JP4770793B2 - Antenna device - Google Patents
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Description
本発明は、無線通信装置に用いられる微小ループアンテナを含むアンテナ装置に関する。 The present invention relates to an antenna device including a minute loop antenna used in a wireless communication device.
例えば非特許文献1に示されているような微小ループアンテナは、ループアンテナの全長を送信波長の1/10以下程度にまで小さくしたものであり、微小ダイポールアンテナよりも雑音電界に強い特徴をもっている。そのため、従来から携帯型無線通信装置などに広く用いられている。
For example, a micro loop antenna as shown in Non-Patent
微小ループアンテナを用いたアンテナ装置では、所望する通信周波数において、無線回路部の出力インピーダンスとの整合を取るため、微小ループを構成する導体上の1点に、キャパシタンスを直列挿入し、また、微小ループを構成する導体上の別の1点を無線回路部のグランドに接地している。ところで、携帯型無線通信装置などの小型化の要請に応じて微小ループアンテナのループ面積を小さくすると、アンテナ利得が著しく低下するという問題を有している。 In an antenna device using a micro loop antenna, in order to achieve matching with the output impedance of the radio circuit at the desired communication frequency, a capacitance is inserted in series at one point on the conductor constituting the micro loop. Another point on the conductor constituting the loop is grounded to the ground of the radio circuit section. By the way, if the loop area of a micro loop antenna is reduced in response to a request for downsizing a portable radio communication device or the like, there is a problem that the antenna gain is remarkably lowered.
なお、特許文献1には、開ループの微小ループアンテナのアンテナ利得の低下を抑制するために、キャパシタの使用及び微小ループアンテナを接地することが開示されている。
本発明は、上記の従来例の問題点を解決するためになされたものであり、微小ループアンテナのループ面積が小さい場合であっても、従来のものに比べて高いアンテナ利得が得られるアンテナ装置を提供することにある。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems of the conventional example, and even when the loop area of the minute loop antenna is small, an antenna device that can obtain a higher antenna gain than the conventional one. Is to provide.
上記課題を解決するために、請求項1の発明は、
回路基板の実装面に対して略垂直となるように形成された微小ループアンテナと、前記回路基板の実装面に形成され、ダイポールアンテナとして機能するグランドパターンと、前記回路基板上に実装された無線回路部を備えたアンテナ装置であって、
前記微小ループアンテナは、回路基板上に形成された第1導体パターン及び第2導体パターン、前記第1導体パターンと前記第2導体パターンの間に挿入されたキャパシタ及び前記回路基板2上に実装された略コの字状のアンテナ素子で構成され、
前記微小ループアンテナへの給電点及び前記微小ループアンテナの接地点がいずれも第1導体パターンに接続されていることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the invention of
A small loop antenna is formed to be substantially perpendicular to the mounting surface of the circuit board, it is formed on the mounting surface of the front SL circuit board, and the ground pattern which functions as a dipole antenna, which is mounted on the circuit board An antenna device including a wireless circuit unit ,
The minute loop antenna is mounted on the
The feeding point to the minute loop antenna and the ground point of the minute loop antenna are both connected to the first conductor pattern .
請求項2の発明は、請求項1に記載のアンテナ装置において、
前記キャパシタの一端は、前記微小ループアンテナの接地点に接続されていることを特徴とする。
The invention of
One end of the capacitor is connected to a ground point of the minute loop antenna.
請求項3の発明は、請求項1又は2に記載のアンテナ装置において、
前記微小ループアンテナへの給電の位置を変更可能とする給電位置変更手段と、
テストモードにおいて、前記無線回路部から前記微小ループアンテナへテスト信号を出力したときに、前記無線回路部の出力インピーダンスと前記微小ループアンテナの入力インピーダンスの不整合により発生する反射波の大きさを計測する反射波計測手段と、
前記テストモードにおいて、前記給電位置変更手段により給電位置を少なくとも2箇所に設定して、それぞれの給電位置においての前記反射波の大きさを計測し、前記反射波の大きさが最小となるよう給電位置を決定する給電位置決定手段をさらに備えたことを特徴とする。
The invention of
A feeding position changing means capable of changing a feeding position to the minute loop antenna;
In the test mode, when a test signal is output from the radio circuit unit to the micro loop antenna, the magnitude of the reflected wave generated due to mismatch between the output impedance of the radio circuit unit and the input impedance of the micro loop antenna is measured. Reflected wave measuring means to
In the test mode, the power supply position changing means sets at least two power supply positions, measures the magnitude of the reflected wave at each power supply position, and supplies power so that the magnitude of the reflected wave is minimized. The power supply position determining means for determining the position is further provided.
