JPWO2006120762A1 - アンテナ構造およびそれを備えた無線通信機 - Google Patents

Abstract

容量給電タイプの放射電極３を誘電体基体２に設け、当該誘電体基体２は回路基板５の非グランド領域に設ける。回路基板５の非グランド領域には、放射電極３と、回路基板５の接地電極６とを電気的に接続する接地用ライン７を設ける。接地用ライン７は少なくとも１箇所以上の折り返し部１２を有する形状である。接地用ライン７には、接地用ラインの一部をショートカットする態様でもって共振周波数調整用素子８を設ける。共振周波数調整用素子８はアンテナ構造１の共振周波数を設定の共振周波数に調整するための容量あるいはインダクタンスを有している。

Description

本発明は、容量給電タイプの放射電極を備えたアンテナ構造およびそれを備えた無線通信機に関するものである。

無線通信機に設けられるアンテナの一つとして、無線通信機の回路基板に搭載され無線通信機の筐体内に収容配置される表面実装型アンテナがある。この表面実装型アンテナは、例えば、誘電体の基体に、アンテナ動作を行う放射電極が形成されている構成を備えている。

特開平１０−１７３４２６号公報 特開平１１−３１２９１９号公報 特開２００２−３３５１１７号公報

ところで、回路基板に表面実装型アンテナが搭載されている無線通信機の電波の周波数特性は、表面実装型アンテナの放射電極だけで定まるものではなく、表面実装型アンテナが搭載されている回路基板の接地電極や部品等の様々な要素が関与して定まるものである。このため、無線通信機の無線通信用電波の共振周波数は、表面実装型アンテナの放射電極の共振周波数からずれたものとなる。これにより、同じ表面実装型アンテナが搭載されていても、例えば、無線通信機の機種が異なると、無線通信機の無線通信用電波の共振周波数（以下、アンテナの共振周波数と記す）が異なるという問題が発生する。

つまり、無線通信機の機種が異なると、回路基板に形成されている接地電極（グランド）の大きさや形状が異なったり、表面実装型アンテナの周囲に配設されている部品の種類や、表面実装型アンテナとその周辺の部品との間の間隔が異なったり、無線通信機の筐体の材質が異なるというように、表面実装型アンテナの周囲の状態が異なる。そのような表面実装型アンテナの周囲状態が複雑に関与してアンテナの共振周波数が定まる。このため、表面実装型アンテナが搭載される回路基板の種類が異なって表面実装型アンテナの周囲状態が異なると、同じ表面実装型アンテナが設けられているのにも拘わらず、アンテナの共振周波数が異なる。

このように同じ表面実装型アンテナを設けても、無線通信機の機種が異なると同じアンテナの共振周波数を得ることができないので、要求されるアンテナの共振周波数が同じでも、例えば、無線通信機の機種が異なると、同じ表面実装型アンテナを設けることができない。このため、無線通信機の機種毎に表面実装型アンテナの例えば放射電極の大きさ等をカスタム設計する必要があり、面倒であった。

また、表面実装型アンテナではなく、例えば、表面実装型アンテナに電気的に接続されている回路基板の回路を無線通信機の機種毎に変更する等というように表面実装型アンテナ以外の部分をカスタム設計して、アンテナの共振周波数を設定の共振周波数に調整するという手法が提案されている（例えば特許文献１〜３参照）。

しかしながら、回路基板の回路でもってアンテナの共振周波数を調整する今までの手法では、電流損失が増加して、アンテナ利得が低下するという問題があった。また、アンテナの共振周波数の調整に容量あるいはインダクタンスを持つ部品を利用する場合に、コストの問題から汎用の部品を使用することにすると、汎用の部品の容量の大きさ、インダクタンス値は予め定まったいくつかの数値のものしか用意できない。つまり、最適な数値のコンデンサ部品やインダクタ部品を得ることができないことが多いので、アンテナの共振周波数を精度良く設定の共振周波数に調整することが難しかった。

