JP2012039230A - アンテナ装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】アンテナ素子としてのコイルの設置場所の制約がなくなるとともに外力が加わることに伴う共振周波数の変化が小さい複数の共振周波数を有するアンテナ装置を得る。
【解決手段】アンテナ装置は、導線が螺旋状に複数回巻回されて筒状に形成された複数のコイルと、上記複数のコイルの少なくとも1つのコイルに接続される給電点と、金属導体からなる接地板と、上記接地板と上記複数のコイルをつなぐ接地点とを備え、上記接地点が、上記給電点が接続されたコイルの始点または終点を除く上記複数のコイルの始点および終点である。
【選択図】図1
【解決手段】アンテナ装置は、導線が螺旋状に複数回巻回されて筒状に形成された複数のコイルと、上記複数のコイルの少なくとも1つのコイルに接続される給電点と、金属導体からなる接地板と、上記接地板と上記複数のコイルをつなぐ接地点とを備え、上記接地点が、上記給電点が接続されたコイルの始点または終点を除く上記複数のコイルの始点および終点である。
【選択図】図1
Description
この発明は、数十MHz以上の無線通信機器に使用可能なコイル形状のアンテナ素子を備えるアンテナ装置に関するものである。
コイルをアンテナ素子として利用したアンテナ装置は携帯電話や無線機などの無線信号の送信および受信装置として広く用いられている。昨今ではRFID(Radio Frequency Identification;電波方式認識)等の無線通信技術、例えば自動車用のキーレスエントリや電波時計にも用いられている。
従来、コイルアンテナ(数十MHz以下)は使用される周波数で共振するように、コイルのもつインダクタンスとそのインダクタンスと共振する容量をもつコンデンサを用いた直列共振回路、または並列共振回路として動作する。数十MHzより高い周波数(例えばUHF帯)においては寸法共振を利用する。アンテナ素子となる導体部分の小型化のためにアンテナ素子をコイル形状にするヘリカルアンテナなどがある。ヘリカルアンテナを代表とする高周波用のアンテナは数十MHz以下コイルアンテナと異なり、アンテナ素子の先端がオープンとなっている。
従来、コイルアンテナ(数十MHz以下)は使用される周波数で共振するように、コイルのもつインダクタンスとそのインダクタンスと共振する容量をもつコンデンサを用いた直列共振回路、または並列共振回路として動作する。数十MHzより高い周波数(例えばUHF帯)においては寸法共振を利用する。アンテナ素子となる導体部分の小型化のためにアンテナ素子をコイル形状にするヘリカルアンテナなどがある。ヘリカルアンテナを代表とする高周波用のアンテナは数十MHz以下コイルアンテナと異なり、アンテナ素子の先端がオープンとなっている。
昨今の電子機器の小型軽量化にともなってさらなるアンテナ部分の小型軽量化が求められており、アンテナ用コイルの場合、磁性体、誘電体をコイルの中にいれることによって小型化が可能となってきている。
また、近年の通信システムの発展に伴い、一つの送受信装置で広い周波数帯域や複数の共振周波数をもつ要望も高まっている。
アンテナの動作周波数帯域を広げる方法には抵抗を追加する方法や、無給電素子をアンテナと電気的結合(容量結合や誘導結合)させることにより新たな共振をつくり、多共振アンテナとして広帯域を図る方法などがある(例えば、特許文献1参照)。
また、近年の通信システムの発展に伴い、一つの送受信装置で広い周波数帯域や複数の共振周波数をもつ要望も高まっている。
アンテナの動作周波数帯域を広げる方法には抵抗を追加する方法や、無給電素子をアンテナと電気的結合(容量結合や誘導結合)させることにより新たな共振をつくり、多共振アンテナとして広帯域を図る方法などがある(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、容量結合や誘導結合を利用した多共振による広帯域化は容量導体や誘導導体を設置できる位置が電気的結合を得るためには限られており、この設置位置の制約によりアンテナ装置全体の小型化が困難になるという課題があった。
また、容量結合や誘導結合は空間的に高い設置精度が求められるため、外力による変形によって容易に動作周波数が変化してしまうという課題があった。
また、容量結合や誘導結合は空間的に高い設置精度が求められるため、外力による変形によって容易に動作周波数が変化してしまうという課題があった。
この発明は、前記のような課題を解決するためになされたものであり、アンテナ素子としてのコイルの設置場所の制約がなくなるとともに外力が加わることに伴う共振周波数の変化が小さい複数の共振周波数を有するアンテナ装置を得ることを目的とする。
この発明に係るアンテナ装置は、導線が螺旋状に複数回巻回されて筒状に形成された複数のコイルと、上記複数のコイルの少なくとも1つのコイルに接続される給電点と、金属導体からなる接地板と、上記接地板と上記複数のコイルをつなぐ接地点とを備え、上記接地点が、上記給電点が接続されたコイルの始点または終点を除く上記複数のコイルの始点および終点であることを特徴とする。
この発明に係るアンテナ装置は、第1のコイルの他端、第2のコイルの他端が接地点で接地板にそれぞれ接地されているので、第1の電流経路と第2の電流経路が形成され、2つの共振特性を有することができ、動作周波数帯域が広帯域のアンテナとして使用できる。
また、接地板との固定が2点以上あるため外力による変形に対して強くなり、変形による動作周波数の変化が起こりにくいアンテナ装置を提供できる。
また、接地板との固定が2点以上あるため外力による変形に対して強くなり、変形による動作周波数の変化が起こりにくいアンテナ装置を提供できる。
以下、本発明のアンテナ装置の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。
実施の形態1.
