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公開番号2024098836
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-07-24
出願番号2023002584
出願日2023-01-11
発明の名称アンテナ装置
出願人株式会社SOKEN,株式会社デンソー
代理人個人,個人,個人
主分類H01Q 13/08 20060101AFI20240717BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】小型かつ複数の周波数で動作可能なアンテナ装置を提供する。
【解決手段】アンテナ装置1は、地板11と、高周波(第1周波数)用の給電アンテナ20と、低周波(第2周波数)用の無給電アンテナ30と、を備える。給電アンテナ20は、L字型に曲げられた板状のモノポールアンテナとして構成されてあって、給電側対向部21と延設部22を備える。給電側対向部21は地板11と対向する平板部であり、延設部22は給電側対向部21の縁部から地板11に向かって延設された構成である。給電点は延設部22の根本に配置されている。無給電アンテナ30は、メタマテリアルアンテナとして構成されてあって、無給電側対向部31と短絡部32を備える。無給電側対向部31は、第2周波数の信号が伝播可能なように給電側対向部21と近接配置されている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
地板（１１）と、
所定の第１周波数の電波を送信又は受信するための導体部材であって、給電点が設けられている給電アンテナ（２０）と、
前記第１周波数よりも低い第２周波数の電波を送信又は受信するための導体部材であって、給電点が設けられていない無給電アンテナ（３０）と、を備え、
前記給電アンテナは、
前記地板と所定の間隔をおいて平行に配置されている板状部材である給電側対向部（２１）と、
前記給電側対向部の縁部から前記地板に向かって延設されてあって、下端に前記給電点が設けられている延設部（２２）と、を備え、
前記無給電アンテナは、
前記給電側対向部の隣において、前記地板と対向するように配置されている無給電側対向部（３１）と、
前記無給電側対向部の中央部と前記地板とを接続する無給電側短絡部（３２）と、を備え、
前記無給電側対向部と前記給電側対向部の離隔であるアンテナ間隔は、前記第２周波数において前記給電側対向部と前記無給電側対向部が電磁界結合する値に設定されているアンテナ装置。
続きを表示（約 810 文字）【請求項２】
前記無給電側対向部は、その縁部から中央部に向かって延設されている所定幅のスリット（３３）を備える、請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項３】
前記スリットは、前記無給電側対向部と前記給電側対向部との間隙に対して平行に形成されている、請求項２に記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記給電アンテナは、前記給電点から所定距離以上離れている部位が板状に形成された、板状モノポールアンテナとして構成されている、請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項５】
前記給電側対向部を短絡する給電側短絡部（２３）を備える、請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項６】
前記給電アンテナは、板状逆Ｆアンテナとして構成されている、請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項７】
前記無給電側対向部は、矩形状であって、何れの辺の長さも前記第２周波数の波長の４分の１よりも短く設定されている、請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項８】
前記無給電側対向部は、直径が前記第２周波数の波長の４分の１の円の内部に収まる大きさである、請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項９】
前記給電側対向部と前記無給電側対向部はそれぞれ、前記地板と平行に設けられている樹脂板の表面又はその内部に、金属箔として形成されている、請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項１０】
前記給電アンテナ及び前記無給電アンテナを収容する樹脂ケース（９０）を備え、
前記樹脂ケースには、前記給電アンテナ及び前記無給電アンテナのそれぞれと当接することで、前記給電アンテナに対する前記無給電アンテナの位置の変化を規制する突起部（９３）が設けられている、請求項１に記載のアンテナ装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、メタマテリアルの応用技術である０次共振を利用したアンテナを備えたアンテナ装置に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、グランドとして機能する平板状の金属導体である地板と、当該地板に対向するように配置される平板状の金属導体である対向導体板と、対向導体板の中央と地板とを電気的に接続する短絡部と、を備える構造のアンテナが開示されている。この構造は、いわゆるマッシュルーム構造であり、メタマテリアルの基本構造と同じである。この種のアンテナ装置は、１つの側面において、メタマテリアル技術を応用したアンテナと解することができるため、メタマテリアルアンテナと称されることがある。
【０００３】
メタマテリアルアンテナでは、地板とパッチ部との間に形成される静電容量と、短絡部が備えるインダクタンスとによって、その静電容量とインダクタンスに応じた周波数において並列共振を生じさせる。なお、メタマテリアルの分散特性のうち、位相定数βがゼロ（０）となる周波数で共振する現象は０次共振と呼ばれる。位相定数βは、伝送線路を伝搬する波の伝搬係数γの虚部である。上記アンテナは、１つの側面において、所望の動作周波数において０次共振モードで動作するように設計されたアンテナと解することができる。故に、メタマテリアルアンテナは、０次共振アンテナと称されることもある。
【０００４】
特許文献２には、メタマテリアルアンテナを構成する対向導体板を複数のスリットで仮想的に複数のサブパッチ部に区分するとともに、サブパッチ部ごとに短絡部を設けた構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１７－５６６３号公報
特開２０１９－１２９４３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
通信方式の中には、５００ＭＨｚ以上離れた複数の周波数が使用されるものがある。例えばＷｉ－Ｆｉ（登録商標）では２．４ＧＨｚ帯（２４００～２４９７ＭＨｚ）と５ＧＨｚ帯（５１５０～５７３０ＭＨｚ）といった複数の周波数が使用されうる。このようにアンテナ装置としては、５００ＭＨｚ以上離れた複数の周波数で動作可能な構成が求められることがある。加えて、アンテナ装置としては小型化（低背化）も求められている。
【０００７】
本開示は、上記の検討又は着眼点に基づいて成されたものであり、その目的の１つは、小型かつ複数の周波数で動作可能なアンテナ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
ここに開示されるアンテナ装置は、地板（１１）と、所定の第１周波数の電波を送信又は受信するための導体部材であって、給電点が設けられている給電アンテナ（２０）と、第１周波数よりも低い第２周波数の電波を送信又は受信するための導体部材であって、給電点が設けられていない無給電アンテナ（３０）と、を備え、給電アンテナは、地板と所定の間隔をおいて平行に配置されている板状部材である給電側対向部（２１）と、給電側対向部の縁部から地板に向かって延設されてあって、下端に給電点が設けられている延設部（２２）と、を備え、無給電アンテナは、給電側対向部の隣において、地板と対向するように配置されている無給電側対向部（３１）と、無給電側対向部の中央部と地板とを接続する無給電側短絡部（３２）と、を備え、無給電側対向部と給電側対向部の離隔であるアンテナ間隔は、第２周波数において給電側対向部と無給電側対向部が電磁界結合する値に設定されている。
【０００９】
上記アンテナ装置では、第１周波数においては給電アンテナが動作する。また、上記のアンテナ装置が備える無給電アンテナは、無給電側対向部が中央部で短絡されていることから、メタマテリアルアンテナとして動作しうる構成である。ここで、給電アンテナと無給電アンテナとの離隔であるアンテナ間隔は、電磁界結合によって第２周波数の信号が給電アンテナから無給電アンテナへと伝搬可能な値に設定されている。よって、第２周波数では、無給電アンテナが、給電アンテナから伝搬してくる電力によってメタマテリアルアンテナとして作動する。メタマテリアルアンテナは、モノポールのように４分の１波長の長さを要求しない。よって上記の構成によれば、第２周波数のアンテナを小型に実現できる。つまり、上記構成によれば、小型であってかつ複数の周波数帯で動作可能となる。
【００１０】
なお、特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本開示の技術的範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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