WO2020261678A1 - アンテナ - Google Patents

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WO2020261678A1
WO2020261678A1 PCT/JP2020/012893 JP2020012893W WO2020261678A1 WO 2020261678 A1 WO2020261678 A1 WO 2020261678A1 JP 2020012893 W JP2020012893 W JP 2020012893W WO 2020261678 A1 WO2020261678 A1 WO 2020261678A1
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WO
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antenna
facing
main
conductive member
facing portion
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PCT/JP2020/012893
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English (en)
French (fr)
Inventor
剛 海老澤
橋口 徹
Original Assignee
日本航空電子工業株式会社
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Filing date
Publication date
Application filed by 日本航空電子工業株式会社 filed Critical 日本航空電子工業株式会社
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04Resonant antennas
    • H01Q9/16Resonant antennas with feed intermediate between the extremities of the antenna, e.g. centre-fed dipole
    • H01Q9/26Resonant antennas with feed intermediate between the extremities of the antenna, e.g. centre-fed dipole with folded element or elements, the folded parts being spaced apart a small fraction of operating wavelength
    • H01Q9/265Open ring dipoles; Circular dipoles
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q7/00Loop antennas with a substantially uniform current distribution around the loop and having a directional radiation pattern in a plane perpendicular to the plane of the loop
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04Resonant antennas
    • H01Q9/0407Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H01Q9/0428Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna radiating a circular polarised wave
    • H01Q9/0435Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna radiating a circular polarised wave using two feed points
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04Resonant antennas
    • H01Q9/0407Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H01Q9/045Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna with particular feeding means

Definitions

  • the present invention relates to an antenna mounted on a substrate, and more particularly to an antenna having a split ring resonator structure.
  • Patent Document 1 An antenna having a split ring resonator structure is disclosed in Patent Document 1, for example.
  • the antenna 90 of Patent Document 1 has a dielectric layer 910, a conductor layer 920, and a feeder line 930.
  • the conductor layer 920 is formed on one of the pair of main surfaces of the dielectric layer 910.
  • the feeder line 930 is formed on the other side of the pair of main surfaces of the dielectric layer 910.
  • the conductor layer 920 is formed in a C shape. Both ends of the conductor layer 920 face each other apart from each other to form a capacitor 940.
  • the conductor layer 920 and the feeder line 930 are connected to each other by using a via 950 penetrating the dielectric layer 910. Specifically, the via 950 connects the end of the feeder 930 to the vicinity of one end of the conductor layer 920.
  • the antenna of Patent Document 1 is manufactured using a printed circuit board (board). Antennas manufactured using a substrate need to be retrofitted with matching circuits such as inductors and capacitors, or the substrate itself must be remanufactured when desired characteristics cannot be obtained due to manufacturing variations or the like. Therefore, the antenna of Patent Document 1 tends to be expensive.
  • an object of the present invention is to provide an antenna capable of obtaining stable characteristics at low cost.
  • the conductive member has a main portion, an opposing portion, a first feeding terminal, and a second feeding terminal.
  • the main portion extends along a horizontal plane so as to have an open annular shape.
  • the main portion has a first end portion and a second end portion located apart from each other.
  • the facing portion includes a first facing portion provided at the first end portion and a second facing portion provided at the second end portion. The first facing portion and the second facing portion are separated from each other and face each other.
  • the main portion has a thin-walled portion thinner than either the first facing portion or the second facing portion.
  • the conductive member of the antenna can be made into a discrete component separate from the substrate, whereby the cost of the entire antenna can be reduced.
  • each of the first facing portion and the second facing portion which are relatively easily displaced, can be formed as a part of the conductive member.
  • the inductance of the antenna can be increased by providing a thin portion in the main portion of the conductive member. As a result, the size of the entire antenna can be reduced without changing the antenna characteristics.
  • FIG. 1 It is a perspective view which shows the antenna by embodiment of this invention.
  • the boundary position between the main part and the facing part of the conductive member is drawn by a broken line.
  • FIG. 1 It is a perspective view which shows by partially cutting out the substrate of the antenna of FIG.
  • a part of the board (the part surrounded by the alternate long and short dash line) is enlarged and drawn.
  • the connection positions of the first power supply terminal, the second power supply terminal, and the fixed portion of the conductive member are drawn by broken lines.
  • FIG. 1 shows the conductive member of the antenna of FIG.
  • the boundary position between the main part and the facing part of the conductive member is drawn by a broken line.
  • FIG. 4 It is sectional drawing which shows the conductive member of FIG. 4 along the VV line. It is sectional drawing which shows a part (the part surrounded by the broken line A) of the conductive member of FIG. It is a perspective view which shows the modification of the conductive member of FIG. It is a perspective view which shows a part (the part surrounded by the broken line B) of the conductive member of FIG. It is a top view which shows the antenna of Patent Document 1.
  • FIG. 4 It is sectional drawing which shows the conductive member of FIG. 4 along the VV line. It is sectional drawing which shows a part (the part surrounded by the broken line A) of the conductive member of FIG. It is a perspective view which shows the modification of the conductive member of FIG. It is a perspective view which shows a part (the part surrounded by the broken line B) of the conductive member of FIG. It is a top view which shows the antenna of Patent Document 1.
  • the antenna 10 includes a conductive member 20 made of a conductor and a substrate 70.
  • the conductive member 20 has a main portion 30, two opposing portions 50, a first feeding terminal 62, and three second feeding terminals 64.
  • the main portion 30 extends along a horizontal plane (XY plane) so as to have an open annular shape.
  • the main part 30 is a ring having both ends separated from each other.
  • the main portion 30 has a first end portion 32 and a second end portion 34.
  • the first end portion 32 and the second end portion 34 are located at both ends of the main portion 30, respectively, and are located apart from each other with the facing portion 50 in between.
