JPH1168453A - 複合アンテナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アンテナの外形が小さく、所望の給電点イン
ピーダンスを得易い複合アンテナを提供する。 【構成】 一端を給電点とする主素子（１１、１１と１
４）と、前記主素子の他端から折り返して終端を開放端
とする副素子（１３、１６）とを含む、略コの字状の形
状の複数の折返しアンテナ（Ａ、Ｂ）を複数の使用周波
数帯域に対応して備え、複数の折返しアンテナ（Ａ、
Ｂ）の各主素子（１１、１１と１４）を一体化して、ア
ンテナ全体の外形を小さくする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数周波数で使用
する複合アンテナに関し、特に、移動電話やＰＨＳ等の
携帯型無線機に用いて好適な複合アンテナの改良に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】無線通信装置の複合アンテナとしては、
例えば、図３６に示すようなデュアルバンドアンテナが
考えられる。このアンテナは、モノポールの素子ｌ₁及
び素子ｌ₂と、それ等の素子の中間に高周波を阻止する
ためのインダクタンスＬを含んで構成される。２つの周
波数の高周波信号を供給する２周波高周波電源１は、素
子ｌ₁の下端の給電点２に高周波信号を供給する。

【０００３】かかる構成のアンテナは、低周波信号に対
しては素子ｌ₁、インダクタンス（短縮コイル）Ｌ及び
素子ｌ₂によって構成されるアンテナとして動作する。
高周波信号に対しては、インダクタンスＬが素子ｌ₂へ
の信号の流入を抑制するので、素子ｌ₁によって構成さ
れるアンテナとして動作する。この複合アンテナは水平
面内指向特性は無指向性、垂直面内指向特性はいわゆる
「８」の字特性を示す。

【０００４】図３７は、上記デュアルバンドアンテナの
周波数８０５〜８７５ＭＨｚ帯域における低域周波数特
性の例を示している。アンテナの全長５１．５ｍｍ、素
子ｌ₁の長さは３９ｍｍ、アンテナの給電点インピーダ
ンス２２Ω（８６０ＭＨｚ）である。

【０００５】図３８は、上記デュアルバンドアンテナの
１９００〜２０００ＭＨｚ帯域における高域周波数特性
の例を示している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たアンテナ構成では、アンテナの全体形状が大きくなる
ので、携帯型電話のように、小型化が特に要求されるも
のには使用し難い。また、アンテナの給電点インピーダ
ンスが高周波回路の給電線インピーダンスと離れている
のでインピーダンスマッチングをとり難い。

【０００７】よって、本発明は、アンテナの外形の小さ
い複合アンテナを提供することを目的とする。

【０００８】また、本発明は、所望の給電点インピーダ
ンスを得ることができる複合アンテナを提供することを
目的とする。

【０００９】また、本発明は、広帯域特性を持つ複合ア
ンテナを提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
第１の発明の複合アンテナは、複数の周波数帯域におい
て使用するために複数のアンテナによって形成される複
合アンテナにおいて、一端を給電点とする線状の主素子
（１１、１１，１４）と、上記主素子の他端から折り返
して終端を開放端とする線状の副素子（１３、１６）と
を含む、略コの字状の形状の複数の折返しアンテナ
（Ａ、Ｂ）を上記複数の使用周波数帯域に対応して備
え、上記複数の折返しアンテナ（Ａ、Ｂ）の各主素子
（１１、１１，１４）を一体化して、アンテナ全体の外
形を小さくした、ことを特徴とする。

【００１１】また、第１の発明の複合アンテナは、少な
くとも、第１の周波数帯域の第１の信号（ｆ_L）と上記
第１の周波数帯域よりも高い第２の周波数帯域の第２の
信号（ｆ_H）とを送受信する複合アンテナにおいて、略
平行を保って離間する第１及び第２の線状導体（１１・
１４，１６）と、上記第１及び第２の線状導体各々の一
端同士を連結する第３の線状導体（１５）と、を含み、
電気長が上記第１の信号（ｆ_L）の波長（λ_L）の略１／
４である第１の折返しアンテナ（Ｂ）と、略平行を保っ
て離間する第４及び第５の線状導体（１１，１３）と、
上記第４及び第５の線状導体各々の一端同士を連結する
第６の線状導体（１２）と、を含み、電気長が上記第２
の信号（ｆ_H）の波長（λ_H）の略１／４である第２の折
返しアンテナ（Ａ）と、備え、上記第４の線状導体（１
１）が上記第１の線導体（１１，１４）の一部を使用し
て形成され、上記第１の線状導体の基部に上記第１若し
くは上記第２の信号が給電される、ことを特徴とする。

【００１２】かかる第１発明の構成によれば、第１及び
第２の両周波数において、トラップなどの素子を必要と
せず、電気長がλ／４であるので、アンテナの特性の劣
化が少ない広帯域の複合アンテナを実現できる。そし
て、一部の線状導体を共用するので、複合アンテナ全体
の形状をより小型化することが可能である。

【００１３】好ましくは、上記第３の線状導体（１５）
の電気長は、０．０５〜０．０１λ_Lであり、上記第６
の線状導体（１２）の電気長は、０．０５〜０．０１λ
_Hであり、上記第４の線状導体（１１）の電気長は、約
０．１λ_Hである。

