WO2004001895A1

WO2004001895A1 - 携帯無線機用アンテナ

Info

Publication number: WO2004001895A1
Application number: PCT/JP2003/007708
Authority: WO
Inventors: Suguru Kojima
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date: 2002-06-25
Filing date: 2003-06-18
Publication date: 2003-12-31
Also published as: CN1653645A; EP1453137A1; EP1453137A4; AU2003242453A1; US20050104783A1

Abstract

高利得化を図るとともに広帯域化を図る携帯無線機用アンテナ。逆Ｌ形アンテナ（１０）は、一端部が回路基板（１２）の一方の板面に給電点を介して電気的に接続されている給電素子である。回路基板（１２）は、携帯無線機の回路の基板であり、逆Ｌ形アンテナ（１０）を含む回路部品が接続される。板状アンテナ（１４）は、回路基板（１２）の板面のうち逆Ｌ形アンテナ（１０）が接続される板面の裏側の板面に対向して設けられ、長手方向の電気長を携帯無線機が通信する電波の波長の約２分の１とした無給電素子である。ここで、逆Ｌ形アンテナ（１０）、回路基板（１２）および板状アンテナ（１４）の寸法と互いの距離とを所定の値に調節し、逆Ｌ形アンテナ（１０）の自己インピーダンス、板状アンテナ（１４）の自己インピーダンス、および逆Ｌ形アンテナ（１０）と板状アンテナ（１４）との相互インピーダンスを変化させる。

Description

明細書携帯無線機用アンテナ技術分野

本発明は、携帯無線機用アンテナに関する。背景技術

近年、携帯無線機等の a信装置が普及の一途を迪り、さらなる小型化が要望されている。これに伴って、アンテナの内蔵化が要望されている。従来、この種のアンテナ装置としては、例えば特開 2 0 0 1— 2 4 4 7 1 5号公報に開示されたものがある。このアンテナは、人体の影響による特性劣化を防止するために給電素子の上方に無給電素子を配置することにより、回路基板上に電流を誘起させない内蔵アンテナである。

しかしながら、この従来の内蔵アンテナは、人体方向への放射が大きい指向性を有するため、人体の影響を受けて送受信性能が低下することがあるという問題がある。また、通話時の利得を向上させるためには、人体と逆方向の指向性を持たせることが望ましい。発明の開示

本発明の目的は、高利得化および広帯域化を図りつつ、携帯無線機の小型化 -薄型化を図ることである。

本発明の主題は、回路基板の板面のうち給電素子が接続される板面の裏側の板面に対向し、長手方向の電気長が波長の約 2分の 1である板状の無給電素子を反射器として動作させることにより、高利得ィ匕および S A R低減化を図るとともに、広帯域化を図ることである。

また、本発明の主題は、給電素子の素子幅を一定幅以上とすることにより、高利得化、広帯域化および S A R低減化を図るとともに、携帯無線機の小型ィ匕 ·薄型化を図ることである。

本努明の一形態によれば、携帯無線機用アンテナは、携帯無線機の回路を配置するための回路基板と、一端部が給電点を介して前記回路基板のいずれか一方の板面に接続される給電素子と、前記回路基板のいずれか他方の板面に対向して配置され、長手方向の電気長が波長の略 2分の 1で反射器として動作する無給電の板状アンテナ素子と、を有する構成を採る。図面の簡単な説明

図 1は、本発明の実施の形態 1に係る携帯無線機用アンテナの構成を示す図、図 2は、実施の形態 1に係る携帯無線機用アンテナの具体例を示す図、図 3 Aは、実施の形態 1に係る携帯無線機用アンテナの周波数帯域特性の一例を示す図、

図 3 Bは、実施の形態 1に係る携帯無線機用アンテナの放射特性の一例を示す図、

図 4は、本発明の実施の形態 2に係る携帯無線機用アンテナの構成を示す図、図 5は、本発明の実施の形態 3に係る携帯無線機用アンテナの構成を示す図、図 6は、本発明の実施の形態 4に係る携帯無線機用アンテナの構成を示す図、図 7は、本発明の実施の形態 5に係る携帯無線機用アンテナの構成を示す図、図 8は、本発明の実施の形態 6に係る携帯無線機用アンテナの構成を示す図、図 9は、本発明の実施の形態 7に係る携帯無線機用アンテナの構成を示す図、図 1 0は、本発明の実施の形態 8に係る携帯無線機用アンテナの構成を示す図、

