JP2004104678A - Antenna device - Google Patents
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Abstract
【課題】移動体通信等の無線機に使用されるダイバーシティ方式のアンテナ装置に関して、アイソレーションの取れた2つ以上の給電ポートを1つのアンテナに設けることにより、2本以上のアンテナを1本のアンテナにて実現し、小型で低コストなダイバーシティ方式のアンテナ装置を実現することを目的とする。
【解決手段】グランド板2に対向して設けられた電気長が概ね1/2波長の直径を有する円状の放射板1が、その周辺部に第1の給電ポート3と第2の給電ポート4を有しており、それらの給電ポートは各給電ポートと放射板1の中点が直交する位置に設けられ、さらに、放射板1の周辺部から概ね1/8波長の領域における放射板1とグランド板2の間には第1の基体5が充填され、それ以外の領域には第2の基体6が充填され、第1の基体5の比透磁率を比誘電率で割った値は第2の基体6の比透磁率を比誘電率で割った値より小さくなるように基体の選択がなされる。
【選択図】 図2An antenna device of a diversity system used for a radio device for mobile communication or the like is provided with two or more isolated power supply ports in one antenna, thereby connecting two or more antennas to one antenna. An object of the present invention is to realize a small and low-cost diversity antenna device realized by an antenna.
A circular radiating plate (1) having an electrical length of approximately 波長 wavelength and provided in opposition to a ground plate (2) has a first power supply port (3) and a second power supply port in the periphery thereof. The power supply ports are provided at positions where the midpoints of the power supply ports and the radiation plate 1 are orthogonal to each other, and furthermore, the radiation plates 1 in a region of approximately 8 wavelength from the periphery of the radiation plate 1 are provided. The space between the first base 5 and the ground plate 2 is filled with the first base 5, and the other region is filled with the second base 6, and the value obtained by dividing the relative magnetic permeability of the first base 5 by the relative permittivity is as follows. The base is selected so as to be smaller than the value obtained by dividing the relative magnetic permeability of the second base 6 by the relative permittivity.
[Selection] Fig. 2
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は主として移動体通信等に使用されるアンテナ装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
複数の情報通信システムが使用可能な通信モジュールを図13に示す。図13の通信モジュール100は、アンテナ101を備えたBluetoothシステム103とアンテナ102を備えたW−LANシステム104の両方のシステムが使用可能なものである。このような通信モジュール100を設計する上で注意しなければならない点は、両システム103,104ともに2.4GHz帯を使用している点と両システム103,104が同時に使用される点である。つまり、一方のシステムが送信している時に他方のシステムが受信状態であることも考えられ、この場合、一方のシステムの信号が他方のシステムにおいて妨害ノイズとなり、BER(Bit Error Rate:ビット誤り率)の著しい劣化を引き起こすこともありうる。
【0003】
これを防ぐため、従来は、アンテナを2つ用意したり、2周波共用アンテナを用意し、図13の通信モジュール100においては、各システム103,104にそれぞれアンテナ101,102を具備させることにより両システム間の信号の飛込みを防止している。
【0004】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献1、特許文献2が知られている。
【0005】
【特許文献1】
特許第3114582号公報
【特許文献2】
特開2001−177330号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記の構成では、2つのアンテナ101,102を物理的に離して配置する必要があるため、通信モジュール100が搭載される筐体のサイズは必然的に大きくなってしまう。また、アンテナ101,102を2本使用することより、アンテナ搭載位置を2箇所確保する必要があるとともに、アンテナ101,102の製造コストも2倍必要となる。
【0007】
これらの課題を克服するために、本発明はこれまで2本必要であったアンテナを1つのアンテナにて実現するものであり、1つのアンテナに2つ以上の給電ポートを設け、各ポート間のアイソレーションが取れる構成の具現化を図ったアンテナ装置を提供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明のアンテナ装置は、2つ以上の給電ポートを設けるとともに、各給電ポートをそれ以外の給電ポートより給電された時に放射板上で常に零電位となる領域に設置されたことを特徴としている。このような位置に各給電ポートを配置することにより、各給電ポート位置での電位が他の給電ポートからの高周波信号により時間的に変動させられないため、他の給電ポートからの高周波信号の漏れ込みを低減することができ、このようなアンテナ装置を用いることにより、2本必要であったアンテナを1本にて具現化できるためコスト削減を図ることができるとともに、筐体に必要であったアンテナ設置スペースを半減させることができ、筐体の小型化を実現することが可能となる。
【0009】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項1に記載の発明は、グランド板とこのグランド板に対向して配置した放射板と、この放射板の形状が放射板の中点に対して点対称であるとともに、複数の給電ポートが放射板の任意の位置で放射板上に発生する電位零の領域に設けられ、放射板とグランド板の間に誘電体または磁性体または誘電体と磁性体の混合体から構成される基体が充填され、各給電ポートと放射板の中点を結ぶ直線上において放射板の端部と放射板の中点の間の任意点において前記基体の比透磁率を比誘電率で割った値が変化し、前記直線上における放射板の端部に近い領域の前記基体の比透磁率を比誘電率で割った値に比べて放射板の中点に近い領域の前記基体の比透磁率を比誘電率で割った値が大きく、この基体が放射板の中点に対して点対称となるように構成したアンテナ装置であり、給電ポート間のアイソレーションが確保できるとともに、放射板とグランド板を共振器として考えた時に、放射板とグランド板の間の基体の材質をその途中において変更することによりSIR構造(Stepped Impedance Resonator)とすることができ、共振器長を短くすることが可能となるため、結果として、アンテナ装置の小型化を図ることが可能となる。
【0010】
