JP4158832B2 - アンテナ構造およびそれを備えた無線通信機 - Google Patents

Description

本発明は、携帯型電話機等の無線通信機に設けられているアンテナ構造およびそれを備えた無線通信機に関するものである。

近年、１つのアンテナで複数の周波数帯の電波通信が可能なマルチバンド対応のアンテナが注目されている。例えば、アンテナ動作を行う放射電極は共振周波数が異なる複数の共振モードを持つことから、その放射電極の複数の共振モードを利用して複数の周波数帯での電波通信を可能にしているマルチバンド対応のアンテナがある。

特開２００４−１６６２４２号公報

放射電極の複数の共振モードを利用したマルチバンド対応のアンテナでは、一般的に、放射電極の複数の共振モードの中で最も周波数が低い基本モードの共振と、それよりも高い周波数の高次モードの共振とを用いる。このため、放射電極の基本モードの共振が、電波通信用として設定された複数の周波数帯のうちの低い方の周波数帯でもって行われ、また、放射電極の高次モードの共振が、電波通信用の設定の高い方の周波数帯でもって行われるように、放射電極が設計される。

しかしながら、例えば、小型化されたアンテナにおいては、大きさの制約のために、放射電極の基本モードの共振周波数と、高次モードの共振周波数とを別々に制御することは難しい。これにより、例えば基本モードの共振周波数をほぼ要求を満たす値に調整できたとしても、高次モードの共振周波数は満足できる値からずれているというように、基本モードの共振周波数と、高次モードの共振周波数との両方が共に満足できる値となるように放射電極を形成することは難しかった。

この発明は次に示す構成をもって前記課題を解決するための手段としている。すなわち、この発明のアンテナ構造は、無線通信用の回路に接続される給電放射電極が誘電体基体の内部あるいは表面に立体的に設けられ、給電放射電極は、当該電極が持つ複数の共振周波数のうちの最も共振周波数の低い基本モードのアンテナ動作と、基本モードよりも共振周波数の高い高次モードのアンテナ動作とを行う構成を備えたアンテナ構造において、
給電放射電極は無線通信用の回路に接続する給電点から離れる方向に延伸した後に迂回して給電点側に近付く渦巻き状を有しており、当該給電放射電極の一端側は給電点を介して無線通信用の回路に接続される給電端側と成し、給電放射電極の他端側である渦巻き状の終端は開放端と成しており、
給電放射電極の給電端側よりも開放端側の高次モードのグランドレベル電圧領域が予め容量装荷部として定められ、この容量装荷部には、当該容量装荷部から給電端側に近接する方向に伸長延伸し給電放射電極の給電端側と容量装荷部との間に基本モード共振周波数調整用の容量を形成する容量装荷用導体が設けられていることを特徴としている。

また、この発明のアンテナ構造は、無線通信用の回路に接続される給電放射電極が誘電体基体の内部あるいは表面に立体的に設けられ、給電放射電極は、当該電極が持つ複数の共振周波数のうちの最も共振周波数の低い基本モードのアンテナ動作と、基本モードよりも共振周波数の高い高次モードのアンテナ動作とを行う構成を備えたアンテナ構造において、
給電放射電極は無線通信用の回路に接続する給電点から離れる方向に延伸した後に迂回して給電点側に近付く渦巻き状を有しており、当該給電放射電極の一端側は給電点を介して無線通信用の回路に接続される給電端側と成し、給電放射電極の他端側である渦巻き状の終端は開放端と成しており、
給電放射電極の給電端側よりも開放端側の高次モードのグランドレベル電圧領域が予め容量装荷部として定められ、給電放射電極の給電端側には、当該給電端側から容量装荷部に近接する方向に伸長延伸し給電放射電極の給電端側と容量装荷部との間に基本モード共振周波数調整用の容量を形成する容量装荷用導体が設けられていることをも特徴としている。

さらに、この発明のアンテナ構造は、無線通信用の回路に接続される給電放射電極が誘電体基体の内部あるいは表面に立体的に設けられ、給電放射電極は、当該電極が持つ複数の共振周波数のうちの最も共振周波数の低い基本モードのアンテナ動作と、基本モードよりも共振周波数の高い高次モードのアンテナ動作とを行う構成を備えたアンテナ構造において、
給電放射電極は無線通信用の回路に接続する給電点から離れる方向に延伸した後に迂回して給電点側に近付く渦巻き状を有しており、当該給電放射電極の一端側は給電点を介して無線通信用の回路に接続される給電端側と成し、給電放射電極の他端側である渦巻き状の終端は開放端と成しており、
給電放射電極の給電端側よりも開放端側の高次モードのグランドレベル電圧領域が予め容量装荷部として定められ、当該容量装荷部から給電端側に向けて伸長延伸した容量装荷用導体が設けられ、また、給電放射電極の給電端側には、当該給電端側から前記容量装荷部に向けて伸長延伸した別の容量装荷用導体が設けられ、容量装荷部に設けられている容量装荷用導体と、給電端側に設けられている容量装荷用導体との間には基本モード共振周波数調整用の容量が形成されていることをも特徴としている。

