JP2001267834A - Patch antenna - Google Patents
Patch antennaInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、移動体通信、ロー
カル・エリア・ネットワーク、ITS、ETC、GPS
等に使用するパッチアンテナに関する。The present invention relates to mobile communication, local area networks, ITS, ETC, GPS.
The present invention relates to a patch antenna used for the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】図5は、従来のパッチアンテナPA11
を示す斜視図である。2. Description of the Related Art FIG. 5 shows a conventional patch antenna PA11.
FIG.
【0003】従来のパッチアンテナPA11において、
基板1は、セラミックで構成され、基板1の図中、上面
には、パッチ導体2と給電用導体6とが厚膜印刷され、
基板1の図中、下面(上面の裏面)には、GND導体が
厚膜印刷されている。また、基板1の側面には、給電端
子7とGND端子8とが厚膜印刷によって形成されてい
る。これらの側面端子7、8は、面実装部品をマザーボ
ードに実装し、はんだ固着強度を高めるために必要な端
子であり、また、このような実装方法は、部品の固着強
度を保つために必要なものである。In the conventional patch antenna PA11,
The substrate 1 is made of ceramic, and a patch conductor 2 and a power supply conductor 6 are printed on the upper surface of the substrate 1 in the drawing in a thick film.
In the drawing of the substrate 1, a GND conductor is thick-film printed on the lower surface (back surface of the upper surface). A power supply terminal 7 and a GND terminal 8 are formed on the side surface of the substrate 1 by thick-film printing. These side terminals 7 and 8 are terminals necessary for mounting the surface mount component on the motherboard and increasing the solder fixing strength, and such a mounting method is necessary for maintaining the component fixing strength. Things.
【0004】図6は、従来のパッチアンテナPA12を
示す斜視図である。FIG. 6 is a perspective view showing a conventional patch antenna PA12.
【0005】従来のパッチアンテナPA12において、
基板1がセラミックで構成され、従来のパッチアンテナ
PA11と異なる点は、給電方法であり、パッチアンテ
ナPA12においては、ピン給電が用いられている。基
板1の中心付近に貫通孔が開けられ、この貫通孔に給電
用のピン9が通され、基板1の上面に設けられているパ
ッチ導体2に給電するものである。In the conventional patch antenna PA12,
The substrate 1 is made of ceramic and differs from the conventional patch antenna PA11 in the power supply method. In the patch antenna PA12, pin power supply is used. A through hole is opened near the center of the substrate 1, and a power supply pin 9 is passed through the through hole to supply power to the patch conductor 2 provided on the upper surface of the substrate 1.
【0006】パッチアンテナPA12を、自動で実装す
ることが難しいので、また、端子強度や、熱容量を考慮
して、一般的には、両面テープ等でパッチアンテナPA
12を固着するようにしている。Since it is difficult to automatically mount the patch antenna PA12, the patch antenna PA12 is generally made of a double-sided tape or the like in consideration of terminal strength and heat capacity.
12 is fixed.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】従来のパッチアンテナ
PA11は、自動面実装が可能であるが、側面端子を構
成するための印刷工程が必要であり、トータル6回の厚
膜印刷を行わなければならない。このために、製造コス
トが高いという問題があり、また、6回の厚膜印刷用の
工程設備が必要になるという問題がある。The conventional patch antenna PA11 is capable of automatic surface mounting, but requires a printing step for forming side terminals, and requires a total of six times of thick film printing. No. For this reason, there is a problem that manufacturing cost is high, and there is a problem that process equipment for thick film printing six times is required.
【0008】図7は、パッチアンテナPA11におい
て、パッチ導体2と、側面端子7、8のそれぞれとの間
における容量分布を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a capacitance distribution between the patch conductor 2 and each of the side terminals 7 and 8 in the patch antenna PA11.
【0009】従来のパッチアンテナPA11において、
GND端子8や、給電端子7は、図7(1)に示すよう
に、パッチ導体2との間で、容量Cs、Cpを持つ。こ
れらの容量Csは、アンテナ特性に非常に大きな影響を
与えるので、容量Csの値を正確に制御する必要があ
り、厚膜印刷における位置精度を上げるための工夫が必
要である。このように厚膜印刷の位置精度を上げるため
に、工程コストが通常よりも高くなるという問題があ
る。In the conventional patch antenna PA11,
As shown in FIG. 7A, the GND terminal 8 and the power supply terminal 7 have capacitances Cs and Cp with the patch conductor 2. Since these capacitances Cs greatly affect the antenna characteristics, it is necessary to accurately control the value of the capacitance Cs, and it is necessary to devise a method for increasing the positional accuracy in thick film printing. As described above, there is a problem that the process cost is higher than usual in order to increase the positional accuracy of the thick film printing.
