(57)【要約】【課題】  複数の周波数帯において共用可能な小型の複合アンテナを提供する。【解決手段】  高周波域の複数の周波数に共振可能な放射素子１１を備え、放射素子１１の一端側には、デジタルＴＶ帯の信号を通過させるとともに携帯電話帯に対しては実質的に開放端となり得る誘導性素子１３，同調回路１４、フィルタＢ１６が結合される。放射素子１１の他端側には、携帯電話帯の信号を通過させるとともにデジタルＴＶ帯に対しては実質的に開放端となり得るフィルタＡ１７が容量結合される。同調回路１４には、同調周波数を変えるための制御信号が外部から入力される。【選択図】      図１
2006319477.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波域の複数の周波数に共振可能な放射素子を備えており、
前記放射素子の一端側には、当該放射素子で共振可能な第１周波数帯の信号を通過させるとともに該第１周波数帯よりも低い第２周波数帯に対しては実質的に開放端となり得る高インピーダンス回路として作用する第１経路ユニットが結合されており、
前記放射素子の他端側には、当該放射素子で共振可能な前記第２周波数帯の信号を通過させるとともに前記第１周波数帯に対しては実質的に開放端となり得る高インピーダンス回路として作用する第２経路ユニットが結合されており、
前記第２経路ユニットは、前記第２周波数帯のいずれかの周波数を外部制御により選択的に同調させる同調回路を含み、この同調回路で同調した周波数の信号を通過させる、
複合アンテナ。
【請求項２】
前記第２経路ユニットは、前記同調回路で同調する周波数に対する電気的な波長延長素子であって該同調回路を前記放射素子に誘導結合させる誘導性素子を含んでおり、
該誘導性素子は、前記同調回路で同調しない周波数に対しては高インピーダンス素子として作用する、
請求項１記載の複合アンテナ。
【請求項３】
前記第１経路ユニットは、前記放射素子の一端側と容量結合又は誘導結合される第１フィルタを含んでおり、
この第１フィルタが、前記放射素子で共振可能な第１周波数帯に対しては低インピーダンスとなり、前記高い第２周波数帯に対しては高インピーダンスとなる、
請求項１記載の複合アンテナ。
【請求項４】
前記第２経路ユニットは、前記第２周波数帯に対しては低インピーダンスとなり、前記第１周波数帯に対しては高インピーダンスとなる第２フィルタを含んでおり、
この第２フィルタと前記誘導性素子との協働によって前記第１周波数帯の信号の通過を制限する、
請求項２記載の複合アンテナ。
【請求項５】
前記放射素子が、折り返し型、メアンダ型又は板状であり、その電気的な長さが、前記第１周波数帯の設定周波数により固定的に定まる、
請求項１ないし４のいずれかに記載の複合アンテナ。
【請求項６】
前記放射素子の電気的な長さが、設定周波数の波長λに対して、略（２ｎ＋１）λ／４（ｎ＝０，１，２，…）であり、前記放射素子と前記誘導性素子の電気的な長さの和が、略（２ｎ＋１）λ／８（ｎ＝０，１，２，…）、又は略（２ｎ＋１）λ／４（ｎ＝０，１，２，…）である、
請求項５に記載の複合アンテナ。
【請求項７】
前記第２周波数帯が前記同調回路で同調するデジタルＴＶの使用周波数帯であり、前記第１周波数帯が前記同調回路で同調しない携帯電話の使用周波数帯である、
請求項１ないし６のいずれかに記載の複合アンテナ。
【請求項８】
外部から制御信号が供給される制御信号入力端子を備えており、
この制御信号入力端子に供給された制御信号の電圧値に応じた周波数が前記同調回路において同調する、
請求項７に記載の複合アンテナ。
【請求項９】
前記放射素子、前記第１経路ユニット、前記第２ユニット、前記同調回路、前記結合素子が、それぞれ誘電体基体に一体に具備される、