さらに、この発明のアンテナ構造は、無線通信用の回路に接続される給電放射電極が誘電体基体の内部あるいは表面に立体的に設けられている構成を備えたアンテナ構造において、
給電放射電極と間隔を介して配設され給電放射電極と電磁結合して複共振状態を作り出す無給電放射電極が誘電体基体の内部あるいは表面に設けられ、無給電放射電極は、当該電極が持つ複数の共振周波数のうちの最も共振周波数の低い基本モードのアンテナ動作と、基本モードよりも共振周波数の高い高次モードのアンテナ動作とを行う構成を備え、
無給電放射電極はグランドに接続する導通点から離れる方向に延伸した後に迂回して導通点側に近付く渦巻き状を有しており、この無給電放射電極の一端側は導通点を介してグランドに接地されるショート端側と成し、無給電放射電極の他端側である渦巻き状の終端は開放端と成しており、
無給電放射電極のショート端側よりも開放端側の高次モードのグランドレベル電圧領域が予め容量装荷部として定められ、当該容量装荷部からショート端側に近接する方向に伸長延伸し無給電放射電極のショート端側と前記容量装荷部との間に基本モード共振周波数調整用の容量を形成する容量装荷用導体が設けられていることをも特徴としている。

さらに、この発明のアンテナ構造は、無線通信用の回路に接続される給電放射電極が誘電体基体の内部あるいは表面に立体的に設けられている構成を備えたアンテナ構造において、
給電放射電極と間隔を介して配設され給電放射電極と電磁結合して複共振状態を作り出す無給電放射電極が誘電体基体の内部あるいは表面に設けられ、無給電放射電極は、当該電極が持つ複数の共振周波数のうちの最も共振周波数の低い基本モードのアンテナ動作と、基本モードよりも共振周波数の高い高次モードのアンテナ動作とを行う構成を備え、
無給電放射電極はグランドに接続する導通点から離れる方向に延伸した後に迂回して導通点側に近付く渦巻き状を有しており、この無給電放射電極の一端側は導通点を介してグランドに接地されるショート端側と成し、無給電放射電極の他端側である渦巻き状の終端は開放端と成しており、
無給電放射電極のショート端側よりも開放端側の高次モードのグランドレベル電圧領域が予め容量装荷部として定められ、無給電放射電極のショート端側には、当該ショート端側から容量装荷部に近接する方向に伸長延伸し無給電放射電極のショート端側と前記容量装荷部との間に基本モード共振周波数調整用の容量を形成する容量装荷用導体が設けられていることをも特徴としている。

さらにまた、この発明のアンテナ構造は、無線通信用の回路に接続される給電放射電極が誘電体基体の内部あるいは表面に立体的に設けられている構成を備えたアンテナ構造において、
給電放射電極と間隔を介して配設され給電放射電極と電磁結合して複共振状態を作り出す無給電放射電極が誘電体基体の内部あるいは表面に設けられ、無給電放射電極は、当該電極が持つ複数の共振周波数のうちの最も共振周波数の低い基本モードのアンテナ動作と、基本モードよりも共振周波数の高い高次モードのアンテナ動作とを行う構成を備え、
無給電放射電極はグランドに接続する導通点から離れる方向に延伸した後に迂回して導通点側に近付く渦巻き状を有しており、この無給電放射電極の一端側は導通点を介してグランドに接地されるショート端側と成し、無給電放射電極の他端側である渦巻き状の終端は開放端と成しており、
無給電放射電極のショート端側よりも開放端側の高次モードのグランドレベル電圧領域が予め容量装荷部として定められ、当該容量装荷部からショート端側に向けて伸長延伸した容量装荷用導体が設けられ、無給電放射電極のショート端側には、当該ショート端側から前記容量装荷部に向けて伸長延伸した別の容量装荷用導体が設けられ、ショート端側に設けられている容量装荷用導体と、容量装荷部に設けられている容量装荷用導体との間には、基本モード共振周波数調整用の容量が形成されていることをも特徴としている。

また、この発明の無線通信機は、この発明において特有な構成を持つアンテナ構造が設けられていることを特徴としている。

この発明によれば、給電放射電極には、給電端側と、予め定めた容量装荷部とのうちの一方又は両方に容量装荷用導体が連接されている。この容量装荷用導体は、給電放射電極の給電端側と容量装荷部とのうちの一方側から他方側に向かって伸長形成されて給電放射電極の給電端側と容量装荷部との間に基本モード共振周波数調整用の容量を形成する構成とした。

例えば、給電放射電極の給電端側よりも開放端側の部分であって高次モードの電圧レベルが最もグランドレベルに近付くグランドレベル電圧領域を容量装荷部と定めることにより、次に示すような効果を得ることができる。すなわち、給電放射電極における高次モードのグランドレベル電圧領域は、高次モードにとっては、電圧レベルがグランドレベル又はグランドレベルに最も近付く領域である。これに対して、その高次モードのグランドレベル電圧領域は、基本モードにとっては、電圧最大領域に近い領域である。このことから、基本モードの場合には、給電放射電極の給電端側と高次モードにおけるグランドレベル電圧領域との電圧差は大きくて、当該給電端側とグランドレベル電圧領域との間の容量は大きい。このことから、給電端側と高次モードにおけるグランドレベル電圧領域との間の容量は基本モードの共振周波数に大きく関与することとなる。これに対して、高次モードの場合には、給電放射電極の給電端側と高次モードにおけるグランドレベル電圧領域との電圧差は小さくて、当該給電端側とグランドレベル電圧領域との間の容量は小さい。このため、当該給電端側とグランドレベル電圧領域との間の容量は高次モードの共振周波数には殆ど関与しない。

