WO2022185855A1 - アンテナ装置、及び、アンテナユニット - Google Patents

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WO2022185855A1
WO2022185855A1 PCT/JP2022/004870 JP2022004870W WO2022185855A1 WO 2022185855 A1 WO2022185855 A1 WO 2022185855A1 JP 2022004870 W JP2022004870 W JP 2022004870W WO 2022185855 A1 WO2022185855 A1 WO 2022185855A1
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electrode plate
radiation electrode
ground
antenna device
radiation
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PCT/JP2022/004870
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French (fr)
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良 小村
正裕 伊澤
Original Assignee
株式会社村田製作所
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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
    • H01Q9/0407Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H01Q9/0421Substantially 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
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q19/00Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic
    • H01Q19/02Details
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/08Means for collapsing antennas or parts thereof
    • H01Q1/085Flexible aerials; Whip aerials with a resilient base
    • HELECTRICITY
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    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12Supports; Mounting means
    • H01Q1/22Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
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    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/48Earthing means; Earth screens; Counterpoises
    • HELECTRICITY
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    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q5/00Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/40Imbricated or interleaved structures; Combined or electromagnetically coupled arrangements, e.g. comprising two or more non-connected fed radiating elements
    • 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

Definitions

  • the present disclosure relates to an antenna device and an antenna unit.
  • Patent Document 1 discloses a high-bandwidth multi-band antenna as an antenna device.
  • the antenna of Patent Document 1 includes a ground patch member, an additional patch member arranged substantially parallel to and spaced apart from the ground patch member and electrically connected by a radiating element, and a feed line capacitively coupled to the additional patch member.
  • the antenna of Patent Document 1 Since the antenna of Patent Document 1 has a three-dimensional structure, the space (volume) required for installing the antenna itself is large. Furthermore, depending on the frequency used by the antenna, the size of the antenna may become even larger. Therefore, when using the antenna of Patent Document 1, it is difficult to secure a space for other antennas in the housing of the device, and as a result, it may not be possible to provide a plurality of antennas.
  • the present disclosure provides an antenna device and an antenna unit capable of providing a plurality of antennas in a small space.
  • An antenna device includes a ground electrode plate, one or more first radiation electrode plates facing the ground electrode plate, and a first radiation electrode plate between the ground electrode plate and the one or more first radiation electrode plates.
  • the one or more first radiation electrode plates are inside the second radiation electrode plates when viewed from the thickness direction of the ground electrode plate.
  • An antenna unit includes one or more first radiation electrode plates, a second radiation electrode plate facing the one or more first radiation electrode plates, and one or more a first feeder for connecting the first feeder, a second feeder for connecting the second feeder to the second radiation electrode plate, and a grounding portion for grounding the second radiation electrode plate Prepare.
  • the at least one first radiation electrode plate is inside the second radiation electrode plate when viewed from the direction in which the at least one first radiation electrode plate and the second radiation electrode plate face each other.
  • multiple antennas can be provided in a space-saving manner.
  • FIG. 1 is a perspective view of a configuration example of an antenna device according to a first embodiment
  • FIG. FIG. 2 is a plan view of the antenna device of FIG. 1
  • AA line sectional view of FIG. 2 is a bottom view of the second substrate of the antenna device of FIG. 1
  • FIG. 2 is a plan view of a configuration example of an antenna device according to a second embodiment
  • FIG. 10 is a plan view of a configuration example of an antenna device according to a third embodiment
  • FIG. 10 is a plan view of a configuration example of an antenna device according to a fourth embodiment
  • FIG. 1 is a perspective view of a configuration example of the antenna device 1.
  • FIG. 2 is a plan view of the antenna device 1.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 2.
  • the antenna device 1 includes a ground electrode plate 2, one or more (three in the illustrated example) first radiation electrode plates 3 facing the ground electrode plate 2, and ground electrodes. It comprises a second radiation electrode plate 4 between the plate 2 and one or more first radiation electrode plates 3 .
  • the antenna device 1 includes one or more (three in the illustrated example) first feeding lines L1 connected to one or more first radiation electrode plates 3, and one or more first feeding lines L1. and a second feeder line L2 connected to the second radiation electrode plate 4 without being connected to the feeder line L1.
  • the antenna device 1 includes a ground line L3 that connects the second radiation electrode plate 4 to the ground electrode plate 2 without connecting the one or more first radiation electrode plates 3 to the ground electrode plate 2. .
  • One or more first radiation electrode plates 3 are inside the second radiation electrode plate 4 when viewed from the thickness direction of the ground electrode plate 2 .
  • the second radiation electrode plate 4 faces the ground electrode plate 2 and is connected to the ground electrode plate 2 via the ground line L3.
  • a second feeding line L2 is connected to the second radiation electrode plate 4 .
  • the second radiation electrode plate 4 and the ground electrode plate 2 constitute a planar inverted F antenna (PIFA).
  • PIFA planar inverted F antenna
  • one or more (three in the illustrated example) first radiation electrode plates 3 face the second radiation electrode plates 4 .
  • the ground line L3 connects the second radiation electrode plate 4 to the ground electrode plate 2 without connecting the one or more first radiation electrode plates 3 to the ground electrode plate 2 . Therefore, the second radiation electrode plate 4 functions as a ground for one or more (three in the illustrated example) first radiation electrode plates 3 .
  • the first radiation electrode plate 3 and the second radiation electrode plate 4 constitute a planar antenna (for example, a patch antenna). That is, in the antenna device 1 , the plate-shaped inverted F-shaped antenna and the planar antenna share the second radiation electrode plate 4 .
  • the second radiation electrode plate 4 serves both as the radiation electrode plate of the plate-like inverted-F antenna and as the ground electrode plate of the planar antenna.
  • a planar antenna is configured using the second radiation electrode plate 4 that configures a plate-shaped inverted F-shaped antenna.
  • the first radiation electrode plate 3 which forms a planar antenna together with the second radiation electrode plate 4 , is inside the second radiation electrode plate 4 when viewed from the thickness direction of the ground electrode plate 2 . Therefore, a planar antenna can be provided without increasing the size (planar size) of the planar inverted F-shaped antenna composed of the second radiation electrode plate 4 and the ground electrode plate 2 .
  • a plurality of antennas (plate-shaped inverted F-shaped antenna and planar antenna) can be provided in a space-saving manner.
  • the antenna device 1 includes a ground electrode plate 2, three first radiation electrode plates 3, and a second radiation electrode plate 4.
  • the ground electrode plate 2, the three first radiation electrode plates 3, and the second radiation electrode plate 4 are used for radio transmission or reception.
  • the three first radiation electrode plates 3 face the ground electrode plate 2.
  • FIG. The second radiation electrode plate 4 is between the ground electrode plate 2 and the three first radiation electrode plates 3 .
  • the ground electrode plate 2 and the three first radiation electrode plates 3 are on opposite sides of the second radiation electrode plate 4 .
  • Each of the first radiation electrode plates 3 constitutes a planar antenna together with the second radiation electrode plate 4 .
  • each first radiation electrode plate 3 is a plate-shaped electrode.
  • Each first radiation electrode plate 3 has, for example, a rectangular shape.
