JP4879289B2 - Dual frequency planar antenna - Google Patents

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Description

本発明は、アンテナパターンを導体板で形成した平面アンテナの改良に関し、より具体的には、２つの周波数で使用することが可能な２周波共用平面アンテナの改良に関する。   The present invention relates to an improvement of a planar antenna in which an antenna pattern is formed of a conductor plate, and more specifically to an improvement of a dual-frequency planar antenna that can be used at two frequencies.

平面アンテナの一種として、パッチアンテナ（マイクロストリップパッチアンテナ）がある。パッチアンテナは、小型、軽量、低価格であることから、携帯電話、ＧＰＳナビゲーションシステム、ＥＴＳ、ＶＩＣＳ、無線ＬＡＮなどの、１ＧＨｚ帯以上の無線通信システムのアンテナとして使用されている。有指向性平面アンテナであるパッチアンテナは一般に狭帯域特性である。例えば、無線ＬＡＮでは、２．４ＧＨｚ帯、５ＧＨｚ帯などが使用されているが、それぞれの使用周波数帯域毎にパッチアンテナが必要になる。   One type of planar antenna is a patch antenna (microstrip patch antenna). Since patch antennas are small, light, and inexpensive, they are used as antennas for wireless communication systems of 1 GHz band or higher, such as mobile phones, GPS navigation systems, ETS, VICS, and wireless LAN. A patch antenna, which is a directional planar antenna, generally has narrow band characteristics. For example, in the wireless LAN, 2.4 GHz band, 5 GHz band, and the like are used, but a patch antenna is required for each use frequency band.

しかし、ＬＡＮ環境内に常に２つのアンテナを設置するスペースを確保できるとは限らず、また、外観や取り扱いの点からもアンテナ自体が小型であることが望ましい。   However, it is not always possible to secure a space for installing two antennas in the LAN environment, and it is desirable that the antenna itself is small in terms of appearance and handling.

そこで、例えば、非特許文献１には、２つの周波数用のアンテナユニットを１つのケース内に収めた２周波共用アンテナを紹介している。このアンテナは、後述の比較例（図１０参照）のように、接地板の上に第１及び第２のパッチアンテナを上下方向（主放射方向）に重ねて配置した構造となっている。   Thus, for example, Non-Patent Document 1 introduces a dual-frequency antenna in which antenna units for two frequencies are housed in one case. This antenna has a structure in which the first and second patch antennas are stacked on the ground plate in the vertical direction (main radiation direction) as in a comparative example (see FIG. 10) described later.

Ｒｉｃｈａｒｄ Ｃ．Ｊｏｈｎｓｏｎ，“Ａｎｔｅｎｎａ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｈａｎｄｂｏｏｋ ＴＨＩＲＤ ＥＤＩＴＩＯＮ”，ＭｃＧｒａｗ−Ｈｉｌｌ，Ｉｎｃ．ｐｐ．７−１７．Richard C. Johnson, “Antenna Engineering Handbook THIRD EDITION”, McGraw-Hill, Inc. pp. 7-17.

しかしながら、上述したような構造の２周波共用アンテナの利得は、主放射方向に２つのアンテナが存在し、一方のアンテナが他方のアンテナの電磁波放射の妨げとなるため、使用帯域の異なる２つの平面アンテナを離間配置して用いる場合と比較して利得が低い。無線ＬＡＮに使用される無線機器のアンテナ出力は法規制によって制限されており、通信エリアを広く確保し、また、通信品質を確保するためにアンテナ利得が高いことが重要である。無線ＬＡＮは、屋内、屋外、地下街、新幹線・航空機内など様々な環境で広く使用されるようになってきており、コンパクトな構造で単一周波数帯域用の平面アンテナと同等の利得性能を有する２周波共用平面アンテナが求められている。   However, the gain of the dual-frequency antenna having the above-described structure is that two antennas exist in the main radiation direction, and one antenna hinders electromagnetic wave radiation of the other antenna. The gain is low as compared with the case where the antennas are spaced apart. The antenna output of a wireless device used in a wireless LAN is limited by laws and regulations, and it is important that the antenna gain is high in order to secure a wide communication area and secure communication quality. Wireless LANs are widely used in various environments such as indoors, outdoors, underground shopping streets, bullet trains, and airplanes, and have a gain performance equivalent to that of a flat antenna for a single frequency band with a compact structure. There is a need for a flat-frequency antenna.

よって、本発明はコンパクトな形状であってアンテナ利得がより高い２周波共用の平面アンテナを提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a two-frequency planar antenna having a compact shape and a higher antenna gain.

上記目的を達成するために本発明の２周波共用平面アンテナは、２つの周波数帯域で使用可能な２周波共用平面アンテナにおいて、第１の周波数帯域よりも高い周波数域である第２の周波数帯域で高周波信号に共振する特性を有する、第１の放射板を含む第１の平面アンテナと、上記第２の周波数帯域で高周波信号に共振する特性を有する、第２の放射板を含む第２の平面アンテナと、上記第１及び第２の平面アンテナ相互間を接続する接続部に設けられる中間回路と、を備え、上記第１の放射板は一部に凹部が設けられた形状を有し、上記第２の放射板は当該凹部に沿って配置され、上記第２の放射板の一端部側に給電点が設定され、その他端部側が上記中間回路を介して上記第１の放射板の凹部に接続され、該中間回路は、上記第１の周波数帯域において上記第１及び第２の放射板を直接接続し、上記第２の周波数帯域においてインダクタンスとなり、上記第１の放射板の凹部が設けられた形状は左右対称形であり、当該凹部底部の左右対称の中心線方向における幅の寸法（ｈ）及び上記第２の放射板の左右対称の中心線方向における一端部側から他端部側までの寸法（ａ）がそれぞれ上記第２の周波数帯域の高周波信号の１／２波長（約１／２波長）に設定される、ことを特徴とする。
上記目的を達成するため本発明の２周波共用平面アンテナ（参考例）は、２つの周波数帯域で使用可能な２周波共用平面アンテナにおいて、第１の周波数帯域よりも高い周波数域である第２の周波数帯域で高周波信号に共振する特性を有する、第１の放射板を含む第１の平面アンテナと、上記第２の周波数帯域で高周波信号に共振する特性を有する、第２の放射板を含む第２の平面アンテナと、を備え、上記第１の放射板は一部に凹部が設けられた形状を有し、上記第２の放射板は当該凹部に沿って配置され、上記第２の放射板の一端部側に給電点が設定され、その他端部側が上記第１の放射板の凹部に接続される、ことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the dual-frequency planar antenna of the present invention is a dual-frequency planar antenna that can be used in two frequency bands, in a second frequency band that is higher than the first frequency band. A first planar antenna including a first radiating plate having a characteristic to resonate with a high frequency signal, and a second plane including a second radiating plate having a characteristic to resonate with the high frequency signal in the second frequency band. an antenna, comprising an intermediate circuit provided in the connecting portion for connecting the upper Symbol first and second planar antenna each other, wherein the first radiation plate has a shape having a recess provided in a part, the second radiation plate is disposed along the recess, the feeding point is set at one end of the second radiation plate, the other end side of the upper Symbol first radiation plate via the intermediate circuit The intermediate circuit is connected to the recess, and the intermediate circuit The first and second radiation plates are directly connected in the wave number band, become inductance in the second frequency band, and the shape of the concave portion of the first radiation plate is symmetrical, and the bottom of the concave portion The width dimension (h) in the symmetric center line direction and the dimension (a) from one end side to the other end side in the symmetric center line direction of the second radiation plate are respectively the second frequency. It is characterized by being set to ½ wavelength (about ½ wavelength) of the high-frequency signal in the band.
To achieve the above object, the dual-frequency planar antenna (reference example) of the present invention is a dual-frequency planar antenna that can be used in two frequency bands, and is a second frequency band that is higher than the first frequency band. A first planar antenna including a first radiation plate having a characteristic of resonating with a high frequency signal in a frequency band, and a second plane including a second radiation plate having a characteristic of resonating with a high frequency signal in the second frequency band. Two planar antennas, wherein the first radiation plate has a shape in which a recess is provided in part, the second radiation plate is disposed along the recess, and the second radiation plate A feeding point is set on one end side of the first end, and the other end side is connected to the concave portion of the first radiation plate.

