JP2007194995A - Antenna and radio communication device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、無線通信に利用されるアンテナ及び無線通信機に関するものである。 The present invention relates to an antenna and a wireless communication device used for wireless communication.
近年、携帯電話等のアンテナにおいては、複共振によるマルチバンド化が進められており、このようなマルチバンドの共振が可能なアンテナとして、例えば特許文献1〜特許文献4に開示されたものがある。
In recent years, antennas for mobile phones and the like have been multibanded by double resonance, and antennas capable of such multiband resonance include those disclosed in
特許文献1に開示されたアンテナは、ループアンテナを有しており、このループアンテナは、給電線からλ/4(λは送受信信号の波長である)迄延出し、その開放端がグランドに接地された1辺λ/2の長さの折り曲げコの字形のアンテナである。そして、分岐素子を、このループアンテナの給電線位置から5λ/4〜9λ/4の位置に設けて、複共振化を図っている。
The antenna disclosed in
また、特許文献2に開示されたアンテナは、第1〜第3のアンテナ素子をチョークコイルを介して直列に接続したもので、UHF帯の周波数を第1アンテナ素子で共振させ、第1アンテナ素子と第2アンテナ素子とをチョークを介して接続した部分で、VHF帯の高い周波数を共振させ、第1アンテナ素子〜第3アンテナ素子のアンテナ全体でVHF帯の低い周波数を共振させることができるようにしている。
Further, the antenna disclosed in
また、特許文献3に開示されたアンテナは、逆Fアンテナにおいて、高周波でハイインピーダンスとなり且つ低周波でローインピーダンスになる並列共振回路を装荷することにより、このアンテナのアンテナ長を2種類にみせて、複共振化を図っている。
In addition, the antenna disclosed in
また、特許文献4に開示のアンテナは、逆Fアンテナの給電部に、各共振周波数をスルーにする複数の直列共振回路を組み込んで複共振化を図ると共に、給電部付近でのロスを無くして広帯域化を図ったものである。
Further, the antenna disclosed in
しかし、上記した従来のアンテナでは、次のような問題がある。
まず、特許文献1に開示されたアンテナでは、1辺の長さがλ/2という非常に長いアンテナ長を必要とするので、携帯電話等のような小型で且つ高密度の機器に実装することは困難である。また、分岐素子を設けることで、分岐素子を設ける前のコの字状のループアンテナ単体の共振周波数が変化してしまうので、分岐素子を設けた後におけるループアンテナ単体の共振周波数の合わせ込みを再度行う必要があり、余分な調整作業が強いられる。
However, the conventional antenna described above has the following problems.
First, since the antenna disclosed in
また、特許文献2に開示されたアンテナは、第1〜第3のアンテナ素子をチョークコイルを介して直列に接続して、UHF帯〜VHF帯迄の全ての周波数を送受信する構成であるので、アンテナ長が大きくなってしまう。
The antenna disclosed in
また、特許文献3に開示されたアンテナでは、アンテナ長を、一番低い周波数のλ/4を基準に設計するため、FM帯やVHF帯の周波数をターゲットとして設計すると、アンテナ長やアンテナ体積が非常に大きくなってしまう。
In the antenna disclosed in
また、特許文献4に開示のアンテナも、アンテナ長を、一番低い周波数を基準に設計するため、FM帯やVHF帯の周波数をターゲットとして設計すると、アンテナ長やアンテナ体積が非常に大きくなってしまう。
Also, the antenna disclosed in
さらに、上記従来のアンテナでは、複共振化が可能であるが、各共振周波数を変化させることができない。
これに対して、周波数可変回路を備えた複共振のアンテナが出願人によって国際出願されている(国際出願番号PCT/JP2005/022342)。しかし、このアンテナは、周波数可変回路を用いて周波数を調整すると、複数の共振周波数全体が変化してしまい、所定の共振周波数のみを調整することは難しい。
Furthermore, although the above-mentioned conventional antenna can achieve multiple resonances, each resonance frequency cannot be changed.
On the other hand, a multi-resonant antenna having a frequency variable circuit has been internationally filed by the applicant (International Application No. PCT / JP2005 / 022342). However, when the frequency of this antenna is adjusted using a frequency variable circuit, the entire plurality of resonance frequencies change, and it is difficult to adjust only a predetermined resonance frequency.
この発明は、上述した課題を解決するためになされたもので、複共振化が可能で、アンテナ長が短く、しかも他の共振周波数に影響を与えることなく所望の共振周波数のみを制御可能なアンテナ及び無線通信機を提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems. An antenna that can be double-resonated, has a short antenna length, and can control only a desired resonance frequency without affecting other resonance frequencies. And a wireless communication device.