図 1 1 Aは、本発明の実施の形態 9に係る携帯無線機用アンテナの構成を示す図、

図 1 1 Bは、実施の形態 9に係る携帯無線機用アンテナの無給電素子の構成を示す図、図 1 2 Aは、本宪明の実施の形態 1 0に係る携帯無線機用アンテナの構成を示す図、

図 1 2 Bは、本発明の実施の形態 1 0に係る携帯無線機用アンテナの詳細な構成を示す図、

図 1 3は、本発明の実施の形態 1 1に係る携帯無線機用アンテナの構成を示す図、

図 1 4は、実施の形態 1 1に係る携帯無線機用アンテナの具体例を示す図、図 1 5 Aは、実施の形態 1 1に係る携帯無線機用アンテナの周波数帯域特性の一例を示す図、

図 1 5 Bは、実施の形態 1 1に係る携帯無線機用アンテナの放射パターンの一例を示す図、

図 1 5 Cは、実施の形態 1 1に係る携帯無線機用アンテナの放射パターンの他の一例を示す図、

図 1 6は、本発明の実施の形態 1 2に係る携帯無 #泉機用アンテナの構成を示す図、および、

図 1 7は、本発明の実施の形態 1 3に係る携帯無線機用アンテナの構成を示す図である。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

(実施の形態 1 )

図 1は、本発明の実施の形態 1に係る携帯無線機用アンテナの構成を示す図である。同図に示す携帯無線機用アンテナは、逆 L形アンテナ 1 0と、回路基板 1 2と、板状アンテナ 1 4とから構成される。また、図 1に示す携帯無線機用アンテナは、携帯無線機に内蔵されている。

逆 L形アンテナ 1 0は、一端部が回路基板 1 2の一方の板面に給電点を介して電気的に接続されている給電素子である。逆 L形アンテナ 1 0は、電波の放射/吸収を行う。

回路基板 1 2は、携帯無線機の回路の基板であり、逆 L形アンテナ 1 0を含む回路部品が接続される。

板状アンテナ 1 4は、回路基板 1 2の板面のうち逆 L形アンテナ 1 0が接続される板面の裏側の板面に対向して設けられ、長手方向の電気長を携帯無線機が通信する電波の波長の約 2分の 1とした無給電素子である。板状アンテナ 1 4は、逆 L形アンテナ 1 0および回路基板 1 2と電磁界結合されており、反射器として動作する。

ここで、逆 L形アンテナ 1 0、回路基板 1 2および板状アンテナ 1 4の寸法と互いの距離とを所定の値に調節し、逆 L形アンテナ 1 0の自己インピーダンス、板状アンテナ 1 4の自己インピーダンス、および逆 L形アンテナ 1 0と板状アンテナ 1 4との相互インピーダンスを変化させる (すなわち、各アンテナ間の結合容量を変化させる）ことにより、携帯無 #泉機用アンテナの入力インピ一ダンスの広帯域化を図ることができる。

また、板状アンテナ 1 4を反射器として動作させることができ、例えば線状アンテナ等を反射器として動作させる場合と比較して、より単方向性の放射パターンを有することになり、高利得化および S A R (Specific Absorption Rate：比吸収率）低減化を実現することができる。

図 2は、本実施の形態に係る携帯無線機用アンテナの具体例を示す図である。同図において、は携帯無線機用アンテナによって放射 Z吸収される電波の波長を示している。同図において、板状アンテナ 1 4の長手方向の寸法は、 0 . 5 2 λ ( 0 . 4 2 Χ + 0 . 1 λ ) であり、波長の約 2分の 1となっている。また、回路基板 1 2の長さは 0 . 4 2 λとし、板状アンテナ 1 4よりも短くしている。この寸法を採用することにより、板状アンテナ 1 4は、通信される電波に共振するとともに、回路基板 1 2に板状アンテナ 1 4と同様の電流分布を誘起し、反射器として動作する。

図 3 Αは、上記の携帯無線機用アンテナの周波数帯域特性を示す図である。図中、実線は、上記の携帯無線機用アンテナの各周波数における V S WR (Voltage Standing Wave Ratio：電圧定在波比）を示し、点線は、板状アンテナ 1 4を有さない携帯無線機用アンテナの各周波数における V S WRを示す。この図から明らかなように、板状アンテナ 1 4を設けることにより、広帯域化を図ることができる。

図 3 Bは、上記の携帯無線機用アンテナの放射特性（ー面にぉける^：^ 成分）を示す図である。図中、実線は、上記の携帯無線機用アンテナの放射特性を示し、点線は、板状アンテナ 1 4を有さない携帯無線機用アンテナの放射特性を示す。この図から明らかなように、反射器として動作する板状アンテナ 1 4を設けることにより、高利得ィヒを図ることができるとともに、 S A Rの低減化を図ることができる。