本発明の請求項2に記載の発明は、グランド板と、このグランド板に対向して配置した放射板と、複数の給電ポートが放射板の任意の位置で放射板上に発生する電位零の領域に設けられ、その放射板の形状が各給電ポートと放射板を結ぶ直線に対し線対称となるとともに、放射板とグランド板の間に誘電体または磁性体または誘電体と磁性体の混合体から構成される基体が充填され、各給電ポートと放射板の中点を結ぶ直線上において放射板の端部と放射板の中点の間の任意点において前記基体の比透磁率を比誘電率で割った値が変化し、前記直線上における放射板の端部に近い領域の前記基体の比透磁率を比誘電率で割った値に比べて放射板の中点に近い領域の前記基体の比透磁率を比誘電率で割った値が大きく、この基体が各給電ポートと放射板の中点を結ぶ直線に対して線対称となるように構成したアンテナ装置であり、各給電ポートにおける放射板の共振周波数を異ならせることができるとともに、給電ポート間のアイソレーションが確保でき、また、放射板とグランド板の間の基体の材質をその途中において変更することによりSIR構造とすることができ、アンテナ装置の小型化を図ることが可能となる。
【0011】
本発明の請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、直径が電気長で概ね1/2波長の円形状の放射板または各給電ポートと放射板の中点を結ぶ直線上における一方の放射板の端部から他方の放射板の端部までの電気長が概ね1/2波長の正多角形状の放射板により構成されたアンテナ装置であり、小型形状であるとともに1つのアンテナ装置において給電ポート間のアイソレーションが確保された2つの給電ポートが具現化できる。
【0012】
本発明の請求項4に記載の発明は、請求項2に記載の発明において、長軸および短軸のそれぞれの電気長が概ね所望周波数の1/2波長となる楕円形状の放射板または各給電ポートと放射板の中点を結ぶ直線上における一方の放射板の端部から他方の放射板の端部までの電気長が概ね1/2波長の正多角形以外の方形状の放射板により構成された請求項2に記載のアンテナ装置であり、1つのアンテナ装置においてアイソレーションが確保された共振周波数の異なる2つの給電ポート間を具現化することができる。
【0013】
本発明の請求項5に記載の発明は、請求項3または請求項4に記載の発明において、各給電ポートと放射板の中点を結ぶ直線上において、放射板の端部より電気長で概ね1/8波長の位置でグランド板と放射板の間の基体の比透磁率を比誘電率で割った値が大きくなるようにしたアンテナ装置であり、1/4波長共振器を最も短く設計したい場合の共振器形状である共振器の中点(端部より1/8波長の点)において特性インピーダンスを大きく変化させた形状をアンテナ装置に適用することにより、アンテナ装置の小型化を図ることが可能となる。
【0014】
本発明の請求項6に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、直径が電気長で概ね[1+0.5×n(nは0以上の整数)]波長の円形状の放射板または各給電ポートと放射板の中点を結ぶ直線上における一方の放射板の端部から他方の放射板の端部までの電気長が概ね[1+0.5×n(nは0以上の整数)]波長の正多角形状の放射板により構成されたアンテナ装置であり、1つのアンテナ装置において給電ポート間のアイソレーションが確保された3つの給電ポートを具現化することができる。
【0015】
本発明の請求項7に記載の発明は、請求項2に記載の発明において、長軸および短軸のそれぞれの電気長が概ね所望周波数の[1+0.5×n(nは0以上の整数)]波長となる楕円形状の放射板または各給電ポートと放射板の中点を結ぶ直線上における一方の放射板の端部から他方の放射板の端部までの電気長が概ね[1+0.5×n(nは0以上の整数)]波長の正多角形以外の方形状の放射板により構成されたアンテナ装置であり、放射板の形状を大きくすることにより、放射利得の向上を図ることができる。
【0016】
本発明の請求項8に記載の発明は、請求項6または請求項7に記載の発明において、各給電ポートと放射板の中点を結ぶ直線上において、放射板の端部から電気長で概ね4×n/8(nは0以上の整数)波長の位置から(1+4×n)/8(nは0以上の整数)までの領域の基体の比透磁率を比誘電率で割った値がそれ以外の領域の基体の比透磁率を比誘電率で割った値よりも小さくなるようにしたアンテナ装置であり、1/4波長共振器を最も短く設計したい場合の共振器形状である共振器の中点(端部より1/8波長の点)において特性インピーダンスを大きく変化させた形状を連続的につなぎ合わせた形状をアンテナ装置に適用することにより、アンテナ装置の小型化を図ることが可能となる。
【0017】
本発明の請求項9に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載の発明において、放射板に第1の給電ポートおよび第2の給電ポートが設けられ、それぞれの給電ポート位置と放射板の中点とを結ぶ直線が相互に直交したアンテナ装置であり、第1の給電ポートに給電した場合、第1の給電ポートと放射板の中点を結ぶ直線に対し、放射板の中点において直交する直線上において電位が0となり、第2の給電ポートに給電した場合も同様の現象が発生することから、それぞれの給電ポート位置と放射板の中点とを結ぶ直線が相互に直交するように各給電ポートを設置することにより、給電ポート間のアイソレーションを確保することが可能となる。
【0018】
本発明の請求項10に記載の発明は、請求項7に記載の発明において、放射板に第1の給電ポートおよび第2の給電ポートおよび第3の給電ポートが設けられ、それぞれの給電ポート位置と放射板の中点とを結ぶ直線が相互に60度の角度をもって交差するアンテナ装置であり、このような給電ポートの位置関係においてのみ、放射板の周辺部に相互にアイソレーションの確保できた給電ポートを3つ設けることが可能となる。
【0019】
本発明の請求項11に記載の発明は、請求項1および請求項2に記載の発明において、給電ポートを放射板の端部に設けたアンテナ装置であり、アンテナ装置の製造上、また基板への実装を考慮した場合においても、放射板の外周部へ給電ポートを設けた方が容易となる。
【0020】
本発明の請求項12に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載の発明において、放射板の端部の任意点と放射板の中点を結ぶ直線上に給電ポートを設けたアンテナ装置装置であり、給電部を放射板の周辺部より内側へ設けることにより、各給電ポートの整合を取ることが可能となる。
【0021】
本発明の請求項13に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載の発明において、給電ポートがギャップを介して放射板と接続されたアンテナ装置であり、ギャップの間隔を調整することにより整合回路を使用せずにアンテナ装置の整合を取ることができ、整合回路に要するコスト、実装スペースの削減が可能となる。
【0022】
本発明の請求項14に記載の発明は、請求項13に記載の発明において、ギャップに面した部分の給電ポートと放射板の形状がインターディジタル構造としたアンテナ装置であり、ギャップに発生する容量値を大きくすることが可能となることから、インピーダンス整合の調整範囲を広げることが可能となる。
【0023】
本発明の請求項15に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載の発明において、放射板の中点に給電ポートを設けたアンテナ装置であり、各給電ポートを給電した場合でも放射板の中点においては常に電位が零となることより、放射板の中点に任意のインピーダンス素子を付加しても各給電ポートへの影響が無いことから、放射板の中点に新たな給電ポートを設けることが可能となる。
【0024】
本発明の請求項16に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載の発明において、放射板の中点に設けられた給電ポートにおける放射板の共振周波数がその他の給電ポートにおける共振周波数と異なるように構成したアンテナ装置であり、放射板の中央部の給電ポートとその他の給電ポートの間のアイソレーション値を大きくすることができる。
【0025】
本発明の請求項17に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載の発明において、給電ポートと放射板の中点を結ぶ直線上において、放射板の端部から放射板の中点までの間で放射板とグランド板の間隔が変化し、放射板の端部に比べ放射板の中点の放射板とグランド板の間隔を広くしたアンテナ装置であり、放射板とグランド板を共振器として考えた時に、放射板とグランド板の間隔をその途中において変更することにより共振器構造をSIR構造(Stepped Impedance Resonator)とすることができ、共振器長を短くすることが可能となるため、結果として、アンテナ装置の小型化を図ることが可能となる。
【0026】