上記課題を解決するために、請求項1の発明に係るアンテナは、所定帯域の共振周波数を有し且つ先端開放で基端を給電部に接続した放射電極と、この放射電極の共振周波数以上の周波数で高インピーダンスになるインダクタを介して放射電極の途中から分岐され、共振周波数を制御するためのリアクタンス可変回路を介してグランドに接地された追加放射電極とを具備する構成とした。
かかる構成により、アンテナが所定帯域の周波数で送受信する際には、放射電極が当該所定帯域の周波数で共振する。このとき、インダクタが、当該周波数で高インピーダンスとなるので、追加放射電極は当該周波数で共振しない。また、上記所定帯域の周波数より低い周波数では、インダクタが高インピーダンスにならないので、追加放射電極は、この周波数で共振することができる。そして、リアクタンス可変回路を用いて追加放射電極による共振周波数を制御することができる。すなわち、放射電極による共振と追加放射電極による共振との複共振化が図られている。しかも、放射電極と追加放射電極とがインダクタによって周波数的に分離されているので、追加放射電極を接続した後の放射電極の共振周波数が、接続前の共振周波数と同じである。つまり、放射電極の共振周波数に影響を与えることなく、追加放射電極の共振周波数を変化させることができる。
In order to solve the above-described problem, an antenna according to the invention of
With this configuration, when the antenna transmits and receives at a predetermined band frequency, the radiation electrode resonates at the predetermined band frequency. At this time, since the inductor has a high impedance at the frequency, the additional radiation electrode does not resonate at the frequency. Further, since the inductor does not become high impedance at a frequency lower than the frequency in the predetermined band, the additional radiation electrode can resonate at this frequency. And the resonant frequency by an additional radiation electrode can be controlled using a reactance variable circuit. That is, the double resonance of the resonance by the radiation electrode and the resonance by the additional radiation electrode is achieved. Moreover, since the radiation electrode and the additional radiation electrode are separated in frequency by the inductor, the resonance frequency of the radiation electrode after the additional radiation electrode is connected is the same as the resonance frequency before the connection. That is, the resonance frequency of the additional radiation electrode can be changed without affecting the resonance frequency of the radiation electrode.
請求項2の発明は、請求項1に記載のアンテナにおいて、リアクタンス可変回路は、その容量値を制御電圧で変化可能な可変容量ダイオードを含む構成とした。
かかる構成により、可変容量ダイオードの容量値を制御電圧で変化させることで、追加放射電極の共振周波数を制御することができる。また、追加放射電極が、この可変容量ダイオードを含むリアクタンス可変回路を介してグランドに接地されているので、インダクタだけで追加放射電極の共振周波数を発生させる場合に比べて、この可変容量ダイオードを用いることで、追加放射電極の共振周波数を容易にコントロールすることができる。また、インダクタのインダクタンス値を小さくしても、この可変容量ダイオードによって共振が可能となるので、インダクタを小さくしてアンテナを小型に設計することが可能となる。
According to a second aspect of the present invention, in the antenna according to the first aspect, the reactance variable circuit includes a variable capacitance diode whose capacitance value can be changed by a control voltage.
With this configuration, the resonance frequency of the additional radiation electrode can be controlled by changing the capacitance value of the variable capacitance diode with the control voltage. Further, since the additional radiation electrode is grounded via a reactance variable circuit including the variable capacitance diode, the variable capacitance diode is used as compared with the case where the resonance frequency of the additional radiation electrode is generated only by the inductor. Thus, the resonance frequency of the additional radiation electrode can be easily controlled. In addition, even if the inductance value of the inductor is reduced, resonance can be performed by the variable capacitance diode. Therefore, the antenna can be designed to be small by reducing the inductor.
請求項3の発明は、請求項2に記載のアンテナにおいて、リアクタンス可変回路は、カソード側を向き合わせた状態で直列に接続され且つ制御電圧がカソード側に印加される1対の可変容量ダイオードを含む構成とした。
かかる構成により、単一の同調電圧で追加放射電極の共振周波数を1対の可変容量ダイオードによってより広い範囲で変化させることができる。
According to a third aspect of the present invention, in the antenna according to the second aspect, the reactance variable circuit includes a pair of variable capacitance diodes connected in series with the cathode sides facing each other and a control voltage applied to the cathode side. The configuration included.
With this configuration, the resonance frequency of the additional radiation electrode can be changed in a wider range by a pair of variable capacitance diodes with a single tuning voltage.
請求項4の発明は、請求項2に記載のアンテナにおいて、リアクタンス可変回路を、制御電圧がカソード側に印加される可変容量ダイオードと第1のインダクタとの直列共振回路に、コンデンサと第2のインダクタとの直列回路を並列に接続して構成し、複数のリアクタンス可変回路を、可変容量ダイオードのカソード側が向かい合うよう直列に接続して、最終段のリアクタンス可変回路に含まれる可変容量ダイオードのアノード側をグランドに接地した構成とする。
かかる構成により、単一の同調電圧で複数段のリアクタンス可変回路を制御し、追加放射電極の共振周波数をさらに広い範囲で変えることができる。さらに、第2のインダクタをチョークコイルとして用いることで、各リアクタンス可変回路が直列共振回路だけで構成される状態になり、リアクタンスを線形に変化させることができる。また、第2のインダクタをインダクタとして用いることで、各リアクタンス可変回路が直列共振回路と上記直列回路との並列共振回路の状態になり、リアクタンスを非線形に変化させることができる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the antenna according to the second aspect, the reactance variable circuit is replaced with a series resonant circuit of a variable capacitance diode to which a control voltage is applied to the cathode side and a first inductor, a capacitor and a second A series circuit with an inductor is connected in parallel, and a plurality of variable reactance circuits are connected in series so that the cathode side of the variable capacitance diode faces each other, and the anode side of the variable capacitance diode included in the final reactance variable circuit Is configured to be grounded to ground.
