WO2006097996A1 - アンテナ装置、その周波数調整方法及び無線通信装置 - Google Patents
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- H01Q5/378—Combination of fed elements with parasitic elements
Definitions
- Antenna device, frequency adjustment method thereof, and wireless communication device are antenna device, frequency adjustment method thereof, and wireless communication device
- the present invention relates to an antenna such as a multi-resonance antenna having a plurality of resonance points, and relates to an antenna device corresponding to a plurality of radio communication frequencies, a frequency adjustment method thereof, and a radio communication device.
- An antenna such as a multi-resonant antenna having a plurality of resonance frequencies in order to cope with a multi-band transmission such as a dual band or a triple band using a plurality of frequencies as transmission / reception frequencies for a wireless communication device such as a cellular phone.
- a device is required.
- Patent Document 1 With regard to wireless communication using a plurality of frequencies, a filter (for example, Patent Document 1) installed in a transmission line that transmits a multilevel signal having a binary power with a predetermined symbol period, and a plurality of frequency bands There are multiple resonant antennas that operate (for example, Patent Documents 2 and 3).
- Patent Documents 2 and 3 disclose an antenna used in a portable wireless communication device in which a parasitic conductor is installed inside a helical antenna element. In this case, the parasitic conductor is inserted into the antenna bobbin that supports the helical antenna element.
- Patent Document 1 JP-A-6-37591 (paragraph number 0013)
- Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 2004-23430 (FIGS. 2, 7, paragraph number 0013, etc.)
- Patent Document 3 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-15623 (FIG. 2, paragraph number 0011, FIG. 16, etc.) Disclosure of Invention
- an antenna device using a coil as an antenna element includes a helical coil, it is called a helical antenna and constitutes a ⁇ Z4 type antenna.
- Such an antenna device is called a multi-resonant antenna because its primary resonance frequency is f, and it has resonance points at odd frequencies f, 3f, 5f,.
- FIG. 1 shows an antenna device 4 installed in a mobile phone 2.
- the cellular phone 2 is provided with a circuit board 6.
- the circuit board 6 is provided with a wireless unit (not shown) and a connection unit 8 for connecting the antenna device 4.
- the antenna device 4 is provided with a coil 10 that constitutes an antenna element, and a feeding point 12 of the coil 10 is connected to the connection portion 8.
- FIG. 2 shows the frequency characteristics of the antenna device 4.
- Fig. 2 in order to explain the change in characteristics due to the insertion of the parasitic conductor 14, the characteristics when the parasitic conductor 14 is inserted and when it is ⁇ ⁇ (dotted line display, frequency characteristics shown in Fig. 6) are superimposed. ing.
- Fig. 2 in order to explain the change in characteristics due to the insertion of the parasitic conductor 14, the characteristics when the parasitic conductor 14 is inserted and when it is ⁇ ⁇ (dotted line display, frequency characteristics shown in Fig. 6) are superimposed. ing.
- Fig. 2 shows the frequency characteristics of the antenna device 4.
- fbl2 and fb23 similarly indicate frequency intervals.
- the characteristics al, a2, and a3 (before insertion of the parasitic conductor 14) change to characteristics bl, b2, and b3 (after insertion of the parasitic conductor 14), and the resonance frequency As fal decreases by fbl, the resonance frequency fa2 decreases to fb2, the resonance frequency fa3 decreases to fb3, and the higher-order resonance frequencies fb2 and fb3 decrease significantly.
- a first object of the present invention relates to an antenna device including a coil, and is to adjust a plurality of resonance frequencies.
- a second object of the present invention relates to an antenna device including a coil, and is to realize adjustment of frequency intervals of a plurality of resonance frequencies.
- a third object of the present invention is to realize a wireless communication device using an antenna device including a coil.
- the present invention is an antenna device including a coil, wherein the coil is provided with a parasitic conductor, and the parasitic conductor covers a part of the coil.
- the resonant frequency of the antenna device is adjusted by the parasitic conductor provided in the coil, that is, by the area of the parasitic conductor, the distance between the parasitic conductor and the coil, and the frequency interval of the resonant frequency is adjusted. It is.
- the parasitic conductor may be arranged at the concentrated portion of the primary resonance current or the high-order resonance current of the coil in the antenna device.
- the parasitic conductor may be a cylindrical body over the antenna device, and may be configured to cover the coil.
- the parasitic conductor may take any form that covers the coil, but if it is a cylinder, it can be placed on the coil and set at any position, and the resonance frequency of the antenna device can be adjusted and the frequency of the resonance frequency can be set. The interval can be adjusted.
- the antenna device may be configured such that the parasitic conductor is coupled to the coil by bringing the parasitic conductor closer to the coil.
- the coupling between the two can be strengthened by bringing them closer together.
- a resonance characteristic of the parasitic conductor is coupled to a resonance characteristic of the coil to obtain a resonance frequency of the coil and the parasitic conductor.
- the parasitic conductor may be installed on the feeding point side of the coil in the antenna device. With such a configuration, it becomes possible to cover the concentrated portion of the primary resonance current described above, and the above-described operation can be obtained.
- the parasitic conductor may be installed on the open end side of the coil in the antenna device. With such a configuration, it is possible to cover the concentrated portion of the high-order resonance current described above, and the above-described operation can be obtained.
- the parasitic conductor includes a slit that exposes the coil. If the coil is exposed from the slit, the electromagnetic coupling between the coil and the parasitic conductor becomes rough, so that the specific resonance frequency can be adjusted to a desired frequency by adjusting the slit.
- the present invention provides a method of adjusting the frequency of an antenna device including a coil, wherein a parasitic conductor is provided along with the coil, and a part of the coil is covered with the parasitic conductor. Thus, the resonance frequency of the coil is adjusted.
- the present invention provides a frequency adjustment method for an antenna device including a coil, wherein a parasitic conductor is provided in the coil, and a part of the coil is provided by the parasitic conductor.
- a specific resonance frequency may be set by covering, and a resonance frequency other than the resonance frequency may be adjusted by adjusting a range of the coil covered by the parasitic conductor.
- the resonant frequency of the antenna device is adjusted by the parasitic conductor provided in the coil, that is, the area of the parasitic conductor, the distance between the parasitic conductor and the coil, and the frequency interval of the resonant frequency is adjusted. .
- the present invention provides a wireless communication device using an antenna device including a coil, wherein a parasitic conductor is attached to the coil, and the parasitic conductor includes a part of the coil. It is the structure which covered. According to such a configuration, a plurality of resonance frequencies adjusted to a desired frequency by installing a parasitic conductor can be used for wireless communication.
- the parasitic conductor is arranged at a portion where the primary resonance current or the high-order resonance current of the coil is concentrated. Also good.
- the parasitic conductor is formed of a cylindrical body that covers the coil, and the outer peripheral portion of the coil is covered with the parasitic conductor. It is good also as a structure to be called.
- the parasitic conductor may be installed on the feeding point side of the coil.
- the wireless communication device is! It is good also as a structure installed in the position most distant from the feeding point of the said coil.
- the wireless communication apparatus may be configured such that the parasitic conductor includes a slit that exposes the coil.
- the resonance frequency can be adjusted to a desired frequency by providing a parasitic conductor in the coil and covering a part of the coil with the parasitic conductor.
- the frequency interval of the plurality of resonance frequencies can be adjusted to an arbitrary frequency interval.
- an antenna device capable of adjusting a resonance frequency by providing a parasitic conductor in the coil and adjusting a frequency interval of a plurality of resonance frequencies to an arbitrary frequency interval is used for a radio communication device,
- the resonance frequency can be matched with a plurality of radio communication frequencies, antenna loss can be reduced, and the efficiency of radio communication can be improved.
- FIG. 1 is a diagram showing a conventional antenna device.
- FIG. 2 is a diagram showing frequency characteristics of the antenna device.
- FIG. 3 is a perspective view showing an antenna device. (First embodiment)
- FIG. 4 is a diagram showing an antenna device.
- FIG. 5 is a diagram showing a configuration of an antenna device.
- FIG. 6 is a perspective view showing the configuration of the antenna device.
- FIG. 7 is a diagram showing frequency characteristics of the antenna device.
- FIG. 8 is a diagram showing an antenna current distribution at the time of primary resonance.
- FIG. 9 is a diagram showing an antenna current distribution during secondary resonance.
- FIG. 10 is a diagram showing frequency characteristics of the antenna device.
- FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the distributed constant line and the current distribution.
- FIG. 12 is a circuit diagram showing an equivalent circuit of a distributed constant line.
- FIG. 13 is a diagram showing a coil.
- FIG. 14 is a diagram showing a magnetic field distribution of a coil.
- FIG. 15 is a diagram showing an antenna device. (Second embodiment)
- FIG. 16 is a diagram showing an antenna device. (Third embodiment)
- FIG. 17 shows an antenna device. (Fourth embodiment)
- FIG. 18 is a diagram showing frequency characteristics of the antenna device.
- FIG. 19 is a diagram showing an antenna device. (Fifth embodiment)
- FIG. 20 is a diagram showing frequency characteristics of the antenna device.
- FIG. 21 shows an antenna device
- FIG. 23 is a diagram showing coupling by a parasitic conductor between coil conductors.
- FIG. 24 is a diagram showing frequency characteristics of the antenna device.
- FIG. 25 shows an antenna device
- FIG. 26 is a plan view showing a mobile phone equipped with an antenna device. (Seventh embodiment)
- FIG. 27 is a diagram showing an internal configuration.
- FIG. 28 is a plan view showing a PDA equipped with an antenna device.
- FIG. 29 is a perspective view showing a PC on which an antenna device is mounted.
- FIG. 3 is a perspective view illustrating an outline of the antenna device 4 in the mobile phone 2
- FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of the antenna device 4.
- the primary resonance frequency of the antenna device 4 is increased and, for example, the frequency interval between the secondary resonance frequency and the primary resonance frequency is narrowed as a resonance frequency on the higher order side. It is.
- the mobile phone 2 is shown in a simplified manner and is an example of a wireless communication device using a plurality of transmission / reception frequencies.
- the cellular phone 2 is provided with a circuit board 6, on which a radio unit (not shown) is mounted, and a connection unit 8 for connecting the antenna device 4 is formed.
