JP7540580B2 - アンテナ装置、及び、アンテナユニット - Google Patents

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Description

本開示は、アンテナ装置、及び、アンテナユニットに関する。
特許文献1は、アンテナ装置として、高バンド幅マルチバンド・アンテナを開示する。特許文献1のアンテナは、接地パッチ部材と、接地パッチ部材と略平行かつ間隔をあけて配置され、放射素子によって電気的に接続された付加パッチ部材と、付加パッチ部材と容量結合されたフィードラインとを備える。
特表2005-513844号公報
特許文献1のアンテナは、立体構造であるため、アンテナ自体の設置に必要なスペース(体積)が大きい。さらにアンテナで使用する周波数によっては、アンテナのサイズが更に大型化する場合がある。そのため、特許文献1のアンテナを用いる場合、機器の筐体内に他のアンテナ用のスペースを確保し難く、結果として複数のアンテナを設けることができない場合がある。
本開示は、省スペースで複数のアンテナを設けることができるアンテナ装置、及び、アンテナユニットを提供する。
本開示の一態様にかかるアンテナ装置は、グランド電極板と、グランド電極板に対向する1以上の第1放射電極板と、グランド電極板と1以上の第1放射電極板との間にある第2放射電極板と、1以上の第1放射電極板に接続される1以上の第1給電線と、1以上の第1給電線に接続されずに第2放射電極板に接続される第2給電線と、1以上の第1放射電極板をグランド電極板に接続せずに第2放射電極板をグランド電極板に接続するグランド線とを備える。1以上の第1放射電極板は、グランド電極板の厚み方向から見て第2放射電極板の内側にある。
本開示の一態様にかかるアンテナユニットは、1以上の第1放射電極板と、1以上の第1放射電極板に対向する第2放射電極板と、1以上の第1放射電極板に1以上の第1給電線を接続するための第1給電部と、第2放射電極板に第2給電線を接続するための第2給電部と、第2放射電極板を接地するための接地部とを備える。1以上の第1放射電極板は、1以上の第1放射電極板と第2放射電極板とが対向する方向から見て第2放射電極板の内側にある。
本開示の態様によれば、省スペースで複数のアンテナを設けることができる。
実施の形態1にかかるアンテナ装置の構成例の斜視図 図1のアンテナ装置の平面図 図2のA-A線断面図 図1のアンテナ装置の第2基板の底面図 図1のアンテナ装置の周波数特性のグラフ 図1のアンテナ装置のアイソレーション特性のグラフ 実施の形態2にかかるアンテナ装置の構成例の平面図 図7のB-B線断面図 図7のアンテナ装置の共振周波数の変化を説明するグラフ 実施の形態3にかかるアンテナ装置の構成例の平面図 図10のC-C線断面図 実施の形態4にかかるアンテナ装置の構成例の平面図 図12のD-D線断面図 実施の形態5にかかるアンテナ装置の構成例の断面図
以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。以下の実施の形態において説明する各図は、模式的な図であり、各図中の各構成要素の大きさ及び厚さそれぞれの比が、必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。また、各要素の寸法比率は図面に図示された比率に限られるものではない。
[1.実施の形態]
[1.1 実施の形態1]
[1.1.1 概要]
図1~図3は、実施の形態1にかかるアンテナ装置1を示す。特に、図1は、アンテナ装置1の構成例の斜視図である。図2は、アンテナ装置1の平面図である。図3は、図2のA-A線断面図である。
図1に示すように、アンテナ装置1は、グランド電極板2と、グランド電極板2に対向する1以上(図示例では3つ)の第1放射電極板3と、グランド電極板2と1以上の第1放射電極板3との間にある第2放射電極板4とを備える。図1及び図2に示すように、アンテナ装置1は、1以上の第1放射電極板3に接続される1以上(図示例では3つ)の第1給電線L1と、1以上の第1給電線L1に接続されずに第2放射電極板4に接続される第2給電線L2とを備える。図3に示すように、アンテナ装置1は、1以上の第1放射電極板3をグランド電極板2に接続せずに第2放射電極板4をグランド電極板2に接続するグランド線L3を備える。1以上の第1放射電極板3は、グランド電極板2の厚み方向から見て第2放射電極板4の内側にある。
図3に示すように、アンテナ装置1では、第2放射電極板4がグランド電極板2に対向し、グランド線L3を介してグランド電極板2に接続される。第2放射電極板4には第2給電線L2が接続される。第2放射電極板4及びグランド電極板2は、板状逆F型アンテナ(PIFA)を構成する。一方で、1以上(図示例では3つ)の第1放射電極板3が、第2放射電極板4に対向する。グランド線L3は、1以上の第1放射電極板3をグランド電極板2に接続せずに第2放射電極板4をグランド電極板2に接続する。よって、1以上(図示例では3つ)の第1放射電極板3に対して、第2放射電極板4は、グランドとして機能する。したがって、第1放射電極板3と第2放射電極板4とは、平面アンテナ(例えば、パッチアンテナ)を構成する。つまり、アンテナ装置1では、板状逆F型アンテナと平面アンテナとが第2放射電極板4を共用する。換言すれば、第2放射電極板4は、板状逆F型アンテナの放射電極板と平面アンテナのグランド電極板とを兼用する。
アンテナ装置1では、板状逆F型アンテナを構成する第2放射電極板4を用いて、平面アンテナが構成されている。そして、第2放射電極板4とともに平面アンテナを構成する第1放射電極板3は、グランド電極板2の厚み方向から見て第2放射電極板4の内側にある。よって、第2放射電極板4及びグランド電極板2で構成される板状逆F型アンテナのサイズ(平面サイズ)を大きくすることなく、平面アンテナを設けることができる。このように、本実施の形態のアンテナ装置1によれば、省スペースで複数のアンテナ(板状逆F型アンテナ及び平面アンテナ)を設けることができる。
[1.1.2 詳細]
以下、本実施の形態のアンテナ装置1について図面を参照して更に詳細に説明する。
図1に示すように、アンテナ装置1は、グランド電極板2と、3つの第1放射電極板3と、第2放射電極板4とを備える。グランド電極板2と、3つの第1放射電極板3と、第2放射電極板4とは、無線の送信又は受信に用いられる。
図1~図3に示すように、3つの第1放射電極板3は、グランド電極板2に対向する。第2放射電極板4は、グランド電極板2と3つの第1放射電極板3との間にある。換言すれば、グランド電極板2と3つの第1放射電極板3とは、第2放射電極板4に対して互いに反対側にある。
第1放射電極板3の各々は、第2放射電極板4とともに平面アンテナを構成する。図1~図3に示すように、各第1放射電極板3は、板状の電極である。各第1放射電極板3は、例えば、矩形状である。第1放射電極板3の形状は、第1放射電極板3及び第2放射電極板4で構成される平面アンテナを用いる無線通信の周波数帯域に応じて設定される。本実施の形態において、第1放射電極板3は、UWBによる無線通信の周波数帯域に対応する。
第2放射電極板4は、第1放射電極板3の各々とともに平面アンテナを構成する。更に、第2放射電極板4は、グランド電極板2とともに板状逆F型アンテナを構成する。第2放射電極板4は、板状の電極である。第2放射電極板4の形状は、第2放射電極板4及びグランド電極板2で構成される板状逆F型アンテナを用いる無線通信の周波数帯域に応じて設定される。本実施の形態において、第2放射電極板4は、Wi-Fiによる無線通信の周波数帯域に対応する。
