JP2009124397A - アンテナ装置及び無線装置 - Google Patents

Abstract

【課題】無線装置の筐体用部材に形成されたアンテナの放射素子に対して、はんだ付けや給電ピンによる以外の方法で給電する。
【解決手段】無線装置の筐体２１の内側に、２の導体パターンがそれぞれ放射素子２３及び接地側素子２４として例えばめっき又は貼付されて設けられる。該無線装置に内蔵されたアンテナ装置２２は、上述した放射素子２３と、接地側素子２４と、誘電性の材料からなる基板２５を有している。基板２５の上面に、第１導体部分２７と第２導体部分２８が、対向する辺どうしがブロック矢印で示した略一様な間隔をおいてそれぞれ面状に形成されている。アンテナ給電線２９の信号線側導体と接地側導体が、それぞれ第１導体部分２７と第２導体部分２８に接続される。基板２５は、第１導体部分２７と第２導体部分２８がそれぞれ放射素子２３と接地側素子２４に容量結合するように配設される。
【選択図】図６

Description

本発明はアンテナ装置及び無線装置に係り、特に面状に形成された放射素子を有するアンテナ装置と該アンテナ装置を用いた無線装置に関する。

携帯電話機等の無線装置用のアンテナ装置は、従来の筐体外部に延伸されて使用されるホイップアンテナ等のタイプに代わって、筐体に内蔵されたタイプが主流である。このような筐体内蔵タイプのアンテナ装置を使用することにより、無線装置のデザイン性や操作性を向上させることができる。しかし近年は、無線装置の多機能、高性能化と小型、薄型化が共に要求されることから、アンテナ装置は筐体内部の限定されたスペースに実装された状態で所要の性能を発揮しなければならないという課題の解決を迫られている。

このような課題に対して、例えば無線装置の筐体を構成する部材にめっき等の方法によって導体パターンを形成し、アンテナとして給電する技術の開発が進められている。このようなアンテナに対する給電は、多くの場合樹脂製である筐体用部材の耐熱性に限界がある点を考慮して、給電線を導体パターンにはんだ付けする代わりに給電ピンを導体パターンに接触させることによって行うことが多い。しかし給電ピンを用いる方法は、接触圧を確保するため給電ピンと導体パターン間の高い位置決め精度を要求し、組み立てが難しいという問題がある。

アンテナ装置の小型化、薄型化については、従来、平面アンテナに関する技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。上記の特許文献１に記載された平面アンテナは、放射素子と、誘電体を介して放射素子に対してほぼ平行に設けられた接地導体板と、接地導体板と放射素子との間に挿入される同軸ケーブルとを備える。同軸ケーブルの先端部の内部導体は放射素子側に延びて該放射素子の裏面に電気接続され、この際内部導体は略Ｌ字状に曲げられ、最先端部が誘電体膜を介して放射素子と容量結合する。
特開２００４−３２８５３９号公報（第２、４、５ページ、図１）

上述した特許文献１に開示された平面アンテナは、放射素子と接地導体板との間に誘電体が挟まれた構造をなす車載用のアンテナにおいて従来用いられていた給電ピンによる給電形態から、同軸ケーブルの芯線を折り曲げて先端を放射素子に容量結合させる形態に変えたものである。このアンテナは、同軸ケーブルの芯線を厚み方向に立ち上げて折り曲げる構造上、一定の厚みを必要とするものである。また、ある程度の長さの芯線を剥き出しにして立ち上げ、折り曲げて接続するという加工工程を必要とする。したがって、例えば携帯電話機のような小型の無線装置に適用したり、組み立てを容易にして作業性を改善したりすることは難しいという問題がある。

本発明は上記問題を解決するためになされたもので、アンテナ装置を無線装置の多機能、高性能化と小型、薄型化に同時に対応させ、かつ、組み立てを容易にして作業性を改善することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のアンテナ装置は、第１の導体部分と第２の導体部分が、対向する辺どうしの間隔を略一様にして１の面にそれぞれ面状に形成されてなり、前記第１の導体部分及び前記第２の導体部分に対してアンテナ給電線の信号側導体と接地側導体をそれぞれ接続することができるように構成された基板と、面状に形成され、前記基板の前記第１の導体部分が形成された面の反対側の面に対して略平行に対向すると共に、前記第１の導体部分と容量結合するように配設された放射素子とを備えたことを特徴とする。

