JPH05347507A

JPH05347507A - アンテナ

Info

Publication number: JPH05347507A
Application number: JP4178968A
Authority: JP
Inventors: Motoro Imaizumi; 元郎今泉; Shinichi Uchino; 新一内野
Original assignee: Junkosha Co Ltd
Current assignee: Junkosha Co Ltd
Priority date: 1992-06-12
Filing date: 1992-06-12
Publication date: 1993-12-27

Abstract

(57)【要約】【目的】アンテナの小型化と広帯域化を達成する。【構成】フレキシブルプリント基板１には、給電素子
２と無給電素子３とを互いに離して形成する。給電素子
２は、互いに平行に配置された多数の線状部２ａの端部
を折り返し部２ｂを介して次連結することによってジグ
ザグ状に形成する。同様に、無給電素子３を線状部３ａ
と折り返し部３ｂとからジグザグ状に形成する。給電素
子２と無給電素子４との各共振周波数については、僅か
に異なるように設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、携帯電話等の移動体
通信用アンテナとして用いるのに好適なアンテナに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、この種のアンテナにおいては、
小型化するという要望と、周波数帯域を広帯域化すると
いう要望とがある。小型化という要望に応えるものとし
ては特開昭５６ー７１２号公報に記載のものがあり、広
帯域化という要望に応えるものとしては特開昭６３ー１
７１００４号公報に記載のものがある。

【０００３】特開昭５６ー７１２号公報に記載のアンテ
ナは、アンテナエレメント（給電素子）を、所定の長さ
を有する多数の線状部を横列に並べるとともに、隣接す
る線状部の端部どうしを折り返し部で連結してジグザク
状に形成することにより、アンテナの小型化を達成する
ものである。

【０００４】一方、特開昭６３ー１７１００４号公報に
記載のアンテナは、３つの誘電体基板を互いに対向して
配置し、これら３つの誘電体基板のうちの中央の誘電体
基板に給電素子を設ける一方、両側の誘電体基板に無給
電素子を設けたものであり、無給電素子の長さまたは取
り付け位置を変えることによって広帯域化を達成してい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前者の公報に記載のも
のは、アンテナの小型化をなし得るが広帯域化を達成す
ることができない。一方、後者に記載のものは、広帯域
化をなし得るが小型化を達成することができない。この
ように、従来のアンテナは、小型化と広帯域化とを同時
には達成することができないという問題があった。

【０００６】この発明は、上記問題を解決するためにな
されたもので、小型化と広帯域化とを同時に達成するこ
とができるアンテナを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の目的
を達成するために、互いに離れて配置され、かつ互いに
異なる共振周波数を有する給電素子と少なくとも１つの
無給電素子とを備えており、前記給電素子と前記無給電
素子とがほぼ一列横隊状に並べられた多数の線状部の端
部を折り返し部によって順次連結することによってそれ
ぞれジグザグ状に形成されていることを特徴とするもの
である。

【０００８】

【作用】給電素子と無給電素子とをそれぞれジグザグ状
に形成することにより、アンテナ全体を小型化すること
ができる。

【０００９】また、給電素子に供給された電力は、給電
素子から放射されると同時に無給電素子を励起する。こ
の結果、無給電素子からも放射される。この場合、給電
素子の共振周波数と無給電素子の共振周波数とを互いに
異なるものとしているので、無給電素子からは給電素子
から放射される周波数と異なる周波数の電波が放射され
る。したがって、アンテナ全体の周波数帯域を広帯域化
することができる。

【００１０】

【実施例】以下、この発明の実施例について図１ないし
図１９を参照して説明する。図１は、この発明に係るア
ンテナＡを示すものであり、このアンテナＡはフレキシ
ブルプリント基板（以下、プリント基板と略称する。）
１を備えている。このプリント基板１は、柔軟性を有す
る樹脂、例えばポリイミド樹脂、四弗化エチレン樹脂、
ポリエチレン樹脂等の誘電体たる樹脂を薄い板状に形成
したものであり、横長の長方形状に形成されている。プ
リント基板１の下辺右側部には突出片１ａが形成されて
いる。この突出片１ａの先端部には貫通孔１ｂが形成さ
れている。

