JP2009253886A

JP2009253886A - アンテナ

Info

Publication number: JP2009253886A
Application number: JP2008102279A
Authority: JP
Inventors: Akira Kikuchi; 明菊地
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2008-04-10
Filing date: 2008-04-10
Publication date: 2009-10-29

Abstract

【課題】各種無線装置に搭載されるアンテナに関し、ＳＡＲ低減作用が得られる構成のものを提供することを目的とする。
【解決手段】給電部２と接地部３との間を接続するループ部４に、第１素子部５および第２素子部６が接続された二周波対応のアンテナにおいて、さらに、ループ部４に対し、高い周波数帯域の送信帯域におけるλ／４に整合するように、補助素子部２０を接続した素子構成のものとした。このため、上記送信帯域での送信時に補助素子部２０側の複共振が起こって給電部２付近に集中する電流密度のピークが小さくなり、結果としてその送信時の局所平均ＳＡＲが低減される作用を得られるものとなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、各種無線装置に搭載されるアンテナに関するものである。

近年、携帯電話を筆頭とする各種無線装置の普及率が高くなっている。そして、特に携帯電話においては小型軽量で多周波対応のものが主流となり、それに応じて携帯電話に搭載されるアンテナも、小型軽量な多周波対応のものを要望されることが多くなっている。

このような従来のアンテナについて、図４の従来のアンテナを模式的に表した斜視図を用いて説明する。

同図において、１は、金属板を所定形状で打ち抜き加工して曲げ形成したアンテナ素子であり、図示しない樹脂などからなる基部に保持されている。

アンテナ素子１は、図４中での左位置に給電部２が設けられ、また接地部３は給電部２から離された図４中での右位置に設定され、両者間はループ部４により接続されている。ループ部４は、接地部３側の右側部分が接地部３より右に突出した形状になっている。

そして、ループ部４の給電部２側に近い第１角部４Ａには第１素子部５が接続されている。第１素子部５は、給電部２から上記ループ部４の一部および上記接続箇所を通って開放端に至る経路での電気長が所望の高い周波数帯域側のλ／４に整合するように、長さ設定がされている。すなわち、対応する高い周波数帯域では、上記経路での共振が起こり、それによって高い周波数帯域側の電波の送受信が可能となっている。

また、ループ部４には、第１素子部５が接続された箇所よりも接地部３側の位置に第２素子部６が接続されている。第２素子部６は、給電部２から上記ループ部４の一部および上記接続箇所を通って開放端に至る経路での電気長が所望の低い周波数帯域側のλ／４に整合するように、長さ設定がされている。すなわち、対応する低い周波数帯域では、上記経路での共振が起こり、それによって低い周波数帯域側の電波の送受信が可能となっている。

従来のアンテナは、以上のように構成され、基板などからなる地板１０に給電部２と接地部３が接続されて搭載状態とされる。なお、給電部２は無線回路（図示せず）に接続されている。

その搭載状態での動作は、例えばＧＳＭ／ＰＣＳ対応のものの場合であれば、電波の受信時には、ＧＳＭ帯域の電波に対しては第２素子部６側が共振し、またＰＣＳ帯域の電波に対しては第１素子部５側が共振して、各々で励起された電流が給電部２を介して無線回路で受信される。そして、電波の送信時には、無線回路からの信号で、対応する第１素子部５側または第２素子部６側が共振して所定の電波が送信されるものであった。

なお、この出願の発明に関連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２００４−１５３８０７号公報

上記従来のアンテナは、高感度なものにでき好ましかったが、それを搭載した機器としては、近年、ＳＡＲ対策も重要視されつつある。ここに、携帯電話では、通話時において人体の特定部位（主に頭部）に単位時間及び単位質量当たりに吸収される電磁波の量で定義される局所平均ＳＡＲ(Specific Absorption Rate)対策として、人体側への電波の幅射を防ぐために、例えば、筐体内に電磁波遮蔽用のシート部材を介在させる等することも多かったが、最も局所平均ＳＡＲ（以下ＳＡＲと記載する。）が高くなる高い周波数帯域側での送信時に、アンテナ自身でＳＡＲ低減作用が得られるような構成のものを機器メーカから要望されることもあった。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、ＳＡＲ低減作用が得られる構成とされたアンテナを提供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は、以下の構成を有するものである。

