JP2010074489A - Antenna device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、携帯電話などの携帯用無線装置に用いられるアンテナ装置に関するものである。 The present invention relates to an antenna device used in a portable wireless device such as a cellular phone.
近年、携帯電話に代表される携帯用無線装置はサービスエリアの拡大のため周波数帯域が異なる複数の無線システムが使用されており、その無線装置に用いられるアンテナ装置も複数の周波数帯域への対応が図られている。さらに携帯電話には、GPS、Bluetooth、WiFiなどの携帯電話以外の無線システムの周波数に対応するマルチバンドのアンテナ装置への要求も高まっている。また、携帯電話の使い勝手、デザイン性を重視して内蔵式アンテナが多く用いられ、中でもインピーダンス調整機能を有する逆Fアンテナが広く採用されている。 In recent years, portable wireless devices typified by mobile phones have used a plurality of wireless systems with different frequency bands in order to expand the service area, and antenna devices used for the wireless devices can also support a plurality of frequency bands. It is illustrated. In addition, there is a growing demand for mobile devices such as GPS, Bluetooth, WiFi, and other multi-band antenna devices that support frequencies of wireless systems other than mobile phones. Also, built-in antennas are often used with emphasis on the convenience and design of mobile phones, and inverted F antennas having an impedance adjustment function are widely used.
このような従来の逆Fアンテナを用いたアンテナ装置について、図4を用いて説明する。 An antenna device using such a conventional inverted F antenna will be described with reference to FIG.
図4は従来のアンテナ装置の斜視図であり、同図において、8は合成樹脂からなる直方体形状をした素子保持部であり、その上面に導電性金属からなる帯状の第1放射素子6と帯状の第2放射素子7を備えている。この第1放射素子6と第2放射素子7とは一方の端部で繋がっており、その繋がった端部近傍から給電部4と短絡部5が、素子保持部8の側面下方向にそれぞれ延設されて配されており、これらでデュアルバンドの逆Fアンテナ9が構成されている。
FIG. 4 is a perspective view of a conventional antenna apparatus. In FIG. 4,
1は基板で、その基板1上に表面銅箔パターンにより形成された接地板2とランド3および無線回路20が設けられている。そして、前記逆Fアンテナ9の給電部4下端が無線回路20に接続され、短絡部5下端がランド3に接続されて、基板1上に載置状態で固定されている。そして、前記ランド3と接地板2との間にはチップインダクタ11が接続されている。
Reference numeral 1 denotes a substrate, on which a ground plate 2, a
また、基板1上には、表面銅箔パターンにより形成された第3放射素子10が設けられており、その一端部10Aは接地板2と繋がっている。この第3放射素子10は、素子保持部8を介して第1放射素子6および第2放射素子7と上下で対面している。
A third radiating
以上のように構成されたアンテナ装置において、第1放射素子6は低い第1周波数帯で共振し、第2放射素子7は高い第2周波数帯で共振して、それぞれたとえば900MHz帯、1.9GHz帯の携帯電話用無線システムの周波数帯をカバーする。この逆Fアンテナ9は、短絡部5の位置、太さを調整することによって、給電部4から放射素子を経由した接地板2までの電気長が適切に設定されてインピーダンス整合が取れ、デュアルバンドの逆Fアンテナ9の性能が発揮される。なお、詳細な図示などは省略するが、素子保持部8はこれら第1放射素子6,第2放射素子7および短絡部5、給電部4を安定して保持している。
In the antenna device configured as described above, the first radiating element 6 resonates in a low first frequency band, and the second radiating
第3放射素子10は、前記第1周波数帯と前記第2周波数帯との中間の第3周波数帯で共振し、たとえば1.5GHz帯のGPSの周波数帯をカバーし、アンテナ装置として3つの周波数帯に対応したトリプルバンドアンテナを構成している。
The third radiating
また、チップインダクタ11は、携帯電話用無線システムの仕様変更の都度、給電部4から接地板2までの電気長を適切に調整する際、短絡部5の位置、太さを変更するためのそれら部材を形成する金型などを変更することなく、インダクタンス値の異なるチップインダクタ11に置き換えることにより、電気長ならびにインピーダンスの調整を容易に行えるようにすることを主たる目的に設けられている。
Further, the
また、周知の通りインダクタは、周波数に対応したインピーダンスを有しているので、調整された電気長は周波数特性を持ち、低い第1周波数帯では低いインピーダンスになり、電気的に接地状態に近づいて逆Fアンテナの動作モードを保持しているが、高い第2周波数帯では高いインピーダンスになり、電気的に接地から離れた開放状態に近づいて、モノポールアンテナの動作モードに近くなるといった、異なる動作モードを併せ持ったアンテナに設計することも可能になるという副次的な効果も有している。 Further, as is well known, since the inductor has an impedance corresponding to the frequency, the adjusted electrical length has frequency characteristics, becomes a low impedance in the low first frequency band, and approaches the ground state electrically. The operation mode of the inverted F antenna is maintained, but the impedance is high in the second high frequency band, and the operation is different from being close to the operation mode of the monopole antenna by approaching the open state electrically away from the ground. There is also a secondary effect that an antenna having a mode can be designed.
