JPWO2005055364A1

JPWO2005055364A1 - アンテナ構造およびそれを備えた通信機

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Publication number: JPWO2005055364A1
Application number: JP2005515930A
Authority: JP
Inventors: 川端　一也; 一也川端; 栗田　淳一; 淳一栗田
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
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Priority date: 2003-12-02
Filing date: 2004-11-30
Publication date: 2007-06-28
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Abstract

電磁結合している給電放射電極（２）と無給電放射電極（３）を有するアンテナ構造（１）において、給電放射電極（２）は、主スリット（４）の形成によって、給電端部（Ｑ）から主スリット（４）を迂回しながら開放端部（Ｋ）に向かう経路の途中にＵターン部（Ｔ）を有する形態と成す。給電放射電極（２）には、Ｕターン部（Ｔ）に接続してＵターン部（Ｔ）に静電容量を付与するオープンスタブ（１２）を形成するための副スリット（１０）を設ける。オープンスタブ（１２）が給電放射電極（２）のＵターン部（Ｔ）に付与する静電容量の大きさを可変することにより、給電放射電極（２）の基本共振周波数帯の共振状態（例えば基本共振周波数Ｆ1やＱ値など）や、給電放射電極（２）と無給電放射電極（３）との電磁結合状態や、インピーダンス整合状態の変動を抑制しながら、給電放射電極２の高次共振周波数Ｆ2を可変制御することができる。

Description

本発明は、複数の互いに異なる周波数帯での無線通信が可能なアンテナ構造およびそれを備えた通信機に関するものである。

図１１ａには、複数の互いに異なる周波数帯での無線通信が可能なアンテナ構造の一例が模式的に示されている。このアンテナ構造１は、給電放射電極２と、無給電放射電極３とを有して構成されている。給電放射電極２はλ／４タイプの放射電極と成しており、当該給電放射電極２は例えば導体板により構成されている。この給電放射電極２には、コ字形状部分を１つ有する折れ曲がり形状のスリット４が電極端縁から切り込み形成されている。そのスリット４によって分離されたスリット両側部側の給電放射電極端縁部分の一方側Ｑは給電端部と成し、他方側Ｋは開放端部と成している。また、給電端部Ｑに連接している電極端縁部分はグランド接地用のショート部Ｇqとなっている。スリット４の形成によって、給電放射電極２は、給電端部Ｑから開放端部Ｋに向かう経路の途中にＵターン部Ｔを備えた折り返し形状と成っている。

無給電放射電極３も導体板により構成されており、この無給電放射電極３にもコ字形状部分を１つ有する折れ曲がり形状のスリット５が電極端縁から切り込み形成されている。そのスリット５によって分離された無給電放射電極端縁部分の一方側Ｇmはグランド接地用のショート部と成し、他方側の無給電放射電極端縁部分６は開放端部と成している。無給電放射電極３は、ショート部Ｇmが給電放射電極２のショート部Ｇqと間隔を介して隣り合うようにして、給電放射電極２と間隔を介して隣接配置されている。

例えば、図１１ｂのリターンロス特性に示されるように、主として給電放射電極２により動作する共振の基本共振周波数Ｆ1は、主として給電放射電極２と、それと電磁結合している無給電放射電極３により動作する共振の基本共振周波数ｆ1近傍の周波数となっており、周波数Ｆ1，ｆ1は複共振状態を作り出す構成となっている。また、主として給電放射電極２により動作する共振の高次共振周波数Ｆ2は、主として給電放射電極２と、それと電磁結合している無給電放射電極３により動作する共振の高次共振周波数ｆ2近傍の周波数となっており、周波数Ｆ2，ｆ2も、また、複共振状態を作り出す構成となっている。

図１１ａに示されるアンテナ構造１では、主として給電放射電極２により動作する共振の基本共振周波数Ｆ1に基づいた基本共振周波数帯と、高次共振周波数Ｆ2に基づいた高次共振周波数帯と、主として給電放射電極２とそれと電磁結合している無給電放射電極３により動作する共振の基本共振周波数ｆ1に基づいた基本共振周波数帯と、高次共振周波数ｆ2に基づいた高次共振周波数帯との４つの共振周波数帯での無線通信が可能となっている。

