JP6388199B2

JP6388199B2 - Antenna device

Info

Publication number: JP6388199B2
Application number: JP2014137503A
Authority: JP
Inventors: 松原　亮滋; 亮滋松原
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Hitachi Metals Ltd
Priority date: 2014-07-03
Filing date: 2014-07-03
Publication date: 2018-09-12
Anticipated expiration: 2034-07-03
Also published as: JP2016015671A

Description

本発明は、アンテナ装置に関し、特にアンテナ装置内の信号線路に関する。 The present invention relates to an antenna device, and more particularly to a signal line in the antenna device.

複数のアンテナ素子（放射素子）を備えるアンテナ装置には、入力された信号を各アンテナ素子に分配する信号線路が設けられる。かかる信号線路は、同軸ケーブルやマイクロストリップライン等によって形成される（特許文献１，２）。また、配線レイアウトの関係上、異なる系統の信号線路を互いに交差させる必要に迫られることがある。例えば、信号線路がマイクロストリップラインによって形成される場合、基板の片側において２つの配線パターンを立体的に交差させる必要がある。具体的には、基板の一面に形成されている２つの配線パターンのうちの一方を基板と対向する接地導体の外側に引き出して他方の配線パターンを跨がせた後、再び接地導体の内側に引き入れる必要がある。 An antenna device including a plurality of antenna elements (radiating elements) is provided with a signal line that distributes an input signal to each antenna element. Such a signal line is formed by a coaxial cable, a microstrip line, or the like (Patent Documents 1 and 2). In addition, due to the wiring layout, it may be necessary to cross signal lines of different systems. For example, when the signal line is formed by a microstrip line, it is necessary to three-dimensionally intersect two wiring patterns on one side of the substrate. Specifically, after one of the two wiring patterns formed on one surface of the board is drawn outside the ground conductor facing the board and straddling the other wiring pattern, the wiring pattern is again placed inside the ground conductor. It is necessary to pull in.

特開２００３−４６３２６号公報JP 2003-46326 A 特開平０２−１７９１０１号公報Japanese Patent Laid-Open No. 02-179101

上記のように、一方の配線パターン（第１配線パターン）を接地導体の外側に引き出して他方の配線パターン（第２配線パターン）を跨がせると、第１配線パターンの一部が接地導体の外に飛び出す。このため、接地導体の外に飛び出している第１配線パターンの一部によって周囲における回路や素子のレイアウトが制限される。 As described above, when one wiring pattern (first wiring pattern) is drawn outside the ground conductor and straddles the other wiring pattern (second wiring pattern), a part of the first wiring pattern becomes the ground conductor. Jump out. For this reason, the layout of circuits and elements in the surroundings is limited by a part of the first wiring pattern protruding out of the ground conductor.

本発明の目的は、周囲における回路や素子のレイアウトを制限しない交差部を有する信号線路を備えたアンテナ装置を実現することである。 An object of the present invention is to realize an antenna device including a signal line having an intersection that does not limit the layout of circuits and elements in the surroundings.

本発明のアンテナ装置は、入力された信号を複数のアンテナ素子に分配する信号線路を備えるアンテナ装置である。前記信号線路は、基板と、前記基板の第１面に形成されたグランドパターン及びブリッジパターンと、前記基板の前記第１面と反対側の第２面に形成された第１配線パターン及び第２配線パターンと、を有する。前記グランドパターン及び前記ブリッジパターンは同一面上に形成されるとともに、隙間を介して隣接している。前記第１配線パターンは分断されている一方、前記第２配線パターンは、分断された前記第１配線パターンの間を通過してこれら第１配線パターンと交差する方向に延びている。分断されている前記第１配線パターンは、前記ブリッジパターンを介して互いに導通している。 The antenna device of the present invention is an antenna device including a signal line that distributes an input signal to a plurality of antenna elements. The signal line includes a substrate, a ground pattern and a bridge pattern formed on the first surface of the substrate, a first wiring pattern and a second pattern formed on the second surface opposite to the first surface of the substrate. A wiring pattern. The ground pattern and the bridge pattern are formed on the same plane and are adjacent to each other through a gap. The first wiring pattern is divided, while the second wiring pattern extends between the divided first wiring patterns in a direction intersecting with the first wiring patterns. The divided first wiring patterns are electrically connected to each other through the bridge pattern.