【００１１】上記プリント基板１の一方の面には、右側
部分に給電素子２が、中央部から左側部にわたる部分に
無給電素子３が印刷等の手段によってそれぞれ形成され
ている。

【００１２】給電素子２は、プリント基板１の横方向に
延びる多数の線状部２ａを有している。各線状部２ａ
は、互いに平行に、しかもそれぞれの中央部が突出片１
ａの延長上に位置する一列横隊状に並べられている。し
たがって、線状部２ａの並び方向は、プリント基板１の
縦方向と一致している。また、各線状部２ａは、プリン
ト基板１の縦方向に延びる折り返し部２ｂにより、隣接
するものどうしの端部が一端側と他端側とで交互に連結
されている。すなわち、一の線状部２ａの左端部は、こ
れと下側において隣接する他の線状部２ａの左端部と折
り返し部２ｂを介して連結され、一の線状部２ａの右端
部は、これと上側において隣接する他の線状部２ａの右
端部と折り返し部２ｂを介して連結されている。このよ
うに連結されることにより、給電素子２は全体として幅
Ｗ₁、長さＬ₁のジグザグ状をなしている。

【００１３】なお、最も下側に位置する線状部２ａから
は、接続線部２ｃが突出片１ａ上を貫通孔１ｂまで延び
ており、この接続線部２ｃは高周波発生回路Ｆを介して
接地されている。

【００１４】給電素子２の各部の寸法は、次のようにし
て決定される。すなわち、ジグザグ状をなす給電素子２
を真っすぐに延ばした場合の全長は、送受信すべき電波
の波長をλとしたとき、ほぼλ／４として決定される。
このような全長を有する給電素子２をジグザグ状にする
ことにより、長さＬ₁を短くすることができる。長さＬ₁
をより短くするには、幅Ｗ₁を広くするか、線状部２ａ
の幅ｔ₁および２つの線状部２ａ，２ａの間隔ｓ₁を狭く
することによって線状部２ａの数を増やせばよい。しか
し、幅Ｗ₁については、波長λより十分に小さくする必
要がある。また、幅ｔ₁を狭くすると導体損失が大きく
なり、間隔ｓ₁を狭くすると帯域幅が狭くなってしま
う。このような点を考慮し、幅Ｗ₁、幅ｔ₁、間隔ｓ₂に
ついては実験によって定める。この実施例では、送受信
する電波の周波数が８１０ＭＨｚであり、Ｌ₁＝２２ｍ
ｍとするために、幅Ｗ₁を１０ｍｍとし、幅ｔ₁を０.５
ｍｍとし、間隔ｓ₁を０.５ｍｍとしている。

【００１５】無給電素子３も、給電素子２と同様に、線
状部３ａと折り返し部３ｂとから構成され、全体として
ジグザグ状をなしている。ただし、この実施例の場合、
無給電素子３の線状部３ａは、プリント基板１の縦方向
に延びており、無給電素子３の線状部３ａの並び方向は
プリント基板１の横方向と一致している。

【００１６】ジグザグ状をなす無給電素子３を真っすぐ
に延ばした場合の全長は、周波数帯域を広帯域化するた
めに、無給電素子３の共振周波数が給電素子２の共振周
波数と若干異なるように定められる。この場合、無給電
素子３の共振周波数については、給電素子２の共振周波
数より大きくしても小さくしてもよいが、いずれの場合
においても、両者の差が給電素子２の共振周波数の±２
０％以内になるように定めるのがよい。なお、無給電素
子３の共振周波数がそのような範囲にある限り、長さＬ
₂、幅Ｗ₂、線状部３ａの幅ｔ₂および２つの線状部３
ａ，３ａの間隔ｓ₂は任意であるが、通常は給電素子２
の各部の寸法と同様な点を考慮して決定する。

