JP2006140662A

JP2006140662A - アンテナ装置

Info

Publication number: JP2006140662A
Application number: JP2004327235A
Authority: JP
Inventors: Akira Shigihara; 亮鴫原
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2004-11-11
Filing date: 2004-11-11
Publication date: 2006-06-01

Abstract

【課題】広帯域にわたって良好な受信感度が自動的に得られるアンテナ装置を提供する。
【解決手段】誘電体又は磁性体からなる柱状又は板状の基体２１と、複数に分割されて基体２１に巻回された帯状の第１の放射導体２２と、隣り合う第１の放射導体間に接続された第１の可変容量素子２３とを備え、第１の放射導体２２と第１の可変容量素子２３とを基体２１上で交互に配置して直列接続し、第１の放射導体２２ａに一端のみが接続された第１の可変容量素子２３ａを給電側とすると共に、第１の可変容量素子２３ｄに一端のみが接続された第１の放射導体２２ｄを開放側とし、開放側の第１の放射導体２２ｄに、基体２１に巻回された第２の放射導体３１を第１のスイッチ素子３０を介して直列に接続した。
【選択図】図１

Description

本発明は広帯域の周波数に同調できるように構成したアンテナ装置に関する。

従来のアンテナ装置１０を図７及び図８に従って説明する。フェライト磁心１４の回りには巻回した金属細条の螺旋導体１２が設けられる。この螺旋導体１２のそれぞれの端部を以て接続端子１６及び１８を形成する。螺旋導体１２は複数個の導体片１２′に切断され、これら導体片１２′は複数個のキャパシタンス素子２０によって相互接続される。このアンテナ装置１０は図７及び図８に示すように螺旋導体１２内にキャパシタンス素子２０を物理的に分布させて閉ループ形態としたものであり、特定の周波数に応答する（例えば、特許文献１参照。）。

特開昭５１−８３７５５号公報（図１、図３）。

上記従来のアンテナ装置では、特定の周波数に共振することから、広帯域にわたって受信する場合には特定の周波数以外の周波数での受信感度が低下する。

本発明は、広帯域にわたって良好な受信感度が自動的に得られるアンテナ装置を提供することを目的とする

上記課題に対する第１の解決手段として、誘電体又は磁性体からなる柱状又は板状の基体と、複数に分割されて前記基体に巻回された帯状の第１の放射導体と、隣り合う前記第１の放射導体間に接続された第１の可変容量素子とを備え、前記第１の放射導体と前記第１の可変容量素子とを前記基体上で交互に配置して直列接続し、前記第１の放射導体に一端のみが接続された前記第１の可変容量素子を給電側とすると共に、前記第１の可変容量素子に一端のみが接続された前記第１の放射導体を開放側とし、前記開放側の前記第１の放射導体に、前記基体に巻回された第２の放射導体を第１のスイッチ素子を介して直列に接続した。

また、第２の解決手段として、前記第１のスイッチ素子をオンにしたときに、前記第１の放射導体と前記第２の放射導体とを含む全体をＵＨＦテレビ放送帯における低域側の帯域に共振させ、前記第１のスイッチ素子をオフにしたときに、前記第１の放射導体を前記ＵＨＦテレビ放送帯における高域側の帯域に共振させた。

また、第３の解決手段として、前記第１のスイッチ素子をオンにしたときに、前記第１の放射導体と前記第２の放射導体とを含む全体をＶＨＦテレビ放送帯に共振させ、前記第１のスイッチ素子をオフにしたときに、前記第１の放射導体をＵＨＦテレビ放送帯に共振させた。

また、第４の解決手段として、前記第２の放射導体の開放側に、前記基体に巻介された第３の放射導体を第２のスイッチ素子を介して直列に接続した。

また、第５の解決手段として、前記第２の放射導体を複数に分割し、隣り合う前記第２の放射導体同士を第２の可変容量素子によって直列に接続した。

また、第６の解決手段として、前記第１のスイッチ素子及び前記第２のスイッチ素子をオンにしたときに、前記第１の放射導体と前記第２の放射導体と前記第３の放射導体を含む全体をＶＨＦテレビ放送帯に共振させ、前記第２のスイッチ素子のみをオフにしたときに、前記第１の放射導体と前記第２の放射導体を含む全体をＵＨＦテレビ放送帯における低域側の帯域に共振させ、前記第１のスイッチ素子及び前記第２のスイッチ素子をオフしたときに、前記第１の放射導体を前記ＵＨＦテレビ放送帯における高域側の周波数帯に共振させた。

