JP4775381B2 - 複合アンテナ及びそれを用いた携帯端末 - Google Patents
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Description
図1は本発明の実施の形態1にかかる複合アンテナ100を模式的に示した斜視図である。複合アンテナ100の基本的な構造は、ほぼ平面構造を有するグランド1と、グランド1に接続された第1給電点2と、第1給電点2に一端4aが接続され、グランド1とほぼ直交する軸3に対してほぼ線対称になるような形状を有し線対称に配置された第1導体4を備える。軸3は、グランド1のほぼ中央部に配置されている。また、複合アンテナ100は、第1導体4の他端4bに接続され、軸3に対して線対称になるような形状を有する第2導体5と、軸3上に配置された第2給電点6と、第2給電点6と第2導体5とを接続する第3導体7と、第2給電点6と第2導体5とを接続し、軸3に対して第3導体7と線対称に配置された第4導体8を有する。
図4は、本発明の実施の形態2にかかる複合アンテナ104の斜視図である。実施の形態2が実施の形態1と相違する主な点は、第2導体5の途中にインダクタ17が接続されている点である。軸3はグランド1のほぼ中央部に配置されている。そして、第2導体5が軸3に対して線対称ではなく、インダクタ17が接続された側のエレメント長はそれが接続されていない側のエレメント長よりも短くなるように設定している。これによって、両者の電気長は軸3に対して線対称に保つことができる。なお、第2導体5の電気長に関しては、軸3に対して線対称になるように、インダクタ17及び第2導体5のエレメント長が調整されている。
図5は、本発明の実施の形態3にかかる複合アンテナ105の斜視図である。実施の形態3が実施の形態1と相違する主な点は、第2導体5の形状が2つの扇の要を当接させた形状となっている点、及び、第1導体4の形状が蛇行している点である。軸3はグランド1のほぼ中央部に配置されている。第1導体4及び第2導体5は、共に、軸3に対してほぼ線対称としているため、実施の形態1と同様のアンテナ動作を有することとなる。第2導体5の形状が2つの扇の要を当接させた形状であるため、より広帯域特性を得ることが可能となる。また、第1導体4が蛇行しているため、第1給電点2から給電したときの複合アンテナ105の共振周波数の大きさを下げることができ、その結果、複合アンテナ105の小型化を図ることができる。なお、第2導体5は軸3に対して線対称な円盤形状としても良い。これにより、さらに広帯域なアンテナを実現することができる。また、第1導体4は、軸3に対してほぼ線対称であれば、蛇行形状以外の形状でもあってもかまわない。
図6は、本発明の実施の形態4にかかる複合アンテナ106の斜視図である。実施の形態4が実施の形態1と相違する主な点は、複合アンテナ106の形状が平面18に対して面対称となっている点、及び、第2導体5の一部がメアンダ形状19となっている点である。
図7は、本発明の実施の形態5にかかる複合アンテナ107の斜視図である。実施の形態5が、実施の形態1と相違する主な点は、第3導体7が第2導体5の一方端部5aで接続される点、及び、第4導体8は第2導体5の他方端部5bで接続されている点である。これにより、第2給電点6から給電された場合には、複合アンテナ107はループアンテナとして作動する。第1給電点2から給電された場合には、複合アンテナ107はモノポールアンテナとして作動する。こうした構成によって、磁流型アンテナであるループアンテナと電流型アンテナであるモノポールアンテナとが複合されたアンテナを1つのアンテナエレメントにより構成することができる。こうした複合アンテナ107は、人体の近傍や自由空間といった色々な環境下での使用を可能にする。また、複合アンテナの小型化が図れる。
図8、図9A及び図9Bは、本発明の実施の形態6にかかる複合アンテナの斜視図である。実施の形態6が、実施の形態1と相違する主な点は、図8の複合アンテナ108に示されるように、第2導体5の形状が方形のフォールデッド形状となっている点である。これにより、第1給電点2から給電されたときのアンテナの共振周波数を下げることができる。また、第2給電点6から給電されたときのアンテナの放射抵抗を向上させることができ、広帯域特性を実現することができる。
図10は、本発明の実施の形態7にかかる複合アンテナ110の上面図である。実施の形態7が、実施の形態1と相違する主な点は、グランド1の形状が軸3に対して線対称形状の方形の平面となっている点、及び、グランド1の端部に第1給電点2が接続されている点である。軸3はグランド1のほぼ中央部に配置されている。なお、図10に示す複合アンテナ110は、第2給電点6とグランド1は接続されておらず、また、第3導体7及び第4導体8とグランド1も接続されていない。
