JP6760387B2 - 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、筐体の第１面から視認可能に設けられた表示部と、筐体の第１面側であって、表示部の下部に配置された第１アンテナと、表示部の下部であって、表示部の幅方向にみて第１アンテナとは反対側に配置された地線と、を備える携帯無線装置がある。携帯無線装置は、回路基板と、地線と回路基板との間に設けられたリアクタンス素子と、筐体の第１面の反対側の第２面であって、表示部の下部に配置された無給電素子と、を備える（例えば、特許文献１参照）。 Conventionally, there are a display unit that is visible from the first surface of the housing, a first antenna that is on the first surface side of the housing and is arranged below the display unit, and a lower portion of the display unit. Therefore, there is a portable wireless device including a ground line arranged on the side opposite to the first antenna when viewed in the width direction of the display unit. The portable radio device is a second surface opposite to the first surface of the housing, the reactance element provided between the circuit board and the ground wire and the circuit board, and is arranged at the lower part of the display unit. A non-feeding element is provided (see, for example, Patent Document 1).

特開２０１２−２４８９４７号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-248947

ところで、従来の携帯無線装置のように、第１アンテナと地線で囲まれた領域に無給電素子を配置すると、第１アンテナと地線で囲まれた領域のスペースは限られているため、第１アンテナと地線の近くに無給電素子が配置されることになり、第１アンテナと地線の通信特性が劣化するという課題がある。 By the way, when the non-feeding element is arranged in the area surrounded by the first antenna and the ground line as in the conventional portable radio device, the space in the area surrounded by the first antenna and the ground line is limited. Since the non-feeding element is arranged near the first antenna and the ground line, there is a problem that the communication characteristics between the first antenna and the ground line are deteriorated.

そこで、良好な通信特性を有するアンテナ装置を提供することを目的とする。 Therefore, it is an object of the present invention to provide an antenna device having good communication characteristics.

本発明の実施の形態のアンテナ装置は、筐体の内部に配設され、端辺を有するグランドプレーンと、交流電源に接続される整合回路と、前記整合回路に接続される給電点から前記端辺から離間する方向に第１点まで伸延する第１線路と、前記第１線路に接続され、前記筐体の外周部に沿って第１端部まで伸延する第２線路と、前記第１線路に接続され、前記筐体の外周部に沿って前記第２線路とは逆方向に第２端部まで伸延する第３線路とを有するＴ字型のアンテナエレメントと、前記筐体によって保持される第１金属部材であって、前記第１端部との間に所定間隔を隔てて配設される第３端部から前記外周部に沿って第２点まで伸延する第４線路と、前記第２点と前記第３端部との間の第３点において前記第４線路から分岐し、前記グランドプレーンの手前の第４端部まで伸延する第５線路と、前記第２点と前記第３点との間の第４点において前記第４線路から分岐し、前記グランドプレーンまで伸延する第６線路とを有する第１金属部材と、前記第４端部と前記グランドプレーンとの間に配設される容量性回路とを含み、前記第１線路及び前記第３線路の合計の長さは、第１通信周波数の第１波長の電気長の四半波長であり、前記第１端部から、前記第２線路、前記第１線路、前記グランドプレーン、前記第６線路、及び、前記第４線路の前記第４点と前記第３端部との間の区間を経た前記第３端部までの長さは、第２通信周波数の第２波長の電気長の半波長であり、前記第６線路、前記第４線路の前記第４点と前記第３点との間の区間、及び、前記第５線路の合計の長さは、第３通信周波数の第３波長の電気長の四半波長であり、前記第４端部と前記グランドプレーンとの間の静電容量は、前記第６線路、前記第４線路の前記第４点と前記第３点との間の区間、及び、前記第５線路に、前記第４端部を先端とするトップローデッド型のモノポールアンテナを構築する静電容量である。 The antenna device according to the embodiment of the present invention is arranged inside the housing, has a ground plane having an end edge, a matching circuit connected to an AC power supply, and the end from a feeding point connected to the matching circuit. A first line extending to a first point in a direction away from the side, a second line connected to the first line and extending to the first end along the outer peripheral portion of the housing, and the first line. A T-shaped antenna element having a third line connected to the housing and extending along the outer peripheral portion of the housing to the second end in the direction opposite to the second line, and held by the housing. A fourth line, which is a first metal member and extends from a third end portion arranged at a predetermined distance from the first end portion to a second point along the outer peripheral portion, and the first metal member. A fifth line that branches off from the fourth line at a third point between the two points and the third end and extends to the fourth end in front of the ground plane, and the second point and the third. A first metal member having a sixth line branching from the fourth line at a fourth point between points and extending to the ground plane, and arranged between the fourth end and the ground plane. The total length of the first line and the third line is a quarter wavelength of the electric length of the first wavelength of the first communication frequency, including the capacitive circuit to be formed , and from the first end portion, the said The length of the second line, the first line, the ground plane, the sixth line, and the third end of the fourth line through the section between the fourth point and the third end. Is a half wavelength of the electric length of the second wavelength of the second communication frequency, and is the sixth line, the section between the fourth point and the third point of the fourth line, and the fifth line. the total length of the line, the third quarter wavelength der electrical length of the wavelength of the third communication frequency is, the electrostatic capacitance between said fourth end portion and the ground plane, the sixth line, the With the capacitance to construct a top-loaded monopole antenna with the fourth end as the tip in the section between the fourth point and the third point of the fourth line and in the fifth line. There is .

良好な通信特性を有するアンテナ装置を提供することができる。 An antenna device having good communication characteristics can be provided.

実施の形態１のアンテナ装置を含む電子機器を示す図である。It is a figure which shows the electronic device including the antenna device of Embodiment 1. FIG. 実施の形態１のアンテナ装置を含む電子機器を示す図である。It is a figure which shows the electronic device including the antenna device of Embodiment 1. FIG. 図１のＡ−Ａ矢視断面を示す図である。It is a figure which shows the cross section of AA of FIG. シミュレーションモデルを示す図である。It is a figure which shows the simulation model. シミュレーションモデルを示す図である。It is a figure which shows the simulation model. シミュレーションモデルの各パラメータを示す図である。It is a figure which shows each parameter of a simulation model. シミュレーションモデルで得た反射係数の周波数特性を示す図である。It is a figure which shows the frequency characteristic of the reflection coefficient obtained by the simulation model. シミュレーションモデルの電流分布を示す図である。It is a figure which shows the current distribution of a simulation model. シミュレーションモデルにおける電流の経路を示す図である。It is a figure which shows the path of the electric current in a simulation model. シミュレーションモデルの電流分布を示す図である。It is a figure which shows the current distribution of a simulation model. シミュレーションモデルにおける電流の経路を示す図である。It is a figure which shows the path of the electric current in a simulation model. シミュレーションモデルを示す図である。It is a figure which shows the simulation model. シミュレーションモデルの寸法を示す図である。It is a figure which shows the dimension of the simulation model. シミュレーションモデルの各パラメータを示す図である。It is a figure which shows each parameter of a simulation model. シミュレーションモデルで得られるトータル効率の周波数特性を示す図である。It is a figure which shows the frequency characteristic of the total efficiency obtained by the simulation model.

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, embodiments to which the antenna device of the present invention is applied will be described.

＜実施の形態＞
図１及び図２は、実施の形態１のアンテナ装置１００を含む電子機器１を示す図である。図３は、図１のＡ−Ａ矢視断面を示す図である。アンテナ装置１００は、構成要素の数が多いため、図１と図２に符号を分けて示す。また、図２には、アンテナ装置１００を含む電子機器１の筐体８０を示す。<Embodiment>
1 and 2 are diagrams showing an electronic device 1 including the antenna device 100 of the first embodiment. FIG. 3 is a diagram showing a cross section taken along the line AA of FIG. Since the antenna device 100 has a large number of components, the reference numerals are shown separately in FIGS. 1 and 2. Further, FIG. 2 shows a housing 80 of the electronic device 1 including the antenna device 100.

また、図１、図２、及び図３では、図示するようにＸＹＺ座標系を定義する。以下では、ＸＹ平面視することを平面視と称す。また、説明の便宜上、一例として、Ｚ軸正方向側の面を表面と称し、Ｚ軸負方向側の面を裏面と称す。 Further, in FIGS. 1, 2, and 3, the XYZ coordinate system is defined as shown in the figure. Hereinafter, the XY plane view is referred to as a plane view. Further, for convenience of explanation, as an example, the surface on the positive direction side of the Z axis is referred to as a front surface, and the surface on the negative direction side of the Z axis is referred to as a back surface.

アンテナ装置１００は、グランドプレーン５０、アンテナエレメント１１０、金属プレート１２０、金属プレート１３０、整合回路１４０Ａ、１４０Ｂ、整合回路１５０を含む。 The antenna device 100 includes a ground plane 50, an antenna element 110, a metal plate 120, a metal plate 130, matching circuits 140A and 140B, and matching circuit 150.

アンテナ装置１００は、通信機能を有する電子機器１に設けられ、アンテナエレメント１１０と、金属プレート１２０及び１３０との一部が筐体８０の側面に表出している。このような電子機器１は、例えば、スマートフォン端末機、携帯電話端末機、タブレットコンピュータ、又はゲーム機等である。筐体８０は、平面視で長方形である。筐体８０の外周のうち、短辺はＸ軸方向に沿って伸延し、長辺はＹ軸方向に沿って伸延する。 The antenna device 100 is provided in the electronic device 1 having a communication function, and a part of the antenna element 110 and the metal plates 120 and 130 is exposed on the side surface of the housing 80. Such an electronic device 1 is, for example, a smartphone terminal, a mobile phone terminal, a tablet computer, a game machine, or the like. The housing 80 is rectangular in a plan view. Of the outer circumference of the housing 80, the short side extends along the X-axis direction and the long side extends along the Y-axis direction.

グランドプレーン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。グランドプレーン５０は、接地板又は地板として取り扱うことができるものである。 The ground plane 50 is a metal layer held at the ground potential, and is a rectangular metal layer having vertices 51, 52, 53, 54. The ground plane 50 can be handled as a ground plate or a main plate.

グランドプレーン５０は、例えば、ＦＲ−４(Flame Retardant type 4)規格の配線基板１０の表面、裏面、又は内層に配置される金属層である。ここでは、一例として、グランドプレーン５０は、配線基板１０の裏面に設けられている。 The ground plane 50 is, for example, a metal layer arranged on the front surface, the back surface, or the inner layer of the FR-4 (Flame Retardant type 4) standard wiring board 10. Here, as an example, the ground plane 50 is provided on the back surface of the wiring board 10.

グランドプレーン５０を有する配線基板１０の表面には、例えば、アンテナ装置１００を含む電子機器の無線モジュール６０が実装され、グランドプレーン５０は、グランド電位層として用いられる。無線モジュール６０は、高周波電源６１の他に、アンプ、フィルタ、送受信機等を含む。 For example, a wireless module 60 of an electronic device including an antenna device 100 is mounted on the surface of the wiring board 10 having the ground plane 50, and the ground plane 50 is used as a ground potential layer. The wireless module 60 includes an amplifier, a filter, a transmitter / receiver, and the like in addition to the high frequency power supply 61.

高周波電源６１の電力出力端子は、伝送路６２を介してアンテナエレメント１１０に接続されている。伝送路６２の途中には、整合回路１５０が分岐して接続されている。また、高周波電源６１の接地端子は、配線基板１０を厚さ方向に貫通するビア６３を介して、グランドプレーン５０に接続されている。 The power output terminal of the high frequency power supply 61 is connected to the antenna element 110 via the transmission line 62. A matching circuit 150 is branched and connected in the middle of the transmission line 62. Further, the ground terminal of the high frequency power supply 61 is connected to the ground plane 50 via a via 63 that penetrates the wiring board 10 in the thickness direction.

