JP2011109345A - Substrate for antenna device and antenna device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車のキーレスオペレーションシステム等の無線通信技術に好適なアンテナ装置用基板およびアンテナ装置に関する。 The present invention relates to a substrate for an antenna device and an antenna device suitable for wireless communication technology such as an automobile keyless operation system.
近年、自動車のキーレスオペレーションシステム等の無線通信を目的として、パターンアンテナを利用したアンテナ装置が検討されている。パターンアンテナを用いたアンテナ装置としては、従来、基板上にアンテナ動作波長の1/4の長さでアンテナエレメントをパターン配置したモノポールアンテナが一般的に用いられている。しかしながら、このモノポールアンテナは、アンテナ全体が一方向に長いため、このモノポールアンテナを途中で折り曲げて小型化した逆L型アンテナが開発されている。 In recent years, an antenna device using a pattern antenna has been studied for the purpose of wireless communication such as an automobile keyless operation system. Conventionally, as an antenna device using a pattern antenna, a monopole antenna in which antenna elements are arranged in a pattern with a length of 1/4 of the antenna operating wavelength on a substrate is generally used. However, since the entire antenna is long in one direction, an inverted L-type antenna has been developed in which the monopole antenna is bent in the middle to reduce the size.
さらに、この逆L型アンテナでは、基板のグランド(GND)面と平行になるアンテナエレメントの水平部分との間で発生するリアクタンス成分が容量性で、なおかつ大きい値となるために、50Ωの給電線に対して整合を取るのが困難であった。このため、従来、アンテナエレメントと50Ωの給電線との整合を容易にするために、いわゆる逆F型アンテナが考案されている。この逆F型アンテナは、アンテナエレメントの途中に設けられた給電部の近くに基板のグランド面と放射素子とを接続するスタブを設けたものである。これにより、上記リアクタンス成分による容量性を打ち消して50Ωの給電線との整合を取ることが容易となる。 Furthermore, in this inverted L-type antenna, the reactance component generated between the horizontal portion of the antenna element parallel to the ground (GND) plane of the substrate is capacitive and has a large value. It was difficult to match. For this reason, a so-called inverted-F antenna has been devised in order to facilitate matching between the antenna element and the 50Ω feed line. In this inverted F-type antenna, a stub for connecting a ground plane of a substrate and a radiating element is provided near a feeding portion provided in the middle of the antenna element. As a result, it becomes easy to cancel the capacitance due to the reactance component and to match the 50Ω power supply line.
この逆F型アンテナにおいて小型化を考えた場合、パターンアンテナでは特性改善が厳しいため、例えば特許文献1に記載の技術のように、誘電体を用いたチップアンテナを用いることも提案されている。しかしながら、このような逆Fアンテナであっても、小型化すると開放端部分のインピーダンスが高くなり、基板上のグランド面、アンテナ周辺に実装される部品及び人体等の影響を受け易くなってしまう。この点を改善するため、開放端部分を終端することにより、インピーダンスを低下させ、周辺の影響を受け難いループアンテナを採用することも考えられている(特許文献2参照)。 Considering the miniaturization of the inverted F-type antenna, since the characteristics of the pattern antenna are severely improved, it has been proposed to use a chip antenna using a dielectric as in the technique described in Patent Document 1, for example. However, even with such an inverted-F antenna, when it is downsized, the impedance of the open end portion becomes high, and it is likely to be affected by the ground surface on the substrate, components mounted around the antenna, the human body, and the like. In order to improve this point, it is also considered to adopt a loop antenna that lowers the impedance by terminating the open end portion and is not easily affected by the surroundings (see Patent Document 2).
また、パターンアンテナの小型化、配線パターンや周辺部品の影響防止として、特許文献3には、パターンアンテナを内蔵する回路基板において、パターンアンテナが、該基板の両面に該基板の周縁に沿ってそれぞれ形成された2つのループ部分と、該基板の側面から該基板の両面の周縁領域まで延在して上記2つのループ部分間を連接するループ間連接部分とから成る2重ループアンテナであって、前記ループ間連接部分が、前記基板の側面に形成された凹部の内壁から該基板の両面の周縁部まで延在して形成されているパターンアンテナ内蔵回路基板が提案されている。 Further, in order to reduce the size of the pattern antenna and prevent the influence of the wiring pattern and peripheral parts, Patent Document 3 discloses that in the circuit board incorporating the pattern antenna, the pattern antenna is provided on both sides of the board along the periphery of the board. A double loop antenna comprising two formed loop portions and an inter-loop connecting portion that extends from a side surface of the substrate to a peripheral region on both sides of the substrate and connects the two loop portions; There has been proposed a circuit board with a built-in pattern antenna in which the connecting portion between the loops is formed to extend from the inner wall of a recess formed on the side surface of the substrate to the peripheral portions on both sides of the substrate.
さらに、特許文献4には、周辺の影響を考慮し、設置後にアンテナの指向性を調整する手段として、無線信号を受信するアンテナ素子と、前記アンテナ素子に近接配置した寄生素子と、前記寄生素子と接地との間に介在させた可変静電容量素子と、を備えた無線信号受信装置が提案されている。さらに、この無線信号受信装置では、可変静電容量素子がバラクタダイオードであり、このバラクタダイオードに電圧を印加する電圧印加手段と、該電圧印加手段が出力する電圧設定値を記録する記録手段とを備えている。この無線信号受信装置では、可変静電容量素子の静電容量を所要の値に設定することで、最適なアンテナの指向性を得ようとしている。 Further, in Patent Document 4, as a means for adjusting the directivity of the antenna after installation in consideration of the influence of the surroundings, an antenna element that receives a radio signal, a parasitic element that is disposed close to the antenna element, and the parasitic element There has been proposed a radio signal receiving device including a variable capacitance element interposed between the antenna and the ground. Further, in this radio signal receiving device, the variable capacitance element is a varactor diode, and a voltage applying means for applying a voltage to the varactor diode, and a recording means for recording a voltage setting value output from the voltage applying means. I have. In this radio signal receiving apparatus, an optimum antenna directivity is obtained by setting the capacitance of the variable capacitance element to a required value.
しかしながら、上記従来の技術においても、以下の課題が残されている。
パターンアンテナによる逆Fアンテナにおいて小型化を考えた場合、特性改善が厳しいため、特許文献1に記載の技術のように誘電体を用いたチップアンテナ等が考えられる。しかしながら、基板上のグランド面およびアンテナ周辺に実装される部品等の影響を受け易くなってしまい、周辺の影響の変更に伴い、アンテナ周辺の設計も変更する必要がある。また、この場合に、所望の指向性を要することは困難であった。
また、パターンアンテナの小型化、配線パターンや周辺部品の影響防止として、特許文献3に記載の技術も考えられる。しかしながら、パターンアンテナが周縁を沿っているにも関わらず、基板の表裏にビアを用いていないため、アンテナ性能が不安定になると共に、回路部との結合により、回路側にも影響してしまい、所望のアンテナ性能及び回路性能を得ることが困難となる。また、基板内の配線パターンの影響は多少低減できたとしても、設置条件および使用条件等の周辺の影響に大きく影響を受けてしまう。
さらに、周辺の影響を考慮し、設置後にアンテナの指向性を調整する手段として、特許文献4に記載の技術も考えられる。しかしながら、アンテナ素子に近接配置した寄生素子に対して、可変静電容量素子を用いるため、生産面および性能面におけるバラツキも多くなる。また、バラクタダイオードを使用し、電圧印加手段および出力電圧の設定値の記録手段等を要するため、回路規模および消費電流が増大し、フレキシブルな特性改善および小型化等は困難である。
However, the following problems remain in the above-described conventional technology.
When considering miniaturization of an inverted-F antenna using a pattern antenna, since characteristics are severely improved, a chip antenna using a dielectric as in the technique described in Patent Document 1 can be considered. However, it becomes easy to be affected by components mounted on the ground plane on the substrate and the periphery of the antenna, and the design around the antenna needs to be changed in accordance with the change in the influence of the periphery. In this case, it is difficult to require desired directivity.