このようなアンテナ構造１は、例えば無線通信機の回路基板に搭載されることにより、給電放射電極２と無給電放射電極３の各ショート部Ｇq，Ｇmが、それぞれ、その回路基板のグランド部に接地され、また、給電放射電極２の給電端部Ｑが、例えば無線通信機の無線通信用の高周波回路８に接続される。

例えば、図１１ａに示されるアンテナ構造１では、無線通信機の高周波回路８から給電放射電極２の給電端部Ｑに送信用の信号が供給されると、この信号供給によって給電放射電極２が共振すると共に、電磁結合によって無給電放射電極３にも信号が供給されて無給電放射電極３も共振して、給電放射電極２および無給電放射電極３の共振動作（アンテナ動作）によって信号が無線送信される。また、外部から信号（電波）が到来して給電放射電極２と無給電放射電極３が共振して（アンテナ動作して）信号を受信すると、その受信信号は、給電放射電極２の給電端部Ｑから高周波回路８に伝達される。

特開平１０−９３３３２号公報

ところで、図１１ａの構成では、給電放射電極２にはスリット４が形成されている。このスリット４の形成部分には静電容量が生じ、この静電容量（Ｃ）と、給電放射電極２が持つインダクタンス成分（Ｌ）とによって、ＬＣ共振回路が構成される。このＬＣ共振回路は、給電放射電極２の共振周波数に大きく関与するものであることから、スリット４の形成位置やスリット長やスリット幅を可変してスリット４の形成部分の静電容量の大きさや、給電放射電極２のインダクタンス成分の大きさを可変することによって、給電放射電極２の共振周波数Ｆ1，Ｆ2を可変制御することができる。

しかしながら、例えば、給電放射電極２の高次共振周波数Ｆ2を下げようとして、スリット４のスリット長を長くすると、給電放射電極２の基本共振周波数Ｆ1も下がってしまい、高次共振周波数Ｆ2だけを要求の周波数に下げることができないという問題が発生する。つまり、給電放射電極２の基本共振周波数Ｆ1と高次共振周波数Ｆ2を別々に制御することが難しいという問題があった。

また、給電放射電極２の高次共振周波数Ｆ2を大きく下げようとして、スリット４のスリット長を大幅に長くする場合には、例えば、図１２に示されるように、スリット４をスパイラル状（渦巻き状）に形成することが考えられる。この場合には、給電放射電極２のインダクタンス成分が大きくなり過ぎて給電放射電極２における信号ロスが大きくなって電波（電界）放射が抑制されてしまう。また、給電放射電極２の各所から放射される電界同士が打ち消し合うという現象が生じる。スリット４をスパイラル状にすると、そのようなことにより、アンテナ構造１（給電放射電極２）のアンテナ利得が低下するという事態が発生する。

本発明は、給電放射電極の基本共振周波数を殆ど変化させることなく、また、アンテナ利得の低下を防止しつつ、給電放射電極の高次共振周波数を容易に可変制御できるアンテナ構造およびそれを備えた通信機を提供することを目的としている。

この発明のアンテナ構造は、一端側を給電端部とし他端側を開放端部として複数の共振周波数帯でアンテナ動作を行う給電放射電極と、この給電放射電極に電磁結合し複数の共振周波数帯でアンテナ動作を行う無給電放射電極とを有し、給電放射電極が持つ複数の共振周波数帯のうちの最も低い基本共振周波数帯と、それよりも高い高次共振周波数帯と、無給電放射電極における最も低い基本共振周波数帯と、それよりも高い高次共振周波数帯との少なくとも４つの共振周波数帯での無線通信が可能なアンテナ構造であって、給電放射電極には、その電極端縁から切り込み形成された主スリットが設けられ、この主スリットにより分離された主スリット両側部側の給電放射電極端縁部分の一方側が給電端部と成し、他方側が開放端部と成しており、給電放射電極は、給電端部から主スリットを迂回しながら開放端部に向かう経路の途中にＵターン部を備えた折り返し形状の放射電極と成しており、この給電放射電極には、Ｕターン部に接続してＵターン部に静電容量を付与するオープンスタブを形成するための副スリットが主スリットとは別に設けられていることを特徴としている。また、この発明の通信機は、この発明において特有な構成を持つアンテナ構造が設けられていることを特徴としている。

