KR20080001611A - 안테나 및 휴대형 무선기 - Google Patents

안테나 및 휴대형 무선기 Download PDF

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KR20080001611A
KR20080001611A KR1020070053084A KR20070053084A KR20080001611A KR 20080001611 A KR20080001611 A KR 20080001611A KR 1020070053084 A KR1020070053084 A KR 1020070053084A KR 20070053084 A KR20070053084 A KR 20070053084A KR 20080001611 A KR20080001611 A KR 20080001611A
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마사노리 가네오야
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가시오 히타치 모바일 커뮤니케이션즈 컴퍼니 리미티드
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Abstract

다른 주파수대에 대응한 2개의 안테나소자를 좁은 영역이라도 설치할 수 있는, 설치장소에 관한 제약이 적은 듀얼밴드 대응의 안테나 및 그 안테나를 탑재한 휴대형 무선기를 제공한다. 지지부재(2)의 홈(22)에 띠 형상의 제 1 안테나소자 (3), 시트 형상 유전체(4) 및 띠 형상의 제 2 안테나소자(5)가 들어가 있다. 제 1 안테나소자(3)의 단부에 제 2 안테나소자(5)의 단부가 겹치고, 이들 단부의 사이에 유전체(4)가 끼워져 있다. 유전체(4)가 끼워짐으로써 커패시터가 구성되며, 제 1 안테나소자(3), 커패시터 및 제 2 안테나소자(5)가 직렬 접속되어 있다. 제 2 안테나소자(5)의 타단부가 아래 케이스(12) 내의 회로에 접속되고, 그 타단부를 통하여 급전이 실행된다.
휴대형 무선기, 안테나, 안테나소자, 지지부재, 유전체, 외장 수지

Description

안테나 및 휴대형 무선기{ANTENNA AND PORTABLE WIRELESS DEVICE}
도 1은 휴대형 전화기를 나타낸 사시도이다.
도 2는 안테나를 나타낸 사시도이다.
도 3은 안테나를 분해한 상태로 나타낸 분해사시도이다.
도 4의 (a)는 제 1 안테나소자, 유전체 및 제 2 안테나소자 각각의 평면도이며, (b)는 제 1 안테나소자, 유전체 및 제 2 안테나소자를 겹친 상태의 평면도이다.
도 5는 제 1 안테나소자, 유전체 및 제 2 안테나소자를 겹친 상태의 사시도이다.
도 6은 아래 케이스로부터 안테나를 떼어낸 상태의 사시도이다.
도 7의 (a)는 아래 케이스를 일부 파단해서 아래 케이스 및 안테나를 나타낸 상태의 분해사시도이며, (b)는 아래 케이스를 일부 파단해서 아래 케이스 및 안테나를 나타낸 상태의 사시도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 있어서의 고주파 전류의 크기 분포를 나타낸 도면이다.
도 9는 비교예에 있어서의 고주파 전류의 크기 분포를 나타낸 도면이다.
도 10은 기본 편파 성분의 지향성을 나타낸 도면이다.
도 11은 교차 편파 성분의 지향성을 나타낸 도면이다.
※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1: 안테나 2: 지지부재
3, 103: 제 1 안테나소자 4: 유전체
5, 105: 제 2 안테나소자 6: 홀더
7: 외장 수지 10; 휴대형 전화기
11, 111: 위 케이스 12, 112; 아래 케이스
13: 힌지부 15; 가이드 홈
16: 관통구멍 21: 개구
22; 홈 23: 홈의 일단
24: 홈의 타단 25: 돌기
26, 27, 28: 오목부 29: 가이드 편
31, 51: 관통구멍 32, 41, 42, 52: 돌기
81: 나사 90, 190: 급전단자
91, 191: 메인기판(회로기판) 91': 나사
92: 와셔 93: O링
94: 안테나 터미널
본 발명은 다른 주파수대에 대응한 안테나 및 그것을 탑재한 휴대형 무선기에 관한 것이다.
최근의 휴대형 무선기, 특히, 휴대형 전화기에서는 통신의 다양화, 다기능화에 의해 다른 주파수대의 전파를 처리할 필요가 발생하고 있다. 예를 들면, 일본에서는 휴대형 전화기의 통신용 주파수대로서 800㎒대와 2㎓대가 할당되어 있으며, 휴대형 전화기의 통신서비스를 제공하고 있는 사업자가 통신에 양쪽의 주파수대를 사용하고 있는 경우에는 각각의 주파수대에 대응한 안테나를 휴대형 전화기에 설치할 필요가 있다. 또, PHS(Personal Handyphone System)에서 사용되는 전파나 블루투스(등록상표)에서 사용되는 전파 등을 송수신하는 기능을 구비한 휴대형 전화기나, TV신호의 전파나 라디오신호의 전파나 GPS(Global Positioning System)신호의 전파 등을 수신하는 기능을 구비한 휴대형 전화기 등도 있으며, 이들의 휴대형 전화기에서는 각각 부가된 기능에 대응한 안테나를 추가할 필요가 있다.
또, 다른 주파수대의 전파를 송수신하는 휴대형 무선기에서는 회로기판의 배선패터닝의 제약상, 각 주파수대의 안테나소자를 공통터미널로 회로기판에 접속하는 것, 즉, 안테나를 듀얼밴드 등에 대응한 안테나로 하는 것이 바람직하다. 일본국 특개 2002-64329호 공보에는 듀얼밴드 대응의 안테나로서 도체패턴으로 구성된 안테나가 복수종 개시되어 있다.