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グランドプレーン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。なお、以下では、グランドプレーン５０の頂点５１と５２の間の辺を端辺５０Ａと称し、頂点５２と５３の間の辺を端辺５０Ｂと称す。 FIG. 1 shows a ground plane 50 having linear ends between vertices 51 and 52, between vertices 52 and 53, between vertices 53 and 54, and between vertices 54 and 51, respectively. , It may not be linear because the unevenness is provided according to the internal shape of the housing of the electronic device including the antenna device 100. In the following, the side between the vertices 51 and 52 of the ground plane 50 is referred to as an end side 50A, and the side between the vertices 52 and 53 is referred to as an end side 50B.

アンテナエレメント１１０は、配線基板１０の厚さ方向において、配線基板１０の表面のレベルに設けられている。アンテナエレメント１１０は、筐体８０に固定されている。 The antenna element 110 is provided at the level of the surface of the wiring board 10 in the thickness direction of the wiring board 10. The antenna element 110 is fixed to the housing 80.

アンテナエレメント１１０は、３つの線路１１１、１１２、１１３を有するＴ字型のアンテナエレメントである。線路１１１、１１２、及び１１３は、それぞれ、第１線路、第２線路、及び第３線路の一例である。 The antenna element 110 is a T-shaped antenna element having three lines 111, 112, and 113. Lines 111, 112, and 113 are examples of the first line, the second line, and the third line, respectively.

線路１１１のＹ軸負方向側の端部には、給電点１１１Ａが設けられている。給電点１１１Ａは、平面視で、Ｙ軸方向において端辺５０Ａと等しい位置にある。 A feeding point 111A is provided at the end of the line 111 on the negative direction side of the Y-axis. The feeding point 111A is located at a position equal to the end side 50A in the Y-axis direction in a plan view.

給電点１１１Ａは、伝送路６２に接続されている。給電点１１１Ａは、伝送路６２を介して整合回路１５０と高周波電源６１に接続されている。伝送路６２は、給電点１１１Ａと高周波電源６１との間を接続しており、例えば、マイクロストリップラインのように伝送損失が極めて少ない伝送路である。アンテナエレメント１１０は、給電点１１１Ａにおいて給電される。 The feeding point 111A is connected to the transmission line 62. The feeding point 111A is connected to the matching circuit 150 and the high frequency power supply 61 via the transmission line 62. The transmission line 62 connects the feeding point 111A and the high frequency power supply 61, and is a transmission line having extremely little transmission loss, such as a microstrip line. The antenna element 110 is fed at the feeding point 111A.

線路１１１は、給電点１１１Ａから分岐点１１１ＢまでＹ軸正方向に伸延し、線路１１２と１１３に分岐している。線路１１１は、平面視において、グランドプレーン５０と重複していない。なお、分岐点１１１Ｂは、第１点の一例である。 The line 111 extends from the feeding point 111A to the branch point 111B in the positive direction of the Y-axis and branches into the lines 112 and 113. The line 111 does not overlap with the ground plane 50 in plan view. The branch point 111B is an example of the first point.

線路１１２は、分岐点１１１Ｂから端部１１２ＡまでＸ軸正方向に伸延しており、線路１１３は、分岐点１１１Ｂから端部１１３ＡまでＸ軸負方向に伸延している。線路１１２及び１１３は、筐体８０の側面に表出している（図２参照）。端部１１２Ａは、第１端部の一例である。端部１１３Ａは、第２端部の一例である。 The line 112 extends in the positive direction of the X-axis from the branch point 111B to the end 112A, and the line 113 extends in the negative direction of the X-axis from the branch point 111B to the end 113A. The lines 112 and 113 are exposed on the side surface of the housing 80 (see FIG. 2). The end 112A is an example of the first end. The end 113A is an example of the second end.

このようなアンテナエレメント１１０は、給電点１１１Ａから分岐点１１１Ｂを経て端部１１２Ａまで伸延するエレメント１１０Ａと、給電点１１１Ａから分岐点１１１Ｂを経て端部１１３Ａまで伸延するエレメント１１０Ｂとの２つの放射素子を有する。エレメント１１０Ａは、線路１１１及び１１２によって構築され、エレメント１１０Ｂは、線路１１１及び１１３によって構築される。 Such an antenna element 110 includes two radiating elements, an element 110A extending from the feeding point 111A through the branch point 111B to the end 112A, and an element 110B extending from the feeding point 111A through the branch point 111B to the end 113A. Has. The element 110A is constructed by the lines 111 and 112, and the element 110B is constructed by the lines 111 and 113.

金属プレート１２０及び１３０は、筐体８０によって固定され、グランドプレーン５０に接続されている。金属プレート１２０は、筐体８０のＸ軸正方向側に配置され、金属プレート１３０は、筐体８０のＸ軸負方向側に配置される。金属プレート１２０及び１３０は、それぞれ、第１金属部材及び第２金属部材の一例である。 The metal plates 120 and 130 are fixed by the housing 80 and connected to the ground plane 50. The metal plate 120 is arranged on the X-axis positive direction side of the housing 80, and the metal plate 130 is arranged on the X-axis negative direction side of the housing 80. The metal plates 120 and 130 are examples of a first metal member and a second metal member, respectively.

金属プレート１２０は、アウタープレート１２１、線路１２２、及び支持部１２３Ａ、１２３Ｂ、１２３Ｃ、１２３Ｄ、１２３Ｅを含む。 The metal plate 120 includes an outer plate 121, a line 122, and supports 123A, 123B, 123C, 123D, 123E.

アウタープレート１２１は、端部１２１Ａから端部１２１Ｂまで筐体８０の外周に沿って伸延している。アウタープレート１２１は、第４線路の一例であり、端部１２１Ａは、第３端部の一例であり、端部１２１Ｂは、第２点の一例である。 The outer plate 121 extends from the end 121A to the end 121B along the outer circumference of the housing 80. The outer plate 121 is an example of the fourth line, the end 121A is an example of the third end, and the end 121B is an example of the second point.

アウタープレート１２１は、折り曲げ部１２１Ｄで直角に折り曲げられており、端部１２１Ａは、筐体８０の短辺側に位置し、端部１１２Ａとの間に所定間隔を隔てた位置に配設される。端部１２１Ｂは、長辺側に位置する。なお、折り曲げ部１２１Ｄは、丸く湾曲されていてもよい。 The outer plate 121 is bent at a right angle at the bent portion 121D, and the end portion 121A is located on the short side side of the housing 80 and is arranged at a position separated from the end portion 112A by a predetermined distance. .. The end portion 121B is located on the long side side. The bent portion 121D may be curved in a round shape.

なお、端部１２１Ａを端部１１２Ａとともに、筐体８０の短辺側に位置させているのは、利用者が電子機器１を手で持つときは、通常、筐体８０の長辺側に触れると考えられるからである。利用者が電子機器１を手で持つときは、筐体８０の短辺方向における両端に指を掛ける方が、長辺方向における両端に指を掛ける場合よりも、握りやすいからである。 The reason why the end portion 121A is located on the short side side of the housing 80 together with the end portion 112A is that when the user holds the electronic device 1 by hand, it usually touches the long side side of the housing 80. This is because it is considered. This is because when the user holds the electronic device 1 by hand, it is easier to hold the electronic device 1 by putting his fingers on both ends in the short side direction than when he puts his fingers on both ends in the long side direction.

端部１２１Ａと端部１１２Ａの間が手によって導通すると、通信特性が変化する可能性があるため、端部１２１Ａを端部１１２Ａとともに、筐体８０の短辺側に位置させている。 If the end 121A and the end 112A are electrically connected by hand, the communication characteristics may change. Therefore, the end 121A is positioned together with the end 112A on the short side side of the housing 80.

線路１２２と支持部１２３Ａ、１２３Ｂ、１２３Ｃ、１２３Ｄ、１２３Ｅは、それぞれ、アウタープレート１２１の折り曲げ部１２１Ｄと端部１２１Ｂとの間の分岐点１２１Ｃ１、１２１Ｃ２、１２１Ｃ３、１２１Ｃ４、１２１Ｃ５、１２１Ｃ６で分岐してＸ軸負方向側に伸延している。分岐点１２１Ｃ１は、第３点の一例であり、分岐点１２１Ｃ２は、第４点の一例であり、分岐点１２１Ｃ３は、第５点の一例である。 The line 122 and the support portions 123A, 123B, 123C, 123D, and 123E are branched at branch points 121C1, 121C2, 121C3, 121C4, 121C5, and 121C6 between the bent portion 121D and the end portion 121B of the outer plate 121, respectively. It extends in the negative direction of the X-axis. The branch point 121C1 is an example of a third point, the branch point 121C2 is an example of a fourth point, and the branch point 121C3 is an example of a fifth point.

線路１２２と支持部１２３Ａ、１２３Ｂ、１２３Ｃ、１２３Ｄ、１２３Ｅは、Ｙ軸方向において、この順でアウタープレート１２１に接続されている。線路１２２が最も折り曲げ部１２１Ｄに近く、支持部１２３Ｅが最も端部１２１Ｂに近い。 The line 122 and the support portions 123A, 123B, 123C, 123D, and 123E are connected to the outer plate 121 in this order in the Y-axis direction. The line 122 is closest to the bent portion 121D, and the support portion 123E is closest to the end portion 121B.

線路１２２、及び、支持部１２３Ａ、１２３Ｂ、１２３Ｃ、１２３Ｄ、１２３Ｅは、それぞれ、端部１２２Ａ、及び、端部１２３Ａ１、１２３Ｂ１、１２３Ｃ１、１２３Ｄ１、１２３Ｅ１を有する。 The line 122 and the support portions 123A, 123B, 123C, 123D, 123E have an end portion 122A and an end portion 123A1, 123B1, 123C1, 123D1, 123E1, respectively.

端部１２２Ａは、グランドプレーン５０には接続されておらず、所定距離手前に位置し、整合素子１４０Ａに接続されている。このため、線路１２２は、アウタープレート１２１からＸ軸負方向に、グランドプレーン５０の手前まで伸延している。端部１２２Ａは、第４端部の一例であり、線路１２２は、第５線路の一例である。 The end portion 122A is not connected to the ground plane 50, is located in front of a predetermined distance, and is connected to the matching element 140A. Therefore, the line 122 extends from the outer plate 121 in the negative direction of the X-axis to the front of the ground plane 50. The end portion 122A is an example of the fourth end portion, and the line 122 is an example of the fifth line.

支持部１２３Ａは、端部１２３Ａ１と分岐点１２１Ｃ２を両端とする線路状の部材であり、第６線路の一例である。支持部１２３Ｂは、端部１２３Ｂ１と分岐点１２１Ｃ３を両端とする線路状の部材であり、第７線路の一例である。支持部１２３Ｃは、端部１２３Ｃ１と分岐点１２１Ｃ４を両端とする線路状の部材である。支持部１２３Ｄは、端部１２３Ｄ１と分岐点１２１Ｃ５を両端とする線路状の部材である。支持部１２３Ｅは、端部１２３Ｅ１と分岐点１２１Ｃ６を両端とする線路状の部材である。 The support portion 123A is a line-shaped member having an end portion 123A1 and a branch point 121C2 at both ends, and is an example of a sixth line. The support portion 123B is a line-shaped member having an end portion 123B1 and a branch point 121C3 at both ends, and is an example of a seventh line. The support portion 123C is a line-shaped member having an end portion 123C1 and a branch point 121C4 at both ends. The support portion 123D is a line-shaped member having an end portion 123D1 and a branch point 121C5 at both ends. The support portion 123E is a line-shaped member having an end portion 123E1 and a branch point 121C6 at both ends.

端部１２３Ａ１、１２３Ｂ１、１２３Ｃ１、１２３Ｄ１、１２３Ｅ１は、グランドプレーン５０に接続されている。 The ends 123A1, 123B1, 123C1, 123D1, 123E1 are connected to the ground plane 50.

