JP2001094336A - Patch antenna incorporating filter - Google Patents
Patch antenna incorporating filterInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、移動体通信、LA
N(Local Area Network)およびITS(Intelligent
Transport System)、ETC(Electronic Toll Collec
tion System)に使用するフィルタ内蔵パッチアンテナ
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to mobile communication, LA
N (Local Area Network) and ITS (Intelligent
Transport System), ETC (Electronic Toll Collec)
and a patch antenna with a built-in filter for use in an application system.
【0002】[0002]
【従来の技術】図9は、従来のパッチアンテナPA10
を示す斜視図である。図10は、従来のパッチアンテナ
PA10を示す断面図である。FIG. 9 shows a conventional patch antenna PA10.
FIG. FIG. 10 is a sectional view showing a conventional patch antenna PA10.
【0003】従来のパッチアンテナPA10は、特開平
10−145133号公報等に開示されているアンテナ
であり、基体11の表面に、放射導体12と接地導体1
3とが設けられ、放射導体12は、給電用スルーホール
15によって実装基板21に接続され、接地導体13
は、実装基板21上の接地パターン22に接続されてい
る。A conventional patch antenna PA10 is an antenna disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-145133 or the like, and has a radiation conductor 12 and a ground conductor 1 on a surface of a base 11.
The radiation conductor 12 is connected to the mounting substrate 21 by the power supply through hole 15, and the radiation conductor 12 is connected to the ground conductor 13.
Are connected to a ground pattern 22 on a mounting board 21.
【0004】基体11は、セラミックや樹脂等の誘電体
で構成されている。共振周波数および帯域幅は、基体1
1の誘電率、厚みと、放射導体12の形、大きさとによ
って決定されるので、一般的な構造でパッチアンテナを
作ろうとすると、アンテナの仕様が決まった時点で、パ
ッチアンテナPA10の形状が自動的に決まる。[0004] The base 11 is made of a dielectric such as ceramic or resin. The resonance frequency and the bandwidth
1 is determined by the dielectric constant and thickness of the radiating conductor 12 and the shape and size of the radiating conductor 12. Therefore, when a patch antenna is to be manufactured with a general structure, the shape of the patch antenna PA10 is automatically adjusted when the antenna specifications are determined. Is decided.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】上記従来例を小型化す
る場合、放射導体12を折り曲げたり、切り込みを入れ
たり、短絡ピンを設ける等の加工を行なっている。In order to reduce the size of the above-described conventional example, processing such as bending, cutting, and providing a short-circuit pin for the radiation conductor 12 is performed.
【0006】また、パッチアンテナPA10を、接地パ
ターン22に設置することができる等のメリットはある
が、放射導体12のパターンの大きさ、形状で定まるイ
ンダクタンス、容量で共振させるという原理を利用して
いるので、所定の周波数の信号に共振させようとする
と、パッチアンテナPA10の形状が大きくなるという
問題がある。Although there is an advantage that the patch antenna PA10 can be installed on the ground pattern 22, the patch antenna PA10 resonates with the inductance and capacitance determined by the size and shape of the pattern of the radiation conductor 12. Therefore, when trying to resonate with a signal of a predetermined frequency, there is a problem that the shape of the patch antenna PA10 becomes large.
【0007】従来のパッチアンテナPA10は、上記の
ように、形状が大きくなるので、パッチアンテナPA1
0の小型化が困難であるという問題がある。また、小型
化するためには、電極を折り曲げたり、切り込みを入れ
たり短絡ピンを入れたりすることが考えられるが、この
ようにすると、帯域が狭くなったり、放射効率が下がる
等の特性の劣化が生じるという問題がある。The conventional patch antenna PA10 has a large shape as described above, so that the patch antenna PA1
There is a problem that it is difficult to reduce the size of the O. In addition, in order to reduce the size, it is conceivable to bend, cut, or insert a short-circuit pin in the electrode. However, in this case, deterioration of characteristics such as narrowing of a band or lowering of radiation efficiency is considered. There is a problem that occurs.
【0008】本発明は、フィルタを付加したパッチアン
テナの小型化が容易であり、また小型化に際して狭帯域
化、放射効率の低下等の特性の劣化を招くことがないフ
ィルタ内蔵パッチアンテナを提供することを目的とする
ものである。[0008] The present invention provides a patch antenna with a built-in filter, in which the size of a patch antenna to which a filter is added can be easily reduced, and characteristics such as narrowing of the band and lowering of radiation efficiency do not occur when the size is reduced. The purpose is to do so.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明は、誘電体材料に
よって構成されている基体と、上記基体の1つの面に設
けられている放射導体と、上記1つの面に対向する面に
設けられている接地導体と、上記放射導体に給電する給
電用スルーホールと、上記放射導体と平行な面にGND
面を具備し、上記基体の内部に設けられている誘電体フ
ィルタとを有し、上記給電用スルーホールと上記誘電体
フィルタとが上記基体内部で電気的に接続されている内
蔵パッチアンテナである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a base made of a dielectric material, a radiating conductor provided on one surface of the base, and a radiating conductor provided on a surface facing the one surface. Grounding conductor, a power supply through-hole for supplying power to the radiation conductor, and a ground plane parallel to the radiation conductor.
