JP2004007510A - Antenna and electronic apparatus employing the same - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a small-sized antenna with a broadband and small reduction in a radiation efficiency and to provide an electronic apparatus employing the same. <P>SOLUTION: The antenna is provided with: a ground plate electrode; a radiation plate electrode opposed to the ground plate electrode with a prescribed space inbetween; a ground lead wire interconnecting the ground electrode and the radiation electrode; and a feed lead wire connected to the radiation electrode. A magnetic body 31 is provided in the vicinity of the ground lead wire 28 and a space without the magnetic body 31 is provided between the radiation electrode 27 and the ground electrode 26. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はアンテナとそれを用いた電子機器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来のこの種のアンテナの構成としては、次のような構成となっていた。即ち、板状の接地電極と、この接地電極に所定空間をおいて対向配置した板状の放射電極と、この放射電極と接地電極を接続した接地リード線と、前記放射電極に接続した給電リード線とを備えた構成となっていた。この構成は、接地リード線によって接地電極と放射電極を接続することにより、λ/4モードの共振を作り出し、その共振電極によって電波を放射するものである。ここで言うλ/4モードとは、接地リード線で電流が最大になり、接地リード線から最も離れた開放端で電流が最小・電圧が最大となる共振モードである。
【0003】
なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば特許文献1が知られている。
【0004】
【特許文献1】
特開平1−228303号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
従来のこの種のアンテナにおいては、小型化を図るために接地電極と放射電極間に誘電体や磁性体を挿入する試みが行われている。このことにより、接地電極と放射電極間の電磁界の波長を短縮し、それによってアンテナの小型化を図るというものである。
【0006】
λ/4モード共振は、等価的にコンデンサとインダクタとの並列共振回路で表すことができる。このλ/4共振器を、誘電体を用いて波長短縮すれば、等価的にコンデンサ値(以下容量性)が増大することとなりインピーダンスの周波数特性が急峻となって帯域が狭くなる。一方、磁性体を用いた場合には、等価的にインダクタンス値(以下誘導性)が増大することによりインピーダンスの周波数特性が緩やかになり、帯域を広くすることが可能となる。従って、広帯域なアンテナを得るためには、磁性体の使用が有効である。しかしながら、磁性体は一般に誘電体としての特性をも併せ持っているため、損失の観点から見ると、誘電体を用いた場合には誘電損失のみであるが、磁性体を用いた場合には磁気的損失と誘電損失の両方が生じることとなり、放射効率の低下を招くという問題があった。
【0007】
そこで本発明は、磁性体を用いて小型・広帯域化を図りつつ、損失を抑制して放射効率の低下を防ぐアンテナとそれを用いた電子機器を提供することを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために本発明は、接地リード線の近傍に磁性体を設けると共に、接地電極と放射電極間には磁性体の非設置空間を設けたものである。即ち、λ/4モード共振において最も電流集中の起きる接地リード線の近傍に磁性体を設けることで、磁性体による波長短縮と誘導性の増大効果を有効に発揮させ、小型化と広帯域化を実現すると共に、一方では、放射電極と接地電極間の電流集中の少ない箇所に磁性体の非設置空間を設けることにより、その部分で生じる磁気的損失および誘電損失の発生をなくし、放射効率の低下を防ぐものである。
【0009】
本発明の請求項2に記載の発明は、接地リード線を柱状の磁性体の貫通孔部分を貫通させるようにした請求項1に記載のアンテナである。接地リード線が柱状の磁性体の貫通孔部分を貫通するようにすれば、接地リード線の周囲を覆うように磁性体が存在する状態を作ることができる。磁界は電流の流れに対してその周囲を周回するように発生するため、電流集中が起きる接地リード線の周囲に磁性体を設けることは、この部分における波長短縮および誘導性増大効果を高めることとなり、アンテナの小型・広帯域化に有効な構成となる。
【0010】
次に本発明の請求項3に記載の発明は、接地リード線を放射電極の外周部分から引き出した請求項1に記載のアンテナである。接地リード線を放射電極の外周部分から引き出すことにより、共振器長を長くとることができ、共振周波数を下げることができる。言い換えれば、同じ共振周波数ならばアンテナを小型化することができるということである。
【0011】
次に本発明の請求項4に記載の発明は、磁性体を放射電極の外周部分に設けた請求項1に記載のアンテナである。縁効果により放射電極の外周部分にも電流集中が起こる場合、その部分にも磁性体を設けることによって、波長短縮および誘導性増大効果を高め、アンテナを小型・広帯域化することが可能となる。
【0012】
次に本発明の請求項5に記載の発明は、放射電極と接地電極の外周部分間の接地リード線の引出し部分以外にスペーサを設けた請求項1に記載のアンテナである。放射電極の外周部分にスペーサを設けることによって、放射電極と接地電極間の距離を一様に保つことができ、特性の変動が起きにくくなるものである。
