JP2004032808A - 無線機用アンテナ装置 - Google Patents

Abstract

　　【課題】　　　人体からの影響を少なくすることができ、利得の向上を図ることができるとともに、通話エリアを狭くすることなく、非吸収率（ＳＡＲ）を小さくすることができる無線機用アンテナ装置を提供すること。
　　【解決手段】　給電されるアンテナ素子１と地板３とを有する不平衡給電方式の無線機用アンテナ装置において、板状の無給電素子７を地板３に沿って配置し、当該無給電素子７が人体側に配置されるときは反射器として、人体と反対の側に配置されるときは導波器としてそれぞれ動作するように当該無給電素子７の素子長を設定する。
　【選択図】　　　図１

Description

　本発明は、無線機用アンテナ装置に関する。

　従来、携帯電話機や移動無線機などの携帯型移動無線機（携帯型移動通信端末や単に携帯型通信端末などとも呼ばれる）に使用されるアンテナ装置としては、たとえば、図１３に示すようなものがある。

　このアンテナ装置は、携帯電話機用のアンテナ装置であって、給電されるアンテナ素子１と回路基板などの地板３とから構成される不平衡給電アンテナである。ここで、アンテナ素子１は、線状や螺旋状、板状など任意の形状を有することができる。アンテナ素子１への給電は、給電部５を通じて行われる。地板３の長さ（地板長）は、使用するシステムの周波数帯域や各携帯電話機のモデルなどによって異なるが、８００ＭＨｚ帯では、多くの場合、約３／８波長程度である。

　しかしながら、上記した従来のアンテナ装置においては、通信時に地板３上に電流が流れ、地板３もアンテナの一部として放射するため（不平衡給電方式）、通話時に人体からの影響を受けやすく、利得が低減するという問題がある。

　また、従来のアンテナ装置においては、非吸収率（ＳＡＲ）を低減するために、アンテナの損失を大きくしたり、携帯電話機の送信電力を小さくしたりしていたため、通話エリアが狭くなるというという問題も生じていた。

　本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、人体からの影響を少なくすることができ、利得の向上を図ることができるとともに、通話エリアを狭くすることなく、非吸収率（ＳＡＲ）を小さくすることができる無線機用アンテナ装置を提供することを目的とする。

　本発明の無線機用アンテナ装置は、給電されるアンテナ素子と、地板と、を有し、前記地板は、長さが略１／２波長である、構成を採る。

　この構成によれば、不平衡給電方式の無線機用アンテナ装置において、地板の長さを略１／２波長にしたため、地板上に流れる電流分布のピーク点を地板の下方へ移動させることができ（電流分布のピーク点は地板の下端から１／４波長の位置であるため）、電流分布のピーク点と人体との距離が遠くなり、通話エリアを狭くすることなく、非吸収率（ＳＡＲ）を小さくすることができる。

　本発明の無線機用アンテナ装置は、給電されるアンテナ素子と、地板と、を有し、前記地板は、長さが電気的に略１／２波長になるように下端部に地板長を電気的に延長させるための延長素子が設けられている、構成を採る。

　この構成によれば、不平衡給電方式の無線機用アンテナ装置において、地板の下端部に延長素子を設けて地板の長さを電気的に（つまり、等価的に）略１／２波長にしたため、地板上に流れる電流分布のピーク点を地板の下方へ移動させることができ（電流分布のピーク点は地板の下端から１／４波長の位置であるため）、電流分布のピーク点と人体との距離が遠くなり、通話エリアを狭くすることなく、非吸収率（ＳＡＲ）を小さくすることができる。

　また、地板の長さを電気的に延長して等価的に略１／２波長にするため、延長素子を設けない場合よりも地板の物理的な長さを短くすることができ、装置の小型化を図ることができる。

　本発明の無線機用アンテナ装置は、上記の構成において、前記延長素子は、ヘリカルコイルである構成を採る。

　この構成によれば、地板の長さを、簡易な構成で、等価的に略１／２波長にすることができる。

　本発明の無線機用アンテナ装置は、上記の構成において、前記延長素子は、メアンダラインである構成を採る。

　この構成によれば、地板の長さを、ヘリカルコイルを使用する場合よりも簡易な構成で、等価的に略１／２波長にすることができる。

　本発明の無線機用アンテナ装置は、上記の構成において、前記アンテナ素子は、線状の素子である構成を採る。

　この構成によれば、アンテナ素子が線状である無線機用アンテナ装置において上記と同様の作用効果を奏することができる。

　本発明の無線機用アンテナ装置は、上記の構成において、前記アンテナ素子は、螺旋状の素子である構成を採る。

　この構成によれば、アンテナ素子が螺旋状である無線機用アンテナ装置において上記と同様の作用効果を奏することができる。また、アンテナ素子が螺旋状であるため、線状の場合よりもアンテナ素子の小型化を図ることができる。