この発明によれば、給電放射電極はＵターン部を有する折り返し形状の放射電極と成し、この折り返し形状の給電放射電極のＵターン部には、当該Ｕターン部に静電容量を付与するオープンスタブが設けられている構成とした。このオープンスタブの形成によって、給電放射電極のＵターン部には局所的に、オープンスタブに基づいた静電容量（Ｃ）と、給電放射電極のＵターン部のインダクタンス成分（Ｌ）とによるＬＣ共振回路（タンク回路）が形成される。

このＬＣ共振回路は、給電放射電極の共振周波数に関与するものであるが、給電放射電極における基本共振周波数の電流の分布と、高次共振周波数の電流の分布との差違に起因して、そのＬＣ共振回路が給電放射電極の高次共振周波数に関与する度合いは、給電放射電極の基本共振周波数に関与する度合いよりも格段に大きい。このため、オープンスタブが持つ静電容量の大きさ（オープンスタブが給電放射電極のＵターン部に付与する静電容量の大きさ）を可変することによって、給電放射電極の基本共振周波数を殆ど変化させることなく、給電放射電極の高次共振周波数を変化させることができる。

また、給電放射電極の給電端部と開放端部との間の電流経路上の電極自体の形状を変化させて高次共振周波数を変化させるのではなく、オープンスタブが持つ静電容量の大きさを可変して高次共振周波数を変化させるので、給電放射電極の高次共振周波数帯以外の共振周波数帯の共振状態（例えば共振周波数や共振の位相やＱ値など）や、インピーダンス整合状態や、給電放射電極と無給電放射電極の電磁結合状態などの変動をほぼ抑制しながら、給電放射電極の高次共振周波数の可変制御が可能である。

さらに、この発明では、給電放射電極に副スリットを設けることでオープンスタブを形成する構成としており、給電放射電極の形状の複雑化を回避できる。また、副スリットのスリット長や切り込み位置を可変してオープンスタブの長さ（電気的な長さ）を可変することで、容易に、オープンスタブが持つ静電容量の大きさを可変できて、給電放射電極の高次共振周波数を可変制御できる。

ところで、アンテナ構造には小型化が要求されているので、その要求に基づいて給電放射電極を小型化すると、給電放射電極の電気的な長さ（電気長）が短くなる。このため、給電放射電極の基本共振周波数と高次共振周波数を下げることが難しくなるという問題が生じてくる。これに対して、この発明では、給電放射電極に主スリットを設けているので、その主スリットの形成部分に生じる静電容量により給電放射電極の基本共振周波数と高次共振周波数を下げることが容易となる。その上、その主スリットがコ字形状部分を１つ有する折れ曲がり形状と成している構成を備えることによって、主スリットが直線状である場合よりも、主スリットのスリット長を長くすることができるので、主スリットが持つ静電容量の大きさを大きくできるし、また、給電放射電極のインダクタンス成分を大きくできる。このことから、給電放射電極の小型化を図りながら、給電放射電極の基本共振周波数と高次共振周波数をより一層下げることが可能となる。

また、給電放射電極が、副スリットの仮想延長線を折り曲げ線として折り曲げられた形態と成している構成を備えることによって、次に示すような効果を得ることができる。例えば、給電放射電極の電極面を回路基板の基板面にほぼ平行にして給電放射電極が回路基板上に配設される場合に、副スリットの仮想延長線である折り曲げ線に従って給電放射電極のオープンスタブ部分を回路基板側に折り曲げて、当該オープンスタブ部分を例えば回路基板に垂直な向きで配置することによって、回路基板におけるアンテナ構造の占有面積を減少させることができる。つまり、アンテナ構造の小型化を図ることができる。

