JP7242598B2 - Antennas, wireless communication modules and wireless communication equipment - Google Patents
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Description
本開示は、アンテナ、無線通信モジュール及び無線通信機器に関する。 TECHNICAL FIELD The present disclosure relates to antennas, wireless communication modules, and wireless communication devices.
アレイアンテナ及びMIMO(Multiple-Input Multiple-Output)用のアンテナ等では、複数のアンテナ素子が近接して配置される。複数のアンテナ素子が近接して配置されると、アンテナ素子間の相互結合が大きくなり得る。アンテナ素子間の相互結合が大きくなると、アンテナ素子の放射効率が低下し得る。 Array antennas, multiple-input multiple-output (MIMO) antennas, and the like have a plurality of antenna elements arranged close to each other. Mutual coupling between antenna elements can increase when multiple antenna elements are placed in close proximity. Increased mutual coupling between antenna elements can reduce the radiation efficiency of the antenna elements.
従来のアンテナ素子間の相互結合を低減させる技術には、改善の余地がある。 Techniques for reducing mutual coupling between conventional antenna elements leave room for improvement.
本開示は、アンテナ素子間の相互結合が低減された、アンテナ、無線通信モジュール及び無線通信機器を提供することを目的とする。 An object of the present disclosure is to provide an antenna, a wireless communication module, and a wireless communication device with reduced mutual coupling between antenna elements.
本開示の一実施形態に係るアンテナは、
第1放射導体及び第1給電線を含み、第1周波数帯で共振する第1アンテナ素子と、
第2放射導体及び第2給電線を含み、第2周波数帯で共振する第2アンテナ素子と、
第1結合体と、を有し、
前記第2給電線は、キャパシタンス成分及びインダクタンス成分の何れかの第1成分を優位に、前記第1給電線に結合され、
前記第1結合体は、前記第1成分とは異なる第2成分を優位に、前記第1給電線と前記第2給電線とを結合し、
前記第1放射導体と前記第2放射導体は、第1方向において、共振波長の2分の1以下の間隔で第1平面に沿って並び、
前記第1放射導体と第2放射導体は、前記第1方向と交わる第2方向において、ずれて並ぶ。
An antenna according to an embodiment of the present disclosure comprises:
a first antenna element including a first radiation conductor and a first feeder line and resonating in a first frequency band;
a second antenna element including a second radiation conductor and a second feeder line and resonating in a second frequency band;
a first conjugate;
the second feed line is coupled to the first feed line with a first component of either a capacitance component or an inductance component dominant;
wherein the first coupler couples the first feeder line and the second feeder line with a second component different from the first component being dominant;
the first radiation conductor and the second radiation conductor are arranged along the first plane at an interval of one-half or less of the resonance wavelength in the first direction;
The first radiation conductor and the second radiation conductor are arranged with a shift in a second direction intersecting the first direction.
本開示の一実施形態に係る無線通信モジュールは、
上述のアンテナと、
前記第1給電線及び前記第2給電線の少なくとも何れかに電気的に接続されるRFモジュールと、を備える。
A wireless communication module according to an embodiment of the present disclosure includes:
an antenna as described above;
an RF module electrically connected to at least one of the first feed line and the second feed line.
本開示の一実施形態に係る無線通信機器は、
上述の無線通信モジュールと、
前記無線通信モジュールに電力を供給するバッテリと、を備える。
A wireless communication device according to an embodiment of the present disclosure includes:
the wireless communication module described above;
a battery that supplies power to the wireless communication module.
本開示の一実施形態に係るアンテナ、無線通信モジュール及び無線通信機器によれば、アンテナ素子間の相互結合が低減され得る。 An antenna, a wireless communication module, and a wireless communication device according to an embodiment of the present disclosure can reduce mutual coupling between antenna elements.
本開示において「誘電体材料」は、セラミック材料及び樹脂材料の何れかを組成として含み得る。セラミック材料は、酸化アルミニウム質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、ガラスセラミック焼結体、ガラス母材中に結晶成分を析出させた結晶化ガラス、及び、雲母若しくはチタン酸アルミニウム等の微結晶焼結体を含む。樹脂材料は、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、及び、液晶ポリマー等の未硬化物を硬化させたものを含む。 In the present disclosure, "dielectric material" can include either ceramic material or resin material as a composition. Ceramic materials include aluminum oxide sintered bodies, aluminum nitride sintered bodies, mullite sintered bodies, glass ceramic sintered bodies, crystallized glass in which crystal components are precipitated in a glass base material, and mica or titanium. Including microcrystalline sintered bodies such as aluminum oxide. Resin materials include cured uncured materials such as epoxy resins, polyester resins, polyimide resins, polyamideimide resins, polyetherimide resins, and liquid crystal polymers.
本開示において「導電性材料」は、金属材料、金属材料の合金、金属ペーストの硬化物、及び、導電性高分子の何れかを組成として含み得る。金属材料は、銅、銀、パラジウム、金、白金、アルミニウム、クロム、ニッケル、カドミウム鉛、セレン、マンガン、錫、バナジウム、リチウム、コバルト、及び、チタン等を含む。合金は、複数の金属材料を含む。金属ペースト剤は、金属材料の粉末を有機溶剤、及び、バインダとともに混練したものを含む。バインダは、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、及び、ポリエーテルイミド樹脂を含む。導電性ポリマーは、ポリチオフェン系ポリマー、ポリアセチレン系ポリマー、ポリアニリン系ポリマー、及び、ポリピロール系ポリマー等を含む。 In the present disclosure, the “conductive material” may include any one of a metal material, an alloy of metal materials, a hardened metal paste, and a conductive polymer as a composition. Metallic materials include copper, silver, palladium, gold, platinum, aluminum, chromium, nickel, cadmium lead, selenium, manganese, tin, vanadium, lithium, cobalt, titanium, and the like. An alloy includes multiple metallic materials. The metal paste contains powder of a metal material kneaded with an organic solvent and a binder. Binders include epoxy resins, polyester resins, polyimide resins, polyamideimide resins, and polyetherimide resins. Conductive polymers include polythiophene-based polymers, polyacetylene-based polymers, polyaniline-based polymers, polypyrrole-based polymers, and the like.
以下、本開示の実施形態について、図面を参照して説明する。図1乃至図12に示す構成要素において、同一構成要素には、同一符号を付す。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings. In the constituent elements shown in FIGS. 1 to 12, the same constituent elements are given the same reference numerals.
本開示の実施形態では、図1等に示す第1アンテナ素子31と第2アンテナ素子32とが広がる平面は、XY平面として示す。図2等に示す第1グラウンド導体61から図1等に示す第1放射導体41に向かう方向をZ軸の正方向として示し、その反対方向をZ軸の負方向として示す。本開示の実施形態では、X軸の正方向とX軸の負方向とを特に区別しない場合、X軸の正方向とX軸の負方向は、まとめて「X方向」と記載する。Y軸の正方向とY軸の負方向とを特に区別しない場合、Y軸の正方向とY軸の負方向は、まとめて「Y方向」と記載する。Z軸の正方向とZ軸の負方向とを特に区別しない場合、Z軸の正方向とZ軸の負方向は、まとめて「Z方向」と記載する。
In the embodiment of the present disclosure, the plane on which the
本開示の実施形態では、第1方向は、X方向として示す。第2方向は、Y方向として示す。 In embodiments of the present disclosure, the first direction is indicated as the X direction. The second direction is shown as the Y direction.
