JP2013021418A - Antenna device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、大型化を抑制しつつもVSWRを簡易に調整し得るアンテナ装置に関するものである。 The present invention relates to an antenna device that can easily adjust the VSWR while suppressing an increase in size.
携帯電話等の小型電子機器内で使用されるアンテナ装置として平面状のアンテナが知られており、例えば、特許文献1のように、パターン配線されたアンテナ装置が提案されている。
A planar antenna is known as an antenna device used in a small electronic device such as a cellular phone. For example, as shown in
この特許文献1のアンテナ装置は、給電点からグランドに沿って延在する線状の第1アンテナ素子と、給電点から第1アンテナ素子と平行に延在する線状の第2アンテナ素子とを有している。
The antenna device of
このようなアンテナ装置が電子機器内に設けられたとき、他の部品との相対位置などによって、共振周波数やVSWR(Voltage Standing Wave Ratio)の値がずれる場合があり、このような場合には、その値を設置対象の電子機器ごとに調整する必要がある。一般に、共振周波数やVSWRの調整する最も簡単な手法として、アンテナ素子を削る等によりその形状を変更することが知られている。 When such an antenna device is provided in an electronic device, the resonance frequency and the value of VSWR (Voltage Standing Wave Ratio) may be shifted depending on the relative position with other components. In such a case, It is necessary to adjust the value for each electronic device to be installed. In general, as the simplest method for adjusting the resonance frequency and VSWR, it is known to change the shape of the antenna element by cutting it or the like.
しかしながら、特許文献1のアンテナ装置では、第1アンテナ素子及び第2アンテナ素子が、グランドに沿って延在してグランドと容量結合しているため、それらアンテナ素子の形状を変更する場合には共振周波数とVSWRがともに大きく変動してしまう。したがって、共振周波数やVSWRの調整には熟練が必要となる。
However, in the antenna device of
VSWRを主として調整可能な調整素子を設けることができれば、共振周波数とVSWRとの調整が簡易化するものと考えられるが、そのような調整素子を設けると設置面積が増加して大型化する傾向にある。 If an adjustment element capable of mainly adjusting VSWR can be provided, the adjustment of the resonance frequency and VSWR is considered to be simplified. However, if such an adjustment element is provided, the installation area tends to increase and the size tends to increase. is there.
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、大型化を抑制しつつもVSWRを簡易に調整し得るアンテナ装置を提案しようとするものである。 The present invention has been made in consideration of the above points, and an object of the present invention is to propose an antenna device capable of easily adjusting the VSWR while suppressing an increase in size.
かかる課題を解決するため本発明のアンテナ装置は、一端が給電点とされ、他端が開放端とされる線状のアンテナ素子と、前記アンテナ素子の前記一端に接続されるグランド部と、前記アンテナ素子における前記一端から中途位置までの領域を共用する共用領域と、前記中途位置から分岐して前記グランド部と容量結合する結合領域とでなる調整素子とを備えることを特徴とするものである。 In order to solve this problem, the antenna device of the present invention includes a linear antenna element having one end as a feeding point and the other end being an open end, a ground portion connected to the one end of the antenna element, The antenna element includes a common region that shares a region from the one end to the midway position, and an adjustment element that includes a coupling region that branches from the midway position and is capacitively coupled to the ground portion. .
このようなアンテナ装置によれば、調整素子における結合領域の一部が削られることで、グランド部との容量結合が小さくなった場合、VSWRの値を上昇させることができる。これに対し、結合領域に導電性部材が付加され、グランド部との容量結合が大きくなった場合、VSWRの値を低下させることができる。これらの場合、結合領域の長さや幅等の形状に変更が生じることになるが、アンテナ素子の形状は何ら変更がない。したがって、調整素子における結合領域の形状の変更によって、アンテナ素子の共振周波数の変動を抑制しつつもVSWRを優先的に変動させることができ、この結果、簡易にVSWRを調整することができる。また、調整素子の結合領域以外の領域はアンテナ素子と共用されているため、調整素子をアンテナ装置における別の場所に設ける場合に比べて、調整素子の結合領域以外の領域をアンテナ素子と共用する分だけ設置面積を低減でき、この結果、アンテナ装置の小型化が図れる。こうして、大型化を抑制しつつもVSWRを簡易に調整し得るアンテナ装置が実現される。 According to such an antenna device, a part of the coupling region in the adjustment element is removed, so that the value of VSWR can be increased when capacitive coupling with the ground portion is reduced. On the other hand, when a conductive member is added to the coupling region and the capacitive coupling with the ground portion increases, the value of VSWR can be lowered. In these cases, the shape such as the length and width of the coupling region is changed, but the shape of the antenna element is not changed at all. Therefore, by changing the shape of the coupling region in the adjustment element, it is possible to preferentially change the VSWR while suppressing the change in the resonance frequency of the antenna element, and as a result, it is possible to easily adjust the VSWR. In addition, since the area other than the coupling area of the adjustment element is shared with the antenna element, the area other than the coupling area of the adjustment element is shared with the antenna element as compared with the case where the adjustment element is provided in another place in the antenna device. The installation area can be reduced by that amount, and as a result, the antenna device can be reduced in size. In this way, an antenna device that can easily adjust the VSWR while suppressing an increase in size is realized.
