JP2013150141A - Antenna device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はアンテナ装置に係り、特にマルチメディア放送に対応したアンテナ装置に関する。 The present invention relates to an antenna device, and more particularly to an antenna device compatible with multimedia broadcasting.
例えば、地上デジタル放送の受信が可能な携帯端末装置には、地上デジタル放送受信用のアンテナが設けられている。このような携帯端末装置に設けられるアンテナとしては、多段伸縮式のモノポール型アンテナが多用されていた(特許文献1参照)。 For example, a portable terminal device capable of receiving terrestrial digital broadcast is provided with an antenna for receiving terrestrial digital broadcast. As an antenna provided in such a portable terminal device, a multi-stage telescopic monopole antenna has been frequently used (see Patent Document 1).
ところで、携帯端末装置向けの新たなデータ配信サービスとして、マルチメディア放送サービスが注目されている。このマルチメディア放送は、2011年のアナログテレビジョン放送の停波後の空き周波数帯域を利用して実現される放送サービスである。このマルチメディア放送は、ISDB-Tmm(Integrated Services Digital Broadcasting Terrestrial for mobile multimedia)技術に基づき提供される放送サービスである。 By the way, a multimedia broadcast service has attracted attention as a new data distribution service for portable terminal devices. This multimedia broadcast is a broadcast service that is realized by using a vacant frequency band after the 2011 analog television broadcast is stopped. This multimedia broadcasting is a broadcasting service provided based on ISDB-Tmm (Integrated Services Digital Broadcasting Terrestrial for mobile multimedia) technology.
このISDB-Tmmでは、地上デジタル放送よりも波長の短い周波数帯(207.5MHz〜222MHz帯)が割り当てられている。そのため、携帯端末装置は、ISDB-Tmmに準拠したマルチメディア放送を受信するために、従来の地上デジタル放送を受信するアンテナよりも長いアンテナが必要となる。 In this ISDB-Tmm, a frequency band (207.5 MHz to 222 MHz band) having a shorter wavelength than terrestrial digital broadcasting is allocated. For this reason, in order to receive multimedia broadcasting compliant with ISDB-Tmm, the mobile terminal device needs an antenna longer than the antenna that receives conventional terrestrial digital broadcasting.
具体的には、従来の地上デジタル放送で用いられていたアンテナは、約100mmの伸縮タイプであるが、マルチメディア放送では上記の周波数帯に対応させる必要があるため、アンテナの長さは地上デジタル放送で用いられていたアンテナの約3倍の長さが必要になる。 Specifically, the antenna used in conventional terrestrial digital broadcasting is an extension type of about 100 mm, but in multimedia broadcasting, it is necessary to correspond to the above frequency band, so the length of the antenna is terrestrial digital Approximately three times as long as the antenna used in broadcasting is required.
しかしながら、この長さのアンテナを携帯端末装置に配設するのは現実的ではない。このため、アンテナ長を短くして、コイル等で電気回路的に周波数を調整する方法が考えられるが、電気回路部の損失によりアンテナ利得が減少する欠点がある。 However, it is not realistic to arrange an antenna having this length in the mobile terminal device. For this reason, a method of shortening the antenna length and adjusting the frequency in an electric circuit with a coil or the like can be considered, but there is a drawback that the antenna gain is reduced due to a loss of the electric circuit portion.
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、マルチメディア放送を受信する携帯端末装置のアンテナ利得の低減を補完するコンパクトなアンテナ装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a compact antenna device that complements the reduction in antenna gain of a mobile terminal device that receives multimedia broadcasts.
