front surface side and the back surface side and is connected to each other through a through hole to form an annular shape. It has a pattern part and a back surface pattern part.
That is, in this antenna device, the sixth extending portion has a front surface pattern portion and a rear surface pattern portion which are separately formed in a pattern on the front surface side and the back surface side, and are connected to each other via a through hole. Therefore, it is possible to form the loop-like sixth extending portion by using the back surface having a sufficient space.

本発明によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明のアンテナ装置によれば、第2エレメントが、グランド主面部から離間した位置でグランド側部から該グランド側部から離間する方向にグランド主面部に沿って延在して先端が第1延在部の先端に接続されているので、第1延在部と第2エレメントとグランド面との間で開口ループが構成されて浮遊容量が生じ、開口ループ内に効果的に高周波電流を流すことができる。したがって、開口ループ内やグランド面に周辺部品が実装された場合においてもアンテナ特性への影響を低減することができると共に、さらにグランド側部に周辺部品を実装することもでき、アンテナ領域の小型化が可能になる。
The present invention has the following effects.
That is, according to the antenna device of the present invention, the second element extends along the ground main surface portion in a direction away from the ground side portion from the ground side portion at a position separated from the ground main surface portion, and the tip is first. Since it is connected to the tip of one extension part, an open loop is formed between the first extension part, the second element, and the ground plane, stray capacitance is generated, and high frequency current is effectively generated in the open loop. It can flow. Therefore, even if peripheral parts are mounted in the open loop or on the ground plane, the effect on the antenna characteristics can be reduced, and peripheral parts can also be mounted on the ground side, resulting in a smaller antenna area. Is possible.

本発明に係るアンテナ装置の一実施形態において、アンテナ装置及び各浮遊容量を示す配線図である。1 is a wiring diagram showing an antenna device and each stray capacitance in an embodiment of the antenna device according to the present invention. 本実施形態において、アンテナ装置における共振周波数の対応エレメントを簡易的に説明するための配線図である。In this embodiment, it is a wiring diagram for demonstrating simply the corresponding element of the resonant frequency in an antenna apparatus. 本実施形態において、アンテナ装置を示す平面図及び裏面図である。In this embodiment, it is the top view and back view which show an antenna device. 本実施形態において、アンテナ装置を示す要部の拡大平面図及び拡大裏面図である。In this embodiment, it is the enlarged plan view and enlarged back view of the principal part which show an antenna device. 本実施形態において、アンテナ素子を示す斜視図(a)、平面図(b)、正面図(c)および底面図(d)である。In this embodiment, they are a perspective view (a), a plan view (b), a front view (c), and a bottom view (d) showing an antenna element. 本発明に係るアンテナ装置の実施例において、3共振化におけるVSWR特性(電圧定在波比)を示すグラフである。5 is a graph showing VSWR characteristics (voltage standing wave ratio) at three resonances in an example of an antenna device according to the present invention. 本発明に係るアンテナ装置の実施例において、900MHz帯及び1800MHz帯の放射パターンを示すグラフである。In the Example of the antenna device which concerns on this invention, it is a graph which shows the radiation pattern of 900 MHz band and 1800 MHz band.

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5を参照しながら説明する。   Hereinafter, an antenna device according to an embodiment of 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から図4に示すように、絶縁性の基板本体2と、該基板本体2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面GNDと、第1受動素子P1及び第2受動素子P2が途中に接続された第1エレメントEL1及び第2エレメントEL2と、該第2エレメントEL2の途中に基端が接続された第3エレメントEL3とを備えている。なお、グランド面GND、第1エレメントEL1及び第2エレメントEL2は、基板本体2の表面に形成されている。   As shown in FIGS. 1 to 4, the antenna device 1 according to the present embodiment includes an insulating substrate body 2, a ground surface GND that is patterned on the substrate body 2 with a metal foil such as a copper foil, 1st element EL1 and 2nd element EL2 to which 1 passive element P1 and 2nd passive element P2 were connected in the middle, and 3rd element EL3 to which the base end was connected to the middle of this 2nd element EL2 are provided. . The ground plane GND, the first element EL1, and the second element EL2 are formed on the surface of the substrate body 2.

上記グランド面GNDは、グランド主面部G1と、該グランド主面部G1から第1エレメントEL1及び第2エレメントEL2の形成される領域の側部に突出したグランド側部G2とを有している。すなわち、グランド側部G2が、基板本体2の1つの角部に形成されている。なお、グランド主面部G1には、RF回路部品等の実装領域が設けられる。
上記第1エレメントEL1は、グランド主面部G1近傍の基端に給電点FPが設けられていると共に給電点FPからグランド主面部G1から離間する方向に延在した第1延在部E1と、グランド側部G2から離間する方向に第1延在部E1の先端から延在している第2延在部E2とを有している。
また、上記第2延在部E2には、誘電体アンテナのアンテナ素子ATが接続されている。
The ground surface GND has a ground main surface portion G1 and a ground side portion G2 protruding from the ground main surface portion G1 to a side portion of a region where the first element EL1 and the second element EL2 are formed. That is, the ground side portion G <b> 2 is formed at one corner of the substrate body 2. The ground main surface portion G1 is provided with a mounting region for RF circuit components and the like.
The first element EL1 includes a first extending portion E1 provided with a feeding point FP at a proximal end in the vicinity of the ground main surface portion G1, and extending in a direction away from the ground main surface portion G1 from the feeding point FP, A second extending portion E2 extending from the tip of the first extending portion E1 in a direction away from the side portion G2.
In addition, an antenna element AT of a dielectric antenna is connected to the second extending portion E2.

上記第2エレメントEL2は、グランド主面部G1から離間した位置で基端がグランド側部G2に接続され該グランド側部G2から離間する方向にグランド主面部G1に沿って延在していると共に先端が第1延在部E1の先端に接続されている。なお、「グランド主面部G1に沿って」とは、より具体的には、対向するグランド主面部G1の端辺に沿っていることである。   The second element EL2 has a proximal end connected to the ground side portion G2 at a position spaced from the ground main surface portion G1, and extends along the ground main surface portion G1 in a direction away from the ground side portion G2. Is connected to the tip of the first extension E1. The phrase “along the ground main surface portion G1” means more specifically along the end side of the opposing ground main surface portion G1.

