JP2010166287A - アンテナ装置及び無線通信機 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】アンテナ装置1は、放射電極2と放射電極3とスイッチ4とリアクタンス回路5−1とを備える。放射電極2は、コ字状なし、給電部110に接続されている。放射電極3は、放射電極2の内側に配設され、放射電極2の対向部分22に近接した状態で並走する。そして、分布定数型の容量Cが、放射電極2,3間に形成され、放射電極2,3が容量結合される。スイッチ4は、放射電極3を放射電極2に電気的に接続又は切断させるための素子であり、リアクタンス回路5−1は、このスイッチ4と放射電極3との間に装荷され、アンテナ装置1の電気長を変える。これにより、アンテナ装置1は、スイッチ4のオフで、単一の共振周波数f0で共振し、オンに切り換わると、共振周波数f1,f2の複共振状態になる。
【選択図】図1
Description
図26に示すよう、特許文献1に開示のアンテナ装置200では、リアクタンス回路210を給電部201に接続された給電電極211と放射電極212との間に接続すると共に、追加放射電極213をリアクタンス回路210から分岐して、複数の共振周波数f1′,f2′を生成する構成をとっている。そして、制御電圧Vcをリアクタンス回路210に印加することで、複数の共振周波数f1′,f2′を同時に変化させることができるようにしている。
また、特許文献2に開示のアンテナ装置では、共振周波数の異なる2本のアンテナ部を備え、これらをスイッチで切り換えることで、複共振化を図っている。
アンテナ装置が、図26に示す給電電極211と放射電極212だけで構成された単体のアンテナである場合には、図27の破線のリターンロス曲線S0′で示すように、その共振周波数は単一の共振周波数f0′である。そして、このアンテナの送受信可能なリターンロス値L0における周波数帯域幅Wは、広い。
しかしながら、図26に示すアンテナ装置200のように、追加放射電極213を給電電極211と放射電極212から分岐させて、2つの共振周波数f1′,f2′を得るように、複共振化すると、図27の実線のリターンロス曲線S12′で示すように、リターンロス値L0における周波数帯域幅w1′,w2′が、単体の場合の周波数帯域幅W′よりも著しく狭くなってしまう。このため、共振周波数f1′,f2′をリアクタンス回路210で変化させても、カバーできる周波数帯域があまり広くならない。
かかる構成により、湾曲した第1の放射電極の途中部と第2の放射電極の基端部との間に介設されたスイッチによって、第2の放射電極を第1の放射電極から電気的に切断させて、給電部から第1の放射電極に給電すると、第1の放射電極のみの電気長に対応した第1の共振周波数で送信が可能となり、また、当該第1の共振周波数の電波を受信可能となる。
そして、スイッチによって、第2の放射電極を第1の放射電極に電気的に接続させると、第1の放射電極の内側に当該第1の放射電極と並走するように配設された第2の放射電極が、第1の放射電極と容量結合し、この容量と放射電極によるインダクタとの並列共振回路が組み付けられた状態になる。この結果、第1の共振周波数よりも低い第2の共振周波数と第1の共振周波数よりも高い第3の共振周波数とが、第1の共振周波数の両側にスプリットした状態で発生し、これらの共振周波数によって、送受信が可能となる。
すなわち、スイッチをオフにすることで、第1の放射電極による帯域幅の広い単一の第1の共振周波数で送受信が可能となり、スイッチをオンにすることで、第1の放射電極と第2の放射電極との組み合わせによる複共振状態が発生し、各帯域幅が第1の共振周波数の帯域幅よりも狭い第2及び第3の共振周波数によって送受信が可能となる。
そして、第2の放射電極の長さや第1の放射電極との近接距離を変えることで、第2及び第3の共振周波数間や各周波数の帯域幅を調整することができる。
かかる構成により、スイッチをオンにした状態で、第1のリアクタンス回路のリアクタンス値を変えることで、第2及び第3の共振周波数を変化させることができる。特に、これらの共振周波数のうち周波数の高い方の共振周波数の変化を大きくすることができる。
