JP2003101317A - 無線機器用アンテナ装置 - Google Patents

無線機器用アンテナ装置

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JP2003101317A JP2001292162A JP2001292162A JP2003101317A JP 2003101317 A JP2003101317 A JP 2003101317A JP 2001292162 A JP2001292162 A JP 2001292162A JP 2001292162 A JP2001292162 A JP 2001292162A JP 2003101317 A JP2003101317 A JP 2003101317A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 充分な取付強度を得るとともに、特性劣化の
ない無線機器用アンテナ装置を提供する。 【解決手段】 第１のアンテナ１ａと第２のアンテナ１
ｂがそれぞれ回路基板３の両端に略平行に設けられてい
る。第１のアンテナ１ａと第２のアンテナ１ｂの一方の
端には給電点２ａ，２ｂがそれぞれ設けられ、同相で給
電される。高周波電流１００ａ，１００ｂは同位相なの
でここから垂直偏波の電波が放射され、水平方向の高周
波電流１０１ａ，１０１ｂは逆位相となり水平偏波は放
射されない。また、アンテナ１ａ，１ｂ部分を筐体と回
路基板の取付部分とすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、移動無線機、携帯
電話機、携帯情報端末装置などに好適な放射素子を用い
た内蔵型の無線機器用アンテナ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、携帯電話機などはその携帯性重視
のために小型化・軽量化が求められている。このために
そのアンテナ装置についても本体と同様に小型化・軽量
化が求められている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】携帯電話機などの筐体
の小型化を実現するために、その内部のプリント基板は
なるべく小さいことが望ましい。一方、プリント基板を
筐体に取り付けるための部分は必要である。取り付け部
において所定の機械的強度を得る関係上、プリント基板
と筐体の接触部分は部品を実装することができない。そ
のため当該部分はプリント基板上でデッドスペースとな
ることが多い。
【０００４】また、内蔵アンテナを取り付ける場合、例
えば特開平09-321529号公報の図１に見られるように、
プリント基板の他に、内蔵アンテナ(2)、アンテナと基
板を接続する部品(5,6)、それらを支持する構造など、
多くの部品を必要とした。これらは筐体内部で多くのス
ペースを占有するとともに、製造工数の増加、接触不良
や各部品のバラツキによる特性の不均一などの問題が生
じ易い。
【０００５】さらに、従来の内蔵アンテナには、プリン
ト基板の形状や内蔵アンテナの取り付け位置などにより
指向性が変化し、十分な特性を得ることが難しいという
問題もある。
【０００６】この発明は上記課題を解決するためになさ
れたもので、機器内部のスペースを有効利用しつつ充分
な機械的強度を得るとともに、小型化しても特性の劣化
しない無線機器用アンテナ装置を提供することを目的と
する。これにより無線機器の小型化を達成することがで
きる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明に係る無線機器
用アンテナ装置は、無線機器本体内部に配置される回路
基板と、前記回路基板上に線対称で配置された第１の放
射素子及び第２の放射素子と、前記第１の放射素子及び
前記第２の放射素子それぞれに同位相で給電する給電部
とを備え、前記第１の放射素子及び前記第２の放射素子
はそれぞれ前記回路基板上の端部に設けられ、前記第１
の放射素子及び前記第２の放射素子の給電点はそれぞれ
前記回路基板の角の近傍に設けられているものである。
本構成により、アンテナと送受信回路及びその他の回路
を近接して配置できるとともに、近接して配置してもア
