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Title:
ANTENNA APPARATUS AND RADIO COMMUNICATION DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/028251
Kind Code:
A1
Abstract:
There are provided an antenna apparatus which allows separate and independent control of resonant frequencies in a fundamental mode and higher-order modes, while assuring a wide range of variable bandwidth of a resonant frequency in the fundamental mode, and a radio communication device mounting such an antenna apparatus. The antenna apparatus includes a power feeding electrode (2), a looped radiation electrode (3), a capacitor section (4) and inductors (5, 6). The capacitor section (4) is formed at a gap between an open end (3a) on the looped radiation electrode (3) and the power feeding electrode (2), and an inductor (5) is arranged at a location where a current in the fundamental mode is large and a current in the higher-order mode is small, while an inductor (6) is arranged at a location where a current in the higher-order mode is large and a current in the fundamental mode is small. A current in the fundamental mode flows through the looped radiation electrode (3) from the power feeding electrode (2), being blocked by the capacitor section (4) at the open end (3a). A current in the higher-order mode flows through the open end (3a) side on the looped radiation electrode (3) via the capacitor section (4) from the power feeding electrode (2), being blocked by the inductor (5). Preferably, a variable capacitor element (7) is connected to the inductor (5).

Inventors:
NAKANO SHINICHI (JP)
KAWAHATA KAZUNARI (JP)
TSUBAKI NOBUHITO (JP)
ISHIZUKA KENICHI (JP)
FUJIEDA SHIGEYUKI (JP)
Application Number:
PCT/JP2008/060962
Publication Date:
March 05, 2009
Filing Date:
June 16, 2008
Export Citation:
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Assignee:
MURATA MANUFACTURING CO (JP)
NAKANO SHINICHI (JP)
KAWAHATA KAZUNARI (JP)
TSUBAKI NOBUHITO (JP)
ISHIZUKA KENICHI (JP)
FUJIEDA SHIGEYUKI (JP)
International Classes:
H01Q9/42; H01Q1/24; H01Q1/38; H01Q1/50; H01Q5/10; H01Q5/321; H01Q9/14
Domestic Patent References:
WO2006080141A12006-08-03
WO2004109850A12004-12-16
Foreign References:
JP2002158529A2002-05-31
JP2006067234A2006-03-09
JP2002158529A2002-05-31
JP2005318336A2005-11-10
Other References:
See also references of EP 2182583A4
Attorney, Agent or Firm:
TSUKAHARA, Takakazu (22-3 Minami-cho Kawasaki-k, Kawasaki-shi Kanagawa 15, JP)
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Claims:
 所定周波数の電流を供給するための給電部に一方端が接続された給電電極と、基端が上記給電電極の他方端と連結した状態で延出し且つ開放端が上記給電電極の他方端に対向するループ状放射電極とを基板の非グランド領域に備え、基本モードの共振周波数と高次モードの共振周波数とで動作するアンテナ装置であって、
 上記ループ状放射電極の上記開放端と上記給電電極との間隙によって形成され、上記高次モードの共振周波数の電流をパスし且つ上記基本モードの共振周波数の電流を阻止する容量部と、
 上記ループ状放射電極の基端側であって且つ上記容量部の近傍に位置する部位に設けられ、上記基本モードの共振周波数の電流をパスし且つ上記高次モードの共振周波数の電流を阻止する第1リアクタンス回路と、
 上記ループ状放射電極の開放端側であって且つ上記高次モードの共振周波数の電流が最大である部位近傍に設けられ、上記高次モードの共振周波数の電流をパスする第2リアクタンス回路と
 を備えることを特徴とするアンテナ装置。
 上記第1リアクタンス回路のリアクタンス値は、上記第2リアクタンス回路のリアクタンス値よりも大きく、
 上記基本モード時における上記第1リアクタンス回路のリアクタンス値は、上記容量部のリアクタンス値よりも小さく、
 上記高次モード時における上記第1リアクタンス回路のリアクタンス値は、上記容量部のリアクタンス値よりも大きい、
 ことを特徴とする請求項1に記載のアンテナ装置。
 容量可変素子を、上記第1リアクタンス回路に直列に接続した、
 ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のアンテナ装置。
 上記第1リアクタンス回路は、インダクタであり、
 上記第2リアクタンス回路も、インダクタである、
 ことを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれかに記載のアンテナ装置。
 上記第1リアクタンス回路は、インダクタとキャパシタの直列回路又は並列回路のいずれかであり、
 上記第2リアクタンス回路は、インダクタである、
 ことを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれかに記載のアンテナ装置。
 上記ループ状放射電極と給電電極と容量部と第1及び第2リアクタンス回路とを、上記非グランド領域上に配置された誘電体基体上に設けた、
 ことを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれかに記載のアンテナ装置。
 上記給電電極と給電部との間に第1の整合用インダクタを設けると共に、一方端がこの第1の整合用インダクタと給電部との接続部に接続され且つ他方端が上記基板のグランド領域に接地された第2の整合用インダクタを設けた、
 ことを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれかに記載のアンテナ装置。
 上記ループ状放射電極の第1リアクタンス回路の近傍で分岐する分岐放射電極を、1つ以上設けた、
 ことを特徴とする請求項1ないし請求項7のいずれかに記載のアンテナ装置。
 上記第1リアクタンス回路と第2リアクタンス回路とを、上記誘電体基体の側面のみに設けた、
 ことを特徴とする請求項6ないし請求項8のいずれかに記載のアンテナ装置。
 請求項1ないし請求項9のいずれかに記載のアンテナ装置を具備する、
 ことを特徴とする無線通信機。
Description:
アンテナ装置及び無線通信機

