JP2007208692A

JP2007208692A - Patch antenna

Info

Publication number: JP2007208692A
Application number: JP2006025602A
Authority: JP
Inventors: Miyuki Mizoguchi; 幸溝口; Akira Takaoka; 彰高岡; Makoto Tanaka; 田中　　誠; Toshiyuki Kosaka; 俊之小坂; Satoru Mizuno; 哲水野
Original assignee: Denso Corp; Nippon Soken Inc; Denso Wave Inc
Current assignee: Denso Corp; Denso Wave Inc; Soken Inc
Priority date: 2006-02-02
Filing date: 2006-02-02
Publication date: 2007-08-16

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a patch antenna capable of easily shifting the resonance frequency to the low-band side. SOLUTION: A conductive plate material 20 for an antenna element is arranged, while being set opposite to a ground plate 10 under the state in which the conductive plate material 20 is separated from the ground plate 10. In the conductive plate material 20 for the antenna element, a circularly polarized current path is formed that is orthogonal by loaded vibrating elements 21a and 21b. A point-symmetric through-hole 23, to the center N of the conductive plate material 20 for the antenna element, is formed at a center section in the conductive plate material 20 for the antenna element, and the orthogonal circularly polarized current path is extended along the through-hole 23. COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、パッチアンテナに関するものである。 The present invention relates to a patch antenna.

パッチアンテナにおける共振周波数を調整する方法として、例えば特許文献１においては、完成したパッチアンテナのエレメント上に予め調整用電極を設けておき、該当箇所を切削することによって共振周波数を調整している。
特開２００１−２３０６２３号公報 As a method for adjusting the resonance frequency of the patch antenna, for example, in Patent Document 1, an adjustment electrode is provided in advance on the element of the completed patch antenna, and the resonance frequency is adjusted by cutting the corresponding portion.
JP 2001-230623 A

アンテナエレメントに予め設けておいた調整用電極を切削するという手法によらずに簡易に共振周波数をシフトするための技術が求められている。
本発明は、上記問題点に着目してなされたものであり、その目的は、共振周波数を容易に低域側にシフトさせることができるパッチアンテナを提供することにある。 There is a need for a technique for easily shifting the resonance frequency without relying on a technique of cutting an adjustment electrode provided in advance on an antenna element.
The present invention has been made paying attention to the above problems, and an object of the present invention is to provide a patch antenna capable of easily shifting the resonance frequency to the low frequency side.

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明では、アンテナエレメント用導電性板材における中央部に、アンテナエレメント用導電性板材の中心に対し点対称な透孔を形成し、電流経路を透孔に沿って延設したパッチアンテナを要旨とする。 In order to solve the above-mentioned problem, in the invention according to claim 1, a through-hole which is symmetric with respect to the center of the conductive plate for antenna element is formed in the central portion of the conductive plate for antenna element, and a current path is formed. The gist is a patch antenna extending along the through hole.

請求項１に記載の発明によれば、透孔の無いアンテナエレメント用導電性板材を用いた場合に比べ、電流経路の長さを長くして共振周波数を容易に低域側にシフトさせることができる。 According to the first aspect of the present invention, the resonance frequency can be easily shifted to the low frequency side by increasing the length of the current path as compared with the case of using the antenna element conductive plate having no through hole. it can.

請求項２に記載のように、請求項１に記載のパッチアンテナにおいて、アンテナエレメント用導電性板材は、装荷した摂動素子により直交する円偏波電流経路が形成されており、直交する円偏波電流経路を透孔に沿って延設することによって、円偏波アンテナにおいて円偏波電流経路の長さを長くして共振周波数を容易に低域側にシフトさせることができる。 As described in claim 2, in the patch antenna according to claim 1, the antenna element conductive plate member is formed with a circularly polarized current path orthogonal to the loaded perturbation element, and the orthogonally circularly polarized wave By extending the current path along the through-hole, the length of the circularly polarized current path can be increased in the circularly polarized antenna, and the resonance frequency can be easily shifted to the low frequency side.

請求項３に記載のように、請求項１または請求項２に記載のパッチアンテナにおいて、誘電体よりなる板材を挟んで地板とアンテナエレメント用導電性板材が配置されたものとしてもよい。 According to a third aspect of the present invention, in the patch antenna according to the first or second aspect, the ground plate and the conductive plate for the antenna element may be arranged with a plate made of a dielectric interposed therebetween.

