JP4263961B2

JP4263961B2 - 携帯無線機用アンテナ装置

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Publication number: JP4263961B2
Application number: JP2003278954A
Authority: JP
Inventors: 優小島
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-07-24
Filing date: 2003-07-24
Publication date: 2009-05-13
Anticipated expiration: 2023-07-24
Also published as: JP2005045646A

Description

本発明は、携帯無線機用アンテナ装置に関し、例えば、携帯無線機に適用して好適なものである。

携帯無線機等に搭載されるアンテナ装置は回路基板に電流が誘起する不平衡給電方式が多く、この場合、回路基板から電波の放射が行われてしまうことがある。すなわち、ユーザが携帯無線機等を把持する部位から電波の放射が行われてしまうことになり、このため、人体からの影響を受け易く、アンテナ特性が著しく劣化してしまう。そこで、従来、このようなアンテナ特性の劣化を防止する技術として、特許文献１に開示されたものがある。以下、この特許文献１に開示された内容について説明する。

図１９は、従来のアンテナ装置の構成を示す断面図である。携帯無線機１１は筐体１２の外表面に放射導体１３が貼付されている。筐体１２の内部に収容された回路基板１４には給電線１５を介して容量板１６が設けられており、容量板１６と放射導体１３との間に容量が形成され、両者が電磁界結合する。このため、回路基板１４から給電された電力は放射導体１３に供給される。このとき、放射導体１３がｎλ／２（λ：波長、ｎ＝１，２，３・・・）の電気長を有することにより、回路基板１４上に電流を誘起せず、回路基板１４からの電波の放射を抑えることができる。

このように、従来のアンテナ装置は、回路基板上に電流が誘起することを防止し、人体の影響によるアンテナ特性の劣化を回避している。
特開２００１−２４４７１５号公報（第４頁、第１図）

しかしながら、上記従来のアンテナ装置は、回路基板からの電波の放射を低減するものの、人体方向にも電波の放射があり、結果的に人体の影響によるアンテナ特性の劣化を回避していない。放射された電波が人体により吸収されてしまうと、電波が有効に利用されなくなり、アンテナ利得が低下してしまう。さらに、近年、電波の人体への影響を考慮して、人体への電波の吸収量を評価する比吸収率（Specific Absorption Rate：以下、「ＳＡＲ」という）が示されており、上記従来のアンテナ装置ではこのＳＡＲが低減されていないという問題がある。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、アンテナ利得を向上させる一方、ＳＡＲを低減させる携帯無線機用アンテナ装置を提供することを目的とする。

かかる課題を解決するため、本発明の携帯無線機用アンテナ装置は、長手方向が使用周波数の略１／２波長の長さを有する板状の無給電素子と、前記無給電素子の一面に対して所定の間隔をおいて配設され、前記無給電素子との電磁界結合により、前記無給電素子を反射器及び広帯域化素子として動作させる板状の第１励振素子と、一端が給電点に接続された第２励振素子と、を具備する構成を採る。

この構成によれば、無給電素子が反射器として動作するので、携帯無線機用アンテナ装置を携帯無線機に搭載する際に、ユーザが携帯無線機を使用するときにアンテナ装置の指向性が人体と反対方向に向くようにすることで、アンテナの利得を向上させることができると共に、ＳＡＲを低減させることができる。

本発明の携帯無線機用アンテナ装置は、上記構成において、ユーザが携帯無線機を使用する際に、前記第１励振素子と所定の間隔をおいて配設される前記無給電素子がユーザ側に位置する構成を採る。

この構成によれば、ユーザが携帯無線機を使用する際に、反射器として動作する無給電素子をユーザ側に位置するようにすることで、アンテナ装置の指向性が人体と反対方向に向き、アンテナの利得を向上させることができると共に、ＳＡＲを低減させることができる。

本発明の携帯無線機用アンテナ装置は、上記構成において、前記第２励振素子が、所定の長さを有し、前記第１励振素子が配設された前記無給電素子の一面に対して非対向に配設される構成を採る。

この構成によれば、第２励振素子に流れる電流により、無給電素子が反射器として動作することにより放射される電波に対して垂直な電波が放射されるので、水平・垂直両偏波を得ることができる。

本発明の携帯無線機用アンテナ装置は、上記構成において、前記第２励振素子は、素子の一部が前記無給電素子の外側に位置する長さを有する構成を採る。

この構成によれば、第２励振素子の一部が無給電素子の外側に位置するようになり、第２励振素子に流れる電流により、無給電素子が反射器として動作することにより放射される電波に対して垂直な電波が放射されるので、水平・垂直両偏波を得ることができる。