請求項１ないし８のいずれかに記載の複合アンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は携帯電話帯及びデジタルＴＶ帯に対応した携帯無線機、移動無線機等に用いられる複合アンテナに関する。携帯電話帯とは、携帯電話無線機（以下、単に「携帯電話」とする）において使用される周波数帯をいい、デジタルＴＶ帯とは、デジタルテレビジョン放送（以下、単に「デジタルＴＶ」とする）において使用される周波数帯をいう。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話には、マルチメディア化に伴いマルチバンド対応でありながら小型にすることが求められている。特に、近年、デジタルＴＶ帯に対応できることが携帯電話にも要望されている。そのため、携帯電話に実装されるアンテナも、デジタルＴＶ帯に対応した小型のものが要望されている。
デジタルＴＶ帯に対応可能な小型アンテナとして、従来は、エレメント長を切替える電子切換型アンテナ、イヤホーンコードを利用したイヤホーンアンテナ等が知られている。
デジタルＴＶ帯は４７０〜７７０ＭＨｚのように周波数帯域が３００ＭＨｚにも及ぶため、従来は、携帯電話帯とデジタルＴＶ帯とでそれぞれ専用のアンテナにならざるを得ず、両者の周波数帯において共用可能な複合アンテナは、実用化されていなかった。
そのため、携帯電話にアンテナを実装する場合、それらの大きさや実装スペースが問題となり、改善が望まれていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、このような問題を解決するもので、携帯電話帯及びデジタルＴＶ帯の双方に良好に対応し得る小型の複合アンテナを提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明が提供する複合アンテナは、高周波域の複数の周波数に共振可能な放射素子を備えており、前記放射素子の一端側には、当該放射素子で共振可能な第１周波数帯の信号を通過させるとともに該第１周波数帯よりも低い第２周波数帯に対しては実質的に開放端となり得る高インピーダンス回路として作用する第１経路ユニットが結合されており、前記放射素子の他端側には、当該放射素子で共振可能な前記第２周波数帯の信号を通過させるとともに前記第１周波数帯に対しては実質的に開放端となり得る高インピーダンス回路として作用する第２経路ユニットが結合されており、前記第２経路ユニットは、前記第２周波数帯のいずれかの周波数を外部制御により選択的に同調させる同調回路を含み、この同調回路で同調した周波数の信号を通過させるものである。
【０００５】
前記第２経路ユニットは、具体的には、前記同調回路で同調する周波数に対する電気的な波長延長素子であって該同調回路を前記放射素子に誘導結合させる誘導性素子を含んでいる。該誘導性素子は、前記同調回路で同調しない周波数に対しては高インピーダンス素子として作用する。
【０００６】
前記第１経路ユニットは、具体的には、前記放射素子の一端側と容量結合又は誘導結合される第１フィルタを含んでいる。この第１フィルタが、前記放射素子で共振可能な第１周波数帯に対しては低インピーダンスとなり、前記第２周波数帯に対しては高インピーダンスとなる。
【０００７】
第１周波数帯との分離をより確実にする観点からは、前記第２経路ユニットを、前記第２周波数帯に対しては低インピーダンスとなり、前記第１周波数帯に対しては高インピーダンスとなる第２フィルタを含み、この第２フィルタと前記誘導性素子との協働によって前記第１周波数帯の信号の通過を制限するように構成する。
【０００８】
前記放射素子は、例えば、折り返し型、メアンダ型又は板状であり、その電気的な長さが、前記第１周波数帯の設定周波数により固定的に定まる。この電気的な長さは、より具体的には、設定周波数の波長λに対して、略（２ｎ＋１）λ／４（ｎ＝０，１，２，…）であり、前記放射素子と前記誘導性素子の電気的な長さの和が、略（２ｎ＋１）λ／８（ｎ＝０，１，２，…）、又は略（２ｎ＋１）λ／４（ｎ＝０，１，２，…）である。
【０００９】
ある実施の形態では、前記第２周波数帯が前記同調回路で同調するデジタルＴＶの使用周波数帯であり、前記第１周波数帯が前記同調回路で同調しない携帯電話の使用周波数帯である。
第２周波数帯における周波数は、任意に設定することができる。この場合、外部から制御信号が供給される制御信号入力端子を備え、この制御信号入力端子に供給された制御信号の電圧値に応じた周波数が前記同調回路において同調するように構成する。
