JP2002084123A - 二重ループアンテナ及びそれを備えた携帯無線機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 広い範囲（中心周波数の約±２０％以上範
囲）で使用できる帯域が得られる二重ループアンテナを
提供することにある。 【解決手段】 第１のループアンテナ１と第２のループ
アンテナ２と二重化される第１ループアンテナ１に給電
点４を設けリード３に接続され、第２ループアンテナ２
は、無給電で非接触である。第１ループアンテナ１と第
２ループアンテナ２は菱形形状をし、第１ループアンテ
ナ１の全周の長さは第２ループアンテナ２の全周の長さ
より長く、かつ、第１ループアンテナと第２ループアン
テナの間隔は、一方の対向する２辺が所定の等しい間隔
Ｓで、他の対向する２辺がそれより大きい間隔を有す
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、二重ループアンテ
ナ、特にアンテナの広帯域比に係る二重ループアンテナ
及びそれを備えた携帯無線機器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従事の二重ループアンテナは、図１３に
示されるように、給電された第１のループアンテナ１０
０と無給電の第２のループアンテナ２００とが、全周に
わたって等しい間隔Ｓをもつ配置構成になっている。こ
の間隔Ｓは第１のループアンテナ１００と第２のループ
アンテナ２００の結合度の関数である。

【０００３】一方、それぞれのループアンテナ１００、
２００の全長ｌ₁、ｌ₂はそれぞれのループアンテナの基
本周波数ｆ₁、ｆ₂にほゞ等しい。

【０００４】なお二重ループアンテナの公知例として特
許第２８２４７９０号、特許第２８２４７８９号、特許
第２８２４７９１号等がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】アンテナの広域化のた
めには、前記第１のループアンテナ１００と第２のルー
プアンテナ２００の長さｌ₁、ｌ₂の比を大きくとる必要
があるが、そのとき両者の全周にわたる間隔Ｓが大きく
なるため結合度が小さくなってしまう。このため第２の
ループアンテナ２００の影響（効果）が無くなるため、
広域化がはかれない問題があった。

【０００６】本発明の目的は、この従来の問題点の、給
電された第１のループアンテナと無給電の第２のループ
アンテナの間隔を全周にわたって一定（Ｓ）の距離間隔
としたことによって起る広域化ができない点を理決し、
より広い範囲（中心周波数の約±２０％以上）で使用で
きる帯域が得られる二重ループアンテナを提供すること
にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的は、第１のルー
プアンテナと、該第１のループアンテナに二重化された
第２のループアンテナを具備し、前記第１のループアン
テナは給電点を有し、前記第２のループアンテナは無給
電であり、かつ、前記第１のループアンテナと前記第２
のループアンテナは電気的に非接触に構成された二重ル
ープアンテナにおいて、前記第１のループアンテナと前
記第２のループアンテナは菱形形状をし、第１ループア
ンテナの全周の長さは第２ループアンテナの全周の長さ
より長く、かつ、第１のループアンテナと第２のループ
アンテナの間隔は、一方の対向する２辺が所定の等しい
距離間隔で他方の対向する２辺がそれより大きい距離間
隔を有する、ことによって達成される。

【０００８】また、上記目的は、前記第１のループアン
テナは菱形形状の頂角部分を給電点とした、ことによっ
て達成される。

【０００９】また、上記目的は、前記第１のループアン
テナと前記第２のループアンテナとの間隔のうち小さい
方の２辺の対向間隔は、帯域の動作する周波数の波長に
対して充分に狭い値としたことによって達成される。

【００１０】また、上記目的は、前記第１のループアン
テナの全周の長さｌ₁と帯域の低い方の周波数ｆ₁の関係
を数３、前記第２のループアンテナの全周の長さｌ₂と
帯域の高い方の周波数ｆ₂の関係を数４とした、ことに
よって達成される。