【0010】一方、容量Csを積極的に用いる方法があ
る。つまり、パッチ導体2へ容量Csを付加することに
よって、図7(1)に示す状態から図7(2)に示す状態
のように、パッチ導体1の面積を小型化することができ
る。このときに、付加する容量をパッチアンテナPA1
1の上面に構成すると、アンテナ特性の劣化が激しいの
で、図7(3)に示すように、側面からの容量のみを付
加する場合が多い。この場合、容量Csを増やす手段と
して、導体間の距離を短くする手段が採用され、つま
り、図7(2)に示すように、パッチ導体2の形状を変
えずに、基板1の形状を小さくすることが考えられる。On the other hand, there is a method of positively using the capacitance Cs. That is, by adding the capacitance Cs to the patch conductor 2, the area of the patch conductor 1 can be reduced from the state shown in FIG. 7A to the state shown in FIG. At this time, the capacity to be added is determined by the patch antenna PA1.
When the antenna is configured on the upper surface of the antenna 1, the antenna characteristics are greatly deteriorated. Therefore, as shown in FIG. 7C, only the capacitance from the side is often added. In this case, as a means for increasing the capacitance Cs, a means for shortening the distance between the conductors is employed. That is, as shown in FIG. 7B, the shape of the substrate 1 is reduced without changing the shape of the patch conductor 2. It is possible to do.
【0011】図8は、フリンジング効果の原理を示す図
である。FIG. 8 is a diagram showing the principle of the fringing effect.
【0012】ところで、パッチ導体2の形状を変えず
に、図7(1)に示す形状から、図7(2)に示す形状の
ように、基板1の形状を小さくすると、パッチ導体2の
エッジ部と基体1のエッジ部との間の距離が、距離30
から距離31のように、短くなるので、図8(2)に示
すように、フリンジング効果(誘電体エッジ部に電界が
集中する現象)が生じ、したがって、基板1をあまり小
さくすることができない。また、給電容量Cpについて
も、側面端子7のみで給電する場合、容量Cpを大きく
することを目的として、上記と同様に基板1を小さくす
ると、上記と同様にフリンジング効果が生じるので、パ
ッチ導体2を小さくすることができないという問題があ
る。If the shape of the substrate 1 is reduced from the shape shown in FIG. 7A to the shape shown in FIG. 7B without changing the shape of the patch conductor 2, The distance between the part and the edge of the base 1 is 30
As shown in FIG. 8B, a fringing effect (a phenomenon in which an electric field is concentrated on a dielectric edge portion) occurs, so that the substrate 1 cannot be made very small. . When the power is supplied only from the side surface terminals 7 and the substrate 1 is reduced in the same manner as described above for the purpose of increasing the capacitance Cp, the fringing effect occurs as described above. 2 cannot be reduced.
【0013】また、従来のパッチアンテナPA12は、
自動面実装ができないので、実装コストが高くなり、ま
た、ピンを取りつけるので、複雑な工程を実行する必要
があるという問題がある。Further, the conventional patch antenna PA12 includes:
Since automatic surface mounting cannot be performed, mounting costs increase, and since pins are attached, there is a problem that a complicated process must be executed.
【0014】本発明は、フリンジング効果による影響を
最小限に抑えることができ、パッチ導体と側面端子との
間の距離を短くすることができ、また、パターンを精度
よく構成することができ、したがって、トリミングレス
等によるコスト削減が可能になり、また、側面印刷やタ
ーミネートやピン接続等の複雑な工程を削除することが
できるパッチアンテナを提供することを目的とするもの
である。According to the present invention, the influence of the fringing effect can be minimized, the distance between the patch conductor and the side terminal can be shortened, and the pattern can be formed with high accuracy. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a patch antenna that enables cost reduction by trimming-less or the like and that can eliminate complicated processes such as side printing, termination, and pin connection.
【0015】[0015]
【課題を解決するための手段】本発明は、基板の表面に
設けられているパッチ導体と、上記基板から見て上記パ
ッチ導体とは反対側の表面に設けられているGND導体
と、上記基板の表面のうちで、上記パッチ導体、上記G
ND導体が設けられている面以外の面に設けられている
凹部と、上記凹部に形成されている給電端子と、上記給
電端子と接続され、上記パッチ導体と電気的に接続する
給電用導体とを有するパッチアンテナである。According to the present invention, there is provided a patch conductor provided on a surface of a substrate, a GND conductor provided on a surface opposite to the patch conductor when viewed from the substrate, and , The patch conductor, the G
A concave portion provided on a surface other than the surface on which the ND conductor is provided; a power supply terminal formed in the concave portion; a power supply conductor connected to the power supply terminal and electrically connected to the patch conductor; Is a patch antenna.