With such a configuration, it is possible to control the reactance variable circuit of a plurality of stages with a single tuning voltage, and to change the resonance frequency of the additional radiation electrode in a wider range. Further, by using the second inductor as a choke coil, each reactance variable circuit is configured by only a series resonance circuit, and the reactance can be changed linearly. Further, by using the second inductor as an inductor, each reactance variable circuit becomes a state of a parallel resonance circuit of a series resonance circuit and the series circuit, and the reactance can be changed nonlinearly.
請求項5の発明は、請求項1ないし請求項4のいずれかに記載のアンテナにおいて、放射電極,インダクタ,追加放射電極及びリアクタンス可変回路の全て又は一部を誘電体基体上に設けた構成とする。
かかる構成により、放射電極を誘電体基体上に設け、放射電極の先端と放射電極との間隙を変えることで、間隙間の容量値を変化させることができる。
According to a fifth aspect of the present invention, in the antenna according to any one of the first to fourth aspects, the radiation electrode, the inductor, the additional radiation electrode, and the reactance variable circuit are all or partly provided on the dielectric substrate. To do.
With such a configuration, the capacitance value between the gaps can be changed by providing the radiation electrode on the dielectric substrate and changing the gap between the tip of the radiation electrode and the radiation electrode.
請求項6の発明は、請求項1ないし請求項5のいずれかに記載のアンテナにおいて、追加放射電極を、放射電極に複数接続した構成とする。
かかる構成により、複数の共振周波数を独立又は同時に制御することができる。
According to a sixth aspect of the present invention, in the antenna according to any one of the first to fifth aspects, a plurality of additional radiation electrodes are connected to the radiation electrode.
With this configuration, a plurality of resonance frequencies can be controlled independently or simultaneously.
請求項7の発明は、請求項1ないし請求項6のいずれかに記載のアンテナにおいて、放射電極を基板の一方の面に配設し、インダクタと追加放射電極とリアクタンス可変回路の内のいずれか又は全てを、基板の他方の面に配設した構成とする。
かかる構成により、基板のデットスペースを利用して、アンテナ体積を大きくすることができる。
According to a seventh aspect of the present invention, in the antenna according to any one of the first to sixth aspects, the radiation electrode is disposed on one surface of the substrate, and any one of the inductor, the additional radiation electrode, and the reactance variable circuit is provided. Alternatively, all are arranged on the other surface of the substrate.
With this configuration, the antenna volume can be increased using the dead space of the substrate.
また、請求項8の発明に係る無線通信機は、請求項1ないし請求項7のいずれかに記載のアンテナを具備する構成とした。 According to an eighth aspect of the present invention, a wireless communication device includes the antenna according to any one of the first to seventh aspects.
以上詳しく説明したように、この発明のアンテナによれば、放射電極と追加放射電極とをインダクタによって周波数的に分離したので、放射電極と追加放射電極とによる複共振化が可能であり、しかも、放射電極の共振周波数に影響を与えることなく、追加放射電極の共振周波数のみを制御することができるという優れた効果がある。この結果、追加放射電極の追加によって放射電極の設計を変更する必要がない。また、インダクタによって追加放射電極側のアンテナ長を短くすることができる。 As described above in detail, according to the antenna of the present invention, since the radiation electrode and the additional radiation electrode are separated in frequency by the inductor, it is possible to make a double resonance by the radiation electrode and the additional radiation electrode, There is an excellent effect that only the resonance frequency of the additional radiation electrode can be controlled without affecting the resonance frequency of the radiation electrode. As a result, it is not necessary to change the design of the radiation electrode by adding the additional radiation electrode. Further, the antenna length on the side of the additional radiation electrode can be shortened by the inductor.
また、請求項2の発明によれば、追加放射電極の共振周波数を容易にコントロールすることができるだけでなく、アンテナの小型化を図ることができる。
According to the invention of
また、請求項3の発明によれば、追加放射電極の共振周波数をより広い範囲で制御可能である。
特に、請求項4の発明によれば、複数段のリアクタンス可変回路によって、追加放射電極の共振周波数をさらに広い範囲で変えることができるだけでなく、第2のインダクタをチョークコイルとして用いたり、通常のインダクタとして用いることで、きめ細かな周波数調整を行うことができる。
According to the invention of
In particular, according to the invention of
また、請求項5の発明によれば、放射電極を誘電体基体上に設け、放射電極の先端と放射電極との間隙を変えることで、間隙間の容量値を変化させることができるので、放射電極の共振周波数を容易に変化させることができる。また、放射電極等の電極を誘電体基体表面に設けて立体構造とすることで、小さな体積中に大きなアンテナ体積を得ることができる。
According to the invention of
また、請求項6の発明によれば、複数の共振周波数に対応可能なマルチバンドのアンテナを提供することができる。 According to the invention of claim 6, it is possible to provide a multiband antenna capable of dealing with a plurality of resonance frequencies.