【００１１】

【数３】

【００１２】

【数４】

【００１３】また上記目的は、前記第１のループアンテ
ナと前記第２のループアンテナは相以形である、ことに
よって達成される。

【００１４】上記手段によると、第１のループの頂角部
分に給電点をもつアンテナ素子と、無給電の第２のルー
プアンテナとを対向する一方の２辺を等しい狭い間隔Ｓ
で配置する。間隔Ｓは帯域の動作する周波数の波長に対
して充分に狭い値とする。また、第１のループアンテナ
の全周の長さをｌ₁、第２のループアンテナの全周の長
さをｌ₂とし、ｌ₁は帯域の低い方の周波数ｆ₁の主な関
数（数３）であり、ｌ₂は帯域の高い方の周波数ｆ₂の主
な関数（数４）とする。

【００１５】前記ｆ₁、ｆ₂、Ｓを所要のアンテナ特性が
得られるように最適化にする。これにより図２に示すよ
うに、入力のＶＳＷＲ＝１．５以下の範囲が中心周波数
の±２０％以上にわたって得られる広帯域化されたルー
プアンテナが提供できる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
により説明する。

【００１７】図１は、本発明の一実施形態の基本構造外
観図で、１は第１のループアンテナで、菱形（正方形、
長方形）に形成され、隣り合う２辺の頂角部分が給電点
４となり、給電ライン３に接続されている。第１のルー
プアンテナ１に二重化された第２のループアンテナ２も
菱形に形成され、この第２のループアンテナ２は無給電
とし、第１のループアンテナ１の給電点４をはさんだ２
辺に沿った各２辺が、第１のループアンテナ１の２辺と
等しい間隔Ｓで配置されている。

【００１８】なお、前記第１のループアンテナ１と第２
のループアンテナ２は菱形の相以形であり、両者の間隔
のうち、前記距離間隔Ｓで配置された以外の他の対向す
る各２辺は間隔Ｓより大きい距離間隔を有することにな
る。

【００１９】第１のループアンテナ１の全周の長さｌ₁
は帯域の低い方の周波数ｆ₁と数３の関係で与えられ、
第２のループアンテナ２の全周の長さｌ₂は帯域の高い
方の周波数ｆ₂と数４の関係で定められる。また、前記
第１のループアンテナ１と第２のループアンテナ２の前
記各２辺の対向する狭い方の間隔Ｓは、帯域の動作する
周波数の波長に対して充分に狭い値に設定され、結合度
を高める。

【００２０】前記ｌ₁、ｌ₂、Ｓを所要の特性が得られる
ように最適化することによって広帯域化したループアン
テナが得られる。

【００２１】図２は、本発明の頂角給電型二重ループア
ンテナの入力ＶＳＷＲ特性を示す。全周の長さの大きい
ループ単独のＶＳＷＲ周波数特性は周波数の低い方に偏
り、全周の長さの小さいループ単独では周波数の高い方
に偏子が、２つのループを狭い間隔で対向し結合度を高
めて二重化することによって充分に広帯域化したループ
アンテナが構成される。各数値の最適化によって入力の
ＶＳＷＲが１．５以下の範囲が中心周波数の±２０％以
上の範囲にわたって得られる。

【００２２】なお、第１のループアンテナの給電点は、
図１の第１ループアンテナの他の隣り合う２辺の頂角部
分を給電点としてライン接続してもよい。

【００２３】以下、本発明を更に具体例について説明す
る。

【００２４】図３は、菱形形状ループ（方形）の配置を
上面図（ａ）と側面図（ｂ）で示すもので、第１の方形
ループアンテナ１１と第２の方形ループアンテナ２１の
一方の２辺が上面図（ａ）では重なり、側面図（ｂ）で
は上下に間隔Ｓで対向するように配置された場合であ
る。これは、例えば厚さＳを有する絶縁基板の上下面に
各々第１ループアンテナと第２ループアンテナを設ける
ことができる。

【００２５】図４は２つの菱形形状ループを平面的に配
置するもので、上面図（ａ）と側面図（ｂ）を示す。こ
れは第１の方形ループアンテナ１１と第２の方形ループ
アンテナ２１が同一平面上に配置され、両者の一方の２
辺が間隔Ｓが配置される。

