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JP2006340202A - ANTENNA DEVICE AND RADIO COMMUNICATION DEVICE HAVING THE SAME - Google Patents

ANTENNA DEVICE AND RADIO COMMUNICATION DEVICE HAVING THE SAME Download PDF

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JP2006340202A
JP2006340202A JP2005164516A JP2005164516A JP2006340202A JP 2006340202 A JP2006340202 A JP 2006340202A JP 2005164516 A JP2005164516 A JP 2005164516A JP 2005164516 A JP2005164516 A JP 2005164516A JP 2006340202 A JP2006340202 A JP 2006340202A
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Japan
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antenna
electrode
antenna device
resonator
resonance
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JP2005164516A
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Japanese (ja)
Inventor
Naoki Adachi
尚季 安達
Noriyuki Ueki
紀行 植木
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Abstract

【課題】 周波数帯域を共用する異種無線通信システムへの干渉を低減する広帯域アンテナを提供すること。
【解決手段】 アンテナ電極201と、共振子電極203と誘電体基板204で構成される共振抑制素子202でアンテナ200を構成することで、共用する帯域内の周波数成分に対しては共振子電極203が共振することで誘電体基板204の誘電損失により信号エネルギーが吸収され、共用周波数帯域内の周波数成分の送信/受信を抑制し、異種無線通信システムへの与/被干渉を低減することができる。
【選択図】 図1
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wide band antenna for reducing interference with a heterogeneous wireless communication system sharing a frequency band.
An antenna 200 is constituted by an antenna electrode 201, a resonance suppression element 202 constituted by a resonator electrode 203 and a dielectric substrate 204, so that the resonator electrode 203 can be used for frequency components in a shared band. By resonating, signal energy is absorbed by dielectric loss of the dielectric substrate 204, transmission / reception of frequency components within the shared frequency band can be suppressed, and interference / interference with heterogeneous wireless communication systems can be reduced. .
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、アンテナ装置およびこれを備えた無線通信装置に係り、特に、主としてマイクロ波帯、ミリ波帯を用いた広帯域無線通信装置に用いられるアンテナに関するものである。   The present invention relates to an antenna device and a wireless communication device including the antenna device, and more particularly to an antenna used mainly in a broadband wireless communication device using a microwave band and a millimeter wave band.

従来の広帯域無線通信装置用のアンテナとしては、円形アンテナ電極を用いたものがあった(例えば、特許文献1参照)。図14は、特許文献1に記載された従来の広帯域アンテナを示すものである。   As an antenna for a conventional broadband wireless communication apparatus, there is an antenna using a circular antenna electrode (see, for example, Patent Document 1). FIG. 14 shows a conventional broadband antenna described in Patent Document 1. In FIG.

図14において、円板状の導電性の放射素子(アンテナ電極)1の下端を大地(グランド)2に近接して配置する際、その頂部が直径の高さに位置するように、夫々縦方向に設定する。そして給電線3を介して、その基端に高周波電源4を接続する。これにより、広い周波数帯域にわたり、極めて平坦なアンテナ特性を実現している。   In FIG. 14, when the lower end of the disk-shaped conductive radiating element (antenna electrode) 1 is disposed close to the ground (ground) 2, the top portion is positioned at the height of the diameter, respectively. Set to. A high frequency power supply 4 is connected to the base end of the power supply line 3. Thereby, an extremely flat antenna characteristic is realized over a wide frequency band.

特開昭57−142003公報JP 57-14003 A

しかしながら、前記従来の構成では、広帯域無線通信装置の周波数帯域の一部を異種の無線通信システムと共用している場合には、異種無線通信システムへの与干渉を抑えるために、無線通信装置の送信電力増幅器の出力で上昇した雑音電力レベルを下げる帯域阻止フィルタが必要となる。このような帯域阻止フィルタを用いた場合、帯域阻止フィルタの通過損失により、無線通信装置の送信電力効率の低下と受信感度の劣化が生じるという課題を有していた。   However, in the conventional configuration, when a part of the frequency band of the broadband wireless communication apparatus is shared with a heterogeneous radio communication system, in order to suppress interference with the heterogeneous radio communication system, There is a need for a band rejection filter that reduces the noise power level raised at the output of the transmit power amplifier. When such a band rejection filter is used, there is a problem in that the transmission loss of the wireless communication device and the reception sensitivity are degraded due to the passage loss of the band rejection filter.

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、送信電力効率および受信感度を低下することなく、異種無線通信システムと共用した周波数帯でのアンテナ動作を抑え、与/被干渉特性を向上することで、送信電力効率および受信感度を向上した無線通信装置の実現を可能とする広帯域アンテナを提供することを目的とする。   The present invention solves the above-described conventional problems, and suppresses antenna operation in a frequency band shared with a heterogeneous wireless communication system without reducing transmission power efficiency and reception sensitivity, and improves given / interfered characteristics. Accordingly, an object of the present invention is to provide a wideband antenna that can realize a wireless communication device with improved transmission power efficiency and reception sensitivity.

そこで上記課題を解決するために、本発明のアンテナ装置は、アンテナの周波数帯域内に共振周波数帯域をもつ共振子からなる共振抑制素子を備え、所定の周波数帯でのアンテナの共振動作を抑制して干渉周波数帯の高周波信号成分の送受信を抑制するものである。すなわち、このアンテナ装置は、アンテナ電極と、前記アンテナ電極の周波数帯域内の共振周波数を有し、前記アンテナ電極より狭い周波数帯域幅を有する共振子からなり、前記アンテナ電極に接続され前記共振子の共振帯域内での前記アンテナ電極の共振動作を抑制する共振抑制素子とを備えたことを特徴とする。   In order to solve the above problems, the antenna device of the present invention includes a resonance suppression element including a resonator having a resonance frequency band within the frequency band of the antenna, and suppresses the resonance operation of the antenna in a predetermined frequency band. Thus, transmission / reception of high-frequency signal components in the interference frequency band is suppressed. That is, the antenna device includes an antenna electrode and a resonator having a resonance frequency within a frequency band of the antenna electrode, and having a narrower frequency bandwidth than the antenna electrode, and is connected to the antenna electrode. And a resonance suppression element that suppresses a resonance operation of the antenna electrode within a resonance band.

この構成により、当該周波数帯域の共振子の共振自体を抑制するものであるため、フィルタを設けたりする場合に比べ、根本的な解決を図ることになる。したがって、周波数帯域の一部を共用する異種の無線通信システムへの与/被干渉を低減でき、送信電力効率および受信感度を向上した無線通信装置の実現を可能とするアンテナを提供することが可能となる。   This configuration suppresses the resonance itself of the resonator in the frequency band, so that a fundamental solution is achieved compared to the case where a filter is provided. Therefore, it is possible to provide an antenna that can reduce the interference / interference with different types of wireless communication systems that share a part of the frequency band, and that can realize a wireless communication device with improved transmission power efficiency and reception sensitivity. It becomes.

また本発明のアンテナ装置は、前記共振抑制素子が前記アンテナ電極に電流結合したものを含む。
この構成により、確実に共振抑制を行うことができる。
Further, the antenna device of the present invention includes the resonance suppression element that is current-coupled to the antenna electrode.
With this configuration, it is possible to reliably suppress resonance.

また本発明のアンテナ装置は、前記共振抑制素子が前記アンテナ電極に電界結合したものを含む。
この構成により、アンテナ電極との電気的接続なしに共振抑制を行うことができるため、基板の裏面に形成する場合にスルーホールの形成も不要となり、レイアウトに自由度を持たせることも可能である。
Further, the antenna device of the present invention includes an antenna device in which the resonance suppression element is electric field coupled to the antenna electrode.
With this configuration, resonance suppression can be performed without electrical connection with the antenna electrode. Therefore, when forming on the back surface of the substrate, it is not necessary to form a through hole, and the layout can be given flexibility. .

