(57)【要約】【課題】人体等の影響を最小限に抑えて所望周波数におけるアンテナ特性を良好にすること。【解決手段】給電部１０２は、グランド板１０１に設けられる。アンテナ素子１０３は、給電部１０２から給電される被給電部１１２と、グランド板１０１に接地される接地部１１１と、導電板を途中で折り返すことにより導電板の表面を互いに対向させて形成した本体部１１３とを有し、被給電部１１２及び接地部１１１が本体部１１３と接続して逆Ｆ字形状を有するとともに、グランド板１０１の端部に配置される。【選択図】図１
2010098683.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
グランド板と、
前記グランド板に設けられた給電部と、
前記給電部から給電される被給電部と、前記グランド板に接地される接地部と、導電板を途中で折り返すことにより前記導電板の表面を互いに対向させて形成した本体部とを有し、前記被給電部及び前記接地部が前記本体部と接続して逆Ｆ字形状を有するとともに、前記グランド板の端部に配置されるアンテナ素子と、
を具備するアンテナ装置。
【請求項２】
前記アンテナ素子は、複数設けられ、各々の前記被給電部が前記給電部から各々給電される請求項１記載のアンテナ装置。
【請求項３】
前記アンテナ素子は、前記被給電部と前記接地部と前記本体部とを各々一対有し、各々の前記本体部の折り返し端部を互いに短絡する短絡部を有する請求項１記載のアンテナ装置。
【請求項４】
請求項１記載のアンテナ装置を具備する通信端末装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に逆Ｆアンテナを構成するアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
小型の携帯端末に搭載するアンテナとして、板状逆Ｆアンテナ（ＰＩＦＡ: Planar Inverted-F Antenna）が知られている（例えば、特許文献１）。特許文献１に開示のアンテナでは、導体板が金属線を介して導体地板と接続され、金属線を介して給電点から給電される。また、導体壁の一端が導体板と電気的に接続され、電磁界結合調整板は、導体壁の他端と電気的に接続される。電磁界結合調整板は、導体地板と所定の空隙をあけて配置され、導体地板との間でコンデンサを形成する。これにより、アンテナの周波数特性を広帯域化させることができる。
【特許文献１】特開２００２−２２３１１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１記載のアンテナにおいては、アンテナが励振すると携帯端末の筐体のグランド板に電流が流れるため、ユーザが携帯端末の筐体を保持した際に、人体が誘電体として作用し、アンテナのインピーダンス不整合が生じる。この結果、本来のアンテナ特性を得られず、携帯端末における無線通信品質が劣化するという問題がある。
【０００４】
図１２（ａ）に携帯端末が自由空間に置かれている場合のＶＳＷＲ（Voltage Standing Wave Ratio）の周波数特性を示し、図１２（ｂ）に携帯端末が人体の側に置かれている場合のＶＳＷＲの周波数特性を示す。図１２（ａ）及び図１２（ｂ）において、横軸は周波数であり、縦軸はアンテナインピーダンスの整合度合いを示すＶＳＷＲである。ＶＳＷＲが１であるときに、最もインピーダンスの整合がとれている。
【０００５】
図１２（ａ）では、所望周波数ｆ０で最もインピーダンス整合がとれている。これ対して、図１２（ｂ）では、人体の影響により、最もインピーダンス整合がとれている周波数ｆｓが図１２（ａ）の自由空間の場合に比べて低周波数側にシフトしている。
【０００６】
そのため、自由空間で携帯端末の所望周波数に合わせてインピーダンスを設計しても、人体などの影響を受けることにより、その所望周波数でインピーダンスの整合がとれなくなってしまうことがある。この結果、最悪の場合通信が断絶してしまうなど、通信が不安定になるという問題がある。
