WO2019044151A1 - アンテナ装置及び逆ｆアンテナ - Google Patents

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WO2019044151A1
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antenna
frequency band
inverted
feeding
antenna device
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PCT/JP2018/024683
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山田　賢一
威 山保
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株式会社ヨコオ
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    • 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
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    • H01Q9/30—Resonant antennas with feed to end of elongated active element, e.g. unipole
    • H01Q9/42—Resonant antennas with feed to end of elongated active element, e.g. unipole with folded element, the folded parts being spaced apart a small fraction of the operating wavelength

Definitions

  • the present invention relates to a compact low profile antenna apparatus having an inverted F antenna.
  • an antenna device having an inverted F antenna for LTE Long Term Evolution
  • an antenna device disclosed in Patent Document 1 is known.
  • This antenna device is an on-vehicle antenna device suitable for mounting on the roof of a car, and for a radome, for 3G (3rd Generation) / LTE (Long Term Evolution), DAB (Digital Audio Broadcast), GPS ( It is configured to house three antennas for the Global Positioning System.
  • the antenna for 3G / LTE is an inverted F antenna.
  • the inverted-F antenna disclosed in Patent Document 1 is configured of a flat portion and a short portion erected on a ground plate which is a ground plane. A part of the flat portion becomes a feeding point.
  • This antenna apparatus is considered to operate in both the 761 MHz to 960 MHz low frequency band of LTE and the high frequency band of 1710 MHz to 2130 MHz.
  • the demand for LTE has increased, and the lower limit frequency of the low frequency band has been expanded to 699 MHz.
  • the upper limit frequency of the high frequency band is also expanded to the 5 GHz band.
  • the antenna apparatus disclosed in Patent Document 1 can be used in the low frequency band and high frequency band of LTE, according to the disclosed VSWR (Voltage Standing Wave Ratio) characteristic, the low frequency band of LTE can be used. It is difficult to transmit and receive the signal well. Even in the high frequency band, it is difficult to stably receive a signal over a wide band.
  • VSWR Voltage Standing Wave Ratio
  • a flat portion having a surface portion facing the ground surface at a predetermined distance, a feed portion disposed on a surface forming a predetermined angle with the ground surface, and a part of the flat portion
  • An inverted F antenna including a short circuit portion for grounding is provided, and the flat surface portion and the power feeding portion are physically separated plate shapes, and are electrically connected at a predetermined frequency or less.
  • the inverted-F antenna according to the present invention comprises a flat portion having a surface portion facing a ground surface at a predetermined distance, a feeding portion disposed on a surface forming a predetermined angle with the ground surface, and a part of the flat portion. And the shorting portion for grounding the ground, and the flat portion and the feeding portion are physically separated in a plate shape and electrically connected at a predetermined frequency or less.
  • FIG. 5 is a schematic view of an inverted F antenna having only one filter.
  • FIG 5 is a schematic view of an inverted F antenna having a rectangular feeding portion.
  • VSWR characteristic comparison figure with an Example The schematic diagram which shows the state in which one short circuit part is selected.
  • the perspective view of the inverted-F antenna which concerns on 2nd Embodiment.
  • the schematic diagram which shows the structural example of a 2nd switch circuit.
  • the schematic diagram which shows the modification of a short circuit part and a 2nd switch circuit.
  • the external view of the inverted-F antenna which concerns on 3rd Embodiment.
  • the external view of the inverted-F antenna which concerns on 3rd Embodiment.
  • the external view of the inverted-F antenna which concerns on 3rd Embodiment.
  • the following describes an embodiment in which the present invention is applied to an antenna apparatus capable of transmitting and receiving signals in the low frequency band (699 MHz to 960 MHz) and signals in the high frequency band (1.7 GHz to 2.7 GHz) of LTE.
  • the antenna device is housed in a housing space of a radio wave transmitting housing, and can be used as a low-profile on-vehicle antenna device.
  • one of the objects of the embodiments described below is, for example, a small size and low profile that enables stable signal transmission and reception with a low VSWR from near the lowest frequency of the low frequency band of LTE to near the highest frequency of the high frequency band. And providing an inverted F antenna.
  • FIG. 1 is a perspective view of the antenna device according to the first embodiment.
  • This antenna device comprises an inverted F antenna 1 as a main component.
  • the inverted-F antenna 1 has a flat portion 11 provided above the substrate 10 whose surface is a metal surface of ground potential (hereinafter referred to as "grounding surface") during operation, a feeding portion 12, shorting portions 15, 16, 17 and 1 switch circuit 18 is comprised.
  • the substrate 10 may be made of a metal-plated resin, or may be made of a metal plate such as a copper plate.
  • the flat portion 11 and the feeding portion 12 are plate-like elements physically separated. In the illustrated example, both are of different shapes and sizes, but this is not always the case.
  • the short circuit parts 15, 16, 17 and the first switch circuit 18 are parts for selectively grounding part of the plane part 11 and thereby switching the low frequency band of LTE to three frequency bands.
  • the three frequency bands are referred to as a first sub band, a second sub band, and a third band for convenience.
  • the first sub band is a frequency band of 699 MHz to 803 MHz.
  • the second sub band is a frequency band of 791 MHz to 894 MHz.
  • the third sub-band is the 880 MHz to 960 MHz frequency band.
  • the flat surface portion 11 is a rectangular plate having a metal surface portion (hereinafter referred to as a “back surface portion”) opposed to the ground surface at a predetermined interval.
  • the feeding portion 12 is a metal plate disposed on a plane forming a predetermined angle (for example, about 90 degrees) with respect to the ground surface, and is in contact with any side of the plane portion 11 but is approaching It has an edge (hereinafter referred to as the “accessing edge”), and the other part has a bowl shape.
  • the shape of a bowl refers to a shape in which at least one of the corners of a metal plate is arced, or a shape in which two adjacent corners are arced.
  • the metal plate is rectangular, and of the corners, the two corners on the side of the ground contact surface are arcs having different radii of curvature.
  • a feed terminal 121 is formed at a portion where an arc having a large radius of curvature starts.
  • two parts of the feed portion 12 may be arcs of the same radius of curvature, and one part may be an arc.
  • the approach side of the feeding portion 12 is longer than the side of the bowl shape, as described later, in order to secure a long filter interval of the filters 13a and 13b.
  • the flat portion 11 and the feeding portion 12 are made of a metal plate such as a copper plate, but since they are used in a frequency band where surface effects can be obtained, metal-plated resin may be used.
  • the flat portion 11 is designed to have a length of about 1/4 of the wavelength ⁇ L of the lowest frequency (699 MHz) of the low frequency band of LTE in the electric length, which is the sum of the long side and the short side in this example. It is done.
  • the feeding unit 12 is designed to have an electrical length, in the case of this example, the sum of the side lengths approximately 1/4 the wavelength ⁇ H of the lowest frequency (1.7 GHz) of the high frequency band of LTE There is.
  • the physically separated flat portion 11 and the feeding portion 12 are electrically connected via the two filters 13a and 13b.
  • the term "electrically connected” means that current does not flow even if only a slight amount of current flows, and it is connected so as to function as an antenna element at a used frequency below a predetermined frequency. Only a slight current flow does not result in substantial electrical connection.
  • Each of the filters 13a and 13b operates as a high frequency cut filter that cuts a frequency exceeding the lowest frequency (1.7 GHz) of the high frequency band of LTE. Then, it is electrically connected at a frequency lower than the highest frequency (in this example, 960 MHz of the third sub band) of the low frequency band of LTE, which is a predetermined frequency, and each operates as an antenna element.
  • the filters 13a and 13b can be configured with only inductive reactance in a simple configuration.
  • the inductance of each of the filters 13a and 13b at this time is set to about 7.5 nH in consideration of stray capacitance and the like.
  • the arrangement interval of two adjacent filters 13a and 13b is equal to or greater than a predetermined interval, that is, a distance which does not affect the operation of the filter components of each other. This arrangement interval (hereinafter referred to as "filter interval”) should be as large as possible.
  • the short circuit parts 15, 16 and 17 are provided to selectively receive the three sub-bands in the low frequency band of LTE.
  • Each of the shorting portions 15, 16 and 17 is joined at a different distance from the portion close to the feeding portion 12 on the surface orthogonal to the feeding portion 12 in the back surface near one short side of the plane portion 11 with one end thereof It is done. That is, it conducts with the flat portion 11 at the position.
  • the other ends of the short circuits 15, 16, 17 are selectively grounded by the first switch circuit 18.
  • the short circuit portion 11 will be referred to as the first short circuit portion 15, the second short circuit portion 16, and the third short circuit portion 17 in this order from the end close to the feeding portion 12 among the short sides of the flat portion 11.
  • FIG. 2 is a schematic view showing a configuration example of the first switch circuit 18.
  • the other ends of the first short circuit portion 15, the second short circuit portion 16 and the third short circuit portion 17 are electrically connected to one ends of the three switching elements 181, 182 and 183 of the first switch circuit 18 respectively.
  • the other ends of the switching elements 181, 182 and 183 are common terminals, and are electrically connected to the ground plane.
  • the switching elements 181, 182, and 183 are controlled such that only one of them conducts (is closed), for example, through an external signal transmitted from the electronic device on the vehicle side.
  • FIG. 3A is a top view of the inverted F antenna 1
  • FIG. 3B is a side view of the inverted F antenna 1 viewed from the direction of the feeding part 12
  • FIG. 3C is an viewed from the direction of the shorting portions 15, 16 and 17 of the inverted F antenna 1.