【００１０】
複合アンテナのサイズをより小型にする観点からは、前記放射素子、前記第１経路ユニット、前記第２ユニット、前記同調回路、前記結合素子が、それぞれ誘電体基体に一体に具備されるようにする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の複合アンテナは、複数の周波数が用意されているデジタルＴＶ帯のような第２周波数帯と、携帯電話帯のような第１周波数帯において共用可能であり、しかも第２周波数帯で同調する周波数を任意に変えることができるという効果がある。そのため、小型でマルチバンド対応のアンテナを実現することができ、携帯無線その他の移動無線の用途を大幅に拡張することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態例を説明する。
本発明の複合アンテナの構成例を図１および図２に示す。図１は、いわゆる１給電方式の複合アンテナ、図２は、いわゆる２給電方式の複合アンテナである。このように２つの給電方式は、それを取り付ける通信機の構造の相違を考慮して選択される。例えば、携帯電話では、そのサイズやフロントエンド部の構造が、アンテナの給電方法、アンテナの位置等によって大きく左右される。１給電方式の場合、構造上は、給電点の位置の制約が少なくなるが、使用周波数帯を全て分波するために、複雑な分波回路が必要となる。２給電方式は給電点が２つとなり、位置制約が生じるが、あらかじめ周波数が分波されているため、複雑な分波回路は必要なくなる。
【００１３】
＜１給電方式の複合アンテナの構成＞
まず、図１を参照して１給電方式の複合アンテナについて説明する。この複合アンテナは、放射素子１１と、結合素子１２およびフィルタＡ１７を含む第１経路ユニットと、誘導性素子１３、同調回路１４およびフィルタＢ１６を含む第２経路ユニットと、各フィルタ１６，１７に接続される一つの給電端子１９と、分波回路２０とを備えている。各部品は、それぞれ以下のようなものである。
【００１４】
［放射素子］
放射素子１１は、携帯電話の使用周波数帯からデジタルＴＶの周波数帯の複数の周波数帯において共振可能な素子である。このような放射素子としては、例えば、特許第２８９８９２１号に示された折り返しアンテナを使用することができる。この折り返しアンテナは、両端部を有する長尺状の導体からなるアンテナエレメントが長尺方向に沿って実質的に平行になるように、少なくとも１回折り返されてアンテナエレメントに折り返し部が形成されているものである。アンテナエレメントは、その全体で第１の周波数帯に対して実質的に１／４波長で共振し得る長さに形成されており、かつ、折り返し部は、隣接するアンテナエレメント間の電気的結合により、第１の周波数帯のほぼ２倍の第２周波数帯に対して実質的に３／４波長で共振し得るように形成されている。
【００１５】
より安価で放射効率を高める観点からは、板状の放射素子にすることもできる。板状の場合、図１のように、１回の折り返し構造の放射素子１１であってもよく、図３（ａ）に示すように、２回の折り返し構造の放射素子１１ａであってもよい。アンテナをより小型にしたい場合は、図３（ｂ）のように線路長を短縮できるメアンダ状の放射素子１１ｂを用いてもよい。放射素子１１は、いずれも両端部を有するものであるが、端部間の形状に応じて、各端部に結合させる結合素子１２、１２’および同調回路１４は、図１、図３（ａ）、（ｂ）のように配置する。
この場合、放射素子１１ａ，１１ｂの各素子長は、放射素子全長、又は折り返し長を、携帯電話帯で予め固定的に定められている周波数帯（以下、このような周波数帯を「固定周波数帯」とする）の設定バンド内で任意に設定された設定周波数に対して、略（２ｎ＋１）λ／４（ｎ＝０，１，２，…）になるように設定される。λは使用する周波数帯の波長である。また、放射素子全長と誘導性素子１３の電気的な長さの和が、後述する同調回路１４において同調可能な周波数帯（以下、このような周波数帯を固定周波数帯に対して「同調周波数帯」という）の設定バンド内で任意に設定した設定周波数に対して略（２ｎ＋１）λ／８（ｎ＝０，１，２，…）、又は略（２ｎ＋１）λ／４（ｎ＝０，１，２，…）になるように誘導性素子１３が設定される。
