(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの周波数帯域のうちの高い方の周波数帯域に共振することができるようにピッチとターン数が決定されている第１のヘリカルと、
該第１のヘリカルとの全体で、前記２つの周波数帯域のうちの低い方の周波数帯域に共振することができると共に、前記高い方の周波数帯域において整合手段として動作するようにピッチとターン数が決定されている第２のヘリカルとを備え、
前記第２のヘリカルの上端に前記第１のヘリカルの下端が接続されるように前記第１のヘリカルと前記第２のヘリカルとが一体に形成されており、
前記第１のヘリカルと前記第２のヘリカルとの全体により、前記低い方の周波数帯域において送受信することが可能とされ、
前記第１のヘリカルにより前記高い方の周波数帯域において送受信可能とされると共に、前記高い方の周波数帯域において前記第２のヘリカルが整合手段として動作することを特徴とするデュアルバンドアンテナ。
【請求項２】
前記第１のヘリカルと前記第２のヘリカルとが、１本の線材により形成されていることを特徴とする請求項１記載のデュアルバンドアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話機等の携帯機器に備えられて、２つの周波数帯域において送受信可能なデュアルバンドアンテナに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話機等の通信機に備えられている従来のヘリカルアンテナの概要を図６（ａ）に示す。図６（ａ）は通信機の筐体から突出するように固定されるヘリカルアンテナとされており、単共振とされて送受信することのできる周波数帯域は１周波数帯域とされる。ヘリカルアンテナとするのは、筐体からの突出量を小さくして取り扱いを容易にするためである。この単共振ヘリカルアンテナの電気長は、使用周波数帯域の波長の１／２波長あるいは１／４波長の電気長とされる。なお、電気長が１／２波長とされている場合は、ヘリカルアンテナ１００は整合回路を介して送受信回路に接続される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
携帯電話機の使用周波数帯域としては、現在のところ８００ＭＨｚ帯，１．５ＧＨｚ帯や１．９ＧＨｚ帯等が割り当てられている。そして、従来の携帯電話機においては割り当てられた周波数帯域のうちの１周波数帯域だけを使用するように、前記図６（ａ）に示すようなヘリカルアンテナ１００が設けられていた。したがって、割り当てられた周波数帯域のうちの２つ以上の周波数帯域で使用することができなかった。
【０００４】
これを解決する手段として、図６（ｂ）に示すように、例えば８００ＭＨｚ帯で動作可能なヘリカルアンテナ１００と、１．９ＧＨｚ帯で動作可能なヘリカルアンテナ１０１との２本を一体とした２重のヘリカルからなるヘリカルアンテナとすることが考えられている。しかしながら、図６（ｂ）に示す２周波数帯域において動作可能なヘリカルアンテナにおいては、ヘリカルが２重になることから、構造が複雑となり製造が困難になるという問題点があった。
【０００５】
そこで、本発明は２つの周波数帯域において送受信することができる構造の簡単なデュアルバンドアンテナを提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明のデュアルバンドアンテナは、２つの周波数帯域のうちの高い方の周波数帯域に共振することができるようにピッチとターン数が決定されている第１のヘリカルと、該第１のヘリカルとの全体で、前記２つの周波数帯域のうちの低い方の周波数帯域に共振することができると共に、前記高い方の周波数帯域において整合手段として動作するようにピッチとターン数が決定されている第２のヘリカルとを備え、前記第２のヘリカルの上端に前記第１のヘリカルの下端が接続されるように前記第１のヘリカルと前記第２のヘリカルとが一体に形成されており、前記第１のヘリカルと前記第２のヘリカルとの全体により、前記低い方の周波数帯域において送受信することが可能とされ、前記第１のヘリカルにより前記高い方の周波数帯域において送受信可能とされると共に、前記高い方の周波数帯域において前記第２のヘリカルが整合手段として動作するようにされている。
