JPH09247026A - アンテナ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 広範囲の周波数を送受信する無線機器に用い
ることができるアンテナ装置を提供する。 【解決手段】 アンテナ装置１０は、アンテナ本体１１
とトリマコンデンサからなるキャパシタンス素子１２で
構成される。そして、アンテナ本体１１は、インダクタ
ンス成分１３、抵抗成分１４及び容量成分１５が、給電
用端子１６とグランドとの間に直列に接続された等価回
路となる。この際、キャパシタンス素子１２の一端は、
アンテナ本体１１の抵抗成分１４と容量成分１５の接続
点に接続され、他端は、グランドに接続される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、整合回路及びそれ
を用いたアンテナ装置に関し、特に、広範囲の周波数を
送受信する無線機器、例えばテレビ、ラジオ、ページャ
等に用いられる整合回路及びそれを用いたアンテナ装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的に、広範囲の周波数を送受信する
無線機器、例えばテレビ（９０ＭＨｚ〜８００ＭＨｚ）
に用いるアンテナ本体としては八木・宇田アンテナ、ホ
イップアンテナ等がある。しかしながら、八木・宇田ア
ンテナ、ホイップアンテナの場合には、広範囲の周波数
の電波を受信できるように帯域幅を広くするため、非常
に大きなものとなる。

【０００３】これに対し、小形化を実現するために、図
９に示すようなアンテナ装置５０が提案されている。図
９において、５１はアンテナ本体、５２はアンテナ本体
５１を実装するための実装基板、５３は実装基板５２上
に形成された接地パターン、５４は同じく実装基板５２
上に形成された伝送線路である。そして、接地パターン
５３はグランドに接続される。また、伝送線路５４は給
電源Ｖに、その給電源Ｖはグランドに接続される。

【０００４】例えば、このアンテナ本体５１は、図１０
に示すように、アルミナ、ステアタイト等の絶縁体粉末
からなる絶縁体層（図示せず）を積層した直方体状の絶
縁体５５と、銀、銀−パラジウム等からなり、絶縁体５
５の内部にコイル状に形成される導体５６と、フェライ
ト粉末等の磁性体粉末からなり、絶縁体５５及びコイル
状の導体５６の内部に形成される磁性体５７と、絶縁体
５５を焼成した後、導体５６の引き出し端（図示せず）
に、被着、焼き付けされる外部接続端子５８ａ及び５８
ｂとで構成されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の小形
化した従来のアンテナ装置においては、帯域幅が狭くな
り、広範囲の周波数を送受信する無線機器に用いるアン
テナ装置には使用できないという問題点が生じる。

【０００６】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたものであり、小形のアンテナ装置でも広範
囲の周波数を送受信する無線機器に用いることができる
整合回路及びそれを用いたアンテナ装置を提供すること
を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述する問題点を解決す
るため本発明は、放射導体及び給電用端子を備え、等価
回路が直列接続されたインダクタンス成分、抵抗成分及
び容量成分からなるアンテナ本体と、該アンテナ本体の
抵抗成分と容量成分との接続点に一端が接続される容量
可変のキャパシタンス素子とからなることを特徴とす
る。

【０００８】また、前記アンテナ本体の給電用端子側に
インピーダンス調整回路を設けたことを特徴とする。

【０００９】請求項１のアンテナ装置によれば、容量可
変のキャパシタンス素子により共振周波数を調整するこ
とが可能となる。

【００１０】請求項２のアンテナ装置によれば、アンテ
ナ本体の給電用端子側にインピーダンス調整回路を設け
ることにより、アンテナ本体の入力インピーダンスと広
範囲の周波数を送受信する無線機器に採用される高周波
回路の特性インピーダンスを整合することが可能とな
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施例を説明する。なお、各実施例及び各変形例におい
て、第１の実施例と同一もしくは同等の部分には同一番
号を付し、詳細な説明は省略する。

【００１２】図１に、本発明に係るアンテナ装置の第１
の実施例の等価回路図を示す。アンテナ装置１０は、ア
ンテナ本体１１と容量可変のキャパシタンス素子１２、
例えばトリマコンデンサ、バラクターダイオードで構成
される。

【００１３】また、アンテナ本体１１は、図１に示すよ
うに、インダクタンス成分１３、抵抗成分１４及び容量
成分１５が、給電用端子１６とグランドとの間に直列に
接続された等価回路となる。