  • Each of the first power feeding terminal 62 and the second power feeding terminal 64 extends downward ( ⁇ Z direction) from the main portion 30 in the orthogonal direction (Z direction: vertical direction) orthogonal to the XY plane.
  • the substrate 70 extends along the XY plane.
  • the board 70 is a printed wiring board, and a signal line 72 and a ground plane 78 are formed.
  • the conductive member 20 of the present embodiment is mounted on the substrate 70 and forms the antenna 10 together with the substrate 70.
  • the first power feeding terminal 62 of the conductive member 20 is fixed and connected to the signal line 72 of the substrate 70 by soldering or the like.
  • each of the second feeding terminals 64 of the conductive member 20 is fixed and connected to the ground plane 78 of the substrate 70 by soldering or the like.
  • the conductive member 20 has an inductance component and a capacitance component as described later, and functions as an LC resonator of the antenna 10. That is, the antenna 10 is a resonant antenna, and the conductive member 20 functions as the antenna 10 together with the signal line 72 and the ground plane 78 of the substrate 70.
  • the conductive member 20 (that is, the LC resonator) of the antenna 10 can be a discrete component separate from the substrate 70. According to this structure, the inductance and capacitance of the antenna 10 can be adjusted only by the conductive member 20, thereby reducing the cost of the antenna 10 as a whole.
  • the substrate 70 is connected to the connector 80.
  • the signal line 72 of the board 70 is connected to the signal terminal (not shown) of the connector 80, and the ground plane 78 of the board 70 is connected to the ground terminal 84 of the connector 80.
  • the antenna 10 can transmit the signal transmitted from the connector 80 and can transmit the received signal to the connector 80.
  • the present invention is not limited to this, and the connector 80 may be provided as needed.
  • the conductive member 20 of the present embodiment is formed by bending a single flat plate-shaped metal plate having a plate thickness of TC.
  • the conductive member 20 is a single metal plate having a bend.
  • the present invention is not limited to this.
  • the conductive member 20 may be formed by welding a plurality of metal members. Further, the structure of the conductive member 20 can be variously deformed as needed, as will be described later.
  • the main portion 30 of the conductive member 20 has an angular C-shape in the XY plane.
  • the main portion 30 has two front side portions 402, one rear side portion 404, and two side portions 406 corresponding to the front side portion 402, respectively.
  • Each of the front side portions 402 is located on the front side (+ X side) of the main portion 30 in the front-rear direction (X direction) orthogonal to the Z direction, and is located in the lateral direction (Y direction) orthogonal to both the X direction and the Z direction. Extends along.
  • the rear side portion 404 is located on the rear side ( ⁇ X side) of the main portion 30 and extends along the Y direction.
  • the side portions 406 are located on both sides of the main portion 30 in the Y direction, respectively. Each of the side portions 406 extends along the X direction, connecting one of both ends of the rear side portion 404 in the Y direction and the outer end of the corresponding front side portion 402 in the Y direction to each other.
  • the first end portion 32 is an end portion on the inner side in the Y direction of one of the front side portions 402.
  • the second end 34 is the inner end of the other front side 402 in the Y direction.
  • the main portion 30 of the present embodiment has the above-mentioned structure and has a rectangular ring shape when viewed along the Z direction.
  • Each of the rear side portion 404 and the side portion 406 of the present embodiment has a portion extending parallel to the XY plane (parallel portion) and a portion bent so as to extend downward from the parallel portion. ..
  • the main portion 30 having the rear side portion 404 and the side portion 406 formed in this way is not easily deformed.
  • the present invention is not limited to this.
  • the main portion 30 may have an annular shape or a polygonal ring shape when viewed along the Z direction.
  • each of the rear side portion 404 and the side portion 406 may have only a portion extending parallel to the XY plane.
  • the first power feeding terminal 62 is located at the first end 32.
  • One of the second power feeding terminals 64 is located in the middle of the rear side portion 404 of the main portion 30 in the Y direction.
  • the other two of the second power feeding terminals 64 are located at the front ends (+ X side ends) of the two side portions 406 of the main portion 30, respectively.
  • the main portion 30 of the conductive member 20 functions as an inductor.
  • the present invention is not limited to this, and as long as the conductive member 20 has an inductance component, the arrangement of the first feeding terminal 62 and the second feeding terminal 64 can be variously modified.
  • the facing portion 50 of the conductive member 20 includes a first facing portion 52 and a second facing portion 54.
  • the first facing portion 52 is connected to the first end portion 32 and is located inside the first end portion 32 in the Y direction.
  • the second facing portion 54 is connected to the second end portion 34 and is located inside the second end portion 34 in the Y direction. That is, the facing portion 50 includes a first facing portion 52 provided at the first end portion 32 and a second facing portion 54 provided at the second end portion 34.
  • the first facing portion 52 of the present embodiment has a first upper portion 522, a first lower side portion 524, and a first connecting portion 528.
  • the first upper side portion 522 is located on the upper side (+ Z side) of the first facing portion 52 and extends along the XY plane.
  • the first lower side portion 524 is located on the lower side ( ⁇ Z side) of the first facing portion 52 and extends along the XY plane.
  • the first connecting portion 528 connects the front end of the first upper portion 522 and the front end of the first lower portion 524 to each other.
  • the second facing portion 54 of the present embodiment has a second upper portion 542, a second lower side portion 544, and a second connecting portion 548.
  • the second upper portion 542 is located above the second facing portion 54 and extends along the XY plane.
  • the second lower side portion 544 is located below the second facing portion 54 and extends along the XY plane.
  • the second connecting portion 548 connects the front end of the second upper portion 542 and the front end of the second lower portion 544 to each other.
  • the first facing portion 52 and the second facing portion 54 of the present embodiment are formed in the above-mentioned shapes and have shapes corresponding to each other.