- the connecting portion 8 is formed of a conductor pattern formed on the surface of the circuit board 6 by printing or the like, for example.
- a helical coil 10 is installed as an antenna element, and a parasitic conductor 16 is provided alongside the coil 10.
- the parasitic conductor 16 is configured to cover the feeding point 12 side on the outer peripheral side of the coil 10.
- One end of the coil 10 is set as an open end 18, and the base end 20 side of the other end is set as a feeding point 12.
- the feed point 12 is connected to the connection portion 8 of the circuit board 6 by a connection method such as soldering, and the antenna device 4 is electrically coupled to a radio unit or the like (not shown) to be fed.
- the parasitic conductor 16 is made of a conductor and is maintained in a parasitic state.
- the parasitic state is a state in which the conductor constituting the parasitic conductor 16 is not connected to either the coil 10 or the ground conductor (GND) and is maintained in an electrically floating state. is there.
- the material of the parasitic conductor 16 is a conductor for achieving electromagnetic coupling with the coil 10, and is made of a conductive material such as silver, copper, or aluminum.
- the parasitic conductor 16 may have any shape such as a cylindrical body, a rectangular tubular body, a cylindrical body, a casing, or the like.
- the parasitic conductor 16 is a cylindrical body.
- a conductor pattern is formed by printing on the surface of a cylindrical body that also has a dielectric strength by placing a conductor in a cylindrical body made of an insulator, and the parasitic conductor 16 is formed as a parasitic conductor 16. Also good.
- the parasitic conductor 16 is any of the proximal end 20 side near the feeding point 12 of the coil 10, the intermediate portion of the coil 10, and the open end 18 side of the coil 10. However, in this embodiment, as shown in FIG. 3 and FIG. 4, it is located near the feed point 12 and on the base end 20 side.
- FIG. 5 shows the configuration of the antenna device 4 according to the first embodiment.
- a part of the coil 10 is covered with a parasitic conductor 16 provided alongside the coil 10.
- a part of the coil 10 is covered by the length of the parasitic conductor 16 starting from the base end 20 side of the coil 10 of the parasitic conductor 16.
- the outer diameter of the coil 10 is D
- the distance between the outer surface of the coil 10 and the parasitic conductor 16 is d
- the coil length of the coil 10 is Lc
- the length of the parasitic conductor 16 is Ln (the parasitic conductor of the coil 10).
- the exposure length Le is the coil function part of the coil 10
- the length Ln of the parasitic conductor 16 is the part that reduces the coil function
- the distance d is the electromagnetic coupling between the coil 10 and the parasitic conductor 16. Affect.
- Fig. 6 is a perspective view showing the antenna device 4 without the parasitic conductor 16
- Fig. 7 shows the frequency characteristics of the antenna device 4 without the parasitic conductor 16
- Fig. 8 shows the antenna at the primary resonance.
- Fig. 9 shows the current distribution
- Fig. 9 shows the antenna current distribution during the secondary resonance.
- the horizontal axis represents the frequency f
- the vertical axis represents the voltage standing wave ratio VS WR (Voltage Standing Wave Ratio)
- al is the primary resonance characteristic
- a2 is the secondary resonance.
- Characteristics, a3 is the third-order resonance frequency
- fal is the first-order resonance frequency
- fa2 is the second-order resonance frequency
- fa3 is the third-order resonance frequency.
- the antenna current distribution is obtained in the coil 10 at the primary resonance, as shown in Fig. 8, and the antenna current is generated at the portion ilmax surrounded by the broken line. Become the strongest. In this case, the antenna current exhibits a maximum value in the range of about ⁇ ⁇ 4 from the feed point 12. Further, the location where the antenna current is concentrated is a point away from the open end 18 of the coil 10 by ⁇ 4. That is, the current concentration is maximized at that point.
- an antenna current distribution is obtained in the coil 10 as shown in FIG.
- the maximum current occurs at a location that is ⁇ ⁇ 4 away from the open end 18 and current concentration occurs at a location that is 2 ⁇ ⁇ 4 away from the open end 18, but from the open end 18
- the emission of electromagnetic waves with the highest current density is dominant at ⁇ ⁇ 4.
- the part i2max surrounded by the broken line is the maximum antenna current during secondary resonance.
- the antenna device 4 (FIGS. 3 and 4) is provided with the parasitic conductor 16.
- the frequency characteristics of the antenna device 4 (FIGS. 3 and 4) provided with the parasitic conductor 16 will be described with reference to FIG.
- the horizontal axis represents the frequency f
- the vertical axis represents the voltage standing wave ratio VSWR, and as indicated by the broken line, the frequency characteristics al, a2, a 3 of the antenna device 4 without the parasitic conductor 16 installed.
- al and bl are the primary resonance characteristics
- a2 and b2 Are secondary resonance characteristics
- a3 and b3 are tertiary resonance characteristics
- fal and fbl are primary resonance frequencies
- fa2 and fb2 are secondary resonance frequencies
- fa3 and fb3 are tertiary resonance frequencies.
- the secondary resonance frequency fa2 slightly rises to the secondary resonance frequency fb2, and the increase width ⁇ 2 is
- the relationship is fbl2 and fal2 from the above described ⁇ 1> ⁇ 2. Therefore, in the antenna device 4 (FIGS.
- the force that raises both the primary resonance frequency fbl and the secondary resonance frequency fb2 is as follows: ⁇ 1> ⁇ 2
- the frequency interval fal2 is adjusted to a narrow frequency interval fbl2.
- the antenna current of the coil 10 becomes the strongest on the feeding point 12 side, but this portion ilmax is covered with the parasitic conductor 16.
- the location where the current concentrates is the maximum at a location away from the open end 18 of the coil 10 by ⁇ 4, but the exposed length Le of the coil 10 exposed from the parasitic conductor 16 is the total length Lc of the coil 10. Since it is shorter, the wavelength at which the coil 10 resonates becomes shorter. For this reason, the primary resonance frequency fbl rises.
- the coil 10 resonates at a wavelength (3 ⁇ ⁇ ⁇ 4), so that three times the primary resonance frequency becomes the secondary resonance frequency fb2.
- the antenna current during resonance at the wavelength (3 ⁇ ⁇ ⁇ 4) of the coil 10 has the current distribution shown in Fig. 9.
- the open end 18 force of the coil 10 is also the wavelength (1 ⁇ ⁇ ⁇ 4)
- the current is maximized at a location separated by a distance of, and further, the current is concentrated at a location separated from the open end 18 of the coil 10 by a distance of wavelength (2 ⁇ ⁇ ⁇ 4). Therefore, at the time of secondary resonance, the radiation of electromagnetic waves with the highest current density at the point moved to the feeding point 12 side by the distance of the wavelength (1 ⁇ ⁇ ⁇ 4) from the open end 18 of the coil 10 is dominant. .
- FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the distributed constant line and the current distribution
- Fig. 12 is a circuit diagram showing an equivalent circuit of the distributed constant line
- Fig. 13 is a diagram showing a coil (helical coil) with a line length ⁇ 4.
- 14 is a diagram showing the magnetic field distribution of the coil.
- the circuit board 22 made of an insulator has a signal line 24 having a conducting force on one side and a ground conductor (GND) having a conducting force on the other side. ) 26 is installed, and these lengths are set to ⁇ 4, and the signal line 24 and GND 26 are set to open ends.
- the electric field is maximum at the open end 28 of the signal line 24 and no current flows, but the wavelength ( ⁇ The impedance is zero (short-circuited) at a location separated by ⁇ 4), and the current is maximum.
- the signal line 24 adjusted to the length of the wavelength ( ⁇ / 4) functions as a resonator.
- the ground of the circuit board 6 is kept away, but the electrical length of the coil 10 is set to a length that resonates at a length of ⁇ 4, so the coil 10 If the left end is the open end 18 and the right end is the base end 20 and the feed point 12 is set, the impedance is short-circuited and the coil 10 resonates at ⁇ ⁇ 4.
- a parasitic conductor 16 is installed near the feeding point 12 of the coil 10, thereby providing a parasitic conductor.
- the primary resonance frequency fbl can be increased.
- the primary resonance frequency fbl is increased, and the frequency interval fbl2 between the primary and secondary resonance frequencies is narrowed. Since the function is obtained, such an antenna device 4 can be used for a wireless communication device such as a mobile phone using a plurality of radio frequencies, and the radiation loss of the wireless communication device can be reduced, thereby improving efficiency. be able to.
- FIG. 15 is a diagram showing an antenna device 4 in which a parasitic conductor 16 is installed together with an insulating cylinder.
- the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals.
- This embodiment is a specific configuration example for holding the parasitic conductor 16.
- a part of the coil 10 is closely attached to the outer peripheral portion thereof.
- Insulating tube 30 is installed, and parasitic conductor 16 is installed on the outer surface of insulating tube 30.
- the insulating cylinder 30 is made of an insulating material such as an insulating synthetic resin.
- the insulation cylinder 30 is also set to the same length. The length of the insulation cylinder 30 is different from the length Ln of the parasitic conductor 16. May be. Insulation cylinder 30 If the length is longer than the length Ln of 16, the holding of the parasitic conductor 16 to the coil 10 is stabilized.
- the thickness of the insulating cylinder 30 is the above-mentioned distance d, the distance between the outer surface of the coil 10 and the inner surface of the parasitic conductor 16 is regulated by the insulating cylinder 30 so that the uniform distance d can be maintained. it can.
- the parasitic conductor 16 may be formed on the surface of the insulating cylinder 30 by printing or applying a conductive material.
- FIG. 16 is a diagram showing the antenna device 4 in which the coil 10 and the parasitic conductor 16 are fixed by insulating grease.
- the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals.
- This embodiment is a specific configuration example for holding the coil 10 and the parasitic conductor 16.
- the coil 10 and the parasitic conductor 16 are covered with an exterior part 32.
- the exterior part 32 is made of an insulating material such as an insulating synthetic resin.
- the exterior portion 32 is, for example, integral molding (insert molding) using an insulating material, and the coil 10 and the cylindrical parasitic conductor 16 are held therein. In this case, not only the shape of the coil 10 but also the distance d between the outer surface of the coil 10 and the inner surface of the parasitic conductor 16 is firmly held by the exterior portion 32.
