JP2008085431A - アンテナ体およびそれを用いて構成されたアンテナ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】移動体通信用の無線装置などに使用されるアンテナ体およびそれを用いて構成されたアンテナ装置に関し、アンテナ素子の配置に起因するアンテナ特性の効率ロス発生が少なくできるものを提供する。
【解決手段】アンテナ体４１として、基体５１に配された第１および第２アンテナ素子６１および６２を有し、上記第１および第２アンテナ素子６１および６２が、その基体５１の一つの面上において左右位置にそれぞれ配され、かつ同じ方向に傾斜する先端どうしが間隔をあけた対向状態になるように突き合わせて配されたものを用い、その素子６１または６２のいずれかが配線基板７０上に設けられた導電パターン７５を含めて対応する周波数帯域に整合する状態に搭載してアンテナ装置８０を構成するものとしたため、素子６１、６２どうし間の干渉などを無くせて効率ロスの少ないものが実現できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、主として移動体通信用の無線装置などに使用されるアンテナ体およびそれを用いて構成されたアンテナ装置に関するものである。

近年、携帯電話を代表とする移動体通信用の無線装置に対する需要が急激に高まっており、その携帯電話においても複数の周波数帯で使用できるマルチバンド対応のものが主流となっている。

そして、その電波の送受信を行うために搭載されるアンテナ装置としても、二つ以上の電波の周波数帯域に対応するアンテナ体を機器内に内蔵状態に搭載して構成したものが多くなっている。

ここで、そのような内蔵状態で搭載されてマルチバンド対応可能に構成されたアンテナ装置について図面を用いて説明する。

図４は、二つの周波数帯域に対応する従来のアンテナ体が機器内に搭載される状態を示す図、図５は同アンテナ体が装着されて構成されたアンテナ装置の模式図である。

従来のアンテナ体１は、同図に示すように、合成樹脂からなる基体５と、第１の周波数であるＧＳＭ帯域で共振する線状構成の第１アンテナ素子１１と、第２の周波数であるＤＣＳ帯域で共振する線状構成の第２アンテナ素子２１とから構成され、上記アンテナ素子１１、２１は、弾性金属薄板からそれぞれ個別に形成され、独立して基体５にそれぞれカシメ固定されている。

そして、各アンテナ素子１１、２１のそれぞれの一端側には、片持ちばね状の給電ばね部１１Ａ、２１Ａが形成されており、上記給電ばね部１１Ａ、２１Ａは基体５の側面部分から並んで突出している。

各アンテナ素子１１、２１の他端側は、基体５の上面部に主に配置されている。その上面部において、長寸となる第１アンテナ素子１１は略コの字状に折り返されて配され、短寸の第２アンテナ素子２１は、その第１アンテナ素子１１が配置された残部の位置に直線状のままで配されている。

そして、機器側の構成としては、第１、第２給電点３２、３３が、それぞれ対応する整合回路３４、３５に接続され、その整合回路３４、３５の他端どうしがつながる同じ接続点を介してＲＦ回路３７につながれた構成となっている。

そして、上記構成のアンテナ体１は、機器の配線基板４０の地板３１から所定距離離した位置に配され、その状態で、上記各給電ばね部１１Ａおよび２１Ａが、第１および第２給電点３２および３３に弾接されて図５に示すアンテナ装置３９として構成される。

上記従来のアンテナ体１が搭載されて構成されたアンテナ装置３９を内蔵した機器（携帯電話）において、ＧＳＭの電波を送信する際には、ＲＦ回路３７で発生された信号が接続点を介して整合回路３４、第１給電点３２を介して第１アンテナ素子１１に伝達されて、その信号が第１アンテナ素子１１により励起されて電波として放射される。一方、ＧＳＭの電波を受信する際には、第１アンテナ素子１１で受信した電波により励起された電流が、第１給電点３２、整合回路３４、接続点を介してＲＦ回路３７に伝達されて電波の受信が行われる。

また、ＤＣＳの電波の送信時には、ＲＦ回路３７で発生された信号が接続点を介して整合回路３５、第２給電点３３を介して第２アンテナ素子２１に伝達されて、その信号が第２アンテナ素子２１により励起されて電波として放射され、その受信時には、第２アンテナ素子２１で受信した電波により励起された電流が、第２給電点３３、整合回路３５、接続点を介してＲＦ回路３７に伝達されて電波の受信が行われる。