かかる構成により、スイッチをオフにした状態で、第2のリアクタンス回路のリアクタンス値を変えることで、第1の共振周波数を変化させることができる。
また、スイッチをオンにした状態で、第1及び第2のリアクタンス回路のリアクタンス値を変えることで、第2及び第3の共振周波数を大きく変化させることができる。
すなわち、第2のリアクタンス回路によって、単共振及び複共振のいずれの周波数をも容易に変化させることができる。
かかる構成により、スイッチをオフにした状態で、第2及び第3のリアクタンス回路のリアクタンス値を変えることで、第1の共振周波数を大きく変化させることができる。
また、スイッチをオンにした状態で、第1〜第3のリアクタンス回路のリアクタンス値を変えることで、第2及び第3の共振周波数を変化させることができる。特に、これらの共振周波数のうち周波数の低い方の共振周波数の変化を大きくすることができる。
かかる構成により、スイッチをオフにした状態で、第1及び第4のリアクタンス回路のリアクタンス値を変えることで、第1の共振周波数を変化させることができる。
また、スイッチをオンにした状態で、第1及び第4のリアクタンス回路のリアクタンス値を変えることで、第2及び第3の共振周波数を変化させることができる。特に、これらの共振周波数のうち周波数の高い方の共振周波数の変化を大きくすることができる。
かかる構成により、第1のスイッチによって、第1の放射電極を第2の放射電極に電気的に接続すると共に、第2のスイッチによって、第4の放射電極を第2の放射電極に電気的に接続すると、第1,第2及び第4の放射電極の電気長に対応した第1の共振周波数で、送受信が可能となる。
また、第1のスイッチによって、第1の放射電極を第2及び第3の放射電極に電気的に接続すると共に、第2のスイッチによって、第4の放射電極を第2の放射電極に電気的に接続すると、第1〜第4の放射電極の電気長に対応した第2及び第3の共振周波数が、第1の共振周波数の両側に発生し、これらの共振周波数での送受信が可能となる。
そして、第1のスイッチによって、第1の放射電極を第2及び第3の放射電極のいずれとも電気的に切断すると共に、第2のスイッチによって、第4の放射電極を第1の放射電極に電気的に接続すると、第1及び第4の放射電極の電気長に対応した第4の共振周波数で、送受信が可能となる。
かかる構成により、第1のリアクタンス回路のリアクタンス値を変えることで、第2,第3の共振周波数を変化させることができる。
かかる構成により、第1のスイッチによって、第1の放射電極を第2及び第3の放射電極のいずれとも電気的に切断すると共に、第2のスイッチによって、第4の放射電極を第2のリアクタンス回路に接続すると、第2のリアクタンス回路のリアクタンス値と第1及び第4の放射電極との電気長とに対応した第5の共振周波数で、送受信が可能となる。
かかる構成により、誘電体基体上又は磁性体基体上の放射電極の電気長を実際よりも長く見せることができ、この結果、短い放射電極で所望の電気長を得ることができる。
また、放射電極間の容量結合量を高めることができる。
さらに、アンテナ装置を基体により立体的に構成することで、アンテナ効率を高めることができる。
かかる構成により、リアクタンス回路のリアクタンス値を制御電圧によって容易に変化させることができる。
これにより、携帯電話等のように、小型化と広帯域化が要求される無線通信機にも適用することができる。
特に、請求項2〜請求項5の発明に係るアンテナ装置によれば、各共振周波数を多彩に変化させることができる。
また、請求項10の発明に係るアンテナ装置によれば、制御電圧によってリアクタンス回路のリアクタンス値を変化させることができるので、共振周波数を容易且つ正確に調整することができる。
この実施例のアンテナ装置は、携帯電話等の無線通信機に設けられている。
図1に示すように、アンテナ装置1は、無線通信機の回路基板100の非グランド領域101に実装されており、第1の放射電極としての放射電極2と、第2の放射電極としての放射電極3と、スイッチ4と、第1のリアクタンス回路としてのリアクタンス回路5−1とを備えている。
図2は、放射電極3と放射電極2の対向部分22とを示す部分拡大図である。