ンテナ特性が劣化することがない。
【０００８】好ましくは、前記第１の放射素子及び前記
第２の放射素子は略直線状であり、かつ、互いに略平行
に設けられている。
【０００９】好ましくは、前記回路基板に、前記第１の
放射素子及び前記第２の放射素子に対してグランドプレ
ーンとして機能するに十分なグランドパターンを設け
る。
【００１０】好ましくは、前記第１の放射素子又は前記
第２の放射素子を選択的に切り替えて給電する切替部を
備える。これにより指向性ダイバーシチとすることがで
きる。
【００１１】好ましくは、前記第１の放射素子及び前記
第２の放射素子は前記回路基板上に薄板で構成され、前
記回路基板が筐体内部に取り付けられるとき、前記第１
の放射素子及び前記第２の放射素子のうち少なくとも一
方の裏面において前記回路基板は前記筐体内部の取付部
に面的に接触する。
【００１２】好ましくは、前記第１の放射素子及び前記
第２の放射素子のうち少なくとも一方が、前記回路基板
の一方の面に設けられた第１の部分と、前記回路基板の
他方の面に設けられた第２の部分と、前記給電点と反対
側の端に設けられて前記第１の部分と前記第２の部分を
接続する接続部とを含み、前記第２の部分の他の端は接
地されている折返しアンテナである。
【００１３】好ましくは、前記第１の放射素子及び前記
第２の放射素子の給電点と送受信回路の間に４分の１波
長線路をそれぞれ設ける。
【００１４】
【発明の実施の形態】発明の実施の形態１．この発明の
実施の形態１に係るアンテナ装置の構造を図１に示す。
図１はアンテナ装置及びこれが設けられている回路基板
の平面図を示す。第１のアンテナ（アンテナエレメン
ト）１ａと第２のアンテナ（アンテナエレメント）１ｂ
がそれぞれ回路基板３の両端に略平行に設けられてい
る。第１のアンテナ１ａと第２のアンテナ１ｂの一方の
端（同じ側）には給電点（給電部）２ａ，２ｂがそれぞ
れ設けられている。アンテナ１ａ，１ｂを構成するため
にプリント基板パターン、板金、ワイヤーなどを使用で
きる。
【００１５】本アンテナ装置は、回路基板３の両端にア
ンテナ１ａ，１ｂを対称に配置するとともに、これらを
同位相で給電するものである。給電点２ａ，２ｂは回路
基板３の角またはその近くに設けられることが望まし
い。
【００１６】本アンテナ装置によれば、アンテナ１ａ，
１ｂが回路基板３上に設けられるので、アンテナと送受
信回路およびその他の回路を近接して配置することがで
きるとともに、アンテナに回路部品を近接配置してもア
ンテナの特性は劣化することがなく、良好なアンテナ特
性を得ることができる。
【００１７】回路基板３は両面基板またはそれ以上の多
層基板を使用し、両端のアンテナ１ａ，１ｂ以外の部分
は送受信回路およびその他の回路を形成するとともに、
アンテナに対してはグランドプレーンとして動作するよ
うに充分なグランドパターンを設けておく。この様にす
る事により、２つのアンテナ１ａ，１ｂの間には自由に
部品が配置できる。
【００１８】回路基板３の両端のアンテナ１ａ，１ｂは
それぞれモノポールアンテナであり、同位相で給電され
る。
【００１９】アンテナ１ａ，１ｂに流れる高周波電流１
００ａ，１００ｂは同位相なので、ここから垂直偏波の
電波が放射される。一方、グランドプレーン部分に流れ
る水平方向の高周波電流１０１ａ，１０１ｂは、逆位相
となり水平偏波は放射されない。このため効率良く垂直
偏波のみが放射される。このように給電点を機器の角に
配置する事により、より効果的に水平偏波を打ち消すこ
とができる。また、両側にアンテナを設けているので、
無指向性にすることができる。図２（ａ）は本アンテナ
の水平面指向特性を示し、図２（ｂ）は垂直面指向特性
を示す。
【００２０】アンテナ１ａ，１ｂの長さは概ね波長の１
／４である。アンテナ１ａ，１ｂの間隔は波長に対して
短く、例えば波長の１／８以下である。使用周波数を９
００ＭＨｚとするとき回路基板３を含む本アンテナ装置
の大きさは名刺程度になる。
【００２１】発明の実施の形態１の変形例．片端だけに
アンテナを設けた場合あるいは片側のアンテナのみを使
用する場合にはグランドプレーンが反射器となり、指向
性を生じる。図３（ａ）は本アンテナの水平面指向特性