A built-in patch antenna having a surface and a dielectric filter provided inside the base, wherein the feed through hole and the dielectric filter are electrically connected inside the base. .
【0010】また、本発明は、誘電体材料によって構成
されている基体と、上記基体の1つの面に設けられてい
る放射導体と、上記1つの面に対向する面に設けられて
いる接地導体と、上記放射導体に給電する給電用スルー
ホールと、上記基体における上記接地導体の一部に設け
られている凹部と、上記凹部内側に設けられ、しかも、
上記放射導体と平行に設けられているチップ型の誘電体
フィルタとを有し、上記給電用スルーホールと上記誘電
体フィルタとが、上記基体の内部または表面で電気的に
接続されているフィルタ内蔵パッチアンテナである。Further, the present invention provides a base made of a dielectric material, a radiation conductor provided on one surface of the base, and a ground conductor provided on a surface facing the one surface. And a power supply through-hole for supplying power to the radiation conductor, a recess provided in a part of the ground conductor in the base, and provided inside the recess,
A built-in filter having a chip-type dielectric filter provided in parallel with the radiation conductor, wherein the power supply through-hole and the dielectric filter are electrically connected inside or on the surface of the base; It is a patch antenna.
【0011】[0011]
【発明の実施の形態および実施例】図1は、本発明の第
1の実施例であるフィルタ内蔵パッチアンテナPA1を
示す斜透視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a patch antenna PA1 with a built-in filter according to a first embodiment of the present invention.
【0012】図2は、フィルタ内蔵パッチアンテナPA
1の断面図である。FIG. 2 shows a patch antenna PA with a built-in filter.
1 is a sectional view of FIG.
【0013】フィルタ内蔵パッチアンテナPA1は、基
体11と、放射導体12と、接地導体13と、給電端子
14と、給電用スルーホール15と、コンデンサ電極パ
ターン16と、内蔵型誘電体フィルタ30とを有する。The patch antenna PA1 with a built-in filter includes a base 11, a radiation conductor 12, a ground conductor 13, a power supply terminal 14, a power supply through hole 15, a capacitor electrode pattern 16, and a built-in dielectric filter 30. Have.
【0014】基体11は、誘電体材料(その材料とし
て、誘電率の高い材料に限る必要はない)によって構成
され絶縁性を有し、放射導体12は、基体11の1つの
面に設けられ、接地導体13は、上記1つの面に対向す
る面に設けられ、給電用スルーホール15は、放射導体
12に給電するものである。また、誘電体フィルタ30
は、放射導体12と平行な面にGND面を具備し、基体
11の内部に設けられているトリプレート型の誘電体フ
ィルタである。The base 11 is made of a dielectric material (the material need not be limited to a material having a high dielectric constant) and has an insulating property. The radiation conductor 12 is provided on one surface of the base 11, The ground conductor 13 is provided on a surface facing the one surface, and the power supply through hole 15 supplies power to the radiation conductor 12. The dielectric filter 30
Is a triplate type dielectric filter provided with a GND plane on a plane parallel to the radiation conductor 12 and provided inside the base 11.
【0015】さらに、給電用スルーホール15と誘電体
フィルタ30とが基体11内部で電気的に接続されてい
る。つまり、コンデンサ電極パターン16が、給電用ス
ルーホール15と誘電体フィルタ30とを容量結合して
いる。Further, the power supply through hole 15 and the dielectric filter 30 are electrically connected inside the base 11. That is, the capacitor electrode pattern 16 capacitively couples the power supply through hole 15 and the dielectric filter 30.
【0016】ここで、破線で示すコンデンサ41は、放
射用導体12とGND電極18との間の結合容量であ
る。Here, a capacitor 41 indicated by a broken line is a coupling capacitance between the radiation conductor 12 and the GND electrode 18.
【0017】また、フィルタ内蔵パッチアンテナPA1
は、プリント基板21に実装されて使用されるが、その
際、フィルタ内蔵パッチアンテナPA1を実装する部分
の殆どは、接地パターン22である。このようにするこ
とによって、本来のパッチアンテナの特性を確保するこ
とができる。つまり、パッチアンテナは、本来、広いG
ND面上に構成される。The patch antenna PA1 with a built-in filter
Is mounted on the printed circuit board 21, and at this time, most of the portion on which the patch antenna with built-in filter PA <b> 1 is mounted is the ground pattern 22. By doing so, the original characteristics of the patch antenna can be secured. In other words, the patch antenna originally has a wide G
It is configured on the ND plane.