本発明の請求項１に記載の発明は、給電部と接地部との間をループ状に接続するループ部と、上記ループ部の上記給電部側に近い位置に接続された第１素子部と、上記ループ部に対しその第１素子部の接続箇所よりも上記接地部側の位置に接続された第２素子部とを有し、上記第１素子部は、上記給電部から上記ループ部の一部およびその接続箇所を通って開放端に至る経路での電気長が所望の高い周波数帯域側のλ／４に整合するように、長さ設定がされており、また、上記第２素子部は、上記給電部から上記ループ部の一部およびその接続箇所を通って開放端に至る経路での電気長が所望の低い周波数帯域側のλ／４に整合するように、長さ設定がされているアンテナにおいて、さらに、上記ループ部に対し上記第２素子部の接続箇所よりも上記接地部側の位置に補助素子部を接続し、上記補助素子部を、上記給電部から上記ループ部の一部およびその接続箇所を通って開放端に至る経路での電気長が上記所望の高い周波数帯域の送信帯域におけるλ／４に整合するように、その長さ設定をしたことを特徴とするアンテナとしたものである。

当該構成であれば、最も局所平均ＳＡＲが高くなる高い周波数帯域側での送信時に、補助素子部側での複共振が発生するものにでき、これによって総電流量は変わらないが、給電部付近に集中する電流密度のピークが小さくなり、結果として上記送信時の局所平均ＳＡＲが低減されるようになるという作用を有する。

以上のように本発明によれば、最も局所平均ＳＡＲが高くなる高い周波数帯域側での送信時に、その低減作用が得られる構成とされたアンテナにできるという有利な効果が得られる。

以下、本発明の実施の形態について、図１〜図３を用いて説明する。なお、従来の技術の項で説明した構成と同一構成の部分には同一符号を付して、詳細な説明を簡略化する。

（実施の形態）
図１は本発明の一実施の形態によるアンテナを模式的に表した斜視図である。同図からも判るように、本発明によるアンテナは、従来のアンテナの改良を図ったものとしている。

つまり、樹脂などからなる基部（図示せず）に固定されたアンテナ素子３０の構成は、同図中で左位置に配された給電部２と右位置に配された接地部３との間がループ部４で接続され、ループ部４の給電部２側の第１角部４Ａに第１素子部５が接続されている。さらに、ループ部４には、第１素子部５の接続箇所よりも接地部３側の位置に第２素子部６が接続されている。なお、第１素子部５は、給電部２から上記ループ部４の一部およびその接続箇所を通って開放端に至る経路での電気長が所望の高い周波数帯域側のλ／４に整合するように、その長さ設定がされ、また、第２素子部６は、給電部２から上記ループ部４の一部およびその接続箇所を通って開放端に至る経路での電気長が所望の低い周波数帯域側のλ／４に整合するように、その長さ設定がされている。

上記構成までは従来と同じであるが、当該実施の形態によるものは、上記ループ部４にさらに補助素子部２０を備えさせた素子構成のものとしている。そのループ部４への接続位置は、上記第２素子部６の接続箇所よりもさらに上記接地部３側の位置となる第２角部４Ｂに接続している。また、その補助素子部２０としては、給電部２から上記ループ部４の一部および上記接続箇所を通って開放端に至る経路での電気長が所望の高い周波数帯域側の送信帯域でのλ／４に整合するように、その長さ設定をしている。なお、微調整を行うことなども考慮して、機器への搭載状態で、補助素子部２０も後述する地板１０や他の素子部５，６と近接しない配置状態となる設定としておくとよい。ここに、補助素子部２０のループ部４への接続位置は、上記第２角部４Ｂ位置のみに限定されることはなく、第２素子部６が接続されたループ部４箇所から接地部３までの間の位置で接続してあればよい。

そして、上記各素子部５，６，２０は、例えば金属板を所定形状で打ち抜き加工して曲げ形成したものであったり、導電線が曲げ形成されて構成されていたり、または、他のもので構成されていてもよく、その形成手段などは特に限定されない。

以上のように本発明によるアンテナは構成されており、機器には、基板などからなる地板１０に給電部２と接地部３とが接続されて搭載される。

その搭載状態での動作は、例えばＧＳＭ／ＰＣＳ対応のものの場合であれば、ＧＳＭ帯域の電波に対しては第２素子部６側が共振し、またＰＣＳ帯域の電波に対しては第１素子部５側が共振し、各々で励起された電流は給電部２を介して無線回路で受信され、また、電波の送信時には、無線回路からの信号で、対応する第１素子部５側または第２素子部６側が共振して所定の電波が送信される。

