JPH0613814A - プリントアンテナ - Google Patents
プリントアンテナInfo
- Publication number
- JPH0613814A JPH0613814A JP4166589A JP16658992A JPH0613814A JP H0613814 A JPH0613814 A JP H0613814A JP 4166589 A JP4166589 A JP 4166589A JP 16658992 A JP16658992 A JP 16658992A JP H0613814 A JPH0613814 A JP H0613814A
- Authority
- JP
- Japan
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- molding
- antenna
- conductor layer
- molding material
- resin
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 基体の誘電率の設計を広い範囲で可能にす
る。基体を任意の厚みでまた各種の形状に安価に作成で
きるようにする。 【構成】 成形樹脂に無機誘電体粉末とガラスフィラー
を配合した成形材料で基体1を成形する。この基体1に
アンテナ導体層2及びアース導体層3を積層する。成形
材料の成形で基体1を任意の厚みに、また任意の形状に
作成することができる。さらに成形樹脂と無機誘電体粉
末とガラスフィラーの組み合わせや配合量を変えること
によって、基体1の誘電率を任意に変えることができ
る。
る。基体を任意の厚みでまた各種の形状に安価に作成で
きるようにする。 【構成】 成形樹脂に無機誘電体粉末とガラスフィラー
を配合した成形材料で基体1を成形する。この基体1に
アンテナ導体層2及びアース導体層3を積層する。成形
材料の成形で基体1を任意の厚みに、また任意の形状に
作成することができる。さらに成形樹脂と無機誘電体粉
末とガラスフィラーの組み合わせや配合量を変えること
によって、基体1の誘電率を任意に変えることができ
る。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車等に搭載して使
用される移動体通信機器や携帯用電話などへの組み込み
に適したプリントアンテナに関するものである。
用される移動体通信機器や携帯用電話などへの組み込み
に適したプリントアンテナに関するものである。
【0002】
【従来の技術】GPS(Global Positio
ning System)受信システムなど移動体通信
機器に用いられるアンテナや、携帯用電話に用いられる
アンテナは、コンパクトで且つ薄い形態のものであるこ
とが必要とされる。そこで従来からプリントアンテナが
提供されている。
ning System)受信システムなど移動体通信
機器に用いられるアンテナや、携帯用電話に用いられる
アンテナは、コンパクトで且つ薄い形態のものであるこ
とが必要とされる。そこで従来からプリントアンテナが
提供されている。
【0003】プリントアンテナは両面銅張り積層板を用
いて、一方の片面に銅箔パッチでアンテナ導体層を設け
ると共に他方の片面に銅箔でアース導体層を設けること
によってマイクロストリップ形アンテナとして形成され
るものである。両面銅張り積層板を用いて形成されたプ
リントアンテナは、特性が均一であり、しかも量産に適
しているために広く使用されている。
いて、一方の片面に銅箔パッチでアンテナ導体層を設け
ると共に他方の片面に銅箔でアース導体層を設けること
によってマイクロストリップ形アンテナとして形成され
るものである。両面銅張り積層板を用いて形成されたプ
リントアンテナは、特性が均一であり、しかも量産に適
しているために広く使用されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、両面銅張り積
層板を用いてプリントアンテナを作成する場合、その基