  • the shape of the first radiation electrode plate 3 is set according to the frequency band of wireless communication using a planar antenna composed of the first radiation electrode plate 3 and the second radiation electrode plate 4 .
  • the first radiation electrode plate 3 corresponds to the frequency band of wireless communication by UWB.
  • the second radiation electrode plate 4 constitutes a planar antenna together with each of the first radiation electrode plates 3 . Further, the second radiation electrode plate 4 and the ground electrode plate 2 constitute a plate-like inverted F-shaped antenna.
  • the second radiation electrode plate 4 is a plate-like electrode.
  • the shape of the second radiation electrode plate 4 is set according to the frequency band of wireless communication using a plate-shaped inverted F-shaped antenna composed of the second radiation electrode plate 4 and the ground electrode plate 2 . In this embodiment, the second radiation electrode plate 4 corresponds to the frequency band of wireless communication by Wi-Fi.
  • the antenna device 1 includes three first feeder lines L1 connected to the three first radiation electrode plates 3 and a second radiation electrode plate not connected to the three first feeder lines L1. 4, and a second power supply line L2 connected to the power supply line L2. Further, the antenna device 1 includes a ground line L3 that connects the second radiation electrode plate 4 to the ground electrode plate 2 without connecting the first radiation electrode plate 3 to the ground electrode plate 2 .
  • the three first feed lines L1 and second feed lines L2 are connected to, for example, an external circuit.
  • the antenna device 1 includes a first substrate 5 on which a ground electrode plate 2 is arranged, and a second substrate 6 on which three first radiation electrode plates 3 and a second radiation electrode plate 4 are arranged.
  • the antenna device 1 includes a first connector 71 and a second connector 72 detachably connected to each other. Although details will be described later, the first connector 71 and the second connector 72 are provided for electrical connection between the first substrate 5 and the second substrate 6 .
  • the second substrate 6 on which the three first radiation electrode plates 3 and the second radiation electrode plates 4 are arranged, and the second connector 72 constitute the antenna unit 10 .
  • the antenna device 1 is obtained by connecting the antenna unit 10 to the first substrate 5 on which the ground electrode plate 2 is arranged. That is, the antenna device 1 is configured by connecting the antenna unit 10 to the first substrate 5 by connecting the second connector 72 of the antenna unit 10 to the first connector 71 arranged on the first substrate 5 .
  • the ground electrode plate 2 and the first connector 71 are arranged on the first substrate 5 .
  • the first substrate 5 is rectangular.
  • the ground electrode plate 2 and the first connector 71 are arranged on one surface (the upper surface in FIG. 3, hereinafter referred to as the main surface) of the first substrate 5 in the thickness direction.
  • the ground electrode plate 2 is a plate-shaped electrode.
  • the potential of the ground electrode plate 2 is set to the ground potential when the antenna device 1 is used.
  • the ground electrode plate 2 is connected to the ground of an external circuit, for example.
  • the ground electrode plate 2 covers the entire main surface of the first substrate 5 except, for example, the portion where the first connector 71 is arranged.
  • the second substrate 6 and the first substrate 5 are spaced apart.
  • the second substrate 6 has three first radiation electrode plates 3, a second radiation electrode plate 4, and a second connector 72 arranged thereon.
  • the three first radiation electrode plates 3 are arranged on the surface of the second substrate 6 opposite to the first substrate 5 (upper surface in FIG. 3).
  • the second radiation electrode plate 4 is arranged on the surface of the second substrate 6 on the side of the first substrate 5 (lower surface in FIG. 3).
  • the second substrate 6 has an electrode placement portion 61, a connector placement portion 62, and a connecting portion 63.
  • Three first radiation electrode plates 3 and three second radiation electrode plates 4 are arranged in the electrode placement portion 61 . More specifically, the three first radiation electrode plates 3 are arranged on the first surface 61a (upper surface in FIG. 3) of the electrode arrangement portion 61 opposite to the first substrate 5. As shown in FIG. The second radiation electrode plate 4 is arranged on the second surface 61b (lower surface in FIG. 3) of the electrode arrangement portion 61 on the first substrate 5 side.
  • the electrode arrangement portion 61 is L-shaped in plan view.
  • the electrode placement portion 61 has a first portion 611 and a second portion 612 .
  • the first portion 611 has a rectangular shape.
  • Two first radiation electrode plates 3 are arranged in the first portion 611 .
  • One first radiation electrode plate 3 is arranged in the second portion 612 .
  • the two first radiation electrode plates 3 are arranged side by side in the length direction of the first portion 611 (horizontal direction in FIG. 2).
  • the second portion 612 protrudes from the first portion 611 in a direction that intersects the direction in which the two first radiation electrode plates 3 arranged in the first portion 611 are arranged (vertical direction in FIG. 2). More specifically, the second portion 612 is positioned at the first end in the width direction (vertical direction in FIG. 2) of the first portion 611 and the first end in the length direction (horizontal direction in FIG. 2) of the first portion 611. protrude from the side.
  • the second portion 612 is rectangular.
  • the three first radiation electrode plates 3 are arranged on the first surface 61 a of the electrode placement portion 61 so as to form an L shape when viewed from the thickness direction of the ground electrode plate 2 .
  • the three first radiation electrode plates 3 are arranged in a first direction perpendicular to the thickness direction of the ground electrode plate 2 and perpendicular to each other (for example, the length direction of the first portion 611) and the first direction.
  • Two first radiation electrode plates 3 are arranged so as to line up in two directions (for example, the width direction of the first portion 611). According to this, it is possible to detect the reception angle (AoA) in each of the first direction and the second direction.
  • FIG. 4 is a bottom view of the second substrate 6 of the antenna device 1.
  • the second radiation electrode plate 4 is arranged so as to cover the entire second surface 61 b of the electrode arrangement portion 61 . Therefore, as shown in FIG. 4 , the three first radiation electrode plates 3 are inside the second radiation electrode plate 4 when viewed from the thickness direction of the ground electrode plate 2 .
  • a second connector 72 is arranged in the connector arrangement portion 62 .
  • the connector placement portion 62 is aligned with the second portion 612 in the direction in which the two first radiation electrode plates 3 placed in the first portion 611 are aligned.
  • the connector placement portion 62 faces the second end in the length direction (horizontal direction in FIG. 2) of the first portion 611 at the first end in the width direction (vertical direction in FIG. 2) of the first portion 611. do.
  • the connector placement portion 62 has a rectangular plate shape.
  • the connecting portion 63 connects the electrode placement portion 61 and the connector placement portion 62 . As shown in FIGS. 1 and 2 , the connecting portion 63 connects the connector placement portion 62 and the first portion 611 .
  • the connecting portion 63 is elongated.
  • the connecting portion 63 has flexibility. The flexibility of the connecting portion 63 facilitates the connection of the second connector 72 to the first connector 71, and absorbs dimensional errors to reliably connect the second connector 72 to the first connector 71. It becomes possible.
  • the first connector 71 is arranged on the first substrate 5 and connected to the three first feeder lines L1 and the ground line L3.