また、本発明の無線装置は、第１の導体部分と第２の導体部分が、対向する辺どうしの間隔を略一様にして１の面にそれぞれ面状に形成されると共に、前記第１の導体部分及び前記第２の導体部分に対してアンテナ給電線の信号側導体と接地側導体がそれぞれ接続されてなる基板と、前記基板を収容し、かつ、前記基板の前記第１の導体部分が形成された面の反対側の面に対して略平行に対向すると共に前記第１の導体部分と容量結合するように配設された放射素子が１の面に形成されてなる筐体とを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、例えば無線装置の筐体を利用して配設された放射素子に容量結合を介して給電することにより、アンテナ装置を無線装置の多機能、高性能化と小型、薄型化に同時に対応させ、かつ、組み立てを容易にして作業性を改善することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。なお以下の各図を参照しながら上下左右又は水平、垂直（鉛直）をいうときは、特に断らない限り、図が表された紙面における上下左右又は水平、垂直（鉛直）を意味するものとする。また、各図の間で同一の符号は、同一の構成を表すものとする。

以下、図１ないし図４を参照して、本発明の実施例１を説明する。図１は、本発明の実施例１に係る無線装置１の外観を表す斜視図である。無線装置１は例えば２の筐体が折りたたみ可能に連結されて構成され、図１は折りたたまれた状態を表している。無線装置１の２の筐体のうち、図１では下側に当る方を筐体１１とする。

図２は、筐体１１を構成する部材の下半分（以下の説明では、この部分を筐体１１と呼ぶ。）を簡略化して表す図である。筐体１１は樹脂で形成され、図２に示すように例えば縦長の浅い容器に模して表すことができる。筐体１１の底面の上側及び下側が、無線装置１の内側及び外側にそれぞれ対応する。筐体１１の底面の内側部分に、導体パターンが例えばめっき又は貼付されて設けられ、この導体パターンは後述するように放射素子１３である。

より具体的には、例えば筐体１１の底面の内側部分に筐体１１とは別の誘電体材料からなる接着層を設け、当該接着層を介して上記の導体パターンをめっきすることができる。接着層を介することにより、筐体１１の誘電体材料の種類に関わらず導体パターンを設けることができるので、筐体１１の材料として無線装置１の薄型化に必要な強化誘電体材料を選ぶことも可能になる。

図３は、無線装置１に内蔵されたアンテナ装置１２の構成を表す斜視図である。アンテナ装置１２は、上述した放射素子１３と、基板１５を有している。基板１５の上面に、第１導体部分１７と第２導体部分１８がそれぞれ面状に形成されている。第１導体部分１７と第２導体部分１８は、対向する辺どうしがブロック矢印で示した略一様な間隔をおいて形成されたものである。なお図３において、筐体１１はアンテナ装置１２の周辺の一部のみを表している。

第１導体部分１７には、図示しない無線回路に接続されたアンテナ給電線１９（例えば図３に示したような同軸ケーブル）の信号側導体を接続することができる。第２導体部分１８には、アンテナ給電線１９の接地側導体を接続することができる。なお、上記のブロック矢印で示した略一様な間隔は、第１導体部分１７と第２導体部分１８の対向する辺どうしの間隔が、アンテナ給電線１９と交差する向きにほぼ一様な値であることを意味している。

図４は、図３に記号“Ａ−Ａ”で示した向きのアンテナ装置１２の断面図である。図中の符号は、すべて図３と共通である。放射素子１３は、基板１５の下面（第１導体部分１７が形成された上面の反対側の面）に対して略平行の向きに対向している（図４に示すように放射素子１３が基板１５の下面に接触する場合と、間隔を空けて接触しない場合がある。）。

放射素子１３は、誘電性の材料からなる基板１５を挟んで第１導体部分１７と容量結合するように配設されている。その結果、放射素子１３は、第１導体部分１７及びアンテナ給電線１９を介して図示しない無線回路により励振されることが可能になる。

放射素子１３に例えば平面的な広がりを持たせて広帯域化を図る場合、上記の容量結合に係る容量値によって決まるアンテナインピーダンスと、アンテナ給電線１９の線路インピーダンスの整合が広帯域性を保つ上で重要である。後で実施例４について説明するように、アンテナインピーダンスの値が所要の帯域の下限周波数において線路インピーダンスの２倍以下程度であれば、広帯域性を確保することができる。

基板１５にアンテナ給電線１９を取り付けて信号側導体と接地側導体をそれぞれ第１導体部分１７と第２導体部分１８に接続し、さらに第１導体部分１７と放射素子１３の位置を合わせて筐体１１に近づけ又は接触させた状態で保持することにより、アンテナ装置１２を組み立てることができる。

上記の位置合わせに当っては、例えば筐体１１の上面に設けた位置合わせ用の図示しないリブを基板１５に設けたガイド孔に通す等の方法が考えられる。このようにすれば、第１導体部分１７及び放射素子１３間の容量結合を確保するために必要な位置合わせを、従来の給電ピンを用いる接続よりもはるかに容易に行うことができる。

本発明の実施例１によれば、無線装置の基板と筐体の部材との位置関係を、アンテナ給電線に接続された基板の導体部分と筐体の部材に設けられた放射素子が容量結合するように選ぶことにより、放射素子に対して確実かつ容易に給電することができる。