以上のように、従来のアンテナ体１を用いて構成したアンテナ装置３９は、電波の送受信を行う帯域ごとに応じた個別のアンテナ素子１１、２１を有し、かつその搭載状態では、それぞれのアンテナ素子１１、２１に応じた整合回路３４、３５を個別に備えさせているものであったため、対応する周波数帯域への合わせ込みなどの調整が容易にできるものであった。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１、特許文献２が知られている。
特開２００５−２４４５５３号公報 特開２００５−３２３３１８号公報

上記従来のアンテナ体１を用いて構成したアンテナ装置３９は、個別のアンテナ素子１１、２１毎で対応する周波数帯域に合わせ込む調整が容易にできて好ましかったが、特にＧＳＭに対応する第１アンテナ素子１１の長さは長く必要となるため、そのアンテナ素子１１の配置状態としては、アンテナ体１における基体５の上面部で折り返した配置状態になっており、アンテナ素子１１を介して電波の送受信を行う際に、その第１アンテナ素子１１の折り返された側の先端は、他の素子部分とは電波が逆方向に流れることとなる。

つまり、図４に示した構成のものでは、例えばＧＳＭの電波の送信時には図６に矢印で示したように、その折り返し部分どうしで電流が逆方向に流れる電流の逆送状態となり、互いの干渉に基づく損失が発生するため、アンテナ特性的に効率ロスが発生してしまうという課題があった。また、その第１アンテナ素子１１の折り返された側の先端を、例えば第２アンテナ素子２１に近接させるように配置しても、同様にアンテナ素子１１、２１どうし間での干渉が発生してしまい、いずれにしても効率ロスの発生を防止することは困難であった。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、アンテナ素子の配置に起因するアンテナ特性の効率ロス発生が少なくできるアンテナ体およびそれを用いて構成されたアンテナ装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、以下の構成を有するものである。

本発明の請求項１に記載の発明は、合成樹脂製の基体と、その基体に配された二つのアンテナ素子とを有し、上記第１および第２アンテナ素子は、その基体の一つの面上において左右位置にそれぞれ配され、かつ同じ方向に傾斜する先端どうしが間隔をあけた対向状態になるように突き合わせて配されたことを特徴とするアンテナ体であり、当該構成であれば、電波の送受信時に各アンテナ素子自身での電流の逆送現象もなく、しかもアンテナ素子どうし間での干渉し合う領域が少なくて済むため、それらに基づく損失の少ないものとして実現できるという作用を有する。

請求項２に記載の発明は、請求項１記載のアンテナ体の第１または第２アンテナ素子の少なくとも一方が、配線基板上に設けられた導電パターンを含めて対応する周波数帯域に整合されるようにして搭載されて構成されたアンテナ装置であり、必要とするアンテナ長を基板上に設けた導電パターンで補填することから、アンテナ体において、それぞれのアンテナ素子が配置される基体の一つの面を有効に活用でき、例えば、各アンテナ素子を太幅で形成するなどしてアンテナ特性の向上や高帯域化などが図られたものとして実現することができるという作用を有する。

以上のように本発明によれば、電波の送受信時に、アンテナ素子の配置に起因するアンテナ特性の効率ロス発生が少なくできるアンテナ体およびそれを用いて構成されたアンテナ装置を実現することができるという効果が得られる。

以下、本発明による実施の形態について、図面を用いて説明する。なお、従来の技術の項で説明した構成と同一構成の部分には同一符号を付して、詳細な説明を省略する。

（実施の形態）
図１は本発明の一実施の形態によるアンテナ体の基体へのアンテナ素子の配置状態を示す外観斜視図、図２は同アンテナ体が機器内に搭載される状態を示す図、図３は同アンテナ体が装着されて構成されたアンテナ装置の模式図である。

本実施の形態によるアンテナ体４１は、同図に示すように、合成樹脂からなる基体５１の平坦な装着面としてなる上面部に第１アンテナ素子６１と第２アンテナ素子６２とがそれぞれ固定されて構成されている。

第１アンテナ素子６１、第２アンテナ素子６２は、それぞれ弾性金属薄板から形成されており、その詳細は後述するが、第１アンテナ素子６１がＧＳＭ帯域に対応するもの、第２アンテナ素子６２がＤＣＳ帯域で共振するものとなっている。

