JP6710952B2 - Antenna device - Google Patents
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Description
本発明は、アンテナ装置に関する。 The present invention relates to an antenna device.
従来より、所定の第1の方向に実質的に平行に形成され、接地導体の第1の縁端部に設けられた第1の給電点から給電される第1の放射アンテナ素子を備えた第1のアンテナを備えるアンテナ装置がある。 Conventionally, a first radiating antenna element that is formed substantially parallel to a predetermined first direction and includes a first radiating antenna element that is fed from a first feeding point provided at a first edge of a ground conductor is provided. There is an antenna device provided with one antenna.
アンテナ装置は、前記第1の方向と異なる所定の第2の方向に実質的に平行に形成され、前記接地導体の第2の縁端部に設けられた第2の給電点から給電される第2の放射アンテナ素子を備えた第2のアンテナをさらに備える。 The antenna device is formed substantially parallel to a predetermined second direction different from the first direction, and is fed from a second feeding point provided at a second edge of the ground conductor. It further comprises a second antenna comprising two radiating antenna elements.
アンテナ装置は、前記第2の方向に実質的に平行に形成され、前記接地導体の第2の縁端部に設けられた第3の給電点から給電される第3の放射アンテナ素子を備えた第3のアンテナと、前記第1の方向に実質的に平行に形成され、前記接地導体の第3の縁端部に設けられた第4の給電点から給電される第4の放射アンテナ素子を備えた第4のアンテナとをさらに備える。 The antenna device includes a third radiating antenna element that is formed substantially parallel to the second direction and is fed from a third feeding point provided at the second edge of the ground conductor. A fourth radiating antenna element which is formed substantially parallel to the third antenna and which is fed from a fourth feeding point provided at a third edge of the ground conductor. And a fourth antenna provided.
前記第1及び第4のアンテナは、前記接地導体上の所定の対称線に対して対称に設けられ、前記第2及び第3のアンテナは、前記第2及び第3の給電点が所定の距離だけ離隔するように、前記対称線に対して対称に並置されたことを特徴とする。 The first and fourth antennas are provided symmetrically with respect to a predetermined line of symmetry on the ground conductor, and the second and third antennas have a predetermined distance between the second and third feeding points. It is characterized in that they are juxtaposed symmetrically with respect to the line of symmetry so as to be separated from each other.
また、前記第1のアンテナは、前記接地導体に接続された一端と、前記第1の放射アンテナ素子の一端に接続された他端とを有する第1の接地アンテナ素子と、前記第1の給電点と前記第1の放射アンテナ素子上の所定の第1の接続点とを接続する第1の給電アンテナ素子とをさらに備え、前記第1の放射アンテナ素子の他端が開放端である第1の逆F型アンテナである。 Also, the first antenna includes a first ground antenna element having one end connected to the ground conductor and another end connected to one end of the first radiating antenna element; A first feed antenna element for connecting a point to a predetermined first connection point on the first radiating antenna element, the other end of the first radiating antenna element being an open end This is an inverted F-type antenna.
前記第2のアンテナは、前記接地導体に接続された一端と、前記第2の放射アンテナ素子の一端に接続された他端とを有する第2の接地アンテナ素子と、前記第2の給電点と前記第2の放射アンテナ素子上の所定の第2の接続点とを接続する第2の給電アンテナ素子とをさらに備え、前記第2の放射アンテナ素子の他端が開放端である第2の逆F型アンテナである。 The second antenna has a second ground antenna element having one end connected to the ground conductor and the other end connected to one end of the second radiating antenna element, and the second feeding point. A second feeding antenna element that connects to a predetermined second connection point on the second radiating antenna element, and the other end of the second radiating antenna element is an open end; It is an F-type antenna.
前記第3のアンテナは、前記接地導体に接続された一端と、前記第3の放射アンテナ素子の一端に接続された他端とを有する第3の接地アンテナ素子と、前記第3の給電点と前記第3の放射アンテナ素子上の所定の第3の接続点とを接続する第3の給電アンテナ素子とをさらに備え、前記第3の放射アンテナ素子の他端が開放端である第3の逆F型アンテナである。 The third antenna includes a third ground antenna element having one end connected to the ground conductor and the other end connected to one end of the third radiating antenna element; and the third feeding point. A third feeding antenna element for connecting to a predetermined third connection point on the third radiating antenna element, and the other end of the third radiating antenna element is an open end; It is an F-type antenna.
前記第4のアンテナは、前記接地導体に接続された一端と、前記第4の放射アンテナ素子の一端に接続された他端とを有する第4の接地アンテナ素子と、第4の給電点と前記第4の放射アンテナ素子上の所定の第4の接続点とを接続する第4の給電アンテナ素子とをさらに備え、前記第4の放射アンテナ素子の他端が開放端である第4の逆F型アンテナである(例えば、特許文献1参照)。 The fourth antenna has a fourth ground antenna element having one end connected to the ground conductor and the other end connected to one end of the fourth radiating antenna element; a fourth feeding point; And a fourth feeding antenna element for connecting to a predetermined fourth connection point on the fourth radiating antenna element, the other end of the fourth radiating antenna element being a fourth inverted F having an open end. Antenna (see, for example, Patent Document 1).
従来のアンテナ装置は、第1のアンテナ、第2のアンテナ、第3のアンテナ、及び第4のアンテナのそれぞれが3つの周波数帯に対応するために3つのアンテナ素子(給電アンテナ素子、接地アンテナ素子、放射アンテナ素子)を有する。 The conventional antenna device has three antenna elements (a feeding antenna element and a ground antenna element) because each of the first antenna, the second antenna, the third antenna, and the fourth antenna corresponds to three frequency bands. , Radiating antenna element).
また、第1のアンテナ、第2のアンテナ、第3のアンテナ、及び第4のアンテナは、それぞれ、接地導体(地板)の周囲に割り当てられた領域の中に配置されている。そして、各領域の中で、3つのアンテナ素子は、接地導体の端辺に沿って一端から他端までにわたる全体に殆ど隙間なく配置されている。 In addition, the first antenna, the second antenna, the third antenna, and the fourth antenna are each arranged in a region allocated around the ground conductor (ground plate). Then, in each region, the three antenna elements are arranged along the edge of the ground conductor from one end to the other end with almost no gap.
このため、従来のアンテナ装置は、さらなるマルチバンド化が難しいという課題がある。 For this reason, the conventional antenna device has a problem that it is difficult to realize multiband.
そこで、マルチバンド化に適したアンテナ装置を提供することを目的とする。 Then, it aims at providing the antenna device suitable for multi-band.
本発明の実施の形態のアンテナ装置は、端辺を有する地板と、前記端辺の両端の中間点の近傍に位置する給電点から前記端辺から離間する方向に伸延する第1線路と、前記第1線路の先端から前記端辺に沿って伸延する第2線路と、前記第2線路の先端から前記端辺に向かって伸延し、先端が前記端辺に接続される第3線路とを有し、前記端辺のうちの前記端辺に前記第3線路の前記先端が接続される第1接続点と前記中間点との間の区間とループアンテナを構築する第1アンテナエレメントであって、前記第1線路、前記第2線路、及び前記第3線路の合計の長さが第1通信周波数における半波長である、第1アンテナエレメントと、前記第3線路と前記第2線路との第2接続点から前記第2線路とは反対方向に伸延し、第2通信周波数における四半波長から前記第3線路の長さを減じた長さを有する第2アンテナエレメントであって、前記地板に沿って伸延する区間の長さが前記第2通信周波数における波長の1/8以上である、第2アンテナエレメントとを含む。 An antenna device according to an embodiment of the present invention includes a base plate having an end side, a first line extending from a feeding point located near an intermediate point of both ends of the end side in a direction away from the end side, and A second line extending from the tip of the first line along the edge, and a third line extending from the tip of the second line toward the edge and having the tip connected to the edge. A first antenna element that constructs a loop antenna with a section between a first connection point where the tip of the third line is connected to the one of the end sides, A first antenna element, a second line of the third line and the second line, wherein a total length of the first line, the second line and the third line is a half wavelength at a first communication frequency. A second antenna element extending from the connection point in a direction opposite to the second line, and having a length obtained by subtracting the length of the third line from a quarter wavelength at a second communication frequency, A second antenna element in which the length of the extended section is ⅛ or more of the wavelength at the second communication frequency.
