KR100995265B1 - 안테나 장치 및 통신기기 - Google Patents

Abstract

기판(2)과, 기판(2)상의 일부에 설치된 어스부(3)와, 기판(2)상에 설치된 급전점(P)과, 기판(2)상에 설치되어 유전재료로 이루어진 소체(11)의 길이방향으로 형성된 선형상의 도체 패턴(12)에 의해 구성된 로딩부(4)와, 도체 패턴(12)의 일단과 어스부(3)를 접속하는 인덕터부(5)와, 도체 패턴(12)의 일단과 인덕터부(5)의 접속점에 급전하는 급전점(P)을 갖추고, 로딩부(4)의 길이방향이, 어스부(3)의 단변(3A)과 평행하게 되도록 배치한 것을 특징으로 한다.

안테나 장치, 통신기기

Description

안테나 장치 및 통신기기{ANTENNA DEVICE AND COMMUNICATION APPARATUS}

본 발명은, 휴대전화기 등의 이동체 통신용 무선기기 및 특정 소전력 무선통신, 미약 무선통신 등의 무선기기에 이용되는 안테나 장치 및 그 안테나 장치를 포함하는 통신기기에 관한 것이다.

선형상 안테나로서, 지판(地板)에 대해 안테나 동작 파장의 1/4의 길이의 와이어 엘리먼트가 배치된 모노폴 안테나가 일반적으로 이용되고 있다. 그러나, 이 모노폴 안테나를 소형ㆍ저배화(低背化)시키기 위해서 모노폴 안테나를 도중에서 절곡시킨 역 L형 안테나가 개발되었다.

그런데, 이 역 L형 안테나는 지판과 평행이 되는 안테나 엘리먼트의 수평부분의 길이로 결정되는 리액턴스부가 용량성에서 큰 값이 되기 때문에 50Ω의 급전선에 대해 정합을 취하는 것이 곤란했다. 그래서, 안테나 엘리먼트와 50Ω의 급전선의 정합을 용이하게 하기 위해서 역 F형 안테나가 고안되었다. 이 역 F형 안테나는, 안테나 엘리먼트의 도중에 설치된 급전점의 근방에 지판과 방사소자를 접속하는 스터브를 설치한 것으로, 이것에 의해 리액턴스부에 의한 용량성을 상쇄시켜 50Ω의 급전선과의 정합을 취하는 것이 용이해진다(예를 들면, 비특허문헌 1 참조).

또한, 예를 들면 휴대전화기 등의 통신기기에 있어서는, 케이싱의 내부에 통신제어회로가 배치되어 있고, 또한 케이싱으로부터 돌출되어 설치된 안테나 수납부의 내부에 안테나 장치가 배치되어 있는 것이 있다.

그런데, 현재, 멀티밴드 대응의 휴대전화기가 보급되고 있고, 그것에 이용되는 내장 안테나 장치에 있어서도 복수의 주파수에 대응한 특성이 요구되고 있다. 일반적으로 보급되고 있는 것은, 유럽에서의 900MHz대의 GSM(Global System for Mobile Communication)과 1.8GHz대의 DCS(Digital Cellular System)에 대응하는 듀얼밴드 휴대전화기나, 또, 미국에서의 800MHz대의 AMPS(Advanced Mobile Phone Service)와 1.9GHz대의 PCS(Personal Communication Services)를 병용할 수 있는 듀얼밴드 휴대전화기이다. 이러한 듀얼밴드에 대응한 휴대전화기에 이용되는 내장 안테나 장치로서, 판형상의 역 F형 안테나 혹은 역 F형 안테나를 개량한 것이 많이 이용되고 있다.

종래, 이러한 안테나 장치로서는, 판형상의 역 F형 안테나의 평판상의 방사판에 슬릿을 형성하고, 제1 방사판과 제2 방사판으로 분리함으로써, 파장이 각각의 경로길이의 대략 1/4에 대응한 주파수에서 공진하는 구성의 안테나 장치가 제안되고 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).

또한, 도체 평면상에 배치된 역 F형 안테나의 근방에 비여진전극을 배치하고, 기모드와 우모드를 생성시킴으로써, 파장이 각각의 방사 도체의 길이의 1/4이 되는 주파수에서 공진하는 구성의 안테나 장치가 제안되고 있다(예를 들면, 특허문헌 2 참조).

또한, 선형상의 제1의 역 L형 안테나 엘리먼트 및 제2의 역 L형 안테나 엘리먼트를 이용함으로써, 2개의 상이한 주파수에서 공진하는 구성의 안테나 장치가 제안되고 있다(예를 들면, 특허문헌 3 참조). 이 안테나 장치는, 방사 도체의 길이가 공진 주파수에 대해서 1/8~3/8 정도 필요하게 된다.

또한, 안테나 장치에서의 안테나 소자의 크기와 안테나 특성 사이에는, 하기 수학식 1이 존재한다(비특허문헌 2 참조).

(안테나의 전기적 체적)/(대역)×(이득)×(효율)=상수값

상기 수학식 1에 있어서, 상수값은, 안테나의 종류에 의해 결정되는 값이다.

(특허문헌 1) 일본 공개특허공보 평10－93332호(도 2)

(특허문헌 2) 일본 공개특허공보 평9－326632호(도 2)

(특허문헌 3) 일본 공개특허공보 2002－185238호(도 2)

(비특허문헌 1) 후지모토 교헤이 저, 「도해 이동통신용 안테나 시스템」, 소고덴시출판, 1996년10월, p.118~119

(비특허문헌 2) 아라이 히로유키 저, 「신안테나 공학」, 소고덴시출판, 1996년9월, p.108~109

발명의 개시

그렇지만, 종래의 역 F형 안테나에서는 지판과 평행이 되는 안테나 엘리먼트의 수평부분의 길이가 안테나 동작 파장의 약 1/4만큼 필요해지기 때문에, 430MHz 대역의 특정 소전력 무선통신이나 315MHz 부근의 주파수를 이용하는 미약 무선통신에서는, 각각 170㎜, 240㎜의 길이가 필요해진다. 이 때문에, 비교적 주파수가 낮은 400MHz 대역에 있어서 실용적인 무선기기의 내장형 안테나 장치에 적용하는 것이 곤란했다.

또한, 상기 종래의 안테나 장치에는, 예를 들면 800MHz대와 같은 주파수가 낮은 대역에 대응시키면 안테나 장치가 대형화된다는 문제가 있다.

또한, 상기 수학식 1은, 같은 형상의 안테나 장치를 소형화하면, 안테나 장치의 대역이 감소하고, 방사 효율이 감소하는 것을 나타내고 있다. 따라서, 예를 들면 일본에서의 800MHz 대역의 휴대전화기에서는, 송신과 수신에서 상이한 주파수 대역을 이용하는 FDD(Frequency Division Duplex)방식으로 되어 있기 때문에, 송수신 대역을 커버하는 소형의 내장 안테나의 실현이 곤란하다.

또한, 상기 종래의 안테나 장치는, 2개의 로딩소자를 직선형상으로 배치하고 있기 때문에, 안테나 수납부에 수납하면, 케이싱의 안쪽으로 돌출되게 되어, 통신제어회로의 배치에 제한이 생겨, 스페이스 팩터가 나쁘다는 문제가 있다.

본 발명은, 상술한 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 예를 들면 400MHz 대역과 같은 비교적 주파수가 낮은 대역에 있어서도 소형화가 가능한 안테나 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은, 2개의 공진 주파수를 가지는 소형의 안테나 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은, 2개의 공진 주파수를 가지는 소형의 안테나 장치를 갖추어, 스페이스 팩터가 양호한 통신기기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해서 이하의 구성을 채용했다. 즉, 본 발명의 안테나 장치는, 기판과, 그 기판상의 일부에 설치된 도체막과, 상기 기판상에 설치된 급전점과, 상기 기판상에 설치되어 유전재료로 이루어진 소체(素體)의 길이방향으로 형성된 선형상의 도체 패턴에 의해 구성된 로딩부와, 상기 도체 패턴의 일단과 상기 도체막을 접속하는 인덕터부와, 상기 도체 패턴의 일단과 상기 인덕터부의 접속점에 급전하는 급전점을 갖추고, 상기 로딩부의 길이방향이 상기 도체막의 단변(端邊)과 평행하게 되도록 배치한 것을 특징으로 한다.

본 발명과 관련된 안테나 장치에 의하면, 로딩부와 인덕터부를 조합함으로써, 도체막의 단변과 평행이 되는 안테나 엘리먼트의 물리길이가 안테나 동작 파장의 1/4보다 짧더라도, 전기길이로서는 안테나 동작 파장의 1/4로 할 수 있다. 따라서, 물리길이로서 대폭적인 단축화를 도모할 수 있고, 400MHz 대역과 같은 비교적 낮은 주파수를 안테나 동작 주파수로 하는 안테나 장치라도 실용적인 무선기기의 내장형 안테나 장치에 적용하는 것이 가능해진다.

또한, 본 발명의 안테나 장치는, 상기 접속점과 상기 급전점 사이에 커패시터부가 접속되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명과 관련된 안테나 장치에 의하면, 급전점과 도체 패턴의 일단을 접속하는 커패시터부를 설치하고, 커패시터부의 커패시턴스를 소정의 값으로 함으로써, 급전점에서의 안테나 장치의 임피던스를 용이하게 정합시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 안테나 장치는, 상기 로딩부가, 집중상수소자를 갖추고 있는 것이 바람직하다.

본 발명과 관련된 안테나 장치에 의하면, 로딩부에 형성된 집중상수소자에 의해 전기길이가 조정된다. 따라서, 로딩부의 도체 패턴의 길이를 바꾸는 일 없이 용이하게 공진 주파수를 설정할 수 있다. 또한, 급전점에서의 안테나 장치의 임피던스를 정합시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 안테나 장치는, 상기 도체 패턴의 타단에, 선형상의 미앤더 패턴이 접속되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명과 관련된 안테나 장치에 의하면, 도체 패턴에 선형상의 미앤더 패턴이 접속됨으로써, 안테나부의 광대역화나 고이득화를 도모할 수 있다.

또한, 본 발명의 안테나 장치는, 상기 커패시터부가, 상기 소체에 형성되어 서로 대향하는 한 쌍의 평면전극으로 구성된 콘덴서부를 가지고 있는 것이 바람직하다.

본 발명과 관련된 안테나 장치에 의하면, 소체에 서로 대향하는 한 쌍의 평면전극을 형성함으로써, 로딩부와 콘덴서부가 일체화된다. 이것에 의해, 안테나 장치의 부품점수를 삭감할 수 있다.

또한, 본 발명의 안테나 장치는, 상기 한 쌍의 평면전극의 한쪽이 트리밍 가능하게 상기 소체의 표면에 설치되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명과 관련된 안테나 장치에 의하면, 콘덴서부를 형성하는 한 쌍의 평면전극 중 소체의 표면에 형성된 한쪽의 평면전극을, 예를 들면 레이저를 조사하여 트리밍함으로써, 콘덴서부의 커패시턴스를 조정할 수 있다. 따라서, 급전점에서의 안테나 장치의 임피던스를 용이하게 정합시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 안테나 장치는, 상기 도체 패턴의 상이한 2점간에, 복공진 커패시터부가 등가적으로 병렬 접속되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명과 관련된 안테나 장치에 의하면, 2점간의 도체 패턴과 여기에 병렬 접속된 복공진 커패시터부에 의해 공진 회로가 형성된다. 이것에 의해, 복수의 공진 주파수를 가지는 소형의 안테나 장치로 할 수 있다.

