JPH0750843B2 - アンテナ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はアンテナに係り、とくに例えば無線伝送におけ
る送信、受信装置に汎用される、アンテナエレメントの
途中にローディングコイルなどを持つアンテナをプリン
ト法にて平面状に形成したアンテナに関する。

（従来の技術） この種の装置の従来例を図７に示す。この図７に示すモ
ノポールアンテナは、給電点３に無線送・受信装置が接
続され、下部は線状の導電路をなすアンテナエレメント
4Aを経て接地端2Aでグランド２に接地され、上部は導電
路である線状のアンテナエレメント4Bを経由し線状の第
１のローディングコイル1Aを介し、さらに線状のアンテ
ナエレメント4Cから線状の第２のコーディングコイル1B
を通り、線状のアンテナエレメント4Dを経てアンテナ開
放端4Eに達する構成となっている。

これは、一つのアンテナでアンテナエレメントの途中に
所定の周波数で共振するローディングコイル1A,1Bを設
け、一つのアンテナで多周波帯共用にした多周波帯共用
アンテナである。

（発明が解決しようとする課題） このような従来例では導電路のアンテナエレメント4A〜
4Eおよびローディングコイル1A,1Bをワイヤなどで作製
するが、アンテナとローディングコイルなどを一体的に
構成するのは困難であり、アンテナ、ローディングコイ
ルなどのパーツ相互間の接続が必要である。しかも、作
製に要する工程が多岐にわたり、作業効率面からもコス
ト面からも難点がある。

本発明はこのような点を考慮してなされたもので、構成
要素を全て平面化し、かつ一体的に構成でき、しかも多
周波帯共用可能なアンテナを提供することを目的とす
る。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明は、 可撓性フィルムの少なくとも１面に接着、蒸着、メッキ
あるいはそれと同等手段により導電体が被覆され、この
導電体がパターニングされて導電路が形成された可撓性
プリント基板と、接地部をなす導電体基板とをそなえ、
前記可撓性プリント基板の一端が前記導電体基板に接続
され、前記可撓性プリント基板の他端を含む導電路の一
部が前記導電体基板にほぼ平行でかつ一定の間隔を持つ
ように絶縁物で立体的に支持され、導電路の一点と導電
体基板との間に給電するアンテナにおいて、前記可撓性
プリント基板の一方の面に渦巻き状の導電路として形成
されたインダクタンスと、前記可撓性プリント基板の他
方の面に形成された直線状の導電路が前記プリント基板
を隔てて前記渦巻状の導電路と対向することにより構成
され、前記渦巻状および直線状の両導電路による少なく
とも２つの交差部で形成されるキャパシタンスとをそな
え、前記インダクタンスおよび前記キャパシタンスは、
前記渦巻き状の導電路からアンテナの開放端を見たイン
ピーダンスにより決定される低域通過フイルタを構成す
るように設定され、前記渦巻き状の導電路から前記導電
体基板の接地端までの導電路の電気的等価長を、遮断周
波数波長の四分の一以下として構成され、これら一連の
導電路で複数個の受信あるいは送信の中心周波数を持た
せるとともに、前記交差部の一方は容量固定とし、他方
の重なり面積を可変として前記キャパシタンスの値を調
整するようにしたことを特徴とするアンテナ、 を提供するものである。

（作 用） 本発明の構成により、可撓性プリント基板の一方の面に
は渦巻状の導電路によりインダクタンスが形成され、他
方の面には渦巻状の導電路と可撓性プリント基板を隔て
て対向し交差部を形成するように直線状の導電路を配す
ることによりキャパシタンスが形成されていて、これら
インダクタンスおよびキャパシタンスによりアンテナの
送信または受信周波数が調整される。そして、キャパシ
タンスを構成する交差部は、少なくとも２個所設け、容
量固定のものと容量可変のものとする。容量可変のもの
は、直線状導電路の一部を切除して交差部の交差面積を
減じると容量を減少する。これを利用して、アンテナの
周波数を調整する。

