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JP2020098979A - アンテナ装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】基本波の周波数特性を維持しつつ、通信周波数の広帯域化とアンテナ装置としての小型化とを両立するアンテナ装置を提供する。【解決手段】アンテナ装置101は、アンテナ導体2,3と、接地導体8と、アンテナ導体2,3および接地導体8により狭設され、アンテナ導体2,3および接地導体8と離隔して配置される人工磁気導体7と、を備える。接地導体8は、一端側に実質的に矩形状の切欠き部8zを有する。【選択図】図3

Description

本開示は、アンテナ装置に関する。
特許文献1には、人工磁気導体(Artificial Magnetic Conductor)を利用したアンテナ装置が開示されている。
特開2015−70542号公報
本開示は、基本波の周波数特性を維持しつつ、通信周波数の広帯域化とアンテナ装置としての小型化とを両立するアンテナ装置を提供することを目的とする。
本開示は、アンテナ導体と、接地導体と、前記アンテナ導体および前記接地導体により狭設され、前記アンテナ導体および前記接地導体と離隔して配置される人工磁気導体と、を備え、前記接地導体は、一端側に実質的に矩形状の切欠き部を有する、アンテナ装置である。
本開示によれば、基本波の周波数特性を維持しつつ、通信周波数の広帯域化とアンテナ装置としての小型化とを両立することができる。
本実施の形態に係るアンテナ装置の外観例を示す斜視図 図1のII−II’線の縦断面図 アンテナ装置を構成する複数の層に含まれるアンテナ面、AMC面およびグランド面を示す斜視図 アンテナ装置においてアンテナ導体および無給電導体が形成されたプリント配線基板の表面であるアンテナ面を示す平面図 アンテナ装置においてAMCよりも上側層を削除した場合のAMC面を示す平面図 アンテナ装置において接地導体よりも上側層を削除した場合のグランド面を示す平面図 並列共振における電波の放射パターン例を示す指向性特性図 アンテナ装置の電圧定在波比の特性例を示すグラフ
以下、適宜図面を参照しながら、本開示に係るアンテナ装置の構成および作用を具体的に開示した実施の形態(以下、本実施の形態)を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。
本実施の形態に係るアンテナ装置は、例えば1.9GHz帯の周波数を使用するDECT(Digital Enhanced Cordless Telecommunications)方式を用いたコードレス電話機の親機あるいは子機に内蔵されるものとして説明する。なお、アンテナ装置の用途は、上述したコードレス電話機の親機あるいは子機に限定されず、テレビジョン装置のディスプレイユニット、航空機内のシートモニタ、電子棚札(例えば、小売店の陳列棚に貼付される、商品の売価が表示されたカード型の電子機器)、スマートスピーカ、車載機器、電子レンジ、冷蔵庫等の多くのIoT(Internet of Things)機器が挙げられる。
本実施の形態では、アンテナ装置の一例として、ダイポールアンテナを説明する。なお、モノポールアンテナについても同様である。ダイポールアンテナは、複数の層を有する積層基板であるプリント配線基板上に、表面の金属箔を例えばエッチングすることで形成される。プリント配線基板は、銅箔やガラスエポキシ等、複数の層で形成される。
図1は、本実施の形態に係るアンテナ装置101の外観例を示す斜視図である。図2は図1のII−II’線の縦断面図である。図3は、アンテナ装置101を構成する複数の層に含まれるアンテナ面、人工磁気導体(AMC:Artificial Magnetic Conductor)面およびグランド面を示す斜視図である。図4は、アンテナ装置101においてアンテナ導体2,3および無給電導体6が形成されたプリント配線基板1の表面1aであるアンテナ面を示す平面図である。図5は、アンテナ装置101においてAMC7よりも上側層(+x方向の層)を削除した場合のAMC面を示す平面図である。図6は、アンテナ装置101において接地導体8よりも上側層を削除した場合のグランド面を示す平面図である。
