JP2001267836A - Patch antenna for portable radio terminal - Google Patents
Patch antenna for portable radio terminalInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、携帯電話，ＰＨＳ
（簡易無線電話：personal handyphone system）などの
携帯無線端末に装備されるアンテナに関し、アンテナ機
能を果たすと同時にソーラー・セル（太陽電池）として
も機能するようにした新規な構造の携帯無線端末用パッ
チアンテナに関するものである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a portable telephone, a PHS
(Patch for portable wireless terminals such as personal handyphone system (simple wireless telephone)) A new structure of a portable wireless terminal patch that has an antenna function and also functions as a solar cell (solar cell). It is about an antenna.
【０００２】[0002]
【従来の技術、及び発明が解決しようとする課題】携帯
電話機で代表される携帯無線端末では、種々のサービス
に対応しようとして一般に電力不足気味となっており、
そのため、電気回路の低消費電力化を図るとともに、電
源となる大容量の２次電池の開発が進められている。し
かし、携帯無線端末の必要条件である小型・軽量化を損
なうことなく２次電池の大容量化を図ることは容易でな
い。2. Description of the Related Art In a portable radio terminal represented by a portable telephone, there is generally a shortage of power in order to cope with various services.
For this reason, low power consumption of an electric circuit has been achieved and development of a large-capacity secondary battery serving as a power supply has been promoted. However, it is not easy to increase the capacity of the secondary battery without impairing the required size and weight reduction of the portable wireless terminal.
【０００３】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、その目的は、アンテナ機能を果たすと同時にソ
ーラー・セルとしても機能し、携帯無線端末の小型・軽
量化を損なうことなく、従来に比べて供給電力容量を増
やして携帯無線端末の連続稼働時間の延長を図ることが
できる携帯無線端末用パッチアンテナを提供することに
ある。[0003] The present invention has been made in view of such circumstances, and its object is to function as a solar cell at the same time as performing an antenna function, without impairing the miniaturization and weight reduction of a portable radio terminal. Another object of the present invention is to provide a patch antenna for a portable wireless terminal that can increase the power supply capacity as compared with the above and extend the continuous operation time of the portable wireless terminal.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、請求項１の発明は、パッチ部、誘電体部及び地板
部を備え、同時にソーラー・セルとしても機能する携帯
無線端末用パッチアンテナであって、前記各部それぞれ
がソーラー・セル用構成素材で形成されている携帯無線
端末用パッチアンテナである。According to one aspect of the present invention, there is provided a patch for a portable radio terminal comprising a patch section, a dielectric section and a ground plane section, and simultaneously functioning as a solar cell. An antenna for a portable wireless terminal, wherein each of the parts is made of a solar cell constituent material.
【０００５】請求項２の発明は、前記請求項１記載の携
帯無線端末用パッチアンテナにおいて、前記パッチ部が
ソーラー・セル用透明電極材で形成され、前記誘電体部
がソーラー・セル用アモルファスシリコン層で形成さ
れ、前記地板部がソーラー・セル用金属電極材で形成さ
れていることを特徴とするものである。According to a second aspect of the present invention, in the patch antenna for a portable wireless terminal according to the first aspect, the patch portion is formed of a transparent electrode material for a solar cell, and the dielectric portion is formed of amorphous silicon for a solar cell. The base plate is formed of a metal electrode material for a solar cell.
【０００６】本発明の携帯無線端末用アンテナは、携帯
無線端末の必要条件である小型化を考慮して、アンテナ
として、電波を放射し、またその逆に電波を取り込む放
射素子を平面状に配置した平面アンテナの一種であっ
て、平面放射素子をはり付けて配置した薄肉（極めて高
さの低い）のパッチアンテナを採用し、このパッチアン
テナをソーラー・セル用構成素材で形成することによ
り、アンテナ機能と同時にソーラー・セル（シリコン発
電素子）としても機能するようにしたものである。なお
周知のように、「パッチ」には「ばんそう膏」の意味が
ある。In the antenna for a portable radio terminal according to the present invention, in consideration of miniaturization which is a necessary condition of the portable radio terminal, a radiating element which emits a radio wave and conversely takes in a radio wave is arranged in a plane as an antenna. Is a kind of planar antenna that is a thin (very low) patch antenna with a planar radiating element attached to it, and this patch antenna is made of a solar cell component material. It also functions as a solar cell (silicon power generation element) at the same time as the function. As is well known, “patch” has the meaning of “bansang plaster”.