本発明の携帯無線機用アンテナ装置は、上記構成において、前記第２励振素子が、略Ｌ形の形状を有し、給電される一端から屈曲部までが前記無給電素子に対して略垂直に配設される構成を採る。

この構成によれば、第２励振素子において無給電素子に対して垂直となる部分から放射される電波が、無給電素子が反射器として動作することにより放射される電波に対して垂直となるので、水平・垂直両偏波を得ることができる。

本発明の携帯無線機用アンテナ装置は、上記構成において、前記第２励振素子が、第１周波数で共振する長さを有する第３励振素子と、第２周波数で共振する長さを有する第４励振素子と、を具備する構成を採る。

この構成によれば、第３励振素子が第１励振素子と共に無給電素子と電磁界結合し、第１周波数で共振し、第４励振素子が第１励振素子と第２周波数で共振することにより、２周波に対応することができる。

本発明の携帯無線機用アンテナ装置は、上記構成において、前記第２励振素子が、給電点に接続された一端から第１周波数で共振する長さの第１素子部と、前記第１素子部の長さを含めた長さが第２周波数で共振する長さとなる第２素子部と、前記第１素子部と前記第２素子部とを接続又は開放の切り替えを行うスイッチと、を具備する構成を採る。

この構成によれば、スイッチが第１素子部と第２素子部の接続を開放すると、第１素子部が第１周波数で共振し、スイッチが第１素子部と第２素子部を接続すると、第１及び第２素子部が第２周波数で共振するので、２周波に対応することができる。

本発明の携帯無線機用アンテナ装置は、上記構成において、前記励振素子が、給電点に接続された一端から第１周波数で共振する長さの第１素子部と、前記第１素子部の長さを含めた長さが第２周波数で共振する長さとなる第２素子部と、第１周波数で並列共振し、前記第１素子部と前記第２素子部とを接続する並列共振回路と、を具備する構成を採る。

この構成によれば、並列共振回路が第１周波数で並列共振するので、第２素子部に電流が流れず、第１素子部のみが第１周波数で共振し、第１及び第２素子部は、第２周波数で共振するので、２周波に対応させつつ、自動的に周波数の切り替えを行うことができる。

本発明の携帯無線機用アンテナ装置は、上記構成において、前記第１励振素子が、給電点に接続された一端から第１周波数で共振する長さとなる板状の第１素子部と、前記第１素子部の長さを含めた長さが第２周波数で共振する長さとなる板状の第２素子部と、前記第１素子部と前記第２素子部とを接続又は開放の切り替えを行うスイッチと、を具備する構成を採る。

本発明の携帯無線機用アンテナ装置は、上記構成において、前記第１励振素子が、給電点に接続された一端から第１周波数で共振する長さとなる板状の第１素子部と、前記第１素子部の長さを含めた長さが第２周波数で共振する長さとなる板状の第２素子部と、第１周波数で並列共振し、前記第１素子部と前記第２素子部とを接続する並列共振回路と、を具備する構成を採る。

本発明の携帯無線機用アンテナ装置は、上記構成において、前記無給電素子と前記励振素子との間に挿入される誘電体を具備する構成を採る。

この構成によれば、誘電体を無給電素子と励振素子との間に挿入することにより、波長を短縮させることができるので、アンテナ装置を小型化することができる。

本発明の携帯無線機用アンテナ装置は、上記構成において、前記第１励振素子に対して前記反射器として動作する無給電素子と反対側に導波器として動作する板状の無給電素子をさらに具備する構成を採る。

この構成によれば、反射器として動作する無給電素子と導波器として動作する無給電素子とを励振素子を挟んで配設することにより、さらなる利得の増加を図ることができる。

本発明の携帯無線機用アンテナ装置は、長手方向が使用周波数の略１／２波長の長さを有する板状の無給電素子と、前記無給電素子の一面に対して所定の間隔をおいて配設され、前記無給電素子との電磁界結合により、前記無給電素子を反射器及び広帯域化素子として動作させる板状の第１励振素子と、を具備する構成を採る。

この構成によれば、励振素子が不平衡給電された場合においても、広帯域化及び利得の増加を図ることができる。

以上説明したように、本発明によれば、使用周波数の略１／２波長の大きさを有する板状の無給電素子の一面に対して所定の間隔をおいて対向させて板状および線状の励振素子を配設し、各々の励振素子が無給電素子を反射器として動作させ、アンテナ装置を携帯無線機に搭載する際に、ユーザが携帯無線機を使用するときにアンテナ装置の指向性が人体と反対方向に向くように配置することで、アンテナの利得を向上させることができると共に、ＳＡＲを低減させることができる。また、無給電素子と板状および線状の励振素子との距離、および各励振素子の長さを調節することにより、広帯域化を図ることができる。