請求項４に記載のように、請求項１〜３のいずれか１項に記載のパッチアンテナにおいて、透孔に、他周波数用アンテナまたは回路基板を配置すると、透孔により空いている空間を有効利用することができる。 As described in claim 4, in the patch antenna according to any one of claims 1 to 3, when an antenna for another frequency or a circuit board is disposed in the through hole, a space vacated by the through hole is effective. Can be used.

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１は、本実施形態におけるパッチアンテナ１の平面図である。図２は同じくパッチアンテナ１の正面図である。図３は同じくパッチアンテナ１の分解斜視図である。本実施形態におけるパッチアンテナは円偏波アンテナである。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of the invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a plan view of a patch antenna 1 according to this embodiment. FIG. 2 is a front view of the patch antenna 1. FIG. 3 is an exploded perspective view of the patch antenna 1. The patch antenna in this embodiment is a circularly polarized antenna.

図３に示すように、パッチアンテナ１は、地板１０と、アンテナエレメント用導電性板材２０と、スペーサー３０と、締結部材としてのネジ４０，４１と、給電線５０と、コネクタ６０から構成されている。 As shown in FIG. 3, the patch antenna 1 includes a ground plane 10, an antenna element conductive plate 20, a spacer 30, screws 40 and 41 as fastening members, a feeder 50, and a connector 60. Yes.

地板１０は正方形の金属板よりなり、具体的には鉄板または銅板よりなる。地板１０は、図１，２に示すように水平方向に延びるようにして、即ち、横にして配置されている。アンテナエレメント用導電性板材２０は金属板よりなり、具体的には鉄板または銅板よりなる。アンテナエレメント用導電性板材２０は全体の形状として正方形をなし、縦横のサイズは地板１０よりも小さい。図１の平面図において、全体の形状として正方形をなすアンテナエレメント用導電性板材２０は、一方の対角での角部が切り欠かれており、これにより摂動素子２１ａ，２１ｂを装荷した構成となっている。 The ground plane 10 is made of a square metal plate, specifically, an iron plate or a copper plate. As shown in FIGS. 1 and 2, the main plate 10 is disposed so as to extend in the horizontal direction, that is, horizontally. The antenna element conductive plate 20 is made of a metal plate, specifically, an iron plate or a copper plate. The antenna element conductive plate 20 has a square shape as a whole, and the vertical and horizontal sizes are smaller than those of the ground plane 10. In the plan view of FIG. 1, the antenna element conductive plate 20 having a square shape as a whole is cut off at one diagonal corner, thereby loading the perturbation elements 21 a and 21 b. It has become.

地板１０とアンテナエレメント用導電性板材２０との間には、スペーサー３０が４つ介在され、スペーサー３０により地板１０とアンテナエレメント用導電性板材２０とが所定の間隔ｔを隔てて離間した状態で対向して配置されている。スペーサー３０は円筒状をなし、スペーサー３０の内面（円筒材の内面）は雌ネジ部となっており、ネジ４０，４１を螺入することができるようになっている。スペーサー３０は絶縁材料よりなり、具体的にはＡＢＳ樹脂製である。 Four spacers 30 are interposed between the ground plate 10 and the antenna element conductive plate material 20, and the ground plate 10 and the antenna element conductive plate material 20 are separated by a predetermined distance t by the spacer 30. Opposed to each other. The spacer 30 has a cylindrical shape, and the inner surface of the spacer 30 (the inner surface of the cylindrical material) is a female screw portion so that the screws 40 and 41 can be screwed therein. The spacer 30 is made of an insulating material, and specifically made of ABS resin.

アンテナエレメント用導電性板材２０に関して、図４に示すように、アンテナエレメント用導電性板材２０には、４つの締結用透孔２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄが形成されている。締結用透孔２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄは、正方形状をなすアンテナエレメント用導電性板材２０における各辺の中央部から僅かに内方の位置に形成されている。 Regarding the antenna element conductive plate member 20, as shown in FIG. 4, the antenna element conductive plate member 20 is formed with four fastening through holes 22a, 22b, 22c, and 22d. The fastening through holes 22a, 22b, 22c, and 22d are formed slightly inward from the center of each side of the antenna element conductive plate 20 having a square shape.