このような金属プレート１２０において、支持部１２３Ａ、アウタープレート１２１の分岐点１２１Ｃ１と１２１Ｃ２との間の区間、及び、線路１２２は、トップローデッド型のモノポールアンテナを構築する。このトップローデッド型のモノポールアンテナは、給電点を有しない無給電素子であり、アンテナエレメント１１０と電磁界結合することによって給電される。 In such a metal plate 120, the support portion 123A, the section between the branch points 121C1 and 121C2 of the outer plate 121, and the line 122 form a top-loaded monopole antenna. This top-loaded monopole antenna is a non-feeding element that does not have a feeding point, and is fed by electromagnetically coupling with the antenna element 110.

また、支持部１２３Ａと、アウタープレート１２１の端部１２１Ａ及び分岐点１２１Ｃ２の間の区間とは、エレメント１１０Ａ及びグランドプレーン５０と協働して、ダイポールアンテナとして機能する。このダイポールアンテナは、端部１１２Ａと端部１２１Ａを両端とする。すなわち、このダイポールアンテナは、端部１１２Ａから、分岐点１１１Ｂ、給電点１１１Ａ、グランドプレーン５０の端辺５０Ａ及び５０Ｂ、端部１２３Ａ１、分岐点１２１Ｃ２、及び折り曲げ部１２１Ｄを経て、端部１２１Ａまで延在する。 Further, the section between the support portion 123A, the end portion 121A of the outer plate 121 and the branch point 121C2 cooperates with the element 110A and the ground plane 50 to function as a dipole antenna. This dipole antenna has end portions 112A and end portions 121A at both ends. That is, this dipole antenna extends from the end 112A through the branch point 111B, the feeding point 111A, the end sides 50A and 50B of the ground plane 50, the end 123A1, the branch point 121C2, and the bent portion 121D to the end 121A. Exists.

また、金属プレート１２０は、上述のトップローデッド型のモノポールアンテナと、ダイポールアンテナとに隣接する部分に、隣り合う支持部１２３Ａ及び１２３Ｂと、アウタープレート１２１の分岐点１２１Ｃ２と１２１Ｃ３との間の区間とによってコの字状の経路が構築されている。 Further, the metal plate 120 is a section between the support portions 123A and 123B adjacent to the above-mentioned top-loaded monopole antenna and the dipole antenna, and the branch points 121C2 and 121C3 of the outer plate 121. A U-shaped path is constructed by and.

このコの字状の経路の長さが、アンテナ装置１００のいずれかの通信周波数（共振周波数）における波長の電気長の半波長になると、コの字状の経路とグランドプレーン５０とによって、上述の半波長の倍の１波長の経路が得られるため、共振が生じてループアンテナが構築される可能性がある。このようなループアンテナが構築されると、トップローデッド型のモノポールアンテナとダイポールアンテナの通信特性にネガティブな影響を与えるおそれがある。 When the length of this U-shaped path becomes half the electrical length of the wavelength at any communication frequency (resonance frequency) of the antenna device 100, the U-shaped path and the ground plane 50 are described above. Since a one-wavelength path that is twice the half-wavelength of is obtained, resonance may occur and a loop antenna may be constructed. If such a loop antenna is constructed, it may have a negative effect on the communication characteristics of the top-loaded monopole antenna and the dipole antenna.

そこで、支持部１２３Ａ及び１２３Ｂと、アウタープレート１２１の分岐点１２１Ｃ２と１２１Ｃ３との間の区間とによってコの字状の経路の長さは、アンテナ装置１００の複数の通信周波数のうちの最も高い通信周波数における波長の電気長の半波長未満になるように設定される。また、このように支持部１２３Ａ及び１２３Ｂと、アウタープレート１２１の分岐点１２１Ｃ２と１２１Ｃ３との間の区間とによるコの字状の経路で共振が生じないようにするために、支持部１２３Ａは、線路１２２に対してＸ軸正方向側に位置している。 Therefore, the length of the U-shaped path due to the section between the support portions 123A and 123B and the branch points 121C2 and 121C3 of the outer plate 121 is the highest communication among the plurality of communication frequencies of the antenna device 100. It is set to be less than half the electrical length of the wavelength at the frequency. Further, in order to prevent resonance from occurring in the U-shaped path between the support portions 123A and 123B and the section between the branch points 121C2 and 121C3 of the outer plate 121, the support portion 123A is provided. It is located on the positive side of the X-axis with respect to the line 122.

なお、支持部１２３Ｂ及び１２３Ｃと、アウタープレート１２１の分岐点１２１Ｃ３と１２１Ｃ４との間の区間とによるコの字状の経路が存在する。また、支持部１２３Ｃ及び１２３Ｄと、アウタープレート１２１の分岐点１２１Ｃ４と１２１Ｃ５との間の区間とによるコの字状の経路が存在する。また、支持部１２３Ｄ及び１２３Ｅと、アウタープレート１２１の分岐点１２１Ｃ５と１２１Ｃ６との間の区間とによるコの字状の経路も存在する。 There is a U-shaped path between the support portions 123B and 123C and the section between the branch points 121C3 and 121C4 of the outer plate 121. Further, there is a U-shaped path formed by the support portions 123C and 123D and the section between the branch points 121C4 and 121C5 of the outer plate 121. There is also a U-shaped path between the support portions 123D and 123E and the section between the branch points 121C5 and 121C6 of the outer plate 121.

これら３つのコの字状の経路は、支持部１２３Ａ及び１２３Ｂと、アウタープレート１２１の分岐点１２１Ｃ２と１２１Ｃ３との間の区間とによるコの字状の経路に比べると、トップローデッド型のモノポールアンテナとダイポールアンテナから離れているため、共振が生じる可能性は低い。しかしながら、共振が生じるおそれがあるような場合には、これら３つのコの字状の経路の長さを、アンテナ装置１００の複数の通信周波数のうちの最も高い通信周波数における波長の電気長の半波長未満に設定すればよい。 These three U-shaped paths are top-loaded monopoles as compared to the U-shaped paths formed by the support portions 123A and 123B and the section between the branch points 121C2 and 121C3 of the outer plate 121. Since it is far from the antenna and the dipole antenna, resonance is unlikely to occur. However, when resonance may occur, the length of these three U-shaped paths is set to half the electrical length of the wavelength at the highest communication frequency among the plurality of communication frequencies of the antenna device 100. It may be set to less than the wavelength.

金属プレート１３０は、アウタープレート１３１、線路１３２、及び支持部１３３Ａ、１３３Ｂ、１３３Ｃ、１３３Ｄ、１３３Ｅを含む。 The metal plate 130 includes an outer plate 131, a track 132, and supports 133A, 133B, 133C, 133D, and 133E.

アウタープレート１３１は、端部１３１Ａから端部１３１Ｂまで筐体８０の外周に沿って伸延している。アウタープレート１３１は、第８線路の一例である。アウタープレート１３１は、折り曲げ部１３１Ｄで直角に折り曲げられており、端部１３１Ａは、筐体８０の短辺側に位置し、端部１１３Ａとの間に所定間隔を隔てた位置に配設される。端部１３１Ｂは、長辺側に位置する。なお、折り曲げ部１３１Ｄは、丸く湾曲されていてもよい。 The outer plate 131 extends from the end 131A to the end 131B along the outer circumference of the housing 80. The outer plate 131 is an example of the eighth line. The outer plate 131 is bent at a right angle at the bent portion 131D, and the end portion 131A is located on the short side side of the housing 80 and is arranged at a position separated from the end portion 113A by a predetermined distance. .. The end 131B is located on the long side. The bent portion 131D may be curved in a round shape.

また、端部１３１Ａを端部１１３Ａとともに、筐体８０の短辺側に位置させているのは、端部１２１Ａ及び端部１１２Ａを短辺側に位置させている理由と同じである。 Further, the reason why the end portion 131A is positioned on the short side side of the housing 80 together with the end portion 113A is the same as the reason why the end portion 121A and the end portion 112A are positioned on the short side side.

線路１３２と支持部１３３Ａ、１３３Ｂ、１３３Ｃ、１３３Ｄ、１３３Ｅは、それぞれ、アウタープレート１３１の折り曲げ部１３１Ｄと端部１３１Ｂとの間の分岐点１３１Ｃ１、１３１Ｃ２、１３１Ｃ３、１３１Ｃ４、１３１Ｃ５、１３１Ｃ６で分岐してＸ軸正方向側に伸延している。分岐点１３１Ｃ１は、第７点の一例であり、分岐点１３１Ｃ２は、第８点の一例であり、分岐点１３１Ｃ３は、第９点の一例である。 The line 132 and the support portions 133A, 133B, 133C, 133D, and 133E are branched at the branch points 131C1, 131C2, 131C3, 131C4, 131C5, and 131C6 between the bent portion 131D and the end portion 131B of the outer plate 131, respectively. It extends in the positive direction of the X-axis. The branch point 131C1 is an example of the seventh point, the branch point 131C2 is an example of the eighth point, and the branch point 131C3 is an example of the ninth point.

線路１３２と支持部１３３Ａ、１３３Ｂ、１３３Ｃ、１３３Ｄ、１３３Ｅは、Ｙ軸方向において、この順でアウタープレート１３１に接続されている。線路１３２が最も折り曲げ部１３１Ｄに近く、支持部１３３Ｅが最も端部１３１Ｂに近い。 The line 132 and the support portions 133A, 133B, 133C, 133D, and 133E are connected to the outer plate 131 in this order in the Y-axis direction. The line 132 is closest to the bent portion 131D, and the support portion 133E is closest to the end portion 131B.

線路１３２、及び、支持部１３３Ａ、１３３Ｂ、１３３Ｃ、１３３Ｄ、１３３Ｅは、それぞれ、端部１３２Ａ、及び、端部１３３Ａ１、１３３Ｂ１、１３３Ｃ１、１３３Ｄ１、１３３Ｅ１を有する。 The line 132 and the support portions 133A, 133B, 133C, 133D, and 133E have an end portion 132A and an end portion 133A1, 133B1, 133C1, 133D1, and 133E1, respectively.

端部１３２Ａは、グランドプレーン５０には接続されておらず、所定距離手前に位置し、整合素子１４０Ｂに接続されている。このため、線路１３２は、アウタープレート１３１からＸ軸正方向に、グランドプレーン５０の手前まで伸延している。端部１３２Ａは、第６端部の一例であり、線路１３２は、第９線路の一例である。 The end portion 132A is not connected to the ground plane 50, is located in front of a predetermined distance, and is connected to the matching element 140B. Therefore, the line 132 extends from the outer plate 131 in the positive direction of the X-axis to the front of the ground plane 50. The end 132A is an example of the sixth end, and the line 132 is an example of the ninth line.

支持部１３３Ａは、端部１３３Ａ１と分岐点１３１Ｃ２を両端とする線路状の部材であり、第１０線路の一例である。支持部１３３Ｂは、端部１３３Ｂ１と分岐点１３１Ｃ３を両端とする線路状の部材であり、第１１線路の一例である。支持部１３３Ｃは、端部１３３Ｃ１と分岐点１３１Ｃ４を両端とする線路状の部材である。支持部１３３Ｄは、端部１３３Ｄ１と分岐点１３１Ｃ５を両端とする線路状の部材である。支持部１３３Ｅは、端部１３３Ｅ１と分岐点１３１Ｃ６を両端とする線路状の部材である。 The support portion 133A is a line-shaped member having an end portion 133A1 and a branch point 131C2 at both ends, and is an example of a tenth line. The support portion 133B is a line-shaped member having the end portion 133B1 and the branch point 131C3 at both ends, and is an example of the eleventh line. The support portion 133C is a line-shaped member having an end portion 133C1 and a branch point 131C4 at both ends. The support portion 133D is a line-shaped member having an end portion 133D1 and a branch point 131C5 at both ends. The support portion 133E is a line-shaped member having an end portion 133E1 and a branch point 131C6 at both ends.

端部１３３Ａ１、１３３Ｂ１、１３３Ｃ１、１３３Ｄ１、１３３Ｅ１は、グランドプレーン５０に接続されている。 The ends 133A1, 133B1, 133C1, 133D1, 133E1 are connected to the ground plane 50.

