JP6865072B2 - Antenna device and electronic device equipped with an antenna device - Google Patents
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Description
本発明は、複数のアンテナ素子を有するアンテナ装置及びそのようなアンテナ装置を備えた電子機器に関する。 The present invention relates to an antenna device having a plurality of antenna elements and an electronic device including such an antenna device.
近年、スマートフォンやタブレット端末などの電子機器のアンテナ装置として、通信容量を増大させて高速通信を実現するために、MIMO(Multi−Input Multi−Output)技術を採用したアンテナ装置が用いられている。MIMO技術に対応したアンテナ装置は、複数(例えば2個)のアンテナ素子を備える。 In recent years, as an antenna device for electronic devices such as smartphones and tablet terminals, an antenna device that employs MIMO (Multi-Input Multi-Output) technology has been used in order to increase communication capacity and realize high-speed communication. An antenna device compatible with MIMO technology includes a plurality of (for example, two) antenna elements.
電子機器内のスペースは限られているため、電子機器内に複数のアンテナ装置を収容する場合、複数のアンテナ素子が接近して配置されることとなる。そのため、アンテナ素子間の干渉が発生し、所望のアンテナ性能が得られないことがある。従って、アンテナ素子間の干渉を低減する、即ち、アンテナ素子間のアイソレーションを向上する技術が求められる。 Since the space in the electronic device is limited, when a plurality of antenna devices are housed in the electronic device, the plurality of antenna elements are arranged close to each other. Therefore, interference between antenna elements may occur, and desired antenna performance may not be obtained. Therefore, there is a need for a technique for reducing interference between antenna elements, that is, improving isolation between antenna elements.
特許文献1には、アンテナ間における電波の干渉を低減することが可能な電子機器を提供するため、内面上に電磁波シールド層として機能する導電層が形成された筐体と、背面が前記導電層に対向するように前記筐体内に収容されたフラットパネルディスプレイと、前記導電層の表面上から所定間隔離れた状態で前記フラットパネルディスプレイの背面と前記導電層との間に配置され、且つ一部分が前記導電層の辺よりも外周側に位置するように配置された第1のアンテナと、前記導電層の表面上から所定間隔離れた状態で前記フラットパネルディスプレイの背面と前記導電層との間に配置され、且つ一部分が前記導電層の辺よりも外周側に位置するように配置された第2のアンテナとを具備し、前記導電層は、前記第1のアンテナと前記第2のアンテナとの間に位置する、前記導電層の辺上の所定箇所に形成され、前記第1のアンテナの共振周波数に対応する波長の1/4の長さを有する切り欠き部を有する電子機器が開示されている。 Patent Document 1 provides a housing in which a conductive layer that functions as an electromagnetic wave shielding layer is formed on an inner surface and a conductive layer on the back surface in order to provide an electronic device capable of reducing radio wave interference between antennas. A flat panel display housed in the housing so as to face the antenna, and a portion of the flat panel display arranged between the back surface of the flat panel display and the conductive layer at a predetermined distance from the surface of the conductive layer. Between the first antenna arranged so as to be located on the outer peripheral side of the side of the conductive layer and the back surface of the flat panel display and the conductive layer at a predetermined distance from the surface of the conductive layer. It includes a second antenna arranged and partially arranged so as to be located on the outer peripheral side of the side of the conductive layer, and the conductive layer comprises the first antenna and the second antenna. An electronic device having a notch formed at a predetermined position on the side of the conductive layer and having a length of 1/4 of a wavelength corresponding to the resonance frequency of the first antenna is disclosed. There is.
特許文献2には、接地導体及び送受信機を有する無線端末であって、前記送受信機は、少なくとも二つのアンテナ給電線及び少なくとも二つの平行板キャパシタを具え、前記平行板キャパシタの各々は、互いに絶縁された第1及び第2の板を具え、前記第1の板の各々が、前記接地導体から絶縁された導体板を具え、前記第2の板の各々が、前記導体板の下の前記接地導体の表面の一部を具え、前記少なくとも二つのアンテナ給電線の各々が、対応する導体板と対応する無線周波数出力/入力との間に接続され、第2の板がそれぞれ、インピーダンス変換を提供する溝によって互いに分離されたことを特徴とする無線端末が開示されている。
特許文献3には、アンテナ素子間の干渉を低減することでアンテナ素子として一定の特性を保ちつつ、かつ省スペース化又は小型化を図れるアンテナ装置を提供するため、導体板と、前記導体板端部近傍に配置された少なくとも2つのアンテナ素子と、前記導体板に形成された特性インピーダンスが任意の値Z1である第1スロットラインと、前記導体板に形成された特性インピーダンスがZ1よりも大きい任意の値Z2である第2スロットラインとを具備し、前記第1スロットラインの一端が前記導体板端部のうち前記アンテナ素子の間の領域で開口端となっており、前記第1スロットラインの他の一端が前記第2スロットラインの一端に連結し、前記第2スロットラインの他の一端は前記導体板内部で短絡されていること、を特徴とするアンテナ装置が開示されている。これによれば、アンテナ素子の共振周波数に対応する波長の1/4の長さの線路長のスロットラインを形成する場合に比べて、第1スロットラインと第2スロットラインの合計の線路長の方が短い状態でアンテナ素子間の干渉を低減することができるため、アンテナ素子としての一定の特性を保ちつつ、かつ省スペース化又は小型化を図れるアンテナ装置が提供される。
特許文献1に記載の技術では、アンテナ間の距離が小さい(例えば、アンテナの共振周波数に対応する波長の1/4未満)と、切り欠き部が無給電ノッチアンテナとして動作することによる切り欠き部からの二次輻射のため、アンテナ間のアイソレーションが却って悪化する。 In the technique described in Patent Document 1, when the distance between the antennas is small (for example, less than 1/4 of the wavelength corresponding to the resonance frequency of the antenna), the notch portion operates as a non-feeding notch antenna. Due to the secondary radiation from the antenna, the isolation between the antennas is rather deteriorated.
特許文献2に記載の技術では、少なくとも二つの平行板キャパシタに対応した少なくとも2つの溝を接地導体に設ける必要があるため、接地導体が回路基板をなす場合は回路基板に実装される回路素子のレイアウトに大きな制約が加わり、接地導体が筐体である場合は筐体の剛性が低下する恐れがある。
In the technique described in
特許文献3に記載の技術では、導体板に形成される第1及び第2スロットライン(スリット)のトータルの長さの短縮を図ることはできるかもしれないが、特に第2スロットラインの特性インピーダンスZ2を所望の値とするために第2スロットラインの幅を大きくする必要があるため、導体板に占める面積が大きくなる。また、スリットの構造が複雑となる。
With the technique described in
本発明は、略同一の動作周波数帯域を有する第1及び第2のアンテナ素子を有し、第1及び第2のアンテナ素子間の距離が小さい場合でも、簡単な構造で良好なアンテナ間アイソレーションを得ることが可能なアンテナ装置、及び、そのようなアンテナ装置を備えた電子機器を提供することを主な目的とする。 The present invention has first and second antenna elements having substantially the same operating frequency band, and good antenna-to-antenna isolation with a simple structure even when the distance between the first and second antenna elements is small. An object of the present invention is to provide an antenna device capable of obtaining the above-mentioned antenna device, and an electronic device provided with such an antenna device.