또한, 본 발명의 안테나 장치는, 상기 도체 패턴이, 상기 소체의 길이방향으로 권회된 나선형상인 것이 바람직하다.

본 발명과 관련된 안테나 장치에 의하면, 도체 패턴을 나선형상으로 함으로써, 도체 패턴 길이를 길게 할 수 있고, 안테나 장치의 이득을 증대시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 안테나 장치는, 상기 도체 패턴이, 상기 소체의 표면에 형성된 미앤더 형상인 것이 바람직하다.

본 발명과 관련된 안테나 장치에 의하면, 도체 패턴을 미앤더 형상으로 함으로써, 도체 패턴 길이를 길게 할 수 있고, 안테나 장치의 이득을 향상시킬 수 있다. 또한, 도체 패턴이, 소체의 표면에 형성됨으로써 도체 패턴의 형성이 용이해진다.

또한, 본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해서 이하의 구성을 채용했다. 즉, 본 발명의 안테나 장치는, 기판과, 그 기판상의 표면에 한 방향으로 연재하여 형성된 도체막과, 상기 기판상에 상기 도체막으로부터 이간되어 배치되고, 유전체 또는 자성체 혹은 그 모두를 겸비한 복합재료로 이루어진 소체에 선형상의 도체 패턴을 형성하여 이루어진 제1 및 제2의 로딩부와, 상기 도체 패턴의 일단과 상기 도체막 사이에 접속된 인덕터부와, 상기 도체 패턴의 일단과 상기 인덕터부의 접속점에 급전하는 급전부를 갖추고, 상기 제1의 로딩부, 상기 인덕터부 및 상기 급전부에서 제1의 공진 주파수를 설정함과 함께, 상기 제2의 로딩부, 상기 인덕터부 및 상기 급전부에서 제2의 공진 주파수를 설정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명과 관련된 안테나 장치에서는, 제1의 로딩부와 인덕터부와 급전부에 의해, 제1의 공진 주파수를 가지는 제1의 안테나부가 형성되고, 제2의 로딩부와 인덕터부와 급전부에 의해, 제2의 공진 주파수를 가지는 제2의 안테나부가 형성된다. 제1 및 제2의 안테나부에 있어서, 각각의 로딩부와 인덕터부를 조합함으로써, 안테나 엘리먼트의 물리길이가 안테나 동작 파장의 1/4보다 짧더라도, 전기길이로서 안테나 동작 파장의 1/4을 만족한다. 따라서, 2개의 공진 주파수를 가지는 안테나 장치라도 안테나 장치의 대폭적인 단축화를 도모할 수 있다.

또한, 인덕터부의 인덕턴스를 조정함으로써, 제1 및 제2의 안테나부의 전기길이가 조정된다. 따라서, 용이하게 제1 및 제2의 공진 주파수를 설정할 수 있다.

또한, 본 발명과 관련된 안테나 장치는, 상기 제1 및 제2의 로딩부의 어느 한쪽 또는 양쪽이, 집중상수소자를 갖추고 있는 것이 바람직하다.

본 발명과 관련된 안테나 장치에서는, 로딩부에 설치된 집중상수소자에 의해 전기길이가 조정되므로, 로딩부의 도체 패턴의 길이를 바꾸는 일 없이 용이하게 공진 주파수를 설정할 수 있다.

또한, 본 발명과 관련된 안테나 장치는, 상기 도체 패턴의 타단에 선형상의 미앤더 패턴이 접속되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명과 관련된 안테나 장치에서는, 도체 패턴에 선형상의 미앤더 패턴이 접속됨으로써, 안테나부의 광대역화나 고이득화를 도모할 수 있다.

또한, 본 발명과 관련된 안테나 장치는, 상기 도체 패턴의 타단에, 연장부재가 접속되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명과 관련된 안테나 장치에서는, 연장부재가 설치되어 있음으로써, 안테나부의 광대역화나 고이득화를 한층 더 도모할 수 있다.

또한, 본 발명과 관련된 안테나 장치는, 상기 미앤더 패턴의 선단에, 연장부재가 접속되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명과 관련된 안테나 장치에서는, 상술한 바와 같이, 안테나부의 광대역화나 고이득화를 한층 더 도모할 수 있다.

또한, 본 발명과 관련된 안테나 장치는, 상기 접속점과 상기 급전부 사이에 임피던스 조정부가 접속되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명과 관련된 안테나 장치에서는, 임피던스 조정부에 의해 급전부에서의 임피던스를 용이하게 조정할 수 있다.

또한, 본 발명과 관련된 안테나 장치는, 상기 도체 패턴이, 상기 소체의 길이방향으로 권회된 나선형상을 가지는 것이 바람직하다.

본 발명과 관련된 안테나 장치에서는, 도체 패턴을 나선형상으로 함으로써, 도체 패턴을 길게 할 수 있고, 안테나 장치의 이득을 증대시킬 수 있다.

또한, 본 발명과 관련된 안테나 장치는, 상기 도체 패턴이, 상기 소체의 표면에 형성된 미앤더 형상을 가지는 것이 바람직하다.

본 발명과 관련된 안테나 장치에서는, 도체 패턴을 미앤더 형상으로 함으로써, 도체 패턴을 길게 할 수 있고, 안테나 장치의 이득을 향상시킬 수 있다. 또한, 도체 패턴이, 소체의 표면에 형성됨으로써 도체 패턴의 형성이 용이해진다.

또한, 본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해서 이하의 구성을 채용했다. 즉, 본 발명의 통신기기는, 케이싱과, 그 케이싱내에 배치되는 통신제어회로와, 그 통신제어회로에 접속되는 안테나 장치를 갖추고, 상기 케이싱이, 케이싱 본체와, 그 케이싱 본체의 한 측벽으로부터 바깥쪽을 향해 돌출되어 설치된 안테나 수납부를 갖추어 이루어지고, 상기 안테나 장치가, 한 방향으로 연재하는 제1 기판부 및 그 제1 기판부로부터 절곡하여 그 제1 기판부의 측방에 연장되는 제2 기판부를 가지는 대략 L자 형상의 기판과, 상기 기판상에 배치되어, 상기 통신제어회로의 그라운드에 접속되는 그라운드 접속부와, 상기 제1 기판부상에 배치되어, 유전체 또는 자성체 혹은 그 모두를 겸비한 복합재료로 이루어진 소체에 선형상의 도체 패턴을 형성하여 이루어진 제1 로딩부와, 상기 제2 기판부상에 배치되어, 유전체 또는 자성체 혹은 그 모두를 겸비한 복합재료로 이루어진 소체에 선형상의 도체 패턴을 형성하여 이루어진 제2 로딩부와, 그 제1 및 제2 로딩부의 일단과 상기 그라운드 접속부를 접속하는 인덕터부와, 상기 통신제어회로에 접속되어 상기 제1 및 제2 로딩부의 일단과 상기 인덕터부의 접속점에 급전하는 급전부를 갖추는 구성이 되고, 상기 제1 로딩부가 설치된 상기 제1 기판부 또는 상기 제2 로딩부가 설치된 상기 제2 기판부의 어느 한쪽을 상기 안테나 수납부에 배치함과 함께, 다른쪽을 상기 한 측벽의 내면을 따라 배치하고 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 제1 로딩부와 인덕터부와 급전부에 의해, 제1 공진 주파수를 가지는 제1 안테나 장치가 형성되고, 제2 로딩부와 인덕터부와 급전부에 의해, 제2 공진 주파수를 가지는 제2 안테나 장치가 형성된다. 여기서, 각각의 로딩부와 인덕터부를 조합함으로써, 안테나 엘리먼트의 물리길이가 안테나 동작 파장의 1/4보다 짧더라도, 전기길이로서 안테나 동작 파장의 1/4을 만족한다. 따라서, 안테나 장치의 대폭적인 단축화를 도모할 수 있다.

또한, 2개의 로딩부 중 한쪽을 안테나 수납부에 수납하고, 다른쪽을 케이싱 본체의 한 측벽의 내면측을 따라 배치함으로써, 통신제어회로의 배치위치에 제한을 두는 일 없이 스페이스 팩터가 양호해진다.

그리고, 안테나 수납부의 내부에 배치된 로딩부가 케이싱의 바깥쪽을 향해 돌출된 상태로 배치되게 되므로, 이 로딩부를 갖추는 안테나 장치의 송수신 특성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 통신기기는, 상기 안테나 장치가, 상기 제1 및 제2 로딩부의 어느 한쪽 혹은 양쪽에 설치된 집중상수소자를 갖추는 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 로딩부에 형성된 집중상수소자에 의해, 로딩부의 도체 패턴의 길이를 변경하는 일 없이 전기길이를 조정하여, 용이하게 공진 주파수를 설정할 수 있다. 또한, 급전점에서의 안테나 장치의 임피던스를 정합시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 통신기기는, 상기 안테나 장치가, 상기 접속점과 상기 급전부 사이에 접속된 임피던스 조정부를 갖추는 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 임피던스 조정부에 의해 급전부에서의 임피던스를 정합시킬 수 있다. 따라서, 안테나 장치와 통신제어회로 사이의 임피던스를 정합시키는 정합 회로를 별도로 설치할 일 없이, 효율적으로 신호 전달을 실시할 수 있다.

또한, 본 발명의 통신기기는, 상기 도체 패턴이, 상기 소체의 길이방향으로 권회된 나선형상인 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 도체 패턴을 나선형상으로 함으로써, 도체 패턴 길이를 길게 할 수 있고, 안테나 장치의 이득을 증대시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 통신기기는, 상기 도체 패턴이, 상기 소체의 표면에 형성된 미앤더 형상인 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 도체 패턴을 미앤더 형상으로 함으로써, 상술한 바와 같이 도체 패턴 길이를 길게 할 수 있고, 안테나 장치의 이득을 증대시킬 수 있다. 또한, 도체 패턴이, 소체의 표면에 형성됨으로써 도체 패턴의 형성이 용이해진다.

도 1은, 본 발명의 제1의 실시형태에서의 안테나 장치를 나타내는 평면도이다.

도 2는, 본 발명의 제1의 실시형태에서의 안테나 장치를 나타내는 사시도이다.

도 3은, 본 발명의 제1의 실시형태에서의 안테나 장치의 VSWR의 주파수 특성을 나타내는 그래프이다.

도 4는, 본 발명의 제1의 실시형태에서의 안테나 장치의 방사 패턴을 나타내는 그래프이다.

도 5는, 본 발명의 제2의 실시형태에서의 안테나 장치를 나타내는 사시도이다.

도 6은, 본 발명의 제3의 실시형태에서의 안테나 장치를 나타내는 사시도이다.

도 7은, 본 발명의 제4의 실시형태에서의 안테나 장치를 나타내는 사시도이다.

도 8은, 본 발명의 제4의 실시형태에서의 안테나 장치의 다른 형태를 나타내는 사시도이다.

도 9는, 본 발명의 제5의 실시형태에서의 안테나 장치의 다른 형태를 나타내는 사시도이다.