（実施例） まず図５を用いて本発明での、アンテナを平面化する基
本構造を説明する。図５は、ローディングコイルの平面
化手段の説明図である。同図面上で、実線はアンテナ表
パターン、破線はアンテナ裏パターンを表す。

図５（ａ）は本発明の平面化構造を示す図である。この
図に示すように、図７に示した従来例では立体的であっ
たソレノイド状のローディングコイル1Aを平面化して基
板となる例えば可撓性のベースフイルム７の表面に形成
する。これとともに、ベースフイルム７の裏面には、導
電体をパターニングしてアンテナエレメントパターン4c
を形成し、めっきスルーホール5bを経て表面に移り、渦
巻き状の導電路であるスパイラル形状のローディングコ
イル1bとなり、再びアンテナエレメントパターン4dを介
してアンテナ開放端4eへ達するようにしている。

ローディングコイル1bの入・出力端部を、めっきスルー
ホール5bを介してベースフイルム７の裏面と表面とに分
けて設けることで、巻き始めと巻き終りが電気的に接触
しないようにプリント配線だけで形成できる。

しかも、ローディングコイル1bのインダクタンス値は、
その巻き数を変えて調整すればよく、そのキャパシタン
スはアンテナエレメントパターン4cとスパイラル形状の
ローディングコイル1bとのベースフイルム７を隔てた両
者の重なり部分6bの幅の大小を調整すればよい。

図５（ｂ）および同（ｃ）は、キャパシタンス調整のた
め、アンテナエレメントパターンとローディングコイル
と重なり部分（交差部）の調整法を説明する図である。
ここでは、直線状のアンテナエレメントパターン4bとス
パイラル形状のローディングコイル1aとのベースフイル
ム７を隔てた両者の重なり部分6a1および6a2を考える。

まず、これらの重なり部分を接地端（グランド）側にも
ってくることで、周波数帯を完全に分離できる。これら
の重なり部分6a1および6a2のうち、例えば重なり部分6a
2は加除をしない容量固定部ともいうべきものである。
これに対して、重なり部分6a1はローディングコイル1a
とアンテナエレメントパターン4bにそれぞれ対向して、
幅を大きくした部分をアンテナエレメントパターン4bの
直線方向に直交して配設しておき、切除し易いアンテナ
エレメントパターン4bの直交部分の長さを、ローディン
グコイル1aの共振周波数に合わせて少しづつ切り取って
微調整していく。図５（ｂ）の場合は、そのキャパシタ
ンスの変化が部分的であり、図５（ｃ）のときはそのキ
ャパシタンスの変化は連続的であるといえる。

図６はローディングコイルが複数個、アンテナエレメン
トパターンを介して縦続接続した例の説明図である。図
６（ａ）は本発明による構成を概念的に示したものであ
る。すなわち、２個以上のローディングコイルがあると
き、互いの磁束を打ち消さないように逆巻きとする、例
えばベースフイルム７表面上の給電点３からのアンテナ
エレメントパターン4bから第１のめっきスルーホール5a
を経由し、ベースフイルム７裏面上のローディングコイ
ル1aをその内側から外側に向ってスパイラル形状に通
り、次いでアンテナエレメントパターン4cを経て、第２
のめっきスルーホール5bを通り、ベースフイルム７の表
面上ローディングコイル1bを同様にその内側から外側に
向ってスパイラル形状に通り、アンテナ先端部4eに達す
るものである。この場合、ローディングコイル1aとロー
ディングコイル1bが発生する磁束方向が相互に逆方向で
あるから、相互干渉はない。

図６（ｂ）は、図６（ａ）の構成と異なり不具合な例を
示したものである。すなわち、ローディングコイル1aと
ローディングコイル1bをベースフイルム７の表面上に形
成し、第１のめっきスルーホール5a,5bを経由するよう
にしてベースフイルム７裏面上にアンテナエレメントパ
ターン4cを作成するとする。この場合は、ローディング
コイル1aとローディングコイル1bが発生する磁束方向が
相互に同方向であるから、互に干渉してコイルが生じる
磁束が打ち消し合い、遮断すべき周波数の信号が漏れて
しまう。したがって図６（ｂ）の構成は採用できない。

