JP2007194961A

JP2007194961A - 携帯端末用アンテナ

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Publication number: JP2007194961A
Application number: JP2006011706A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Ito; 淳伊藤; Hisashi Morishita; 久森下
Original assignee: Harada Industry Co Ltd
Current assignee: Harada Industry Co Ltd
Priority date: 2006-01-19
Filing date: 2006-01-19
Publication date: 2007-08-02
Anticipated expiration: 2026-01-19
Also published as: JP4473825B2

Abstract

【課題】小型化且つ広帯域化が可能であり、インピーダンス整合も容易な携帯端末用アンテナを提供しようとするものである。また、さらに低周波化も可能な携帯端末用アンテナを提供しようとするものである。
【解決手段】携帯端末に内蔵するアンテナは、グラウンド板１とアンテナ素子２とインピーダンス整合用無給電素子３とからなる。グラウンド板１は導体からなるものであり、アンテナ素子２は、グラウンド板の側部近傍に、グラウンド板の板面に垂直な方向で重ならないように配置される。また、インピーダンス整合用無給電素子３は、グラウンド板１の一部とアンテナ素子２の少なくとも給電部２０と重なるように、グラウンド板１の板面に垂直な方向に配置される。
【選択図】図１

Description

本発明は携帯端末用アンテナに関し、特に、アンテナ素子の入力インピーダンスを調整可能で広帯域な携帯端末用アンテナに関する。

携帯電話等の携帯端末に用いられるアンテナには、モノポールアンテナや平板逆Ｆアンテナ等がある。しかしながら、これらのアンテナは携帯端末の筐体上に誘起される電流が人体の影響により変化するため、使用態様によって著しい利得の低下等の特性劣化が起こっていた。また、近来の携帯端末のデザイン上の観点等から、アンテナは携帯端末に内蔵されるようになってきている。このような特性劣化の原因となる筐体上の電流を減少させ、携帯端末に内蔵できるアンテナとして、平衡給電アンテナが開発された（特許文献１）。これは、折返し型のループアンテナを用いたものである。

また、さらなる小型化を図るために、アンテナ素子を導体板に対して同一平面で水平に配置した携帯端末用平面型折返しダイポールアンテナも提案されている（非特許文献１）

また、携帯端末の高機能化に伴い、日本国内のみならず海外における携帯端末の各帯域（ＧＳＭ、ＤＣＳ、ＰＣＳ、ＵＭＴＳ等）をカバーする広帯域のアンテナの要求も高まっている。さらに、いわゆる１セグメント放送のサービスが導入されるのに伴い、携帯端末に内蔵できるＵＨＦ帯のアンテナの要求も高まっており、単に広帯域化するだけではなく、低周波化も望まれている。

このように、携帯端末用アンテナには、小型化且つ広帯域化、さらには低周波化の要求が年々高まっている。

特開２００２−４３８２６号公報佐々木大介他「携帯端末用平面型折返しダイポールアンテナ」電子情報通信学会通信ソサイエティ大会、２００４年、Ｂ−１−８３

上記の特許文献１や非特許文献１のような折返しダイポールアンテナにおいて、そのループアンテナの入力インピーダンスは、アンテナの素子幅や素子間隔を変化させたり、インピーダンス整合を行うためにバラン等を用いたりする必要があった。しかしながら、インピーダンス整合を行うためにアンテナ素子の形状を変化させるのには限界があった。また、バランを用いるものでは、その周波数特性の限界から、広帯域化や低周波化を行った場合に使用できるバランが存在しないという問題もあった。

本発明は、斯かる実情に鑑み、小型化且つ広帯域化が可能であり、インピーダンス整合も容易な携帯端末用アンテナを提供しようとするものである。また、小型化且つ広帯域化が可能であり、さらに低周波化が可能でインピーダンス整合も容易な携帯端末用アンテナも提供しようとするものである。