また、本発明の２周波共用平面アンテナは、第１の周波数帯域よりも高い周波数域である第２の周波数帯域で高周波信号に共振する特性を有する、第１の放射板を含む第１の平面アンテナと、上記第２の周波数帯域で高周波信号に共振する特性を有する、第２の放射板を含む第２の平面アンテナと、上記第１及び第２の平面アンテナ相互間に接続される中間回路と、を備え、上記中間回路は、上記第１の周波数帯域において上記第１及び第２の放射板を直接接続し、上記第２の周波数帯域においてインダクタンスとして機能し、上記第１の放射板は一部に凹部が設けられた形状を有し、上記第２の放射板は当該凹部に沿って配置されて、上記第２の放射板の一端部側に給電点が設定され、その他端部側が上記中間回路によって上記第１の放射板の凹部に直接接続される。   In addition, the dual-frequency planar antenna of the present invention includes a first plane including a first radiation plate having a characteristic of resonating with a high-frequency signal in a second frequency band that is a higher frequency band than the first frequency band. An intermediate circuit connected between the antenna, a second planar antenna having a characteristic of resonating with a high frequency signal in the second frequency band and including a second radiation plate, and the first and second planar antennas The intermediate circuit directly connects the first and second radiation plates in the first frequency band, functions as an inductance in the second frequency band, and the first radiation plate The second radiating plate is arranged along the concave portion, a feeding point is set on one end side of the second radiating plate, and the other end side is The first radiation by the intermediate circuit; It is connected to the recess directly.

かかる構成とすることによって、第１及び第２の周波数帯域において利得特性の良い２周波共用平面アンテナを得ることができる。また、第１の周波数帯域において単周波数の平面アンテナの利得と略同等の利得を有し、第２の周波数帯域において単周波数の平面アンテナを２段構成とした利得を有する平面アンテナを得ることが可能となる。 By adopting such a configuration, it is possible to obtain a dual-frequency planar antenna having good gain characteristics in the first and second frequency bands. Also, it is possible to obtain a planar antenna having a gain substantially equal to that of a single-frequency planar antenna in the first frequency band and having a single-frequency planar antenna having two stages in the second frequency band. It becomes possible.

上記中間回路は誘導性の回路であり、上記第１及び第２の放射板の一部同士を接続する導体によって形成されるインダクタンスとして作用する。このインダクタンスは第１の周波数帯域においては微小インダクタンスであるため第１及び第２の平面アンテナを直接接続し、第２の周波数帯域においては、第１の平面アンテナの接続点に発生する並列容量を打ち消すインダクタンスとして作用する。   The intermediate circuit is an inductive circuit, and acts as an inductance formed by a conductor connecting parts of the first and second radiation plates. Since this inductance is a minute inductance in the first frequency band, the first and second planar antennas are directly connected, and in the second frequency band, the parallel capacitance generated at the connection point of the first planar antenna is reduced. Acts as an inductance to cancel.

上記第１の平面アンテナ、上記中間回路及び上記第２の平面アンテナは互いに直列に接続され、上記第１の放射板は一部に凹部が設けられた形状を有し、上記第２の放射板は当該凹部に沿って配置され、上記第２の放射板の一端部側に給電点が設定され、その他端部側が前記導体によって前記第１の放射板の凹部に直接接続されることが望ましい。   The first planar antenna, the intermediate circuit, and the second planar antenna are connected in series with each other, the first radiation plate has a shape in which a recess is provided in part, and the second radiation plate Is disposed along the recess, a feeding point is set on one end of the second radiation plate, and the other end is preferably connected directly to the recess of the first radiation plate by the conductor.

上記第１の周波数帯域の高周波信号に対して上記第１及び第２の放射板の組み合わせが１つの平面アンテナとして機能し、上記第２の周波数帯域の高周波信号に対して上記第１及び第２の放射板がそれぞれ上記第１及び第２の平面アンテナとして機能することが望ましい。それにより、第１の周波数帯域では２つの高域アンテナによって１つの低域アンテナが形成され、第１の周波数帯域よりも相対的に高周波数の第２の周波数帯域では上記第１の平面アンテナと上記第２の平面アンテナが積み重ねアンテナとして動作し、高域周波数における利得が向上する。   A combination of the first and second radiation plates functions as one planar antenna for the high-frequency signal in the first frequency band, and the first and second for the high-frequency signal in the second frequency band. It is desirable that the radiation plates function as the first and second planar antennas, respectively. Thereby, in the first frequency band, one low-frequency antenna is formed by two high-frequency antennas, and in the second frequency band relatively higher than the first frequency band, the first planar antenna and The second planar antenna operates as a stacked antenna, and gain at a high frequency is improved.

上記第２の放射板の一端部側から他端部側までの寸法が上記第２の周波数帯域の高周波信号の１／２波長（約１／２波長）に設定されることが望ましい。それにより、第２の放射板に一方極性の高周波電流が発生する。なお、厳密に１／２波長である必要はなく、この近傍の値（約１／２波長）であれば効果が認められる。   It is desirable that the dimension from the one end side to the other end side of the second radiation plate is set to ½ wavelength (about ½ wavelength) of the high-frequency signal in the second frequency band. Thereby, a one-polar high-frequency current is generated in the second radiation plate. In addition, it is not necessary to be exactly ½ wavelength, and an effect is recognized if the value is in the vicinity (about ½ wavelength).

上記第２の放射板の外周の寸法が上記第２の周波数帯域の高周波信号の２波長（約２波長）に設定されることが望ましい。それにより、第２の周波数帯域において第２の放射板に一方極性の高周波電流が発生する。なお、厳密に２波長である必要はなく、この近傍の値（約２波長）であれば効果が認められる。   It is desirable that the outer peripheral dimension of the second radiation plate is set to two wavelengths (about two wavelengths) of the high-frequency signal in the second frequency band. Thereby, a high-frequency current of one polarity is generated in the second radiation plate in the second frequency band. In addition, it is not necessary to have two wavelengths strictly, and an effect is recognized if the value is in the vicinity (about two wavelengths).

上記第１及び第２の放射板を組み合わせた形状の外周の寸法が上記第１の高周波帯域の高周波信号の２波長（約２波長）に設定されることが望ましい。それにより、第１の高周波帯域において第１及び第２の放射板を組み合わせた平面アンテナに一方極性の高周波電流が発生する。なお、厳密に２波長である必要はなく、この近傍の値（約２波長）であれば効果が認められる。   It is desirable that the outer peripheral dimension of the combined shape of the first and second radiation plates is set to two wavelengths (about two wavelengths) of the high frequency signal in the first high frequency band. As a result, a high-frequency current of one polarity is generated in the planar antenna in which the first and second radiation plates are combined in the first high-frequency band. In addition, it is not necessary to have two wavelengths strictly, and an effect is recognized if the value is in the vicinity (about two wavelengths).