그 하나는, 미앤더의 간격이 다른 2개의 미앤더라인부(8A, 8B)가 휴대전화기의 본체에 개폐 자유롭게 장착된 플리퍼부의 내면측에 직렬적으로 형성되고, 미앤더의 간격이 넓은제 1 미앤더라인부(8A)측의 단부가 회로기판에 접속되는 구성의 미앤더라인안테나(8)이다. 이 미앤더라인안테나(8)는 800㎒대에 대해서는 제 1 미앤더라인부(8A)와 제 2 미앤더라인부(8B)가 안테나로서 동작하고, 1.9㎓대에 대해서는 제 1 미앤더라인부(8A)만이 안테나로서 동작하도록, 제 1 미앤더라인부(8A) 및 제 2 미앤더라인부(8B)의 전기길이 및 미앤더의 패턴이 설정되어 있다.
다른 하나는, 800㎒대에 대응한 1/4파장의 안테나소자(21A)와 1.9㎓대에 대응한 1/4파장의 안테나소자(21B)가 상기 플리퍼부의 내면측에 병렬적으로 형성되고, 안테나소자(21A)의 단부와 안테나소자(21B)의 단부가 회로기판에 접속되어 동시 급전되는 구성의 안테나(21)이다.
또, 일본국 특개 2005-269301호 공보에는 듀얼밴드 대응의 안테나로서 금속판으로 구성된 안테나가 개시되어 있다. 이 안테나는 각각 수평부(1a, 2a)와 수직부(1b, 2b)를 갖도록 금속판을 역 L자 형상으로 접어 구부려 가공하여 이루어지는 2개의 안테나소자(900㎒대에 대응한 1/4파장의 안테나소자(1)와, 1.8㎓대 또는 1.9㎓대에 대응한 1/4파장의 안테나소자(2))가 서로의 수평부가 소정의 간격을 갖고 대향하도록 배치되고, 또한 서로의 수직부측의 단부가 공통으로 접속되어 동시 급전되는 구성의 안테나이다.
상기 일본국 특개 2002-64329호 공보에 기재된 안테나는 케이스 부재의 표면에 도체패턴으로 안테나소자를 형성하는 구성이므로, 안테나를 설치할 장소에 제약이 있으며, 또, 안테나의 제조도 번거롭다. 또 2개의 안테나소자(21A, 21B)가 병렬적으로 배치되는 안테나(21)는 물론이며, 미앤더라인안테나(8)에 있어서도 안테 나설치영역으로서 평면적으로 넓게 퍼진 영역을 필요로 한다.
또, 상기 일본국 특개 2005-269301호 공보에 기재된 안테나는 역 L자 형상의 2개의 안테나소자를 서로의 수평부가 소정의 간격을 갖고서 대향하도록 배치하는 구성이므로, 안테나의 박형화가 곤란하고, 또, 안테나를 설치할 장소에 제약이 있다.
그래서, 본 발명은 설치장소에 관한 제약이 적은 듀얼밴드 대응의 안테나 및 그 안테나를 탑재한 휴대형 무선기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
이상의 과제를 해결하기 위해 본 발명에 관련되는 안테나는, 제 1 주파수대에 대응한 띠 형상의 제 1 안테나소자와, 일단부가 상기 제 1 안테나소자의 일단부에 부분적으로 겹치고, 제 2 주파수대에 대응한 띠 형상의 제 2 안테나소자와, 상기 제 1 안테나소자와 상기 제 2 안테나소자가 겹친 부분에 있어서 상기 제 1 안테나소자와 상기 제 2 안테나소자 사이에 끼워진 유전체를 구비하며, 상기 제 2 안테나소자의 타단부가 급전단으로 되어 있는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명에 관련되는 안테나에서는 상기 제 1 안테나소자가 상기 제 1 주파수대의 중심주파수의 1/2파장의 전기길이를 가지며, 상기 제 2 안테나소자가 상기 제 2 주파수대의 중심주파수의 1/4파장의 전기길이를 갖도록 구성해도 좋다.
또, 본 발명에 관련되는 안테나에서는 상기 제 1 주파수대의 주파수가 상기 제 2 주파수대의 주파수보다도 높게 구성해도 좋다.
또, 본 발명에 관련되는 안테나에서는 상기 제 1 안테나소자가 U자 형상을 갖도록 구성해도 좋다.
또, 본 발명에 관련되는 안테나에서는 상기 제 1 안테나소자 및 상기 제 2 안테나소자가 녹슬기 어려운 금속으로 구성되도록 구성해도 좋다.
또, 본 발명에 관련되는 안테나에서는 상기 제 1 안테나소자, 상기 유전체 및 상기 제 2 안테나소자가 고무계 수지로 감싸져 있도록 구성해도 좋다.
상기 제 1 안테나소자, 상기 유전체 및 상기 제 2 안테나소자는 지지부재의 표면에 부설되어 있고, 또한 지지부재와 함께 상기 고무계 수지로 감싸져 있다.
상기 지지부재는 그 표면에 띠 형상의 홈을 가지며, 상기 제 1 안테나소자, 상기 유전체 및 상기 제 2 안테나소자는 상기 띠 형상의 홈 안에 수납되어 배치된다.