請求項4の発明は、請求項1又は2に記載のアンテナ装置において、
前記微小ループアンテナの接地位置を変更可能とする接地位置変更手段と、
テストモードにおいて、前記無線回路部から前記微小ループアンテナへテスト信号を出力したときに、前記無線回路部の出力インピーダンスと前記微小ループアンテナの入力インピーダンスの不整合により発生する反射波の大きさを計測する反射波計測手段と、
前記テストモードにおいて、前記接地位置変更手段にて接地位置を少なくとも2箇所に設定して、それぞれの接地位置においての前記反射波の大きさを計測し、前記反射波の大きさが最小となるよう接地位置を決定する接地位置決定手段をさらに備えたことを特徴とする。
The invention of
A grounding position changing means capable of changing the grounding position of the minute loop antenna;
In the test mode, when a test signal is output from the radio circuit unit to the micro loop antenna, the magnitude of the reflected wave generated due to mismatch between the output impedance of the radio circuit unit and the input impedance of the micro loop antenna is measured. Reflected wave measuring means to
In the test mode, the grounding position changing means sets at least two grounding positions, measures the magnitude of the reflected wave at each grounding position, and minimizes the magnitude of the reflected wave. It further comprises a ground contact position determining means for determining the ground contact position.
請求項1の発明によれば、微小ループアンテナの対称性をくずすことにより、微小ループアンテナに流れる微小ループモード電流に対して、ダイポールアンテナとして機能するグランドパターンに流れるダイポールモード電流の割合を大きくなり、それに伴ってダイポールアンテナから放射される電波の強度が高くなる。そのため、微小ループアンテナのループ面積が小さく、微小ループアンテナから放射される電波の強度が低くても、ダイポールアンテナから放射される電波により補完され、アンテナ装置全体としてのアンテナ利得を高くすることができる。その結果、微小ループアンテナのループ面積を小さくしても、すなわち、アンテナ装置を小型化してもアンテナ利得が著しく低下することはなく、アンテナ装置の通信可能距離を維持することができる。
According to the invention of
請求項2の発明によれば、キャパシタンス成分の一端を微小ループアンテナの接地点に接続することにより、微小ループアンテナの対称性を最大限にくずすことができる。その結果、ダイポールアンテナに流れるダイポールモード電流を最大にすることができ、アンテナ装置全体としてのアンテナ利得を最大にすることができる。
According to the invention of
請求項3の発明によれば、アンテナ装置の出荷検査工程において、従来は手動で行っていた補正キャパシタンス量の調整を自動化できるため、アンテナ装置の製造コストを低減することができる。さらに、テストモードを実使用状態において定期的に実行することにより、設置環境による共振周波数のずれを定期的に補正し、所望する送信周波数においてアンテナ利得の低下を小さくすることができる。
According to the invention of
請求項4の発明によれば、アンテナ装置の出荷検査工程において、アンテナ装置を構成する各部品の性能のばらつき、寸法誤差、実装位置誤差などに起因する入力インピーダンスのばらつきを抑え、所望する送信周波数においてアンテナ利得のばらつきを抑えることができる。さらに、テストモードを実使用状態において定期的に実行することにより、設置環境による共振周波数のずれを定期的に補正し、所望する送信周波数においてアンテナ利得の低下を小さくすることができる。
According to the invention of
(第1実施形態)
本発明に係るアンテナ装置の第1実施形態について説明する。図1は、第1実施形態に係る微小ループアンテナを用いたアンテナ装置1Aの基本的な構成を示す。アンテナ装置1Aは、回路基板2と、回路基板2上に形成された第1導体パターン3及び第2導体パターン4、第1導体パターン3と第2導体パターン4の間に挿入されたキャパシタ(コンデンサ)5及び回路基板2上に実装された略コの字状のアンテナ素子10で構成された微小ループアンテナ11と、回路基板2上に実装された無線回路部12及び制御回路部13などで構成されている。また、回路基板2上にはグランドパターン6、第1導体パターン3とグランドパターン6を接続する接地線7、微小ループアンテナ11に信号を供給する給電線8などが設けられている。
(First embodiment)
A first embodiment of an antenna device according to the present invention will be described. FIG. 1 shows a basic configuration of an
無線通信の周波数をf0とすると、無線回路部12からは周波数f0の信号が出力され、微小ループアンテナ11は、ループ1周の全長が送信波長λ0の1/10になるように、その幅及び高さが設計されており、周波数f0(=2π/λ0)でロスが最も少なくなる(アンテナ利得の低下を小さくする)ようにインピーダンス調整されている。具体的には、キャパシタ5の静電容量を適宜選択することにより、微小ループアンテナ11の共振周波数を調整している。また、アンテナの共振周波数が所望する周波数であると仮定して、給電線8と第1導体パターン3の接続点P1から、接地線7と第1導体パターン3の接続点P2までの距離Xを変化させることで、アンテナ入力インピーダンスS11を調整することができる。