図2に示すように、放射電極3は、放射電極2のうち対向する部分22に距離dだけ近接した状態で並走する直線状の放射電極である。これにより、放射電極3の長さと対向部分22との距離dとに対応した分布定数型の容量Cが、放射電極2,3間に形成され、アンテナ装置1の作動時に、放射電極2と放射電極3とが容量結合されるようになっている。
このようなスイッチ4として、例えば、PINダイオード,MESFETやC−MOS半導体スイッチ等を用いることができる。
なお、符号122は、制御電圧源120のノイズをグランドに逃がすコンデンサであり、符号123は、高周波カット用抵抗である。
図3は、アンテナ装置1の模式図であり、図4は、スイッチ4のオフ時に生じる単共振状態を説明するための説明図であり、図5は、スイッチ4のオン時に生じる低共振状態を説明するための説明図であり、図6は、スイッチ4のオン時に生じる高共振状態を説明するための説明図であり、図7は、アンテナ装置1の全共振状態を示す線図である。
図3に示すように、スイッチ4をオフにした状態で、給電部110からアンテナ装置1に給電すると、図4の(a)に示すように、電流I0が放射電極2のみに流れ、アンテナ装置1は、放射電極2の電気長に対応した第1の共振周波数としての共振周波数f0で共振する。この結果、図4の(b)のリターンロス曲線S0で示すように、共振周波数f0を中心とする周波数帯域幅Wで、送信及び受信が可能となる。
かかる状態では、容量結合が放射電極2と放射電極3との間で起こるため、電流経路が複雑になるが、各共振状態における主な電流の流れは、図5の(a)及び図6の(a)に示すような経路になる。
すなわち、図5の(a)に示すように、スイッチ4のオン時には、主な電流I1が放射電極2を流れる。これにより、電気長が放射電極2と放射電極3との長さに対応し、放射電極2のときよりも長くなる。このため、アンテナ装置1は、この長い電気長に対応した共振周波数f1で共振する。この結果、図5の(b)のリターンロス曲線S12で示すように、共振周波数f0よりも低い共振周波数f1を中心とする周波数帯域幅w1での送信及び受信が可能となる。
また、図6の(a)に示すように、スイッチ4のオン時には、主な電流I2が放射電極3を流れる。これにより、電気長が放射電極3の長さとリアクタンス回路5−1のリアクタンス値に対応して短くなり、アンテナ装置1は、この短い電気長に対応した共振周波数f2で共振する。この結果、図6の(b)のリターンロス曲線S12で示すように、共振周波数f0よりも高い共振周波数f2を中心とする周波数帯域幅w2での送信及び受信が可能となる。
そして、かかる状態で、リアクタンス回路5−1のリアクタンス値を変えることで、共振周波数f1,f2を変化させることができる。
図8は、単共振時及び複共振時における周波数帯域幅とアンテナ効率について説明するための線図である。
並列共振回路Tのリアクタンスは、図8の(b)に示すように、双曲線になる。つまり、リアクタンス曲線Z1′,Z2′が反共振線aの両側に生成された曲線になる。
したがって、スイッチ4をオン状態にすると、リアクタンス曲線Z1′,Z2′がリアクタンス曲線Z0に和算された状態になる。この結果、図8の(c)に示すように、アンテナ装置1のリアクタンスは、共振周波数f0の両側にスプリットされた双曲線状のリアクタンス曲線Z1,Z2になる。
各リアクタンス曲線Z1(Z2)では、同図から明らかなように、共振周波数f1(f2)付近のリアクタンスやレジスタンスが急激に変化する。このため、図7の実線のリターンロス曲線S12で示すように、この複共振時における周波数帯域幅w1(w2)は狭く、且つ回路レジスタンスが大きいため、アンテナ効率も低くなる。
したがって、図26に示した従来のアンテナ装置のように、分岐型の複共振でのみ使用する構成にすると、各周波数における帯域幅が狭いので、十分な周波数帯域をカバーすることができない。
しかし、この実施例では、上記したように、スイッチ4をオフにし、共振周波数f0の単共振状態にすることで、広い周波数帯域幅Wで且つアンテナ効率の高い送受信が可能となり、そして、スイッチ4をオンにし、共振周波数f1,f2の複共振状態にすることで、周波数帯域幅w1,w2での送受信が可能となるので、スイッチ4の切り換えによって、広い周波数帯域をカバーすることができる。