金属プレート１３０は、金属プレート１２０と同様に、トップローデッド型のモノポールアンテナとダイポールアンテナを含む。トップローデッド型のモノポールアンテナは、支持部１３３Ａ、アウタープレート１３１の分岐点１３１Ｃ１と１３１Ｃ２との間の区間、及び、線路１３２によって構築される。ダイポールアンテナは、端部１１３Ａから分岐点１１１Ｂ、給電点１１１Ａ、グランドプレーン５０の端辺、端部１３３Ａ１、分岐点１３１Ｃ２、及び折り曲げ部１３１Ｄを経て、端部１３１Ａまで延在する。 The metal plate 130, like the metal plate 120, includes a top-loaded monopole antenna and a dipole antenna. The top-loaded monopole antenna is constructed by the support portion 133A, the section between the branch points 131C1 and 131C2 of the outer plate 131, and the line 132. The dipole antenna extends from the end 113A through the branch point 111B, the feeding point 111A, the end edge of the ground plane 50, the end 133A1, the branch point 131C2, and the bent portion 131D to the end 131A.

また、金属プレート１３０は、上述のトップローデッド型のモノポールアンテナと、ダイポールアンテナとに隣接する部分に、隣り合う支持部１３３Ａ及び１３３Ｂと、アウタープレート１３１の分岐点１３１Ｃ２と１３１Ｃ３との間の区間とによってコの字状の経路が構築されている。これは、金属プレート１２０と同様である。 Further, the metal plate 130 is a section between the support portions 133A and 133B adjacent to the above-mentioned top-loaded monopole antenna and the dipole antenna, and the branch points 131C2 and 131C3 of the outer plate 131. A U-shaped path is constructed by and. This is similar to the metal plate 120.

このため、支持部１３３Ａ及び１３３Ｂと、アウタープレート１３１の分岐点１３１Ｃ２と１３１Ｃ３との間の区間とによってコの字状の経路の長さは、アンテナ装置１００の複数の通信周波数のうちの最も高い通信周波数における波長の電気長の半波長未満になるように設定される。 Therefore, the length of the U-shaped path due to the sections between the support portions 133A and 133B and the branch points 131C2 and 131C3 of the outer plate 131 is the highest among the plurality of communication frequencies of the antenna device 100. It is set to be less than half the electrical length of the wavelength at the communication frequency.

また、支持部１３３Ｂ及び１３３Ｃと、アウタープレート１３１の分岐点１３１Ｃ３と１３１Ｃ４との間の区間とによるコの字状の経路の長さについても、必要に応じて最も高い通信周波数における波長の電気長の半波長未満に設定すればよい。また、支持部１３３Ｃ及び１３３Ｄと、アウタープレート１３１の分岐点１３１Ｃ４と１３１Ｃ５との間の区間とによるコの字状の経路の長さについても、必要に応じて最も高い通信周波数における波長の電気長の半波長未満に設定すればよい。支持部１３３Ｄ及び１３３Ｅと、アウタープレート１３１の分岐点１３１Ｃ５と１３１Ｃ６との間の区間とによるコの字状の経路の長さについても、必要に応じて最も高い通信周波数における波長の電気長の半波長未満に設定すればよい。これは、金属プレート１２０と同様である。 Further, regarding the length of the U-shaped path between the support portions 133B and 133C and the section between the branch points 131C3 and 131C4 of the outer plate 131, the electrical length of the wavelength at the highest communication frequency is also required. It may be set to less than half the wavelength of. Further, regarding the length of the U-shaped path between the support portions 133C and 133D and the section between the branch points 131C4 and 131C5 of the outer plate 131, the electrical length of the wavelength at the highest communication frequency is also required. It may be set to less than half the wavelength of. The length of the U-shaped path between the support portions 133D and 133E and the section between the branch points 131C5 and 131C6 of the outer plate 131 is also half the electrical length of the wavelength at the highest communication frequency, if necessary. It may be set to less than the wavelength. This is similar to the metal plate 120.

整合回路１４０Ａ、１４０Ｂは、容量性を有する回路であればよく、一例として、キャパシタチップによって構築される。容量性を有する回路である理由は、金属プレート１２０及び１３０に含まれるトップローデッド型のモノポールアンテナの線路長を短くするためである。整合回路１４０Ａ、１４０Ｂは、それぞれ、第１容量性回路及び第２容量性回路の一例である。 The matching circuits 140A and 140B may be any circuits having a capacitive property, and are constructed by a capacitor chip as an example. The reason for the capacitive circuit is to shorten the line length of the top-loaded monopole antenna included in the metal plates 120 and 130. The matching circuits 140A and 140B are examples of a first capacitive circuit and a second capacitive circuit, respectively.

整合回路１４０Ａは、支持部１２３Ａ、アウタープレート１２１の分岐点１２１Ｃ１と１２１Ｃ２との間の区間、及び、線路１２２によって構築されるトップローデッド型のモノポールアンテナのインピーダンス整合を取るために設けられている。 The matching circuit 140A is provided to match the impedance of the support portion 123A, the section between the branch points 121C1 and 121C2 of the outer plate 121, and the top-loaded monopole antenna constructed by the line 122. ..

また、整合回路１４０Ｂは、支持部１３３Ａ、アウタープレート１３１の分岐点１３１Ｃ１と１３１Ｃ２との間の区間、及び、線路１３２によって構築されるトップローデッド型のモノポールアンテナのインピーダンス整合を取るために設けられている。 Further, the matching circuit 140B is provided to match the impedance of the support portion 133A, the section between the branch points 131C1 and 131C2 of the outer plate 131, and the top-loaded monopole antenna constructed by the line 132. ing.

整合回路１４０Ａ及び１４０Ｂのキャパシタチップの静電容量は、線路１２２及び１３２とグランドプレーン５０との間に電流が流れない程度の高いインピーダンスが得られるように設定される。 The capacitance of the capacitor chips of the matching circuits 140A and 140B is set so as to obtain a high impedance such that no current flows between the lines 122 and 132 and the ground plane 50.

整合回路１５０は、伝送路６２から分岐しており、インダクタ１５０Ｌとキャパシタ１５０Ｃが並列に接続されたＬＣ回路である。整合回路１５０は、アンテナエレメント１１０に対して並列に接続されている。 The matching circuit 150 is an LC circuit branched from the transmission line 62 and in which the inductor 150L and the capacitor 150C are connected in parallel. The matching circuit 150 is connected in parallel to the antenna element 110.

インダクタ１５０Ｌは、一端が伝送路に６２に接続され、他端がビア６４を介してグランドプレーン５０に接続されている。キャパシタ１５０Ｃは、一端が伝送路に６２に接続され、他端がビア６５を介してグランドプレーン５０に接続されている。インダクタ１５０Ｌは、インダクタンスＬを有し、キャパシタ１５０Ｃは、キャパシタンスＣを有する。 One end of the inductor 150L is connected to the transmission line 62, and the other end is connected to the ground plane 50 via the via 64. One end of the capacitor 150C is connected to the transmission line 62, and the other end is connected to the ground plane 50 via the via 65. The inductor 150L has an inductance L, and the capacitor 150C has a capacitance C.

図４及び図５は、シミュレーションモデル１００Ａを示す図である。シミュレーションモデル１００Ａは、図１乃至図３に示すアンテナ装置１００のアンテナエレメント１１０と、金属プレート１２０の一部と、整合回路１４０Ａとを含む。 4 and 5 are diagrams showing a simulation model 100A. The simulation model 100A includes an antenna element 110 of the antenna device 100 shown in FIGS. 1 to 3, a part of the metal plate 120, and a matching circuit 140A.

金属プレート１２０の一部は、アウタープレート１２１の端部１２１Ａから分岐点１２１Ｃ３までの区間、線路１２２、及び、支持部１２３Ａ、１２３Ｂである。図４では、説明の便宜上、アンテナエレメント１１０の線路１１２及び１１３と、金属プレート１２０のアウタープレート１２１を直線状に示す。また、これに伴い、グランドプレーン５０の端辺５０Ａ及び５０Ｂも直線状に示す。 A part of the metal plate 120 is a section from the end portion 121A of the outer plate 121 to the branch point 121C3, the line 122, and the support portions 123A and 123B. In FIG. 4, for convenience of explanation, the lines 112 and 113 of the antenna element 110 and the outer plate 121 of the metal plate 120 are shown in a straight line. Along with this, the end sides 50A and 50B of the ground plane 50 are also shown in a straight line.

また、図４では、整合回路１４０Ａとしてのキャパシタを記号で示すために、端辺５０Ａから線路を引き延ばしてキャパシタのグランドプレーン５０側の端子を示すが、実際には、整合回路１４０Ａとしてのキャパシタは、線路１２２の端部１２２Ａと、グランドプレーン５０の端辺５０Ａとの間に設けられるため、端辺５０Ａから引き延ばされる線路は存在しない。なお、給電点１１１Ａ、端部１２２Ａをそれぞれポート１、２とする。 Further, in FIG. 4, in order to indicate the capacitor as the matching circuit 140A with a symbol, a line is extended from the end side 50A to show the terminal on the ground plane 50 side of the capacitor, but in reality, the capacitor as the matching circuit 140A is shown. Since it is provided between the end 122A of the line 122 and the end 50A of the ground plane 50, there is no line extended from the end 50A. The feeding point 111A and the end 122A are ports 1 and 2, respectively.

ここでは、一例として、３つの共振周波数が得られるように、各部の寸法を以下のように設定した。 Here, as an example, the dimensions of each part are set as follows so that three resonance frequencies can be obtained.

アンテナエレメント１１０のエレメント１１０Ｂの長さ（給電点１１１Ａから分岐点１１１Ｂを経て端部１１３Ａまでの長さ）を０．８ＧＨｚ（８００ＭＨｚ）における波長の電気長の四半波長に設定した。 The length of the element 110B of the antenna element 110 (the length from the feeding point 111A to the end 113A via the branch point 111B) was set to a quarter wavelength of the electrical length at 0.8 GHz (800 MHz).

また、端部１１２Ａから分岐点１１１Ｂ、給電点１１１Ａ、グランドプレーン５０の端辺５０Ａ及び５０Ｂ、端部１２３Ａ１、分岐点１２１Ｃ２、及び折り曲げ部１２１Ｄを経て、端部１２１Ａまでに延在するダイポールアンテナの長さ（端部１１２Ａから端部１２１Ａまでの長さ）を１．６ＧＨｚにおける波長の電気長の半波長に設定した。 Further, the dipole antenna extending from the end 112A through the branch point 111B, the feeding point 111A, the end sides 50A and 50B of the ground plane 50, the end 123A1, the branch point 121C2, and the bent portion 121D to the end 121A. The length (the length from the end 112A to the end 121A) was set to half the electrical length of the wavelength at 1.6 GHz.

また、支持部１２３Ａ、アウタープレート１２１の分岐点１２１Ｃ１と１２１Ｃ２との間の区間、及び、線路１２２によって構築されるトップローデッド型のモノポールアンテナの長さを２．１ＧＨｚにおける波長の電気長の四半波長に設定した。 Further, the length of the top loaded monopole antenna constructed by the support portion 123A, the section between the branch points 121C1 and 121C2 of the outer plate 121, and the line 122 is a quarter of the electrical length of the wavelength at 2.1 GHz. The wavelength was set.

また、支持部１２３Ａ及び１２３Ｂと、アウタープレート１２１の分岐点１２１Ｃ２と１２１Ｃ３との間の区間とによってコの字状の経路の長さを、２．１ＧＨｚにおける波長の電気長の半波長未満に設定した。 Further, the length of the U-shaped path is set to less than half the electric length of the wavelength at 2.1 GHz by the sections between the support portions 123A and 123B and the branch points 121C2 and 121C3 of the outer plate 121. did.

図６は、シミュレーションモデル１００Ａの各パラメータを示す図である。図６では、アンテナエレメント１１０と金属プレート１２０を簡略化して１つのブロックとして示すとともに、整合回路１４０Ａとインダクタ１５０Ｌとキャパシタ１５０Ｃとを示す。 FIG. 6 is a diagram showing each parameter of the simulation model 100A. In FIG. 6, the antenna element 110 and the metal plate 120 are shown as one block in a simplified manner, and the matching circuit 140A, the inductor 150L, and the capacitor 150C are shown.