上記の課題は、第1の観点からは、
第1の筐体と、
該第1の筐体と軸部を介して折り畳み可能に接合された第2の筐体と、
前記第1の筐体に装着されると共に、高誘電率材料よりなる第1の基板内に第1のメアンダパターンが設けられた第1のアンテナ素子と、
前記第2の筐体に装着されると共に、高誘電率材料よりなる第2の基板内に第2のメアンダパターンが設けられた第2のアンテナ素子と、
前記軸部に配設されており、一方の接続配線が前記第1のアンテナ素子の内側端部に接続されると共に、他方の接続配線が前記第2のアンテナ素子の内側端部に接続された給電装置とを有することを特徴とするアンテナ装置により解決することができる。
From the first point of view, the above problem is
A first housing;
A second housing that is foldably joined to the first housing via a shaft portion;
A first antenna element mounted on the first housing and provided with a first meander pattern in a first substrate made of a high dielectric constant material;
A second antenna element mounted on the second housing and provided with a second meander pattern in a second substrate made of a high dielectric constant material;
It is disposed on the shaft portion, and one connection wiring is connected to the inner end of the first antenna element, and the other connection wiring is connected to the inner end of the second antenna element. This can be solved by an antenna device including a power feeding device.
開示の発明によれば、第1のアンテナ素子が配設された第1の筐体と第2のアンテナ素子が配設された第2の筐体が折り畳み可能な構成であるため、携帯時においては折り畳むことによりコンパクト化することができ、使用時には広げることによりアンテナ利得の向上を図ることができる。 According to the disclosed invention, the first housing in which the first antenna element is disposed and the second housing in which the second antenna element is disposed are foldable. The antenna can be made compact by folding, and the antenna gain can be improved by expanding it when in use.
次に、本発明の実施の形態について図面と共に説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1乃至図3は、本発明の一実施形態であるアンテナ装置1を説明するための図である。本実施形態に係るアンテナ装置1は、例えばマルチメディア放送に対応した携帯電話等の携帯端末装置の補助アンテナとして機能するものである。
1 to 3 are diagrams for explaining an
図1はアンテナ装置1の分解斜視図であり、図2は開いた状態のアンテナ装置1を示し、図3は折り畳んだ状態のアンテナ装置1を示している。
1 is an exploded perspective view of the
アンテナ装置1は、第1の筐体11、第1のアンテナ素子12、第2の筐体13、第2のアンテナ素子14、ヒンジ装置19、及び給電装置2等を有している。
The
第1の筐体11及び第2の筐体13はいずれも矩形状とされており、樹脂により形成されている。この各筐体11,13は、装着凹部22,33、軸部24,25、係合凸部35,37、及び係合凹部36,38等が一体的に形成されている。
The
第1の筐体11に形成された装着凹部22には、第1のアンテナ素子12が装着される。また、第2の筐体13に形成された装着凹部23には、第2のアンテナ素子14が装着される。
The
軸部24は、第1の筐体11の図中右側の短辺部に形成されている。この軸部24は、外側の端部にヒンジ装着孔24aが形成されると共に、内側の端部に円筒状に突出した突出部24bが形成されている。
The
係合凸部35及び係合凹部36は、第1の筐体11の一方の長辺で軸部24から離間した位置に配設されている。係合凸部35と係合凹部36は隣接して形成されており、係合凹部36に対して係合凸部35は外側に形成されている。
The