도 10은, 본 발명의 제6의 실시형태에서의 안테나 장치를 나타내는 사시도이다.

도 11은, 본 발명의 제6의 실시형태에서의 안테나 장치를 나타내는 등가 회로도이다.

도 12는, 본 발명의 제6의 실시형태에서의 안테나 장치의 VSWR의 주파수 특성을 나타내는 그래프이다.

도 13은, 본 발명의 제6의 실시형태 이외의, 본 발명을 적용 가능한 안테나 장치를 나타내는 사시도이다.

도 14는, 본 발명의 제7의 실시형태에서의 안테나 장치를 나타내는 사시도이다.

도 15는, 본 발명의 제7의 실시형태에서의 안테나 장치를 나타내는 등가 회로도이다.

도 16은, 본 발명의 제7의 실시형태에서의 안테나 장치의 VSWR의 주파수 특성을 나타내는 그래프이다.

도 17은, 본 발명의 제8의 실시형태에서의 안테나 장치를 나타내는 사시도이다.

도 18은, 본 발명의 제8의 실시형태에서의 안테나 장치를 나타내는 등가 회로도이다.

도 19는, 본 발명의 제8의 실시형태에서의 안테나 장치의 VSWR의 주파수 특성을 나타내는 그래프이다.

도 20a는, 본 발명의 제9의 실시형태에서의 휴대전화기를 나타내는 사시도이고, 도 20b는, 본 발명의 제9의 실시형태에서의 안테나 장치를 나타내는 사시도이다.

도 21은, 본 발명의 제9의 실시형태에서의 안테나 장치의 모식도이다.

도 22a는, 도 20에서의 제1의 로딩소자의 사시도이고, 도 22b는, 도 20에서의 제2의 로딩소자의 사시도이다.

도 23은, 도 20에서의 안테나 장치를 나타내는 개략도이다.

도 24a 및 도 24b는, 도 20에서의 안테나 장치의 VSWR 특성을 나타내는 그래프이다.

도 25는, 본 발명의 제9의 실시형태 이외의, 본 발명을 적용 가능한 외부 안테나를 모식적으로 나타내는 평면도이다.

도 26은, 본 발명의 제10의 실시형태에서의 안테나 장치의 모식도이다.

도 27은, 도 26에서의 안테나 장치를 나타내는 개략도이다.

도 28은, 본 발명의 제11의 실시형태에서의 안테나 장치를 나타내는 사시도이다.

도 29는, 도 28에서의 안테나 장치의 모식도이다.

도 30은, 도 28의 안테나 장치의 VSWR 특성을 나타내는 그래프이다.

도 31a 내지 도 31d은, 도 28의 안테나 장치의 지향성을 나타내는 그래프이다.

도 32는, 본 발명의 제12의 실시형태에서의 휴대전화기를 나타내는 외관 사시도이다.

도 33은, 도 32의 제1 케이싱의 일부를 나타내는 단면도이다.

도 34는, 도 33의 안테나 장치를 나타내는 평면도이다.

도 35a는, 도 34의 로딩소자를 나타내는 것으로, 제1 로딩소자의 사시도이고, 도 35b는, 도 34의 로딩소자를 나타내는 것으로, 제2 로딩소자의 사시도이다.

도 36은, 도 34의 안테나 장치를 나타내는 개략도이다.

도 37a는, 본 발명의 실시예 1에서의 로딩부를 나타내는 평면도이고, 도 37b는, 본 발명의 실시예 1에서의 로딩부를 나타내는 정면도이다.

도 38a는, 본 발명의 실시예 2에서의 로딩부를 나타내는 평면도이고, 도 38b는, 본 발명의 실시예 2에서의 로딩부를 나타내는 정면도이다.

도 39는, 본 발명의 실시예 1에서의 안테나 장치의 VSWR의 주파수 특성을 나타내는 그래프이다.

도 40은, 본 발명의 실시예 2에서의 안테나 장치의 VSWR의 주파수 특성을 나타내는 그래프이다.

도 41a는, 본 발명의 안테나 장치의 VSWR의 주파수 특성을 나타내는 실시예 3에서의 안테나 장치의 그래프이고, 도 41b는, 본 발명의 안테나 장치의 VSWR의 주파수 특성을 나타내는 비교예에서의 안테나 장치의 그래프이다.

도 42a는, 본 발명의 안테나 장치의 수직편파의 방사 패턴을 나타내는 실시예 3에서의 안테나 장치의 그래프이고, 도 42b는, 본 발명의 안테나 장치의 수직편파의 방사 패턴을 나타내는 비교예에서의 안테나 장치의 그래프이다.

도 43은, 실시예 4에서의 본 발명의 휴대전화기의 주파수와 VSWR의 관계를 나타내는 그래프이다.

도 44는, 실시예 4에서의 본 발명의 휴대전화기의 방사 패턴의 지향성을 나타내는 그래프이다.

도 45는, 본 발명의 다른 실시형태에서의 안테나 장치를 나타내는 평면도이다.

부호의 설명

201 휴대전화기(통신기기)

1, 40, 50, 60, 70, 80, 88, 90, 100 안테나 장치

2 기판

3 어스부(도체막)

3A 단변

4, 43, 51 로딩부

5 인덕터부

6 커패시터부

11 소체

13 설치 도체

12, 52 도체 패턴

42 칩 인덕터(집중상수소자)

145 임피던스 조정부

71,87,151 미앤더 패턴

61 콘덴서부

62 제1 평면전극

63 제2 평면전극

81, 91, 92, 101, 102 복공진 커패시터부

P 급전점(접속점)

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

이하, 본 발명과 관련된 안테나 장치의 제1의 실시형태를 도 1 및 도 2를 참조하면서 설명한다.

본 실시형태에 의한 안테나 장치(1)는, 예를 들면, 휴대전화기 등의 이동체 통신용 무선기기 및 특정 소전력 무선통신, 미약 무선통신 등의 무선기기에 이용되는 안테나 장치이다.

이 안테나 장치(1)는, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 수지 등의 절연성 재료로 이루어진 기판(2)과, 기판(2)의 표면상에 설치되어 직사각 형상의 도체막인 어스부(3)와, 기판(2)의 한쪽 면상에 배치된 로딩부(4)와, 인덕터부(5)와, 커패시터부(6)와, 안테나 장치(1)의 외부에 설치된 고주파 회로(도시 생략)에 접속되는 급전점(P)을 갖추고 있다. 그리고, 로딩부(4) 및 인덕터부(5)에 의해, 안테나 동작 주파수가 조정되고, 430MHz의 중심 주파수에서 전파를 방사하도록 구성되어 있다.

로딩부(4)는, 예를 들면 알루미나 등의 유전재료로 이루어진 직육면체 형상의 소체(11)의 표면의 길이방향에 대해 나선형상으로 형성된 도체 패턴(12)에 의해 구성되어 있다.

이 도체 패턴(12)의 양단은, 기판(2)의 표면에 설치된 직사각형의 설치 도체(13A, 13B)와 전기적으로 접속하도록, 소체(11)의 이면에 설치된 접속 전극(14A, 14B)에 각각 접속되어 있다. 또한, 도체 패턴(12)은, 일단이 설치 도체(13B)를 통하여 인덕터부(5) 및 커패시터부(6)와 전기적으로 접속되고, 타단이 개방단으로 되어 있다.

여기서, 로딩부(4)는, 어스부(3)의 단변(3A)으로부터의 거리인 L1이, 예를 들면 10㎜가 되도록 이간되어 배치되어 있고, 로딩부(4)의 길이방향의 길이 L2가, 예를 들면 16㎜가 되어 있다.

또, 로딩부(4)는, 물리길이가 안테나 동작 파장의 1/4보다 짧으므로, 로딩부(4)의 자기 공진 주파수가 안테나 동작 주파수인 430MHz보다 고주파측이 된다. 이 때문에, 안테나 장치(1)의 안테나 동작 주파수를 기준으로 생각한 경우에는, 자기 공진하고 있다고는 할 수 없기 때문에, 안테나 동작 주파수에서 자기 공진하는 헬리컬 안테나와는 성질이 상이한 것이 되어 있다.

인덕터부(5)는, 칩 인덕터(21)를 가지고 있고, 기판(2)의 표면에 설치된 선형상의 도전성 패턴인 L자 패턴(22)을 통하여 설치 도체(13B)와 접속함과 함께, 마찬가지로 기판(2)의 표면에 설치된 선형상의 도전성 패턴인 어스부 접속 패턴(23)을 통하여 어스부(3)와 접속하는 구성으로 되어 있다.

칩 인덕터(21)의 인덕턴스는, 로딩부(4)와 인덕터부(5)에 의한 공진 주파수가, 안테나 장치(1)의 안테나 동작 주파수인 430MHz가 되도록 조정되어 있다.

또한, L자 패턴(22)은, 단변(22A)이 어스부(3)와 평행하게 되도록 형성되어 있고, 길이(L3)가 2.5㎜가 되어 있다. 이것에 의해, 어스부(3)의 단변(3A)과 평행이 되는 안테나 엘리먼트의 물리길이(L4)가 18.5㎜가 된다.

커패시터부(6)는, 칩 콘덴서(31)를 가지고 있고, 기판(2)의 표면에 설치된 선형상의 도전성 패턴인 설치 도체 접속 패턴(32)을 통하여 설치 도체(13B)와 접속 함과 함께, 마찬가지로 기판(2)의 표면에 설치된 선형상의 도전성 패턴인 급전점 접속 패턴(33)을 통하여 급전점(P)과 접속하는 구성으로 되어 있다.

칩 콘덴서(31)의 커패시턴스는, 급전점(P)에서의 임피던스와 정합이 취해지 도록 조정되어 있다.

이와 같이 구성된 안테나 장치(1)의 주파수 400~450MHz에서의 VSWR(Voltage Standing Wave Ratio：전압 정재파비)의 주파수 특성과, 수평편파 및 수직편파의 방사 패턴을 도 3 및 도 4에 나타낸다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 이 안테나 장치(1)는 주파수 430MHz에서 VSWR가 1.05, VSWR=2.5에서의 대역폭이 14.90MHz가 되어 있다.

다음으로, 본 실시형태의 안테나 장치(1)에서의 전파의 송수신에 대해 설명한다. 상기의 구성으로 이루어진 안테나 장치(1)에 있어서, 고주파 회로로부터 급전점(P)에 전달된 안테나 동작 주파수를 가지는 고주파 신호는, 도체 패턴(12)으로부터 전파로서 송신된다. 또, 안테나 동작 주파수와 일치한 주파수를 가지는 전파는, 도체 패턴(12)에 있어서 수신되고, 급전점(P)으로부터 고주파 신호로서 고주파 회로에 전달된다.

이 때, 안테나 장치(1)의 입력 임피던스와, 급전점(P)에서의 임피던스의 정합이 취해지는 커패시턴스를 가지는 커패시터부(6)에 의해, 전력 로스가 저감된 상태에서 전파의 송수신이 이루어진다.

이와 같이 구성된 안테나 장치(1)는, 로딩부(4)와 인덕터부(5)를 조합함으로써, 어스부(3)의 단변(3A)과 평행이 되는 안테나 엘리먼트의 물리길이가 18.5㎜라도, 전기길이에서 1/4 파장이 되어 있으므로, 430MHz의 전자파의 1/4 파장인 약 170㎜의 약 1/10 정도까지 큰 폭으로 소형화시킬 수 있다.