The technique described in Patent Document 3 is also conceivable for reducing the size of the pattern antenna and preventing the influence of wiring patterns and peripheral components. However, even though the pattern antenna is along the periphery, no vias are used on the front and back of the board, which makes the antenna performance unstable and affects the circuit side due to coupling with the circuit section. It becomes difficult to obtain desired antenna performance and circuit performance. Further, even if the influence of the wiring pattern in the substrate can be reduced to some extent, it is greatly influenced by peripheral influences such as installation conditions and use conditions.
Further, as a means for adjusting the directivity of the antenna after installation in consideration of the influence of the surroundings, the technique described in Patent Document 4 is also conceivable. However, since the variable capacitance element is used for the parasitic element arranged in the vicinity of the antenna element, there are many variations in production and performance. In addition, since a varactor diode is used and voltage application means and output voltage set value recording means are required, the circuit scale and current consumption increase, and it is difficult to improve characteristics and reduce size.
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、周辺の影響にフレキシブルに特性を改善可能なアンテナ装置用基板およびアンテナ装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an antenna device substrate and an antenna device that are capable of flexibly improving characteristics due to peripheral influences.
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、第1の発明のアンテナ装置用基板は、給電部が設けられる基板本体と、該基板本体の表面に金属箔でパターン形成され前記給電部に接続されたアンテナエレメントと、前記基板本体上に形成され前記給電部と前記アンテナエレメントとに接続された整合回路部と、前記基板本体上に形成され前記給電部に接続された回路が形成されると共にグランド面となる回路実装部と、を備え、前記アンテナエレメントが、前記給電部に一端が接続されたL字状のメインエレメントと、該メインエレメントの他端に受動部品を介して接続可能に一端が近接配置されていると共に前記メインエレメントと接続時に全体としてU字状又はC字状となるL字状又はC字状の指向性エレメントと、を有し、前記回路実装部に、前記指向性エレメントと前記メインエレメントとの間に延在する指向性調整エレメントが接続されていることを特徴とする。 The present invention employs the following configuration in order to solve the above problems. That is, a substrate for an antenna device according to a first aspect of the present invention includes a substrate body provided with a feeding portion, an antenna element patterned on the surface of the substrate body with a metal foil and connected to the feeding portion, and the substrate body. A matching circuit unit formed and connected to the power supply unit and the antenna element; and a circuit mounting unit formed on the substrate body and connected to the power supply unit and serving as a ground plane. The antenna element has an L-shaped main element having one end connected to the power feeding portion, and one end close to the other end of the main element so as to be connectable via a passive component. An L-shaped or C-shaped directional element that is U-shaped or C-shaped as a whole at the time of connection, and the circuit mounting portion includes the directional element and the front Wherein the directivity adjustment element that extends between the main element is connected.
このアンテナ装置用基板では、アンテナエレメントが、給電部に一端が接続されたL字状のメインエレメントと、該メインエレメントの他端に受動部品を介して接続可能に一端が近接配置されていると共にメインエレメントと接続時に全体としてU字状又はC字状となるL字状又はC字状の指向性エレメントと、を有しているので、受動部品の接続の有無を任意に選択することで、無指向性と指向性とのアンテナ特性を任意に切り替えて設定することが可能である。すなわち、無指向性のアンテナ特性が必要な場合は、受動部品を接続せず、給電部に接続されるアンテナエレメントをメインエレメントのみとすることで、無指向性を得ることができる。また、指向性のアンテナ特性が必要な場合は、受動部品を接続して、給電部に接続されるアンテナエレメントをメインエレメントおよび指向性アンテナとし、指向性エレメントとメインエレメントとの間の指向性調整エレメントとの組み合わせにより、アンテナエレメント及びGND面、周辺パターン間における高周波電流の流れを調整し、指向性パターンが構成されて指向性を得ることができる。
したがって、このアンテナ装置用基板を用い、受動部品の実装の有無でアンテナを切り替えてアンテナ装置を構成することで、使用環境の影響に対してフレキシブルにアンテナ特性を改善することが可能であり、環境に応じた複数の基板を用意する必要が無く、部品コストを大幅に削減することができる。
In this antenna device substrate, the antenna element has an L-shaped main element having one end connected to the power feeding portion, and one end close to the other end of the main element so as to be connectable via a passive component. Since it has an L-shaped or C-shaped directional element that becomes a U-shape or C-shape as a whole when connected to the main element, by selecting the presence or absence of connection of passive components, It is possible to arbitrarily switch and set the antenna characteristics between omnidirectionality and directivity. That is, when omnidirectional antenna characteristics are required, omnidirectionality can be obtained by connecting only the main element to the antenna element connected to the feeder without connecting passive components. If directivity antenna characteristics are required, connect passive components to make the antenna element connected to the power feeding section the main element and the directional antenna, and adjust the directivity between the directional element and the main element. By combining with the element, the flow of the high-frequency current between the antenna element, the GND surface, and the peripheral pattern is adjusted, and the directivity pattern is configured to obtain directivity.
Therefore, by using this antenna device substrate and switching the antenna depending on whether or not passive components are mounted, the antenna device can be configured to flexibly improve the antenna characteristics against the influence of the usage environment. It is not necessary to prepare a plurality of substrates according to the requirements, and the component cost can be greatly reduced.
また、第2の発明のアンテナ装置用基板は、前記アンテナエレメントが、前記メインエレメントの他端に受動部品を介して接続可能に一端が近接配置されていると共に前記メインエレメントの一端近傍に受動部品を介して接続可能に他端が近接配置され、前記メインエレメントと接続時に環状部を形成するL字状のループ用エレメントを備えていることを特徴とする。
このアンテナ装置用基板では、アンテナエレメントが、メインエレメントと受動部品を介した接続時に環状部を形成するL字状のループ用エレメントを備えているので、受動部品の接続の有無を任意に選択することで、自由空間において高利得が得られるアンテナ特性と人体装着時における劣化を抑制可能なアンテナ特性とを任意に切り替えて設定することが可能である。すなわち、自由空間において高利得が必要な場合は、受動部品を接続せず、給電部に接続されるアンテナエレメントをメインエレメントのみとすることで、高利得が得られる。また、人体装着時に対応したアンテナ特性が必要な場合は、受動部品を接続して、メインエレメントとループ用エレメントとによる環状のエレメントをアンテナエレメントの先端側に構成することで、アンテナエレメント及びGND面、周辺パターン間における高周波電流、インピーダンスの変化を抑制し、人体装着状態でも劣化を抑制することができる。
In the antenna device substrate of the second invention, one end of the antenna element is disposed close to the other end of the main element so as to be connectable via a passive component, and the passive component is disposed near one end of the main element. And an L-shaped loop element that forms an annular portion when connected to the main element.
In this antenna device substrate, since the antenna element includes an L-shaped loop element that forms an annular portion when connected to the main element via the passive component, whether or not the passive component is connected is arbitrarily selected. Thus, it is possible to arbitrarily switch and set the antenna characteristics that can provide a high gain in free space and the antenna characteristics that can suppress deterioration when worn by a human body. That is, when high gain is required in free space, high gain can be obtained by connecting only the main element to the antenna element connected to the feeder without connecting passive components. In addition, when antenna characteristics corresponding to the human body are required, passive elements are connected, and an annular element composed of a main element and a loop element is formed on the tip side of the antenna element, so that the antenna element and the GND surface In addition, it is possible to suppress a change in high-frequency current and impedance between peripheral patterns, and to suppress deterioration even in a human body wearing state.
さらに、第3の発明のアンテナ装置用基板は、前記アンテナエレメントが、前記ループ用エレメントに受動部品を介して接続可能に一端が近接配置されていると共に前記メインエレメントに受動部品を介して接続可能に他端が近接配置され、前記ループ用エレメント及び前記メインエレメントに接続時に前記環状部より小さい小型環状部を形成する出力抑制用エレメントを備えていることを特徴とする。
このアンテナ装置用基板では、ループ用エレメント及びメインエレメントに接続時に環状部より小さい小型環状部を形成する出力抑制用エレメントを備えているので、受動部品の接続の有無を任意に選択することで、大きな環状部と小さな環状部とを選択でき、無指向性のまま高い出力と低い出力とを任意に切り替えて設定することが可能である。
Furthermore, in the antenna device substrate of the third invention, one end of the antenna element can be connected to the loop element via a passive component and can be connected to the main element via a passive component. And an output suppressing element that forms a small annular part smaller than the annular part when connected to the loop element and the main element.