図3に示すように、アンテナ装置1は、3つの第1放射電極板3に接続される3つの第1給電線L1と、3つの第1給電線L1に接続されずに第2放射電極板4に接続される第2給電線L2とを備える。更に、アンテナ装置1は、第1放射電極板3をグランド電極板2に接続せずに第2放射電極板4をグランド電極板2に接続するグランド線L3を備える。3つの第1給電線L1及び第2給電線L2は、例えば、外部回路に接続される。
図1に示すように、アンテナ装置1は、グランド電極板2が配置される第1基板5と、3つの第1放射電極板3及び第2放射電極板4が配置される第2基板6とを備える。図3に示すように、アンテナ装置1は、互いに取り外し可能に接続される第1コネクタ71及び第2コネクタ72を備える。詳しくは後述するが、第1コネクタ71と第2コネクタ72とは、第1基板5と第2基板6との電気的接続のために設けられる。
アンテナ装置1において、3つの第1放射電極板3及び第2放射電極板4が配置される第2基板6と、第2コネクタ72とは、アンテナユニット10を構成する。アンテナユニット10を、グランド電極板2が配置された第1基板5に接続することで、アンテナ装置1が得られる。つまり、アンテナ装置1は、アンテナユニット10の第2コネクタ72を第1基板5に配置された第1コネクタ71に接続してアンテナユニット10を第1基板5に接続することによって、構成される。
図1及び図2に示すように、第1基板5には、グランド電極板2及び第1コネクタ71が配置される。第1基板5は、矩形状である。図3に示すように、第1基板5の厚み方向の一面(図3における上面、以下、主面という)には、グランド電極板2及び第1コネクタ71が配置される。
グランド電極板2は、板状の電極である。グランド電極板2の電位は、アンテナ装置1の使用時において、グランド電位に設置される。グランド電極板2は、例えば、外部回路のグランドに接続される。グランド電極板2は、例えば、第1コネクタ71が配置される部分を除き、第1基板5の主面の全体を覆う。
図3に示すように、第2基板6は、第1基板5と間隔を空けて配置される。図1及び図2に示すように、第2基板6には、3つの第1放射電極板3と、第2放射電極板4と、第2コネクタ72とが配置される。図3に示すように、3つの第1放射電極板3は、第2基板6における第1基板5とは反対側の面(図3における上面)に配置される。第2放射電極板4は、第2基板6における第1基板5側の面(図3における下面)に配置される。
図1及び図2に示すように、第2基板6は、電極配置部61と、コネクタ配置部62と、連結部63とを有する。
電極配置部61には、3つの第1放射電極板3と第2放射電極板4とが配置される。より詳細には、3つの第1放射電極板3は、電極配置部61における第1基板5とは反対側の第1面61a(図3における上面)に配置される。第2放射電極板4は、電極配置部61における第1基板5側の第2面61b(図3における下面)に配置される。
図1及び図2に示すように、電極配置部61は、平面視においてL字型である。電極配置部61は、第1部位611と、第2部位612とを有する。第1部位611は、矩形状である。第1部位611には、2つの第1放射電極板3が配置される。第2部位612には、1つの第1放射電極板3が配置される。
図2に示すように、2つの第1放射電極板3は、第1部位611の長さ方向(図2における左右方向)に並べて配置される。第2部位612は、第1部位611に配置された2つの第1放射電極板3が並ぶ方向に交差する方向(図2における上下方向)において第1部位611から突出する。より詳細には、第2部位612は、第1部位611の幅方向(図2における上下方向)の第1端において、第1部位611の長さ方向(図2における左右方向)の第1端側から突出する。第2部位612は、矩形状である。
図2に示すように、3つの第1放射電極板3は、電極配置部61の第1面61aに、グランド電極板2の厚み方向から見てL字形に並ぶように配置される。このように、アンテナ装置1において、3つの第1放射電極板3は、グランド電極板2の厚み方向に直交するとともに互いに直交する第1方向(例えば、第1部位611の長さ方向)及び第2方向(例えば、第1部位611の幅方向)においてそれぞれ2つの第1放射電極板3が並ぶように配置される。これによれば、第1方向及び第2方向のそれぞれにおいて受信角度(AoA)の検出が可能となる。
図4は、アンテナ装置1の第2基板6の底面図である。図4に示すように、第2放射電極板4は、電極配置部61の第2面61bの全体を覆うように配置される。そのため、図4に示すように、3つの第1放射電極板3は、グランド電極板2の厚み方向から見て第2放射電極板4の内側にある。
コネクタ配置部62には第2コネクタ72が配置される。図1及び図2に示すように、コネクタ配置部62は、第1部位611に配置された2つの第1放射電極板3が並ぶ方向において第2部位612と並ぶ。更に、コネクタ配置部62は、第1部位611の幅方向(図2における上下方向)の第1端において、第1部位611の長さ方向(図2における左右方向)の第2端側に対向する。コネクタ配置部62は、矩形板状である。
連結部63は、電極配置部61とコネクタ配置部62とを連結する。図1及び図2に示すように、連結部63は、コネクタ配置部62と第1部位611とを連結する。連結部63は、長尺状である。連結部63は、可撓性を有する。連結部63が可撓性を有することによって、第2コネクタ72の第1コネクタ71への接続が容易になり、また、寸法誤差を吸収して第2コネクタ72を第1コネクタ71に確実に接続可能となる。
第1コネクタ71は、第1基板5に配置され、3つの第1給電線L1及びグランド線L3に接続される。第2コネクタ72は、第2基板6に配置され、3つの第1放射電極板3及び第2放射電極板4に接続される。例えば、第2コネクタ72は、図1及び図2に示す給電配線L11を介して、3つの第1放射電極板3にそれぞれ接続される。本実施の形態において、第2コネクタ72に第1コネクタ71を接続することによって、3つの第1放射電極板3に3つの第1給電線L1が接続され、第2放射電極板4にグランド線L3が接続される。本実施の形態において、第2コネクタ72は、3つの第1放射電極板3に3つの第1給電線L1を接続するための第1給電部、及び、第2放射電極板4にグランドを接続するための接地部を構成する。本実施の形態において、接地部は、第2放射電極板4にグランド線L3を接続することによって、第2放射電極板4を接地するために用いられる。
図3に示すように、アンテナ装置1は、グランド電極板2を保護する保護膜20と、第2放射電極板4を保護する保護膜40とを備える。なお、図1及び図2では、単に図面の記載を分かりやすくするために、保護膜20,40の図示を省略している。
保護膜20は、グランド電極板2における第1基板5とは反対側の面に配置される。保護膜20は、グランド電極板2を全体的に覆う。保護膜20は、電気絶縁性を有する。
保護膜40は、第2放射電極板4における第2基板6とは反対側の面に配置される。保護膜40は、第2放射電極板4を全体的に覆う。保護膜40は、電気絶縁性を有する。本実施の形態において、図3及び図4に示すように、保護膜40は、第2放射電極板4を部分的に露出させる開口40aを有する。第2放射電極板4において開口40aから露出する部位が、第2放射電極板4に第2給電線L2を接続するための第2給電部4aを構成する。第2給電部4aは、第2給電線L2と第2放射電極板4との接続点である。
