JP4062233B2 - Loop antenna device - Google Patents

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Description

本発明は、概して、ループアンテナ装置に係り、特に、誘電体基体の表面上に形成された導電体パターンをアンテナ素子の一部として有するループアンテナ装置に関する。   The present invention generally relates to a loop antenna device, and more particularly to a loop antenna device having a conductor pattern formed on a surface of a dielectric substrate as a part of an antenna element.

従来、図１（ａ）に示すように、１周の長さが１波長（λ）に相当するループ状のアンテナ素子を２つ並べ、１点で給電するようにした、対称な一対のループから成るアンテナ素子とした双ループアンテナが知られている（例えば、特許文献１参照。）。   Conventionally, as shown in FIG. 1A, a pair of symmetrical loops in which two loop-shaped antenna elements each having a length corresponding to one wavelength (λ) are arranged and fed at one point. A double-loop antenna is known as an antenna element made of (see, for example, Patent Document 1).

双ループアンテナは、モノポールアンテナと比べて、高利得・広帯域なアンテナ特性が得られるという利点を有する。   The double loop antenna has an advantage that high gain and wide band antenna characteristics can be obtained as compared with the monopole antenna.

また、図１（ｂ）に示すように、双ループアンテナを中心で半分に切り、地板（導電体平板）上に設けた双・半ループアンテナも知られている。単ループの場合と同様に、双・半ループアンテナでも、鏡像の原理より、実際の導電体部分とその電気影像部分とが相まって図１（ａ）に示す双ループアンテナと等価なアンテナとして機能する。
実開平２−８６２０８号公報 Further, as shown in FIG. 1B, there is also known a double / half loop antenna in which a double loop antenna is cut in half at the center and provided on a ground plane (conductor flat plate). As in the case of the single loop, the dual / half-loop antenna also functions as an antenna equivalent to the double-loop antenna shown in FIG. 1A by combining the actual conductor portion and the electric image portion by the principle of mirror image. .
Japanese Utility Model Publication No. 2-86208

図２（ａ）に示すように、双ループアンテナでは、共振時、アンテナ素子＃１〜３に流れる電流が同相となる。この双ループアンテナは、図２（ｂ）に示すようなダイポールアンテナ３本に近似できる。この状況において、各素子＃１〜３からの電磁波は、Ｙ方向では互いに強め合う関係にあり、Ｘ方向では互いに弱め合う関係にある。   As shown in FIG. 2A, in the dual loop antenna, the currents flowing through the antenna elements # 1 to # 3 are in phase during resonance. This twin loop antenna can be approximated to three dipole antennas as shown in FIG. In this situation, the electromagnetic waves from the respective elements # 1 to # 3 are in a relationship of strengthening each other in the Y direction and in a relationship of weakening each other in the X direction.

したがって、従来の双ループアンテナには、Ｙ方向への放射が比較的強く、Ｘ方向への放射が比較的弱い、という特性があり、水平面（ＸＹ面）指向性はおよそ楕円の形状となる。   Therefore, the conventional twin loop antenna has a characteristic that the radiation in the Y direction is relatively strong and the radiation in the X direction is relatively weak, and the horizontal plane (XY plane) directivity is approximately elliptical.

本発明はこのようなループアンテナ固有のアンテナ指向性を改善するためのものであり、水平面指向性が略無指向性である、又は、任意の水平面指向性を設定可能であるループアンテナ装置を提供することを主たる目的とする。   The present invention is intended to improve the antenna directivity unique to such a loop antenna, and provides a loop antenna device in which the horizontal plane directivity is substantially omnidirectional or any horizontal plane directivity can be set. The main purpose is to do.

