JP2007060349A - Inverse f-shaped antenna - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、携帯電話などの移動体通信に搭載される逆Fアンテナに関するものである。 The present invention relates to an inverted-F antenna mounted on mobile communication such as a mobile phone.
近年、携帯電話を含めた移動体通信は音声通話や文字や動画などのデータ通信へのサービスが多様化し、高性能な無線装置が要求されている。特に、電波が送受信される入口となるアンテナの性能は、無線装置の性能を左右する大きな要因の一つともなり、高性能であるアンテナが要望されている。 In recent years, mobile communications including cellular phones have diversified services for voice communications, data communications such as text and moving images, and high performance wireless devices are required. In particular, the performance of an antenna serving as an entrance through which radio waves are transmitted and received is one of the major factors affecting the performance of a wireless device, and a high-performance antenna is desired.
ここで従来の逆Fアンテナについて、図5を用いて説明する。 Here, a conventional inverted-F antenna will be described with reference to FIG.
図5は従来の逆Fアンテナを模式的に表した斜視図であり、同図に示すように、従来の逆Fアンテナは、2つの周波数帯に共振するアンテナ素子1と、アンテナ素子1の下に配置された地板4と、地板4上の給電端子5とアンテナ素子1とを接続する給電線2と、地板4上の接地10にインダクタ9を介して接続された端子6とアンテナ素子1とを接続する短絡線3とから構成されている。そして、給電端子5は伝送線路7を介して無線回路8に接続されている。ここで、アンテナ素子1はGSM(880〜960MHz)とDCS(1710〜1880MHz)とに共振しているものとする。
FIG. 5 is a perspective view schematically showing a conventional inverted-F antenna. As shown in the figure, the conventional inverted-F antenna includes an antenna element 1 that resonates in two frequency bands, and an antenna element 1 below. A
以上の構成において、GSMを受信する時には、アンテナ素子1で受信した電波により励起された電流が、給電線2から給電端子5、伝送線路7を介して無線回路8に伝達されることにより電波を受信する。GSMを送信する時には、無線回路8で発生した信号が、伝送線路7から給電端子5、給電線2を介して伝達される。この信号がアンテナ素子1により励起されて電波として放射されることにより送信される。次に、DCSでは、GSMを送受信する時と同様の原理によりアンテナ素子1により電波を送受信する。
In the above configuration, when GSM is received, the current excited by the radio wave received by the antenna element 1 is transmitted from the
そして、当該逆Fアンテナは、地板4上の接地10に対しインダクタ9を介して端子6を接続させてある。このインダクタ9はインピーダンス調整のために設けられていると共に、当該インダクタ9を介在させると、短絡線3から端子6、インダクタ9を介して接地10に接続されている電気的な長さが、GSMで動作する時の電気的な長さよりも、GSMより周波数が高いDCSで動作する時の電気的な長さが長くなるというインダクタの特徴を活かすことで帯域を広くする働きもしている。
The inverted F antenna has a
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献1が知られている。
しかしながら前記従来の逆Fアンテナにおいては、インダクタ9によって短絡線3を含めた電気的な長さが高周波的に変化することを利用して広帯域な逆Fアンテナにしていたが、その構成はあくまでも逆Fアンテナの短絡側の電気的な長さを変えるのみであり、当該構成では、さらなる広帯域化を図ることは困難であった。
However, in the conventional inverted-F antenna, a wide-band inverted-F antenna is used by utilizing the fact that the electrical length including the short-
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、簡易な方策で、さらなる広帯域化が図られた逆Fアンテナを提供することを目的とする。 The present invention solves such a conventional problem, and an object thereof is to provide an inverted-F antenna in which a wider band is achieved by a simple measure.
前記目的を達成するために本発明は、以下の構成を有するものである。 In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration.
本発明の請求項1に記載の発明は、少なくとも2つの周波数帯に共振するアンテナ素子と、前記アンテナ素子の下に配置された地板と、無線回路と伝送線路にて接続された前記地板上の給電端子と前記アンテナ素子とを接続する給電線と、前記地板上の接地と接続された端子と前記アンテナ素子とを接続する短絡線とを有し、前記アンテナ素子の無線回路に繋がるラインおよび前記アンテナ素子の接地に繋がるラインの間をコンデンサにて接続したことを特徴とする逆Fアンテナとしたものである。 According to a first aspect of the present invention, there is provided an antenna element that resonates in at least two frequency bands, a ground plane disposed under the antenna element, and the ground plane connected to a radio circuit and a transmission line. A power supply line connecting the power supply terminal and the antenna element; a terminal connected to the ground on the ground plane; and a short-circuit line connecting the antenna element; a line connected to a radio circuit of the antenna element; This is an inverted-F antenna characterized in that a capacitor is connected between lines connected to the ground of the antenna element.