【0016】[0016]
【発明の実施の形態および実施例】図1は、本発明の一
実施例であるパッチアンテナPA1を示す斜視図であ
る。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a perspective view showing a patch antenna PA1 according to one embodiment of the present invention.
【0017】図2は、パッチアンテナPA1を、図1に
おける下面の斜め下から見た斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of the patch antenna PA1 as viewed from obliquely below the lower surface in FIG.
【0018】パッチアンテナPA1は、移動体通信、ロ
ーカル・エリア・ネットワーク、ITS、ETC、GP
Sのうちの少なくとも1つに使用するパッチアンテナで
あり、基板1と、パッチ導体2と、GND導体3と、凹
部10と、給電端子4と、部品固着用兼GND用端子5
と、給電用導体6とを有する。The patch antenna PA1 is used for mobile communication, local area network, ITS, ETC, GP
S, a patch antenna used for at least one of S, a substrate 1, a patch conductor 2, a GND conductor 3, a concave portion 10, a power supply terminal 4, a component fixing and GND terminal 5
And a power supply conductor 6.
【0019】基板1は、樹脂、または、樹脂にセラミッ
クをコンポジットしたハイブリッド材料で構成されてい
る。The substrate 1 is made of a resin or a hybrid material in which a ceramic is composited with a resin.
【0020】パッチ導体2は、基板1の表面に設けら
れ、図1においては、その上面に設けられている。The patch conductor 2 is provided on the surface of the substrate 1, and is provided on the upper surface in FIG.
【0021】GND導体3は、基板1から見て、パッチ
導体2とは反対側の表面に設けられ、図1においては、
その下面に設けられている。The GND conductor 3 is provided on the surface opposite to the patch conductor 2 when viewed from the substrate 1, and in FIG.
It is provided on the lower surface.
【0022】凹部10は、基板1の表面のうちで、パッ
チ導体2、GND導体3が設けられている面以外の面に
設けられ、図1においては、側面に設けられている。ま
た、パッチアンテナPA1において、凹部10は、スル
ーホールをダイシングによってほぼ2等分することによ
って構成されている。なお、上記スルーホールは、ドリ
ル、レーザ等によって形成されたものである。また、2
等分以外の割合で、上記スルーホールを分割するように
してもよい。The concave portion 10 is provided on the surface of the substrate 1 other than the surface on which the patch conductor 2 and the GND conductor 3 are provided, and is provided on the side surface in FIG. In the patch antenna PA1, the concave portion 10 is formed by dividing a through hole into two approximately equal parts by dicing. The through holes are formed by a drill, a laser, or the like. Also, 2
The through hole may be divided at a ratio other than equal.
【0023】給電端子4は、凹部10に形成されてい
る。The power supply terminal 4 is formed in the recess 10.
【0024】部品固着用兼GND用端子5は、給電端子
4が形成されている凹部10とは異なる凹部10に形成
され、GND導体3と接続されている。なお、給電端子
4は、GND導体3と絶縁されている。The component fixing / GND terminal 5 is formed in a concave portion 10 different from the concave portion 10 in which the power supply terminal 4 is formed, and is connected to the GND conductor 3. The power supply terminal 4 is insulated from the GND conductor 3.
【0025】給電用導体6は、給電端子4と接続され、
パッチ導体2と電気的に接続するものである。パッチア
ンテナPA1においては、給電用導体6とパッチ導体2
とが、容量結合しているが、直接接続されるようにして
もよい。The power supply conductor 6 is connected to the power supply terminal 4,
It is electrically connected to the patch conductor 2. In the patch antenna PA1, the feeding conductor 6 and the patch conductor 2
Are capacitively coupled, but may be directly connected.
【0026】なお、パッチ導体2と、給電用導体6と
が、エッチング、メッキ等によって、基板1の表面に構
成され、GND導体3が、エッチング、メッキ等によっ
て基板1の表面に構成されている。パッチ導体2と、給
電用導体6と、GND導体3とは、銅箔等で構成されて
いる。The patch conductor 2 and the power supply conductor 6 are formed on the surface of the substrate 1 by etching, plating, and the like, and the GND conductor 3 is formed on the surface of the substrate 1 by etching, plating, and the like. . The patch conductor 2, the power supply conductor 6, and the GND conductor 3 are made of copper foil or the like.