本実施の形態において、第2給電線L2は、導線性のピンである。図3に示すように、第2給電線L2の一端を、開口40aを介して第2放射電極板4の第2給電部4aに接触させることによって、第2給電線L2が第2放射電極板4に接続される。第2給電部4aが、第2放射電極板4がグランド電極板2とともに構成する板状逆F型アンテナの給電点を規定する。上述したように、第2放射電極板4は、Wi-Fiによる無線通信の周波数帯域に対応する。第2給電部4aの位置は、Wi-Fiによる無線通信の周波数帯域での共振が容易になるように設定される。より詳細には、図4に示すように、グランド電極板2の厚み方向から見て、第2給電部4a(すなわち、第2給電線L2と第2放射電極板4との接続点)と第2放射電極板4の端部41との距離dは、第2放射電極板4を用いた無線通信で使用する周波数に応じて設定される。ここで、端部41は、グランド電極板2の厚み方向から見て、第2給電線L2と第2放射電極板4との接続点(第2給電部4a)に対してグランド線L3と第2放射電極板4との接続点(第2コネクタ72)とは反対側にある、第2放射電極板4の端部である。Wi-Fiによる無線通信の周波数帯域には、2.4GHz付近の周波数帯域(例えば、2.4GHz~2.5GHz)と5GHz付近の周波数帯域(例えば、5.15GHz~5.8GHz)とがある。距離dは、例えば、5GHz付近の周波数帯域に対応する波長の1/4である。つまり、距離dは、第2放射電極板4を用いた無線通信で使用する1以上の周波数帯域のうち最も高い周波数帯域に対応する波長の1/4であるとよい。この構成によれば、第2放射電極板4を用いた無線通信で使用する1以上の周波数帯域のうち最も高い周波数帯域に対する特性を改善できる。
[1.1.3 評価]
上述したように、アンテナ装置1は、第1放射電極板3と第2放射電極板4とで構成される平面アンテナ(例えば、パッチアンテナ)と、第2放射電極板4とグランド電極板2とで構成される板状逆F型アンテナ(PIFA)との、2種類のアンテナを備える。第1放射電極板3と第2放射電極板4とで構成される平面アンテナは、UWBによる無線通信に用いられ、第2放射電極板4とグランド電極板2とで構成される板状逆F型アンテナは、Wi-Fiによる無線通信に用いられる。
図5は、アンテナ装置1の周波数特性のグラフである。周波数特性は、Sパラメータにより評価している。G1は、第1放射電極板3と第2放射電極板4とで構成される平面アンテナの入出力間のSパラメータのグラフである。G2は、第2放射電極板4とグランド電極板2とで構成される板状逆F型アンテナの入出力間のSパラメータのグラフである。図5から明らかなように、第1放射電極板3と第2放射電極板4とで構成される平面アンテナと第2放射電極板4とグランド電極板2とで構成される板状逆F型アンテナとは、異なる周波数帯域で共振する特性を有している。
図6は、アンテナ装置1のアイソレーション特性のグラフである。アイソレーション特性は、第1放射電極板3と第2放射電極板4とで構成される平面アンテナと第2放射電極板4とグランド電極板2とで構成される板状逆F型アンテナとの間のSパラメータのグラフで表される。図6から明らかなように、第1放射電極板3と第2放射電極板4とで構成される平面アンテナと第2放射電極板4とグランド電極板2とで構成される板状逆F型アンテナとの間のアイソレーションも十分に確保できている。
[1.1.4 効果等]
以上述べたアンテナ装置1は、グランド電極板2と、グランド電極板2に対向する1以上の第1放射電極板3と、グランド電極板2と1以上の第1放射電極板3との間にある第2放射電極板4と、1以上の第1放射電極板3に接続される1以上の第1給電線L1と、1以上の第1給電線L1に接続されずに第2放射電極板4に接続される第2給電線L2と、1以上の第1放射電極板3をグランド電極板2に接続せずに第2放射電極板4をグランド電極板2に接続するグランド線L3とを備える。1以上の第1放射電極板3は、グランド電極板2の厚み方向から見て第2放射電極板4の内側にある。この構成によれば、省スペースで複数のアンテナを設けることができる。
アンテナ装置1は、グランド電極板2が配置される第1基板5と、第1基板5と間隔を空けて配置されて、1以上の第1放射電極板3及び第2放射電極板4が配置される第2基板6とを備える。この構成によれば、省スペースで複数のアンテナを設けることができる。
アンテナ装置1において、1以上の第1放射電極板3は、第2基板6における第1基板5とは反対側の面に配置される。第2放射電極板4は、第2基板6における第1基板5側の面に配置される。この構成によれば、省スペースで複数のアンテナを設けることができる。
アンテナ装置1は、互いに取り外し可能に接続される第1コネクタ71及び第2コネクタ72を備える。第1コネクタ71は、第1基板5に配置され、1以上の第1給電線L1及びグランド線L3に接続される。第2コネクタ72は、第2基板6に配置され、1以上の第1放射電極板3及び第2放射電極板4に接続される。この構成によれば、第2コネクタ72に第1コネクタ71を接続することによって、1以上の第1放射電極板3に1以上の第1給電線L1が接続され、第2放射電極板4にグランド線L3が接続される。したがって、アンテナ装置1の組み立てが容易になる。
アンテナ装置1において、第2基板6は、1以上の第1放射電極板3及び第2放射電極板4が配置される電極配置部61と、第2コネクタ72が配置されるコネクタ配置部62と、電極配置部61とコネクタ配置部62とを連結する可撓性の連結部63とを有する。この構成によれば、アンテナ装置1の組み立てが容易になる。
アンテナ装置1において、電極配置部61は、少なくとも2つの第1放射電極板3が配置される第1部位611と、第1部位611に配置された少なくとも2つの第1放射電極板3が並ぶ方向に交差する方向において第1部位611から突出し、少なくとも1つの第1放射電極板3が配置される第2部位612とを含む。コネクタ配置部62は、第1部位611に配置された少なくとも2つの第1放射電極板3が並ぶ方向において第2部位612と並ぶ。連結部63は、コネクタ配置部62と第1部位611とを連結する。この構成によれば、複数の第1放射電極板3を設けながらも第2基板6のサイズを小さくできる。
アンテナ装置1において、第2放射電極板4は、グランド電極板2の厚み方向から見て、第2給電線L2と第2放射電極板4との接続点(第2給電部4a)に対してグランド線L3と第2放射電極板4との接続点(第2コネクタ72)とは反対側の端部41を有する。グランド電極板2の厚み方向から見て、第2給電線L2と第2放射電極板4との接続点(第2給電部4a)と端部41との距離dは、第2放射電極板4を用いた無線通信で使用する1以上の周波数帯域のうち最も高い周波数帯域に対応する波長の1/4である。この構成によれば、第2放射電極板4を用いた無線通信で使用する1以上の周波数帯域のうち最も高い周波数帯域に対する特性を改善できる。
アンテナ装置1において、1以上の第1放射電極板3は、グランド電極板2の厚み方向に直交するとともに互いに直交する第1方向及び第2方向においてそれぞれ2以上の第1放射電極板3が並ぶように配置される。この構成によれば、第1方向及び第2方向のそれぞれにおいて受信角度の検出が可能となる。
アンテナ装置1において、1以上の第1放射電極板3は、グランド電極板2の厚み方向から見てL字形に並ぶ3つの第1放射電極板3を含む。この構成によれば、第1方向及び第2方向のそれぞれにおいて受信角度の検出が可能としながらも、小型化及び製造コストの低減が図れる。