上述した本発明の目的を達成するために、本発明による携帯端末用アンテナは、導体からなるグラウンド板と、グラウンド板の側部近傍に、グラウンド板の板面に垂直な方向で重ならないように配置されるアンテナ素子と、グラウンド板の一部とアンテナ素子の少なくとも給電部と重なるように、グラウンド板の板面に垂直な方向に配置される、アンテナ素子の入力インピーダンスを調整するためのインピーダンス整合用無給電素子と、を具備するものである。

ここで、インピーダンス整合用無給電素子は、板状部材又は網状部材からなるのが好ましい。

また、インピーダンス整合用無給電素子は、グラウンド板の幅と同じかそれよりも短く構成されれば良い。

さらに、アンテナ素子の入力インピーダンスは、インピーダンス整合用無給電素子をアンテナ素子の給電部を基準に移動させることで調整されれば良い。

ここで、インピーダンス整合用無給電素子は、グラウンド板の板面方向又はグラウンド板の板面に垂直な方向に移動されれば良い。

さらに、グラウンド板とインピーダンス整合用無給電素子との間に、誘電体を有していても良い。

また、アンテナ素子は、給電部からグラウンド板の幅方向に延びる第１ラインと、グラウンド板の長さ方向に延びる第２ラインと、第１ラインとは反対方向に延びる第３ラインと、グラウンド板の板面に垂直な方向に延びる第４ラインと、第３ラインと反対方向に延びる第５ラインと、第２ラインと反対方向に延びる第６ラインと、第１ラインと反対方向に延びる第７ラインと、を一連に接続して構成されれば良い。

ここで、アンテナ素子について、第３ラインの長さを第１ラインの長さと同じか又は短く構成し、さらに、アンテナ素子の給電部を中心に面対称な形状を有し、一方の第７ラインと他方の第７ラインが、第６ラインと接続される側とは反対側でそれぞれ接続され、ループアンテナが構成されるようにしても良い。

このとき、インピーダンス整合用無給電素子は、アンテナ素子の給電部を中心にグラウンド板の長さ方向に対して対称となるような位置に配置されれば良い。

また、アンテナ素子は両面基板上に形成され、第１乃至第３ラインは両面基板の一方の面上に形成され、第５ライン乃至第７ラインは両面基板の他方の面上に形成され、第４ラインは、両面基板を貫通するビアホールで形成されても良い。

本発明の携帯端末用アンテナには、携帯端末の筐体上に流れる電流を抑制する自己平衡作用を持たせつつ広帯域な周波数特性を有し、さらにアンテナ素子の入力インピーダンス整合も容易であるという利点がある。さらに、広帯域な周波数特性を維持しながら共振周波数を実用域に下げて低周波化を図ることも可能であるという利点もある。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図示例と共に説明する。図１は、本発明の携帯端末用アンテナを説明するための概略図であり、図１（ａ）は携帯端末用アンテナの全体の斜視図であり、図１（ｂ）は携帯端末用アンテナの側面図である。本発明の携帯用アンテナは、主にグラウンド板１とアンテナ素子２、そしてインピーダンス整合用無給電素子３とからなる。グラウンド板１は、携帯端末の基板に相当する導体から構成されるものである。なお、説明の都合上、本明細書では、図１（ａ）中、ＸＹ平面をグラウンド板の板面方向とし、Ｚ方向がグラウンド板の板面に垂直な方向としている。また、グラウンド板の長手方向をグラウンド板の長さ方向とし、グラウンド板の短辺方向をグラウンド板の幅方向としている。但し、本発明はこれに限定されず、いかなる向きに配置されても良いことは勿論である。

図２に、アンテナ素子２の詳細を示す。図２は、本発明の携帯端末用アンテナのアンテナ素子２を説明するための斜視図である。図示のように、アンテナ素子２は、ＸＹ平面と等しい方向にアンテナ素子のループ面が２つ折り返して設けられ、上下のループが重なっているものである。なお、図示例では２つのループを有するアンテナ素子を示したが、本発明はこれに限定されず、さらに折り返して多くのループを構成しても良い。また、アンテナストリップの形状も、直線的である必要はなく、切り欠き部を設けたり波状にしたりすることも可能である。