【０００７】図４はアンテナ機能のみのパッチアンテナ
の構造例を示す図であり、（ａ）はその上面図、（ｂ）
はそのＤＤ線断面図である。FIGS. 4A and 4B are views showing an example of the structure of a patch antenna having only an antenna function. FIG.
Is a sectional view taken along the line DD.
【０００８】図４に示すように、パッチアンテナは、平
面放射素子として働くパッチ部５３と、アース板として
働く地板部（導体板部）５１と、該両者を絶縁するため
の誘電体部５２とにより構成されている。すなわち、薄
肉四角形状をなし導電性材料よりなる地板部５１の上に
該地板部５１と同じ大きさで薄肉四角形状をなす誘電体
部５２が形成され、その上に地板部５１及び誘電体部５
２よりも小形で薄肉四角形状をなし導電性材料よりなる
パッチ部５３が形成されている。例えば、誘電体部５２
はガラスエポキシ樹脂、あるいはフッ素樹脂などからな
り、地板部５１とパッチ部５３は銅箔からなっている。
前記パッチ部５３における辺Ｌの長さが電波の約１／２
波長になるように設定されており、また、誘電体部５２
上にはパッチ部５３に接続された給電用マイクロストリ
ップライン５４が形成されている。そして、図４（ｂ）
に示すように、マイクロストリップライン５４と地板部
５１を携帯無線端末の無線回路５５に接続し、高周波電
流（無線信号）ＲＦの給電が行われることになる。As shown in FIG. 4, the patch antenna includes a patch portion 53 serving as a plane radiating element, a ground plate portion (conductor plate portion) 51 serving as an earth plate, and a dielectric portion 52 for insulating the both. It consists of. That is, a thin rectangular body 52 having the same size as the ground plate 51 is formed on the ground plate 51 made of a conductive material, and the ground plate 51 and the dielectric portion are formed thereon. 5
A patch section 53 made of a conductive material is formed, which is smaller than 2 and has a thin rectangular shape. For example, the dielectric part 52
Is made of glass epoxy resin or fluorine resin, and the base plate 51 and the patch 53 are made of copper foil.
The length of the side L in the patch section 53 is about の of the radio wave.
The wavelength is set so as to be equal to the wavelength.
On the upper side, a power supply microstrip line 54 connected to the patch section 53 is formed. Then, FIG.
As shown in (5), the microstrip line 54 and the ground plane 51 are connected to the wireless circuit 55 of the portable wireless terminal, and the high-frequency current (wireless signal) RF is supplied.
【０００９】図５はソーラー発電機能のみのアモルファ
スＳｉ型ソーラー・セルの構造例を示す断面図である。FIG. 5 is a sectional view showing a structural example of an amorphous Si solar cell having only a solar power generation function.
【００１０】図５に示すように、アモルファスＳｉ型ソ
ーラー・セルは、金属電極６１と、ｐ型，ｉ型，ｎ型の
３層を持ちそのｎ層側が金属電極６１側になるように金
属電極６１上に形成され、光を電気に変換する光変換層
としてのｐｉｎ型のアモルファスＳｉ層６２と、該アモ
ルファスＳｉ層６２上に形成され、光を通し、かつ導電
性を有する透明電極６３とを有している。例えば、金属
電極６１はＡｌからなり、透明電極６３はＩｎ2 Ｏ3 又
はＳｎＯ2 を主成分としてなっている。As shown in FIG. 5, the amorphous Si type solar cell has a metal electrode 61 and three layers of p-type, i-type and n-type. A pin-type amorphous Si layer 62 formed as a light conversion layer for converting light into electricity formed on 61 and a transparent electrode 63 formed on the amorphous Si layer 62 and transmitting light and having conductivity. Have. For example, the metal electrode 61 is made of Al, and the transparent electrode 63 is mainly composed of In 2 O 3 or SnO 2 .
【００１１】ここで、ソーラー発電機能（光変換層）
は、前記アモルファスＳｉ層６２のようなアモルファス
Ｓｉを用いたｐｉｎ構造の他、化合物半導体を用いたｐ
ｉｎ構造でもよいし、化合物半導体、多結晶Ｓｉ又は単
結晶Ｓｉを用いたｐｎ構造（ｐｎ接合）でもよい。な
お、光変換層を形成するアモルファスＳｉは、単結晶Ｓ
ｉや多結晶Ｓｉに比べて太陽光を電気に変換する変換効
率が少し低いものの、生産コストが大幅に安く経済的で
あるという利点がある。Here, a solar power generation function (light conversion layer)
Is a pin structure using an amorphous Si such as the amorphous Si layer 62, and a p-type structure using a compound semiconductor.