  • the flat portion 11 is a rectangular plate having a short side W11 of 30 mm, a long side W12 of 42.5 mm, and a thickness t1 of 10 ⁇ .
  • the feeding portion 12 has the approach side the same size as the long side W12 of the flat portion 11, the width W21 of 23.5 mm, and the thickness t2 of 10 ⁇ .
  • the height from the ground plane to the housing can be 25 mm.
  • the feed terminal 121 slightly protrudes in the direction of the ground plane, the protrusion can be avoided by bending.
  • Each of the short circuit parts 15, 16, 17 is a prism (square in cross section) having a width t3, t4, t5 of 1 mm. However, it may be cylindrical or other cross-sectional shape.
  • the distance D1 from the end closer to the feeding part 12 to the first shorting part 15 among the short sides of the flat part 11 is 1 mm
  • the distance D2 from the second shorting part 16 is 6 mm
  • the distance to the third shorting part 17 D3 is 21 mm.
  • the flat portion 11 and the feeding portion 12 are in the form of a physically separated plate, and the highest frequency in a low frequency band of LTE or lower, for example It is to be electrically connected at the following frequency.
  • the present inventors created the inverted F antenna 41 shown in FIG. 4 as a comparative example.
  • the inverted F antenna 41 of the comparative example has the same material, the same shape and size, and the same configuration as the inverted F antenna 1 of the first embodiment except that the flat portion 411 and the feeding portion 412 are integrally formed. .
  • the material of the flat portion 411 and the size and thickness of the short side and the long side are the same as those of the flat portion 11.
  • the material of the feeding portion 412 and the size and thickness of the short side and the long side are the same as those of the feeding portion 12.
  • FIG. 5 is a VSWR (Voltage Standing Wave Ratio) characteristic comparison diagram of an example of the inverted F antenna 1 and a comparative example, and is a measurement result by a predetermined simulator.
  • the solid line is the VSWR characteristic of the inverted F antenna 1 according to the embodiment (hereinafter referred to as “first embodiment”), and the broken line is the VSWR characteristic of the inverted F antenna 41 according to the comparative example (hereinafter referred to as “the comparative example 41”).
  • the relationship (excerpt) between the frequency (MHz) and the VSWR is as follows.
  • Example 1 VSWR is significantly smaller in both the low frequency band (the first sub band, the second sub band, and the third sub band) and the high frequency band than in Comparative Example 41. It has become. That is, it was found that, by adopting the inverse F antenna 1 configured as in the first embodiment, the VSWR is reduced, and an effect of facilitating transmission and reception of the LTE signal over a wide band can be obtained.
  • FIG. 6A shows a configuration example of an inverted F antenna according to another comparative example in which one filter 136 is used instead of the two filters 13a and 13b of the first embodiment.
  • the filter 136 was placed at the same position as the filter 13a.
  • the two filters 13a and 13b are filters having an inductance of 7.5 nH.
  • the filter 136 of the comparative example shown in FIG. 6A realizes the same high frequency cut effect as the first embodiment. Therefore, the filter has an inductance of 15 nH.
  • FIG. 6B is a VSWR characteristic comparison diagram of the other comparative example in which only one filter (only filter 136) and two filters 13a and 13b are used, and measurement in a low frequency band by a predetermined simulator It is a result.
  • the solid line is the VSWR characteristic of the first embodiment using two filters 13a and 13b, and the broken line is the VSWR characteristic of the comparative example using one filter 136.
  • the relationship (excerpt) between the frequency (MHz) and the VSWR is as follows.
  • the LTE is lower than in the case where one filter 136 is used. It has been found that the frequency band in which the VSWR is reduced and the frequency band in which the VSWR is less than 2 can be significantly expanded.
  • inverted F antenna 1 an example in which two filters 13a and 13b are used is shown, but the number of filters may be three or more. However, the value of inductance needs to be changed according to the number of filters and the type of filter components.
  • the distance between the two filters 13a and 13b is set to the length of the short side of the plane portion 11, that is, 30 mm.
  • the present inventors created an inverted F antenna of another comparative example in which the above-mentioned interval was changed.
  • An exemplary configuration of an inverted F antenna according to another comparative example is shown in FIG. 7A.
  • the filter 13c is disposed at the position of 5 mm with the filter 13a being as it is.
  • the filter components of this filter 13c are the same as the filter 13b.
  • FIG. 7B is a VSWR characteristic comparison diagram of another comparative example in which the filter interval is 5 mm and the filter interval in which the filter interval is 30 mm, and shows measurement results by a predetermined simulator.
  • the solid line is the VSWR characteristic of the first embodiment using the filters 13a and 13b
  • the broken line is the VSWR characteristic of the comparative example using the filters 13a and 13c.
  • the relationship between the frequency (MHz) and the VSWR is as follows. Frequency (MHz) Other Comparative Examples Example 1 815.0 2.68 1.92 825.0 1.96 1.59 850.0 1.19 1.09 880.0 1.96 1.72 882.5 2.07 1.80 887.5 2.34 1.97
  • VSWR in the low frequency band of LTE is smaller and VSWR is less than 2 as compared to the filter interval of 5 mm. It has been found that the frequency band to be
  • the filter interval of the two filters 13a and 13b is 30 mm, but it goes without saying that the filter interval may be 30 mm or more.
  • the portion of the side other than the approach side of the feeding portion 12 has a bowl-like shape, but in order to verify the function and effect of this, the inventors differ in the shape of the feeding portion.
  • An inverted F antenna of another comparative example was created.
  • An exemplary configuration of an inverted F antenna according to another comparative example is shown in FIG. 8A.
  • a rectangular feeding portion 82 in which the electric length, that is, the sum of the side lengths is the same as the feeding portion 12 of the first embodiment is used.
  • the material and thickness of the feeding portion 82, and the filter spacing of the flat portion 11 and the filters 13a and 13b are the same as in the first embodiment.
  • FIG. 8B is a VSWR characteristic comparison diagram of Example 1 and another comparative example in which the shape of the power feeding unit is different, which is a measurement result by a predetermined simulator.
  • the solid line indicates the VSWR characteristics when the feeding portion 12 of the shape of the first embodiment is used, and the broken line indicates the VSWR characteristics when the feeding portion 82 having a rectangular shape is used.
  • the relationship (excerpt) between the frequency (MHz) and the VSWR is as follows. Frequency (MHz) Other Comparative Examples Example 1 815.0 3.74 1.92 850.0 1.80 1.09 880.0 1.11 1.72 887.5 1.21 1.97 912.5 1.96 3.17 ... 2047.5 2.35 1.99 2122.5 1.99 1.73 2212.5 1.79 1.47 2662.5 4.49 1.26 2802.5 2.01 1.37
  • the feeding unit 12 Since the feeding unit 12 is designed to resonate in the high frequency band of LTE, the difference in shape has a great influence on the high frequency band of LTE, as is apparent from the comparative example of the VSWR characteristics of the high frequency band. . That is, by forming the side facing the ground plane in the feeding portion 12 into a bowl shape, the VSWR in the high frequency band of LTE becomes much smaller than that in the comparative example, and the band in which the VSWR is less than 2 is stable. It turned out to be broad. This tendency is almost the same in the low frequency band of LTE.
  • the first switch circuit 18 includes the three switching elements 181 to 183.
  • FIG. 9A is an operation explanatory view of the first switch circuit 18 when grounding a part of the plane part 11 through the first short circuit part 15.
  • the first switch circuit 18 when only the first switching element 181 is closed, the second switching element 182 and the third switching element 183 are open. Therefore, only a portion of the flat portion 11 where the distance D1 from the end is 1 mm is conducted to the ground plane.
  • FIG. 9B is an operation explanatory view of the first switch circuit 18 when grounding a part of the plane part 11 through the second shorting part 16.
  • the first switch circuit 18 only the second switching element 182 is closed, and the first switching element 181 and the third switching element 183 are open. Therefore, only a portion of the flat portion 11 where the distance D2 from the end is 6 mm is electrically connected to the ground plane.
  • FIG. 9C is an operation explanatory view of the first switch circuit 18 when grounding a part of the plane portion 11 through the third shorting portion 17.
  • the first switch circuit 18 only the third switching element 183 is closed, and the first switching element 181 and the second switching element 182 are open. Therefore, only a portion having a distance D3 of 21 mm from the end in the flat portion 11 is electrically connected to the ground plane.
  • FIG. 10 is a VSWR characteristic comparison diagram when each of the short circuits 15 to 17 is selected, which is a measurement result by a predetermined simulator.
  • the long dashed line indicates the distance from the end of the short side of the plane part 11 to the part to be grounded is D1 (1 mm: 1/30 of the short side length), and the solid line indicates the distance D2 (6 mm: the short side length)
  • the short broken line is the VSWR characteristic when the distance is D3 (21 mm: about 2/3 of the short side length).
  • the lowest value of VSWR is 2.16 (frequency 922.5 MHz).
  • 857.5 to 985.0 MHz causes VSWR to be less than 5;
  • 870.0 to 975.0 MHz causes VSWR to be less than 4;
  • VSWR is less than 3 It is 885 MHz to 975.5 MHz (bandwidth 90 MHz). That is, when transmitting and receiving signals in the third sub band (880 to 960 MHz) of the low frequency band of LTE, it is understood that the switch circuit 18 only needs to close the first switching element 181.
