JP4173453B2 - Antenna device - Google Patents

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Description

この発明は、指向性を電気的に切換え可能なアンテナ装置に関するものである。   The present invention relates to an antenna device capable of electrically switching directivity.

従来、指向性を電気的に切換え可能なアンテナ装置として、１本の給電素子と、６本の無給電素子とを備えるアンテナ装置が知られている（特許文献１）。   Conventionally, an antenna device including one feeding element and six parasitic elements is known as an antenna device capable of electrically switching directivity (Patent Document 1).

このアンテナ装置においては、給電素子は、一方端が誘電体支持基板に固定され、誘電体支持基板に略垂直に配置される。また、６本の無給電素子は、２本づつ３つのプリント配線基板に設けられる。そして、３つのプリント配線基板は、誘電体支持基板に略垂直に配置される。   In this antenna device, the feed element has one end fixed to the dielectric support substrate and is disposed substantially perpendicular to the dielectric support substrate. Six parasitic elements are provided on three printed wiring boards, two by two. The three printed wiring boards are arranged substantially perpendicular to the dielectric support board.

この場合、６本の無給電素子が給電素子を中心とし、かつ、所定の距離を半径とする円周上に配置されるように、３つのプリント配線基板が誘電体支持基板上に配置される。
特開２００２−２６１５３２号公報 In this case, the three printed wiring boards are arranged on the dielectric support substrate so that the six parasitic elements are arranged on the circumference having the feeding element as the center and a predetermined distance as the radius. .
JP 2002-261532 A

しかし、従来のアンテナ装置においては、給電素子および無給電素子が誘電体支持基板に略垂直に配置されるため、アンテナ装置が大きくなるという問題がある。   However, the conventional antenna device has a problem that the antenna device becomes large because the feeding element and the parasitic element are arranged substantially perpendicular to the dielectric support substrate.

そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、指向性を電気的に切換え可能であり、かつ、コンパクトなアンテナ装置を提供することである。   Therefore, the present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a compact antenna device in which directivity can be electrically switched.

この発明によれば、アンテナ装置は、電気的に指向性を切換え可能なアンテナ装置であって、少なくとも１つの無給電素子と、給電素子と、指向性切換部とを備える。少なくとも１つの無給電素子は、基板部材の一主面に配設され、可変容量素子が装荷される。給電素子は、一主面の法線方向と所定の角度を成すように一方端が基板部材に配設される。指向性切換部は、可変容量素子の少なくとも１つの容量を変え、指向性を切換える。   According to this invention, the antenna device is an antenna device capable of electrically switching directivity, and includes at least one parasitic element, a feed element, and a directivity switching unit. At least one parasitic element is disposed on one main surface of the substrate member, and is loaded with a variable capacitance element. One end of the power feeding element is disposed on the substrate member so as to form a predetermined angle with the normal direction of one main surface. The directivity switching unit switches the directivity by changing at least one capacitance of the variable capacitance element.

好ましくは、給電素子の一方端は、基板部材に固定されている。   Preferably, one end of the power feeding element is fixed to the substrate member.

好ましくは、給電素子は、その長さ方向に伸縮可能である。   Preferably, the power feeding element can be expanded and contracted in the length direction.

好ましくは、給電素子は、一方端を中心にして回動可能である。   Preferably, the feed element is rotatable around one end.

好ましくは、給電素子は、一方端を中心にして回動可能であり、かつ、その長さ方向に伸縮可能である。   Preferably, the power feeding element is rotatable about one end and is extendable and contractable in the length direction.

好ましくは、基板部材は、誘電体基板である。少なくとも１つの無給電素子は、誘電体基板の一主面に配設されたスロットからなる。   Preferably, the substrate member is a dielectric substrate. At least one parasitic element includes a slot disposed on one main surface of the dielectric substrate.

好ましくは、スロットからなる２以上の無給電素子は、給電素子の両側に配設される。   Preferably, two or more parasitic elements including slots are arranged on both sides of the feeder element.

好ましくは、基板部材は、テレビジョンの筐体である。   Preferably, the substrate member is a television casing.

この発明によるアンテナ装置においては、少なくとも１つの無給電素子は、基板部材の一主面に配置され、給電素子は、基板部材の一主面の法線方向と所定の角度を成す方向に配置される。そして、指向性切換部は、少なくとも１つの無給電素子に装荷された可変容量素子の少なくとも１つの容量を変えることによりアンテナ装置の指向性を切換える。   In the antenna device according to the present invention, at least one parasitic element is disposed on one principal surface of the substrate member, and the feeder element is disposed in a direction that forms a predetermined angle with the normal direction of the one principal surface of the substrate member. The The directivity switching unit switches the directivity of the antenna device by changing at least one capacitance of the variable capacitance element loaded on the at least one parasitic element.

したがって、この発明によれば、指向性を電気的に切換え可能なアンテナ装置をコンパクト化できる。   Therefore, according to the present invention, an antenna device capable of electrically switching directivity can be made compact.

本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明を繰返さない。   Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.

図１は、この発明の実施の形態によるアンテナ装置の概略図である。図１を参照して、この発明の実施の形態によるアンテナ装置１００は、素子部１０と、同軸ケーブル２０と、受信回路３０と、指向性切換部４０とを備える。   FIG. 1 is a schematic diagram of an antenna device according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, an antenna device 100 according to an embodiment of the present invention includes an element unit 10, a coaxial cable 20, a receiving circuit 30, and a directivity switching unit 40.

素子部１０は、誘電体基板１と、スロット２，３と、バラクタダイオード４，５と、給電素子６とを含む。スロット２，３は、誘電体基板１の一主面１Ａに相互に略平行に配置される。そして、アンテナ装置１００が送受信する電波の波長をλとした場合、スロット２，３は、λ／２の長さを有する。   The element unit 10 includes a dielectric substrate 1, slots 2 and 3, varactor diodes 4 and 5, and a feed element 6. The slots 2 and 3 are arranged substantially parallel to one main surface 1A of the dielectric substrate 1. When the wavelength of the radio wave transmitted and received by the antenna apparatus 100 is λ, the slots 2 and 3 have a length of λ / 2.

