JP4661547B2 - Antenna device - Google Patents

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Description

本発明は、例えばデジタルテレビ放送帯域の送受信に用いられるアンテナ装置に関する。   The present invention relates to an antenna device used for transmission / reception of a digital television broadcast band, for example.

近年、地上波のテレビ放送がデジタル化され始めている。この地上デジタル放送は、テレビ放送をデジタル化することによってハイビジョン放送が可能になると共に、データ放送を加えることもできる。そして、この地上デジタル放送では、UHF帯域である470MHz〜770MHz帯域の周波数を使用して放送を行う。
一方、携帯端末機では、470MHz帯以上の帯域では1/4波長型のアンテナが用いられている。1/4波長型のアンテナは、アンテナエレメントの電気長が1/4波長であり、物理長として1/4波長の長さを持つホイップアンテナが携帯電話機用として用いられている。また、内蔵アンテナは、物理長を1/4よりも小型化することで携帯端末機に内蔵可能としたもので、小型化のために帯域幅やアンテナ利得がホイップアンテナよりも劣化している。なお、ホイップアンテナの比帯域幅は、一般的に十数%程度となっている。
In recent years, terrestrial television broadcasting has begun to be digitized. This terrestrial digital broadcast can be a high-definition broadcast by digitizing a television broadcast, and can also add a data broadcast. And in this terrestrial digital broadcast, it broadcasts using the frequency of a 470 MHz-770 MHz band which is a UHF band.
On the other hand, in a portable terminal, a ¼ wavelength type antenna is used in a band of 470 MHz or higher. In the 1/4 wavelength type antenna, an electric length of an antenna element is 1/4 wavelength, and a whip antenna having a 1/4 wavelength physical length is used for a cellular phone. The built-in antenna can be built in a portable terminal by reducing the physical length to less than 1/4, and the bandwidth and antenna gain are deteriorated compared to the whip antenna due to the downsizing. Note that the specific bandwidth of the whip antenna is generally about a dozen percent.

ところで、携帯端末機で地上デジタル放送を受信する場合において、ホイップアンテナを地上デジタル放送の放送帯域で要求されている470MHz〜770MHzで調整しても、ホイップアンテナの帯域幅が100MHz以下であるため、1つのアンテナで470MHz〜770MHzの帯域幅をカバーすることは不可能である。そのため、ひとつの解決法として共振周波数を可変させるという方法がある。
そこで、共振周波数を可変とする方法として、バリキャップを用いてコンデンサのキャパシタンスを電圧によって制御し、アンテナの共振周波数を可変とするアンテナ装置が提案されている(例えば、特許文献1、2参照)。
By the way, when receiving terrestrial digital broadcasting with a portable terminal, even if the whip antenna is adjusted at 470 MHz to 770 MHz required in the broadcasting band of terrestrial digital broadcasting, the bandwidth of the whip antenna is 100 MHz or less. It is impossible to cover a bandwidth of 470 MHz to 770 MHz with one antenna. Therefore, one solution is to vary the resonance frequency.
Therefore, as a method for making the resonance frequency variable, an antenna device has been proposed in which the capacitance of the capacitor is controlled by voltage using a varicap and the resonance frequency of the antenna is made variable (see, for example, Patent Documents 1 and 2). .

特開平10−209897号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-209897 特開2003−46315号公報JP 2003-46315 A

しかしながら、上記従来のアンテナ装置には、以下の問題が残されている。すなわち、従来のアンテナ装置では、アンテナエレメントの物理長が最短でもアンテナ動作波長の1/4であるため、例えば470MHz〜770MHzの周波数帯域において実用的な内蔵型のアンテナ装置に適用することが困難である。   However, the following problems remain in the conventional antenna device. That is, in the conventional antenna device, since the physical length of the antenna element is ¼ of the antenna operating wavelength at the shortest, it is difficult to apply to a practical built-in antenna device in a frequency band of 470 MHz to 770 MHz, for example. is there.

本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、例えば470MHz〜770MHzのように広い周波数範囲においても、共振周波数が可変であると共に、利得の高い小型のアンテナ装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems. For example, an object of the present invention is to provide a small antenna device having a variable resonance frequency and a high gain even in a wide frequency range such as 470 MHz to 770 MHz. To do.

本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明のアンテナ装置は、基板と、該基板上の表面に形成されたグラウンド導体と、前記基板上に配置され、誘電体または磁性体あるいはその両方を兼ね備えた複合材料からなる素体と、該素体に形成された線状の導体パターンとを有するローディング部と、前記導体パターンの一端と前記グラウンド導体との間に接続されるインダクタ部と、前記インダクタ部の一端に給電する給電点とを備えるアンテナ装置において、前記導体パターンの一端と前記インダクタ部との間に周波数調整部が設けられ、該周波数調整部が、前記導体パターンの一端と前記インダクタ部とを接続する容量可変素子と、該容量可変素子のキャパシタンスを調整する容量調整手段とを有することを特徴とする。   The present invention employs the following configuration in order to solve the above problems. That is, the antenna device of the present invention includes a substrate, a ground conductor formed on the surface of the substrate, and an element body made of a composite material disposed on the substrate and having both a dielectric and / or a magnetic material. A loading portion having a linear conductor pattern formed on the element body, an inductor portion connected between one end of the conductor pattern and the ground conductor, and a feeding point for feeding power to one end of the inductor portion The frequency adjustment unit is provided between one end of the conductor pattern and the inductor unit, and the frequency adjustment unit includes a variable capacitance element that connects the one end of the conductor pattern and the inductor unit. And capacitance adjusting means for adjusting the capacitance of the variable capacitance element.

この発明によれば、アンテナエレメント単体の電気長がアンテナ動作波長の1/4よりも短くても、ローディング部とインダクタ部とを組み合わせることで、全体の電気長としてアンテナ動作波長の1/4を満足する。これにより、例えば地上デジタル放送の放送帯域である470MHz〜770MHzの周波数帯域であっても、アンテナ装置の大幅な短縮化を図ることができる。
また、アンテナ装置の共振周波数は、アンテナエレメントの電気長によるインダクタンス成分をLとし、容量可変素子によるキャパシタンス成分をCとしたときに、1/√(L・C)に比例する。そこで、容量可変素子のキャパシタンスを変化させることで、アンテナ装置の共振周波数を設定することができる。したがって、例えば地上デジタル放送の放送帯域である470MHz〜770MHzのように広い帯域幅であっても、キャパシタンスが適宜の範囲で可変である容量可変素子を用いることで、チャンネルに合わせてキャパシタンスを調整し、共振周波数をシフトすることでカバーできる。
また、周波数調整部の一端とグラウンド導体とを接続するようにインダクタ部を設けることで、アンテナ装置のインピーダンスが調整され、例えば470MHz〜770MHzの周波数帯域においても、電圧定在波比(Voltage Standing Wave Ratio、以下VSWR
と省略する)特性の劣化を防止する。
According to the present invention, even if the electrical length of the antenna element alone is shorter than 1/4 of the antenna operating wavelength, by combining the loading unit and the inductor unit, 1/4 of the antenna operating wavelength is obtained as the overall electrical length. Satisfied. Thereby, for example, even in the frequency band of 470 MHz to 770 MHz, which is the broadcasting band of terrestrial digital broadcasting, the antenna device can be significantly shortened.
The resonance frequency of the antenna device is proportional to 1 / √ (L · C), where L is the inductance component due to the electrical length of the antenna element and C is the capacitance component due to the variable capacitance element. Therefore, the resonance frequency of the antenna device can be set by changing the capacitance of the variable capacitance element. Therefore, even if the bandwidth is wide, such as 470 MHz to 770 MHz, which is the broadcasting band of terrestrial digital broadcasting, the capacitance is adjusted according to the channel by using a capacitance variable element whose capacitance is variable within an appropriate range. This can be covered by shifting the resonance frequency.
Further, the impedance of the antenna device is adjusted by providing an inductor so as to connect one end of the frequency adjusting unit and the ground conductor. For example, in the frequency band of 470 MHz to 770 MHz, the voltage standing wave ratio (Voltage Standing Wave ratio) Ratio, hereinafter VSWR
To prevent deterioration of characteristics.