また本発明のアンテナ装置は、前記共振抑制素子が、前記アンテナ電極に電気的に接続された共振子電極と、前記共振子電極とアンテナ電極の間に介在せしめられ、誘電損失を有する誘電体基板とを備えたものを含む。
この構成により、誘電体基板の材質あるいは形状の選択により容易に誘電損失を制御することができ、誘電損失により共振抑制素子の帯域内の高周波信号成分を吸収し、共振抑制素子の帯域内の高周波信号成分の送受信を抑えることが出来る。
In the antenna device of the present invention, the resonance suppression element is a resonator electrode electrically connected to the antenna electrode, and a dielectric substrate having a dielectric loss interposed between the resonator electrode and the antenna electrode. And those with.
With this configuration, the dielectric loss can be easily controlled by selecting the material or shape of the dielectric substrate. The dielectric loss absorbs the high frequency signal component within the band of the resonance suppression element, and the high frequency within the band of the resonance suppression element. Transmission and reception of signal components can be suppressed.

また本発明のアンテナ装置は、前記共振抑制素子は、前記アンテナ電極に磁気的に接続された共振子電極と、前記共振子電極とアンテナ電極の間に介在せしめられ、誘電損失を有する誘電体基板とを備えたものを含む。
この構成により、誘電体基板の材質あるいは形状の選択により、容易に誘電損失を制御することができ、誘電損失により共振抑制素子の帯域内の高周波信号成分を吸収し、共振抑制素子の帯域内の高周波信号成分の送受信を抑えることが出来る。
In the antenna device of the present invention, the resonance suppression element includes a resonator electrode magnetically connected to the antenna electrode, and a dielectric substrate having a dielectric loss interposed between the resonator electrode and the antenna electrode. And those with.
With this configuration, the dielectric loss can be easily controlled by selecting the material or shape of the dielectric substrate, the high frequency signal component in the band of the resonance suppression element is absorbed by the dielectric loss, and the band in the resonance suppression element is within the band. Transmission and reception of high-frequency signal components can be suppressed.

また本発明のアンテナ装置は、前記共振子電極は、孤立パターンであるものを含む。
この構成により、形成が容易でレイアウトが自在となる。
In the antenna device of the present invention, the resonator electrode includes an isolated pattern.
With this configuration, formation is easy and layout is free.

また本発明のアンテナ装置は、前記共振子の共振動作を制御することで共振抑制素子の共振抑制動作を切り替える共振抑制動作制御手段を備えたものを含む。
この構成により、共振周波数を切り替え、必要に応じた周波数に対する共振抑制を行うべく、共振子の共振動作を制御することで、共振抑制素子の共振抑制動作を切り替える共振抑制動作制御手段を備えた広帯域アンテナとし、共振抑制素子の帯域内での高周波信号成分の送受信の抑制動作を切り替えることが出来る。
The antenna device of the present invention includes an antenna device including a resonance suppression operation control unit that switches a resonance suppression operation of the resonance suppression element by controlling a resonance operation of the resonator.
With this configuration, a broadband having resonance suppression operation control means for switching the resonance suppression operation of the resonance suppression element by switching the resonance frequency and controlling the resonance operation of the resonator so as to suppress the resonance with respect to the frequency as required. It is possible to switch the operation of suppressing transmission / reception of a high-frequency signal component within the band of the resonance suppression element as an antenna.

また本発明のアンテナ装置は、共振抑制動作制御手段は、共振子電極とアンテナ電極の間に接続されるものを含む。
この構成により、共振抑制動作制御手段により、アンテナ電極に対する共振子電極の高周波的な結合状態を変えることで、共振子の共振動作を切り替えることが出来る。
In the antenna device of the present invention, the resonance suppression operation control means includes one connected between the resonator electrode and the antenna electrode.
With this configuration, the resonance operation of the resonator can be switched by changing the high-frequency coupling state of the resonator electrode with respect to the antenna electrode by the resonance suppression operation control means.

また本発明のアンテナ装置は、前記共振抑制素子は、共振子の共振Qを低下させる抵抗負荷を有するものを含む。
この構成により、抵抗負荷により共振抑制素子の帯域内の高周波信号成分を吸収し、共振抑制素子の帯域内の高周波信号成分の送受信を抑えることが出来る。
In the antenna device of the present invention, the resonance suppression element includes a resistance load that reduces a resonance Q of the resonator.
With this configuration, the high frequency signal component within the band of the resonance suppression element can be absorbed by the resistance load, and transmission / reception of the high frequency signal component within the band of the resonance suppression element can be suppressed.

また本発明のアンテナ装置は、モノポールアンテナであるアンテナ電極と、アンテナ装置に接続された無線部と共有される誘電体基板と、前記アンテナ電極と前記無線部の間での高周波信号の入出力を行う給電線路と、前記給電線路のグランドであり前記アンテナ電極のグランドとしても動作するものを含む。
この構成により、共振抑制素子の帯域内の高周波信号成分の送受信を抑え、誘電体基板上に構成された無線部との不平衡給電線路による接続に適したアンテナを実現することが出来る。
The antenna device according to the present invention includes an antenna electrode that is a monopole antenna, a dielectric substrate shared with a radio unit connected to the antenna device, and input / output of a high-frequency signal between the antenna electrode and the radio unit. Including a power supply line that performs the operation of the antenna electrode and the ground of the antenna electrode.
With this configuration, transmission and reception of high-frequency signal components within the band of the resonance suppression element can be suppressed, and an antenna suitable for connection with an unbalanced feed line with the radio unit configured on the dielectric substrate can be realized.

また本発明のアンテナ装置は、アンテナ電極と同様の形状を有し、前記アンテナ電極と合わせてダイポールアンテナを形成するグランド電極を兼ねた第2のアンテナ電極を備えたものを含む。
この構成により、共振抑制素子の帯域内の高周波信号成分の送受信を抑え誘電体基板上に構成された無線部との不平衡給電線路による接続に適したアンテナを実現し、無線部のグランド基板形状のアンテナ特性への影響度を抑えることが出来る。
The antenna device according to the present invention includes an antenna device having a shape similar to that of an antenna electrode, and a second antenna electrode that also serves as a ground electrode that forms a dipole antenna together with the antenna electrode.
This configuration suppresses transmission and reception of high-frequency signal components within the band of the resonance suppression element, and realizes an antenna suitable for connection with an unbalanced feed line with a radio unit configured on a dielectric substrate. The degree of influence on the antenna characteristics can be suppressed.

また本発明のアンテナ装置は、前記アンテナ電極がモノポールアンテナであるものを含む。
この構成により、モノポールアンテナであるアンテナ電極を用いたことで、共振抑制素子の帯域内の高周波信号の送受信を抑えた不平衡給電に適したアンテナを実現することが出来る。
The antenna device of the present invention includes one in which the antenna electrode is a monopole antenna.
With this configuration, by using an antenna electrode that is a monopole antenna, it is possible to realize an antenna suitable for unbalanced power supply that suppresses transmission and reception of high-frequency signals within the band of the resonance suppression element.

また本発明のアンテナ装置は、前記アンテナ電極がダイポールアンテナであるものを含む。
この構成により、ダイポールアンテナであるアンテナ電極を備えたことで、共振抑制素子の帯域内の高周波信号の送受信を抑えた平衡給電に適したアンテナを実現することが出来る。
The antenna device of the present invention includes one in which the antenna electrode is a dipole antenna.
With this configuration, the antenna electrode that is a dipole antenna is provided, so that an antenna suitable for balanced feeding that suppresses transmission and reception of high-frequency signals within the band of the resonance suppression element can be realized.

また本発明のアンテナ装置は、広帯域特性を有する円形のアンテナ電極を備えたものを含む。
この構成により、円形のアンテナ電極を備えた広帯域アンテナとすることで、共振抑制素子の帯域内の高周波信号の送受信を抑えた不平衡給電に適したアンテナを実現することが出来る。
Further, the antenna device of the present invention includes a device provided with a circular antenna electrode having a broadband characteristic.
With this configuration, an antenna suitable for unbalanced feeding that suppresses transmission and reception of high-frequency signals within the band of the resonance suppression element can be realized by using a wideband antenna including a circular antenna electrode.

また本発明のアンテナ装置は、前記共振子電極が円形であるものを含む。   The antenna device of the present invention includes one in which the resonator electrode is circular.

また本発明のアンテナ装置は、前記共振子電極が三角形であるものを含む。   Moreover, the antenna device of the present invention includes one in which the resonator electrode is a triangle.

また本発明のアンテナ装置は、前記共振子電極は扇形であるものを含む。   In the antenna device of the present invention, the resonator electrode has a sector shape.