この発明の実施の形態1に係るアンテナ装置について図1、2に基づいて説明する。
図1は、この発明の実施の形態1に係るアンテナ装置の構成を示す正面図である。図2は、この発明の実施の形態1に係るアンテナ装置の接地板上での電流経路を示した図である。
この発明の実施の形態1に係るアンテナ装置は、図1に示すように、金属からなる導線が螺旋状に巻回されて形成される円筒状の第1のコイル1、第2のコイル2、第1のコイル1の一端から信号を供給する給電点3、金属導体からなる接地板4、第1のコイル1の他端及び第2のコイル2の一端が接地板4に接地される接地点5、第2のコイル2の他端が接地板4に接地される接地点6、平衡不平衡変換回路7から構成される。尚、第1のコイル1、第2のコイル2は、多角筒状、楕円筒状であっても良い。また、平衡不平衡変換回路7はインピーダンス変換が必要な場合備える。第1のコイル1、第2のコイル2は共に導線を巻回始めの点から時計回りに巻回して前方に延びたものである。
実施の形態1.
この発明の実施の形態1に係るアンテナ装置について図1、2に基づいて説明する。
図1は、この発明の実施の形態1に係るアンテナ装置の構成を示す正面図である。図2は、この発明の実施の形態1に係るアンテナ装置の接地板上での電流経路を示した図である。
この発明の実施の形態1に係るアンテナ装置は、図1に示すように、金属からなる導線が螺旋状に巻回されて形成される円筒状の第1のコイル1、第2のコイル2、第1のコイル1の一端から信号を供給する給電点3、金属導体からなる接地板4、第1のコイル1の他端及び第2のコイル2の一端が接地板4に接地される接地点5、第2のコイル2の他端が接地板4に接地される接地点6、平衡不平衡変換回路7から構成される。尚、第1のコイル1、第2のコイル2は、多角筒状、楕円筒状であっても良い。また、平衡不平衡変換回路7はインピーダンス変換が必要な場合備える。第1のコイル1、第2のコイル2は共に導線を巻回始めの点から時計回りに巻回して前方に延びたものである。
この発明の実施の形態1に係るアンテナ装置では、第1のコイル1の他端が接地点5で、第2のコイル2の他端が接地点6で接地板4にそれぞれ接地されているので、図2に示すように、第1の電流経路と第2の電流経路が形成される。そのため2つの共振特性を有することができ、動作周波数帯域が広帯域のアンテナとして使用できる。
このように第1のコイル1の他端と第2のコイル2の他端がそれぞれ接地板4に機械的に固定されているので、第1のコイル1や第2のコイル2に外力が加わっても移動することが無いとともに変形も小さい。従って、外力が第1のコイル1や第2のコイル2に加わっても共振周波数は殆ど変化しない。
このように第1のコイル1の他端と第2のコイル2の他端がそれぞれ接地板4に機械的に固定されているので、第1のコイル1や第2のコイル2に外力が加わっても移動することが無いとともに変形も小さい。従って、外力が第1のコイル1や第2のコイル2に加わっても共振周波数は殆ど変化しない。
尚、この発明の実施の形態1に係るアンテナ装置は、第1のコイル1及び第2のコイル2の端がオープンではなく、接地板4に接地されている点で従来のヘリカルアンテナとは異なる構成になっている。
また、第1のコイル1と第2のコイル2は、導線を螺旋状に1重巻回して作成されたコイルの途中に、コイルを接地点5に接地するための導線を付け足しても同じ効果が得られるアンテナ装置となる。
また、第1のコイル1と第2のコイル2は、導線を螺旋状に1重巻回して作成されたコイルの途中に、コイルを接地点5に接地するための導線を付け足しても同じ効果が得られるアンテナ装置となる。
実施の形態2.