また、請求項7の発明によれば、基板のデットスペースを利用して、アンテナ体積を大きくすることができるので、低周波数化が可能となると共に放射効率の向上を図ることができる。
Further, according to the invention of
請求項8の発明によれば、マルチバンドの送受信が可能で、しかも、所定の共振周波数のみを制御することができる無線通信機を提供することができる。 According to the eighth aspect of the present invention, it is possible to provide a wireless communication device that can perform multi-band transmission / reception and can control only a predetermined resonance frequency.
以下、この発明の最良の形態について図面を参照して説明する。 The best mode of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、この発明の第1実施例に係るアンテナを示す概略平面図である。
この実施例のアンテナ1は、携帯電話等の無線通信機に設けられている。
図1に示すように、アンテナ1は、放射電極2と追加放射電極3とを備え、無線通信機の基板100の非グランド領域101に形成されている。
FIG. 1 is a schematic plan view showing an antenna according to a first embodiment of the present invention.
The
As shown in FIG. 1, the
放射電極2は、その基端部20を給電部110に接続した状態で、非グランド領域101にパターン形成されている。具体的には、インダクタ111,112で構成される整合回路が非グランド領域101上に形成され、放射電極2の基端部20がこの整合回路を介して給電部110に接続されている。また、この放射電極2は、開放先端2aが間隙Gを介して基端部20と対向し、全体として、ループ形状をなす。そして、間隙Gによって開放先端2aと基端部20との間に容量が生じるため、この間隙Gの大きさを変化させることにより、放射電極2のリアクタンス値を所望値に変えることができる。
かかる構成の放射電極2の送受信帯域は、高周波のUHF帯であり、放射電極2の長さやインダクタ111,112による整合回路等がUHF帯の周波数で共振するように設定されている。
The
The transmission / reception band of the
追加放射電極3は、その基端部(図1の上部)がインダクタ4を介して、放射電極2の途中から分岐され、その先端部(図1の下部)がリアクタンス可変回路5(図1で「jX」と記す)を介してグランド領域102に接地されている。
The
インダクタ4は、放射電極2のUHF帯の共振周波数以上の周波数で、この周波数の電磁波に対して高インピーダンスとなるインダクタンス値を有したチョークコイルである。また、このインダクタ4は、追加放射電極3のアンテナ長を短くして、追加放射電極3の共振周波数を下げる機能も有している。
なお、このインダクタ4の接続個所は、放射電極2の開放先端2aから離れた個所が好ましい。開放先端2aにおける電界が最大となるため、インダクタ4が開放先端2aに近いと開放先端2aと追加放射電極3との間に不要な容量が発生して、追加放射電極3の共振周波数に悪影響を与えるおそれがあるからである。このため、この実施例では、インダクタ4を、放射電極2の水平部21と垂直部22との折り曲げ部2bに装荷した。勿論、インダクタ4の装荷位置は、電界が小さい個所ならば良く、この折り曲げ部2bに限定されるものではない。
The
Note that the connection location of the
このようにして、インダクタ111と放射電極2の基端部20と水平部21と追加放射電極3とインダクタ4とで追加アンテナ部6が構成され、その共振周波数は、RF−ID帯,FM帯及びVHF帯等の低周波の帯域に設定されている。このような低周波の帯域で、追加アンテナ部6の共振周波数を制御することができるようにしたのが、リアクタンス可変回路5である。
In this manner, the
リアクタンス可変回路5は、追加放射電極3の先端部とグランド領域102との間に接続されている。このリアクタンス可変回路5は、同調電圧源120からの制御電圧としての同調電圧Vcを用いてリアクタンス値を変えることにより、追加アンテナ部6の共振周波数を制御する。
図2は、このようなリアクタンス可変回路5の具体的回路図を示す。
リアクタンス可変回路5の具体的回路は種々考えられるが、この実施例では、図2(a)に示す直列共振回路や図2(b)に示す並列共振回路を採用することができる。
図2(a)に示すリアクタンス可変回路5は、可変容量ダイオード51とインダクタ52とを直列に接続した直列共振回路である。具体的には、アンテナは開放端の容量値で大きく周波数が変化するため、可変容量ダイオード51のアノード側がグランド領域102に接続され、インダクタ52の一方端部が追加放射電極3の先端部に接続されている。そして、インダクタ52の他方端部と可変容量ダイオード51のカソード側とが接続され、これら可変容量ダイオード51とインダクタ52との接続点が、高周波カット用抵抗121及びDCパスコンデンサ122を介して同調電圧源120に接続されている。
これにより、同調電圧源120からの同調電圧Vcが可変容量ダイオード51のカソードに印加されると、可変容量ダイオード51の容量値が変化して、リアクタンス可変回路5のリアクタンス値が同調電圧Vcの大きさに対応して変化する。
かかるリアクタンス値は、リアクタンス可変回路5が直列共振回路であることから、同調電圧Vcに対応して線形的に変化する。
一方、図2(b)に示すリアクタンス可変回路5は、コンデンサ53とインダクタ54との直列回路を可変容量ダイオード51に並列に接続した並列共振回路である。そして、可変容量ダイオード51のアノード側がグランド領域102に接続され、カソード側に同調電圧源120が接続されている。
これにより、同調電圧源120からの同調電圧Vcが可変容量ダイオード51のカソードに印加されると、可変容量ダイオード51の容量値が変化して、リアクタンス可変回路5のリアクタンス値が同調電圧Vcの大きさに対応して変化する。
かかるリアクタンス値は、リアクタンス可変回路5が並列共振回路であることから、同調電圧Vcに対応して非線形的に変化する。
The
FIG. 2 shows a specific circuit diagram of such a
Various concrete circuits of the
The
Thus, when the tuning voltage Vc from the tuning
The reactance value linearly changes corresponding to the tuning voltage Vc because the
On the other hand, the
Thus, when the tuning voltage Vc from the tuning
The reactance value changes nonlinearly corresponding to the tuning voltage Vc because the
次に、この実施例のアンテナが示す作用及び効果について説明する。
図3は、複共振の可変状態を説明するための線図である。
上記したように、アンテナ1が、インダクタ111,112の整合回路を介して同調電圧源120に接続された放射電極2によるアンテナ部と、追加アンテナ部6とで構成されているので、図3の実線の曲線S1で示すように、放射電極2のアンテナ部によるUHF帯の共振周波数f1と、追加アンテナ部6によるRF−ID帯,FM帯又はVHF帯の共振周波数f2との複共振状態が実現される。
Next, the operation and effect exhibited by the antenna of this embodiment will be described.