このように、本実施の形態によれば、無給電素子により広帯域化を図り、さらにその無給電素子の長手方向の電気長が、通信される電波の波長の約 2分の 1の寸法を有する板状アンテナとすることにより反射器として動作するため、高利得化および S A R低減化を図ることができる。

(実施の形態 2 )

本発明の実施の形態 2に係る携帯無線機用アンテナの特徴は、給電素子の形状をメアンダ状にすることにより、定められた寸法の回路基板上に給電素子を配置する点である。

図 4は、実施の形態 2に係る携帯無線機用アンテナの構成を示す図である。同図に示す携帯無線機用アンテナは、図 1に示す携帯無線機用アンテナの逆 L 形アンテナ 1 0に代えてメアンダ状アンテナ 2 0を有する構成を採る。その他の部分は、図 1に示す携帯無線機用アンテナと同様であるため、その説明を省略する。

メァンダ状ァンテナ 2 0は、一端部が回路基板 1 2の一方の板面に給電点を介して電気的に接続されている給電素子であり、アンテナ素子をメアンダ状にしたものである。メアンダ状アンテナ 2 0は、電波の放射 Z吸収を行う。板状ァンテナ 1 4は、メァンダ状ァンテナ 2 0および回路基板 1 2と電磁界結合されており、反射器として動作する。

ここで、メアンダ状アンテナ 2 0、回路基板 1 2およぴ板状アンテナ 1 4の寸法と互いの距離とを所定の値に調節し、メアンダ状アンテナ 2 0の自己インピーダンス、板状アンテナ 1 4の自己インピーダンス、およびメアンダ状アンテナ 2 0と板状アンテナ 1 4との相互インピーダンスを変化させることにより、携帯無,線機用アンテナの入力インピーダンスの広帯域化を図ることができる。

また、板状アンテナ 1 4を反射器として動作させることができ、例えば線状アンテナ等を反射器として動作させる場合と比較して、より単方向性の放射 Z 吸収パタ一ンを有することになり、高利得化および S A R低減化を実現することができる。また、給電素子としてメアンダ状アンテナ 2 0を採用することにより、回路基板 1 2の短手方向の寸法に合わせて給電素子の電気長を調節することができ、携帯無線機用アンテナの小型化を図ることができる。

このように、本実施の形態によれば、給電素子をメアンダ状アンテナとするため、携帯無線機用アンテナの小型化を実現することができる。

(実施の形態 3 )

本発明の実施の形態 3に係る携帯無線機用アンテナの特徴は、逆 L形アンテナに集中定数を装荷することにより、逆 L形アンテナの自己インピーダンスを調節する点である。

図 5は、実施の形態 3に係る携帯無線機用アンテナの構成を示す図である。同図に示す携帯無線機用アンテナは、図 1に示す携帯無線機用アンテナの逆 L 形アンテナ 1 0に集中定数 3 0を装荷する構成を採る。その他の部分は、図 1 に示す携帯無線機用アンテナと同様であるため、その説明を省略する。

集中定数 3 0は、逆 L形アンテナ 1 0に装荷され、逆 L形アンテナ 1 0の自己インピーダンスを調節する。

ここで、逆 L形アンテナ 1 0、回路基板 1 2およぴ板状アンテナ 1 4の寸法と互いの距離とを所定の値に調節し、逆 L形アンテナ 1 0の自己インピーダンス、板状アンテナ 1 4の自己インピーダンス、および逆 L形ァンテナ 1 0と板状アンテナ 1 4との相互インピーダンスを変化させることにより、携帯無線機用アンテナの入力インピーダンスの広帯域化を図ることができる。このとき、集中定数 3 0によって、逆 L形アンテナ 1 0の自己インピーダンスを調節することより、逆 L形アンテナ 1 0の寸法を回路基板 1 2の短手方向の寸法に合わせることができ、携帯無線機用ァンテナの小型化を図ることができる。

このように、本実施の形態によれば、逆 L形アンテナに集中定数を装荷するため、携帯無線機用アンテナの小型化を実現することができる。

(実施の形態 4 )

本発明の実施の形態 4に係る携帯無線機用アンテナの特徴は、板状アンテナに集中定数を装荷することにより、板状アンテナの自己インピーダンスを調節する点である。

図 6は、実施の形態 4に係る携帯無線機用アンテナの構成を示す図である。同図に示す携帯無線機用アンテナは、図 1に示す携帯無線機用アンテナの板状アンテナ 1 4に集中定数 4 0を装荷する構成を採る。その他の部分は、図 1に示す携帯無,線機用アンテナと同様であるため、その説明を省略する。

