(57)【要約】  基本モードと高次モードの共振周波数を別々に独立に制御することができ、しかも、基本モードの共振周波数の可変幅が広いアンテナ装置及び無線通信機を提供する。  給電電極２とループ状放射電極３と容量部４とインダクタ５，６とを備える。容量部４はループ状放射電極３の開放端３ａと給電電極２との間隙で形成し、インダクタ５は基本モードの電流が大きく且つ高次モードの電流が小さい部位に配設し、インダクタ６は高次モードの電流が大きく且つ基本モードの電流が小さな部位に配設した。基本モード時の電流が給電電極２からループ状放射電極３に流れ、開放端３ａの容量部４で阻止される。高次モードの電流は給電電極２から容量部４を通じてループ状放射電極３の開放端３ａ側に流れ、インダクタ５で阻止される。好ましくは、容量可変素子７をインダクタ５に接続する。
2009028251.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定周波数の電流を供給するための給電部に一方端が接続された給電電極と、基端が上記給電電極の他方端と連結した状態で延出し且つ開放端が上記給電電極の他方端に対向するループ状放射電極とを基板の非グランド領域に備え、基本モードの共振周波数と高次モードの共振周波数とで動作するアンテナ装置であって、
上記ループ状放射電極の上記開放端と上記給電電極との間隙によって形成され、上記高次モードの共振周波数の電流をパスし且つ上記基本モードの共振周波数の電流を阻止する容量部と、
上記ループ状放射電極の基端側であって且つ上記容量部の近傍に位置する部位に設けられ、上記基本モードの共振周波数の電流をパスし且つ上記高次モードの共振周波数の電流を阻止する第１リアクタンス回路と、
上記ループ状放射電極の開放端側であって且つ上記高次モードの共振周波数の電流が最大である部位近傍に設けられ、上記高次モードの共振周波数の電流をパスする第２リアクタンス回路と
を備えることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
上記第１リアクタンス回路のリアクタンス値は、上記第２リアクタンス回路のリアクタンス値よりも大きく、
上記基本モード時における上記第１リアクタンス回路のリアクタンス値は、上記容量部のリアクタンス値よりも小さく、
上記高次モード時における上記第１リアクタンス回路のリアクタンス値は、上記容量部のリアクタンス値よりも大きい、
ことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項３】
容量可変素子を、上記第１リアクタンス回路に直列に接続した、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のアンテナ装置。
【請求項４】
上記第１リアクタンス回路は、インダクタであり、
上記第２リアクタンス回路も、インダクタである、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のアンテナ装置。
【請求項５】
上記第１リアクタンス回路は、インダクタとキャパシタの直列回路又は並列回路のいずれかであり、
上記第２リアクタンス回路は、インダクタである、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のアンテナ装置。
【請求項６】
上記ループ状放射電極と給電電極と容量部と第１及び第２リアクタンス回路とを、上記非グランド領域上に配置された誘電体基体上に設けた、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のアンテナ装置。
【請求項７】
上記給電電極と給電部との間に第１の整合用インダクタを設けると共に、一方端がこの第１の整合用インダクタと給電部との接続部に接続され且つ他方端が上記基板のグランド領域に接地された第２の整合用インダクタを設けた、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載のアンテナ装置。
【請求項８】
上記ループ状放射電極の第１リアクタンス回路の近傍で分岐する分岐放射電極を、１つ以上設けた、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれかに記載のアンテナ装置。
【請求項９】
上記第１リアクタンス回路と第２リアクタンス回路とを、上記誘電体基体の側面のみに設けた、
ことを特徴とする請求項６ないし請求項８のいずれかに記載のアンテナ装置。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項９のいずれかに記載のアンテナ装置を具備する、
ことを特徴とする無線通信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、携帯電話等に装着される周波数可変型のアンテナ装置及び無線通信機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のアンテナ装置としては、特許文献１ないし特許文献３に開示の技術がある。