【００１７】上記給電素子２と上記無給電素子３とは、
互いに離して配置されている。給電素子２と無給電素子
３との間隔ｄは、図２に示すように、それを大きくする
と周波数帯域が狭くなり（曲線イ）、小さくすると周波
数帯域が広くなる（曲線ロ）傾向にある。ただし、間隔
ｄを過度に小さくすると、曲線ロから明らかなように、
共振周波数が２山化してそれらの間に利得の小さい範囲
が生じる。したがって、間隔ｄについては、用途に応じ
て適宜決定するようにする。

【００１８】上記構成のアンテナＡにおいては、給電素
子２および無給電素子３をジグザグ状に形成しているの
で、真っすぐに延ばした場合に比して全体を小型化する
ことができる。しかも、給電素子２と共振周波数が若干
異なる無給電素子３を有しているので、周波数帯域を広
帯化することができる。

【００１９】上記アンテナＡは、例えば図１５または図
１６に示すようにして用いられる。すなわち、図１５は
アンテナＡを携帯電話器の通信移動体に用いた例を示す
ものであり、アンテナＡは、プリント基板１を通信移動
体のケーシングの背面板部の内面に接着等によって取り
付けられている。また、図１６はアンテナＡを通信移動
体に用いた他の例を示すものであり、プリント基板１
は、給電素子２がケーシングの正面板部の内面に対向
し、無給電素子３がケーシングの側面板部の内面に対向
するようにして取り付けられている。

【００２０】この発明は、上記実施例に限定されるもの
でなく、種々の変形が可能である。以下、この発明の他
の実施例を説明する。なお、以下の実施例においては、
上記実施例と異なる構成についてのみ説明することと
し、上記実施例と同様な部分には同一符号を付してその
説明を省略する。

【００２１】図３に示すアンテナは、給電素子２の線状
部２ａをプリント基板１の縦方向に沿って延ばしたもの
であり、線状部２ａの並び方向がプリント基板１の横方
向と一致している。図４に示すアンテナは、無給電素子
３の線状部３ａをプリント基板１の横方向に延ばしたも
のであり、線状部３ａの並び方向がプリント基板１の縦
方向と一致している。図５に示すアンテナは、無給電素
子３の線状部３ａをプリント基板１の縦方向とほぼ４５
°の角度をもって延ばしたものであり、線状部３ａは、
プリント基板１の縦および横方向と４５°の角度をもっ
て交差する方向と一致している。なお、図３〜図５に示
す給電素子２と無給電素子３とは、相互に組み替えるよ
うにしてもよい。

【００２２】また、図６は、給電素子２の他の例を示す
ものであり、この給電素子２においては、隣接する線状
部２ａ，２ａどうしが互いに逆方向へ僅かに傾斜し、折
り返し部２ｂにおいて互いに交差している。この給電素
子２における線状部２ａの並び方向は、紙面の上下方向
である。なお、無給電素子３をこのように構成してもよ
いことは勿論である。

【００２３】さらに、上記の各実施例は、プリント基板
１に給電素子２および無給電素子３を形成したものをア
ンテナとしているので、柔軟性を有している反面、形状
が一定しない。そこで、プリント基板１を一定形状を有
する部材（アンテナ本体）に固定することにより、アン
テナに一定形状を付与することができる。

【００２４】図７および図８は、そのような観点に基づ
く実施例であり、この実施例のアンテナＢは、コネクタ
４、アンテナ本体５、上記プリント基板１およびカバー
６を備えている。

【００２５】コネクタ４は、アンテナＢを携帯電話機等
の通信移動体に取り付けるためのものであり、金属製の
雄ねじ部４ａを有している。そして、この雄ねじ部４ａ
を通信移動体に螺合させることにより、アンテナＢを通
信移動体に取り付けるとともに、電気的に接続するよう
になっている。雄ねじ部４ａの上端面中央部には、接続
突起４ｂが一体に形成されている。また、雄ねじ部４ａ
の上端面には、支持板４ｃが固定されている。この支持
板４ｃは、ポリエチレン等の誘電体からなるものであ
り、円板状をなし、厚さは接続突起４ｂの高さより低く
なっている。したがって、接続突起４ｂは支持板４ｃか
ら突出している。