本発明のアンテナ装置は、接地導体と、前記接地導体上または前記接地導体の近傍に互いに離間して配置された第1及び第2の給電点と、前記第1及び第2の給電点にそれぞれ電気的に接続され略同一の動作周波数帯域を有する第1及び第2のアンテナ素子と、前記接地導体の表面に沿って延在する前記接地導体における帯状領域と、前記接地導体の前記帯状領域から離間して前記帯状領域に沿って延在し、前記帯状領域と共に、前記動作周波数帯域において共振する無給電アンテナを構成する帯状導体と、前記接地導体の前記帯状領域と前記帯状導体との間に接続された抵抗素子とを有する。 The antenna device of the present invention has a ground conductor, first and second feeding points arranged on the ground conductor or in the vicinity of the ground conductor at a distance from each other, and the first and second feeding points, respectively. From the first and second antenna elements that are electrically connected and have substantially the same operating frequency band, the strip-shaped region of the ground conductor extending along the surface of the ground conductor, and the strip-shaped region of the ground conductor. Between the band-shaped conductor that extends along the band-shaped region at a distance and constitutes a non-feeding antenna that resonates with the band-shaped region in the operating frequency band, and the band-shaped region and the band-shaped conductor of the ground conductor. It has a connected resistance element.
また、本発明の電子機器は、前記アンテナ装置と、前記アンテナ装置の前記第1及び第2の給電点に第1及び第2の給電線を介して電気的に接続され、前記アンテナ装置を介して外部と通信する無線通信部とを備える。 Further, the electronic device of the present invention is electrically connected to the antenna device to the first and second feed points of the antenna device via the first and second feeder lines, and is electrically connected to the first and second feed points of the antenna device via the antenna device. It is equipped with a wireless communication unit that communicates with the outside.
本発明によれば、略同一の動作周波数帯域を有する第1及び第2のアンテナ素子を有し、第1及び第2のアンテナ素子間の距離が小さい場合でも、簡単な構造で良好なアンテナ間アイソレーションを得ることが可能なアンテナ装置、及び、そのようなアンテナ装置を備えた電子機器が提供される。 According to the present invention, there are first and second antenna elements having substantially the same operating frequency band, and even when the distance between the first and second antenna elements is small, a simple structure is sufficient between the antennas. Antenna devices capable of obtaining isolation and electronic devices equipped with such antenna devices are provided.
前記課題を解決するためになされた第1の発明に係るアンテナ装置は、接地導体と、前記接地導体上または前記接地導体の近傍に互いに離間して配置された第1及び第2の給電点と、前記第1及び第2の給電点にそれぞれ電気的に接続され略同一の動作周波数帯域を有する第1及び第2のアンテナ素子と、前記接地導体の一辺に形成された切り欠きと、前記接地導体の表面に沿って延在する前記接地導体における帯状領域と、前記接地導体の前記帯状領域から離間して前記帯状領域に沿って延在し、前記帯状領域と共に、前記動作周波数帯域において共振する無給電アンテナを構成する帯状導体と、前記切り欠きを介して対向する前記接地導体の前記帯状領域と前記帯状導体とを接続する抵抗素子とを有する。
The antenna device according to the first invention, which has been made to solve the above problems, includes a ground conductor and first and second feeding points arranged on the ground conductor or in the vicinity of the ground conductor so as to be separated from each other. , The first and second antenna elements electrically connected to the first and second feeding points, respectively, and having substantially the same operating frequency band, a notch formed on one side of the ground conductor, and the ground. A band-shaped region in the ground conductor extending along the surface of the conductor and a band-shaped region extending along the band-shaped region away from the band-shaped region of the ground conductor, and resonating with the band-shaped region in the operating frequency band. It has a strip-shaped conductor that constitutes a non-feeding antenna, and a resistance element that connects the strip-shaped region of the ground conductor facing the ground conductor and the strip-shaped conductor via the notch.
この構成によると、動作周波数帯域内の周波数で第1及び第2のアンテナ素子の一方に給電したとき、接地導体の帯状領域と当該帯状領域から離間して帯状領域に沿って延在する帯状導体とによって構成される無給電アンテナ及び抵抗素子により、第1及び第2のアンテナ素子間の相互インピーダンスを高められるので、第1及び第の2アンテナ素子間の距離が小さい場合でも、第1及び第2のアンテナ素子の他方に生じる電流を低減することができる。即ち、第1及び第2のアンテナ素子間のアイソレーションを向上することができる。また、この構成は、接地導体の帯状領域と帯状導体との間に抵抗素子を接続するという簡単な構成で実現できる。従って、略同一の動作周波数帯域を有する第1及び第2のアンテナ素子を有し、第1及び第2のアンテナ素子間の距離が小さい場合でも、簡単な構造で良好なアンテナ間アイソレーションを得ることが可能なアンテナ装置を提供することができる。 According to this configuration, when power is supplied to one of the first and second antenna elements at a frequency within the operating frequency band, the band-shaped conductor extending along the band-shaped region apart from the band-shaped region of the ground conductor and the band-shaped region. Since the mutual impedance between the first and second antenna elements can be increased by the non-feeding antenna and the resistance element composed of the above, even if the distance between the first and second antenna elements is small, the first and first antenna elements The current generated in the other of the two antenna elements can be reduced. That is, the isolation between the first and second antenna elements can be improved. Further, this configuration can be realized by a simple configuration in which a resistance element is connected between the band-shaped region of the ground conductor and the band-shaped conductor. Therefore, even when the first and second antenna elements having substantially the same operating frequency band are provided and the distance between the first and second antenna elements is small, good antenna-to-antenna isolation can be obtained with a simple structure. It is possible to provide an antenna device capable of providing an antenna device.
また、第2の発明では、前記接地導体の前記帯状領域は、前記接地導体の一辺に形成された切り欠きにより隔てられ前記切り欠きを介して互いに対向する前記接地導体の一対の領域の一方からなり、前記帯状導体は、前記切り欠きを介して互いに対向する前記接地導体の前記一対の領域の他方からなる。 Further, in the second invention, the strip-shaped region of the grounding conductor is separated by a notch formed on one side of the grounding conductor, and is separated from one of a pair of regions of the grounding conductor facing each other through the notch. The strip-shaped conductor comprises the other of the pair of regions of the ground conductor facing each other through the notch.
この構成によると、接地導体の一辺に切り欠きを形成するという簡単な構成で、第1及び第2のアンテナ素子の動作周波数帯域において共振する無給電アンテナを実現し、アンテナ間アイソレーションを向上することができる。 According to this configuration, a non-feeding antenna that resonates in the operating frequency band of the first and second antenna elements is realized by a simple configuration in which a notch is formed on one side of the ground conductor, and the isolation between antennas is improved. be able to.
また、第3の発明では、前記切り欠きは、前記動作周波数帯域の代表周波数に対応する波長の略1/4の長さを有する。 Further, in the third invention, the notch has a length of approximately 1/4 of the wavelength corresponding to the representative frequency of the operating frequency band.
この構成によると、切り欠きの長さを短くしつつ、切り欠き(または、切り欠きによって隔てられて互いに対向する接地導体の一対の領域)により構成される無給電アンテナがアンテナ素子の動作周波数帯域において共振し易くし、動作周波数帯域におけるアンテナ素子間アイソレーションを改善することができる。 According to this configuration, the operating frequency band of the antenna element is a non-feeding antenna composed of notches (or a pair of regions of ground conductors that are separated by the notches and face each other) while shortening the length of the notches. It is possible to easily resonate in the antenna element and improve the isolation between antenna elements in the operating frequency band.
また、第4の発明では、前記第1及び第2のアンテナ素子は前記接地導体の前記一辺の近傍に配置され、前記第1及び第2の給電点は前記接地導体の前記一辺に沿った方向に互いに離間されており、前記切り欠きは前記一辺の前記第1の給電点と前記第2の給電点との間の位置に形成されている。 Further, in the fourth invention, the first and second antenna elements are arranged in the vicinity of the one side of the ground conductor, and the first and second feeding points are in directions along the one side of the ground conductor. The notch is formed at a position between the first feeding point and the second feeding point on the one side.
この構成によると、切り欠きによる第1及び第2のアンテナ素子間のアイソレーション効果が一層向上する。 According to this configuration, the isolation effect between the first and second antenna elements due to the notch is further improved.