さらに、給電放射電極および無給電放射電極が誘電体基体に設けられている構成を備えることによって、給電放射電極および無給電放射電極は誘電体基体による波長短縮効果によって電気的な長さを長くすることができるので、給電放射電極および無給電放射電極が誘電体基体に設けられていない場合に比べて、要求の共振周波数を得るための給電放射電極および無給電放射電極の物理的な長さを短くすることができる。これにより、アンテナ構造の小型化を促進することができる。

給電放射電極の給電端部側の端縁部と、それに間隔を介して隣り合う無給電放射電極の端縁部とは、それぞれ、グランド接地用のショート部と成し、隣り合う給電放射電極と無給電放射電極との対面する外形側辺間の間隔は、外形側辺のショート部側の端部から他端側に向かうに従って広がっている構成を備えることによって、給電放射電極と無給電放射電極間の電磁結合状態を制御し易くなるという効果を得ることができる。つまり、給電放射電極と、無給電放射電極とは良好な複共振状態を作り出すことができる電磁結合状態であることが望ましい。これに対して、アンテナ構造の小型化を図るべく、給電放射電極と無給電放射電極との間の間隔を狭くすると、給電放射電極と無給電放射電極の電磁結合が強すぎて給電放射電極と無給電放射電極が相互干渉を引き起こして良好な複共振状態を作り出すことができないという問題が発生する。そこで、給電放射電極と、無給電放射電極とのそれぞれの電界が強い部分（つまり、ショート部から離れた部分）の間隔を広げる。これにより、給電放射電極と無給電放射電極間の強すぎる電磁結合を緩和できるので、アンテナ構造を大型化することなく、給電放射電極と、無給電放射電極との電磁結合状態を良好な複共振状態を得ることができる望ましい状態とすることが容易となる。

給電放射電極と無給電放射電極は、長方形状の基板（例えば回路基板）の短辺側端部に、ショート部を基板短辺部に接続させて設けられている構成を備えることによって、給電放射電極や無給電放射電極から回路基板に引き寄せられる電波を抑制することができて、アンテナ構造から外部に電波が放射され易くなるので、アンテナ構造のアンテナ利得の向上を図ることができる。

給電放射電極と、無給電放射電極とのうちの少なくとも一方側は複数設けられている構成を備えることによって、アンテナ構造が無線通信を行うことができる共振周波数帯の数を増加させることが容易となる。

このような本発明において特有な構成を持つアンテナ構造を備えた通信機にあっては、大型化を招くことなく、複数の共振周波数帯での感度の良い無線通信が可能となる。

第１実施例のアンテナ構造を説明するための図である。基板における図１ａの給電放射電極および無給電放射電極の配設形態例を説明するための図である。第１実施例のアンテナ構造のリターンロス特性の一例を表したグラフである。放射電極の電流分布と電圧分布の一例を説明するための図である。特許文献１に記載のアンテナ構造の一つを示したモデル図である。給電放射電極に設ける副スリットのその他の形態例を説明するための図である。給電放射電極に設ける副スリットの別のその他の形態例を説明するための図である。第２実施例のアンテナ構造を説明するためのモデル図である。第３実施例のアンテナ構造を説明するためのモデル図である。第４実施例のアンテナ構造を説明するための図である。第４実施例のアンテナ構造のリターンロス特性の一例を表したグラフである。第５実施例の特有な構成を持つアンテナ構造の一形態例を説明するためのモデル図である。第５実施例の特有な構成を持つアンテナ構造の別の形態例を説明するためのモデル図である。第５実施例の特有な構成を持つアンテナ構造のさらに別の形態例を説明するためのモデル図である。その他の実施例を説明するための図である。無給電放射電極にオープンスタブ形成用の副スリットを形成した場合の一形態例を示したモデル図である。アンテナ構造の一形態例を説明するための図である。図１１ａのアンテナ構造のリターンロス特性の一例を示したグラフである。給電放射電極にスパイラル状（渦巻き状）の主スリットを形成した場合の構成例を示すモデル図である。

符号の説明

１アンテナ構造
２給電放射電極
３無給電放射電極
４主スリット
１０副スリット
１２オープンスタブ
１５誘電体基体

以下に、この発明に係る実施例を図面に基づいて説明する。

図１ａには第１実施例のアンテナ構造が模式的な斜視図により示されている。なお、この第１実施例の説明では、図１１ａに示すアンテナ構造と同一構成部分には同一符号を付し、その共通部分の重複説明は省略する。