한편, 상기한 과제를 해결하기 위해 본 발명에 관련되는 휴대형 무선기는, 상기한 본 발명에 관련되는 안테나, 또는 그 각 형태의 안테나를 비치한 것을 특징으로 한다.
이하에, 본 발명을 실시하기 위한 최량의 형태에 대해 도면을 이용해서 설명한다. 단, 이하에 서술하는 실시형태에는 본 발명을 실시하기 위해 기술적으로 바람직한 여러 가지의 한정이 지어져 있는데, 발명의 범위를 이하의 실시형태 및 도시예에 한정하는 것은 아니다.
도 1은 휴대형 전화기(10)의 배면측을 나타낸 사시도이다.
이 휴대형 전화기(10)에 있어서는 위 케이스(11)가 힌지부(13)에 의해서 아래 케이스(12)에 연결되고, 위 케이스(11)가 힌지부(13)의 힌지축을 중심으로 하여 아래 케이스(12)에 대해서 회전운동 가능하게 되어 있다. 아래 케이스(12)에 대해서 위 케이스(11)가 닫힌 상태에서는 위 케이스(11)의 앞면이 아래 케이스(12)의 앞면에 대면하고, 아래 케이스(12)에 대해서 위 케이스(11)가 열린 상태에서는 위 케이스(11)의 앞면 및 아래 케이스(12)의 앞면의 어느 쪽이나 정면을 향하고 있다.
아래 케이스(12)의 힌지부(13)측ㆍ단부에는 안테나(1)가 장착되고, 이 안테나(1)는 힌지부(13)의 이면측에 배치되어 있다. 도 2는 아래 케이스(12)로부터 떼어낸 안테나(1)를 나타낸 사시도이며, 도 3은 안테나(1)를 구성요소로 분해한 상태의 사시도이다.
도 2, 도 3에 나타내는 바와 같이, 안테나(1)는 지지부재(2)와, 지지부재(2)의 표면에 부설된 띠 형상의 제 1 안테나소자(3)와, 제 1 안테나소자(3)의 단부에 겹쳐 쌓인 띠 형상의 시트 형상 유전체(4)와, 유전체(4)에 일부 겹쳐 쌓여서 지지부재(2)에 부설된 띠 형상의 제 2 안테나소자(5)를 구비한다.
또, 안테나(1)는 이것에 덧붙여서 지지부재(2) 위에 부설된 제 2 안테나소자 (5), 유전체(4) 및 제 1 안테나소자(3)의 위로부터 제 2 안테나소자(5), 유전체 (4) 및 제 1 안테나소자(3)를 지지부재(2)에 홀드하는 홀더(6)를 구비한다. 또한, 안테나(1)는 이들에 덧붙여서 홀더(6), 제 2 안테나소자(5), 유전체(4), 제 1 안테나소자(3) 및 지지부재(2)를 감싸는 외장 수지(7)를 구비한다.
또한, 지지부재(2), 홀더(6) 및 외장 수지(7)는 안테나를 휴대전화기의 케이스에 외부 장착하는 타입으로서 구성하는 경우에 필요한 부재로서, 안테나 자체의 필수의 구성 부재는 아니다.
지지부재(2)는 수지 등과 같은 절연재로 이루어진다. 지지부재(2)에는 가로로 긴 개구(21)가 앞면에서 배면으로 관통하도록 형성되어 있다. 이 개구(21)는 예를 들면 스트랩을 통과시키는 구멍으로서 이용 가능하다. 지지부재(2)의 표면에는 개구(21)를 위요하도록 지지부재(2)의 가장자리를 따라서 홈(22)이 형성되어 있다.
홈(22)의 일단(23)은 지지부재(2)의 도 3 중 아래의 가장자리까지 이르며, 홈(22)의 타단(24)은 지지부재(2)를 감싸는 외장 수지(7)의 도 3 중 아래의 가장자리를 조금 넘은 부근에 이른다.
그리고 홈(22)의 타단(24)으로부터 외장 수지(7) 아래의 가장자리를 따라서 조금 중앙으로 치우친 위치에는 제 1 안테나소자(3)를 위치 결정하기 위한 돌기 (25)가 형성되어 있다. 또, 홈(22)의 중간부로서, 그 측벽에는 안테나소자(3, 5)나 유전체(4)를 위치 결정하기 위한 오목부(26, 27, 28)가 형성되어 있다. 홈(22)은 오목부(26, 27, 28)에 있어서 폭 넓게 이루어져 있다.
도 4의 (a)는 제 1 안테나소자(3), 유전체(4) 및 제 2 안테나소자(5) 각각의 평면도이며, (b)는 제 1 안테나소자(3), 유전체(4) 및 제 2 안테나소자(5)를 겹친 상태의 평면도이고, 도 5는 제 1 안테나소자(3), 유전체(4) 및 제 2 안테나소자(5)를 겹친 상태의 사시도이다.