第1の筐体11に形成された装着凹部22には、第1のアンテナ素子12が装着される。また、第2の筐体13に形成された装着凹部23には、第2のアンテナ素子14が装着される。各アンテナ素子12,14は、装着凹部22,23に接着剤を用いて固定される。
The
軸部25は、第2の筐体13の図中左側の短辺部に形成されている。この軸部25は、ジャック装着部25aと筒状凹部25bとが一体的に形成された構成とされている。ジャック装着部25aは、後述する給電装置20が装着される。また、筒状凹部25bは、軸部24に形成された突出部24bが回動可能に係合する。
The
係合凸部37及び係合凹部38は、第2の筐体13の一方の長辺で軸部25から離間した位置に配設されている。係合凸部37と係合凹部38は隣接して形成されており、係合凸部37に対して係合凹部38は外側に形成されている。
The
また、係合凸部37の形成位置は係合凹部36の形成位置と対応するよう設定されており、係合凹部38の形成位置は係合凸部35の形成位置と対応するよう設定されている。更に、第1の筐体11と第2の筐体13を折り畳んだ状態において(図3参照)、係合凸部35と係合凹部38とが係合し、係合凹部36と係合凸部37とが係合する構成とされている。
The formation position of the
後述するように、アンテナ装置1は第1の筐体11と第1のアンテナ素子12を開いた状態で使用する(図4参照)が、アンテナ装置1は、第1及び第2の筐体11,12を開くことにより倒れやすくなる。しかしながら本実施形態では、各筐体11,12に係合凸部35,37を設けることにより、各筐体11,12を開いてもアンテナ装置1が倒れにくい構造としている。
As will be described later, the
ヒンジ装置19は凸部を有する第1のカム19aと、これと係合する凹部を有した第2のカム19bを同軸的に対向配置した構成とされている。このヒンジ装置19は第1のカム19aが軸部24のヒンジ装着孔24aに固着されると共に、第2のカム19bがヒンジホルダ26のヒンジ装着部26aに固着される構成とされている。
The
ヒンジホルダ26は、取り付け凸部29が一体的に形成されている。この取り付け凸部29は、第2の筐体13に形成された取り付け凹部30に固定される。
The
よって、軸部24の突出部24bを軸部25の筒状凹部25bに装着し、ヒンジ装置19の第1のカム19aを軸部24のヒンジ装着孔24aに固着し、ヒンジ装置19の第2のカム19bをヒンジホルダ26のヒンジ装着部26aに固着し、更に取り付け凸部29を取り付け凹部30に固定することにより、第1の筐体11と第2の筐体13は折り畳み可能な構成となる。
Therefore, the
また上記のヒンジ装置19は、各カム19a,19bに形成される凸部と凹部とが係合する位置を、第1の筐体11と第2の筐体13が閉じた位置(折り畳み位置という)と、第1の筐体11と第2の筐体13とのなす開度が第1及び第2のアンテナ素子12,14の利得が最も良好となる開き位置(アンテナ使用位置という。図4参照)に設定している。
In the
第1及び第2のアンテナ素子12,14において最も良好な特性をえられるのは、第1のアンテナ素子12と第2のアンテナ素子14が180°開いた状態である。しかしながら、第1及び第2のアンテナ素子12,14を180°開くと、図4に示す使用状態におけるアンテナ装置1の安定性が低下してしまう(倒れやすくなる)。このため、本実施形態では、アンテナ使用位置はアンテナ特性を劣化させず、かつ所定の安定性を維持しうる角度に設定している。なお、アンテナ使用位置は任意に設定することが可能であり、180°開いた状態を含め、上記の各事項を考慮して複数位置を設定することができる。
The best characteristics of the first and
ヒンジ装置19は、折り畳み位置及びアンテナ使用位置においてカム凸部はカム凹部に係合するよう構成されている。このため、ヒンジ装置19には折り畳み位置及びアンテナ使用位置においてトルクが増大する作用が発生する。この発生トルクは吸い込み力とも言われ、この吸い込み力が作用することにより、折り畳み位置及びアンテナ使用位置において、第1の筐体11と第2の筐体13の回転が規制される。
The
これにより、携帯時(折り畳まれた状態の時)においては、第1及び第2の筐体11,13が不用意に開いてしまうことを防止できる。また、図4に示すアンテナ装置1の使用時においては、第1の筐体11(第1のアンテナ素子12)と第2の筐体13(第2のアンテナ素子14)の角度を最も良好な利得をえることができる角度に保持することができる。
Thereby, it is possible to prevent the first and
第1のアンテナ素子12及び第2のアンテナ素子14は、協働してダイポールアンテナを構成する。第1のアンテナ素子12は第1の誘電体基板15と第1のメアンダパターン16により構成されており、また第2のアンテナ素子14は第2の誘電体基板17と第2のメアンダパターン18により構成されている。
The
第1及び第2の誘電体基板15,17は薄板形状を有しており、よって第1及び第2のアンテナ素子12,14は、フラットアンテナを構成する。なお、第1及び第2のアンテナ素子12,14の詳細については、説明の便宜上、後述するものとする。
The first and second