また、アンテナ素子を折り返して構成することが可能であるため、アンテナ素子２の全長は、中心周波数の波長λと同じ長さにすることが可能である。なお、全長は中心周波数の波長λには限定されず、さらに小型化が必要な場合等には、λ／２やλ／４等の長さにすることも勿論可能である。

本発明の携帯端末用アンテナのアンテナ素子２をより具体的に説明すると、アンテナ素子２は、給電部２０からＹ軸方向に延びる第１ライン２１と、Ｘ方向に延びる第２ライン２２と、第１ライン２１とは反対方向に延びる第３ライン２３と、Ｚ軸方向に延びる第４ライン２４と、第３ライン２３と反対方向に延びる第５ライン２５と、第２ライン２２と反対方向に延びる第６ライン２６と、第１ライン２１と反対方向に延びる第７ライン２７とが一連に接続され、給電部２０を中心に面対称に構成されたものである。また、第１ライン２１と第７ライン２７、第２ライン２２と第６ライン２６、第３ライン２３と第５ライン２５が、Ｚ軸方向でそれぞれ重なるように構成されている。但し、本発明ではこれらは重なっている必要はなく、アンテナ素子として機能するものであれば如何なる構成であっても良い。

なお、図示例ではＸ軸方向のラインの幅のほうがＹ軸方向のラインの幅に比べて広く構成されているが、本発明はこれに限定されず、逆に狭く構成されても良い。また、給電部２０は平衡給電であっても不平衡給電であっても構わない。

このように構成したアンテナ素子を、グラウンド板の側部近傍で、なおかつグラウンド板の板面に垂直な方向で重ならないように配置する。これにより、厚さ方向の大きさの減少が図れるので、携帯端末をより小型化、薄型化することが可能となる。なお、図示例ではグラウンド板の短辺側の側部近傍にアンテナ素子を配置した例を示したが、本発明はこれに限定されず、携帯端末の筐体内でのレイアウトによっては、グラウンド板の長辺側の側部近傍にアンテナ素子を配置するものであっても構わない。また、アンテナ素子は、必ずしもグラウンド板の板面に対して同一平面で水平である必要はない。

また、アンテナ素子２は、導電ラインを折り曲げて構成しても良いし、両面基板上に形成されても良い。両面基板上に構成する場合には、第１ライン２１、第２ライン２２、第３ライン２３を両面基板の裏面側に形成し、第５ライン２５、第６ライン２６、第７ライン２７を両面基板の表面側に形成し、第４ライン２４を両面基板を貫通するビアホールで形成すれば良い。

次に、本発明の携帯端末用アンテナの特徴的な部分であるインピーダンス整合用無給電素子３について説明する。図１（ｂ）に示すように、インピーダンス整合用無給電素子３は、グラウンド板１とアンテナ素子２の直下に、グラウンド板１とアンテナ素子２と重なるように配置される。より具体的には、インピーダンス整合用無給電素子３は、アンテナ素子２の給電部と少なくとも重なるように、Ｚ軸方向に配置される。インピーダンス整合用無給電素子３は、導電性物質からなるものであり、グラウンド板１とアンテナ素子２の近傍に配置することで、アンテナ素子２の入力インピーダンスを調整するものである。なお、インピーダンス整合用無給電素子３は、無給電でありグラウンド板１等に接続されないことが必要である。

ここで、図示例のインピーダンス整合用無給電素子３は板状部材であり、より具体的には四辺形の形状を有する板状部材であるが、本発明はこれに限定されず、円形や楕円形、台形等、いかなる形状であっても構わない。また、板状部材についても、面を有する板状の部材に限定されず、網状部材やミアンダ形状のラインからなる部材、スパイラル形状のラインからなる部材等、容量結合が可能な部材であればいかなるものであっても構わない。