【0018】なお、上記実施例において、使用される誘
電体材料は、セラミック(コーディライト、フォルステ
ライト、アルミナ、ガラス系セラミック、酸化チタン系
セラミック等、またはこれらの混合物)、樹脂(ポリテ
トラフルオロエチレン、ポリイミド、ビスマレイミド、
トリアジン、液晶ポリマー等)、セラミックと樹脂との
コンポジット材料等であり、絶縁性を有するものであ
る。誘電率またはコンポジット材料の混合比等は、適宜
選択される。In the above embodiments, the dielectric material used is ceramic (cordrite, forsterite, alumina, glass ceramic, titanium oxide ceramic, or a mixture thereof), resin (polytetrafluoroethylene). , Polyimide, bismaleimide,
Triazine, liquid crystal polymer, etc.), a composite material of a ceramic and a resin, and the like, which have insulating properties. The dielectric constant, the mixing ratio of the composite material, and the like are appropriately selected.
【0019】また、上記実施例における導体は、金、
銀、銅、パラジウム等である。これらの材料を選択する
場合、アンテナ特性確保のために必要最低限の特性を満
たすものを選択する。アンテナ特性に特に効く要素は、
素体のtanδ、素体の誘電率である。The conductor in the above embodiment is gold,
Silver, copper, palladium and the like. When these materials are selected, a material that satisfies the minimum required characteristics for securing the antenna characteristics is selected. Factors that are particularly effective for antenna characteristics are
The tan δ of the elementary body and the dielectric constant of the elementary body.
【0020】基体11は、シート工法、印刷工法、また
は金型成形工法等によって形成されたセラミック基板、
樹脂基板、またはセラミックと樹脂とのコンポジット材
からなる基板等であり、この基板の表面または内部の放
射導体12、接地導体13、内部GND電極18、コン
デンサ電極パターン16、誘電体フィルタ30を構成す
る電極パターンは、印刷、スパッタまたはエッチング等
の手法によって形成されている。The base 11 is made of a ceramic substrate formed by a sheet method, a printing method, a molding method, or the like.
It is a resin substrate or a substrate made of a composite material of ceramic and resin, and constitutes the radiation conductor 12, the ground conductor 13, the internal GND electrode 18, the capacitor electrode pattern 16, and the dielectric filter 30 on or in the surface of the substrate. The electrode pattern is formed by a technique such as printing, sputtering, or etching.
【0021】また、グリーンシートに給電用スルーホー
ル15を設ける場合、ドリル、レーザ等によってそのグ
リーンシートに穴を開け、この開けられた穴の内部に、
充填またはメッキ等によって電極を形成する。この場
合、多層構造であれば、各層毎に上記処理を行なうよう
にしてもよい。When the power supply through hole 15 is provided in the green sheet, a hole is formed in the green sheet by a drill, a laser or the like, and the inside of the opened hole is
An electrode is formed by filling or plating. In this case, if the structure is a multilayer structure, the above-described processing may be performed for each layer.
【0022】上記フィルタ内蔵パッチアンテナPA1に
おいては、アンテナにフィルタが組み込まれているの
で、フィルタを付加したパッチアンテナを小型化するこ
とができ、その小型化が容易であり、また、小型化する
ことによる狭帯域化、放射効率の低下等の特性の劣化を
招くことがない。In the above-mentioned patch antenna PA1 with a built-in filter, since the filter is incorporated in the antenna, the size of the patch antenna to which the filter is added can be reduced, and the size can be easily reduced. This does not cause deterioration of characteristics such as narrowing of the band and lowering of radiation efficiency.
【0023】なお、フィルタ内蔵パッチアンテナPA1
において、給電用スルーホール15と誘電体フィルタ3
0とを、容量を介さずに、直接結合(直接接続)するよ
うにしてもよい。The patch antenna PA1 with a built-in filter
, The power supply through hole 15 and the dielectric filter 3
0 may be directly coupled (directly connected) without using a capacitor.
【0024】図3は、本発明の第2の実施例であるフィ
ルタ内蔵パッチアンテナPA2を示す断面図である。FIG. 3 is a sectional view showing a patch antenna PA2 with a built-in filter according to a second embodiment of the present invention.
【0025】フィルタ内蔵パッチアンテナPA2は、基
体11の凹部11cにフィルタ31が設けられている点
が、フィルタ内蔵パッチアンテナPA1と主に異なる点
である。The patch antenna with built-in filter PA2 is mainly different from the patch antenna with built-in filter PA1 in that the filter 31 is provided in the concave portion 11c of the base body 11.
【0026】すなわち、フィルタ内蔵パッチアンテナP
A2は、基体11と、放射導体12と、接地導体13
と、給電端子14と、給電用スルーホール15と、内部
電極パターン16aと、凹部11cと、内部導体17
と、外部接続用導体19と、チップ型の誘電体フィルタ
31とを有する。That is, the patch antenna P with a built-in filter
A2 is a base 11, a radiation conductor 12, and a ground conductor 13
Power supply terminal 14, power supply through hole 15, internal electrode pattern 16 a, recess 11 c, internal conductor 17
, An external connection conductor 19, and a chip-type dielectric filter 31.