本発明の請求項18に記載の発明は、請求項17に記載の発明において、給電ポートと放射板の中点を結ぶ直線上において、放射板の端部から電気長で概ね1/8波長の点において放射板とグランド板の間隔を広くしたアンテナ装置であり、1/4波長共振器を最も短く設計したい場合の共振器形状である共振器の中点(端部より1/8波長の点)において特性インピーダンスを大きく変化させた形状をアンテナ装置に適用することにより、アンテナ装置の小型化を図ることが可能となる。
【0027】
本発明の請求項19に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載の発明において、給電ポートと放射板の中点を結ぶ直線上において、放射板の断面が凸部形状のつながりで構成され、放射板の周辺部を凸部形状の谷部としたアンテナ装置であり、給電ポートと放射板の中点を結ぶ直線上における一方の放射板の端部から他方の放射板の端部までの電気長が概ね1/2波長以上の放射板を用いることにより、高い放射利得と広帯域特性を実現することができる。
【0028】
本発明の請求項20に記載の発明は、請求項18に記載の発明について、放射板の断面形状が電気長で概ね1/2波長の凸部形状のつながりで構成されたアンテナ装置であり、最も小型化することが可能な短絡端から1/8波長の点で特性インピーダンスが変化するSIR構成の1/4波長の共振器を短絡端において相互につなげた1/2波長の共振器をアンテナ装置に適用したものであり、小型化を図ることができる。
【0029】
本発明の請求項21に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載の発明において、給電ポートと放射板の中点を結ぶ直線上において、グランド板の断面が凹部形状のつながりで構成され、放射板の周辺部に対向するグランド板部分が凹部形状の山部となるアンテナ装置であり、放射板とグランド板を共振器として考えた時に、放射板とグランド板の間隔をその途中において変更することにより共振器構造をSIR構造とすることができ、共振器長を短くすることが可能となるため、結果として、アンテナ装置の小型化を図ることが可能となる。
【0030】
本発明の請求項22に記載の発明は、請求項21に記載の発明において、放射板の断面形状が電気長で概ね1/2波長の凹部形状のつながりで構成されたアンテナ装置であり、1/4波長共振器を最も短く設計したい場合の共振器形状である共振器の中点(端部より1/8波長の点)において特性インピーダンスを大きく変化させた形状をアンテナ装置に適用することにより、アンテナ装置の小型化を図ることが可能となる。
【0031】
本発明の請求項23に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載の発明において、給電ポートと放射板の中点を結んだ線分に対して線対称となる放射板の周辺部の任意位置に任意の数のスリットを設けたアンテナ装置であり、スリットにより放射板の電気長を等価的に長く設定することが可能となり、結果として、アンテナ装置の小型化を実現することが可能となる。
【0032】
本発明の請求項24に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載の発明において、給電ポートを導電線路にて構成するとともに、導電線路をグランド板に対して任意の角度をもって形成したアンテナ装置であり、すべての給電ポートをグランド板に対して垂直に立ち上がった導電線路にて構成した場合に、給電ポート間において結合が発生する可能性があるため、これを防止するために各給電ポートを平行に設置せず、各給電ポート間のアイソレーションを高く設計することが可能なアンテナ装置を具現化できる。
【0033】
本発明の請求項25に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載の発明において、略円状の放射板の中点または略正多角形の放射板の対角線の交点を基準としたときの給電ポートの位置に対して対称となる位置に先端が開放状態のリアクタンス素子またはその開放端がグランド板に電気的に接続されたリアクタンス素子を付加したアンテナ装置であり、導電性エレメントによりアンテナ装置の電気長が等価的に長く設計できるため、結果として、アンテナ装置の小型化を図ることが可能となる。
【0034】
本発明の請求項26に記載の発明は、請求項25に記載の発明において、先端が開放状態のリアクタンス素子の先端部を切断することにより、ポート間のアイソレーションを調整したアンテナ装置であり、アンテナ装置を実装する筐体により変化するアンテナ装置の特性を先端が開放状態の導電性エレメントの長さを調節することにより調整できるため、さまざまな筐体に迅速に対応可能となる。
【0035】
本発明の請求項27に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載の発明において、各給電ポートをダイバーシティ方式の通信に使用するアンテナ装置であり、ダイバーシティ方式の通信に使用されるアンテナの本数を2本から1本へ減らすことができるため、低コストで小型なダイバーシティ方式のアンテナ装置を実現することが可能となる。
【0036】
本発明の請求項28に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載の発明において、各給電ポートを異なるシステムの通信に使用するアンテナ装置であり、各ポート間のアイソレーションが確保されていることからアンテナ直下にシステムごとの信号を分波する共用器を用意する必要がなく、共用器に必要となるコスト、実装スペースの削減が可能となるとともに、W−LANとBluetoothを同時に使用する携帯端末に対しては、両システムが同一周波数を使用していることよりフィルタ共用器では両システム信号を分けることが不可能であるため、アンテナ自体を2つ用意し、両アンテナ間のアイソレーションを確保するために両アンテナを一定間隔離して使用する必要が出てくるが、本発明のアンテナ装置を使用すれば、1つのアンテナ装置により具現化可能となるため、アンテナに必要となるコストが低減でき、また端末の小型化を実現することもできる。
【0037】
本発明の請求項29に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載の発明において、第1の給電ポートを第1のシステムの通信に使用し、第2の給電ポートと第3の給電ポートを第2のシステムのダイバーシティ方式の通信に使用するアンテナ装置であり、ダイバーシティアンテナと共用器を一体化することが可能であり、携帯端末の小型化を実現することができる。
【0038】
本発明の請求項30に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載のアンテナ装置であり、第1の給電ポートを第1のシステムの通信に使用し、第2の給電ポートと第3の給電ポートを第2のシステムの送信用、受信用として使用するアンテナ装置であり、システムごとの信号を分波する共用器と送信、受信信号を分波する共用器を一体化することが可能であり、マルチファンクション対応の携帯端末の小型化を実現することが可能である。
【0039】
(実施の形態1)
図1(a)および図1(b)は本発明の第1の実施の形態によるアンテナ装置であり、図1(a)のアンテナ装置は、グランド板2に対向して配設された放射板1の周辺部に第1の給電ポート3と第2の給電ポート4を設けた複数給電ポートを有するアンテナ装置であり、放射板1とグランド板2の間には第1の基体5と第2の基体6を有している。そして各給電ポート3,4の位置と放射板1の中点を結ぶ線分の途中において第1の基体5から第2の基体6へと基体が変更される構成となっているとともに、第1の基体5の比透磁率を比誘電率で割った値は第2の基体6の比透磁率を比誘電率で割った値よりも小さくなるように基材を選択している。
【0040】
図1(a)に示した2つの給電ポート3,4を有したアンテナ装置の放射板1のサイズと各給電ポート3,4の配設位置を図1(b)に示す。放射板1の形状は直径が所望の周波数の1/2波長(電気長)となる円状であり、第1の給電ポート3および第2の給電ポート4が放射板1の周辺部に設けられる構成となっている。
【0041】
第1の給電ポート3のみに所望の周波数の信号を入力した場合、放射板1とグランド板2が第1の給電ポート3と放射板1の中点を結んだ直線上における端部開放1/2波長共振器として動作し、第1の共振電流7が放射板1上に流れることとなる。また、端部開放1/2波長共振器の中点において、電位は零となる。つまり、放射板1上の第1の線分9上において、常に電位が零となる。この電位零となる第1の線分9上に第2の給電ポート4が位置するために、第1の給電ポート3より入力された所望周波数の高周波信号は第2の給電ポート4に漏れることは無い。
【0042】