マルチバンド化に適したアンテナ装置を提供することができる。 It is possible to provide an antenna device suitable for multi-banding.
以下、本発明のアンテナ装置を適用した実施の形態について説明する。 Hereinafter, an embodiment to which the antenna device of the present invention is applied will be described.
<実施の形態1>
図1及び図2は、実施の形態1のアンテナ装置100を示す図である。
<
1 and 2 are diagrams showing an
アンテナ装置100は、地板(グランドプレーン)50と、アンテナエレメント110及び120とを含む。アンテナ装置100は、通信機能を有する電子機器の筐体の内部に収納される。この場合に、アンテナエレメント110又は120の一部が電子機器の外表面に表出していてもよい。
The
地板50は、接地電位に保持される金属層であり、頂点51、52、53、54を有する矩形状の金属層である。地板50は、例えば、FR−4(Flame Retardant type 4)規格の配線基板の表面又は内層に配置される金属層である。地板50を有する基板には、例えば、アンテナ装置100を含む電子機器の電子素子又は電子チップ等が実装され、金属層50は、グランド電位層として用いられる。
The
図1では、頂点51と52の間、頂点52と53の間、頂点53と54の間、及び、頂点54と51の間がそれぞれ直線状の端辺である金属層50を示すが、例えば、アンテナ装置100を含む電子機器の筐体の内部形状等に合わせて、凹凸が設けられていることによって直線状ではない場合があり得る。
In FIG. 1, the
なお、以下では、頂点51と52の間の辺を端辺50Aと称す。また、頂点51からY軸に沿って伸延する辺を端辺50Bと称す。端辺50Bは、端辺50Aに接続される他の辺の一例である。
In addition, below, the side between the
アンテナエレメント110は、給電点111、折り曲げ部112、113、及び接続部114を有する。アンテナエレメント110は、給電点111からY軸正方向に折り曲げ部112まで伸延し、折り曲げ部112でX軸負方向に折り曲げられて折り曲げ部113まで伸延し、折り曲げ部113でY軸負方向に折り曲げられて接続部114まで伸延している。
The
アンテナエレメント110は、XY平面視でコの字型の素子であり、例えば、銅箔又はアルミニウム箔のような金属箔もしくは銅板のような金属板によって構築される。アンテナエレメント110は、アンテナ装置100を含む電子機器の筐体等に固定されている。アンテナエレメント110は、第1アンテナエレメントの一例である。
The
給電点111と折り曲げ部112との間の線路は、第1線路の一例であり、XY平面に平行な薄い金属箔または金属板で構築される。折り曲げ部112と113との間の線路は、第2線路の一例であり、XZ平面に平行な薄い金属箔または金属板で構築される。折り曲げ部113と接続部114との間の線路は、第3線路の一例であり、XY平面に平行な薄い金属箔または金属板で構築される。
The line between the
給電点111は、端辺50Aの中間点50A1からY軸正方向に離間した状態で端辺50Aの中間点50A1の近傍に位置している。中間点50A1は、頂点51と52の間(中間)に位置する点である。
The
図1及び図2では、一例として、中間点50A1は、頂点51と52の間で端辺50Aの長さを5等分した場合において、頂点51までの長さと、頂点52までの長さが、約3:2になる程度の位置にある。
In FIG. 1 and FIG. 2, as an example, the midpoint 50A1 has a length up to the apex 51 and a length up to the apex 52 when the length of the
中間点50A1は、頂点51と52の間(中間)に位置していればよいため、図1及び図2に示す位置に限られるものではない。中間点50A1のX軸方向における位置は、アンテナエレメント110及び120が形成されない側(図1及び2では中間点50A1よりもX軸正方向側)に、アンテナエレメント110及び120とは通信周波数(共振周波数)の異なる他の1又は複数のアンテナエレメントを配置できる領域を残せる程度の位置であればよい。
The intermediate point 50A1 is not limited to the position shown in FIGS. 1 and 2, as long as it is located between the
給電点111には、例えば、同軸ケーブルの芯線が接続されており、高周波電力が供給される。この場合に、中間点50A1には同軸ケーブルのシールド線が接続され、中間点50A1は、グランド電位に保持される。
For example, a core wire of a coaxial cable is connected to the
なお、給電点111には、同軸ケーブルの芯線の代わりに、マイクロストリップライン又はコプレーナ線路等によって電力が供給されてもよい。
Note that power may be supplied to the
折り曲げ部112では、給電点111からY軸正方向に伸延したアンテナエレメント110がX軸負方向に折り曲げられる。また、折り曲げ部113では、折り曲げ部112からX軸負方向に伸延したアンテナエレメント110がY軸負方向に折り曲げられる。
At the bending
接続部114は、折り曲げ部113からY軸負方向に伸延するアンテナエレメント110が地板50の頂点51に接続される部分である。このため、接続部114は、グランド電位に保持される。
The connecting
このようなアンテナエレメント110は、地板50の端辺50Aの頂点51と中間点50A1との間の部分と協働して、ループアンテナを構築する。アンテナエレメント110の給電点111から折り曲げ部112及び113を経て接続部114までの長さは、通信周波数f1の波長λ1の半分(λ1/2)に設定される。
Such an
アンテナエレメント120は、接続部121、折り曲げ部122、及び開放端123を有する。接続部121は、アンテナエレメント110の折り曲げ部113と同一の部分であり、アンテナエレメント120がアンテナエレメント110に折り曲げ部113において接続される部分である。
The
アンテナエレメント120は、接続部121からX軸負方向に伸延し、折り曲げ部122でY軸負方向に折り曲げられ、開放端123まで伸延している。
The
アンテナエレメント120は、XY平面視でL字型の素子であり、例えば、銅箔又はアルミニウム箔のような金属箔もしくは銅板のような金属板によって構築される。アンテナエレメント120は、アンテナ装置100を含む電子機器の筐体等に固定されている。アンテナエレメント120は、第2アンテナエレメントの一例である。
The
接続部121と折り曲げ部122との間の線路は、XZ平面に平行な薄い金属箔または金属板で構築される。折り曲げ部122と開放端123との間の線路は、YZ平面に平行な薄い金属箔または金属板で構築される。
The line between the
このようなアンテナエレメント120は、アンテナエレメント110の折り曲げ部113と接続部114との間の線路と協働して、モノポールアンテナを構築する。アンテナエレメント120の接続部121から折り曲げ部122を経て開放端123までの長さは、通信周波数f2の波長λ2の1/4(λ2/4)から、折り曲げ部113と接続部114との間の線路の長さを減じた長さに設定される。
Such an
換言すれば、接続部114から折り曲げ部113(接続部121)及び折り曲げ部122を経て開放端123までの長さは、通信周波数f2の波長λ2の1/4(λ2/4)に設定されている。
In other words, the length from the
また、折り曲げ部122と開放端123の間の点124は、Y軸方向の位置が頂点51と等しい点である。点124と開放端123の間は、地板50とY軸方向において重複する区間である。アンテナエレメント120は、地板50との電磁界結合を得るとともに、地板50とのインピーダンス調整を行うために、点124と開放端123の間の区間の長さを通信周波数f2における波長λ2の1/8以上の長さに設定している。このため、地板50のY軸方向の長さも通信周波数f2における波長λ2の1/8以上の長さに設定されている。
Further, a
アンテナエレメント120を上述のような構成にすることにより、アンテナエレメント120は、アンテナエレメント110の折り曲げ部113と接続部114との間の線路と協働して、モノポールアンテナとして機能する。
By configuring the
図3は、アンテナ装置100のS11パラメータの周波数特性を示す図である。図3に示すS11パラメータの周波数特性は、電磁界シミュレーションによって求めたものである。
FIG. 3 is a diagram showing frequency characteristics of the S11 parameter of the
ここでは、一例として、通信周波数f1を3GHzに設定し、通信周波数f2を4.6GHzに設定した場合の結果を示す。すなわち、アンテナエレメント110の長さ(λ1/2)は、波長の短縮率、及び/又は、電気長を考慮して、3GHzにおける半波長に設定した。また、アンテナエレメント120の長さ(λ2/4から折り曲げ部113と接続部114との間の線路の長さを減じた長さ)は、波長の短縮率、及び/又は、電気長を考慮して、4.6GHzにおける長さに設定した。
Here, as an example, the result when the communication frequency f1 is set to 3 GHz and the communication frequency f2 is set to 4.6 GHz is shown. That is, the length (λ 1 /2) of the
また、ここでは、一例として、S11パラメータの値の評価基準を−4dBとし、−4dB以下の帯域がアンテナ装置100の通信可能な領域であるものとして評価を行う。
In addition, here, as an example, the evaluation criterion of the value of the S11 parameter is set to −4 dB, and the band of −4 dB or less is evaluated as a communicable area of the
図3に示すように、3GHz前後の約2.8GHzから約3.2GHzの範囲でS11パラメータが−4dB以下の帯域が得られた。この帯域は、設計上の通信周波数f1(3GHz)を含む帯域である。 As shown in FIG. 3, a band having an S11 parameter of -4 dB or less was obtained in a range from about 2.8 GHz around 3 GHz to about 3.2 GHz. This band is a band including the designed communication frequency f1 (3 GHz).