この第2エレメントEL2は、第1延在部E1の先端よりもグランド主面部G1から離間した位置でグランド側部G2に基端が接続されグランド側部G2から離間する方向でグランド主面部G1に沿って延在する第3延在部E3と、該第3延在部E3の先端からグランド主面部G1に向けて延在する第4延在部E4と、該第4延在部E4の先端からグランド側部G2から離間する方向に延在して第1延在部E1の先端に接続された第5延在部E5とを有している。なお、本実施形態では、第3延在部E3の途中に第2受動素子P2を実装して接続している。   The second element EL2 is connected to the ground main surface portion G1 in a direction away from the ground side portion G2 with a base end connected to the ground side portion G2 at a position farther from the ground main surface portion G1 than the tip of the first extending portion E1. A third extending portion E3 extending along, a fourth extending portion E4 extending from the tip of the third extending portion E3 toward the ground main surface portion G1, and a tip of the fourth extending portion E4 A fifth extending portion E5 extending in a direction away from the ground side portion G2 and connected to the tip of the first extending portion E1. In the present embodiment, the second passive element P2 is mounted and connected in the middle of the third extending portion E3.

さらに、上記第1エレメントEL1は、グランド側部G2から離間する方向に延在したアンテナ素子ATの先端に接続され該アンテナ素子ATよりもグランド側部G2から離間する方向側で環状に延在した第6延在部E6を有している。
なお、本実施形態では、第2延在部E2に2つの第1受動素子P1を直列に実装して接続している。
Further, the first element EL1 is connected to the tip of the antenna element AT extending in a direction away from the ground side portion G2, and extends in a ring shape on the direction side away from the ground side portion G2 than the antenna element AT. It has the 6th extension part E6.
In the present embodiment, the two first passive elements P1 are mounted in series and connected to the second extending portion E2.

この第6延在部E6は、表面側と裏面側とで分かれてパターン形成され互いにスルーホールHを介して接続されて環状とされた表面パターン部E6aと裏面パターン部E6bとを有している。この表面パターン部E6aと裏面パターン部E6bとは、アンテナ素子ATの先端からグランド主面部G1側に一旦延在してから屈曲してグランド側部G2から離間する方向に延在したL字状にパターン形成され、互いに基板本体2を挟んで設けられている。すなわち、基板本体2の第6延在部E6側の角部(グランド側部G2と反対側の角部)には、矩形状のスペースが空いており、この部分に固定用ネジ孔等を設けることも可能である。   The sixth extending portion E6 has a front surface pattern portion E6a and a rear surface pattern portion E6b that are separately formed on the front surface side and the back surface side, and are connected to each other through the through holes H to form an annular shape. . The front surface pattern portion E6a and the back surface pattern portion E6b are formed in an L shape extending once from the front end of the antenna element AT to the ground main surface portion G1 and then bending and extending away from the ground side portion G2. A pattern is formed, and the substrate body 2 is sandwiched between them. That is, a rectangular space is vacated at the corner on the sixth extending portion E6 side of the substrate body 2 (the corner opposite to the ground side portion G2), and a fixing screw hole or the like is provided in this portion. It is also possible.

上記第3エレメントEL3は、グランド側部G2から離間する方向に向けて第3延在部E3の先端から延在していると共に、先端がアンテナ素子ATに対向して配されている。
この第3エレメントEL3は、基板本体2の表面に形成された第2エレメントEL2にスルーホールHを介して接続され、基板本体2の裏面に形成されている。
なお、この第3エレメントには、第3受動素子P3が途中に接続されている。
The third element EL3 extends from the tip of the third extending portion E3 in a direction away from the ground side portion G2, and the tip is arranged to face the antenna element AT.
The third element EL3 is connected to the second element EL2 formed on the surface of the substrate body 2 through the through hole H, and is formed on the back surface of the substrate body 2.
The third passive element P3 is connected to the third element on the way.

また、このアンテナ装置1は、基板本体2に銅箔等の金属箔でパターン形成され第1延在部E1の途中に先端が接続されていると共に基端が給電点FPから離間した位置でグランド主面部G1に接続されているグランド接続部EL4を備えている。このグランド接続部EL4には、インピーダンス調整用受動素子P4が接続されている。   In addition, the antenna device 1 is formed by patterning the substrate body 2 with a metal foil such as a copper foil, the tip is connected to the middle of the first extending portion E1, and the base end is separated from the feeding point FP at the ground. A ground connection portion EL4 connected to the main surface portion G1 is provided. An impedance adjusting passive element P4 is connected to the ground connection portion EL4.

上記基板本体2は、一般的なプリント基板であって、本実施形態では、長方形状のガラスエポキシ樹脂等からなるプリント基板の本体を採用している。なお、本実施形態の基板本体2の寸法は、長手方向:108.0mm、短手方向:51.5mm、厚み:1.0mmである。また、基板本体2におけるアンテナ領域(グランド主面部G1とグランド側部G2とが形成されていない領域)の寸法は、基板本体2の長手方向:11.5mm、基板本体2の短手方向:37.0mmである。   The substrate body 2 is a general printed circuit board, and in this embodiment, a printed circuit board body made of a rectangular glass epoxy resin or the like is employed. In addition, the dimension of the board | substrate body 2 of this embodiment is a longitudinal direction: 108.0 mm, a transversal direction: 51.5 mm, and thickness: 1.0 mm. In addition, the dimensions of the antenna region (region in which the ground main surface portion G1 and the ground side portion G2 are not formed) in the substrate body 2 are as follows: the longitudinal direction of the substrate body 2: 11.5 mm, and the short direction of the substrate body 2: 37. 0.0 mm.

