(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体または磁性体からなる基体と、前記基体の一方主面に設けられた接地電極と、前記基体の他方主面に設けられ、開放端を有し、第１のアンテナを構成する第１の放射電極と、前記基体の他方主面に設けられ、開放端を有し、前記第１放射電極とスリットを介して対向して形成された第２のアンテナを構成する第２の放射電極と、前記基体のいずれかの端面に設けられ、前記第１の放射電極を前記接地電極に接続する第１の接続電極と、前記基体のいずれかの端面に設けられ、前記第２の放射電極を前記接地電極に接続する第２の接続電極と、前記基体の前記第１、第２の放射電極の各開放端に近接する位置に設けられた制御電極と、前記基体の前記放射電極の一方の放射電極の開放端側に設けられた給電電極と、前記第１、第２の放射電極の各開放端と前記制御電極との間に発生する容量を変化させる機構とを備え、容量の変化に応じて、前記第１、第２のアンテナを複共振状態を維持しつつ各アンテナの周波数を同時に切り換えて同時に周波数スライドしたことを特徴とするアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、二つのアンテナにより複共振を実現し、それぞれの周波数を同時に切り換えることが可能なアンテナ装置に関する。また、そのアンテナ装置を用いた通信機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のアンテナ装置として、特願平１０−２０４９０２号に開示されたものを例に取り、図８を用いて説明する。
【０００３】
同図において、１０１はアンテナ装置であり、アンテナ１００にスイッチ１０９が付加されてなる。
【０００４】
このうち、アンテナ１００は、誘電体からなる基体１０２の表面に、接地電極１０３、放射電極１０４、給電電極１０６および制御電極１０８が設けられてなる。ここで、放射電極１０４の一端は開放端を形成している。また、給電電極１０６は、放射電極１０４の開放端に近接して形成され、信号源１１０に接続されている。また、スイッチ１０９の一端は制御電極１０８に接続され、他端は接地されている。
【０００５】
このように構成されるアンテナ装置１０１において、放射電極１０４は、線路長がλ／４のマイクロストリップアンテナとして共振し、この共振の電力の一部が空間に放射されることにより、アンテナとして機能する。
【０００６】
そして、スイッチ１０９により、周波数の切換が可能である。すなわち、スイッチ１０９がオンのとき、放射電極１０４の開放端と制御電極１０８間に発生する静電容量が、放射電極１０４の開放端と接地電極１０３間の静電容量に並列に接続されることとなる。一方、スイッチ１０９がオフのとき、放射電極１０４の開放端と制御電極１０８間には静電容量が発生しない。したがって、スイッチ１０９がオンのとき、周波数は比較的低くなり、スイッチ１０９がオフのとき、周波数は比較的高くなる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来のアンテナ装置１０１は、単一のアンテナ１００の周波数を切り換えるものであり、さらなる広帯域化が困難であった。
【０００８】
そこで、本発明においては、二つのアンテナにより複共振を実現し、それぞれの周波数を切り換えることにより、さらなる広帯域化が可能なアンテナ装置、およびそれを用いた通信機を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のアンテナ装置は、誘電体または磁性体からなる基体と、前記基体の一方主面に設けられた接地電極と、前記基体の他方主面に設けられ、開放端を有し、第１のアンテナを構成する第１の放射電極と、前記基体の他方主面に設けられ、開放端を有し、前記第１放射電極とスリットを介して対向して形成された第２のアンテナを構成する第２の放射電極と、前記基体のいずれかの端面に設けられ、前記第１の放射電極を前記接地電極に接続する第１の接続電極と、前記基体のいずれかの端面に設けられ、前記第２の放射電極を前記接地電極に接続する第２の接続電極と、前記基体の前記第１、第２の放射電極の各開放端に近接する位置に設けられた制御電極と、前記基体の前記放射電極の一方の放射電極の開放端側に設けられた給電電極と、前記第１、第２の放射電極の各開放端と前記制御電極との間に発生する容量を変化させる機構とを備え、容量の変化に応じて、前記第１、第２のアンテナを複共振状態を維持しつつ各アンテナの周波数を同時に切り換えて同時に周波数スライドしたことを特徴とする。