【００１４】さらに、アンテナ本体１１は、図２に示す
ように、酸化バリウム、酸化アルミニウム、シリカを主
成分とする直方体状の基体１７の内部に、基体１７の長
手方向に螺旋状に巻回される放射導体１８と、基体１７
の表面に、放射導体１８に電圧を印加するための給電用
端子１６と、自由端子１９を備える。この際、放射導体
１８の一端は給電用端子１６に接続され、他端は自由端
子１９に接続される。

【００１５】そして、図１に示すように、放射導体１８
はインダクタンス成分１３及び抵抗成分１４で構成さ
れ、容量成分１５は放射導体１８の自由端子１９とグラ
ンドとの間に形成される。

【００１６】図３に、第１の実施例のアンテナ装置１０
の斜視図を示す。このアンテナ装置１０は、アンテナ本
体１１とキャパシタンス素子１２を、伝送線路２１、電
極パターン２２及びグランド電極２３が表面上に形成さ
れた実装基板２４の上に実装することにより構成されて
いる。

【００１７】この際、アンテナ本体１１の給電用端子１
６は伝送線路２１に接続され、伝送線路２１とグランド
との間に給電源Ｖが接続される。すなわち、アンテナ本
体１１の放射導体１８が伝送線路２１を介して給電源Ｖ
に接続される。

【００１８】また、アンテナ本体１１の自由端子１９は
電極パターン２２に接続され、電極パターン２２とグラ
ンド電極２３との間にキャパシタンス素子１２が接続さ
れる。すなわち、アンテナ本体１１の放射導体１８が電
極パターン２２を介してキャパシタンス素子１２に接続
される。

【００１９】そして、一般的に、アンテナ装置１０とと
もに、広範囲の周波数を送受信する無線機器に搭載され
る高周波回路（図示せず）は、その特性インピーダンス
が５０Ωに統一され設計される。

【００２０】次いで、図４に、図３に示すアンテナ装置
１０において、容量可変のキャパシタンス素子１２に
０．１ｐＦ〜０．５ｐＦの容量値を有する可変コンデン
サを使用した場合の通過特性を示す。そして、図４中に
おいて、実線はキャパシタンス素子１２の容量値を０．
５ｐＦに設定した場合、破線はキャパシタンス素子１２
の容量値を０．１ｐＦに設定した場合を示し、点Ａ及び
点Ｂ（図４中▽印）はそれぞれの場合における共振周波
数を示す。

【００２１】この図から、容量可変のキャパシタンス素
子１２の容量値を０．１ｐＦから０．５ｐＦに変化させ
ることにより、アンテナ装置１０の共振周波数を４２５
ＭＨｚ（点Ｂ）から３１５ＭＨｚ（点Ａ）に移動させる
ことが可能であることが立証された。

【００２２】上述した第１の実施例のアンテナ装置１０
によれば、容量可変のキャパシタンス素子１２によりア
ンテナ装置１０の共振周波数を所望の周波数に調整する
ことができる。従って、アンテナ装置１０の帯域幅が狭
くても、広範囲の周波数に対応することが可能となる。

【００２３】また、アンテナ本体１１とキャパシタンス
素子１２が実装基板２５に実装され一体化しているた
め、小形化が可能となる。従って、広範囲の周波数を送
受信する携帯用の無線機器に取り付けることができる。

【００２４】さらに、小形化が実現されることにより、
無線機器の筐体内部にアンテナ装置１０を収納すること
ができるため、その無線機器から突起部分を無くするこ
とができる。

【００２５】また、容量可変のキャパシタンス素子１２
に、印加電圧により容量を変化させることができるバラ
クターダイオードを用いた場合には、バラクターダイオ
ードへの印加電圧を変化させるだけで、容易に共振周波
数を所望の周波数に調整することができる。

【００２６】図５（ａ）及び図５（ｂ）に、第１の実施
例のアンテナ装置１０の第１及び第２の変形例の回路図
を示す。

【００２７】これらの第１、第２の変形例であるアンテ
ナ装置１、２は、第１の実施例であるアンテナ装置１０
と比較して、キャパシタンス素子１２に、直列あるいは
並列にキャパシタンス素子３が接続されている点で異な
る。

【００２８】キャパシタンス素子３が、キャパシタンス
素子１２に直列に接続される場合（図５（ａ））には、
容量可変であるキャパシタンス素子１２の容量を大きく
調整しても、キャパシタンス素子１２とキャパシタンス
素子３の合成容量は、微少量しか変化しないため、微小
容量を調整することができる。