上記給電点FPは、同軸ケーブル等の給電手段を介して高周波回路(図示略)の給電点に接続される。この給電手段としては、同軸ケーブル、レセプタクル等のコネクタ、接点が板バネ形状を有する接続構造、接点がピンプローブ形状またはピン形状を有する接続構造、ハンダ付け用のランドを用いた接続構造等の種々の構造が採用可能である。
例えば、給電手段として同軸ケーブルを採用する場合、グランド主面部G1基端側に同軸ケーブルのグランド線が接続されると共に、同軸ケーブルの芯線が給電点FPに接続される。
The feeding point FP is connected to a feeding point of a high-frequency circuit (not shown) through a feeding means such as a coaxial cable. This power supply means includes various connectors such as a coaxial cable, a connector such as a receptacle, a connection structure in which the contact has a leaf spring shape, a connection structure in which the contact has a pin probe shape or a pin shape, and a connection structure using a soldering land. The structure can be adopted.
For example, when a coaxial cable is employed as the power feeding means, the ground wire of the coaxial cable is connected to the ground main surface portion G1 proximal end side, and the core wire of the coaxial cable is connected to the feeding point FP.

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5に示すように、セラミックス等の誘電体101の表面にAg等の導体パターン102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102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。また、所望の周波数によっては、アンテナ素子ATに使用している誘電体101を、磁性体、若しくは誘電体と磁性体とを混合した複合材料としても構わない。   The antenna element AT is a loading element that does not self-resonate at a desired resonance frequency, and is a chip antenna in which a conductor pattern 102 such as Ag is formed on the surface of a dielectric 101 such as ceramic as shown in FIG. is there. As the antenna element AT, elements having different lengths, widths, conductor patterns 102, and the like may be selected according to the setting of the resonance frequency or the like, or the same element may be selected. Depending on the desired frequency, the dielectric 101 used for the antenna element AT may be a magnetic material or a composite material in which a dielectric and a magnetic material are mixed.

このアンテナ素子ATは、第1延在部E1の先端よりグランド主面部G1から離間する方向に中心軸をずらして実装され、基端が第4延在部E4と対向して位置に配されている。
なお、本実施形態のアンテナ素子ATの寸法は、横幅:10.5mm、奥行き:3.0mm、高さ:0.8mmである。
上記第1受動素子P1〜第3受動素子P3及びインピーダンス調整用受動素子P4は、例えばインダクタ、コンデンサまたは抵抗が採用される。
The antenna element AT is mounted with the central axis shifted in a direction away from the ground main surface part G1 from the tip of the first extension part E1, and the base end is arranged at a position facing the fourth extension part E4. Yes.
The dimensions of the antenna element AT of the present embodiment are a lateral width of 10.5 mm, a depth of 3.0 mm, and a height of 0.8 mm.
For example, an inductor, a capacitor, or a resistor is employed as the first passive element P1 to the third passive element P3 and the impedance adjusting passive element P4.

本実施形態のアンテナ装置1は、第1エレメントEL1から第3エレメントEL3までの各エレメントが、隣接するエレメント同士間の浮遊容量と、グランド面GNDとの間の浮遊容量とをそれぞれ発生可能に、隣接するエレメント及びグランド面GNDに対して間隔を空けて延在している。   In the antenna device 1 of the present embodiment, each element from the first element EL1 to the third element EL3 can generate stray capacitance between adjacent elements and stray capacitance between the ground plane GND, respectively. The adjacent elements and the ground plane GND are extended with a space therebetween.

すなわち、図1に示すように、第6延在部E6とグランド主面部G1との間の浮遊容量Caと、アンテナ素子ATとグランド主面部G1との間の浮遊容量Cbと、アンテナ素子ATと第3エレメントEL3との間の浮遊容量Ccと、第2延在部E2と第3エレメントEL3との間の浮遊容量Cdと、第3延在部E3とグランド主面部G1との間の浮遊容量Ceとが発生可能である。   That is, as shown in FIG. 1, the stray capacitance Ca between the sixth extending portion E6 and the ground main surface portion G1, the stray capacitance Cb between the antenna element AT and the ground main surface portion G1, and the antenna element AT. The stray capacitance Cc between the third element EL3, the stray capacitance Cd between the second extending portion E2 and the third element EL3, and the stray capacitance between the third extending portion E3 and the ground main surface portion G1. Ce can be generated.

次に、本実施形態のアンテナ装置1における共振周波数について、図7を参照して説明する。   Next, the resonance frequency in the antenna device 1 of the present embodiment will be described with reference to FIG.

本実施形態のアンテナ装置1では、例えば図6に示すように、第1の共振周波数f1,第2の共振周波数f2及び第3の共振周波数f3の3つに複共振化される。
上記第1の共振周波数f1は、3つの共振周波数のうち低い周波数帯(例えば、900MHz帯)のものであり、アンテナ素子ATと、第1エレメントEL1と、グランド接続部EL4と、各浮遊容量Ca〜Cdとで決定及び調整される。
また、第1の共振周波数f1におけるインピーダンスは、各浮遊容量Ca〜Cdで決定される。
In the antenna device 1 of the present embodiment, for example, as shown in FIG. 6, multiple resonances are made to three of the first resonance frequency f1, the second resonance frequency f2, and the third resonance frequency f3.
The first resonance frequency f1 is in a low frequency band (for example, 900 MHz band) of the three resonance frequencies, and the antenna element AT, the first element EL1, the ground connection portion EL4, and each stray capacitance Ca. ~ Cd and determined and adjusted.
In addition, the impedance at the first resonance frequency f1 is determined by each of the stray capacitances Ca to Cd.

さらに、第1の共振周波数f1の最終的な調整は、2つの第1受動素子P1を用いてフレキシブルに調整可能である。
したがって、第1の共振周波数f1は、主に図2中の破線A1で囲まれた部分で調整される。
このように、第1の共振周波数f1については、アンテナ素子ATと、第1エレメントEL1の長さと、第1受動素子P1と、上記各浮遊容量との設定により、共振周波数及びインピーダンスをフレキシブルに調整可能である。
Furthermore, the final adjustment of the first resonance frequency f1 can be flexibly adjusted using the two first passive elements P1.
Therefore, the first resonance frequency f1 is adjusted mainly at a portion surrounded by a broken line A1 in FIG.
Thus, for the first resonance frequency f1, the resonance frequency and impedance are flexibly adjusted by setting the antenna element AT, the length of the first element EL1, the first passive element P1, and each of the stray capacitances. Is possible.

