JP2592128Y2 - 平型アンテナ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、携帯電話等のマイクロ
波帯において使用される超小型無線機に内蔵可能な逆Ｆ
アンテナ素子の放射に加えてノッチアンテナの放射を重
合する構成に係り、広角の放射パターン及び高い交差偏
波成分によりダイバーシテイ効果を得ることが可能な平
型アンテナに関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車電話、携帯電話のような搬送周波
数が８００ＭＨｚのマイクロ波帯で使用される移動体通
信に適合するデジタル無線方式による移動通信機は、例
えば重量４００ｇ、容積２７０ｃ．ｃといった小型軽量
化の要求が著しく、又その性能としてフェージング現象
による受信入力の低下、波形歪の生起、符号誤り率の劣
化等、回線品質に関しても同時に解決しなくてはならな
い技術的目標があり、前記フェージングの影響を軽減す
ること及び前記携帯電話等の無線機本体の小形軽量化と
ともに送、受信機に共用する１本のアンテナについて
も、人体の接近による性能変化や自己機の送信電波が受
信電波に妨害を与えることなく、広い周波数範囲で作動
することが重要になる。

【０００３】そして前記フェージングの周期は、移動す
る端末機となる携帯電話の搬送周波数と移動速度に関係
し、フェージング周波数の逆数で与えられるが、携帯電
話機が移動した時、搬送波の波長のほぼ２分の１の距離
毎に受信波の最低点が現れる。即ち、搬送周波数が８０
０ＭＨｚで移動速度が例えば４０Ｋｍとした場合、最高
フェージング周波数は６０Ｈｚで受信波の最低点が現れ
て雑音が発生するので、このフェージング対策として前
記回路品質が劣化する確率の小さい２つの系を用意し、
夫々の出力を選択又は合成する所謂ダイバーシテイ技術
を採用し、アンテナを搬送周波数の波長の半分程度離す
ことによって独立に近いフェージング波を得る方法も知
られている。

【０００４】従って携帯無線電話機は、送、受信の２周
波数に対して広帯域に対する特性を得るために、１本の
アンテナが金属ケース内の分波器を介し送信部を経て送
話器に、受信部を経て受話器に夫々接続される。このア
ンテナに１／４波長のモノポール型を用いると、無線機
の金属ケース外に突出する長さが大きく操作の邪魔にな
るため、前記従来技術のように無線機の金属匡体に平行
な正板状放射素子を配置し、その一端を該金属ケースに
接続固定するとともに、放射素子の先端部と接地部との
間の所定位置に給電点を設けた単一の共振周波数の逆Ｆ
型アンテナを構成する。そして垂直、水平偏波成分の受
信ができることは偏波面が回転するような市街地のよう
に建て込んだ所での無線通信には適する。しかし、板状
放射素子の一辺の中央部を接地した場合よりも、隅部を
接地した方が帯域が僅かに広がることが判っており、接
地導体板に兼用する金属ケースと、該板状放射素子との
間隔ｈを大きく採ることによって或程度の広帯域特性を
得ることはできても、前記した通り実用上非常に大きく
採る必要があって小形化の妨げになる。

【０００５】そこで従来、携帯電話機には図４及び図５
に示すダイバーシテイ用の逆Ｆ型アンテナが用いられて
いる。図４は、方形の接地導体板２に間隔ｈを保って平
行にアンテナとしての放射素子１が対向配設され、該放
射素子１の一つの直角を形成する何れかの一辺に、短絡
板３により該接地導体板２と該放射素子１とを橋絡接続
している。そして前記直角を形成する他辺の給電点４１
に給電線路４となる同軸ケーブルから給電されるよう構
成した逆Ｆ型アンテナである。ここに、携帯電話等に内
蔵せんとする逆Ｆ型アンテナの周波数帯域幅を拡げるた
めには、主として前記放射素子１の前記接地導体板２か
らの高さｈをかなり大きく採らなくてはならなくなり、
携帯電話機全体の小形軽量化の要求に対してアンテナの
小型化が難かしくなるので、前記高さｈを可能な限り抑
え且つ周波数帯域幅を広げるために次の図５に示すよう
な構成が採用されている。

【０００６】図５（Ａ）において、従来の前記放射素子
１と接地導体板２との間に、該放射素子１より小面積の
共振素子５を介挿して、該放射素子１の給電点４１には
アンテナとしての放射素子１と容量結合によって信号電
力が給電され、共振素子５と接地導体板２及び放射素子
と共振素子１との夫々２つの共振によって広帯域の周波
数特性を得ている。しかしながら、図５（Ｂ）に示すよ
うに前記共振素子５を介挿した２層配置構造のために、
放射素子１の接地導体板２からの高さｈの増大が避けら
れず、部品点数及び製造費用が増加し、共振周波数や整
合のための微調整も難かしくなる等の欠点がある。