また、前記アンテナ素子における前記中途位置から前記他端までの領域は、前記中途位置と、前記アンテナ素子の前記一端とを通る線上、又は、前記線を基準として前記調整素子の前記結合領域がある側とは逆側に延在することが好ましい。 Further, the region from the midway position to the other end of the antenna element is on the line passing through the midway position and the one end of the antenna element, or the coupling area of the adjustment element with reference to the line. It is preferable to extend on the opposite side to the side.
このようなアンテナ装置によれば、アンテナ素子のうち、調整素子と共用される領域以外の領域が調整素子から離れるため、調整素子とアンテナ素子との間における容量結合の結合量を大幅に低減することができる。したがって、結合領域を削るあるいは結合領域に導体を付加する等の行為によって結合領域の形状が変更された場合であっても、その変更に伴って、アンテナ素子における共振周波数以外のアンテナ特性の変動が大幅に変動することを抑制することができる。この結果、より一段とVSWRを優先的に変動させることができる。 According to such an antenna device, since the area other than the area shared with the adjustment element is separated from the adjustment element, the amount of capacitive coupling between the adjustment element and the antenna element is greatly reduced. be able to. Therefore, even when the shape of the coupling region is changed by an action such as cutting the coupling region or adding a conductor to the coupling region, the change in antenna characteristics other than the resonance frequency in the antenna element is caused by the change. Large fluctuations can be suppressed. As a result, the VSWR can be changed more preferentially.
また、前記グランド部は、基準電位となるグランド本体、及び、前記グランド本体から延長され前記グランド本体と前記結合領域との間を通る線状の延長部位を有し、前記結合領域は、前記延長部位と容量結合することが好ましい。 The ground portion includes a ground body serving as a reference potential, and a linear extension portion extending from the ground body and passing between the ground body and the coupling region, and the coupling region includes the extension. It is preferable to capacitively bind to the site.
このようなアンテナ装置によれば、グランド本体と、調整素子の結合領域との距離を変更することなく、グランド本体に接続される延長部位と結合領域との間の距離を近づけることができる。したがって、結合領域を削るあるいは結合領域に導体を付加する等の行為によって変更される結合領域の変更の程度が小さくても、より大きくVSWRを変動させることができ、より一段とVSWRの調整が簡易となる。 According to such an antenna device, the distance between the extension portion connected to the ground body and the coupling region can be reduced without changing the distance between the ground body and the coupling region of the adjustment element. Therefore, even if the degree of change of the coupling region, which is changed by an action such as cutting the coupling region or adding a conductor to the coupling region, is small, the VSWR can be changed more greatly, and the adjustment of the VSWR is further simplified. Become.
また、前記結合領域は、前記延長部位に沿って延在することが好ましい。 Moreover, it is preferable that the said connection area | region extends along the said extension site | part.
このようなアンテナ装置によれば、調整素子の結合領域におけるいずれの位置であっても、その結合領域とグランド部の延長部位との間の容量結合の結合量が同等となる。したがって、結合領域の異なる位置ごとに延長部位との間の容量結合の結合量に違いが生じる場合に比べて、簡易にVSWRの調整をすることができる。 According to such an antenna device, the coupling amount of capacitive coupling between the coupling region and the extended portion of the ground portion becomes equal at any position in the coupling region of the adjustment element. Therefore, the VSWR can be easily adjusted as compared with the case where a difference occurs in the amount of capacitive coupling between the extension sites at different positions in the binding region.
また、前記結合領域と、前記アンテナ素子における前記中途位置から前記他端までの領域とは、同一直線状に配置されることが好ましい。 The coupling region and the region from the midway position to the other end of the antenna element are preferably arranged in the same straight line.
このようなアンテナ装置によれば、同一直線状に配置しない場合に比べて低背化を図ることができる。 According to such an antenna device, the height can be reduced as compared with the case where the antenna devices are not arranged in the same straight line.