次に、上記第2の共振周波数f2は、第3エレメントEL3と、第1延在部E1と、グランド接続部EL4と、第5延在部E5と、第4延在部E4と、浮遊容量Cc,Cdとで決定及び調整される。
また、第2の共振周波数f2におけるインピーダンスは、浮遊容量Cc,Cdと、第2受動素子P2と、第3延在部E3とで決定される。
さらに、第2の共振周波数f2の最終的な調整は、第3受動素子P3を用いてフレキシブルに調整可能である。
Next, the second resonance frequency f2 includes the third element EL3, the first extending portion E1, the ground connecting portion EL4, the fifth extending portion E5, the fourth extending portion E4, and the stray capacitance. Determined and adjusted by Cc and Cd.
The impedance at the second resonance frequency f2 is determined by the stray capacitances Cc and Cd, the second passive element P2, and the third extending portion E3.
Furthermore, the final adjustment of the second resonance frequency f2 can be flexibly adjusted using the third passive element P3.

したがって、第2の共振周波数f2は、主に図2中の二点鎖線A2で囲まれた部分で調整される。
このように、第2の共振周波数f2については、第3エレメントEL3,第1延在部E1,グランド接続部EL4,第5延在部E5及び第4延在部E4の長さと、第3受動素子P3と、上記浮遊容量Cc,Cdとの設定により、共振周波数及びインピーダンスをフレキシブルに調整可能である。
Therefore, the second resonance frequency f2 is adjusted mainly at a portion surrounded by a two-dot chain line A2 in FIG.
Thus, for the second resonance frequency f2, the lengths of the third element EL3, the first extending portion E1, the ground connecting portion EL4, the fifth extending portion E5, and the fourth extending portion E4, and the third passive frequency f2 are obtained. The resonant frequency and impedance can be flexibly adjusted by setting the element P3 and the stray capacitances Cc and Cd.

次に、上記第3の共振周波数f3は、第1延在部E1と、グランド接続部EL4と、第3延在部E3と、第4延在部E4と、第5延在部E5と、浮遊容量Ceとで決定及び調整される。
また、第3の共振周波数f3におけるインピーダンスは、浮遊容量Ceで決定される。
さらに、第3の共振周波数f3の最終的な調整は、第2受動素子P2を用いてフレキシブルに調整可能である。
したがって、第3の共振周波数f3は、主に図2中の一点鎖線A3で囲まれた部分で調整される。
Next, the third resonance frequency f3 includes the first extension part E1, the ground connection part EL4, the third extension part E3, the fourth extension part E4, the fifth extension part E5, It is determined and adjusted by the stray capacitance Ce.
The impedance at the third resonance frequency f3 is determined by the stray capacitance Ce.
Furthermore, the final adjustment of the third resonance frequency f3 can be flexibly adjusted using the second passive element P2.
Therefore, the third resonance frequency f3 is adjusted mainly at a portion surrounded by a one-dot chain line A3 in FIG.

このように、第3の共振周波数f3については、第1延在部E1及び第2エレメントEL2の長さと、第2受動素子P2と、上記浮遊容量Ceとの設定により、共振周波数及びインピーダンスをフレキシブルに調整可能である。
なお、第1〜第3の共振周波数f1〜f3の最終的なインピーダンス調整は、インピーダンス調整用受動素子P4を用いてフレキシブルに調整可能である。
As described above, for the third resonance frequency f3, the resonance frequency and the impedance are flexibly set by the lengths of the first extending portion E1 and the second element EL2, the second passive element P2, and the stray capacitance Ce. Can be adjusted.
The final impedance adjustment of the first to third resonance frequencies f1 to f3 can be flexibly adjusted using the impedance adjustment passive element P4.

次に、第2エレメントEL2の効果について説明する。
本実施形態では、図4に示すように、第1延在部E1から第2エレメントEL2に至る高周波電流のルートの端部が、グランド面GND(グランド側部G2)に接続され、グランド面GND(グランド側部G2及びグランド主面部G1)との間で高周波電流の開口ループRを構成している。具体的には、給電点FPから第1延在部E1、第5延在部E5、第4延在部E4、第3延在部E3をこの順に経由して、グランド側部G2に接続されている。
Next, the effect of the second element EL2 will be described.
In the present embodiment, as shown in FIG. 4, the end portion of the route of the high-frequency current from the first extending portion E1 to the second element EL2 is connected to the ground plane GND (ground side portion G2), and the ground plane GND. An open loop R for high-frequency current is formed between the ground side portion G2 and the ground main surface portion G1. Specifically, the power supply point FP is connected to the ground side part G2 through the first extension part E1, the fifth extension part E5, the fourth extension part E4, and the third extension part E3 in this order. ing.

この結果、端部側にグランド面GND(グランド側部G2)を配置できるため、グランド側部G2に周辺部品(マイク、スイッチ、FPS等)を実装することができ、アンテナ領域の小型化が可能になる。
また、開口ループR内には、第2エレメントEL2とグランド主面部G1との間の浮遊容量Ceが発生し、開口ループRも効果的に高周波電流を流すことができ、開口ループR内やグランド面GNDに周辺部品が実装された場合においてもアンテナ特性への影響を低減することができる。
As a result, since the ground plane GND (ground side portion G2) can be arranged on the end side, peripheral components (microphone, switch, FPS, etc.) can be mounted on the ground side portion G2, and the antenna area can be reduced in size. become.
In addition, the stray capacitance Ce between the second element EL2 and the ground main surface portion G1 is generated in the open loop R, and the open loop R can also effectively flow a high-frequency current. Even when peripheral components are mounted on the surface GND, the influence on the antenna characteristics can be reduced.

