JPH08186428A - アンテナ装置 - Google Patents
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- JPH08186428A JPH08186428A JP32588894A JP32588894A JPH08186428A JP H08186428 A JPH08186428 A JP H08186428A JP 32588894 A JP32588894 A JP 32588894A JP 32588894 A JP32588894 A JP 32588894A JP H08186428 A JPH08186428 A JP H08186428A
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- conductor plate
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- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 91
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 29
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 37
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 14
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 マイクロストリップアンテナの小型化と広帯
域化を図る。 【構成】 グランド導体板2と2枚の放射導体板1とは
平行に配され、かつ2枚の放射導体板は直接上に近接し
て配される。同軸給電線5の内導体は任意の放射導体板
に接続され、外導体は内導体の接続点の直下またはその
近傍のグランド導体板2に接続される。各放射導体板1
は互いに近接した辺の間に少なくとも1つのコンデンサ
が接続され、互いに離れた辺の少なくとも一方とその近
傍のグランド導体板2との間に少なくとも1個のコンデ
ンサが接続される。2枚の放射導体板1の前記直線方向
の互いに離れた辺の間隔Lがほぼ0.50λeから0.
15λe(λeは使用管内波長)とされている。
域化を図る。 【構成】 グランド導体板2と2枚の放射導体板1とは
平行に配され、かつ2枚の放射導体板は直接上に近接し
て配される。同軸給電線5の内導体は任意の放射導体板
に接続され、外導体は内導体の接続点の直下またはその
近傍のグランド導体板2に接続される。各放射導体板1
は互いに近接した辺の間に少なくとも1つのコンデンサ
が接続され、互いに離れた辺の少なくとも一方とその近
傍のグランド導体板2との間に少なくとも1個のコンデ
ンサが接続される。2枚の放射導体板1の前記直線方向
の互いに離れた辺の間隔Lがほぼ0.50λeから0.
15λe(λeは使用管内波長)とされている。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は小型かつ広帯域なプリ
ント形のマイクロストリップアンテナ装置に関するもの
である。
ント形のマイクロストリップアンテナ装置に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】図7,図8は従来のアンテナの例であ
る。1は放射導体板、2はグランド導体板、3は誘電体
または空気、5は同軸給電線、6は送信機または受信
機、11は短絡板、4はコンデンサ、12は金属板であ
る。図7のアンテナはマイクロストリップアンテナで
(1/4)λ形のものであり、放射導体板1の長さLは
ほぼ0.25λeとなる(λeは管内波長で、λe=λ×
1/√εr である。ここで、λは自由空間波長、εr は
誘電体の比誘電率)。長さLを短くするためには高誘電
率の誘電体を用いなければならない。しかし高誘電体率
の誘電体を用いると、誘電体損失が大きいためにアンテ
ナ効率が劣化して低くなり、また帯域幅は狭くなる欠点
があった。
る。1は放射導体板、2はグランド導体板、3は誘電体
または空気、5は同軸給電線、6は送信機または受信
機、11は短絡板、4はコンデンサ、12は金属板であ
る。図7のアンテナはマイクロストリップアンテナで
(1/4)λ形のものであり、放射導体板1の長さLは
ほぼ0.25λeとなる(λeは管内波長で、λe=λ×