また、4.6GHz前後でS11パラメータが約−3dBの帯域が得られた。こちらは、評価基準の−4dBよりも高いが、4.6GHz前後で共振が生じていることは明らかであり、アンテナエレメント120が、アンテナエレメント110の折り曲げ部113と接続部114との間の線路と協働して、モノポールアンテナとして機能することを確認できた。
In addition, a band having an S11 parameter of about -3 dB was obtained at around 4.6 GHz. This is higher than the evaluation standard of -4 dB, but it is clear that resonance occurs around 4.6 GHz, and the
なお、ここでは、アンテナ装置100の特性を波長との関係で評価するために、一例として、通信周波数f1を3GHzに設定し、通信周波数f2を4.6GHzに設定する場合について説明した。通信周波数f1又はf2を上述以外の周波数に設定してアンテナ装置100を利用する場合には、利用する周波数に合わせてアンテナエレメント110及び120の寸法を設定すればよい。
Here, in order to evaluate the characteristics of the
以上、実施の形態1によれば、アンテナエレメント110及び120が地板50の端辺50AよりもY軸正方向側の領域において、X軸方向において給電点111及び中間点50A1よりもX軸負方向側に配置されている。換言すれば、地板50の端辺50AよりもY軸正方向側の領域において、X軸方向において給電点111及び中間点50A1よりもX軸正方向側には何も配置されていない。
As described above, according to the first embodiment, in the region where the
このため、地板50の端辺50AよりもY軸正方向側の領域において、X軸方向において給電点111及び中間点50A1よりもX軸正方向側に、通信周波数の異なるさらに他のアンテナエレメントを配置することが可能である。
Therefore, in a region on the Y axis positive direction side of the
従って、実施の形態1によれば、マルチバンド化に適したアンテナ装置100を提供することができる。
Therefore, according to the first embodiment, it is possible to provide the
また、実施の形態1のアンテナ装置100は、地板50と協働してループアンテナを構築するアンテナエレメント110と、アンテナエレメント110と協働してモノポールアンテナを構築するアンテナエレメント120とを地板50の端辺50AよりもY軸正方向側の領域において、X軸方向において給電点111及び中間点50A1よりもX軸負方向側に配置している。
Further, the
アンテナエレメント110は、通信周波数f1の波長λ1の半分(λ1/2)の長さを有するため、長さが非常に長いアンテナエレメントである。また、アンテナ装置100をスマートフォン端末機又は携帯電話端末機に用いる場合には、地板50の端辺50AよりもY軸正方向側の空間のサイズは、X軸方向、Y軸方向、及びZ軸方向において非常に限られている。
The
実施の形態1のアンテナ装置100は、このようにサイズが限られた空間のうちのX軸方向における給電点111及び中間点50A1よりもX軸負方向側の空間に、長さが非常に長いアンテナエレメント110を収容している。
The
このように、実施の形態1によれば、通信周波数f1の波長λ1の半分(λ1/2)の長さを有する、長さが非常に長いアンテナエレメント110を限られた空間に収納しつつ、マルチバンド化に適したアンテナ装置100を提供することができる。
As described above, according to the first embodiment, the
次に、実施の形態1の変形例のアンテナ装置100Aについて説明する。
Next, an
図4は、実施の形態1の第1変形例のアンテナ装置100Aを示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing an
アンテナ装置100Aは、地板50と、アンテナエレメント110及び120Aとを含む。アンテナ装置100Aは、図1及び図2に示すアンテナ装置100のアンテナエレメント110の位置をX軸正方向側に移動させるとともに、アンテナエレメント120をアンテナエレメント120Aに置き換えた構成を有する。
The
このため、地板50とアンテナエレメント110の構成は、図1及び図2に示すアンテナ装置100の地板50とアンテナエレメント110と同様である。以下、図1及び図2に示すアンテナ装置100との相違点について説明する。
Therefore, the configurations of the
図4に示すアンテナエレメント110は、図1及び図2に示すアンテナエレメント110に比べて、アンテナエレメント120AのX軸方向の長さの分だけX軸正方向側に移動されている。ここで、アンテナエレメント110の接続点114が地板50の端辺50Aに接続される点を点50A2と称す。
The
アンテナエレメント120Aは、接続部121A及び開放端123Aを有する。接続部121Aは、アンテナエレメント110の折り曲げ部113と同一の部分であり、アンテナエレメント120Aがアンテナエレメント110に折り曲げ部113において接続される部分である。
The
アンテナエレメント120Aは、接続部121AからX軸負方向に開放端123Aまで伸延している。開放端123AのX軸方向における位置は、端辺50Bの位置と等しい。
The
アンテナエレメント120Aは、XY平面視で直線状の素子であり、例えば、銅箔又はアルミニウム箔のような金属箔もしくは銅板のような金属板によって構築される。アンテナエレメント120Aは、アンテナ装置100Aを含む電子機器の筐体等に固定されている。アンテナエレメント120Aは、第2アンテナエレメントの一例である。
The
接続部121Aと開放端123Aとの間の線路は、XZ平面に平行な薄い金属箔または金属板で構築される。
The line between the connecting
このようなアンテナエレメント120Aは、アンテナエレメント110の折り曲げ部113と接続部114との間の線路と協働して、モノポールアンテナを構築する。アンテナエレメント120Aの接続部121Aから開放端123Aまでの長さは、通信周波数f2の波長λ2の1/4(λ2/4)から、折り曲げ部113と接続部114との間の線路の長さを減じた長さに設定される。
Such an
換言すれば、接続部114から折り曲げ部113(接続部121A)を経て開放端123Aまでの長さは、通信周波数f2の波長λ2の1/4(λ2/4)に設定されている。
In other words, the length from the
また、アンテナエレメント120Aの接続部121Aから開放端123Aの区間(アンテナエレメント120Aの全区間)は、地板50とX軸方向において重複する区間である。アンテナエレメント120Aは、地板50との電磁界結合を得るとともに、地板50とのインピーダンス調整を行うために、接続部121Aから開放端123Aまでの区間の長さを通信周波数f2における波長λ2の1/8以上の長さに設定している。このため、地板50の点50A2と頂点51の間のX軸方向の長さも通信周波数f2における波長λ2の1/8以上の長さに設定されている。図4では、接続部121Aから開放端123Aまでの区間の長さと、点50A2と頂点51の間のX軸方向の長さとは等しい。
Further, the section from the connecting
アンテナエレメント120Aを上述のような構成にすることにより、アンテナエレメント120Aは、アンテナエレメント110の折り曲げ部113と接続部114との間の線路と協働して、モノポールアンテナとして機能する。
By configuring the
ここで、実施の形態1の変形例では、地板50、アンテナエレメント110、120Aのサイズは次の通りである。ここでは、一例として、通信周波数f1を3GHzに設定し、通信周波数f2を4.1GHzに設定した場合のアンテナエレメント110、120Aのサイズを示す。
Here, in the modification of the first embodiment, the sizes of the
地板50のX軸方向の長さは83mm、Y軸方向の長さは151mm、Z軸方向の厚さは3.5mmである。
The length of the
アンテナエレメント110の給電点111と折り曲げ部112の間の長さは5.50mm、折り曲げ部112と113の間の長さは44.25mm、折り曲げ部113と接続部114の間の長さは5.50mmである。このため、アンテナエレメント110の給電点111から、折り曲げ部112及び113を経て接続部114までの長さは55.25mmである。なお、アンテナエレメント110のZ軸方向の幅は、1mmである。
The length between the
アンテナエレメント120Aの接続部121Aから開放端123Aの間の長さは13.50mmである。このため、モノポールアンテナとして機能する接続部114から折り曲げ部113(接続部121A)を経て開放端123Aまでの長さは19mmである。なお、アンテナエレメント120AのZ軸方向の幅は、1mmである。