이것에 의해, 예를 들면 400MHz 대역과 같은 비교적 주파수가 낮은 대역에 있어서도 실용적인 무선기기의 내장형 안테나 장치에 적용할 수 있다.

또한, 도체 패턴(12)이 소체(11)의 길이방향으로 권회된 나선형상을 가지고 있으므로, 도체 패턴(12)을 길게 할 수 있고, 안테나 장치(1)의 이득을 향상시키는 것이 가능해진다.

또한, 커패시터부(6)에 의해, 급전점(P)에서의 임피던스의 정합이 취해지므로, 급전점(P)과 고주파 회로 사이에 정합 회로를 설치할 필요가 없어져, 정합 회로에 의한 방사 이득의 저하가 억제됨과 함께 효율적으로 전파가 송수신된다.

다음으로, 제2의 실시형태에 대해 도 5를 참조하면서 설명한다. 또, 이하의 설명에 있어서, 상기 실시형태에서 설명한 구성요소에는 동일 부호를 부여하고, 그 설명은 생략한다.

제2의 실시형태와 제1의 실시형태의 상이점은, 제1의 실시형태에서의 안테나 장치(1)에서는 커패시터부(6)에 의해 급전점(P)에 접속되어 있지만, 제2의 실시형태에서의 안테나 장치(40)에서는, 급전점 접속 패턴(41)에 의해 급전점(P)에 접속됨과 함께, 설치 도체(13B)와 인덕터부(5) 사이에 집중상수소자로서, 칩 인덕터(42)가 설치되어 있는 점이다.

즉, 안테나 장치(40)는, 로딩부(43)와 설치 도체(13B)와, 로딩부(43) 및 인덕터부(5)의 접속점과 급전점(P)을 접속하는 급전점 접속 패턴(41)과, 도체 패턴(13)과 인덕터부(5)를 접속하는 접속도체(44)와, 접속도체(44)에 설치된 칩 인덕터(42)를 가지고 있다.

이와 같이 구성된 안테나 장치(40)는, 상술한 제1의 실시형태와 같이, 로딩 부(43)와 인덕터부(5)를 조합함으로써, 물리길이로서 대폭적인 단축화를 도모할 수 있다.

또한, 칩 인덕터(42)에 의해, 로딩부(43)의 전기길이를 조정할 수 있으므로, 도체 패턴(12)의 길이를 조정할 일 없이 용이하게 공진 주파수를 설정할 수 있다.

또한, 급전점(P)에서의 임피던스의 정합이 취해지므로, 정합 회로에 의한 방사 이득의 저하가 억제됨과 함께 효율적으로 전파가 송수신된다.

또, 본 실시형태에 있어서, 집중상수소자로서 인덕터를 이용했지만, 이것에 한정하지 않고, 커패시터를 이용해도 좋고, 인덕터와 커패시터를 병렬 또는 직렬로 접속한 것을 이용해도 좋다.

다음으로, 제3의 실시형태에 대해 도 6을 참조하면서 설명한다. 또, 이하의 설명에 있어서, 상기 실시형태에서 설명한 구성요소에는 동일 부호를 부여하고, 그 설명은 생략한다.

제3의 실시형태와 제1의 실시형태의 상이점은, 제1의 실시형태에서의 안테나 장치(1)에서는, 로딩부(4)의 도체 패턴(12)이 소체(11)의 길이방향으로 권회된 나선형상이지만, 제3의 실시형태에서의 안테나 장치(50)는, 로딩부(51)의 도체 패턴(52)이 소체(11)의 표면에 형성된 미앤더 형상으로 되어 있는 점이다.

즉, 소체(11)의 표면에 미앤더 형상을 가지는 도체 패턴(52)이 형성되어 있고, 도체 패턴(52)의 양단이 각각 접속 전극(14A, 14B)에 접속되어 있다.

이와 같이 구성된 안테나 장치(50)는, 제1의 실시형태에서의 안테나 장치(1)와 같은 작용, 효과를 갖지만, 소체(11)의 면상에 도체를 형성함으로써 미앤더 형 상의 로딩부(51)가 구성되어 있기 때문에, 로딩부(51)를 용이하게 제작할 수 있다.

다음으로, 제4의 실시형태에 대해 도 7을 참조하면서 설명한다. 또, 이하의 설명에 있어서, 상기 실시형태에서 설명한 구성요소에는 동일 부호를 부여하고, 그 설명은 생략한다.

제4의 실시형태와 제1의 실시형태의 상이점은, 제1의 실시형태에서의 안테나 장치(1)에서는, 커패시터부(6)가 칩 콘덴서(31)를 가지고 있고, 칩 콘덴서(31)에 의해 급전점(P)에서의 안테나 장치(1)의 임피던스의 정합을 취하고 있지만, 제4의 실시형태에서의 안테나 장치(60)는, 콘덴서부(61)가 소체(11)에 형성되어 서로 대향하는 한 쌍의 평면전극인 제1 및 제2 평면전극(62, 63)에 의해 형성된 콘덴서부(64)를 가지고 있고, 콘덴서부(64)에 의해 급전점(P)에서의 안테나 장치(60)의 임피던스의 정합을 취하고 있는 점이다.

즉, 소체(11)의 표면에는 나선형상을 가지는 도체 패턴(12)이 형성되어 있고, 소체(11)의 표면에 형성되어 이 도체 패턴(12)의 일단과 전기적으로 접속하는 제1 평면전극(62)과, 소체(11)의 내부에 제1 평면전극(62)과 대향하여 배치된 제2 평면전극(63)이 형성되어 있다.

제1 평면전극(62)은, 예를 들면, 레이저를 조사하여 갭(G)을 형성함으로써 트리밍할 수 있도록 구성되어 있고, 이것에 의해 콘덴서부(64)의 커패시턴스를 변경 가능하게 되어 있다.

또한, 제1 평면전극(62)은, 기판(2)의 표면에 설치된 직사각형의 설치 도체(13A, 65A, 65B)와 전기적으로 접속하도록, 소체(11)의 이면에 설치된 접속 전 극(66A)에 접속되어 있다.

또한, 제2 평면전극(63)도 제1 평면전극(62)과 같이, 설치 도체(65B)와 전기적으로 접속하도록, 소체(11)의 이면에 설치된 접속 전극(66B)에 접속되어 있다. 이 설치 도체(65B)는, 급전점 접속 패턴(33)을 통하여 급전점(P)과 전기적으로 접속되어 있다.

인덕터부(67)는, 칩 인덕터(21)가 기판(2)의 표면에 설치된 선형상의 도전성 패턴인 L자 패턴(22)을 통하여 설치 도체(65B)에 접속되어 있다.

이와 같이 구성된 안테나 장치(60)는, 제1의 실시형태에서의 안테나 장치(1)와 같은 작용, 효과를 갖지만, 소체(11)에 서로 대향하는 제1 및 제2 평면전극(62, 63)을 형성함으로써, 로딩부(4)와 콘덴서부(64)가 일체화된다. 따라서, 안테나 장치(60)의 부품점수의 삭감이 가능해진다.

또한, 제1 평면전극(62)에 대해서 레이저를 조사하여 트리밍함으로써 콘덴서부(64)의 커패시턴스를 변경하는 것이 가능하기 때문에, 용이하게 급전점(P)에서의 임피던스와 정합을 취할 수 있다.

또, 상술한 제4의 실시형태에서의 안테나 장치(60)에서는, 도체 패턴(12)이 소체(11)의 길이방향으로 권회된 나선형상을 가지고 있지만, 도 8에 나타낸 바와 같이, 제3의 실시형태와 같이 도체 패턴(52)이 미앤더 형상을 가지고 있는 안테나 장치(70)라도 좋다.

즉, 도 9에 나타낸 바와 같이, 기판(2)의 표면상에, 로딩부(4)의 설치 도체(13A)와 접속하고, 미앤더 형상을 가지는 미앤더 패턴(71)이 형성되어 있다. 이 미앤더 패턴(71)은, 그 긴 축이 도체막(3)과 평행하게 되도록 배치되어 있다.

이와 같이 구성된 안테나 장치(70)는, 제2의 실시형태에서의 안테나 장치(40)와 같은 작용, 효과를 갖지만, 로딩부(4)의 선단에 미앤더 패턴(71)이 접속되어 있음으로써, 안테나 장치의 광대역화나 고이득화를 도모할 수 있다.

또, 상술한 제5의 실시형태에서의 안테나 장치(70)에서는, 도체 패턴(12)이 소체(11)의 길이방향으로 권회된 나선형상을 가지고 있지만, 제3의 실시형태와 같이 미앤더 형상이라도 좋다.

다음으로, 제6의 실시형태에 대해 도 10부터 도 12를 참조하면서 설명한다. 또, 이하의 설명에 있어서, 상기 실시형태에서 설명한 구성요소에는 동일 부호를 부여하고, 그 설명을 생략한다.

제6의 실시형태와 제1의 실시형태의 상이점은, 제6의 실시형태에서의 안테나 장치(80)에서는, 도체 패턴(12)의 양단에 복공진 커패시터부(81)가 병렬 접속되어 있는 점이다.

즉, 도 10에 나타낸 바와 같이, 복공진 커패시터부(81)는, 소체(82A)의 상하 양면에 형성된 평판도체(83A, 83B)와, 평판도체(83A) 및 접속전극(14A)을 접속하는 직선도체(84A)와, 평판도체(83B) 및 접속전극(14B)을 접속하는 직선도체(84B)에 의해 구성되어 있다.

소체(82A)는, 소체(11)의 상면에 적층된 소체(82B)의 표면에 적층되어 있다. 그리고, 소체(82A, 82B) 모두, 소체(11)와 같은 재료에 의해 형성되어 있다.

평판도체(83A)는, 대략 직사각 형상의 도체로서, 소체(82A)의 이면에 형성되어 있다. 또, 평판도체(83B)는, 평판도체(83A)와 같이 대략 직사각 형상의 도체로서, 소체(82A)의 상면에 일부가 평판도체(83A)와 대향하도록 형성되어 있다.

이들 평판도체(83A, 83B)는, 각각 직선도체(84A, 84B)를 통하여 도체 패턴(12)의 양단에 접속되어 있고, 소체(82A)를 통하여 대향 배치됨으로써 커패시터를 형성한다.

이 안테나 장치(80)는, 도 11에 나타낸 바와 같이, 로딩부(4)와 인덕터부(5)와 커패시터부(6)와 복공진 커패시터부(81)에 의해 제1 공진 주파수를 가지는 안테나부(85)가 형성되고, 복공진 커패시터부(81)와 로딩부(4)에 의해 제2 공진 주파수를 가지는 복공진부(86)가 형성된다.

도 12에 안테나 장치(80)의 VSWR 특성을 나타낸다. 도 12에 나타낸 바와 같이, 안테나부(85)는, 제1 공진 주파수(f1)를 나타내고, 복공진부(86)는, 제1 공진 주파수(f1)보다 주파수가 높은 제2 공진 주파수(f2)를 나타낸다. 또, 소체(82A)에 이용하는 재료나, 평판도체(83A, 83B)의 대향하는 면적을 조절함으로써, 제2 공진 주파수를 용이하게 변경할 수 있다.