　本発明の無線機用アンテナ装置は、上記の構成において、前記アンテナ素子は、板状の素子である構成を採る。

　この構成によれば、アンテナ素子が板状である無線機用アンテナ装置において上記と同様の作用効果を奏することができる。また、アンテナ素子が板状であるため、線状の場合よりもアンテナ素子の小型化を図ることができ、また、内蔵化を図ることもできる。

　本発明の携帯型通信端末装置は、上記いずれかに記載の無線機用アンテナ装置を有する構成を採る。

　この構成によれば、上記と同様の作用効果を有する携帯型通信端末装置を提供することができる。

　以上説明したように、本発明によれば、人体からの影響を少なくすることができ、利得の向上を図ることができるとともに、通話エリアを狭くすることなく、非吸収率（ＳＡＲ）を小さくすることができる。

　以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
　（実施の形態１）
　図１は、本発明の実施の形態１に係る無線機用アンテナ装置の構成を示すブロック図である。

　このアンテナ装置１００は、携帯電話機用の不平衡給電方式のアンテナ装置であって、給電されるアンテナ素子１と、回路基板などの地板３と、板状の無給電素子７とを有する。

　アンテナ素子１は、線状や螺旋状、板状など任意の形状を有することができる。図面では、一例として、螺旋状の場合を示している。また、アンテナ素子１への給電は、給電部５を通じて行われる。

　不平衡給電方式の場合、通信時に地板３上にも電流が流れる。地板３の長さ（地板長）は、使用するシステムの周波数帯域や各携帯電話機のモデルなどによって異なるが、８００ＭＨｚ帯では、たとえば、約３／８波長程度である。

　板状無給電素子７は、地板３に沿って配置され、人体に対する地板３と板状無給電素子７の位置関係に応じて反射器または導波器として動作するように素子長が設定されている。具体的には、板状無給電素子７が人体側に配置されるときは（このとき、地板３は人体と反対の側に配置される）、図２（Ａ）に示すような放射特性（指向性）となるように板状無給電素子７を反射器として動作させ、また、板状無給電素子７が人体と反対の側に配置されるときは（このとき、地板３は人体側に配置される）、図２（Ｂ）に示すような放射特性（指向性）となるように板状無給電素子７を導波器として動作させる。よく知られているように、一般に、無給電素子は、放射素子よりも短いと導波器として動作し、放射素子よりも長いと反射器として動作するため、この場合、放射素子として機能するアンテナ素子１および地板３に対して板状無給電素子７の素子長を調整することで、板状無給電素子７を反射器または導波器として動作させることができる。

　このように、本実施の形態のアンテナ装置１００によれば、不平衡給電方式のアンテナ装置において、板状の無給電素子７を地板３に沿って配置し、板状無給電素子７が人体側に配置されるときは、板状無給電素子７を反射器として動作させ、板状無給電素子７が人体と反対の側に配置されるときは、板状無給電素子７を導波器として動作させるため、広帯域に放射指向性を人体と反対の側に向けることができ（図２（Ａ）、図２（Ｂ）参照）、人体からの影響を少なくすることができ、利得の向上を図ることができるとともに、通話エリアを狭くすることなく、非吸収率（ＳＡＲ）を小さくすることができる。

　（実施の形態２）
　図３は、本発明の実施の形態２に係る無線機用アンテナ装置の構成を示すブロック図である。なお、このアンテナ装置２００は、図１に示す実施の形態１に対応するアンテナ装置１００と同様の基本的構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

　図３に示すアンテナ装置２００の特徴は、実施の形態１に対応するアンテナ装置１００における板状無給電素子７の代わりに枠状の無給電素子９を用いることにある。枠状無給電素子９は、地板３に沿って配置され、人体に対する地板３と板状無給電素子７の位置関係として、枠状無給電素子９が人体側に配置されるときは反射器として（図２（Ａ）参照）、枠状無給電素子９が人体と反対の側に配置されるときは導波器として（図２（Ｂ）参照）それぞれ動作するように素子長が設定されている。