また、第5の発明では、前記第1及び第2のアンテナ素子の少なくとも一方は前記接地導体の前記一辺の近傍に配置され、前記一辺に沿って延在する部分を有し、前記接地導体の前記一辺に垂直な方向の寸法が前記動作周波数帯域の代表周波数に対応する波長の略1/10未満である。 Further, in the fifth invention, at least one of the first and second antenna elements is arranged in the vicinity of the one side of the ground conductor and has a portion extending along the one side of the ground conductor. The dimension in the direction perpendicular to one side is less than about 1/10 of the wavelength corresponding to the representative frequency of the operating frequency band.
この構成によると、接地導体に形成された切り欠きによる第1及び第2のアンテナ素子の少なくとも一方のアンテナ効率の低下が抑制される。 According to this configuration, a decrease in antenna efficiency of at least one of the first and second antenna elements due to the notch formed in the ground conductor is suppressed.
また、第6の発明では、前記切り欠き内に誘電体材料または磁性体材料が配置されており、前記誘電体材料または磁性体材料の厚さは前記接地導体の厚さより大きい。 Further, in the sixth invention, the dielectric material or the magnetic material is arranged in the notch, and the thickness of the dielectric material or the magnetic material is larger than the thickness of the ground conductor.
この構成によると、誘電体材料または磁性体材料の波長短縮効果により、誘電体材料または磁性体材料が切り欠き内に配置されていない場合と比べて、切り欠きの長さを短くすることができる。 According to this configuration, due to the wavelength shortening effect of the dielectric material or the magnetic material, the length of the notch can be shortened as compared with the case where the dielectric material or the magnetic material is not arranged in the notch. ..
また、第7の発明では、前記帯状導体は前記接地導体とは別の部材であり、前記接地導体の前記表面から離れる方向に前記接地導体の前記帯状領域から離間し、前記接地導体の前記帯状領域に対向して配置されている。 Further, in the seventh invention, the strip-shaped conductor is a member different from the grounding conductor, and is separated from the strip-shaped region of the grounding conductor in a direction away from the surface of the grounding conductor, and the strip-shaped conductor of the grounding conductor is separated from the strip-shaped region. It is arranged to face the area.
この構成によると、接地導体に切り欠きを形成することなく、第1及び第2のアンテナ素子の動作周波数帯域において共振する無給電アンテナを実現し、アンテナ間アイソレーションを向上することができる。 According to this configuration, it is possible to realize a non-feeding antenna that resonates in the operating frequency band of the first and second antenna elements without forming a notch in the ground conductor, and to improve the isolation between the antennas.
また、第8の発明では、前記帯状導体は前記動作周波数帯域の代表周波数に対応する波長の略1/4の長さを有する。 Further, in the eighth invention, the band-shaped conductor has a length of about 1/4 of the wavelength corresponding to the representative frequency of the operating frequency band.
この構成によると、帯状導体の長さを短くしつつ、帯状導体(または帯状導体と接地導体の帯状領域)により構成される無給電アンテナがアンテナ素子の動作周波数帯域において共振し易くし、動作周波数帯域におけるアンテナ素子間アイソレーションを改善することができる。 According to this configuration, while shortening the length of the band-shaped conductor, the non-feeding antenna composed of the band-shaped conductor (or the band-shaped region of the band-shaped conductor and the ground conductor) easily resonates in the operating frequency band of the antenna element, and the operating frequency. Isolation between antenna elements in the band can be improved.
また、第9の発明では、前記第1及び第2のアンテナ素子は前記接地導体の一辺の近傍に配置され、前記第1及び第2の給電点は前記接地導体の前記一辺に沿った方向に互いに離間されており、前記帯状導体の一端が、前記第1の給電点と前記第2の給電点との間に位置している。 Further, in the ninth invention, the first and second antenna elements are arranged in the vicinity of one side of the ground conductor, and the first and second feeding points are in the direction along the one side of the ground conductor. Separated from each other, one end of the strip-shaped conductor is located between the first feeding point and the second feeding point.
この構成によると、第1及び第2のアンテナ素子間のアイソレーションが一層改善される。 According to this configuration, the isolation between the first and second antenna elements is further improved.
また、第10の発明では、前記抵抗素子と並列に容量素子が接続されている。 Further, in the tenth invention, the capacitance element is connected in parallel with the resistance element.
この構成によると、無給電アンテナを構成する接地導体の帯状領域及び帯状領域に沿って延在する帯状導体の長さ(帯状領域及び帯状導体が、切り欠きを介して対向する接地導体の一対の部分からなる場合は切り欠きの長さ)を、容量素子を接続しない場合と比べて短くすることができる。 According to this configuration, the strip-shaped region of the ground conductor constituting the non-feeding antenna and the length of the strip-shaped conductor extending along the strip-shaped region (the strip-shaped region and the strip-shaped conductor are a pair of ground conductors facing each other through the notch. The length of the notch) can be shortened as compared with the case where the capacitive element is not connected.
また、第11の発明では、前記無給電アンテナを構成する前記接地導体の前記帯状領域及び前記帯状導体の少なくとも一部は、前記第2の給電点または前記第2のアンテナ素子の開放端から、前記動作周波数帯域の代表周波数に対応する波長の略1/4未満の距離に位置している。 Further, in the eleventh invention, the band-shaped region of the ground conductor constituting the non-feeding antenna and at least a part of the band-shaped conductor are formed from the second feeding point or the open end of the second antenna element. It is located at a distance of less than about 1/4 of the wavelength corresponding to the representative frequency of the operating frequency band.
この構成によると、動作周波数帯域内の周波数で第2のアンテナ素子に給電したとき、接地導体の帯状領域とそれに沿って延びる帯状導体とによって構成される無給電アンテナと第2のアンテナ素子とが電磁気的に強く結合し、第1のアンテナ素子に生じる電流を低減することができる。 According to this configuration, when power is supplied to the second antenna element at a frequency within the operating frequency band, the non-feeding antenna and the second antenna element composed of the band-shaped region of the ground conductor and the band-shaped conductor extending along the band-shaped conductor are formed. It is possible to reduce the current generated in the first antenna element by binding strongly electromagnetically.
また、第12の発明では、前記第1の給電点と前記第2の給電点の間の距離は、前記動作周波数帯域の代表周波数に対応する波長の略1/4未満である。 Further, in the twelfth invention, the distance between the first feeding point and the second feeding point is less than about 1/4 of the wavelength corresponding to the representative frequency of the operating frequency band.
この構成によると、第1の給電点と第2の給電点の間の距離が、前記動作周波数帯域の代表周波数に対応する波長の略1/4未満の場合において、第1及び第2のアンテナ素子間のアイソレーションを向上することができる。 According to this configuration, when the distance between the first feeding point and the second feeding point is less than about 1/4 of the wavelength corresponding to the representative frequency of the operating frequency band, the first and second antennas Isolation between elements can be improved.
また、第13の発明では、前記抵抗素子の抵抗値は、前記抵抗素子が接続される位置で測定した、前記接地導体の前記帯状領域と前記帯状導体とにより構成される前記無給電アンテナの共振周波数における入力インピーダンスに略等しい。 Further, in the thirteenth invention, the resistance value of the resistance element is the resonance of the non-feeding antenna composed of the band-shaped region of the ground conductor and the band-shaped conductor measured at the position where the resistance element is connected. Approximately equal to the input impedance at frequency.
この構成によると、第1及び第2のアンテナ素子間のアイソレーションを確実に向上することができる。 According to this configuration, the isolation between the first and second antenna elements can be reliably improved.
また、第14の発明に係る電子機器は、前記アンテナ装置と、前記アンテナ装置の前記第1及び第2の給電点に第1及び第2の給電線を介して電気的に接続され、前記アンテナ装置を介して外部と通信する無線通信部とを備える。 Further, the electronic device according to the fourteenth invention is electrically connected to the antenna device and the first and second feeding points of the antenna device via the first and second feeding lines, and the antenna. It includes a wireless communication unit that communicates with the outside via the device.
