JP5099159B2 - Antenna device and portable wireless terminal equipped with the same - Google Patents
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Description
本発明は携帯端末用アレーアンテナに関する技術であって、２つの素子で高効率化を実現するものである。 The present invention relates to a mobile terminal array antenna that achieves high efficiency with two elements.
携帯電話などの携帯無線端末は、電話機能や電子メール機能、インターネット等へのアクセス機能だけに留まらず、近距離無線通信機能、無線ＬＡＮ機能、ＧＰＳ機能、ＴＶ視聴機能、ＩＣカード決済機能など、ますます多機能化が進んでいる。加えて、セルラー通信においては、高速かつ大容量の無線通信システムを実現する技術として、送信側，受信側に複数のアンテナを用いて通信を行う空間多重伝送（ＭＩＭＯ：Ｍｕｌｔｉ-Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉ-Ｏｕｔｐｕｔ）の搭載が予定されている。これは、複数の送信アンテナから時空間符号化した同じ信号を同帯域で送信することで空間多重を行い、複数の受信アンテナで受信して信号を分離することにより情報を抽出する。これにより、転送速度を向上させ、かつ大容量通信が可能となる。このような多機能化に伴って、携帯無線端末に搭載されるアンテナの数は増加傾向にあり、複数のアンテナ素子間の結合に伴うアンテナ性能の劣化が深刻な課題となっている。 Mobile wireless terminals such as mobile phones are not limited to telephone functions, e-mail functions, access functions to the Internet, but short-range wireless communication functions, wireless LAN functions, GPS functions, TV viewing functions, IC card payment functions, etc. More and more functions are in progress. In addition, in cellular communication, as a technology for realizing a high-speed and large-capacity wireless communication system, spatial multiplexing transmission (MIMO) that performs communication using a plurality of antennas on the transmission side and the reception side (MIMO: Multi-Input Multi-Output) Is scheduled to be installed. In this method, spatial multiplexing is performed by transmitting the same signal, which is space-time encoded from a plurality of transmission antennas, in the same band, and information is extracted by receiving the signals from a plurality of reception antennas and separating the signals. As a result, the transfer rate can be improved and large-capacity communication can be performed. With such multi-functionalization, the number of antennas mounted on portable wireless terminals is increasing, and deterioration of antenna performance due to coupling between a plurality of antenna elements has become a serious issue.
一方、携帯無線端末では、デザイン性及び携帯性の観点からさらなる小型化、高集積化が望まれる中、装置の小型化を図りつつ、良好なアンテナ特性を維持するためには、アンテナ素子の配置及びアンテナ素子同士の結合に対して種々の工夫が必要となる。また、給電経路やアンテナ素子数をできる限り少なくし、結合劣化対策を施した高性能なアンテナシステムが求められる。 On the other hand, in the case of portable radio terminals, further downsizing and higher integration are desired from the viewpoint of design and portability. In order to maintain good antenna characteristics while reducing the size of the device, the arrangement of antenna elements is required. In addition, various devices are required for coupling between the antenna elements. There is also a need for a high-performance antenna system in which the number of power feeding paths and the number of antenna elements is reduced as much as possible and measures against coupling deterioration are taken.