また、インピーダンス整合用無給電素子３は、グラウンド板１の幅方向、すなわちＹ軸方向の長さと同じかそれよりも短いことが好ましい。なお、インピーダンス整合用無給電素子３に関して、図示例ではグラウンド板１の幅と同じものを示したが、本発明はこれに限定されず、グラウンド板の長辺側の側部近傍にアンテナ素子が配置される場合には、インピーダンス整合用無給電素子は、グラウンド板の長さ方向の長さと同じかそれよりも短ければ良い。「幅」や「長さ」という用語は、短辺や長辺のどちらかに限定して解釈されるものではない。さらに、インピーダンス整合用無給電素子３は、Ｘ軸方向に対して対称となるように給電部２０を中心に均等に配置されることが好ましい。これは、携帯端末用アンテナに自己平衡作用をより強く得るためである。

そして、入力インピーダンスを調整するために、インピーダンス整合用無給電素子３をアンテナ素子２に近づけたり遠ざけたりする。より具体的には、図１（ｂ）に示すように、インピーダンス整合用無給電素子３をＸ軸方向に移動させる。また、Ｙ軸方向に移動させても良い。このように移動させることにより、入力インピーダンスを例えば５０Ωに調整することが可能となる。なお、移動方向に対するインピーダンス整合用無給電素子３の配置は、給電部２０を中心に移動方向に対して対称となるように構成すれば良い。即ち、給電部２０を中心に置いたまま、インピーダンス整合用無給電素子３を例えばＸ軸方向に移動させれば良い。なお、本明細書において、インピーダンス整合用無給電素子を移動させるというのは、インピーダンス整合用無給電素子３を伸縮させるという概念も含まれるものである。したがって、例えばインピーダンス整合用無給電素子３をＸ軸方向に移動させるというのは、インピーダンス整合用無給電素子３の長さを短くしていくことであっても良い。

さらに、グラウンド板１とインピーダンス整合用無給電素子３との間に、必要により誘電体を設けても良い。これにより、少ない移動距離であってもインピーダンス整合のための調整幅を大きくすることも可能である。

なお、このようにインピーダンス整合用無給電素子３を移動させて調整するのは、携帯端末に内蔵した後に調整しても良いし、設計段階等で予め調整しておいた後に携帯端末に内蔵するようにしても良い。

以下により具体的なパラメータを示して本発明の携帯端末用アンテナの特性の解析結果を説明する。なお、以下の説明における各パラメータは、あくまでも一例であって、本発明はこれに限定されず、アンテナ素子の形状や大きさ、他の周辺の状況等に応じて種々変更可能であることは勿論である。また、解析には有限積分法を用いた。本発明の携帯端末用アンテナにおいて、アンテナ素子２を含めたグラウンド板１の大きさは１１９．３５×３６．３ｍｍであり、インピーダンス整合用無給電素子３の大きさは４０ｍｍ×３６．３ｍｍとした。また、グラウンド板１、アンテナ素子２、インピーダンス整合用無給電素子３は、それぞれ厚さ０．２ｍｍの銅版で構成した。なお、給電は同軸ケーブルにより行った。

まず、アンテナ素子２の広帯域化を検討するために、インピーダンス整合用無給電素子３を用いない状態で、アンテナ素子２のストリップ幅ｗ_３を可変した場合のインピーダンス特性を図３に示す。なお、図１（ｂ）、図２に示したｗ_１−ｗ_６，ｄ，ｂ，ｈ，ｓの他のパラメータを、以下のように設定した。
ｗ_１＝ｗ_２＝７ｍｍ，ｗ_６＝２ｍｍ，ｄ＝４．５ｍｍ，ｂ＝３ｍｍ，ｈ＝２ｍｍ，ｓ＝２１ｍｍ
図３は、ｗ_３を変化させたときのアンテナ素子２の入力インピーダンス特性であり、図３（ａ）がアンテナ素子２に平衡給電した場合、図３（ｂ）がアンテナ素子２に不平衡給電した場合のインピーダンス特性図である。同図から、ｗ_３の幅を広くすることにより、インピーダンスが１００Ω以上のところで共振が取れることが分かる。