本発明の骨子は、使用周波数の略１／２波長の大きさを有する板状の無給電素子の一面に対して所定の間隔をおいて対向させて励振素子を配設し、この励振素子が無給電素子を動作させ、無給電素子を反射器及び広帯域化素子として動作させることである。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における携帯無線機の構成を示す分解斜視図である。この図において、回路基板１０１は、網掛け部分に無線通信の信号処理等を行う回路が実装され、残りの部分にアンテナ装置１０２が実装されている。前面筐体パネル１０３と背面筐体パネル１０４とは、回路基板１０１を内部に収容するように互いに組み合わされる。

図２は、本発明の実施の形態１に係るアンテナ装置２００の構成を示す斜視図である。この図において、無給電素子２０１は、長手方向が使用周波数の波長（以下、単に「波長」という）の約１／２の長さである。

板状励振素子２０２及び線状励振素子２０３は無給電素子２０１と所定の間隔ｈをおいて対向して設けられる。板状励振素子２０２及び線状励振素子２０３と無給電素子２０１との所定の間隔ｈは両者が電磁界結合する距離とする。

給電点２０４は、板状励振素子２０２及び線状励振素子２０３を給電する。

無給電素子２０１、板状励振素子２０２及び線状励振素子２０３は、無給電素子２０１が反射器として動作し、かつアンテナ装置２００の入力インピーダンスが広帯域となるように設定される。

ここで、図２の具体的な構成例について説明する。図３は、本発明の実施の形態１に係るアンテナ装置の具体的な構成を示す斜視図である。この図において、無給電素子２０１は銅板であり、長手方向の長さを０．５４λ（λは波長を示す）とし、幅方向の長さを０．３λとする。

板状励振素子２０２及び線状励振素子２０３は、無給電素子２０１と同じ大きさで絶縁体のガラスエポキシ樹脂上にプリントされ、板状励振素子２０２の一辺の長さを０．４３λとし、線状励振素子２０３の長さを０．２６λとし、無給電素子２０１と０．０２λの間隔をおいて配設される。

上述した構成において、給電点２０４が板状励振素子２０２及び線状励振素子２０３を給電することにより、板状励振素子２０２及び線状励振素子２０３と無給電素子２０１とが電磁界結合し、無給電素子２０１は反射器として動作するため、図３に示した座標系において、−Ｘ方向に向けて主に指向性が形成される。

図４は、本発明の実施の形態１に係るアンテナ装置２００の放射パターンを示す図である。この図では、Ｘ−Ｙ平面におけるＥφ成分を示し、実線はアンテナ装置２００の放射パターンを示し、点線はアンテナ装置２００から無給電素子を除いた励振素子のみの放射パターンを示す。この図から分かるように、−Ｘ方向に利得の高い指向性が形成され、Ｘ方向の放射が抑えられる。

上述したような指向性を有することを利用し、携帯無線機の背面側に指向性が向くように、すなわち、Ｘ方向が人体方向となるように、アンテナ装置を携帯無線機に搭載することにより、人体方向への放射が抑えられ、ＳＡＲの低減を図りつつ、人体と反対側の方向である−Ｘ方向への利得を向上させ、通話時利得の向上を図ることができる。

図５は、本発明の実施の形態１に係るアンテナ装置２００の周波数帯域特性を示す図である。この図において、横軸は周波数を示し、縦軸は電圧定在波比（ＶＳＷＲ：Voltage Standing Wave Ratio）を示す。また、実線はアンテナ装置２００の周波数帯域特性を示し、点線はアンテナ装置２００から無給電素子を除いた励振素子のみの周波数帯域特性を示す。ＶＳＷＲの値が１に近いほどアンテナ装置に効率よく電力が供給され、このＶＳＷＲが周波数に依存して変化することから、ＶＳＷＲの値が低く、広い周波数帯域にわたっていると広帯域なアンテナとして動作することがわかる。したがって、実線が示すアンテナ装置は、点線が示す励振素子のみのアンテナに比べ、広帯域なアンテナであると言える。

