JP6913868B2 - アンテナ装置 - Google Patents
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Description
まず、回路部36が配置される場合の穴部32の径について説明する。図3(a)−(b)は、穴部32の径に対する相対利得の変化を示す。図3(a)では、図1(a)の給電素子30の中心に配置した穴部32の径を変化させたときの相対利得の変化が示される。給電素子30の中心とは、給電素子30のx軸方向の中点とy軸方向の中点とを結んだ位置である。ここで、横軸は穴径を示し、縦軸は相対利得を示す。図示のごとく、穴径が3mmより大きくなると、相対利得が低下する。図3(b)は、所望の共振周波数を5.8GHz帯に設定した場合の波長と長さとの関係を示す。これを参照すると、図3(a)をもとに、穴部32の径が、アンテナ100の共振周波数における波長の1/8以下の長さにされる。
図6(a)−(f)は、無給電素子50の形状による効果を示す。図6(a)−(c)は、アンテナ100の比較対象となる従来のアンテナ170の構造を示す上面図である。なお、これらのアンテナ170では、図1(a)の第2領域26の部分が省略される。図6(a)のアンテナ170では、誘電体基板110の中央部分に給電素子130が配置される。ここで、誘電体基板110、給電素子130は、誘電体基板10、給電素子30に対応する。給電素子130ではx軸方向の外縁部とy軸方向の外縁部とが交差しており、そのうちの少なくとも1つの長さは、アンテナ170の共振周波数における波長λの1/2の長さにされる。
これまでの説明では、図1(a)のアンテナ100から第2領域26を省略していた。以下では、第2領域26を含めたアンテナ100の構造を説明する。図13は、給電点40とスリット22の配置による効果を示す。ここでは、4つの構造を説明する。構造Hから構造Jは、アンテナ100の比較対象となるアンテナ170の構造を示す。構造Hは、図6(a)、図9(a)と同様の構造を有したアンテナ170である。マイクロストリップライン138は、給電素子130からy軸の負方向に延び、給電素子130側とは反対の端部において給電点140を接続する。また、誘電体基板110において給電素子130とは反対側にグランド素子120が配置される。ここで、グランド素子120、マイクロストリップライン138、給電点140は、グランド素子20、マイクロストリップライン38、給電点40に対応する。構造Hの電流分布によって、前述のごとく、天頂方向へのアンテナ指向性が形成される。
(項目1−1)
誘電体基板と、
前記誘電体基板の第1面側に配置されるグランド素子と、
前記誘電体基板の第2面側に配置される給電素子と、
前記給電素子の内側に配置される穴部と、
前記穴部の内側に配置されるランド部と、
前記給電素子と前記ランド部との間に配置される回路部と、
を備えることを特徴とするアンテナ。
前記誘電体基板を貫通し、前記グランド素子と前記ランド部とを接続するスルーホール部をさらに備えることを特徴とする項目1−1に記載のアンテナ。この場合、スルーホール部が配置されるので、グランド素子とランド部とを電気的に接続できる。
(項目1−3)
前記穴部の径は、本アンテナの共振周波数における波長の1/8以下の長さであることを特徴とする項目1−1または項目1−2に記載のアンテナ。この場合、穴部の径を、本アンテナの共振周波数における波長の1/8以下の長さにするので、穴部による影響を低減できる。
(項目1−4)
前記穴部は、前記給電素子の中心から、本アンテナの共振周波数における波長の1/20までの長さの範囲内に形成されることを特徴とする項目1−1から項目1−3のいずれかに記載のアンテナ。この場合、給電素子の中心から、本アンテナの共振周波数における波長の1/20までの長さの範囲内に穴部を形成するので、穴部による影響を低減できる。
(項目1−5)
前記回路部は、スタブパターンとして形成されることを特徴とする項目1−1から項目1−4のいずれかに記載のアンテナ。この場合、スタブパターンとして回路部を形成するので、回路部品数を減少できる。
アンテナであって、
誘電体基板と、
前記誘電体基板の一面側に配置される給電素子と、
前記給電素子の周囲に配置される複数の無給電素子とを備え、