また、本発明にかかるアンテナ装置は、前記ローディング部を複数備えると共に、前記周波数調整部が、複数の前記ローディング部の一端と前記インダクタ部とをそれぞれ接続する複数の前記容量可変素子を備えることが好ましい。
この発明によれば、複数のローディング部のうちの1つと、このローディング部とインダクタ部とをそれぞれ接続する容量可変素子と、インダクタ部とによって1つのアンテナ部が形成される。したがって、アンテナ装置は、複数のアンテナ部を有することになる。
このとき、複数のアンテナ部のうちの少なくとも1つのアンテナ部によってカバーされる周波数帯域の少なくとも一部が、他のアンテナ装置によってカバーされる周波数帯域と異なるように構成することで、アンテナ部が1つだけの場合と比較して、より広い周波数帯域をカバーすることができる。一方、容量可変素子のキャパシタンスの可変範囲が小さく、1つのアンテナ部がカバー可能な周波数帯域が狭くても、各アンテナ部が分担してカバーすることによって広い周波数帯域をカバーすることができる。
また、受信する周波数において、複数のアンテナ部のうちからVSWRの最も小さいアンテナ部で受信した高周波信号を選択して受信することで、よりVSWR特性の劣化が小さく、良好な状態で受信することができる。
The antenna device according to the present invention includes a plurality of the loading units, and the frequency adjusting unit includes a plurality of the variable capacitance elements that respectively connect one end of the plurality of loading units and the inductor unit. preferable.
According to the present invention, one antenna unit is formed by one of the plurality of loading units, the variable capacitance element that connects the loading unit and the inductor unit, and the inductor unit. Therefore, the antenna device has a plurality of antenna units.
At this time, by configuring at least a part of the frequency band covered by at least one of the plurality of antenna units to be different from the frequency band covered by the other antenna device, the antenna unit is 1 Compared to a single case, a wider frequency band can be covered. On the other hand, even if the variable range of the capacitance of the capacitive variable element is small and the frequency band that can be covered by one antenna unit is narrow, a wide frequency band can be covered by sharing and covering each antenna unit.
Also, by selecting and receiving a high-frequency signal received by the antenna unit having the smallest VSWR from among a plurality of antenna units at the frequency to be received, the VSWR characteristics are less deteriorated and can be received in a good state. it can.

また、本発明にかかるアンテナ装置は、前記容量可変素子が、容量可変ダイオードで構成され、前記容量調整手段が、前記容量可変ダイオードにバイアス電圧を印加して該容量可変ダイオードのキャパシタンスを調整することが好ましい。
この発明によれば、容量可変ダイオードに対してバイアス電圧を入力し、この電圧を高くすることによって、容量可変ダイオードの空乏層の幅が広がる。これは、平行平板コンデンサにおいて平行平板間の距離が大きくなることと同様の効果であり、バイアス電圧を高くすることによって、容量可変ダイオードのキャパシタンスが小さくなる。したがって上述したように、印加するバイアス電圧を高くすることで、アンテナ装置の共振周波数が高周波側にシフトする。以上より、印加するバイアス電圧によって、アンテナ装置の共振周波数を容易に設定できる。
Further, in the antenna device according to the present invention, the variable capacitance element is configured by a variable capacitance diode, and the capacitance adjusting means applies a bias voltage to the variable capacitance diode to adjust the capacitance of the variable capacitance diode. Is preferred.
According to this invention, the width of the depletion layer of the variable capacitance diode is widened by inputting a bias voltage to the variable capacitance diode and increasing the voltage. This is the same effect as increasing the distance between the parallel plates in the parallel plate capacitor, and the capacitance of the variable capacitance diode is reduced by increasing the bias voltage. Therefore, as described above, by increasing the bias voltage to be applied, the resonance frequency of the antenna device is shifted to the high frequency side. As described above, the resonance frequency of the antenna device can be easily set by the bias voltage to be applied.

また、本発明にかかるアンテナ装置は、前記導体パターンの一端に接続される集中定数素子が設けられていることが好ましい。
この発明によれば、集中定数素子によって、ローディング部の導体パターンの長さを変更することなく電気長を調整可能となるので、容易に共振周波数を設定できる。また、給電点におけるアンテナ装置のインピーダンスを整合させることができる。
Moreover, the antenna device according to the present invention is preferably provided with a lumped constant element connected to one end of the conductor pattern.
According to the present invention, the electrical length can be adjusted by the lumped constant element without changing the length of the conductor pattern of the loading portion, so that the resonance frequency can be easily set. In addition, the impedance of the antenna device at the feeding point can be matched.

また、本発明にかかるアンテナ装置は、前記周波数調整部が、前記基板に載置可能であると共に前記導体パターンの一端と前記インダクタ部とを接続する周波数調整モジュールとされていることが好ましい。
この発明によれば、周波数調整部を周波数調整モジュールとしていることで、ユーザに対して周波数調整部の回路構造及び素子値をブラックボックス化することができ、さらにシンプルな構成となることからアンテナ装置の設計の自由度が増大する。
In the antenna device according to the present invention, it is preferable that the frequency adjustment unit is a frequency adjustment module that can be placed on the substrate and connects one end of the conductor pattern and the inductor unit.
According to the present invention, since the frequency adjustment unit is a frequency adjustment module, the circuit structure and the element value of the frequency adjustment unit can be black boxed for the user, and the antenna device can be further simplified. The degree of freedom of design increases.

さらに、本発明にかかるアンテナ装置は、前記周波数調整モジュールが、配線パターンを表面に有するモジュール基板と、前記モジュール基板に前記配線パターンを用いて設けられた周波数調整部本体と、前記モジュール基板に設けられ前記ローディング部に接続されるアンテナ端子と、を備え、前記配線パターンが、前記アンテナ端子に接続されトリミング可能な周波数微調整用の調整パッド部を有していることを特徴とする。
この発明によれば、配線パターンに、トリミング可能な周波数微調整用の調整パッド部を設けているので、配線パターンの形状精度や実装する容量可変素子等のディスクリート部品自体のばらつきを調整パッド部のトリミングによって微調整することができる。
Furthermore, in the antenna device according to the present invention, the frequency adjustment module includes a module substrate having a wiring pattern on a surface thereof, a frequency adjustment unit main body provided on the module substrate using the wiring pattern, and the module substrate. And an antenna terminal connected to the loading portion, wherein the wiring pattern has an adjustment pad portion for fine frequency adjustment that is connected to the antenna terminal and can be trimmed.
According to the present invention, the wiring pattern is provided with the trimming frequency adjustment pad portion that can be trimmed. Therefore, the variation in the shape accuracy of the wiring pattern and the discrete component itself such as the capacitance variable element to be mounted can be reduced. Fine adjustments can be made by trimming.

また、本発明にかかるアンテナ装置は、前記導体パターンが、前記素体の長手方向に巻回された螺旋形状を有することが好ましい。
この発明によれば、導体パターンを螺旋形状とすることで、導体パターンが長くなり、アンテナ装置の利得を増やすことができる。
In the antenna device according to the present invention, it is preferable that the conductor pattern has a spiral shape wound in the longitudinal direction of the element body.
According to this invention, by making the conductor pattern into a spiral shape, the conductor pattern becomes longer and the gain of the antenna device can be increased.

また、本発明にかかるアンテナ装置は、前記導体パターンが、前記素体の表面に形成されたミアンダ形状を有することが好ましい。
この発明によれば、導体パターンをミアンダ形状とすることで、導体パターンが長くなり、アンテナ装置の利得が向上する。また、導体パターンが、素体の表面に形成されることで導体パターンの形成が容易となる。
In the antenna device according to the present invention, it is preferable that the conductor pattern has a meander shape formed on a surface of the element body.
According to this invention, by making the conductor pattern meander shape, the conductor pattern becomes longer and the gain of the antenna device is improved. Further, the conductor pattern is easily formed by forming the conductor pattern on the surface of the element body.

本発明のアンテナ装置によれば、ローディング部とインダクタ部とを組み合わせることで、電気長としてアンテナ動作波長の1/4を満足し、アンテナ装置の大幅な短縮化を図ることができる。また、容量調整手段で容量可変素子のキャパシタンスを調整することで、アンテナ装置の共振周波数を変更することが可能である。そこで、キャパシタンスが適宜の範囲で可変である容量可変素子を用いることで、例えば地上デジタル放送の放送帯域のように広い帯域幅であっても、キャパシタンスを調整することでカバーできる。そして、インダクタ部を設けることで、アンテナ装置のインピーダンスが調整されてVSWR特性の劣化を抑制する。   According to the antenna device of the present invention, by combining the loading unit and the inductor unit, the electrical length can satisfy ¼ of the antenna operating wavelength, and the antenna device can be significantly shortened. In addition, the resonance frequency of the antenna device can be changed by adjusting the capacitance of the capacitance variable element by the capacitance adjusting means. Therefore, by using a capacitance variable element whose capacitance is variable within an appropriate range, even a wide bandwidth such as a broadcasting band of terrestrial digital broadcasting can be covered by adjusting the capacitance. Then, by providing the inductor portion, the impedance of the antenna device is adjusted and deterioration of the VSWR characteristic is suppressed.

以下、本発明にかかるアンテナ装置の第1の実施形態を、図1から図3を参照しながら説明する。
本実施形態によるアンテナ装置1は、例えば地上デジタル放送を受信可能な携帯端末に用いられるアンテナ装置である。
Hereinafter, a first embodiment of an antenna device according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3.
The antenna device 1 according to the present embodiment is an antenna device used for a mobile terminal capable of receiving terrestrial digital broadcasting, for example.

