WO2013051188A1 - アンテナ装置及び無線通信装置 - Google Patents
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Abstract
Description
少なくとも1つの放射器と接地導体とを備えたアンテナ装置において、
上記各放射器は、
内周及び外周を有するループ状の放射導体であって、上記接地導体に近接して電磁的に結合した部分を有するように上記接地導体に対して設けられた放射導体と、
上記放射導体のループに沿って所定位置に挿入された少なくとも1つのキャパシタと、
上記放射導体のループに沿って、上記キャパシタの位置とは異なる所定位置に挿入された少なくとも1つのインダクタと、
上記接地導体に近接した位置において、上記放射導体上に設けられた給電点と、
上記放射導体と上記接地導体とが互いに近接した部分において、上記放射導体のループのうちの上記給電点と上記キャパシタとの間の少なくとも一部に沿って、上記放射導体と上記接地導体との間に設けられた誘電体ブロックとを備え、
上記各放射器は、第1の周波数と、上記第1の周波数より高い第2の周波数とで励振され、
上記各放射器が上記第1の周波数で励振されるとき、上記インダクタ及び上記キャパシタを含み、上記放射導体のループの内周に沿う第1の経路を第1の電流が流れ、
上記各放射器が上記第2の周波数で励振されるとき、上記キャパシタを含み、上記インダクタを含まず、上記放射導体のループの外周に沿った区間であって上記給電点と上記インダクタとの間の区間を含む第2の経路を第2の電流が流れ、上記各放射器が上記第2の周波数で励振されるとき、上記誘電体ブロックを介して互いに近接した上記放射導体と上記接地導体との間に形成される容量と、上記放射導体のインダクタンスとにより並列共振回路が形成され、
上記各放射器は、上記放射導体のループと上記インダクタと上記キャパシタが上記第1の周波数で共振し、上記放射導体のループのうちの上記第2の経路に含まれる部分と上記キャパシタと上記並列共振回路とが上記第2の周波数で共振するように構成されることを特徴とする。
図1は、第1の実施形態に係るアンテナ装置を示す概略図である。本実施形態のアンテナ装置は、単一の放射器40を用いながら低域共振周波数f1及び高域共振周波数f2でデュアルバンド動作することと、磁性体ブロックM1を備えたことにより低域共振周波数f1が低域側にシフトされていることとを特徴とする。
図12は、第2の実施形態に係るアンテナ装置を示す概略図である。本実施形態のアンテナ装置は、単一の放射器40を用いながら低域共振周波数f1及び高域共振周波数f2でデュアルバンド動作することと、誘電体ブロックD1を備えたことにより高域共振周波数f2を含む高域の動作帯域が広帯域化されていることとを特徴とする。
図28は、第3の実施形態に係るアンテナ装置を示す概略図である。本実施形態のアンテナ装置の放射器70は、第1の実施形態の磁性体ブロックM1と、第2の実施形態の誘電体ブロックD1との両方を備えたことを特徴とする。本実施形態のアンテナ装置によれば、放射器70を動作周波数に応じてループアンテナモード及びモノポールアンテナモードのいずれかとして動作させることで、効果的にデュアルバンド動作を実現するとともに、アンテナ装置の小型化を達成することができる。さらに、本実施形態のアンテナ装置によれば、磁性体ブロックM1を設けたことにより、低域共振周波数のみを低域側にシフトさせるように容易に調整することができ、さらに、誘電体ブロックD1を設けたことにより、高域共振周波数f2を含む高域の動作帯域のみを広帯域化することができる。
図39は、第4の実施形態に係るアンテナ装置を示す概略図である。本実施形態のアンテナ装置は、図28の放射器70と同様の原理で構成された2つの放射器78A,78Bを備え、これらの放射器78A,78Bは別個の信号源Q31,Q32によって独立に励振されることを特徴とする。
図61は、第5の実施形態に係る無線通信装置であって、図28のアンテナ装置を備えた無線通信装置の構成を示すブロック図である。本実施形態に係る無線通信装置は、例えば図61に示すように携帯電話機として構成されてもよい。図61の無線通信装置は、図28のアンテナ装置と、無線送受信回路81と、無線送受信回路81に接続されたベースバンド信号処理回路82と、ベースバンド信号処理回路82に接続されたスピーカ83及びマイクロホン84とを備える。アンテナ装置の放射器70の給電点P1及び接地導体G1の接続点P2は、図28の信号源Q1に代えて、無線送受信回路81に接続される。なお、無線通信装置として、ワイヤレスブロードバンドルータ装置や、M2M(マシン・ツー・マシン)目的の高速無線通信装置などを実施する場合には、スピーカ及びマイクロホンなどは必ずしも設けなくてもよく、無線通信装置による通信状況を確認するためにLED(発光ダイオード)などを用いることができる。図28他のアンテナ装置を適用可能な無線通信装置は、以上に例示したものに限定されない。
ここに開示したアンテナ装置及び無線通信装置は、以下の構成を備えたことを特徴とする。