特許文献１に開示のアンテナ装置は、放射電極をループ状に形成し、この放射電極の開放端を給電端部側の電極部位に間隔を介して対向配置させ、その開放端と給電端部側の電極部位間に容量を形成した構成になっている。
かかる構成により、高周波電流を給電することで、基本モードの共振周波数と高次モードの共振周波数とで動作し、放射電極の開放端と給電端部側電極部位との間隔を変えて、その容量を変えることで、これら基本モードの共振周波数と高次モードの共振周波数とを変えることができる。【０００３】
また、特許文献２に開示のアンテナ装置は、並列放射電極パターンに表面実装型アンテナ部品を並列に接続して、並列共振回路を形成し、並列共振回路を非グランド領域内に配した構成になっている。
かかる構成により、高周波電流を給電することで、基本モードの共振周波数と高次モードの共振周波数とで動作し、表面実装型アンテナ部品のキャパシタ部を形成する１対の電極の間隔を変えて、その容量を変えることで、基本モードの共振周波数と高次モードの共振周波数とを変えることができる。【０００４】
特許文献３に開示のアンテナ装置は、開放端部が給電端部に所定の間隔を介して対向配置されたループ形状の放射電極を、非グランド領域に配すると共に、容量可変素子を備えた周波数可変回路を、放射電極のループ経路上に装荷した構成になっている。
かかる構成により、周波数可変回路を用いて、基本モードの共振周波数と高次モードの共振周波数とを変化させることができると共に、容量可変素子を制御することで、周波数の可変帯域幅を放射電極自体が持つ帯域幅より広げることができるようになっている。【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１５８５２９号公報
【特許文献２】特開２００５−３１８３３６号公報
【特許文献１】国際公開２００４／１０９８５０号パンフレット
【発明の開示】
【０００６】
しかし、上記した従来のアンテナ装置では、次のような問題がある。
すなわち、特許文献１及び特許文献２に開示のアンテナ装置では、電極間の間隔を変えて、その容量を変えることで、基本モードの共振周波数と高次モードの共振周波数とを変える構成であるので、基本モードの共振周波数と高次モードの共振周波数とが同時に変化し、基本モードの共振周波数と高次モードの共振周波数とを、別々に独立に変化させることができないという問題がある。
特許文献３に開示のアンテナ装置も、周波数可変回路を用いて広帯域の制御が可能であるが、上記特許文献１及び特許文献２に開示のアンテナ装置と同様に、基本モードの共振周波数と高次モードの共振周波数とが同時に変化してしまう。
ところで、当該文献に開示のアンテナ装置の如きモノポールアンテナでは、基本モードの電流Ｉ１と高次モード（基本モードの３倍周波数の高調波）の電流Ｉ２は、図１８に示すように分布する。したがって、容量可変素子を備えた周波数可変回路２００を、破線で示すように、高次モードの電流Ｉ２が零の部位に装荷することで、基本モードの共振周波数を可変とし、高次モードの共振周波数を固定した制御が可能となる。すなわち、基本モードの共振周波数のみを独立に変化させることができる。
しかしながら、周波数可変回路２００を、高次モードの電流Ｉ２が零の部位に装荷すると、この周波数可変回路２００は、基本モードの電流Ｉ１′の部位に装荷されることとなる。この電流Ｉ１′は、給電部位の電流Ｉmaxに比べて小さい。このため、容量可変素子の容量値を変化させても、基本モードの共振周波数が変化する帯域幅が狭く、実用性に欠ける。
【０００７】
この発明は、上述した課題を解決するためになされたもので、基本モードと高次モードの共振周波数を別々に独立に制御することができ、しかも、基本モードの共振周波数の可変幅が広いアンテナ装置及び無線通信機を提供することを目的とする。
【０００８】
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、所定周波数の電流を供給するための給電部に一方端が接続された給電電極と、基端が給電電極の他方端と連結した状態で延出し且つ開放端が給電電極の他方端に対向するループ状放射電極とを基板の非グランド領域に備え、基本モードの共振周波数と高次モードの共振周波数とで動作するアンテナ装置であって、ループ状放射電極の開放端と給電電極との間隙によって形成され、高次モードの共振周波数の電流をパスし且つ基本モードの共振周波数の電流を阻止する容量部と、ループ状放射電極の基端側であって且つ容量部の近傍に位置する部位に設けられ、基本モードの共振周波数の電流をパスし且つ高次モードの共振周波数の電流を阻止する第１リアクタンス回路と、ループ状放射電極の開放端側であって且つ高次モードの共振周波数の電流が最大である部位近傍に設けられ、高次モードの共振周波数の電流をパスする第２リアクタンス回路とを備える構成とした。
かかる構成により、基本モードの電流を給電部から給電電極に供給すると、この電流は、基端側からループ状放射電極に流れ込み、第１リアクタンス回路を通過して、容量部によって阻止される。この結果、基本モードで共振する電流は、ループ状放射電極の基端側の給電電極において大きく、ループ状放射電極の開放端側に向かうに従って小さくなる。このとき、第１リアクタンス回路がループ状放射電極の基端側にあるので、第１リアクタンス回路のリアクタンス値を変化させることで、基本モードの共振周波数を調整することができる。