上記の結果から、ｗ_３＝７ｍｍで、インピーダンス整合用無給電素子３を用いた状態のインピーダンス特性を検討する。このようなアンテナ素子２において、図１（ｂ）、図２に示したｗ_１−ｗ_６，ｄ，ｂ，ｈ，ｓの各パラメータを、以下のように設定した。
ｗ_１＝ｗ_２＝ｗ_３＝７ｍｍ，ｗ_６＝２ｍｍ，ｄ＝４．５ｍｍ，ｂ＝３ｍｍ，ｈ＝２ｍｍ，ｓ＝２１ｍｍ
上記の条件で、インピーダンス整合用無給電素子３をＸ軸方向に移動、即ち、ｗ_４を変化させたときのインピーダンス特性の変化を、図４に示す。図４は、ｗ_４を変化させたときのアンテナ素子２の入力インピーダンス特性であり、図４（ａ）がアンテナ素子２に平衡給電した場合、図４（ｂ）がアンテナ素子２に不平衡給電した場合のインピーダンス特性図である。同図から、ｗ４を長くしていく、即ち、インピーダンス整合用無給電素子３をアンテナ素子２により多く重なるようにしていくことにより、入力インピーダンスが下がっていき、５０Ωに近づいてくることが分かる。

次に、本発明の携帯端末用アンテナのＶＳＷＲ特性を図５に示す。図５は、各パラメータを以下のように設定した場合のＶＳＷＲ特性であり、横軸が周波数、縦軸がＶＳＷＲである。
ｗ_１＝７ｍｍ、ｗ_２＝１０ｍｍ、ｗ_３＝４ｍｍ，ｗ_４＝１０ｍｍ、ｗ_６＝２ｍｍ，ｄ＝４．５ｍｍ，ｂ＝３ｍｍ，ｈ＝２ｍｍ，ｓ＝２７ｍｍ
同図より、中心周波数がｆ_０＝３６８０ＭＨｚのときのＶＳＷＲ≦２となる比帯域は、シミュレーション結果では平衡給電の場合が７１％、不平衡給電の場合が６９％となる。また、不平衡給電における実測値では、７１％となった。従来のアンテナでは比帯域は４０％を越すような広帯域アンテナを実現することはできなかったが、本発明の携帯端末用アンテナでは、このように非常に広帯域な特性を有するものが実現可能となった。

なお、本発明の携帯端末用アンテナの２．５ＧＨｚ、３．５ＧＨｚ、４．５ＧＨｚの周波数における電流分布を測定したところ、各周波数共に、給電部付近、インピーダンス整合用無給電素子、そしてアンテナ素子の近傍では電流が流れるが、グラウンド板には殆ど電流が流れなかった。また、平衡給電における筐体電流の減少効果は、不平衡給電においても確認できた。このことから、本発明の携帯端末用アンテナは、筐体に電流が流れないため人体の影響を受け難いアンテナであることが分かる。

次に、本発明の携帯端末用アンテナの放射特性を図６に示す。図６は、図１や図２等におけるＹＺ平面の放射パターンを示す。図６は、それぞれ図６（ａ）が２．５ＧＨｚのとき、図６（ｂ）が３．５ＧＨｚのとき、図６（ｃ）が４．５ＧＨｚのときの放射パターンである。なお、同図は絶対利得（ｄＢｉ）で表示している。図中、−Ｚ方向に放射が強くなっているのは、インピーダンス整合用無給電素子が導波器として動作しているためと考えられる。また、図６から、平衡給電と不平衡給電で同じような特性が得られていることからも、本発明の携帯端末用アンテナが自己平衡作用を有することが分かる。

このように、本発明の携帯端末用アンテナは、小型化且つ広帯域化が可能であり、さらに、インピーダンス整合用無給電素子を用いることで、インピーダンス整合も容易に行うことが可能であることが分かる。これにより、携帯端末を小型化することが可能であるだけでなく、広帯域なアンテナであるため種々の無線機能のアンテナを１つのアンテナで実現できるようにもなり、複数のアンテナを用いるよりもより小型化することが可能となる。

