(57)【要約】【課題】本発明は、無線通信装置の小型化及び薄型化とともに、放射特性を向上することができるアンテナ、無線通信装置及び無線通信方法の提供を目的とする。【解決手段】本発明に係る無線通信装置１００は、アンテナ９１を備える。アンテナ９１は、利用周波数の４分の１波長以上の長さの長辺と利用周波数の４分の１波長未満の長さの短辺とを有する略長方形であり、長方形の特定の角２ａから短辺の長さよりも短い距離にある長辺の一方に切り欠き８が設けられているグランド板２と、グランド板２のうちの長方形の特定の角２ａに接続され、切り欠き８が設けられているグランド板２の長辺に沿って配置される放射素子３と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
利用周波数の４分の１波長以上の長さの長辺と前記利用周波数の４分の１波長未満の長さの短辺とを有する略長方形であり、前記長方形の特定の角から前記短辺の長さよりも短い距離にある前記長辺の一方に切り欠きが設けられているグランド板と、
前記グランド板のうちの前記長方形の特定の角に接続され、前記切り欠きが設けられている前記グランド板の長辺に沿って配置される放射素子と、
を備えるアンテナ。
【請求項２】
前記切り欠きが設けられている前記グランド板の長辺と、前記グランド板のうちの前記長方形の特定の角及び前記切り欠きの先端を結ぶ直線と、のなす角度は、４５°以上であることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ。
【請求項３】
前記放射素子は、１本であり、前記利用周波数の略４分の１波長の長さを有することを特徴とする請求項１又は２に記載のアンテナ。
【請求項４】
前記放射素子は、逆Ｌ形アンテナ素子であることを特徴とする請求項３に記載のアンテナ。
【請求項５】
前記放射素子は、逆Ｆ形アンテナ素子であることを特徴とする請求項３に記載のアンテナ。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載のアンテナを備える無線通信装置。
【請求項７】
利用周波数の４分の１波長以上の長さの長辺と前記利用周波数の４分の１波長未満の長さの短辺とを有する長方形であり、前記長方形の特定の角から前記短辺の長さよりも短い距離にある前記長辺の一方に切り欠きが設けられているグランド板と、前記グランド板のうちの前記長方形の特定の角に接続され、前記切り欠きが設けられている前記グランド板の長辺に沿って配置される放射素子を形成するアンテナ形成手順を有するアンテナ製造方法。
【請求項８】
前記アンテナ形成手順において、前記切り欠きが設けられている前記グランド板の長辺と、前記グランド板のうちの前記長方形の特定の角及び前記切り欠きの先端を結ぶ直線と、のなす角度が４５°以上になるように、前記切り欠きを設けることを特徴とする請求項７に記載のアンテナ製造方法。
【請求項９】
前記アンテナ形成手順において、前記利用周波数の略４分の１波長の長さを有する前記放射素子を１本接続することを特徴とする請求項７又は８に記載のアンテナ製造方法。
【請求項１０】
利用周波数の４分の１波長以上の長さの長辺と前記利用周波数の４分の１波長未満の長さの短辺とを有する長方形であり、前記長方形の特定の角から前記短辺の長さよりも短い距離にある前記長辺の一方に切り欠きが設けられているグランド板を形成するとともに、前記グランド板のうちの前記長方形の特定の角に接続され、前記切り欠きが設けられている前記グランド板の長辺に沿って配置される放射素子を形成するアンテナ形成手順と、
前記アンテナ形成手順で形成した前記グランド板及び前記放射素子を、無線通信装置に搭載するアンテナ搭載手順と、
を順に有する無線通信装置製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナ及び無線通信方法に関し、特に携帯型の無線通信装置に搭載されるアンテナ及び当該アンテナを用いた無線通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯型の無線通信装置に搭載するアンテナが提案されている（例えば、特許文献１から３参照。）。
【０００３】
特許文献１のアンテナは、接地電極と、チップアンテナ素子と、高周波回路と、を備え、以下のように動作する。接地電極の上に、チップアンテナ素子及び高周波回路が設置される。チップアンテナ素子と高周波回路の間の接地電極に、スリットが設けられている。これにより、チップアンテナ素子の厚み方向に流れる電流が高周波回路側の接地電極を流れる電流によって弱まるのを防ぐ。
【０００４】
特許文献２のアンテナは、モノポールアンテナ素子と、逆Ｆアンテナ素子と、グランド板と、を備え、以下のように動作する。方形の地板の角に逆Ｆアンテナ素子が配置される。モノポールアンテナ素子は、逆Ｆアンテナ素子を介してグランド板と接続され、方形のグランド板の外縁に沿って配置される。これにより、整合回路を不要にする。
【０００５】
特許文献３のアンテナは、モノポールアンテナ素子と、グランド板と、を備え、以下のように動作する。モノポールアンテナ素子は、方形のグランド板の角に接続され、グランド板の長手方向であってグランド板と遠ざかる方向に伸びている。グランド板の長手方向には、モノポールアンテナ素子との接続位置からの距離に比べて大幅に長いスリットが設けられている。これにより、ＳＡＲ（Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ  Ｒａｔｅ）を低減する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２７４７１９号公報
【特許文献２】特開２００２−２１７６２５号公報