 この発明は、携帯電話等に装着される周 数可変型のアンテナ装置及び無線通信機に するものである。

 従来、この種のアンテナ装置としては、特 文献1ないし特許文献3に開示の技術がある
 特許文献1に開示のアンテナ装置は、放射電 極をループ状に形成し、この放射電極の開放 端を給電端部側の電極部位に間隔を介して対 向配置させ、その開放端と給電端部側の電極 部位間に容量を形成した構成になっている。
 かかる構成により、高周波電流を給電する とで、基本モードの共振周波数と高次モー の共振周波数とで動作し、放射電極の開放 と給電端部側電極部位との間隔を変えて、 の容量を変えることで、これら基本モード 共振周波数と高次モードの共振周波数とを えることができる。

 また、特許文献2に開示のアンテナ装置は、 並列放射電極パターンに表面実装型アンテナ 部品を並列に接続して、並列共振回路を形成 し、並列共振回路を非グランド領域内に配し た構成になっている。
 かかる構成により、高周波電流を給電する とで、基本モードの共振周波数と高次モー の共振周波数とで動作し、表面実装型アン ナ部品のキャパシタ部を形成する1対の電極 の間隔を変えて、その容量を変えることで、 基本モードの共振周波数と高次モードの共振 周波数とを変えることができる。

 特許文献3に開示のアンテナ装置は、開放端 部が給電端部に所定の間隔を介して対向配置 されたループ形状の放射電極を、非グランド 領域に配すると共に、容量可変素子を備えた 周波数可変回路を、放射電極のループ経路上 に装荷した構成になっている。
 かかる構成により、周波数可変回路を用い 、基本モードの共振周波数と高次モードの 振周波数とを変化させることができると共 、容量可変素子を制御することで、周波数 可変帯域幅を放射電極自体が持つ帯域幅よ 広げることができるようになっている。

特開2002-158529号公報

特開2005-318336号公報

国際公開2004/109850号パンフレット

 しかし、上記した従来のアンテナ装置では 次のような問題がある。
 すなわち、特許文献1及び特許文献2に開示 アンテナ装置では、電極間の間隔を変えて その容量を変えることで、基本モードの共 周波数と高次モードの共振周波数とを変え 構成であるので、基本モードの共振周波数 高次モードの共振周波数とが同時に変化し 基本モードの共振周波数と高次モードの共 周波数とを、別々に独立に変化させること できないという問題がある。
 特許文献3に開示のアンテナ装置も、周波数 可変回路を用いて広帯域の制御が可能である が、上記特許文献1及び特許文献2に開示のア テナ装置と同様に、基本モードの共振周波 と高次モードの共振周波数とが同時に変化 てしまう。
 ところで、当該文献に開示のアンテナ装置 如きモノポールアンテナでは、基本モード 電流I1と高次モード(基本モードの3倍周波数 の高調波)の電流I2は、図18に示すように分布 る。したがって、容量可変素子を備えた周 数可変回路200を、破線で示すように、高次 ードの電流I2が零の部位に装荷することで 基本モードの共振周波数を可変とし、高次 ードの共振周波数を固定した制御が可能と る。すなわち、基本モードの共振周波数の を独立に変化させることができる。
 しかしながら、周波数可変回路200を、高次 ードの電流I2が零の部位に装荷すると、こ 周波数可変回路200は、基本モードの電流I1″ の部位に装荷されることとなる。この電流I1 は、給電部位の電流Imaxに比べて小さい。こ のため、容量可変素子の容量値を変化させて も、基本モードの共振周波数が変化する帯域 幅が狭く、実用性に欠ける。

 この発明は、上述した課題を解決するた になされたもので、基本モードと高次モー の共振周波数を別々に独立に制御すること でき、しかも、基本モードの共振周波数の 変幅が広いアンテナ装置及び無線通信機を 供することを目的とする。