An in-structure or a pn structure (pn junction) using a compound semiconductor, polycrystalline Si, or single-crystal Si may be used. The amorphous Si forming the light conversion layer is a single crystal S
Although the conversion efficiency of converting sunlight into electricity is slightly lower than i or polycrystalline Si, there is an advantage that the production cost is significantly lower and economical.
【００１２】６４は二次電池回路で、ソーラー・セルに
よって発生した電気を蓄電し、負荷に放電する二次電池
を有する電気回路である。前記透明電極６３と金属電極
６１を通して電流（光起電流）が二次電池回路６４に取
り出されることになる。Reference numeral 64 denotes a secondary battery circuit, which is an electric circuit having a secondary battery for storing electricity generated by the solar cells and discharging the electricity to a load. A current (photoelectromotive current) is taken out to the secondary battery circuit 64 through the transparent electrode 63 and the metal electrode 61.
【００１３】パッチアンテナとソーラー・セルの構造は
このようになっており、両者においては、地板部５１に
対し金属電極６１、誘電体部５２に対し光変換層である
アモルファスＳｉ層６２、及びパッチ部５３に対し透明
電極６３というように各構成要素がその素材の性質にお
いて対応している。The structure of the patch antenna and the solar cell is as described above. In both cases, the metal electrode 61 is provided for the ground plate 51, the amorphous Si layer 62 which is a light conversion layer for the dielectric 52, and the patch. Each component corresponds to the portion 53 such as a transparent electrode 63 in the nature of the material.
【００１４】よって、本発明の携帯無線端末用パッチア
ンテナは、パッチ部をソーラー・セル用透明電極材で形
成し、誘電体部をソーラー・セル用の光変換層で形成
し、地板部をソーラー・セル用金属電極材で形成したも
のであるから、アンテナ機能を果たすと同時にソーラー
・セルとしても機能しうる。Therefore, in the patch antenna for a portable radio terminal according to the present invention, the patch portion is formed of a transparent electrode material for a solar cell, the dielectric portion is formed of a light conversion layer for a solar cell, and the ground plate portion is formed of a solar cell. -Since it is formed of a metal electrode material for cells, it can function as a solar cell at the same time as fulfilling an antenna function.
【００１５】[0015]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照し説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００１６】図１は本発明の第１実施形態を示す携帯無
線端末用パッチアンテナを説明するための図であり、
（ａ）はその上面図、（ｂ）はそのＡＡ線断面図であ
る。FIG. 1 is a diagram for explaining a patch antenna for a portable radio terminal according to a first embodiment of the present invention.
(A) is the top view, (b) is the AA line sectional view.
【００１７】本例の携帯無線端末用パッチアンテナは、
図１に示すように、ソーラー・セル用金属電極材である
Ａｌよりなり、四角形をなす地板部１と、該地板部１上
にこれと同じ大きさで形成され、ソーラー・セル用のｐ
ｉｎ型のアモルファスシリコン層よりなり、厚みが３５
０ｎｍ（３５００Å）程度で四角形をなす誘電体部２
と、該誘電体部２上にこれよりも小形にて形成され、ソ
ーラー・セル用透明電極材であるＩｎ2 Ｏ3 とＳｎＯ2
の混合物よりなり、厚み１００ｎｍ程度で四角形をなす
パッチ部３と、同じく誘電体部２上にパッチ部３と接続
して形成され、Ｉｎ2 Ｏ3 とＳｎＯ2 の混合物よりなる
厚み１００ｎｍ程度の給電用マイクロストリップライン
４とを備えている。前記パッチ部３における辺Ｌの長さ
は電波の約１／２波長になるように設定されている。The patch antenna for a portable radio terminal according to the present embodiment comprises:
As shown in FIG. 1, a square base plate portion 1 made of Al, which is a metal electrode material for a solar cell, and formed on the base plate portion 1 in the same size as this, and a p for a solar cell is formed.
It consists of an in-type amorphous silicon layer and has a thickness of 35
Dielectric part 2 forming a square at about 0 nm (3500 °)
And In 2 O 3 and SnO 2, which are formed in a smaller size on the dielectric portion 2 and are transparent electrode materials for solar cells.
And a quadrangular patch part 3 having a thickness of about 100 nm, and a power supply having a thickness of about 100 nm formed of a mixture of In 2 O 3 and SnO 2 similarly formed on the dielectric part 2 by being connected to the patch part 3. And a microstrip line 4 for use. The length of the side L in the patch section 3 is set to be about a half wavelength of the radio wave.