しかしながら、この容量を大きくして、共振周波数f1,f2間を狭くすると、図8の(c)におけるレジスタンス曲線Z1(Z2)の変化が、共振周波数f1(f2)付近で激しくなり、アンテナ効率が低下してしまう。特に、容量として集中定数型の容量素子を用いると、抵抗値が著しく大きくなり、アンテナ効率が急激に劣化し、アンテナ装置1がアンテナとしての機能を満足しなくなってしまう。
しかし、この実施例のアンテナ装置1では、集中定数型の容量素子を用いずに、放射電極3と放射電極2の対向部分22とによって、分散定数型の容量Cを形成する構成をとっているので、余分な抵抗の増加がない。このため、共振周波数f1,f2間を狭くする際に生じるアンテナ効率の劣化が抑制される。
図9は、この発明の第2実施例に係るアンテナ装置を示す概略平面図である。
図9に示すように、この実施例のアンテナ装置は、第1実施例のリアクタンス回路5−1に対して具体的な回路を適用したものである。
すなわち、図9に示すように、キャパシタ51とインダクタ52とを直列に接続して、リアクタンス回路5−1を構成した。そして、キャパシタ51の一方端を放射電極3の基端部30に接続すると共に、インダクタ52の一方端をスイッチ4に接続した。
図10は、その例を示す。
すなわち、図10の(a)に示すように、リアクタンス回路5−1を、キャパシタ51とインダクタ52との直列回路にキャパシタ53を並列に接続することで構成したり、図10の(b)に示すように、キャパシタ51とインダクタ52との直列回路にキャパシタ53とインダクタ54との直列回路を並列に接続することで構成することもできる。
その他の構成、作用及び効果は、上記第1実施例と同様であるので、その記載は省略する。
図11は、この発明の第3実施例に係るアンテナ装置を示す概略平面図である。
図11に示すように、この実施例のアンテナ装置は、可変なリアクタンス回路5−1を適用した点が、上記第1及び第2実施例と異なる。
具体的には、リアクタンス回路5−1は、図示しない可変容量素子を含むリアクタンス回路であり、制御電圧Vcをこの可変容量素子に与えるための同調電圧源130が、高周波カット用抵抗131を介してリアクタンス回路5−1に接続されている。なお、符号132は、電源ノイズ用コンデンサである。
スイッチ4がオフ状態の場合には、リアクタンス回路5−1は、共振周波数f0に影響を与えないので、図12のリターンロス曲線S0で示すように、共振周波数f0を変化させることはできない。
これに対して、スイッチ4をオン状態にした場合には、リアクタンス回路5−1が共振周波数f1,f2に影響を与えるため、リアクタンス回路5−1によって、共振周波数f1,f2を変化させることができる。
そして、共振周波数f2の共振時には、図6の(a)に示したように、主な電流I2が、リアクタンス回路5−1を通じて放射電極3に流れるので、リアクタンス回路5−1による影響が最も大きい。
したがって、図12のリターンロス曲線S12で示すように、可変のリアクタンス回路5−1によって、共振周波数f1,f2を変化させることができるだけでなく、共振周波数f2を共振周波数f1よりも大きく変化させることができることとなる。
その他の構成、作用及び効果は、上記第1及び第2実施例と同様であるので、その記載は省略する。
図13は、この発明の第4実施例に係るアンテナ装置を示す概略平面図である。
図13に示すように、この実施例のアンテナ装置は、第3実施例のリアクタンス回路5−1に対して具体的な回路を適用したものである。
すなわち、図13に示すように、可変容量素子としてのバリキャップ50とインダクタ52とを直列に接続することで、リアクタンス回路5−1を構成した。
そして、バリキャップ50のアノード側を放射電極3の基端部30に接続すると共に、インダクタ52の一方端をスイッチ4に接続した。さらに、制御電圧Vcを与えるための同調電圧源130を、高周波カット用抵抗131を介してリアクタンス回路5−1のカソード側に接続した。
図14は、その例を示す。
すなわち、図14の(a)に示すように、キャパシタ53とインダクタ54との直列回路をバリキャップ50に並列に接続することで、リアクタンス回路5−1を構成したり、図14の(b)に示すように、キャパシタ53とインダクタ54との直列回路をバリキャップ50とインダクタ52との直列回路に並列に接続することで、リアクタンス回路5−1を構成することもできる。
