JP2002204125A - アンテナ装置およびそれを用いた通信機器 - Google Patents
アンテナ装置およびそれを用いた通信機器Info
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Abstract
装置に関して、2つの周波数帯にて使用可能であると共
に、人体近傍にて使用可能であり、かつ、それらのアン
テナのインピーダンス調整が容易で、量産しやすいアン
テナ装置の提供を目的とする。 【解決手段】 ベース基板3の一方表面に平行平板アン
テナ1とループアンテナ2を隣接させて実装し、ループ
アンテナ2に取り囲まれるように第1の高周波回路4を
実装している。ベース基板3の他方表面には、平行平板
アンテナ1と対向する部分に第1のグランド5と第1の
高周波回路4の対向する部分へ第2のグランド6が設け
られ、また第1のグランド、第2のグランドを接続する
グランド結合部13がループアンテナ2の一部と交差す
るように設けられている。
Description
ーレス用のカード端末等の通信機器に用いられるアンテ
ナ装置およびそれを用いた通信機器に関するものであ
る。
れる従来の小型アンテナを示す(特公平6−93635
号公報)。101はマイクロストリップアンテナのエレ
メントであるグランドプレーンとしての金属板である。
この金属板101上には、無線回路が形成されたプリン
ト基板105が搭載されているとともに、導体板102
が誘電体104を介して設置されている。導体板102
は、金属板101より短い幅になっており、金属板10
1と対向する状態で設置されている。誘電体104は、
この金属板101と導体板102の間の空隙を埋めるよ
うに配設されている。尚、プリント基板105は、金属
板101と導体板102とが互いに対向する部分を避け
て搭載されている。また、金属板101と導体板102
とは、一端を連結板103で機械的・電気的に接続され
ている。これにより、金属板101、導体板102、連
結板103でコ字状のマイクロストリップアンテナが形
成されている。そしてこのマイクロストリップアンテナ
を希望する周波数に同調させるために、コンデンサ10
6を介して他端が設置されていると共に、給電線107
を調整して整合を取るようになっている。
成では、マイクロストリップアンテナを導体板により構
成しているため、量産時における寸法精度の高い金属加
工と金属板への実装が困難となる。また、コンデンサ1
06だけではマイクロストリップアンテナのインピーダ
ンスの調整範囲が狭いため、マイクロストリップアンテ
ナ近傍に置かれる部品や金属の影響によりインピーダン
ス整合を取れなくなることもある。また使用しているア
ンテナが一つであるため、このシステムが対応可能な周
波数帯が一つとなり、用途により使用周波数を使い分け
ることが出来ない。
のであり、量産に適し、インピーダンス調整範囲が広
く、また、2つの周波数帯にて使用可能なアンテナ装
置、または通信機器の提供を目的とする。
に本発明のアンテナ装置は、高周波部品と共に基板上に
実装された基板により構成される平行平板アンテナと、
前記平行平板アンテナと隣接した状態で前記高周波部品
の周囲を取り囲むように実装された前記平行平板アンテ
ナと共振周波数の異なるループアンテナと、前記基板の
裏面に設けられ、前記平行平板アンテナと前記高周波部
品と対向する部分にそれぞれ設けられた第1のグラン
ド、第2のグランドと、前記第1のグランド、第2のグ
ランドをつなぐ結合部により構成されている。
は、2つの異なるアンテナを同一の基板上に載置したア
ンテナ装置であって、前記基板上に設けられた第1の高
周波回路を囲むように設けられた第1のアンテナと、前
記第1のアンテナに隣接して設けられた第2のアンテナ
と、前記基板の裏面に設けられ、前記第1の高周波回路
及び前記第2のアンテナと対向する部分にそれぞれ設け
られた第1のグランドおよび第2のグランドとを備え、
前記第1のグランドと前記第2のグランドとをつなぐ結
合部を設けると共に、前記結合部の幅を調整することに
より前記第1および第2のアンテナの特性を調整するこ
とを特徴とするアンテナ装置であり、前記第1の高周波
回路や電池等の影響で前記第1および前記第2のアンテ
ナのインピーダンス変動に柔軟に対応できるという効果
を有するとともに、アンテナを2つ有しているため、第