上記目的を達成するための本発明の一態様は、導電体平板上に設置された誘電体基体と、該基体に形成された導電体パターンを含むアンテナ素子とを有するループアンテナ装置であって、上記導電体パターンは、両端部が導電体平板に接続され、上記誘電体基体の外周面上に帯状に形成され、上記アンテナ素子は上記誘電体基体内を通り、一端が導電体パターンに接続され、他端が導電体平板上の給電点に接続された導線と、上記導電体パターンとから構成され、導電体平板に接続された端部から給電点に接続された導線の端部までの半ループ状の一対の素子が対称性を有する形状を有し、上記誘電体基体は上記帯状の導電体パターンが形成された外周面において、該帯状の導電体パターンより幅広い横幅を有し、上記誘電体基体の誘電率は、上記導電体パターンのうち上記誘電体基体の上面上に延在する上面部分の延在方向へ上記導線から放射される電磁波と、上記導電体パターンのうち上記誘電体基体の側面に形成された側面部分から上記延在方向へ放射される電磁波との間に位相のずれが生じないように選定され、上記横幅の長さは、上記導線から上記延在方向の直交方向へ放射される電磁波と、上記側面部分から上記直交方向へ放射される電磁波の位相がずれるように設定される、ループアンテナ装置である。 One aspect of the present invention for achieving the above object is a loop antenna apparatus having a dielectric substrate placed on a conductive plate and an antenna element including a conductor pattern formed on the substrate, The conductor pattern has both ends connected to a conductor flat plate, is formed in a strip shape on the outer peripheral surface of the dielectric substrate, the antenna element passes through the dielectric substrate, and one end is connected to the conductor pattern. The other end is composed of a conductive wire connected to the feeding point on the conductive plate and the conductive pattern, and the half from the end connected to the conductive plate to the end of the conducting wire connected to the feeding point looped pair of elements has a shape having symmetry, the dielectric substrate is perforated in the outer peripheral surface of the conductor pattern is formed in the strip, a wide lateral width than the belt-like conductor pattern, the dielectric The dielectric constant of the body substrate is Of the conductor pattern, an electromagnetic wave radiated from the conductive wire in the extending direction of the upper surface portion extending on the upper surface of the dielectric substrate, and a side surface formed on the side surface of the dielectric substrate of the conductor pattern Selected so that there is no phase shift between the portion and the electromagnetic wave radiated in the extending direction, and the length of the lateral width is an electromagnetic wave radiated from the conducting wire in the orthogonal direction of the extending direction; It is a loop antenna device set so that the phase of the electromagnetic wave radiated from the side surface portion in the orthogonal direction is shifted .

上記一態様において、上記導線から上記延在方向へ放射される電磁波は、上記誘電体基体内を通過するため、上記導電体パターン内を通って上記側面部分から上記延在方向へ放射される電磁波との間に位相差が生じ得るが、上記誘電体基体の誘電率が、上記導線から上記延在方向へ放射される電磁波と上記側面部分から上記延在方向へ放射される電磁波との間に位相のずれが生じないように適切に選定されるため、これら電磁波を位相がずれていない、互いに強め合う関係にある電磁波とすることができる。
また、上記一態様においては、上記導線から上記直交方向へ放射される電磁波は、上記誘電体基体内を通過するため、空気中を進む場合に比して位相がずれること、及び、上記側面部分から上記直交方向へ放射される電磁波は、上記誘電体基体内を通過せずに空気中を進むことに鑑み、上記横幅の長さが、上記導線から上記直交方向へ放射される電磁波と上記側面部分から上記直交方向へ放射される電磁波の位相がずれるように適切に設定されるため、これら電磁波を位相がずれた、互いに弱め合う関係にある電磁波とすることができる。
したがって、上記一態様によれば、ループ内を何ら誘電体が貫通していない双・半ループアンテナに比して、アンテナ水平面において、従来の低ゲイン方向（上記延在方向に対応）について電界を強め、従来の高ゲイン方向（上記直交方向に対応）について電界を弱めることができるため、双・半ループアンテナの水平面指向性を全方向に略均一なものとすることができる。 In the above aspect, since the electromagnetic wave radiated from the conductive wire in the extending direction passes through the dielectric substrate, the electromagnetic wave is radiated from the side surface portion in the extending direction through the conductor pattern. A phase difference may occur between the electromagnetic wave radiated in the extending direction from the conductive wire and the electromagnetic wave radiated in the extending direction from the side portion. Since the phase is appropriately selected so as not to cause a phase shift, these electromagnetic waves can be made to be electromagnetic waves that are out of phase and intensify each other.
Moreover, in the said one aspect | mode, since the electromagnetic waves radiated | emitted from the said conducting wire to the said orthogonal direction pass the inside of the said dielectric substrate, a phase shifts compared with the case where it advances in the air, and the said side part In view of the fact that the electromagnetic wave radiated from the conductor in the orthogonal direction travels in the air without passing through the dielectric substrate, the width of the electromagnetic wave radiated from the conductor in the orthogonal direction and the side surface Since the phase of the electromagnetic waves radiated from the portion in the orthogonal direction is appropriately set, these electromagnetic waves can be made into electromagnetic waves that are out of phase and in a mutually weakening relationship.
Therefore, according to the above aspect, the electric field is applied to the conventional low gain direction (corresponding to the extending direction) in the antenna horizontal plane as compared to the double / half loop antenna in which no dielectric passes through the loop. strong Me, because the conventional high gain direction (corresponding to the orthogonal direction) the electric field can Ru weak because, can be made a horizontal plane directivity of the double-half-loop antenna, substantially uniform in all directions.