【0027】凹部11cは、基体11における接地導体
13側の一部に設けられ、チップ型の誘電体フィルタ3
1は、凹部11cの内側に設けられ、しかも、放射導体
12と平行に設けられている。また、凹部11cの底面
の大部分はGND電極であり、給電用スルーホール15
と誘電体フィルタ31とが、基体11の内部で電気的に
接続されている。つまり、給電用スルーホール15とチ
ップ型誘電体フィルタ31とを、内部電極パターン16
aが結合している。The recess 11 c is provided in a part of the base 11 on the side of the ground conductor 13, and the chip type dielectric filter 3
1 is provided inside the concave portion 11c and is provided in parallel with the radiation conductor 12. Most of the bottom surface of the concave portion 11c is a GND electrode, and the power supply through hole 15
And the dielectric filter 31 are electrically connected inside the base 11. That is, the power supply through hole 15 and the chip-type dielectric filter 31 are connected to the internal electrode pattern 16.
a is bonded.
【0028】フィルタ内蔵パッチアンテナPA2におい
て、それを構成するアンテナ、フィルタのそれぞれの特
性を個別に選別することができるので、フィルタ内蔵パ
ッチアンテナPA2の工程歩留まりを上げることができ
る。また、フィルタ内蔵パッチアンテナPA2の設計の
際に、アンテナ、フィルタを個別部品として調整するこ
とができるので、調整時間を短縮することができる。In the patch antenna with built-in filter PA2, the characteristics of the antenna and the filter that constitute it can be individually selected, so that the process yield of the patch antenna with built-in filter PA2 can be increased. Further, when designing the patch antenna PA2 with a built-in filter, the antenna and the filter can be adjusted as individual components, so that the adjustment time can be reduced.
【0029】また、フィルタ内蔵パッチアンテナPA2
は、プリント基板21に実装して使用するが、その際、
フィルタ内蔵パッチアンテナPA2を実装する部分の殆
どは接地パターン22である。The patch antenna PA2 with a built-in filter
Is mounted on the printed circuit board 21 and used.
Most of the part where the patch antenna PA2 with a built-in filter is mounted is the ground pattern 22.
【0030】なお、上記実施例において、使用される基
体材料、電極材料、基板の作成方法、端子の構成方法等
は、フィルタ内蔵パッチアンテナPA1における場合と
同様である。In the above embodiment, the base material, the electrode material, the method of forming the substrate, the method of forming the terminals, and the like used are the same as those in the patch antenna with built-in filter PA1.
【0031】給電用スルーホール15と誘電体フィルタ
31とを、基体11の内部で電気的に接続する代わり
に、基体11の表面で電気的に接続するようにしてもよ
い。The power supply through hole 15 and the dielectric filter 31 may be electrically connected on the surface of the base 11 instead of electrically inside the base 11.
【0032】図4は、本発明の第3の実施例であるフィ
ルタ内蔵パッチアンテナPA3を示す斜透視図である。FIG. 4 is a perspective view showing a patch antenna PA3 with a built-in filter according to a third embodiment of the present invention.
【0033】図5は、フィルタ内蔵パッチアンテナPA
3において、基体11を省略して示す斜視図である。FIG. 5 shows a patch antenna PA with a built-in filter.
FIG. 3 is a perspective view showing the base 11 with the base 11 omitted.
【0034】フィルタ内蔵パッチアンテナPA3は、1
つの基体11にアンテナが2組設けられている点が、フ
ィルタ内蔵パッチアンテナPA1、PA2と主に異なる
点である。The patch antenna PA3 with a built-in filter
The point that two sets of antennas are provided on one base 11 is mainly different from the patch antennas PA1 and PA2 with a built-in filter.
【0035】つまり、フィルタ内蔵パッチアンテナPA
3は、基体11と、放射導体12a、12bと、接地導
体13と、給電用スルーホール15a、15bと、トリ
プレート型の誘電体フィルタ32と、コンデンサ電極パ
ターン16bと、短絡ピン25とを有する。That is, the patch antenna PA with a built-in filter
3 includes a base 11, radiation conductors 12a and 12b, a ground conductor 13, feed-through holes 15a and 15b, a triplate-type dielectric filter 32, a capacitor electrode pattern 16b, and a short-circuit pin 25. .
