JP2005079968A - アンテナ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 小型低背化を促進しても所望の帯域幅が確保しやすいアンテナ装置を提供すること。
【解決手段】 アンテナ装置１は、接地導体面２と略平行に対向する第１の放射導体板３と、スリット５を介して第１の放射導体板３と隣接する第２の放射導体板４と、第１の放射導体板３のスリット５側の外縁から略直角に延出する給電導体板６と、第２の放射導体板４のスリット５側の外縁から略直角に延出する短絡導体板７とを備えており、給電導体板６の下端部が給電回路に接続され、短絡導体板７の下端部が接地導体面２に接続されている。給電時には給電導体板６に所定の高周波電力が供給されて第１の放射導体板３が共振するが、このとき短絡導体板７には給電導体板６との電磁結合によって誘導電流が流れるため、第２の放射導体板４を無給電アンテナの放射素子として動作させることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車載用アンテナや携帯用アンテナ等として用いて好適な小型低背のアンテナ装置に関する。

小型低背化に好適なアンテナ装置として、従来、接地導体面に対し起立して下端部が給電回路に接続された帯状導体と、接地導体面上に略平行に対向して配置されて略中央に帯状導体の上端部が接続された上部導体とを備えたＴ字形状のモノポールアンテナが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この種のモノポールアンテナは、電圧変化の大きい容量領域に上部導体を配設して容量値を高めることにより電気長を短縮しているため、アンテナ全体の高さ寸法を抑えた低背化が促進しやすくなっており、帯状導体に給電することによって上部導体を放射素子として動作させることができる。

また、さらなる小型化が要求されるアンテナ装置においては、接地導体面上に略平行に対向して配置された放射導体板と、この放射導体板の外縁から略直角に延出して給電回路に接続された給電導体板と、放射導体板の外縁から略直角に延出して接地導体面に接続された短絡導体板とを備えた逆Ｆ型アンテナが、従来より採用されている。この種の逆Ｆ型アンテナは、給電導体板に給電することによって放射導体板を放射素子として動作させるというものであり、短絡導体板の形成位置を適宜選択することによってインピーダンスの不整合が回避しやすいため、アンテナ全体の低背化を一層促進することができる。
特開２００３−１３３８４３号公報（第３頁、図１）

ところで、車載用や携帯用のアンテナ装置においては、近年、小型低背化の要求がますます高まっている関係上、上述したＴ字形状のモノポールアンテナや逆Ｆ型アンテナが広く採用されるようになっているが、アンテナ装置は小型低背化に伴って共振可能な帯域幅が狭くなるという特性を有するため、小型低背化を促進すると所望の帯域幅を確保できなくなる虞があった。ここで、帯域幅とは、リターンロス（反射減衰量）が例えば−１０ｄＢ以下となる周波数範囲であって、アンテナ装置は使用周波数帯域よりも広い帯域幅を確保しておかねばならないため、このことが小型低背化の促進を妨げる要因となっていた。

本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、小型低背化を促進しても所望の帯域幅が確保しやすいアンテナ装置を提供することにある。

上述した目的を達成するため、本発明のアンテナ装置では、接地導体面上に略平行に対向配置された第１の放射導体部と、該第１の放射導体部の外縁から略直角に延出して給電回路に接続された給電導体部と、前記接地導体面上に略平行に対向配置されて前記第１の放射導体部とスリットを介して隣接する第２の放射導体部と、該第２の放射導体部の外縁から略直角に延出して前記接地導体面に接続された短絡導体部とを備え、前記短絡導体部を前記給電導体部の近傍に配置して該給電導体部と電磁結合させるように構成した。

このように構成されたアンテナ装置は、第１の放射導体部側の給電導体部に給電すると第２の放射導体部側の短絡導体部に誘導電流が流れて、第２の放射導体部を無給電アンテナの放射素子として動作させることができるため、異なる二つの共振点を設定することができる。そして、これら二つの共振点の共振周波数の差は給電導体部と短絡導体部の電磁結合の度合いを適宜調整することによって増減できるため、アンテナ装置の小型低背化を促進しても、リターンロスが所定値以下となる周波数範囲を広げて所望の帯域幅を確保することが容易となる。