集中定数 4 0は、板状アンテナ 1 4に装荷され、板状アンテナ 1 4の自己ィンピーダンスを調節する。

ここで、逆 L形アンテナ 1 0、回路基板 1 2および板状アンテナ 1 4の寸法と互いの距離とを所定の値に調節し、逆 L形アンテナ 1 0の自己インピーダンス、板状アンテナ 1 4の自己インピーダンス、および逆 L形アンテナ 1 0と板状アンテナ 1 4との相互インピーダンスを変化させることにより、携帯無線機用アンテナの入力インピーダンスの広帯域化を図ることができる。このとき、集中定数 4 0によって、板状アンテナ 1 4の自己インピーダンスを調節することにより、板状ァンテナ 1 4の寸法を回路基板 1 2の寸法に合わせることができ携帯無線機用アンテナの小型化を図ることができる。このように、本実施の形態によれば、板状アンテナに集中定数を装荷するため、携帯無泉機用アンテナの小型化を実現することができる。

(実施の形態 5 ) ' 本発明の実施の形態 5に係る携帯無線機用アンテナの特徴は、逆 L形アンテナを回路基板に垂直に配置することにより、回路基板に垂直となる電波の送受信を可能とする点である。

図 7は、実施の形態 5に係る携帯無線機用アンテナの構成を示す図である。同図に示す携帯無線機用アンテナは、図 1に示す携帯無線機用アンテナの逆 L 形アンテナ 1 0に代えて逆 L形アンテナ 5 0を有する構成を採る。その他の部分は、図 1に示す携帯無線機用アンテナと同様であるため、その説明を省略する。

逆 L形アンテナ 5 0は、一端部が回路基板 1 2の一方の板面に対して垂直に給電点を介して接続されている給電素子である。逆 L形アンテナ 5 0は、電波の放射/吸収を行う。逆 L形アンテナ 5 0は、回路基板 1 2の板面に対して垂直な部分を有するため、回路基板 1 2の板面に対して垂直な方向の電波を放射 Z吸収することができる。

ここで、逆 L形アンテナ 5 0、回路基板 1 2および板状アンテナ 1 4の寸法と互いの距離とを所定の値に調節し、逆 L形アンテナ 5 0の自己インピーダンス、板状アンテナ 1 4の自己インピーダンス、および逆 L形アンテナ 5 0と板状アンテナ 1 4との相互インピーダンスを変化させることにより、携帯無線機用アンテナの入力インピーダンスの広帯域化を図ることができる。また、板状アンテナ 1 4を反射器として動作させることができ、例えば線状アンテナ等を反射器として動作させる場合と比較して、より単方向性の放射/吸収パターンを有することになり、高利得化および S A R低減化を実現することができる。このように、本実施の形態によれば、逆 L形アンテナが回路基板に対して垂直な部分を有するため、回路基板に対して垂直な方向の電波を送受信することができる。 (実施の形態 6 )

本発明の実施の形態 6に係る携帯無線機用アンテナの特徴は、給電素子を逆 F形アンテナとすることにより、給電素子の自己インピーダンスの調節を行う点である。

図 8は、実施の形態 6に係る携帯無線機用アンテナの構成を示す図である。同図に示す携帯無線機用アンテナは、図 1に示す携帯無線機用アンテナの逆 L 形アンテナ 1 0に代えて逆 F形アンテナ 6 0を有する構成を採る。その他の部分は、図 1に示す携帯無線機用アンテナと同様であるため、その説明を省略する。

逆 F形アンテナ 6 0は、 3つの端部のうち一端部が回路基板 1 2の一方の板面に給電点を介して電気的に接続されている給電素子であり、アンテナ素子を逆 F形にしたものである。逆 F形アンテナ 6 0は、電波の放射/吸収を行う。ここで、逆 F形アンテナ 6 0、回路基板 1 2および板状アンテナ 1 4の寸法と互いの距離とを所定の値に調節し、逆 F形アンテナ 6 0の自己インピーダンス、板状アンテナ 1 4の自己インピーダンス、および逆 F形アンテナ 6 0と板状アンテナ 1 4との相互インピーダンスを変化させることにより、携帯無線機用アンテナの入カインピーダンスの広帯域化を図ることができる。