When the frequency of the radio communication with the f 0, from the
無線回路部12から高周波信号が出力されると、アンテナ装置1Aに高周波電流が励起される。図2に示すように、この高周波電流は、微小ループアンテナ11を構成する導電路に沿って流れ微小ループアンテナ11としての放射に寄与する電流(微小ループモード電流)I1と、回路基板2の長手方向に流れ、回路基板2の長手方向のダイポールアンテナとしての放射に寄与する電流(ダイポールモード電流)I2の2つに分けて考えることができる。微小ループモード電流I1は、微小ループアンテナ11によって構成される矩形と平行な方向に、微小ループ面と平行な偏波の電波(水平偏波成分)を励起する。一方、ダイポールモード電流I2は、グランドパターン6の長手方向と垂直な方向に、グランドパターン6の長手方向と平行な偏波の電波(垂直偏波成分)を励起する。
When a high frequency signal is output from the
従来、微小ループアンテナを用いたアンテナ装置では、微小ループアンテナに流れる微小ループモード電流I1によって励起される水平偏波成分のみに注目し、この水平偏波成分の振幅が最大になるように微小ループアンテナのインピーダンス調整が行われており、ダイポールモード電流I2によって励起される垂直偏波成分は無視され、あるいはなるべく小さくなるように調整されていた。 Conventionally, in an antenna device using a minute loop antenna, attention is paid only to the horizontal polarization component excited by the minute loop mode current I 1 flowing through the minute loop antenna, and the amplitude of the horizontal polarization component is minimized. impedance adjustment of the loop antenna has been performed, the vertical polarization component which is excited by the dipole mode current I 2 is ignored, or has been adjusted as much as possible reduced.
図1に示す第1実施形態に係るアンテナ装置1Aにおいては、前述のような微小ループモード電流I1とダイポールモード電流I2が合成された電流が流れるが、ダイポールモード電流I2は、微小ループアンテナ11の対称性がくずれるほどその割合が大きくなる。そのため、第1導体パターン3と接地線7の接続点P2にキャパシタ5の一端を接続している。
In the
次に、図1に示すアンテナ装置1Aに対して具体的な寸法を、図3に示すように設定し、有限要素法によりyz面(ループ面を含む面)の放射パターンの数値計算を行った。図4は、有限要素法により計算したyz面上の放射パターンを示すグラフである。
Next, specific dimensions are set as shown in FIG. 3 for the
アンテナ素子10は、高さ10mm、幅23mm、断面が1mm×1mmの銅(導電率5.8×107Simens/m)製である。回路基板2は、長手方向が120mm、幅25mm、厚みが0.8mm、材質はFR−4(比誘電率4.4、誘電正接0.02)である。グランドパターン6は、回路基板2上の銅箔パターンであり、長手方向が113mm、幅23mmである。給電線8、接地線7、第1導体パターン3及び第2導体パターン4は、グランドパターン6と同様に、回路基板2上の銅箔パターンである。給電線8と第1導体パターン3の接続点P1から、接地線7と第1導体パターン3の接続点P2までの距離は2.5mmである。キャパシタ5の静電容量は4.0pFである。
The
図4からわかるように、ループ面に平行な水平偏波成分と、ループ面に垂直な垂直偏波成分は、いずれもほぼ無指向性であり、水平偏波成分の平均利得は−15.7dBi、垂直偏波成分の平均利得は−8.2dBiである。前述のように、水平偏波成分は微小ループモード電流I1によって励起された電波であり、水平偏波成分の利得がアンテナ装置1Aの微小ループアンテナ11の利得であるといえる。これに対し、垂直偏波成分はダイポールモード電流I2によって励起された電流であり、垂直偏波成分の利得が本発明の効果によって得られる利得である。
As can be seen from FIG. 4, the horizontal polarization component parallel to the loop surface and the vertical polarization component perpendicular to the loop surface are both almost omnidirectional, and the average gain of the horizontal polarization component is −15.7 dBi. The average gain of the vertical polarization component is -8.2 dBi. As described above, the horizontal polarization component is a radio wave excited by the minute loop mode current I 1 , and the gain of the horizontal polarization component is the gain of the
図5は、アンテナ装置1Aを設計する際のフローチャートである。このフローチャートに従って設計することにより、図3に示す寸法とは異なる寸法のアンテナ装置についても、ダイポールモード電流I2が最大になるように設計することができる。