このようなアンテナ素子間の結合の問題に対応する従来の携帯無線機としては、例えば特許文献１及び非特許文献１に開示されているように、アレーアンテナ素子の給電部間を接続するように接続回路を挿入し、アンテナ間の相互結合インピーダンスをキャンセルすることで、アンテナ間の低相関を実現する構成が知られている。
As a conventional portable radio device that copes with such a problem of coupling between antenna elements, for example, as disclosed in
また、高効率化に対応する手段として、特許文献２に記載されているように、各チップアンテナ及び各放射導体を直角に配置し、インピーダンスの変化を抑制する構成が知られている。
Further, as means for improving efficiency, a configuration is known in which each chip antenna and each radiation conductor are arranged at right angles to suppress a change in impedance, as described in
また、高効率化に対応する別の手段として、特許文献３に記載されているように、指向性を制御するとともに、無給電素子を配置することで特異点を強調し、低結合化する構成が知られている。
In addition, as another means corresponding to high efficiency, as described in
しかしながら、非特許文献１及び特許文献１記載の従来構成では、接続素子６０６は素子間の結合位相の逆位相となる電流分布を作り出すように動作する。そのため、アンテナ素子に分布する電流が打ち消し合うことで、効率が低下するという課題があった。
However, in the conventional configurations described in Non-Patent
また、特許文献２の従来構成では、アンテナや放射導体を直角に配置することで、結合によるインピーダンスの変化を抑制する構成は示されているが、ＭＩＭＯ等の同一周波数で動作するアンテナにおいて、折り曲げる長さや配置位置についての開示はない。
Further, in the conventional configuration of
また、特許文献３の従来構成では、片側アンテナ素子の指向性をもう一方のアンテナ素子とは反対方向に向くように配置し、合わせて無給電素子を配置する構成が示されているが、この構成では無給電素子を配置するための広いスペースが必要であるとともに、各アンテナ素子の性能を確保するための間隔も必要である。
In addition, in the conventional configuration of
本発明は、ＭＩＭＯ等への対応を目的とした非対称な２素子のアンテナがアレー状に搭載される携帯端末において、上記課題を解決するために、いずれか一方のアンテナ素子の先端部において、もう一方のアンテナ素子に近づかないように略直角に折り曲げ、もう一方のアンテナ素子は略直角に折り曲げられたアンテナ素子よりも先端部分が突出するように構成する。これにより、互いのアンテナ素子上で打ち消し合う電流量を低減することができるために、任意の周波数において従来よりも高効率を実現できるアレーアンテナ装置及びこれを搭載した携帯無線端末を提供するものである。 In order to solve the above-described problem in a mobile terminal in which an asymmetric two-element antenna for the purpose of dealing with MIMO or the like is mounted in an array, the present invention is already provided at the tip of one of the antenna elements. The antenna element is bent at a substantially right angle so as not to approach one antenna element, and the other antenna element is configured such that the tip portion protrudes from the antenna element bent at a substantially right angle. Thus, since the amount of current canceling each other out on the antenna elements can be reduced, an array antenna device capable of realizing higher efficiency than the conventional one at an arbitrary frequency and a portable wireless terminal equipped with the array antenna device are provided. is there.
本発明のアンテナ装置は、筐体と、前記筐体に設けられグランドパターンを有する回路基板と、導電性の金属で構成された第一アンテナ素子と、導電性の金属で構成された第二アンテナ素子と、前記第一アンテナ素子と前記第二アンテナ素子とを電気的に接続する第一接続回路と、を具備し、前記第一アンテナ素子及び第二アンテナ素子は、前記回路基板上のグランドパターンと所定の間隔を隔てて互いに近接して配置されるとともに、前記回路基板の端部に配置される第一給電部及び第二給電部に電気的に接続され、前記第一接続回路は、第一の周波数帯域における前記第一アンテナ素子と第二アンテナ素子との間の相互結合インピーダンスをキャンセルするように調整しつつ高効率を可能とし、前記第二アンテナ素子は、その先端部を所定の長さだけ、前記第一アンテナ素子から遠ざかる方向へ、略直角に折り曲げて構成され、前記第一アンテナ素子は、その先端部において、前記第二アンテナ素子の略直角に折り曲げられた部分よりも先端部分が所定の長さだけ突出するように構成するようにした。また、第一の周波数帯域における波長に対して、前記第二アンテナ素子における前記折り曲げ部分における折り曲げ量は、０．０２波長以上、０．１２波長以下であり、前記第一アンテナ素子における前記突出部分の突出量は、０．０２波長以上、０．２０波長以下であるようにした。 The antenna device of the present invention includes a housing, a circuit board provided on the housing and having a ground pattern, a first antenna element made of a conductive metal, and a second antenna made of a conductive metal. And a first connection circuit that electrically connects the first antenna element and the second antenna element, wherein the first antenna element and the second antenna element are ground patterns on the circuit board. Are arranged close to each other at a predetermined interval, and are electrically connected to a first power feeding unit and a second power feeding unit arranged at an end of the circuit board, and the first connection circuit is it possible to adjust with high efficiency so as to cancel the mutual coupling impedance between said first antenna elements in one frequency band the second antenna element, the second antenna element, Tokoro its tip Long enough, in a direction away from said first antenna element is formed by bending substantially at a right angle, the first antenna element at its distal end, than the substantially right angle bent portion of the second antenna element The tip portion is configured to protrude by a predetermined length . Further, with respect to the wavelength of the first frequency band, the amount bending of the bending portion in the second antenna element is 0.02 wavelength or more and 0.12 wavelengths or less, the projecting portion in said first antenna element The protrusion amount of was set to be 0.02 wavelength or more and 0.20 wavelength or less.