図３に示すように、地板１０においても、アンテナエレメント用導電性板材２０の締結用透孔２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄと対応する位置に締結用透孔１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄが形成されている。 As shown in FIG. 3, also in the ground plane 10, fastening through holes 11a, 11b, 11c, and 11d are formed at positions corresponding to the fastening through holes 22a, 22b, 22c, and 22d of the antenna element conductive plate 20. ing.

そして、ネジ４０，４１が、アンテナエレメント用導電性板材２０と地板１０を貫通する状態でスペーサー３０に螺入され、地板１０とアンテナエレメント用導電性板材２０とが連結固定されている。つまり、地板１０の上にスペーサー３０を載せ、更にその上にアンテナエレメント用導電性板材２０を配置し、アンテナエレメント用導電性板材２０の上側からネジ４０をアンテナエレメント用導電性板材２０に設けた締結用透孔２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄを通してスペーサー３０の雌ネジ部に螺入するとともに、地板１０の下側からネジ４１を地板１０に設けた締結用透孔１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄを通してスペーサー３０の雌ネジ部に螺入することにより、地板１０とアンテナエレメント用導電性板材２０とが連結固定されている。 The screws 40 and 41 are screwed into the spacer 30 so as to penetrate the antenna element conductive plate 20 and the ground plate 10, and the ground plate 10 and the antenna element conductive plate 20 are connected and fixed. That is, the spacer 30 is placed on the ground plate 10, the antenna element conductive plate 20 is further disposed thereon, and the screws 40 are provided on the antenna element conductive plate 20 from the upper side of the antenna element conductive plate 20. Through the fastening through holes 22a, 22b, 22c, and 22d, the screw 30 is screwed into the female screw portion of the spacer 30, and through the fastening through holes 11a, 11b, 11c, and 11d provided in the base plate 10 from below the base plate 10. The ground plate 10 and the antenna element conductive plate 20 are connected and fixed by being screwed into the female screw portion of the spacer 30.

ここで、図２に示すように、アンテナ高さ（ｔ）は、スペーサー３０の長さで決定される。
地板１０とアンテナエレメント用導電性板材２０との間において給電線５０が配置されている。詳しくは、アンテナエレメント用導電性板材２０の背面（下面）には、給電点Ｐに給電するための給電線５０が溶接や半田付けなどで接着されている。一方、地板１０の下面にはコネクタ６０が設置され、コネクタ６０は給電線５０と接続されている。なお、給電線５０は線材で構成しても板材で構成してもよい。 Here, as shown in FIG. 2, the antenna height (t) is determined by the length of the spacer 30.
A feeder line 50 is disposed between the ground plane 10 and the antenna element conductive plate 20. Specifically, a power supply line 50 for supplying power to the power supply point P is bonded to the rear surface (lower surface) of the antenna element conductive plate 20 by welding or soldering. On the other hand, a connector 60 is installed on the lower surface of the main plate 10, and the connector 60 is connected to the power supply line 50. The power supply line 50 may be made of a wire material or a plate material.

図４に示すように、アンテナエレメント用導電性板材２０における中央部に、板材２０の中心Ｎに対し点対称な透孔（開口部；スリット）２３が形成されている。透孔２３は四角形状をなし、アンテナエレメント用導電性板材２０の外縁の形状と相似形をなし、かつ、板材２０の外縁をなす各辺と透孔２３の各辺とは平行となっている。これにより、パッチアンテナ１の平面図を示す図５において円偏波電流経路Ｒ１，Ｒ２が透孔２３に沿って延設されている。 As shown in FIG. 4, a through-hole (opening; slit) 23 that is point-symmetric with respect to the center N of the plate member 20 is formed at the center of the antenna element conductive plate member 20. The through hole 23 has a quadrangular shape, is similar to the shape of the outer edge of the antenna element conductive plate 20, and the sides forming the outer edge of the plate 20 are parallel to the sides of the through hole 23. . Accordingly, circularly polarized current paths R1 and R2 are extended along the through hole 23 in FIG.