FIG. 5 is a flowchart for designing the
まず、回路基板2、グランドパターン6、アンテナ素子10などの各部の位置及び寸法を定め、給電線8の位置を決定する(#1)。次に、接地線7の位置を仮決めし、接地線7と第1導体パターン3の接続点P2とキャパシタ5の一端が一致するようにキャパシタ5を配置する(#2)。次に、キャパシタ5の静電容量を仮決めする(#3)。このようにして、仮に組み立てられたアンテナ装置1Aの入力インピーダンスを測定する(#4)。そして、測定した入力インピーダンスの値をスミスチャート上にプロットし、インピーダンスの軌跡がスミスチャートの中央を通るか否か判断する(#5)。インピーダンスの軌跡がスミスチャートの中央を通らないときは(#5でNO)、接地線7の位置及びキャパシタ5の位置を変更し(#6)、上記ステップを繰り返す。インピーダンスの軌跡がスミスチャートの中央を通るときは(#5でYES)、次に、アンテナ装置1Aのアンテナ(微小ループアンテナ11及びダイポールアンテナとして機能するグランドパターン6)の共振周波数が所望する送信周波数f0に一致しているか否かを判断する(#7)。微小ループアンテナ11の共振周波数が所望する送信周波数f0に一致していないときは、キャパシタ5の静電容量を変更して(#8)、上記ステップを繰り返す。このように構成された第1実施形態に係るアンテナ装置1Aによれば、ダイポールモード電流が最大となるように構成されているので、微小ループアンテナのループ面積が小さい場合であっても、従来のものに比べて高いアンテナ利得が得られる。
First, the position and dimensions of each part such as the
なお、図1では給電線8とキャパシタ5の間に接地線7が配置されているが、給電線8と接地線7の位置を入れ替え、接地線7とキャパシタ5の間に給電線8を配置してもよい。また、トリマコンデンサをキャパシタ5と並列に挿入してもよい。その場合、部品性能のばらつき、部品の寸法誤差、実装位置誤差などに起因する共振周波数のずれを、トリマコンデンサの容量を調整することにより補正することができる。
In FIG. 1, the
(第2実施形態)
本発明のアンテナ装置の第2実施形態について説明する。図6は、第2実施形態に係るアンテナ装置1Bの概略構成を示す。第2実施形態に係るアンテナ装置1Bでは、微小ループアンテナ11のループに直列挿入されるキャパシタ5に対して並列に可変キャパシタ14を接続すると共に、回路基板2上に温度センサ15を実装したものである。
(Second Embodiment)
A second embodiment of the antenna device of the present invention will be described. FIG. 6 shows a schematic configuration of an
あらかじめ、制御回路部13のメモリ内に、キャパシタ5の温度特性を元にして、周囲温度に対応した補正キャパシタンス量のデータテーブルを記憶させておき、温度センサ15による温度計測値に応じてデータテーブルを参照して、可変キャパシタ14の補正キャパシタンス量を制御する。このような構成によれば、周囲温度の変化に関わらず、アンテナ装置1B共振周波数の変化を小さくすることができ、所望する送信周波数においてアンテナ利得の低下をさらに小さくすることができる。
In advance, a data table of the correction capacitance amount corresponding to the ambient temperature is stored in the memory of the
(第3実施形態)
本発明のアンテナ装置の第3実施形態について説明する。図7は、第3実施形態に係るアンテナ装置1Cの概略構成を示す。第3実施形態に係るアンテナ装置1Cでは、微小ループアンテナ11のループに直列挿入されるキャパシタ5に対して並列に可変キャパシタ14を接続すると共に、無線回路部12から出力された信号の反射波の大きさを計測する検波回路16を備えたものである。
(Third embodiment)
A third embodiment of the antenna device of the present invention will be described. FIG. 7 shows a schematic configuration of an antenna apparatus 1C according to the third embodiment. In the antenna device 1C according to the third embodiment, the
アンテナ装置の出荷検査工程において、制御回路部13をテストモードに設定し、可変キャパシタ14の補正キャパシタンス量を所定の値に設定した状態で、無線回路部12よりテスト信号を出力する。このとき、無線回路部12の出力インピーダンスと、微小ループアンテナ11の入力インピーダンスの整合状態により、反射波が発生する。この反射波の大きさを無線回路部12内の検波回路16によって計測する。次に、制御回路部13からの制御信号により可変キャパシタ14の補正キャパシタンス量を別の値に設定し、同様に反射波の大きさを計測する。このようにして、複数の補正キャパシタンス量に対してそれぞれ反射波の大きさを計測し、最も反射波が小さくなる補正キャパシタンス量を求める。
In the shipping inspection process of the antenna device, the
このような構成によれば、アンテナ装置の出荷検査工程において、従来は手動で行っていた補正キャパシタンス量の調整を自動化できるため、アンテナ装置の製造コストを低減することができる。さらに、テストモードを実使用状態において定期的に実行することにより、設置環境による共振周波数のずれを定期的に補正し、所望する送信周波数においてアンテナ利得の低下を小さくすることができる。なお、テストモードでは、無線回路部12よりテスト信号を出力する必要があるため、本来行う通信とテストモードとを同時に実行することはできない。間欠的に通信を行う無線装置においては、1つの通信シーケンスが完了した直後は、通信を行わない時間が存在する。この通信を行わない時間を利用してテストモードを実行することにより、本来行うべき通信を妨げることなく、確実にテストモードを実行することができる。