ここに、小型無線機（携帯電話）では、一般的に高い周波数帯域側の送信時において最も局所平均ＳＡＲ（以下ＳＡＲと記載する。）が高くなり易い。つまり、従来のアンテナを搭載したものであれば、その時に図２の電流密度を示す状態図に表したように、給電点２付近の電流密度が最大で高いピーク値を持つ状態となり、その電流密度が大きくなることから、単位質量あたりの電磁波の量が多くなって局所平均ＳＡＲが高くなる傾向にある。

それに対し、本発明によるアンテナは、ループ部４に補助素子部２０を接続し、給電部２から上記ループ部４の一部および上記接続箇所を通って開放端に至る経路での電気長が所望の高い周波数帯域側の送信帯域でのλ／４に整合するように、補助素子部２０の長さ設定をしている。このため、高い周波数側となるＰＣＳ帯域での送信時に、第１素子部５側の共振に加えて補助素子部２０側の複共振が起こるようになり、ＰＣＳ帯域での送信時において、従来では第１素子部５側だけに流れていた電流が、補助素子部２０側にも分散して流れ、本発明のアンテナを搭載した機器においては図３の電流密度を示す状態図に表したように、総電流量（斜線の面積）は変わらないが、給電点２付近の電流密度のピーク値が小さくなる作用が得られるようになる。なお、従来のアンテナと本発明のアンテナを同じ実機に搭載してＳｐｅｃｉｆｉｃＡｎｔｈｒｏｐｏｍｏｒｐｈｉｃＭａｎｎｅｑｕｉｎＴｗｉｎＰｈａｎｔｏｍでＳＡＲを計測すると、機器のＳＡＲは３６％下がっていた。これは上述した当該アンテナの作用によるものであると考察された。なお、補助素子部２０による複共振の発生は、その周波数帯域部分のアンテナ効率の損失方向であるが、上記送信帯域での送信状態や他の周波数帯域などへの影響を、他の素子５、６との関係などにより調整しつつ、補助素子部２０を設けることによって、その影響を少なくできると共に上述した作用が得られるものに実施可能である。

以上のように、本発明によるアンテナは、最も局所平均ＳＡＲが高くなる高い周波数帯域側での送信時に、複共振が発生するように補助素子部２０を配したアンテナ素子３０を備えさせたものであるため、上記送信時に、給電部２付近に集中する電流密度のピークが抑えられて機器のＳＡＲ対策に寄与することができる。

なお、上記にはＧＳＭ／ＰＣＳ対応のアンテナ構成のものを用いて説明したが、その周波数帯域としては、上記帯域のものに限定されることはなく、また三周波以上に対応するアンテナに本発明による思想を適用してもよい。

本発明によるアンテナは、最も局所平均ＳＡＲが高くなる高い周波数帯域側での送信時に、その低減作用が得られるものにでき、各種無線装置等に有用である。

本発明の一実施の形態によるアンテナを模式的に表した斜視図高い周波数帯域側の送信時における従来のアンテナを搭載した機器での電流密度を示す状態図高い周波数帯域側の送信時における本発明のアンテナを搭載した機器での電流密度を示す状態図従来のアンテナを模式的に表した斜視図

符号の説明

２給電部
３接地部
４ループ部
４Ａ第１角部
４Ｂ第２角部
５第１素子部
６第２素子部
１０地板
２０補助素子部
３０アンテナ素子

Claims

給電部と接地部との間をループ状に接続するループ部と、上記ループ部の上記給電部側に近い位置に接続された第１素子部と、上記ループ部に対しその第１素子部の接続箇所よりも上記接地部側の位置に接続された第２素子部とを有し、
上記第１素子部は、上記給電部から上記ループ部の一部およびその接続箇所を通って開放端に至る経路での電気長が所望の高い周波数帯域側のλ／４に整合するように、長さ設定がされており、また、上記第２素子部は、上記給電部から上記ループ部の一部およびその接続箇所を通って開放端に至る経路での電気長が所望の低い周波数帯域側のλ／４に整合するように、長さ設定がされているアンテナにおいて、
さらに、上記ループ部に対し上記第２素子部の接続箇所よりも上記接地部側の位置に補助素子部を接続し、上記補助素子部を、上記給電部から上記ループ部の一部およびその接続箇所を通って開放端に至る経路での電気長が上記所望の高い周波数帯域の送信帯域におけるλ／４に整合するように、その長さ設定をしたことを特徴とするアンテナ。