【００１６】
［第１経路ユニット］
結合素子１２は、放射素子１１の一端側とフィルタＡ１７とを結合させるもので、例えばメアンダ状の線路あるいは板状のものである。この実施形態では、容量結合させる場合の例を示している。すなわち、上記の線路等をフィルタＡ１７の一端から延出させ、放射素子１１と所定の間隔で容量結合させる。容量結合により、周波数が高い信号ほど放射素子１１と結合しやすくなる。容量結合による結合容量値は、上記の間隔及び結合線路長により調整することができる。この結合容量値は、携帯電話帯において必要とされる性能が最適になるように設定される。結合容量値が集中定数素子で構成できる場合は集中定数素子を用いることができる。この集中定数素子は、表面実装素子でもかまわない。
【００１７】
なお、結合素子１２と並列に、トラップ回路を設けてもよい。このようにすれば、不要な信号の回り込みを確実に防止することができる。また、放射素子１１と結合素子１２との結合を誘導結合にしてもよい。
【００１８】
フィルタＡ１７は、携帯電話帯の周波数と共振する一方、デジタルＴＶ帯の周波数の信号に対しては開放端となり得るほどの高インピーダンス回路として作用するように設定されるフィルタである。このようなフィルタの構成例の一例を図４に示す。図４（ａ）は、共振周波数帯において高インピーダンスになる並列型、図４（ｂ）は、共振周波数帯のみ低インピーダンスとなる直列型、図４（ｃ）は、複数の共振周波数帯で低インピーダンスとなる直並列型等が使用できる。フィルタＡ１７は、集中定数素子又は分布定数素子で構成される。集中定数素子は、表面実装素子であってもよい。このフィルタＡ１７の一端は結合素子に接続され、その他端は、給電端子１９に接続される。
【００１９】
［第２経路ユニット］
誘導性素子１３は、放射素子１１の他端側と同調回路１４とを誘導結合させるものであり、同調周波数帯（デジタルＴＶ帯）に対しては電気的波長延長として作用し、他方、携帯電話帯に対しては開放端とされ得るほどの高インピーダンス素子として作用するように設定される。誘導性素子１３は、集中定数素子又は分布定数素子で構成される。集中定数素子は表面実装素子でもかまわない。
【００２０】
同調回路１４は、放射素子１１で共振する周波数を可変にするための回路である。本発明の複合アンテナは、携帯電話帯（固定周波数帯）のほか、デジタルＴＶ帯などの広帯域なバンドにおいても同調するものを用いる必要がある。そのため、インターフェース側から設定周波数に対応した制御信号電圧を供給してもらい、この制御信号電圧により可変容量素子の容量値を変化させ、設定周波数に対応した共振周波数の同調動作を行わせるようにする。本実施形態において上記動作を行わせるための同調回路１４の具体的な回路構成例を図５（ａ）、（ｂ）に示す。
【００２１】
図５（ａ）の回路は、誘導性素子とフィルタＢ１６との間に、第１のインダクタンス素子Ｌ２１と、この第１のインダクタンス素子Ｌ２１に対して直列に接続された、第２のインダクタンス素子Ｌ２２および可変容量素子の並列回路と、高周波的に影響を少なくするための抵抗Ｒ１１を介して可変容量素子に制御信号電圧を供給するための制御端子ＣＯＮとを含んで構成される。抵抗Ｒ１１は数ｋΩ（例えば１０ｋΩ）のものを用いる。
並列回路とフィルタＢ１６との間は、抵抗Ｒ１２を介してアースラインに接続される。高抵抗Ｒ１１は、高周波的に高インピーダンスになるようなインダクタンス素子でも構わない。
【００２２】
第１のインダクタンス素子Ｌ２１および第２のインダクタンス素子Ｌ２２は、上記の並列回路が所望の周波数帯域内で共振することを防止するために設けられる。各インダクタンスＬ２１，Ｌ２２のインダクタンスは、それぞれ、誘導性素子１２により誘導結合された放射素子１１および第１のインダクダンス素子Ｌ２１の合成リアクタンス分と、上記の並列回路の合成リアクタンス分とが打ち消しあう値に設定される。一例を挙げれば、第１のインダクタンス素子Ｌ２１のインダクタンスは２７ｎＨ、第２のインダクタンス素子Ｌ２２のインダクタンスは１８ｎＨである。可変容量素子は、２つの可変容量ダイオード、例えばバラクタダイオードＣＶ１，ＣＶ２のカソード同士を直列に接続したものを用いる。制御端子ＣＯＮに供給された制御信号電圧は、この接続点に印加される。
