JP7107105B2 - アンテナ - Google Patents
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Description
0. 比較例および本発明のアンテナの概要(図1~図3)
1.第1の実施の形態(2層構造のアンテナ電極を有するアンテナの構成例)(図4~図24)
1.1 第1の実施の形態に係るアンテナの構成例(図4~図9)
1.2 第1の実施の形態の変形例(図10~図24)
2.第2の実施の形態(1つの平面内に3つ以上のアンテナ電極を有するアンテナの構成例)(図25~図27)
3.第3の実施の形態(3層構造のアンテナ電極を有するアンテナの構成例)(図28~図38)
3.1 第3の実施の形態に係るアンテナの構成例
3.2 第3の実施の形態の変形例
4.第4の実施の形態(4層構造のアンテナ電極を有するアンテナの構成例)(図39~図45)
4.1 第4の実施の形態に係るアンテナの構成例
4.2 第4の実施の形態の変形例
5.その他の実施の形態
図1は、比較例に係るアンテナ101の斜視構成例を示している。図2は、比較例に係るアンテナ101の断面構成例を示している。
[1.1 第1の実施の形態に係るアンテナの構成例]
図4は、本発明の第1の実施の形態に係るアンテナ1の断面構成例を示している。図5は、アンテナ1における第2のアンテナ層22の平面構成例を示している。図6は、アンテナ1における第1のアンテナ層21の平面構成例を示している。図4は、図6におけるA-A′線の断面を側面視した状態を示している。
|f3-f1|<|f2-f1| ……(1)
|f3-f1|<|f4-f1| ……(2)
|f3-f1|<|f2-f3| ……(3)
|f3-f1|<|f4-f3| ……(4)
|f4-f2|<|f2-f1| ……(5)
|f4-f2|<|f4-f1| ……(6)
|f4-f2|<|f2-f3| ……(7)
|f4-f2|<|f4-f3| ……(8)
以下に、第1の実施の形態に係るアンテナ1の各種アンテナ特性をシミュレーションした結果を示す。シミュレーションに際し、図4ないし図6に符号で示した部分の寸法等は、以下の通りである。εr以外は寸法を表し、寸法の単位は[mm](ミリメートル)となっている。εrは誘電体60の比誘電率である。
L1=5.56mm,f1=33.7GHz
L2=7.40mm,f2=24.80GHz
L3=4.48mm,f3=37.9GHz
L4=6.68mm,f4=27.50GHz
(第1の変形例)
図10は、第1の実施の形態の第1の変形例に係るアンテナ1Aにおける第2のアンテナ層22の平面構成例を示している。図11は、アンテナ1Aにおける第1のアンテナ層21の平面構成例を示している。図12は、アンテナ1Aの第1の断面の構成例を示している。図13は、アンテナ1Aの第2の断面の構成例を示している。図12は、図11におけるA-A′線の断面を側面視した状態を示している。図13は、図11におけるB-B′線の断面を側面視した状態を示している。
図14は、第1の実施の形態の第2の変形例に係るアンテナ1Bの斜視構成例を示している。
図16は、第1の実施の形態の第3の変形例に係るアンテナ1Cの斜視構成例を示している。
図18は、第1の実施の形態の第4の変形例に係るアンテナ1Dの斜視構成例を示している。
図20は、第1の実施の形態の第5の変形例に係るアンテナ1Eの斜視構成例を示している。図21は、アンテナ1Eの第1の断面の構成例を示している。図22は、アンテナ1Eの第2の断面の構成例を示している。図23は、アンテナ1Eにおけるプローブ層51の平面構成例を示している。図21は、図20におけるA-A′線の断面を側面視した状態を示している。図22は、図20におけるB-B′線の断面を側面視した状態を示している。
図24は、第1の実施の形態の第6の変形例に係るアンテナ1Fの斜視構成例を示している。アンテナ1Fにおける第1の断面および第2の断面の構成は、図21、図22と略同様である。