このアンテナ装置1は、例えば樹脂などの絶縁性材料からなるほぼ逆L字状の基板2と、基板2の表面に形成されて高周波回路(図示略)のグラウンドに接続されるグラウンド導体3と、基板2の表面上に基端部から先端部がグラウンド導体3から離間するような方向に配置されたローディング部4と、一方が給電部7に接続可能であると共に他方がグラウンド導体3に接続されるチップインダクタ(インダクタ部)5と、ローディング部4の一端とチップインダクタ5との間に配置された周波数調整部6と、チップインダクタ5と周波数調整部6との接続点P1に給電する給電部7と、周波数調整部6とチップインダクタ5と給電部7とを接続する給電導体8と、を備えている。   The antenna device 1 includes a substantially inverted L-shaped substrate 2 made of an insulating material such as a resin, a ground conductor 3 formed on the surface of the substrate 2 and connected to the ground of a high-frequency circuit (not shown), A loading portion 4 disposed on the surface of the substrate 2 in a direction in which the distal end portion is separated from the ground conductor 3 from the base end portion, and one can be connected to the power feeding portion 7 and the other is connected to the ground conductor 3. Chip inductor (inductor unit) 5, frequency adjusting unit 6 disposed between one end of loading unit 4 and chip inductor 5, and power supply unit for supplying power to connection point P 1 between chip inductor 5 and frequency adjusting unit 6 7, and a power supply conductor 8 that connects the frequency adjustment unit 6, the chip inductor 5, and the power supply unit 7.

ローディング部4は、ローディング素子11と、基板2の表面に形成されてローディング素子11を基板2上に載置するためのランド12A、12Bとを備えている。そして、ランド12Aと周波数調整部6とが、連結導体13によって接続されている。
ローディング素子11は、図2に示すように、例えばアルミナなどの誘電体からなる直方体の素体14と、この素体14の表面に素体14の長手方向に対して螺旋形状に巻回された線状の導体パターン15とによって構成されている。
この導体パターン15の両端は、ランド12A、12Bと接続するように、素体14の裏面に形成された接続導体16A、16Bにそれぞれ接続されている。
また、連結導体13には、連結導体13を分断する分断部(図示略)が形成されており、この分断部が集中定数素子としてチップインダクタ17が設けられている。このチップインダクタ17は、アンテナ装置1の共振周波数を設定する働きを有している。
The loading unit 4 includes a loading element 11 and lands 12 </ b> A and 12 </ b> B that are formed on the surface of the substrate 2 and place the loading element 11 on the substrate 2. The land 12 </ b> A and the frequency adjusting unit 6 are connected by the connecting conductor 13.
As shown in FIG. 2, the loading element 11 is a rectangular parallelepiped element body 14 made of a dielectric material such as alumina, and is wound around the surface of the element body 14 in a spiral shape with respect to the longitudinal direction of the element body 14. And a linear conductor pattern 15.
Both ends of the conductor pattern 15 are connected to connection conductors 16A and 16B formed on the back surface of the element body 14 so as to be connected to the lands 12A and 12B.
The connecting conductor 13 is formed with a dividing portion (not shown) for dividing the connecting conductor 13, and the dividing portion is provided with a chip inductor 17 as a lumped constant element. The chip inductor 17 has a function of setting the resonance frequency of the antenna device 1.

なお、ローディング部4単体の電気長がアンテナ装置1のアンテナ動作波長の1/4よりも短く構成されているので、ローディング部4の自己共振周波数がアンテナ装置1のアンテナ動作周波数である共振周波数よりも高周波側となる。したがって、アンテナ装置1の共振周波数を基準として考えた場合において、このローディング部4が自己共振しているとはいえないので、アンテナ動作周波数で自己共振するヘリカルアンテナとは性質の異なるものとなっている。   In addition, since the electrical length of the loading unit 4 alone is configured to be shorter than ¼ of the antenna operating wavelength of the antenna device 1, the self-resonant frequency of the loading unit 4 is higher than the resonance frequency that is the antenna operating frequency of the antenna device 1. Also on the high frequency side. Accordingly, when the resonance frequency of the antenna device 1 is considered as a reference, it cannot be said that the loading unit 4 is self-resonating, so that the property is different from the helical antenna that self-resonates at the antenna operating frequency. Yes.

チップインダクタ5は、アンテナ装置1のインピーダンスを調整する働きを有しており、グラウンド導体3と給電導体8とを接続するように配置されている。   The chip inductor 5 has a function of adjusting the impedance of the antenna device 1 and is disposed so as to connect the ground conductor 3 and the power supply conductor 8.

周波数調整部6は、モジュール構造とされており、周波数調整部本体21と、周波数調整部本体21から外部に露出する6つの接続端子22A〜22Fとを備えている。
周波数調整部本体21は、図3に示すように、互いにカソード側が対向するように接続された容量可変ダイオード(容量可変素子)31A、31Bと、容量可変ダイオード31A、31Bの接続点P2にバイアス電圧を印加するバイアス電圧入力端子(容量調整手段)32と、容量可変ダイオード31Aのアノード側とアースGとを接続して容量可変ダイオード31A、31Bに流れる高周波信号がグラウンドに流れることを防止するRFブロックインダクタ33Aと、容量可変ダイオード31Bのアノード側とアースGとを接続して容量可変ダイオード31A、31Bに流れる高周波信号がグラウンドに流れることを防止するRFブロックインダクタ33Bと、バイアス電圧入力端子32と接続点P2とを接続して容量可変ダイオード31A、31Bに流れる高周波信号がバイアス電圧入力端子32に流れることを防止するRFブロックインダクタ33Cと、容量可変ダイオード31Bのアノード側と給電導体8とを接続して受信信号中の直流電流成分を除去するDCブロックコンデンサ34と、を備えている。なお、図3に示すRFは、高周波回路を示している。
The frequency adjustment unit 6 has a module structure, and includes a frequency adjustment unit main body 21 and six connection terminals 22A to 22F exposed to the outside from the frequency adjustment unit main body 21.
As shown in FIG. 3, the frequency adjustment unit main body 21 has a bias voltage applied to a variable point diode (capacitor variable element) 31A, 31B connected so that the cathode sides face each other, and a connection point P2 of the variable capacitance diodes 31A, 31B. RF block for preventing a high-frequency signal flowing in the variable capacitance diodes 31A and 31B from flowing to the ground by connecting the bias voltage input terminal (capacitance adjusting means) 32 for applying a voltage to the anode side of the variable capacitance diode 31A and the ground G Connected to the inductor 33A, the RF block inductor 33B that connects the anode side of the variable capacitance diode 31B and the ground G to prevent a high frequency signal flowing in the variable capacitance diodes 31A and 31B from flowing to the ground, and the bias voltage input terminal 32 The variable capacitance diode 31 is connected to the point P2. , 31B is connected to the RF block inductor 33C for preventing the high-frequency signal flowing to the bias voltage input terminal 32 from flowing to the bias voltage input terminal 32 and the anode side of the variable capacitance diode 31B and the feed conductor 8 to remove the DC current component in the received signal. And a DC block capacitor 34. In addition, RF shown in FIG. 3 has shown the high frequency circuit.

ここで、バイアス電圧入力端子32が図1に示す接続端子22Fを介して基板2上に形成されたバイアス電圧入力端子接続導体35に、RFブロックインダクタ33A、33BのアースG側が図1に示す接続端子22Dを介してグラウンド導体3に、容量可変ダイオード31A及びRFブロックインダクタ33Aの接続点P3が図1に示す接続端子22Bを介して連結導体13に、DCブロックコンデンサ34が図1に示す接続端子22Eを介して給電導体8に、それぞれ接続されている。なお、接続端子22A、22Cは、他の部材と電気的に接続されない端子となっており、それぞれ基板2上に形成されたランド36A、36B上に固定されている。   Here, the bias voltage input terminal 32 is connected to the bias voltage input terminal connection conductor 35 formed on the substrate 2 via the connection terminal 22F shown in FIG. 1, and the ground G side of the RF block inductors 33A and 33B is connected to the connection shown in FIG. The connection point P3 of the variable diode 31A and the RF block inductor 33A is connected to the connection conductor 13 via the connection terminal 22B shown in FIG. 1, and the DC block capacitor 34 is the connection terminal shown in FIG. The power supply conductor 8 is connected to each other through 22E. The connection terminals 22A and 22C are terminals that are not electrically connected to other members, and are fixed on lands 36A and 36B formed on the substrate 2, respectively.

図4に、容量可変ダイオード31A、31Bに印加する逆電圧に対するキャパシタンス特性を示す。各容量可変ダイオード31A、31Bは、印加するバイアス電圧を高くすると、各容量可変ダイオード31A、31B内の空乏層の幅が広がり、コンデンサの平行平板間距離が大きくなることと同等の効果が発生する。これにより、図4に示すように、容量可変ダイオード31A、31Bのキャパシタンスがそれぞれ小さくなる。以上より、バイアス電圧入力端子32に印加するバイアス電圧によって容量可変ダイオード31A、31Bのキャパシタンスを調整する。   FIG. 4 shows capacitance characteristics with respect to the reverse voltage applied to the variable capacitance diodes 31A and 31B. When the bias voltage to be applied to each of the variable capacitance diodes 31A and 31B is increased, the width of the depletion layer in each of the variable capacitance diodes 31A and 31B is increased, and the same effect as that of increasing the distance between the parallel plates of the capacitors occurs. . Thereby, as shown in FIG. 4, the capacitances of the variable capacitance diodes 31A and 31B are reduced. As described above, the capacitances of the variable capacitance diodes 31A and 31B are adjusted by the bias voltage applied to the bias voltage input terminal 32.