なお、上記一態様において、「誘電体基体」を形成する誘電体は例えばセラミックであるが、ガラエポなどのエポキシ樹脂、ＰＰＯなどのポリエーテル樹脂、ＢＴレジン、テフロン（登録商標）などのＰＴＦＥ樹脂、など任意の誘電体でよい。 In the above one aspect, the dielectric to form a "dielectric substrate" is a ceramic for example, an epoxy resin such as glass epoxy, polyether resins, BT resins, such as PPO, Teflon (registered trademark) PTFE resins such as, Any dielectric may be used.

さらに、本発明の応用例として、上記一態様に係るループアンテナ装置を２つ組み合わせ、一方の上記ループアンテナ装置の上記導電体平板との接触面に凹部を設け、他方の上記ループアンテナ装置を上記導電体平板に設置したときに上記凹部内に収容されるように設計し、上記ループアンテナ装置双方について、給電線及び給電点を共有化すると共に、インピーダンス整合をとった、２周波数対応ループアンテナ装置も可能である。
Further, as an application example of the present invention, two combining a loop antenna device according to the one aspect, a recess in the contact surface between Kishirubeden body flat top of the other of the upper Symbol loop antenna device it is provided, the other upper Symbol loop antenna device designed to be housed in the upper Symbol the recess when installed above Kishirubeden body flat plate, for both the upper Symbol loop antenna device, as well as share the feed line and the feeding point, took the impedance matching, A dual-frequency loop antenna device is also possible.

本発明によれば、水平面指向性が略無指向性である、又は、任意の水平面指向性を設定可能であるループアンテナ装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a loop antenna device in which the horizontal plane directivity is substantially omnidirectional or an arbitrary horizontal plane directivity can be set.

以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。なお、ループ状のアンテナ素子を有するアンテナ装置の基本概念、主要なハードウェア構成、作動原理、及び基本的な制御手法等については当業者には既知であるため、詳しい説明を省略する。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Note that the basic concept, main hardware configuration, operating principle, basic control method, and the like of an antenna device having a loop-shaped antenna element are known to those skilled in the art, and thus detailed description thereof is omitted.

まず、図３〜５を参照して、本発明の実施例１について説明する。図３は、本実施例に係るループアンテナ装置３００の斜視図である。   First, Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a perspective view of the loop antenna device 300 according to the present embodiment.

ループアンテナ装置３００は、略直方体のセラミック基体３０１上に形成された導電体パターン３０２と、セラミック基体３０１の開けられた穴を通じて導電体パターン３０２と給電点３０３とをつなぐ中心導線３０４とから成るアンテナ素子を有する。便宜上、導電体パターン３０２の厚さは図３では図示を省略している。   The loop antenna device 300 includes an antenna composed of a conductor pattern 302 formed on a substantially rectangular parallelepiped ceramic base 301 and a central conductor 304 connecting the conductor pattern 302 and the feeding point 303 through a hole formed in the ceramic base 301. It has an element. For convenience, the thickness of the conductor pattern 302 is not shown in FIG.

図示するように、ループアンテナ装置３００は、双・半ループアンテナであり、地板（導電体平板）３０５上に設置される。地板３０５は、グランドとして機能し得るものであれば任意の導電体でよい。   As shown in the figure, the loop antenna device 300 is a twin / half loop antenna and is installed on a ground plane (conductor flat plate) 305. The ground plane 305 may be any conductor as long as it can function as a ground.

導電体パターン３０２の形成手法は任意でよく、例えばマイクロストリップアンテナの場合と同様の手法（例えば蒸着など）を用いることが可能である。   The formation method of the conductor pattern 302 may be arbitrary, and for example, the same method (for example, vapor deposition) as in the case of the microstrip antenna can be used.

中心導線３０４は、例えば、導電体パターン３０２形成後にセラミック基体３０１に開けられた穴に挿入され、導電体パターン３０２との間で半田付けされる。   For example, the central conductor 304 is inserted into a hole formed in the ceramic substrate 301 after the conductor pattern 302 is formed, and is soldered to the conductor pattern 302.