図６は、本発明の実施の形態１に係るアンテナ装置２００の電流分布を示す概念図である。図６（ａ）は板状励振素子２０２及び線状励振素子２０３の電流分布を示している。板状励振素子２０２の給電される一辺と線状励振素子２０３の電流方向は互いに逆向きであり、線状励振素子２０３から放射される電波は打ち消されるが、図６（ｂ）に示すように無給電素子２０１の電流分布は、板状励振素子２０２の面上に形成される電流分布と位相が反転し、無給電素子２０１は反射器として動作しており、強い指向性を得ることができる。

このように本実施の形態によれば、使用周波数の約１／２波長の長さを有する無給電素子と所定の間隔をおいて対向して配設された所定の長さを有する励振素子が給電されることにより、励振素子と電磁界結合する無給電素子が反射器として動作するので、無給電素子に対して励振素子の方向に指向性が形成される。したがって、励振素子側を携帯無線機の背面に向けて搭載すれば、通話時において、人体方向への放射を抑えることができ、ＳＡＲを低減することができると共に、人体方向へ放射する代わりに人体と反対方向へ放射することになり、アンテナ利得の向上を図ることができる。

（実施の形態２）
図７は、本発明の実施の形態２に係るアンテナ装置２１０の構成を示す斜視図である。ただし、図７が図２と共通する部分は、図２と同一の符号を付し、その詳しい説明は省略する。

線状励振素子２１１は、所定の長さを有する線状の素子であり、板状励振素子２０２と無給電素子２０１との間隔ｈと同じ間隔で無給電素子２０１の幅方向と平行に、かつ、無給電素子２０１に対して非対向に配設されている。また、一端が給電点２０４に接続され、他端が開放されている。

上述した構成において、板状励振素子２０２の電流分布は、給電される一辺と線状励振素子２１１の電流方向が同一方向となり、板状励振素子２０２の面上に形成される電流分布とは電流方向が垂直となるため、線状励振素子２１１は、無給電素子２０１が反射器として動作することにより放射される電波に対して垂直方向の電波を放射する。

このように本実施の形態によれば、線状励振素子が無給電素子の幅方向と平行に、かつ、無給電素子と向き合わないように配設することにより、水平・垂直両偏波成分を得ることができる。

（実施の形態３）
図８は、本発明の実施の形態３に係るアンテナ装置２２０の構成を示す斜視図である。ただし、図８が図２と共通する部分は、図２と同一の符号を付し、その詳しい説明は省略する。

線状励振素子２２１は、無給電素子２０１の幅方向の長さを越える長さを有し、無給電素子２０１の幅方向と平行に所定の間隔をおいて対向して配設されている。また、一端が給電点２０４に接続され、他端が開放されている。

上述した構成において、板状励振素子２０２の給電される一辺に流れる電流と線状励振素子２２１に流れる電流の向きが逆方向になるものの、線状励振素子２２１の長さは板状励振素子２０２の幅方向の長さよりも長いため、線状励振素子２２１に流れる電流により形成される電波が全て打ち消されるものではないので、線状励振素子２２１により放射される電波は、無給電素子２０１が反射器として動作することにより放射される電波に対して垂直になる。

このように本実施の形態によれば、線状励振素子を無給電素子の幅方向と平行に、かつ、無給電素子と非対向となるように配設することにより、水平・垂直両偏波成分を得ることができる。

（実施の形態４）
図９は、本発明の実施の形態４に係るアンテナ装置２３０の構成を示す斜視図である。ただし、図９が図２と共通する部分は、図２と同一の符号を付し、その詳しい説明は省略する。

励振素子２３１は、Ｌ形の形状を有し、一端が給電点２０４に接続され、他端が開放されている。給電点２０４に接続された励振素子２３１は、無給電素子２０１に対して垂直に所定距離離れた位置で屈曲され、屈曲された部位から開放端までの素子部が無給電素子２０１の幅方向と平行に配設されている。

上述した構成において、給電点２０４に接続された励振素子２３１の一端から無給電素子２０１に対して垂直な素子部で電波を放射するため、無給電素子２０１が反射器として動作することにより放射される電波に対して垂直になる。

このように本実施の形態によれば、Ｌ形の励振素子の一端から給電し、給電される一端から屈曲部までを無給電素子に対して垂直に配設し、屈曲部から開放端までを無給電素子の幅方向と平行に、かつ、無給電素子と対向して配設することにより、水平・垂直両偏波成分を得ることができる。

なお、本実施の形態において、板状励振素子をＬ形の断面を有するように屈曲させてもよい。

（実施の形態５）
図１０は、本発明の実施の形態５に係るアンテナ装置２４０の構成を示す斜視図である。ただし、図１０が図２と共通する部分は、図２と同一の符号を付し、その詳しい説明は省略する。

