JP2001284935A - アンテナ装置 - Google Patents

アンテナ装置

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JP2001284935A JP2000141947A JP2000141947A JP2001284935A JP 2001284935 A JP2001284935 A JP 2001284935A JP 2000141947 A JP2000141947 A JP 2000141947A JP 2000141947 A JP2000141947 A JP 2000141947A JP 2001284935 A JP2001284935 A JP 2001284935A
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  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型ループアンテナの小型化を図って小型の
携帯用無線機に内蔵可能なアンテナ装置を得る。 【解決手段】 接地導体3を用いて小型アンテナを構成
すると共にループアンテナ素子を直線状或は非直線状の
平行部6aと非直線状の第1及び第2の立ち上り部5
L,5Rで構成し、接地導体3と共にアンテナ装置11
を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はループアンテナの小
型化に係わり、特に接地導体を用いて小型化を図ったア
ンテナ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来からアンテナ装置に於いて、図14
に示す様な1波長ループアンテナ素子1の電気的な寸法
を変えずに物理的な寸法を小さくさせるために図15に
示す様に接地導体3を用いて、ループアンテナ素子1a
を1/2波長とし、このループアンテナ素子1aの一端
を短絡部4とし、他端を給電部2とし、給電部2から1
/2波長ループアンテナ素子1aと短絡部4を介して接
地導体3へ給電を行なう様に構成して、物理的にループ
アンテナ素子1aの長さを略半分として小型化を図った
アンテナ装置が広く利用されている。
【0003】上述のアンテナ装置の具体的構成を図16
に示す。図16で略コ字状に折り曲げられた1/2波長
ループアンテナ素子1aの一端は給電部2に、短絡部4
は接地導体3に接続され、略コ字状に折り曲げられた1
/2波長ループアンテナ素子1aは線状導体で構成さ
れ、両側の立ち上り部5L及び5R間に接地導体3と平
行に成された直線状の線状導体から成る平行部6とで構
成している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述の図16で説明し
た様に接地導体3を用いて小型化を図ったアンテナ装置
の場合に、例えば携帯電話機等の携帯無線機に用いられ
る800MHz帯でも線状導体部6aの長さは80m
m、立ち上り部5L及び5Rの高さは40mmとなり、
小型化の動向を反映した携帯無線機等に内蔵させる内部
アンテナ装置としては物理的寸法が大きく、携帯無線機
筺体に内蔵させることが難しくなってきている。
【0005】また、PCMCIA(Personal
Computer MemoryCard Inter
national Association)等の規格
に準拠したPCカード9は図17に示す様にノートブッ
ク型パソコン(以下ノート型PCと記す)に設けられた
PCカードスロット8に挿入されて用いられたり、その
他LAN(Local Area Network)や
携帯電話機等に利用されている。
【0006】この様なPCカード9には無線通信用のア
ンテナ部10を有している。このPCカード9を用いて
無線通信を行う場合には、図18に示す様にアンテナ素