この第１実施例のアンテナ構造１は、給電放射電極２と、無給電放射電極３とを有して構成されており、例えば図１ｃの実線に示されるリターンロス特性のように、給電放射電極２の基本共振周波数Ｆ1に基づいた給電側の基本共振周波数帯と、高次共振周波数Ｆ2に基づいた給電側の高次共振周波数帯と、無給電放射電極３の基本共振周波数ｆ1に基づいた無給電側の基本共振周波数帯と、高次共振周波数ｆ2に基づいた無給電側の高次共振周波数帯との４つの共振周波数帯での無線通信が可能となっている。

また、この第１実施例では、図１ｂに示されるように、給電放射電極２と無給電放射電極３は、例えば無線通信機の回路基板（長方形状の基板）９の短辺側端部に、ショート部Ｇq，Ｇmを隣接配置させ当該ショート部Ｇq，Ｇmを基板短辺部に接続させて設けられる。

この第１実施例では、給電放射電極２には略コ字形状の主スリット４が形成されて、給電放射電極２はＵターン部Ｔを備えた折り返し形状の放射電極となっている。この給電放射電極２には、その主スリット４とは別に副スリット１０が形成されている。

副スリット１０は、主スリット４によって分離された主スリット両側部側の給電放射電極端縁部（つまり、給電端部Ｑと開放端部Ｋ）のうちの開放端部Ｋ側の電極端縁から切り込んで給電放射電極２の外形側辺２_SLに沿って給電放射電極２のＵターン部Ｔに向かう方向に伸長形成された形状と成している。この副スリット１０によって、Ｕターン部Ｔに静電容量を付与するオープンスタブ１２が形成されている。

このオープンスタブ１２の形成によって、給電放射電極２のＵターン部Ｔには局所的に、オープンスタブ１２の静電容量（Ｃ）と、Ｕターン部Ｔのインダクタンス成分（Ｌ）とによる等価的なＬＣ共振回路（タンク回路）が形成された状態となる。

ところで、図２には給電放射電極２における電流分布と電圧分布の一例が、基本共振周波数Ｆ1（基本波）の場合と、高次共振周波数Ｆ2（高次波（３倍波））の場合とで分けて図示されている。この図２からも分かるように、給電放射電極２のＵターン部Ｔは、高次波の最大電流分布領域と成し、基本波の最大電流分布領域ではないために、オープンスタブ１２によるＬＣ共振回路は、高次共振周波数Ｆ2に大きく関与し、基本共振周波数Ｆ1に与える影響は小さい。これにより、オープンスタブ１２がＵターン部Ｔに付与する静電容量を可変することによって、給電放射電極２の基本共振周波数Ｆ1を殆ど変動させることなく、高次共振周波数Ｆ2を可変制御することができる。

例えば、副スリット１０のスリット長を長くしてオープンスタブ１２の静電容量を大きくした場合には、給電側の高次共振周波数Ｆ2を、図１ｃの波線αに示されるような高次共振周波数Ｆ2'に下げることができる。しかも、他の共振周波数帯の共振状態（例えば、共振周波数や、Ｑ値や、共振の位相）や、インピーダンス整合状態や、給電放射電極２と無給電放射電極３の電磁結合状態が、高次共振周波数Ｆ2の可変制御によって変動することを抑制できる。

ところで、特許文献１には、図３のモデル図に示されるような放射電極２０に２本のスリット２１ａ，２１ｂが形成されている例が記載されている。なお、図３中の符号２２は、放射電極２０をグランドに接地させるための接地導体板を示し、符号２３は、放射電極２０と、高周波回路２４とを接続させるための給電ピンを示し、符号２５はグランド板を示している。

この特許文献１では、放射電極２０にスリット２１ａ，２１ｂを形成することによって、放射電極２０を複数に分割して、放射電極２０に複数の共振を行わせる構成となっている。換言すれば、特許文献１の構成では、複数の放射電極部２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃが共通の給電ピン２３（高周波回路２４）に接続されている状態と等価になっている。つまり、スリット２１ａ，２１ｂは、複数の放射電極部２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃを形成して放射電極２０に複数の共振を行わせるためのものである。