バラクタダイオード４，５は、それぞれ、スロット２，３に装荷される可変容量素子である。この場合、バラクタダイオード４，５は、それぞれ、長さ方向におけるスロット２，３の中央部に装荷される。給電素子６は、λ／４の長さを有し、その一方端が誘電体基板１に固定される。そして、給電素子６は、略平行に配置された２つのスロット２，３の間にスロット２，３の両方から等しい位置に植立されている。   The varactor diodes 4 and 5 are variable capacitance elements loaded in the slots 2 and 3, respectively. In this case, the varactor diodes 4 and 5 are loaded in the central portions of the slots 2 and 3 in the length direction, respectively. The feed element 6 has a length of λ / 4, and one end thereof is fixed to the dielectric substrate 1. And the electric power feeding element 6 is planted in the same position from both the slots 2 and 3 between the two slots 2 and 3 arrange | positioned substantially parallel.

同軸ケーブル２０は、給電素子６の一方端を受信回路３０に接続する。受信回路３０は、給電素子６によって受信された電波を同軸ケーブル２０を介して受け、その受けた電波の強度ＲＳＳＩを検出する。そして、受信回路３０は、その検出した強度ＲＳＳＩを指向性切換部４０へ出力する。受信回路３０は、その他、一般の受信処理を行なう。   The coaxial cable 20 connects one end of the power feeding element 6 to the receiving circuit 30. The receiving circuit 30 receives the radio wave received by the power feeding element 6 via the coaxial cable 20 and detects the intensity RSSI of the received radio wave. Then, the reception circuit 30 outputs the detected intensity RSSI to the directivity switching unit 40. The receiving circuit 30 performs other general reception processing.

指向性切換部４０は、スロット２，３にそれぞれ装荷されたバラクタダイオード４，５にそれぞれ電圧Ｖａ，Ｖｂを供給し、バラクタダイオード４，５の容量を変える。このバラクタダイオード４，５の容量が変えられることにより、スロット２，３の電気長が変えられ、アンテナ装置１００の指向性が切換えられる。   The directivity switching unit 40 supplies voltages Va and Vb to the varactor diodes 4 and 5 loaded in the slots 2 and 3, respectively, and changes the capacity of the varactor diodes 4 and 5. By changing the capacity of the varactor diodes 4 and 5, the electrical length of the slots 2 and 3 is changed, and the directivity of the antenna device 100 is switched.

したがって、指向性切換部４０は、バラクタダイオード４，５にそれぞれ供給する電圧Ｖａ，Ｖｂの値を切換えることによってアンテナ装置１００の指向性を切換えることができる。   Therefore, directivity switching unit 40 can switch the directivity of antenna device 100 by switching the values of voltages Va and Vb supplied to varactor diodes 4 and 5, respectively.

指向性切換部４０がアンテナ装置１００の指向性を切換える具体的な方法としては、次の方法が考えられる。   The following method can be considered as a specific method for the directivity switching unit 40 to switch the directivity of the antenna device 100.

（１）電圧Ｖａ，Ｖｂの組を２つの組［Ｖ１，Ｖ２］，［Ｖ２，Ｖ１］の間で切換える。   (1) The voltage Va, Vb group is switched between the two groups [V1, V2], [V2, V1].

（２）電圧Ｖａ，Ｖｂの各々の値を連続的または階段的に切換える。   (2) The values of the voltages Va and Vb are switched continuously or stepwise.

（３）電圧Ｖａ，Ｖｂのうち、いずれか一方の値だけを連続的または階段的に切換える。   (3) Only one of the voltages Va and Vb is switched continuously or stepwise.

指向性切換部４０は、上記の３つの方法のいずれか１つの方法により、すなわち、スロット２，３に装荷されたバラクタダイオード４，５の少なくとも１つの容量を変えることによりアンテナ装置１００の指向性を切換える。この場合、指向性切換部４０は、受信回路３０から電波の強度ＲＳＳＩを受け、その受けた強度ＲＳＳＩが最大になるようにアンテナ装置１００の指向性を切換える。   The directivity switching unit 40 can change the directivity of the antenna device 100 by any one of the three methods described above, that is, by changing the capacity of at least one of the varactor diodes 4 and 5 loaded in the slots 2 and 3. Is switched. In this case, the directivity switching unit 40 receives the intensity RSSI of the radio wave from the receiving circuit 30 and switches the directivity of the antenna apparatus 100 so that the received intensity RSSI is maximized.

図２は、図１に示す線ＩＩ−ＩＩ間における断面図である。図２を参照して、誘電体基板１は、誘電体１１と、導体１２，１３とを含む。導体１２は、誘電体１１の一主面１１Ａに貼付され、スロット２，３が形成される部分が除去される。これによって、スロット２，３が誘電体１１の一主面１１Ａに形成される。   2 is a cross-sectional view taken along line II-II shown in FIG. Referring to FIG. 2, dielectric substrate 1 includes a dielectric 11 and conductors 12 and 13. The conductor 12 is affixed to one main surface 11A of the dielectric 11, and the portion where the slots 2 and 3 are formed is removed. As a result, the slots 2 and 3 are formed on one main surface 11A of the dielectric 11.

バラクタダイオード４，５は、それぞれ、スロット２，３の両側に配置された導体１２，１２間に接続される。   The varactor diodes 4 and 5 are connected between the conductors 12 and 12 disposed on both sides of the slots 2 and 3, respectively.

導体１３は、誘電体１１の一主面１１Ａと反対面１１Ｂに貼付される。この導体１３は、スロット２，３から下方向ＤＲ１へ電波が放射されるのを防止するために設けられる。   The conductor 13 is affixed to the one main surface 11A and the opposite surface 11B of the dielectric 11. The conductor 13 is provided in order to prevent radio waves from being radiated from the slots 2 and 3 downward DR1.