次に、第3エレメントEL3の効果について説明する。
本実施形態では、第3エレメントEL3で構成される共振周波数のインピーダンス調整が、第2エレメントEL2と第2受動素子P2との設定で行われる。第2エレメントEL2は、開放端ではなくグランド面GNDのグランド側部G2に第2受動素子P2を介して接続されているため、第2受動素子P2を介した第2エレメントEL2と、第1延在部E1と、インピーダンス調整用受動素子P4を介したグランド接続部EL4とによりπ型の整合回路パターンが構成されている。
Next, the effect of the third element EL3 will be described.
In the present embodiment, the impedance adjustment of the resonance frequency constituted by the third element EL3 is performed by setting the second element EL2 and the second passive element P2. Since the second element EL2 is connected to the ground side G2 of the ground plane GND instead of the open end via the second passive element P2, the second element EL2 and the first element EL2 via the second passive element P2 are connected to the first extension EL2. The existing portion E1 and the ground connection portion EL4 through the impedance adjusting passive element P4 constitute a π-type matching circuit pattern.

ここで、第2受動素子P2は、第2エレメントEL2とグランド主面部G1との間の浮遊容量Ceを用いた開口ループR内に高周波電流を効果的に流すため、所望の周波数帯域において高インピーダンスに設定することが望ましい。そのため、第3エレメントEL3から見た高周波電流の流れは、第2エレメントEL2側へは流れ難くなり、第4延在部E4と第3エレメントEL3との間に効果的な高周波電流の流れが発生する。その観点から、第2受動素子P2の設置位置は、第4延在部E4又は第5延在部E5が望ましいが、所望の周波数帯によっては第2受動素子P2の設置位置により、第3エレメントEL3から見た第2エレメントEL2(特に、第3延在部E3)への高周波電流の流れをコントロールすることができる。   Here, since the second passive element P2 effectively allows a high-frequency current to flow in the open loop R using the stray capacitance Ce between the second element EL2 and the ground main surface portion G1, the second passive element P2 has a high impedance in a desired frequency band. It is desirable to set to. Therefore, the flow of the high-frequency current viewed from the third element EL3 is difficult to flow to the second element EL2 side, and an effective high-frequency current flow is generated between the fourth extending portion E4 and the third element EL3. To do. From this point of view, the installation position of the second passive element P2 is preferably the fourth extension part E4 or the fifth extension part E5, but depending on the installation position of the second passive element P2 depending on the desired frequency band, the third element The flow of the high-frequency current to the second element EL2 (particularly, the third extending portion E3) viewed from EL3 can be controlled.

このように本実施形態のアンテナ装置1では、第2エレメントEL2が、グランド主面部G1から離間した位置で基端がグランド側部G2に接続され該グランド側部G2から離間する方向にグランド主面部G1に沿って延在していると共に先端が第1延在部E1の先端に接続されているので、開口ループRも効果的に高周波電流を流すことができ、開口ループR内やグランド面GNDに周辺部品が実装された場合においてもアンテナ特性への影響を低減することができる。また、グランド側部に周辺部品(マイク、スイッチ、FPS等)を実装することができ、アンテナ領域の小型化が可能になる。   Thus, in the antenna device 1 of the present embodiment, the second element EL2 is connected to the ground side part G2 at a position away from the ground principal surface part G1, and the ground principal surface part in a direction away from the ground side part G2. Since the tip extends along G1 and the tip is connected to the tip of the first extension E1, the opening loop R can also effectively flow a high-frequency current, and the inside of the opening loop R and the ground surface GND. Even when peripheral components are mounted on the antenna, the influence on the antenna characteristics can be reduced. In addition, peripheral components (such as a microphone, a switch, and FPS) can be mounted on the ground side, and the antenna area can be reduced in size.

また、第1エレメントEL1及び第2エレメントEL2が、グランド面GNDとの間の浮遊容量をそれぞれ発生可能にグランド面GNDに対して間隔を空けて延在しているので、各浮遊容量とを効果的に利用することで、複共振化させることができる。
さらに、第2延在部E2に誘電体アンテナのアンテナ素子ATが接続されているので、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によってエレメント長の短縮化及び高インピーダンス化と、浮遊容量の増大とが可能になり、複共振化の調整が容易になると共に小型化とアンテナ特性の向上とを図ることができる。
In addition, since the first element EL1 and the second element EL2 extend at an interval from the ground plane GND so as to be able to generate stray capacitance between the first plane EL1 and the second plane EL2, respectively, each floating capacitance is effectively used. Can be used to achieve multiple resonances.
Furthermore, since the antenna element AT of the dielectric antenna is connected to the second extending portion E2, the element length is shortened and the impedance is increased by the antenna element AT of the loading element that does not self-resonate at a desired resonance frequency, and floating. Capacitance can be increased, adjustment of double resonance can be facilitated, and miniaturization and improvement of antenna characteristics can be achieved.

また、アンテナ素子ATおよび各受動素子の選択(定数変更等)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、一つのアンテナ装置で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 each passive element (changing constants, etc.), it is possible to flexibly adjust each resonance frequency and obtain an antenna device capable of resonance according to design conditions. In this way, each resonance frequency can be flexibly adjusted with one antenna device due to the antenna configuration, so that the resonance frequency can be switched, and the adjustment location by the passive element etc. can be changed according to the application and equipment. Yes.

さらに、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ATの選択によっても、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。   Furthermore, it is possible to design in the plane of the substrate body 2, and it is possible to reduce the thickness as compared with the case of using a conventional dielectric block or resin molded body, and to select the antenna element AT which is a dielectric antenna. This also enables downsizing and higher performance. Further, there is no need for costs due to molds, design changes, etc., and low costs can be realized.