- FIG. 17 is a diagram showing the antenna device 4.
- the same or corresponding parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals.
- This embodiment is an example in which the frequency interval between the primary resonance frequency and the secondary resonance frequency is expanded. Therefore, in this antenna device 4, the parasitic conductor 16 is installed on the open end 18 side of the coil 10, and a part of the coil 10 is the parasitic conductor 16 with the length Ln of the parasitic conductor 16 from the open end 18. Covered and shielded. In this case, if the length Ln of the parasitic conductor 16 is the length of the coil 10, the portion where the intermediate partial force of the coil 10 reaches the base end portion 20 is exposed, and the exposed length is.
- the installation form of the parasitic conductor 16 may be the second or third embodiment.
- the frequency characteristics of the antenna device 4 (FIG. 17) will be described with reference to FIG. Figure In Fig. 18, the horizontal axis represents the frequency f, the vertical axis represents the voltage standing wave ratio VSWR, and the frequency characteristics al, a2, and a3 are the characteristics when the parasitic conductor 16 is not installed (Fig. 7), the frequency characteristics bl , B2 and b3 are characteristics in the case of the antenna device 4 according to this embodiment. In this characteristic, parts corresponding to the characteristics shown in FIG.
- each resonance frequency rises compared to the case where the parasitic conductor 16 is not provided. Comparing each resonance frequency with respect to this increase in frequency, the primary resonance frequency fal is slightly increased to the primary resonance frequency fbl, and the increase width ⁇ ⁇ is
- the secondary resonance frequency fa2 has risen significantly to the secondary resonance frequency fb2, and its rise width ⁇ ⁇ 2 is
- the parasitic conductor 16 is installed on the open end 18 side of the coil 10 and the base end 20 side of the coil 10 is exposed.
- the concentrated part is not affected by the parasitic conductor 16
- the change of the primary resonance frequency fbl is suppressed.
- the part where the antenna current of the coil 10 is the strongest is covered with the parasitic conductor 16, that is, the current concentrated part at ⁇ ⁇ 4 of the secondary resonance frequency fb2 is covered with the parasitic conductor 16. Therefore, it is covered with the parasitic conductor 16! /, N!
- the exposed length Le of the coil 10 is short, and the current distribution in that portion is shortened, so the secondary resonance frequency fa2 is set to 2 It can be raised to the next resonance frequency fb2 (Fig. 18). As a result, the frequency interval fbl2 between the primary resonance frequency fbl and the secondary resonance frequency fb2 is widened.
- the third-order resonance frequency fb3 is slightly lower than the third-order resonance frequency fa3, and the frequency interval fb23 is narrower than the frequency interval fa23.
- the frequency adjustment method of the antenna device 4 (Fig. 17) As a method, after the primary resonance frequency is set to a target frequency of 900 [MHz] in the coil 10 without the parasitic conductor 16, for example, the parasitic conductor 16 is connected to the open end 18 side of the coil 10. By adjusting the length Ln, the secondary resonance frequency fb2 can be adjusted to, for example, 2.2 [GHz] as a desired frequency.
- FIG. 19 shows an antenna device.
- This embodiment provides a frequency adjustment method for the antenna device 4 by coupling the resonance of the coil 10 and the resonance of the parasitic conductor 16.
- a parasitic conductor 16 is provided so as to cover the intermediate portion side of the coil 10 from the base end portion 20 of the coil 10.
- the parasitic conductor 16 may be installed in the second or third embodiment.
- the frequency characteristics shown in FIG. 20 are obtained.
- the horizontal axis is frequency f
- the vertical axis is voltage standing wave ratio VSWR
- bl primary resonance characteristic
- b2c secondary resonance characteristic
- b3 third resonance characteristic
- al primary resonance characteristic
- a2 secondary resonance characteristic
- a3 third resonance characteristic
- the force L1 of the parasitic conductor 16 is increased by the force that increases the primary resonance frequency fbl.
- the resonance point of the parasitic conductor 16 can be provided in the vicinity of the secondary resonance frequency fb2 by adjusting the length of the resonator composed of the parasitic conductor 16.
- the resonance of the parasitic conductor 16 can be coupled to the resonance of the coil 10.
- the characteristics of both are combined, and the characteristics b2c and b3 are obtained by combining the resonance characteristics of the parasitic conductor 16 with the secondary resonance characteristics of the coil 10.
- the secondary resonance frequency fb 2c is a frequency adjusted by adding resonance of the parasitic conductor 16.
- the secondary resonance frequency fb2c can be adjusted to an arbitrary value in the vicinity of 2 [013 ⁇ 4], for example.
- the exposed length Le of the coil 10 is shortened in accordance with the length Ln of the parasitic conductor 16, and therefore the primary resonant frequency fbl is increased by shortening the exposed portion.
- the secondary resonance frequency fb2c can be set to a desired frequency, and the primary resonance can be achieved by installing the parasitic conductor 16.
- the frequency fbl can be increased.
- the parasitic conductor 16 is divided into a plurality of parasitic conductors 161, 162... 16 ⁇ having a short length Li as shown in FIG.
- FIG. 22 is a diagram showing the antenna device 4
- FIG. 23 is a diagram showing the relationship between the coil 10 and the parasitic conductor 16.
- This embodiment is achieved by coupling the resonance of the coil 10 and the resonance of the parasitic conductor 16.
- a method for adjusting the frequency of the antenna device 4 is provided.
- a parasitic conductor 16 is provided so as to cover the intermediate portion side of the coil 10 from the base end portion 20 of the coil 10.
- the parasitic conductor 16 is formed of a cylindrical body, and a plurality of slits 34 are formed in a staggered pattern in the length direction. Also in this case, the parasitic conductor 16 may be installed in the second or third embodiment.
- the coil 10 covered with the parasitic conductor 16 having the slit 34 formed in the length direction is covered with the portion exposed from the slit 34 and the parasitic conductor 16.
- the part that has been broken is generated.
- the function of the coil 10 is obtained, and in the portion partially covered by the parasitic conductor 16, for example, between the conductors 10a and 10b of the coil 10 as shown in FIG. Is obtained with the parasitic conductor 16.
- the primary resonance frequency fbl is lowered.
- the secondary resonance frequency fb2 is determined by the length Ln of the parasitic conductor 16 as in the fifth embodiment (FIGS. 19 and 20).
- the secondary resonance frequency fb2c is fb2c ⁇ 2 [GHz]. If the length Ln of the parasitic conductor 16 is changed, only the secondary resonance frequency fb2c can be adjusted without changing the primary resonance frequency fbl.
- FIG. 26 is a plan view showing the cellular phone 2 equipped with the antenna device 4
- FIG. 27 is a diagram showing the interior thereof
- FIG. 28 is a personal digital assistant (PDA: Personal Digital Assistant) equipped with the antenna device 4.
- FIG. 29 is a perspective view showing a personal computer (PC) 40.
- PC personal computer
- This embodiment is a configuration example of a wireless communication device on which the antenna device 4 is mounted.
- a wireless communication device on which the antenna device 4 is mounted.
- FIG. 26 in the mobile phone 2 as a wireless communication device, a plurality of frequencies having different frequencies are used for the wireless communication frequency.
- a display unit 44 a plurality of operation units 46 having a key force are installed on the front surface of the housing unit 42, and the antenna device 4 is installed on the top of the housing unit 42.
- the antenna device 4 has the same configuration as that of the first embodiment (FIG. 3). Therefore, the feeding point 12 of the coil 10 is connected to the connection part 8 of the circuit board 6 built in the casing part 42, and the parasitic conductor 16 is installed in the coil 10. Also in this case, as described above, the installation form of the parasitic conductor 16 may be the second or third embodiment.
- the resonance frequency of the antenna device 4 can be set to a predetermined plurality of radio frequencies, and electromagnetic waves can be efficiently transmitted and received. it can.
- the force coil 10 having a configuration in which the coil 10 of the antenna device 4 is protruded from the housing portion 42 may be incorporated in the housing portion 42.
- the PDA 38 having a wireless communication function includes a display unit 50 at the center of the casing 48 and an operation unit 52 having a plurality of key forces below it.
- the casing unit 48 is provided with an antenna device 4.
- the resonance frequency of the antenna device 4 can be set to a predetermined plurality of radio frequencies, and electromagnetic waves can be transmitted and received efficiently.
- the first casing portion 54 and the second casing portion 56 are configured to be openable and closable by the hinge portion 58.
- Multiple in body 54 A display unit 62 is installed in the operation unit 60 including the keys and the casing unit 56.
- the antenna device 4 is installed on a side portion of the casing unit 56 and connected to the casing unit 54 or a wireless unit built in the casing unit 56. According to such a configuration, even in the PC 40 having a wireless communication function, the resonance frequency of the antenna device 4 can be set to a predetermined plurality of wireless frequencies, and electromagnetic waves can be efficiently transmitted and received.
- the antenna device 4 may be integrally molded and fixed inside a rectangular parallelepiped exterior portion 32 made of an insulating synthetic resin by a method such as insert molding. Further, the shape of the exterior portion 32 may be a columnar shape.
- the exposed length Le of the coil 10 is increased or decreased with respect to the parasitic conductor 16.
- the coil length Lc of the coil 10 may be increased or decreased.
- the present invention relates to an antenna device including a coil, and a parasitic conductor is provided in the coil, and by covering a part of the coil with the parasitic conductor, the shape, area, position of the parasitic conductor, Depending on factors such as the distance to the coil, the resonant frequency can be adjusted, the frequency interval of different resonant frequencies can be adjusted, etc., and multiple different resonant frequencies can be set and adjusted. It is suitable for a wireless communication apparatus using a frequency.