図１は、図５および図６により説明した構成を採った、
本発明に係る逆Ｆ形の多周波帯共用平面プリントアンテ
ナの一実施例を示す平面図であり、この実施例は逆Ｆ形
アンテナにおける短縮コイルを２個所備えている。

図１において、薄い平板形状絶縁基板なす可撓性フィル
ムであるベースフイルム７の表面および裏面上に銅を接
着、蒸着、メッキまたはそれと同等手段により導電体と
しての銅箔を形成する。そして、この導電体をパターニ
ングして、導電路を作成する。

その工程は次の通りである。

まず、ベースフィルム上の銅箔の表面上に、次のプリン
ト状パターン（導電路）をつくるためのマスク・パター
ンを配する。次いで、接地に適合した形状をもつ接地端
2aから直線状に第１のアンテナパターン4aを伸長させ
る。この第１のアンテナパターン4aの中間部に送信周波
交流電波を送出あるいは受信周波交流電波を受信する給
電点３の形状を有する直線状パターン部を分岐点から分
岐させる。こののち第１のアンテナパターンの終点部に
第１のめっきスルーホール5aを介してベースフイルム７
の裏面上の銅箔に接続する。

次ぎに、ベースフイルム７の裏面上の銅箔により形成さ
れた第１のローディングコイル1aからの第２のめっきス
ルーホール5bを介して表面上の第２のローディングコイ
ル1bを平面上に内側から外側に向うスパイラル形状に形
成する。この第２のローディングコイル1bの巻き終りか
ら第３の直線状の第１のアンテナパターン4dを伸長して
アンテナ開放端4eに至る。同様にしてその銅箔の裏面上
に、次のプリント状パターンを作るためのマスク・パタ
ーンを設ける。

そして、表面からの第１のめっきスルーホール5aに接続
し、第２のローディングコイル1bとは逆方向に巻回しな
がら、内側から外側に向うスパイラル形状に第１のロー
ディングコイル1aを形成する。次いで、第１のローディ
ングコイル1aの巻き終りから直線状の第２のアンテナパ
ターン4cを伸長して、表面に向う第２のめっきスルーホ
ール5aに至る。

このような表マスク・パターン及び裏マスク・パターン
を、それぞれベースフイルム７の銅箔の表・裏面上にセ
ットする。それから、フォト・エッチングで余部である
不要部分を洗い落とす。

このような処理が施されたベースフィルム７は、折り曲
げ線4fで直角に折り曲げられ、図示しないアンテナの接
地端2aは、鉄、銅、アルミニウム等の金属板からなる導
電体基板２に電気的に接続され、かつそのアンテナの開
放端4eに至る導電路は導電体基板２にほぼ平行で一定の
間隔を持つように絶縁物で立体的に支持され、また給電
点３と導電体基板２との間には受信あるいは送信装置が
接続される。

そして、図４はこの逆Ｆ形アンテナの概念図で、図４
（ａ）は電気的接続図，図４（ｂ）はその概念的モデル
の斜視図である。

図２は、本発明の他の実施例を示した平面図であり、逆
Ｆ形アンテナの短縮コイルが１個所設けられている。こ
れは、ローディングコイル1aが短縮コイルとして１個所
ある場合の手段である。

図３は、本発明の別の実施例の平面図であり、逆Ｆ形ア
ンテナの短縮コイルが無いプリントパターンからなる構
成となっている。

これら図2,図３の逆Ｆ形アンテナとしての実施例も、図
１の場合と同様に給電点３から受信あるいは送信装置が
接続され、アンテナの接地端2aを経て導電体基板２に接
地される。そして、ベースフイルム７の表面上から裏面
上へと直線状の中間のアンテナエレメント4cなどを介し
て１個以上のローディングコイル1a,1b……を設けるこ
とにより、必要とする多周波帯共用の平面プリントアン
テナに適合する送・受信用のローディングコイルが得ら
れ、また、パターン上の銅被膜にカバーフイルムをコー
ティングして包覆させ、パターン上の銅被膜の腐食を保
護し、かつ電気的な短絡防止することもなされる。

