JP4063729B2 - アンテナ及び無線端末 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、種々のサービスをユーザに提供する無線端末及び同端末に搭載するアンテナに関し、特に複数のサービスを異なる周波数の電磁波を媒体とする情報伝送により行なうマルチメディア無線端末及び同端末に搭載するマルチモード対応のアンテナに係わる。
【０００２】
【従来の技術】
近年、種々の情報伝達、情報提供に関するサービスを無線を利用して提供するマルチメディアサービスが盛んになりつつあり、多数の無線端末が開発され実用に供されている。これらサービスは、電話、テレビ、ＬＡＮ（Local Area Network）等年々多様化しており、全てのサービスをユーザが享受するためには、個々のサービスに対応する無線端末を所持することになる。
【０００３】
このようなサービスを享受するユーザの利便性向上に向けて、マルチメディアサービスを、いつでもどこでもメディアの存在を意識させずに、即ちユビキタスにユーザに提供しようとする動きが始まっており、一つの端末で複数の情報伝達サービスを実現する、いわゆるマルチモード端末が実現している。
【０００４】
通常の無線によるユビキタスな情報伝送のサービスは電磁波を媒体とするので、同一のサービスエリアにおいては、一種類のサービスにつき一つの周波数を使用することにより、複数のサービスがユーザに提供される。従って、マルチメディア端末は、複数の周波数の電磁波を送受信する機能を有することとなる。
【０００５】
従来のマルチメディア端末においては、例えば、一つの周波数に対応するシングルモードのアンテナを複数個用意し、それらを一つの無線端末に搭載する方法が採用される。この方法では、それぞれのシングルモードアンテナを独立に動作させるために波長程度の距離を離してこれらを搭載する必要があり、通常のユビキタスな情報伝送に関するサービスに用いられる電磁波の周波数が自由空間における伝播特性の制限により数百ＭＨｚから数ＧＨｚに限定されるため、アンテナを隔てる距離が数十ｃｍから数ｍとなり、従って、端末寸法が大きくなりユーザの持ち運びに関する利便性が満足されない。また、異なる周波数に感度を有するアンテナを十分に距離を隔てて配置するため、端末寸法が増大する問題がある。
【０００６】
上記とは別に、１個で複数の周波数帯域に感度を有するアンテナがあり、例えば、ループアンテナ或いは空中線部材の一端を一つの周波数を取り扱う高周波回路に結合し、他端を異なる周波数を扱う高周波回路に結合する２周波共用アンテナが特許文献１及び特許文献２に開示されている。
【０００７】
特許文献１に記載の２周波共用アンテナでは、放射導体であるループアンテナの一方の端子に第一の共振回路が接続され、他方の端子に第二の共振回路が接続される。そして、一方の端子では送信周波数において共振し、他方の端子では受信周波数において共振するようにし、一方の端子（送信出力端子）に送信回路を接続し、他方の端子（受信入力端子）に受信回路を接続する構成を採っている。
【０００８】
一方、特許文献２に記載の２周波共用アンテナでは、放射導体である空中線部材の一方の端子と送信出力端子との間に接続された送信周波数に共振する第一の共振回路が、受信周波数に対しては高インピーダンスを呈して空中線部材を送信出力端子から切り離し、空中線素材の他方の端子と受信入力端子との間に接続された受信周波数に共振する第二の共振回路が、送信周波数に対しては高インピーダンスを呈して空中線部材を受信入力端子から切り離す構成を採っている。
【０００９】
【特許文献１】
特開昭６１−２６５９０５号公報
【特許文献２】
特開平１−１５８８０５号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
二つの周波数を使用する無線端末において上述の２周波共用アンテナを用いる場合でも、異なる周波数を扱う入出力端子（給電点）の位置が互いに離れるため、それぞれに高周波回路を離れた位置に用意することが必要になる。そのため、両高周波回路の一体集積化が困難であり、無線端末の小型化が阻害される。
【００１１】
この状況は、特に無線端末がより多くの周波数帯に対して感度を有する要請が生じる場合に、より深刻になる。例えば、３モード、４モードといったマルチモード端末に対しては、これら従来技術のアンテナでは、高周波回路が複数必要になり、無線端末の小型化が大きく阻害される。或いは、複数の周波数が扱えるように構成された単一の高周波回路であっても、複数の高周波信号の入出力端子に加えて、それぞれに分波器、合波器が必要になり、更にアンテナへの複数の高周波ケーブルが必要となり、マルチモード無線端末の小型化及び製品コスト削減の大きな障害となる。
【００１２】
また、共振回路は通常は電気回路素子である容量素子と誘導素子で実現されるが、そのような共振回路を用いる従来のアンテナにおいて、共振回路をアンテナの放射導体と独立に動作させるため、放射導体の動作とは無関係な電気回路素子の接地電位を確保することが必要になり、アンテナの構造が複数導体系となる。具体的には、アンテナ構造が多層基板構造となるか、又はアンテナに給電する信号を生成する高周波回路基板と同基板に近接した幾つかの導体とが一体構造となることであり、いずれもアンテナ寸法の小型化及びアンテナの製造コスト削減の障害となる。
【００１３】
以上から、マルチメディア無線端末に用いるアンテナ、とりわけマルチモードアンテナにおいて、異なる周波数の電磁波に対する給電点（入出力端子）を同一にすることができれば、複数の周波数を扱う高周波回路が一個の給電点を共用することができるようになるので、半導体の集積回路技術の適用が可能になり、従って複数周波数に対応する高周波回路部の小型化が実現され、小型・低価格のマルチメディア無線端末を実現することができる。
【００１４】
なお、マルチモードアンテナは、複数の周波数の電磁波に対して感度を有するアンテナであり、単一の構造で複数の周波数の電磁波に対して自由空間の特性インピーダンスと無線端末の高周波回路の特性インピーダンスとの間で整合特性を実現するアンテナとして定義される。
【００１５】
本発明の目的は、複数の周波数で１個の給電点を共用することができるアンテナ、とりわけ小型の単層板状マルチモードアンテナ及び同アンテナを用いた小型かつ安価なマルチメディア無線端末を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のアンテナは、単層板状導体にスリットを形成し、該単層板状導体の内部に周囲を導体で囲まれた島状孔部を形成し、該島状孔部内に周囲の導体の異なる二点を結ぶ線状導体を形成し、該単層板状導体の一部を給電点としたことを特徴とする。特にそのアンテナがマルチモードアンテナである場合、本発明はより大きな効果を奏する。本発明は、以下に述べる、本発明者によって見出された新たな知見に基づき成されたものである。
【００１７】
アンテナを単層板状導体で構成する場合、単層板状導体のある寸法、例えば長さ或いは幅が特定の周波数に対応する半波長の大方奇数倍であれば、該板状導体に対する変形は不要である。しかし、一般に無線端末特に携帯無線端末に適用するアンテナには該無線端末がサービスを受ける無線システムの使用波長に対する大幅な寸法の小型化が要求されるので、上記のような寸法のアンテナは大き過ぎるため用いることができない。
【００１８】
寸法の小型化は、特定の周波数における共振現象を利用することによって実現される。そのためには、板状導体にスリット、スロット等の導体切除による何らかのパタン形成による変形が必要となる。