上記第１及び第２の放射板を組み合わせた形状が左右対称形であり、対称の中心線上に上記給電点及び上記第１及び第２の放射板の接続点が配置される。それにより、アンテナの水平面の指向性はアンテナ面垂直方向に最大値を持ち、また左右対称の指向特性特性となる。   The combined shape of the first and second radiation plates is a symmetrical shape, and the feeding point and the connection point of the first and second radiation plates are arranged on a symmetrical center line. As a result, the directivity of the antenna in the horizontal plane has a maximum value in the direction perpendicular to the antenna surface, and has a symmetrical directivity characteristic.

上記第１及び第２の放射板の組み合わせ形状は、円形あるいは多角形で構成することができる。   The combined shape of the first and second radiation plates can be configured as a circle or a polygon.

地板の面積が上記放射板の面積（第１及び第２の放射板の合計面積）と同等の面積であり、より好ましくは、上記放射板の面積の１．５〜３倍であることが望ましい。それにより、電磁波の発生が安定する。   The area of the ground plane is equivalent to the area of the radiation plate (the total area of the first and second radiation plates), more preferably 1.5 to 3 times the area of the radiation plate. . Thereby, the generation of electromagnetic waves is stabilized.

また、本発明の２周波共用平面アンテナは、第１及び第２の周波数の高周波信号に共振する特性を有する２周波共用の平面アンテナにおいて、地板と第１の放射板とを含み、上記第２の周波数に共振する特性を有する第１の平面アンテナと、地板と第２の放射板とを含み、上記第２の周波数に共振する特性を有する第２の放射板とによって構成される第２の平面アンテナと、を備え、上記第２の平面アンテナは上記第１の平面アンテナと近接して配置され、上記第２の放射板の一端部側に給電点が設定され、その他端部側が近接した上記第１の放射板に直接接続されて、第１の周波数の高周波信号に対して上記第１及び第２の放射板の組み合わせが１つの低域アンテナとして機能し、上記第１の周波数よりも高い第２の周波数の高周波信号に対して上記第１及び第２の放射板がそれぞれ積み重なった（あるいは連結された）一つの高域アンテナとして機能する。   The dual-frequency planar antenna according to the present invention is a dual-frequency planar antenna having a characteristic of resonating with high-frequency signals having first and second frequencies, and includes a ground plane and a first radiation plate, A first planar antenna having a characteristic that resonates at a second frequency, a second radiation plate that includes a ground plane and a second radiation plate and has a characteristic that resonates at the second frequency. A planar antenna, wherein the second planar antenna is disposed close to the first planar antenna, a feed point is set on one end side of the second radiation plate, and the other end side is adjacent Directly connected to the first radiation plate, a combination of the first and second radiation plates functions as a single low-frequency antenna for a high-frequency signal of the first frequency, and more than the first frequency. High frequency signal with high second frequency It said first and second radiation plates function as stacked (or linked) One high-frequency antenna each.

かかる構成とすることによって２周波共用平面アンテナは、２つの平面アンテナが、第１の周波数において１つのアンテナとして機能し、第２の周波数において２つのアンテナアレイとして機能する。それにより、それぞれの周波数において単周波数平面アンテナの利得と同等あるいはそれ以上の利得を有する平面アンテナを得ることが可能となる。   With this configuration, the two-frequency shared planar antenna has two planar antennas functioning as one antenna at the first frequency and functioning as two antenna arrays at the second frequency. Thereby, it is possible to obtain a planar antenna having a gain equal to or higher than that of the single-frequency planar antenna at each frequency.

また、上記第１の放射板の凹部に配置された、上記第２の放射板の、該凹部内側面に対向する両側面中央部に突起部が設けられることが望ましい。かかる該突起部の形状を調整することによって第２の周波数に影響を与えないで第１の周波数の共振周波数を変えることが出来て具合がよい。   In addition, it is desirable that a protrusion is provided at the center of both side surfaces of the second radiation plate that is disposed in the recess of the first radiation plate and faces the inner surface of the recess. By adjusting the shape of the protrusion, it is possible to change the resonance frequency of the first frequency without affecting the second frequency.

本発明の２周波共用アンテナの例を説明する説明図であり、同図（Ａ）は平面図、同図（Ｂ）は断面図である。It is explanatory drawing explaining the example of the dual frequency shared antenna of this invention, The figure (A) is a top view, The figure (B) is sectional drawing. パッチアンテナの動作原理を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the operation principle of a patch antenna. 本発明の動作原理（高域）を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the operation principle (high region) of this invention. 本発明の動作原理を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the principle of operation of this invention. 本発明の動作原理を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the principle of operation of this invention. 本発明の動作原理を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the principle of operation of this invention. 本発明の動作原理を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the principle of operation of this invention. 本発明の動作原理（低域）を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the operation principle (low region) of the present invention. 本発明のアンテナの各部の寸法を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the dimension of each part of the antenna of this invention. 比較例の２周波共用アンテナを説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the dual frequency shared antenna of a comparative example. 本実施例と比較例の周波数対利得特性（全体）を示すグラフである。It is a graph which shows the frequency versus gain characteristic (whole) of a present Example and a comparative example. 本実施例と比較例の周波数対利得特性（低域）を示すグラフである。It is a graph which shows the frequency versus gain characteristic (low region) of a present Example and a comparative example. 本実施例と比較例の周波数対利得特性（高域）を示すグラフである。It is a graph which shows the frequency versus gain characteristic (high region) of a present Example and a comparative example. 本発明の第２の実施例を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the 2nd Example of this invention. 本発明の第３の実施例を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the 3rd Example of this invention. 本発明の第４の実施例を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the 4th Example of this invention. 本発明の第５の実施例を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the 5th Example of this invention. 本発明の第６の実施例を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the 6th Example of this invention.

以下、本発明の２周波共用平面アンテナの実施例について図面を参照しつつ説明する。各図において対応する部分には同一符号を付している。   Embodiments of the dual-frequency planar antenna of the present invention will be described below with reference to the drawings. Corresponding parts are denoted by the same reference numerals in the drawings.

（実施例１）   Example 1

図１（Ａ）は、２周波共用平面アンテナの第１の実施例を示す平面図である。同図（Ｂ）は同図（Ａ）のＡ−Ａ’方向における断面図である。   FIG. 1A is a plan view showing a first embodiment of a dual-frequency planar antenna. FIG. 2B is a cross-sectional view in the A-A ′ direction of FIG.

両図に示すように、本願のアンテナ１は、概略、地板１２、第１の放射板１４、第２の放射板１６、中間接続部１８、誘電体板２０、同軸コネクタ２２、同軸ケーブル２４などによって構成される。中間接続部１８には、中間回路１８０が形成される。中間回路１８０は、第１の放射板１４及び第２の放射板１６相互間を接続する導体（中間接続部１８）と、地板１２と第１及び第２の放射板１４、１６との間に形成される容量（キャパシタ）などによって構成される。地板１２，放射板１４及び誘電体板２０、地板１２，放射板１６、誘電体板２０は、それぞれパッチアンテナ（平面アンテナ）を構成する。なお、符号１４、１６は第１及び第２の放射板の他に、第１及び第２のアンテナを示す場合にも使用される。   As shown in both figures, the antenna 1 of the present application is roughly composed of a ground plane 12, a first radiating plate 14, a second radiating plate 16, an intermediate connecting portion 18, a dielectric plate 20, a coaxial connector 22, a coaxial cable 24, and the like. Consists of. An intermediate circuit 180 is formed in the intermediate connection portion 18. The intermediate circuit 180 is provided between a conductor (intermediate connection portion 18) connecting the first radiating plate 14 and the second radiating plate 16, and between the ground plane 12 and the first and second radiating plates 14 and 16. It is comprised by the capacity | capacitance (capacitor) etc. which are formed. The ground plane 12, the radiation plate 14, the dielectric plate 20, the ground plane 12, the radiation plate 16, and the dielectric plate 20 constitute a patch antenna (planar antenna). Reference numerals 14 and 16 are also used when the first and second antennas are shown in addition to the first and second radiation plates.