【００１８】そして、図１（ｂ）に示すように、携帯無
線端末電気回路５にはキャパシタンス要素（コンデン
サ）６がインダクタンス要素（コイル）７を介して接続
されており、パッチ部３に接続された給電用マイクロス
トリップライン４は、キャパシタンス要素６とインダク
タンス要素７とを結ぶ結線に接続されている。また、地
板部１は携帯無線端末電気回路５のグランド（コモン）
に接続されている。これにより、給電用マイクロストリ
ップライン４と地板部１の間に発生する信号のうち、パ
ッチ部３による無線信号（高周波電流ＲＦ）は、直流成
分を阻止し高周波成分を通すキャパシタンス要素６を介
して携帯無線端末電気回路５内の図示しない無線回路に
流れ、一方、パッチ部３からの光照射による光起電流
は、高周波成分を阻止し直流成分を通すインダクタンス
要素７を介して携帯無線端末電気回路５内の図示しない
二次電池回路に流れるようになっている。As shown in FIG. 1B, a capacitance element (capacitor) 6 is connected to the portable radio terminal electric circuit 5 via an inductance element (coil) 7, and is connected to the patch section 3. The feeding microstrip line 4 is connected to a connection connecting the capacitance element 6 and the inductance element 7. The ground plane 1 is a ground (common) of the portable radio terminal electric circuit 5.
It is connected to the. As a result, of the signals generated between the power supply microstrip line 4 and the ground plane 1, the radio signal (high-frequency current RF) from the patch section 3 is blocked via the capacitance element 6 that blocks the DC component and passes the high-frequency component. The photovoltaic current caused by light irradiation from the patch unit 3 flows through a wireless circuit (not shown) in the portable wireless terminal electric circuit 5, and the portable wireless terminal electric circuit passes through an inductance element 7 that blocks a high-frequency component and passes a DC component. 5 flows to a secondary battery circuit (not shown).
【００１９】前記構成になるこの携帯無線端末用パッチ
アンテナは、例えば、携帯電話機の外装ケース（筐体）
の操作面とは反対側のケース背面に貼着することによ
り、携帯電話機に取り付けることができる。また、外装
ケースが光を通す透明素材よりなるものの場合は、ケー
ス背面の内側に配設することができる。The patch antenna for a portable radio terminal having the above-described configuration is, for example, an outer case (casing) of a portable telephone.
Can be attached to a mobile phone by sticking it to the back of the case opposite to the operation surface. When the exterior case is made of a transparent material that allows light to pass through, the exterior case can be disposed inside the back of the case.
【００２０】本例の携帯無線端末用パッチアンテナは、
このように構成されており、アンテナ機能を果たすと同
時にソーラー・セルとしても機能し、携帯無線端末の小
型・軽量化を損なうことなく、従来に比べて供給電力容
量を増やすことができる。例えば、本アンテナにおいて
パッチ部３の面積を１０ｃｍ2 とすると、発電しうる電
力は発電効率を考慮して晴天時７５ｍＷ程度となる。一
方、携帯電話機の平均消費電力は５０ｍＷ程度であるの
で、常時発電できない点を考慮しても相当程度蓄電する
ことができる。その結果、携帯電話機の連続稼働時間の
延長を図ることができ、充電の手間が大幅に減って利便
性の向上を図ることができる。The patch antenna for a portable radio terminal according to the present embodiment comprises:
With this configuration, the antenna function as well as a solar cell can be achieved, and the power supply capacity can be increased as compared with the related art without impairing the size and weight of the portable wireless terminal. For example, if the area of the patch section 3 is 10 cm 2 in the present antenna, the power that can be generated is about 75 mW in fine weather in consideration of power generation efficiency. On the other hand, since the average power consumption of the mobile phone is about 50 mW, it is possible to store a considerable amount of power even in consideration of the fact that power cannot always be generated. As a result, the continuous operation time of the mobile phone can be extended, and the time and effort for charging can be greatly reduced, and the convenience can be improved.
【００２１】図２は本発明の第２実施形態を示す携帯無
線端末用パッチアンテナを説明するための図であり、
（ａ）はその上面図、（ｂ）はそのＢＢ線断面図であ
る。FIG. 2 is a view for explaining a patch antenna for a portable radio terminal according to a second embodiment of the present invention.
(A) is the top view, (b) is the BB line sectional view.