上記の携帯端末用アンテナは、超広帯域なアンテナであるが、例えばＴＶ受信用のアンテナ等、携帯端末用アンテナの用途によっては低周波化が必要となってくる。以下に、低周波化を行った本発明の携帯端末用アンテナの他の実施例を説明する。

図７は、低周波化を行った本発明の携帯端末用アンテナを説明するための斜視図であり、図７（ａ）が携帯端末用アンテナの全体の斜視図であり、図７（ｂ）がアンテナ素子の詳細斜視図である。図中、図１や図２と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、詳説は省略する。本実施例と上記の実施例との違いは、アンテナ素子の形状にある。以下、アンテナ素子の構成について、具体的に説明していく。

本実施例のアンテナ素子２’は、図１、図２のアンテナ素子２を給電部のところでＸ軸方向に切り、Ｙ軸方向に延ばしたような構成である。アンテナ素子２’は、ＸＹ平面と等しい方向にアンテナストリップが折り返して設けられているものである。なお、図示例ではストリップを１度折り返したアンテナ素子を示したが、本発明はこれに限定されず、さらに多く折り返しても良い。また、アンテナストリップの形状も、直線的である必要はなく、切り欠き部を設けたり波状にしたりすることも可能である。

本発明の携帯端末用アンテナのアンテナ素子２’をより具体的に説明すると、アンテナ素子２’は、給電部２０からＹ軸方向に延びる第１ライン２１と、Ｘ方向に延びる第２ライン２２と、第１ライン２１とは反対方向に延びる第３ライン２３と、Ｚ軸方向に延びる第４ライン２４と、第３ライン２３と反対方向に延びる第５ライン２５と、第２ライン２２と反対方向に延びる第６ライン２６と、第１ライン２１と反対方向に延びる第７ライン２７とを一連に接続して構成されるものである。また、本実施例のアンテナ素子では、給電部２０はアンテナ素子２’の一端側、即ち第１ライン２１の第２ライン２２とは反対側に接続されるものであり、アンテナ素子の他端側、即ち第７ライン２７の第６ライン２６とは反対側は、浮いた状態である。また、第１ライン２１と第７ライン２７、第２ライン２２と第６ライン２６、第３ライン２３と第５ライン２５が、Ｚ軸方向でそれぞれ重なるように構成されている。なお、図示例ではＸ軸方向のラインの幅のほうがＹ軸方向のラインの幅に比べて広く構成されているが、本発明はこれに限定されず、逆に狭く構成されても良い。

このように構成したアンテナ素子を、グラウンド板の側部近傍に、なおかつグラウンド板の板面に垂直な方向で重ならないように配置することにより、厚さ方向の大きさの減少が図れる。したがって、携帯端末をより小型化、薄型化することが可能となる。なお、図示例ではグラウンド板の短辺側の側部近傍にアンテナ素子を配置した例を示したが、本発明はこれに限定されず、携帯端末の筐体内でのレイアウトによっては、グラウンド板の長辺側の側部近傍にアンテナ素子を配置するものであっても構わない。

また、先の実施例と同様に、アンテナ素子２’は、導電ラインを折り曲げて構成しても良いし、両面基板上に形成されても良い。両面基板上に構成する場合には、第１ライン２１、第２ライン２２、第３ライン２３を両面基板の裏面側に形成し、第５ライン２５、第６ライン２６、第７ライン２７を両面基板の表面側に形成し、第４ライン２４を両面基板を貫通するビアホールで形成すれば良い。

本実施例におけるインピーダンス整合用無給電素子３は、基本的には先の実施例と同様である。入力インピーダンスを調整する場合も、インピーダンス整合用無給電素子３をアンテナ素子２’に近づけたり遠ざけたりすれば良い。より具体的には、インピーダンス整合用無給電素子３をＹ軸方向に移動させれば良い。このように移動させることにより、入力インピーダンスを例えば５０Ωに調整することが可能となる。なお、移動方向に対するインピーダンス整合用無給電素子３の配置は、給電部２０を中心に移動方向に対して対称となるように構成すれば良い。即ち、給電部２０を中心に置いたまま、インピーダンス整合用無給電素子３を例えばＹ軸方向に移動させれば良い。