[アンテナの構造例1]
図1は、一実施形態に係るアンテナ10の斜視図である。図2は、図1に示すアンテナ10をZ軸の負方向側から見た斜視図である。図3は、図1に示すアンテナ10の一部を分解した斜視図である。
[Antenna structure example 1]
FIG. 1 is a perspective view of an
図1に示すように、アンテナ10は、基体20と、第1アンテナ素子31と、第2アンテナ素子32と、第1結合体70とを有する。
As shown in FIG. 1, the
基体20は、第1アンテナ素子31及び第2アンテナ素子32を支持する。基体20は、図1及び図2に示すように、四角柱である。ただし、基体20は、第1アンテナ素子31及び第2アンテナ素子32を支持可能であれば、任意の形状であってよい。
The
基体20は、誘電体材料を含み得る。基体20の比誘電率は、アンテナ10の所望の共振周波数に応じて、適宜調整されてよい。基体20は、図1及び図2に示すように、上面21及び下面22を含む。
第1アンテナ素子31は、第1周波数帯で共振する。第2アンテナ素子32は、第2周波数帯で共振する。第1周波数帯と第2周波数帯とは、アンテナ10の用途等に応じて、同一周波数帯に属してよいし、異なる周波数帯に属してよい。アンテナ10の用途等に応じて、第1アンテナ素子31及び第2アンテナ素子32の各々には、第1給電線51及び第2給電線52の各々から、第1アンテナ素子31及び第2アンテナ素子32を、同相で励振させる信号が給電されてよい。第1アンテナ素子31及び第2アンテナ素子32の各々には、第1給電線51及び第2給電線52の各々から、第1アンテナ素子31及び第2アンテナ素子32を、異なる位相で励振させる信号が給電されてよい。
The
第1アンテナ素子31は、図3に示すように、第1放射導体41及び第1給電線51を含む。第1アンテナ素子31は、第1グラウンド導体61をさらに含んでよい。第1アンテナ素子31は、第1グラウンド導体61を含むことで、マイクロストリップ型のアンテナとなる。第2アンテナ素子32は、図3に示すように、第2放射導体42と、第2給電線52を含む。第2アンテナ素子32は、第2グラウンド導体62をさらに含んでよい。第2アンテナ素子32は、第2グラウンド導体62を含むことで、マイクロストリップ型のアンテナとなる。
The
図1に示す第1放射導体41は、第1給電線51から供給された電力を、電磁波として放射する。第1放射導体41は、外部からの電磁波を、電力として第1給電線51に供給する。図1に示す第2放射導体42は、第2給電線52から供給された電力を、電磁波として放射する。第2放射導体42は、外部からの電磁波を、電力として第2給電線52に供給する。
The
第1放射導体41及び第2放射導体42の各々は、導電性材料を含み得る。第1放射導体41、第2放射導体42、第1給電線51、第2給電線52、第1グラウンド導体61、第2グラウンド導体62及び第1結合体70の各々は、同一の導電性材料を含んでよいし、異なる導電性材料を含んでよい。
Each of the
第1放射導体41及び第2放射導体42は、図1に示すように、平板状であってよい。第1放射導体41及び第2放射導体42は、XY平面に沿って広がり得る。第1放射導体41及び第2放射導体42は、基体20の上面21に位置する。第1放射導体41及び第2放射導体42の一部は、基体20の中に位置してよい。
The
本実施形態では、第1放射導体41及び第2放射導体42は、同一型の長方形状である。ただし、第1放射導体41及び第2放射導体42は、任意の形状であってよい。また、第1放射導体41及び第2放射導体42の各々は、異なる形状であってよい。
In this embodiment, the
第1放射導体41及び第2放射導体42の長手方向は、Y方向に沿う。第1放射導体41及び第2放射導体42の短手方向は、X方向に沿う。第1放射導体41は、長辺41a及び短辺41bを含む。第2放射導体42は、長辺42a及び短辺42bを含む。
The longitudinal direction of the
第1放射導体41と第2放射導体42は、長辺方向すなわちY方向において、ずれて並ぶ。第1放射導体41と第2放射導体42とがY方向において、ずれて並ぶことにより、長辺41aの一部と長辺42aの一部とが対向する。長辺41aの一部と長辺42aの一部とが対向することにより、隙間g1が生じる。
The
第1放射導体41と第2放射導体42は、アンテナ10の共振波長の2分の1以下の間隔で並ぶ。本実施形態では、図1に示すように、第1放射導体41と第2放射導体42は、互い対向する長辺41aと長辺42aとの間の隙間g1がアンテナ10の共振波長の2分の1以下となるように、並ぶ。
The
第1放射導体41にはY方向に沿って電流が流れる。電流が第1放射導体41をY方向に沿って流れると、XZ平面において第1放射導体41を囲む磁界が変化する。第2放射導体42にはY方向に沿って電流が流れる。電流が第2放射導体42をY方向に沿って流れると、XZ平面において第2放射導体42を囲む磁界が変化する。第1放射導体41を囲む磁界と、第2放射導体42を囲む磁界とは、相互に影響する。例えば、第1放射導体41及び第2放射導体42が同一又は互いに近い位相で励振すると、第1放射導体41及び第2放射導体42の各々を流れる電流の多くのが、同じ向きになる。互いに近い位相としては、双方の位相が、例えば、±60°以内、±45°以内、±30°以内の範囲にあるときが挙げられる。
A current flows through the
第1放射導体41及び第2放射導体42の各々を流れる電流の多くが同じ向きになるとき、第1放射導体41と第2放射導体42の間において、磁界結合が大きくなる。本実施形態では、第1放射導体41と第2放射導体42の間の磁界結合の大きさは、隙間g1のY方向における長さに依拠する。隙間g1のY方向における長さは、図3に示す間隔d1に相当する。間隔d1は、第1放射導体41と第2放射導体42との間のY方向における「ずれ量」ともいう。第1放射導体41と第2放射導体42の間の磁界結合の大きさは、間隔d1が小さいほど、小さくなり得る。
When most of the currents flowing through each of the
第1放射導体41及び第2放射導体42の各々を流れる電流の多くが逆向きになるとき、第1放射導体41と第2放射導体42の間において、容量結合が大きくなる。第1放射導体41の両端及び第2放射導体42の両端では、電界が大きくなる。つまり、第1放射導体41の41b及び第2放射導体42の42bでは、電界が大きくなる。本実施形態では、第1放射導体41と第2放射導体42の間の容量結合の大きさは、短辺41bと短辺41bとの間の間隔d1に依拠する。第1放射導体41と第2放射導体42の間の容量結合の大きさは、間隔d1が小さくなるほど、大きくなり得る。
When most of the currents flowing through each of the
ここで、第1放射導体41及び第2放射導体42の共振周波数が同一又は互いに近い場合、共振時に、第1放射導体41と第2放射導体42との間において結合が生じる。この共振時の結合は、偶モード及び奇モードという。偶モード及び奇モードは、まとめて「偶奇モード」ともいう。第1放射導体41及び第2放射導体42の間に偶奇モードが生じると、結合が生じていない場合とは異なる共振周波数で、第1放射導体41及び第2放射導体42の各々が共振する。第1放射導体41及び第2放射導体42が結合する多くの場合、磁界結合及び電界結合が同時に生じる。磁界結合及び電界結合のどちらかが支配的となると、最終的に第1放射導体41と第2放射導体との間の結合は、支配的な一方である磁界結合又は電界結合とみなし得る。本実施形態では、間隔d1を適宜調整することにより、第1放射導体41と第2放射導体との間の結合において、磁界結合又は電界結合の一方が支配的になることを低減させることができる。
Here, when the resonance frequencies of the
図3に示す第1給電線51は、第1放射導体41に電気的に接続される。第1給電線51は、インダクタンス成分が優位に第1放射導体41に結合される。ただし、第1給電線51は、第1放射導体41に磁気的に結合されてよい。この場合、第1給電線51は、キャパシタンス成分が優位に第1放射導体41に結合される。第1給電線51は、図2に示す第1グラウンド導体61の開口61aから、外部の機器等へ延在し得る。
The
図3に示す第2給電線52は、第2放射導体42に電気的に接続される。第2給電線52は、インダクタ成分が優位に第2放射導体42に結合される。ただし、第2給電線52は、第2放射導体42に磁気的に結合されてよい。この場合、第2給電線52は、キャパシタンス成分が優位に第2放射導体42に結合される。第2給電線52は、図2に示す第2グラウンド導体62の開口62aから、外部の機器等へ延在し得る。
The
第1給電線51は、第1放射導体41に電力を給電する。第1給電線51は、第1放射導体41からの電力を、外部の機器等に給電する。第2給電線52は、第2放射導体42に電力を給電する。第2給電線52は、第2放射導体42からの電力を、外部の機器等に給電する。
The