この構成により、互いのアンテナ素子上で打ち消し合う電流量を低減することができるために、任意の周波数において従来よりも高効率を実現できるアレーアンテナを実現することができる。 With this configuration, it is possible to reduce the amount of current that cancels each other out on the antenna elements. Therefore, it is possible to realize an array antenna that can achieve higher efficiency than before in an arbitrary frequency.
また、本発明のアンテナ装置及びこれを搭載した携帯無線端末は、前記第一アンテナ素子が、第一インピーダンス整合回路を介して前記第一給電部と電気的に接続されるとともに、前記第二アンテナ素子が、第二インピーダンス整合回路を介して前記第二給電部と電気的に接続される。 Further, in the antenna device of the present invention and a portable wireless terminal equipped with the antenna device, the first antenna element is electrically connected to the first power feeding unit via a first impedance matching circuit, and the second antenna The element is electrically connected to the second power feeding unit via a second impedance matching circuit.
この構成により、所望の周波数帯域において、より高効率でより低結合なアンテナ特性を実現できる。 With this configuration, antenna characteristics with higher efficiency and lower coupling can be realized in a desired frequency band.
また、本発明のアンテナ装置及びこれを搭載した携帯無線端末は、前記第一アンテナ素子及び前記第二アンテナ素子が、前記回路基板に対して略直交して配置されるとともに、前記筐体の内壁に沿って折り曲げられて、前記筐体に配置される。 Further, in the antenna device of the present invention and a portable wireless terminal equipped with the antenna device, the first antenna element and the second antenna element are disposed substantially orthogonal to the circuit board , and the inner wall of the housing bent along, it is disposed in the housing.
この構成により、高精度にアンテナ素子を配置することができ、量産性の良いアレーアンテナを実現できる。 With this configuration, antenna elements can be arranged with high accuracy, and an array antenna with good mass productivity can be realized.
また、本発明のアンテナ装置及びこれを搭載した携帯無線端末は、前記第一アンテナ素子又は前記第二アンテナ素子のいずれか、または全てが、プリント基板上の銅箔パターンで構成される。 In the antenna device of the present invention and the portable wireless terminal equipped with the antenna device, either or all of the first antenna element and the second antenna element are configured by a copper foil pattern on a printed board.
この構成により、高精度にアンテナ素子を配置することができ、量産性の良いアレーアンテナを実現できる。 With this configuration, antenna elements can be arranged with high accuracy, and an array antenna with good mass productivity can be realized.
また、本発明のアンテナ装置を携帯無線端末に搭載する構成とした。 In addition, the antenna device of the present invention is mounted on a portable wireless terminal.
この構成により、携帯無線端末のアンテナ特性を向上させることができ、小型化を図ることができる。 With this configuration, the antenna characteristics of the portable wireless terminal can be improved, and the size can be reduced.
また、本発明のアンテナ装置をＭＩＭＯ対応携帯無線端末に搭載する構成とした。 In addition, the antenna device of the present invention is mounted on a MIMO-compatible portable wireless terminal.
この構成により、ＭＩＭＯ対応可能な携帯無線端末のアンテナ特性を向上させることができ、小型化を図ることができる。 With this configuration, it is possible to improve the antenna characteristics of a portable wireless terminal capable of MIMO, and to reduce the size.
本発明のアンテナ装置及びこれを搭載した携帯無線端末によれば、同一の周波数で動作する高効率かつ低結合なＭＩＭＯ用アレーアンテナを実現することができる。 According to the antenna device of the present invention and a portable wireless terminal equipped with the antenna device, it is possible to realize a highly efficient and low-coupled MIMO array antenna that operates at the same frequency.