これに対して、この第１実施例の構成では、給電放射電極２の主スリット４は、給電放射電極２の基本共振周波数Ｆ1および高次共振周波数Ｆ2を制御するためのものであり、副スリット１０は、給電放射電極２のＵターン部Ｔに静電容量を付与するオープンスタブ１２を形成するためのものである。このように、第１実施例に示した主スリット４および副スリット１０は、特許文献１に記載されている放射電極２０のスリット２１ａ，２１ｂとは、その機能が異なるものである。給電放射電極２に、共振周波数制御用の主スリット４と、オープンスタブ形成用の副スリット１０とを設けるという第１実施例において特有な構成は、今までにない画期的な構成である。

なお、図１ａの例では、副スリット１０は直線状となっていたが、副スリット１０は、給電放射電極２のＵターン部Ｔに静電容量を付与するオープンスタブ１２を形成できる形状であれば、その形状は特に限定されるものではない。例えば、給電放射電極２の高次共振周波数Ｆ2を下げるべく副スリット１０のスリット長を長くしたい場合には、図４ａに示されるように、副スリット１０は、開放端部Ｋ側の電極端縁から切り込んで給電放射電極２の外形側辺２_SLに沿って伸長形成した後にＵターン部Ｔ側に折れ曲がった形状と成していてもよい。

また、図１ａや図４ａに示す例よりも副スリット１０のスリット長を長くしたい場合には、例えば、副スリット１０は、図４ｂのような形状としてもよい。この副スリット１０は、主スリット４の電極端縁切り込み側で主スリット４から分岐し、給電放射電極２の外形辺２_FR，２_SLに沿って伸長形成されたＬ字形状となっている。

以下に、第２実施例を説明する。なお、この第２実施例の説明において、第１実施例と同一構成部分には同一符号を付し、その共通部分の重複説明は省略する。

この第２実施例では、図５のモデル図に示されるように、給電放射電極２は、副スリット１０の図５の点線で示すような仮想延長線βを折り曲げ線として、オープンスタブ１２部分を回路基板９側に向けて折り曲げた形態となっている。

この第２実施例では、オープンスタブ１２は電波放射に関与しない部分であることから、電波放射状態の劣化を気にすることなく、オープンスタブ１２部分を折り曲げることができる。このオープンスタブ１２部分の折り曲げにより、回路基板９におけるアンテナ構造１（給電放射電極２）の占有面積の減少（つまり、アンテナ構造１の小型化）を図っている。この構成以外の構成は第１実施例と同様であり、第１実施例と同様の効果を得ることができる。

以下に、第３実施例を説明する。なお、この第３実施例の説明において、第１や第２の各実施例と同一構成部分には同一符号を付し、その共通部分の重複説明は省略する。

この第３実施例では、図６に示されるように、隣り合う給電放射電極２と無給電放射電極３との対面する外形側辺２_SR，３_SL間の間隔Ｄが、外形側辺２_SR，３_SLのショート部Ｇq，Ｇm側から他端側Ｅに向かうに従って広がっている。

なお、この構成以外の構成は第１や第２の各実施例と同様である。図６の例では、第１実施例に示した構成に、この第３実施例において特有な構成を適用した場合の形態例が図示されているが、もちろん、第２実施例に示すようなオープンスタブ１２部分が折り曲げられた構成を持つアンテナ構造１に、この第３実施例の構成を適用してもよいものである。

この第３実施例では、第１や第２の各実施例と同様の効果を得ることができると共に、給電放射電極２と無給電放射電極３間の電磁結合状態の制御が容易となって給電放射電極２と無給電放射電極３の良好な複共振状態を得やすいという効果を奏することができる。

