JP4627092B2 - アンテナ装置及び無線通信装置 - Google Patents
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基板と、
複数の帯域の信号をそれぞれ送受信可能であり、上記基板の一端面側に設けられたアンテナエレメントと、
上記基板の他端面側に設けられ、低周波帯域側の共振成分が、上記アンテナエレメントの低周波数帯域外となるように共振特性の調整がなされた非励振素子と、
上記基板と上記非励振素子との間の電磁結合量を調整して、該非励振素子の低周波帯域側の共振周波数及び高周波帯域側の共振周波数を高周波方向に移動させて、該非励振素子の低周波帯域側の共振成分及び高周波帯域側の共振成分を、共に上記アンテナエレメントの低周波数帯域外及び高周波数帯域外に移動させる共振周波数移動調整手段と
を有する。
基板と、複数の帯域の信号をそれぞれ送受信可能であり、上記基板の一端面側に設けられたアンテナエレメントと、上記基板の他端面側に設けられ、低周波帯域側の共振成分が、上記アンテナエレメントの低周波数帯域外となるように共振特性の調整がなされた非励振素子と、上記基板と上記非励振素子との間の電磁結合量を調整して、該非励振素子の低周波帯域側の共振周波数及び高周波帯域側の共振周波数を高周波方向に移動させて、該非励振素子の低周波帯域側の共振成分及び高周波帯域側の共振成分を、共に上記アンテナエレメントの低周波数帯域外及び高周波数帯域外に移動させる共振周波数移動調整手段とを備えたアンテナ装置と、
上記アンテナ装置が対応する各共振周波数の信号毎にそれぞれ信号処理を行うための複数の信号処理系と、
受信時において、上記アンテナ装置で受信された信号を分波処理し、上記複数の信号処理系のうち、当該信号の共振周波数に対応する信号処理系に供給する分波手段と、
送信時において、上記いずれかの信号処理系で形成された信号を、上記アンテナ装置を介して無線送信する送信手段と
を有する。
図1に、この本発明の第1の実施の形態となる携帯電話機のブロック図を示す。この図1に示すように、当該実施の形態の携帯電話機は、携帯事業者のコミュニケーションネットワークに接続された基地局との間でデータの送受信を行うアンテナ1及び通信回路2と、着信音,受話音声,動画ファイルの音声,音楽データの音声等の音声出力を得るためのスピーカ部3と、送話音声等を集音するマイクロホン部4と、発着信電話番号、送信元,送信先となるユーザの名前、電話や携帯メールの発着信履歴、電話帳,アドレス帳、スケジュール帳、送受信した携帯メールの文章等を表示する表示部5とを有している。
図2に上記アンテナ1の構成を示す。このアンテナ1は、一例ではあるが、800MHz帯及び2GHz帯の信号をそれぞれ送受信可能な、いわゆるマルチバンド対応のアンテナとなっている。
図3(a)〜(c)に、非励振素子14の共振特性を示す。この図3(a)〜(c)は、横軸が周波数を、縦軸がSパラメータ(Scattering parameter)の「S11(ネットワークアナライザの入力端から反射される電力)/(ネットワークアナライザの入力端に入射する電力)」の値(電圧反射係数)を示している。
次に、このようにアンテナエレメント13で受信された信号は、当該携帯電話機の通信回路2に設けられている分波器により、800MHz帯の信号、及び2GHz帯の信号にそれぞれ分波され、各帯域の信号処理系に供給され、それぞれ適宜信号処理される。
以上の説明から明らかなように、この第1の実施の形態の携帯電話機は、アンテナ1に対して、非励振素子14及びこの非励振素子14の共振周波数を調整する共振回路16を設けることで、非励振素子14により当該携帯電話の通話使用時等における人体頭部の放射を低減することができ、また、共振回路16により、アンテナエレメント13で送受信する低周波数帯(例:800MHz帯)及び高周波数帯(例:2GHz帯)の各周波数帯外に非励振素子14の共振成分を移動させることができる。このため、人体頭部の放射を低減したうえで、アンテナエレメント13で低周波数帯及び高周波数帯の信号を良好に送受信可能とすることができる。
次に、本発明の第2の実施の形態の携帯電話機を説明する。上述の第1の実施の形態の携帯電話機は、非励振素子14が設けられたアンテナ1に対して共振回路16を設けることで、この共振回路16で非励振素子14の共振成分を調整するものであったが、この第2の実施の形態の携帯電話機は、共振回路16の代わりに、非励振素子14に対してスタブを設けることで、非励振素子14の共振成分を調整するものである。なお、この第2の実施の形態の携帯電話機と、上述の第1の実施の形態の携帯電話機とでは、この点のみが異なるため、以下の第2の実施の形態の携帯電話機の説明では、この差異の説明のみ行い、重複説明は省略することとする。
この第2の実施の形態の携帯電話機の場合、図6に示すようにアンテナ1に設けられた片側短絡型の非励振素子14に対して、該非励振素子14の第3の非励振素子片14cに対して平行となるように、バー状のスタブ21が設けられている。このスタブ21は、当該スタブ21と基板11との間の電磁結合量(=キャパシタ)を可変するように機能し、非励振素子14の低周波数帯及び高周波数帯の各共振周波数を調整している。