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における携帯無線端末の構成図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a configuration diagram of a portable radio terminal according to
図１に示すように、携帯無線端末１００の内部に配置された回路基板１０１には第一無線回路部１０２が構成されており、第一給電部１０４を通じて、導電性の金属で構成された第一アンテナ素子１０６に高周波信号が供給されている。さらに、回路基板１０１には第二無線回路部１０３が構成されており、第二給電部１０５を通じて、導電性の金属で構成された第二アンテナ素子１０７に高周波信号が供給されている。
As shown in FIG. 1, a first
第一無線回路部１０２及び第二無線回路部１０３は共に、第一の周波数で動作する同一又は別の無線システムで使用される。
Both the first
図１では、第一アンテナ素子１０６及び第二アンテナ素子１０７はいずれも携帯端末内部に配置されるため小型であり、第一の周波数帯域の波長にとって０．５波長以下の全長である。また、第一アンテナ素子１０６及び第二アンテナ素子１０７は限られた端末内部に内蔵させる必要性から、０．１波長以下の距離で略平行に近接配置される。さらに、第二アンテナ素子１０７の先端部において、第一アンテナ素子１０６から遠ざかる方向に所定の折り曲げ長さａにて略直角に折り曲げられている。この際、第一アンテナ素子１０６は第二アンテナ素子１０７の折り曲げ部分よりも所定の長さである突出量ｂだけ突出するように構成される。
In FIG. 1, both the
第一アンテナ素子１０６及び第二アンテナ素子１０７は平行部分が０．１波長以下の距離で略平行に配置されているため、アンテナ素子間に相互結合インピーダンスが生じ、片方のアンテナ素子に流れた高周波電流が、もう片方のアンテナ素子に誘導電流として流れてしまうことで、結果としてアンテナの放射性能に劣化が生じてしまう。
Since the parallel portions of the
そこで、第一接続回路１０８を第一アンテナ素子１０６及び第二アンテナ素子１０７の端部付近を接続するように挿入し、アンテナ間の第一の周波数帯域の相互結合インピーダンスをキャンセルすることで、アンテナ素子間の結合劣化を改善する手段を用いている。
Therefore, the
さらに、第一アンテナ素子１０６は第一インピーダンス整合回路１１１を介して第一給電部１０４に接続されるとともに、第二アンテナ素子１０７は第二インピーダンス整合回路１１２を介して第一給電部１０５に接続される。第一インピーダンス整合回路１１１及び第二インピーダンス整合回路１１２を配置することで、第一アンテナ素子１０６のインピーダンス整合と第二アンテナ素子１０７のインピーダンス整合と、アンテナ素子間の相互結合インピーダンスの調整をより細かく行うことができ、より結合劣化を軽減する効果が高まる。
Further, the
また、図１のように、第二アンテナ素子１０７の先端部を所定の長さだけ折り曲げ、第一アンテナ素子１０６を所定の長さだけ突出するように構成することで、２つのアンテナ素子の放射インピーダンスと相互結合インピーダンスに差異を設けることができ、第一インピーダンス整合回路１１１と第二インピーダンス整合回路１１２を個別に最適化できるようになる。このため、結合劣化を軽減した後の２つのアンテナの放射効率に関して、片方の特性を著しく劣化させることなく、共に特性を改善できる。
Further, as shown in FIG. 1, the end of the
なお、図１の構成では第一アンテナ素子１０６、第二アンテナ素子１０７を導電性の金属部品として説明しているが、プリント基板上に構成した銅箔のパターンで構成しても同様な効果が得られる。
In the configuration of FIG. 1, the
図２は、本発明の実施の形態１における第一接続回路の具体構成を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a specific configuration of the first connection circuit according to
図２に示すように、第一接続回路には（ａ）コンデンサ、（ｂ）インダクタ、（ｃ）並列共振回路、（ｄ）直列共振回路、（ｅ）メアンダパターンでの構成が可能である。さらにこれ以外の構成でも、フィルタや、パターンで構成したコンデンサなど、等価回路がコンデンサやインダクタの組合せで表現できる構成であって、相互結合インピーダンスを調整できるものであればいずれの構成でも良い。さらにこれらを複数組み合わせた構成であっても良い。 As shown in FIG. 2, the first connection circuit can be configured with (a) a capacitor, (b) an inductor, (c) a parallel resonance circuit, (d) a series resonance circuit, and (e) a meander pattern. Further, any other configuration may be used as long as an equivalent circuit can be expressed by a combination of a capacitor and an inductor, such as a filter or a capacitor configured with a pattern, and the mutual coupling impedance can be adjusted. Furthermore, the structure which combined these two or more may be sufficient.