以下に、第４実施例を説明する。なお、この第４実施例の説明において、第１〜第３の各実施例と同一構成部分には同一符号を付し、その共通部分の重複説明は省略する。

この第４実施例では、図７ａに示されるように、給電放射電極２と無給電放射電極３に加えて、無給電放射電極１４が設けられている。この無給電放射電極１４は無給電放射電極３を介して給電放射電極２と電磁結合するものであり、グランド接地用のショート部Ｇnを備えている。給電放射電極２と無給電放射電極３と無給電放射電極１４は、それらショート部Ｇq，Ｇm，Ｇnの位置を揃えて、１列に配列配置されている。

この第４実施例のアンテナ構造１では、図７ｂのリターンロス特性に示されるように、給電放射電極２と無給電放射電極３に基づいた４つの共振周波数帯に加えて、無給電放射電極１４の共振周波数ｆaに基づいた別の共振周波数帯を有することが可能となる。

なお、この第４実施例では、無給電放射電極１４に関わる構成以外の構成は、第１〜第３の各実施例と同様である。図７ａの例では、給電放射電極２と無給電放射電極３は第１実施例に示した構成を備えていたが、給電放射電極２と無給電放射電極３は、第２や第３の各実施例に示した構成を有していてもよいものである。

以下に、第５実施例を説明する。なお、この第５実施例では、第１〜第４の各実施例に示した構成と同一構成部分には同一符号を付し、その共通部分の重複説明は省略する。

この第５実施例では、図８ａ、図８ｂ、図８ｃに示されるように第１〜第３の各実施例に示したような給電放射電極２と無給電放射電極３や、第４実施例に示したような無給電放射電極１４が、例えば誘電体セラミックスや複合誘電体材料により構成される誘電体基体１５に設けられている。この構成以外の構成は、第１〜第４の各実施例の構成と同様である。

この第５実施例では、給電放射電極２と無給電放射電極３，１４を誘電体基体１５に設けることにより、誘電体の波長短縮効果によって、給電放射電極２と無給電放射電極３と無給電放射電極１４のそれぞれの電気的な長さを長くすることができる。これにより、それら放射電極２，３，１４の小型化を図ることができる。つまり、アンテナ構造１の小型化を図ることが容易となる。

以下に、第６実施例を説明する。この第６実施例は通信機に関するものである。この第６実施例の通信機には、第１〜第５の実施例に示したアンテナ構造１が設けられていることを特徴としている。なお、そのアンテナ構造１の説明は前述したので、その重複説明は省略する。また、アンテナ構造１以外の通信機構成には様々な構成があり、何れの構成をも採用してよく、ここでは、その説明は省略する。

なお、この発明は第１〜第６の各実施例の形態に限定されるものではなく、様々な実施の形態を採り得るものである。例えば、第５実施例では、給電放射電極２と無給電放射電極３，１４は第１〜第４の各実施例と同様に導体板により構成されていたが、例えば、誘電体基体１５の外表面にスパッタや蒸着や印刷等の成膜形成技術により作製された導体膜によって給電放射電極２と無給電放射電極３，１４を構成してもよいものである。

また、図１ｃや図７ｂのリターンロス特性では、給電放射電極２の基本共振周波数帯と、無給電放射電極３の基本共振周波数帯とが複共振状態を作り出し、それら基本共振周波数帯の広帯域化が図られている例が示されているが、例えば、給電放射電極２と無給電放射電極３の各基本共振周波数帯がそれぞれ単独でも満足に無線通信を行うことができる帯域幅を有している場合には、給電放射電極２の基本共振周波数帯と、無給電放射電極３の基本共振周波数帯とを複共振させるのではなく、例えば図９のリターンロス特性に示されるように、それぞれ独立させる構成としてもよい。

さらに、第４実施例では、給電放射電極２と無給電放射電極３に加えて、無給電放射電極１４が１つ設けられている例を示したが、給電放射電極２と無給電放射電極３に加えて、２つ以上の無給電放射電極を設ける構成としてもよいし、また、給電放射電極２と無給電放射電極３に加えて、無給電放射電極ではなく、１つ以上の給電放射電極を設ける構成としてもよいし、さらに、第１〜第５の実施例に示した給電放射電極２と無給電放射電極３を含む複数ずつの給電放射電極と無給電放射電極を設ける構成としてもよい。このように、３つ以上の放射電極を設ける場合には、それら放射電極は、ショート部を同じ側にして１列に配列配置される。

