(57)【要約】【課題】  放射素子の先端をＵターンした形状とし、この形状の寸法と多共振周波数との相関関係を規定することができるダイポールアンテナを提供する。【解決手段】  アンテナ１００は、給電点１とダイポール放射素子２から構成される。ダイポール放射素子２は、第１放射素子３と第２放射素子４の２個の放射素子から構成される。第１放射素子３と第２放射素子４は、開放端部を接続点６、８方向の途中までＵターンした形状とし、Ｕターンにより並行に重なり合う重合部５、７の片道寸法をＢとする。並行する放射素子間隔ＣはＢに比べて十分小さい。給電点１両端の重合していない部分の寸法をＡとする。第１放射素子３および第２放射素子４をＵターンしないで伸張した場合の全長は、Ａ＋４Ｂ＋２Ｃとなる。全長−（Ｂ／２）−（Ｂ／２）と低域側の第１共振周波数のλ／２が略一致する。寸法Ｂと高域側の第２共振周波数のλ／４が略一致する。【選択図】  図１
2006033068.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
給電点とダイポール放射素子とを有するダイポールアンテナであって、
前記ダイポール放射素子は、第１放射素子と第２放射素子を備え、
前記第１放射素子は、
一方の端部を給電を受けるための接続点とし、他方の端部を当該接続点方向の途中までUターンして重合する形状とし、当該Uターン重合部の片道寸法が所望の第２共振周波数の略４分の１波長とし、当該Uターン重合部の隣接間隔が当該片道寸法より十分狭くし、
前記第２放射素子は、
一方の端部を給電を受けるための接続点とし、他方の端部を当該接続点方向の途中までUターンして重合する形状とし、当該Uターン重合部の片道寸法が前記第２共振周波数の略４分の１波長とし、当該Uターン重合部の隣接間隔が当該片道寸法より十分狭くし、
前記第１放射素子および前記第２放射素子を前記Uターンしないで伸張した場合の各放射素子を合わせた全長が、前期第２共振周波数より低域である所望の第１共振周波数の半波長に前記第１放射素子の前記片道寸法の略半分および前記第２放射素子の前記片道寸法の略半分を加えた長さとし、
前記ダイポール放射素子の前記各接続点を前記給電点に接続する
ことを特徴とするダイポールアンテナ。
【請求項２】
給電点とダイポール放射素子とを有するダイポールアンテナであって、
前記ダイポール放射素子は、第１放射素子と第２放射素子を備え、
前記第１放射素子は、
一方の端部を給電を受けるための接続点とし、他方の端部を当該接続点方向の途中までUターンして重合する形状とし、当該Uターン重合部の片道寸法が所望の第３共振周波数の略４分の１波長とし、当該Uターン重合部の隣接間隔が当該片道寸法より十分狭くし、
前記第２放射素子は、
一方の端部を給電を受けるための接続点とし、他方の端部を当該接続点方向の途中までUターンして重合する形状とし、当該Uターン重合部の片道寸法が所望の第２共振周波数の略４分の１波長とし、当該Uターン重合部の隣接間隔が当該片道寸法より十分狭くし、
前記第１放射素子および前記第２放射素子を前記Uターンしないで伸張した場合の各放射素子を合わせた全長が、前期第３共振周波数と前期第２共振周波数より低域である所望の第１共振周波数の半波長に前記第１放射素子の前記片道寸法の略半分および前記第２放射素子の前記片道寸法の略半分を加えた長さとし、
前記ダイポール放射素子の前記各接続点を前記給電点に接続する
ことを特徴とするダイポールアンテナ。
【請求項３】
給電点とダイポール放射素子とを有するダイポールアンテナであって、
前記ダイポール放射素子は、第１放射素子と第２放射素子を備え、
前記第１放射素子は、
一方の端部を給電を受けるための接続点とし、他方の端部を当該接続点方向の途中までUターンして重合する形状とし、当該Uターン重合部の片道寸法が所望の第２共振周波数の略４分の１波長とし、当該Uターン重合部の隣接間隔が当該片道寸法より十分狭くし、
前記第２放射素子は、
一方の端部を給電を受けるための接続点とし、他方の端部はUターンしないで伸張、あるいは屈折した形状とし、
前記第１放射素子を前記Uターンしないで伸張、あるいは屈折した場合の各放射素子を合わせた全長が、前期第２周波数より低域である所望の第１共振周波数の半波長に前記第１放射素子の前記片道寸法の略半分を加えた長さとし、
前記ダイポール放射素子の前記各接続点を前記給電点に接続する
ことを特徴とするダイポールアンテナ。
【請求項４】
前記給電点近傍に前記ダイポール放射素子と略平行に近接して配置される無給電素子を更に備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のダイポールアンテナ。
【請求項５】
給電点と第１ダイポール放射素子と第２ダイポール放射素子とループ状素子とを有するダイポールアンテナであって、
