JP2005303988A - アンテナ - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、各種通信機器に用いられるアンテナに関してアンテナの小型化を目的とする。
【解決手段】本発明のアンテナは、アンテナ４を形成する基体６を誘電体材料からなる誘電体ブロック９と磁性体材料からなる磁性体ブロック１０とを組み合わせた構成とするとともに、基体６における放射導体７の電流分布が高い部分に応じて磁性体ブロック１０を配置し、電圧分布の高い部分に応じて誘電体ブロック９を配置した構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、各種通信機器に用いられるアンテナに関する。

従来、携帯機器等の各種通信機器に用いられる小型のアンテナは、図７に示されるように、誘電体や磁性体からなる基体１に放射導体２や給電部３が形成されていた。

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。
特開平１０−２４７８０８号公報

しかしながら、基体１を誘電体材料や磁性体材料或いはこれらを混合した混合体材料というような単一材料で形成した場合、基体１内における磁性分布や誘電率分布が均一なものとなってしまい、例えば基体材料として誘電体材料を用いた場合には放射導体２が地板（図示せず）との容量結合が大きくなり、開放端部分２ａにおいては波長圧縮のためのローディング容量を形成し易くなるが、放射導体２自体のインピーダンスが低くなってしまい所定の電気長を確保するため放射導体２の物理長を大きく設定しなければならないというようにアンテナの小型化が困難なものとなっていた。

そこで、本発明はアンテナを小型化することを目的とする。

そこで、この目的を達成するために本発明は、特に、基体を誘電体材料からなる誘電体ブロックと磁性体材料からなる磁性体ブロックとを組み合わせた構成とするとともに、基体における放射導体の電流分布が高い部分に応じて磁性体ブロックを配置し、電圧分布の高い部分に応じて誘電体ブロックを配置する構成としたものである。

この構成により、放射導体における電圧分布が大きく電気エネルギが多く存在している開放端部分に誘電体ブロックが配置されローディング容量が形成され易くなり、放射導体における電流分布が大きく磁気エネルギが多く存在している給電部部分に磁性体ブロックが配置されインピーダンスを高められるとともに、放射導体において誘電体ブロックに応じて設けられる部分と磁性体ブロックに応じて設けられる部分とでインピーダンスが異なるようになるため、放射導体に対する波長圧縮効果を効率よく確保でき、結果としてアンテナを小型化できるのである。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。

図１は本発明の一実施形態におけるＶＨＦ・ＵＨＦ帯用小型アンテナ４の斜視図であり、図２はこのアンテナ４を地板５に接続したアンテナ装置の斜視図である。

図１に示すアンテナ４においては、直方体の基体６の表面に帯状の放射導体７を螺旋状に巻回したヘリカル型のアンテナ４であり、放射導体７の一端が給電部８に接続され他端が開放端７ａとなり、その電気長が利用周波数における一波長λに対してλ／４となるように設定されている。

そして、このアンテナ４においては基体６が、酸化チタン、酸化銅、アルミナなどを主成分とする誘電体材料からなる誘電体ブロック９と鉄、亜鉛、コバルト、バリウムなどを主成分とする磁性体材料からなる磁性体ブロック１０とを組み合わせた構成としている。

また、誘電体ブロック９と磁性体ブロック１０の配置については、放射導体７における電流分布が高い部分、つまり、λ／４型の放射導体７における給電部８側に応じた部分に磁性体ブロック１０を配置し、電圧分布の高い部分、つまり、λ／４型の放射導体７における開放端７ａに応じた部分に誘電体ブロック９を配置している。

この構成によれば、放射導体７における電圧分布が大きく電気エネルギが多く存在している開放端７ａ部分に誘電体ブロック９が配置されることで、図２に示されるごとく放射導体７の開放端７ａ部分と地板５とで形成するローディング容量が形成し易くなり放射導体７に対する波長圧縮効果を確保でき、また、放射導体７における電流分布が大きく磁気エネルギが多く存在している給電部８部分に磁性体ブロック１０が配置されることにより、この部分における放射導体７に対する透磁率を形成し易くなり放射導体７に対する波長圧縮効果を確保でき、さらに、放射導体７において誘電体ブロック９に応じて設けられる部分と磁性体ブロック１０に応じて設けられる部分とでインピーダンスが異なるようになるため、ステップド・インピーダンス・リゾネータ（ＳＩＲ）作用により放射導体に対する波長圧縮効果を確保できるのである。