図６には、四角透孔（開口部）の無いアンテナエレメント用導電性板材２０を用いたパッチアンテナを示す。図６の円偏波アンテナ（パッチアンテナ）において、正方形の板材２０の対角での２箇所の角部に摂動素子２１ａ，２１ｂが形成されている。正方形の板材２０の対角線上に第１の電流経路Ｒ１と第２の電流経路Ｒ２が形成される。この直交する電流経路Ｒ１，Ｒ２において摂動素子２１ａ，２１ｂにより経路長差が存在する。経路長が異なるため、図７に示す周波数に対するＶＳＷＲ（電圧定在波比）の関係において、電流経路Ｒ１の共振周波数ｆ１と電流経路Ｒ２の共振周波数ｆ２にはずれが生じ、その重なり合った周波数ｆ３で円偏波特性を得ることができる。このようにして電流経路Ｒ１，Ｒ２により共振周波数ｆ３が決定される。 FIG. 6 shows a patch antenna using the antenna element conductive plate 20 having no square through holes (openings). In the circularly polarized antenna (patch antenna) of FIG. 6, perturbation elements 21 a and 21 b are formed at two corners of the square plate member 20 at diagonal positions. A first current path R1 and a second current path R2 are formed on the diagonal line of the square plate member 20. In the orthogonal current paths R1, R2, there is a path length difference due to the perturbation elements 21a, 21b. Since the path lengths are different, in the relationship of the VSWR (voltage standing wave ratio) with respect to the frequency shown in FIG. 7, a deviation occurs between the resonance frequency f1 of the current path R1 and the resonance frequency f2 of the current path R2, and the overlapping frequency f3. Circular polarization characteristics can be obtained. In this way, the resonance frequency f3 is determined by the current paths R1 and R2.

ここで、図５のように、アンテナエレメント用導電性板材２０に四角透孔（開口部）２３が形成されていると、図６のものに比べ、電流経路Ｒ１，Ｒ２が長くなる。そのため、図７において、アンテナエレメント用導電性板材に四角透孔（開口部）２３の無いものでの特性線（周波数ｆ１，ｆ２）に比べて周波数を低域側にシフトして、共振周波数ｆ３を低域側にシフトし「ｆ３’」とすることができる。 Here, as shown in FIG. 5, when the square through holes (openings) 23 are formed in the antenna element conductive plate 20, the current paths R 1 and R 2 become longer than those in FIG. 6. Therefore, in FIG. 7, the frequency is shifted to the low frequency side compared to the characteristic line (frequency f1, f2) when the antenna element conductive plate does not have the square through hole (opening) 23, and the resonance frequency f3 Can be shifted to the low frequency side to be “f3 ′”.

次に、アンテナエレメント用導電性板材２０における四角透孔（開口部）２３についてのシミュレーション結果および実験結果を説明する。
図８（ａ）には図６の四角透孔が無い場合の共振周波数についてのシミュレーション結果を示すとともに、図８（ｂ）には同じく図６の四角透孔が無い場合の指向性についてのシミュレーション結果を示す。図８（ａ）において四角透孔が無い場合の共振周波数は９５０ＭＨｚであった。また、図８（ａ）においてＶＳＷＲは共振周波数において「３」以下にすることができ、リターンロスを低く抑えることができる。一方、図８（ｂ）において四角透孔が無い場合の右旋偏波利得は９ｄＢｉ、交差偏波比は１６．５ｄＢであった。 Next, the simulation result and experimental result about the square through-hole (opening part) 23 in the electroconductive board | plate material 20 for antenna elements are demonstrated.
FIG. 8A shows a simulation result for the resonance frequency in the case where there is no square through hole in FIG. 6, and FIG. 8B also shows a simulation for directivity in the case without the square hole in FIG. Results are shown. In FIG. 8A, the resonance frequency in the case of no square through hole was 950 MHz. Further, in FIG. 8A, VSWR can be set to “3” or less at the resonance frequency, and the return loss can be suppressed low. On the other hand, in FIG. 8 (b), the right-handed polarization gain was 9 dBi and the cross polarization ratio was 16.5 dB when there was no square hole.

