JP6571486B2 - アンテナ装置およびセクタアンテナ装置 - Google Patents
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Description
また、金属板によって指向性を持たせているため、簡単な構成とすることができ、さらに各構成の接続を簡素化することで低コスト化を図ることができる。
なお、本実施形態における構成要素は適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、また、他の既存の構成要素との組み合わせを含む様々なバリエーションが可能である。したがって、本実施形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。
図1から図4および図5から図8を用いて、本発明の第1の実施形態について説明する。
図1、図2は、本実施形態に係るアンテナの基本構造の一例を示したものである。図1は、アンテナの構造全体の俯瞰図であり、図2は、アンテナの断面構造の模式図である。
図18から図21を用いて、本発明の第2の実施形態について説明する。第1の実施形態においては、図1に示すように、2つの金属板131〜132が誘電体基板102の真上に配置された構造であるために、両者は、接触していて隙間がなかった。しかし、実際の製品においては、ここに隙間を開けて、2種類の層を挿入したい場合が少なくない。この点を改良したものが、本実施形態である。以下、この点について、詳細に説明する。
第1の実施形態および第2の実施形態においては、セクタ化する前の単位アンテナ装置を説明した。本実施形態では、単位アンテナ装置を図29のように複数接続してセクタアンテナ化する場合の特徴を説明する。ここで、焦点となるのは、複数の単位アンテナ装置をどう設計、配置すれば装置全体が小型化、薄型化するかである。
図25、図26を用いて、本発明の第4の実施形態について説明する。
携帯電話の世界では、装置全体として低コスト化・小型化を図ることが可能な設計法として、「筐体アンテナ」が盛んに研究されている。この技術は、製品全体の樹脂製ケースを流用し、その内部にアンテナを作り込んでしまうものである。
102、302、502、702、1102、1302;誘電体基板
103;入力ポート
804;矩形導波管
306;金属製スペーサ
1306;VIAホール
307;電子部品
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912〜913、1312;導体パターン
1114;立体金属部品
121、321、521〜528、1021〜1024、1121、1221、1421;アンテナ
131〜132、331〜332、531〜543、731〜734、831〜832、1431〜1432;金属板
741;表面側ケース
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151、351、951;電界偏波方向
751〜754、851;電波ビーム
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171、571〜578、871、1471;開口面
881;側面の開口面
1181〜1186、1381;ホーンアンテナ
1291;車体
1292;レーダ装置
Claims (12)
- 1つの平面基体上に複数のアンテナ素子を電界偏波方向に沿って並べ、導電接続した1次アンテナと、
前記1次アンテナが配置された前記平面基体に対して、前記1次アンテナを挟んで、それぞれ任意の角度を有する方向に延設された金属板からなる2次アンテナと、
から構成され、
前記2次アンテナの金属板は、前記金属板の方向が前記1次アンテナの電界偏波方向に沿って配置されるとともに、それぞれ前記1次アンテナから開口端に向かって広がる空間ギャップを有し、前記金属板の放射方向への長さが放射される電波波長λ以上であり、前記2次アンテナの形状が、前記1次アンテナから放射される電波ビームを放射する方向に前記開口端を形成するよう傾斜して前記平面基体上に設けたことを特徴とするアンテナ装置。 - 前記1次アンテナは、導体グランドパターン面と前記1次アンテナ形成面とする誘電体基板からなる前記1つの平面基体の前記1次アンテナ形成面に導体パターンによって印刷形成された複数のパッチアンテナであり、
これら複数のパッチアンテナが導体パターンにより接続され、該接続された導体パターンの端部または中央付近の1箇所に入力ポートを設け、前記金属板の前記平面基体の延面方向が、前記接続された導体パターンの接続方向と平行であることを特徴とする請求項1に記載のアンテナ装置。 - 前記金属板が、アルミ・銅・金・鉄・ステンレスのいずれかの板金部品であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のアンテナ装置。
- 前記金属板が、金属メッキ層を有する樹脂部材で成形された金属メッキ層を備えた板状部品又はブロック状部品であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のアンテナ装置。
- 前記平面基体が、前記2次アンテナが形成される第2の平面基体と、
前記第2の平面基体と空気層を介して設けられ、前記1次アンテナが配置されるとともに、前記第2の平面基体と接する面の裏面に導体グランドパターン面を設けた第1の平面基体、からなる多層構造であることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のアンテナ装置。 - 前記第1の平面基体と前記第2の平面基体との間に金属製スペーサを設け、
前記金属製スペーサは、前記1次アンテナを構成する素子と接触しない位置に前記第2の平面基体を前記第1の平面基体上に配置し、かつ、前記第2の平面基体が前記第1の平面基体に対して平行状態を保って配置されていることを特徴とする請求項5に記載のアンテナ装置。 - 請求項1から請求項6のいずれか1項に記載のアンテナ装置を単位アンテナ装置として、該単位アンテナ装置を複数設け、
前記複数のアンテナ装置はスイッチ回路により選択可能に並列接続されており、かつ、前記複数のアンテナ装置において前記2次アンテナを構成する2つの金属板は、前記1次アンテナ毎に電波ビームを放射したい方向に傾斜して設けられていることを特徴とするセクタアンテナ装置。 - 前記複数の単位アンテナ装置に対応する少なくとも2つの金属板は、前記1次アンテナの形成面から開口端に向かって広がる空間ギャップを有するように形成され、前記金属板の端部に形成される前記電波ビームの放射端である前記金属板の開口面は、前記電波ビームの放射方向に応じて、前記平面基体側に傾斜するように形成されており、前記複数の単位アンテナ装置が並列して配置された中央部で隣接する単位アンテナ装置間では、前記金属板を共用化して空間ギャップを形成し、前記複数の単位アンテナ装置の両端側に配置された隣接する単位アンテナ装置間では、前記金属板を単位アンテナ装置毎にそれぞれ少なくとも2つの金属板により空間ギャップを形成することを特徴とする請求項7に記載のセクタアンテナ装置。
- 前記複数の単位アンテナを覆うケースを設け、前記それぞれの金属板が、前記ケースに固定された筐体アンテナを構成することを特徴とする請求項7または請求項8に記載のセクタアンテナ装置。
- 前記2次アンテナの金属板と前記1次アンテナとを非導通としたことを特徴とする請求項1から請求項9のいずれかに記載のアンテナ装置。
- 前記2次アンテナの金属板と前記1次アンテナ及び前記導体グランドパターン面とを非導通としたことを特徴とする請求項2から請求項9のいずれかに記載のアンテナ装置。
- 前記2次アンテナの金属板は、前記1次アンテナとは非導通とする一方、前記導体グランドパターン面とは導通させたことを特徴とする請求項2から請求項9のいずれかに記載のアンテナ装置。
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