本発明の一態様では、分断されている前記第１配線パターンは、前記基板に形成されたスルーホールを介して前記ブリッジパターンに接続される。 In one aspect of the present invention, the divided first wiring pattern is connected to the bridge pattern through a through hole formed in the substrate.

本発明の他の態様では、前記第２配線パターンは、分断された前記第１配線パターンの間を通過する他の部分よりも幅の狭い狭窄部を含む。 In another aspect of the present invention, the second wiring pattern includes a narrowed portion that is narrower than the other part that passes between the divided first wiring patterns.

本発明の他の態様では、前記第１配線パターン及び前記第２配線パターンに拡幅部が形成され、前記第２配線パターンにおいては、前記狭窄部の両側に前記拡幅部が形成される。 In another aspect of the present invention, widened portions are formed in the first wiring pattern and the second wiring pattern, and in the second wiring pattern, the widened portions are formed on both sides of the narrowed portion.

本発明の他の態様では、前記基板の前記第１面の面内に、該第１面から離間して配置されたアンテナ素子と、前記基板の前記第１面と前記アンテナ素子との間に介在し、前記第１配線パターン及び前記第２配線パターンと前記アンテナ素子とを接続する接続ピンと、が設けられる。 In another aspect of the present invention, an antenna element arranged in the plane of the first surface of the substrate and spaced apart from the first surface, and between the first surface of the substrate and the antenna element A connection pin is provided to connect the first wiring pattern and the second wiring pattern to the antenna element.

本発明によれば、周囲における回路や素子のレイアウトを制限しない交差部を有する信号線路を備えたアンテナ装置が実現される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the antenna apparatus provided with the signal track | line which has the cross | intersection part which does not restrict | limit the circuit of the circumference | surroundings and an element layout is implement | achieved.

本発明が適用されたアンテナ装置の一構成例を示す図であって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は底面図である。It is a figure which shows one structural example of the antenna apparatus with which this invention was applied, Comprising: (A) is a top view, (B) is a side view, (C) is a bottom view. 配線パターンの一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of a wiring pattern. 配線パターンの一例を示す他の模式図である。It is another schematic diagram which shows an example of a wiring pattern. 図２，図３に示される第１配線パターンに関する反射損失（リターンロス）のシミュレーション結果を示す図である。It is a figure which shows the simulation result of the reflection loss (return loss) regarding the 1st wiring pattern shown by FIG. 2, FIG. 図２，図３に示される第２配線パターンに関する反射損失（リターンロス）のシミュレーション結果を示す図である。It is a figure which shows the simulation result of the reflection loss (return loss) regarding the 2nd wiring pattern shown by FIG. 2, FIG. 図２，図３に示される第１配線パターンと第２配線パターンとの結合（アイソレーション）に関するシミュレーション結果を示す図である。It is a figure which shows the simulation result regarding the coupling | bonding (isolation) of the 1st wiring pattern and 2nd wiring pattern which are shown by FIG. 2, FIG. 配線パターンの他の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows another example of a wiring pattern. 図７に示される第１配線パターンに関する反射損失（リターンロス）のシミュレーション結果を示す図である。It is a figure which shows the simulation result of the reflection loss (return loss) regarding the 1st wiring pattern shown by FIG. 図７に示される第２配線パターンに関する反射損失（リターンロス）のシミュレーション結果を示す図である。It is a figure which shows the simulation result of the reflection loss (return loss) regarding the 2nd wiring pattern shown by FIG. 図７に示される第１配線パターンと第２配線パターンとの結合（アイソレーション）に関するシミュレーション結果を示す図である。It is a figure which shows the simulation result regarding the coupling | bonding (isolation) of the 1st wiring pattern and 2nd wiring pattern which are shown by FIG.

以下、本発明のアンテナ装置の実施形態の一例について図面を参照しながら詳細に説明する。図１（Ａ）〜（Ｃ）に示されるように、本実施形態に係るアンテナ装置は、基板１と、アンテナ素子（パッチ素子）２と、信号線路（給電線路）３と、を有する。 Hereinafter, an example of an embodiment of an antenna device of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. As shown in FIGS. 1A to 1C, the antenna device according to the present embodiment includes a substrate 1, an antenna element (patch element) 2, and a signal line (feed line) 3.