【0013】
次に本発明の請求項6に記載の発明は、スペーサを絶縁体で形成した請求項5に記載のアンテナである。スペーサに誘電特性および磁気特性をほとんど持たない絶縁体を用いることにより、誘電損失および磁気的損失の発生を抑制することができ、放射効率の低下を防ぐことができるというものである。
【0014】
次に本発明の請求項7に記載の発明は、磁性体の上下面をそれぞれ放射電極と接地電極に接するように設けた請求項1に記載のアンテナである。本構成にすることにより、放射電極と接地電極間を接続している接地リード線がすべて磁性体に覆われる構成となり、磁性体による波長短縮および誘導性増大効果を更に高めることとなり、より小型で広帯域なアンテナを得ることができるというものである。
【0015】
次に本発明の請求項8に記載の発明は、磁性体の貫通孔を貫通する接地リード線と同形状となるように構成した請求項2に記載のアンテナである。本構成にすることにより、接地リード線の外周に密接に磁性体が存在することになり、効果的に小型・広帯域化を図ることができる。
【0016】
次に本発明の請求項9に記載の発明は、接地リード線と柱状の磁性体の貫通孔部分を隙間なく構成した請求項2に記載のアンテナである。本構成にすることにより、接地リード線の外周に発生する磁界を漏らすことなく磁性体に作用させることができ、更なる小型・広帯域化を図ることができる。
【0017】
次に本発明の請求項10に記載の発明は、貫通孔を柱状の磁性体の中心部分に設けた請求項2に記載のアンテナである。本構成にすることにより、接地リード線の外周に均等に磁性体が存在する状態を作ることができ、磁性体を効果的に作用させることができるというものである。
【0018】
次に本発明の請求項11に記載の発明は、貫通孔を放射電極および接地電極側に偏心するように設けた請求項2に記載のアンテナである。本構成にすることで、電流が集中する接地リード線が接続されている放射電極および接地電極の接続部分の近傍にも磁性体が存在する構成にすることができるため、磁性体の作用をより効果的に得ることができるというものである。
【0019】
次に本発明の請求項12に記載の発明は、接地リード線をメアンダ状にした請求項1に記載のアンテナである。本構成にすることにより、接地リード線部分の線路長を長くすることができるので、放射電極を小型にすることができる。即ち、更に小型なアンテナを得ることができるというものである。
【0020】
次に本発明の請求項13に記載の発明は、複数の接地リード線を設けた請求項1に記載のアンテナである。本構成にすると、放射電極の面積は、接地リード線が1本の時に比べると大きくなるが、帯域幅は拡大する。つまり、帯域幅を減少させることなく低背なアンテナを得ることができるというものである。
【0021】
次に本発明の請求項14に記載の発明は、複数の接地リード線の少なくとも1本を、柱状の磁性体の貫通孔部分に貫通させた請求項13に記載のアンテナである。本構成にすることにより、接地リード線を増やしたことによって拡大した放射電極面積を、磁性体の効果で小型にすることが可能となり、結果的に小型で低背なアンテナを得ることができるというものである。
【0022】
次に本発明の請求項15に記載の発明は、放射電極にスリットを設けた請求項1に記載のアンテナである。スリットを設けることで電流の流れる経路を分けることになり、それぞれの流れに対して共振モードを得ることが出来る。その結果、複数の周波数帯で共振させることができるので、小型なマルチバンドのアンテナを得ることができるというものである。
【0023】
次に本発明の請求項16に記載の発明は、放射電極と接地電極間に無給電電極を設けた請求項1に記載のアンテナである。放射電極と無給電電極と接地電極との相互の電磁界結合を利用することで、所望周波数帯域に対応したインピーダンス特性を効率的に得て広帯域化が可能となり、小型で広帯域なマルチバンドのアンテナを得ることができるというものである。
【0024】
次に本発明の請求項17に記載の発明は、比透磁率が周波数特性を持つような磁性体を用いた請求項1に記載のアンテナである。比透磁率が低周波で大きく、高周波になるにつれて小さくなるような周波数特性を持つ磁性体を用いれば、波長の長い低周波帯に対して磁性体の波長短縮の効果が大きくなり、結果的に小型なアンテナを得ることができるというものである。
【0025】
次に本発明の請求項18に記載の発明は、請求項1から17のいずれか1つに記載のアンテナの給電リード線を送信ラインと受信ラインの少なくとも一方に接続した電子機器であって、極めて小型化されたアンテナを送信ラインと受信ラインの少なくとも一方に接続することにより、電子機器自体の小型化を達成できるものである。
【0026】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態を添付図面により説明する。
【0027】
図1から図7は本発明の一実施の形態を示し、電子機器の一例として携帯電話を示したものである。
【0028】
即ち、図3が携帯電話の電気回路を示しており、この図3に示すごとくアンテナ1は、アンテナ共用器2を介して送信ライン3と受信ライン4に接続されている。このアンテナ共用器2には送信フィルタ5と受信フィルタ6を含む。アンテナ1で受信された電波は、アンテナ共用器2を介して受信ライン4に伝達され、また音声などの送信信号は送信ライン3、アンテナ共用器2を介してアンテナ1から送信されるようになっている。この図3に示す電気回路は携帯電話の一般例を示すものなので、詳細な説明は簡略化するが、受信ライン4には増幅器7、段間フィルタ8、ミキサ9、IFフィルタ10、復調器11を介してスピーカ12が接続されている。また、送信ライン3には、マイク13から順に変調器14、ミキサ15、段間フィルタ16、増幅器17、アイソレータ18が設けられ、それがアンテナ共用器2に接続された状態となっている。またミキサ9,15にはそれぞれ電圧制御発振器(VCO)19がそれぞれフィルタ20,21を介して接続されている。
【0029】
さて、この電気回路を具体的に構成図として示したものが図1に示すものである。図1において、プリント基板22には図3に示すアンテナ共用器2から復調器11、あるいは変調器14までの送信ライン3、受信ライン4のそれぞれの部品が、この図1においてはプリント基板22上の送受信回路部23に構成されている。この送受信回路部23から信号ライン24が設けられ、この信号ライン24には給電端子25が接続されている。この給電端子25は、図3においてアンテナ1とアンテナ共用器2との間に設けられている。