1/√εr である。ここで、λは自由空間波長、εr は
誘電体の比誘電率)。長さLを短くするためには高誘電
率の誘電体を用いなければならない。しかし高誘電体率
の誘電体を用いると、誘電体損失が大きいためにアンテ
ナ効率が劣化して低くなり、また帯域幅は狭くなる欠点
があった。
【0003】そこで、図8のようにコンデンサを装荷し
たアンテナを発案した。このアンテナは高効率を保ちな
がら小型化することができる(特願平6−22516
4,6−225165)。図8Aでλe=242mmと
し、L=31mm(=0.128λe),W=28mm,t
=4.8mmとして図9のように金属筐体(130×40×
18mm)14に取付け、コンデンサ4を可変してf=8
20MHzで共振を取った。このときのアンテナ効率は−
1dBと高い値であるが、VSWR<2(リターンロスが
−9.5dB以下)の帯域幅Δfは1.6%(12.8MHz)で
あった。このアンテナは、高効率を保ちながらアンテナ
長Lを短縮できたが、帯域幅Δfは狭い。
たアンテナを発案した。このアンテナは高効率を保ちな
がら小型化することができる(特願平6−22516
4,6−225165)。図8Aでλe=242mmと
し、L=31mm(=0.128λe),W=28mm,t
=4.8mmとして図9のように金属筐体(130×40×
18mm)14に取付け、コンデンサ4を可変してf=8
20MHzで共振を取った。このときのアンテナ効率は−
1dBと高い値であるが、VSWR<2(リターンロスが
−9.5dB以下)の帯域幅Δfは1.6%(12.8MHz)で
あった。このアンテナは、高効率を保ちながらアンテナ
長Lを短縮できたが、帯域幅Δfは狭い。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来のアンテナ装置は
以上のように構成されていて、誘電体3またはコンデン
サ4を装荷することでアンテナを小型化している。誘電
体3のみを用いて小型化した場合は、効率が低く、帯域
幅が狭いという欠点があった。一方、コンデンサ4を装
荷して小型化した場合は、帯域幅が狭いという欠点があ
った。
以上のように構成されていて、誘電体3またはコンデン
サ4を装荷することでアンテナを小型化している。誘電
体3のみを用いて小型化した場合は、効率が低く、帯域
幅が狭いという欠点があった。一方、コンデンサ4を装
荷して小型化した場合は、帯域幅が狭いという欠点があ
った。
【0005】本発明はこの問題点を解決するためになさ
れたもので、小型かつ帯域幅の広いアンテナ装置を提供
することを目的とする。
れたもので、小型かつ帯域幅の広いアンテナ装置を提供
することを目的とする。
【0006】
(1)請求項1のアンテナ装置は、グランド導体板、2
枚の放射導体板、同軸給電線及び少なくとも2個のコン
デンサからなる。そのグランド導体板と2枚の放射導体
板は平行に配置され、かつ2枚の放射導体板は直線上に
近接して配置される。同軸給電線の内導体は任意の放射
導体板に接続され、外導体は内導体の接続点の直下また
はその近傍のグランド導体板に接続される。各放射導体
板は、互いに近接した辺の間に少なくとも1つのコンデ
ンサが接続され、互いに離れた辺の少なくとも一方とそ
の近傍のグランド導体板との間に少なくとも1個のコン
デンサが接続される。2枚の放射導体板の互いに離れた
辺の間隔(L)が、ほぼ0.50λeから0.15λe
(λeは使用管内波長)とされている。
枚の放射導体板、同軸給電線及び少なくとも2個のコン
デンサからなる。そのグランド導体板と2枚の放射導体
板は平行に配置され、かつ2枚の放射導体板は直線上に
近接して配置される。同軸給電線の内導体は任意の放射
導体板に接続され、外導体は内導体の接続点の直下また
はその近傍のグランド導体板に接続される。各放射導体
板は、互いに近接した辺の間に少なくとも1つのコンデ
ンサが接続され、互いに離れた辺の少なくとも一方とそ
の近傍のグランド導体板との間に少なくとも1個のコン
デンサが接続される。2枚の放射導体板の互いに離れた
辺の間隔(L)が、ほぼ0.50λeから0.15λe
(λeは使用管内波長)とされている。
【0007】(2)請求項2のアンテナ装置は、前記
(1)のものと共通の点が多い。違うのは2枚の放射導
体板の互いに離れた辺の一方の辺に接地用コンデンサが
接続され、他方の辺とその直下のグランド導体板との間
に短絡板が接続される点と、2枚の放射導体板の互いに
離れた辺の間隔(L)が、ほぼ0.25λeから0.0