誘電体１１は、孔１１１を有し、導体１２ａ，１２ｂは、孔１１１の壁１１１Ａ，１１１Ｂにも形成される。そして、導体１２ａ，１２ｂは、同軸ケーブル２０の外導体２２，２３に接続される。   The dielectric 11 has a hole 111, and the conductors 12a and 12b are also formed on the walls 111A and 111B of the hole 111. The conductors 12 a and 12 b are connected to the outer conductors 22 and 23 of the coaxial cable 20.

給電素子６は、その一方端６Ａが誘電体１１の孔１１１に挿入され、同軸ケーブル２０の内導体２１に接続される。これにより、給電素子６は、その一方端６Ａが誘電体基板１に固定される。そして、給電素子６は、誘電体１１の一主面１１Ａに形成された導体１２から絶縁される。   One end 6 </ b> A of the feeding element 6 is inserted into the hole 111 of the dielectric 11 and connected to the inner conductor 21 of the coaxial cable 20. As a result, the feeding element 6 has one end 6 </ b> A fixed to the dielectric substrate 1. The feeding element 6 is insulated from the conductor 12 formed on the one principal surface 11A of the dielectric 11.

図３は、図２に示すバラクタダイオード４の拡大図である。図３を参照して、バラクタダイオード４は、一対のバラクタダイオード４１，４２からなる。バラクタダイオード４１，４２は、スロット２の両側に配置された導体１２，１２間に逆直列に接続される。バラクタダイオード４１とバラクタダイオード４２との間のノードＮ１には、各バラクタダイオード４１，４２に逆バイアスが印加されるように正の電圧Ｖａが指向性切換部４０から供給される。   FIG. 3 is an enlarged view of the varactor diode 4 shown in FIG. Referring to FIG. 3, varactor diode 4 includes a pair of varactor diodes 41 and 42. The varactor diodes 41 and 42 are connected in anti-series between the conductors 12 and 12 disposed on both sides of the slot 2. A positive voltage Va is supplied from the directivity switching unit 40 to the node N1 between the varactor diode 41 and the varactor diode 42 so that a reverse bias is applied to the varactor diodes 41 and 42.

図４は、バラクタダイオード４の異なる構成の拡大図であって、一対のバラクタダイオード４３，４４に逆バイアスが印加されるようにノードＮ２に負の電圧Ｖａが指向性切換部４０から供給される。   FIG. 4 is an enlarged view of a different configuration of the varactor diode 4, and a negative voltage Va is supplied from the directivity switching unit 40 to the node N <b> 2 so that a reverse bias is applied to the pair of varactor diodes 43 and 44. .

スロット２の両側に配置された導体１２，１２は、一体的に誘電体１１の一主面１１Ａに形成されているので、ノードＮ１またはＮ２に電圧Ｖａを供給することによって、２つのバラクタダイオード４１，４２または４３，４４に同じ電圧Ｖａを印加可能である。   Since the conductors 12 and 12 disposed on both sides of the slot 2 are integrally formed on one main surface 11A of the dielectric 11, two varactor diodes 41 are supplied by supplying the voltage Va to the node N1 or N2. , 42 or 43, 44 can be applied with the same voltage Va.

図２に示すバラクタダイオード５も、図３および図４に示すバラクタダイオード４１，４２またはバラクタダイオード４３，４４からなる。この場合、ノードＮ１には、正の電圧Ｖｂが供給され、ノードＮ２には、負の電圧Ｖｂが供給される。   The varactor diode 5 shown in FIG. 2 also includes the varactor diodes 41 and 42 or the varactor diodes 43 and 44 shown in FIGS. In this case, a positive voltage Vb is supplied to the node N1, and a negative voltage Vb is supplied to the node N2.

なお、スロット２，３の各々は、「無給電素子」を構成する。したがって、アンテナ装置１００は、１本の給電素子と、２本の無給電素子（スロット２，３）とを備え、２本の無給電素子は、誘電体基板１の一主面１Ａに沿って形成されるので、アンテナ装置１００をコンパクト化できる。   Each of the slots 2 and 3 constitutes a “parasitic element”. Therefore, the antenna device 100 includes one feeding element and two parasitic elements (slots 2 and 3), and the two parasitic elements extend along one main surface 1A of the dielectric substrate 1. Since it is formed, the antenna device 100 can be made compact.

また、素子部１０においては、バラクタダイオード４，５は、スロット２，３の中央部に限らず、それ以外の位置に装荷されてもよい。   Moreover, in the element part 10, the varactor diodes 4 and 5 are not restricted to the center part of the slots 2 and 3, and may be loaded in other positions.

図５は、素子部の他の断面図である。アンテナ装置１００は、図２に示す素子部１０に代えて図５に示す素子部１０Ａを備えていてもよい。図５を参照して、素子部１０Ａは、素子部１０の給電素子６を給電素子６０に代えたものであり、その他は、素子部１０と同じである。   FIG. 5 is another cross-sectional view of the element portion. The antenna device 100 may include an element unit 10A illustrated in FIG. 5 instead of the element unit 10 illustrated in FIG. Referring to FIG. 5, element portion 10 </ b> A is the same as element portion 10 except that power feeding element 6 of element portion 10 is replaced with power feeding element 60.

給電素子６０は、その一方端６０Ａが誘電体１１の孔１１１に挿入され、同軸ケーブル２０の内導体２１に接続される。これにより、給電素子６０は、一方端６０Ａが誘電体基板１に固定され、誘電体基板１に略垂直に配設される。また、給電素子６０は、上下方向ＤＲ２（誘電体基板１に垂直な方向）に伸縮可能である。そして、給電素子６０は、アンテナ装置１００の使用時、伸ばされ、アンテナ装置１００の非使用時、縮められる。   One end 60 </ b> A of the feeding element 60 is inserted into the hole 111 of the dielectric 11 and is connected to the inner conductor 21 of the coaxial cable 20. As a result, the feeding element 60 has one end 60 </ b> A fixed to the dielectric substrate 1 and is disposed substantially perpendicular to the dielectric substrate 1. Further, the power feeding element 60 can be expanded and contracted in the vertical direction DR2 (direction perpendicular to the dielectric substrate 1). The feed element 60 is extended when the antenna device 100 is used, and is contracted when the antenna device 100 is not used.

