JP7342966B2 - アンテナ装置およびそれを備えた無線通信デバイス - Google Patents

アンテナ装置およびそれを備えた無線通信デバイス Download PDF

Info

Publication number
JP7342966B2
JP7342966B2 JP2021554244A JP2021554244A JP7342966B2 JP 7342966 B2 JP7342966 B2 JP 7342966B2 JP 2021554244 A JP2021554244 A JP 2021554244A JP 2021554244 A JP2021554244 A JP 2021554244A JP 7342966 B2 JP7342966 B2 JP 7342966B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
antenna
conductor
antenna conductor
tip edge
point
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2021554244A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2021085055A5 (ja
JPWO2021085055A1 (ja
Inventor
翔太 高城
正裕 伊澤
泰夫 田保
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Murata Manufacturing Co Ltd filed Critical Murata Manufacturing Co Ltd
Publication of JPWO2021085055A1 publication Critical patent/JPWO2021085055A1/ja
Publication of JPWO2021085055A5 publication Critical patent/JPWO2021085055A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7342966B2 publication Critical patent/JP7342966B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/30—Resonant antennas with feed to end of elongated active element, e.g. unipole
    • H01Q9/40—Element having extended radiating surface
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/48—Earthing means; Earth screens; Counterpoises
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/50—Structural association of antennas with earthing switches, lead-in devices or lightning protectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/20—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements characterised by the operating wavebands
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/20—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements characterised by the operating wavebands
    • H01Q5/25—Ultra-wideband [UWB] systems, e.g. multiple resonance systems; Pulse systems
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/30—Arrangements for providing operation on different wavebands
    • H01Q5/307—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way
    • H01Q5/314—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way using frequency dependent circuits or components, e.g. trap circuits or capacitors
    • H01Q5/321—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way using frequency dependent circuits or components, e.g. trap circuits or capacitors within a radiating element or between connected radiating elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/30—Arrangements for providing operation on different wavebands
    • H01Q5/307—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way
    • H01Q5/342—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way for different propagation modes
    • H01Q5/357—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way for different propagation modes using a single feed point
    • H01Q5/364—Creating multiple current paths
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H01Q9/0421—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna with a shorting wall or a shorting pin at one end of the element

Landscapes

  • Details Of Aerials (AREA)
  • Support Of Aerials (AREA)