そして、第１アンテナ素子６１は基体５１の上面部における右側位置に配され、その右側後方端部から後方に突出する給電ばね部６１Ａを一体で備えている。また、第２アンテナ素子６２は基体５１の上面部における左側位置に配され、その左側後方端部から後方に突出する給電ばね部６２Ａを一体で備えている。

そして、第１アンテナ素子６１と第２アンテナ素子６２のそれぞれは、基体５１の装着面としてなる上面部の平坦部分の幅とほぼ同等の太幅構成のものとなっている。

また、その第１アンテナ素子６１と第２アンテナ素子６２は、対向する先端６１Ｂと６２Ｂが同じ方向に傾斜する形状でそれぞれ構成されており、その先端６１Ｂ、６２Ｂどうしが所定間隔をあけた対向状態になるようにして基体５１の上面部上に配されている。

以上のように、当該実施の形態によるアンテナ体４１は構成されている。

そして、上記アンテナ体４１は、対応する配線基板７０（図２参照）に搭載されて使用される。

その配線基板７０の構成は、後方領域に地板３１が構成されていると共に、第１アンテナ素子６１、第２アンテナ素子６２のそれぞれの給電ばね部６１Ａ、６２Ａに応じる位置に第１給電点３２、第２給電点３３が設けられているものとなっている。

つまり、図２にも示しているように、第１給電点３２は配線基板７０の右側前方位置に配設され、第２給電点３３は配線基板７０の左側前方位置に配設されており、それぞれの第１および第２給電点３２および３３は、対応する整合回路３４、３５にそれぞれ接続され、その整合回路３４、３５の他端どうしがつながる同じ接続点を介してＲＦ回路３７につながれている。

なお、第１給電点３２と整合回路３４とを繋ぐ導電パターン７５は、可能な限り地板３１から離れるようにして引き回していると共に、その導電パターン７５と第１アンテナ素子６１との電気的な合計の長さがＧＳＭ帯域に相当する長さに整合するようにしている。

そして、上記配線基板７０に対し、アンテナ体４１は、各給電ばね部６１Ａおよび６２Ａを第１および第２給電点３２および３３に弾接させて搭載され、図３に示すアンテナ装置８０が構成されている。なお、そのときに各素子６１、６２などが地板３１から離れた位置に配置されて搭載状態にされることが好ましい。

以上のようにして、当該実施の形態によるアンテナ体４１は機器に内蔵されてアンテナ装置８０に構成されて使用される。

続いて、上記アンテナ装置８０の動作について説明する。ＧＳＭの電波を送信する際には、ＲＦ回路３７で発生された信号が接続点を介して整合回路３４に伝達され、その信号が、整合回路３４に繋がる導電パターン７５、第１給電点３２を介して第１アンテナ素子６１に伝わり、導電パターン７５と第１アンテナ素子６１を介して電波として放射される。そして、ＧＳＭの電波の受信時には上記とは逆の経路でなり、その電波を、整合する導電パターン７５と第１アンテナ素子６１とにより受信し、それが整合回路３４を介してＲＦ回路３７に伝達されて電波の受信が行われる。

なお、上記ＧＳＭの電波の送受信状態においては、第１アンテナ素子６１自身の電気的長さは短いものの、導電パターン７５によって必要とするアンテナ長を補填する構成としているため、ＧＳＭ帯域での送受信に必要となるアンテナ長は容易に確保されたものにでき、その送受信での不具合などはない。

一方、ＤＣＳの電波の送受信時は、従来同様であり、送信時には、ＲＦ回路３７で発生された信号が接続点を介して整合回路３５、第２給電点３３を介して第２アンテナ素子６２に伝達されて、その信号が第２アンテナ素子６２から電波として放射され、受信時には、第２アンテナ素子６２で受信した電波により励起された電流が、上記とは逆の流れでＲＦ回路３７に伝達されて電波の受信が行われる。

以上のように、上記第１アンテナ素子６１の必要とする電気長を導電パターン７５で補填する構成とした当該実施の形態によるものであれば、アンテナ体４１における第１アンテナ素子６１そのものとしては短寸のもので済むため、第１アンテナ素子６１と第２アンテナ素子６２とをその先端６１Ｂ、６２Ｂどうしを付き合わせるようにして基体５１の装着面に配置した構成のものにできる。

