(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体基体の表面には、該誘電体基体の側面に形成されている給電端子から放射電極が伸長形成されて伸長先端側を開放端と成している給電素子と、上記誘電体基体の上記給電端子が形成された側面に形成されて給電端子と近接した間隔を介して併設されているグランド端子から放射電極が伸長形成されて伸長先端側を開放端と成し且つグランド端子と上記給電端子の電磁結合により放射電極に信号が供給される無給電素子とが間隔を介して配設されている表面実装型アンテナであって、上記給電素子と無給電素子の一方あるいは両方は、その放射電極自体が給電端子側又はグランド端子側から複数の放射電極に分岐して互いに間隔を介して伸長形成されて分岐状素子と成しており、上記給電素子の放射電極には上記給電端子側となる基端側から開放端に向けて電流が流れ、上記無給電素子の放射電極には上記グランド端子側となる基端側から開放端に向けて電流が流れて、上記間隔を介して隣り合う給電素子の放射電極と無給電素子の放射電極は各電流ベクトルの向きが略直交する構成と成していることを特徴とする表面実装型アンテナ。
【請求項２】
分岐状素子を構成している複数の放射電極は基本波の共振周波数が互いに異なることを特徴とする請求項１記載の表面実装型アンテナ。
【請求項３】
分岐状素子を構成する複数の放射電極は、給電端子側又はグランド端子側から互いに間隔が拡大する方向に伸長形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の表面実装型アンテナ。
【請求項４】
給電素子および無給電素子を構成する複数の放射電極のうちの少なくとも１つには、上記放射電極における基本波の共振周波数を制御するための基本波制御用手段と、上記放射電極における高調波の共振周波数を制御するための高調波制御用手段とのうちの一方あるいは両方が局所的に設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２又は請求項３記載の表面実装型アンテナ。
【請求項５】
基本波制御用手段は放射電極の電流経路上における基本波の共振電流が極値となる最大電流部を含む基本波の最大共振電流領域に局所的に設けられ、また、高調波制御用手段は放射電極の電流経路上における高調波の共振電流が極値となる最大電流部を含む高調波の最大共振電流領域に局所的に設けられていることを特徴とした請求項４記載の表面実装型アンテナ。
【請求項６】
給電素子の放射電極は、電流経路に沿って、直列インダクタンス成分または等価的な直列インダクタンス成分の大きさによって定まる単位長さ当たりの電気長の短い領域と、電気長の長い領域とが交互に直列に設けられていることを特徴とした請求項１乃至請求項５の何れか１つに記載の表面実装型アンテナ。
【請求項７】
給電素子と無給電素子の一方側素子の分岐されている複数の放射電極の少なくとも１つは他方側素子の放射電極と複共振する構成としたことを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか１つに記載の表面実装型アンテナ。
【請求項８】
給電素子の給電端子には容量結合により電力が供給される構成と成していることを特徴とした請求項１乃至請求項７の何れか１つに記載の表面実装型アンテナ。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８の何れか１つに記載の表面実装型アンテナを備えていることを特徴とする無線機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、異なる複数の周波数帯域の信号の送受信が可能な表面実装型アンテナおよびそのアンテナを備えた無線機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、１台の無線機で、ＧＳＭ（Global System for Mobile Communications）とＤＣＳ（Digital Cellular System）、ＰＤＣ（Personal Digital Cellular）とＰＨＳ（Personal Handyphone System）等のように、複数のアプリケーションに対応できるマルチバンド対応可の例えば携帯型電話機等の無線機が市場的に要求されている。その要求に応えるために、１つの素子で異なる複数の周波数帯域の信号の送受信が可能なアンテナが様々に提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、そのような提案のアンテナにはマルチバンド化に対応するための様々な解決すべき問題がある。特に、要求される複数の周波数帯域において、高周波数側に向かうに従って、周波数帯域の帯域幅が狭くなり易く、アプリケーションの割当の帯域幅を得ることが難しいという問題や、各周波数帯域の帯域幅をそれぞれ他の周波数帯域と独立した状態で制御するのは非常に困難であるという問題は重要な解決すべき課題であり、それら問題を解消することが望まれている。