  • VSWR in the high frequency band of LTE is less than 3 (2.99) at 1905 MHz, less than 2 (1.99) at 2085 MHz, and 2492.5 MHz to 2520 MHz It is about 1.16. Also, from 2037.5 MHz to 3000.0 MHz, the VSWR is at most 2.22 (bandwidth 962.5 MHz or more) at the maximum. That is, signals can be stably transmitted and received not only in the low frequency band of LTE but also in the high frequency band.
  • the minimum value of VSWR is 1.09 (frequency 850.0 MHz).
  • the VSWR of less than 5 is 770.0 MHz to 932.5 MHz (bandwidth 162.5 MHz)
  • the VSWR of less than 4 is 780.0 MHz to 922.5 MHz (bandwidth 142.5 MHz)
  • the VSWR is It is 885 MHz to 975.5 MHz (bandwidth 90.5 MHz) that is less than three. That is, when transmitting and receiving signals in the second sub band (791 to 894 MHz) of the low frequency band of LTE, it is understood that the switch circuit 18 only needs to close the second switching element 182.
  • the VSWR is less than 1.1 at 850.0 MHz and several tens of MHz around it, and the highest performance (transmission / reception capability) can be exhibited in the low frequency band of LTE.
  • VSWR in the high frequency band of LTE is less than 3 (2.99) at 1867.5 MHz, and less than 2 (1.99) at 2047.5 MHz. It is about 1.15 at 5 MHz to 2530 MHz. Also, the VSWR is less than 2 from 2047.5 MHz to 2920.0 MHz (bandwidth 872.5 MHz). That is, high performance is exhibited not only in the low frequency band of LTE but also in the high frequency band.
  • the lowest value of VSWR is 3.19 (frequency 790.0 MHz).
  • the VSWR is less than 5 at 735.0 MHz to 845.0 MHz (bandwidth 110.0 MHz), and the VSWR is less than 4 at 752.5 MHz to 827.5 MHz (bandwidth 75.5 MHz). . That is, it can be understood that in the case of transmitting and receiving signals in the first sub band (699 to 803 MHz) of the low frequency band of LTE, it is sufficient for the switch circuit 18 to close only the third switching element 182.
  • VSWR in the high frequency band of LTE is less than 2 (1.99) at 1752.5 MHz and less than 1.2 (1.19) at 1937.5 MHz, It becomes the smallest (1.03) at 2017.5 MHz and less than 1.09 at 1975.0 MHz to 2065 MHz.
  • the VSWR is less than 2 from 1752.5 MHz to 3000.0 MHz (1247.5 MHz), and the VSWR is less than 1.1 from 1975.0 MHz to 2065.0 MHz (bandwidth 90. MHz). That is, in the low frequency band of LTE, VSWR is slightly higher than when the distances D1 and D2 are selected, but the best performance is exhibited in the high frequency band of LTE.
  • the plane portion 11 is rectangular, and the feeding portion 12 has an approaching side approaching one of the sides of the plane portion 11, and the other side has a bowl shape. Therefore, the usable frequency band in the low frequency band and the high frequency band of LTE is expanded, and the reverse F antenna 1 with low VSWR can be stably realized (FIGS. 8A and 8B).
  • (1-2) Filters 13a and 13b In the first embodiment, two or more filters electrically connecting the physically separated flat portion 11 and the feeding portion 12 at a predetermined frequency or less are provided, and the filter interval between two adjacent filters is as large as possible (for example, the size of the short side of the flat portion 11 or more). For this reason, the frequency width of the signal which can be transmitted / received was able to be expanded, making VSWR low stably (FIG. 6B, FIG. 7B).
  • the first shorting portion 15 is, for example, 1 mm from the end of the short side of the plane portion 11 (1/30 of the length of the short side) and 6 mm of the second shorting portion 16 (the length of the short side And the third shorting portion 17 is provided at a position of 21 mm (21/30 of the length of the short side), and one of the shorting portions is selectively switched by the first switch circuit 18 to form a ground plane. It was made to conduct. Therefore, it is possible to switch the sub-bands that can be used in the low frequency band of LTE only by switching the current distribution. Therefore, it is not necessary to match the impedance.
  • VSWR decreases to 1.09 in the low frequency band of LTE, and the bandwidth of VSWR less than 4 is expanded to 142.5 MHz. . Therefore, the highest performance can be achieved in the low frequency band of LTE.
  • the third short circuit portion 17 when the third short circuit portion 17 is selected, the highest performance can be exhibited in the high frequency band of LTE.
  • FIG. 11 is a perspective view of the inverted F antenna according to the second embodiment.
  • the inverted F antenna 2 of the second embodiment differs only in the configuration for switching the current distribution. Therefore, the same components as the components shown in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and redundant description will be omitted.
  • the inverted F antenna 2 of the second embodiment has one short circuit portion 25 and a second switch circuit 28.
  • Short circuit portion 25 is a position where VSWR is minimum at a specific frequency, that is, a position where one end is a distance D2 (6 mm) from the end of the short side of the back side of one short side of flat portion 11 Bonded to.
  • the short circuit portion 25 has the same material, shape, size, and arrangement position as the second short circuit portion 16 of the first embodiment.
  • FIG. 12 is a schematic view showing a configuration example of the second switch circuit 28.
  • the common terminal of the second switch circuit 28 is electrically connected to the short circuit portion 25.
  • the position of the short circuit portion 25 is as described above.
  • one end is connected to the first switching element 281, the other end is connected to the path p1 of the capacitor C grounded, one end is connected to the second switching element 282, and the other end is grounded.
  • a path p3 of the coil L one end of which is connected to the third switching element 283 and the other end of which is grounded.
  • the reactance of the capacitor C is 3 pF
  • the inductance of the coil L is 30 nH.
  • Each of the switching elements 281, 282, and 283 is controlled such that only one of them conducts (is closed), for example, through an external signal transmitted from the electronic device on the vehicle side.
  • FIG. 13 is a VSWR characteristic comparison diagram when one of the paths p1 to p3 is selectively closed, which is a measurement result by a predetermined simulator.
  • the long dashed line indicates the path p1
  • the solid line indicates the path p2
  • the short dashed line indicates the VSWR characteristics when the path p3 is selected.
  • the VSWR characteristic is obtained by selectively switching one of the paths p1, p2 and p3 by the second switch circuit 28 as shown in the reverse F of the first embodiment shown in FIG. It became the same as that of antenna 1.
  • the phase advances from the path p2 by the capacitor C, and as if the short circuit portion 25 has a distance D1 (1 mm in the first embodiment) 1/30 the length of the short side of the plane portion 11 To have the same VSWR characteristics as the distance D1 in FIG.
  • the VSWR characteristic is the same as the distance D2 (6 mm: 1 ⁇ 5 of the length of the short side of the flat portion 11) in FIG.
  • the coil L delays the phase from the path p2, as if the short circuit portion 25 is the distance D3 in the first embodiment (21 mm: approximately 2/3 of the length of the short side of the flat portion 11) To have the same VSWR characteristics as the distance D3 in FIG.
  • each path p1 to p3 can be easily configured only by the patterning technology and component joining, and only one shorting portion 25 is required, so compared to the inverted F antenna 1 of the first embodiment Mass production is easy. In addition, there is an advantage that the degree of freedom in layout when housed in the housing is increased.
  • FIG. 14A is a schematic view showing a first modified example.
  • the first modified example shown in FIG. 14A in addition to the short-circuited part 25 shown in FIG. 12, in the short sides of the plane part 11, portions separated by different lengths from the end near the feeding terminal 121 (in this example)
  • Another short circuit portion 35 is provided at a portion corresponding to the distance D1.
  • one of two paths p2 and p3 having different electrical lengths from the ground plane is selectively conducted to the short circuit portion 25 or another short circuit portion 25 is substituted.
  • the path p1 'of the short circuit portion 35 is made conductive.
  • FIG. 14B is a schematic view showing a second modification.
  • the flat part 11 in addition to the short-circuited part 25 shown in FIG. 12, the flat part 11 is separated by a different length from the end near the feeding terminal 121 (in this example, the distance D3 And the other short circuit part 45 is provided in the part corresponding to.
  • the second switch circuit 28 one of two paths p1 and p2 having different electrical lengths from the ground plane is selectively conducted to the short circuit portion 25 or another short circuit portion 25 is substituted.
  • the path p3 'of the short circuit portion 45 is made conductive.
  • FIGS. 14A and 14B With the configurations of FIGS. 14A and 14B, the same function and effect as those of the inverted F antenna 2 of the second embodiment shown in FIG. 12 can be obtained.
  • FIG. 15A is a perspective view of the inverted F antenna according to the third embodiment.
  • FIG. 15B is a top view of the flat portion
  • FIG. 15C is a side view seen from the direction of the feeding portion.
  • the inverted F antenna 3 of the third embodiment is different in shape and mounting position from the feeding portion 12 described in the first embodiment. Therefore, the same components as the components shown in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and redundant description will be omitted.
  • the feeding part 32 of the third embodiment has a length of the approaching side shorter than the long side of the flat part 11, and the radius of the arc of the hook-like part is slightly smaller than that of the feeding part 12 of the first embodiment. It has become.
  • the end of the approach side is disposed at a position not facing the flat portion 11. That is, the end of the approach side is disposed at a position projecting beyond the short side of the flat portion 11.
  • the first embodiment is that the electrical length (in this example, the sum of the side lengths) is designed to be approximately 1 ⁇ 4 of the wavelength ⁇ H of the lowest frequency (1.7 GHz) of the LTE high frequency band. Is the same as the feed unit 12 of FIG.