【００１９】
ところで、変形されていても変形されていなくても板状導体がその一部を給電点としたときに共振現象を呈している場合は、該板状導体状に誘起される電流密度が該給電点からみて、進行位相を持つ部分と遅延位相を持つ部分があることを意味する。
【００２０】
この進行位相を持つ電流密度が存在する部分は給電点から見て誘導性であり、遅延位相を持つ電流密度が存在する部分は給電点から見て容量性である。従って、進行位相を持つ部分に容量性の集中定数或いは分布定数の電気回路素子を、また遅延位相を持つ部分に誘導性の集中定数或いは分布定数の電気回路素子を装荷することにより、給電点から見て新たな共振現象を実現することができる。
【００２１】
このようにして、単層の板状導体に必要に応じて変形を加えて板状導体の一点を給電点としたとき、給電点から見て誘導性又は容量性となる部分に集中定数或いは分布定数の電気回路素子を形成することにより単層の板状導体に新たな共振現象を生成することが可能となる。
【００２２】
この状況は、単層の板状導体をｎ個のセグメントに分割した状態を想定して理解することも可能である。ｎ個の分割された導体セグメントの上には誘起電流が生じる。今、給電点を第１のセグメント上にとれば、ｎ個の誘起電流Ｉ１，Ｉ２…Ｉｎによって式（１）の行列方程式が構成される。
【００２３】
【数１】
行列方程式の行列は、インピーダンス行列であり、その要素ａ１１，ａ１２…ａｎｎはインピーダンスの単位を持つ。式（１）は、逆行列表現で式（２）の形でも書くことができる。
【００２４】
【数２】
式（２）の行列方程式の行列は、その要素ｂ１１，ｂ１２…ｂｎｎがアドミッタンスの単位を持つアドミッタンス行列である。
【００２５】
給電点の入力アドミッタンスは、式（３）に示すように、
【００２６】
【数３】
Ｉ１／Ｖに等しいから、アンテナが周波数ｆで共振していれば、ｂ１１もｆで共振特性を示す。ここで、第ｉ（１≦ｉ≦ｎ）セグメントの位置にインダクタンスが装荷されれば、第ｉセグメントの位置に生じる電圧は、インダクタンス値Ｌと角周波数ω＝２πｆを用いてｊωＬＩｉで表されるから、この場合の行列方程式は式（４）となる。
【００２７】
【数４】
式（４）の場合の入力アドミッタンスは、式（５）となるから、
【００２８】
【数５】
周波数ｆにおけるｂ１１の共振とは別に、インダクタンスＬとアドミッタンス行列要素ｂｉｉによる共振が可能となる。ｂｉｉはアドミッタンスの単位を持つから、インダクタンスＬのアドミッタンスがｊωＬの逆数であることを考えれば、容量とインダクタの直列共振をｂｉｉの符号によって実現できることとなる。
【００２９】
このために必要な条件は、ｂｉｉの虚部の符号が負であることで、従ってｉ番目のセグメントのリアクタンス成分が容量性であることになる。アンテナが共振現象を呈する場合は、アンテナを実現している構造のある部分は容量性であり、ある部分は誘導性であることに等価であるから、その中から容量性を呈する部分即ち容量性を呈するセグメントを第ｉセグメントに選べば良いことになる。
【００３０】
単層板状構造でマルチモードアンテナを実現するためには、必要であれば適当な変形を加えて板状導体上に複数の誘導性、容量性の部分を形成し、各部分に対応する電気回路素子を装荷すれば良い。
【００３１】
また、単層板状導体に変形を加えこの変形により該板状導体の一部分を給電点としたときの第一の周波数における共振を該変形のみにより実現し、他の周波数における共振を該第一の周波数の共振と相関の低い板状導体上の誘導性或いは容量性の部分に電気回路素子を装荷することによって実現することもできる。
【００３２】
この場合、該板状導体上の誘導性或いは容量性の部分は、その定量的な誘導値或いは容量値によって、該第一の周波数の共振に寄与しているか否なかの判断をすれば良い。
【００３３】
上記記述の電気的回路素子の板状導体中への具体的実現方法は、該板状導体の一部分を周りが導体で囲まれるようにアンテナの動作すべき波長に比べて十分小さい寸法（例えば１／１００未満）で削除し、該削除した部分に、誘導性回路素子であれば十分細い、換言すれば高周波回路の公称インピーダンス（通常５０オーム）に比べて十分に高いインピーダンス（例えば公称インピーダンス５０オームに対して数１００オーム以上）を実現する細いパタン幅の直線或いは屈曲線を形成すれば良く、また容量性回路素子であれば、必要な幅及び長さのギャップを有する直線或いは屈曲線を形成すれば良い。
【００３４】
このように、本発明のアンテナは、単層板状導体を用いると共に同導体の部分削除によって回路素子を形成するので、アンテナの小型化が可能であり、製造コストの大幅な削減が可能となる。また、複数の周波数で１個の給電点を共用するので、アンテナに接続する高周波回路部の集積化が容易となり、特にマルチモード無線端末に適用した場合、端末の小型化、製造コスト低減が可能となる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るアンテナ及びそれを用いた無線端末を図面に示した幾つかの発明の実施の形態を参照して更に詳細に説明する。ここで、以下の実施形態においては、アンテナを単層板状マルチモードアンテナとした例を用いて説明するが、本発明のアンテナがそれにのみ限定されないことは言うまでもない。
【００３６】
本発明の第１の実施形態を図１を用いて説明する。図１は、本発明からなる単層板状マルチモードアンテナの構成を示す図であり、板状導体１の一部にスリット２が形成され、該スリット２の内部に給電点３がスリットの一部を励振電位とし、他の一部を接地電位とするように形成される。板状導体１の内部にはスリット２と隔離され、周りを導体で囲まれた第１の島状孔部４及び第２の島状孔部６が形成され、夫々の島状孔部内部に該島状孔部を取り囲む導体の異なる２点を結ぶ第１の線状導体６及び第２の線状導体７が形成される。
【００３７】
本実施形態では、スリット２によって板状導体１は、周波数ｆにおいて共振現象を引き起こし、該周波数ｆの近傍で容量性を示す部分に、線状導体５及び線状導体７を内包する島状孔部４及び島状孔部６が夫々形成される。
【００３８】
従って、線状導体５及び線状導体７は、給電点３に結合する高周波回路の出力インピーダンス（通常５０オーム）に比べて十分に高い特性インピーダンスを呈する程度に細い幅を有していれば、夫々インダクタンスとして動作するので、該インダクタンスとそのインダクタンスが置かれている場所の容量性質によって、新たな共振が該周波数ｆの近傍に出現する。それにより、周波数ｆの周辺で複数の周波数に対して共振するマルチモードアンテナを実現する効果がある。線状導体５及び線状導体７の線幅は、例えばスリット２の幅の１／４以下に設定される。
【００３９】
なお、本実施形態からなるアンテナの共振数は、スリット２によって実現する共振のほかに最大２個可能であるが、該共振周波数におけるアンテナの整合帯域を拡大するために、一つの周波数にだけ共振させることも可能である。
【００４０】
また、本実施形態では島状孔部４及び島状孔部６の形状は方形であるが、円形であっても良く、更に、周囲が閉じた任意の多角形、閉曲線であっても良い。本実施形態では線状導体５及び線状導体７はメアンダ形即ち折り返し形であるが、直線形状でも、曲線蛇行形状でも同等の効果を得ることができる。
【００４１】