【０００７】
また、上記のデュアルバンドアンテナにおいて、前記第１のヘリカルと前記第２のヘリカルとが、１本の線材により形成されているようにしてもよい。
【０００８】
このような本発明によれば、ヘリカルを２重とすることなく２つの周波数帯域において送受信可能なヘリカルアンテナとすることができる。従って、２つの周波数帯域で使用可能であっても構造が簡単になるため、その製造を容易に行うことができるようになる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明のデュアルバンドアンテナの原理を示す概略構成を図１（ａ）に、その動作等価回路を図１（ｂ）（ｃ）に示す。
図１（ａ）に示すように、本発明のデュアルバンドアンテナ１は、第１のピッチとターン数とにより形成された第１のヘリカル１１と、第２のピッチとターン数とにより形成された第２のヘリカル１２とから構成されている。この場合、第２のヘリカル１２と第１のヘリカル１１とは、一本の線材をヘリカル状に加工することにより一体に形成されている。従って、本発明のデュアルバンドアンテナ１は、第２のヘリカル１２の上端に第１のヘリカル１１の下端が等価的に接続された構造となる。
【００１０】
このような構成の本発明のデュアルバンドアンテナ１の動作等価回路を図１（ｂ）（ｃ）に示す。図１（ｂ）は、第１のヘリカル１１と第２のヘリカル１２との全体で共振して動作する場合を示しており、この時にデュアルバンドアンテナ１が動作する第１の共振周波数は、例えば８００ＭＨｚ帯とされる。
また、図１（ｃ）は第１のヘリカル１１のみがアンテナとして動作する場合を示しており、このときのデュアルバンドアンテナ１が動作する第２の共振周波数は、第１の共振周波数より高い１．９ＧＨｚ帯とされる。なお、この際に第２のヘリカル１２は整合回路として動作するようになる。
【００１１】
従って、本発明のデュアルバンドアンテナ１を設計する際には、まず、送受信したい２つの周波数帯域のうちの周波数帯域の高い方の第２の周波数帯域に共振することができるように、第１のヘリカル１１のピッチとターン数とを決定する。次いで、第１のヘリカル１１と第２のヘリカル１２との全体により共振する周波数帯域が、低い方の第１の周波数帯域となるように第２のヘリカル１２のピッチとターン数とを決定するようにすればよい。なお、第２のヘリカル１２のピッチとターン数とは、第２の周波数帯域において整合回路として動作することも考慮して決定する。
【００１２】
なお、第１のヘリカル１１と第２のヘリカル１２との全体が共振する第１の周波数帯域において、第１のヘリカル１１と第２のヘリカル１２との全体の電気長が略１／４波長とされる場合には、図２（ａ）に示すように送受信の信号源２０を直接デュアルバンドアンテナ１の下端に接続して給電することができる（１／４λモード給電）。
また、第１のヘリカル１１と第２のヘリカル１２との全体が共振する第１の周波数帯域において、第１のヘリカル１１と第２のヘリカル１２との全体の電気長が略１／２波長とされる場合には、図２（ｂ）に示すように送受信の信号源２０を整合回路２１を介してデュアルバンドアンテナ１の下端に接続して給電するようにする（１／２λモード給電）。
【００１３】
このような本発明のデュアルバンドアンテナ１の実施の形態の詳細構成を図３に示す。
図３において、第１のヘリカル１１と第２のヘリカル１２とは、所定のピッチのターン数となるよう一本の線材をヘリカル状に加工して形成されており、第２のヘリカル１２の下端が金属製の基部金具１３に固着されている。この基部金具１３の上部は径がやや大きいカバー取り付け部１３−１とされており、基部金具１３の下部は径がやや細くされたアンテナ取り付け部１３−２とされている。
【００１４】
そして、カバー取り付け部１３−１には、第１のヘリカル１１と第２のヘリカル１２を覆うように形成されている合成樹脂等の絶縁材からなる一端が閉じた円筒状のアンテナカバー１４の下端内面が螺合されて固着されている。また、アンテナ取り付け部１３−２の外周面にはネジが切られており、アンテナ取り付け部１３−２を携帯電話機等の筐体に螺合することにより、デュアルバンドアンテナ１を筐体に固着することができるようにされている。この取り付けの際に、筐体に設けられた給電点にデュアルバンドアンテナ１が接続されるようになる。