第1給電線51及び第2給電線52は、導電性材料を含み得る。第1給電線51及び第2給電線52の各々は、スルーホール導体又はビア導体等であってよい。第1給電線51及び第2給電線52は、基体20の中に位置し得る。第1給電線51は、図3に示すように、第1結合体70の第1導体71を貫通する。第2給電線52は、図3に示すように、第1結合体70の第2導体72を貫通する。
The
第1給電線51は、図3に示すように、基体20の中において、Z方向に沿って延びる。第1給電線51にはZ方向に沿って電流が流れる。電流が第1給電線51をZ方向に沿って流れると、XY平面において第1給電線51を囲む磁界が変化する。
The
第2給電線52は、図3に示すように、基体20の中において、Z方向に沿って延びる。第2給電線52にはZ方向に沿って電流が流れる。電流が第2給電線52をZ方向に沿って流れると、XY平面において第2給電線52を囲む磁界が変化する。
The
第1給電線51を囲む磁界と、第2給電線52を囲む磁界とは、干渉し得る。例えば、第1給電線51及び第2給電線52の各々を流れる電流の多くが同じ向きになるとき、第1給電線51を囲む磁界と、第2給電線52を囲む磁界は、干渉する。第1給電線51と第2給電線52は、第1給電線51を囲む磁界と第2給電線52を囲む磁界が干渉することにより、磁界結合され得る。
The magnetic field surrounding the
本開示では、第2給電線52は、キャパシタンス成分及びインダクタンス成分の何れかの第1成分を優位に、第1給電線51に結合される。上述のように、本実施形態では、第1給電線51と第2給電線52は、第1給電線51を囲む磁界と第2給電線52を囲む磁界が干渉することにより、磁界結合され得る。つまり、本実施形態では、第2給電線52は、第1成分としてのインダクタンス成分を優位に、第1給電線51に結合される。
In the present disclosure, the
図2に示す第1グラウンド導体61は、第1アンテナ素子31において基準となる電位を提供する。図2に示す第2グラウンド導体62は、第2アンテナ素子32において基準となる電位を提供する。第1グラウンド導体61及び第2グラウンド導体62の各々は、アンテナ10を備える機器のグラウンドに接続されてよい。
A
第1グラウンド導体61及び第2グラウンド導体62は、導電性材料を含み得る。第1グラウンド導体61及び第2グラウンド導体62は、平板状であってよい。第1グラウンド導体61及び第2グラウンド導体62は、基体20の下面22に位置する。第1グラウンド導体61及び第2グラウンド導体62の一部は、基体20の中に位置してよい。
The
第1グラウンド導体61は、第2グラウンド導体62に接続されてよい。第1グラウンド導体61及び第2グラウンド導体62は、図2に示すように、一体であってよい。第1グラウンド導体61及び第2グラウンド導体62は、単一の基体20と一体化されてよい。ただし、第1グラウンド導体61及び第2グラウンド導体62は、独立した別個の部材であってよい。この構成では、第1グラウンド導体61及び第2グラウンド導体62の各々は、別個に、基体20と一体化され得る。
The
第1グラウンド導体61及び第2グラウンド導体62は、図2に示すように、XY平面に沿って広がる。第1グラウンド導体61及び第2グラウンド導体62の各々は、Z方向において、第1放射導体41及び第2放射導体42の各々と離れて位置する。第1グラウンド導体61及び第2グラウンド導体62と、第1放射導体41と第2放射導体42との間には、基体20が介在する。第1グラウンド導体61は、Z方向において、第1放射導体41と対向する。第2グラウンド導体62は、Z方向において、第2放射導体42と対向する。本実施形態では、第1グラウンド導体61及び第2グラウンド導体62は、第1放射導体41及び第2放射導体42に応じた、長方形状である。ただし、第1グラウンド導体61及び第2グラウンド導体62は、第1放射導体41及び第2放射導体42に応じた、任意の形状であってよい。
The
本開示では、第1結合体70は、第1成分とは異なる第2成分を優位に、第1給電線51と第2給電線52とを結合する。上述のように、本実施形態では、第1成分は、インダクタンス成分である。従って、本実施形態では、第1結合体70は、第1成分とは異なる第2成分としてのキャパシタンス成分を優位に、第1給電線51と第2給電線52とを結合する。
In the present disclosure, the
具体的には、第1結合体70は、図3に示すように、第1導体71及び第2導体72を含む。第1導体71及び第2導体72の各々は、導電性材料を含み得る。第1導体71及び第2導体72の各々は、XY平面に沿って広がる。第1導体71及び第2導体72の各々は、図3に示すように、平板状である。第1導体71は、第1導体71を貫通する第1給電線51と、電気的に接続される。第2導体72は、第2導体72を貫通する第2給電線52と、電気的に接続される。図3に示すように、第1導体71の端部71aと、第2導体72の端部72aは、互いに対向する。第1導体71の端部71aと、第2導体72の端部72aとは、基体20を介して、静電容量を構成し得る。当該静電容量が構成されることにより、第1結合体70は、第2成分としてのキャパシタンス成分を優位に、第1給電線51と第2給電線52とを結合する。
Specifically, the first
ここで、第1放射導体41に対して第1給電線51が直接給電し、且つ第2放射導体42に対して第2給電線52が直接給電しているため、第1給電線51と第2給電線52との間の結合は、インダクタンス成分が優位の結合となる。この結合のインダクタンス成分と第1結合体70によるキャパシタンス成分とが回路的に並列関係となることにより、当該インダクタンス成分と当該キャパシタンス成分を含む反共振回路が構成される。この反共振回路によって、第1アンテナ素子31及び第2アンテナ素子32の間の透過特性において減衰極が生じる。この透過特性は、第1アンテナ素子31の入力ポートとなる第1給電線51から、第2アンテナ素子32の入力ポートとなる第2給電線52へ透過する電力の特性である。この透過特性に生じる減衰極によって、第1アンテナ素子31及び第2アンテナ素子32の間の干渉が少なくなる。
Here, since the
このように第1結合体70は、第1アンテナ素子31の入力ポートとなる第1給電線51と、第2アンテナ素子32の入力ポートとなる第2給電線52とを、第2成分を優位に結合する。第2成分は、第1給電線51自身と第2給電線52自身との間の結合において優位となる第1成分と異なる。第1成分と第2成分とが回路的に並列関係となることで、アンテナ10は、入力ポートに反共振回路を有する。
In this way, the first
以上のように、本実施形態に係るアンテナ10では、第2給電線52は、第1成分としてのインダクタンス成分を優位に、第1給電線51に結合される。第1結合体70は、第2成分としてのキャパシタンス成分を優位に、第1給電線51と第2給電線52とを結合する。ここで、第1給電線51と第2給電線52との間のキャパシタンス成分及びインダクタンス成分による結合係数K1は、結合係数Ke1と結合係数Km1とを用いて算出され得る。結合係数Ke1は、第1給電線51と第2給電線52との間のキャパシタンス成分による結合係数である。結合係数Km1は、第1給電線51と第2給電線52との間のインダクタンス成分による結合係数である。例えば、式:K1=(Ke12-Km12)/(Ke12+Km12)と表される。
As described above, in the
結合係数Km1は、第1給電線51及び第2給電線52の構成に応じて、決まり得る。例えば、結合係数Km1は、図3に示す第1給電線51と第2給電線52との間の隙間の長さが変わると、変化し得る。アンテナ10では、第1結合体70を適宜構成することにより、結合係数Ke1の大きさを調整することできる。アンテナ10では、結合係数Km1に応じて結合係数Ke1の大きさを調整することで、結合係数Km1と結合係数Ke1とが打ち消し合う程度を変更できる。アンテナ10では、結合係数Km1に応じた大きさの結合係数Ke1によって、結合係数Km1と結合係数Ke1とが打ち消し合い、結合係数K1が小さくなり得る。換言すると、アンテナ10では、第1給電線51と第2給電線52との間の相互結合が低減され得る。第1給電線51と第2給電線52との間の相互結合が低減されことで、第1アンテナ素子31及び第2アンテナ素子32の各々は、第1給電線51及び第2給電線52の各々からの電力によって、電磁波を効率良く放射することができる。
The coupling coefficient Km1 can be determined according to the configurations of the
本実施形態に係るアンテナ10では、第1放射導体41と第2放射導体42とが、Y方向において、ずれて並ぶ。第1放射導体41と第2放射導体42との間の磁界結合の大きさは、図3に示す間隔d1が小さいほど、小さくなり得る。第1放射導体41と第2放射導体42の間の容量結合の大きさは、図3に示す間隔d1が小さくなるほど、大きくなり得る。ここで、第1放射導体41と第2放射導体42との間の容量結合及び磁界結合による結合係数K2は、結合係数Ke2と結合係数Km2とを用いて算出され得る。結合係数Ke2は、第1放射導体41と第2放射導体42との間の容量結合の結合係数である。結合係数Km2は、第1放射導体41と第2放射導体42との間の磁界結合の結合係数である。例えば、式:K2=(Ke22-Km22)/(Ke22+Km22)と表される。
