JP2001053521A - 携帯型無線機用アンテナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】更なる性能向上を図ることができる携帯型無線
機用アンテナを提供する。 【解決手段】携帯型無線機１は、リング部２及び台座部
３からなる指輪形状を有し、リング部２にスロットアン
テナ１０が設けられるとともに台座部１１に、他のアン
テナ素子としてのパターンアンテナ１１が設けられてい
る。パターンアンテナ１１において、絶縁基板の裏面に
は導体が全面に形成され、絶縁基板の表面には帯状のア
ンテナパターンが延設されている。スロットアンテナ１
０において、帯状をなすフレキシブル基板の上に粘着層
を介して銅箔が形成され、銅箔にはスロット（溝）が形
成されている。送信回路９の出力がパターンアンテナ１
１とスロットアンテナ１０に並列に接続されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は携帯型無線機用ア
ンテナに関し、例えば、生体信号を無線送信するための
通信用アンテナとして用いると好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、腕時計型の携帯無線機において筐
体の大きさの制約から腕時計のリング部を利用し、スロ
ットアンテナを組み込んだものがある（例えば、伊藤、
松沢、内藤：「移動体通信におけるアンテナの解析・設
計技術」、５章５．２節、（株）トリケップス、１９９
５）。

【０００３】しかし、更なる性能向上が望まれている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】そこで、この発明の目
的は、更なる性能向上を図ることができる携帯型無線機
用アンテナを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、携帯型無線機に用いられるスロットアンテナを、ス
ロットが折り返される形状に形成することにより、使用
する周波数に対応するスロット長を確保したことを特徴
としている。

【０００６】よって、アンテナ長を稼ぐことによりアン
テナ効率を向上することができる。つまり、従来の携帯
型無線機においては、指輪の場合には、単純なスロット
アンテナをリング部に収めようとした場合、アンテナ長
の不足に伴いアンテナ効率が低下してしまう欠点がある
が、スロットアンテナのスロット形状を変えることによ
り、アンテナ効率を向上させることができる。

【０００７】請求項１０に記載の発明は、リング部及び
台座部からなる指輪形状の携帯型無線機において、前記
リング部にスロットアンテナを設け、かつ、前記台座部
に、前記スロットアンテナとは放射パターンの異なる他
のアンテナ素子のパターンアンテナを設けたことを特徴
としている。

【０００８】よって、２つのアンテナを使用してアンテ
ナ効率を向上することができる。つまり、従来の携帯型
無線機においては、リング部のみの一つのアンテナでは
垂直（台座に水平）な偏波の放射効率が弱くなるという
欠点があるが、２つのアンテナを使用して、二種類の放
射パターンにてアンテナ効率を向上することができる。

【０００９】請求項１１に記載の発明は、磁流アンテナ
素子への給電において不平衡電流を許すことで、無線回
路基板のグランド面パターンを、該磁流アンテナ素子と
結合する電流アンテナ素子の一部として利用したことを
特徴としている。よって、２つのアンテナ素子を使用す
ること無く垂直・水平偏波を放射するとともに磁流アン
テナと電流アンテナの特性が補い合い、人体近傍および
離れた所でも利得に優れるアンテナ特性を得ることがで
きる。

【００１０】ここで、請求項１２に記載のように、磁流
アンテナ素子としてスロットアンテナ又はループアンテ
ナを用い、無線回路基板から離して配置することで、電
流アンテナとしても効率よく動作するようになる。

【００１１】また、請求項１３に記載のように、磁流ア
ンテナを磁界成分に加え電界成分を強く生成するように
し、より積極的に不平衡電流を許すようにするとよい。
さらに、電界成分を強く生成すべく、請求項１４に記載
のように、スロットアンテナの幅を広くしたり、請求項
１５に記載のように、スロットアンテナのスロットを折
り返すとよい。

【００１２】具体的には、スロットアンテナの幅を広く
すべく、請求項１６に記載のように、スロットアンテナ
は、対向して配置された少なくとも２本の長辺パターン
と、この２本の長辺パターンの端部同士を接続する少な
くとも２本の短辺パターンと、を備え、２本の短辺パタ
ーン同士を整合用コンデンサを介して接続する。あるい
は、請求項１９に記載のように、スロットアンテナは、
スロットが折り返され、かつそのスロットの端部からス
ロットの折り返し部分に向かう方向のアンテナの長さ
が、その方向に垂直な方向のアンテナの長さよりも長い
形状を有し、折り返し部分において対向して配置された
アンテナパターン同士を整合用コンデンサを介して接続
することにより、スロットアンテナの電界成分を強くす
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）以下、この
発明を具体化した第１の実施の形態を図面に従って説明
する。

【００１４】図１には、本実施の形態における携帯型無
線機１を示す。この携帯型無線機１は指輪型送信器であ
って、人の指に装着され、光を利用して血管中の血液の
流れを検出して電波にして送る装置である。つまり、光
を応用した脈波計測信号を生成し、アンテナから送信す
るものである。

【００１５】図１は、携帯型無線機（指輪型送信器）１
を、正面と平面と右側面から見た図である。指輪型送信
器１は、指を入れるリング部（指入れ部）２と、このリ
ング部２に固定された四角板状の台座部３からなる。リ
ング部２は、芯材４を有し、芯材（バンド）４はゴム製
または布製の帯を円環状にしたものである。この芯材４
の内周面には計測系フレキシブル基板５が固定され、計
測系フレキシブル基板５にはＬＥＤ６とフォトダイオー
ド７が固定されている。そして、ＬＥＤ６から指の血管
に向けて光が照射され、その反射光がフォトダイオード
７にて受光され、電気信号に変換される。このようにし
て、ＬＥＤ６とフォトダイオード７により脈波信号が計
測される。

