JP2002043826A - アンテナ装置 - Google Patents
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- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/12—Supports; Mounting means
- H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
- H01Q1/24—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
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- H01Q1/242—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for hand-held use
- H01Q1/243—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for hand-held use with built-in antennas
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- H01Q7/00—Loop antennas with a substantially uniform current distribution around the loop and having a directional radiation pattern in a plane perpendicular to the plane of the loop
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
- H01Q9/04—Resonant antennas
- H01Q9/16—Resonant antennas with feed intermediate between the extremities of the antenna, e.g. centre-fed dipole
- H01Q9/26—Resonant antennas with feed intermediate between the extremities of the antenna, e.g. centre-fed dipole with folded element or elements, the folded parts being spaced apart a small fraction of operating wavelength
- H01Q9/265—Open ring dipoles; Circular dipoles
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Support Of Aerials (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Details Of Aerials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】人体に近接させて使用した状態でも利得の低下
が少ない、小型広帯域のアンテナ装置を提供する。 【解決手段】長方形の１波長ループアンテナエレメント
１０３を無線機地板１０１に近接して設置し、さらにル
ープアンテナエレメント１０３の両端を給電部に向かっ
て折り曲げることで、折り返し最先端部の電流がゼロと
なる電流分布を構成する。また、ループアンテナエレメ
ント１０３上に電流を集中させることで無線機地板１０
１上に流れる電流成分を低減し、人体が手に持った時の
影響を抑えるとともに、到来波に応じた指向特性を形成
する。
が少ない、小型広帯域のアンテナ装置を提供する。 【解決手段】長方形の１波長ループアンテナエレメント
１０３を無線機地板１０１に近接して設置し、さらにル
ープアンテナエレメント１０３の両端を給電部に向かっ
て折り曲げることで、折り返し最先端部の電流がゼロと
なる電流分布を構成する。また、ループアンテナエレメ
ント１０３上に電流を集中させることで無線機地板１０
１上に流れる電流成分を低減し、人体が手に持った時の
影響を抑えるとともに、到来波に応じた指向特性を形成
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、主として携帯無線
機で使用されるアンテナ装置に関し、特に、携帯無線機
に内蔵され、人体に近接させて使用される場合でも良好
な放射特性が得られるアンテナ装置に関する。
機で使用されるアンテナ装置に関し、特に、携帯無線機
に内蔵され、人体に近接させて使用される場合でも良好
な放射特性が得られるアンテナ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、携帯電話等の移動無線機に対する
需要が急激に高まっており、小型軽量で薄い無線機が求
められている。そのため、従来は、アンテナとして固定
式ヘリカルアンテナ、板状逆Ｆアンテナ等を用い、 小
型無線機に使用する場合に邪魔にならない小型で携帯性
のよいアンテナ系が実現されている。
需要が急激に高まっており、小型軽量で薄い無線機が求
められている。そのため、従来は、アンテナとして固定
式ヘリカルアンテナ、板状逆Ｆアンテナ等を用い、 小
型無線機に使用する場合に邪魔にならない小型で携帯性
のよいアンテナ系が実現されている。
【０００３】図１９は従来の携帯電話用アンテナとして
広く使用されている固定式ヘリカルアンテナの外観図で
あり、携帯電話本体２０上に固定式ヘリカルアンテナエ
レメント２１を配置することで、小型軽量なアンテナ系
を実現している。
広く使用されている固定式ヘリカルアンテナの外観図で
あり、携帯電話本体２０上に固定式ヘリカルアンテナエ
レメント２１を配置することで、小型軽量なアンテナ系
を実現している。
【０００４】また、図２０は従来の携帯電話用の内蔵ア
ンテナとして広く使用されている板状逆Ｆアンテナの構
造図であり、携帯電話本体の中に内蔵可能で無線機地板
上に近接して配置可能である。このアンテナは放射エレ
メント２２が無線機地板２３に平行に近接して配置さ
れ、、放射エレメント２２の一部を接地点２４に接地
し、一部に給電点２５から給電することで低背なアンテ
ナを実現し、携帯電話本体からアンテナが飛び出ない携
帯電話のデザインを可能としている。
ンテナとして広く使用されている板状逆Ｆアンテナの構
造図であり、携帯電話本体の中に内蔵可能で無線機地板
上に近接して配置可能である。このアンテナは放射エレ
メント２２が無線機地板２３に平行に近接して配置さ
れ、、放射エレメント２２の一部を接地点２４に接地
し、一部に給電点２５から給電することで低背なアンテ
ナを実現し、携帯電話本体からアンテナが飛び出ない携
帯電話のデザインを可能としている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図１９の固定
式ヘリカルアンテナの場合も、図２０の板状逆Ｆアンテ
ナの場合も、アンテナ素子だけでなく無線機地板上にも
多くのア−ス電流が流れてしまい、そのため無線機を人
体に近接させて使用するときには、手や頭部の影響を受
けて利得が大きく劣化してしまうという問題がある。
式ヘリカルアンテナの場合も、図２０の板状逆Ｆアンテ
ナの場合も、アンテナ素子だけでなく無線機地板上にも