  • the present invention is not limited to this, and the shapes of the first facing portion 52 and the second facing portion 54 can be variously deformed as needed.
  • a cut 58 is formed between the first facing portion 52 and the second facing portion 54.
  • the first upper portion 522 of the first facing portion 52 and the second upper portion 542 of the second facing portion 54 are at the same position in the Z direction, and face each other apart from each other with a cut 58 in the XY plane.
  • the first lower side portion 524 of the first facing portion 52 and the second lower side portion 544 of the second facing portion 54 are at the same position in the Z direction, and face each other apart from each other with a cut 58 in the XY plane. doing.
  • the first facing portion 52 has a first end surface 532 located at the edge in the XY plane.
  • the first end surface 532 is provided on the first upper portion 522 and the first lower side portion 524 of the first facing portion 52.
  • the second facing portion 54 has a second end surface 552 located at the edge in the XY plane.
  • the second end surface 552 is provided on the second upper portion 542 and the second lower side portion 544 of the second facing portion 54.
  • the first end surface 532 of the first upper portion 522 and the second end surface 552 of the second upper portion 542 are separated from each other in the XY plane and face each other.
  • the first end surface 532 of the first lower side portion 524 and the second end surface 552 of the second lower side portion 544 are separated from each other in the XY plane and face each other.
  • the first end face 532 and the second end face 552 function as capacitors of the conductive member 20.
  • the capacitor of the conductive member 20 in the present embodiment includes a first end surface 532 provided on the first facing portion 52 and a second end surface 552 provided on the second facing portion 54.
  • the first facing portion 52 and the second facing portion 54 are separated from each other and face each other, thereby functioning as a capacitor.
  • the first facing portion 52 and the second facing portion 54 are at least partially opposed to each other in the XY plane.
  • the present invention is not limited to this, and the facing directions of the first facing portion 52 and the second facing portion 54 can be variously deformed.
  • the conductive member 20 has a split ring resonator structure.
  • the first facing portion 52 and the second facing portion 54 are arranged at both ends of the split ring, respectively.
  • the conventional first facing portion and the second facing portion arranged in this way are likely to be displaced from each other in the process of manufacturing the antenna.
  • each of the first facing portion 52 and the second facing portion 54 which are relatively easily displaced in the conventional configuration, is used as a part of the conductive member 20 which is a single member. Can be formed.
  • the first facing portion 52 and the second facing portion 54 By forming the first facing portion 52 and the second facing portion 54 in this way, it is possible to reduce the deterioration of the antenna characteristics due to the positional deviation between the first facing portion 52 and the second facing portion 54. That is, according to the present embodiment, it is possible to provide the antenna 10 capable of obtaining stable characteristics at low cost.
  • the conductive member 20 of the present embodiment has three fixed portions 66 in addition to the main portion 30, the facing portion 50, the first feeding terminal 62 and the second feeding terminal 64. , 68.
  • Each of the fixed portions 66 and 68 extends downward from the main portion 30.
  • the first power feeding terminal 62 is provided at the first end portion 32.
  • the fixed portion 66 is provided at the second end portion 34.
  • One of the fixed portions 68 is provided on the first upper portion 522 of the first facing portion 52.
  • the other of the fixed portions 68 is provided on the second lower portion 544 of the second facing portion 54.
  • each of the fixed portions 66 and 68 is fixed to the substrate 70 by soldering or the like.
  • the first power feeding terminal 62 is also fixed to the substrate 70 by soldering or the like as described above.
  • the movement of the first facing portion 52 and the second facing portion 54 in the Z direction is reduced. That is, the positional deviation between the first end surface 532 of the first facing portion 52 and the second end surface 552 of the second facing portion 54 is reduced, and thus deterioration of the antenna characteristics can be reduced.
  • the present invention is not limited to this, and the fixed portions 66 and 68 may be provided as needed. Further, the number and arrangement of the fixed portions 66 and 68 can be variously modified as needed.
  • the thickness of the first facing portion 52 (plate thickness TC) and the thickness of the second facing portion 54 (plate thickness TC) are equal to each other. More specifically, each of the first facing portion 52 and the second facing portion 54 is a part of a metal plate having a plate thickness of TC. By sufficiently increasing the plate thickness TC, deterioration of antenna characteristics is reduced even when the first end surface 532 of the first facing portion 52 and the second end surface 552 of the second facing portion 54 are slightly displaced in the Z direction. it can.
  • the present invention is not limited to this.
  • the thickness of the first facing portion 52 and the thickness of the second facing portion 54 may be different from each other.
  • the main portion 30 of the conductive member 20 of the present embodiment has an inner edge 42, a thick portion 44, and a thin portion 46.
  • the inner edge 42 is the inner edge of the main portion 30 in the XY plane.
  • the thickness of the thick portion 44 (plate thickness TC) is equal to the thickness of the first facing portion 52 (plate thickness TC) and the thickness of the second facing portion 54 (plate thickness TC). More specifically, the thick portion 44 is a part of a metal plate having a plate thickness of TC.
  • the thickness of the thin portion 46 (plate thickness TL) is thinner than the thickness of the thick portion 44. More specifically, the thin-walled portion 46 is a portion in which a metal plate having a thickness of TC is partially thinned by processing such as coining.
  • the thickness of the thin portion 46 formed as described above is smaller than any of the thickness of the first facing portion 52, the thickness of the second facing portion 54, and the thickness of the thick portion 44.
  • the main portion 30 of the conductive member 20 of the present embodiment has a thin portion 46 thinner than any of the first facing portion 52, the second facing portion 54, and the thick portion 44.
  • a part of the thin-walled portion 46 is located at the inner edge 42 of the main portion 30 in the XY plane.
  • the inner edge 42 is a portion that easily contributes to the inductance of the antenna 10 (see FIG. 1). Therefore, according to this arrangement, it is easy to increase the inductance of the antenna 10.