【0036】給電用スルーホール15a、15bは、基
体内部に、放射導体12a、12bと接続するものであ
り、トリプレート型の誘電体フィルタ32は、放射用電
極12a、12bと平行な面にGND18を持つフィル
タであり、デュプレクサまたはバンドスプリッタであ
る。コンデンサ電極パターン16bは、給電用スルーホ
ール15a、15bと誘電体フィルタ32とを容量結合
するパターンである。The power supply through holes 15a and 15b are connected to the radiating conductors 12a and 12b inside the base body. The triplate type dielectric filter 32 has a GND 18 on a surface parallel to the radiating electrodes 12a and 12b. , And is a duplexer or a band splitter. The capacitor electrode pattern 16b is a pattern for capacitively coupling the power supply through holes 15a and 15b and the dielectric filter 32.
【0037】また、パッチアンテナPA3の場合、放射
導体12a、12bと接地導体13との間に短絡ピン2
5が設けられ、1/4波長共振構造にし、小型化を図っ
ている。この考え方は、逆F状のパッチアンテナと同じ
である。In the case of the patch antenna PA3, the short-circuit pin 2 is connected between the radiation conductors 12a and 12b and the ground conductor 13.
5 is provided, and a quarter-wave resonance structure is provided to achieve miniaturization. This concept is the same as that of the inverted F-shaped patch antenna.
【0038】パッチアンテナPA3において、誘電体フ
ィルタ32を、複数の周波数を取り扱うデュプレクサま
たはバンドスプリッタにすると、デュアル、トリプル機
器で必要になるそれらの部品を、パッチアンテナPA3
とは別に用意する必要がなくなる。したがって、パッチ
アンテナPA3を含めたセットの全体をさらに小型化す
ることができる。In the patch antenna PA3, when the dielectric filter 32 is a duplexer or a band splitter that handles a plurality of frequencies, those components required for a dual or triple device are replaced with the patch antenna PA3.
There is no need to prepare separately. Therefore, the entire set including the patch antenna PA3 can be further reduced in size.
【0039】なお、パッチアンテナPA3において、使
用される基体材料、電極材料、基板の作成方法、端子の
構成方法等は、フィルタ内蔵パッチアンテナPA1の場
合と同様である。In the patch antenna PA3, the base material, electrode material, substrate forming method, terminal configuration method, and the like used are the same as those in the case of the filter built-in patch antenna PA1.
【0040】また、フィルタ内蔵パッチアンテナPA
1、PA2、PA3のそれぞれを、複数個並べ、アレイ
アンテナとして使用してもよい。The patch antenna PA with a built-in filter
A plurality of 1, PA2 and PA3 may be arranged and used as an array antenna.
【0041】図6は、フィルタ内蔵パッチアンテナPA
1の等価回路を示す図である。FIG. 6 shows a patch antenna PA with a built-in filter.
FIG. 3 is a diagram showing an equivalent circuit of No. 1;
【0042】フィルタ内蔵パッチアンテナPA1におい
て、アンテナ部とフィルタ30とが、容量結合されてい
る。In the patch antenna PA1 with a built-in filter, the antenna section and the filter 30 are capacitively coupled.
【0043】図7は、フィルタ内蔵パッチアンテナPA
2の等価回路を示す図である。FIG. 7 shows a patch antenna PA with a built-in filter.
2 is a diagram illustrating an equivalent circuit of FIG.
【0044】フィルタ内蔵パッチアンテナPA2におい
て、アンテナ部とフィルタ31とが、導体で直接接続さ
れている。In the filter built-in patch antenna PA2, the antenna section and the filter 31 are directly connected by a conductor.
【0045】インピーダンスや周辺回路、使用状態等に
応じて、上記直接接続、容量接続のうちから、最適なも
のを選択すればよい。An optimum connection may be selected from the direct connection and the capacitance connection according to the impedance, peripheral circuit, use state, and the like.
【0046】フィルタ内蔵パッチアンテナPA1、PA
2、PA3において、図1〜図5に示すように、パッチ
アンテナの内部にフィルタを内蔵する(一体化する)こ
とによって、部品、セットを小型化することができ、ア
ンテナ、フィルタの実装が容易になり、部品点数を減ら
すことができ、セットメーカの設計が容易になる。Patch antennas PA1 and PA with built-in filter
2. In PA3, as shown in FIGS. 1 to 5, by incorporating (integrating) a filter inside the patch antenna, parts and sets can be downsized, and mounting of the antenna and filter is easy. , The number of parts can be reduced, and the design of the set maker becomes easy.
【0047】また、上記各実施例では、アンテナ自体の
小型化に伴う特性劣化を抑えることができ、フィルタ部
分に大きな体積を確保できるので、特性を向上させるこ
とができ、また、配線の引き回しを短くすることができ
るので、特性劣化を抑えることができる。Further, in each of the above embodiments, it is possible to suppress the characteristic deterioration due to the miniaturization of the antenna itself and to secure a large volume in the filter portion, so that the characteristics can be improved and the wiring can be routed. Since the length can be shortened, characteristic deterioration can be suppressed.