このように誘電体であるセラミックの基体３０１上に導電体パターン３０２を形成し、これを導線３０４によって給電点３０３と接続することによって、半ループ状のアンテナ素子の半環内を誘電体であるセラミックが貫通しており、且つ、中心導線３０４が周囲をセラミックで囲まれている状態とする。   In this way, the conductor pattern 302 is formed on the ceramic base 301 that is a dielectric, and this is connected to the feeding point 303 by the conducting wire 304, whereby the half ring of the half-loop antenna element is the dielectric. It is assumed that the ceramic penetrates and the center conductor 304 is surrounded by the ceramic.

図４は、図３のループアンテナ装置３００を導電体パターン３０２上でＸＺ平面で切った断面図である。図示するように、導電体パターン３０２と導線３０４とで構成される２つの半ループはその内側がセラミックで埋め尽くされている。   FIG. 4 is a cross-sectional view of the loop antenna device 300 of FIG. 3 cut along the XZ plane on the conductor pattern 302. As shown in the drawing, two half loops constituted by the conductor pattern 302 and the conductive wire 304 are filled with ceramic inside.

ここで、従来の双（・半）ループアンテナではゲインが弱いＸ方向への放射について考えると、アンテナ素子＃１（＝中心導線３０４）からＸ方向へ放射された電磁波４０１は、セラミック基体３０１内を通過するため、導電体パターン３０２内を通る電流４０２との間に位相差を生じる。ここで、セラミック基体３０１の誘電率εを適切に選定することにより、Ｘ方向遠方界Ｐ１において、従来の誘電体無しの場合には互いに弱め合っていたアンテナ素子＃１〜３からの電磁波を互いに強め合う関係にすることができる。 Here, considering the radiation in the X direction where the gain is weak in the conventional dual (.half) loop antenna, the electromagnetic wave 401 radiated in the X direction from the antenna element # 1 (= the central conducting wire 304) is generated in the ceramic substrate 301. Therefore, a phase difference is generated between the current 402 and the current 402 passing through the conductor pattern 302. Here, by appropriately selecting the dielectric constant of the ceramic substrate 301 epsilon, in the X-direction far field P 1, an electromagnetic wave from the case of conventional dielectric without antenna elements # 1 to 3 were destructively with each other It can be a mutually reinforcing relationship.

図５は、図３のループアンテナ装置３００の上面図である。図示するように、誘電体がループ内を貫通している状態とするため、Ｗ１、Ｗ２＞０となっている。 FIG. 5 is a top view of the loop antenna device 300 of FIG. As shown in the drawing, W 1 and W 2 > 0 in order to make the dielectric penetrate through the loop.

ここで、従来の双（・半）ループアンテナではゲインが強いＹ方向への放射について考えると、アンテナ素子＃１（＝中心導線３０４）からＹ方向へ放射された電磁波５０１は、セラミック基体３０１内を通過するため、空気中を進む場合に比して位相がずれる。他方、セラミック基体３０１の側面に形成された導電体パターン３０２の一部であるアンテナ素子＃２、３から放射された電磁波５０２は、誘電体を通過せずに空気中を進む。ここで、セラミック基体３０１の横幅Ｗ２（又はＷ１）を適切に選定することにより、Ｙ方向遠方界Ｐ２において、従来の誘電体無しの場合には同相のため互いに強め合っていたアンテナ素子＃１〜３からの電磁波を互いに弱め合う関係にすることができる。 Here, in the case of radiation in the Y direction where the conventional dual (.half) loop antenna has a strong gain, the electromagnetic wave 501 radiated in the Y direction from the antenna element # 1 (= the central conducting wire 304) Therefore, the phase is shifted as compared with the case of traveling in the air. On the other hand, the electromagnetic wave 502 radiated from the antenna elements # 2 and 3 which are part of the conductor pattern 302 formed on the side surface of the ceramic base 301 travels in the air without passing through the dielectric. Here, by appropriately selecting the lateral width W 2 (or W 1 ) of the ceramic substrate 301, the antenna elements that have strengthened each other in the Y-direction far field P 2 due to the same phase in the case of no conventional dielectric. The electromagnetic waves from # 1 to # 3 can be made to weaken each other.