なお、図１の構成では、２つのアンテナ素子の間に相互結合が生じるが、インピーダンス整合回路を配置することで、これらの相互結合インピーダンスを総合的に調整することが可能となる。結果的に、第一の周波数帯域において、第一給電部１０４と第二給電部１０５の間の通過特性であるＳ１２及びＳ２１を低く抑えることができ、結合劣化を改善できる。
In the configuration of FIG. 1, mutual coupling occurs between two antenna elements. However, by arranging an impedance matching circuit, it is possible to comprehensively adjust the mutual coupling impedance. As a result, in the first frequency band, S12 and S21, which are pass characteristics between the first
続いて、図１の具体的な構成について、性能を解析した事例を示す。 Then, the example which analyzed the performance about the specific structure of FIG. 1 is shown.
図３は、本発明の実施の形態１における携帯無線端末の特性解析モデルを示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a characteristic analysis model of the portable wireless terminal according to
図３（ａ）に示すように、回路基板１０１は、ガラエポ製のプリント基板で構成されるが、ここでは長さ１００ｍｍ、幅５０ｍｍの銅箔にて構成されていることとしてモデル化し、解析を行う。回路基板１０１には、第一給電部１０４及び第二給電部１０５を通じて、導電性の銅箔パターンである第一アンテナ素子１０６及び第二アンテナ素子１０７に高周波信号が供給されている。第一給電部１０４及び第二給電部１０５からは、第一の周波数帯域である２ＧＨｚを含む、１ＧＨｚから３ＧＨｚの高周波信号が供給され、Ｓパラメータである通過特性Ｓ２１及び反射特性Ｓ１１、Ｓ２２、及び放射効率の解析を行う。
As shown in FIG. 3 (a), the
第一アンテナ素子１０６は長さ２４ｍｍ、幅１．４ｍｍで構成されている。一方、第二アンテナ素子１０７は、第一アンテナ素子１０６との略平行部分である長さ１８ｍｍ、幅１．４ｍｍに加え、第一アンテナ素子１０６から遠ざかる方向に長さａ＝６ｍｍ、幅１．４ｍｍで構成されている。このため、第一アンテナ素子１０６は、第二アンテナ素子１０７の折り曲げ部よりｂ＝６ｍｍだけ突出して構成される。
The
第一アンテナ素子１０６及び第二アンテナ素子１０７は、グランドパターンから２ｍｍ離れて配置されている。給電部からの接続線２ｍｍを含めたアンテナの長さ２６ｍｍは、２ＧＨｚの波長である１５０ｍｍにとって、０．１７３波長の長さに相当する。第一アンテナ素子１０６と第二アンテナ素子１０７の略平行部分の間隔は６ｍｍであり、２ＧＨｚに対して０．０４波長と極めて近接した間隔で配置されている。第一アンテナ素子１０６と第二アンテナ素子１０７が電気的に近接した距離で略平行に配置されるため、アンテナ素子間の相互結合が生じ、各アンテナ素子に流れた高周波電流が、もう片方のアンテナ素子に誘導電流として流れてしまうことで、結果としてアンテナの放射性能に劣化が生じてしまう。そこで、第一アンテナ素子１０６及び第二アンテナ素子１０７の下端部にそれぞれを接続する第一接続回路１０８を挿入し、２ＧＨｚにおけるアンテナ間の相互結合インピーダンスをキャンセルすることで、アンテナ素子間の結合劣化を改善する。さらに、第一インピーダンス整合回路１１１及び第二インピーダンス整合回路１１２を各アンテナ素子の根元に配置することで、第一アンテナ素子１０６のインピーダンス整合と第二アンテナ素子１０７のインピーダンス整合と、アンテナ素子間の相互結合インピーダンスの調整をより細かく行うことができ、より結合劣化を軽減する効果を高めている。特に、第二アンテナ素子１０７の先端部をａだけ折り曲げ、第一アンテナ素子１０６をｂだけ突出するように構成することで、２つのアンテナ素子の放射インピーダンスと相互結合インピーダンスに差異を設けることができ、第一インピーダンス整合回路１１１と第二インピーダンス整合回路１１２を個別に最適化できるようになる。
The
図３（ｂ）に示すように、第一接続回路１０８は略６ｍｍの接続線路で構成され、５．１ｐＦのコンデンサと４．１ｎＨのインダクタが中央に配置されている。さらに、第一インピーダンス整合回路１１１は第一給電部側１０４側に１．８ｐＦを配置するとともに、回路基板のグランドパターンに対して５．１ｎＨで接地されている。第二インピーダンス整合回路１１２は第二給電部側１０５側に１．１ｐＦを配置するとともに、回路基板のグランドパターンに対して４．３ｎＨで接地されている。
As shown in FIG. 3B, the
図４は、図４の解析モデルを用いて解析した、本発明の実施の形態１におけるＳパラメータ特性図である。図４（ａ）は、第一給電部１０４から見たＳ１１波形、図４（ｂ）は第二給電部１０５からみたＳ２２波形を示している。また、図４（ｃ）は、第一給電部１０４から第二給電部１０５へ向かう通過特性であるＳ２１波形であり、いずれも横軸は１ＧＨｚから３ＧＨｚまでの周波数特性で示している。
FIG. 4 is an S parameter characteristic diagram according to