一方、高次モードの電流を給電部から給電電極に供給すると、この電流は、容量部を通過してループ状放射電極の開放端側に流れ込み、第２リアクタンス回路を通過した後、第１リアクタンス回路によって阻止される。この結果、高次モードで共振する電流は、給電電極側において大きく、容量部において最小になる。そして、ループ状放射電極の開放端側から中央部側に向かうに従って大きくなった後、基端側に向かって小さくなる。このとき、第２リアクタンス回路がループ状放射電極の開放端側であって且つ高次モードの共振周波数の電流が最大である部位近傍に設けられているので、第２リアクタンス回路のリアクタンス値を変化させることで、高次モードの共振周波数を調整することができる。
ところで、上記のように、第１リアクタンス回路のリアクタンス値を変化させることで、基本モードの共振周波数を調整することができるが、かかる第１リアクタンス回路のリアクタンス値変化が、高次モードの共振周波数に影響を与えるおそれがある。しかし、この発明では、第１リアクタンス回路を、高次モード時の電流が最小となる容量部の近傍に位置する部位に設けているので、第１リアクタンス回路のリアクタンス値を変化させても、高次モードの共振周波数がほとんど変化することはない。
また、上記のように、第２リアクタンス回路のリアクタンス値を変化させることで、高次モードの共振周波数を調整することができるが、かかる第２リアクタンス回路のリアクタンス値変化によって、基本モードの共振周波数に影響を与えるおそれがある。しかし、この発明では、第２リアクタンス回路を、基本モード時の電流が小さいループ状放射電極の開放端側に設けているので、第２リアクタンス回路のリアクタンス値を変化させても、基本モードの共振周波数がほとんど変化することはない。
すなわち、第１リアクタンス回路及び第２リアクタンス回路を用いることで、基本モードの共振周波数と高次モードの共振周波数とを、別々に独立に制御することができる。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１に記載のアンテナ装置において、第１リアクタンス回路のリアクタンス値は、第２リアクタンス回路のリアクタンス値よりも大きく、基本モード時における第１リアクタンス回路のリアクタンス値は、容量部のリアクタンス値よりも小さく、高次モード時における第１リアクタンス回路のリアクタンス値は、容量部のリアクタンス値よりも大きい構成とした。
かかる構成により、第１リアクタンス回路のリアクタンス値が、第２リアクタンス回路のリアクタンス値よりも大きいので、高次モードの電流は、第２リアクタンス回路を通過した後、第１リアクタンス回路によって確実に阻止される。また、基本モード時における第１リアクタンス回路のリアクタンス値が、容量部のリアクタンス値よりも小さく設定されているので、基本モード時の電流は、第１リアクタンス回路側に流れ、第１リアクタンス回路を通過した後、容量部によって確実に阻止される。さらに、高次モード時における第１リアクタンス回路のリアクタンス値が、容量部のリアクタンス値よりも大きく設定されているので、高次モード時における電流は、容量部側に流れ、第１リアクタンス回路によって確実に阻止される。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載のアンテナ装置において、容量可変素子を、第１リアクタンス回路に直列に接続した構成とする。
かかる構成により、基本モードの共振周波数を、容量可変素子を用いて、広い帯域でチューニングすることができる。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のアンテナ装置において、第１リアクタンス回路は、インダクタであり、第２リアクタンス回路も、インダクタである構成とした。
かかる構成により、第１及び第２リアクタンス回路を簡易な構造にすることができる。
【００１２】
請求項５の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のアンテナ装置において、第１リアクタンス回路は、インダクタとキャパシタの直列回路又は並列回路のいずれかであり、第２リアクタンス回路は、インダクタである構成とした。
かかる構成により、第１リアクタンス回路でのリアクタンス値を周波数によって大きく変化させることが可能となる。
【００１３】
請求項６の発明は、請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のアンテナ装置において、ループ状放射電極と給電電極と容量部と第１及び第２リアクタンス回路とを、非グランド領域上に配置された誘電体基体上に設けた構成とする。
かかる構成により、容量部の容量結合を強くすることができる。
【００１４】
請求項７の発明は、請求項１ないし請求項６のいずれかに記載のアンテナ装置において、給電電極と給電部との間に第１の整合用インダクタを設けると共に、一方端がこの第１の整合用インダクタと給電部との接続部に接続され且つ他方端が基板のグランド領域に接地された第２の整合用インダクタを設けた構成とする。