この発明は次に示す構成をもって前記課題を解決するための手段としている。すなわち、この発明のアンテナ構造の一つの構成は、
アンテナ動作を行う容量給電タイプの放射電極が基体に設けられ、その基体は回路基板の非グランド領域に搭載されており、当該基体が搭載されている回路基板の非グランド領域には、回路基板に設けられ当該非グランド領域に隣接している接地電極と、前記基体の放射電極とを電気的に接続させるための接地用ラインが設けられている構成を備えたアンテナ構造であって、
接地用ラインは少なくとも１箇所以上の折り返し部を有する形状と成し、当該接地用ラインには、上記折り返し部のライン折り返しにより間隔を介して隣り合っているライン部位間を接続して接地用ラインの一部をショートカットする共振周波数調整用素子が設けられており、その共振周波数調整用素子は、アンテナ構造の共振周波数を予め定められた設定の共振周波数に調整するための容量あるいはインダクタンスを有していることを特徴としている。また、この発明の無線通信機の構成は、上記のようなアンテナ構造が設けられていることを特徴とする。

この発明では、接地用ラインは少なくとも１箇所以上の折り返し部を有する形状と成し、当該接地用ラインには、上記折り返し部のライン折り返しにより間隔を介して隣り合っているライン部位間を接続して接地用ラインの一部をショートカットする態様でもって、共振周波数調整用素子が設けられている構成を備えている。この構成を備えることにより、接地用ラインを通電する高周波電流の一部は、共振周波数調整用素子を通って接地用ラインの一部をショートカットする経路でもって通電することとなる。これにより、その共振周波数調整用素子を通電する高周波電流が接地用ラインをショートカットした長さ分に応じて、接地用ラインの電気的な長さが短くなる。つまり、共振周波数調整用素子の配置位置を調整することにより、その共振周波数調整用素子を通電する高周波電流が接地用ラインをショートカットした長さ分を変化させることができて接地用ラインの電気的な長さを変化させることができる。このことから、共振周波数調整用素子の配置位置を調整するだけで、接地用ラインの物理的な長さを変更することなく、接地用ラインの電気的な長さを可変調整することができて、アンテナ構造の共振周波数を可変調整することができる。

また、共振周波数調整用素子は、容量あるいはインダクタンスを有するものであることから、その容量の大きさ又はインダクタンス値を可変調整することによっても、接地用ラインの電気的な長さを可変調整することができて、アンテナ構造の共振周波数を可変調整することができる。

すなわち、この発明の構成を備えることにより、共振周波数調整用素子の配設位置や、共振周波数調整用素子の容量又はインダクタンス値を可変調整するだけで、基体の放射電極の大きさや形状や、接地用ラインの長さや形状や幅などを変更することなく、アンテナ構造の共振周波数を可変調整することができる。これにより、放射電極が基体に形成されて成る部品（アンテナ部品）を複数種の無線通信機に共通に使用することができて、部品の共通化を図ることができる。このことにより、アンテナ部品や無線通信機の低コスト化を図ることが容易となる。

また、この発明では、共振周波数調整用素子は、接地用ラインの一部分に並列的に設けられることから、高周波電流の損失増加を抑制することができ、これにより、アンテナ利得の低下を抑えることができる。

このような優れた効果を持つアンテナ構造が無線通信機に設けられることにより、無線通信の性能が良くて無線通信に対する信頼性の高い無線通信機を提供することができる。

図１ａは、第１実施例のアンテナ構造を説明するための模式的な平面図である。 図１ｂは、図１ａに示されるアンテナ構造の模式的な斜視図である。 図１ｃは、図１ｂのアンテナ構造の模式的な分解図である。 図２は、共振周波数調整用素子としてコンデンサ部品を設けた場合における共振周波数調整用素子の容量の大きさとアンテナ構造の共振周波数との関係例を示したグラフである。 図３は、共振周波数調整用素子としてインダクタ部品を設けた場合における共振周波数調整用素子のインダクタンス値とアンテナ構造の共振周波数との関係例を示したグラフである。 図４は、第２実施例のアンテナ構造を説明するための図である。 図５は、共振周波数調整用素子としてインダクタ部品を設けた場合における共振周波数調整用素子の配設位置とアンテナ構造の共振周波数との関係例を説明するためのグラフである。 図６ａは、図６ｂおよび図６ｃと共に、共振周波数調整用素子としてコンデンサ部品を設けた場合における共振周波数調整用素子の配設位置とアンテナ構造の共振周波数との関係例を説明するためのグラフである。 図６ｂは、図６ａおよび図６ｃと共に、共振周波数調整用素子としてコンデンサ部品を設けた場合における共振周波数調整用素子の配設位置とアンテナ構造の共振周波数との関係例を説明するためのグラフである。 図６ｃは、図６ａおよび図６ｂと共に、共振周波数調整用素子としてコンデンサ部品を設けた場合における共振周波数調整用素子の配設位置とアンテナ構造の共振周波数との関係例を説明するためのグラフである。 その他の実施例を説明するためのモデル図である。