  • the approach side of the feed element 32 is shorter than the long side of the flat portion 11 is advantageous in that the same effect can be obtained even when, for example, the flat portion 11 has to be elongated.
  • the short circuit parts 15, 16, 17 and the first switch circuit 18 may be positioned on the long side of the plane part 11. In this case, there is nothing at the short side of the flat portion 11, and the short circuit portions 15, 16, 17 and the feeding portion 12 exist at the long side.
  • the flat surface portion 11 has a rectangular shape.
  • the rectangular shape includes a rhombus shape and a trapezoidal shape.
  • the plane portion 11 does not have to be rectangular, and may be circular, substantially circular, elliptical, or substantially elliptical.
  • the side in these cases corresponds to the peripheral edge that determines the electrical length.

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Abstract

広い周波数帯域にわたり、低いＶＳＷＲで安定的に信号の送受信を可能にする、小型低背のアンテナを提供する。　接地面と平行となる平面部１１、接地面に対して所定角度をなす面上に配設された給電部１２、短絡部１５～１７、及び第１スイッチ回路１８とで逆Ｆアンテナを構成する。給電部１２は、平面部１１と接近する接近辺を有し、それ以外の辺が鰭状をなす。また、平面部１１と給電部１２は、物理的に分離された互いに異なる形状の板状であり、所定周波数以下で電気的に接続される。第１スイッチ回路１８は、短絡部１５～１７のいずれかを選択的に接地する。

Description

アンテナ装置及び逆Ｆアンテナ
　本発明は、逆Ｆアンテナを有する小型低背のアンテナ装置に関する。
　ＬＴＥ（Long Term Evolution）用の逆Ｆアンテナを有する車載用のアンテナ装置として例えば、特許文献１に開示されたアンテナ装置が知られている。このアンテナ装置は、自動車のルーフへの搭載に適した車載用のアンテナ装置であり、レドーム内に、３Ｇ（3rd Generation）／ＬＴＥ（Long Term Evolution）用、ＤＡＢ（Digital Audio Broadcast）用、ＧＰＳ(Global Positioning System)用の三つのアンテナを収納して構成される。このうち、３Ｇ／ＬＴＥ用のアンテナが逆Ｆアンテナとなっている。
　特許文献１に開示された逆Ｆアンテナは、接地面となる地板に立設された平面部と短絡部とで構成される。平面部の一部が給電点となる。このアンテナ装置では、ＬＴＥの７６１ＭＨｚ～９６０ＭＨｚの低周波数帯域と、１７１０ＭＨｚ～２１３０ＭＨｚの高周波数帯域との両方において動作するとされる。
特開２０１３－２１９７５７号公報
　近年、ＬＴＥの需要が高まり、低周波帯域の下限周波数が６９９ＭＨｚに拡大されている。また、高周波帯域の上限周波数も５ＧＨｚ帯まで拡大されている。
　特許文献１に開示されたアンテナ装置は、ＬＴＥの低周波帯域と高周波帯域での使用が可能とされるものの、開示されているＶＳＷＲ（Voltage Standing Wave Ratio）特性によれば、ＬＴＥの低周波帯域の信号を良好に送受信することは困難である。
　高周波帯域においても広帯域にわたって安定して信号を受信し続けることが困難である。
　本発明のアンテナ装置は、接地面と所定間隔で対向する面部を有する平面部と、前記接地面に対して所定角度をなす面上に配設された給電部と、前記平面部の一部を接地させるための短絡部とを含む逆Ｆアンテナを備え、前記平面部と前記給電部は、物理的に分離された板状であり、所定周波数以下で電気的に接続されることを特徴とする。
　本発明の逆Ｆアンテナは、接地面と所定間隔で対向する面部を有する平面部と、前記接地面に対して所定角度をなす面上に配設された給電部と、前記平面部の一部を接地させるための短絡部とを含み、前記平面部と前記給電部は、物理的に分離された板状であり、所定周波数以下で電気的に接続されることを特徴とする。
第１実施形態に係るアンテナ装置における逆Ｆアンテナの斜視図。 第１スイッチ回路の構成例を示す模式図。 逆Ｆアンテナの構成部品のサイズを示す説明図。 逆Ｆアンテナの構成部品のサイズを示す説明図。 逆Ｆアンテナの構成部品のサイズを示す説明図。 比較例に係る逆Ｆアンテナの斜視図。 実施例と比較例のＶＳＷＲ特性比較図。 一つだけのフィルタを有する逆Ｆアンテナの模式図。 実施例とのＶＳＷＲ特性比較図。 フィルタ間隔が短い逆Ｆアンテナの模式図。 実施例とのＶＳＷＲ特性比較図。 長方形の給電部を有する逆Ｆアンテナの模式図。 実施例とのＶＳＷＲ特性比較図。 いずれかの短絡部が選択される状態を示す模式図。 いずれかの短絡部が選択される状態を示す模式図。 いずれかの短絡部が選択される状態を示す模式図。 各短絡部１５～１７を選択したときのＶＳＷＲ特性比較図。 第２実施形態に係る逆Ｆアンテナの斜視図。 第２スイッチ回路の構成例を示す模式図。 経路ｐ１～ｐ３のいずれかを選択的に閉にしたときのＶＳＷＲ特性比較図。 短絡部と第２スイッチ回路の変形例を示す模式図。 短絡部と第２スイッチ回路の変形例を示す模式図。 第３実施形態に係る逆Ｆアンテナの外観図。 第３実施形態に係る逆Ｆアンテナの外観図。 第３実施形態に係る逆Ｆアンテナの外観図。
　以下、本発明を、ＬＴＥの低周波帯域（６９９ＭＨｚ～９６０ＭＨｚ）の信号と高周波帯域（１．７ＧＨｚ～２．７ＧＨｚ）の信号の送受信が可能なアンテナ装置に適用した場合の実施の形態例を説明する。このアンテナ装置は、電波透過性のハウジングの収納空間に収納され、低背の車載アンテナ装置として使用することができる。
　なお、以下に示す実施形態の目的の１つは、例えばＬＴＥの低周波帯域の最低周波数付近から高周波帯域の最高周波数付近まで、低いＶＳＷＲで安定的に信号の送受信を可能にする、小型低背のアンテナ装置及び逆Ｆアンテナを提供することにある。
［第１実施形態］
　図１は、第１実施形態に係るアンテナ装置の斜視図である。このアンテナ装置は、逆Ｆアンテナ１を主要部品として備える。逆Ｆアンテナ１は、動作時に表面が接地電位の金属面（以下「接地面」という）となる基板１０の上方に設けられた平面部１１、給電部１２、短絡部１５，１６，１７及び第１スイッチ回路１８を含んで構成される。基板１０は、金属メッキされた樹脂を用いても良いし、銅板などの金属板で構成されていてもよい。
　平面部１１と給電部１２は、物理的に分離された板状素子である。図示の例では、両者は互いに異なる形状及びサイズであるが、常にそのようにしなければならないものではない。短絡部１５，１６，１７と第１スイッチ回路１８は、平面部１１の一部を選択的に接地させ、これによりＬＴＥの低周波帯域を三つの周波数帯域に切り替えるための部品である。本実施形態では、三つの周波数帯域を、便宜上、第１サブ帯域、第２サブ帯域、第３帯域と呼ぶ。第１サブ帯域は６９９ＭＨｚ～８０３ＭＨｚの周波数帯域である。第２サブ帯域は７９１ＭＨｚ～８９４ＭＨｚの周波数帯域である。第３サブ帯域は８８０ＭＨｚ～９６０ＭＨｚの周波数帯域である。
　平面部１１は、接地面と所定間隔で対向する金属製の面部（以下「裏面部」という）を有する矩形板である。給電部１２は、接地面に対して所定角度（例えば約９０度）をなす面上に配設された金属板であり、平面部１１のいずれかの辺に非接触であるが接近している辺（以下「接近辺」という）を有し、それ以外の部分が鰭状をなす。
　鰭状とは、金属板の角部のうち、少なくとも１つが弧状となっている形状、あるいは、隣接する２つの角部が弧状となっている形状をさす。この実施形態では、金属板は長方形であり、その角部のうち、接地面側の２つの角部それぞれ異なる曲率半径の弧になっている。曲率半径の大きい弧が始まる部分には給電端子１２１が形成されている。　なお、給電部１２のうち２カ所の部分が同じ曲率半径の弧になっていても良く、また、弧になっている部分が一カ所であっても良い。