FIG. 3 is a diagram for explaining a variable state of multiple resonances.
As described above, the
そして、放射電極2のアンテナ部によってUHF帯の共振周波数f1で送受信している場合には、インダクタ4が、この共振周波数f1に対して高インピーダンスとなるので、追加放射電極3側が共振周波数f1の影響を受けることはない。また、追加放射電極3を含む追加アンテナ部6によって、RF−ID帯,FM帯又はVHF帯の共振周波数f2で送受信する場合には、インダクタ4は、この共振周波数f2に対して高インピーダンスにならないので、追加アンテナ部6は、この共振周波数f2で共振する。
すなわち、放射電極2のアンテナ部と追加放射電極3を含む追加アンテナ部6とがインダクタ4によって周波数的に完全に分離され、互いに影響を与えないので、放射電極2のアンテナ部の共振周波数f1は、追加放射電極3やインダクタ4を追加することによって変化することはなく、あくまでも共振周波数f1である。したがって、追加放射電極3やインダクタ4の追加によって放射電極2等の設計を変更する必要はない。
When the antenna portion of the
That is, since the antenna portion of the
そして、同調電圧源120の同調電圧Vcを変えると、リアクタンス可変回路5のリアクタンス値が変化し、追加放射電極3を含む追加アンテナ部6の共振周波数f2が変化する。
このとき、図2に示すように、追加放射電極3の先端部が、可変容量ダイオード51をを含む直列共振回路(又は並列共振回路)としてのリアクタンス可変回路5を介してグランド領域102に接地されているので、追加アンテナ部6とグランド領域102との間に可変容量ダイオード51による大きな容量値を得ることができ、この結果、共振周波数f2をより広い帯域で容易に変化させることができる。
しかも、上記したように、放射電極2のアンテナ部と追加放射電極3を含む追加アンテナ部6とがインダクタ4によって周波数的に完全に分離され、互いに影響を与えないので、同調電圧Vcを用いてリアクタンス可変回路5のリアクタンス値を変化させると、図3の破線の曲線直線S2で示すように、放射電極2のアンテナ部の共振周波数f1は変化せず、追加放射電極3を含む追加アンテナ部6の共振周波数f2のみが独立に周波数f2′に変化する。
すなわち、同調電圧Vcによって共振周波数f2のみを独立に制御することができる。
When the tuning voltage Vc of the
At this time, as shown in FIG. 2, the tip of the
In addition, as described above, the antenna portion of the
That is, only the resonance frequency f2 can be independently controlled by the tuning voltage Vc.
次に、この発明の第2実施例について説明する。
図4は、この発明の第2実施例に係るアンテナを示す概略平面図であり、図5は、複共振の可変状態を説明するための線図である。
この実施例は、リアクタンス可変回路の構造が上記第1実施例と異なる。
すなわち、図4に示すように、リアクタンス可変回路5を、互いに向き合った1対の可変容量ダイオード51−1,51−2で構成した。
具体的には、可変容量ダイオード51−1,51−2のアノード側をグランド領域102,インダクタ4の先端部にそれぞれ接続し、これら可変容量ダイオード51−1,51−2の接続点であるカソードを同調電圧源120に接続した。
Next explained is the second embodiment of the invention.
FIG. 4 is a schematic plan view showing an antenna according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a diagram for explaining a variable state of multiple resonances.
This embodiment is different from the first embodiment in the structure of the reactance variable circuit.
That is, as shown in FIG. 4, the
Specifically, the anode sides of the variable capacitance diodes 51-1 and 51-2 are connected to the
かかる構成により、同調電圧Vcを印加すると、追加放射電極3を含む追加アンテナ部6の共振周波数f2が、2つの可変容量ダイオード51−1,51−2によって、図5の実線の曲線S1の状態から破線の曲線S2で示す状態に変化する。すなわち、共振周波数f2が、上記第1実施例に比べて約2倍のスパンで周波数f2′′迄変化する。
したがって、この実施例のアンテナによれば、追加アンテナ部6の共振周波数f2を広い範囲で制御可能となる。
その他の構成、作用及び効果は、上記第1実施例と同様であるので、その記載は省略する。
With this configuration, when the tuning voltage Vc is applied, the resonance frequency f2 of the additional antenna unit 6 including the
Therefore, according to the antenna of this embodiment, the resonance frequency f2 of the additional antenna unit 6 can be controlled in a wide range.