整合回路１４０Ａは、静電容量が０．３５ｐＦのキャパシタである。キャパシタ１５０Ｃの静電容量は４．５ｐＦである。インダクタ１５０Ｌのインダクタンスは、２．０ｎＨである。また、キャパシタ１５０Ｃ及びインダクタ１５０Ｌと、アンテナエレメント１１０との間の伝送路６２の寄生インダクタンスを０．５ｎＨに設定した。なお、ポート１、２は、それぞれ、給電点１１１Ａ、端部１２２Ａである。 The matching circuit 140A is a capacitor having a capacitance of 0.35 pF. The capacitance of the capacitor 150C is 4.5 pF. The inductance of the inductor 150L is 2.0 nH. Further, the parasitic inductance of the transmission line 62 between the capacitor 150C and the inductor 150L and the antenna element 110 is set to 0.5 nH. The ports 1 and 2 are a feeding point 111A and an end 122A, respectively.

図７は、図５及び図６に示すシミュレーションモデル１００Ａで得た反射係数の周波数特性を示す図である。反射係数は、Ｓ１１パラメータである。FIG. 7 is a diagram showing the frequency characteristics of the reflection coefficient obtained by the simulation model 100A shown in FIGS. 5 and 6. Reflection coefficient is S 11 parameter.

０．８ＧＨｚ、１．６ＧＨｚ、及び２．１ＧＨｚの前後の３つの帯域で反射係数が−６ｄＢ以下になる良好な特性が得られた。このため、シミュレーションモデル１００Ａでは、０．８ＧＨｚ帯用のエレメント１１０Ｂ（モノポールアンテナ）、１．６ＧＨｚ帯用のダイポールアンテナ、及び、２．１ＧＨｚ帯用のトップローデッド型のモノポールアンテナによって、３つの帯域で通信可能であることが分かった。 Good characteristics were obtained in which the reflectance coefficient was -6 dB or less in the three bands before and after 0.8 GHz, 1.6 GHz, and 2.1 GHz. Therefore, in the simulation model 100A, the element 110B (monopole antenna) for the 0.8 GHz band, the dipole antenna for the 1.6 GHz band, and the top loaded monopole antenna for the 2.1 GHz band are used. It turned out that communication is possible in the band.

図８及び図１０は、シミュレーションモデル１００Ａの電流分布を示す図である。図９及び図１１は、シミュレーションモデル１００Ａにおける電流の経路を示す図である。 8 and 10 are diagrams showing the current distribution of the simulation model 100A. 9 and 11 are diagrams showing current paths in the simulation model 100A.

図８及び図１０に示す電流分布は、シミュレーションモデル１００Ａに供給する電波の周波数を１．６ＧＨｚ及び２．１ＧＨｚに設定した場合における電磁界シミュレーションで得たものである。図８及び図１０において、ドットの色が濃い（黒い）ほど電流値が高いことを示し、色が薄い（白い）ほど電流値が低いことを示す。 The current distributions shown in FIGS. 8 and 10 are obtained by electromagnetic field simulation when the frequencies of the radio waves supplied to the simulation model 100A are set to 1.6 GHz and 2.1 GHz. In FIGS. 8 and 10, the darker the color of the dots (black), the higher the current value, and the lighter the color (white), the lower the current value.

図８に示すように、１．６ＧＨｚでは、端部１１２Ａと端部１２１Ａとの間で、分岐点１１１Ｂ、給電点１１１Ａ、グランドプレーン５０の端辺５０Ａ及び５０Ｂ、端部１２３Ａ１、分岐点１２１Ｃ２、及び折り曲げ部１２１Ｄを経る経路に電流が流れていることが分かる。 As shown in FIG. 8, at 1.6 GHz, between the end 112A and the end 121A, the branch point 111B, the feeding point 111A, the ends 50A and 50B of the ground plane 50, the end 123A1, the branch point 121C2, It can be seen that the current is flowing in the path passing through the bent portion 121D.

このような電流分布から、図９に示すように、端部１１２Ａと端部１２１Ａとの間で、分岐点１１１Ｂ、給電点１１１Ａ、グランドプレーン５０の端辺５０Ａ及び５０Ｂ、端部１２３Ａ１、分岐点１２１Ｃ２、及び折り曲げ部１２１Ｄを経る経路がダイポールアンテナとして機能していることが分かる。 From such a current distribution, as shown in FIG. 9, between the end 112A and the end 121A, the branch point 111B, the feeding point 111A, the ends 50A and 50B of the ground plane 50, the end 123A1, and the branch point. It can be seen that the path passing through the 121C2 and the bent portion 121D functions as a dipole antenna.

整合回路１４０ＡのインピーダンスＺが数１００Ω程度（約２００Ω〜約３００Ω）になるように、整合回路１４０Ａのキャパシタチップの静電容量を設定しておくことにより、線路１２２とグランドプレーン５０との間には電流が流れずに、支持部１２３Ａに電流が流れる。このため、支持部１２３Ａを含むダイポールアンテナが構築される。 By setting the capacitance of the capacitor chip of the matching circuit 140A so that the impedance Z of the matching circuit 140A is about several hundreds of Ω (about 200Ω to about 300Ω), the capacitance between the line 122 and the ground plane 50 is set. No current flows, but current flows through the support 123A. Therefore, a dipole antenna including the support portion 123A is constructed.

また、図１０に示すように、２．１ＧＨｚでは、端部１２３Ａ１と端部１２２Ａとの間で、支持部１２３Ａ、アウタープレート１２１の分岐点１２１Ｃ１と１２１Ｃ２との間の区間、及び、線路１２２を経る経路に電流が流れていることが分かる。図１０には、この電流経路の部分の拡大図も示す。 Further, as shown in FIG. 10, at 2.1 GHz, a support portion 123A, a section between the branch points 121C1 and 121C2 of the outer plate 121, and a line 122 are provided between the end portion 123A1 and the end portion 122A. It can be seen that the current is flowing along the path. FIG. 10 also shows an enlarged view of a portion of this current path.

このような電流分布から、図１１に示すように、端部１２３Ａ１と端部１２２Ａとの間で、支持部１２３Ａ、アウタープレート１２１の分岐点１２１Ｃ１と１２１Ｃ２との間の区間、及び、線路１２２を経る経路がモノポールアンテナとして機能していることが分かる。このモノポールアンテナは、先端（端部１２２Ａ）がグランドプレーン５０に向けて折り曲げられて、負荷（キャパシタ）になっていることから、トップローデッド型のモノポールアンテナである。ここでは、端部１２２Ａとグランドプレーン５０との間に整合回路１４０Ａ（キャパシタチップ）を設けているが、整合回路１４０Ａ（キャパシタチップ）を設けなくても、端部１２２Ａとグランドプレーン５０の端辺５０Ａとの間にキャパシタが形成される。 From such a current distribution, as shown in FIG. 11, between the end portion 123A1 and the end portion 122A, the support portion 123A, the section between the branch points 121C1 and 121C2 of the outer plate 121, and the line 122 are provided. It can be seen that the route through which it passes functions as a monopole antenna. This monopole antenna is a top-loaded type monopole antenna because its tip (end 122A) is bent toward the ground plane 50 to form a load (capacitor). Here, the matching circuit 140A (capacitor chip) is provided between the end portion 122A and the ground plane 50, but even if the matching circuit 140A (capacitor chip) is not provided, the end sides of the end portion 122A and the ground plane 50 are provided. A capacitor is formed between 50A and 50A.

すなわち、２．１ＧＨｚでは、端部１２３Ａ１と端部１２２Ａとの間で、支持部１２３Ａ、アウタープレート１２１の分岐点１２１Ｃ１と１２１Ｃ２との間の区間、及び、線路１２２を経る経路によって構築されるトップローデッド型のモノポールアンテナが得られていることが分かる。 That is, at 2.1 GHz, the top constructed by the support portion 123A, the section between the branch points 121C1 and 121C2 of the outer plate 121, and the path passing through the line 122 between the end portions 123A1 and the end portion 122A. It can be seen that a loaded monopole antenna has been obtained.

整合回路１４０ＡのインピーダンスＺが数１００Ω程度になるように、整合回路１４０Ａのキャパシタチップの静電容量を設定しておけば、線路１２２とグランドプレーン５０との間には電流が流れないため、端部１２２Ａを先端とするトップローデッド型のモノポールアンテナが得られる。 If the capacitance of the capacitor chip of the matching circuit 140A is set so that the impedance Z of the matching circuit 140A is about several hundred Ω, no current flows between the line 122 and the ground plane 50, so that the end A top-loaded monopole antenna having a portion 122A at the tip can be obtained.

また、図１０に示すように、支持部１２３Ａ及び１２３Ｂと、アウタープレート１２１の分岐点１２１Ｃ２と１２１Ｃ３との間の区間とによってコの字状の経路については、電流が殆ど流れていないことが分かる。なお、これは、図８（１．６ＧＨｚ）においても同様である。このため、支持部１２３Ａ及び１２３Ｂと、アウタープレート１２１の分岐点１２１Ｃ２と１２１Ｃ３との間の区間における共振の発生が抑制されていることが分かる。 Further, as shown in FIG. 10, it can be seen that almost no current flows in the U-shaped path due to the sections between the support portions 123A and 123B and the branch points 121C2 and 121C3 of the outer plate 121. .. This also applies to FIG. 8 (1.6 GHz). Therefore, it can be seen that the occurrence of resonance in the section between the support portions 123A and 123B and the branch points 121C2 and 121C3 of the outer plate 121 is suppressed.

なお、ここでは、アンテナエレメント１１０と、金属プレート１２０の一部と、整合回路１４０Ａとを含むシミュレーションモデル１００Ａについて、図９に示す電流経路のダイポールアンテナと、図１１に示す電流経路のトップローデッド型のモノポールアンテナとが得られることについて説明した。 Here, regarding the simulation model 100A including the antenna element 110, a part of the metal plate 120, and the matching circuit 140A, the dipole antenna of the current path shown in FIG. 9 and the top loaded type of the current path shown in FIG. I explained that you can get a monopole antenna.

アンテナ装置１００（図１及び図２参照）では、金属プレート１２０と金属プレート１３０とは同様の構成を有し、アンテナエレメント１１０は、線路１１２と線路１１３の長さが異なるが、Ｔ字型のアンテナエレメントである。すなわち、アンテナ装置１００は、線路１１１のＸ軸正方向側とＸ軸負方向側とが略対称な形状を有する。 In the antenna device 100 (see FIGS. 1 and 2), the metal plate 120 and the metal plate 130 have the same configuration, and the antenna element 110 is T-shaped although the lengths of the line 112 and the line 113 are different. It is an antenna element. That is, the antenna device 100 has a shape in which the X-axis positive direction side and the X-axis negative direction side of the line 111 are substantially symmetrical.

このため、アンテナエレメント１１０と、金属プレート１３０とについても、ダイポールアンテナと、トップローデッド型のモノポールアンテナとが得られることと考えられる。アンテナエレメント１１０と、金属プレート１３０との各部の寸法を適切な値に設定することにより、所望の共振周波数で共振するダイポールアンテナと、トップローデッド型のモノポールアンテナとが得られる。 Therefore, it is considered that a dipole antenna and a top-loaded monopole antenna can be obtained for the antenna element 110 and the metal plate 130. By setting the dimensions of each part of the antenna element 110 and the metal plate 130 to appropriate values, a dipole antenna that resonates at a desired resonance frequency and a top-loaded monopole antenna can be obtained.