Description

本発明は、アンテナ装置およびそれを備えた無線通信デバイスに関する。
例えば、特許文献１には、広帯域特性を維持しつつ小型化を図ったボウタイアンテナが開示されている。給電点から離れる方向に延在し、給電点から遠ざかるにしたがって幅が広がる形状を一対のアンテナ導体それぞれが備えることにより、ボウタイアンテナは広帯域特性を有する。
特開２０１０－２６３５２４号公報
ところで、広帯域の第１の周波数帯で通信する小型化されたアンテナ装置に対して、他の第２の周波数帯でも使用できるように、すなわちデュアルバンドに対応できるように求められている。しかしながら、第２の周波数帯が第１の周波数帯に比べて低い周波数帯である場合、その第２の周波数帯に対応するためにアンテナ長を長くする必要がある。その結果、アンテナ装置が大型化する。
そこで、本発明は、広帯域の高い周波数帯で通信するアンテナ装置を、大型化を抑制しつつ低い周波数帯でも通信可能にすることを課題とする。
上記技術的課題を解決するために、本発明の一態様によれば、
給電点と、
前記グランド導体から離れる方向に前記給電点から延在し、前記給電点から遠ざかるほど幅が広がる第１のアンテナ導体と、
前記第１のアンテナ導体の先端縁に対して間隔をあけて対向する第２のアンテナ導体と、
前記第１のアンテナ導体の先端縁と前記第２のアンテナ導体とをキャパシタを介して接続する第１の接続部と、
前記第１のアンテナ導体の先端縁と前記第２のアンテナ導体とをインダクタまたはゼロオーム抵抗を介して接続する第２の接続部と、を有し、
前記第１の接続部と前記第１のアンテナ導体との第１の接続点が、前記第２の接続部と前記第１のアンテナ導体との第２の接続点に比べて、前記第１のアンテナ導体の先端縁の中央に近い、アンテナ装置が提供される。
さらに、本発明の異なる態様によれば、
上述のアンテナ装置と、
前記アンテナ装置の給電点に給電する給電回路と、を含む無線通信デバイスが提供される。
本発明によれば、広帯域の高い周波数帯で通信するアンテナ装置を、大型化を抑制しつつ低い周波数帯でも通信可能にすることができる。
本発明の実施の形態１に係るアンテナ装置を備える無線通信デバイスの上面図 無線通信デバイスの部分拡大図 比較例のアンテナ装置を備える無線通信デバイスの部分拡大図 実施の形態１（実施例１）に係るアンテナ装置と比較例のアンテナ装置それぞれのリターンロスの周波数特性（整合済み）を示す図 本発明の実施の形態２に係るアンテナ装置を備える無線通信デバイスの部分拡大図 実施の形態１（実施例１）に係るアンテナ装置と実施の形態２（実施例２）に係るアンテナ装置それぞれのリターンロスの周波数特性（整合済み）を示す図 本発明の実施の形態３に係るアンテナ装置を備える無線通信デバイスの部分拡大図 ショート導体とグランド導体との間およびショート導体と第１のアンテナ導体との間に配置されたインダクタのインダクタンス値と周波数帯の帯域幅との関係を示す図 本発明の実施の形態４に係るアンテナ装置を備える無線通信デバイスの部分拡大図 本発明の実施の形態５に係るアンテナ装置を備える無線通信デバイスの部分拡大図 本発明の実施の形態６に係るアンテナ装置を備える無線通信デバイスの部分拡大図 本発明の実施の形態７に係るアンテナ装置を備える無線通信デバイスの部分拡大図 本発明の実施の形態８に係るアンテナ装置を備える無線通信デバイスの部分拡大図 本発明の実施の形態９に係るアンテナ装置を備える無線通信デバイスの部分拡大図 本発明の実施の形態１０に係るアンテナ装置を備える無線通信デバイスの部分拡大図
本発明の一態様のアンテナ装置は、給電点と、前記グランド導体から離れる方向に前記給電点から延在し、前記給電点から遠ざかるほど幅が広がる第１のアンテナ導体と、前記第１のアンテナ導体の先端縁に対して間隔をあけて対向する第２のアンテナ導体と、前記第１のアンテナ導体の先端縁と前記第２のアンテナ導体とをキャパシタを介して接続する第１の接続部と、前記第１のアンテナ導体の先端縁と前記第２のアンテナ導体とをインダクタまたはゼロオーム抵抗を介して接続する第２の接続部と、を有し、前記第１の接続部と前記第１のアンテナ導体との第１の接続点が、前記第２の接続部と前記第１のアンテナ導体との第２の接続点に比べて、前記第１のアンテナ導体の先端縁の中央に近い。
このような態様によれば、広帯域の高い周波数帯で通信するアンテナ装置を、大型化を抑制しつつ低い周波数帯でも通信可能にすることができる。
例えば、前記第１の接続点が前記第１のアンテナ導体の先端縁の中央に位置してもよく、前記第２の接続点が前記第１のアンテナ導体の先端縁の一方の端に位置してもよい。
例えば、前記アンテナ装置が、前記給電点に接続されたグランド導体を、さらに有してもよい。この場合、前記第１のアンテナ導体が、前記グランド導体から離れる方向に延在する。
例えば、前記アンテナ装置が、一端が前記第１のアンテナ導体に接続され、他端が前記グランド導体に接続されているショート導体を、さらに有してもよい。この場合、前記ショート導体と前記第１のアンテナ導体との第３の接続点が、前記第１の接続点よりも前記第２の接続点に近い方が好ましい。
例えば、前記ショート導体の一端がインダクタを介して前記第１のアンテナ導体に接続され、前記ショート導体の他端がインダクタを介して前記グランド導体に接続されてもよい。
例えば、前記第２のアンテナ導体の幅が、前記先端縁の長さに対して等しくてもよく、または大きくてもよい。
例えば、前記第１のアンテナ導体が前記先端縁を底辺とする三角形状であってもよく、前記第２のアンテナ導体が矩形状であってもよい。