In this antenna device substrate, since it is provided with an output suppression element that forms a small annular portion smaller than the annular portion when connected to the loop element and the main element, by arbitrarily selecting whether or not passive components are connected, A large annular portion and a small annular portion can be selected, and a high output and a low output can be arbitrarily switched and set with omnidirectionality.
また、第4の発明のアンテナ装置用基板は、第2または第3の発明のアンテナ装置用基板において、前記基板本体の裏面に、前記環状部の内側に配されグランドに接続された出力調整エレメントを有していることを特徴とする。
例えば、微弱規格等の出力を調整したい場合や基板サイズを小さくしたい場合など、回路実装部およびグランド面サイズが小さくなり、不安定要素が増えると共に、各アンテナエレメントと回路との間で結合が多くなり、出力レベルの調整が困難となる。このため、上記本発明のアンテナ装置用基板では、基板本体の裏面に、環状部の内側に配されグランドに接続された出力調整エレメントを有しているので、グランド(GND)の安定度が増し、アンテナエレメントと回路との間の結合が少なくなって出力レベルの調整が可能になる。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the antenna device substrate according to the second or third aspect of the present invention, wherein the output adjustment element is disposed on the back surface of the substrate body and is connected to the ground inside the annular portion. It is characterized by having.
For example, if you want to adjust the output of weak standards, or if you want to reduce the board size, the circuit mounting area and ground plane size will be smaller, increasing the number of unstable elements, and increasing the coupling between each antenna element and the circuit Therefore, it becomes difficult to adjust the output level. For this reason, the antenna device substrate of the present invention has an output adjustment element arranged on the inner surface of the annular portion and connected to the ground on the back surface of the substrate body, so that the stability of the ground (GND) is increased. The coupling between the antenna element and the circuit is reduced, and the output level can be adjusted.
また、第5の発明のアンテナ装置用基板は、前記指向性調整エレメントが、前記基板本体の表面及び裏面にそれぞれ形成され、互いにスルーホールを介して電気的に接続されていることを特徴とする。
すなわち、このアンテナ装置用基板では、指向性調整エレメントが、基板本体の表面及び裏面にそれぞれ形成され、互いにスルーホールを介して電気的に接続されているので、両面に形成された指向性調整エレメントにより、高い安定性と信頼性とを得ることができる。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the antenna device substrate, wherein the directivity adjusting elements are respectively formed on a front surface and a back surface of the substrate body and are electrically connected to each other through a through hole. .
That is, in this antenna device substrate, the directivity adjusting elements are formed on the front surface and the back surface of the substrate body and are electrically connected to each other through the through holes. Thus, high stability and reliability can be obtained.
また、第6の発明のアンテナ装置用基板は、前記回路実装部と前記指向性エレメントとの距離が、前記指向性調整エレメントと前記指向性エレメントとの距離より長く設定されていることを特徴とする。
すなわち、このアンテナ装置用基板では、回路実装部と指向性エレメントとの距離が、指向性調整エレメントと指向性エレメントとの距離より長く設定されているので、指向性エレメントからグランド面が遠くなり、高い利得を得ることができる。
Further, the antenna device substrate of the sixth invention is characterized in that a distance between the circuit mounting portion and the directional element is set longer than a distance between the directional adjustment element and the directional element. To do.
That is, in this antenna device substrate, since the distance between the circuit mounting portion and the directional element is set longer than the distance between the directional adjustment element and the directional element, the ground plane becomes far from the directional element, A high gain can be obtained.
第7の発明のアンテナ装置は、上記本発明のアンテナ装置用基板と、前記回路実装部に形成された回路と、を備えていることを特徴とする。
すなわち、このアンテナ装置では、上記本発明のアンテナ装置用基板と、回路実装部に形成された回路と、を備えているので、L字状のアンテナパターンによる自由空間等で高い利得を得ることができる無指向性のアンテナ特性が得られる。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided an antenna device including the antenna device substrate of the present invention and a circuit formed in the circuit mounting portion.
That is, since this antenna device includes the antenna device substrate of the present invention and a circuit formed in the circuit mounting portion, a high gain can be obtained in free space or the like by an L-shaped antenna pattern. An omnidirectional antenna characteristic can be obtained.
また、第8の発明のアンテナ装置は、上記本発明のアンテナ装置用基板と、前記回路実装部に形成された回路と、前記メインエレメントと前記指向性エレメントとを接続する受動部品と、を備えていることを特徴とする。
このアンテナ装置では、メインエレメントと指向性エレメントとが受動部品で接続されているので、U字状又はC字状のアンテナパターン及び指向性調整アンテナによって指向性のアンテナ特性を得ることができる。
An antenna device according to an eighth aspect includes the antenna device substrate according to the present invention, a circuit formed in the circuit mounting portion, and a passive component that connects the main element and the directional element. It is characterized by.
In this antenna apparatus, since the main element and the directional element are connected by passive components, directional antenna characteristics can be obtained by the U-shaped or C-shaped antenna pattern and the directivity adjusting antenna.
また、第9の発明のアンテナ装置は、第2の発明のアンテナ装置用基板と、前記回路実装部に形成された回路と、前記メインエレメントと前記ループ用エレメントとを接続する受動部品と、を備えていることを特徴とする。
すなわち、このアンテナ装置では、メインエレメントとループ用エレメントとが受動部品で接続されているので、環状のアンテナパターンによって人体装着時などに劣化を抑制した無指向性のアンテナ特性が得られる。
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided an antenna device comprising: the antenna device substrate according to the second aspect; a circuit formed in the circuit mounting portion; and a passive component that connects the main element and the loop element. It is characterized by having.
That is, in this antenna device, since the main element and the loop element are connected by passive components, an omnidirectional antenna characteristic in which deterioration is suppressed by the annular antenna pattern when the human body is worn can be obtained.
また、第10の発明のアンテナ装置は、第3の発明のアンテナ装置用基板と、前記回路実装部に形成された回路と、前記メインエレメントの他端側と前記ループ用エレメントとを接続する受動部品と、前記ループ用エレメント及び前記メインエレメントに前記出力抑制用エレメントを接続する受動部品と、を備えていることを特徴とする。
すなわち、このアンテナ装置では、ループ用エレメント及びメインエレメントに受動部品で出力抑制用エレメントが接続されているので、小型環状のアンテナパターンによって出力が抑制された無指向性のアンテナ特性が得られる。
An antenna device according to a tenth aspect of the present invention is the antenna device substrate according to the third aspect of the present invention, a circuit formed in the circuit mounting portion, and a passive connecting the other end side of the main element and the loop element. And a passive component that connects the output suppression element to the loop element and the main element.
That is, in this antenna device, since the output suppression element is connected to the loop element and the main element by passive components, an omnidirectional antenna characteristic in which output is suppressed by a small annular antenna pattern can be obtained.
本発明によれば、以下の効果を奏する。
本発明のアンテナ装置用基板及びこれを備えたアンテナ装置によれば、アンテナエレメントが、給電部に一端が接続されたL字状のメインエレメントと、該メインエレメントの他端に受動部品を介して接続可能に一端が近接配置されていると共にメインエレメントと接続時に全体としてU字状又はC字状となるL字状又はC字状の指向性エレメントと、を有しているので、受動部品の実装の有無で使用環境の影響に対してフレキシブルにアンテナ特性を改善することが可能であり、環境に応じた複数の基板を用意する必要が無く、部品コストを大幅に削減することができる。
したがって、本発明のアンテナ装置用基板及びこれを備えたアンテナ装置は、多様な設置場所に容易に対応できることから、車種等によって設置場所が異なる車載等の無線通信システム、特にキーレスオペレーションシステムにおけるアンテナ装置に好適である。
The present invention has the following effects.