According to such a configuration, in the shipping inspection process of the antenna device, the adjustment of the correction capacitance amount that has been performed manually in the past can be automated, so that the manufacturing cost of the antenna device can be reduced. Further, by periodically executing the test mode in the actual use state, it is possible to periodically correct the deviation of the resonance frequency due to the installation environment, and to reduce the decrease in the antenna gain at the desired transmission frequency. In the test mode, since it is necessary to output a test signal from the
(第4実施形態)
本発明のアンテナ装置の第4実施形態について説明する。図8は、第4実施形態に係るアンテナ装置1Dの概略構成を示す。第4実施形態に係るアンテナ装置1Dでは、無線回路部12から出力された信号の反射波の大きさを計測する検波回路16と、給電線8の経路を切り替えて給電線8と第1導体パターン3との接続点P1の位置を変更することができる切り替えスイッチ17を備えたものである。
(Fourth embodiment)
A fourth embodiment of the antenna device of the present invention will be described. FIG. 8 shows a schematic configuration of an
アンテナ装置の出荷検査工程において、制御回路部13をテストモードに設定し、切り替えスイッチ17により給電線8と第1導体パターン3との接続点P1を所定の位置に設定した状態で、無線回路部12よりテスト信号を出力する。このとき、無線回路部12の出力インピーダンスと、微小ループアンテナ11の入力インピーダンスの整合状態により、反射波が発生する。この反射波の大きさを無線回路部12内の検波回路16によって計測する。次に、制御回路部13からの制御信号により切り替えスイッチ17を切り替えて、同様に反射波の大きさを計測する。このようにして、給電線8の経路を複数設定し、それぞれの経路に対する反射波の大きさを計測し、最も反射波が小さくなる経路を求める。切り替えスイッチ17は、機械的に経路を切り替えるものでもよいし、ダイオードスイッチのような電気的に経路を切り替えるものでもよい。
In the antenna device shipment inspection process, the
このような構成によれば、アンテナ装置の出荷検査工程において、アンテナ装置を構成する各部品の性能のばらつき、寸法誤差、実装位置誤差などに起因する入力インピーダンスのばらつきを抑え、所望する送信周波数においてアンテナ利得のばらつきを抑えることができる。さらに、テストモードを実使用状態において定期的に実行することにより、設置環境による共振周波数のずれを定期的に補正し、所望する送信周波数においてアンテナ利得の低下を小さくすることができる。なお、テストモードでは、無線回路部12よりテスト信号を出力する必要があるため、本来行う通信とテストモードとを同時に実行することはできない。間欠的に通信を行う無線装置においては、1つの通信シーケンスが完了した直後は、通信を行わない時間が存在する。この通信を行わない時間を利用してテストモードを実行することにより、本来行うべき通信を妨げることなく、確実にテストモードを実行することができる。
According to such a configuration, in the shipping inspection process of the antenna device, it is possible to suppress variations in input impedance due to performance variations, dimensional errors, mounting position errors, etc. of each component constituting the antenna device, and at a desired transmission frequency. Variations in antenna gain can be suppressed. Further, by periodically executing the test mode in the actual use state, it is possible to periodically correct the deviation of the resonance frequency due to the installation environment, and to reduce the decrease in the antenna gain at the desired transmission frequency. In the test mode, since it is necessary to output a test signal from the
(第5実施形態)
本発明のアンテナ装置の第5実施形態について説明する。図9は、第5実施形態に係るアンテナ装置1Eの概略構成を示す。第5実施形態に係るアンテナ装置1Eでは、無線回路部12から出力された信号の反射波の大きさを計測する検波回路16と、接地線7の経路を切り替えて接地線7と第1導体パターン3との接続点P2の位置を変更することができる切り替えスイッチ18を備えたものである。