アンテナ装置1において、1以上の第1放射電極板3は、UWBによる無線通信の周波数帯域に対応する。第2放射電極板4は、Wi-Fiによる無線通信の周波数帯域に対応する。この構成によればUWBによる無線通信とWi-Fiによる無線通信との双方が可能となる。
以上述べたアンテナユニット10は、1以上の第1放射電極板3と、1以上の第1放射電極板3に対向する第2放射電極板4と、1以上の第1放射電極板3に1以上の第1給電線L1を接続するための第1給電部(第2コネクタ72)と、第2放射電極板4に第2給電線L2を接続するための第2給電部4aと、第2放射電極板4をグランドに接続するための接地部(第2コネクタ72)とを備える。1以上の第1放射電極板3は、1以上の第1放射電極板3と第2放射電極板4とが対向する方向から見て第2放射電極板4の内側にある。この構成によれば、省スペースで複数のアンテナを設けることができる。
[1.2 実施の形態2]
図7及び図8は、実施の形態2にかかるアンテナ装置1Aの構成例を示す。図7は、アンテナ装置1Aの平面図であり、図8は、図7のB-B線断面図である。
図7及び図8に示すように、アンテナ装置1Aは、突出部21を備えている点で、アンテナ装置1と相違する。
突出部21は、第2放射電極板4とグランド電極板2とで構成されるアンテナ(板状逆F型アンテナ)の共振周波数の調整のために設けられる。突出部21は、グランド電極板2から第2放射電極板4側に延びる。突出部21は、導電性を有する。突出部21は、第2基板6の第1部位611の長さ方向に沿って延びる。突出部21は、グランド電極板2に接続されており、グランド電極板2と同様にグランド電位に設定される。特に、突出部21は、グランド電極板2の厚み方向から見て、第2給電線L2と第2放射電極板4との接続点(第2給電部4a)に対してグランド線L3と第2放射電極板4との接続点(第2コネクタ72)とは反対側にある。第2放射電極板4においては、第2給電部4aに対して第2コネクタ72とは反対側の部分が、共振に寄与する部分であり、突出部21の存在によって、第2放射電極板4において共振に寄与する部分とグランド電極板2との結合の度合い(容量)が変化する。例えば、突出部21を高くすることで、第2放射電極板4において共振に寄与する部分とグランド電極板2との結合が強くなり(容量が大きくなり)、共振周波数を低下させることができる。突出部21の高さを調整することによって、第2放射電極板4とグランド電極板2とで構成されるアンテナの共振周波数を調整できる。
図9は、アンテナ装置1Aの共振周波数の変化を説明するグラフである。図9において、G3は、突出部21を備えていないアンテナ装置1の周波数特性(Sパラメータ)を示し、G4は、突出部21を備えるアンテナ装置1Aの周波数特性(Sパラメータ)を示す。G3,G4から明らかなように、2.4GHz近傍と5GHz近傍で、ピークの位置が変わっている。したがって、突出部21を設けることで、第2放射電極板4とグランド電極板2とで構成されるアンテナ(板状逆F型アンテナ)の共振周波数の調整が可能であることがわかる。
突出部21を設けるにあたっては、突出部21をグランド電極板2から突出させているが、第2放射電極板4自体は何ら変更されていない。つまり、第2放射電極板4のサイズは変わらない。これは、第1放射電極板3と第2放射電極板4とで構成されるアンテナから見たグランド状態に変化がないことを意味する。そのため、突出部21を設けても、第1放射電極板3と第2放射電極板4とで構成される平面アンテナの周波数特性には影響がない。
以上述べたように、アンテナ装置1Aは、グランド電極板2から第2放射電極板4側に延びる突出部21を備える。この構成によれば、突出部21により、1以上の第1放射電極板3と第2放射電極板4とで構成されるアンテナの周波数特性に影響を与えることなく、第2放射電極板4とグランド電極板2とで構成されるアンテナの共振周波数の調整が可能となる。
アンテナ装置1Aにおいて、突出部21は、グランド電極板2の厚み方向から見て、第2給電線L2と第2放射電極板4との接続点(第2給電部4a)に対してグランド線L3と第2放射電極板4との接続点(第2コネクタ72)とは反対側にある。この構成によれば、第2放射電極板4とグランド電極板2とで構成されるアンテナの周波数特性に対する突出部21による調整の効果を大きくできる。
[1.3 実施の形態3]
図10及び図11は、実施の形態3にかかるアンテナ装置1Bの構成例を示す。図10は、アンテナ装置1Bの平面図であり、図11は、図10のC-C線断面図である。
図10及び図11に示すように、アンテナ装置1Bは、第2給電線L2の構成で、アンテナ装置1と相違する。より詳細には、アンテナ装置1では、第2給電線L2は、第2放射電極板4とは別体の導電性のピンであったが、アンテナ装置1Bでは、第2給電線L2は、第2放射電極板4と連続一体である。つまり、第2給電線L2と第2放射電極板4との間に継ぎ目がなく、第2給電線L2と第2放射電極板4とが一部品となっている。本実施の形態において、第2給電線L2は、第2放射電極板4を構成する板材の一部4bを折り曲げて形成される。
本実施の形態において、図10及び図11に示すように、第2基板6は、開口6aを備えている。開口6aは、例えば、矩形状である。開口6aは、例えば、第2基板6の電極配置部61の第1部位611において、2つの第1放射電極板3の間にある。第2基板6の電極配置部61に第2放射電極板4を構成する板材を配置した後に、第2基板6の開口6aを利用して板材の一部4bを折り曲げることによって、第2給電線L2を形成することができる。このようにして、第2給電線L2は、第2放射電極板4と連続一体に形成される。したがって、第2給電線L2を容易に形成できる。
以上述べたように、アンテナ装置1Bにおいて、第2給電線L2は、第2放射電極板4を構成する板材の一部4bを折り曲げて形成される。この構成によれば、製造コストの低減が図れる。
[1.4 実施の形態4]
図12及び図13は、実施の形態4にかかるアンテナ装置1Cの構成例を示す。図12は、アンテナ装置1Cの平面図であり、図13は、図12のD-D線断面図である。
図12及び図13に示すように、アンテナ装置1Cは、第3放射電極板8を備えている点で、アンテナ装置1と相違する。
図12及び図13に示すように、第3放射電極板8は、所定の第1放射電極板3aに対向する。所定の第1放射電極板3aは、第2基板6に配置される3つの第1放射電極板3のうち、第2基板6の第2部位612に配置される第1放射電極板3である。
図13に示すように、所定の第1放射電極板3aは、第2基板6に第2グランド線L5を介して接続される。第2グランド線L5は、例えば、第2基板6の貫通孔配線等により構成される。所定の第1放射電極板3aは、第1及び第2コネクタ71,72を介して第1給電線L1に接続される。
図13に示すように、第3放射電極板8は、所定の第1放射電極板3aに対向するように配置される。本実施の形態において、第3放射電極板8と所定の第1放射電極板3aとの間には第3基板91が配置される。よって、第3放射電極板8と所定の第1放射電極板3aとは第3基板91を挟んで互いに対向する。第3放射電極板8は、給電配線L6を介して、第2コネクタ72に接続される。給電配線L6は、例えば、第2基板6の配線パターン及び第3基板91の貫通孔配線等により構成される。第3放射電極板8のサイズは、所定の第1放射電極板3aのサイズより小さい。第3放射電極板8は、所定の第1放射電極板3aを用いる無線通信の周波数帯域よりも、高い周波数帯域の無線通信に利用される。所定の第1放射電極板3aを用いる無線通信の周波数帯域は、例えば、6.5GHz又は8GHz付近の周波数帯域であり、第3放射電極板8を用いる無線通信の周波数帯域は、例えば、10GHz付近の周波数帯域である。図12に示すように、第3放射電極板8は、グランド電極板2の厚み方向から見て所定の第1放射電極板3aの内側にある。