以上のように、本発明によれば、小型化を図りつつもVSWRを簡易に調整し得るアンテナ装置が提供される。 As described above, according to the present invention, an antenna device that can easily adjust the VSWR while reducing the size is provided.
以下、本発明に係るアンテナ装置の好適な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of an antenna device according to the invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施形態に係るアンテナ装置を真上から見た概略図である。図1に示すようにアンテナ装置1は、グランド部10、アンテナ素子20及び調整素子30を主な構成要素として備えており、給電線である同軸ケーブル40を介して給電される。
FIG. 1 is a schematic view of an antenna device according to an embodiment of the present invention viewed from directly above. As shown in FIG. 1, the
この同軸ケーブル40は、内部導体41と、内部導体41の外周面を被覆する絶縁部材42と、絶縁部材42の外周面を被覆する外部導体43と、外部導体43を被覆するジャケット44とを有する構成とされる。
The
内部導体41は、同軸ケーブル40の芯線であり、例えば、複数の導電性線材の撚り線とされる。絶縁部材42は、絶縁性樹脂により形成され、外部導体43は、例えば、複数の導電性線材を編み込んだ金属編組とされる。ジャケット44は、熱可塑性樹脂等の絶縁被覆層とされる。
The
グランド部10は、基準電位となるグランド本体11と、そのグランド本体11に連結される接地部位12及び延長部位13とからなる。
The
接地部位12は、同軸ケーブル40の外部導体43のマウント対象となる部位である。この実施形態における接地部位12は、グランド本体11における一側端11Aの一端と他端との中間部位からその一側端11Aと直交する方向へ突出する帯状の導体パターンとして配線される。この導体パターンの先端部分には、同軸ケーブル40における外部導体43の先端部分がはんだ付け等により固定される。
The grounding
延長部位13は、同軸ケーブル40の内部導体41の接続対象となる給電点FPと、グランド本体11とを繋ぐ部位であり、所定の幅を有する線状とされる。この実施形態の延長部位13は、逆L字状の導体パターンとして配線される。具体的には、グランド本体11における一側端11Aの一端からその一側端11Aに対して直交する方向に延びる帯状の第1領域13Aと、第1領域13Aの先端から一側端11Aに沿って接地部位12の手前位置まで延びる帯状の第2領域13Bとでなる。第2領域13Bの先端部分には、同軸ケーブル40の内部導体41の一端部分がはんだ付け等により固定される。
The
アンテナ素子20は、所定の幅を有する線状の導電性部材でなり、その一端は給電点FPとされ、他端は開放端とされる。このアンテナ素子20の一端から他端までの長さは、共振すべき周波数の1/4波長に相当する程度の長さとされる。この実施形態のアンテナ素子20は、逆L字状の導体パターンとして配線される。具体的には、給電点FPからグランド本体11における一側端11Aと直交する方向に延びる帯状の第1領域20Aと、第1領域20Aの先端から、第1領域20Aを基準として延長部位13の導体パターンがある側とは逆側の側端11Aに沿って延びる帯状の第2領域20Bとでなる。
The
調整素子30は、アンテナ素子20の一部を共用する領域と、アンテナ素子20の中途位置から分岐する領域とでなる。この実施形態の調整素子30は、L字状の導体パターンとしてプリント配線される。具体的には、アンテナ素子20の第1領域20Aを共用する共用領域30Aと、アンテナ素子20の第1領域20Aと第2領域20Bの連結部分から分岐して延長部位13の導体パターンがある側の側端11Aに沿って延びる帯状の結合領域30Bとでなる。
The
この結合領域30Bとグランド本体11との間には、そのグランド本体11と給電点FPとの間を繋ぐ延長部位13の第2領域13Bが介在しているため、結合領域30Bは、延長部位13と所定の結合量Cで容量結合する。なお、図1において「C」として破線で示している部分は、仮想的なものとして表わしたものであり、電子部品として表わしたものではない。
Since the
なお、この実施形態における結合領域30Bの幅は、アンテナ素子20の幅と同じであるが、異なっていてもよい。また、この実施形態における結合領域30Bの長さは、アンテナ素子20の長さと異なっているが、同じであってもよい。さらに、この実施形態における結合領域30Bの厚みは、アンテナ素子20の厚みと同じであっても異なっていてもよい。
The width of the
このようなアンテナ装置1における調整は、例えば、調整素子30における結合領域30Bの先端部あるいはグランド部10の延長部位13と対向する端部を削ったり、それら端部に導電性部材を付加することにより行われる。
Such adjustment in the
結合領域30Bの端部が削られた場合、結合領域30Bと延長部位13の第2領域13Bとの容量結合量Cが下がるため、VSWRは上昇する。これに対し、結合領域30Bの端部に導電性部材が付加された場合、結合領域30Bと延長部位13の第2領域13Bとの容量結合量Cが上がるため、VSWRは低下する。これらの場合、調整素子30における結合領域30Bの長さや幅等が変更することになるが、アンテナ素子20の長さ自体は1/4波長のままで何ら変更がない。したがって、結合領域30Bの形状が変更されたとしても、アンテナ素子20における共振周波数の大幅な変動が抑制されることになる。