また、第3エレメントEL3が、グランド側部G2から離間する方向に向けて第3延在部E3の先端から延在していると共に、先端がアンテナ素子ATに対向して配されているので、第1エレメントEL1を主としたアンテナエレメントによる第1の共振周波数f1と、第2エレメントEL2を主としたアンテナエレメントによる第3の共振周波数f3とに加え、第3エレメントEL3を主としたアンテナエレメントによる第2の共振周波数f2を得ることができる。特に、第3エレメントEL3の先端がアンテナ素子ATに対向していることで、第3エレメントEL3とアンテナ素子ATとの間の浮遊容量により共振周波数やインピーダンスの調整を行うことができる。   In addition, the third element EL3 extends from the tip of the third extending portion E3 in the direction away from the ground side portion G2, and the tip is arranged facing the antenna element AT. An antenna element mainly composed of the third element EL3 in addition to the first resonance frequency f1 composed mainly of the first element EL1 and the third resonance frequency f3 composed mainly of the second element EL2. The second resonance frequency f2 can be obtained. In particular, since the tip of the third element EL3 faces the antenna element AT, the resonance frequency and impedance can be adjusted by the stray capacitance between the third element EL3 and the antenna element AT.

また、グランド接続部EL4にインピーダンス調整用受動素子P4が接続されているので、インピーダンス調整用受動素子P4の設定により、各周波数帯のインピーダンス調整を行うことができる。
さらに、第2エレメントEL2が開放端ではなくグランド面GNDのグランド側部G2に第2受動素子P2を介して接続されているため、第2エレメントEL2、第1延在部E1及びグランド接続部EL4によってπ型の整合回路パターンが構成され、第2エレメントEL2の第2受動素子P2を、所望の周波数帯域において高インピーダンスに設定することで、第2エレメントEL2とグランド面GNDとの間の浮遊容量Ceを用いた開口ループR内に高周波電流を効果的に流すことが可能になる。
Further, since the impedance adjustment passive element P4 is connected to the ground connection portion EL4, the impedance adjustment of each frequency band can be performed by setting the impedance adjustment passive element P4.
Further, since the second element EL2 is connected to the ground side portion G2 of the ground surface GND instead of the open end via the second passive element P2, the second element EL2, the first extending portion E1, and the ground connection portion EL4. To form a π-type matching circuit pattern, and by setting the second passive element P2 of the second element EL2 to a high impedance in a desired frequency band, the stray capacitance between the second element EL2 and the ground plane GND A high-frequency current can be effectively passed through the opening loop R using Ce.

また、第3エレメントEL3が、基板本体2の表面に形成された第2エレメントEL2にスルーホールHを介して接続され、基板本体2の裏面に形成されているので、スペースの余裕がある裏面に第3エレメントEL3を設けることで、第3エレメントEL3とアンテナ素子ATとの間の浮遊容量Ccを効率的に利用することができる。   Further, since the third element EL3 is connected to the second element EL2 formed on the front surface of the substrate body 2 via the through hole H and formed on the back surface of the substrate body 2, the back surface has a sufficient space. By providing the third element EL3, the stray capacitance Cc between the third element EL3 and the antenna element AT can be efficiently used.

また、アンテナ素子ATの先端に接続され該アンテナ素子ATよりもグランド側部G2から離間する方向側で環状に延在した第6延在部E6とを有しているので、第6延在部E6とグランド主面部G1との間の浮遊容量Caが大きくなり、共振周波数及びインピーダンスの調整がし易くなる。また、アンテナ素子ATよりもグランド側部G2から離間する方向側に第6延在部E6が配されているの、アンテナ素子ATの先端からグランド側部G2に近接する方向側に折り返されて配される場合に比べて、給電点FPから遠ざけることができる。   In addition, since it has a sixth extending portion E6 that is connected to the tip of the antenna element AT and extends annularly on the direction side away from the ground side portion G2 from the antenna element AT, the sixth extending portion The stray capacitance Ca between E6 and the ground main surface portion G1 increases, and the resonance frequency and impedance can be easily adjusted. In addition, since the sixth extending portion E6 is disposed on the side away from the ground side portion G2 relative to the antenna element AT, the sixth extending portion E6 is folded from the front end of the antenna element AT to the side closer to the ground side portion G2. Compared with the case where it is done, it can keep away from the feeding point FP.

さらに、第6延在部E6が、表面側と裏面側とで分かれてパターン形成され互いにスルーホールHを介して接続されて環状とされた表面パターン部E6aと裏面パターン部E6bとを有しているので、スペースの余裕のある裏面を利用してループ状の第6延在部E6を形成することができる。   Further, the sixth extending portion E6 has a front surface pattern portion E6a and a back surface pattern portion E6b which are separately formed in patterns on the front surface side and the back surface side, and are connected to each other through the through holes H to form an annular shape. Therefore, the loop-shaped sixth extending portion E6 can be formed by using the back surface having enough space.

次に、本実施形態のアンテナ装置に基づいて作製した実施例において、各共振周波数での3共振化におけるVSWR特性(電圧定在波比)と放射パターンとについて測定した結果を、図6及び図7を参照して説明する。   Next, in the example manufactured based on the antenna device of the present embodiment, the results of measurement of the VSWR characteristics (voltage standing wave ratio) and the radiation pattern in three resonances at each resonance frequency are shown in FIGS. This will be described with reference to FIG.

なお、各受動素子は、2つの第1受動素子P1:各4.3nHのインダクタと、第2受動素子P2:0.3pFのコンデンサと、第3受動素子P3:8.2nHのインダクタと、第4受動素子P4:6.8nHのインダクタとを使用した。
この結果、本発明の実施例では、第1の共振周波数f1から第3の共振周波数f3までの各共振周波数で、図6に示すように、良好なVSWR特性が得られている。
Each passive element includes two first passive elements P1: 4.3 nH inductor, second passive element P2: 0.3 pF capacitor, third passive element P3: 8.2 nH inductor, 4 Passive element P4: A 6.8 nH inductor was used.
As a result, in the embodiment of the present invention, good VSWR characteristics are obtained as shown in FIG. 6 at each resonance frequency from the first resonance frequency f1 to the third resonance frequency f3.

また、放射パターンの測定については、第1延在部E1の延在方向であってグランド面GNDに向かう方向をX方向とし、第2延在部E2の延在方向(アンテナ素子ATの延在方向)をY方向とし、基板本体2の表面に対する垂直方向をZ方向とした。この際のYZ面に対する垂直偏波,水平偏波および電力利得を測定した。   Further, regarding the measurement of the radiation pattern, the extending direction of the first extending portion E1 and the direction toward the ground plane GND is defined as the X direction, and the extending direction of the second extending portion E2 (the extending of the antenna element AT). Direction) was the Y direction, and the direction perpendicular to the surface of the substrate body 2 was the Z direction. At this time, the vertical polarization, horizontal polarization and power gain with respect to the YZ plane were measured.