符号の説明

１ アンテナ構造
２ 誘電体基体
３ 放射電極
５ 回路基板
６ 接地電極
７ 接地用ライン
８ 共振周波数調整用素子
１２ 折り返し部
１４，１５，１６，１７ ランド

以下に、この発明に係る実施例を図面に基づいて説明する。

図１ａには本発明に係るアンテナ構造の第１実施例が模式的な平面図により示され、図１ｂには図１ａのアンテナ構造の模式的な斜視図が示され、図１ｃには図１ｂのアンテナ構造の模式的な分解図が示されている。

この第１実施例のアンテナ構造１は、誘電体から成る基体２と、この誘電体基体２に形成されている放射電極３および給電電極４と、誘電体基体２が表面実装される回路基板５と、この回路基板５に形成されている接地電極６と、回路基板５に形成され誘電体基体２の放射電極３を回路基板５の接地電極６に電気的に接続させるための接地用ライン７と、接地用ライン７に配設されている共振周波数調整用素子８と、回路基板５に形成され誘電体基体２の給電電極４に電気的に接続する給電用ライン９とを有して構成されている。

すなわち、この第１実施例では、誘電体基体２は直方体状と成し、この誘電体基体２の上面から例えば図１ｂの右側の端面を通って底面に回り込む態様でもって放射電極３が形成されている。また、誘電体基体２の底面から例えば図１ｂの左側の端面を通り誘電体基体２の上面における放射電極３と間隔を介して対向する位置まで給電電極４が形成されている。

回路基板５の角部はアンテナ構成部位と成しており、当該角部は接地電極６が形成されていない非グランド領域と成している。この非グランド領域の予め定められた基体配設領域に、放射電極３および給電電極４が形成されている誘電体基体２が搭載（実装）されている。給電用ライン９は、回路基板５のアンテナ構成部位の非グランド領域に形成されており、当該給電用ライン９の一端側は基体配設領域内に入り込み形成されて給電電極４に電気的に接続されている。また、給電用ライン９の他端側は、例えば無線通信機の無線通信用の高周波回路１０に電気的に接続される。つまり、給電用ライン９は、無線通信用の高周波回路１０と、給電電極４との間を電気的に接続するものである。当該給電用ライン９には、給電電極４側と、高周波回路１０側とのインピーダンス整合をとるための整合回路を構成する整合用素子１１が設けられている。

給電電極４は放射電極３と間隔を介して形成されており、当該給電電極４と放射電極３は容量を介して電磁結合する構成と成している。つまり、例えば、無線通信用の高周波回路１０から給電用ライン９を通って無線送信用の信号が給電電極４に伝達されたときには、給電電極４と放射電極３間の容量結合により給電電極４から放射電極３に無線送信用の信号が伝達される。すなわち、放射電極３は容量給電タイプの放射電極と成している。

接地電極６は、回路基板５のアンテナ構成部位である角部の非グランド領域を避けた回路基板５のほぼ全領域に形成されている。この接地電極６と、放射電極３との間を電気的に接続させるための接地用ライン７は、回路基板５の上記非グランド領域に形成されている。

この第１実施例では、接地用ライン７は、折り返し部１２を１箇所持つＵ字形状のストリップラインにより構成されている。この接地用ライン７には、折り返し部１２のライン折り返しにより間隔を介して隣り合っているライン部位間を接続して接地用ライン７の一部をショートカットする態様でもって共振周波数調整用素子８が配設されている。この第１実施例では、折り返し部１２への往き側のライン部位と戻り側のライン部位が並設されているライン部位間には、共振周波数調整用素子８の配設位置が予め定められている。その配設位置には、前記往き側のライン部位と戻り側のライン部位とのそれぞれにおいて、ランド１４ａ，１４ｂが設けられている。共振周波数調整用素子８は、例えばはんだ等の導電性接合材料によってランド１４ａ，１４ｂに接合されることにより、接地用ライン７に電気的に接続されている。