Since other configurations, operations, and effects are the same as those in the first embodiment, description thereof is omitted.
次に、この発明の第3実施例について説明する。
図6は、この発明の第3実施例に係るアンテナを示す概略平面図であり、図7は、複共振の可変状態を説明するための線図である。
この実施例は、図6に示すように、直列に接続した複数段のリアクタンス可変回路5(5−1〜5−n)を備えている点が、上記第1及び第2実施例と異なる。
具体的には、各リアクタンス可変回路5を、可変容量ダイオード51と第1のインダクタとしてのインダクタ52との直列共振回路に、コンデンサ55と第2のインダクタとしてのインダクタ54とを並列に接続した構成とする。そして、これら複数のリアクタンス可変回路5(5−1〜5−n)を、隣り合うリアクタンス可変回路5の可変容量ダイオード51,51のカソード側が向き合うように、直列に接続した。この際、リアクタンス可変回路5−1,5−2やリアクタンス可変回路5−3,5−4のように、隣り合う2つのリアクタンス可変回路5を、1つのコンデンサ55を共用した状態で直列に接続した。そして、最終段のリアクタンス可変回路5(5−n)の可変容量ダイオード51のアノード側をインダクタ52を介してグランド領域102に接地した。
また、同調電圧源120は、インダクタ123を介して向き合う可変容量ダイオード51,51のカソード側に接続し、同調電圧Vcを各可変容量ダイオード51のカソードに印加するようになっている。
Next explained is the third embodiment of the invention.
FIG. 6 is a schematic plan view showing an antenna according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a diagram for explaining a variable state of multiple resonances.
As shown in FIG. 6, this embodiment is different from the first and second embodiments in that it includes a plurality of stages of reactance variable circuits 5 (5-1 to 5-n) connected in series.
Specifically, each
The tuning
かかる構成により、単一の同調電圧Vcを同調電圧源120から複数段のリアクタンス可変回路5(5−1〜5−n)に含まれる可変容量ダイオード51のカソードに印加すると、複数段のリアクタンス可変回路5(5−1〜5−n)が同時に機能し、追加放射電極3を含む追加アンテナ部6の共振周波数f2が、図7の実線の曲線S1の状態から破線の曲線S2で示す状態に変化する。すなわち、共振周波数f2が、上記第1実施例に比べて約n倍のスパンで周波数f2′′′迄変化する。
With this configuration, when a single tuning voltage Vc is applied from the tuning
さらに、図6に示すインダクタ54をチョークコイルとして用いることで、各リアクタンス可変回路5が、可変容量ダイオード51とインダクタ52との直列共振回路だけで構成された状態になる。したがって、かかる状態では、同調電圧Vcによって、各リアクタンス可変回路5のリアクタンスを線形に変化させることができる。また、インダクタ54をチョークコイルでなく通常のインダクタとして用いることで、各リアクタンス可変回路5が、可変容量ダイオード51とインダクタ52との直列共振回路に、コンデンサ55とインダクタ54との直列回路を並列接続した並列共振回路の状態になる。したがって、かかる状態では、同調電圧Vcによって、各リアクタンス可変回路5のリアクタンスを非線形に変化させることができる。
Further, by using the
以上のように、この実施例のアンテナによれば、追加放射電極3を含む追加アンテナ部の共振周波数f2の周波数可変範囲の拡大を行いつつ、きめ細かな周波数調整が可能となる。
その他の構成、作用及び効果は、上記第1及び第2実施例と同様であるので、その記載は省略する。
As described above, according to the antenna of this embodiment, it is possible to finely adjust the frequency while expanding the frequency variable range of the resonance frequency f2 of the additional antenna portion including the
Other configurations, operations, and effects are the same as those in the first and second embodiments, and thus description thereof is omitted.
次に、この発明の第4実施例について説明する。
図8は、この発明の第4実施例に係るアンテナを示す斜視図である。
この実施例は、放射電極2と、追加放射電極3及びインダクタ4を含む追加アンテナ部の一部とを誘電体基体7に設けた点が、上記第1ないし第3実施例と異なる。
具体的には、図8に示すように、放射電極2の基端部20を誘電体基体7の前面に形成し、水平部21から開放先端2a迄を誘電体基体7の上面に形成した。一方、追加放射電極3においては、その基端部3a側を誘電体基体7の前面の右端に形成すると共に、先端部3b側を非グランド領域101上に形成した。そして、インダクタ4を誘電体基体7の前面右上部に設けて、放射電極2の折り曲げ部2bと追加放射電極3の基端部3aとをこのインダクタ4で接続した。また、リアクタンス可変回路5,給電部110のインダクタ111,112,同調電圧源120の高周波カット用抵抗121及びDCパスコンデンサ122は、非グランド領域101上に設け、これらを、非グランド領域101上に形成した導体パターン110a,120aで接続した。
Next explained is the fourth embodiment of the invention.
FIG. 8 is a perspective view showing an antenna according to the fourth embodiment of the present invention.