【００２６】アンテナ本体５は、ポリエチレン等の誘電
体からなるものであり、筒状に形成されている。このア
ンテナ本体５の下端部内周面には環状溝５ａが形成さ
れ、下端部外周面には環状突出部５ｂが形成されてい
る。さらに、アンテナ本体５の下端部には、切欠き５ｃ
が形成されている。アンテナ本体５は、環状溝５ａにコ
ネクタ４の支持板４ｃを嵌合させて接着することによ
り、コネクタ４に一体的に取り付けられている。

【００２７】また、アンテナ本体５の外周面には、上記
プリント基板１が給電素子２および無給電素子３を外周
面に接触させた状態で巻回され、接着等の手段によって
固定されている。この場合、プリント基板１の横方向が
アンテナ本体５の周方向と一致するように巻回されてい
る。したがって、線状部２ａの並び方向はアンテナ本体
５の軸線と平行になっており、線状部３ａの並び方向は
アンテナ本体５の軸線と直交する方向になっている。ま
た、プリント基板１の突出片１ａは、切欠き５ｃを介し
てアンテナ本体５の内部に通されており、突出片１ａの
貫通孔１ｂに接続突起４ｂが挿通されている。そして、
接続突起４ｂと接続線部２ｃとをはんだ付けすることに
より、両者が接続され、ひいては給電素子２が通信移動
体に接続されるようになっている。

【００２８】なお、アンテナ本体５は、その外周長がプ
リント基板１の横幅Ｗとほぼ同一か若干短くなってい
る。仮に、同一である場合には、プリント基板１をアン
テナ本体５に巻回すると、給電素子２と無給電素子３と
の間には間隔ｄのみならず、図１における給電素子２の
右端部と無給電素子３の左端部との間に、Ｗー（Ｗ₁＋ｄ＋Ｗ₂）なる間隔が生じる。この間隔が上記間隔ｄより小さい
と、それによって周波数帯域が決まってしまい、周波数
帯域を間隔ｄによって管理することができなくなってし
まう。そこで、ｄ＜Ｗ−（Ｗ₁＋ｄ＋Ｗ₂）を満たすようにするのがよい。

【００２９】上記カバー６は、プリント基板１、特に給
電素子２および無給電素子３を保護するためのものであ
り、誘電体により有底筒状に形成されている。そして、
カバー６の内部には、その下端面にアンテナ本体５の環
状突出部５ｂが突き当たるまでアンテナ本体５が挿入さ
れており、カバー６の下端面と環状突出部５ｂとが接着
固定されている。

【００３０】上記のアンテナＢにおいては、アンテナ本
体５を筒状（中空の柱状）にしているが、中実の柱状に
してもよい。また、アンテナ本体５の外周面にプリント
基板１を巻回するに際しては、給電素子２および無給電
素子３をアンテナ本体５の外周面に対向させているが、
それらを外側に向けてプリント基板１を巻回するように
してもよく、あるいはプリント基板１を巻回することな
く、給電素子２および無給電素子３をアンテナ本体５に
直接形成してもよい。さらに、アンテナ本体５に巻回す
るプリント基板としては、図３〜図５にそれぞれ示すも
の、その他前述した変形例（例えば、図６に示す給電素
子を採用したもの）等であってもよい。これらの点は、
特にことわる場合を除き、以下に述べるアンテナＢの変
形例においても同様である。

【００３１】なお、図３に示すプリント基板１をアンテ
ナ本体５に巻回した場合には、線状部２ａの並び方向が
アンテナ本体５の軸線と直交する方向になり、図４に示
すプリント基板１をアンテナ本体５に巻回した場合に
は、線状部３ａの並び方向がアンテナ本体５の軸線と平
行になり、図５に示すプリント基板１をアンテナ本体５
に巻回した場合には、線状部３ａの並び方向がアンテナ
本体５の軸線と交差する方向になる。

【００３２】図９に示すアンテナは、アンテナ本体５を
断面正方形の柱状にし、その一側面（外周面）に給電素
子２を設ける一方、給電素子２が設けられた側面と異な
る３つの側面のうちのいずれか１つまたは複数の側面に
無給電素子（図示せず）を設けたものである。