前記第１ダイポール放射素子は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のダイポール放射素子であって、当該ダイポール放射素子の各接続点を前記給電点に接続し、
前記第２ダイポール放射素子は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のダイポール放射素子であり、
前記ループ状素子は、前記給電点に接続されると共に、前記第２ダイポール放射素子と接続するための２個の接続点を備え、
前記第２ダイポール放射素子の各接続点を前記ループ状素子の２個の接続点にそれぞれ接続する
ことを特徴とするダイポールアンテナ。
【請求項６】
前記給電点近傍に前記第２のダイポール放射素子と略平行に近接して配置される無給電素子を更に備えることを特徴とする請求項５に記載のダイポールアンテナ。
【請求項７】
前記ダイポール放射素子の第１放射素子および第２放射素子は、共通の平面上に配置されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のダイポールアンテナ。
【請求項８】
前記ダイポール放射素子の第１放射素子および第２放射素子は、立体形状であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のダイポールアンテナ。
【請求項９】
前記ダイポール放射素子はコの字形状であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のダイポールアンテナ。
【請求項１０】
前記ダイポール放射素子はＬ字形状であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のダイポールアンテナ。
【請求項１１】
請求項９のダイポールアンテナを搭載することを特徴とする携帯無線装置。
【請求項１２】
請求項１０のダイポールアンテナを搭載することを特徴とする携帯無線装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナおよび当該アンテナ搭載の携帯無線装置に関するもので、特に、多共振化および小型化が可能なダイポールアンテナおよび当該アンテナ搭載の携帯無線装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯無線装置においては、デュアルバンド対応、マルチメディア対応のために、多周波化、広帯域化は必須となっている。
【０００３】
（背景技術１）
1つのアンテナに見える程度の外観を有する多共振アンテナがある（例えば、特許文献１参照。）。この特許文献１の多共振アンテナにあっては、モノポールタイプの線状導体をＵターンして主要導体部と補助導体部とし、主要導体部と補助導体部間の距離が短く、主要導体部と補助導体部上に流れる電流の振幅と位相による関係で多共振の特性を決定している。
【０００４】
（背景技術２）
１個のアンテナ素子により２以上の任意の周波数帯である多周波帯の信号を送受信する複合アンテナがある（例えば、特許文献２参照。）。この特許文献２の複合アンテナにあっては、アンテナエレメントをＵターンした形状として、隣接するエレメント同士で容量結合や誘導結合し、電流パターンが変化し、共振周波数にズレを生じさせることができる。具体的には、結合による結合電流により電気長が変化し、電流分布が０となる部分の位置が変わり、基本の共振周波数ｆ０およびその３倍の３ｆ０がずれて、任意の周波数の２つの共振を実現している。
【特許文献１】特開平１１−１２７０２２号公報（第３〜４頁、図２、図４（ａ））
【特許文献２】特開２００１−２２３５１９号公報（第３〜４頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の背景技術１に開示された多共振アンテナでは、モノポールタイプで地板（アース導体板）を必要とする。特許文献１の図２（ｂ）は、モノポールアンテナと地板モデルのＶＳＷＲ（電圧定在波比）の測定結果にも関わらず、すでに９００ＭＨｚと２．２ＧＨｚで２共振している。図２（ｃ）、（ｄ）は背景技術を用いたアンテナであるが、図２（ｂ）のとおり、共振周波数は地板の大きさに依存し、線状導体の主要導体部と補助導体部のサイズが独立に規定できず、設計が困難という問題がある。  
また、従来の背景技術２に開示された複合アンテナでは、給電端子とＵターンしたアンテナエレメントの先端とが同じ位置で固定されており、隣接するエレメント同士の結合を調整して共振周波数を調整している。しかし、その具体的な相関についての記載がなく、設計が困難である。また、２倍周波数は四分の一波長の短絡回路となるため、インピーダンスが無限大になり、整合が取れないという問題がある。したがって、元々整合がとりやすい奇数倍高調波である３倍周波数前後でしか実現できない。