 上記課題を解決するために、請求項1の発明 は、所定周波数の電流を供給するための給電 部に一方端が接続された給電電極と、基端が 給電電極の他方端と連結した状態で延出し且 つ開放端が給電電極の他方端に対向するルー プ状放射電極とを基板の非グランド領域に備 え、基本モードの共振周波数と高次モードの 共振周波数とで動作するアンテナ装置であっ て、ループ状放射電極の開放端と給電電極と の間隙によって形成され、高次モードの共振 周波数の電流をパスし且つ基本モードの共振 周波数の電流を阻止する容量部と、ループ状 放射電極の基端側であって且つ容量部の近傍 に位置する部位に設けられ、基本モードの共 振周波数の電流をパスし且つ高次モードの共 振周波数の電流を阻止する第1リアクタンス 路と、ループ状放射電極の開放端側であっ 且つ高次モードの共振周波数の電流が最大 ある部位近傍に設けられ、高次モードの共 周波数の電流をパスする第2リアクタンス回 とを備える構成とした。
 かかる構成により、基本モードの電流を給 部から給電電極に供給すると、この電流は 基端側からループ状放射電極に流れ込み、 1リアクタンス回路を通過して、容量部によ って阻止される。この結果、基本モードで共 振する電流は、ループ状放射電極の基端側の 給電電極において大きく、ループ状放射電極 の開放端側に向かうに従って小さくなる。こ のとき、第1リアクタンス回路がループ状放 電極の基端側にあるので、第1リアクタンス 路のリアクタンス値を変化させることで、 本モードの共振周波数を調整することがで る。
 一方、高次モードの電流を給電部から給電 極に供給すると、この電流は、容量部を通 してループ状放射電極の開放端側に流れ込 、第2リアクタンス回路を通過した後、第1 アクタンス回路によって阻止される。この 果、高次モードで共振する電流は、給電電 側において大きく、容量部において最小に る。そして、ループ状放射電極の開放端側 ら中央部側に向かうに従って大きくなった 、基端側に向かって小さくなる。このとき 第2リアクタンス回路がループ状放射電極の 放端側であって且つ高次モードの共振周波 の電流が最大である部位近傍に設けられて るので、第2リアクタンス回路のリアクタン ス値を変化させることで、高次モードの共振 周波数を調整することができる。
 ところで、上記のように、第1リアクタンス 回路のリアクタンス値を変化させることで、 基本モードの共振周波数を調整することがで きるが、かかる第1リアクタンス回路のリア タンス値変化が、高次モードの共振周波数 影響を与えるおそれがある。しかし、この 明では、第1リアクタンス回路を、高次モー 時の電流が最小となる容量部の近傍に位置 る部位に設けているので、第1リアクタンス 回路のリアクタンス値を変化させても、高次 モードの共振周波数がほとんど変化すること はない。
 また、上記のように、第2リアクタンス回路 のリアクタンス値を変化させることで、高次 モードの共振周波数を調整することができる が、かかる第2リアクタンス回路のリアクタ ス値変化によって、基本モードの共振周波 に影響を与えるおそれがある。しかし、こ 発明では、第2リアクタンス回路を、基本モ ド時の電流が小さいループ状放射電極の開 端側に設けているので、第2リアクタンス回 路のリアクタンス値を変化させても、基本モ ードの共振周波数がほとんど変化することは ない。
 すなわち、第1リアクタンス回路及び第2リ クタンス回路を用いることで、基本モード 共振周波数と高次モードの共振周波数とを 別々に独立に制御することができる。

 請求項2の発明は、請求項1に記載のアンテ 装置において、第1リアクタンス回路のリア タンス値は、第2リアクタンス回路のリアク タンス値よりも大きく、基本モード時におけ る第1リアクタンス回路のリアクタンス値は 容量部のリアクタンス値よりも小さく、高 モード時における第1リアクタンス回路のリ クタンス値は、容量部のリアクタンス値よ も大きい構成とした。
 かかる構成により、第1リアクタンス回路の リアクタンス値が、第2リアクタンス回路の アクタンス値よりも大きいので、高次モー の電流は、第2リアクタンス回路を通過した 、第1リアクタンス回路によって確実に阻止 される。また、基本モード時における第1リ クタンス回路のリアクタンス値が、容量部 リアクタンス値よりも小さく設定されてい ので、基本モード時の電流は、第1リアクタ ス回路側に流れ、第1リアクタンス回路を通 過した後、容量部によって確実に阻止される 。さらに、高次モード時における第1リアク ンス回路のリアクタンス値が、容量部のリ クタンス値よりも大きく設定されているの 、高次モード時における電流は、容量部側 流れ、第1リアクタンス回路によって確実に 止される。

 請求項3の発明は、請求項1又は請求項2に記 のアンテナ装置において、容量可変素子を 第1リアクタンス回路に直列に接続した構成 とする。
 かかる構成により、基本モードの共振周波 を、容量可変素子を用いて、広い帯域でチ ーニングすることができる。

 請求項4の発明は、請求項1ないし請求項3の ずれかに記載のアンテナ装置において、第1 リアクタンス回路は、インダクタであり、第 2リアクタンス回路も、インダクタである構 とした。
 かかる構成により、第1及び第2リアクタン 回路を簡易な構造にすることができる。

 請求項5の発明は、請求項1ないし請求項3の ずれかに記載のアンテナ装置において、第1 リアクタンス回路は、インダクタとキャパシ タの直列回路又は並列回路のいずれかであり 、第2リアクタンス回路は、インダクタであ 構成とした。
 かかる構成により、第1リアクタンス回路で のリアクタンス値を周波数によって大きく変 化させることが可能となる。