The length between the connecting
また、折り曲げ部112から折り曲げ部113(接続部121A)を経て開放端123Aまでの長さは57.75mmである。
The length from the
なお、ここでは、アンテナ装置100Aの特性を波長との関係で評価するために、一例として、通信周波数f1を3GHzに設定し、通信周波数f2を4.1GHzに設定する場合について説明する。通信周波数f1又はf2を上述以外の周波数に設定してアンテナ装置100Aを利用する場合には、利用する周波数に合わせてアンテナエレメント110及び120Aの寸法を設定すればよい。
Here, in order to evaluate the characteristics of the
図5は、アンテナ装置100AのS11パラメータの周波数特性を示す図である。図5に示すS11パラメータの周波数特性は、電磁界シミュレーションによって求めたものである。
FIG. 5 is a diagram showing frequency characteristics of the S11 parameter of the
ここでは、一例として、通信周波数f1を3GHzに設定し、通信周波数f2を4.1GHzに設定した場合の結果を示す。すなわち、アンテナエレメント110の長さ(λ1/2)は、波長の短縮率、及び/又は、電気長を考慮して、3GHzにおける半波長に設定した。また、アンテナエレメント120Aの長さ(λ2/4から折り曲げ部113と接続部114との間の線路の長さを減じた長さ)は、波長の短縮率、及び/又は、電気長を考慮して、4.1GHzにおける長さに設定した。
Here, as an example, the result when the communication frequency f1 is set to 3 GHz and the communication frequency f2 is set to 4.1 GHz is shown. That is, the length (λ 1 /2) of the
また、ここでは、一例として、S11パラメータの値の評価基準を−4dBとし、−4dB以下の帯域がアンテナ装置100Aの通信可能な領域であるものとして評価を行う。
Further, here, as an example, the evaluation criterion of the value of the S11 parameter is set to −4 dB, and the band equal to or lower than −4 dB is evaluated as a communicable area of the
図5に示すように、3GHz前後の約2.8GHzから約3.3GHzの範囲でS11パラメータが−4dB以下の帯域が得られた。この帯域は、設計上の通信周波数f1(3GHz)を含む帯域である。 As shown in FIG. 5, a band having an S11 parameter of -4 dB or less was obtained in the range of about 2.8 GHz to about 3.3 GHz around 3 GHz. This band is a band including the designed communication frequency f1 (3 GHz).
また、4.1GHz前後の約4.0GHzから約4.2GHzの範囲でS11パラメータが−3dB以下の帯域が得られた。こちらは、評価基準の−4dBよりも高いが、4.1GHz前後で共振が生じていることは明らかであり、アンテナエレメント120Aが、アンテナエレメント110の折り曲げ部113と接続部114との間の線路と協働して、モノポールアンテナとして機能することを確認できた。
In addition, a band having an S11 parameter of -3 dB or less was obtained in the range of about 4.0 GHz to about 4.2 GHz around 4.1 GHz. This is higher than the evaluation standard of -4 dB, but it is clear that resonance occurs around 4.1 GHz, and the
図6は、アンテナ装置100Aのトータル効率(Total Efficiency)の周波数特性を示す図である。トータル効率は、アンテナ装置100Aが装着された電子機器の特性を表しており、給電点111とアンテナ装置100Aのインピーダンスとの整合損失を含んでいる。図6に示すトータル効率の周波数特性は、電磁界シミュレーションによって求めたものである。
FIG. 6 is a diagram showing frequency characteristics of total efficiency of the
図6に示すように、通信周波数f1(3GHz)とf2(4.1GHz)において、ピークが得られており、通信周波数f1(3GHz)とf2(4.1GHz)で通信を行えることが確認できた。 As shown in FIG. 6, peaks are obtained at communication frequencies f1 (3 GHz) and f2 (4.1 GHz), and it can be confirmed that communication can be performed at communication frequencies f1 (3 GHz) and f2 (4.1 GHz). It was
以上、実施の形態1の変形例によれば、アンテナエレメント110及び120Aが地板50の端辺50AよりもY軸正方向側の領域において、X軸方向において給電点111及び中間点50A1よりもX軸負方向側に配置されている。換言すれば、地板50の端辺50AよりもY軸正方向側の領域において、X軸方向において給電点111及び中間点50A1よりもX軸正方向側には何も配置されていない。
As described above, according to the modification of the first embodiment, in the region where the
このため、地板50の端辺50AよりもY軸正方向側の領域において、X軸方向において給電点111及び中間点50A1よりもX軸正方向側に、通信周波数の異なるさらに他のアンテナエレメントを配置することが可能である。
Therefore, in a region on the Y axis positive direction side of the
従って、実施の形態1の変形例によれば、マルチバンド化に適したアンテナ装置100Aを提供することができる。
Therefore, according to the modified example of the first embodiment, it is possible to provide the
ここで、図7及び図8を用いて、地板50のX軸負方向側のサイズを変更した場合のS11パラメータの周波数特性について説明する。
Here, the frequency characteristics of the S11 parameter when the size of the
図7は、実施の形態1の第1変形例のアンテナ装置100Aにおいて、地板50のX軸負方向側のサイズを変更したモデルを示す図である。図8は、図7のモデルにおけるS11パラメータの周波数特性を示す図である。図8に示すS11パラメータの周波数特性は、電磁界シミュレーションによって求めたものである。
FIG. 7 is a diagram showing a model in which the size of the
ここでは、電磁界シミュレーションにおいて、図7に示すようにアンテナ装置100Aの地板50のサイズを変更する。サイズの変更は、地板50のX軸負方向側の端辺50Bの位置をX軸正方向側にずらすことにより、地板50のサイズを小さくすることである。
Here, in the electromagnetic field simulation, the size of the
図7には、図4に示す地板50の頂点51と同一の位置に頂点51を示す。図7に示す端辺50Bの位置は、図4に示す端辺50Bの位置と等しい。端辺50Bの位置をX軸正方向側に変位させる量を変位量wとして表す。
In FIG. 7, the apex 51 is shown at the same position as the apex 51 of the
端辺50Bの位置をX軸正方向側に変位させて地板50のサイズを小さくしながら電磁界シミュレーションでS11パラメータの周波数特性を求めた。
The frequency characteristic of the S11 parameter was obtained by electromagnetic field simulation while displacing the position of the
図8には、変位量wが0mm、4.5mm、7.5mm、10.5mm、12mmの場合のS11パラメータの周波数特性を示す。 FIG. 8 shows frequency characteristics of the S11 parameter when the displacement amount w is 0 mm, 4.5 mm, 7.5 mm, 10.5 mm, and 12 mm.
