JP2006229528A

JP2006229528A - アンテナ装置およびそれを用いた携帯無線機

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Publication number: JP2006229528A
Application number: JP2005040146A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Iguchi; 明彦井口; Hiroki Satou; 祐己佐藤
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2005-02-17
Filing date: 2005-02-17
Publication date: 2006-08-31

Abstract

【課題】複数の周波数帯やアプリケーションに対応した複数のアンテナ素子を配置する場合、素子間の結合による特性の劣化や、結合による素子単体の調整が困難になるといった問題が生じる。
【解決手段】地板１０と、第１の周波数帯に対応する第１のアンテナ素子１１と、第１の周波数帯の近傍あるいは重なる第２の周波数帯に対応する第２のアンテナ素子１２と、前記地板１０と前記第１のアンテナ素子１１とを接続する第１の給電部１３と、前記地板１０と前記第２のアンテナ素子１２とを接続する第２の給電部１４とを備え、前記第１のアンテナ素子１１と前記第２のアンテナ素子１２とを、前記地板１０の長辺に平行に配置する構成としたアンテナ装置である。
【選択図】図１

Description

本発明は、移動体通信などに用いられる携帯無線機と、それに搭載されるアンテナ装置に関するものであり、特に複数の周波数、システムを用いるアンテナ装置に関するものである。

移動体通信に用いられる携帯無線機の代表例である携帯電話は、従来の電話としての機能のみならず、様々なアプリケーションに対応したシステムの塔載が進められている。

例としては、ＦＭラジオやテレビ、ＧＰＳ、ＢｌｕｅｔｏｏｔｈやＷＬＡＮなどがある。

しかし、これらのシステムは各々使用する周波数や、無線回路が異なるため、各システムに対応したアンテナ素子が必要になる。

従来のアンテナ装置を図９に示す。

地板１００に、第１の周波数を用いて、第１のシステムに対応する第１のアンテナ素子１０１と、第２の周波数を用いて、第２のシステムに対応する第２のアンテナ素子１０２とがそれぞれ接続されている。このように、複数のシステムが必要なアンテナ装置の場合、それぞれのシステムに対応する複数のアンテナ素子が必要であった。

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２００２−２３７７７９号公報

しかしながら、単に１つの地板に複数のアンテナ素子を配置する場合、素子間の結合による特性の劣化や、結合による素子単体の調整が困難になるといった問題が生じていた。

本発明は、上記課題を解決するもので、アンテナ素子間の結合を低減させ、アイソレーション特性を改善したアンテナ装置、およびそれを用いた携帯無線機を提供することである。

この目的を達成するために、本発明は、地板と、第１の周波数帯に対応する第１のアンテナ素子と、第１の周波数帯の近傍あるいは重なる第２の周波数帯に対応する第２のアンテナ素子と、前記地板と前記第１のアンテナ素子とを接続する第１の給電部と、前記地板と前記第２のアンテナ素子とを接続する第２の給電部とを備え、前記第１のアンテナ素子と、第２のアンテナ素子を、それぞれ前記地板の長辺に平行に配置する構成としたアンテナ装置であり、アンテナ素子を地板の長辺に平行に配置させることで、素子間の結合を低減し、アイソレーション特性を改善したアンテナ装置、およびそれを用いた携帯無線機を提供することが可能となる。

本発明は、アンテナ素子を地板の長辺に平行に配置することにより、アンテナ素子間の結合を低減させて、アイソレーション特性を改善したアンテナ装置およびそれを用いた携帯無線機を提供する。

（実施の形態１）
以下に、実施の形態１を用いて、本発明の特に請求項１〜３，９に記載の発明について図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の実施の形態１における装置の構成を示す図である。

図１において、第１のアンテナ素子１１と第２のアンテナ素子１２は、それぞれ地板１０の長辺と平行な方向に配置されている。また、第１のアンテナ素子１１に給電する第１の給電部１３、第２のアンテナ素子１２に給電する第２の給電部１４とを有している。