図１（Ａ），（Ｂ）に示されるように、本実施形態では、４つのアンテナ素子２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄが基板１の第１面１ａの面内に配置されている。また、各アンテナ素子２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄは、基板１の第１面１ａから離間している（浮いている）。以下の説明では、アンテナ素子２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄを“アンテナ素子２”と総称する場合がある。すなわち、基板１の第１面１ａの面内に、該第１面１ａから離間して複数のアンテナ素子２が配置されており、各アンテナ素子２から水平偏波及び垂直偏波が放射される。また、図１（Ａ），（Ｂ）に示されるように、第１面１ａと各アンテナ素子２との間には、アンテナ素子２を支持する支持部材４が配置されている。本実施形態では、各アンテナ素子２の四隅が支持部材４によって支持されている。 As shown in FIGS. 1A and 1B, in this embodiment, four antenna elements 2 a, 2 b, 2 c, 2 d are arranged in the plane of the first surface 1 a of the substrate 1. In addition, each antenna element 2a, 2b, 2c, 2d is separated (floating) from the first surface 1a of the substrate 1. In the following description, the antenna elements 2a, 2b, 2c, and 2d may be collectively referred to as “antenna element 2”. That is, a plurality of antenna elements 2 are arranged in the plane of the first surface 1 a of the substrate 1 so as to be separated from the first surface 1 a, and horizontal polarization and vertical polarization are radiated from each antenna element 2. . Further, as shown in FIGS. 1A and 1B, a support member 4 that supports the antenna element 2 is disposed between the first surface 1 a and each antenna element 2. In the present embodiment, the four corners of each antenna element 2 are supported by the support member 4.

図１（Ｃ）に示されるように、基板１の第１面１ａと反対側の第２面１ｂには、信号線路３を構成する配線パターンが形成されている。具体的には、基板１の第２面１ｂには、第１信号線路３ａを構成する第１配線パターン１０と、第２信号線路３ｂを構成する第２配線パターン２０と、が形成されている。一方、図１（Ａ）〜（Ｃ）では省略されているが、基板１の第１面１ａの略全面にはグランドパターンが形成されている。すなわち、基板１，第１配線パターン１０，第２配線パターン２０及び不図示のグランドパターンによってマイクロストリップ線路が形成されている。そこで、以下の説明では、基板１の第１面１ａを“グランド面１ａ”と呼び、基板１の第２面１ｂを“信号面１ｂ”と呼ぶ場合がある。尚、グランドパターンについては後述する。 As shown in FIG. 1C, a wiring pattern constituting the signal line 3 is formed on the second surface 1 b opposite to the first surface 1 a of the substrate 1. Specifically, on the second surface 1b of the substrate 1, a first wiring pattern 10 constituting the first signal line 3a and a second wiring pattern 20 constituting the second signal line 3b are formed. . On the other hand, although omitted in FIGS. 1A to 1C, a ground pattern is formed on substantially the entire first surface 1 a of the substrate 1. That is, a microstrip line is formed by the substrate 1, the first wiring pattern 10, the second wiring pattern 20, and a ground pattern (not shown). Therefore, in the following description, the first surface 1a of the substrate 1 may be referred to as “ground surface 1a” and the second surface 1b of the substrate 1 may be referred to as “signal surface 1b”. The ground pattern will be described later.

図１（Ｃ）では、第１信号線路３ａ（第１配線パターン１０）と第２信号線路３ｂ（第２配線パターン２０）とを識別しやすいように、第１信号線路３ａ（第１配線パターン１０）を破線で示し、第２信号線路３ｂ（第２配線パターン２０）を実線で示してある。 In FIG. 1 (C), the first signal line 3a (first wiring pattern 10) is easy to distinguish between the first signal line 3a (first wiring pattern 10) and the second signal line 3b (second wiring pattern 20). 10) is indicated by a broken line, and the second signal line 3b (second wiring pattern 20) is indicated by a solid line.