According to the antenna device substrate and the antenna device including the antenna device of the present invention, the antenna element includes an L-shaped main element having one end connected to the power feeding unit, and a passive component on the other end of the main element. Since one end is arranged close to each other so as to be connectable and has an L-shaped or C-shaped directional element that becomes U-shaped or C-shaped as a whole when connected to the main element, It is possible to flexibly improve the antenna characteristics with respect to the influence of the usage environment with or without mounting, and it is not necessary to prepare a plurality of substrates according to the environment, and the component cost can be greatly reduced.
Accordingly, since the antenna device substrate and the antenna device including the antenna device substrate according to the present invention can easily cope with various installation locations, the wireless communication system such as an in-vehicle system that has different installation locations depending on the vehicle type, particularly the antenna device in the keyless operation system. It is suitable for.
以下、本発明に係るアンテナ装置用基板及びこれを備えたアンテナ装置の第1実施形態を、図1から図5を参照しながら説明する。 Hereinafter, a substrate for an antenna device according to a first embodiment of the present invention and an antenna device including the same will be described with reference to FIGS. 1 to 5.
本実施形態におけるアンテナ装置用基板1は、例えば自動車等に搭載される無線通信システム、特にキーレスオペレーションシステムに採用されるものであって、図1及び図2に示すように、給電部2が設けられる基板本体3と、該基板本体3の表面に銅箔等の金属箔でパターン形成され給電部2に接続されたアンテナエレメント4と、基板本体3上に形成され給電部2とアンテナエレメント4とに接続された整合回路部5と、基板本体3上に形成され給電部2に接続された回路6が形成されると共にグランド面となる回路実装部7と、を備えている。 The antenna device substrate 1 according to the present embodiment is employed in, for example, a wireless communication system mounted on an automobile or the like, in particular, a keyless operation system. As shown in FIG. 1 and FIG. A substrate body 3 to be formed, an antenna element 4 patterned on a surface of the substrate body 3 with a metal foil such as a copper foil, and connected to the power feeding unit 2; a power feeding unit 2 and an antenna element 4 formed on the substrate body 3; And a circuit mounting portion 7 which is formed on the substrate body 3 and connected to the power feeding portion 2 and which serves as a ground plane.
なお、上記キーレスオペレーションシステムとは、キーレスオペレーションキーと呼ばれる無線通信機能を有するキーを運転者等が携帯しているだけで、無線作動範囲まで自動車に近づいた際に、キーと自動車本体側に設置された受信アンテナ装置との間でIDコードの照合を無線通信で行うことで、自動車のドア及びテールゲート等の施錠・解錠操作(いわゆるキーレスエントリーシステム)、エンジンの始動操作などが可能になるシステムである。 Note that the keyless operation system is a keyless operation key that is installed on the main body of the car and the key when the driver or other person is carrying a key with a wireless communication function and approaches the wireless operating range. By collating the ID code with the receiving antenna device by wireless communication, locking / unlocking operation (so-called keyless entry system) of the door and tailgate of an automobile, engine starting operation, and the like become possible. System.
上記基板本体3は、一般的なプリント基板であって、本実施形態では、長方形状のガラスエポキシ樹脂等からなるプリント基板の本体を採用している。
上記整合回路部5は、図3に示すように、アンテナエレメント4と給電部2に接続された回路6とのリアクタンスを整合する回路であって、給電部2とグランド面である回路実装部7とに接続された第1受動部品8a、該第1受動部品8aと給電部2とに接続された第2受動部品8bで構成されている。
The board body 3 is a general printed board, and in this embodiment, a printed board body made of a rectangular glass epoxy resin or the like is employed.
As shown in FIG. 3, the matching circuit unit 5 is a circuit that matches the reactance between the antenna element 4 and the circuit 6 connected to the power feeding unit 2, and is a circuit mounting unit 7 that is a ground plane. The first passive component 8a is connected to the first passive component 8a, and the second passive component 8b is connected to the first passive component 8a and the power feeding unit 2.
上記アンテナエレメント4は、給電部2に一端が接続され基板本体3の辺に沿って配されたL字状のメインエレメント9と、該メインエレメント9の他端に第9受動部品8iを介して接続可能に一端が近接配置されていると共にメインエレメント9と接続時に全体としてU字状となるL字状の指向性エレメント10と、メインエレメント9の他端に第8受動部品8hを介して接続可能に一端が近接配置されていると共にメインエレメント9の一端近傍に第3受動部品8cを介して接続可能に他端が近接配置され、メインエレメント9と接続時に環状部を形成するL字状のループ用エレメント11と、を有している。なお、図中、各受動部品が実装される箇所(隙間)にも対応する受動部品の符号を付している。 The antenna element 4 has an L-shaped main element 9 connected at one end to the power feeding unit 2 and arranged along the side of the substrate body 3, and the other end of the main element 9 via a ninth passive component 8 i. Connected to the other end of the main element 9 via an eighth passive component 8h, one end of the main element 9 being connected to the main element 9 and the L-shaped directional element 10 being U-shaped as a whole. One end of the main element 9 is arranged close to the other, and the other end is arranged close to one end of the main element 9 so as to be connectable via the third passive component 8c, and forms an annular portion when connected to the main element 9. Loop element 11. In addition, the code | symbol of the passive component corresponding also to the location (gap) where each passive component is mounted in the figure is attached | subjected.
すなわち、それぞれ基板本体3の外周に沿ったメインエレメント9と指向性エレメント10とが接続されると、基板本体3の3辺に沿ったU字状のパターンアンテナが形成される。また、互いに対向したL字状のメインエレメント9とループ用エレメント11とが接続されると、先端側が長方形の四角枠状とされたパターンアンテナが形成される。 That is, when the main element 9 and the directional element 10 along the outer periphery of the substrate body 3 are connected to each other, a U-shaped pattern antenna along the three sides of the substrate body 3 is formed. Further, when the L-shaped main element 9 and the loop element 11 facing each other are connected, a pattern antenna having a rectangular frame shape with a rectangular front end is formed.
また、アンテナエレメント4は、ループ用エレメント11に第7動部品8gを介して接続可能に一端が近接配置されていると共にメインエレメント9に第6受動部品8fを介して接続可能に他端が近接配置され、ループ用エレメント11及びメインエレメント9に接続時に上記環状部より小さい小型環状部を形成する出力抑制用エレメント12を有している。 The antenna element 4 has one end arranged close to the loop element 11 via the seventh moving part 8g and close to the main element 9 via the sixth passive part 8f. The output suppressing element 12 is arranged and forms a small annular portion smaller than the annular portion when connected to the loop element 11 and the main element 9.
また、上記メインエレメント9の途中には、第4受動部品8dが接続されている。
さらに、上記ループ用エレメント11の途中には、第5受動部品8eが接続される。
また、上記回路実装部7には、指向性エレメント10とメインエレメント9との間に延在する指向性調整エレメント13が接続されている。
A fourth passive component 8d is connected to the middle of the main element 9.
Further, a fifth passive component 8e is connected to the middle of the loop element 11.
A directivity adjusting element 13 extending between the directivity element 10 and the main element 9 is connected to the circuit mounting portion 7.
上記基板本体3の裏面には、アンテナエレメント4とループ用エレメント11で構成される環状部の内側に配されグランドに接続された出力調整エレメント14が形成されている。すなわち、メインエレメント9の開放ループの中に出力調整エレメント14が設けられている。
なお、回路実装部7に形成される回路6は、無線通信回路等である。
上記第1受動部品8a〜第9受動部品8iは、例えばインダクタ、コンデンサまたは抵抗が採用される。
On the back surface of the substrate body 3, an output adjustment element 14 is formed which is arranged inside an annular portion composed of the antenna element 4 and the loop element 11 and connected to the ground. That is, the output adjustment element 14 is provided in the open loop of the main element 9.
Note that the circuit 6 formed in the circuit mounting unit 7 is a wireless communication circuit or the like.
