JP2006080721A - アンテナ装置および携帯無線機 - Google Patents

Abstract

【課題】 マルチバンドに対応するための２つのエレメントを有するアンテナ装置が内蔵された、筐体が小型の携帯無線機において、良好な通信品質を確保する。
【解決手段】 携帯無線機の筐体７内には、高周波回路，アース板などが実装された基板５とアンテナ装置１とが内蔵されている。アンテナ装置１の２つのコイルエレメント２，３の内、エレメント長が短い方のコイルエレメント２は、そのアンテナ電流の向きが基板５の辺51と垂直になるように配置され、エレメント長が長い方のコイルエレメント３は、そのアンテナ電流の向きが辺51と平行になるように配置されている。従って、基板５を実装後の筐体７内の狭いスペースに、コイルエレメント２，３をアンテナ電流の向きが直交する状態（エレメントの相互干渉が小さな状態）で配置することができる。従って、筐体が小型な携帯無線機においても、良好な通信品質を確保することができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、携帯電話機などの携帯無線機に実装される内蔵型のアンテナ装置に関し、特に、マルチバンドに対応するための２つのエレメントを有するアンテナ装置に関する。

携帯電話機のような小型の携帯無線機において、内蔵型のアンテナ装置を採用する場合、筐体が小型であるため、その実装方法が問題となる。特に、マルチバンドに対応するための２つのエレメントを有するアンテナ装置の場合は、その占有部分が大きくなるので、その実装方法が問題になる。

マルチバンドに対応するための２つのエレメントを有するアンテナ装置を携帯無線機の筐体内に実装する際の実装方法としては種々の方法が考えられる。

例えば、図６〜図８に示すように２つのエレメントを近接配置する方法が考えられる。

図６においては、エレメント長が異なる２つのコイルエレメント１１１，１１２を横並びに配置している。図７においては、エレメント長が異なる２つのコイルエレメント１２１，１２２を上下方向に重ねて配置している。また、図８においては、エレメント長が異なるコイルエレメント１３１と線状エレメント１３２とを横並びに配置している。なお、図６〜図８における矢印は、アンテナ電流の向きを表している。

図６〜図８に示すように、２つのエレメントを近接配置した場合、互いの根元を接合し、給電点を１つのまとめることができるので、回路的に有利である。しかし、図６〜図８の何れの場合も、２つのエレメントが同じ向きに配置されているため、エレメントの相互干渉により通信性能が劣化してしまうという問題がある。

このような問題点を解決するため、２つのエレメントを筐体内のなるべく離れた位置に配置するという方法も考えられる。しかし、この方法では、給電点を１つにまとめることが難しく、回路的に不利になる。

そこで、上述したような問題点を解決するため、２つのエレメントをその中心軸が直交するように近接配置したアンテナ装置が提案された（例えば、特許文献１，２参照）。
特開２０００−３１７２１号公報 特開２００３−３１９８１６号公報

上述したように、２つのエレメントを直交配置することにより、相互干渉を少なくし、通信性能を保つことが可能になる。また、エレメントを近接配置するので、給電点を１つにすることも容易である。

ところで、携帯無線機の筐体内には、アンテナ装置だけでなく、高周波回路，ＣＰＵなどの各種回路が搭載された基板も収容される。従って、基板実装後の筐体内の狭いスペースにアンテナ装置の２つのエレメントを配置する場合には、エレメント同士の配置関係だけでなく、エレメントと基板との配置関係も考慮することが必要になる。しかし、上述した従来の技術では、エレメントと基板との配置関係は、全く考慮していない。

そこで、本発明は、エレメント同士の配置関係だけでなく、エレメントと基板との配置関係も考慮することにより、基板配置後の筐体内の狭いスペースに、２つのエレメントを直交配置した状態で実装可能なアンテナ装置を提供することにある。

本発明にかかる第１のアンテナ装置は、上記目的を達成するため、
携帯無線機に実装されるアンテナ装置であって、
第１のエレメントと、該第１のエレメントよりもエレメント長が長い第２のエレメントとを有し、
前記第１のエレメントが、そのアンテナ電流の向きが携帯無線装置の基板のある一辺に対して垂直になるように配置され、
前記第２のエレメントが、そのアンテナ電流の向きが前記ある一辺に対して平行になるように配置されたことを特徴とする。

本発明にかかる第２のアンテナ装置は、給電点を１つとし、回路構成を簡単なものとするため、第１のアンテナ装置において、
前記第１のエレメントと前記第２のエレメントとを接合部で接合し、且つ、前記接合部を給電点とを電気的に接続したことを特徴とする。

本発明にかかる第３のアンテナ装置は、第１または第２のアンテナ装置において、
前記第１のエレメントと前記第２のエレメントが、コイルエレメントであることを特徴とする。

本発明にかかる第４のアンテナ装置は、第１または第２のアンテナ装置において、
前記１のエレメントと前記第２のエレメントが、メアンダエレメントであることを特徴とする。

本発明にかかる第５のアンテナ装置は、第１または第２のアンテナ装置において、
前記第１のエレメントあるいは前記第２のエレメントの内の何れか一方が、コイルエレメントで、他方がメアンダエレメントであることを特徴とする。