第１配線パターン１０は、１つの入力端部１１及び４つの出力端部１２を有する。第２配線パターン２０も、１つの入力端部２１及び４つの出力端部２２を有する。そして、第１配線パターン１０の４つの出力端部１２及び第２配線パターン２０の４つの出力端部２２は、基板１のグランド面１ａとアンテナ素子２との間に介在する接続ピン５（図１（Ｂ））を介して所定のアンテナ素子２にそれぞれ接続されている。従って、入力端部１１に入力された信号は、第１信号線路３ａによって、図１（Ａ）に示される各アンテナ素子２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄに分配される。また、入力端部２１に入力された信号は、第２信号線路３ｂによって、図１（Ａ）に示される各アンテナ素子２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄに分配される。 The first wiring pattern 10 has one input end 11 and four output ends 12. The second wiring pattern 20 also has one input end 21 and four output ends 22. The four output end portions 12 of the first wiring pattern 10 and the four output end portions 22 of the second wiring pattern 20 are connected pins 5 (see FIG. 5) interposed between the ground surface 1a of the substrate 1 and the antenna element 2. 1 (B)) and connected to a predetermined antenna element 2 respectively. Therefore, the signal input to the input end 11 is distributed to the antenna elements 2a, 2b, 2c, and 2d shown in FIG. 1A by the first signal line 3a. The signal input to the input end 21 is distributed to the antenna elements 2a, 2b, 2c, and 2d shown in FIG. 1A by the second signal line 3b.

図１（Ｃ）に示されるように、第１配線パターン１０によって形成される第１信号線路３ａと第２配線パターン２０によって形成される第２信号線路３ｂとは、基板１上の２つの交差部６において互いに交差している。以下、交差部６の構造について詳細について説明する。 As shown in FIG. 1C, the first signal line 3 a formed by the first wiring pattern 10 and the second signal line 3 b formed by the second wiring pattern 20 are two intersections on the substrate 1. The parts 6 cross each other. Hereinafter, the structure of the intersection 6 will be described in detail.

図２，図３に示されるように、基板１の信号面１ｂに形成されている第１配線パターン１０は、各交差部６（図１（Ｃ））において分断されている。一方、信号面１ｂに形成されている第２配線パターン２０は、各交差部６（図１（Ｃ））において、分断されている第１配線パターン１０の間を通過して第１配線パターン１０と交差する方向に延びている。すなわち、第１配線パターン１０は信号面１ｂ上の複数箇所において分断されている一方、第２配線パターン２０は信号面１ｂ上において分断されることなく連続している。 As shown in FIGS. 2 and 3, the first wiring pattern 10 formed on the signal surface 1 b of the substrate 1 is divided at each intersection 6 (FIG. 1C). On the other hand, the second wiring pattern 20 formed on the signal surface 1b passes between the divided first wiring patterns 10 at each intersection 6 (FIG. 1C) and passes through the first wiring patterns 10. It extends in the direction that intersects. That is, the first wiring pattern 10 is divided at a plurality of locations on the signal surface 1b, while the second wiring pattern 20 is continuous without being divided on the signal surface 1b.

一方、基板１のグランド面１ａには、グランドパターン３０及びブリッジパターン４０が形成されている。グランドパターン３０は、交差部６（図１（Ｃ））に対応する領域を除くグランド面１ａの略全面に形成されている。換言すれば、グランド面１ａ上の交差部６に対応する領域にはグランドパターン３０は形成されていない。すなわち、グランド面１ａ上には、グランドパターン３０が形成されておらず、グランド面１ａの表面が部分的に露出している矩形領域４１があり、この矩形領域４１の位置は、図１（Ｃ）に示される交差部６の位置に対応している。 On the other hand, a ground pattern 30 and a bridge pattern 40 are formed on the ground surface 1 a of the substrate 1. The ground pattern 30 is formed on the substantially entire surface of the ground surface 1a excluding the region corresponding to the intersection 6 (FIG. 1C). In other words, the ground pattern 30 is not formed in the region corresponding to the intersecting portion 6 on the ground surface 1a. That is, the ground pattern 1 is not formed on the ground surface 1a, and there is a rectangular region 41 where the surface of the ground surface 1a is partially exposed. The position of the rectangular region 41 is shown in FIG. This corresponds to the position of the intersection 6 shown in FIG.