また、板状アンテナ 1 4を反射器として動作させることができ、例えば線状アンテナ等を反射器として動作させる場合と比較して、より単方向性の放射/ 吸収パターンを有することになり、高利得化および S A R低減化を実現することができる。

(実施の形態 7 )

本発明の実施の形態 7に係る携帯無線機用アンテナの特徴は、給電素子の形状を折り返し形状とすることにより、給電素子の自己インピーダンスの調節を行う点である。

図 9は、実施の形態 7に係る携帯無線機用アンテナの構成を示す図である。同図に示す携帯無線機用アンテナは、図 1に示す携帯無線機用アンテナの逆 L 形アンテナ 1 0に代えて折り返しアンテナ 7 0を有する構成を採る。その他の部分は、図 1に示す携帯無線機用アンテナと同様であるため、その説明を省略する。

折り返しアンテナ 7 0は、一端部が回路基板 1 2の一方の板面に給電点を介して電気的に接続され、他端部が回路基板 1 2に接続されている給電素子であり、アンテナ素子を折り返し形状にしたものである。折り返しアンテナ 7 0は、電波の放射/吸収を行う。

ここで、折り返しアンテナ 7 0、回路基板 1 2および板状アンテナ 1 4の寸法と互いの距離とを所定の値に調節し、折り返しアンテナ 7 0の自己インピーダンス、板状アンテナ 1 4の自己インピーダンス、および折り返しアンテナ 7 0と板状アンテナ 1 4との相互インピーダンスを変化させることにより、携帯無線機用アンテナの入カインピーダンスの広帯域化を図ることができる。

また、板状アンテナ 1 4を反射器として動作させることができ、例えば線状アンテナ等を反射器として動作させる場合と比較して、より単方向性の放射 Z 吸収パターンを有することになり、高利得化および S A R低減化を実現することができる。

(実施の形態 8 )

本発明の実施の形態 8に係る携帯無線機用アンテナの特徴は、回路基板にスロットを設けることにより、小容量化および軽量化を図る点である。図 1 0は、実施の形態 8に係る携帯無線機用アンテナの構成を示す図である。同図に示す携帯無線機用アンテナは、図 1に示す携帯無線機用アンテナの回路基板 1 2に代えて回路基板 8 0を有する構成を採る。その他の部分は、図 1に示す携帯無線機用アンテナと同様であるため、その説明を省略する。

回路基板 8 0は、携帯無線機の回路の基板であり、逆 L形アンテナ 1 0を含む回路部品が接続され、中央に中空部分であるスロットを有している。

ここで、逆 L形アンテナ 1 2、回路基板 8 0および板状アンテナ 1 4の寸法と互いの距離とを所定の値に調節し、逆 L形アンテナ 1 0の自己インピーダンス、板状アンテナ 1 4の自己インピーダンス、および逆 L形アンテナ 1 0と板状アンテナ 1 4との相互インピーダンスを変化させることにより、携帯無線機用アンテナの入カインピーダンスの広帯域化を図ることができる。

また、携帯無線機用アンテナが電波の送受信動作をする場合には、回路基板 8 0に電流が流れるが、電流は、主に回路基板 8 0の辺縁部分を流れるため、携帯無線機用ァンテナの送受信特性には影響がない。

このように、本実施の形態によれば、回路基板の中央にスロットを設けるため、携帯無線機用アンテナの小容量化および軽量化を実現することができる。

(実施の形態 9 )

本発明の実施の形態 9に係る携帯無線機用アンテナの特徴は、板状アンテナにスロットを設けることにより、小容量化おょぴ軽量ィヒを図る点である。

図 1 1 Aは、実施の形態 9に係る携帯無線機用アンテナの構成を示す図である。同図に示す携帯無線機用アンテナは、図 1に示す携帯無線機用アンテナの板状アンテナ 1 4に代えて板状アンテナ 9 0を有する構成を採る。その他の部分は、図 1に示す携帯無線機用アンテナと同様であるため、その説明を省略する。

板状アンテナ 9 0は、回路基板 1 2の板面のうち逆 L形アンテナ 1 0が接続される板面の裏側の板面に対向して設けられ、長手方向の電気長を携帯無線機が通信する電波の波長の約 2分の 1とした無給電素子であり、中央に中空部分であるスロットを有している（図 1 1 B参照）。板状アンテナ 9 0は、逆 L形アンテナ 1 0および回路基板 1 2と電磁界結合されており、反射器として動作する。