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Abstract
コイル(10)を備えるアンテナ装置(4)に関し、複数の共振周波数の調整や、複数の共振周波数の周波数間隔を調整する。コイル(10)を備えるアンテナ装置(4)であって、前記コイル(10)に無給電導体(16)が併設され、該無給電導体(16)で前記コイル(10)の一部を覆った構成であり、前記無給電導体(16)は前記コイル(10)の1次共振電流又は高次共振電流の集中部位に配置される。前記無給電導体(16)は、前記コイル(10)に接近させることにより、前記コイル(10)に結合させる。前記コイル(10)の共振特性に前記無給電導体(16)の共振特性を結合させることにより、両者の共振周波数を得ている。
Description
アンテナ装置、その周波数調整方法及び無線通信装置
技術分野
[0001] 本発明は、複数の共振点を持つ複共振アンテナ等のアンテナに関し、複数の無線 通信周波数に対応するアンテナ装置、その周波数調整方法及び無線通信装置に関 する。
背景技術
[0002] 携帯電話機等の無線通信装置に関し、送受信周波数に複数の周波数を用いるデ ユアルバンド、トリプルバンド等のマルチバンドィ匕に対応するには、複数の共振周波 数を持つ複共振アンテナ等のアンテナ装置が必要となる。
[0003] 複数の周波数を用いる無線通信に関し、 2値力 なる多値レベル信号を所定のシ ンボル周期で伝送する伝送路に設置されるフィルタ (例えば、特許文献 1)や、複数 の周波数帯において動作する複共振アンテナ (例えば、特許文献 2、 3)が存在する 。特許文献 2、 3には、携帯無線通信装置に用いられるアンテナについて、ヘリカル 状のアンテナエレメントの内部に無給電導体を設置したものが開示されている。この 場合、無給電導体は、ヘリカル状のアンテナエレメントを支持するアンテナボビンの 内部に挿入されている。
特許文献 1 :特開平 6-37591号公報 (段落番号 0013)
特許文献 2 :特開 2004— 23430号公報(図 2、図 7、段落番号 0013等)
特許文献 3 :特開 2004-15623号公報(図 2、段落番号 0011、図 16等) 発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0004] コイルをアンテナエレメントとするアンテナ装置は、ヘリカル状のコイルを備えている ことから、ヘリカルアンテナと称され、 λ Z4型アンテナを構成している。このようなァ ンテナ装置は、 1次共振周波数を fとすると、その奇数倍の周波数 f、 3f、 5f- · ·に共 振点を持っていることから、複共振アンテナと称される。
[0005] このような複数の共振周波数を用いれば、マルチバンドアンテナとして機能させるこ
とができるが、各共振周波数が使用すべき周波数に合致することは稀である。そこで
、共振周波数の変更や調整が必要となる。特許文献 2、 3に記載のアンテナでは、へ リカルコイルの内部に無給電導体が挿入され、共振周波数が調整されている。
[0006] このような無給電導体が挿入されたアンテナ装置の構成例について、図 1を参照し て説明する。図 1は、携帯電話機 2に設置されたアンテナ装置 4を示している。携帯 電話機 2には回路基板 6が備えられ、この回路基板 6には図示しない無線部等が搭 載されるとともに、アンテナ装置 4を接続するための接続部 8が設置されている。アン テナ装置 4には、アンテナエレメントを構成するコイル 10が備えられ、このコイル 10の 給電点 12が接続部 8に接続されて ヽる。
[0007] このような無給電導体 14を備えたアンテナ装置 4について、周波数特性を説明する 。図 2は、アンテナ装置 4の周波数特性を示している。図 2には、無給電導体 14の挿 入による特性変化を説明するため、無給電導体 14が挿入されて ヽな ヽ場合の特性 ( 破線表示、図 6に示す周波数特性)が重ねて表示されている。図 2において、無給電 導体 14が挿入されていないアンテナ装置 4に関し、 alは 1次共振特性、 a2は 2次共 振特性、 a3は 3次共振特性であり、 falは 1次共振周波数、 fa2は 2次共振周波数、 f a3は 3次共振周波数、 fal 2, fa23は周波数間隔を示している。これに対し、無給電 導体 14が挿入されたアンテナ装置 4では、 blは 1次共振特性、 b2は 2次共振特性、 b3は 3次共振特性であり、 fblは 1次共振周波数、 fb2は 2次共振周波数、 fb3は 3次 共振周波数に変化する。この場合、 fbl 2, fb23は同様に周波数間隔を示している。 このように無給電導体 14が挿入されると、特性 al、 a2、 a3 (無給電導体 14の挿入前 )が特性 bl、 b2、 b3 (無給電導体 14の挿入後)に変化し、共振周波数 falは fbl〖こ 低下するとともに、共振周波数 fa2は fb2に低下し、共振周波数 fa3は fb3に低下し、 高次側の共振周波数 fb2、 fb3の低下が著しい。この結果、周波数間隔 fal2 ( =fa2 -fal) , fa23 ( =fa3-fa2) , fbl2 ( =fb2-fbl) , fb23 ( =fb3-fb2)【こつ!ヽて、これ らの大 /J、関係は fal2 >fbl2、 ia23 >fb23となっている。
[0008] このように無給電導体 14の挿入では、アンテナ装置 4の共振周波数を低下させ、各 共振周波数の周波数間隔を狭小化させるので、共振周波数を上昇させたり、周波数 間隔を広げた 、場合には対応できな 、。
[0009] そこで、本発明の第 1の目的は、コイルを備えるアンテナ装置に関し、複数の共振 周波数を調整することにある。
[0010] また、本発明の第 2の目的は、コイルを備えるアンテナ装置に関し、複数の共振周 波数の周波数間隔の調整を実現することにある。
[0011] また、本発明の第 3の目的は、コイルを備えるアンテナ装置を用いた無線通信装置 を実現することにある。
課題を解決するための手段
[0012] 上記目的を達成するため、本発明は、コイルを備えるアンテナ装置であって、前記 コイルに無給電導体が併設され、該無給電導体で前記コイルの一部を覆った構成で ある。
[0013] 斯かる構成とすれば、コイルに無給電導体が併設され、コイルの一部が無給電導 体で覆われると、コイルと無給電導体との間で電磁界結合が得られる。この結合の度 合いは両者間の距離や面積等に依存する。また、無給電導体で覆われる部分がコィ ルに流れるアンテナ電流による電磁界に影響を与え、コイルとしての機能が無給電 導体によって影響されることになる。従って、コイルに併設される無給電導体により、 即ち、無給電導体の面積、無給電導体とコイルとの距離等により、アンテナ装置の共 振周波数が調整され、共振周波数の周波数間隔が調整されるのである。
[0014] 上記目的を達成するためには、前記アンテナ装置にぉ 、て、前記無給電導体は前 記コイルの 1次共振電流又は高次共振電流の集中部位に配置された構成としてもよ い。
[0015] コイルの 1次共振電流の集中部位に無給電導体を設置した場合には、無給電導体 で覆われた部分のコイル機能が低下し、その結果、コイル長が短くなるので、 1次共 振周波数が上昇する。この場合、高次共振周波数は影響を受けないので、 1次共振 周波数と高次共振周波数との周波数間隔が狭められる。また、コイルの高次共振電 流の集中部位に無給電導体を設置した場合には、無給電導体で覆われた部分のコ ィル機能が低下し、その結果、コイル長が短くなるので、高次共振周波数が上昇する 。この場合、 1次共振周波数は影響を受けないので、 1次共振周波数と高次共振周 波数との周波数間隔が広がる。従って、無給電導体の設置により、アンテナ装置の
共振周波数が調整され、無給電導体の設置位置によって共振周波数の周波数間隔 が狭小化又は拡大化されることになる。
[0016] 上記目的を達成するためには、前記アンテナ装置にぉ 、て、前記無給電導体は筒 体とし、前記コイルに被せられる構成としてもよい。無給電導体は、コイルを覆う任意 の形態としてよいが、筒体とすれば、コイルに被せられて任意の位置に設定すること が可能であり、アンテナ装置の共振周波数の調整及び共振周波数の周波数間隔の 調整が可能になる。
[0017] 上記目的を達成するためには、前記アンテナ装置において、前記コイルに前記無 給電導体を接近させることにより、前記コイルに前記無給電導体を結合させた構成と してもよい。既述したように、コイルと無給電導体との距離が両者の電磁界結合の程 度を変えることになるので、両者を接近させれば、両者の結合をより強くすることがで きる。
[0018] 上記目的を達成するためには、前記アンテナ装置において、前記コイルの共振特 性に前記無給電導体の共振特性を結合させ、前記コイル及び前記無給電導体の共 振周波数を得る構成としてもよ!ヽ。コイル及び無給電導体はそれぞれ個別の共振特 性を有するので、両者を結合させることにより、コイルで得られていたアンテナ装置の 共振周波数に無給電導体の共振周波数が加わることになり、アンテナの多機能化が 図られる。
[0019] 上記目的を達成するためには、前記アンテナ装置にぉ 、て、前記無給電導体は前 記コイルの給電点側に設置された構成としてもよい。斯かる構成とすれば、既述の 1 次共振電流の集中部位を覆うことが可能になり、既述の作用が得られる。
[0020] 上記目的を達成するためには、前記アンテナ装置にぉ 、て、前記無給電導体は前 記コイルの開放端側に設置された構成としてもよい。斯かる構成とすれば、既述の高 次共振電流の集中部位を覆うことが可能になり、既述の作用が得られる。
[0021] 上記目的を達成するためには、前記アンテナ装置において、前記無給電導体は、 前記コイルを露出させるスリットを備える構成としてもょ 、。スリットからコイルを露出さ せれば、コイルと無給電導体との電磁界結合が粗になるので、スリットの調整により、 特定次の共振周波数を所望の周波数に調整することができる。
[0022] 上記目的を達成するため、本発明は、コイルを備えるアンテナ装置の周波数調整 方法であって、前記コイルに無給電導体を併設し、該無給電導体で前記コイルの一 部を覆うことにより、前記コイルが持つ共振周波数を調整する構成である。
[0023] 上記目的を達成するためには、本発明は、コイルを備えるアンテナ装置の周波数 調整方法であって、前記コイルに無給電導体を併設し、該無給電導体で前記コイル の一部を覆うことにより、特定次の共振周波数を設定し、前記コイルの前記無給電導 体で覆われる範囲を調整することにより、前記共振周波数以外の共振周波数を調整 する構成としてちよい。