また本発明のアンテナ装置は、前記アンテナ装置の帯域内の高周波信号を用いて無線通信する無線部とを備え、共振抑制素子の周波数帯域内でのアンテナ利得を抑えたものを含む。
この構成により、周波数帯域の一部を共有する異種の無線通信システムへの干渉度を抑えた無線通信システムを構成することが出来る。
In addition, the antenna device of the present invention includes a wireless unit that wirelessly communicates using a high-frequency signal within the band of the antenna device, and includes a device that suppresses the antenna gain within the frequency band of the resonance suppression element.
With this configuration, it is possible to configure a wireless communication system in which the degree of interference with different types of wireless communication systems sharing a part of the frequency band is suppressed.

また本発明の無線通信装置は、上記アンテナ装置と、前記アンテナ装置の帯域内の高周波信号を用いて無線通信する無線部と、前記アンテナ装置の共振抑制動作制御手段を制御する信号を発生して異種の無線通信システムへ与える干渉の度合いを制御する与干渉度変更信号発生手段を備えたものを含む。
この構成により、周波数帯域の一部を共有する異種の無線通信システムへの干渉度を切り替えることが出来る無線通信システムを構成することが出来る。
The wireless communication device of the present invention generates a signal for controlling the antenna device, a wireless unit that performs wireless communication using a high-frequency signal in a band of the antenna device, and a resonance suppression operation control unit of the antenna device. This includes an interference level change signal generating means for controlling the degree of interference applied to different types of wireless communication systems.
With this configuration, it is possible to configure a radio communication system capable of switching the degree of interference with different types of radio communication systems sharing a part of the frequency band.

また本発明の無線通信装置は、受信信号より干渉を与える可能性がある異種の無線通信システムの有無を検出し与干渉度変更信号発生手段に与干渉機器判定信号を出力する与干渉機器検出手段を備えたものを含む。
この構成により、周波数帯域の一部を共有する異種の無線通信システムの有無に対応して、効率的に干渉度を切り替えることが出来る無線通信システムを構成することが出来る。
Further, the wireless communication apparatus of the present invention detects the presence / absence of a heterogeneous wireless communication system that may cause interference from the received signal and outputs an interference device determination signal to the interference level change signal generation unit Including those with
With this configuration, it is possible to configure a radio communication system that can efficiently switch the degree of interference in accordance with the presence or absence of different types of radio communication systems that share a part of the frequency band.

本発明によれば、アンテナ電極と、アンテナ電極の周波数帯域内の共振周波数を有し、アンテナ電極より狭い周波数帯域幅を有する共振子からなり、アンテナ電極に接続され共振子の共振帯域内でのアンテナ電極の共振動作を抑制する共振抑制素子とを備えたことで、共振抑制素子の帯域内の高周波信号の送受信を抑えることが出来る。   According to the present invention, an antenna electrode and a resonator having a resonance frequency within the frequency band of the antenna electrode and having a frequency bandwidth narrower than that of the antenna electrode are connected to the antenna electrode and within the resonance band of the resonator. By including the resonance suppression element that suppresses the resonance operation of the antenna electrode, transmission / reception of a high-frequency signal within the band of the resonance suppression element can be suppressed.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1の広帯域アンテナを示す図であり、図1(a)は正面図(一部断面図)、図1(b)は側面からの断面図、図1(c)および図1(d)の動作説明図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
1A and 1B are diagrams showing a wideband antenna according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 1A is a front view (partial cross-sectional view), FIG. 1B is a cross-sectional view from the side, and FIG. It is operation | movement explanatory drawing of c) and FIG.1 (d).

図1において、100は本実施の形態の広帯域アンテナである。そしてこの広帯域アンテナ100は、円形状の導電性材料からなるアンテナ電極101と、このアンテナ電極の周波数帯域内の共振周波数を有し、このアンテナ電極より狭い周波数帯域幅を有する共振子からなり、このアンテナ電極に接続され、この共振子の共振帯域内で、このアンテナ電極の共振動作を抑制する共振抑制素子とを備え、所望の周波数帯域の共振を抑制するように構成されたことを特徴とするものである。   In FIG. 1, reference numeral 100 denotes a broadband antenna of the present embodiment. The broadband antenna 100 includes an antenna electrode 101 made of a circular conductive material, and a resonator having a resonance frequency within the frequency band of the antenna electrode and having a narrower frequency bandwidth than the antenna electrode. A resonance suppression element that is connected to the antenna electrode and suppresses the resonance operation of the antenna electrode within the resonance band of the resonator is configured to suppress resonance in a desired frequency band. Is.

すなわち、この共振抑制素子102は、アンテナ電極101とスルーホールHを介して電気的に接続された共振子電極103と、誘電損失を有する平板上の誘電体材料からなる誘電体基板104で構成される。アンテナ電極101は、グランド105に対して、モノポールアンテナとして動作し、同軸線路からなる給電線路106により、ポート107に接続され、無線部等の外部装置に接続される。   That is, the resonance suppression element 102 includes a resonator electrode 103 electrically connected to the antenna electrode 101 through the through hole H, and a dielectric substrate 104 made of a dielectric material on a flat plate having dielectric loss. The The antenna electrode 101 operates as a monopole antenna with respect to the ground 105, is connected to a port 107 by a feed line 106 made of a coaxial line, and is connected to an external device such as a radio unit.

図2は、本実施の形態の広帯域アンテナについて、アンテナ電極半径6.8mm、共振子電極半径2.9mm、誘電体基板厚さ0.8mm、比誘電率4、誘電体損失としてtanδ=0.02の条件でシミュレーションにより求めた、アンテナ利得の周波数特性の解析結果の一例である。   FIG. 2 shows an antenna electrode radius of 6.8 mm, a resonator electrode radius of 2.9 mm, a dielectric substrate thickness of 0.8 mm, a relative dielectric constant of 4, and a dielectric loss of tan δ = 0. It is an example of the analysis result of the frequency characteristic of the antenna gain calculated | required by simulation on the conditions of 02. FIG.

ここでアンテナ電極101は、図1中の方向aに主たる電界方向を持つアンテナ動作をすることで、図2に一例として示した周波数帯f1の広帯域な周波数特性を発揮するものである。図2では縦軸は利得、横軸は周波数を示すものである。図2の周波数帯f2内の周波数成分に対しては、共振抑制素子102を構成する共振子電極103は、図1aの電界方向で共振し、誘電体基板104の誘電損失により該周波数成分の信号エネルギーの一部が吸収されることで、広帯域アンテナ100の効率が低下してアンテナ利得が下がり、図2の周波数特性となる。アンテナ利得が低下することで、送信動作の場合は不要な雑音電力成分の放射を抑制することができる。また、受信動作の場合は、不要な雑音成分の受信を抑制することができる。   Here, the antenna electrode 101 exhibits a wide frequency characteristic of the frequency band f1 shown as an example in FIG. 2 by performing an antenna operation having a main electric field direction in the direction a in FIG. In FIG. 2, the vertical axis represents gain and the horizontal axis represents frequency. For the frequency component in the frequency band f2 of FIG. 2, the resonator electrode 103 constituting the resonance suppression element 102 resonates in the electric field direction of FIG. By absorbing a part of the energy, the efficiency of the wideband antenna 100 is lowered, the antenna gain is lowered, and the frequency characteristic of FIG. 2 is obtained. By reducing the antenna gain, it is possible to suppress emission of unnecessary noise power components in the case of transmission operation. In the case of a reception operation, reception of unnecessary noise components can be suppressed.

図1(c)および図1(d)は動作説明図であり、図1(c)における矢印A1は、アンテナ動作時のアンテナ電極101の表面電流の代表的な向きの一例である。図1(d)における矢印A2は、図1(c)と同じタイミングでの共振子電極103のアンテナ電極101側の面に流れる表面電流の代表的な向きの一例である。   FIGS. 1C and 1D are explanatory diagrams of operation. An arrow A1 in FIG. 1C is an example of a typical direction of the surface current of the antenna electrode 101 during antenna operation. An arrow A2 in FIG. 1D is an example of a typical direction of the surface current flowing on the surface on the antenna electrode 101 side of the resonator electrode 103 at the same timing as in FIG.