この発明の実施の形態2に係るアンテナ装置について図3乃至7に基づいて説明する。 図3は、この発明の実施の形態2に係るアンテナ装置の構成を示す正面図である。
この発明の実施の形態2に係るアンテナ装置は、図3に示すように、この発明の実施の形態1に係るアンテナ装置と第2のコイル2Bが異なり、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記し説明を省略する。
第2のコイル2Bは、導線を巻回始めの点から反時計回りに巻回して前方に延びたものである。
この発明の実施の形態2に係るアンテナ装置について図3乃至7に基づいて説明する。 図3は、この発明の実施の形態2に係るアンテナ装置の構成を示す正面図である。
この発明の実施の形態2に係るアンテナ装置は、図3に示すように、この発明の実施の形態1に係るアンテナ装置と第2のコイル2Bが異なり、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記し説明を省略する。
第2のコイル2Bは、導線を巻回始めの点から反時計回りに巻回して前方に延びたものである。
図4は、この発明の実施の形態1、2に係るアンテナ装置で低い方の共振周波数の電波を受信したときのコイルの位置に対する磁場振幅を示すグラフである。図5は、この発明の実施の形態1、2に係るアンテナ装置で高い方の共振周波数の電波を受信したときのコイルの位置に対する磁場振幅を示すグラフである。尚、図4、5のグラフの横軸は、図6に示すように、給電点を始点とし第2のコイル2、2Bの他端が接地される接地点6を終点としている。
この発明の実施の形態1に係るアンテナ装置は2つの電流経路を有し、2つの共振特性を有している。2つの共振周波数の内低い共振周波数では、図4の点線で示されるように、第1のコイル1と第2のコイル2の接合位置の磁場振幅が腹になり、2つの共振周波数の内高い共振周波数では、図5の点線で示されるように、第1のコイル1と第2のコイル2の接合位置の磁場振幅が節になっている。
この発明の実施の形態1に係るアンテナ装置は2つの電流経路を有し、2つの共振特性を有している。2つの共振周波数の内低い共振周波数では、図4の点線で示されるように、第1のコイル1と第2のコイル2の接合位置の磁場振幅が腹になり、2つの共振周波数の内高い共振周波数では、図5の点線で示されるように、第1のコイル1と第2のコイル2の接合位置の磁場振幅が節になっている。
一方、この発明の実施の形態2に係るアンテナ装置の第1のコイル1と第2のコイル2Bの接合位置では、コイルの巻回し方向が逆になることで強制的に磁場の位相が180度回転する。
第1のコイル1と第2のコイル2Bの巻回す方向が反対(逆)であるので、低い方の共振周波数では、図4のグラフに示すように、第1のコイル1と第2のコイル2Bの接合位置で磁場振幅が強制的に反転し、その結果としてこの発明の実施の形態1に係るアンテナ装置の第1のコイル1と第2のコイル2の接合位置で腹であった磁場振幅が、実施の形態2に係るアンテナ装置では第1のコイル1と第2のコイル2Bの接合位置で節となり共振周波数が高くなる。
第1のコイル1と第2のコイル2Bの巻回す方向が反対(逆)であるので、低い方の共振周波数では、図4のグラフに示すように、第1のコイル1と第2のコイル2Bの接合位置で磁場振幅が強制的に反転し、その結果としてこの発明の実施の形態1に係るアンテナ装置の第1のコイル1と第2のコイル2の接合位置で腹であった磁場振幅が、実施の形態2に係るアンテナ装置では第1のコイル1と第2のコイル2Bの接合位置で節となり共振周波数が高くなる。
また、実施の形態2に係る第1のコイル1と第2のコイル2Bの巻回す方向を反対(逆)であるので、高い方の共振周波数では、この発明の実施の形態1に係るアンテナ装置の第1のコイル1と第2のコイル2の接合位置で節であった磁場振幅が、第1のコイル1と第2のコイル2Bの接合位置で腹となり、反対に共振周波数は低くなる。
図4、図5では巻回する方向が逆となる点を接地点5としているため電流振幅がちょうど腹または節の位置で強制的に反転させているが、所望の共振周波数に調整するために接地点5をコイルの巻回す方向が逆となる点から離れていても上記の効果は得られる。
図4、図5では巻回する方向が逆となる点を接地点5としているため電流振幅がちょうど腹または節の位置で強制的に反転させているが、所望の共振周波数に調整するために接地点5をコイルの巻回す方向が逆となる点から離れていても上記の効果は得られる。
この発明の実施の形態2に係るアンテナ装置は、この発明の実施の形態1に係るアンテナ装置と同じ効果を奏するとともに、2つの共振周波数の内、低い方が高くなり、高い方が低くなることで2つの共振周波数が近づき、図7に示すように2つの帯域が重なりあって広い動作帯域のアンテナとして動作さることが可能となる。
実施の形態3.