【００１４】また、好ましくは、上記第１の周波数帯域
の第１の信号（ｆ_L）と第２の周波数帯域の第２の信号
（ｆ_H）とは、１．４倍以上に設定される。

【００１５】また、必要により、上記第２の線状導体
（１６）及び上記第５の線状導体（１３）のうち少なく
ともいずれかの導体の開放端にキャパシタを付加する。
こうすると、アンテナの給電点インピーダンスを調整可
能である。

【００１６】第２の発明の複合アンテナは、少なくと
も、第１の周波数帯域の第１の信号（ｆ_L）を送受信す
る第１のアンテナ（Ｄ）と、上記第１の周波数帯域より
も高い第２の周波数帯域の第２の信号（ｆ_H）を送受信
する第２のアンテナ（Ｃ）とを含む複合アンテナであっ
て、上記第１のアンテナ（Ｄ）は；コの字状に折り返し
た線状導体によって形成され、該導体の基部に給電され
る主アンテナ（２２，２３，２４）と、コの字状に折り
返した線状導体によって形成され、該導体の基部が接地
される副アンテナ（２６，２７，２８）と、上記主及び
副アンテナの各他端同士を接続して上記主及び副アンテ
ナ相互間を略平行に保持する接続導体（２５）と、を含
み、上記第２のアンテナ（Ｃ）は；上記主及び副アンテ
ナの相互に挟まれる領域内（ａｄｈｅ）に配置されて、
基部に給電される線状導体（２１）を含む、ことを特徴
とする。

【００１７】そして、上記第２のアンテナ（Ｃ）の給電
点インピーダンスが、上記線状導体（２１）の位置を調
整して選定される。

【００１８】かかる構成とすることによって、第２のア
ンテナ（Ｃ）の給電点インピーダンスを調整することが
可能なり、該アンテナと給電線とのインピーダンスマッ
チングを図ることができる。

【００１９】好ましくは、上記第１の周波数帯域の第１
の信号（ｆ_L）と第２の周波数帯域の第２の信号（ｆ_H）
とは、１．４倍以上の周波数関係になるように設定され
る。

【００２０】好ましくは、上記第１のアンテナ（Ｄ）
は、電気長が略λ_L／２の折返しアンテナであり、上記
第２のアンテナ（Ｃ）は、電気長が略λ_H／４のモノポ
ールアンテナである。

【００２１】また、上記第２のアンテナ（Ｃ）が、上記
主アンテナ及び上記副アンテナの両基部の中間位置を中
心とし、上記主及び副アンテナの相互に挟まれる中間面
（Ｍ）を０度位置とする、±６０度の範囲内に配置され
る、ようにしても良い。かかる第１のアンテナの近傍の
位置でも所望の給電点インピーダンスを得ることは可能
である。

【００２２】また、第２のアンテナの先端を折り返えし
て、給電点インピーダンスを調整するようにしても良
い。

【００２３】第３の発明の複合アンテナは、第１の周波
数帯域の第１の信号（ｆ_L）と上記第１の周波数帯域の
略２倍の周波数である第２の周波数帯域の第２の信号
（ｆ_Ｈ）を送受信する複合アンテナにおいて、上記第２
の周波数帯域の第２の信号の通過を抑制する高域信号抑
制手段（３６）を含む第１のアンテナ（Ｆ）と、上記第
１の周波数帯域の第１の信号（ｆ_Ｌ）に対して電気長が
略λ_L／４の線路となる素子を含む第２のアンテナ
（Ｅ）と、上記第１及び第２のアンテナの各基部に共通
に含まれて、該基部と給電点間（２）とを接続する、上
記第２の信号（ｆ_H）に対して電気長が０．１λ_H以下の
共用素子（３１）と、を備える、ことを特徴とする。

【００２４】かかる構成によれば、第１の周波数のアン
テナと第２の周波数のアンテナとを略独立に使用したの
と同様の効果を得ることが可能である。

【００２５】好ましくは、上記第１のアンテナは、電気
長がλ_L／４の短縮型モノポールアンテナ若しくはヘリ
カルアンテナである。

【００２６】好ましくは、上記第２のアンテナは、電気
長がλ_H／２のフォールデッド逆Ｌ型アンテナである。

【００２７】好ましくは、上記第２のアンテナは、一端
を給電点（２）に接続する線状の共用素子（３１）と、
上記共用素子の他端に、上記共用素子と直交するように
一端が接続する第１の水平素子（３２）と、上記第１の
水平素子（３２）の他端に、上記第１の水平素子と直交
するように一端を接続する第２の水平素子と、上記第２
の水平素子（３３）の他端に、上記第２の水平素子と直
交するように一端を接続する第３の水平素子（３４）
と、上記第３の水平素子（３４）の他端に、上記第３の
水平素子（３４）と直交するように一端を接続し、他端
を接地する垂直素子（３５）と、からなる。

【００２８】複合アンテナの実装方法は、上述した複合
アンテナを、アンテナに給電する高周波回路を搭載する
回路基板とは、別体の絶縁基板上に形成し、該絶縁基板
と上記回路基板とをコネクタを介して接続するようにす
る。

【００２９】このようにすると、アンテナ基板の交換が
容易であり、破損修理が安価に済む。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。図１は、本発明の複合アンテナ１０の第１
の実施の形態を示しており、高周波用の折返しアンテナ
Ａと低周波用の折返しアンテナＢとによって構成されて
いる。