【００２２】本例と前記図１に示すものとの相違は、給
電位置が異なっている点にある。本例の携帯無線端末用
パッチアンテナは、図２に示すように、四角形をなして
Ａｌよりなる地板部１’と、該地板部１’上にこれと同
じ大きさで形成され、ｐｉｎ型のアモルファスシリコン
層よりなり、厚みが３５０ｎｍ程度で四角形をなす誘電
体部２’と、該誘電体部２’上にこれよりも小形にて形
成され、Ｉｎ2 Ｏ3 とＳｎＯ2 の混合物よりなり、厚み
が１００ｎｍ程度で四角形をなすパッチ部３’とを備え
ている。前記パッチ部３’における辺Ｌの長さは電波の
約１／２波長になるように設定されている。The difference between this embodiment and the one shown in FIG. 1 is that the power supply position is different. As shown in FIG. 2, the patch antenna for a portable wireless terminal of the present embodiment is formed in a rectangular base plate portion 1 ′ made of Al, and formed on the base plate portion 1 ′ with the same size as the pin type. A dielectric part 2 ′ formed of an amorphous silicon layer and having a thickness of about 350 nm and forming a quadrangle, and formed on the dielectric part 2 ′ in a smaller size than the dielectric part 2 ′, made of a mixture of In 2 O 3 and SnO 2 , And a quadrangular patch portion 3 'having a thickness of about 100 nm. The length of the side L in the patch section 3 'is set to be about 1/2 wavelength of the radio wave.
【００２３】給電については、図２（ｂ）に示すよう
に、地板部１’の下から同軸ケーブル（同軸線路）８の
外導体８ａを該地板部１’に接続し、該同軸ケーブル８
の内導体８ｂをパッチ部３’の給電点Ｐ位置に接続して
いる。この同軸ケーブル８の内導体８ｂは前記キャパシ
タンス要素６とインダクタンス要素７とを結ぶ結線に接
続される一方、外導体８ａは携帯無線端末電気回路５の
グランド（コモン）に接続されている。これにより、パ
ッチ部３’と地板部１’の間に発生する信号のうち、パ
ッチ部３’による無線信号はキャパシタンス要素６を介
して携帯無線端末電気回路５内の無線回路に流れ、一
方、パッチ部３’からの光起電流はインダクタンス要素
７を介して携帯無線端末電気回路５内の二次電池回路に
流れるようになっている。As for the power supply, as shown in FIG. 2B, the outer conductor 8a of the coaxial cable (coaxial line) 8 is connected to the base plate 1 'from below the base plate 1', and the coaxial cable 8
Is connected to the position of the feeding point P of the patch section 3 '. The inner conductor 8b of the coaxial cable 8 is connected to the connection between the capacitance element 6 and the inductance element 7, while the outer conductor 8a is connected to the ground (common) of the portable radio terminal electric circuit 5. As a result, of the signals generated between the patch section 3 ′ and the ground plane section 1 ′, the radio signal from the patch section 3 ′ flows to the radio circuit in the portable radio terminal electric circuit 5 via the capacitance element 6, while The photovoltaic current from the patch section 3 ′ flows through the inductance element 7 to the secondary battery circuit in the portable wireless terminal electric circuit 5.
【００２４】このように、地板部１’の下方から垂直姿
勢にて給電を行うこともできる。小型化が要求される携
帯無線端末では、アンテナ設置スペースも制限されるの
で、給電端を適宜、適切に設定して給電線の配線を行う
ようにすればよい。In this manner, power can be supplied in a vertical posture from below the main plate 1 '. In a portable wireless terminal that requires miniaturization, the space for installing an antenna is also limited. Therefore, the power supply end may be appropriately set and wiring of the power supply line may be performed.
【００２５】図３は本発明の第３実施形態を示す携帯無
線端末用パッチアンテナを説明するための図であり、
（ａ）はその上面図、（ｂ）はそのＣＣ線断面図、
（ｃ）はそのＣ’Ｃ’線断面図である。FIG. 3 is a view for explaining a patch antenna for a portable radio terminal according to a third embodiment of the present invention.
(A) is its top view, (b) is its CC line sectional view,
(C) is a sectional view taken along line C′C ′.