この発明の実施の形態3に係るアンテナ装置について図8、9に基づいて説明する。図8は、この発明の実施の形態3に係るアンテナ装置の構成を示す正面図である。図9は、この発明の実施の形態3に係るアンテナ装置の接地板上での電流の分布方向を示す図である。
この発明の実施の形態3に係るアンテナ装置は、図8に示すように、この発明の実施の形態2に係るアンテナ装置と第1のコイル1及び第2のコイル2Bの配置が異なり、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記し説明を省略する。
この発明の実施の形態3に係るアンテナ装置について図8、9に基づいて説明する。図8は、この発明の実施の形態3に係るアンテナ装置の構成を示す正面図である。図9は、この発明の実施の形態3に係るアンテナ装置の接地板上での電流の分布方向を示す図である。
この発明の実施の形態3に係るアンテナ装置は、図8に示すように、この発明の実施の形態2に係るアンテナ装置と第1のコイル1及び第2のコイル2Bの配置が異なり、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記し説明を省略する。
この発明の実施の形態2に係るアンテナ装置では、第1のコイル1と第2のコイル2Bを接地板4の一辺だけに沿って配置しているが、この発明の実施の形態3に係るアンテナ装置では、第1のコイル1を接地板4の1つの隅で交わる2辺に沿って配置し、第2のコイル2Bを接地板4の隣接する隅で交わる2辺に沿って配置している。そして、共通した辺の中間辺りの接地点5において第1のコイル1と第2のコイル2Bを直接接合している。
このように配置されるので、第1のコイル1および第2のコイル2Bはそれぞれ略中央で直角に折れ曲がっている。尚、第1のコイル1と第2のコイル2Bをともに隅に跨って配置されているが一方のコイルだけを隅に跨って配置しても良い。
このように配置されるので、第1のコイル1および第2のコイル2Bはそれぞれ略中央で直角に折れ曲がっている。尚、第1のコイル1と第2のコイル2Bをともに隅に跨って配置されているが一方のコイルだけを隅に跨って配置しても良い。
このように接地板4の隅に跨って第1のコイル1または第2のコイル2Bを配置することができるので、アンテナ装置全体の筺体などの形状制限がある場合、コイル部分を空間的に効率よく設置できる。
また、第2のコイル2Bが接地点6で接地板4に接地されており、接地板4も電流の経路であるためアンテナ素子として機能している。因って折れ線形状にすることで、図9に示すように、励振される方向が接地板4上の対角線方向になるため、アンテナ素子部分が長くなり、アンテナの放射効率が増加する効果もある。
また、電流の分布方向を変化させることはアンテナの指向性を変化させることにもなるため、接地板4の長辺と短辺の比を調整することで適当な方向に放射されやすいアンテナ装置を提供する効果もある。
尚、この発明の実施の形態1に係るアンテナ装置でも、第1のコイル1と第2のコイル2を隅を利用して折り曲げて配置しても同様な効果を奏する。
また、第2のコイル2Bが接地点6で接地板4に接地されており、接地板4も電流の経路であるためアンテナ素子として機能している。因って折れ線形状にすることで、図9に示すように、励振される方向が接地板4上の対角線方向になるため、アンテナ素子部分が長くなり、アンテナの放射効率が増加する効果もある。
また、電流の分布方向を変化させることはアンテナの指向性を変化させることにもなるため、接地板4の長辺と短辺の比を調整することで適当な方向に放射されやすいアンテナ装置を提供する効果もある。
尚、この発明の実施の形態1に係るアンテナ装置でも、第1のコイル1と第2のコイル2を隅を利用して折り曲げて配置しても同様な効果を奏する。
実施の形態4.
