JP2009253959A - マルチバンドアンテナ装置及びそれを用いた無線通信機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1のアンテナと第2のアンテナとを近接して設け、前記第1、第2のアンテナと第1、第2のアンテナの送受信信号を分ける分波素子の間に、目的とする周波数帯域のみ通過させる第1、第2のフィルタを各々設けるので、第1のアンテナで送受信する信号と、第2のアンテナで送受信する信号とのアイソレーションを高くすることができる。したがって、前記第1のアンテナと前記第2のアンテナ間の相互干渉を少なくすることができる。
【選択図】 図1
Description
したがって、複数のアンテナを近接して設けてもアンテナ間の相互干渉を少なくすることができ、省スペースにも拘わらず高利得でVSWRが低いマルチバンドアンテナ装置を構成することができる。
はじめに本発明の第1の実施形態について図1〜図4を用いて説明する。図1〜図3は本発明の一実施例を示すマルチバンドアンテナ装置の構成を示すブロック図である。また図4は本発明の実施形態の具体的構成を示す図であり、図4(a)は鳥瞰図、図4(b)は平面図(第1、第2のアンテナが基板に実装されている場合の基板面の主(表)面1aと裏面1bから見た図)及び図4(c)は立面図である。
前記フィルタ31は、他の経路のアンテナに対応する周波数帯の信号を減衰する特性を有するローパスフィルタ、バンドパスフィルタの何れかであって、マイクロストリップ線路などを用いた分布定数回路や、空芯コイルやチップインダクタ等の集中定数素子を用いた集中定数回路で、静電サージ等の影響も考慮して適宜構成される。
前記フィルタ32もまた他の経路のアンテナに対応する周波数帯の信号を減衰する特性を有し、ハイパスフィルタ、バンドパスフィルタの何れかで、前記フィルタ31と同様に構成される。
基板1の表面の略中央に設けられた給電点2に接続する第1のフィルタ31と導電箔101の給電側が半田付けなどの手段によって電気的に接続され、さらにその非給電側の端部に導体部100aが接続される。
第1のアンテナ11の導体部100a、100bは、両面配線基板に銅をエッチングして形成された導電箔で形成される。セラミック基板にAg、Cu、Ag−Pdなどの導電性に優れた金属・合金をペースト状にして印刷、焼付け良いし、めっき等による形成も可能である。
基板1の主面1aに設けた導体部100aの非給電側は、スルーホール100abを介して基板1の裏面1bに及び、裏面の縁部に沿って設けられた箔状の導体部100bに接続する。導体部100bの先端は開放端となって構成されている。基体10に巻回された導電箔101は、導体部と連続した1本の導体で構成したものであっても良い。
第1のアンテナ11の全体形状は、基体10と導体部100bが略直線状になるように配置されるのが好ましいが、マルチバンドアンテナ装置が配置される携帯電話等の筺体形状に合わせるように、略円弧やコ字状でもかまわない。前記導電箔101は基体10に印刷して構成しているが、薄板状のCu等による板金を近接して配置したり、導電線を巻設して構成したりしても良い。
前記導体部102は薄板状の板金で構成され、給電端側と非給電端側は主要部よりも細くピン状に形成されており、基板に設けられたスルーホールに挿入し、その周囲の電極にハンダ付けされ、立設配置可能な構造となっている。また非給電端側は他の回路と接続されず開放端となっている。第2のアンテナ21は、給電点2を中心として、第1のアンテナ21の導体部100aと略180°対称となる側に導体部102を立設し、略直線状に構成されている。基板1の裏面1bにある第1のアンテナ11の導体部100bと前記主面1a第2のアンテナ21の導体部102は基板1を挟んで長手方向において略並行に近接して設けられている。前記導体部102は薄板状の板金で構成しているが、第1のアンテナと同様に樹脂基板1にエッチングで構成しても良いし、基板をセラミック基板として印刷して構成しても良い。
フェライトをアンテナに用いた場合、アンテナの損失は磁気損失tanδ×透磁率μに比例するが、Y型フェライトは1GHz程度の使用周波数帯であれば磁気損失tanδが小さく、透磁率μは2〜3程度で安定しており、優れたアンテナを得ることが出来る。
次に本発明の第2の実施形態について図5〜9を用いて説明する。図5〜8は本発明の他の実施例を示すマルチバンドアンテナ装置の構成を示すブロック図である。また図9は本発明に係る第2の実施形態の具体的構成を示す図であり、図9(a)は鳥瞰図、図9(b)は平面図(第1、第2のアンテナが基板に実装されている場合の基板面の主(表)面1aと裏面1bから見た図)及び図9(c)は立面図である。