제 1 안테나소자(3)는 금속재료(바람직하게는, 스테인리스강 등의 녹슬기 어려운 금속재료)로 이루어지고, 평면시해서 U자 형상을 갖는다. 제 1 안테나소자 (3)는 개구(21)의 도 3 중 좌측을 둘러싸도록 홈(22)에 넣어져 있다. 홈(22) 안에 있어서는 홈(22)의 바닥에 제 1 안테나소자(3)가 부설되어 있다. 또, 제 1 안테나소자(3)의 일단에 관통구멍(31)이 형성되고, 그 관통구멍(31)에 돌기(25)가 삽입되어 있다(도 2 참조). 또, 제 1 안테나소자(3)의 양 가장자리로서, 홈(22)의 오목부(27)에 대응하는 장소에는 부채꼴의 돌기(32)가 형성되고, 돌기(32)가 오목부 (27)에 끼워져 있다.
유전체(4)는 수지 시트 등과 같은 유전체의 시트로 이루어지고, 평면시해서 I자 형상을 갖는다. 이 유전체(4)는 홈(22)의 중간부에 넣어지고, 제 1 안테나소자(3)의 단부(관통구멍(31)이 형성된 단부와는 반대측의 단부)의 위에 겹쳐져 있다. 유전체(4)의 양 가장자리로서, 홈(22)의 오목부(26)에 대응하는 장소에는 부채꼴의 돌기(41)가 형성되고, 오목부(27)에 대응하는 장소에는 부채꼴의 돌기(42)가 형성되어 있으며, 돌기(41)는 오목부(26)에 끼워지고, 돌기(42)는 오목부(27)에 끼워져 있다.
제 2 안테나소자(5)는 금속재료(바람직하게는 스테인리스강 등의 녹슬기 어려운 금속재료)로 이루어지고, 평면시해서 L자 형상을 갖는다. 이 제 2 안테나소자(5)는 홈(22)의 단부(23)로부터 홈(22)의 중간부에 걸쳐서 지지부재(2)의 가장자리를 따르도록 홈(22)에 넣어져 있다. 또, 제 2 안테나소자(5)의 일단부가 홈(22)의 단부(23)를 통해서 지지부재(2)의 가장자리보다도 바깥으로 연장 돌출하고, 그 일단부에는 관통구멍(51)이 형성되어 있다. 제 2 안테나소자(5)의 타단부가 유전체(4)의 위에 겹쳐져 있다. 제 2 안테나소자(5)의 양 가장자리로서, 홈(22)의 오목부(28)에 대응하는 장소에는 부채꼴의 돌기(52)가 형성되고, 돌기(52)가 오목부 (28)에 끼워져 있다.
상기와 같이, 유전체(4)가 제 1 안테나소자(3)의 단부(관통구멍(31)이 형성된 단부와는 반대측의 단부)와 제 2 안테나소자(5)의 단부(관통구멍(51)이 형성된 단부와는 반대측의 단부)의 사이에 끼워진 상태로 되어 있으므로, 커패시터가 구성된다. 그리고 제 1 안테나소자(3)의 관통구멍(31)이 형성된 단부로부터 제 2 안테나소자(5)의 관통구멍(51)이 형성된 단부에 걸쳐서 제 1 안테나소자(3), 커패시터 및 제 2 안테나소자가 직렬 접속되어 있다. 제 1 안테나소자(3)는 다른 도전재나 전기소자 등에 접속되어 있지 않으므로, 제 1 안테나소자(3)는 커패시터를 통하여 제 2 안테나소자에 고주파적으로 결합될 뿐이다. 그리고 안테나(1)가 아래 케이스 (12)에 장착된 상태에서는 제 2 안테나소자(5)의 단부(관통구멍(51)이 형성된 측의 단부)가 아래 케이스(12) 내의 회로(더욱 구체적으로는, 무선회로부)에 접속된다. 즉, 제 2 안테나소자(5)의 관통구멍(51)이 형성되어 있는 측의 단부가 급전단이 된다.
제 1 안테나소자(3)의 전기길이는 제 2 안테나소자(5)의 전기길이와 달리, 제 1 안테나소자(3)와 제 2 안테나소자(5)에서는 강하게 송수신할 수 있는 전파의 주파수대가 다르다. 예를 들면, 제 1 안테나소자(3)의 전기길이는 2㎓대의 전파를 강하게 송수신할 수 있는 전기길이로 설정되고, 제 2 안테나소자(5)의 전기길이는 800㎒대의 전파를 강하게 송수신할 수 있는 전기길이로 설정되어 있다. 구체적으로는 제 1 안테나소자(3)의 전기길이는 2㎓대의 중심주파수의 전파의 1/2파장(또는 그 정수배)에 상당하는 전기길이이며, 제 2 안테나소자(5)의 전기길이는 800㎒대의 중심주파수의 전파의 1/4파장(또는 그 정수배)에 상당하는 전기길이이다.
그로 인해, 2㎓대의 전파는 제 1 안테나소자(3)에서 수신되고, 커패시터 및 제 2 안테나소자(5)를 통하여 제 2 안테나소자(5)의 급전단으로부터 아래 케이스(12) 내의 회로로 보내지며, 800㎒대의 전파는 제 2 안테나소자(5)에서 수신되고, 제 2 안테나소자(5)의 급전단으로부터 아래 케이스(12) 내의 회로로 보내진다.
또, 아래 케이스(12) 내의 회로로부터 제 2 안테나소자(5)의 급전단에 2㎓대의 전력이 급전되면, 제 1 안테나소자(3)로부터 2㎓대의 전파가 방사되고, 아래 케이스(12) 내의 회로로부터 제 2 안테나소자(5)의 급전단에 800㎒대의 전력이 급전 되면, 제 2 안테나소자(5)로부터 800㎒대의 전파가 방사된다.