  • the present invention is not limited to this.
  • the thin portion 46 may be located outside the XY plane with respect to the inner edge 42.
  • the main portion 30 has a thick portion 44 that is thicker than the thin portion 46.
  • the thin portion 46 is located between the thick portion 44 and the inner edge 42 on the XY plane.
  • This arrangement also makes it easy to increase the inductance of the antenna 10 (see FIG. 1).
  • the present invention is not limited to this.
  • the main portion 30 does not have the thick portion 44, and the entire main portion 30 may be the thin portion 46. According to this structure, the inductance can be further increased.
  • this embodiment is preferable from the viewpoint of maintaining the strength of the main portion 30.
  • the first facing portion 52, the second facing portion 54, and the thick portion 44 of the present embodiment have the same thickness as each other.
  • the present invention is not limited to this.
  • the thick portion 44 may be thinner than any of the first facing portion 52 and the second facing portion 54 as long as it is thicker than the thin portion 46.
  • this embodiment is preferable from the viewpoint of easily forming the conductive member 20.
  • the thin-walled portion 46 is a portion recessed upward from the thick-walled portion 44.
  • a boundary surface 484 is formed between the thin portion 46 and the thick portion 44.
  • the lower surface of the thin portion 46 is a plane parallel to the XY plane.
  • the lower surface of the thick portion 44 located near the boundary surface 484 is a plane parallel to the XY plane.
  • the boundary surface 484 is a slope that diagonally intersects the XY plane. In other words, a clear step is formed between the thin portion 46 and the thick portion 44.
  • the present invention is not limited to the present embodiment.
  • the thin portion 46 may be a portion recessed downward from the thick portion 44.
  • the thin portion 46 may gradually become thicker toward the thick portion 44.
  • the thickness of the thin portion 46 is about 1/2 the thickness of the thick portion 44 (plate thickness TC).
  • the present invention is not limited to this.
  • the thickness of the thin portion 46 may be 1/2 or less of the thickness of the thick portion 44, or may be larger than 1/2 of the thickness of the thick portion 44.
  • the thin-walled portion 46 of the present embodiment continuously extends between the first end portion 32 and the second end portion 34 along the inner edge 42 of the main portion 30.
  • the thin-walled portion 46 is formed only in the vicinity of the inner edge 42. According to this arrangement, the inductance component of the conductive member 20 can be sufficiently increased while preventing the strength of the main portion 30 from being lowered due to the formation of the thin portion 46.
  • the present invention is not limited to this.
  • the thin-walled portion 46 may be formed only on the rear side portion 404 of the main portion 30.
  • the conductive member 20 of the present embodiment can be further deformed in various ways in addition to the modification already described.
  • the conductive member 20A according to the modified example has the same structure as the conductive member 20 except that the conductive member 20A has a main portion 30A having a shape different from that of the main portion 30 of the conductive member 20. doing.
  • the main portion 30A of the conductive member 20A has a thick portion 44A and a thin portion 46A that are different from the thick portion 44 and the thin portion 46 of the main portion 30, respectively. It has the same structure as the main part 30.
  • the thin-walled portion 46A is composed of a plurality of recesses 48A arranged along the inner edge 42 of the main portion 30A.
  • the dents 48A are alternately dented in the Z direction. Specifically, the recess 48A located next to the recess 48A recessed downward is recessed upward, and the recess 48A located next to the recess 48A recessed upward is recessed downward.
  • the first facing portion 52, the second facing portion 54, and the thick portion 44A have the same thickness (plate thickness TC) as each other.
  • the thin portion 46A is thinner than any of the first facing portion 52, the second facing portion 54, and the thick portion 44A.
  • a part of the thin portion 46A is located at the inner edge 42 of the main portion 30A in the XY plane.
  • the recess 48A is formed by coining.
  • Each of the recesses 48A has a bottom surface 482A, a boundary surface 484A, and two side surfaces 486A.
  • the bottom surface 482A is a plane parallel to the XY plane.
  • the upper and lower surfaces of the thick portion 44A located near the boundary surface 484A are planes parallel to the XY plane.
  • the boundary surface 484A is a slope that diagonally intersects the XY plane. In other words, a clear step is formed between the thin portion 46A and the thick portion 44A.
  • the inductance of the antenna 10 (see FIG. 1) can be increased even by the thin portion 46A according to the modified example. As a result, the size of the entire antenna 10 can be reduced without changing the antenna characteristics.
  • the present invention is based on Japanese Patent Application No. 2019-118248 filed with the Japan Patent Office on June 26, 2019, the contents of which form a part of the present specification by reference.