多くのア−ス電流が流れてしまい、そのため無線機を人
体に近接させて使用するときには、手や頭部の影響を受
けて利得が大きく劣化してしまうという問題がある。
【０００６】図２１は、従来の固定式ヘリカルアンテナ
の電流分布図である。図２１では無線機地板およびアン
テナエレメントをワイヤ２６で近似し、アンテナに給電
した時にワイヤ２６上に流れる電流の絶対値分布２７を
３次元的に表現している。この図からも明らかなように
ヘリカルアンテナ上だけでなく無線機地板上にも多くの
ア−ス電流が流れている様子が分かる。
の電流分布図である。図２１では無線機地板およびアン
テナエレメントをワイヤ２６で近似し、アンテナに給電
した時にワイヤ２６上に流れる電流の絶対値分布２７を
３次元的に表現している。この図からも明らかなように
ヘリカルアンテナ上だけでなく無線機地板上にも多くの
ア−ス電流が流れている様子が分かる。
【０００７】また、図２２は、従来の固定式ヘリカルア
ンテナの放射指向性を表わした特性図であるが、アンテ
ナ上だけではなく無線機地板上にも大きなア−ス電流が
流れた結果、θ成分が支配的になっており、結果として
人が手に持って無線機を傾けて使用している状態では、
基地局からの到来波の偏波と無線機アンテナの偏波が一
致せずに受信性能が大きく低下してしまうという不具合
が合った。
ンテナの放射指向性を表わした特性図であるが、アンテ
ナ上だけではなく無線機地板上にも大きなア−ス電流が
流れた結果、θ成分が支配的になっており、結果として
人が手に持って無線機を傾けて使用している状態では、
基地局からの到来波の偏波と無線機アンテナの偏波が一
致せずに受信性能が大きく低下してしまうという不具合
が合った。
【０００８】さらにこれらのアンテナは小型化して無線
機本体の内部に配置した場合に、周辺部品や無線機地板
の影響を受けて狭帯域になるとともに利得が大きく劣化
する不具合があった。
機本体の内部に配置した場合に、周辺部品や無線機地板
の影響を受けて狭帯域になるとともに利得が大きく劣化
する不具合があった。
【０００９】本発明は、こうした従来の問題点を解決す
るものであり、無線機地板上に流れる電流成分を低減さ
せ、人体に近接させて使用した状態でも利得の低下が少
ない平衡系のアンテナを実現すると共に、無線機地板上
に近接して実装しても広帯域であり、さらに到来波に応
じた放射指向性を形成できる、小型広帯域高利得なアン
テナ装置を提供することを目的としている。
るものであり、無線機地板上に流れる電流成分を低減さ
せ、人体に近接させて使用した状態でも利得の低下が少
ない平衡系のアンテナを実現すると共に、無線機地板上
に近接して実装しても広帯域であり、さらに到来波に応
じた放射指向性を形成できる、小型広帯域高利得なアン
テナ装置を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の、携帯無線機本
体内に内蔵されるアンテナ装置は、短辺対長辺の比が１
０以上である長方形のル−プアンテナエレメントを具備
し、前記ル−プアンテナエレメントは、第１の周波数に
おける１波長と略同一の外周囲長を有し、前記無線機地
板に対して、平行にかつ前記波長に比べて十分小さい間
隔で近接して配置され、さらに前記短辺が給電部側に近
接するように折り返されている。
体内に内蔵されるアンテナ装置は、短辺対長辺の比が１
０以上である長方形のル−プアンテナエレメントを具備
し、前記ル−プアンテナエレメントは、第１の周波数に
おける１波長と略同一の外周囲長を有し、前記無線機地
板に対して、平行にかつ前記波長に比べて十分小さい間
隔で近接して配置され、さらに前記短辺が給電部側に近
接するように折り返されている。
【００１１】このため、ル−プアンテナエレメント上に
電流分布が集中し、無線機地板上に流れる電流成分を低
らすことができ、人体の影響を低減できる。さらにアン
テナアレメントを折り返すことで、無線機地板上に極め
て近接して配置しているにもかかわらず、広帯域特性を
持ちながら小型化することが出来る。
電流分布が集中し、無線機地板上に流れる電流成分を低
らすことができ、人体の影響を低減できる。さらにアン
テナアレメントを折り返すことで、無線機地板上に極め
て近接して配置しているにもかかわらず、広帯域特性を
持ちながら小型化することが出来る。
【００１２】また、ル−プアンテナエレメントの短辺の
電流分布がゼロになるような構成とすることで、近接平
行している電流成分同志で打ち消し合うこと無く高効率
に動作可能であり、小型ながら高利得なアンテナ装置を
実現することが出来る。
電流分布がゼロになるような構成とすることで、近接平
行している電流成分同志で打ち消し合うこと無く高効率
に動作可能であり、小型ながら高利得なアンテナ装置を
実現することが出来る。
【００１３】また、ル−プアンテナエレメントが平衡給
電線に接続されているために、安定してル−プアンテナ
エレメント上に電流分布を集中させることができる。
電線に接続されているために、安定してル−プアンテナ
エレメント上に電流分布を集中させることができる。
【００１４】また、ル−プアンテナエレメントに沿っ
て、波長に比べて十分小さい間隔で、１つ以上の無給電
エレメントが配置することで広帯域特性を持たせること
が出来、広帯域で安定して受信することが出来る。
て、波長に比べて十分小さい間隔で、１つ以上の無給電
エレメントが配置することで広帯域特性を持たせること
が出来、広帯域で安定して受信することが出来る。
【００１５】また、無給電エレメントの共振周波数が第
１の周波数と異なるように構成することによって、２共
振あるいは３共振特性を持たせることが出来、複数の周
波数やシステムにおいて安定して受信することが出来
る。
１の周波数と異なるように構成することによって、２共
振あるいは３共振特性を持たせることが出来、複数の周
波数やシステムにおいて安定して受信することが出来
る。
【００１６】また、ル−プアンテナエレメントあるいは
無給電エレメントの一部もしくは全体を板状に構成する
ことで、さらに帯域が広がり、広帯域で安定して受信す
ることが出来る。
無給電エレメントの一部もしくは全体を板状に構成する
ことで、さらに帯域が広がり、広帯域で安定して受信す
ることが出来る。
【００１７】また、ル−プアンテナエレメントあるいは
無給電エレメントは、樹脂、セラミック又はプリント基
板の構造体上に形成することで、堅固で安定したアンテ
ナ系を実現することが出来る。
無給電エレメントは、樹脂、セラミック又はプリント基
板の構造体上に形成することで、堅固で安定したアンテ
ナ系を実現することが出来る。
【００１８】また、ル−プアンテナエレメント上に流れ
る電流と無線機地板上に流れる高周波電流の比率を変化
させることで、使用環境や到来電波の変化に応じて最適
な放射指向性を形成でき、高感度なアンテナ系を実現で
きる。高周波電流の比率を変化させる手段としては、平
衡給電線から供給される高周波信号の間に、位相差をも
たせる調整手段を設けることや、ル−プアンテナエレメ
ントあるいは無給電エレメントを、給電部に対して非対
称な構成とすることで、実現できる。
る電流と無線機地板上に流れる高周波電流の比率を変化
させることで、使用環境や到来電波の変化に応じて最適
な放射指向性を形成でき、高感度なアンテナ系を実現で
きる。高周波電流の比率を変化させる手段としては、平
衡給電線から供給される高周波信号の間に、位相差をも
たせる調整手段を設けることや、ル−プアンテナエレメ
ントあるいは無給電エレメントを、給電部に対して非対