この発明の実施の形態4に係るアンテナ装置について図10に基づいて説明する。図10は、この発明の実施の形態4に係るアンテナ装置の構成を示す正面図である。
この発明の実施の形態4に係るアンテナ装置は、図10に示すように、この発明の実施の形態2に係るアンテナ装置と接地板4Bが異なり、それに伴って第2のコイル2Bの一端が第1のコイル1の他端が接地される接地点5とは異なる接地点8で接地されることが異なり、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記し説明を省略する。
接地板4Bは、接地板4を構成している金属より導電性が高い金属から構成されている。なお、この導電性が高い金属の導電率は、5.0×106(/mΩ)以上が好ましい。
この発明の実施の形態4に係るアンテナ装置について図10に基づいて説明する。図10は、この発明の実施の形態4に係るアンテナ装置の構成を示す正面図である。
この発明の実施の形態4に係るアンテナ装置は、図10に示すように、この発明の実施の形態2に係るアンテナ装置と接地板4Bが異なり、それに伴って第2のコイル2Bの一端が第1のコイル1の他端が接地される接地点5とは異なる接地点8で接地されることが異なり、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記し説明を省略する。
接地板4Bは、接地板4を構成している金属より導電性が高い金属から構成されている。なお、この導電性が高い金属の導電率は、5.0×106(/mΩ)以上が好ましい。
この発明の実施の形態2に係るアンテナ装置では第1のコイル1の他端と第2のコイル2Bの一端が直接接合されて接地板4に接地されているのに対し、この発明の実施の形態4に係るアンテナ装置では第1のコイル1の他端は接地点5で接地板4に接地されるとともに第2のコイル2Bの一端は接地点8で接地板4に接地されている。
このように接地板4Bとして導電性の良好な金属を用いると、第1のコイル1と第2のコイル2Bを直接接合しなくても接地板4Bを介して第1のコイル1と第2のコイル2Bが接合され、実施の形態2に係るアンテナ装置と同様な効果を奏する。
このように接地板4Bとして導電性の良好な金属を用いると、第1のコイル1と第2のコイル2Bを直接接合しなくても接地板4Bを介して第1のコイル1と第2のコイル2Bが接合され、実施の形態2に係るアンテナ装置と同様な効果を奏する。
尚、この発明の実施の形態1に係るアンテナ装置でも接地板4の代わりに接地板4Bを採用することにより、第1のコイル1と第2のコイル2を直接接合しなくても同様な効果を奏する。
実施の形態5.
この発明の実施の形態5に係るアンテナ装置について図11に基づいて説明する。図11は、この発明の実施の形態5に係るアンテナ装置の構成を示す正面図である。
この発明の実施の形態5に係るアンテナ装置は、この発明の実施の形態4に係るアンテナ装置と第2のコイル2Bの配置位置が異なり、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記し説明を省略する。
尚、接地板4Bは、導電性が高い金属、好ましくは導電率が5.0×106(/mΩ)以上の金属から構成されている。
この発明の実施の形態4に係るアンテナ装置では第1のコイル1と第2のコイル2Bが隣接するように配置されているのに対し、この発明の実施の形態5に係るアンテナ装置では第1のコイル1は接地板4Bの一辺に配置されるとともに第2のコイル2Bは接地板4Bの他の辺に配置されている。
この発明の実施の形態5に係るアンテナ装置について図11に基づいて説明する。図11は、この発明の実施の形態5に係るアンテナ装置の構成を示す正面図である。
この発明の実施の形態5に係るアンテナ装置は、この発明の実施の形態4に係るアンテナ装置と第2のコイル2Bの配置位置が異なり、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記し説明を省略する。
尚、接地板4Bは、導電性が高い金属、好ましくは導電率が5.0×106(/mΩ)以上の金属から構成されている。
この発明の実施の形態4に係るアンテナ装置では第1のコイル1と第2のコイル2Bが隣接するように配置されているのに対し、この発明の実施の形態5に係るアンテナ装置では第1のコイル1は接地板4Bの一辺に配置されるとともに第2のコイル2Bは接地板4Bの他の辺に配置されている。
このように接地板4Bとして導電性の良好な金属を用いているので、第1のコイル1と第2のコイル2Bが隣接して配置しなくても実施の形態2に係るアンテナ装置と同様な効果を奏するとともに、接地板4Bと電気的に接地されていれば良いので第1のコイル1と第2のコイル2Bを設置場所の制約が少なくなる。
尚、この発明の実施の形態1に係るアンテナ装置でも接地板4の代わりに接地板4Bを採用することにより、第1のコイル1と第2のコイル2を隣接して配置しなくても同様な効果を奏する。
尚、この発明の実施の形態1に係るアンテナ装置でも接地板4の代わりに接地板4Bを採用することにより、第1のコイル1と第2のコイル2を隣接して配置しなくても同様な効果を奏する。
実施の形態6.