For example, an inductor, a capacitor, or a resistor is used for the first passive component 8a to the ninth passive component 8i.
また、回路実装部7と指向性エレメント10との距離D1は、指向性調整エレメント13と指向性エレメント10との距離D2より長く設定されている。また、指向性調整エレメント13と回路実装部7側の基板本体3の端部との距離D3もできるだけ大きく設定されている。
すなわち、回路実装部7と指向性エレメント10との間のスペースができるだけ広く設定されている。
また、距離D2及び距離D3は、使用する周波数により異なり、波長の整数分の1に対して設定され、波長の4分の1程度が好ましい。
なお、上記各エレメントの長さや幅については、長く、また太くすることで、アンテナ特性の安定度が増加するが、上記回路実装部7と指向性エレメント10との間のスペースを考慮して適宜設定される。
The distance D1 between the circuit mounting portion 7 and the directivity element 10 is set to be longer than the distance D2 between the directivity adjustment element 13 and the directivity element 10. Further, the distance D3 between the directivity adjusting element 13 and the end of the substrate body 3 on the circuit mounting portion 7 side is set as large as possible.
That is, the space between the circuit mounting portion 7 and the directional element 10 is set as wide as possible.
Further, the distance D2 and the distance D3 vary depending on the frequency to be used, and are set with respect to an integral number of wavelengths, and preferably about a quarter of the wavelength.
Note that the length and width of each of the above elements increases the stability of the antenna characteristics by increasing the length and width. However, the length between the circuit mounting portion 7 and the directional element 10 is appropriately determined in consideration of the space. Is set.
次に、本実施形態のアンテナ装置用基板1を用いたアンテナ装置の態様について、図4及び図5を参照して説明する。 Next, an aspect of the antenna device using the antenna device substrate 1 of the present embodiment will be described with reference to FIGS.
例えば、アンテナ装置ANT#01は、図4の(a)に示すように、アンテナ装置用基板1と、回路実装部7に形成された回路6と、メインエレメント9とループ用エレメント11とを接続する第3受動部品8c及び第8受動部品8hと、を備えている。
すなわち、このアンテナ装置ANT#01では、メインエレメント9とループ用エレメント11とが第3受動部品8c及び第8受動部品8hで接続されているので、環状のアンテナパターンによって無指向性のアンテナ特性が得られる。なお、図4および図5において、アンテナエレメント4となる部分にハッチングを施している。
For example, the antenna device ANT # 01 connects the antenna device substrate 1, the circuit 6 formed in the circuit mounting portion 7, the main element 9, and the loop element 11 as shown in FIG. And a third passive component 8c and an eighth passive component 8h.
That is, in this antenna device ANT # 01, the main element 9 and the loop element 11 are connected by the third passive component 8c and the eighth passive component 8h, so that the omnidirectional antenna characteristic is obtained by the annular antenna pattern. can get. In FIGS. 4 and 5, the portion that becomes the antenna element 4 is hatched.
また、例えば、図4の(b)に示すように、アンテナ装置ANT#02は、アンテナ装置用基板1と、回路実装部7に形成された回路6と、を備えている。
すなわち、このアンテナ装置ANT#02では、アンテナ装置用基板1と、回路実装部7に形成された回路6と、を備えて、メインエレメント9と他のエレメントとが受動部品で接続されていないので、L字状のアンテナパターンによる自由空間等で高い利得を得ることができる無指向性のアンテナ特性が得られる。
Further, for example, as illustrated in FIG. 4B, the antenna device ANT # 02 includes the antenna device substrate 1 and a circuit 6 formed in the circuit mounting portion 7.
That is, this antenna device ANT # 02 includes the antenna device substrate 1 and the circuit 6 formed in the circuit mounting portion 7, and the main element 9 and other elements are not connected by passive components. As a result, omnidirectional antenna characteristics can be obtained in which a high gain can be obtained in free space or the like due to the L-shaped antenna pattern.
このように、アンテナエレメント4が、メインエレメント9と第3受動部品8c及び第8受動部品8hを介した接続時に環状部を形成するL字状のループ用エレメント11を備えているので、第3受動部品8c及び第8受動部品8hの接続の有無を任意に選択することで、自由空間において高利得が得られるアンテナ特性と人体装着時における劣化を抑制可能なアンテナ特性とを任意に切り替えて設定することが可能である。 As described above, the antenna element 4 includes the L-shaped loop element 11 that forms an annular portion when connected to the main element 9 via the third passive component 8c and the eighth passive component 8h. By arbitrarily selecting whether or not the passive component 8c and the eighth passive component 8h are connected, an antenna characteristic that can obtain a high gain in free space and an antenna characteristic that can suppress deterioration when worn by a human body are arbitrarily switched and set. Is possible.
すなわち、自由空間において高利得が必要な場合は、第3受動部品8c及び第8受動部品8hを接続せず、給電部2に接続されるアンテナエレメントをメインエレメント9のみとすることで、高利得が得られる。また、人体装着時に対応したアンテナ特性が必要な場合は、第3受動部品8c及び第8受動部品8hを接続して、メインエレメント9とループ用エレメント11とによる環状のエレメントをアンテナエレメントの先端側に構成することで、アンテナエレメント及びGND面、周辺パターン間における高周波電流、インピーダンスの変化を抑制し、人体装着状態でも劣化を抑制することができる。 That is, when high gain is required in free space, the third passive component 8c and the eighth passive component 8h are not connected, and only the main element 9 is connected to the power feeding unit 2, thereby achieving high gain. Is obtained. When antenna characteristics corresponding to the human body are required, the third passive component 8c and the eighth passive component 8h are connected, and the annular element formed by the main element 9 and the loop element 11 is connected to the tip side of the antenna element. With this configuration, it is possible to suppress a change in high-frequency current and impedance between the antenna element, the GND surface, and the peripheral pattern, and it is possible to suppress deterioration even in a human body wearing state.
また、図5の(a)に示すように、アンテナ装置ANT#03は、アンテナ装置用基板1と、回路実装部7に形成された通信回路等の回路6と、メインエレメント9と指向性エレメント10とを接続する第9受動部品8iと、を備えている。
すなわち、このアンテナ装置ANT#03では、メインエレメント9と指向性エレメント10とが第9受動部品8iで接続されているので、U字状のアンテナパターン及び指向性調整エレメント13によって指向性のアンテナ特性を得ることができる。
As shown in FIG. 5A, the antenna device ANT # 03 includes an antenna device substrate 1, a circuit 6 such as a communication circuit formed in the circuit mounting portion 7, a main element 9, and a directivity element. And a ninth passive component 8 i for connecting the
That is, in this antenna device ANT # 03, since the main element 9 and the directional element 10 are connected by the ninth passive component 8i, the directional antenna characteristic is achieved by the U-shaped antenna pattern and the directional adjustment element 13. Can be obtained.
このように本実施形態のアンテナ装置用基板1では、アンテナエレメント4が、給電部2に一端が接続されたL字状のメインエレメント9と、該メインエレメント9の他端に第9受動部品8iを介して接続可能に一端が近接配置されていると共にメインエレメント9と接続時に全体としてU字状となるL字状の指向性エレメント10と、を有しているので、第9受動部品8iの接続の有無を任意に選択することで、無指向性と指向性とのアンテナ特性を任意に切り替えて設定することが可能である。 As described above, in the antenna device substrate 1 of the present embodiment, the antenna element 4 includes the L-shaped main element 9 having one end connected to the power feeding unit 2, and the ninth passive component 8 i at the other end of the main element 9. And the L-shaped directional element 10 which is U-shaped when connected to the main element 9 as a whole, so that the ninth passive component 8i can be connected. By arbitrarily selecting the presence or absence of connection, it is possible to arbitrarily switch and set the antenna characteristics between omnidirectionality and directivity.