[0024] このアンテナ装置において、コイルに無給電導体が併設されると、コイルの一部が 無給電導体で覆われるので、コイルと無給電導体との間で電磁界結合が得られる。 この結合の度合いは両者間の距離や面積等に依存する。また、無給電導体で覆わ れる部分がコイルに流れるアンテナ電流による電磁界に影響を与え、コイルとしての 機能が無給電導体によって影響を受ける。従って、コイルに併設される無給電導体 により、即ち、無給電導体の面積、無給電導体とコイルとの距離等により、アンテナ装 置の共振周波数が調整され、共振周波数の周波数間隔が調整される。
[0025] 上記目的を達成するため、本発明は、コイルを備えるアンテナ装置を用いた無線通 信装置であって、前記コイルに無給電導体が併設され、該無給電導体で前記コイル の一部を覆った構成である。斯かる構成によれば、無給電導体の設置によって所望 の周波数に調整された複数の共振周波数を無線通信に利用することができる。
[0026] 上記目的を達成するためには、前記無線通信装置にお!、て、前記無給電導体は 前記コイルの 1次共振電流又は高次共振電流の集中する部位に配置された構成とし てもよい。
[0027] 上記目的を達成するためには、前記無線通信装置にお!、て、前記無給電導体は 前記コイルに被せられる筒体で構成され、前記コイルの外周部が前記無給電導体で 覆われる構成としてもよい。
[0028] 上記目的を達成するためには、前記無線通信装置にお!、て、前記無給電導体は 前記コイルの給電点側に設置された構成としてもょ 、。
[0029] 上記目的を達成するためには、前記無線通信装置にお!、て、前記無給電導体は
前記コイルの給電点と最も離れた位置に設置された構成としてもよい。
[0030] 上記目的を達成するためには、前記無線通信装置にお!、て、前記無給電導体は、 前記コイルを露出させるスリットを備えた構成としてもよい。
発明の効果
[0031] 本発明によれば、次のような効果が得られる。
[0032] (1)コイルを備えるアンテナ装置に関し、コイルに無給電導体を併設し、コイルの一 部を無給電導体で覆ったことにより、共振周波数を所望の周波数に調整することがで きるとともに、複数の共振周波数の周波数間隔を任意の周波数間隔に調整すること ができる。
[0033] (2)コイルに無給電導体を併設して共振周波数の調整や、複数の共振周波数の周 波数間隔を任意の周波数間隔に調整することができるアンテナ装置を無線通信装置 に用いれば、複数の無線通信周波数に共振周波数を合致させることができ、アンテ ナ損失を低減でき、無線通信の効率を向上させることができる。
[0034] そして、本発明の他の目的、特徴及び利点は、添付図面及び各実施の形態を参照 することにより、一層明確になるであろう。
図面の簡単な説明
[0035] [図 1]従来のアンテナ装置を示す図である。
[図 2]アンテナ装置の周波数特性を示す図である。
[図 3]アンテナ装置を示す斜視図である。(第 1の実施の形態)
[図 4]アンテナ装置を示す図である。
[図 5]アンテナ装置の構成を示す図である。
[図 6]アンテナ装置の構成を示す斜視図である。
[図 7]アンテナ装置の周波数特性を示す図である。
[図 8] 1次共振時のアンテナ電流分布を示す図である。
[図 9] 2次共振時のアンテナ電流分布を示す図である。
[図 10]アンテナ装置の周波数特性を示す図である。
[図 11]分布定数線路と電流分布との関係を示す図である。
[図 12]分布定数線路の等価回路を示す回路図である。
[図 13]コイルを示す図である。
[図 14]コイルの磁界分布を示す図である。
圆 15]アンテナ装置を示す図である。(第 2の実施の形態)
圆 16]アンテナ装置を示す図である。(第 3の実施の形態)
圆 17]アンテナ装置を示す図である。(第 4の実施の形態)
[図 18]アンテナ装置の周波数特性を示す図である。
圆 19]アンテナ装置を示す図である。(第 5の実施の形態)
[図 20]アンテナ装置の周波数特性を示す図である。
[図 21]アンテナ装置を示す図である。
圆 22]アンテナ装置を示す図である。(第 6の実施の形態)
[図 23]コイルの導線間の無給電導体による結合を示す図である。
[図 24]アンテナ装置の周波数特性を示す図である。
[図 25]アンテナ装置を示す図である。
圆 26]アンテナ装置が搭載された携帯電話機を示す平面図である。(第 7の実施の 形態)
[図 27]内部構成を示す図である。
[図 28]アンテナ装置が搭載された PDAを示す平面図である。
圆 29]アンテナ装置が搭載された PCを示す斜視図である。
圆 30]内部構成を示す図である。(他の実施の形態)
符号の説明
2 携帯電話機 (無線通信装置)
4 アンテナ装置
10 コイル
12 給電点
16 無給電導体
34 スリット
38 PDA (無線通信装置)
40 PC (無線通信装置)
発明を実施するための最良の形態
[0037] 第 1の実施の形態
[0038] 本発明の第 1の実施の形態について、図 3及び図 4を参照して説明する。図 3は、 携帯電話機 2におけるアンテナ装置 4の概要を示す斜視図、図 4は、アンテナ装置 4 の構成を示す図である。
[0039] この実施の形態は、アンテナ装置 4の 1次共振周波数を上昇させ、 1次共振周波数 と高次側の共振周波数として例えば、 2次共振周波数との周波数間隔を狭小化させ た構成例である。
[0040] 携帯電話機 2は、簡略的に示されており、複数の送受信周波数を用いる無線通信 装置の一例である。この携帯電話機 2には、回路基板 6が備えられ、この回路基板 6 には図示しない無線部等が搭載されるとともに、アンテナ装置 4を接続するための接 続部 8が形成されている。この接続部 8は、回路基板 6の表面に例えば、印刷等によ り形成された導電体パターンで構成される。
[0041] このアンテナ装置 4には、アンテナエレメントとしてヘリカル状のコイル 10が設置さ れ、コイル 10には無給電導体 16が併設されている。無給電導体 16は、コイル 10の 外周側で給電点 12側を覆う形態である。コイル 10は、その一端を開放端部 18とし、 その他端の基端部 20側を給電点 12に設定されて!ヽる。この給電点 12は回路基板 6 の接続部 8に半田付け等の接続法によって接続され、アンテナ装置 4は図示しない 無線部等と電気的な結合が図られ、給電される。無給電導体 16は、導電体で構成さ れ、無給電状態に維持される。ここで、無給電状態とは、無給電導体 16を構成する 導電体がコイル 10とも接地導体 (GND)とも接続されていない状態であって、電気的 に浮遊状態に維持されて ヽることである。
[0042] 無給電導体 16について、無給電導体 16の材質は、コイル 10との電磁界結合を図 るための導体であって、銀、銅、アルミニウム等の導電材料で構成される。
[0043] また、無給電導体 16の形状は、円筒体、角筒体等、任意形状の筒体や籠体等でよ いが、この実施の形態では、円筒体である。例えば、絶縁体で形成された筒体に導 体を配置して無給電導体 16としてもよぐ絶縁体力もなる筒体の表面部に印刷等に よって導体パターンを形成して無給電導体 16としてもよい。
[0044] コイル 10に対する無給電導体 16の配置位置について、無給電導体 16はコイル 10 の給電点 12に近い基端部 20側、コイル 10の中間部、コイル 10の開放端部 18側の いずれでもよいが、この実施の形態では、図 3及び図 4に示すように、給電点 12に近 V、基端部 20側に設置されて 、る。
[0045] 次に、コイル 10に対する無給電導体 16の関係について、図 5を参照して説明する 。図 5は、第 1の実施の形態におけるアンテナ装置 4の構成を示している。
[0046] コイル 10の一部は、コイル 10に併設された無給電導体 16によって覆われている。
この実施の形態では、無給電導体 16がコイル 10の基端部 20側を起点として、無給 電導体 16が持つ長さによってコイル 10の一部が覆われている。ここで、コイル 10の 外径を D、コイル 10の外面と無給電導体 16との間隔を d、コイル 10のコイル長を Lc、 無給電導体 16の長さを Ln (コイル 10の無給電導体 16による遮蔽長)、無給電導体 1 6からコイル 10が露出している露出長を Leとすれば、これら Le、 Ln、 Lcの関係は、
Ln=Lc— Le * · · (1)
となる。そして、露出長 Leは、コイル 10のコイル機能部であり、無給電導体 16の長さ Lnはコイル機能を低減させる部分であり、間隔 dはコイル 10と無給電導体 16との電 磁界結合に影響する。このアンテナ装置 4において、 Ln=0とすると、式 (1)力 Lc = Leとなり、図 6に示すように、無給電導体 16を設置しないアンテナ装置 4を構成する ことになる。
[0047] そこで、 Ln=0、 Lc =Leの場合のアンテナ装置 4として、無給電導体 16を設置しな いアンテナ装置 4 (図 6)について、図 7、図 8及び図 9を参照し、周波数特性、コイル 1 0のアンテナ電流分布等を説明する。図 6は、無給電導体 16を設置しないアンテナ 装置 4を示す斜視図、図 7は、無給電導体 16を設置しないアンテナ装置 4の周波数 特性を示す図、図 8は、 1次共振時のアンテナ電流分布を示す図、図 9は、 2次共振 時のアンテナ電流分布を示す図である。
[0048] また、図 7に示す周波数特性において、横軸は周波数 f、縦軸は電圧定在波比 VS WR (Voltage Standing Wave Ratio)を表し、 alは 1次共振特性、 a2は 2次共振特性、 a3は 3次共振特性、 falは 1次共振周波数、 fa2は 2次共振周波数、 fa3は 3次共振 周波数を示している。この種のアンテナは、 1次共振周波数 fal =fとすると、奇数倍
の周波数 f、 3f、 5f · · ·に共振点を有し、これを波長で表せば、 1 · λ Z4、 3 · λ Z4、 5 · λ Ζ4· · ·となる。
[0049] そして、無給電導体 16を設置しないアンテナ装置 4では、 1次共振時、図 8に示す ように、コイル 10にアンテナ電流分布が得られ、破線で包囲した部分 ilmaxでアンテ ナ電流が最も強くなる。この場合、給電点 12から λ Ζ4の長さ程度の範囲でアンテナ 電流が最大値を呈する。また、アンテナ電流の集中が生じる箇所は、コイル 10の開 放端部 18から λ Ζ4だけ離れた点である。即ち、その箇所で電流集中が最大となる