도 2, 도 3에 나타내는 바와 같이, 홀더(6)는 제 1 안테나소자(3), 유전체 (4) 및 제 2 안테나소자(5)의 위로부터 홈(22)에 끼워져 있고, 홀더(6)에 의해서 제 1 안테나소자(3), 유전체(4) 및 제 2 안테나소자(5)가 홈(22)의 바닥에 홀드되어 있다. 또한, 홈(22)에 끼워져 있지 않은 상태에서는 홀더(6)의 폭이 홈(22)의 폭과 같던지 또는 조금 넓고, 홀더(6)가 홈(22)으로부터 빠지기 어려운 것이 바람직하다.
외장 수지(7)는 고무계 수지로 이루어진다. 외장 수지(7)는 홀더(6), 제 2 안테나소자(5), 유전체(4), 제 1 안테나소자(3) 및 지지부재(2)를 감싸도록 해서 지지부재(2)에 성형된 것이다. 제 1 안테나소자(3), 제 2 안테나소자(5) 및 지지부재(2)는 외장 수지(7)에 완전하게 끼워져 있는 것은 아니고, 관통구멍(31)이 형성된 제 1 안테나소자(3)의 단부, 관통구멍(51)이 형성된 제 2 안테나소자(5)의 단 부, 지지부재(2)의 하측 가장자리부 근처가 노출되어 있다.
다음으로, 상기와 같이 구성된 안테나(1)의 아래 케이스(12)로의 장착 구조에 대해 설명한다. 도 6에 나타내는 바와 같이, 지지부재(2)의 앞면에는 좌우의 가이드 편(29)이 형성되고, 또, 아래 케이스(12)의 힌지부(13)측ㆍ단부에는 좌우의 가이드 홈(15)이 형성되어 있다. 그리고 가이드 편(29)을 가이드 홈(15)에 찔러넣고, 나사(81)로 지지부재(2)의 평판부를 아래 케이스(12)에 나사 고정하는 것으로 안테나(1)가 아래 케이스(12)에 장착되도록 되어 있다(도 7의 (a) 및 (b) 참조). 또, 도 7의 (a) 및 (b)에 나타내는 바와 같이, 아래 케이스(12)의 힌지부(13)측ㆍ단부에는 제 2 안테나소자(5)를 아래 케이스(12) 내의 회로에 접속하기 위한 관통구멍(16)도 형성되어 있다. 제 2 안테나소자(5)의 관통구멍(51)을 관통구멍(16)에 맞추고, 나사(91')를 와셔(92), 관통구멍(51), 관통구멍(16), O링(93)에 차례로 통과시켜서 나사(91')를 안테나 터미널(94)에 나사 결합시키면, 제 2 안테나소자(5)는 아래 케이스(12)에 고착된다. 그리고 안테나 터미널(94)은 도시하지 않는 접점스프링 등을 통하여 아래 케이스(12) 내의 회로에 접속되도록 되어 있다. 또한, O링(93)은 물이 관통구멍(16)을 통해서 아래 케이스(12) 내로 들어가는 것을 방지하기 위해 설치되어 있다.
다음으로, 상기와 같이 구성된 안테나(1)의 특성에 대해 설명한다.
도 8은 안테나(1)를 도 1에 나타내는 바와 같이 아래 케이스(12)의 힌지부(13)측ㆍ단부에 장착한 상태에 있어서, 급전시(또는 수신시)에 제 1 안테나소자 (3) 및 제 2 안테나소자(5)에 유기(誘起)되는 고주파 전류의 크기 분포를 모식적으 로 나타낸 도면이며, 도 9는 비교예로서 제 1 안테나소자(103) 및 제 2 안테나소자 (105)를 특허문헌 1에 기재된 안테나소자(21A, 21B)의 배치와 똑같이 병렬적으로 배치한 경우에 있어서, 급전시(또는 수신시)에 제 1 안테나소자(103) 및 제 2 안테나소자(105)에 유기되는 고주파 전류의 크기 분포를 모식적으로 나타낸 도면이다.
또한, 도 8에 있어서의 제 1 안테나소자(3)의 전기길이는 2㎓대의 중심주파수의 전파의 1/2파장, 제 2 안테나소자(5)의 전기길이는 800㎒대의 중심주파수의 전파의 1/4파장인데, 도 9에 나타낸 비교예에 있어서의 안테나 배치는 제 1 안테나소자 (103)와 제 2 안테나소자(105)를 병렬적으로 배치한 것이므로, 도 9에 있어서의 제 1 안테나소자(103)의 전기길이는 2㎓대의 중심주파수의 전파의 1/4파장, 제 2 안테나소자(105)의 전기길이는 800㎒대의 중심주파수의 전파의 1/4파장이다.
도 8에 있어서의 기호 A 및 B는 메인기판(회로기판, 91)에 설치되어 있는 급전단자(90)로부터 800㎒의 전력을 급전했을 때에 제 2 안테나소자(5)에 유기되는 고주파 전류의 크기 분포를 나타내고, 기호 C∼E는 급전단자(90)로부터 2㎓의 전력을 급전했을 때에 제 1 안테나소자(3)에 유기되는 고주파 전류의 크기 분포를 나타내고 있다.