ブリッジパターン４０は短冊形状を有し、グランド面１ａ上の矩形領域４１に形成されている。すなわち、ブリッジパターン４０はグランドパターン３０に囲まれている。さらに、ブリッジパターン４０は矩形領域４１よりも若干小さく、ブリッジパターン４０の縁と矩形領域４１の縁との間には隙間がある。換言すれば、基板１のグランド面１ａには、ブリッジパターン４０と、該ブリッジパターン４０の両側に設けられ、該ブリッジパターン４０と隙間を介して隣接するグランドパターン３０と、が存在している。すなわち、基板１，グランドパターン３０及びブリッジパターン４０によってコプレーナ線路が形成されている。 The bridge pattern 40 has a strip shape and is formed in a rectangular region 41 on the ground surface 1a. That is, the bridge pattern 40 is surrounded by the ground pattern 30. Further, the bridge pattern 40 is slightly smaller than the rectangular area 41, and there is a gap between the edge of the bridge pattern 40 and the edge of the rectangular area 41. In other words, the ground surface 1a of the substrate 1 includes the bridge pattern 40 and the ground pattern 30 provided on both sides of the bridge pattern 40 and adjacent to the bridge pattern 40 through a gap. That is, a coplanar line is formed by the substrate 1, the ground pattern 30 and the bridge pattern 40.

図２では、予め形成された矩形領域４１の内側にブリッジパターン４０が事後的に形成されるように図示されているが、実際には、グランド面１ａの全面に形成された金属箔の一部を枠状に除去してグランドパターン３０とブリッジパターン４０とが同時に形成される。 In FIG. 2, the bridge pattern 40 is illustrated to be formed afterward in the rectangular region 41 formed in advance, but actually, a part of the metal foil formed on the entire ground surface 1 a. As a result, the ground pattern 30 and the bridge pattern 40 are formed simultaneously.

図２に示されるように、基板１には複数のスルーホール７が形成されている。信号面１ｂに形成されている第１配線パターン１０は、スルーホール７を介して、グランド面１ａに形成されているブリッジパターン４０にそれぞれ接続されている。すなわち、交差部６（図１（Ｃ））において分断されている前後の第１配線パターン１０は、ブリッジパターン４０を介して互いに電気的に導通している。換言すれば、図１（Ｃ）に示される第１信号線路３ａは、各交差部６において一時的にグランド面１ａ（図１（Ａ））を通過する。一方、交差部６以外の場所では、第１信号線路３ａも第２信号線路３ｂも信号面１ｂを通過する。 As shown in FIG. 2, a plurality of through holes 7 are formed in the substrate 1. The first wiring patterns 10 formed on the signal surface 1b are connected to the bridge patterns 40 formed on the ground surface 1a through the through holes 7, respectively. That is, the first wiring patterns 10 before and after being divided at the intersection 6 (FIG. 1C) are electrically connected to each other via the bridge pattern 40. In other words, the first signal line 3 a shown in FIG. 1C temporarily passes through the ground plane 1 a (FIG. 1A) at each intersection 6. On the other hand, in places other than the intersection 6, both the first signal line 3a and the second signal line 3b pass through the signal surface 1b.

図２，図３に示されるブリッジパターン４０は、基板１のグランド面１ａに形成された金属箔であって、グランドパターン３０と同一面上に形成されている。よって、ブリッジパターン４０がグランド面１ａから飛び出すことはなく、ブリッジパターン４０によって交差部６（図１（Ｃ））の周辺における回路や素子のレイアウトが制限されることはない。 The bridge pattern 40 shown in FIGS. 2 and 3 is a metal foil formed on the ground surface 1 a of the substrate 1, and is formed on the same surface as the ground pattern 30. Therefore, the bridge pattern 40 does not protrude from the ground plane 1a, and the layout of circuits and elements around the intersection 6 (FIG. 1C) is not limited by the bridge pattern 40.

また、第１信号線路３ａの大部分（信号面１ｂを通過する部分）及び第２信号線路３ｂの全部はマイクロストリップ線路であり、第１信号線路３ａの一部（グランド面１ａを通過する部分）はコプレーナ線路である。換言すれば、第１信号線路３ａの大部分及び第２信号線路３ｂの全部は、グランドパターン３０によってシールドされている。よって、第１信号線路３ａ及び第２信号線路３ｂがグランド面１ａ側からの電磁波の影響を受けにくい。 Further, most of the first signal line 3a (portion passing through the signal surface 1b) and all of the second signal line 3b are microstrip lines, and part of the first signal line 3a (portion passing through the ground surface 1a). ) Is a coplanar track. In other words, most of the first signal line 3 a and all of the second signal line 3 b are shielded by the ground pattern 30. Therefore, the first signal line 3a and the second signal line 3b are not easily affected by electromagnetic waves from the ground plane 1a side.