このように、第１のアンテナ素子１１と第２のアンテナ素子１２とが互いのアンテナの方向に放射を抑圧するヌル点を向けることで、素子間の結合を低減し、アイソレーション特性を改善したアンテナ装置を得ることが可能となり、さらには、このアンテナ装置を用いた携帯無線機を得ることができる。

ここで、図１の配置におけるアンテナ素子間の通過特性を図２に示す。また比較として、２つのアンテナ素子を地板の長辺と直交に配置した場合のアンテナ素子間の通過特性を図３に示す。

図２、３より、アンテナの周波数帯域である２．４〜２．５ＧＨｚ間において、図２に示す本実施の形態におけるアンテナ素子間の通過特性が、図３に示す従来のアンテナより特性が３［ｄＢ］程度改善しており、この結果からもアイソレーション特性が改善されていることが分かる。

さらに、地板１０の短辺の長さを所定の周波数のほぼ１／４波長の長さとすることで、地板１０の短辺方向に電流を制御するとともに、地板１０を介するアンテナ素子間の結合を低減し、さらにアイソレーション特性を改善したアンテナ装置を得ることが可能となる。

このときのアンテナ素子間の通過特性を図４に示す。

図４の結果から、地板１０上の電流分布を制御することで通過特性の極を所望の周波数帯に合わせることができ、図３と比較すると、アンテナの周波数帯域である２．４〜２．５ＧＨｚ間において、１５［ｄＢ］程度通過特性を改善でき、アイソレーション特性が改善されていることが分かる。

また、アンテナ素子に対応する周波数をＢｌｕｅｔｏｏｔｈとＷＬＡＮの周波数帯である２．４〜２．５ＧＨｚに合わせることで、これらのアプリケーションに対応したアンテナ装置を得ることが可能となり、さらには、このアンテナ装置を用いた携帯無線機を得ることができる。

（実施の形態２）
以下に、実施の形態２を用いて、本発明の特に請求項４，５に記載の発明について図面を参照しながら説明する。

図５は、本発明の実施の形態２におけるアンテナ装置の構成を示す図である。

なお、本実施の形態１と同様の構成を有するものについては、同一符号を付しその説明を省略する。

図５において、地板１０に接続されるアンテナ素子１１側の短辺のほぼ１／４波長の長さの位置に第１のスリット１５を、アンテナ素子１２側の短辺のほぼ１／４波長の長さの位置に第２のスリット１６を構成している。

本実施の形態では、スリット１５，１６を地板１０の短辺の長さの１／４波長の位置に装荷することで、スリットによる共振を利用して、地板１０の短辺の長さを１／４波長とすることができるため、アイソレーション特性を改善しつつ、地板１０の短辺の長さを自由に設定することが可能となる。

さらに、スリット１５，１６の長さを所望の周波数のほぼ１／４波長とすることで、スリットでの共振を最大限利用することができるため、さらにアイソレーション特性を改善することが可能となる。

（実施の形態３）
以下に、実施の形態３を用いて、本発明の特に請求項６，７に記載の発明について図面を参照しながら説明する。

図６は、本発明の実施の形態３におけるアンテナ装置の構成を示す図である。なお、本実施の形態１と同様の構成を有するものについては、同一符号を付しその説明を省略する。

図６において、地板１０に接続されるアンテナ素子１１側の短辺のほぼ１／４波長の長さの位置から第１の切り欠き部１７、アンテナ素子１２側の短辺のほぼ１／４波長の長さの位置から第２の切り欠き部１８をそれぞれステップ状に構成している。

本実施の形態では、地板１０の短辺のほぼ１／４波長の長さの位置に切り欠き部１７，１８を設けることで、地板１０の短辺をほぼ１／４波長の長さとすることができるため、アイソレーション特性を改善しつつ、地板１０の形状の制限を小さくすることが可能となる。

次に、本実施の形態における別の構成について説明する。

図７は本発明の実施の形態３のアンテナ装置の別の構成を示す図である。

図７のように、地板１０の短辺のほぼ１／４波長の長さの位置から、斜めに切り欠いてに切り欠き部１７，１８を形成した構成においても同様に、アイソレーション特性を改善しつつ、地板形状の制限を小さくすることが可能となる。