 請求項6の発明は、請求項1ないし請求項5の ずれかに記載のアンテナ装置において、ル プ状放射電極と給電電極と容量部と第1及び 第2リアクタンス回路とを、非グランド領域 に配置された誘電体基体上に設けた構成と る。
 かかる構成により、容量部の容量結合を強 することができる。

 請求項7の発明は、請求項1ないし請求項6 いずれかに記載のアンテナ装置において、 電電極と給電部との間に第1の整合用インダ クタを設けると共に、一方端がこの第1の整 用インダクタと給電部との接続部に接続さ 且つ他方端が基板のグランド領域に接地さ た第2の整合用インダクタを設けた構成とす 。

 請求項8の発明は、請求項1ないし請求項7の ずれかに記載のアンテナ装置において、ル プ状放射電極の第1リアクタンス回路の近傍 で分岐する分岐放射電極を1つ以上設けた構 とする。
 かかる構成により、共振周波数を分岐放射 極の数だけ、増加させることができる。

 請求項9の発明は、請求項1ないし請求項8の ずれかに記載のアンテナ装置において、第1 リアクタンス回路及び第2リアクタンス回路 誘電体基体の側面のみに設けた構成とする
 かかる構成により、放射電極の位置を許容 れるアンテナ高さぎりぎりまで設定して、 用することができる。

請求項10の発明に係る無線通信機は、請求 1ないし請求項9のいずれかに記載のアンテ 装置を具備する構成とした。

 以上詳しく説明したように、請求項1ない し請求項6の発明に係るアンテナ装置によれ 、基本モードの共振周波数と高次モードの 振周波数とを、別々に独立に制御すること できるという優れた効果がある。

 特に、請求項3の発明によれば、基本モード の共振周波数を、広帯域の範囲でチューニン グすることができるので、使用帯域幅の広い 地上デジタル放送等の電波を確実に送受信す ることができる。
 また、請求項4の発明によれば、第1及び第2 アクタンス回路の部品点数の削減を図るこ ができ、この結果、アンテナ装置をコスト ウンすることができる。
 また、請求項5の発明によれば、基本モード におけるリアクタンス値は同じでも、高次モ ードでのリアクタンス値を大きくすることが できるので、第1リアクタンス回路により高 モードを確実に阻止することができる。
 また、請求項6の発明によれば、容量部の容 量結合を強くすることができるので、高次モ ードの共振周波数の制御が容易になる。さら に、アンテナ装置の部材を誘電体基体上に立 体的に設けるので、アンテナ装置の実装スペ ースを小さくすることができる。

 請求項8の発明によれば、共振周波数を増 加させることができるので、多くの周波数帯 での電波の送受信が可能となる。

 請求項9の発明によれば、ループ状放射電 極等の位置を許容されるアンテナ高さぎりぎ りの位置に設定することが可能となり、この 結果、アンテナ装置のさらなる小型化と高効 率化とを図ることができる。

 請求項10の発明に係る無線通信機によれ 、基本モードの共振周波数と高次モードの 振周波数とを、別々に独立に制御すること でき、また、使用帯域幅の広い地上デジタ 放送等の電波を確実に送受信することがで るという効果がある。

無線通信機に内蔵されたこの発明の第1 実施例に係るアンテナ装置を透視して示す概 略斜視図である。 アンテナ装置を拡大して示す斜視図で る。 アンテナ装置を示す概略平面図である 基本モード時の電流の流れを示すため 概略平面図である。 基本モード時におけるアンテナ装置の 位置における電流を説明するための概略図 ある。 高次モード時の電流の流れを示すため 概略平面図である。 高次モード時におけるアンテナ装置の 位置における電流を説明するための概略図 ある。 アンテナ装置の各共振周波数における ターンロス曲線を示す線図である。 この発明の第2実施例に係るアンテナ装 置を示す概略平面図である。 基本モード時におけるアンテナ装置の 各位置における電流を説明するための概略図 である。 高次モード時におけるアンテナ装置の 各位置における電流を説明するための概略図 である。 アンテナ装置の各共振周波数における リターンロス曲線を示す線図である。 この発明の第3実施例に係るアンテナ 置を拡大して示す斜視図である。 この発明の第4実施例に係るアンテナ 置を拡大して示す斜視図である。 第4実施例に適用された誘電体基体の 面を展開して示す平面図である。 この発明の第5実施例に係るアンテナ 置に適用する第1リアクタンス回路の回路図 る。 単一のインダクタと直列回路と並列回 路がそれぞれリアクタンスと周波数との関係 図である。 従来のアンテナ装置における基本モー ド及び高次モードの電流と周波数可変回路と の関係を説明するための線図である。