図９（ａ）には図５の四角透孔２３がある場合の共振周波数についてのシミュレーション結果を示すとともに、図９（ｂ）には同じく図５の四角透孔２３がある場合の指向性についてのシミュレーション結果を示す。図９（ａ）において四角透孔２３がある場合の共振周波数は９１０ＭＨｚであった。また、図９（ａ）においてＶＳＷＲは共振周波数において「３」以下にすることができ、リターンロスを低く抑えることができる。一方、図９（ｂ）において四角透孔２３がある場合の右旋偏波利得は９ｄＢｉ、交差偏波比は１６．８ｄＢであった。 FIG. 9A shows a simulation result of the resonance frequency when the square through-hole 23 of FIG. 5 is provided, and FIG. 9B similarly shows directivity when the square through-hole 23 of FIG. 5 is provided. The simulation results are shown. In FIG. 9A, the resonance frequency in the case where the square through holes 23 are present is 910 MHz. Further, in FIG. 9A, the VSWR can be set to “3” or less at the resonance frequency, and the return loss can be suppressed low. On the other hand, in FIG. 9B, the right-handed polarization gain in the case of the square through-hole 23 was 9 dBi, and the cross polarization ratio was 16.8 dB.

このようにして、四角透孔（開口部）２３を設けることで共振周波数を低域側にシフトでき、かつ、当該共振周波数（＠９１０ＭＨｚ）において利得や円偏波特性は維持できていることが確認できた。 Thus, by providing the square through hole (opening) 23, the resonance frequency can be shifted to the low frequency side, and the gain and circular polarization characteristics can be maintained at the resonance frequency (@ 910 MHz). Was confirmed.

つまり、アンテナエレメント用導電性板材２０の中央部に四角透孔（開口部）２３を設けることで、利得、ＶＳＷＲ（リターンロス）、交差偏波比を保ったまま共振周波数を調整することができる。即ち、パッチアンテナ（円偏波アンテナ）の共振周波数をアンテナの給電点や外形を変更することなく、アンテナエレメント用導電性板材２０の中央に四角透孔（スリット）２３を設けることで、アンテナ利得、リターンロス、交差偏波比などの性能を維持したまま、アンテナの共振周波数を低域側にシフトすることができる。 That is, by providing the square through hole (opening) 23 at the center of the antenna element conductive plate 20, the resonance frequency can be adjusted while maintaining the gain, VSWR (return loss), and cross polarization ratio. . That is, by providing a square through hole (slit) 23 at the center of the antenna element conductive plate member 20 without changing the antenna feed point and the outer shape, the antenna antenna gain is obtained by changing the resonance frequency of the patch antenna (circularly polarized antenna). The resonance frequency of the antenna can be shifted to the low frequency side while maintaining performance such as return loss and cross polarization ratio.

図１０は四角透孔２３の幅寸法を変えたときの共振周波数の測定結果を示す。各プロット点から近似式として、
ｙ＝−０．５１ｘ＋９５０
ただし、ｙは共振周波数［ＭＨｚ］、ｘは四角透孔の幅寸法［ｍｍ］
が得られた。 FIG. 10 shows the measurement result of the resonance frequency when the width dimension of the square hole 23 is changed. As an approximate expression from each plot point,
y = −0.51x + 950
Where y is the resonance frequency [MHz], and x is the width of the square hole [mm].
was gotten.

そして、この式に対し±の許容範囲内で、即ち、図中破線で示す領域で四角透孔の幅寸法を決定する。例えば、共振周波数を９００ＭＨｚにしたい場合、幅寸法が３０〜４０ｍｍ程度の四角透孔をアンテナエレメント用導電性板材２０に形成すればよい。 And the width dimension of a square through-hole is determined in the tolerance | permissible_range with respect to this type | formula, ie, the area | region shown with a broken line in a figure. For example, when the resonance frequency is desired to be 900 MHz, a square through hole having a width dimension of about 30 to 40 mm may be formed in the antenna element conductive plate 20.

上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）アンテナエレメント用導電性板材２０における中央部に、アンテナエレメント用導電性板材２０の中心Ｎに対し点対称な透孔２３を形成し、電流経路Ｒ１，Ｒ２を透孔２３に沿って延設したので、透孔２３の無いアンテナエレメント用導電性板材を用いた場合に比べ、電流経路Ｒ１，Ｒ２の長さを長くして共振周波数を容易に低域側にシフトさせることができる。 According to the above embodiment, the following effects can be obtained.
(1) A through-hole 23 symmetric with respect to the center N of the antenna element conductive plate 20 is formed in the central portion of the antenna element conductive plate 20, and the current paths R 1 and R 2 extend along the through-hole 23. Since the antenna element conductive plate member without the through hole 23 is used, the length of the current paths R1 and R2 can be increased and the resonance frequency can be easily shifted to the low frequency side.