또, 도 9에 있어서의 기호 F 및 G는 메인기판(회로기판, 191)에 설치되어 있는 급전단자(190)로부터 800㎒의 전력을 급전했을 때에 제 2 안테나소자(105)에 유기되는 고주파 전류의 크기 분포를 나타내고, 기호 H는 급전단자(190)로부터 2㎓의 전력을 급전했을 때에 제 1 안테나소자(103)에 유기되는 고주파 전류의 크기 분포를 나타내고 있다. 또, 기호 I 및 J는 급전단자(190)로부터 2㎓의 전력을 급전했 을 때에 메인기판(191)에 유기되는 고주파 전류의 크기 분포를 나타내고 있다.
도 8 및 도 9의 비교로부터 알 수 있는 바와 같이, 도 8에 있어서는 도 9에 있어서의 기호 I 및 J에 대응하는 고주파 전류의 분포는 나타나지 않았다. 이것은 도 8에 있어서의 제 1 안테나소자(3)의 전기길이가 2㎓대의 중심주파수의 전파의 1/2파장이므로, 2㎓의 전력이 제 1 안테나소자(3)에 급전되었을 때에 메인기판(91)에는 고주파 전류가 거의 유기되지 않는 것에 의한다.
또한, 도 8에 있어서의 제 2 안테나소자(5) 및 도 9에 있어서의 제 2 안테나소자(105)의 전기길이는 800㎒대의 중심주파수의 전파의 1/4파장이므로, 800㎒의 전력이 제 2 안테나소자(5 및 105)에 급전되었을 때에 메인기판(91, 191)에 고주파 전류가 유기되는데, 도 8 및 도 9에서는 그 고주파 전류의 크기 분포의 도시는 생략되어 있다.
도 10, 도 11은 전파의 지향성을 나타낸 것이다. 도 10, 도 11에 있어서, 도 1에 나타낸 실시예의 휴대형 전화기를 열은 경우에 측면에서 본 지향성을 실선으로 나타내고, 도 9에 나타낸 비교예의 휴대형 전화기를 열은 경우에 측면에서 본 지향성을 점선으로 나타내고 있다.
도 10에 있어서는 반지름 방향이 2㎓의 기본 편파(수직) 성분의 강도(㏈d)를 나타내고, 도 11에 있어서는 반지름 방향이 2㎓의 교차 편파(수평) 성분의 강도(㏈d)를 나타낸다. 도 10으로부터 명백한 바와 같이, 기본 편파 성분의 강도는 대부분의 방향에서 비교예보다도 실시예의 쪽이 크다.
이상과 같이, 본 실시형태에 따르면, 제 1 안테나소자(3)의 단부와 제 2 안 테나소자(5)의 단부의 사이에 커패시터가 구성되고, 제 1 안테나소자(3), 커패시터, 제 2 안테나소자(5)가 직렬 접속되어 있으므로, 제 2 안테나소자(5)의 타단부를 급전단으로서 아래 케이스(12) 내의 회로에 접속하면, 2㎓대의 전파의 송수신을 제 1 안테나소자(3)에서 실행할 수 있으며, 또한 800㎒대의 전파의 송수신을 제 2 안테나소자(5)에서 실행할 수 있다.
이와 같이, 제 1 안테나소자(3)와 제 2 안테나소자(5)의 각각에 독립해서 급전단을 설치할 필요가 없고, 제 2 안테나소자(5)의 타단부를 공통의 급전단으로 할 수 있으므로, 간단한 구성으로 다른 주파수대에 공진시키는 것이 가능하게 된다.
또, 제 1 안테나소자(3) 및 제 2 안테나소자(5)가 모두 띠 형상이며, 또한 이들 2개의 안테나소자가 띠 형상의 시트 형상 유전체(4)를 통하여 직렬적으로 접속되는 구성이므로, 이들을 설치하기 위해 평면적으로 넓게 퍼진 영역을 필요로 하지 않는다. 또, 제 1 안테나소자 및 제 2 안테나소자에 만곡부나 굴곡부를 갖게 하는 등으로 해서 제 1 안테나소자 및 제 2 안테나소자의 평면 형상을 비교적 자유롭게 설정할 수도 있다.
즉, 제 1 안테나소자 및 제 2 안테나소자를 설치하기 위한 장소나 공간에 관한 제약이 적고, 제 1 안테나소자(3), 유전체(4) 및 제 2 안테나소자(5)를 좁은 영역이라도 설치할 수 있다.
또, 제 1 안테나소자 및 제 2 안테나소자가 띠 형상이며, 또한 제 1 안테나소자(3)의 단부와 제 2 안테나소자(5)의 단부의 사이에 끼워지는 유전체(4)가 시트 형상이므로, 제 1 안테나소자(3)의 단부와 제 2 안테나소자(5)의 단부의 간격을 유 전체(4)의 두께로 유지할 수 있다. 그로 인해, 커패시터의 용량을 정밀도 좋게 설정할 수 있어 안테나(1)의 전기적 특성을 안정시킬 수 있다. 또, 유전체(4)가 갖는 유전율에 의해 제 1 안테나소자(3)의 단부와 제 2 안테나소자(5)의 단부의 겹침 부분을 소형화할 수 있다.