これと同様の原理で、第2の給電ポート4のみに所望の周波数の信号を入力した場合、第2の共振電流8が放射板1上に流れ放射板1上の第2の線分10上において常に電位が零となるため、この線分上に位置する第1の給電ポート3へは第2の給電ポート4から入力された所望周波数の信号は漏れることは無いと言える。上記のような特性を実現するため、第1の給電ポート3と放射板1の中点を結ぶ直線と第2の給電ポート4と放射板1の中点を結ぶ直線は、放射板1の中点において直交するように各給電ポート位置は決められている。
【0043】
また、第1の線分9および第2の線分10上において、基体5,6の材料特性が変更されているため、放射板1とグランド板2を共振器として考えた時に、放射板1とグランド板2の間の基体5,6の材質をその途中において変更することによりSIR構造(Stepped Impedance Resonator)とすることができ、共振器長を短くすることが可能となるため、結果として、アンテナ装置の小型化を図ることが可能となる。
【0044】
(実施の形態2)
図2(a)および図2(b)は本発明の第2の実施の形態によるアンテナ装置であり、図2(a)および(b)のアンテナ装置は、実施の形態1の第1の基体5と第2の基体6が充填される領域の境界線11を放射板1の周辺部から放射板1の中点の方向に電気長で概ね1/8波長内側へ入った点としたものである。
【0045】
1/4波長共振器を最も短く設計したい場合の共振器形状である共振器の中点(端部より1/8波長の点)において特性インピーダンスを大きく変化させた形状をアンテナ装置に適用することにより、アンテナ装置の小型化を図ったものである。
【0046】
(実施の形態3)
図3(a)および図3(b)は本発明の第3の実施の形態によるアンテナ装置であり、図3(a)および(b)のアンテナ装置は、実施の形態2の第1の線分9の長さを第2の線分10の長さと異ならせたものである。これに併せて、基体5,6の境界線11についても、第1の線分9および第2の線分10上における放射板1の周辺部から電気長で概ね1/8波長の位置に存在することにより、放射板1の形状である楕円形状と相似形である楕円形状となる。放射板1の形状を楕円形とすることにより第1の給電ポート3と第2の給電ポート4の共振周波数を異ならせることが可能となる。
【0047】
このアンテナ装置の使用例としては、第1の給電ポート3をGSMシステムの送信用として、また第2の給電ポート4を受信用として用いることができ、両ポート間のアイソレーションがアンテナ装置自体で確保されているため、アンテナ装置の直下に共用器を配置する必要が無くなる。また、2つのシステムに対応したアンテナ装置として使用できるため、例えば、第1の給電ポート3をW−LAN用として、また第2の給電ポート4をBluetooth用として用いることが可能となる。
【0048】
(実施の形態4)
図4(a),(b),(c)は本発明の第4の実施の形態によるアンテナ装置であり、図4(a)の放射板1の斜視図において、グランド板2に対向して配設された放射板1の周辺部に第1の給電ポート3と第2の給電ポート4と第3の給電ポート12を設けた複数給電ポートを有するアンテナ装置となっている。
【0049】
図4(a)に示した3つの給電ポート3,4,12を有したアンテナ装置の放射板1のサイズと各給電ポート3,4,12の配設位置を図4(b)に示す。放射板1の形状は直径が所望の周波数の1波長(電気長)となる円状であり、各給電ポートと放射板の中点を結ぶ直線が放射板1の中点において互いに60度の角度を持って交差するような位置に各給電ポート3,4,12が配置されたアンテナ構成となっている。
【0050】
第1の給電ポート3のみに所望の周波数の信号を入力した場合、放射板1とグランド板2が第1の給電ポート3と放射板1の中点を結んだ直線上における端部開放1波長共振器として動作し、第1の共振電流7が放射板1上を流れることとなる。端部開放1波長共振器の動作は、端部開放1/2波長共振器を2つ接続したものとして考えればよいため、第1の給電ポート3と放射板1の中点を結ぶ直線に対して、放射板1の周辺部から1/4波長の位置において直交する第3の線分15および第4の線分16上において電位が常にほぼ零となる。
【0051】
同様の原理で、第2の給電ポート4のみに所望周波数の信号を入力した場合、第5の線分17および第6の線分18上において電位が常にほぼ零となり、第3の給電ポート12のみに所望周波数の信号を入力した場合、第7の線分19および第8の線分20上において電位が常にほぼ零となる。それぞれの給電ポート位置が電位零となる線分上にあるため、他の給電ポートの入力信号が漏れ込むことはない。
【0052】
また、放射板1の周辺部から電気長で概ね1/8波長の領域に充填される第1の基体5および放射板1の中央部から電気長で概ね半径1/8波長の領域に充填される第3の基体13の比透磁率を比誘電率で割った値は、それ以外の領域に充填される第2の基体の比透磁率を比誘電率で割った値よりも小さくなるように基体材料が選択されている。これにより、最も小型化することが可能である先端より1/8波長の点で特性インピーダンスが変化されたSIR構成の1/4共振器を連結した構成となるため、結果として、アンテナ装置を小型化することが可能となる。
【0053】
本発明のアンテナ装置の使用例としては、3つの給電ポート3,4,12をすべてW−LANの偏波ダイバーシティアンテナとして用いることもできるし、第1の給電ポート3をW−LAN用のアンテナとし、第2の給電ポート4と第3の給電ポート12をBluetooth用の偏波ダイバーシティアンテナとして使用することができ、3本必要であったアンテナ装置を1本にて具現化することができることより、アンテナ装置に関わるコストの低減を図ることができるとともに通信機器の小型化を図ることが可能となる。
【0054】
図4(c)は、放射板1の形状を円状から正六角形状へ変更した場合を示しているが、円状および正六角形状の放射板1ともに、放射板1の中点に対して点対称であるため、どちらのアンテナ装置も同様の動作をする。但し、第1と第2の基体5,6の境界線11および第2と第3の基体6,13の境界線21は、それぞれ放射板1の周辺部から電気長で1/8波長、3/8波長離れた場所となり、結果的に、放射板1の形状と相似な正六角形状となる。尚、本実施の形態4においては円状、正六角形状の放射板1にて説明を行ったが、放射板1の中点に対して点対称となる形状を有する放射板であれば、本発明と同様な効果が得られることは言うまでもない。
【0055】
(実施の形態5)
図5(a)および図5(b)は本発明の第5の実施の形態によるアンテナ装置であり、実施の形態2のアンテナ装置における各給電ポート3,4と放射板1の接続部分の形状を変更し、放射板1の中央部に第4の給電ポート22を付加したものである。第1の給電ポート3と放射板1の間にギャップ23を設け、このギャップ23の間隔、幅を調整することにより第1の給電ポート3と放射板1のインピーダンス整合をとることが可能となる。また、第2の給電ポート4と放射板1の間をインターディジタル構造24とすることにより、第2の給電ポート4と放射板1の間の容量値を大きく設定することが可能となり、第2の給電ポート4のインピーダンス調整の範囲を広げることができる。
【0056】
第4の給電ポート22は放射板1の中点に配設される。これは、放射板1の中点が第1の給電ポート3および第2の給電ポート4に給電したときにおいても常に電位が零となるためである。なぜなら、第1の給電ポート3のみに所望周波数信号を供給したときに放射板1上に発生する電位が常に零となる第1の線分9と、第2の給電ポート4のみに所望周波数信号を供給したときに放射板1上に発生する電位が常に零となる第2の線分10が交差する点が放射板1の中点となるためである。
【0057】
通常、第4の給電ポート22の直下には放射板1との整合を取るための整合回路が必要となるため、放射板1とグランド板2の間に充填されている基体を積層構造とし、その整合回路を基体により具現化しても良い。
【0058】
また、第4の給電ポート22で使用する周波数は第1の給電ポート3および第2の給電ポート4で使用する周波数と異ならせた方が、それらの給電ポートとの間のアイソレーション値を大きくすることが可能となる。このような本アンテナ装置の特性を考慮した上で、本アンテナ装置の使用例としては、第1の給電ポート3と第2の給電ポート4をW−LANの偏波ダイバーシティアンテナとして、第4の給電ポート22をテレビ、GPS、PDC等の2.4GHz帯以外の周波数を用いるシステム用のアンテナとして使用する場合が考えられる。
【0059】
(実施の形態6)
図6(a)および図6(b)は本発明の第6の実施の形態によるアンテナ装置であり、図6(a)において、対角線の電気長が概ね1/2波長である正四角形状の放射板1がグランド板2に対向して存在し、放射板1とグランド板2の間には第1の基体5と第2の基体6が充填されている。第1の基体5と第2の基体6の境界線11は放射板1の周辺部から放射板1の中点へ向けて電気長で1/8波長内側へ入った所に存在し、第1の基体5の比透磁率を比誘電率で割った値は第2の基体6の比透磁率を比誘電率で割った値よりも小さくなるように基材の選択がされている。