[0050] また、 2次共振時、図 9に示すように、コイル 10にアンテナ電流分布が得られる。 2 次共振時には、コイル 10が 3 · λ Ζ4で共振するため、 1次共振周波数 falの 3倍の 周波数 3 'falが 2次共振周波数 fa2 ( = 3 'fal)となる。この 2次共振周波数では、開 放端部 18より λ Ζ4だけ離れた箇所で電流最大が生じ、開放端部 18から 2 · λ Ζ4 だけ離れた箇所でも電流集中が生じるが、開放端部 18より λ Ζ4の箇所で電流密度 が最も高ぐ電磁波の放射が支配的となる。破線で包囲した部分 i2maxで 2次共振 時のアンテナ電流の最大となる。
[0051] 次に、このアンテナ装置 4において、無給電導体 16の長さ Lnが Ln>0の場合には 無給電導体 16を設置したアンテナ装置 4 (図 3、図 4)となる。無給電導体 16を設置し たアンテナ装置 4 (図 3及び図 4)の周波数特性について、図 10を参照して説明する 。図 10では、横軸は周波数 f、縦軸は電圧定在波比 VSWRを表すとともに、破線で 示すように、無給電導体 16を設置していないアンテナ装置 4の周波数特性 al、 a2、 a 3 (図 7)と、実線で示すように、無給電導体 16を設置したアンテナ装置 4の周波数特 性 bl、 b2、 b3とを重ねて表示し、 al、 blは 1次共振特性、 a2、 b2は 2次共振特性、 a 3、 b3は 3次共振特性、 fal, fblは 1次共振周波数、 fa2、 fb2は 2次共振周波数、 fa 3、 fb3は 3次共振周波数を示している。
[0052] これら各周波数特性の比較力も明らかなように、無給電導体 16を設置した場合 (図 3及び図 4)には、無給電導体 16を有しない場合に比較し、各共振周波数が上昇す る。この周波数の上昇について、各共振周波数を比較すると、 1次共振周波数 falは 1次共振周波数 fblに上昇しており、その上昇幅 Δ ίΐは、
Afl =fbl-fal - - -(2)
である。また、 2次共振周波数 fa2は 2次共振周波数 fb2に僅かに上昇しており、その 上昇幅 Δί2は、
Af2=fb2-fa2 = 0 - - -(3)
である。従って、これら上昇幅 Δί1、 Δί2の大小関係は、 Δί1 > Δί2となっている。 そこで、 1次共振周波数 falと 2次共振周波数 fa2との周波数間隔 fal2 ( = fa2— fal) 、 1次共振周波数 fblと 2次共振周波数 fb2との周波数間隔 fbl2 (=fb2— fbl)の大 小関係は、既述の Δί1 > Δί2から、 fbl2く fal2である。従って、無給電導体 16を 設置したアンテナ装置 4 (図 3及び図 4)では、 1次共振周波数 fbl、 2次共振周波数 f b2が共に上昇する力 両者の上昇幅が Δί1 > Δί2となるため、周波数間隔 fal2か ら狭い周波数間隔 fbl2に調整されることになる。
[0053] このアンテナ装置 4の共振周波数、 1次及び 2次共振周波数等の各共振周波数の 周波数間隔の調整作用について詳述する。
[0054] 図 8に示すように、 1次共振時、コイル 10のアンテナ電流は給電点 12側で最も強く なるが、この箇所 ilmaxは無給電導体 16で覆われている。そして、電流の集中する 箇所はコイル 10の開放端部 18から λ Ζ4だけ離れた箇所で最大となるが、無給電 導体 16から露出しているコイル 10の露出長 Leは、コイル 10の全長 Lcより短くなつて いるので、コイル 10が共振する波長えは短くなる。このため、 1次共振周波数 fblが 上昇することになる。
[0055] また、 2次共振時、コイル 10が波長(3· λ Ζ4)で共振するため、 1次共振周波数の 3倍が 2次共振周波数 fb2となる。但し、コイル 10は線間の結合で高次の共振周波数 は変化するため、図 10に示す周波数特性では、 2次共振周波数 fb2は fb2 = 2. 1〔G Hz〕となっている。そして、コイル 10の波長(3 · λ Ζ4)での共振時のアンテナ電流は 図 9に示す電流分布となり、 2次共振周波数 fb2において、コイル 10の開放端部 18 力も波長(1 · λ Ζ4)の距離だけ離れた箇所で電流最大となり、さらに、コイル 10の開 放端部 18から波長(2· λ Ζ4)の距離だけ離れた箇所でも電流が集中する。そこで、 2次共振時には、コイル 10の開放端部 18から波長(1 · λ Ζ4)の距離だけ給電点 12 側に移動した箇所の電流密度が最も高ぐ電磁波の放射が支配的となっている。こ
のため、コイル 10の基端部 20側(給電点 12側)を無給電導体 16で覆った場合には 、 2次共振周波数 fb2への影響はなぐ 2次共振周波数 fb2は変動が少ない。従って 、コイル 10の給電点 12の近傍が無給電導体 16で覆われることにより、 2次共振周波 数 fb2に変動を来すことなぐ 1次共振周波数 fblのみを上昇させることができる。この 結果、 1次共振周波数 fblと 2次共振周波数 fb2の周波数間隔 fbl2が狭められる。
[0056] 次に、アンテナ装置 4の共振周波数や共振周波数の周波数間隔の調整原理につ いて、図 11、図 12、図 13及び図 14を参照して説明する。図 11は、分布定数線路と 電流分布との関係を示す図、図 12は分布定数線路の等価回路を示す回路図、図 1 3は線路長 λ Ζ4のコイル(ヘリカルコイル)を示す図、図 14はコイルの磁界分布を示 す図である。
[0057] 図 11の (Α)に示すように、絶縁体で構成される回路基板 22には、その一面側に導 体力もなる信号線路 24、その他面側に導体力もなる接地導体 (GND) 26が設置され 、これらの長さを λ Ζ4、信号線路 24及び GND26は開放端に設定されているとする 。そして、このような信号線路 24では、図 12に示すように、インダクタ L (=信号線路 2 4)とキャパシタ C ( =回路基板 22)とからなる分布定数回路が構成されて!、る。そこで 、分布定数回路の理論より、図 11の (B)に示すように、信号線路 24の開放端部 28で は電界が最大となり、電流は流れないが、その開放端部 28より波長(λ Ζ4)だけ離 れた箇所ではインピーダンスはゼロ(短絡状態)となり、電流が最大となる。この結果、 波長( λ /4)の長さに調節された信号線路 24は共振器として機能することになる。
[0058] そこで、図 13に示すコイル 10では、回路基板 6の GNDを遠ざけた状態であるが、 コイル 10の電気長は λ Ζ4の長さで共振する長さに合わせているので、コイル 10の 左端を開放端部 18に、右端を基端部 20として給電点 12に設定すると、インピーダン スは短絡状態となり、コイル 10は λ Ζ4で共振する。
[0059] そして、コイル 10にアンテナ電流が流れた場合、図 14に示すように、コイル 10に発 生する磁界について、コイル 10の内側を通過する磁界密度 (Ηと、コイル 10の外側 の磁界密度 φ οとを比較すると、 φ i> φ oとなって、コイル 10の内外を通過する磁界 の磁界密度が異なる。即ち、コイル 10の外側に無給電導体 16が設置された場合に は、無給電導体 16には磁界密度 φ οが作用することになり、コイル 10の内側に無給
電導体 14 (図 1)が設置された場合とでは、コイル 10の磁界分布に影響する度合い が相違し、これにより共振周波数の変化が相違することになる。
[0060] そこで、アンテナ装置 4の周波数調整方法としては、図 3、図 4及び図 5に示すよう に、コイル 10の給電点 12の付近に無給電導体 16を設置することで、無給電導体 16 を設置しない場合に比較し、 1次共振周波数 fblを上昇させることができる。そして、 無給電導体 16を設置していないコイル 10のみで、 2次共振周波数 fa2 ( fb2)を目 的周波数として例えば、 fb2 = 2. 1 [GHz]に合わせた後、無給電導体 16を付加し、 その長さ Lnを調整すれば、 1次共振周波数 fblを所望の周波数として例えば、 fbl = 900 [MHz]に合わせることができる。
[0061] また、コイル 10の周囲に設置された無給電導体 16の形状を変化させれば、無給電 導体 16によるコイル 10の一部を遮蔽する機能と、コイル 10と無給電導体 16の電磁 界結合の状態を変えることができ、その結果、 1次共振周波数の調整、 1次及び 2次 共振周波数の周波数間隔を任意に可変し、設定することができる。
[0062] このように、コイル 10の給電点 12側に無給電導体 16が併設されたアンテナ装置 4 では、 1次共振周波数 fblを上昇させ、 1次及び 2次共振周波数の周波数間隔 fbl2 を狭める機能が得られるので、このようなアンテナ装置 4を複数の無線周波数を用い る携帯電話機等の無線通信装置に用いることができ、無線通信装置の放射損失を 低減させることができる等、効率を高めることができる。
[0063] 第 2の実施の形態
[0064] 本発明の第 2の実施の形態について、図 15を参照して説明する。図 15は、絶縁筒 とともに無給電導体 16を設置したアンテナ装置 4を示す図である。第 1の実施の形態 (図 3、図 4、図 5)と同一部分には同一符号を付してある。
[0065] この実施の形態は、無給電導体 16の保持にっ 、ての具体的な構成例であって、こ のアンテナ装置 4には、コイル 10の一部をその外周部に例えば、密着して覆う絶縁 筒 30が設置され、この絶縁筒 30の外面部に無給電導体 16が設置されている。絶縁 筒 30は例えば、絶縁性合成樹脂等の絶縁材料で構成される。既述の無給電導体 1 6の長さ Lnに対応し、絶縁筒 30も同様の長さに設定されている力 無給電導体 16の 長さ Lnに対し、絶縁筒 30の長さを異ならせてもよい。絶縁筒 30の長さを無給電導体
16の長さ Lnより長くすれば、コイル 10に対する無給電導体 16の保持が安定化する 。また、絶縁筒 30の厚さを既述の間隔 dとすれば、絶縁筒 30でコイル 10の外面と無 給電導体 16の内面との距離が規制され、一様な間隔 dを保持することができる。
[0066] なお、無給電導体 16は、絶縁筒 30の表面に導電材料の印刷や塗布等によって形 成してちょい。