【００３３】図１０に示すアンテナは、アンテナ本体５
を断面六角形の柱状にし、その一側面（外周面）に給電
素子２を設ける一方、給電素子２が設けられた側面と対
向する側面に無給電素子（図示せず）を設けたものであ
る。給電素子２が設けられた側面と対向する側面に無給
電素子を設ける代わりに、給電素子２が設けられた側面
に対して１つ飛びに存する２つの側面に無給電素子をそ
れぞれ設けるようにしてもよく、無給電素子を設ける側
面は給電素子２が設けられた側面以外の側面であれば任
意である。なお、複数の無給電素子をアンテナ本体５の
周方向に互いに離して設ける点は、アンテナ本体５を断
面円形に形成する場合にも適用することができる。

【００３４】図１１に示すアンテナは、アンテナ本体５
を板状にしたものであり、アンテナ本体５の一方の面に
給電素子２が設けられるとともに、他方の面に無給電素
子（図示せず）が設けられている。

【００３５】図１２に示すアンテナは、アンテナ本体５
を中空の柱状（筒状）にし、その内周面に給電素子（図
示せず）と無給電素子３とを設けたものである。

【００３６】図１３に示すアンテナは、アンテナ本体５
を断面円形で中実の柱状にし、その内部に給電素子２を
埋設するとともに、アンテナ本体５の外周面の給電素子
２と対向する１または２箇所に無給電素子（図示せず）
を設けたものである。

【００３７】さらに、図１４に示すアンテナは、断面円
形で中実のアンテナ本体５の外周面にその中央よりさら
に深く掘り下げられた溝５ｄを形成することにより、ア
ンテナ本体５を断面Ｕ字状にしたものであり、プリント
基板１のうちの給電素子２が形成された部分が溝５ｄに
挿入されてその壁面に固定されるとともに、プリント基
板１の他の部分がアンテナ本体５の外周面に巻回固定さ
れている。勿論、無給電素子３は、給電素子２と対向す
るように配置される。この場合も無給電素子３を２つ配
置することが可能である。

【００３８】上記のように、一定形状を有するアンテナ
本体５に給電素子２および無給電素子３を設けたアンテ
ナは、通常、携帯電話器等の通信移動体に外部アンテナ
として設置される。例えば、図１７に示す通信移動体
は、図７および図８に示すアンテナＢが設置されたもの
である。なお、この場合には、アンテナＢの指向特性が
図１８に示すように、給電素子２と無給電素子３の一お
よび移動体の形状によって変化するので、指向特性が低
い部分をスピーカー側に向け、当該指向特性の低い部分
が通信移動体の使用時には使用者の頭部側を向くように
しておくのがよい。また、図１９は図８に示すアンテナ
が設けられた通信移動体を示すものである。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、この発明のアンテ
ナによれば、給電素子および無給電素子をそれぞれジグ
ザグ状に形成するとともに、給電素子と無給電素子との
共振周波数を僅かに異なる周波数に設定しているので、
アンテナの小型化と広帯域化とを同時に達成することが
できるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す正面図である。

【図２】図１に示す実施例の利得特性を示す図である。

【図３】この発明の他の実施例を示す正面図である。

【図４】この発明の他の実施例を示す正面図である。

【図５】この発明の他の実施例を示す正面図である。

【図６】この発明に係る給電素子の他の例を示す図であ
る。

【図７】この発明の他の実施例を示す図であって、図７
（Ａ）はカバーを省略して示す正面図、図７（Ｂ）は一
部切欠き側面図、図７（Ｃ）は図７（Ａ）のＣ−Ｃ矢視
断面図である。