給電装置20は、ジャック32及び接続配線33,34とにより構成されている。ジャック32は、図示しない携帯端末装置のアンテナ端子に接続されたアンテナケーブルが接続される。このアンテナケーブルの端部にはプラグが設けられており、このプラグがジャック32に接続されることにより、アンテナ装置1と携帯端末装置は接続される。
The
ジャック32には、接続配線33,34が接続されている。この接続配線33は、第1のメアンダパターン16の端部16aに接続される。また、接続配線34は、第2のメアンダパターン18の端部18aに接続される。これにより、第1のアンテナ素子12及び第2のアンテナ素子14は、給電装置20及びアンテナケーブルを介して携帯端末装置に接続される。
ところで、ダイポールアンテナを構成する第1及び第2のアンテナ素子12,14の特性劣化を防止するためには、第1のアンテナ素子12と第2のアンテナ素子14を接続する給電装置20のインピーダンスを使用周波数帯域において50オームに整合させる必要がある。このため本実施形態では、給電装置20を各アンテナ素子12,14にタップ給電により接続することによりインピーダンス整合を行っている。
By the way, in order to prevent the characteristic deterioration of the first and
上記構成とされた本実施形態に係るアンテナ装置1は、前記のようにマルチメディア放送に対応した携帯端末装置の補助アンテナとして機能する。マルチメディア放送は、地上波デジタル放送と比較して周波数が低く、このためアンテナ長が長くなってしまうことは前述した通りである。
The
また、ダイポールアンテナの放射は、ダイポール長手方向に流れる電流に寄与される。更に、アンテナ装置1は携帯端末装置と共に携帯されるものであり、小型薄型化を図る必要がある。
The radiation of the dipole antenna contributes to the current flowing in the longitudinal direction of the dipole. Furthermore, the
このように、限られたアンテナ設置スペースの中でダイポールアンテナの長手方向を短くするため、本実施形態に係るアンテナ装置1では第1及び第2のアンテナ素子12,14に形成されるアンテナ線のパターンをメアンダ形状とした。このように、第1及び第2のメアンダパターン16,18を設けることにより、第1及び第2の誘電体基板15,17の形状を小形化しながら、ダイポールアンテナの長手方向を短くすることが可能となる。
Thus, in order to shorten the longitudinal direction of the dipole antenna in a limited antenna installation space, in the
また本実施形態では、第1及び第2のアンテナ素子12,14が、第1及び第2の誘電体基板15,17の内部に第1及び第2のメアンダパターン16,18を金型を用いたインサート形成した構成としている。なお、第1及び第2の誘電体基板15,17をフィルム基板とし、このフィルム基板状の第1及び第2の誘電体基板15,17に第1及び第2のメアンダパターン16,18を設けた構成としてもよい。また、平板状の第1及び第2の誘電体基板15,17上に第1及び第2のメアンダパターン16,18をパターン形成した構成としてもよい。
In the present embodiment, the first and
第1及び第2の誘電体基板15,17は、高誘電樹脂材料により形成されている。この高誘電樹脂材料は、例えば液晶ポリマー樹脂(LCP樹脂)に所定のQ値や比誘電率を有するセラミック粉末を添加することにより高誘電特性を調整したものである。
The first and second
第1及び第2の誘電体基板15,17を高誘電樹脂材料とすることにより、波長短縮効果によりダイポールアンテナを構成する第1及び第2のメアンダパターン16,18のアンテナ長を短くすることができ、よってアンテナ装置1の小型化を図ることができる。
By using the first and second
この第1及び第2の誘電体基板15,17の比誘電率は、例えば4以上30以下が望ましい。第1及び第2の誘電体基板15,17の比誘電率をこの範囲に設定することにより、第1及び第2のメアンダパターン16,18のアンテナ特性を低下することなく、その小形化を図ることができる。即ち,比誘電率が4未満になると第1及び第2の誘電体基板15,17の形状を有効に小さくすることが困難となり、逆に比誘電率が30を超えると共振周波数帯域が狭くなりアンテナ特性が低下してしまう。本実施形態では、第1及び第2の誘電体基板15,17の比誘電率を7に設定している。
The relative dielectric constant of the first and second
上記した本実施形態に係るアンテナ装置1は、第1及び第2のアンテナ素子12,14としてメアンダパターンとされた第1及び第2のメアンダパターン16,18をアンテナラインとして用いており、更にこの第1及び第2のメアンダパターン16,18を所定の比誘電率を有した高誘電樹脂材料内にインサート成形した構成としている。
The