なお、変位量wが0mmの場合は、図4に示すアンテナ装置100Aと同一の構成であり、開放端123AのX軸方向における位置は、端辺50Bの位置と等しい。また、接続部121Aと開放端123Aとの間の長さは13.50mmであるため、変位量wが12mmの場合は、端辺50Bは、X軸方向において、接続部121AからX軸負方向側に、1.5mmの位置にあることになる。
When the displacement amount w is 0 mm, it has the same configuration as the
変位量wを変化させても、通信周波数f1におけるS11パラメータの値に大きな変動は見られなかった。このことから、地板50のX軸負方向側のサイズを小さくすることは、アンテナエレメント110の放射特性に殆ど影響を与えないことが分かった。
Even if the displacement amount w was changed, no great change was observed in the value of the S11 parameter at the communication frequency f1. From this, it was found that reducing the size of the
一方、変位量wを変化させると、通信周波数f2におけるS11パラメータの値は大きく変化した。変位量wが増大すると、S11パラメータの値は増大した。変位量wが0mmと4.5mmのときは、通信周波数f2(4.1GHz)で−3dB以下の値が得られるが、変位量wが7.5mm以上の場合は、−3dBよりも大きな値になった。また、図8には、変位量wが0mm、4.5mm、7.5mm、10.5mm、12mmの場合のS11パラメータを示すが、変位量wが4.5mmよりも大きくなると、−3dBよりも大きくなることが確認できた。 On the other hand, when the displacement amount w was changed, the value of the S11 parameter at the communication frequency f2 changed significantly. As the displacement amount w increased, the value of the S11 parameter increased. When the displacement amount w is 0 mm and 4.5 mm, a value of -3 dB or less is obtained at the communication frequency f2 (4.1 GHz), but when the displacement amount w is 7.5 mm or more, a value greater than -3 dB. Became. Further, FIG. 8 shows the S11 parameter when the displacement amount w is 0 mm, 4.5 mm, 7.5 mm, 10.5 mm, and 12 mm, but when the displacement amount w is larger than 4.5 mm, it is more than −3 dB. It was also confirmed that
このため、変位量wが4.5mm以下のときに、アンテナエレメント120Aの放射特性が通信に利用可能なレベルになることが分かった。また、変位量wの4.5mmであるときには、接続部121Aから端辺50BまでのX軸方向における距離は9mmである。9mmは、通信周波数f2(4.1GHz)における波長λ2の1/8に相当する。
Therefore, it was found that when the displacement amount w is 4.5 mm or less, the radiation characteristic of the
従って、アンテナエレメント120Aの良好な放射特性を得るためには、アンテナエレメント120Aと地板50とのX軸方向における重複区間の長さが通信周波数f2(4.1GHz)における波長λ2の1/8以上であることが必要であることが分かった。
Therefore, in order to obtain good radiation characteristics of the
なお、図1及び図2に示すアンテナ装置100では、アンテナエレメント120は、Y軸方向において、地板50の端辺50Bと重複する区間を有する。重複区間は、点124と開放端123の間である。図1及び図2に示すアンテナ装置100のアンテナエレメント120のように、開放端123がある先端側がY軸方向に折り曲げられている場合には、Y軸方向において地板50と重複する区間があればよく、重複区間の長さは、通信周波数f2における波長λ2の1/8以上である。
In the
図9は、実施の形態1の第2変形例のアンテナ装置100Bを示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing an
アンテナ装置100Bは、図1に示すアンテナ装置100のアンテナエレメント120の折り曲げ部122をXY平面視で曲線状に湾曲させたものである。アンテナ装置100Bは、地板50と、アンテナエレメント110、120Bとを含む。
The
アンテナエレメント120Bは、接続部121からX軸負方向に伸延し、湾曲部122BでY軸負方向に曲線的に折り曲げられ、開放端123まで伸延している。アンテナ装置100Bのその他の構成は、図1に示すアンテナ装置100と同様である。
The
このように湾曲部122Bで曲線的に折り曲げられたアンテナエレメント120Bは、電子機器の外表面に表出していてもよい。この場合に、アンテナエレメント120Bと、アンテナエレメント110のうちの折り曲げ部112と113との間の区間とが、電子機器の外表面に表出していてもよい。湾曲部122Bの湾曲した形状は、電子機器の外表面のデザインに合わせられていてもよい。
The
<実施の形態2>
図10は、実施の形態2のアンテナ装置200を示す図である。
<Second Embodiment>
FIG. 10 is a diagram showing the
アンテナ装置200は、地板50と、アンテナエレメント110、120、及び230とを含む。アンテナ装置200は、実施の形態1のアンテナ装置100(図1及び図2参照)に、アンテナエレメント230を追加した構成を有する。その他の構成は、実施の形態1のアンテナ装置100と同様であるため、同様の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
The
なお、アンテナ装置200が電子機器の筐体の内部に収納される場合には、アンテナエレメント110又は120の一部に加えて、アンテナエレメント230の一部が電子機器の外表面に表出していてもよい。
When the
アンテナエレメント230は、接続部231、折り曲げ部232、及び開放端233を有する。
The
接続部231は、アンテナエレメント110の折り曲げ部112と同一の部分であり、折り曲げ部112においてアンテナエレメント110に接続される部分である。
The connecting
アンテナエレメント230は、接続部231からX軸正方向側に伸延し、折り曲げ部232で折り曲げられてY軸負方向側に開放端233まで伸延している。
The
アンテナエレメント230は、XY平面視でL字型の素子であり、例えば、銅箔又はアルミニウム箔のような金属箔もしくは銅板のような金属板によって構築される。アンテナエレメント230は、アンテナ装置200を含む電子機器の筐体等に固定されている。アンテナエレメント230は、第3アンテナエレメントの一例である。
The
接続部231と折り曲げ部232との間の線路は、XZ平面に平行な薄い金属箔または金属板で構築される。折り曲げ部232と開放端233との間の線路は、YZ平面に平行な薄い金属箔または金属板で構築される。
The line between the
このようなアンテナエレメント230は、アンテナエレメント110の給電点111と折り曲げ部112との間の線路と協働して、モノポールアンテナを構築する。アンテナエレメント230の接続部231から折り曲げ部232を経て開放端233までの長さは、通信周波数f3の波長λ3の1/4(λ3/4)から、給電点111と折り曲げ部112との間の線路の長さを減じた長さに設定される。
Such an
換言すれば、給電点111から折り曲げ部112(接続部231)及び折り曲げ部232を経て開放端233までの長さは、通信周波数f3の波長λ3の1/4(λ3/4)に設定されている。
In other words, the length from the
アンテナエレメント230を上述のような構成にすることにより、アンテナエレメント230は、アンテナエレメント110の給電点111から折り曲げ部112との間の線路と協働して、モノポールアンテナとして機能する。
By configuring the
図11は、アンテナ装置200のS11パラメータの周波数特性を示す図である。図11に示すS11パラメータの周波数特性は、電磁界シミュレーションによって求めたものである。
FIG. 11 is a diagram showing frequency characteristics of the S11 parameter of the
ここでは、一例として、通信周波数f1を3GHzに設定し、通信周波数f2を4.6GHzに設定し、通信周波数f3を1.5GHzに設定した場合の結果を示す。すなわち、アンテナエレメント110の長さ(λ1/2)は、波長の短縮率、及び/又は、電気長を考慮して、3GHzにおける半波長に設定した。また、アンテナエレメント120の長さ(λ2/4から折り曲げ部113と接続部114との間の線路の長さを減じた長さ)は、波長の短縮率、及び/又は、電気長を考慮して、4.6GHzにおける長さに設定した。
Here, as an example, the result when the communication frequency f1 is set to 3 GHz, the communication frequency f2 is set to 4.6 GHz, and the communication frequency f3 is set to 1.5 GHz is shown. That is, the length (λ 1 /2) of the
また、アンテナエレメント230の長さ(λ3/4から給電点111から折り曲げ部112との間の線路の長さを減じた長さ)は、波長の短縮率、及び/又は、電気長を考慮して、1.5GHzにおける長さに設定した。
Moreover, (the length obtained by subtracting the length of the line between the lambda 3/4 and
また、ここでは、一例として、S11パラメータの値の評価基準を−4dBとし、−4dB以下の帯域がアンテナ装置200の通信可能な領域であるものとして評価を行う。
In addition, here, as an example, the evaluation criterion of the value of the S11 parameter is set to −4 dB, and the band of −4 dB or less is evaluated as a communicable area of the
図11に示すように、3GHz前後の約2.85GHzから約3.3GHzの範囲でS11パラメータが−4dB以下の帯域が得られた。この帯域は、設計上の通信周波数f1(3GHz)を含む帯域である。 As shown in FIG. 11, a band having an S11 parameter of -4 dB or less was obtained in the range of about 2.85 GHz around 3 GHz to about 3.3 GHz. This band is a band including the designed communication frequency f1 (3 GHz).