称な構成とすることで、実現できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図１から図１８を用いて説明する。
て、図１から図１８を用いて説明する。
【００２０】（第１の実施の形態）図１は、本発明のア
ンテナ装置の第１の実施の形態を示している。図中、１
０１は無線機地板、１０２は無線回路、１０３はル−プ
アンテナエレメントである。ル−プアンテナエレメント
１０３の一端は無線回路１０２に接続されており、別の
一端は無線機地板１０１に接地されている。このアンテ
ナ装置は、無線機に内蔵して使用される。
ンテナ装置の第１の実施の形態を示している。図中、１
０１は無線機地板、１０２は無線回路、１０３はル−プ
アンテナエレメントである。ル−プアンテナエレメント
１０３の一端は無線回路１０２に接続されており、別の
一端は無線機地板１０１に接地されている。このアンテ
ナ装置は、無線機に内蔵して使用される。
【００２１】図１では、無線機地板１０１として０．７
７λ×０．２３λ（λは第１の周波数における波長）の
大きさの銅板を使用しているが、無線機のプリント基板
上にパタ−ンを構成して無線機地板としてもよい。ル−
プアンテナエレメント１０３は、長辺２Ｗ＋２Ｈ−Ｇ、
短辺Ｐの長方形を折り返した構成になっており、折り返
した後のサイズは横幅Ｗ＝０．２３３λ、縦幅Ｐ＝０．
００３３λ、高さＨ＝０．０６７λを持ち、無線機地板
１０１に対して波長に比べて十分小さい間隔Ｓ＝０．０
０６７λで無線機地板１０１に平行に近接して配置され
ている。 線材には線径０．００５λの銅線を使用して
いるが、帯状のパタ−ンで構成しても良い。
７λ×０．２３λ（λは第１の周波数における波長）の
大きさの銅板を使用しているが、無線機のプリント基板
上にパタ−ンを構成して無線機地板としてもよい。ル−
プアンテナエレメント１０３は、長辺２Ｗ＋２Ｈ−Ｇ、
短辺Ｐの長方形を折り返した構成になっており、折り返
した後のサイズは横幅Ｗ＝０．２３３λ、縦幅Ｐ＝０．
００３３λ、高さＨ＝０．０６７λを持ち、無線機地板
１０１に対して波長に比べて十分小さい間隔Ｓ＝０．０
０６７λで無線機地板１０１に平行に近接して配置され
ている。 線材には線径０．００５λの銅線を使用して
いるが、帯状のパタ−ンで構成しても良い。
【００２２】ル−プアンテナエレメント１０３の両端部
は横幅Ｗの幅で無線機地板１０１に対して垂直方向に折
り返しており、高さＨ＝０．０６７λの所でさらに内側
に折り返されて、給電部側に近接している。図１では、
両端で折り返されたル−プアンテナエレメント１０３が
間隙Ｇ＝０．０６７λまで近接しているが、さらにもう
一度、給電部側に折り曲げても良い。
は横幅Ｗの幅で無線機地板１０１に対して垂直方向に折
り返しており、高さＨ＝０．０６７λの所でさらに内側
に折り返されて、給電部側に近接している。図１では、
両端で折り返されたル−プアンテナエレメント１０３が
間隙Ｇ＝０．０６７λまで近接しているが、さらにもう
一度、給電部側に折り曲げても良い。
【００２３】この折り曲げたル−プアンテナの外周囲長
はＬ＝４Ｗ＋４Ｈ−２Ｇ＋２Ｐ＝１．０７λと約１波長
の長さになっている。また、図のル−プアンテナエレメ
ント１０３を展開した元の長方形の短辺と長辺の比は
（２Ｗ＋２Ｈ−Ｇ ）/Ｐ＝１６１．５となっている。
はＬ＝４Ｗ＋４Ｈ−２Ｇ＋２Ｐ＝１．０７λと約１波長
の長さになっている。また、図のル−プアンテナエレメ
ント１０３を展開した元の長方形の短辺と長辺の比は
（２Ｗ＋２Ｈ−Ｇ ）/Ｐ＝１６１．５となっている。
【００２４】図２は、図１のアンテナ装置の動作原理を
説明するための図である。給電部から供給される電流は
点Ａから点Ｌに向かって流れるが、全外周囲長が約１波
長であるため電流分布の節と腹が４分の１波長毎に交互
に発生し、節の部分で位相が反転する。図２では、長方
形の短辺であるＣ−Ｄ、Ｉ−Ｊ部分が節に相当するため
電流分布がほぼゼロに等しくなり、Ｌ−ＡとＦ−Ｇの部
分が腹に相当するため電流分布がほぼ最大となる。また
位相関係はＤ−ＩとＪ−Ｃで逆相になるため、近接平行
している各経路では全て逆相同振幅となっている。この
ため近接平行している電流成分同志で打ち消し合うこと
無く、高効率に動作可能である。
説明するための図である。給電部から供給される電流は
点Ａから点Ｌに向かって流れるが、全外周囲長が約１波
長であるため電流分布の節と腹が４分の１波長毎に交互
に発生し、節の部分で位相が反転する。図２では、長方
形の短辺であるＣ−Ｄ、Ｉ−Ｊ部分が節に相当するため
電流分布がほぼゼロに等しくなり、Ｌ−ＡとＦ−Ｇの部
分が腹に相当するため電流分布がほぼ最大となる。また
位相関係はＤ−ＩとＪ−Ｃで逆相になるため、近接平行
している各経路では全て逆相同振幅となっている。この
ため近接平行している電流成分同志で打ち消し合うこと
無く、高効率に動作可能である。
【００２５】なお、Ｃ−Ｄ、Ｉ−Ｊ部分が節に相当する
条件としては長方形の短辺の長さが長辺の長さに比べて
小さい条件が必要であり、短辺対長辺の比が１０以上に
なるように構成することで、こうした電流分布を実現し
ている。
条件としては長方形の短辺の長さが長辺の長さに比べて
小さい条件が必要であり、短辺対長辺の比が１０以上に
なるように構成することで、こうした電流分布を実現し
ている。
【００２６】また、Ａ−ＢとＥ−Ｆの部分及びＧ−Ｈと
Ｋ−Ｌの部分では互いに逆相同振幅の電流分布になって
いる為に、遠方界で見た時にはこの部分の放射電界成分
は打ち消しあってゼロになる。しかしながらＢ−Ｃ、Ｄ
−Ｅ、Ｈ−Ｉ、Ｊ−Ｋの部分とＬ−Ａ、Ｆ−Ｇの部分で
は逆相であっても振幅の分布が異なり、特にＬ−Ａ、Ｆ
−Ｇの中央部分の電流成分が大きいために、この部分は
有効に放射性分として動作する。
Ｋ−Ｌの部分では互いに逆相同振幅の電流分布になって
いる為に、遠方界で見た時にはこの部分の放射電界成分
は打ち消しあってゼロになる。しかしながらＢ−Ｃ、Ｄ
−Ｅ、Ｈ−Ｉ、Ｊ−Ｋの部分とＬ−Ａ、Ｆ−Ｇの部分で
は逆相であっても振幅の分布が異なり、特にＬ−Ａ、Ｆ
−Ｇの中央部分の電流成分が大きいために、この部分は
有効に放射性分として動作する。
【００２７】図２では給電部を平衡給電型として示して
いるが、片側接地で片側給電の不平衡給電型であっても
接地点と給電点が近接し、ル−プアンテナエレメントを
対称に構成していれば同様の電流分布で動作するため
に、接地点から無線機地板に誘起される電流を低減でき
る。
いるが、片側接地で片側給電の不平衡給電型であっても
接地点と給電点が近接し、ル−プアンテナエレメントを
対称に構成していれば同様の電流分布で動作するため
に、接地点から無線機地板に誘起される電流を低減でき
る。
【００２８】図３は、図１の構成のアンテナ装置のイン
ピ−ダンス特性図であり、（ａ）はスミスチャ−ト、
（ｂ）の縦軸はＶＳＷＲ、横軸は周波数を表わしてい
る。一般的に地板に近接したル−プアンテナは狭帯域で
あるが、この構成のル−プアンテナの場合には共振周波
数が所望の受信周波数である２１１０ＭＨＺ〜２１７０
ＭＨＺでＶＳＷＲ＜２．５が確保されており、広帯域で
あることがわかる。
ピ−ダンス特性図であり、（ａ）はスミスチャ−ト、
（ｂ）の縦軸はＶＳＷＲ、横軸は周波数を表わしてい
る。一般的に地板に近接したル−プアンテナは狭帯域で
あるが、この構成のル−プアンテナの場合には共振周波
数が所望の受信周波数である２１１０ＭＨＺ〜２１７０
ＭＨＺでＶＳＷＲ＜２．５が確保されており、広帯域で
あることがわかる。
【００２９】図４は、図１の構成のアンテナ装置の放射