[0067] 第 3の実施の形態
[0068] 本発明の第 3の実施の形態について、図 16を参照して説明する。図 16は、絶縁性 榭脂によりコイル 10及び無給電導体 16を固定させたアンテナ装置 4を示す図である 。第 1の実施の形態(図 3、図 4、図 5)と同一部分には同一符号を付してある。
[0069] この実施の形態は、コイル 10及び無給電導体 16の保持についての具体的な構成 例である。このアンテナ装置 4では、コイル 10と無給電導体 16とが外装部 32によって 覆われている。外装部 32は例えば、絶縁性合成樹脂等の絶縁材料で構成される。 外装部 32は例えば、絶縁材料による一体成形 (インサート成形)であり、その内部に コイル 10及び筒状の無給電導体 16が保持されている。この場合、外装部 32によつ てコイル 10の形状はもとより、コイル 10の外面と無給電導体 16の内面との間隔 dが 強固に保持されている。
[0070] 第 4の実施の形態
[0071] 本発明の第 4の実施の形態について、図 17を参照して説明する。図 17はアンテナ 装置 4を示す図である。図 17において、第 1の実施の形態(図 3、図 4及び図 5)と同 一又は対応する箇所には同一符号を付してある。
[0072] この実施の形態は、 1次共振周波数と 2次共振周波数の周波数間隔を拡大させた 例である。そこで、このアンテナ装置 4では、コイル 10の開放端部 18側に無給電導 体 16が設置され、開放端部 18から無給電導体 16の長さ Lnを以てコイル 10の一部 が無給電導体 16で覆われ、遮蔽されている。この場合、無給電導体 16の長さ Lnと すれば、コイル 10はコイル 10の中間部分力も基端部 20に至る部分が露出しており、 その露出長が である。無給電導体 16の設置形態は、第 2又は第 3の実施の形態と すればよい。
[0073] このアンテナ装置 4 (図 17)の周波数特性について、図 18を参照して説明する。図
18では、横軸は周波数 f、縦軸は電圧定在波比 VSWRを表すとともに、周波数特性 al、 a2、 a3は無給電導体 16を設置していない場合の特性(図 7)、周波数特性 bl、 b2、 b3はこの実施の形態に係るアンテナ装置 4の場合の特性である。この特性にお いて、図 10に示す特性に対応する箇所には同一符号を付してある。
[0074] これら各周波数特性の比較力も明らかなように、無給電導体 16を設置した場合 (図 17)には、無給電導体 16を有しない場合に比較し、各共振周波数が上昇する。この 周波数の上昇について、各共振周波数を比較すると、 1次共振周波数 falは 1次共 振周波数 fblに僅かに上昇している力 その上昇幅 Δ ίΐは、
A fl =fbl-fal = 0 · ' · (4)
である。また、 2次共振周波数 fa2は 2次共振周波数 fb2に大幅に上昇しており、その 上昇幅 Δ ί2は、
A f2=fb2— fa2》A fl · ' · (5)
である。即ち、このアンテナ装置(図 17)では、 1次共振周波数 fblの変動を抑え、 2 次共振周波数 fb2を上昇させることにより、 1次共振周波数 fblと 2次共振周波数 fb2 との周波数間隔 fb 12を拡大させることができる。
[0075] このアンテナ装置(図 17)では、無給電導体 16がコイル 10の開放端部 18側に設置 され、コイル 10の基端部 20側が露出しているので、 1次共振時の電流の集中箇所は 無給電導体 16による影響はなぐ 1次共振周波数 fblの変化が抑えられる。また、 2 次共振時にはコイル 10のアンテナ電流が最も強くなる箇所が無給電導体 16で覆わ れており、即ち、 2次共振周波数 fb2の λ Ζ4の箇所の電流集中箇所が無給電導体 16で覆われて!/、るので、無給電導体 16で覆われて!/、な!/、コイル 10の露出長 Leが 短ぐその部分の電流分布が短縮されるので、 2次共振周波数 fa2を 2次共振周波数 fb2 (図 18)に上昇させることができる。この結果、 1次共振周波数 fblと 2次共振周波 数 fb2の周波数間隔 fbl2が広がっている。
[0076] この場合、 3次共振周波数 fb3は 3次共振周波数 fa3より僅か〖こ低下しており、周波 数間隔 fb23は周波数間隔 fa23より狭くなつている。その変動幅は僅かであり、 fb3 = fa3と見なし得る。
[0077] このような周波数特性を備えたことにより、アンテナ装置 4 (図 17)の周波数調整方
法としては、無給電導体 16を設置していないコイル 10で 1次共振周波数を目的の周 波数として例えば、 900〔MHz〕に合わせた後、コイル 10の開放端部 18側に無給電 導体 16を設置し、その長さ Lnを調整することにより、 2次共振周波数 fb2を所望の周 波数として例えば、 2. 2〔GHz〕に合わせることができる。
[0078] 第 5の実施の形態
[0079] 本発明の第 5の実施の形態について、図 19を参照して説明する。図 19はアンテナ 装置を示す図である。
[0080] この実施の形態は、コイル 10の共振と無給電導体 16の共振とを結合させることによ り、アンテナ装置 4の周波数調整方法を提供するものである。このアンテナ装置 4で は、コイル 10の基端部 20からコイル 10の中間部側を覆うように無給電導体 16が設 置されている。この場合、無給電導体 16の設置形態は、第 2又は第 3の実施の形態 とすればよい。
[0081] コイル長 Lc、無給電導体 16の長さ Ln及びコイル 10の露出長 Leの関係は、式 (1) に記載した通りであり、この場合、例えば、 Ln≥Leに設定される。
[0082] 斯かる構成とすれば、図 20に示す周波数特性が得られる。図 20に実線で示すよう に (横軸は周波数 f、縦軸は電圧定在波比 VSWR)、 bl (1次共振特性)、 b2c (2次 共振特性)及び b3 (3次共振特性)となる。また、破線で示すように、 al (1次共振特 性)、 a2 (2次共振特性)及び a3 (3次共振特性)は、無給電導体 16を設置しない場 合のコイル 10のみの周波数特性である。各特性において、図 18に示す特性に対応 する箇所には同一符号を付してある。なお、 fb2cは 2次共振周波数である。
[0083] このアンテナ装置 4 (図 19)では、コイル 10の基端部 20側が無給電導体 16で覆わ れているので、 1次共振周波数 fblが高くなる力 無給電導体 16の長さ Lnを変えると 、無給電導体 16で構成される共振器としての長さが調整されることにより、 2次共振 周波数 fb2の近傍に無給電導体 16の共振点を持たせることができる。
[0084] そこで、無給電導体 16とコイル 10との電磁界結合を強固にすれば、コイル 10の共 振に無給電導体 16の共振を結合させることができる。このような 2つの共振を結合さ せると、両者の特性が合成されることになり、特性 b2c、 b3は、コイル 10の 2次共振特 性に無給電導体 16の共振特性が合成されたものである。従って、 2次共振周波数 fb
2cは、無給電導体 16の共振が加わって調整された周波数である。図 20に示す周波 数特性では、 2次共振周波数 fb2cとして例えば、 fb2c = 2〔GHzW共振点となって いる。このような特性を得るためのコイル 10と無給電導体 16との電磁界結合を強固 にするには、例えば、コイル 10と無給電導体 16との間隔 dを縮小させればよい。
[0085] このような構成により、このアンテナ装置 4 (図 19)では、給電点 12において、 2次共 振周波数 2じ= 2〔01¾〕の共振が得られてぉり、し力も、無給電導体 16の長さ Ln を加減すれば、 2次共振周波数 fb2cを例えば、 2〔01¾〕付近で任意の値に調整す ることができる。そして、 1次共振では、コイル 10の露出長 Leが無給電導体 16の長さ Lnに応じて短くなるため、露出部分の短縮により 1次共振周波数 fblが上昇すること になる。
[0086] そこで、このようなアンテナ装置 4では、無給電導体 16の共振を用いることにより、 2 次共振周波数 fb2cを所望の周波数に設定できるとともに、無給電導体 16の設置に より、 1次共振周波数 fblを上昇させることができる。また、無給電導体 16の長さ Lnを 増減させても、 1次共振周波数 fblに変化を来すことがないので、 1次共振周波数 fb 1を例えば、 fbl = 900〔MHz〕に設定した後、無給電導体 16の長さ Lnを調整するこ とにより、 2次共振周波数 fb2cを例えば、 ^2じ= 2〔01¾〕付近に調整することができ 、所望の 2つの帯域に共振点を合致させることができる。
[0087] このような周波数調整方法について、無給電導体 16を例えば、図 21に示すように 、短い長さ Liの複数の無給電導体 161、 162· · · 16ηに分割して給電点 12側に複数 の無給電導体 161、 162· · · 16ηを設置し、その設置数を加減することにより、無給 電導体 16の長さ Ln (=Li X n、但し、 nは無給電導体 161、 162· · · 16ηの設置数) を加減するようにすれば、 2次共振周波数 fb2cを所望の周波数に調整することがで きる。
[0088] 第 6の実施の形態
[0089] 本発明の第 6の実施の形態について、図 22及び図 23を参照して説明する。図 22 はアンテナ装置 4を示す図、図 23はコイル 10と無給電導体 16との関係を示す図で ある。
[0090] この実施の形態は、コイル 10の共振と無給電導体 16の共振とを結合させることによ
り、アンテナ装置 4の周波数調整方法を提供するものである。このアンテナ装置 4で は、コイル 10の基端部 20からコイル 10の中間部側を覆うように無給電導体 16が設 置されている。この無給電導体 16は、筒体で構成されているとともに、長さ方向に複 数のスリット 34が千鳥状に形成されている。この場合も、無給電導体 16の設置形態 は、第 2又は第 3の実施の形態とすればよい。
[0091] 斯カゝる構成によれば、長さ方向にスリット 34が形成された無給電導体 16で覆われ たコイル 10は、スリット 34から露出している部分と、無給電導体 16で覆われている部 分とが生じている。コイル 10のスリット 34からの露出部分では、コイル 10の機能が得 られるとともに、無給電導体 16で部分的に覆われた部分ではコイル 10の例えば、図 23に示すように、導線 10a、 10b間の結合が無給電導体 16で得られる。このような無 給電導体 16を設置したアンテナ装置 4 (図 22)では、 1次共振周波数 fblが低下する ことになる。そして、このアンテナ装置 4では、 2次共振周波数 fb2は第 5の実施の形 態(図 19、図 20)と同様に、無給電導体 16の長さ Lnで決定される。