したがって、非使用時においては、素子部１０Ａを採用することによって、図２に示した素子部１０を用いた場合よりもアンテナ装置１００をさらにコンパクト化できる。   Therefore, when not in use, the antenna device 100 can be made more compact by employing the element portion 10A than when the element portion 10 shown in FIG. 2 is used.

図６は、素子部のさらに他の断面図である。アンテナ装置１００は、図２に示す素子部１０に代えて図６に示す素子部１０Ｂを備えていてもよい。図６を参照して、素子部１０Ｂは、素子部１０の給電素子６を給電素子７０に代えたものであり、その他は、素子部１０と同じである。   FIG. 6 is still another cross-sectional view of the element portion. The antenna device 100 may include an element unit 10B illustrated in FIG. 6 instead of the element unit 10 illustrated in FIG. Referring to FIG. 6, element portion 10 </ b> B is the same as element portion 10 except that power feeding element 6 of element portion 10 is replaced with power feeding element 70.

給電素子７０は、固定部７１と、回転支持部７２と、傾倒支持部７３と、ポール部７４とからなる。固定部７１は、誘電体１１の孔１１１に挿入され、同軸ケーブル２０の内導体２１に接続される。これにより、給電素子７０は、一方端（固定部７１）が誘電体基板１に固定され、誘電体基板１に略垂直に配設される。   The power feeding element 70 includes a fixed portion 71, a rotation support portion 72, a tilt support portion 73, and a pole portion 74. The fixing portion 71 is inserted into the hole 111 of the dielectric 11 and connected to the inner conductor 21 of the coaxial cable 20. Thus, one end (fixing portion 71) of the power feeding element 70 is fixed to the dielectric substrate 1 and is disposed substantially perpendicular to the dielectric substrate 1.

回転支持部７２は、同軸ケーブル２０の内導体２１との接続部と反対側に位置する固定部７１の端に取り付けられ、傾倒支持部７３およびポール部７４が固定部７１の中心軸の回りに回転するのを許容する。傾倒支持部７３は、回転支持部７２に連結され、ポール部７４が矢印７の方向（傾倒支持部７３の中心軸の回り）に移動するのを許容する。ポール部７４は、その一方端が傾倒支持部７３に取り付けられる。   The rotation support portion 72 is attached to the end of the fixing portion 71 located on the opposite side of the connection portion with the inner conductor 21 of the coaxial cable 20, and the tilting support portion 73 and the pole portion 74 are around the central axis of the fixing portion 71. Allow to rotate. The tilt support part 73 is connected to the rotation support part 72 and allows the pole part 74 to move in the direction of the arrow 7 (around the central axis of the tilt support part 73). One end of the pole portion 74 is attached to the tilt support portion 73.

そして、給電素子７０のポール部７４は、アンテナ装置１００の使用時、誘電体１１の一主面１１Ａに略垂直に立てられ、アンテナ装置１００の無使用時、誘電体１１の一主面１１Ａの方向へ傾倒される（点線で示すポール部７４）。   The pole portion 74 of the feed element 70 stands substantially perpendicular to one principal surface 11A of the dielectric 11 when the antenna device 100 is used, and the one main surface 11A of the dielectric 11 when the antenna device 100 is not used. It is tilted in the direction (pole portion 74 indicated by a dotted line).

したがって、素子部１０Ｂを採用することによって、非使用時においては、素子部１０を用いた場合よりもアンテナ装置１００をさらにコンパクト化できる。   Therefore, by employing the element portion 10B, the antenna device 100 can be made more compact when not in use than when the element portion 10 is used.

素子部１０Ｂにおいては、ポール部７４は、誘電体１１の一主面１１Ａに略垂直な方向に限らず、一主面１１Ａの法線に対して所定の角度を成す方向に配置されてもよい。回転支持部７２は、ポール部７４を固定部７１の中心軸の回りに自由に回転可能であり、傾倒支持部７３は、矢印７の方向にポール部７４を移動可能であるので、ポール部７４は、一主面１１Ａの法線に対して所定の角度を成すように配置され得る。   In the element portion 10B, the pole portion 74 is not limited to a direction substantially perpendicular to the one principal surface 11A of the dielectric 11, but may be disposed in a direction that forms a predetermined angle with respect to the normal line of the one principal surface 11A. . The rotation support part 72 can freely rotate the pole part 74 around the central axis of the fixed part 71, and the tilting support part 73 can move the pole part 74 in the direction of the arrow 7, so the pole part 74 Can be arranged to form a predetermined angle with respect to the normal line of one principal surface 11A.

より具体的には、ポール部７４は、受信回路３０における電波の強度ＲＳＳＩが大きくなる方向に配置される。   More specifically, the pole portion 74 is disposed in a direction in which the radio wave intensity RSSI in the receiving circuit 30 increases.

図７は、素子部のさらに他の断面図である。アンテナ装置１００は、図２に示す素子部１０に代えて図７に示す素子部１０Ｃを備えていてもよい。図７を参照して、素子部１０Ｃは、素子部１０の給電素子６を給電素子８０に代えたものであり、その他は、素子部１０と同じである。   FIG. 7 is still another cross-sectional view of the element portion. The antenna device 100 may include an element unit 10C illustrated in FIG. 7 instead of the element unit 10 illustrated in FIG. Referring to FIG. 7, element portion 10 </ b> C is the same as element portion 10 except that power feeding element 6 of element portion 10 is replaced with power feeding element 80.