【００３１】アンテナＡは、周波数ｆ_Hの高周波信号の
略１／４波長（λ_H／４）の長さ（電気長）であり、直
線状の導体からなる素子１１、１２及び１３によって構
成される。素子１１は、約０．１１λ_H、若しくはこれ
よりも短い長さに設定される。素子１１の一端は、給電
点２となっており、２周波電源１から高周波信号の供給
を受ける。２周波電源１の他端は、例えば、無線装置の
高周波部のシールドケース３に接地される。素子１１の
他端には、素子１１と略直交するように素子１２の一端
が接続される。素子１２の長さは、０．０５λ_H以下
（０．０５〜０．０１λ_H）に設定される。素子１２の
他端には、素子１２と略直交するように素子１３の一端
が接続される。素子１３の他端は開放される（接続され
ない）。素子１３の電気長は素子１１よりも短い。この
ようにして、λ_H／４の折返しアンテナＡが形成され
る。

【００３２】アンテナＢは、周波数ｆ_Lの高周波信号の
略１／４波長（λ_L／４）の長さであり、直線状の導体
からなる素子１１、１４、１５及び１６によって構成さ
れる。上述したように、素子１１の一端は、給電点２と
なっており、２周波電源１から低周波信号の供給を受け
る。素子１１の他端には、素子１１を延長するように素
子１４の一端が接続される。素子１４の他端には、素子
１４と略直交するように素子１５の一端が接続される。
素子１５の長さは、０．０５λ_L以下（０．０５〜０．
０１λ_L）に設定される。素子１５の他端には、素子１
５と略直交するように素子１６の一端が接続される。素
子１６の他端は開放される。このようにして、λ_L／４
の折返しアンテナＢが形成される。

【００３３】上述した２周波電源１は、例えば、携帯電
話等の携帯型無線通信機の高周波回路である。この回路
は基板に形成され、金属ケースによってシールドされ
る。２周波電源１が出力する相対的に低い周波数ｆ_Lと
相対的に高い周波数ｆ_Hとは、好ましくは、１．４倍以
上の周波数関係となるようになされる。

【００３４】このようにアンテナＡ及びＢによって構成
される複合アンテナは、素子１１を共有して一体化した
構造であるので、小型の２周波アンテナとして機能す
る。複合アンテナを構成する各素子１１〜１６は一体構
成とすることができ、棒状アンテナ、板状アンテナ、あ
るいは絶縁基板上に形成された平面状アンテナとして形
成することができる。

【００３５】この複合アンテナにおいては、素子１２及
び素子１５相互が水平面内においてなす角度を任意に設
定することが可能である。

【００３６】例えば、図１に示す例では、上記角度は１
８０度であるが、図９に示すように、該角度を０度とす
ることも可能である。図９においては図１と対応する部
分に同一符号が付されており、かかる部分の説明は省略
する。後述するように、図１に示す構成の方が、高周波
ｆ_Hにおける上方への輻射特性がよい。その一方、図９
に示されるアンテナＢの面内にアンテナＡが収まる構成
の方がアンテナを小型化できる。

【００３７】上述した複合アンテナの特性について説明
する。

【００３８】図２は、図１に示す複合アンテナの特性
（素子１２及び素子１５相互の角度が１８０度）をシミ
ュレーションする各アンテナ素子（水平エレメント、垂
直エレメント）の配置（等価回路）を示している。

【００３９】図３は、図２に示すアンテナ構成によるア
ンテナの水平面内指向特性を示している。使用周波数ｆ
_Lは、８６０ＭＨｚである。水平素子による放射成分は
８の字特性を示す。垂直素子による放射成分は無指向性
を示す。垂直素子による放射成分が水平素子による放射
成分よりも十分に大きいため、全体としては無指向性を
示す。

【００４０】図４は、図２に示すアンテナ構成によるア
ンテナの垂直面内指向特性を示している。使用周波数
は、８６０ＭＨｚ（ｆ_L）である。全体として繭型の指
向特性が得られる。

【００４１】図５は、図２に示すアンテナ構成による、
使用周波数８６０ＭＨｚ（ｆ_L）を中心周波数とする周
波数帯域における周波数特性を示すグラフである。同図
において、横軸は周波数（ＭＨｚ）を、縦軸は定在波比
（ＳＷＲ）を示している。使用周波数ｆ_Lにおいて、十
分に損失の少ない特性である。

【００４２】図６は、図２に示すアンテナ構成によるア
ンテナの水平面内指向特性を示している。使用周波数
は、１９２０ＭＨｚ（ｆ_H）である。水平素子による放
射成分は低周波よりも大きい８の字特性を示す。垂直素
子による放射成分は無指向性を示す。垂直素子による放
射成分が水平素子による放射成分よりも十分に大きいた
め、全体としては無指向性を示す。

【００４３】図７は、図２に示すアンテナ構成によるア
ンテナの垂直面内指向特性を示している。使用周波数
は、１９２０ＭＨｚ（ｆ_H）である。図４に示す低周波
数特性よりも、上方向により多く輻射する特性が得られ
る。

【００４４】図８は、図２に示すアンテナ構成による、
使用周波数ｆ_H（１９２０ＭＨｚ）を中心周波数とする
周波数帯域における周波数特性を示すグラフである。同
図において、横軸は周波数（ＭＨｚ）を、縦軸は定在波
比（ＳＷＲ）を示している。使用周波数ｆ_Hにおいて、
十分に損失の少ない特性である。

【００４５】図１０は、図９に示す複合アンテナの特性
（素子１２及び素子１５相互の角度が０度）をシミュレ
ーションする各アンテナ素子（水平エレメント、垂直エ
レメント）の配置（等価回路）を示している。