つまり、給電放射電極の給電端側と高次モードにおけるグランドレベル電圧領域（容量装荷部）との間の容量を調整することにより、高次モードの共振周波数を殆ど変動させずに、基本モードの共振周波数を調整することができる。また、この発明における容量装荷用導体は、給電放射電極の給電端側と容量装荷部（グランドレベル電圧領域）との間の容量を調整するためだけのものであり、当該容量装荷用導体は給電放射電極と共にアンテナ動作を行うものではない。このため、容量装荷用導体の設計の自由度は高いものである。

これらのことにより、例えば、給電放射電極の高次モードの共振周波数が予め定められた設定値となるように、給電放射電極の電気長等を考慮して給電放射電極を設計する。また、給電放射電極の基本モードの共振周波数が予め定められた設定値となるように容量装荷用導体を設計する。このように設計することにより、給電放射電極の基本モードの共振周波数と、高次モードの共振周波数とをそれぞれ独立的に調整することができる。これにより、基本モードも高次モードも設定の共振周波数でもって給電放射電極を共振動作させることが容易にできることとなる。

無給電放射電極に容量装荷用導体が設けられている構成にあっても、上記同様に、容量装荷用導体を利用することにより、無給電放射電極の高次モードの共振周波数を殆ど変動させずに、基本モードの共振周波数を調整することができる。このため、無給電放射電極も、給電放射電極と同様に、基本モードも高次モードも設定の共振周波数でもって共振動作させることが容易となる。

また、この発明では、給電放射電極又は無給電放射電極の基本モードの共振周波数を下げたい場合には、容量装荷用導体を利用して、給電端側（ショート端側）と容量装荷部（高次モードにおけるグランドレベル電圧領域）との間の容量を大きくする方向に調整する。これにより、基本モードの共振周波数を下げることができる。つまり、給電放射電極又は無給電放射電極の電極幅を細くせずに基本モードの共振周波数を下げることができる。電極幅を細くすると、電流集中が生じて、導体損が増加するのに対して、この発明では、基本モードの共振周波数を下げる場合に、電極幅を細くしなくて済むので、電流集中が緩和されて導体損の増加を抑制することができる。

さらに、この発明では、容量装荷用導体を設けることによって、当該容量装荷用導体を設けない場合に比べて、給電や無給電の放射電極の給電端側（ショート端側）と容量装荷部（高次モードにおけるグランドレベル電圧領域）との間の容量が大きくなる。これにより、給電や無給電の放射電極の給電端側（ショート端側）や容量装荷部と、グランドとの間に形成する容量が小さくなる。つまり、給電や無給電の放射電極の給電端側（ショート端側）や容量装荷部と、グランドとの電磁結合が弱くなるので、放射電極のＱ値が下がって、無線通信用の周波数帯域の帯域幅を広げることができる。

さらに、給電や無給電の放射電極の電界はグランドに引き寄せられやすい。このため、放射電極の近傍に、グランドと見なされる物体（例えば人の指など）が近付いたり、その物体が遠ざかることにより、電界の放射状態が変動しやすい。これに対して、この発明では、容量装荷用導体によって、放射電極の給電端側（ショート端側）と容量装荷部との間の容量が大きくなって電界結合が強められている。これにより、グランドに引き寄せられる電界量を抑制することができるため、例えば人の手などが放射電極に近付くことに因る電界の放射状態の変動を抑えることができる。

上記のような導体損増加の抑制効果と、広帯域化と、アンテナ周囲環境の変動に因る電界放射変動の防止効果とにより、この発明のアンテナ構造およびそれを備えた無線通信機においては、アンテナ特性を向上させることができる。

さらに、この発明では、給電や無給電の放射電極は、給電端側（ショート端側）と容量装荷部とのうちの一方又は両方に容量装荷用導体を接続させただけの簡単な構成であり、このように簡単な構成でもって上記のような優れた効果を得ることができるものである。

第１実施例のアンテナ構造を説明するための図である。 第１実施例のアンテナ構造を構成する給電放射電極の形態例を説明するためのモデル図である。 放射電極における基本モードの電圧分布の一例を表したグラフである。 放射電極における高次モードの電圧分布の一例を表したグラフである。 図１ａに示されるアンテナ構造のリターンロス特性の一例を表したグラフである。 給電放射電極のその他の形態例を表したモデル図である。 給電放射電極の別のその他の形態例を表したモデル図である。 さらに、給電放射電極の別のその他の形態例を表したモデル図である。 さらにまた、給電放射電極の別のその他の形態例を表したモデル図である。 給電放射電極や無給電放射電極の更に別のその他の形態例を表した斜視図である。 図１ｂに示される給電放射電極の基本モードの電流経路を模式的に表した図である。 給電放射電極の基本モードのその他の電流経路例を模式的に表した図である。 図７ａに示される電流経路例でもって基本モードの電流が通電する給電放射電極の一形態例を表したモデル図である。 給電放射電極の基本モードの更に別のその他の電流経路例を模式的に表した図である。 図８ａに示される電流経路例でもって基本モードの電流が通電する給電放射電極の一形態例を表したモデル図である。 第２実施例のアンテナ構造を説明するための図である。 図９ａに示されるアンテナ構造の側面図を表したモデル図である。