【０００６】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、地板を使わないダイポールアンテナタイプであって、アンテナ素子の先端をＵターンした形状とし、この形状の寸法と多共振周波数との相関関係を規定することができるアンテナを提供することを目的とする。また、ダイポールアンテナであっても、実装スペースを必要としないアンテナおよび当該アンテナ搭載の携帯無線装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明のダイポールアンテナは、給電点とダイポール放射素子とを有するダイポールアンテナであって、前記ダイポール放射素子は、第１放射素子と第２放射素子を備え、前記第１放射素子は、一方の端部を給電を受けるための接続点とし、他方の端部を当該接続点方向の途中までUターンして重合する形状とし、当該Uターン重合部の片道寸法が所望の第２共振周波数の略４分の１波長とし、当該Uターン重合部の隣接間隔が当該片道寸法より十分狭くし、前記第２放射素子は、一方の端部を給電を受けるための接続点とし、他方の端部を当該接続点方向の途中までUターンして重合する形状とし、当該Uターン重合部の片道寸法が前記第２共振周波数の略４分の１波長とし、当該Uターン重合部の隣接間隔が当該片道寸法より十分狭くし、前記第１放射素子および前記第２放射素子を前記Uターンしないで伸張した場合の各放射素子を合わせた全長が、前期第２共振周波数より低域である所望の第１共振周波数の半波長に前記第１放射素子の前記片道寸法の略半分および前記第２放射素子の前記片道寸法の略半分を加えた長さとし、前記ダイポール放射素子の前記各接続点を前記給電点に接続することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ダイポールアンテナタイプのアンテナ素子の先端をＵターンした形状とし、この形状の寸法と多共振周波数との相関関係を規定することが可能となる。また、ダイポールアンテナであっても、実装スペースを必要としない形状を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施例を、図面を参照して説明する。  
【実施例１】
【００１０】
図１〜図１１は、本発明の実施例１に係るダイポールアンテナを説明する図である。  
図１は、実施例１の基本となるダイポールアンテナの構成を説明する図である。アンテナ１００は、給電点１、ダイポール放射素子２から構成される。更に、ダイポール放射素子２は、第１放射素子３と第２放射素子４の２個の放射素子から構成され、給電点１の両端に配置される。給電点１から両端を見た電気的寸法は対称となる。  
第１放射素子３は、一方の端部を接続点６として給電点１に接続され、他方の開放端部を接続点６方向の途中までＵターンした形状とし、Ｕターンにより並行に重なり合う重合部５の片道寸法をＢとする。この並行する放射素子間隔をＣとし、ＣはＢに比べて十分小さい。  
第２放射素子４は、一方の端部を接続点８として給電点１に接続され、他方の開放端部を接続点８方向の途中までＵターンした形状とし、Ｕターンにより並行に重なり合う重合部７の片道寸法をＢとする。この並行する放射素子間隔をＣとし、ＣはＢに比べて十分小さい。  
給電点１両端の重合していない部分の寸法をＡとする。第１放射素子３および第２放射素子４をＵターンしないで伸張した場合のダイポール放射素子２の全長は、Ａ＋４Ｂ＋２Ｃとなる。
【００１１】
図２は、装置に内蔵しやすいコの字で立体形状としたダイポールアンテナの構成を説明する図であり、寸法Ａ、Ｂ、Ｃは、図１のアンテナ１００の各部の寸法と同じである。  
図２（ａ）のアンテナ１１０は、ダイポール放射素子２の重合しない部分である寸法Ａの部分（Ｘ方向）に対して、重合部５、７をマイナスＺ方向に折り曲げて、全体をコの字形状にしている。また、寸法Ｃの部分はＹ方向とし、放射素子がＸ、Ｙ、Ｚ方向を構成する立体構造である。これにより、携帯電話機等の幅の狭い装置にも内蔵できる。放射素子の素材は板金、３次元回路を形成した樹脂成形品等で作ることができる。
【００１２】
図２（ｂ）のアンテナ１１１は、ダイポール放射素子２の重合しない部分をジグザグ状のメアンダ形状にして、電気的な実効長をＡとしている。これにより、実効長Ａの部分の機械的寸法を小さくすることができ、さらに装置に内蔵しやすくなる。なお、このメアンダ形状は、螺旋（ヘリカル）等であってもよい。
【００１３】
図３は、装置に内蔵しやすい共通の平面上に配置される形状としたダイポールアンテナの構成を説明する図であり、寸法Ａ、Ｂ、Ｃは、図１のアンテナ１００の各部の寸法と同じである。  