【0060】
第1の給電ポート3および第2の給電ポート4は、放射板1の周辺部ではなく、放射板1の内側に存在し、各給電ポート3,4と放射板1の中点を結ぶ第1の線分9および第2の線分10が放射板1の中点において直交するように配置される。このように、各給電ポート3,4を第1の線分9または第2の線分10上の任意位置に配設することにより、整合回路を用いることなく各給電ポートのインピーダンス整合をとることができる。
【0061】
また、第1の線分9および第2の線分10に対して放射板1の形状が線対称となるように、放射板1の周辺部にスリット25を設けることにより、アンテナ装置の共振周波数を下げることができ、結果としてアンテナ装置を小型化することが可能となる。
【0062】
本実施の形態6においては、四角形状の放射板1の周辺部にスリット25を設けた場合を示したが、円状、正多角形状、方形状の放射板の場合にも同様の効果が得られることは言うまでもない。
【0063】
(実施の形態7)
図7(a)と図7(b)は本発明の第7の実施の形態によるアンテナ装置であり、同図7において、誘電体または磁性体または誘電体と磁性体の混合材料からなる円筒状の第2の基体6(直径が電気長で1/4波長)の周囲に第2の基体6と成分の異なるドーナツ状(直径が電気長で1/2波長)の第1の基体5が配置され、第1の基体5の上面部分および第1の基体5の上面より上方の第2の基体6の表面部分に放射板1を形成し、第1の給電ポート3と第2の給電ポート4が放射板1の周辺部に接続されるとともに、各給電ポート3,4と放射板1の中点を結ぶ直線が直交するような位置に各給電ポート3,4が接続されている。また、第1の基体5の比透磁率を比誘電率で割った値は第2の基体6の比透磁率を比誘電率で割った値よりも小さくなるように基材が選択されている。
【0064】
これにより第2の基体6が充填されている領域の放射板1とグランド板2の間の特性インピーダンスは第1の基体5が充填されている領域よりも大きな特性インピーダンスを実現できる。更に、第2の基体6が存在する領域における放射板1とグランド板2の間隔は第1の基体5が存在する領域における放射板1とグランド板2の間隔よりも広いため、構造的にも第2の基体6が充填されている領域の特性インピーダンスを大きく設計することができる。
【0065】
以上説明してきたように、放射板1の周辺部から電気長で1/8波長の点において材料的、構造的に特性インピーダンスを変化させることができるため、SIR構造を材料、構造の両面にて具現化でき、アンテナ装置を小型化することができる。
【0066】
(実施の形態8)
図8(a)および図8(b)は本発明の第8の実施の形態によるアンテナ装置であり、実施の形態7における放射板1の外形の形状を円状から正四角形状へ変更したものである。これに従い、第2の基体6の形状についても1辺が電気長で1/4波長の底面を有する正四角柱となっている。放射板1の外形の形状が円状、正四角形状ともに各給電ポート3,4と第2の基体6の上面の中心点を結ぶ直線に対して線対称であるため、どちらも同様の特性を有する。
【0067】
(実施の形態9)
図9は本発明の第9の実施の形態によるアンテナ装置であり、実施の形態7のアンテナ装置における第1の給電ポート3と第2の基体6の上面中点を結ぶ線分と第2の給電ポート4と第2の基体6の上面中点を結ぶ線分の長さを異ならせたアンテナ装置である。このような構成により、第1の給電ポート3と第2の給電ポート4の共振周波数の異なる小型なアンテナ装置を実現することが可能となる。
【0068】
(実施の形態10)
図10(a)と図10(b)は本発明の第10の実施の形態によるアンテナ装置であり、図10(a)は図4(a)のアンテナ装置について、実施の形態8と同様に第2の基体6が充填されている領域における放射板1とグランド板2の間隔を広げたものである。このような構成によって、特性インピーダンスの変化をより大きくすることが可能となるため、小型なアンテナ装置を実現することができる。
【0069】
また、図10(b)は図10(a)のアンテナ装置における各給電ポート3,4をグランド板2に対して直角に立ち上げず、任意の角度をもって形成したものである。このような構成を取ることにより、給電ポート3,4間の電磁結合を弱くすることが可能となり、給電ポート間のアイソレーション値を高く設計する事が可能となる。
【0070】
(実施の形態11)
図11(a)と図11(b)は本発明の第11の実施の形態によるアンテナ装置であり、実施の形態2に示したアンテナ装置において、第1の給電ポート3の位置の放射板1の中点に対して点対称となる放射板1の周辺部に第1のリアクタンス素子26の一方先端を電気的に接続し、他方先端をグランド板2に電気的に接続するとともに、第2の給電ポート4の位置の放射板1の中点に対して点対称となる放射板1の周辺部に第2のリアクタンス素子27を電気的に接続したものである。これらのリアクタンス素子により各給電ポート3,4に給電した場合の電気長を長くできることより、アンテナ装置の小型化を図ることが可能であり、またリアクタンス素子の形状を研磨して調整することにより、アンテナ装置のインピーダンスの調整を行うこともできる。
【0071】
(実施の形態12)
図12(a)と図12(b)は本発明の第12の実施の形態によるアンテナ装置であり、実施の形態7においては放射板1を凸形状の断面とすることにより放射板1とグランド板2の間の距離を広げたのに対して、本実施の形態12ではグランド板2を凹形状の断面とすることにより放射板1とグランド板2の間の距離を広げたものである。どちらの構成を用いたとしても、SIR構造を実現することが可能であるため、実施の形態7と同様にアンテナ装置を小型化できる効果を有する。
【0072】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、1つのアンテナにアイソレーションの確保された2つ以上の給電ポートを設けることが可能となるとともに、このようなアンテナ装置の小型化を実現することも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)本発明の第1の実施の形態によるアンテナ装置の斜視図
(b)本発明の第1の実施の形態によるアンテナ装置の上面図
【図2】(a)本発明の第2の実施の形態によるアンテナ装置の斜視図
(b)本発明の第2の実施の形態によるアンテナ装置の上面図
【図3】(a)本発明の第3の実施の形態によるアンテナ装置の斜視図
(b)本発明の第3の実施の形態によるアンテナ装置の上面図
【図4】(a)本発明の第4の実施の形態によるアンテナ装置の斜視図
(b)本発明の第4の実施の形態によるアンテナ装置の上面図
(c)本発明の第4の実施の形態によるアンテナ装置の上面図
【図5】(a)本発明の第5の実施の形態によるアンテナ装置の斜視図
(b)本発明の第5の実施の形態によるアンテナ装置の上面図
【図6】(a)本発明の第6の実施の形態によるアンテナ装置の斜視図
(b)本発明の第6の実施の形態によるアンテナ装置の上面図
【図7】(a)本発明の第7の実施の形態によるアンテナ装置の斜視図
(b)本発明の第7の実施の形態によるアンテナ装置の側面図
【図8】(a)本発明の第8の実施の形態によるアンテナ装置の斜視図
(b)本発明の第8の実施の形態によるアンテナ装置の側面図
【図9】本発明の第9の実施の形態によるアンテナ装置の斜視図
【図10】(a)本発明の第10の実施の形態によるアンテナ装置の斜視図
(b)本発明の第10の実施の形態によるアンテナ装置の斜視図
【図11】(a)本発明の第11の実施の形態によるアンテナ装置の斜視図
(b)本発明の第11の実施の形態によるアンテナ装置の上面図
【図12】(a)本発明の第12の実施の形態によるアンテナ装置の斜視図
(b)本発明の第12の実施の形態によるアンテナ装置の側面図
【図13】従来のアンテナ装置の概要図
【符号の説明】
1 放射板
2 グランド板
3 第1の給電ポート
4 第2の給電ポート
5 第1の基体
6 第2の基体
7 第1の共振電流
8 第2の共振電流
9 第1の線分
10 第2の線分
11 第1の基体と第2の基体の境界線
12 第3の給電ポート
13 第3の基体
14 第3の共振電流
15 第3の線分
16 第4の線分
17 第5の線分
18 第6の線分
19 第7の線分
20 第8の線分
21 第2の基体と第3の基体の境界線
22 第4の給電ポート
23 ギャップ
24 インターディジタル構造
25 スリット
26 第1のリアクタンス素子
27 第2のリアクタンス素子
100 通信モジュール
101 Bluetooth用アンテナ
102 W−LAN用アンテナ
103 Bluetoothシステム
104 W−LANシステム[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an antenna device mainly used for mobile communication and the like.