（２）特に、アンテナエレメント用導電性板材２０は、装荷した摂動素子２１ａ，２１ｂにより直交する円偏波電流経路Ｒ１，Ｒ２が形成されており、直交する円偏波電流経路Ｒ１，Ｒ２を透孔２３に沿って延設することができる。 (2) In particular, in the antenna element conductive plate member 20, the circularly polarized current paths R1 and R2 orthogonal to each other are formed by the loaded perturbation elements 21a and 21b. It can extend along the hole 23.

なお、前記実施形態は以下のように変更してもよい。
図１，２においてはスペーサー３０にネジ４０，４１を螺入することにより地板１０とアンテナエレメント用導電性板材２０とを連結固定する場合について述べた。 In addition, you may change the said embodiment as follows.
1 and 2, the case where the ground plate 10 and the antenna element conductive plate 20 are connected and fixed by screwing screws 40 and 41 into the spacer 30 has been described.

これに代わり、図１１，１２に示すように、締結のやり方として、ネジ４０，４１の代わりにボルト・ナットを用いてもよい。詳しくは、図１１において、地板１０の上に円筒状のスペーサー３１を介してアンテナエレメント用導電性板材２０を配置し、地板１０の下側から、ボルト７０を、地板１０に設けた締結用透孔１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄと、円筒状のスペーサー３１の内部と、アンテナエレメント用導電性板材２０に設けた締結用透孔２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄを通す。さらに、アンテナエレメント用導電性板材２０から上方に突出したボルト７０に対してナット７１を螺入する。これにより、図１２に示すごとく、地板１０とアンテナエレメント用導電性板材２０とを連結固定する。スペーサー３１は絶縁材料（ＡＢＳ樹脂）よりなるとともに、ボルト７０およびナット７１も絶縁材料よりなり、具体的には樹脂製である。 Alternatively, as shown in FIGS. 11 and 12, bolts and nuts may be used instead of the screws 40 and 41 as a fastening method. Specifically, in FIG. 11, the antenna element conductive plate 20 is disposed on the ground plane 10 via a cylindrical spacer 31, and bolts 70 are provided on the ground plane 10 from the lower side of the ground plane 10. The holes 11a, 11b, 11c, and 11d, the inside of the cylindrical spacer 31, and the fastening through holes 22a, 22b, 22c, and 22d provided in the antenna element conductive plate 20 are passed through. Further, a nut 71 is screwed into a bolt 70 protruding upward from the antenna element conductive plate 20. Thereby, as shown in FIG. 12, the ground plane 10 and the antenna element conductive plate 20 are connected and fixed. The spacer 31 is made of an insulating material (ABS resin), and the bolts 70 and nuts 71 are also made of an insulating material, and specifically made of resin.

このようにして、地板１０とアンテナエレメント用導電性板材２０との間にスペーサー３１を介在させて、締結部材としてのボルト７０を、スペーサー３１を貫通する状態で配置してもよい。このようにしても、地板１０とアンテナエレメント用導電性板材２０との間をスペーサー３１により一定間隔ｔに保持でき、かつ、締結部材としてのボルト７０をスペーサー３１を貫通する状態で配置することにより連結固定することが可能となる。 In this manner, the spacers 31 may be interposed between the ground plane 10 and the antenna element conductive plate 20, and the bolts 70 as fastening members may be disposed in a state of penetrating the spacers 31. Even in this case, the space between the ground plane 10 and the antenna element conductive plate 20 can be held at a constant interval t by the spacer 31 and the bolt 70 as a fastening member is disposed in a state of penetrating the spacer 31. It becomes possible to connect and fix.