ところで、これらローディングコイル1a,1b……など
は、低い周波数には短縮コイルとして高い周波数には遮
断フィルタとして、働くように設定されている。すなわ
ち、導電路のインダクタンスと交差部のキャパシタンス
により低域通過フィルタを構成し、ローディングコイル
はフィルタと波長短縮コイルを兼用し、高い周波数には
フィルタ、低い周波数には短縮コイルとして働く。

（発明の効果） 本発明は上述のように、可撓性プリント基板の一方の面
に渦巻状の導電路によるインダクタンスが、他方の面に
渦巻状の導電路と可撓性プリント基板を隔てて対向し交
差部を形成するように直線状の導電路が配されることに
よりキャパシタンスが形成されてこれらインダクタンス
およびキャパシタンスにより周波数調整を行うように構
成され、キャパシタンスを構成する交差部は、少なくと
も２個所設け、容量固定のものと容量可変のものとし、
容量可変のものは、直線状導電路の一部を切除して交差
部の交差面積を減じると容量を減少することを利用し
て、アンテナの周波数を調整するようにしたため、多周
波帯共用アンテナにおける周波数調整を簡単かつ確実に
行うことができ、各周波数につき送、受信特性の良好な
平面アンテナを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の平面図、第２図は本発明の
他の実施例の平面図、第３図は本発明の別の実施例の平
面図、第４図は本発明に係るアンテナの概念的説明図、
第５図はローディングコイルの交差部の調整説明図、第
６図はローディングコイルなどの平面化の過程の原理的
説明図、第７図は従来例の説明図である。 1a,1b……渦巻き状の導電路［ローディングコイル］、1
A,1B……従来例の線形状ローディングコイル、２……導
電体基板［グランド］、３……給電点、4a〜4d……直線
状の導電路［アンテナエレメントパターン］、4e……ア
ンテナ開放端、4f……折り曲げ線、4g……分岐点、4A〜
4D……従来例の線形状アンテナエレメント、5a,5b……
めっきスルーホール、6a,6b……重なり部分、７……可
撓性プリント基板［ベースフィルム］。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 難波 博 茨城県牛久市栄町４―２ (72)発明者 外山 二郎 千葉県柏市花野井1787―47

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】可撓性フィルムの少なくとも１面に接着、
   蒸着、メッキあるいはそれと同等手段により導電体が形
   成され、この導電体がパターニングされて導電路が形成
   された可撓性プリント基板と、接地部をなす導電体基板
   とをそなえ、前記可撓性プリント基板の一端が前記導電
   体基板に接続され、前記可撓性プリント基板の他端を含
   む導電路の一部が前記導電体基板にほぼ平行でかつ一定
   の間隔を持つように支持され、導電路の一点と導電体基
   板との間に給電するアンテナにおいて、前記可撓性プリ
   ント基板の一方の面に渦巻き状の導電路として形成され
   たインダクタンスと、 前記可撓性プリント基板の他方の面に形成された直線状
   の導電路が前記プリント基板を隔てて前記渦巻状の導電
   路と対向することにより構成され、前記渦巻状および直
   線状の両導電路による少なくとも２つの交差部で形成さ
   れるキャパシタンスとをそなえ、 前記インダクタンスおよび前記キャパシタンスは、前記
   渦巻き状の導電路からアンテナの開放端を見たインピー
   ダンスにより決定される低域通過フイルタを構成するよ
   うに設定され、前記渦巻き状の導電路から前記導電体基
   板の接地端までの導電路の電気的等価長を遮断周波数波
   長の四分の一以下として構成され、これら一連の導電路
   で複数個の受信あるいは送信の中心周波数を持たせると
   ともに、前記交差部の一方は容量固定とし、他方の重な
   り面積を可変として前記キャパシタンスの値を調整する
   ようにしたことを特徴とするアンテナ。