指向性を示す特性図である。 図４（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）の放射指向性パタ−ンにおいて、実線は電界のθ
成分（Ｅθ）、点線は電界のφ成分（Ｅφ）である。図
４に示す座標系において−Ｘ軸方向に電界のφ成分が放
射され、通話状態で人体と反対方向により多くの電磁波
が放射する指向性パタ−ンとなっており、人体による電
磁波の吸収が低減できる。図２２に示した従来のヘリカ
ルアンテナの放射指向性ではいずれの方向でもθ成分が
支配的であり、傾けた時に基地局の偏波と合わなくなっ
てしまうのに比べ、図 ４（ｂ）においてはＹ−Ｚ面で
６０度傾けて使用した通話状態時ではθ成分が垂直偏波
に近くなるため、基地局からの到来波の主偏波であると
ころの垂直偏波を受信しやすくなり、実電波環境での受
信性能が向上する。
指向性を示す特性図である。 図４（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）の放射指向性パタ−ンにおいて、実線は電界のθ
成分（Ｅθ）、点線は電界のφ成分（Ｅφ）である。図
４に示す座標系において−Ｘ軸方向に電界のφ成分が放
射され、通話状態で人体と反対方向により多くの電磁波
が放射する指向性パタ−ンとなっており、人体による電
磁波の吸収が低減できる。図２２に示した従来のヘリカ
ルアンテナの放射指向性ではいずれの方向でもθ成分が
支配的であり、傾けた時に基地局の偏波と合わなくなっ
てしまうのに比べ、図 ４（ｂ）においてはＹ−Ｚ面で
６０度傾けて使用した通話状態時ではθ成分が垂直偏波
に近くなるため、基地局からの到来波の主偏波であると
ころの垂直偏波を受信しやすくなり、実電波環境での受
信性能が向上する。
【００３０】図５は、第１の実施の形態のアンテナ装置
の電流分布図である。図５では無線機地板およびアンテ
ナエレメントをワイヤ１０で近似し、アンテナに給電し
た時にワイヤ１０上に流れる電流の絶対値分布１１を３
次元的に表現している。ル−プアンテナエレメント１０
３上に平衡電流が流れているため、無線機地板上には大
きなア−ス電流が流れていないことが分かる。この電流
分布の様子は図２１に示した従来の固定式ヘリカルアン
テナの電流分布と比較しても、無線機地板上に流れる電
流が非常に少ない様子が分かる。図２１のように無線機
地板上の電流が多いと、地板もアンテナの一部として動
作してしまう為、人が手に持った時に電流分布が大きく
変化し、アンテナインピ−ダンスの変化や放射効率の低
下を招いてしまうが、図５のように無線機地板上の電流
を少なくすることでこうした人体の影響を低減すること
ができる。また、無線機地板上の電流は無線機を人体頭
部に近接させた時の局所吸収電力（ＳＡＲ）の発生原因
になるが、本発明のアンテナ装置はＳＡＲの低減も図れ
る。
の電流分布図である。図５では無線機地板およびアンテ
ナエレメントをワイヤ１０で近似し、アンテナに給電し
た時にワイヤ１０上に流れる電流の絶対値分布１１を３
次元的に表現している。ル−プアンテナエレメント１０
３上に平衡電流が流れているため、無線機地板上には大
きなア−ス電流が流れていないことが分かる。この電流
分布の様子は図２１に示した従来の固定式ヘリカルアン
テナの電流分布と比較しても、無線機地板上に流れる電
流が非常に少ない様子が分かる。図２１のように無線機
地板上の電流が多いと、地板もアンテナの一部として動
作してしまう為、人が手に持った時に電流分布が大きく
変化し、アンテナインピ−ダンスの変化や放射効率の低
下を招いてしまうが、図５のように無線機地板上の電流
を少なくすることでこうした人体の影響を低減すること
ができる。また、無線機地板上の電流は無線機を人体頭
部に近接させた時の局所吸収電力（ＳＡＲ）の発生原因
になるが、本発明のアンテナ装置はＳＡＲの低減も図れ
る。
【００３１】図６は、ル−プアンテナエレメント１０３
の複数の構成例を模式的に表わしたものである。図６
（ａ）は、図１に示したル−プアンテナエレメント１０
３と同様に無線機地板１０１に平行にル−プ開口面を持
ち、両端部を給電部に向かって２回折り曲げた構成であ
り、折り返すことで広帯域特性を持ちながら小型化する
ことが出来る。図６（ｂ）は、無線機地板１０１に垂直
にル−プ開口面を持ち、両端部を無線機地板１０１に対
して給電部に向かって２回折り曲げた構成であり、広帯
域特性を持ちながら幅方向で薄型化することが出来る。
図６（ｃ）は、ル−プアンテナエレメント１０３の各折
り曲げ部分を滑らかに折り曲げた構成であり、電流がス
ム−ズに流れる為に効率低下を抑える事が出来る。 な
お、滑らかに折り曲げる部位はいずれの場所であっても
良い。図６（ｄ）は、ル−プアンテナエレメント１０３
の先端部でさらに給電部に向かって折り曲げ、両端部を
計３回折り曲げた構成であり、さらに小型化することが
出来る。図６（ｅ）は、ル−プアンテナエレメント１０
３を１回目の折り曲げの後にクランク状に折り曲げ、両
端部を計３回折り曲げた構成であり、さらに小型化する
ことが出来る。図６（ｆ）は、ル−プアンテナエレメン
ト１０３を板状に構成したものであり、板状に構成する
ことで、さらに帯域が広がり、広帯域で安定して受信す
ることが出来る。なお、板状に構成する部分は一部であ
っても良い。図６（ｇ）は、ル−プアンテナエレメント
１０３を、樹脂やセラミックやプリント基板などの構造
体１０７の上にパタ−ン化して構成したものであり、構
造上堅固であるとともに高精度に安定して制作可能であ
る。さらに無線機地板１０１をプリント基板で構成すれ
ば表面実装によって簡便に組み立てることができる。
の複数の構成例を模式的に表わしたものである。図６
（ａ）は、図１に示したル−プアンテナエレメント１０
３と同様に無線機地板１０１に平行にル−プ開口面を持
ち、両端部を給電部に向かって２回折り曲げた構成であ
り、折り返すことで広帯域特性を持ちながら小型化する
ことが出来る。図６（ｂ）は、無線機地板１０１に垂直
にル−プ開口面を持ち、両端部を無線機地板１０１に対
して給電部に向かって２回折り曲げた構成であり、広帯
域特性を持ちながら幅方向で薄型化することが出来る。
図６（ｃ）は、ル−プアンテナエレメント１０３の各折
り曲げ部分を滑らかに折り曲げた構成であり、電流がス
ム−ズに流れる為に効率低下を抑える事が出来る。 な
お、滑らかに折り曲げる部位はいずれの場所であっても
良い。図６（ｄ）は、ル−プアンテナエレメント１０３
の先端部でさらに給電部に向かって折り曲げ、両端部を
計３回折り曲げた構成であり、さらに小型化することが
出来る。図６（ｅ）は、ル−プアンテナエレメント１０
３を１回目の折り曲げの後にクランク状に折り曲げ、両
端部を計３回折り曲げた構成であり、さらに小型化する
ことが出来る。図６（ｆ）は、ル−プアンテナエレメン
ト１０３を板状に構成したものであり、板状に構成する
ことで、さらに帯域が広がり、広帯域で安定して受信す
ることが出来る。なお、板状に構成する部分は一部であ
っても良い。図６（ｇ）は、ル−プアンテナエレメント
１０３を、樹脂やセラミックやプリント基板などの構造
体１０７の上にパタ−ン化して構成したものであり、構
造上堅固であるとともに高精度に安定して制作可能であ
る。さらに無線機地板１０１をプリント基板で構成すれ
ば表面実装によって簡便に組み立てることができる。
【００３２】このようにル−プアンテナエレメント１０
３の周囲長を約１波長の長さとすることで無線機地板１
０１上を流れるア−ス電流を低減できる。またアンテナ
を無線機地板１０１に近接させることにより、無線機を