【0048】図8は、上記実施例において、「アンテナ
自体の小型化に伴う特性劣化を抑える」点を説明する図
である。FIG. 8 is a view for explaining the point of "suppressing characteristic deterioration due to miniaturization of the antenna itself" in the above embodiment.
【0049】図8において、従来のパッチアンテナPA
10における放射用導体12の大きさは、約λ/(2・
ε1/2)になる。これに対して、フィルタ内蔵パッチア
ンテナPA2において、フィルタ31のGND導体18
と放射用導体12との間に分布容量41を構成すること
ができるので、この新たに発生した分布容量41の分だ
け、放射導体12の面積を小さくすることができる。た
だし、アンテナの性能は、形状によるところが大きいの
で、小型化による特性劣化を完全に阻止することはでき
ない。Referring to FIG. 8, a conventional patch antenna PA
The size of the radiation conductor 12 at 10 is approximately λ / (2 ·
ε 1/2 ). In contrast, in the filter-equipped patch antenna PA2, the GND conductor 18 of the filter 31
Since the distribution capacitance 41 can be formed between the radiation conductor 12 and the radiation conductor 12, the area of the radiation conductor 12 can be reduced by the newly generated distribution capacitance 41. However, since the performance of the antenna largely depends on the shape, it is impossible to completely prevent the characteristic deterioration due to the miniaturization.
【0050】ところで、放射導体12を折り曲げたり、
放射導体12に切り込みを入れたりすることによる小型
化の手法よりも、上記実施例では、放射導体12自体の
状態がフラットで、正方形に近い状態を確保することが
できるので、特性の劣化を最小限に抑えることができ
る。By the way, if the radiation conductor 12 is bent,
In the above-described embodiment, the state of the radiation conductor 12 itself is flat, and a state close to a square can be ensured. Can be minimized.
【0051】放射導体12の状態を維持したまま容量を
稼ぐためには、接地導体13をどうしても持ち上げる必
要がある。たとえば、図2に示すフィルタ内蔵パッチア
ンテナPA1おいて、接地導体13からGND電極18
が持ちあげられ、この持ち上げられたGND電極18と
放射導体12との間で、結合容量41が発生する。この
場合におけるGND電極18と接地導体13との間のス
ペースを利用し、誘電体フィルタ30が形成されてい
る。In order to increase the capacitance while maintaining the state of the radiation conductor 12, the ground conductor 13 must be lifted. For example, in the filter-equipped patch antenna PA1 shown in FIG.
Is lifted up, and a coupling capacitance 41 is generated between the lifted GND electrode 18 and the radiation conductor 12. In this case, the dielectric filter 30 is formed using the space between the GND electrode 18 and the ground conductor 13.
【0052】この場合、放射用電極12と、内蔵されて
いる誘電体フィルタ30のGND電極18の面とを平行
に構成することによって、放射用電極12とGND電極
18との間に、容量41を理想的に構成することができ
る。つまり、占有体積、面積に対して、より効率的に容
量41を構成することができる。In this case, by forming the radiation electrode 12 and the surface of the GND electrode 18 of the built-in dielectric filter 30 in parallel, a capacitance 41 is provided between the radiation electrode 12 and the GND electrode 18. Can be ideally configured. That is, the capacity 41 can be configured more efficiently with respect to the occupied volume and area.
【0053】上記と同様の考えから、フィルタ31、3
2が形成され、フィルタ内蔵パッチアンテナPA2、P
A3が構成されている。From the same idea as above, the filters 31, 3
2 are formed, and the patch antennas PA2 and P2
A3 is configured.
【0054】また、上記「フィルタ部分に大きな体積が
取れるので、特性を向上させることができる」点につい
ては、通常、移動体通信のフロントエンドのフィルタ
は、低損失が要求されるので、共振器部に高いQが要求
される。Qを高める方法として最も効果的なことは、十
分な大きさを確保することである。ところが、実際のセ
ットには、十分なスペースを確保することができないの
で、どうしても低いQで設計せざるを得ないのが現状で
ある。[0054] Regarding the above-mentioned point "a large volume can be obtained in the filter portion, the characteristics can be improved", the filter at the front end of the mobile communication usually requires a low loss. High Q is required for the part. The most effective way to increase Q is to secure a sufficient size. However, a sufficient space cannot be ensured in an actual set, so that at present the design must be designed with a low Q.
【0055】この点に関して、上記実施例の構造を採用
することによって、もともと誘電体で構成されているパ
ッチアンテナは、一辺が約λ/2であるので、そのパッ
チアンテナの内部における空いたスペースがかなり大き
く、この空きスペースをフィルタとして確保することが
できる。In this regard, by adopting the structure of the above embodiment, the patch antenna which is originally made of a dielectric has a side of about λ / 2, so that an empty space inside the patch antenna is reduced. It is quite large, and this empty space can be reserved as a filter.