　このように、本実施の形態のアンテナ装置２００によれば、不平衡給電方式のアンテナ装置において、枠状の無給電素子９を地板３に沿って配置し、枠状無給電素子９が人体側に配置されるときは、枠状無給電素子９を反射器として動作させ、枠状無給電素子９が人体と反対の側に配置されるときは、枠状無給電素子９を導波器として動作させるため、広帯域に放射指向性を人体と反対の側に向けることができ（図２（Ａ）、図２（Ｂ）参照）、人体からの影響を少なくすることができ、利得の向上を図ることができるとともに、通話エリアを狭くすることなく、非吸収率（ＳＡＲ）を小さくすることができる。

　また、無給電素子９が枠状であるため、板状の場合（実施の形態１）よりも簡易に装置を構成することができ、また、操作部や液晶ディスプレイなどを無給電素子と同じ側に設けることができる。

　（実施の形態３）
　図４は、本発明の実施の形態３に係る無線機用アンテナ装置の構成を示すブロック図である。なお、このアンテナ装置３００は、図１に示す実施の形態１に対応するアンテナ装置１００と同様の基本的構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

　図４に示すアンテナ装置３００の特徴は、複数の周波数帯域に対応可能な構成を有することにある。具体的には、給電されるアンテナ素子１ａは、複数（ｎ個）の周波数帯域に対応する複数（ｎ個）の共振点を有し、また、地板３に沿って配置される無給電素子体１１は、複数（ｎ個）の共振点を有するアンテナ素子１ａに対応して、共振点と同数（ｎ個）の枠状の無給電素子１３−１，１３−２，…，１３−ｎを有する枠状無給電素子体の形態を取っている。

　枠状無給電素子体１１は、上記のように、共振点と同数（ｎ個）の枠状の無給電素子１３−１〜１３−ｎを有する。隣接する（ｎ−１）の枠状無給電素子１３間には、導通のオンオフ状態を切り替える切り替え手段１５−１，１５−２，…，１５−（ｎ−１）がそれぞれ装荷されている。切り替え手段１５−１〜１５−（ｎ−１）は、たとえば、ダイオードとスイッチの組み合わせやトランジスタなど、導通のオンオフ状態を切り替える機能を有するものであれば、どのような電気または電子部品、素子、回路であってもよい。このとき、たとえば、隣接する枠状無給電素子１３間の導通をすべてオフすると、枠状無給電素子１３−１のみが動作して第１の周波数帯域に対応可能となり、隣接する枠状無給電素子１３−１と枠状無給電素子１３−２の間の導通のみをオンすると、枠状無給電素子１３−１と枠状無給電素子１３−２のみが動作して第２の周波数帯域に対応可能となり、隣接する枠状無給電素子間の導通をすべてオンすると、すべての枠状無給電素子１３−１〜１３−ｎが動作して第ｎの周波数帯域に対応可能となる。このように、隣接する枠状無給電素子１３間の導通状態を順次切り替えて、動作する枠状無給電素子１３−１〜１３−ｎの個数を可変することによって、第１の周波数帯域から第ｎの周波数帯域までのｎ個の周波数帯域に対応することが可能になる。

　また、上記構成を有する枠状無給電素子体１１は、地板３に沿って配置され、人体に対する地板３と枠状無給電素子体１１の位置関係として、第１の周波数帯域から第ｎの周波数帯域までの各周波数帯域において、枠状無給電素子体１１が人体側に配置されるときは反射器として（図２（Ａ）参照）、枠状無給電素子体１１が人体と反対の側に配置されるときは導波器として（図２（Ｂ）参照）それぞれ動作するように各枠状無給電素子１３−１〜１３−ｎの素子長および各切り替え手段１５−１〜１５−（ｎ−１）の位置が設定されている。

　このように、本実施の形態のアンテナ装置３００によれば、不平衡給電方式のアンテナ装置において、隣接する枠状無給電素子１３間に切り替え手段１５をそれぞれ装荷してなる枠状無給電素子体１１を地板３に沿って配置し、第１の周波数帯域から第ｎの周波数帯域までの各周波数帯域において、枠状無給電素子体１１が人体側に配置されるときは、枠状無給電素子体１１を反射器として動作させ、枠状無給電素子体１１が人体と反対の側に配置されるときは、枠状無給電素子体１１を導波器として動作させるため、異なる複数（ｎ個）の周波数帯域において、広帯域に放射指向性を人体と反対の側に向けることができ（図２（Ａ）、図２（Ｂ）参照）、人体からの影響を少なくすることができ、利得の向上を図ることができるとともに、通話エリアを狭くすることなく、非吸収率（ＳＡＲ）を小さくすることができる。

　（実施の形態４）
　図５は、本発明の実施の形態４に係る無線機用アンテナ装置の構成を示すブロック図である。なお、このアンテナ装置４００は、図４に示す実施の形態３に対応するアンテナ装置３００と同様の基本的構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