薄型形状に成形できると共に、無線機のプリント基板上
にアンテナを実装することも可能になるとともに地板方
向の放射成分を低減できる。さらに一般的に金属板に近
接させたル−プアンテナでは低インピ−ダンスかつ狭帯
域になるが、ル−プアンテナエレメント１０３の先端部
分を折り曲げて無線機地板１０１から遠ざける構造とす
ることで広帯域化が図れる。
３の周囲長を約１波長の長さとすることで無線機地板１
０１上を流れるア−ス電流を低減できる。またアンテナ
を無線機地板１０１に近接させることにより、無線機を
薄型形状に成形できると共に、無線機のプリント基板上
にアンテナを実装することも可能になるとともに地板方
向の放射成分を低減できる。さらに一般的に金属板に近
接させたル−プアンテナでは低インピ−ダンスかつ狭帯
域になるが、ル−プアンテナエレメント１０３の先端部
分を折り曲げて無線機地板１０１から遠ざける構造とす
ることで広帯域化が図れる。
【００３３】（第２の実施の形態）図７は、本発明のア
ンテナ装置の第２の実施の形態を示している。このアン
テナ装置は、ル−プアンテナエレメント１０３に平衡給
電することで安定してル−プアンテナエレメント上に電
流分布を集中させるようにしたものである。図７に示す
ように、ル−プアンテナエレメント１０３への給電を無
線回路１０２からバラン１０５および平衡給電線１０４
を経由して平衡系で行なっており、その他の構成は第１
の実施の形態と変わりがない。
ンテナ装置の第２の実施の形態を示している。このアン
テナ装置は、ル−プアンテナエレメント１０３に平衡給
電することで安定してル−プアンテナエレメント上に電
流分布を集中させるようにしたものである。図７に示す
ように、ル−プアンテナエレメント１０３への給電を無
線回路１０２からバラン１０５および平衡給電線１０４
を経由して平衡系で行なっており、その他の構成は第１
の実施の形態と変わりがない。
【００３４】バラン１０５は、無線回路１０２が不平衡
系の給電線に接続されている場合に、不平衡と平衡系と
を仲介するために置かれており、無線回路１０２の出力
が元々平衡系で構成されている場合には、バラン１０５
を経由しないで、無線回路１０２とル−プアンテナエレ
メント１０３とを給電線１０４で直接接続することがで
きる。図中のバラン１０５は、１対４のインピ−ダンス
変換器を使用しており、無線回路１０２の出力インピ−
ダンスが５０オ−ムであるのに対し、平衡給電線１０４
およびル−プアンテナエレメント１０３の入力インピ−
ダンスは２００オ−ムとなっている。２００オ−ムのル
−プアンテナを１対４のインピ−ダンス変換をすること
により、より広帯域に動作する。また、ル−プアンテナ
エレメント１０３に平衡給電することにより、安定に平
衡動作させることができる。
系の給電線に接続されている場合に、不平衡と平衡系と
を仲介するために置かれており、無線回路１０２の出力
が元々平衡系で構成されている場合には、バラン１０５
を経由しないで、無線回路１０２とル−プアンテナエレ
メント１０３とを給電線１０４で直接接続することがで
きる。図中のバラン１０５は、１対４のインピ−ダンス
変換器を使用しており、無線回路１０２の出力インピ−
ダンスが５０オ−ムであるのに対し、平衡給電線１０４
およびル−プアンテナエレメント１０３の入力インピ−
ダンスは２００オ−ムとなっている。２００オ−ムのル
−プアンテナを１対４のインピ−ダンス変換をすること
により、より広帯域に動作する。また、ル−プアンテナ
エレメント１０３に平衡給電することにより、安定に平
衡動作させることができる。
【００３５】図８は、図７の構成のアンテナ装置のイン
ピ−ダンス特性図であり、（ａ）はスミスチャ−ト、
（ｂ）の縦軸はＶＳＷＲ、横軸は周波数を表わしてい
る。図中のインピ−ダンスはバラン１０５を使用した場
合であるために２００オ−ムで正規化して表わしてい
る。図３のインピ−ダンス特性に比べてさらに広帯域で
あることがわかる。このアンテナ装置の放射指向性、電
流分布等の基本特性は第１の実施の形態と変わりがな
い。
ピ−ダンス特性図であり、（ａ）はスミスチャ−ト、
（ｂ）の縦軸はＶＳＷＲ、横軸は周波数を表わしてい
る。図中のインピ−ダンスはバラン１０５を使用した場
合であるために２００オ−ムで正規化して表わしてい
る。図３のインピ−ダンス特性に比べてさらに広帯域で
あることがわかる。このアンテナ装置の放射指向性、電
流分布等の基本特性は第１の実施の形態と変わりがな
い。
【００３６】（第３の実施の形態）図９は、本発明のア
ンテナ装置の第３の実施の形態を示している。このアン
テナ装置は、さらに無給電エレメント１０６を１つ以上
設けることにより、さらなる広帯域化を図ったものであ
る。図９に示すように、ル−プアンテナエレメント１０
３に沿って、波長に比べて十分小さい間隔で無給電エレ
メント１０６を配置しており、その他の構成は第２の実
施の形態と変わりがない。
ンテナ装置の第３の実施の形態を示している。このアン
テナ装置は、さらに無給電エレメント１０６を１つ以上
設けることにより、さらなる広帯域化を図ったものであ
る。図９に示すように、ル−プアンテナエレメント１０
３に沿って、波長に比べて十分小さい間隔で無給電エレ
メント１０６を配置しており、その他の構成は第２の実
施の形態と変わりがない。
【００３７】無給電エレメント１０６は、横幅Ｗ'＝
０．２３３λ、縦幅Ｐ'＝０．０１３２λを持ち、波長
に比べて十分小さい間隔Ｓ'＝０．００６７λで、無線
機地板１０１に近接してほぼ平行するように配置されて
いる。無給電エレメント１０６の両端部は、無線機地板
１０１に対して垂直方向に折り返しており、高さＨ1'＝
０．０６７λの部分でさらに内側に折り返されている。
図９では両端で折り返されたル−プアンテナエレメント
１０３が間隙Ｇ'＝０．０６７λまで近接し、さらにも
う１度内側にＨ2'＝０．０３３λだけ折り曲げている。
この折り曲げた無給電エレメント１０６の全長は、Ｌ'
＝２Ｗ'＋２Ｈ1'−Ｇ'＋２Ｈ2'＝０．５９９λで、第１
の周波数に対しては０．６波長の長さになっているが、
複共振させる第２の周波数に対してはほぼ０．５波長に
相当する長さとなっている。
０．２３３λ、縦幅Ｐ'＝０．０１３２λを持ち、波長
に比べて十分小さい間隔Ｓ'＝０．００６７λで、無線
機地板１０１に近接してほぼ平行するように配置されて
いる。無給電エレメント１０６の両端部は、無線機地板
１０１に対して垂直方向に折り返しており、高さＨ1'＝
０．０６７λの部分でさらに内側に折り返されている。
図９では両端で折り返されたル−プアンテナエレメント
１０３が間隙Ｇ'＝０．０６７λまで近接し、さらにも
う１度内側にＨ2'＝０．０３３λだけ折り曲げている。
この折り曲げた無給電エレメント１０６の全長は、Ｌ'
＝２Ｗ'＋２Ｈ1'−Ｇ'＋２Ｈ2'＝０．５９９λで、第１
の周波数に対しては０．６波長の長さになっているが、
複共振させる第２の周波数に対してはほぼ０．５波長に
相当する長さとなっている。
【００３８】このように無給電エレメント１０６は、ル
−プアンテナエレメント１０３の第１の周波数と異なる
第２の周波数に相当する自己共振特性を持っており、ル
−プアンテナエレメント１０３と近接させる事により電
磁的に結合し、アンテナ装置を複数の帯域で動作可能と
する。
−プアンテナエレメント１０３の第１の周波数と異なる
第２の周波数に相当する自己共振特性を持っており、ル
−プアンテナエレメント１０３と近接させる事により電
磁的に結合し、アンテナ装置を複数の帯域で動作可能と
する。
【００３９】無給電エレメント１０６の配置する場所と