共振周波数調整用素子８はコンデンサ部品あるいはインダクタ部品により構成されており、アンテナ構造１の共振周波数を調整するためのものである。すなわち、アンテナ構造１の共振周波数は、放射電極３の共振周波数だけで定まるものではなく、接地用ライン７の長さや幅等をも関与するものである。接地用ライン７に共振周波数調整用素子８を配設することによって、接地用ライン７を通電する高周波電流の一部は共振周波数調整用素子８を通って接地用ライン７をショートカットする経路でもって通電することとなる。このため、共振周波数調整用素子８の配設位置を可変することにより、上記高周波電流の接地用ライン７のショートカット量が可変して、接地用ライン７の電気的な長さが可変する。また、共振周波数調整用素子８はコンデンサ部品又はインダクタ部品により構成されており、共振周波数調整用素子８の持つ容量の大きさ又はインダクタンス値によっても、接地用ライン７の電気的な長さが可変する。

接地用ライン７の電気的な長さが長くなるに従って、アンテナ構造１の共振周波数は低くなる。換言すれば、接地用ライン７の電気的な長さが短くなるに従って、アンテナ構造１の共振周波数は高くなる。このことから、共振周波数調整用素子８の配設位置や、共振周波数調整用素子８が持つ容量の大きさやインダクタンス値を可変して、接地用ライン７の電気的な長さを可変調整することにより、アンテナ構造１の共振周波数を調整することができる。

なお、共振周波数調整用素子８をコンデンサ部品により構成することにより、共振周波数調整用素子８が接地用ライン７に配設されていない場合に比べて、アンテナ構造１の共振周波数を低くすることができる。また、共振周波数調整用素子８の配設位置が同じであっても、コンデンサ部品である共振周波数調整用素子８の持つ容量の大きさが大きくなるに従って、接地用ライン７の電気的な長さを長くすることができ、これにより、アンテナ構造１の共振周波数を低くすることができる。図２のグラフ中には、共振周波数調整用素子８に関わる構成以外は同じ構成を持つ４種のアンテナ構造１のそれぞれのリターンロス特性例が示されている。つまり、図２のグラフ中の点線Ｓは共振周波数調整用素子８が設けられていない場合のアンテナ構造１のリターンロス特性の一例である。また、図２のグラフ中の鎖線Ａと鎖線Ｂと実線Ｃは、それぞれ、共振周波数調整用素子８としてコンデンサ部品が設けられている場合のアンテナ構造１のリターンロス特性の一例であり、鎖線Ａは共振周波数調整用素子８の容量が０．７ｐＦの場合の一例であり、鎖線Ｂは共振周波数調整用素子８の容量が１．０ｐＦの場合の一例であり、実線Ｃは共振周波数調整用素子８の容量が１．５ｐＦの場合の一例である。この図２のグラフからも分かるように、共振周波数調整用素子８の容量を大きくするに従って、アンテナ構造１の共振周波数を低下させることができる。

また、共振周波数調整用素子８をインダクタ部品により構成することにより、共振周波数調整用素子８が接地用ライン７に配設されていない場合に比べて、アンテナ構造１の共振周波数を高くすることができる。また、共振周波数調整用素子８の配設位置が同じであっても、共振周波数調整用素子（インダクタ部品）８の持つインダクタンス値が小さくなるに従って、共振周波数調整用素子８が接地用ライン７に与える影響の度合いが大きくなる。これにより、接地用ライン７の電気的な長さが短くなって、アンテナ構造１の共振周波数は高くなる。