【0030】
プリント基板22上には、図1に示すごとく送受信回路部23以外にアンテナ1が設けられている。このアンテナ1は図2に示すような構成体となっている。即ち、例えば銅板で形成された接地電極26とこの接地電極26上に所定空間をおいて対向配置された同じく銅板より成る放射電極27と、この放射電極27から引き出された接地リード線28、給電リード線29およびスペーサ30、磁性体31で構成されている。前記接地リード線28は図2に示すように、板状の放射電極27のコーナー部分から外方に引き出され、その後下方へ折り曲げられたものであって、板状もしくはメアンダ状に構成された接地リード線28は、角柱状の磁性体31の貫通孔31aを図1に示すごとく貫通し、そしてその下端は接地電極26に電気的機械的に接続されている。この貫通孔31aは、接地リード線28と同形状となるように構成されており、磁性体31の中心部分もしくは磁性体31が接地電極26と放射電極27側に多く存在するように偏心となるような位置に設けられているものとする。なお、接地リード線28と磁性体31は、同時焼成法などによって、出来るだけ隙間なく構成することが望ましい。
【0031】
また、同じく板状の放射電極27の外周部分から外方に延長され下方へと折り曲げられた給電リード線29は、図2に示す板状の接地電極26に設けた切欠き26a部分を介して図1に示す給電端子25に電気的機械的に接続されるようになっている。
【0032】
またスペーサ30は図2に示すごとくコ字状となっており、放射電極27の外周部分を接地電極26との間で支えるように設けられているものである。このスペーサ30は例えばABS樹脂などの絶縁体で形成されているものである。また磁性体31は例えば比透磁率が低周波で大きく、高周波になるにつれて小さくなるような周波数特性を持つフェライト系材料などで形成されているもので、磁性体31の上下面はそれぞれ、放射電極27と接地電極26に接するように、接地リード線28と同じ長さとなるように構成されている。続いて、接地電極26は図1に示す4つの接地端子32においてプリント基板22に電気的機械的に接続される構成になっている。
【0033】
上記構成において放射電極27は、図3に示すように基本的にアンテナとしての働きをするものであって、この放射電極27を接地リード線28を介して板状の接地電極26に接続することにより、λ/4共振モードのアンテナとして機能するようになる。
【0034】
さて、そのような状況において本実施の形態で最も特徴とする点は、この接地リード線28を角柱状の磁性体31に貫通させて配置したことである。この構成によって、λ/4モードの共振において最も電流が集中する接地リード線28の周囲に磁性体31が存在する状態を作り出すことができる。磁界は電流の流れに対してその周囲を周回するように発生するため、接地リード線28の周囲に設けた磁性体31は、磁界に対して最も有効に作用し、これによって波長短縮効果を発揮しつつ、誘導性を増大させてインピーダンスの周波数変化を緩やかにすることができ、結果としてこの図2に示すアンテナ1は小型で広帯域なものとなる。具体的には放射電極27、接地電極26などが小さくできることになるものである。もちろんそれによって図3に示す携帯電話を一例として用いた電子機器の小型化が図れるものである。
【0035】
さて、この図2に示すスペーサ30は放射電極27の外周部分に設けられるものであるが、このスペーサ30は上述したように絶縁体で構成されている。本来であれば、放射電極27と接地電極26間を全て磁性体とすればアンテナ1の小型化と広帯域化を達成することができるものであるが、そうした場合、磁性体の有する誘電損失および磁気的損失によって放射効率の低下を招くといった弊害が生じる。そこで本実施の形態では上述したように、磁性体31を電流集中が起きる接地リード線28の外周部分に限定して有効に配置し、逆に電流集中が小さい他の部分は磁性体31の非存在空間とし、スペーサ30によって機械的に支持するのみという構成とした。さらに、このスペーサ30には誘電特性および磁気特性をほとんど持たない絶縁体を用い、これによって誘電損失および磁気的損失の発生を抑制している。
【0036】
以上の構成により、アンテナ1の小型化と広帯域化を図りつつ放射効率の低下を抑制し、さらに放射電極27と接地電極26との間隔の変動を抑えて、安定した特性のアンテナを得ることができるものである。
【0037】
なお、本実施の形態においては磁性体31を接地リード線28の近傍にのみ配置したが、それに加えて他の部分にも配置しても構わない。特にアンテナの形態によっては、縁効果により放射電極27の周囲にも電流集中が起こる場合が考えられる。そのような場合には、接地リード線28の近傍に加えて放射電極27の周囲もしくはその一部にも磁性体を設けても構わない。
【0038】
また、図4に示すように、接地リード線28を接地リード線28a,28bのように複数設け、磁性体31の貫通孔31a,31bに貫通させても構わない。接地リード線28を複数にすることで、放射電極27が大きくなり、それにより帯域幅が拡大する。また磁性体31によって拡大した放射電極27を小型にすることができるので、アンテナを低背化させるには効果的な構成となる。
【0039】
また、図5に示すように、放射電極27にはスリット27aを設けても構わない。スリット27aを設けることで、複数の周波数帯で共振させることができるので、マルチバンドに対応したアンテナを得ることができる。
【0040】
さらに、図6に示すように放射電極27と接地電極26の間に、放射電極27や接地リード線28、給電リード線29、接地電極26に非接触であるような無給電電極33を配置しても構わない。無給電電極33と放射電極27間に電磁界結合を発生させて広帯域化を図ることが可能となり、広帯域なマルチバンドアンテナを得ることができる。この場合には、スペーサ30は無給電電極33を機械的に支えるような形状にすることが望ましい。
【0041】
図7は、1710MHzにおいてμ’=2.6、μ’’=0.08、ε’=10.3、ε’’=0.05であるような周波数特性を持つ磁性体31を用いた場合のVSWRのグラフである。点線で示す磁性体31を用いない場合のアンテナに比べて、実線で示す磁性体31を用いたアンテナは、広帯域化を図ることが可能となっている。
【0042】
【発明の効果】