【００１５】
請求項８の発明は、請求項１ないし請求項７のいずれかに記載のアンテナ装置において、ループ状放射電極の第１リアクタンス回路の近傍で分岐する分岐放射電極を１つ以上設けた構成とする。
かかる構成により、共振周波数を分岐放射電極の数だけ、増加させることができる。
【００１６】
請求項９の発明は、請求項１ないし請求項８のいずれかに記載のアンテナ装置において、第１リアクタンス回路及び第２リアクタンス回路を誘電体基体の側面のみに設けた構成とする。
かかる構成により、放射電極の位置を許容されるアンテナ高さぎりぎりまで設定して、使用することができる。
【００１７】
請求項１０の発明に係る無線通信機は、請求項１ないし請求項９のいずれかに記載のアンテナ装置を具備する構成とした。
【００１８】
以上詳しく説明したように、請求項１ないし請求項６の発明に係るアンテナ装置によれば、基本モードの共振周波数と高次モードの共振周波数とを、別々に独立に制御することができるという優れた効果がある。
【００１９】
特に、請求項３の発明によれば、基本モードの共振周波数を、広帯域の範囲でチューニングすることができるので、使用帯域幅の広い地上デジタル放送等の電波を確実に送受信することができる。
また、請求項４の発明によれば、第１及び第２リアクタンス回路の部品点数の削減を図ることができ、この結果、アンテナ装置をコストダウンすることができる。
また、請求項５の発明によれば、基本モードにおけるリアクタンス値は同じでも、高次モードでのリアクタンス値を大きくすることができるので、第１リアクタンス回路により高次モードを確実に阻止することができる。
また、請求項６の発明によれば、容量部の容量結合を強くすることができるので、高次モードの共振周波数の制御が容易になる。さらに、アンテナ装置の部材を誘電体基体上に立体的に設けるので、アンテナ装置の実装スペースを小さくすることができる。
【００２０】
請求項８の発明によれば、共振周波数を増加させることができるので、多くの周波数帯での電波の送受信が可能となる。
【００２１】
請求項９の発明によれば、ループ状放射電極等の位置を許容されるアンテナ高さぎりぎりの位置に設定することが可能となり、この結果、アンテナ装置のさらなる小型化と高効率化とを図ることができる。
【００２２】
請求項１０の発明に係る無線通信機によれば、基本モードの共振周波数と高次モードの共振周波数とを、別々に独立に制御することができ、また、使用帯域幅の広い地上デジタル放送等の電波を確実に送受信することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】無線通信機に内蔵されたこの発明の第１実施例に係るアンテナ装置を透視して示す概略斜視図である。
【図２】アンテナ装置を拡大して示す斜視図である。
【図３】アンテナ装置を示す概略平面図である。
【図４】基本モード時の電流の流れを示すための概略平面図である。
【図５】基本モード時におけるアンテナ装置の各位置における電流を説明するための概略図である。
【図６】高次モード時の電流の流れを示すための概略平面図である。
【図７】高次モード時におけるアンテナ装置の各位置における電流を説明するための概略図である。
【図８】アンテナ装置の各共振周波数におけるリターンロス曲線を示す線図である。
【図９】この発明の第２実施例に係るアンテナ装置を示す概略平面図である。
【図１０】基本モード時におけるアンテナ装置の各位置における電流を説明するための概略図である。
【図１１】高次モード時におけるアンテナ装置の各位置における電流を説明するための概略図である。
【図１２】アンテナ装置の各共振周波数におけるリターンロス曲線を示す線図である。
【図１３】この発明の第３実施例に係るアンテナ装置を拡大して示す斜視図である。
【図１４】この発明の第４実施例に係るアンテナ装置を拡大して示す斜視図である。
【図１５】第４実施例に適用された誘電体基体の各面を展開して示す平面図である。
【図１６】この発明の第５実施例に係るアンテナ装置に適用する第１リアクタンス回路の回路図ある。
【図１７】単一のインダクタと直列回路と並列回路がそれぞれリアクタンスと周波数との関係図である。
【図１８】従来のアンテナ装置における基本モード及び高次モードの電流と周波数可変回路との関係を説明するための線図である。
【符号の説明】
【００２４】
１…アンテナ装置、  ２…給電電極、  ３…ループ状放射電極、  ３ａ…開放端、  ４…容量部、  ５…第１リアクタンス回路（インダクタ）、  ６…第２リアクタンス回路（インダクタ）、  ７…容量可変素子、  ８…誘電体基体、  １１，１２，５１…インダクタ、  ２０…一方端、  ２１…他方端、  ３０…基端、  ３１…左側部、  ３２…上側部、  ３３…右側部、  ３４…下側部、  ５２…キャパシタ、  ７０…直流電源、  ８１…正面、  ８２…上面、  ８３…裏面、  １１０…基板、  １１１…非グランド領域、  １１２…グランド領域、  ｆ１，ｆ２…共振周波数。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、この発明の最良の形態について図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００２６】