図３のグラフ中には、共振周波数調整用素子８に関わる構成以外は同じ構成を持つ６種のアンテナ構造１のそれぞれのリターンロス特性例が示されている。つまり、図３のグラフ中の点線Ｓは共振周波数調整用素子８が設けられていない場合のアンテナ構造１のリターンロス特性の一例である。また、図３のグラフ中の鎖線Ａ〜Ｄと実線Ｅは、それぞれ、共振周波数調整用素子８としてインダクタ部品が設けられている場合のアンテナ構造１のリターンロス特性の一例であり、鎖線Ａは共振周波数調整用素子８のインダクタンス値が２２ｎＨの場合の一例であり、鎖線Ｂは共振周波数調整用素子８のインダクタンス値が１２ｎＨの場合の一例であり、鎖線Ｃは共振周波数調整用素子８のインダクタンス値が８．２ｎＨの場合の一例であり、鎖線Ｄは共振周波数調整用素子８のインダクタンス値が６．８ｎＨの場合の一例であり、実線Ｅは共振周波数調整用素子８のインダクタンス値が４．７ｎＨの場合の一例である。この図３のグラフからも分かるように、共振周波数調整用素子８としてインダクタ部品を設ける場合には、共振周波数調整用素子８のインダクタンス値を小さくするに従って、アンテナ構造１の共振周波数は高くなっていく。

この第１実施例では、上記のようなことを考慮して、アンテナ構造１の共振周波数が予め定められた設定の共振周波数となるように、共振周波数調整用素子８の配設位置および共振周波数調整用素子８の持つ容量の大きさ又はインダクタンス値が、それぞれ、設定されている。

この第１実施例の構成を備えることによって、放射電極３の大きさや形状や、接地用ライン７の物理的な長さや幅などを変更することなく、共振周波数調整用素子８の配置位置や容量又はインダクタンス値を可変調整するだけで、アンテナ構造１の共振周波数を設定の共振周波数に調整することができるという効果を得ることができる。

また、共振周波数調整用素子８として汎用のコンデンサ部品やインダクタ部品を用いる場合には、共振周波数調整用素子８の容量の大きさ又はインダクタンス値の数値を不連続的にしか可変調整できないが、共振周波数調整用素子８の配設位置は連続的に可変することが可能であることから、共振周波数調整用素子８の容量又はインダクタンス値の可変調整だけでなく、共振周波数調整用素子８の配設位置をも可変調整することにより、アンテナ構造１の共振周波数の微調整を行うことが可能となり、アンテナ構造１の共振周波数を、設定の共振周波数に合わせることが容易となる。

さらに、共振周波数調整用素子８は、接地用ライン７の一部に並列的に設けられる構成であるために、高周波電流の損失（ロス）の増加を抑制することができる。このため、共振周波数調整用素子８を接地用ライン７に設けても、アンテナ利得の変動を小さく抑えることができる。このことは、本発明者の実験により確認されている。その実験では、共振周波数調整用素子８に関わる構成以外は全て同じ条件の３種類のサンプルα，β，γを用意した。つまり、サンプルαは共振周波数調整用素子８が設けられていないものである。サンプルβは共振周波数調整用素子８として例えば容量１．５ｐＦを持つコンデンサ部品が設けられているものである。サンプルγは共振周波数調整用素子８として例えばインダクタンス値１２ｎＨを持つインダクタ部品が設けられているものである。これら各サンプルα，β，γのそれぞれについて、直線偏波と円偏波のそれぞれのアンテナ利得を求めた。その実験結果が表１〜表６に表されている。表１は、サンプルαの直線偏波に関するものであり、表２は、サンプルβの直線偏波に関するものであり、表３は、サンプルγの直線偏波に関するものである。表４は、サンプルαの円偏波に関するものであり、表５は、サンプルβの円偏波に関するものであり、表６は、サンプルγの円偏波に関するものである。

サンプルα（共振周波数調整用素子８が設けられていないもの）の直線偏波のアンテナ利得を表した表１と、サンプルβ，γ（共振周波数調整用素子８が設けられているもの）の直線偏波のアンテナ利得を表した表２および表３との比較、および、サンプルαの円偏波のアンテナ利得を表した表４と、サンプルβ，γの円偏波のアンテナ利得を表した表５および表６との比較からも分かるように、共振周波数調整用素子８を接地用ライン７に設けても、共振周波数調整用素子８を設けない場合と同様のアンテナ利得を得ることができることが確認できる。