図1に示すように、アンテナ装置101は、プリント配線基板1と、給電アンテナの一例としてのストリップ導体であるアンテナ導体2と、非給電アンテナの一例としてのストリップ導体であるアンテナ導体3と、アンテナ導体2,3の側方に配置される無給電導体6と、を備える。無給電導体6は、アンテナ導体2,3と電気的に分離されている。アンテナ導体2,3は、プリント配線基板1のビア導体4,5にそれぞれ接続される。ビア導体4は、アンテナ導体2の給電点Q1と無線通信回路(図示略)との間の給電線を構成する。この無線通信回路は、例えば、プリント配線基板1の裏面1bに実装される。ビア導体5は、アンテナ導体3の給電点Q2と上述した無線通信回路との間の接地線を構成する。
アンテナ導体2,3は、ダイポールアンテナを構成し、それらの長手方向が一直線上でz方向および−z方向で延在し、かつ各アンテナ導体2,3の給電点Q1,Q2側の端部(以下、「給電側端部」)が所定の間隔だけ離隔するように、プリント配線基板1の表面1aに形成される。なお、アンテナ導体2,3の給電側端部とは反対のそれぞれの端部(アンテナ装置101を平面視したときに、最大に互いに離隔する端部)を以下、アンテナ導体2,3の「先端側端部」という。
無給電導体6は、アンテナ導体2,3と互いに所定の距離を確保した状態で隣接して配置される。所定の距離は、例えば、受信電波波長の4分の1以内である。無給電導体6は、アンテナ導体2,3の配置方向(言い換えると、z方向および−z方向)に並列し、アンテナ導体2,3の側面の一方側に配置される。無給電導体6は、アンテナ導体2,3と同様にAMC7と静電結合するため、アンテナ導体2,3とAMC7との間の静電容量を増加させ、アンテナ装置101が対応可能な無線周波数を低減側にシフトすることが可能である。なお、無給電導体6の大きさ、形状、数等は、特に限定されない。無給電導体6は、アンテナ導体2,3と同じ側にあり、AMC7と静電結合する限り、アンテナ導体2,3と同一の面に限らず、AMC7と同一の面に配置されてもよい。
図2に示すように、ビア導体4,5は、それぞれプリント配線基板1の表面1aから裏面1bにわたって厚さ方向に形成されたスルーホールあるいはビアホールとしての貫通孔に導体を充填することで成形される。アンテナ導体2は、給電アンテナとして機能するので、ビア導体4を介して、プリント配線基板1の裏面1b上の無線通信回路(上述参照)の給電端子に接続される。また、アンテナ導体3は、非給電アンテナとして機能するので、ビア導体5を介して、プリント配線基板1内のAMC7および接地導体8と無線通信回路(上述参照)の接地端子とにそれぞれ接続される。
ここで、z軸方向は、アンテナ装置101およびそのアンテナ導体2,3の長手方向を意味する。y軸方向は、アンテナ装置101およびそのアンテナ導体2,3の幅方向を意味し、z軸方向に対して直交する。x軸方向は、アンテナ装置101の厚さ方向を意味し、xy平面に対して直交する。プリント配線基板1において、ビア導体4,5は、それぞれ給電点Q1,Q2の直下の実質的に対向する位置に形成される。なお、アンテナ装置101のプリント配線基板1は、例えば電子機器のプリント配線基板上に実装されてもよい。
図2において、積層基板であるプリント配線基板1は、誘電体基板10と、AMC7と、誘電体基板11と、接地導体8と、誘電体基板12とをこの順序で積層することで構成される。ここで、誘電体基板10,11,12は、例えばガラスエポキシ等で成形される。AMC7は、PMC(Perfect Magnetic Conductor)特性を有する人工磁気導体であり、所定の金属パターンにより成形される。AMC7を利用することで、アンテナの薄型化および高利得化が可能である。
ビア導体4は、例えば円柱形状を有し、アンテナ導体2をアンテナとして駆動するための電力を供給するための給電線であり、プリント配線基板1の表面1aに形成されたアンテナ導体2を、無線通信回路(上述参照)の給電端子に電気的に接続する。ビア導体4は、AMC7および接地導体8と電気的に接続しないように(図3参照)、AMC7および接地導体8にそれぞれ形成されたビア導体絶縁用孔17,18と実質的に同軸となるように形成される。ビア導体4の直径は、ビア導体絶縁用孔17,18の直径よりも小さい(図2参照)。