以下、図５ないし図７を参照して、本発明の実施例２を説明する。本発明の実施例２に係る無線装置２は、実施例１に係る無線装置１と同様に例えば２の筐体が折りたたみ可能に連結されて構成されたものとする。図５は、無線装置２の２の筐体のうち一方に当る筐体２１を構成する部材の半分（以下の説明では、この部分を筐体２１と呼ぶ。）を、図２と同様に表す図である。

筐体２１の底面の上側及び下側が、無線装置２の内側及び外側にそれぞれ対応する。筐体２１の底面の内側部分に、２の導体パターンが例えばめっき又は貼付されて設けられ、これらの導体パターンは後述するようにそれぞれ放射素子２３及び接地側素子２４である。

図６は、無線装置２に内蔵されたアンテナ装置２２の構成を表す図である。アンテナ装置２２は、上述した放射素子２３と、接地側素子２４と、基板２５を有している。基板２５の上面に、第１導体部分２７と第２導体部分２８がそれぞれ面状に形成されている。第１導体部分２７と第２導体部分２８は、対向する辺どうしがブロック矢印で示した略一様な間隔をおいて形成されたものである。また、放射素子２３と接地側素子２４も、対向する辺どうしが略一様な間隔をおいて形成されている。なお図６において、筐体２１はアンテナ装置２２の周辺の一部のみを表している。

第１導体部分２７には、図示しない無線回路に接続されたアンテナ給電線２９（例えば図６に示したような同軸ケーブル）の信号側導体を接続することができる。第２導体部分２８には、アンテナ給電線２９の接地側導体を接続することができる。なお、上記のブロック矢印で示した略一様な間隔は、第１導体部分２７と第２導体部分２８の対向する辺どうしの間隔が、アンテナ給電線２９と交差する向きにほぼ一様な値であることを意味している。

図７は、図６に記号“Ａ−Ａ”で示した向きのアンテナ装置２２の断面図である。図中の符号は、すべて図６と共通である。放射素子２３は、基板２５の下面（第１導体部分２７が形成された上面の反対側の面）に対して略平行の向きに対向している（図７に示すように放射素子２３が基板２５の下面に接触する場合と、間隔を空けて接触しない場合がある。）。

放射素子２３は、誘電性の材料からなる基板２５を挟んで第１導体部分２７と容量結合するように配設されている。接地側素子２４は、基板２５を挟んで第２導体部分２８と容量結合するように配設されている。その結果、放射素子２３及び接地側素子２４の対は、第１導体部分２７、第２導体部分２８及びアンテナ給電線２９を介して図示しない無線回路により励振されることが可能になる。上記の容量結合に係る容量値によって決まるアンテナインピーダンスとアンテナ給電線２９の線路インピーダンス間の整合と広帯域性の関係については、実施例１について述べたのと同じである。

基板２５にアンテナ給電線２９を取り付けて第１導体部分２７及び第２導体部分２８に上述したように接続し、さらに第１導体部分２７を放射素子２３に、第２導体部分２８を接地側素子２４にそれぞれ位置を合わせて筐体２１に近づけ又は接触させた状態で保持することにより、アンテナ装置２２を組み立てることができる。

上記の位置合わせに当っては、例えば筐体２１の上面に設けた位置合わせ用の図示しないリブを基板２５に設けたガイド孔に通す等の方法が考えられる。このようにすれば、第１導体部分２７及び放射素子２３間の容量結合と、第２導体部分２８及び接地側素子２４間の容量結合を確保するために必要な位置合わせを、従来の給電ピンを用いる接続よりもはるかに容易に行うことができる。

本発明の実施例２によれば、無線装置の基板と筐体の部材との位置関係を、アンテナ給電線に接続された基板の２の導体部分と筐体の部材に設けられた放射素子、接地側素子がそれぞれ容量結合するように選ぶことにより、放射素子及び接地側素子に対して確実かつ容易に給電することができる。

以下、図８ないし図１０を参照して、本発明の実施例３を説明する。実施例３は、実施例２に係るアンテナ装置２２の２通りの変形例であるアンテナ装置３０、３２に係るものである。また、アンテナ装置３２のさらに変形例であるアンテナ装置３２ａについても述べる。

図８は、アンテナ装置３０の構成を図７と同様に表した断面図である。アンテナ装置３０は、実施例２で説明したのと同様に、筐体２１の底面の内側の部分に導体パターンがメッキ又は貼付されて形成された放射素子２３及び接地側素子２４と、基板２５を有している。