なお、バイアス電圧入力端子接続導体35は、バイアス電圧入力端子32に印加するバイアス電圧を制御する周波数設定回路(図示略)に接続される。ここで、アンテナ装置1の共振周波数は、アンテナエレメントの電気長によるインダクタンス成分をLとし、容量可変ダイオード31A、31Bによるキャパシタンス成分をCとしたときに、1/√(L・C)に比例する。そこで、容量可変ダイオード31A、31Bのキャパシタンスを変化させることで、アンテナ装置1の共振周波数を設定することができる。したがって、地上デジタル放送の受信チャンネルにあわせてバイアス電圧入力端子32に印加するバイアス電圧が設定される。   The bias voltage input terminal connection conductor 35 is connected to a frequency setting circuit (not shown) that controls the bias voltage applied to the bias voltage input terminal 32. Here, the resonance frequency of the antenna device 1 is proportional to 1 / √ (L · C), where L is an inductance component due to the electrical length of the antenna element and C is a capacitance component due to the variable capacitance diodes 31A and 31B. . Therefore, the resonance frequency of the antenna device 1 can be set by changing the capacitances of the variable capacitance diodes 31A and 31B. Therefore, a bias voltage to be applied to the bias voltage input terminal 32 is set in accordance with the reception channel of terrestrial digital broadcasting.

また、給電導体8は、周波数調整部6と高周波回路(図示略)に接続される給電部7とを接続する直線状のパターンである。なお、給電導体8は、給電部7を介して上述した高周波回路に接続されている。   The power supply conductor 8 is a linear pattern that connects the frequency adjustment unit 6 and the power supply unit 7 connected to a high-frequency circuit (not shown). The power supply conductor 8 is connected to the above-described high-frequency circuit via the power supply unit 7.

ここで、アンテナ装置1のVSWR特性を、図5に示す。なお、チップインダクタ5のインダクタンスを6.8nH、チップインダクタ17のインダクタンスを100nH、RFブロックインダクタ33A〜33Cのインダクタンスを82nH、DCブロックコンデンサ34のキャパシタンスを100pFとしている。また、図5に示す曲線C1〜C5は、バイアス電圧入力端子32への印加電圧を0.0V、1.0V、2.0V、3.0V、3.5VとしたときのVSWR特性をそれぞれ示している。   Here, the VSWR characteristic of the antenna device 1 is shown in FIG. The inductance of the chip inductor 5 is 6.8 nH, the inductance of the chip inductor 17 is 100 nH, the inductance of the RF block inductors 33A to 33C is 82 nH, and the capacitance of the DC block capacitor 34 is 100 pF. Curves C1 to C5 shown in FIG. 5 indicate the VSWR characteristics when the applied voltage to the bias voltage input terminal 32 is 0.0 V, 1.0 V, 2.0 V, 3.0 V, and 3.5 V, respectively. ing.

図5に示すように、インピーダンス特性を劣化させることなく、470MHz〜700MHzまでの広い周波数範囲をカバーすることが可能である。そこで、地上デジタル放送において、アンテナ装置1の共振周波数が受信したいチャンネルに対応するようにバイアス電圧入力端子32に電圧を印加し、容量可変ダイオード31A、31Bのキャパシタンスを設定することで、所望のチャンネルの放送を受信する。   As shown in FIG. 5, it is possible to cover a wide frequency range from 470 MHz to 700 MHz without deteriorating impedance characteristics. Therefore, in digital terrestrial broadcasting, a voltage is applied to the bias voltage input terminal 32 so that the resonance frequency of the antenna device 1 corresponds to the channel to be received, and the capacitances of the capacitance variable diodes 31A and 31B are set, so that a desired channel is obtained. Receive broadcasts.

このように構成されたアンテナ装置1は、アンテナエレメント単体の電気長がアンテナ動作波長の1/4より短くても、ローディング部4とチップインダクタ5とを組み合わせることによって、全体の電気長としてアンテナ動作波長の1/4を満足する。これにより、例えば地上デジタル放送の放送帯域である470MHz〜770MHzの周波数であっても、アンテナ装置の大幅な短縮化を図ることができる。   In the antenna device 1 configured as described above, even if the electric length of the antenna element alone is shorter than ¼ of the antenna operating wavelength, the antenna operation can be performed as the entire electric length by combining the loading unit 4 and the chip inductor 5. Satisfies ¼ of the wavelength. Thereby, for example, even if the frequency is 470 MHz to 770 MHz, which is a broadcasting band of terrestrial digital broadcasting, the antenna device can be significantly shortened.

また、容量可変ダイオード31A、31Bを用い、この容量可変ダイオード31A、31Bへ印加するバイアス電圧によって、容量可変ダイオード31A、31Bのキャパシタンスを調節して、アンテナ装置1の共振周波数を変更する。ここで、キャパシタンスを所定の範囲で可変である容量可変ダイオード31A、31Bを用いると共に、チップインダクタ5を給電導体8とグラウンド導体3とを接続するように設けることで、インピーダンス特性を劣化させることなく470MHz〜770MHzをカバーすることができる。
本格運用される2011年からは470MHz〜710MHz帯域が地上デジタル放送として使用されると言われているが、0V〜3.5Vの範囲で印加するバイアス電圧を変化させることで、この範囲をほぼカバーする。
Further, using the variable capacitance diodes 31A and 31B, the capacitance of the variable capacitance diodes 31A and 31B is adjusted by the bias voltage applied to the variable capacitance diodes 31A and 31B, and the resonance frequency of the antenna device 1 is changed. Here, the variable capacitance diodes 31A and 31B whose capacitance is variable within a predetermined range are used, and the chip inductor 5 is provided so as to connect the power supply conductor 8 and the ground conductor 3 without deteriorating impedance characteristics. 470 MHz to 770 MHz can be covered.
It is said that the 470 MHz to 710 MHz band will be used for terrestrial digital broadcasting from 2011 when full operation is performed, but this range is almost covered by changing the bias voltage applied in the range of 0 V to 3.5 V. To do.

次に、第2の実施形態について図6及び図7を参照しながら説明する。なお、以下の各実施形態の説明において、上記実施形態において説明した構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。   Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS. In the following description of each embodiment, the same reference numerals are given to the components described in the above embodiment, and the description thereof is omitted.

第2の実施形態と第1の実施形態との異なる点は、第2の実施形態におけるアンテナ装置40では、ローディング部4(以下、第1ローディング部4と記載する。)及び第2ローディング部42を備えている点である。   The difference between the second embodiment and the first embodiment is that in the antenna device 40 according to the second embodiment, the loading unit 4 (hereinafter referred to as the first loading unit 4) and the second loading unit 42 are used. It is a point equipped with.

すなわち、第2ローディング部42は、第1ローディング部4と同様に、素体43及び素体43表面に巻回された導体パターン44を有するローディング素子45と、基板2の表面に形成されてローディング素子45を基板2上に載置するためのランド46A、46Bとを備えている。そして、ランド46Aと周波数調整部47とが、連結導体48によって接続されている。なお、ローディング素子45は、第1ローディング部4のローディング素子11に対して反平行となるように配置されている。
また、連結導体48には、連結導体48を分断する分断部(図示略)が形成されており、この分断部が集中定数素子としてチップインダクタ49が設けられている。
That is, the second loading part 42 is formed on the surface of the substrate 2 and the loading element 45 having the element body 43 and the conductor pattern 44 wound around the surface of the element body 43 in the same manner as the first loading part 4. Lands 46A and 46B for mounting the element 45 on the substrate 2 are provided. The land 46 </ b> A and the frequency adjusting unit 47 are connected by a connecting conductor 48. The loading element 45 is disposed so as to be antiparallel to the loading element 11 of the first loading unit 4.
The connecting conductor 48 is formed with a dividing portion (not shown) for dividing the connecting conductor 48, and the dividing portion is provided with a chip inductor 49 as a lumped constant element.