少なくとも1つの放射器と接地導体とを備えたアンテナ装置において、
上記各放射器は、
内周及び外周を有するループ状の放射導体であって、上記接地導体に近接して電磁的に結合した部分を有するように上記接地導体に対して設けられた放射導体と、
上記放射導体のループに沿って所定位置に挿入された少なくとも1つのキャパシタと、
上記放射導体のループに沿って、上記キャパシタの位置とは異なる所定位置に挿入された少なくとも1つのインダクタと、
上記接地導体に近接した位置において、上記放射導体上に設けられた給電点と、
上記放射導体と上記接地導体とが互いに近接した部分において、上記放射導体のループのうちの上記給電点と上記キャパシタとの間の少なくとも一部に沿って、上記放射導体と上記接地導体との間に設けられた誘電体ブロックとを備え、
上記各放射器は、第1の周波数と、上記第1の周波数より高い第2の周波数とで励振され、
上記各放射器が上記第1の周波数で励振されるとき、上記インダクタ及び上記キャパシタを含み、上記放射導体のループの内周に沿う第1の経路を第1の電流が流れ、
上記各放射器が上記第2の周波数で励振されるとき、上記キャパシタを含み、上記インダクタを含まず、上記放射導体のループの外周に沿った区間であって上記給電点と上記インダクタとの間の区間を含む第2の経路を第2の電流が流れ、上記各放射器が上記第2の周波数で励振されるとき、上記誘電体ブロックを介して互いに近接した上記放射導体と上記接地導体との間に形成される容量と、上記放射導体のインダクタンスとにより並列共振回路が形成され、
上記各放射器は、上記放射導体のループと上記インダクタと上記キャパシタが上記第1の周波数で共振し、上記放射導体のループのうちの上記第2の経路に含まれる部分と上記キャパシタと上記並列共振回路とが上記第2の周波数で共振するように構成されることを特徴とする。
上記各放射器の上記放射導体と上記接地導体とは同一平面上に設けられ、
上記各放射器は、上記放射導体と上記接地導体とが互いに近接した部分において、上記放射導体のループのうちの上記給電点と上記キャパシタとの間の少なくとも一部に沿って、上記平面の一方の側に設けられた第1の誘電体ブロックと、上記平面の他方の側に設けられた第2の誘電体ブロックとを備えることを特徴とする。
上記各放射器は、上記放射導体のループの内側の少なくとも一部に設けられた磁性体ブロックをさらに備え、
上記各放射器が上記第1の周波数で励振されるとき、上記第1の電流によって生じた磁束が上記磁性体ブロックを通ることで上記放射導体のインダクタンスが増大することを特徴とする。
上記磁性体ブロックは、上記放射導体のループの内側の部分に近接した上記筐体の部分に磁性体材料を埋め込むことによって形成されることを特徴とする。
上記放射導体は、第1の放射導体と第2の放射導体とを含み、
上記キャパシタは、上記第1及び第2の放射導体の間に生じる容量によって形成されることを特徴とする。
上記放射器は上記プリント配線基板上に形成されたことを特徴とする。
上記第1及び第2の放射器の各給電点は、上記基準軸に対して対称な位置に設けられ、
上記第1及び第2の放射器の各放射導体は、上記基準軸に沿って上記第1の放射器の給電点及び上記第2の放射器の給電点から遠ざかるにつれて上記第1及び第2の放射器の間の距離が次第に増大する形状を有することを特徴とする。
上記第1及び第2の放射器の上記互いに対称な各放射導体のループに沿って上記各給電点から対応する向きに進むとき、上記第1の放射器では上記給電点、上記インダクタ、上記キャパシタが順に位置し、上記第2の放射器では上記給電点、上記キャパシタ、上記インダクタが順に位置することを特徴とする。
10,20…筐体、
40~48,50,60~69,70~78,70A~70D,78A~78C,79…放射器、
81…無線送受信回路、
82…ベースバンド信号処理回路、
83…スピーカ、
84…マイクロホン、
90…誘電体基板、
C1~C5,C11,C21,C31,C32…キャパシタ、
Ce…等価容量、
D1~D8,D11,D21,D31,D32,D41,D42…誘電体ブロック、
G1…接地導体、
L1~L5,L11,L21,L31,L32…インダクタ、
La…インダクタンス、
M1~M4,M11,M21,M31,M32,M41…磁性体ブロック、
M5…磁性体粉末、
P1,P11,P21,P31,P33…給電点、
P2,P32,P34…接続点、
Q1,Q21,Q31,Q32…信号源、
Rr…放射抵抗、
S1…ストリップ導体。
Claims (15)
- 少なくとも1つの放射器と接地導体とを備えたアンテナ装置において、
上記各放射器は、
内周及び外周を有するループ状の放射導体であって、上記接地導体に近接して電磁的に結合した部分を有するように上記接地導体に対して設けられた放射導体と、
上記放射導体のループに沿って所定位置に挿入された少なくとも1つのキャパシタと、
上記放射導体のループに沿って、上記キャパシタの位置とは異なる所定位置に挿入された少なくとも1つのインダクタと、
上記接地導体に近接した位置において、上記放射導体上に設けられた給電点と、