放射素子２３及び接地側素子２４と、基板２５に挟まれるようにして、少なくとも一部が面状に形成された誘電体部材３１が設けられている。すなわち、基板２５と放射素子２３は、誘電体部材３１を挟んで対向している。また、基板２５と接地側素子２４は、誘電体部材３１を挟んで対向している。その他の符号２７ないし２９を付して表した構成は、図７に同一の符号を付して表した構成と同じであるから説明を省略する。

放射素子２３は、誘電性の材料からなる基板２５及び誘電体部材３１を挟んで第１導体部分２７と容量結合するように配設されている。接地側素子２４は、基板２５及び誘電体部材３１を挟んで第２導体部分２８と容量結合するように配設されている。その結果、放射素子２３及び接地側素子２４の対は、第１導体部分２７、第２導体部分２８及びアンテナ給電線２９を介して図示しない無線回路により励振されることが可能になる。

基板２５の下面に誘電体部材３１を例えば貼り合わせた後、実施例２で説明したのと同様にアンテナ給電線２９を取り付け、接続し、第１導体部分２７と放射素子２３の間及び第２導体部分２８と接地側素子２４の間の位置を合わせてアンテナ装置３０を組み立てることができる。実施例２で説明したのと同様に、例えばリブとガイド孔の組み合わせによって容易かつ高精度に位置合わせを行うことができる。

アンテナ装置３０の構成によれば、誘電体部材３１を間に挟むことにより、放射素子２３又は第１導体部分２７の面積が小さかったり相互の間隔が空いたりしても静電容量値を高めて結合を強めることができる。誘電体部材３１を間に挟むことにより、接地側素子２４又は第２導体部分２８の面積が小さかったり相互の間隔が空いたりしても静電容量値を高めて結合を強めることができる。

図９は、アンテナ装置３２の構成を図７と同様に表した断面図である。アンテナ装置３２は、実施例２で説明したのと同じ筐体２１の底面の外側の部分に導体パターンがメッキ又は貼付されて形成された放射素子３３及び接地側素子３４と、実施例２で説明したのと同じ基板２５を有している。その他の符号２７ないし２９を付して表した構成は、図７に同一の符号を付して表した構成と同じであるから説明を省略する。

放射素子３３は、それぞれ誘電性の材料からなる基板２５及び筐体２１を挟んで第１導体部分２７と容量結合するように配設されている。接地側素子２４は、基板２５及び筐体２１を挟んで第２導体部分２８と容量結合するように配設されている。その結果、放射素子３３及び接地側素子３４の対は、第１導体部分２７、第２導体部分２８及びアンテナ給電線２９を介して図示しない無線回路により励振されることが可能になる。

実施例２で説明したのと同様に基板２５に対してアンテナ給電線２９を取り付け、接続し、第１導体部分２７と放射素子３３の間及び第２導体部分２８と接地側素子３４の間の位置を合わせてアンテナ装置３２を組み立てることができる。実施例２で説明したのと同様に、例えばリブとガイド孔の組み合わせによって容易かつ高精度に位置合わせを行うことができる。

アンテナ装置３２の構成によれば、筐体２１の外面に形成された放射素子３３及び接地側素子３４に対しても、基板２５に設けられた第１導体部分２７及び第２導体部分２８との容量結合を介して給電、励振をすることができる。誘電性の材料からなる筐体２１を間に挟むことにより、放射素子３３又は第１導体部分２７の面積が小さかったり相互の間隔が空いたりしても静電容量値を高めて結合を強めることができる。誘電体材料からなる筐体２１を間に挟むことにより、接地側素子３４又は第２導体部分２８の面積が小さかったり相互の間隔が空いたりしても静電容量値を高めて結合を強めることができる。

図１０は、アンテナ装置３２の変形例であるアンテナ装置３２ａの構成を図９と同様に表した断面図である。図１０において符号２５ないし２９を付して表した構成は、図９に同一の符号を付して表した構成とそれぞれ同じであるから、説明を省略する。放射素子３３及び接地側素子３４は、筐体２１ａの底面の外側の部分に導体パターンがメッキ又は貼付されて形成されたものである。筐体２１ａは、図９に表した筐体２１の底面の内側部分に基板２５を嵌め合わせることのできる凹部を設けたものである。

アンテナ装置３２ａは、上述したアンテナ装置３２と比較して、次のような付加的な効果を有する。まず筐体２１ａの内面に予め設けられた凹部に基板２５を嵌め合わせる構造により、第１導体部分２７と放射素子３３の間及び第２導体部分２８と接地側素子３４の間の位置合わせをさらに容易かつ高精度に行うことができる。次にアンテナ装置３２の構成と比較して第１導体部分２７と放射素子３３の間隔及び第２導体部分２８と接地側素子３４の間隔を小さくし、放射素子３３、接地側素子３４、第１導体部分２７又は第２導体部分２８の面積が小さくても静電容量値を高めて結合を強めることができる。