【００１６】台座部３はプリント基板８を有する。プリ
ント基板８の上面には送信回路９が実装され、この送信
回路９から前述の脈波信号が出力される。前述のリング
部２において芯材４の外周面には送信用のスロットアン
テナ１０が設けられている。つまり、リング部２におい
ては芯材４の内側に計測系フレキシブル基板５が、ま
た、芯材４の外側にスロットアンテナ１０が配置されて
いる。さらに、台座部３において、プリント基板８の上
には他のアンテナ素子としてのパターンアンテナ（マイ
クロストリップアンテナ）１１が設けられ、パターンア
ンテナ１１が送信用アンテナとして機能する。このよう
に、送信用アンテナは、台座部３のパターンアンテナ１
１とリング部２のスロットアンテナ１０で構成されてい
る。

【００１７】なお、図１においては図２に示すごとくリ
ング部２は完全に環状になっていたが、図３に示すよう
に、リング部２は途中で分離するような構造であっても
よい。図３の符号２ａ，２ｂに示す部材は、バンド止め
具である。

【００１８】以下、スロットアンテナ１０とパターンア
ンテナ１１について詳しく説明する。図４には、パター
ンアンテナ１１を示す。図４において、絶縁基板２０の
裏面には導体２１が全面に形成されている。絶縁基板２
０の表面には帯状のアンテナパターン２２が延設されて
いる。帯状のアンテナパターン２２の一端が給電線２３
と接続されている。

【００１９】図５には、スロットアンテナ１０を展開図
として示す。つまり、帯状をなすスロットアンテナ１０
は、その長手方向にリング状に巻かれて使用される（図
１参照）。図５において、帯状をなすフレキシブル基板
（裏材）３０はポリイミド膜よりなる。フレキシブル基
板３０の上に粘着層３１を介して銅箔３２が形成されて
いる。銅箔３２にはスロット（溝）３３が形成され、銅
箔３２が細長い四角環状となっている。この銅箔３２は
給電線と接続されている。また、細長い四角環状の銅箔
３２においてその中央部には整合用コンデンサ３４が設
けられている。

【００２０】銅箔３２の厚さは０．０３５ｍｍ、粘着層
３１の厚さは０．０１０ｍｍ、裏材のフレキシブル基板
３０の厚さは０．０２５ｍｍである。また、フレキシブ
ル基板３０は幅Ｗが８．０ｍｍであり、長さＬが６０ｍ
ｍである。スロット３３の長さは、使用する電波の波長
をλとすると、λ／４である。

【００２１】なお、図５のスロットアンテナ１０の形状
はスロット長がリング部２内に収まる場合の例である。
図１の送信回路９の出力は、台座部３のパターンアンテ
ナ１１と、リング部２のスロットアンテナ１０に並列に
接続されている。パターンアンテナ１１とスロットアン
テナ１０は各々１００Ωにインピーダンスマッチングを
とり、並列に接続することで送信回路の出力インピーダ
ンス５０Ωに整合をとっている。

【００２２】図１の台座部３におけるパターンアンテナ
１１は、図４の基板２０と水平な主偏波成分を持ち、人
体から離れた場所でアンテナ効率が良くなる。また、リ
ング部２のスロットアンテナ１０は、リング部２に水平
な主偏波成分を持ち、人体近傍でアンテナ効率が良くな
る。つまり、表１に示すように、パターンアンテナ１１
においては主偏波成分が台座部３に水平であり、また、
アンテナ特性が人体から離れると効率がよい（電流アン
テナ）。一方、スロットアンテナ１０においては主偏波
成分が台座部３に垂直であり、また、アンテナ特性が人
体近傍で効率がよい（磁流アンテナ）。

【００２３】

【表１】 このように、本実施の形態は下記の特徴を有する。 （イ）リング部２及び台座部３からなる指輪形状の携帯
型無線機１において、リング部２にスロットアンテナ１
０を設け、かつ、台座部３に、スロットアンテナ１０と
は放射パターンの異なる他のアンテナ素子のパターンア
ンテナ１１を設けたので、２つのアンテナ１０，１１を
使用してアンテナ効率を向上することができる。

【００２４】詳しくは、リング部２にスロットアンテナ
１０を、台座部３にパターンアンテナ１１という構成に
することで人体近傍はもちろん離れたところでもアンテ
ナ効率が良く、指向性が良好なアンテナにすることがで
きる。より詳しくは、台座部３において台座部３に水平
な主偏波成分を持ち、人体から離れると効率の良いパタ
ーンアンテナ１１を設置し、スロットアンテナ１０と並
列接続をする。これにより、指輪がどのように向いても
垂直水平両偏波を放出することができる。つまり、単純
なスロットアンテナ１０に対し容易に指向性を合成する
ことができ、人体近傍および離れた場所でも良好なアン
テナ効率を得ることができる。このようにして、従来の
携帯型無線機においては、リング部のみの一つのアンテ
ナでは垂直（台座に水平）な偏波の放射効率が弱くなる
という欠点があるが、２つのアンテナ１０，１１を使用
して、二種類の放射パターンにてアンテナ効率を向上す
ることができる。 （第２の実施の形態）次に、第２の実施の形態を、第１
の実施の形態との相違点を中心に説明する。