【０００４】
本発明は上記課題を解決するために成されたものであり、その目的は、１つの素子で異なる複数の周波数帯域の送受信が可能なアンテナにおいて、周波数帯域の広帯域化が容易であり、特に、各周波数帯域の帯域幅を他の周波数帯域と独立した状態で制御することが可能なマルチバンド化対応可の表面実装型アンテナおよびそのアンテナを備えた無線機を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明は次に示す構成をもって前記課題を解決するための手段としている。すなわち、第１の発明の表面実装型アンテナは、誘電体基体の表面には、該誘電体基体の側面に形成されている給電端子から放射電極が伸長形成されて伸長先端側を開放端と成している給電素子と、上記誘電体基体の上記給電端子が形成された側面に形成されて給電端子と近接した間隔を介して併設されているグランド端子から放射電極が伸長形成されて伸長先端側を開放端と成し且つグランド端子と上記給電端子の電磁結合により放射電極に信号が供給される無給電素子とが間隔を介して配設されている表面実装型アンテナであって、上記給電素子と無給電素子の一方あるいは両方は、その放射電極自体が給電端子側又はグランド端子側から複数の放射電極に分岐して互いに間隔を介して伸長形成されて分岐状素子と成しており、上記給電素子の放射電極には上記給電端子側となる基端側から開放端に向けて電流が流れ、上記無給電素子の放射電極には上記グランド端子側となる基端側から開放端に向けて電流が流れて、上記間隔を介して隣り合う給電素子の放射電極と無給電素子の放射電極は各電流ベクトルの向きが略直交する構成と成している構成をもって前記課題を解決する手段としている。
【０００６】
第２の発明の表面実装型アンテナは、上記第１の発明の構成を備え、分岐状素子を構成している複数の放射電極は基本波の共振周波数が互いに異なることを特徴として構成されている。
【０００７】
第３の発明の表面実装型アンテナは、上記第１又は第２の発明の構成を備え、分岐状素子を構成する複数の放射電極は、給電端子側又はグランド端子側から互いに間隔が拡大する方向に伸長形成されていることを特徴として構成されている。
【０００８】
第４の発明の表面実装型アンテナは、上記第１又は第２又は第３の発明の構成を備え、給電素子および無給電素子を構成する複数の放射電極のうちの少なくとも１つには、上記放射電極における基本波の共振周波数を制御するための基本波制御用手段と、上記放射電極における高調波の共振周波数を制御するための高調波制御用手段とのうちの一方あるいは両方が局所的に設けられていることを特徴として構成されている。
【０００９】
第５の発明の表面実装型アンテナは、上記第４の発明の構成を備え、基本波制御用手段は放射電極の電流経路上における基本波の共振電流が極値となる最大電流部を含む基本波の最大共振電流領域に局所的に設けられ、また、高調波制御用手段は放射電極の電流経路上における高調波の共振電流が極値となる最大電流部を含む高調波の最大共振電流領域に局所的に設けられていることを特徴として構成されている。
【００１０】
第６の発明の表面実装型アンテナは、上記第１〜第５の発明の何れか１つの発明の構成を備え、給電素子の放射電極は、電流経路に沿って、直列インダクタンス成分または等価的な直列インダクタンス成分の大きさによって定まる単位長さ当たりの電気長の短い領域と、電気長の長い領域とが交互に直列に設けられていることを特徴として構成されている。
【００１１】
第７の発明の表面実装型アンテナは、上記第１〜第６の発明の何れか１つの発明の構成を備え、給電素子と無給電素子の一方側素子の分岐されている複数の放射電極の少なくとも１つは他方側素子の放射電極と複共振する構成としたことを特徴として構成されている。
【００１２】
第８の発明の表面実装型アンテナは、上記第１〜第７の発明の何れか１つの発明の構成を備え、給電素子の給電端子には容量結合により電力が供給される構成と成していることを特徴として構成されている。
【００１３】
第９の発明の無線機は、上記第１〜第８の発明の何れか１つの発明の表面実装型アンテナを備えていることを特徴として構成されている。
【００１４】
なお、この明細書では、各放射電極の複数の共振波のうち、最低の共振周波数を持つ共振波を基本波、それよりも高い共振周波数を持つ共振波を高調波とそれぞれ定義している。また、１つの周波数帯域内に２つ以上の共振点を持つ状態を複共振と定義している。
【００１５】