図13に示すように、アンテナ装置1Cは、第1給電線L1及び第2給電線L2に接続されずに第3放射電極板8に接続される第3給電線L4と、所定の第1放射電極板3aを第2放射電極板4に接続する第2グランド線L5とを備える。本実施の形態において、第1コネクタ71は、第1基板5に配置され、3つの第1給電線L1及びグランド線L3に加えて、第3給電線L4に接続される。第3給電線L4は、第1及び第2コネクタ71,72を介して給電配線L6に接続され、これによって、第3放射電極板8に接続される。
以上述べたように、アンテナ装置1Cは、3つの第1放射電極板3のうちの1つの所定の第1放射電極板3aに対向する1つの第3放射電極板8と、3つの第1給電線L1及び第2給電線L2に接続されずに1つの第3放射電極板8に接続される1つの第3給電線L4と、1つの所定の第1放射電極板3aを第2放射電極板4に接続する1つの第2グランド線L5とを備える。1つの第3放射電極板8は、グランド電極板2の厚み方向から見て1つの所定の第1放射電極板3aの内側にある。
図13に示すように、アンテナ装置1Cでは、所定の第1放射電極板3aが第2放射電極板4に対向し、第2グランド線L5を介して第2放射電極板4に接続される。所定の第1放射電極板3aには第1給電線L1が接続される。所定の第1放射電極板3a及び第2放射電極板4は、平面アンテナではなく、板状逆F型アンテナ(PIFA)を構成する。一方で、第3放射電極板8が、所定の第1放射電極板3aに対向する。第2グランド線L5は、第3放射電極板8を第2放射電極板4に接続せずに所定の第1放射電極板3aを第2放射電極板4に接続する。よって、第3放射電極板8に対して、所定の第1放射電極板3aは、グランドとして機能する。したがって、第3放射電極板8と所定の第1放射電極板3aとは、平面アンテナ(例えば、パッチアンテナ)を構成する。つまり、アンテナ装置1Cでは、板状逆F型アンテナと平面アンテナとが所定の第1放射電極板3aを共用する。換言すれば、所定の第1放射電極板3aは、板状逆F型アンテナの放射電極板と平面アンテナのグランド電極板とを兼用する。
アンテナ装置1Cでは、板状逆F型アンテナを構成する所定の第1放射電極板3aを用いて、平面アンテナが構成されている。そして、所定の第1放射電極板3aとともに平面アンテナを構成する第3放射電極板8は、グランド電極板2の厚み方向から見て所定の第1放射電極板3aの内側にある。よって、所定の第1放射電極板3a及び第2放射電極板4で構成される板状逆F型アンテナのサイズ(平面サイズ)を大きくすることなく、平面アンテナを設けることができる。このように、本実施の形態のアンテナ装置1Cによれば、省スペースで複数のアンテナ(板状逆F型アンテナ及び平面アンテナ)を設けることができる。
以上述べたように、アンテナ装置1Cでは、1以上の第1放射電極板3のうちの1以上の所定の第1放射電極板3aに対向する1以上の第3放射電極板8と、1以上の第1給電線L1及び第2給電線L2に接続されずに1以上の第3放射電極板8に接続される1以上の第3給電線L4と、1以上の所定の第1放射電極板3aを第2放射電極板4に接続する1以上の第2グランド線L5とを備える。1以上の第3放射電極板8は、グランド電極板2の厚み方向から見て1以上の所定の第1放射電極板3aの内側にある。この構成によれば、省スペースで複数のアンテナを設けることができる。
[1.5 実施の形態5]
図14は、実施の形態5にかかるアンテナ装置1Dの構成例の断面図である。アンテナ装置1Dは、多層基板を利用して構成されている点で、アンテナ装置1と異なる。多層基板の例としては、低温同時焼成セラミックス(LTCC)多層基板、エポキシ、ポリイミド等の樹脂から構成される樹脂層を複数積層して形成された多層樹脂基板、より低い誘電率を有する液晶ポリマ(LCP)から構成される樹脂層を複数積層して形成された多層樹脂基板、フッ素系樹脂から構成される樹脂層を複数積層して形成された多層樹脂基板、及び、LTCC以外のセラミックス多層基板が挙げられる。
図14に示すように、アンテナ装置1Dは、アンテナ装置1と同様に、グランド電極板2と、複数の第1放射電極板3と、第2放射電極板4とを備える。グランド電極板2と、複数の第1放射電極板3と、第2放射電極板4とは、無線の送信又は受信に用いられる。
第1放射電極板3は、グランド電極板2に対向する。第2放射電極板4は、グランド電極板2と3つの第1放射電極板3との間にある。つまり、グランド電極板2と3つの第1放射電極板3とは、第2放射電極板4に対して互いに反対側にある。
第1放射電極板3の各々は、第2放射電極板4とともに平面アンテナを構成する。各第1放射電極板3は、例えば、板状の電極である。各第1放射電極板3は、例えば、矩形状である。第1放射電極板3の形状は、第1放射電極板3及び第2放射電極板4で構成される平面アンテナを用いる無線通信の周波数帯域に応じて設定される。第1放射電極板3は、例えば、UWBによる無線通信の周波数帯域に対応する。
第2放射電極板4は、第1放射電極板3の各々とともに平面アンテナを構成する。更に、第2放射電極板4は、グランド電極板2とともに板状逆F型アンテナを構成する。第2放射電極板4は、板状の電極である。第2放射電極板4の形状は、第2放射電極板4及びグランド電極板2で構成される板状逆F型アンテナを用いる無線通信の周波数帯域に応じて設定される。第2放射電極板4は、例えば、Wi-Fiによる無線通信の周波数帯域に対応する。
図14に示すように、アンテナ装置1Dは、第1基材101と、誘電体層102と、第2基材103とを備える。グランド電極板2は、第1基材101における第2基材103側の面(図14における上面)に配置される。複数の第1放射電極板3は、第2基材103における第1基材101とは反対側の面(図14における上面)に配置される。第2放射電極板4は、第2基材103における第1基材101側の面(図14における下面)に配置される。誘電体層102は、第1基材101と第2基材103との間にある。
図14に示すように、アンテナ装置1Dは、複数の第1放射電極板3に接続される複数の第1給電線L1と、複数の第1給電線L1に接続されずに第2放射電極板4に接続される第2給電線L2と、第1放射電極板3をグランド電極板2に接続せずに第2放射電極板4をグランド電極板2に接続するグランド線L3とを備える。第1給電線L1は、例えば、第2基材103を貫通し、誘電体層102の所定深さまで延びるビアである。第2給電線L2は、例えば、誘電体層102の所定深さまで延びるビアである。グランド線L3は、例えば、誘電体層102を貫通するビアである。第1給電線L1及び第2給電線L2は、例えば、誘電体層102に設けられる電極により外部回路に接続される。
図14に示すように、アンテナ装置1Dでは、アンテナ装置1と同様に、第2放射電極板4がグランド電極板2に対向し、グランド線L3を介してグランド電極板2に接続される。第2放射電極板4には第2給電線L2が接続される。第2放射電極板4及びグランド電極板2は、板状逆F型アンテナ(PIFA)を構成する。一方で、第1放射電極板3が、第2放射電極板4に対向する。グランド線L3は、第1放射電極板3をグランド電極板2に接続せずに第2放射電極板4をグランド電極板2に接続する。よって、第1放射電極板3に対して、第2放射電極板4は、グランドとして機能する。したがって、第1放射電極板3と第2放射電極板4とは、平面アンテナ(例えば、パッチアンテナ)を構成する。