また、4.6GHz前後の約4.5GHzから約4.8GHzの範囲でS11パラメータが−3dB以下の帯域が得られた。こちらは、評価基準の−4dBよりも高いが、4.6GHz前後で共振が生じていることは明らかであり、アンテナエレメント120が、アンテナエレメント110の折り曲げ部113と接続部114との間の線路と協働して、モノポールアンテナとして機能することを確認できた。
In addition, a band having an S11 parameter of -3 dB or less was obtained in the range of about 4.5 GHz to about 4.8 GHz around 4.6 GHz. This is higher than the evaluation standard of -4 dB, but it is clear that resonance occurs around 4.6 GHz, and the
また、1.5GHz前後の約1.45GHzから約1.7GHzの範囲でS11パラメータが−3dB以下の帯域が得られた。こちらは、評価基準の−4dBよりも高いが、1.5GHz前後で共振が生じていることは明らかであり、アンテナエレメント230が、アンテナエレメント110の給電点111から折り曲げ部112との間の線路と協働して、モノポールアンテナとして機能することを確認できた。
In addition, a band having an S11 parameter of -3 dB or less was obtained in the range of about 1.45 GHz to about 1.7 GHz around 1.5 GHz. This is higher than the evaluation standard of -4 dB, but it is clear that resonance occurs around 1.5 GHz, and the
なお、ここでは、アンテナ装置200の特性を波長との関係で評価するために、一例として、通信周波数f1を3GHzに設定し、通信周波数f2を4.6GHzに設定し、通信周波数f3を1.5GHzに設定する場合について説明した。通信周波数f1、f2、又はf3を上述以外の周波数に設定してアンテナ装置200を利用する場合には、利用する周波数に合わせてアンテナエレメント110、120、及び230の寸法を設定すればよい。
Here, in order to evaluate the characteristics of the
以上、実施の形態2によれば、地板50の端辺50AよりもY軸正方向側の領域において、X軸方向においてアンテナエレメント110及び120が配置されていない、給電点111及び中間点50A1よりもX軸正方向側の領域に、アンテナエレメント230を配置する。
As described above, according to the second embodiment, in the region on the Y axis positive direction side of the
そして、アンテナエレメント230は、アンテナエレメント110の給電点111から折り曲げ部112との間の線路と協働して、モノポールアンテナとして機能する。
Then, the
従って、実施の形態2によれば、3つのバンドに対応した、マルチバンド化に適したアンテナ装置200を提供することができる。
Therefore, according to the second embodiment, it is possible to provide the
なお、以上では、アンテナエレメント230が接続部231からアンテナエレメント110の折り曲げ部112と113の間の線路とは反対方向(X軸正方向)に伸延する形態について説明した。しかしながら、アンテナエレメント230(の接続部231と折り曲げ部232との間の線路)は、X軸正方向に限らず、折り曲げ部112と113の間の線路とは異なる方向に伸延していればよい。例えば、接続部231からY軸正方向に伸延してもよく、Y軸正方向に伸延してから折れ曲がってX軸正方向に伸延してもよい。
In the above description, the
図12は、実施の形態2の変形例のアンテナ装置200Aを示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing an
アンテナ装置200Aは、図10に示すアンテナ装置200のアンテナエレメント120を図9に示すアンテナエレメント120Bに入れ替えるとともに、図10に示すアンテナ装置200のアンテナエレメント230の折り曲げ部232をXY平面視で曲線状に湾曲させたものである。アンテナ装置200Aは、地板50と、アンテナエレメント110、120B、及び230Aとを含む。
In the
アンテナエレメント230Aは、接続部231からX軸正方向に伸延し、湾曲部232AでY軸負方向に曲線的に折り曲げられ、開放端233まで伸延している。アンテナ装置200Aのその他の構成は、図10に示すアンテナ装置200と同様である。
The
このように湾曲部232Bで曲線的に折り曲げられたアンテナエレメント230Aは、電子機器の外表面に表出していてもよい。この場合に、アンテナエレメント230Aと、アンテナエレメント120Bと、アンテナエレメント110のうちの折り曲げ部112と113との間の区間とが、電子機器の外表面に表出していてもよい。湾曲部232Aと122Bの湾曲した形状は、電子機器の外表面のデザインに合わせられていてもよい。
The
<実施の形態3>
図13は、実施の形態3のアンテナ装置300を示す図である。
<Third Embodiment>
FIG. 13 is a diagram showing the
アンテナ装置300は、地板50と、アンテナエレメント110、120、及び230と、無給電素子340とを含む。アンテナ装置300は、実施の形態2のアンテナ装置200(図10参照)に、無給電素子340を追加した構成を有する。その他の構成は、実施の形態2のアンテナ装置200と同様であるため、同様の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
The
なお、アンテナ装置300が電子機器の筐体の内部に収納される場合には、アンテナエレメント110、120、又は230の一部に加えて、無給電素子340の一部が電子機器の外表面に表出していてもよい。
When the
無給電素子340は、接続部341、折り曲げ部342、343、344、及び開放端345を有する。
The
接続部341は、地板50の頂点52に接続されている。このため、接続部341は接地端である。
The connecting
無給電素子340は、接続部341からY軸正方向側に伸延し、折り曲げ部342で折り曲げられてX軸負方向側に伸延し、折り曲げ部343で折り曲げられてY軸負方向側に伸延し、折り曲げ部344で折り曲げられて開放端345までX軸正方向側に伸延している。
The
折り曲げ部342と折り曲げ部343との間の線路は、エレメント230の接続部231と折り曲げ部232との間の線路と近接して平行に配置されている。折り曲げ部342と折り曲げ部343との間の線路は、接続部231と折り曲げ部232との間の線路と電磁界結合によって電力が供給されるように、近接して配置されている。
The line between the
無給電素子340は、例えば、銅箔又はアルミニウム箔のような金属箔もしくは銅板のような金属板によって構築される。無給電素子340は、アンテナ装置300を含む電子機器の筐体等に固定されている。
The
無給電素子340は、一例として、接続部341から折り曲げ部342、343、344を介して開放端345まで、XY平面に平行な薄い金属箔または金属板で構築される。接続部341と折り曲げ部342との間の線路は、第4線路の一例であり、折り曲げ部342と折り曲げ部343との間の線路は、第5線路の一例であり、折り曲げ部343から折り曲げ部344を経て開放端345までの線路は、第6線路の一例である。
The
このような無給電素子340は、折り曲げ部342と折り曲げ部343との間の線路が、接続部231と折り曲げ部232との間の線路と電磁界結合によってエレメント230から電力を受けることにより、モノポールアンテナとして機能する。
In the
無給電素子340の接続部341から折り曲げ部342、343、344を経て開放端345までの長さは、通信周波数f4の波長λ4の1/4(λ4/4)長さに設定される。
The length from the
無給電素子340を上述のような構成にすることにより、無給電素子340は、アンテナエレメント230と電磁界結合して、モノポールアンテナとして機能する。
By configuring the
図14は、アンテナ装置300のS11パラメータの周波数特性を示す図である。図14に示すS11パラメータの周波数特性は、電磁界シミュレーションによって求めたものである。
FIG. 14 is a diagram showing frequency characteristics of the S11 parameter of the
ここでは、一例として、通信周波数f1を3GHzに設定し、通信周波数f2を4.6GHzに設定し、通信周波数f3を1.5GHzに設定し、通信周波数f4を2.5GHzに設定した場合の結果を示す。 Here, as an example, the result when the communication frequency f1 is set to 3 GHz, the communication frequency f2 is set to 4.6 GHz, the communication frequency f3 is set to 1.5 GHz, and the communication frequency f4 is set to 2.5 GHz Indicates.