以上に説明した図８ないし図１０に係る変形例は、実施例２に係るアンテナ装置２２だけでなく、実施例１に係るアンテナ装置１２にも同様に適用することができる。各変形例の容量結合に係る容量値によって決まるアンテナインピーダンスとアンテナ給電線２９の線路インピーダンス間の整合と広帯域性の関係については、実施例１について述べたのと同じである。本発明の実施例３によれば、誘電体部材の併用によって容量結合を強めたり、筐体の外面に形成された放射素子にも容量結合を介して給電したりすることができるという付加的な効果が得られる。

以下、図１１ないし図２０を参照して、本発明の実施例４を説明する。実施例４に係るアンテナ装置は、実施例２に係るアンテナ装置２２の各構成の平面的な形状を広帯域化に適合させるとともに各部の寸法を評価用のパラメータとして与えたものであるが、説明の便宜上実施例２と同じ符号を用いてアンテナ装置２２と表し、各構成の符号も実施例２と同じとする。

図１１は、実施例４に係るアンテナ装置２２の各構成の平面的な形状と各部の寸法の例を表す図である。放射素子２３は、上辺が３０．７ミリメートル（ｍｍ）長、下辺が１１．４ｍｍ長、高さが１６．７ｍｍの台形である。接地側素子２４は、幅４０ｍｍ、高さ２０ｍｍの長方形である。放射素子２３と接地側素子２４の対向する辺どうしの間隔は、特に断らない限り１ｍｍとする。

放射素子２３及び接地側素子２４の上（図１１の紙面における手前の方向）に一定の間隔を空けて、第１導体部分２７と第２導体部分２８が設けられる。実施例２について説明したように、第１導体部分２７と第２導体部分２８に対して図示しないアンテナ給電線を接続することができる。なお上記の設定は、図６において基板２５が比誘電率１の材料からなると仮定した場合に相当する。

第１導体部分２７の幅をパラメータｗ、高さをパラメータｈとする。第２導体部分２８の幅を１１．４ｍｍ、高さを２ｍｍとする。第１導体部分２７と第２導体部分２８の対向する辺どうしの間隔を１ｍｍとし、第１導体部分２７の下辺と放射素子２３の下辺は特に断らない限り図１１の平面図上で重なるものとする。なお、図１１には示さないが、放射素子２３と第１導体部分２７の間隔（図６において基板２５の厚みに相当する。）をパラメータｔとする。

図１２は、図１１に表した構成においてパラメータｈ、ｔの値をそれぞれ２ｍｍ、０．１ｍｍとしたときのパラメータｗの値によるアンテナ装置２２の周波数特性の変化を、シミュレーションにより求めて表すグラフである。図１２の横軸は周波数（単位はギガヘルツ（ＧＨｚ））、縦軸はアンテナ給電線と第１導体部分２７の接続箇所（給電点）における電圧定在波比（ＶＳＷＲ）である。

図１２の太い実線のグラフ（直接給電）は、第１導体部分２７と第２導体部分２８を省いて、放射素子２３と接地側素子２４に直接アンテナ給電線を接続したと仮定したときの特性を表す。破線のグラフ（ｗ＝３ｍｍ）は、図１１に表した構成においてパラメータｗの値を３ｍｍとしたときの特性を表す。細い実線のグラフ（ｗ＝１ｍｍ）は、図１１に表した構成においてパラメータｗの値を１ｍｍとしたときの特性を表す。

図１２の細い実線のグラフの条件は、周波数３ＧＨｚにおけるアンテナインピーダンスが計算上３００オームに相当し、アンテナ給電線の線路インピーダンスを５０オームと仮定したときその６倍に相当する。そのため給電点におけるインピーダンス不整合の程度が高く、周波数８．５ＧＨｚ以下の広い帯域におけるＶＳＷＲが３を超える結果となっている。

図１２の破線のグラフの条件は、周波数３ＧＨｚにおけるアンテナインピーダンスが計算上１００オームに相当し、アンテナ給電線の線路インピーダンス（５０オーム）の２倍である。この範囲のインピーダンスの相違であれば図１２に示した周波数３ＧＨｚ以上のほとんどの帯域においてＶＳＷＲが３以下となり、４ＧＨｚ以上では太い実線で表した直接給電のグラフと極端な差がない程度まで不整合が改善されることがわかる。

図１３は、図１１に表した構成においてパラメータｗ、ｈの値をそれぞれ１１．４ｍｍ、２ｍｍとしたときのパラメータｔの値によるアンテナ装置２２の周波数特性の変化を、シミュレーションにより求めて表すグラフである。図１３の横軸と縦軸は、図１２の横軸と縦軸にそれぞれ共通である。