地板１２は、銅、アルミニウムなどの導体板や導体薄膜による略四角形状のパターンを有している。後述のようにこの形状に限定されるものではない。この地板１２の上に誘電体板２０を介して放射板１４及び１６が形成される。地板１２の面積は、放射板１４及び１６の合計面積と等しいかそれ以上の面積となるように形成され、好ましくは、地板の面積が第１及び第２の放射板の面積の１．５〜３倍となるように設定される。それにより、放射板上端部及び下端部において電界の広がりが得られ電磁波が放射される。   The ground plane 12 has a substantially rectangular pattern made of a conductive plate such as copper or aluminum or a conductive thin film. It is not limited to this shape as described later. Radiating plates 14 and 16 are formed on the ground plate 12 via a dielectric plate 20. The area of the ground plane 12 is formed so as to be equal to or larger than the total area of the radiation plates 14 and 16, and preferably, the area of the ground plane is 1.5 to 1.5 times the area of the first and second radiation plates. It is set to be 3 times. Thereby, the spread of the electric field is obtained at the upper and lower ends of the radiation plate, and electromagnetic waves are radiated.

放射板１４及び１６は、例えば、誘電体板２０の表面に形成された銅、アルミニウムなどの導体膜を、エッチングやミーリングなどによって放射電極のパターンに形成したものである（パターニング）。放射板１４及び１６は誘電体板２０によって地板１２と平行に保たれている。放射板１４の平面パターンは、全体が略四角形の導体膜の下辺中央部の一部を削除して、突起（張出部）部１４ａ、１４ａを形成した逆凹状形状となっている。この凹状部分に略四角形の放射板１６がギャップＧを介して配置されている。放射板１４の凹状底部の厚さｈ（図中の縦方向）は約λH／２に設定されている。また、放射板１６の縦方向サイズａは約λH／２に設定されている。ここで、λHは２つの周波数帯域のうち高い方の周波数帯域の高周波信号の波長（電気長）を表している。これ等放射板の各サイズは目的とするアンテナ特性に対応して調整される。 For example, the radiation plates 14 and 16 are formed by forming a conductive film such as copper or aluminum formed on the surface of the dielectric plate 20 into a radiation electrode pattern by etching or milling (patterning). The radiation plates 14 and 16 are kept parallel to the ground plane 12 by a dielectric plate 20. The planar pattern of the radiation plate 14 has an inverted concave shape in which a part of the lower side central portion of the substantially rectangular conductor film is deleted to form protrusions (projecting portions) 14a and 14a. A substantially quadrangular radiation plate 16 is disposed in the concave portion with a gap G interposed therebetween. The thickness h (vertical direction in the drawing) of the concave bottom portion of the radiation plate 14 is set to about λ H / 2. The vertical size a of the radiation plate 16 is set to about λ H / 2. Here, λ H represents the wavelength (electric length) of the high-frequency signal in the higher frequency band of the two frequency bands. Each size of these radiation plates is adjusted according to the target antenna characteristics.

放射板１４及び１６は、図１中に点線で示されている、導体パターン形状の左右対称軸上で導体の中間接続部１８により接続される。中間接続部１８で接続された放射板１４及び１６の縦方向サイズ（ｈ＋ａ＋Ｇ）は約λL／２となっている。ここで、λLは２つの周波数帯域のうち低い方の周波数帯域の高周波信号の波長（電気長）を表している。 The radiation plates 14 and 16 are connected by an intermediate connection portion 18 of a conductor on the axis of symmetry of the conductor pattern shape, which is indicated by a dotted line in FIG. The vertical size (h + a + G) of the radiation plates 14 and 16 connected by the intermediate connection portion 18 is about λ L / 2. Here, λ L represents the wavelength (electric length) of the high-frequency signal in the lower frequency band of the two frequency bands.

中間接続部１８（中間回路１８０）の狭い導体部分は、好ましくは、２つの周波数帯域のうち低い周波数帯域では２つの平面アンテナを直結し、高い方の周波数帯域でインダクタンスＬとして機能する。インダクタンスLは第１の平面アンテナの接続点に発生する並列容量を打ち消すインダクタンスとして作用する。   The narrow conductor portion of the intermediate connection 18 (intermediate circuit 180) preferably functions as an inductance L in the higher frequency band by directly connecting two planar antennas in the lower frequency band of the two frequency bands. The inductance L acts as an inductance that cancels the parallel capacitance generated at the connection point of the first planar antenna.

放射板１６の下端部はアンテナへの給電点１６ａとなっており、同軸ケーブル２４の中心導体がコネクタ２２を介して接続される。また、地板１２には同軸ケーブル２４の外部導体がコネクタ２２を介して接続される。給電点１６ａの位置は、対称軸上の適当な位置１６ｂに設定することによりアンテナインピーダンスと同軸ケーブルとのインピーダンス整合（例えば、５０オーム）を図ることができる。   The lower end portion of the radiation plate 16 serves as a feeding point 16 a to the antenna, and the central conductor of the coaxial cable 24 is connected via the connector 22. Further, the outer conductor of the coaxial cable 24 is connected to the ground plane 12 via a connector 22. By setting the position of the feeding point 16a to an appropriate position 16b on the axis of symmetry, impedance matching (for example, 50 ohms) between the antenna impedance and the coaxial cable can be achieved.

次に、図２乃至図８を参照してパッチ型平面アンテナの動作について説明する。
図２（Ａ）はパッチ型平面アンテナの元になるマイクロストリップ線路を示している。図２（Ｂ）に示すように、マイクロストリップ線路の片端より給電して先端を開放することにより、アンテナ（パッチアンテナ）として作用する。 Next, the operation of the patch type planar antenna will be described with reference to FIGS.
FIG. 2A shows a microstrip line that is the basis of a patch type planar antenna. As shown in FIG. 2B, power is supplied from one end of the microstrip line to open the tip, thereby acting as an antenna (patch antenna).

図３はパッチ型平面アンテナを説明する図である。図３（Ａ）、同（Ｂ）はパッチアンテナの放射板１４に流れる高周波電流Ｉの定在波分布を示している。図３（Ｂ）に電流分布Ｉを実線で、高周波電圧の電圧分布Ｖを点線で示す。図３（Ｃ）に示すように、放射板１４の上端部および下端部の電界の広がりによって電磁波として放射される。パッチアンテナでは、放射板１４の長さＬによって共振周波数が決定され、放射板の幅Ｗによって給電インピーダンスや放射指向性のビーム幅が決定される。   FIG. 3 is a diagram for explaining a patch type planar antenna. FIGS. 3A and 3B show the standing wave distribution of the high-frequency current I flowing through the radiation plate 14 of the patch antenna. FIG. 3B shows the current distribution I by a solid line and the voltage distribution V of the high-frequency voltage by a dotted line. As shown in FIG. 3C, the radiation plate 14 is radiated as an electromagnetic wave due to the spread of the electric field at the upper end portion and the lower end portion thereof. In the patch antenna, the resonance frequency is determined by the length L of the radiation plate 14, and the feed impedance and the radiation directivity beam width are determined by the width W of the radiation plate.

図３（Ａ）に示すように、放射板１４の長さＬ・幅Ｗ共にλ（波長）／２のとき方形パッチアンテナと呼ばれ、標準的なパッチ型平面アンテナであり、利得は約９ｄＢｉ得られる。図３（Ｄ）はこのパッチアンテナの指向特性図である。同アンテナの指向性は放射面内最大値を０ｄＢとする相対表示をしている。   As shown in FIG. 3A, when the length L and width W of the radiation plate 14 are both λ (wavelength) / 2, it is called a square patch antenna, which is a standard patch type planar antenna, and has a gain of about 9 dBi. can get. FIG. 3D is a directional characteristic diagram of the patch antenna. The directivity of the antenna is displayed in a relative manner with the maximum value in the radiation plane being 0 dB.