(Fifth embodiment)
A fifth embodiment of the antenna device of the present invention will be described. FIG. 9 shows a schematic configuration of an
アンテナ装置の出荷検査工程において、制御回路部13をテストモードに設定し、切り替えスイッチ18により接地線7と第1導体パターン3との接続点P2を所定の位置に設定した状態で、無線回路部12よりテスト信号を出力する。このとき、無線回路部12の出力インピーダンスと、微小ループアンテナ11の入力インピーダンスの整合状態により、反射波が発生する。この反射波の大きさを無線回路部12内の検波回路16によって計測する。次に、制御回路部13からの制御信号により切り替えスイッチ18を切り替えて、同様に反射波の大きさを計測する。このようにして、接地線7の経路を複数設定し、それぞれの経路に対する反射波の大きさを計測し、最も反射波が小さくなる経路を求める。切り替えスイッチ18は、機械的に経路を切り替えるものでもよいし、ダイオードスイッチのような電気的に経路を切り替えるものでもよい。
In the shipping inspection process of the antenna device, the
このような構成によれば、アンテナ装置の出荷検査工程において、アンテナ装置を構成する各部品の性能のばらつき、寸法誤差、実装位置誤差などに起因する入力インピーダンスのばらつきを抑え、所望する送信周波数においてアンテナ利得のばらつきを抑えることができる。さらに、テストモードを実使用状態において定期的に実行することにより、設置環境による共振周波数のずれを定期的に補正し、所望する送信周波数においてアンテナ利得の低下を小さくすることができる。なお、テストモードでは、無線回路部12よりテスト信号を出力する必要があるため、本来行う通信とテストモードとを同時に実行することはできない。間欠的に通信を行う無線装置においては、1つの通信シーケンスが完了した直後は、通信を行わない時間が存在する。この通信を行わない時間を利用してテストモードを実行することにより、本来行うべき通信を妨げることなく、確実にテストモードを実行することができる。
According to such a configuration, in the shipping inspection process of the antenna device, it is possible to suppress variations in input impedance due to performance variations, dimensional errors, mounting position errors, etc. of each component constituting the antenna device, and at a desired transmission frequency. Variations in antenna gain can be suppressed. Further, by periodically executing the test mode in the actual use state, it is possible to periodically correct the deviation of the resonance frequency due to the installation environment, and to reduce the decrease in the antenna gain at the desired transmission frequency. In the test mode, since it is necessary to output a test signal from the
1A、1B、1C、1D、1E アンテナ装置
2 回路基板
3 第1導体パターン
4 第2導体パターン
5 キャパシタ
6 グランドパターン
7 接地線
8 給電線
10 アンテナ素子
11 微小ループアンテナ
12 無線回路部
13 制御回路部(給電位置決定手段、接地位置決定手段)
14 可変キャパシタ
15 温度センサ
16 検波回路(反射波計測手段)
17 切り替えスイッチ(給電位置変更手段)
18 切り替えスイッチ(接地位置変更手段)
P1 給電線8と第1導体パターン3の接続点(給電点)
P2 接地線7と第1導体パターン3の接続点(接地点)
X 接続点P1から接続点P2までの距離
I1 微小ループモード電流
I2 ダイポールモード電流
S11 アンテナ入力インピーダンス
f0 送信周波数
1A, 1B, 1C, 1D,
14
17 changeover switch (power supply position change means)
18 changeover switch (grounding position changing means)
Connection point (feeding point) between the
Connection point (grounding point) between
X Distance from connection point P1 to connection point P1 I 1 Small loop mode current I 2 Dipole mode current S 11 Antenna input impedance f 0 Transmission frequency
Claims (4)
前記微小ループアンテナは、回路基板上に形成された第1導体パターン及び第2導体パターン、前記第1導体パターンと前記第2導体パターンの間に挿入されたキャパシタ及び前記回路基板2上に実装された略コの字状のアンテナ素子で構成され、
前記微小ループアンテナへの給電点及び前記微小ループアンテナの接地点がいずれも第1導体パターンに接続されていることを特徴とするアンテナ装置。 A small loop antenna is formed to be substantially perpendicular to the mounting surface of the circuit board, it is formed on the mounting surface of the front SL circuit board, and the ground pattern which functions as a dipole antenna, which is mounted on the circuit board An antenna device including a wireless circuit unit ,