This embodiment is different from the first to third embodiments in that the
Specifically, as shown in FIG. 8, the
かかる構成により、放射電極2や追加放射電極3を誘電体基体7の表面に立体的に形成することができるので、小さな体積の誘電体基体7中に大きなアンテナ体積を得ることができ、この結果、より長いアンテナ長を確保することができる。
また、この実施例においても、第1実施例の放射電極と同様に、放射電極2の開放先端2aと基端部20との間の間隙Gを変えることで、間隙G間の容量値を変化させることができるが、放射電極2が誘電体基体7上に設けられているので、間隙G間の容量値を第1実施例の場合よりもより大きく変化させることができる。
With this configuration, the
Also in this embodiment, similarly to the radiation electrode of the first embodiment, the capacitance value between the gaps G is changed by changing the gap G between the
なお、この実施例では、追加放射電極3がリアクタンス可変回路5に最短距離で接続するように、先端部3bを折り曲げずに直線状に形成してリアクタンス可変回路5に接続した構成とした。つまり、追加放射電極3の全長が最も短くなるように設定してある。
しかし、この実施例において、追加放射電極3の全長を長くするような変形例も考えることができる。
例えば、図9(a)に示すように、追加放射電極3の先端部3bを基板100の右縁101a側に曲げ、右縁101aに沿わせてリアクタンス可変回路5に接続したものや、図9(b)に示すように、追加放射電極3の先端部3bを基板100の右縁101a側に曲げ、右側面101bで回り込ませた後、回り込み部3cをリアクタンス可変回路5に接続したもの等を考案することができる。このように、基板に接地する位置を変更することにより基板電流の流れを制御し、アンテナ効率を向上させることができる。
また、この実施例では、放射電極2と追加アンテナ部6の一部を誘電体基体7に設けた例を示したが、これに限らず、放射電極,インダクタ,追加放射電極及びリアクタンス可変回路の全て又は一部を誘電体基体7上に設けるものであれば良い。したがって、インダクタ4や追加放射電極3だけでなく、リアクタンス可変回路5をも誘電体基体7上に設けたものもこの発明の範囲に含まれる。
その他の構成、作用及び効果は、上記第1ないし第3実施例と同様であるので、その記載は省略する。
In this embodiment, the
However, in this embodiment, a modification in which the total length of the
For example, as shown in FIG. 9A, the
In this embodiment, the
Since other configurations, operations, and effects are the same as those in the first to third embodiments, description thereof is omitted.
次に、この発明の第5実施例について説明する。
図10は、この発明の第5実施例に係るアンテナを示す概略平面図であり、図11は、複共振の可変状態を説明するための線図である。
この実施例は、追加放射電極を、放射電極に複数接続した点が上記第1ないし第4実施例と異なる。
具体的には、図10に示すように、インダクタ4Aと追加放射電極3Aとリアクタンス可変回路5Aとを、放射電極2の折り曲げ部2bに直列に接続すると共に、同調電圧源120からの導体パターン120aを放射電極2の水平部21のほぼ中央部に接続した。そして、インダクタ4Bと追加放射電極3Bとリアクタンス可変回路5Bとを、この導体パターン120aに直列に接続すると共に、インダクタ4Cと追加放射電極3Cとリアクタンス可変回路5Cとを、この導体パターン120aに直列に接続した。
これにより、アンテナが、放射電極2によるアンテナ部の他に、インダクタ4Aと追加放射電極3Aとリアクタンス可変回路5Aとによる第1の追加アンテナ部と、インダクタ4Bと追加放射電極3Bとリアクタンス可変回路5Bとによる第2の追加アンテナ部と、インダクタ4Cと追加放射電極3Cとリアクタンス可変回路5Cとによる第3の追加アンテナ部とを有することとなる。
Next explained is the fifth embodiment of the invention.
FIG. 10 is a schematic plan view showing an antenna according to a fifth embodiment of the present invention, and FIG. 11 is a diagram for explaining a variable state of multiple resonances.
This embodiment differs from the first to fourth embodiments in that a plurality of additional radiation electrodes are connected to the radiation electrode.
Specifically, as shown in FIG. 10, the
As a result, in addition to the antenna portion formed by the
かかる構成により、放射電極2によるアンテナ部の共振周波数f1をUHF帯に設定すると共に、インダクタ4Aと追加放射電極3Aとリアクタンス可変回路5Aとによる第1の追加アンテナ部の共振周波数f2をVHF帯に設定し、インダクタ4Bと追加放射電極3Bとリアクタンス可変回路5Bとによる第2の追加アンテナ部の共振周波数f3をFM帯に設定し、インダクタ4Cと追加放射電極3Cとリアクタンス可変回路5Cとによる第3の追加アンテナ部の共振周波数f4をRF−ID帯に設定することで、図11の実線の曲線S1で示すように、この実施例のアンテナを、UHF帯の共振周波数f1とVHF帯の共振周波数f2とFM帯の共振周波数f3とRF−ID帯の共振周波数f4において同時に送受信が可能なマルチバンドアンテナとすることができる。
With such a configuration, the resonance frequency f1 of the antenna portion due to the
そして、同調電圧Vcを同調電圧源120から導体パターン120aを通じて、第1ないし第3の追加アンテナ部のリアクタンス可変回路5A〜5Cに印加すると、3つのリアクタンス可変回路5A〜5Cが同時に機能し、第1ないし第3の追加アンテナ部の共振周波数f2,f3,f4が、図11の実線の曲線S1の状態から破線の曲線S2で示す状態に変化する。すなわち、共振周波数f2〜f4が、同時に所定量だけ変化する。
なお、図10中、符号113は、直流カット用のコンデンサである。
その他の構成、作用及び効果は、上記第1ないし第4実施例と同様であるので、その記載は省略する。
When the tuning voltage Vc is applied from the tuning
In FIG. 10,
Other configurations, operations, and effects are the same as those in the first to fourth embodiments, and thus description thereof is omitted.