体は積層板で形成されるために種々の制約が生じるもの
であった。すなわち、積層板は、エポキシ樹脂等の熱硬
化性樹脂をガラスクロス等に含浸して調製したレジンク
ロスを複数枚重ねて加熱加圧成形することによって作成
されるが、積層されるレジンクロスは誘電率が限定され
ているためにプリントアンテナの基体の誘電率を自由に
選定することができず、誘電体の波長短縮効果を利用し
てプリントアンテナを小型に設計する場合の実現可能な
寸法が制限されるという問題があった。
層板を用いてプリントアンテナを作成する場合、その基
体は積層板で形成されるために種々の制約が生じるもの
であった。すなわち、積層板は、エポキシ樹脂等の熱硬
化性樹脂をガラスクロス等に含浸して調製したレジンク
ロスを複数枚重ねて加熱加圧成形することによって作成
されるが、積層されるレジンクロスは誘電率が限定され
ているためにプリントアンテナの基体の誘電率を自由に
選定することができず、誘電体の波長短縮効果を利用し
てプリントアンテナを小型に設計する場合の実現可能な
寸法が制限されるという問題があった。
【0005】また、プリントアンテナはその基体の板厚
を増すほど使用可能周波数帯域が広くなるが、積層板を
基体とするものでは、板厚を厚く形成することが困難で
あり、敢えて板厚を厚く作成するようにすると製作の加
工工数が増加して製造コストが高くなるという問題があ
った。さらにプリントアンテナの基体の形状は平板に限
定されるものであり、プリントアンテナを固定する方法
に制約が生じる等の問題もあった。
を増すほど使用可能周波数帯域が広くなるが、積層板を
基体とするものでは、板厚を厚く形成することが困難で
あり、敢えて板厚を厚く作成するようにすると製作の加
工工数が増加して製造コストが高くなるという問題があ
った。さらにプリントアンテナの基体の形状は平板に限
定されるものであり、プリントアンテナを固定する方法
に制約が生じる等の問題もあった。
【0006】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、基体の誘電率の設計が広い範囲で可能になり、し
かも基体を任意の厚みでまた各種の形状に安価に作成す
ることができるプリントアンテナを提供することを目的
とするものである。
あり、基体の誘電率の設計が広い範囲で可能になり、し
かも基体を任意の厚みでまた各種の形状に安価に作成す
ることができるプリントアンテナを提供することを目的
とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明に係るプリントア
ンテナは、成形樹脂に無機誘電体粉末とガラスフィラー
を配合した成形材料で成形される基体1に、アンテナ導
体層2及びアース導体層3を積層して成ることを特徴と
するものである。以下、本発明を詳細に説明する。
ンテナは、成形樹脂に無機誘電体粉末とガラスフィラー
を配合した成形材料で成形される基体1に、アンテナ導
体層2及びアース導体層3を積層して成ることを特徴と
するものである。以下、本発明を詳細に説明する。
【0008】本発明において成形材料は成形樹脂に無機
誘電体粉末とガラスフィラーを配合することによって調
製することができるが、成形樹脂としては高周波特性に
優れたポリフェニレンオキサイド(PPO)等が好まし
い。また無機誘電体粉末としては酸化チタン(Ti
O2 )粉末などを用いることができる。酸化チタンのな
かでもルチル型酸化チタン(チタニア)が好ましい。
誘電体粉末とガラスフィラーを配合することによって調
製することができるが、成形樹脂としては高周波特性に
優れたポリフェニレンオキサイド(PPO)等が好まし
い。また無機誘電体粉末としては酸化チタン(Ti
O2 )粉末などを用いることができる。酸化チタンのな
かでもルチル型酸化チタン(チタニア)が好ましい。
【0009】さらにガラスフィラーとしてはガラス繊維
(カットファイバー、チョップドストランド、ミルドフ
ァイバー、サーフェストランド)、ガラスビーズ、ガラ