【００２５】本例でも図１のように携帯型無線機１は、
リング部２及び台座部３からなる指輪形状を有し、リン
グ部２にスロットアンテナ１０を設け、かつ、台座部３
に、他のアンテナ素子としてのパターンアンテナ１１を
設けたものとなっている。

【００２６】図６，７には、本実施の形態におけるスロ
ットアンテナ１０の平面図を示す。スロット長がリング
部２に収まらない場合、銅箔４２に対しスロット（溝）
４０をジグザグに折り返す形状に形成し、これによりス
ロット長を稼ぎ、使用する周波数に対応するスロット長
を確保している。図６（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞ
れ長手方向に折り返した例である。図６（ａ）はスロッ
ト（溝）４０を１回折り返したものであり、図６（ｂ）
はスロット４０を２回折り返したものであり、図６
（ｃ）はスロット４０を３回折り返したものである。図
６（ａ）はスロット長が約１／８λであり、図６（ｂ）
はスロット長が約３／１６λであり、図６（ｃ）はスロ
ット長が約１／４λである。また、図６（ａ），
（ｂ），（ｃ）はＬ＝６０ｍｍ、Ｗ＝８ｍｍである。図
７においては、スロット４０を横手方向に折り返してい
る。

【００２７】スロットを折り返す場合、図６，７のよう
に、整合用のコンデンサ４１は、スロット４０の中央に
設置するのがよい。コンデンサ４１の設置箇所は図１で
の台座部３の真下となっている。

【００２８】ここで、整合用コンデンサ４１をスロット
４０の中央に設置したのは、以下の理由による。コンデ
ンサ４１の設置位置が台座部３の真下となり、突起部と
なるコンデンサ４１が台座部３により隠れ、リング部２
の外周面に凹凸を生じさせることなくコンデンサ４１を
設置する空間が容易に確保できる。また、コンデンサ４
１を中心にパターンアンテナ１１が対称であるとインピ
ーダンスのマッチングがとりやすい。

【００２９】図８に、図６（ａ），（ｂ），（ｃ）に示
すスロットアンテナの人体装着時の相対利得を示す。図
８の縦軸にアンテナ利得をとり、横軸にスロットアンテ
ナの種類をとっている。この図８からスロット長が大き
いほどアンテナ利得を向上させることができることが分
かる。ゆえに、十分にスロット長を得ることができれ
ば、アンテナ効率を向上することができるといえる。

【００３０】なお、本例でも送信回路９の出力は、台座
部３のパターンアンテナ１１と、リング部２のスロット
アンテナ１０に並列に接続され、全体として両放射パタ
ーン（指向性）を合成した放射パターン（指向性）を有
している。

【００３１】このように、本実施の形態は下記の特徴を
有する。 （イ）携帯型無線機に用いられるスロットアンテナ１０
を、スロット４０が折り返される形状に形成することに
より、使用する周波数に対応するスロット長を確保する
ようにしたので、アンテナ長を稼ぐことによりアンテナ
効率を向上することができる。つまり、従来の携帯型無
線機（リング部に単にスロットアンテナを組み込んだも
の）においては、指輪の場合には、単純なスロットアン
テナをリング部に収めようとした場合、アンテナ長の不
足に伴いアンテナ効率が低下してしまう欠点があるが、
スロットアンテナのスロット形状を変えることにより、
アンテナ効率を向上させることができる。 （ロ）ここで、リング部２を備えた指輪形状を有する携
帯型無線機において、（イ）のスロットアンテナ１０
を、リング部２に配置したので実用上好ましい。 （ハ）特に、携帯型無線機１には、スロットアンテナ１
０の放射パターンとは異なる放射パターンを有する他の
アンテナ素子１１がさらに設けられ、スロットアンテナ
１０の放射パターンと他のアンテナ素子１１の放射パタ
ーンとを合成した放射パターンを有するものとしたの
で、２つのアンテナ１０，１１を使用してアンテナ効率
を向上することができる。つまり、従来の携帯型無線機
においては、リング部のみの一つのアンテナでは垂直
（台座に水平）な偏波の放射効率が弱くなるという欠点
があるが、２つのアンテナを使用して、二種類の放射パ
ターンを有しアンテナ効率を向上することができる。 （第３の実施の形態）次に、第３の実施の形態を、第１
の実施の形態との相違点を中心に説明する。

【００３２】図９には、本実施の形態におけるスロット
アンテナの平面図を示す。図９（ａ）には、スロットア
ンテナ１０におけるフレキシブル基板３０の裏面でのパ
ターンを示すとともに、図９（ｂ）には、フレキシブル
基板３０の表面でのパターンを示す。図９（ａ）に示す
ように、フレキシブル基板３０の裏面において銅箔アン
テナパターン５０，５１が外周側に形成されている。ま
た、図９（ｂ）に示すように、フレキシブル基板３０の
表面において銅箔アンテナパターン５２，５３が内周側
に形成されている。パターン端部５０ａと５２ａ、５０
ｂと５３ａ、５１ａと５２ｂ、５１ｂと５３ｂは、それ
ぞれ、基板３０に形成したスルーホールにて接続されて
いる。

