JP2012119932A - アンテナ装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 基板本体2と、これに形成されたグランド面GNDと、基板本体の一辺2aに接して設けられたアンテナ占有領域AOAと、この領域から基板本体の一辺2aの反対方向に向けて延在してグランド面に空けられたスリット部Sと、スリット部内に延在して形成され基端側に給電点が設けられると共に途中に第1受動素子P1が接続され先端側が基板本体の一辺に向けてアンテナ占有領域内に延在した給電パターン3と、給電パターンの先端部に接続され基板本体の一辺に沿って設置された誘電体アンテナのアンテナ素子ATと、アンテナ素子ATと隣接するグランド面との間に接続された第2受動素子P2と、給電パターンの先端部とグランド面とを接続するグランド接続パターン5とを備えている。
【選択図】図1
Description
上記特許文献1に記載の技術では、アンテナ性能が接地用ラインの折り返し部に多く依存するため、折り返し部の状態によってアンテナ性能の劣化や不安定要素の増加が生じてしまう問題があった。すなわち、折り返し部の長さを確保してアンテナ占有領域を大きくする必要があるため、アンテナ占有領域が限られている場合には十分なアンテナ性能が得られない。
このように、従来、アンテナ性能を改善するためには、アンテナ素子および周辺素子を含めたアンテナ占有領域を大きくするという対策が必要であり、設計の自由度が小さく、アンテナ性能の改善も困難であった。
すなわち、本アンテナ装置では、グランド接続パターンによるインダクタンス成分とアンテナ素子の一端の電極部(給電端子)とグランド面との間のギャップによる浮遊容量とによるアンテナ素子とグランド面との間の浮遊容量で得られる並列共振と、アンテナ素子と第1受動素子とによる直列共振と、第1受動素子から給電パターン、アンテナ素子、第2受動素子およびグランド面の内縁部を介して第1受動素子に至るループ形状による共振とが生じる。したがって、給電パターンの左右にそれぞれ得られる2種類の並列共振により、グランド面へ広がる高周波電流の流れを抑制し、限られたアンテナ占有領域を最大限に利用して高いアンテナ性能を得ることができる。
すなわち、このアンテナ装置では、給電パターンが、前記基板本体の一辺まで延在し、グランド接続パターンが、前記基板本体の一辺に接して形成されているので、アンテナ素子およびグランド接続パターンが基板端に配されることで、アンテナ素子の性能を最大限に引き出して利用することができる。
すなわち、本発明のアンテナ装置によれば、アンテナ占有領域内を延在する給電パターンの先端部に一端の電極部が接続され前記基板本体の一辺に沿って設置された誘電体アンテナのアンテナ素子と、該アンテナ素子の他端の電極部と隣接するグランド面との間に接続された第2受動素子と、給電パターンの先端部とアンテナ素子の反対側のグランド面とを接続しインダクタンス成分を有するグランド接続パターンとを備えているので、グランド面への高周波電流を抑制することができると共に、小さいアンテナ占有領域であっても高いアンテナ性能を得ることができる。
したがって、本発明のアンテナ装置は、省スペースでも最大限のアンテナ性能を実現し、高い設置自由度も得ることができる。
上記給電パターン3は、アンテナ素子ATの一端の電極部4aが接続される先端部の給電側ランド部3aと、該給電側ランド部3aと第1受動素子P1が接続されている部分との間の細線部3bとを有している。また、上記給電側ランド部3aの幅は、上記細線部3bよりも広く形成され、隣接するグランド面GNDとの間隔が細線部3bよりも狭く設定されている。
なお、上記給電点FPは、高周波回路(図示略)の給電点に接続される。また、グランド面GNDには、高周波回路が実装される。
なお、第2受動素子P2にコンデンサを用いる場合、浮遊容量C4と第2受動素子P2のコンデンサ容量との並列浮遊容量成分と、アンテナ素子ATのインダクタンス成分とで直列共振(図中の符号R2部分)となる。
また、上記各パターン、ランド部およびグランド面GNDは、銅箔等の金属箔でパターン形成されている。
すなわち、使用周波数、使用する誘電体材料から、アンテナ素子サイズが選定される。また、アンテナ要求性能(アンテナ利得、帯域幅など)により、導体パターン4の巻き数、パターン幅等の最適化を行う。例えば、図4および図5に示すアンテナ素子ATでは、導体パターン4の巻き数によるインピーダンス値、導体パターン4の線間幅による容量値等の設定を行うことで、使用周波数に対するインピーダンスの最適化を行う。
すなわち、アンテナ素子ATと第2受動素子P2とによる直列共振により、高周波電流がグランド面GNDの内縁部に沿って矢印Y1方向に流れ易くなり、グランド面GNDへ広がる高周波電流の流れが抑制される。
また、グランド接続パターン5は、最短でかつ直線で給電パターン3からグランド面GNDへ繋げることが望ましい。
また、給電パターン3(細線部3bから給電側ランド部3a)、グランド接続パターン5およびグランド面GNDの内縁部で囲まれる開口部は、広い方が望ましい。
さらに、アンテナ占有領域AOAは、できるだけ大きい方が望ましい。
なお、基板本体2のサイズは、影響が少ないが、波長の4分の1程度の長さであることが好ましい。
これらから、本実施例では、リターンロスが少ないと共に無指向性の放射パターンが得られ、高いアンテナ性能を実現できていることが判る。
この結果から判るように、基板本体2のサイズ100mm×50mm、50mm×50mmおよび25mm×25mmの各実施例は、全方位アンテナ利得がそれぞれ−1.48dBi、−0.81dBiおよび−1.94dBiであり、基板本体2のサイズが小さくなっても本実施例ではアンテナ性能の劣化が少ない。
また、上記実施形態では、第1受動素子P1が、給電パターン3のスリット部S内に配された部分に設置されているが、給電パターン3のアンテナ占有領域AOA内に延在した部分の途中に設置しても構わない。
Claims (2)
- 絶縁性の基板本体と、
該基板本体に金属箔でパターン形成されたグランド面と、
該グランド面が形成されていない領域として前記基板本体上に該基板本体の一辺に接して設けられたアンテナ占有領域と、
該アンテナ占有領域から前記基板本体の一辺の反対方向に向けて延在して前記グランド面に空けられたスリット部と、
該スリット部内に延在して金属箔でパターン形成され基端側に給電点が設けられると共に途中に第1受動素子が接続され先端側が前記基板本体の一辺に向けて前記アンテナ占有領域内に延在した給電パターンと、
誘電体基体と該誘電体基体の表面に形成された導体パターンと該導体パターンによって互いに接続され前記誘電体基体の両端に形成された一対の電極部とで構成されていると共に前記給電パターンの先端部に一端の前記電極部が接続され前記基板本体の一辺に沿って設置された誘電体アンテナのアンテナ素子と、
該アンテナ素子の他端の前記電極部と隣接する前記グランド面との間に接続された第2受動素子と、
前記給電パターンの先端部と前記アンテナ素子の反対側の前記グランド面とを接続して金属箔でパターン形成されインダクタンス成分を有するグランド接続パターンとを備えていることを特徴とするアンテナ装置。 - 請求項1に記載のアンテナ装置において、
前記給電パターンが、前記基板本体の一辺まで延在し、
前記グランド接続パターンが、前記基板本体の一辺に接して形成されていることを特徴とするアンテナ装置。
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