JP2008124782A - アンテナ装置とこれを用いた電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】メアンダ形状、ヘリカル形状、スパイラル形状のいずれかの形状を有する折返しアンテナ装置の放射効率を向上させる。
【解決手段】第１導体１０と第２導体１２との間に板状導体を配置する。これにより、第１導体１０と板状導体１３との間に電磁界結合が起こると共に板状導体１３と第２導体１２との間にも電磁界結合が起こる。これにより、第１導体１０に流れる電流と逆向きの電流が板状導体１３に流れ、板状導体１３に流れる電流と逆向きの電流が第２導体１２に流れる。即ち、第１導体１０に流れる電流と第２導体１２に流れる電流とが同じ向きに流れ、対称モードが支配的になる。その結果、アンテナ装置７の入力抵抗Ｒｆを４倍に近づけることができ、アンテナ装置７と給電部９に接続される無線回路との整合を容易に取ることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、信号を送信又は受信するアンテナ装置とこれを用いた電子機器に関するものである。

以下、従来のアンテナ装置について図４を用いて説明する。

図４において、従来のアンテナ装置１は、グランド形成体２と、このグランド形成体２に配置された給電部３と、この給電部３に一端が接続されグランド形成体２から遠ざかる方向に伸びた第１導体４と、この第１導体４の他端に接続導体５を介して一端が接続されると共にグランド形成体２に他端が接続されかつ第１導体４に対し略同一距離を保って配置された第２導体６とを有する。

上記従来のアンテナ装置１は折返しアンテナ装置と呼ばれる。以下、この従来のアンテナ装置１の動作モードを説明する。アンテナ装置１の動作モードとして、隣り合う導体４、６間に流れる電流が互いに逆向きに流れ放射に寄与しない非対称モードと、隣り合う導体４、６間に流れる電流がそれぞれ同じ向きに流れ放射に寄与する対称モードの２つのモードが存在する。そして、非対称モードにおけるアンテナ装置１の入力抵抗をＲｔとし、対称モードにおけるアンテナ装置１の入力抵抗をＲａとすると、アンテナ装置１の入力抵抗Ｒｆは、Ｒｆ＝４ＲｔＲａ／（２Ｒａ＋Ｒｔ）で表すことができる。ここで、仮に第１導体４及び第２導体６が直線形状であった場合、共振時におけるアンテナ装置１の非対称モードの入力抵抗Ｒｔは、Ｒｔ＝∞となる。即ち、隣り合う導体４、６間に互いに逆向きに流れる電流はほとんど存在せず、対称モードが支配的になる。従って、アンテナ装置１の入力抵抗Ｒｆは、Ｒｆ＝４Ｒａとなり、折返し型でない通常のアンテナ装置の約４倍となる。その結果、アンテナ装置１と給電部３に接続される無線回路との整合を容易にとることができ、放射効率が向上する。

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２００２−４３８２６号公報

上記従来のアンテナ装置１において、小型化のため、第１導体４及び第２導体６を、メアンダ形状、ヘリカル形状、スパイラル形状のいずれかの形状にすると、導体長が長くなり、第１導体４と第２導体６との間における電磁界結合が強まる。その結果、第１導体４に流れる電流と第２導体６に流れる電流とが互いに逆向きに流れる非対称モードが顕著に起こる。即ち、アンテナ装置１の共振周波数において、非対称モードの入力抵抗Ｒｔが小さくなる。その結果、アンテナ装置１の入力抵抗Ｒｆが下がり、給電部３に接続される無線回路との整合を取りにくくなり、放射効率が低下するという問題があった。

そこで、本発明は、メアンダ形状、ヘリカル形状、スパイラル形状のいずれかの形状を有する折返しアンテナ装置の放射効率を向上させることを目的とする。

この目的を達成するために本発明のアンテナ装置は、メアンダ形状、ヘリカル形状、スパイラル形状のいずれかの形状を有する折返しアンテナ装置であって、第１導体と第２導体との間に板状導体が配置された構成である。

上記構成により、第１導体と板状導体との間に電磁界結合が起こると共に板状導体と第２導体との間にも電磁界結合が起こる。これにより、第１導体に流れる電流と逆向きの電流が板状導体に流れ、板状導体に流れる電流と逆向きの電流が第２導体に流れる。即ち、第１導体に流れる電流と第２導体に流れる電流とが同じ向きに流れ、対称モードが支配的になる。その結果、アンテナ装置の入力抵抗Ｒｆを４倍に近づけることができ、アンテナ装置と給電部に接続される無線回路との整合を容易に取ることができ、アンテナ装置の放射効率を向上させることができる。

（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１について図１、図２及び図３を用いて説明する。

図１は、本発明の実施の形態１におけるアンテナ装置の構成図である。図１において、アンテナ装置７は、例えば金属からなる導電性のグランド形成体８と、このグランド形成体８に配置された給電部９と、この給電部９に一端が接続された第１導体１０と、この第１導体１０の他端に接続導体１１を介して一端が接続されると共にグランド形成体８に他端が接続されかつ第１導体１０に対し略同一距離を保って略平行に配置された第２導体１２とを有する。

そして、第１導体１０及び第２導体１２は、メアンダ形状、ヘリカル形状、スパイラル形状のいずれかの形状を有し、第１導体１０と第２導体１２との間には板状導体１３が配置されている。