上記構成の発明において、誘電体基体の表面には少なくとも３つの放射電極が形成されることとなり、マルチバンド化に容易に対応することができる。また、それら各放射電極の電流ベクトルの方向や各放射電極間の間隔を適宜設定することによって、各放射電極の共振波はそれぞれ他の放射電極の共振波と独立した状態で制御することができるため、例えば、要求される複数の周波数帯域のうちの１つの周波数帯域のみを選択的に複共振状態にして広帯域化を図ることが非常に容易となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明に係る実施形態例を図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１には本発明に係る第１の実施形態例の表面実装型アンテナが展開状態により示されている。この図１に示す表面実装型アンテナ１は、直方体状の誘電体基体２の表面に給電素子３と無給電素子４が互いに間隔を介して配設されて成るものであり、最も特徴的なことは、無給電素子４が分岐状素子と成していることである。
【００１８】
すなわち、図１に示すように、誘電体基体２の図の前側面２ｂには、底面２ｆから図の上方向に伸長形成された給電端子５とグランド端子６が間隔を介して並設されている。また、誘電体基体２の上面２ａには上記給電端子５に連通接続する給電側の放射電極７が形成されており、この給電側の放射電極７は上面２ａから図の左側面２ｅに掛けて伸長形成され、該給電側の放射電極７の伸長先端側７ｂは開放端と成している。また、誘電体基体２の上面２ａには上記給電側の放射電極７の他に、上記グランド端子６から分岐して伸長形成されたミアンダ状の無給電側の第１放射電極８と第２放射電極９が互いに間隔を介して配置されている。
【００１９】
この第１の実施形態例では、上記給電端子５と給電側の放射電極７によって給電素子３が構成され、グランド端子６と無給電側の第１放射電極８と第２放射電極９によって無給電素子４が構成されており、前記したように、無給電素子４は分岐状素子と成している。
【００２０】
上記無給電側の第１放射電極８と第２放射電極９は、図１に示すように、上記グランド端子６側から互いに間隔が拡大する方向に伸長形成されて、無給電側の第１放射電極８と第２放射電極９間の相互干渉を防止する構成と成している。上記無給電側の第１放射電極８の伸長先端８ｂは開放端と成し、また、無給電側の第２放射電極９は上面２ａから図の右側面２ｃに伸長形成され、該無給電側の第２放射電極９の伸長先端９ｂは開放端と成している。
【００２１】
この第１の実施形態例では、図１に示すように、間隔を介して隣り合う給電側の放射電極７と無給電側の第１放射電極８は各電流ベクトルの向きが略直交する構成と成しており、給電側の放射電極７と無給電側の第１放射電極８間の相互干渉を防止している。なお、給電側の放射電極７と無給電側の第２放射電極９の各電流ベクトルの向きはほぼ同方向であるが、給電側の放射電極７と無給電側の第２放射電極９間の間隔は広く、電界最大である開放端が互いに逆方向に向き、その間隔も離れているため、それら給電側の放射電極７と無給電側の第２放射電極９間の相互干渉は殆ど問題無いものである。
【００２２】
図１に示すように、誘電体基体２の左側面２ｅ、右側面２ｃにはそれぞれ固定用電極１０（１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ）が形成されており、これら固定用電極１０は底面２ｆに回り込んでいる。
【００２３】
さらに、この図１に示す例では、誘電体基体２の前側面２ｂから後側面２ｄに貫通する貫通孔１１（１１ａ，１１ｂ）が形成されている。この貫通孔１１を設けることによって、誘電体基体２の軽量化を図ることができる。また、グランドと放射電極７，８，９間の実効誘電率が下がり、電界集中が緩和されて広帯域化、高利得化を実現することが容易となる。
【００２４】
このような図１に示す表面実装型アンテナ１は、誘電体基体２の上面２ａに対向する底面２ｆを実装底面として、携帯型電話機等の無線機の回路基板に実装される。
【００２５】
無線機の回路基板には例えば信号供給源１２と整合回路１３が形成されており、表面実装型アンテナ１を回路基板に実装することによって、表面実装型アンテナ１の給電端子５は上記整合回路１３を介して信号供給源１２に導通接続されることとなる。なお、上記整合回路１３は無線機の回路基板に組み込まれていたが、誘電体基体２の表面に電極パターンの一部として形成することも可能である。例えば、給電端子５とグランド端子６間にインダクタンス成分Ｌを付加するための整合回路１３を設ける場合には、図８に示すように誘電体基体２の底面２ｆにミアンダ状の電極パターンを整合回路１３として形成してもよい。
【００２６】