して、ル−プアンテナエレメント１０３の電流が最大と
なる中心付近に無給電エレメント１０６の中心が来るよ
うにすると結合度が最大になる。
して、ル−プアンテナエレメント１０３の電流が最大と
なる中心付近に無給電エレメント１０６の中心が来るよ
うにすると結合度が最大になる。
【００４０】図９では、無給電エレメント１０６をル−
プアンテナエレメント１０３に対して距離ＤＩ'＝０．
０１３２λだけ離して平行に配置しているが、距離や位
置関係に応じて電磁的な結合度を調整できるため、広帯
域特性あるいは複共振特性を任意に作り出すことが可能
である。
プアンテナエレメント１０３に対して距離ＤＩ'＝０．
０１３２λだけ離して平行に配置しているが、距離や位
置関係に応じて電磁的な結合度を調整できるため、広帯
域特性あるいは複共振特性を任意に作り出すことが可能
である。
【００４１】また、図９のアンテナ装置では、バラン１
０５を用いた平衡給電線１０４によって給電している
が、不平衡給電であってもアンテナ上に平衡な電流分布
が構成されていれば、同様な効果が得られる。
０５を用いた平衡給電線１０４によって給電している
が、不平衡給電であってもアンテナ上に平衡な電流分布
が構成されていれば、同様な効果が得られる。
【００４２】図１０は、図９の構成のアンテナ装置のイ
ンピ−ダンス特性図であり、（ａ）はスミスチャ−ト、
（ｂ）の縦軸はＶＳＷＲ、横軸は周波数を表わしてい
る。図中のインピ−ダンスはバラン１０５を使用した場
合であるために２００オ−ムで正規化して表わしてい
る。このアンテナ装置では、第１の周波数帯域である２
１１０ＭＨＺ〜２１７０ＭＨＺ、および第２の周波数帯
域である１９２０ＭＨＺ〜１９８０ＭＨＺのいずれにお
いてもＶＳＷＲ＜２．５が確保されており、複数の帯域
で動作している様子がわかる。
ンピ−ダンス特性図であり、（ａ）はスミスチャ−ト、
（ｂ）の縦軸はＶＳＷＲ、横軸は周波数を表わしてい
る。図中のインピ−ダンスはバラン１０５を使用した場
合であるために２００オ−ムで正規化して表わしてい
る。このアンテナ装置では、第１の周波数帯域である２
１１０ＭＨＺ〜２１７０ＭＨＺ、および第２の周波数帯
域である１９２０ＭＨＺ〜１９８０ＭＨＺのいずれにお
いてもＶＳＷＲ＜２．５が確保されており、複数の帯域
で動作している様子がわかる。
【００４３】図１１は、無給電エレメント１０６の構成
例を示したものである。図１１（ａ）は、無給電エレメ
ント１０６をワイヤ−状の導体で構成し、無線機地板１
０１に対して垂直および平行に２回折り曲げた構成であ
り、無給電エレメント１０６をル−プアンテナエレメン
ト１０３と同様な方向に折り返すことで電磁的な結合度
を保ちながら小型化することが出来る。 図１１（ｂ）
は、図１１（ａ）の無給電エレメント１０６をさらに内
側に折り曲げ、両端部を計３回折り曲げた構成であり、
図１１（ａ）以上に小型化することが出来る。図１１
（ｃ）は、無給電エレメント１０６の各折り曲げ部分を
滑らかに折り曲げた構成であり、電流がスム−ズに流れ
る為に効率低下を抑える事が出来る。 なお、滑らかに
折り曲げる部位はいずれの場所であっても良い。図１１
（ｄ）から図１１（ｆ）は、図１１（ａ）および図１１
（ｂ）に示した無給電エレメント１０６を板状に構成し
たものであり、板状に構成することでさらに帯域が広が
り、広帯域で安定して受信することが出来る。
例を示したものである。図１１（ａ）は、無給電エレメ
ント１０６をワイヤ−状の導体で構成し、無線機地板１
０１に対して垂直および平行に２回折り曲げた構成であ
り、無給電エレメント１０６をル−プアンテナエレメン
ト１０３と同様な方向に折り返すことで電磁的な結合度
を保ちながら小型化することが出来る。 図１１（ｂ）
は、図１１（ａ）の無給電エレメント１０６をさらに内
側に折り曲げ、両端部を計３回折り曲げた構成であり、
図１１（ａ）以上に小型化することが出来る。図１１
（ｃ）は、無給電エレメント１０６の各折り曲げ部分を
滑らかに折り曲げた構成であり、電流がスム−ズに流れ
る為に効率低下を抑える事が出来る。 なお、滑らかに
折り曲げる部位はいずれの場所であっても良い。図１１
（ｄ）から図１１（ｆ）は、図１１（ａ）および図１１
（ｂ）に示した無給電エレメント１０６を板状に構成し
たものであり、板状に構成することでさらに帯域が広が
り、広帯域で安定して受信することが出来る。
【００４４】また、これら無給電エレメント１０６は、
図６（ｇ）に示した樹脂やセラミックやプリント基板な
どの構造体１０７の上にル−プアンテナエレメント１０
３と一体化してパタ−ン化すれば堅固に制作できるとと
もに、ル−プアンテナエレメント１０３と無給電エレメ
ント１０６との位置関係を高精度に保つことが出来る為
に、安定して制作できる。
図６（ｇ）に示した樹脂やセラミックやプリント基板な
どの構造体１０７の上にル−プアンテナエレメント１０
３と一体化してパタ−ン化すれば堅固に制作できるとと
もに、ル−プアンテナエレメント１０３と無給電エレメ
ント１０６との位置関係を高精度に保つことが出来る為
に、安定して制作できる。
【００４５】（第４の実施の形態）図１２は、本発明の
アンテナ装置の第４の実施の形態を示している。このア
ンテナ装置は、平衡給電線から供給される起電圧の間に
位相差をもたせたことで、ル−プアンテナエレメント１
０３および無線機地板１０１上に流れる電流を変化さ
せ、使用環境や到来電波に合わせた放射指向性を形成で
きるようにしたものである。図１２に示すように、平衡
給電線１０４とバラン１０５の間に位相回路１０８を配
置しており、その他の構成は第２の実施の形態と変わり
がない。
アンテナ装置の第４の実施の形態を示している。このア
ンテナ装置は、平衡給電線から供給される起電圧の間に
位相差をもたせたことで、ル−プアンテナエレメント１
０３および無線機地板１０１上に流れる電流を変化さ
せ、使用環境や到来電波に合わせた放射指向性を形成で
きるようにしたものである。図１２に示すように、平衡
給電線１０４とバラン１０５の間に位相回路１０８を配
置しており、その他の構成は第２の実施の形態と変わり
がない。
【００４６】位相回路１０８はル−プアンテナエレメン
ト１０３へ給電する平衡線路間の起電圧の位相差を変化
させたものであり、固定値あるいは調整回路を設けるこ
とにより、ル−プアンテナエレメント１０３上の電流分
布を平衡からずらす機能を持つ。この位相回路１０８は
バラン１０５の中に設けても良く、予め所望の周波数で
任意の位相差をもたせたバランを使用することで同様な
効果を得られる。
ト１０３へ給電する平衡線路間の起電圧の位相差を変化
させたものであり、固定値あるいは調整回路を設けるこ
とにより、ル−プアンテナエレメント１０３上の電流分
布を平衡からずらす機能を持つ。この位相回路１０８は
バラン１０５の中に設けても良く、予め所望の周波数で
任意の位相差をもたせたバランを使用することで同様な
効果を得られる。
【００４７】図１３は、図１２の構成のアンテナ装置の
放射指向性を示す特性図である。図１３（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）の放射指向性パタ−ンにおいて、実線は
電界のθ成分（Ｅθ）、点線は電界のφ成分（Ｅφ）で
ある。図１３は、位相回路１０８を動作させた場合の放
射指向性パタ−ンであり、図４とは明らかに異なる指向
性に変化しており、むしろ図２２に示す従来のヘリカル
アンテナの放射指向性に近い放射指向性パタ−ンとなっ
ている。これは位相回路１０８の位相差を多くして、平
衡状態から不平衡状態に近づけていくにつれて無線機地