符号の説明

１ アンテナ構造
３ 回路基板
４ グランド
６ 誘電体基体
７ 給電放射電極
８ 無給電放射電極
１２，１３，１４ 容量装荷用導体

以下に、この発明に係る実施例を図面に基づいて説明する。

図１ａには第１実施例のアンテナ構造が模式的な分解図により示されている。この第１実施例のアンテナ構造１はアンテナ２を有し、このアンテナ２は、無線通信機（例えば携帯型電話機）の回路基板３の非グランド領域Ｚpに配設されている。つまり、回路基板３には、グランドが形成されていない非グランド領域Ｚpが片端側に配置され、当該非グランド領域Ｚpの隣には、グランド４が形成されているグランド領域Ｚgが配置されている。このような回路基板３の非グランド領域Ｚpにアンテナ２が表面実装されている。

アンテナ２は、直方体状の誘電体基体６と、この誘電体基体６に形成されている給電放射電極７および無給電放射電極８とを有して構成されている。誘電体基体６は、誘電率を高めるための材料が含有された樹脂材料により構成されている。給電放射電極７および無給電放射電極８を構成する金属板は、誘電体基体６にインサート成形されている。

給電放射電極７は、金属板にスリット１０を形成し、また、その金属板を折り曲げ加工して形作られている。当該給電放射電極７の形状は、図１ｂの拡大図の実線Ｉに示されるような給電放射電極７の基本モードの電流経路が渦巻き状となる形状と成している。換言すれば、給電放射電極７は、無線通信機の無線通信用の高周波回路１１に接続する給電点（７Ａ）から離れる方向に延伸した後に迂回して給電点側に近付く渦巻き形状と成している。この給電放射電極７の一端７Ａ側は、給電点を介して無線通信用の高周波回路１１に接続される給電端側と成し、給電放射電極７の他端側７Ｂである渦巻き状の終端は開放端と成している。なお、この明細書中では、渦巻き状とは、円形に限定されるものではなく、四角形状に巻回された形状等の円形以外の渦巻き状を含むものとする。

この第１実施例では、給電放射電極７は、当該電極７が持つ複数の共振周波数のうちの最も共振周波数の低い基本モードのアンテナ動作と、基本モードよりも共振周波数の高い高次モード（例えば三次モード）のアンテナ動作とを行う構成となっている。図２ａには給電放射電極７の基本モードの電圧分布が、また、図２ｂには高次モード（例えば三次モード）の電圧分布が、それぞれ、示されている。

この第１実施例では、給電放射電極７の高次モード（例えば三次モード）の共振周波数が予め定められた設定の共振周波数となるための（換言すれば、基本モードよりも高周波側に予め割り当てられた周波数帯で共振するための）電気長（つまり、給電放射電極７の給電端側７Ａから開放端７Ｂに至るまでの電気的な長さ）が予め求められ、この電気長を持つことができるように給電放射電極７のスリット１０のスリット長や電極幅等が設計されている。

また、給電放射電極７において、電気的に給電端側７Ａよりも開放端側７Ｂの部分であって高次モードの電圧レベルがグランドレベルあるいは最もグランドレベルに近付くグランドレベル電圧領域（図１ｂおよび図２の点線αで囲まれた部分を参照）が容量装荷部として予め定められている。この容量装荷部には、容量装荷用導体１２が連接されている。この容量装荷用導体１２は、給電放射電極７のグランドレベル電圧領域（容量装荷部）αから給電端側に向かって誘電体基体６の内部を通って伸長形成されている。当該容量装荷用導体１２は、給電放射電極７の給電側７Ａと高次モードにおけるグランドレベル電圧領域（容量装荷部）αとの間の容量を高めるものである。この給電放射電極７の給電端側７Ａと高次モードにおけるグランドレベル電圧領域αとの間の容量は、給電放射電極７の基本モードの共振周波数が設定通りの値となるための基本モード共振周波数調整用の容量と成している。

無給電放射電極８は、給電放射電極７と間隔を介して配設され給電放射電極７と電磁結合して複共振状態を作り出すものであり、この第１実施例では、無給電放射電極８は、給電放射電極７とほぼ同様な態様となっている。つまり、無給電放射電極８は、回路基板３のグランド４に接地される導通点から離れる方向に延伸した後に迂回して導通点側に近付く渦巻き形状を有し、当該無給電放射電極８の基本モードの電流経路は渦巻き状となっている。この無給電放射電極８の一端側８Ａは導通点を介してグランド４に接地されるショート端と成し、無給電放射電極８の他端側８Ｂである渦巻き状の終端は開放端と成している。このような無給電放射電極８も、給電放射電極７と同様に、基本モードのアンテナ動作と高次モードのアンテナ動作を行うものである。無給電放射電極８における基本モードと高次モードのそれぞれの電流分布は給電放射電極７の基本モードと高次モードのそれぞれの電流分布と同様である。

この第１実施例では、無給電放射電極８の高次モード（例えば三次モード）の共振周波数が予め定められた設定の共振周波数となるための電気長（つまり、無給電放射電極８のショート端側８Ａから開放端８Ｂに至るまでの電気的な長さ）が予め求められ、この電気長を持つことができるように給電放射電極８のスリット９のスリット長や電極幅等が設計されている。