図４乃至図７は、２周波共用平面アンテナ１の２つの帯域のうち高域側の第２の周波数帯域（例えば、５ＧＨｚ帯）におけるアンテナの動作を説明する図である。各図において図１と対応する部分には同一の符号を付している。図１に示したアンテナ１４の、突起部１４aによる作用効果を説明するため、指向特性図を示している。   4 to 7 are diagrams for explaining the operation of the antenna in the second frequency band (for example, 5 GHz band) on the high frequency side of the two bands of the two-frequency shared planar antenna 1. In each figure, parts corresponding to those in FIG. In order to explain the function and effect of the protrusion 14a of the antenna 14 shown in FIG. 1, a directional characteristic diagram is shown.

図４に示すように、説明図のアンテナは、２つのアンテナ（第１の放射板１４、第２の放射板１６及び地板１２）によって構成される。放射板１４および放射板１６各々の長さおよび幅はそれぞれλH／２である。放射板１４へ給電される高周波電流Ｉの給電位相は放射板１６に給電される高周波電流Ｉよりも放射板１６の長さλH／２分だけ、すなわち１８０度遅れる。このため放射板１４と放射板１６は逆位相で給電されるため、図４（Ｂ）に示されるように、２つに割れた指向性になり、（単一）指向性アンテナとは云えない。このことで第１の放射板の幅はλH／２ではいけないことが判る。 As shown in FIG. 4, the antenna in the explanatory diagram is composed of two antennas (a first radiating plate 14, a second radiating plate 16, and a ground plane 12). The length and width of each of the radiation plate 14 and the radiation plate 16 are λ H / 2, respectively. The feeding phase of the high-frequency current I fed to the radiation plate 14 is delayed from the high-frequency current I fed to the radiation plate 16 by the length λ H / 2 of the radiation plate 16, that is, 180 degrees. For this reason, since the radiation plate 14 and the radiation plate 16 are fed in opposite phases, the directivity is broken into two as shown in FIG. 4B, and cannot be said to be a (single) directional antenna. . This shows that the width of the first radiation plate should not be λ H / 2.

次に、図５（Ａ）に示すように、第１の放射板１４の幅をλHにすると第１の平面アンテナの給電インピーダンスは無限大となり高周波電流の供給がなくなる。このため指向性は第２の平面アンテナ（１６）単体の指向特性と同じになることがわかる（図５（Ｂ）参照）。このことで第１の放射板１４の幅をλH、長さをλH／２にすると、第２の周波数においては第１の放射板１４が無い場合と同じであることが判る。約９ｄＢｉの利得が得られる。 Next, as shown in FIG. 5A, when the width of the first radiating plate 14 is set to λ H , the feeding impedance of the first planar antenna becomes infinite, and high-frequency current is not supplied. For this reason, it can be seen that the directivity is the same as the directivity characteristic of the second planar antenna (16) alone (see FIG. 5B). Thus, when the width of the first radiation plate 14 is λ H and the length is λ H / 2, it can be seen that the second frequency is the same as the case without the first radiation plate 14. A gain of about 9 dBi is obtained.

図６及び図７は、放射板の両端に突起部１４aを追加した第１の放射板１４を、突起部１４ａを上向きにして第２の放射板１６に取り付けた場合と、突起部１４aを下向きにして放射板１６に取りつけた場合の高周波電流分布の状態を説明する図である。突起部１４ａの突起部分の長さｉが約λH／２であるため共振により突起部に高周波電流が誘起される。 6 and 7 show a case in which the first radiation plate 14 with the protrusions 14a added to both ends of the radiation plate is attached to the second radiation plate 16 with the protrusions 14a facing upward, and the protrusions 14a facing downward. It is a figure explaining the state of the high frequency current distribution at the time of attaching to the radiation plate 16 by doing. Since the length i of the protruding portion of the protruding portion 14a is about λ H / 2, high frequency current is induced in the protruding portion by resonance.

図６（Ａ）に示すように、突起部１４ａを上に向けた場合、突起部１４ａに流れる高周波電流の位相は、第２の平面アンテナ（１６）の位相と逆位相であることが判る。第１の平面アンテナ（１４）と第２の平面アンテナアンテナ（１６）の位相が逆になることによって、図６（Ｂ）に示すように、指向性は主ビームの方向が傾き、上下非対称になることがわかる。ビームが広がるため利得が得られず、指向性が悪い。   As shown in FIG. 6A, when the protrusion 14a is directed upward, it can be seen that the phase of the high-frequency current flowing through the protrusion 14a is opposite to the phase of the second planar antenna (16). As the phase of the first planar antenna (14) and the second planar antenna antenna (16) are reversed, as shown in FIG. I understand that Since the beam spreads, gain cannot be obtained and directivity is poor.

図７（Ａ）は、突起部１４ａを下に向けたときの第１のパッチアンテナ（１４）と第２のパッチアンテナ（１６）の給電位相を説明する図である。第１のパッチアンテナと第２のパッチアンテナの給電位相が同じになることによって、放射電波の主ビームが絞られ正面に向いていることがわかる。ビームが収束するためより高い利得が得られる、良い指向性である。約１０．５ｄＢiの利得が得られる。   FIG. 7A is a diagram for explaining the feeding phases of the first patch antenna (14) and the second patch antenna (16) when the protrusion 14a is directed downward. It can be seen that when the feeding phase of the first patch antenna and the second patch antenna are the same, the main beam of the radiated radio wave is narrowed and directed to the front. Good directivity with higher gain because the beam converges. A gain of about 10.5 dBi is obtained.

図８は、２周波共用平面アンテナ１の２つの帯域のうち低域側の第１の周波数帯域におけるアンテナの動作を説明する図である。   FIG. 8 is a diagram for explaining the operation of the antenna in the first frequency band on the low frequency side of the two bands of the two-frequency shared planar antenna 1.

図８（Ａ）に示すように、第１の放射板１４及び第２の放射板１６は直列に接続され、アンテナ全体として縦方向（対称軸方向）のサイズが第１の周波数帯域（例えば、２．４ＧＨｚ帯）の高周波信号の波長λLの約１／２となっている。この周波数帯域では、高周波信号が、上述の第２の周波数帯域（例えば、５ＧＨｚ帯）よりも周波数が低いことにより、接続部１８における導体のインダクタンスＬが小さく、中間回路１８０（図１参照）が放射板１４及び１６を直結するように作用する。放射板１４及び１６全体（組み合わせ）は、図示のように高周波電流Ｉの波長λLの約１／２となるため、放射板１４及び１６の高周波電流Ｉは共に同極性であり、一辺の長さがλL／２の１つの平面アンテナとして機能する。 As shown in FIG. 8A, the first radiating plate 14 and the second radiating plate 16 are connected in series, and the size of the entire antenna in the vertical direction (symmetric axis direction) is the first frequency band (for example, 2.4 GHz band) is about ½ of the wavelength λ L of the high-frequency signal. In this frequency band, the high-frequency signal has a frequency lower than that of the above-described second frequency band (for example, 5 GHz band), so that the conductor inductance L in the connecting portion 18 is small, and the intermediate circuit 180 (see FIG. 1) It acts to directly connect the radiation plates 14 and 16. Since the radiation plates 14 and 16 as a whole (combination) are approximately ½ of the wavelength λ L of the high-frequency current I as shown in the figure, the high-frequency currents I of the radiation plates 14 and 16 are both of the same polarity, It functions as one planar antenna with a length of λ L / 2.