【００４６】図１１は、図１０に示すアンテナ構成によ
るアンテナの水平面内指向特性を示している。使用周波
数ｆ_Lは、８６０ＭＨｚである。水平素子による放射成
分は８の字特性を示す。垂直素子による放射成分は無指
向性を示す。垂直素子による放射成分が水平素子による
放射成分よりも十分に大きいため、全体としては無指向
性を示す。

【００４７】図１２は、図１０に示すアンテナ構成によ
るアンテナの垂直面内指向特性を示している。使用周波
数は、８６０ＭＨｚ（ｆ_L）である。全体として繭型の
指向特性が得られる。

【００４８】図１３は、図１０に示すアンテナ構成によ
る、使用周波数８６０ＭＨｚ（ｆ_L）を中心周波数とす
る周波数帯域における周波数特性を示すグラフである。
同図において、横軸は周波数（ＭＨｚ）を、縦軸は定在
波比（ＳＷＲ）を示している。使用周波数ｆ_Lにおい
て、十分に損失の少ない特性である。

【００４９】図１４は、図１０に示すアンテナ構成によ
るアンテナの水平面内指向特性を示している。使用周波
数は、１９２０ＭＨｚ（ｆ_H）である。水平素子による
放射成分は８の字特性を示す。垂直素子による放射成分
は無指向性を示す。垂直素子による放射成分が水平素子
による放射成分よりも十分に大きいため、全体としては
無指向性を示す。

【００５０】図１５は、図１０に示すアンテナ構成によ
るアンテナの垂直面内指向特性を示している。使用周波
数は、１９２０ＭＨｚ（ｆ_H）である。図１２に示す低
周波数特性よりも、上方向がよりくびれた繭型の特性が
得られる。

【００５１】図１６は、図１０に示すアンテナ構成によ
る、使用周波数ｆ_H（１９２０ＭＨｚ）を中心周波数と
する周波数帯域における周波数特性を示すグラフであ
る。同図において、横軸は周波数（ＭＨｚ）を、縦軸は
定在波比（ＳＷＲ）を示している。使用周波数ｆ_Hにお
いて、十分に損失の少ない特性である。

【００５２】次に、本複合アンテナの無線通信装置への
実装例について説明する。

【００５３】図１７（ａ）は、絶縁基板上に印刷配線に
よって複合アンテナを形成した例を示している。アンテ
ナ部分をアンテナユニット単独の基板に形成することが
できる他、高周波回路の絶縁基板上に複合アンテナを形
成することができる。

【００５４】図１７（ｂ）は、複合アンテナを一枚の金
属の板材によって形成した例を示している。

【００５５】図１８（ａ）は、複合アンテナの素子１
３、１６の終端に容量を形成し、給電点におけるインピ
ーダンスを調整してインピーダンスマッチングを容易に
し、あるいはアンテナ長の短縮を図る例を示している。

【００５６】この例では、素子１３、１６の終端部１３
ａ、１６ａの面積が広げられている。この終端部１３ａ
及び１６ａに対応する基板の裏面側には、図示しない接
地される導体面が形成され、当該導体面とキャパシタを
形成する。特に、アンテナ長の短い高周波アンテナに比
べて、アンテナ長の長い低周波アンテナの方がインピー
ダンスマッチングをとり難いため、素子１６側に設ける
と効果的である。

【００５７】図１８（ｂ）は、基板の同一面側に容量を
形成する例を示している。素子１３、１６の終端部１３
ａ、１６ａの面積が広げられている。この端部に対向す
るように、電極面１７が基板の同一面上に形成される。
電極面１７は組立状態において接地され、終端部１３
ａ、１６ａと共にキャパシタを形成する。

【００５８】図１９は、上述した複合アンテナを携帯電
話装置に使用した状態を説明する図である。同図におい
ては、回路基板５上に無線周波の信号を送受信する高周
波回路１が配置されている。この高周波回路１は金属ケ
ース３によってシールドされる。回路基板５に固定され
たコネクタ４を介して複合アンテナ１０と高周波回路１
とが接続される。コネクタ４もシールドされる。回路基
板５は電話機筐体６に収納される。複合アンテナ１０は
ゴム（合成樹脂）製のキャップ７内に収納され、あるい
は合成樹脂でモールディングされて保護される。

【００５９】アンテナ部分は、筐体の外部に突出するの
で、破損する場合がある。複合アンテナを独自の基板に
形成し、高周波回路から着脱自在とすることによって、
アンテナの交換を容易にすることができる。また、高周
波回路と同一の基板上にアンテナを形成した場合には、
アンテナが破損すると、基板全体を交換する必要が生じ
るが、アンテナ部分の基板を交換すれば良いので費用が
易くて済む。

【００６０】上述した複合アンテナ１０の構成によれ
ば、高低の両周波において、トラップ等の素子を必要と
せず、電気長がλ／４であるので、アンテナの特性の劣
化が少ない、広帯域の２周波アンテナを実現可能であ
る。

【００６１】図２０は、本発明にかかる他の複合アンテ
ナ２０の実施の形態を示している。

【００６２】同図において、１_Lは相対的に低い周波数
ｆ_Lの高周波信号を供給する高周波電源、１_Hは相対的に
高い周波数ｆ_Hの高周波信号を供給する高周波電源であ
る。好ましくは、周波数ｆ_Lと周波数ｆ_Hとが１．４倍以
上の周波数関係となるようになさされる。２は給電点、
３は接地素子、Ｃは直線状の素子２１によって構成され
る電気長λ／４の垂直モノポールアンテナによる高周波
アンテナ、Ｄは電気長λ／２の折返し型アンテナによる
低周波アンテナである。