ここで、図２に示されるように、第２配線パターン２０は、他の部分よりも幅の狭い狭窄部２３を含み、この狭窄部２３が分断されている第１配線パターン１０の間を通過している。換言すれば、第２配線パターン２０の狭窄部２３は、隣接する２つの第１配線パターン１０の端部間を横断している。 Here, as shown in FIG. 2, the second wiring pattern 20 includes a narrowed portion 23 having a narrower width than other portions, and passes between the first wiring patterns 10 where the narrowed portion 23 is divided. doing. In other words, the narrowed portion 23 of the second wiring pattern 20 crosses between the ends of the two adjacent first wiring patterns 10.

さらに、第２配線パターン２０の狭窄部２３の両側（前後）には拡幅部（スタブ）２４が形成されている。また、それぞれの拡幅部２４から、狭窄部２３よりも幅が広い非狭窄部２５が延びている。もっとも非狭窄部２５の幅は、拡幅部２４の幅よりは狭い。すなわち、狭窄部２３の幅が最も狭く、拡幅部２４の幅が最も広く、非狭窄部２５の幅は、狭窄部２３と拡幅部２４の幅の中間であり、狭窄部２３と非狭窄部２５との間に拡幅部２４が設けられている。また、分断されている第１配線パターン１０の端部近傍にも、拡幅部２４と同様の拡幅部１４がそれぞれ設けられている。かかる拡幅部１４，２４によってインピーダンスの不整合が緩和され、反射損失（リターンロス）が低減される。 Furthermore, widened portions (stubs) 24 are formed on both sides (front and rear) of the narrowed portion 23 of the second wiring pattern 20. Further, from each widened portion 24, a non-stenotic portion 25 wider than the narrowed portion 23 extends. However, the width of the non-constricted portion 25 is narrower than the width of the widened portion 24. That is, the width of the narrowed portion 23 is the narrowest, the width of the widened portion 24 is the widest, and the width of the non-stricted portion 25 is intermediate between the width of the narrowed portion 23 and the widened portion 24. The widened portion 24 is provided between the two. Further, a widened portion 14 similar to the widened portion 24 is also provided in the vicinity of the end portion of the divided first wiring pattern 10. The widened portions 14 and 24 alleviate impedance mismatch and reduce reflection loss (return loss).

第２配線パターン２０の、第１配線パターン１０と交差する部分（狭窄部２３）の幅は、他の部分の幅よりも狭く、他の部分よりも静電容量が小さい。従って、図１（Ｃ）に示される交差部６における第２配線パターン２０と第１配線パターン１０とのカップリングが抑制され、アイソレーションが向上する。 The width of the second wiring pattern 20 that intersects the first wiring pattern 10 (the narrowed portion 23) is narrower than the width of the other portions, and has a smaller capacitance than the other portions. Therefore, the coupling between the second wiring pattern 20 and the first wiring pattern 10 at the intersection 6 shown in FIG. 1C is suppressed, and the isolation is improved.

図４に示されるグラフは、図２に示される第１配線パターン１０の一端Ａ１を５０Ωで終端させ、他端Ａ２から見たときの反射損失（リターンロス）をシミュレーションした結果を示すグラフである。図５に示されるグラフは、図２に示される第２配線パターン２０の一端Ｂ１を５０Ωで終端させ、他端Ｂ２から見たときの反射損失（リターンロス）をシミュレーションした結果を示すグラフである。図６に示されるグラフは、図２に示される第１配線パターン１０と第２配線パターン２０との結合（アイソレーション）をシミュレーションした結果を示すグラフである。 The graph shown in FIG. 4 is a graph showing the result of simulating reflection loss (return loss) when one end A1 of the first wiring pattern 10 shown in FIG. 2 is terminated at 50Ω and viewed from the other end A2. . The graph shown in FIG. 5 is a graph showing a result of simulating reflection loss (return loss) when one end B1 of the second wiring pattern 20 shown in FIG. 2 is terminated at 50Ω and viewed from the other end B2. . The graph shown in FIG. 6 is a graph showing the result of simulating the coupling (isolation) between the first wiring pattern 10 and the second wiring pattern 20 shown in FIG.

図４〜図６に示されるグラフより、一般的な携帯電話で用いられる２．２ＧＨｚ以下の帯域において、反射損失（リターンロス）及び結合（アイソレーション）の双方が−２５ｄＢ以下に保たれていることがわかる。 From the graphs shown in FIG. 4 to FIG. 6, in the band of 2.2 GHz or less used in a general mobile phone, both reflection loss (return loss) and coupling (isolation) are kept at −25 dB or less. I understand that.