【００２３】
このように、２つの可変容量ダイオードＣＶ１，ＣＶ２を逆極性で直列に接続することにより、その２つの可変容量ダイオードＣＶ１，ＣＶ２には、同じ電圧値の制御信号電圧が印加される。直列接続なので、２つの可変容量ダイオードＣＶ１，ＣＶ２による合成容量値は、一つのときの１／２となる。従って、例えば容量を１ｐＦから２ｐＦに変化させるのに、１つの可変容量ダイオードでは２Ｖから５Ｖに変化させることが必要であるのに、２つの場合には０．５Ｖから２Ｖと、低い電圧値で同じ容量変化を得ることができる。一般に低容量値で変化量の大きい可変容量ダイオードは少ないため、この接続により低容量値変化に有利で、かつ、低電圧で制御可能となる。
【００２４】
可変容量素子は、制御端子ＣＯＮに供給される制御信号電圧の電圧値が大きくなるにつれて、合成容量値が小さくなり、共振周波数は高くなる。つまり、制御信号電圧の電圧値を高くすることにより、同調する周波数を高くすることができ、逆に電圧値を低くすれば、同調する周波数を低く調整することができる。
【００２５】
抵抗Ｒ１２は、可変容量ダイオードＣＶ１，ＣＶ２の直流成分をアースラインに流すもので、高周波的には影響しない１０ｋΩ以上の高抵抗が選定される。この抵抗Ｒ１２も、高周波的に高インピーダンスになるようなインダクタンス素子でも構わない。
【００２６】
なお、同調回路１４は、図５（ｂ）のように構成することもできる。すなわち、図５（ａ）に示した第２のインダクタンス素子Ｌ２２と可変容量素子との並列回路に代えて、可変容量素子のみを用いる。第３のインダクタンス素子Ｌ３１は、上述した第１のインダクタンスＬ２１と同様の目的で使用される。抵抗Ｒ３２は上述した抵抗Ｒ１１と同じ目的で使用され、抵抗Ｒ３１、Ｒ３３は、それぞれ上述した抵抗Ｒ１２と同じ目的で使用される。このような構成の同調回路は、共振周波数の関係が並列の共振回路から直列の共振回路に変わるだけで、制御端子ＣＯＮに供給される制御信号電圧の電圧値により共振周波数を調整できる点は、図５（ａ）に示したものと同様となる。
【００２７】
フィルタＢ１６は、デジタルＴＶ帯の周波数で共振する一方、携帯電話帯の周波数の信号に対しては高インピーダンス回路となるように設定される。フィルタＢ１６の具体的な構成例は、図４（ａ）〜（ｃ）に示されるとおりである。
【００２８】
［分波回路］
分波回路２０は、携帯電話帯の周波数ｆＬ〜ｆＨと、デジタルＴＶ帯の周波数ｆＴ１〜ｆＴ２とを選択的に給電端子１９に入力するものである。分波回路２０自体は、公知のものを用いることができる。
【００２９】
＜２給電方式の複合アンテナの構成＞
２給電方式の複合アンテナは、図２に示されるように、デジタルＴＶ帯の周波数ｆＴ１〜ｆＴ２専用の給電端子１８を独立に設け、給電端子１９には、分波回路２０から携帯電話帯の周波数ｆＬ〜ｆＨのみが入力されるようにしたものである。他の部品については、１給電方式のものと同じになる。
【００３０】
＜複合アンテナの動作＞
次に、上記のように構成される複合アンテナの動作を説明する。
本発明の複合アンテナは、放射素子１１を携帯電話帯とデジタルＴＶ帯とで共用する。それがなぜ可能になるのかを、以下説明する。
携帯電話帯は、８００ＭＨｚ帯（ｆＬ）および１．５ＧＨｚ帯（ｆＨ）、デジタルＴＶ帯は、約４７０ＭＨｚ（ｆＴ１）〜７７０ＭＨｚ（ｆＴ２）とする。また、給電端子１９につながる第１経路ユニットを携帯電話帯用、給電端子１８につながる第２経路ユニットをデジタルＴＶ帯用とする。
【００３１】
［携帯電話帯での動作］