以上のように、本実施形態のアンテナでは、単層板状導体が用いられると共に同導体の部分削除によって回路素子が形成されるので、アンテナの小型化が可能であり、製造コストの大幅な削減が可能となる。また、複数の周波数で１個の給電点を共用するので、アンテナに接続する高周波回路部の集積化が容易となり、マルチモード無線端末の小型化、製造コスト低減が可能となる。
【００４２】
本発明の第２の実施形態を図２を用いて説明する。図２は本発明からなる単層板状マルチモードアンテナの構成を示す図であり、図１に示した実施形態と異なる点は、板状導体１の内部にスリット２と隔離され、周りを導体で囲まれた第３の島状孔部８及び第４の島状孔部１０が形成され、夫々の島状孔部内部に該島状孔部を取り囲む導体の異なる２点を結ぶ第３の線状導体９及び第４の線状導体１１が更に形成されていることである。
【００４３】
本実施形態によれば、アンテナの共振数はスリット２によって実現する共振のほかに最大４個可能となり、図１の実施形態に比べてマルチモードアンテナとしてのモード数増加或いは、アンテナの共振周波数近辺の整合帯域拡大の効果がある。
【００４４】
本発明の第３の実施形態を図３を用いて説明する。図３は本発明からなる単層板状マルチモードアンテナの構成を示す図であり、図１に示した実施形態と異なる点は、線状導体５及び線状導体７の伸直方向がスリット２の長手方向と略同方向にある点である。
【００４５】
ここで、本明細書では、島状孔部を取り囲む導体の異なる２点を結ぶ線状導体において、この異なる２点の一方から他方に向かう方向、即ち線状導体の始点から終点に向かう方向を伸直方向と云うこととする。従って、実施形態１では、線状導体５及び線状導体７の伸直方向がスリット２の長手方向と略直角の方向にあると云うことができる。
【００４６】
本実施形態によれば、線状導体５及び線状導体７上を集中して流れる電流の方向が、スリット２によって形成される放射に寄与する電流の方向と一致しないので、図１に示した実施形態と比べて、線状導体５及び線状導体７を板状導体に装荷したことによって生じるアンテナの主偏波の指向性擾乱を押さえる効果を有する。
【００４７】
本発明の第４の実施形態を図４を用いて説明する。図４は本発明からなる単層板状マルチモードアンテナの構成を示す図であり、図２に示した実施形態と異なる点は、実施形態２では線状導体５、線状導体７、線状導体９及び線状導体１１の伸直方向がスリット２の長手方向と略直角の方向にあるのに対して、線状導体５、線状導体７、線状導体９及び線状導体１１の伸直方向がスリット２の長手方向と略同方向にある点である。
【００４８】
本実施形態によれば、線状導体５、線状導体７、線状導体９、及び線状導体１１上を集中して流れる電流の方向が、スリット２によって形成される放射に寄与する電流の方向と一致しないので、図２の実施形態と比べて、線状導体５及び線状導体７を板状導体に装荷したことによって生じるアンテナの主偏波の指向性擾乱を押さえる効果を有する。
【００４９】
本発明の第５の実施形態を図５を用いて説明する。図５は本発明からなる単層板状マルチモードアンテナの構成を示す図であり、図１に示した実施形態と異なる点は、線状導体５及び線状導体７の伸直方向が直交する点である。
【００５０】
本実施形態によれば、線状導体５及び線状導体７上を集中して流れる電流の方向が相互に直交するので、線状導体５及び線状導体７によって形成される磁界の方向も直交し互いの干渉が減る。従って、容量性を示す島状孔部４及び島状孔部６の位置が近い場合にもインダクタの動作を独立にすることができ、インダクタの磁界干渉による共振現象の縮退、即ちマルチモードのモード消失を抑制する効果がある。
【００５１】
本発明の第６の実施形態を図６を用いて説明する。図６は本発明からなる単層板状マルチモードアンテナの構成を示す図であり、図２の実施形態と異なる点は、線状導体５及び線状導体７の伸直方向と線状導体９及び線状導体１１の伸直方向が直交する点である。
【００５２】
本実施形態によれば、線状導体５及び線状導体７上と線状導体９及び線状導体１１上を集中して流れる電流の方向が相互に直交するので、図１の実施形態に対する図５の実施形態の効果と同様の効果を、図２の実施形態に対して与えることができる。
【００５３】
本発明の第７の実施形態を図７を用いて説明する。図７は本発明からなる単層板状マルチモードアンテナの構成を示す図であり、図２の実施形態と異なる点は、線状導体５及び線状導体９の伸直方向と線状導体７及び線状導体１１の伸直方向が直交する点である。
【００５４】
本実施形態によれば、線状導体５及び線状導体９上と線状導体７及び線状導体１１上を集中して流れる電流の方向が相互に直交するので、図２の実施形態に対する図６の実施形態の効果と同様の効果を、図２の実施形態に対して与えることができる。
【００５５】
本発明の第８の実施形態を図８を用いて説明する。図８は本発明からなる単層板状マルチモードアンテナの構成を示す図であり、図１の実施形態と異なる点は、スリット２の内部に第１の引出導体部１２と第２の引出導体部１３が互いに接触することなく形成され、同軸線路１４の一端の内導体が該第１の引出導体部に、また外導体が該第２の引出導体部に夫々半田１５によって電気的に接続され、該同軸線路１４の他端の内導体及び外導体が外部給電点１６の励振電位及び接地電位と結合している点である。
【００５６】
本実施形態によれば、本発明からなるマルチモードアンテナを空間的に離れた高周波回路部と結合できるので、本発明からなるマルチモードアンテナを複数の無線システムサービスを享受可能なマルチモード無線端末への実装を容易にする効果がある。
【００５７】
本発明の第９の実施形態を図９を用いて説明する。図９は本発明からなる単層板状マルチモードアンテナの構成を示す図であり、図１の実施形態と異なる点は、直線形状のスリット２の代わりに、形状が板状導体１の内部に折れ曲がっている折り曲げスロット１７が形成されている点である。
【００５８】
本実施形態によれば、図１の実施形態と比較してスリットの長さを大きく取れるので、同一の板状導体の寸法でより低い周波数の共振を実現することができる。換言すれば、同一の周波数に対してより小さな板状導体の寸法で該周波数に対する共振を実現することができるので、本発明からなるマルチモードアンテナの小型化に効果がある。
【００５９】
本発明の第１０の実施形態を図１０を用いて説明する。図１０は本発明からなる単層板状マルチモードアンテナの構成を示す図であり、図２の実施形態と異なる点は、スリット２の内部に該スリットを形成する導体の一部が伸張した伸張導体部１８が形成され、該伸張導体部１８の一部が給電点３の励振電位と結合している点である。
【００６０】
本実施形態によれば、給電点３から見て二つの異なるスリットが形成されているので、或いはスリットの中に更に別のスリットが形成されている構造となるので、これら複数のスリット構造により、スリット自体が異なる二つの共振現象を引き起こす。それにより、図２の実施形態と比較してより多くの共振現象を実現することができ、本発明のマルチモードアンテナのモード数を増大させる効果がある。
【００６１】
本発明の第１１の実施形態を図１１を用いて説明する。図１１は、第１〜第１０の実施形態のいずれかの本発明からなる単層板状マルチモードアンテナを搭載した無線端末の一実施形態を示す図である。
【００６２】
図１１に示すように、折り曲げ型の表面筐体２１にスピーカ２２、表示部２３、キーパット２４、マイクロホン２５が搭載されている。表面筐体２１を第１の裏面筐体３３及び第２の裏面筐体３４で覆った内部に、フレキシブルケーブル２８で接続された第１の回路基板２６及び第２の回路基板２７と、本発明からなる単層板状マルチモードアンテナ３５と、電池３２が収納されている。