1のアンテナを低周波にて使用可能として信号待ち受け
用のアンテナとして使用することで、待ち受け時の受信
回路の消費電流を極力減らすことができ、また第2のア
ンテナを高周波にて使用可能としてデータの送受信に使
用することで、高速なデータの送受が可能となる。
1に記載のアンテナ装置において、第1のアンテナをル
ープアンテナにより構成したことを特徴とするアンテナ
装置であり、第1の高周波回路の周囲を囲むように配置
することでアンテナを大きく設計することが出来ると共
に、ターン数を増減することによりアンテナの共振周波
数を所望のものに同調することが可能となる。
2に記載のアンテナ装置において、第2のアンテナを平
行平板アンテナにより構成したことを特徴とするアンテ
ナ装置であり、人体に密着して使用する場合においても
良好なアンテナ利得を実現可能となる。
1に記載のアンテナ装置において、第1のアンテナが低
周波信号に対応し、第2のアンテナが高周波信号に対応
することを特徴とするアンテナ装置であり、前記第1の
アンテナを低周波にて使用可能として信号待ち受け用の
アンテナとして使用することで、待ち受け時の受信回路
の消費電流を極力減らすことができ、また前記第2のア
ンテナを高周波にて使用可能としてデータの送受信に使
用することで、高速なデータの送受が可能となる。
1に記載のアンテナ装置において、第1のグランドまた
は/および第2のグランドの1箇所または2箇所以上に
スリットを入れることを特徴とするアンテナ装置であ
り、第1のアンテナおよび第2のアンテナのインピーダ
ンスの調整範囲を広げることが可能となる。
3に記載のアンテナ装置において、第1のアンテナを基
板にて構成したことを特徴とするアンテナ装置であり、
量産時の基板上へのアンテナ実装が簡易に行えるととも
に安価に作製できるという効果を有する。
6に記載のアンテナ装置において、第2のアンテナを構
成している基板の表面に前記第2のアンテナの放射部を
設け、前記第2のアンテナを構成している基板の端部に
前記第2のアンテナの給電部を設けるとともに、前記第
2のアンテナの放射部の端部以外の一部または複数部よ
り前記第2のアンテナを構成している基板の裏面へ貫通
する形でスルーホールが構成され、前記スルーホールの
裏面側端部がグランド部へ短絡されたことを特徴とする
アンテナ装置であり、給電部を金属のピンではなく端面
電極により構成することでアンテナの製造と実装が簡易
になると共に、前記スルーホールを前記第2のアンテナ
の端部以外の前記放射部内側へ設けることにより、前記
第2のアンテナの放射効率が向上するという効果を有す
る。
7に記載のアンテナ装置において、第2のアンテナを構
成する基板の端部に設けられた給電部と異なる端部位置
にリアクタンス素子を装荷し、リアクタンス素子の一端
を前記第2のアンテナの放射部へ接続し、他端を第1の
グランドまたは第2のグランドへ接続したことを特徴と
するアンテナ装置であり、前記第2のアンテナの共振周
波数を所望の周波数へ同調することが可能となる。
6に記載のアンテナ装置において、第2のアンテナを構
成している基板の放射部の設けられた面と対向する裏面
へ他の導電体と直流的に接続されない導体部を設けたこ
とを特徴とするアンテナ装置であり、前記第2のアンテ
ナをリフローにより実装する時のアンテナの反りを低減
することが可能となる。
の異なるアンテナを同一の多層基板上に載置したアンテ
ナ装置であって、前記多層基板上に設けられた第1の高
周波回路を囲むように設けられた第1のアンテナと、前
記第1のアンテナに隣接して設けられた第2のアンテナ
と、前記多層基板の内層に設けられ、前記第1の高周波
回路及び前記第2のアンテナと対向する部分にそれぞれ
設けられた第1のグランドおよび第2のグランドとを備
え、前記第1のグランドおよび前記第2のグランドと対
向する前記多層基板の裏面上に第2の高周波回路を載置
し、前記第1のグランドと前記第2のグランドとをつな
ぐ結合部を設けると共に、前記結合部の幅を調整するこ
とにより前記第1および前記第2のアンテナの特性を調
整することを特徴とするアンテナ装置であり、高周波回
路を前記基板の両面に実装可能なため前記多層基板の面
積を小さくすることが可能となり、結果、製品の小型化
を実現することができるという効果を有する。
項10に記載のアンテナ装置において、第1のグランド
と第2のグランドをつなぐ結合部を多層基板の裏面上に