第１の解決手段によれば、誘電体又は磁性体からなる柱状又は板状の基体と、複数に分割されて基体に巻回された帯状の第１の放射導体と、隣り合う第１の放射導体間に接続された第１の可変容量素子とを備え、第１の放射導体と第１の可変容量素子とを基体上で交互に配置して直列接続し、第１の放射導体に一端のみが接続された第１の可変容量素子を給電側とすると共に、第１の可変容量素子に一端のみが接続された第１の放射導体を開放側とし、開放側の第１の放射導体に、基体に巻回された第２の放射導体を第１のスイッチ素子を介して直列に接続したので、２バンドに切り替えることで、ＶＨＦ帯とＵＨＦ帯の各帯域内のテレビジョン信号を受信し、又はＵＨＦ帯のローバンドとハイバンドの各帯域内のテレビジョン信号を受信できる。

また、第２の解決手段によれば、第１のスイッチ素子をオンにしたときに、第１の放射導体と第２の放射導体とを含む全体をＵＨＦテレビ放送帯における低域側の帯域に共振させ、第１のスイッチ素子をオフにしたときに、第１の放射導体をＵＨＦテレビ放送帯における高域側の帯域に共振させたので、ＵＨＦ帯のローバンドとハイバンドの各帯域内のテレビジョン信号を受信できる。

また、第３の解決手段によれば、第１のスイッチ素子をオンにしたときに、第１の放射導体と第２の放射導体とを含む全体をＶＨＦテレビ放送帯に共振させ、第１のスイッチ素子をオフにしたときに、第１の放射導体をＵＨＦテレビ放送帯に共振させたので、ＶＨＦ帯とＵＨＦ帯の各帯域内のテレビジョン信号を受信できる。

また、第４の解決手段によれば、第２の放射導体の開放側に、基体に巻介された第３の放射導体を第２のスイッチ素子を介して直列に接続したので、３バンドに切り替えてＶＨＦ帯とＵＨＦ帯の各帯域内のテレビジョン信号を受信できる。

また、第５の解決手段によれば、第２の放射導体を複数に分割し、隣り合う第２の放射導体同士を第２の可変容量素子によって直列に接続したので、各放射導体の長さを短縮できる。

また、第６の解決手段によれば、第１のスイッチ素子及び第２のスイッチ素子をオンにしたときに、第１の放射導体と第２の放射導体と第３の放射導体を含む全体をＶＨＦテレビ放送帯に共振させ、第２のスイッチ素子のみをオフにしたときに、第１の放射導体と第２の放射導体を含む全体をＵＨＦテレビ放送帯における低域側の帯域に共振させ、第１のスイッチ素子及び第２のスイッチ素子をオフしたときに、第１の放射導体をＵＨＦテレビ放送帯における高域側の周波数帯に共振させたので、ＶＨＦ帯とＵＨＦ帯のハイバンドとＵＨＦ帯のローバンドとに切り替えて各バンド内のテレビジョン信号を受信できる。

以下本発明のアンテナ装置１を図１乃至図６に基づいて説明する。図１は第１の実施形態の斜視図を示し、図２は第１の実施形態の等価回路を示す。図３及び図４は第１の実施形態のアンテナ装置における電圧分布を示し、図５は第２の実施形態の等価回路、図６は第３の実施形態の等価回路を示す。

図１及び図２において、誘電体材料又は磁性材料からなる、例えば角柱状あるいは板状の基体２１には、帯状の第１の放射導体２２と、第２の放射導体３１とが巻回されている。また、基体２１には第１の放射導体２２が巻回された側の一端に接地用の電極（接地電極）３２が形成される。第１の放射導体２２は、例えば４個の放射導体２２ａ〜２２ｄに分割されており、それらは第１の可変容量素子であるバラクタダイオード２３（２３ａ〜２３ｄ）と交互に配置されて直列接続される。

即ち、バラクタダイオード２３ａと２３ｂとの間には放射導体２２ａが接続され、バラクタダイオード２３ｂと２３ｃとの間には放射導体２２ｂが接続される。以下同様の接続関係が連続し、最後は放射導体２２ｃと２２ｄとの間にはバラクタダイオード２３ｄが接続されるが、図２に示すように隣接するバラクタ同士の極性が逆となるようになっている。そしてバラクタダイオード２３ａのカソードが給電端側となり、インピーダンス整合用のコンデンサ２４によって接地電極３２に接続される。さらにバラクタダイオード２３ａのカソードは結合用コンデンサ２５介して給電用導体２６に接続されると共に、同調電圧供給用導体２７に接続される。

第１の放射導体２２における解放端側の放射導体２２ｄの先端は第１の解放端はとなり、直流カットコンデンサ２８を介してスイッチ電圧供給用導体２９に接続される。スイッチ電圧供給用導体２９には、例えばダイオード等の第１のスイッチ素子３０を介して第２の放射導体３１の一端が接続される。第２の放射導体３１の他端は第２の解放端となる。