【００６３】
回路基板２７の上には、高周波回路部２９が搭載され、高周波回路部２９の接地電位に結合する接地導体パタン３０と、高周波回路部２９の信号入出力点に結合する信号導体パタン３１とが形成されている。そして、マルチモードアンテナ３５が高周波回路部２９に同軸ケーブル３６を介して接続されている。即ち、接地導体パタン３０とマルチモードアンテナ３５の給電点の接地電位とが同軸ケーブル３６の外導体を介して接続され、信号導体パタン３１とマルチモードアンテナ３５の給電点の励振電位とが同軸ケーブル３６の内導体を介して接続されている。
【００６４】
図１１に示した構造で特徴的なことは、本発明からなる単層板状マルチモードアンテナ３５が回路基板２７を挟んで表示部２３或いはスピーカ２２の反対側に位置することである。
【００６５】
本実施形態によれば、複数の無線システムのサービスを享受する無線端末をアンテナ内蔵の形態で実現することができるので、無線端末の小型化、使用者に与える収納・持ち運び時の利便性の向上に大きな効果がある。
【００６６】
本発明の第１２の実施形態を図１２を用いて説明する。図１２は第１〜第１０の実施形態のいずれかの本発明からなる単層板状マルチモードアンテナを搭載した無線端末の他の一実施形態を示す図である。
【００６７】
図１１の実施形態と異なる点は、本発明からなる単層板状マルチモードアンテナ３５が第２の裏面筐体３４の内部に埋め込まれている点である。本実施形態によれば、筐体組立後に、マルチモードアンテナ３５と回路基板２７の相対位置関係が固定されるので、無線端末の使用時における振動、衝撃に対するアンテナ動作の安定性向上に大きな効果を有する。なお、単層板状マルチモードアンテナ３５は、第２の裏面筐体３４の内部面に貼り付けられても構わない。
【００６８】
本発明の第１３の実施形態を図１３を用いて説明する。図１３は第１〜第１０の実施形態のいずれかの本発明からなる単層板状マルチモードアンテナを搭載した無線端末の他の一実施形態を示す図である。
【００６９】
図１３に示すように、表面筐体４１にスピーカ２２、表示部２３、キーパット２４、マイクロホン２５が搭載されている。表面筐体４１を裏面筐体３４で覆った内部に、回路基板４２と、本発明からなる単層板状マルチモードアンテナ３５と、電池３２が収納されている。
【００７０】
回路基板４２の上には、高周波回路部２９が搭載され、高周波回路部２９の接地電位に結合する接地導体パタン３０と、高周波回路部２９の信号入出力点に結合する信号導体パタン３１とが形成されている。そして、マルチモードアンテナ３５が高周波回路部２９に同軸ケーブル３６を介して接続されている。即ち、接地導体パタン３０とマルチモードアンテナ３５の給電点の接地電位とが同軸ケーブル３６の外導体を介して接続され、信号導体パタン３１とマルチモードアンテナ３５の給電点の励振電位とが同軸ケーブル３６の内導体を介して接続されている。
【００７１】
この構造で特徴的なことは、本発明からなる単層板状マルチモードアンテナ３５が回路基板４２を挟んで表示部２３、マイクロホン２５、スピーカ２２或いはキーパッド２４のいずれかの反対側に位置することである。
【００７２】
本実施形態によれば、複数の無線システムのサービスを享受する無線端末を内蔵アンテナの形態で実現することができるので、無線端末の小型化、使用者に与える収納・持ち運び時の利便性の向上に大きな効果がある。また、図１１の実施形態と比較すれば、回路基板及び筐体を一体に製造できるので、端末体積の小型化、組立工数の削減による製造コストの低減に効果がある。
【００７３】
本発明の第１４の実施形態を図１４を用いて説明する。図１４は第１〜第１０の実施形態のいずれかの本発明からなる単層板状マルチモードアンテナを搭載した無線端末の他の一実施形態を示す図である。
【００７４】
図１３の実施形態と異なる点は、本発明からなる単層板状マルチモードアンテナ３５が裏面筐体３４の内部に埋め込まれている点である。本実施形態によれば、筐体組立後に、マルチモードアンテナ３５と回路基板４２の相対位置関係が固定されるので、無線端末の使用時における振動、衝撃に対するアンテナ動作の安定性向上に大きな効果を有する。なお、単層板状マルチモードアンテナ３５は、裏面筐体３４の内部面に貼り付けられても構わない。
【００７５】
【発明の効果】
本発明によれば、複数の周波数において、単層板状構造で、高周波回路部と自由空間の良好なインピーダンス整合が実現されるので、異なる周波数の搬送波を用いて複数の情報伝送サービスをユーザに提供するマルチメディア無線端末に好適な小型、低コストのアンテナを実現する効果がある。また、複数の周波数で１個の給電点を共用するのでアンテナに接続する高周波回路部の集積化が容易となり、マルチモード無線端末の小型化、製造コスト低減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るアンテナの第１の発明の実施の形態を説明するための構造図。
【図２】本発明の第２の実施の形態を説明するための構造図。
【図３】本発明の第３の実施の形態を説明するための構造図。
【図４】本発明の第４の実施の形態を説明するための構造図。
【図５】本発明の第５の実施の形態を説明するための構造図。
【図６】本発明の第６の実施の形態を説明するための構造図。
【図７】本発明の第７の実施の形態を説明するための構造図。
【図８】本発明の第８の実施の形態を説明するための構造図。
【図９】本発明の第９の実施の形態を説明するための構造図。
【図１０】本発明の第１０の実施の形態を説明するための構造図。
【図１１】本発明のアンテナを搭載した無線端末による第１１の実施の形態を説明するための展開図。
【図１２】本発明のアンテナを搭載した無線端末による第１２の実施の形態を説明するための展開図。
【図１３】本発明のアンテナを搭載した無線端末による第１３の実施の形態を説明するための展開図。
【図１４】本発明のアンテナを搭載した無線端末による第１４の実施の形態を説明するための展開図。
【符号の説明】
１…板状導体、２…スリット、３…給電点、４…第１の島状孔部、５…第１の線状導体、６…第２の島状孔部、７…第２の線状導体、８…第３の島状孔部、９…第３の線状導体、１０…第４の島状孔部、１１…第４の線状導体、１２…第１の引出導体部、１３…第２の引出導体部、１４…同軸線路、１５…半田、１６…外部給電点、１７…折り曲げスリット、１８…伸長導体部、２１…折り曲げ型表面筐体、２２…スピーカ、２３…表示板、２４…キーパッド、２５…マイク、２６…第１の回路基板、２７…第２の回路基板、２８…フレキシブルケーブル、２９…高周波回路部、３０…接地導体パタン、３１…信号導体パタン、３２…電池、３３…第１の裏面筐体、３４…第２の裏面筐体、４１…表面筐体、４２…回路基板、４３…裏面筐体。
【発明の属する技術分野】
本発明は、種々のサービスをユーザに提供する無線端末及び同端末に搭載するアンテナに関し、特に複数のサービスを異なる周波数の電磁波を媒体とする情報伝送により行なうマルチメディア無線端末及び同端末に搭載するマルチモード対応のアンテナに係わる。
【０００２】
【従来の技術】
近年、種々の情報伝達、情報提供に関するサービスを無線を利用して提供するマルチメディアサービスが盛んになりつつあり、多数の無線端末が開発され実用に供されている。これらサービスは、電話、テレビ、ＬＡＮ（Local Area Network）等年々多様化しており、全てのサービスをユーザが享受するためには、個々のサービスに対応する無線端末を所持することになる。