When the end of the
このように調整素子30は、アンテナ素子20の共振周波数の変動を抑制しつつもVSWRを優先的に変動させることができるようになっている。
As described above, the
以上説明したように、本実施形態のアンテナ装置1における調整素子30は、アンテナ素子20における一端から中途位置までの第1領域20Aを共用し、その中途位置から分岐してグランド部10の延長部位13と容量結合している。このため、アンテナ素子20自体の長さを変更することなく、調整素子30の結合領域30Bを削る又は導電性部材を付加する等して結合領域30Bとの間の容量結合量を変更できる。したがって、アンテナ素子20の共振周波数の変動を抑制しつつもVSWRを優先的に変動させることができ、この結果、簡易にVSWRを調整することができる。
As described above, the
また、調整素子30の結合領域30B以外の領域となる共用領域30Aは、アンテナ素子20の第1領域20Aとして共用されているため、アンテナ装置1における別の場所に調整素子30を設ける場合に比べて、共用領域30A分だけ設置面積を低減でき、この結果、アンテナ装置1の小型化を図ることができる。
In addition, the shared
さらに、アンテナ素子20のうち、調整素子30と共用する第1領域20A以外の第2領域20Bは、第1領域20Aを通る線を基準として、調整素子30の結合領域30Bがある側とは逆側に延在している。このため、結合領域30Bがある側にアンテナ素子20の第2領域20Bが延在する場合に比べて、アンテナ素子20の第2領域20Bが結合領域30Bから離れて、第2領域20Bと結合領域30Bとの間における容量結合の結合量が大幅に低減される。したがって、結合領域30Bを削るあるいは結合領域30Bに導体を付加する等の行為によって結合領域30Bの形状が変更された場合であっても、その変更に伴って、アンテナ素子20における共振周波数以外のアンテナ特性の変動が大幅に変動することを抑制することができる。この結果、より一段とVSWRを優先的に変動させることができる。
Further, in the
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、接地部位12に対して、同軸ケーブル40の外部導体43が固定された。しかしながら、同軸ケーブル40における先端以外の表面部位を切り出して外部導体43をジャケット44から露出させ、その露出部分がグランド本体11に固定されていてもよい。このように固定した場合、接地部位12を省略できるためその分だけアンテナ装置1の小型化が可能となる。ただし、同軸ケーブル40の直進性を確保する観点では、上記実施形態のほうが好ましい。
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above embodiment, the
また、上記実施形態では、グランド本体11における一側端11Aの一端から逆L字状の延長部位13が配置されたが、グランド本体11における一側端11Aの一端とアンテナ素子20における給電点FP側の一端とを繋ぐ延長部位であれば、様々な延長部位の形状や配置態様が適用可能である。例えば、図2(A)に示すように、グランド本体11の一側端11Aに直交する状態で、グランド本体11における一側端11Aの一端とアンテナ素子20における給電点FP側の一端とを繋ぐ延長部位53が配置されていてもよい。別例として、図2(B)に示すように、グランド本体11の一側端11Aに対して斜めとなる状態で、グランド本体11における一側端11Aの一端とアンテナ素子20における給電点FP側の一端とを繋ぐ延長部位63が配置されていてもよい。
Further, in the above embodiment, the inverted L-shaped
図2(A)に示す延長部位53が適用された場合、上記実施形態における延長部位13の第2領域13Bに相当する領域を省略できるためその分だけアンテナ装置1の小型化が可能となる。一方、上記実施形態の延長部位13又は図2(B)に示す延長部位63のように、調整素子30の結合領域30Bとグランド本体11との間を通る延長部位が適用された場合、結合領域30Bとグランド本体11との距離を変更しなくても、結合領域30Bとの間の容量結合量が高まる。したがって、結合領域30Bを削るあるいは結合領域30Bに導体を付加する等の行為によって変更される結合領域の変更の程度が小さくても、より大きくVSWRを変動させることができ、より一段とVSWRの調整が簡易となる。
When the
なお、調整素子30とグランド本体11との間を通る延長部位に沿って調整素子30の結合領域30Bが延在していた場合、結合領域30Bにおけるいずれの位置であっても、延長部位13の第2領域13Bとの間の容量結合の結合量Cが同等となる。したがって、調整素子30の結合領域30Bの異なる位置ごとに延長部位13の第2領域13Bとの間の容量結合の結合量に違いが生じる場合に比べて、簡易にVSWRの微調整をすることができる。
When the
また、上記実施形態では、逆L字形状のアンテナ素子20が適用されたが、様々な形状のアンテナ素子が適用可能である。例えば、図3に示すように、一端から他端までグランド本体11における一側端11Aと直行する方向に延びる帯状のアンテナ素子70が適用可能である。ただし、低背化の観点では、上記実施形態のように、アンテナ素子20の給電点FP側の一端と、アンテナ素子20と調整素子30との連結部分を通るラインを基準として、調整素子30がある側とは逆側にアンテナ素子20があるほうが好ましい。
In the above embodiment, the inverted L-shaped