제 1 안테나소자(3)의 전기길이가 제 1 안테나소자(3)에서 통신하는 주파수대의 중심주파수의 전파의 1/2파장이므로, 그 주파수대에서의 통신시에 유기되는 고주파 전류는 제 1 안테나소자(3) 위로의 분포가 지배적이 된다. 이에 따라, 케이스(11, 12) 또는 케이스(11, 12)내에 있어서, 안테나(1) 이외의 도체부에 흐르는 전류가 대폭으로 저감하므로, 안테나 특성이 양호하게 된다. 이 효과는 특히, 통신하는 주파수대가 2㎓대인 경우에 있어서 현저하다.
즉, 통신하는 주파수대가 2㎓대인 경우에 있어서는 그 1/4파장은 3.75㎝의 전후(3.5∼4.4㎝)로서, 케이스(11, 12)의 폭과 거의 동일한 정도이므로, 2㎓대의 1/4파장에 상당하는 전기길이의 안테나소자에서는 케이스(11, 12)의 폭방향의 전류가 증대하고, 시스템상 필요한 방사특성상의 수직 편파 성분이 저하한다고 하는 트러블이 발생한다. 그러나 본 실시형태에서는 제 1 안테나소자(3)가 통신하는 주파수대의 전파의 1/2파장에 상당하는 전기길이이므로, 통신하는 주파수대가 2㎓대라도 불필요한 폭방향 전류를 매우 낮게 억제할 수 있고, 그만큼 필요하게 되는 방사특성상의 수직 편파 성분의 증대가 가능하게 된다. 게다가, 본 실시형태에서는 제 1 안테나소자(3)가 U자 형상으로 되어 있으므로, 2㎓의 수직 편파 성분의 열화를 억제할 수 있어 수직 편파 성분의 수신 특성을 양호한 상태로 유지할 수 있다.
또, 케이스(11, 12) 또는 케이스(11, 12) 내에 있어서, 안테나(1) 이외의 도체부에 흐르는 전류가 저감함으로써, 케이스(11, 12) 또는 케이스(11, 12) 내의 길이방향의 전류도 억제된다. 따라서, 케이스를 쥐는 손의 영향도 작은, 고성능인 안테나(1)가 실현 가능하게 된다.
또, 제 1 안테나소자(3)가 대응한 주파수대(2㎓대)는 제 2 안테나소자(5)가 대응한 주파수대(800㎒대)보다도 높기 때문에, 안테나소자와 주파수대의 대응관계를 반대로 한 경우보다도 제 1 안테나소자(3)의 길이와 제 2 안테나소자(5)의 길이의 총합을 억제할 수 있어 안테나(1)의 소형화가 도모된다.
또, 외장 수지(7)가 고무계 수지로 이루어지므로, 안테나(1)의 대충격 강도가 향상한다. 그로 인해, 안테나(1)를 아래 케이스(12)로부터 돌출한 상태에서 아래 케이스(12)에 장착한 경우라도 휴대형 전화기(10)의 낙하 등에 의해서 안테나(1)의 파손 등을 억제할 수 있다.
또, 안테나(1)가 케이스(11, 12)의 내부는 아니고, 케이스(11, 12)의 외측에 장착되어 있으므로, 케이스(11, 12)의 내부에 안테나 수납용 공간을 필요로 하지 않는다. 그로 인해, 케이스(11, 12)의 디자인성, 기계 성능을 만족시킨데다가 케이스(11, 12)의 소형화가 가능하게 된다.
또한, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 일없이, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에 있어서, 여러 가지의 개량 및 설계의 변경을 실행해도 좋다.
예를 들면, 상기 실시형태에서는 금속판제의 제 1 안테나소자(3)의 단부와 금속판제의 제 2 안테나소자(5)의 단부의 사이에 끼우는 상기 유전체는 시트 형상 의 유전체였는데, 플레이트 형상의 유전체이어도 좋다. 즉, 적당한 두께를 갖는 판 형상의 유전체이면 좋다.
또, 상기 실시형태에서는 휴대형 전화기(10)의 케이스에 외부 장착되는 안테나를 예로 들어 설명을 실행했는데, 본 발명의 안테나는 제 1 안테나소자(3)와 제 2 안테나소자(5)가 유전체를 통하여 직렬적으로 접속되는 구성이며, 실장 공간으로서 평면적으로 넓게 퍼진 영역을 필요로 하지 않고, 또, 제 1 안테나소자 및 제 2 안테나소자의 평면 형상을 비교적 자유롭게 설정할 수 있으므로, 회로기판의 가장자리부나 케이스의 내벽을 따라서 실장하도록 해도 좋다. 이 경우, 제 1 안테나소자(3)의 단부와 제 2 안테나소자(5)의 단부의 사이에 유전체(4)가 확실하게 끼워지는 상태로 할 필요가 있다. 그 방법으로서는 3자의 겹침부 또는 안테나 전체를 고무계 등의 수지로 몰드하는 방법, 제 1 안테나소자(3)의 단부와 유전체(4)의 사이 및 제 2 안테나소자(5)의 단부와 유전체(4)의 사이를 수지제의 접착제 등으로 접착하는 방법 등이 있으며, 어느 쪽의 방법을 이용해도 좋다.