周波数調整部47は、周波数調整部本体51と、周波数調整部本体51から外部に露出する6つの接続端子52A〜52Fとを備えている。
周波数調整部本体51は、図7に示すように、互いにカソード側が対向するように配置された2組の容量可変ダイオード31A、31B及び31C、31Dと、接続点P2及び容量可変ダイオード31C、31Dの接続点P4にそれぞれバイアス電圧を印加するバイアス電圧入力端子32と、RFブロックインダクタ33A〜33Cと、容量可変ダイオード31C、31Dに流れる高周波信号がアースGに流れることを防止するRFブロックインダクタ33Dと、を備えている。
The frequency adjustment unit 47 includes a frequency adjustment unit main body 51 and six connection terminals 52A to 52F exposed from the frequency adjustment unit main body 51 to the outside.
As shown in FIG. 7, the frequency adjustment unit main body 51 includes two sets of variable capacitance diodes 31A, 31B and 31C, 31D arranged so that the cathode sides face each other, and a connection point P2 and variable capacitance diodes 31C, 31D. A bias voltage input terminal 32 for applying a bias voltage to the connection point P4, RF block inductors 33A to 33C, an RF block inductor 33D for preventing high-frequency signals flowing in the variable capacitance diodes 31C and 31D from flowing to the ground G, It has.

ここで、バイアス電圧入力端子32が接続端子52Fを介してバイアス電圧入力端子接続導体35に、RFブロック33A、33B、33DのアースG側が接続端子52Dを介してグラウンド導体3に、接続点P3が接続端子52Bを介して連結導体13に、DCブロックコンデンサ34が接続端子52Eを介して給電導体8に、容量可変ダイオード31C及びRFブロックインダクタ33Dの接続点P5が接続端子52Cを介して連結導体48に、それぞれ接続されている。なお、接続端子52Aは他の部材と電気的に接続されない端子となっており、基板2上に形成されたランド53上に固定されている。   Here, the bias voltage input terminal 32 is connected to the bias voltage input terminal connection conductor 35 via the connection terminal 52F, the ground G side of the RF blocks 33A, 33B, 33D is connected to the ground conductor 3 via the connection terminal 52D, and the connection point P3 is The connection conductor 52 is connected to the connection conductor 13 via the connection terminal 52B, the DC block capacitor 34 is connected to the power supply conductor 8 via the connection terminal 52E, and the connection point P5 of the variable capacitance diode 31C and the RF block inductor 33D is connected to the connection conductor 48 via the connection terminal 52C. Are connected to each other. The connection terminal 52 </ b> A is a terminal that is not electrically connected to other members, and is fixed on a land 53 formed on the substrate 2.

このアンテナ装置40には、第1ローディング部4、チップインダクタ17、容量可変ダイオード31A、31B、チップインダクタ5及び給電導体8によって、第1アンテナ部が形成され、第2ローディング部42、チップインダクタ49、容量可変ダイオード31C、31D、チップインダクタ5及び給電導体8によって、第2アンテナ部が形成されている。
第2アンテナ部は、導体パターン44の長さやチップインダクタ49のインダクタンスによって電気長を調整することによって、容量可変ダイオード31A〜31Dにバイアス電圧を印加しない状態において、その共振周波数が第1アンテナ部の共振周波数よりも高周波側となるように構成されている。
In the antenna device 40, a first antenna unit is formed by the first loading unit 4, the chip inductor 17, the variable capacitance diodes 31 </ b> A and 31 </ b> B, the chip inductor 5, and the feed conductor 8, and the second loading unit 42 and the chip inductor 49. The second antenna portion is formed by the variable capacitance diodes 31C and 31D, the chip inductor 5 and the feed conductor 8.
The second antenna unit adjusts the electrical length according to the length of the conductor pattern 44 and the inductance of the chip inductor 49 so that the resonance frequency of the second antenna unit does not apply to the variable capacitance diodes 31A to 31D. It is comprised so that it may become a high frequency side rather than the resonant frequency.

また、高周波回路は、第1及び第2アンテナ部で受信した高周波信号のうち、地上デジタル放送の受信チャンネルにおいて受信状態が良好な一方の高周波信号を受信するように構成されている。   The high-frequency circuit is configured to receive one high-frequency signal having a good reception state in the reception channel of terrestrial digital broadcasting among the high-frequency signals received by the first and second antenna units.

ここで、アンテナ装置40のVSWR特性を、図8に示す。なお、チップインダクタ5のインダクタンスを15nH、チップインダクタ17、49のインダクタンスをそれぞれ70nH、RFブロックインダクタ33A〜33Dのインダクタンスをそれぞれ82nH、DCブロックコンデンサ34のキャパシタンスを100pFとしている。このとき、バイアス電圧入力端子32には、バイアス電圧を印加していない。
図8に示すように、バイアス電圧を印加しない状態において、第1アンテナ部は約470MHzの共振周波数を有し、第2アンテナ部は第1アンテナ部の共振周波数よりも高周波である約650MHzの共振周波数を有している。
Here, the VSWR characteristic of the antenna device 40 is shown in FIG. The inductance of the chip inductor 5 is 15 nH, the inductance of the chip inductors 17 and 49 is 70 nH, the inductance of the RF block inductors 33A to 33D is 82 nH, and the capacitance of the DC block capacitor 34 is 100 pF. At this time, no bias voltage is applied to the bias voltage input terminal 32.
As shown in FIG. 8, when no bias voltage is applied, the first antenna unit has a resonance frequency of about 470 MHz, and the second antenna unit has a resonance frequency of about 650 MHz, which is higher than the resonance frequency of the first antenna unit. Has a frequency.

また、バイアス電圧入力端子32への印加電圧を適宜変更した状態におけるアンテナ装置40のVSWR特性を、図9に示す。また、各周波数に共振周波数を調整したときにおけるVSWRの最小値を、同様に図9に示す。
図9に示すように、470MHz〜770MHzのうちの低周波の帯域を第1アンテナ部で、高周波の帯域を第2アンテナ部でそれぞれ分担して受信することによって、650MHz以上のような高周波帯域においてもインピーダンス特性の劣化をより抑えてカバーできる。
FIG. 9 shows the VSWR characteristics of the antenna device 40 in a state where the voltage applied to the bias voltage input terminal 32 is appropriately changed. Similarly, FIG. 9 shows the minimum value of VSWR when the resonance frequency is adjusted to each frequency.
As shown in FIG. 9, in the high frequency band such as 650 MHz or more, the low frequency band of 470 MHz to 770 MHz is received by the first antenna unit and the high frequency band is received by the second antenna unit. Can also cover the deterioration of impedance characteristics.

このように構成されたアンテナ装置40は、上述した第1の実施形態におけるアンテナ装置1と同様の作用、効果を有するが、第1及び第2アンテナ部で低周波帯域と高周波帯域とで分担してカバーすることによって、広い周波数帯域であってもよりインピーダンス特性の劣化を抑えてカバーすることができる。
また、1つのアンテナ部によってカバーする周波数帯域を狭くできるため、各アンテナ部を構成する容量可変ダイオードのキャパシタンスの可変範囲が小さくなる。これにより、バイアス電圧入力端子32に印加する電圧の範囲を、第1の実施形態におけるアンテナ装置1と比較して、0V〜3.0Vのように小さくすることができる。
The antenna device 40 configured as described above has the same operations and effects as the antenna device 1 in the first embodiment described above, but the first and second antenna units share the low frequency band and the high frequency band. Thus, even in a wide frequency band, it is possible to cover with the deterioration of the impedance characteristics more suppressed.
In addition, since the frequency band covered by one antenna unit can be narrowed, the variable range of the capacitance of the variable capacitance diode that constitutes each antenna unit is reduced. Thereby, the range of the voltage applied to the bias voltage input terminal 32 can be reduced to 0 V to 3.0 V as compared with the antenna device 1 in the first embodiment.

次に、本発明にかかる通信機器を、実施例により具体的に説明する。
実施例として、第1の実施形態におけるアンテナ装置1を試料1として製作し、地上デジタル放送の放送帯域である470MHz〜770MHzにおけるVSWR特性を測定した。この結果は、図5に示すとおりである。また、比較例として、図10に示すように、チップインダクタ5が設けられていないアンテナ装置を製作し、同様にバイアス電圧入力端子32への印加電圧を0.0V、1.0V、2.0V、3.0V、3.5VとしたときにおけるVSWR特性を測定した。この結果を図11に示す。なお、図11に示す曲線C6〜C10は、印加電圧を0.0V、1.0V、2.0V、3.0V、3.5VとしたときのVSWR特性をそれぞれ示している。
Next, the communication apparatus according to the present invention will be specifically described with reference to examples.
As an example, the antenna device 1 in the first embodiment was manufactured as a sample 1 and the VSWR characteristics at 470 MHz to 770 MHz, which is a broadcasting band of digital terrestrial broadcasting, were measured. The result is as shown in FIG. Further, as a comparative example, as shown in FIG. 10, an antenna device without the chip inductor 5 is manufactured, and the applied voltage to the bias voltage input terminal 32 is similarly set to 0.0V, 1.0V, 2.0V. , VSWR characteristics at 3.0V and 3.5V were measured. The result is shown in FIG. Curves C6 to C10 shown in FIG. 11 indicate the VSWR characteristics when the applied voltage is 0.0 V, 1.0 V, 2.0 V, 3.0 V, and 3.5 V, respectively.