また、無給電放射電極８における高次モードの電圧レベルがグランドレベルあるいは最もグランドレベルに近付くグランドレベル電圧領域βが容量装荷部として予め定められている。この容量装荷部には、容量装荷用導体１３が連接されている。この容量装荷用導体１３は、給電放射電極７に連接している容量装荷用導体１２と同様の形状を有している。つまり、容量装荷用導体１３は、無給電放射電極８のショート端側８Ａに向かって誘電体基体６の内部を通って伸長形成されている。当該容量装荷用導体１３は、無給電放射電極８のショート端側８Ａと高次モードにおけるグランドレベル電圧領域（容量装荷部）βとの間の容量を大きくしている。この無給電放射電極８のショート端側８Ａと高次モードにおけるグランドレベル電圧領域（容量装荷部）βとの間の容量は、無給電放射電極８の基本モードの共振周波数が予め設定された値となるための基本モード共振周波数調整用の容量となっている。

この第１実施例のアンテナ構造は上記のように構成されている。この第１実施例では、給電放射電極７と無給電放射電極８に、それぞれ、容量装荷用導体１２，１３を設けた。このため、容量装荷用導体１２，１３によって、給電放射電極７や無給電放射電極８における給電端側（ショート端側）と高次モードにおけるグランドレベル電圧領域（容量装荷部）との間の容量の調整が容易となった。この構成により、その容量の調整により、給電放射電極７や無給電放射電極８の高次モードの共振周波数を殆ど変動させずに、給電放射電極７や無給電放射電極８の基本モードの共振周波数を簡単に可変調整することができる。

このことは、本発明者の実験により確認されている。その実験結果が図３のグラフに示されている。図３の実線Ａは第１実施例において特有な容量装荷用導体１３が設けられているアンテナ構造１に関するものであり、図３の点線Ｂは、容量装荷用導体１３が設けられていない構成以外は第１実施例と同様な構成を持つアンテナ構造に関するものである。また、グラフ中の符号ａは給電放射電極７の高次モードの周波数帯を示し、符号ｂは無給電放射電極８の高次モードの周波数帯を示し、符号ｃは給電放射電極７の基本モードの周波数帯を示し、符号ｄは無給電放射電極８の基本モードの周波数帯を示している。

図３の実線Ａと点線Ｂの比較からも分かるように、容量装荷用導体１３を設けて、無給電放射電極８のショート端側と高次モードにおけるグランドレベル電圧領域（容量装荷部）βとの間の容量を大きくすることによって、給電放射電極７の高次モードａの共振周波数と、無給電放射電極８の高次モードｂの共振周波数とを変動させずに、無給電放射電極８の基本モードｄの共振周波数を下げる方向に調整できていることが分かる。

なお、この第１実施例では、容量装荷用導体１２は給電放射電極７における高次モードのグランドレベル電圧領域αに、また、容量装荷用導体１３は無給電放射電極８における高次モードのグランドレベル電圧領域βに、それぞれ、連接され、当該容量装荷用導体１２，１３は、給電放射電極７の給電端側又は無給電放射電極８のショート端側に向かって伸長形成されている構成であった。容量装荷用導体は、給電放射電極７又は無給電放射電極８における高次モードのグランドレベル電圧領域（容量装荷部）α，βと、給電端側（ショート端側）との間の容量を大きくすることができればよい。このことから、例えば、図４ａに示されるように、給電放射電極７の給電端７Ａ側に容量装荷用導体１４を連接し、当該容量装荷用導体１４は給電放射電極７の高次モードのグランドレベル電圧領域αに向かって伸長形成されている形態としてもよい。また同様に、無給電放射電極８のショート端側に容量装荷用導体を連接し、当該容量装荷用導体は無給電放射電極８の高次モードのグランドレベル電圧領域βに向かって伸長形成されている形態としてもよい。

さらに、例えば図４ｂに示されるように、給電放射電極７の高次モードのグランドレベル電圧領域αに容量装荷用導体１２が連接され、給電端７Ａ側には容量装荷用導体１４が連接されている構成としてもよい。容量装荷用導体１２は給電端側に向かって、また、容量装荷用導体１４は給電放射電極７の高次モードのグランドレベル電圧領域αに向かって、それぞれ、伸長形成され、これら容量装荷用導体１２，１４間には容量が形成されている。その容量は、給電放射電極７の給電端側と高次モードのグランドレベル電圧領域αとの間に形成された容量と等価であり、当該容量は基本モード共振周波数調整用の容量と成している。また、無給電放射電極８に関しても同様に、無給電放射電極８の高次モードのグランドレベル電圧領域βに容量装荷用導体が連接され、ショート端側にも容量装荷用導体が連接され、それら容量装荷用導体は互いに近付く方向に、それぞれ、伸長形成されている構成としてもよい。それら容量装荷用導体によって、無給電放射電極８のショート端側と高次モードのグランドレベル電圧領域βとの間に基本モード共振周波数調整用の容量が形成される。

さらに、図１ｂの例では、給電放射電極７の高次モードのグランドレベル電圧領域αに連接されている容量装荷用導体１２は、誘電体基体６の内部に埋設されていたが、例えば図４ｃに示されるように、容量装荷用導体１２は、誘電体基体６の内部に埋設されていなくともよい。また、無給電放射電極８の容量装荷用導体１３に関しても同様に、誘電体基体６の内部に埋設されていなくともよい。さらに、図４ｃに示されるように、給電放射電極７の容量装荷用導体１２の伸長形成の途中の位置で容量装荷用導体１２を外向きに折り曲げてもよい。また、無給電放射電極８の容量装荷用導体１３に関しても同様な態様としてもよい。