符号の説明

 1…アンテナ装置、 2…給電電極、 3…ル ープ状放射電極、 3a…開放端、 4…容量部  5…第1リアクタンス回路(インダクタ)、 6 第2リアクタンス回路(インダクタ)、 7…容 可変素子、 8…誘電体基体、 11,12,51…イン クタ、 20…一方端、 21…他方端、 30…基 、 31…左側部、 32…上側部、 33…右側部  34…下側部、 52…キャパシタ、 70…直流 源、 81…正面、 82…上面、 83…裏面、 11 0…基板、 111…非グランド領域、 112…グラ ド領域、 f1,f2…共振周波数。

 以下、この発明の最良の形態について図 を参照して説明する。

 図1は、無線通信機に内蔵されたこの発明の 第1実施例に係るアンテナ装置を透視して示 概略斜視図であり、図2は、アンテナ装置を 大して示す斜視図であり、図3は、アンテナ 装置を示す概略平面図である。
 図1に示すように、この無線通信機は、携帯 電話であり、この発明の第1実施例であるア テナ装置1を筐体100内に内蔵している。無線 信機は、この他に、キーボード,マイク,ス ーカ,液晶パネル,及び制御部等の各種電子回 路を備えているが、これらは周知の機構であ るので、これらの機構の記載や図面での表示 は省略し、アンテナ装置1及びこれに関連す 機構についてのみ説明する。

 アンテナ装置1は、基本モードと高次モー ドとで動作可能なモノポールアンテナであり 、給電電極2とループ状放射電極3と容量部4と 第1リアクタンス回路5と第2リアクタンス回路 6とを備えている。

 給電電極2は、所定周波数の電流が二点鎖 線で示す送受信部等の給電部10から供給され 電極である。給電電極2は、基板110の非グラ ンド領域111に設けられ、その一方端20(図1の 方端)を、グランド領域112に接地された給電 10に接続している。なお、図2以降において 簡易表現を用い、給電部10を給電電極2の一 端20に直接接続している。

 ループ状放射電極3は、非グランド領域111上 に形成された横長四角環状の電極である。
 具体的には、図2及び図3に示すように、基 30が給電電極2の他方端21と連結した状態で基 板110の上端に向かって直状に延出した左側部 31と、左側部31の上端と連結した上側部32と、 上側部32の右端と連結した右側部33と、右側 33の下端と連結した下側部34とで、ループ状 射電極3を構成し、下側部34の左端即ちルー 状放射電極3の開放端3aを給電電極2の他方端 21に対向させた。

 容量部4は、後述する高次モードの共振周 波数f2の電流I2をパスし、同じく後述する基 モードの共振周波数f1の電流I1を阻止するた の部分であり、ループ状放射電極3の開放端 3aと給電電極2との間隙Gによって形成した。

 第1リアクタンス回路5は、基本モードの共 周波数f1の電流I1をパスし、高次モードの共 周波数f2の電流I2を阻止する回路である。
 この実施例では、第1リアクタンス回路5は チップ状のインダクタ5であり、簡易な構造 成す。このインダクタ5は、ループ状放射電 極3の上側部32に介装した。具体的には、基端 30側に寄って且つ容量部4の近傍に位置するよ うに、インダクタ5を上側部32の左端部に配設 した。

 第2リアクタンス回路6は、高次モードの共 周波数f2の電流I2をパスする回路である。
 この実施例では、第2リアクタンス回路6は チップ状のインダクタ6であり、簡易な構造 成す。このインダクタ6は、ループ状放射電 極3の開放端3a側に介装した。具体的には、イ ンダクタ6を、ループ状放射電極3の下側部34 右側部で且つ高次モードの共振周波数f2の電 流が最大である部位の近傍に配設した。

 この実施例では、インダクタ5のリアクタ ンス値を、インダクタ6のリアクタンス値よ も大きく設定した。そして、リアクタンス が、基本モード時において、容量部4のリア タンス値よりも小さくなり、高次モード時 おいて、容量部4のリアクタンス値よりも大 きくなるように、インダクタ6のリアクタン 値を設定した。

 また、図において、符号11は、第1の整合 インダクタとしてのインダクタであり、符 12は、第2の整合用インダクタとしてのイン クタである。インダクタ11は、給電電極2上 設けられている。また、インダクタ12は、 の一方端がインダクタ11と給電部10との接続 に接続され且つ他方端がグランド領域112に 地されている。

 次に、この実施例のアンテナ装置が示す作 及び効果について説明する。
 図4は、基本モード時の電流の流れを示すた めの概略平面図であり、図5は、基本モード におけるアンテナ装置の各位置における電 を説明するための概略図である。
 図4において、基本モード即ち低周波の電流 I1を、給電部10から給電電極2に供給すると、 ンダクタ5のリアクタンス値が、基本モード 時において、容量部4のリアクタンス値より 小さくなるように設定されているので、電 I1は、矢印で示すように、容量部4側に流れ 、ループ状放射電極3の左側部31側に入力し 上側部32のインダクタ5を通過して、右側部33 に至る。そして、インダクタ6のリアクタン 値が、インダクタ5のリアクタンス値よりも さいので、電流I1は、インダクタ6も通過し 、容量部4に至り、容量部4で阻止される。
 これにより、電流I1は、図5に示すように分 する。すなわち、電流I1は、給電電極2側で 大の値をとり、ループ状放射電極3内を開放 端3aに向かうに従って小さくなる。そして、 量部4の位置で最小の電流I1-4になる。
 図5から明らかなように、インダクタ5は、 電電極2側に寄った位置にあるので、インダ タ5を通る電流I1-5は、非常に大きい。した って、このインダクタ5のリアクタンス値を 化させることで、アンテナ装置1の基本モー ド時の共振周波数f1を容易に変えることがで る。