その他の構成、作用及び効果は、上記第1ないし第3実施例と同様であるので、その記載は省略する。
図15は、この発明の第5実施例に係るアンテナ装置を示す概略平面図である。
図15に示すように、この実施例のアンテナ装置は、第2のリアクタンス回路としての可変のリアクタンス回路5−2をさらに設け、これを放射電極2の途中部23よりも基端部20側に近い部位に装荷した。
そして、同調電圧源130を高周波カット用抵抗131を介してリアクタンス回路5−2に接続した。
また、スイッチ4をオンにした状態で、リアクタンス回路5−1とリアクタンス回路5−2とのリアクタンス値を変えることで、共振周波数f1,f2を大きく変化させることができる。
すなわち、リアクタンス回路5−2によって、単共振及び複共振のいずれの周波数をも容易に変化させることができる。
スイッチ4がオフ状態の場合には、リアクタンス回路5−2が共振周波数f0に影響を与えるので、図16のリターンロス曲線S0で示すように、共振周波数f0が、リアクタンス回路5−2によって変化する。
また、スイッチ4をオン状態にした場合には、リアクタンス回路5−1とリアクタンス回路5−2とが共振周波数f1,f2に影響を与える。
そして、共振周波数f1の共振時には、図5の(a)に示したように、主な電流I1が、リアクタンス回路5−2を通じて放射電極2に流れるので、主にリアクタンス回路5−2が共振周波数f1に影響を与える。これに対して、共振周波数f2の共振時には、図6の(a)に示したように、主な電流I2が、リアクタンス回路5−2とリアクタンス回路5−1とを通じて放射電極3に流れるので、リアクタンス回路5−1,5−2が共振周波数f2に大きな影響を与える。
したがって、図16のリターンロス曲線S0,S12で示すように、全ての共振周波数f0,f1,f2を、可変のリアクタンス回路5−1,5−2によって変化させることができるだけでなく、共振周波数f2を共振周波数f0,f1よりも大きく変化させることもできることとなる。
その他の構成、作用及び効果は、上記第1ないし第4実施例と同様であるので、その記載は省略する。
図17は、この発明の第6実施例に係るアンテナ装置を示す概略平面図である。
図17に示すように、この実施例のアンテナ装置は、第3のリアクタンス回路としての可変のリアクタンス回路5−3をさらに設け、これを、放射電極2の途中部23よりも開放先端部21側に近い部位に装荷した。
そして、同調電圧源130を高周波カット用抵抗131を介してリアクタンス回路5−3にも接続した。
また、スイッチ4をオンにした状態で、全てのリアクタンス回路5−1〜5−3のリアクタンス値を変えることで、共振周波数f1,f2を変化させることができる。
すなわち、リアクタンス回路5−1〜5−3によって、単共振及び複共振のいずれの周波数をも容易に変化させることができる。
スイッチ4がオフ状態の場合には、リアクタンス回路5−2,5−3が共振周波数f0に影響を与えるので、図18のリターンロス曲線S0で示すように、リアクタンス回路5−2,5−3によって、共振周波数f0を大きく変化させることができる。
また、スイッチ4をオン状態にした場合には、リアクタンス回路5−1〜5−3が共振周波数f1,f2に影響を与える。
そして、共振周波数f1の共振時には、図5の(a)に示したように、主な電流I1が、リアクタンス回路5−2,5−3を通じて放射電極2に流れるので、リアクタンス回路5−2,5−3が共振周波数f1に大きな影響を与える。これに対して、共振周波数f2の共振時には、図6の(a)に示したように、主な電流I2が、リアクタンス回路5−1,5−2とを通じて放射電極3に流れるので、リアクタンス回路5−1,5−2が共振周波数f2に影響を与える。
したがって、図18のリターンロス曲線S0,S12で示すように、全ての共振周波数f0,f1,f2を、可変のリアクタンス回路5−1〜5−3によって変化させることができるだけでなく、共振周波数f0,f1を共振周波数f2よりも大きく変化させることができることとなる。
その他の構成、作用及び効果は、上記第1ないし第5実施例と同様であるので、その記載は省略する。
図19は、この発明の第7実施例に係るアンテナ装置を示す概略平面図である。