【００６３】低周波アンテナＤは、素子２２〜２８によ
って構成される。素子２２は垂直に配置され、その下端
の給電点２に、高周波電源１_Lから周波数ｆ_Lの高周波信
号が供給される。素子２２の上端には、素子２２と直交
するように、水平に素子２３の一端が接続される。素子
２３の他端には、素子２３と直交するように、素子２４
が垂直に接続される。素子２４の他端には、素子２４と
直交するように、素子２５の一端が水平に接続される。
素子２５の他端には、素子２５と直交するように、素子
２６の一端が垂直に接続される。素子２６の他端には、
素子２６と直交するように、素子２７が水平に接続され
る。素子２７の他端には、素子２７と直交するように、
素子２８が垂直に接続される。素子２８の他端は接地さ
れる。素子２２及び２８は、高周波アンテナ用素子２１
よりも物理的に長く形成されるが、電気長でλ_L／８よ
りも短く形成される。各アンテナの素子は、棒状、板状
のいずれでも良い。

【００６４】従って、アンテナＤは、略「コ」の字状の
折返しアンテナを逆「Ｌ」状に折り曲げた形状、あるい
は略「コ」の字状の２つの折返しアンテナ（２２〜２
４、２６〜２８）の他端同士を素子２５で接続した構造
となっている。接地３のエレメントには、高周波回路の
金属シールドカバーが使用される。アンテナＣ及びＤ
は、好ましくは、携帯電話器の筐体内に設けられる。

【００６５】アンテナＤの給電点インピーダンスは、折
返しアンテナの形状を適宜に定めることにより、設定す
ることが可能である。

【００６６】図２１は、高周波素子２１の給電点インピ
ーダンスの調整を説明する図である。同図において、図
２０と対応する部分には同一符号を付し、かかる部分の
説明は省略する。

【００６７】素子２１は、λ／４のモノポールアンテナ
であるから、そのままでは給電点インピーダンスは固定
値である。そこで、素子２１とアンテナＤとの結合を利
用して素子２１の給電点インピーダンスを調整すること
を考える。このため、素子２１を適当な位置に移動す
る。

【００６８】図２１に示すように、素子２１を素子２３
（あるいは２７）の軸方向に移動し、素子２２（若しく
は素子２８）と素子２１との間隔を適当に選択すること
によって、電磁的結合を調整する。その結果、高周波ア
ンテナＣの給電点２におけるインピーダンスを適当な
値、例えば、５０Ωとすることが可能となる。これは、
一般に使用される同軸給電線の規格に合致し、インピー
ダンスがマッチングして好都合である。

【００６９】図２２は、高周波素子２１の移動範囲を説
明する図である。同図において、図２０と対応する部分
には同一符号を付し、かかる部分の説明は省略する。

【００７０】図２２において、素子２２〜２４を含む平
面ａｂｃｄと、素子２６〜２８を含む平面ｅｆｇｈとの
中間に、素子２１を含み、両側の平面に平行な平面（中
間面）Ｍが想定されている。

【００７１】素子２１の移動範囲は、好ましくは、中間
面Ｍ上を移動する。こうすれば、低周波アンテナの素子
２２〜２８によって画定される直方体ａｂｃｄｅｆｇｈ
の空間内に高周波アンテナ存在するので、インピーダン
スマッチングを図りつつ、複合アンテナ２０の外形を小
型にすることが可能となる。また、高周波アンテナＣが
低周波アンテナＤの外形内に存在する状態であれば、ア
ンテナの水平面内輻射の指向性を略無指向性とすること
ができる。

【００７２】図２３は、図２２における頂点ｅａの中間
点ｏを中心位置とし、中間面Ｍ上のｏｐ方向を０度−１
８０度の軸方向として、給電点インピーダンス５０Ωが
得られる点をプロットしたものである。

【００７３】同図から判るように、素子２１の位置が±
６０度の範囲を越えると、アンテナＣとアンテナＤとの
電磁的結合関係が弱くなり、インピーダンス調整を図る
ことができなくなる。

【００７４】しかしながら、高周波アンテナ素子２１は
中間面Ｍ上（０度−１８０度ライン上）になくとも、±
６０度の範囲内であれば５０Ωを得ることができる。た
だし、このような場合には、高周波アンテナ素子２１は
低周波アンテナＤの外側に存在することとなるのでコン
パクトな複合アンテナを得ることは難しくなる。

【００７５】図２４は、複合アンテナ２０の低周波（８
６０ＭＨｚ）水平面内指向特性を示している。水平面内
においては、略無指向性が得られている。

【００７６】図２５は、複合アンテナ２０の低周波（８
６０ＭＨｚ）垂直面内指向特性を示している。垂直面内
においては、繭型の指向性が得られてる。

【００７７】図２６は、複合アンテナ２０の低周波帯域
（８６０ＭＨｚ）における周波数特性を示している。同
図において、横軸は周波数（ＭＨｚ）、縦軸は定在波比
（ＳＷＲ）である。所望の帯域において損失が抑制され
ている。

【００７８】図２７は、複合アンテナ２０の高周波数帯
域におけるアンテナの水平面内指向特性を示している。
全体としては、略無指向性ではあるが、１８０度方向よ
りも０度方向の利得が幾分高い。

【００７９】図２８は、複合アンテナ２０の高周波数帯
域におけるアンテナの垂直面内指向特性を示している。
垂直面内においては、低域特性の場合と同様に繭型の指
向性が得られるが、低域特性の場合に比べてくびれが大
きい（上方における利得が少ない）。