前記給電素子において交差する2つの外縁部のうちの少なくとも1つの方向における前記給電素子の長さは、本アンテナの共振周波数における波長の1/2の長さより短く、
前記複数の無給電素子のそれぞれにおいて、前記給電素子に対向する側の外縁部の長さは、前記給電素子の長さよりも短いことを特徴とするアンテナ。
前記複数の無給電素子のそれぞれと前記給電素子との間隔は、本アンテナの共振周波数における波長の1/10の長さより短いことを特徴とする項目2−1に記載のアンテナ。この場合、無給電素子と給電素子との間隔を、本アンテナの共振周波数における波長の1/10の長さより短くするので、無給電素子を反射板として使用できる。
(項目2−3)
前記複数の無給電素子のそれぞれにおいて、前記給電素子とは非対向側の外縁部の長さは、前記給電素子の長さよりも短いことを特徴とする項目2−1または項目2−2に記載のアンテナ。この場合、給電素子とは非対向側の無給電素子の外縁部の長さは給電素子の長さよりも短いので、アンテナ特性を向上できる。
(項目2−4)
前記複数の無給電素子のそれぞれにおいて、前記給電素子とは非対向側の外縁部の長さは、本アンテナの共振周波数における波長の1/5以上の長さであることを特徴とする項目2−3に記載のアンテナ。この場合、給電素子とは非対向側の無給電素子の外縁部の長さは、本アンテナの共振周波数における波長の1/5以上の長さであるので、アンテナ特性を向上できる。
(項目2−5)
前記無給電素子は、前記給電素子の角部を囲むように配置されることを特徴とする項目2−1から項目2−4のいずれかに記載のアンテナ。この場合、給電素子の角部を囲むように無給電素子を配置するので、素子面積を増加できる。
誘電体基板と、
前記誘電体基板の第1面側に配置されるグランド素子と、
前記グランド素子に形成されるスリットと、
前記誘電体基板の第2面側に配置される給電素子と、
前記給電素子に接続される給電点とを備え、
前記給電点は、前記給電素子に対して前記スリット側に配置されることを特徴とするアンテナ。
前記グランド素子は、
第1グランド素子と、
前記スリットを境界として、前記第1グランド素子からグランド電位が分離された第2グランド素子とを備え、
前記第1グランド素子は、前記第1面あるいは前記第2面と平行な投影面上において、前記給電素子に重複して配置されることを特徴とする項目3−1に記載のアンテナ。この場合、第1グランド素子と第2グランド素子とにグランド電位を分離するので、打ち消し合う成分を放射するようなグランド電流が低減されて、アンテナ特性を向上できる。
(項目3−3)
前記誘電体基板の第2面側に形成される電気回路部をさらに備え、
前記電気回路部は、前記第1面あるいは前記第2面と平行な投影面上において、前記第2グランド素子に重複して配置されることを特徴とする項目3−2に記載のアンテナ。この場合、第2グランド素子に重複する領域に電気回路部を実装するので、アンテナの使用用途を拡大できる。
Claims (3)
- 第1面と、前記第1面と反対の第2面を有する誘電体基板と、
前記第1面に配置され、面状の一つの第1グランド素子と、
前記第1面に配置され、面状の一つの第2グランド素子と、
前記第1面において、前記一つの前記第1グランド素子と前記一つの前記第2グランド素子の間に形成されるスリットと、
前記第2面において、前記誘電体基板を挟んで前記一つの前記第1グランド素子に対向するように配置され、平面視で略四角形である給電素子と、
前記第2面に配置され、前記面状の給電素子に接続された給電点と、を備え
前記第2面の前記給電点は、
前記誘電体基板を挟んで前記一つの前記第1グランド素子に対向するように配置され、かつ、
前記第2面の前記給電素子と、前記第2面において前記第1面のスリットに対応する部分との間に配置された、
アンテナ装置。 - 請求項1に記載のアンテナ装置であって、
前記給電素子の前記略四角形は、少なくとも一つの角が取れている、
アンテナ装置。 - 請求項1又は請求項2に記載のアンテナ装置であって、
前記誘電体基板の前記第2面に形成された電気回路部をさらに備え、
前記電気回路部は、前記誘電体基板を挟んで前記一つの前記第2グランド素子に対向す
るように配置された、
アンテナ装置。
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