図7の(a)は、900MHz帯域の第1の共振周波数f1における放射パターン(YZ面)であり、平均電力利得が−1.5dBiであった。このVSWRは1.58(共振周波数:890.6MHz)であると共に、帯域幅は90.6MHz(VSWR≦3.0)であり、良好なアンテナ利得及び広帯域化が得られている。
図7の(b)は、1800MHz帯域の第2の共振周波数f2における放射パターン(YZ面)であり、平均電力利得が−3.5dBiであった。このVSWRは1.07(共振周波数:1815.6MHz)であると共に、帯域幅は803.1MHz(VSWR≦3.0)であり、良好なアンテナ利得及び広帯域化が得られている。
FIG. 7A shows a radiation pattern (YZ plane) at the first resonance frequency f1 in the 900 MHz band, and the average power gain was −1.5 dBi. The VSWR is 1.58 (resonance frequency: 890.6 MHz) and the bandwidth is 90.6 MHz (VSWR ≦ 3.0), and a good antenna gain and a wider band are obtained.
FIG. 7B is a radiation pattern (YZ plane) at the second resonance frequency f2 in the 1800 MHz band, and the average power gain is −3.5 dBi. The VSWR is 1.07 (resonance frequency: 1815.6 MHz) and the bandwidth is 803.1 MHz (VSWR ≦ 3.0), and a good antenna gain and a wider band are obtained.

なお、本発明は上記実施形態および実施例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。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment and Example, A various change can be added in the range which does not deviate from the meaning of this invention.

例えば、上記実施形態では、第1エレメントにアンテナ素子を設けたが、他のエレメントにもアンテナ素子を設けても構わない。この場合、アンテナ素子により、エレメントの長さを短縮することができ、アンテナ占有面積が狭い場合などに好適である。例えば、第3エレメントにアンテナ素子を接続しても構わない。   For example, in the above embodiment, the antenna element is provided in the first element, but the antenna element may be provided in other elements. In this case, the length of the element can be shortened by the antenna element, which is suitable when the area occupied by the antenna is small. For example, an antenna element may be connected to the third element.

また、アンテナ素子を利用した一番低い周波数帯以外のアンテナエレメント(第1エレメント以外のエレメント)については、使用する周波数帯をフレキシブルに変更、入れ替え可能である。
さらに、上記実施形態においては、3共振化を実現しているが、第3エレメントを設けずに、又は第3受動素子を接続せずに、第1エレメント及び第2エレメントだけによる2共振化としても構わない。
In addition, for antenna elements other than the lowest frequency band using the antenna element (elements other than the first element), the frequency band to be used can be flexibly changed and replaced.
Furthermore, in the above-described embodiment, three resonances are realized, but two resonances are formed by only the first element and the second element without providing the third element or without connecting the third passive element. It doesn't matter.

また、上述したようにアンテナ素子を接続してエレメントの一部とすることが好ましいが、アンテナ素子を接続せずに、銅箔等の金属箔のみで延在した第2延在部でも構わない。この際、高インピーダンス化するために、第2延在部の少なくとも一部を他の部分よりも幅狭の細いパターンにしたり、ジグザグに折り返しながら全体として一定方向に延在するミアンダパターンとしたりすることが好ましい。さらに、基板サイズに余裕がある場合には、上記エレメントの一部を線状若しくは板状の金属を折り返した形状のパターンに置き換えても構わない。また、同一の基板本体の表裏面に対してスルーホールを用いて、螺旋状などの形状に旋回させたパターンにしても構わない。   In addition, as described above, it is preferable to connect the antenna element to be a part of the element, but the second extending portion that is extended only by a metal foil such as a copper foil may be used without connecting the antenna element. . At this time, in order to increase the impedance, at least a part of the second extension part is formed into a narrow pattern narrower than the other parts, or a meander pattern extending in a certain direction as a whole while being folded back zigzag. It is preferable. Furthermore, when there is a margin in the substrate size, a part of the element may be replaced with a pattern in which a linear or plate-like metal is folded. Moreover, you may make it the pattern swirled in shapes, such as a spiral shape, using a through hole with respect to the front and back of the same board | substrate body.

1…アンテナ装置、2…基板本体、AT…アンテナ素子、E1…第1延在部、E2…第2延在部、E3…第3延在部、E4…第4延在部、E5…第5延在部、E6…第6延在部、E6a…表面パターン部、E6b…裏面パターン部、EL1…第1エレメント、EL2…第2エレメント、EL3…第3エレメント、EL4…グランド接続部、G1…グランド主面部、G2…グランド側部、GND…グランド面、H…スルーホール、P1…第1受動素子、P2…第2受動素子、P3…第3受動素子、P4…インピーダンス調整用受動素子、FP…給電点   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Antenna apparatus, 2 ... Board | substrate main body, AT ... Antenna element, E1 ... 1st extension part, E2 ... 2nd extension part, E3 ... 3rd extension part, E4 ... 4th extension part, E5 ... 1st 5 extending portion, E6 ... 6th extending portion, E6a ... front surface pattern portion, E6b ... back surface pattern portion, EL1 ... 1st element, EL2 ... 2nd element, EL3 ... 3rd element, EL4 ... ground connection portion, G1 ... ground main surface portion, G2 ... ground side portion, GND ... ground surface, H ... through hole, P1 ... first passive element, P2 ... second passive element, P3 ... third passive element, P4 ... passive element for impedance adjustment, FP ... Feed point

Claims (5)