以下に、第２実施例を説明する。なお、この第２実施例の説明において、第１実施例と同一構成部分には同一符号を付し、その共通部分の重複説明は省略する。

この第２実施例では、接地用ライン７の折り返し部１２への往き側のライン部位と戻り側のライン部位が並設されているライン部位間には、共振周波数調整用素子８を配設するための位置が予め複数箇所定められている。その共振周波数調整用素子８の設定の配設位置には、それぞれ、図４の模式的な拡大平面図に示されるように、共振周波数調整用素子８を接地用ライン７に電気的に接続させるためのランド１５〜１７が形成されている。

この第２実施例では、複数の設定の配設位置の何れか１箇所の位置に、共振周波数調整用素子８が設けられている。共振周波数調整用素子８の配設位置によって、共振周波数調整用素子８の容量又はインダクタンス値の変化量に対するアンテナ構造１の共振周波数の変化量が可変する。例えば、図６ａのグラフはコンデンサ部品である共振周波数調整用素子８が例えば図４に示すランド１７の形成位置（つまり、折り返し部１２に最も近い位置）に配設されている場合のリターンロス特性の一例である。図６ｂのグラフは共振周波数調整用素子８が例えばランド１６の形成位置に配設されている場合のリターンロス特性の一例である。図６ｃのグラフは共振周波数調整用素子８が例えばランド１５の形成位置に配設されている場合のリターンロス特性の一例である。図６ａ〜図６ｃのグラフ中の実線Ｍは共振周波数調整用素子８の容量が０．５ｐＦである場合のアンテナ構造１のリターンロス特性例を表す。鎖線Ｎは共振周波数調整用素子８の容量が１．５ｐＦである場合のアンテナ構造１のリターンロス特性例を表している。

これら図６ａ〜図６ｃのグラフにも示されるように、共振周波数調整用素子８の容量を例えば０．５ｐＦから１．５ｐＦに可変するというように同様に可変しても、折り返し部１２から共振周波数調整用素子８の配設位置までの間隔が広がって共振周波数調整用素子８による接地用ライン７のショートカット量が多くなるに従って、アンテナ構造１の共振周波数の変化量Δｆが大きくなる。

また、共振周波数調整用素子８がインダクタ部品により構成されている場合も同様である。つまり、図５のグラフ中の破線ｂ〜ｄは共振周波数調整用素子８が６．８ｎＨである場合のアンテナ構造１のリターンロス特性の一例であり、破線ｂは共振周波数調整用素子８が例えば図４のランド１７の形成位置（つまり、折り返し部１２に最も近い位置）に配設されている場合のリターンロス特性の一例である。破線ｃは共振周波数調整用素子８が例えばランド１６の形成位置に配設されている場合のリターンロス特性の一例である。破線ｄは共振周波数調整用素子８が例えばランド１５の形成位置に配設されている場合のリターンロス特性の一例である。また、図５のグラフ中の実線ａは共振周波数調整用素子８が２２ｎＨである場合のアンテナ構造１のリターンロス特性の一例である。なお、この例では、共振周波数調整用素子８が２２ｎＨである場合には、共振周波数調整用素子８が接地用ライン７に与える影響が非常に小さくて、共振周波数調整用素子８がランド１５〜１７の何れの形成位置に配設されてもアンテナ構造１はほぼ同様なリターンロス特性を有する。

この図５のグラフにも示されているように、共振周波数調整用素子８のインダクタンス値を例えば２２ｎＨから６．８ｎＨに可変するというように同様に可変しても、折り返し部１２から共振周波数調整用素子８の配設位置までの間隔が広がって共振周波数調整用素子８による接地用ライン７のショートカット量が多くなるに従って、アンテナ構造１の共振周波数の変化量Δｆが大きくなる。

