JP7221450B1 - アンテナ装置 - Google Patents
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Abstract
Description
複数の実施形態の各々のアンテナ装置についての説明に先立ち、複数の実施形態のアンテナ装置に共通する基本原理について説明する。
図1は、本開示に係るアンテナ装置ASの基本原理を示す。
透明アンテナTAは、非透明な導体(例えば、銅、アルミニウム)の抵抗値に比して高い抵抗値を有する。従って、給電点KTから供給される高周波電流は、透明アンテナTAの縁部FB(図1A、図1Bに図示。)に集中的に流れる。透明アンテナTAの縁部FBに高周波電流が流れると、透明アンテナTAの縁部FBと金属筐体KKとの間に電界(図示せず。)が生じる。前記生じた電界により、図1Aに示されるように、隙間SMに磁流JRが生じると認められる。アンテナ装置ASは、前記生じた磁流JRが放射源となり、隙間SMをスロットとするスロットアンテナとして動作する。
図19は、従来のアンテナ装置ADの構成を示す。
〈実施形態1〉
実施形態1のアンテナ装置について説明する。
図2は、実施形態1のアンテナ装置ASの構成を示す。
給電点KTは、透明アンテナTAに高周波電流を供給する。透明アンテナTAでは、高周波数電流は、透明アンテナTAの縁部FB(図1A、図1Bに図示。)に集中的に流れる。透明アンテナTAの縁部FBに高周波電流が流れることにより、透明アンテナTAの縁部FB及び金属筐体KK間である第2の隙間SM2に電界(図示せず。)が生じる。前記生じた電界により、第2の隙間SM2に沿って磁流JRが生じると認められる。アンテナ装置ASは、磁流JRを放射源とし、即ち、第2の隙間SM2をスロットとするスロットアンテナとして動作する。
上述したように、実施形態1のアンテナ装置ASでは、基本原理のアンテナ装置ASでの隙間SM(図1A図示。)に相当する第2の隙間SM2(図2Bに図示。)を有する。これにより、実施形態1のアンテナ装置ASは、基本原理のアンテナ装置ASと同様に、放射効率を従来のアンテナ装置AD(図19に図示。)に比して向上させることができる。
図3は、実施形態1の変形例のアンテナ装置ASの構成を示す。
〈実施形態2〉
実施形態2のアンテナ装置について説明する。
図4は、実施形態2のアンテナ装置ASの構成を示す。
(1)第1の隙間SM1の寸法(長さ)を変数aとする。
(2)第2の隙間SM2の寸法(長さ)を変数bとする。
(3)規格化周波数f0の波長をλとする。
上述したように、実施形態2のアンテナ装置ASでは、透明アンテナTAの形状及び大きさの両者をITO膜IMの形状及び大きさの両者と実質的に等しくすることにより、実施形態2のアンテナ装置ASの放射効率を、実施形態1のアンテナ装置ASの放射効率に比してより向上させることができる。
図8は、実施形態2の変形例1のアンテナ装置ASの構成を示す。
〈実施形態3〉
実施形態3のアンテナ装置について説明する。
図10は、実施形態3のアンテナ装置ASの構成を示す。
調整用透明導体板CTDは、上述した構成を有することにより、例えば、四分の一波長のオープンスタブとして動作する。調整用透明導体板CTDに流れる高周波電流は、給電点KTの付近で最大であり、かつ、上記した先端の付近で最小である定在波分布となる。前者について換言すれば、高周波電流は、第2の隙間SM2の付近で最大となることから、上述した基本原理における、高周波電流が透明アンテナTAの縁部FB(図1A、図1Bに図示。)で最大となることと等価である。その結果、実施形態3のアンテナ装置ASは、基本原理のアンテナ装置AS(図1A、図1Bに図示。)と同様に、スロットアンテナとして動作する。
上述したように、実施形態3のアンテナ装置ASでは、調整用透明導体板CTDが、給電点KT及び透明アンテナTA間に設けられている。これにより、調整用透明導体板CTD自体の長さ及び幅、並びに調整用透明導体板CTD及び透明アンテナTA間の間隔を変えることにより、例えば、給電点KTから透明アンテナTAを見るときの入力インピーダンスを調整することができる。従って、給電点KT及び透明アンテナTA間での不整合損を低減することができ、不整合損の低減により、調整用透明導体板CTDが設けられていないことに比して、放射効率を向上させることができる。
〈実施形態4〉
実施形態4のアンテナ装置について説明する。
図11は、実施形態4のアンテナ装置ASの構成を示す。
仮に、第1の給電点KT1及び第2の給電点KT2が近接しており、しかも、減結合回路GKが無いとすると、例えば、第1の給電点KT1から供給される高周波電流が透明アンテナTAを介して第2の給電点KT2へ流れ込む。同様に、第2の給電点KT2から供給される高周波電流が透明アンテナTAを介して第1の給電点KT1へ流れ込む。前記したような、第1の給電点KT1から第2の給電点KT2への高周波電流の流れ込み(結合)、及び、第2の給電点KT2から第1の給電点KT1への高周波電流の流れ込み(結合)により、アンテナ装置ASの放射効率が低下する。