この構成によると、略同一の動作周波数帯域を有する第1及び第2のアンテナ素子を有し、第1及び第2のアンテナ素子間の距離が小さい場合でも、簡単な構造で良好なアンテナ間アイソレーションを得ることが可能なアンテナ装置を備えた電子機器を提供することができる。 According to this configuration, there are first and second antenna elements having substantially the same operating frequency band, and even when the distance between the first and second antenna elements is small, a good inter-antenna iso with a simple structure It is possible to provide an electronic device provided with an antenna device capable of obtaining a frequency.
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態に係るアンテナ装置を備えた電子機器の概略構成を示すブロック図である。図1に示す電子機器1は、例えばスマートフォンやタブレット端末である。図1に示すように、電子機器1は、ユーザの指示を入力するための入力部2と、画像や音声などの情報を出力するための出力部3と、プログラムやデータを格納するメモリ4と、メモリ4に格納されたプログラムに基づき動作し、入力部2から入力された操作信号を処理したり出力部3を制御したりするコントローラ(プロセッサ)5と、コントローラ5による制御の下、アンテナ装置6を介して外部と無線通信を行う無線通信部7とを有する。入力部2は例えばタッチパネルやマイクロフォンを含む。出力部3は例えば液晶ディスプレイやスピーカを含む。
(First Embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an electronic device including the antenna device according to the first embodiment. The electronic device 1 shown in FIG. 1 is, for example, a smartphone or a tablet terminal. As shown in FIG. 1, the electronic device 1 includes an
アンテナ装置6は、第1の給電線8を介して無線通信部7に電気的に接続された第1のアンテナ素子10と、第2の給電線9を介して無線通信部7に電気的に接続された第2のアンテナ素子11とを有する。第1の給電線8と第1のアンテナ素子10との接続点は第1の給電点12となっており、第2の給電線9と第2のアンテナ素子11との接続点は第2の給電点13となっている。第1及び第2のアンテナ素子10、11は、略同一の動作周波数帯域(本例では、セルラーシステムで用いられる約718〜890MHzであるが、これに限定されない)を有するように適合されている。
The
次に、アンテナ装置6の構成について詳細に説明する。図2は、第1実施形態に係るアンテナ装置6を示す平面図であり、図3は、図2に示したアンテナ装置6の斜視図である。
Next, the configuration of the
図2及び図3に示すように、アンテナ装置6は、主として絶縁体からなる基板20の第1の面に設けられた平坦な表面を有する略矩形の接地導体(地板とも呼ばれる)21を有している。第1及び第2のアンテナ素子10、11は接地導体21の上辺22の近傍に配置されている。第1のアンテナ素子10は、板状逆Fアンテナからなる。第2のアンテナ素子11は低背な逆Lアンテナからなり、接地導体21の上辺22に沿って延在する部分を有している。ここで「低背」とは、上辺22に垂直な方向の寸法がアンテナ素子10、11の動作周波数帯域の代表周波数(本例では760MHzとするが、動作周波数帯域内の周波数であれば別の周波数でもよく、例えば中心周波数(本例では804MHz)としてもよい)に対応する波長の略1/10未満であることを意味する。第1及び第2のアンテナ素子10、11は、同じタイプのアンテナ素子であってもよい。接地導体21は、例えば銅箔や基板20上に印刷された接地パターンからなる。尚、接地導体21は必ずしも基板20上に設ける必要はなく、例えば、電子機器1の筐体に設けてもよい。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
図示省略するが、基板20の第1の面と反対側の第2の面には配線が印刷されている。即ち、本実施形態において基板20はプリント配線板として構成されている。図1に示したメモリ4、コントローラ5、無線通信部7等を構成する回路モジュールや回路素子は、基板20の第2の面に実装されている。無線通信部7は、基板20の第2の面側において、第1及び第2の給電線8、9によって第1及び第2のアンテナ素子10、11に接続されている。
Although not shown, wiring is printed on the second surface of the
図2に示すように、本実施形態では、第1の給電点12は、接地導体21の上辺22の右端近傍において接地導体21上に位置している(即ち、平面視において接地導体21と重なっている)。また、第2の給電点13は、接地導体21の上辺22の左端近傍において接地導体21上に位置している(即ち、平面視において接地導体21と重なっている)。これにより、第1の給電点12と第2の給電点13は互いに離間して接地導体21上に位置している。本例において、第1の給電点12と第2の給電点13の間の距離は、第1及び第2のアンテナ素子10、11の動作周波数帯域の代表周波数に対応する波長の略1/4(代表周波数が760MHzの場合、約98.6mm)より小さい(例えば、約50mm)。尚、第1の給電点12及び第2の給電点13は必ずしも接地導体21上に位置している必要はなく、平面視において接地導体21と重ならないように接地導体21の近傍に配置されてもよい。また、図3ではアンテナ素子10、11の形状を明示するべく給電点12、13を示すシンボルを省略した。
As shown in FIG. 2, in the present embodiment, the
アンテナ装置6の接地導体21の上辺22の第1の給電点12と第2の給電点13との間の位置には、上辺22と交差する方向(この例では垂直な方向)に延在する切り欠き(スリット)30が形成されている。この切り欠き30は、上辺22において開放された第1端部31(図3参照)と、上辺22から離れた位置において閉じられた第2端部32と、第1端部31と第2端部32との間で延在する互いに対向する一対の側縁33、34とを有する。切り欠き30の側縁33、34に沿ってそれぞれ延在する接地導体21の部分は、切り欠き30により隔てられ切り欠き30を介して互いに対向する接地導体の一対の領域25、26となっている。各領域25、26は切り欠き30に沿った帯状の領域である。このような切り欠き30(または、切り欠き30を介して対向する接地導体21の一対の領域25、26)は、無給電アンテナ(無給電ノッチアンテナ)を構成する。ここで、切り欠き30を介して対向する接地導体21の一対の領域25、26の一方は本願発明の「接地導体における帯状領域」の一例であり、他方は本願発明の「帯状領域から離間して帯状領域に沿って延在する帯状導体」の一例である。
The position between the
切り欠き30の第1端部31から第2端部32までの長さは、アンテナ素子10、11の動作周波数帯域の代表周波数に対応する波長の略1/4に設定されている。これにより、切り欠き30により構成される無給電アンテナは、動作周波数帯域において共振する。尚、切り欠き30の長さを極力小さくしつつ、それにより構成される無給電アンテナがアンテナ素子10、11の動作周波数帯域において共振し易くするためには、切り欠き30の長さを動作周波数帯域の代表周波数に対応する波長の略1/4とすることが好ましいが、スペースが確保できる場合、切り欠き30の長さを動作周波数帯域の代表周波数に対応する波長の略1/2など別の長さとしてもよい。
The length from the
また、無給電アンテナを構成する切り欠き30を介して対向する接地導体21の一対の領域25、26の少なくとも一部は、第2の給電点13または第2のアンテナ素子11の開放端11aから、動作周波数帯域の代表周波数に対応する波長の略1/4(本例では、切り欠き30の長さに等しい)未満の距離に位置している。
Further, at least a part of the pair of
更に、切り欠き30の開放端である第1端部31には、切り欠き30を介して互いに対向する接地導体の一対の領域25、26の間に接続された抵抗素子40が配置されている。
Further, at the
図4は、図1及び2に示した抵抗素子40の抵抗値に対するアンテナ素子間のアイソレーション特性(左縦軸)、及び、抵抗素子40の抵抗値に対する第1及び第2のアンテナ素子10、11のアンテナ効率(右縦軸)を示す図である。
FIG. 4 shows the isolation characteristics (left vertical axis) between the antenna elements with respect to the resistance value of the