【０００３】
このようなサービスを享受するユーザの利便性向上に向けて、マルチメディアサービスを、いつでもどこでもメディアの存在を意識させずに、即ちユビキタスにユーザに提供しようとする動きが始まっており、一つの端末で複数の情報伝達サービスを実現する、いわゆるマルチモード端末が実現している。
【０００４】
通常の無線によるユビキタスな情報伝送のサービスは電磁波を媒体とするので、同一のサービスエリアにおいては、一種類のサービスにつき一つの周波数を使用することにより、複数のサービスがユーザに提供される。従って、マルチメディア端末は、複数の周波数の電磁波を送受信する機能を有することとなる。
【０００５】
従来のマルチメディア端末においては、例えば、一つの周波数に対応するシングルモードのアンテナを複数個用意し、それらを一つの無線端末に搭載する方法が採用される。この方法では、それぞれのシングルモードアンテナを独立に動作させるために波長程度の距離を離してこれらを搭載する必要があり、通常のユビキタスな情報伝送に関するサービスに用いられる電磁波の周波数が自由空間における伝播特性の制限により数百ＭＨｚから数ＧＨｚに限定されるため、アンテナを隔てる距離が数十ｃｍから数ｍとなり、従って、端末寸法が大きくなりユーザの持ち運びに関する利便性が満足されない。また、異なる周波数に感度を有するアンテナを十分に距離を隔てて配置するため、端末寸法が増大する問題がある。
【０００６】
上記とは別に、１個で複数の周波数帯域に感度を有するアンテナがあり、例えば、ループアンテナ或いは空中線部材の一端を一つの周波数を取り扱う高周波回路に結合し、他端を異なる周波数を扱う高周波回路に結合する２周波共用アンテナが特許文献１及び特許文献２に開示されている。
【０００７】
特許文献１に記載の２周波共用アンテナでは、放射導体であるループアンテナの一方の端子に第一の共振回路が接続され、他方の端子に第二の共振回路が接続される。そして、一方の端子では送信周波数において共振し、他方の端子では受信周波数において共振するようにし、一方の端子（送信出力端子）に送信回路を接続し、他方の端子（受信入力端子）に受信回路を接続する構成を採っている。
【０００８】
一方、特許文献２に記載の２周波共用アンテナでは、放射導体である空中線部材の一方の端子と送信出力端子との間に接続された送信周波数に共振する第一の共振回路が、受信周波数に対しては高インピーダンスを呈して空中線部材を送信出力端子から切り離し、空中線素材の他方の端子と受信入力端子との間に接続された受信周波数に共振する第二の共振回路が、送信周波数に対しては高インピーダンスを呈して空中線部材を受信入力端子から切り離す構成を採っている。
【０００９】
【特許文献１】
特開昭６１−２６５９０５号公報
【特許文献２】
特開平１−１５８８０５号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
二つの周波数を使用する無線端末において上述の２周波共用アンテナを用いる場合でも、異なる周波数を扱う入出力端子（給電点）の位置が互いに離れるため、それぞれに高周波回路を離れた位置に用意することが必要になる。そのため、両高周波回路の一体集積化が困難であり、無線端末の小型化が阻害される。
【００１１】
この状況は、特に無線端末がより多くの周波数帯に対して感度を有する要請が生じる場合に、より深刻になる。例えば、３モード、４モードといったマルチモード端末に対しては、これら従来技術のアンテナでは、高周波回路が複数必要になり、無線端末の小型化が大きく阻害される。或いは、複数の周波数が扱えるように構成された単一の高周波回路であっても、複数の高周波信号の入出力端子に加えて、それぞれに分波器、合波器が必要になり、更にアンテナへの複数の高周波ケーブルが必要となり、マルチモード無線端末の小型化及び製品コスト削減の大きな障害となる。
【００１２】
また、共振回路は通常は電気回路素子である容量素子と誘導素子で実現されるが、そのような共振回路を用いる従来のアンテナにおいて、共振回路をアンテナの放射導体と独立に動作させるため、放射導体の動作とは無関係な電気回路素子の接地電位を確保することが必要になり、アンテナの構造が複数導体系となる。具体的には、アンテナ構造が多層基板構造となるか、又はアンテナに給電する信号を生成する高周波回路基板と同基板に近接した幾つかの導体とが一体構造となることであり、いずれもアンテナ寸法の小型化及びアンテナの製造コスト削減の障害となる。
【００１３】
以上から、マルチメディア無線端末に用いるアンテナ、とりわけマルチモードアンテナにおいて、異なる周波数の電磁波に対する給電点（入出力端子）を同一にすることができれば、複数の周波数を扱う高周波回路が一個の給電点を共用することができるようになるので、半導体の集積回路技術の適用が可能になり、従って複数周波数に対応する高周波回路部の小型化が実現され、小型・低価格のマルチメディア無線端末を実現することができる。
【００１４】
なお、マルチモードアンテナは、複数の周波数の電磁波に対して感度を有するアンテナであり、単一の構造で複数の周波数の電磁波に対して自由空間の特性インピーダンスと無線端末の高周波回路の特性インピーダンスとの間で整合特性を実現するアンテナとして定義される。
【００１５】
本発明の目的は、複数の周波数で１個の給電点を共用することができるアンテナ、とりわけ小型の単層板状マルチモードアンテナ及び同アンテナを用いた小型かつ安価なマルチメディア無線端末を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のアンテナは、単層板状導体にスリットを形成し、該単層板状導体の内部に周囲を導体で囲まれた島状孔部を形成し、該島状孔部内に周囲の導体の異なる二点を結ぶ線状導体を形成し、該単層板状導体の一部を給電点としたことを特徴とする。特にそのアンテナがマルチモードアンテナである場合、本発明はより大きな効果を奏する。本発明は、以下に述べる、本発明者によって見出された新たな知見に基づき成されたものである。
【００１７】
アンテナを単層板状導体で構成する場合、単層板状導体のある寸法、例えば長さ或いは幅が特定の周波数に対応する半波長の大方奇数倍であれば、該板状導体に対する変形は不要である。しかし、一般に無線端末特に携帯無線端末に適用するアンテナには該無線端末がサービスを受ける無線システムの使用波長に対する大幅な寸法の小型化が要求されるので、上記のような寸法のアンテナは大き過ぎるため用いることができない。
【００１８】
寸法の小型化は、特定の周波数における共振現象を利用することによって実現される。そのためには、板状導体にスリット、スロット等の導体切除による何らかのパタン形成による変形が必要となる。
【００１９】
ところで、変形されていても変形されていなくても板状導体がその一部を給電点としたときに共振現象を呈している場合は、該板状導体状に誘起される電流密度が該給電点からみて、進行位相を持つ部分と遅延位相を持つ部分があることを意味する。
【００２０】
この進行位相を持つ電流密度が存在する部分は給電点から見て誘導性であり、遅延位相を持つ電流密度が存在する部分は給電点から見て容量性である。従って、進行位相を持つ部分に容量性の集中定数或いは分布定数の電気回路素子を、また遅延位相を持つ部分に誘導性の集中定数或いは分布定数の電気回路素子を装荷することにより、給電点から見て新たな共振現象を実現することができる。