板１０１上にア−ス電流が流れるようになるため、不平
衡系アンテナとして動作するためである。
放射指向性を示す特性図である。図１３（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）の放射指向性パタ−ンにおいて、実線は
電界のθ成分（Ｅθ）、点線は電界のφ成分（Ｅφ）で
ある。図１３は、位相回路１０８を動作させた場合の放
射指向性パタ−ンであり、図４とは明らかに異なる指向
性に変化しており、むしろ図２２に示す従来のヘリカル
アンテナの放射指向性に近い放射指向性パタ−ンとなっ
ている。これは位相回路１０８の位相差を多くして、平
衡状態から不平衡状態に近づけていくにつれて無線機地
板１０１上にア−ス電流が流れるようになるため、不平
衡系アンテナとして動作するためである。
【００４８】このように位相回路１０８を調整すること
により、使用環境や到来電波に応じて、平衡状態と不平
衡状態を切り替える、あるいはその間の状態を持つこと
が可能になり、１つのアンテナ系で複数の放射指向性パ
タ−ンを形成することが出来る。そのため本発明のアン
テナ装置の放射指向性を変化できる機能を利用したダイ
バ−シチ受信方式や、指向性制御受信方式を行なうこと
で、高感度なアンテナ系を実現できる。
により、使用環境や到来電波に応じて、平衡状態と不平
衡状態を切り替える、あるいはその間の状態を持つこと
が可能になり、１つのアンテナ系で複数の放射指向性パ
タ−ンを形成することが出来る。そのため本発明のアン
テナ装置の放射指向性を変化できる機能を利用したダイ
バ−シチ受信方式や、指向性制御受信方式を行なうこと
で、高感度なアンテナ系を実現できる。
【００４９】図１４は、位相回路１０８の構成例を示し
たものである。図１４（ａ）は、位相回路にマイクロス
トリップ線路１０９を使用し、ＰＩＮダイオ−ド１１０
をＯＮした時には平衡状態、ＯＦＦした時には不平衡状
態にすることが可能であり、２つの放射指向性を切替え
可能である。図１４（ｂ）は、位相回路にキャパシタ１
１０を使用し、ＰＩＮダイオ−ド１１０をＯＮした時に
は不平衡状態、ＯＦＦした時には平衡状態にすることが
可能である。また、図１４（ｂ）においてＰＩＮダイオ
−ド１１０の代わりにバリキャップダイオ−ドを使用し
てもよく、このことで位相差連続的に変化させることが
可能となり、連続的に放射指向性を切替え可能である。
たものである。図１４（ａ）は、位相回路にマイクロス
トリップ線路１０９を使用し、ＰＩＮダイオ−ド１１０
をＯＮした時には平衡状態、ＯＦＦした時には不平衡状
態にすることが可能であり、２つの放射指向性を切替え
可能である。図１４（ｂ）は、位相回路にキャパシタ１
１０を使用し、ＰＩＮダイオ−ド１１０をＯＮした時に
は不平衡状態、ＯＦＦした時には平衡状態にすることが
可能である。また、図１４（ｂ）においてＰＩＮダイオ
−ド１１０の代わりにバリキャップダイオ−ドを使用し
てもよく、このことで位相差連続的に変化させることが
可能となり、連続的に放射指向性を切替え可能である。
【００５０】（第５の実施の形態）図１５は、本発明の
アンテナ装置の第５の実施の形態を示している。このア
ンテナ装置は、ル−プアンテナエレメントあるいは無給
電エレメントを、給電部に対して非対称な構成とし、意
図的に無線機地板１０１上の電流成分を多くしたもので
ある。図１５に示すように、ル−プアンテナエレメント
１０３の開口面の片側を先端部分からＴ＝０．０３λだ
け塞いでおり、その他の構成は第３の実施の形態と変わ
りがない。
アンテナ装置の第５の実施の形態を示している。このア
ンテナ装置は、ル−プアンテナエレメントあるいは無給
電エレメントを、給電部に対して非対称な構成とし、意
図的に無線機地板１０１上の電流成分を多くしたもので
ある。図１５に示すように、ル−プアンテナエレメント
１０３の開口面の片側を先端部分からＴ＝０．０３λだ
け塞いでおり、その他の構成は第３の実施の形態と変わ
りがない。
【００５１】これにより、ル−プアンテナエレメント１
０３によって共振している第１の周波数帯では、無線機
地板１０１上に不平衡電流が流れ、放射指向性パタ−ン
にこの電流による成分が増加する。しかしながら無給電
エレメント１０６は給電点に対して対称に配置されてい
る為、無給電エレメント１０６によって共振している第
２の周波数帯においては平衡動作であるため無線機地板
１０１上には電流が流れず、放射指向性パタ−ンは第１
の実施の形態と変わりがない。ル−プアンテナエレメン
ト１０３を非対称に構成する手段としては開口面の一部
を塞ぐ他にも、給電部から折り返し端までの左右の長さ
を変える、給電部の位置を中心からずらす、部分的に幅
Ｐや高さＨを変える、開口面の一部をダイオ−ドなどで
ショ−トするなどの手段が考えられ、いずれも同様な効
果が得られる。また、無給電エレメント１０６を非対称
に構成する手段としてはル−プアンテナエレメント１０
３との位置関係を非対称にする、左右の長さを変える、
等の手段が考えられ、この場合には無給電エレメント１
０６によって生じる第２の周波数帯で不平衡動作し、放
射指向性パタ−ンが変化する。
０３によって共振している第１の周波数帯では、無線機
地板１０１上に不平衡電流が流れ、放射指向性パタ−ン
にこの電流による成分が増加する。しかしながら無給電
エレメント１０６は給電点に対して対称に配置されてい
る為、無給電エレメント１０６によって共振している第
２の周波数帯においては平衡動作であるため無線機地板
１０１上には電流が流れず、放射指向性パタ−ンは第１
の実施の形態と変わりがない。ル−プアンテナエレメン
ト１０３を非対称に構成する手段としては開口面の一部
を塞ぐ他にも、給電部から折り返し端までの左右の長さ
を変える、給電部の位置を中心からずらす、部分的に幅
Ｐや高さＨを変える、開口面の一部をダイオ−ドなどで
ショ−トするなどの手段が考えられ、いずれも同様な効
果が得られる。また、無給電エレメント１０６を非対称
に構成する手段としてはル−プアンテナエレメント１０
３との位置関係を非対称にする、左右の長さを変える、
等の手段が考えられ、この場合には無給電エレメント１
０６によって生じる第２の周波数帯で不平衡動作し、放
射指向性パタ−ンが変化する。
【００５２】図１６は、図１５の構成のアンテナ装置の
インピ−ダンス特性図であり、（ａ）はスミスチャ−
ト、（ｂ）の縦軸はＶＳＷＲ、横軸は周波数を表わして
いる。図１０のインピ−ダンス特性図と比較して若干狭
帯域になっているものの、第２の周波数帯域である１９
２０ＭＨＺ〜１９８０ＭＨＺおよび第１の周波数帯域で
ある２１１０ＭＨＺ〜２１７０ＭＨＺのいずれにおいて
もＶＳＷＲ＜２．５が確保されており、複数の帯域で動
作している様子が分かる。
インピ−ダンス特性図であり、（ａ）はスミスチャ−
ト、（ｂ）の縦軸はＶＳＷＲ、横軸は周波数を表わして
いる。図１０のインピ−ダンス特性図と比較して若干狭
帯域になっているものの、第２の周波数帯域である１９
２０ＭＨＺ〜１９８０ＭＨＺおよび第１の周波数帯域で
ある２１１０ＭＨＺ〜２１７０ＭＨＺのいずれにおいて
もＶＳＷＲ＜２．５が確保されており、複数の帯域で動
作している様子が分かる。
【００５３】図１７及び図１８は、図１６の構成のアン
テナ装置の放射指向性を示す特性図である。図１７は、
第１の周波数帯域の放射指向性パタ−ン、図１８は、第
２の周波数帯域の放射指向性パタ−ンを示している。図
１８（ａ２）（ｂ２）（ｃ２）においては、図４に示し
た第１の実施の形態のアンテナ装置の放射指向性と同じ