かかる構成のアンテナ装置は、給電導体部が第１の放射導体部の前記スリット側の外縁から延出し、かつ、短絡導体部が第２の放射導体部の前記スリット側の外縁から延出していることが好ましく、これにより給電導体部と短絡導体部とが電磁結合させやすくなる。

また、かかる構成のアンテナ装置は、第１および第２の放射導体部と給電導体部と短絡導体部とがすべて金属板からなることが好ましく、これにより加工が容易で安価なアンテナ装置が得られる。

なお、かかる構成のアンテナ装置が、第１の放射導体部の外縁から略直角に延出して接地導体面に接続された整合用短絡導体部を備えている場合には、この整合用短絡導体部の形成位置を適宜選択することによってインピーダンスの不整合が回避しやすくなるため、アンテナ装置全体の高さ寸法を一層低減させることができる。この場合、整合用短絡導体部は金属板からなることが好ましく、これにより加工が容易で安価かつ低背化に極めて有利なアンテナ装置が得られる。

本発明のアンテナ装置は、第１の放射導体部側の給電導体部と第２の放射導体部側の短絡導体部とを電磁結合させて、第２の放射導体部を無給電アンテナの放射素子として動作させることにより、二つの共振点を発生させるというものであり、これら二つの共振点の周波数差は該電磁結合の度合いを適宜調整することによって増減できるため、アンテナ装置の小型低背化を促進しても所望の帯域幅を確保することが容易となる。

以下、発明の実施の形態を図面を参照して説明すると、図１は本発明の第１実施形態例に係るアンテナ装置の斜視図、図２は該アンテナ装置の一部断面側面図、図３は該アンテナ装置の周波数に応じたリターンロスを示す特性図である。

図１および図２に示すアンテナ装置１は、銅板等の導電性金属板を折曲加工して形成された板金製で、接地導体面２上に固設されている。このアンテナ装置１は、接地導体面２上に略平行に対向して配置された第１の放射導体板３および第２の放射導体板４と、両放射導体板３，４の間に存するスリット５と、第１の放射導体板３のスリット５側の外縁から略直角に延出している給電導体板６と、第２の放射導体板４のスリット５側の外縁から略直角に延出している短絡導体板７とを備えて概略構成されている。第１の放射導体板３と第２の放射導体板４はほぼ同形状であり、これら放射導体板３，４はスリット５を対称軸として略線対称な位置関係で並設されている。給電導体板６の下端部は図示せぬ給電回路に接続されており、短絡導体板７の下端部は接地導体面２に接続されている。また、これら給電導体板６と短絡導体板７はスリット５を介して略対向するように近接させてあるため、給電時に給電導体板６と短絡導体板７は比較的強く電磁結合されることになる。

すなわち、給電時には給電導体板６に所定の高周波電力が供給されて第１の放射導体板３が共振するが、このとき短絡導体板７には給電導体板６との電磁結合によって誘導電流が流れるため、第２の放射導体板４を無給電アンテナの放射素子として動作させることができる。それゆえ、このアンテナ装置１の周波数に応じたリターンロス（反射減衰量）は図３に実線で示すような曲線となり、異なる二つの共振点Ａ，Ｂが発生している。ここで、給電導体板６と短絡導体板７の相対位置を変更して両者６，７の電磁結合を強めたり弱めたりすれば、それに伴って共振点Ａ，Ｂに対応する共振周波数も変化する。したがって、給電導体板６と短絡導体板７の電磁結合の度合いを適宜調整し、共振点Ａに対応する共振周波数ｆ(A）から共振点Ｂに対応する共振周波数ｆ(B）までの間の任意の周波数でリターンロスが−１０ｄＢ以下となり、かつ共振周波数ｆ(A）と共振周波数ｆ(B）との周波数の差が極力大きくなるように設計しておけば、帯域幅を大幅に広げることができる。