（実施の形態４）
以下に、実施の形態４を用いて、本発明の請求項８記載の発明について図面を参照しながら説明する。

図８は、本発明の実施の形態４におけるアンテナ装置の構成を示す図である。なお、本実施の形態１と同様の構成を有するものについては、同一符号を付しその説明を省略する。

図８において、地板１０と第２の地板２０とは、フレキシブルな接続部１９を介して、電気的に接続しているとともに、地板１０，２０は開閉可能な構造となっている。

本実施の形態では、地板１０にフレキシブルな接続部１９を介して第２の地板２０を電気的に接続することで、開閉可能な地板においても、アイソレーション特性を改善したアンテナ装置を提供することが可能となり、さらには、このアンテナ装置を用いた携帯無線機を得ることができる。

なお、本発明の構成はこれらの実施の形態のみに限定されるものではなく、例えば他のシステムへの対応や、地板に形成するスリット、切り欠きの形状を変えても同様の効果が得られる。

以上のように本発明は、複数の周波数とシステムに対応する複数のアンテナ素子を設けたときにそれらの素子間の結合を低減し、アイソレーション特性を改善したアンテナ装置、および無線通信機を提供するものであり、特に複数のアプリケーションをシステムとして用いる小型の携帯電話等に有用である。

本発明の実施の形態１におけるアンテナ装置の構成を示す図本発明の実施の形態１におけるアンテナ装置の通過特性を示す図２つのアンテナ素子を長辺に直交に配置した場合のアンテナ装置の通過特性を示す図本発明の実施の形態１におけるアンテナ装置の通過特性を示す図本発明の実施の形態２におけるアンテナ装置の構成を示す図本発明の実施の形態３におけるアンテナ装置の構成を示す図本発明の実施の形態３における、別のアンテナ装置の構成を示す図本発明の実施の形態４におけるアンテナ装置の構成を示す図従来のアンテナ装置の構成を示す図

符号の説明

１０地板
１１第１のアンテナ素子
１２第２のアンテナ素子
１３第１の給電部
１４第２の給電部

Claims

地板と、第１の周波数帯に対応する第１のアンテナ素子と、第１の周波数帯の近傍あるいは重なる第２の周波数帯に対応する第２のアンテナ素子と、前記地板と前記第１のアンテナ素子とを接続する第１の給電部と、前記地板と前記第２のアンテナ素子とを接続する第２の給電部とを備え、前記第１のアンテナ素子と前記第２のアンテナ素子を、それぞれ前記地板の長辺に平行に配置する構成としたアンテナ装置。
第１の周波数帯をＢｌｕｅｔｏｏｔｈ、第２の周波数帯をＷＬＡＮ（ＷｉｒｅｌｅｓｓＬｏｃａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）に対応する構成とした請求項１に記載のアンテナ装置。
地板の短辺の長さを、第１または第２の周波数帯のほぼ１／４波長の長さとした請求項２に記載のアンテナ装置。
地板の短辺の長さを第１または第２の周波数帯の１／４波長より長くし、前記地板の短辺のほぼ１／４波長の位置にスリットを設けた請求項１に記載のアンテナ装置。
スリットの長さを第１または第２の周波数帯のほぼ１／４波長とした、請求項４に記載のアンテナ装置。
地板の短辺の長さを、第１または第２の周波数帯の１／４波長より長くし、かつ前記地板の短辺の１／４波長の位置から斜めに向けて切り欠き部を設けた請求項１に記載のアンテナ装置。
地板の短辺の長さを、第１または第２の周波数帯の１／４波長より長くし、かつ前記地板の短辺の１／４波長の位置からステップ状に切り欠き部を設けた請求項１に記載のアンテナ装置。
地板に、フレキシブルな接続部を介して別の地板を電気的に接続し、前記２つの地板を開閉可能な構成とした請求項１に記載のアンテナ装置。
請求項１〜８に記載のアンテナ装置を用いた携帯無線機。