  • the second connector 72 is arranged on the second substrate 6 and connected to the three first radiation electrode plates 3 and the second radiation electrode plates 4 .
  • the second connector 72 is connected to each of the three first radiation electrode plates 3 via the power supply wiring L11 shown in FIGS. 1 and 2 .
  • L3 is connected.
  • the second connector 72 connects the ground to the first power feeding section for connecting the three first power feeding lines L1 to the three first radiation electrode plates 3 and to the second radiation electrode plate 4.
  • Configure the ground part for In this embodiment, the ground portion is used to ground the second radiation electrode plate 4 by connecting the ground line L3 to the second radiation electrode plate 4 .
  • the antenna device 1 includes a protective film 20 that protects the ground electrode plate 2 and a protective film 40 that protects the second radiation electrode plate 4 .
  • a protective film 20 that protects the ground electrode plate 2
  • a protective film 40 that protects the second radiation electrode plate 4 . 1 and 2, the illustration of the protective films 20 and 40 is omitted for the sake of easy understanding of the drawings.
  • the protective film 20 is arranged on the surface of the ground electrode plate 2 opposite to the first substrate 5 .
  • the protective film 20 entirely covers the ground electrode plate 2 .
  • the protective film 20 has electrical insulation.
  • the protective film 40 is arranged on the surface of the second radiation electrode plate 4 opposite to the second substrate 6 .
  • the protective film 40 entirely covers the second radiation electrode plate 4 .
  • the protective film 40 has electrical insulation.
  • the protective film 40 has an opening 40a through which the second radiation electrode plate 4 is partially exposed.
  • a portion of the second radiation electrode plate 4 exposed through the opening 40a constitutes a second power supply portion 4a for connecting the second power supply line L2 to the second radiation electrode plate 4.
  • the second feeding portion 4 a is a connection point between the second feeding line L 2 and the second radiation electrode plate 4 .
  • the second feed line L2 is a conductive pin. As shown in FIG. 3, by bringing one end of the second feeder line L2 into contact with the second feeder portion 4a of the second radiation electrode plate 4 through the opening 40a, the second feeder line L2 is connected to the second radiation electrode plate. 4.
  • the second feeding portion 4 a defines the feeding point of the plate-shaped inverted F-shaped antenna that the second radiation electrode plate 4 and the ground electrode plate 2 constitute.
  • the second radiation electrode plate 4 corresponds to the frequency band of wireless communication by Wi-Fi.
  • the position of the second power supply unit 4a is set so as to facilitate resonance in the frequency band of wireless communication by Wi-Fi. More specifically, as shown in FIG.
  • the second feeder portion 4a that is, the connection point between the second feeder line L2 and the second radiation electrode plate 4
  • the distance d from the end portion 41 of the second radiation electrode plate 4 is set according to the frequency used in wireless communication using the second radiation electrode plate 4 .
  • the end portion 41 is located between the ground line L3 and the second power supply portion 4a with respect to the connection point (second power supply portion 4a) between the second power supply line L2 and the second radiation electrode plate 4. It is the end of the second radiation electrode plate 4 on the side opposite to the connection point (second connector 72 ) with the second radiation electrode plate 4 .
  • Wi-Fi wireless communication frequency bands include a frequency band near 2.4 GHz (eg, 2.4 GHz to 2.5 GHz) and a frequency band near 5 GHz (eg, 5.15 GHz to 5.8 GHz). .
  • the distance d is, for example, 1/4 of the wavelength corresponding to the 5 GHz frequency band. That is, the distance d is preferably 1/4 of the wavelength corresponding to the highest frequency band among one or more frequency bands used in wireless communication using the second radiation electrode plate 4 . According to this configuration, the characteristics for the highest frequency among the one or more frequencies used in wireless communication using the second radiation electrode plate 4 can be improved.
  • the antenna device 1 includes a planar antenna (for example, a patch antenna) composed of the first radiation electrode plate 3 and the second radiation electrode plate 4, and the second radiation electrode plate 4 and the ground electrode plate 2.
  • a planar antenna for example, a patch antenna
  • PIFA planar inverted F antenna
  • a planar antenna composed of the first radiation electrode plate 3 and the second radiation electrode plate 4 is used for wireless communication by UWB.
  • a type antenna is used for wireless communication by Wi-Fi.
  • FIG. 5 is a graph of the frequency characteristics of the antenna device 1.
  • FIG. Frequency characteristics are evaluated by S parameters.
  • G1 is a graph of the S-parameter between the input and output of the planar antenna composed of the first radiation electrode plate 3 and the second radiation electrode plate 4.
  • FIG. G2 is a graph of the S-parameter between the input and output of the plate-shaped inverted-F antenna composed of the second radiation electrode plate 4 and the ground electrode plate 2.
  • FIG. 6 is a graph of the isolation characteristics of the antenna device 1.
  • FIG. The isolation characteristics of the planar antenna composed of the first radiation electrode plate 3 and the second radiation electrode plate 4 and the planar inverted-F antenna composed of the second radiation electrode plate 4 and the ground electrode plate 2 are different.
  • a planar inverted F-shaped antenna composed of a planar antenna composed of a first radiation electrode plate 3 and a second radiation electrode plate 4 and a second radiation electrode plate 4 and a ground electrode plate 2 is provided.
  • the isolation between the antenna is also sufficiently secured.
  • the antenna device 1 described above includes the ground electrode plate 2 , one or more first radiation electrode plates 3 facing the ground electrode plate 2 , and between the ground electrode plate 2 and the one or more first radiation electrode plates 3 .
  • a certain second radiation electrode plate 4 one or more first feeder lines L1 connected to one or more first radiation electrode plates 3, and one or more second radiation electrode plates not connected to the one or more first feeder lines L1 4, and a ground line L3 that connects the second radiation electrode plate 4 to the ground electrode plate 2 without connecting the one or more first radiation electrode plates 3 to the ground electrode plate 2.
  • One or more first radiation electrode plates 3 are inside the second radiation electrode plate 4 when viewed from the thickness direction of the ground electrode plate 2 . According to this configuration, a plurality of antennas can be provided in a space-saving manner.
  • the antenna device 1 includes a first substrate 5 on which a ground electrode plate 2 is arranged, and one or more first radiation electrode plates 3 and one or more second radiation electrode plates 4 arranged spaced apart from the first substrate 5. and a second substrate 6 to be applied. According to this configuration, a plurality of antennas can be provided in a space-saving manner.
  • one or more first radiation electrode plates 3 are arranged on the surface of the second substrate 6 opposite to the first substrate 5 .
  • the second radiation electrode plate 4 is arranged on the surface of the second substrate 6 on the side of the first substrate 5 . According to this configuration, a plurality of antennas can be provided in a space-saving manner.
  • the antenna device 1 includes a first connector 71 and a second connector 72 detachably connected to each other.
  • the first connector 71 is arranged on the first substrate 5 and connected to one or more first feeder lines L1 and ground lines L3.
  • the second connector 72 is arranged on the second substrate 6 and connected to one or more of the first radiation electrode plate 3 and the second radiation electrode plate 4 . According to this configuration, by connecting the first connector 71 to the second connector 72, one or more first feed lines L1 are connected to one or more first radiation electrode plates 3, and one or more first feed lines L1 are connected to the second radiation electrode plates 4. A ground line L3 is connected. Therefore, assembly of the antenna device 1 is facilitated.