図5及び図11より、チップインダクタ5を給電導体8とグラウンド導体3とを接続するように設けることで、インピーダンス特性の劣化が抑制されていることを確認した。したがって、470MHz〜700MHzのように広い周波数範囲においても、共振周波数が可変であると共に、利得の高い小型のアンテナ装置とすることができる。   From FIG. 5 and FIG. 11, it was confirmed that the deterioration of the impedance characteristics was suppressed by providing the chip inductor 5 so as to connect the power supply conductor 8 and the ground conductor 3. Therefore, even in a wide frequency range such as 470 MHz to 700 MHz, the resonant frequency is variable and a small antenna device with high gain can be obtained.

次に、上述した試料1のアンテナ装置を携帯電話機に実装し、バイアス電圧入力端子32への印加電圧を調整して共振周波数が、470MHz、500MHz、550MHz、600MHz、650MHz、700MHzとなるように調整したときのVSWR特性を測定した。この結果を図12に示す。なお、図12に示す曲線C11〜C16は、共振周波数を470MHz、500MHz、550MHz、600MHz、650MHz、700MHzとしたときのVSWR特性をそれぞれ示している。   Next, the antenna device of the sample 1 described above is mounted on a mobile phone, and the voltage applied to the bias voltage input terminal 32 is adjusted so that the resonance frequencies are 470 MHz, 500 MHz, 550 MHz, 600 MHz, 650 MHz, and 700 MHz. The VSWR characteristics were measured. The result is shown in FIG. Curves C11 to C16 shown in FIG. 12 indicate VSWR characteristics when the resonance frequencies are 470 MHz, 500 MHz, 550 MHz, 600 MHz, 650 MHz, and 700 MHz, respectively.

図12に示すように、500MHz〜650MHzの周波数帯域において、VSWRが1.5以下となり、インピーダンス特性の劣化が抑制されていることを確認した。   As shown in FIG. 12, in the frequency band of 500 MHz to 650 MHz, it was confirmed that VSWR was 1.5 or less, and deterioration of impedance characteristics was suppressed.

また、第2の実施形態におけるアンテナ装置40を試料2として製作し、470MHz〜770MHzにおける水平偏波の利得を測定した。さらに、上述した試料1のアンテナ装置についても同様に水平偏波の利得を測定した。この結果を図13に示す。   Further, the antenna device 40 in the second embodiment was manufactured as the sample 2, and the gain of horizontal polarization at 470 MHz to 770 MHz was measured. Further, the gain of horizontal polarization was measured in the same manner for the antenna device of Sample 1 described above. The result is shown in FIG.

図13に示すように、2つのローディング部を用いてアンテナ部を2つ形成することで、470MHz〜770MHzのように広い周波数範囲においても、利得を高く維持した状態で共振周波数が可変であるアンテナ装置とすることができることを確認した。   As shown in FIG. 13, by forming two antenna parts using two loading parts, an antenna whose resonance frequency is variable while maintaining a high gain even in a wide frequency range such as 470 MHz to 770 MHz. It was confirmed that the device can be used.

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることができる。
例えば、本実施形態において、アンテナ装置を、地上デジタル放送を受信可能な携帯端末に用いたが、携帯電話機など、他の無線通信機器に用いてもよい。
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various change can be added in the range which does not deviate from the meaning of this invention.
For example, in this embodiment, the antenna device is used for a portable terminal capable of receiving terrestrial digital broadcasting, but may be used for other wireless communication devices such as a cellular phone.

また、各ローディング部と周波数調整部とは基板の同一面上に配置されているが、各ローディング部を基板の裏面に配置し、基板に形成したスルーホールなどを介して各ローディング部と周波数調整部とを接続する構成であってもよい。
また、容量可変素子として容量可変ダイオードを用いているが、容量可変コンデンサなど、他の容量可変素子を用いてもよい。また、2つの容量可変ダイオードを用いているが、共振周波数の可変範囲に応じて、1つであってもよく、3つ以上用いてもよい。
In addition, each loading unit and the frequency adjustment unit are arranged on the same surface of the substrate, but each loading unit is arranged on the back surface of the substrate, and the frequency adjustment with each loading unit is made through a through hole formed in the substrate. The structure which connects a part may be sufficient.
Further, although the variable capacitance diode is used as the variable capacitance element, other variable capacitance elements such as a variable capacitance capacitor may be used. Further, although two capacitance variable diodes are used, one may be used or three or more may be used according to the variable range of the resonance frequency.

また、集中定数素子としてインダクタンス成分を有するチップインダクタを用いたが、インダクタンス成分に限らず、キャパシタンス成分を有するコンデンサを用いてもよく、これらを組み合わせてもよい。また、集中定数素子は、容量可変素子によるアンテナ装置の共振周波数を調節する機能を有しているので、アンテナ装置の共振周波数に応じて適宜の値を有するものを用いてもよく、連結導体に分断部を形成しないと共に集中定数素子を設けない構成であってもよい。   Further, although the chip inductor having an inductance component is used as the lumped constant element, it is not limited to the inductance component, and a capacitor having a capacitance component may be used, or these may be combined. Further, since the lumped constant element has a function of adjusting the resonance frequency of the antenna device by the capacitance variable element, an element having an appropriate value according to the resonance frequency of the antenna device may be used. A configuration in which the dividing portion is not formed and the lumped constant element is not provided may be employed.

また、素体として誘電体材料であるアルミナを用いたが、磁性体あるいは誘電体及び磁性体を兼ね備えた複合材料を用いてもよい。
また、導体パターンが素体表面に巻回された螺旋形状を有していたが、素体表面に形成されたミアンダ形状を有していてもよく、他の形状であってもよい。
また、給電導体に分断部を形成し、この分断部をチップコンデンサによって接続してもよい。ここで、チップコンデンサのキャパシタンスを適宜設定することで、給電部におけるインピーダンスを容易に整合させることができる。なお、インピーダンス調整部としてチップコンデンサに限らず、インダクタを用いることも可能である。
Further, although alumina as a dielectric material is used as the element body, a magnetic material or a composite material having both a dielectric material and a magnetic material may be used.
Further, the conductor pattern has a spiral shape wound on the surface of the element body, but may have a meander shape formed on the surface of the element body, or may have another shape.
Further, a dividing portion may be formed in the power supply conductor, and the dividing portion may be connected by a chip capacitor. Here, by appropriately setting the capacitance of the chip capacitor, it is possible to easily match the impedance in the power feeding unit. The impedance adjusting unit is not limited to the chip capacitor, and an inductor can be used.

また、上述した第2の実施形態において、2つのローディング部を設けることによって2つのアンテナ部を形成しているが、ローディング部を3つ以上設けることで3つ以上のアンテナ部を形成してもよい。
また、図14に示すように、接続点P2と接続点P4との間にRFブロックインダクタ33Eを設け、接続点P2と接続点P4との間で高周波信号が流れることを防止するような構成であってもよい。
Further, in the second embodiment described above, two antenna portions are formed by providing two loading portions. However, three or more antenna portions may be formed by providing three or more loading portions. Good.
Further, as shown in FIG. 14, an RF block inductor 33E is provided between the connection point P2 and the connection point P4 to prevent a high frequency signal from flowing between the connection point P2 and the connection point P4. There may be.

また、図15に示すように、容量可変ダイオード31Aを設けず、第1アンテナ部と第2アンテナ部とで容量可変ダイオード31Dを共有する構成であってもよい。
また、図16に示すように、接続点P2と接続点P4とをオープンとし、第1アンテナ部の容量可変ダイオード31A、31Bに対してRFブロックインダクタ33Fを介してバイアス電圧入力端子32Aから電圧を印加し、第2アンテナ部の容量可変ダイオード31C、31Dに対してRFブロックインダクタ33Cを介してバイアス電圧入力端子32Bから電圧を印加するような構成であってもよい。
Further, as shown in FIG. 15, the variable capacitance diode 31 </ b> A may not be provided, and the variable capacitance diode 31 </ b> D may be shared by the first antenna unit and the second antenna unit.
In addition, as shown in FIG. 16, the connection point P2 and the connection point P4 are opened, and a voltage is applied from the bias voltage input terminal 32A to the capacitance variable diodes 31A and 31B of the first antenna section via the RF block inductor 33F. The voltage may be applied from the bias voltage input terminal 32B via the RF block inductor 33C to the variable capacitance diodes 31C and 31D of the second antenna unit.

また、周波数調整部において、周波数の微調整が可能な構成としても構わない。
この例として、具体的な構成及び周波数の微調整方法について、図17及び図25を参照しながら説明する。
Further, the frequency adjustment unit may be configured to be able to finely adjust the frequency.
As an example of this, a specific configuration and frequency fine adjustment method will be described with reference to FIGS.

周波数微調整可能な周波数調整部106は、図17から図24に示すように、上記実施形態と同様に周波数調整モジュールとされ、配線パターン107を表面に有するモジュール基板108と、モジュール基板108に配線パターン107を用いて設けられた周波数調整部本体21と、モジュール基板108に設けられローディング部4に接続される接続端子(アンテナ端子)22Bと、ケース部材109と、を備えている。   As shown in FIGS. 17 to 24, the frequency adjustment unit 106 that can finely adjust the frequency is a frequency adjustment module similar to the above-described embodiment, and the module substrate 108 having the wiring pattern 107 on the surface and wiring to the module substrate 108. A frequency adjusting unit main body 21 provided using the pattern 107, a connection terminal (antenna terminal) 22B provided on the module substrate 108 and connected to the loading unit 4, and a case member 109 are provided.