In the
結合係数K2は、結合係数Km2と結合係数Ke2とが打ち消し合うことにより、小さくなり得る。アンテナ10では、第1放射導体41と第2放射導体42との間のずれ量、すなわち間隔d1を適宜調整することにより、結合係数Km2と結合係数Ke2とが打ち消し合う程度を変更できる。つまり、アンテナ10では、間隔d1を適宜調整することにより、結合係数Km2と結合係数Ke2が打ち消し合い、結合係数K2が小さくなり得る。結合係数K2が小さくなることで、第1アンテナ素子31と第2アンテナ素子32の各々は、第1放射導体41及び第2放射導体42の各々によって、電磁波を効率良く放射することができる。
The coupling coefficient K2 can be reduced by canceling out the coupling coefficient Km2 and the coupling coefficient Ke2. In the
[アンテナの構造例2]
図4は、一実施形態に係るアンテナ110の斜視図である。図5は、図4に示すアンテナ110の一部を分解した斜視図である。
[Antenna structure example 2]
FIG. 4 is a perspective view of an
図4に示すように、アンテナ110は、基体20と、第1アンテナ素子31と、第2アンテナ素子32と、第1結合体70と、第1結合部74とを有する。アンテナ110は、第2結合部75をさらに有してよい。
As shown in FIG. 4 , the
第1結合部74は、第1放射導体41と第2給電線52とを結合する。第1結合部74は、第1放射導体41及び第2給電線52の構成に応じて、第1放射導体41と第2給電線52とを、キャパシタンス成分及びインダクタンス成分の何れかの成分を優位に、結合してよい。本実施形態では、第1結合部74は、第2成分としてのキャパシタンス成分を優位に、第1放射導体41と第2給電線52とを結合する。
The
具体的には、第1結合部74は、導電性材料を含み得る。第1結合部74は、基体20の中に位置する。第1結合部74は、Z方向において、第1放射導体41及び第2放射導体42の各々と離れて位置する。第1結合部74は、図5に示すように、L字型であってよい。L字型である第1結合部74は、片74a及び片74bを含む。片74aには、図5に示すように、第2給電線52が貫通する。片74aは、第2給電線52が貫通することにより、第2給電線52と電気的に接続される。図5に示すように、片74bは、片74aのX軸の負方向側の端部から、Y軸の負方向に向けて延在することにより、XY平面において、第1放射導体41の一部と重なる。第1結合部74は、片74bがXY平面において第1放射導体41の一部と重なることにより、第1放射導体41に容量結合される。第1結合部74は、片74aが第2給電線52と電気的に接続され、且つ片74bが第1放射導体41と容量的に接続されることにより、第2成分としてのキャパシタンス成分を優位に、第1放射導体41と第2給電線52とを結合する。
Specifically,
第1放射導体41と第2給電線52との間のキャパシタンス成分及びインダクタンス成分による結合係数K3は、結合係数Ke3と結合係数Km3とが打ち消し合うことにより、小さくなり得る。結合係数Ke3は、第1放射導体41と第2給電線52との間のキャパシタンス成分による結合係数である。結合係数Km3は、第1放射導体41と第2給電線52との間のインダクタンス成分による結合係数である。ここで、アンテナ110で使用される周波数及びアンテナ110の構成によっては、結合係数Km3が、結合係数Ke3よりも、大きくなることがある。このような構成において、第1結合部74を適宜構成することにより、結合係数Ke3と結合係数Km3とが打ち消し合う程度を変更することができる。つまり、第1結合部74を適宜構成することにより、結合係数Ke3と結合係数K3mとが打ち消し合い、結合係数K3が小さくなり得る。換言すると、第1放射導体41と第2給電線52との間の相互結合が小さくなり得る。
A coupling coefficient K3 due to the capacitance component and the inductance component between the
第2結合部75は、第2放射導体42と第1給電線51とを結合する。第2結合部75は、第2放射導体42及び第1給電線51の構成に応じて、第2放射導体42と第1給電線51とを、キャパシタンス成分及びインダクタンス成分の何れかの成分を優位に、結合してよい。本実施形態では、第2結合部75は、第2成分としてのキャパシタンス成分を優位に、第2放射導体42と第1給電線51とを結合する。
The
具体的には、第2結合部75は、導電性材料を含み得る。第2結合部75は、基体20の中に位置する。第2結合部75は、Z方向において、第1放射導体41及び第2放射導体42の各々と離れて位置する。第2結合部75は、図5に示すように、L字型であってよい。L字型である第2結合部75は、片75a及び片75bを含む。第2結合部75は、第1結合部74と同様に、片75aが第1給電線51と電気的に接続され、且つ片75bが第2放射導体42に容量結合されることにより、第2成分としてのキャパシタンス成分を優位に、第2放射導体42と第1給電線51とを結合する。
Specifically, the
第2放射導体42と第1給電線51との間のキャパシタンス成分及びインダクタンス成分による結合係数K4は、結合係数Ke4と結合係数Km4が打ち消し合うことにより、小さくなり得る。結合係数Ke4は、第2放射導体42と第1給電線51との間のキャパシタンス成分による結合係数である。結合係数Km4は、第2放射導体42と第1給電線51との間のインダクタンス成分による結合係数である。ここで、アンテナ110で使用される周波数及びアンテナ110の構成によっては、結合係数Km4が、結合係数Ke4よりも、大きくなることがある。このような構成において、第2結合部75を適宜構成することにより、結合係数Ke4と結合係数Km4とが打ち消し合う程度を変更することができる。つまり、第2結合部75を適宜構成することにより、結合係数Ke4と結合係数Km4とが打ち消し合い、結合係数K4が小さくなり得る。換言すると、第2放射導体42と第1給電線51との間の相互結合が小さくなり得る。
A coupling coefficient K4 due to the capacitance component and the inductance component between the
アンテナ110のその他の構成及び効果は、図1に示すアンテナ10の構成及び効果と同様である。
Other configurations and effects of the
[アレイアンテナの構造例1]
図6は、一実施形態に係るアンテナ210の平面図である。図6において、第1方向は、X方向とする。第2方向は、Y方向とする。
[Structure example 1 of array antenna]
FIG. 6 is a plan view of an
アンテナ210は、アレイアンテナであり得る。アンテナ210は、リニアアレイアンテナであってよい。
アンテナ210は、基体20と、複数のアンテナ素子としてのn個(n:3以上の整数)のアンテナ素子とを有する。本実施形態では、アンテナ210は、4つのアンテナ素子(n=4)、すなわち、第1アンテナ素子31と、第2アンテナ素子32と、第3アンテナ素子33と、第4アンテナ素子34とを有する。
The
アンテナ210の用途等に応じて、第1アンテナ素子31、第2アンテナ素子32、第3アンテナ素子33及び第4アンテナ素子34の各々には、第1給電線51乃至第4給電線54の各々から、第1アンテナ素子31等を、同相で励振させる信号が給電されてよい。又は、第1アンテナ素子31、第2アンテナ素子32、第3アンテナ素子33及び第4アンテナ素子34の各々には、第1給電線51乃至第4給電線54の各々から、第1アンテナ素子31等を、異なる位相で励振させる信号が給電されてよい。
Each of the
アンテナ210は、第1アンテナ素子31等の構成に応じて、図1に示す第1結合体70、図4に示す第1結合部74及び第2結合部75を適宜有してよい。
The
第3アンテナ素子33は、アンテナ210の用途等に応じて、第1周波数帯又は第2周波数帯で共振する。第3アンテナ素子33は、図1に示す第1アンテナ素子31又は第2アンテナ素子32と同様の構成であってよい。第3アンテナ素子33は、第3放射導体43及び第3給電線53を有する。第3放射導体43は、図1に示す第1放射導体41又は第2放射導体42と同様の構成であってよい。第3給電線53は、図3に示す第1給電線51又は第2給電線と同様の構成であってよい。
The