当該構成であれば、低い周波数帯ではコンデンサにより前記二つのラインを高周波的に遮断状態となして1つの箇所でアンテナ素子に給電される逆Fアンテナとして動作し、高い周波数帯ではコンデンサにより前記二つのラインを高周波的に導通状態とさせ、給電線からアンテナ素子に給電される経路とコンデンサから短絡線を経由してアンテナ素子に給電される経路ができて、前記2つの経路で給電される逆Fアンテナとして動作するものにできることから、広帯域化が図られた逆Fアンテナを容易に実現できるという作用を有する。 With this configuration, the two lines are cut off at a high frequency by a capacitor in a low frequency band, and operate as an inverted F antenna that is fed to an antenna element at one location, and the two lines by a capacitor in a high frequency band. Two lines are made conductive at high frequencies, and a path for feeding power from the feeder line to the antenna element and a path for feeding power from the capacitor to the antenna element via the short-circuit line are formed, and the power fed by the two paths is reversed. Since the antenna can operate as an F antenna, an inverted F antenna with a wide band can be easily realized.
請求項2に記載の発明は、請求項1記載の発明において、アンテナ素子での対応周波数帯域の内、高い方の周波数帯域で高周波的な遮断状態となるインダクタを、アンテナ素子の接地に繋がるライン内でコンデンサが繋がれた箇所と接地との間にさらに配したものであり、前記インダクタのインダクタンスにより、高い周波数帯において高周波的に接地との接続が遮断される結果、アンテナ素子がモノポール動作として機能することに加え、コンデンサから短絡線を経由してアンテナ素子に給電される経路も増えることから、さらに広帯域化が図られた逆Fアンテナを得ることができるという作用を有する。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, a line that connects an inductor that is in a high-frequency cutoff state in a higher frequency band of the corresponding frequency bands in the antenna element to the ground of the antenna element. The antenna element is further arranged between the point where the capacitor is connected and the ground, and the inductance of the inductor cuts off the connection to the ground in a high frequency band due to the inductance of the inductor, resulting in the monopole operation of the antenna element. In addition, the number of paths through which power is fed from the capacitor to the antenna element via the short-circuit line is increased, so that it is possible to obtain an inverted-F antenna with a further increased bandwidth.
請求項3に記載の発明は、請求項1記載の発明において、アンテナ素子の下の地板において、一部、もしくは全部を配置しない構成としたものであり、当該構成であればアンテナ素子と地板との容量結合の割合のコントロールができ、コンデンサの係数の最適化設定などをする際、設計の自由度が増え、さらなる広帯域化が図られたものに実現できるという作用を有する。
The invention according to
以上のように本発明によれば、アンテナ素子の無線回路に繋がるラインおよび接地に繋がるラインの間にコンデンサを挿入することで、低い周波数帯ではコンデンサにより前記二つのラインを高周波的に遮断状態として1つの箇所で給電される逆Fアンテナとして動作し、高い周波数帯ではコンデンサにより前記二つのラインを高周波的な導通状態とさせ、給電線からアンテナ素子に給電させる経路に加え、コンデンサから短絡線を経由してアンテナ素子に給電される経路ができて、前記2つの経路で給電される逆Fアンテナとして動作するものにできるため、広帯域な逆Fアンテナが実現できるという有利な効果が得られる。 As described above, according to the present invention, by inserting a capacitor between the line connected to the radio circuit of the antenna element and the line connected to the ground, the two lines are cut off at high frequencies by the capacitor in a low frequency band. It operates as an inverted F antenna fed at one point, and in the high frequency band, the two lines are brought into a high-frequency conduction state by a capacitor, and in addition to a path for feeding power from the feeder line to the antenna element, Since a path to be fed to the antenna element can be formed and to operate as an inverted F antenna to be fed by the two paths, an advantageous effect that a wideband inverted F antenna can be realized is obtained.
以下、本発明の実施の形態について、図1〜図4を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
なお、従来の技術の項で説明した構成と同一構成の部分には同一符号を付して、詳細な説明を簡略化する。 In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the part of the structure same as the structure demonstrated in the term of the prior art, and detailed description is simplified.