図１は、無線通信機に内蔵されたこの発明の第１実施例に係るアンテナ装置を透視して示す概略斜視図であり、図２は、アンテナ装置を拡大して示す斜視図であり、図３は、アンテナ装置を示す概略平面図である。
図１に示すように、この無線通信機は、携帯電話であり、この発明の第１実施例であるアンテナ装置１を筐体１００内に内蔵している。無線通信機は、この他に、キーボード，マイク，スピーカ，液晶パネル，及び制御部等の各種電子回路を備えているが、これらは周知の機構であるので、これらの機構の記載や図面での表示は省略し、アンテナ装置１及びこれに関連する機構についてのみ説明する。【００２７】
アンテナ装置１は、基本モードと高次モードとで動作可能なモノポールアンテナであり、給電電極２とループ状放射電極３と容量部４と第１リアクタンス回路５と第２リアクタンス回路６とを備えている。【００２８】
給電電極２は、所定周波数の電流が二点鎖線で示す送受信部等の給電部１０から供給される電極である。給電電極２は、基板１１０の非グランド領域１１１に設けられ、その一方端２０（図１の下方端）を、グランド領域１１２に接地された給電部１０に接続している。なお、図２以降においては簡易表現を用い、給電部１０を給電電極２の一方端２０に直接接続している。【００２９】
ループ状放射電極３は、非グランド領域１１１上に形成された横長四角環状の電極である。
具体的には、図２及び図３に示すように、基端３０が給電電極２の他方端２１と連結した状態で基板１１０の上端に向かって直状に延出した左側部３１と、左側部３１の上端と連結した上側部３２と、上側部３２の右端と連結した右側部３３と、右側部３３の下端と連結した下側部３４とで、ループ状放射電極３を構成し、下側部３４の左端即ちループ状放射電極３の開放端３ａを給電電極２の他方端２１に対向させた。【００３０】
容量部４は、後述する高次モードの共振周波数ｆ２の電流Ｉ２をパスし、同じく後述する基本モードの共振周波数ｆ１の電流Ｉ１を阻止するための部分であり、ループ状放射電極３の開放端３ａと給電電極２との間隙Ｇによって形成した。【００３１】
第１リアクタンス回路５は、基本モードの共振周波数ｆ１の電流Ｉ１をパスし、高次モードの共振周波数ｆ２の電流Ｉ２を阻止する回路である。
この実施例では、第１リアクタンス回路５は、チップ状のインダクタ５であり、簡易な構造を成す。このインダクタ５は、ループ状放射電極３の上側部３２に介装した。具体的には、基端３０側に寄って且つ容量部４の近傍に位置するように、インダクタ５を上側部３２の左端部に配設した。【００３２】
第２リアクタンス回路６は、高次モードの共振周波数ｆ２の電流Ｉ２をパスする回路である。
この実施例では、第２リアクタンス回路６は、チップ状のインダクタ６であり、簡易な構造を成す。このインダクタ６は、ループ状放射電極３の開放端３ａ側に介装した。具体的には、インダクタ６を、ループ状放射電極３の下側部３４の右側部で且つ高次モードの共振周波数ｆ２の電流が最大である部位の近傍に配設した。【００３３】
この実施例では、インダクタ５のリアクタンス値を、インダクタ６のリアクタンス値よりも大きく設定した。そして、リアクタンス値が、基本モード時において、容量部４のリアクタンス値よりも小さくなり、高次モード時において、容量部４のリアクタンス値よりも大きくなるように、インダクタ６のリアクタンス値を設定した。【００３４】
また、図において、符号１１は、第１の整合用インダクタとしてのインダクタであり、符号１２は、第２の整合用インダクタとしてのインダクタである。インダクタ１１は、給電電極２上に設けられている。また、インダクタ１２は、その一方端がインダクタ１１と給電部１０との接続部に接続され且つ他方端がグランド領域１１２に接地されている。【００３５】
次に、この実施例のアンテナ装置が示す作用及び効果について説明する。
図４は、基本モード時の電流の流れを示すための概略平面図であり、図５は、基本モード時におけるアンテナ装置の各位置における電流を説明するための概略図である。
図４において、基本モード即ち低周波の電流Ｉ１を、給電部１０から給電電極２に供給すると、インダクタ５のリアクタンス値が、基本モード時において、容量部４のリアクタンス値よりも小さくなるように設定されているので、電流Ｉ１は、矢印で示すように、容量部４側に流れず、ループ状放射電極３の左側部３１側に入力し、上側部３２のインダクタ５を通過して、右側部３３に至る。そして、インダクタ６のリアクタンス値が、インダクタ５のリアクタンス値よりも小さいので、電流Ｉ１は、インダクタ６も通過して、容量部４に至り、容量部４で阻止される。
これにより、電流Ｉ１は、図５に示すように分布する。すなわち、電流Ｉ１は、給電電極２側で最大の値をとり、ループ状放射電極３内を開放端３ａに向かうに従って小さくなる。そして、容量部４の位置で最小の電流Ｉ１−４になる。