上述したように、実施形態4のアンテナ装置ASでは、減結合回路GKが、上記した結合に起因する損失の発生を抑制する。これにより、実施形態4のアンテナ装置ASの放射効率を、減結合回路GKが無い場合に比して向上させることができる。
実施形態4の変形例のアンテナ装置ASでは、上述した2つの給電点KT1、KT2及び1つの減結合回路GKを用いることに代えて、例えば、3つ以上の給電点KT及び2つ以上の減結合回路GKを用いてもよい。
〈実施形態5〉
実施形態5のアンテナ装置について説明する。
図12は、実施形態5のアンテナ装置ASの構成を示す。
実施形態5のアンテナ装置ASでは、第1の給電点KT1から供給される高周波電流(図示せず。)は、透明アンテナTA上でY軸方向に流れ、その結果、放射源となる磁流JR(図示せず。)は、X軸方向に流れる。
上述したように、実施形態5のアンテナ装置ASでは、第1の給電点KT1及び第2の給電点KT2は、透明アンテナTA上で、第1の給電点KT1から供給される高周波電流が流れる向きと、第2の給電点KT2から供給される高周波電流が流れる向きとが直交するような位置に配置されている。これにより、上記した2つの高周波電流が、結合(実施形態4で説明。)することを抑制することができる。
〈実施形態6〉
実施形態6のアンテナ装置について説明する。
図13は、実施形態6のアンテナ装置ASの構成を示す。
〈1つの高周波短絡点の場合〉
高周波短絡点KTTは、図13Aに示されるように、透明アンテナTAと金属筐体KKとを高周波帯で短絡し、具体的には、容量結合及び金属線による導通により短絡する。透明アンテナTAと金属筐体KKとが高周波帯で短絡することにより、透明アンテナTA上に流れる電流(図示せず。)の分布が、変化する。これにより、実施形態6の給電点KTから透明アンテナTA側を見たインピーダンスが、変化する。換言すれば、高周波短絡点KTTを配置する位置を調整することにより、実施形態6の給電点KTから透明アンテナTA側を見たインピーダンスを調整することが可能となる。
第1の高周波短絡点KTT1及び第2の高周波短絡点KTT2は、図13Bに示されるように、それぞれの位置で、透明アンテナTAと金属筐体KKとを高周波帯で短絡する。
〈実施形態7〉
実施形態7のアンテナ装置について説明する。
図14は、実施形態7のアンテナ装置ASの構成を示す。
第1の励振スロットRS1は、第1の給電点KT1により励振されることによって、周波数F1で動作し、他方で、第2の励振スロットRS2は、第2の給電点KT2により励振されることによって、周波数F2で動作する。これにより、第1の励振スロットRS1から構成される一のスロットアンテナを周波数F1で動作させることができ、同様に、第2の励振スロットRS2から構成される他のスロットアンテナを周波数F2で動作させることができる。従って、実施形態7のアンテナ装置ASは、複数の相違する周波数で動作するマルチバンドアンテナシステムに採用可能である。
〈実施形態8〉
実施形態8のアンテナ装置について説明する。
図15は、実施形態8のアンテナ装置ASの構成を示す。
仮に、磁流JR(図1に図示。)が流れる第2の隙間SM2(図1の隙間SMに相当。)が、フレキシブルプリント回路基板FPKの上方(Z軸について、金属筐体KKの外部に向かう方向)に、かつ透明アンテナTA及び金属筐体KK間に存在すると、第2の隙間SM2に流れる磁流JRによりフレキシブルプリント回路基板FPKに電流(図示せず。)が励起される。これにより、ITO膜IMにも電流が流れ、その結果、放射効率が悪化することになる。
〈実施形態9〉
実施形態9のアンテナ装置について説明する。
図16は、実施形態9のアンテナ装置ASの構成を示す。
比較例のアンテナ装置ADでは、図17A、図17Bに示されるように、XY平面視で、透明アンテナTA及びITO膜IMの形状及び大きさが相互に同一である。電波の放射源となる磁流JRは、図17Aに示されるように、透明アンテナTAの縁部FB(図1A、図1Bに図示。縁部FBの近傍を含む。以下同様。)及び第1の金属ベゼルKB1間で発生し、また、図17Bに示されるように、透明アンテナTAの縁部FB及び第2の金属ベゼルKB2間に発生する。