 図6は、高次モード時の電流の流れを示すた めの概略平面図であり、図7は、高次モード におけるアンテナ装置の各位置における電 を説明するための概略図である。
 一方、図6において、高次モード即ち高周波 の電流I2を、給電部10から給電電極2に供給す と、容量部4のリアクタンス値が、高次モー ド時において、インダクタ5のリアクタンス よりも小さくなるように設定されているの 、電流I2は、ループ状放射電極3の左側部31側 には流れない。矢印で示すように、電流I2は 容量部4の容量性結合によって、容量部4側 流れ、ループ状放射電極3の開放端3a側から 側部34に入力する。そして、下側部34のイン クタ6を通過した後、右側部33から上側部32 至り、インダクタ5で阻止される。
 これにより、電流I2は、図7に示すように分 する。すなわち、電流I2は、給電電極2側で 大の値をとり、他方端21に向かうに従って さくなり、容量部4で最小の電流I2-4になる。 そして、電流I2は、ループ状放射電極3内を開 放端3aから中央部側に向かうに従って大きく り、下側部34と右側部33との連結部近傍で最 大となる。しかる後、上側部32内をインダク 5側に向かうに従って小さくなり、インダク タ5の位置で最小の電流I2-5になる。
 図7から明らかなように、インダクタ6は、 ープ状放射電極3の下側部34の右側部に位置 ているので、インダクタ6を通る電流I2-6は、 非常に大きい。したがって、このインダクタ 6のリアクタンス値を変化させることで、ア テナ装置1の高次モード時の共振周波数f2を 易に変えることができる。

 このように、インダクタ5のリアクタンス値 を変化させることで、基本モードの共振周波 数f1を調整することができ、インダクタ6のリ アクタンス値を変化させることで、高次モー ドの共振周波数f2を調整することができる。
 しかも、この実施例のアンテナ装置1では、 共振周波数f1と共振周波数f2とを独立に制御 ることができる。
 すなわち、図7に示すように、インダクタ5 、高次モード時の電流I2が最小の電流I2-5で る部位に配設されているので、インダクタ5 リアクタンス値を変化させても、高次モー の電流I2に何ら影響を与えることはない。 のため、インダクタ5を変化させて、共振周 数f1を変えても、高次モードの共振周波数f2 が同時に変化することはない。
 一方、インダクタ6は、図5に示すように、 本モード時に電流I1が電流I1-6という小さな になる部位に配設されているので、インダ タ6のリアクタンス値を変化させても、基本 ードの電流I1にほとんど影響を与えること ない。このため、インダクタ6を変化させて 共振周波数f2を変えても、基本モードの共 周波数f1が同時に変化することはない。
 図8は、アンテナ装置1の各共振周波数にお るリターンロス曲線を示す線図である。
 上記のように、基本モードの共振周波数f1 高次モードの共振周波数f2の変化時に互いに 影響を与えることがないので、図8に示すよ に、基本モードのリターンロス曲線S1を周波 数帯d1の範囲で独立に変化させることができ と共に、高次モードのリターンロス曲線S2 周波数帯d2の範囲で独立に変化させることが できる。

 以上のように、この実施例の1によれば、 基本モードの共振周波数f1と高次モードの共 周波数f2とを、別々に独立に制御すること できる。また、第1及び第2リアクタンス回路 5,6をインダクタ5,6で構成して、簡単な構造に したので、部品点数の削減を図ることができ 、この結果、アンテナ装置1をコストダウン ることができる。

 図9は、この発明の第2実施例に係るアンテ 装置を示す概略平面図である。
 この実施例のアンテナ装置は、容量可変素 7を、インダクタ5に直列に接続した点が、 記第1実施例と異なる。
 具体的には、容量可変素子7は、バラクダで あり、そのアノード側がインダクタ5に接続 れ、カソード側がループ状放射電極3の上側 32に接続されている。そして、直流電源70か らの直流制御電圧Vcを、容量可変素子7のカソ ードに印加することができるようになってい る。