例えば、前記第１のアンテナ導体が２つの斜辺の長さが異なる三角形状であってもよい。
本発明の別の態様の無線通信デバイスは、前記アンテナ装置と、前記アンテナ装置の給電点に給電する給電回路と、を含んでいる。
このような態様によれば、広帯域の高い周波数帯で通信するアンテナ装置を、大型化を抑制しつつ低い周波数帯でも通信可能にすることができる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るアンテナ装置を備える無線通信デバイスの上面図である。また、図２は、無線通信デバイスの部分拡大図である。なお、図に示すＸ－Ｙ－Ｚ直交座標系は本発明の理解を容易にするためのものであって、発明を限定するものではない。また、本明細書では、Ｘ軸方向は幅方向であって、Ｙ軸方向は長さ方向である。
図１に示すように、本実施の形態１に係るアンテナ装置１０を備える無線通信デバイス５０は、無線通信可能な電子機器に搭載されて使用される。また、アンテナ装置１０は、相対的に高い周波数帯（ＨＢ帯）の周波数と相対的に低い周波数帯（ＬＢ帯）の周波数の通信が可能なデュアルバンド対応のアンテナ装置である。本実施の形態１の場合、高い周波数帯は、５ＧＨｚ帯（例えば５．１５～５．８５ＧＨｚ）であって、低い周波数帯は、２．４ＧＨｚ帯（例えば２．４～２．４８４ＧＨｚ）である。また、高い周波数帯は、低い周波数帯に比べて広帯域である。
図１に示すように、本実施の形態１の場合、アンテナ装置１０は、無線通信デバイス５０のベース基板５２上に設けられたグランド導体１２と、ベース基板５２上に設けられてグランド導体１２に接続された第１および第２のアンテナ導体１４、１６と、第１および第２のアンテナ導体１４、１６を接続する第１および第２の接続部１８、２０とを有する。
また、本実施の形態１の場合、アンテナ装置１０は、グランド導体１２と第１のアンテナ導体１４との間に設けられた給電点２２と整合回路２４とを有する。なお、この給電点２２には、無線通信デバイス５０に設けられた給電回路（図示せず）が接続されている。アンテナ装置１０は、給電点２２を介して給電回路から給電される。また、整合回路２４は、例えば、チップインダクタとチップコンデンサとを含むＬＣ共振回路である。
本実施の形態１の場合、アンテナ装置１０のグランド導体１２は、矩形状であって、絶縁材料から作製されたベース基板５２上に形成された、例えば銅などの導体パターンである。
本実施の形態１の場合、アンテナ装置１０の第１のアンテナ導体１４および第２のアンテナ導体１６は、ベース基板５２上に形成された、例えば銅などの導体パターンである。
第１のアンテナ導体１４は、グランド導体１２から離れる方向（Ｙ軸方向）に給電点２２から延在し、その給電点２２から遠ざかるほど幅（Ｘ軸方向のサイズ）が広がる形状を備える。
具体的には、第１のアンテナ導体１４は、給電点２２が設けられたグランド導体１２の端縁１２ａから離れるように長さ方向（Ｙ軸方向）に給電点２２から延在する。また、給電点２２から遠ざかるほど、すなわち、給電点２２に対して遠い遠位端の縁である先端縁１４ａに近づくほど、幅（Ｘ軸方向のサイズ）が線形的に広がる。本実施の形態１の場合、第１のアンテナ導体１４は、先端縁１４ａを底辺とし、残る２つの斜辺１４ｂ、１４ｃの長さが異なる三角形状を備える。また、第１のアンテナ導体１４の先端縁１４ａは、直線状であって、グランド導体１２の端縁１２ａに対して平行な状態で幅方向（Ｘ軸方向）に延在している。
第２のアンテナ導体１６は、第１のアンテナ導体１４の先端縁１４ａに対して間隔をあけて対向するように設けられている。
具体的には、第２のアンテナ導体１６は、長さ方向（Ｙ軸方向）に間隔をあけて第１のアンテナ導体１４の先端縁１４ａに対して対向配置されている。また、本実施の形態１の場合、第２のアンテナ導体１６は、第１のアンテナ導体１４の先端縁１４ａの長さに対して等しい幅（Ｘ軸方向のサイズ）を維持しつつ、長さ方向（Ｙ軸方向）に延在する矩形状を備える。その矩形状の第２のアンテナ導体１６は、その長さ（Ｙ軸方向のサイズ）が幅（Ｘ軸方向のサイズ）に比べて小さい。
第１の接続部１８は、第１のアンテナ導体１４と第２のアンテナ導体１６とをキャパシタを介して接続する。本実施の形態１の場合、第１の接続部１８は、所望のキャパシタンスを備えるチップコンデンサ２６を介して第１のアンテナ導体１４と第２のアンテナ導体１６とを接続する。なお、チップコンデンサ２６の代わりとして、第１のアンテナ導体１４から第２のアンテナ導体１６に向かって突出する突出部と第２のアンテナ導体１６から第１のアンテナ導体１４に向かって突出する突出部との間の隙間でキャパシタを形成してもよい。
第２の接続部２０は、第１のアンテナ導体１４と第２のアンテナ導体１６とをインダクタを介して接続する。本実施の形態１の場合、第２の接続部２０は、所望のインダクタンスを備えるチップインダクタ２８を介して第１のアンテナ導体１４と第２のアンテナ導体１６とを接続する。なお、チップインダクタ２８の代わりとして、所望のインダクタンスを備える形状（例えばミアンダ状）の導体パターンを介して第１のアンテナ導体１４と第２のアンテナ導体１６とが接続されてもよい。または、チップインダクタ２８の代わりとして、第２の接続部２０は、ゼロオーム抵抗を介して第１のアンテナ導体１４と第２のアンテナ導体１６とを接続してもよい。
また、第１および第２の接続部１８、２０は、第１の接続部１８と第１のアンテナ導体との接続点（第１の接続点）１８ａが第２の接続部２０と第１のアンテナ導体との接続点（第２の接続点）２０ａに比べて第１のアンテナ導体１４の先端縁１４ａの中央に近くなるように、第１および第２のアンテナ導体１４、１６の間に設けられている。