すなわち、アンテナエレメント110、120、230の長さは、実施の形態2で説明したものと等しい。また、無給電素子340の長さ(λ4/4)は、波長の短縮率、及び/又は、電気長を考慮して、2.5GHzにおける波長の四半波長の長さに設定した。
That is, the lengths of the
また、ここでは、一例として、S11パラメータの値の評価基準を−4dBとし、−4dB以下の帯域がアンテナ装置300の通信可能な領域であるものとして評価を行う。
In addition, here, as an example, the evaluation criterion of the value of the S11 parameter is set to −4 dB, and the band equal to or lower than −4 dB is evaluated as a communicable region of the
図14に示すように、3GHz前後の約2.85GHzから約3.3GHzの範囲でS11パラメータが−4dB以下の帯域が得られた。この帯域は、設計上の通信周波数f1(3GHz)を含む帯域である。 As shown in FIG. 14, a band having an S11 parameter of -4 dB or less was obtained in the range of about 2.85 GHz around 3 GHz to about 3.3 GHz. This band is a band including the designed communication frequency f1 (3 GHz).
また、4.6GHz前後の約4.5GHzから約4.8GHzの範囲でS11パラメータが−3dB以下の帯域が得られた。こちらは、評価基準の−4dBよりも高いが、4.6GHz前後で共振が生じていることは明らかであり、アンテナエレメント120が、アンテナエレメント110の折り曲げ部113と接続部114との間の線路と協働して、モノポールアンテナとして機能することを確認できた。
In addition, a band having an S11 parameter of -3 dB or less was obtained in the range of about 4.5 GHz to about 4.8 GHz around 4.6 GHz. This is higher than the evaluation standard of -4 dB, but it is clear that resonance occurs around 4.6 GHz, and the
また、約1.2GHzから約1.4GHzの範囲でS11パラメータが−1dB以下の帯域が得られた。こちらも、評価基準の−4dBよりも高いが、1.2GHz前後で共振が生じていることは明らかであり、アンテナエレメント230が、アンテナエレメント110の給電点111から折り曲げ部112との間の線路と協働して、モノポールアンテナとして機能することを確認できた。
In addition, a band having an S11 parameter of -1 dB or less was obtained in the range of about 1.2 GHz to about 1.4 GHz. This is also higher than the evaluation standard of -4 dB, but it is clear that resonance occurs around 1.2 GHz, and the
なお、実施の形態2のエレメント230と比べて、共振周波数f2が低周波数側に少しシフトしたのは、無給電素子340との電磁界結合による影響と、無給電素子340が配置されたことによるインピーダンスの変動による影響とが生じたものと考えられる。
It should be noted that the resonance frequency f2 is slightly shifted to the low frequency side as compared with the
なお、ここでは、アンテナ装置300の特性を波長との関係で評価するために、一例として、通信周波数f1を3GHzに設定し、通信周波数f2を4.6GHzに設定し、通信周波数f3を1.5GHzに設定し、通信周波数f4を2.5GHzに設定する場合について説明した。通信周波数f1、f2、f3、又はf4を上述以外の周波数に設定してアンテナ装置300を利用する場合には、利用する周波数に合わせてアンテナエレメント110、120、及び230と無給電素子340の寸法を設定すればよい。
Here, in order to evaluate the characteristics of the
以上、実施の形態3によれば、地板50の端辺50AよりもY軸正方向側の領域において、X軸方向においてアンテナエレメント110及び120が配置されていない、給電点111及び中間点50A1よりもX軸正方向側の領域に、アンテナエレメント230及び無給電素子340を配置する。
As described above, according to the third embodiment, in the region on the Y axis positive direction side of the
そして、無給電素子340は、アンテナエレメント230と電磁界結合して、モノポールアンテナとして機能する。
The
従って、実施の形態3によれば、4つのバンドに対応した、マルチバンド化に適したアンテナ装置300を提供することができる。
Therefore, according to the third embodiment, it is possible to provide the
なお、ここで、図15を用いて実施の形態3の変形例について説明する。 Note that, here, a modification of the third embodiment will be described with reference to FIG.
図15は、実施の形態3の変形例を示す図である。ここでは、図13に示すアンテナ装置300に整合回路350、360、370を取り付けて、アンテナエレメント110、120、及び230と無給電素子340のインピーダンス整合を改善する変形例について説明する。
FIG. 15 is a diagram showing a modification of the third embodiment. Here, a modification in which the matching
図15では、アンテナエレメント110、120、及び230と無給電素子340を簡略化して1つのブロックとして示すとともに、給電点111、接続部114、接続部341を示す。
In FIG. 15, the
整合回路350は、キャパシタ351及び352と、コイル353を有する。キャパシタ351及び352は、アンテナ装置100に給電するアンプ等の回路380と、給電点111との間に直列に接続されている。コイル353は、キャパシタ351及び352の間から分岐し、中間点50A1との間に接続されている。なお、ここでは、キャパシタ351及び352の静電容量を2.6pFに設定し、コイル353のインダクタンスを3.5nHに設定した。
The
整合回路360としては、1nHのコイルを用いた。整合回路360は、接続部114と点50A2との間に直列に接続されている。
As the
整合回路370としては、3.7pFのキャパシタを用いた。整合回路360は、接続部341と頂点52との間に直列に接続されている。
As the
図16は、実施の形態3の変形例のアンテナ装置のS11パラメータの周波数特性を示す図である。図16に示すS11パラメータの周波数特性は、電磁界シミュレーションによって求めたものである。 FIG. 16 is a diagram showing frequency characteristics of the S11 parameter of the antenna device of the modification of the third embodiment. The frequency characteristic of the S11 parameter shown in FIG. 16 is obtained by electromagnetic field simulation.
図16に示すように、約2.7GHzから約3.2GHzの範囲でS11パラメータが−4dB以下の帯域が得られた。 As shown in FIG. 16, a band in which the S11 parameter was −4 dB or less was obtained in the range of about 2.7 GHz to about 3.2 GHz.