比較のために、図７に示される第１配線パターン１０及び第２配線パターン２０に関しても同様のシミュレーションを行った。図７に示される第１配線パターン１０には、図２に示される拡幅部１４が設けられていない。また、図７に示される第２配線パターン２０には、図２に示される狭窄部２３及び拡幅部２４が設けられていない。すなわち、図７に示される第１配線パターン１０及び第２配線パターン２０は一様な幅を有する。 For comparison, a similar simulation was performed for the first wiring pattern 10 and the second wiring pattern 20 shown in FIG. The first wiring pattern 10 shown in FIG. 7 is not provided with the widened portion 14 shown in FIG. Further, the narrowed portion 23 and the widened portion 24 shown in FIG. 2 are not provided in the second wiring pattern 20 shown in FIG. That is, the first wiring pattern 10 and the second wiring pattern 20 shown in FIG. 7 have a uniform width.

図８に示されるグラフは、図７に示される第１配線パターン１０の一端Ａ１を５０Ωで終端させ、他端Ａ２から見たときの反射損失（リターンロス）をシミュレーションした結果を示すグラフである。図９に示されるグラフは、図７に示される第２配線パターン２０の一端Ｂ１を５０Ωで終端させ、他端Ｂ２から見たときの反射損失（リターンロス）をシミュレーションした結果を示すグラフである。図１０に示されるグラフは、図７に示される第１配線パターン１０と第２配線パターン２０との結合（アイソレーション）をシミュレーションした結果を示すグラフである。図４〜図６に示されるグラフと図８〜図１０に示されるグラフとの比較より、図２に示される配線パターンは、図７に示される配線パターンに比べて、反射損失（リターンロス）が１０ｄＢ程度向上し、結合（アイソレーション）が５ｄＢ程度向上していることがわかる。 The graph shown in FIG. 8 is a graph showing the result of simulating reflection loss (return loss) when one end A1 of the first wiring pattern 10 shown in FIG. 7 is terminated at 50Ω and viewed from the other end A2. . The graph shown in FIG. 9 is a graph showing the result of simulating reflection loss (return loss) when one end B1 of the second wiring pattern 20 shown in FIG. 7 is terminated at 50Ω and viewed from the other end B2. . The graph shown in FIG. 10 is a graph showing the result of simulating the coupling (isolation) between the first wiring pattern 10 and the second wiring pattern 20 shown in FIG. From comparison of the graphs shown in FIGS. 4 to 6 and the graphs shown in FIGS. 8 to 10, the wiring pattern shown in FIG. 2 has a reflection loss (return loss) compared to the wiring pattern shown in FIG. 7. It can be seen that is improved by about 10 dB and the coupling (isolation) is improved by about 5 dB.

図２に示される狭窄部２３の幅が狭ければ狭いほど静電容量が小さくなり、アイソレーションは向上する。しかし、狭窄部２３と非狭窄部２５の幅の差が大きくなると、インピーダンスの不整合によってリターンロスが増大する。この点、図２に示される配線パターンでは、拡幅部１４，２４が設けられ、インピーダンスの不整合が低減されている。この結果、図２に示される配線パターンでは、反射損失（リターンロス）及び結合（アイソレーション）の双方がバランス良く向上している。もっとも、図７に示される形態も本発明の実施形態の１つであり、図７に示される形態によっても従来技術の課題は十分に解決される。 The narrower the narrowed portion 23 shown in FIG. 2, the smaller the capacitance, and the isolation is improved. However, when the difference between the widths of the narrowed portion 23 and the non-constricted portion 25 increases, the return loss increases due to impedance mismatch. In this regard, in the wiring pattern shown in FIG. 2, the widened portions 14 and 24 are provided, and impedance mismatching is reduced. As a result, in the wiring pattern shown in FIG. 2, both reflection loss (return loss) and coupling (isolation) are improved in a balanced manner. However, the form shown in FIG. 7 is also one of the embodiments of the present invention, and the problems of the prior art are sufficiently solved by the form shown in FIG.