スフレークなどを用いることができる。成形材料を成形
することによって作成されるプリントアンテナ用の基体
は、半田ディップや半田リフロー等の工程において高温
に耐える必要があるために耐熱性を要求されるが、ガラ
スフィラーは基体の耐熱性を高めるために配合されるも
のある。またガラスフィラーを配合することによって寸
法精度や機械強度等を向上させることもでき、さらにガ
ラスフレークを用いることによって基体の反りを低減す
る効果を得ることもできる。
(カットファイバー、チョップドストランド、ミルドフ
ァイバー、サーフェストランド)、ガラスビーズ、ガラ
スフレークなどを用いることができる。成形材料を成形
することによって作成されるプリントアンテナ用の基体
は、半田ディップや半田リフロー等の工程において高温
に耐える必要があるために耐熱性を要求されるが、ガラ
スフィラーは基体の耐熱性を高めるために配合されるも
のある。またガラスフィラーを配合することによって寸
法精度や機械強度等を向上させることもでき、さらにガ
ラスフレークを用いることによって基体の反りを低減す
る効果を得ることもできる。
【0010】成形樹脂と無機誘電体粉末とガラスフィラ
ーの配合量は、成形材料20〜70重量%、無機誘電体
粉末10〜70重量%、ガラスフィラー10〜50重量
%の範囲が好ましい。これらの各成分を配合し、さらに
必要に応じて各種の添加剤を少量添加して混合すること
によって成形材料を調製することができるものである。
このように調製した成形材料を押し出し成形、射出成
形、トランスファー成形、圧縮成形など任意の成形法で
成形することによって、プリントアンテナの基体を作成
するものである。基体はこのように成形材料の金型成形
によって作成されるために、任意の板厚の板状に作成し
たり、あるいは固定用部材を一体に設けた各種の異形形
状に作成したりすることができるものである。
ーの配合量は、成形材料20〜70重量%、無機誘電体
粉末10〜70重量%、ガラスフィラー10〜50重量
%の範囲が好ましい。これらの各成分を配合し、さらに
必要に応じて各種の添加剤を少量添加して混合すること
によって成形材料を調製することができるものである。
このように調製した成形材料を押し出し成形、射出成
形、トランスファー成形、圧縮成形など任意の成形法で
成形することによって、プリントアンテナの基体を作成
するものである。基体はこのように成形材料の金型成形
によって作成されるために、任意の板厚の板状に作成し
たり、あるいは固定用部材を一体に設けた各種の異形形
状に作成したりすることができるものである。
【0011】ここで、このように作成される基体の誘電
率(すなわち成形材料の誘電率)εは、成形樹脂の誘電
率をε1 、無機誘電体粉末の誘電率をε2 、ガラスフィ
ラーの誘電率をε3 とし、それぞれの体積分率をV1 ,
V2 ,V3 とすると、 logε=V1 logε1 +V2 logε2 +V3 logε3 で算出することができる。従って、成形樹脂や無機誘電
体粉末やガラスフィラーの配合量を変えてそれぞれ体積
分率V1 ,V2 ,V3 を変化させたり、あるいは成形樹
脂や無機誘電体粉末やガラスフィラーの種類を変えてそ
れぞれの誘電率ε 1 ,ε2 ,ε3 を変化させたりするこ
とによって、基体の誘電率εを任意に変えることができ
るものであり、幅広い誘電率で基体を設計することが可
能になるものである。
率(すなわち成形材料の誘電率)εは、成形樹脂の誘電
率をε1 、無機誘電体粉末の誘電率をε2 、ガラスフィ
ラーの誘電率をε3 とし、それぞれの体積分率をV1 ,
V2 ,V3 とすると、 logε=V1 logε1 +V2 logε2 +V3 logε3 で算出することができる。従って、成形樹脂や無機誘電
体粉末やガラスフィラーの配合量を変えてそれぞれ体積
分率V1 ,V2 ,V3 を変化させたり、あるいは成形樹
脂や無機誘電体粉末やガラスフィラーの種類を変えてそ
れぞれの誘電率ε 1 ,ε2 ,ε3 を変化させたりするこ