【００１５】
本発明にかかるアンテナ装置によれば、二つのアンテナにより複共振を実現し、制御電極に接続されたスイッチのオン／オフにより、二つの周波数の双方について、周波数変化量を規定する容量成分を増減させ、周波数を切り換えることができる。したがって、単一のアンテナの周波数を切り換える場合に比べて、大幅な広帯域化が可能である。
【００１６】
また、制御電極およびそれに接続されたスイッチをそれぞれ複数個設け、各スイッチをオン／オフすることで、より一層の広帯域化が可能である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施例にかかるアンテナ装置の構成を図１を用いて説明する。
【００１９】
同図において、１０はアンテナ装置であり、セラミックまたは樹脂等の誘電体からなる直方体状の基体１１に、接地電極１２と、第１のアンテナとしての第１のマイクロストリップアンテナ１０ａと、第２のアンテナとしての第２のマイクロストリップアンテナ１０ｂとを備えてなる。
【００２０】
このうち、接地電極１２は、基体１１の一方主面に形成される。また、第１のマイクロストリップアンテナ１０ａは、基体１１の他方主面に形成された第１の放射電極１３を備える。また、第２のマイクロストリップアンテナ１０ｂは、同じく基体１１の他方主面に形成された第２の放射電極１４を備える。
【００２１】
ここで、第１、第２の放射電極１３、１４は、スリットｓ１を介して対向して形成される。このスリットｓ１は、一端側の幅が他端側の幅より小さくなるように形成され、さらに基体の他方主面の各辺に対して斜めになるように形成されているため、第１の放射電極１３と第２の放射電極１４は、それぞれ長辺、短辺、垂直辺および傾斜辺を有する台形状となっている。
【００２２】
また、第１の放射電極１３は、基体１１の端面に形成された第１の接続電極１５を介して接地電極１２に接続されている。また、第２の放射電極１４は、基体１１の端面に形成された第２の接続電極１６を介して接地電極１２に接続されている。そして、基体１１の第１、第２の接続電極１５、１６が設けられた端面に対向する端面には、第１の放射電極１３に対して、ギャップを介して近接して給電電極１７が形成されている。この給電電極１７の一端は、基体１１の一方主面に延び、接地電極１２と絶縁され、信号源２１に接続されている。
【００２３】
また、基体１１の給電電極１７が形成された端面に、第１、第２の放射電極１３、１４の各開放端に近接して制御電極１８が形成される。制御電極１８の一端は、スイッチ１９の一端に接続され、スイッチ１９の他端は接地される。
【００２４】
このように構成されるアンテナ装置１０の動作を説明する。
【００２５】
信号源２１から給電電極１７に入力された信号は、給電電極１７と第１の放射電極１３間に発生する静電容量Ｃ１０を介して第１の放射電極１３に伝達される。第１の放射電極１３においては、台形の長辺部分が開放端となり、短辺部分が第１の接続電極１５によって接地されているため、長辺と短辺間の長さが実効波長の１／４となる周波数で共振する。ここで、第１の接続電極１５と第２の接続電極１６が磁界結合し、これにより、第１の放射電極１３から第２の放射電極１４へ信号が伝達され、第２の放射電極１４においても、台形の短辺部分を開放端として共振する。
【００２６】
アンテナ装置１０のインピーダンス特性を図２に示す。同図において、二つの周波数ｆ１、ｆ２を含む周波数帯が形成されている。
【００２７】
また、第１、第２のマイクロストリップアンテナ１０ａ、１０ｂの周波数は、それぞれ第１、第２の放射電極１３、１４によるインダクタンスと、各電極間に発生する静電容量により規定される。ここで、第１、第２の放射電極１３、１４の各開放端と制御電極１８間の静電容量Ｃ１１、Ｃ１２は、周波数を規定する静電容量の一部を構成している。そして、静電容量Ｃ１１、Ｃ１２は、それぞれスイッチ１９がオンのとき発生し、オフのときは発生しない。したがって、スイッチ１９のオン／オフにより、第１、第２のマイクロストリップアンテナ１０ａ、１０ｂ双方の周波数を同時に切り換え、異なる周波数帯をカバーすることができる。これにより、大幅な広帯域化が可能である。
【００２８】