線状励振素子２４１は、周波数ｆ１で共振する長さを有し、線状励振素子２４２は、周波数ｆ２で共振する長さを有し、それぞれ無給電素子２０１の幅方向と平行に、無給電素子２０１に対して所定の間隔ｈをおいて対向して配設されている。線状励振素子２４１及び２４２は、一端が給電点２０４に接続され、他端が開放されている。

上述した構成において、給電点２０４から給電されると、線状励振素子２４１は板状励振素子２０２と共に無給電素子２０１と電磁界結合し、アンテナ装置２４０が周波数ｆ１の電波を放射する。また、線状励振素子２４２は板状励振素子２０２と周波数ｆ２で共振し、無給電素子２０１とは電磁界結合せずに、アンテナ装置２４０は周波数ｆ２の電波を放射する。

このように本実施の形態によれば、周波数ｆ１で共振する長さの線状励振素子と、周波数ｆ２で共振する長さの線状励振素子とを配設することにより、周波数ｆ１と周波数ｆ２の電波を放射することになり、２周波に対応したアンテナ装置を実現することができる。

（実施の形態６）
図１１は、本発明の実施の形態６に係るアンテナ装置２５０の構成を示す斜視図である。ただし、図１１が図２と共通する部分は、図２と同一の符号を付し、その詳しい説明は省略する。

線状励振素子２５１は、給電点２０４に接続された一端を有する第１素子部２５１１と一端が開放された第２素子部２５１２とが直線状に配設され、第１素子部２５１１と第２素子部２５１２とがスイッチ２５１３を介して接続されている。

第１素子部２５１１は、周波数ｆ１で共振する長さを有し、無給電素子２０１の幅方向と平行に、かつ、無給電素子２０１に対して所定の間隔ｈをおいて対向して配設されている。

第２素子部２５１２は、スイッチ２５１３がオンとなり第１素子部２５１１と接続されることにより、周波数ｆ２で共振する長さを有する。

上述した構成において、スイッチ２５１３がオフで第１素子部２５１１と第２素子部２５１２が接続されていない場合、給電点２０４から給電されると、第１素子部２５１１は板状励振素子２０２と共に無給電素子２０１と電磁界結合し、アンテナ装置２５０が周波数ｆ１の電波を放射する。また、スイッチ２５１３がオンで第１素子部２５１１と第２素子部２５１２が接続されている場合、第１素子部２５１１及び第２素子部２５１２は板状励振素子２０２と周波数ｆ２で共振し、無給電素子２０１とは電磁界結合せずに、アンテナ装置２５０は周波数ｆ２の電波を放射する。

このように本実施の形態によれば、周波数ｆ１で共振する長さの第１素子部と、第１素子部とスイッチを介して接続される第２素子部が第１素子部と接続したときに、周波数ｆ２で共振する長さとし、スイッチの切り替えを行うことにより、周波数ｆ１と周波数ｆ２の電波を放射することになり、２周波に対応したアンテナ装置を実現することができる。

（実施の形態７）
図１２は、本発明の実施の形態７に係るアンテナ装置２６０の構成を示す斜視図である。ただし、図１２が図２と共通する部分は、図２と同一の符号を付し、その詳しい説明は省略する。

線状励振素子２６１は、給電点２０４に接続された一端を有する第１素子部２６１１と一端が開放された第２素子部２６１２とが直線状に配設され、第１素子部２６１１と第２素子部２６１２とが並列共振回路２６１３を介して接続されている。

第１素子部２６１１は、周波数ｆ１で共振する長さを有し、無給電素子２０１の幅方向と平行に、かつ、無給電素子２０１に対して所定の間隔ｈをおいて対向して配設されている。

第２素子部２６１２は、第１素子部２６１１及び並列共振回路２６１３と接続した長さが、周波数ｆ２で共振する長さを有する。

並列共振回路２６１３は、周波数ｆ１で並列共振し、インピーダンスが理論上無限大となるインダクタンス及びキャパシタンスが設定されている。

上述した構成において、アンテナ装置２６０が周波数ｆ１で共振する場合、並列共振回路２６１３が並列共振し、理論上無限大のインピーダンスになるため、第１素子部２６１１にのみ電流が流れ、第１素子部２６１１及び板状励振素子２０２が無給電素子２０１と電磁界結合し、アンテナ装置２６０が周波数ｆ１の電波を放射する。一方、アンテナ装置２６０が周波数ｆ２で共振する場合、並列共振回路２６１３は周波数ｆ１以外の周波数では並列共振を行わないので、第２素子部２６１２に電流が流れ、第１素子部２６１１及び第２素子部２６１２は板状励振素子２０２と共に周波数ｆ２で共振し、無給電素子２０１とは電磁界結合せずに、アンテナ装置２６０は周波数ｆ２の電波を放射する。