　図５に示すアンテナ装置４００の特徴は、実施の形態３に対応するアンテナ装置３００における切り替え手段１５−１〜１５−（ｎ−１）の代わりに誘導性素子、たとえば、コイル１７−１〜１７−（ｎ−１）を用いることにある。ここでは、第１の周波数帯域から第ｎの周波数帯域までのｎ個の周波数帯域に対応して隣接する枠状無給電素子１３間の導通のオンオフ状態が高周波的に順次切り替わり、動作する枠状無給電素子１３−１〜１３−ｎの個数が可変されるように、各コイル１７−１〜１７−（ｎ−１）の定数（インダクタンス）が設定されている。たとえば、第１の周波数帯域では、隣接する枠状無給電素子１３間の導通がすべて高周波的にオフされて枠状無給電素子１３−１のみが動作するように、第２の周波数帯域では、隣接する枠状無給電素子１３−１と枠状無給電素子１３−２の間の導通のみが高周波的にオンされて誘導性素子が装荷された枠状無給電素子１３−１と枠状無給電素子１３−２のみが動作するように、そして以下同様にして、第ｎの周波数帯域では、隣接する枠状無給電素子間の導通がすべて高周波的にオンされてすべての枠状無給電素子１３−１〜１３−ｎが動作するように各コイル１７−１〜１７−（ｎ−１）の定数が設定されている。

　上記構成を有する枠状無給電素子体１１ａは、地板３に沿って配置され、人体に対する地板３と枠状無給電素子体１１ａの位置関係として、第１の周波数帯域から第ｎの周波数帯域までの各周波数帯域において、枠状無給電素子体１１ａが人体側に配置されるときは反射器として（図２（Ａ）参照）、枠状無給電素子体１１ａが人体と反対の側に配置されるときは導波器として（図２（Ｂ）参照）それぞれ動作するように各枠状無給電素子１３−１〜１３−ｎの素子長および各コイル１７−１〜１７−（ｎ−１）の定数が設定されている。

　このように、本実施の形態のアンテナ装置４００によれば、不平衡給電方式のアンテナ装置において、隣接する枠状無給電素子１３間にコイル１７をそれぞれ装荷してなる枠状無給電素子体１１ａを地板３に沿って配置し、第１の周波数帯域から第ｎの周波数帯域までの各周波数帯域において、枠状無給電素子体１１ａが人体側に配置されるときは、枠状無給電素子体１１ａを反射器として動作させ、枠状無給電素子体１１ａが人体と反対の側に配置されるときは、枠状無給電素子体１１ａを導波器として動作させるため、異なる複数（ｎ個）の周波数帯域において、広帯域に放射指向性を人体と反対の側に向けることができ（図２（Ａ）、図２（Ｂ）参照）、人体からの影響を少なくすることができ、利得の向上を図ることができるとともに、通話エリアを狭くすることなく、非吸収率（ＳＡＲ）を小さくすることができる。

　また、隣接する枠状無給電素子１３間にはコイル１７を装荷して導通を高周波的にオンオフするため、切り替え手段を装荷して導通を物理的にオンオフする場合（実施の形態３）よりも簡易に装置を構成することができる。

　（実施の形態５）
　図６は、本発明の実施の形態５に係る無線機用アンテナ装置の構成を示すブロック図である。なお、このアンテナ装置５００は、図４に示す実施の形態３に対応するアンテナ装置３００と同様の基本的構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

　図６に示すアンテナ装置５００の特徴は、実施の形態３に対応するアンテナ装置３００における枠状無給電素子体１１の代わりに線状無給電素子体１９を用いることにある。線状無給電素子体１９は、共振点と同数（ｎ個）の線状の無給電素子２１−１〜２１−ｎを有し、隣接する（ｎ−１）の線状無給電素子２１間には、導通のオンオフ状態を切り替える切り替え手段１５−１，１５−２，…，１５−（ｎ−１）がそれぞれ装荷されている。切り替え手段１５−１〜１５−（ｎ−１）は、上記のように、たとえば、ダイオードとスイッチの組み合わせやトランジスタなど、導通のオンオフ状態を切り替える機能を有するものであれば、どのような電気または電子部品、素子、回路であってもよい。このとき、たとえば、隣接する線状無給電素子２１間の導通をすべてオフすると、線状無給電素子２１−１のみが動作して第１の周波数帯域に対応可能となり、隣接する線状無給電素子２１−１と線状無給電素子２１−２の間の導通のみをオンすると、線状無給電素子２１−１と線状無給電素子２１−２のみが動作して第２の周波数帯域に対応可能となり、隣接する線状無給電素子間の導通をすべてオンすると、すべての線状無給電素子２１−１〜２１−ｎが動作して第ｎの周波数帯域に対応可能となる。このように、隣接する線状無給電素子２１間の導通状態を順次切り替えて、動作する線状無給電素子２１−１〜２１−ｎの個数を可変することによって、第１の周波数帯域から第ｎの周波数帯域までのｎ個の周波数帯域に対応することが可能になる。