[0002]
[Prior art]
FIG. 13 shows a communication module that can be used by a plurality of information communication systems. The
[0003]
In order to prevent this, conventionally, two antennas or dual-frequency antennas are prepared, and in the
[0004]
As prior art document information related to the invention of this application, for example,
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 3114582
[Patent Document 2]
JP 2001-177330 A
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above configuration, the two
[0007]
In order to overcome these problems, the present invention realizes two antennas which have been required so far with one antenna. One antenna is provided with two or more feed ports, and the It is an object of the present invention to provide an antenna device which realizes a configuration capable of achieving isolation.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The antenna device according to the present invention is characterized in that two or more power supply ports are provided, and each power supply port is installed in a region where the power is always zero potential on the radiation plate when power is supplied from the other power supply ports. . By arranging each power supply port at such a position, the potential at each power supply port position cannot be temporally fluctuated by a high frequency signal from another power supply port. By using such an antenna device, two antennas can be embodied with one antenna, so that the cost can be reduced and the housing is necessary. The antenna installation space can be reduced by half, and the size of the housing can be reduced.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The invention according to
[0010]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a ground plate, a radiating plate disposed to face the ground plate, and a plurality of feed ports having zero potential generated on the radiating plate at an arbitrary position of the radiating plate. It is provided in the area, and the shape of the radiation plate is line-symmetric with respect to the straight line connecting each feed port and the radiation plate, and it is composed of a dielectric or magnetic material or a mixture of dielectric and magnetic material between the radiation plate and the ground plate The relative permeability of the substrate is divided by the relative permittivity at an arbitrary point between the end of the radiating plate and the midpoint of the radiating plate on a straight line connecting each feed port and the midpoint of the radiating plate. The relative permeability of the substrate in the region near the midpoint of the radiation plate is smaller than the relative permeability of the substrate in the region near the end of the radiation plate on the straight line divided by the relative permittivity. The value obtained by dividing the magnetic susceptibility by the relative permittivity is large. An antenna device that is configured to be symmetrical with respect to a straight line connecting the midpoints of the radiation plates.The resonance frequency of the radiation plate at each power supply port can be different, and isolation between the power supply ports can be ensured. Further, by changing the material of the base between the radiation plate and the ground plate in the middle thereof, the SIR structure can be obtained, and the size of the antenna device can be reduced.
[0011]
According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, a circular radiation plate having a diameter of an electrical length of approximately 波長 wavelength and a straight line connecting each feeding port and a midpoint of the radiation plate. An antenna device composed of a regular polygonal radiation plate having an electrical length of approximately 波長 wavelength from the end of one radiation plate to the end of the other radiation plate. In the antenna device, two power supply ports in which the isolation between the power supply ports is ensured can be realized.
[0012]
According to a fourth aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the elliptical radiation plate or each power supply in which the electric length of each of the major axis and the minor axis is approximately 1 / wavelength of the desired frequency is used. It consists of a square radiation plate other than a regular polygon with an electrical length of approximately 1/2 wavelength from the end of one radiation plate to the end of the other radiation plate on the straight line connecting the port and the midpoint of the
[0013]
The invention according to
[0014]
According to a sixth aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, there is provided a circular radiating plate having a diameter of an electrical length of approximately [1 + 0.5 × n (n is an integer of 0 or more)]. The electrical length from the end of one radiating plate to the end of the other radiating plate on a straight line connecting each feeding port and the midpoint of the radiating plate is approximately [1 + 0.5 × n (n is an integer of 0 or more)]. This is an antenna device including a radiation plate having a regular polygonal shape with a wavelength, and can realize three feed ports in which isolation between feed ports is ensured in one antenna device.
[0015]
According to a seventh aspect of the present invention, in the second aspect, the electric length of each of the major axis and the minor axis is substantially equal to the desired frequency [1 + 0.5 × n (n is an integer of 0 or more). The electrical length from the end of one radiating plate to the end of the other radiating plate on a straight line connecting the elliptical radiating plate or each feed port and the radiating plate to the midpoint of the radiating plate is approximately [1 + 0.5 × n (n is an integer of 0 or more)] is an antenna device including a radiation plate having a rectangular shape other than a regular polygon having a wavelength. By increasing the shape of the radiation plate, the radiation gain can be improved. .
[0016]
According to an eighth aspect of the present invention, in the invention according to the sixth or seventh aspect, on a straight line connecting each power supply port and the midpoint of the radiation plate, the electric length is substantially from the end of the radiation plate. The value obtained by dividing the relative magnetic permeability of the substrate in the region from the position of 4 × n / 8 (n is an integer of 0 or more) wavelength to (1 + 4 × n) / 8 (n is an integer of 0 or more) by the relative dielectric constant is as follows. An antenna device in which the relative magnetic permeability of the substrate in the other region is made smaller than the value obtained by dividing the relative magnetic permeability by the relative dielectric constant. The resonator has a resonator shape when the quarter wavelength resonator is to be designed to be the shortest. It is possible to reduce the size of the antenna device by applying to the antenna device a shape obtained by continuously connecting shapes in which the characteristic impedance is greatly changed at the midpoint of (1/8 wavelength from the end). It becomes.
[0017]
According to a ninth aspect of the present invention, in the first or second aspect, the radiation plate is provided with a first power supply port and a second power supply port, and the position of each power supply port and the radiation In the antenna device, the straight lines connecting the middle point of the plate are mutually orthogonal, and when power is supplied to the first feeding port, the straight line connecting the first feeding port and the middle point of the radiating plate is shifted to the middle point of the radiating plate. Since the potential becomes 0 on a straight line orthogonal to the above and the same phenomenon occurs when power is supplied to the second power supply port, the straight lines connecting the respective power supply port positions and the midpoint of the radiation plate are orthogonal to each other. By providing each power supply port as described above, it is possible to ensure isolation between the power supply ports.
[0018]
According to a tenth aspect of the present invention, in the invention according to the seventh aspect, the radiation plate is provided with a first power supply port, a second power supply port, and a third power supply port. This is an antenna device in which a straight line connecting the radiation plate and the midpoint of the radiation plate intersects each other at an angle of 60 degrees. Only in such a positional relationship of the feed ports, mutual isolation can be secured in the periphery of the radiation plate. It becomes possible to provide three power supply ports.
[0019]
An invention according to claim 11 of the present invention is the antenna device according to
[0020]
According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided the antenna according to the first or second aspect, wherein the feeding port is provided on a straight line connecting an arbitrary point at the end of the radiating plate and the midpoint of the radiating plate. This is a device, and it is possible to match each power supply port by providing the power supply unit inside the periphery of the radiation plate.
[0021]
A thirteenth aspect of the present invention is the antenna apparatus according to the first or second aspect, wherein the power supply port is connected to the radiation plate via the gap, and the gap interval is adjusted. Accordingly, the antenna device can be matched without using a matching circuit, and the cost and mounting space required for the matching circuit can be reduced.
[0022]
A fourteenth aspect of the present invention is the antenna apparatus according to the thirteenth aspect, wherein the shape of the feed port and the radiation plate facing the gap has an interdigital structure, and a capacitance generated in the gap is provided. Since the value can be increased, the adjustment range of the impedance matching can be expanded.
[0023]
The invention according to claim 15 of the present invention is the antenna device according to
[0024]
According to a sixteenth aspect of the present invention, in the first or second aspect, the resonance frequency of the radiation plate at the power supply port provided at the midpoint of the radiation plate is the resonance frequency of the other power supply ports. This is an antenna device configured differently from the above, and can increase the isolation value between the power supply port at the center of the radiation plate and the other power supply ports.
[0025]
According to a seventeenth aspect of the present invention, in the first or the second aspect of the present invention, on a straight line connecting the feeding port and the midpoint of the radiating plate, the midpoint of the radiating plate extends from an end of the radiating plate. The distance between the radiating plate and the ground plate changes during this period, and the distance between the radiating plate and the ground plate at the midpoint of the radiating plate is wider than the end of the radiating plate. When considered as a resonator, the resonator structure can be changed to an SIR structure (Stepped Impedance Resonator) by changing the interval between the radiation plate and the ground plate halfway, and the length of the resonator can be shortened. As a result, it is possible to reduce the size of the antenna device.
[0026]
According to an eighteenth aspect of the present invention, in the invention according to the seventeenth aspect, on the straight line connecting the feed port and the midpoint of the radiation plate, the electric length of the electric length is approximately 1 / wavelength from the end of the radiation plate. This is an antenna device in which the distance between the radiation plate and the ground plate is widened at the point, and the midpoint of the resonator (point of 1/8 wavelength from the end) is the resonator shape when the quarter wavelength resonator is to be designed to be the shortest. By applying to the antenna device a shape in which the characteristic impedance is greatly changed in ()), the antenna device can be reduced in size.
