JP2012212960A - アンテナ装置とこのアンテナ装置を備えた電子機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】実施形態に係るアンテナ装置は、一端が給電端子に接続されると共に他端が第1の接地端子に接続されかつ中間部が折り返されてこの折り返しにより形成される往路部と復路部との間にスタブが設けられた折り返し型のモノポール素子により構成される第1のアンテナ素子と、一端が上記給電端子に対し直接又は上記第1のアンテナ素子の一部を介して間接的に接続されると共に他端が開放されたモノポール素子により構成される第2のアンテナ素子と、上記第1の接地端子に対し上記給電端子を介して反対側となる位置に設けられた第2の接地端子に一端が接続されると共に他端が開放された無給電素子により構成される第3のアンテナ素子とを備えたものである。
【選択図】図1
Description
[第1の実施形態]
図1は、第1の実施形態に係るアンテナ装置を備えた電子機器の要部構成を示す図である。この電子機器は、無線インタフェースを備えたノート型のパーソナル・コンピュータやテレビジョン受信機からなり、図示しない筐体内には印刷配線基板1が収容される。
すなわち、このアンテナ装置4は、第1のアンテナ素子としての折り返し型のモノポール素子41と、第2のアンテナ素子としてのモノポール素子42と、第3のアンテナ素子としての無給電素子43とを備えている。これらの素子41,42,43は、接地パターン3に対し最も近い位置に折り返し型のモノポール素子41が配置され、その外側に接地パターン3から離間するに従いモノポール素子42及び無給電素子43が順に配置される。
図10は、第2の実施形態に係るアンテナ装置の構成を示す図である。なお、同図において前記図1と同一部分には同一符号を付して詳しい説明は省略する。
スタブ付の折り返し型モノポールアンテナ41は、そのスタブ設置位置から折り返し位置までの区間を、板状をなす1つの素子412で構成している。なお、この1つの素子412は板状以外にロッド状に構成してもよい。
図11は、第3の実施形態に係るアンテナ装置の構成を示す図である。なお、同図においても前記図1と同一部分には同一符号を付して詳しい説明は省略する。
折り返し型のモノポールアンテナ41は、そのスタブ設置位置から折り返し位置までの区間をクランク状に曲げて形成し、かつこのクランク状に曲げた根元となる位置に1本の追加素子44を設けたものとなっている。
図15は、第4の実施形態に係るアンテナ装置の構成を示す図である。なお、同図においても前記図1と同一部分には同一符号を付して詳しい説明は省略する。
印刷配線基板1に形成された接地パターン3は、その第1のエリア1aと接する辺がクランク状に形成されている。そして、接地パターン3上の、上記クランク状に形成されたことにより第1のエリア1aに突出した部位には、その辺に沿って給電ケーブル23が配置される。給電ケーブル23は導電線24をシールドした同軸ケーブルからなり、そのシールド線は接地パターン3に設けた接地端子33において接地されている。
図16は第5の実施形態に係るアンテナ装置の構成を示す斜視図、図17は図16の横断面図である。なお、同図においても前記図1と同一部分には同一符号を付して詳しい説明は省略する。
第5の実施形態に係るアンテナ装置は、樹脂製のアンテナ基材(樹脂基材)5を備え、この樹脂基材5の周面に、スタブ付の折り返し型のモノポール素子41、モノポール素子42及び無給電素子43を配置したものである。
図18は第6の実施形態に係るアンテナ装置の構成を示す斜視図である。なお、同図において前記図15乃至図17と同一部分には同一符号を付して詳しい説明は省略する。
フレキシブル基板からなる印刷配線基板1には、スタブ付の折り返し型モノポール素子41、モノポール素子42及び無給電素子43を構成する各導電パターンが形成されている。このうち、スタブ付の折り返し型モノポール素子41は、そのスタブ設置位置から折り返し位置までの区間を、板状をなす1つの素子412で構成している。モノポール素子42は、その中間位置が接続素子424を介して折り返し型モノポール素子41と接続されている。無給電素子43は、その基端部が面状に形成されている。また、上記スタブ付の折り返し型モノポール素子41及びモノポール素子42に対する給電は、同軸ケーブルからなる給電ケーブル23を介して行われるようになっている。