図５から明らかなように、インダクタ５は、給電電極２側に寄った位置にあるので、インダクタ５を通る電流Ｉ１−５は、非常に大きい。したがって、このインダクタ５のリアクタンス値を変化させることで、アンテナ装置１の基本モード時の共振周波数ｆ１を容易に変えることができる。【００３６】
図６は、高次モード時の電流の流れを示すための概略平面図であり、図７は、高次モード時におけるアンテナ装置の各位置における電流を説明するための概略図である。
一方、図６において、高次モード即ち高周波の電流Ｉ２を、給電部１０から給電電極２に供給すると、容量部４のリアクタンス値が、高次モード時において、インダクタ５のリアクタンス値よりも小さくなるように設定されているので、電流Ｉ２は、ループ状放射電極３の左側部３１側には流れない。矢印で示すように、電流Ｉ２は、容量部４の容量性結合によって、容量部４側に流れ、ループ状放射電極３の開放端３ａ側から下側部３４に入力する。そして、下側部３４のインダクタ６を通過した後、右側部３３から上側部３２に至り、インダクタ５で阻止される。
これにより、電流Ｉ２は、図７に示すように分布する。すなわち、電流Ｉ２は、給電電極２側で最大の値をとり、他方端２１に向かうに従って小さくなり、容量部４で最小の電流Ｉ２−４になる。そして、電流Ｉ２は、ループ状放射電極３内を開放端３ａから中央部側に向かうに従って大きくなり、下側部３４と右側部３３との連結部近傍で最大となる。しかる後、上側部３２内をインダクタ５側に向かうに従って小さくなり、インダクタ５の位置で最小の電流Ｉ２−５になる。
図７から明らかなように、インダクタ６は、ループ状放射電極３の下側部３４の右側部に位置しているので、インダクタ６を通る電流Ｉ２−６は、非常に大きい。したがって、このインダクタ６のリアクタンス値を変化させることで、アンテナ装置１の高次モード時の共振周波数ｆ２を容易に変えることができる。【００３７】
このように、インダクタ５のリアクタンス値を変化させることで、基本モードの共振周波数ｆ１を調整することができ、インダクタ６のリアクタンス値を変化させることで、高次モードの共振周波数ｆ２を調整することができる。
しかも、この実施例のアンテナ装置１では、共振周波数ｆ１と共振周波数ｆ２とを独立に制御することができる。
すなわち、図７に示すように、インダクタ５が、高次モード時の電流Ｉ２が最小の電流Ｉ２−５である部位に配設されているので、インダクタ５のリアクタンス値を変化させても、高次モードの電流Ｉ２に何ら影響を与えることはない。このため、インダクタ５を変化させて、共振周波数ｆ１を変えても、高次モードの共振周波数ｆ２が同時に変化することはない。
一方、インダクタ６は、図５に示すように、基本モード時に電流Ｉ１が電流Ｉ１−６という小さな値になる部位に配設されているので、インダクタ６のリアクタンス値を変化させても、基本モードの電流Ｉ１にほとんど影響を与えることはない。このため、インダクタ６を変化させて、共振周波数ｆ２を変えても、基本モードの共振周波数ｆ１が同時に変化することはない。
図８は、アンテナ装置１の各共振周波数におけるリターンロス曲線を示す線図である。
上記のように、基本モードの共振周波数ｆ１や高次モードの共振周波数ｆ２の変化時に互いに影響を与えることがないので、図８に示すように、基本モードのリターンロス曲線Ｓ１を周波数帯ｄ１の範囲で独立に変化させることができると共に、高次モードのリターンロス曲線Ｓ２を周波数帯ｄ２の範囲で独立に変化させることができる。【００３８】
以上のように、この実施例の１によれば、基本モードの共振周波数ｆ１と高次モードの共振周波数ｆ２とを、別々に独立に制御することができる。また、第１及び第２リアクタンス回路５，６をインダクタ５，６で構成して、簡単な構造にしたので、部品点数の削減を図ることができ、この結果、アンテナ装置１をコストダウンすることができる。
【実施例２】
【００３９】
図９は、この発明の第２実施例に係るアンテナ装置を示す概略平面図である。
この実施例のアンテナ装置は、容量可変素子７を、インダクタ５に直列に接続した点が、上記第１実施例と異なる。
具体的には、容量可変素子７は、バラクダであり、そのアノード側がインダクタ５に接続され、カソード側がループ状放射電極３の上側部３２に接続されている。そして、直流電源７０からの直流制御電圧Ｖcを、容量可変素子７のカソードに印加することができるようになっている。【００４０】
図１０は、基本モード時におけるアンテナ装置の各位置における電流を説明するための概略図であり、図１１は、高次モード時におけるアンテナ装置の各位置における電流を説明するための概略図であり、図１２は、アンテナ装置１の各共振周波数におけるリターンロス曲線を示す線図である。
直流制御電圧Ｖcを直流電源７０から容量可変素子７のカソード側に入力することで、容量可変素子７の容量が、直流制御電圧Ｖｃの電圧値に対応して変化する。
このとき、容量可変素子７が、図１０に示すように、非常に大きな電流Ｉ１−５が存在する位置に配設されているので、容量可変素子７の容量値を変化させることで、基本モード時の共振周波数ｆ１を容易に変えることができる。
また、図１１に示すように、容量可変素子７は、高次モード時の電流Ｉ２が最も小さい電流Ｉ２−５の位置に配設されているので、容量可変素子７の変化によって、高次モードの共振周波数ｆ２が影響を受けることはない。