図19に示すように、この実施例のアンテナ装置は、リアクタンス回路5−1の他に第4のリアクタンス回路としての可変容量素子5−4を設けた点が、上記第1〜第6実施例と異なる。
具体的には、可変容量素子5−4を、放射電極3と放射電極2の対向部分22との間に装荷した。
そして、同調電圧源130を、高周波カット用抵抗131を介してこの可変容量素子5−4にも接続した。
スイッチ4がオフ状態の場合には、リアクタンス回路5−1は共振周波数f0に影響を与えないが、可変容量素子5−4が共振周波数f0に影響を与えるので、図20のリターンロス曲線S0で示すように、共振周波数f0が変化する。
また、スイッチ4をオン状態にした場合には、リアクタンス回路5−1と可変容量素子5−4が共振周波数f1,f2に影響を与えるため、共振周波数f1,f2を、リアクタンス回路5−1と可変容量素子5−4とによって変化させることができる。
すなわち、共振周波数f1の共振時には、図5の(a)に示したように、主な電流I1が放射電極2に流れるので、共振周波数f1は、リアクタンス回路5−1による影響は受けないが、可変容量素子5−4による影響を受ける。
そして、共振周波数f2の共振時には、図6の(a)に示したように、主な電流I2が、リアクタンス回路5−1を通じて放射電極3に流れるので、リアクタンス回路5−1による影響が最も大きい。
したがって、図20のリターンロス曲線S12で示すように、可変容量素子5−4によって、共振周波数f1を変化させることができ、リアクタンス回路5−1によって、共振周波数f2を共振周波数f0,f1よりも大きく変化させることができることとなる。
その他の構成、作用及び効果は、上記第1ないし第6実施例と同様であるので、その記載は省略する。
図21は、この発明の第8実施例に係るアンテナ装置を示す概略平面図である。
図21に示すように、この実施例のアンテナ装置は、回路基板100の非グランド領域101上に実装され、第1の放射電極としての放射電極2−1と、第2の放射電極としての放射電極2−2と、第3の放射電極としての放射電極2−3と、第4の放射電極としての放射電極2−4と、第1のスイッチとしてのスイッチ4−1と、第2のスイッチとしてのスイッチ4−2と、第1のリアクタンス回路としてのリアクタンス回路6−1と、第2のリアクタンス回路としてのリアクタンス回路6−2とを備えている。
放射電極2−2の基端部22aは、放射電極2−1の先端部21bの近傍に位置しており、放射電極2−2全体は、先端部22bが基端部22a側に戻るように湾曲したコ字状を成す。
放射電極2−3は、上記実施例の放射電極3に対応するもので、放射電極2−2のうち放射電極2−3に対向する部分22cに近接した状態で並走する直線状の放射電極である。これにより、放射電極2−3の長さと対向部分22cとの距離とに対応した分布定数型の容量Cが、放射電極2−2,2−3間に形成され、アンテナ装置の作動時に、放射電極2−2,2−3が容量結合されるようになっている。
放射電極2−4は、その基端部24aが放射電極2−2の先端部22bと放射電極2−1の先端部21bとの近傍に位置した直線状の電極であり、その先端部24bは、開放されている。
具体的には、スイッチ4−1は、可動端子部41a,41bと固定端子部41c,41dとを有しており、可動端子部41a,41bが放射電極2−1の先端部21bに接続され、固定端子部41cが放射電極2−2の基端部22aに接続され、固定端子部41dが放射電極2−3の基端部23aに接続されている。
スイッチ4−1においては、可動端子部41aと固定端子部41cとが接続又は切断状態になり、可動端子部41bと固定端子部41dとが接続又は切断状態になる。これらの状態は、図示しない制御電圧源からの制御電圧によって制御される。
具体的には、スイッチ4−2は、可動端子部42aと固定端子部42b,42c,42dとを有しており、可動端子部42aが放射電極2−4の基端部24aに接続され、固定端子部42bが放射電極2−2の先端部22bに接続され、固定端子部42cが放射電極2−1の先端部21bに接続され、固定端子部42dがリアクタンス回路6−2に接続されている。
スイッチ4−2においては、可動端子部42aが固定端子部42b〜42dのいずれかと接続した状態になる。これらの状態も、図示しない制御電圧源からの制御電圧によって制御される。