さらに、上記素子６１、６２の先端６１Ｂ、６２Ｂどうしを付き合わせるように配置できることから、各素子６１、６２は基体５１の装着面の全体幅に応じた太幅のものにでき、これにより高帯域化などが図れてアンテナ特性が向上したものとして実現できる。なお、当該実施の形態によるものであれば、第２アンテナ素子６２自身も従来よりも太幅構成のものにできることから、ＤＣＳの送受信特性も向上したものにできる。

そして、各素子６１、６２自身での折り返し配置もなく、また素子６１、６２どうしの隣接配置部分も少なく構成できるため、電波の送受信時での電流の逆送現象などによる影響も殆ど無くせる上、素子６１、６２間での干渉なども低減され、効率ロスが少ないアンテナ装置８０として実現できる。さらに、各素子６１、６２の先端６１Ｂ、６２Ｂどうしの隙間の設定や、各先端６１Ｂ、６２Ｂそれぞれの角度を変えること等によって電気長を調整することも可能である。なお、各先端６１Ｂ、６２Ｂの角度は特に規制されるものではないが、傾斜が小さいと従来同様に互いの影響を受けやすくなるため、例えば３０°以上の角度で傾斜させておくとよい。

なお、アンテナ体４１において、第１アンテナ素子６１と第２アンテナ素子６２とを配置する基体５１の装着面の位置としては、地板３１からできるだけ離れた位置関係とすることが好ましく、各図に示した上面部側に設定したもの以外であってもよい。例えば、基体５１の前方側面に上述同様に各素子６１、６２を配置したものとすると最も好ましい。その場合においても、当該アンテナ装置の構成であれば、その装着面に各素子６１、６２を太幅で配置し、所望の電気長を導電パターンで補填させて構成できるため、薄型化などが進展する携帯電話などに容易に対応することもでき、しかもそのアンテナ特性としても良好なものとして実現することができるものである。

なお、上記搭載状態とされた当該アンテナ体４１は、個別の整合回路３４、３５で対応する周波数帯域に個々に調整が可能であるため、対応する周波数帯域に合わせ込む調整が容易であることは従来同様である。

また、アンテナ装置８０の構成の一部を担う導電パターン７５としては、図２に示した直線形態以外のものであってもよく、例えばエレメント長を稼ぐためメアンダ状などとしてもよく、さらには、２つの導電パターン間をコイル部品等で接続させて構成したものなどとしてもよい。

そして、上記にはアンテナ装置８０の対応周波数がＧＳＭ、ＤＣＳであるものを例として説明したがそれ以外であってもよい。

また、各素子６１、６２への給電方法も、上述した給電ばね部６１Ａ、６２Ａを用いたものに限られることもない。

本発明によるアンテナ体およびそれを用いて構成されたアンテナ装置は、アンテナ素子の配置に起因するアンテナ特性の効率ロス発生が少なくできるものとして実現することができるという効果を有し、主として移動体通信用の無線装置等に有用である。

本発明の一実施の形態によるアンテナ体の基体へのアンテナ素子の配置状態を示す外観斜視図 同アンテナ体が機器内に搭載される状態を示す図 同アンテナ体が装着されて構成されたアンテナ装置の模式図 二つの周波数帯域に対応する従来のアンテナ体が機器内に搭載される状態を示す図 同アンテナ体が装着されて構成されたアンテナ装置の模式図 同ＧＳＭに対応する第１アンテナ素子での電波の送信時での電流の流れる方向を示す図

符号の説明

３１ 地板
３２ 第１給電点
３３ 第２給電点
３４、３５ 整合回路
３７ ＲＦ回路
４１ アンテナ体
５１ 基体
６１ 第１アンテナ素子
６１Ａ、６２Ａ 給電ばね部
６１Ｂ、６２Ｂ 先端
６２ 第２アンテナ素子
７０ 配線基板
７５ 導電パターン
８０ アンテナ装置

Claims (2)

1. 合成樹脂製の基体と、その基体に配された二つのアンテナ素子とを有し、上記第１および第２アンテナ素子は、その基体の一つの面上において左右位置にそれぞれ配され、かつ同じ方向に傾斜する先端どうしが間隔をあけた対向状態になるように突き合わせて配されたことを特徴とするアンテナ体。
2. 請求項１記載のアンテナ体の第１または第２アンテナ素子の少なくとも一方が、配線基板上に設けられた導電パターンを含めて対応する周波数帯域に整合されるようにして搭載されて構成されたアンテナ装置。

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