【００２１】
このようにして、単層の板状導体に必要に応じて変形を加えて板状導体の一点を給電点としたとき、給電点から見て誘導性又は容量性となる部分に集中定数或いは分布定数の電気回路素子を形成することにより単層の板状導体に新たな共振現象を生成することが可能となる。
【００２２】
この状況は、単層の板状導体をｎ個のセグメントに分割した状態を想定して理解することも可能である。ｎ個の分割された導体セグメントの上には誘起電流が生じる。今、給電点を第１のセグメント上にとれば、ｎ個の誘起電流Ｉ１，Ｉ２…Ｉｎによって式（１）の行列方程式が構成される。
【００２３】
【数１】
【００２４】
【数２】
【００２５】
給電点の入力アドミッタンスは、式（３）に示すように、
【００２６】
【数３】
【００２７】
【数４】
【００２８】
【数５】
【００２９】
このために必要な条件は、ｂｉｉの虚部の符号が負であることで、従ってｉ番目のセグメントのリアクタンス成分が容量性であることになる。アンテナが共振現象を呈する場合は、アンテナを実現している構造のある部分は容量性であり、ある部分は誘導性であることに等価であるから、その中から容量性を呈する部分即ち容量性を呈するセグメントを第ｉセグメントに選べば良いことになる。
【００３０】
単層板状構造でマルチモードアンテナを実現するためには、必要であれば適当な変形を加えて板状導体上に複数の誘導性、容量性の部分を形成し、各部分に対応する電気回路素子を装荷すれば良い。
【００３１】
また、単層板状導体に変形を加えこの変形により該板状導体の一部分を給電点としたときの第一の周波数における共振を該変形のみにより実現し、他の周波数における共振を該第一の周波数の共振と相関の低い板状導体上の誘導性或いは容量性の部分に電気回路素子を装荷することによって実現することもできる。
【００３２】
この場合、該板状導体上の誘導性或いは容量性の部分は、その定量的な誘導値或いは容量値によって、該第一の周波数の共振に寄与しているか否なかの判断をすれば良い。
【００３３】
上記記述の電気的回路素子の板状導体中への具体的実現方法は、該板状導体の一部分を周りが導体で囲まれるようにアンテナの動作すべき波長に比べて十分小さい寸法（例えば１／１００未満）で削除し、該削除した部分に、誘導性回路素子であれば十分細い、換言すれば高周波回路の公称インピーダンス（通常５０オーム）に比べて十分に高いインピーダンス（例えば公称インピーダンス５０オームに対して数１００オーム以上）を実現する細いパタン幅の直線或いは屈曲線を形成すれば良く、また容量性回路素子であれば、必要な幅及び長さのギャップを有する直線或いは屈曲線を形成すれば良い。
【００３４】
このように、本発明のアンテナは、単層板状導体を用いると共に同導体の部分削除によって回路素子を形成するので、アンテナの小型化が可能であり、製造コストの大幅な削減が可能となる。また、複数の周波数で１個の給電点を共用するので、アンテナに接続する高周波回路部の集積化が容易となり、特にマルチモード無線端末に適用した場合、端末の小型化、製造コスト低減が可能となる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るアンテナ及びそれを用いた無線端末を図面に示した幾つかの発明の実施の形態を参照して更に詳細に説明する。ここで、以下の実施形態においては、アンテナを単層板状マルチモードアンテナとした例を用いて説明するが、本発明のアンテナがそれにのみ限定されないことは言うまでもない。
【００３６】
本発明の第１の実施形態を図１を用いて説明する。図１は、本発明からなる単層板状マルチモードアンテナの構成を示す図であり、板状導体１の一部にスリット２が形成され、該スリット２の内部に給電点３がスリットの一部を励振電位とし、他の一部を接地電位とするように形成される。板状導体１の内部にはスリット２と隔離され、周りを導体で囲まれた第１の島状孔部４及び第２の島状孔部６が形成され、夫々の島状孔部内部に該島状孔部を取り囲む導体の異なる２点を結ぶ第１の線状導体６及び第２の線状導体７が形成される。
【００３７】
本実施形態では、スリット２によって板状導体１は、周波数ｆにおいて共振現象を引き起こし、該周波数ｆの近傍で容量性を示す部分に、線状導体５及び線状導体７を内包する島状孔部４及び島状孔部６が夫々形成される。
【００３８】
従って、線状導体５及び線状導体７は、給電点３に結合する高周波回路の出力インピーダンス（通常５０オーム）に比べて十分に高い特性インピーダンスを呈する程度に細い幅を有していれば、夫々インダクタンスとして動作するので、該インダクタンスとそのインダクタンスが置かれている場所の容量性質によって、新たな共振が該周波数ｆの近傍に出現する。それにより、周波数ｆの周辺で複数の周波数に対して共振するマルチモードアンテナを実現する効果がある。線状導体５及び線状導体７の線幅は、例えばスリット２の幅の１／４以下に設定される。
【００３９】
なお、本実施形態からなるアンテナの共振数は、スリット２によって実現する共振のほかに最大２個可能であるが、該共振周波数におけるアンテナの整合帯域を拡大するために、一つの周波数にだけ共振させることも可能である。
【００４０】
また、本実施形態では島状孔部４及び島状孔部６の形状は方形であるが、円形であっても良く、更に、周囲が閉じた任意の多角形、閉曲線であっても良い。本実施形態では線状導体５及び線状導体７はメアンダ形即ち折り返し形であるが、直線形状でも、曲線蛇行形状でも同等の効果を得ることができる。
【００４１】
以上のように、本実施形態のアンテナでは、単層板状導体が用いられると共に同導体の部分削除によって回路素子が形成されるので、アンテナの小型化が可能であり、製造コストの大幅な削減が可能となる。また、複数の周波数で１個の給電点を共用するので、アンテナに接続する高周波回路部の集積化が容易となり、マルチモード無線端末の小型化、製造コスト低減が可能となる。
【００４２】
本発明の第２の実施形態を図２を用いて説明する。図２は本発明からなる単層板状マルチモードアンテナの構成を示す図であり、図１に示した実施形態と異なる点は、板状導体１の内部にスリット２と隔離され、周りを導体で囲まれた第３の島状孔部８及び第４の島状孔部１０が形成され、夫々の島状孔部内部に該島状孔部を取り囲む導体の異なる２点を結ぶ第３の線状導体９及び第４の線状導体１１が更に形成されていることである。
【００４３】
本実施形態によれば、アンテナの共振数はスリット２によって実現する共振のほかに最大４個可能となり、図１の実施形態に比べてマルチモードアンテナとしてのモード数増加或いは、アンテナの共振周波数近辺の整合帯域拡大の効果がある。
【００４４】
本発明の第３の実施形態を図３を用いて説明する。図３は本発明からなる単層板状マルチモードアンテナの構成を示す図であり、図１に示した実施形態と異なる点は、線状導体５及び線状導体７の伸直方向がスリット２の長手方向と略同方向にある点である。
【００４５】
ここで、本明細書では、島状孔部を取り囲む導体の異なる２点を結ぶ線状導体において、この異なる２点の一方から他方に向かう方向、即ち線状導体の始点から終点に向かう方向を伸直方向と云うこととする。従って、実施形態１では、線状導体５及び線状導体７の伸直方向がスリット２の長手方向と略直角の方向にあると云うことができる。
【００４６】