このように、本実施例によれば、セラミック基体３０１の誘電率εを適切に選定することによって、従来の双ループアンテナではゲインが比較的弱かったＸ方向への放射を強めることができると共に、セラミック基体３０１の横幅Ｗ１、Ｗ２を適切に設計することによって、従来の双ループアンテナではゲインが比較的強かったＹ方向への放射を弱めることができるため、セラミック基体３０１の材質、サイズ、及び形状によって楕円状で不均一であった双ループアンテナの水平面指向性を全方向に略均一な円状のものとすることが可能となる。 As described above, according to the present embodiment, by appropriately selecting the dielectric constant ε of the ceramic substrate 301, it is possible to increase the radiation in the X direction where the gain is relatively weak in the conventional twin loop antenna, By appropriately designing the lateral widths W 1 and W 2 of the ceramic substrate 301, the radiation in the Y direction, which has a relatively strong gain in the conventional dual loop antenna, can be weakened. In addition, the horizontal plane directivity of the double loop antenna, which is elliptical and non-uniform depending on the shape, can be made to be a substantially uniform circular shape in all directions.

次いで、図６〜９を参照して、本発明の実施例２について説明する。本実施例に係るループアンテナ装置は、上述の実施例１のものとほぼ類似した構成を有する。ただし、実施例１では主として全方向に均一な水平面指向性の実現が狙いとされているのに対し、本実施例では、セラミック基体の形状を適宜設計することによって、特定の方向に強い又は弱いゲインを持った所望の水平面指向性を実現することが狙いとされる。   Next, Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIGS. The loop antenna device according to the present embodiment has a configuration that is substantially similar to that of the first embodiment described above. However, in Example 1, the aim is mainly to achieve uniform horizontal plane directivity in all directions, whereas in this example, the shape of the ceramic substrate is appropriately designed to be strong or weak in a specific direction. The aim is to achieve a desired horizontal plane directivity with gain.

より具体的には、上述の実施例１では、セラミック基体３０１が略直方体であるものとし、水平面指向性について主としてＸ方向（＋／−）・Ｙ方向（＋／−）の４方向について考察したが、本発明に係るループアンテナ装置のセラミック基体の形状は本来直方体に限られず、任意の形状とすることができることを利用し、本実施例ではその形状を工夫する。   More specifically, in Example 1 described above, it is assumed that the ceramic base 301 is a substantially rectangular parallelepiped, and the horizontal plane directivity is mainly considered in the four directions of the X direction (+/−) and the Y direction (+/−). However, the shape of the ceramic substrate of the loop antenna device according to the present invention is not limited to a rectangular parallelepiped, but can be any shape, and in this embodiment, the shape is devised.

図６は、本実施例に係るループアンテナ装置の一例の上面図である。上記実施例１の場合と同じ構成要素には同じ符号を付している。   FIG. 6 is a top view of an example of the loop antenna device according to the present embodiment. The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals.

図６に示したループアンテナ装置のセラミック基体３０１ａは、中心導体３０４から放射状に発せられる電磁波について着目すると、図示するように方向Ａについては誘電体の幅が短く、方向Ｂについては誘電体の幅が長い。したがって、既述のように、方向Ａに対してはアンテナゲインが強くなり、方向Ｂに対してはアンテナゲインが弱くなる。   When the ceramic base 301a of the loop antenna device shown in FIG. 6 focuses on electromagnetic waves emitted radially from the central conductor 304, the width of the dielectric is short in the direction A and the width of the dielectric in the direction B as shown in the figure. Is long. Therefore, as described above, the antenna gain is strong in the direction A and the antenna gain is weak in the direction B.

したがって、図６に示したループアンテナ装置によれば、方向Ｂよりも方向Ａに対して指向性を持ったアンテナ水平面指向性を実現することができる。   Therefore, according to the loop antenna device shown in FIG. 6, the antenna horizontal plane directivity having directivity with respect to the direction A rather than the direction B can be realized.

このように、中心導体３０４から放射された電磁波が通過する誘電体の厚さを変えることによって、特定の方向についてアンテナ素子＃１〜３から放射された電磁波の関係を弱め合う関係や強め合う関係に設定することができる。   In this way, by changing the thickness of the dielectric through which the electromagnetic wave radiated from the central conductor 304 passes, the relationship between the electromagnetic waves radiated from the antenna elements # 1 to # 3 in a specific direction is weakened or strengthened. Can be set to

図６に示したセラミック基体３０１ａは一例に過ぎず、例えば、図７に示すような略十字状のセラミック基体３０１ｂや、図８に示すような略八角形状のセラミック基体３０１ｃも可能である。   The ceramic substrate 301a shown in FIG. 6 is merely an example, and for example, a substantially cross-shaped ceramic substrate 301b as shown in FIG. 7 or a substantially octagonal ceramic substrate 301c as shown in FIG. 8 is possible.