とによって、基体の誘電率εを任意に変えることができ
るものであり、幅広い誘電率で基体を設計することが可
能になるものである。
【0012】図1は上記のように成形材料を成形して作
成した基体1を誘電体層とし、基体1の上面にパッチ状
のアンテナ導体層2を積層すると共に基体1の下面にア
ース導体層3を積層して形成したプリントアンテナを示
すものである。4はアンテナ導体層2の給電点5とアー
ス導体層3のアンテナ出力端子6とを接続するスルーホ
ールであり、その内周にはスルーホールメッキが設けて
ある。このスルーホール4の替わりに給電ピンを用いる
ようにしてもよい。またアンテナ導体層2やアース導体
層3の形成は、基体1の表面に銅箔等の金属箔を接着し
たり、基体1の表面に銅メッキ等のメッキを施したりし
て、基体1の表面に金属層を積層した後にエッチング処
理等をおこなうことによって、プリントの手法によって
高い精度でおこなうことができる。勿論、エッング加工
済みの銅箔等の金属箔を基体1の表面に貼り付けてアン
テナ導体層2やアース導体層3を形成するようにしても
よい。
成した基体1を誘電体層とし、基体1の上面にパッチ状
のアンテナ導体層2を積層すると共に基体1の下面にア
ース導体層3を積層して形成したプリントアンテナを示
すものである。4はアンテナ導体層2の給電点5とアー
ス導体層3のアンテナ出力端子6とを接続するスルーホ
ールであり、その内周にはスルーホールメッキが設けて
ある。このスルーホール4の替わりに給電ピンを用いる
ようにしてもよい。またアンテナ導体層2やアース導体
層3の形成は、基体1の表面に銅箔等の金属箔を接着し
たり、基体1の表面に銅メッキ等のメッキを施したりし
て、基体1の表面に金属層を積層した後にエッチング処
理等をおこなうことによって、プリントの手法によって
高い精度でおこなうことができる。勿論、エッング加工
済みの銅箔等の金属箔を基体1の表面に貼り付けてアン
テナ導体層2やアース導体層3を形成するようにしても
よい。
【0013】
【作用】成形樹脂に無機誘電体粉末とガラスフィラーを
配合した成形材料を成形することによって基体1を作成
するようにしているために、成形材料の成形で基体1を
任意の厚みに、また任意の形状に作成することができ
る。さらに成形樹脂と無機誘電体粉末とガラスフィラー
の組み合わせや配合量を変えることによって、基体1の
誘電率を任意に変えることができる。
配合した成形材料を成形することによって基体1を作成
するようにしているために、成形材料の成形で基体1を
任意の厚みに、また任意の形状に作成することができ
る。さらに成形樹脂と無機誘電体粉末とガラスフィラー
の組み合わせや配合量を変えることによって、基体1の
誘電率を任意に変えることができる。
【0014】
【実施例】以下、本発明を詳細に説明する。 (実施例1〜7)表1及び表2の配合で、成形樹脂に無
機誘電体粉末とガラスフィラー、及びワックス、カップ
リング剤を配合し、2軸押し出し混練機を用いて材料温
度290℃で混練することによって成形材料を調製し
た。表1及び表2において、ガラスフィラーはいずれも
日本硝子繊維株式会社製、ノリル樹脂は日本ジーイープ
ラスチック株式会社製、ワックスはヘキストジャパン社
製、カップリング剤は信越化学社製である。
機誘電体粉末とガラスフィラー、及びワックス、カップ
リング剤を配合し、2軸押し出し混練機を用いて材料温
度290℃で混練することによって成形材料を調製し
た。表1及び表2において、ガラスフィラーはいずれも
日本硝子繊維株式会社製、ノリル樹脂は日本ジーイープ
ラスチック株式会社製、ワックスはヘキストジャパン社
製、カップリング剤は信越化学社製である。
【0015】このように調製した成形材料について誘電
率と誘電正接を測定した結果を表1及び表2に示す。
尚、チタニアの誘電率は110、ガラスの誘電率は6.
7、ノリル樹脂の誘電率は2.69である。
率と誘電正接を測定した結果を表1及び表2に示す。
尚、チタニアの誘電率は110、ガラスの誘電率は6.
