WO2003083994A1 - Antenne et dispositif electronique utilisant cette derniere - Google Patents

Description

明 細 書

アンテナとそれを用いた電子機器 技術分野

本発明は、 アンテナとそれを用いた電子機器に関する。 背景技術

従来のこの種アンテナの構成は、 板状の接地電極と、 この接地 電極に所定空間をおいて対向配置した板状の放射電極と、 この放 射電極と接地電極を接続した接地リード線と、 放射電極に接続し た給電リード線とを備えていた。 この構成は、 接地リード線によ つて接地電極と放射電極を接続することにより、 λ / 4モードの 共振を作り出し、 その共振電流によって電波を放射するものであ る。 この λノ 4モードとは、 接地リード線で電流が最大になり、 接地リード線から最も離れた開放端で電流が最小 · 電圧が最大と なる共振モードである。

従来のこの種のアンテナにおいては、 小型化 図るために、 接 地電極と放射電極間に誘電体や磁性体を揷入する試みが行われて いる。 このことにより、 接地電極と放射電極間の電磁界の波長を 短縮し、 それによつてアンテナの小型化を図るというものである λ / 4モー ド共振は、 等価的にコンデンサとインダクタとの並 列共振回路で表すことができる。 この λ / 4共振器を、 誘電体を用 いて波長短縮すれば、 等価的にコンデンサ値 （以下容量性） が増 大することとなり、 インピーダンスの周波数特性が急峻となって 帯域が狭くなる。 一方、 磁性体を用いた場合には、 等価的にイン ダクタンス値 （以下誘導性） が増大することによりインピーダン スの周波数特性が緩やかになり、 帯域を広くすることが可能とな る。 従って、 広帯域なアンテナを得るためには、 磁性体の使用が 有劾である。 しかし、 磁性材料は一般に誘電体としての特性をも 併せ持つているため、 損失の観点から見ると、 誘電体を用いた場 合には誘電損失のみであるが、 磁性体を用いた場合には磁気的損 失と誘電損失の両方が生じることとなり、 放射効率の低下を招く という問題があった。 発明の開示

実質的に板状の接地電極と、 接地電極に所定空間をおいて対向 配置した実質的に板状の放射電極と、 放射電極と接地電極間を接 続した接地リード線と、 放射電極に接続した給電リ一ド線とを有 し、 接地リード線の近傍に磁性体を設けると共に、 放射電極と接 地電極間には非磁性体の空間を有するアンテナが提供される。 図面の簡単な説明

図 1 は、 本発明の実施の形態を示す分解斜視図である。

図 2は、 本発明の実施の形態を示すアンテナ部分の分解斜視図 である。

図 3は、 本発明の実施の形態を示す電気回路図である。 発明を実施するための最良の形態 本発明の実施の形態を図 1から図 3により説明する。 図 1から図 3は、 実施の形態を示し、 電子機器の一例として携 帯電話を示したものである。 即ち、 図 3が携帯電話の電気回路を 示している。 この図 3 に示すごとく、 アンテナ 1は、 アンテナ共 用器 2 を介して送信ライン 3 と受信ライン 4に接続されている。 このアンテナ共用器 2 には、 送信フィル夕 5 と受信フィルタ 6 を 含む。 アンテナ 1で受信された電波は、 アンテナ共用器 2 を介し て受信ライン 4に伝達され、 また、 音声などの送信信号は送信ラ イン 3、 アンテナ共用器 2 を介してアンテナ 1から送信されるよ うになつている。 この図 3 に示す電気回路は携帯電話の一般例を 示すものなので、 詳細な説明は簡略化するが、 受信ライン 4には 増幅器 7、 段間フィルタ 8、 ミキサ 9 、 I Fフィルタ 1 0、 復調 器 1 1 を介して、 スピーカ 1 2が接続されている。 また、 送信ラ イン 3 には、 マイク 1 3から順に変調器 1 4、 ミキサ 1 5、 段間 フィルタ 1 6、 増幅器 1 7、 アイソレータ 1 8が設けられ、 それ がアンテナ共用器 2に接続された状態となっている。 また、 ミキ サ 9 , 1 5 にはそれぞれ電圧制御発振器 （V C O ) 1 9がそれぞ れフィル夕 2 0 , 2 1 を介して接続されている。