このように本実施の形態によれば、周波数ｆ１で共振する長さの第１素子部と、周波数ｆ１で並列共振する並列共振回路を介して第１素子部と接続される第２素子部を、第１素子部と合計した長さが周波数ｆ２で共振する長さとすることにより、周波数ｆ１と周波数ｆ２の電波を放射することになり、２周波に対応し、自動的に周波数を切り替えるアンテナ装置を実現することができる。

なお、本実施の形態では、並列共振回路を用いた場合について説明したが、チョークコイルを用いてもよい。

（実施の形態８）
図１３は、本発明の実施の形態８に係るアンテナ装置２７０の構成を示す斜視図である。ただし、図１３が図２と共通する部分は、図２と同一の符号を付し、その詳しい説明は省略する。

励振素子２７１は、給電点２０４に接続される板状の第１素子部２７１１と板状の第２素子部２７１２とが同一平面上に配設され、第１素子部２７１１と第２素子部２７１２とがスイッチ２７１３を介して接続されている。

第１素子部２７１１は、周波数ｆ１で共振する長さを有し、無給電素子２０１に対して所定の間隔ｈをおいて対向して配設されている。

第２素子部２７１２は、スイッチ２７１３がオンとなり第１素子部２７１１と接続されることにより、周波数ｆ２で共振する長さを有する。

上述した構成において、スイッチ２７１３がオフで第１素子部２７１１と第２素子部２７１２が接続されていない場合、給電点２０４から給電されると、第１素子部２７１１は線状励振素子２０３と共に無給電素子２０１と電磁界結合し、アンテナ装置２７０が周波数ｆ１の電波を放射する。また、スイッチ２７１３がオンで第１素子部２７１１と第２素子部２７１２が接続されている場合、第１素子部２７１１及び第２素子部２７１２は線状励振素子２０３と周波数ｆ２で共振し、無給電素子２０１とは電磁界結合せずに、アンテナ装置２７０は周波数ｆ２の電波を放射する。

（実施の形態９）
図１４は、本発明の実施の形態９に係るアンテナ装置２８０の構成を示す斜視図である。ただし、図１４が図２と共通する部分は、図１４と同一の符号を付し、その詳しい説明は省略する。

励振素子２８１は、給電点２０４に接続される板状の第１素子部２８１１と板状の第２素子部２８１２とが同一平面上に配設され、第１素子部２８１１と第２素子部２８１２とが並列共振回路２８１３を介して接続されている。

第１素子部２８１１は、周波数ｆ１で共振する長さを有し、無給電素子２０１に対して所定の間隔ｈをおいて対向して配設されている。

第２素子部２８１２は、第１素子部２８１１及び並列共振回路２８１３と接続した長さが、周波数ｆ２で共振する長さを有する。

並列共振回路２８１３は、周波数ｆ１で並列共振し、インピーダンスが理論上無限大となるインダクタンス及びキャパシタンスが設定されている。

上述した構成において、アンテナ装置２８０が周波数ｆ１で共振する場合、並列共振回路２８１３が並列共振し、理論上無限大のインピーダンスになるため、第１素子部２８１１にのみ電流が流れ、第１素子部２８１１及び線状励振素子２０３が無給電素子２０１と電磁界結合し、アンテナ装置２８０が周波数ｆ１の電波を放射する。一方、アンテナ装置２８０が周波数ｆ２で共振する場合、並列共振回路２８１３は周波数ｆ１以外の周波数では並列共振を行わないので、第２素子部２８１２に電流が流れ、第１素子部２８１１及び第２素子部２８１２は線状励振素子２０３と共に周波数ｆ２で共振し、無給電素子２０１とは電磁界結合せずに、アンテナ装置２８０は周波数ｆ２の電波を放射する。

（実施の形態１０）
図１５は、本発明の実施の形態１０に係るアンテナ装置２９０の構成を示す斜視図である。ただし、図１５が図２と共通する部分は、図２と同一の符号を付し、その詳しい説明は省略する。

誘電体２９１は、セラミックスや樹脂などであり、板状の形状を有する。誘電体２９１の一面には無給電素子２０１を、他面には板状励振素子２０２及び線状励振素子２０３をそれぞれ配設する。これにより、誘電体２９１の比誘電率に応じて波長を短縮することができるので、その分、アンテナ装置２９０を小型化することができる。