一方、ビア導体5は、アンテナ導体3を無線通信回路(上述参照)の接地端子に電気的に接続する。ビア導体5は、接地導体8およびAMC7と電気的に接続される(図3参照)。ここで、図3には、アンテナ導体2,3の実装面(具体的には誘電体基板10上の面)を便宜的にA面と称し、AMC7を便宜的にB面と称し、接地導体8を便宜的にC面と称する。図3に示されるように、アンテナ導体2に対応するB面とC面とは非接続(つまり、非導通)となり、アンテナ導体3に対応するA面とB面とC面とは接続(つまり、導通)する。但し、アンテナ導体3に対応するB面とC面とは接続しなくてもよい。
AMC7には、図2、図3および図5に示すように、z軸方向の中央部に形成され、その厚さ方向に貫通し、幅方向の端部近傍まで延在するスリット71が形成される。また、AMC7には、このスリット71から長手方向(言い換えると、z方向)に所定の間隔だけ離隔した位置からプリント配線基板1の左側端部(図3参照)まで延在する切欠き部7c(開口部の一態様)が形成される。切欠き部7cは、幅方向に所定の幅で矩形形状に形成される。
ここで、切欠き部7cおよびスリット71は、AMC7の層(図3のB面参照)において人工磁気導体が形成されていない部分である。スリット71は、アンテナ導体2,3の位置に合わせてAMC7を分離し、アンテナ導体2とAMC7の左側(言い換えると、図3に示すz方向)半分の静電容量、およびアンテナ導体3とAMC7の右側(言い換えると、図3に示す−z方向)半分の静電結合を強めることができる。なお、スリット71は、AMC7の幅方向の両端部まで形成され、AMC7を完全に2つに分離してもよい。
切欠き部7cの内側には、接地導体8Aが形成される。接地導体8Aは、切欠き部7cの内周に沿うように、切欠き部7cの内壁から間隙を介して、矩形かつAMC7と面一に形成される。接地導体8Aには、ビア導体31の一端部と電気的に接続される孔が形成される。接地導体8には、ビア導体31の他端部と電気的に接続される孔がそれぞれ形成される。接地導体8Aは、ビア導体31を介して、接地導体8と導通する(図2および図3参照)。このように、AMC7の層(図3のB面参照)にも接地導体8の層(グランド層、図3のC面参照)と導通する他のグランド層(つまり、接地導体8A)を設けることで見かけ上グランド層の面積を有効に確保できるので、アンテナ装置101としての性能を担保できる。
接地導体8は、無線通信回路(上述参照)の接地端子に接続されるアース領域である。接地導体8の長手方向(言い換えると、z方向)の端部には、切欠き部8zが形成される(図2および図3参照)。切欠き部8zは、接地導体8の中央部から長手方向(言い換えると、z方向)に所定の間隔だけ離隔した位置から接地導体8の左側端部まで、所定の幅で延在するように、矩形形状に形成される。つまり、切欠き部8zは、ビア導体5が配置される位置からプリント配線基板1の中心を挟んだ反対側の接地導体8の一端側(言い換えると、図2に示すビア導体4側)に配置される。
接地導体8においてビア導体5と反対側の一端側に切欠き部8zが形成されることで、接地導体8の全周の長さ(つまり、アンテナ装置101を流れる交流電流の経路長を示す電気長)が長くなる。これにより、切欠き部8zが形成されていない場合に比べて、アンテナ装置101が対応可能な無線周波数を広帯域化することができる。なお、本実施の形態では、切欠き部8zは、接地導体8の幅方向の1箇所に形成されたが、幅方向の複数箇所に形成されてもよい。また、切欠き部8zの形状は、矩形に限らず、電気長が長くなるように、多角形であってもよく、また、任意の凹凸を有する形状であってもよい。
接地導体8には、ビア導体4を貫通させかつ接地導体8と電気的に絶縁して形成されるビア導体絶縁用孔18と、ビア導体5を貫通させかつ接地導体8と電気的に接続して形成される孔とが形成される。また、接地導体8には、ビア導体31を貫通させかつ接地導体8Aと電気的に接続して形成される孔が形成される。
アンテナ装置101では、AMC7および接地導体8の平面形状は、互いに実質的に同一の矩形形状であり、かつ実質的に合同な形状である。また、AMC7と接地導体8は、互いに対向し、かつ厚さ方向で所定の間隔で離隔して重なるように形成される。これにより、AMC7および接地導体8の一方が他方に対してはみ出ることが無く、プリント配線基板1の小型化に貢献でき、ひいてはアンテナ装置101の小型化に繋がる。なお、AMC7には、切欠き部7cおよびスリット71が形成されるが、AMC7の長手方向の長さは、接地導体8の長手方向の長さと実質的に同一となるように形成される。