75λeとされている点である。
(1)のものと共通の点が多い。違うのは2枚の放射導
体板の互いに離れた辺の一方の辺に接地用コンデンサが
接続され、他方の辺とその直下のグランド導体板との間
に短絡板が接続される点と、2枚の放射導体板の互いに
離れた辺の間隔(L)が、ほぼ0.25λeから0.0
75λeとされている点である。
【0008】(3)請求項3の発明では、前記(1)ま
たは(2)において、放射導体板のグランド導体板へコ
ンデンサを介して接続されている辺の近傍に平行に、金
属板がグランド導体板より一体に垂直に突設され、その
突端に接地すべきコンデンサの一端が接続されている。 (4)請求項4の発明では、前記(1)内至(3)のい
ずれかにおいて、放射導体板とグランド導体板との間に
誘電体が挿入されている。
たは(2)において、放射導体板のグランド導体板へコ
ンデンサを介して接続されている辺の近傍に平行に、金
属板がグランド導体板より一体に垂直に突設され、その
突端に接地すべきコンデンサの一端が接続されている。 (4)請求項4の発明では、前記(1)内至(3)のい
ずれかにおいて、放射導体板とグランド導体板との間に
誘電体が挿入されている。
【0009】(5)請求項5の発明では、前記(1)乃
至(3)のいずれかにおいて、同軸給電線の内導体が放
射導体板の側辺(互いに近接した辺と交叉する辺)に接
続されている。
至(3)のいずれかにおいて、同軸給電線の内導体が放
射導体板の側辺(互いに近接した辺と交叉する辺)に接
続されている。
【0010】
(a) 図1は請求項1の発明の実施例を示したもの
で、図7,図8と対応する部分に同じ符号を付けてあ
る。ここで、1は放射導体板、2はグランド導体板、3
は誘電体または空気、4はコンデンサ、5は同軸給電
線、6は送信機または受信機、7は電流分布、8は放射
エッジ1,9は放射エッジ2,10は放射エッジ3であ
る。放射導体板1は2枚に分割され、各々が互いに近接
して配される。このアンテナは(1/2)λ形のマイク
ロストリップアンテナである。このアンテナの場合、放
射導体板1上に(1/2)λの電流が乗るはずである。
しかし、このアンテナは放射エッジが3ヶ所ある。従っ
て、図1の電流分布7のように、ほぼ同じ給電点インピ
ーダンスで2つの長さの違う電流が乗る。そこで、給電
点から見ると2共振するようになる。2つの共振点を調
整すれば、2共振させることも或いは広帯域化させるこ
ともできる。2つの波長で共振するので、小型で帯域が
広いアンテナが実現できる。2枚の放射導体板1の互い
に離れた辺の間隔Lはほぼ0.50λeから0.15λ
eとされている。Lを短くするためにはコンデンサ4の
容量値を大きくしなければならない。しかし容量値を大
きくするとコンデンサのQが低下するためアンテナ効率
が低下する。そのためLは0.15λe程度が限度であ
る。
で、図7,図8と対応する部分に同じ符号を付けてあ
る。ここで、1は放射導体板、2はグランド導体板、3
は誘電体または空気、4はコンデンサ、5は同軸給電
線、6は送信機または受信機、7は電流分布、8は放射
エッジ1,9は放射エッジ2,10は放射エッジ3であ
る。放射導体板1は2枚に分割され、各々が互いに近接
して配される。このアンテナは(1/2)λ形のマイク
ロストリップアンテナである。このアンテナの場合、放
射導体板1上に(1/2)λの電流が乗るはずである。
しかし、このアンテナは放射エッジが3ヶ所ある。従っ
て、図1の電流分布7のように、ほぼ同じ給電点インピ
ーダンスで2つの長さの違う電流が乗る。そこで、給電
点から見ると2共振するようになる。2つの共振点を調
整すれば、2共振させることも或いは広帯域化させるこ
ともできる。2つの波長で共振するので、小型で帯域が
広いアンテナが実現できる。2枚の放射導体板1の互い
に離れた辺の間隔Lはほぼ0.50λeから0.15λ
eとされている。Lを短くするためにはコンデンサ4の
容量値を大きくしなければならない。しかし容量値を大
きくするとコンデンサのQが低下するためアンテナ効率
が低下する。そのためLは0.15λe程度が限度であ
る。
【0011】(b) 図2は請求項2の発明の実施例を
示したものである。ここで11は短絡板である。図1の
放射端の片側を短絡板11でグランド導体板2に短絡
し、そのイメージを用いて、1/4波長マイクロストリ
ップアンテナとして動作させたものである。この場合も
図1のものと動作原理は同じであるので、全く同様な効
果が得られる。前記間隔Lはほぼ0.25λeから0.