さらに、本発明に係るループアンテナ装置におけるセラミック基体の形状は、高さ方向（すなわち地板３０５に垂直な方向）についても任意に設計することができるため、例えば図９に示す一例のように、導電体パターン３０２の周辺のセラミック基体を導電体パターンの高さより高くすることによって、Ｙ方向上方に対してもアンテナゲインを弱めることができる。すなわち、導電体パターン３０２とセラミック基体の高さに差をつけることによって、所望の垂直面指向性も得ることができる。   Furthermore, since the shape of the ceramic substrate in the loop antenna device according to the present invention can be arbitrarily designed in the height direction (that is, the direction perpendicular to the ground plane 305), for example, as shown in FIG. By making the ceramic substrate around the body pattern 302 higher than the height of the conductor pattern, the antenna gain can be weakened even in the Y direction upward. That is, a desired vertical surface directivity can be obtained by making a difference in height between the conductor pattern 302 and the ceramic substrate.

図９に示す本実施例に係るループアンテナ装置の一例は、例えば、セラミック基体の外周に帯状の溝を形成し、その溝の底面に対して導電体パターンを蒸着させることによって容易に製造可能である。   An example of the loop antenna device according to the present embodiment shown in FIG. 9 can be easily manufactured by, for example, forming a belt-like groove on the outer periphery of the ceramic substrate and depositing a conductor pattern on the bottom surface of the groove. is there.

このように、本実施例によれば、セラミック基体の形状を適宜設計することによって、所望の水平面及び垂直面指向性を実現することができる。   Thus, according to the present embodiment, desired horizontal and vertical plane directivities can be realized by appropriately designing the shape of the ceramic substrate.

次いで、図１０及び１１を参照して、本発明の実施例３について説明する。本実施例に係るループアンテナ装置は、大きさの異なる上記実施例１に係るループアンテナ装置を２つ重ねた構造を有し、２つの周波数に対応可能としたものである。   Next, Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIGS. The loop antenna device according to the present embodiment has a structure in which two loop antenna devices according to the first embodiment having different sizes are stacked, and is capable of supporting two frequencies.

図１０は、本実施例に係る２周波数対応ループアンテナ装置の組立図である。本実施例では、実施例１に係るループアンテナ装置３００を大小２個用いる。小さい方のループアンテナ装置は基本的にループアンテナ装置３００のままであり、大きい方のループアンテナ装置３００ａは地板３０５との接触面に小さい方のループアンテナ装置３００を完全に収容するのに十分な大きさのくぼみ（凹部）が設けられる。   FIG. 10 is an assembly diagram of the two-frequency loop antenna device according to the present embodiment. In the present embodiment, two large and small loop antenna devices 300 according to the first embodiment are used. The smaller loop antenna device is basically the same as the loop antenna device 300, and the larger loop antenna device 300a is sufficient to completely accommodate the smaller loop antenna device 300 on the contact surface with the ground plane 305. A recess (recess) of a size is provided.

図１１は、本実施例に係る２周波数対応ループアンテナ装置を導電体パターン３０２上でＸＺ平面で切った断面図である。   FIG. 11 is a cross-sectional view of the dual-frequency loop antenna device according to the present embodiment cut along the XZ plane on the conductor pattern 302.

図示するように、外側のループアンテナ装置３００ａと内側のループアンテナ装置３００は給電点３０３及び中心導線３０４ａを共有する。このような構成において両者についてインピーダンス整合をとることによって、外側と内側のループアンテナをそれぞれ異なる周波数で共振させることができ、結果として装置全体を２周波数対応とすることができる。   As shown in the figure, the outer loop antenna device 300a and the inner loop antenna device 300 share a feeding point 303 and a central conductor 304a. By adopting impedance matching for both in such a configuration, the outer and inner loop antennas can be made to resonate at different frequencies, and as a result, the entire device can be adapted to two frequencies.