給電素子８０は、図６に示す給電素子７０のポール部７４をポール部８１に変えたものであり、その他は、給電素子７０と同じである。ポール部８１は、一方端が傾倒支持部７３に取り付けられ、上下方向ＤＲ２（誘電体基板１に垂直な方向）に伸縮可能である。そして、ポール部８１は、アンテナ装置１００の使用時、伸ばされ、アンテナ装置１００の非使用時、縮められて誘電体１１の一主面１１Ａの方向に傾倒される（点線で示すポール部８１）。   The feed element 80 is the same as the feed element 70 except that the pole portion 74 of the feed element 70 shown in FIG. One end of the pole portion 81 is attached to the tilting support portion 73 and can be expanded and contracted in the vertical direction DR2 (direction perpendicular to the dielectric substrate 1). The pole portion 81 is extended when the antenna device 100 is used, and is contracted and tilted toward the one main surface 11A of the dielectric 11 when the antenna device 100 is not used (pole portion 81 indicated by a dotted line). .

したがって、素子部１０Ｃを使用することによって、素子部１０を用いた場合よりもアンテナ装置１００を非使用時においてさらにコンパクト化できる。   Therefore, by using the element portion 10C, the antenna device 100 can be made more compact when not in use than when the element portion 10 is used.

その他は、素子部７０と同じである。   Others are the same as the element part 70.

図８は、素子部の他の斜視図である。アンテナ装置１００は、図２に示す素子部１０に代えて図８に示す素子部１０Ｄを備えていてもよい。図８を参照して、素子部１０Ｄは、素子部１０のスロット２，３およびバラクタダイオード４，５をスロット５１〜５４およびバラクタダイオード５５〜５８に代えたものであり、その他は、素子部１０と同じである。   FIG. 8 is another perspective view of the element portion. The antenna device 100 may include an element unit 10D illustrated in FIG. 8 instead of the element unit 10 illustrated in FIG. Referring to FIG. 8, element portion 10 </ b> D is obtained by replacing slots 2 and 3 and varactor diodes 4 and 5 of element portion 10 with slots 51 to 54 and varactor diodes 55 to 58. Is the same.

スロット５１〜５４は、略四角形を成すように誘電体基板１の一主面１Ａに形成される。そして、スロット５１〜５４の各々は、スロット２，３と同じ長さλ／２を有する。素子部１０Ｄにおいて、給電素子６は、その一方端６Ａがスロット５１〜５４によって形成される四角形の中心Ｏ１（２つの対角線の交点）に配置される。したがって、スロット５１〜５４は、給電素子６から等しい距離に配置される。   The slots 51 to 54 are formed on one main surface 1A of the dielectric substrate 1 so as to form a substantially square shape. Each of the slots 51 to 54 has the same length λ / 2 as that of the slots 2 and 3. In the element portion 10D, the power feeding element 6 is arranged at a square center O1 (intersection of two diagonal lines) whose one end 6A is formed by the slots 51-54. Therefore, the slots 51 to 54 are arranged at an equal distance from the feeding element 6.

バラクタダイオード５５〜５８は、それぞれ、長さ方向におけるスロット５１〜５４の中央部に装荷される。そして、バラクタダイオード５５〜５８の各々は、図３に示すバラクタダイオード４１，４２または図４に示すバラクタダイオード４３，４４からなる。   The varactor diodes 55 to 58 are loaded in the central portions of the slots 51 to 54 in the length direction, respectively. Each of varactor diodes 55 to 58 includes varactor diodes 41 and 42 shown in FIG. 3 or varactor diodes 43 and 44 shown in FIG.

なお、素子部１０Ｄがアンテナ装置１００に用いられる場合、指向性切換部４０は、バラクタダイオード５５〜５８にそれぞれ電圧Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃ，Ｖｄを供給し、上述した３つの方法のいずれか１つの方法によってアンテナ装置１００の指向性を切換える。   When element unit 10D is used in antenna device 100, directivity switching unit 40 supplies voltages Va, Vb, Vc, and Vd to varactor diodes 55 to 58, respectively, and any one of the three methods described above. The directivity of the antenna device 100 is switched by the method.

また、素子部１０Ｄにおいては、給電素子６に代えて、図５に示す給電素子６０、図６に示す給電素子７０および図７に示す給電素子８０のいずれかが用いられてもよい。   Further, in the element portion 10D, any of the power feeding element 60 shown in FIG. 5, the power feeding element 70 shown in FIG. 6, and the power feeding element 80 shown in FIG.

さらに、スロット５１〜５４の各々は、「無給電素子」を構成する。   Further, each of the slots 51 to 54 constitutes a “parasitic element”.

さらに、バラクタダイオード５５〜５８は、スロット５１〜５４の中央部に限らず、それ以外の位置に装荷されてもよい。   Furthermore, the varactor diodes 55 to 58 are not limited to the central portion of the slots 51 to 54, and may be loaded at other positions.

図９は、素子部のさらに他の斜視図である。アンテナ装置１００は、図２に示す素子部１０に代えて図９に示す素子部１０Ｅを備えていてもよい。図９を参照して、素子部１０Ｅは、素子部１０のスロット２，３およびバラクタダイオード４，５をスロット６１およびバラクタダイオード６２〜６５に代えたものであり、その他は、素子部１０と同じである。   FIG. 9 is still another perspective view of the element portion. The antenna device 100 may include an element unit 10E illustrated in FIG. 9 instead of the element unit 10 illustrated in FIG. Referring to FIG. 9, element portion 10 </ b> E is obtained by replacing slots 2 and 3 and varactor diodes 4 and 5 of element portion 10 with slots 61 and varactor diodes 62 to 65, and is otherwise the same as element portion 10. It is.