図３（ａ）のアンテナ１２０は、ダイポール放射素子２の重合しない部分である寸法Ａの部分に対して、重合部５、７を直角方向に折り曲げて、全体をコの字形状にしている。重合部５、７の開放端部は外側に配置される。放射素子はいずれも共通の平面上にあるため基板の導体として作ることができる。これにより、携帯電話機等の厚さが薄い装置にも内蔵できる。  
図３（ｂ）のアンテナ１２１は、アンテナ１２０とほぼ同じであり、異なる部分は、重合部５、７の開放端部が内側に配置される。同様に、携帯電話機等の厚さが薄い装置にも内蔵できる。
【００１４】
図３（ｃ）のアンテナ１２２は、給電点１を基点にして第１放射素子３と第２放射素子４とがＬ字状に直角に配置される。これにより、パーソナルコンピュータ等の角の部分に内蔵しやすくなる。  
図３（ｄ）のアンテナ１２３は、Ｌ字状に直角に折り曲げる部分を少しずらした形状である。同様に、パーソナルコンピュータ等の角の部分に内蔵しやすくなる。  
なお、アンテナ１２０〜１２３のダイポール放射素子２の重合しない部分である寸法Ａの部分は、メアンダ形状などにしてもよい。
【００１５】
図４、図５は、実施例１の各アンテナのＶＳＷＲ（電圧定在波比）についてのシミュレーションデータであり、各アンテナとも同様のデータが得られる。代表として、コの字の立体形状であるアンテナ１１０（図２（ａ））について、アンテナ寸法をパラメータとして共振周波数のシミュレーションデータを示す。寸法Ｃ＝２．５ｍｍに固定した場合である。
【００１６】
図４（ａ）は、サンプルＮｏ．１として、アンテナの寸法Ａ＝４５ｍｍ、Ｂ＝４０ｍｍ、Ｃ＝２．５ｍｍの場合であり、共振周波数は、低域側に第１共振周波数９２０ＭＨｚ、高域側に第２共振周波数２０００ＭＨｚが発生する。  
この  第１共振周波数９２０ＭＨｚの半波長λ／２は、
λ／２＝（３×１０の８乗［ｍ／Ｓ］／９２０ＭＨｚ）／２＝１６３ｍｍである。  
第２共振周波数２０００ＭＨｚの４分の１波長λ／４は、
λ／４＝（３×１０の８乗［ｍ／Ｓ］／２０００ＭＨｚ）／４＝３７．５ｍｍである。
【００１７】
図４（ｂ）は、サンプルＮｏ．２として、アンテナの寸法Ａ＝４５ｍｍ、Ｂ＝３０ｍｍ、Ｃ＝２．５ｍｍの場合であり、共振周波数は、低域側に第１共振周波数１１２０ＭＨｚ（λ／２＝１３４ｍｍ）、高域側に第２共振周波数２５４０ＭＨｚ（λ／４＝２９．５ｍｍ）が発生する。  
図４（ｃ）は、サンプルＮｏ．３として、アンテナの寸法Ａ＝４５ｍｍ、Ｂ＝２０ｍｍ、Ｃ＝２．５ｍｍの場合であり、共振周波数は、低域側に第１共振周波数１４２０ＭＨｚ（λ／２＝１０６ｍｍ）、高域側に第２共振周波数３４６０ＭＨｚ（λ／４＝２１．７ｍｍ）が発生する。  
図５（ａ）は、サンプルＮｏ．４として、アンテナの寸法Ａ＝３５ｍｍ、Ｂ＝４０ｍｍ、Ｃ＝２．５ｍｍの場合であり、共振周波数は、低域側に第１共振周波数９６０ＭＨｚ（λ／２＝１５６ｍｍ）、高域側に第２共振周波数２０６０ＭＨｚ（λ／４＝３６．４ｍｍ）が発生する。  
図５（ｂ）は、サンプルＮｏ．５として、アンテナの寸法Ａ＝２５ｍｍ、Ｂ＝４０ｍｍ、Ｃ＝２．５ｍｍの場合であり、共振周波数として、低域側に第１共振周波数１０２０ＭＨｚ（λ／２＝１４７ｍｍ）、高域側に第２共振周波数２１６０ＭＨｚ（λ／４＝３４．７ｍｍ）が発生する。
【００１８】
図６、図７は、実施例１の各アンテナのＶＳＷＲについてのシミュレーションデータであり、寸法Ｃを可変した場合である。  
図６（ａ）は、サンプルＮｏ．６として、アンテナの寸法Ａ＝４５ｍｍ、Ｂ＝４０ｍｍ、Ｃ＝１ｍｍの場合であり、共振周波数は、低域側に第１共振周波数９８０ＭＨｚ（λ／２＝１５３ｍｍ）、高域側に第２共振周波数２０００ＭＨｚ（λ／４＝３７．５ｍｍ）が発生する。  
図６（ｂ）は、サンプルＮｏ．７として、アンテナの寸法Ａ＝４５ｍｍ、Ｂ＝４０ｍｍ、Ｃ＝２ｍｍの場合であり、共振周波数は、低域側に第１共振周波数９４０ＭＨｚ（λ／２＝１６０ｍｍ）、高域側に第２共振周波数２０００ＭＨｚ（λ／４＝３７．５ｍｍ）が発生する。  
図６（ｃ）は、サンプルＮｏ．８として、アンテナの寸法Ａ＝４５ｍｍ、Ｂ＝４０ｍｍ、Ｃ＝３ｍｍの場合であり、共振周波数は、低域側に第１共振周波数９００ＭＨｚ（λ／２＝１６７ｍｍ）、高域側に第２共振周波数２０００ＭＨｚ（λ／４＝３７．５ｍｍ）が発生する。  
図７（ａ）は、サンプルＮｏ．９として、アンテナの寸法Ａ＝４５ｍｍ、Ｂ＝４０ｍｍ、Ｃ＝４ｍｍの場合であり、共振周波数は、低域側に第１共振周波数９００ＭＨｚ（λ／２＝１７０ｍｍ）、高域側に第２共振周波数２０００ＭＨｚ（λ／４＝３７．５ｍｍ）が発生する。  
図７（ｂ）は、サンプルＮｏ．１０として、アンテナの寸法Ａ＝４５ｍｍ、Ｂ＝４０ｍｍ、Ｃ＝５ｍｍの場合であり、共振周波数は、低域側に第１共振周波数８４０ＭＨｚ（λ／２＝１７９ｍｍ）、高域側に第２共振周波数２０００ＭＨｚ（λ／４＝３７．５ｍｍ）が発生する。  