Landscapes

  • Details Of Aerials (AREA)

Abstract

アンテナは、導電部材を備えている。導電部材は、主部と、対向部と、第1給電端子と、第2給電端子とを有している。主部は、開いた環状の形状を有するようにして水平面に沿って延びている。主部は、互いに離れて位置する第1端部と第2端部とを有している。対向部は、第1端部に設けられた第1対向部と、第2端部に設けられた第2対向部とを含んでいる。第1対向部と第2対向部とは、互いに離れて対向している。主部は、第1対向部及び第2対向部のいずれよりも薄い薄肉部を有している。

Description

アンテナ
 本発明は、基板に搭載されるアンテナに関し、特に、スプリットリング共振器構造を有するアンテナに関する。
 スプリットリング共振器構造を有するアンテナは、例えば、特許文献1に開示されている。
 図9に示されるように、特許文献1のアンテナ90は、誘電体層910と、導体層920と、給電線930とを有している。導体層920は、誘電体層910の一対の主面の一方に形成されている。給電線930は、誘電体層910一対の主面の他方に形成されている。導体層920は、C字形状に形成されている。導体層920の両端部は、互いに離れて対向し、キャパシタ940を形成している。導体層920と給電線930とは、誘電体層910を貫通するビア950を用いて互いに接続されている。詳しくは、ビア950は、給電線930の端部を導体層920の一方の端部の近傍に接続している。
特開2016-225956号公報
 特許文献1のアンテナは、プリント基板(基板)を用いて製造される。基板を用いて製造されたアンテナは、製造ばらつき等によって所望の特性が得られなかった場合に、インダクタやキャパシタ等の整合回路を後付けするか、基板自体を製造し直す必要がある。そのため、特許文献1のアンテナは、高コストになりがちである。
 そこで、本発明は、低コストでかつ安定した特性を得ることができるアンテナを提供することを目的とする。
 本発明の一の側面は、導電部材を備えたアンテナを提供する。前記導電部材は、主部と、対向部と、第1給電端子と、第2給電端子とを有している。前記主部は、開いた環状の形状を有するようにして水平面に沿って延びている。前記主部は、互いに離れて位置する第1端部と第2端部とを有している。前記対向部は、前記第1端部に設けられた第1対向部と、前記第2端部に設けられた第2対向部とを含んでいる。前記第1対向部と前記第2対向部とは、互いに離れて対向している。前記主部は、前記第1対向部及び前記第2対向部のいずれよりも薄い薄肉部を有している。
 本発明の一の側面によれば、アンテナの導電部材を、基板と別体のディスクリート部品にでき、これによりアンテナ全体のコストを低減できる。また、本発明の一の側面のアンテナによれば、比較的位置ずれし易い第1対向部及び第2対向部の夫々を、導電部材の一部として形成できる。第1対向部及び第2対向部をこのように形成することで、第1対向部と第2対向部との間の位置ずれによるアンテナ特性の劣化を低減できる。即ち、本発明の一の側面によれば、低コストでかつ安定した特性を得ることができるアンテナを提供できる。
 加えて、本発明の一の側面によれば、導電部材の主部に薄肉部を設けることで、アンテナのインダクタンスを大きくできる。この結果、アンテナ特性を変えることなくアンテナ全体のサイズを小さくできる。
 添付の図面を参照しながら下記の最良の実施の形態の説明を検討することにより、本発明の目的が正しく理解され、且つその構成についてより完全に理解されるであろう。
本発明の実施の形態によるアンテナを示す斜視図である。導電部材の主部と対向部との間の境界位置を破線で描画している。 図1のアンテナの基板を部分的に切り欠いて示す斜視図である。基板の一部(1点鎖線で囲んだ部分)を拡大して描画している。拡大図において、導電部材の第1給電端子、第2給電端子及び被固定部の接続位置を破線で描画している。 図1のアンテナの導電部材を示す斜視図である。導電部材の主部と対向部との間の境界位置を破線で描画している。 図3の導電部材を示す底面図である。 図4の導電部材をV-V線に沿って示す断面図である。 図5の導電部材の一部(破線Aで囲んだ部分)を示す断面図である。 図3の導電部材の変形例を示す斜視図である。 図7の導電部材の一部(破線Bで囲んだ部分)を示す斜視図である。 特許文献1のアンテナを示す平面図である。
 本発明については多様な変形や様々な形態にて実現することが可能であるが、その一例として、図面に示すような特定の実施の形態について、以下に詳細に説明する。図面及び実施の形態は、本発明をここに開示した特定の形態に限定するものではなく、添付の請求の範囲に明示されている範囲内においてなされる全ての変形例、均等物、代替例をその対象に含むものとする。
 図1を参照すると、本発明の実施の形態によるアンテナ10は、導電体からなる導電部材20と、基板70とを備えている。導電部材20は、主部30と、2つの対向部50と、第1給電端子62と、3つの第2給電端子64とを有している。主部30は、開いた環状の形状を有するようにして水平面(XY平面)に沿って延びている。換言すれば、主部30は、互いに離れた両端を有する環である。詳しくは、主部30は、第1端部32と、第2端部34とを有している。第1端部32と第2端部34とは、主部30の両端に夫々位置しており、対向部50を間に挟んで互いに離れて位置している。第1給電端子62及び第2給電端子64の夫々は、XY平面と直交する直交方向(Z方向:上下方向)において、主部30から下方(-Z方向)に延びている。図1及び図2を参照すると、基板70は、XY平面に沿って延びている。基板70は、プリント配線基板であり、信号線72と、グランドプレーン78とが形成されている。
 本実施の形態の導電部材20は、基板70に搭載されて基板70と共にアンテナ10を形成する。アンテナ10において、導電部材20の第1給電端子62は、半田付け等によって基板70の信号線72に固定され接続されている。アンテナ10において、導電部材20の第2給電端子64の夫々は、半田付け等によって基板70のグランドプレーン78に固定され接続されている。導電部材20は、後述するようにインダクタンス成分とキャパシタンス成分とを有しており、アンテナ10のLC共振器として機能する。即ち、アンテナ10は、共振アンテナであり、導電部材20は、基板70の信号線72及びグランドプレーン78と共にアンテナ10として機能する。