【0027】図3は、複数のパッチアンテナPA1を個
片に切断する前における集合基板GBを示す上面図であ
る。FIG. 3 is a top view showing the collective substrate GB before the plurality of patch antennas PA1 are cut into individual pieces.
【0028】図3において、各パッチアンテナPA1
は、縦横に整列された状態に配置され、切断線21、2
2に沿って切断され、この場合、集合基板GB上に形成
されたスルーホールTHの中心部を切断するように設計
され、このように、ダイシング等によって集合基板GB
が切断され、これによって、複数のパッチアンテナPA
1が完成する。なお、パッチ導体2、スルーホールTH
は、集合基板GBの状態で形成される。In FIG. 3, each patch antenna PA1
Are arranged in a state where they are aligned vertically and horizontally, and the cutting lines 21 and 2
2, and in this case, it is designed to cut the center of the through hole TH formed on the collective substrate GB, and thus the collective substrate GB is cut by dicing or the like.
Is disconnected, which allows a plurality of patch antennas PA
1 is completed. In addition, the patch conductor 2, the through hole TH
Are formed in the state of the collective substrate GB.
【0029】このようにして製造されたパッチアンテナ
PA1は、結果として、面実装タイプの容量結合型パッ
チアンテナになる。As a result, the patch antenna PA1 manufactured as described above becomes a surface mount type capacitively coupled patch antenna.
【0030】パッチアンテナPA1は、単層構成であ
り、ある程度の厚みを有しているので、樹脂または、ハ
イブリッド材料内部にガラスクロスを用いない構成方法
でも作成可能である。この例としては、金型によるプレ
スでの形成方法が挙げられる。この場合、両表面に銅箔
を配すれば、その後の構成を単に単層基板として取り扱
うことが可能である。Since the patch antenna PA1 has a single-layer structure and a certain thickness, the patch antenna PA1 can also be formed by a method using no resin or glass cloth inside the hybrid material. As an example of this, there is a forming method by pressing with a mold. In this case, if copper foils are provided on both surfaces, the subsequent configuration can be handled simply as a single-layer substrate.
【0031】図4は、パッチアンテナPA1を示す平面
図である。FIG. 4 is a plan view showing the patch antenna PA1.
【0032】パッチアンテナPA1は、基板1の側面部
に、スルーホールTHをダイシングでほぼ2等分して凹
部10を形成し、この凹部10に、給電端子4と、部品
固着用兼GND用端子5とが設けられているので、図4
に示すように、給電端子4とパッチ導体2とが接近する
ことによって、容量Cpが増え、GND用端子5とパッ
チ導体2とが接近することによって、容量Csが増え
る。このように、容量Cs、Cpが増えても、パッチ導
体2のエッジ部と基板1のエッジ部との距離30が小さ
くなることがないので、フリンジング効果による影響を
最小限に抑えることができる。The patch antenna PA1 has a concave portion 10 formed by dicing the through hole TH into the side surface of the substrate 1 by dicing, and the power supply terminal 4 and the component fixing / GND terminal are formed in the concave portion 10. 5 is provided, so that FIG.
As shown in (2), when the power supply terminal 4 and the patch conductor 2 approach each other, the capacitance Cp increases, and when the GND terminal 5 and the patch conductor 2 approach each other, the capacitance Cs increases. As described above, even if the capacitances Cs and Cp increase, the distance 30 between the edge of the patch conductor 2 and the edge of the substrate 1 does not decrease, so that the effect of the fringing effect can be minimized. .
【0033】また、パッチアンテナPA1によれば、パ
ッチ導体2と給電端子4との距離を精度よく形成するこ
とができ、また、パッチ導体2と部品固着用兼GND用
端子5との距離を精度よく形成することができる。した
がって、歩留まり費を削減することができ、または、ト
リミングレス等によるコスト削減が可能になる。また、
側面印刷やターミネートやピン接続等の複雑な工程を削
除することができるので、工程が少なく製造コストを下
げることができる。According to the patch antenna PA1, the distance between the patch conductor 2 and the power supply terminal 4 can be formed with high accuracy, and the distance between the patch conductor 2 and the component fixing / GND terminal 5 can be accurately determined. Can be well formed. Therefore, the yield cost can be reduced, or the cost can be reduced due to no trimming. Also,
Since complicated steps such as side printing, termination, and pin connection can be eliminated, the number of steps is reduced, and the manufacturing cost can be reduced.