図１３の太い実線のグラフ（ｔ＝０．１ｍｍ）は、パラメータｔの値を０．１ｍｍとしたときの特性を表す。破線のグラフ（ｔ＝０．２ｍｍ）は、パラメータｔの値を０．２ｍｍとしたときの特性を表す。細い実線のグラフ（ｔ＝０．４ｍｍ）は、パラメータｔの値を０．４ｍｍとしたときの特性を表す。パラメータｔの値が小さく放射素子２３と第１導体部分２７間の（又は接地側素子２４と第２導体部分２８間の）容量値が大きいほどインピーダンス整合の条件に近づき、周波数３ＧＨｚ以上の周波数特性が改善されることがわかる。

図１４は、図１１に表した構成においてパラメータｗ、ｔの値をそれぞれ２ｍｍ、０．１ｍｍとしたときのパラメータｈの値によるアンテナ装置２２の周波数特性の変化を、シミュレーションにより求めて表すグラフである。図１４の横軸と縦軸は、図１２の横軸と縦軸にそれぞれ共通である。

図１４の太い実線のグラフ（ｈ＝８ｍｍ）は、パラメータｈの値を８ｍｍとしたときの特性を表す。破線のグラフ（ｈ＝４ｍｍ）は、パラメータｈの値を４ｍｍとしたときの特性を表す。細い実線のグラフ（ｈ＝２ｍｍ）は、パラメータｈの値を２ｍｍとしたときの特性を表す。パラメータｈの値が大きく放射素子２３と第１導体部分２７間の容量値が大きいほどインピーダンス整合の条件に近づき、周波数３ＧＨｚ以上の周波数特性が改善されることがわかる。

図１５は、図１１に表した構成においてパラメータｗ、ｈ、ｔの値をそれぞれ１１．４ｍｍ、２ｍｍ、０．１ｍｍとしたときの第２導体部分２８の有無による特性の比較を表すグラフである。図１５の横軸と縦軸は、図１２の横軸と縦軸にそれぞれ共通である。

図１５の実線のグラフ（第２導体部分なし）は、第２導体部分２８を省いて接地側素子２４に直接アンテナ給電線の接地側導体を接続したときの特性を表す。図１５の破線のグラフ（第２導体部分あり）は、接地側素子２４に第２導体部分２８による容量結合を介してアンテナ給電線の接地側導体を接続したときの特性を表す。少なくとも周波数３ＧＨｚ以上の帯域においては第２導体部分２８の有無による特性の大きな差はなく、容量結合を介して接地側を接続しても広帯域性が失われないことがわかる。

図１６は、図１１に表した構成においてパラメータｗ、ｈの値をそれぞれ８ｍｍ、２ｍｍとした第１導体部分２７の形状が横長の場合と、パラメータｗ、ｈの値をそれぞれ２ｍｍ、８ｍｍとした第１導体部分２７の形状が同じ面積で縦長の場合（第１導体部分２７と放射素子２３の間の容量結合に係る容量値は両方の場合で同一）の特性の比較を表すグラフである。いずれの場合も、パラメータｔの値は０．１ｍｍである。図１６の横軸と縦軸は、図１２の横軸と縦軸にそれぞれ共通である。

図１６の実線のグラフ（第１導体部分横長）は、上記の第１導体部分２７の形状が横長の場合の特性を表す。図１６の破線のグラフ（第１導体部分縦長）は、上記の第１導体部分２７の形状が縦長の場合の特性を表す。図示した全ての周波数帯域において第１導体部分２７の形状が横長か縦長かによる特性の大きな差はなく、第１導体部分２７と放射素子２３の間の容量結合に係る容量値が等しければ形状の違いによる特性の差はわずかであることがわかる。

図１７は、図１１に表した構成においてパラメータｗ、ｈ、ｔの値をそれぞれ４ｍｍ、２ｍｍ、０．１ｍｍとし、第１導体部分２７と放射素子２３の間及び第２導体部分２８と接地側素子２４の間への誘電体挿入の有無による特性の比較を表すグラフである。図１７の横軸と縦軸は、図１２の横軸と縦軸にそれぞれ共通である。

図１７の実線のグラフ（誘電体あり）は、第１導体部分２７と放射素子２３の間及び第２導体部分２８と接地側素子２４の間に比誘電率４の誘電体を挿入した場合の特性を表す。図１７の破線のグラフ（誘電体なし）は、上記の誘電体を挿入しない場合の特性を表す。誘電体を挿入した場合の方が、第１導体部分２７と放射素子２３の間及び第２導体部分２８と接地側素子２４の間の容量結合に係る容量値が大きく、周波数特性が改善されるという結果が現れている。

図１８は、図１１に表した構成においてパラメータｗ、ｈ、ｔの値をそれぞれ８ｍｍ、４ｍｍ、０．１ｍｍとした（誘電体は挿入しない）場合と、図１７における「誘電体あり」の場合の特性の比較を表すグラフである。図１８の横軸と縦軸は、図１２の横軸と縦軸にそれぞれ共通である。