携帯電話帯では、図６に示すように、複合アンテナは、放射素子１１にフィルタＡ１７を介して結合素子により容量Ｃ１で容量結合で給電された構成となる。このとき、放射素子１１に接続されている誘導性素子１３が放射素子１１に対して携帯電話帯で高インピーダンス素子として作用する。フィルタＢ１６も、携帯電話帯で高インピーダンス回路となるため、誘導性素子１３のインピーダンス値が性能的に不十分のとき、例えばインピーダンスが低いときであっても、２つの合成によって、より高いインピーダンス効果を得ることができ、同調回路１４、フィルタＢ１６、給電端子１８の装荷による携帯電話帯の性能への影響を低減させることができる。この結果、この複合アンテナは、放射素子１１に容量給電されたフィルタ付の先端開放アンテナとして動作する。
【００３２】
図７は、携帯電話帯で動作するときの複合アンテナのＶＳＷＲ特性図である。給電端子１９側には共振周波数ｆＬ，ｆＨが現われ、デジタルＴＶ帯のｆＴ１〜ｆＴ２は破線で示されるように、現れない。
【００３３】
［デジタルＴＶ帯での動作］
デジタルＴＶ帯では、図８に示すように、給電端子１８からの給電となる。複合アンテナは、放射素子１１に対して結合素子との容量結合による容量値Ｃ１がデジタルＴＶ帯においては高インピーダンス素子となる。フィルタＡ１７も、デジタルＴＶ帯において高インピーダンス回路となるため、容量値Ｃ１によるインピーダンス値が性能的に不十分であっても、２つの合成によって放射素子１１に対して、より高いインピーダンス効果を得ることができる。この結果、給電端子１９及び結合素子１２、フィルタＡ１７の装荷によるデジタルＴＶ帯の性能への影響を低減することができる。
【００３４】
放射素子１１の電気的波長では、デジタルＴＶ帯に対してはやや不十分な長さとなるが、給電端子１８側から見た電気的波長の長さは、誘導性素子１３と放射素子１１の電気的な長さの和となり、誘導性素子１３が電気的波長延長として働くので、電気的波長を長くすることができる。また、同調回路１４により、広帯域にアンテナ共振周波数が同調可能となり、低周波帯で広帯域なフィルタ付先端開放同調アンテナとして動作する。
なお、誘導性素子１３を放射可能な分布定数素子で構成することによって、より利得の高いアンテナを得ることができる。
【００３５】
図９は、デジタルＴＶ帯で動作するときの複合アンテナのＶＳＷＲ特性図である。実線で示されるのが、デジタルＴＶ帯である。給電端子１８での共振周波数は、誘導性素子１３により、ｆＬの共振周波数が低い周波数帯に移行すると共に同調回路１４により可変される。この結果、同調する周波数ｆＴ１〜ｆＴ２を得る。このとき、ｆＬ，ｆＨの共振は、破線で示されるように、現れない。
【実施例】
【００３６】
次に、複合アンテナの実施例を説明する。
＜第１実施例＞
図１０は、携帯電話に実装可能な複合アンテナの例を示している。この複合アンテナは、ＦＲ−４誘電体基板Ｋ１に形成された接地導体Ｅ１とアンテナ部Ｄ１とを有する平面構成のもので、１給電方式を採用したものである。接地導体Ｅ１のサイズは、９５ｍｍ×４０ｍｍ×１．０ｍｍ、アンテナ部Ｄ１のサイズは１６ｍｍ×４０ｍｍ×１．０ｍｍである。
【００３７】
アンテナ部Ｄ１には、２共振タイプの折り返し構成の金属板状の放射素子１０１が形成されている。本例では、放射素子１０１の長辺サイズＡを３５ｍｍ、短辺サイズＢを３．５ｍｍとし、折り返し構造にするためのスリット間隔ｄ２を０．５ｍｍとした。
結合素子１０２もまた、板状線路により形成されている。この結合素子１０２と放射素子１０１の一方の端部との結合間隔ｄ１は０．３ｍｍに設定した。なお、結合素子１０２は、放射素子１０１の一方の端部だけでなく、その側部の一部とも同時に結合する形状であってもよい。この場合も、結合間隔は０．３ｍｍとする。
【００３８】
アンテナ部Ｄ１には、さらに、誘導性素子１０３，同調回路１０４，制御信号入力端子１０５，フィルタＢ１０６，およびフィルタＡ１０７が設けられている。誘導性素子１０３は、折り返し構造の分布定数素子で構成されている。放射素子１０１の一端部と分布定数素子の間隔および分布定数素子の折り返し幅ｐ１を１．０ｍｍとした。
【００３９】