次に、本実施の形態に係るアンテナ装置101の無線周波数の特性について説明する。
本実施の形態に係る並列共振型のアンテナ装置101の無線周波数の特性を、比較例に係る直列共振型のアンテナ装置と比較しながら説明する。比較例に係るアンテナ装置は、接地導体8に切欠き部8zが形成されておらず、かつ、AMC7に切欠き部7cが形成されておらず、その内側に接地導体8Aが設けられていない点を除き、アンテナ装置101と同様の構成を有する。
図7は、並列共振における電波の放射パターン例を示す指向性特性図である。この指向性特性図では、その中心がインピーダンスの整合度合いが最も高い点(最大反射係数1)である。本実施の形態に係るアンテナ装置101における電波の放射パターンp1(図中、実線)は、指向性特性図の中心に向かって接近した後、一旦、離れてから再び中心に向かう、つまり2回接近するカーブを描く。このために、インピーダンス整合が生じる割合が高くなり、並列共振し易くなる。一方、比較例に係るアンテナ装置における電波の放射パターンp2(図中、破線)は、指向性特性図の中心に向かって1回接近して離れるカーブを描くので、直列共振がしやすくなる。本実施の形態に係るアンテナ装置101では、電波の放射パターンp1が指向性特性図の中心近くに集まっているので、比較例に係るアンテナ装置と比べて、広帯域化が図られる。
図8は、アンテナ装置101の電圧定在波比(VSWR:Voltage Standing Wave Ratio)の特性例を示すグラフである。縦軸はVSRWを示し、横軸は周波数を示す。電圧定在波比は、定在波における進行波と反射波の比率でインピーダンスの整合の度合い(言い換えると、反射の度合い)を示すものであり、特に定在波である電波における電圧の最大の振幅と最小の振幅の比率で算出される。VSWRが値1に近づくほど、反射波が少なく、インピーダンス整合がとれている状態である。従って、VSWRが値1に近いほど、電波の伝送効率が高いことになる。また、本実施の形態では、VSWRが値3.0以下である周波数域を比帯域幅とし、比帯域幅の大きさによって広帯域であるか狭帯域であるかを判断する。比帯域幅は、VSWRが値3.0以下である帯域幅を中心周波数で除算することで算出される。図中、fH,fLは、それぞれアンテナ装置101におけるVSWRが値3.0以下である帯域幅における最大周波数、最小周波数を表す。
図8では、例えば1.9GHz近傍の周波数域における比帯域幅が示される。VSWRが3.0以下である周波数範囲は、グラフg1に示すように、アンテナ装置101では、1.86GHz〜2.03GHzである。最下点の周波数は、1.91GHzである。一方、比較例に係るアンテナ装置では、SWRが3.0以下である周波数範囲は、グラフg2に示すように、1.86GHz〜1.97GHzである。最下点の周波数は、1.91GHzである。
アンテナ装置101の広帯域化は、接地導体8に切欠き部8zが形成されたこと、およびAMC7の切欠き部7cの内側に接地導体8Aが設けられたことが大きく寄与していると考えられる。また、AMC7に切欠き部7cを形成したことで、アンテナ装置101は、基本波帯域の無線信号を送受信でき、また、2倍高調波帯域の無線信号の放射を阻止し、高調波による影響を低減できる。
このように、アンテナ装置101では、プリント配線基板1の接地導体8に切欠き部8zを形成したこと、およびAMC7の切欠き部7cの内側にかつ同一面に接地導体8Aを形成したことで、接地導体8の長手方向の長さを延すことなく、電気長を長くすることができる。これにより、アンテナ装置101の無線周波数の広帯域化を実現でき、接地導体8を含むプリント配線基板1を小型化できる。従って、アンテナ装置101をより多くの機器に組み込むことが容易となり、アンテナ装置101の用途が拡大する。
以上により、本実施の形態に係るアンテナ装置101は、アンテナ導体2,3と、接地導体8と、アンテナ導体2,3および接地導体8により狭設され、アンテナ導体2,3および接地導体8と離隔して配置される人工磁気導体7と、を備える。接地導体8は、一端側に実質的に矩形状の切欠き部8zを有する。接地導体8に切欠き部8zが形成されることで、接地導体8の全周の長さ(つまり、アンテナ装置101を流れる交流電流の経路長を示す電気長)が長くなる。