上記配線パターン107は、図21に示すように銅箔等でパターン形成されている。この配線パターン107上には、図19に示すように、上述した容量可変ダイオード31A、31B、RFブロックインダクタ33A、RFブロックインダクタ33B、RFブロックインダクタ33C、DCブロックコンデンサ34の6つのチップ状ディスクリート部品が上述した接続関係となるように半田材等で表面実装されている。   The wiring pattern 107 is formed with a copper foil or the like as shown in FIG. On the wiring pattern 107, as shown in FIG. 19, six chip-shaped discrete components such as the variable capacitance diodes 31A and 31B, the RF block inductor 33A, the RF block inductor 33B, the RF block inductor 33C, and the DC block capacitor 34 described above. Is surface-mounted with a solder material or the like so as to have the connection relationship described above.

上記モジュール基板108は、ガラスエポキシ基板で形成されており、金属膜が形成された角部のうち3つに、アンテナ端子である接続端子22B、バイアス電圧入力端子32に接続された接続端子22F、RF入出力端子である接続端子22E、が設けられている。また、モジュール基板108の各辺には、金属膜が形成された凹部が形成されており、これら凹部にケース部材109を嵌め込むようにして、周波数調整部本体21上をケース部材109で覆っている。また、上記凹部の一つは、アースG側に接続されるGND端子である接続端子22Dとされている。   The module substrate 108 is formed of a glass epoxy substrate, and three of the corner portions where the metal film is formed have a connection terminal 22B that is an antenna terminal, a connection terminal 22F that is connected to the bias voltage input terminal 32, A connection terminal 22E, which is an RF input / output terminal, is provided. In addition, a concave portion in which a metal film is formed is formed on each side of the module substrate 108, and the case member 109 is fitted into the concave portion to cover the frequency adjustment unit main body 21 with the case member 109. One of the recesses is a connection terminal 22D which is a GND terminal connected to the ground G side.

さらに、上記配線パターン107は、アンテナ端子である接続端子22Bに接続されトリミング可能な周波数微調整用の調整パッド部110を有している。この調整パッド部110は、長方形のランド状に形成されており、レーザトリミング可能な厚さで形成されている。
この周波数調整モジュールとした周波数調整部106は、図22に示すように、PCB基板である基板102に半田材等で実装される。なお、基板102は、上記実施形態の基板2と同様に、グラウンド導体3、給電部7、連結導体13、バイアス電圧入力端子接続導体35が形成され、チップインダクタ17及びチップインダクタ5が所定位置に実装されている。
Further, the wiring pattern 107 has an adjustment pad portion 110 for fine frequency adjustment that is connected to the connection terminal 22B that is an antenna terminal and can be trimmed. The adjustment pad portion 110 is formed in a rectangular land shape and has a thickness capable of laser trimming.
As shown in FIG. 22, the frequency adjusting unit 106 as the frequency adjusting module is mounted on a substrate 102 which is a PCB substrate with a solder material or the like. As with the substrate 2 of the above embodiment, the substrate 102 is formed with the ground conductor 3, the power feeding unit 7, the connecting conductor 13, and the bias voltage input terminal connection conductor 35, and the chip inductor 17 and the chip inductor 5 are placed at predetermined positions. Has been implemented.

この周波数調整部106を用いた周波数の微調整は、以下のように行う。
まず、ケース部材109の取り付け前の状態で周波数調整部106を基板102に実装し、検査工程で周波数特性を評価する。その際、所望の周波数からずれている場合、レーザトリマーによって調整パッド部110にスリットを形成する。例えば、図23に示すように、周波数の調整度合いに応じて、スリットS1、S2を一方のみ又は両方形成することで、共振周波数を修正する。その後、ケース部材109を基板102上に取り付けて周波数の微調整を完了する。
The fine adjustment of the frequency using the frequency adjustment unit 106 is performed as follows.
First, the frequency adjustment unit 106 is mounted on the substrate 102 before the case member 109 is attached, and the frequency characteristics are evaluated in an inspection process. At this time, if the frequency deviates from a desired frequency, a slit is formed in the adjustment pad portion 110 by a laser trimmer. For example, as shown in FIG. 23, the resonance frequency is corrected by forming only one or both of the slits S1 and S2 in accordance with the frequency adjustment degree. Thereafter, the case member 109 is attached on the substrate 102 to complete the fine adjustment of the frequency.

スリットS1を1個形成した場合、スリットS1及びスリットS2を両方形成した場合、スリットを形成しない場合について、VSWR特性を調べた結果を、図24に示す。この結果からわかるように、スリットが多い程、調整パッド部110が狭く長くなるため、調整パッド部110のインダクタンスが高くなり、周波数が低周波数側にシフトしている。   FIG. 24 shows the results of examining the VSWR characteristics when one slit S1 is formed, when both the slit S1 and the slit S2 are formed, and when no slit is formed. As can be seen from this result, the adjustment pad portion 110 becomes narrower and longer as the number of slits increases, so that the inductance of the adjustment pad portion 110 increases and the frequency shifts to the lower frequency side.

このように、配線パターン107に、トリミング可能な周波数微調整用の調整パッド部110を設けているので、配線パターン107の形状精度や実装する容量可変ダイオード31A、31B等のディスクリート部品自体の特性ばらつきを調整パッド部110のトリミングによって微調整することができる。
また、周波数を評価する工程の次にレーザトリマーによる共振周波数の修正工程を設けることにより、検査と同時に周波数の補正を行うことが可能になる。
As described above, the wiring pattern 107 is provided with the trimming adjustment pad portion 110 that can be trimmed, so that the shape accuracy of the wiring pattern 107 and the characteristic variations of the discrete components such as the variable capacitance diodes 31A and 31B to be mounted. Can be finely adjusted by trimming the adjustment pad portion 110.
In addition, by providing a process of correcting the resonance frequency using a laser trimmer after the process of evaluating the frequency, it becomes possible to correct the frequency simultaneously with the inspection.

なお、図23に示す上記トリミングでは、調整パッド部110の短辺方向に沿ってスリットS1、S2を形成しているが、他の方向にスリットを形成しても構わない。例えば、図25に示すように、調整パッド部110の長辺方向に沿ってスリットS3,S4を形成してもよい。この場合、上記スリットS1、S2を形成する場合よりも調整パッド部110を細く長くすることができ、周波数の調整範囲をより大きくすることができる。   In the trimming shown in FIG. 23, the slits S1 and S2 are formed along the short side direction of the adjustment pad portion 110. However, the slits may be formed in other directions. For example, as shown in FIG. 25, slits S3 and S4 may be formed along the long side direction of the adjustment pad portion 110. In this case, the adjustment pad portion 110 can be made thinner and longer than when the slits S1 and S2 are formed, and the frequency adjustment range can be made larger.