スロット６１は、円形形状を有し、誘電体基板１の一主面１Ａに形成される。バラクタダイオード６２〜６５は、スロット６１に装荷される。この場合、バラクタダイオード６２〜６５は、スロット６１上に等間隔で配置されてもよく、任意の間隔で配置されてもよい。素子部１０Ｅにおいて、給電素子６は、その一方端６Ａがスロット６１の中心Ｏ２に配置される。そして、バラクタダイオード６２〜６５の各々は、図３に示すバラクタダイオード４１，４２または図４に示すバラクタダイオード４３，４４からなる。   The slot 61 has a circular shape and is formed on one main surface 1A of the dielectric substrate 1. The varactor diodes 62 to 65 are loaded in the slot 61. In this case, the varactor diodes 62 to 65 may be arranged at equal intervals on the slot 61 or may be arranged at arbitrary intervals. In the element portion 10 </ b> E, the feeding element 6 has one end 6 </ b> A disposed at the center O <b> 2 of the slot 61. Each of varactor diodes 62 to 65 includes varactor diodes 41 and 42 shown in FIG. 3 or varactor diodes 43 and 44 shown in FIG.

なお、素子部１０Ｅがアンテナ装置１００に用いられる場合、指向性切換部４０は、バラクタダイオード６２〜６５にそれぞれ電圧Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃ，Ｖｄを供給し、上述した３つの方法のいずれか１つの方法によってアンテナ装置１００の指向性を切換える。   When the element unit 10E is used in the antenna device 100, the directivity switching unit 40 supplies the voltages Va, Vb, Vc, and Vd to the varactor diodes 62 to 65, respectively, and any one of the three methods described above. The directivity of the antenna device 100 is switched by the method.

また、素子部１０Ｅにおいては、バラクタダイオードは、少なくとも１個装荷されていればよい。   Moreover, in the element part 10E, at least 1 varactor diode should just be loaded.

さらに、素子部１０Ｅにおいては、スロット６１の半径は、任意の値に設定される。   Further, in the element portion 10E, the radius of the slot 61 is set to an arbitrary value.

さらに、素子部１０Ｅにおいては、同心円状にスロットを設けてもよい。   Furthermore, in the element part 10E, you may provide a slot concentrically.

さらに、素子部１０Ｅにおいては、給電素子６に代えて、図５に示す給電素子６０、図６に示す給電素子７０および図７に示す給電素子８０のいずれかが用いられてもよい。   Further, in the element portion 10E, any of the power feeding element 60 shown in FIG. 5, the power feeding element 70 shown in FIG. 6, and the power feeding element 80 shown in FIG. 7 may be used instead of the power feeding element 6.

図１０は、さらに他の素子部を示す平面図である。アンテナ装置１００は、図２に示す素子部１０に代えて図１０に示す素子部１０Ｆを備えていてもよい。図１０を参照して、素子部１０Ｆは、素子部１０のスロット２，３およびバラクタダイオード４，５をスロット９１〜９６およびバラクタダイオード１０１〜１０６に代えたものであり、その他は、素子部１０と同じである。なお、素子部１０Ｆにおいては、誘電体基板１は、円形形状からなる。   FIG. 10 is a plan view showing still another element portion. The antenna device 100 may include an element unit 10F illustrated in FIG. 10 instead of the element unit 10 illustrated in FIG. Referring to FIG. 10, element portion 10 </ b> F is obtained by replacing slots 2 and 3 and varactor diodes 4 and 5 of element portion 10 with slots 91 to 96 and varactor diodes 101 to 106. Is the same. In the element portion 10F, the dielectric substrate 1 has a circular shape.

スロット９１〜９６の各々は、スロット２，３と同じ長さλ／２を有する。そして、スロット９１〜９６は、半分の長さ（＝λ／４）で正六角形を形成するように誘電体基板１の一主面１Ａに形成される。この場合、スロット９１〜９６は、隣接する２つのスロットが一主面１Ａにおいて６０度の角度を成すように配置される。   Each of the slots 91 to 96 has the same length λ / 2 as that of the slots 2 and 3. The slots 91 to 96 are formed on one main surface 1A of the dielectric substrate 1 so as to form a regular hexagon with a half length (= λ / 4). In this case, the slots 91 to 96 are arranged such that two adjacent slots form an angle of 60 degrees on one main surface 1A.

給電素子６は、スロット９１〜９６によって形成される正六角形の中心Ｏ３に配置される。バラクタダイオード１０１〜１０６は、それぞれ、長さ方向におけるスロット９１〜９６の中央部に装荷される。そうすると、バラクタダイオード１０１〜１０６は、給電素子６を中心とした円ＣＲＣ上に位置する。そして、バラクタダイオード１０１〜１０６の各々は、図３に示すバラクタダイオード４１，４２または図４に示すバラクタダイオード４３，４４からなる。   The feeding element 6 is arranged at the center O3 of a regular hexagon formed by the slots 91 to 96. The varactor diodes 101 to 106 are loaded at the central portions of the slots 91 to 96 in the length direction, respectively. Then, the varactor diodes 101 to 106 are located on a circle CRC with the feeding element 6 as the center. Each of varactor diodes 101 to 106 includes varactor diodes 41 and 42 shown in FIG. 3 or varactor diodes 43 and 44 shown in FIG.

なお、素子部１０Ｆがアンテナ装置１００に用いられる場合、指向性切換部４０は、バラクタダイオード１０１〜１０６にそれぞれ電圧Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃ，Ｖｄ，Ｖｅ，Ｖｆを供給し、上述した３つの方法のいずれか１つの方法によってアンテナ装置１００の指向性を切換える。   When the element unit 10F is used in the antenna device 100, the directivity switching unit 40 supplies the voltages Va, Vb, Vc, Vd, Ve, and Vf to the varactor diodes 101 to 106, respectively. The directivity of the antenna device 100 is switched by any one method.

また、素子部１０Ｆにおいては、バラクタダイオード１０１〜１０６の各々は、スロットの中央部に限らず、それ以外の位置に装荷されてもよい。   Further, in the element portion 10F, each of the varactor diodes 101 to 106 is not limited to the central portion of the slot, and may be loaded at other positions.