【００２６】本例と前記図１に示すものとの相違は、誘
電体部上におけるパッチ部以外のあきスペース部分もソ
ーラー・セルとして機能させるようにした点にある。本
例の携帯無線端末用パッチアンテナは、図３に示すよう
に、四角形をなしてＡｌよりなる地板部１”と、該地板
部１”上にこれと同じ大きさで形成され、ｐｉｎ型のア
モルファスシリコン層よりなり、厚み３５０ｎｍ程度で
四角形をなす誘電体部２”と、該誘電体部２”上にこれ
よりも小形にて形成され、Ｉｎ2 Ｏ3 とＳｎＯ 2 の混合
物よりなり、厚みが１００ｎｍ程度で四角形をなすパッ
チ部３”と、同じく誘電体部２”上にパッチ部３”と接
続して形成され、Ｉｎ2 Ｏ3 とＳｎＯ2の混合物よりな
る厚み１００ｎｍ程度の給電用マイクロストリップライ
ン４’と、同じく誘電体部２”上における周辺部分に前
記パッチ部３”及びストリップライン４’とは間隔をあ
けて形成され、Ｉｎ2 Ｏ3 とＳｎＯ2 の混合物よりなる
厚み１００ｎｍ程度の透明電極部９と、同じく誘電体部
２”上に形成され、Ｉｎ2Ｏ3 とＳｎＯ2 の混合物より
なり、透明電極部９と給電用マイクロストリップライン
４’を細線のジグザグ状パターンにて接続する高周波成
分遮断部１０とを備えている。前記パッチ部３”におけ
る辺Ｌの長さは電波の約１／２波長になるように設定さ
れている。前記高周波成分遮断部１０は高周波成分を阻
止し直流成分を通すインダクタンス要素として作用する
ものである。The difference between this embodiment and the one shown in FIG.
The open space other than the patch on the electrical
It is made to function as a roller cell. Book
An example of a patch antenna for a portable wireless terminal is shown in FIG.
A ground plate portion 1 "made of Al in a rectangular shape;
The same size is formed on the portion 1 ", and a pin type
Consisting of a morphous silicon layer, with a thickness of about 350 nm
A dielectric part 2 ″ having a square shape, and the dielectric part 2 ″
And smaller than InTwoOThreeAnd SnO TwoMixing
And a rectangular package with a thickness of about 100 nm.
And the patch portion 3 ″ on the dielectric portion 2 ″.
Formed in successionTwoOThreeAnd SnOTwoMore than a mixture of
Microstrip line for power supply with a thickness of about 100 nm
4 'and a peripheral portion on the dielectric portion 2 ".
There is an interval between the patch section 3 "and the strip line 4 '.
Formed, and InTwoOThreeAnd SnOTwoConsisting of a mixture of
A transparent electrode part 9 having a thickness of about 100 nm and a dielectric part
2 "on top of InTwoOThreeAnd SnOTwoThan a mixture of
The transparent electrode section 9 and the microstrip line for power supply
4 'in a zigzag pattern of fine wires
And a minute cutoff unit 10. In the patch section 3 "
The length of the side L is set to be about half the wavelength of the radio wave.
Have been. The high frequency component cutoff unit 10 blocks high frequency components.
Acts as an inductance element that stops and passes the DC component
Things.
【００２７】給電については、図３（ｃ）に示すよう
に、パッチ部３”に接続され、かつ高周波成分遮断部１
０を介して透明電極部９に接続された給電用マイクロス
トリップライン４’は、キャパシタンス要素６とインダ
クタンス要素７とを結ぶ結線に接続されている。また、
地板部１”は携帯無線端末電気回路５のグランド（コモ
ン）に接続されている。これにより、パッチ部３”によ
る無線信号（高周波電流ＲＦ）は、キャパシタンス要素
６を介して携帯無線端末電気回路５内の図示しない無線
回路に流れ、一方、パッチ部３及び透明電極部９からの
光起電流はインダクタンス要素７を介して携帯無線端末
電気回路５内の図示しない二次電池回路に流れるように
なっている。As for the power supply, as shown in FIG. 3C, the high-frequency component cutoff unit 1 is connected to the patch unit 3 ″.
The power supply microstrip line 4 ′ connected to the transparent electrode unit 9 through the line 0 is connected to a connection connecting the capacitance element 6 and the inductance element 7. Also,
The ground plane 1 ″ is connected to the ground (common) of the portable radio terminal electric circuit 5. The radio signal (high-frequency current RF) from the patch unit 3 ″ is transmitted through the capacitance element 6 to the portable radio terminal electric circuit. 5, and the photovoltaic current from the patch section 3 and the transparent electrode section 9 flows through the inductance element 7 to the secondary battery circuit (not shown) in the portable wireless terminal electric circuit 5. Has become.
【００２８】このように、誘電体部２”上におけるパッ
チ部３”以外の部分も有効利用しソーラー・セルとして
機能させるようにしたので、同じ大きさであって図１に
示すものに比較して発電電力を増やすことができる。As described above, the portion other than the patch portion 3 "on the dielectric portion 2" is effectively used to function as a solar cell. Therefore, the size is the same as that shown in FIG. To increase the generated power.