この構成においても放射板１４及び１６上の第１の高周波電流（低帯域）は同極性であるため、一辺が１／２波長の単体の平面アンテナと同等の利得が得られ、平面形状のサイズも第１の高周波信号（低域）で使用される単体の平面アンテナと略同様のサイズとなる。   Also in this configuration, since the first high-frequency current (low band) on the radiation plates 14 and 16 has the same polarity, a gain equivalent to that of a single planar antenna having a ½ wavelength on one side is obtained, and the size of the planar shape is obtained. Is substantially the same size as a single planar antenna used in the first high-frequency signal (low frequency).

図８（Ｂ）は、上記構成のアンテナを第１の高周波帯域（低域）で使用した場合の指向性図である。単一の平面パッチアンテナと同様の単一指向特性が得られる。約９ｄＢiの利得が得られる。   FIG. 8B is a directivity diagram when the antenna having the above configuration is used in the first high frequency band (low frequency band). Unidirectional characteristics similar to those of a single planar patch antenna can be obtained. A gain of about 9 dBi is obtained.

以上説明したように、本発明の２周波数共用平面アンテナは、相対的に低い第１の高周波数帯域（例えば、２．４ＧＨｚ帯）では、２つの放射板１４及び放射板１６の組み合わせが１つの単体のアンテナとして動作し、相対的に高い第２の高周波数帯域（例えば、５ＧＨｚ帯）では、２つの放射板１４及び放射板１６が同極性の２つの平面アンテナとして動作する。   As described above, the two-frequency shared planar antenna of the present invention has one combination of the two radiation plates 14 and the radiation plate 16 in the relatively low first high frequency band (for example, 2.4 GHz band). The two radiation plates 14 and 16 operate as two planar antennas having the same polarity in a relatively high second high frequency band (for example, 5 GHz band).

図９は、本発明の２周波共用平面アンテナの各部のサイズ例を示している。
図９（Ａ）は、放射板１６のサイズ例を示しており、縦幅ａは約λH／２、横幅ｂは約λH／２である。実施例では、ａ，ｂのサイズは２９ｍｍである。 FIG. 9 shows an example of the size of each part of the dual-frequency planar antenna of the present invention.
FIG. 9A shows an example of the size of the radiation plate 16, wherein the vertical width a is about λ H / 2, and the horizontal width b is about λ H / 2. In the embodiment, the sizes of a and b are 29 mm.

図９（Ｂ）は、放射板１４のサイズ例を示しており、縦幅ｃは約λL／２、横幅ｄは約λL／２である。実施例では、ｃのサイズは４８ｍｍ、ｄのサイズは６０ｍｍである。
下辺のｅ，ｆは約（（λL／２）−（λH／２）−２Ｇ）／２、ここでＧはギャップの幅である。実施例では、ｅ、ｆのサイズは１３ｍｍである。 FIG. 9B shows an example of the size of the radiation plate 14. The vertical width c is about λ L / 2, and the horizontal width d is about λ L / 2. In the embodiment, the size of c is 48 mm, and the size of d is 60 mm.
E and f on the lower side are about ((λ L / 2) − (λ H / 2) −2G) / 2, where G is the width of the gap. In the embodiment, the sizes of e and f are 13 mm.

凹部の開口幅ｇは約（λH／２）＋２Ｇ、凹部底部の厚さｈは約λH／２、凹部の両側の突起部ｉの長さは約λH／２が望ましい。実施例では、ｈのサイズは２６ｍｍである。ｉのサイズは２２ｍｍである。 The opening width g of the recess is preferably about (λ H / 2) + 2G, the thickness h of the bottom of the recess is about λ H / 2, and the length of the protrusions i on both sides of the recess is preferably about λ H / 2. In the example, the size of h is 26 mm. The size of i is 22 mm.

また、誘電体板２０の厚さを調整することによってアンテナの周波数帯域特性のＱを設定することが可能である。   Further, by adjusting the thickness of the dielectric plate 20, it is possible to set the frequency band characteristic Q of the antenna.

なお、アンテナの各部のサイズは上記に限定されるものではなく、目的とするアンテナ特性に応じて適宜に選定される。   Note that the size of each part of the antenna is not limited to the above, and is appropriately selected according to the target antenna characteristics.

図１０は、比較例の２周波共用アンテナを断面図で示している。同図において図１と対応する部分には同一符号を付している。この例では、地板１２の上に低域周波数用の放射板１４を配置し、更に、放射板１４の上に高域周波数用の放射板１６を配置している。同軸ケープルの中心導体を放射板１６に直接接続し、中心導体と放射板１４とを隙間を介した容量結合によって接続している。同軸ケープルの外部導体は地板１２に接続される。このアンテナは周波数ｆ1とｆ2の２つの共振周波数特性をもつので、ｆ1とｆ2をそれぞれ２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯に設定することができる。 FIG. 10 shows a cross-sectional view of the dual-frequency shared antenna of the comparative example. In the figure, parts corresponding to those in FIG. In this example, a low-frequency radiation plate 14 is disposed on the ground plane 12, and a high-frequency radiation plate 16 is disposed on the radiation plate 14. The central conductor of the coaxial cable is directly connected to the radiation plate 16, and the central conductor and the radiation plate 14 are connected by capacitive coupling through a gap. The outer conductor of the coaxial cable is connected to the ground plane 12. This antenna therefore has two resonant frequencies characteristic of the frequencies f 1 and f 2, it is possible to set the f 1 and f 2, respectively 2.4GHz band and 5GHz band.

図１１乃至図１３は、２周波共用アンテナの周波数対利得特性を示すグラフである。図中、実線は本願の２周波共用アンテナの特性を、点線は比較例の２周波共用アンテナの特性を示している。特性の測定は、図示しない自動測定装置を用いている。この装置は、広帯域送信アンテナから目的とする周波数の帯域で周波数を連続的に変化させた一定レベルの電波を放射し、これを供試アンテナで連続的に受信し、各受信周波数における受信レベルを表示する。本願の２周波共用アンテナの受信レベルと比較例の２周波共用アンテナの受信レベルを比較することにより利得差が判る。   11 to 13 are graphs showing the frequency vs. gain characteristics of the dual-frequency antenna. In the figure, the solid line indicates the characteristics of the dual-frequency antenna of the present application, and the dotted line indicates the characteristics of the dual-frequency antenna of the comparative example. The characteristic measurement uses an automatic measuring device (not shown). This device radiates a certain level of radio waves from the wideband transmitting antenna, with the frequency continuously changed in the target frequency band, and continuously receives this with the antenna under test. indicate. The gain difference can be found by comparing the reception level of the dual-frequency antenna of the present application with the reception level of the dual-frequency antenna of the comparative example.

図１１は、１．２５ＧＨｚ〜６．２５ＧＨｚにおける２つのアンテナの周波数特性を示している。図１２は、図１１の１．２５ＧＨｚ〜２．７ＧＨｚ帯域の特性を拡大して示している。図１３は、図１１の４ＧＨｚ〜６ＧＨｚ帯域の特性を拡大して示している。   FIG. 11 shows the frequency characteristics of two antennas at 1.25 GHz to 6.25 GHz. FIG. 12 shows an enlarged view of the characteristics of the 1.25 GHz to 2.7 GHz band of FIG. FIG. 13 shows enlarged characteristics of the 4 GHz to 6 GHz band of FIG.

図１１に示すように、２周波共用アンテナは、２ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯にピークを持つ周波数特性（共振特性）である。   As shown in FIG. 11, the dual-frequency antenna has frequency characteristics (resonance characteristics) having peaks in the 2 GHz band and the 5 GHz band.