図12は、この発明の実施の形態6に係るアンテナ装置の構成を示す正面図である。図13は、この発明の実施の形態6に係る他のアンテナ装置の構成を示す正面図である。図14は、この発明の実施の形態6に係るコイルのピッチ間隔とコイル径を説明する図である。図15は、図12の第1のコイル及び第2のコイル内の磁場の方向を示した図である。図16は、図13の第1のコイル及び第2のコイル内の磁場の方向を示した図である。
図12は、この発明の実施の形態6に係るアンテナ装置の構成を示す正面図である。図13は、この発明の実施の形態6に係る他のアンテナ装置の構成を示す正面図である。図14は、この発明の実施の形態6に係るコイルのピッチ間隔とコイル径を説明する図である。図15は、図12の第1のコイル及び第2のコイル内の磁場の方向を示した図である。図16は、図13の第1のコイル及び第2のコイル内の磁場の方向を示した図である。
この発明の実施の形態6に係るアンテナ装置は、図12に示すように、この発明の実施の形態1に係るアンテナ装置と第1のコイル1及び第2のコイル2に給電する点が異なり、それに伴って第1のコイル1の接地する点が異なり、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記し説明を省略する。
また、この発明の実施の形態6に係る他のアンテナ装置は、図13に示すように、この発明の実施の形態2に係るアンテナ装置と第1のコイル1及び第2のコイル2Bに給電する点が異なり、それに伴って第1のコイル1の接地する点が異なり、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記し説明を省略する。
また、この発明の実施の形態6に係る他のアンテナ装置は、図13に示すように、この発明の実施の形態2に係るアンテナ装置と第1のコイル1及び第2のコイル2Bに給電する点が異なり、それに伴って第1のコイル1の接地する点が異なり、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記し説明を省略する。
この発明の実施の形態6に係るアンテナ装置では、第1のコイル1と第2のコイル2の接合位置から給電し、第1のコイル1の他端が接地点5で接地板4に接地されている。そして、このアンテナ装置には左右の2つの電流経路ができるため2つの共振特性を有する。さらに、第1のコイル1と第2のコイル2が巻回方向も形状も同一の場合、図15に示すように、コイルの内の磁場方向は左右逆となる。その結果、第1のコイル1と第2のコイル2は電気的に対称となり、2つの共振周波数は全く同一となる。図14に説明するコイルの例えばピッチ間隔、コイルの径や巻き数、コイルの材質を変えれば、共振周波数の異なる2つの共振特性を持ったアンテナとなる。適当な条件にすれば実施の形態2と同様に2つの帯域が重なり合い、1つの広い動作帯域をもつアンテナとなる。
この発明の実施の形態6に係る他のアンテナ装置では、第1のコイル1と第2のコイル2Bの接合位置から給電し、第1のコイル1の他端が接地点5で接地板4に接地されている。そして、このアンテナ装置で巻回方向を第1のコイル1と第2のコイル2Bで反対(逆)にした場合、図16に示すように、コイル内の磁場の磁場が対称とならず、その結果互いの磁場の影響で2つの共振周波数が同一にはならないため2つの動作帯域をもつアンテナ装置や2つの帯域が一部重なりあい、一つの広い動作帯域をもったアンテナ装置となる。
実施の形態7.