子1をアンテナ部10から起立させて用いる構成や図1
9に示す様にアンテナ素子1にメアンダ状のパターンを
アンテナ部10のカード基板にパターンニングしたもの
などが知られている。
【0007】しかし、図18のようなアンテナ構成で
は、使用の度にアンテナを起立させる必要があり、また
この様なPCカード9をノート型PC7に挿入した際は
外部への出っ張りが大きいため、ノート型PC7の携帯
性、操作性が損なわれるという点で課題があった。
【0008】また、図19のようなアンテナ構成では、
自由空間では良好な特性を示すが、ノート型PC7のP
Cカードスロット8に挿入した状態で、ノート型PC7
の影響を受けやすく受信感度が低下するという欠点があ
った。また図18のようなアンテナ構成と同様ノート型
PC7に挿入した際のアンテナ部10の外部への出っ張
りが大きいため、ノート型PC7の携帯性、操作性が損
なわれるという課題があった。
【0009】本発明は叙上の課題を解決するためになさ
れたもので、アンテナ装置を構成するループアンテナ素
子の小型化を図って、小型の移動通信用の携帯電話機筺
体及びPCカード等に内蔵可能なアンテナ装置を提供し
ようとするものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の第1のアンテナ
装置は接地導体上の給電部に接続され、接地導体平面に
略垂直に立設された第1の立ち上り部と、接地導体上の
短絡部に接続され、接地導体平面に略垂直に立設した第
2の立ち上り部と、第1の立ち上り部と第2の立ち上り
部の開放端間に配設され接地導体と略平行になされて一
体とされた平行部とを具備したアンテナ装置であって、
第1及び第2の立ち上り部を非直線状となし、平行部を
直線或は非直線状のアンテナ素材を組合せて形成させた
ものである。
【0011】本発明の第2のアンテナ装置は第1の発明
において、第1及び第2の立ち上り部を螺旋状となし、
平行部をメアンダ状と成したものである。
【0012】本発明の第3のアンテナ装置は第1の発明
において、第1及び第2の立ち上り部を螺旋状となし、
平行部を直線状と成したものである。
【0013】本発明の第4のアンテナ装置は第1の発明
において、第1及び第2の立ち上り部及び平行部をメア
ンダ状と成したものである。
【0014】本発明の第5のアンテナ装置は第1乃至第
4の発明において、第1及び第2の立ち上り部並びに平
行部のアンテナ素材を板状或は線状導体で形成したもの
である。
【0015】本発明の第6のアンテナ装置は第1乃至第
5の発明において、第1及び第2の立ち上り部のアンテ
ナ素材を線状導体で形成し、平行部のアンテナ素材を板
状導体で形成したものである。
【0016】本発明の第7のアンテナ装置は第1乃至第
6の発明において、第1及び第2の立ち上り部並びに平
行部より成るアンテナ装置を携帯無線機或は無線通信用
PCカードに配設したものである。
【0017】本発明の第8のアンテナ装置は第1乃至第
6の発明において、第1及び第2の立ち上り部並びに平
行部から成るアンテナ装置を携帯無線機の外部コネクタ
を囲繞する様に配設したものである。
【0018】本発明の第9の発明は第1乃至第6の発明
において、第1及び第2の立ち上り部を携帯無線機の外
部コネクタ内に挿通して保持させたものである。
【0019】本発明のアンテナ装置によれば1波長ルー
プアンテナを小型化出来て、移動体通信用の携帯無線機
やPCカードに用いることが可能となる。
【0020】
【発明の実施の形態】以下、本発明のアンテナ装置の一
形態例を図面に依って詳記する。尚図14乃至図19と
の対応部分には同一符号を付して説明する。
【0021】図1(A),(B)は本発明の一形態のア
ンテナ装置を示す斜視図であり、図1(A)で立ち上り
部5L及び5Rはピアノ線、リン青銅等の線状導体を螺
旋状に形成し、一方の螺旋状に形成した第1の立ち上り