絶縁性の基板本体と、
該基板本体にそれぞれ金属箔でパターン形成されたグランド面と、第1エレメント及び第2エレメントとを備え、
前記グランド面が、グランド主面部と、該グランド主面部から前記第1エレメント及び前記第2エレメントの形成される領域の側部に突出したグランド側部とを有し、
前記第1エレメントが、前記グランド主面部近傍の基端に給電点が設けられていると共に前記給電点から前記グランド主面部から離間する方向に延在した第1延在部と、
前記グランド側部から離間する方向に前記第1延在部の先端から延在している第2延在部とを有し、
前記第2エレメントが、前記グランド主面部から離間した位置で基端が前記グランド側部に接続され該グランド側部から離間する方向に前記グランド主面部に沿って延在していると共に先端が前記第1延在部の先端に接続され
前記第2延在部に誘電体アンテナのアンテナ素子が接続され、
前記基板本体に金属箔でパターン形成され前記第2エレメントの途中に基端が接続された第3エレメントを備え、
前記第2エレメントが、前記第1延在部の先端よりも前記グランド主面部から離間した位置で前記グランド側部に基端が接続され前記グランド側部から離間する方向で前記グランド主面部に沿って延在する第3延在部と、
該第3延在部の先端から前記グランド主面部に向けて延在する第4延在部と、
該第4延在部の先端から前記グランド側部から離間する方向に延在して前記第1延在部の先端に接続された第5延在部とを有し、
前記第3エレメントが、前記グランド側部から離間する方向に向けて前記第3延在部の先端から延在していると共に、先端が前記アンテナ素子に対向して配されていることを特徴とするアンテナ装置。
An insulating substrate body;
A ground plane patterned with a metal foil on the substrate body, and a first element and a second element,
The ground surface has a ground main surface portion, and a ground side portion protruding from the ground main surface portion to a side portion of a region where the first element and the second element are formed,
The first element is provided with a feeding point at a proximal end in the vicinity of the ground main surface portion, and extends in a direction away from the ground main surface portion from the power feeding point; and
A second extending part extending from the tip of the first extending part in a direction away from the ground side part,
The second element has a base end connected to the ground side portion at a position spaced from the ground main surface portion, extends along the ground main surface portion in a direction away from the ground side portion, and a distal end of the second element. Connected to the tip of the first extension ,
An antenna element of a dielectric antenna is connected to the second extension part,
A third element having a pattern formed of a metal foil on the substrate body and having a base end connected in the middle of the second element,
The second element has a base end connected to the ground side portion at a position farther from the ground main surface portion than a tip end of the first extending portion, and is along the ground main surface portion in a direction away from the ground side portion. A third extension extending,
A fourth extending portion extending from the tip of the third extending portion toward the ground main surface portion;
A fifth extending portion extending in a direction away from the ground side portion from the tip of the fourth extending portion and connected to the tip of the first extending portion;
The third element extends from the tip of the third extending portion in a direction away from the ground side, and the tip is arranged to face the antenna element. Antenna device to do.
請求項に記載のアンテナ装置において、
前記基板本体に金属箔でパターン形成され前記第1延在部の途中に先端が接続されていると共に基端が前記給電点から離間した位置で前記グランド主面部に接続されているグランド接続部を備え、
該グランド接続部に、インピーダンス調整用受動素子が接続されていることを特徴とするアンテナ装置。
The antenna device according to claim 1 ,
A ground connection portion formed by patterning a metal foil on the substrate body and having a distal end connected in the middle of the first extending portion and a base end connected to the ground main surface portion at a position separated from the feeding point. Prepared,
An antenna device, wherein an impedance adjusting passive element is connected to the ground connection portion.
請求項1又は2に記載のアンテナ装置において、
前記第3エレメントが、前記基板本体の表面に形成された前記第2エレメントにスルーホールを介して接続され、前記基板本体の裏面に形成され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 ,
The antenna device, wherein the third element is connected to the second element formed on the surface of the substrate body through a through hole and formed on the back surface of the substrate body.
絶縁性の基板本体と、
該基板本体にそれぞれ金属箔でパターン形成されたグランド面と、第1エレメント及び第2エレメントとを備え、
前記グランド面が、グランド主面部と、該グランド主面部から前記第1エレメント及び前記第2エレメントの形成される領域の側部に突出したグランド側部とを有し、
前記第1エレメントが、前記グランド主面部近傍の基端に給電点が設けられていると共に前記給電点から前記グランド主面部から離間する方向に延在した第1延在部と、
前記グランド側部から離間する方向に前記第1延在部の先端から延在している第2延在部とを有し、
前記第2エレメントが、前記グランド主面部から離間した位置で基端が前記グランド側部に接続され該グランド側部から離間する方向に前記グランド主面部に沿って延在していると共に先端が前記第1延在部の先端に接続され、
前記第2延在部に誘電体アンテナのアンテナ素子が接続され、
前記第1エレメントが、前記グランド側部から離間する方向に延在した前記アンテナ素子の先端に接続され該アンテナ素子よりも前記グランド側部から離間する方向側で環状に延在した第6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 plane patterned with a metal foil on the substrate body, and a first element and a second element,
The ground surface has a ground main surface portion, and a ground side portion protruding from the ground main surface portion to a side portion of a region where the first element and the second element are formed,
The first element is provided with a feeding point at a proximal end in the vicinity of the ground main surface portion, and extends in a direction away from the ground main surface portion from the power feeding point; and
A second extending part extending from the tip of the first extending part in a direction away from the ground side part,
The second element has a base end connected to the ground side portion at a position spaced from the ground main surface portion, extends along the ground main surface portion in a direction away from the ground side portion, and a distal end of the second element. Connected to the tip of the first extension,
An antenna element of a dielectric antenna is connected to the second extension part,
The first element is connected to the tip of the antenna element extending in a direction away from the ground side, and is extended in an annular shape on the side away from the ground side than the antenna element. And an antenna device.
請求項に記載のアンテナ装置において、
前記第6延在部が、表面側と裏面側とで分かれてパターン形成され互いにスルーホールを介して接続されて環状とされた表面パターン部と裏面パターン部とを有していることを特徴とするアンテナ装置。
The antenna device according to claim 4 , wherein
The sixth extending portion has a front surface pattern portion and a back surface pattern portion that are separately formed in a pattern on the front surface side and the back surface side, and are connected to each other via a through hole to form an annular shape. Antenna device to do.
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