図11は、本発明の実施の形態8にかかる複合アンテナ111の斜視図である。実施の形態8と実施の形態1との主な相違点は次のとおりである。すなわち、実施の形態1(図1〜図3)においては、グランド1は車の天板20で構成されている点、及び、第1給電点2が天板20の端部20aに接続されている点、及び、複合アンテナがフロントガラス21上に設置されている点である。これに対して、図11に示す実施の形態8においては、第2給電点6と天板20は接続されておらず、また、第3導体7及び第4導体8と天板20も接続されていない。
図12は実施の形態9にかかる複合アンテナ112の斜視図である。複合アンテナ112は、ほぼ平面形状を成すグランド1と、グランド1に接続された第1給電点2と、第1給電点2に一端4aが接続され、グランド1に直交する軸3に対して線対称形状の第1導体4とを有する。軸3はグランド1のほぼ中央部に配置されている。また、複合アンテナ112は、第1導体4に接続され、軸3に対して線対称形状の第2導体5を備え、第2導体5のほぼ中央部は第1導体4の他端4bに接続されている。また、軸3上に設けた第2給電点6と、第2給電点6と第2導体5とを接続する第3導体7と、第2給電点6と第2導体5とを接続し、軸3に対して第3導体7と線対称に配置された第4導体8とを有する。
図15は実施の形態10にかかる複合アンテナ115の断面図である。特に、第2導体5が存在するXZ面でカットしたときの断面図を示す。実施の形態10においては基本的には実施の形態9とほぼ同様である。
図16は、実施の形態11にかかる複合アンテナ116の斜視図である。実施の形態11にかかる発明の効果は実施の形態9とほぼ同様である。実施の形態11が実施の形態9との相違する主な点は、図16に示されるように、第2導体5と第5導体22とが直流的に接続されていない点である。実施の形態11においては、このような構造であっても、実施の形態9と同様のアンテナ動作がなされ、同様の効果を奏する。また、第2導体5と第3導体9を接続する工程を省くことができるため、複合アンテナの製造工程を簡略化することができる。
図17は実施の形態12にかかる複合アンテナ117の斜視図である。実施の形態12が実施の形態9と相違する主な点は、図17に示されるように、第2導体5と第5導体22とが1つの導体である円形導体35から構成されていることである。また、第1導体4の形状が蛇行している点である。第2導体5と第5導体22を1つの導体である円形導体35に置き換えても、複合アンテナは実施の形態9とほぼ同様に動作する。なお、第2導体5と第5導体22とにより、円形導体ではなく、正n角形導体(n=m×2+2、ただし、mは1以上の整数)を構成しても良い。
図18は、実施の形態13にかかる複合アンテナ118の斜視図である。基本的には実施の形態9とほぼ同様の効果を奏する。
図19は実施の形態14にかかる複合アンテナ119の断面図である。特に、第2導体5が存在するXZ面でカットしたときの断面図を示す。なお、実施の形態14は、基本的には実施の形態9のほぼ同じ効果を奏する。
図20、図21A、図21Bは、実施の形態15にかかる複合アンテナの断面図である。これらの図面は、複合アンテナ120,121A及び121Bは、第2導体5が存在するXZ面でカットしたときの断面図を示す。なお、実施の形態15に示す複合アンテナ115は基本的には実施の形態9(図12)と同等の効果を奏する。
図22は、実施の形態16にかかる複合アンテナ122の斜視図である。実施の形態16が実施の形態9と相違する主な点は、図22に示されるように、グランド1の形状が軸3に対して線対称形状の方形の平面となっている点、及びグランド1の端部に第1給電点2が接続されている点である。なお、図22においては、第2給電点6とグランド1は接続されておらず、また、第3導体7及び第4導体8とグランド1も接続されていない。
図23、図24及び図25は実施の形態17にかかる複合アンテナ123,124及び125のそれぞれ斜視図である。実施の形態17が実施の形態9と相違する主な点は、図23に示されるように、複合アンテナが実施の形態9に示したグランド1及び第1給電点2及び第1導体4を有していない点である。
2 第1給電点
3 軸
4 第1導体
5 第2導体
6 第2給電点
7 第3導体
8 第4導体
17 インダクタ
18 平面
19 メアンダ形状
20 天板
21 フロントガラス
22 第5導体
23 第3給電点
24 第6導体
25 第7導体
100,104,105,106,107,108,109A,109B,110,111,112,114,115,116,117,118,119,120,121A,121B,122,123,124,125 複合アンテナ
Claims (22)