第1のアンテナは、一部を基体に10に導電箔101を巻き回して構成し、他部を基板に形成した導体部100a、100bで構成し、第2のアンテナは基板1に実装した板金を用いている。
第1のアンテナ11は、基板1の主面1aにおいて基体10の外周部に巻回された導電箔101と、その非給電側の端部に放射電極である導体部100が接続され、導体部100aの非給電側はスルーホール100abを介して基板1の裏面1bに設けられた箔状の導体部100bと接続された構成となっている。
導体部100bは、更に基板1の裏面1bの他端でスルーホール100aaを介して基板1の主面1aに設けられた箔状の導体部100cと接続した後、第1のフィルタ31を介して接地されている。また第2のアンテナ21は、第2のフィルタ32を介さずに給電点2と給電線で接続される以外は、第1の実施態様と同様な構成となっている。もちろん第1の実施態様と同様な構成とすることも出来る。
次に本発明の第3の実施形態について図10〜12を用いて説明する。図10〜11は、本発明の他の実施例を示すマルチバンドアンテナ装置の構成を示すブロック図である。また図12は本発明に係る第2の実施形態の具体的構成を示す図であり、図12(a)は鳥瞰図、図12(b)は平面図(第1、第2のアンテナが基板に実装されている場合の基板面の主(表)面1aと裏面1bから見た図)及び図12(c)は立面図である。
第1のアンテナは、一部を基体に10に導電箔101を巻き回して構成し、他部を基板に形成した導体部100a、100bで構成し、基板1と、基体10と、基板1の表面に設けられた導体部(導体部100aおよび導体部100bからなる)を有する第1のアンテナ11と、板金からなる導体部102を備えた第2のアンテナ21と、第1のフィルタ(ローパスフィルタ)31と、第2のフィルタ(ハイパスフィルタ)32から構成され、第1のアンテナ11と第2のアンテナ21の給電線路に、それぞれ別の分波素子50a、50bを設けている。
前記基体10の長手方向(導電箔101で構成されるコイルの巻軸方向)と導体部100bが略直線状になるように配置されている。この構成により、GSM帯を含む低い周波数帯域に略λ/4で共振させることができる。
本実施例では、前記ハイパスフィルタを第2のフィルタとして用いた。
また比較例としてフィルタを設けず、各アンテナが給電線路を介して給電点と接続するマルチバンドアンテナ装置を作成して測定に供した。
また、図19(a)、図19(b)に示すVSWRを比較してみると、図19(a)に示す様に、従来技術では各帯域のVSWRが低い範囲は狭いが、本願発明のマルチバンドアンテナ装置では、図19(b)に示す様に低域側も高域側もフラットでかつ低く、GSM帯、DCS/PCSおよびUMTS帯で3.0以下となっている。以上の結果から本願発明のマルチバンドアンテナ装置はGSM帯、DCS/PCS帯、UMTS帯において利得は高く、VSWRは低い優れたアンテナ特性を示していることがわかる。
2 給電点
10 基体
11 第1のアンテナ
21 第2のアンテナ
31 第1のフィルタ
32 第2のフィルタ
40 分波素子
50 送受信回路
Claims (5)
- 送受信回路と接続する給電点と、一端が開放又は短絡され他端が前記給電点に接続された複数のアンテナと、前記アンテナのいずれかの短絡端側又は給電点側と接続するフィルタとを備え、
前記フィルタは給電点を介して分波素子と接続するとともに、他の経路のアンテナに対応する周波数帯の信号を減衰する特性を有することを特徴とするマルチバンドアンテナ装置。 - 前記フィルタが単一の給電点を介して分波素子と接続することを特徴とする請求項1に記載のマルチバンドアンテナ装置。
- 前記フィルタがそれぞれ異なる給電点を介して分波素子と接続することを特徴とする請求項1に記載のマルチバンドアンテナ装置。
- 複数のアンテナの内、第1のアンテナに対応する周波数帯f1は第2のアンテナに対応する周波数帯f2よりも低周波であって、第1のアンテナと接続する第1のフィルタがローパスフィルタ又はバンドパスフィルタであり、第2のアンテナと接続する第2のフィルタがハイパスフィルタ又はバンドパスフィルタであることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のマルチバンドアンテナ装置。
- 請求項1〜4のいずれかに記載のマルチバンドアンテナ装置を搭載したことを特徴とする通信機器。
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