すなわち、基体６を誘電体材料からなる誘電体ブロック９と磁性体材料からなる磁性体ブロック１０とを組み合わせた構成とし、基体６における放射導体７の電流分布が高い部分に応じて磁性体ブロック１０を配置し、電圧分布の高い部分に応じて誘電体ブロック９を配置することにより、誘電体ブロック９の配置による放射導体７に対するローディング容量を確保し、磁性体ブロック１０の配置による放射導体７に対する透磁率を向上させ波長圧縮を得るにとどまらず、誘電体ブロック９と磁性体ブロック１０を組み合わせることにより放射導体７にＳＩＲ作用を付加することができ、放射導体７に対する波長圧縮効果を効率よく確保することができ、結果的にアンテナ４を効率よく小型化できるのである。

また、放射導体７におけるＳＩＲ作用を向上させる手段としては、図３に示されるように放射導体７の開放端側７ａ部分の電極幅を給電部側７ｂより大きく設定することにより、放射導体７が自らの電極幅の違いによりインピーダンスの変化点を持ちＳＩＲ作用を確保できるようになるとともに、開放端側７ａの電極幅を大きくすることにより地板５とのローディング容量を大きく形成できるようになるため、よりアンテナ４を小型化できるようになるのである。

なお、このように誘電体ブロック９と磁性体ブロック１０を用いて一つの基体６を形成した場合、誘電体ブロック９と磁性体ブロック１０との境界部分において電磁界のモードが急激に変化し、これらを直接的に接続した場合には放射導体７における電力移行がスムーズに行われず放射特性を劣化させてしまうため、図１に示されるように誘電体ブロック９と磁性体ブロック１０との間にこれらの誘電率および透磁率より低い特性を有する干渉ブロック１１を介在させることにより放射導体７における電力移行をスムーズなものとできアンテナ４の放射特性の劣化を抑制できるのである。

また、この干渉ブロック１１の材質としては先に述べたように誘電体ブロック９および磁性体ブロック１０の誘電率および透磁率より低いものとすればよいことから樹脂材料を用いることが望ましく、実際には誘電体ブロック９と磁性体ブロック１０を一体化する際に樹脂系接着剤を用いることで、接着剤による接着層が干渉ブロック１１として機能するため誘電体ブロック９と磁性体ブロック１０との間に干渉ブロック１１を別部品として設けることなく容易に形成できるのである。

なお、上述した一実施形態においてはヘリカル型のチップアンテナ４を挙げて説明したが、図４に示されるように放射導体７を線状体で形成しその巻軸部分１２や外周を囲む筒状部分１３を基体６と見なし、これらの巻軸部分１２や筒状部分１３を誘電体ブロック９と磁性体ブロック１０とを組み合わせた構成とすることで同様の効果が得られ、また、図５に示されるように基体６の主面状に放射導体７を平面的に形成した平面伝送線路型のアンテナにおいても同様の作用効果を奏するものである。

また、上述した実施形態においては、放射導体７として電気長をλ／４としたものを挙げて説明したが、この電気長をλ／２としたものであれば図６に示されるごとく、λ／２放射導体における電流分布が高い部分、つまり、λ／４型の放射導体７における給電部側７ｂに応じた部分に磁性体ブロック１０を配置し、電圧分布の高い部分、つまり、λ／４型の放射導体における開放端側７ａに応じた両端側部分にそれぞれ誘電体ブロック９を配置することで同様の作用効果を奏することができるのである。

本発明は各種通信機器に用いられるアンテナに関して、小型化が図れるという効果を有し、特にアナログテレビやディジタルテレビを搭載した携帯電話などの移動体端末に用いられるアンテナに有用である。

本発明の一実施形態におけるアンテナの斜視図 同アンテナを用いたアンテナ装置の斜視図 他の実施形態におけるアンテナ装置の斜視図 さらに他の実施形態におけるアンテナを示す模式図 さらに他の実施形態におけるアンテナを示す斜視図 さらに他の実施形態におけるアンテナを示す斜視図 従来のアンテナを示す斜視図

符号の説明

４ アンテナ
６ 基体
７ 放射導体
８ 給電部
９ 誘電体ブロック
１０ 磁性体ブロック
１１ 干渉ブロック

Claims (4)

1. 基体と、この基体に応じて設けられた放射導体と、この放射導体に設けられた給電部とを備え、前記基体を誘電体材料からなる誘電体ブロックと磁性体材料からなる磁性体ブロックとを組み合わせた構成とするとともに、前記基体における前記放射導体の電流分布が高い部分に応じて前記磁性体ブロックを配置し、前記放射導体の電圧分布の高い部分に応じて前記誘電体ブロックを配置したことを特徴とするアンテナ。
2. 誘電体ブロックと磁性体ブロックとの間に前記誘電体ブロックおよび前記磁性体ブロックより誘電率と透磁率が低い干渉ブロックを設けたことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ。
3. 干渉ブロックを有機樹脂で形成したことを特徴とする請求項２に記載のアンテナ。
4. 干渉ブロックを樹脂系接着剤で形成したことを特徴とする請求項３に記載のアンテナ。

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