また、外側のループアンテナ装置３００ａのセラミック基体３０１ｅに設けられたくぼみの内壁と、内側のループアンテナ装置３００の表面（特に、導電体パターン３０２の表面）との間には空隙１１０１が設けられる。導電体パターン３０２が上下から誘電体に挟まれると実効誘電率が変化してしまうため、このような空隙１１０１が確保されるようにセラミック基体３０１ｅ（のくぼみ）を設計することによって、内側のループアンテナ装置３００が実施例１のものと同様に機能させることができる。   Further, a gap 1101 is provided between the inner wall of the recess provided in the ceramic base 301e of the outer loop antenna device 300a and the surface of the inner loop antenna device 300 (particularly, the surface of the conductor pattern 302). Since the effective dielectric constant changes when the conductor pattern 302 is sandwiched between the dielectrics from above and below, the inner loop is designed by designing the ceramic substrate 301e (indentation) so as to ensure such a gap 1101. The antenna device 300 can function in the same manner as in the first embodiment.

このように、本実施例によれば、本発明に係るループアンテナ装置を２つ用いて容易に２周波数に対応可能なループアンテナ装置を実現することができる。   Thus, according to the present embodiment, it is possible to realize a loop antenna device that can easily cope with two frequencies by using two loop antenna devices according to the present invention.

なお、本実施例においても、セラミック基体の形状は所望の指向性に応じて任意に設計できることは明らかである。   It should be noted that also in this embodiment, the shape of the ceramic base can be arbitrarily designed according to the desired directivity.

以上、本発明の実施例１〜３について説明したが、上記説明における「セラミック基体」は、セラミックに限られず、誘電体であれば任意の材料から形成された基体でよい。例えば、ガラエポなどのエポキシ樹脂、ＰＰＯなどのポリエーテル樹脂、ＢＴレジン、テフロン（登録商標）などのＰＴＦＥ樹脂、などの誘電体から形成された基体が代替として考えられる。   The first to third embodiments of the present invention have been described above. However, the “ceramic substrate” in the above description is not limited to ceramic, and may be a substrate formed of any material as long as it is a dielectric. For example, a substrate formed of a dielectric material such as an epoxy resin such as glass epoxy, a polyether resin such as PPO, a PTFE resin such as BT resin or Teflon (registered trademark) can be considered as an alternative.

本発明は、例えば無線ＬＡＮなどの通信システムにおいて無指向性アンテナ又は指向性アンテナとして利用することができる。通信方式や通信されるデータの内容は問わない。   The present invention can be used as an omnidirectional antenna or a directional antenna in a communication system such as a wireless LAN. The content of the communication method and data to be communicated is not limited.

（ａ）従来の双ループアンテナの概略図である。（ｂ）従来の双・半ループアンテナの概略図である。(A) It is the schematic of the conventional double loop antenna. (B) It is the schematic of the conventional twin and half loop antenna. （ａ）共振時に従来の双ループアンテナに流れる電流を示す概略図である。（ｂ）図２（ａ）の双ループアンテナと等価な３本のダイポールアンテナを示す概略図である。(A) It is the schematic which shows the electric current which flows into the conventional double loop antenna at the time of resonance. (B) It is the schematic which shows three dipole antennas equivalent to the double loop antenna of Fig.2 (a). 本発明の実施例１に係るループアンテナ装置の斜視図である。It is a perspective view of the loop antenna apparatus which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例１に係るループアンテナ装置を導電体パターン上でＸＺ平面で切った断面図である。It is sectional drawing which cut the loop antenna apparatus which concerns on Example 1 of this invention on the conductor pattern at XZ plane. 本発明の実施例１に係るループアンテナ装置の上面図である。It is a top view of the loop antenna apparatus which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例２に係るループアンテナ装置の一例の上面図である。It is a top view of an example of the loop antenna apparatus which concerns on Example 2 of this invention. 本発明の実施例２に係るループアンテナ装置の別の一例の上面図である。It is a top view of another example of the loop antenna apparatus which concerns on Example 2 of this invention. 本発明の実施例２に係るループアンテナ装置の別の一例の上面図である。It is a top view of another example of the loop antenna apparatus which concerns on Example 2 of this invention. 本発明の実施例２に係るループアンテナ装置の別の一例の斜視図である。It is a perspective view of another example of the loop antenna apparatus which concerns on Example 2 of this invention. 本発明の実施例３に係る２周波数対応ループアンテナ装置の組立図である。It is an assembly drawing of the loop antenna device corresponding to 2 frequencies which concerns on Example 3 of this invention. 本発明の実施例３に係る２周波数対応ループアンテナ装置を導電体パターン上でＸＺ平面で切った断面図である。It is sectional drawing which cut | disconnected the 2 frequency corresponding | compatible loop antenna apparatus which concerns on Example 3 of this invention on the conductor pattern at XZ plane.