図４（ａ）に示すように、２ＧＨｚにおけるＳ１１は−１０ｄＢ以下の低い値となっており、この周波数帯域でインピーダンス整合が取れている様子が分かる。また、図４（ｂ）に示すように、２ＧＨｚにおけるＳ２２も同様に、−１０ｄＢ以下の低い値となっており、この周波数帯域でインピーダンス整合が取れている様子が分かる。さらに、図４（ｃ）に示すように、２ＧＨｚにおける通過特性であるＳ２１は−１０ｄＢ以下の低い値となっており、この周波数帯域でアイソレーションが確保され、結合劣化が軽減されている様子が分かる。このように、２ＧＨｚにおいて、インピーダンス整合及びアイソレーションが確保でき、結合劣化が軽減されている様子が分かる。 As shown in FIG. 4A, S11 at 2 GHz has a low value of −10 dB or less, and it can be seen that impedance matching is achieved in this frequency band. Further, as shown in FIG. 4B, S22 at 2 GHz similarly has a low value of −10 dB or less, and it can be seen that impedance matching is achieved in this frequency band. Further, as shown in FIG. 4 (c), S21 which is a pass characteristic at 2 GHz has a low value of −10 dB or less, and isolation is ensured in this frequency band, and coupling deterioration is reduced. I understand. Thus, it can be seen that at 2 GHz, impedance matching and isolation can be ensured, and coupling degradation is reduced.
次に、第一アンテナ素子１０６の突出部１１０の突出量ｂと第二アンテナ素子１０７の折り曲げ部１０９の折り曲げ量ａを変化させた場合のアンテナ特性について示す。
Next, antenna characteristics when the protruding amount b of the protruding
図５は、折り曲げ部１０９の折り曲げ量ａと突出部１１０の突出量ｂを変化させた場合の解析条件１から４である。
FIG. 5 shows
図６は、シミュレーションにより導出した、図５に示す各条件の低結合化された後の自由空間効率を示したものである。ここで、事前状態とは、折り曲げ量ａ及び突出量ｂを共に０とした状態である。事前状態に比べ自由空間効率の向上が確認できる構成は、条件１及び条件４であることが分かる。
FIG. 6 shows the free space efficiency after decoupling of the conditions shown in FIG. 5 derived by simulation. Here, the preliminary state is a state where both the bending amount a and the protruding amount b are zero. It can be seen that
図７は、折り曲げ量ａ及び突出量ｂに関して、事前状態に比べ優位である範囲を示したものである。少なくとも一方が事前状態以上であり、他方が事前状態同等もしくは事前状態からの劣化が１ｄＢ以下である場合は、ａ、ｂが下記数式１を満たす場合である。
FIG. 7 shows a range in which the bending amount “a” and the protrusion amount “b” are superior to the prior state. When at least one is equal to or greater than the prior state and the other is equal to the prior state or the deterioration from the prior state is 1 dB or less, a and b satisfy the following
また、少なくとも一方が事前状態以上であり、他方が事前状態からの劣化が３ｄＢ以下である場合は、ａ、ｂが下記数式２を満たす場合である。
Moreover, when at least one is more than a prior state and the other is deterioration from a prior state is 3 dB or less, it is a case where a and b satisfy | fill following
このように、本実施の形態１によれば、第一アンテナ素子１０６及び第二アンテナ素子１０７を動作させて使用する第一の周波数帯域において結合劣化を改善でき、低結合で高利得な内蔵型アレーアンテナを構成できる。本方式によれば、折り曲げ量ａ及び突出量ｂを調整することで、第一アンテナ素子１０６及び第二アンテナ素子１０７のどちらを事前状態よりも優位とするか、選択的に構成することが可能な端末用アレーアンテナを実現できる。
Thus, according to the first embodiment, the coupling degradation can be improved in the first frequency band used by operating the
（実施の形態２）
図８は、本発明の実施の形態２における携帯無線端末の構成図である。
(Embodiment 2)
FIG. 8 is a configuration diagram of the portable radio terminal according to the second embodiment of the present invention.