次に、この発明の実施の形態7に係るアンテナ装置について図17に基づいて説明する。図17は、この発明の実施の形態7に係るアンテナ装置の構成を示す正面図である。
この発明の実施の形態7に係るアンテナ装置は、図17に示すように、この発明の実施の形態2に係るアンテナ装置に誘電体のコア9を追加したことが異なり、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記し説明を省略する。
第1のコイル1及び第2のコイル2Bは空芯のコイルであるが、誘電体のコアを内側に挿入することにより第1のコイル1及び第2のコイル2Bを小さくすることができる。
尚、この発明の実施の形態1に係るアンテナ装置でも第1のコイル1と第2のコイル2の内側に誘電体のコアを挿入することにより同様な効果を奏する。
また、誘電体のコア9の代わりに磁性体のコアを挿入することによっても同様な効果を奏する。
次に、この発明の実施の形態7に係るアンテナ装置について図17に基づいて説明する。図17は、この発明の実施の形態7に係るアンテナ装置の構成を示す正面図である。
この発明の実施の形態7に係るアンテナ装置は、図17に示すように、この発明の実施の形態2に係るアンテナ装置に誘電体のコア9を追加したことが異なり、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記し説明を省略する。
第1のコイル1及び第2のコイル2Bは空芯のコイルであるが、誘電体のコアを内側に挿入することにより第1のコイル1及び第2のコイル2Bを小さくすることができる。
尚、この発明の実施の形態1に係るアンテナ装置でも第1のコイル1と第2のコイル2の内側に誘電体のコアを挿入することにより同様な効果を奏する。
また、誘電体のコア9の代わりに磁性体のコアを挿入することによっても同様な効果を奏する。
実施の形態8.
次に、この発明の実施の形態8に係るアンテナ装置について図18、19に基づいて説明する。図18は、この発明の実施の形態8に係るアンテナ装置の構成を示す正面図である。図19は、この発明の実施の形態8に係る他のアンテナ装置の構成を示す正面図である。
この発明の実施の形態8に係るアンテナ装置は、図18に示すように、この発明の実施の形態2に係るアンテナ装置に2つの接地点10、11を増やしたことが異なり、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記し説明を省略する。接地点10は第1のコイル1の途中に接続された配線が接地されている。また、接地点11は第2のコイル2Bの途中に接続された配線が接地されている。
このように接地点を2つ追加したので電流経路も2つ増え、共振も2つ増え、結果として帯域が2つ増える。その結果、4つの動作帯域をもつアンテナとして動作する。
尚、接地点の数はいくつ増やして良く、増やした接地点の数だけ動作帯域も増えたアンテナ装置となる。
尚、この発明の実施の形態1に係るアンテナ装置でも第1のコイル1と第2のコイル2に接地点を追加することにより同様な効果を奏する。
次に、この発明の実施の形態8に係るアンテナ装置について図18、19に基づいて説明する。図18は、この発明の実施の形態8に係るアンテナ装置の構成を示す正面図である。図19は、この発明の実施の形態8に係る他のアンテナ装置の構成を示す正面図である。
この発明の実施の形態8に係るアンテナ装置は、図18に示すように、この発明の実施の形態2に係るアンテナ装置に2つの接地点10、11を増やしたことが異なり、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記し説明を省略する。接地点10は第1のコイル1の途中に接続された配線が接地されている。また、接地点11は第2のコイル2Bの途中に接続された配線が接地されている。
このように接地点を2つ追加したので電流経路も2つ増え、共振も2つ増え、結果として帯域が2つ増える。その結果、4つの動作帯域をもつアンテナとして動作する。
尚、接地点の数はいくつ増やして良く、増やした接地点の数だけ動作帯域も増えたアンテナ装置となる。
尚、この発明の実施の形態1に係るアンテナ装置でも第1のコイル1と第2のコイル2に接地点を追加することにより同様な効果を奏する。
この発明の実施の形態8に係る他のアンテナ装置は、図19に示すように、2つの第1のコイル1と2つの第2のコイル2Bを備え、1つの第1のコイル1の端から給電し他端を接地し、他の第1のコイル1と2つの第2のコイル2Bは独立して導電性の高い接地板4Bに接地されている。なお、接地板4Bを構成する金属の導電率は、5.0×106(/mΩ)以上が好ましい。
このようにコイル同士が直接接合されていなくても導電性の大きな接地板4Bを通して電気的につながっているので、4つの動作帯域をもつアンテナとして動作する。
尚、共振周波数の調整は、コイルの設置位置、接地点の位置、コイルの巻き線間隔の調整、コイルの径で行うことができる。
また、コイルの巻き線間隔の調整は同一コイルであっても接地点を境に変化させることも可能である。コイルの巻き線間隔を途中から変化させるとき、コイルを作成するときの治具のピッチ間隔を途中から変化させるだけで済む。
このようにコイル同士が直接接合されていなくても導電性の大きな接地板4Bを通して電気的につながっているので、4つの動作帯域をもつアンテナとして動作する。
尚、共振周波数の調整は、コイルの設置位置、接地点の位置、コイルの巻き線間隔の調整、コイルの径で行うことができる。
また、コイルの巻き線間隔の調整は同一コイルであっても接地点を境に変化させることも可能である。コイルの巻き線間隔を途中から変化させるとき、コイルを作成するときの治具のピッチ間隔を途中から変化させるだけで済む。
実施の形態9.