部5Lを接地導体3の一端に設けた給電部2に電気的に
接続し、他方の螺旋状に形成した第2の立ち上り部5R
の一端は接地導体3の短絡部4に半田付されて接地電位
に落される。
【0022】これら螺旋状に形成した両方の第1及び第
2の立ち上り部5L,5Rの開放端側には線状導体より
成る例えばピアノ線、リン青銅等をジグザグ状に形成し
たメアンダ状、櫛歯状、鋸歯状、正弦波状等の非直線状
(曲線状)とした平行部6aが配設される。この平行部
6aでは接地導体3の主面に略平行で且つ第1及び第2
の立ち上り部5L及び5Rの螺旋状の中心を結ぶ線上
(図6の平行部6に対応する)と直交する方向に蛇行し
た曲線状と成され、図1(A)では櫛歯型としたメアン
ダ状とした場合である。この平行部6aの両端を第1及
び第2の立ち上り部5L及び5Rの開放端に半田付で接
合するか接触などで接続する。又、立ち上り部5L及び
平行部6a並びに立ち上り部5Rを一体にコ字状に形成
し、接地導体の短絡部4に第2の立ち上り部5Lの他端
を接地し、第1の立ち上り部5Lの他端を給電部2に接
続し、給電部2から短絡部4に向かって給電することで
アンテナ装置11を構成する。
【0023】上述のアンテナ装置で平行部6aのジグザ
グのターン数やジグザグの間隔並びに第1及び第2の立
ち上り部5L,5Rの巻き径及び巻き数、ピッチ、高さ
等のアンテナ素子の長さを定めるパラメータは使用する
周波数帯によって適宜定められる。
【0024】例えば、従来の図16で説明したと同様の
800MHz帯の小型ループアンテナの場合の各部の寸
法は図1(A)に示す様に第1の立ち上り部5Lの螺旋
状部の直径が4mm、第1及び第2の立ち上り部5L,
5Rの高さが6mm、平行部6aのジグザグ部の幅が6
mm長さが35mmと極めて小型化を図ることが出来
た。
【0025】上述の構成のアンテナ装置11は平行部6
aの両端と第1及び第2の立ち上り部5L,5Rの一端
を電気的に接続させる際に、平行部6aを第1及び第2
の立ち上り部5L及び5Rの螺旋状の中心を結ぶ線上に
配設しているが、必ずこの様に中心を結ぶ線上に配設す
ることなく、少し離間した位置に配して、これら両端と
第1及び第2の立ち上り5L及び5Rの開放端間を導線
等で接続してもよい。又、螺旋状の立ち上り部5L及び
5Rを空芯とせず接地導体3上に立設した誘電体棒に巻
回させてもよい。
【0026】さらに、図1(A)では接地導体3の給電
部2と短絡部4を同一接地導体3上に配設したが、これ
らは同一接地導体3上にある必要もない。
【0027】図1(B)は平行部6aを銅箔、銅板等の
帯状或は板状導体をジグザグに形成してメアンダ状とな
し、第1及び第2の立ち上り部5L及び5Rの開放端に
接合した場合で、他の構成は図1(A)と同一である。
【0028】図2(A),(B),(C)は、本発明の
アンテナ装置の他の構成を示すもので第1及び第2の立
ち上り部5L,5R及び平行部6aを帯状或は板状部材
で構成し、立ち上り部5L及び5Rと平行部6aのピッ
チを異ならせジグザグ状に一体にプレス等で形成し、仮
想線で示す平行部6aの両端から上又は下に直角に折り
曲げて略コ字状に成してアンテナ装置11を形成する。
【0029】この場合、第1及び第2の立ち上り部5
L,5Rを螺旋状とするために図2(B)に示す様に黒
丸部分12を紙面の上向きに曲げバツ印部分13を紙面
の下向きに曲げることで矢印Aで示す様に立ち上り部5
L,5Rを螺旋状に形成可能となる。
【0030】図2(C)の場合は図2(A),(B)と
同様の作り方によって線状導体を折り曲げて形成した場
合の斜視図を示している。
【0031】図2(D)のa,b,cに示すものはメア
ンダ状(櫛歯状)以外の非直線部(曲線部)の各種形状
を示す平面図で第1及び第2の立ち上り部5L及び5R
並びに平行部6aを図2(A)の様に一体に成形する場