図22は、スイッチ4−1,4−2の接続及び切断状態を示す表図であり、図23は、この実施例のアンテナ装置の全共振状態を示す線図である。
図22の「状態1」で示すように、まず、スイッチ4−1の可動端子部41aを固定端子部41cに接続させると共に、スイッチ4−2の可動端子部42aを固定端子部42bに接続させることで、放射電極2−1が放射電極2−2に電気的に接続されると共に、放射電極2−4が放射電極2−2に電気的に接続された状態になる。
かかる状態で、給電部110からアンテナ装置に給電すると、放射電極2−1,2−2,2−4の電気長に対応した共振周波数f0で共振する。
かかる状態で、アンテナ装置に給電すると、放射電極2−2と放射電極2−3の間に容量Cによる容量結合が起き、アンテナ装置が、共振周波数f0の両側にスプリットされた共振周波数f1,f2で共振する。
かかる状態で、アンテナ装置に給電すると、放射電極2−1,2−4の電気長に対応した共振周波数f3で共振する。
かかる状態で、アンテナ装置に給電すると、アンテナ装置は、放射電極2−1の電気長とリアクタンス回路6−2のリアクタンス値に対応した共振周波数f4で共振する。
このように、この実施例のアンテナ装置によれば、小型化とさらなる広帯域化を図ることができる。また、アンテナ装置の開放端24bを有した放射電極2−4を、スイッチ4−2の切り換えによって、低い共振周波数f0〜f3の共振を可能とする放射電極の一部として使用したり、高い共振周波数f3,f4の共振を可能とする放射電極の一部として使用することができるので、アンテナ効率を広い周波数帯域で高く保つことができる。
その他の構成、作用及び効果は、上記第1実施例と同様であるので、その記載は省略する。
図24は、この発明の第9実施例に係るアンテナ装置を示す斜視図であり、図25は、誘電体基体の展開図である。
この実施例は、上記第2実施例のアンテナ装置の構成要素を誘電体基体上に実装したもので、主要な構成要素のほぼ全部を誘電体基体上に実装している。
そして、放射電極2の基端部20を非グランド領域101の左側から誘電体基体7の下面74左縁に渡って形成し、基端部20を裏面75の上下縁と右縁に渡って形成されたコ字状の放射電極2に連続させた。
さらに、基端部20に連続するパターン113を非グランド領域101上に形成し、給電部110に接続させた。そして、直列コイル111とインダクタ112とをパターン113上に実装した。
そして、スイッチ4の一方端を放射電極3の下端側部に接続した。また、パターン40を誘電体基体7の下面74に形成して放射電極2に接続し、スイッチ4の他方端をこのパターンに接続した。
また、非グランド領域101上に形成されたパターン123をスイッチ4に接続して、制御電圧源120に連結させると共に、グランド領域102に接続された状態で非グランド領域101上に形成されたパターン124をスイッチ4に接続した。
そして、高周波カット用抵抗121とコンデンサ122とをパターン123上に実装した。
これにより、誘電体基体7によって、容量Cの容量結合量を強めることができ、また、誘電率を変えることで、容量Cの容量結合量を調整することができる。
また、誘電体基体7の機能により、放射電極2,3の電気長を実際よりも長く見せることができる。また、放射電極間の容量結合量を高めることができる。
さらに、アンテナ装置を誘電体基体7により立体的に構成することで、アンテナ効率を高めることができる。
その他の構成、作用及び効果は、上記第2実施例と同様であるので、その記載は省略する。
例えば、上記実施例では、リアクタンス回路を必須の構成要素とするアンテナ装置について、例示したが、リアクタンス回路を備えていないアンテナ装置を、この発明から除外する意ではない。
また、実施例5〜実施例9では、固定のリアクタンス回路のみ又は可変のリアクタンス回路のみを実装した各種のアンテナ装置を例示しているが、固定のリアクタンス回路の代わりに可変のリアクタンス回路を適用したり、固定のリアクタンス回路の代わりに可変のリアクタンス回路を適用することができることは勿論である。
また、上記実施例では、リアクタンス回路5−1のみを設けた例、2つのリアクタンス回路5−1,5−2を設けた例、3つのリアクタンス回路5−1〜5−3を設けた例について説明したが、2つのリアクタンス回路5−1,5−3を設けたアンテナ装置や2つのリアクタンス回路5−2,5−3を設けたアンテナ装置をこの発明の範囲から除外する意ではない。