さらに、図１ａ、図１ｂの例では、容量装荷用導体１２は、誘電体基体６の上面位置で給電放射電極７の高次モードのグランドレベル電圧領域αに連接されていたが、容量装荷用導体１２の連接位置は、給電放射電極７の高次モードのグランドレベル電圧領域内であれば何れの場所でもよい。例えば、図４ｄに示されるように、給電放射電極７の高次モードのグランドレベル電圧領域内であって誘電体基体６の側面に形成されている給電放射電極部分に容量装荷用導体１２が連接されていてもよい。無給電放射電極８に関しても同様である。

さらに、例えば給電放射電極７には、高次モードのグランドレベル電圧領域αに容量装荷用導体１２が連接され、無給電放射電極８には、ショート端側に容量装荷用導体が連接されているというように、容量装荷用導体が連接される位置は、給電放射電極７と、無給電放射電極８とで異なっていてもよい。

さらに、図１ａに示す例では、給電放射電極７と無給電放射電極８は、ほぼ左右対称な形状であったが、図５に示すように、給電放射電極７と無給電放射電極８は、同じ形状であってもよい。

さらに、図１ａ、図１ｂに示される給電放射電極７は、当該電極７を通電する基本モードの電流が図６のモデル図に示されるような渦巻き状の電流経路Ｉを描くような形状と成していた。これに対して、例えば、給電放射電極７は、図７ａのモデル図に示される渦巻き状の電流経路Ｉを描くような形状（例えば図７ｂ参照）と成していてもよい。さらに、給電放射電極７は、図８ａのモデル図に示される渦巻き状の電流経路Ｉを描くような形状（例えば図８ｂ参照）と成していてもよい。さらに、無給電放射電極８も、図７ｂや図８ｂの給電放射電極７と同様な形状、あるいは、図７ｂや図８ｂの給電放射電極７と左右対称な形状であってもよい。

以下に、第２実施例を説明する。なお、この第２実施例の説明において、第１実施例と同一構成部分には同一符号を付し、その共通部分の重複説明は省略する。

この第２実施例では、図９ａの斜視図や図９ｂの側面図に示されるように、アンテナ２（給電放射電極７および無給電放射電極８）は、その一部を回路基板３の非グランド領域Ｚpから基板外に向けて突き出した態様でもって回路基板３の非グランド領域Ｚpに配設されている。それ以外の構成は、第１実施例と同様である。なお、図９ａの例では、アンテナ２の給電放射電極７や無給電放射電極８は図１ａに示される形態のものであったが、もちろん、給電放射電極７や無給電放射電極８は、図１ａ以外の前述したような様々な態様を採り得るものである。

この第２実施例では、アンテナ２（給電放射電極７および無給電放射電極８）は、その一部が回路基板３の非グランド領域Ｚpから基板外に向けて突き出した態様でもって回路基板３の非グランド領域Ｚpに配設されている。このため、給電放射電極７や無給電放射電極８の全体が非グランド領域Ｚpに配設されている場合と比べて、給電放射電極７や無給電放射電極８と、グランド領域Ｚgとの間隔を離すことができる。このため、グランドの悪影響が軽減されて、無線通信用の周波数帯域の広帯域化と、アンテナ効率の向上を図ることができる。これにより、アンテナ構造の小型・低背化を促進させることができる。

以下に、第３実施例を説明する。この第３実施例は無線通信機に関するものである。この第３実施例の無線通信機は、第１又は第２の各実施例に示したアンテナ構造が設けられていることを特徴としている。なお、無線通信機におけるアンテナ構造以外の構成には様々な構成があり、ここでは、その何れの構成をも採用してよく、その説明は省略する。また、第１又は第２の実施例に示したアンテナ構造の説明も前述したので省略する。

なお、この発明は第１〜第３の各実施例の形態に限定されるものではなく、様々な実施の形態を採り得る。例えば、第１〜第３の各実施例では、誘電体基体６には給電放射電極７が設けられていると共に、無給電放射電極８が設けられていた。これに対して、例えば、給電放射電極７だけで、要求される周波数帯域幅や周波数帯域の数を得ることができる場合には、無給電放射電極８を省略してもよい。

また、第１〜第３の各実施例では、無給電放射電極８は、給電放射電極７と同様に、基本モードの電流経路が渦巻き状となる形状と成し、ショート端側と高次モードのグランドレベル電圧領域との間に基本モード共振周波数調整用の容量を持たせるための容量装荷用導体が設けられていた。これに対して、例えば、無給電放射電極８の基本モードのアンテナ動作と高次モードのアンテナ動作とのうちの何れか一方側だけを利用する場合には、共振周波数の調整が容易であるので、無給電放射電極８は、第１〜第３の各実施例において特有な容量装荷用導体が設けられていなくともよい。また、給電放射電極７に容量装荷用導体が設けられていなくて、無給電放射電極８に容量装荷用導体が設けられている構成であってもよい。