　給電部１２の接近辺が鰭状の辺より長いのは、後述する通り、フィルタ１３ａ，１３ｂの長いフィルタ間隔を確保するためである。
　平面部１１と給電部１２は、銅板などの金属板で構成されるが、表面効果が得られる周波数帯で使用されるので、金属メッキされた樹脂を用いても良い。
　平面部１１は、その電気長、本例の場合は長辺と短辺の長さの総和がＬＴＥの低周波帯域の最低周波数（６９９ＭＨｚ）の波長λＬの略１／４の長さに設計されている。他方、給電部１２は、電気長、本例の場合は辺の長さの総和がＬＴＥの高周波帯域の最低周波数（１．７ＧＨｚ）の波長λＨの略１／４の長さに設計されている。平面部１１と給電部１２を上記サイズにすることで、低周波帯域の最低周波数を超え、高周波帯域の最高周波数未満の周波数帯の信号を実用的な周波数幅で共振させることができる。
　物理的に分離されている平面部１１と給電部１２は、二つのフィルタ１３ａ，１３ｂを介して電気的に接続される。「電気的に接続される」とは僅かでも電流が流れることではなく、所定周波数以下の使用周波数でアンテナエレメントとして機能するように接続されることをいう。ごく僅かな電流が流れるだけでは、実質的には電気的に接続されたことにならない。各フィルタ１３ａ，１３ｂは、いずれもＬＴＥの高周波帯域の最低周波数（１．７ＧＨｚ）を超える周波数をカットする高周波カットフィルタとして動作する。そして、所定周波数であるＬＴＥの低周波帯域の最高周波数（本例では第３サブ帯域の９６０ＭＨｚ）以下の周波数で電気的に接続され、それぞれアンテナエレメントとして動作する。
　フィルタ１３ａ，１３ｂは、簡易な構成では誘導性リアクタンスだけで構成することができる。このときのフィルタ１３ａ，１３ｂのインダクタンスは、浮遊容量なども考慮してそれぞれ約７．５ｎＨとされている。隣り合う二つのフィルタ１３ａ，１３ｂの配置間隔は、所定間隔以上、すなわち互いのフィルタ構成部品の動作に影響を与えない距離とする。この配置間隔（以下「フィルタ間隔」という）は、できる限り大きくした方が良い。
　短絡部１５，１６，１７は、ＬＴＥの低周波帯域における上記三つのサブ帯域を選択的に受信するために設けられる。短絡部１５，１６，１７は、それぞれその一端が平面部１１の一方の短辺近くの裏面部のうち、給電部１２と直交する面上で給電部１２に近い部位から異なる距離の位置に接合されている。つまり、当該位置で平面部１１と導通する。短絡部１５，１６，１７の他端は、第１スイッチ回路１８で選択的に接地される。以後の説明では、平面部１１の短辺のうち給電部１２に近い端部から順に、第１短絡部１５，第２短絡部１６，第３短絡部１７と称する。
　図２は、第１スイッチ回路１８の構成例を示す模式図である。第１短絡部１５，第２短絡部１６，第３短絡部１７の他端は、第１スイッチ回路１８の三つのスイッチング素子１８１，１８２，１８３の一端にそれぞれ電気的に接続される。スイッチング素子１８１，１８２，１８３の他端は共通端子であり、接地面と導通する。スイッチング素子１８１，１８２，１８３は、例えば車両側の電子機器から送信される外部信号を通じて、いずれか一つだけが導通する（閉となる）ように制御される。
　逆Ｆアンテナ１の構成部品のサイズ例を説明する。図３Ａは逆Ｆアンテナ１の上面図、図３Ｂは逆Ｆアンテナ１を給電部１２の方向から見た側面図、図３Ｃは逆Ｆアンテナ１を短絡部１５，１６，１７の方向から見た側面図である。
　平面部１１は、短辺Ｗ１１が３０ｍｍ、長辺Ｗ１２が４２．５ｍｍ、厚みｔ１が１０μの矩形板である。給電部１２は、接近辺が平面部１１の長辺Ｗ１２と同サイズ、幅Ｗ２１が２３．５ｍｍ、厚みｔ２が１０μである。
　そのため、逆Ｆアンテナ１をハウジングに収納する場合、接地面からハウジングまでの高さを２５ｍｍとすることができる。
　なお、給電端子１２１は僅かに接地面の方向に突出しているが、折り曲げることで、突出を回避することができる。
　また、各部品のサイズは、基板１０上に樹脂を配置し、この樹脂に平面部１１及び給電部１２を取り付ける場合、樹脂の誘電率を考慮した実効誘電率により波長短縮された実効波長により適宜修正される。
　短絡部１５，１６，１７は、いずれも幅ｔ３，ｔ４，ｔ５が１ｍｍの角柱（断面正方形）である。ただし、円柱状あるいは他の断面形状のものであって良い。平面部１１の短辺のうち給電部１２に近い方の端部から第１短絡部１５までの距離Ｄ１は１ｍｍ、第２短絡部１６までの距離Ｄ２は６ｍｍ、第３短絡部１７までの距離Ｄ３は２１ｍｍである。
　第１実施形態の逆Ｆアンテナ１の特徴の一つは、平面部１１と給電部１２が、物理的に分離された板状であって、所定周波数以下、例えばＬＴＥの低周波帯域の最高周波数以下の周波数で電気的に接続されることである。このように構成したことの作用効果を検証するために、本発明者らは、図４に示す逆Ｆアンテナ４１を比較例として作成した。比較例の逆Ｆアンテナ４１は、平面部４１１と給電部４１２とが一体に成型されている点以外は、第１実施形態の逆Ｆアンテナ１と同じ材質、同じ形状・サイズ、同じ構成である。平面部４１１の材質、短辺と長辺のサイズ及び厚みは、平面部１１と同じである。給電部４１２の材質、短辺と長辺のサイズ及び厚みは、給電部１２と同じである。
　図５は、逆Ｆアンテナ１についての実施例と比較例のＶＳＷＲ（Voltage Standing Wave Ratio）特性比較図であり、所定のシミュレータによる計測結果である。実線は実施例に係る逆Ｆアンテナ１（以下「実施例１」という）のＶＳＷＲ特性、破線は比較例に係る逆Ｆアンテナ４１（以下「比較例４１」という）のＶＳＷＲ特性である。周波数（ＭＨｚ）とＶＳＷＲとの関係（抜粋）は、以下の通りである。
　周波数(ＭＨｚ) 比較例４１　 実施例１
　　７４７．５　　８．６７　　８．２１
　　８０２．５　　６．４５　　２．４３
　　８１５．０　　６．０８　　１．９２
　　８５０．０　　５．２４　　１．０９
　　８８７．５　　４．５８　　１．９７
　　９００．０　　４．４０　　２．４９
　　・・・
　１９０７．５　　２．７５　　２．７４
　２０５０．０　　２．７０　　１．９８
　２１００．０　　２．６６　　１．８０
　２２００．０　　２．５８　　１．５１
　２５００．０　　２．３３　　１．１５
　２６００．０　　２．２５　　１．２０
　２８００．０　　２．１５　　１．３６
　２９００．０　　２．１２　　１．８９
　２９６０．０　　２．０９　　２．０９
　このように、実施例１は、比較例４１よりも、低周波帯域（第１サブ帯域、第２サブ帯域、第３サブ帯域）と高周波帯域の双方の帯域で、いずれもＶＳＷＲが格段に小さくなっている。つまり、実施例１のような構成の逆Ｆアンテナ１とすることにより、ＶＳＷＲが低くなり、ＬＴＥの信号を広帯域にわたって送受信しやすくなる効果が得られることが判明した。
　図６Ａは、実施例１の二つのフィルタ１３ａ，１３ｂに代えて、一つのフィルタ１３６を用いた他の比較例に係る逆Ｆアンテナの構成例を示す。フィルタ１３６は、フィルタ１３ａと同じ位置に配置した。
　実施例１では、二つのフィルタ１３ａ，１３ｂが、７．５ｎＨのインダクタンスを有するフィルタであったが、図６Ａに示される比較例のフィルタ１３６は、実施例１と同じ高周波カットの効果を実現するため、１５ｎＨのインダクタンスを有するフィルタとした。
　図６Ｂは、フィルタが一つだけ（フィルタ１３６のみ）となる上記他の比較例と二つのフィルタ１３ａ，１３ｂを有する実施例１のＶＳＷＲ特性比較図であり、所定のシミュレータによる低周波帯域における計測結果である。実線は二つのフィルタ１３ａ，１３ｂを用いた実施例１のＶＳＷＲ特性であり、破線は一つのフィルタ１３６を用いた比較例のＶＳＷＲ特性である。周波数（ＭＨｚ）とＶＳＷＲとの関係（抜粋）は、以下の通りである。
　周波数(ＭＨｚ)　他の比較例　 実施例１
　　８１５．０　　 ２．６８　　１．９２
　　８２５．０　 　１．９６　　１．５９
　　８５０．０　　 １．１９　　１．０９
　　８８０．０　 　２．０７　　１．８０
　　８８７．５　 　２．３４　　１．９７
　このように、実施例１のように平面部１１と給電部１２とを二つのフィルタ１３ａ，１３ｂを介して電気的に接続することにより、一つのフィルタ１３６を用いた場合よりも、ＬＴＥの低周波帯域におけるＶＳＷＲが小さくなり、かつ、ＶＳＷＲが２未満となる周波数帯域を大幅に拡げることができることが判明した。
　この傾向は、ＬＴＥの高周波帯域でもほぼ同様であり、周波数（ＭＨｚ）とＶＳＷＲとの関係（抜粋）は、以下の通りである。
　周波数(ＭＨｚ) 　他の比較例　　 実施例１
　１９９０．０　　　１．９９　　　２．２７
　２０４７．５　　　１．８２　　　１．９９
　２３５２．５　　　１．３３　　　１．２４
　２５０５．０　　　１．３９　　　１．１５
　２７６０．０　　　１．９９　　　１．２８
　２９２０．０　　　２．７２　　　１．９９