【０００７】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、人体等の影響を最小限に抑えて所望周波数におけるアンテナ特性を良好にすることができるアンテナ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のアンテナ装置は、グランド板と、前記グランド板に設けられた給電部と、前記給電部から給電される被給電部と、前記グランド板に接地される接地部と、導電板を途中で折り返すことにより前記導電板の表面を互いに対向させて形成した本体部とを有し、前記被給電部及び前記接地部が前記本体部と接続して逆Ｆ字形状を有するとともに、前記グランド板の端部に配置されるアンテナ素子と、を具備する構成を採る。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、人体等の影響を最小限に抑えて所望周波数におけるアンテナ特性を良好にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１１】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るアンテナ装置１００の斜視図である。
【００１２】
図１より、アンテナ装置１００は、グランド板１０１、給電部１０２及びアンテナ素子１０３から主に構成される。アンテナ装置１００は、一対の給電部１０２ａ、１０２ｂ及び一対のアンテナ素子１０３ａ、１０３ｂを各々有する。
【００１３】
グランド板１０１は、給電部１０２を有する。グランド板１０１は、例えば、導電性の筐体またはグランドパターンを印刷形成した回路基板等により形成される。
【００１４】
給電部１０２は、グランド板１０１に設けられる。
【００１５】
アンテナ素子１０３は、グランド板１０１の端部に配置される。また、アンテナ素子１０３は、導電板により形成され、接地部１１１と被給電部１１２と本体部１１３とが一体に接続して逆Ｆ字形状を有し、逆Ｆアンテナとして機能する。また、アンテナ素子１０３は、例えば金属などの導電性部材を加工して接地部１１１と本体部１１３とを一体に形成し、さらに本体部１１３に被給電部１１２を溶接することにより形成される。
【００１６】
接地部１１１は、本体部１１３から垂直に折り曲げられて本体部１１３と一体に形成され、グランド板１０１に対して垂直に取り付けられる。また、接地部１１１は、グランド板１０１のグランドと電気的に接続して接地される。
【００１７】
被給電部１１２は、本体部１１３に対して垂直に取り付けられて本体部１１３と電気的及び機械的に接続するとともに、グランド板１０１に対して垂直に取り付けられる。また、被給電部１１２は、給電部１０２から給電される。また、被給電部１１２は、長手方向（グランド板１０１に対して垂直方向）の長さが接地部１１１と略同一であり、接地部１１１と平行に所定の距離だけ接地部１１１から離間してグランド板１０１に取り付けられる。
【００１８】
本体部１１３は、導電板を途中で折り返すことにより導電板の表面を互いに対向させて形成する。また、本体部１１３は、グランド板１０１と平行に配置される。
【００１９】
次に、アンテナ素子１０３の構成について、図２〜図４を用いてさらに詳細に説明する。図２は、アンテナ装置１００の平面図であり、図３は、アンテナ装置１００の側面図であり、図４は、アンテナ装置１００の正面図である。
【００２０】
図２に示すように、アンテナ素子１０３ａの本体部１１３ａは、平面視Ｌ字状に形成され、アンテナ素子１０３ｂの本体部１１３ｂは、平面視逆Ｌ字状に形成される。また、本体部１１３ａ、１１３ｂは、長手方向の長さが２１ｍｍ（０．１５λ）の長片と、長手方向の長さが１９ｍｍ（０．１３λ）の短片とが垂直に交わることにより形成される。グランド板１０１においては、長辺２０３と短辺２０５とが垂直に交わることにより隅部２０１が形成され、長辺２０４と短辺２０５とが垂直に交わることにより隅部２０２が形成される。また、アンテナ素子１０３ａの本体部１０３ａは、隅部２０１を形成する長辺２０３と短辺２０５とに沿って、隅部２０１に配置される。同様に、アンテナ素子１０３ｂの本体部１１３ｂは、隅部２０２を形成する長辺２０４と短辺２０５とに沿って、隅部２０２に配置される。また、グランド板１０１の短辺２０５の長さは、４５ｍｍ（０．３１λ）である。
【００２１】