本実施の形態１の場合、第１の接続部１８と第１のアンテナ導体１４との接続点１８ａは、第１のアンテナ導体１４の先端縁１４ａの中央に位置する。これに対して、第２の接続部２０と第１のアンテナ導体１４との接続点２０ａは、第１のアンテナ導体１４の先端縁１４ａの一方の端に位置する。
このようなアンテナ装置１０によれば、高い周波数帯（５ＧＨｚ帯）の周波数で通信する場合、図２に示すように、電流ＩＨＢは、給電点２２から第１の接続部１８に向かって第１のアンテナ導体１４の幅中央を流れ、次に第１の接続部１８を流れ、そして第２のアンテナ導体１６をその長さ方向（Ｙ軸方向）に流れる。この電流の経路は、相対的に高い周波数の電流が、第２の接続部２０のインダクタ（チップインダクタ２８）に比べて第１の接続部１８のキャパシタ（チップコンデンサ２６）の方が流れやすいために生じる。この電流ＩＨＢの経路長が、高い周波数帯の周波数の波長の１／４に実質的に相当する。
一方、低い周波数帯（２．４ＧＨｚ帯）の周波数で通信する場合、電流ＩＬＢは、給電点２２から第２の接続部２０に向かって第１のアンテナ導体１４の斜辺１４ｂに沿って流れ、次に第２の接続部２０を流れ、そして第２のアンテナ導体１６をその幅方向（Ｘ軸方向）に流れる。この電流の経路は、相対的に低い周波数の電流が、第１の接続部１８のキャパシタ（チップコンデンサ２６）に比べて第２の接続部２０のインダクタ（チップインダクタ２８）の方が流れやすいために生じる。この電流ＩＬＢの経路長が、低い周波数帯の周波数の波長の１／４に実質的に相当する。
このような構成のアンテナ装置１０の効果について説明する。本実施の形態１に係るアンテナ装置１０の効率を表１に示す。
Figure 0007342966000001
表１は、本実施の形態１に係るアンテナ装置１０（実施例１）における２．４～２．４８４ＧＨｚの周波数帯（ＬＢ帯）での帯域平均効率と、５．１５～５．８５ＧＨｚの周波数帯（ＨＢ帯）での帯域平均効率を示している。
この実施例１のアンテナ装置１０における第１および第２のアンテナ導体１４、１６の設置領域は、図１に示すように、長さＬ１が９．５ｍｍであって幅Ｗ１が１１．５ｍｍの領域である。参考までに、ベース基板の長さＬ２は３５ｍｍであって幅Ｗ２は２５ｍｍである。また、第１の接続部１８のチップコンデンサ２６のキャパシタンスは０．１ｐＦであって第２の接続部２０のチップインダクタ２８のインダクタンスは１．１ｎＨである。
また、表１は、参考として、比較例のアンテナ装置におけるＬＢ帯での帯域平均効率とＨＢ帯での帯域平均効率を示している。
図３は、比較例のアンテナ装置を備える無線通信デバイスの部分拡大図である。
図３に示すように、比較例の無線通信デバイス１５０におけるアンテナ装置１１０は、給電点１２２から遠ざかるほど幅が広い三角形状のアンテナ導体１１４を有する。アンテナ導体１１４の設置面積は、本実施の形態１（実施例１）に係るアンテナ装置１０における第１および第２のアンテナ導体１４、１６の設置面積と概ね同一である。また、比較例のアンテナ装置１１０は、実施例１のアンテナ装置１０と同様の低い周波数帯ＬＢと高い周波数帯ＨＢで、給電点１２２とアンテナ導体１１４と間の整合をとる整合回路１２４を備える。
図４は、実施の形態１（実施例１）に係るアンテナ装置と比較例のアンテナ装置それぞれのリターンロスの周波数特性（整合済み）を示している。
図４に示すように、実施例１（破線）のアンテナ装置１０も、比較例（実線）のアンテナ装置１１０も、リターンロスが実用レベルの１０ｄＢ以上において、低い周波数帯ＬＢと高い周波数帯ＨＢとで整合がとれている。
上述の表１に示すように、比較例のアンテナ装置１１０は、高い周波数帯ＨＢでは、平均効率の値が－１．０ｄＢ（実用レベル）に比べて高く、良好な効率を備える。しかしながら、低い周波数帯ＬＢでは、平均効率の値が－２．２ｄＢであって好ましくない。
一方、実施例１の場合、高い周波数帯ＨＢと低い周波数帯ＬＢとの両方の平均効率がともに－１．０ｄＢに比べて高い。したがって、実施例１のアンテナ装置１０は、高い周波数帯ＨＢと低い周波数帯ＬＢの両方で高く良好な効率を備える。
したがって、広帯域の高い周波数帯で通信可能な比較例のアンテナ導体１１４を、実施例１のような第１のアンテナ導体１４と第２のアンテナ導体１６とに分割し、これらを第１および第２の接続部１８、２０で接続すれば、アンテナ導体の設置面積を実質的に拡大することなく、高い周波数帯および低い周波数帯の両方で良好な効率を得ることができる。
以上のような本実施の形態１によれば、広帯域の高い周波数帯で通信するアンテナ装置を、大型化を抑制しつつ低い周波数帯でも通信可能にすることができる。
（実施の形態２）
本実施の形態２は、上述の実施の形態１の改良形態である。したがって、上述の実施の形態１と異なる点を中心に、本実施の形態２について説明する。なお、上述の実施の形態１の構成要素と実質的に同一である本実施の形態２の構成要素には、同一の符号が付されている。
図５は、本発明の実施の形態２に係るアンテナ装置を備える無線通信デバイスの部分拡大図である。
図５に示すように、本実施の形態２に係る無線通信デバイス２５０のアンテナ装置２１０において、第１のアンテナ導体１４は、給電点２２を介してグランド導体１２に対して接続されることに加えて、ショート導体２３０を介してグランド導体１２に接続されている。すなわち、第１のアンテナ導体１４は、ショート導体２３０を介してグランド導体１２に短絡されている。