第4アンテナ素子34は、アンテナ210の用途等に応じて、第1周波数帯又は第2周波数帯で共振する。第4アンテナ素子34は、図1に示す第1アンテナ素子31又は第2アンテナ素子32と同様の構成であってよい。第4アンテナ素子34は、第4放射導体44及び第4給電線54を有する。第4放射導体44は、図1に示す第1放射導体41又は第2放射導体42と同様の構成であってよい。第4給電線54は、図3に示す第1給電線51又は第2給電線と同様の構成であってよい。
The
第1アンテナ素子31と、第2アンテナ素子32と、第3アンテナ素子33と、第4アンテナ素子34とは、X方向に沿って並ぶ。第1アンテナ素子31、第2アンテナ素子32、第3アンテナ素子33及び第4アンテナ素子34は、X方向において、アンテナ210の共振波長の4分の1以下の間隔で並んでよい。本実施形態では、第1放射導体41、第2放射導体42、第3放射導体43及び第4放射導体44は、間隔D1を置いて、X方向に沿って並ぶ。間隔D1は、アンテナ210の共振波長の4分の1以下である。
The
第nアンテナ素子としての第4アンテナ素子34が第1周波数で共振する構成では、第n放射導体としての第4放射導体44は、X方向において、アンテナ210の共振波長の2分の1以下の間隔で、第1放射導体41と並んでよい。本実施形態では、第1放射導体41と第4放射導体44は、間隔D2を置いて、X方向に沿って並ぶ。間隔D2は、アンテナ210の共振波長の2分の1以下である。第4放射導体44は、直接的又は間接的に、第2放射導体42に結合されてよい。
In the configuration in which the
隣り合う第1アンテナ素子31及び第2アンテナ素子32は、図1に示す構成と同様に、Y方向において、ずれて並ぶ。同様に、隣り合う第2アンテナ素子32及び第3アンテナ素子33、Y方向において、ずれて並ぶ。同様に、隣り合う第3アンテナ素子33及び第4アンテナ素子34は、Y方向において、ずれて並ぶ。
The
[アレイアンテナの構造例2]
図7は、一実施形態に係るアンテナ310の平面図である。図9において、第1方向は、X方向とする。第2方向は、Y方向とする。
[Structure example 2 of array antenna]
FIG. 7 is a plan view of an
アンテナ310は、アレイアンテナであり得る。アンテナ310は、プレーナアンテナであってよい。
アンテナ310は、基体20と、第1アンテナ素子群81と、第2アンテナ素子群82とを有する。アンテナ310は、第2結合体76,77をさらに有してよい。アンテナ310は、第1アンテナ素子群81等の構成に応じて、図1に示す第1結合体70、図4に示す第1結合部74及び第2結合部75を適宜有してよい。
第1アンテナ素子群81及び第2アンテナ素子群82の各々は、X方向に沿って広がる。第1アンテナ素子群81と第2アンテナ素子群82は、Y方向に沿って並ぶ。第1アンテナ素子群81及び第2アンテナ素子群82の各々は、図6に示すアンテナ素子群と同様の構成であってよい。図6に示すアンテナ素子群とは、第1アンテナ素子31、第2アンテナ素子32、第3アンテナ素子33及び第4アンテナ素子34を含むものである。
Each of the first
第1アンテナ素子群81は、アンテナ素子331,332,333,334を含む。アンテナ素子331~343の各々は、図1に示す第1アンテナ素子31又は第2アンテナ素子32と同様の構成であってよい。アンテナ素子331,332,333,334の各々は、放射導体341,342,343,344を各々含む。放射導体341~344の各々は、図1に示す第1放射導体41又は第2放射導体42と同様の構成であってよい。
The first
第2アンテナ素子群82は、アンテナ素子335,336,337,338を含む。アンテナ素子335~338の各々は、図1に示す第1アンテナ素子31又は第2アンテナ素子32と同様の構成であってよい。アンテナ素子335,336,337,338の各々は、放射導体345,346,347,348を各々含む。放射導体345~348の各々は、図1に示す第1放射導体41又は第2放射導体42と同様の構成であってよい。
The second
アンテナ310の用途等に応じて、アンテナ素子331~338の各々には、アンテナ素子331~338の各々が含む給電線から、アンテナ素子331~338を、同相で励振させる信号が給電されてよい。又は、アンテナ素子331~338の各々には、アンテナ素子331~338の各々が含む給電線から、アンテナ素子331~338を、異なる位相で励振させる信号が給電されてよい。
Depending on the application of the
第1アンテナ素子群81において、アンテナ素子331~334は、X方向に沿って並ぶ。アンテナ素子331~334は、図1に示す構成と同様に、Y方向において、ずれて並ぶ。アンテナ素子331~334のうち、アンテナ素子332及びアンテナ素子334が、第2アンテナ素子群82の方に突出する。
In the first
第2アンテナ素子群82において、アンテナ素子335~338は、X方向に沿って並ぶ。アンテナ素子335~338は、図1に示す構成と同様に、Y方向において、ずれて並ぶ。アンテナ素子335~338のうち、アンテナ素子336及びアンテナ素子338が、第1アンテナ素子群81の方に突出する。
In the second
第1アンテナ素子群81の少なくとも1つは、磁界結合及び容量結合の一方が優位な第1結合方式で、第2アンテナ素子群82の少なくとも1つに結合される。本実施形態では、第1アンテナ素子群81のアンテナ素子332の放射導体342が、容量結合が優位となる第1結合方式で、第2アンテナ素子群82のアンテナ素子336の放射導体346に容量結合される。具体的には、放射導体342の短辺342cと、放射導体346の短辺346cとが、互いに対向する。互いに対向する短辺342cと短辺346cは、基体20を介して、静電容量を構成し得る。当該静電容量が構成されることにより、アンテナ素子332の放射導体342は、アンテナ素子336の放射導体346に、容量結合される。同様にして、第1アンテナ素子群81のアンテナ素子334の放射導体344が、容量結合が優位となる第1結合方式で、第2アンテナ素子群82のアンテナ素子338の放射導体348に結合される。
At least one of the first
第1アンテナ素子群81は、第1放射導体群91として、放射導体341,342,343,344を含む。第2アンテナ素子群82は、第2放射導体群92として、放射導体345,346,347,348を含む。
The first
第1放射導体群91において、隣り合う放射導体341と放射導体342は、図1に示す構成と同様に、Y方向において、ずれて並ぶ。同様に、隣り合う放射導体342と放射導体343は、Y方向において、ずれて並ぶ。同様に、隣り合う放射導体343と放射導体344は、Y方向において、ずれて並ぶ。
In the first
第2放射導体群92において、隣り合う放射導体345と放射導体346は、図1に示す構成と同様に、Y方向において、ずれて並ぶ。同様に、隣り合う放射導体346と放射導体347は、Y方向において、ずれて並ぶ。同様に、隣り合う放射導体347と放射導体348は、Y方向において、ずれて並ぶ。
In the second
第2結合体76は、第1結合方式とは異なる第2結合方式で、第1放射導体群91の放射導体342と、第2放射導体群92の放射導体346とを、結合する。本実施形態では、第2結合方式は、磁界結合が優位な結合方式となる。第2結合体76は、コイル等を含み得る。第2結合体76が放射導体342と放射導体346とを第2結合方式で結合することにより、放射導体342と放射導体346の間の相互結合が低減され得る。
The
第2結合体77は、第2結合方式で、第1放射導体群91の放射導体344と、第2放射導体群92の放射導体348とを、結合する。第2結合体77は、コイル等を含み得る。第2結合体77が放射導体344と放射導体348とを第2結合方式で結合することにより、放射導体344と放射導体348の間の相互結合が低減され得る。
The
[無線通信モジュール]
図8は、一実施形態に係る無線通信モジュール1のブロック図である。図9は、図8に示す無線通信モジュール1の概略構成図である。
[Wireless communication module]
FIG. 8 is a block diagram of the
無線通信モジュール1は、アンテナ11と、RFモジュール12と、回路基板14とを備える。回路基板14は、グラウンド導体13A及びプリント基板13Bを有する。
A
アンテナ11は、図1に示すアンテナ10を備える。ただし、アンテナ11は、図1に示すアンテナ10の代わりに、図7に示すアンテナ110、図8に示すアンテナ210及び図9に示すアンテナ310の何れかを備えてよい。アンテナ11は、第1給電線51及び第2給電線52を有する。アンテナ11は、グラウンド導体60を有する。グラウンド導体60は、図2に示す第1グラウンド導体61と第2グラウンド導体62とが一体化されたものである。
The
アンテナ11は、図9に示すように、回路基板14の上に位置する。アンテナ11の第1給電線51は、図9に示す回路基板14を介して、図8に示すRFモジュール12に接続される。アンテナ11の第2給電線52は、図9に示す回路基板14を介して、図8に示すRFモジュール12に接続される。アンテナ11のグラウンド導体60は、回路基板14が有するグラウンド導体13Aに電磁気的に接続される。