アンテナ装置1Dでは、板状逆F型アンテナを構成する第2放射電極板4を用いて、平面アンテナが構成されている。そして、第2放射電極板4とともに平面アンテナを構成する第1放射電極板3は、グランド電極板2の厚み方向から見て第2放射電極板4の内側にある。よって、第2放射電極板4及びグランド電極板2で構成される板状逆F型アンテナのサイズ(平面サイズ)を大きくすることなく、平面アンテナを設けることができる。このように、アンテナ装置1Dによれば、省スペースで複数のアンテナ(板状逆F型アンテナ及び平面アンテナ)を設けることができる。
[2.変形例]
本開示の実施の形態は、上記実施の形態に限定されない。上記実施の形態は、本開示の課題を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。以下に、上記実施の形態の変形例を列挙する。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。
一変形例において、アンテナ装置1,1A~1Dの各構成要素の形状は特に限定されない。第1放射電極板3は、必ずしも矩形状でなくてよく、例えば、平面アンテナに利用可能な周知の形状であってよい。第2放射電極板4の形状も、上記実施の形態で例示した形状に限定されない。第1放射電極板3及び第2放射電極板4の形状については、第1放射電極板3が、グランド電極板2の厚み方向から見て第2放射電極板4の内側にあるという条件を満たしていればよい。この点は、第3放射電極板8及び所定の第1放射電極板3aの形状についても同様である。
一変形例において、第1放射電極板3の数は特に限定されない。アンテナ装置1は、例えば、1つの第1放射電極板3を備えてもよい。アンテナ装置1が複数の第1放射電極板3を備える場合、複数の第1放射電極板3は、グランド電極板2の厚み方向に直交するとともに互いに直交する第1方向及び第2方向においてそれぞれ2以上の第1放射電極板3が並ぶように配置されるとよい。このようにすれば、複数の第1放射電極板3を用いて、第1方向及び第2方向のそれぞれにおいて受信角度の検出が可能となる。
一変形例において、第2放射電極板4の数、及び、グランド電極板2の数も特に限定されない。
一変形例において、突出部21の形状は特に限定されない。突出部21は、第2放射電極板4とグランド電極板2とで構成されるアンテナの周波数特性の調整が可能な形状であればよい。例えば、突出部21は、複数の突起で構成されてよい。複数の突起は、例えば、第2基板6の電極配置部61の第1部位611の長さ方向に並んでよい。
一変形例において、第1基板5と第2基板6とは、必ずしも、第1コネクタ71及び第2コネクタ72により電気的に接続されていなくてもよい。第1基板5と第2基板6とは、電線により電気的に接続されてもよい。
一変形例において、第2基板6は、必ずしも、電極配置部61とコネクタ配置部62とが可撓性を有する連結部63で連結された構成に限定されない。第2基板6は、例えば、電極配置部61及びコネクタ配置部62が一体に形成された基板であってよい。
実施の形態4の一変形例において、所定の第1放射電極板3aの数も特に限定されない。要するに、アンテナ装置1Cは、1以上の第1放射電極板3のうちの1以上の所定の第1放射電極板3aに対向する1以上の第3放射電極板8を備えてよい。この場合、アンテナ装置1Cは、1以上の第1給電線L1及び第2給電線L2に接続されずに1以上の第3放射電極板8に接続される1以上の第3給電線L4と、1以上の所定の第1放射電極板3aを第2放射電極板4に接続する1以上の第2グランド線L5とを備えてよい。1以上の第3放射電極板8は、グランド電極板2の厚み方向から見て1以上の所定の第1放射電極板3aの内側にあるとよい。これにより、省スペースで複数のアンテナを設けることができる。例えば、実施の形態4において、3つの第1放射電極板3の全てが所定の第1放射電極板3aとして構成されてもよい。一変形例において、第3放射電極板8の数も特に限定されない。実施の形態4において、一つではなく複数の第3放射電極板8が、グランド電極板2の厚み方向から見て一つの所定の第1放射電極板3aの内側にあってよい。つまり、一つの所定の第1放射電極板3aは、複数の第3放射電極板8に対してグランドとして用いられてよい。実施の形態4の一変形例において、第3基板91は必須ではない。例えば、第3基板91を設ける代わりに、第2基板6を、実施の形態5で説明したような多層基板として構成することができる。この場合、所定の第1放射電極板3aと第3放射電極板8との間には、第3基板91の代わりに、第2基板6の誘電体層を配置することができる。第1放射電極板3及び第3放射電極板8の第2コネクタ72への接続は、第2基板6のスルーホールやビア等の層間配線を利用して行うことができる。
一変形例において、グランド電極板2の厚み方向から見て、第2給電線L2と第2放射電極板4との接続点(第2給電部4a)と第2放射電極板4の端部41との距離dは、必ずしも、第2放射電極板4を用いた無線通信で使用する1以上の周波数帯域のうち最も高い周波数帯域に対応する波長の1/4でなくてもよい。距離dは、第2放射電極板4を用いた無線通信で使用する任意の周波数帯域(つまりは、周波数特性を改善したい周波数帯域)に対応する波長の1/4であってよい。
一変形例において、第1放射電極板3は、必ずしも、UWBによる無線通信の周波数帯域に対応する必要はない。第2放射電極板4は、必ずしも、Wi-Fiによる無線通信の周波数帯域に対応する必要はない。第1放射電極板3又は第2放射電極板4を用いる無線通信の周波数帯域は、例えば、2G(第2世代移動通信)規格のミッドバンド、4G(第4世代移動通信)規格のローバンド、5G(第5世代移動通信)規格のローバンド等の周知の周波数帯域から選択されてよい。2G規格は、例えば、GSM(登録商標)規格(GSM:Global System for Mobile Communications)である。4G規格は、例えば、3GPP LTE規格(LTE:Long Term Evolution)である。5G規格は、例えば、5G NR(New Radio)である。また、第1放射電極板3又は第2放射電極板4を用いる無線通信の周波数帯域は、Bluetooth(登録商標)、無線LAN、特定小電力無線、近距離無線通信の種々の通信規格に用いられる周波数帯域から選択されてよい。
一変形例において、第1給電部及び接地部は、必ずしも、第2コネクタ72により構成されている必要はない。第1給電部は、第1放射電極板3との接続のために第2基板6に設けられる電極パッドであってもよい。接地部は、第2放射電極板4の接地のために第2基板6に設けられる電極パッドであってもよい。
[3.態様]
上記実施の形態及び変形例から明らかなように、本開示は、下記の態様を含む。以下では、実施の形態との対応関係を明示するためだけに、符号を括弧付きで付している。