かかる構成によれば、アンテナ電極101は、図2に一例として示した周波数帯f1の広帯域な周波数特性を発揮する。図2の周波数帯f2内の周波数成分に対しては、共振子電極103とアンテナ電極101の接続部から共振子電極103に流れる高周波電流により、図1(c)、(d)に矢印で図示した表面電流分布を生じ、共振抑制素子102を構成する共振子電極103がアンテナ電極のアンテナ動作に結合して共振し、誘電体基板104の誘電損失により該周波数成分の信号エネルギーの一部が吸収されることで、広帯域アンテナ100の効率が低下しアンテナ利得が下がり、図2に示すように周波数帯f2内の周波数成分の利得が谷状となった周波数特性となる。アンテナ利得が低下することで、送信動作の場合は不要な雑音電力成分の放射が抑えられ、受信動作の場合は不要な雑音成分の受信が抑えられる。   According to such a configuration, the antenna electrode 101 exhibits a wide frequency characteristic of the frequency band f1 shown as an example in FIG. The frequency components in the frequency band f2 in FIG. 2 are indicated by arrows in FIGS. 1C and 1D due to the high-frequency current flowing from the connecting portion between the resonator electrode 103 and the antenna electrode 101 to the resonator electrode 103. The resonance electrode 103 constituting the resonance suppression element 102 is coupled to the antenna operation of the antenna electrode and resonates, and a part of the signal energy of the frequency component is absorbed by the dielectric loss of the dielectric substrate 104. As a result, the efficiency of the wideband antenna 100 is lowered, the antenna gain is lowered, and the frequency characteristic in the frequency band f2 has a valley shape as shown in FIG. By reducing the antenna gain, emission of unnecessary noise power components is suppressed in the case of transmission operation, and reception of unnecessary noise components is suppressed in the case of reception operation.

(実施の形態2)
次に本発明の実施の形態2について説明する。図3(a)は本発明の実施の形態2のアンテナ装置を示す正面図、図3(b)は図3(a)の断面図である。図3において、図1と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。2組のアンテナ電極101、共振抑制素子102をダイポールアンテナ状に構成し、一方のアンテナ電極101を平衡線路からなる給電線路110に接続するとともに、他方のアンテナ電極101をポート111に接続している。
(Embodiment 2)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 3A is a front view showing an antenna apparatus according to Embodiment 2 of the present invention, and FIG. 3B is a cross-sectional view of FIG. In FIG. 3, the same components as those in FIG. Two antenna electrodes 101 and a resonance suppression element 102 are configured in a dipole antenna shape, and one antenna electrode 101 is connected to a feed line 110 formed of a balanced line, and the other antenna electrode 101 is connected to a port 111. .

かかる構成により、平衡給電の外部回路に対する接続が容易な広帯域アンテナを構成することが出来、グランドがない状態でのアンテナ動作が可能となる。共振抑制素子は、図3(b)に示すように同一面上に形成されている。   With this configuration, it is possible to configure a broadband antenna that can be easily connected to a balanced power supply external circuit, and to perform antenna operation without a ground. The resonance suppression element is formed on the same surface as shown in FIG.

なお、本実施の形態の変形例として、図4(a)に断面図を示すように、異なる面に形成してもよい。正面図は図3(a)に示したものと同様である。更に図4(b)のように、両面に共振抑制素子となる誘電体基板を形成することで、共振抑制素子でのエネルギーの吸収量を増すことで、より強く共振動作を抑制することが可能となる。   As a modification of the present embodiment, it may be formed on different surfaces as shown in the cross-sectional view of FIG. The front view is the same as that shown in FIG. Furthermore, as shown in FIG. 4B, by forming a dielectric substrate as a resonance suppression element on both sides, it is possible to suppress the resonance operation more strongly by increasing the amount of energy absorbed by the resonance suppression element. It becomes.

また、本実施の形態において、共振抑制素子として円形の共振子電極を用いた例を示したが、円形に限定するものではなく、三角状、扇状の共振抑制素子を用いても良い。更に、小形の共振子として、直接共振子電極の一端がアンテナ電極に接続することで、誘電体基板の誘電率で短縮された共振周波数での四分の一波長の長さを有する先端開放型の共振子を用いた例を示したが、電界結合すなわち、電磁気的にアンテナ電極と結合する共振周波数の半波長の長さの共振子を用いてもよい。   In this embodiment, an example in which a circular resonator electrode is used as the resonance suppression element is shown. However, the present invention is not limited to a circular shape, and a triangular or fan-shaped resonance suppression element may be used. Further, as a small resonator, one end of the resonator electrode is directly connected to the antenna electrode, so that the open end type has a quarter wavelength length at the resonance frequency reduced by the dielectric constant of the dielectric substrate. However, a resonator having a length of a half wavelength of a resonance frequency that is electromagnetically coupled to the antenna electrode may be used.

また、アンテナ電極の電界方向と共振子の共振の電界方向が一致する例を示した。共振抑制素子でのエネルギーの吸収度を高めるためには、電界方向が一致した構成が望ましいが、共振抑制動作の抑制度合いの設定によっては、一致しない構成を用いてもよい。   Also, an example in which the electric field direction of the antenna electrode coincides with the electric field direction of resonance of the resonator is shown. In order to increase the degree of energy absorption in the resonance suppression element, a configuration in which the electric field directions match is desirable, but a configuration that does not match may be used depending on the setting of the suppression level of the resonance suppression operation.

更に、一種類の共振抑制素子を備えた例を示したが、複数の共用する周波数帯域に対応して、複数の共振抑制素子を備えてもよい。例えば、図4(b)で、アンテナ電極101の裏表に異なる共振周波数の共振抑制素子を備えてもよく、この場合、2種の周波数帯域に対して、広帯域アンテナの共振動作の抑制が可能となる。   Furthermore, although the example provided with one kind of resonance suppression element was shown, you may provide a some resonance suppression element corresponding to the some frequency band shared. For example, in FIG. 4B, resonance suppression elements having different resonance frequencies may be provided on the back and front of the antenna electrode 101. In this case, the resonance operation of the broadband antenna can be suppressed for two types of frequency bands. Become.

(実施の形態3)
次に本発明の実施の形態3について説明する。
図5(a)は、本発明の実施の形態3における広帯域アンテナの表面からの透視図、図5(b)は表面の電極を示す図、図5(c)は裏面の電極を示す図、図5(d)はアンテナ電極周辺を拡大した断面図である。
(Embodiment 3)
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
5 (a) is a perspective view from the front surface of the wideband antenna according to Embodiment 3 of the present invention, FIG. 5 (b) is a diagram showing the electrode on the front surface, FIG. 5 (c) is a diagram showing the electrode on the back surface, FIG. 5D is an enlarged sectional view around the antenna electrode.

本実施の形態の広帯域アンテナ装置200は図5に示すように、誘電体基板204を支持基板とし、この誘電体基板204の表面および裏面にアンテナ電極201および共振子電極203を形成し、これらをこの誘電体基板204に設けられたスルーホールHを介して高周波的に接続されたことを特徴とするものである。ここでも、この広帯域アンテナ装置200は、円形状の導電性材料からなるアンテナ電極201と、このアンテナ電極の周波数帯域内の共振周波数を有し、このアンテナ電極より狭い周波数帯域幅を有する共振子電極203からなり、このアンテナ電極201に接続され、この共振子の共振帯域内で、このアンテナ電極の共振動作を抑制する共振抑制素子202とを備え、所望の周波数帯域の共振を抑制するように構成されたことを特徴とするものである。   As shown in FIG. 5, the broadband antenna device 200 of the present embodiment uses a dielectric substrate 204 as a support substrate, and an antenna electrode 201 and a resonator electrode 203 are formed on the front and back surfaces of the dielectric substrate 204, and these are formed. The dielectric substrate 204 is connected at a high frequency through a through hole H provided in the dielectric substrate 204. Again, this broadband antenna device 200 includes an antenna electrode 201 made of a circular conductive material, and a resonator electrode having a resonance frequency within the frequency band of the antenna electrode and having a narrower frequency bandwidth than the antenna electrode. 203, comprising a resonance suppression element 202 connected to the antenna electrode 201 and suppressing the resonance operation of the antenna electrode within the resonance band of the resonator, and configured to suppress resonance in a desired frequency band. It is characterized by that.