図4において、S21は第1のアンテナ素子10に対する第2のアンテナ素子11の結合係数であり、結合係数S21の値が小さいほどアイソレーションは良好である。尚、結合係数S21はアンテナ素子10、11の動作周波数によって変化する。図4において、円形のマーカはアンテナ素子10、11の動作周波数帯域における結合係数S21の平均値(アイソレーション平均値ということもある)を各抵抗値に対して示しており、菱形のマーカは動作周波数帯域における結合係数S21の最大値(アイソレーション最小値ということもある)を各抵抗値に対して示している。また図4において、正方形のマーカは動作周波数帯域における第1のアンテナ素子10のアンテナ効率の平均値を各抵抗値に対して示し、三角形のマーカは動作周波数帯域における第2のアンテナ素子11のアンテナ効率の平均値を各抵抗値に対して示している。
In FIG. 4, S21 is the coupling coefficient of the
図4に示されているように、結合係数S21の値は、抵抗素子40の抵抗値によって変化し、例えば抵抗素子40の抵抗値が約300Ωのときの結合係数S21の値は、最大値(菱形マーカ)及び平均値(円形マーカ)共に、抵抗素子40の抵抗値が約900Ωのときと比べて大きく低下している。即ち、抵抗素子40の抵抗値が約300Ωのとき、抵抗素子40の抵抗値が約900Ωのときと比べてアンテナ間アイソレーションが大きく向上している。ここで、抵抗素子40の値が大きいほど(即ち、図4の右側にいくほど)、抵抗素子40が設けられていない場合(即ち、抵抗素子40の抵抗値が無限大)に近づく。このように、第1実施形態のアンテナ装置6では、接地導体21に形成された切り欠き30を介して対向する接地導体21の一対の領域25、26の間に抵抗素子40を接続することで、抵抗素子40を設けない場合と比べて、アンテナ間アイソレーションを向上することができる。
As shown in FIG. 4, the value of the coupling coefficient S21 changes depending on the resistance value of the
表1は、第1及び第2のアンテナ素子10、11の動作周波数帯域内で周波数を変えつつ切り欠き30の第1端部31(即ち、抵抗素子40の接続位置)において給電する(即ち、信号を印加する)ことで測定した、切り欠き30によって構成される無給電アンテナ(ノッチアンテナ)の入力インピーダンスを示している。
Table 1 shows that power is supplied at the first end 31 (that is, the connection position of the resistance element 40) of the
表1において、Rはインピーダンスの抵抗成分を、Xはインピーダンスのリアクタンス成分を示す。表1に示されるように、本例では、アンテナ素子10、11の動作周波数帯域の代表周波数である約760MHzにおいて切り欠き30により構成される無給電アンテナ(ノッチアンテナ)が共振し、リアクタンス成分Xがほぼゼロとなり、そのとき入力インピーダンスは抵抗成分Rの値である約346.6Ωに略等しくなる。これは上記したように、切り欠き30の長さが、760MHzに対応する波長の略1/4に設定されていることによる。本発明の発明者による実験によると、抵抗素子40の抵抗値を、この抵抗素子40が接続される位置で測定した切り欠き30によって構成される無給電アンテナの共振周波数における入力インピーダンス(本例では、約346.6Ω)に略等しくすると、アンテナ間アイソレーションが概ね最大化される(即ち、結合係数S21が最小化される)ことがわかった。ただし、図4に示したように、抵抗素子40の抵抗値の比較的広い範囲(約100〜600Ω)に渡ってアイソレーション改善の効果が見られるので、抵抗素子40の抵抗値は、アイソレーション改善の効果が得られる範囲から要求仕様に応じて適宜選択してよい。
In Table 1, R indicates the resistance component of impedance, and X indicates the reactance component of impedance. As shown in Table 1, in this example, the non-feeding antenna (notch antenna) composed of the
再度図4を参照すると、アイソレーションが改善される抵抗素子40の抵抗値が約100〜600Ωの範囲において、第1実施形態における第1のアンテナ素子10のアンテナ効率は、抵抗素子40を設けない場合(図4における右端の値と略等しいと考えられる)と比べて若干上昇しているが、第1実施形態における第2のアンテナ素子11のアンテナ効率は、抵抗素子40を設けない場合と比べて若干低下している。この第2のアンテナ素子11におけるアンテナ効率の低下は、抵抗素子40において電流が熱として消費されるためと考えられる。しかしながら、抵抗素子40の抵抗値が約100〜600Ωの範囲において、抵抗素子40を設けることによる第2のアンテナ素子11のアンテナ効率低下量は、抵抗素子40を設けることによるアンテナ素子間のアイソレーション改善量と比較して十分に小さい。
Referring to FIG. 4 again, in the resistance value of the
図5は、第1実施形態のアンテナ装置6において抵抗素子40の抵抗値が100Ωのときのアンテナ素子間アイソレーション(結合係数S21)の周波数特性を、比較例1(接地導体21に形成された切り欠き30及び抵抗素子40を有さない点以外は第1実施形態のアンテナ装置6と同じ構成のアンテナ装置)と対比して示す図である。図5に示されているように、第1実施形態では比較例1と比べて、切り欠き30によって構成される無給電ノッチアンテナの共振周波数である760MHzだけでなく、アンテナ素子10、11の動作周波数帯域である718〜890MHzを含む広い周波数帯域でアイソレーションが向上(結合係数S21が低下)している。
FIG. 5 shows the frequency characteristics of the isolation between the antenna elements (coupling coefficient S21) when the resistance value of the
図6は、第1実施形態のアンテナ装置6において抵抗素子40の抵抗値が100Ωのときのアンテナ効率を比較例1と対比して示す図である。図6において、各アンテナ素子のアンテナ効率は、アンテナ素子の動作周波数帯域(718〜890MHz)における平均値である。図6に示されるように、第1実施形態における第1のアンテナ素子10のアンテナ効率は、比較例1(即ち、切り欠き30も抵抗素子40も設けられていないアンテナ装置)と比べて若干低下しており、第1実施形態における第2のアンテナ素子11のアンテナ効率は、比較例1と比べて若干上昇している。切り欠き30及び抵抗素子40を設けたことによる第1のアンテナ素子10のアンテナ効率低下量は、切り欠き30及び抵抗素子40を設けたことによるアンテナ素子間のアイソレーション改善量(図4及び図5参照)と比較して十分に小さい。尚、第1実施形態における第2のアンテナ素子11のアンテナ効率は、比較例1と比べて若干上昇しているのは、抵抗素子40を設けたことによるアンテナ効率低下の効果を、切り欠き30によってアンテナ素子間の電磁的結合が低下したことに伴うアンテナ効率改善の効果が上回ったためと考えられる。
FIG. 6 is a diagram showing the antenna efficiency when the resistance value of the
ここで、第1実施形態のアンテナ装置6において第2のアンテナ素子11のアンテナ効率の低下がない(むしろ若干改善されている)のは、第2のアンテナ素子11が低背なアンテナからなること、即ち、第2のアンテナ素子11が、接地導体21の上辺22(即ち、切り欠き30が形成された辺)に沿って延在する部分を有し、上辺22に垂直な方向の寸法がアンテナ素子10、11の動作周波数帯域の代表周波数に対応する波長の略1/10未満となっていることも一因と考えられる。これは、接地導体21に切り欠き30が設けられていない場合に、低背な逆Lアンテナからなる第2のアンテナ素子11に給電すると、第2のアンテナ素子11の接地導体21の上辺22に沿って延在する部分に流れる電流と、接地導体21の上辺22に沿って流れる電流とがキャンセルし、上辺22に沿って流れる電流は第2のアンテナ素子11からの電波の放射(遠方界放射)にあまり寄与せず、第2のアンテナ素子11は主として上辺22に垂直な方向の電流により電波を放射するため、第1実施形態のように、接地導体21の上辺22に切り欠き30を形成しそこに抵抗素子40を設けても、第2のアンテナ素子11から放射される電波(即ち、アンテナ効率)に与える影響が小さいためである。
Here, in the
図7は、比較例1において動作周波数帯域内の周波数で第2のアンテナ素子11に給電したときの電流分布を示す平面図である。図7に示されているように、切り欠き30及び抵抗素子40が設けられていない比較例1のアンテナ装置では、動作周波数帯域内の周波数で第2のアンテナ素子11に給電したとき、第2のアンテナ素子11のアンテナ電流が、接地導体21を介して、特に接地導体21の上辺22に沿って第1のアンテナ素子10に流れ、第1のアンテナ素子10に電流が分布している。即ち、第1及び第2のアンテナ素子10、11間のアイソレーションが十分ではなく、これらアンテナ素子間で干渉が生じている。
FIG. 7 is a plan view showing a current distribution when power is supplied to the