이와 같이 구성된 안테나 장치(80)는, 상술한 제1의 실시형태와 같은 작용, 효과를 갖지만, 도체 패턴(12)의 양단에 복공진 커패시터부(81)를 병렬 접속함으로써, 안테나부(85)의 제1 공진 주파수(f1)와 상이한 제2 공진 주파수(f2)를 가지는 복공진부(86)가 형성된다. 따라서, 예를 들면, 유럽에서의 900MHz대의 GSM(Global System for Mobile Communication)과 1.8GHz대의 DCS(Digital Cellular System)와 같이 2개의 공진 주파수를 가지는 소형의 안테나 장치로 할 수 있다.

또, 본 실시형태에 있어서, 도 13에 나타낸 바와 같이, 로딩부(4)의 선단에, 미앤더 패턴(87)이 형성되어 있는 안테나 장치(88)라도 좋다. 이 안테나 장치(88)는, 기판(2)의 표면상에, 로딩부(4)의 설치 도체(13A)와 접속하고, 미앤더 형상을 가지는 미앤더 패턴(87)이 형성되어 있다.

이 미앤더 패턴(87)은, 그 긴 축이 도체막(3)과 평행하게 되도록 배치되어 있다.

이와 같이 구성된 안테나 장치(88)는, 로딩부(4)의 선단에 미앤더 패턴(87)이 접속되어 있음으로써, 안테나 장치의 광대역화나 고이득화를 도모할 수 있다.

다음으로, 제7의 실시형태에 대해 도 14로부터 도 16을 참조하면서 설명한다. 또, 이하의 설명에 있어서, 상기 실시형태에서 설명한 구성요소에는 동일 부호를 부여하고, 그 설명을 생략한다.

제7의 실시형태와 제6의 실시형태의 상이점은, 제6의 실시형태에서의 안테나 장치(80)에서는, 복공진 커패시터부(81)가 1개 접속되어 있지만, 제7의 실시형태에서의 안테나 장치(90)에서는, 도체 패턴(12)의 선단 및 도체 패턴(12)의 대략 중앙의 2점간에 병렬 접속된 복공진 커패시터부(91)와, 도체 패턴(12)의 기단(基端) 및 도체 패턴(12)의 대략 중앙의 2점간에 병렬 접속된 복공진 커패시터부(92)를 갖추는 점이다.

즉, 도 14에 나타낸 바와 같이, 복공진 커패시터부(91)는, 소체(82A)의 상하 양면에 형성된 평판도체(93A, 93B)와, 평판도체(93A) 및 접속전극(14A)을 접속하는 직선도체(94)에 의해 구성되어 있다. 또한, 복공진 커패시터부(92)는, 복공진 커패시터부(91)와 같이, 평판도체(95A, 95B)와, 평판도체(95B) 및 접속전극(14B)을 접속하는 직선도체(96)에 의해 구성되어 있다.

평판도체(93A)는, 대략 직사각 형상의 도체로서, 소체(82A)의 이면에 형성되어 있다. 또한, 평판도체(93B)는, 평판도체(93A)와 같이 대략 직사각 형상으로서, 소체(82A)의 상면에 일부가 평판도체(93A)와 대향하도록 형성되어 있다. 그리고, 평판도체(95A)는, 대략 직사각 형상의 도체로서, 소체(82A)의 상면에 형성되어 있다. 또한, 평판도체(95B)는, 평판도체(95A)와 같이 대략 직사각 형상으로서, 소체(82A)의 이면에 일부가 평판도체(95A)와 대향하도록 형성되어 있다.

또, 평판도체(93B, 95A)는, 서로 접촉하지 않도록 형성되어 있다.

평판도체(93A, 95B)는, 각각 직선도체(94, 96)를 통하여 도체 패턴의 양단에 접속되어 있다. 또한, 평판도체(93B, 95A)는, 각각 소체(82A, 82B)를 관통하도록 형성되어 내부에 도전성 부재가 충전된 스루홀을 통하여 도체 패턴(12)의 중앙에 접속되어 있다. 이와 같이, 소체(82A)를 통하여 평판도체(93A, 93B)가 대향 배치되어 1개의 커패시터가 형성되고, 평판도체(95A, 95B)가 대향 배치되어 또 1개의 커패시터가 형성된다.

이 안테나 장치(90)는, 도 15에 나타낸 바와 같이, 제1 공진 주파수를 가지는 안테나부(97)가 형성되고, 복공진 커패시터부(91)와 이것에 접속되는 2점간의 도체 패턴(12)에 의해 제2 공진 주파수를 가지는 제1 복공진부(98)가 형성되고, 복공진 커패시터부(92)와 이것에 접속되는 2점간의 도체 패턴(12)에 의해 제3 공진 주파수를 가지는 제2 복공진부(99)가 형성된다.

도 16에 안테나 장치(90)의 VSWR 특성을 나타낸다. 도 16에 나타낸 바와 같이, 안테나부(97)는, 제1 공진 주파수(f11)를 나타내고, 제1 복공진부(98)는, 제1 공진 주파수(f11)보다 주파수가 높은 제2 공진 주파수(f12)를 나타내고, 제2 복공진부(99)는, 제2 공진 주파수(f12)보다 주파수가 높은 제3 공진 주파수(f13)를 나타낸다. 또, 소체(82A)에 이용하는 재료나 평판도체(93A, 93B)의 대향하는 면적을 변경함으로써, 제2 공진 주파수를 조절할 수 있다. 또한, 마찬가지로 소체(82A)에 이용하는 재료나 평판도체(95A, 95B)의 대향하는 면적을 변경함으로써 제3 공진 주파수를 조절할 수 있다.

이와 같이 구성된 안테나 장치(90)는, 상술한 제6의 실시형태와 같은 작용, 효과를 갖지만, 도체 패턴(12)의 2개소에 2개의 복공진 커패시터부(91, 92)를 병렬 접속함으로써, 제2 공진 주파수(f12)를 가지는 제1 복공진부(98)와, 제3 공진 주파수(f13)를 가지는 제2 복공진부(99)가 형성된다. 따라서, 예를 들면, GSM과 DCS와 PCS(Personal Communication Services)와 같이 3개의 공진 주파수를 가지는 소형의 안테나 장치로 할 수 있다.

또, 본 실시형태에 있어서도, 상술한 제6의 실시형태와 같이, 로딩부(4)의 설치 도체(13A)와 접속하고, 미앤더 형상을 가지는 미앤더 패턴(87)이 형성되어 있어도 좋다.

다음으로, 제8의 실시형태에 대해 도 17부터 도 19를 참조하면서 설명한다. 또, 이하의 설명에 있어서, 상기 실시형태에서 설명한 구성요소에는 동일 부호를 부여하고, 그 설명을 생략한다.

제8의 실시형태와 제7의 실시형태의 상이점은, 제7의 실시형태에서의 안테나 장치(90)에서는, 소체(82A)를 통하여 2개의 평판도체를 대향 배치함으로써 커패시터를 형성하고 있지만, 제8의 실시형태에서의 안테나 장치(100)에서는, 도체 패턴(12)과의 사이에 발생하는 부유용량에 의해 커패시터를 형성하는 복공진 커패시터부(101, 102)를 갖추는 점이다.

즉, 도 17에 나타낸 바와 같이, 복공진 커패시터부(101)는, 소체(82A)의 상면에 형성된 평판도체(103)와, 평판도체(103) 및 접속전극(14A)을 접속하는 직선도체(104)에 의해 구성되어 있다. 또, 복공진 커패시터부(102)는, 소체(82A)의 상면에 형성된 평판도체(105)와, 평판도체(105) 및 접속전극(14B)을 접속하는 직선도체(106)에 의해 구성되어 있다.

평판도체(103)는, 대략 직사각 형상의 도체로서, 소체(82B)의 상면에 형성되어 있다. 또, 평판도체(105)는, 평판도체(103)와 같이 대략 직사각 형상의 도체로서, 소체(82B)의 상면에 형성되어 있다. 이와 같이, 소체(82B)를 통하여 평판도체(103)와 도체 패턴(12)이 대향 배치됨으로써, 평판도체(103)와 도체 패턴(12) 사이의 부유용량에 의해 1개의 커패시터가 등가적으로 형성된다. 그리고, 마찬가지로 소체(82B)를 통하여 평판도체(105)와 도체 패턴(12)이 대향 배치됨으로써, 평판도체(105)와 도체 패턴(12) 사이의 부유용량에 의해 또 1개의 커패시터가 등가적으로 형성된다.

또, 평판도체(103, 105)는, 서로 접촉하지 않도록 형성되어 있다.

이 안테나 장치(100)는, 도 18에 나타낸 바와 같이, 로딩부(4)와 인덕터부(5)와 커패시터부(6)에 의해 제1 공진 주파수를 가지는 안테나부(109)가 형성되고, 복공진 커패시터부(101)와 이것에 접속되는 2점간의 도체 패턴(12)에 의해 제2 공진 주파수를 가지는 제1 복공진부(107)가 형성되고, 복공진 커패시터부(102)와 이것에 접속되는 2점간의 도체 패턴(12)에 의해 제3 공진 주파수를 가지는 제2 복공진부(108)가 형성된다.

도 19에 안테나 장치(100)의 VSWR 특성을 나타낸다. 도 19에 나타낸 바와 같이, 안테나부(109)는, 제1 공진 주파수(f21)를 나타내고, 제1 복공진부(107)는, 제1 공진 주파수(f21)보다 주파수가 높은 제2 공진 주파수(f22)를 나타내고, 제2 복공진부(108)는, 제2 공진 주파수(f22)보다 주파수가 높은 제3 공진 주파수(f23)를 나타낸다. 또, 소체(82B)에 이용하는 재료나 평판도체(103)의 면적을 조절함으로써, 제2 공진 주파수를 용이하게 변경할 수 있다. 또한, 마찬가지로 소체(82A)에 이용하는 재료나 평판도체(105)의 면적을 조절함으로써 제3 공진 주파수를 용이하게 변경할 수 있다.

이와 같이 구성된 안테나 장치(100)는, 상술한 제7의 실시형태와 같은 작용, 효과를 갖지만, 도체 패턴(12)과 각 평판도체(103, 105)를 각각 대향 배치하고, 그 부유용량에 의해 제1 및 제2 복공진부(107, 108)가 형성되어 있으므로, 구성이 용이해진다.

또, 본 실시형태에 있어서도, 상술한 제6의 실시형태와 같이, 로딩부(4)의 설치 도체(13A)와 접속하고, 미앤더 형상을 가지는 미앤더 패턴(87)이 형성되어 있어도 좋다.

이하, 본 발명과 관련된 안테나 장치의 제9의 실시형태를, 도 20부터 도 23을 참조하면서 설명한다.

본 실시형태에 의한 안테나 장치(1)는, 예를 들면, 800MHz 대역을 이용한 PDC(Personal Digital Cellular)의 수신 주파수 대역과, 1.5GHz 대역의 GPS(Global Positioning System)에 대응하는, 도 20에 나타낸 바와 같은 휴대전화기(110)에 이용되는 안테나 장치이다.