【００８０】図２９は、複合アンテナ２０の高周波帯域
（１９００ＭＨｚ）における周波数特性を示している。
同図において、横軸は周波数（ＭＨｚ）、縦軸は定在波
比（ＳＷＲ）である。使用帯域において、定在波比が略
１．１と良好である。広範囲に渡ってマッチングが図ら
れ、損失が抑制されていることが判る。

【００８１】図３０は、複合アンテナ２０の他の実施の
形態を示している。高周波アンテナＣを絶縁基板上に印
刷配線により形成し、低周波アンテナＤを導体によって
形成している。

【００８２】図３１は、複合アンテナ２０の更に他の実
施の形態を示している。この例では、図３０における高
周波アンテナＣを折返しアンテナとして更に給電点イン
ピーダンスを調整可能としている。

【００８３】このように、複合アンテナ２０の構成とす
ることによって、高低の両周波において、トラップ等の
特別の素子を必要とせずに、所望の給電点インピーダン
スを得ることができ、アンテナの特性の劣化の少ない、
広帯域の２周波アンテナを実現可能となる。

【００８４】図３２は、本発明の複合アンテナ３０の構
成を説明する図である。

【００８５】同図において、図１と対応する部分には同
一符号を付し、かかる部分の説明は省略する。複合アン
テナ３０は、電気長λ_H／２のフォールデッド逆Ｌ型の
高周波アンテナＥと、電気長λ_L／４の短縮型モノポー
ルの低周波アンテナＦと、によって構成される。この複
合アンテナでは、好ましくは、アンテナＥの使用周波数
ｆ_Hと、アンテナＦの使用周波数ｆ_Lが略２倍の関係とな
るようにして使用する。

【００８６】高周波アンテナＥは、線状の素子３１〜３
５によって構成される。素子３１の下端は給電点２とな
っており、高周波電源１が接続される。高周波電源１
は、２つの高低の周波数ｆ_H、ｆ_Lの高周波信号を出力す
る。素子３１の上端には、素子３１と直交するように、
素子３２の一端が水平に接続される。素子３２の他端に
は、素子３２と直交するように、素子３３が水平に接続
される。素子３３の他端には、素子３３と直交するよう
に、素子３４が水平に接続される。素子３４の他端に
は、素子３４と直交するように、素子３５が垂直に接続
される。素子３５の他端は、接地される。

【００８７】低周波アンテナＦは、素子３１、短縮コイ
ル３６及び素子３７によって構成される。短縮型モノポ
ールアンテナＦはλ_L／４の電気長であるが、実際の長
さは短縮コイル３６によってより短く設定される。

【００８８】素子３１は、高周波アンテナＥ及び低周波
アンテナＦで共用されている。素子３１の長さは、０．
１λ_H以下に設定され、接地面から複合アンテナ３０を
離間する。高周波アンテナＥは、携帯電話装置の筐体内
に設けられる。低周波アンテナＦは、筐体から一部が外
部に突き出る形で設けられ、合成樹脂のカバーによって
覆われる。

【００８９】かかる構成において、使用周波数ｆ_H、ｆ_L
を、ｆ_H＝２ｆ_Lの関係に設定すると、波長λ_H、λ_Lの関
係は、λ_L＝２λ_Hとなる。

【００９０】複合アンテナ３０の給電点２に、高周波電
源１から高周波数ｆ_Hを供給すると、電気長λ_H／２のア
ンテナＥは高周波アンテナとして機能する。一方、アン
テナＦの短縮コイル３６のインダクタンス成分は高周波
信号の通過を抑制する高域信号抑制手段として機能す
る。従って、高周波数ｆ_Hが供給されると、複合アンテ
ナ３０のアンテナＥが主体的に機能する。

【００９１】複合アンテナ３０の給電点２に、高周波電
源１から低周波数ｆ_Lを供給すると、電気長λ_L／４のア
ンテナＦは低周波アンテナとして機能する。一方、電気
長λ_H／２のアンテナＥの素子３２、３３、３４、３５
は、低周波数ｆ_Lの電気信号に対しては、略電気長λ_L／
４の線路となる。これは、素子３１と素子３２との接続
点が開放端となり、アンテナＥが接続されていない状態
と等価である。従って、低周波数ｆ_Lが供給されると、
複合アンテナ３０のアンテナＦが主体的に機能する。

【００９２】なお、本発明においては、低周波アンテナ
Ｆとしては、インダクタンスを付加したような、そのア
ンテナの使用周波数よりもより高い周波数の信号が通り
難いアンテナを用いれば良い。上述した短縮型モノポー
ルアンテナに限定されない。例えば、ヘリカル（螺旋
型）アンテナを低周波アンテナＦとして用いることが可
能である。

【００９３】図３３は、複合アンテナ３０の低周波数
（８５０ＭＨｚ）における垂直面内の指向特性を示して
いる。垂直面内においては、モノポールアンテナによる
「８」の字特性が得られている。

【００９４】図３４は、複合アンテナ３０の低周波数
（８５０ＭＨｚ）における水平面内の指向特性を示して
いる。モノポールアンテナの無指向性の特性が支配的で
ある。

【００９５】図３５は、複合アンテナ３０の高周波数
（１９００ＭＨｚ）における水平面内の指向特性を示し
ている。モノポールアンテナの影響が少し見られるが、
略無指向性の特性が得られている。