図１２は、シミュレーションモデル１００Ｂを示す図である。シミュレーションモデル１００Ｂは、図１乃至図３に示すアンテナ装置１００に、ＵＳＢ(Universal Serial Bus)コネクタカバー１６０と金属板５５を追加したものである。ＵＳＢコネクタカバー１６０は、Ｘ軸方向において線路１１３の中央よりも分岐点１１１Ｂ側に位置している。線路１１３は、ＵＳＢコネクタカバー１６０を避けるために、切り欠き部１１３Ｂを有する。 FIG. 12 is a diagram showing a simulation model 100B. The simulation model 100B is an antenna device 100 shown in FIGS. 1 to 3 to which a USB (Universal Serial Bus) connector cover 160 and a metal plate 55 are added. The USB connector cover 160 is located closer to the branch point 111B than the center of the line 113 in the X-axis direction. The line 113 has a notch 113B to avoid the USB connector cover 160.

ＵＳＢコネクタカバー１６０は、グランドプレーン５０には接続されておらず、浮遊電位に保持される。ＵＳＢコネクタカバー１６０は、図１２では図示を省略する筐体８０（図２参照）に保持される。 The USB connector cover 160 is not connected to the ground plane 50 and is held at a floating potential. The USB connector cover 160 is held in a housing 80 (see FIG. 2), which is not shown in FIG.

また、金属板５５は、グランドプレーン５０のＺ軸正方向側において、端辺５０ＡからＹ軸負方向側にオフセットした位置に設けられている。金属板５５は、グランドプレーン５０に接続されているため、グランド電位に保持される。金属板５５は、例えば、ＬＣＤ(Liquid Crystal Display)等を保護する金属板金である。 Further, the metal plate 55 is provided at a position offset from the end side 50A to the Y-axis negative direction side on the Z-axis positive direction side of the ground plane 50. Since the metal plate 55 is connected to the ground plane 50, it is held at the ground potential. The metal plate 55 is, for example, a metal sheet metal that protects an LCD (Liquid Crystal Display) or the like.

図１３は、シミュレーションモデル１００Ｂの寸法を示す図である。図１３には、図１２に示すシミュレーションモデル１００Ｂのうちのアンテナエレメント１１０及びその周囲の構成要素を示す。 FIG. 13 is a diagram showing the dimensions of the simulation model 100B. FIG. 13 shows the antenna element 110 and its surrounding components in the simulation model 100B shown in FIG.

図１３に示すように、アンテナエレメント１１０の端部１１２Ａと端部１１３Ａとの間の長さを６０ｍｍ、分岐点１１１Ｂと端部１１２Ａとの間の長さを１０ｍｍ、端部１１３Ａと端部１３１Ａとの間の間隔を２ｍｍに設定した。なお、端部１１２Ａと端部１２１Ａとの間の間隔も２ｍｍである。 As shown in FIG. 13, the length between the end 112A and the end 113A of the antenna element 110 is 60 mm, the length between the branch point 111B and the end 112A is 10 mm, and the end 113A and the end 131A. The distance between the and was set to 2 mm. The distance between the end 112A and the end 121A is also 2 mm.

また、折り曲げ部１２１Ｄと分岐点１２１Ｃ１との間の長さを１１ｍｍ、折り曲げ部１２１Ｄと分岐点１２１Ｃ２との間の長さを１１ｍｍに設定した。また、折り曲げ部１３１Ｄと分岐点１３１Ｃ１との間の長さを１１ｍｍ、折り曲げ部１３１Ｄと分岐点１３１Ｃ２との間の長さを２５ｍｍ、分岐点１３１Ｃ２と１３１Ｃ３の間の長さを８ｍｍに設定した。また、給電点１１１Ａと分岐点１１１Ｂの間の長さを５ｍｍに設定した。 Further, the length between the bent portion 121D and the branch point 121C1 was set to 11 mm, and the length between the bent portion 121D and the branch point 121C2 was set to 11 mm. Further, the length between the bent portion 131D and the branch point 131C1 was set to 11 mm, the length between the bent portion 131D and the branch point 131C2 was set to 25 mm, and the length between the branch points 131C2 and 131C3 was set to 8 mm. Further, the length between the feeding point 111A and the branching point 111B was set to 5 mm.

このような各部の寸法は、８００ＭＨｚ帯（帯域幅：６０ＭＨｚ）、１．５ＧＨｚ帯（１．４５ＧＨｚ〜１．５１ＧＨｚ）、１．８ＧＨｚ帯（１．７１ＧＨｚ〜１．８８ＧＨｚ）、及び、２ＧＨｚ帯の２つの帯域（１．９２ＧＨｚ〜１．９８ＧＨｚ（上り）、２．１１ＧＨｚ〜２．１７ＧＨｚ（下り））の５バンドに対応するためのものであり、より具体的には、以下の通りである。 The dimensions of these parts are 800 MHz band (bandwidth: 60 MHz), 1.5 GHz band (1.45 GHz to 1.51 GHz), 1.8 GHz band (1.71 GHz to 1.88 GHz), and 2 GHz band. This is for supporting 5 bands of 2 bands (1.92 GHz to 1.98 GHz (uplink) and 2.11 GHz to 2.17 GHz (downlink)), and more specifically, it is as follows.

アンテナエレメント１１０のエレメント１１０Ｂの長さ（給電点１１１Ａから分岐点１１１Ｂを経て端部１１３Ａまでの長さ）を０．８ＧＨｚにおける波長の電気長の四半波長に設定した。 The length of the element 110B of the antenna element 110 (the length from the feeding point 111A to the end 113A via the branch point 111B) was set to a quarter wavelength of the electrical length of the wavelength at 0.8 GHz.

また、支持部１３３Ａ、アウタープレート１３１の分岐点１３１Ｃ１と１３１Ｃ２との間の区間、及び、線路１３２によって構築されるトップローデッド型のモノポールアンテナの長さを１．５ＧＨｚ帯と１．８ＧＨｚ帯とに対応できるように、１．７ＧＨｚにおける波長の電気長の四半波長に設定した。 Further, the lengths of the support portion 133A, the section between the branch points 131C1 and 131C2 of the outer plate 131, and the top-loaded monopole antenna constructed by the line 132 are set to the 1.5 GHz band and the 1.8 GHz band. It was set to a quarter wavelength of the electrical length of the wavelength at 1.7 GHz so as to correspond to.

また、支持部１２３Ａ、アウタープレート１２１の分岐点１２１Ｃ１と１２１Ｃ２との間の区間、及び、線路１２２によって構築されるトップローデッド型のモノポールアンテナの長さを２ＧＨｚ帯の上りに対応すべく、１．９５ＧＨｚにおける波長の電気長の四半波長に設定した。 Further, in order to make the length of the support portion 123A, the section between the branch points 121C1 and 121C2 of the outer plate 121, and the top-loaded monopole antenna constructed by the line 122 corresponding to the 2 GHz band ascending, 1 It was set to a quarter wavelength of the electrical length of the wavelength at .95 GHz.

また、端部１１２Ａから分岐点１１１Ｂ、給電点１１１Ａ、グランドプレーン５０の端辺５０Ａ及び５０Ｂ、端部１２３Ａ１、分岐点１２１Ｃ２、及び折り曲げ部１２１Ｄを経て、端部１２１Ａまでに延在するダイポールンテナの長さ（端部１１２Ａから端部１２１Ａまでの長さ）を２ＧＨｚ帯の下りに対応すべく、２．１５ＧＨｚにおける波長の電気長の半波長に設定した。 Further, the dipole untena extending from the end 112A through the branch point 111B, the feeding point 111A, the end sides 50A and 50B of the ground plane 50, the end 123A1, the branch point 121C2, and the bent portion 121D to the end 121A. The length (the length from the end 112A to the end 121A) was set to half the electrical length of the wavelength at 2.15 GHz in order to correspond to the downlink of the 2 GHz band.

なお、図１３には示さないが、支持部１２３Ａ及び１２３Ｂと、アウタープレート１２１の分岐点１２１Ｃ２と１２１Ｃ３との間の区間とによってコの字状の経路の長さを、２．１７ＧＨｚにおける波長の電気長の半波長未満に設定した。 Although not shown in FIG. 13, the length of the U-shaped path is determined by the section between the support portions 123A and 123B and the branch points 121C2 and 121C3 of the outer plate 121 at a wavelength of 2.17 GHz. It was set to less than half the wavelength of the electrical length.

同様に、支持部１３３Ａ及び１３３Ｂと、アウタープレート１３１の分岐点１３１Ｃ２と１３１Ｃ３との間の区間とによってコの字状の経路の長さを、２．１７ＧＨｚにおける波長の電気長の半波長未満に設定した。 Similarly, the length of the U-shaped path is reduced to less than half the electrical length of the wavelength at 2.17 GHz by the support portions 133A and 133B and the section between the branch points 131C2 and 131C3 of the outer plate 131. I set it.

図１４は、シミュレーションモデル１００Ｂの各パラメータを示す図である。図１４には、アンテナエレメント１１０と金属プレート１２０及び１３０とを簡略化して１つのブロックとして示すとともに、整合回路１４０Ａ、１４０Ｂ、インダクタ１５０Ｌ、及びキャパシタ１５０Ｃを示す。 FIG. 14 is a diagram showing each parameter of the simulation model 100B. FIG. 14 shows the antenna element 110 and the metal plates 120 and 130 as one block in a simplified manner, and shows the matching circuits 140A and 140B, the inductor 150L, and the capacitor 150C.

整合回路１４０Ａ及び１４０Ｂは、静電容量が０．４ｐＦのキャパシタである。キャパシタ１５０Ｃの静電容量は２．３ｐＦである。インダクタ１５０Ｌのインダクタンスは、３．４ｎＨである。また、キャパシタ１５０Ｃ及びインダクタ１５０Ｌと、アンテナエレメント１１０との間の伝送路６２の寄生インダクタンスを２．１ｎＨ、寄生容量を１１．１ｐＦに設定した。 The matching circuits 140A and 140B are capacitors having a capacitance of 0.4 pF. The capacitance of the capacitor 150C is 2.3 pF. The inductance of the inductor 150L is 3.4 nH. Further, the parasitic inductance of the transmission line 62 between the capacitor 150C and the inductor 150L and the antenna element 110 was set to 2.1 nH, and the parasitic capacitance was set to 11.1 pF.

図１５は、シミュレーションモデル１００Ｂで得られるトータル効率の周波数特性を示す図である。 FIG. 15 is a diagram showing the frequency characteristics of the total efficiency obtained by the simulation model 100B.

８００ＭＨｚ帯（帯域幅：６０ＭＨｚ）、１．５ＧＨｚ帯（１．４５ＧＨｚ〜１．５１ＧＨｚ）、１．８ＧＨｚ帯（１．７１ＧＨｚ〜１．８８ＧＨｚ）、及び、２ＧＨｚ帯の２つの帯域（１．９２ＧＨｚ〜１．９８ＧＨｚ、２．１１ＧＨｚ〜２．１７ＧＨｚ）の５バンドにおいて、−６ｄＢ以上の良好な値が得られている。 Two bands of 800 MHz band (bandwidth: 60 MHz), 1.5 GHz band (1.45 GHz to 1.51 GHz), 1.8 GHz band (1.71 GHz to 1.88 GHz), and 2 GHz band (1.92 GHz to In the 5 bands of 1.98 GHz, 2.11 GHz to 2.17 GHz), a good value of -6 dB or more is obtained.

このため、シミュレーションモデル１００Ｂでは、アンテナエレメント１１０と、金属プレート１２０及び１３０とを用いることにより、５バンドでの通信を実現することができる。 Therefore, in the simulation model 100B, communication in 5 bands can be realized by using the antenna element 110 and the metal plates 120 and 130.

以上のように、実施の形態によれば、良好な通信特性を有するアンテナ装置１００を提供することができる。 As described above, according to the embodiment, it is possible to provide the antenna device 100 having good communication characteristics.

また、アンテナ装置１００は、筐体８０の側面に一部が表出する金属プレート１２０及び１３０をアンテナとして機能させるため、電子機器１の限られたスペースを有効に使って、マルチバンドでの通信を実現することができる。 Further, in the antenna device 100, since the metal plates 120 and 130 partially exposed on the side surface of the housing 80 function as antennas, the limited space of the electronic device 1 is effectively used for multi-band communication. Can be realized.