図8は、比較例2(切り欠き30に抵抗素子40が配置されていない点以外は第1実施形態のアンテナ装置6と同じ構成のアンテナ装置)において動作周波数帯域内の周波数で第2のアンテナ素子11に給電したときの電流分布を示す平面図である。図8に示されているように、比較例2のアンテナ装置では、動作周波数帯域内の周波数で第2のアンテナ素子11に給電したとき、接地導体21に形成された切り欠き30により構成されるノッチアンテナが共振し、切り欠き30を介して対向する接地導体21の一対の領域25、26に沿って電流が分布している。比較例1では、接地導体21に形成された切り欠き30により、接地導体21を通じた第1及び第2のアンテナ素子10、11間の電流結合は比較例1と比べて抑えられると考えられるが、尚、第1のアンテナ素子10に多くの電流が分布している。これはノッチアンテナ(切り欠き30)からの二次輻射の影響によるものと考えられる。
FIG. 8 shows a second antenna having a frequency within the operating frequency band in Comparative Example 2 (an antenna device having the same configuration as the
図9は、第1実施形態のアンテナ装置6において動作周波数帯域内の周波数で第2のアンテナ素子11に給電したときの電流分布を示す平面図である。図9に示されているように、第1実施形態のアンテナ装置6でも、比較例2と同様に、動作周波数帯域内の周波数で第2のアンテナ素子11に給電したとき、接地導体21に形成された切り欠き30により構成されるノッチアンテナが共振し、切り欠き30を介して対向する接地導体21の一対の領域25、26に沿って電流が分布している。しかしながら、切り欠き30を介して対向する接地導体21の一対の領域25、26間に接続された抵抗素子40が設けられていることにより、第1及び第2のアンテナ素子10、11間の相互インピーダンスが高められ、ノッチアンテナの共振による二次輻射による電磁結合が低減される。その結果、第1のアンテナ素子10に分布する電流が、比較例1及び2と比べて、大きく低減されている。即ち、第1実施形態によれば、略同一の動作周波数帯域を有する第1及び第2のアンテナ素子10、11を有し、第1及び第2のアンテナ素子10、11間の距離が小さい場合でも、簡単な構造で良好なアンテナ間アイソレーションを得ることが可能なアンテナ装置6が提供される。尚、図7〜図9に示した電流分布は、動作周波数帯域内の周波数として760MHzで給電し測定した。
FIG. 9 is a plan view showing a current distribution when power is supplied to the
また、第1実施形態のアンテナ装置6では、接地導体21の一辺(上辺22)に切り欠き30を形成するという簡単な構成で、第1及び第2のアンテナ素子10、11の動作周波数帯域において共振する無給電アンテナを実現し、アンテナ間アイソレーションを向上することができる。
Further, the
また上述したように、切り欠き30は、アンテナ素子10、11の動作周波数帯域の代表周波数(本例では760MHz)に対応する波長の略1/4の長さを有するので、切り欠き30の長さを短くしつつ、切り欠き30(または、切り欠き30によって隔てられて互いに対向する接地導体21の一対の領域25、26)により構成される無給電アンテナがアンテナ素子10、11の動作周波数帯域において共振し易くし、動作周波数帯域におけるアンテナ素子間アイソレーションを改善することができる。
Further, as described above, the
また上述したように、第1実施形態のアンテナ装置6では、第1及び第2のアンテナ素子10、11は接地導体21の一辺(上辺22)の近傍に配置され、第1及び第2の給電点12、13は接地導体21の上辺22に沿った方向に互いに離間されており、切り欠き30は上辺22の第1の給電点12と第2の給電点13との間の位置に形成されているので、切り欠き30による第1及び第2のアンテナ素子10、11間のアイソレーション効果が一層向上する。
Further, as described above, in the
また上述したように、第1実施形態のアンテナ装置6では、第2のアンテナ素子11は、接地導体21の上辺22(即ち、切り欠き30が形成された辺)に沿って延在する部分を有し、上辺22に垂直な方向の寸法がアンテナ素子10、11の動作周波数帯域の代表周波数に対応する波長の略1/10未満となっているため、接地導体21に形成された切り欠き30による第2のアンテナ素子11のアンテナ効率の低下が抑制される。尚、第1のアンテナ素子10を、切り欠き30が形成された接地導体21の辺に沿って延在する部分を有し、当該辺に垂直な方向の寸法が動作周波数帯域の代表周波数に対応する波長の略1/10未満の寸法を有する低背なアンテナ(例えば逆Lアンテナ)としてもよい。
Further, as described above, in the
また上述したように、第1実施形態のアンテナ装置6では、抵抗素子40の抵抗値は、抵抗素子40が接続される位置で測定した、切り欠き30(または切り欠き30により隔てられて互いに対向する接地導体21の一対の領域25、26)により構成される無給電アンテナ(ノッチアンテナ)の共振周波数における入力インピーダンス(本例では、約346.4Ω)に略等しいので、第1及び第2のアンテナ素子10、11間のアイソレーションを確実に向上することができる。
Further, as described above, in the
また上述したように、第1実施形態のアンテナ装置6では、無給電アンテナを構成する切り欠き30を介して対向する接地導体21の一対の領域25、26の少なくとも一部が、第2の給電点13または第2のアンテナ素子11の開放端11aから、アンテナ素子10、11の動作周波数帯域の代表周波数に対応する波長の略1/4(本例では、切り欠き30の長さに等しい)未満の距離に位置しているので、動作周波数帯域内の周波数で第2のアンテナ素子11に給電したとき、切り欠き30(または切り欠き30を介して対向する接地導体21の一対の領域25、26)によって構成される無給電アンテナと第2のアンテナ素子11とが電磁気的に強く結合し、第1のアンテナ素子10に生じる電流を低減することができる。
Further, as described above, in the
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態について説明する。図10は、第2実施形態に係るアンテナ装置を示す平面図である。尚、第2実施形態の説明において特に言及しない点は前記の第1実施形態と同様である。
(Second Embodiment)
Next, the second embodiment of the present invention will be described. FIG. 10 is a plan view showing the antenna device according to the second embodiment. It should be noted that the points not particularly mentioned in the description of the second embodiment are the same as those of the first embodiment described above.
図10に示すように、第2実施形態のアンテナ装置6aは、抵抗素子40と並列に容量素子41が接続されている点が、第1実施形態のアンテナ装置6と異なる。このように抵抗素子40と並列に容量素子41が接続された構成とすることにより、切り欠き30により構成されるノッチアンテナの共振周波数を第1実施形態のアンテナ装置6と同じ値(例えば、760MHz)に維持しつつ、切り欠き30の長さを短くすることができる。これにより、切り欠き30を設けることによる接地導体21の強度低下が抑制されると共に、基板20の接地導体21が配置された面(第1面)と反対側の面(第2面)における回路モジュール等の実装に切り欠き30が与える影響が軽減される。
As shown in FIG. 10, the
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態について説明する。図11は、第3実施形態に係るアンテナ装置を示す斜視図であり、図12は、図11のXII−XII線に沿ったアンテナ装置の断面図である。図13Aは、切り欠きの周囲の電界分布の一例を示す模式図であり、図13Bは、切り欠きの周囲の磁界分布の一例を示す模式図である。尚、第3実施形態の説明において特に言及しない点は第1実施形態と同様である。
(Third Embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 11 is a perspective view showing the antenna device according to the third embodiment, and FIG. 12 is a cross-sectional view of the antenna device along the line XII-XII of FIG. FIG. 13A is a schematic diagram showing an example of the electric field distribution around the notch, and FIG. 13B is a schematic diagram showing an example of the magnetic field distribution around the notch. It should be noted that the points not particularly mentioned in the description of the third embodiment are the same as those of the first embodiment.