 図10は、基本モード時におけるアンテナ装 の各位置における電流を説明するための概 図であり、図11は、高次モード時におけるア ンテナ装置の各位置における電流を説明する ための概略図であり、図12は、アンテナ装置1 の各共振周波数におけるリターンロス曲線を 示す線図である。
 直流制御電圧Vcを直流電源70から容量可変素 子7のカソード側に入力することで、容量可 素子7の容量が、直流制御電圧Vcの電圧値に 応して変化する。
 このとき、容量可変素子7が、図10に示すよ に、非常に大きな電流I1-5が存在する位置に 配設されているので、容量可変素子7の容量 を変化させることで、基本モード時の共振 波数f1を容易に変えることができる。
 また、図11に示すように、容量可変素子7は 高次モード時の電流I2が最も小さい電流I2-5 位置に配設されているので、容量可変素子7 の変化によって、高次モードの共振周波数f2 影響を受けることはない。
 ところで、このような容量可変素子7は、容 量の変化範囲が非常に広い。したがって、イ ンダクタ5,6のリアクタンス値を設定後、容量 可変素子7を変化させることで、図12に示すよ うに、共振周波数f1だけを非常に広い周波数 囲Dで変えることができる。
 したがって、このアンテナ装置1において、 例えば、基本モードの共振周波数f1を地上デ タル放送用の周波数として使用し、高次モ ドの共振周波数f2をGPS(Global Positioning System) の周波数として使用することができる。そし て、GPSの共振周波数f2を約1.6GHzに固定した状 で、容量可変素子7を用いることにより、地 上デジタル放送の共振周波数f1を470MHz~770MHzと いう広い範囲でチューニングすることができ る。
 その他の構成、作用及び効果は、上記第1実 施例と同様であるので、その記載は省略する 。

 次に、この発明の第3実施例について説明す る。
 図13は、この発明の第3実施例に係るアンテ 装置を拡大して示す斜視図である。
 この実施例のアンテナ装置は、給電電極2や ループ状放射電極3等を誘電体基体8上に設け 点が、上記第1及び第2実施例と異なる。

 具体的には、直方体状の誘電体基体8を基 板110の非グランド領域111上に配置した。そし て、給電電極2の一部を誘電体基体8の正面81 延出形成し、ループ状放射電極3の左側部31 、誘電体基体8の正面81から上面82を通過させ て裏面83に至るように形成した。そして、上 部32を裏面83に形成した。また、右側部33を 裏面83から上面82を通過させて正面81に至る うに、誘電体基体8の右側部に形成し、下側 部34を正面81に形成した。そして、インダク 5と容量可変素子7とをループ状放射電極3の 側部31上に介装し、インダクタ6を下側部34上 に介装した。

 かかる構成により、誘電体基体8によって、 容量部4の容量結合が非常に強くなるので、 次モードの共振周波数f2の制御が容易になる 。また、アンテナ装置1の部材である給電電 2,ループ状放射電極3,インダクタ5,6及び容量 変素子7等を、誘電体基体8に立体的に設け ので、ループ状放射電極3の幅が狭くなり、 の分、アンテナ装置1の実装スペースを小さ くすることができる。
 その他の構成、作用及び効果は、上記第1及 び第2実施例と同様であるので、その記載は 略する。

 次に、この発明の第4実施例について説明す る。
 図14は、この発明の第4実施例に係るアンテ 装置を拡大して示す斜視図であり、図15は 誘電体基体8の各面を展開して示す平面図で る。
 この実施例のアンテナ装置は、ループ状放 電極3から分岐する分岐放射電極を追加し、 且つ第1リアクタンス回路5と第2リアクタンス 回路6とを誘電体基体8の側面としての正面の に設けた点が、上記実施例と異なる。
 すなわち、図14及び図15に示すように、この アンテナ装置では、ループ状放射電極3に分 放射電極9を追加すると共に、第1及び第2リ クタンス回路としてのインダクタ5,6や容量 変素子7,71等、高さのある部品を誘電体基体8 の正面81に配設した構成になっている。

 ループ状放射電極3は、上記実施例のループ 状放射電極と異なり、外側巻きのループ形状 を成している。すなわち、その基端30を給電 極2の他方端21と連結させた状態で、上側部3 2が、誘電体基体8の正面81の上部に水平に形 され、右側部33が、上側部32の右端と連結さ た状態で、上面82の右部に形成されている そして、下側部34が、右側部33の先端と連結 た状態で、裏面83の上部に水平に形成され 左側部31が、下側部34の左端と連結した状態 、上面82の左部に形成されている。左側部31 の開放端3aは、給電電極2の他方端21に対向し 容量部4を形成している。
 インダクタ5及びインダクタ6は、このよう ループ状放射電極3の上側部32上に介装され 容量可変素子7は、インダクタ5に直列に接続 されている。なお、コンデンサ121は、直流カ ット用のコンデンサであり、ループ状放射電 極3の素材として銀を用いた場合に、容量部4 直流電圧がかかることによるマイグレーシ ンの発生を阻止する。