上記のような実装状態の表面実装型アンテナ１では、上記信号供給源１２から整合回路１３を介して給電端子５に信号が直接に供給されると、その信号は給電端子５から給電側の放射電極７に供給されると共に、電磁結合により無給電側の第１放射電極８および第２放射電極９にも供給される。この信号供給によって、給電側の放射電極７、無給電側の第１放射電極８、無給電側の第２放射電極９にはそれぞれ基端側７ａ，８ａ，９ａから開放端７ｂ，８ｂ，９ｂに向けて電流が流れる。これにより給電側の放射電極７、無給電側の第１放射電極８、無給電側の第２放射電極９が共振して信号の送受信が行われる。
【００２７】
ところで、図３には、放射電極の一般的な電流分布が点線により、また、電圧分布が実線により、それぞれ基本波、２倍波（高調波）、３倍波（高調波）の各共振波毎に示されている。この図３では、Ａ端部側は各放射電極７，８，９の信号供給側、つまり、基端側７ａ，８ａ，９ａに対応し、Ｂ端部側は各放射電極７，８，９の開放端７ｂ，８ｂ，９ｂ側に対応している。
【００２８】
この図３に示すように、各共振波毎にそれぞれ固有の電流分布および電圧分布を持ち、例えば、基本波の最大共振電流領域（つまり、基本波の共振電流が極値となる最大電流部Ｉmaxを含む領域Ｚ１）は各放射電極７，８，９の基端側７ａ，８ａ，９ａに有り、２倍波の最大共振電流領域（つまり、２倍波の共振電流が極値となる最大電流部Ｉmaxを含む領域Ｚ２）は各放射電極７，８，９のほぼ中央部に有るという如く、各放射電極７，８，９における各共振波の最大共振電流領域は互いに異なる部位に位置している。
【００２９】
この第１の実施形態例では、給電側の放射電極７には、図１に示す基本波の最大共振電流領域Ｚ１と、２倍波の最大共振電流領域Ｚ２との位置にそれぞれミアンダ状のパターン１５，１６が部分的に設けられている。これにより、給電側の放射電極７における上記基本波の最大共振電流領域Ｚ１と、２倍波の最大共振電流領域Ｚ２とに直列インダクタンス成分が局所的に付加されたこととなる。換言すれば、上記ミアンダ状のパターン１５，１６が部分的に設けられたことによって、上記給電側の放射電極７における基本波の最大共振電流領域Ｚ１と２倍波の最大共振電流領域Ｚ２では単位長さ当たりの電気長が他の領域よりも長くなっており、この給電側の放射電極７は、電流経路に沿って、単位長さ当たりの電気長の長い領域と、電気長の短い領域とが交互に直列に設けられている構成を備えている。
【００３０】
上記基本波の最大共振電流領域Ｚ１に形成されたミアンダ状のパターン１５による直列インダクタンス成分の大きさを可変することによって、基本波の共振周波数ｆ１を可変制御することができる。この際、他の共振波の共振周波数は殆ど変動しない。また、同様に、２倍波の最大共振電流領域Ｚ２に形成されたミアンダ状のパターン１６による直列インダクタンス成分の大きさを可変することによって、２倍波（高調波）の共振周波数ｆ２を他の共振波とは独立した状態で可変制御することができる。
【００３１】
このように、ミアンダ状のパターン１５は基本波の共振周波数ｆ１を制御する基本波制御用手段として、また、ミアンダ状のパターン１６は高調波である２倍波の共振周波数ｆ２を制御する高調波制御用手段として機能することができるものである。なお、上記ミアンダ状のパターン１５，１６による直列インダクタンス成分の大きさを可変する手法には、例えば、ミアンダライン本数を可変したり、ミアンダライン間隔を可変したり、ミアンダラインの太さを可変する等の様々な手法があるが、ここでは、その説明は省略する。
【００３２】
上記のようなミアンダ状のパターン１５，１６を給電側の放射電極７に部分的に設けることによって、基本波と２倍波の各共振周波数ｆ１，ｆ２が所望の周波数となるための給電側の放射電極７の設計が容易となる。また、加工形成された給電側の放射電極７の基本波あるいは２倍波の共振周波数が加工精度の問題によって設定の周波数からずれている場合には、その周波数調整対象の共振波の最大共振電流領域に形成されている上記ミアンダ状のパターン１５あるいは１６をトリミングして直列インダクタンス成分の大きさを可変することで、そのずれている共振周波数を設定の周波数に一致させることができる。この際、上記したように、周波数調整対象の共振波以外の共振波の共振周波数は殆ど変動しないので、共振周波数の調整を簡単かつスピーディに行うことができる。
【００３３】
この第１の実施形態例に示す表面実装型アンテナ１は上記のように構成されており、上記各放射電極７，８，９における電流経路の長さ等や、給電側の放射電極７においてはミアンダ状のパターン１５，１６による直列インダクタンス成分の大きさを様々に可変制御することで、表面実装型アンテナ１は様々なリターンロス特性を有することができる。
【００３４】