【０００７】一方、広帯域特性をもたせた小型無線機用
アンテナとして、例えば特開昭６２−３４４９８号公報
においては、金属ケースの一面と平行な板状放射素子の
一端を接続固定し、該放射素子に近接するとともに該金
属ケースの一部を接続した異なる周波数で共振する共振
長の無給電ループを設けることを提案している。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】しかしながらかかる従
来技術は、逆Ｆ型アンテナと無給電ループとを組合わせ
た構成に相当し、送、受信の異なる周波数で共振させる
ために、１／２波長の長さの無給電ループを用いて高い
周波数に共振させ、板状放射素子による逆Ｆ型アンテナ
を低い周波数に共振させて広帯域化を図っているから、
無給電ループを折返し形状に構成せざるを得ず、この無
給電ループを付加しただけ高さが増加し、しかも無線機
の金属ケースと板状放射素子との間の一部間隔を狭くす
る突出部を設けることにより等価静電容量を大きくして
共振周波数を低下させる必要があって、結局小形軽量化
と広帯域周波数特性を満足することが難かしい等の障害
があった。

【０００９】本考案は、かかる従来技術の欠点に鑑み、
携帯電話機に内蔵可能な小形軽量の簡単な構成とするこ
とが可能であり、動作周波数帯域に対して広角の放射パ
ターンによる高いダイバーシテイ効果が得られる平型ア
ンテナを提供せんとするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本考案は、携帯電話等の
無線機器に装備される平型アンテナにおいて、接地導体
板と平行に対向する方形状の放射素子の給電部と対角線
上にある前記放射素子端部付近から、前記給電部に至る
少なくとも一側の２辺の前記放射素子辺縁に沿って平行
に帯状または線状の導体部を延設し、前記給電部付近に
おいて接地されるとともに、前記放射素子辺縁と帯状ま
たは線状の導体部分との間の間隙部分の長さが、使用す
る周波数に対して１／４波長の電気的な長さを持つよう
に構成したものである。この場合、前記給電部に至る前
記導体部は片側配置のみならず、前記対角線を挟む２辺
夫々に対称配設してもよい。

【００１１】

【作用】本考案によれば、前記導体部を含む放射素子全
体が１／４波長の電気的長さをもつ逆Ｆ型アンテナとし
て動作するとともに、前記放射素子の辺縁と前記導体部
との間隙部分の長さも１／４波長の電気的長さのノッチ
アンテナとして動作させることができ、逆Ｆ型アンテナ
とノッチアンテナによる共振周波数を調整することによ
り、広周波数帯域特性を備えしめることが可能になり、
逆Ｆ型アンテナからの放射にノッチアンテナからの放射
が重合されることによって、より広角の放射パターンと
高い交差偏波成分によるダイバーシテイ効果を得ること
ができる。

【００１２】

【実施例】以下に図面を参照して本考案の好適な実施例
について例示的に詳しく説明する。但し、この実施例に
記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対
配置等は、特に特定的な記載がない限り、この考案の範
囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に
過ぎないものである。

【００１３】図１は、本考案の実施に係る平型アンテナ
の斜視図を表し、携帯電話機本体に内蔵するため、金属
ケースの一面例えば側壁面を利用して接地導体板２と
し、これに平行に対向する板状導体の放射素子１を配設
するとともに、該放射素子１の頂角に近接する任意の一
辺の端側に給電部４１を設け、給電線路４である同軸ケ
ーブルから給電される。そして前記放射素子１の給電部
４１と対角線上にある放射素子１の頂角付近から、前記
給電部４１に至る一側２辺の放射素子辺縁に沿って間隔
Ｇを隔てて同一平面内に平行に帯状のノッチ導体６を、
前記給電部４１が近接する頂角付近まで延伸させ、その
端末を折曲してなる短絡板３を介して前記接地導体板２
に接続している。そして前記間隔Ｇを有する間隙部分の
長さが、使用する周波数に対して１／４波長の電気的な
長さを持つように設定している。従って間隔Ｇを隔てて
前記放射素子１の１つの角を挟む片側の２辺の辺縁に沿
って前記給電部４１の近傍まで伸びる間隙を含む１／４
波長の帯状ノッチ導体６とによって逆Ｆ型アンテナを構
成し、そして前記放射素子１の辺縁との間隔Ｇ部分がノ
ッチアンテナとして機能して、この両アンテナの各共振
周波数を調整することによって広帯域の周波数特性を呈
せしめることが可能になる。前記逆Ｆ型アンテナの放射
とノッチ導体６の放射とが重合されることによる一段と
広角な放射パターンが得られるとともに、高い交差偏波
成分による有効なダイバーシテイ効果を発揮するもので
ある。