【００９６】このように、複合アンテナ３０の構成によ
れば、低周波信号を使用する際には、高周波アンテナが
等価的に存在しない。高周波信号を使用する際には、低
周波アンテナに高周波信号が流入し難い。このため、各
アンテナの特性を劣化させることなく、２周波アンテナ
を実現可能である。

【００９７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の複合アン
テナによれば、全体形状が小型で特性の良いアンテナが
得られて好ましい。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の発明の実施の形態を示す説明図である。

【図２】第１の発明の複合アンテナの各素子を説明する
説明図である。

【図３】図２に示すアンテナの低域水平面内指向特性を
示すグラフである。

【図４】図２に示すアンテナの低域垂直面内指向特性を
示すグラフである。

【図５】図２に示すアンテナの低域周波数特性を示すグ
ラフである。

【図６】図２に示すアンテナの高域水平面内指向特性を
示すグラフである。

【図７】図２に示すアンテナの高域垂直面内指向特性を
示すグラフである。

【図８】図２に示すアンテナの高域周波数特性を示すグ
ラフである。

【図９】第１の発明の他の実施の形態を示す説明図であ
る。

【図１０】第１の発明の他の実施の形態の複合アンテナ
の各素子を説明する説明図である。

【図１１】図１０に示すアンテナの低域水平面内指向特
性を示すグラフである。

【図１２】図１０に示すアンテナの低域垂直面内指向特
性を示すグラフである。

【図１３】図１０に示すアンテナの低域周波数特性を示
すグラフである。

【図１４】図１０に示すアンテナの高域水平面内指向特
性を示すグラフである。

【図１５】図１０に示すアンテナの高域垂直面内指向特
性を示すグラフである。

【図１６】図１０に示すアンテナの高域周波数特性を示
すグラフである。

【図１７】第１の発明の他の実施の形態を説明する説明
図である。

【図１８】第１の発明の更に他の実施の形態を説明する
説明図である。

【図１９】第１の発明にかかるアンテナの実装例を背つ
めする説明図である。

【図２０】第２の発明にかかる複合アンテナを説明する
説明図である。

【図２１】図２０に示される複合アンテナにおける高周
波アンテナの給電点インピーダンスの設定を説明する説
明図である。

【図２２】高周波アンテナの移動範囲を説明する説明図
である。

【図２３】高周波アンテナに所望の給電点インピーダン
ス値が得られる位置の例を説明するグラフである。

【図２４】図２０に示される複合アンテナにおける低周
波アンテナの水平面内指向特性例を説明するグラフであ
る。

【図２５】図２０に示される複合アンテナにおける低周
波アンテナの垂直面内指向特性例を説明するグラフであ
る。

【図２６】図２０に示される複合アンテナにおける低周
波アンテナの周波数特性例を説明するグラフである。

【図２７】図２０に示される複合アンテナにおける高周
波アンテナの水平面内指向特性例を説明するグラフであ
る。

【図２８】図２０に示される複合アンテナにおける高周
波アンテナの垂直面内指向特性例を説明するグラフであ
る。

【図２９】図２０に示される複合アンテナにおける高周
波アンテナの周波数特性例を説明するグラフである。

【図３０】第２の発明の他の実施の形態を説明する説明
図である。

【図３１】第２の発明の更に他の実施の形態を説明する
説明図である。

【図３２】第３の発明の実施の形態を説明する説明図で
ある。

【図３３】図３２に示される複合アンテナの低域垂直面
内指向特性を説明するグラフである。

【図３４】図３２に示される複合アンテナの低域水平面
内指向特性を説明するグラフである。

【図３５】図３２に示される複合アンテナの高域水平面
内指向特性を説明するグラフである。

【図３６】従来の２周波アンテナの例を説明する説明図
である。

【図３７】図３６に示すアンテナの低域の周波数特性の
例を示すグラフである。

【図３８】図３８に示すアンテナの広域の周波数特性の
例を示すグラフである。

【符号の説明】

１ 高周波電源 ２ 給電点 ３ 接地 １１〜１６ アンテナ素子 ２１〜２８ アンテナ素子 ３１〜３５ アンテナ素子 Ａ，Ｃ，Ｅ 高周波アンテナ Ｂ，Ｄ，Ｆ 低周波アンテナ