以上のように本発明は、板状の接地電極と、この接地電極に所定空間をおいて対向配置した板状の放射電極と、この接地電極と放射電極を接続した接地リード線と、前記放射電極と接続した給電リード線とを備え、前記接地リード線の近傍に磁性体を設けると共に、前記放射電極と接地電極間には磁性体の非設置空間を設けたものであるので、小型・広帯域でしかも放射効率の低下を防いだアンテナおよび、小型な電子機器を提供することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のアンテナの一実施の形態を示す分解斜視図
【図2】そのアンテナの分解斜視図
【図3】そのアンテナを用いる電子機器の一例としての携帯電話の電気回路図
【図4】アンテナ部分の分解斜視図
【図5】アンテナ部分の分解斜視図
【図6】アンテナ部分の分解斜視図
【図7】本発明のアンテナの帯域幅の変化のグラフ
【符号の説明】
1 アンテナ
26 接地電極
27 放射電極
28 接地リード線
29 給電リード線
30 スペーサ
31 磁性体
31a 貫通孔
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an antenna and an electronic device using the same.
[0002]
[Prior art]
The configuration of this type of conventional antenna is as follows. That is, a plate-shaped ground electrode, a plate-shaped radiating electrode arranged to face the ground electrode with a predetermined space, a ground lead wire connecting the radiating electrode and the ground electrode, and a power supply lead connected to the radiating electrode. And a line. In this configuration, a ground electrode and a radiation electrode are connected to each other by a ground lead wire to create a λ / 4 mode resonance, and a radio wave is radiated by the resonance electrode. The λ / 4 mode referred to here is a resonance mode in which the current is maximum at the ground lead and the current is minimum and the voltage is maximum at the open end furthest from the ground lead.
[0003]
As prior art document information relating to the invention of this application, for example, Patent Document 1 is known.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-1-228303
[Problems to be solved by the invention]
In this type of conventional antenna, attempts have been made to insert a dielectric or magnetic material between a ground electrode and a radiation electrode in order to reduce the size. As a result, the wavelength of the electromagnetic field between the ground electrode and the radiation electrode is shortened, and thereby the size of the antenna is reduced.
[0006]
The λ / 4 mode resonance can be equivalently represented by a parallel resonance circuit of a capacitor and an inductor. If the wavelength of the λ / 4 resonator is shortened by using a dielectric, the capacitor value (hereinafter referred to as “capacitance”) equivalently increases, and the frequency characteristic of the impedance becomes steep to narrow the band. On the other hand, when a magnetic material is used, the frequency characteristic of the impedance is moderated by equivalently increasing the inductance value (hereinafter, inductive), and the band can be widened. Therefore, the use of a magnetic material is effective for obtaining a broadband antenna. However, magnetic materials generally also have the characteristics of a dielectric, so from the viewpoint of loss, when a dielectric is used, there is only dielectric loss, but when a magnetic material is used, magnetic Both loss and dielectric loss occur, which causes a problem of lowering radiation efficiency.