すなわち、この共振抑制素子202は、アンテナ電極201とスルーホールにより高周波的に接続された共振子電極203と、誘電損失を有する平板状の誘電体材料からなる誘電体基板204で構成される。グランド電極205は、アンテナ電極201のグランドであり、広帯域アンテナ200への入出力線路であるマイクロストリップ線路からなる給電線路206のグランドを兼ね、誘電体基板204は給電線路206の基板を兼ねる。給電線路206は同軸コネクタ207を介して外部回路と接続される。   That is, the resonance suppression element 202 includes a resonator electrode 203 that is connected to the antenna electrode 201 through a through hole at a high frequency, and a dielectric substrate 204 made of a flat dielectric material having dielectric loss. The ground electrode 205 is the ground of the antenna electrode 201, and also serves as the ground of the feed line 206 made of a microstrip line that is an input / output line to the broadband antenna 200, and the dielectric substrate 204 also serves as the substrate of the feed line 206. The feed line 206 is connected to an external circuit via a coaxial connector 207.

図6は、本実施の形態の広帯域アンテナについて、アンテナ電極半径6.8mm、共振子電極半径2.9mm、誘電体基板厚さ0.8mm、比誘電率4、誘電損失としてtanδ=0.02、誘電体基板サイズ21mm×50mmの条件でシミュレーションにより求めた、アンテナ利得の周波数特性の解析結果の一例である。   FIG. 6 shows an antenna electrode radius of 6.8 mm, a resonator electrode radius of 2.9 mm, a dielectric substrate thickness of 0.8 mm, a relative dielectric constant of 4, and a dielectric loss of tan δ = 0.02 for the broadband antenna of this embodiment. It is an example of the analysis result of the frequency characteristic of the antenna gain calculated | required by simulation on the conditions of a dielectric substrate size of 21 mm x 50 mm.

かかる構成によれば、アンテナ電極201は、給電線路206を入出力線路として、図5中の方向bに主たる電界方向を持ち、グランド電極205をグランドとしたモノポールアンテナとして動作することで、図6に一例として示した周波数帯f3の広帯域な周波数特性を発揮する。図6の周波数帯f4内の周波数成分に対しては、共振抑制素子202は図6中のbの電界方向で共振し、誘電体基板204の誘電損失により共振エネルギーの一部が消費されることで、広帯域アンテナ200の効率が低下し該周波数成分のアンテナ利得が下がり、図6に示すような周波数特性となる。アンテナ利得が低下することで、送信動作の場合は、不要な雑音電力成分の放射が抑えられ、受信動作の場合は、不要な雑音成分の受信を抑制することができる。   According to such a configuration, the antenna electrode 201 operates as a monopole antenna with the feeder line 206 as the input / output line, the main electric field direction in the direction b in FIG. 5 and the ground electrode 205 as the ground. 6 exhibits a wide frequency characteristic of the frequency band f3 shown as an example in FIG. For the frequency component in the frequency band f4 in FIG. 6, the resonance suppression element 202 resonates in the electric field direction b in FIG. 6, and a part of the resonance energy is consumed by the dielectric loss of the dielectric substrate 204. As a result, the efficiency of the wideband antenna 200 decreases and the antenna gain of the frequency component decreases, and the frequency characteristics shown in FIG. 6 are obtained. By reducing the antenna gain, it is possible to suppress the emission of unnecessary noise power components in the case of a transmission operation, and to suppress reception of unnecessary noise components in the case of a reception operation.

誘電体基板上204上のアンテナ電極201、共振子電極203、グランド電極205、給電マイクロストリップ線路206は、平面回路基板と同様の製造手段により製造可能であり、安価に本実施の形態の広帯域アンテナを実施することが可能となる。   The antenna electrode 201, the resonator electrode 203, the ground electrode 205, and the feeding microstrip line 206 on the dielectric substrate 204 can be manufactured by the same manufacturing means as the planar circuit board, and the broadband antenna of this embodiment can be manufactured at low cost. Can be carried out.

(実施の形態4)
次に本発明の実施の形態4について説明する。図7(a)は本発明の実施の形態4のアンテナ装置を示す正面図、図7(b)は表面の電極図、図7(c)は裏面の電極図である。図7において、図5と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。図7において、アンテナ電極201と同形の第2のアンテナ電極210によりアンテナ電極201と併せてダイポールアンテナを構成する。第2のアンテナ電極は端部で同軸コネクタ207のグランドと接続する。
(Embodiment 4)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. FIG. 7A is a front view showing an antenna device according to Embodiment 4 of the present invention, FIG. 7B is an electrode diagram on the front surface, and FIG. 7C is an electrode diagram on the back surface. In FIG. 7, the same components as those in FIG. In FIG. 7, a second antenna electrode 210 having the same shape as the antenna electrode 201 is combined with the antenna electrode 201 to form a dipole antenna. The second antenna electrode is connected to the ground of the coaxial connector 207 at the end.

かかる構成により、第2のアンテナ電極210は、給電線路206のグランドと同軸コネクタ207へのグランドを兼ね、給電コネクタ207に接続された不平衡系の外部回路の影響を軽減した平衡動作するダイポールアンテナ状のアンテナ動作が可能となる。   With this configuration, the second antenna electrode 210 serves as a ground for the feed line 206 and a ground for the coaxial connector 207, and performs a balanced operation with reduced influence of an unbalanced external circuit connected to the feed connector 207. Antenna operation is possible.

なお、本実施の形態において、同軸コネクタにより外部回路と接続する構成例を示したが、誘電体基板上に直接外部回路を形成した構成としてもよく、感度の観点では同一基板上に形成することが望ましい。   In this embodiment, a configuration example in which an external circuit is connected by a coaxial connector has been shown. However, a configuration in which an external circuit is formed directly on a dielectric substrate may be used, and from the viewpoint of sensitivity, it may be formed on the same substrate. Is desirable.

(実施の形態5)
図8(a)は、本発明の実施の形態5の広帯域アンテナの共振子電極周辺の拡大表面図、図8(b)は断面図である。図9は、本発明の実施の形態5の広帯域アンテナ装置を用いた無線通信装置の高周波F/E(フロントエンド)周辺の機能ブロック図である。図8、図9において、図5と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
(Embodiment 5)
FIG. 8A is an enlarged surface view around the resonator electrode of the broadband antenna according to the fifth embodiment of the present invention, and FIG. 8B is a cross-sectional view. FIG. 9 is a functional block diagram around the high frequency F / E (front end) of the wireless communication device using the wideband antenna device according to the fifth embodiment of the present invention. 8 and 9, the same components as those in FIG.

本発明の実施の形態の広帯域アンテナ装置300は、図8に示すように、共振抑制電極203に共振抑制動作制御手段301を付加してなるものである。この共振抑制動作制御手段301は、共振子電極203のDC電位をグランド電極205と等しくし、アンテナ電極203をグランド電極205から高周波的に分離するインダクタ302と、共振子電極203をアンテナ電極201と高周波的に接続する結合コンデンサ303と、給電線路206より供給されるDC電圧である与干渉度変更信号による印加電圧の変化によって、アンテナ電極201と共振子電極203の接続状態を変更するスイッチ用ダイオード303とがチップ素子として搭載されている。   As shown in FIG. 8, the broadband antenna device 300 according to the embodiment of the present invention is obtained by adding a resonance suppression operation control means 301 to the resonance suppression electrode 203. The resonance suppression operation control means 301 is configured such that the DC potential of the resonator electrode 203 is equal to that of the ground electrode 205, the inductor 302 that separates the antenna electrode 203 from the ground electrode 205 in high frequency, and the resonator electrode 203 is connected to the antenna electrode 201. A coupling capacitor 303 that is connected in a high frequency manner and a switching diode that changes the connection state of the antenna electrode 201 and the resonator electrode 203 according to a change in applied voltage caused by an interference change signal that is a DC voltage supplied from the feeder line 206. 303 are mounted as chip elements.