具体的には、ショート導体２３０は、第１のアンテナ導体１４に接続される一端と、グランド導体１２に接続される他端とを有する導体である。また、ショート導体２３０と第１のアンテナ導体１４との接続点（第３の接続点）２３０ａは、第１の接続部１８と第１のアンテナ導体１４との接続点（第１の接続点）１８ａから遠く、第２の接続部２０と第１のアンテナ導体１４との接続点（第２の接続点）２０ａに近い。すなわち、本実施の形態２の場合、グランド導体１２、第１のアンテナ導体１４、およびショート導体２３０は、１つの構成要素（例えば１つの導体パターン）として一体化されている。なお、接続点２０ａと接続点２３０ａは、本実施の形態２のように近い方が好ましい。
図６は、実施の形態１（実施例１）に係るアンテナ装置と実施の形態２（実施例２）に係るアンテナ装置それぞれのリターンロスの周波数特性（整合済み）を示している。
図６に示すように、ショート導体２３０を設けることにより（実施例２）、リターンロスが実用レベルの１０ｄＢ以上において、低い周波数帯の帯域幅が概ね２倍に拡大している。これは、低い周波数帯の周波数では、上述の実施の形態１（実施例１）のアンテナ装置１０がモノポールアンテナとして機能しているのに対して、本実施の形態２（実施例２）のアンテナ装置２１０が逆Ｆアンテナとして機能していることによる。
なお、表２に示すように、低い周波数帯の帯域幅が拡大しても、効率は大きく変わらない。本実施の形態２（実施例２）においても、上述の実施の形態１（実施例１）と同様に、高い周波数帯および低い周波数帯の両方で良好な効率を得ることができる。
Figure 0007342966000002
また、図５に示すように、ショート導体２３０は、絶縁材料から作製されたベース基板５２の端縁５２ａに沿って延在するように配置する方が好ましい。このようなショート導体２３０の配置により、低い周波数帯の場合、ベース基板５２の端縁５２ａに沿ったグランド導体１２の部分に電流が流れやすくなる。その結果、ショート導体２３０がベース基板５２の端縁５２ａから離れた位置に設けられる場合に比べて、低い周波数帯において、その帯域幅が拡大するとともに効率が高まる。
以上のような本実施の形態２によれば、上述の実施の形態１と同様に、広帯域の高い周波数帯で通信するアンテナ装置を、大型化を抑制しつつ低い周波数帯でも通信可能にすることができる。また、低い周波数帯の帯域幅を拡大することができる。
（実施の形態３）
本実施の形態３は、上述の実施の形態２の改良形態である。したがって、上述の実施の形態２と異なる点を中心に、本実施の形態３について説明する。なお、上述の実施の形態２の構成要素と実質的に同一である本実施の形態３の構成要素には、同一の符号が付されている。
図７は、本発明の実施の形態３に係るアンテナ装置を備える無線通信デバイスの部分拡大図である。
図７に示すように、本実施の形態３に係る無線通信デバイス３５０のアンテナ装置３１０において、第１のアンテナ導体１４は、ショート導体３３０を介してグランド導体１２に短絡されている。しかしながら、ショート導体３３０は、グランド導体１２や第１のアンテナ導体１４から独立した別の導体である。そのため、ショート導体３３０の一端がインダクタ、例えばチップインダクタ３３２を介して第１のアンテナ導体１４に接続され、他端もチップインダクタ３３２を介してグランド導体１２に接続されている。本実施の形態３の場合、ショート導体３３０とグランド導体１２との間のチップインダクタ３３２とショート導体３３０と第１のアンテナ導体１４との間のチップインダクタ３３２は、同一のインダクタンスを備える。なお、２つのチップインダクタ３３２は異なるインダクタンスを備えてもよい。
図８は、ショート導体とグランド導体との間およびショート導体と第１のアンテナ導体との間に配置されたインダクタのインダクタンス値と周波数帯の帯域幅との関係を示す図である。
図８に示すように、チップインダクタ３３２のインダクタンスが増加すると、高い周波数帯（ＨＢ帯）の帯域幅が拡大する。したがって、チップインダクタ３３２のインダクタンスを調節することにより、高い周波数帯を所望の帯域幅にすることができる。
なお、チップインダクタ３３２を介する接続の代わりに、ショート導体３３０の一端および他端を、一端と他端との間の部分と異なる幅に変更し、すなわち所望のインダクタンスを持つ形状で構成し、グランド導体１２および第１のアンテナ導体１４に接続してもよい。
以上のような本実施の形態３によれば、上述の実施の形態２と同様に、広帯域の高い周波数帯で通信するアンテナ装置を、大型化を抑制しつつ低い周波数帯でも通信可能にすることができる。また、低い周波数帯の帯域幅を拡大することができる。さらには、高い周波数帯の帯域幅も拡大することができる。
以上、複数の実施の形態１～３を挙げて本発明を説明したが、本発明の実施の形態はこれらに限らない。
例えば、上述の実施の形態１の場合、図２に示すように、第２のアンテナ導体１６は矩形状である。具体的には、第２のアンテナ導体１６は、幅（Ｘ軸方向のサイズ）が一定の状態で、長さ方向（Ｙ軸方向）に延在し、且つ、長さ（Ｙ軸方向のサイズ）が幅に比べて小さい矩形状である。また、その幅は、第１のアンテナ導体１４の先端縁１４ａの長さと同一の大きさである。しかしながら、本発明の実施の形態は、第２のアンテナ導体の形状を矩形状に限定しない。
図９～図１３それぞれは、本発明の実施の形態４～８に係るアンテナ装置を備える無線通信デバイスの部分拡大図である。