【図８】図７に示す実施例の分解斜視図である。

【図９】この発明の他の実施例を示す斜視図である。

【図１０】この発明の他の実施例を示す斜視図である。

【図１１】この発明の他の実施例を示す斜視図である。

【図１２】この発明の他の実施例を示す斜視図である。

【図１３】この発明の他の実施例を示す斜視図である。

【図１４】この発明の他の実施例を示す分解斜視図であ
る。

【図１５】図１に示すアンテナが設置された通信移動体
を示す斜視図である。

【図１６】図１に示すアンテナが設置された通信移動体
の他の例を示す斜視図である。

【図１７】図２および図３に示すアンテナが設置された
通信移動体を示す斜視図である。

【図１８】図２および図３に示すアンテナの指向特性を
示す図である。

【図１９】図９に示すアンテナが設置された通信移動体
を示す斜視図である。

【符号の説明】

ＡアンテナＢアンテナ１フレキシブルプリント基板２給電素子３無給電素子５アンテナ本体

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【手続補正書】

【提出日】平成４年６月１９日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに離れて配置され、かつ互いに異なる
共振周波数を有する給電素子と少なくとも１つの無給電
素子とを備えており、前記給電素子と前記無給電素子と
がほぼ一列横隊状に並べられた多数の線状部の端部を折
り返し部によって順次連結することによってそれぞれジ
グザグ状に形成されていることを特徴とするアンテナ。
【請求項２】前記給電素子と前記無給電素子とがフレキ
シブルプリント基板に形成されていることを特徴とする
請求項１に記載のアンテナ。
【請求項３】前記給電素子と前記無給電素子とが誘電体
からなるアンテナ本体に設けられていることを特徴とす
る請求項１に記載のアンテナ。
【請求項４】前記アンテナ本体が柱状をなしていること
を特徴とする請求項３に記載のアンテナ。
【請求項５】前記アンテナ本体が断面円形であることを
特徴とする請求項４に記載のアンテナ。
【請求項６】前記アンテナ本体が断面多角形であること
を特徴とする請求項４に記載のアンテナ。
【請求項７】前記給電素子と前記無給電素子とが前記ア
ンテナ本体の外周面に設けられていることを特徴とする
請求項４ないし６のいずれかに記載のアンテナ。
【請求項８】前記給電素子が前記アンテナ本体の内部に
埋設され、前記無給電素子が前記アンテナ本体の外周面
に設けられていることを特徴とする請求項４ないし６の
いずれかに記載のアンテナ。
【請求項９】前記アンテナ本体が中空の柱状をなしてい
ることを特徴とする請求項４ないし７のいずれかに記載
のアンテナ。
【請求項１０】前記アンテナ本体が中空の柱状をなし、
前記給電素子と前記無給電素子とが前記アンテナ本体の
内周面に設けられていることを特徴とする請求項４に記
載のアンテナ。
【請求項１１】前記アンテナ本体が外周面に溝を有して
断面略Ｕ字状の柱状をなしており、前記給電素子が溝の
壁面に設けられ、前記無給電素子が溝を間にして互いに
逆側に位置する一側部外周面と他側部外周面とにそれぞ
れ設けられていることを特徴とする請求項４に記載のア
ンテナ。
【請求項１２】前記アンテナ本体が板状をなし、前記給
電素子がアンテナ本体の一方の面に設けられ、前記無給
電素子が前記アンテナ本体の他方の面に設けられている
ことを特徴とする請求項３に記載のアンテナ。
【請求項１３】前記給電素子の線状部の並び方向が前記
アンテナ本体の軸線とほぼ平行な方向であることを特徴
とする請求項４ないし１１のいずれかに記載のアンテ
ナ。
【請求項１４】前記給電素子の線状部の並び方向が前記
アンテナほぼの軸線とほぼ直交する方向であることを特
徴とする請求項４ないし１１のいずれかに記載のアンテ
ナ。
【請求項１５】前記無給電素子の線状部の並び方向が前
記アンテナ本体の軸線とほぼ平行な方向であることを特
徴とする請求項１３または１４に記載のアンテナ。
【請求項１６】前記無給電素子の線状部の並び方向が前
記アンテナ本体の軸線とほぼ直交する方向であることを
特徴とする請求項１３または１４に記載のアンテナ。
【請求項１７】前記無給電素子の線状部の並び方向が前
記アンテナ本体の軸線と斜交する方向であることを特徴
とする請求項１３または１４に記載のアンテナ。
【請求項１８】前記給電素子と前記無給電素子とが形成
された前記フレキシブルプリント基板が前記アンテナ本
体に固定されていることを特徴とする請求項３から１７
のいずれかに記載のアンテナ。