【００２６】図５は、菱形形状ループの変形例を示し、
図（ａ）は縦長菱形の第１のループアンテナ１２と、相
以形の縦長菱形の第２のループアンテナ２２の二重化構
成になり、図（ｂ）は横長菱形の第１のループアンテナ
１３と相以形の横長菱形の第２のループアンテナ２３の
二重化構成になるものである。

【００２７】図６はプリント基板５の上下両面にループ
配置した実施例で、プリント基板５の上面に第１のルー
プアンテナ１４をパターン形成し、プリント基板５の下
面に第２のループアンテナ２４をパターン形成する。第
１のループアンテナ１４の頂角部分の給電点４をプリン
トライン６で実装電子部品７に接続する。この場合、プ
リント基板５を所定の厚さＳにすることによって第１ル
ープアンテナ１４と第２ループアンテナ２４を間隔Ｓで
配置することができる。

【００２８】図７はプリント基板５の片面にループ配置
した実施例で、プリント基板５の上面に第１のループア
ンテナ１４と第２のループアンテナ２４が２辺の間隔Ｓ
をもってパターン形成される。第１のループアンテナ１
４の頂角部分給電点４をプリントライン６で実装電子部
品の回路７に接続する。

【００２９】図８は、本発明二重ループアンテナの応用
例で、自動車の窓ガラスへの配置を示す。自動車のリア
ウィンド８に図７のように第１のループアンテナ１４と
第２のループアンテナ２４を間隔Ｓで形成し、第１のル
ープアンテナの給電点４を配線ｂにより電子部品回路に
接続する。

【００３０】図９は、二重ループアンテナを自動車に支
柱１０で塔載した例を示す。第１ループアンテナ１５と
第２のループアンテナ２５は所定の間隔Ｓで配置する２
辺を絶縁体固定具９で固定支持され、第１ループアンテ
ナの給電点が支柱１０内を通る配線によって車内に接続
される。

【００３１】図１０は、家の屋根に設置した二重ループ
アンテナの例を示す。支柱１０で屋根に固定し、第１ル
ープアンテナ１５の給電点を支柱内に通る配線に接続し
て屋内に導入する。

【００３２】図１１は、前記自動車及び家の屋根に設置
する場合の二重ループアンテナの詳細図で、図（ａ）の
ように個性の大きい第１のループアンテナ１５と剛性の
大きい第２のループアンテナ２５とを、各２辺が所定の
小さい間隔Ｓで配置されるようプラスチックとかセラミ
ックス等の絶縁体固定具９で固定支持する。固定具９
は、図（ｂ）に分解図を示すように２個の部材９１を基
端で開閉自在に軸結合９２し、両端に結合部９３を設け
てスナップ結合させる。

【００３３】両部材９１の内側会合面には第１のループ
アンテナ１５を固定する凹み９４と第２ループアンテナ
２５を固定する凹み９５が所定の間隔Ｓで形成される。

【００３４】第１のループアンテナ１５と第２のループ
アンテナ２５を部材９１の各凹み９４，９５に嵌め込
み、結合部９３でスナップ結合させれば、簡単に第１ル
ープアンテナ１５と第２ループアンテナ２５を間隔Ｓで
固定支持することができる。そして第１のループアンテ
ナの頂角部分の給電部４に支柱１０を固定し内部に配線
を通してライン接続する。

【００３５】図１２は二重ループアンテナを携帯電話に
応用した例を示す。図（ａ）は筐体の表面カバーを外し
た内部状態図で携帯電話の内部基板にアンテナを設け
る。３１はアンテナ基板であり、図７に示したように基
板の表面に第１のループアンテナ１４と第２のループア
ンテナ２４を間隔Ｓで配置したものである。第１ループ
アンテナ１４の給電点に接続する電子部品回路７は、他
の表示基板３２、及びキースイッチ３３に接続されてい
る。なお勿論第１ループアンテナ１４と第２ループアン
テナ２４は図６に示すように基板の上下両面にパターン
形成したものが利用できる。