く、アンテナ装置が平衡動作した場合の放射指向性パタ
−ンとなっているが、図１７（ｃ１）のＸ−Ｚ面ではθ
成分（Ｅθ）が増加しており、やや不平衡動作している
様子が分かる。図１７（ｃ１）のＸ−Ｚ面でθ成分（Ｅ
θ）が増加した分、φ成分（Ｅφ）は減少しており、ル
−プアンテナエレメント１０３および無給電エレメント
１０６上の電流が減少してこうした指向性になったこと
が分かる。このようにアンテナ装置の一部を非対称な構
造とすることで、平衡系アンテナと不平衡系アンテナを
共存でき、使用環境や到来電波の変化や使用周波数帯の
違いに応じて最適な放射指向性を形成できるため、高感
度なアンテナ系を実現できる。
テナ装置の放射指向性を示す特性図である。図１７は、
第１の周波数帯域の放射指向性パタ−ン、図１８は、第
２の周波数帯域の放射指向性パタ−ンを示している。図
１８（ａ２）（ｂ２）（ｃ２）においては、図４に示し
た第１の実施の形態のアンテナ装置の放射指向性と同じ
く、アンテナ装置が平衡動作した場合の放射指向性パタ
−ンとなっているが、図１７（ｃ１）のＸ−Ｚ面ではθ
成分（Ｅθ）が増加しており、やや不平衡動作している
様子が分かる。図１７（ｃ１）のＸ−Ｚ面でθ成分（Ｅ
θ）が増加した分、φ成分（Ｅφ）は減少しており、ル
−プアンテナエレメント１０３および無給電エレメント
１０６上の電流が減少してこうした指向性になったこと
が分かる。このようにアンテナ装置の一部を非対称な構
造とすることで、平衡系アンテナと不平衡系アンテナを
共存でき、使用環境や到来電波の変化や使用周波数帯の
違いに応じて最適な放射指向性を形成できるため、高感
度なアンテナ系を実現できる。
【００５４】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のアンテナ装置は、内蔵された無線機の地板上に流れる
電流成分を低らすことで、無線機を人体に近接して使用
する場合の利得の低下を抑えることができる。また、折
り返し構造や無給電エレメントを配置したことにより一
般的に狭帯域な平衡系アンテナを広帯域で使用できるよ
うになる。さらに平衡系と不平衡系を切り替える機能を
付加することにより、電波環境や使用環境に応じた放射
指向性パタ−ンを構成できる。
のアンテナ装置は、内蔵された無線機の地板上に流れる
電流成分を低らすことで、無線機を人体に近接して使用
する場合の利得の低下を抑えることができる。また、折
り返し構造や無給電エレメントを配置したことにより一
般的に狭帯域な平衡系アンテナを広帯域で使用できるよ
うになる。さらに平衡系と不平衡系を切り替える機能を
付加することにより、電波環境や使用環境に応じた放射
指向性パタ−ンを構成できる。
【００５５】このため人体による特性劣化が少なく、広
帯域な無線通信システムでも使用可能な、小型高利得広
帯域アンテナ装置が実現でき、高品位で安定した移動通
信を可能とする効果が得られる。
帯域な無線通信システムでも使用可能な、小型高利得広
帯域アンテナ装置が実現でき、高品位で安定した移動通
信を可能とする効果が得られる。
【図１】本発明のアンテナ装置の第１の実施の形態を示
す図
す図
【図２】図１のアンテナ装置の動作原理を説明する図
【図３】図１のアンテナ装置のインピ−ダンス特性図
【図４】図１のアンテナ装置の放射指向性を示す特性図
【図５】図１のアンテナ装置の電流分布図
【図６】ル−プアンテナエレメントの構成例
【図７】本発明のアンテナ装置の第２の実施の形態を示
す図
す図
【図８】図７のアンテナ装置のインピ−ダンス特性図
【図９】本発明のアンテナ装置の第３の実施の形態を示
す図
す図
【図１０】図９のアンテナ装置のインピ−ダンス特性図
【図１１】無給電エレメントの構成例
【図１２】本発明のアンテナ装置の第４の実施の形態を
示す図
示す図
【図１３】図１２のアンテナ装置の放射指向性を示す特
性図
性図
【図１４】位相回路の構成例
【図１５】本発明のアンテナ装置の第５の実施の形態を
示す図
示す図
【図１６】図１５のアンテナ装置のインピ−ダンス特性
図
図
【図１７】図１５のアンテナ装置の第１の周波数帯域に
おける放射指向性を示す特性図
おける放射指向性を示す特性図
【図１８】図１５のアンテナ装置の第２の周波数帯域に
おける放射指向性を示す特性図
おける放射指向性を示す特性図
【図１９】従来の固定式ヘリカルアンテナを備える無線
機の斜視図
機の斜視図
【図２０】従来の板状逆Ｆアンテナを示す構成図。
【図２１】従来の固定式ヘリカルアンテナの電流分布図
【図２２】従来の固定式ヘリカルアンテナの放射指向性
を示す特性図
を示す特性図
１０１・・・無線機地板 １０２・・・無線回路 １０３・・・ル−プアンテナエレメント １０４・・・平衡給電線 １０５・・・バラン １０６・・・無給電エレメント １０７・・・構造体 １０８・・・位相回路 １０９・・・マイクロストリップ線路 １１０・・・ＰＩＮダイオ−ド １１１・・・キャパシタ
Claims (10)
- 【請求項１】 携帯無線機本体内に内蔵されるアンテナ
装置であって、 短辺対長辺の比が１０以上である長方形のル−プアンテ
ナエレメントを具備し、 前記ル−プアンテナエレメントは、第１の周波数におけ
る１波長と略同一の外周囲長を有し、前記無線機地板に
対して、平行にかつ前記波長に比べて十分小さい間隔で
近接して配置され、さらに前記短辺が給電部側に近接す
るように折り返されているアンテナ装置。 - 【請求項２】 請求項１記載のアンテナ装置であって、 前記ル−プアンテナエレメントの短辺の電流分布がゼロ
であるアンテナ装置。 - 【請求項３】 請求項１又は２記載のアンテナ装置であ
って、 前記ル−プアンテナエレメントが平衡給電線に接続され
ているアンテナ装置。 - 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれか１項記載の
アンテナ装置であって、 前記ル−プアンテナエレメントに沿って、前記波長に比
べて十分小さい間隔で、１つ以上の無給電エレメントが
配置されているアンテナ装置。 - 【請求項５】 請求項４記載のアンテナ装置であって、 前記無給電エレメントの共振周波数が前記第１の周波数
と異なるアンテナ装置。 - 【請求項６】 請求項１ないし５のいずれか１項記載の
アンテナ装置であって、 前記ル−プアンテナエレメントあるいは前記無給電エレ
メントの一部もしくは全体が板状であるアンテナ装置。 - 【請求項７】 請求項１ないし６のいずれか１項記載の
アンテナ装置であって、 前記ル−プアンテナエレメントあるいは前記無給電エレ
メントは、樹脂、セラミック又はプリント基板の構造体
上に形成されるアンテナ装置。 - 【請求項８】 請求項１ないし７のいずれか１項記載の
アンテナ装置であって、 前記ル−プアンテナエレメント上に流れる電流と前記無
線機地板上に流れる高周波電流の比率を変化させる機能
を有するアンテナ装置。 - 【請求項９】 請求項８記載のアンテナ装置であって、 前記アンテナエレメントは、平衡給電線に接続され、 前記平衡給電線と前記アンテナエレメントの間に、位相
差をもたせる調整手段を有するアンテナ装置。 - 【請求項１０】 請求項８記載のアンテナ装置であっ
て、 前記ル−プアンテナエレメントあるいは前記無給電エレ
メントは、前記給電部に対して非対称であるアンテナ装
置。
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| GB (1) | GB2366916B (ja) |
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