を示し、図３（ｂ）は垂直面指向特性を示す。
【００２２】このように片側のアンテナで指向性を持つ
ことを利用して、２つのアンテナを適宜切り替えて使用
することにより、指向性ダイバーシチとすることもでき
る。すなわち、アンテナ１ａ，１ｂを選択的に切り替え
て給電する切替部を設け、そのときどきの状況に応じて
好ましい方のアンテナを使用する。
【００２３】発明の実施の形態２．この発明の実施の形
態に係る両端のアンテナ１ａ，１ｂを銅箔パターンで構
成したものを図４に示す。図４において、４は回路基板
３を収納する筐体、５は筐体５内部に設けられる回路基
板３との接触部である。回路基板３はネジＳにより筐体
４の基板との接触部５に取り付けられる。
【００２４】アンテナ１ａ，１ｂ部分を、筐体４と回路
基板３の接触部分にする場合、筐体４を非導電性の誘電
体で構成し、この誘電率を考慮してアンテナを設計すれ
ばよい。この場合、プリント基板の両端で固定できるた
め充分な機械的強度を得ることができる。
【００２５】図４のようにアンテナ１ａ，１ｂをパター
ンで構成する事により次のような効果を奏する。 （１）部品点数が減り、製造工数が減るとともに機器の
小型化が可能になる。 （２）アンテナ部分を筐体とプリント基板の接触部分と
することで機械的強度を得ることができ、機器の小型化
ができる。
【００２６】なお、筐体４と回路基板３の固定は、ネジ
止めでも筐体４による上下からの挟み込みでも良い。ネ
ジＳで取りつける場合、アンテナ以外のグランドプレー
ン部分で取りつけるようにすれば、導電性のネジを使う
ことができる。
【００２７】発明の実施の形態３ アンテナがグランドプレーンに近い構造である為、イン
ピーダンスが低くなるが、例えば次のような手法でイン
ピーダンスを上げることもできる。
【００２８】具体例１：折返しアンテナの利用 図５はこの発明の実施の形態に係る折り返しアンテナを
示す。図５において、６は共振周波数の調整部である。
その蛇行部分で共振周波数を調整することができる。７
は表のパターンを裏のパターンに接続するスルーホー
ル、８は裏面のグランドプレーンである。図５において
回路基板３の表のパターンを実線で、裏のパターンを点
線で示している。
【００２９】図５のように、回路基板３の両面にアンテ
ナのパターン１，１を設け、給電部の裏面をグランドプ
レーン８に接続するとともに、両面のアンテナパターン
１，１の先端をスルーホール７で接続することにより折
返しアンテナを構成する。折り返しアンテナを用いるこ
とによりインピーダンスを上げることができる。両面の
アンテナパターン１，１の幅比によりインピーダンスを
調整することができる。
【００３０】なお、折返しアンテナの折返し部分または
アンテナすべてを板金で構成してもよい。
【００３１】具体例２：２つのアンテナの接続手法 図７のように、アンテナの各給電点から送受信器までの
給電線の長さを波長λの１／4とすることにより、イン
ピーダンスが高くすることができる。アンテナの給電点
で送受信器入出力インピーダンスＺの半分としておけ
ば、λ／４の給電線を経て２Ｚとなるので、２つのアン
テナの給電線を並列に接続すれば送受信器のインピーダ
ンスＺに整合できる。
【００３２】本発明は、以上の実施の形態に限定される
ことなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内
で、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内
に包含されるものであることは言うまでもない。
【００３３】
【発明の効果】この発明によれば、プリント基板の両端
に対称にアンテナを設けて同位相給電することにより、
アンテナに回路部品等を近接配置してもアンテナ特性を
損なうことなく、機器の小型化ができる。また、無指向
性の垂直偏波を放射する効率の良いアンテナを構成でき
る。
【００３４】また、プリント基板の銅箔パターンでアン
テナを形成することにより、部品点数が少なくなり、小
型化・製造工数の削減・不良の削減・安定した性能を得
ることができる。
【００３５】また、筐体とプリント基板の接触部をアン
テナと共用することにより、機器の小型化ができる。ま