本発明にかかる第１の携帯無線機は、筐体を小型化した場合であっても、２つのエレメントを直交配置したアンテナ装置を実装できるようにするため、
第１のエレメントと、該第１のエレメントよりもエレメント長が長い第２のエレメントとを含むアンテナ装置が筐体内に実装された携帯無線機であって、
前記第１のエレメントを、そのアンテナ電流の向きが前記筐体内に実装される基板のある一辺に対して垂直に配置し、
前記第２のエレメントを、そのアンテナ電流の向きが前記基板のある一辺に対して平行に配置したことを特徴とする。

本発明にかかる第２の携帯無線機は、給電点を１つとし、回路構成を簡単なものとするため、第１の携帯無線機において、
前記第１のエレメントと前記第２のエレメントとを接合部で接合し、且つ、前記接合部を給電点とを電気的に接続したことを特徴とする。

本発明にかかる第１のアンテナ装置および第１の携帯無線機は、第１，第２のエレメントの内の、エレメント長が短い方の第１のエレメントを、そのアンテナ電流の向きが基板のある一辺に対して垂直になるように配置し、エレメント長が長い方の第２のエレメントを、そのアンテナ電流の向きが上記一辺と平行になるように配置しているので、基板配置後の筐体内の狭いスペースに、第１，第２のエレメントを直交させた状態（相互干渉が少ない状態）で配置することができる。その結果、小型の筐体を使用しても、良好な通信品質を得ることが可能になる。

本発明にかかる第２のアンテナ装置および第２の携帯無線機は、第１，第２のエレメントを接合部で接合し、且つ接合部と給電点とを電気的に接続するようにしているので、給電点を１つとすることができ、その結果、回路構成を簡単なものとすることができる。

次に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。

図１は、本発明にかかるアンテナ装置の第１の実施の形態の構成例を示す斜視図である。

同図を参照すると、アンテナ装置１は、エレメント長がＬ２の高周波数帯域用のコイルエレメント２と、エレメント長がＬ３（Ｌ２＜Ｌ３）の低周波数帯域用のコイルエレメント３とから構成されている。

この２つのコイルエレメント２，３は、可能な限り近接配置されており、その根元は、接合部４において接合されている。また、接合部４は、長方形の基板５上に設けられた１つの給電点６と電気的に接続されている。なお、図１では図示を省略したが、基板５には、高周波回路，ＣＰＵなどの電子部品や、アース板などが実装されている。

コイルエレメント２，３の内、エレメント長が短い方のコイルエレメント２は、そのアンテナ電流の向き（図中の矢印が示す向き）が基板５の辺５１と直交するように携帯無線機の筐体（図示せず）内に固定され、エレメント長が長い方のコイルエレメント３は、そのアンテナ電流の向きが辺５１と平行になるように筐体内に固定されている。

従って、コイルエレメント２，３は、そのアンテナ電流の向きが互いに直交する状態で筐体内に配置されることになるので、相互干渉の影響を少なくし、通信性能を保つことが可能になる。なお、辺５１は、基板５の４辺の内のどの辺としても良いが、例えば、携帯無線機の筐体に実装されたとき、上側になる辺とすることができる。また、コイルエレメント２，３は、筐体の厚さを薄くするために、基板５と重ならない位置に配置されている。

図２（ａ）は、図１に示したアンテナ装置１を携帯無線機の筐体７内に実装したときの状態を示した図である。同図を参照すると、筐体７内に基板５を配置後の狭いスペースに、２つのコイルエレメント２，３が直交配置されていることが判る。このように、基板５との配置関係も考慮した本実施の形態のアンテナ装置１によれば、基板５を配置後の筐体７内の狭いスペースに、２つのコイルエレメント２，３を直交配置することが可能になる。

これに対して、コイルエレメント２，３と基板５との配置関係を本実施の形態のようにしなかった場合（例えば、コイルエレメント２を辺５１に対して平行に配置し、コイルエレメント３を辺５１に対して垂直に配置した場合）は、アンテナ装置の実装状態は、図２（ｂ）に示すものとなる。図２（ａ），（ｂ）を比較して判るように、コイルエレメント２，３と基板５との配置関係を本実施の形態のようにしなかった場合には、２つのコイルエレメント２，３を直交配置するために、筐体７に比べて大型の筐体７ａが必要になってしまう。

図３は、本発明にかかるアンテナ装置の第２の実施の形態の構成例を示す斜視図である。

同図を参照すると、アンテナ装置３１は、エレメント長がＬ３２の高周波数帯域用のメアンダエレメント３２と、エレメント長がＬ３３（Ｌ３２＜Ｌ３３）の低周波数帯域用のメアンダエレメント３３とから構成されている。

この２のつのメアンダエレメント３２，３３は、接合部４において接合され、接合部４は、基板５上に設けられた給電点６と電気的に接続されている。

また、エレメント長が短いメアンダエレメント３２は、そのアンテナ電流の向きが基板５の辺５１と直交する状態で携帯無線機の筐体に固定され、エレメント長が長いメアンダエレメント３３は、そのアンテナ電流の向きが辺５１と平行になる状態で上記筐体に固定されている。従って、第２の実施の形態においても、第１の実施の形態と同様に、基板配置後の筐体内の狭いスペースに、２つのエレメントを直交配置したアンテナ装置を実装することができる。