  • the second substrate 6 includes an electrode placement portion 61 in which one or more first radiation electrode plates 3 and one or more second radiation electrode plates 4 are placed, and a connector placement portion 62 in which a second connector 72 is placed. , and a flexible connecting portion 63 that connects the electrode placement portion 61 and the connector placement portion 62 . This configuration facilitates assembly of the antenna device 1 .
  • the electrode arrangement portion 61 includes a first portion 611 where at least two first radiation electrode plates 3 are arranged, and a direction in which the at least two first radiation electrode plates 3 arranged in the first portion 611 are arranged. and a second portion 612 that protrudes from the first portion 611 in a direction intersecting with , and in which at least one first radiation electrode plate 3 is arranged.
  • the connector placement portion 62 is aligned with the second portion 612 in the direction in which the at least two first radiation electrode plates 3 placed in the first portion 611 are aligned.
  • the connecting portion 63 connects the connector placement portion 62 and the first portion 611 . According to this configuration, the size of the second substrate 6 can be reduced while providing a plurality of first radiation electrode plates 3 .
  • the second radiation electrode plate 4 when viewed from the thickness direction of the ground electrode plate 2, has a It has an end portion 41 opposite to the connection point (second connector 72 ) between the ground line L3 and the second radiation electrode plate 4 .
  • the distance d between the connection point (second power supply portion 4 a ) between the second feed line L ⁇ b>2 and the second radiation electrode plate 4 and the end portion 41 is 1/4 of the wavelength corresponding to the highest frequency band among one or more frequency bands used in wireless communication using . According to this configuration, the characteristics for the highest frequency among the one or more frequencies used in wireless communication using the second radiation electrode plate 4 can be improved.
  • the one or more first radiation electrode plates 3 are arranged in a first direction and a second direction perpendicular to each other and perpendicular to the thickness direction of the ground electrode plate 2. are arranged as follows. With this configuration, it is possible to detect the reception angle in each of the first direction and the second direction.
  • the one or more first radiation electrode plates 3 include three first radiation electrode plates 3 arranged in an L shape when viewed from the thickness direction of the ground electrode plate 2 . According to this configuration, it is possible to detect the reception angle in each of the first direction and the second direction, and at the same time, it is possible to reduce the size and the manufacturing cost.
  • one or more first radiation electrode plates 3 correspond to the frequency band of wireless communication by UWB.
  • the second radiation electrode plate 4 corresponds to the frequency band of wireless communication by Wi-Fi. This configuration enables both wireless communication by UWB and wireless communication by Wi-Fi.
  • the antenna unit 10 described above includes one or more first radiation electrode plates 3 , a second radiation electrode plate 4 facing the one or more first radiation electrode plates 3 , and one antenna for each of the one or more first radiation electrode plates 3 .
  • a ground portion (second connector 72) for connecting the radiation electrode plate 4 to the ground is provided.
  • the at least one first radiation electrode plate 3 is inside the second radiation electrode plate 4 when viewed from the direction in which the at least one first radiation electrode plate 3 and the second radiation electrode plate 4 face each other. According to this configuration, a plurality of antennas can be provided in a space-saving manner.
  • FIG. 7 and 8 show a configuration example of an antenna device 1A according to the second embodiment.
  • 7 is a plan view of the antenna device 1A
  • FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line BB of FIG.
  • the antenna device 1A differs from the antenna device 1 in that it has a projecting portion 21. As shown in FIG.
  • the projecting portion 21 is provided for adjusting the resonance frequency of the antenna (plate-like inverted F-type antenna) composed of the second radiation electrode plate 4 and the ground electrode plate 2 .
  • the protrusion 21 extends from the ground electrode plate 2 toward the second radiation electrode plate 4 .
  • the projecting portion 21 has conductivity.
  • the projecting portion 21 extends along the length direction of the first portion 611 of the second substrate 6 .
  • the projecting portion 21 is connected to the ground electrode plate 2 and set to the ground potential like the ground electrode plate 2 . In particular, when viewed from the thickness direction of the ground electrode plate 2, the projecting portion 21 is located between the ground line L3 and the second radiation electrode plate 4 with respect to the connection point (second power feeding portion 4a) between the second power feeding line L2 and the second radiation electrode plate 4.
  • the portion on the side opposite to the second connector 72 with respect to the second feeding portion 4a contributes to resonance.
  • the degree of coupling (capacitance) between the part that contributes to resonance and the ground electrode plate 2 changes. For example, by increasing the height of the projecting portion 21, the coupling between the portion of the second radiation electrode plate 4 that contributes to resonance and the ground electrode plate 2 is strengthened (capacitance is increased), and the resonance frequency can be lowered. By adjusting the height of the protrusion 21, the resonance frequency of the antenna composed of the second radiation electrode plate 4 and the ground electrode plate 2 can be adjusted.
  • FIG. 9 is a graph explaining changes in the resonance frequency of the antenna device 1A.
  • G3 indicates the frequency characteristics (S parameter) of the antenna device 1 without the protrusion 21
  • G4 indicates the frequency characteristic (S parameter) of the antenna device 1A with the protrusion 21.
  • FIG. 9 As is clear from G3 and G4, the peak positions change between the vicinity of 2.4 GHz and the vicinity of 5 GHz. Therefore, it can be seen that the provision of the projecting portion 21 enables adjustment of the resonance frequency of the antenna (plate-like inverted F-shaped antenna) composed of the second radiation electrode plate 4 and the ground electrode plate 2 .
  • the projecting portion 21 is projected from the ground electrode plate 2, but the second radiation electrode plate 4 itself is not changed at all. That is, the size of the second radiation electrode plate 4 remains unchanged. This means that there is no change in the ground state seen from the antenna composed of the first radiation electrode plate 3 and the second radiation electrode plate 4 . Therefore, the provision of the projecting portion 21 does not affect the frequency characteristics of the planar antenna composed of the first radiation electrode plate 3 and the second radiation electrode plate 4 .
  • the antenna device 1A includes the projecting portion 21 extending from the ground electrode plate 2 toward the second radiation electrode plate 4 side. According to this configuration, the second radiation electrode plate 4 and the second radiation electrode plate 4 do not affect the frequency characteristics of the antenna configured by the one or more first radiation electrode plates 3 and the second radiation electrode plate 4 due to the projecting portion 21 . It becomes possible to adjust the resonance frequency of the antenna configured with the ground electrode plate 2 .
  • the protruding portion 21 is connected to the ground line L3 with respect to the connection point (second feeding portion 4a) between the second feeding line L2 and the second radiation electrode plate 4 when viewed from the thickness direction of the ground electrode plate 2. and the second radiation electrode plate 4 (second connector 72). According to this configuration, the effect of adjusting the frequency characteristics of the antenna composed of the second radiation electrode plate 4 and the ground electrode plate 2 by the protruding portion 21 can be enhanced.
  • Embodiment 3 10 and 11 show a configuration example of an antenna device 1B according to the third embodiment.