図８において、図１と同じ構成については同じ符号を用い、説明を省略する。 8, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
図８では、第一アンテナ素子１０６及び第二アンテナ素子１０７が、回路基板１０１に対して略直交して伸延された後、携帯無線端末１００の筐体内壁に沿って直角に折り曲げられて配置され、第二アンテナ素子１０７は先端部分を携帯無線端末１００の筐体内壁に沿ってさらに略直角に折り曲げられて配置される。このように配置することで、アンテナ素子を少ない占有体積で携帯無線端末１００の筐体内に格納することができ、装置の小型化を図りつつ、低結合なアンテナ特性を実現できる。さらに、図８の構成によれば、アンテナ素子の物理的な長さを、携帯無線端末の幅に対して十分余裕を持って配置することが可能であるため、低い周波数帯域であっても対応することができ、また、高い特性を確保できる効果がある。
In FIG. 8, the
（実施の形態３）
図９は、本発明の実施の形態３における携帯無線端末の構成図である。
(Embodiment 3)
FIG. 9 is a configuration diagram of the mobile radio terminal according to
図９において、図１と同じ構成については同じ符号を用い、説明を省略する。 9, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
図９では、第一アンテナ素子１０６及び第二アンテナ素子１０７が、携帯無線端末１００の筐体内壁の異なる面に面するように回路基板１０１に対して略直交して伸延された後、携帯無線端末１００の筐体内壁に沿って略直角に折り曲げられて配置されている。加えて、第二アンテナ素子１０７は、先端部分を携帯無線端末１００の筐体内壁に沿ってさらに略直角に折り曲げられて同一面に配置される。このように配置することで、アンテナ素子を少ない占有体積で携帯無線端末１００の筐体内に格納することができ、装置の小型化を図りつつ、低結合なアンテナ特性を実現できる。さらに、図８の構成によれば、アンテナ素子の物理的な長さを、携帯無線端末の幅に対して十分余裕を持って配置することが可能であるため、低い周波数帯域であっても対応することができ、また、高い特性を確保できる効果がある。
In FIG. 9, after the
（実施の形態４）
図１０は、本発明の実施の形態４における携帯無線端末の構成図である。
(Embodiment 4)
FIG. 10 is a configuration diagram of the portable radio terminal according to the fourth embodiment of the present invention.
図１０において、図１と同じ構成については同じ符号を用い、説明を省略する。 10, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
図１０（ａ）は折り畳み式の携帯無線端末２００を背面から見た図である。また、図１０（ｂ）は、折り畳み式の携帯無線端末２００の断面図である。図１０では、第一アンテナ素子１０６及び第二アンテナ素子１０７が、回路基板１０１に対して略直交して伸延された後、折り畳み式の携帯無線端末２００の筐体内壁に沿って直角に折り曲げられて配置され、第二アンテナ素子１０７は先端部分を折り畳み式の携帯無線端末２００の筐体内壁に沿って略直角に折り曲げられて配置される。このように配置することで、アンテナ素子を少ない占有体積で折り畳み式の携帯無線端末２００の筐体内に格納することができ、装置の小型化を図りつつ、低結合なアンテナ特性を実現できる。さらに、図１０構成によれば、アンテナ素子の物理的な長さを、携帯無線端末の幅に対して十分余裕を持って配置することが可能であるため、低い周波数帯域であっても対応することができ、また、高いアンテナ特性を確保できる効果がある。
FIG. 10A is a view of the folding
本発明のアンテナ装置及びこれを搭載した携帯無線端末は、任意の周波数で動作する低結合かつ高効率なアレーアンテナを実現することができるため、携帯電話などの携帯無線端末に有用である。 The antenna device of the present invention and a portable wireless terminal equipped with the antenna device can be used for a portable wireless terminal such as a cellular phone because a low-coupled and highly efficient array antenna that operates at an arbitrary frequency can be realized.