[0007]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an antenna that suppresses a loss and prevents a decrease in radiation efficiency while using a magnetic material to achieve a small size and a wide band, and an electronic device using the antenna.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve this object, the present invention provides a magnetic body near the ground lead wire, and provides a space where no magnetic body is provided between the ground electrode and the radiation electrode. In other words, by providing a magnetic material near the grounding lead wire where current concentration occurs most in λ / 4 mode resonance, the effect of shortening the wavelength and increasing the inductivity due to the magnetic material is effectively exerted, realizing miniaturization and broadening of the band. On the other hand, by providing a space where the magnetic material is not installed at a place where the current concentration between the radiation electrode and the ground electrode is low, the occurrence of magnetic loss and dielectric loss at that part is eliminated, and the radiation efficiency is reduced. It is to prevent.
[0009]
The invention according to a second aspect of the present invention is the antenna according to the first aspect, wherein the grounding lead wire passes through the through-hole portion of the columnar magnetic body. When the grounding lead wire passes through the through hole of the columnar magnetic body, it is possible to create a state in which the magnetic body exists so as to cover the periphery of the grounding lead wire. Since a magnetic field is generated around the current flow around it, providing a magnetic material around the ground lead wire where current concentration occurs increases the effect of shortening the wavelength and increasing the inductivity in this part. Thus, the configuration is effective for reducing the size and bandwidth of the antenna.
[0010]
Next, an antenna according to a third aspect of the present invention is the antenna according to the first aspect, wherein the grounding lead wire is drawn out from the outer peripheral portion of the radiation electrode. By drawing the ground lead from the outer peripheral portion of the radiation electrode, the length of the resonator can be increased, and the resonance frequency can be reduced. In other words, if the resonance frequency is the same, the antenna can be downsized.
[0011]
Next, an antenna according to a fourth aspect of the present invention is the antenna according to the first aspect, wherein a magnetic body is provided on an outer peripheral portion of the radiation electrode. When current concentration also occurs in the outer peripheral portion of the radiation electrode due to the edge effect, by providing a magnetic material also in that portion, the effect of shortening the wavelength and increasing the inductivity can be enhanced, and the antenna can be reduced in size and bandwidth.
[0012]
Next, an antenna according to a fifth aspect of the present invention is the antenna according to the first aspect, wherein a spacer is provided at a portion other than a portion where the ground lead wire extends between the outer peripheral portion of the radiation electrode and the ground electrode. By providing the spacer on the outer peripheral portion of the radiation electrode, the distance between the radiation electrode and the ground electrode can be kept uniform, and the characteristic hardly fluctuates.
[0013]
Next, the invention according to claim 6 of the present invention is the antenna according to claim 5, wherein the spacer is formed of an insulator. By using an insulator having almost no dielectric and magnetic properties for the spacer, the occurrence of dielectric loss and magnetic loss can be suppressed, and a decrease in radiation efficiency can be prevented.
[0014]
Next, the invention according to claim 7 of the present invention is the antenna according to claim 1, wherein the upper and lower surfaces of the magnetic material are provided so as to be in contact with the radiation electrode and the ground electrode, respectively. With this configuration, the grounding lead wire connecting the radiation electrode and the grounding electrode is entirely covered with a magnetic material, which further enhances the effect of shortening the wavelength and increasing the inductive property of the magnetic material. That is, a broadband antenna can be obtained.
[0015]
Next, the invention according to claim 8 of the present invention is the antenna according to claim 2, wherein the antenna is configured to have the same shape as a grounding lead wire passing through a through hole of a magnetic body. With this configuration, the magnetic material is closely located on the outer periphery of the ground lead wire, and the size and the bandwidth can be effectively reduced.
[0016]
Next, an antenna according to a ninth aspect of the present invention is the antenna according to the second aspect, wherein the grounding lead wire and the through-hole portion of the columnar magnetic body are formed without a gap. With this configuration, the magnetic field generated on the outer periphery of the grounding lead wire can be made to act on the magnetic material without leaking, and further downsizing and a wider band can be achieved.
[0017]
Next, an antenna according to a tenth aspect of the present invention is the antenna according to the second aspect, wherein the through-hole is provided in a central portion of the columnar magnetic body. With this configuration, it is possible to create a state in which the magnetic material is uniformly present on the outer periphery of the ground lead wire, and the magnetic material can be made to act effectively.
[0018]
Next, an antenna according to an eleventh aspect of the present invention is the antenna according to the second aspect, wherein the through hole is provided so as to be eccentric to the radiation electrode and the ground electrode. With this configuration, it is possible to provide a configuration in which a magnetic material also exists near the connection portion between the radiation electrode and the ground electrode to which the ground lead wire where the current is concentrated is connected. It can be obtained effectively.
[0019]
Next, the invention according to claim 12 of the present invention is the antenna according to claim 1, wherein the grounding lead wire has a meandering shape. With this configuration, the line length of the ground lead wire portion can be increased, so that the radiation electrode can be downsized. That is, a smaller antenna can be obtained.
[0020]
Next, the invention according to claim 13 of the present invention is the antenna according to claim 1 provided with a plurality of grounding leads. With this configuration, the area of the radiation electrode is larger than that of a single ground lead, but the bandwidth is increased. That is, a low-profile antenna can be obtained without reducing the bandwidth.