ところで、このような容量可変素子７は、容量の変化範囲が非常に広い。したがって、インダクタ５，６のリアクタンス値を設定後、容量可変素子７を変化させることで、図１２に示すように、共振周波数ｆ１だけを非常に広い周波数範囲Ｄで変えることができる。
したがって、このアンテナ装置１において、例えば、基本モードの共振周波数ｆ１を地上デジタル放送用の周波数として使用し、高次モードの共振周波数ｆ２をＧＰＳ（Global Positioning System）の周波数として使用することができる。そして、ＧＰＳの共振周波数ｆ２を約１．６ＧＨｚに固定した状態で、容量可変素子７を用いることにより、地上デジタル放送の共振周波数ｆ１を４７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚという広い範囲でチューニングすることができる。
その他の構成、作用及び効果は、上記第１実施例と同様であるので、その記載は省略する。
【実施例３】
【００４１】
次に、この発明の第３実施例について説明する。
図１３は、この発明の第３実施例に係るアンテナ装置を拡大して示す斜視図である。
この実施例のアンテナ装置は、給電電極２やループ状放射電極３等を誘電体基体８上に設けた点が、上記第１及び第２実施例と異なる。【００４２】
具体的には、直方体状の誘電体基体８を基板１１０の非グランド領域１１１上に配置した。そして、給電電極２の一部を誘電体基体８の正面８１に延出形成し、ループ状放射電極３の左側部３１を、誘電体基体８の正面８１から上面８２を通過させて裏面８３に至るように形成した。そして、上側部３２を裏面８３に形成した。また、右側部３３を、裏面８３から上面８２を通過させて正面８１に至るように、誘電体基体８の右側部に形成し、下側部３４を正面８１に形成した。そして、インダクタ５と容量可変素子７とをループ状放射電極３の左側部３１上に介装し、インダクタ６を下側部３４上に介装した。【００４３】
かかる構成により、誘電体基体８によって、容量部４の容量結合が非常に強くなるので、高次モードの共振周波数ｆ２の制御が容易になる。また、アンテナ装置１の部材である給電電極２，ループ状放射電極３，インダクタ５，６及び容量可変素子７等を、誘電体基体８に立体的に設けたので、ループ状放射電極３の幅が狭くなり、その分、アンテナ装置１の実装スペースを小さくすることができる。
その他の構成、作用及び効果は、上記第１及び第２実施例と同様であるので、その記載は省略する。
【実施例４】
【００４４】
次に、この発明の第４実施例について説明する。
図１４は、この発明の第４実施例に係るアンテナ装置を拡大して示す斜視図であり、図１５は、誘電体基体８の各面を展開して示す平面図である。
この実施例のアンテナ装置は、ループ状放射電極３から分岐する分岐放射電極を追加し、且つ第１リアクタンス回路５と第２リアクタンス回路６とを誘電体基体８の側面としての正面のみに設けた点が、上記実施例と異なる。
すなわち、図１４及び図１５に示すように、このアンテナ装置では、ループ状放射電極３に分岐放射電極９を追加すると共に、第１及び第２リアクタンス回路としてのインダクタ５，６や容量可変素子７，７１等、高さのある部品を誘電体基体８の正面８１に配設した構成になっている。【００４５】
ループ状放射電極３は、上記実施例のループ状放射電極と異なり、外側巻きのループ形状を成している。すなわち、その基端３０を給電電極２の他方端２１と連結させた状態で、上側部３２が、誘電体基体８の正面８１の上部に水平に形成され、右側部３３が、上側部３２の右端と連結された状態で、上面８２の右部に形成されている。そして、下側部３４が、右側部３３の先端と連結した状態で、裏面８３の上部に水平に形成され、左側部３１が、下側部３４の左端と連結した状態で、上面８２の左部に形成されている。左側部３１の開放端３ａは、給電電極２の他方端２１に対向し、容量部４を形成している。
インダクタ５及びインダクタ６は、このようなループ状放射電極３の上側部３２上に介装され、容量可変素子７は、インダクタ５に直列に接続されている。なお、コンデンサ１２１は、直流カット用のコンデンサであり、ループ状放射電極３の素材として銀を用いた場合に、容量部４に直流電圧がかかることによるマイグレーションの発生を阻止する。【００４６】
一方、分岐放射電極９は、ループ状放射電極３のインダクタ５の近傍で分岐している。
具体的には、分岐基部９１をループ状放射電極３の上側部３２の点Ｐから分岐するように、誘電体基体８の正面８１上に形成すると共に、分岐本体部９２を、分岐基部９１から延出させて底面８４上にＬ字状に形成し、分岐放射電極９を、これら分岐基部９１と分岐本体部９２とで構成した。
そして、容量可変素子７１とリアクタンス回路として機能させるインダクタ７２とを、分岐放射電極９の分岐基部９１上に介装した。
具体的には、容量可変素子７１のカソード側を点Ｐ側に向け、インダクタ７２を容量可変素子７１のアノード側に接続した。これにより、直流電源７０からの直流制御電圧Ｖcを、容量可変素子７１のカソードに印加することができるようにしている。