　また、上記構成を有する線状無給電素子体１９は、地板３に沿ってアンテナ素子１ａの略延長線上に配置され、人体に対する地板３と線状無給電素子体１９の位置関係として、第１の周波数帯域から第ｎの周波数帯域までの各周波数帯域において、線状無給電素子体１９が人体側に配置されるときは反射器として（図２（Ａ）参照）、線状無給電素子体１９が人体と反対の側に配置されるときは導波器として（図２（Ｂ）参照）それぞれ動作するように各線状無給電素子２１−１〜２１−ｎの素子長および各切り替え手段１５−１〜１５−（ｎ−１）の位置が設定されている。

　このように、本実施の形態のアンテナ装置５００によれば、不平衡給電方式のアンテナ装置において、隣接する線状無給電素子２１間に切り替え手段１５をそれぞれ装荷してなる線状無給電素子体１９を地板３に沿って配置し、第１の周波数帯域から第ｎの周波数帯域までの各周波数帯域において、線状無給電素子体１９が人体側に配置されるときは、線状無給電素子体１９を反射器として動作させ、線状無給電素子体１９が人体と反対の側に配置されるときは、線状無給電素子体１９を導波器として動作させるため、異なる複数（ｎ個）の周波数帯域において、広帯域に放射指向性を人体と反対の側に向けることができ（図２（Ａ）、図２（Ｂ）参照）、人体からの影響を少なくすることができ、利得の向上を図ることができるとともに、通話エリアを狭くすることなく、非吸収率（ＳＡＲ）を小さくすることができる。

　また、無給電素子体１９が線状の無給電素子２１−１〜２１−ｎからなるため、枠状の無給電素子からなる場合（実施の形態３）よりも装置の小型化を図ることができる。

　また、線状無給電素子体１９がアンテナ素子１ａの略延長線上に配置されているため、地板３上に流れる電流がアンテナ素子１ａの略延長線上に発生しやすい周波数帯域にも有効に対応することができる。

　なお、本実施の形態では、隣接する線状無給電素子２１間の導通のオンオフ状態を切り替え手段１５によって切り替えるようにしているが、これに限定されるわけではなく、実施の形態４の場合と同様に、切り替え手段１５の代わりに誘導性素子、たとえば、コイルを用いることも可能である。この場合、隣接する線状無給電素子２１間にコイルを装荷して導通を高周波的にオンオフするため、切り替え手段を装荷して導通を物理的にオンオフする場合（実施の形態５）よりも簡易に装置を構成することができる。

　（実施の形態６）
　図７は、本発明の実施の形態６に係る無線機用アンテナ装置の構成を示すブロック図である。なお、このアンテナ装置６００は、図６に示す実施の形態５に対応するアンテナ装置５００と同様の基本的構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

　図７に示すアンテナ装置６００の特徴は、実施の形態５に対応するアンテナ装置５００における線状無給電素子体１９の代わりに片側接地の線状無給電素子２３を用いることにある。片側接地線状無給電素子２３は、片方の端部２３ａが地板３に接地され、かつ、共振点と同数（ｎ個）の中間位置で、それぞれ、導通のオンオフ状態を切り替える切り替え手段１５−１，１５−２，…，１５−（ｎ−１）を介して地板３に接地されている。切り替え手段１５−１〜１５−（ｎ−１）は、上記のように、たとえば、ダイオードとスイッチの組み合わせやトランジスタなど、導通のオンオフ状態を切り替える機能を有するものであれば、どのような電気または電子部品、素子、回路であってもよい。このような切り替え手段１５−１〜１５−（ｎ−１）のオンオフ状態を順次切り替えて、動作する片側接地線状無給電素子２３の有効長を可変することによって、第１の周波数帯域から第ｎの周波数帯域までのｎ個の周波数帯域に対応することが可能になる。