図１２に示すように、２．４ＧＨｚにおける本願の２周波共用アンテナの受信レベルは約−３８ｄＢであるのに対し、比較例の受信レベルは約−３８．６ｄＢであり、これがピーク値となっている。また、２．５ＧＨｚにおける本願の２周波共用アンテナの受信レベル利得は約−３７ｄＢであるのに対し、比較例の受信レベルは約−４１ｄＢであり、４ｄＢの利得改善が見られる。また、本願の２周波共用アンテナは、利得が−４０ｄＢ以上となる帯域幅が比較例の約２倍に広がっていて、広帯域性に優れていることを示している。   As shown in FIG. 12, the reception level of the dual frequency antenna of the present application at 2.4 GHz is about −38 dB, whereas the reception level of the comparative example is about −38.6 dB, which is a peak value. Yes. In addition, the reception level gain of the dual-frequency antenna of the present application at 2.5 GHz is about -37 dB, whereas the reception level of the comparative example is about -41 dB, and a gain improvement of 4 dB is observed. In addition, the dual-frequency shared antenna of the present application has a bandwidth with a gain of −40 dB or more, which is about twice as wide as that of the comparative example, indicating that it has excellent broadband characteristics.

図１３に示すように、４．９ＧＨｚにおける本願の２周波共用アンテナの受信レベルは約−４４．８ｄＢであるのに対し、比較例の受信レベルは約−４８．１ｄＢである。４．７ｄＢの利得改善が見られる。また、５．４ＧＨｚにおける本願の２周波共用アンテナの受信レベルは約−４４．３ｄＢであるのに対し、比較例の受信レベルは約−４５ｄＢであり、０．７ｄＢの利得改善が見られる。また、本願の２周波共用アンテナは、−４６ｄＢ以上の受信レベルを得る帯域幅が比較例の約２倍に広がっていて、広帯域性に優れていることを示している。   As shown in FIG. 13, the reception level of the dual-frequency antenna of the present application at 4.9 GHz is about −44.8 dB, while the reception level of the comparative example is about −48.1 dB. There is a 4.7 dB gain improvement. The reception level of the dual-frequency shared antenna of the present application at 5.4 GHz is about −44.3 dB, whereas the reception level of the comparative example is about −45 dB, and a gain improvement of 0.7 dB can be seen. In addition, the dual-frequency antenna according to the present application has a bandwidth that obtains a reception level of −46 dB or more, which is about twice as wide as that of the comparative example, indicating that it has excellent broadband characteristics.

本測定は受信レベルを測定しているが、アンテナの可逆性より、送信レベルで測定しても同様である。   In this measurement, the reception level is measured, but the same applies to the measurement at the transmission level due to the reversibility of the antenna.

このように、本願の２周波共用平面アンテナによれば、２つの周波数帯においてそれぞれ利得の向上及び帯域幅の増加が図られている。無線ＬＡＮのように多チャネルで使用する場合には、各チャンネルの感度（利得）を向上させるため、広い帯域幅が必要であり、本アンテナの特性は好都合である。   As described above, according to the two-frequency shared planar antenna of the present application, the gain is increased and the bandwidth is increased in each of the two frequency bands. When using multiple channels as in a wireless LAN, a wide bandwidth is required to improve the sensitivity (gain) of each channel, and the characteristics of this antenna are advantageous.

なお、上述した実施例では、放射板１４及び１６として四角形の放射板を用いているが、この形状に限定されるものではない。例えば、円形、多角形（四角形、菱形などを含む）、などであっても良い。また、これ等の形を組み合わせたものであっても良い。   In the above-described embodiment, rectangular radiation plates are used as the radiation plates 14 and 16, but the present invention is not limited to this shape. For example, the shape may be a circle, a polygon (including a rectangle, a rhombus, etc.). Further, a combination of these shapes may be used.

（実施例２）   (Example 2)

図１４は、他の実施例を示している。同図において図１と対応する部分には同一符号を付し、かかる部分の説明は省略する。   FIG. 14 shows another embodiment. In the figure, parts corresponding to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

この実施例では、放射板１４及び１６をそれぞれ略円形の導体板で形成している。略円形の放射板１４の下部（一部）を凹状（円形状）に削除し、当該凹部に略円形の放射板１６を配置した構成としている。   In this embodiment, the radiation plates 14 and 16 are each formed of a substantially circular conductor plate. The lower part (part) of the substantially circular radiation plate 14 is deleted in a concave shape (circular shape), and the substantially circular radiation plate 16 is disposed in the concave portion.

このような形状とすることによって、２周波共用平面アンテナの周波数帯利得特性の広帯域化を図ることが可能となる。なお、この実施例の地板１２は四角形であるが、円形状のものであっても良い。   By adopting such a shape, it is possible to increase the frequency band gain characteristics of the dual-frequency planar antenna. In addition, although the base plate 12 of this embodiment is a quadrangle, it may be circular.

（実施例３）   (Example 3)

図１５は、他の実施例を示している。同図において図１と対応する部分には同一符号を付し、かかる部分の説明は省略する。   FIG. 15 shows another embodiment. In the figure, parts corresponding to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

この実施例では、放射板１４を略円形の導体板で形成し、放射板１６を四角形で形成している。略円形の放射板１４の下部（一部）を凹状（四角形状）に削除し、当該凹部に四角形の放射板１６を配置した構成としている。   In this embodiment, the radiation plate 14 is formed of a substantially circular conductor plate, and the radiation plate 16 is formed of a square shape. The lower part (part) of the substantially circular radiation plate 14 is deleted in a concave shape (square shape), and a rectangular radiation plate 16 is disposed in the concave portion.

（実施例４）   Example 4

図１６は、他の実施例を示している。同図において図１と対応する部分には同一符号を付し、かかる部分の説明は省略する。   FIG. 16 shows another embodiment. In the figure, parts corresponding to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

この実施例では、放射板１４を四角形の導体板で形成し、放射板１６を略円形で形成している。四角形の放射板１４の下部（一部）を凹状（円形状）に削除し、当該凹部に略円形の放射板１６を配置した構成としている。   In this embodiment, the radiation plate 14 is formed of a rectangular conductor plate, and the radiation plate 16 is formed in a substantially circular shape. The lower part (part) of the rectangular radiation plate 14 is deleted in a concave shape (circular shape), and a substantially circular radiation plate 16 is disposed in the concave portion.

（実施例５）   (Example 5)

図１７は、他の実施例を示している。同図において図１と対応する部分には同一符号を付し、かかる部分の説明は省略する。   FIG. 17 shows another embodiment. In the figure, parts corresponding to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

この実施例では、放射板１４を半円形の導体板で形成し、放射板１６を円形で形成している。放射板１４の下部（一部）を凹状（円形状）に削除し、当該凹部に放射板１６を配置した構成としている。   In this embodiment, the radiation plate 14 is formed of a semicircular conductor plate, and the radiation plate 16 is formed of a circle. The lower part (part) of the radiation plate 14 is deleted in a concave shape (circular shape), and the radiation plate 16 is disposed in the concave portion.

かかる構成とすることによって、２周波共用平面アンテナの外形を小型にすることができる利点がある。   With such a configuration, there is an advantage that the outer shape of the dual-frequency planar antenna can be reduced.

なお、放射板１４及び１６は異なる形状であっても良い。例えば、放射板１４が円形で放射板１６が多角形でも良い。また、放射板１４が多角形で放射板１６が円形でも良い。図１３においては、地板は示されていないが、放射板１４及び１６の輪郭形状に対応した適宜の形状のものを使用することができる。   The radiation plates 14 and 16 may have different shapes. For example, the radiation plate 14 may be circular and the radiation plate 16 may be polygonal. Further, the radiation plate 14 may be polygonal and the radiation plate 16 may be circular. In FIG. 13, the ground plane is not shown, but an appropriate shape corresponding to the contour shape of the radiation plates 14 and 16 can be used.