  • 10 is a plan view of the antenna device 1B
  • FIG. 11 is a cross-sectional view taken along line CC of FIG.
  • the antenna device 1B differs from the antenna device 1 in the configuration of the second feeder line L2. More specifically, in the antenna device 1, the second feeder line L2 is a conductive pin separate from the second radiation electrode plate 4, but in the antenna device 1B, the second feeder line L2 is 2 It is continuously integrated with the radiation electrode plate 4 . In other words, there is no joint between the second feeder line L2 and the second radiation electrode plate 4, and the second feeder line L2 and the second radiation electrode plate 4 are one piece. In the present embodiment, the second feeder line L2 is formed by bending a portion 4b of the plate member forming the second radiation electrode plate 4. As shown in FIG.
  • the second substrate 6 has an opening 6a.
  • the opening 6a is, for example, rectangular.
  • the opening 6a is located between the two first radiation electrode plates 3, for example, at the first portion 611 of the electrode arrangement portion 61 of the second substrate 6.
  • the plate member 4b is partially bent using the opening 6a of the second substrate 6 to form the second feeder line. L2 can be formed. In this manner, the second feeder line L2 is formed continuously and integrally with the second radiation electrode plate 4 . Therefore, the second feeder line L2 can be easily formed.
  • the second feeder line L2 is formed by bending a portion 4b of the plate material forming the second radiation electrode plate 4. As shown in FIG. According to this configuration, the manufacturing cost can be reduced.
  • FIG. 12 and 13 show a configuration example of an antenna device 1C according to the fourth embodiment.
  • 12 is a plan view of the antenna device 1C
  • FIG. 13 is a cross-sectional view taken along line DD of FIG.
  • the antenna device 1C differs from the antenna device 1 in that it includes a third radiation electrode plate 8. As shown in FIGS. 12 and 13, the antenna device 1C differs from the antenna device 1 in that it includes a third radiation electrode plate 8. As shown in FIGS. 12 and 13, the antenna device 1C differs from the antenna device 1 in that it includes a third radiation electrode plate 8. As shown in FIGS. 12 and 13, the antenna device 1C differs from the antenna device 1 in that it includes a third radiation electrode plate 8. As shown in FIGS.
  • the third radiation electrode plate 8 faces a predetermined first radiation electrode plate 3a.
  • the predetermined first radiation electrode plate 3a is the first radiation electrode plate 3 arranged on the second portion 612 of the second substrate 6 among the three first radiation electrode plates 3 arranged on the second substrate 6. .
  • the predetermined first radiation electrode plate 3a is connected to the second substrate 6 via the second ground line L5.
  • the second ground line L5 is configured by, for example, through-hole wiring of the second substrate 6 or the like.
  • a predetermined first radiation electrode plate 3a is connected to a first feeder line L1 via first and second connectors 71 and 72. As shown in FIG.
  • the third radiation electrode plate 8 is arranged so as to face a predetermined first radiation electrode plate 3a.
  • a third substrate 91 is arranged between the third radiation electrode plate 8 and a predetermined first radiation electrode plate 3a. Therefore, the third radiation electrode plate 8 and the predetermined first radiation electrode plate 3a face each other with the third substrate 91 interposed therebetween.
  • the third radiation electrode plate 8 is connected to the second connector 72 via the power supply line L6.
  • the power supply wiring L6 is composed of, for example, a wiring pattern of the second substrate 6, a through-hole wiring of the third substrate 91, and the like.
  • the size of the third radiation electrode plate 8 is smaller than the predetermined size of the first radiation electrode plate 3a.
  • the third radiation electrode plate 8 is used for wireless communication in a frequency band higher than the frequency band of wireless communication using the predetermined first radiation electrode plate 3a.
  • the frequency band of wireless communication using the predetermined first radiation electrode plate 3a is, for example, a frequency band of 6.5 GHz or 8 GHz
  • the frequency band of wireless communication using the third radiation electrode plate 8 is, for example, a frequency of 10 GHz. is the band.
  • the third radiation electrode plate 8 is located inside a predetermined first radiation electrode plate 3 a when viewed from the thickness direction of the ground electrode plate 2 .
  • the antenna device 1C includes a third feed line L4 connected to the third radiation electrode plate 8 without being connected to the first feed line L1 and the second feed line L2, and a predetermined first radiation line L4.
  • a second ground line L5 that connects the electrode plate 3a to the second radiation electrode plate 4 is provided.
  • the first connector 71 is arranged on the first substrate 5 and connected to the third power supply line L4 in addition to the three first power supply lines L1 and the ground line L3.
  • the third feeder line L4 is connected to the feeder line L6 through the first and second connectors 71 and 72, thereby connecting to the third radiation electrode plate 8. As shown in FIG.
  • the antenna device 1C includes one third radiation electrode plate 8 facing one predetermined first radiation electrode plate 3a among the three first radiation electrode plates 3, and three first feeders.
  • One third feed line L4 connected to one third radiation electrode plate 8 without being connected to the electric wire L1 and the second feed line L2, and one predetermined first radiation electrode plate 3a are connected to the second radiation electrode plate. 4, and one second ground line L5 connected to .
  • One third radiation electrode plate 8 is inside one predetermined first radiation electrode plate 3 a when viewed from the thickness direction of the ground electrode plate 2 .
  • a predetermined first radiation electrode plate 3a faces the second radiation electrode plate 4 and is connected to the second radiation electrode plate 4 via the second ground line L5.
  • a first feeding line L1 is connected to a predetermined first radiation electrode plate 3a.
  • the predetermined first radiation electrode plate 3a and second radiation electrode plate 4 constitute a planar inverted F antenna (PIFA) instead of a planar antenna.
  • the third radiation electrode plate 8 faces a predetermined first radiation electrode plate 3a.
  • the second ground line L5 connects the predetermined first radiation electrode plate 3a to the second radiation electrode plate 4 without connecting the third radiation electrode plate 8 to the second radiation electrode plate 4 .
  • the predetermined first radiation electrode plate 3 a functions as a ground for the third radiation electrode plate 8 . Therefore, the third radiation electrode plate 8 and the predetermined first radiation electrode plate 3a constitute a planar antenna (for example, a patch antenna). That is, in the antenna device 1C, the plate-shaped inverted F-shaped antenna and the planar antenna share the predetermined first radiation electrode plate 3a. In other words, the predetermined first radiation electrode plate 3a serves both as the radiation electrode plate of the plate-like inverted-F antenna and as the ground electrode plate of the planar antenna.
  • a planar antenna is configured using a predetermined first radiation electrode plate 3a that configures a plate-shaped inverted F-shaped antenna.
  • a third radiation electrode plate 8, which forms a planar antenna together with a predetermined first radiation electrode plate 3a, is inside the predetermined first radiation electrode plate 3a when viewed from the thickness direction of the ground electrode plate 2.
  • FIG. Therefore, a planar antenna can be provided without increasing the size (planar size) of the plate-like inverted F-shaped antenna composed of the predetermined first radiation electrode plate 3a and the second radiation electrode plate 4.
  • a plurality of antennas (plate-like inverted F-shaped antenna and planar antenna) can be provided in a space-saving manner.