さらに、第１〜第３の各実施例では、給電放射電極７や無給電放射電極８は、面状の電極にスリットを形成して、放射電極７，８の基本モードの電流経路を渦巻き状にした形態であったが、例えば、給電放射電極７や無給電放射電極８は、線状や帯状の電極が渦巻き状になっている態様であってもよい。

さらに、第１〜第３の各実施例では、給電放射電極７や無給電放射電極８の開放端側は誘電体基体６の表面に配設されていたが、給電放射電極７や無給電放射電極８の開放端側は誘電体基体６の内部に埋設されていてもよい。このように、給電放射電極７や無給電放射電極８は予め定められた適宜な部分が部分的に誘電体基体６の内部に埋設されていてもよい。

さらに、第１〜第３の各実施例では、給電放射電極７と無給電放射電極８は、誘電体基体６に１つずつ設けられていたが、要求される周波数帯域の帯域幅や周波数帯域の必要数に応じて、給電放射電極７や無給電放射電極８は誘電体基体６に複数設けられている構成としてもよい。

本発明のアンテナ構造は、放射電極の複数の共振モードを利用して複数の周波数帯での無線通信が可能であることから、複数の周波数帯での無線通信を行う無線通信機に搭載するのに有効である。また、本発明の無線通信機は、本発明において特有な構成を持つアンテナ構造が設けられ、そのアンテナ構造は小型化が容易なものであることから、小型な無線通信機に適用するのに好適である。

Claims (17)