設けたことを特徴とするアンテナ装置であり、前記結合
部を前記多層基板の裏面表面へ配置することにより、前
記第1のアンテナ、前記第2のアンテナのインピーダン
ス調整を前記結合部を削る等の簡易な作業により実現す
ることが可能となる。
項11に記載のアンテナ装置において、第1のグランド
と結合部、第2のグランドと結合部をスルーホールで接
続し、前記スルーホールの設置位置を調整することによ
り第一のアンテナおよび第2のアンテナの特性を調整す
ることを特徴とするアンテナ装置であり、前記第1のア
ンテナ、前記第2のアンテナのインピーダンス調整手段
を増やすことにより、各アンテナのインピーダンス整合
を取りやすくし、反射損を低減することが可能となる。
項1または請求項10に記載のアンテナ装置を送信用ま
たは/および受信用のアンテナとして用いた通信機器で
あって、信号の送信または/および受信を制御するため
の制御部と、前記制御部を駆動させるための駆動部と、
前記アンテナ装置と前記制御部と前記駆動部とを収納す
るためのケースとを備えた通信機器であり、小型であり
かつ低消費電力の携帯端末を実現することが可能とな
る。
施の形態であり、同図において、ベース基板3の一方表
面に平行平板アンテナ1とループアンテナ2を隣接させ
て実装し、前記ループアンテナ2に取り囲まれるように
第1の高周波回路4を実装している。前記ベース基板3
の他方表面には、前記平行平板アンテナ1と対向する部
分に第1のグランド5と前記第1の高周波回路4の対向
する部分へ第2のグランド6が設けられ、また前記第1
のグランド、前記第2のグランドを接続するグランド結
合部13が前記ループアンテナ2の一部と交差するよう
に設けられている。前記ループアンテナ2の裏面には、
アンテナ利得の減衰を出来るだけ低減する為、前記グラ
ンド結合部13を除いてグランドを配置しないように配
慮している。前記平行平板アンテナ1の給電に関して
は、前記平行平板アンテナ1の端部に設けられた給電部
14を給電用ランド11に半田固着することにより行わ
れる。また前記平行平板アンテナ1のインピーダンス整
合を取るために、放射部7の端部以外の一部よりアンテ
ナ裏面へ第1のスルーホール8を設け、前記第1のスル
ーホールのアンテナ裏面側端部を前記ベース基板3の表
面に設けられた短絡用ランド9に半田固着し、前記短絡
用ランド9と前記第1のグランド5を第2のスルーホー
ル10により短絡する。図2にモーメント法シミュレー
ションにより前記第1のスルーホール8の位置を変更し
た時のアンテナの放射効率変化を示す。短絡用スルーホ
ールのX座標をアンテナの端部(X=0)より離してい
くに従い放射効率が向上し、また短絡用スルーホールの
座標を給電部位置(Y=0)より離していくに従い放射
効率が向上する。この結果より、平行平板アンテナの短
絡用スルーホールの位置はアンテナ端部でなくアンテナ
の放射板の内側へ配置したほうが放射効率が良いことが
言える。前記平行平板アンテナ1のインピーダンス整合
は、上記の前記第1のスルーホールの位置を変更するこ
とに行えると共に、前記グランド結合部13の形状を変
更することによっても調整可能である。これは、前記第
1のグランド5、前記第2のグランド6、前記グランド
結合部13にもアンテナの動作時において高周波電流が
流れるためである。図3、図4に前記平行平板アンテナ
1のインピーダンス整合を取るために形状を変更した時
の前記グランド結合部13(図中斜線部)を示す。ま
た、図5に前記第1のグランド部5にスリット14を入
れた場合を示した。これにより前記平行平板アンテナの
インピーダンス特性を調整することが可能である。ま
た、図3、図4、図5に示した方法により前記ループア
ンテナ2のインピーダンス特性も調整できることは言う
までも無い。これは、前記ループアンテナ2が前記第1
のグランド5、第2のグランド6と磁気的に結合してい
るためである。
施の形態であり、同図において、ベース基板3の一方上
面に実装された平行平板アンテナ1の端部に設けられた
リアクタンス装荷端子15が前記ベース基板3上のリア
クタンス装荷端子用ランド16に半田固着され、リアク
タンス素子17の一端を前記リアクタンス装荷端子用ラ
ンド16に接続し、他端をグランドへ短絡することによ
り、前記平行平板アンテナ1のインピーダンス特性を調
整することが可能となる。
施の形態であり、同図において、基板にて構成された平