アンテナ11は、第1給電線51及び第2給電線52の両方を有するものに限られない。アンテナ11は、第1給電線51及び第2給電線52の一方の給電線を有するものであってよい。この構成では、回路基板14の構成は、1つの給電線を有するアンテナ11の構成に対応して、適宜変更され得る。例えば、RFモジュール12の接続端子は、1つであってよい。例えば、回路基板14は、RFモジュール12の接続端子と、アンテナ11の給電線とを接続する1つの導電線を有してよい。
The
グラウンド導体13Aは、導電性材料を含み得る。グラウンド導体13Aは、XY平面に広がり得る。
アンテナ11は、回路基板14と一体であってよい。アンテナ11と回路基板14とが一体である構成では、アンテナ11のグラウンド導体60は、回路基板14のグラウンド導体13Aと一体であってよい。
RFモジュール12は、アンテナ11に給電する電力を制御する。RFモジュール12は、ベースバンド信号を変調して、アンテナ11に供給する。RFモジュール12は、アンテナ11が受信した電気信号を、ベースバンド信号に変調する。
The
このような無線通信モジュール1は、アンテナ11を備えることにより、電磁波を効率良く放射することができる。
Such a
[無線通信機器]
図10は、一実施形態に係る無線通信機器2のブロック図である。図11は、図10に示す無線通信機器2の平面図である。図12は、図10に示す無線通信機器2の断面図である。
[Wireless communication equipment]
FIG. 10 is a block diagram of the
無線通信機器2は、基板3の上に位置し得る。基板3の材料は、任意の材料であってよい。無線通信機器2は、図10に示すように、無線通信モジュール1と、センサ15と、バッテリ16と、メモリ17と、コントローラ18とを備える。無線通信機器2は、図11に示すように、筐体19を備える。
A
センサ15は、例えば、速度センサ、振動センサ、加速度センサ、ジャイロセンサ、回転角センサ、角速度センサ、地磁気センサ、マグネットセンサ、温度センサ、湿度センサ、気圧センサ、光センサ、照度センサ、UVセンサ、ガスセンサ、ガス濃度センサ、雰囲気センサ、レベルセンサ、匂いセンサ、圧力センサ、空気圧センサ、接点センサ、風力センサ、赤外線センサ、人感センサ、変位量センサ、画像センサ、重量センサ、煙センサ、漏液センサ、バイタルセンサ、バッテリ残量センサ、超音波センサ又はGPS(Global Positioning System)信号の受信装置等を含んでよい。
The
バッテリ16は、無線通信モジュール1に電力を供給する。バッテリ16は、センサ15、メモリ17、及び、コントローラ18の少なくとも1つに電力を供給し得る。バッテリ16は、1次バッテリ及び二次バッテリの少なくとも一方を含み得る。バッテリ16のマイナス極は、図9に示す回路基板14のグラウンド端子に電気的に接続される。バッテリ16のマイナス極は、アンテナ11のグラウンド導体40に電気的に接続される。
A
メモリ17は、例えば半導体メモリ等を含み得る。メモリ17は、コントローラ18のワークメモリとして機能し得る。メモリ17は、コントローラ18に含まれ得る。メモリ17は、無線通信機器2の各機能を実現する処理内容を記述したプログラム、及び、無線通信機器2における処理に用いられる情報等を記憶する。
コントローラ18は、例えばプロセッサを含み得る。コントローラ18は、1以上のプロセッサを含んでよい。プロセッサは、特定のプログラムを読み込ませて特定の機能を実行する汎用のプロセッサ、及び、特定の処理に特化した専用のプロセッサを含んでよい。専用のプロセッサは、特定用途向けICを含んでよい。特定用途向けICは、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)ともいう。プロセッサは、プログラマブルロジックデバイスを含んでよい。プログラマブルロジックデバイスは、PLD(Programmable Logic Device)ともいう。PLDは、FPGA(Field-Programmable Gate Array)を含んでよい。コントローラ18は、1つ又は複数のプロセッサが協働するSoC(System-on-a-Chip)、及び、SiP(System In a Package)の何れかであってよい。コントローラ18は、メモリ17に、各種情報又は無線通信機器2の各構成部を動作させるためのプログラム等を格納してよい。
Controller 18 may include, for example, a processor. Controller 18 may include one or more processors. The processor may include a general-purpose processor that loads a specific program to execute a specific function, and a dedicated processor that specializes in specific processing. A dedicated processor may include an application specific IC. Application-specific ICs are also called ASICs (Application Specific Integrated Circuits). A processor may include a programmable logic device. A programmable logic device is also called a PLD (Programmable Logic Device). The PLD may include an FPGA (Field-Programmable Gate Array). Controller 18 may be either SoC (System-on-a-Chip) or SiP (System In a Package) with which one or more processors cooperate. The controller 18 may store in the
コントローラ18は、無線通信機器2から送信する送信信号を生成する。コントローラ18は、例えば、センサ15から測定データを取得してよい。コントローラ18は、測定データに応じた送信信号を生成してよい。コントローラ18は、無線通信モジュール1のRFモジュール12にベースバンド信号を送信し得る。
Controller 18 generates a transmission signal to be transmitted from
図11に示す筐体19は、無線通信機器2の他のデバイスを保護する。筐体19は、第1筐体19A及び第2筐体19Bを含み得る。
A
図12に示す第1筐体19Aは、XY平面に広がり得る。第1筐体19Aは、他のデバイスを支える。第1筐体19Aは、無線通信機器2を支持し得る。無線通信機器2は、第1筐体19Aの上面19aの上に位置する。第1筐体19Aは、バッテリ16を支持し得る。バッテリ16は、第1筐体19Aの上面19aの上に位置する。第1筐体19Aの上面19aの上には、無線通信モジュール1とバッテリ16とが、X方向に沿って並んでよい。
The
図12に示す第2筐体19Bは、他のデバイスを覆い得る。第2筐体19Bは、アンテナ11のZ軸の負方向側に位置する下面19bを含む。下面19bは、XY平面に沿って広がる。下面19bは、平坦に限られず、凹凸を含み得る。第2筐体19Bは、導体部材19Cを有し得る。導体部材19Cは、第2筐体19Bの内部、外側及び内側の少なくとも一方に位置する。導体部材19Cは、第2筐体19Bの上面及び側面の少なくとも一方に位置する。
A
図12に示す導体部材19Cは、アンテナ11と対向する。アンテナ11は、導体部材19Cと結合し、導体部材19Cを二次放射器として電磁波を放射することができる。アンテナ11と導体部材19Cが対向すると、アンテナ11と導体部材19Cとの間の容量的な結合が大きくなり得る。アンテナ11の電流方向が、導体部材19Cの延在する方向に沿うと、アンテナ11と導体部材19Cとの間の電磁気的な結合が大きくなり得る。この結合は、相互インダクタンスとなり得る。
A
本開示に係る構成は、以上説明してきた実施形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形又は変更が可能である。例えば、各構成部等に含まれる機能等は論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の構成部等を1つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。 The configuration according to the present disclosure is not limited to the embodiments described above, and many modifications and changes are possible. For example, the functions included in each component can be rearranged so as not to be logically inconsistent, and multiple components can be combined into one or divided.