また、図１１，１２に代わる構成として、図１３，１４に示すように、誘電体よりなる板材８０を挟んで地板１０とアンテナエレメント用導電性板材２０を配置し、地板１０とアンテナエレメント用導電性板材２０を締結部材（図１３，１４ではボルト７０とナット７１）により連結固定してもよい。 As an alternative to FIGS. 11 and 12, as shown in FIGS. 13 and 14, the ground plate 10 and the antenna element conductive plate 20 are arranged with a plate member 80 made of a dielectric in between, and the ground plate 10 and the antenna element conductive layer are arranged. The adhesive plate member 20 may be connected and fixed by a fastening member (bolts 70 and nuts 71 in FIGS. 13 and 14).

また、図１３，１４において、透孔２３に他周波数用アンテナ９０を配置し、給電線９１とコネクタ９２を用いて給電している。具体的には例えば、９５０ＭＨｚ用パッチアンテナ１に対し、他周波数用アンテナ９０としてＲＦＩＤ用の１３．５６ＭＨｚアンテナ単体を透孔２３に配置する。これにより、透孔２３により空いている空間を有効利用することができる。また、他周波数用アンテナ９０に代わり回路基板を透孔２３に配置してもよく、この回路基板は、（ｉ）パッチアンテナ１の周辺回路（信号処理など）であっても、（ｉｉ）パッチアンテナ１以外の他周波数用アンテナについての周辺回路（信号処理など）であっても、（ｉｉｉ）他周波数用アンテナ（例えば、ＲＦＩＤ用の１３．５６ＭＨｚアンテナ）の周辺回路であり、かつ、基板上に他周波数用アンテナがパターニングされたものであってもよい。このようにして透孔（開口部）２３に他の周波数帯のアンテナや回路基板を搭載することも可能である。 13 and 14, another frequency antenna 90 is disposed in the through hole 23, and power is supplied using a power supply line 91 and a connector 92. Specifically, for example, a 13.56 MHz antenna for RFID is disposed in the through-hole 23 as the antenna 90 for other frequencies with respect to the patch antenna 1 for 950 MHz. Thereby, the space vacant by the through-hole 23 can be used effectively. In addition, a circuit board may be disposed in the through hole 23 instead of the antenna 90 for other frequencies. This circuit board may be (i) a patch circuit 1 (peripheral circuit, signal processing, etc.) or (ii) a patch. Even if it is a peripheral circuit (signal processing or the like) for an antenna for other frequencies than the antenna 1, (iii) it is a peripheral circuit for an antenna for other frequencies (for example, a 13.56 MHz antenna for RFID), and on the substrate The antenna for other frequencies may be patterned. In this way, it is possible to mount antennas or circuit boards in other frequency bands in the through holes (openings) 23.

また、図１では透孔（開口部）２３は四角形状をなしていたが、透孔（開口部）２３はアンテナエレメント用導電性板材２０の中心Ｎから給電位置の間までとし、中心Ｎに対し点対称であれば図１５に示すように円形や図１６に示すように十字型でもよい。 In FIG. 1, the through hole (opening) 23 has a square shape, but the through hole (opening) 23 extends from the center N of the antenna element conductive plate 20 to the position between the feeding positions. As long as it is point-symmetric, it may be circular as shown in FIG. 15 or a cross shape as shown in FIG.

また、これまでの説明では円偏波アンテナに適用した場合について説明したが、直線偏波アンテナに適用してもよい。即ち、図１において摂動素子（切り欠き）２１ａ，２１ｂを形成しないパッチアンテナに適用してもよい。 Moreover, although the case where it applied to a circularly polarized antenna was demonstrated so far, you may apply to a linearly polarized antenna. That is, the present invention may be applied to a patch antenna in which the perturbation elements (notches) 21a and 21b are not formed in FIG.