 本実施の形態によれば、アンテナ10の導電部材20(即ち、LC共振器)を基板70と別体のディスクリート部品にできる。この構造によれば、アンテナ10のインダクタンス及びキャパシタンスを、導電部材20のみによって調整でき、これによりアンテナ10全体のコストを低減できる。
 本実施の形態において、基板70は、コネクタ80に接続されている。詳しくは、基板70の信号線72は、コネクタ80の信号端子(図示せず)に接続されており、基板70のグランドプレーン78は、コネクタ80のグランド端子84に接続されている。この構造により、アンテナ10は、コネクタ80から伝送された信号を発信できると共に、受信した信号をコネクタ80に伝送できる。但し、本発明は、これに限られず、コネクタ80は、必要に応じて設ければよい。
 図3を参照すると、本実施の形態の導電部材20は、単一の平板形状の板厚TCの金属板を曲げて形成されている。換言すれば、導電部材20は、曲げを有する1枚の金属板である。但し、本発明は、これに限られない。例えば、導電部材20は、複数の金属部材を溶接して形成してもよい。また、導電部材20の構造は、後述するように、必要に応じて様々に変形可能である。
 図3及び図4に示されるように、導電部材20の主部30は、XY平面において角張ったC字形状を有している。詳しくは、主部30は、2つの前側部402と、1つの後側部404と、前側部402に夫々対応する2つの側部406とを有している。前側部402の夫々は、Z方向と直交する前後方向(X方向)において主部30の前側(+X側)に位置しており、X方向及びZ方向の双方と直交する横方向(Y方向)に沿って延びている。後側部404は、主部30の後側(-X側)に位置しており、Y方向に沿って延びている。側部406は、主部30のY方向における両側に夫々位置している。側部406の夫々は、X方向に沿って延びており、後側部404のY方向における両端のうちの一方と、対応する前側部402のY方向外側の端とを互いに連結している。第1端部32は、前側部402のうちの一方のY方向内側の端部である。第2端部34は、前側部402のうちの他方のY方向内側の端部である。
 本実施の形態の主部30は、上述の構造を有しており、Z方向に沿って見たとき、矩形環形状を有している。本実施の形態の後側部404及び側部406の夫々は、XY平面と平行に延びる部位(平行部)と、平行部から下方に向かって延びるように曲げられた部位とを有している。このように形成された後側部404及び側部406を有する主部30は、変形し難い。但し、本発明は、これに限られない。例えば、主部30は、Z方向に沿って見たとき、円環形状を有していてもよいし、多角環形状を有していてもよい。また、後側部404及び側部406の夫々は、XY平面と平行に延びる部位のみを有していてもよい。
 本実施の形態において、第1給電端子62は、第1端部32に位置している。第2給電端子64のうちの1つは、主部30の後側部404のY方向における中間に位置している。第2給電端子64のうちの他の2つは、主部30の2つの側部406の前端(+X側の端)に夫々位置している。この配置により、導電部材20の主部30は、インダクタとして機能する。但し、本発明は、これに限られず、導電部材20がインダクタンス成分を有する限り、第1給電端子62及び第2給電端子64の配置は、様々に変形可能である。
 導電部材20の対向部50は、第1対向部52と、第2対向部54とを含んでいる。第1対向部52は、第1端部32に繋がっており、第1端部32のY方向内側に位置している。第2対向部54は、第2端部34に繋がっており、第2端部34のY方向内側に位置している。即ち、対向部50は、第1端部32に設けられた第1対向部52と、第2端部34に設けられた第2対向部54とを含んでいる。
 本実施の形態の第1対向部52は、第1上側部522と、第1下側部524と、第1連結部528とを有している。第1上側部522は、第1対向部52の上側(+Z側)に位置しており、XY平面に沿って延びている。第1下側部524は、第1対向部52の下側(-Z側)に位置しており、XY平面に沿って延びている。第1連結部528は、第1上側部522の前端と、第1下側部524の前端とを互いに連結している。
 本実施の形態の第2対向部54は、第2上側部542と、第2下側部544と、第2連結部548とを有している。第2上側部542は、第2対向部54の上側に位置しており、XY平面に沿って延びている。第2下側部544は、第2対向部54の下側に位置しており、XY平面に沿って延びている。第2連結部548は、第2上側部542の前端と、第2下側部544の前端とを互いに連結している。
 本実施の形態の第1対向部52及び第2対向部54は、上述した形状に形成されており、互いに対応する形状を有している。但し、本発明は、これに限られず、第1対向部52及び第2対向部54の夫々の形状は、必要に応じて様々に変形可能である。
 図3から図5までを参照すると、第1対向部52と第2対向部54との間には、切れ目58が形成されている。第1対向部52の第1上側部522と第2対向部54の第2上側部542とは、Z方向において互いに同じ位置にあり、XY平面において、切れ目58を挟んで互いに離れて対向している。第1対向部52の第1下側部524と第2対向部54の第2下側部544とは、Z方向において互いに同じ位置にあり、XY平面において、切れ目58を挟んで互いに離れて対向している。
 図4及び図5を参照すると、第1対向部52は、XY平面における縁に位置する第1端面532を有している。第1端面532は、第1対向部52の第1上側部522及び第1下側部524に設けられている。第2対向部54は、XY平面における縁に位置する第2端面552を有している。第2端面552は、第2対向部54の第2上側部542及び第2下側部544に設けられている。
 第1上側部522の第1端面532と第2上側部542の第2端面552とは、XY平面において互いに離れて対向している。第1下側部524の第1端面532と第2下側部544の第2端面552とは、XY平面において互いに離れて対向している。この配置から理解されるように、第1端面532及び第2端面552は、導電部材20のキャパシタとして機能する。換言すれば、本実施の形態における導電部材20のキャパシタは、第1対向部52に設けられた第1端面532と、第2対向部54に設けられた第2端面552とを含んでいる。