合に変形可能な形状を示している。図2(D)のaはジ
グザグ状(三角波状)となし、図2(D)のbは鋸歯状
となし、図2(D)のcは正弦波状と成した場合であ
る。本発明ではこれら図2(D)4a〜4cを含めて、
メアンダ状として説明を進める。
【0032】図3(A)及び図3(B)は本発明のアン
テナ装置11の更に他の構成を示すものであり、図3
(A)の場合は第1及び第2の立ち上り部5L,5R及
び平行部6aは共にメアンダ状に板状導体或は線状導体
で一体に構成し、例えば携帯無線機内の所要の絶縁部材
15上に埋め込むか、この絶縁部材15に貼着させるか
パターニングする様にし、第1及び第2の立ち上り部5
L,5Rと一体にピン部16,16も形成し、ピン部1
6,16の先端を接地導体3の給電部2及び短絡部4ヘ
接合させる様に成した場合である。
【0033】図4(A)乃至図4(C)は本発明の更に
他のアンテナ装置の形態例を示すものであり、図1
(A)で説明した線状導体で構成した第1及び第2の立
ち上り部5L及び5Rの開放端間に接続される平行部6
aを線状導体で直線状に形成した場合である。他の構成
は図1(A)と同様である。
【0034】このアンテナ装置11は、直線状の平行部
6aの両端と第1及び第2の螺旋状の立ち上り部5L,
5Rの一端を例えば電気的に接触させたり、半田付けで
接続させたり等して一体化することができる。また、一
本の例えばピアノ線、リン青銅などの線状導体で上述の
構成を形成することもできる。
【0035】上述のアンテナ装置では、従来の図16で
説明したのと同様の1.8GHz帯の小型ループアンテ
ナ装置の場合の各部の寸法は立ち上り部5L,5Rの螺
旋状部の直径が4mm、第1及び第2の立ち上り部5
L,5Rの高さが8mm、直線状の平行部の長さが30
mmと極めて小型化することが出来た。
【0036】図4(B)は第1及び第2の立ち上り部5
L及び5R並びに平行部6aを線状でなく帯状となし、
例えば燐青銅等の板状導体をプレス加工して一体にコ字
状のアンテナ装置11を得た場合である。
【0037】図4(C)は第1及び第2の立ち上り部5
L及び5Rを線状導体で螺旋状に形成し、帯状にプレス
した平行部6aの両端を第1及び第2の立ち上り部5L
及び5Rの開放端に接合させたものである。
【0038】図4(B)及び図4(C)での帯状導体の
幅はアンテナ装置を用いる携帯無線機の使用周波数によ
って定めればよい。
【0039】上記した構成のアンテナ装置11を携帯用
電話機等の携帯無線機用基板17に取り付けた場合の構
成を図5(A)及び図5(B)に示す。図5(A)はア
ンテナ装置11を外部コネクタ18を囲繞する様に取り
付けた場合で基板17に設けた給電部2及び短絡部4に
螺旋状の第1及び第2の立ち上り部5L,5Rの一端を
半田付け、或は螺旋状の第1及び第2の立ち上り部5
L,5Rのバネ力を用いて給電部2及び短絡部4に接触
させている。この場合、外部コネクタ18は携帯電話機
等の場合、外部アンテナ等の接続接栓として用いられ
る。
【0040】図5(B)は外部コネクタ18に第1及び
第2の立ち上り部5L及び5Rを内蔵させた場合で、基
板17に設けた給電部2及び短絡部4に螺旋状の第1及
び第2の立ち上り部5L及び5Rの一端を半田付けし、
螺旋部分を外部コネクタ18に穿った透孔18a及び1
8b内に挿通させ、直線状の平行部6aを外部コネクタ
18の上に沿わせる様に配設したものである。
【0041】図6(A)及び図6(B)は携帯用電話機
等の携帯無線機の筺体19の内側に例えば、両面テープ
或は筺体19に設けた止め具等を用いて固定し、立ち上
り部5L及び5Rの螺旋部分のバネ性を利用し、基板1
7に形成した給電部2及び短絡部4に半田付、接触等で
電気的に導通させる様にしたものである。
【0042】図7(A)及び図7(B)は板状導体で形
成したメアンダ状及び直線状(長方形状)の平行部6a