第1の実施の形態では、第1および第2のアンテナ層21,22のそれぞれに、環状の2つのアンテナ電極を形成することによって、2つのアンテナ電極の組を形成するようにしたが、アンテナ層の数は2つに限らない。第1および第2のアンテナ層21,22の上層または下層にさらに1または複数のアンテナ層を追加して3つ以上のアンテナ層を形成し、各アンテナ層に環状の2つのアンテナ電極を形成するようにしてもよい。そして、積層方向において重なる3つ以上のアンテナ電極を1つの組とし、それぞれが3つ以上のアンテナ電極からなる2つのアンテナ電極の組を形成してもよい。これにより、3つ以上のアンテナ電極を結合させることによって、1つの周波数帯域を形成するようにしてもよい。
次に、本発明の第2の実施の形態に係るアンテナについて説明する。なお、以下では、上記第1の実施の形態に係るアンテナの構成要素と略同じ部分については、同一符号を付し、適宜説明を省略する。
アンテナ2では、第1および第2のアンテナ層21,22のそれぞれに、環状の3つのアンテナ電極を形成することによって、3組のアンテナ電極の組を形成するようにしたが、1つのアンテナ層に形成するアンテナ電極の数は3つに限らない。すなわち、形成するアンテナ電極の組は3組に限らない。第1および第2のアンテナ層21,22のそれぞれに、環状の4つ以上のアンテナ電極を形成することによって、4組以上のアンテナ電極の組を形成するようにしてもよい。これにより、アンテナの周波数帯域を4つ以上、形成してもよい。
次に、本発明の第3の実施の形態に係るアンテナについて説明する。なお、以下では、上記第1または第2の実施の形態に係るアンテナの構成要素と略同じ部分については、同一符号を付し、適宜説明を省略する。
図28は、第3の実施の形態に係るアンテナ3の断面構成例を示している。図29は、アンテナ3を積層方向から見た平面構成例を示している。図30は、アンテナ3における第1ないし第3のアンテナ層21~23の平面構成例を示している。図31は、アンテナ3におけるプローブ層51の平面構成例を示している。図28は、図29におけるA-A′線の断面を側面視した状態を示している。
以下に、アンテナ3の各種アンテナ特性をシミュレーションした結果を示す。シミュレーションに際し、図28ないし図31に符号で示した部分の寸法等は、上述の通りである。
図35は、第3の実施の形態の一変形例に係るアンテナ3Aの断面構成例を示している。図36は、アンテナ3Aを積層方向から見た平面構成例を示している。図37は、アンテナ3Aにおける第1ないし第3のアンテナ層21~23の平面構成例を示している。図38は、アンテナ3Aにおけるプローブ層51の平面構成例を示している。図35は、図36におけるA-A′線の断面を側面視した状態を示している。
アンテナ3,3Aでは、2組のアンテナ電極の組を形成するようにしたが、形成するアンテナ電極の組は2組に限らない。第2の実施の形態に係るアンテナ2(図25~図27)のように、第1ないし第3のアンテナ層21~23のうち、いずれか2つのアンテナ層に第5のアンテナ電極15および第6のアンテナ電極16を追加して、3組のアンテナ電極の組を形成し、アンテナの周波数帯域を3つ形成するようにしてもよい。さらに、2以上のアンテナ電極を追加して、4組以上のアンテナ電極の組を形成し、アンテナの周波数帯域を4つ以上、形成してもよい。
次に、本発明の第4の実施の形態に係るアンテナについて説明する。なお、以下では、上記第1ないし第3のいずれかの実施の形態に係るアンテナの構成要素と略同じ部分については、同一符号を付し、適宜説明を省略する。
図39は、第4の実施の形態に係るアンテナ4の断面構成例を示している。図40は、アンテナ4を積層方向から見た平面構成例を示している。図41は、アンテナ4における第1ないし第4のアンテナ層21~24の平面構成例を示している。図42は、アンテナ4におけるプローブ層51の平面構成例を示している。図39は、図40におけるA-A′線の断面を側面視した状態を示している。
L1=4.76mm,f1=39.1GHz
L2=6.00mm,f2=31.2GHz
L3=4.80mm,f3=38.6GHz
L4=6.40mm,f4=29.6GHz
以下に、アンテナ4の各種アンテナ特性をシミュレーションした結果を示す。シミュレーションに際し、図39ないし図42に符号で示した部分の寸法等は、上述の通りである。また、第1ないし第4のアンテナ電極11~14のそれぞれの周回長L1~L4および固有共振周波数f1~f4は、上述の通りである。