【００３６】図（ｂ）は、携帯電話の筐体の裏側外観図
で、第１ループアンテナ１４と第２ループアンテナ２４
よりなる二重ループアンテナは、図６又は図７の基板に
設置されたものが筐体内部に配置されている。３４は筐
体裏側の充電池を示し、表示部３２及びキースイッチ３
３は表側に配置されている。

【００３７】

【発明の効果】以上のように本発明を実施した場合は、
入力のＶＳＷＲが１．５以下の範囲が中心周波数の±２
０％以上得られる広帯域の二重ループアンテナが容易に
得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の基本構造図

【図２】本発明の一例のＶＳＷＲ周波数特性図

【図３】本発明の第１の具体例図

【図４】本発明の第２の具体例図

【図５】本発明の第３の具体例図

【図６】本発明の第４の具体例図

【図７】本発明の第５の具体例図

【図８】本発明の第１の応用実施例図

【図９】本発明の第２の応用実施例図

【図１０】本発明の第３の応用実施例図

【図１１】図９及び図１０の要部詳細図

【図１２】本発明の第４の応用実施例図

【図１３】従来の二重ループアンテナの構成図

【符号の説明】

１、１１、１２、１３、１４、１５…第１のループアン
テナ、２、２１、２２、２３、２４、２５…第２のルー
プアンテナ、３、６…給電ライン、４…給電点、５…基
板、７…電子部品回路、８…リアガラス、９…固定具、
１０…支柱、３１…アンテナ基板、３２…表示基板、３
３…キースイッチ、３４…充電池、Ｓ…間隔。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5J046 AA04 AB11 LA07 5J047 AA04 AB11 FC06

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１のループアンテナと、該第１のルー
   プアンテナに二重化された第２のループアンテナとを具
   備し、前記第一のループアンテナは給電点を有し、第２
   のループアンテナは無給電であり、かつ、前記第１のル
   ープアンテナと前記第２のループアンテナは電気的に非
   接触的に構成された二重ループアンテナにおいて、前記
   第１のループアンテナと前記第２のループアンテナは菱
   形形状をし、前記第１のループアンテナの全周の長さは
   第２のループアンテナの全周の長さより長く、かつ、前
   記第１のループアンテナと第２のループアンテナの間隔
   は一方の対向する２辺が所定の著しい距離間隔で地方の
   対向する２辺がそれより大きい距離間隔を有することを
   特徴とする二重ループアンテナ。
2. 【請求項２】 請求項１記載の二重ループアンテナにお
   いて、前記第１のループアンテナは菱形形状の頂角部分
   を給電点としたことを特徴とする二重ループアンテナ。
3. 【請求項３】 請求項１記載の二重ループアンテナにお
   いて、前記第１のループアンテナと前記第２のループア
   ンテナとの間隔のうち小さい方の２辺の対向間隔は、帯
   域の動作する周波数の波長に対して充分に狭い値とした
   ことを特徴とする二重ループアンテナ。
4. 【請求項４】 請求項１記載の二重ループアンテナにお
   いて、前記第１のループアンテナの全周の長さｌ₁と帯
   域の低い方の周波数ｆ₁の関係を数１、前記第２のルー
   プアンテナの全周の長さｌ₂と帯域の高い方の周波数ｆ₂
   の関係を数２としたことを特徴とする二重ループアンテ
   ナ。
5. 【請求項５】 請求項１から４のいずれかに記載の二重
   ループアンテナにおいて、前記第１のループアンテナと
   前記第２のループアンテナは相以形であることを特徴と
   する二重ループアンテナ。
6. 【請求項６】 請求項１から５のいずれかに記載の二重
   ループアンテナにおいて、前記第１のループアンテナと
   前記第２のループアンテナは、基礎上の導体パターンで
   形成され、第１のループアンテナの給電点が他の電子部
   品に接続されたことを特徴とする二重ループアンテナ。
7. 【請求項７】 請求項１から６のいずれかに記載の二重
   ループアンテナを備えたことを特徴とする携帯無線機
   器。 【数１】 【数２】