　なお、逆Ｆアンテナ１の実施例では、二つのフィルタ１３ａ，１３ｂを用いる場合の例を示したが、フィルタの数は三つ以上であっても良い。但し、インダクタンスの値は、フィルタの数及びフィルタ部品の種類に応じて変える必要がある。
　逆Ｆアンテナ１の実施例では、二つのフィルタ１３ａ，１３ｂの間隔を平面部１１の短辺の長さ、すなわち３０ｍｍとした。このことの作用効果を検証するため、本発明者らは、上記間隔を変えた他の比較例の逆Ｆアンテナを作成した。他の比較例に係る逆Ｆアンテナの構成例を図７Ａに示す。図７Ａの例では、フィルタ１３ａはそのままで、５ｍｍの間隔となる位置にフィルタ１３ｃを配置した。このフィルタ１３ｃのフィルタ構成部品はフィルタ１３ｂと同じである。
　図７Ｂは、フィルタ間隔を５ｍｍとした他の比較例と、フィルタ間隔が３０ｍｍである実施例１のＶＳＷＲ特性比較図であり、所定のシミュレータによる計測結果である。実線はフィルタ１３ａ，１３ｂを用いた実施例１のＶＳＷＲ特性、破線はフィルタ１３ａ，１３ｃを用いた比較例のＶＳＷＲ特性である。周波数（ＭＨｚ）とＶＳＷＲとの関係は、以下の通りである。
　周波数(ＭＨｚ) 他の比較例　 実施例１
　　８１５．０　　２．６８　　１．９２
　　８２５．０　　１．９６　　１．５９
　　８５０．０　　１．１９　　１．０９
　　８８０．０　　１．９６　　１．７２
　　８８２．５　　２．０７　　１．８０
　　８８７．５　　２．３４　　１．９７
　このように、実施例１のようにフィルタ１３ａ，１３ｂのフィルタ間隔を３０ｍｍにすることにより、フィルタ間隔を５ｍｍとした場合よりも、ＬＴＥの低周波帯域におけるＶＳＷＲが小さく、かつ、ＶＳＷＲが２未満となる周波数帯域が大幅に拡がることが判明した。
　この傾向は、ＬＴＥの高周波帯域でもほぼ同様である。周波数（ＭＨｚ）とＶＳＷＲとの関係（抜粋）は、以下の通りであった。
　周波数(ＭＨｚ)　他の比較例　実施例１
　２０２２．５　　１．９９　　２．１４
　２０５７．５　　１．８７　　１．９９
　２４１５．０　　１．２８　　１．１６
　２４４０．０　　１．２８　　１．１４
　２４７５．０　　１．３１　　１．１１
　２５５０．０　　１．３８　　１．１１
　２７４５．０　　１．９８　　１．１９
　２７６５．０　　２．１５　　１．２０
　２９５７．５　　１．８２　　１．８０
　なお、実施例１では、二つのフィルタ１３ａ，１３ｂのフィルタ間隔を３０ｍｍとしているが、このフィルタ間隔が３０ｍｍ以上であっても良いことは勿論である。
　実施例１では、給電部１２の接近辺以外の辺の部分が鰭状をなす形状であったが、このことの作用効果を検証するため、本発明者らは、給電部の形状が異なるものとなる他の比較例の逆Ｆアンテナを作成した。他の比較例に係る逆Ｆアンテナの構成例を図８Ａに示す。図８Ａの例では、電気長すなわち辺の長さの総和が実施例１の給電部１２と同じになる長方形の給電部８２とした。給電部８２の材質と厚み、平面部１１、フィルタ１３ａ，１３ｂのフィルタ間隔は、実施例１と同じである。
　図８Ｂは、給電部の形状が異なる他の比較例と実施例１のＶＳＷＲ特性比較図であり、所定のシミュレータによる計測結果である。実線は実施例１の形状の給電部１２を用いた場合のＶＳＷＲ特性、破線は長方形の給電部８２を用いた場合のＶＳＷＲ特性である。周波数（ＭＨｚ）とＶＳＷＲとの関係（抜粋）は、以下の通りである。
　周波数(ＭＨｚ) 他の比較例　 実施例１
　　８１５．０　　３．７４　　１．９２
　　８５０．０　　１．８０　　１．０９
　　８８０．０　　１．１１　　１．７２
　　８８７．５　　１．２１　　１．９７
　　９１２．５　　１．９６　　３．１７
　　・・・
　２０４７．５　　２．３５　　１．９９
　２１２２．５　　１．９９　　１．７３
　２２１２．５　　１．７９　　１．４７
　２６６２．５　　４．４９　　１．２６
　２８０２．５　　２．０１　　１．３７
　給電部１２は、ＬＴＥの高周波帯域で共振するサイズに設計しているため、上記高周波帯域のＶＳＷＲ特性の比較例から明らかな通り、形状の相違は、ＬＴＥの高周波帯域において大きな影響を与えている。すなわち給電部１２のうち、接地面を指向する辺を鰭状にすることにより、比較例に対してＬＴＥの高周波帯域におけるＶＳＷＲが格段に小さくなり、かつ、ＶＳＷＲが２未満となる帯域が安定的に広くなることが判明した。この傾向は、ＬＴＥの低周波帯域においてもほぼ同様となった。
　次に、短絡部１５，１６，１７の選択的配置が逆Ｆアンテナ１の電気的特性に与える影響について説明する。ここでは、電気的特性の例としてＶＳＷＲ特性を挙げる。
　第１スイッチ回路１８が三つのスイッチング素子１８１～１８３を有することは上記の通りである。図９Ａは、第１短絡部１５を通じて平面部１１の一部を接地するときの第１スイッチ回路１８の動作説明図である。第１スイッチ回路１８は、第１スイッチング素子１８１だけが閉じているときは、第２スイッチング素子１８２と第３スイッチング素子１８３は開いている。そのため、平面部１１のうち、端部からの距離Ｄ１が１ｍｍの部分だけが接地面と導通する。
　同様に、図９Ｂは第２短絡部１６を通じて平面部１１の一部を接地するときの第１スイッチ回路１８の動作説明図である。第１スイッチ回路１８は、第２スイッチング素子１８２だけが閉じ、第１スイッチング素子１８１と第３スイッチング素子１８３は開いている。そのため、平面部１１のうち、端部からの距離Ｄ２が６ｍｍの部分だけが接地面と導通する。
　同様に、図９Ｃは第３短絡部１７を通じて平面部１１の一部を接地するときの第１スイッチ回路１８の動作説明図である。第１スイッチ回路１８は、第３スイッチング素子１８３だけが閉じ、第１スイッチング素子１８１と第２スイッチング素子１８２は開いている。そのため、平面部１１のうち、端部からの距離Ｄ３が２１ｍｍの部分だけが接地面と導通する。
　図１０は、各短絡部１５～１７を選択したときのＶＳＷＲ特性比較図であり、所定のシミュレータによる計測結果である。長破線は平面部１１の短辺の端部から接地される部位までの距離がＤ１（１ｍｍ：短辺の長さの１／３０）、実線は上記距離がＤ２（６ｍｍ：短辺の長さの１／５）、短破線は上記距離がＤ３（２１ｍｍ：短辺の長さの約２／３）の場合のＶＳＷＲ特性である。
　距離Ｄ１が選択される場合、ＶＳＷＲの最低値は２．１６（周波数９２２．５ＭＨｚ）である。また、ＶＳＷＲが５未満となるのは８５７．５ＭＨｚ～９８５．０ＭＨｚ（帯域幅１２７．５ＭＨｚ）、ＶＳＷＲが４未満となるのは８７０．０ＭＨｚ～９７５．０ＭＨｚ（帯域幅１０５ＭＨｚ）、ＶＳＷＲが３未満となるのは、８８５ＭＨｚ～９７５．５ＭＨｚ（帯域幅９０ＭＨｚ）である。つまりＬＴＥの低周波帯域のうち、第３サブ帯域（８８０～９６０ＭＨｚ）の信号の送受信を行う場合は、スイッチ回路１８が第１スイッチング素子１８１だけを閉にすれば良いことがわかる。
　なお、第１スイッチング素子１８１だけを閉にしたときのＬＴＥの高周波帯域のＶＳＷＲは、１９０５ＭＨｚで３未満（２．９９）となり、２０８５ＭＨｚで２未満（１．９９）となり、２４９２．５ＭＨｚ～２５２０ＭＨｚで約１．１６となっている。
　また、２０３７．５ＭＨｚ～３０００．０ＭＨｚまでは、ＶＳＷＲが最大でも２．２２であり（帯域幅９６２．５ＭＨｚ以上）である。つまり、ＬＴＥの低周波帯域のみならず、高周波帯域でも、安定的に信号の送受信が可能となっている。
　距離Ｄ２が選択される場合、ＶＳＷＲの最低値は１．０９（周波数８５０．０ＭＨｚ）である。また、ＶＳＷＲが５未満となるのは７７０．０ＭＨｚ～９３２．５ＭＨｚ（帯域幅１６２．５ＭＨｚ）、ＶＳＷＲが４未満となるのは７８０．０ＭＨｚ～９２２．５ＭＨｚ（帯域幅１４２．５ＭＨｚ）、ＶＳＷＲが３未満となるのは８８５ＭＨｚ～９７５．５ＭＨｚ（帯域幅９０．５ＭＨｚ）である。つまりＬＴＥの低周波帯域のうち、第２サブ帯域（７９１～８９４ＭＨｚ）の信号の送受信を行う場合は、スイッチ回路１８が第２スイッチング素子１８２だけを閉にすれば良いことがわかる。特に、この距離Ｄ２では、８５０．０ＭＨｚ及びその前後数十ＭＨｚでＶＳＷＲが１．１未満となり、ＬＴＥの低周波帯域で最高のパフォーマンス（送受信能力）を発揮することができる。
　なお、第２スイッチング素子１８２だけを閉にしたときのＬＴＥの高周波帯域のＶＳＷＲは、１８６７．５ＭＨｚで３未満（２．９９）となり、２０４７．５ＭＨｚで２未満（１．９９）となり、２４８２．５ＭＨｚ～２５３０ＭＨｚで約１．１５となっている。
また、２０４７．５ＭＨｚ～２９２０．０ＭＨｚ（帯域幅８７２．５ＭＨｚ）までは、ＶＳＷＲが２未満である。つまり、ＬＴＥの低周波帯域のみならず、高周波帯域でも、高いパフォーマンスを発揮している。
　距離Ｄ３が選択される場合、ＶＳＷＲの最低値は３．１９（周波数７９０．０ＭＨｚ）である。また、ＶＳＷＲが５未満となるのは７３５．０ＭＨｚ～８４５．０ＭＨｚ（帯域幅１１０．０ＭＨｚ）、ＶＳＷＲが４未満となるのは、７５２．５ＭＨｚ～８２７．５ＭＨｚ（帯域幅７５．５ＭＨｚ）である。つまりＬＴＥの低周波帯域のうち、第１サブ帯域（６９９～８０３ＭＨｚ）の信号の送受信を行う場合は、スイッチ回路１８が第３スイッチング素子１８２だけを閉にすれば良いことがわかる。