さらに、素子部１０Ｆにおいては、給電素子６に代えて、図５に示す給電素子６０、図６に示す給電素子７０および図７に示す給電素子８０のいずれかが用いられてもよい。   Further, in the element portion 10F, any one of the power feeding element 60 shown in FIG. 5, the power feeding element 70 shown in FIG. 6, and the power feeding element 80 shown in FIG.

上述した素子部１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆを備えるアンテナ装置１００においては、給電素子６，６０，７０，８０は、スロット２，３（または５１〜５４；６１；９１〜９６）が配置される平面に対して略垂直方向、またはスロット２，３（または５１〜５４；６１；９１〜９６）が配置される平面の法線に対して所定の角度を成す方向に配置されるので、給電素子および無給電素子が誘電体基板に略垂直に配置される場合よりもアンテナ装置１００をコンパクト化できる。給電素子６，６０，７０，８０とスロット２，３（または５１〜５４；６１；９１〜９６）との結合を、給電素子および無給電素子が１つの平面内に配置される場合よりも強くできる。   In the antenna device 100 including the element units 10, 10 </ b> A, 10 </ b> B, 10 </ b> C, 10 </ b> D, 10 </ b> E, and 10 </ b> F described above, the feed elements 6, 60, 70, and 80 are slots 2 and 3 (or 51 to 54; 61; 91 to 91). 96) arranged in a direction substantially perpendicular to the plane on which the slot is arranged, or in a direction forming a predetermined angle with respect to the normal of the plane on which the slots 2 and 3 (or 51 to 54; 61; 91 to 96) are arranged Therefore, the antenna device 100 can be made more compact than when the feeding element and the parasitic element are arranged substantially perpendicular to the dielectric substrate. The coupling between the feeding elements 6, 60, 70, 80 and the slots 2, 3 (or 51 to 54; 61; 91 to 96) is stronger than when the feeding element and the parasitic element are arranged in one plane. it can.

なお、素子部１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｆは、２以上のスロットを含むと説明したが、この発明においては、これに限らず、素子部１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｆは、少なくとも１つのスロットを含んでいればよい。すなわち、この発明によるアンテナ装置は、少なくとも１つのスロット（すなわち、無給電素子）を備えていればよい。   The element units 10, 10A, 10B, 10C, 10D, and 10F have been described as including two or more slots. However, the present invention is not limited to this, and the element units 10, 10A, 10B, 10C, 10D, 10F only needs to include at least one slot. That is, the antenna device according to the present invention only needs to include at least one slot (that is, a parasitic element).

図１１は、この発明によるアンテナ装置１００の設置例を示す概略図である。なお、図１１は、図７に示す素子部１０Ｂを備えるアンテナ装置１００を薄型テレビジョン２００に設置する場合を示す。   FIG. 11 is a schematic diagram showing an installation example of the antenna device 100 according to the present invention. 11 shows a case where the antenna device 100 including the element unit 10B shown in FIG.

図１１を参照して、アンテナ装置１００は、薄型テレビジョン２００に設置される。アンテナ装置１００は、たとえば、画面２１０の上側の筐体２２０に設置される。この場合、スロット２，３は、薄型テレビジョン２００において筐体２２０の前面、上面および裏面にわたって形成され、バラクタダイオード４，５は、筐体２２０の上面においてそれぞれスロット２，３に装荷される。また、給電素子７０も、筐体２２０の上面に設置される。そして、給電素子７０は、手動によって移動可能である（図１１の（ａ）参照）。   Referring to FIG. 11, antenna device 100 is installed in thin television 200. The antenna device 100 is installed in, for example, the housing 220 on the upper side of the screen 210. In this case, the slots 2 and 3 are formed over the front surface, top surface, and back surface of the housing 220 in the thin television 200, and the varactor diodes 4 and 5 are loaded in the slots 2 and 3 on the top surface of the housing 220, respectively. The power feeding element 70 is also installed on the upper surface of the housing 220. And the electric power feeding element 70 can be moved manually (refer (a) of FIG. 11).

また、この発明によるアンテナ装置１００は、画面２１０の横側の筐体２３０に設置される。この場合、スロット２は、薄型テレビジョン２００において筐体２３０の前面に形成され、スロット３は、筐体２３０の側面に形成される。そして、バラクタダイオード４は、薄型テレビジョン２００の前面においてスロット２に装荷され、バラクタダイオード５は、筐体２３０の側面においてスロット３に装荷される。また、給電素子７０も、筐体２３０の側面に設置される。そして、給電素子７０は、手動によって移動可能である（図１１の（ｂ）参照）。   The antenna device 100 according to the present invention is installed in a case 230 on the side of the screen 210. In this case, the slot 2 is formed on the front surface of the housing 230 in the thin television 200, and the slot 3 is formed on the side surface of the housing 230. The varactor diode 4 is loaded in the slot 2 on the front surface of the thin television 200, and the varactor diode 5 is loaded in the slot 3 on the side surface of the housing 230. The power feeding element 70 is also installed on the side surface of the housing 230. And the electric power feeding element 70 can be moved manually (refer FIG.11 (b)).

なお、上述した素子部１０，１０Ａ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆのいずれかを薄型テレビジョン２００に設置するようにしてもよい。   Note that any one of the above-described element units 10, 10 </ b> A, 10 </ b> C, 10 </ b> D, 10 </ b> E, and 10 </ b> F may be installed in the thin television 200.

また、誘電体基板１において、スロット２，３，５１〜５４，６１，９１〜９６の各々の周囲を囲み、かつ、導体１２と導体１３とを接合するように誘電体１１に複数のスルーホールを設けるようにしてもよい。これによって、導体１２と導体１３との間の誘電体１１を電波が伝搬するのを抑制することができる。   In the dielectric substrate 1, a plurality of through holes are formed in the dielectric 11 so as to surround each of the slots 2, 3, 51 to 54, 61, 91 to 96 and to join the conductor 12 and the conductor 13. May be provided. Thereby, it is possible to suppress the propagation of radio waves through the dielectric 11 between the conductor 12 and the conductor 13.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiment but by the scope of claims for patent, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims for patent.