図１８の実線のグラフ（誘電体あり）は、図１７の実線のグラフ（誘電体あり）と同じ条件で同じ結果を表している。図１８の破線のグラフ（誘電体なし、サイズ４倍）は、第１導体部分２７のサイズを上述のように８ｍｍ×４ｍｍとし誘電体を挿入しない場合の特性を表す。実線と破線の特性がほぼ等しいことから、比誘電率４の誘電体挿入の効果は第１導体部分２７の面積を４倍に拡大することに相当することがわかる。

図１９は、図１１に表した構成においてパラメータｗ、ｈ、ｔの値をそれぞれ１１．４ｍｍ、２ｍｍ、０．１ｍｍとし、第１導体部分２７と第２導体部分２８の位置を図１１に表した位置から下方へ１ｍｍ平行移動した場合としない場合の特性の比較を表すグラフである。平行移動した場合には、第１導体部分２７の下辺と接地側素子２４の上辺が図１１の平面図上で重なる位置関係になる。図１９の横軸と縦軸は、図１２の横軸と縦軸にそれぞれ共通である。

図１９の実線のグラフ（平行移動なし）は、図１５の破線のグラフと同じ条件で同じ結果を表している。図１９の破線のグラフ（平行移動あり）は、上述したように第１導体部分２７と第２導体部分２８の位置を平行移動して、第１導体部分２７の一部が図１１の平面図上で放射素子２３と接地側素子２４の間隙に当る領域に重なる条件での特性を表す。

平行移動ありの場合は、平行移動なしの場合に比べ図示したほとんど全ての周波数帯域において特性の劣化が明らかであることから、給電側（放射素子２３及び第１導体部分２７）と接地側（接地側素子２４及び第２導体部分２８）の間隙を保つことが重要であることがわかる。本発明によれば、第１導体部分２７と第２導体部分２８を同一の基板に形成して間隙を一定に保つと共に、放射素子２３及び接地側素子２８との位置合わせを容易に行うことができるから、給電側と接地側の間隙を確保することができる。

図２０は、図１１に表した構成においてパラメータｗ、ｈ、ｔの値をそれぞれ１１．４ｍｍ、２ｍｍ、０．１ｍｍとし、放射素子２３の位置を図１１に表した位置から上方へ１ｍｍ平行移動した場合としない場合の特性の比較を表すグラフである。図２０の横軸と縦軸は、図１２の横軸と縦軸にそれぞれ共通である。

図２０の実線のグラフ（放射素子の移動なし）は、図１９の実線のグラフと同じ条件で同じ結果を表している。図２０の破線のグラフ（放射素子の移動あり）は、上述したように放射素子２３と接地側素子２４の対向する辺どうしの間隔をさらに１ｍｍ空けて２ｍｍとした場合の特性を表す。実線のグラフと破線のグラフに大きな差はなく、給電側と接地側の間隔が第１導体部分２７と第２導体部分２８の間（又は第１導体部分２７と接地側素子２４の間）で保たれていればよいことがわかる。

本発明の実施例４によれば、広帯域性を持たせるように設計された放射素子及び接地側素子に対して、広帯域性を損なうことなく容量結合を介して給電することができる。なお、以上の実施例の説明において、無線装置及びアンテナ装置の構成、形状、寸法、接続、その他の部材の形状、配置等は例示であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲でさまざまな変形が可能である。

本発明の実施例１に係る無線装置の外観を表す斜視図。 実施例１に係る無線装置の筐体用部材の一部を簡略化して表す図。 実施例１に係る無線装置に内蔵されたアンテナ装置の構成を表す斜視図。 実施例１に係るアンテナ装置の構成を表す断面図。 本発明の実施例２に係る無線装置の筐体用部材の一部を簡略化して表す図。 実施例２に係る無線装置に内蔵されたアンテナ装置の構成を表す斜視図。 実施例２に係るアンテナ装置の構成を表す断面図。 本発明の実施例３に係るアンテナ装置（実施例２に係るアンテナ装置の変形例）の構成を表す断面図。 実施例３に係るアンテナ装置（実施例２に係るアンテナ装置の他の変形例）の構成を表す断面図。 実施例３に係るアンテナ装置（図９に構成を表したもの）の変形例の構成を表す断面図。 本発明の実施例４に係るアンテナ装置の各部の形状、寸法を表す平面図。 実施例４に係るアンテナ装置のＶＳＷＲ周波数特性を、給電側に当る第１導体部分の幅をパラメータとして表すグラフ。 実施例４に係るアンテナ装置のＶＳＷＲ周波数特性を、第１導体部分と放射素子の間隔をパラメータとして表すグラフ。 実施例４に係るアンテナ装置のＶＳＷＲ周波数特性を、第１導体部分の高さをパラメータとして表すグラフ。 実施例４に係るアンテナ装置のＶＳＷＲ周波数特性を、接地側に当る第２導体部分の有無をパラメータとして表すグラフ。 実施例４に係るアンテナ装置のＶＳＷＲ周波数特性を、第１導体部分の形状をパラメータとして表すグラフ。 実施例４に係るアンテナ装置のＶＳＷＲ周波数特性を、第１導体部分と放射素子間及び第２導体部分と接地側素子間の誘電体の有無をパラメータとして表すグラフ。 実施例４に係るアンテナ装置のＶＳＷＲ周波数特性を、図１７同様の誘電体の有無及び第１導体部分のサイズをパラメータとして表すグラフ。 実施例４に係るアンテナ装置のＶＳＷＲ周波数特性を、第１導体部分及び第２導体部分の平行移動の有無をパラメータとして表すグラフ。 実施例４に係るアンテナ装置のＶＳＷＲ周波数特性を、放射素子の平行移動の有無をパラメータとして表すグラフ。