 上述のように、第1対向部52と第2対向部54とは、互いに離れて対向しており、これによりキャパシタとして機能する。本実施の形態によれば、第1対向部52と第2対向部54とは、XY平面内において少なくとも部分的に対向している。但し、本発明はこれに限られず、第1対向部52と第2対向部54との対向方向は、様々に変形可能である。
 図3を参照すると、導電部材20は、スプリットリング共振器構造を有している。第1対向部52及び第2対向部54は、スプリットリングの両端部に夫々配置されている。このように配置された従来の第1対向部と第2対向部とは、アンテナを製造する過程において互いに位置ずれし易い。一方、本実施の形態のアンテナ10によれば、従来の構成において比較的位置ずれし易い第1対向部52及び第2対向部54の夫々を、単一部材である導電部材20の一部として形成できる。第1対向部52及び第2対向部54をこのように形成することで、第1対向部52と第2対向部54との間の位置ずれによるアンテナ特性の劣化を低減できる。即ち、本実施の形態によれば、低コストでかつ安定した特性を得ることができるアンテナ10を提供できる。
図3及び図4に示されるように、本実施の形態の導電部材20は、主部30、対向部50、第1給電端子62及び第2給電端子64に加えて、3つの被固定部66,68を有している。被固定部66,68の夫々は、主部30から下方に延びている。前述したように、第1給電端子62は、第1端部32に設けられている。一方、被固定部66は、第2端部34に設けられている。被固定部68のうちの一方は、第1対向部52の第1上側部522に設けられている。被固定部68のうちの他方は、第2対向部54の第2下側部544に設けられている。
 図3を図1及び図2と併せて参照すると、アンテナ10において、被固定部66,68の夫々は、半田付け等によって基板70に固定される。加えて、第1給電端子62も、前述したように、半田付け等によって基板70に固定される。第1給電端子62及び被固定部66,68を基板70に固定すると、第1対向部52及び第2対向部54の夫々のZ方向における移動が低減される。即ち、第1対向部52の第1端面532と第2対向部54の第2端面552との間の位置ずれが低減され、これによりアンテナ特性の劣化を低減できる。但し、本発明は、これに限られず、被固定部66,68は、必要に応じて設ければよい。また、被固定部66,68の数や配置は、必要に応じて様々に変形可能である。
 図5を参照すると、第1対向部52の厚さ(板厚TC)と第2対向部54の厚さ(板厚TC)とは互いに等しい。より具体的には、第1対向部52及び第2対向部54の夫々は、板厚TCの金属板の一部である。板厚TCを十分に大きくすることで、第1対向部52の第1端面532と第2対向部54の第2端面552とがZ方向において多少位置ずれした場合も、アンテナ特性の劣化を低減できる。但し、本発明は、これに限られない。例えば、第1対向部52の厚さと第2対向部54の厚さとは、互いに異なっていてもよい。
 図4から図6までを参照すると、本実施の形態の導電部材20の主部30は、内縁42と、厚肉部44と、薄肉部46とを有している。図3から図5までを参照すると、内縁42は、主部30のXY平面内側の縁である。図5を参照すると、厚肉部44の厚さ(板厚TC)は、第1対向部52の厚さ(板厚TC)及び第2対向部54の厚さ(板厚TC)と等しい。より具体的には、厚肉部44は、板厚TCの金属板の一部である。一方、図3及び図5を参照すると、薄肉部46の厚さ(板厚TL)は、厚肉部44の厚さよりも薄い。より具体的には、薄肉部46は、板厚TCの金属板をコイニング等の加工によって部分的に薄くした部位である。
 上述のように形成された薄肉部46の厚さは、第1対向部52の厚さ、第2対向部54の厚さ及び厚肉部44の厚さのいずれと比べても薄い。換言すれば、本実施の形態の導電部材20の主部30は、第1対向部52、第2対向部54及び厚肉部44のいずれよりも薄い薄肉部46を有している。主部30に薄肉部46を設けることで、主部30を流れる電流の断面積が小さくなり、これにより、導電部材20のインダクタンスを大きくできる。即ち、主部30に薄肉部46を設けることで、アンテナ10(図1参照)のインダクタンスを大きくできる。この結果、アンテナ特性を変えることなくアンテナ10全体のサイズを小さくできる。
 図4及び図5を参照すると、本実施の形態によれば、薄肉部46の一部は、主部30のXY平面における内縁42に位置している。内縁42は、アンテナ10(図1参照)のインダクタンスに寄与し易い部位である。従って、この配置によれば、アンテナ10のインダクタンスを大きくし易い。但し、本発明は、これに限られない。例えば、薄肉部46は、内縁42よりもXY平面の外側に位置していてもよい。
 本実施の形態によれば、主部30は、薄肉部46よりも厚い厚肉部44を有している。薄肉部46は、XY平面において厚肉部44と内縁42との間に亘って位置している。この配置によっても、アンテナ10(図1参照)のインダクタンスを大きくし易い。但し、本発明は、これに限られない。例えば、主部30は、厚肉部44を有しておらず、主部30全体が薄肉部46であってもよい。この構造によれば、インダクタンスを更に大きくできる。但し、主部30の強度を維持するという観点から、本実施の形態が好ましい。
 前述したように、本実施の形態の第1対向部52、第2対向部54及び厚肉部44は、互いに同じ厚さを有している。但し、本発明は、これに限られない。例えば、厚肉部44は、薄肉部46よりも厚い限り、第1対向部52及び第2対向部54のいずれよりも薄くてもよい。但し、導電部材20を容易に形成するという観点から、本実施の形態が好ましい。
 図6を参照すると、本実施の形態において、薄肉部46は、厚肉部44から上方に凹んだ部位である。薄肉部46と厚肉部44との間には、境界面484が形成されている。薄肉部46の下面は、XY平面と平行な平面である。厚肉部44のうち境界面484近傍に位置する部位の下面は、XY平面と平行な平面である。一方、境界面484は、XY平面と斜交する斜面である。換言すれば、薄肉部46と厚肉部44との間には、明瞭な段差が形成されている。但し、本発明は、本実施の形態に限られない。例えば、薄肉部46は、厚肉部44から下方に凹んだ部位であってもよい。薄肉部46は、厚肉部44に向かって徐々に厚くなっていてもよい。
 図6を参照すると、本実施の形態において、薄肉部46の厚さ(板厚TL)は、厚肉部44の厚さ(板厚TC)の約1/2である。但し、本発明は、これに限られない。例えば、薄肉部46の厚さは、厚肉部44の厚さの1/2以下であってもよいし、厚肉部44の厚さの1/2よりも大きくてもよい。