【００３３】このように、スロットアンテナ１０のアン
テナパターン（５０，５１，５２，５３）をリング部２
の表裏に配置すると、アンテナパターンを配置するため
の領域が拡大されるので、給電線や給電線とアンテナパ
ターンを接続するためのジャンパもパターン化できる。
これにより、アンテナパターン及び給電線のインピーダ
ンスの調整が容易となる。詳しくは、アンテナパターン
５０，５１，５２，５３を表裏両面に分けて配置するこ
とで、試作時にアンテナインピーダンスをジャンパによ
り容易に調整でき、ジャンパをパターンに変えることに
より、そのままインピーダンス固定でき、量産容易な構
成を実現することができる。

【００３４】図９（ａ）に示すように、フレキシブル基
板３０の裏面において銅箔給電パターン５４，５５が形
成されている。このように、給電線をパターン化するこ
とにより、フレキシブル基板３０の端点で給電でき、送
信回路との接続が容易である。

【００３５】また、フレキシブル基板３０の裏面におい
て給電点調整用ジャンパ５６がパターニングされ、この
ジャンパ５６にて銅箔給電パターン５４と銅箔アンテナ
パターン５０が接続されている。同様に、給電点調整用
ジャンパ５７がパターニングされ、このジャンパ５７に
て銅箔給電パターン５５と銅箔アンテナパターン５１が
接続されている。

【００３６】なお、リング部２は、フレキシブル基板３
０にアンテナパターン５０〜５３、給電パターン５４，
５５及びジャンパ５６，５７を印刷等によってパターン
形成することにより形成される。その後、樹脂等の保護
膜が表裏両面に形成されて、リング部２とする。

【００３７】そして、給電パターン５４，５５の一端の
パッド５４ａ，５５ａには送信回路（発振回路）９から
の高周波信号が入力され、パッド５４ａ，５５ａから、
給電パターン５４，５５、ジャンパ５６，５７、アンテ
ナパターン５０，５１を経て、アンテナパターン５２，
５３に至る。このように給電パターン５４，５５にてア
ンテナパターン５０，５１，５２，５３に給電される。

【００３８】また、図９（ａ）のフレキシブル基板３０
の裏面において整合用コンデンサ５８が配置され、同コ
ンデンサ５８がアンテナパターン５２と５３との間にお
いて基板３０に形成したスルーホールを通して電気的に
接続されている。また、図９（ａ）のフレキシブル基板
３０の裏面において、給電パターン５４の途中には抵抗
５９が配置されている。

【００３９】このように、本実施の形態は下記の特徴を
有する。 （イ）スロットアンテナ１０は、リング部２（基板３
０）の表裏両面に所定のパターンに配置されたアンテナ
パターン５０，５１，５２，５３と、リング部２の表裏
面の少なくとも一方に設けられ、アンテナパターン５０
〜５３に給電する給電パターン５４，５５とからなるも
のとしたので、実用上好ましい。 （ロ）アンテナのパターン５０〜５３をフレキシブル基
板３０の表裏両面に分けて配置し、アンテナインピーダ
ンスをジャンパにより調整できるようにし、ジャンパを
パターン（５６，５７）に変えて、そのままインピーダ
ンス固定できるようにしたので、実用上好ましい。 （第４の実施の形態）次に、第４の実施の形態を、第３
の実施の形態との相違点を中心に説明する。

【００４０】図１０には、本実施の形態におけるスロッ
トアンテナの平面図を示す。図１０（ａ）には、スロッ
トアンテナ１０におけるフレキシブル基板３０の裏面で
のパターンを示すとともに、図１０（ｂ）には、フレキ
シブル基板３０の表面でのパターンを示す。図１０
（ａ）に示すように、フレキシブル基板３０の裏面にお
いて銅箔アンテナパターン６０，６１，６２が形成され
ている。また、図１０（ｂ）に示すように、フレキシブ
ル基板３０の表面において銅箔アンテナパターン６３，
６４，６５が形成されている。パターン端部６０ａと６
４ａ、６０ｂと６３ａ、６２ａと６３ｂ、６１ａと６４
ｂ、６１ｂと６５ｂ、６２ｂと６５ａは、それぞれ、基
板３０に形成したスルーホールにて接続されている。

【００４１】フレキシブル基板３０の裏面において銅箔
給電パターン６６が形成されるとともに、フレキシブル
基板３０の表面において銅箔給電パターン６７が形成さ
れている。給電パターン６６と６７は基板３０の表と裏
に重ねて配置されている。また、給電パターン６６，６
７は基板３０の端点で給電できるようになっている。さ
らに、フレキシブル基板３０の裏面においてパターニン
グされた給電点調整用ジャンパ６８にて銅箔給電パター
ン６６と銅箔アンテナパターン６０が接続されている。
同様に、フレキシブル基板３０の表面においてパターニ
ングされた給電点調整用ジャンパ６９にて銅箔給電パタ
ーン６７と銅箔アンテナパターン６５が接続されてい
る。

【００４２】そして、給電パターン６６，６７の一端に
は送信回路９からの高周波信号が入力され、給電パター
ン６６，６７、ジャンパ６８，６９、アンテナパターン
６０，６５を経て、アンテナパターン６３，６４，６
１，６２に至る。