図４は、本発明にかかるアンテナ装置の第３の実施の形態の構成例を示す斜視図である。

同図を参照すると、アンテナ装置４１は、エレメント長がＬ４２のコイルエレメント４２と、エレメント長がＬ４３（Ｌ４２＜Ｌ４３）のメアンダエレメント４３とから構成されている。

この２のつのエレメント４２，４３は、接合部４において接合され、接合部４は、基板５上に設けられた給電点６と電気的に接続されている。

また、エレメント長が短いコイルエレメント４２は、そのアンテナ電流の向きが基板５の辺５１と直交する状態で携帯無線機の筐体に固定され、エレメント長が長いメアンダエレメント４３は、そのアンテナ電流の向きが辺５１と平行になる状態で上記筐体に固定されている。従って、第３の実施の形態においても、第１の実施の形態と同様に、基板配置後の筐体内の狭いスペースに、２つのエレメントを直交配置したアンテナ装置を実装することができる。

図５は、本発明にかかるアンテナ装置の第４の実施の形態の構成例を示す斜視図である。

同図を参照すると、アンテナ装置５２は、エレメント長がＬ５３のメアンダエレメント５３と、エレメント長がＬ５４（Ｌ５３＜Ｌ５４）のコイルエレメント５４とから構成されている。

この２のつのエレメント５３，５４は、接合部４において接合され、接合部４は、基板５上に設けられた給電点６と電気的に接続されている。

また、エレメント長が短いメアンダエレメント５３は、そのアンテナ電流の向きが基板５の辺５１と直交する状態で携帯無線機の筐体に固定され、エレメント長が長いコイルエレメント５４は、そのアンテナ電流の向きが辺５１と平行になる状態で上記筐体に固定されている。従って、第４の実施の形態においても、第１の実施の形態と同様に、基板配置後の筐体内の狭いスペースに、２つのエレメントを直交配置したアンテナ装置を実装することができる。

本発明にかかるアンテナ装置の第１の実施の形態の構成例を示す斜視図である。 第１の実施の形態の効果を説明するための図である。 本発明にかかるアンテナ装置の第２の実施の形態に構成例を示す斜視図である。 本発明にかかるアンテナ装置の第３の実施の形態の構成例を示す斜視図である。 本発明にかかるアンテナ装置の第４の実施の形態の構成例を示す斜視図である。 一般的に考えられる、マルチバンドに対応するアンテナ装置の一例を示す斜視図である。 一般的に考えられる、マルチバンドに対応するアンテナ装置の他の例を示す斜視図である。 一般的に考えられる、マルチバンドに対応するアンテナ装置のその他の例を示す斜視図である。

符号の説明

１，３１，４１，５２…アンテナ装置
２，３，４２，５４，１１１，１１２，１２１，１２２，１３１…コイルエレメント
３２，３３，４３，５３…メアンダエレメント
１３２…線状エレメント
４…接合部
５…基板
５１…辺
６…給電点
７，７ａ…筐体

Claims (7)

1. 携帯無線機に実装されるアンテナ装置であって、
   第１のエレメントと、該第１のエレメントよりもエレメント長が長い第２のエレメントとを有し、
   前記第１のエレメントが、そのアンテナ電流の向きが携帯無線装置の基板のある一辺に対して垂直になるように配置され、
   前記第２のエレメントが、そのアンテナ電流の向きが前記ある一辺に対して平行になるように配置されたことを特徴とするアンテナ装置。
2. 請求項１記載のアンテナ装置において、
   前記第１のエレメントと前記第２のエレメントとを接合部で接合し、且つ、前記接合部を給電点とを電気的に接続したことを特徴とするアンテナ装置。
3. 請求項１または２記載のアンテナ装置において、
   前記第１のエレメントと前記第２のエレメントが、コイルエレメントであることを特徴とするアンテナ装置。
4. 請求項１または２記載のアンテナ装置において、
   前記１のエレメントと前記第２のエレメントが、メアンダエレメントであることを特徴とするアンテナ装置。
5. 請求項１または２記載のアンテナ装置において、
   前記第１のエレメントあるいは前記第２のエレメントの内の何れか一方が、コイルエレメントで、他方がメアンダエレメントであることを特徴とするアンテナ装置。
6. 第１のエレメントと、該第１のエレメントよりもエレメント長が長い第２のエレメントとを含むアンテナ装置が筐体内に実装された携帯無線機であって、
   前記第１のエレメントを、そのアンテナ電流の向きが前記筐体内に実装される基板のある一辺に対して垂直に配置し、
   前記第２のエレメントを、そのアンテナ電流の向きが前記基板のある一辺に対して平行に配置したことを特徴とする携帯無線機。
7. 請求項６記載の携帯無線機において、
   前記第１のエレメントと前記第２のエレメントとを接合部で接合し、且つ、前記接合部を給電点とを電気的に接続したことを特徴とする携帯無線機。

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