第１の可変容量素子２３、コンデンサ２４、２５、２８、第１のスイッチ素子３０等は面実装形の部品であり、基体２１の上面に取り付けられる。

以上のように構成されたアンテナ装置は、例えば、ＶＨＦ帯あるいはＵＨＦ帯の地上デジタル放送やアナログ放送を受信することができるように構成された携帯電話機内のマザー基板（図示せず）に搭載される。そして、給電用導体２６は受信機回路の入力端ＲＦに接続され、同調電圧供給用導体２７、放射導体２２ｂ、２２ｄにはマザー基板側から同調電圧Ｖｔが供給される。また、放射導体２２ａ、２２ｃは直流的に接地される。これによって、各バラクタダイオード２３ａ〜２３ｄの両端には同調電圧が印加される。さらに、スイッチ電圧供給用導体２９と第２の放射導体３１には第１のスイッチ素子３０をオン／オフするための切替電圧Ｖｓが印加される。

そして、第１の放射導体２２の合計の長さと第２の放射導体３１の長さとを適宜に設定することでＶＨＦ帯あるいはＵＨＦ帯のテレビジョン信号を可変同調できる。

例えば、第１の例として、第１の放射導体２２の長さを、第１のスイッチ素子３０をオフとした状態で、第１の可変容量素子２３の容量値の変化範囲内でＵＨＦ帯のハイバンド（７７０ＭＨｚ〜６２０ＭＨｚ）に共振する電気長に設定し、第２の放射導体３１の長さを、第１のスイッチ素子３０をオンとした状態で、第１の可変容量素子２３の容量値の変化範囲内でアンテナ装置１がＵＨＦ帯のローバンド（６２０ＭＨｚ〜４７０ＭＨｚ）に共振する電気長に設定すれば、アンテナ装置１の給電端の位置Ｐから第１の解放端の位置Ｑ１及び第２の解放端の位置Ｑ２に至る長さ方向における電圧分布は図３のようになり、ＵＨＦ帯の全帯域を受信できる。なお、ローバンドの受信時（第１のスイッチ素子３０がオン）では第２の解放端の位置Ｑ２が最大電圧となり、ハイバンドの受信時（第１のスイッチ素子３０がオフ）では第１の解放端の位置Ｑ１が最大電圧となる。

すなわち、ローバンドの最低周波数４７０ＭＨｚから最高周波数６２０ＭＨｚまでの範囲を受信する場合には、図３Ａ〜Ｃに示すように第２の解放端の位置Ｑ２が最大電圧となり、最小電圧の位置は給電端の位置ＰからＰ１、Ｐ２のように第１の解放端の位置Ｑ１側に移動する。電圧最小の位置Ｐ１及びＰ２から給電端の位置Ｐまでの間は単なる伝送線路と見なされる。

同様に、ハイバンドの最低周波数６２０から最高周波数７７０ＭＨｚまでの範囲を受信する場合には、図３Ｄ〜Ｆに示すように第２の解放端の位置Ｑ２が最大電圧となり、最小電圧の位置給電端の位置ＰからＰ３、Ｐ４のように第１の解放端の位置Ｑ１側に移動する。電圧最小の位置Ｐ３及びＰ４から給電端の位置Ｐまでの間は単なる伝送線路と見なされる。

また、第２の例として、第１の放射導体２２の長さを、第１のスイッチ素子３０をオフとした状態で、第１の可変容量素子２３の容量値の変化範囲内でＵＨＦ帯の全帯域（７７０ＭＨｚ〜４７０ＭＨｚ）に共振する電気長に設定し、第２の放射導体３１の長さを、第１のスイッチ素子３０をオンとした状態で、第１の可変容量素子２３の容量値の変化範囲内でアンテナ装置１がＶＨＦ帯のハイバンド（例えば、デジタル放送が適用されるチャンネル７／１９０ＭＨｚ）に共振する電気長に設定すれば、アンテナ装置１の給電端の位置Ｐから第１の解放端の位置Ｑ１及び第２の解放端の位置Ｑ２に至る長さ方向における電圧分布は図４のようになり、ＵＨＦ帯の全帯域とＶＨＦ帯とを受信できる。なお、ＶＨＦ帯の受信時（第１のスイッチ素子３０がオン）では第２の解放端の位置Ｑ２が最大電圧となり、ＵＨＦ帯の受信時（第１のスイッチ素子３０がオフ）では第１の解放端の位置Ｑ１が最大電圧となる。

すなわち、ＶＨＦ帯を受信する場合には、図４Ａに示すように第２の解放端の位置Ｑ２が最大電圧となり、最小電圧の位置は給電端の位置Ｐとなる。また、ＵＨＦ帯を受信する場合には、図４Ｂ〜Ｄに示すように第２の解放端の位置Ｑ２が最大電圧となり、最小電圧の位置は給電端の位置ＰからＰ５、Ｐ６のように第１の解放端の位置Ｑ１側に移動する。電圧最小の位置Ｐ５及びＰ６から給電端の位置Ｐまでの間は単なる伝送線路と見なされる。