実施形態9のアンテナ装置ASでは、透明アンテナTA及びITO膜IMの形状が相互に同一であるものの、大きさが相互に相違する。より詳しくは、透明アンテナTAは、図16Aに示されるように、XY平面視で、第1の金属ベゼルKB1の開口より小さい。同様に、透明アンテナTAは、図16Bに示されるように、XY平面視で、金属ベゼルKB2の開口より小さい。これにより、磁流JRを放射源とする前記電波は、金属筐体KKの開口に向けて進行しようとし、かつ、前記電波の一部は、前記した進行を、図16Aに示されるように、第1の金属ベゼルKB1によって妨害されず、同様に、図16Bに示されるように、第2の金属ベゼルKB2によって妨害されない。その結果、上述した比較例に比して、放射効率を向上させることができる。
〈実施形態10〉
実施形態10のアンテナ装置について説明する。
図18は、実施形態10のアンテナ装置ASの構成を示す。
実施形態10の第2の隙間SM2に、磁流JRが流れる。前記磁流JRは、実施形態1の第2の隙間SM2に流れる磁流JRと同様に、電波の放射源となる。これにより、実施形態1と同様に、放射効率を向上させることができる。
透明アンテナTA及び給電点KT間の給電線KS(例えば、図11に図示の給電線KS2に相当。)には、可撓性の観点から、例えば、フレキシブルプリント回路基板(例えば、図15に図示のフレキシブルプリント回路基板FPKと同様。)を使用してもよい。フレキシブルプリント回路基板を透明アンテナTAに導通させることに、例えば、異方性導電膜による圧着(ACF圧着)を用いてもよい。
Claims (13)
- 少なくとも一の面が開放されている金属筐体と、
前記金属筐体の内部に設けられ、前記金属筐体の前記一の面から外部に向けて表示する表示部と、
前記表示部に内在する第1の透明導体板と、
前記第1の透明導体板から前記外部又は内部の方向へ離隔して設けられた第2の透明導体板であって前記第2の透明導体板及び前記金属筐体間に隙間を規定する前記第2の透明導体板と、
前記金属筐体及び前記第2の透明導体板間に設けられた給電部と、
を含み、
前記第2の透明導体板の面積の前記第1の透明導体板の面積に対する比が0.6以上かつ1.1以下の範囲であるアンテナ装置。 - 前記第1の透明導体板及び前記第2の透明導体板は、相互に同一な形状を有する、
請求項1に記載のアンテナ装置。 - 前記第1の透明導体板及び前記第2の透明導体板は、相互に同一な寸法を有する、
請求項2に記載のアンテナ装置。 - 前記相互に同一な形状は、台形、長方形、楕円形、及び円形のいずれかである、
請求項2に記載のアンテナ装置。 - 前記給電部及び前記第2の透明導体板間に設けられた、前記第2の透明導体板のインピーダンスを調整するための調整用透明導体板を更に含む、
請求項1に記載のアンテナ装置。 - 前記金属筐体及び前記第2の透明導体板間に設けられた第2の給電部と、
前記給電部である第1の給電部及び前記第2の給電部間に設けられた減結合部とを更に含む、
請求項1に記載のアンテナ装置。 - 前記金属筐体及び前記第2の透明導体板間に設けられた第2の給電部を更に含み、
前記給電部である第1の給電部から供給される第1の電流と、前記第2の給電部から供給される第2の電流とが相互に直交して流れる、
請求項1に記載のアンテナ装置。 - 前記金属筐体及び前記第2の透明導体板間に設けられた少なくとも一つの短絡部を含む、
請求項1に記載のアンテナ装置。 - 前記金属筐体及び前記第2の透明導体板間に設けられた第2の給電部と、
前記金属筐体及び前記第2の透明導体板間に設けられた第1の短絡部及び第2の短絡部と、
を更に含み、
前記隙間から分割された第1のスロット及び第2のスロットであって、端点に前記第1の短絡部及び前記第2の短絡部が存在し、かつ内点に前記給電部である第1の給電部が存在する前記第1のスロットの長さ、並びに、端点に前記第1の短絡部及び前記第2の短絡部が存在し、かつ内点に前記第2の給電部が存在する前記第2のスロットの長さが、相互に相違する
請求項8に記載のアンテナ装置。 - 前記金属筐体及び前記第1の透明導体板を相互に接続する接続部を更に含み、
前記外部から前記接続部を平面視して、前記少なくとも一つの短絡部が、前記少なくとも一つの短絡部と前記給電部の位置が前記接続部の位置と重複しないように設けられている、
請求項8に記載のアンテナ装置。 - 前記第2の透明導体板から前記外部の方向に離隔した位置に設けられた金属ベゼルを更に含み、
前記外部から前記第2の透明導体板を平面視し、前記第2の透明導体板の少なくとも一部が、前記金属ベゼルが規定する開口の外に位置しない、
請求項1に記載のアンテナ装置。 - 前記第2の透明導体板及び前記給電部を相互に接続するためのフレキシブルプリント回路基板であって前記第2の透明導体板に圧着されている前記フレキシブルプリント回路基板
を更に含む、
請求項1に記載のアンテナ装置。 - 前記金属筐体は、側面及び底面のうちの少なくとも一つの面から構成されている、
請求項1に記載のアンテナ装置。
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