図11及び図12に示すように、第3実施形態のアンテナ装置6bは、接地導体21の下辺23の近傍に配置された第1のアンテナ素子110と、接地導体21の上辺22の近傍に配置された第2のアンテナ素子111とを有する。第1及び第2のアンテナ素子110、111は略同一の動作周波数帯域(例えば、718〜890MHz)を有する。第1及び第2のアンテナ素子110、111は共に低背な逆Lアンテナからなる。このように、第3実施形態のアンテナ装置6bでは、第1及び第2のアンテナ素子110、111は、接地導体21の異なる辺の近傍に配置されている。
As shown in FIGS. 11 and 12, the
また、このアンテナ装置6bでは、接地導体21の上辺22に形成された切り欠き30(図2及び図3も参照)内に誘電体または磁性体からなる材料50が配置されている。図12によく示されるように、接地導体21の切り欠き30に整合した基板20の部分にも切り欠き28が形成されている。材料50は、接地導体21の厚さより大きな厚さを有し、接地導体21の切り欠き30及び基板20の切り欠き28を貫通して接地導体21の厚さ方向に延在している。また、材料50は、接地導体21の切り欠き28の近傍の領域(図2に示した領域25、26)の表面(上面)及び基板20の切り欠き30の近傍の領域の表面(下面)を覆っている。このような構成により、切り欠き30内に配置された誘電体または磁性体からなる材料50による波長短縮効果によって、切り欠き30により構成されるノッチアンテナの共振周波数を第1実施形態のアンテナ装置6と同じ値(例えば、760MHz)に維持しつつ、切り欠き30の長さを短くすることができる。
Further, in the
尚、図13A及び図13Bに示すように、切り欠き30の周囲の電界及び磁界は接地導体21の厚さを超える広い範囲に渡って分布している。そのため、材料50が接地導体21の厚さより大きな厚さを有するようにすることで、材料50が接地導体21の厚さ以下の厚さを有する場合と比べて、材料50を貫通する電界または磁界が増加し、材料50による波長短縮効果が高まる(即ち、切り欠き30の長さを短くすることができる)。
As shown in FIGS. 13A and 13B, the electric and magnetic fields around the
(第4実施形態)
次に、本発明の第4実施形態について説明する。図14は、第4実施形態に係るアンテナ装置の平面図であり、図15は、図14に示したアンテナ装置の斜視図である。尚、第4実施形態の説明において特に言及しない点は第1実施形態と同様である。
(Fourth Embodiment)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. FIG. 14 is a plan view of the antenna device according to the fourth embodiment, and FIG. 15 is a perspective view of the antenna device shown in FIG. It should be noted that the points not particularly mentioned in the description of the fourth embodiment are the same as those of the first embodiment.
図14及び図15に示すように、第4実施形態のアンテナ装置6cは、接地導体21の下辺23の近傍に配置された第1のアンテナ素子210と、接地導体21の上辺22の近傍に配置された第2のアンテナ素子211とを有する。第1及び第2のアンテナ素子210、211は略同一の動作周波数帯域(例えば、718〜890MHz)を有する。第1及び第2のアンテナ素子210、211は共に低背な逆Lアンテナからなる。第1のアンテナ素子210の給電点(第1の給電点)212は、接地導体21の下辺23上に設けられ、第2のアンテナ素子211の給電点(第2の給電点)213は、接地導体21の上辺22上に設けられている。尚、第1の給電点212及び第2の給電点213は必ずしも接地導体21上に位置している必要はなく、平面視において接地導体21と重ならないように接地導体21の近傍に配置されてもよい。
As shown in FIGS. 14 and 15, the
このアンテナ装置6cでは、第1実施形態のアンテナ装置6と異なり、接地導体21に切り欠きが形成されておらず、代わりに、上辺22と交差する方向(この例では垂直な方向)に延在する接地導体21とは別部材の帯状導体60が設けられている。この帯状導体60は、接地導体21に電気的に接続された一端(第1端部)61と接地導体21に接続されない開放端である他端(第2端部)62とを有する。帯状導体60は、接地導体21の表面から離れる方向に接地導体21から離間し、接地導体21の表面に対向して配置されており、接地導体21は、帯状導体60に対向する帯状領域29を有する。帯状導体60は帯状領域29と協働して無給電アンテナ(無給電モノポールアンテナ)を構成する。
In this
帯状導体60の第1端部61から第2端部62までの長さは、アンテナ素子210、211の動作周波数帯域の代表周波数に対応する波長の略1/4に設定されている。これにより、帯状導体60により構成される無給電アンテナは、動作周波数帯域において共振する。尚、帯状導体60の長さを極力小さくしつつ、それにより構成される無給電アンテナがアンテナ素子210、111の動作周波数帯域において共振し易くするためには、帯状導体60の長さを動作周波数帯域の代表周波数に対応する波長の略1/4とすることが好ましいが、スペースが確保できる場合、帯状導体60の長さを動作周波数帯域の代表周波数に対応する波長の略1/2など別の長さとしてもよい。
The length from the
また、帯状導体60(及びそれに対向する接地導体21の帯状領域29)の少なくとも一部は、第2の給電点213または第2のアンテナ素子211の開放端211aから、動作周波数帯域の代表周波数に対応する波長の略1/4(本例では、帯状導体60の長さに等しい)未満の距離に位置している。
Further, at least a part of the band-shaped conductor 60 (and the band-shaped
また、帯状導体60の第1端部61には、帯状導体60と接地導体21の帯状領域29との間に接続された抵抗素子240が配置されている。
Further, at the
上記のように構成されたアンテナ装置6cでは、例えば動作周波数帯域内の周波数で第2のアンテナ素子211に給電すると、接地導体21の表面に対向して配置され第1端部61が接地導体21に抵抗素子240を介して電気的に接続された帯状導体60により構成される無給電アンテナが共振し、第1及び第2のアンテナ素子210、211間の電磁結合を弱める(即ち、アイソレーションを向上する)働きをする。また、帯状導体60と接地導体21との間に接続された抵抗素子240により、第1及び第2のアンテナ素子210、211間の相互インピーダンスが高められ、無給電アンテナの共振による二次輻射による電磁結合が低減されるため、第1及び第2のアンテナ素子210、211間の距離が小さい場合でも、二次輻射に起因して第1のアンテナ素子211に生じる電流を、そのような抵抗素子240が設けられていない場合と比べて大きく低減することができる。即ち、第4実施形態によれば、略同一の動作周波数帯域を有する第1及び第2のアンテナ素子210、111を有し、第1及び第2のアンテナ素子210、211間の距離が小さい場合でも、簡単な構造で良好なアンテナ間アイソレーションを得ることが可能なアンテナ装置6cが提供される。
In the
また第4実施形態のアンテナ装置6cでは、接地導体21の表面から離れる方向に接地導体21の帯状領域29から離間し、接地導体21の帯状領域29に対向して配置された帯状導体60により、接地導体21に切り欠きを形成することなく、第1及び第2のアンテナ素子210、211の動作周波数帯域において共振する無給電アンテナを実現し、アンテナ間アイソレーションを向上することができる。
Further, in the
また上記したように、帯状導体60はアンテナ素子210、211の動作周波数帯域の代表周波数に対応する波長の略1/4の長さを有するので、帯状導体60の長さを短くしつつ、帯状導体60(または帯状導体60と接地導体21の帯状領域29)により構成される無給電アンテナがアンテナ素子210、211の動作周波数帯域において共振し易くし、動作周波数帯域におけるアンテナ素子間アイソレーションを改善することができる。
Further, as described above, since the band-shaped
また上記したように、帯状導体60(及びそれに対向する接地導体21の帯状領域29)の少なくとも一部は、第2の給電点213または第2のアンテナ素子211の開放端211aから、動作周波数帯域の代表周波数に対応する波長の略1/4(本例では、帯状導体60の長さに等しい)未満の距離に位置しているので、動作周波数帯域内の周波数で第2のアンテナ素子211に給電したとき、帯状導体60(及びそれに対向する接地導体21の帯状領域29)によって構成される無給電アンテナと第2のアンテナ素子211とが電磁気的に強く結合し、第1のアンテナ素子210に生じる電流を低減することができる。
Further, as described above, at least a part of the band-shaped conductor 60 (and the band-shaped
尚、第4実施形態でも、抵抗素子240の抵抗値は、抵抗素子240が接続される位置(この例では、帯状導体60の第1端部61)で測定した帯状導体60によって構成される無給電アンテナの共振周波数における入力インピーダンスに略等しいことが、抵抗素子240によるアイソレーション向上効果を確実に得る上で好ましい。また、第1及び第2のアンテナ素子210、211が接地導体21の一辺(例えば上辺22)の近傍に配置され、第1及び第2の給電点212、213が接地導体の前記一辺に沿った方向に互いに離間されている場合、帯状導体60の第1端部61は、第1の給電点212と第2の給電点213との間に位置していることが好ましい。
Even in the fourth embodiment, the resistance value of the
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施形態を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施形態にも適用できる。また、上記の実施形態で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施形態とすることも可能である。 As described above, embodiments have been described as examples of the techniques disclosed in this application. However, the technique in the present disclosure is not limited to this, and can be applied to embodiments in which changes, replacements, additions, omissions, etc. have been made. It is also possible to combine the components described in the above embodiments to form a new embodiment.