075λeに設定される。
示したものである。ここで11は短絡板である。図1の
放射端の片側を短絡板11でグランド導体板2に短絡
し、そのイメージを用いて、1/4波長マイクロストリ
ップアンテナとして動作させたものである。この場合も
図1のものと動作原理は同じであるので、全く同様な効
果が得られる。前記間隔Lはほぼ0.25λeから0.
075λeに設定される。
【0012】(c−1) 図3は請求項3の発明の実施
例を示したものである。ここで12は金属板である。金
属板12を放射導体板1の片方の近傍に設置し、コンデ
ンサ4の両端子を金属板12とその近傍の放射導体板1
に接続した。金属板12と放射導体板1の間に浮遊容量
が生じるので、見かけ上コンデンサ容量が大きくなる。
従って、効果は図2と同じである。なお、金属板12は
図1の少なくとも一方の放射導体板1の近傍に設けるこ
ともできる。
例を示したものである。ここで12は金属板である。金
属板12を放射導体板1の片方の近傍に設置し、コンデ
ンサ4の両端子を金属板12とその近傍の放射導体板1
に接続した。金属板12と放射導体板1の間に浮遊容量
が生じるので、見かけ上コンデンサ容量が大きくなる。
従って、効果は図2と同じである。なお、金属板12は
図1の少なくとも一方の放射導体板1の近傍に設けるこ
ともできる。
【0013】(c−2) 図4及び図5はそれぞれ請求
項3の発明の他の実施例である。アンテナの帯域幅を実
験により確認した。図9のような金属筐体(130×4
0×18mm)14にアンテナを設置して実験を行った。
図5Aのアンテナとして容積4.5cc(L=33.5mm=
0.138λe,W=28mm,t=4.8mm),誘電率ε
=2.6、λe=242mmのものを作製した。共振周波数
は820MHzとした。図5Bにリターンロス周波数特性
を示す。この図から明らかなように、2つの共振が現れ
ており、このアンテナについての考え方が正しいことが
分る。VSWR<2(リターンロスが−9.5dB以
下)ではΔf=20MHzの帯域幅が得られている。
項3の発明の他の実施例である。アンテナの帯域幅を実
験により確認した。図9のような金属筐体(130×4
0×18mm)14にアンテナを設置して実験を行った。
図5Aのアンテナとして容積4.5cc(L=33.5mm=
0.138λe,W=28mm,t=4.8mm),誘電率ε
=2.6、λe=242mmのものを作製した。共振周波数
は820MHzとした。図5Bにリターンロス周波数特性
を示す。この図から明らかなように、2つの共振が現れ
ており、このアンテナについての考え方が正しいことが
分る。VSWR<2(リターンロスが−9.5dB以
下)ではΔf=20MHzの帯域幅が得られている。
【0014】一方、従来の図8Aのアンテナについて、
容積4.2cc(L=31mm=0.128λe,W=28m
m,t=4.8mm),誘電率ε=2.6,λe=242mmの
ものを作製し同様な実験を行った。その結果得られたリ
ターンロス周波数特性を図5Bに示してある。従来のア
ンテナでは、VSWR<2でΔf=12.8MHzの帯域し
か得られない。従来のアンテナの容積は4.2cc,帯域が
12.8MHzであるのに対し、図5Aのアンテナの容積は
4.5cc,帯域幅は20MHzである。よって、図5Aのア
ンテナのような構造にすることによって、ほゞ同容積で
帯域幅の広いアンテナを提供することができることが実
験によっても確認された。
容積4.2cc(L=31mm=0.128λe,W=28m
m,t=4.8mm),誘電率ε=2.6,λe=242mmの
ものを作製し同様な実験を行った。その結果得られたリ
ターンロス周波数特性を図5Bに示してある。従来のア
ンテナでは、VSWR<2でΔf=12.8MHzの帯域し
か得られない。従来のアンテナの容積は4.2cc,帯域が
12.8MHzであるのに対し、図5Aのアンテナの容積は
4.5cc,帯域幅は20MHzである。よって、図5Aのア
ンテナのような構造にすることによって、ほゞ同容積で
帯域幅の広いアンテナを提供することができることが実
験によっても確認された。
【0015】また図5Aのアンテナを図9の金属筐体1
4に設置したときの放射パターンを図5Cに示す。従来
のアンテナの放射パターンは図8Cに示してある。図5