[0027]
According to a nineteenth aspect of the present invention, in the first or the second aspect of the present invention, the cross section of the radiating plate is formed by connecting the projections on a straight line connecting the feeding port and the midpoint of the radiating plate. An antenna device comprising a radiating plate and a valley having a convex shape at the periphery of the radiating plate. The end of one radiating plate to the end of the other radiating plate on a straight line connecting a feeding port and a midpoint of the radiating plate. By using a radiating plate having an electrical length up to about 波長 wavelength or more, a high radiation gain and a wide band characteristic can be realized.
[0028]
A twentieth aspect of the present invention is the antenna apparatus according to the eighteenth aspect, wherein the cross-sectional shape of the radiation plate is formed by a series of convex shapes having an electrical length of approximately 波長 wavelength, An antenna having a 波長 wavelength resonator in which S wavelength resonators of SIR configuration whose characteristic impedance changes at a 1 / wavelength from the short circuit end, which can be miniaturized most, are connected to each other at the short circuit terminal. This is applied to a device, and can be reduced in size.
[0029]
According to a twenty-first aspect of the present invention, in the first or the second aspect of the present invention, a cross section of the ground plate is formed by connecting concave portions in a straight line connecting the feeding port and the midpoint of the radiation plate. It is an antenna device in which the ground plate portion facing the peripheral portion of the radiation plate is a concave-shaped peak, and when the radiation plate and the ground plate are considered as a resonator, the interval between the radiation plate and the ground plate is set in the middle. By making the change, the resonator structure can be changed to the SIR structure, and the length of the resonator can be shortened. As a result, the size of the antenna device can be reduced.
[0030]
According to a twenty-second aspect of the present invention, there is provided the antenna device according to the twenty-first aspect, wherein the cross-sectional shape of the radiating plate is formed by connecting a concave shape having an electrical length of approximately 1 / wavelength. By applying a shape in which the characteristic impedance is largely changed at the middle point of the resonator (point 共振 wavelength from the end), which is the resonator shape when the quarter wavelength resonator is to be designed to be the shortest, to the antenna device. In addition, the size of the antenna device can be reduced.
[0031]
According to a twenty-third aspect of the present invention, in the invention according to the first or second aspect, a peripheral portion of the radiation plate which is axisymmetric with respect to a line connecting the feeding port and the midpoint of the radiation plate. This is an antenna device with an arbitrary number of slits at arbitrary positions, and the slits enable the electrical length of the radiation plate to be set to be equivalently longer, and as a result, the antenna device can be downsized. It becomes.
[0032]
According to a twenty-fourth aspect of the present invention, in the first or second aspect, the power supply port is formed of a conductive line, and the conductive line is formed at an arbitrary angle with respect to a ground plate. When all feed ports are composed of conductive lines that rise vertically to the ground plane, there is a possibility that coupling may occur between feed ports. An antenna device capable of designing high isolation between feed ports without arranging ports in parallel can be realized.
[0033]
According to a twenty-fifth aspect of the present invention, in the first or the second aspect of the invention, the center of the substantially circular radiation plate or the intersection of the diagonal lines of the substantially regular radiation plate is used as a reference. An antenna device in which a reactive element whose open end is open or a reactive element whose open end is electrically connected to a ground plate is added to a position symmetrical with respect to the position of the power supply port when the antenna is electrically conductive. Since the electrical length of the device can be designed to be equivalently long, as a result, it is possible to reduce the size of the antenna device.
[0034]
The invention according to claim 26 of the present invention is the antenna device according to
[0035]
The invention according to claim 27 of the present invention is the antenna apparatus according to
[0036]
The invention according to claim 28 of the present invention is the antenna device according to
[0037]
According to a twenty-ninth aspect of the present invention, in the first or second aspect, the first power supply port is used for communication of the first system, and the second power supply port is connected to the third power supply port. An antenna device that uses a power supply port for diversity communication of the second system. A diversity antenna and a duplexer can be integrated, and the size of a mobile terminal can be reduced.
[0038]
The invention according to claim 30 of the present invention is the antenna device according to
[0039]
(Embodiment 1)
FIGS. 1A and 1B show an antenna device according to a first embodiment of the present invention. The antenna device shown in FIG. 1A is a radiating plate disposed so as to face a
[0040]
FIG. 1B shows the size of the
[0041]
When a signal of a desired frequency is input only to the first
[0042]
According to the same principle, when a signal of a desired frequency is input only to the second
[0043]
Further, since the material characteristics of the
[0044]
(Embodiment 2)
FIGS. 2A and 2B show an antenna device according to a second embodiment of the present invention. The antenna device shown in FIGS. 2A and 2B is the first base of the first embodiment. The
[0045]
Applying a shape in which the characteristic impedance is largely changed at the middle point of the resonator (
[0046]
(Embodiment 3)
FIGS. 3A and 3B show an antenna device according to a third embodiment of the present invention. The antenna device shown in FIGS. 3A and 3B is the first line of the second embodiment. The length of the
[0047]
As an example of use of this antenna device, the first
[0048]
(Embodiment 4)
FIGS. 4A, 4B, and 4C show an antenna device according to a fourth embodiment of the present invention. In the perspective view of the
[0049]
FIG. 4B shows the size of the radiating
[0050]
When a signal of a desired frequency is input only to the first
[0051]
According to the same principle, when a signal of a desired frequency is input only to the second
[0052]
In addition, the
[0053]
As an example of use of the antenna device of the present invention, all three feeding
[0054]
FIG. 4C shows a case where the shape of the
[0055]
(Embodiment 5)
5 (a) and 5 (b) show an antenna device according to a fifth embodiment of the present invention. FIG. 5 (a) is a plan view of the antenna device according to the second embodiment. And a fourth
[0056]
The fourth
[0057]
Normally, a matching circuit for matching the
[0058]
Further, when the frequency used in the fourth
[0059]
(Embodiment 6)
FIGS. 6 (a) and 6 (b) show an antenna device according to a sixth embodiment of the present invention. In FIG. 6 (a), a diagonal line having a regular square shape having an electrical length of approximately 波長 wavelength is shown. The
[0060]
The first
[0061]
Also, by providing
[0062]
In the sixth embodiment, the case where the
[0063]
(Embodiment 7)
FIGS. 7A and 7B show an antenna device according to a seventh embodiment of the present invention. In FIG. 7, a cylindrical member made of a dielectric material, a magnetic material, or a mixed material of a dielectric material and a magnetic material is used. Around the second substrate 6 (having a diameter of an electrical length of 1/4 wavelength), a donut-shaped (diameter having an electrical length of 1/2 wavelength)
[0064]
As a result, the characteristic impedance between the
[0065]
As described above, since the characteristic impedance can be materially and structurally changed at a point of 1/8 wavelength in electrical length from the periphery of the
[0066]
(Embodiment 8)
FIGS. 8A and 8B show an antenna device according to an eighth embodiment of the present invention, in which the outer shape of
[0067]
(Embodiment 9)
FIG. 9 shows an antenna device according to a ninth embodiment of the present invention. In the antenna device according to the seventh embodiment, a line segment connecting the first
[0068]
(Embodiment 10)
FIGS. 10A and 10B show an antenna device according to a tenth embodiment of the present invention. FIG. 10A shows the antenna device of FIG. The distance between the
[0069]
FIG. 10B shows a configuration in which the
[0070]
(Embodiment 11)
FIGS. 11A and 11B show an antenna device according to an eleventh embodiment of the present invention. In the antenna device shown in the second embodiment, the
[0071]
(Embodiment 12)
12 (a) and 12 (b) show an antenna device according to a twelfth embodiment of the present invention. In the seventh embodiment, the
[0072]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide two or more power supply ports for which isolation is ensured in one antenna, and it is also possible to reduce the size of such an antenna device. Become.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a perspective view of an antenna device according to a first embodiment of the present invention.
(B) Top view of the antenna device according to the first embodiment of the present invention
FIG. 2A is a perspective view of an antenna device according to a second embodiment of the present invention.