図７（ｃ）は、サンプルＮｏ．１１として、アンテナの寸法Ａ＝４５ｍｍ、Ｂ＝４０ｍｍ、Ｃ＝６ｍｍの場合であり、共振周波数は、低域側に第１共振周波数８２０ＭＨｚ（λ／２＝１８３ｍｍ）、高域側に第２共振周波数２０００ＭＨｚ（λ／４＝３７．５ｍｍ）が発生する。  
図８は、図４、図５のシミュレーションデータ（Ｃ＝固定）を表にまとめたものである。アンテナ寸法の欄には、寸法Ａ、Ｂ、Ｃと、ダイポール放射素子２を伸張した時の全長（＝Ａ＋４Ｂ＋２Ｃ）、全長−（Ｂ／２）−（Ｂ／２）を示す。シミュレーションデータの欄には、シミュレーションの結果である共振周波数と波長を示す。これからわかるように、全長は、低域側の第１共振周波数のλ／２より少し長く、λ／２の略１．２３〜１．２９倍である。また、全長−（Ｂ／２）−（Ｂ／２）と低域側の第１共振周波数のλ／２が略一致している（略１．０２〜１．０４倍）。つまり、全長が低域側の第１共振周波数のλ／２より略（Ｂ／２）＋（Ｂ／２）だけ長い。また、寸法Ｂと高域側の第２共振周波数のλ／４が略一致している（略０．９２〜１．１５）。
【００１９】
図９は、図６、図７のシミュレーションデータ（Ｃ＝１〜６ｍｍ可変）を表にまとめたものである。全長は、低域側の第１共振周波数のλ／２より少し長く、λ／２の略１．１９〜１．３５倍である。また、全長−（Ｂ／２）−（Ｂ／２）と低域側の第１共振周波数のλ／２が略一致している（略０．９７〜１．０９倍）。つまり、全長が低域側の第１共振周波数のλ／２より略（Ｂ／２）＋（Ｂ／２）だけ長い。また、寸法Ｂと高域側の第２共振周波数のλ／４が略一致している（略１．０７）。
【００２０】
ここで、寸法Ｃの変化と第１共振周波数のλ／２の変化には規則性があり、寸法Ｃが１ｍｍから６ｍｍへと広がるにつれて、全長／（λ／２）が１．３５から順次１．１９へと小さくなり、（全長−（Ｂ／２）−（Ｂ／２））／（λ／２）が１．０９から順次０．９７へと小さくなっている。これは、Ｕターン重合部の放射素子間隔が広がるにつれて誘導性を持つ影響が小さくなり、全長と第１共振周波数のλ／２とが一致する方向に近付くと考えられる。従って、寸法Ｃを可変して第１共振周波数を調整することができる。
【００２１】
図１０は、高域側の第２共振周波数の電流分布図であり、図８、図９で説明したシミュレーションデータの表を基に考察したものである。電流ベクトルは矢印の線で示す。高域側の第２共振周波数のλ／４の電流分布は、重合部によりλ／４の短絡回路が構成され、短絡点であるＵターン点に電流が最大となり、仮想給電点１ａ、１ｂが出現したと考えられる。
【００２２】
図１１は、低域側の第１共振周波数の電流分布図であり、図９のシミュレーションデータのアンテナ寸法とλ／２との比率で表している。  
サンプル６（Ｃ＝１ｍｍ）では「全長−（Ｂ／２）−（Ｂ／２）」がλ／２より若干大きく、サンプル８（Ｃ＝３ｍｍ）ではほぼ一致し、サンプル１１（Ｃ＝６ｍｍ）では「全長−（Ｂ／２）−（Ｂ／２）」がλ／２より若干小さい。しかし、いずれも、放射素子間隔ＣがＵターン重合部の片道距離Ｂに比べて十分小さい場合は、「全長−（Ｂ／２）−（Ｂ／２）」とλ／２とは略一致すると言える。  
放射素子間隔Ｃが広がってくると、Ｕターン重合部の誘導性を持つ影響が小さくなり、全長と第１共振周波数のλ／２とが一致する方向に近付いてくる。  
本発明の実施例１によれば、アンテナを搭載する装置で必要とする高域側の第２共振周波数および低域側の第１共振周波数が決まると、それに合わせてアンテナ寸法を決めることができる。順序として、必要とする高域側の第２共振周波数のλ／４に合わせてアンテナ寸法Ｂを決める。次に、必要とする低域側の第１共振周波数のλ／２に合わせてアンテナ寸法の「全長−（Ｂ／２）−（Ｂ／２）」（＝Ａ＋３Ｂ＋２Ｃ）を決め、寸法Ａを決めることができる。
【実施例２】
【００２３】
図１２〜図１４は、本発明の実施例２に係るダイポールアンテナの構成を説明する図である。  
図１２は、実施例２のダイポールアンテナの構成を説明する図である。実施例１と異なるところを主に説明する。Ｕターンの重合部の寸法が左右別々であり、第１放射素子３の重合部５は寸法Ｂ、第２放射素子４の重合部７は寸法Ｄである。なお、重合していない寸法Ａの部分に対して、重合部５、重合部７を直角にして全体をコの字状にしているが、この形状に限らず、実施例１に示した各アンテナと同様の形状であってもよく、重合部５と重合部７の寸法が異なっていればよい。
【００２４】
図１３は、実施例２のアンテナのＶＳＷＲ（電圧定在波比）についてのシミュレーションデータである。アンテナの寸法Ａ＝４５ｍｍ、Ｂ＝４０ｍｍ、Ｄ＝３０ｍｍ、Ｃ＝２．５ｍｍの場合であり、３個の共振が発生する。低域側に第１共振周波数１０００ＭＨｚ（λ／２＝１５０ｍｍ）、第２共振周波数１７２０ＭＨｚ（λ／４＝４４ｍｍ）、高域側に第３共振周波数２２８０ＭＨｚ（λ／４＝３３ｍｍ）の共振が発生する。