1. 無線通信用の回路に接続される給電放射電極が誘電体基体の内部あるいは表面に立体的に設けられ、給電放射電極は、当該電極が持つ複数の共振周波数のうちの最も共振周波数の低い基本モードのアンテナ動作と、基本モードよりも共振周波数の高い高次モードのアンテナ動作とを行う構成を備えたアンテナ構造において、
   給電放射電極は無線通信用の回路に接続する給電点から離れる方向に延伸した後に迂回して給電点側に近付く渦巻き状を有しており、当該給電放射電極の一端側は給電点を介して無線通信用の回路に接続される給電端側と成し、給電放射電極の他端側である渦巻き状の終端は開放端と成しており、
   給電放射電極の給電端側よりも開放端側の高次モードのグランドレベル電圧領域が予め容量装荷部として定められ、この容量装荷部には、当該容量装荷部から給電端側に近接する方向に伸長延伸し給電放射電極の給電端側と容量装荷部との間に基本モード共振周波数調整用の容量を形成する容量装荷用導体が設けられていることを特徴とするアンテナ構造。
2. 無線通信用の回路に接続される給電放射電極が誘電体基体の内部あるいは表面に立体的に設けられ、給電放射電極は、当該電極が持つ複数の共振周波数のうちの最も共振周波数の低い基本モードのアンテナ動作と、基本モードよりも共振周波数の高い高次モードのアンテナ動作とを行う構成を備えたアンテナ構造において、
   給電放射電極は無線通信用の回路に接続する給電点から離れる方向に延伸した後に迂回して給電点側に近付く渦巻き状を有しており、当該給電放射電極の一端側は給電点を介して無線通信用の回路に接続される給電端側と成し、給電放射電極の他端側である渦巻き状の終端は開放端と成しており、
   給電放射電極の給電端側よりも開放端側の高次モードのグランドレベル電圧領域が予め容量装荷部として定められ、給電放射電極の給電端側には、当該給電端側から前記容量装荷部に近接する方向に伸長延伸し給電放射電極の給電端側と容量装荷部との間に基本モード共振周波数調整用の容量を形成する容量装荷用導体が設けられていることを特徴とするアンテナ構造。
3. 無線通信用の回路に接続される給電放射電極が誘電体基体の内部あるいは表面に立体的に設けられ、給電放射電極は、当該電極が持つ複数の共振周波数のうちの最も共振周波数の低い基本モードのアンテナ動作と、基本モードよりも共振周波数の高い高次モードのアンテナ動作とを行う構成を備えたアンテナ構造において、
   給電放射電極は無線通信用の回路に接続する給電点から離れる方向に延伸した後に迂回して給電点側に近付く渦巻き状を有しており、当該給電放射電極の一端側は給電点を介して無線通信用の回路に接続される給電端側と成し、給電放射電極の他端側である渦巻き状の終端は開放端と成しており、
   給電放射電極の給電端側よりも開放端側の高次モードのグランドレベル電圧領域が予め容量装荷部として定められ、当該容量装荷部から給電端側に向けて伸長延伸した容量装荷用導体が設けられ、また、給電放射電極の給電端側には、当該給電端側から前記容量装荷部に向けて伸長延伸した別の容量装荷用導体が設けられ、容量装荷部に設けられている容量装荷用導体と、給電端側に設けられている容量装荷用導体との間には基本モード共振周波数調整用の容量が形成されていることを特徴とするアンテナ構造。
4. 無線通信用の回路に接続される給電放射電極が誘電体基体の内部あるいは表面に立体的に設けられている構成を備えたアンテナ構造において、
   給電放射電極と間隔を介して配設され給電放射電極と電磁結合して複共振状態を作り出す無給電放射電極が誘電体基体の内部あるいは表面に設けられ、無給電放射電極は、当該電極が持つ複数の共振周波数のうちの最も共振周波数の低い基本モードのアンテナ動作と、基本モードよりも共振周波数の高い高次モードのアンテナ動作とを行う構成を備え、
   無給電放射電極はグランドに接続する導通点から離れる方向に延伸した後に迂回して導通点側に近付く渦巻き状を有しており、この無給電放射電極の一端側は導通点を介してグランドに接地されるショート端側と成し、無給電放射電極の他端側である渦巻き状の終端は開放端と成しており、
   無給電放射電極のショート端側よりも開放端側の高次モードのグランドレベル電圧領域が予め容量装荷部として定められ、当該容量装荷部からショート端側に近接する方向に伸長延伸し無給電放射電極のショート端側と前記容量装荷部との間に基本モード共振周波数調整用の容量を形成する容量装荷用導体が設けられていることを特徴とするアンテナ構造。
5. 無線通信用の回路に接続される給電放射電極が誘電体基体の内部あるいは表面に立体的に設けられている構成を備えたアンテナ構造において、
   給電放射電極と間隔を介して配設され給電放射電極と電磁結合して複共振状態を作り出す無給電放射電極が誘電体基体の内部あるいは表面に設けられ、無給電放射電極は、当該電極が持つ複数の共振周波数のうちの最も共振周波数の低い基本モードのアンテナ動作と、基本モードよりも共振周波数の高い高次モードのアンテナ動作とを行う構成を備え、
   無給電放射電極はグランドに接続する導通点から離れる方向に延伸した後に迂回して導通点側に近付く渦巻き状を有しており、この無給電放射電極の一端側は導通点を介してグランドに接地されるショート端側と成し、無給電放射電極の他端側である渦巻き状の終端は開放端と成しており、
   無給電放射電極のショート端側よりも開放端側の高次モードのグランドレベル電圧領域が予め容量装荷部として定められ、無給電放射電極のショート端側には、当該ショート端側から前記容量装荷部に近接する方向に伸長延伸し無給電放射電極のショート端側と容量装荷部との間に基本モード共振周波数調整用の容量を形成する容量装荷用導体が設けられていることを特徴とするアンテナ構造。
6. 無線通信用の回路に接続される給電放射電極が誘電体基体の内部あるいは表面に立体的に設けられている構成を備えたアンテナ構造において、
   給電放射電極と間隔を介して配設され給電放射電極と電磁結合して複共振状態を作り出す無給電放射電極が誘電体基体の内部あるいは表面に設けられ、無給電放射電極は、当該電極が持つ複数の共振周波数のうちの最も共振周波数の低い基本モードのアンテナ動作と、基本モードよりも共振周波数の高い高次モードのアンテナ動作とを行う構成を備え、
   無給電放射電極はグランドに接続する導通点から離れる方向に延伸した後に迂回して導通点側に近付く渦巻き状を有しており、この無給電放射電極の一端側は導通点を介してグランドに接地されるショート端側と成し、無給電放射電極の他端側である渦巻き状の終端は開放端と成しており、
   無給電放射電極のショート端側よりも開放端側の高次モードのグランドレベル電圧領域が予め容量装荷部として定められ、当該容量装荷部からショート端側に向けて伸長延伸した容量装荷用導体が設けられ、無給電放射電極のショート端側には、当該ショート端側から前記容量装荷部に向けて伸長延伸した別の容量装荷用導体が設けられ、ショート端側に設けられている容量装荷用導体と、前記容量装荷部に設けられている容量装荷用導体との間には、基本モード共振周波数調整用の容量が形成されていることを特徴とするアンテナ構造。
7. 請求項１乃至請求項３の何れか１つに記載の給電放射電極と、請求項４乃至請求項６の何れか１つに記載の無給電放射電極とが設けられていることを特徴とするアンテナ構造。
8. 請求項１乃至請求項６の何れか１つに記載のアンテナ構造は、グランドが形成されているグランド領域を有する基板に設けられていることを特徴とするアンテナ構造。
9. 請求項７記載のアンテナ構造は、グランドが形成されているグランド領域を有する基板に設けられていることを特徴とするアンテナ構造。
10. グランドが形成されているグランド領域と、グランドが形成されていない非グランド領域とが非グランド領域を片端側にして隣り合わせに配置されている基板を有し、請求項１乃至請求項６の何れか１つに記載のアンテナ構造の少なくとも一部が基板の非グランド領域に設けられていることを特徴とするアンテナ構造。
11. グランドが形成されているグランド領域と、グランドが形成されていない非グランド領域とが非グランド領域を片端側にして隣り合わせに配置されている基板を有し、請求項７記載のアンテナ構造の少なくとも一部が基板の非グランド領域に設けられていることを特徴とするアンテナ構造。
12. アンテナ構造の少なくとも一部が、非グランド領域から基板外に向けて突き出していることを特徴とする請求項１０記載のアンテナ構造。
13. アンテナ構造の少なくとも一部が、非グランド領域から基板外に向けて突き出していることを特徴とする請求項１１記載のアンテナ構造。
14. 請求項１乃至請求項６の何れか一つに記載のアンテナ構造が設けられているか、あるいは、請求項９又は請求項１１又は請求項１２又は請求項１３に記載のアンテナ構造が設けられていることを特徴とする無線通信機。
15. 請求項７記載のアンテナ構造が設けられていることを特徴とする無線通信機。
16. 請求項８記載のアンテナ構造が設けられていることを特徴とする無線通信機。
17. 請求項１０記載のアンテナ構造が設けられていることを特徴とする無線通信機。

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