次に、この発明の実施の形態9に係るアンテナ装置について図20に基づいて説明する。図20は、この発明の実施の形態9に係るアンテナ装置の構成を示す正面図である。
この発明の実施の形態9に係るアンテナ装置は、図20に示すように、この発明の実施の形態2に係るアンテナ装置と第1のコイル1及び第2のコイル2Bの配置が異なり、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記し説明を省略する。
第1のコイル1を第2のコイル2Bの内側に配置したので、アンテナ装置を小型化することができる。
尚、逆に第2のコイル2Bを第1のコイル1の内側に配置しても良い。
また、この発明の実施の形態1に係るアンテナ装置でも第1のコイル1を第2のコイル2の内側にまたは第2のコイル2を第1のコイル1の内側に配置しても同様な効果を奏する。
次に、この発明の実施の形態9に係るアンテナ装置について図20に基づいて説明する。図20は、この発明の実施の形態9に係るアンテナ装置の構成を示す正面図である。
この発明の実施の形態9に係るアンテナ装置は、図20に示すように、この発明の実施の形態2に係るアンテナ装置と第1のコイル1及び第2のコイル2Bの配置が異なり、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記し説明を省略する。
第1のコイル1を第2のコイル2Bの内側に配置したので、アンテナ装置を小型化することができる。
尚、逆に第2のコイル2Bを第1のコイル1の内側に配置しても良い。
また、この発明の実施の形態1に係るアンテナ装置でも第1のコイル1を第2のコイル2の内側にまたは第2のコイル2を第1のコイル1の内側に配置しても同様な効果を奏する。
1 第1のコイル、2、2B 第2のコイル、3 給電点、4、4B 接地板、5、6、8、10、11、12、13、14、15、16、17 接地点、7 平衡不平衡変換回路、9 コア。
Claims (8)
- 導線が螺旋状に複数回巻回されて筒状に形成された複数のコイルと、
上記複数のコイルの少なくとも1つのコイルに接続される給電点と、
金属導体からなる接地板と、
上記接地板と上記複数のコイルをつなぐ接地点と
を備え、
上記接地点が、上記給電点が接続されたコイルの始点または終点を除く上記複数のコイルの始点および終点であること特徴とするアンテナ装置。 - 上記複数のコイルに、始点が上記給電点に接続され且つ終点が第1の接地点に接続される第1のコイルと、始点が上記第1の接地点または第2の接地点に接続され且つ終点が第3の接地点に接続される第2のコイルとが含まれること特徴とする請求項1に記載のアンテナ装置。
- 上記複数のコイルに、他の上記コイルと巻回方向が逆であるコイルが含まれることを特徴とする請求項1または2に記載のアンテナ装置。
- 上記接地板は角を有し、
上記複数のコイルに、上記接地板の角に沿って折り曲げられたコイルが含まれ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アンテナ装置。 - 上記複数のコイルに、芯の部分に誘電体または磁性体が挿入されたコイルが含まれることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のアンテナ装置。
- 上記給電点は、2つの上記コイルの接合位置に設けられることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載のアンテナ装置。
- 上記複数のコイルに、他の上記コイルの芯の部分に挿入されたコイルが含まれることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載のアンテナ装置。
- 上記複数のコイルに、少なくとも2つの接地点に接続されるコイルが含まれることを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載のアンテナ装置。
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JP2010175358A JP2012039230A (ja) | 2010-08-04 | 2010-08-04 | アンテナ装置 |
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