ここで、逆 L形アンテナ 1 0、回路基板 1 2および板状アンテナ 9 0の寸法と互いの距離とを所定の値に調節し、逆 L形アンテナ 1 0の自己インピーダンス、板状アンテナ 9 0の自己インピーダンス、および逆 L形アンテナ 1 0と板状アンテナ 9 0との相互インピーダンスを変化させることにより、携帯無線機用アンテナの入力インピーダンスの広帯域化を図ることができる。

また、板状アンテナ 9 0を反射器として動作させることができ、例えば線状アンテナ等を反射器として動作させる場合と比較して、より単方向性の放射 Z 吸収パターンを有することになり、高利得化および S A R低減化を実現することができる。

また、携帯無線機用アンテナが電波の送受信動作をする場合には、板状アンテナ 9 0に電流が流れるが、電流は、主に板状アンテナ 9 0の辺縁部分を流れるため、携帯無線機用アンテナの送受信特性には影響がない。

このように、本実施の形態によれば、板状アンテナの中央にスロットを設けるため、携帯無線機用アンテナの小容量化および軽量ィ匕を実現することができる。

(実施の形態 1 0 )

本発明の実施の形態 1 0に係る携帯無線機用アンテナの特徴は、回路基板と板状アンテナとの間隙に誘電体を揷入することにより、回路基板と板状アンテナとの距離を短縮し、低背化および一体化を図る点である。

図 1 2 Aは、実施の形態 1 0に係る携帯無線機用アンテナの構成を示す図である。同図に示す携帯無線機用アンテナは、図 1に示す携帯無線機用アンテナに加えて誘電体 1 0 0を有する構成を採る。

誘電体 1 0 0は、回路基板 1 2と板状アンテナ 1 4との間隙に揷入される

(図 1 2 B参照）。

ここで、逆 L形アンテナ 1 0、回路基板 1 2およぴ板状ァンテナ 1 4の寸法と誘電体 1 0 0の厚さとを所定の値に調節し、逆 L形アンテナ 1 0の自己インピーダンス、板状アンテナ 1 4の自己インピーダンス、およぴ逆 L形アンテナ 1 0と板状アンテナ 1 4との相互インピーダンスを変化させることにより、携帯無線機用アンテナの入力インピーダンスの広帯域化を図ることができる。また、板状アンテナ 1 4を反射器として動作させることができ、例えば線状アンテナ等を反射器として動作させる場合と比較して、より単方向性の放射吸収パターンを有することになり、高利得化および S A R低減化を実現することができる。

また、誘電体 1 0 0を回路基板 1 2と板状アンテナ 1 4との間隙に揷入することにより、回路基板 1 2と板状アンテナ 1 4の距離を小さくすることができるとともに携帯無線機用アンテナを一体化することができる。

このように、本実施の形態によれば、回路基板と板状ァンテナとの間隙に誘電体を揷入するため、携帯無線機用アンテナの低背化および一体化を図ることができる。

(実施の形態 1 1 )

本発明の実施の形態 1 1に係る携帯無線機用アンテナの特徴は、給電素子の形状を板状にすることにより、給電素子と無給電素子との間隔を小さくする点である。

図 1 3は、本発明の実施の形態 1 1に係る携帯無線機用アンテナの構成を示す図である。同図に示す携帯無線機用アンテナは、図 1に示す携帯無線機用ァンテナの逆 L形アンテナ 1 0に代えて板状逆 L形アンテナ 1 1 0を有する構成を採る。その他の部分は、図 1に示す携帯無線機用アンテナと同様であるため、その説明を省略する。

板状逆 L形アンテナ 1 1 0は、一端部が回路基板 1 2の一方の板面に給電点を介して電気的に接続されている給電素子であり、回路基板 1 2の短手方向部分の素子幅が一定幅以上となっている。板状逆 L形アンテナ 1 1 0は、電波の放射/吸収を行う。

ここで、板状逆 L形アンテナ 1 1 0、回路基板 1 2および板状アンテナ 1 4 の寸法と互いの距離とを所定の値に調節し、板状逆 L形アンテナ 1 1 0の自己インピーダンス、板状アンテナ 1 4の自己インピーダンス、および板状逆 L形アンテナ 1 1 0と板状アンテナ 1 4との相互インピーダンスを変化させる (すなわち、各アンテナ間の結合容量を変化させる）ことにより、特に送信周波数帯域において、携帯無線機用アンテナの広帯域化を図ることができる。