第1の態様は、アンテナ装置(1;1A~1D)であって、グランド電極板(2)と、前記グランド電極板(2)に対向する1以上の第1放射電極板(3)と、前記グランド電極板(2)と前記1以上の第1放射電極板(3)との間にある第2放射電極板(4)と、前記1以上の第1放射電極板(3)に接続される1以上の第1給電線(L1)と、前記1以上の第1給電線(L1)に接続されずに前記第2放射電極板(4)に接続される第2給電線(L2)と、前記1以上の第1放射電極板(3)を前記グランド電極板(2)に接続せずに前記第2放射電極板(4)を前記グランド電極板(2)に接続するグランド線(L3)とを備える。前記1以上の第1放射電極板(3)は、前記グランド電極板(2)の厚み方向から見て前記第2放射電極板(4)の内側にある。この態様によれば、省スペースで複数のアンテナを設けることができる。
第2の態様は、第1の態様に基づくアンテナ装置(1A)である。第2の態様において、前記アンテナ装置(1A)は、前記グランド電極板(2)から前記第2放射電極板(4)側に延びる突出部(21)をさらに備える。この態様によれば、突出部(21)により、1以上の第1放射電極板(3)と第2放射電極板(4)とで構成されるアンテナの周波数特性に影響を与えることなく、第2放射電極板(4)とグランド電極板(2)とで構成されるアンテナの共振周波数の調整が可能となる。
第3の態様は、第2の態様に基づくアンテナ装置(1A)である。第3の態様において、前記突出部(21)は、前記グランド電極板(2)の厚み方向から見て、前記第2給電線(L2)と前記第2放射電極板(4)との接続点(第2給電部4a)に対して前記グランド線(L3)と前記第2放射電極板(4)との接続点(第2コネクタ72)とは反対側にある。この態様によれば、突出部(21)により、1以上の第1放射電極板(3)と第2放射電極板(4)とで構成されるアンテナの周波数特性に影響を与えることなく、第2放射電極板(4)とグランド電極板(2)とで構成されるアンテナの共振周波数の調整が可能となる。
第4の態様は、第1~第3の態様のいずれか一つに基づくアンテナ装置(1;1A~1C)である。第4の態様において、前記アンテナ装置(1;1A~1C)は、前記グランド電極板(2)が配置される第1基板(5)と、前記第1基板(5)と間隔を空けて配置されて、前記1以上の第1放射電極板(3)及び前記第2放射電極板(4)が配置される第2基板(6)とをさらに備える。この態様によれば、省スペースで複数のアンテナを設けることができる。
第5の態様は、第4の態様に基づくアンテナ装置(1;1A~1C)である。第5の態様において、前記1以上の第1放射電極板(3)は、前記第2基板(6)における前記第1基板(5)とは反対側の面に配置される。前記第2放射電極板(4)は、前記第2基板(6)における前記第1基板(5)側の面に配置される。この態様によれば、省スペースで複数のアンテナを設けることができる。
第6の態様は、第4又は第5の態様に基づくアンテナ装置(1;1A~1C)である。第6の態様において、前記アンテナ装置(1;1A~1C)は、互いに取り外し可能に接続される第1コネクタ(71)及び第2コネクタ(72)をさらに備える。前記第1コネクタ(71)は、前記第1基板(5)に配置され、前記1以上の第1給電線(L1)及び前記グランド線(L3)に接続される。前記第2コネクタ(72)は、前記第2基板(6)に配置され、前記1以上の第1放射電極板(3)及び前記第2放射電極板(4)に接続される。この態様によれば、第2コネクタ(72)に第1コネクタ(71)を接続することによって、1以上の第1放射電極板(3)に1以上の第1給電線(L1)が接続され、第2放射電極板(4)にグランド線(L3)が接続される。したがって、アンテナ装置(1;1A~1C)の組み立てが容易になる。
第7の態様は、第6の態様に基づくアンテナ装置(1;1A~1C)である。第7の態様において、前記第2基板(6)は、前記1以上の第1放射電極板(3)及び前記第2放射電極板(4)が配置される電極配置部(61)と、前記第2コネクタ(72)が配置されるコネクタ配置部(62)と、前記電極配置部(61)と前記コネクタ配置部(62)とを連結する可撓性の連結部(63)とを有する。この態様によれば、アンテナ装置(1;1A~1C)の組み立てが容易になる。
第8の態様は、第7の態様に基づくアンテナ装置(1;1A~1C)である。第8の態様において、前記電極配置部(61)は、少なくとも2つの第1放射電極板(3)が配置される第1部位(611)と、前記第1部位(611)に配置された前記少なくとも2つの第1放射電極板(3)が並ぶ方向に交差する方向において前記第1部位(611)から突出し、少なくとも1つの第1放射電極板(3)が配置される第2部位(612)とを含む。前記コネクタ配置部(62)は、前記第1部位(611)に配置された前記少なくとも2つの第1放射電極板(3)が並ぶ方向において前記第2部位(612)と並ぶ。前記連結部(63)は、前記コネクタ配置部(62)と前記第1部位(611)とを連結する。この態様によれば、複数の第1放射電極板(3)を設けながらも第2基板(6)のサイズを小さくできる。
第9の態様は、第4~第8の態様のいずれか一つに基づくアンテナ装置(1B)である。第9の態様において、前記第2給電線(L2)は、前記第2放射電極板(4)と連続一体である。この態様によれば、製造コストの低減が図れる。
第10の態様は、第1~第8の態様のいずれか一つに基づくアンテナ装置(1C)である。第10の態様において、前記アンテナ装置(1C)は、前記1以上の第1放射電極板(3)のうちの所定の第1放射電極板(3a)に対向する第3放射電極板(8)と、前記1以上の第1給電線(L1)及び前記第2給電線(L2)に接続されずに前記第3放射電極板(8)に接続される第3給電線(L4)と、前記所定の第1放射電極板(3a)を前記第2放射電極板(4)に接続する第2グランド線(L5)とをさらに備える。前記第3放射電極板(8)は、前記グランド電極板(2)の厚み方向から見て前記所定の第1放射電極板(3a)の内側にある。この態様によれば、省スペースで複数のアンテナを設けることができる。
第11の態様は、第1~第10の態様のいずれか一つに基づくアンテナ装置(1;1A~1C)である。第11の態様において、前記第2放射電極板(4)は、前記グランド電極板(2)の厚み方向から見て、前記第2給電線(L2)と前記第2放射電極板(4)との接続点(第2給電部4a)に対して前記グランド線(L3)と前記第2放射電極板(4)との接続点とは反対側の端部(41)を有する。前記グランド電極板(2)の厚み方向から見て、前記第2給電線(L2)と前記第2放射電極板(4)との接続点(第2給電部4a)と前記端部(41)との距離(d)は、前記第2放射電極板(4)を用いた無線通信で使用する1以上の周波数帯域のうち最も高い周波数帯域に対応する波長の1/4である。この態様によれば、第2放射電極板4を用いた無線通信で使用する1以上の周波数帯域のうち最も高い周波数帯域に対する特性を改善できる。
第12の態様は、第1~第11の態様のいずれか一つに基づくアンテナ装置(1;1A~1D)である。第12の態様において、前記1以上の第1放射電極板(3)は、前記グランド電極板(2)の厚み方向に直交するとともに互いに直交する第1方向及び第2方向においてそれぞれ2以上並ぶ複数の第1放射電極板(3)を含む。この態様によれば、第1方向及び第2方向のそれぞれにおいて受信角度の検出が可能となる。
第13の態様は、第12の態様に基づくアンテナ装置(1;1A~1D)である。第13の態様において、前記1以上の第1放射電極板(3)は、前記グランド電極板(2)の厚み方向から見てL字形に並ぶ3つの第1放射電極板(3)を含む。この態様によれば、第1方向及び第2方向のそれぞれにおいて受信角度の検出が可能としながらも、小型化及び製造コストの低減が図れる。