또, 도체층이 2층의 FPC(Flexible Printed Circuits)를 이용해서 안테나를 구성하도록 해도 좋다. 이 경우, 예를 들면, 한쪽의 도체층에 제 1 안테나소자의 패턴을 형성하는 동시에, 다른쪽의 도체층에 일단부가 제 1 안테나소자의 패턴의 일단부와 겹치도록 제 2 안테나소자의 패턴을 형성하고, 그 후, FPC를 양 패턴의 가장자리를 따라서 쳐서 빼내면 좋다. 이에 따라, 제 1 안테나소자의 패턴과 제 2 안테나소자의 패턴이 겹치고 있는 부분의 베이스 필름이 상기 실시형태에 있어서의 유전체(4)와 똑같이 커패시터로서 기능한다.
또, 상기 실시형태에서는 휴대형 무선기로서 휴대형 전화기(10)를 예로 들어 설명을 실행했는데, 전파의 송수신을 실행하는 기능을 구비한 전자기기이면, 노트형 퍼스널 컴퓨터, 손목시계, PDA(Personal Digital Assistance), 전자수첩, 그 밖의 전자기기에 설치하는 안테나 경우에도 본 발명을 적용해도 좋다.
본 출원은 2006년 6월 28일에 출원된 일본 특허 출원 2006-178830호에 의거한다. 본 명세서 중에 일본 특허 출원 2006-178830호의 명세서, 특허청구범위, 도면 전체를 참조로서 반영시키는 것으로 한다.
본 발명에 따르면, 제 2 안테나소자가 부분적으로 제 1 안테나소자의 일부에 겹치고, 유전체가 제 1 안테나소자와 제 2 안테나소자가 겹친 부분에 있어서 제 1 안테나소자와 제 2 안테나소자에 끼워져 있으므로, 제 1 안테나소자와 제 2 안테나소자의 사이에 커패시터가 구성된다. 즉, 제 1 안테나소자, 커패시터, 제 2 안테나소자가 직렬 접속된 구성이 된다. 그로 인해, 제 2 안테나소자의 타단부측을 회로에 접속하면, 제 1 안테나소자에서 제 1 주파수대의 전파를 수신할 수 있는데다, 제 2 안테나소자에서 제 2 주파수대의 전파를 수신할 수 있다. 반대로, 회로로부터 제 1 주파수대의 전력을 공급하면, 제 1 주파수대의 전파를 제 1 안테나소자로부터 방사할 수 있고, 또, 제 2 주파수대의 전력을 공급하면, 제 2 주파수대의 전파를 제 2 안테나소자로부터 방사할 수 있다. 이와 같이, 간단한 구성으로 다른 주파수대로 공진시키는 것이 가능하게 된다.
또, 제 1 안테나소자 및 제 2 안테나소자가 모두 띠 형상이며, 또한 이들 2 개의 안테나소자가 유전체를 통하여 직렬적으로 접속되는 구성이므로, 이들을 설치하기 위해 평면적으로 넓게 퍼진 영역을 필요로 하지 않는다. 또, 제 1 안테나소자 및 제 2 안테나소자가 띠 형상이므로, 제 1 안테나소자 및 제 2 안테나소자에 만곡부나 굴곡부를 갖게 하는 등으로 하여 제 1 안테나소자 및 제 2 안테나소자의 평면 형상을 비교적 자유롭게 설정할 수 있다. 따라서, 제 1 안테나소자 및 제 2 안테나소자를 설치하기 위한 장소나 공간에 관한 제약도 적다.

Claims (10)

  1. 제 1 주파수대에 대응한 띠 형상의 제 1 안테나소자와,
    일단부가 상기 제 1 안테나소자의 일단부에 부분적으로 겹치고, 제 2 주파수대에 대응한 띠 형상의 제 2 안테나소자와,
    상기 제 1 안테나소자와 상기 제 2 안테나소자가 겹친 부분에 있어서 상기 제 1 안테나소자와 상기 제 2 안테나소자 사이에 끼워진 유전체를 구비하며,
    상기 제 2 안테나소자의 타단부가 급전단으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 안테나.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 안테나소자가 상기 제 1 주파수대의 중심주파수의 1/2파장의 전기길이를 가지며,
    상기 제 2 안테나소자가 상기 제 2 주파수대의 중심주파수의 1/4파장의 전기길이를 갖는 것을 특징으로 하는 안테나.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 주파수대의 주파수는 상기 제 2 주파수대의 주파수보다도 높은 것을 특징으로 하는 안테나.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 안테나소자는 U자 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 안테나.
  5. 제 1 항에서 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 안테나소자 및 상기 제 2 안테나소자는 녹슬기 어려운 금속으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 안테나.
  6. 제 1 항에서 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 안테나소자, 상기 유전체 및 상기 제 2 안테나소자는 고무계 수지로 감싸져 있는 것을 특징으로 하는 안테나.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 안테나소자, 상기 유전체 및 상기 제 2 안테나소자는 지지부재의 표면에 부설되어 있고, 또한 지지부재와 함께 상기 고무계 수지로 감싸져 있는 것을 특징으로 하는 안테나.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 지지부재는 그 표면에 띠 형상의 홈을 가지며,
    상기 제 1 안테나소자, 상기 유전체 및 상기 제 2 안테나소자는 상기 띠 형상의 홈 안에 수납되어 있는 것을 특징으로 하는 안테나.
  9. 제 1 항에서 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유전체는 판 형상인 것을 특징으로 하는 안테나.
  10. 제 1 항에서 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 안테나를 비치한 것을 특징으로 하는 휴대형 무선기.
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