【００２５】
図１４は、図１３のシミュレーションデータを表にまとめたものである。アンテナ寸法の欄には、寸法Ｂ、Ｄと、ダイポール放射素子２を伸張した時の全長（＝Ａ＋２Ｂ＋２Ｄ＋２Ｃ）、全長−（Ｂ／２）−（Ｄ／２）を示す。シミュレーションデータの欄には、シミュレーションの結果である共振周波数と波長を示す。これからわかるように、全長−（Ｂ／２）−（Ｄ／２）と低域側の第１共振周波数のλ／２が略一致している。寸法Ｂと第２共振周波数のλ／４が略一致している。また、寸法Ｄと高域側の第３共振周波数のλ／４が略一致している。これは、実施例１と同様の理由による電流分布が発生するためと考えられる。
【００２６】
本発明の実施例２によれば、アンテナを搭載する装置で必要とする３個の共振周波数が決まると、それに合わせてアンテナ寸法を決めることができる。
【実施例３】
【００２７】
図１５〜図１７は、本発明の実施例３に係るダイポールアンテナの構成を説明する図である。  
図１５は、実施例３のダイポールアンテナの構成を説明する図である。実施例１と異なるところを主に説明する。図１５（ａ）のアンテナ１４０は、第１放射素子３にのみＵターンの重合部５を設け、重合部５は寸法Ｂ、重合していない部分は寸法Ａである。なお、重合していない寸法Ａの部分に対して、重合部５を直角にしているが、これに限らず、実施例１に示した各アンテナと同様の形状であってもよく、重合部が１個のみであればよい。また、図１５（ｂ）のように、第２放射素子４は屈折していても良い。
【００２８】
図１６は、実施例３のアンテナのＶＳＷＲ（電圧定在波比）についてのシミュレーションデータである。アンテナの寸法Ａ＝４５ｍｍ、Ｂ＝４０ｍｍ、Ｃ＝２．５ｍｍの場合であり、２個の共振が発生する。低域側の第１共振周波数１３２０ＭＨｚ（λ／２＝１１４ｍｍ）、高域側の第２共振周波数２１６０ＭＨｚ（λ／４＝３５ｍｍ）が発生する。
【００２９】
図１７は、図１６のシミュレーションデータを表にまとめたものである。アンテナ寸法の欄には、寸法Ｂと、全長（＝Ａ＋２Ｂ＋Ｃ）、全長−（Ｂ／２）（＝Ａ＋２Ｂ＋Ｃ−（Ｂ／２））を示す。シミュレーションデータの欄には、シミュレーションの結果である共振周波数と波長を示す。これからわかるように、全長−（Ｂ／２）と低域側の第１共振周波数のλ／２が略一致している。また、寸法Ｂと高域側の第２共振周波数のλ／４が略一致している。これは、実施例１と同様の理由による電流分布が発生するためと考えられる。
【００３０】
本発明の実施例３によれば、アンテナを搭載する装置で必要とする２個の共振周波数が決まると、それに合わせてアンテナ寸法を決めることができる。
【実施例４】
【００３１】
図１８〜図２０は、本発明の実施例４に係るダイポールアンテナの構成を説明する図である。  
図１８は、実施例４のダイポールアンテナの構成を説明する図である。実施例１と異なるところを主に説明する。アンテナ１５０は、無給電素子９を新たに設ける。この位置は、給電点１の近傍で、重合しない寸法Ａの部分と平行に配置する。なお、ダイポール放射素子２は、実施例１に示した各アンテナと同様の形状であってもよい。
【００３２】
図１９は、実施例３のアンテナのＶＳＷＲ（電圧定在波比）についてのシミュレーションデータである。図１９（ａ）は無給電素子なしの場合を示し、アンテナの寸法Ａ＝４５ｍｍ、Ｂ＝２０ｍｍ、Ｃ＝２．５ｍｍの場合であり、２個の共振が発生する。低域側の第１共振周波数１４２０ＭＨｚ（λ／２＝１０６ｍｍ）、高域側の第２共振周波数３４６０ＭＨｚ（λ／４＝２１．７ｍｍ）が発生する。  
図１９（ｂ）は無給電素子付きの場合を示し、無給電素子と給電点１との間隔＝１．５ｍｍである。図１９（ａ）の無給電素子なしの場合に比べて、高域側の第２共振周波数３４６０ＭＨｚの近辺の帯域が広がっていることがわかる。これは無給電素子Ｐ＝３７ｍｍをλ／２とする周波数で共振を発生させ、高域側で多共振させたことによる。これにより、多共振と共に広帯域化を実現することができる。
【００３３】
図２０は、図１９（ａ）の無給電素子なしの場合のシミュレーションデータを表にまとめたものである。実施例１の図８のサンプルＮｏ．３と同じであり、説明を省略する。
【実施例５】
【００３４】
図２１〜図２４は、本発明の実施例５に係るダイポールアンテナの構成を説明する図である。  
図２１は、実施例５のダイポールアンテナの構成を説明する図である。図２１（ａ）は共通の平面上に放射素子を配置した構造であり、図２１（ｂ）は立体形状とした構造であり、機能は同じであり、以下、図２１（ａ）で説明する。
【００３５】
図２１（ａ）のアンテナ１６０は、給電点１、第１ダイポール放射素子１２、第２ダイポール放射素子２２、ループ素子２１とから構成される。ループ素子２１のＺ軸方向の寸法＝Ｆ＋Ｇ、Ｘ軸方向の寸法はＨである。  