第14の態様は、第1~第13の態様のいずれか一つに基づくアンテナ装置(1;1A~1D)である。第14の態様において、前記1以上の第1放射電極板(3)は、UWBによる無線通信の周波数帯域に対応する。前記第2放射電極板(4)は、WiFiによる無線通信の周波数帯域に対応する。この態様によればUWBによる無線通信とWi-Fiによる無線通信との双方が可能となる。
第15の態様は、アンテナユニットであって、1以上の第1放射電極板(3)と、前記1以上の第1放射電極板(3)に対向する第2放射電極板(4)と、前記1以上の第1放射電極板(3)に1以上の第1給電線(L1)を接続するための第1給電部(72)と、前記第2放射電極板(4)に第2給電線(L2)を接続するための第2給電部(4a)と、前記第2放射電極板(4)にグランドを接続するための接地部(72)とを備える。前記1以上の第1放射電極板(3)は、前記1以上の第1放射電極板(3)と前記第2放射電極板(4)とが対向する方向から見て前記第2放射電極板(4)の内側にある。この態様によれば、省スペースで複数のアンテナを設けることができる。
本開示は、アンテナ装置、及び、アンテナユニットに適用可能である。具体的には、複数のアンテナを備えるアンテナ装置、及び、当該アンテナ装置を構成するために用いられるアンテナユニットに、本開示は適用可能である。
1、1A~1D アンテナ装置
10 アンテナユニット
2 グランド電極板
21 突出部
3 第1放射電極板
3a 所定の第1放射電極板
4 第2放射電極板
4a 第2給電部(接続点)
4b 一部
41 端部
5 第1基板
6 第2基板
61 電極配置部
611 第1部位
612 第2部位
62 コネクタ配置部
63 連結部
71 第1コネクタ
72 第2コネクタ(第1給電部、接地部(接続点))
8 第3放射電極板
L1 第1給電線
L2 第2給電線
L3 グランド線
L4 第3給電線
L5 第2グランド線
L6 給電配線

Claims (15)

  1. グランド電極板と、
    前記グランド電極板に対向する1以上の第1放射電極板と、
    前記グランド電極板と前記1以上の第1放射電極板との間にある第2放射電極板と、
    前記1以上の第1放射電極板に接続される1以上の第1給電線と、
    前記1以上の第1給電線に接続されずに前記第2放射電極板に接続される第2給電線と、
    前記1以上の第1放射電極板を前記グランド電極板に接続せずに前記第2放射電極板を前記グランド電極板に接続するグランド線と、
    を備え、
    前記1以上の第1放射電極板は、前記グランド電極板の厚み方向から見て前記第2放射電極板の内側にある、
    アンテナ装置。
  2. 前記グランド電極板から前記第2放射電極板側に延びる突出部をさらに備える、
    請求項1に記載のアンテナ装置。
  3. 前記突出部は、前記グランド電極板の厚み方向から見て、前記第2給電線と前記第2放射電極板との接続点に対して前記グランド線と前記第2放射電極板との接続点とは反対側にある、
    請求項2に記載のアンテナ装置。
  4. 前記グランド電極板が配置される第1基板と、
    前記第1基板と間隔を空けて配置されて、前記1以上の第1放射電極板及び前記第2放射電極板が配置される第2基板と、
    さらに備える、
    請求項1~3のいずれか一つに記載のアンテナ装置。
  5. 前記1以上の第1放射電極板は、前記第2基板における前記第1基板とは反対側の面に配置され、
    前記第2放射電極板は、前記第2基板における前記第1基板側の面に配置される、
    請求項4に記載のアンテナ装置。
  6. 互いに取り外し可能に接続される第1コネクタ及び第2コネクタをさらに備え、
    前記第1コネクタは、前記第1基板に配置され、前記1以上の第1給電線及び前記グランド線に接続され、
    前記第2コネクタは、前記第2基板に配置され、前記1以上の第1放射電極板及び前記第2放射電極板に接続される、
    請求項4又は5に記載のアンテナ装置。
  7. 前記第2基板は、
    前記1以上の第1放射電極板及び前記第2放射電極板が配置される、電極配置部と、
    前記第2コネクタが配置される、コネクタ配置部と、
    前記電極配置部と前記コネクタ配置部とを連結する可撓性の連結部と、
    を有する、
    請求項6に記載のアンテナ装置。
  8. 前記電極配置部は、少なくとも2つの第1放射電極板が配置される第1部位と、前記第1部位に配置された前記少なくとも2つの第1放射電極板が並ぶ方向に交差する方向において前記第1部位から突出し、少なくとも1つの第1放射電極板が配置される第2部位とを含み、
    前記コネクタ配置部は、前記第1部位に配置された前記少なくとも2つの第1放射電極板が並ぶ方向において前記第2部位と並び、
    前記連結部は、前記コネクタ配置部と前記第1部位とを連結する、
    請求項7に記載のアンテナ装置。
  9. 前記第2給電線は、前記第2放射電極板と連続一体である、
    請求項4~8のいずれか一つに記載のアンテナ装置。
  10. 前記1以上の第1放射電極板のうちの所定の第1放射電極板に対向する第3放射電極板と、
    前記1以上の第1給電線及び前記第2給電線に接続されずに前記第3放射電極板に接続される第3給電線と、
    前記所定の第1放射電極板を前記第2放射電極板に接続する第2グランド線と、
    さらに備え、
    前記第3放射電極板は、前記グランド電極板の厚み方向から見て前記所定の第1放射電極板の内側にある、
    請求項1~9のいずれか一つに記載のアンテナ装置。
  11. 前記第2放射電極板は、前記グランド電極板の厚み方向から見て、前記第2給電線と前記第2放射電極板との接続点に対して前記グランド線と前記第2放射電極板との接続点とは反対側の端部を有し、
    前記グランド電極板の厚み方向から見て、前記第2給電線と前記第2放射電極板との接続点と前記端部との距離は、前記第2放射電極板を用いた無線通信で使用する1以上の周波数帯域のうち最も高い周波数帯域に対応する波長の1/4である、
    請求項1~10のいずれか一つに記載のアンテナ装置。
  12. 前記1以上の第1放射電極板は、前記グランド電極板の厚み方向に直交するとともに互いに直交する第1方向及び第2方向においてそれぞれ2以上並ぶ複数の第1放射電極板を含む、
    請求項1~11のいずれか一つに記載のアンテナ装置。
  13. 前記1以上の第1放射電極板は、前記グランド電極板の厚み方向から見てL字形に並ぶ3つの第1放射電極板を含む、
    請求項12に記載のアンテナ装置。
  14. 前記1以上の第1放射電極板は、UWBによる無線通信の周波数帯域に対応し、
    前記第2放射電極板は、Wi-Fiによる無線通信の周波数帯域に対応する、
    請求項1~13のいずれか一つに記載のアンテナ装置。
  15. 1以上の第1放射電極板と、
    前記1以上の第1放射電極板に対向する第2放射電極板と、
    前記1以上の第1放射電極板に1以上の第1給電線を接続するための第1給電部と、
    前記第2放射電極板に第2給電線を接続するための第2給電部と、
    前記第2放射電極板にグランド線を接続するための接地部と、
    を備え、
    前記1以上の第1放射電極板は、前記1以上の第1放射電極板と前記第2放射電極板とが対向する方向から見て前記第2放射電極板の内側にある、
    アンテナユニット。
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