図21は第7の実施形態に係るアンテナ装置の構成を示す斜視図である。なお、同図において前記図15乃至図18と同一部分には同一符号を付して詳しい説明は省略する。
フレキシブル基板からなる印刷配線基板1には、スタブ付の折り返し型モノポール素子41、モノポール素子42及び無給電素子43を構成する各導電パターンが形成されている。このうち、スタブ付の折り返し型モノポール素子41は、そのスタブ設置位置から折り返し位置までの区間を板状をなす1つの素子412で構成している。また、この板状の素子412の幅を、スタブ設置位置と給電端子22との間の区間の幅より広く構成している。無給電素子43は、その基端部が面状に形成されている。また、上記スタブ付の折り返し型モノポール素子41及びモノポール素子42に対する給電は、同軸ケーブルからなる給電ケーブル23を介して行われるようになっている。
図24は第8の実施形態に係るアンテナ装置の構成を示す斜視図である。なお、同図においても前記図15乃至図17と同一部分には同一符号を付して詳しい説明は省略する。
フレキシブル基板からなる印刷配線基板1には、スタブ付の折り返し型モノポール素子41、モノポール素子42及び無給電素子43を構成する各導電パターンが形成されている。このうち、スタブ付の折り返し型モノポール素子41は、図11に示したようにそのスタブ設置位置から折り返し位置までの区間をクランク状に曲げて形成し、かつこのスタブ設置位置から折り返し位置までの区間を板状をなす1つの素子412で構成すると共に、当該素子412の幅をスタブ設置位置と給電端子22との間の区間の幅より広くなるように構成している。また、クランク状に曲げた根元となる位置に1本の追加素子44を設けている。さらに、無給電素子43はその基端部が面状に形成されている。また、上記スタブ付の折り返し型モノポール素子41及びモノポール素子42に対する給電は、同軸ケーブルからなる給電ケーブル23を介して行われるようになっている。
すなわち、この構成によれば、さらに多共振でかつ2.0GHz から2.6GHz にかけての共振帯域を広帯域化したアンテナ装置を提供することができる。
図27は第9の実施形態に係るアンテナ装置の構成を示す斜視図である。なお、同図において前記図24と同一部分には同一符号を付して詳しい説明は省略する。
この第9の実施形態の前記第8の実施形態と異なる点は、モノポール素子42の素子長を長くした点である。
図30は、第10の実施形態に係るアンテナ装置の構成を示す斜視図である。なお、同図において前記図18と同一部分には同一符号を付して詳しい説明は省略する。
この第10の実施形態の前記第6の実施形態と異なる点は、無給電素子43を途中で二分岐して長さの異なる2本の素子4371,4372を形成し、かつこれらの素子4371,4372のうち一方の素子4371の先端部433を板状に形成した点である。
(1)スタブ付の折り返し型モノポール素子41の変形例
図33(a)〜(e)及び図34(a)〜(e)は、スタブ付の折り返し型モノポール素子41の各種変形例を示すものである。
図33(a)に示すアンテナ装置は、スタブ付の折り返し型モノポール素子41のスタブ411の設置位置から折り返し端までの区間を折り返し形成したものである。このようにすると、スタブ付の折り返し型モノポール素子41の素子長が長い場合でも、アンテナ装置の素子の長さ方向の設置スペースを小型化することが可能となる。
図33(d)に示すアンテナ装置は、スタブ付の折り返し型モノポール素子41の第1の接地端子31に近い部位を幅広に形成したものである。
図33(e)に示すアンテナ装置は、スタブ付の折り返し型モノポール素子41の接地パターン3に対する接地位置、つまり第1の接地端子31の位置を、当該スタブ付の折り返し型モノポール素子41の先端方向にオフセットしたものである。
図34(b)に示すアンテナ装置は、スタブ付の折り返し型モノポール素子41のスタブ411の設置位置から折り返し端までの区間のうちの中間部から先端部までを1本の素子により構成したものである。