一方、逆 L形アンテナ 1 0の素子幅を太くすることにより、逆 L形アンテナ 1 0と板状アンテナ 1 4との間隔を小さくした場合でも特に受信周波数帯域において帯域を確保することができる。その結果として、携帯無線機用アンテナの小型化 ·薄型化を図ることができる。図 1 4は、本実施の形態に係る携帯無線機用アンテナの具体例を示す図である。同図において、又は携帯無線機用アンテナによって放射/吸収される電波の波長を示している。同図において、板状ァンテナ 1 4の長手方向の寸法は、 0 . 5 2 λであり、波長の約 2分の 1 となっている。また、回路基板 1 2の長さは 0 . 4 2；1とし、板状アンテナ 1 4よりも短くしている。この寸法を採用することにより、板状アンテナ 1 4は、通信される電波に共振するとともに、回路基板 1 2に板状アンテナ 1 4と同様の電流分布を誘起し、反射器として動作する。

図 1 5 Αは、上記の携帯無線機用アンテナの周波数帯域特性を示す図である。図中、実線は、上記の携帯無線機用アンテナの各周波数における V S W R (Voltage Standing Wave Ratio) を示し、点線は、板状アンテナ 1 4を有さない携帯無線機用了ンテナの各周波数における V S WRを示す。この図から明らかなように、板状アンテナ 1 4を設けることにより、特に送信周波数帯域における広帯域化を図ることができる。

図 1 5 Bは、上記の携帯無線機用アンテナの受信周波数帯域における放射パターン（X— Y面における垂直成分）を示す図である。また、図 1 5 Cは、上記の携帯無線機用アンテナの送信周波数帯域における放射パターン（X— Y面における垂直成分）を示す図である。図 1 5 Cから明らかなように、本実施の形態の携帯無線機用アンテナは、反射器として動作する板状アンテナ 1 4を設けることにより、送信周波数帯域において、人体と逆方向（_ X方向）への指向性を有する。

このように、本実施の形態によれば、無給電素子により広帯域化を図り、さらにその無給電素子の長手方向の電気長が、通信される電波の波長の約 2分の 1の寸法を有する板状アンテナとすることにより反射器として動作すると同時に、給電素子の素子幅を太くするため、高利得化、広帯域化おょぴ S A R低減化を図りつつ、携帯無線機の小型化■薄型化を図ることができる。

(実施の形態 1 2 )

本発明の実施の形態 1 2に係る携帯無線機用アンテナの特徴は、板状逆 L形ァンテナに集中定数を装荷することにより、板状逆 L形ァンテナの自己インピ一ダンスを調節する点である。

図 1 6は、実施の形態 1 2に係る携帯無線機用アンテナの構成を示す図である。同図に示す携帯無線機用アンテナは、図 1 3に示す携帯無線機用アンテナの板状逆 L形アンテナ 1 1 0に集中定数 1 2 0を装荷する構成を採る。その他の部分は、図 1 3に示す携帯無線機用アンテナと同様であるため、その説明を省略する。

集中定数 1 2 0は、板状逆 L形アンテナ 1 1 0に装荷され、板状逆 L形アンテナ 1 1 0の自己インピーダンスを調節する。

ここで、板状逆 L形アンテナ 1 1 0、回路基板 1 2およぴ板状アンテナ 1 4 の寸法と互いの距離とを所定の値に調節し、板状逆 L形アンテナ 1 1 0の自己インピーダンス、板状アンテナ 1 4の自己インピーダンス、および板状逆 L形アンテナ 1 1 0と板状アンテナ 1 4との相互インピーダンスを変化させる（すなわち、各アンテナ間の結合容量を変化させる）ことにより、特に送信周波数帯域において、携帯無線機用アンテナの広帯域化を図ることができる。このとき、集中定数 1 2 0によって、板状逆 L形アンテナ 1 1 0の自己インピーダンスを調節することにより、板状逆 L形アンテナ 1 1 0の寸法を回路基板 1 2の短手方向の寸法に合わせることができ、携帯無線機用アンテナの小型化を図ることができる。

一方、板状逆 L形アンテナ 1 1 0の素子幅を太くすることにより、板状逆 L 形アンテナ 1 1 0と板状アンテナ 1 4との間隔を小さくした場合でも特に受信周波数帯域において帯域を確保することができる。その結果として、携帯無線機用アンテナの小型化 ·薄型化を図ることができる。

このように、本実施の形態によれば、給電素子に集中定数を装荷するため、携帯無線機用アンテナをさらに小型化することができる。

(実施の形態 1 3 )

