JPH071619U - 平型アンテナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本考案は、本考案は、携帯電話機に内蔵可能
な小形軽量の簡単な構成とすることが可能であり、動作
周波数帯域に対して広角の放射パターンによる高いダイ
バーシテイ効果が得られる平型アンテナを提供せんとす
るものである。 【構成】 本考案は、携帯電話等の無線機器に装備され
る平型アンテナにおいて、接地導体板と平行に対向する
方形状の放射素子の給電部と対角線上にある放射素子端
部付近から、前記給電部に至る少なくとも一側の２辺の
素子辺縁に沿って平行に帯状または線状の導体部を延設
し、前記給電部付近において接地されるとともに、素子
辺縁と帯状または線状の導体部分との間の間隔部分の長
さが、使用する周波数に対して１／４波長の電気的な長
さを持つように構成したものである。この場合、前記給
電部に至る前記導体部は片側配置のみならず、前記対角
線を挟む２辺夫々に対称配設してもよい。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、携帯電話等のマイクロ波帯において使用される超小型無線機に内蔵 可能な逆Ｆアンテナ素子の放射に加えてノッチアンテナの放射を重合する構成に 係り、広角の放射パターン及び高い交差偏波成分によりダイバーシテイ効果を得 ることが可能な平型アンテナに関する。

【０００２】

【従来の技術】

自動車電話、携帯電話のような搬送周波数が８００ＭＨｚのマイクロ波帯で使 用される移動体通信に適合するデジタル無線方式による移動通信機は、例えば重 量４００ｇ、容積２７０ｃ．ｃといった小型軽量化の要求が著しく、又その性能 としてフェージング現象による受信入力の低下、波形歪の生起、符号誤り率の劣 化等、回線品質に関しても同時に解決しなくてはならない技術的目標があり、 前記フェージングの影響を軽減すること及び前記携帯電話等の無線機本体の小形 軽量化とともに送、受信機に共用する１本のアンテナについても、人体の接近に よる性能変化や自己機の送信電波が受信電波に妨害を与えることなく、広い周波 数範囲で作動することが重要になる。

【０００３】 そして前記フェージングの周期は、移動する端末機となる携帯電話の搬送周波 数と移動速度に関係し、フェージング周波数の逆数で与えられるが、携帯電話機 が移動した時、搬送波の波長のほぼ２分の１の距離毎に受信波の最低点が現れる 。即ち、搬送周波数が８００ＭＨｚで移動速度が例えば４０Ｋｍとした場合、最 高フェージング周波数は６０Ｈｚで受信波の最低点が現れて雑音が発生するので 、このフェージング対策として前記回路品質が劣化する確率の小さい２つの系を 用意し、夫々の出力を選択又は合成する所謂ダイバーシテイ技術を採用し、アン テナを搬送周波数の波長の半分程度離すことによって独立に近いフェージング波 を得る方法も知られている。

【０００４】 従って携帯無線電話機は、送、受信の２周波数に対して広帯域に対する特性を 得るために、１本のアンテナが金属ケース内の分波器を介し送信部を経て送話器 に、受信部を経て受話器に夫々接続される。 このアンテナに１／４波長のモノポール型を用いると、無線機の金属ケース外 に突出する長さが大きく操作の邪魔になるため、前記従来技術のように無線機の 金属匡体に平行な正板状放射素子を配置し、その一端を該金属ケースに接続固定 するとともに、放射素子の先端部と接地部との間の所定位置に給電点を設けた単 一の共振周波数の逆Ｆ型アンテナを構成する。そして垂直、水平偏波成分の受信 ができることは偏波面が回転するような市街地のように建て込んだ所での無線通 信には適する。しかし、板状放射素子の一辺の中央部を接地した場合よりも、隅 部を接地した方が帯域が僅かに広がることが判っており、接地導体板に兼用する 金属ケースと、該板状放射素子との間隔ｈを大きく採ることによって或程度の広 帯域特性を得ることはできても、前記した通り実用上非常に大きく採る必要があ って小形化の妨げになる。

【０００５】 そこで従来、携帯電話機には図４及び図５に示すダイバーシテイ用の逆Ｆ型ア ンテナが用いられている。 図４は、方形の接地導体板２に間隔ｈを保って平行にアンテナとしての放射素 子１が対向配設され、該放射素子１の一つの直角を形成する何れかの一辺に、短 絡板３により該接地導体板２と該放射素子１とを橋絡接続している。そして前記 直角を形成する他辺の給電点４１に給電線路４となる同軸ケーブルから給電され るよう構成した逆Ｆ型アンテナである。 ここに、携帯電話等に内蔵せんとする逆Ｆ型アンテナの周波数帯域幅を拡げる ためには、主として前記放射素子１の前記接地導体板２からの高さｈをかなり大 きく採らなくてはならなくなり、携帯電話機全体の小形軽量化の要求に対してア ンテナの小型化が難かしくなるので、前記高さｈを可能な限り抑え且つ周波数帯 域幅を広げるために次の図５に示すような構成が採用されている。