(実施の形態)
図1は本発明の一実施の形態による逆Fアンテナを模式的に表した斜視図であり、同図に示すように、当該逆Fアンテナは、2つの周波数帯に共振するアンテナ素子1と、アンテナ素子1の下に配置された地板4と、地板4上の給電端子5とアンテナ素子1とを接続する給電線2と、地板4上の接地10にインダクタ20を介して接続された端子6とアンテナ素子1とを接続する短絡線3とを備えている。そして、給電端子5は伝送線路7を介して無線回路8に接続されている。
(Embodiment)
FIG. 1 is a perspective view schematically showing an inverted F antenna according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the inverted F antenna includes an antenna element 1 that resonates in two frequency bands, and A
以上の構成に加え、給電線2に接続された給電端子5からのラインと短絡線3に接続された端子6からのラインとの間にはコンデンサ11が挿入接続されている。ここで、アンテナ素子1はGSM(880〜960MHz)とDCS(1710〜1880MHz)に共振しているものとする。
In addition to the above configuration, a
以上のように構成された本実施の形態によるものであれば、低い周波数帯であるGSMでは、コンデンサ11により給電線2と短絡線3とが高周波的に遮断状態となり給電線2からアンテナ素子1という経路にて給電される逆Fアンテナとして動作する。一方、高い周波数帯であるDCSでは、コンデンサ11により給電線2と短絡線3とが高周波的に導通状態になることによって短絡線3からもアンテナ素子1に給電される。この時の動作原理を図2に示す。図2に示すように、給電線2からアンテナ素子1に給電される実線で示す経路12に加えて、コンデンサ11から短絡線3を経由してアンテナ素子1に給電される点線で示す経路13が増える。前記のようにアンテナ素子1に給電される経路が2種類となる結果、広帯域な逆Fアンテナとなる。
According to the present embodiment configured as described above, in GSM, which is a low frequency band, the
さらに、前述したように、短絡線3と接地10との間にはインダクタ20を挿入している。このインダクタ20は、高い周波数帯であるDCSで高周波的な遮断状態となるものを選択して装着している。なお、その装着位置は、地板4上の接地10に対しインダクタ20の一端が接続され、そのインダクタ20の他端にコンデンサ11の一端が接続されるようにしている。
Further, as described above, the
前記インダクタ20のインダクタンスによる作用で、アンテナ素子1は高い周波数帯であるDCSにおいて、高周波的に接地10との接続が遮断方向となってモノポールアンテナとして動作するようにできる。従って、コンデンサ11とインダクタ20を前記状態で付加することにより、2種類の経路から給電され、かつ、モノポール動作をする結果、さらに広帯域化が図られた逆Fアンテナとして実現できる。なお、インダクタ20は、必ずしも必要ではなく、コンデンサ11のみを付加したものでも前述したように広帯域化が図られたものにできる。
By the action of the inductance of the
なお、アンテナ素子1の下に配置される地板において、その一部、もしくは、図3に示すように全部を配置しない地板14で構成する、つまり地板14とアンテナ素子1との対向する面積をコントロールすることにより、地板14とアンテナ素子1との容量結合の割合をコントロールすることができる。その容量結合状態がコントロールできる分、当該アンテナの広帯域化を実現させるためコンデンサ11やインダクタ20の係数の最適化設定などをする際に、設計の自由度が増えるという効果が得られる。
In addition, a part of the ground plane disposed below the antenna element 1 or a
なお、前述したように、アンテナ素子1として2つの周波数帯に共振したもの以外に、3つ以上の周波数帯に共振するようにアンテナ素子が構成されてあっても同様の効果が得られる。また、アンテナ素子1のパターンも図1に示すパターンに限られるものではなく、自由なパターンで構成してもよく同様の効果を得ることができる。 As described above, the same effect can be obtained even if the antenna element is configured to resonate in three or more frequency bands other than the antenna element 1 that resonates in two frequency bands. Further, the pattern of the antenna element 1 is not limited to the pattern shown in FIG. 1 and may be configured with a free pattern, and the same effect can be obtained.
また、図1に示したように、給電線2を地板4の左端付近で接続させていたが、地板4の任意の場所で接続しても同様の効果を得ることができる。また、同様に短絡線3を地板4の任意の場所で接続してもよい。
As shown in FIG. 1, the
なお、図1に示すように、コンデンサ11を給電端子5からのラインと端子6からのラインとの間に挿入接続する以外に、図4に示すように、給電線2と短絡線3との間にコンデンサ15を挿入接続しても同様の効果を得ることができる。つまり、本発明は、アンテナ素子1の無線回路8に繋がるラインおよび前記アンテナ素子1の接地10に繋がるラインの間をコンデンサで接続させて広帯域化が図られたものとすることを主旨とするものである。
As shown in FIG. 1, in addition to inserting and connecting the
なお、図1では、給電端子5は伝送線路7を介して無線回路8に接続されているが、給電端子5と無線回路8との間に整合回路を挿入することも可能であり、整合回路によりインピーダンスが自由に調整できるようにしてもよい。
In FIG. 1, the
本発明による逆Fアンテナは、アンテナ素子の無線回路に繋がるラインおよび接地に繋がるラインの間にコンデンサを挿入するという簡易な方策で、広帯域化が図られたものに実現できるという効果を有し、携帯電話などの移動体通信等に有用である。 The inverted-F antenna according to the present invention has an effect that it can be realized in a wide band by a simple measure of inserting a capacitor between a line connected to the radio circuit of the antenna element and a line connected to the ground, This is useful for mobile communications such as mobile phones.
1 アンテナ素子
2 給電線
3 短絡線
4、14 地板
5 給電端子
6 端子
7 伝送線路
8 無線回路
10 接地
11、15 コンデンサ
12、13 経路
20 インダクタ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (3)
Priority Applications (1)
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