【００２９】なお、前記図１〜図３に示す実施の形態で
は、パッチ部の形状が方形（四角形）をした方形パッチ
アンテナに適用したものを示したが、これに限定され
ず、本発明は、パッチ部が円形をなす円形パッチアンテ
ナのように、他の形状のパッチアンテナにも適用可能で
ある。また、誘電体部を形成するソーラー・セル用光変
換層がｐｉｎ型のアモルファスシリコン層であるものに
ついて示したが、これに限定されず、本発明は、誘電体
部が、例えば、ソーラー・セル用光変換層として一般的
である多結晶Ｓｉ又は単結晶Ｓｉによるｐｎ接合によっ
て形成されるものにも適用可能である。Although the embodiment shown in FIGS. 1 to 3 has been described as applied to a rectangular patch antenna having a square (quadrangle) patch portion, the present invention is not limited to this. Also, the present invention is applicable to patch antennas of other shapes, such as a circular patch antenna having a circular patch section. Although the solar cell light conversion layer forming the dielectric part is described as being a pin-type amorphous silicon layer, the present invention is not limited to this. The present invention can also be applied to a general light conversion layer formed by a pn junction of polycrystalline Si or single crystal Si.
【００３０】[0030]
【発明の効果】以上述べたように、本発明による携帯無
線端末用パッチアンテナによると、パッチ部、誘電体部
及び地板部を、それぞれ、ソーラー・セル用構成素材で
形成したものであるから、アンテナ機能を果たすと同時
にソーラー・セルとしても機能し、携帯無線端末の小型
・軽量化を損なうことなく、従来に比べて供給電力容量
を増やして携帯無線端末の連続稼働時間の延長を図るこ
とができ、携帯無線端末の利便性の向上に寄与すること
ができる。As described above, according to the patch antenna for a portable radio terminal according to the present invention, the patch portion, the dielectric portion, and the ground plate portion are each formed of a constituent material for a solar cell. It also functions as a solar cell at the same time as it functions as an antenna, and it can increase the power supply capacity and extend the continuous operation time of the portable wireless terminal without compromising the size and weight reduction of the portable wireless terminal. Thus, the convenience of the portable wireless terminal can be improved.
【図１】本発明の第１実施形態を示す携帯無線端末用パ
ッチアンテナを説明するための図であり、（ａ）はその
上面図、（ｂ）はそのＡＡ線断面図である。FIGS. 1A and 1B are diagrams illustrating a patch antenna for a portable wireless terminal according to a first embodiment of the present invention, wherein FIG. 1A is a top view thereof and FIG.
【図２】本発明の第２実施形態を示す携帯無線端末用パ
ッチアンテナを説明するための図であり、（ａ）はその
上面図、（ｂ）はそのＢＢ線断面図である。FIGS. 2A and 2B are views for explaining a patch antenna for a portable wireless terminal according to a second embodiment of the present invention, wherein FIG. 2A is a top view and FIG.
【図３】本発明の第３実施形態を示す携帯無線端末用パ
ッチアンテナを説明するための図であり、（ａ）はその
上面図、（ｂ）はそのＣＣ線断面図、（ｃ）はそのＣ’
Ｃ’線断面図である。3A and 3B are views for explaining a patch antenna for a portable wireless terminal according to a third embodiment of the present invention, wherein FIG. 3A is a top view, FIG. 3B is a cross-sectional view taken along the line CC, and FIG. That C '
It is C 'line sectional drawing.
【図４】アンテナ機能のみのパッチアンテナの構造例を
示す図であり、（ａ）はその上面図、（ｂ）はそのＤＤ
線断面図である。4A and 4B are diagrams showing a structural example of a patch antenna having only an antenna function, wherein FIG. 4A is a top view thereof, and FIG.
It is a line sectional view.
【図５】ソーラー発電機能のみのアモルファスＳｉ型ソ
ーラー・セルの構造例を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a structural example of an amorphous Si solar cell having only a solar power generation function.
１，１’，１”…地板部 ２，２’，２”…誘電体部
３，３’，３”…パッチ部 ４，４’…給電用マイクロ
ストリップライン ５…携帯無線端末電気回路 ６…キャパシタンス要素 ７…インダクタンス要素 ８
…同軸ケーブル ８ａ…同軸ケーブルの外導体 ８ｂ…
同軸ケーブルの内導体 ９…透明電極部 １０…高周波
成分遮断部 Ｐ…給電点1, 1 ', 1 "... ground plate part 2, 2', 2" ... dielectric part
3, 3 ', 3 "... patch part 4, 4' ... feeding microstrip line 5 ... portable wireless terminal electric circuit 6 ... capacitance element 7 ... inductance element 8
... Coaxial cable 8a ... Coaxial cable outer conductor 8b ...