さて、 この電気回路を具体的に構成した図を図 1 に示す。

図 1 において、 プリ ント基板 2 2には図 3に示すアンテナ共用器 2から復調器 1 1、 あるいは変調器 1 4までの送信ライン 3、 受 信ライン 4のそれぞれの部品が、 図 1 のプリント基板 2 2上の送 受信回路部 2 3 に構成されている。 この回路部 2 3から信号ライ ン 2 4が設けられ、 この信号ライン 2 4には給電端子 2 5が接続 されている。 この給電端子 2 5は、 図 3においてアンテナ 1 とァ ンテナ共用器 2 との間に設けられている。 プリ ント基板 2 2上には、 図 1 に示すごとく送受信回路部 2 3 以外にアンテナ 1が設けられている。 このアンテナ 1は、 図 2 に 示すような構成体で形成されている。 即ち、 例えば銅板で形成さ れた接地電極 2 6 とこの接地電極 2 6上に所定空間をおいて対向 配置された同じく銅板よりなる放射電極 2 7 と、 この放射電極 2 7から引き出された接地リー ド線 2 8、 給電リード線 2 9および スぺーサ 3 0、 磁性体 3 1で構成されている。

接地リード線 2 8は、 図 2 に示すように、 板状の放射電極 2 7 のコーナ一部分から外向に引き出され、 その後下方へ折り曲げら れたものである。 この折り曲げられた部分は、 角柱状の磁性体 3 1 の貫通孔 3 l aを図 1 に示すごとく貫通し、 そしてその下端は 接地電極 2 6 に電気的機械的に接続されるよう'になっている。 ま た、 同じく板状の放射電極 2 7 の外周部分から外向に延長され下 方へと折り曲げられた給電リード線 2 9は、 図 2に示す板状の接 地電極 2 6 に設けた切りかき 2 6 a部分を介して図 1に示す給電 端子 2 5に電気的機械的に接続されるようになつている。

また、 スぺーサ 3 0 は、 図 2 に示すごとく断面コ字状となって おり、 放射電極 7の外周部分を接地電極 2 6 との間で支えるよ うに設けられているものである。 このスぺ一サ 3 0は例えば A B S樹脂などの絶縁体で形成されているものである。 また、 磁性体 3 1は、 例えばフェライ ト系材料などで形成されているものであ る。 続いて、 接地電極 2 6は、 図 1 に示す 4つの接地端子 3 2 に おいてプリ ン ト基板 2 2 に電気的機械的に接続される構成になつ ている。

上記構成において放射電極 2 7は、 図 3に示すように基本的に アンテナとしての働きをするものであって、 この放射電極 2 7 を 接地リード線 2 8 を介して板状の接地電極 2 6に接続することに より、 λ / 4共振モードのアンテナとして機能するようになる。

さて、 そのような状況において実施の形態で最も特徴とする点 は、 この接地リード線 2 8 を角柱状の磁性体 3 1 に貫通させて配 置したことである。 この構成によって、 λ / 4モードの共振にお いて最も電流が集中する接地リード線 2 8の周囲に磁性体 3 1が 存在する状態を作り出すことができる。 磁界は、 電流の流れに対 してその周囲を周回するように発生するため、 接地リード線 2 8 周囲に設けた磁性体 3 1 は、 磁界に対して最も有効に作用し、 こ れによって波長短縮効果を発揮しつつ、 誘導性を増大させてイン ピーダンスの周波数変化を緩やかにすることができ、 結果として この図 2 に示すアンテナ 1は、 小型で広帯域なものとなる。 具体 的には放射電極 2 7、 接地電極 2 6などが小さくできることにな るものである。 もちろんそれによつて図 3に示す携帯電話を一例 として用いた電子機器の小型化が図れるものである。