このような周波数切換により、図３に示すような特性が得られる。同図において、スイッチ１９がオンのとき、二つの周波数ｆ１、ｆ２を含む周波数帯が形成され、スイッチ１９がオフのとき、ｆ１、ｆ２から、それぞれ周波数変化量Δｆ１、Δｆ２だけスライドした周波数ｆ１１、ｆ２１を含む周波数帯が形成される。
ここで、周波数変化量Δｆ１、Δｆ２は、制御電極１８を設ける位置を調節し、第１、第２の放射電極１３、１４の各開放端と制御電極１８間の静電容量Ｃ１１、Ｃ１２の値を変化させることにより、容易に制御することができる。
【００２９】
なお、特に図示しないが、制御電極およびそれに接続されたスイッチをそれぞれ複数個形成してもよい。このようにすれば、複数のスイッチのオン／オフにより、各放射電極の開放端と各制御電極間の静電容量の発生を制御し、より一層の広帯域化が可能である。
【００３０】
図４に、上記アンテナ装置１０の変形例を示す。同図のアンテナ装置２０において、給電電極２２は、基体１１の第１、第２の接続電極１５、１６が形成される端面に隣接する端面に形成される。また、給電電極２２の一端は、第１の放射電極１３に連続して一体に形成される。その他の構成は、アンテナ装置１０と同じである。
【００３１】
このように構成されるアンテナ装置２０においては、第１の放射電極１３が、給電電極２２により直接給電されて共振する点が、アンテナ装置１０と異なるものであり、アンテナ装置１０と同様の周波数切換が可能である。
【００３２】
なお、特に図示しないが、給電電極の一端を、第２の放射電極に連続して一体に形成してもよい。
【００３３】
図５に、上記アンテナ装置１０の他の変形例を示す。同図のアンテナ装置２３において、給電電極２４は、基体１１の第２の接続電極１６が形成される端面に形成される。また、給電電極２４の一端は、第２の接続電極１６に連続して一体に形成される。その他の構成は、アンテナ装置１０と同じである。
【００３４】
このように構成されるアンテナ装置２３においては、第２の放射電極１４が、給電電極２４から、第２の接続電極１６を介して給電されて共振する点が、アンテナ装置１０と異なるものであり、アンテナ装置１０と同様の周波数切換が可能である。
【００３５】
なお、特に図示しないが、給電電極の一端を、第１の接続電極に連続して一体に形成してもよい。
【００３６】
次に、本発明の第２の実施例にかかるアンテナ装置の構成を、図６を用いて説明する。
【００３７】
同図において、３０はアンテナ装置であり、セラミックまたは樹脂等の誘電体からなる直方体状の基体３１に、第１のアンテナとしての第１のマイクロストリップアンテナ３２と、第２のアンテナとしての第２のマイクロストリップアンテナ３３とが形成されてなる。
【００３８】
ここで、基体３１の一方主面の略全面には、接地電極３４が形成される。また、基体３１の他方主面の対向する一対の辺に接するように、それぞれ、第１のマイクロストリップアンテナ３２を構成する第１の放射電極３２ａ、および、第２のマイクロストリップアンテナ３３を構成する第２の放射電極３３ａが互いに平行に形成される。また、第１、第２の放射電極３２ａ、３３ａの各一端は開放端を形成しており、各他端は、基体３１の端面に形成された第１の接続電極３９ａおよび第２の接続電極３９ｂを介して、それぞれ接地電極３４に接続されている。
【００３９】
また、第１、第２の放射電極３２ａ、３３ａに挟まれる位置に、第１、第２の放射電極３２ａ、３３ａに対して平行に給電電極３５が形成される。給電電極３５の一端は、基体３１の他方主面の略中央に配置され、他端は、基体３１の端面に形成された第３の接続電極３９ｃを介して、信号源３６に接続されている。
【００４０】
さらに、基体３１の第１乃至第３の接続電極３９ａ乃至３９ｃが形成された端面に対向する端面には、制御電極３７が形成される。制御電極３７は、第１、第２の放射電極３２ａ、３３ａの各開放端に近接して配置される。また、制御電極３７は、スイッチ３８を介して接地される。
【００４１】
このように構成されるアンテナ装置３０においては、スイッチ３８がオンのとき、制御電極３７がグランドにショートされ、第１、第２の放射電極３２ａ、３３ａと制御電極３７間の静電容量Ｃ２３、Ｃ２４が増大し、第１、第２のマイクロストリップアンテナ３２、３３のそれぞれの周波数が低下する。
【００４２】
一方、スイッチ３８がオフのとき、静電容量Ｃ２３、Ｃ２４は、浮遊容量等の影響により著しく低下し、第１、第２のマイクロストリップアンテナ３２、３３のそれぞれの周波数が上昇する。