行平板アンテナ1の放射部7と対向し、第1のスルーホ
ール8の端部と短絡されない状態にて配設された反り防
止用導電体19を設けることにより、アンテナ実装時の
リフロー処理によりアンテナが反ることを防止してい
る。
施の形態であり、同図において、ベース基板上層20の
表面上に平行平板アンテナ1とループアンテナ2と第1
の高周波回路4を実装し、ベース基板内層21上で前記
平行平板アンテナ1と前記第1の高周波回路の対向する
部分にそれぞれ第1のグランド5と第2のグランド6を
設け、ベース基板下層22上で前記第1のグランドと前
記第2のグランドに対向する部分にそれぞれ第2の高周
波回路23と第3の高周波回路24を設け、さらに前記
第2の高周波回路と前記第3の高周波回路の間にグラン
ド結合部13を設け、第4のスルーホール25、第5の
スルーホール26により前記第1のグランド5、前記第
2のグランド6へ短絡される。このような構成を取るこ
とにより、高周波回路を実装できるスペースを大きく取
ることが出来、結果、小型な情報端末を実現することが
可能となる。
ドやページャなどの携帯端末に内蔵されるアンテナ装置
において、良好なインピーダンス整合を実現し易い構成
を有しているため、反射損の少ない高効率なアンテナを
実現できる。また、2つの周波数において使用可能なた
め、高周波における高速データ通信と低周波における低
消費電力を実現できる。
の上面斜視図
の短絡用スルーホール位置と放射効率の関係を示す図
の第1下面図
の第2下面図
の第3下面図
の上面斜視図
の上面斜視図
の各層における上面図
Claims (13)
- 【請求項1】 2つの異なるアンテナを同一の基板上に
載置したアンテナ装置であって、前記基板上に設けられ
た第1の高周波回路を囲むように設けられた第1のアン
テナと、前記第1のアンテナに隣接して設けられた第2
のアンテナと、前記基板の裏面に設けられ、前記第1の
高周波回路及び前記第2のアンテナと対向する部分にそ
れぞれ設けられた第1のグランドおよび第2のグランド
とを備え、前記第1のグランドと前記第2のグランドと
をつなぐ結合部を設けると共に、前記結合部の幅を調整
することにより前記第1および第2のアンテナの特性を
調整することを特徴とするアンテナ装置。 - 【請求項2】 請求項1に記載のアンテナ装置におい
て、第1のアンテナをループアンテナにより構成したこ
とを特徴とするアンテナ装置。 - 【請求項3】 請求項2に記載のアンテナ装置におい
て、第2のアンテナを平行平板アンテナにより構成した
ことを特徴とするアンテナ装置。 - 【請求項4】 請求項1に記載のアンテナ装置におい
て、第1のアンテナが低周波信号に対応し、第2のアン
テナが高周波信号に対応することを特徴とするアンテナ
装置。 - 【請求項5】 請求項1に記載のアンテナ装置におい
て、第1のグランドまたは/および第2のグランドの1
箇所または2箇所以上にスリットを入れることを特徴と
するアンテナ装置。 - 【請求項6】 請求項3に記載のアンテナ装置におい
て、第1のアンテナを基板にて構成したことを特徴とす
るアンテナ装置。 - 【請求項7】 請求項6に記載のアンテナ装置におい
て、第2のアンテナを構成している基板の表面に前記第
2のアンテナの放射部を設け、前記第2のアンテナを構
成している基板の端部に前記第2のアンテナの給電部を
設けるとともに、前記第2のアンテナの放射部の端部以
外の一部または複数部より前記第2のアンテナを構成し
ている基板の裏面へ貫通する形でスルーホールが構成さ
れ、前記スルーホールの裏面側端部がグランド部へ短絡
されたことを特徴とするアンテナ装置。 - 【請求項8】 請求項7に記載のアンテナ装置におい
て、第2のアンテナを構成する基板の端部に設けられた
給電部と異なる端部位置にリアクタンス素子を装荷し、
リアクタンス素子の一端を前記第2のアンテナの放射部
へ接続し、他端を第1のグランドまたは第2のグランド
へ接続したことを特徴とするアンテナ装置。 - 【請求項9】 請求項6に記載のアンテナ装置におい
て、第2のアンテナを構成している基板の放射部の設け
られた面と対向する裏面へ他の導電体と直流的に接続さ
れない導体部を設けたことを特徴とするアンテナ装置。 - 【請求項10】 2つの異なるアンテナを同一の多層基
板上に載置したアンテナ装置であって、前記多層基板上
に設けられた第1の高周波回路を囲むように設けられた