　また、上記構成を有する片側接地線状無給電素子２３は、地板３に沿ってアンテナ素子１ａの略延長線上に配置され、人体に対する地板３と片側接地線状無給電素子２３の位置関係として、第１の周波数帯域から第ｎの周波数帯域までの各周波数帯域において、片側接地線状無給電素子２３が人体側に配置されるときは反射器として（図２（Ａ）参照）、片側接地線状無給電素子２３が人体と反対の側に配置されるときは導波器として（図２（Ｂ）参照）それぞれ動作するように素子長および各切り替え手段１５−１〜１５−（ｎ−１）の位置が設定されている。

　このように、本実施の形態のアンテナ装置６００によれば、不平衡給電方式のアンテナ装置において、片方の端部２３ａが地板３に接地され、かつ、中間位置で各切り替え手段１５を介して地板３に接地された片側接地線状無給電素子２３を地板３に沿って配置し、第１の周波数帯域から第ｎの周波数帯域までの各周波数帯域において、片側接地線状無給電素子２３が人体側に配置されるときは、片側接地線状無給電素子２３を反射器として動作させ、片側接地線状無給電素子２３が人体と反対の側に配置されるときは、片側接地線状無給電素子２３を導波器として動作させるため、異なる複数（ｎ個）の周波数帯域において、広帯域に放射指向性を人体と反対の側に向けることができ（図２（Ａ）、図２（Ｂ）参照）、人体からの影響を少なくすることができ、利得の向上を図ることができるとともに、通話エリアを狭くすることなく、非吸収率（ＳＡＲ）を小さくすることができる。

　また、無給電素子２３が線状であるため、枠状の場合（実施の形態３）よりも装置の小型化を図ることができる。

　また、使用する線状無給電素子２３が１つであるため、複数の線状無給電素子を使用する場合（実施の形態５）よりもさらに装置の小型化を図ることができる。

　また、片側接地線状無給電素子２３がアンテナ素子１ａの略延長線上に配置されているため、地板３上に流れる電流がアンテナ素子１ａの略延長線上に発生しやすい周波数帯域にも有効に対応することができる。

　（実施の形態７）
　図８は、本発明の実施の形態７に係る無線機用アンテナ装置の構成を示すブロック図である。なお、このアンテナ装置７００は、図１に示す実施の形態１に対応するアンテナ装置１００と同様の基本的構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

　図８に示すアンテナ装置７００の特徴は、実施の形態１に対応するアンテナ装置１００における板状無給電素子７の代わりに片側接地の板状無給電素子２５を用いることにある。片側接地板状無給電素子２５は、地板３に沿って配置され、かつ、片方の端部２５ａが地板３に接地されている。片側接地板状無給電素子２５は、人体に対する地板３と片側接地板状無給電素子２５の位置関係として、片側接地板状無給電素子２５が人体側に配置されるときは反射器として（図２（Ａ）参照）、片側接地板状無給電素子２５が人体と反対の側に配置されるときは導波器として（図２（Ｂ）参照）それぞれ動作するように素子長が設定されている。

　このように、本実施の形態のアンテナ装置７００によれば、不平衡給電方式のアンテナ装置において、片方の端部２５ａが地板３に接地された板状の無給電素子２５を地板３に沿って配置し、片側接地板状無給電素子２５が人体側に配置されるときは、片側接地板状無給電素子２５を反射器として動作させ、片側接地板状無給電素子２５が人体と反対の側に配置されるときは、片側接地板状無給電素子２５を導波器として動作させるため、広帯域に放射指向性を人体と反対の側に向けることができ（図２（Ａ）、図２（Ｂ）参照）、人体からの影響を少なくすることができ、利得の向上を図ることができるとともに、通話エリアを狭くすることなく、非吸収率（ＳＡＲ）を小さくすることができる。

　また、板状無給電素子２５の片方の端部２５ａが接地されているため、接地されていない場合（実施の形態１）よりも装置の小型化を図ることができる。

　（実施の形態８）
　図９は、本発明の実施の形態８に係る無線機用アンテナ装置の構成を示すブロック図である。なお、このアンテナ装置８００は、図８に示す実施の形態７に対応するアンテナ装置７００と同様の基本的構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

　図９に示すアンテナ装置８００の特徴は、実施の形態７に対応するアンテナ装置７００における片側接地の板状無給電素子２５の代わりに片側接地の枠状無給電素子２７を用いることにある。片側接地枠状無給電素子２７は、地板３に沿って配置され、かつ、片方の端部２７ａが地板３に接地されている。片側接地枠状無給電素子２７は、人体に対する地板３と片側接地枠状無給電素子２７の位置関係として、片側接地枠状無給電素子２７が人体側に配置されるときは反射器として（図２（Ａ）参照）、片側接地枠状無給電素子２７が人体と反対の側に配置されるときは導波器として（図２（Ｂ）参照）それぞれ動作するように素子長が設定されている。