【００４３】また、図１０（ａ）のフレキシブル基板３
０の裏面において整合用コンデンサ５８が配置され、同
コンデンサ５８がアンテナパターン６３と６４との間に
おいて基板３０に形成したスルーホールを通して電気的
に接続されている。

【００４４】また、銅箔給電パターン６６，６７の配置
部分においてその一方の給電部分はフレキシブル基板３
０が細長く形成されている。つまり、フレキシブル基板
３０の端部が帯状をなし、この上に給電パターン６６，
６７が延設されている。この細い部位７０が給電線とし
て機能し、細い部位７０の端部が送信回路（発振回路）
９と直接、接続されている。

【００４５】この図１０に示すように、給電線を表と裏
に重ねて配置することでインピーダンスを規定値に保つ
ことも容易である。また、基板３０での給電線の部分の
みを細く延長することにより、アンテナ本体を指輪のベ
ルト内に収納し、そのまま指輪本体内の送信回路と接続
することが可能となる。

【００４６】また、給電線をリング部２の表裏に重ねて
配置すると、インピーダンスの変動を招くような相互作
用を排除でき、インピーダンスを規定値に保つことがで
きる。なお。台座部３に設けられた送信回路９のインピ
ーダンス、給電線のインピーダンス及びアンテナパター
ンのインピーダンスが例えば５０Ωにマッチングされて
いると、送信出力は最も効率良くアンテナから送出され
る。しかし、例えば給電線のインピーダンスがその値か
らずれると、送信出力の反射が生じて送信出力が低下し
てしまう。このように、アンテナパターンだけでなく、
給電線のインピーダンスも整合をとる必要がある。

【００４７】このように、本実施の形態は下記の特徴を
有する。 （イ）給電パターン６６，６７は、リング部２の表裏両
面にそれぞれ設けられるものとしたので、実用上好まし
い。 （ロ）特に、給電線（６６，６７）をパターン化してア
ンテナ基板３０の端点で給電できるようにするととも
に、表と裏に重ねて配置してインピーダンスを規定値に
保持するようにしたので、実用上好ましい。 （ハ）フレキシブル基板３０での給電線の部分７０のみ
を延長し、当該延長部位７０を送信回路と接続したの
で、実用上好ましい。

【００４８】なお、これまで説明してきた各実施の形態
においてはスロットアンテナとパターンアンテナとを組
み合わせて使用したが、スロットアンテナのみで使用し
てもよい。

【００４９】また、スロットアンテナの形状は、完全に
つながった円環状であっても、一部が切れた円環状であ
っても、円環における所定角度（例えば、９０°や６０
°等）だけを用いたものであってもよい。 （第５の実施の形態）次に、第５の実施の形態を、第１
の実施の形態との相違点を中心に説明する。

【００５０】図１１に示すように、本実施の形態におけ
る携帯型無線機１も、リング部２及び台座部３からなる
指輪形状を有する。リング部２にはスロットアンテナ８
０が配置されている。台座部３において無線回路基板
（ポリイミド製基板）８にはグランド面パターン８１が
形成されるとともに、送信回路８２が設けられている。
グランド面パターン８１および送信回路８２はリング部
２のスロットアンテナ８０とグランド用および信号用給
電線（図示略）にて接続されている。そして、グランド
電位を規定するためのグランド面パターン８１は、スロ
ットアンテナ８０の一箇所にグランド電位を与える。ま
た、スロットアンテナ８０の他の一箇所に高周波信号が
入力されるようになっている。

【００５１】なお、図１１においてはリング部２は完全
に環状になっていたが、図１２に示すように、リング部
２は途中で分離するような構造であってもよい。図１２
の符号２ａ，２ｂに示す部材は、バンド止め具である。

【００５２】図１３には、本実施の形態におけるリング
部アンテナとして用いるスロットアンテナ８０の平面図
（展開図）を示す。図１３において、スロットアンテナ
８０は、２本の長辺パターン（銅箔）８３ａ，８３ｂが
対向して配置されている。また、２本の短辺パターン
（銅箔）８４ａ，８４ｂが長辺パターン８３ａ，８３ｂ
の端部同士を接続している。各辺８３ａ，８３ｂ，８４
ａ，８４ｂにて囲まれた領域８５がスロットである。さ
らに、２本の長辺パターン８３ａ，８３ｂ同士が整合用
コンデンサ８６を介して接続されている。また、スロッ
トアンテナ８０への給電は給電点８７ａ，８７ｂを通し
て不平衡線路を使用し、さらにバラン等を用いず不平衡
電流を許すものとしている。このようにしてスロットア
ンテナ８０がグランド面パターン８１と結合している。
そして、スロットアンテナ８０をリング部２に使用する
ことで送信回路・グランド面パターンと物理的に離れた
配置となる。

【００５３】このように、磁流アンテナ素子であるスロ
ットアンテナ８０への給電において不平衡電流を許すこ
とで、無線回路基板８のグランド面パターン８１を、該
磁流アンテナ素子と結合する電流アンテナ素子の一部と
して利用している。また、スロットアンテナ８０を無線
回路基板８から離して配置することで、電流アンテナと
しても効率よく動作する。つまり、このアンテナは図１
４に示すように磁流型のスロットアンテナと、電流型の
ダイポールアンテナの２つのモードがあり、垂直水平両
偏波を放出し、人体近傍および離れた所でも利得に優れ
る。即ち、電流アンテナは、人体が遠くにあるときに利
得が向上する性質を有し、一方で磁流アンテナは人体の
近傍にあるときに利得が向上する性質を有するので、結
果として、指輪型アンテナを指に装着した際に、人体に
対する位置関係に係わらず優れた利得のアンテナとする
ことができる。