第1のアンテナと、前記第1のアンテナに隣接して設け
られた第2のアンテナと、前記多層基板の内層に設けら
れ、前記第1の高周波回路及び前記第2のアンテナと対
向する部分にそれぞれ設けられた第1のグランドおよび
第2のグランドとを備え、前記第1のグランドおよび前
記第2のグランドと対向する前記多層基板の裏面上に第
2の高周波回路を載置し、前記第1のグランドと前記第
2のグランドとをつなぐ結合部を設けると共に、前記結
合部の幅を調整することにより前記第1および前記第2
のアンテナの特性を調整することを特徴とするアンテナ
装置。 - 【請求項11】 請求項10に記載のアンテナ装置にお
いて、第1のグランドと第2のグランドをつなぐ結合部
を多層基板の裏面上に設けたことを特徴とするアンテナ
装置。 - 【請求項12】 請求項11に記載のアンテナ装置にお
いて、第1のグランドと結合部、第2のグランドと結合
部をスルーホールで接続し、前記スルーホールの設置位
置を調整することにより第一のアンテナおよび第2のア
ンテナの特性を調整することを特徴とするアンテナ装
置。 - 【請求項13】 請求項1または請求項10に記載のア
ンテナ装置を送信用または/および受信用のアンテナと
して用いた通信機器であって、信号の送信または/およ
び受信を制御するための制御部と、前記制御部を駆動さ
せるための駆動部と、前記アンテナ装置と前記制御部と
前記駆動部とを収納するためのケースとを備えた通信機
器。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2000400450A JP2002204125A (ja) | 2000-12-28 | 2000-12-28 | アンテナ装置およびそれを用いた通信機器 |
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EP01272809A EP1349233B1 (en) | 2000-12-28 | 2001-12-14 | Antenna, and communication device using the same |
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JP2000400450A JP2002204125A (ja) | 2000-12-28 | 2000-12-28 | アンテナ装置およびそれを用いた通信機器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002204125A true JP2002204125A (ja) | 2002-07-19 |
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ID=18865041
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JP2000400450A Pending JP2002204125A (ja) | 2000-12-28 | 2000-12-28 | アンテナ装置およびそれを用いた通信機器 |
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Legal Events
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20071126 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20071212 |
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RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20091119 |
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A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100420 |
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A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20100817 |