本実施形態によれば、線状導体５及び線状導体７上を集中して流れる電流の方向が、スリット２によって形成される放射に寄与する電流の方向と一致しないので、図１に示した実施形態と比べて、線状導体５及び線状導体７を板状導体に装荷したことによって生じるアンテナの主偏波の指向性擾乱を押さえる効果を有する。
【００４７】
本発明の第４の実施形態を図４を用いて説明する。図４は本発明からなる単層板状マルチモードアンテナの構成を示す図であり、図２に示した実施形態と異なる点は、実施形態２では線状導体５、線状導体７、線状導体９及び線状導体１１の伸直方向がスリット２の長手方向と略直角の方向にあるのに対して、線状導体５、線状導体７、線状導体９及び線状導体１１の伸直方向がスリット２の長手方向と略同方向にある点である。
【００４８】
本実施形態によれば、線状導体５、線状導体７、線状導体９、及び線状導体１１上を集中して流れる電流の方向が、スリット２によって形成される放射に寄与する電流の方向と一致しないので、図２の実施形態と比べて、線状導体５及び線状導体７を板状導体に装荷したことによって生じるアンテナの主偏波の指向性擾乱を押さえる効果を有する。
【００４９】
本発明の第５の実施形態を図５を用いて説明する。図５は本発明からなる単層板状マルチモードアンテナの構成を示す図であり、図１に示した実施形態と異なる点は、線状導体５及び線状導体７の伸直方向が直交する点である。
【００５０】
本実施形態によれば、線状導体５及び線状導体７上を集中して流れる電流の方向が相互に直交するので、線状導体５及び線状導体７によって形成される磁界の方向も直交し互いの干渉が減る。従って、容量性を示す島状孔部４及び島状孔部６の位置が近い場合にもインダクタの動作を独立にすることができ、インダクタの磁界干渉による共振現象の縮退、即ちマルチモードのモード消失を抑制する効果がある。
【００５１】
本発明の第６の実施形態を図６を用いて説明する。図６は本発明からなる単層板状マルチモードアンテナの構成を示す図であり、図２の実施形態と異なる点は、線状導体５及び線状導体７の伸直方向と線状導体９及び線状導体１１の伸直方向が直交する点である。
【００５２】
本実施形態によれば、線状導体５及び線状導体７上と線状導体９及び線状導体１１上を集中して流れる電流の方向が相互に直交するので、図１の実施形態に対する図５の実施形態の効果と同様の効果を、図２の実施形態に対して与えることができる。
【００５３】
本発明の第７の実施形態を図７を用いて説明する。図７は本発明からなる単層板状マルチモードアンテナの構成を示す図であり、図２の実施形態と異なる点は、線状導体５及び線状導体９の伸直方向と線状導体７及び線状導体１１の伸直方向が直交する点である。
【００５４】
本実施形態によれば、線状導体５及び線状導体９上と線状導体７及び線状導体１１上を集中して流れる電流の方向が相互に直交するので、図２の実施形態に対する図６の実施形態の効果と同様の効果を、図２の実施形態に対して与えることができる。
【００５５】
本発明の第８の実施形態を図８を用いて説明する。図８は本発明からなる単層板状マルチモードアンテナの構成を示す図であり、図１の実施形態と異なる点は、スリット２の内部に第１の引出導体部１２と第２の引出導体部１３が互いに接触することなく形成され、同軸線路１４の一端の内導体が該第１の引出導体部に、また外導体が該第２の引出導体部に夫々半田１５によって電気的に接続され、該同軸線路１４の他端の内導体及び外導体が外部給電点１６の励振電位及び接地電位と結合している点である。
【００５６】
本実施形態によれば、本発明からなるマルチモードアンテナを空間的に離れた高周波回路部と結合できるので、本発明からなるマルチモードアンテナを複数の無線システムサービスを享受可能なマルチモード無線端末への実装を容易にする効果がある。
【００５７】
本発明の第９の実施形態を図９を用いて説明する。図９は本発明からなる単層板状マルチモードアンテナの構成を示す図であり、図１の実施形態と異なる点は、直線形状のスリット２の代わりに、形状が板状導体１の内部に折れ曲がっている折り曲げスロット１７が形成されている点である。
【００５８】
本実施形態によれば、図１の実施形態と比較してスリットの長さを大きく取れるので、同一の板状導体の寸法でより低い周波数の共振を実現することができる。換言すれば、同一の周波数に対してより小さな板状導体の寸法で該周波数に対する共振を実現することができるので、本発明からなるマルチモードアンテナの小型化に効果がある。
【００５９】
本発明の第１０の実施形態を図１０を用いて説明する。図１０は本発明からなる単層板状マルチモードアンテナの構成を示す図であり、図２の実施形態と異なる点は、スリット２の内部に該スリットを形成する導体の一部が伸張した伸張導体部１８が形成され、該伸張導体部１８の一部が給電点３の励振電位と結合している点である。
【００６０】
本実施形態によれば、給電点３から見て二つの異なるスリットが形成されているので、或いはスリットの中に更に別のスリットが形成されている構造となるので、これら複数のスリット構造により、スリット自体が異なる二つの共振現象を引き起こす。それにより、図２の実施形態と比較してより多くの共振現象を実現することができ、本発明のマルチモードアンテナのモード数を増大させる効果がある。
【００６１】
本発明の第１１の実施形態を図１１を用いて説明する。図１１は、第１〜第１０の実施形態のいずれかの本発明からなる単層板状マルチモードアンテナを搭載した無線端末の一実施形態を示す図である。
【００６２】
図１１に示すように、折り曲げ型の表面筐体２１にスピーカ２２、表示部２３、キーパット２４、マイクロホン２５が搭載されている。表面筐体２１を第１の裏面筐体３３及び第２の裏面筐体３４で覆った内部に、フレキシブルケーブル２８で接続された第１の回路基板２６及び第２の回路基板２７と、本発明からなる単層板状マルチモードアンテナ３５と、電池３２が収納されている。
【００６３】
回路基板２７の上には、高周波回路部２９が搭載され、高周波回路部２９の接地電位に結合する接地導体パタン３０と、高周波回路部２９の信号入出力点に結合する信号導体パタン３１とが形成されている。そして、マルチモードアンテナ３５が高周波回路部２９に同軸ケーブル３６を介して接続されている。即ち、接地導体パタン３０とマルチモードアンテナ３５の給電点の接地電位とが同軸ケーブル３６の外導体を介して接続され、信号導体パタン３１とマルチモードアンテナ３５の給電点の励振電位とが同軸ケーブル３６の内導体を介して接続されている。
【００６４】
図１１に示した構造で特徴的なことは、本発明からなる単層板状マルチモードアンテナ３５が回路基板２７を挟んで表示部２３或いはスピーカ２２の反対側に位置することである。
【００６５】
本実施形態によれば、複数の無線システムのサービスを享受する無線端末をアンテナ内蔵の形態で実現することができるので、無線端末の小型化、使用者に与える収納・持ち運び時の利便性の向上に大きな効果がある。
【００６６】
本発明の第１２の実施形態を図１２を用いて説明する。図１２は第１〜第１０の実施形態のいずれかの本発明からなる単層板状マルチモードアンテナを搭載した無線端末の他の一実施形態を示す図である。
【００６７】
図１１の実施形態と異なる点は、本発明からなる単層板状マルチモードアンテナ３５が第２の裏面筐体３４の内部に埋め込まれている点である。本実施形態によれば、筐体組立後に、マルチモードアンテナ３５と回路基板２７の相対位置関係が固定されるので、無線端末の使用時における振動、衝撃に対するアンテナ動作の安定性向上に大きな効果を有する。なお、単層板状マルチモードアンテナ３５は、第２の裏面筐体３４の内部面に貼り付けられても構わない。