本発明の実施の形態 1 3に係る携帯無線機用アンテナの特徴は、回路基板に集中定数を装荷することにより、回路基板の自己ィンピーダンスを調節する点である。

図 1 7は、実施の形態 1 3に係る携帯無線機用アンテナの構成を示す図である。同図に示す携帯無線機用アンテナは、図 1 3に示す携帯無線機用アンテナの回路基板 1 2に集中定数 1 3 0を装荷する構成を採る。その他の部分は、図 1 3に示す携帯無線機用アンテナと同様であるため、その説明を省略する。集中定数 1 3 0は、回路基板 1 2に装荷され、回路基板 1 2の自己インピーダンスを調節する。

ここで、板状逆 L形アンテナ 1 1 0、回路基板 1 2およぴ板状アンテナ 1 4 の寸法と互いの距離とを所定の値に調節し、板状逆 L形アンテナ 1 1 0の自己インピーダンス、板状アンテナ 1 4の自己インピーダンス、および板状逆 L形

1 0と板状アンテナ 1 4との相互インピーダンスを変化させる（すなわち、各アンテナ間の結合容量を変化させる）ことにより、特に送信周波数帯域において、携帯無 f泉機用アンテナの広帯域化を図ることができる。このとき、集中定数 1 30によって、回路基板 12の自己インピーダンスを調節することにより、回路基板 1 2の寸法を所望の寸法にすることができ、携帯無線機用アンテナの小型化を図ることができる。

一方、板状逆 L形アンテナ 1 10の素子幅を太くすることにより、板状逆 L 形アンテナ 1 10と板状アンテナ 14との間隔を小さくした場合でも特に受信周波数帯域において帯域を確保することができる。その結果として、携帯無線機用アンテナの小型化 ·薄型化を図ることができる。

このように、本実施の形態によれば、回路基板に集中定数を装荷するため、携帯無線機用アンテナをさらに小型化することができる。

なお、上記各実施の形態は種々組み合わせて実施することができる。すなわち、例えば給電素子の素子幅を太くして板状としたうえで、給電素子の形状を逆 F形としたり、板状逆 L形アンテナを回路基板に垂直に配置したりすることができる。

以上説明したように、本発明によれば、高利得化および広帯域化を図りつつ、携帯無線機の小型化■薄型化を図ることができる。

本明細書は、 2002年 6月 25日出願の特願 2002— 184003および 2002年 9月 27日出願の特願 2002-282993に基づく。これらの内容はすべてここに含めておく。産業上の利用可能性

本発明は、例えば携帯電話などの携帯無線機用アンテナに適用することがでさる。

Claims

請求の範囲

1 . 携帯無線機の回路を配置するための回路基板と、

一端部が給電点を介して前記回路基板のいずれか一方の板面に接続される給電素子と、

前記回路基板のいずれか他方の板面に対向して配置され、長手方向の電気長が波長の略 2分の 1で反射器として動作する無給電の板状アンテナ素子と、を有する携帯無線機用アンテナ。

2 . 前記給電素子は、

所定以上の素子幅を有する請求の範囲第 1項記載の携帯無線機用アンテナ。

3 . 前記給電素子は、

逆 L形アンテナである請求の範囲第 1項記載の携帯無線機用アンテナ。

4 . 前記給電素子は、

前記回路基板の短手方向にメアンダ状部分を有する請求の範囲第 1項記載の携帯無線機用アンテナ。

5 . 前記給電素子は、

前記回路基板の板面に対する垂直部分を有する請求の範囲第 1項記載の携帯無線機用アンテナ。

6 . 前記給電素子は、

逆 F形ァンテナである請求の範囲第 1項記載の携帯無線機用ァンテナ。

7 . 前記給電素子は、

一端部が給電点を介して前記回路基板のいずれか一方の板面に接続される第 1逆 L形素子要素と、

一端部が前記回路基板の前記一方の板面に接続される第 2逆 L形素子要素と、

前記第 1逆 L形素子要素および前記第 2逆 L形素子要素のそれぞれの他端部に接続される素子要素と、

を有する請求の範囲第 1項記載の携帯無線機用アンテナ。

8 . 前記回路基板、前記給電素子、および前記板状アンテナ素子のうち少なくともいずれか 1つは、自己インピーダンスを調整するための集中定数を有する請求の範囲第 1項記載の携帯無 f泉機用アンテナ。

9 . 前記回路基板は、

板面の中央に中空部分を有する請求の範囲第 1項記載の携帯無線機用アンテナ。

1 0 . 前記板状ァンテナ素子は、

前記回路基板の板面に平行な面の中央に中空部分を有する請求の範囲第 1 項記載の携帯無線機用ァンテナ。

1 1 . 前記回路基板および前記板状アンテナ素子の間隙に誘電体を有する請求の範囲第 1項記載の携帯無線機用アンテナ。