一般に、携帯電話などの携帯用無線装置では、アンテナ装置の放射素子と基板の接地板などの装置の金属部とで双極の放射素子を構成して、両者の間に電磁界の放射を発生させる。この時、双極の放射素子同士が離れているほど効率よく放射され、逆に近いほど放射されにくくなることはよく知られている。 In general, in a portable wireless device such as a mobile phone, a radiating element is formed by a radiating element of an antenna device and a metal part of the device such as a ground plate of a substrate, and electromagnetic field radiation is generated between the two radiating elements. . At this time, it is well known that the farther away the bipolar radiation elements are, the more efficiently the radiation is radiated and the closer the opposite is, the less the radiation is.
そして、上記第3放射素子10を接地板2に接続する方法は、狭い配設スペースを有効に使用したトリプルバンドアンテナが構成でき、特にGPSの周波数帯を付加するのに有効であった。
The method of connecting the third radiating
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、特許文献2が知られている。
しかしながら上記従来のアンテナ装置においては、第3放射素子10が基板1上の接地板2から延設されているため、第1放射素子6と第2放射素子7にとっては、接地板2が伸びてきたように見なされて対面範囲が増加して、接地板2との電気的結合が強くなってしまい、第3放射素子10を追加する前と比べて第1および第2周波数帯の特性が劣化するという課題があった。
However, in the conventional antenna device, since the third
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、新たな放射素子を追加しても、既存の放射素子が動作する周波数帯の特性劣化を抑えて、各々の周波数帯で良好な特性の実現が可能なアンテナ装置を提供することを目的とする。 The present invention solves such a conventional problem, and even if a new radiating element is added, the characteristic deterioration of the frequency band in which the existing radiating element operates is suppressed, and it is good in each frequency band. An object of the present invention is to provide an antenna device capable of realizing characteristics.
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。 In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration.
本発明の請求項1に記載の発明は、無線回路と接地板とランドを有する基板と、前記基板面に対向して配置された板状の放射素子とこの放射素子に接続された給電部と前記放射素子に接続された短絡部とを保持した素子保持部を備えた逆Fアンテナと、前記逆Fアンテナの給電部が前記基板の無線回路に接続され、前記短絡部が前記ランドに接続されて、前記接地板と前記ランドとの間がインダクタンス素子で接続されたアンテナ装置において、前記ランドに一端部が接続された新たな放射素子が設けられていることを特徴とするアンテナ装置としたものであり、新たな放射素子がインダクタンス素子を介して接地板に接続されている構成であるため、新たな放射素子の長さを短縮することができて、既存の放射素子が動作する周波数帯での特性劣化を抑え、放射素子各々の周波数帯で良好な特性の実現が可能であるという作用を有する。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a substrate having a radio circuit, a ground plate, and a land, a plate-shaped radiating element disposed to face the substrate surface, and a power feeding unit connected to the radiating element. An inverted F antenna having an element holding unit that holds a short circuit unit connected to the radiating element, a feeding unit of the inverted F antenna is connected to a radio circuit of the substrate, and the short circuit unit is connected to the land. In the antenna device in which the ground plate and the land are connected by an inductance element, a new radiating element having one end connected to the land is provided. Since the new radiating element is connected to the ground plate via the inductance element, the length of the new radiating element can be shortened and the frequency band in which the existing radiating element operates can be reduced. of Suppressing sexual degradation, it has the effect that it is possible to realize a good characteristic in the frequency band radiating elements each.