【００６８】
本発明の第１３の実施形態を図１３を用いて説明する。図１３は第１〜第１０の実施形態のいずれかの本発明からなる単層板状マルチモードアンテナを搭載した無線端末の他の一実施形態を示す図である。
【００６９】
図１３に示すように、表面筐体４１にスピーカ２２、表示部２３、キーパット２４、マイクロホン２５が搭載されている。表面筐体４１を裏面筐体３４で覆った内部に、回路基板４２と、本発明からなる単層板状マルチモードアンテナ３５と、電池３２が収納されている。
【００７０】
回路基板４２の上には、高周波回路部２９が搭載され、高周波回路部２９の接地電位に結合する接地導体パタン３０と、高周波回路部２９の信号入出力点に結合する信号導体パタン３１とが形成されている。そして、マルチモードアンテナ３５が高周波回路部２９に同軸ケーブル３６を介して接続されている。即ち、接地導体パタン３０とマルチモードアンテナ３５の給電点の接地電位とが同軸ケーブル３６の外導体を介して接続され、信号導体パタン３１とマルチモードアンテナ３５の給電点の励振電位とが同軸ケーブル３６の内導体を介して接続されている。
【００７１】
この構造で特徴的なことは、本発明からなる単層板状マルチモードアンテナ３５が回路基板４２を挟んで表示部２３、マイクロホン２５、スピーカ２２或いはキーパッド２４のいずれかの反対側に位置することである。
【００７２】
本実施形態によれば、複数の無線システムのサービスを享受する無線端末を内蔵アンテナの形態で実現することができるので、無線端末の小型化、使用者に与える収納・持ち運び時の利便性の向上に大きな効果がある。また、図１１の実施形態と比較すれば、回路基板及び筐体を一体に製造できるので、端末体積の小型化、組立工数の削減による製造コストの低減に効果がある。
【００７３】
本発明の第１４の実施形態を図１４を用いて説明する。図１４は第１〜第１０の実施形態のいずれかの本発明からなる単層板状マルチモードアンテナを搭載した無線端末の他の一実施形態を示す図である。
【００７４】
図１３の実施形態と異なる点は、本発明からなる単層板状マルチモードアンテナ３５が裏面筐体３４の内部に埋め込まれている点である。本実施形態によれば、筐体組立後に、マルチモードアンテナ３５と回路基板４２の相対位置関係が固定されるので、無線端末の使用時における振動、衝撃に対するアンテナ動作の安定性向上に大きな効果を有する。なお、単層板状マルチモードアンテナ３５は、裏面筐体３４の内部面に貼り付けられても構わない。
【００７５】
【発明の効果】
本発明によれば、複数の周波数において、単層板状構造で、高周波回路部と自由空間の良好なインピーダンス整合が実現されるので、異なる周波数の搬送波を用いて複数の情報伝送サービスをユーザに提供するマルチメディア無線端末に好適な小型、低コストのアンテナを実現する効果がある。また、複数の周波数で１個の給電点を共用するのでアンテナに接続する高周波回路部の集積化が容易となり、マルチモード無線端末の小型化、製造コスト低減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るアンテナの第１の発明の実施の形態を説明するための構造図。
【図２】本発明の第２の実施の形態を説明するための構造図。
【図３】本発明の第３の実施の形態を説明するための構造図。
【図４】本発明の第４の実施の形態を説明するための構造図。
【図５】本発明の第５の実施の形態を説明するための構造図。
【図６】本発明の第６の実施の形態を説明するための構造図。
【図７】本発明の第７の実施の形態を説明するための構造図。
【図８】本発明の第８の実施の形態を説明するための構造図。
【図９】本発明の第９の実施の形態を説明するための構造図。
【図１０】本発明の第１０の実施の形態を説明するための構造図。
【図１１】本発明のアンテナを搭載した無線端末による第１１の実施の形態を説明するための展開図。
【図１２】本発明のアンテナを搭載した無線端末による第１２の実施の形態を説明するための展開図。
【図１３】本発明のアンテナを搭載した無線端末による第１３の実施の形態を説明するための展開図。
【図１４】本発明のアンテナを搭載した無線端末による第１４の実施の形態を説明するための展開図。
【符号の説明】
１…板状導体、２…スリット、３…給電点、４…第１の島状孔部、５…第１の線状導体、６…第２の島状孔部、７…第２の線状導体、８…第３の島状孔部、９…第３の線状導体、１０…第４の島状孔部、１１…第４の線状導体、１２…第１の引出導体部、１３…第２の引出導体部、１４…同軸線路、１５…半田、１６…外部給電点、１７…折り曲げスリット、１８…伸長導体部、２１…折り曲げ型表面筐体、２２…スピーカ、２３…表示板、２４…キーパッド、２５…マイク、２６…第１の回路基板、２７…第２の回路基板、２８…フレキシブルケーブル、２９…高周波回路部、３０…接地導体パタン、３１…信号導体パタン、３２…電池、３３…第１の裏面筐体、３４…第２の裏面筐体、４１…表面筐体、４２…回路基板、４３…裏面筐体。
Claims (11)
- スリットが形成された単層板状導体と、該スリットの周囲の導体に設けられた給電点と、該単層板状導体の内部に形成され、周囲を導体で囲まれた少なくとも１個の島状孔部と、該島状孔部の内部に配置され、該島状孔部周囲の導体の異なる２点を結ぶ線状導体とを備えていることを特徴とするアンテナ。
- 上記アンテナは、単層板状マルチモードアンテナであることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ。
- 上記給電点の信号電位及び接地電位が上記スリットを挟んで対向する該スリットの周囲の導体の２点に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ。
- 上記島状孔部の個数が偶数であることを特徴とする請求項１に記載のモードアンテナ。
- 上記線状導体の始点と終点を結ぶ線の方向が上記スリットの長手方向と略同一であることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ。
- 上記線状導体の始点と終点を結ぶ線の方向が上記スリットの長手方向に対して略直角を成していることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ。
- 上記線状導体は、折り返し構造を成していることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ。
- 上記スリットは、折れ曲がり構造を成していることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ。
- 筐体の表面に配置したスピーカ、表示板、キーパッド及びマイクロホンと、該筐体の内部に収納した回路基板と、該回路基板に搭載した高周波回路に接続された請求項１に記載のアンテナとを有し、該アンテナは、上記筐体の内部に収納されると共に、上記回路基板を挟んで上記スピーカ、表示板、キーパッド及びマイクロホンのいずれかの反対側に配置されていることを特徴とする無線端末。
- 上記アンテナは、同軸ケーブルを介して上記高周波回路に接続されていることを特徴とする請求項９に記載の無線端末。
- 上記アンテナは、上記筐体に埋め込まれていることを特徴とする請求項１０に記載の無線端末。
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