携帯電話帯とデジタルＴＶ帯との切替は、制御信号入力端子１０５に入力される制御信号（電圧）を０〜３Ｖ（アナログ）に変化させることで実現する。携帯電話帯の設定バンドはＰＤＣ１．５Ｇ（１４２９ＭＨｚ〜１５１６ＭＨｚ）とし、図１１（ａ）に示すような設定周波数及びバンドで動作させる。制御信号の電圧値と設定バンドとの関係は、図１１（ｂ）に示すものとなる。
【００４０】
同調回路１０４は、図５（ａ）に示された構成の回路を用いている。放射素子１０１の設定周波数は１０００ＭＨｚと１４７２ＭＨｚで共振するように設定されている。図１１（ａ）における「長さ」は放射素子１０２のサイズである。この放射素子１０２のサイズを含むアンテナ部Ｄ１の各部品の配置関係を図１２に示す。
この実施例では、放射素子１０１は、設定周波数の略（２ｎ＋１）λ／４（ｎ＝０，１，２，…）になるようにその全長及び折り返し長が設定される。ここでは１０００ＭＨｚ帯で共振する固定周波数も得られるが、この周波数帯は使用しない。デジタルＴＶ帯の設定周波数は６２０ＭＨｚとする。放射素子１０１の電気的な長さは短いので、誘導性素子１０３と放射素子１１の電気的な長さの和を略（２ｎ＋１）λ／４（ｎ＝０，１，２，…）になるようにする。
【００４１】
フィルタＡ１０７は、携帯電話帯の設定バンドのみ低インピーダンスとなり、他の周波数では高インピーダンスとなる、例えばコイルとコンデンサの直列共振回路を使用し、共振周波数を略１４５２ＭＨｚに設定した。このときのコイルのインダクタンスは１２ｎＨ、コンデンサの容量は１ｐＦである。
【００４２】
フィルタＢ１０６は、携帯電話帯の設定バンドのみ高インピーダンスとなり、他の周波数で低インピーダンスになる例えばコイルとコンデンサの並列共振を使用し、共振周波数を略１４６８ＭＨｚに設定した。このときのコイルのインダクタンスは４．７ｎＨ、コンデンサの容量は２．５ｐＦである。
【００４３】
放射素子１０１と結合素子１０２の間隔ｄ１は、間隔を広くすると共振周波数は高く、間隔ｄ１を狭くすると共振周波数は低く変化するので、設定周波数１０００ＭＨｚ、１４７２ＭＨｚの略（２ｎ＋１）λ／４（ｎ＝０，１，２，…）となるように間隔ｄ１を設定するとともに、デジタルＴＶ帯に対して高インピーダンス、携帯電話帯でＶＳＷＲ特性が最適になるように、例えばアンテナ共振周波数のＶＳＷＲ値及びインピーダンスを見ながら間隔ｄ１を設定する。図示するようなサイズ等で放射素子１０１の全長を１０００ＭＨｚの略λ／４、折り返し長を１４７２ＭＨｚの略λ／４とし、放射素子１０１の全長と誘導性素子１０３の電気的な長さの和を略λ／４とし、放射素子１０１と結合素子１０２との間隔ｄ１は、各共振周波数の帯域幅及びＶＳＷＲ値が最適となる結合間隔ｄ１を選定した。上述した０．３ｍｍは、このようにして求められた値である。
【００４４】
なお、設定周波数及びバンド数によっては、アンテナのインピーダンス整合が必要となる場合がある。この場合は、図１２に破線で示したように、給電端子１０８とフィルタＡ１０７との間に、コンデンサ、あるいはコイルとコンデンサとを含む整合回路を追加する。整合回路をコンデンサだけで構成するときの容量値は例えば１０００ｐＦ、コイルとコンデンサとを組み合わせるときのコイルのインダクタンスは４．７ｎＨ、コンデンサの容量値は０．７５ｐＦ程度のものである。
【００４５】
図１３は、本実施例の複合アンテナにおけるデジタルＴＶ帯のＶＳＷＲ特性図である。この図では、制御信号の電圧値を、それぞれ０，１，２，３Ｖに４ポイント設定したときのＶＳＷＲ値を示している。各制御信号の電圧値に応じて同調する周波数が４段階に変化することがわかる。なお、制御信号電圧は０〜３Ｖのアナログ電圧なので、ＶＳＷＲ値はアナログ的に変化する。
【００４６】
図１４は、上記のように制御信号を入力したときの携帯電話帯（PDC１．５ＧＨｚ帯）のＶＳＷＲ特性図である。この図からわかるように、制御信号の電圧値が変化しても、携帯電話帯にはまったく影響がないことがわかる。
【００４７】
＜第２実施例＞
図１５は、携帯電話に実装可能な複合アンテナの他の例を示している。この複合アンテナは、ＦＲ−４誘電体基板Ｋ２の一部に接地導体Ｅ２を形成するとともに、この誘電体基板Ｋ２の端部に直方体のＦＲ−４誘電体基台を載置し、これをアンテナ部Ｄ２としたものである。この複合アンテナも１給電方式を採用している。