Inner conductor of coaxial cable 9 ... Transparent electrode part 10 ... High frequency component cutoff part P ... Feeding point
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｑ 7/32 Ｈ０１Ｑ 1/24 Ｚ ５Ｋ０２３ Ｈ０４Ｍ 1/02 Ｈ０４Ｂ 7/26 Ｌ ５Ｋ０６７ // Ｈ０１Ｑ 1/24 Ｖ Ｆターム(参考） 5J021 AA01 AB06 FA02 JA00 5J045 AB01 AB05 DA10 EA07 LA01 MA04 MA07 NA03 5J046 AA07 AA12 AB13 SA00 5J047 AA07 AA12 AB13 FD01 5K011 AA06 AA09 JA03 KA01 KA03 5K023 AA07 LL03 LL05 5K067 AA34 BB04 KK01 KK05 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H04Q 7/32 H01Q 1/24 Z 5K023 H04M 1/02 H04B 7/26 L 5K067 // H01Q 1/24 V F term (reference) 5J021 AA01 AB06 FA02 JA00 5J045 AB01 AB05 DA10 EA07 LA01 MA04 MA07 NA03 5J046 AA07 AA12 AB13 SA00 5J047 AA07 AA12 AB13 FD01 5K011 AA06 AA09 JA03 KA01 KA03 5K02 AA07 KK03 AA07 KK03 AA07 KK03
Claims (2)
同時にソーラー・セルとしても機能する携帯無線端末用
パッチアンテナであって、前記各部それぞれがソーラー
・セル用構成素材で形成されていることを特徴とする携
帯無線端末用パッチアンテナ。1. A device comprising a patch section, a dielectric section and a ground plane section,
A patch antenna for a portable radio terminal, which simultaneously functions as a solar cell, wherein each of the components is formed of a constituent material for a solar cell.
極材で形成され、前記誘電体部がソーラー・セル用アモ
ルファスシリコン層で形成され、前記地板部がソーラー
・セル用金属電極材で形成されていることを特徴とする
請求項１記載の携帯無線端末用パッチアンテナ。2. The method according to claim 1, wherein the patch portion is formed of a transparent electrode material for a solar cell, the dielectric portion is formed of an amorphous silicon layer for a solar cell, and the ground plate portion is formed of a metal electrode material for a solar cell. The patch antenna for a portable wireless terminal according to claim 1, wherein:
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|---|---|---|---|---|
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| US7154095B2 (en) | 2001-10-10 | 2006-12-26 | Ambient Control Systems, Inc. | Solar powered narrow band radiation sensing system for detecting and reporting forest fires |
| JP2007012710A (en) * | 2005-06-28 | 2007-01-18 | Tdk Corp | Generator with built-in antenna |
| JP2007036988A (en) * | 2005-07-29 | 2007-02-08 | Tdk Corp | Radio transceiver |
| US7256401B2 (en) | 2001-10-10 | 2007-08-14 | Ambient Control Systems, Inc. | System and method for fire detection |
| US7847735B2 (en) * | 2005-04-29 | 2010-12-07 | Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Integrated photovoltaic cell and antenna |
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| JP2013528963A (en) * | 2010-03-24 | 2013-07-11 | ダネッシュ ミナ | Integrated photocell / radio frequency antenna |
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Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7129493B2 (en) * | 2001-10-10 | 2006-10-31 | Ambient Control Systems, Inc. | Method and apparatus for photovoltaic cells of solar powered radiation sensing system antenna |
| US7154095B2 (en) | 2001-10-10 | 2006-12-26 | Ambient Control Systems, Inc. | Solar powered narrow band radiation sensing system for detecting and reporting forest fires |
| US7256401B2 (en) | 2001-10-10 | 2007-08-14 | Ambient Control Systems, Inc. | System and method for fire detection |
| US7847735B2 (en) * | 2005-04-29 | 2010-12-07 | Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Integrated photovoltaic cell and antenna |
| JP2007012710A (en) * | 2005-06-28 | 2007-01-18 | Tdk Corp | Generator with built-in antenna |
| JP2007036988A (en) * | 2005-07-29 | 2007-02-08 | Tdk Corp | Radio transceiver |
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