このため本実施形態に係るアンテナ装置1によれば、第1及び第2のメアンダパターン16,18の長さを短くしつつ、マルチメディア放送に対応したアンテナ特性を実現することが可能となった。具体的には本発明者の試作によれば、目標値として対応周波数を207.5MHz〜222MHz(14.5MHz)と、アンテナ利得を−3dBiとし、帯域幅を20MHzとしたとき、各々のアンテナ素子12,14の長辺の長さを約100mm、短辺の長さを約45mmとすることができた。この大きさの各アンテナ素子12,14を第1及び第2の筐体11,13に装着しても、折り畳み状態のアンテナ装置1の全体形状は、携帯するのに問題がない大きさとなる。
Therefore, according to the
また本実施形態に係るアンテナ装置1は、図4に示すように、使用時において第1の筐体11と第2の筐体13を所定角度に開いて使用する。この際、本実施形態ではアンテナ装置1を机40上に自立して載置させることができ、別箇に固定台等を必要としない。よって、これによってもアンテナ装置1の携帯性を高めることができる。
Further, as shown in FIG. 4, the
以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は上記した特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能なものである。 The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above. However, the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and various modifications are possible within the scope of the gist of the present invention described in the claims. It can be modified and changed.
1 アンテナ装置
11 第1の筐体
12 第1のアンテナ素子
13 第2の筐体
14 第2のアンテナ素子
15 第1の誘電体基板
16 第1のメアンダパターン
17 第2の誘電体基板
18 第2のメアンダパターン
19 ヒンジ装置
20 給電装置
24,25 軸部
25a ジャック装着部
26 ヒンジホルダ
32 ジャック
33,34 接続配線
DESCRIPTION OF
Claims (4)
該第1の筐体と軸部を介して折り畳み可能に接合された第2の筐体と、
前記第1の筐体に装着されると共に、高誘電率材料よりなる第1の基板内に第1のメアンダパターンが設けられた第1のアンテナ素子と、
前記第2の筐体に装着されると共に、高誘電率材料よりなる第2の基板内に第2のメアンダパターンが設けられた第2のアンテナ素子と、
前記軸部に配設されており、一方の接続配線が前記第1のアンテナ素子の内側端部に接続されると共に、他方の接続配線が前記第2のアンテナ素子の内側端部に接続された給電装置と
を有することを特徴とするアンテナ装置。 A first housing;
A second housing that is foldably joined to the first housing via a shaft portion;
A first antenna element mounted on the first housing and provided with a first meander pattern in a first substrate made of a high dielectric constant material;
A second antenna element mounted on the second housing and provided with a second meander pattern in a second substrate made of a high dielectric constant material;
It is disposed on the shaft portion, and one connection wiring is connected to the inner end of the first antenna element, and the other connection wiring is connected to the inner end of the second antenna element. An antenna device comprising: a power feeding device.
前記第2の基板内に第2のメアンダパターンがインサート成形により設けられることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載のアンテナ装置。 A first meander pattern is provided in the first substrate by insert molding;
4. The antenna device according to claim 1, wherein a second meander pattern is provided in the second substrate by insert molding. 5.
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