本実施形態における基板１はプリント基板、より具体的にはガラスエポキシ基板である。また、本実施形態における第１配線パターン１０，第２配線パターン２０，グランドパターン３０及びブリッジパターン４０は、金属箔、より具体的には銅箔によって形成されている。もっとも、基板１及び各パターン１０，２０，３０，４０の材料は上記材料に限定されるものではない。 The substrate 1 in this embodiment is a printed circuit board, more specifically a glass epoxy substrate. Further, the first wiring pattern 10, the second wiring pattern 20, the ground pattern 30, and the bridge pattern 40 in the present embodiment are formed of metal foil, more specifically, copper foil. But the material of the board | substrate 1 and each pattern 10, 20, 30, 40 is not limited to the said material.

本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、第１配線パターンと第２配線パターンの一方または双方に、両パターン間の結合を防止するフィルタパターンを付加してもよい。第１配線パターン又は第２配線パターンの一方のみにフィルタパターンを付加する場合には、相対的に周波数が低い信号が伝搬する配線パターンにフィルタパターンを付加することが好ましい。何故なら、フィルタパターンの長さは、対象とする信号の波長に依存する。すなわち、相対的に周波数が高い信号の結合を回避するために必要なフィルタパターンの長さは、相対的に周波数が低い信号の結合を回避するために必要なフィルタパターンの長さよりも短く、フィルタパターンを配置するために必要なスペースも小さいからである。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. For example, a filter pattern that prevents coupling between both patterns may be added to one or both of the first wiring pattern and the second wiring pattern. When a filter pattern is added to only one of the first wiring pattern and the second wiring pattern, it is preferable to add the filter pattern to the wiring pattern through which a signal having a relatively low frequency propagates. This is because the length of the filter pattern depends on the wavelength of the signal of interest. That is, the length of the filter pattern necessary for avoiding coupling of signals having a relatively high frequency is shorter than the length of the filter pattern necessary for avoiding coupling of signals having a relatively low frequency. This is because the space required for arranging the pattern is small.

また、本明細書では、本発明が適用された平面アンテナについて説明したが、本発明は、平面アンテナ以外のアンテナ装置に適用することもできる。 In the present specification, the planar antenna to which the present invention is applied has been described. However, the present invention can also be applied to antenna devices other than the planar antenna.

１基板
１ａ第１面（グランド面）
１ｂ第２面（信号面）
２，２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄアンテナ素子
３信号線路
３ａ第１信号線路
３ｂ第２信号線路
４支持部材
５接続ピン
６交差部
７スルーホール
１０第１配線パターン
１１，２１入力端部
１２，２２出力端部
１４拡幅部
２０第２配線パターン
２３狭窄部
２４拡幅部
２５非狭窄部
３０グランドパターン
４０ブリッジパターン
４１矩形領域 1 Substrate 1a First surface (ground surface)
1b Second surface (signal surface)
2, 2a, 2b, 2c, 2d Antenna element 3 Signal line 3a First signal line 3b Second signal line 4 Support member 5 Connection pin 6 Intersection 7 Through hole 10 First wiring pattern 11, 21 Input end 12, 22 Output end portion 14 Widened portion 20 Second wiring pattern 23 Narrowed portion 24 Widened portion 25 Non-narrowed portion 30 Ground pattern 40 Bridge pattern 41 Rectangular region

Claims

An antenna device including a signal line that distributes an input signal to a plurality of antenna elements,
The signal line is
A substrate,
A ground pattern and a bridge pattern formed on the first surface of the substrate;
A first wiring pattern and a second wiring pattern formed on a second surface opposite to the first surface of the substrate;
The ground pattern and the bridge pattern are formed on the same surface, and are adjacent to each other through a gap.
The first wiring pattern is divided, while the second wiring pattern passes between the divided first wiring patterns and extends in a direction intersecting with the first wiring patterns,
The divided first wiring patterns are electrically connected to each other through the bridge pattern ,
The first wiring pattern is formed with a widened portion in the vicinity of the end portion located on the divided portion side,
The second wiring pattern includes a narrowed portion narrower than the width of the other portion at a portion intersecting the first wiring pattern, and widened portions are formed on both sides of the narrowed portion .
Antenna device.

The antenna device according to claim 1,
The divided first wiring pattern is connected to the bridge pattern through a through hole formed in the substrate.
Antenna device.

The antenna device according to claim 1 or 2 ,
An antenna element disposed in a plane of the first surface of the substrate and spaced apart from the first surface;
A connection pin interposed between the first surface of the substrate and the antenna element, and connecting the first wiring pattern and the second wiring pattern and the antenna element;
Antenna device.