【００５４】また、パターンアンテナ等を新たに設ける
必要がなく、部品数、スペースの面で優れている。以
下、詳しく説明する。

【００５５】２つのループアンテナを使用することで垂
直・水平偏波を放出し、さらに指向性を改善することが
提案されている（特開平７−２３１２１７号公報）。ま
た、人体近傍で特性のよくなる磁界型モードに電界型モ
ードを加えたアンテナが提案されている（昭和５９年度
電子通信学会光・電波部門全国大会、１−８１頁、「ス
ロット・ダイポールアンテナ」）。しかしながら、この
方法ではアンテナ素子が２つ必要となり、部品点数、ス
ペースが増えるという問題がある。また、２つのループ
アンテナを使用する場合、磁流アンテナを用いているた
め、人体近傍で使用している時は利得が向上するが、人
体から１／４波長離れた点では利得が落ちるという問題
点がある。さらに、電界型モードを加える場合もアンテ
ナサイズが大きくなる問題点がある。

【００５６】これに対し、本実施形態においては、磁流
アンテナを基本としつつ、もとから存在するグランド面
パターン８１とこのアンテナ８０が形成する電流アンテ
ナのモードを追加している。このような構成とすること
により、２つのアンテナ素子を使用すること無く垂直・
水平偏波を放射するとともに、磁流アンテナと電流アン
テナの特性が補い合い、人体近傍および若干離れた所で
も利得に優れるアンテナ特性を得ることができる。

【００５７】以上のごとく、２つのアンテナ素子を使用
すること無く垂直・水平偏波を放射するとともに磁流ア
ンテナと電流アンテナの特性が補い合い、人体近傍およ
び離れた所でも利得に優れるアンテナ特性を得ることが
できる。 （第６の実施の形態）次に、第６の実施の形態を、第５
の実施の形態との相違点を中心に説明する。

【００５８】図１５には、図１３に代わる本実施形態の
スロットアンテナの平面図を示す。本実施形態において
は、磁流アンテナとしてのスロットアンテナを磁界成分
に加え電界成分を強く生成するように工夫し、より積極
的に不平衡電流を許すようにしている。スロットアンテ
ナの電界成分を強くすると、本来の磁流アンテナとして
の特性に加え、電流アンテナとしての特性もより付与す
ることが可能となる。

【００５９】図１５において、２本の長辺パターン８３
ａ，８３ｂと２本の短辺パターン８４ａ，８４ｂに関し
て、２本の短辺パターン８４ａ，８４ｂ同士が整合用コ
ンデンサ８８を介して接続されている。詳しくは、接続
線８９ａ，８９ｂを通して接続されている。

【００６０】図１３に示すスロットアンテナの場合、ス
ロット長方向に磁界成分が発生し、スロット幅方向に電
界成分が発生する。これに対し、図１５に示すようなス
ロット幅Ｗの広いスロットアンテナを使用することで、
スロット幅方向に長くなり、電界が強く発生する。この
ような形状にすることで、本来、磁流アンテナであるス
ロットアンテナが、磁界成分を弱める代わりに電界成分
を強く生成できるようになる。つまり、スロットアンテ
ナのスロット幅Ｗが広くなるように構成すると、本来、
磁流アンテナであるスロットアンテナの電界成分を強く
することができる。

【００６１】スロットアンテナが電界成分を強く生成す
ると送信回路・グランド面パターンとの結合が容易とな
り、スロットアンテナとグランド面パターン８１が形成
する電流アンテナのダイポールアンテナのモードがより
付加できる。

【００６２】ここで、スロットアンテナの長手方向がス
ロット幅Ｗになるか、若しくはスロット長Ｌになるか
は、整合用コンデンサの接続位置に依存する。つまり、
図１３のように長辺パターン８３ａ，８３ｂ同士を整合
用コンデンサ８６で接続すると、短辺部分がスロット幅
Ｗとなり、図１５のように短辺パターン８４ａ，８４ｂ
同士を接続すると、長辺部分がスロット幅Ｗとなる。な
お、給電位置は、単にインピーダンスマッチングをとる
ために変更されているだけでスロット幅Ｗの設定方向に
対する影響はない。

【００６３】このように本実施形態は下記の特徴を有す
る。 （イ）電界成分を強く生成すべく、スロットアンテナの
幅Ｗを広くした。具体的には、スロットアンテナは、対
向して配置された少なくとも２本の長辺パターン８３
ａ，８３ｂと、この２本の長辺パターン８３ａ，８３ｂ
の端部同士を接続する少なくとも２本の短辺パターン８
４ａ，８４ｂと、を備え、２本の短辺パターン８４ａ，
８４ｂ同士を整合用コンデンサ８８を介して接続した。 （第７の実施の形態）次に、第７の実施の形態を、第５
の実施の形態との相違点を中心に説明する。

【００６４】図１３に代わる本実施形態のスロットアン
テナパターン（銅箔）を、図１６に示す。つまり、図１
６の（ａ），（ｂ），（ｃ）のいずれかを使用する。こ
の図のように、スロットアンテナは、スロット９１が折
り返され、かつそのスロット９１の端部からスロット９
１の折り返し部分に向かう方向のアンテナの長さが、そ
の方向に垂直な方向のアンテナの長さよりも長い形状を
有し、折り返し部分において対向して配置されたアンテ
ナパターン９０同士を整合用コンデンサ（共振用コンデ
ンサ）９２を介して接続することにより、スロットアン
テナの電界成分を強くしている。