また、約4.2GHzから約4.4GHzの範囲でS11パラメータが−4dB以下の帯域が得られ、アンテナエレメント120が、アンテナエレメント110の折り曲げ部113と接続部114との間の線路と協働して、モノポールアンテナとして機能することを確認できた。
Further, a band having an S11 parameter of -4 dB or less is obtained in a range of about 4.2 GHz to about 4.4 GHz, and the
また、約1.3GHzから約1.35GHzの範囲でS11パラメータが−4dB以下の帯域が得られ、アンテナエレメント110の給電点111から折り曲げ部112との間の線路と協働して、モノポールアンテナとして機能することを確認できた。
In addition, a band with an S11 parameter of -4 dB or less is obtained in the range of about 1.3 GHz to about 1.35 GHz, and the monopole cooperates with the line between the
また、約2.4GHzから約2.7GHzの範囲でS11パラメータが−4dB以下の帯域が得られ、無給電素子340がアンテナエレメント230と電磁界結合して、モノポールアンテナとして機能することを確認できた。
In addition, it was confirmed that the band with the S11 parameter of -4 dB or less was obtained in the range of about 2.4 GHz to about 2.7 GHz, and the
図16に示すS11パラメータの周波数特性は、図13に示すアンテナ装置300に、フィルタ、コイル、キャパシタを追加したものであり、アンテナエレメント110、120、及び230と無給電素子340の長さ等を最適化せずに、S11パラメータの値の低減度合を見るために得たシミュレーション結果である。
The frequency characteristic of the S11 parameter shown in FIG. 16 is obtained by adding a filter, a coil, and a capacitor to the
このため、アンテナエレメント110、120、及び230と無給電素子340の長さ等を最適化すれば、通信周波数f1(3GHz)、通信周波数f2(4.6GHz)、通信周波数f3(1.5GHz)、通信周波数f4(2.5GHz)において、−4dB以下のS11パラメータの値が得られるものと考えられる。
Therefore, if the lengths of the
なお、整合回路350、360、370は一例であって、構成や整合素子の静電容量値やインダクタンス値はこれに限定されるものではなく、コイルの代わりにキャパシタ、キャパシタの代わりにコイルを用いてもよい。
Note that the matching
以上、本発明の例示的な実施の形態のアンテナ装置について説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。
以上の実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
(付記1)
端辺を有するグランドプレーンと、
前記端辺上の第1の点の近傍に位置する給電点から前記端辺から離間する方向に伸延する第1線路と、前記第1線路の先端から前記端辺に沿って伸延する第2線路と、前記第2線路の先端から前記端辺に向かって伸延し、先端が前記端辺に接続される第3線路とを有し、前記端辺のうちの前記端辺に前記第3線路の前記先端が接続される第1接続点と前記第1の点との間の区間とループアンテナを構築する第1アンテナエレメントであって、前記第1線路、前記第2線路、及び前記第3線路の合計の長さが第1通信周波数における半波長である、第1アンテナエレメントと、
前記第3線路と前記第2線路とが接続される第2接続点から前記第2線路とは反対方向に伸延し、第2通信周波数における四半波長から前記第3線路の長さを減じた長さを有する第2アンテナエレメントであって、前記グランドプレーンに沿って伸延する区間の長さが前記第2通信周波数における波長の1/8以上である、第2アンテナエレメントと
を含む、アンテナ装置。
(付記2)
前記第2アンテナエレメントの前記第2通信周波数における前記波長の1/8以上の長さを有する前記区間は、前記グランドプレーンの前記端辺、又は、前記端辺に接続される他の辺に沿っている、付記1記載のアンテナ装置。
(付記3)
前記第2アンテナエレメントは、前記グランドプレーンの前記端辺の伸延方向から、前記端辺に接続される他の辺の伸延方向に向かって曲線状に湾曲する湾曲部を有する、付記1又は2記載のアンテナ装置。
(付記4)
前記第1線路と前記第2線路との第3接続点から前記第2線路とは異なる方向に伸延し、第3通信周波数における四半波長から前記第1線路の長さを減じた長さを有する第3アンテナエレメントをさらに含む、付記1乃至3のいずれか一項記載のアンテナ装置。
(付記5)
前記端辺の前記第1の点よりも前記第3アンテナエレメントが配置される側の点から前記端辺から離間する方向に伸延する第4線路と、前記第4線路の先端から前記第3アンテナエレメントに沿って前記第1線路に向かって伸延する第5線路とを有するとともに、第4通信周波数における四半波長の長さを有する、無給電素子をさらに含む、付記4記載のアンテナ装置。
(付記6)
前記無給電素子は、前記第5線路の先端から前記第4線路に向かって折り返す第6線路をさらに有し、前記第4線路、前記第5線路、及び前記第6線路の合計の長さが第4通信周波数における四半波長である、付記5記載のアンテナ装置。
(付記7)
前記無給電素子は、前記第3アンテナエレメントと電磁界結合する、付記5又は6記載のアンテナ装置。
Although the antenna device according to the exemplary embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the specifically disclosed embodiment, without departing from the scope of the claims, Various modifications and changes are possible.
Regarding the above embodiment, the following additional notes will be disclosed.
(Appendix 1)
A ground plane with edges,
A first line extending from a feeding point located near the first point on the edge in a direction away from the edge, and a second line extending from a tip of the first line along the edge. And a third line extending from the tip of the second line toward the edge, the tip being connected to the edge, and the third line is provided on the edge of the edge. A first antenna element for constructing a loop antenna with a section between a first connection point to which the tip is connected and the first point, the first line, the second line, and the third line A first antenna element, the total length of which is a half wavelength at the first communication frequency;
A length obtained by extending in a direction opposite to the second line from a second connection point where the third line and the second line are connected, and subtracting the length of the third line from a quarter wavelength at the second communication frequency. A second antenna element having a height, the length of a section extending along the ground plane being ⅛ or more of a wavelength at the second communication frequency, and a second antenna element.
(Appendix 2)
The section having a length of ⅛ or more of the wavelength at the second communication frequency of the second antenna element is along the edge of the ground plane or another edge connected to the edge. The antenna device according to
(Appendix 3)
(Appendix 4)
It extends from a third connection point between the first line and the second line in a direction different from the second line, and has a length obtained by subtracting the length of the first line from a quarter wavelength at a third communication frequency. The antenna device according to any one of
(Appendix 5)
A fourth line extending from a point closer to the third antenna element than the first point on the end side in a direction away from the end side, and a third antenna from the tip of the fourth line. The antenna device according to
(Appendix 6)
The parasitic element further includes a sixth line that is folded back from the tip of the fifth line toward the fourth line, and has a total length of the fourth line, the fifth line, and the sixth line. The antenna device according to
(Appendix 7)
7. The antenna device according to
100、100A、100B アンテナ装置
50 地板
51、52、53、54 頂点
110、120 アンテナエレメント
111 給電点
112、113 折り曲げ部
114 接続部
121 接続部
122 折り曲げ部
123 開放端
100A アンテナ装置
120A、120B アンテナエレメント
121A 接続部
122 折り曲げ部
122B 湾曲部 123A 開放端
200、200A アンテナ装置
230 アンテナエレメント
231 接続部
232 折り曲げ部
233 開放端
300 アンテナ装置
340 無給電素子
341 接続部
342、343、344 折り曲げ部
345 開放端
100, 100A,
Claims (7)
前記端辺上の第1の点の近傍に位置する給電点から前記端辺から離間する方向に伸延する第1線路と、前記第1線路の先端から前記端辺に沿って伸延する第2線路と、前記第2線路の先端から前記端辺に向かって伸延し、先端が前記端辺に接続される第3線路とを有し、前記端辺のうちの前記端辺に前記第3線路の前記先端が接続される第1接続点と前記第1の点との間の区間とループアンテナを構築する第1アンテナエレメントであって、前記第1線路、前記第2線路、及び前記第3線路の合計の長さが第1通信周波数における半波長である、第1アンテナエレメントと、
前記第3線路と前記第2線路とが接続される第2接続点から前記第2線路とは反対方向に伸延し、第2通信周波数における四半波長から前記第3線路の長さを減じた長さを有する第2アンテナエレメントであって、前記グランドプレーンに沿って伸延する区間の長さが前記第2通信周波数における波長の1/8以上である、第2アンテナエレメントと
を含む、アンテナ装置。 A ground plane with edges,
A first line extending from a feeding point located near the first point on the edge in a direction away from the edge, and a second line extending from a tip of the first line along the edge. And a third line extending from the tip of the second line toward the edge, the tip being connected to the edge, and the third line is provided on the edge of the edge. A first antenna element for constructing a loop antenna with a section between a first connection point to which the tip is connected and the first point, the first line, the second line, and the third line A first antenna element, the total length of which is a half wavelength at the first communication frequency;
A length obtained by extending in a direction opposite to the second line from a second connection point where the third line and the second line are connected, and subtracting the length of the third line from a quarter wavelength at the second communication frequency. A second antenna element having a height, the length of a section extending along the ground plane being ⅛ or more of a wavelength at the second communication frequency, and a second antenna element.
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