すなわち、無指向性のアンテナ特性が必要な場合は、第9受動部品8iを接続せず、給電部に接続されるアンテナエレメントをメインエレメント9のみとすることで、図4の(b)に示すような無指向性のアンテナ装置ANT#02を得ることができる。また、指向性のアンテナ特性が必要な場合は、第9受動部品8iを接続して、給電部2に接続されるアンテナエレメントをメインエレメント9およびエレメント10とし、指向性エレメント10とメインエレメント9との間の指向性調整エレメント13との組み合わせにより、アンテナエレメント及びGND面、周辺パターン間における高周波電流の流れを調整し、指向性パターンが構成されて、図5(a)に示すような指向性のアンテナ装置ANT#03を得ることができる。なお、指向性調整エレメント13は、指向性エレメント10との干渉による不要輻射を抑制する効果も有している。 That is, when omnidirectional antenna characteristics are required, the ninth passive component 8i is not connected, and only the main element 9 is connected to the power feeding section, as shown in FIG. Such an omnidirectional antenna device ANT # 02 can be obtained. When directivity antenna characteristics are required, the ninth passive component 8i is connected, and the antenna elements connected to the power feeding unit 2 are the main element 9 and the element 10, and the directivity element 10 and the main element 9 The directivity adjustment element 13 is used to adjust the flow of the high-frequency current between the antenna element, the GND surface, and the peripheral pattern, and the directivity pattern is formed, and the directivity as shown in FIG. Antenna device ANT # 03 can be obtained. The directivity adjusting element 13 also has an effect of suppressing unnecessary radiation due to interference with the directivity element 10.
また、図5の(b)に示すように、アンテナ装置ANT#04は、アンテナ装置用基板1と、回路実装部7に形成された回路6と、メインエレメント9の他端側とループ用エレメント11とを接続する第8受動部品8hと、ループ用エレメント11及びメインエレメント9に出力抑制用エレメント12を接続する第6受動部品8f及び第7受動部品8gと、を備えている。
すなわち、このアンテナ装置ANT#04では、ループ用エレメント11及びメインエレメント9に第6受動部品8f及び第7受動部品8gで出力抑制用エレメント12が接続されているので、小型環状のアンテナパターンによって出力が抑制された無指向性のアンテナ特性が得られる。
Further, as shown in FIG. 5B, the antenna device ANT # 04 includes the antenna device substrate 1, the circuit 6 formed in the circuit mounting portion 7, the other end side of the main element 9, and the loop element. And an eighth passive component 8h for connecting the output suppression element 12 to the loop element 11 and the main element 9, and a seventh passive component 8g.
That is, in this antenna device ANT # 04, since the output suppression element 12 is connected to the loop element 11 and the main element 9 by the sixth passive component 8f and the seventh passive component 8g, output is performed by a small annular antenna pattern. An omnidirectional antenna characteristic with suppressed is obtained.
このようにループ用エレメント11及びメインエレメント9に接続時に環状部より小さい小型環状部を形成する出力抑制用エレメント12を備えているので、第6受動部品8f及び第7受動部品8gの接続の有無を任意に選択することで、大きな環状部と小さな環状部とを選択でき、無指向性のまま高い出力と低い出力とを任意に切り替えて設定することが可能である。 As described above, since the output suppressing element 12 that forms a small annular portion smaller than the annular portion when connected to the loop element 11 and the main element 9 is provided, whether or not the sixth passive component 8f and the seventh passive component 8g are connected. By selecting arbitrarily, it is possible to select a large annular portion and a small annular portion, and it is possible to arbitrarily switch between a high output and a low output while maintaining omnidirectionality.
したがって、このアンテナ装置用基板1を用い、各受動部品の実装および接続の有無でアンテナを切り替えてアンテナ装置ANT#01〜ANT#04を構成することで、使用環境の影響に対してフレキシブルにアンテナ特性を改善することが可能であり、環境に応じた複数の基板を用意する必要が無く、部品コストを大幅に削減することができる。 Therefore, the antenna device ANT # 01 to ANT # 04 are configured by using the antenna device substrate 1 and switching the antennas depending on whether or not each passive component is mounted and connected, so that the antenna can be flexibly adapted to the influence of the use environment. The characteristics can be improved, and it is not necessary to prepare a plurality of substrates according to the environment, and the component cost can be greatly reduced.
また、基板本体3の裏面に、アンテナエレメント4の内側に配されグランドに接続された出力調整エレメント14を有しているので、グランド(GND)の安定度が増し、アンテナエレメント4と回路6との間の結合が少なくなって出力レベルの調整が可能になる。なお、出力調整エレメント14で出力調整を行う場合、必要分だけトリミングすれば良い。その場合、トリミング分に応じてアンテナ利得も改善される。
また、回路実装部7と指向性エレメント10との距離D1が、指向性調整エレメント13と指向性エレメント10との距離D2より長く設定されているので、指向性エレメント10からグランド面が遠くなり、高い利得を得ることができる。
Further, since the output adjustment element 14 disposed on the inner side of the antenna element 4 and connected to the ground is provided on the back surface of the substrate body 3, the stability of the ground (GND) increases, and the antenna element 4 and the circuit 6 The coupling between the two is reduced, and the output level can be adjusted. Note that when output adjustment is performed by the output adjustment element 14, trimming may be performed as much as necessary. In that case, the antenna gain is also improved according to the trimming.
In addition, since the distance D1 between the circuit mounting portion 7 and the directional element 10 is set to be longer than the distance D2 between the directional adjustment element 13 and the directional element 10, the ground plane becomes far from the directional element 10, A high gain can be obtained.
次に、本発明に係るアンテナ装置用基板およびアンテナ装置の第2実施形態について、図6を参照して以下に説明する。なお、以下の実施形態の説明において、上記実施形態において説明した同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。 Next, a second embodiment of the antenna device substrate and the antenna device according to the present invention will be described below with reference to FIG. Note that, in the following description of the embodiment, the same components described in the above embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
第2実施形態と第1実施形態との異なる点は、第1実施形態では、指向性調整エレメント13が基板本体3の表面だけに形成されているが、第2実施形態のアンテナ装置用基板21では、図6に示すように、指向性調整エレメント23が、基板本体3の表面及び裏面にそれぞれ形成され、互いに複数のスルーホールHを介して電気的に接続されている点である。
すなわち、第2実施形態のアンテナ装置用基板21では、指向性調整エレメント23が、基板本体3の表面及び裏面にそれぞれ形成され、互いにスルーホールHを介して電気的に接続されているので、両面に形成された指向性調整エレメント23により、高い安定性と信頼性とを得ることができる。なお、これらスルーホールHの数は、多い方が望ましい。
The difference between the second embodiment and the first embodiment is that, in the first embodiment, the directivity adjusting element 13 is formed only on the surface of the substrate body 3, but the antenna device substrate 21 of the second embodiment. Then, as shown in FIG. 6, the directivity adjusting elements 23 are formed on the front surface and the back surface of the substrate body 3 and are electrically connected to each other through a plurality of through holes H.
That is, in the antenna device substrate 21 of the second embodiment, the directivity adjusting elements 23 are respectively formed on the front surface and the back surface of the substrate body 3 and are electrically connected to each other through the through holes H. With the directivity adjusting element 23 formed in the above, high stability and reliability can be obtained. It is desirable that the number of through holes H is large.
次に、上記第1実施形態のアンテナ装置用基板およびこれを備えたアンテナ装置を実際に作製した実施例について、放射パターンについて測定した結果を、図7から図10を参照して説明する。 Next, the result of measuring the radiation pattern in the example in which the antenna device substrate of the first embodiment and the antenna device provided with the antenna device are actually manufactured will be described with reference to FIGS.
なお、各実施例において、それぞれ切り替えて実装した受動部品の有無及び種類について以下の表1に示す。この表中で、受動部品としてインダクタを実装したものを(L)と表示し、コンデンサを実装したものを(C)と表示し、抵抗を実装したものを(R)と表示した。なお、第9受動部品及び第10受動部品として実装した抵抗は、0Ωに近いものであり、主にエレメント間の導通用として実装したものである。 In addition, in each Example, it shows in the following Table 1 about the presence or absence and kind of passive component each switched and mounted. In this table, those with an inductor mounted as a passive component are indicated as (L), those with a capacitor are indicated as (C), and those with a resistor are indicated as (R). The resistors mounted as the ninth passive component and the tenth passive component are close to 0Ω, and are mainly mounted for conduction between elements.