この発明は、指向性を電気的に切換え可能であり、かつ、コンパクトなアンテナ装置に適用される。   The present invention is applicable to a compact antenna device in which directivity can be electrically switched.

この発明の実施の形態によるアンテナ装置の概略図である。1 is a schematic diagram of an antenna device according to an embodiment of the present invention. 図１に示す線ＩＩ−ＩＩ間における断面図である。It is sectional drawing between the lines II-II shown in FIG. 図２に示すバラクタダイオードの拡大図である。FIG. 3 is an enlarged view of the varactor diode shown in FIG. 2. バラクタダイオードの異なる構成の拡大図である。It is an enlarged view of the different structure of a varactor diode. 素子部の他の断面図である。It is other sectional drawing of an element part. 素子部のさらに他の断面図である。It is other sectional drawing of an element part. 素子部のさらに他の断面図である。It is other sectional drawing of an element part. 素子部の他の斜視図である。It is another perspective view of an element part. 素子部のさらに他の斜視図である。It is another perspective view of an element part. さらに他の素子部を示す平面図である。It is a top view which shows another element part. この発明によるアンテナ装置の設置例を示す概略図である。It is the schematic which shows the example of installation of the antenna apparatus by this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１ 誘電体基板、１Ａ，１１Ａ 一主面、２，３，５１〜５４，６１，９１〜９６ スロット、４，５，４１〜４４，５５〜５８，６２〜６５，１０１〜１０６ バラクタダイオード、６，６０，７０，８０ 給電素子、６Ａ，６０Ａ 一方端、１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆ 素子部、１１ 誘電体、１１Ｂ 反対面、１２，１２ａ，１２ｂ，１３ 導体、２０ 同軸ケーブル、２１ 内導体、２２，２３ 外導体、３０ 受信回路、４０ 指向性切換部、７１ 固定部、７２ 回転支持部、７３ 傾倒支持部、７４，８１ ポール部、１００ アンテナ装置、１１１ 孔、１１１Ａ，１１１Ｂ 壁、２００ 薄型テレビジョン、２１０ 画面、２２０，２３０ 筐体。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Dielectric board | substrate, 1A, 11A One main surface, 2,3,51-54,61,91-96 slot, 4,5,41-44,55-58,62-65,101-106 varactor diode, 6 , 60, 70, 80 Feed element, 6A, 60A One end 10, 10, 10A, 10B, 10C, 10D, 10E, 10F Element part, 11 Dielectric, 11B Opposite surface, 12, 12a, 12b, 13 Conductor, 20 Coaxial Cable, 21 inner conductor, 22, 23 outer conductor, 30 receiving circuit, 40 directivity switching part, 71 fixing part, 72 rotation support part, 73 tilting support part, 74, 81 pole part, 100 antenna device, 111 hole, 111A , 111B wall, 200 thin television, 210 screen, 220, 230 housing.

Claims (7)

電気的に指向性を切換え可能なアンテナ装置であって、
誘電体基板の一主面内に配設され、可変リアクタンス素子が装荷された少なくとも１つの無給電素子と、
前記一主面の法線方向と所定の角度を成すように一方端が前記誘電体基板に配設された給電素子と、
前記可変リアクタンス素子の少なくとも１つの容量を変え、前記指向性を切換える指向性切換部とを備え、
前記少なくとも１つの無給電素子の各々は、
前記誘電体基板の前記一主面に配設されたスロットと、
前記スロットの両側に配設された導体間に逆直列に接続された第１および第２の可変リアクタンス素子とを含み、
前記指向性切換部は、前記第１および第２の可変リアクタンス素子に逆バイアスが印加されるように前記第１の可変リアクタンス素子と前記第２の可変リアクタンス素子との間のノードに電圧を印加することによって前記少なくとも１つの可変リアクタンス素子の容量を変える、アンテナ装置。 An antenna device capable of electrically switching directivity,
Disposed in one main surface of the dielectric substrate, and at least one parasitic element to the variable reactance element is loaded,
A feed element having one end disposed on the dielectric substrate so as to form a predetermined angle with a normal direction of the one main surface;
A directional switching unit that changes at least one capacitance of the variable reactance element and switches the directivity ;
Each of the at least one parasitic element is
A slot disposed on the one principal surface of the dielectric substrate;
First and second variable reactance elements connected in anti-series between conductors disposed on both sides of the slot;
The directivity switching unit applies a voltage to a node between the first variable reactance element and the second variable reactance element so that a reverse bias is applied to the first and second variable reactance elements. Thereby changing the capacitance of the at least one variable reactance element . 前記給電素子の前記一方端は、前記誘電体基板に固定される、請求項１に記載のアンテナ装置。 The antenna device according to claim 1, wherein the one end of the feeding element is fixed to the dielectric substrate . 前記給電素子は、その長さ方向に伸縮可能である、請求項１に記載のアンテナ装置。   The antenna device according to claim 1, wherein the feed element is extendable and contractible in a length direction thereof. 前記給電素子は、前記一方端を中心にして回動可能である、請求項１に記載のアンテナ装置。   The antenna device according to claim 1, wherein the feed element is rotatable about the one end. 前記給電素子は、前記一方端を中心にして回動可能であり、かつ、その長さ方向に伸縮可能である、請求項１に記載のアンテナ装置。   The antenna device according to claim 1, wherein the power feeding element is rotatable about the one end and is extendable in the length direction. 前記少なくとも１つの無給電素子は、２以上の無給電素子からなり、
前記２以上の無給電素子は、前記給電素子の両側に配設される、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のアンテナ装置。 The at least one parasitic element includes two or more parasitic elements,
The two or more parasitic elements, the Ru is disposed on both sides of the feed element, the antenna device according to any one of claims 1 to 5. 前記誘電体基板は、テレビジョンの筐体である、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のアンテナ装置。 It said dielectric substrate, Ru housing der television antenna device according to any one of claims 1 to 6.
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