The minute loop antenna is mounted on the circuit board 2 and the first conductor pattern and the second conductor pattern formed on the circuit board, the capacitor inserted between the first conductor pattern and the second conductor pattern. It consists of an approximately U-shaped antenna element,
An antenna device, wherein a feeding point to the minute loop antenna and a grounding point of the minute loop antenna are both connected to the first conductor pattern .
テストモードにおいて、前記無線回路部から前記微小ループアンテナへテスト信号を出力したときに、前記無線回路部の出力インピーダンスと前記微小ループアンテナの入力インピーダンスの不整合により発生する反射波の大きさを計測する反射波計測手段と、
前記テストモードにおいて、前記給電位置変更手段により給電位置を少なくとも2箇所に設定して、それぞれの給電位置においての前記反射波の大きさを計測し、前記反射波の大きさが最小となるよう給電位置を決定する給電位置決定手段をさらに備えたことを特徴とする請求項1又は2に記載のアンテナ装置。 A feeding position changing means capable of changing a feeding position to the minute loop antenna;
In the test mode, when a test signal is output from the radio circuit unit to the micro loop antenna, the magnitude of the reflected wave generated due to mismatch between the output impedance of the radio circuit unit and the input impedance of the micro loop antenna is measured. Reflected wave measuring means to
In the test mode, the power supply position changing means sets at least two power supply positions, measures the magnitude of the reflected wave at each power supply position, and supplies power so that the magnitude of the reflected wave is minimized. The antenna apparatus according to claim 1, further comprising a feeding position determining unit that determines a position.
テストモードにおいて、前記無線回路部から前記微小ループアンテナへテスト信号を出力したときに、前記無線回路部の出力インピーダンスと前記微小ループアンテナの入力インピーダンスの不整合により発生する反射波の大きさを計測する反射波計測手段と、
前記テストモードにおいて、前記接地位置変更手段にて接地位置を少なくとも2箇所に設定して、それぞれの接地位置においての前記反射波の大きさを計測し、前記反射波の大きさが最小となるよう接地位置を決定する接地位置決定手段をさらに備えたことを特徴とする請求項1又は2に記載のアンテナ装置。 A grounding position changing means capable of changing the grounding position of the minute loop antenna;
In the test mode, when a test signal is output from the radio circuit unit to the micro loop antenna, the magnitude of the reflected wave generated due to mismatch between the output impedance of the radio circuit unit and the input impedance of the micro loop antenna is measured. Reflected wave measuring means to
In the test mode, the grounding position changing means sets at least two grounding positions, measures the magnitude of the reflected wave at each grounding position, and minimizes the magnitude of the reflected wave. The antenna apparatus according to claim 1, further comprising a grounding position determining unit that determines a grounding position.
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