上記放射導体と上記接地導体とが互いに近接した部分において、上記放射導体のループのうちの上記給電点と上記キャパシタとの間の少なくとも一部に沿って、上記放射導体と上記接地導体との間に設けられた誘電体ブロックとを備え、
上記各放射器は、第1の周波数と、上記第1の周波数より高い第2の周波数とで励振され、
上記各放射器が上記第1の周波数で励振されるとき、上記インダクタ及び上記キャパシタを含み、上記放射導体のループの内周に沿う第1の経路を第1の電流が流れ、
上記各放射器が上記第2の周波数で励振されるとき、上記キャパシタを含み、上記インダクタを含まず、上記放射導体のループの外周に沿った区間であって上記給電点と上記インダクタとの間の区間を含む第2の経路を第2の電流が流れ、上記各放射器が上記第2の周波数で励振されるとき、上記誘電体ブロックを介して互いに近接した上記放射導体と上記接地導体との間に形成される容量と、上記放射導体のインダクタンスとにより並列共振回路が形成され、
上記各放射器は、上記放射導体のループと上記インダクタと上記キャパシタが上記第1の周波数で共振し、上記放射導体のループのうちの上記第2の経路に含まれる部分と上記キャパシタと上記並列共振回路とが上記第2の周波数で共振するように構成されることを特徴とするアンテナ装置。 - 上記各放射器の上記放射導体と上記接地導体とは同一平面上に設けられ、
上記各放射器は、上記放射導体と上記接地導体とが互いに近接した部分において、上記放射導体のループのうちの上記給電点と上記キャパシタとの間の少なくとも一部に沿って、上記平面の一方の側に設けられた第1の誘電体ブロックと、上記平面の他方の側に設けられた第2の誘電体ブロックとを備えることを特徴とする請求項1記載のアンテナ装置。 - 上記各放射器は、上記放射導体のループの内側の少なくとも一部に設けられた磁性体ブロックをさらに備え、
上記各放射器が上記第1の周波数で励振されるとき、上記第1の電流によって生じた磁束が上記磁性体ブロックを通ることで上記放射導体のインダクタンスが増大することを特徴とする請求項1又は2記載のアンテナ装置。 - 上記アンテナ装置は筐体をさらに備え、
上記磁性体ブロックは、上記放射導体のループの内側の部分に近接した上記筐体の部分に磁性体材料を埋め込むことによって形成されることを特徴とする請求項3記載のアンテナ装置。 - 上記放射導体は、第1の放射導体と第2の放射導体とを含み、
上記キャパシタは、上記第1及び第2の放射導体の間に生じる容量によって形成されることを特徴とする請求項1~4のいずれか1つに記載のアンテナ装置。 - 上記インダクタはストリップ導体で構成されることを特徴とする請求項1~5のいずれか1つに記載のアンテナ装置。
- 上記インダクタはメアンダ状導体で構成されることを特徴とする請求項1~5のいずれか1つに記載のアンテナ装置。
- 上記アンテナ装置は、上記接地導体と、上記給電点に接続された給電線路とを備えたプリント配線基板を備え、
上記放射器は上記プリント配線基板上に形成されたことを特徴とする請求項1~7のいずれか1つに記載のアンテナ装置。 - 上記アンテナ装置は、第1の放射器と、上記接地導体に代えて第2の放射器とを含むダイポールアンテナであることを特徴とする請求項1~7のいずれか1つに記載のアンテナ装置。
- 上記アンテナ装置は複数の放射器を備え、上記複数の放射器は、互いに異なる複数の第1の周波数と、互いに異なる複数の第2の周波数とを有することを特徴とする請求項1~9のいずれか1つに記載のアンテナ装置。
- 上記放射導体は少なくとも1カ所で折り曲げられていることを特徴とする請求項1~10のいずれか1つに記載のアンテナ装置。
- 上記アンテナ装置は、互いに異なる信号源に接続された複数の放射器を備えたことを特徴とする請求項1~11のいずれか1つに記載のアンテナ装置。
- 上記アンテナ装置は、所定の基準軸に対して互いに対称に構成された放射導体をそれぞれ有する第1の放射器及び第2の放射器を備え、
上記第1及び第2の放射器の各給電点は、上記基準軸に対して対称な位置に設けられ、
上記第1及び第2の放射器の各放射導体は、上記基準軸に沿って上記第1の放射器の給電点及び上記第2の放射器の給電点から遠ざかるにつれて上記第1及び第2の放射器の間の距離が次第に増大する形状を有することを特徴とする請求項12記載のアンテナ装置。 - 上記アンテナ装置は、第1の放射器及び第2の放射器を備え、上記第1及び第2の放射器の各放射導体のループは所定の基準軸に対して互いに実質的に対称に構成され、
上記第1及び第2の放射器の上記互いに対称な各放射導体のループに沿って上記各給電点から対応する向きに進むとき、上記第1の放射器では上記給電点、上記インダクタ、上記キャパシタが順に位置し、上記第2の放射器では上記給電点、上記キャパシタ、上記インダクタが順に位置することを特徴とする請求項12又は13記載のアンテナ装置。 - 請求項1~14のうちのいずれか1つに記載のアンテナ装置を備えたことを特徴とする無線通信装置。
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