次に、この発明の第6実施例について説明する。
この実施例のアンテナは、放射電極2を基板100の非グランド領域101上に配設し、追加放射電極3,インダクタ4及びリアクタンス可変回路5の内のいずれか又は全てを、非グランド領域101の裏面(図1の裏面)に配設した構成をとる。
Next explained is the sixth embodiment of the invention.
In the antenna of this embodiment, the
かかる構成により、基板100のデットスペースである非グランド領域101の裏面を利用して、大きなアンテナ体積を得ることができる。特に、追加放射電極3を裏面に配設することで、追加放射電極3の長さを長く設定することができ、この結果、非常に大きなアンテナ体積を確保することができ、さらなる低周波数化が可能となると共に放射効率の向上を図ることができる。
その他の構成、作用及び効果は、上記第1ないし第5実施例と同様であるので、その記載は省略する。
With this configuration, a large antenna volume can be obtained using the back surface of the
Other configurations, operations, and effects are the same as those in the first to fifth embodiments, and thus description thereof is omitted.
1…アンテナ、 2…放射電極、 2a…開放先端、 2b…折り曲げ部、 3…追加放射電極、 3,3A〜3C…追加放射電極、 3a…基端部、 3b…先端部、 3c…回り込み部、 4,4A〜4C,52,54,111,112,123…インダクタ、 5,5−1〜5−n,5A〜5C…リアクタンス可変回路、 6…追加アンテナ部、 7…誘電体基体、 20…基端部、 21…水平部、 22…垂直部、 51,51−1,51−2…可変容量ダイオード、 53,55…コンデンサ、 100…基板、 101…非グランド領域、 101a…右縁、 101b…右側面、 102…グランド領域、 110…給電部、 110a,120a…導体パターン、 120…同調電圧源、 121…高周波カット用抵抗、 122…DCパスコンデンサ、 G…間隙。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
この放射電極の共振周波数以上の周波数で高インピーダンスになるインダクタを介して放射電極の途中から分岐され、共振周波数を制御するためのリアクタンス可変回路を介してグランドに接地された追加放射電極と
を具備することを特徴とするアンテナ。 A radiation electrode having a resonance frequency of a predetermined band and having a distal end open and a proximal end connected to a power feeding unit;
An additional radiation electrode branched from the middle of the radiation electrode via an inductor having a high impedance at a frequency equal to or higher than the resonance frequency of the radiation electrode, and grounded to a ground via a reactance variable circuit for controlling the resonance frequency. An antenna characterized by.
ことを特徴とする請求項1に記載のアンテナ。 The reactance variable circuit includes a variable capacitance diode whose capacitance value can be changed by a control voltage.
The antenna according to claim 1.
ことを特徴とする請求項2に記載のアンテナ。 The reactance variable circuit includes a pair of variable capacitance diodes connected in series with the cathode side facing each other and the control voltage applied to the cathode side.
The antenna according to claim 2.
複数の上記リアクタンス可変回路を、可変容量ダイオードのカソード側が向かい合うよう直列に接続して、最終段のリアクタンス可変回路に含まれる可変容量ダイオードのアノード側をグランドに接地した、
ことを特徴とする請求項2に記載のアンテナ。 The reactance variable circuit is configured by connecting a series circuit of a capacitor and a second inductor in parallel to a series resonant circuit of a variable capacitance diode to which the control voltage is applied to the cathode side and a first inductor,
The plurality of reactance variable circuits are connected in series so that the cathode side of the variable capacitance diode faces each other, and the anode side of the variable capacitance diode included in the reactance variable circuit at the final stage is grounded.
The antenna according to claim 2.
ことを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれかに記載のアンテナ。 All or part of the radiation electrode, inductor, additional radiation electrode, and reactance variable circuit are provided on a dielectric substrate.
The antenna according to any one of claims 1 to 4, wherein the antenna is provided.
ことを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれかに記載のアンテナ。 A plurality of the additional radiation electrodes are connected to the radiation electrode.
The antenna according to any one of claims 1 to 5, wherein
上記インダクタと上記追加放射電極と上記リアクタンス可変回路の内のいずれか又は全てを、上記基板の他方の面に配設した、
ことを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれかに記載のアンテナ。 The radiation electrode is disposed on one surface of the substrate;
Any or all of the inductor, the additional radiation electrode, and the reactance variable circuit are disposed on the other surface of the substrate.
The antenna according to any one of claims 1 to 6, wherein the antenna is provided.
ことを特徴とする無線通信機。 The antenna according to claim 1 is provided.
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