【００４８】
接地導体Ｅ２のサイズは、第１実施例のものと同じである。アンテナ部Ｄ２には、２共振タイプの折り返し構成の金属板状の放射素子２０１が誘電体基台の長辺端部に形成されている。この放射素子２０１のサイズは、第１実施例の放射素子１０１と同じである。
【００４９】
結合素子２０２もまた、板状線路により形成されている。この結合素子２０２と放射素子２０１の一方の端部との結合間隔ｄ１は０．３ｍｍである。アンテナ部Ｄ２に設けられる誘導性素子２０３，同調回路２０４，制御信号入力端子２０５，フィルタＢ２０６，およびフィルタＡ２０７は、この実施例の誘導性素子２０３の折り返し数が２回になっている以外は、それぞれ第１実施例のものと同じである。
【００５０】
このような構造の複合アンテナもまた、第１実施例の複合アンテナとほぼ同様のＶＳＷＲ特性となる。
なお、第１実施例、第２実施例とも、１給電方式を採用した例を示したが、図２に示すような２給電方式を採用してもよい。
【００５１】
＜携帯電話への実装例＞
図１６（ａ）〜（ｃ）は、第１実施例又は第２実施例の複合アンテナをケース等に収容してユニット化し、これを携帯電話に実装したときの外観例を示している。
図１６（ａ）は、携帯電話の操作部の端部にユニット１ａを取り付けた例である。図１６（ｂ）は、携帯電話の表示部の先端部にユニット１ｂを取り付けた例である。図１６（ｃ）は操作部の背面端部にユニット１ｃを取り付けた例である。なお、ユニット１ａ〜１ｃは、筐体内部に収容（内蔵）する構成であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明の複合アンテナは、複数の周波数が用意されているデジタルＴＶ帯にも対応可能な携帯電話その他の移動無線に広く利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の複合アンテナの原理説明図（１給電方式）。
【図２】本発明の複合アンテナの原理説明図（２給電方式）。
【図３】（ａ）は板状の放射素子の形状例、（ｂ）はメアンダ状の放射素子の形状例をそれぞれ示した図。
【図４】（ａ）〜（ｃ）はフィルタの具体的な回路構成例を示した図。
【図５】（ａ），（ｂ）は同調回路の具体的な回路構成例を示した図。
【図６】本発明の複合アンテナを携帯電話帯で動作させたときの状態を示した図。
【図７】携帯電話帯で動作したときのＶＳＷＲ特性図。
【図８】本発明の複合アンテナをデジタルＴＶ帯で動作させたときの状態を示した図。
【図９】デジタルＴＶ帯で動作したときのＶＳＷＲ特性図。
【図１０】複合アンテナの第１実施例を示した外観斜視図。
【図１１】（ａ）はバンドに対する設定周波数と放射素子の長さの関係例を示した図、（ｂ）は制御信号の電圧値と設定バンドの関係例を示した図。
【図１２】第１実施例におけるアンテナ構成部品のサイズおよび位置関係の一例を示した図。
【図１３】制御信号の電圧値を変化させたときのデジタルＴＶ帯でのＶＳＷＲ特性図。
【図１４】制御信号の電圧値を変化させたときの携帯電話帯でのＶＳＷＲ特性図。
【図１５】複合アンテナの第２実施例を示した外観斜視図。
【図１６】（ａ）〜（ｃ）は複合アンテナを携帯電話に実装したときの状態を示した外観斜視図。
【符号の説明】
【００５４】
１ａ，１ｂ，１ｃ・・・ユニット化された複合アンテナ
１１，１０１，２０１・・・放射素子
１２，１２’，１０２，２０２・・・結合素子
１３，１０３，２０３・・・誘導性素子
１４，１０４，２０４・・・同調回路
１６，１０６，２０６・・・フィルタＢ
１７，１０７，２０７・・・フィルタＡ
１８，１９，１０８，２０８・・・給電端子
２０・・・分波回路
２０５，ＣＯＮ・・・制御信号入力端子
Ｋ１，Ｋ２・・・誘電体基板
Ｅ１，Ｅ２・・・接地導体
Ｄ１，Ｄ２・・・アンテナ部
【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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