請求項2に記載の発明は、請求項1記載の発明において、新たな放射素子の一端部がランドに接続される代わりに短絡部に接続され、素子保持部の側面に配置されたものであり、すべての放射素子を素子保持部に保持して構成しているので、基板を変更することなく逆Fアンテナ側でマルチバンドアンテナへの対応が容易にできるという作用を有する。 The invention according to claim 2 is the invention according to claim 1, wherein one end portion of the new radiating element is connected to the short-circuit portion instead of being connected to the land, and is arranged on the side surface of the element holding portion. Since all the radiating elements are held in the element holding portion, the multi-band antenna can be easily handled on the inverted F antenna side without changing the substrate.
以上のように本発明によれば、逆Fアンテナに新たな動作周波数を付加するために設ける新たな放射素子の長さを短縮することができ、既存の放射素子が動作する周波数帯での特性劣化を抑え、各々の周波数帯で良好な特性の実現が可能になるアンテナ装置を得ることができるという有利な効果が得られる。 As described above, according to the present invention, the length of a new radiating element provided for adding a new operating frequency to the inverted F antenna can be shortened, and the characteristics in the frequency band in which the existing radiating element operates can be reduced. An advantageous effect is obtained in that an antenna device can be obtained in which deterioration can be suppressed and good characteristics can be realized in each frequency band.
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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
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。 In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the part of the structure same as the structure demonstrated in the term of the prior art, and detailed description is simplified.
(実施の形態1)
図1は本発明の第1の実施の形態によるアンテナ装置の斜視図であり、同図において、1は、上面に表面銅箔パターンにより形成された接地板2とその接地板2から少し離れた位置に同じく表面銅箔パターンにより形成されたランド3、そして前記接地板2と繋がる無線回路20が設けられた基板である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a perspective view of an antenna apparatus according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a ground plate 2 formed by a surface copper foil pattern on the upper surface and a distance from the ground plate 2. It is a board | substrate in which the radio |
そして、8は直方体形状をした合成樹脂からなる素子保持部で、その上面には、前記基板1と対向して一端部どうしが繋がった板状の第1放射素子6および第2放射素子7が保持されると共に、その側面には、放射素子6、7の繋がった端部近傍から下方に向かって延設された給電部4と短絡部5が保持されており、これらで逆Fアンテナ9が構成されている。なお、給電部4と短絡部5とは、所定の間隔をあけて配設されている。
逆Fアンテナ9は、給電部4下端が前記基板1の無線回路20と接続され、短絡部5下端がランド3と接続されて基板1上面に取り付けられている。また、ランド3と接地板2の間には、インダクタンス素子としてのチップインダクタ11が接続されている。そして、前記基板1上で逆Fアンテナ9の素子保持部8下面に接する位置の基板1上には、前記接地板2と同じ表面銅箔パターンにより形成された第3放射素子10が設けられている。その第3放射素子10の一端部10Aはランド3に繋がっており、これらでアンテナ装置が構成されている。
The inverted F antenna 9 is attached to the upper surface of the substrate 1 with the lower end of the power feeding unit 4 connected to the
以上の構成において、チップインダクタ11は、逆Fアンテナ9において短絡部5の位置、太さを決める金型などを変更することなく、チップインダクタ11のインダクタンス値を変更することによってインピーダンス等を調整でき、給電部4から接地板2までの物理的な電気長を変更したことと同じ効果が得られるようにするために配している。そして、ランド3に第3放射素子10の一端部10Aを接続させた当該構成であれば、上記チップインダクタ11は、前記逆Fアンテナ9に新たに動作する第3の周波数帯を付加するために設ける第3放射素子10の長さを短縮することにも大きく寄与する。
In the above configuration, the
そして、この第3放射素子10は、第1放射素子6と第2放射素子7にとっては、接地板2が伸びたように見なされて、接地板2との対面範囲が増加したことになるが、第3放射素子10が上記作用で短縮されるため、接地板2がその短縮長さだけ第1放射素子6および第2放射素子7から遠ざかって対面範囲が少なくなり、第1および第2周波数帯の電磁界の放射効率の向上につながる。
The
このように本実施の形態によれば、第1放射素子6および第2放射素子7と対向する位置の基板1上に新たに第3放射素子10を追加しても、第3放射素子10の一端部10Aを、チップインダクタ11を介して接地板2に繋がるようにランド3に接続して設けたので、第3放射素子10の長さを短縮することができて、逆Fアンテナ9に設けられた第1放射素子6および第2放射素子7が動作する周波数帯での特性劣化を抑え、放射素子6,7,10各々の周波数帯で良好な特性の実現が可能になる。
Thus, according to the present embodiment, even if a
(実施の形態2)
実施の形態2について以下に説明する。なお、実施の形態1の構成と同一構成の部分には同一符号を付して、詳細な説明を省略する。
(Embodiment 2)
The second embodiment will be described below. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the part of the structure same as the structure of Embodiment 1, and detailed description is abbreviate | omitted.