[0021]
Next, an antenna according to a fourteenth aspect of the present invention is the antenna according to the thirteenth aspect, wherein at least one of the plurality of grounding leads is penetrated through the through-hole portion of the columnar magnetic body. According to this configuration, the radiation electrode area enlarged by increasing the number of grounding leads can be reduced by the effect of the magnetic material, and as a result, a small and low-profile antenna can be obtained. Things.
[0022]
Next, the invention according to claim 15 of the present invention is the antenna according to claim 1, wherein a slit is provided in the radiation electrode. By providing the slit, the paths through which the current flows are separated, and a resonance mode can be obtained for each flow. As a result, since resonance can be performed in a plurality of frequency bands, a small multi-band antenna can be obtained.
[0023]
Next, the invention according to claim 16 of the present invention is the antenna according to claim 1, wherein a parasitic electrode is provided between the radiation electrode and the ground electrode. By utilizing the mutual electromagnetic coupling between the radiation electrode, the parasitic electrode, and the ground electrode, it is possible to efficiently obtain impedance characteristics corresponding to a desired frequency band and to broaden the band, thereby enabling a compact, wideband multiband antenna. Can be obtained.
[0024]
Next, an antenna according to a seventeenth aspect of the present invention is the antenna according to the first aspect, wherein a magnetic body having a relative permeability having a frequency characteristic is used. If a magnetic material having a frequency characteristic such that the relative permeability is large at a low frequency and becomes smaller as the frequency becomes higher is used, the effect of shortening the wavelength of the magnetic material in a low-frequency band having a longer wavelength is increased, and as a result, That is, a small antenna can be obtained.
[0025]
Next, an invention according to claim 18 of the present invention is an electronic device in which the power supply lead wire of the antenna according to any one of claims 1 to 17 is connected to at least one of a transmission line and a reception line, By connecting an extremely miniaturized antenna to at least one of the transmission line and the reception line, the miniaturization of the electronic device itself can be achieved.
[0026]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0027]
1 to 7 show one embodiment of the present invention, and show a mobile phone as an example of an electronic apparatus.
[0028]
That is, FIG. 3 shows an electric circuit of the mobile phone. As shown in FIG. 3, the antenna 1 is connected to the transmission line 3 and the reception line 4 via the antenna duplexer 2. The duplexer 2 includes a transmission filter 5 and a reception filter 6. The radio wave received by the antenna 1 is transmitted to the reception line 4 via the antenna sharing device 2, and the transmission signal such as voice is transmitted from the antenna 1 via the transmission line 3 and the antenna sharing device 2. ing. Since the electric circuit shown in FIG. 3 shows a general example of a mobile phone, the detailed description will be simplified, but an amplifier 7, an interstage filter 8, a mixer 9, an IF filter 10, a demodulator 11 The speaker 12 is connected via the. Further, a modulator 14, a mixer 15, an interstage filter 16, an amplifier 17, and an isolator 18 are provided on the transmission line 3 in order from the microphone 13, and are connected to the antenna duplexer 2. Further, a voltage controlled oscillator (VCO) 19 is connected to the mixers 9 and 15 via filters 20 and 21, respectively.
[0029]
FIG. 1 specifically shows this electric circuit as a configuration diagram. In FIG. 1, the components of the transmission line 3 and the reception line 4 from the antenna duplexer 2 to the demodulator 11 or the modulator 14 shown in FIG. The transmission / reception circuit unit 23 of FIG. A signal line 24 is provided from the transmission / reception circuit unit 23, and a power supply terminal 25 is connected to the signal line 24. The power supply terminal 25 is provided between the antenna 1 and the antenna duplexer 2 in FIG.
[0030]
The antenna 1 is provided on the printed circuit board 22 in addition to the transmission / reception circuit unit 23 as shown in FIG. The antenna 1 has a structure as shown in FIG. That is, for example, a ground electrode 26 formed of a copper plate, a radiation electrode 27 of the same copper plate facing the ground electrode 26 with a predetermined space therebetween, a ground lead wire 28 drawn from the radiation electrode 27, It is composed of a lead wire 29, a spacer 30, and a magnetic body 31. As shown in FIG. 2, the ground lead wire 28 is drawn outward from a corner portion of the plate-shaped radiation electrode 27 and then bent downward to form a plate-shaped or meander-shaped ground. The lead wire 28 penetrates through the through hole 31a of the prismatic magnetic body 31 as shown in FIG. 1, and its lower end is electrically and mechanically connected to the ground electrode 26. The through hole 31 a is configured to have the same shape as the ground lead wire 28, and is eccentric so that the central portion of the magnetic body 31 or the magnetic body 31 exists more on the ground electrode 26 and the radiation electrode 27 side. It is assumed that it is provided at such a position. It is desirable that the ground lead wire 28 and the magnetic body 31 be formed as closely as possible by a simultaneous firing method or the like.
[0031]
A power supply lead wire 29 extending outward from the outer peripheral portion of the plate-like radiation electrode 27 and bent downward is also provided with a notch 26a provided in the plate-like ground electrode 26 shown in FIG. The power supply terminal 25 is electrically and mechanically connected to the power supply terminal 25 shown in FIG.