 図4を参照すると、本実施の形態の薄肉部46は、主部30の内縁42に沿って第1端部32と第2端部34との間を連続して延びている。特に、薄肉部46は、内縁42の近傍のみに形成されている。この配置によれば、薄肉部46の形成による主部30の強度低下を防ぎつつ、導電部材20のインダクタンス成分を十分に高くできる。但し、本発明は、これに限られない。例えば、薄肉部46は、主部30の後側部404のみに形成されていてもよい。
 本実施の形態の導電部材20は、既に説明した変形例に加えて、更に様々に変形可能である。
 例えば、図7を図3と比較すると、変形例による導電部材20Aは、導電部材20の主部30と異なる形状の主部30Aを有していることを除き、導電部材20と同じ構造を有している。図7を図4と比較すると、導電部材20Aの主部30Aは、主部30の厚肉部44及び薄肉部46と夫々異なる厚肉部44A及び薄肉部46Aを有していることを除き、主部30と同じ構造を有している。
 図7を参照すると、変形例による薄肉部46Aは、主部30Aの内縁42に沿って並ぶ複数の窪み48Aからなる。窪み48Aは、Z方向において交互に窪んでいる。詳しくは、下方に窪んだ窪み48Aの隣に位置する窪み48Aは、上方に窪んでおり、上方に窪んだ窪み48Aの隣に位置する窪み48Aは、下方に窪んでいる。また、第1対向部52、第2対向部54及び厚肉部44Aは、互いに同じ厚さ(板厚TC)を有している。薄肉部46Aは、第1対向部52、第2対向部54及び厚肉部44Aのいずれよりも薄い。薄肉部46Aの一部は、主部30AのXY平面における内縁42に位置している。
 図8を参照すると、窪み48Aは、コイニングによって形成されている。窪み48Aの夫々は、底面482Aと、境界面484Aと、2つの側面486Aとを有している。底面482Aは、XY平面と平行な平面である。厚肉部44Aのうち境界面484A近傍に位置する部位の上面及び下面は、XY平面と平行な平面である。一方、境界面484Aは、XY平面と斜交する斜面である。換言すれば、薄肉部46Aと厚肉部44Aとの間には、明瞭な段差が形成されている。
 変形例による薄肉部46Aによっても、アンテナ10(図1参照)のインダクタンスを大きくできる。この結果、アンテナ特性を変えることなくアンテナ10全体のサイズを小さくできる。
 本発明は2019年6月26日に日本国特許庁に提出された日本特許出願第2019-118248号に基づいており、その内容は参照することにより本明細書の一部をなす。
 本発明の最良の実施の形態について説明したが、当業者には明らかなように、本発明の精神を逸脱しない範囲で実施の形態を変形することが可能であり、そのような実施の形態は本発明の範囲に属するものである。
 10          アンテナ
 20、20A      導電部材
 30、30A      主部
 32          第1端部
 34          第2端部
 402         前側部
 404         後側部
 406         側部
 42          内縁
 44,44A      厚肉部
 46,46A      薄肉部
 48A         窪み
 482A        底面
 484,484A    境界面
 486A        側面
 50          対向部
 52          第1対向部
 522         第1上側部
 524         第1下側部
 528         第1連結部
 532         第1端面
 54          第2対向部
 542         第2上側部
 544         第2下側部
 548         第2連結部
 552         第2端面
 58          切れ目
 62          第1給電端子
 64          第2給電端子
 66,68       被固定部
 70          基板
 72          信号線
 78          グランドプレーン
 80          コネクタ
 84          グランド端子

Claims (8)

  1.  導電部材を備えたアンテナであって、
     前記導電部材は、主部と、対向部と、第1給電端子と、第2給電端子とを有しており、
     前記主部は、開いた環状の形状を有するようにして水平面に沿って延びており、
     前記主部は、互いに離れて位置する第1端部と第2端部とを有しており、
     前記対向部は、前記第1端部に設けられた第1対向部と、前記第2端部に設けられた第2対向部とを含んでおり、
     前記第1対向部と前記第2対向部とは、互いに離れて対向しており、
     前記主部は、前記第1対向部及び前記第2対向部のいずれよりも薄い薄肉部を有している
    アンテナ。
  2.  請求項1記載のアンテナであって、
     前記第1対向部と前記第2対向部とは、前記水平面内において少なくとも部分的に対向している
    アンテナ。
  3.  請求項1又は請求項2記載のアンテナであって、
     前記薄肉部の一部は、前記主部の前記水平面における内縁に位置している
    アンテナ。
  4.  請求項3記載のアンテナであって、
     前記主部は、前記薄肉部よりも厚い厚肉部を有しており、
     前記薄肉部は、前記水平面において前記厚肉部と前記主部の前記内縁との間に亘って位置している
    アンテナ。
  5.  請求項4記載のアンテナであって、
     前記第1対向部、前記第2対向部及び前記厚肉部は、互いに同じ厚さを有している
    アンテナ。
  6.  請求項4又は請求項5記載のアンテナであって、
     前記薄肉部は、前記主部の前記内縁に沿って前記第1端部と前記第2端部との間を連続して延びている
    アンテナ。
  7.  請求項4又は請求項5記載のアンテナであって、
     前記薄肉部は、前記主部の前記内縁に沿って並ぶ複数の窪みからなり、
     前記窪みは、前記水平面と直交する方向において交互に窪んでいる
    アンテナ。
  8.  請求項1から請求項7までのいずれかに記載のアンテナであって、
     前記導電部材は、前記水平面に沿って延びる基板に搭載される
    アンテナ。
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