Cと図8Cとを比較すれば明らかなように、放射パター
ンの形状、電界強度のレベルについて両者の間にほとん
ど差はない。このことから、帯域幅を広くしてもアンテ
ナ効率は劣化していないことが分る。
4に設置したときの放射パターンを図5Cに示す。従来
のアンテナの放射パターンは図8Cに示してある。図5
Cと図8Cとを比較すれば明らかなように、放射パター
ンの形状、電界強度のレベルについて両者の間にほとん
ど差はない。このことから、帯域幅を広くしてもアンテ
ナ効率は劣化していないことが分る。
【0016】(d) 図6は請求項5の発明の実施例で
ある。図のように給電点を放射導体板の端にしても共振
が取れ、帯域幅も全ての例において広がる。また、アン
テナに穴を空けずに給電できるメリットもある。
ある。図のように給電点を放射導体板の端にしても共振
が取れ、帯域幅も全ての例において広がる。また、アン
テナに穴を空けずに給電できるメリットもある。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、従来と同様にコンデンサを装荷することで電気的に
アンテナ長を長くして共振をとることができるようにし
て、物理的なアンテナの長さ寸法を小さくすると共に放
射導体板を2つに分割し、2つの共振波長が乗るように
したので、小型かつ帯域幅の広いマイクロストリップア
ンテナが得られる。
ば、従来と同様にコンデンサを装荷することで電気的に
アンテナ長を長くして共振をとることができるようにし
て、物理的なアンテナの長さ寸法を小さくすると共に放
射導体板を2つに分割し、2つの共振波長が乗るように
したので、小型かつ帯域幅の広いマイクロストリップア
ンテナが得られる。
【0018】この発明では放射導体板1が2個で構成さ
れているが、2個以上の場合に容易に拡張することがで
きる。
れているが、2個以上の場合に容易に拡張することがで
きる。
【図1】請求項1の発明の実施例を示す斜視図。
【図2】請求項2の発明の実施例を示す斜視図。
【図3】請求項3の発明の更に実施例を示す斜視図。
【図4】請求項3の発明の他の実施例を示す斜視図。
【図5】請求項3の発明の更に他の実施例を示す図で、
Aは斜視図、BはAのリターンロス周波数特性を示す
図、CはAの放射パターンを示す図。
Aは斜視図、BはAのリターンロス周波数特性を示す
図、CはAの放射パターンを示す図。
【図6】請求項5の発明の実施例を示す斜視図。
【図7】従来のマイクロストリップアンテナの一例を示
す斜視図。
す斜視図。
【図8】従来のマイクロストリップアンテナの他の例を
示す図、Aは斜視図、BはAのリターンロス周波数特性
を示す図、CはAの放射パターンを示す図。
示す図、Aは斜視図、BはAのリターンロス周波数特性
を示す図、CはAの放射パターンを示す図。
【図9】アンテナの実験に使用する金属筐体の外形寸法
とその方向を示す斜視図。
とその方向を示す斜視図。
1 放射導体板 2 グランド導体板 3 誘電体または空気 4 コンデンサ 5 同軸給電線 6 送信機または受信機 7 電流分布 8 放射エッジ1 9 放射エッジ2 10 放射エッジ3 11 短絡板 12 金属板 13 アンテナ取付け位置または実験用アンテナ 14 金属筐体
Claims (5)
- 【請求項1】 グランド導体板、2枚の放射導体板、同
軸給電線及び少なくとも2個のコンデンサからなり、 前記グランド導体板と2枚の放射導体板は平行に配置さ
れ、かつ2枚の放射導体板は直線上に近接して配置さ
れ、 前記同軸給電線の内導体は任意の前記放射導体板に接続
され、外導体は前記内導体の接続点の直下またはその近
傍の前記グランド導体板に接続され、 前記各放射導体板は、互いに近接した辺の間に少なくと
も1つの前記コンデンサが接続され、互いに離れた辺の
少なくとも一方とその近傍の前記グランド導体板との間
に少なくとも1個の前記コンデンサが接続され、 前記2枚の放射導体板の互いに離れた辺の間隔(L)
が、ほぼ0.50λeから0.15λe(λeは使用管
内波長)とされていることを特徴とするアンテナ装置。 - 【請求項2】 グランド導体板、2枚の放射導体板、短
絡板、同軸給電線及び少なくとも2個のコンデンサから
なり、 前記グランド導体板と2枚の放射導体板は平行に配置さ