また、容量可変素子７１に直流電圧を印加するために、抵抗１２３により分岐放射電極９と給電電極２とを接続する。そして、容量可変素子７１は、インダクタ７２，抵抗１２３，インダクタ１１，１２を介してグランドへ接続される。【００４７】
かかる構成により、ループ状放射電極３を用いたアンテナは、給電電極２とループ状放射電極３とで構成されるので、上記実施例と同様に、基本モード時の共振周波数と高次モード時の共振周波数で、ループ状放射電極３を用いた電波の送受信が可能である。そして、インダクタ５，６を用いて、基本モード及び高次モードの共振周波数を調整することができ、また、容量可変素子７を用いて、基本モードの共振周波数を広い範囲でチューニングすることができる。【００４８】
一方、分岐放射電極９を用いたアンテナは、給電電極２と、ループ状放射電極３の点Ｐ迄の上側部３２と分岐放射電極９とで構成されるので、この分岐放射電極９を用いて、別の基本モードの共振周波数で送受信を行うことができる。そして、インダクタ５やインダクタ７２を用いて、当該基本モードの共振周波数を調整することができ、また、容量可変素子７や容量可変素子７１を用いて、当該基本モードの共振周波数を広い範囲でチューニングすることができる。【００４９】
このように、この実施例のアンテナ装置によれば、基本モードの共振周波数を増加させて、多くの周波数帯での電波の送受信を可能にするだけでなく、高さのあるインダクタ５等の部品を、誘電体基体８の正面８１に配設することで、ループ状放射電極３の位置を許容されるアンテナ高さぎりぎりの位置に設定することができる。この結果、アンテナ装置のさらなる小型化と高効率化とを図ることができる。
【実施例５】
【００５０】
次に、この発明の第５実施例について説明する。
図１６は、第５実施例のアンテナ装置に適用する第１リアクタンス回路の回路図あり、図１７は、単一のインダクタと直列回路と並列回路がそれぞれリアクタンスと周波数との関係図である。
この実施例のアンテナ装置は、第１リアクタンス回路を、インダクタとキャパシタの直列回路や並列回路で構成した点が、上記実施例と異なる。
第１リアクタンス回路５は、基本モードの共振周波数の電流をパスし、高次モードの共振周波数の電流を阻止するための回路である。
したがって、第１リアクタンス回路５は、低い周波数では、低いリアクタンス値を有し、高い周波数では、大きなリアクタンス値を有するものでなければならない。
上記実施例では、第１リアクタンス回路５を単一のインダクタで構成している。このインダクタ５では、周波数に対するリアクタンス値の変動が小さい。このため、図１７のリアクタンス曲線Ｖ１で示すように、５００ＭＨｚ程度の基本モードの周波数帯域では、リアクタンス値が１００Ωであり、良好であるが、１．５ＧＨｚという高次モードの周波数帯域では、リアクタンス値が３００Ωであり、十分なリアクタンス値を得ることができない。
これに対して、図１６（ａ）に示すように、第１リアクタンス回路５を、インダクタ５１とキャパシタ５２との直列回路で構成すると、図１７のリアクタンス曲線Ｖ２で示すように、１．５ＧＨｚという高次モードの周波数帯域においても、５８０Ωという高いリアクタンス値を得ることができる。
さらに、図１６（ｂ）に示すように、第１リアクタンス回路５を、インダクタ５１とキャパシタ５２との並列回路で構成すると、図１７のリアクタンス曲線Ｖ３で示すように、１．５ＧＨｚという高次モードの周波数帯域において、８００Ωという極めて高いリアクタンス値を得ることができる。【００５１】
すなわち、この実施例のアンテナ装置では、第１リアクタンス回路５として、インダクタ５１とキャパシタ５２との直列回路又は並列回路を適用することにより、基本モードの共振周波数で低リアクタンス値を保持しつつ、高次モードの共振周波数において、高リアクタンス化が可能となり、この結果、高次モードの電流に対する阻止効果を高めることができる。
その他の構成，作用及び効果は、上記第１ないし第４実施例と同様であるので、その記載は省略する。【００５２】
なお、この発明は、上記実施例に限定されるものではなく、発明の要旨の範囲内において種々の変形や変更が可能である。
例えば、上記実施例では、第２リアクタンス回路６を、単一のインダクタ６で構成した例を示したが、上記第５実施例と同様に、第２リアクタンス回路６もインダクタとキャパシタとの直列回路や並列回路で構成しても良いことは勿論である。
また、上記第４実施例では、１本の分岐放射電極９を設けた例を示したが、分岐放射電極の数は、任意であり、２本以上の分岐放射電極を第１リアクタンス回路の近傍から分岐させることもできる。
【図１】
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【図２】
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【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】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【国際調査報告】
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