また、図３に示すように、アンテナ素子１０３ａの本体部１１３ａは、導電板を途中で折り返すことにより、導電板の折り返していない方の表面３０２と導電板の折り返した方の表面３０１とを、１ｍｍ（０．００７λ）の間隔を設けて対向させて形成する。また、アンテナ素子１０３ａは、折り返した側の本体部１１３ａとグランド板１０１との距離が７ｍｍ（０．０５λ）になるようにグランド板１０１に取り付けられる。なお、図３には記載されていないが、アンテナ素子１０３ｂについても同様であるので、その説明を省略する。
【００２２】
また、図４より、アンテナ素子１０３ａは、接地部１１１ａと被給電部１１２ａとの距離が５ｍｍ（０．０３λ）になるように形成される。また、アンテナ素子１０３ｂは、接地部１１１ｂと被給電部１１２ｂとの距離が５ｍｍ（０．０３λ）になるように形成される。
【００２３】
なお、図２〜図４のアンテナ素子における各寸法は一例であり、図１に示すアンテナ素子の構成を有すれば、上記の寸法に限定されない。
【００２４】
図５は、本実施の形態におけるグランド板１０１上の電流分布特性を示す図である。図５より、通信端末装置の筐体のグランド板１０１上において、アンテナ素子１０３ａ、１０３ｂに近いほど大きな電流値の電流分布を有する（ただし、Ｐ１＞Ｐ２＞Ｐ３＞Ｐ４、（Ｐ１〜Ｐ４は各々電流値（Ａ／ｍ）を示す））。即ち、本実施の形態の電流分布は、図示しない通信端末装置の筐体にグランド板１０１を取り付けた際に、アンテナ素子１０３ａ、１０３ｂ近辺に集中し、グランド板１０１全体へ分布しない。従って、手で把持される領域Ｒ１の電流値は最も小さい電流値Ｐ４になる。
【００２５】
本実施の形態では、アンテナ素子１０３ａの本体部１１３ａとアンテナ素子１０３ｂの本体部１１３ｂとは、グランド板１０１の対向する短辺（図１及び図２において、短辺２０５に対向する短辺は図示省略）の中心を結んだ線（図２のＳ１）に対して対称で、且つ、短辺２０５と長辺２０３、または短辺２０５と長辺２０４に沿うように配置する。これにより、アンテナ素子に電流分布を集中するとともに、領域Ｒ１に電流分布が現れないようにし、グランド板１０１における電流分布を低減することができる。これは、アンテナ素子１０３ａ、１０３ｂの折り返した側の本体部１１３ａ、１１３ｂを流れる電流と、折り返していない側の本体部１１３ａ、１１３ｂを流れる電流とが互いに打ち消し合う方向に流れることに起因する。
【００２６】
図６は、本実施の形態におけるＶＳＷＲの周波数特性を示す図である。図６に示すように、本実施の形態では、アンテナ装置１００は、周波数ｆ１と周波数ｆ２との２周波数を共振周波数とするマルチバンドアンテナとして機能する。
【００２７】
因みに、ＭＩＭＯ通信では、複数のアンテナのうち一部のアンテナが人体の影響を受けた場合に、アンテナ間での受信（送信）電力差（不等中央値）が生じる。この結果、ＭＩＭＯ通信において、通信が不安定になり、通信性能（伝送速度）が低下する。
【００２８】
例えば、従来は、複数アンテナでＭＩＭＯ通信を行う通信端末装置において、通信端末装置を手で把持した際に、仮に一方のアンテナ（アンテナ＃１）付近にユーザの手が位置することによるアンテナ特性劣化で受信電力が低下した場合、アンテナ＃１と他のアンテナ（アンテナ＃２）との間で電力差ΔＧ［ｄＢ］を生じる。この電力差ΔＧが不等中央値となり、通信性能の低下を招く。
【００２９】
図７は、不等中央値とＭＩＭＯ通信によるユーザースループットとの関係を示す図である。ここで、ユーザースループット［ｂｐｓ］とは、高速伝送の度合いを数値的に表したものであり、例えば、ユーザースループットが高いほど短時間でダウロードが完了する。図７に示すように、不等中央値が大きくなるほどユーザースループットが低下し、ＭＩＭＯ通信による通信性能が低下する。
【００３０】
しかし、本実施の形態では、アンテナ素子に電流分布が集中して、手で保持される付近（領域Ｒ１）の電流分布を低減することができるため、通信端末装置のアンテナ素子付近にユーザの手が位置することでのインピーダンス不整合が起こりにくくなる。即ち、アンテナ素子１０３ａとアンテナ素子１０３ｂとの間に生じる電力差を抑制することができるので、ＭＩＭＯ通信において良好なアンテナ特性を得ることができ、通信性能の低下を防ぐことができる。
【００３１】
本実施の形態におけるアンテナ装置１００は、携帯電話等の通信端末装置に適用することが可能である。これにより、マルチバンド通信またはＭＩＭＯ通信に対応する通信端末装置を提供することができる。
【００３２】