例えば、異なる２つの周波数帯域の信号の送受信が可能なアンテナが要求されている場合には、図２（ａ）や（ｂ）の実線Ｄに示すようなリターンロス特性を表面実装型アンテナ１に持たせることが可能である。図２（ａ）、（ｂ）では、一点鎖線Ａは給電側の放射電極７のリターンロス特性を表し、二点鎖線Ｂは無給電側の第１放射電極８のリターンロス特性を表し、点線Ｃは無給電側の第２放射電極９のリターンロス特性を表している。また、周波数ｆ１は給電側の放射電極７の基本波の共振周波数であり、周波数ｆ２は給電側の放射電極７の２倍波の共振周波数であり、周波数ｆ３は無給電側の第１放射電極８の基本波の共振周波数であり、周波数ｆ４は無給電側の第２放射電極９の基本波の共振周波数である。
【００３５】
上記図２（ａ）に示す例では、給電側の放射電極７の基本波の共振周波数ｆ１は要求されている２つの周波数帯域のうちの低周波側の周波数帯域が得られるように設定され、また、給電側の放射電極７の２倍波の共振周波数ｆ２は高周波側の周波数帯域が得られるように設定されている。また、無給電側の第１放射電極８の基本波の共振周波数ｆ３は上記給電側の放射電極７の２倍波の共振周波数ｆ２よりも上側近傍に設定され、無給電側の第２放射電極９の基本波の共振周波数ｆ４は上記給電側の放射電極７の２倍波の共振周波数ｆ２よりも下側近傍に設定されている。
【００３６】
このように、無給電側の第１放射電極８と第２放射電極９の各基本波の共振周波数ｆ３，ｆ４が給電側の放射電極７の２倍波の共振周波数ｆ２の近傍に設定され、かつ、前記したように、この第１の実施形態例では、各放射電極７，８，９間での相互干渉が防止される構成であることから、上記無給電側の第１放射電極８と第２放射電極９の各基本波は、共振波が減衰する等の問題が発生することなく、給電側の放射電極７の２倍波と複共振（重合）し、図２（ａ）に示すように、高周波側の周波数帯域の広帯域化が達成できている。
【００３７】
また、図２（ｂ）に示す例では、給電側の放射電極７の基本波と２倍波の各共振周波数ｆ１，ｆ２は上記図２（ａ）に示す例と同様に設定されており、無給電側の第２放射電極９の基本波の共振周波数ｆ４は給電側の放射電極７の基本波の共振周波数ｆ１の近傍に設定されて、無給電側の第２放射電極９の基本波は給電側の放射電極７の基本波と複共振している。また、無給電側の第１放射電極８の基本波の共振周波数ｆ３は給電側の放射電極７の２倍波の共振周波数ｆ２の近傍に設定されて、無給電側の第１放射電極８の基本波は給電側の放射電極７の２倍波と複共振している。このように、この図２（ｂ）に示す例では、低周波側と高周波側の両方の周波数帯域が複共振状態となって広帯域化が図られている。
【００３８】
なお、ここでは、第１の実施形態例の表面実装型アンテナ１が採り得るリターンロス特性の具体例として、上記図２（ａ）、（ｂ）に示すリターンロス特性を挙げたが、もちろん、上記各放射電極７，８，９を適宜設計することにより、上記図２（ａ）、（ｂ）に示すリターンロス特性以外のリターンロス特性をも持つことができるものであるが、その説明は省略する。
【００３９】
この第１の実施形態例によれば、無給電素子４が分岐された２つの放射電極８，９を持つ分岐状素子と成しているので、１つの表面実装型アンテナ１に３つの放射電極７，８，９が設けられることとなり、それら放射電極７，８，９によって、マルチバンド化に容易に対応できる表面実装型アンテナ１を得ることが可能となる。特に、この第１の実施形態例では、無給電側の第１放射電極８と第２放射電極９は基端側８ａ，９ａから互いに間隔が拡大する方向に伸長形成されているので、無給電側の第１放射電極８と第２放射電極９間の相互干渉を防止することができ、無給電側の第１放射電極８と第２放射電極９の各共振波をそれぞれほぼ独立させた状態で制御することが可能となる。これにより、より一層、マルチバンド化への対応を容易にすることができる。
【００４０】
また、この第１の実施形態例では、給電側の放射電極７に基本波制御用手段であるミアンダ状のパターン１５と、高調波制御用手段であるミアンダ状のパターン１６とを設けたので、給電側の放射電極７の設計を簡単かつ短時間で行うことができる上に、基本波と高調波の各共振周波数ｆ１，ｆ２の調整が容易となり、アンテナ特性の信頼性が高い表面実装型アンテナ１を提供することができる。
【００４１】
さらに、無給電側の第１放射電極８や第２放射電極９の共振波を給電側の放射電極７の基本波あるいは高調波に複共振させることが簡単な構成であることから、その複共振によって周波数帯域の広帯域化を容易に行うことができる。さらにまた、上記のように、給電側の放射電極７側の共振波に無給電側の放射電極８，９を複共振させて周波数帯域の広帯域化を図ることによって、要求される複数の周波数帯域の中から選択された周波数帯域のみの広帯域化を他の周波数帯域とは独立した状態で行うことができ、マルチバンドに対応した表面実装型アンテナ１の設計が非常に容易となる。
【００４２】
以下に、第２の実施形態例を説明する。なお、この第２の実施形態例の説明において、前記第１の実施形態例と同一構成部分には同一符号を付し、その共通部分の重複説明は省略する。