　なお、第３スイッチング素子１８３だけを閉にしたときのＬＴＥの高周波帯域のＶＳＷＲは、１７５２．５ＭＨｚで２未満（１．９９）となり、１９３７．５ＭＨｚで１．２未満（１．１９）となり、２０１７．５ＭＨｚで最小（１．０３）となり、１９７５．０ＭＨｚ～２０６５ＭＨｚで１．０９未満となっている。
　また、１７５２．５ＭＨｚ～３０００．０ＭＨｚ（１２４７．５ＭＨｚ）までは、ＶＳＷＲが２未満であり、１９７５．０ＭＨｚ～２０６５．０ＭＨｚ（帯域幅９０．ＭＨｚ）までＶＳＷＲが１．１未満である。つまり、ＬＴＥの低周波帯域では、距離Ｄ１、Ｄ２が選択された場合よりもＶＳＷＲはやや高いが、ＬＴＥの高周波帯域では最高のパフォーマンスを発揮している。
　第１実施形態における各比較例の逆Ｆアンテナと、逆Ｆアンテナ１の実施例１との比較結果をまとめると以下の通りである。
（１－１）平面部１１と給電部１２との関係
　実施例１では、接地面に対して略平行となる平面部１１と接地面に対して約９０度の角度を持つ給電部１２を物理的に分離された板状とし、ＬＴＥの低周波帯域の最高周波数以下の周波数で実質的に電気的に接続されるようにした。このため、低背（接地面からの高さが２５ｍｍ未満）でありながらＶＳＷＲが１．１未満となる周波数帯域が拡がる逆Ｆアンテナの作成が容易になった（図５）。なお、平面部１１の接地面に対する角度が９０度未満のときは、さらに低背の逆Ｆアンテナとすることができる。
　特に、実施例１では、平面部１１が矩形状で、給電部１２が、平面部１１のいずれかの辺に接近する接近辺を有し、それ以外の辺が鰭状をなす形状とした。このため、ＬＴＥの低周波帯域及び高周波帯域において使用可能な周波数帯域が拡がり、かつ、安定的にＶＳＷＲの低い逆Ｆアンテナ１を実現することができた（図８Ａ，図８Ｂ）。
（１－２）フィルタ１３ａ，１３ｂ
　実施例１では、物理的に分離された平面部１１と給電部１２とを所定周波数以下で電気的に接続するフィルタを二つ以上設け、かつ、隣り合う二つのフィルタのフィルタ間隔をできるだけ大きく（例えば平面部１１の短辺のサイズ以上）とした。このため、ＶＳＷＲを安定的に低くしつつ送受信できる信号の周波数幅を拡げることができた（図６Ｂ，図７Ｂ）。
（１－３）短絡部１５，１６，１７と第１スイッチ回路１８
　実施例１では、第１短絡部１５を、例えば平面部１１の短辺の端部から１ｍｍ（上記短辺の長さの１／３０）、第２短絡部１６を６ｍｍ（上記短辺の長さの１／５）、第３短絡部１７を２１ｍｍ（上記短辺の長さの２１／３０）の位置に設け、いずれかの短絡部を第１スイッチ回路１８で選択的に切り替えて接地面に導通させるようにした。このため、電流分布の切替だけでＬＴＥの低周波帯域で使用できるサブ帯域の切替が可能となる。そのため、インピーダンス整合を図る必要がない。また、ＬＴＥの低周波数帯におけるサブ帯域の切替のみならず、ＬＴＥの高周波帯域でもＶＳＷＲが低くなり、かつ、使用可能な周波数帯域が拡がるので、低いＶＳＷＲでＬＴＥの広帯域にわたる信号を送受信することが可能になる。
　特に、実施例１では、第２短絡部１６が選択される場合は、ＬＴＥの低周波帯域でＶＳＷＲが１．０９まで下がり、かつ、ＶＳＷＲが４未満の帯域幅が１４２．５ＭＨｚに拡大される。このため、ＬＴＥの低周波帯域において最高のパフォーマンスを発揮することができる。
　また、第３短絡部１７が選択される場合は、ＬＴＥの高周波帯域において最高のパフォーマンスを発揮することができる。
　一つの逆Ｆアンテナを用いて複数の周波数帯域の信号の送受信を可能にする技術には、本発明以外にも存在するが、その多くは、逆Ｆアンテナと接続される電子回路側に整合回路などを設けてインピーダンス整合を図る技術であり、部品挿入に起因する整合損失が不可避となる。また、整合回路での周波数帯域の調整では、ＬＴＥの低周波帯域から高周波帯域に及ぶ広帯域化には限界がある。全ての周波数帯域においてＶＳＷＲを５未満に維持することが困難だからである。
　これに対し、第１実施形態の逆Ｆアンテナ１では、三つの短絡部１５，１６，１７のいずれかを選択的に切り替えることにより、給電端子１２１からみた平面部１１及び給電部１２の電流分布を変える構成を採用した。そのため、整合回路を設ける必要がなく（整合損失が発生せず）、ＶＳＷＲを一定値以下に維持したままの広帯域化がきわめて容易となった。
［第２実施形態]
　次に、本発明の第２実施形態について説明する。図１１は、第２実施形態に係る逆Ｆアンテナの斜視図である。第２実施形態の逆Ｆアンテナ２は、電流分布を切り替えるための構成だけが異なる。そのため、第１実施形態で示した構成部品と同じ部品については同じ符号を付して重複説明を省略する。
　第２実施形態の逆Ｆアンテナ２は、一本の短絡部２５と第２スイッチ回路２８とを有する。短絡部２５は、特定の周波数でＶＳＷＲが最小となる位置、すなわち、一端が平面部１１の一方の短辺の裏面部のうち、その短辺の端部から距離Ｄ２（６ｍｍ）だけ離れた位置に接合されている。この短絡部２５は、第１実施形態の第２短絡部１６と、材質、形状、サイズ、配置位置が同じである。
　図１２は、第２スイッチ回路２８の構成例を示す模式図である。第２スイッチ回路２８は、共通端子が短絡部２５に電気的に接続されている。短絡部２５の位置は上記の通りである。第２スイッチ回路２８は、また、一端が第１スイッチング素子２８１に接続され、他端が接地されたコンデンサＣの経路ｐ１と、一端が第２スイッチング素子２８２に接続され、他端が接地されているだけの経路ｐ２と、一端が第３スイッチング素子２８３に接続され、他端が接地されたコイルＬの経路ｐ３とを備えている。コンデンサＣのリアクタンスは３ｐＦであり、コイルＬのインダクタンスは３０ｎＨである。
　各スイッチング素子２８１，２８２，２８３は、例えば車両側の電子機器から送信される外部信号を通じて、いずれか一つだけが導通する（閉となる）ように制御される。
　図１３は、経路ｐ１～ｐ３のいずれかを選択的に閉にしたときのＶＳＷＲ特性比較図であり、所定のシミュレータによる計測結果である。長破線は経路ｐ１、実線は経路ｐ２、短破線は経路ｐ３が選択された場合のＶＳＷＲ特性である。短絡部２５は一本だけであるが、経路ｐ１，ｐ２，ｐ３のいずれかを第２スイッチ回路２８で選択的に切り替えることで、ＶＳＷＲ特性は、図１０に示した第１実施形態の逆Ｆアンテナ１のものと同じになった。
　すなわち、経路ｐ１が選択された場合は、コンデンサＣによって経路ｐ２より位相が進み、あたかも短絡部２５が、第１実施形態における距離Ｄ１（１ｍｍ：平面部１１の短辺の長さの１／３０）に存在する如く動作するため、図１０の距離Ｄ１のＶＳＷＲ特性と同じになった。
　経路ｐ２が選択された場合は、短絡部２５がそのまま接地されるため、図１０の距離Ｄ２（６ｍｍ：平面部１１の短辺の長さの１／５）のＶＳＷＲ特性と同じになった。
　経路ｐ３が選択された場合は、コイルＬによって経路ｐ２より位相が遅れ、あたかも短絡部２５が、第１実施形態における距離Ｄ３（２１ｍｍ：平面部１１の短辺の長さの約２／３）に存在する如く動作するため、図１０の距離Ｄ３のＶＳＷＲ特性と同じになった。
　第２スイッチ回路２８は、各経路ｐ１～ｐ３をパターニング技術と部品接合だけで簡単に構成することができ、短絡部２５も一本だけで足りるため、第１実施形態の逆Ｆアンテナ１に比べて量産が容易である。また、ハウジング内に収容する際のレイアウトの自由度が高まるという利点がある。
　第２実施形態の変形例として、短絡部を二本とする組み合わせも可能である。図１４Ａは、第１変形例を示す模式図である。図１４Ａに示す第１変形例は、図１２に示した短絡部２５のほかに、平面部１１の短辺のうち給電端子１２１に近い端部からそれぞれ異なる長さだけ離れた部位（本例では上記距離Ｄ１に対応する部位）にもう一本の短絡部３５を設けるように構成したものである。さらに、第２スイッチ回路２８を、それぞれ接地面からの電気長が異なる二つの経路ｐ２，ｐ３のいずれかを短絡部２５と選択的に導通させ、あるいは、短絡部２５に代えて、もう一本の短絡部３５の経路ｐ１’を導通させるように構成したものである。
　図１４Ｂは、第２変形例を示す模式図である。図１４Ｂに示す第２変形例は、図１２に示した短絡部２５のほかに、平面部１１のうち給電端子１２１に近い端部からそれぞれ異なる長さだけ離れた部位（本例では上記距離Ｄ３に対応する部位）にもう一本の短絡部４５を設けるように構成したものである。さらに、第２スイッチ回路２８を、それぞれ接地面からの電気長が異なる二つの経路ｐ１，ｐ２のいずれかを短絡部２５と選択的に導通させ、あるいは、短絡部２５に代えて、もう一本の短絡部４５の経路ｐ３’を導通させるように構成したものである。
　図１４Ａ，図１４Ｂの構成によっても、図１２に示した第２実施形態の逆Ｆアンテナ２と同等の作用効果を奏することができる。
［第３実施形態]