（実施例６）   (Example 6)

図１８は、第２の周波数帯域の利得特性に影響を与えないで第１の周波数帯域の共振周波数を変えることが出来る、他の実施例を示す。
この実施例では、放射板１６の両横中心に横突起部１６ａを設け、横突起部の長さおよび面積を変えることにより、第２の周波数に影響を与えないで第１の周波数の共振周波数を変えることが出来る。横突起部１６ａが配置される両横中心位置は第２の周波数において電流最大点（中性位置）にあたるため、形状の変化は第２の周波数において共振周波数に影響をおよぼさない。 FIG. 18 shows another embodiment in which the resonance frequency of the first frequency band can be changed without affecting the gain characteristics of the second frequency band.
In this embodiment, the lateral projections 16a are provided at both lateral centers of the radiation plate 16, and the length and area of the lateral projections are changed, so that the resonance frequency of the first frequency is not affected without affecting the second frequency. Can be changed. Since both lateral center positions where the lateral protrusions 16a are disposed correspond to the maximum current point (neutral position) at the second frequency, the change in shape does not affect the resonance frequency at the second frequency.

以上説明したように、本発明によれば、それぞれの周波数において単周波平面アンテナと同等な利得を持つ２周波共用アンテナが得られるので、屋内、屋外、列車・航空機・船舶内などで益々広がる無線ＬＡＮ公衆サービスに好適である。   As described above, according to the present invention, a dual-frequency shared antenna having a gain equivalent to that of a single-frequency planar antenna can be obtained at each frequency, so that wireless communication is increasingly spreading indoors, outdoors, in trains, airplanes, ships, and the like. Suitable for LAN public service.

１ ２周波共用平面アンテナ、１２ 地板、１４ 放射板、１４ａ 突起部、１６ 放射板、１６ａ，１６ｂ 給電端、１６ｃ 突起部、１８ 中間接続部、２０ 誘電体（絶縁体）板、２２ 同軸コネクタ、２４ 同軸ケーブル 1 2 frequency shared planar antenna, 12 ground plane, 14 radiation plate, 14a projection, 16 radiation plate, 16a, 16b feeding end, 16c projection, 18 intermediate connection, 20 dielectric (insulator) plate, 22 coaxial connector, 24 Coaxial cable

Claims (8)

２つの周波数帯域で使用可能な２周波共用平面アンテナであって、
第１の周波数帯域よりも高い周波数域である第２の周波数帯域で高周波信号に共振する特性を有する、第１の放射板を含む第１の平面アンテナと、
前記第２の周波数帯域で高周波信号に共振する特性を有する、第２の放射板を含む第２の平面アンテナと、
前記第１及び第２の平面アンテナ相互間を接続する接続部に設けられる中間回路と、を備え、
前記第１の放射板は一部に凹部が設けられた形状を有し、前記第２の放射板は当該凹部に沿って配置され、前記第２の放射板の一端部側に給電点が設定され、その他端部側が前記中間回路を介して前記第１の放射板の凹部に接続され、
該中間回路は、前記第１の周波数帯域において前記第１及び第２の放射板を直接接続し、前記第２の周波数帯域においてインダクタンスとなり、
前記第１の放射板の凹部が設けられた形状は左右対称形であり、当該凹部底部の左右対称の中心線方向における幅の寸法（ｈ）及び前記第２の放射板の左右対称の中心線方向における一端部側から他端部側までの寸法（ａ）がそれぞれ前記第２の周波数帯域の高周波信号の１／２波長に設定される、ことを特徴とする２周波共用平面アンテナ。 A dual-frequency planar antenna that can be used in two frequency bands,
A first planar antenna including a first radiation plate having a characteristic of resonating with a high-frequency signal in a second frequency band that is a higher frequency band than the first frequency band;
A second planar antenna including a second radiation plate having a characteristic of resonating with a high-frequency signal in the second frequency band;
An intermediate circuit provided in a connecting portion that connects between the first and second planar antennas ,
The first radiation plate has a shape in which a recess is provided in part, the second radiation plate is disposed along the recess, and a feeding point is set on one end side of the second radiation plate by its other end is connected to the concave portion of the first radiation plate through the intermediate circuit,
The intermediate circuit directly connects the first and second radiation plates in the first frequency band, becomes an inductance in the second frequency band,
The shape of the first radiation plate provided with the recesses is bilaterally symmetric, and the width dimension (h) of the bottom of the recesses in the direction of the symmetrical centerline and the symmetrical centerline of the second radiation plate. The dual-frequency planar antenna according to claim 1, wherein a dimension (a) from one end side to the other end side in the direction is set to ½ wavelength of the high-frequency signal in the second frequency band . 前記第１の周波数帯域の高周波信号に対して前記第１及び第２の放射板の組み合せが１つの平面アンテナとして機能し、前記第２の周波数帯域の高周波信号に対して前記第１及び第２の放射板が２つの平面アンテナとして機能する、ことを特徴とする請求項１に記載の２周波共用平面アンテナ。 A combination of the first and second radiation plates functions as one planar antenna for the high-frequency signal in the first frequency band, and the first and second for the high-frequency signal in the second frequency band. dualband planar antenna according to claim 1, the radiating plate function as two planar antennas, characterized in that. 前記第２の放射板の外周の寸法が前記第２の周波数帯域の高周波信号の２波長に設定される、請求項１又は２に記載の２周波共用平面アンテナ。 The dimensions of the outer periphery of the second radiation plate is set to 2 wavelength of the second frequency band of the high frequency signal, dualband planar antenna according to claim 1 or 2. 前記第１及び第２の放射板を組み合わせた形状の外周の寸法が前記第１の周波帯域の高周波信号の２波長に設定される、請求項１に記載の２周波共用平面アンテナ。 2. The dual-frequency planar antenna according to claim 1 , wherein a dimension of an outer periphery of a shape obtained by combining the first and second radiation plates is set to two wavelengths of a high-frequency signal in the first frequency band. 前記第１及び第２の放射板を組み合わせた形状が左右対称形であり、対称の中心線上に前記給電点及び前記第１及び第２の放射板の接続点が配置される、請求項１乃至４のいずれかに記載の２周波共用平面アンテナ。 The combined shape of the first and second radiation plates is bilaterally symmetric, and the feeding point and the connection point of the first and second radiation plates are disposed on a symmetrical center line. 5. A dual-frequency planar antenna according to any one of 4 above. 前記第１及び第２の放射板を組み合わせた形状が、円形あるいは多角形で構成される、請求項１乃至５のいずれかに記載の２周波共用平面アンテナ。 Said first and shape combining the second radiation plate is comprised of circular or polygonal, dualband planar antenna according to any one of claims 1 to 5. 地板の面積が前記第１及び第２の放射板の面積の１．５〜３倍である、請求項１乃至６のいずれかに記載の２周波共用平面アンテナ。 The dual-frequency planar antenna according to any one of claims 1 to 6 , wherein an area of a ground plane is 1.5 to 3 times an area of the first and second radiation plates. 前記第１の放射板の凹部に配置された、前記第２の放射板の、該凹部内側面に対向する両側面中央部に突起部が設けられた、請求項１乃至７のいずれかに記載の２周波共用平面アンテナ。 Wherein arranged in the recess of the first radiation plate, said second radiating plate, the protrusion is provided on both sides the central portion facing the recess inner surface, according to any one of claims 1 to 7 Dual frequency planar antenna.
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