例えば、上述の実施形態では、図7に示すように、第2結合体76は、放射導体342,346よりも、Z軸の負方向側に位置するものとして説明した。ただし、第2結合体76は、第2結合方式で放射導体342と放射導体346とを結合できれば、Z軸の負方向側に位置しなくてよい。例えば、第2結合体76は、放射導体342,346よりも、Z軸の正方向側に位置してよい。同様に、図7に示す第2結合体77は、第2結合方式で放射導体344と放射導体348とを結合できれば、Z軸の負方向側に位置しなくてよい。
For example, in the above-described embodiment, as shown in FIG. 7, the
本開示に係る構成を説明する図は、模式的なものである。図面上の寸法比率等は、現実のものと必ずしも一致しない。 The figures describing the configuration according to the present disclosure are schematic. The dimensional ratios and the like on the drawings do not necessarily match the actual ones.
本開示において「第1」、「第2」、「第3」等の記載は、当該構成を区別するための識別子の一例である。本開示における「第1」及び「第2」等の記載で区別された構成は、当該構成における番号を交換することができる。例えば、第1周波数は、第2周波数と識別子である「第1」と「第2」とを交換することができる。識別子の交換は同時に行われる。識別子の交換後も当該構成は区別される。識別子は削除してよい。識別子を削除した構成は、符号で区別される。本開示における「第1」及び「第2」等の識別子の記載のみに基づいて、当該構成の順序の解釈、小さい番号の識別子が存在することの根拠、及び、大きい番号の識別子が存在することの根拠に利用してはならない。 Descriptions such as “first”, “second”, and “third” in the present disclosure are examples of identifiers for distinguishing the configurations. Configurations that are differentiated in descriptions such as "first" and "second" in this disclosure may interchange the numbers in that configuration. For example, a first frequency can exchange identifiers "first" and "second" with a second frequency. The exchange of identifiers is done simultaneously. The configurations are still distinct after the exchange of identifiers. Identifiers may be deleted. Configurations from which identifiers have been deleted are distinguished by codes. Based solely on the description of identifiers such as "first" and "second" in this disclosure, the interpretation of the order of the configuration, the rationale for the presence of lower numbered identifiers, and the presence of higher numbered identifiers. should not be used as a basis for
1 無線通信モジュール
2 無線通信機器
3 基板
10,110,210,310 アンテナ
11 アンテナ
12 RFモジュール
13A グラウンド導体
13B プリント基板
14 回路基板
15 センサ
16 バッテリ
17 メモリ
18 コントローラ
19 筐体
19a 上面
19b 下面
19A 第1筐体
19B 第2筐体
19C 導体部材
20 基部
21 上面
22 下面
31 第1アンテナ素子
32 第2アンテナ素子
33 第3アンテナ素子
34 第4アンテナ素子(第nアンテナ素子)
41 第1放射導体
42 第2放射導体
43 第3放射導体
44 第4放射導体(第n放射導体)
41a,42a 長辺
41b,42b,342c,344c,346c,348c 短辺
51 第1給電線
52 第2給電線
53 第3給電線
54 第4給電線(第n給電線)
60 グラウンド導体
61 第1グラウンド導体
62 第2グラウンド導体
61a,62a 開口
70 第1結合体
71 第1導体
72 第2導体
71a,72a 端部
74 第1結合部
75 第2結合部
74a,74b,75a,75b 片
76,77 第2結合体
81 第1アンテナ素子群
82 第2アンテナ素子群
91 第1放射導体群
92 第2放射導体群
331,332,333,334,335,336,337,338 アンテナ素子
341,342,343,344,345,346,347,348 放射導体
g1,g2 隙間
D1,D2 間隔
1
41
41a, 42a
60
Claims (22)
第2放射導体及び第2給電線を含み、第2周波数帯で共振する第2アンテナ素子と、
第1結合体と、を有し、
前記第2給電線は、キャパシタンス成分及びインダクタンス成分の何れかの第1成分を優位に、前記第1給電線に結合され、
前記第1結合体は、前記第1成分とは異なる第2成分を優位に、前記第1給電線と前記第2給電線とを結合し、
前記第1放射導体と前記第2放射導体は、第1方向において、当該第1放射導体と当該第2放射導体の共振周波数の波長である共振波長の2分の1以下の間隔で第1平面に沿って並び、
前記第1放射導体と第2放射導体は、前記第1方向と交わる第2方向において、ずれて並ぶ、アンテナ。 a first antenna element including a first radiation conductor and a first feeder line and resonating in a first frequency band;
a second antenna element including a second radiation conductor and a second feeder line and resonating in a second frequency band;
a first conjugate;
the second feed line is coupled to the first feed line with a first component of either a capacitance component or an inductance component dominant;
wherein the first coupler couples the first feeder line and the second feeder line with a second component different from the first component being dominant;
The first radiating conductor and the second radiating conductor are spaced apart in the first direction by a distance equal to or less than half the resonance wavelength, which is the wavelength of the resonance frequency of the first radiating conductor and the second radiating conductor, on the first plane. line up along
The antenna, wherein the first radiation conductor and the second radiation conductor are arranged with a shift in a second direction intersecting the first direction.