符号の説明

１、２ 無線装置
１１、２１、２１ａ 筐体
１２、２２、３０、３２、３２ａ アンテナ装置
１３、２３、３３ 放射素子
２４、３４ 接地側素子
１５、２５ 基板
１７、２７ 第１導体部分
１８、２８ 第２導体部分
１９、２９ アンテナ給電線
３１ 誘電体部材

Claims (10)

1. 第１の導体部分と第２の導体部分が、対向する辺どうしの間隔を略一様にして１の面にそれぞれ面状に形成されてなり、前記第１の導体部分及び前記第２の導体部分に対してアンテナ給電線の信号側導体と接地側導体をそれぞれ接続することができるように構成された基板と、
   面状に形成され、前記基板の前記第１の導体部分が形成された面の反対側の面に対して略平行に対向すると共に、前記第１の導体部分と容量結合するように配設された放射素子とを
   備えたことを特徴とするアンテナ装置。
2. 前記放射素子と略同一の面内に前記放射素子に対して対向する辺どうしの間隔を略一様にして面状に形成され、前記第２の導体部分と容量結合するように配設された接地側素子をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
3. 前記基板と前記放射素子は、少なくとも一部が面状に形成された誘電体部材を挟んで対向することを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
4. 前記放射素子と略同一の面内に前記放射素子に対して対向する辺どうしの間隔を略一様にして面状に形成されると共に、前記第２の導体部分と容量結合するように配設された接地側素子をさらに備え、
   前記基板と前記接地側素子は、少なくとも一部が面状に形成された誘電体部材を挟んで対向することを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
5. 第１の導体部分と第２の導体部分が、対向する辺どうしの間隔を略一様にして１の面にそれぞれ面状に形成されると共に、前記第１の導体部分及び前記第２の導体部分に対してアンテナ給電線の信号側導体と接地側導体がそれぞれ接続されてなる基板と、
   前記基板を収容し、かつ、前記基板の前記第１の導体部分が形成された面の反対側の面に対して略平行に対向すると共に前記第１の導体部分と容量結合するように配設された放射素子が１の面に形成されてなる筐体とを
   備えたことを特徴とする無線装置。
6. 前記筐体の前記放射素子が形成されたのと同一の面に、前記放射素子に対して対向する辺どうしの間隔を略一様にすると共に前記第２の導体部分と容量結合するように配設された接地側素子が、さらに形成されてなることを特徴とする請求項５に記載の無線装置。
7. 少なくとも一部が面状に形成された誘電体部材をさらに備え、前記基板と前記放射素子が前記誘電体部材の面状に形成された一部を挟んで対向するように配設されたことを特徴とする請求項５に記載の無線装置。
8. 少なくとも一部が面状に形成された誘電体部材をさらに備え、
   前記筐体は、前記放射素子が形成されたのと同一の面に、前記放射素子に対して対向する辺どうしの間隔を略一様にすると共に前記第２の導体部分と容量結合するように配設された接地側素子がさらに形成されてなり、
   前記基板と前記接地側素子は、前記誘電体部材の面状に形成された一部を挟んで対向するように配設されたことを特徴とする請求項５に記載の無線装置。
9. 前記基板は前記筐体の内側を向く面に接して配設され、前記放射素子は前記筐体の外側を向く面に形成されたことを特徴とする請求項５に記載の無線装置。
10. 前記基板は前記筐体の内側を向く面に接して配設され、
    前記放射素子は前記筐体の外側を向く面に形成され、
    前記筐体の前記放射素子が形成されたのと同一の面に、前記放射素子に対して対向する辺どうしの間隔を略一様にすると共に前記第２の導体部分と容量結合するように配設された接地側素子がさらに形成されてなることを特徴とする請求項５に記載の無線装置。

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