  • one or more third radiation electrode plates 8 facing one or more predetermined first radiation electrode plates 3a among the one or more first radiation electrode plates 3;
  • One or more third feed lines L4 connected to one or more third radiation electrode plates 8 without being connected to the first feed line L1 and the second feed line L2, and one or more predetermined first radiation electrode plates 3a to the second radiation electrode plate 4, and one or more second ground lines L5.
  • the one or more third radiation electrode plates 8 are inside one or more predetermined first radiation electrode plates 3 a when viewed from the thickness direction of the ground electrode plate 2 . According to this configuration, a plurality of antennas can be provided in a space-saving manner.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view of a configuration example of the antenna device 1D according to the fifth embodiment.
  • the antenna device 1D differs from the antenna device 1 in that it is configured using a multilayer substrate.
  • multilayer substrates include low-temperature co-fired ceramics (LTCC) multilayer substrates, multilayer resin substrates formed by laminating multiple resin layers composed of resins such as epoxy and polyimide, and liquid crystal polymers ( A multilayer resin substrate formed by laminating a plurality of resin layers composed of LCP), a multilayer resin substrate formed by laminating a plurality of resin layers composed of a fluororesin, and a ceramic multilayer substrate other than LTCC mentioned.
  • LTCC low-temperature co-fired ceramics
  • the antenna device 1D includes a ground electrode plate 2, a plurality of first radiation electrode plates 3, and a second radiation electrode plate 4, similar to the antenna device 1.
  • the ground electrode plate 2, the plurality of first radiation electrode plates 3, and the second radiation electrode plate 4 are used for wireless transmission or reception.
  • the first radiation electrode plate 3 faces the ground electrode plate 2 .
  • the second radiation electrode plate 4 is between the ground electrode plate 2 and the three first radiation electrode plates 3 .
  • the ground electrode plate 2 and the three first radiation electrode plates 3 are on opposite sides of the second radiation electrode plate 4 .
  • Each of the first radiation electrode plates 3 constitutes a planar antenna together with the second radiation electrode plate 4 .
  • Each first radiation electrode plate 3 is, for example, a plate-like electrode.
  • Each first radiation electrode plate 3 has, for example, a rectangular shape.
  • the shape of the first radiation electrode plate 3 is set according to the frequency band of wireless communication using a planar antenna composed of the first radiation electrode plate 3 and the second radiation electrode plate 4 .
  • the first radiation electrode plate 3 corresponds to, for example, the frequency band of wireless communication by UWB.
  • the second radiation electrode plate 4 constitutes a planar antenna together with each of the first radiation electrode plates 3 . Further, the second radiation electrode plate 4 and the ground electrode plate 2 constitute a plate-like inverted F-shaped antenna.
  • the second radiation electrode plate 4 is a plate-like electrode.
  • the shape of the second radiation electrode plate 4 is set according to the frequency band of wireless communication using a plate-shaped inverted F-shaped antenna composed of the second radiation electrode plate 4 and the ground electrode plate 2 .
  • the second radiation electrode plate 4 corresponds to the frequency band of wireless communication by Wi-Fi, for example.
  • the antenna device 1D includes a first base material 101, a dielectric layer 102, and a second base material 103.
  • the ground electrode plate 2 is arranged on the surface of the first substrate 101 on the side of the second substrate 103 (upper surface in FIG. 14).
  • the plurality of first radiation electrode plates 3 are arranged on the surface of the second substrate 103 opposite to the first substrate 101 (upper surface in FIG. 14).
  • the second radiation electrode plate 4 is arranged on the surface of the second substrate 103 on the side of the first substrate 101 (lower surface in FIG. 14).
  • Dielectric layer 102 is between first substrate 101 and second substrate 103 .
  • the antenna device 1D includes a plurality of first feeder lines L1 connected to the plurality of first radiation electrode plates 3 and a second radiation electrode plate not connected to the plurality of first feeder lines L1. and a ground line L3 that connects the second radiation electrode plate 4 to the ground electrode plate 2 without connecting the first radiation electrode plate 3 to the ground electrode plate 2 .
  • the first feed line L1 is, for example, a via that penetrates the second base material 103 and extends to a predetermined depth in the dielectric layer 102 .
  • the second feeder line L2 is, for example, a via extending to a predetermined depth in the dielectric layer 102 .
  • the ground line L3 is, for example, a via penetrating the dielectric layer 102 .
  • the first power supply line L1 and the second power supply line L2 are connected to an external circuit by electrodes provided on the dielectric layer 102, for example.
  • the second radiation electrode plate 4 faces the ground electrode plate 2 and is connected to the ground electrode plate 2 via the ground line L3.
  • a second feeding line L2 is connected to the second radiation electrode plate 4 .
  • the second radiation electrode plate 4 and the ground electrode plate 2 constitute a planar inverted F antenna (PIFA).
  • the first radiation electrode plate 3 faces the second radiation electrode plate 4 .
  • the ground line L3 connects the second radiation electrode plate 4 to the ground electrode plate 2 without connecting the first radiation electrode plate 3 to the ground electrode plate 2 . Therefore, the second radiation electrode plate 4 functions as a ground for the first radiation electrode plate 3 . Therefore, the first radiation electrode plate 3 and the second radiation electrode plate 4 constitute a planar antenna (for example, a patch antenna).
  • a planar antenna is configured using the second radiation electrode plate 4 that configures a plate-shaped inverted F-shaped antenna.
  • the first radiation electrode plate 3 which forms a planar antenna together with the second radiation electrode plate 4 , is inside the second radiation electrode plate 4 when viewed from the thickness direction of the ground electrode plate 2 . Therefore, a planar antenna can be provided without increasing the size (planar size) of the planar inverted F-shaped antenna composed of the second radiation electrode plate 4 and the ground electrode plate 2 . In this manner, according to the antenna device 1D, a plurality of antennas (plate-shaped inverted F-shaped antenna and planar antenna) can be provided in a space-saving manner.
  • Embodiments of the present disclosure are not limited to the above embodiments.
  • the above-described embodiment can be modified in various ways according to the design, etc., as long as the subject of the present disclosure can be achieved. Modifications of the above embodiment are listed below. Modifications described below can be applied in combination as appropriate.
  • the shape of each component of the antenna devices 1, 1A to 1D is not particularly limited.
  • the first radiation electrode plate 3 does not necessarily have a rectangular shape, and may have, for example, a known shape that can be used for planar antennas.
  • the shape of the second radiation electrode plate 4 is also not limited to the shapes illustrated in the above embodiments.
  • the shapes of the first radiation electrode plate 3 and the second radiation electrode plate 4 satisfy the condition that the first radiation electrode plate 3 is inside the second radiation electrode plate 4 when viewed from the thickness direction of the ground electrode plate 2. It is good if there is. This point also applies to the shapes of the third radiation electrode plate 8 and the predetermined first radiation electrode plate 3a.
  • the number of first radiation electrode plates 3 is not particularly limited.
  • the antenna device 1 may include one first radiation electrode plate 3, for example.