本実施形態におけるパッチアンテナの平面図。The top view of the patch antenna in this embodiment. パッチアンテナの正面図。The front view of a patch antenna. パッチアンテナの分解斜視図。The exploded perspective view of a patch antenna. アンテナエレメント用導電性板材の平面図。The top view of the electroconductive board | plate material for antenna elements. パッチアンテナの平面図。The top view of a patch antenna. 四角透孔の無いパッチアンテナの平面図。The top view of a patch antenna without a square penetration hole. パッチアンテナ（円偏波アンテナ）の周波数特性を示す図。The figure which shows the frequency characteristic of a patch antenna (circular polarization antenna). （ａ）は四角透孔の無いアンテナエレメント用導電性板材を用いた場合の共振周波数についてのシミュレーション結果を示す図、（ｂ）は同じく指向性についてのシミュレーション結果を示す図。(A) is a figure which shows the simulation result about the resonant frequency at the time of using the electrically conductive board | plate material for antenna elements without a square through-hole, (b) is a figure which similarly shows the simulation result about directivity. （ａ）は四角透孔があるアンテナエレメント用導電性板材を用いた場合の共振周波数についてのシミュレーション結果を示す図、（ｂ）は同じく指向性についてのシミュレーション結果を示す図。(A) is a figure which shows the simulation result about the resonant frequency at the time of using the electrically conductive board | plate material for antenna elements with a square through-hole, (b) is a figure which similarly shows the simulation result about directivity. 四角透孔の幅寸法と共振周波数との関係を示す図。The figure which shows the relationship between the width dimension of a square through-hole, and the resonant frequency. 別例のパッチアンテナの分解斜視図。The disassembled perspective view of the patch antenna of another example. 別例のパッチアンテナの正面図。The front view of the patch antenna of another example. 他の別例のパッチアンテナの分解斜視図。The disassembled perspective view of the patch antenna of another example. 他の別例のパッチアンテナの縦断面図。The longitudinal cross-sectional view of the patch antenna of another example. 別例のパッチアンテナの平面図。The top view of the patch antenna of another example. 別例のパッチアンテナの平面図。The top view of the patch antenna of another example.

符号の説明Explanation of symbols

１…パッチアンテナ、１０…地板、２０…アンテナエレメント用導電性板材、２１ａ，２１ｂ…摂動素子、２３…透孔、８０…誘電体よりなる板材、９０…他周波数用アンテナ、Ｒ１，Ｒ２…円偏波電流経路。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Patch antenna, 10 ... Ground plane, 20 ... Conductive board | plate material for antenna elements, 21a, 21b ... Perturbation element, 23 ... Through-hole, 80 ... Plate material consisting of dielectric material, 90 ... Other frequency antenna, R1, R2 ... Circle Polarization current path.

Claims

地板（１０）と、
前記地板（１０）に離間した状態で地板（１０）と対向して配置されたアンテナエレメント用導電性板材（２０）と、
を備えたパッチアンテナであって、
前記アンテナエレメント用導電性板材（２０）における中央部に、アンテナエレメント用導電性板材（２０）の中心（Ｎ）に対し点対称な透孔（２３）を形成し、電流経路（Ｒ１，Ｒ２）を前記透孔（２３）に沿って延設したことを特徴とするパッチアンテナ。 A main plate (10);
An antenna element conductive plate (20) disposed opposite to the ground plate (10) in a state of being separated from the ground plate (10);
A patch antenna comprising:
A through-hole (23) that is point-symmetric with respect to the center (N) of the antenna element conductive plate (20) is formed at the center of the antenna element conductive plate (20), and the current path (R1, R2). Extending along the through hole (23).

前記アンテナエレメント用導電性板材（２０）は、装荷した摂動素子（２１ａ，２１ｂ）により直交する円偏波電流経路（Ｒ１，Ｒ２）が形成されており、前記直交する円偏波電流経路（Ｒ１，Ｒ２）を前記透孔（２３）に沿って延設したことを特徴とする請求項１に記載のパッチアンテナ。 In the antenna element conductive plate (20), the circularly polarized current paths (R1, R2) orthogonal to each other are formed by the loaded perturbation elements (21a, 21b), and the orthogonal circularly polarized current paths (R1) are formed. , R2) is extended along the through hole (23).

誘電体よりなる板材（８０）を挟んで前記地板（１０）とアンテナエレメント用導電性板材（２０）が配置されたことを特徴とする請求項１または２に記載のパッチアンテナ。 The patch antenna according to claim 1 or 2, wherein the ground plate (10) and the antenna element conductive plate (20) are arranged with a plate (80) made of a dielectric interposed therebetween.

前記透孔（２３）に、他周波数用アンテナ（９０）または回路基板を配置したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のパッチアンテナ。 The patch antenna according to any one of claims 1 to 3, wherein an antenna for other frequencies (90) or a circuit board is disposed in the through hole (23).