れ、かつ2枚の放射導体板は直線上に近接して配置さ
れ、 前記同軸給電線の内導体は任意の前記放射導体板に接続
され、外導体は前記内導体の接続点の直下またはその近
傍の前記グランド導体板に接続され、 前記各放射導体板は、互いに近接した辺の間に少なくと
も1つの前記コンデンサが接続され、互いに離れた辺の
うちの一方の辺とその近傍の前記グランド導体板との間
に少なくとも1個の前記コンデンサが接続され、他方の
辺とその直下の前記グランド導体板との間に前記短絡板
が接続され、 前記2枚の放射導体板の互いに離れた辺の間隔(L)
が、ほぼ0.25λeから0.075λeとされている
ことを特徴とするアンテナ装置。 - 【請求項3】 請求項1または2において、前記放射導
体板の前記グランド導体板へ前記コンデンサを介して接
続されている辺の近傍に平行に、金属板が前記グランド
導体板より一体に突設され、その突端に前記コンデンサ
の一端(前記グランド導体板へ接続すべき側)が接続さ
れていることを特徴とするアンテナ装置。 - 【請求項4】 請求項1乃至3のいずれかにおいて、前
記放射導体板とグランド導体板との間に誘電体が挿入さ
れていることを特徴とするアンテナ装置。 - 【請求項5】 請求項1乃至3のいずれかにおいて、前
記同軸給電線の内導体が前記放射導体板の側辺(前記の
互いに近接した辺と交叉する辺)に接続されていること
を特徴とするアンテナ装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32588894A JPH08186428A (ja) | 1994-12-27 | 1994-12-27 | アンテナ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32588894A JPH08186428A (ja) | 1994-12-27 | 1994-12-27 | アンテナ装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08186428A true JPH08186428A (ja) | 1996-07-16 |
Family
ID=18181725
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP32588894A Pending JPH08186428A (ja) | 1994-12-27 | 1994-12-27 | アンテナ装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08186428A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100538770B1 (ko) * | 2001-07-25 | 2005-12-26 | 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 | 면실장 안테나 제조방법 및 그 안테나를 포함한 무선 통신기 |
JPWO2017051526A1 (ja) * | 2015-09-25 | 2018-06-07 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | アンテナ装置 |
-
1994
- 1994-12-27 JP JP32588894A patent/JPH08186428A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100538770B1 (ko) * | 2001-07-25 | 2005-12-26 | 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 | 면실장 안테나 제조방법 및 그 안테나를 포함한 무선 통신기 |
JPWO2017051526A1 (ja) * | 2015-09-25 | 2018-06-07 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | アンテナ装置 |
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