第１ダイポール放射素子１２の構造は、実施例１〜実施例３に示したダイポール放射素子と同様の形状である。第１放射素子１３と第２放射素子１４の２個の放射素子から構成され、第１放射素子１３は重合部１５（片道寸法Ｅ）、接続点１６を有し、第２放射素子１４は重合部１７（片道寸法Ｅ）、接続点１８を有する。給電点１の両端の重合しない部分の寸法はＤである。  
第２ダイポール放射素子２２の構造は、実施例１〜実施例３に示したダイポール放射素子と同様の形状である。第１放射素子２３と第２放射素子２４の２個の放射素子から構成され、第１放射素子２３は重合部２５（片道寸法Ｂ）、接続点２６を有し、第２放射素子２４は重合部２７（片道寸法Ｂ）、接続点２８を有する。給電点１の両端の重合しない部分の寸法はＡである。
【００３６】
そして、第１ダイポール放射素子１２の接続点１６、接続点１８は給電点１に接続される。ループ素子２１は給電点１に接続される。第２ダイポール放射素子２２の接続点２６、接続点２８は、それぞれ、ループ素子２１のＺ軸方向の寸法Ｆと寸法Ｇの間に接続されてループ素子２１を経由して給電点１に接続される。第１ダイポール放射素子１２と第２ダイポール放射素子２２の平行間隔は寸法Ｆである。
【００３７】
図２２は、ループ素子２１の機能を説明する図である。第１ダイポール放射素子１２とループ素子２１を示す。電流経路Ｌ１は直列共振、電流経路Ｌ２は並列共振において優勢となる電流経路を示しており、これら二つの共振は、各々の長さが半波長となる周波数において優勢となる。  
電流経路Ｌ１は、普通のダイポールアンテナと同様に給電点１を通る経路を用いて共振するモードであり、給電点の電流値を最大化する。従って、電流経路Ｌ１は、直列共振を発生する経路である。一方、電流経路Ｌ２は、給電点３を通らずに共振するモードであり、給電点の電流値を最小化する。従って、電流経路Ｌ２は、並列共振を発生する経路である。このループ素子２１の形状を折り返し構造と称する。  
ループ素子２１の折り返し構造では、電流経路Ｌ１とＬ２の長さに違いが生じており、これにより直列共振と並列共振の発生する周波数が決定される。電流経路Ｌ１とＬ２が近接すると、直列共振と並列共振の共振周波数が近づき、折り返し構造がない場合の直列共振の電流を並列共振の電流にも発生させることにより、直列共振の給電点の電流が減少してインピーダンスを高くすることができる。つまり、電流経路Ｌ１とＬ２の長さが近づくと直列共振だけでなく、並列共振の影響も大きくなり、インピーダンスが高くなると考えられる。  
従って、このループ素子２１を経由して、他の第２ダイポール放射素子２２を配置することにより、第１ダイポール放射素子１２と第２ダイポール放射素子２２は、独立して調整することができる。
【００３８】
図２３は、図２１に示したアンテナのＶＳＷＲ（電圧定在波比）についてのシミュレーションデータであり、第１ダイポール放射素子１２と第２ダイポール放射素子２２のそれぞれの寸法により独立して多共振が発生することを以下に説明する。  
第１ダイポール放射素子１２の寸法は、Ｄ＝２５ｍｍ、Ｅ＝１０ｍｍ、Ｃ＝２．５ｍｍである。第２ダイポール放射素子２２の寸法は、Ａ＝４５ｍｍ、Ｂ＝４０ｍｍ、Ｃ＝２．５ｍｍである。ループループ素子２１部の寸法は、Ｆ＝５ｍｍ、Ｇ＝１０ｍｍ、Ｈ＝５ｍｍである。共振周波数として、低域側から順番に、第１共振周波数９１０ＭＨｚ、第２共振周波数１９６０ＭＨｚ、第３共振周波数２４７０ＭＨｚ、第４共振周波数６５２０ＭＨｚが発生する。
【００３９】
図２４は、図２３のシミュレーションデータを表にまとめたものである。図２４（ａ）は、第１ダイポール放射素子１２に関係する表、図２４（ｂ）は、第２ダイポール放射素子２２に関係する表である。  
図２４（ａ）に示すように、第１ダイポール放射素子１２の全長−（Ｅ／２）−（Ｅ／２）と第３共振周波数２４７０ＭＨｚのλ／２が略一致する。重合部１５、１７の寸法Ｅと第４共振周波数６５２０ＭＨｚのλ／４が略一致する。  
図２４（ｂ）に示すように、第２ダイポール放射素子２２の全長−（Ｂ／２）−（Ｂ／２）と第１共振周波数９１０ＭＨｚのλ／２が略一致する。重合部２５、２７の寸法Ｂと第２共振周波数１９６０ＭＨｚのλ／４が略一致する。  
なお、図２３に表れている５０８０ＭＨｚの共振は、３λ／４＝４４ｍｍであり、第２ダイポール放射素子２２の寸法Ｂの３倍高調波である。この奇数倍高調波を利用して多共振化しても良い。
【００４０】
図２４（ａ）、（ｂ）に示すように、第１ダイポール放射素子１２と第２ダイポール放射素子２２は、独立して共振周波数を調整できることを示している。
【００４１】
なお、実施例５のダイポール放射素子の形状は、図２１（ａ）、（ｂ）に限らず、実施例１〜４の各アンテナ同士をループ素子２１で結合する形状であればよい。