さて、 この図 2に示すスぺーサ 3 0は、 放射電極 2 7の外周部 分に設けられるものであるが、 このスぺーサ 3 0は、 上述したよ うに絶縁体で構成されている。 本来であれば、 放射電極 2 7 と接 地電極 2 6間を全て磁性体とすればアンテナ 1 の小型化と広帯域 化を達成することができるものであるが、 そう した場合、 磁性体 の有する誘電損失および磁気的損失によって放射効率の低下を招 く といった弊害が生じる。そこで実施の形態では上述したように、 磁性体 3 1 を電流集中が起きる接地リード線 2 8外周部分に限定 して有効に配置し、 逆に電流集中が小さい他の部分は、 磁性体 3 1 の非存在空間とし、 スぺ一サ 3 0 によって機械的に支持するの みという構成とした。 さらに、 このスぺ一サ 3 0には誘電特性お よび磁気特性をほとんど持たない絶縁体を用い、 これによつて誘 電損失および磁気的損失の発生を抑制している。 以上の構成によ り、 アンテナ 1 の小型化と広帯域化を図りつつ放射効率の低下を 抑制し、 さらに放射電極 2 7 と接地電極 2 6 との間隔の変動を抑 えて、 安定した特性のアンテナを得ることができるものである。

なお、 実施の形態においては、 磁性体 3 1 を接地リード線 2 8 の近傍にのみ配置したが、 それに加えて他の部分にも配置しても 構わない。 特にアンテナの形態によっては、 縁効果により放射電 極 2 7の周囲にも電流集中が起こる場合が考えられる。 そのよう な場合には、.接地リード線 2 8の近傍に加えて放射電極 2 7の周 囲もしくはその一部にも磁性体を設けても構わない。

以上のように本発明は、 実質的に板状の接地電極と、 この接地 電極に所定空間をおいて対向配置した実質的に板状の放射電極と. この接地電極と放射電極を接続した接地リード線と、 放射電極と 接続した給電リード線とを備え、 接地リー ド線の近傍に磁性体を 設けると共に、 放射電極と接地電極間には非磁性体の空間を有す るものであるので、 小型 · 広帯域でしかも放射効率の低下を防い だアンテナおよび、 小型な電子機器を提供することができる。 産業上の利用可能性

本発明は、 アンテナとそれを用いた電子機器に関するもので、 磁性体を用いて小型 · 広帯域化を図りつつ、 損失を抑制して放射 効率の低下を防ぐことを目的とするものである。

Claims

請求の範囲

1 . 実質的に板状の接地電極と、

前記接地電極に所定空間をおいて対向配置した実質的に板状の放 射電極と、

前記放射電極と前記接地電極間を接続した接地リード線と、 前記放射電極に接続した給電リード線とを有し、

前記接地リード線の近傍に磁性体を設けると共に、 前記放射電極 と前記接地電極間には非磁性体の空間を有するアンテナ。

2 . 前記磁性体は柱状磁性体である請求項 1 に記載のアンテナ。

3 . 前記接地リード線は前記磁性体の貫通孔部分を貫通させた請 求項 1 に記載のアンテナ。

4 . 前記接地リード線は、 前記放射電極の外周部分から引き出し た請求項 1から 3 に記載のアンテナ。

5 . 前記磁性体は前記放射電極の外周部分に設けた請求項 1から 4のいずれか 1つに記載のアンテナ。

6 . 前記放射電極の外周部分で、 前記接地リード線引出し部分以 外と前記接地電極間にスぺーサを設けた請求項 5 に記載のアンテ ナ。

7 . 前記スぺーサを絶縁体で形成した請求項 6に記載のアンテナ,

8 . 請求項 1から 7のいずれか 1つに記載のアンテナの前記給電 リード線を、 送信ラインと受信ラインの少なく とも一方に接続し た電子機器。