これにより、アンテナ装置101によれば、切欠き部8zが形成されていない場合に比べて、アンテナ装置101が対応可能な無線周波数を広帯域化できる。従って、アンテナ装置101は、基本波の周波数特性を維持しつつ、通信周波数の広帯域化とアンテナ装置としての小型化とを両立することができる。
また、アンテナ導体3が配置される実質的に矩形状のプリント配線基板1の中心から離隔して配置され、アンテナ導体3とAMC7と接地導体8とを導通するビア導体5を更に備える。切欠き部8zは、ビア導体5が配置される位置からプリント配線基板1の中心を挟んだ反対側の一端側に配置される。これにより、アンテナ装置101によれば、切欠き部8zがビア導体5と反対側の接地導体8の一端側に形成されることで、より広帯域化に貢献できる。
また、AMC7は、接地導体8の切欠き部8zと実質的に対向する位置に、接地導体8の切欠き部8zと実質的に同一面積の切欠き部7c(第2切欠き部の一態様)を有するとともに、切欠き部7cから離隔して接地導体8と導通する接地導体8A(第2接地導体の一態様)を有する。これにより、アンテナ装置101によれば、AMC層にもグランド層と導通する他のグランド層を設けることで見かけ上グランド層の面積を確保できるので、アンテナ装置としての性能を担保できる。
また、アンテナ装置101は、アンテナ導体2,3が配置されるプリント配線基板1上に設けられる無給電導体6を更に備える。これにより、無給電導体6は、アンテナ導体2,3と同様にAMC7と静電結合するので、アンテナ導体2,3とAMC7との間の静電容量を増加させ、無線周波数を低減側にシフトできる。つまり、VSWRのピークの低周波数帯へのシフト化が可能である。
また、接地導体8とAMC7とは、互いに対向し、かつ、平面視において実質的に重なるように配置される。これにより、接地導体8およびAMC7の一方が他方に対してはみ出ることが無く、小型化に貢献でき、ひいてはアンテナ装置101の小型化に繋がる。
また、アンテナ導体は、給電点Q1(第1給電点の一態様)を有するアンテナ導体2(第1のアンテナ導体の一態様)と、接地導体8とビア導体5を介して接続される給電点Q2(第2給電点)を有するアンテナ導体3(第2のアンテナ導体の一態様)とを有し、ダイポールアンテナを形成する。これにより、アンテナ装置101によれば、線状アンテナとして極めて汎用性の高いダイポールアンテナを容易に構成できる。
また、AMC7には、上層に形成されたアンテナ導体2とアンテナ導体3を仕切るスリット71が形成される。これにより、スリット71は、対向するアンテナ導体2,3に合わせてAMC7を分離でき、アンテナ導体2とAMC7の左側(−z方向)半分の静電結合、およびアンテナ導体3とAMC7の右側(+z方向)半分の静電結合を強めることができる。
また、図1,2に示すように、アンテナ導体2のビア導体4側の給電側端部は、アンテナ装置101のプリント配線基板1の中央よりz軸方向側に偏って配置されている。言い換えると、本実施の形態に係るアンテナ装置101は、プリント配線基板1の中央にアンテナ導体2,3および無給電導体6が配置されておらず、プリント配線基板1の中央にアンテナ導体2,3および無給電導体6が配置された構成に比べて、接地導体8の切欠き部8zが配置される側と反対側のプリント配線基板1の一部が実質的にカットされた構成ともいえる。これにより、アンテナ装置101において、接地導体8の切欠き部8zが配置される側と反対側のプリント配線基板1の一部がカットされたとしても、接地導体8に切欠き部8zが形成されている分、有効な電気長(上述参照)の確保が可能となるため、アンテナ装置101の小型化が可能となる。
以上、添付図面を参照しながら実施の形態について説明したが、本開示はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例、修正例、置換例、付加例、削除例、均等例に想到し得ることは明らかであり、それらについても本開示の技術的範囲に属すると了解される。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施の形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。