【０００６】 図５（Ａ）において、従来の前記放射素子１と接地導体板２との間に、該放射 素子１より小面積の共振素子５を介挿して、該放射素子１の給電点４１にはアン テナとしての放射素子１と容量結合によって信号電力が給電され、共振素子５と 接地導体板２及び放射素子と共振素子１との夫々２つの共振によって広帯域の周 波数特性を得ている。 しかしながら、図５（Ｂ）に示すように前記共振素子５を介挿した２層配置構 造のために、放射素子１の接地導体板２からの高さｈの増大が避けられず、部品 点数及び製造費用が増加し、共振周波数や整合のための微調整も難かしくなる等 の欠点がある。

【０００７】 一方、広帯域特性をもたせた小型無線機用アンテナとして、例えば特開昭６２ −３４４９８号公報においては、金属ケースの一面と平行な板状放射素子の一端 を接続固定し、該放射素子に近接するとともに該金属ケースの一部を接続した異 なる周波数で共振する共振長の無給電ループを設けることを提案している。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながらかかる従来技術は、逆Ｆ型アンテナと無給電ループとを組合わせ た構成に相当し、送、受信の異なる周波数で共振させるために、１／２波長の長 さの無給電ループを用いて高い周波数に共振させ、板状放射素子による逆Ｆ型ア ンテナを低い周波数に共振させて広帯域化を図っているから、無給電ループを折 返し形状に構成せざるを得ず、この無給電ループを付加しただけ高さが増加し、 しかも無線機の金属ケースと板状放射素子との間の一部間隔を狭くする突出部を 設けることにより等価静電容量を大きくして共振周波数を低下させる必要があっ て、結局小形軽量化と広帯域周波数特性を満足することが難かしい等の障害があ った。

【０００９】 本考案は、かかる従来技術の欠点に鑑み、携帯電話機に内蔵可能な小形軽量の 簡単な構成とすることが可能であり、動作周波数帯域に対して広角の放射パター ンによる高いダイバーシテイ効果が得られる平型アンテナを提供せんとするもの である。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

本考案は、携帯電話等の無線機器に装備される平型アンテナにおいて、 接地導体板と平行に対向する方形状の放射素子の給電部と対角線上にある放射 素子端部付近から、前記給電部に至る少なくとも一側の２辺の素子辺縁に沿って 平行に帯状または線状の導体部を延設し、前記給電部付近において接地されると ともに、素子辺縁と帯状または線状の導体部分との間の間隔部分の長さが、使用 する周波数に対して１／４波長の電気的な長さを持つように構成したものである 。 この場合、前記給電部に至る前記導体部は片側配置のみならず、前記対角線を 挟む２辺夫々に対称配設してもよい。

【００１１】

【作用】

本考案によれば、前記導体部を含む放射素子全体が１／４波長の電気的長さを もつ逆Ｆ型アンテナとして動作するとともに、放射素子の辺縁と導体部との間隙 も１／４波長の電気的長さのノッチアンテナとして動作させることができ、逆Ｆ 型アンテナとノッチアンテナによる共振周波数を調整することにより、広周波数 帯域特性を備えしめることが可能になり、逆Ｆ型アンテナからの放射にノッチア ンテナからの放射が重合されることによって、より広角の放射パターンと高い交 差偏波成分によるダイバーシテイ効果を得ることができる。

【００１２】

【実施例】

以下に図面を参照して本考案の好適な実施例について例示的に詳しく説明する 。但し、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配 置等は、特に特定的な記載がない限り、この考案の範囲をそれのみに限定する趣 旨ではなく、単なる説明例に過ぎないものである。