 一方、分岐放射電極9は、ループ状放射電極 3のインダクタ5の近傍で分岐している。
 具体的には、分岐基部91をループ状放射電 3の上側部32の点Pから分岐するように、誘電 基体8の正面81上に形成すると共に、分岐本 部92を、分岐基部91から延出させて底面84上 L字状に形成し、分岐放射電極9を、これら 岐基部91と分岐本体部92とで構成した。
 そして、容量可変素子71とリアクタンス回 として機能させるインダクタ72とを、分岐放 射電極9の分岐基部91上に介装した。
 具体的には、容量可変素子71のカソード側 点P側に向け、インダクタ72を容量可変素子71 のアノード側に接続した。これにより、直流 電源70からの直流制御電圧Vcを、容量可変素 71のカソードに印加することができるように している。
 また、容量可変素子71に直流電圧を印加す ために、抵抗123により分岐放射電極9と給電 極2とを接続する。そして、容量可変素子71 、インダクタ72,抵抗123,インダクタ11,12を介 てグランドへ接続される。

 かかる構成により、ループ状放射電極3を 用いたアンテナは、給電電極2とループ状放 電極3とで構成されるので、上記実施例と同 に、基本モード時の共振周波数と高次モー 時の共振周波数で、ループ状放射電極3を用 いた電波の送受信が可能である。そして、イ ンダクタ5,6を用いて、基本モード及び高次モ ードの共振周波数を調整することができ、ま た、容量可変素子7を用いて、基本モードの 振周波数を広い範囲でチューニングするこ ができる。

 一方、分岐放射電極9を用いたアンテナは 、給電電極2と、ループ状放射電極3の点P迄の 上側部32と分岐放射電極9とで構成されるので 、この分岐放射電極9を用いて、別の基本モ ドの共振周波数で送受信を行うことができ 。そして、インダクタ5やインダクタ72を用 て、当該基本モードの共振周波数を調整す ことができ、また、容量可変素子7や容量可 素子71を用いて、当該基本モードの共振周 数を広い範囲でチューニングすることがで る。

 このように、この実施例のアンテナ装置 よれば、基本モードの共振周波数を増加さ て、多くの周波数帯での電波の送受信を可 にするだけでなく、高さのあるインダクタ5 等の部品を、誘電体基体8の正面81に配設する ことで、ループ状放射電極3の位置を許容さ るアンテナ高さぎりぎりの位置に設定する とができる。この結果、アンテナ装置のさ なる小型化と高効率化とを図ることができ 。

 次に、この発明の第5実施例について説明す る。
 図16は、第5実施例のアンテナ装置に適用す 第1リアクタンス回路の回路図あり、図17は 単一のインダクタと直列回路と並列回路が れぞれリアクタンスと周波数との関係図で る。
 この実施例のアンテナ装置は、第1リアクタ ンス回路を、インダクタとキャパシタの直列 回路や並列回路で構成した点が、上記実施例 と異なる。
 第1リアクタンス回路5は、基本モードの共 周波数の電流をパスし、高次モードの共振 波数の電流を阻止するための回路である。
 したがって、第1リアクタンス回路5は、低 周波数では、低いリアクタンス値を有し、 い周波数では、大きなリアクタンス値を有 るものでなければならない。
 上記実施例では、第1リアクタンス回路5を 一のインダクタで構成している。このイン クタ5では、周波数に対するリアクタンス値 変動が小さい。このため、図17のリアクタ ス曲線V1で示すように、500MHz程度の基本モー ドの周波数帯域では、リアクタンス値が100ω あり、良好であるが、1.5GHzという高次モー の周波数帯域では、リアクタンス値が300ω あり、十分なリアクタンス値を得ることが きない。
 これに対して、図16(a)に示すように、第1リ クタンス回路5を、インダクタ51とキャパシ 52との直列回路で構成すると、図17のリアク タンス曲線V2で示すように、1.5GHzという高次 ードの周波数帯域においても、580ωという いリアクタンス値を得ることができる。
 さらに、図16(b)に示すように、第1リアクタ ス回路5を、インダクタ51とキャパシタ52と 並列回路で構成すると、図17のリアクタンス 曲線V3で示すように、1.5GHzという高次モード 周波数帯域において、800ωという極めて高 リアクタンス値を得ることができる。

 すなわち、この実施例のアンテナ装置では 第1リアクタンス回路5として、インダクタ51 とキャパシタ52との直列回路又は並列回路を 用することにより、基本モードの共振周波 で低リアクタンス値を保持しつつ、高次モ ドの共振周波数において、高リアクタンス が可能となり、この結果、高次モードの電 に対する阻止効果を高めることができる。
 その他の構成,作用及び効果は、上記第1な し第4実施例と同様であるので、その記載は 略する。

 なお、この発明は、上記実施例に限定され ものではなく、発明の要旨の範囲内におい 種々の変形や変更が可能である。
 例えば、上記実施例では、第2リアクタンス 回路6を、単一のインダクタ6で構成した例を したが、上記第5実施例と同様に、第2リア タンス回路6もインダクタとキャパシタとの 列回路や並列回路で構成しても良いことは 論である。
 また、上記第4実施例では、1本の分岐放射 極9を設けた例を示したが、分岐放射電極の は、任意であり、2本以上の分岐放射電極を 第1リアクタンス回路の近傍から分岐させる ともできる。




 
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