また、本実施例では、給電部２０がアンテナ素子２’の中心にあるのではなくアンテナ素子２’の端部にあるため、インピーダンス整合用無給電素子３は給電部２０を中心に配置する必要は必ずしもない。インピーダンス整合用無給電素子３が給電部２０と重なるように配置されれば、これをＸ軸方向にでもＹ軸方向にでも移動させて入力インピーダンスを調整することが可能である。なお、本明細書において、インピーダンス整合用無給電素子を移動させるというのは、インピーダンス整合用無給電素子３を伸縮させるという概念も含まれるものである。したがって、例えばインピーダンス整合用無給電素子３をＹ軸方向に移動させるというのは、インピーダンス整合用無給電素子３の幅を、給電部２０を基準に反対側の端部から短くしていくことであっても良い。

以下により具体的なパラメータを示して本発明の他の実施例における携帯端末用アンテナの特性の解析結果を説明する。なお、以下の説明における各パラメータは、あくまでも一例であって、本発明はこれに限定されず、アンテナ素子の形状や大きさ、他の周辺の状況等に応じて種々変更可能であることは勿論である。また、解析には有限積分法を用いた。本発明の他の実施例における携帯端末用アンテナにおいて、アンテナ素子２’を含めたグラウンド板１の大きさは１１９．３５×３６．３ｍｍであり、インピーダンス整合用無給電素子３の大きさは４０ｍｍ×３６．３ｍｍとした。また、グラウンド板１、アンテナ素子２’、インピーダンス整合用無給電素子３は、それぞれ厚さ０．２ｍｍの銅版で構成した。なお、給電は同軸ケーブルにより行った。

解析を行うために、図７に示したｗ_１−ｗ_６，ｄ，ｂ，ｈ，ｓの他のパラメータを、以下のように設定した。
ｗ_１＝ｗ_２＝ｗ_３＝７ｍｍ，ｗ_４＝１５ｍｍ，ｗ_６＝３ｍｍ，ｄ＝４．５ｍｍ，ｂ＝３ｍｍ，ｈ＝２ｍｍ
このときの本発明の他の実施例における携帯端末用アンテナのＶＳＷＲ特性を図８に示す。同図より、中心周波数がｆ_０＝１３００ＭＨｚのときのＶＳＷＲ≦２となる比帯域は、シミュレーション結果では４７％、実測値では、４４％となった。従来のアンテナでは比帯域は４０％を越すような広帯域アンテナを実現することはできなかったが、本発明の携帯端末用アンテナでは、このように広帯域な特性を有するものが実現可能である。しかも、中心周波数が１３００ＭＨｚというように、低周波化も図れている。なお、各パラメータを調整することにより、更なる低周波化も可能である。

このように、本発明の他の実施例における携帯端末用アンテナでは、広帯域特性を維持したまま低周波化が可能であり、また、インピーダンス整合用無給電素子を用いることでインピーダンス整合も容易であるという効果が得られた。

なお、本発明の携帯端末用アンテナは、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。各パラメータや周波数帯域、中心周波数等もあくまでも単なる例示であり、本発明はこれに限定されるものではないことは当業者であれば容易に理解可能である。

図１は、本発明の携帯端末用アンテナを説明するための概略図であり、図１（ａ）は携帯端末用アンテナの全体の斜視図であり、図１（ｂ）は携帯端末用アンテナの側面図である。図２は、本発明の携帯端末用アンテナのアンテナ素子を説明するための斜視図である。図３は、インピーダンス整合用無給電素子を用いない状態で、アンテナ素子のストリップ幅を可変した場合のインピーダンス特性図である。図４は、本発明の携帯端末用アンテナのインピーダンス整合用無給電素子を移動させたときのアンテナ素子の入力インピーダンス特性であり、図４（ａ）がアンテナ素子に平衡給電した場合、図４（ｂ）がアンテナ素子に不平衡給電した場合のインピーダンス特性図である。図５は、本発明の携帯端末用アンテナのＶＳＷＲ特性図である。図６は、本発明の携帯端末用アンテナのＹＺ平面の放射パターンである。図７は、低周波化を行った本発明の携帯端末用アンテナを説明するための斜視図であり、図７（ａ）が携帯端末用アンテナの全体の斜視図であり、図７（ｂ）がアンテナ素子の詳細斜視図である。図８は、本発明の携帯端末用アンテナの他の実施例におけるＶＳＷＲ特性図である。