まず、図4の(a)に示すアンテナ装置ANT#01における放射パターンを測定した結果を、図7に示す。この結果からわかるように、無指向性のアンテナ特性が得られている。
また、図4の(b)に示すアンテナ装置ANT#02における放射パターンを測定した結果を、図8に示す。この結果からわかるように、無指向性であってアンテナ装置ANT#01よりも高利得なアンテナ特性が得られている。
First, the result of measuring the radiation pattern in the antenna device ANT # 01 shown in FIG. 4A is shown in FIG. As can be seen from this result, an omnidirectional antenna characteristic is obtained.
Moreover, the result of having measured the radiation pattern in antenna device ANT # 02 shown in FIG.4 (b) is shown in FIG. As can be seen from this result, antenna characteristics that are omnidirectional and have higher gain than the antenna device ANT # 01 are obtained.
また、図5の(a)に示すアンテナ装置ANT#03における放射パターンを測定した結果を、図9に示す。この結果からわかるように、指向性エレメント側の指向性のみが改善された指向性を有するアンテナ特性が得られている。
さらに、図5の(b)に示すアンテナ装置ANT#04における放射パターンを測定した結果を、図10に示す。この結果からわかるように、無指向性であってアンテナ装置ANT#01よりも出力が抑制されたアンテナ特性が得られている。
Moreover, the result of having measured the radiation pattern in antenna device ANT # 03 shown to (a) of FIG. 5 is shown in FIG. As can be seen from this result, an antenna characteristic having directivity in which only the directivity on the directivity element side is improved is obtained.
Furthermore, the result of having measured the radiation pattern in antenna device ANT # 04 shown in FIG.5 (b) is shown in FIG. As can be seen from this result, an antenna characteristic that is omnidirectional and whose output is suppressed more than that of the antenna device ANT # 01 is obtained.
なお、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることができる。 In addition, this invention is not limited to said each embodiment, A various change can be added in the range which does not deviate from the meaning of this invention.
例えば、上記各実施形態では、メインエレメントと接続時に全体としてU字状となるL字状の指向性エレメントを有しているが、メインエレメントと接続時に全体としてC字状となるL字状又はU字状の指向性エレメントを有しても構わない。すなわち、メインエレメントと指向性エレメントとが接続され、全体としてU字状又はC字状のように開放部分を有する形状であって環状ではない形状とされれば良い。
なお、上記「L字状」とされる形状は、直線で構成される形状に限定されず、曲線によってL字状とされるものも含む。また、「L字状」を構成する各辺は、互いに同じ長さの辺で構成されたものであっても、互いに異なる長さの辺で構成されたものであっても構わない。さらに、「L字状」の角部は、角度を有する形状であっても、R(曲率)を有する形状であっても良い。
一方、上記「U字状」「C字状」とされる形状は、上下又は左右の辺の長さが異なっている形状でも良く、対称形状でなくても構わない。
For example, each of the above embodiments has an L-shaped directional element that is U-shaped as a whole when connected to the main element. However, the L-shaped directional element that is generally C-shaped when connected to the main element or You may have a U-shaped directivity element. In other words, the main element and the directional element are connected to each other, and may have a shape having an open portion such as a U shape or a C shape as a whole and not a ring shape.
Note that the “L-shaped” shape is not limited to a shape formed by a straight line, and includes a shape formed by a curved line. In addition, each side constituting the “L-shape” may be composed of sides having the same length as each other, or may be composed of sides having different lengths. Furthermore, the “L-shaped” corner may be an angled shape or an R (curvature) shape.
On the other hand, the shapes of the “U-shape” and “C-shape” may be shapes in which the lengths of the upper and lower sides or the left and right sides are different, and may not be symmetrical.
1,21…アンテナ装置用基板、2…給電部、3…基板本体、4…アンテナエレメント、5…整合回路部、7…回路実装部、8a〜8i…第1受動部品〜第9受動部品、9…メインエレメント、10…指向性エレメント、11…ループ用エレメント、12…出力抑制用エレメント、13,23…指向性調整エレメント、14…出力調整エレメント、ANT#01〜ANT#04…アンテナ装置、D1…回路実装部と指向性エレメントとの距離、D2…指向性調整エレメントと指向性エレメントとの距離、H…スルーホール DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,21 ... Antenna device board | substrate, 2 ... Feeding part, 3 ... Board | substrate body, 4 ... Antenna element, 5 ... Matching circuit part, 7 ... Circuit mounting part, 8a-8i ... 1st passive component-9th passive component, DESCRIPTION OF SYMBOLS 9 ... Main element, 10 ... Directional element, 11 ... Loop element, 12 ... Output suppression element, 13, 23 ... Directivity adjustment element, 14 ... Output adjustment element, ANT # 01 to ANT # 04 ... Antenna device, D1: Distance between the circuit mounting portion and the directional element, D2: Distance between the directivity adjusting element and the directional element, H: Through hole
Claims (10)
該基板本体の表面に金属箔でパターン形成され前記給電部に接続されたアンテナエレメントと、
前記基板本体上に形成され前記給電部と前記アンテナエレメントとに接続された整合回路部と、
前記基板本体上に形成され前記給電部に接続された回路が形成されると共にグランド面となる回路実装部と、を備え、
前記アンテナエレメントが、前記給電部に一端が接続されL字状のメインエレメントと、
該メインエレメントの他端に受動部品を介して接続可能に一端が近接配置されていると共に前記メインエレメントと接続時に全体としてU字状又はC字状となるL字状の指向性エレメントと、を有し、
前記回路実装部に、前記指向性エレメントと前記メインエレメントとの間に延在する指向性調整エレメントが接続されていることを特徴とするアンテナ装置用基板。 A substrate body provided with a power feeding unit;
An antenna element that is patterned with a metal foil on the surface of the substrate body and connected to the feeding portion;
A matching circuit unit formed on the substrate body and connected to the power feeding unit and the antenna element;
A circuit mounting portion that is formed on the substrate body and connected to the power feeding portion and that serves as a ground plane; and
One end of the antenna element is connected to the power feeding portion and an L-shaped main element;
An L-shaped directional element that is arranged close to the other end of the main element so as to be connectable via a passive component and that is U-shaped or C-shaped as a whole when connected to the main element; Have
A substrate for an antenna device, wherein a directivity adjustment element extending between the directivity element and the main element is connected to the circuit mounting portion.
前記アンテナエレメントが、前記メインエレメントの他端に受動部品を介して接続可能に一端が近接配置されていると共に前記メインエレメントの一端近傍に受動部品を介して接続可能に他端が近接配置され、前記メインエレメントと接続時に環状部を形成するL字状のループ用エレメントを備えていることを特徴とするアンテナ装置用基板。 The antenna device substrate according to claim 1,
The antenna element is arranged close to one end so that it can be connected to the other end of the main element via a passive component, and the other end is arranged close to be connectable via a passive component near one end of the main element, An antenna device substrate comprising an L-shaped loop element that forms an annular portion when connected to the main element.
前記アンテナエレメントが、前記ループ用エレメントに受動部品を介して接続可能に一端が近接配置されていると共に前記メインエレメントに受動部品を介して接続可能に他端が近接配置され、前記ループ用エレメント及び前記メインエレメントに接続時に前記環状部より小さい小型環状部を形成する出力抑制用エレメントを備えていることを特徴とするアンテナ装置用基板。 The antenna device substrate according to claim 2,
One end of the antenna element is disposed close to the loop element so as to be connectable via a passive component, and the other end is disposed close to the main element via a passive component, the loop element and A substrate for an antenna device, comprising: an output suppressing element that forms a small annular portion smaller than the annular portion when connected to the main element.
前記基板本体の裏面に、前記環状部の内側に配されグランドに接続された出力調整エレメントを有していることを特徴とするアンテナ装置用基板。 The antenna device substrate according to claim 2 or 3,
A substrate for an antenna device, comprising: an output adjustment element disposed on an inner surface of the annular portion and connected to a ground on a back surface of the substrate body.