また、上記実施形態では、L字形状の調整素子30が適用されたが、様々な形状の調整素子が適用可能である。例えば、調整素子30における結合領域30Bが、図4に示すように、延長部位13に沿って延在する第1調整部位AR1と、その第1調整部位AR1から、延長部位13側に突出する第2調整部位AR2とからなっていてもよい。このようにした場合、第1調整部位AR1と延長部位13との容量結合に比べて、第2調整部位AR2と延長部位13との容量結合が大きくなる。このため、第1調整部位AR1の開放端を削る場合に比べて、その削り量と同じ量だけ第2調整部位AR2の開放端を削った場合のほうが、VSWRの上げ幅が大きくなる。したがって、第2調整部位AR2を用いて大まかにVSWRを調整し、第1調整部位AR1を用いてVSWRを微調整することができる。
Moreover, in the said embodiment, although the L-shaped
本発明は、携帯電話機、PDA(Personal Digital Assistant)、ゲーム機器等の通信端末に適用可能である。 The present invention is applicable to communication terminals such as mobile phones, PDAs (Personal Digital Assistants), and game machines.
1・・・アンテナ装置
10・・・グランド部
11・・・グランド本体
11A・・・一側面
12・・・接地部位
13,53,63・・・延長部位
13A・・・第1領域
13B・・・第2領域
20,70・・・アンテナ素子
20A・・・第1領域
20B・・・第2領域
30・・・調整素子
30A・・・共用領域
30B・・・結合領域
40・・・同軸ケーブル
41・・・内部導体
42・・・絶縁部材
43・・・外部導体
44・・・ジャケット
AR1・・・第1調整部位
AR2・・・第2調整部位
C・・・結合量
FP・・・給電点
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記アンテナ素子の前記一端に接続されるグランド部と、
前記アンテナ素子における前記一端から中途位置までの領域を共用する共用領域と、前記中途位置から分岐して前記グランド部と容量結合する結合領域とでなる調整素子と
を備えることを特徴とするアンテナ装置。 A linear antenna element having one end as a feeding point and the other end as an open end;
A ground portion connected to the one end of the antenna element;
An antenna device comprising: a shared region that shares a region from the one end to a midway position in the antenna element; and an adjustment element that includes a coupling region that branches from the midway position and is capacitively coupled to the ground portion. .
前記中途位置と、前記アンテナ素子の前記一端とを通る線上、又は、前記線を基準として前記調整素子の前記結合領域がある側とは逆側に延在する
ことを特徴とする請求項1に記載のアンテナ装置。 The region from the midway position to the other end of the antenna element is
2. The line extending through the halfway position and the one end of the antenna element, or on the side opposite to the side where the coupling region of the adjusting element is located with respect to the line. The antenna device described.
前記結合領域は、前記延長部位と容量結合する
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。 The ground part has a ground body serving as a reference potential, and a linear extension portion extending from the ground body and passing between the ground body and the coupling region,
The antenna device according to claim 1, wherein the coupling region is capacitively coupled to the extension part.
ことを特徴とする請求項3に記載のアンテナ装置。 The antenna device according to claim 3, wherein the coupling region extends along the extension part.
ことを特徴とする請求項1〜請求項4いずれかに記載のアンテナ装置。 5. The antenna device according to claim 1, wherein the coupling region and a region from the midway position to the other end of the antenna element are arranged in a straight line.
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