（実施の形態１１）
図１６は、本発明の実施の形態１１に係るアンテナ装置３００の構成を示す斜視図である。ただし、図１６が図２と共通する部分は、図２と同一の符号を付し、その詳しい説明は省略する。

無給電素子３０１は、板状励振素子２０２及び線状励振素子２０３に対して無給電素子２０１と反対側に所定の間隔をおいて対向して配設される。また、無給電素子３０１は、板状励振素子２０２及び線状励振素子２０３と電磁界結合し、導波器として動作するように配設される。

上述した構成において、給電点２０４が板状励振素子２０２及び線状励振素子２０３を給電することにより、板状励振素子２０２及び線状励振素子２０３と無給電素子２０１とが電磁界結合し、無給電素子２０１は反射器として動作する。また、板状励振素子２０２及び線状励振素子２０３と無給電素子３０１とが電磁界結合し、無給電素子３０１は導波器として動作する。これにより、さらなる利得の増加を図ることが出来る。

（実施の形態１２）
図１７は、本発明の実施の形態１２に係るアンテナ装置３１０の構成を示す斜視図である。ただし、図１７が図２と共通する部分は、図２と同一の符号を付し、その詳しい説明は省略する。

給電点３１１は、回路基板３１２から板状励振素子２０２に不平衡給電する。このような不平衡給電方式では、回路基板３１２に漏れ電流が生じてしまうが、板状励振素子２０２の長さの設定及び板状励振素子２０２と無給電素子２０１との距離を所定の間隔におくことにより回路基板３１２への漏れ電流を抑圧し、広帯域化及び利得の増加を図ることが可能となる。また、平衡・不平衡変換器（バラン）を設けたり、線状励振素子を設けたりしないでよいので、部品点数を削減することもできる。

（他の実施の形態）
図１８は、本発明の他の実施の形態におけるアンテナ装置３２０の構成を示す斜視図である。ただし、図１８が図２と共通する部分は、図２と同一の符号を付し、その詳しい説明は省略する。

励振素子３２１は、所定の長さを有し、一端が給電点２０４に接続され、他端が板状励振素子２０２に接続されている。このように、励振素子３２１の給電されない他端を板状励振素子２０２に接続することにより、素子長を短くすることができる。

このように、線状励振素子は、板状励振素子と給電点との整合をとるのに寄与すればよく、給電されない他端で板状励振素子に接続する場合に限らず、線状励振素子の中間で板状励振素子に接続してもよく、どんな形状でもよい。

なお、上述した各実施の形態における板状励振素子は、長手方向の長さを変化させることにより共振周波数を変化させることができ、線状励振素子は、素子長を変化させることによりアンテナ装置の入力インピーダンスのリアクタンス分を変化せることができ、用途に応じてそれぞれの長さを設定すればよい。

また、上述した各実施の形態において、線状励振素子を例に挙げ説明したが、本発明はこれに限らず、他の形状であってもよい。

また、上述した各実施の形態において、携帯無線機用アンテナ装置として携帯無線機に搭載することを想定して説明したが、本発明はこれに限らず、基地局装置に搭載してもよい。

本発明の携帯無線機用アンテナ装置は、使用周波数の略１／２波長の大きさを有する板状の無給電素子の一面に対して所定の間隔をおいて対向させて板状および線状の励振素子を配設し、各々の励振素子が無給電素子を反射器として動作させ、アンテナ装置を携帯無線機に搭載する際に、ユーザが携帯無線機を使用するときにアンテナ装置の指向性が人体と反対方向に向くように配置することで、アンテナの利得を向上させ、また、ＳＡＲを低減させる効果を有し、例えば、携帯無線機等に適用できる。

本発明の実施の形態１における携帯無線機の構成を示す分解斜視図本発明の実施の形態１に係るアンテナ装置の構成を示す斜視図本発明の実施の形態１に係るアンテナ装置の具体的な構成を示す斜視図本発明の実施の形態１に係るアンテナ装置の放射パターンを示す図本発明の実施の形態１に係るアンテナ装置の周波数帯域特性を示す図本発明の実施の形態１に係るアンテナ装置の電流分布を示す概念図本発明の実施の形態２に係るアンテナ装置の構成を示す斜視図本発明の実施の形態３に係るアンテナ装置の構成を示す斜視図本発明の実施の形態４に係るアンテナ装置の構成を示す斜視図本発明の実施の形態５に係るアンテナ装置の構成を示す斜視図本発明の実施の形態６に係るアンテナ装置の構成を示す斜視図本発明の実施の形態７に係るアンテナ装置の構成を示す斜視図本発明の実施の形態８に係るアンテナ装置の構成を示す斜視図本発明の実施の形態９に係るアンテナ装置の構成を示す斜視図本発明の実施の形態１０に係るアンテナ装置の構成を示す斜視図本発明の実施の形態１１に係るアンテナ装置の構成を示す斜視図本発明の実施の形態１２に係るアンテナ装置の構成を示す斜視図本発明の他の実施の形態におけるアンテナ装置の構成を示す斜視図従来のアンテナ装置の構成を示す断面図