図５は第２の実施形態の等価回路である。第２の実施形態では、基体２１に更に第３の放射導体３２を巻回し、第２の放射導体３１の第２の解放端に第２のスイッチ素子３３を介して第３の放射導体３２を接続し、第３の放射導体３２の先端を第３の解放端としている。そして、第２のスイッチ素子３３を切替電圧Ｖｓによってオン／オフ制御する。

また、図６は第３の実施携帯の等価回路であり、この場合では、第２の放射導体３１を複数に分割すると共に、それらを第２の可変容量素子３４（３４ａ〜３４ｄ）によって直列接続している。なお、図示はしないが、第２の可変容量素子３４も第１の可変容量素子２３と同様に基体２１の上面に取り付けられる。

そして、第２の及び第３の実施形態においては、各放射導体２２、３１、３２の長さを適宜に設定することにより、第１のスイッチ素子３０と第２のスイッチ素子３３とをオンにした状態でＶＨＦ帯に共振させ、第２のスイッチ素子３３のみをオフとした状態でＵＨＦ帯のローバンドに共振させ、第１のスイッチ素子３０をオフとした状態でＵＨＦ帯のハイバンドに共振させることができる。即ち、３バンドに切り替えて、各バンド内で目的とする周波数を受信できる。

本発明のアンテナ装置の第１の実施形態の斜視図である。本発明のアンテナ装置の第１の実施形態における等価回路図である。本発明のアンテナ装置の第１の実施形態における電圧分布図である。本発明のアンテナ装置の第１の実施形態における他の電圧分布図である。本発明のアンテナ装置の第２の実施形態における等価回路図である。本発明のアンテナ装置の第３の実施形態における等価回路図である。従来のアンテナ装置の斜視図である。従来のアンテナ装置の等価回路図である。

符号の説明

１：アンテナ装置
２１：基体
２２：第１の放射導体
２３：第１の可変容量素子
２４：整合用コンデンサ
２５：結合用コンデンサ
２６：給電用導体
２７：同調電圧供給用導体
２８：結合用コンデンサ
３０：第１のスイッチ素子
３１：第２の放射導体
３２：第３の放射導体
３３：第２のスイッチ素子
３４：第２の可変容量素子

Claims

誘電体又は磁性体からなる柱状又は板状の基体と、複数に分割されて前記基体に巻回された帯状の第１の放射導体と、隣り合う前記第１の放射導体間に接続された第１の可変容量素子とを備え、前記第１の放射導体と前記第１の可変容量素子とを前記基体上で交互に配置して直列接続し、前記第１の放射導体に一端のみが接続された前記第１の可変容量素子を給電側とすると共に、前記第１の可変容量素子に一端のみが接続された前記第１の放射導体を開放側とし、前記開放側の前記第１の放射導体に、前記基体に巻回された第２の放射導体を第１のスイッチ素子を介して直列に接続したことを特徴とするアンテナ装置。
前記第１のスイッチ素子をオンにしたときに、前記第１の放射導体と前記第２の放射導体とを含む全体をＵＨＦテレビ放送帯における低域側の帯域に共振させ、前記第１のスイッチ素子をオフにしたときに、前記第１の放射導体を前記ＵＨＦテレビ放送帯における高域側の帯域に共振させたことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
前記第１のスイッチ素子をオンにしたときに、前記第１の放射導体と前記第２の放射導体とを含む全体をＶＨＦテレビ放送帯に共振させ、前記第１のスイッチ素子をオフにしたときに、前記第１の放射導体をＵＨＦテレビ放送帯に共振させたことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
前記第２の放射導体の開放側に、前記基体に巻介された第３の放射導体を第２のスイッチ素子を介して直列に接続したことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
前記第２の放射導体を複数に分割し、隣り合う前記第２の放射導体同士を第２の可変容量素子によって直列に接続したことを特徴とする請求項４に記載のアンテナ装置。
前記第１のスイッチ素子及び前記第２のスイッチ素子をオンにしたときに、前記第１の放射導体と前記第２の放射導体と前記第３の放射導体を含む全体をＶＨＦテレビ放送帯に共振させ、前記第２のスイッチ素子のみをオフにしたときに、前記第１の放射導体と前記第２の放射導体を含む全体をＵＨＦテレビ放送帯における低域側の帯域に共振させ、前記第１のスイッチ素子及び前記第２のスイッチ素子をオフしたときに、前記第１の放射導体を前記ＵＨＦテレビ放送帯における高域側の周波数帯に共振させたことを特徴とする請求項４又は５に記載のアンテナ装置。