[0092] このようなアンテナ装置 4 (図 22)では、図 24に示す周波数特性が得られる。図 24 に実線で示すように (横軸は周波数 f、縦軸は電圧定在波比 VSWR)、 bl (1次共振 特性)、 b2c (2次共振特性)及び b3 (3次共振特性)となる。 al (l次共振特性)及び a 2 (2次共振特性)は、無給電導体 16を設置しない場合のコイル 10のみの周波数特 性である。この周波数特性において、図 20に示す周波数特性と対応する部分には 同一符号を付してある。
[0093] このようなアンテナ装置 4 (図 22)では、 2次共振周波数 fb2cは、 fb2c^ 2〔GHz〕で ある。無給電導体 16の長さ Lnを変化させると、 1次共振周波数 fblは変化させること なぐ 2次共振周波数 fb2cのみを調整することができる。
[0094] このアンテナ装置 4 (図 22)の周波数調整方法として、 1次共振周波数 fblを所望の 共振周波数として例えば、 fbl = 900〔MHz〕に設定した後、無給電導体 16の長さ L nを調整すれば、所望の 2次共振周波数 fb2cとして例えば、 fb2c = 2〔GHz〕に調整 することができる。また、既述の通り、スリット 34の面積を調整し、例えば、スリット 34の 幅、長さ又は個数を調整し、コイル 10と無給電導体 16との結合度を加減することによ り、 1次共振周波数 fblを調整することができる。無給電導体 16ば、例えば、図 25に
示すように、櫛形に形成し、複数のスリット 34を形成してもよぐ同様のコイル 10の露 出と遮蔽機能とを実現することができる。
[0095] 第 7の実施の形態
[0096] 本発明の第 7の実施の形態について、図 26、図 27、図 28又は図 29を参照して説 明する。図 26はアンテナ装置 4が搭載された携帯電話機 2を示す平面図、図 27はそ の内部を示す図、図 28はアンテナ装置 4が搭載された携帯情報端末機 (PDA: Personal Digital Assistant) 38を示す平面図、図 29はパーソナルコンピュータ(PC) 4 0を示す斜視図である。
[0097] この実施の形態は、アンテナ装置 4が搭載される無線通信装置の構成例である。図 26に示すように、無線通信装置としての携帯電話機 2においては、周波数の異なる 複数の周波数が無線通信周波数に用いられる。この携帯電話機 2では、筐体部 42 の前面部には表示部 44、複数のキー力 なる操作部 46等が設置され、筐体部 42の 頂部には、アンテナ装置 4が設置されている。このアンテナ装置 4は図 27に示すよう に、第 1の実施の形態(図 3)と同様の構成を備えている。そこで、筐体部 42に内蔵さ れた回路基板 6の接続部 8にはコイル 10の給電点 12が接続され、コイル 10には無 給電導体 16が設置されている。この場合も、既述の通り、無給電導体 16の設置形態 は、第 2又は第 3の実施の形態とすればよい。
[0098] 斯カる構成によれば、無線通信装置である携帯電話機 2にお 、て、所定の複数の 無線周波数にアンテナ装置 4の共振周波数を設定でき、電磁波の送受信を効率よく 行うことができる。なお、この実施の形態では、アンテナ装置 4のコイル 10を筐体部 4 2から突出させた構成である力 コイル 10を筐体部 42に内蔵する構成としてもよい。
[0099] また、図 28に示すように、無線通信機能を持つ PDA38では、筐体部 48の中央部 に表示部 50、その下側に複数のキー力もなる操作部 52が備えられ、また、筐体部 4 8には、アンテナ装置 4が備えられている。斯カる構成によれば、 PDA38においても 、所定の複数の無線周波数にアンテナ装置 4の共振周波数を設定でき、電磁波の送 受信を効率よく行うことができる。
[0100] また、図 29に示すように、無線通信機能を持つ PC40では、第 1の筐体部 54と第 2 の筐体部 56とをヒンジ部 58によって開閉可能に構成されており、筐体部 54には複数
のキーからなる操作部 60、筐体部 56には表示部 62が設置されている。そして、アン テナ装置 4は筐体部 56の側部に設置され、筐体部 54又は筐体部 56に内蔵されて いる無線部に接続されている。斯カゝる構成によれば、無線通信機能を有する PC40 にお 、ても、所定の複数の無線周波数にアンテナ装置 4の共振周波数を設定でき、 電磁波の送受信を効率よく行うことができる。
[0101] 他の実施の形態
[0102] アンテナ装置 4は例えば、図 30に示すように、絶縁性合成樹脂からなる直方体状 の外装部 32の内部にインサート成形等の製法により一体に成形固定してもよい。ま た、外装部 32の形状は円柱状であってもよい。
[0103] また、上記の実施の形態では、コイル 10に対して無給電導体 16の長さ Lnを増減さ せた場合について説明した力 無給電導体 16に対してコイル 10の露出長 Leを増減 させる構成としてもよぐまた、コイル 10のコイル長 Lcを増減させる構成としてもよい。
[0104] 以上述べたように、本発明の最も好ましい実施の形態等について説明したが、本発 明は、上記記載に限定されるものではなぐ請求の範囲に記載され、又は発明を実 施するための最良の形態に開示された発明の要旨に基づき、当業者において様々 な変形や変更が可能であることは勿論であり、斯かる変形や変更が、本発明の範囲 に含まれることは言うまでもな 、。
産業上の利用可能性
[0105] 本発明は、コイルを備えるアンテナ装置に関し、コイルに無給電導体が併設され、 該無給電導体でコイルの一部を覆ったことにより、無給電導体の形状、面積、コイル に対する位置、コイルとの間隔等の要素により、共振周波数の調整、異なる共振周波 数の周波数間隔の調整等を行い、複数の異なる共振周波数の設定及び調整が可能 であり、アンテナ損失を軽減でき、複数の無線周波数を用いる無線通信装置に好適 である。
Claims
[1] コイルを備えるアンテナ装置であって、
前記コイルに無給電導体が併設され、該無給電導体で前記コイルの一部を覆った ことを特徴とするアンテナ装置。
[2] 前記無給電導体は前記コイルの 1次共振電流又は高次共振電流の集中する部位 に配置された構成であることを特徴とする請求の範囲 1記載のアンテナ装置。
[3] 前記無給電導体は筒体とし、前記コイルに被せられる構成としたことを特徴とする 請求の範囲 1記載のアンテナ装置。
[4] 前記コイルに前記無給電導体を接近させることにより、前記コイルに前記無給電導 体を結合させたことを特徴とする請求の範囲 1記載のアンテナ装置。
[5] 前記コイルの共振特性に前記無給電導体の共振特性を結合させ、前記コイル及び 前記無給電導体の共振周波数を得ることを特徴とする請求の範囲 1記載のアンテナ 装置。
[6] 前記無給電導体は前記コイルの給電点側に設置されたことを特徴とする請求の範 囲 1記載のアンテナ装置。
[7] 前記無給電導体は前記コイルの開放端側に設置されたことを特徴とする請求の範 囲 1記載のアンテナ装置。
[8] 前記無給電導体は、前記コイルを露出させるスリットを備える構成としたことを特徴と する請求の範囲 1記載のアンテナ装置。
[9] コイルを備えるアンテナ装置の周波数調整方法であって、
前記コイルに無給電導体を併設し、該無給電導体で前記コイルの一部を覆うことに より、前記コイルが持つ共振周波数を調整する
ことを特徴とするアンテナ装置の周波数調整方法。
[10] コイルを備えるアンテナ装置の周波数調整方法であって、
前記コイルに無給電導体を併設し、該無給電導体で前記コイルの一部を覆うことに より、特定次の共振周波数を設定し、
前記コイルの前記無給電導体で覆われる範囲を調整することにより、前記共振周 波数以外の共振周波数を調整する
ことを特徴とするアンテナ装置の周波数調整方法。
[11] コイルを備えるアンテナ装置を用いた無線通信装置であって、
前記コイルに無給電導体が併設され、該無給電導体で前記コイルの一部を覆った ことを特徴とする無線通信装置。
[12] 前記無給電導体は前記コイルの 1次共振電流又は高次共振電流の集中する部位 に配置された構成であることを特徴とする請求の範囲 11記載の無線通信装置。
[13] 前記無給電導体は前記コイルに被せられる筒体で構成され、前記コイルの外周部 が前記無給電導体で覆われる構成としたことを特徴とする請求の範囲 11記載の無線 通信装置。
[14] 前記無給電導体は前記コイルの給電点側に設置されたことを特徴とする請求の範 囲 11記載の無線通信装置。
[15] 前記無給電導体は前記コイルの給電点と最も離れた位置に設置されたことを特徴 とする請求の範囲 11記載の無線通信装置。
[16] 前記無給電導体は、前記コイルを露出させるスリットを備えたことを特徴とする請求 の範囲 11記載の無線通信装置。
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PCT/JP2005/004498 WO2006097996A1 (ja) | 2005-03-15 | 2005-03-15 | アンテナ装置、その周波数調整方法及び無線通信装置 |
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WO2006097996A1 true WO2006097996A1 (ja) | 2006-09-21 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010068070A (ja) * | 2008-09-09 | 2010-03-25 | Yazaki Corp | デュアルバンド・ヘリカルアンテナの設計方法 |
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- 2005-03-15 WO PCT/JP2005/004498 patent/WO2006097996A1/ja not_active Application Discontinuation
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