このように、本発明のデュアルバンドアンテナ１は、携帯電話機等の筐体から基部金具１３のカバー取り付け部１３−１より上部の部分だけが突出するだけであるので、筐体からわずかに突出するだけで２周波数帯域において使用可能なアンテナとすることができる。
【００１５】
次に、本発明のデュアルバンドアンテナ１の動作特性図を図５に示す。ただし、図５は、第１のヘリカル１１および第２のヘリカル１２におけるヘリカルの直径が７ｍｍ、第１のヘリカル１１のピッチが２ｍｍ、そのターン数が３．５ターンとされ、第２のヘリカル１２のピッチが６ｍｍ、そのターン数が３ターンとされた場合のデュアルバンドアンテナ１の周波数対電圧定在波比（ＶＳＷＲ）を示している。図５を観察すると、本発明のデュアルバンドアンテナ１は、８００ＭＨｚ帯と１．９ＧＨｚ帯とにおいていずれもＶＳＷＲ「２」以下という良好な特性を示していることがわかる。
【００１６】
以上の説明では、本発明のデュアルバンドアンテナ１が動作する２周波数帯域として、８００ＭＨｚ帯と１．９ＧＨｚ帯としたが、本発明はこの周波数帯域に限られるものではなく、割り当てられている周波数帯域のうちのいずれの２つの周波数帯域であってもよい。さらに、第１のヘリカル１１と第２のヘリカル１２とを同径に形成することなく、異径としてそれぞれ形成するようにしてもよい。
【００１７】
また、本発明のデュアルバンドアンテナの原理を応用して３つ以上の周波数帯域において使用可能なマルチバンドアンテナとすることも可能である。このマルチバンドアンテナの概略を図４に示す。マルチバンドアンテナは、図４に示すように第１のヘリカル１１と第２のヘリカル１２に加えて、さらに第３のヘリカルを縦続接続するように一体に形成する。これにより、第１のヘリカル１１のみで動作する第２の周波数帯域、第１のヘリカル１１と第２のヘリカルで動作する第１の周波数帯域、および、第１のヘリカル１１と第２のヘリカル１２と第３のヘリカル１５で動作する第３の周波数帯域において動作可能なマルチバンドアンテナとすることができる。
【００１８】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成されているので、ヘリカルを２重とすることなく２つの周波数帯域において送受信可能なヘリカルアンテナとすることができる。従って、２つの周波数帯域で使用可能であっても構造が簡単になるため、その製造を容易に行うことができるようになる。
また、携帯電話機の使用可能周波数帯域が、デュアルバンドアンテナが動作可能となる２つの周波数帯域のうちの１つの周波数帯域とされていれば、その周波数帯域によらず本発明のデュアルバンドアンテナを設けることにより、いずれの周波数帯域とされていてもその周波数帯域において使用可能なアンテナとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のデュアルバンドアンテナの原理を示す概略図、および、その動作等価回路を示す図である。
【図２】本発明のデュアルバンドアンテナの給電モードを示す図である。
【図３】本発明のデュアルバンドアンテナの実施の形態の詳細な構成を示す断面図である。
【図４】本発明のデュアルバンドアンテナをマルチバンドアンテナに適用した際のアンテナの概略を示す図である。
【図５】本発明のデュアルバンドアンテナにおける動作特性図を示す図である。
【図６】従来の通信機用のヘリカルアンテナを示す図である。
【符号の説明】
１  デュアルバンドアンテナ
１１  第１のヘリカル
１２  第２のヘリカル
１３  基部金具
１４  アンテナカバー
１５  第３のヘリカル
２０  信号源
２１  整合回路
【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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