【００６５】つまり、図６（ａ），（ｂ），（ｃ）に示
したスロット４０を折り返したスロットアンテナは、整
合用コンデンサ４１に接続されたスロット間のアンテナ
パターン（図６でのコンデンサ４１に対し上下のスロッ
ト間のアンテナパターン）を接続線と考えれば、本実施
形態のアンテナの構造と均等な構造を有することとな
る。即ち、図６（ａ），（ｂ），（ｃ）に示したスロッ
トを折り返したスロットアンテナにおいても、電界成分
を強め、電流アンテナとしての特性を持たせることがで
きる。

【００６６】この図１６に示したように、アンテナ長Ｌ
を稼ぐためにスロットを折り返したアンテナを用いると
ともに、同折り返したスロットアンテナを図１１のリン
グ部２のアンテナとしても、スロットアンテナとして電
気的には第６の実施形態と等価であるため、第６の実施
形態と同様な効果を得ることができる。

【００６７】以上のごとく、スロットを折り返すことで
アンテナ長Ｌを稼ぎ、使用する周波数（この場合は３０
０ＭＨｚ）に対応するアンテナ長が確保できる。また、
アンテナ長Ｌを確保しているため、アンテナ効率を向上
することができる。さらに、磁界成分に加え電界成分を
強く生成できるため、送信回路・グランド面パターンと
の結合で電流型のモードを加えることができる。 （第８の実施の形態）次に、第８の実施の形態を、第５
の実施の形態との相違点を中心に説明する。

【００６８】図１７には図１３に代わる本実施形態のア
ンテナパターン（銅箔）を示す。本実施形態において
は、磁流アンテナとしてループアンテナ１００を用いて
いる。つまり、図１７のループアンテナ１００を図１１
のリング部アンテナとして用いても、第５の実施の形態
（図１３）と同様な効果を得ることができる。即ち、図
１８に示すように、ループアンテナ１００への給電は給
電点１０２ａ，１０２ｂを通して不平衡線路を使用し、
さらにバラン等を用いず不平衡電流を許すものとする。
このようにしてアンテナパターン１０１がグランド面パ
ターン８１と結合している。そして、ループアンテナ１
００をリング部２に使用することで送信回路・グランド
面パターンと物理的に離れた配置となり、図１９に示す
ように、不平衡電流によりグランド面パターン８１とア
ンテナパターン１０１による電流アンテナのダイポール
のモードを付加することができる。これより、磁流型の
モードに電流型のモードを加えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１の実施の形態における携帯型無線機を示
す図。

【図２】 携帯型無線機を示す斜視図。

【図３】 携帯型無線機を示す斜視図。

【図４】 パターンアンテナを示す図。

【図５】 スロットアンテナを示す図。

【図６】 第２の実施の形態におけるスロットアンテナ
の平面図。

【図７】 第２の実施の形態におけるスロットアンテナ
の平面図。

【図８】 アンテナ利得の測定結果を示す図。

【図９】 第３の実施の形態におけるスロットアンテナ
の平面図。

【図１０】 第４の実施の形態におけるスロットアンテ
ナの平面図。

【図１１】 第５の実施の形態における携帯型無線機を
示す斜視図。

【図１２】 携帯型無線機を示す斜視図。

【図１３】 第５の実施の形態におけるスロットアンテ
ナの平面図。

【図１４】 等価なアンテナを示す図。

【図１５】 第６の実施の形態におけるスロットアンテ
ナの平面図。

【図１６】 第７の実施の形態におけるスロットアンテ
ナの平面図。

【図１７】 第８の実施の形態におけるアンテナを示す
平面図。

【図１８】 アンテナを示す図。

【図１９】 第８の実施の形態における等価なアンテナ
を示す図。

【符号の説明】

１…携帯型無線機、２…リング部、３…台座部、８…プ
リント基板（無線回路基板）、９…送信回路、１０…ス
ロットアンテナ、１１…パターンアンテナ、４０…スロ
ット、５０，５１，５２，５３…アンテナパターン、５
４，５５…給電パターン、５６，５７…ジャンパ、６
０，６１，６２，６３，６４，６５…アンテナパター
ン、６６，６７…給電パターン、６８，６９…ジャン
パ、８１…グランド面パターン、８３ａ，８３ｂ…長辺
パターン、８４ａ，８４ｂ…短辺パターン、８８…整合
用コンデンサ、９１…スロット、９２…整合用コンデン
サ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 前田 登 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者 山田 道治 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 沼澤 成男 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 木村 禎祐 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 兒玉 悟 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 長谷川 昌雄 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 Ｆターム(参考） 5J021 AA02 AA13 AB05 AB06 CA06 DB04 FA32 GA08 HA05 HA10 JA07 5J047 AA04 AB08 AB13 FD01