アンテナ4では、2組のアンテナ電極の組を形成するようにしたが、形成するアンテナ電極の組は2組に限らない。第2の実施の形態に係るアンテナ2(図25~図27)のように、第1ないし第4のアンテナ層21~24のうち、いずれか2つのアンテナ層に第5のアンテナ電極15および第6のアンテナ電極16を追加して、3組のアンテナ電極の組を形成し、アンテナの周波数帯域を3つ形成するようにしてもよい。さらに、2以上のアンテナ電極を追加して、4組以上のアンテナ電極の組を形成し、アンテナの周波数帯域を4つ以上、形成してもよい。
本発明による技術は、上記各実施の形態の説明に限定されず種々の変形実施が可能である。
Claims (7)
- 第1の平面と、第2の平面と、前記第1の平面とは異なる第3の平面と、前記第2の平面とは異なる第4の平面と、第1ないし第4の平面とは異なる第5の平面とを有し、前記第1ないし第5の平面が互いに平行となるように積層配置された誘電体と、
前記第1の平面内に環状に形成された第1のアンテナ電極と、
前記第2の平面内に環状に形成され、前記第1のアンテナ電極とは大きさの異なる第2のアンテナ電極と、
前記第3の平面内に環状に形成された第3のアンテナ電極と、
前記第4の平面内に環状に形成され、前記第3のアンテナ電極とは大きさの異なる第4のアンテナ電極と、
前記第5の平面内に形成され、前記第1ないし第4のアンテナ電極に給電可能となるように、積層方向からの平面視において、前記第1および第3のアンテナ電極のうちの少なくとも一方のアンテナ電極と、前記第2および第4のアンテナ電極のうちの少なくとも一方のアンテナ電極とに対して重なる部分を有する少なくとも1つのプローブ電極と
を備え、
積層方向からの平面視において、前記第1ないし第4のアンテナ電極のうちの最も大きなアンテナ電極の外周よりも内側に、前記最も大きなアンテナ電極以外の他のアンテナ電極が内包され、
積層方向からの平面視において、前記第1および第2のアンテナ電極のうちの大きい方のアンテナ電極と、前記第3および第4のアンテナ電極のうちの大きい方のアンテナ電極とが互いに重なる部分を有し、
積層方向からの平面視において、前記第1および第2のアンテナ電極のうちの小さい方のアンテナ電極と、前記第3および第4のアンテナ電極のうちの小さい方のアンテナ電極とが互いに重なる部分を有する
アンテナ。 - 前記第1の平面と前記第2の平面とが同一の第1の面とされ、
前記第3の平面と前記第4の平面とが同一の第2の面とされ、
前記第1の面において、前記第2のアンテナ電極は前記第1のアンテナ電極の外側に形成され、
前記第2の面において、前記第4のアンテナ電極は前記第3のアンテナ電極の外側に形成されている
請求項1に記載のアンテナ。 - 前記第1の平面と前記第2の平面とが同一の面とされ、
前記同一の面において、前記第2のアンテナ電極は前記第1のアンテナ電極の外側に形成されている
請求項1に記載のアンテナ。 - 前記第1ないし第4の平面は互いに異なる面である
請求項1に記載のアンテナ。 - 前記少なくとも1つのプローブ電極は、第1のプローブ電極と第2のプローブ電極とを含み、
前記第1ないし第4のアンテナ電極は、前記第1ないし第4の平面に垂直な第1の対称面に対して鏡面対称となるように形成され、
前記第1のプローブ電極と前記第2のプローブ電極は、前記第1の対称面に対して鏡面対称となるように形成され、互いに差動で励振される
請求項1ないし4のいずれか1つに記載のアンテナ。 - 前記少なくとも1つのプローブ電極は、第3のプローブ電極と第4のプローブ電極とを含み、
前記第1ないし第4のアンテナ電極は、前記第1ないし第4の平面に垂直で前記第1の対称面とは異なる第2の対称面に対して鏡面対称となるように形成され、
前記第3のプローブ電極と前記第4のプローブ電極は、前記第2の対称面に対して鏡面対称となるように形成され、互いに差動で励振される
請求項5に記載のアンテナ。 - 前記少なくとも1つのプローブ電極は、第1のプローブ電極と第2のプローブ電極とを含み、
前記第1ないし第4のアンテナ電極は、前記第1ないし第4の平面に垂直な回転軸に対して180度回転対称となるように形成され、
前記第1のプローブ電極と前記第2のプローブ電極は、前記回転軸に対して180度回転対称となるように形成され、互いに差動で励振される
請求項1ないし4のいずれか1つに記載のアンテナ。
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