図９に示すように、実施の形態４に係る無線通信デバイス４５０のアンテナ装置４１０における第２のアンテナ導体４１６は、第２の接続部２０から幅方向（Ｘ軸方向）に離れるにしたがって長さ（Ｙ軸方向のサイズ）が大きくなる形状を備える。なお、第２のアンテナ導体４１６の幅（Ｘ軸方向のサイズ）は、第１のアンテナ導体１４の先端縁１４ａの長さと同一である。
また、図１０に示すように、実施の形態５に係る無線通信デバイス５５０のアンテナ装置５１０における第２のアンテナ導体５１６は、その長さ（Ｙ軸方向のサイズ）について、幅方向（Ｘ軸方向）の中央が両端に比べて大きい形状を備える。なお、第１のアンテナ導体１４の先端縁１４ａに対向する第２のアンテナ導体５１６の後端縁５１６ａは、直線状であって先端縁１４ａに対して平行である。また、第２のアンテナ導体５１６の幅（Ｘ軸方向のサイズ）は、第１のアンテナ導体１４の先端縁１４ａの長さと同一である。
さらに、図１１に示すように、実施の形態６に係る無線通信デバイス６５０のアンテナ装置６１０における第２のアンテナ導体６１６は、その長さ（Ｙ軸方向のサイズ）について、幅方向（Ｘ軸方向）の中央が両端に比べて小さい形状を備える。なお、第１のアンテナ導体１４の先端縁１４ａに対向する第２のアンテナ導体６１６の後端縁６１６ａに対して反対側の先端縁６１６ｂは、直線状であって第１のアンテナ導体１４の先端縁１４ａに対して平行である。また、第２のアンテナ導体６１６の幅（Ｘ軸方向のサイズ）は、第１のアンテナ導体１４の先端縁１４ａの長さと同一である。
このような実施の形態４～６も、上述の実施の形態１と同様に、広帯域の高い周波数帯で通信するアンテナ装置を、大型化を抑制しつつ低い周波数帯でも通信可能にすることができる。
さらにまた、図１２に示すように、実施の形態７に係る無線通信デバイス７５０のアンテナ装置７１０における第２のアンテナ導体７１６は、後端縁７１６ａと先端縁７１６ｂとが互いに平行であって、後端縁７１６ａの長さに比べて先端縁７１６ｂの長さが大きい台形形状を備える。その後端縁７１６ａの長さは、第１のアンテナ導体１４の先端縁１４ａに比べて大きい。
このような実施の形態７も、上述の実施の形態１と同様に、広帯域の高い周波数帯で通信するアンテナ装置を、大型化を抑制しつつ低い周波数帯でも通信可能にすることができる。さらに、高い周波数帯の帯域幅を拡大することができる。
実施の形態７に係るアンテナ装置７１０と異なり、図１３に示すように、実施の形態８に係る無線通信デバイス８５０のアンテナ装置８１０における第２のアンテナ導体８１６は、後端縁８１６ａと先端縁８１６ｂとが互いに平行であって且つ長さが等しい矩形状である。その後端縁８１６ａおよび先端縁８１６ｂの長さは、第１のアンテナ導体１４の先端縁１４ａの長さに比べて小さい。
このような実施の形態８も、上述の実施の形態１と同様に、広帯域の高い周波数帯で通信するアンテナ装置を、大型化を抑制しつつ低い周波数帯でも通信可能にすることができる。
また例えば、上述の実施の形態１の場合、図２に示すように、第１のアンテナ導体１４は、先端縁１４ａを底辺とする三角形状である。しかしながら、本発明の実施の形態は、第１のアンテナ導体の形状を三角形状に限定しない。
図１４および図１５それぞれは、本発明の実施の形態９および１０に係るアンテナ装置を備える無線通信デバイスの部分拡大図である。
図１４に示すように、実施の形態９に係る無線通信デバイス９５０のアンテナ装置９１０における第１のアンテナ導体９１４は、グランド導体１２に対して離れる方向（Ｙ軸方向）に給電点２２から延在し、給電点２２から遠ざかるほど幅（Ｘ軸方向のサイズ）が二次関数的に広がる形状、いわゆるおわん形状を備える。
また、図１５に示すように、実施の形態１０に係る無線通信デバイス１０５０のアンテナ装置１０１０における第１のアンテナ導体１０１４は、グランド導体１２に対して離れる方向（Ｙ軸方向）に給電点２２から延在し、給電点２２から遠ざかるほど幅（Ｘ軸方向のサイズ）が線形的に広がる形状、いわゆる台形形状を備える。
これらの実施の形態９および１０も、上述の実施の形態１と同様に、広帯域の高い周波数帯で通信するアンテナ装置を、大型化を抑制しつつ低い周波数帯でも通信可能にすることができる。
さらには、上述の実施の形態１の場合、図２に示すように、第１のアンテナ導体１４は、グランド導体１２から離れる方向に給電点２２から延在している。しかしながら、本発明の実施の形態はこれに限らない。例えば、ボウタイアンテナなどの自己補対アンテナのように、給電点から第１のアンテナ導体が延在しつつ、その反対方向に給電点から別のアンテナ導体が延在してもよい。
すなわち、本発明の実施の形態に係るアンテナ装置は、広義には、給電点と、前記グランド導体から離れる方向に前記給電点から延在し、前記給電点から遠ざかるほど幅が広がる第１のアンテナ導体と、前記第１のアンテナ導体の先端縁に対して間隔をあけて対向する第２のアンテナ導体と、前記第１のアンテナ導体の先端縁と前記第２のアンテナ導体とをキャパシタを介して接続する第１の接続部と、前記第１のアンテナ導体の先端縁と前記第２のアンテナ導体とをインダクタまたはゼロオーム抵抗を介して接続する第２の接続部と、を有し、前記第１の接続部と前記第１のアンテナ導体との第１の接続点が、前記第２の接続部と前記第１のアンテナ導体との第２の接続点に比べて、前記第１のアンテナ導体の先端縁の中央に近い、アンテナ装置である。
以上、複数の実施の形態を挙げて本発明を説明したが、ある実施の形態に対して少なくとも１つの別の実施の形態を全体としてまたは部分的に組み合わせて本発明に係るさらなる実施の形態とすることが可能であることは、当業者にとって明らかである。
本発明は、デュアルバンド対応のアンテナ装置に適用可能である。