【００４３】
図４には本発明に係る第２の実施形態例の表面実装型アンテナが展開状態により示されている。この第２の実施形態例に示す表面実装型アンテナ１が前記第１の実施形態例と異なる最も特徴的なことは、無給電素子４だけでなく、給電素子３をも分岐状素子と成していることである。
【００４４】
つまり、図４に示すように、誘電体基体２の上面２ａには前側面２ｂに形成された給電端子５側から給電側の第１放射電極２０と第２放射電極２１とが分岐して互いに間隔を介し伸長形成されており、この第２の実施形態例では、上記給電端子５と給電側の第１放射電極２０と第２放射電極２１によって給電素子３が構成されている。
【００４５】
上記給電側の第１放射電極２０と第２放射電極２１は上記給電端子５側から間隔が拡大する方向に伸長形成されており、給電側の第１放射電極２０と第２放射電極２１間の相互干渉を防止する構成と成している。上記給電側の第１放射電極２０の伸長先端２０ｂは開放端と成し、給電側の第２放射電極２１は上面２ａから左側面２ｅに更に伸長形成され、その伸長先端２１ｂは開放端と成している。
【００４６】
また、図４に示すように、無給電素子４のグランド端子６側から無給電側の第１放射電極８と第２放射電極９が分岐して互いに間隔を介し、かつ、その間隔が拡大する方向に伸長形成されており、上記無給電側の第１放射電極８は誘電体基体２の上面２ａから右側面２ｃに掛けて、また、第２放射電極９は誘電体基体２の上面２ａから前側面２ｂに掛けてそれぞれ伸長形成され、上記無給電側の第１放射電極８と第２放射電極９の各伸長先端８ｂ，９ｂは開放端と成している。
【００４７】
この第２の実施形態例に示す表面実装型アンテナ１は上記のように構成されており、前記第１の実施形態例と同様に、上記各放射電極８，９，２０，２１を適宜設計することによって、様々なリターンロス特性を有することができるものである。
【００４８】
例えば、表面実装型アンテナ１は図５（ａ）、（ｂ）の実線Ｄに示すようなリターンロス特性を持つことができる。図５（ａ）、（ｂ）では、一点鎖線Ａは給電側の第１放射電極２０のリターンロス特性を表し、一点鎖線Ａ’は給電側の第２放射電極２１のリターンロス特性を表し、二点鎖線Ｂは無給電側の第１放射電極８のリターンロス特性を表し、点線Ｃは無給電側の第２放射電極９のリターンロス特性を表している。また、周波数ｆ１は給電側の第１放射電極２０の基本波の共振周波数を表し、周波数ｆ１’は給電側の第２放射電極２１の基本波の共振周波数を表し、周波数ｆ３は無給電側の第１放射電極８の基本波の共振周波数を表し、周波数ｆ４は無給電側の第２放射電極９の基本波の共振周波数を表している。
【００４９】
図５（ａ）に示す例では、要求される２つの周波数帯域のうちの高周波側の周波数帯域において、給電側の第２放射電極２１および無給電側の第１放射電極８と第２放射電極９により複共振状態と成して広帯域化が図られている。また、図５（ｂ）に示す例では、要求される２つの周波数帯域の両方共に複共振状態と成して広帯域化が図られている。
【００５０】
なお、もちろん、この第２の実施形態例に示す表面実装型アンテナ１は、各放射電極８，９，２０，２１を適宜設計することによって、上記図５（ａ）、（ｂ）に示すリターンロス特性以外のリターンロス特性をも備えることができるものであるが、ここでは、その説明は省略する。
【００５１】
この第２の実施形態例によれば、給電素子３と無給電素子４の両方を分岐状素子としたので、より一層、マルチバンド化に対応することが容易となる。また、上記各放射電極８，９，２０，２１の共振波をそれぞれ他の放射電極の共振波と独立した状態で制御することができることから、マルチバンドに対応した表面実装型アンテナ１の設計の自由度を更に高めることができる。さらに、複共振状態を簡単に作り出すことができて周波数帯域の広帯域化が容易であるという効果や、要求される複数の周波数帯域の中から選択された周波数帯域のみの広帯域化を図ることができるという効果を奏することができるものである。
【００５２】
以下に、第３の実施形態例を説明する。この第３の実施形態例では、無線機の一例を示す。この第３の実施形態例における無線機は、図６に示すように、携帯型無線機２６であり、ケース２７内には回路基板２８が内蔵されており、この回路基板２８に上記各実施形態例に示した特有な構成を備えた表面実装型アンテナ１が実装されている。
【００５３】
上記携帯型無線機２６の回路基板２８には、図６に示すように、信号供給源である送信回路３０と受信回路３１と送受信切り換え回路３２が形成されている。上記表面実装型アンテナ１は、回路基板２８に実装されることにより、上記送信回路３０および受信回路３１に送受信切り換え回路３２を介して導通接続される。この携帯型無線機２６においては、上記送受信切り換え回路３２の切り換え動作によって、送受信動作が円滑に行われるものである。