上記構成により、第１導体１０と板状導体１３との間に電磁界結合が起こると共に板状導体１３と第２導体１２との間にも電磁界結合が起こる。これにより、第１導体１０に流れる電流と逆向きの電流が板状導体１３に流れ、板状導体１３に流れる電流と逆向きの電流が第２導体１２に流れる。即ち、第１導体１０に流れる電流と第２導体１２に流れる電流とが同じ向きに流れ、対称モードが支配的になる。その結果、アンテナ装置７の入力抵抗Ｒｆを４倍に近づけることができ、アンテナ装置７と給電部９に接続される無線回路（図示せず）との整合を容易に取ることができ、アンテナ装置７の放射効率を向上させることができる。

尚、第１導体１０と第２導体１２とは略同一距離を保ってなくとも良いし、略平行に配置されてなくとも良い。即ち、所定距離内に配置された第１導体１０と第２導体１２との間に板状導体１３さえ配置されていれば、上記同様の効果を有する。また、第１導体１０と第２導体１２とは任意の面を対称面として面対称形状であっても良い。これにより、第１導体１０に流れる電流と第２導体１２に流れる電流とが同じ方向に揃うので、さらに、アンテナ装置７の放射効率を向上させることができる。

また、板状導体１３は、第１導体１０、第２導体１２と同様に、メアンダ形状、ヘリカル形状、スパイラル形状であり、第１導体１０及び第２導体１２に沿って配置されていても良い。これにより、アンテナ装置７を小型化することができる。

さらに、板状導体１３は、第１導体１０又は第２導体１２に対し略平行に配置されていても良い。これにより、第１導体１０及び第２導体１２に流れる電流と板状導体１３に流れる電流とを略平行にすることができ、アンテナ装置７において対称モードをさらに支配的にすることができる。

さらにまた、グランド形成体８と板状導体１３とが一体形成されていても良い。

（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２におけるアンテナ装置について図２を用いて説明する。図２は、本発明の実施の形態２におけるアンテナ装置の断面図である。尚、実施の形態１と同様の構成については、同一の符号をつけてその説明を省略し、相違点について詳述する。

実施の形態２における実施の形態１との相違点は、アンテナ装置７が、板状導体１３の代わりに、第１導体１０と第２導体１２との間に、板状導体１３が一方の主面に配置された回路基板１４を有する点である。

回路基板１４は、例えば誘電体材料からなる基板樹脂材料上に銅箔層からなる板状導体１３が形成され、板状導体１３に部品を実装するための回路パターン（図示せず）が形成され、その回路パターン上にコンデンサ、インダクタ、抵抗等のチップ部品や高周波フィルタ部品及び信号増幅器等からなる回路部品１５が実装されることにより構成される。この構成により、実施の形態１におけるアンテナ装置７と同様の作用効果があると共に、アンテナ装置７内に回路基板１４を実装することが可能となり、このアンテナ装置７を搭載した携帯電話、モバイル端末等の電子機器の小型化を図ることが可能となる。

なお、図３に示すように、回路基板１４は、基板絶縁材料を板状導体１３で挟み込み、板状導体１３をそれぞれ導電性ビア１６で導通させる構成であっても良い。この構成により、実施の形態１におけるアンテナ装置７と同様の作用効果があると共に回路基板１４をさらに高密度に実装させることができる。

本発明は、メアンダ形状、ヘリカル形状、スパイラル形状のいずれかの形状を有する折返しアンテナ装置の放射効率を向上させることができるため、携帯端末や車載用テレビ放送受信機などの電子機器に特に有用である。

本発明の実施の形態１におけるアンテナ装置の構成図 本発明の実施の形態２におけるアンテナ装置の断面図 同アンテナ装置の他の断面図 従来のアンテナ装置の構成図

符号の説明

７ アンテナ装置
８ グランド形成体
９ 給電部
１０ 第１導体
１１ 接続導体
１２ 第２導体
１３ 板状導体

Claims (9)

1. グランド形成体と、
   このグランド形成体に配置された給電部と、
   この給電部に一端が接続された第１導体と、
   この第１導体の他端に一端が接続されると共に前記グランド形成体に他端が接続された第２導体とを備え、
   前記第１導体及び前記第２導体は、メアンダ形状、ヘリカル形状、スパイラル形状のいずれかの形状を有し、
   前記第１導体と前記第２導体との間に板状導体が配置されたアンテナ装置。
2. 前記板状導体は、前記第１導体及び前記第２導体に対し略平行に配置された請求項１に記載のアンテナ装置。
3. 前記第１導体及び前記第２導体は、略同一距離を保って配置された請求項１に記載のアンテナ装置。
4. 前記第１導体及び前記第２導体は、略平行に配置された請求項１に記載のアンテナ装置。
5. 前記第１導体及び前記第２導体は、任意の面を対称面として略面対称形状である請求項１に記載のアンテナ装置。
6. 板状導体は、メアンダ形状、ヘリカル形状、又はスパイラル形状であり、前記第１導体及び前記第２導体に沿って配置された請求項１に記載のアンテナ装置。
7. 前記板状導体は、回路基板の少なくともいずれか一方の主面に配置されたアンテナ装置。
8. 前記回路基板は電子部品を内蔵した請求項７に記載のアンテナ装置。
9. グランド形成体と、
   このグランド形成体に配置された給電部と、
   この給電部に一端が接続された第１導体と、
   この第１導体の他端に一端が接続されると共に前記グランド形成体に他端が接続された第２導体とを有し、
   前記第１導体及び前記第２導体は、メアンダ形状、ヘリカル形状、スパイラル形状のいずれかの形状を有し、
   前記第１導体と前記第２導体との間に板状導体が配置されたアンテナ装置を搭載した電子機器。

Images