Claims (11)

  1. 給電点と、
    前記給電点から延在し、前記給電点から遠ざかるほど幅が広がる第１のアンテナ導体と、
    前記第１のアンテナ導体の先端縁に対して間隔をあけて対向する第２のアンテナ導体と、
    前記第１のアンテナ導体の先端縁と前記第２のアンテナ導体とをキャパシタを介して接続する第１の接続部と、
    前記第１のアンテナ導体の先端縁と前記第２のアンテナ導体とをインダクタまたはゼロオーム抵抗を介して接続する第２の接続部と、を有し、
    前記第１の接続部と前記第１のアンテナ導体との第１の接続点が、前記第２の接続部と前記第１のアンテナ導体との第２の接続点に比べて、前記第１のアンテナ導体の先端縁の中央に近く、
    前記第１の接続点が、前記第１のアンテナ導体の先端縁の中央に位置し、
    前記第２の接続点が、前記第１のアンテナ導体の先端縁の一方の端に位置する、アンテナ装置。

  2. 前記給電点に接続されたグランド導体を、さらに有し、
    前記第１のアンテナ導体が、前記グランド導体から離れる方向に延在する、請求項１に記載のアンテナ装置。
  3. 一端が前記第１のアンテナ導体に接続され、他端が前記グランド導体に接続されているショート導体を、さらに有し、
    前記ショート導体と前記第１のアンテナ導体との第３の接続点が、前記第１の接続点よりも前記第２の接続点に近い、請求項２に記載のアンテナ装置。
  4. 前記ショート導体の一端が、インダクタを介して前記第１のアンテナ導体に接続され、
    前記ショート導体の他端が、インダクタを介して前記グランド導体に接続されている、請求項３に記載のアンテナ装置。
  5. 前記第２のアンテナ導体の幅が、前記先端縁の長さに対して等しいまたは大きい、請求項１から４のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
  6. 前記第１のアンテナ導体が、前記先端縁を底辺とする三角形状であって、
    前記第２のアンテナ導体が、矩形状である、請求項１から５のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
  7. 前記第１のアンテナ導体が、２つの斜辺の長さが異なる三角形状である、請求項６に記載のアンテナ装置。
  8. 給電点と、
    前記給電点から延在し、前記給電点から遠ざかるほど幅が広がる第１のアンテナ導体と、
    前記第１のアンテナ導体の先端縁に対して間隔をあけて対向する第２のアンテナ導体と、
    前記第１のアンテナ導体の先端縁と前記第２のアンテナ導体とをキャパシタを介して接続する第１の接続部と、
    前記第１のアンテナ導体の先端縁と前記第２のアンテナ導体とをインダクタまたはゼロオーム抵抗を介して接続する第２の接続部と、
    前記給電点に接続されたグランド導体と、
    一端が前記第１のアンテナ導体に接続され、他端が前記グランド導体に接続されているショート導体と、を有し、
    前記第１の接続部と前記第１のアンテナ導体との第１の接続点が、前記第２の接続部と前記第１のアンテナ導体との第２の接続点に比べて、前記第１のアンテナ導体の先端縁の中央に近く、
    前記第１のアンテナ導体が、前記グランド導体から離れる方向に延在し、
    前記ショート導体と前記第１のアンテナ導体との第３の接続点が、前記第１の接続点よりも前記第２の接続点に近い、アンテナ装置。
  9. 給電点と、
    前記給電点から延在し、前記給電点から遠ざかるほど幅が広がる第１のアンテナ導体と、
    前記第１のアンテナ導体の先端縁に対して間隔をあけて対向する第２のアンテナ導体と、
    前記第１のアンテナ導体の先端縁と前記第２のアンテナ導体とをキャパシタを介して接続する第１の接続部と、
    前記第１のアンテナ導体の先端縁と前記第２のアンテナ導体とをインダクタまたはゼロオーム抵抗を介して接続する第２の接続部と、を有し、
    前記第１の接続部と前記第１のアンテナ導体との第１の接続点が、前記第２の接続部と前記第１のアンテナ導体との第２の接続点に比べて、前記第１のアンテナ導体の先端縁の中央に近く、
    前記第２のアンテナ導体の幅が、前記先端縁の長さに対して等しいまたは大きい、アンテナ装置。
  10. 給電点と、
    前記給電点から延在し、前記給電点から遠ざかるほど幅が広がる第１のアンテナ導体と、
    前記第１のアンテナ導体の先端縁に対して間隔をあけて対向する第２のアンテナ導体と、
    前記第１のアンテナ導体の先端縁と前記第２のアンテナ導体とをキャパシタを介して接続する第１の接続部と、
    前記第１のアンテナ導体の先端縁と前記第２のアンテナ導体とをインダクタまたはゼロオーム抵抗を介して接続する第２の接続部と、を有し、
    前記第１の接続部と前記第１のアンテナ導体との第１の接続点が、前記第２の接続部と前記第１のアンテナ導体との第２の接続点に比べて、前記第１のアンテナ導体の先端縁の中央に近く、
    前記第１のアンテナ導体が、前記先端縁を底辺とする三角形状であって、
    前記第２のアンテナ導体が、矩形状である、アンテナ装置。
  11. 請求項１から１０のいずれか一項に記載のアンテナ装置と、
    前記アンテナ装置の給電点に給電する給電回路と、を含む無線通信デバイス。
JP2021554244A 2019-10-30 2020-10-06 アンテナ装置およびそれを備えた無線通信デバイス Active JP7342966B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019197528 2019-10-30
JP2019197528 2019-10-30
PCT/JP2020/037890 WO2021085055A1 (ja) 2019-10-30 2020-10-06 アンテナ装置およびそれを備えた無線通信デバイス