  • the antenna device 1 includes a plurality of first radiation electrode plates 3
  • the plurality of first radiation electrode plates 3 are arranged in two directions in a first direction and a second direction which are perpendicular to each other and perpendicular to the thickness direction of the ground electrode plate 2 . It is preferable that the above-described first radiation electrode plates 3 are arranged side by side. By doing so, it is possible to detect the reception angle in each of the first direction and the second direction using the plurality of first radiation electrode plates 3 .
  • the number of second radiation electrode plates 4 and the number of ground electrode plates 2 are also not particularly limited.
  • the shape of the projecting portion 21 is not particularly limited.
  • the protrusion 21 may have any shape as long as it can adjust the frequency characteristics of the antenna composed of the second radiation electrode plate 4 and the ground electrode plate 2 .
  • the projecting portion 21 may be composed of a plurality of projections.
  • the plurality of protrusions may be arranged in the length direction of the first portion 611 of the electrode arrangement portion 61 of the second substrate 6, for example.
  • first board 5 and the second board 6 do not necessarily have to be electrically connected by the first connector 71 and the second connector 72 .
  • the first substrate 5 and the second substrate 6 may be electrically connected by an electric wire.
  • the second substrate 6 is not necessarily limited to a configuration in which the electrode placement portion 61 and the connector placement portion 62 are connected by the flexible connecting portion 63 .
  • the second substrate 6 may be, for example, a substrate in which the electrode placement portion 61 and the connector placement portion 62 are integrally formed.
  • the predetermined number of first radiation electrode plates 3a is not particularly limited either.
  • the antenna device 1 ⁇ /b>C may include one or more third radiation electrode plates 8 facing one or more predetermined first radiation electrode plates 3 a among the one or more first radiation electrode plates 3 .
  • the antenna device 1C includes one or more third feed lines L4 connected to one or more third radiation electrode plates 8 without being connected to one or more first feed lines L1 and second feed lines L2, One or more second ground lines L5 connecting one or more predetermined first radiation electrode plates 3a to the second radiation electrode plate 4 may be provided.
  • the one or more third radiation electrode plates 8 are preferably inside one or more predetermined first radiation electrode plates 3a when viewed from the thickness direction of the ground electrode plate 2 .
  • all three first radiation electrode plates 3 may be configured as predetermined first radiation electrode plates 3a.
  • the number of third radiation electrode plates 8 is not particularly limited either.
  • not one but a plurality of third radiation electrode plates 8 may be inside one predetermined first radiation electrode plate 3a when viewed from the thickness direction of the ground electrode plate 2.
  • FIG. That is, one predetermined first radiation electrode plate 3 a may be used as a ground for a plurality of third radiation electrode plates 8 .
  • the third substrate 91 is not essential.
  • the second substrate 6 can be configured as a multilayer substrate as described in the fifth embodiment.
  • the dielectric layer of the second substrate 6 can be arranged between the predetermined first radiation electrode plate 3a and the third radiation electrode plate 8.
  • FIG. The first radiation electrode plate 3 and the third radiation electrode plate 8 can be connected to the second connector 72 by using interlayer wiring such as through holes and vias in the second substrate 6 .
  • the connecting point (second feeding portion 4a) between the second feeder line L2 and the second radiation electrode plate 4 and the end portion 41 of the second radiation electrode plate 4 is not necessarily 1 ⁇ 4 of the wavelength corresponding to the highest frequency band among the one or more frequency bands used in wireless communication using the second radiation electrode plate 4 .
  • the distance d may be 1/4 of the wavelength corresponding to any frequency band used in wireless communication using the second radiation electrode plate 4 (that is, the frequency band whose frequency characteristics are desired to be improved).
  • the first radiation electrode plate 3 does not necessarily have to correspond to the frequency band of wireless communication by UWB.
  • the second radiation electrode plate 4 does not necessarily have to correspond to the frequency band of wireless communication by Wi-Fi.
  • the frequency band of wireless communication using the first radiation electrode plate 3 or the second radiation electrode plate 4 is, for example, 2G (second generation mobile communication) standard mid band, 4G (fourth generation mobile communication) standard low band, 5G It may be selected from well-known frequency bands such as the low band of the (5th generation mobile communication) standard.
  • the 2G standard is, for example, the GSM (registered trademark) standard (GSM: Global System for Mobile Communications).
  • the 4G standard is, for example, the 3GPP LTE standard (LTE: Long Term Evolution).
  • the 5G standard is, for example, 5G NR (New Radio).
  • the frequency band of wireless communication using the first radiation electrode plate 3 or the second radiation electrode plate 4 is used for various communication standards such as Bluetooth (registered trademark), wireless LAN, specified low-power radio, and short-range wireless communication. It may be selected from a frequency band.
  • the first power supply section and the ground section do not necessarily have to be configured by the second connector 72 .
  • the first feeding portion may be an electrode pad provided on the second substrate 6 for connection with the first radiation electrode plate 3 .
  • the ground portion may be an electrode pad provided on the second substrate 6 for grounding the second radiation electrode plate 4 .
  • a first aspect is an antenna device (1; 1A to 1D) comprising a ground electrode plate (2), one or more first radiation electrode plates (3) facing the ground electrode plate (2), a second radiation electrode plate (4) between the ground electrode plate (2) and the one or more first radiation electrode plates (3); and a second radiation electrode plate (4) connected to the one or more first radiation electrode plates (3) and a second feed line (L2) connected to the second radiation electrode plate (4) without being connected to the one or more first feed lines (L1). , a ground line (L3 ).
  • the one or more first radiation electrode plates (3) are inside the second radiation electrode plate (4) when viewed from the thickness direction of the ground electrode plate (2). According to this aspect, a plurality of antennas can be provided in a space-saving manner.
  • a second aspect is an antenna device (1A) based on the first aspect.
  • the antenna device (1A) has a protrusion (21) extending from the ground electrode plate (2) toward the second radiation electrode plate (4).
  • the protruding portion (21) prevents the antenna from affecting the frequency characteristics of the antenna composed of the one or more first radiation electrode plates (3) and the second radiation electrode plate (4). It is possible to adjust the resonance frequency of the antenna composed of the two radiation electrode plates (4) and the ground electrode plate (2).
  • a third aspect is an antenna device (1A) based on the second aspect.
  • the projecting portion (21) is a connection point between the second feeder line (L2) and the second radiation electrode plate (4) when viewed from the thickness direction of the ground electrode plate (2).
  • the connecting point (second connector 72) between the ground line (L3) and the second radiation electrode plate (4) is located on the opposite side of (the second feeding portion 4a).
  • the protruding portion (21) prevents the antenna from affecting the frequency characteristics of the antenna composed of the one or more first radiation electrode plates (3) and the second radiation electrode plate (4). It is possible to adjust the resonance frequency of the antenna composed of the two radiation electrode plates (4) and the ground electrode plate (2).
  • a fourth aspect is an antenna device (1; 1A to 1C) based on any one of the first to third aspects.
  • the antenna device (1; 1A to 1C) is arranged on a first substrate (5) on which the ground electrode plate (2) is arranged, and is spaced apart from the first substrate (5). and a second substrate (6) on which the one or more first radiation electrode plates (3) and the second radiation electrode plates (4) are arranged.