なお、以上では、アンテナエレメント１１０の線路１１２及び１１３と、金属プレート１２０及び１３０のアウタープレート１２１及び１３１とが筐体８０の側面に表出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１１０と金属プレート１２０及び１３０とは、筐体８０の内部に含まれていてもよい。この場合には、例えば、金属プレート１２０及び１３０は、筐体８０の外周部に沿って配設される補強部材であってもよい。 In the above, the form in which the lines 112 and 113 of the antenna element 110 and the outer plates 121 and 131 of the metal plates 120 and 130 are exposed on the side surface of the housing 80 has been described. However, the antenna element 110 and the metal plates 120 and 130 may be included inside the housing 80. In this case, for example, the metal plates 120 and 130 may be reinforcing members arranged along the outer peripheral portion of the housing 80.

また、アンテナエレメント１１０の線路１１２及び１１３と、金属プレート１２０及び１３０のアウタープレート１２１及び１３１との一部が筐体８０の側面に表出していてもよい。例えば、線路１１２及び１１３とアウタープレート１２１及び１３１とが伸延する方向において、断続的に筐体８０の側面に表出していてもよい。 Further, a part of the lines 112 and 113 of the antenna element 110 and the outer plates 121 and 131 of the metal plates 120 and 130 may be exposed on the side surface of the housing 80. For example, the lines 112 and 113 and the outer plates 121 and 131 may be intermittently exposed on the side surface of the housing 80 in the extending direction.

また、金属プレート１２０及び１３０が端部１２１Ｂ及び１３１Ｂで終端されている形態について説明したが、金属プレート１２０及び１３０がさらに伸延し、端部１２１Ｂと１３１Ｂが接続されていてもよい。 Further, although the form in which the metal plates 120 and 130 are terminated by the ends 121B and 131B has been described, the metal plates 120 and 130 may be further extended and the ends 121B and 131B may be connected to each other.

また、以上では、５バンドでの通信を実現する形態について説明したが、例えば、アンテナエレメント１１０の線路１１１及び１１３、アウタープレート１３１、及び、支持部１３３Ａによって構築されるダイポールアンテナで共振させることによって、通信可能な帯域をさらに増やすことができる。また、アンテナエレメント１１０の線路１１１及び１１２をモノポールアンテナとして機能させることによって、通信可能な帯域をさらに増やすことができる。 Further, although the mode for realizing the communication in 5 bands has been described above, for example, by resonating with the dipole antenna constructed by the lines 111 and 113 of the antenna element 110, the outer plate 131, and the support portion 133A, the communication is realized. , The communicable band can be further increased. Further, by making the lines 111 and 112 of the antenna element 110 function as a monopole antenna, the communicable band can be further increased.

また、以上では、整合回路１４０Ａ、１４０Ｂとしてキャパシタチップを用いる形態について説明したが、整合回路１４０Ａ（キャパシタチップ）を設けなくても、端部１２２Ａとグランドプレーン５０の端辺５０Ａとの間に形成されるキャパシタによって同様の動作が実現できる場合は、整合回路１４０Ａ（キャパシタチップ）を設けなくてもよい。また、容量性を有する回路であれば、キャパシタチップの代わりにどのような回路、素子、又は配線パターン等を用いてもよい。 Further, although the embodiment in which the capacitor chip is used as the matching circuits 140A and 140B has been described above, it is formed between the end portion 122A and the end side 50A of the ground plane 50 without providing the matching circuit 140A (capacitor chip). If the same operation can be realized by the capacitor to be used, the matching circuit 140A (capacitor chip) may not be provided. Further, any circuit, element, wiring pattern, or the like may be used instead of the capacitor chip as long as it is a circuit having capacitance.

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。 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 embodiments and does not deviate from the scope of claims. Various modifications and changes are possible.

１ 電子機器
５０ グランドプレーン
１００ アンテナ装置
１１０ アンテナエレメント
１１０Ａ、１１０Ｂ エレメント
１１１、１１２、１１３ 線路
１１１Ａ 給電点
１１１Ｂ 分岐点
１１２Ａ 端部
１１３Ａ 端部
１２０ 金属プレート
１２１ アウタープレート
１２１Ａ、１２１Ｂ 端部
１２１Ｃ１、１２１Ｃ２、１２１Ｃ３、１２１Ｃ４、１２１Ｃ５、１２１Ｃ６ 分岐点
１２１Ｄ 折り曲げ部
１２２ 線路
１２２Ａ、１２３Ａ１、１２３Ｂ１、１２３Ｃ１、１２３Ｄ１、１２３Ｅ１ 端部
１２３Ａ、１２３Ｂ、１２３Ｃ、１２３Ｄ、１２３Ｅ 支持部
１３０ 金属プレート
１３１ アウタープレート
１３２ 線路
１３３Ａ、１３３Ｂ、１３３Ｃ、１３３Ｄ、１３３Ｅ 支持部
１３１Ａ、１３１Ｂ 端部
１３１Ｃ１、１３１Ｃ２、１３１Ｃ３、１３１Ｃ４、１３１Ｃ５、１３１Ｃ６ 分岐点
１３１Ｄ 折り曲げ部
１３２Ａ、１３３Ａ１、１３３Ｂ１、１３３Ｃ１、１３３Ｄ１、１３３Ｅ１ 端部
１４０Ａ、１４０Ｂ 整合回路
１５０ 整合回路
１５０Ｌ インダクタ
１５０Ｃ キャパシタ1 Electronic equipment 50 Ground plane 100 Antenna device 110 Antenna element 110A, 110B Element 111, 112, 113 Line 111A Feeding point 111B Branch point 112A End 113A End 120 Metal plate 121 Outer plate 121A, 121B End 121C1, 121C2, 121C3 , 121C4, 121C5, 121C6 Branch point 121D Bent part 122 Line 122A, 123A1, 123B1, 123C1, 123D1, 123E1 End part 123A, 123B, 123C, 123D, 123E Support part 130 Metal plate 131 Outer plate 132 Line 133A, 133B, 133C , 133D, 133E Support part 131A, 131B End part 131C1, 131C2, 131C3, 131C4, 131C5, 131C6 Branch point 131D Bending part 132A, 133A1, 133B1, 133C1, 133D1, 133E1 End part 140A, 140B Matching circuit 150 150C capacitor

Claims (10)