本開示は、基本波の周波数特性を維持しつつ、通信周波数の広帯域化とアンテナ装置としての小型化とを両立することができ、有用である。
1 プリント配線基板
1a 表面
1b 裏面
2、3 アンテナ導体
6 無給電導体
7 AMC
8、8A 接地導体
8z 切欠き部
101 アンテナ装置

Claims (7)

  1. アンテナ導体と、
    接地導体と、
    前記アンテナ導体および前記接地導体により狭設され、前記アンテナ導体および前記接地導体と離隔して配置される人工磁気導体と、を備え、
    前記接地導体は、一端側に実質的に矩形状の切欠き部を有する、
    アンテナ装置。
  2. 前記アンテナ導体が配置される実質的に矩形状の基板の中心から離隔して配置され、前記アンテナ導体と前記人工磁気導体と前記接地導体とを導通するビア導体、を更に備え、
    前記切欠き部は、前記ビア導体が配置される位置から前記基板の中心を挟んだ反対側の前記一端側に配置される、
    請求項1に記載のアンテナ装置。
  3. 前記人工磁気導体は、前記接地導体の前記切欠き部と実質的に対向する位置に、前記接地導体の前記切欠き部と実質的に同一面積の第2切欠き部を有するとともに、前記第2切欠き部から離隔して前記接地導体と導通する第2接地導体を有する、
    請求項1に記載のアンテナ装置。
  4. 前記アンテナ導体が配置される基板上に設けられる無給電導体、を更に備える、
    請求項1に記載のアンテナ装置。
  5. 前記接地導体と前記人工磁気導体とは、互いに対向し、かつ、平面視において実質的に重なるように配置される、
    請求項1〜4のうちいずれか一項に記載のアンテナ装置。
  6. 前記アンテナ導体は、第1給電点を有する第1のアンテナ導体と、前記接地導体と前記ビア導体を介して接続される第2給電点を有する第2のアンテナ導体とを有し、前記第1のアンテナ導体および前記第2のアンテナ導体とによりダイポールアンテナを形成する、
    請求項2に記載のアンテナ装置。
  7. 前記人工磁気導体には、上層に形成された前記第1のアンテナ導体と前記第2のアンテナ導体とを仕切るスリットが形成された、
    請求項6に記載のアンテナ装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022027182A (ja) * 2020-07-31 2022-02-10 パナソニックIpマネジメント株式会社 アンテナ装置および通信装置
WO2022190876A1 (ja) * 2021-03-08 2022-09-15 株式会社ヨコオ アンテナ

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7182134B2 (ja) * 2020-04-24 2022-12-02 パナソニックIpマネジメント株式会社 アンテナ装置
US20240186705A1 (en) * 2021-08-26 2024-06-06 Beijing Boe Technology Development Co., Ltd. Antenna Structure and Electronic Device

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009218967A (ja) * 2008-03-11 2009-09-24 Nec Tokin Corp アンテナ装置におけるインピーダンスマッチング方法及びアンテナ装置
WO2017038045A1 (ja) * 2015-08-31 2017-03-09 パナソニックIpマネジメント株式会社 アンテナ装置

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6774866B2 (en) * 2002-06-14 2004-08-10 Etenna Corporation Multiband artificial magnetic conductor