前記第1周波数帯と前記第2周波数帯とは、同一周波数帯に属する、アンテナ。 An antenna according to claim 1,
The antenna, wherein the first frequency band and the second frequency band belong to the same frequency band.
前記第1周波数帯と前記第2周波数帯とは、異なる周波数帯に属する、アンテナ。 An antenna according to claim 1,
The antenna, wherein the first frequency band and the second frequency band belong to different frequency bands.
前記第1アンテナ素子は、第1グラウンド導体をさらに含む、アンテナ。 The antenna according to any one of claims 1 to 3,
The antenna, wherein the first antenna element further includes a first ground conductor.
前記第2アンテナ素子は、第2グラウンド導体をさらに含む、アンテナ。 An antenna according to claim 4,
The antenna, wherein the second antenna element further includes a second ground conductor.
前記第1グラウンド導体は、前記第2グラウンド導体に接続される、アンテナ。 An antenna according to claim 5,
The antenna, wherein the first ground conductor is connected to the second ground conductor.
前記第1グラウンド導体及び前記第2グラウンド導体は、一体であり、
前記第1グラウンド導体及び前記第2グラウンド導体は、単一の基体と一体化される、アンテナ。 An antenna according to claim 5 or 6,
the first ground conductor and the second ground conductor are integral;
The antenna, wherein the first ground conductor and the second ground conductor are integrated into a single substrate.
前記第1放射導体と前記第2給電線とを結合する第1結合部をさらに有する、アンテナ。 An antenna according to any one of claims 1 to 7,
The antenna further comprising a first coupling portion that couples the first radiation conductor and the second feeding line.
前記第1結合部は、前記第2成分を優位に、前記第1放射導体と前記第2給電線とを結合する、アンテナ。 An antenna according to claim 8,
The antenna according to claim 1, wherein the first coupling section couples the first radiation conductor and the second feeding line with the second component dominant.
前記第2放射導体と前記第1給電線とを結合する第2結合部をさらに有する、アンテナ。 An antenna according to any one of claims 1 to 9,
The antenna further comprising a second coupling portion that couples the second radiation conductor and the first feeding line.
前記第2結合部は、前記第2成分を優位に、前記第2放射導体と前記第1給電線とを結合する、アンテナ。 11. An antenna according to claim 10,
The antenna according to claim 1, wherein the second coupling section couples the second radiation conductor and the first feeding line with the second component dominant.
前記第1アンテナ素子及び前記第2アンテナ素子を含む複数のアンテナ素子を有し、
前記複数のアンテナ素子は、前記第1方向に沿って並び、
前記複数のアンテナ素子に含まれる、隣り合うアンテナ素子は、前記第2方向にずれて並ぶ、アンテナ。 An antenna according to any one of claims 1 to 11,
Having a plurality of antenna elements including the first antenna element and the second antenna element,
The plurality of antenna elements are arranged along the first direction,
The antenna, wherein adjacent antenna elements included in the plurality of antenna elements are aligned in the second direction with a shift.
前記複数のアンテナ素子は、前記第1方向において、共振波長の4分の1以下の間隔で、並ぶ、アンテナ。 13. An antenna according to claim 12,
The antenna, wherein the plurality of antenna elements are arranged in the first direction at intervals of a quarter or less of a resonance wavelength.
前記複数のアンテナ素子は、
第n放射導体及び第n給電線を含み、第1周波数帯で共振する第nアンテナ素子(n:3以上の整数)を有し、
前記第n放射導体は、前記第1方向において、共振波長の2分の1以下の間隔で前記第1放射導体と並ぶ、アンテナ。 14. An antenna according to claim 12 or 13,
the plurality of antenna elements,
Having an n-th antenna element (n: an integer of 3 or more) that resonates in a first frequency band, including an n-th radiation conductor and an n-th feeder line,
The antenna, wherein the n-th radiation conductor is aligned with the first radiation conductor in the first direction at an interval equal to or less than half the resonance wavelength.
前記第n放射導体は、直接的又は間接的に前記第2放射導体に結合される、アンテナ。 15. An antenna according to claim 14,
The antenna, wherein the n-th radiation conductor is directly or indirectly coupled to the second radiation conductor.
前記複数のアンテナ素子は、
前記第1方向に並ぶ第1アンテナ素子群と、
前記第1方向に並ぶ第2アンテナ素子群と、を含み、
前記第1アンテナ素子群の少なくとも1つは、磁界結合及び電界結合の一方が優位な第1結合方式で、前記第2アンテナ素子群の少なくとも1つに結合される、アンテナ。 An antenna according to any one of claims 12 to 15,
the plurality of antenna elements,
a first antenna element group arranged in the first direction;
and a second antenna element group arranged in the first direction,
At least one of the first antenna element group is coupled to at least one of the second antenna element group by a first coupling scheme in which one of magnetic coupling and electric coupling is dominant.
前記第1結合方式で結合される前記第1アンテナ素子群の少なくとも1つと前記第2アンテナ素子群の少なくとも1つとを、前記第1結合方式とは異なる第2結合方式で結合する第2結合体をさらに有し、
前記第1アンテナ素子群は、第1放射導体群を含み、
前記第2アンテナ素子群は、第2放射導体群を含み、
前記第1放射導体群に含まれる隣り合う放射導体は、前記第2方向においてずれて並ぶ、
アンテナ。 17. An antenna according to claim 16,
A second coupler for coupling at least one of the first antenna element group and at least one of the second antenna element group coupled by the first coupling scheme by a second coupling scheme different from the first coupling scheme. further having
The first antenna element group includes a first radiation conductor group,
The second antenna element group includes a second radiation conductor group,
Adjacent radiation conductors included in the first radiation conductor group are arranged with a shift in the second direction,
antenna.
前記第2放射導体群に含まれる隣り合う放射導体は、前記第2方向においてずれて並ぶ、
アンテナ。 18. An antenna according to claim 17,
Adjacent radiation conductors included in the second radiation conductor group are arranged with a shift in the second direction,
antenna.
前記複数のアンテナ素子の各々には、前記複数のアンテナ素子を同相で励振させる信号が給電される、アンテナ。 An antenna according to any one of claims 12 to 18,
An antenna, wherein each of the plurality of antenna elements is fed with a signal that excites the plurality of antenna elements in phase.
前記複数のアンテナ素子の各々には、前記複数のアンテナ素子を異なる位相で励振させる信号が給電される、アンテナ。 An antenna according to any one of claims 12 to 18,
An antenna, wherein each of the plurality of antenna elements is fed with a signal that excites the plurality of antenna elements with different phases.
前記第1給電線及び前記第2給電線の少なくとも何れかに電気的に接続されるRFモジュールと、を備える、無線通信モジュール。 An antenna according to any one of claims 1 to 20;
and an RF module electrically connected to at least one of the first feed line and the second feed line.
前記無線通信モジュールに電力を供給するバッテリと、を備える、無線通信機器。 a wireless communication module according to claim 21;
a battery that supplies power to the wireless communication module.
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