　このように、本実施の形態のアンテナ装置８００によれば、不平衡給電方式のアンテナ装置において、片方の端部２７ａが地板３に接地された枠状の無給電素子２７を地板３に沿って配置し、片側接地枠状無給電素子２７が人体側に配置されるときは、片側接地枠状無給電素子２７を反射器として動作させ、片側接地枠状無給電素子２７が人体と反対の側に配置されるときは、片側接地枠状無給電素子２７を導波器として動作させるため、広帯域に放射指向性を人体と反対の側に向けることができ（図２（Ａ）、図２（Ｂ）参照）、人体からの影響を少なくすることができ、利得の向上を図ることができるとともに、通話エリアを狭くすることなく、非吸収率（ＳＡＲ）を小さくすることができる。

　また、板状無給電素子２７の片方の端部２７ａが接地されているため、接地されていない場合（実施の形態２）よりも装置の小型化を図ることができる。

　また、無給電素子２７が枠状であるため、板状の場合（実施の形態７）よりも簡易に装置を構成することができ、また、操作部や液晶ディスプレイなどを無給電素子と同じ側に設けることができる。

　（実施の形態９）
　図１０は、本発明の実施の形態９に係る無線機用アンテナ装置の構成を示すブロック図である。

　このアンテナ装置９００は、携帯電話機用の不平衡給電方式のアンテナ装置であって、給電されるアンテナ素子１と、回路基板などの地板２９とを有する。

　アンテナ素子１は、上記のように、線状や螺旋状、板状など任意の形状を有することができる。図面では、一例として、螺旋状の場合を示している。また、アンテナ素子１への給電は、給電部５を通じて行われる。

　本実施の形態では、地板２９は、その長さ（地板長）が、従来一般的であった略３／８波長（図中のＰ位置）ではなく、略１／２波長に設定されている。電流分布のピーク点は地板の下端から１／４波長の位置であるため、本実施の形態に対応する地板２９のように、地板長を略１／２波長に設定することにより、地板２９上に流れる電流分布のピーク点を地板２９の下方へ移動させることができる。たとえば、図中のＱ位置を地板長が３／８波長の場合における電流分布ピーク点とし、図中のＲ位置を地板長が１／２波長の場合における電流分布ピーク点とすると、地板上に流れる電流分布のピーク点は、図１０に示すように、Ｑ位置からＲ位置まで地板の下方へ移動することになる。この結果、電流分布のピーク点と人体との間が離れることになる。

　このように、本実施の形態のアンテナ装置９００によれば、不平衡給電方式のアンテナ装置において、地板２９の長さを略１／２波長にしたため、地板２９上に流れる電流分布のピーク点を地板の下方へ移動させることができ、電流分布のピーク点と人体との距離が遠くなり、通話エリアを狭くすることなく、非吸収率（ＳＡＲ）を小さくすることができる。

　（実施の形態１０）
　図１１は、本発明の実施の形態１０に係る無線機用アンテナ装置の構成を示すブロック図である。なお、このアンテナ装置１０００は、図１０に示す実施の形態９に対応するアンテナ装置９００と同様の基本的構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

　図１１に示すアンテナ装置１０００の特徴は、地板３の下端部に地板長を電気的に延長させるための延長素子を設けて地板３の長さを電気的に略１／２波長にすることにある。具体的には、たとえば、地板３の物理的な長さは略３／８波長のままで、延長素子として螺旋状のコイル（ヘリカルコイル）３１を地板３の下端部に装荷することにより、地板３の長さを電気的に（つまり、等価的に）略１／２波長にしている。

　このように、本実施の形態のアンテナ装置１０００によれば、不平衡給電方式のアンテナ装置において、地板３の下端部にヘリカルコイル３１を装荷して地板３の長さを電気的に（つまり、等価的に）略１／２波長にしたため、地板３上に流れる電流分布のピーク点を地板の下方へ移動させることができ、電流分布のピーク点と人体との距離が遠くなり、通話エリアを狭くすることなく、非吸収率（ＳＡＲ）を小さくすることができる。

　また、地板３の長さを電気的に延長して等価的に略１／２波長にするため、延長素子を設けない場合（実施の形態９）よりも地板の物理的な長さを短くすることができ、装置の小型化を図ることができる。

　（実施の形態１１）
　図１２は、本発明の実施の形態１１に係る無線機用アンテナ装置の構成を示すブロック図である。なお、このアンテナ装置１１００は、図１１に示す実施の形態１０に対応するアンテナ装置１０００と同様の基本的構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