図2は本発明の第2の実施の形態によるアンテナ装置の斜視図であり、同図に示すように、本実施の形態によるものは、素子保持部8の上面にそれぞれの一端部が接続された第1放射素子6および第2放射素子7が配され、前記第1放射素子6および第2放射素子7の接続された端部近傍から素子保持部8の側面に沿って給電部4および短絡部5が下方に向けて延設されていることは、実施の形態1によるものと同じであるが、本実施の形態によるものでは、第3放射素子13をランド3に接続させたものとする代わりに、前記短絡部5の中間位置に一端部13Aを接続させ、そこから素子保持部8の側面に延設した第3放射素子13の配置状態のものにしており、3つの放射素子6,7,13が素子保持部8表面上に保持されて逆Fアンテナ12に構成していることが異なっている。
FIG. 2 is a perspective view of an antenna device according to the second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, one end of each antenna device is connected to the upper surface of the
そして、この逆Fアンテナ12の給電部4下端が無線回路20に接続され、短絡部5下端がランド3に接続されて基板1上に取り付けられ、そのランド3と接地部2との間にはチップインダクタ11が接続されてアンテナ装置が構成されている。
Then, the lower end of the power feeding unit 4 of the
以上の構成において、第3放射素子13は、実質的に第1放射素子6および第2放射素子7と一体で同一部材から形成しているため、基板1上に第3放射素子13用の表面銅箔パターン等を形成する必要が無い。また、短絡部5は、基板1上のランド3に接続されているので、短絡部5に接続された第3放射素子13は短絡部5およびチップインダクタ11を介して接地板2に接続していることになり、これにより第3放射素子13の長さを短縮したものにできる。
In the above configuration, the
したがって、第3放射素子13を新たに追加したことによる第1放射素子6、第2放射素子7の特性劣化を抑え、放射素子6,7,13各々の周波数帯で良好な特性なものに実現できる。
Therefore, the deterioration of the characteristics of the first radiating element 6 and the
このように本実施の形態によれば、すべての放射素子6,7,13を逆Fアンテナ12に集中することができるため、基板1を変更することなく逆Fアンテナ12だけで、3つの放射素子6,7,13を備えた所謂マルチバンドアンテナへの対応が容易に可能になる。
As described above, according to the present embodiment, since all the
なお、上記実施の形態1および2においては、素子保持部8に既存の放射素子として、第1および第2放射素子6,7の2つを備えた形態の逆Fアンテナ9,12の事例について説明したが、図3の斜視図に示すように、既存の放射素子14が1つで構成される逆Fアンテナ15であっても良く、その場合も、新たに動作周波数を追加するために設ける放射素子10を、チップインダクタ11を介して接地板2と繋がるランド3にその一端部10Aを接続して構成すれば同様に有効である。
In the first and second embodiments, examples of the
また、既存の放射素子が3つ以上で構成されていても、新たに追加する放射素子の一端部がインダクタンス素子を介して接地板に接続されるように構成すれば、同様に有効である。 Further, even if there are three or more existing radiating elements, it is equally effective if one end of the newly added radiating element is connected to the ground plate via an inductance element.
本発明によるアンテナ装置は、逆Fアンテナに新たな動作周波数を付加するために設ける新たな放射素子の長さを短縮することができ、既存の放射素子が動作する周波数帯での特性劣化を抑え、各々の周波数帯で良好な特性の実現が可能になるという有利な効果を有し、携帯電話などの携帯用無線装置等に有用である。 The antenna device according to the present invention can shorten the length of a new radiating element provided to add a new operating frequency to the inverted-F antenna, and suppresses characteristic deterioration in the frequency band in which the existing radiating element operates. It has an advantageous effect that good characteristics can be realized in each frequency band, and is useful for portable wireless devices such as mobile phones.
1 基板
2 接地板
3 ランド
4 給電部
5 短絡部
6 第1放射素子
7 第2放射素子
8 素子保持部
9,12,15 逆Fアンテナ
10,13 第3放射素子
10A,13A 一端部
11 チップインダクタ
14 放射素子
20 無線回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Board | substrate 2
Claims (2)
Priority Applications (1)
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