【００１３】 図１は、本考案の実施に係る平型アンテナの斜視図を表し、携帯電話機本体に 内蔵するため、金属ケースの一面例えば側壁面を利用して接地導体板２とし、こ れに平行に対向する板状導体の放射素子１を配設するとともに、該放射素子１の １の頂角に近接する任意の一辺の端側に給電部４１を設け、給電線路４である同 軸ケーブルから給電される。 そして前記放射素子１の給電部４１と対角線上にある放射素子１の頂角付近か ら、前記給電部４１に至る一側２辺の素子辺縁に沿って間隙Ｇを隔てて同一平面 内に平行に帯状のノッチ導体６を、前記給電部４１が近接する頂角付近まで延伸 させ、その端末を折曲してなる短絡板３を介して前記接地導体板２に接続してい る。そして前記間隔Ｇの長さが、使用する周波数に対して１／４波長の電気的な 長さを持つように設定している。 従って間隙Ｇを隔てて前記放射素子１の１つの角を挟む片側の２辺の辺縁に沿 って前記給電部４１の近傍まで伸びる間隙を含む１／４波長の帯状ノッチ導体６ とによって逆Ｆ型アンテナを構成し、そして前記放射素子１の辺縁との間隙Ｇ部 分がノッチアンテナとして機能して、この両アンテナの各共振周波数を調整する ことによって広帯域の周波数特性を呈せしめることが可能になる。 前記逆Ｆ型アンテナの放射とノッチ導体６の放射とが重合されることによる一 段と広角な放射パターンが得られるとともに、高い交差偏波成分による有効なダ イバーシテイ効果を発揮するものである。

【００１４】 次に図２は、接地導体板２に短絡板３の長さの平行な対向間隔に配置した放射 素子１の給電部４１の対角Ｒを挟む１辺が、その辺縁に沿ってそのまま伸び直角 に曲折する辺と間隙Ｇを保って端末まで伸延するノッチ導体６を形成し、短絡板 ３によって接地導体板２に接続した実施例を示す。 ここに前記ノッチ導体６は、帯状或いは線状何れでもよく、帯状にする場合は 放射導体に連接するように打抜き形成することができ、線状導体の場合には放射 導体の辺縁に所定長を蝋接等により接合してもよい。

【００１５】 次に図３は、放射素子１の１つの頂角に給電部４１を設け、この対角Ｒを挟む 両側の２辺に沿って、該給電部４の近傍まで夫々間隙Ｇを保って該給電部４１を もつ頂角近傍まで平行に対称的に伸びるノッチ導体６ａ、６ｂを夫々配設して ノッチアンテナ部分７ａ、７ｂを形成し、夫々の端部を折曲してなる短絡板３ａ 、３ｂによって接地導体板１に接続した実施例を示している。

【００１６】 以上、前記実施例においては接地導体板２と放射素子１との間は、誘電率が１ の空気の場合を想定しているが、放射素子１を電気的に高い絶縁物例えばセラミ ックスの如き誘電体基板上に敷設構成しても、前記と同様の効果を発揮すること は言うまでもない。

【００１７】

【考案の効果】

以上詳説した通り本考案は、線状又は帯状導体による導体部を含む放射素子全 体が逆Ｆ型アンテナとして作動するとともに、放射素子の辺縁と導体部との間隙 部分を含む動作搬送周波数の１／４波長相当の長さのノッチアンテナとして動作 するので、この両者の共振周波数を調整するだけで広帯域の周波数特性を備えし めることができるとともに、逆Ｆ型アンテナの放射に導体部の放射が重合して、 広角の放射パターン並びに高い交差偏波成分による優れたダイバーシテイ効果を 得ることが可能になる。 従って接地導体板と放射素子との高さを縮めた簡易な構成とすることができる ため、携帯電話機の小型軽量化に見合った小型の平型アンテナを内蔵させること を可能にする等の著効を奏しめるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例に係る平型アンテナの斜視図を
表す。

【図２】本考案の他の実施例に係る平型アンテナの斜視
図を表す。

【図３】本考案の他の実施例に係る平型アンテナの斜視
図を表す。

【図４】従来の逆Ｆ型アンテナの構成、作用を説明する
ための斜視図を表す。

【図５】従来の広帯域化逆Ｆ型アンテナの斜視図
（Ａ）、及びＡ―Ａ断面図（Ｂ）を夫々表す。

【符号の説明】

１ 放射素子 ２ 接地導体板 ３、３ａ、３ｂ 短絡板 ４ 給電線路 ４１ 給電部 ５ 共振素子 ６ ノッチ導体 ７、７ａ、７ｂ ノッチアンテナ Ｇ 間隙 Ｒ 対角

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 携帯電話等の無線機器に装備される平型
   アンテナにおいて、 接地導体板と平行に対向する方形状の放射素子の給電部
   と対角線上にある放射素子端部付近から、前記給電部に
   至る少なくとも一側の２辺の素子辺縁に沿って平行に帯
   状または線状の導体部を延設し、前記給電部付近におい
   て接地されるとともに、素子辺縁と帯状または線状の導
   体部分との間の間隔部分の長さが、使用する周波数に対
   して１／４波長の電気的な長さを持つことを特徴とする
   平型アンテナ。
2. 【請求項２】 前記給電部に至る前記導体部が前記対角
   線を挟む２辺夫々に対称配設されることを特徴とする請
   求項１に記載の平型アンテナ。