【００１４】次に図２は、接地導体板２に短絡板３の長
さの平行な対向間隔に配置した放射素子１の給電部４１
の対角Ｒを挟む１辺が、その辺縁に沿ってそのまま伸び
直角に曲折する辺と間隔Ｇを保って端末まで伸延するノ
ッチ導体６を形成し、短絡板３によって接地導体板２に
接続した実施例を示す。ここに前記ノッチ導体６は、帯
状或いは線状何れでもよく、帯状にする場合は放射導体
に連接するように打抜き形成することができ、線状導体
の場合には放射導体の辺縁に所定長を蝋接等により接合
してもよい。

【００１５】次に図３は、放射素子１の１つの頂角に給
電部４１を設け、この対角Ｒを挟む両側の２辺に沿っ
て、該給電部４の近傍まで夫々間隔Ｇを保って該給電部
４１をもつ頂角近傍まで平行に対称的に伸びるノッチ導
体６ａ、６ｂを夫々配設してノッチアンテナ部分７ａ、
７ｂを形成し、夫々の端部を折曲してなる短絡板３ａ、
３ｂによって接地導体板１に接続した実施例を示してい
る。

【００１６】以上、前記実施例においては接地導体板２
と放射素子１との間は、誘電率が１の空気の場合を想定
しているが、放射素子１を電気的に高い絶縁物例えばセ
ラミックスの如き誘電体基板上に敷設構成しても、前記
と同様の効果を発揮することは言うまでもない。

【００１７】

【考案の効果】以上詳説した通り本考案は、線状又は帯
状導体による導体部を含む放射素子全体が逆Ｆ型アンテ
ナとして作動するとともに、前記放射素子の辺縁と前記
導体部との間隙部分を含む動作搬送周波数の１／４波長
相当の長さのノッチアンテナとして動作するので、この
両者の共振周波数を調整するだけで広帯域の周波数特性
を備えしめることができるとともに、逆Ｆ型アンテナの
放射に前記導体部の放射が重合して、広角の放射パター
ン並びに高い交差偏波成分による優れたダイバーシテイ
効果を得ることが可能になる。従って接地導体板と放射
素子との高さを縮めた簡易な構成とすることができるた
め、携帯電話機の小型軽量化に見合った小型の平型アン
テナを内蔵させることを可能にする等の著効を奏しめる
ものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例に係る平型アンテナの斜視図を
表す。

【図２】本考案の他の実施例に係る平型アンテナの斜視
図を表す。

【図３】本考案の他の実施例に係る平型アンテナの斜視
図を表す。

【図４】従来の逆Ｆ型アンテナの構成、作用を説明する
ための斜視図を表す。

【図５】従来の広帯域化逆Ｆ型アンテナの斜視図
（Ａ）、及びＡ―Ａ断面図（Ｂ）を夫々表す。

【符号の説明】

１ 放射素子 ２ 接地導体板 ３、３ａ、３ｂ 短絡板 ４ 給電線路 ４１ 給電部 ５ 共振素子 ６ ノッチ導体 ７、７ａ、７ｂ ノッチアンテナ Ｇ 間隔 Ｒ 対角

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01Q 5/00 H01Q 13/00 - 13/28

Claims (2)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 携帯電話等の無線機器に装備される平型
   アンテナにおいて、接地導体板と平行に対向する方形状
   の放射素子の給電部と対角線上にある前記放射素子端部
   付近から、前記給電部に至る少なくとも一側の２辺の前
   記放射素子辺縁に沿って平行に帯状または線状の導体部
   を延設し、前記給電部付近において接地されるととも
   に、前記放射素子辺縁と帯状または線状の導体部分との
   間の間隙部分の長さが、使用する周波数に対して１／４
   波長の電気的な長さを持つことを特徴とする平型アンテ
   ナ。
2. 【請求項２】 前記給電部に至る前記導体部が前記対角
   線を挟む２辺夫々に対称配設されることを特徴とする請
   求項１に記載の平型アンテナ。