【００５４】
この第３の実施形態例によれば、携帯型無線機２６に前記各実施形態例に示した特有な構成を備えた表面実装型アンテナを装備したので、１つの表面実装型アンテナ１を設けるだけで、異なる複数の周波数帯域の信号の送受信が可能となる。このため、異なる複数の周波数帯域の信号の送受信を可能にするために、その周波数帯域の数に応じた複数のアンテナを装備しなくて済み、携帯型無線機２６の小型化を促進させることができる。また、アンテナ特性の信頼性が高い無線機を提供することができる。
【００５５】
なお、この発明は上記各実施形態例に限定されるものではなく、様々な実施の形態を採り得る。例えば、上記第１の実施形態例では、給電素子３と無給電素子４のうちの無給電素子４のみが分岐状素子と成し、第２の実施形態例では、給電素子３と無給電素子４の両方が分岐状素子と成していたが、給電素子３と無給電素子４のうちの給電素子３のみを分岐状素子としてもよい。この場合にも、上記各実施形態例と同様な優れた効果を奏することができる。
【００５６】
また、上記給電素子３や無給電素子４の形態は上記各実施形態例に示した形態に限定されるものではなく、様々な形態を採り得る。例えば、図７には、無給電素子４のその他の形態例が示されている。この図７に示す表面実装型アンテナ１では、上記無給電素子４以外はほぼ前記図１に示す表面実装型アンテナ１と同様な構成を備えているものであり、図７では、前記図１に示す表面実装型アンテナ１と同一構成部分には同一符号が図示されている。
【００５７】
上記図７に示す無給電素子４では、無給電側の第１放射電極８はグランド端子６から誘電体基体２の上面２ａを介し右側面２ｃに伸長形成されている。また、無給電側の第２放射電極９はグランド端子６から誘電体基体２の前側面２ｂに伸長形成されている。このように、無給電側の第１放射電極８と第２放射電極９を互いに誘電体基体２の異なる面に形成するようにしてもよい。
【００５８】
さらに、上記各実施形態例では、給電素子３あるいは無給電素子４は、２つに分岐された放射電極を持つ分岐状素子であったが、分岐状素子を構成する放射電極の数は３つ以上でもよい。
【００５９】
さらに、上記第１の実施形態例では、給電側の放射電極７における基本波の最大共振電流領域Ｚ１に基本波制御用手段としてミアンダ状のパターン１５が形成され、また、２倍波の最大共振電流領域Ｚ２には高調波制御用手段としてミアンダ状のパターン１６が形成されていたが、ミアンダ状のパターン１５，１６以外の構成の基本波制御用手段あるいは高調波制御用手段を設けてもよい。例えば、上記基本波制御用手段は上記基本波の最大共振電流領域Ｚ１に、また、高調波制御用手段は２倍波の最大共振電流領域Ｚ２にそれぞれ直列インダクタンス成分を局所的に付加して当該領域の単位長さ当たりの電気長を長くすることができる構成を備えていればよく、例えば、放射電極の電流経路上における上記領域Ｚ１やＺ２に並列容量を設けて等価的な直列インダクタンス成分を局所的に付加する手段を基本波制御用手段あるいは高調波制御用手段として設けてもよいし、誘電体基体２における上記領域Ｚ１，Ｚ２が位置する部位に他の領域よりも誘電率が大きい誘電体を局所的に設けて基本波制御用手段あるいは高調波制御用手段としてもよい。
【００６０】
また、上記第１の実施形態例では、給電側の放射電極７には上記基本波制御用手段と高調波制御用手段の両方が設けられていたが、上記基本波制御用手段と高調波制御用手段のどちらか一方のみを設けてもよい。
【００６１】
さらに、第２の実施形態例では、給電素子３は分岐状素子と成し、２つの放射電極２０，２１を有している構成であり、その２つの放射電極２０，２１の何れにも上記第１の実施形態例に示したような基本波制御用手段と高調波制御用手段は形成されていなかったが、上記２つの放射電極２０，２１の一方あるいは両方に、上記したような基本波制御用手段と高調波制御用手段の少なくとも一方を設ける構成としてもよい。さらに、無給電素子４を構成する放射電極８，９についても同様に、それら放射電極８，９の一方あるいは両方に、上記したような基本波制御用手段と高調波制御用手段の少なくとも一方を設ける構成としてもよい。このように、給電素子３と無給電素子４を構成している複数の放射電極の１つ以上に、上記基本波制御用手段と高調波制御用手段の少なくとも一方を設ける構成としてもよい。
【００６２】
さらに、上記各実施形態例では、信号供給源１２から給電端子５に直接的に電力が供給されるタイプの表面実装型アンテナ１を例にして説明したが、本発明は、給電端子５に容量結合によって電力が供給される容量給電タイプの表面実装型アンテナ１にも適用することができるものである。
【００６３】
さらに、上記第３の実施形態例では、携帯型無線機を例にして説明したが、もちろん、本発明は、据置型の無線機にも適用することができるものである。