符号の説明

１０１、３１２回路基板
１０２、２００、２１０、２２０、２３０、２４０、２５０、２６０、２７０、２８０、２９０、３００、３１０、３２０アンテナ装置
１０３前面筐体パネル
１０４背面筐体パネル
２０１、３０１無給電素子
２０２板状励振素子
２０３、２１１、２２１、２４１、２４２、２５１、２６１線状励振素子
２０４、３１１給電点
２５１３、２７１３スイッチ
２６１３、２８１３並列共振回路
２９１誘電体
２３１、２７１、２８１、３２１励振素子

Claims

長手方向が使用周波数の略１／２波長の長さを有する板状の無給電素子と、
前記無給電素子の一面に対して所定の間隔をおいて配設され、前記無給電素子との電磁界結合により、前記無給電素子を反射器及び広帯域化素子として動作させる板状の第１励振素子と、
一端が給電点に接続された第２励振素子と、
を具備することを特徴とする携帯無線機用アンテナ装置。
ユーザが携帯無線機を使用する際に、前記第１励振素子と所定の間隔をおいて配設される前記無給電素子がユーザ側に位置することを特徴とする請求項１に記載の携帯無線機用アンテナ装置。
前記第２励振素子は、所定の長さを有し、前記第１励振素子が配設された前記無給電素子の一面に対して非対向に配設されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の携帯無線機用アンテナ装置。
前記第２励振素子は、素子の一部が前記無給電素子の外側に位置する長さを有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の携帯無線機用アンテナ装置。
前記第２励振素子は、略Ｌ形の形状を有し、給電される一端から屈曲部までが前記無給電素子に対して略垂直に配設されることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の携帯無線機用アンテナ装置。
前記第２励振素子は、
第１周波数で共振する長さを有する第３励振素子と、
第２周波数で共振する長さを有する第４励振素子と、
を具備することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の携帯無線機用アンテナ装置。
前記第２励振素子は、給電点に接続された一端から第１周波数で共振する長さとなる第１素子部と、
前記第１素子部の長さを含めた長さが第２周波数で共振する長さとなる第２素子部と、
前記第１素子部と前記第２素子部とを接続又は開放の切り替えを行うスイッチと、
を具備することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の携帯無線機用アンテナ装置。
前記励振素子は、給電点に接続された一端から第１周波数で共振する長さとなる第１素子部と、
前記第１素子部の長さを含めた長さが第２周波数で共振する長さとなる第２素子部と、
第１周波数で並列共振し、前記第１素子部と前記第２素子部とを接続する並列共振回路と、
を具備することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の携帯無線機用アンテナ装置。
前記第１励振素子は、給電点に接続された一端から第１周波数で共振する長さとなる板状の第１素子部と、
前記第１素子部の長さを含めた長さが第２周波数で共振する長さとなる板状の第２素子部と、
前記第１素子部と前記第２素子部とを接続又は開放の切り替えを行うスイッチと、
を具備することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の携帯無線機用アンテナ装置。
前記第１励振素子は、給電点に接続された一端から第１周波数で共振する長さとなる板状の第１素子部と、
前記第１素子部の長さを含めた長さが第２周波数で共振する長さとなる板状の第２素子部と、
第１周波数で並列共振し、前記第１素子部と前記第２素子部とを接続する並列共振回路と、
を具備することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の携帯無線機用アンテナ装置。
前記無給電素子と前記励振素子との間に挿入される誘電体を具備することを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれかに記載の携帯無線機用アンテナ装置。
前記第１励振素子に対して前記反射器として動作する無給電素子と反対側に導波器として動作する板状の無給電素子をさらに具備することを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれかに記載の携帯無線機用アンテナ装置。
長手方向が使用周波数の略１／２波長の長さを有する板状の無給電素子と、
前記無給電素子の一面に対して所定の間隔をおいて配設され、前記無給電素子との電磁界結合により、前記無給電素子を反射器及び広帯域化素子として動作させる板状の第１励振素子と、
を具備することを特徴とする携帯無線機用アンテナ装置。