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 携帯型無線機に用いられるスロットアン
   テナを、スロットが折り返される形状に形成することに
   より、使用する周波数に対応するスロット長を確保した
   ことを特徴とする携帯型無線機用アンテナ。
2. 【請求項２】 前記携帯型無線機は、リング部を備えた
   指輪形状を有し、前記スロットアンテナは、前記リング
   部に配置されることを特徴とする請求項１に記載の携帯
   型無線機用アンテナ。
3. 【請求項３】 前記スロットアンテナは、前記リング部
   の表裏両面に所定のパターンに配置されたアンテナパタ
   ーンと、前記リング部の表裏面の少なくとも一方に設け
   られ、当該アンテナパターンに給電する給電パターンと
   からなることを特徴とする請求項２に記載の携帯型無線
   機用アンテナ。
4. 【請求項４】 前記給電パターンは、前記リング部の表
   裏両面にそれぞれ設けられることを特徴とする請求項３
   に記載の携帯型無線機用アンテナ。
5. 【請求項５】 前記携帯型無線機には、前記スロットア
   ンテナの放射パターンとは異なる放射パターンを有する
   他のアンテナ素子がさらに設けられ、前記スロットアン
   テナの放射パターンと前記他のアンテナ素子の放射パタ
   ーンとを合成した放射パターンを有することを特徴とす
   る請求項１に記載の携帯型無線機用アンテナ。
6. 【請求項６】 前記携帯型無線機は、リング部及び台座
   部からなる指輪形状を有し、前記リング部に前記スロッ
   トアンテナを設け、かつ、前記台座部に、前記他のアン
   テナ素子としてのパターンアンテナを設けたことを特徴
   とする請求項５に記載の携帯型無線機用アンテナ。
7. 【請求項７】 アンテナのパターンを基板の表裏両面に
   分けて配置し、アンテナインピーダンスをジャンパによ
   り調整できるようにし、ジャンパをパターンに変えて、
   そのままインピーダンス固定できるようにしたことを特
   徴とする請求項１に記載の携帯型無線機用アンテナ。
8. 【請求項８】 給電線をパターン化してアンテナ基板の
   端点で給電できるようにするとともに、表と裏に重ねて
   配置してインピーダンスを規定値に保持するようにした
   ことを特徴とする請求項１に記載の携帯型無線機用アン
   テナ。
9. 【請求項９】 基板での給電線の部分のみを延長し、当
   該延長部位を送信回路と接続したことを特徴とする請求
   項８に記載の携帯型無線機用アンテナ。
10. 【請求項１０】 リング部及び台座部からなる指輪形状
    の携帯型無線機において、前記リング部にスロットアン
    テナを設け、かつ、前記台座部に、前記スロットアンテ
    ナとは放射パターンの異なる他のアンテナ素子のパター
    ンアンテナを設けたことを特徴とする携帯型無線機用ア
    ンテナ。
11. 【請求項１１】 磁流アンテナ素子への給電において不
    平衡電流を許すことで、無線回路基板のグランド面パタ
    ーンを、該磁流アンテナ素子と結合する電流アンテナ素
    子の一部として利用したことを特徴とする携帯型無線機
    用アンテナ。
12. 【請求項１２】 前記磁流アンテナ素子としてスロット
    アンテナ又はループアンテナを用い、無線回路基板から
    離して配置することで、電流アンテナとしても効率よく
    動作するようにしたことを特徴とする請求項１１に記載
    の携帯型無線機用アンテナ。
13. 【請求項１３】 磁流アンテナを磁界成分に加え電界成
    分を強く生成するようにし、より積極的に不平衡電流を
    許すようにしたことを特徴とする請求項１１に記載の携
    帯型無線機用アンテナ
14. 【請求項１４】 電界成分を強く生成すべく、スロット
    アンテナの幅を広くしたことを特徴とする請求項１３に
    記載の携帯型無線機用アンテナ
15. 【請求項１５】 電界成分を強く生成すべく、スロット
    アンテナのスロットを折り返したことを特徴とする請求
    項１３に記載の携帯型無線機用アンテナ
16. 【請求項１６】 スロットアンテナを有する携帯型無線
    機用アンテナであって、 前記スロットアンテナは、対向して配置された少なくと
    も２本の長辺パターンと、 この２本の長辺パターンの端部同士を接続する少なくと
    も２本の短辺パターンと、を備え、 前記２本の短辺パターン同士を整合用コンデンサを介し
    て接続したことを特徴とする携帯型無線機用アンテナ。
17. 【請求項１７】 前記携帯型無線機はリング部を備えた
    指輪形状を有し、前記スロットアンテナは前記リング部
    に配置されることを特徴とする請求項１６に記載の携帯
    型無線機用アンテナ。
18. 【請求項１８】 前記携帯型無線機はリング部及び台座
    部からなる指輪形状を有し、前記台座部に、グランド電
    位を規定するためのグランド面パターンを設け、前記ス
    ロットアンテナの一箇所にグランド電位を与え、かつ、
    他の一箇所に高周波信号が入力されることを特徴とする
    請求項１７に記載の携帯型無線機用アンテナ。
19. 【請求項１９】 スロットアンテナを有する携帯型無線
    機用アンテナであって、 前記スロットアンテナは、スロットが折り返され、かつ
    そのスロットの端部からスロットの折り返し部分に向か
    う方向のアンテナの長さが、その方向に垂直な方向のア
    ンテナの長さよりも長い形状を有し、前記折り返し部分
    において対向して配置されたアンテナパターン同士を整
    合用コンデンサを介して接続することにより、スロット
    アンテナの電界成分を強くしたことを特徴とする携帯型
    無線機用アンテナ。