WO2006039699A2 (en) * 2004-10-01 2006-04-13 De Rochemont L Pierre Ceramic antenna module and methods of manufacture thereof
US7679577B2 (en) * 2006-06-09 2010-03-16 Sony Ericsson Mobile Communications Ab Use of AMC materials in relation to antennas of a portable communication device
US8847833B2 (en) * 2009-12-29 2014-09-30 Pulse Finland Oy Loop resonator apparatus and methods for enhanced field control
US9041618B2 (en) * 2010-04-11 2015-05-26 Broadcom Corporation Three-dimensional multiple spiral antenna and applications thereof
WO2012139079A2 (en) * 2011-04-07 2012-10-11 Colburn Joseph S Tunable impedance surfaces
EP2750249B1 (en) * 2011-08-24 2019-05-22 NEC Corporation Antenna and electronic device
TWI518991B (zh) * 2013-02-08 2016-01-21 Sj Antenna Design Integrated antenna and integrated circuit components of the shielding module
JP2015070542A (ja) 2013-09-30 2015-04-13 マスプロ電工株式会社 アンテナ装置
CN106165196A (zh) * 2014-04-18 2016-11-23 川斯普公司 用于电路设计的超材料基板
WO2015163295A1 (ja) * 2014-04-23 2015-10-29 株式会社村田製作所 アンテナ装置および電子機器
US10027159B2 (en) * 2015-12-24 2018-07-17 Energous Corporation Antenna for transmitting wireless power signals
EP3367505B1 (en) * 2017-02-27 2019-06-26 ProAnt AB Antenna arrangement and a device comprising such an antenna arrangement
WO2019066176A1 (ko) * 2017-09-27 2019-04-04 엘지전자 주식회사 전자 장치
CN108493589B (zh) * 2018-05-17 2024-05-07 华南理工大学 一种用于可穿戴设备的滤波天线

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009218967A (ja) * 2008-03-11 2009-09-24 Nec Tokin Corp アンテナ装置におけるインピーダンスマッチング方法及びアンテナ装置
WO2017038045A1 (ja) * 2015-08-31 2017-03-09 パナソニックIpマネジメント株式会社 アンテナ装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022027182A (ja) * 2020-07-31 2022-02-10 パナソニックIpマネジメント株式会社 アンテナ装置および通信装置
JP7182137B2 (ja) 2020-07-31 2022-12-02 パナソニックIpマネジメント株式会社 アンテナ装置および通信装置
WO2022190876A1 (ja) * 2021-03-08 2022-09-15 株式会社ヨコオ アンテナ

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