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JPWO2021085055A1 JPWO2021085055A1 (ja) 2021-05-06
JPWO2021085055A5 JPWO2021085055A5 (ja) 2022-06-20
JP7342966B2 true JP7342966B2 (ja) 2023-09-12

Family

ID=75715219

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021554244A Active JP7342966B2 (ja) 2019-10-30 2020-10-06 アンテナ装置およびそれを備えた無線通信デバイス

Country Status (4)

Country Link
US (1) US12051862B2 (ja)
JP (1) JP7342966B2 (ja)
CN (1) CN114667642A (ja)
WO (1) WO2021085055A1 (ja)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010105274A1 (en) 2009-03-13 2010-09-16 Qualcomm Incorporated Multi-band serially connected antenna element for multi-band wireless communication devices
WO2012124247A1 (ja) 2011-03-16 2012-09-20 パナソニック株式会社 アンテナ装置及び無線通信装置

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5774094A (en) * 1996-08-19 1998-06-30 Raytheon Company Complementary bowtie antenna
SE522522C2 (sv) * 1999-10-04 2004-02-10 Smarteq Wireless Ab Antennorgan
US6917334B2 (en) * 2002-04-19 2005-07-12 Skycross, Inc. Ultra-wide band meanderline fed monopole antenna
JP3964382B2 (ja) * 2003-11-11 2007-08-22 ミツミ電機株式会社 アンテナ装置
EP2182583B1 (en) * 2007-08-24 2016-08-10 Murata Manufacturing Co. Ltd. Antenna apparatus and radio communication device
JP5274102B2 (ja) * 2008-05-22 2013-08-28 原田工業株式会社 ２周波アンテナ
JP5373472B2 (ja) 2009-05-11 2013-12-18 矢崎総業株式会社 ボウタイアンテナ
US8081122B2 (en) * 2009-06-10 2011-12-20 Tdk Corporation Folded slotted monopole antenna
CN201498595U (zh) * 2009-09-07 2010-06-02 国基电子（上海）有限公司 印刷天线
WO2011053107A1 (en) * 2009-10-30 2011-05-05 Laird Technologies, Inc. Omnidirectional multi-band antennas
CN102110881B (zh) * 2009-12-25 2015-05-20 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 多频段天线
US8717245B1 (en) * 2010-03-16 2014-05-06 Olympus Corporation Planar multilayer high-gain ultra-wideband antenna
CN102394361B (zh) * 2011-06-29 2016-09-28 中兴通讯股份有限公司 一种超宽带天线及终端
US8860617B1 (en) * 2011-07-08 2014-10-14 Trivec-Avant Corporation Multiband embedded antenna
CN103229356A (zh) * 2011-10-27 2013-07-31 松下电器产业株式会社 天线装置以及无线通信装置
US9077066B1 (en) * 2012-03-14 2015-07-07 Amazon Technologies, Inc. Wideband tapered antenna with parasitic grounding element
TWI552442B (zh) * 2014-07-16 2016-10-01 啟碁科技股份有限公司 雙頻天線
WO2019003683A1 (ja) * 2017-06-27 2019-01-03 株式会社村田製作所 デュアルバンド対応アンテナ装置
JP7140145B2 (ja) * 2018-02-02 2022-09-21 Ａｇｃ株式会社 アンテナ装置、車両用窓ガラス及び窓ガラス構造
WO2023234436A1 (ko) * 2022-05-31 2023-12-07 엘지전자 주식회사 차량에 배치되는 광대역 안테나

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010105274A1 (en) 2009-03-13 2010-09-16 Qualcomm Incorporated Multi-band serially connected antenna element for multi-band wireless communication devices
WO2012124247A1 (ja) 2011-03-16 2012-09-20 パナソニック株式会社 アンテナ装置及び無線通信装置

Also Published As

Publication number Publication date
US12051862B2 (en) 2024-07-30
CN114667642A (zh) 2022-06-24
WO2021085055A1 (ja) 2021-05-06
JPWO2021085055A1 (ja) 2021-05-06
US20220224015A1 (en) 2022-07-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9190721B2 (en) Antenna device
US20020126049A1 (en) Antenna element
US9142888B2 (en) Antenna-device substrate and antenna device
JP5625829B2 (ja) アンテナ装置
EP3367505A1 (en) Antenna arrangement and a device comprising such an antenna arrangement
EP2660931B1 (en) Substrate for antenna device and antenna device
KR101092094B1 (ko) 확장된 그라운드를 이용한 광대역 안테나
JP6528414B2 (ja) アンテナ装置
TWI536666B (zh) 天線
JP6059001B2 (ja) アンテナ装置
JP7342966B2 (ja) アンテナ装置およびそれを備えた無線通信デバイス
JP6418390B2 (ja) アンテナ装置
KR100732113B1 (ko) 세라믹 안테나
JP2012253641A (ja) アンテナ装置
JP5958820B2 (ja) アンテナ装置
JP5995059B2 (ja) アンテナ装置
JP5617736B2 (ja) アンテナ装置
CN114503365A (zh) 天线装置以及具备天线装置的无线通信设备
JP6198049B2 (ja) アンテナ装置
JP6492883B2 (ja) アンテナ装置
JP7320196B2 (ja) アンテナ装置
JP5831754B2 (ja) アンテナ装置
JP6710952B2 (ja) アンテナ装置
JP6410147B2 (ja) アンテナ装置
JP6413891B2 (ja) アンテナ装置

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220412

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220412

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230418

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230609

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230801

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230814

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7342966

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150