【００２９】また、キャパシタンス素子３が、キャパシ
タンス素子１２に並列に接続される場合（図５（ｂ））
には、容量可変であるキャパシタンス素子１２の容量を
小さく調整しても、キャパシタンス素子１２とキャパシ
タンス素子３の合成容量は、大きく変化するため、容量
を大きく変化させることができる。

【００３０】図６に、本発明に係るアンテナ装置の第２
の実施例の回路図を示す。第２の実施例であるアンテナ
装置２０は、第１の実施例であるアンテナ装置１０と比
較して、インピーダンス整合回路２６が、アンテナ本体
１１の給電用端子１６側に接続されている点で異なる。

【００３１】具体的には、アンテナ装置の入力インピー
ダンスが、アンテナ装置２０とともに広範囲の周波数を
送受信する無線機器に搭載される高周波回路（図示せ
ず）の特性インピーダンスと比較して小さい場合には、
図７（ａ）に示すように、アンテナ本体１１に並列に接
続した容量可変のキャパシタンス素子２７、例えばトリ
マコンデンサ、バラクターダイオードによりインピーダ
ンス整合回路２６を構成する。

【００３２】また、図７（ｂ）に示すように、アンテナ
本体１１に直列に接続したインダクタンス素子２８、例
えばチップインダクと、インダクタンス素子２８の給電
源Ｖ側に、アンテナ本体１１に並列に接続した容量可変
のキャパシタンス素子２７とによりインピーダンス整合
回路２６を構成する。

【００３３】一方、アンテナ装置２０とともに広範囲の
周波数を送受信する無線機器に搭載される高周波回路
（図示せず）の特性インピーダンスと比較して大きい場
合には、図７（ｃ）に示すように、アンテナ本体１１に
直列に接続したインダクタンス素子２８と、インダクタ
ンス素子２８のアンテナ本体１１側に、アンテナ本体１
１に並列に接続した容量可変のキャパシタンス素子２７
とによりインピーダンス整合回路２６を構成する。

【００３４】上述した第２の実施例のアンテナ装置２０
によれば、アンテナ装置２０の共振周波数を、所望の周
波数にするために大きく移動することにより、アンテナ
装置２０の入力インピーダンスが、アンテナ装置２０と
ともに、広範囲の周波数を送受信する無線機器に搭載さ
れる高周波回路（図示せず）の特性インピーダンスであ
る５０Ωから大きく外れても、アンテナ本体１１の給電
用端子１６側に接続されたインピーダンス整合回路２８
により、アンテナ装置２０の入力インピーダンスを、そ
の高周波回路の特性インピーダンスに整合させることが
可能となる。

【００３５】また、初めから、アンテナ装置２０の入力
インピーダンスが、アンテナ装置２０とともに、広範囲
の周波数を送受信する無線機器に搭載される高周波回路
（図示せず）の特性インピーダンスである５０Ωから大
きく外れていても、アンテナ装置２０の入力インピーダ
ンスを、その高周波回路の特性インピーダンスに整合さ
せることが可能となる。

【００３６】図８（ａ）乃至図８（ｆ）に、第２の実施
例のアンテナ装置２０に用いたインピーダンス整合回路
２６の第１乃至第６の変形例の回路図を示す。

【００３７】これらの第１〜第６の変形例であるインピ
ーダンス整合回路４〜９は、第２の実施例であるアンテ
ナ装置２０のインピーダンス整合回路２６と比較して、
キャパシタンス素子２７に、直列あるいは並列にキャパ
シタンス素子３が接続されている点で異なる。

【００３８】キャパシタンス素子３が、キャパシタンス
素子２７に直列に接続される場合（図８（ａ）〜図８
（ｃ））には、容量可変であるキャパシタンス素子２７
の容量を大きく調整しても、キャパシタンス素子２７と
キャパシタンス素子３の合成容量は、微少量しか変化し
ないため、微小容量を調整することができる。

【００３９】また、キャパシタンス素子３が、キャパシ
タンス素子２７に並列に接続される場合（図８（ｄ）〜
図８（ｆ））には、容量可変であるキャパシタンス素子
２７の容量を小さく調整しても、キャパシタンス素子２
７とキャパシタンス素子３の合成容量は、大きく変化す
るため、容量を大きく変化させることができる。

【００４０】なお、上述の実施例においては、アンテナ
本体が、酸化バリウム、酸化アルミニウム、シリカを主
成分とする誘電材料により構成される基体の内部に、螺
旋状に巻回された導体を有する場合について説明した
が、アンテナ本体は等価回路が図１に示したような回路
であればよく、その形状は本発明の実施にあたって必須
の条件となるものではない。