さらに、第１〜第６の各実施例では、給電放射電極２に副スリット１０を設けてオープンスタブ１２を形成する構成を示したが、例えば図１０のモデル図に示されるように、給電放射電極２だけでなく、無給電放射電極３にも、第１〜第５の各実施例に示した給電放射電極２の副スリット１０と同様の、オープンスタブ形成用の副スリット１７を設けて無給電放射電極３のＵターン部に静電容量を付与するオープンスタブ１６を設ける構成としてもよい。

この場合には、給電放射電極２の高次共振周波数Ｆ2だけでなく、無給電放射電極３の高次共振周波数ｆ2の可変制御をも容易となる。なお、図１０では、第１実施例に示したアンテナ構造１の無給電放射電極３にオープンスタブ形成用の副スリット１７を形成した構成例が図示されているが、もちろん、第２〜第５の各実施例のアンテナ構造１の無給電放射電極３にもオープンスタブ形成用の副スリット１７を設けてもよい。さらに、無給電放射電極３は、副スリット１７の仮想延長線を折り曲げ線としてオープンスタブ１６部分を折り曲げた形態としてもよい。

本発明は、要求される複数の周波数帯での無線通信をそれぞれ良好に行わせることが容易となる構成であるので、例えば複数の無線通信システムに共通に使用されるアンテナ構造および通信機に有効である。

Claims

一端側を給電端部とし他端側を開放端部として複数の共振周波数帯でアンテナ動作を行う給電放射電極と、この給電放射電極に電磁結合し複数の共振周波数帯でアンテナ動作を行う無給電放射電極とを有し、給電放射電極が持つ複数の共振周波数帯のうちの最も低い基本共振周波数帯と、それよりも高い高次共振周波数帯と、無給電放射電極における最も低い基本共振周波数帯と、それよりも高い高次共振周波数帯との少なくとも４つの共振周波数帯での無線通信が可能なアンテナ構造であって、給電放射電極には、その電極端縁から切り込み形成された主スリットが設けられ、この主スリットにより分離された主スリット両側部側の給電放射電極端縁部分の一方側が給電端部と成し、他方側が開放端部と成しており、給電放射電極は、給電端部から主スリットを迂回しながら開放端部に向かう経路の途中にＵターン部を備えた折り返し形状の放射電極と成しており、この給電放射電極には、Ｕターン部に接続してＵターン部に静電容量を付与するオープンスタブを形成するための副スリットが主スリットとは別に設けられていることを特徴とするアンテナ構造。
主スリットは、コ字形状部分を１つ有する折れ曲がり形状と成していることを特徴とする請求項１記載のアンテナ構造。
給電放射電極は、副スリットの仮想延長線を折り曲げ線として折り曲げられた形態と成していることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のアンテナ構造。
給電放射電極および無給電放射電極は誘電体基体に設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２又は請求項３記載のアンテナ構造。
給電放射電極の給電端部側の端縁部と、それに間隔を介して隣り合う無給電放射電極の端縁部とは、それぞれ、グランド接地用のショート部と成している構成を備え、隣り合う給電放射電極と無給電放射電極との対面する外形側辺間の間隔は、外形側辺のショート部側の端部から他端部に向かうに従って広がっていることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１つに記載のアンテナ構造。
給電放射電極の給電端部側の端縁部と、それに間隔を介して隣り合う無給電放射電極の端縁部とは、それぞれ、グランド接地用のショート部と成している構成を備え、給電放射電極および無給電放射電極は、長方形状の基板の短辺側端部に、ショート部を基板短辺部に接続させて設けられることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１つに記載のアンテナ構造。
給電放射電極と無給電放射電極のうちの少なくとも一方側は複数設けられており、これら給電放射電極と無給電放射電極の複数の放射電極は、ショート部を同じ側にして一列に配列配置されていることを特徴とする請求項５又は請求項６記載のアンテナ構造。
請求項１乃至請求項７の何れか１つに記載のアンテナ構造が設けられていることを特徴とする通信機。