- グランドと、前記グランドに接続される第1給電点と、前記第1給電点に接続され、前記グランドと直交する軸または面に対して線対称形状または面対称形状または電気的に対称な第1導体と、前記第1導体に接続され、前記軸または面に対して線対称形状または面対称形状または電気的に対称な第2導体と、前記軸または面の任意の位置に配置された第2給電点と、前記第2給電点と前記第2導体とを接続する第3導体と、前記第2給電点と前記第2導体とを接続し、前記軸または面に対し前記第3導体と線対称または面対称、または電気的に対称な第4導体とを有する複合アンテナ。
- 前記第2導体の一方端部において前記第3導体は接続され、前記第2導体の他方端部において前記第4導体が接続される請求項1に記載の複合アンテナ。
- 前記第1給電点に供給される信号の位相値と前記第2給電点に供給される信号の位相値により円偏波アンテナとして作動させた請求項1に記載の複合アンテナ。
- 前記第2導体は2つの扇の要を当接した形状とした請求項1に記載の複合アンテナ。
- 前記第2導体は方形または楕円形または円形のループ形状である請求項1に記載の複合アンテナ。
- 前記グランドはグランド板であり、前記第1給電点は前記グランドの端部に接続された請求項1に記載の複合アンテナ。
- 前記グランド板が前記軸または前記面の任意に対してほぼ対称形状である請求項6に記載の複合アンテナ。
- 車輌のフロントガラス上部に設置された請求項6に記載の複合アンテナ。
- 携帯端末に配置された請求項6に記載の複合アンテナ。
- 請求項1から9までのいずれか1つの複合アンテナがグランド板の端部に設置された携帯端末。
- グランドと、前記グランドに接続される第1給電点と、前記第1給電点に接続され、前記グランドと直交する軸または面に対して線対称形状または面対称形状または電気的特性の対称性を有する第1導体と、第2給電点と、前記第2給電点を通る任意の軸に対し線対称形状または面対称形状を有し、かつ、前記第1導体に接続される第2導体と、前記第2給電点と前記第2導体とを接続する第3導体と、前記第2給電点と前記第2導体とを接続すると共に前記任意の軸に対し前記第3導体とほぼ線対称に配置された第4導体と、前記任意の軸上に配置された第3給電点と、前記第2導体とほぼ直交して配置されると共に前記任意の軸に対しほぼ線対称形状または面対称形状を有する第5導体と、前記第3給電点と前記第5導体とを接続する第6導体と、前記第3給電点と前記第5導体とを接続すると共に前記任意の軸に対し前記第6導体とほぼ線対称または面対称に配置された第7導体とを有する複合アンテナ。
- グランドと、前記グランドに接続される第1給電点と、前記第1給電点に接続され、前記グランドと直交する軸または面に対して線対称形状または面対称形状または電気的に対称性を有する第1導体と、第2給電点と、前記第2給電点を通る任意の軸に対し電気的特性な対称性を有し、かつ、前記第1導体に接続される第2導体と、前記第2給電点と前記第2導体とを接続する第3導体と、前記第2給電点と前記第2導体とを接続すると共に前記任意の軸に対し前記第3導体と電気的特性において対称性を持たせて配置された第4導体と、前記任意の軸上に配置された第3給電点と、前記第2導体とほぼ直交して配置されると共に前記任意の軸に対し電気的特性において対称性を有する第5導体と、前記第3給電点と前記第5導体とを接続する第6導体と、前記第3給電点と前記第5導体とを接続すると共に前記任意の軸に対し前記第6導体と電気的に対称性を持たせて配置された第7導体とを有する複合アンテナ。
- 前記第2導体と前記第5導体とは直流的に接続されている請求項11または12のいずれか1項に記載の複合アンテナ装置。
- 前記第2導体と前記第5導体とにより円形導体または正n角形導体(n=m×2+2、ただしmは1以上の整数)が構成された請求項11に記載の複合アンテナ。
- 前記第2導体の電気長と前記第5導体の電気長とが異なった請求項11に記載の複合アンテナ。
- 前記第2導体の一方端部において前記第3導体は接続され、前記第2導体の他方端部において前記第4導体が接続された請求項11または12のいずれか1項に記載の複合アンテナ。
- 前記第7導体の一方端部において前記第6導体は接続され、前記第5導体の他方端部において前記第7導体が接続された請求項11または12のいずれか1項に記載の複合アンテナ。
- 各々の給電点に供給される信号の位相値を調整することにより円偏波アンテナとして動作させた請求項11または12のいずれか1項に記載の複合アンテナ。
- 前記第2導体または前記第5導体は方形または楕円形または円形のループ形状である請求項11または12のいずれか1項に記載の複合アンテナ。
- 前記第1給電点がグランド板の端部に配置された請求項11または12のいずれか1項に記載の複合アンテナ。
- 前記グランド板が前記軸に対して対称形である請求項20に記載の複合アンテナ。
- 請求項11から請求項21までのいずれか1つに記載の複合アンテナを搭載した携帯端末。
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