を例えば、両面テープ、携帯無線機の筺体19に設けら
れた止め具等を用いて固定し、平行部6aの端部をそれ
ぞれ、携帯無線機基板17の給電部2、短絡部4に、例
えば半田付などにより固定された第1及び第2の立ち上
り部5L,5Rの端部に接触させ、電気的に接続した場
合である。
【0043】図8及び図9(A),(B)並びに図10
(A)〜(C)に示すものは図17乃至図19で説明し
たノート型PC等に用いるPCカード9に本発明のアン
テナ装置を搭載したものであり、図8に於いて、無線通
信用PCカード9は基板9aと、無線通信用のPCカー
ド9をPCカードスロット8に挿入する側と対向する側
に設置されたアンテナ部10とから構成される。
【0044】図8及び図10(A)はアンテナ部10上
の短絡部4及び給電部2に例えば半田付などによって電
気的に接続された例えばピアノ線、リン青銅等の線状導
体からなる第1及び第2の立ち上がり部5L,5Rが、
アンテナ部10にほぼ垂直に螺旋状に植立され、これら
螺旋状の第1及び第2の立ち上り部5L,5Rの両端に
メアンダ状或は直線状の平行部6aを接続している。尚
23は伝送線路を示している。
【0045】図9(A),(B)及び図10(B),
(C)は送受信用アンテナ筺体22内に立ち上り部5
L,5Rと平行部6aをコ字状に折り曲げたアンテナ装
置11或は送受信用アンテナ筺体22の表面に平行部6
aを配設し、送受信用アンテナ筺体22をPCカード9
のアンテナ部10に固定する様にしたもので、この様な
構成では送受信用アンテナ筺体22をアンテナ部10に
固定することで図9(A)及び図10(B)では第1及
び第2の立ち上り部5L,5Rの先端は短絡部4及び給
電部2に接触して、電気的に導通し、図9(B)及び図
10(C)では第1及び第2の立ち上り部5L,5Rの
一端が平行部6aの両端に接触して導通する。
【0046】この構成方法では、無線通信用送受信アン
テナを半田付する必要がなくなる。また、アンテナが筺
体に固定されるため、アンテナ位置のばらつきがなくな
りアンテナ特性が安定し、小型化が図れる。図9(B)
及び図10(C)では平行部6aを送受信用アンテナ筺
体22の表面或は裏面に鍍金などでパターニングさせる
ことも可能である。
【0047】上記した800MHz帯で作成した本発明
の図1(A)に示した小型ループアンテナの装置11の
アンテナ放射利得を図13に示す。この放射特性ではピ
ーク利得は水平方向(Har Pal)で0dBiの良
好な8字の放射特性が得られている。
【0048】更に図11(A)(B)及び図12(A)
(B)は図1(A)及び図4(A)で示したアンテナ装
置11のスミスチャート及び周波数対電圧定在波比(V
SWR)の特性を示すグラフである。図11ではVSW
R≦2で76MHzの帯域幅が得られ、図12ではVS
WR≦3で180MHzの帯域幅が得られている。
【0049】
【発明の効果】本発明によれば、1波長ループアンテナ
を格段に小型化でき、近年の小型化の動向を反映した移
動体通信用の携帯無線機やPCカードにも用いることが
できる。また、ノート型PCに挿入した場合でもアンテ
ナ特性の劣化が少なく良好な無線通信品質を得ることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のアンテナ装置の一形態例を示す原理的
斜視図である。
【図2】本発明のアンテナ装置の他の形態例を示す平面
図及び略線的斜視図である。
【図3】本発明のアンテナ装置の更に他の形態例を示す
斜視図(I)である。
【図4】本発明のアンテナ装置の更に他の形態例を示す
斜視部(II)である。
【図5】本発明のアンテナ装置の取付状態を示す斜視図
である。
【図6】本発明のアンテナ装置の他の取付状態を示す斜
視図(I)である。
【図7】本発明のアンテナ装置の更に他の取付状態を示