すなわち、共振周波数調整用素子８の容量あるいはインダクタンス値を同様に可変しても、共振周波数調整用素子８の配設位置が折り返し部１２から離れるに従って、共振周波数調整用素子８の容量あるいはインダクタンス値の変化量に対するアンテナ構造１の共振周波数の変化量が大きくなる。このことから、例えば、接地用ライン７の折り返し部１２に近い位置に共振周波数調整用素子８を配設して当該共振周波数調整用素子８の容量あるいはインダクタンス値を可変することにより、アンテナ構造１の共振周波数の微調整を行うことができる。また、接地用ライン７の折り返し部１２から離れた位置に共振周波数調整用素子８を配設して当該共振周波数調整用素子８の容量あるいはインダクタンス値を可変することにより、アンテナ構造１の共振周波数の粗調整を行うことができる。

このようなことを考慮して、この第２実施例では、アンテナ構造１の共振周波数が設定の共振周波数となるように、共振周波数調整用素子８の配置位置、および、容量の大きさ又はインダクタンス値が可変調整されて設定されている。

以下に、第３実施例を説明する。この第３実施例は無線通信機に関するものである。この第３実施例の無線通信機には、第１又は第２の実施例に示したアンテナ構造１が設けられている。なお、無線通信機の構成には様々な構成があり、アンテナ構造１以外の無線通信機の構成は何れの構成を採用してもよく、ここでは、その説明は省略する。また、アンテナ構造１の構成は第１又は第２の実施例で述べたので、その重複説明は省略する。

なお、この発明は第１〜第３の各実施例の形態に限定されるものではなく、様々な実施の形態を採り得る。例えば、第１〜第３の各実施例では、接地用ライン７には共振周波数調整用素子８が１つだけ設けられる構成であったが、接地用ライン７に複数の共振周波数調整用素子８を設けてもよい。複数の共振周波数調整用素子８を接地用ライン７に設ける場合には、アンテナ構造１の共振周波数が設定の共振周波数となるように、各共振周波数調整用素子８の容量の大きさ又はインダクタンス値と、折り返し部１２から各共振周波数調整用素子８の配設位置までの距離と、各共振周波数調整用素子８間の間隔とが、それぞれ、適宜可変調整されて設定される。

また、第１〜第３の各実施例では、接地用ライン７は折り返し部１２が１箇所だけ設けられているＵ字形状であったが、例えば、接地用ライン７の長さを長くしてアンテナ構造１の共振周波数を低くしたい場合や、接地用ライン７を形成することができる非グランド領域のスペースの制限によっては、接地用ライン７は２箇所以上の折り返し部１２が設けられている形状であってもよい。例えば、図７のモデル図に示されるように、接地用ライン７はミアンダ形状であってもよい。接地用ライン７が図７に示されるようなミアンダ形状である場合には、共振周波数調整用素子８は、例えば、図７中のＡ位置やＢ位置やＣ位置に示されるような位置に配設して、アンテナ構造１の共振周波数を調整することができる。

なお、共振周波数調整用素子８がＡ位置に配設される場合よりもＢ位置に配設される場合の方が、共振周波数調整用素子８による接地用ライン７のショートカット量が多いので、共振周波数調整用素子８の容量の大きさ又はインダクタンス値の変化量に対するアンテナ構造１の共振周波数の変化量を大きくすることができる。また、Ｃ位置の共振周波数調整用素子８による接地用ライン７のショートカット量は、共振周波数調整用素子８がＡ位置やＢ位置に配設される場合よりも少ないので、共振周波数調整用素子８をＣ位置に配設することにより、共振周波数調整用素子８をＡ位置やＢ位置に配設する場合よりも、アンテナ構造１の共振周波数の微調整が容易となる。

また、もちろん、接地用ライン７が２箇所以上の折り返し部１２を有する形状である場合にも、接地用ライン７に複数の共振周波数調整用素子８を配設してもよいものである。

さらに、第１〜第３の各実施例では、放射電極３は図１に示される形状を有するものであったが、放射電極３は、容量給電を行う形状であれば、図１の形状に限定されるものではない。さらにまた、基体２は、直方体状に限定されるものではなく、例えば、直方体状以外の円柱状や多角柱状等の形状であってもよい。

本発明は、アンテナ構造の大型化を抑制しながら精度良く設定の周波数帯でもって無線通信を行わせることが容易にできるので、小型化が要求されているアンテナ構造や、無線通信機に適用するのに有効である。