図9において、広帯域F/E311は、異種の無線通信システムと周波数帯域の一部(帯域a)を共用している。アンテナ300に接続された広帯域F/E311で受信した信号により、周波数帯域を共有する。更に、システムの有無を与干渉機器検出手段312により判定し、与干渉機器検出手段312の出力に対応して、与干渉度変更信号発生手段313は共振抑制動作制御手段301への与干渉度変更信号を切り替える。また、広帯域F/E311は、外部回路との入出力ポートであるポート314を有する。   In FIG. 9, the broadband F / E 311 shares a part of the frequency band (band a) with a different type of wireless communication system. The frequency band is shared by the signal received by the broadband F / E 311 connected to the antenna 300. Further, the presence / absence of the system is determined by the interfering device detection unit 312, and the interference level change signal generation unit 313 changes the interference level to the resonance suppression operation control unit 301 in accordance with the output of the interfering device detection unit 312. Switch signals. The broadband F / E 311 has a port 314 that is an input / output port with an external circuit.

かかる構成により、与干渉機器検出手段312は、アンテナ300を通して広帯域F/E311で受信した信号を受けて、帯域a内の周波数成分により、周波数帯域を共用する異種の無線通信システムの有無を判断する。   With this configuration, the interfering device detection unit 312 receives a signal received by the wideband F / E 311 through the antenna 300, and determines the presence / absence of a heterogeneous wireless communication system sharing the frequency band based on the frequency component in the band a. .

異種無線通信システムが存在する場合は、与干渉度変更信号発生手段313から共振抑制動作制御手段301へ共振抑制動作を行う与干渉度変更信号が出力され、給電線路206に負電圧が印加されることで、スイッチ用ダイオード303が逆バイアスされる。スイッチ用ダイオード303は、逆バイアスされることで、ハイインピーダンス(例えば1kΩ)状態となり、共振子202は帯域a内の周波数成分に対して共振し、誘電体基板204の誘電体損失により共振エネルギーの一部が吸収されることで、帯域a内でのアンテナ300の利得は低下し、帯域aを共用する異種の無線通信システムへの与/被干渉を低減することができる。   When there is a heterogeneous wireless communication system, an interference level change signal for performing a resonance suppression operation is output from the interference level change signal generation unit 313 to the resonance suppression operation control unit 301, and a negative voltage is applied to the feeder line 206. As a result, the switching diode 303 is reverse-biased. The switch diode 303 is in a high impedance state (for example, 1 kΩ) by being reverse-biased, and the resonator 202 resonates with respect to the frequency component in the band a. By partially absorbing the antenna 300, the gain of the antenna 300 in the band a is reduced, and the applied / interfered interference with different types of wireless communication systems sharing the band a can be reduced.

異種無線通信システムが存在しない場合は、給電線路206にスイッチ用ダイオード303を順方向にバイアスする正電圧が印加され、スイッチ用ダイオード303は導通状態となり、共振子202は帯域a内の周波数成分に対して共振しなくなり、共振抑制素子で吸収されない。   When the heterogeneous wireless communication system does not exist, a positive voltage for forward biasing the switching diode 303 is applied to the feed line 206, the switching diode 303 becomes conductive, and the resonator 202 has a frequency component in the band a. On the other hand, it does not resonate and is not absorbed by the resonance suppression element.

なお、このような広帯域アンテナ300は、図10にその実装例を示すように、誘電体基板204を大きく形成しておき、この誘電体基板上に広帯域F/E311を搭載するようにしてもよい。これにより、装置の大型化を招くことなく形成可能である。   Note that such a broadband antenna 300 may have a dielectric substrate 204 formed large and a broadband F / E 311 mounted on the dielectric substrate as shown in FIG. . Thereby, it can form, without causing the enlargement of an apparatus.

なお、スイッチ用ダイオードを用いた共振抑制動作制御手段の構成例を示したが、FETスイッチを用いても同様の効果を得ることが出来、スイッチの実現手段を限定するものではない。   In addition, although the example of a structure of the resonance suppression operation control means using the diode for switching was shown, the same effect can be acquired even if it uses FET switch, and the implementation | achievement means of a switch is not limited.

また、負電圧により共振抑制動作を停止する構成例を示したが、ダイオードの接続方向に対応して、共振抑制動作を発揮する場合の印加電圧が正電圧である構成を用いても同様の効果が得られ、印加電圧の正負を限定するものではない。   In addition, the configuration example in which the resonance suppression operation is stopped by the negative voltage has been shown. However, the same effect can be obtained even when a configuration in which the applied voltage is positive when the resonance suppression operation is performed corresponding to the connection direction of the diode. The sign of the applied voltage is not limited.

(実施の形態6)
次に実施の形態6について説明する。
前記実施の形態1では、共振子電極103は、スルーホールHを介してアンテナ電極101に、電気的に接続したが、本実施の形態では、図11に示すように直接接続することなく、電界結合によって接続するようにしてもよい。
(Embodiment 6)
Next, a sixth embodiment will be described.
In the first embodiment, the resonator electrode 103 is electrically connected to the antenna electrode 101 through the through hole H. However, in this embodiment, the electric field is not directly connected as shown in FIG. You may make it connect by coupling | bonding.

ここで図11(a)は正面図(一部断面図)、図11(b)は側面からの断面図、図11(c)および図11(d)は動作説明図である。   Here, FIG. 11A is a front view (partial cross-sectional view), FIG. 11B is a cross-sectional view from the side, and FIG. 11C and FIG.

本実施の形態おいて、図1に示した実施の形態1の広帯域アンテナ100と異なるのは、共振抑制素子140を構成する共振子電極141が、アンテナ電極101に、電気的に接続されることなく、電界結合している点である。他は同様に構成されている。
図11(c)の矢印は、アンテナ動作時のアンテナ電極101の表面電流の代表的な向きの一例である。図11(d)の矢印は、図11(c)と同じタイミングでの共振子電極141のアンテナ電極101側の面に流れる表面電流の代表的な向きの一例である。
In the present embodiment, the difference from the broadband antenna 100 of the first embodiment shown in FIG. 1 is that the resonator electrode 141 constituting the resonance suppression element 140 is electrically connected to the antenna electrode 101. There is no electric field coupling. Others are similarly configured.
The arrow in FIG. 11C is an example of a typical direction of the surface current of the antenna electrode 101 during antenna operation. The arrow in FIG. 11D is an example of a typical direction of the surface current flowing on the surface on the antenna electrode 101 side of the resonator electrode 141 at the same timing as in FIG.

アンテナ電極上の表面電流の代表的な向きA1と同じタイミングでの共振子電極のアンテナ電極側の面に流れる表面電流の代表的な向きを、矢印A3で示す。ここでは、共振抑制素子140は、アンテナ電極に電界結合する共振子電極141によって、アンテナ(アンテナ電極101)に電界結合しているため、図11(d)と図1(d)の比較から、明らかなように、共振子電極のアンテナ電極側の面に流れる表面電流の向きA3が、電流結合で形成された場合と逆になっている。   A typical direction of the surface current flowing on the surface on the antenna electrode side of the resonator electrode at the same timing as the typical direction A1 of the surface current on the antenna electrode is indicated by an arrow A3. Here, since the resonance suppression element 140 is electric field coupled to the antenna (antenna electrode 101) by the resonator electrode 141 that is electric field coupled to the antenna electrode, the comparison between FIG. 11 (d) and FIG. As is apparent, the direction A3 of the surface current flowing on the surface of the resonator electrode on the antenna electrode side is opposite to that formed by current coupling.

かかる構成によれば、図11(c)、11(d)に矢印A1,A3で図示した表面電流分布を生じ、共振抑制素子140を構成する共振子電極141が、アンテナ電極のアンテナ動作に電界結合して共振し、誘電体基板104の誘電損失により該周波数成分の信号エネルギーの一部が吸収されることで、広帯域アンテナ100の効率が低下し、アンテナ利得が低下する。   According to such a configuration, the surface current distribution illustrated by arrows A1 and A3 in FIGS. 11 (c) and 11 (d) is generated, and the resonator electrode 141 constituting the resonance suppression element 140 has an electric field for the antenna operation of the antenna electrode. When coupled and resonated, a part of the signal energy of the frequency component is absorbed by the dielectric loss of the dielectric substrate 104, so that the efficiency of the wideband antenna 100 is lowered and the antenna gain is lowered.