7、ノリル樹脂の誘電率は2.69である。
【0016】
【表1】
【0017】
【表2】
【0018】表1にみられるように、実施例1〜5のも
のに対する実施例6及び実施例7ののように、配合する
各成分の配合量を変えることによって、誘電率を大幅に
変化させることができることが確認される。またこの成
形材料を射出成形して厚み2.5mm、縦×横=50m
m×50mmの基体を作成し、この基体の表裏面に厚み
18μmの銅箔を接着すると共にエッチング加工して4
0mm×40mmの大きさのアンテナ導体層とアース導
体層を設けることによって、図1に示すようなプリント
アンテナを製作した。実施例1で調製した成形材料を用
いて製作したGPS衛星信号(右旋円偏波信号)受信用
プリントアンテナについて、アンテナ指向特性を測定し
た。アンテナ指向特性は図2に示す通りであり、157
5MHzにおいて実用に耐えるピーク利得+1.4dB
iを得ることができるものであった。
のに対する実施例6及び実施例7ののように、配合する
各成分の配合量を変えることによって、誘電率を大幅に
変化させることができることが確認される。またこの成
形材料を射出成形して厚み2.5mm、縦×横=50m
m×50mmの基体を作成し、この基体の表裏面に厚み
18μmの銅箔を接着すると共にエッチング加工して4
0mm×40mmの大きさのアンテナ導体層とアース導
体層を設けることによって、図1に示すようなプリント
アンテナを製作した。実施例1で調製した成形材料を用
いて製作したGPS衛星信号(右旋円偏波信号)受信用
プリントアンテナについて、アンテナ指向特性を測定し
た。アンテナ指向特性は図2に示す通りであり、157
5MHzにおいて実用に耐えるピーク利得+1.4dB
iを得ることができるものであった。
【0019】
【発明の効果】上記のように本発明は、成形樹脂に無機
誘電体粉末とガラスフィラーを配合した成形材料で成形
される基体に、アンテナ導体層及びアース導体層を積層
してプリントアンテナを作成するようにしたので、成形
材料の成形で基体を任意の厚みや、任意の形状に容易に
形成することができ、基体をコスト安価に作成すること
ができるものであり、また成形樹脂と無機誘電体粉末と
ガラスフィラーの組み合わせや配合量を変えることによ
って、基体の誘電率を任意に変えることができ、基体の
誘電率の設計が広い範囲で可能になるものである。
誘電体粉末とガラスフィラーを配合した成形材料で成形
される基体に、アンテナ導体層及びアース導体層を積層
してプリントアンテナを作成するようにしたので、成形
材料の成形で基体を任意の厚みや、任意の形状に容易に
形成することができ、基体をコスト安価に作成すること
ができるものであり、また成形樹脂と無機誘電体粉末と
ガラスフィラーの組み合わせや配合量を変えることによ
って、基体の誘電率を任意に変えることができ、基体の
誘電率の設計が広い範囲で可能になるものである。
【図1】本発明の一実施例を示すものであり、(a)は
斜視図、(b)は断面図である。
斜視図、(b)は断面図である。
【図2】アンテナ指向特性図である。
1 基体 2 アンテナ導体層 3 アース導体層
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成4年12月7日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0004
【補正方法】変更
【補正内容】
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、両面銅張り積
層板を用いてプリントアンテナを作成する場合、その基
体は積層板で形成されるために種々の制約が生じるもの
であった。すなわち、積層板は、エポキシ樹脂等の熱硬
化性樹脂をガラスクロス等に含浸して調製したレジンク
ロスを複数枚重ねて加熱加圧成形することによって作成
されるが、積層されるレジンクロスは誘電率が限定され
ているためにプリントアンテナの基体の誘電率を自由に
選定することができず、また誘電率も小さいため誘電体
の波長短縮効果を利用してプリントアンテナを小型に設
計する場合の実現可能な寸法が制限されるという問題が
あった。
層板を用いてプリントアンテナを作成する場合、その基
体は積層板で形成されるために種々の制約が生じるもの
であった。すなわち、積層板は、エポキシ樹脂等の熱硬
化性樹脂をガラスクロス等に含浸して調製したレジンク
ロスを複数枚重ねて加熱加圧成形することによって作成
されるが、積層されるレジンクロスは誘電率が限定され
ているためにプリントアンテナの基体の誘電率を自由に
選定することができず、また誘電率も小さいため誘電体
の波長短縮効果を利用してプリントアンテナを小型に設
計する場合の実現可能な寸法が制限されるという問題が
あった。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0018
【補正方法】変更
【補正内容】
【0018】表1、表2にみられるように、実施例1〜
5のものに対する実施例6及び実施例7ののように、配
合する各成分の配合量を変えることによって、誘電率を
大幅に変化させることができることが確認される。また
この成形材料を射出成形して厚み2.5mm、縦×横=
50mm×50mmの基体を作成し、この基体の表裏面
に厚み18μmの銅箔を接着すると共にエッチング加工