符号の説明Explanation of symbols

３００、３００ａ ループアンテナ装置
３０１、３０１ａ、３０１ｂ、３０１ｃ、３０１ｄ、３０１ｅ セラミック基体
３０２ 導電体パターン
３０３ 給電点
３０４、３０４ａ 導線
３０５ グランド板
４０１、４０２、５０１、５０２ 電磁波
１１０１ 空隙 300, 300a Loop antenna device 301, 301a, 301b, 301c, 301d, 301e Ceramic substrate 302 Conductor pattern 303 Feeding point 304, 304a Conductor 305 Ground plate 401, 402, 501, 502 Electromagnetic wave 1101 Air gap

Claims (2)

導電体平板上に設置された誘電体基体と、該基体に形成された導電体パターンを含むアンテナ素子とを有するループアンテナ装置であって、
前記導電体パターンは、両端部が導電体平板に接続され、前記誘電体基体の外周面上に帯状に形成され、
前記アンテナ素子は、前記誘電体基体内を通り、一端が導電体パターンに接続され、他端が導電体平板上の給電点に接続された導線と、前記導電体パターンとから構成され、導電体平板に接続された端部から給電点に接続された導線の端部までの半ループ状の一対の素子が対称性を有する形状を有し、
前記誘電体基体は、前記帯状の導電体パターンが形成された外周面において、該帯状の導電体パターンより幅広い横幅を有し、
前記誘電体基体の誘電率は、前記導電体パターンのうち前記誘電体基体の上面上に延在する上面部分の延在方向へ前記導線から放射される電磁波と、前記導電体パターンのうち前記誘電体基体の側面に形成された側面部分から前記延在方向へ放射される電磁波との間に位相のずれが生じないように選定され、
前記横幅の長さは、前記導線から前記延在方向の直交方向へ放射される電磁波と、前記側面部分から前記直交方向へ放射される電磁波の位相がずれるように設定される、ことを特徴とするループアンテナ装置。 A loop antenna device having a dielectric substrate placed on a conductive plate and an antenna element including a conductor pattern formed on the substrate,
The conductor pattern is connected to a conductor flat plate at both ends, and is formed in a strip shape on the outer peripheral surface of the dielectric substrate,
The antenna element includes a conductive wire that passes through the dielectric substrate, has one end connected to a conductor pattern and the other end connected to a feeding point on a conductor plate, and the conductor pattern. A pair of half-loop elements from the end connected to the flat plate to the end of the conducting wire connected to the feeding point has a symmetrical shape,
The dielectric substrate, the outer circumferential surface of the conductor pattern is formed of the strip, it has a wide lateral width than the belt-like conductor patterns,
The dielectric constant of the dielectric substrate is determined by the electromagnetic wave radiated from the conductor in the extending direction of the upper surface portion of the conductor pattern that extends on the upper surface of the dielectric substrate, and the dielectric of the conductor pattern. Selected so as not to cause a phase shift between electromagnetic waves emitted in the extending direction from the side surface portion formed on the side surface of the body substrate,
The length of the lateral width is set so that the phase of the electromagnetic wave radiated from the conducting wire in the orthogonal direction to the extending direction and the phase of the electromagnetic wave radiated from the side surface portion in the orthogonal direction are shifted. Loop antenna device to do. 請求項１記載のループアンテナ装置を２つ組み合わせた２周波数対応ループアンテナ装置であって、
一方の前記ループアンテナ装置の前記導電体平板との接触面に凹部を設け、
他方の前記ループアンテナ装置を前記導電体平板に設置したときに前記凹部内に収容されるように設計し、
前記ループアンテナ装置双方について、給電線及び給電点を共有化すると共に、インピーダンス整合をとった、ことを特徴とする２周波数対応ループアンテナ装置。 A loop antenna device for two frequencies, which is a combination of two loop antenna devices according to claim 1,
A concave portion is provided on a contact surface with the conductor flat plate of one of the loop antenna devices,
Designed to be housed in the recess when the other loop antenna device is installed on the conductor flat plate,
A dual-frequency loop antenna apparatus characterized by sharing a feeding line and a feeding point for both the loop antenna apparatuses and taking impedance matching.
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