(実施の形態7)
次に実施の形態7について説明する。
本実施の形態では、図12に示すように、マルチバンドの共振抑制を可能にするもので、本実施の形態では、第1の共振子電極122と第2の共振子電極123とが同一の誘電体基板124を介して同一表面上に配設されており、共振抑制素子121を形成してなるものである。
他は前記実施の形態1と同様に形成されている。
(Embodiment 7)
Next, a seventh embodiment will be described.
In this embodiment, as shown in FIG. 12, multiband resonance suppression is possible. In this embodiment, the first resonator electrode 122 and the second resonator electrode 123 are the same. The resonance suppression element 121 is formed on the same surface with the dielectric substrate 124 interposed therebetween.
Others are formed in the same manner as in the first embodiment.

この構成によれば、第1の共振子電極122による共振周波数成分による誘電損失と、第2の共振子電極123による共振周波数成分による誘電損失とによって、2つの帯域の共振抑制が可能となる。   According to this configuration, two bands of resonance can be suppressed by the dielectric loss due to the resonance frequency component due to the first resonator electrode 122 and the dielectric loss due to the resonance frequency component due to the second resonator electrode 123.

(実施の形態8)
次に実施の形態8について説明する。
本実施の形態においても、マルチバンドの共振抑制を可能にするもので、図13(a)に正面図、図13(b)に側断面図を示すように、本実施の形態では第1の共振子電極132と第2の共振子電極133とがアンテナ電極101の両面に、それぞれ第1の誘電体基板134および第2の誘電体基板135を介して配設されており、共振抑制素子131を形成してなるものである。
他は前記実施の形態1と同様に形成されている。
(Embodiment 8)
Next, an eighth embodiment will be described.
The present embodiment also enables multiband resonance suppression. As shown in FIG. 13A, the front view and FIG. The resonator electrode 132 and the second resonator electrode 133 are disposed on both surfaces of the antenna electrode 101 via the first dielectric substrate 134 and the second dielectric substrate 135, respectively. Is formed.
Others are formed in the same manner as in the first embodiment.

この構成によっても、第1の共振子電極132による共振周波数成分による誘電損失と、第2の共振子電極133による共振周波数成分による誘電損失とによって、2つの帯域の共振抑制が可能となる。この構成によれば、共振子電極の大きさおよび形状によって、抑制周波数を制御する。更に、誘電体基板の材質および厚さによって、誘電損失を制御することができることになり、抑制周波数と抑制力とを独立して制御することができる。   Also with this configuration, it is possible to suppress resonance in two bands by the dielectric loss due to the resonance frequency component due to the first resonator electrode 132 and the dielectric loss due to the resonance frequency component due to the second resonator electrode 133. According to this configuration, the suppression frequency is controlled by the size and shape of the resonator electrode. Furthermore, the dielectric loss can be controlled by the material and thickness of the dielectric substrate, and the suppression frequency and the suppression force can be controlled independently.

なお、誘電体基板上に金属板を張り合わせて、アンテナ電極あるいは共振子電極を形成してもよいし、また、薄膜プロセスで電極形成を行うようにしてもよい。さらにまた、アルミナ基板内に、フェライトなどの誘電体を部分的に埋め込むようにしてもよく、適宜変形可能であることはいうまでもない。   An antenna electrode or a resonator electrode may be formed by laminating a metal plate on the dielectric substrate, or the electrode may be formed by a thin film process. Furthermore, it is needless to say that a dielectric such as ferrite may be partially embedded in the alumina substrate and can be appropriately modified.

本発明にかかる広帯域アンテナは、所定の周波数帯でのアンテナの共振動作を抑制して、周波数帯域の一部を共用する無線通信システムへの与干渉を低減することで、送信電力効率および受信感度を向上した無線通信装置の実現を可能とする広帯域アンテナを提供することができる。また複数の周波数バンドに対応したマルチバンド無線通信装置等の用途にも応用できる。   The broadband antenna according to the present invention suppresses the resonance operation of the antenna in a predetermined frequency band, and reduces interference with a radio communication system sharing a part of the frequency band, thereby improving transmission power efficiency and reception sensitivity. Thus, it is possible to provide a wideband antenna that can realize a wireless communication device with improved performance. Further, the present invention can be applied to uses such as a multiband wireless communication apparatus corresponding to a plurality of frequency bands.

本発明の実施の形態1における広帯域アンテナを示す図、(a)は表面図(一部透視図)、(b)は断面図、(c)、(d)は動作説明図The figure which shows the wideband antenna in Embodiment 1 of this invention, (a) is a surface figure (partial perspective drawing), (b) is sectional drawing, (c), (d) is operation explanatory drawing. 本発明の実施の形態1における広帯域アンテナのシミュレーション解析によるアンテナ利得の周波数特性図Frequency characteristics diagram of antenna gain by simulation analysis of wideband antenna in Embodiment 1 of the present invention 本発明の実施の形態2における広帯域アンテナを示す図、(a)は表面図 (b)は断面図The figure which shows the wideband antenna in Embodiment 2 of this invention, (a) is a surface figure, (b) is sectional drawing. 本発明の実施の形態2の変形例の広帯域アンテナを示す図、(a)(b)はそれぞれの例の断面図The figure which shows the broadband antenna of the modification of Embodiment 2 of this invention, (a) (b) is sectional drawing of each example 本発明の実施の形態3における広帯域アンテナを示す図、(a)は広帯域アンテナの表面からの透視図、(b)は、同表面の電極図、(c)は、同裏面の電極図、(d)は、同拡大断面図The figure which shows the wideband antenna in Embodiment 3 of this invention, (a) is a perspective view from the surface of a wideband antenna, (b) is the electrode figure of the same surface, (c) is the electrode figure of the same back surface, d) is an enlarged sectional view of the same. 本発明の実施の形態3における広帯域アンテナのシミュレーション解析によるアンテナ利得の周波数特性図Frequency characteristics diagram of antenna gain by simulation analysis of wideband antenna in Embodiment 3 of the present invention 本発明の実施の形態4における広帯域アンテナを示す図、(a)は広帯域アンテナの表面からの透視図、(b)は、同表面の電極図、(c)は、同裏面の電極図The figure which shows the wideband antenna in Embodiment 4 of this invention, (a) is a perspective view from the surface of a wideband antenna, (b) is the electrode figure of the same surface, (c) is the electrode figure of the back surface 本発明の実施の形態5における広帯域アンテナを示す図、(a)は、広帯域アンテナの拡大表面図、(b)は拡大断面図The figure which shows the wideband antenna in Embodiment 5 of this invention, (a) is an enlarged surface view of a wideband antenna, (b) is an expanded sectional view. 本発明の実施の形態5における広帯域アンテナを用いた無線通信装置の一例を示す図The figure which shows an example of the radio | wireless communication apparatus using the wideband antenna in Embodiment 5 of this invention. 本発明の実施の形態5における広帯域アンテナを用いた無線通信装置の実装例を示す図The figure which shows the example of mounting of the radio | wireless communication apparatus using the broadband antenna in Embodiment 5 of this invention 本発明の実施の形態6における広帯域アンテナを示す図、(a)は表面図(一部透視図)、(b)は断面図、(c)、(d)は動作説明図The figure which shows the wideband antenna in Embodiment 6 of this invention, (a) is a surface figure (partial perspective view), (b) is sectional drawing, (c), (d) is operation explanatory drawing. 本発明の実施の形態7における広帯域アンテナを示す図The figure which shows the wideband antenna in Embodiment 7 of this invention 本発明の実施の形態8における広帯域アンテナを示す図、(a)は表面図(一部透視図)、(b)は断面図The figure which shows the wideband antenna in Embodiment 8 of this invention, (a) is a surface view (partially see-through | perspective view), (b) is sectional drawing. 従来の広帯域アンテナを示す図、(a)は正面図(一部透視図)、(b)は断面図The figure which shows the conventional broadband antenna, (a) is a front view (partially see-through | perspective view), (b) is sectional drawing.