　次に、本発明の第３実施形態について説明する。第１実施形態では、接近辺が矩形状の平面部１１の長辺と同じサイズで、接近辺の端部が平面部１１の端部と同じ位置となる給電部１２の例を示したが、第３実施形態では、給電部が第１実施形態の給電部１２と異なる逆Ｆアンテナの例を説明する。
　図１５Ａは、第３実施形態に係る逆Ｆアンテナの斜視図である。図１５Ｂは平面部の上面図、図１５Ｃは、給電部の方向から見た側面図である。第３実施形態の逆Ｆアンテナ３は、第１実施形態で説明した給電部１２と形状及びその取付位置が異なる。そのため、第１実施形態で示した構成部品と同じ部品については同じ符号を付して重複説明を省略する。
　第３実施形態の給電部３２は、接近辺の長さが平面部１１の長辺よりも短く、その分だけ鰭状の部分の弧の半径が第１実施形態の給電部１２よりも少し小さくなっている。また、接近辺の端部が平面部１１と非対向となる位置に配されている。つまり、接近辺の端部が平面部１１の短辺よりも突出する位置に配されている。電気長（本例では辺の長さの総和）がＬＴＥの高周波帯域の最低周波数（１．７ＧＨｚ）の波長λＨの略１／４の長さに設計されている点は、第１実施形態の給電部１２と同じである。
　給電素子３２の接近辺が平面部１１の長辺よりも短いのは、例えば平面部１１を細長くしなければならないときにも同様の効果を得られるという点で利点がある。このとき、短絡部１５，１６，１７や第１スイッチ回路１８を平面部１１の長辺上に位置させても良い。この場合は、平面部１１の短辺には何も無く、長辺に短絡部１５，１６，１７や給電部１２が存在することになる。
［変形例］
　第１ないし第３実施形態では、平面部１１が矩形状である場合の例を説明したが、矩形状には菱形状、台形状も含まれる。また、平面部１１は、必ずしも矩形状である必要はなく、円形状、略円形状、楕円状、略楕円状であっても良い。これらの場合の辺は、電気長を定める周縁に相当するものとなる。
　以上のように、本実施形態によれば、広い周波数帯域にわたり、低いＶＳＷＲで安定的に信号の送受信を可能にするアンテナ装置を提供することができる。

Claims (14)

  1. 　接地面と所定間隔で対向する面部を有する平面部と、前記接地面に対して所定角度をなす面上に配設された給電部と、前記平面部の一部を接地させるための短絡部とを含む逆Ｆアンテナを備え、
    　前記平面部と前記給電部は、物理的に分離された板状であり、所定周波数以下で電気的に接続される、
    　アンテナ装置。
  2. 　前記給電部は、前記平面部と接近する接近辺を有し、それ以外の辺が鰭状をなす、
    　請求項１に記載のアンテナ装置。
  3. 　前記平面部は矩形状であり、
    　前記接近辺の長さは、前記接近辺が接近する前記平面部の辺の長さ以下である、
    　請求項２に記載のアンテナ装置。
  4. 　前記給電部は、前記接近辺の一部が接近する前記平面部の辺と非対向となる、
    　請求項３に記載のアンテナ装置。
  5. 　前記平面部の電気長は、前記所定周波数よりも低い第１周波数帯の周波数で共振する長さであり、
    　前記給電部の電気長は、前記第１周波数帯よりも高い第２周波数帯で共振する長さである、
    　請求項１ないし４のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
  6. 　前記平面部と前記給電部とが、前記所定周波数を超える周波数の信号をカットするフィルタを介して電気的に接続されている、
    　請求項１ないし５のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
  7. 　前記フィルタが二つ以上存在し、隣り合う二つのフィルタが所定間隔以上離れて配置されている、
    　請求項６に記載のアンテナ装置。
  8. 　前記短絡部は、それぞれ前記平面部のうち前記給電部と直交する面上または前記給電部と平行の面上に複数本設けられており、
    　前記逆Ｆアンテナは、いずれか一本の前記短絡部を選択的に接地させる第１スイッチ回路をさらに備えて構成される、
    　請求項１ないし７のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
  9. 　前記短絡部がそれぞれ異なる間隔で三本以上設けられている、
    　請求項８に記載のアンテナ装置。
  10. 　前記短絡部は、前記平面部のうち前記給電部に近い端部から所定の長さだけ離れた部位に一本だけ設けられており、
    　前記逆Ｆアンテナは、
    　それぞれ接地面からの電気長が異なる複数の経路のいずれかと前記短絡部とを選択的に導通させるための第２スイッチ回路をさらに備えて構成される、
    　請求項１ないし７のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
  11. 　前記短絡部は、前記平面部のうち前記給電部に近い端部からそれぞれ異なる長さだけ離れた部位に二本設けられており、
    　前記逆Ｆアンテナは、
    　それぞれ接地面からの電気長が異なる複数の経路のいずれかと前記二本の短絡部のいずれか一方とを選択的に導通させ、あるいは前記二本の短絡部の一方に代えてその他方を導通させるための第２スイッチ回路をさらに備えて構成される、
    　請求項１ないし７のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
  12. 　前記第１周波数帯は複数のサブ帯域に区分されたＬＴＥの低周波帯域であり、
    　前記第２周波数帯は、前記ＬＴＥの高周波帯域である、
    　請求項５に記載のアンテナ装置。
  13. 　前記接地面からの高さが２５ｍｍとなる電波透過性のハウジングをさらに備えており、
    　前記逆Ｆアンテナは、前記ハウジングの収納空間に収納される、
    　請求項１ないし１２のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
  14. 　接地面と所定間隔で対向する面部を有する平面部と、
    　前記接地面に対して所定角度をなす面上に配設された給電部と、
    　前記平面部の一部を接地させるための短絡部とを含み、
    　前記平面部と前記給電部は、物理的に分離された板状であり所定周波数以下で電気的に接続される、　
    　逆Ｆアンテナ。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JP7298505B2 (ja) * 2020-02-19 2023-06-27 株式会社デンソー アンテナ装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04144408A (ja) * 1990-10-05 1992-05-18 Murata Mfg Co Ltd 無線機
JPH10224142A (ja) * 1997-02-04 1998-08-21 Kenwood Corp 共振周波数切換え可能な逆ｆ型アンテナ
JP2001136019A (ja) * 2000-10-05 2001-05-18 Nec Saitama Ltd 逆ｆアンテナおよびそれを用いた無線装置
JP2002141738A (ja) * 2000-10-30 2002-05-17 Yokowo Co Ltd 誘電体アンテナおよびその共振周波数の調整方法
JP2013219757A (ja) 2012-02-21 2013-10-24 Fujikura Ltd アンテナ装置
JP2017505034A (ja) * 2013-12-20 2017-02-09 ▲華▼▲為▼▲終▼端有限公司 アンテナおよび端末装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04144408A (ja) * 1990-10-05 1992-05-18 Murata Mfg Co Ltd 無線機
JPH10224142A (ja) * 1997-02-04 1998-08-21 Kenwood Corp 共振周波数切換え可能な逆ｆ型アンテナ
JP2001136019A (ja) * 2000-10-05 2001-05-18 Nec Saitama Ltd 逆ｆアンテナおよびそれを用いた無線装置
JP2002141738A (ja) * 2000-10-30 2002-05-17 Yokowo Co Ltd 誘電体アンテナおよびその共振周波数の調整方法
JP2013219757A (ja) 2012-02-21 2013-10-24 Fujikura Ltd アンテナ装置
JP2017505034A (ja) * 2013-12-20 2017-02-09 ▲華▼▲為▼▲終▼端有限公司 アンテナおよび端末装置

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