例えば、給電導体板６と短絡導体板７を極力近接させて電磁結合を著しく強くした場合、共振周波数ｆ(A）と共振周波数ｆ(B）はほぼ同等の値になるため帯域幅は狭くなるが、給電導体板６と短絡導体板７を遠ざけて電磁結合を弱めていけば、共振周波数ｆ(A）と共振周波数ｆ(B）との周波数差は次第に増大していき、それに伴い帯域幅も広くなっていく。しかし、給電導体板６と短絡導体板７の電磁結合が弱くなりすぎると、共振周波数ｆ(A）と共振周波数ｆ(B）間の所定の周波数の信号波に対してリターンロスが−１０ｄＢを上回ってしまうため、広帯域化とはならない。結局、給電導体板６と短絡導体板７の電磁結合の度合いを適宜調整して、図３に示すような共振点Ａ，Ｂを設定した場合に、リターンロスが−１０ｄＢ以下の周波数範囲が最大となって広帯域化に最も有利であることがわかる。なお、図３に破線で示す曲線は、従来のＴ字形モノポールアンテナにおけるリターンロスを示したものであり、共振点が一つしかないため帯域幅は本実施形態例のものよりもかなり狭くなっている。

このように本実施形態例に係るアンテナ装置１は、第２の放射導体板４を無給電アンテナの放射素子として動作させることができるため二つの共振点Ａ，Ｂを設定することができ、しかも、給電導体板６と短絡導体板７の電磁結合の度合いを適宜調整することにより、広帯域化に最も有利な共振点Ａ，Ｂが設定可能なため、アンテナ全体の小型低背化を促進しても所望の帯域幅を確保することが容易である。それゆえ、このアンテナ装置１は、従来のＴ字形モノポールアンテナに比べて小型低背化が促進しやすく、広帯域化という点でも有利である。また、このアンテナ装置１は導電性金属板を折曲加工して容易に形成することができる板金製なので、コスト面においても有利である。

図４は本発明の第２実施形態例に係るアンテナ装置の斜視図であり、図１に対応する部分には同一符号を付してある。

本実施形態例に係るアンテナ装置１１は、第１の放射導体板３を接地導体面２と短絡させるインピーダンス整合用の短絡導体板８を付設した点が、前述した第１実施形態例に係るアンテナ装置１と大きく異なっている。この短絡導体板８は第１の放射導体板３の外縁から略直角に延出して下端部が接地導体面２に接続されており、この短絡導体板８の形成位置を適宜選択することによってインピーダンスの不整合が回避しやすくなるため、アンテナ全体の高さ寸法を一層低減させることができる。

本発明の第１実施形態例に係るアンテナ装置の斜視図である。 該アンテナ装置の一部断面側面図である。 該アンテナ装置のリターンロスを示す特性図である。 本発明の第２実施形態例に係るアンテナ装置の斜視図である。

符号の説明

１，１１ アンテナ装置
２ 接地導体面
３ 第１の放射導体板
４ 第２の放射導体板
５ スリット
６ 給電導体板
７ 短絡導体板
８ （整合用）短絡導体板

Claims (5)

1. 接地導体面上に略平行に対向配置された第１の放射導体部と、該第１の放射導体部の外縁から略直角に延出して給電回路に接続された給電導体部と、前記接地導体面上に略平行に対向配置されて前記第１の放射導体部とスリットを介して隣接する第２の放射導体部と、該第２の放射導体部の外縁から略直角に延出して前記接地導体面に接続された短絡導体部とを備え、前記短絡導体部を前記給電導体部の近傍に配置して該給電導体部と電磁結合させるように構成したことを特徴とするアンテナ装置。
2. 請求項１の記載において、前記給電導体部が前記第１の放射導体部の前記スリット側の外縁から延出し、かつ、前記短絡導体部が前記第２の放射導体部の前記スリット側の外縁から延出していることを特徴とするアンテナ装置。
3. 請求項１または２の記載において、前記第１および第２の放射導体部と前記給電導体部と前記短絡導体部とがすべて金属板からなることを特徴とするアンテナ装置。
4. 請求項１〜３のいずれかの記載において、前記第１の放射導体部の外縁から略直角に延出して前記接地導体面に接続された整合用短絡導体部を備えていることを特徴とするアンテナ装置。
5. 請求項４の記載において、前記整合用短絡導体部が金属板からなることを特徴とするアンテナ装置。
   

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