例えば、図16に示すように、第4実施形態に示した帯状導体60の電気長(即ち、帯状導体60により構成される無給電アンテナの共振周波数)を調整するべく、抵抗素子240と直列にインダクタンス素子42を接続してもよい。
For example, as shown in FIG. 16, in order to adjust the electrical length of the band-shaped
また、上記実施形態において示した切り欠き30及び帯状導体60は直線状であったが、これら切り欠き30及び帯状導体60は、平面視でL字形に折れ曲がっていてもよいし、滑らかに曲がっていてもよい。また、上辺22に対して垂直でなく、傾斜した方向に延びていてもよい。また、第1実施形態において抵抗素子40を配置する位置は、切り欠き30の開放端部(第1端部31)に限らず、切り欠き30の閉端部(第2端部32)でなければ切り欠き30に沿った方向の任意の位置でよい。ただし、抵抗素子40を配置する位置に応じて切り欠き30により構成される無給電アンテナ(ノッチアンテナ)の共振時の入力インピーダンスが変化するので、抵抗素子40の配置位置に応じて抵抗素子40の適切な抵抗値が変わり得る(切り欠き30の第2端部32に近いほど、適切な抵抗値は小さくなる傾向がある)。同様に、第4実施形態において抵抗素子240を配置する位置は、帯状導体60の第1端部(上辺22側の端部)に限らず、帯状導体60に沿った方向の任意の位置でよい。また、接地導体21は図示したような概ね矩形のものに限定されない。例えば、第1のアンテナ素子の第1の給電点が配置された平板状の導体と、第2のアンテナ素子の第2の給電点が配置された平板状の導体とを別個に設け、これら2つの導体を電気的に接続して一つの接地導体としてもよい。
Further, although the
本発明に係るアンテナ装置及び電子機器は、第1及び第2のアンテナ素子間の距離が小さい場合でも、簡単な構造で良好なアンテナ間アイソレーションを得ることができるという効果を有し、略同一の動作周波数帯域を有する第1及び第2のアンテナ素子を有するアンテナ装置及びこれを備えた電子機器として有用である。 The antenna device and the electronic device according to the present invention have an effect that good antenna-to-antenna isolation can be obtained with a simple structure even when the distance between the first and second antenna elements is small, and are substantially the same. It is useful as an antenna device having first and second antenna elements having the operating frequency band of the above and an electronic device equipped with the antenna device.
1 電子機器
2 入力部
3 出力部
4 メモリ
5 コントローラ
6、6a、6b、6c アンテナ装置
7 無線通信部
8 第1の給電線
9 第2の給電線
10、110、210 第1のアンテナ素子
11、111、211 第2のアンテナ素子
11a、211a 開放端
12、212 第1の給電点
13、213 第2の給電点
20 基板
21 接地導体
22 上辺
23 下辺
25、26、29 帯状領域
28 切り欠き
30 切り欠き(スリット)
31 第1端部
32 第2端部
33、34 側縁
40、240 抵抗素子
41 容量素子
42 インダクタンス素子
50 誘電体または磁性体材料
60 帯状導体
61 第1端部
62 第2端部
1
31
Claims (13)
前記接地導体上または前記接地導体の近傍に互いに離間して配置された第1及び第2の給電点と、
前記第1及び第2の給電点にそれぞれ電気的に接続され略同一の動作周波数帯域を有する第1及び第2のアンテナ素子と、
前記接地導体の一辺に形成された切り欠きと、
前記接地導体の表面に沿って延在する前記接地導体における帯状領域と、
前記接地導体の前記帯状領域から離間して前記帯状領域に沿って延在し、前記帯状領域と共に、前記動作周波数帯域において共振する無給電アンテナを構成する帯状導体と、
前記切り欠きを介して対向する前記接地導体の前記帯状領域と前記帯状導体とを接続する抵抗素子とを有するアンテナ装置。 Ground conductor and
The first and second feeding points arranged apart from each other on the ground conductor or in the vicinity of the ground conductor,
The first and second antenna elements that are electrically connected to the first and second feeding points and have substantially the same operating frequency band, respectively.
A notch formed on one side of the ground conductor and
A strip-shaped region in the ground conductor extending along the surface of the ground conductor,
A strip-shaped conductor extending along the strip-shaped region apart from the strip-shaped region of the ground conductor and forming a non-feeding antenna that resonates with the strip-shaped region in the operating frequency band.
An antenna device having a strip-shaped region of the ground conductor facing the ground conductor via the notch and a resistance element connecting the strip-shaped conductor.
前記切り欠きは前記一辺の前記第1の給電点と前記第2の給電点との間の位置に形成されている請求項2に記載のアンテナ装置。 The first and second antenna elements are arranged in the vicinity of the one side of the ground conductor, and the first and second feeding points are separated from each other in the direction along the one side of the ground conductor.
The antenna device according to claim 2, wherein the notch is formed at a position between the first feeding point and the second feeding point on one side.
前記帯状導体の一端が、前記第1の給電点と前記第2の給電点との間に位置している請求項7に記載のアンテナ装置。 The first and second antenna elements are arranged in the vicinity of one side of the ground conductor, and the first and second feeding points are separated from each other in the direction along the one side of the ground conductor.
The antenna device according to claim 7, wherein one end of the strip-shaped conductor is located between the first feeding point and the second feeding point.
前記アンテナ装置の前記第1及び第2の給電点に第1及び第2の給電線を介して電気的に接続され、前記アンテナ装置を介して外部と通信する無線通信部とを備える電子機器。 Said antenna device according to any one of claims 1 to 1 2,
An electronic device including a wireless communication unit that is electrically connected to the first and second feeding points of the antenna device via the first and second feeding lines and communicates with the outside via the antenna device.
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