符号の説明

１グラウンド板
２アンテナ素子
３インピーダンス整合用無給電素子
２０給電部
２１−２７第１ライン−第７ライン

Claims

携帯端末に内蔵するアンテナであって、該アンテナは、
導体からなるグラウンド板と、
前記グラウンド板の側部近傍に、グラウンド板の板面に垂直な方向で重ならないように配置されるアンテナ素子と、
前記グラウンド板の一部とアンテナ素子の少なくとも給電部と重なるように、前記グラウンド板の板面に垂直な方向に配置される、アンテナ素子の入力インピーダンスを調整するためのインピーダンス整合用無給電素子と、
を具備することを特徴とする携帯端末用アンテナ。
請求項１に記載のアンテナにおいて、前記インピーダンス整合用無給電素子は、板状部材又は網状部材からなることを特徴とする携帯端末用アンテナ。
請求項１又は請求項２に記載のアンテナにおいて、前記インピーダンス整合用無給電素子は、前記グラウンド板の幅と同じかそれよりも短いことを特徴とする携帯端末用アンテナ。
請求項１乃至請求項３の何れかに記載のアンテナにおいて、前記アンテナ素子の入力インピーダンスは、前記インピーダンス整合用無給電素子を前記アンテナ素子の給電部を基準に移動させることで調整されることを特徴とする携帯端末用アンテナ。
請求項４に記載のアンテナにおいて、前記インピーダンス整合用無給電素子は、前記グラウンド板の板面方向又はグラウンド板の板面に垂直な方向に移動されることを特徴とする携帯端末用アンテナ。
請求項１乃至請求項５の何れかに記載のアンテナであって、さらに、前記グラウンド板とインピーダンス整合用無給電素子との間に、誘電体を有することを特徴とする携帯端末用アンテナ。
請求項１乃至請求項６の何れかに記載のアンテナにおいて、前記アンテナ素子は、給電部からグラウンド板の幅方向に延びる第１ラインと、グラウンド板の長さ方向に延びる第２ラインと、第１ラインとは反対方向に延びる第３ラインと、グラウンド板の板面に垂直な方向に延びる第４ラインと、第３ラインと反対方向に延びる第５ラインと、第２ラインと反対方向に延びる第６ラインと、第１ラインと反対方向に延びる第７ラインと、を一連に接続して構成されることを特徴とする携帯端末用アンテナ。
請求項７に記載のアンテナにおいて、前記第３ラインの長さが第１ラインの長さと同じか又は短く、前記アンテナ素子は、さらに、アンテナ素子の給電部を中心に面対称な形状を有し、一方の第７ラインと他方の第７ラインが、第６ラインと接続される側とは反対側でそれぞれ接続され、ループアンテナが構成されることを特徴とする携帯端末用アンテナ。
請求項８に記載のアンテナにおいて、前記インピーダンス整合用無給電素子は、前記アンテナ素子の給電部を中心にグラウンド板の長さ方向に対して対称となるような位置に配置されることを特徴とする携帯端末用アンテナ。
請求項７乃至請求項９の何れかに記載のアンテナにおいて、前記アンテナ素子は両面基板上に形成され、前記第１乃至第３ラインは両面基板の一方の面上に形成され、第５ライン乃至第７ラインは両面基板の他方の面上に形成され、前記第４ラインは、両面基板を貫通するビアホールで形成されることを特徴とする携帯端末用アンテナ。