【0056】これによって、誘電体フィルタ31の共振
器部分の長さをよりλ/4に近づけることができるの
で、より高いQ値を得ることができる。これによって、
誘電体フィルタの特性を向上させることができる。Thus, the length of the resonator portion of the dielectric filter 31 can be made closer to λ / 4, so that a higher Q value can be obtained. by this,
The characteristics of the dielectric filter can be improved.
【0057】また、上記「配線の引き回しを短くするこ
とができるので、特性劣化を抑えることができる」点に
ついては、アンテナの内部にフロントエンドのフィルタ
を構成すれば、それらの間の距離を最小限に設定するこ
とができるので、特性の劣化を最小限に抑えることがで
きる。Further, regarding the above-mentioned point “the wiring can be shortened so that the characteristic deterioration can be suppressed”, if a front-end filter is formed inside the antenna, the distance between them can be minimized. Since it can be set to the limit, deterioration of characteristics can be minimized.
【0058】また、図3に示すように、チップ型のフィ
ルタ31を裏面から実装する構造を採用することによっ
て、それぞれの特性を選別することができるので、工程
歩留まりを上げることができる。また、設計の際に、個
別部品での調整が可能になるので、設計時間を短縮する
ことができる。Further, as shown in FIG. 3, by adopting a structure in which the chip type filter 31 is mounted from the back surface, each characteristic can be selected, so that the process yield can be increased. Further, at the time of design, adjustment with individual components becomes possible, so that design time can be reduced.
【0059】また、図4、図5に示すように、アンテナ
をデュアル以上の構造にすることによって、上記の効果
を確保したまま、パッチアンテナのデュアル化や、広帯
域化を行うことができる。Further, as shown in FIGS. 4 and 5, by making the antenna have a dual or more structure, the patch antenna can be made dual and the band can be widened while securing the above-mentioned effects.
【0060】さらに、誘電体フィルタをデュプレクサや
バンドスプリッタにすることによって、デュアル、トリ
プル機器で必要になるそれらの部品を、フィルタ内蔵パ
ッチアンテナPA1、PA2、PA3以外の部分に用意
する必要がなくなるので、フィルタ内蔵パッチアンテナ
を含めたセットをさらに小型化することができる。ま
た、無線通信における送受信のアイソレーションや、デ
ュアルバンド間のアイソレーションを高めることができ
る。Further, by using a dielectric filter as a duplexer or a band splitter, it is not necessary to prepare those parts required for the dual or triple device in portions other than the filter built-in patch antennas PA1, PA2 and PA3. In addition, the set including the filter built-in patch antenna can be further reduced in size. Further, isolation between transmission and reception in wireless communication and isolation between dual bands can be improved.
【0061】[0061]
【発明の効果】本発明によれば、フィルタを付加したパ
ッチアンテナを容易に小型化することができ、また、小
型化に伴う狭帯域化、放射効率の低下等の特性の劣化を
招くことがないという効果を奏する。According to the present invention, it is possible to easily reduce the size of a patch antenna to which a filter is added, and to cause deterioration in characteristics such as narrowing of a band and reduction in radiation efficiency due to the reduction in size. There is an effect that there is no.
【図1】本発明の第1の実施例であるフィルタ内蔵パッ
チアンテナPA1を示す斜透視図である。FIG. 1 is an oblique perspective view showing a filter-equipped patch antenna PA1 according to a first embodiment of the present invention.
【図2】フィルタ内蔵パッチアンテナPA1の断面図で
ある。FIG. 2 is a cross-sectional view of the patch antenna with built-in filter PA1.
【図3】本発明の第2の実施例であるフィルタ内蔵パッ
チアンテナPA2を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a filter-equipped patch antenna PA2 according to a second embodiment of the present invention.
【図4】本発明の第3の実施例であるフィルタ内蔵パッ
チアンテナPA3を示す構造斜透視図である。FIG. 4 is a perspective oblique view showing a patch antenna with built-in filter PA3 according to a third embodiment of the present invention.
【図5】フィルタ内蔵パッチアンテナPA3において、
基体11を省略して示す斜視図である。FIG. 5 shows a patch antenna PA3 with a built-in filter.
It is a perspective view which omits and shows a base.
【図6】フィルタ内蔵パッチアンテナPA1の等価回路
を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating an equivalent circuit of the patch antenna with built-in filter PA1.
【図7】フィルタ内蔵パッチアンテナPA2の等価回路
を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing an equivalent circuit of the patch antenna PA2 with a built-in filter.
【図8】上記実施例において、「アンテナ自体の小型化
に伴う特性劣化を抑える」点を説明する図である。FIG. 8 is a diagram for explaining the point of “suppressing characteristic deterioration due to miniaturization of the antenna itself” in the embodiment.
【図9】従来のパッチアンテナPA10を示す断面図で
ある。FIG. 9 is a sectional view showing a conventional patch antenna PA10.
【図10】従来のパッチアンテナPA10を示す正面図
である。FIG. 10 is a front view showing a conventional patch antenna PA10.