このように、本実施の形態によれば、グランド板における電流分布を低減することにより、人体等の影響を最小限に抑えて所望周波数におけるアンテナ特性を良好にすることができる。また、本実施の形態によれば、簡易な構成により、ＭＩＭＯ通信を行う場合において、良好な通信性能を得ることができる。また、本実施形態によれば、アンテナを簡易な構成にしたことにより、省スペースにすることができ、装置の小型化を図ることができる。
【００３３】
（実施の形態２）
図８は、本発明の実施の形態２に係るアンテナ装置８００の斜視図である。
【００３４】
図８に示すアンテナ装置８００は、図１に示す実施の形態１に係るアンテナ装置１００に対して、短絡部８０１を追加する。なお、図８において、図１と同一構成である部分には同一の符号を付してその説明を省略する。
【００３５】
短絡部８０１は、アンテナ素子１０３ａの本体部１１３ａとアンテナ素子１０３ｂの本体部１１３ｂとを電気的に接続して短絡する。また、短絡部８０１は、各々の本体部１１３ａ、１１３ｂの折り返し端部を互いに短絡する。
【００３６】
次に、アンテナ素子１０３及び短絡部８０１の構成について、図９及び図１０を用いてさらに詳細に説明する。図９は、アンテナ装置８００の平面図であり、図１０は、アンテナ装置８００の正面図である。
【００３７】
図９に示すように、短絡部８０１は、短手方向（図９の上下方向）の長さが１ｍｍ（０．００７λ）である。なお、その他の構成は図２と同一であるので、その説明を省略する。
【００３８】
また、図１０に示すように、短絡部８０１は、本体部１１３ａの折り返し端部１００１と本体部１１３ｂの折り返し端部１００２とを互いに短絡する。なお、その他の構成は図４と同一であるので、その説明を省略する。
【００３９】
図１１は、本実施の形態におけるＶＳＷＲの周波数特性を示す図である。図１１に示すように、本実施の形態では、アンテナ装置８００は、周波数ｆ３〜周波数ｆ４において共振可能な広帯域のアンテナとして機能する。
【００４０】
本実施の形態におけるアンテナ装置８００は、携帯電話等の通信端末装置に適用することが可能である。これにより、広帯域な通信に対応する通信端末装置を提供することができる。
【００４１】
このように、本実施の形態によれば、上記実施の形態１の効果に加えて、簡易な構成により、広帯域において共振可能なアンテナを構成することができ、様々なシステムや周波数に対応したマルチバンドアンテナ（広帯域アンテナ）を構成することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明にかかるアンテナ装置は、特に逆Ｆアンテナを構成するのに好適である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施の形態１に係るアンテナ装置の斜視図
【図２】本発明の実施の形態１に係るアンテナ装置の平面図
【図３】本発明の実施の形態１に係るアンテナ装置の側面図
【図４】本発明の実施の形態１に係るアンテナ装置の正面図
【図５】本発明の実施の形態１に係るグランド板上の電流分布特性を示す図
【図６】本発明の実施の形態１に係るＶＳＷＲの周波数特性を示す図
【図７】不等中央値とチャネル容量との関係を示す図
【図８】本発明の実施の形態２に係るアンテナ装置の斜視図
【図９】本発明の実施の形態２に係るアンテナ装置の平面図
【図１０】本発明の実施の形態２に係るアンテナ装置の正面図
【図１１】本発明の実施の形態２に係るＶＳＷＲの周波数特性を示す図
【図１２】従来のＶＳＷＲの周波数特性を示す図
【符号の説明】
【００４４】
１００、８００  アンテナ装置
１０１  グランド板
１０２  給電部
１０３  アンテナ素子
１１１  接地部
１１２  被給電部
１１３  本体部
【図１】
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【図２】
2010098683.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2010098683.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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