【００６４】
【発明の効果】
本発明によれば、給電素子と無給電素子の一方あるいは両方が分岐状素子と成していることから、少なくとも３つ以上の放射電極が１つの表面実装型アンテナに形成されることとなり、例えば、上記分岐状素子を構成する複数の放射電極の基本波の共振周波数を互いに異ならせることにより、マルチバンド化に容易に対応することができることとなる。
【００６５】
分岐状素子を構成する複数の放射電極は、給電端子側又はグランド端子側から互いに間隔が拡大する方向に伸長形成されているものにあっては、分岐状素子を構成する複数の放射電極間の相互干渉を防止することができ、それら各放射電極の共振波を他の放射電極の共振波と独立させた状態で制御することができ、放射電極の設計が容易となるし、設計の自由度を向上させることができる。また、アンテナ特性の信頼性を高めることができる。
【００６６】
給電素子および無給電素子を構成する複数の放射電極のうちの少なくとも１つには、基本波制御用手段と高調波制御用手段の一方あるいは両方が設けられているものにあっては、上記基本波制御用手段あるいは高調波制御用手段を備えた放射電極において、基本波あるいは高調波の共振周波数を制御することができる。特に、上記基本波制御用手段が放射電極の電流経路上における基本波の最大共振電流領域に局所的に設けられ、また、高調波制御用手段が放射電極の電流経路上における高調波の最大共振電流領域に局所的に設けられているものにあっては、基本波と高調波の一方の共振波の共振周波数を他方の共振波とほぼ独立させた状態で制御することができる。これにより、表面実装型アンテナの設計を非常に容易に、かつ、スピーディに行うことができる。
【００６７】
給電素子の放射電極は、電流経路に沿って、直列インダクタンス成分または等価的な直列インダクタンス成分の大きさによって定まる単位長さ当たりの電気長の短い領域と、電気長の長い領域とが交互に直列に設けられているものにあっては、基本波と高調波の共振周波数差を大きく変化させて制御することができることとなる。特に、表面実装型アンテナの給電素子における基本波と高調波の一方あるいは両方の最大共振電流領域に直列インダクタンス成分が局所的に付加されて電気長の長い領域が形成されている場合には、上記基本波と高調波の共振周波数差を精度良く制御することができることとなる。
【００６８】
給電素子と無給電素子の一方側素子の分岐されている複数の放射電極の少なくとも１つは他方側素子の放射電極と複共振するものにあっては、周波数帯域の広帯域化を容易に行うことができ、また、要求される複数の周波数帯域の中から選択された周波数帯域のみを複共振状態にして広帯域化を図ることができる。
【００６９】
容量給電型の表面実装型アンテナにあっても、上記同様の、マルチバンド化に容易に対応することができるための優れた効果を奏することができる。
【００７０】
上記したような本発明において特有な構成を備えた表面実装型アンテナを装備した無線機にあっては、１つの表面実装型アンテナを設けるだけで、マルチバンド化に容易に対応することができる。また、要求される複数の周波数帯域の数に応じたアンテナを設けなくて済むので、小型化を促進することができる。さらに、アンテナ特性の信頼性が高い無線機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る表面実装型アンテナの第１の実施形態例を示す説明図である。
【図２】第１の実施形態例の表面実装型アンテナが採り得ることが可能なリターンロス特性の例を示すグラフである。
【図３】放射電極における一般的な電流分布および電圧分布の例を各共振波毎に示すグラフである。
【図４】第２の実施形態例を示す説明図である。
【図５】第２の実施形態例の表面実装型アンテナが採り得ることが可能なリターンロス特性の例を示すグラフである。
【図６】第３の実施形態例における無線機を説明するモデル図である。
【図７】その他の実施形態例を示す説明図である。
【図８】さらに、表面実装型アンテナを構成する誘電体基体の表面に整合回路の電極パターンを構成する場合の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
１  表面実装型アンテナ
２  誘電体基体
３  給電素子
４  無給電素子
５  給電端子
６  グランド端子
７  給電側の放射電極
８  無給電側の第１放射電極
９  無給電側の第２放射電極
１５，１６  ミアンダ状のパターン
２０  給電側の第１放射電極
２１  給電側の第２放射電極
２６  携帯型無線機
【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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