筐体の内部に配設され、端辺を有するグランドプレーンと、
交流電源に接続される整合回路と、
前記整合回路に接続される給電点から前記端辺から離間する方向に第１点まで伸延する第１線路と、前記第１線路に接続され、前記筐体の外周部に沿って第１端部まで伸延する第２線路と、前記第１線路に接続され、前記筐体の外周部に沿って前記第２線路とは逆方向に第２端部まで伸延する第３線路とを有するＴ字型のアンテナエレメントと、
前記筐体によって保持される第１金属部材であって、前記第１端部との間に所定間隔を隔てて配設される第３端部から前記外周部に沿って第２点まで伸延する第４線路と、前記第２点と前記第３端部との間の第３点において前記第４線路から分岐し、前記グランドプレーンの手前の第４端部まで伸延する第５線路と、前記第２点と前記第３点との間の第４点において前記第４線路から分岐し、前記グランドプレーンまで伸延する第６線路とを有する第１金属部材と、
前記第４端部と前記グランドプレーンとの間に配設される容量性回路と
を含み、
前記第１線路及び前記第３線路の合計の長さは、第１通信周波数の第１波長の電気長の四半波長であり、
前記第１端部から、前記第２線路、前記第１線路、前記グランドプレーン、前記第６線路、及び、前記第４線路の前記第４点と前記第３端部との間の区間を経た前記第３端部までの長さは、第２通信周波数の第２波長の電気長の半波長であり、
前記第６線路、前記第４線路の前記第４点と前記第３点との間の区間、及び、前記第５線路の合計の長さは、第３通信周波数の第３波長の電気長の四半波長であり、
前記第４端部と前記グランドプレーンとの間の静電容量は、前記第６線路、前記第４線路の前記第４点と前記第３点との間の区間、及び、前記第５線路に、前記第４端部を先端とするトップローデッド型のモノポールアンテナを構築する静電容量である、アンテナ装置。 A ground plane that is arranged inside the housing and has edges,
A matching circuit connected to an AC power supply and
A first line extending from a feeding point connected to the matching circuit to a first point in a direction away from the end side, and a first end portion connected to the first line and along the outer peripheral portion of the housing. A T-shape having a second line extending to the first line and a third line connected to the first line and extending along the outer peripheral portion of the housing to the second end in the direction opposite to the second line. Antenna element and
It is a first metal member held by the housing and extends from a third end portion arranged at a predetermined distance from the first end portion to a second point along the outer peripheral portion. The fourth line, the fifth line branching from the fourth line at the third point between the second point and the third end, and extending to the fourth end in front of the ground plane, and the above. A first metal member having a sixth line branching from the fourth line and extending to the ground plane at a fourth point between the second point and the third point .
Includes a capacitive circuit disposed between the fourth end and the ground plane .
The total length of the first line and the third line is a quarter wavelength of the electric length of the first wavelength of the first communication frequency.
From the first end, a section between the second line, the first line, the ground plane, the sixth line, and the fourth point of the fourth line and the third end is passed. The length to the third end is a half wavelength of the electric length of the second wavelength of the second communication frequency.
The total length of the sixth line, the section between the fourth point and the third point of the fourth line, and the fifth line is the electrical length of the third wavelength of the third communication frequency. quarter wavelength der is,
The capacitance between the fourth end and the ground plane is applied to the sixth line, the section between the fourth point and the third point of the fourth line, and the fifth line. , An antenna device having a capacitance for constructing a top-loaded monopole antenna having the fourth end as a tip . 前記第１金属部材は、前記第４線路の前記第４点よりも前記第２点側にある第５点と前記グランドプレーンとを接続する第７線路をさらに有し、
前記第６線路、前記第４線路の前記第４点と前記第５点との間の区間、及び、前記第７線路の合計の長さは、前記合計の長さの経路で共振が生じないようにするために、前記第１通信周波数、前記第２通信周波数、及び前記第３通信周波数のうちの最も高い周波数の電気長の半波長よりも短い、請求項１記載のアンテナ装置。 The first metal member further includes a seventh line connecting the fifth point on the second point side of the fourth line of the fourth line and the ground plane.
The total length of the sixth line, the section between the fourth point and the fifth point of the fourth line, and the seventh line does not cause resonance in the path of the total length. to way, the first communication frequency, the second communication frequency, and the third shorter than the highest half wavelength electrical length of the frequency of the communication frequency, the antenna device according to claim 1. 前記第１金属部材の前記第４線路は、前記筐体の外表面に配設される金属プレートである、又は、前記第１金属部材は、前記筐体の内部に配設され、前記筐体の強度を補強する補強プレートである、請求項１又は２記載のアンテナ装置。 The fourth line of the first metal member is a metal plate arranged on the outer surface of the housing, or the first metal member is arranged inside the housing and the housing is provided. The antenna device according to claim 1 or 2 , which is a reinforcing plate for reinforcing the strength of the above. 前記第１金属部材の前記第４線路は、前記筐体の外表面に配設される金属プレートであり、前記アンテナエレメントの前記第２線路は、前記筐体の外表面に表出しており、
前記筐体は、前記端辺に沿った一対の短辺と、前記一対の短辺の間を矩形状に接続する一対の長辺とを有する矩形状の筐体であり、
前記第１端部及び前記第３端部は、前記一対の短辺のうちの一方の両端の間で、前記筐体の外表面に表出する、請求項１又は２記載のアンテナ装置。 The fourth line of the first metal member is a metal plate disposed on the outer surface of the housing, and the second line of the antenna element is exposed on the outer surface of the housing.
The housing is a rectangular housing having a pair of short sides along the end sides and a pair of long sides connecting the pair of short sides in a rectangular shape.
The antenna device according to claim 1 or 2 , wherein the first end portion and the third end portion are exposed on the outer surface of the housing between both ends of one of the pair of short sides. 前記筐体によって保持される第２金属部材であって、前記第２端部との間に所定間隔を隔てて配設される第５端部から前記外周部に沿って第６点まで伸延する第８線路と、前記第６点と前記第５端部との間の第７点において前記第８線路から分岐し、前記グランドプレーンの手前の第６端部まで伸延する第９線路と、前記第６点と前記第７点との間の第８点において前記第８線路から分岐し、前記グランドプレーンまで伸延する第１０線路とを有する第２金属部材をさらに含み、
前記第１０線路、前記第８線路の前記第８点と前記第７点との間の区間、及び、前記第９線路の合計の長さは、第４通信周波数の第４波長の電気長の四半波長であり、
前記第６端部と前記グランドプレーンとの間の静電容量は、前記第１０線路、前記第８線路の前記第８点と前記第７点との間の区間、及び、前記第９線路に、前記第６端部を先端とするトップローデッド型のモノポールアンテナを構築する静電容量であり、
前記容量性回路の静電容量は、前記第６端部を先端とするトップローデッド型のモノポールアンテナを構築する静電容量である、請求項１又は２記載のアンテナ装置。 A second metal member held by the housing, which extends from a fifth end portion arranged at a predetermined distance from the second end portion to a sixth point along the outer peripheral portion. The eighth line, the ninth line branching from the eighth line at the seventh point between the sixth point and the fifth end, and extending to the sixth end in front of the ground plane, and the above. Further including a second metal member having a tenth line branching from the eighth line and extending to the ground plane at an eighth point between the sixth point and the seventh point.
The total length of the 10th line, the section between the 8th point and the 7th point of the 8th line, and the 9th line is the electric length of the 4th wavelength of the 4th communication frequency. quarter wavelength der is,
The capacitance between the 6th end and the ground plane is applied to the 10th line, the section between the 8th point and the 7th point of the 8th line, and the 9th line. , The capacitance for constructing a top-loaded monopole antenna with the sixth end as the tip.
The antenna device according to claim 1 or 2 , wherein the capacitance of the capacitive circuit is a capacitance for constructing a top-loaded monopole antenna having the sixth end as a tip . 前記筐体によって保持される第２金属部材であって、前記第２端部との間に所定間隔を隔てて配設される第５端部から前記外周部に沿って第６点まで伸延する第８線路と、前記第６点と前記第５端部との間の第７点において前記第８線路から分岐し、前記グランドプレーンの手前の第６端部まで伸延する第９線路と、前記第６点と前記第７点との間の第８点において前記第８線路から分岐し、前記グランドプレーンまで伸延する第１０線路と、前記第８線路の前記第８点よりも前記第６点側にある第９点と前記グランドプレーンとを接続する第１１線路とを有する第２金属部材をさらに含み、
前記第１０線路、前記第８線路の前記第８点と前記第７点との間の区間、及び、前記第９線路の合計の長さは、第４通信周波数の第４波長の電気長の四半波長であり、
前記第１金属部材は、前記第４線路の前記第４点よりも前記第２点側にある第５点と前記グランドプレーンとを接続する第７線路をさらに有し、
前記第６線路、前記第４線路の前記第４点と前記第５点との間の区間、及び、前記第７線路の合計の長さと、前記第１０線路、前記第８線路の前記第８点と前記第９点との間の区間、及び、前記第１１線路の合計の長さとは、前記合計の長さの経路で共振が生じないようにするために、前記第１通信周波数、前記第２通信周波数、前記第３通信周波数、及び、前記第４通信周波数のうちの最も高い周波数の電気長の半波長よりも短く、
前記第６端部と前記グランドプレーンとの間の静電容量は、前記第１０線路、前記第８線路の前記第８点と前記第７点との間の区間、及び、前記第９線路に、前記第６端部を先端とするトップローデッド型のモノポールアンテナを構築する静電容量であり、
前記容量性回路の静電容量は、前記第６端部を先端とするトップローデッド型のモノポールアンテナを構築する静電容量である、請求項１記載のアンテナ装置。 A second metal member held by the housing, which extends from a fifth end portion arranged at a predetermined distance from the second end portion to a sixth point along the outer peripheral portion. The eighth line, the ninth line branching from the eighth line at the seventh point between the sixth point and the fifth end, and extending to the sixth end in front of the ground plane, and the said. At the 8th point between the 6th point and the 7th point, the 10th line branching from the 8th line and extending to the ground plane, and the 6th point rather than the 8th point of the 8th line. Further including a second metal member having a ninth point on the side and an eleventh line connecting the ground plane.
The total length of the 10th line, the section between the 8th point and the 7th point of the 8th line, and the 9th line is the electric length of the 4th wavelength of the 4th communication frequency. It is a quarter wavelength,
The first metal member further includes a seventh line connecting the fifth point on the second point side of the fourth line of the fourth line and the ground plane.
The 6th line, the section between the 4th point and the 5th point of the 4th line, the total length of the 7th line, and the 8th line of the 10th line and the 8th line. The section between the point and the ninth point and the total length of the eleventh line are the first communication frequency, the first communication frequency, in order to prevent resonance in the path of the total length. second communication frequency, the third communication frequency, and, rather shorter than the highest half wavelength electrical length of the frequency of the fourth communication frequency,
The capacitance between the 6th end and the ground plane is applied to the 10th line, the section between the 8th point and the 7th point of the 8th line, and the 9th line. , The capacitance for constructing a top-loaded monopole antenna with the sixth end as the tip.
The capacitance of the capacitive circuit, the sixth is the capacitance of constructing a top-loaded monopole antenna that the tip end portion, the antenna device according to claim 1. 前記第２端部から、前記第３線路、前記第１線路、前記グランドプレーン、前記第１０線路、及び、前記第８線路の前記第８点と前記第５端部との間の区間を経た前記第５端部までの長さは、第５通信周波数の第５波長の電気長の半波長であり、
前記第６線路、前記第４線路の前記第４点と前記第５点との間の区間、及び、前記第７線路の合計の長さと、前記第１０線路、前記第８線路の前記第８点と前記第９点との間の区間、及び、前記第１１線路の合計の長さとは、前記合計の長さの経路で共振が生じないようにするために、前記第１通信周波数、前記第２通信周波数、前記第３通信周波数、前記第４通信周波数、及び、前記第５通信周波数のうちの最も高い周波数の電気長の半波長よりも短い、請求項６記載のアンテナ装置。 From the second end, a section between the third line, the first line, the ground plane, the tenth line, and the eighth point of the eighth line and the fifth end is passed. The length to the fifth end is a half wavelength of the electric length of the fifth wavelength of the fifth communication frequency.
The 6th line, the section between the 4th point and the 5th point of the 4th line, the total length of the 7th line, and the 8th line of the 10th line and the 8th line. The section between the point and the ninth point and the total length of the eleventh line are the first communication frequency, the first communication frequency, in order to prevent resonance in the path of the total length. The antenna device according to claim 6 , wherein the antenna device is shorter than a half wavelength of the electric length of the second communication frequency, the third communication frequency, the fourth communication frequency, and the highest frequency among the fifth communication frequencies. 前記第１金属部材の前記第４線路、及び、前記第２金属部材の前記第８線路は、前記筐体の外表面に配設される金属プレートであり、前記アンテナエレメントの前記第２線路及び前記第３線路は、前記筐体の外表面に表出しており、
前記筐体は、前記端辺に沿った一対の短辺と、前記一対の短辺の間を矩形状に接続する一対の長辺とを有する矩形状の筐体であり、
前記第１端部及び前記第３端部と、前記第２端部及び前記第５端部とは、前記一対の短辺のうちの一方の両端の間で、前記筐体の外表面に表出する、請求項６又は７記載のアンテナ装置。 The fourth line of the first metal member and the eighth line of the second metal member are metal plates arranged on the outer surface of the housing, and the second line of the antenna element and the second line of the antenna element. The third line is exposed on the outer surface of the housing.
The housing is a rectangular housing having a pair of short sides along the end sides and a pair of long sides connecting the pair of short sides in a rectangular shape.
The first end and the third end, and the second end and the fifth end are surfaced on the outer surface of the housing between both ends of one of the pair of short sides. The antenna device according to claim 6 or 7 . 筐体の内部に配設され、端辺を有するグランドプレーンと、
交流電源に接続される整合回路と、
前記整合回路に接続される給電点から前記端辺から離間する方向に第１点まで伸延する第１線路と、前記第１線路に接続され、前記筐体の外周部に沿って第１端部まで伸延する第２線路とを有するアンテナエレメントと、
前記筐体によって保持される金属部材であって、前記第１端部との間に所定間隔を隔てて配設される第３端部から前記外周部に沿って第２点まで伸延する第４線路と、前記第２点と前記第３端部との間の第３点において前記第４線路から分岐し、前記グランドプレーンの手前の第４端部まで伸延する第５線路と、前記第２点と前記第３点との間の第４点において前記第４線路から分岐し、前記グランドプレーンまで伸延する第６線路とを有する金属部材と、
前記第４端部と前記グランドプレーンとの間に配設される容量性回路と
を含み、
前記第１端部から、前記第２線路、前記第１線路、前記グランドプレーン、前記第６線路、及び、前記第４線路の前記第４点と前記第３端部との間の区間を経た前記第３端部までの長さは、第２通信周波数の第２波長の電気長の半波長であり、
前記第６線路、前記第４線路の前記第４点と前記第３点との間の区間、及び、前記第５線路の合計の長さは、第３通信周波数の第３波長の電気長の四半波長であり、
前記第４端部と前記グランドプレーンとの間の静電容量は、前記第６線路、前記第４線路の前記第４点と前記第３点との間の区間、及び、前記第５線路に、前記第４端部を先端とするトップローデッド型のモノポールアンテナを構築する静電容量である、アンテナ装置。 A ground plane that is arranged inside the housing and has edges,
A matching circuit connected to an AC power supply and
A first line extending from a feeding point connected to the matching circuit to a first point in a direction away from the end side, and a first end portion connected to the first line and along the outer peripheral portion of the housing. An antenna element with a second line extending to
A fourth metal member held by the housing, which extends from a third end portion arranged at a predetermined distance from the first end portion to a second point along the outer peripheral portion. A fifth line that branches off from the fourth line at a third point between the second point and the third end and extends to the fourth end in front of the ground plane, and the second line. A metal member having a sixth line branching from the fourth line and extending to the ground plane at a fourth point between the points and the third point .
Includes a capacitive circuit disposed between the fourth end and the ground plane .
From the first end, a section between the second line, the first line, the ground plane, the sixth line, and the fourth point of the fourth line and the third end is passed. The length to the third end is a half wavelength of the electric length of the second wavelength of the second communication frequency.
The total length of the sixth line, the section between the fourth point and the third point of the fourth line, and the fifth line is the electrical length of the third wavelength of the third communication frequency. quarter wavelength der is,
The capacitance between the fourth end and the ground plane is applied to the sixth line, the section between the fourth point and the third point of the fourth line, and the fifth line. , An antenna device having a capacitance for constructing a top-loaded monopole antenna having the fourth end as a tip . 前記金属部材は、前記第４線路の前記第４点よりも前記第２点側にある第５点と前記グランドプレーンとを接続する第７線路をさらに有し、
前記第６線路、前記第４線路の前記第４点と前記第５点との間の区間、及び、前記第７線路の合計の長さは、前記合計の長さの経路で共振が生じないようにするために、前記第２通信周波数及び前記第３通信周波数のうちの最も高い周波数の電気長の半波長よりも短い、請求項９記載のアンテナ装置。 The metal member further includes a seventh line connecting the fifth point on the second point side of the fourth line of the fourth line and the ground plane.
The total length of the sixth line, the section between the fourth point and the fifth point of the fourth line, and the seventh line does not cause resonance in the path of the total length. to way, the second shorter than the highest half wavelength electrical length of the frequency of the communication frequency and the third communication frequency, the antenna device according to claim 9.
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