図34(d)に示すアンテナ装置は、スタブ付の折り返し型モノポール素子41のスタブ411の設置位置から折り返し端までの区間のうちの中間部から先端部までを、板状をなしかつ幅広の素子により構成したものである。
図35(a)〜(e)及び図36(a)〜(d)は、モノポール素子42の各種変形例を示すものである。
図35(a)に示すアンテナ装置は、モノポール素子42の先端部位を折り返し形成したものである。このようにすると、モノポール素子42の素子長が長い場合でも、アンテナ装置の素子の長さ方向の設置スペースを小型化することが可能となる。
図35(c)に示すアンテナ装置は、モノポール素子42とスタブ付の折り返し型モノポール素子41との間を、その互いに並行する位置において、接続素子424により接続したものである。
図35(e)に示すアンテナ装置は、モノポール素子42をスタブ付の折り返し型モノポール素子41の途中で分岐させずに、給電端子22もしくはそれに近い位置で分岐させるようにしたものである。
図36(b)に示すアンテナ装置は、モノポール素子42のスタブ付の折り返し型モノポール素子41の接続部位427を幅広に形成したものである。
図36(c)に示すアンテナ装置は、モノポール素子42に対し当該モノポール素子42の折曲方向とは逆の方向に第2のモノポール素子428を設けたものである。なお、同図では第2のモノポール素子428を1本設けた場合を例示したが、2本以上設けてもよい。
図36(d)に示すアンテナ装置は、モノポール素子42の、スタブ付の折り返し型モノポール素子41との接続部位近傍に、集中定数素子64を挿入したものである。集中定数素子64はインダクタからなり、モノポール素子42の電気長を長くする機能を有する。
図37(a)〜(e)及び図38(a)〜(d)は、無給電素子43の各種変形例を示すものである。
図37(a)に示すアンテナ装置は、無給電素子43の先端部位を折り返し形成したものである。
図37(b)に示すアンテナ装置は、無給電素子43の先端部位をメアンダ型に構成したものである。これらのように構成すると、無給電素子43の素子長が長い場合でも、アンテナ装置の素子の長さ方向の設置スペースを小型化することが可能となる。
図37(c)に示すアンテナ装置は、無給電素子43の先端部位を幅広に形成したものである。
図37(d)に示すアンテナ装置は、無給電素子43の先端部位を複数に分岐して複数の素子4341,4342を設けたものである。なお、同図では先端部位を2本に分岐した場合を例示したが、3本以上に分岐してもよい。
図37(e)に示すアンテナ装置は、給電端子22と第2の接地端子32との間に、複数の無給電素子43,45を設けたものである。
図38(c)に示すアンテナ装置は、無給電素子43をそのL字型に折曲した位置において複数に分岐して複数の素子4371,4372を設けたものである。なお、同図では2本に分岐した場合を例示したが、3本以上に分岐してもよい。
図38(d)に示すアンテナ装置は、無給電素子43の、第2の接地端子32との接続位置近傍に、集中定数素子65を挿入したものである。集中定数素子65はインダクタからなり、無給電素子43の電気長を長くする機能を有する。
図39(a),(b)はその構成の一例を示すものである。
図39(a)は、スタブ付の折り返し型モノポール素子41と接地パターン3との間に、スタブ付の折り返し型モノポール素子41とは独立して第2の無給電素子46を配置したものである。
図39(b)は、スタブ付の折り返し型モノポール素子41と接地パターン3との間に第2の無給電素子46を配置し、かつこの第2の無給電素子47の接地端子をスタブ付の折り返し型モノポール素子41の接地端子31と共用化したものである。
以上のように構成することで、さらなる多共振化及び広帯域化が可能となる。
その他、スタブ付の折り返し型モノポール素子、モノポール素子及び無給電素子の形状や設置位置、サイズ、電子機器の種類や構成等についても、種々変形して実施可能である。
以上、いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
Claims (8)