た、筐体とプリント基板の接触部分を基板両端に広く取
ることでき、機械的強度を得ることが出きる。さらに、
インピーダンス整合・共振周波数調整が容易にできる
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１に係るアンテナ装置
の概略構成図である。
【図２】 両側のアンテナを用いたときの指向特性図で
ある。
【図３】 片側のアンテナを用いたときの指向特性図で
ある。
【図４】 この発明の実施の形態２に係るアンテナ装置
の概略構成図である。
【図５】 この発明の実施の形態３に係るアンテナ装置
の概略構成図である。
【図６】 この発明の実施の形態３に係る他のアンテナ
装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ アンテナ ２ 給電点 ３ 回路基板 ４ 筐体 ５ 筐体と基板の接触部 ６ 共振周波数調整部 ７ スルーホール ８ グランドプレーン
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 Ｈ０４Ｂ 7/26 Ｖ Ｆターム(参考） 5J045 AA13 AA21 AB05 BA01 CA03 DA09 EA07 FA02 GA01 HA02 JA11 NA03 5J046 AA04 AA07 AB10 AB13 PA04 PA07 5J047 AA04 AA07 AB06 AB10 AB13 FD01 5K067 AA42 BB02 BB04 BB41 KK01 KK17

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 無線機器本体内部に配置される回路基板
    と、前記回路基板上に線対称で配置された第１の放射素
    子及び第２の放射素子と、前記第１の放射素子及び前記
    第２の放射素子それぞれに同位相で給電する給電部とを
    備え、前記第１の放射素子及び前記第２の放射素子はそ
    れぞれ前記回路基板上の端部に設けられ、前記第１の放
    射素子及び前記第２の放射素子の給電点はそれぞれ前記
    回路基板の角の近傍に設けられていることを特徴とする
    無線機器用アンテナ装置。
  2. 【請求項２】 前記第１の放射素子及び前記第２の放射
    素子は略直線状であり、かつ、互いに略平行に設けられ
    ていることを特徴とする請求項１記載の無線機器用アン
    テナ装置。
  3. 【請求項３】 前記回路基板に、前記第１の放射素子及
    び前記第２の放射素子に対してグランドプレーンとして
    機能するに十分なグランドパターンを設けたことを特徴
    とする請求項１記載の無線機器用アンテナ装置。
  4. 【請求項４】 前記第１の放射素子又は前記第２の放射
    素子を選択的に切り替えて給電する切替部を備えること
    を特徴とする請求項１記載の無線機器用アンテナ装置。
  5. 【請求項５】 前記第１の放射素子及び前記第２の放射
    素子は前記回路基板上に薄板で構成され、 前記回路基板が筐体内部に取り付けられるとき、前記第
    １の放射素子及び前記第２の放射素子のうち少なくとも
    一方の裏面において前記回路基板は前記筐体内部の取付
    部に面的に接触することを特徴とする請求項１記載の無
    線機器用アンテナ装置。
  6. 【請求項６】 前記第１の放射素子及び前記第２の放射
    素子のうち少なくとも一方が、前記回路基板の一方の面
    に設けられた第１の部分と、前記回路基板の他方の面に
    設けられた第２の部分と、前記給電点と反対側の端に設
    けられて前記第１の部分と前記第２の部分を接続する接
    続部とを含み、前記第２の部分の他の端は接地されてい
    る折返しアンテナであることを特徴とする請求項１記載
    の無線機器用アンテナ装置。
  7. 【請求項７】 前記第１の放射素子及び前記第２の放射
    素子の給電点と送受信回路の間に４分の１波長線路をそ
    れぞれ設けたことを特徴とする請求項１記載の無線機器
    用アンテナ装置。
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