이 휴대전화기(110)는, 도 20에 나타낸 바와 같이, 베이스(161)와, 베이스(161)의 내부에 배치되어 고주파 회로를 포함하는 통신제어회로 등이 설치된 본체 회로 기판(162)과, 본체 회로 기판(162)에 설치된 고주파 회로에 접속되는 안테나 장치(1)를 갖추고 있다. 또, 안테나 장치(1)에는, 후술하는 급전부(126)와 본체 회로 기판(162)의 고주파 회로와 접속하기 위한 급전핀(163)이 설치되고, 후술하는 도체 패턴(136)과 본체 회로 기판(162)의 그라운드를 접속하기 위한 GND핀(164)이 설치되어 있다.

이하에, 안테나 장치(1)에 대해 안테나 장치의 모식도를 이용하여 설명한다.

이 안테나 장치(1)는, 도 21에 나타낸 바와 같이, 예를 들면 수지 등의 절연성 재료로 이루어진 기판(2)과, 기판(2)의 표면에 형성된 직사각 형상의 도체막(121)과, 기판(2)의 표면상에 도체막(121)과 평행하게 되도록 각각 배치된 제1 및 제2의 로딩부(123, 124)와, 제1 및 제2의 로딩부(123, 124)의 각각의 기단과 도체막(121)을 접속하는 인덕터부(125)와, 제1 및 제2의 로딩부(123, 124)와 인덕터부(125)의 접속점(P)에 급전하는 급전부(126)와, 접속점(P)과 급전부(126)를 접속 하는 급전도체(127)를 갖추고 있다.

제1의 로딩부(123)는, 제1의 로딩소자(128)와, 기판(2)의 표면에 형성되어 제1의 로딩소자(128)를 기판(2)상에 재치(載置)하기 위한 랜드(132A, 132B)와, 랜드(132A)와 접속점(P)을 접속하는 연결도체(120)와, 연결도체(120)에 형성되어 연결도체(120)를 분단하는 분단부(도시 생략)를 접속하는 집중상수소자(134)를 갖추고 있다.

제1의 로딩소자(128)는, 도 22a에 나타낸 바와 같이, 예를 들면 알루미나 등의 유전체로 이루어진 직육면체의 소체(135)와, 이 소체(135)의 표면에 길이방향에 대해서 나선형상으로 권회되는 선형상의 도체 패턴(136)에 의해 구성되어 있다. 이 도체 패턴(136)의 양단은, 랜드(132A, 132B)와 접속하도록, 소체(135)의 이면에 형성된 접속도체(137A, 137B)에 각각 접속되어 있다.

집중상수소자(134)는, 예를 들면 칩 인덕터에 의해 구성되어 있다.

또한, 제2의 로딩부(124)는, 접속점(P)을 통하여 제1의 로딩부(123)와 대향하여 배치되고, 제1의 로딩부(123)과 같이, 제2의 로딩소자(129)와, 랜드(142A, 142B)와, 연결도체(130)와, 집중상수소자(134)를 갖추고 있다.

그리고, 제2의 로딩소자(129)는, 제1의 로딩소자(128)와 같고, 도 22b에 나타낸 바와 같이, 소체(145)와, 이 소체(145)의 표면에 권회되는 도체 패턴(146)에 의해 구성된다.

이 도체 패턴(146)의 양단은, 랜드(142A, 142B)와 접속하도록, 소체(145)의 이면에 형성된 접속도체(147A, 147B)에 각각 접속되어 있다.

인덕터부(125)는, 연결도체(120, 130)와 도체막(121)을 접속하는 도체막 접속 패턴(131)과, 이 도체막 접속 패턴(131)에 형성되어 도체막 접속 패턴(131)을 분단하는 분단부(도시 생략)를 접속하는 칩 인덕터(132)를 갖추고 있다.

또한, 급전도체(127)는, 연결도체(130)와, 고주파 회로(RF)에 접속되는 급전부(126)를 접속하는 직선형상의 패턴이다.

또, 급전도체(127)의 길이를 적당히 조정함으로써, 급전부(126)에서의 임피던스 정합이 취해지고 있다.

이 안테나 장치(1)에는, 도 23에 나타낸 바와 같이, 제1의 로딩부(123)와 인덕터부(5)와 급전도체(127)에 의해, 제1의 안테나부(141)가 형성되고, 제2의 로딩부(124)와 인덕터부(5)와 급전도체(127)에 의해, 제2의 안테나부(142)가 형성되어 있다.

제1의 안테나부(141)는, 도체 패턴(136)의 길이나 집중상수소자(134)의 인덕턴스, 칩 인덕터(132)의 인덕턴스로 전기길이를 조정함으로써 제1의 공진 주파수를 가지도록 구성되어 있다.

또한, 제2의 안테나부(142)는, 제1의 공진 주파수(f1)와 같이, 도체 패턴(146)의 길이나 집중상수소자(134)의 인덕턴스, 칩 인덕터(132)의 인덕턴스로 전기길이를 조정함으로써 제2의 공진 주파수를 가지도록 구성되어 있다.

또, 제1 및 제2의 로딩부(123, 124)는, 각각의 물리길이가 제1 및 제2의 안테나부(141, 142)의 안테나 동작 파장의 1/4보다 짧게 구성되어 있다. 이것에 의해, 제1 및 제2의 로딩부(123, 124)의 자기 공진 주파수가, 안테나 장치(1)의 안 테나 동작 주파수인 제1 및 제2의 공진 주파수보다 고주파측으로 되어 있다. 따라서, 제1 및 제2의 공진 주파수를 기준으로 생각한 경우에 있어서, 이 제1 및 제2의 로딩부(123, 124)는, 자기 공진하고 있다고는 할 수 없기 때문에, 안테나 동작 주파수에서 자기 공진하는 헬리컬 안테나와는 성질이 상이한 것이 되어 있다.

도 24a에 안테나 장치(1)의 VSWR(Voltage Standing Wave Ratio：전압 정재파비) 특성을 나타낸다. 도 24a에 나타낸 바와 같이, 제1의 안테나부(141)는, 제1의 공진 주파수(f1)를 나타내고, 제2의 안테나부(142)는, 제1의 공진 주파수(f1)보다 주파수가 높은 제2의 공진 주파수(f2)를 나타낸다.

또, 도 24a에서는, 제1의 공진 주파수(f1)를, PDC의 수신 주파수 대역에 대응시키고, 제2의 공진 주파수(f2)를, 1.5GHz 대역의 GPS에 대응시키지만, 상술한 바와 같이 제1 및 제2의 안테나부(141, 142)의 전기길이를 적당히 조정함으로써, 도 24b에 나타낸 바와 같이, 제1의 공진 주파수(f1)를, 수신 주파수 대역에 대응시키고, 제2의 공진 주파수(f2)를, 송신 주파수 대역에 대응시키는 것이 가능하다.

이와 같이 구성된 안테나 장치(1)는, 제1 및 제2의 로딩부(123, 124)와, 인덕터부(125)를 조합함으로써, 도체막(121)과 평행이 되는 안테나 엘리먼트의 물리길이가 안테나 동작 파장의 1/4보다 짧더라도, 전기길이로서는 안테나 동작 파장의 1/4이 된다. 따라서, 물리길이로서 대폭적인 단축화를 도모할 수 있다.

또한, 제1 및 제2의 로딩부(123, 124)에 각각 설치된 집중상수소자(134, 144)에 의해, 도체 패턴(136, 146)의 길이를 조정할 일 없이 제1 및 제2의 공진 주파수(f1, f2)를 설정할 수 있다. 이것에 의해, 제1 및 제2의 공진 주파수(f1, f2)를 설정할 때에, 안테나 장치(1)를 실장하는 케이싱의 그라운드 사이즈 등의 조건에 따라 도체 패턴(136, 146)의 권수(卷數)를 변화시킬 필요가 없고, 또한, 권수를 변화시킴으로써 제1 및 제2의 로딩소자(128, 129) 자체의 크기를 변경시킬 필요가 없다. 따라서, 제1 및 제2의 공진 주파수(f1, f2)의 설정이 용이하다.

또, 본 실시형태에 있어서, 도 25에 나타낸 바와 같이, 접속점(P)과 급전부(126) 사이에 임피던스 조정부(148)가 형성되어도 좋다.

이 임피던스 조정부(148)는, 예를 들면 칩 콘덴서에 의해 구성되고, 급전도체(127)를 분단하는 분단부(도시 생략)를 접속하도록 배치되어 있다. 이것에 의해, 급전부(126)에서의 임피던스를, 칩 콘덴서의 커패시턴스를 조정함으로써 용이하게 정합시킬 수 있다.

다음으로, 제10의 실시형태에 대해 도 26및 도 27을 참조하면서 설명한다. 또, 이하의 설명에 있어서, 상기 실시형태에서 설명한 구성요소에는 동일 부호를 부여하고, 그 설명은 생략한다.

제10의 실시형태와 제9의 실시형태의 상이점은, 제9의 실시형태에서의 안테나 장치(1)에서는, 제1의 안테나부(141)가, 제1의 로딩부(123)와 인덕터부(5)와 급전도체(127)에 의해 형성되어 있는데 대해, 제10의 실시형태에서의 안테나 장치(50)는, 제1의 안테나부가, 제1의 로딩부(123)와 인덕터부(5)와 급전도체(127)와 제1의 로딩부(123)의 선단에 형성된 미앤더 패턴(151)에 의해 형성되어 있는 점이다.

즉, 도 26에 나타낸 바와 같이, 기판(2)의 표면상에, 제1의 로딩부(123)의 랜드(132B)와 접속하고, 미앤더 형상을 가지는 미앤더 패턴(151)이 형성되어 있다.

이 미앤더 패턴(151)은, 그 긴 축이 도체막(3)과 평행하게 되도록 배치되어 있다.

이 안테나 장치(50)는, 도 27에 나타낸 바와 같이, 제1의 로딩부(123)와 미앤더 패턴(151)과 인덕터부(125)와 급전도체(127)에 의해, 제1의 공진 주파수를 가지는 제1의 안테나부(155)가 형성되고, 제2의 로딩부(124)와 인덕터부(5)와 급전도체(127)에 의해, 제2의 공진 주파수를 가지는 제2의 안테나부(142)가 형성된다.

이와 같이 구성된 안테나 장치(50)는, 제9의 실시형태에서의 안테나 장치(1)와 같은 작용, 효과를 갖지만, 제1의 로딩부(123)에 미앤더 패턴(151)이 접속되어 있음으로써, 제1의 안테나부(155)의 광대역화나 고이득화를 도모할 수 있다.

또, 본 실시형태에 있어서, 미앤더 패턴(151)은, 제2의 로딩부(124)의 선단에 접속되어도 좋고, 제1 및 제2의 로딩부(123, 124)의 선단에 접속되어도 좋다.

또한, 상술한 제9의 실시형태와 같이, 접속점(P)과 급전부(126) 사이에 임피던스 조정부(148)가 형성되어도 좋다.

다음으로, 제11의 실시형태에 대해 도 28 및 도 29를 참조하면서 설명한다. 또, 이하의 설명에 있어서, 상기 실시형태에서 설명한 구성요소에는 동일 부호를 부여하고, 그 설명은 생략한다.