- 一端が給電端子に接続されると共に他端が第1の接地端子に接続されかつ中間部が折り返されてこの折り返しにより形成された往路部と復路部との間にスタブが設けられた折り返し型のモノポール素子により構成され、前記給電端子から前記折り返し部の他端を経て第1の接地端子に至る電気長が予め設定した第1の共振周波数に対応する波長の略1/2に設定された第1のアンテナ素子と
一端が前記給電端子に対し直接又は前記第1のアンテナ素子の一部を介して間接的に接続されると共に他端が開放されたモノポール素子により構成され、前記給電端子から他端までの電気長が予め設定された第2の共振周波数に対応する波長の略1/4の長さに設定された第2のアンテナ素子と、
前記第1の接地端子に対し前記給電端子を介して反対側となる位置に設けられた第2の接地端子に一端が接続されると共に他端が開放された無給電素子により構成され、当該無給電素子の少なくとも一部が前記第2のアンテナ素子に対し容量結合が可能な状態に並行配置され、前記第2の接地端子から他端までの電気長が予め設定された第3の共振周波数に対応する波長の略1/4の長さに設定された第3のアンテナ素子と
を具備するアンテナ装置。 - 前記第1のアンテナ素子の電気長は、前記第1の共振周波数が前記第2及び第3の共振周波数よりも低い周波数となるように設定される請求項1記載のアンテナ装置。
- 前記第1のアンテナ素子の他端は、前記給電端子からの距離が前記第1の共振周波数に対応する波長の略1/5以下となる位置に配置された第1の接地端子に接続される請求項1記載のアンテナ装置。
- 前記第1のアンテナ素子は、前記スタブの設置位置から折り返し端部までの区間が1本の線状又は板状の素子により構成される請求項1記載のアンテナ装置。
- 前記第1のアンテナ素子は、前記スタブの設置位置から折り返し端部までの区間に、先端が開放された少なくとも1本の追加素子をさらに備える請求項1記載のアンテナ装置。
- 前記第1、第2及び第3のアンテナ素子の各導電パターンと前記給電端子が形成される第1のエリアと、辺の一部が略クランク状に形成された接地パターンと前記第1及び第2の接地端子が形成される第2のエリアとを有する印刷配線基板と、
導電線の先端部が前記クランク状に形成された辺から前記第1のエリアに突出するように前記第2のエリア上に配置され、前記突出された導電線の先端部が前記第1のエリアに形成された給電端子に接続される給電ケーブルと
を、さらに具備することを特徴とする請求項1記載のアンテナ装置。 - 前記第1、第2及び第3のアンテナ素子の各導電パターンと前記給電端子が形成される第1のエリアと、辺の一部が略クランク状に形成された接地パターンと前記第1及び第2の接地端子が形成される第2のエリアとを有する印刷配線基板と、
非導電材料による構成されるアンテナ基材と
を、さらに具備し、
前記印刷配線基板はフレキシブル基板からなり、このフレキシブル基板の前記第1のエリアが前記アンテナ基材の周面に巻き付けられて設置される請求項1記載のアンテナ装置。 - 無線信号を送受信する無線回路と、
前記無線回路に対し給電端子及び接地端子を介して接続されるアンテナ装置と
を具備し、
前記アンテナ装置は、
一端が給電端子に接続されると共に他端が第1の接地端子に接続されかつ中間部が折り返されてこの折り返しにより形成された往路部と復路部との間にスタブが設けられた折り返し型のモノポール素子により構成され、前記給電端子から前記折り返し部の他端を経て第1の接地端子に至る電気長が予め設定した第1の共振周波数に対応する波長の略1/2に設定された第1のアンテナ素子と
一端が前記給電端子に対し直接又は前記第1のアンテナ素子の一部を介して間接的に接続されると共に他端が開放されたモノポール素子により構成され、前記給電端子から他端までの電気長が予め設定された第2の共振周波数に対応する波長の略1/4の長さに設定された第2のアンテナ素子と、
前記第1の接地端子に対し前記給電端子を介して反対側となる位置に設けられた第2の接地端子に一端が接続されると共に他端が開放された無給電素子により構成され、当該無給電素子の少なくとも一部が前記第2のアンテナ素子に対し電流結合が可能な状態に並行配置され、前記第2の接地端子から他端までの電気長が予め設定された第3の共振周波数に対応する波長の略1/4の長さに設定された第3のアンテナ素子と
を備える電子機器。
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