前記指向性調整エレメントが、前記基板本体の表面及び裏面にそれぞれ形成され、互いにスルーホールを介して電気的に接続されていることを特徴とするアンテナ装置用基板。 In the antenna device substrate according to any one of claims 1 to 4,
A substrate for an antenna device, wherein the directivity adjusting elements are respectively formed on a front surface and a back surface of the substrate body and are electrically connected to each other through a through hole.
前記回路実装部と前記指向性エレメントとの距離が、前記指向性調整エレメントと前記指向性エレメントとの距離より長く設定されていることを特徴とするアンテナ装置用基板。 In the antenna device substrate according to any one of claims 1 to 5,
The antenna device substrate, wherein a distance between the circuit mounting portion and the directivity element is set longer than a distance between the directivity adjustment element and the directivity element.
前記回路実装部に形成された回路と、を備えていることを特徴とするアンテナ装置。 A substrate for an antenna device according to any one of claims 1 to 6,
An antenna device comprising: a circuit formed in the circuit mounting portion.
前記回路実装部に形成された回路と、
前記メインエレメントと前記指向性エレメントとを接続する受動部品と、を備えていることを特徴とするアンテナ装置。 A substrate for an antenna device according to any one of claims 1 to 6,
A circuit formed in the circuit mounting portion;
An antenna device comprising: a passive component that connects the main element and the directional element.
前記回路実装部に形成された回路と、
前記メインエレメントと前記ループ用エレメントとを接続する受動部品と、を備えていることを特徴とするアンテナ装置。 The antenna device substrate according to claim 2;
A circuit formed in the circuit mounting portion;
An antenna device comprising: a passive component that connects the main element and the loop element.
前記回路実装部に形成された回路と、
前記メインエレメントの他端側と前記ループ用エレメントとを接続する受動部品と、
前記ループ用エレメント及び前記メインエレメントに前記出力抑制用エレメントを接続する受動部品と、を備えていることを特徴とするアンテナ装置。 A substrate for an antenna device according to claim 3,
A circuit formed in the circuit mounting portion;
A passive component that connects the other end of the main element and the loop element;
An antenna device comprising: the loop element; and a passive component that connects the output suppression element to the main element.
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Citations (22)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63144281A (en) * | 1986-12-08 | 1988-06-16 | Toshiba Eng Co Ltd | Frequency sensor |
JP2002368526A (en) * | 2001-06-05 | 2002-12-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Antenna unit and portable radio equipment |
JP2004040596A (en) * | 2002-07-05 | 2004-02-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Multiple frequency antenna for portable radio equipment |
JP2004241803A (en) * | 2003-02-03 | 2004-08-26 | Taiyo Yuden Co Ltd | Radio communication apparatus |
JP2005236742A (en) * | 2004-02-20 | 2005-09-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Antenna module |
JP2006512003A (en) * | 2002-12-23 | 2006-04-06 | アムフェノル ソカペックス | Small volume antenna for portable radio equipment |
WO2006080141A1 (en) * | 2005-01-27 | 2006-08-03 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Antenna and wireless communication device |
JP2007166615A (en) * | 2005-12-14 | 2007-06-28 | Sanyo Electric Co Ltd | Multiband antenna and multiband antenna system |
JP2007259334A (en) * | 2006-03-24 | 2007-10-04 | Auto Network Gijutsu Kenkyusho:Kk | Radio signal receiver, and method for adjusting directivity |
WO2007132594A1 (en) * | 2006-05-11 | 2007-11-22 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Antenna device and wireless communication device using same |
JP2007312004A (en) * | 2006-05-17 | 2007-11-29 | Mitsubishi Electric Corp | Antenna system |
JP2007535836A (en) * | 2004-03-05 | 2007-12-06 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション | Integrated multiband antenna for computing devices |
JP2008017465A (en) * | 2006-07-04 | 2008-01-24 | Samsung Electronics Co Ltd | Multiband antenna |
JP2008113462A (en) * | 2007-12-17 | 2008-05-15 | Fractus Sa | Coupled multiband antenna |
WO2008087780A1 (en) * | 2007-01-19 | 2008-07-24 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Antenna unit and wireless communication apparatus |
WO2008117566A1 (en) * | 2007-03-23 | 2008-10-02 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Antenna and wireless communication apparatus |
WO2009028251A1 (en) * | 2007-08-24 | 2009-03-05 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Antenna apparatus and radio communication device |
JP2009077225A (en) * | 2007-09-21 | 2009-04-09 | Toshiba Corp | Antenna device and electronic equipment |
JP2009100053A (en) * | 2007-10-12 | 2009-05-07 | Toyota Central R&D Labs Inc | Antenna |
JP2009111999A (en) * | 2007-10-10 | 2009-05-21 | Hitachi Metals Ltd | Multiband antenna |
JP2009135839A (en) * | 2007-11-30 | 2009-06-18 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | Antenna device |
JP2009538037A (en) * | 2006-05-19 | 2009-10-29 | レアード テクノロジーズ アーベー | Antenna device and portable radio communication device comprising such an antenna device |
-
2009
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Patent Citations (22)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63144281A (en) * | 1986-12-08 | 1988-06-16 | Toshiba Eng Co Ltd | Frequency sensor |
JP2002368526A (en) * | 2001-06-05 | 2002-12-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Antenna unit and portable radio equipment |
JP2004040596A (en) * | 2002-07-05 | 2004-02-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Multiple frequency antenna for portable radio equipment |
JP2006512003A (en) * | 2002-12-23 | 2006-04-06 | アムフェノル ソカペックス | Small volume antenna for portable radio equipment |
JP2004241803A (en) * | 2003-02-03 | 2004-08-26 | Taiyo Yuden Co Ltd | Radio communication apparatus |
JP2005236742A (en) * | 2004-02-20 | 2005-09-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Antenna module |
JP2007535836A (en) * | 2004-03-05 | 2007-12-06 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション | Integrated multiband antenna for computing devices |
WO2006080141A1 (en) * | 2005-01-27 | 2006-08-03 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Antenna and wireless communication device |
JP2007166615A (en) * | 2005-12-14 | 2007-06-28 | Sanyo Electric Co Ltd | Multiband antenna and multiband antenna system |
JP2007259334A (en) * | 2006-03-24 | 2007-10-04 | Auto Network Gijutsu Kenkyusho:Kk | Radio signal receiver, and method for adjusting directivity |
WO2007132594A1 (en) * | 2006-05-11 | 2007-11-22 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Antenna device and wireless communication device using same |
JP2007312004A (en) * | 2006-05-17 | 2007-11-29 | Mitsubishi Electric Corp | Antenna system |
JP2009538037A (en) * | 2006-05-19 | 2009-10-29 | レアード テクノロジーズ アーベー | Antenna device and portable radio communication device comprising such an antenna device |
JP2008017465A (en) * | 2006-07-04 | 2008-01-24 | Samsung Electronics Co Ltd | Multiband antenna |
WO2008087780A1 (en) * | 2007-01-19 | 2008-07-24 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Antenna unit and wireless communication apparatus |
WO2008117566A1 (en) * | 2007-03-23 | 2008-10-02 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Antenna and wireless communication apparatus |
WO2009028251A1 (en) * | 2007-08-24 | 2009-03-05 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Antenna apparatus and radio communication device |
JP2009077225A (en) * | 2007-09-21 | 2009-04-09 | Toshiba Corp | Antenna device and electronic equipment |
JP2009111999A (en) * | 2007-10-10 | 2009-05-21 | Hitachi Metals Ltd | Multiband antenna |
JP2009100053A (en) * | 2007-10-12 | 2009-05-07 | Toyota Central R&D Labs Inc | Antenna |
JP2009135839A (en) * | 2007-11-30 | 2009-06-18 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | Antenna device |
JP2008113462A (en) * | 2007-12-17 | 2008-05-15 | Fractus Sa | Coupled multiband antenna |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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