제11의 실시형태와 제10의 실시형태의 상이점은, 제10의 실시형태에서의 안테나 장치(50)에서는, 제1의 안테나부가, 제1의 로딩부(123)와 인덕터부(5)와 급전도체(127)와 제1의 로딩부(4)의 선단에 형성된 미앤더 패턴(151)에 의해 구성되어 있는데 대해, 제11의 실시형태에서의 안테나 장치(70)는, 제1의 안테나부(171)가, 미앤더 패턴(151)의 선단에 접속된 연장부재(172)를 갖추고 있는 점이다.

즉, 연장부재(172)는, 대략 L자 형상으로 굴곡진 판형상의 금속부재로서, 일단이 기판(2)의 이면에 부착 고정되는 기판 부착부(173)와, 기판 부착부(173)의 타단으로부터 굴곡지도록 설치된 연장부(174)로 구성되어 있다.

기판 부착부(173)는, 기판(2)에, 예를 들면 납땜 등으로 고정되고, 기판(2)에 형성된 스루홀(102a)을 통하여 기판(2)의 표면에 설치되어 있는 미앤더 패턴(151)의 선단에 접속되어 있다.

연장부(174)는, 그 판면이 기판(2)과 대략 평행하고, 선단이 제1의 로딩소자(128)를 향하도록 배치되어 있다. 또, 연장부재(172)의 길이는, 제1의 안테나부(171)가 가지는 제1의 공진 주파수에 따라, 적당히 설정되어 있다.

여기서, 안테나 장치(70)의 주파수 800MHz~950MHz에서의 VSWR의 주파수 특성을 도 30에 나타낸다.

도 30에 나타낸 바와 같이, 주파수 906MHz에 있어서 VSWR이 1.29가 되고, VSWR=2.0에서의 대역폭이 55.43 MHz가 되었다.

또한, 각 주파수에서의 수직편파의 XY평면의 방사 패턴의 지향성을 도 31a 내지 도 31d에 나타낸다. 여기서, 도 31a는 주파수 832MHz에서의 지향성, 도 31b는 주파수 851MHz에서의 지향성, 도 31c는 주파수 906MHz에서의 지향성, 도 31d는 주파수 925MHz에서의 지향성을 각각 나타내고 있다.

주파수 832MHz에서는, 최대치가 -4.02dBd, 최소치가 -6.01dBd, 평균치가 -4.85dBd가 되었다. 또한, 주파수 851MHz에서는, 최대치가 -3.36dBd, 최소치가 -6.03dBd, 평균치가 -4.78dBd가 되었다. 그리고, 주파수 906MHz에서는, 최대치가 -2.49dBd, 최소치가 -7.9dBd, 평균치가 -5.19dBd가 되었다. 또한, 주파수 925MHz에서는, 최대치가 -3.23dBd, 최소치가 -9.61dBd, 평균치가 -6.24dBd가 되었다.

이와 같이 구성된 안테나 장치(70)에 의하면, 상술한 제9의 실시형태에서의 안테나 장치(50)와 같은 작용, 효과를 갖지만, 미앤더 패턴(151)의 선단에 연장부재(172)가 접속되어 있음으로써, 보다 광대역, 고이득의 제1의 안테나부(171)로 할 수 있다.

또한, 연장부(174)를 제1의 로딩소자(128)를 향해 배치함으로써, 이 안테나 장치(70)를 갖추는 휴대전화기의 케이싱내의 공간을 유효하게 활용할 수 있다. 또한, 연장부(174)가 기판(2)으로부터 이간되어 배치되어 있음으로써, 제1의 로딩소자(128) 및 미앤더 패턴(151)을 흐르는 고주파 전류에 의한 영향을 저감시킬 수 있다.

또, 본 실시형태에 있어서, 연장부재(172)는, 제10의 실시형태와 같이, 제2의 로딩부(124)의 선단에 접속되어도 좋고, 제1 및 제2의 로딩부(123, 124)의 선단에 각각 접속되어도 좋다.

또한, 연장부재(172)는, 기판(2)의 표면측에 설치되어도 좋다.

또한, 상술한 제8 및 제10의 실시형태와 같이, 접속점(P)과 급전부(126) 사이에 임피던스 조정부(148)를 설치해도 좋다.

이하, 본 발명과 관련된 통신기기의 제12의 실시형태를 도 32 내지 도 36에 기초하여 설명한다.

본 실시형태에 의한 통신기기는, 도 32에 나타낸 바와 같은 휴대전화기(201)로서, 케이싱(202)과, 통신제어회로(203)와, 안테나 장치(204)를 갖추고 있다.

케이싱(202)은, 제1 케이싱 본체(211)와, 제1 케이싱 본체(210)와 힌지기구(212)를 통하여 자유롭게 접을 수 있는 제2 케이싱 본체(213)를 갖추고 있다.

제1 케이싱 본체(211)를 접을 때의 내면측에는, 숫자키 등으로 이루어진 조작키부(214)와, 송화 음성을 입력하는 마이크(215)가 설치되어 있다. 또, 제1 케이싱 본체(211)의 힌지기구(212)와 접하는 한 측벽에는, 도 33에 나타낸 안테나 장치(204)를 내부에 수납하는 안테나 수납부(211a)가 제1 케이싱 본체(211)의 긴 축 방향과 같은 방향으로 돌출되어 형성되고 있다.

그리고, 도 33에 나타낸 바와 같이, 제1 케이싱 본체(211)의 내부에는, 고주파 회로를 포함하는 통신제어회로(203)가 설치되어 있다. 이 통신제어회로(203)는, 안테나 장치(204)에 설치된, 후술하는 제어회로 접속단자(228), 그라운드 접속단자(229)와 전기적으로 접속되어 있다.

또, 제2 케이싱 본체(213)를 접을 때의 내면측에는, 문자나 화상을 표시하는 디스플레이(216)와, 수화 음성을 출력하는 스피커(217)가 설치되어 있다.

안테나 장치(204)는, 도 34에 나타낸 바와 같이, 기판(221)과, 기판(221)의 표면에 형성된 그라운드 접속도체(그라운드 접속부)(222)와, 그 길이방향이 제1 케이싱 본체(211)의 긴 축 방향과 평행하게 되도록 기판(221)의 표면상에 배치된 제1 로딩부(223)와, 그 길이방향이 제1 케이싱 본체(211)의 긴 축 방향과 수직이 되도록 기판(221)의 표면상에 배치된 제2 로딩부(224)와, 제1 및 제2 로딩부(223, 224)의 각각의 기단과 그라운드 접속도체(222)를 접속하는 인덕터부(225)와, 제1 및 제2 로딩부(223, 224)와 인덕터부(225)의 접속점(P)에 급전하는 급전부(226)와, 인덕터부(225)로부터 분기하여 접속점(P)과 급전부(226)를 전기적으로 접속하는 급전도체(227)를 갖추고 있다.

기판(221)은, 한 방향으로 연재하는 제1 기판부(221a) 및 제1 기판부(221a)로부터 절곡하여 측방에 연장되는 제2 기판부(221b)를 가지는 대략 L자 형상으로서, PCB수지 등의 절연성 재료로 구성되어 있다. 그리고, 기판(221)의 이면에는, 통신제어회로(203)의 고주파 회로에 접속되는 제어회로 접속단자(28)와, 통신제어회로(203)의 그라운드에 접속되는 그라운드 접속단자(229)가 설치되어 있다.

제어회로 접속단자(228)는, 급전부(226)와 기판(221)에 형성된 스루홀을 통하여 접속되어 있다. 또, 그라운드 접속단자(229)는, 그라운드 접속도체(222)와 스루홀을 통하여 접속되어 있다.

제1 로딩부(223)는, 제1 로딩소자(231)와, 제1 기판부(221a)의 표면에 형성되어 제1 로딩소자(231)를 제1 기판부(221a)상에 재치하기 위한 랜드(232A, 232B)와, 랜드(232A)와 접속점(P)을 접속하는 연결도체(233)와, 연결도체(233)에 형성되어 연결도체(233)를 분단하는 분단부(도시 생략)를 접속하는 집중상수소자(234)를 갖추고 있다. 또, 제1 로딩부(223)는, 안테나 수납부(211a)에 수납되도록 구성되어 있다.

제1 로딩소자(231)는, 도 35a에 나타낸 바와 같이, 예를 들면 알루미나 등의 유전체로 이루어진 직육면체의 소체(235)와, 이 소체(235)의 표면에 길이방향에 대해서 나선형상으로 권회되는 선형상의 도체 패턴(236)에 의해 구성되어 있다.

이 도체 패턴(236)의 양단은, 랜드(232A, 232B)와 접속하도록, 소체(235)의 이면에 형성된 접속도체(237A, 237B)에 각각 접속되어 있다.

집중상수소자(234)는, 예를 들면 칩 인덕터에 의해 구성되어 있다.

또한, 제2 로딩부(224)는, 제1 로딩부(223)와 같이, 제2 기판부(221b)상에 배치되어 있고, 제2 로딩소자(241)와, 랜드(242A, 242B)와, 연결도체(243)와, 집중상수소자(244)를 갖추고 있다. 또한, 제2 로딩부(224)는, 제1 케이싱 본체(211)의 한 측벽의 내면측을 따라 배치되도록 구성되어 있다.

그리고, 제2 로딩소자(241)는, 제1 로딩소자(231)와 같이, 도 35b에 나타낸 바와 같이, 소체(245)와, 이 소체(245)의 표면에 권회되는 도체 패턴(246)에 의해 구성된다.

또한, 도체 패턴(246)의 양단은, 랜드(242A, 242B)와 접속하도록, 소체(245)의 이면에 형성된 접속도체(247A, 247B)에 각각 접속되어 있다.

인덕터부(225)는, 접속점(P)과 그라운드 접속도체(222)를 접속하는 L자 패턴(251)과, 이 L자 패턴(251)의 급전도체(227)의 분기점보다 그라운드 접속도체(222)측으로 형성되어 L자 패턴(251)을 분단하는 분단부(도시 생략)를 접속하는 칩 인덕터(252)를 갖추고 있다.

또한, 급전도체(227)는, L자 패턴(251)과 통신제어회로(203)에 접속되는 급 전부(226)를 접속하는 직선형상의 패턴이다.

이 안테나 장치(204)에는, 도 36에 나타낸 바와 같이, 제1 로딩부(223)와 인덕터부(225)와 급전도체(227)에 의해, 제1 안테나 장치(253)가 형성되고, 제2 로딩부(224)와 인덕터부(225)와 급전도체(227)에 의해 제2 안테나 장치(254)가 형성된다. 또, 도 36에 있어서, RF는, 통신제어회로(203)에 설치된 고주파 회로를 나타내고 있다.

제1 안테나 장치(253)는, 도체 패턴(236)의 길이나 집중상수소자(234)의 인덕턴스, 칩 인덕터(252)의 인덕턴스로 전기길이를 조정함으로써 제1 공진 주파수를 가지도록 구성되어 있다.

또한, 제2 안테나 장치(254)는, 제1 공진 주파수와 같이, 도체 패턴(246)의 길이나 집중상수소자(244)의 인덕턴스, 칩 인덕터(252)의 인덕턴스로 전기길이를 조정함으로써 제2 공진 주파수를 가지도록 구성되어 있다.