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の周波数帯域において使用するために
   複数のアンテナによって形成される複合アンテナであっ
   て、 一端を給電点とする線状の主素子と、前記主素子の他端
   から折り返して終端を開放端とする線状の副素子とを含
   む、略コの字状の形状の複数の折返しアンテナを前記複
   数の使用周波数帯域に対応して備え、 前記複数の折返しアンテナの各主素子を一体化して、ア
   ンテナ全体の外形を小さくした、 ことを特徴とする複合アンテナ。
2. 【請求項２】少なくとも、第１の周波数帯域の第１の信
   号（ｆ_L）と前記第１の周波数帯域よりも高い第２の周
   波数帯域の第２の信号（ｆ_H）とを送受信する複合アン
   テナであって、 略平行を保って離間する第１及び第２の線状導体と、前
   記第１及び第２の線状導体各々の一端同士を連結する第
   ３の線状導体と、を含み、電気長が前記第１の信号さの
   波長（λ_L）の略１／４である第１の折返しアンテナ
   と、 略平行を保って離間する第４及び第５の線状導体と、前
   記第４及び第５の線状導体各々の一端同士を連結する第
   ６の線状導体と、を含み、電気長が前記第２の信号さの
   波長（λ_H）の略１／４である第２の折返しアンテナ
   と、備え、 前記第４の線状導体が前記第１の線導体の一部を使用し
   て形成され、前記第１の線状導体の基部に前記第１若し
   くは前記第２の信号が給電される、 ことを特徴とする複合アンテナ。
3. 【請求項３】前記第３の線状導体の電気長は、０．０５
   〜０．０１λ_Lであり、前記第６の線状導体の電気長
   は、０．０５〜０．０１λ_Hであり、前記第４の線状導
   体の電気長は、約０．１λ_Hである、 ことを特徴とする請求項２記載の複合アンテナ。
4. 【請求項４】前記第１の周波数帯域の第１の信号
   （ｆ_L）と第２の周波数帯域の第２の信号（ｆ_H）とは、
   １．４倍以上の周波数となるように設定される、 ことを特徴とする請求項２または３記載の複合アンテ
   ナ。
5. 【請求項５】前記第２の線状導体及び前記第５の線状導
   体のうち少なくともいずれかの導体の開放端にキャパシ
   タを付加する、 ことを特徴とする複合アンテナ。
6. 【請求項６】少なくとも、第１の周波数帯域の第１の信
   号（ｆ_L）を送受信する第１のアンテナと、前記第１の
   周波数帯域よりも高い第２の周波数帯域の第２の信号
   （ｆ_H）を送受信する第２のアンテナとを含む複合アン
   テナであって、 前記第１のアンテナは；コの字状に折り返した線状導体
   によって形成され、該導体の基部に給電される主アンテ
   ナと、 コの字状に折り返した線状導体によって形成され、該導
   体の基部が接地される副アンテナと、 前記主及び副アンテナの各他端同士を接続して前記主及
   び副アンテナ相互間を略平行に保持する接続導体と、を
   含み、 前記第２のアンテナは；前記主及び副アンテナの相互に
   挟まれる領域内に配置されて、基部に給電される線状導
   体を含む、 ことを特徴とする複合アンテナ。
7. 【請求項７】前記第２のアンテナの給電点インピーダン
   スが、前記線状導体の位置を調整して選定される、 ことを特徴とする請求項６記載の複合アンテナ。
8. 【請求項８】前記第１の周波数帯域の第１の信号
   （ｆ_L）と第２の周波数帯域の第２の信号（ｆ_H）とは、
   １．４倍以上に設定される、 ことを特徴とする請求項６または７記載の複合アンテ
   ナ。
9. 【請求項９】前記第１のアンテナは、電気長が略λ_L／
   ２の折返しアンテナであり、 前記第２のアンテナは、電気長が略λ_H／４のモノポー
   ルアンテナである、 ことを特徴とする請求項６乃至８のいずれかに記載の複
   合アンテナ。
10. 【請求項１０】前記第２のアンテナが、前記主アンテナ
    及び前記副アンテナの両基部の中間位置を中心とし、前
    記主及び副アンテナの相互に挟まれる中間面（Ｍ）を０
    度位置とする、±６０度の範囲内に配置される、 ことを特徴とする請求項６乃至９のいずれかに記載の複
    合アンテナ。
11. 【請求項１１】前記第２のアンテナの先端が折り返され
    る、 ことを特徴とする請求項６乃至１０のいずれかに記載の
    複合アンテナ。
12. 【請求項１２】第１の周波数帯域の第１の信号（ｆ_L）
    と前記第１の周波数帯域の略２倍の周波数である第２の
    周波数帯域の第２の信号（ｆ_H）を送受信する複合アン
    テナであって、 前記第２の周波数帯域の第２の信号の通過を抑制する高
    域信号抑制手段を含む第１のアンテナと、 前記第１の周波数帯域の第１の信号（ｆ_L）に対して電
    気長が略λ_L／４の線路となる素子を含む第２のアンテ
    ナと、 前記第１及び第２のアンテナの各基部に共通に含まれ
    て、該基部と給電点間とを接続する、前記第２の信号
    （ｆ_H）に対して電気長が０．１λ_H以下の共用素子と、
    を備える、 ことを特徴とする複合アンテナ。
13. 【請求項１３】前記第１のアンテナは、電気長がλ_L／
    ４の短縮型モノポールアンテナ若しくはヘリカルアンテ
    ナである、 ことを特徴とする請求項１２記載の複合アンテナ。
14. 【請求項１４】前記第２のアンテナは、電気長がλ_H／
    ２のフォールデッド逆Ｌ型アンテナである、 ことを特徴とする請求項１２又は１３記載の複合アンテ
    ナ。
15. 【請求項１５】前記第２のアンテナは、一端を給電点に
    接続する線状の共用素子と、前記共用素子の他端に、前
    記共用素子と直交するように一端が接続する第１の水平
    素子と、前記第１の水平素子の他端に、前記第１の水平
    素子と直交するように一端を接続する第２の水平素子
    と、前記第２の水平素子の他端に、前記第２の水平素子
    と直交するように一端を接続する第３の水平素子と、前
    記第３の水平素子の他端に、前記第３の水平素子と直交
    するように一端を接続し、他端を接地する垂直素子と、
    からなる、 ことを特徴とする請求項１４記載の複合アンテナ。
16. 【請求項１６】請求項１、２及び６のいずれかに記載の
    前記複合アンテナを、アンテナに給電する高周波回路を
    搭載する回路基板とは別体の絶縁基板上に形成し、該絶
    縁基板と前記回路基板とをコネクタを介して接続する、 ことを特徴とする複合アンテナの実装方法。