【００４３】
また、特に図示しないが、制御電極およびそれに接続されたスイッチをそれぞれ複数個形成し、これらのスイッチをそれぞれオン／オフすることで、より一層の広帯域化が可能である。
【００４４】
次に、本発明にかかる通信機として、電話機を例に取り、図７を用いて説明する。同図において、４０は電話機であり、上記第１の実施例のアンテナ装置１０および他の回路素子（図示せず）が実装され、回路パターンが印刷されたマザーボード４１がケース４２に収納されてなる。ここで、電話機４０に用いるアンテナ装置は、上記他の実施例のアンテナ装置２０または３０でもよい。
【００４５】
このように、電話機４０は、アンテナ装置１０、２０または３０を搭載することで広帯域化が可能であり、例えば、アナログ方式とデジタル方式の双方に対応するデュアルモードの電話機として、各方式の周波数について広帯域化を実現できる。
【００４６】
なお、上記各実施例において、制御電極に接続するスイッチは、電気的接続を制御できるものであれば、どのような構成のものでもよく、例えば、ダイオード、トランジスタおよび電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）等の素子を用いることができる。
【００４７】
また、上記各実施例においては、誘電体からなる基体を用いてアンテナ装置を構成する場合について説明したが、フェライト等の磁性体からなる基体を用いてもよい。
【００４８】
また、上記各実施例においては、制御電極を基体の一方主面から端面に亘って形成する場合について説明したが、制御電極を一方主面から端面を経由して他方主面まで延ばして形成してもよい。
【００４９】
また、上記各実施例においては、給電電極を基体の一方主面から端面に亘って形成する場合について説明したが、給電電極を基体の一方主面にのみ形成してもよい。この場合、放射電極の一部を基体の一方主面から端面に延設し、給電電極との間に静電容量を発生させて用いる。
【００５０】
【発明の効果】
本発明にかかるアンテナ装置によれば、二つのアンテナにより複共振を実現し、制御電極に接続されたスイッチのオン／オフにより、二つの周波数の双方について、周波数変化量を規定する容量成分を増減させ、周波数を切り換えることができる。したがって、単一のアンテナの周波数を切り換える場合に比べて、大幅な広帯域化が可能である。
【００５１】
また、本発明にかかるアンテナ装置によれば、制御電極およびそれに接続されたスイッチをそれぞれ複数個設け、各スイッチをオン／オフすることで、より一層の広帯域化が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例にかかるアンテナ装置を示す斜視図である。
【図２】図１のアンテナ装置のインピーダンス特性を示す特性図である。
【図３】図１のアンテナ装置のスイッチの切換によるインピーダンスの変化を示す特性図である。
【図４】図１のアンテナ装置の変形例を示す斜視図である。
【図５】図１のアンテナ装置の他の変形例を示す斜視図である。
【図６】本発明の第２の実施例にかかるアンテナ装置を示す斜視図である。
【図７】本発明にかかる通信機（電話機）を示す斜視図である。
【図８】従来のアンテナ装置を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０、２０、２３、３０    アンテナ装置
１０ａ、３２    第１のアンテナ
１０ｂ、３３    第２のアンテナ
１３、３２ａ    第１の放射電極
１５、３９ａ    第１の接続電極
１４、３３ａ    第２の放射電極
１６、３９ｂ    第２の接続電極
１２、３４    接地電極
１７、２２、２４、３５    給電電極
１８、３７    制御電極
１９、３８    スイッチ
ｓ１    スリット
４０    電話機（通信機）
【図１】
0003646782.tif 000002
【図２】
0003646782.tif 000003
【図３】
0003646782.tif 000004
【図４】
0003646782.tif 000005
【図５】
0003646782.tif 000006
【図６】
0003646782.tif 000007
【図７】
0003646782.tif 000008
【図８】
0003646782.tif 000009