符号の説明Explanation of symbols

1 放射素子
2 大地(グランド)
3 給電線
4 高周波電源
100 広帯域アンテナ
101 アンテナ電極
102 共振抑制素子
103 共振子電極
104 誘電体基板
105 グランド
106 同軸線路
107 ポート
110 給電線路
111 ポート
200 広帯域アンテナ
201 アンテナ電極
202 共振抑制素子
203 共振子電極
204 誘電体基板
205 グランド電極
206 給電マイクロストリップ線路
207 同軸コネクタ
210 広帯域アンテナ
211 第2のアンテナ電極
300 広帯域アンテナ
301 共振抑制動作制御手段
302 DCカット用インダクタ
303 結合コンデンサ
304 スイッチ用ダイオード
311 広帯域F/E
312 与干渉機器検出手段
313 与干渉度変更信号発生手段
1 Radiation element 2 Ground
DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 Feed line 4 High frequency power supply 100 Broadband antenna 101 Antenna electrode 102 Resonance suppression element 103 Resonator electrode 104 Dielectric substrate 105 Ground 106 Coaxial line 107 Port 110 Feed line 111 Port 200 Broadband antenna 201 Antenna electrode 202 Resonance suppression element 203 Resonator electrode 204 Dielectric substrate 205 Ground electrode 206 Feed microstrip line 207 Coaxial connector 210 Broadband antenna 211 Second antenna electrode 300 Broadband antenna 301 Resonance suppression operation control means 302 DC cut inductor 303 Coupling capacitor 304 Switch diode 311 Broadband F / E
312 Interfering device detection means 313 Interference degree change signal generation means

Claims (20)

アンテナ電極と、
前記アンテナ電極の周波数帯域内の共振周波数を有し、前記アンテナ電極より狭い周波数帯域幅を有する共振子からなり、前記アンテナ電極に接続され前記共振子の共振帯域内での前記アンテナ電極の共振動作を抑制する共振抑制素子と、
を備えたアンテナ装置。
An antenna electrode;
Resonant operation of the antenna electrode within the resonance band of the resonator connected to the antenna electrode, comprising a resonator having a resonance frequency within the frequency band of the antenna electrode and having a narrower frequency bandwidth than the antenna electrode A resonance suppression element for suppressing
An antenna device comprising:
請求項1に記載のアンテナ装置であって、
前記共振抑制素子は前記アンテナ電極に電流結合したものであるアンテナ装置。
The antenna device according to claim 1,
The resonance suppression element is an antenna device that is current-coupled to the antenna electrode.
請求項1に記載のアンテナ装置であって、
前記共振抑制素子は前記アンテナ電極に電界結合したものであるアンテナ装置。
The antenna device according to claim 1,
The resonance suppression element is an antenna device that is electric field coupled to the antenna electrode.
請求項1に記載のアンテナ装置であって、
前記共振抑制素子は、前記アンテナ電極に電気的に接続された共振子電極と、前記共振子電極とアンテナ電極の間に介在せしめられ、誘電損失を有する誘電体基板とを備えたアンテナ装置。
The antenna device according to claim 1,
The resonance suppression element includes a resonator electrode electrically connected to the antenna electrode, and a dielectric substrate having a dielectric loss interposed between the resonator electrode and the antenna electrode.
請求項1に記載のアンテナ装置であって、
前記共振抑制素子は、前記アンテナ電極に磁気的に接続された共振子電極と、前記共振子電極とアンテナ電極の間に介在せしめられ、誘電損失を有する誘電体基板とを備えたアンテナ装置。
The antenna device according to claim 1,
The resonance suppression element includes a resonator electrode magnetically connected to the antenna electrode, and a dielectric substrate having a dielectric loss interposed between the resonator electrode and the antenna electrode.
請求項1に記載のアンテナ装置であって、
前記共振子電極は、孤立パターンであるアンテナ装置。
The antenna device according to claim 1,
The antenna device, wherein the resonator electrode is an isolated pattern.
請求項1に記載のアンテナ装置であって、
前記共振子の共振動作を制御することで、共振抑制素子の共振抑制動作を切り替える共振抑制動作制御手段を備えたアンテナ装置。
The antenna device according to claim 1,
An antenna device comprising resonance suppression operation control means for switching a resonance suppression operation of a resonance suppression element by controlling a resonance operation of the resonator.
請求項7に記載のアンテナ装置であって、
共振抑制動作制御手段は、共振子電極とアンテナ電極の間に接続されるアンテナ装置。
The antenna device according to claim 7, wherein
The resonance suppression operation control means is an antenna device connected between the resonator electrode and the antenna electrode.
請求項1に記載のアンテナ装置であって、
前記共振抑制素子は、共振子の共振Qを低下させる抵抗負荷を有するものであるアンテナ装置。
The antenna device according to claim 1,
The antenna device, wherein the resonance suppression element has a resistance load that reduces a resonance Q of the resonator.
請求項1に記載のアンテナ装置であって、
モノポールアンテナであるアンテナ電極と、アンテナ装置に接続された無線部と共有された誘電体基板と、前記アンテナ電極と前記無線部の間での高周波信号の入出力を行う給電線路と、前記給電線路のグランドであり前記アンテナ電極のグランドとしても動作するグランド電極とを備えたアンテナ装置。
The antenna device according to claim 1,
An antenna electrode that is a monopole antenna; a dielectric substrate shared with a radio unit connected to the antenna device; a feed line that inputs and outputs a high-frequency signal between the antenna electrode and the radio unit; An antenna device comprising a ground electrode which is a ground of a line and also operates as a ground of the antenna electrode.
請求項1に記載のアンテナ装置であって、
アンテナ電極と同様の形状を有し、前記アンテナ電極と合わせてダイポールアンテナを形成するグランド電極を兼ねた第2のアンテナ電極を備えたアンテナ装置。
The antenna device according to claim 1,
An antenna device comprising a second antenna electrode having a shape similar to that of an antenna electrode and serving also as a ground electrode that forms a dipole antenna together with the antenna electrode.
請求項1に記載のアンテナ装置であって、
前記アンテナ電極はモノポールアンテナであるアンテナ装置。
The antenna device according to claim 1,
The antenna device, wherein the antenna electrode is a monopole antenna.
請求項1に記載のアンテナ装置であって、
前記アンテナ電極はダイポールアンテナであるアンテナ装置。
The antenna device according to claim 1,
The antenna device, wherein the antenna electrode is a dipole antenna.
請求項1に記載のアンテナ装置であって、
前記アンテナ電極は、広帯域特性を有する円形の電極であるアンテナ装置。
The antenna device according to claim 1,
The antenna device is a circular electrode having a broadband characteristic.
請求項1に記載のアンテナ装置であって、
前記共振子電極は円形であるアンテナ装置。
The antenna device according to claim 1,
An antenna device in which the resonator electrode is circular.
請求項1に記載のアンテナ装置であって、
前記共振子電極は三角形であるアンテナ装置。
The antenna device according to claim 1,
The antenna device, wherein the resonator electrode is a triangle.
請求項1に記載のアンテナ装置であって、
前記共振子電極は扇形であるアンテナ装置。
The antenna device according to claim 1,
The resonator device has a fan-shaped antenna device.
請求項1乃至17のいずれかに記載のアンテナ装置と、
前記アンテナ装置の帯域内の高周波信号を用いて無線通信する無線部と、を備え、
共振抑制素子の周波数帯域内でのアンテナ利得を抑えた無線通信装置。
An antenna device according to any one of claims 1 to 17,
A wireless unit that wirelessly communicates using a high-frequency signal within the band of the antenna device,
A wireless communication apparatus that suppresses an antenna gain within a frequency band of a resonance suppression element.
請求項7に記載のアンテナ装置と、
前記アンテナ装置の帯域内の高周波信号を用いて無線通信する無線部と、
前記アンテナ装置の共振抑制動作制御手段を制御する信号を発生して、異種の無線通信システムへ与える干渉の度合いを制御する与干渉度変更信号発生手段と、
を備えた無線通信装置。
An antenna device according to claim 7,
A wireless unit that performs wireless communication using a high-frequency signal within the band of the antenna device;
An interference level change signal generating means for generating a signal for controlling the resonance suppression operation control means of the antenna device to control the degree of interference given to different types of wireless communication systems;
A wireless communication device comprising:
請求項19に記載の無線通信装置であって、
受信信号より干渉を与える可能性がある異種の無線通信システムの有無を検出し、与干渉度変更信号発生手段に与干渉機器判定信号を出力する与干渉機器検出手段を備えた無線通信装置。
The wireless communication device according to claim 19,
A wireless communication apparatus comprising: an interference device detection unit that detects presence / absence of a different type of wireless communication system that may cause interference from a received signal and outputs an interference device determination signal to an interference level change signal generation unit.
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