【0034】[0034]
【発明の効果】本発明によれば、フリンジング効果によ
る影響を最小限に抑えることができ、パッチ導体と側面
端子との間の距離を短くすることができ、また、パター
ンを精度よく構成することができ、したがって、トリミ
ングレス等によるコスト削減が可能になり、また、側面
印刷やターミネートやピン接続等の複雑な工程を削除す
ることができるという効果を奏する。According to the present invention, the influence of the fringing effect can be minimized, the distance between the patch conductor and the side terminal can be shortened, and the pattern can be formed with high precision. Therefore, it is possible to reduce costs by trimming-less or the like, and it is possible to eliminate complicated processes such as side printing, termination, and pin connection.
【図1】本発明の一実施例であるパッチアンテナPA1
を示す斜視図である。FIG. 1 shows a patch antenna PA1 according to an embodiment of the present invention.
FIG.
【図2】パッチアンテナPA1を別の角度から見た斜視
図である。FIG. 2 is a perspective view of the patch antenna PA1 viewed from another angle.
【図3】複数のパッチアンテナPA1を個片に切断する
前における集合基板を示す上面図である。FIG. 3 is a top view showing the aggregate substrate before cutting a plurality of patch antennas PA1 into individual pieces.
【図4】パッチアンテナPA1を示す平面図である。FIG. 4 is a plan view showing a patch antenna PA1.
【図5】従来のパッチアンテナPA11を示す斜視図で
ある。FIG. 5 is a perspective view showing a conventional patch antenna PA11.
【図6】従来のパッチアンテナPA12を示す斜視図で
ある。FIG. 6 is a perspective view showing a conventional patch antenna PA12.
【図7】パッチアンテナPA11において、パッチ導体
2と、側面端子7、8のそれぞれとの間における容量分
布を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a capacitance distribution between the patch conductor 2 and each of the side terminals 7 and 8 in the patch antenna PA11.
【図8】フリンジング効果の原理を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing the principle of the fringing effect.
1…基体、 2…パッチ導体、 3…GND導体、 4…給電端子 6…給電用導体、 5…GND端子、 10…凹部、 30…パッチ導体と側面端子との間の距離。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Base | substrate, 2 ... Patch conductor, 3 ... GND conductor, 4 ... Power supply terminal 6 ... Power supply conductor, 5 ... GND terminal, 10 ... Recessed part, 30 ... Distance between patch conductor and side surface terminal.
Claims (3)
ワーク、ITS、ETC、GPSのうちの少なくとも1
つに使用するパッチアンテナにおいて、 樹脂、または、樹脂にセラミックをコンポジットしたハ
イブリッド材料による基板と;上記基板の表面に設けら
れているパッチ導体と;上記基板から見て、上記パッチ
導体とは反対側の表面に設けられているGND導体と;
上記基板の表面のうちで、上記パッチ導体、上記GND
導体が設けられている面以外の面に設けられている凹部
と;上記凹部に形成されている給電端子と;上記給電端
子と接続され、上記パッチ導体と電気的に接続する給電
用導体と;を有することを特徴とするパッチアンテナ。At least one of mobile communication, local area network, ITS, ETC, GPS
A patch antenna to be used for one of the following: a substrate made of resin or a hybrid material in which ceramic is composited with resin; a patch conductor provided on a surface of the substrate; and a side opposite to the patch conductor as viewed from the substrate A GND conductor provided on the surface of the device;
The surface of the substrate, the patch conductor, the GND,
A concave portion provided on a surface other than the surface on which the conductor is provided; a power supply terminal formed in the concave portion; a power supply conductor connected to the power supply terminal and electrically connected to the patch conductor; A patch antenna comprising:
等分したことによって構成されている凹部であることを
特徴とするパッチアンテナ。2. The method according to claim 1, wherein the recess is formed by dicing the through hole.
A patch antenna, characterized in that it is a concave portion formed by equally dividing.
くとも1つの凹部に上記給電端子が形成され、上記複数
の凹部のうちの残りの凹部に、GND端子が設けられて
いることを特徴とするパッチアンテナ。3. The plurality of recesses according to claim 1, wherein the plurality of recesses are provided, the power supply terminal is formed in at least one of the plurality of recesses, and the GND terminal is provided in a remaining one of the plurality of recesses. A patch antenna, characterized in that a patch antenna is provided.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000075727A JP2001267834A (en) | 2000-03-17 | 2000-03-17 | Patch antenna |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000075727A JP2001267834A (en) | 2000-03-17 | 2000-03-17 | Patch antenna |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001267834A true JP2001267834A (en) | 2001-09-28 |
Family
ID=18593573
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000075727A Withdrawn JP2001267834A (en) | 2000-03-17 | 2000-03-17 | Patch antenna |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001267834A (en) |
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-
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- 2000-03-17 JP JP2000075727A patent/JP2001267834A/en not_active Withdrawn
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Legal Events
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A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20070605 |