【００４１】また、容量可変のキャパシタンス素子とし
て、０．１ｐＦ〜０．５ｐＦの容量値を有する可変コン
デンサの場合について説明したが、容量値が可変であれ
ばよく、その容量値の可変範囲は、本発明の実施にあた
って必須の条件となるものではない。

【００４２】さらに、共振周波数を可変にする場合につ
いて説明したが、共振周波数を可変にしない場合におい
ても、当然使用することができる。

【００４３】

【発明の効果】請求項１のアンテナ装置によれば、容量
可変のキャパシタンス素子によりアンテナ装置の共振周
波数を所望の周波数に調整することができる。従って、
アンテナ装置の帯域幅が狭くても、広範囲の周波数に対
応することができ、広範囲の周波数を送受信する無線機
器に使用することが可能となる。

【００４４】また、アンテナ本体及びキャパシタンス素
子が実装基板に実装され一体化しているため、小形化が
可能となる。従って、広範囲の周波数を送受信する携帯
用の無線機器に取り付けることができる。

【００４５】さらに、小形化が実現されることにより、
無線機器の筐体内部にアンテナ装置を収納することがで
きるため、その無線機器から突起部分を無くすることが
できる。

【００４６】請求項２のアンテナ装置によれば、アンテ
ナ装置の共振周波数を、所望の周波数にするために大き
く移動することにより、アンテナ装置の入力インピーダ
ンスが、アンテナ装置とともに広範囲の周波数を送受信
する無線機器に搭載される高周波回路の特性インピーダ
ンスから大きく外れても、アンテナ本体の給電用端子側
に接続されたインピーダンス整合回路により、アンテナ
装置の入力インピーダンスを、その高周波回路の特性イ
ンピーダンスに整合させることが可能となる。また、初
めから、アンテナ装置の入力インピーダンスが、アンテ
ナ装置とともに、広範囲の周波数を送受信する無線機器
に搭載される高周波回路の特性インピーダンスから大き
く外れていても、アンテナ装置の入力インピーダンス
を、その高周波回路の特性インピーダンスに整合させる
ことが可能となる。

【００４７】さらに、アンテナ本体、キャパシタンス素
子及びインピーダンス整合回路が実装基板に実装され一
体化しているため、小形化が可能となる。従って、広範
囲の周波数を送受信する携帯用の無線機器に取り付ける
ことができる。

【００４８】また、小形化が実現されることにより、無
線機器の筐体内部にアンテナ装置を収納することができ
るため、その無線機器から突起部分を無くすることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のアンテナ装置に係る第１の実施例の回
路図である。

【図２】図１のアンテナ装置を構成するアンテナ本体の
斜視図である。

【図３】図１のアンテナ装置の斜視図である。

【図４】図１のアンテナ装置の通過特性を示す図であ
る。

【図５】図１のアンテナ装置の（ａ）第１及び（ｂ）第
２の変形例を示す回路図である。

【図６】本発明のアンテナ装置に係る第２の実施例の回
路図である。

【図７】図６のアンテナ装置に用いるインピーダンス整
合回路の（ａ）第１乃至（ｃ）第３の具体例を示す回路
図である。

【図８】図６のアンテナ装置に用いるインピーダンス整
合回路の（ａ）第１乃至（ｆ）第６の変形例を示す回路
図である。

【図９】従来のアンテナ装置の斜視図である。

【図１０】図９のアンテナ装置を構成するアンテナ本体
の側面図である。

【符号の説明】

１、２、１０、２０ アンテナ装置 ４〜９、２６ インピーダンス整合回路 １１ アンテナ本体 １２ キャパシタンス素子 １３ インダクタンス成分 １４ 抵抗成分 １５ 容量成分 １６ 給電用端子 １８ 放射導体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菅 洋一郎 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式 会社村田製作所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 放射導体及び給電用端子を備え、等価回
   路が直列接続されたインダクタンス成分、抵抗成分及び
   容量成分からなるアンテナ本体と、 該アンテナ本体の抵抗成分と容量成分との接続点に一端
   が接続される容量可変のキャパシタンス素子とからなる
   ことを特徴とするアンテナ装置。
2. 【請求項２】 前記アンテナ本体の給電用端子側にイン
   ピーダンス調整回路を設けたことを特徴とする請求項１
   に記載のアンテナ装置。