して40mm×40mmの大きさのアンテナ導体層とア
ース導体層を設けることによって、図1に示すようなプ
リントアンテナを製作した。実施例1で調製した成形材
料を用いて製作したGPS衛星信号(右旋円偏波信号)
受信用プリントアンテナについて、アンテナ指向特性を
測定した。アンテナ指向特性は図2に示す通りであり、
1575MHzにおいて実用に耐えるピーク利得+1.
4dBiを得ることができるものであった。
5のものに対する実施例6及び実施例7ののように、配
合する各成分の配合量を変えることによって、誘電率を
大幅に変化させることができることが確認される。また
この成形材料を射出成形して厚み2.5mm、縦×横=
50mm×50mmの基体を作成し、この基体の表裏面
に厚み18μmの銅箔を接着すると共にエッチング加工
して40mm×40mmの大きさのアンテナ導体層とア
ース導体層を設けることによって、図1に示すようなプ
リントアンテナを製作した。実施例1で調製した成形材
料を用いて製作したGPS衛星信号(右旋円偏波信号)
受信用プリントアンテナについて、アンテナ指向特性を
測定した。アンテナ指向特性は図2に示す通りであり、
1575MHzにおいて実用に耐えるピーク利得+1.
4dBiを得ることができるものであった。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宇水 武 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 山河 清志郎 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内
Claims (1)
- 【請求項1】 成形樹脂に無機誘電体粉末とガラスフィ
ラーを配合した成形材料で成形される基体に、アンテナ
導体層及びアース導体層を積層して成ることを特徴とす
るプリントアンテナ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4166589A JPH0613814A (ja) | 1992-06-25 | 1992-06-25 | プリントアンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4166589A JPH0613814A (ja) | 1992-06-25 | 1992-06-25 | プリントアンテナ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0613814A true JPH0613814A (ja) | 1994-01-21 |
Family
ID=15834085
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4166589A Pending JPH0613814A (ja) | 1992-06-25 | 1992-06-25 | プリントアンテナ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0613814A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6315749B1 (en) | 1999-07-16 | 2001-11-13 | Tokyo Hosiery Co., Ltd. | Foot supporter |
US7365685B2 (en) | 2003-04-24 | 2008-04-29 | Asahi Glass Company, Limited | Antenna device |
US20220031172A1 (en) * | 2018-12-05 | 2022-02-03 | Google Llc | Smart Device-Based Radar System Detecting Human Vital Signs Using a Compact Circularly-Polarized Antenna |
-
1992
- 1992-06-25 JP JP4166589A patent/JPH0613814A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6315749B1 (en) | 1999-07-16 | 2001-11-13 | Tokyo Hosiery Co., Ltd. | Foot supporter |
US7365685B2 (en) | 2003-04-24 | 2008-04-29 | Asahi Glass Company, Limited | Antenna device |
US20220031172A1 (en) * | 2018-12-05 | 2022-02-03 | Google Llc | Smart Device-Based Radar System Detecting Human Vital Signs Using a Compact Circularly-Polarized Antenna |
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A02 | Decision of refusal |
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