[0032]
The spacer 30 has a U-shape as shown in FIG. 2 and is provided so as to support the outer peripheral portion of the radiation electrode 27 between the radiation electrode 27 and the ground electrode 26. The spacer 30 is formed of, for example, an insulator such as an ABS resin. The magnetic body 31 is made of, for example, a ferrite-based material having frequency characteristics such that the relative magnetic permeability increases at low frequencies and decreases with increasing frequency. It is configured to have the same length as the ground lead wire 28 so as to be in contact with the ground electrode 27 and the ground electrode 26. Subsequently, the ground electrode 26 is configured to be electrically and mechanically connected to the printed circuit board 22 at the four ground terminals 32 shown in FIG.
[0033]
In the above configuration, the radiation electrode 27 basically functions as an antenna as shown in FIG. 3, and the radiation electrode 27 is connected to the plate-like ground electrode 26 via the ground lead 28. Accordingly, the antenna functions as an antenna in the λ / 4 resonance mode.
[0034]
The most characteristic feature of the present embodiment in such a situation is that the grounding lead wire 28 is disposed so as to penetrate through the prismatic magnetic body 31. With this configuration, it is possible to create a state in which the magnetic body 31 exists around the ground lead wire 28 where the current is most concentrated in the resonance in the λ / 4 mode. Since the magnetic field is generated so as to orbit around the current flow, the magnetic body 31 provided around the ground lead wire 28 acts most effectively on the magnetic field, thereby exhibiting the wavelength shortening effect. While increasing the inductive property, the frequency change of the impedance can be moderated, and as a result, the antenna 1 shown in FIG. 2 has a small size and a wide band. Specifically, the radiation electrode 27, the ground electrode 26, and the like can be made smaller. Of course, this makes it possible to reduce the size of an electronic device using the mobile phone shown in FIG. 3 as an example.
[0035]
The spacer 30 shown in FIG. 2 is provided on the outer peripheral portion of the radiation electrode 27. The spacer 30 is made of an insulator as described above. Originally, if all of the space between the radiation electrode 27 and the ground electrode 26 is made of a magnetic material, the antenna 1 can be reduced in size and a wider band, but in such a case, the dielectric loss and magnetic property of the magnetic material are reduced. The adverse effect that a radiation loss causes a decrease in radiation efficiency occurs. Therefore, in the present embodiment, as described above, the magnetic body 31 is effectively disposed only at the outer peripheral portion of the ground lead wire 28 where current concentration occurs, and the other portion where the current concentration is small is The space is defined as an existing space, and is only mechanically supported by the spacer 30. Further, an insulator having almost no dielectric and magnetic properties is used for the spacer 30, thereby suppressing occurrence of dielectric loss and magnetic loss.
[0036]
With the above-described configuration, it is possible to obtain an antenna having stable characteristics by suppressing a decrease in radiation efficiency while reducing the size and the bandwidth of the antenna 1 and further suppressing a change in the interval between the radiation electrode 27 and the ground electrode 26. You can do it.
[0037]
In the present embodiment, the magnetic body 31 is arranged only in the vicinity of the ground lead 28, but may be arranged in other parts in addition to the magnetic body 31. Particularly, depending on the form of the antenna, a current concentration may occur around the radiation electrode 27 due to the edge effect. In such a case, a magnetic material may be provided around the radiation electrode 27 or a part thereof in addition to the vicinity of the ground lead wire 28.
[0038]
Further, as shown in FIG. 4, a plurality of ground lead wires 28 may be provided like ground lead wires 28a and 28b, and may be penetrated through the through holes 31a and 31b of the magnetic body 31. The use of a plurality of ground leads 28 increases the size of the radiation electrode 27, thereby increasing the bandwidth. Further, since the radiation electrode 27 enlarged by the magnetic body 31 can be reduced in size, the configuration is effective for reducing the height of the antenna.
[0039]
Further, as shown in FIG. 5, the radiation electrode 27 may be provided with a slit 27a. By providing the slit 27a, it is possible to resonate in a plurality of frequency bands, so that an antenna compatible with multiple bands can be obtained.
[0040]
Further, as shown in FIG. 6, between the radiation electrode 27 and the ground electrode 26, a radiation electrode 27, a ground lead wire 28, a power supply lead wire 29, and a parasitic electrode 33 which is not in contact with the ground electrode 26 are arranged. It does not matter. Electromagnetic field coupling can be generated between the parasitic electrode 33 and the radiation electrode 27 to achieve a wider band, and a wideband multiband antenna can be obtained. In this case, it is desirable that the spacer 30 be shaped to mechanically support the parasitic electrode 33.
[0041]
FIG. 7 shows a case where a magnetic material 31 having frequency characteristics such that μ ′ = 2.6, μ ″ = 0.08, ε ′ = 10.3, and ε ″ = 0.05 at 1710 MHz is used. 5 is a graph of VSWR of FIG. The antenna using the magnetic body 31 shown by the solid line can achieve a wider band than the antenna without the magnetic body 31 shown by the dotted line.