【実施例６】
【００４２】
図２５、図２６は、本発明の実施例６に係るダイポールアンテナを搭載した装置の外観図である。  
図２５は、携帯電話機２００の内部にアンテナ１１０（図２）を実装した状態を示す。アンテナ１１０はコの字形状であり、携帯電話機２００のようにＸ方向の幅が狭い装置であっても搭載することができる。またアンテナ１２０、１２１（図３）を実装すれば、携帯電話機２００のＹ方向の厚さが薄い装置であっても搭載することができる。なお実装するアンテナは、他のコの字形状のアンテナであってもよい。また、実装するアンテナは、携帯電話機２００に実装スペースがあれば、実施例１〜実施例５に記載のいずれのアンテナであってもよい。
【００４３】
図２６は、パーソナルコンピュータ３００の内部にアンテナ１２２（図３（ｃ））を実装した状態を示す。アンテナ１２２はＬ字形状であり、パーソナルコンピュータ３００の下筐体３０２の角部分に他の実装部品を避けて搭載することができる（図２６（ａ））。なお、上筐体３０１の角部分に他の実装部品を避けて搭載してもよい（図２６（ｂ））。また、実装するアンテナは、他のＬ字形状のアンテナであってもよい。また、実装するアンテナは、パーソナルコンピュータ３００に実装スペースがあれば、実施例１〜実施例５に記載のいずれのアンテナであってもよい。さらに、選択ダイバーシチを行うため、アンテナが複数設置してあってもよい。
【００４４】
なお、実施例６では、携帯電話機とパーソナルコンピュータについて示したが、他の携帯無線装置であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の実施例１に係る基本となるダイポールアンテナの構成図。
【図２】本発明の実施例１に係る共通の立体形状のダイポールアンテナの構成図。
【図３】本発明の実施例１に係る共通の平面上に配置される形状のダイポールアンテナの構成図。
【図４】本発明の実施例１に係るシミュレーション図（Ｃ固定）（１／２）。
【図５】本発明の実施例１に係るシミュレーション図（Ｃ固定）（２／２）。
【図６】本発明の実施例１に係るシミュレーション図（Ｃ可変）（１／２）。
【図７】本発明の実施例１に係るシミュレーション図（Ｃ可変）（２／２）。
【図８】本発明の実施例１に係るシミュレーション表（Ｃ固定）。
【図９】本発明の実施例１に係るシミュレーション表（Ｃ可変）。
【図１０】本発明の実施例１に係る高域側の第２共振周波数の電流分布図。
【図１１】本発明の実施例１に係る低域側の第１共振周波数の電流分布図。
【図１２】本発明の実施例２に係るダイポールアンテナの構成図。
【図１３】本発明の実施例２に係るシミュレーション図。
【図１４】本発明の実施例２に係るシミュレーション表。
【図１５】本発明の実施例３に係るダイポールアンテナの構成図。
【図１６】本発明の実施例３に係るシミュレーション図。
【図１７】本発明の実施例３に係るシミュレーション表。
【図１８】本発明の実施例４に係るダイポールアンテナの構成図。
【図１９】本発明の実施例４に係るシミュレーション図。
【図２０】本発明の実施例４に係るシミュレーション表。
【図２１】本発明の実施例５に係るダイポールアンテナの構成図。
【図２２】本発明の実施例５に係るループ機能を説明する図。
【図２３】本発明の実施例５に係るシミュレーション図。
【図２４】本発明の実施例５に係るシミュレーション表。
【図２５】本発明の実施例６に係るダイポールアンテナを搭載した携帯電話機の外観図。
【図２６】本発明の実施例６に係るダイポールアンテナを搭載したパーソナルコンピュータの外観図。
【符号の説明】
【００４６】
１  給電点
２  ダイポール放射素子
３  第１放射素子
４  第２放射素子
５、７  重合部
６、８  接続点
９  無給電素子
１２  第１ダイポール放射素子
１３  第１放射素子
１４  第２放射素子
１５、１７  重合部
１６、１８  接続点
２１  ループ素子
２２  第２ダイポール放射素子
２３  第３放射素子
２４  第４放射素子
２５、２７  重合部
２６、２８  接続点
１００、１１０、１１１、１２０、１２１、１２２、１２３、１３０、１４０、１５０、１６０、１６１  アンテナ
２００  携帯電話機
３００、３０１  パーソナルコンピュータ
【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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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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