또, 제1 및 제2 로딩부(223, 224)는, 각각의 물리길이가 제1 및 제2 안테나 장치(253, 254)의 안테나 동작 파장의 1/4보다 짧게 구성되어 있다. 이것에 의해, 제1 및 제2 로딩부(223, 224)의 자기 공진 주파수가, 안테나 장치(204)의 안테나 동작 주파수인 제1 및 제2 공진 주파수보다 고주파측으로 되어 있다. 따라서, 이 제1 및 제2 로딩부(223, 224)는, 제1 및 제2 공진 주파수를 기준으로 하면 자기 공진하고 있지 않기 때문에, 안테나 동작 주파수에서 자기 공진하는 헬리컬 안테나와는 성질이 상이한 것이 되어 있다.

이와 같이 구성된 휴대전화기(201)는, 각 로딩부와 인덕터부(225)를 조합함 으로써, 안테나 엘리먼트의 물리길이가 안테나 동작 파장의 1/4보다 짧더라도, 전기길이로서는 안테나 동작 파장의 1/4이 된다. 이것에 의해, 물리길이로서 대폭적인 단축화를 도모할 수 있다.

또한, 제1 로딩부(223)를 안테나 수납부(211a)의 내부에 배치하고, 제2 로딩부(224)를 제1 케이싱 본체(211)의 한 측벽의 내면측을 따라 배치함으로써, 안테나 장치(204)가 점유하는 스페이스가 작아져, 스페이스 팩터가 양호해진다.

또한, 제1 케이싱 본체(211)에 돌출되어 형성된 안테나 수납부(211a)에 제1 로딩부(223)를 수납함으로써, 제1 안테나 장치(253)의 송수신 특성을 향상시킬 수 있다.

그리고, 제1 및 제2 로딩부(223, 224)에 각각 설치된 집중상수소자(234, 244)에 의해, 도체 패턴(236, 246)의 길이를 조정할 일 없이, 제1 및 제2 공진 주파수를 설정할 수 있다. 이것에 의해, 기판(221)의 그라운드 사이즈를 변경할 일 없이, 용이하게 제1 및 제2 공진 주파수를 조정할 수 있다.

실시예 1

다음으로, 본 발명과 관련된 안테나 장치를, 실시예 1 내지 실시예 4에 의해 구체적으로 설명한다.

실시예 1로서, 제1의 실시형태에 나타내는 안테나 장치(1)를 제작했다. 이 안테나 장치(1)의 로딩부(4)는, 도 37a 및 도 37b에 나타낸 바와 같이, 알루미나로 형성되고, 길이(L5)가 27㎜, 폭(L6)이 3.0㎜, 두께(L7)가 1.6㎜인 직육면체의 소체(11)의 표면에, 도체 패턴(12)으로서 직경(ø)이 0.2㎜인 구리선을 중심간격(W1)이 1.5㎜가 되도록 권회시켜 나선형상으로 형성한 것이다.

실시예 2

또한, 실시예 2로서, 제3의 실시형태에 나타내는 안테나 장치(50)를 제작했다. 이 안테나 장치(50)의 로딩부(51)는, 도 38a 및 도 38b에 나타낸 바와 같이, 알루미나로 형성되어 두께(L8)가 1.0㎜인 직육면체의 소체(11)의 표면에, 폭(W2)이 0.2㎜의 은으로 형성된 도체 패턴(52)을 소체(11)의 폭방향의 길이(L9)가 4㎜, 소체(11)의 길이방향의 길이(L10)가 4㎜, 1주기가 12㎜가 되도록 미앤더 형상으로 형성한 것이다.

이들 안테나 장치(1) 및 안테나 장치(50)의 주파수 400~500MHz에서의 VSWR의 주파수 특성을 각각 도 39 및 도 40에 나타낸다.

도 39에 나타낸 바와 같이, 안테나 장치(1)는, 주파수 430MHz에서 VSWR가 1.233, VSWR=2.5에서의 대역폭이 18.53MHz가 되었다.

또한, 도 40에 나타낸 바와 같이, 안테나 장치(50)는, 주파수 430MHz에서 VSWR가 1.064, VSWR=2.5에서의 대역폭이 16.62MHz가 되었다.

이것에 의해, 예를 들면 400MHz 대역과 같은 비교적 주파수가 낮은 영역이라도, 안테나 장치가 소형화될 수 있는 것을 확인했다.

실시예 3

다음으로, 실시예 3으로서, 제5의 실시형태에 나타내는 안테나 장치(70)를 제작하고, 비교예로서 미앤더 패턴(71)이 설치되지 않은 안테나 장치를 제작했다.

이들 실시예 3 및 비교예의 안테나 장치의 주파수 800~950MHz에서의 VSWR의 주파수 특성을, 도 41a 및 도 41b에 각각 나타낸다. 또한, 실시예 3 및 비교예의 안테나 장치에서의 수직편파의 방사 패턴을, 도 42a 및 도 42b에 각각 나타낸다.

도 41a 및 도 42a에 나타낸 바와 같이, 안테나 장치(70)는, VSWR=2.0에서의 대역폭이 38.24MHz가 되고, 수직편파의 방사 패턴에 있어서 이득의 최대치가 -2.43dBd, 최소치가 -4.11dBd, 평균치가 -3.45dBd가 되었다.

또한, 도 41b 및 도 42b에 나타낸 바와 같이, 비교예의 안테나 장치는, VSWR=2.0에서의 대역폭이 27.83MHz가 되고, 수직편파의 방사 패턴에 있어서 이득의 최대치가 -4.32dBd, 최소치가 -5.7dBd, 평균치가 -5.16dBd가 되었다.

이것에 의해, 미앤더 패턴(71)을 설치함으로써, 안테나 장치의 광대역화나 고이득화를 도모할 수 있는 것을 확인했다.

실시예 4

다음으로, 본 발명과 관련된 통신기기를, 실시예 4에 의해 구체적으로 설명한다.

실시예 4로서, 제12의 실시형태에서의 휴대전화기(201)를 제작하고, 주파수 800~950MHz에서의 VSWR(Voltage Standing Wave Ratio：전압 정재파비)의 주파수 특성을 구했다. 이 결과를 도 43에 나타낸다.

도 43에 나타낸 바와 같이, 제1 안테나 장치(53)는, 제1 공진 주파수(f1)를 나타내고, 제2 안테나 장치(54)는, 제1 공진 주파수보다 높은 제2 공진 주파수(f2)를 나타내고 있다. 여기서, 제1 공진 주파수(f1)의 근방의 주파수인 848.37MHz(도 43에 나타내는 주파수(f3))에서의 VSWR은 1.24가 되었다.

다음으로, 주파수 848.37MHz에서의 휴대전화기(201)의 수직편파의, 도 34에 나타낸 XY평면의 방사 패턴의 지향성과, 수평편파의 YZ평면의 방사 패턴의 지향성을 구했다. 이 결과를 도 44에 나타낸다.

도 44에 나타낸 바와 같이, 수직편파에서는, 최대치가 1.21dBd, 최소치가 0.61dBd, 평균치가 0.86dBd가 되고, 수평편파에서는, 최대치가 1.17dBd, 최소치가 -22.21dBd, 평균치가 -2.16dBd가 되었다.

또한, 예를 들면, 도 45에 나타낸 바와 같이, 급전도체(27)에 분단부(도시 생략)를 형성하고, 이 분단부를 접속하는 칩 콘덴서(임피던스 조정부)(261)를 설치한 안테나 장치(262)라도 좋다. 여기서, 칩 콘덴서(261)의 커패시턴스를 변경함으로써 급전부(226)에서의 임피던스를 용이하게 정합시킬 수 있다. 또, 임피던스 조정부로서 칩 콘덴서에 한정하지 않고, 인덕터를 이용하는 것도 가능하다.

또, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지 변경을 추가하는 것이 가능하다.

예를 들면, 상기 실시형태에서는, 안테나 동작 주파수를 430MHz로 했지만, 이 주파수에 한정되지 않고, 다른 안테나 동작 주파수라도 좋다.

또한, 본 발명의 안테나 장치는, 도체 패턴이 소체표면에 권회된 나선형상을 가지고 있지만, 소체표면에 형성된 미앤더 형상을 가지고 있어도 좋다.

또한, 도체 패턴은, 나선형상이나 미앤더 형상에 한정되지 않고, 다른 형상이라도 좋다.

또한, 임피던스 조정부로서, 칩 콘덴서를 이용했지만, 급전부에서의 임피던스가 조정되는 것이라면 되는데, 예를 들면 칩 인덕터를 이용해도 좋다.

또한, 소체로서 유전체 재료인 알루미나를 이용했지만, 자성체 혹은 유전체 및 자성체를 겸비한 복합재료를 이용해도 좋다.

본 발명의 안테나 장치에 의하면, 로딩부와 인덕터부를 조합함으로써, 도체막의 단변과 평행이 되는 안테나 엘리먼트의 물리길이가 안테나 동작 파장의 1/4보다 짧더라도, 전기길이로서 안테나 동작 파장의 1/4의 길이를 얻을 수 있다. 이것에 의해, 물리길이로서 대폭적인 단축화를 도모할 수 있다. 따라서, 안테나 장치의 소형화가 가능해지고, 예를 들면 400MHz 대역과 같은 비교적 주파수가 낮은 대역에 있어서도 실용적인 무선기기의 내장형 안테나 장치에 적용할 수 있다.

또한, 제1 및 제2의 공진 주파수를, 인덕터부의 인덕턴스를 조정함으로써 용이하게 설정할 수 있다.

또한, 본 발명의 통신기기에 의하면, 2개의 로딩부 중의 한쪽을 안테나 수납부에 수납하고, 다른쪽을 케이싱 본체의 한 측벽의 내면측을 따라 배치함으로써, 통신제어회로의 배치 위치에 제한을 두는 일 없이 스페이스 팩터가 양호해진다.

Claims (22)

1. 기판,

   그 기판상의 일부에 설치된 도체막,

   상기 기판상에 설치되어 유전재료로 이루어진 소체(素體)의 길이방향으로 형성된 선형상의 도체 패턴에 의해 구성되고, 안테나 동작 주파수로 자기 공진하지 않는 로딩부,

   상기 도체 패턴의 일단과 상기 도체막을 접속하고, 상기 안테나 동작 주파수를 조정하는 인덕터부, 및

   상기 기판상에 설치되고, 상기 도체 패턴의 일단과 상기 인덕터부의 접속점에 급전하는 급전점을 갖추며,

   상기 인덕터부가 선형상의 도체 패턴 및 칩 인덕터를 가지고,

   상기 로딩부의 길이방향이, 상기 도체막의 단변(端邊)과 평행하게 되도록 배치한 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 접속점과 상기 급전점 사이에 커패시터부가 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 로딩부가 집중상수소자를 갖추고 있는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 도체 패턴의 타단에, 선형상의 미앤더 패턴이 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
5. 제 2 항에 있어서,

   상기 커패시터부가, 상기 소체에 형성되어 서로 대향하는 한 쌍의 평면전극으로 구성된 콘덴서부를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 한 쌍의 평면전극의 한쪽이 트리밍 가능하게 상기 소체의 표면에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 도체 패턴의 상이한 2점간에, 복공진 커패시터부가 등가적으로 병렬 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 도체 패턴이, 상기 소체의 길이방향으로 권회된 나선형상인 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 도체 패턴이, 상기 소체의 표면에 형성된 미앤더 형상인 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
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