本発明の第1の実施形態におけるアンテナ装置を模式的に示す平面図である。1 is a plan view schematically showing an antenna device according to a first embodiment of the present invention. 図1におけるローディング素子の斜視図である。It is a perspective view of the loading element in FIG. 図1における周波数調整部を説明するためのアンテナ装置を示す概略図である。It is the schematic which shows the antenna apparatus for demonstrating the frequency adjustment part in FIG. 図1の容量可変ダイオードの印加した逆電圧に対するキャパシタンスを示すグラフである。It is a graph which shows the capacitance with respect to the applied reverse voltage of the capacity variable diode of FIG. 図1のバイアス電圧入力端子に印加した各バイアス電圧における、VSWR特性を示すグラフである。2 is a graph showing VSWR characteristics at each bias voltage applied to a bias voltage input terminal of FIG. 1. 本発明の第2の実施形態におけるアンテナ装置を模式的に示す平面図である。It is a top view which shows typically the antenna device in the 2nd Embodiment of this invention. 図6における周波数調整部を説明するためのアンテナ装置を示す概略図である。It is the schematic which shows the antenna apparatus for demonstrating the frequency adjustment part in FIG. 図6のバイアス電圧入力端子に電圧を印加しない状態における、VSWR特性を示すグラフである。It is a graph which shows the VSWR characteristic in the state which does not apply a voltage to the bias voltage input terminal of FIG. 図1のバイアス電圧入力端子に印加した各バイアス電圧における、VSWR特性を示すグラフである。2 is a graph showing VSWR characteristics at each bias voltage applied to a bias voltage input terminal of FIG. 1. 比較例におけるアンテナ装置を模式的に示す平面図である。It is a top view which shows typically the antenna apparatus in a comparative example. 図10のバイアス電圧入力端子に印加した各バイアス電圧における、VSWR特性を示すグラフである。11 is a graph showing VSWR characteristics at each bias voltage applied to the bias voltage input terminal of FIG. 10. アンテナ装置を携帯電話機に実装した際のVSWR特性を示すグラフである。It is a graph which shows the VSWR characteristic at the time of mounting an antenna apparatus in a mobile telephone. 各共振周波数における利得を示すグラフである。It is a graph which shows the gain in each resonance frequency. 本発明を適用可能な、他のアンテナ装置を模式的に示す平面図である。It is a top view which shows typically the other antenna apparatus which can apply this invention. 同じく、本発明を適用可能な、他のアンテナ装置を模式的に示す平面図である。Similarly, it is a top view which shows typically the other antenna apparatus which can apply this invention. 同じく、本発明を適用可能な、他のアンテナ装置を模式的に示す平面図である。Similarly, it is a top view which shows typically the other antenna apparatus which can apply this invention. 同じく、本発明を適用可能な、他のアンテナ装置において、周波数調整モジュールとした周波数調整部を示すケース部材を外した分解斜視図である。Similarly, in another antenna device to which the present invention is applicable, it is an exploded perspective view in which a case member showing a frequency adjustment unit as a frequency adjustment module is removed. 同じく、本発明を適用可能な、他のアンテナ装置において、周波数調整モジュールとした周波数調整部を示す斜視図である。Similarly, in another antenna device to which the present invention is applicable, it is a perspective view showing a frequency adjustment unit as a frequency adjustment module. 同じく、本発明を適用可能な、他のアンテナ装置において、周波数調整モジュールとした周波数調整部を示すケース部材を外した状態の平面図である。Similarly, in another antenna device to which the present invention is applicable, it is a plan view of a state in which a case member showing a frequency adjustment unit as a frequency adjustment module is removed. 同じく、本発明を適用可能な、他のアンテナ装置において、周波数調整モジュールとした周波数調整部を示すケース部材を外した状態の裏面図である。Similarly, in another antenna device to which the present invention can be applied, it is a rear view in a state in which a case member showing a frequency adjustment unit as a frequency adjustment module is removed. 同じく、本発明を適用可能な、他のアンテナ装置において、周波数調整モジュールとした周波数調整部の配線パターンを示す平面図である。Similarly, it is a top view which shows the wiring pattern of the frequency adjustment part used as the frequency adjustment module in the other antenna apparatus which can apply this invention. 同じく、本発明を適用可能な、他のアンテナ装置において、周波数調整モジュールとした周波数調整部の実装状態を模式的に示す平面図である。Similarly, it is a top view which shows typically the mounting state of the frequency adjustment part used as the frequency adjustment module in the other antenna apparatus which can apply this invention. 同じく、本発明を適用可能な、他のアンテナ装置において、周波数調整モジュールとした周波数調整部の調整パッド部にスリットを形成した状態を示す平面図である。Similarly, in another antenna device to which the present invention is applicable, it is a plan view showing a state in which a slit is formed in an adjustment pad portion of a frequency adjustment portion that is a frequency adjustment module. 同じく、本発明を適用可能な、他のアンテナ装置において、スリットの有無に応じて周波数評価した際の周波数特性を示すグラフである。Similarly, it is a graph which shows the frequency characteristic at the time of frequency evaluation according to the presence or absence of a slit in another antenna device to which the present invention is applicable. 同じく、本発明を適用可能な、他のアンテナ装置において、周波数調整モジュールとした周波数調整部の調整パッド部に、図23とは別方向にスリットを形成した状態を示す平面図である。Similarly, in another antenna device to which the present invention can be applied, FIG. 24 is a plan view showing a state in which slits are formed in a direction different from that in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1、40…アンテナ装置、2、102…基板、3…グラウンド導体、4…ローディング部、5…チップインダクタ(インダクタ部)、6、106…周波数調整部、7…給電部、8…給電導体、14、43…素体、15、44…導体パターン、17、49…チップインダクタ(集中定数素子)、21…周波数調整部本体、31A〜31D…容量可変ダイオード(容量可変素子)、32、32A、32B…バイアス電圧入力端子(容量調整手段)、42…第2ローディング部、107…配線パターン、108…モジュール基板
110…調整パッド部、P1…接続点、S1、S2、S3、S4…スリット
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,40 ... Antenna apparatus 2,102 ... Board | substrate, 3 ... Ground conductor, 4 ... Loading part, 5 ... Chip inductor (inductor part), 6,106 ... Frequency adjustment part, 7 ... Feeding part, 8 ... Feeding conductor, 14, 43 ... Element body, 15, 44 ... Conductor pattern, 17, 49 ... Chip inductor (lumped constant element), 21 ... Frequency adjustment body, 31A to 31D ... Capacitance variable diode (capacitance variable element), 32, 32A, 32B ... Bias voltage input terminal (capacitance adjusting means), 42 ... second loading section, 107 ... wiring pattern, 108 ... module substrate 110 ... adjustment pad section, P1 ... connection point, S1, S2, S3, S4 ... slit

Claims (6)

基板と、該基板上の表面に形成されたグラウンド導体と、前記基板上に配置され、誘電体または磁性体あるいはその両方を兼ね備えた複合材料からなる素体と、該素体に形成された線状の導体パターンとを有するローディング部と、前記導体パターンの一端と前記グラウンド導体との間に接続されるインダクタ部と、前記インダクタ部の一端に給電する給電点とを備えるアンテナ装置において、
前記導体パターンの一端と前記インダクタ部との間に周波数調整部が設けられ、
該周波数調整部が、前記導体パターンの一端と前記インダクタ部とを接続する容量可変素子と、該容量可変素子のキャパシタンスを調整する容量調整手段とを有し、
前記周波数調整部が、前記基板に載置可能であると共に前記導体パターンの一端と前記インダクタ部とを接続する周波数調整モジュールとされ、
前記周波数調整モジュールが、配線パターンを表面に有するモジュール基板と、前記モジュール基板に前記配線パターンを用いて設けられ前記容量可変素子と前記容量調整手段とを備えた周波数調整部本体と、前記モジュール基板に設けられ前記ローディング部に接続されるアンテナ端子と、を備え、
前記配線パターンが、前記アンテナ端子に接続されトリミング可能な周波数微調整用の調整パッド部を有していることを特徴とするアンテナ装置。
A substrate, a ground conductor formed on the surface of the substrate, an element body made of a composite material disposed on the substrate and having a dielectric material or a magnetic material, or both, and a wire formed on the element body In an antenna device comprising a loading portion having a conductor pattern, an inductor portion connected between one end of the conductor pattern and the ground conductor, and a feeding point that feeds one end of the inductor portion,
A frequency adjustment unit is provided between one end of the conductor pattern and the inductor unit,
The frequency adjuster is, possess a variable capacitor which connects one end and the inductor portion of the conductor pattern, and a capacity adjustment means for adjusting the capacitance of the capacitive variable element,
The frequency adjustment unit is a frequency adjustment module that can be placed on the substrate and connects one end of the conductor pattern and the inductor unit,
The frequency adjustment module includes a module substrate having a wiring pattern on a surface thereof, a frequency adjustment unit body provided on the module substrate by using the wiring pattern, and the capacitance variable element and the capacitance adjusting unit, and the module substrate. And an antenna terminal connected to the loading unit.
The antenna device, wherein the wiring pattern has an adjustment pad portion for fine frequency adjustment that is connected to the antenna terminal and can be trimmed .
前記ローディング部を複数備えると共に、
前記周波数調整部が、複数の前記ローディング部の一端と前記インダクタ部とをそれぞれ接続する複数の前記容量可変素子を備えることを特徴とする請求項1に記載のアンテナ装置。
A plurality of the loading portions;
The antenna device according to claim 1, wherein the frequency adjustment unit includes a plurality of the variable capacitance elements that respectively connect one end of the plurality of loading units and the inductor unit.
前記容量可変素子が、容量可変ダイオードで構成され、
前記容量調整手段が、前記容量可変ダイオードにバイアス電圧を印加して該容量可変ダイオードのキャパシタンスを調整することを特徴とする請求項1または2に記載のアンテナ装置。
The variable capacitance element is composed of a variable capacitance diode,
Said capacity adjusting means, said variable capacitance diode antenna device according to claim 1 or 2, characterized in that by applying a bias voltage to adjust the capacitance of the capacitive variable diode.
前記導体パターンの一端に接続される集中定数素子が設けられていることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載のアンテナ装置。 Antenna device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the lumped constant element is connected to one end of the conductor pattern is provided. 前記導体パターンが、前記素体の長手方向に巻回された螺旋形状を有することを特徴とする請求項1からのいずれか1項に記載のアンテナ装置。 The conductor pattern, the antenna device according to any one of claims 1 4, characterized in that it comprises a longitudinally wound spiral shape of the body. 前記導体パターンが、前記素体の表面に形成されたミアンダ形状を有することを特徴とする請求項1からのいずれか1項に記載のアンテナ装置。 The conductor pattern, the antenna device according to any one of claims 1 4, characterized in that it has a meander shape formed on the surface of the body.
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