この発明は次に示す構成をもって前記課題を解決するための手段としている。すなわち、この発明のアンテナ構造の一つの構成は、接地電極が形成されているグランド領域と接地電極が形成されていない非グランド領域とが隣接配置されている回路基板を有し、該回路基板の前記非グランド領域に基体が搭載されており、当該基体には給電電極と放射電極とが設けられ、当該放射電極はその一端側を接地電極への接続端側と成し、他端側は前記給電電極に間隔を介して対向配置された給電端側と成して、当該放射電極は前記給電端側において前記給電電極に対し容量を介して電磁結合してアンテナ動作を行う容量給電タイプの放射電極と成し、前記回路基板の非グランド領域には、前記回路基板のグランド領域の接地電極と、前記基体の放射電極の前記接地電極への接続端側とを電気的に接続させるための接地用ラインが設けられている構成を備えたアンテナ構造であって、
前記接地用ラインは前記放射電極との接続部位から引き出されてその引き出し方向の往き側のラインの終端位置に設けられた折り返し部で折り返され、その折り返された戻り側のラインは前記往き側のラインと間隔を介して隣り合って沿う部位を介して前記グランド領域の接地電極に接続されており、前記接地用ラインの往き側のラインと戻り側のラインとが隣り合って沿う部位には往き側と戻り側のライン部位間を接続して接地用ラインの一部をショートカットする共振周波数調整用素子が設けられており、その共振周波数調整用素子は、アンテナ構造の共振周波数を予め定められた設定の共振周波数に調整するための容量あるいはインダクタンスを有していることを特徴としている。また、この発明の無線通信機の構成は、上記のようなアンテナ構造が設けられていることを特徴とする。

また、例えば、接地用ライン７の長さを長くしてアンテナ構造１の共振周波数を低くしたい場合や、接地用ライン７を形成することができる非グランド領域のスペースの制限によっては、例えば、図７のモデル図に示されるように、接地用ライン７はミアンダ形状であってもよい。接地用ライン７が図７に示されるようなミアンダ形状である場合には、共振周波数調整用素子８は、例えば、図７中のＡ位置やＢ位置に示されるような位置に配設して、アンテナ構造１の共振周波数を調整することができる。

なお、共振周波数調整用素子８がＡ位置に配設される場合よりもＢ位置に配設される場合の方が、共振周波数調整用素子８による接地用ライン７のショートカット量が多いので、共振周波数調整用素子８の容量の大きさ又はインダクタンス値の変化量に対するアンテナ構造１の共振周波数の変化量を大きくすることができる。

また、もちろん、この場合にも、接地用ライン７に複数の共振周波数調整用素子８を配設してもよいものである。

Claims (3)

1. アンテナ動作を行う容量給電タイプの放射電極が基体に設けられ、その基体は回路基板の非グランド領域に搭載されており、当該基体が搭載されている回路基板の非グランド領域には、回路基板に設けられ当該非グランド領域に隣接している接地電極と、前記基体の放射電極とを電気的に接続させるための接地用ラインが設けられている構成を備えたアンテナ構造であって、
   接地用ラインは少なくとも１箇所以上の折り返し部を有する形状と成し、当該接地用ラインには、上記折り返し部のライン折り返しにより間隔を介して隣り合っているライン部位間を接続して接地用ラインの一部をショートカットする共振周波数調整用素子が設けられており、その共振周波数調整用素子は、アンテナ構造の共振周波数を予め定められた設定の共振周波数に調整するための容量あるいはインダクタンスを有していることを特徴とするアンテナ構造。
2. 接地用ラインの折り返し部への往き側のライン部位と戻り側のライン部位が並設されているライン部位間には、共振周波数調整用素子を配設するための位置が予め複数箇所定められており、その定められた各共振周波数調整用素子の配置位置には、それぞれ、共振周波数調整用素子を接地用ラインに電気的に接続させるためのランドが設けられており、上記予め定められた複数箇所の共振周波数調整用素子の配置位置のうちの１箇所以上の位置に、共振周波数調整用素子が設けられて接地用ラインの折り返し部への往き側のライン部位と戻り側のライン部位間がショートカット接続されていることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ構造。
3. 請求項１又は請求項２に記載のアンテナ構造が設けられていることを特徴とする無線通信機。
   

Images