(B) Top view of the antenna device according to the second embodiment of the present invention
FIG. 3 (a) is a perspective view of an antenna device according to a third embodiment of the present invention.
(B) Top view of the antenna device according to the third embodiment of the present invention
FIG. 4A is a perspective view of an antenna device according to a fourth embodiment of the present invention.
(B) Top view of the antenna device according to the fourth embodiment of the present invention
(C) Top view of the antenna device according to the fourth embodiment of the present invention.
FIG. 5A is a perspective view of an antenna device according to a fifth embodiment of the present invention.
(B) Top view of the antenna device according to the fifth embodiment of the present invention.
FIG. 6A is a perspective view of an antenna device according to a sixth embodiment of the present invention.
(B) Top view of the antenna device according to the sixth embodiment of the present invention.
FIG. 7A is a perspective view of an antenna device according to a seventh embodiment of the present invention.
(B) Side view of an antenna device according to a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 8A is a perspective view of an antenna device according to an eighth embodiment of the present invention.
(B) Side view of an antenna device according to an eighth embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a perspective view of an antenna device according to a ninth embodiment of the present invention.
FIG. 10 (a) is a perspective view of an antenna device according to a tenth embodiment of the present invention.
(B) A perspective view of an antenna device according to a tenth embodiment of the present invention.
FIG. 11 (a) is a perspective view of an antenna device according to an eleventh embodiment of the present invention.
(B) Top view of the antenna device according to the eleventh embodiment of the present invention.
FIG. 12 (a) is a perspective view of an antenna device according to a twelfth embodiment of the present invention.
(B) Side view of an antenna device according to a twelfth embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a schematic diagram of a conventional antenna device.
[Explanation of symbols]
1 radiation plate
2 Ground plate
3 1st power supply port
4 Second power supply port
5 First substrate
6 Second substrate
7 First resonance current
8 Second resonance current
9 First line segment
10 Second line segment
11 Boundary line between first base and second base
12 Third power supply port
13 Third substrate
14 Third resonance current
15 Third line segment
16 Fourth line segment
17 Fifth line segment
18 Sixth line segment
19 Seventh line segment
20 Eighth line segment
21 Boundary Line between Second Base and Third Base
22 Fourth power supply port
23 gap
24 Interdigital Structure
25 slits
26 First Reactance Element
27 Second reactance element
100 Communication module
101 Bluetooth Antenna
102 W-LAN antenna
103 Bluetooth System
104 W-LAN system
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006157290A (en) * | 2004-11-26 | 2006-06-15 | Kyocera Corp | Surface mount antenna, antenna device using the same, and radio communication device |
JPWO2006011459A1 (en) * | 2004-07-28 | 2008-05-01 | 国立大学法人大阪大学 | Patch antenna and patch antenna manufacturing method |
Citations (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS56141604A (en) * | 1980-04-05 | 1981-11-05 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Microstrip antenna |
JPS5842330A (en) * | 1981-09-07 | 1983-03-11 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Diversity receiver |
JPS58215808A (en) * | 1982-06-10 | 1983-12-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Microstrip antenna |
JPS6040204B2 (en) * | 1980-04-05 | 1985-09-10 | 日本電信電話株式会社 | 2-resonance microstrip antenna |
JPS61196603A (en) * | 1985-02-26 | 1986-08-30 | Mitsubishi Electric Corp | Antenna |
JPS61143315U (en) * | 1985-02-26 | 1986-09-04 | ||
JPS6234811U (en) * | 1985-08-16 | 1987-02-28 | ||
JPS6239317U (en) * | 1985-08-27 | 1987-03-09 | ||
JPH03192805A (en) * | 1989-12-22 | 1991-08-22 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Antenna system |
JPH03192804A (en) * | 1989-12-22 | 1991-08-22 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Antenna system |
JPH0669717A (en) * | 1991-08-21 | 1994-03-11 | Kokusai Kagaku Shinko Zaidan | Oblique two-layer dielectric constitution microstrip antenna |
JPH09284039A (en) * | 1996-04-10 | 1997-10-31 | Ube Ind Ltd | Microstrip antenna |
JPH10247818A (en) * | 1997-03-05 | 1998-09-14 | Nippon Dengiyou Kosaku Kk | Polarized wave-sharing antenna |
JPH11122032A (en) * | 1997-10-11 | 1999-04-30 | Yokowo Co Ltd | Microstrip antenna |
JPH11274850A (en) * | 1998-03-24 | 1999-10-08 | Toyo Commun Equip Co Ltd | Diversity antenna |
JP2000236211A (en) * | 1999-02-15 | 2000-08-29 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Antenna device |
JP2000312112A (en) * | 1998-09-22 | 2000-11-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Patch antenna device |
JP2001119238A (en) * | 1999-10-18 | 2001-04-27 | Sony Corp | Antenna device and portable radio |
JP2002223175A (en) * | 2000-11-22 | 2002-08-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Mobile radio equipment |
JP3442531B2 (en) * | 1994-05-20 | 2003-09-02 | サン マイクロシステムズ インコーポレイテッド | Microstrip antenna element for wireless communication and apparatus provided with the antenna element |
-
2002
- 2002-09-12 JP JP2002266899A patent/JP2004104678A/en active Pending
Patent Citations (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS56141604A (en) * | 1980-04-05 | 1981-11-05 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Microstrip antenna |
JPS6040204B2 (en) * | 1980-04-05 | 1985-09-10 | 日本電信電話株式会社 | 2-resonance microstrip antenna |
JPS5842330A (en) * | 1981-09-07 | 1983-03-11 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Diversity receiver |
JPS58215808A (en) * | 1982-06-10 | 1983-12-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Microstrip antenna |
JPS61196603A (en) * | 1985-02-26 | 1986-08-30 | Mitsubishi Electric Corp | Antenna |
JPS61143315U (en) * | 1985-02-26 | 1986-09-04 | ||
JPS6234811U (en) * | 1985-08-16 | 1987-02-28 | ||
JPS6239317U (en) * | 1985-08-27 | 1987-03-09 | ||
JPH03192805A (en) * | 1989-12-22 | 1991-08-22 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Antenna system |
JPH03192804A (en) * | 1989-12-22 | 1991-08-22 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Antenna system |
JPH0669717A (en) * | 1991-08-21 | 1994-03-11 | Kokusai Kagaku Shinko Zaidan | Oblique two-layer dielectric constitution microstrip antenna |
JP3442531B2 (en) * | 1994-05-20 | 2003-09-02 | サン マイクロシステムズ インコーポレイテッド | Microstrip antenna element for wireless communication and apparatus provided with the antenna element |
JPH09284039A (en) * | 1996-04-10 | 1997-10-31 | Ube Ind Ltd | Microstrip antenna |
JPH10247818A (en) * | 1997-03-05 | 1998-09-14 | Nippon Dengiyou Kosaku Kk | Polarized wave-sharing antenna |
JPH11122032A (en) * | 1997-10-11 | 1999-04-30 | Yokowo Co Ltd | Microstrip antenna |
JPH11274850A (en) * | 1998-03-24 | 1999-10-08 | Toyo Commun Equip Co Ltd | Diversity antenna |
JP2000312112A (en) * | 1998-09-22 | 2000-11-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Patch antenna device |
JP2000236211A (en) * | 1999-02-15 | 2000-08-29 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Antenna device |
JP2001119238A (en) * | 1999-10-18 | 2001-04-27 | Sony Corp | Antenna device and portable radio |
JP2002223175A (en) * | 2000-11-22 | 2002-08-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Mobile radio equipment |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPWO2006011459A1 (en) * | 2004-07-28 | 2008-05-01 | 国立大学法人大阪大学 | Patch antenna and patch antenna manufacturing method |
JP2006157290A (en) * | 2004-11-26 | 2006-06-15 | Kyocera Corp | Surface mount antenna, antenna device using the same, and radio communication device |
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