上記実施例8では、誘電体基体7にアンテナ装置を実装する例について説明したが、アンテナ装置を磁性体基体に実装してもほぼ同様の効果を得ることができることは勿論である。
Claims (11)
- 基板の非グランド領域に実装されるアンテナ装置であって、
基端部が給電部に接続され且つ開放先端部が上記基端部側に戻るように湾曲した第1の放射電極と、
上記湾曲した第1の放射電極の内側に当該第1の放射電極と並走するように配設され且つ当該第1の放射電極と容量結合可能に近接した先端部開放の第2の放射電極と、
上記第1の放射電極の途中部と上記第2の放射電極の基端部との間に介設され、第2の放射電極を第1の放射電極と電気的に接続又は切断させるためのスイッチと
を備えることを特徴とするアンテナ装置。 - 第1のリアクタンス回路を、上記スイッチと上記第2の放射電極の基端部との間に装荷した、
ことを特徴とする請求項1に記載のアンテナ装置。 - 第2のリアクタンス回路を、上記第1の放射電極の上記途中部よりも基端部側に近い部位に装荷した、
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のアンテナ装置。 - 第3のリアクタンス回路を、上記第1の放射電極の上記途中部よりも開放先端部側に近い部位に装荷した、
ことを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれかに記載のアンテナ装置。 - 第4のリアクタンス回路を、上記第2の放射電極と第1の放射電極のうち当該第2の放射電極と近接する部位との間に装荷した、
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のアンテナ装置。 - 基板の非グランド領域に実装されるアンテナ装置であって、
基端部が給電部に接続された第1の放射電極と、
基端部が上記第1の放射電極の先端部近傍に位置し、先端部が当該基端部側に戻るように湾曲した第2の放射電極と、
上記湾曲した第2の放射電極の内側に当該第2の放射電極と並走するように配設され且つ当該第2の放射電極と容量結合可能に近接した先端部開放の第3の放射電極と、
基端部が上記第2の放射電極の先端部及び上記第1の放射電極の先端部近傍に位置した先端部開放の第4の放射電極と、
上記第1の放射電極の先端部と上記第2及び第3の放射電極のそれぞれの基端部との間に介設され、第1の放射電極を第2の放射電極と第3の放射電極のいずれか又は双方に電気的に接続可能で且ついずれとも切断可能な第1のスイッチと、
上記第4の放射電極の基端部と上記第1及び第2の放射電極のそれぞれの先端部との間に介設され、第4の放射電極を第1の放射電極又は第2の放射電極のいずれかに電気的に接続可能な第2のスイッチと
を備えることを特徴とするアンテナ装置。 - 第1のリアクタンス回路を、上記第1のスイッチと上記第3の放射電極の基端部との間に装荷した、
ことを特徴とする請求項6に記載のアンテナ装置。 - 第2のリアクタンス回路を、上記第2のスイッチと上記第1の放射電極の先端部との間に装荷し、
上記第2のスイッチを、上記第4の放射電極が上記第1の放射電極,第2の放射電極又は上記第2のリアクタンス回路のいずれかに電気的に接続するように、設定した、
ことを特徴とする請求項6又は請求項7に記載のアンテナ装置。 - 上記放射電極,スイッチ及びリアクタンス回路等の構成要素の全て又は一部を誘電体基体上又は磁性体基体上に実装した、
ことを特徴とする請求項1ないし請求項8のいずれかに記載のアンテナ装置。 - 上記リアクタンス回路のいずれか又は全てが、制御電圧の印加でその容量を変化させる可変容量素子を含む直列共振回路又は並列共振回路のいずれかの回路、又はこれら直列共振回路と並列共振回路との複合回路である、
ことを特徴とする請求項2ないし請求項5及び請求項7ないし請求項9のいずれかに記載のアンテナ装置。 - 請求項1ないし請求項10のいずれかに記載のアンテナ装置を具備する、
ことを特徴とする無線通信機。
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