　図１２に示すアンテナ装置１１００の特徴は、実施の形態１０に対応するアンテナ装置１０００におけるヘリカルコイル３１の代わりにメアンダライン３３を用いることにある。メアンダライン３３は、延長素子として地板３の下端部に装荷され、この結果、地板３の長さは、電気的に略１／２波長になっている。

　このように、本実施の形態のアンテナ装置１１００によれば、不平衡給電方式のアンテナ装置において、地板３の下端部にメアンダライン３３を装荷して地板３の長さを電気的に（つまり、等価的に）略１／２波長にしたため、地板３上に流れる電流分布のピーク点を地板の下方へ移動させることができ、電流分布のピーク点と人体との距離が遠くなり、通話エリアを狭くすることなく、非吸収率（ＳＡＲ）を小さくすることができる。

　また、地板３の長さを電気的に延長して等価的に略１／２波長にするため、延長素子を設けない場合（実施の形態９）よりも地板の物理的な長さを短くすることができ、装置の小型化を図ることができる。

　また、延長素子としてメアンダライン３３を使用するため、ヘリカルコイル３１を使用する場合（実施の形態１０）よりも簡易な構成で、地板３の長さを等価的に略１／２波長にすることができる。

　なお、上記各実施の形態では、本発明を携帯電話機用の不平衡給電方式のアンテナ装置に適用する場合について説明したが、これに限定されるわけではなく、本発明は、任意の携帯型通信端末装置に適用することができる。

　本願発明にかかる無線機用アンテナ装置は、人体からの影響を少なくし、利得の向上を図るとともに、通話エリアを狭くすることなく、非吸収率（ＳＡＲ）を小さくするという効果を有し、携帯電話機や移動無線機等に適用するのに有用である。

本発明の実施の形態１に係る無線機用アンテナ装置の構成を示すブロック図 実施の形態１に対応する無線機用アンテナ装置の放射特性を示す指向性特性図 本発明の実施の形態２に係る無線機用アンテナ装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態３に係る無線機用アンテナ装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態４に係る無線機用アンテナ装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態５に係る無線機用アンテナ装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態６に係る無線機用アンテナ装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態７に係る無線機用アンテナ装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態８に係る無線機用アンテナ装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態９に係る無線機用アンテナ装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１０に係る無線機用アンテナ装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１１に係る無線機用アンテナ装置の構成を示すブロック図 従来の無線機用アンテナ装置の構成を示すブロック図

符号の説明

　１，１ａ　アンテナ素子
　３，２９　地板
　５　給電部
　７　板状無給電素子
　９，１３−１〜１３−ｎ　枠状無給電素子
　１１，１１ａ　枠状無給電素子体
　１５−１〜１５−（ｎ−１）　切り替え手段
　１７−１〜１７−（ｎ−１）　コイル
　１９　線状無給電素子体
　２１−１〜２１−ｎ　線状無給電素子
　２３　片側接地線状無給電素子
　２５　片端接地板状無給電素子
　２７　片端接地枠状無給電素子
　３１　ヘリカルコイル
　３３　メアンダライン

Claims (8)

1. 　地板と、
   　前記地板の長手方向に、地板面から外れるように前記地板の端部に給電点を介して配置されるアンテナ素子と、を有し、
   　前記地板は、
   　長手方向の長さが使用周波数帯域の略１／２波長である、
   　ことを特徴とする無線機用アンテナ装置。
2. 　地板と、
   　前記地板の長手方向に、地板面から外れるように前記地板の端部に給電点を介して配置されるアンテナ素子と、を有し、
   　前記地板は、
   　長手方向の長さが電気的に使用周波数帯域の略１／２波長になるように地板長を電気的に延長させるための延長素子が下端部に設けられている、
   　ことを特徴とする無線機用アンテナ装置。
3. 　前記延長素子は、ヘリカルコイルであることを特徴とする請求項２記載の無線機用アンテナ装置。
4. 　前記延長素子は、メアンダラインであることを特徴とする請求項２記載の無線機用アンテナ装置。
5. 　前記アンテナ素子は、線状の素子であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の無線機用アンテナ装置。
6. 　前記アンテナ素子は、螺旋状の素子であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の無線機用アンテナ装置。
7. 　前記アンテナ素子は、板状の素子であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の無線機用アンテナ装置。
8. 　請求項１から請求項７のいずれかに記載の無線機用アンテナ装置を有する携帯型通信端末装置。
   

Images