[0042]
【The invention's effect】
As described above, the present invention provides a plate-like ground electrode, a plate-like radiating electrode arranged to face the ground electrode with a predetermined space, a ground lead wire connecting the ground electrode and the radiating electrode, A power supply lead connected to the electrode; a magnetic body provided near the grounding lead; and a space where no magnetic body is provided between the radiation electrode and the grounding electrode. Moreover, it is possible to provide an antenna and a small electronic device that prevent a reduction in radiation efficiency.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view showing an embodiment of the antenna of the present invention. FIG. 2 is an exploded perspective view of the antenna. FIG. 3 is an electric circuit diagram of a mobile phone as an example of an electronic device using the antenna. 4: Exploded perspective view of antenna part FIG. 5: Exploded perspective view of antenna part FIG. 6: Exploded perspective view of antenna part FIG. 7: Graph of change in bandwidth of antenna of the present invention
1 antenna 26 ground electrode 27 radiation electrode 28 ground lead 29 feed lead 30 spacer 31 magnetic body 31a through hole

Claims (18)

板状の接地電極と、この接地電極に所定空間をおいて対向配置した板状の放射電極と、この放射電極と接地電極間を接続した接地リード線と、前記放射電極に接続した給電リード線とを備え、前記接地リード線の近傍に磁性体を設けると共に、前記放射電極と接地電極間には磁性体の非設置空間を設けたアンテナ。A plate-shaped ground electrode, a plate-shaped radiation electrode disposed to face the ground electrode with a predetermined space therebetween, a ground lead wire connecting the radiation electrode to the ground electrode, and a power supply lead wire connected to the radiation electrode And a magnetic body is provided in the vicinity of the ground lead wire, and a space where no magnetic body is provided is provided between the radiation electrode and the ground electrode. 接地リード線を柱状の磁性体の貫通孔部分を貫通させた請求項1に記載のアンテナ。2. The antenna according to claim 1, wherein the grounding lead wire passes through a through-hole portion of the columnar magnetic body. 接地リード線を放射電極の外周部分から引き出した請求項1に記載のアンテナ。2. The antenna according to claim 1, wherein the grounding lead wire is drawn out of an outer peripheral portion of the radiation electrode. 磁性体を放射電極の外周部分に設けた請求項1に記載のアンテナ。The antenna according to claim 1, wherein the magnetic material is provided on an outer peripheral portion of the radiation electrode. 放射電極と接地電極の外周部分間の接地リード線の引出し部分以外にスペーサを設けた請求項1に記載のアンテナ。2. The antenna according to claim 1, wherein a spacer is provided at a portion other than a portion where the ground lead wire extends between the outer peripheral portion of the radiation electrode and the ground electrode. スペーサを絶縁体で形成した請求項5に記載のアンテナ。The antenna according to claim 5, wherein the spacer is formed of an insulator. 磁性体の上下面をそれぞれ放射電極と接地電極に接するように設けた請求項1に記載のアンテナ。2. The antenna according to claim 1, wherein upper and lower surfaces of the magnetic material are provided so as to be in contact with the radiation electrode and the ground electrode, respectively. 磁性体の貫通孔を貫通する接地リード線と同形状となるように構成した請求項2に記載のアンテナ。3. The antenna according to claim 2, wherein the antenna is configured to have the same shape as a grounding lead wire penetrating through the through-hole of the magnetic body. 接地リード線と柱状の磁性体の貫通孔部分を隙間なく構成した請求項2に記載のアンテナ。3. The antenna according to claim 2, wherein the ground lead and the through-hole portion of the columnar magnetic body are formed without a gap. 貫通孔を柱状の磁性体の中心部分に設けた請求項2に記載のアンテナ。3. The antenna according to claim 2, wherein the through hole is provided in a central portion of the columnar magnetic body. 貫通孔を放射電極および接地電極側に偏心するように設けた請求項2に記載のアンテナ。3. The antenna according to claim 2, wherein the through hole is provided so as to be eccentric to the radiation electrode and the ground electrode. 接地リード線をメアンダ状とした請求項1に記載のアンテナ。2. The antenna according to claim 1, wherein the grounding lead wire has a meandering shape. 複数の接地リード線を設けた請求項1に記載のアンテナ。The antenna according to claim 1, wherein a plurality of grounding leads are provided. 複数の接地リード線の少なくとも1本を、柱状の磁性体の貫通孔部分に貫通させた請求項13に記載のアンテナ。14. The antenna according to claim 13, wherein at least one of the plurality of ground lead wires penetrates a through-hole portion of the columnar magnetic body. 放射電極にスリットを設けた請求項1に記載のアンテナ。The antenna according to claim 1, wherein a slit is provided in the radiation electrode. 放射電極と接地電極間に無給電電極を設けた請求項1に記載のアンテナ。The antenna according to claim 1, wherein a parasitic electrode is provided between the radiation electrode and the ground electrode. 比透磁率が周波数特性を持つような磁性体を用いた請求項1に記載のアンテナ。The antenna according to claim 1, wherein a magnetic material having a relative magnetic permeability having a frequency characteristic is used. 請求項1から17のいずれか1つに記載のアンテナの給電リード線を送信ラインと受信ラインの少なくとも一方に接続した電子機器。18. An electronic device, wherein a power supply lead wire of the antenna according to claim 1 is connected to at least one of a transmission line and a reception line.
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