す斜視図(II)である。
【図8】本発明のアンテナ装置の更に他の装着状態を示
す斜視図(III)である。
【図9】本発明のアンテナ装置の更に他の装着状態を示
す斜視図(IV)である。
【図10】本発明のアンテナ装置の更に他の装着状態を
示す斜視図(V)である。
【図11】ループアンテナの周波数対電圧定在比(VS
WR)特性を示すグラフ(I)である。
【図12】ループアンテナの周波数対電圧定在比(VS
WR)特性を示すグラフ(II)である。
【図13】ループアンテナのアンテナ放射利得を示す図
である。
【図14】従来の1波長ループアンテナ説明図である。
【図15】従来の1波長ループアンテナの小型化を図る
方法の説明図である。
【図16】従来の小型ループアンテナの斜視図である。
【図17】従来のノート型PCに挿通されるPCカード
説明用の斜視図である。
【図18】従来のPCカードのアンテナ装置の説明図
(I)である。
【図19】従来のPCカードのアンテナ装置の説明図
(II)である。
【符号の説明】
2‥‥給電部、3‥‥接地導体、4‥‥短絡部、5L,
5R‥‥第1及び第2の立ち上り部、6,6a‥‥平行
部、11‥‥アンテナ装置

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 接地導体上の給電部に接続され、該接地
    導体平面に略垂直に立設された第1の立ち上り部と、 上記接地導体上の短絡部に接続され、該接地導体平面に
    略垂直に立設された第2の立ち上り部と、 上記第1の立ち上り部と上記第2の立ち上り部の開放端
    間に配設され上記接地導体と略平行になされて一体とさ
    れた平行部とを具備したアンテナ装置であって、 上記第1及び第2の立ち上り部を非直線状となし、上記
    平行部を直線或は非直線状のアンテナ素材を組合せて形
    成させたことを特徴とするアンテナ装置。
  2. 【請求項2】 前記第1及び第2の立ち上り部を螺旋状
    となし、前記平行部をメアンダ状と成したことを特徴と
    する請求項1記載のアンテナ装置。
  3. 【請求項3】 前記第1及び第2の立ち上り部を螺旋状
    となし、前記平行部を直線状と成したことを特徴とする
    請求項1記載のアンテナ装置。
  4. 【請求項4】 前記第1及び第2の立ち上り部及び平行
    部をメアンダ状と成したことを特徴とする請求項1記載
    のアンテナ装置。
  5. 【請求項5】 前記第1及び第2の立ち上り部並びに前
    記平行部の前記アンテナ素材を板状或は線状導体で形成
    したことを特徴とする請求項1乃至請求項4記載のいず
    れか1項記載のアンテナ装置。
  6. 【請求項6】 前記第1及び第2の立ち上り部の前記ア
    ンテナ素材を線状導体で形成し、前記平行部の前記アン
    テナ素材を板状導体で形成したことを特徴とする請求項
    1又は請求項3記載のアンテナ装置。
  7. 【請求項7】 前記第1及び第2の立ち上り部並びに前
    記平行部より成るアンテナ装置を携帯無線機或は無線通
    信用PCカードに配設したことを特徴とする請求項1乃
    至請求項6記載のいずれか1項記載のアンテナ装置。
  8. 【請求項8】 前記第1及び第2の立ち上り部並びに平
    行部から成るアンテナ装置を携帯無線機の外部コネクタ
    を囲繞する様に配設して成ることを特徴とする請求項1
    乃至請求項6記載のいずれか1項記載のアンテナ装置。
  9. 【請求項9】 前記第1及び第2の立ち上り部を携帯無
    線機の外部コネクタ内に挿通して保持させて成ることを
    特徴とする請求項1乃至請求項6記載のいずれか1項記
    載のアンテナ装置。
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