この第2の実施の形態の携帯電話機において、非励振素子14に対してスタブ21を設けない場合、図3(a)に示したようにアンテナエレメント13で送受信する800MHz帯には、非励振素子14の低周波数帯域側の共振成分は現れないのであるが、アンテナエレメント13で送受信する2GHz帯には、非励振素子14の高周波数帯域側の共振成分が現れた状態となる。
これにより、図5に示すように非励振素子14の低周波数帯側の共振成分及び高周波数帯側の共振成分を、それぞれアンテナエレメント13で送受信する800MHz帯外(約750MHz=周波数f2)、及び2GHz帯外(約2.16GHz=周波数f4)に移動させることができる他、上述の第1の実施の形態の携帯電話機と同じ効果を得ることができる。
上述の各実施の形態の説明では、ワイヤ状の部材で形成した非励振素子14を、表示部5を取り囲むかたちで設けることとした。また、第2の実施の形態の説明では、非励振素子14の第3の非励振素子片14cに対して平行となるようにスタブ21を設けることとした。
Claims (6)
- 基板と、
複数の帯域の信号をそれぞれ送受信可能であり、上記基板の一端面側に設けられたアンテナエレメントと、
上記基板の他端面側に設けられ、低周波帯域側の共振成分が、上記アンテナエレメントの低周波数帯域外となるように共振特性の調整がなされた非励振素子と、
上記基板と上記非励振素子との間の電磁結合量を調整して、該非励振素子の低周波帯域側の共振周波数及び高周波帯域側の共振周波数を高周波方向に移動させて、該非励振素子の低周波帯域側の共振成分及び高周波帯域側の共振成分を、共に上記アンテナエレメントの低周波数帯域外及び高周波数帯域外に移動させる共振周波数移動調整手段と
を有するアンテナ装置。 - 請求項1に記載のアンテナ装置であって、
上記共振周波数移動調整手段は、上記非励振素子を基板に接続するための脚部と上記基板の接地点との間に挿入接続された、コイル及びコンデンサを直列接続或いは並列接続することで形成されたLC共振回路であること
を特徴とするアンテナ装置。 - 請求項1に記載のアンテナ装置であって、
上記共振周波数移動調整手段は、上記非励振素子に付加された、上記基板と上記非励振素子との間の電磁結合量を調整するスタブであること
を特徴とするアンテナ装置。 - 請求項3に記載のアンテナ装置であって、
上記非励振素子は、
ワイヤ状の部材で形成され、上記基板の接地点に接続される脚部を備えた略L字状の第1の非励振素子片と、
ワイヤ状の部材で形成され、上記基板に接続される脚部を備えた略L字状の第2の非励振素子片と、
上記第1の非励振素子片及び第2の非励振素子片の上記各脚部と反対側の端部同士を接続するワイヤ状の部材で形成された第3の非励振素子片とを有し、
上記スタブは、ワイヤ状の部材で形成され、一端部が上記第1の非励振素子片に接続され、他端部が上記第2の非励振素子片に接続されており、その物理的な長さが、上記基板と上記非励振素子との間の電磁結合量を、上記非励振素子の共振周波数を上記アンテナエレメントが対応する各周波数帯域外とする電磁結合量とする物理的な長さに調整されていること
を特徴とするアンテナ装置。 - 請求項3に記載のアンテナ装置であって、
上記非励振素子は、板状の部材で形成され、片側短絡のかたちで上記基板に接続されており、
上記スタブは、棒状の部材で形成され、当該スタブと板状の上記非励振素子の上端部との間に所定の間隙部を形成するかたちで、当該スタブの一端部が、上記非励振素子の上端部に接続されており、その物理的な長さが、上記基板と上記非励振素子との間の電磁結合量を、上記非励振素子の共振周波数を上記アンテナエレメントが対応する各周波数帯域外とする電磁結合量とする物理的な長さに調整されていること
を特徴とするアンテナ装置。 - 基板と、複数の帯域の信号をそれぞれ送受信可能であり、上記基板の一端面側に設けられたアンテナエレメントと、上記基板の他端面側に設けられ、低周波帯域側の共振成分が、上記アンテナエレメントの低周波数帯域外となるように共振特性の調整がなされた非励振素子と、上記基板と上記非励振素子との間の電磁結合量を調整して、該非励振素子の低周波帯域側の共振周波数及び高周波帯域側の共振周波数を高周波方向に移動させて、該非励振素子の低周波帯域側の共振成分及び高周波帯域側の共振成分を、共に上記アンテナエレメントの低周波数帯域外及び高周波数帯域外に移動させる共振周波数移動調整手段とを備えたアンテナ装置と、
上記アンテナ装置が対応する各共振周波数の信号毎にそれぞれ信号処理を行うための複数の信号処理系と、
受信時において、上記アンテナ装置で受信された信号を分波処理し、上記複数の信号処理系のうち、当該信号の共振周波数に対応する信号処理系に供給する分波手段と、
送信時において、上記いずれかの信号処理系で形成された信号を、上記アンテナ装置を介して無線送信する送信手段と
を有する無線通信装置。
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