１００ 携帯無線端末
１０１ 回路基板
１０２ 第一無線回路部
１０３ 第二無線回路部
１０４ 第一給電部
１０５ 第二給電部
１０６ 第一アンテナ素子
１０７ 第二アンテナ素子
１０８ 第一接続回路
１０９ 折り曲げ部
１１０ 突出部
１１１ 第一インピーダンス整合回路
１１２ 第二インピーダンス整合回路
２００ 折り畳み式の携帯無線端末
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記筐体に設けられグランドパターンを有する回路基板と、
導電性の金属で構成された第一アンテナ素子と、
導電性の金属で構成された第二アンテナ素子と、
前記第一アンテナ素子と前記第二アンテナ素子とを電気的に接続する第一接続回路と、を具備し、
前記第一アンテナ素子及び第二アンテナ素子は、前記回路基板上のグランドパターンと所定の間隔を隔てて互いに近接して配置されるとともに、前記回路基板の端部に配置される第一給電部及び第二給電部に電気的に接続され、
前記第一接続回路は、第一の周波数帯域における前記第一アンテナ素子と第二アンテナ素子との間の相互結合インピーダンスをキャンセルするように調整しつつ高効率を可能とし、
前記第二アンテナ素子は、その先端部を所定の長さだけ、前記第一アンテナ素子から遠ざかる方向へ、略直角に折り曲げて構成され、
前記第一アンテナ素子は、その先端部において、前記第二アンテナ素子の略直角に折り曲げられた部分よりも先端部分が所定の長さだけ突出するように構成された、
ことを特徴とするアンテナ装置。 A housing,
A circuit board provided in the housing and having a ground pattern;
A first antenna element made of a conductive metal;
A second antenna element made of conductive metal;
A first connection circuit for electrically connecting the first antenna element and the second antenna element;
The first antenna element and the second antenna element are disposed close to each other at a predetermined interval from a ground pattern on the circuit board, and a first feeding unit disposed at an end of the circuit board, Electrically connected to the second feeding section,
The first connection circuit enables high efficiency while adjusting so as to cancel the mutual coupling impedance between the first antenna element and the second antenna element in the first frequency band ,
The second antenna element is configured to be bent at a substantially right angle in a direction away from the first antenna element by a predetermined length at the tip thereof,
The first antenna element at its tip portion, said second antenna substantially tip portion than a right angle bent portion of the element is configured so as to project by a predetermined length,
An antenna device characterized by that.
前記第二アンテナ素子における前記折り曲げ部分における折り曲げ量は、０．０２波長以上、０．１２波長以下であり、
前記第一アンテナ素子における前記先端部分の突出部分の突出量は、０．０２波長以上、０．２０波長以下である、
請求項１記載のアンテナ装置。 For wavelengths in the first frequency band,
The amount of bending at the bent portion of the second antenna element is 0.02 wavelength or more and 0.12 wavelength or less,
The protruding amount of the protruding portion of the tip portion of the first antenna element is 0.02 wavelength or more and 0.20 wavelength or less.
The antenna device according to claim 1.
前記第二アンテナ素子が、第二インピーダンス整合回路を介して前記第二給電部と電気的に接続される請求項１または請求項２記載のアンテナ装置。 The first antenna element is electrically connected to the first feeder through a first impedance matching circuit,
It said second antenna element, an antenna device according to claim 1 or claim 2, wherein electrically connected to said second power supply unit via the second impedance matching circuit.
請求項１または請求項２記載のアンテナ装置。 Either or all of the first antenna element or the second antenna element is composed of a copper foil pattern on a printed board,
The antenna device according to claim 1 or 2 .
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