PA1、PA2、PA3…フィルタ内蔵パッチアンテ
ナ、 11…基体、 12…放射導体、 13…接地導体、 14…給電端子、 15…給電用スルーホール、 16…コンデンサ電極パターン、 16a…内部電極パターン、 16b…コンデンサ電極パターン、 17…内部導体、 18…GND電極、 19…外部接続用導体、 21…プリント基板、 22…接地パターン、 23…配線パターン、 25…短絡ピン、 30…内蔵型誘電体フィルタ、 31…チップ型フィルタ、 32…誘電体フィルタ、 41…結合容量。PA1, PA2, PA3: Patch antenna with a built-in filter, 11: Base, 12: Radiating conductor, 13: Ground conductor, 14: Power supply terminal, 15: Power supply through hole, 16: Capacitor electrode pattern, 16a: Internal electrode pattern, 16b ... capacitor electrode pattern, 17 ... internal conductor, 18 ... GND electrode, 19 ... external connection conductor, 21 ... printed circuit board, 22 ... ground pattern, 23 ... wiring pattern, 25 ... short-circuit pin, 30 ... built-in dielectric filter, 31: chip type filter, 32: dielectric filter, 41: coupling capacitance.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01Q 23/00 H01Q 23/00 H04B 1/18 H04B 1/18 A Fターム(参考) 5J006 HB03 HB22 5J021 AA01 AB06 CA06 FA23 GA08 HA05 HA10 JA07 5J045 AA05 DA10 EA07 GA08 HA03 MA07 NA01 5J046 AA03 AA19 AB13 PA07 5K062 AB00 AC00 AC01 BC00 BC01 BF00 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01Q 23/00 H01Q 23/00 H04B 1/18 H04B 1/18 A F-term (Reference) 5J006 HB03 HB22 5J021 AA01 AB06 CA06 FA23 GA08 HA05 HA10 JA07 5J045 AA05 DA10 EA07 GA08 HA03 MA07 NA01 5J046 AA03 AA19 AB13 PA07 5K062 AB00 AC00 AC01 BC00 BC01 BF00
Claims (4)
と;上記基体の1つの面に設けられている放射導体と;上
記1つの面に対向する面に設けられている接地導体と;
上記放射導体に給電する給電用スルーホールと;上記放
射導体と平行な面にGND面を具備し、上記基体の内部
に設けられている誘電体フィルタと;を有し、上記給電
用スルーホールと上記誘電体フィルタとが上記基体内部
で電気的に接続されていることを特徴とするフィルタ内
蔵パッチアンテナ。1. a base made of a dielectric material; a radiation conductor provided on one surface of the base; and a ground conductor provided on a surface opposite to the one surface;
A feed through hole for feeding the radiating conductor; a dielectric filter having a GND plane on a plane parallel to the radiating conductor and provided inside the base; A patch antenna with a built-in filter, wherein the dielectric filter is electrically connected inside the base.
と;上記基体の1つの面に設けられている放射導体と;上
記1つの面に対向する面に設けられている接地導体と;
上記放射導体に給電する給電用スルーホールと;上記基
体における上記接地導体側の一部に設けられている凹部
と;上記凹部内側に設けられ、しかも、上記放射導体と
平行に設けられているチップ型の誘電体フィルタと;を
有し、上記凹部の底面の大部分がGND電極であり、上
記給電用スルーホールと上記誘電体フィルタとが、上記
基体の内部または表面で電気的に接続されていることを
特徴とするフィルタ内蔵パッチアンテナ。2. A base made of a dielectric material; a radiation conductor provided on one surface of the base; and a ground conductor provided on a surface facing the one surface;
A power supply through hole for supplying power to the radiation conductor; a recess provided on a part of the base on the ground conductor side; a chip provided inside the recess and provided in parallel with the radiation conductor A dielectric filter of the type, most of the bottom surface of the concave portion is a GND electrode, and the power supply through-hole and the dielectric filter are electrically connected inside or on the surface of the base. A patch antenna with a built-in filter.
用スルーホールが接続されていることを特徴とするフィ
ルタ内蔵パッチアンテナ。3. The patch antenna with a built-in filter according to claim 1, wherein two or more radiating conductors are provided, and each radiating conductor is connected to a feed through hole.
レクサまたはバンドスプリッタであることを特徴とする
フィルタ内蔵パッチアンテナ。4. The patch antenna according to claim 3, wherein the dielectric filter is a duplexer or a band splitter that handles two or more frequencies.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP26474599A JP2001094336A (en) | 1999-09-20 | 1999-09-20 | Patch antenna incorporating filter |
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JP26474599A JP2001094336A (en) | 1999-09-20 | 1999-09-20 | Patch antenna incorporating filter |
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Publication Number | Publication Date |
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ID=17407600
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- 1999-09-20 JP JP26474599A patent/JP2001094336A/en active Pending
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