  • a plurality of antennas can be provided in a space-saving manner.
  • a fifth aspect is an antenna device (1; 1A to 1C) based on the fourth aspect.
  • the one or more first radiation electrode plates (3) are arranged on the surface of the second substrate (6) opposite to the first substrate (5).
  • the second radiation electrode plate (4) is arranged on the surface of the second substrate (6) on the side of the first substrate (5). According to this aspect, a plurality of antennas can be provided in a space-saving manner.
  • a sixth aspect is an antenna device (1; 1A-1C) based on the fourth or fifth aspect.
  • the antenna device (1; 1A-1C) comprises a first connector (71) and a second connector (72) detachably connected to each other.
  • the first connector (71) is arranged on the first substrate (5) and connected to the one or more first feeder lines (L1) and the ground line (L3).
  • the second connector (72) is arranged on the second substrate (6) and connected to the one or more first radiation electrode plates (3) and the second radiation electrode plate (4).
  • one or more first feeder lines (L1) are connected to one or more first radiation electrode plates (3) by connecting the first connector (71) to the second connector (72).
  • a ground line (L3) is connected to the second radiation electrode plate (4). Therefore, assembly of the antenna device (1; 1A to 1C) is facilitated.
  • a seventh aspect is an antenna device (1; 1A to 1C) based on the sixth aspect.
  • the second substrate (6) includes an electrode arrangement portion (61) in which the one or more first radiation electrode plates (3) and the second radiation electrode plates (4) are arranged; It has a connector placement portion (62) in which a second connector (72) is placed, and a flexible connecting portion (63) that connects the electrode placement portion (61) and the connector placement portion (62). According to this aspect, assembly of the antenna device (1; 1A to 1C) is facilitated.
  • the eighth aspect is an antenna device (1; 1A-1C) based on the seventh aspect.
  • the electrode arrangement part (61) comprises a first part (611) where at least two first radiation electrode plates (3) are arranged, and the A second portion (612) protruding from the first portion (611) in a direction intersecting the direction in which at least two first radiation electrode plates (3) are arranged and having at least one first radiation electrode plate (3) disposed thereon.
  • the connector arrangement portion (62) is aligned with the second section (612) in the direction in which the at least two first radiation electrode plates (3) arranged in the first section (611) are arranged.
  • the connecting portion (63) connects the connector placement portion (62) and the first portion (611). According to this aspect, the size of the second substrate (6) can be reduced while providing a plurality of first radiation electrode plates (3).
  • a ninth aspect is an antenna device (1B) based on any one of the fourth to eighth aspects.
  • the second feeding line (L2) is continuously integrated with the second radiation electrode plate (4). According to this aspect, the manufacturing cost can be reduced.
  • a tenth aspect is an antenna device (1C) based on any one of the first to eighth aspects.
  • the antenna device (1C) includes a third radiation electrode plate (8) facing a predetermined first radiation electrode plate (3a) among the one or more first radiation electrode plates (3).
  • a third feed line (L4) connected to the third radiation electrode plate (8) without being connected to the one or more first feed lines (L1) and the second feed line (L2); and a second ground line (L5) connecting a predetermined first radiation electrode plate (3a) to the second radiation electrode plate (4).
  • the third radiation electrode plate (8) is inside the predetermined first radiation electrode plate (3a) when viewed from the thickness direction of the ground electrode plate (2). According to this aspect, a plurality of antennas can be provided in a space-saving manner.
  • an eleventh aspect is an antenna device (1; 1A-1C) based on any one of the first to tenth aspects.
  • the second radiation electrode plate (4) includes the second feeding line (L2) and the second radiation electrode plate (4) when viewed from the thickness direction of the ground electrode plate (2). has an end portion (41) opposite to the connection point between the ground line (L3) and the second radiation electrode plate (4) with respect to the connection point (second feeding portion 4a).
  • a connection point (second power supply portion 4a) between the second power supply line (L2) and the second radiation electrode plate (4) and the end portion (41) is 1/4 of the wavelength corresponding to the highest frequency band among one or more frequency bands used in wireless communication using the second radiation electrode plate (4). According to this aspect, it is possible to improve the characteristics for the highest frequency band among the one or more frequency bands used in wireless communication using the second radiation electrode plate 4 .
  • a twelfth aspect is an antenna device (1; 1A to 1D) based on any one of the first to eleventh aspects.
  • the one or more first radiation electrode plates (3) are arranged two or more each in a first direction and a second direction perpendicular to each other and orthogonal to the thickness direction of the ground electrode plate (2). a first radiation electrode plate (3). According to this aspect, it is possible to detect the reception angle in each of the first direction and the second direction.
  • a thirteenth aspect is an antenna device (1; 1A-1D) based on the twelfth aspect.
  • the one or more first radiation electrode plates (3) include three first radiation electrode plates (3) arranged in an L shape when viewed from the thickness direction of the ground electrode plate (2). According to this aspect, the reception angle can be detected in each of the first direction and the second direction, while miniaturization and manufacturing cost can be reduced.
  • a fourteenth aspect is an antenna device (1; 1A to 1D) based on any one of the first to thirteenth aspects.
  • the one or more first radiation electrode plates (3) correspond to the frequency band of wireless communication by UWB.
  • the second radiation electrode plate (4) corresponds to the frequency band of wireless communication by WiFi. According to this aspect, both wireless communication by UWB and wireless communication by Wi-Fi are possible.
  • a fifteenth aspect is an antenna unit comprising: one or more first radiation electrode plates (3); a second radiation electrode plate (4) facing the one or more first radiation electrode plates (3); a first feeder (72) for connecting one or more first feeder lines (L1) to the one or more first radiation electrode plates (3); and a second feeder to the second radiation electrode plate (4). It comprises a second feeding portion (4a) for connecting an electric wire (L2), and a grounding portion (72) for connecting a ground to the second radiation electrode plate (4).
  • Said one or more first radiation electrode plates (3) are said to be said second radiation electrode plate (3) when viewed from the direction in which said one or more first radiation electrode plates (3) and said second radiation electrode plate (4) face each other. It is inside (4). According to this aspect, a plurality of antennas can be provided in a space-saving manner.
  • the present disclosure is applicable to antenna devices and antenna units. Specifically, the present disclosure is applicable to an antenna device including a plurality of antennas and an antenna unit used to configure the antenna device.

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Abstract

アンテナ装置(1)は、グランド電極板(2)と、グランド電極板(2)に対向する1以上の第1放射電極板(3)と、グランド電極板(2)と1以上の第1放射電極板(3)との間にある第2放射電極板(4)と、1以上の第1放射電極板(3)に接続される1以上の第1給電線(L1)と、1以上の第1給電線(L1)に接続されずに第2放射電極板(4)に接続される第2給電線(L2)と、1以上の第1放射電極板(3)をグランド電極板(2)に接続せずに第2放射電極板(4)をグランド電極板(2)に接続するグランド線(L3)とを備える。1以上の第1放射電極板(3)は、グランド電極板(2)の厚み方向から見て第2放射電極板(4)の内側にある。

Description

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

Claims (15)

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