【特許文献３】特開２００５−１８４０７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
移動体無線端末の小型化、無線利用周波数帯のマルチバンド化の傾向があり、アンテナ領域の維持とアンテナ性能の確保の両立が難しくなってきている。
【０００８】
上述した特許文献１のアンテナにおいては、チップアンテナ素子を用いているため、アンテナの薄型化が困難であるという問題がある。
【０００９】
上述した特許文献２のアンテナにおいては、モノポールアンテナ素子がグランド板の外縁に沿って配置されるため、グランド板とモノポールアンテナ素子との間で結合が生じる距離で、グランド板とモノポールアンテナ素子に逆方向の電流を流すことになる。このため、十分な放射特性が得られない問題がある。
【００１０】
上述した特許文献３のアンテナにおいては、モノポールアンテナ素子がグランド板と遠ざかる方向に伸びているため、無線通信装置の長さは最低でもグランド板及びモノポールアンテナ素子を直線的に配置できる長さとなる。このため、無線通信装置の小型化が困難であるという問題があった。
【００１１】
そこで、本発明は、無線通信装置の小型化及び薄型化とともに、放射特性を向上することができるアンテナ、無線通信装置及び無線通信方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本願発明のアンテナは、利用周波数の４分の１波長以上の長さの長辺と前記利用周波数の４分の１波長未満の長さの短辺とを有する略長方形であり、前記長方形の特定の角から前記短辺の長さよりも短い距離にある前記長辺の一方に切り欠きが設けられているグランド板と、前記グランド板のうちの前記長方形の特定の角に接続され、前記切り欠きが設けられている前記グランド板の長辺に沿って配置される放射素子と、を備える。
【００１３】
本願発明の無線通信装置は、本願発明のアンテナを備える。
【００１４】
本願発明のアンテナ製造方法は、利用周波数の４分の１波長以上の長さの長辺と前記利用周波数の４分の１波長未満の長さの短辺とを有する略長方形であり、前記長方形の特定の角から前記短辺の長さよりも短い距離にある前記長辺の一方に切り欠きが設けられているグランド板と、前記グランド板のうちの前記長方形の特定の角に接続され、前記切り欠きが設けられている前記グランド板の長辺に沿って配置される放射素子を形成するアンテナ形成手順を有する。
【００１５】
本願発明の無線通信装置製造方法は、利用周波数の４分の１波長以上の長さの長辺と前記利用周波数の４分の１波長未満の長さの短辺とを有する略長方形であり、前記長方形の特定の角から前記短辺の長さよりも短い距離にある前記長辺の一方に切り欠きが設けられているグランド板を形成するとともに、前記グランド板のうちの前記長方形の特定の角に接続され、前記切り欠きが設けられている前記グランド板の長辺に沿って配置される放射素子を形成するアンテナ形成手順と、前記アンテナ形成手順で形成した前記グランド板及び前記放射素子を、無線通信装置に搭載するアンテナ搭載手順と、を順に有する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、無線通信装置の小型化及び薄型化とともに、放射特性を向上することができるアンテナ、無線通信装置及び無線通信方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施形態１に係る無線通信装置の一例を示す。
【図２】実施形態１に係る無線通信装置の製造方法の一例を示す。
【図３】実施形態２に係る無線通信装置の一例を示す。
【図４】グランド板２上に切り欠き８が設けられていない場合の電流の向きの一例を示す。
【図５】実施形態２に係る無線通信装置の別形態を示す。
【図６】実施例及び比較例に係るアンテナの放射効率の特性である。
【図７】実施例及び比較例に係るアンテナの入力特性である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。
【００１９】
（実施形態１）
図１に、実施形態１に係る無線通信装置の一例を示す。実施形態１に係る無線通信装置１００は、アンテナ９１を備える。アンテナ９１は、グランド板２と、放射素子３と、備える。
【００２０】
グランド板２の外形は、略長方形である。本実施形態では、一例として、横方向に長辺を配置し、縦方向に短辺を配置した。グランド板２の横方向の長さ７ｂは、利用周波数の４分の１波長以上の長さを有する。グランド板２の縦方向の長さ７ａは、利用周波数の４分の１波長未満の長さを有する。放射素子３は、グランド板２のうちの長方形の特定の角２ａに接続され、切り欠き８が設けられているグランド板２の長辺に沿って配置される。これにより、アンテナ９１がモノポールアンテナとなるため、無線通信装置の小型化及び薄型化することができる。
【００２１】
ここで、グランド板２の形状は、グランドとして機能すればよく、必ずしも長方形である必要はない。このため、グランド板２の形状を略長方形とした。グランド板２は基板としても用いられる場合もあり、基板の都合によって外縁の一部に凹凸を設けたり、対向する辺が平行でなかったりする。これらの場合であっても本発明を適用することができる。
【００２２】
グランド板２は、長方形の特定の角２ａから長さ７ａよりも短い距離にある長辺の一方に切り欠き８が設けられている。これにより、グランド板２に発生する放射素子３の電流６ａと逆方向の電流を減少させることができる。したがって、アンテナ９１は、無線通信装置１００の小型化及び薄型化とともに、放射特性を向上することができる。
【００２３】
上記のように、無線通信装置１００は、平面サイズの縦横の長さが利用周波数帯の４分の１波長以下と４分の１波長以上で構成されるグランド板２を有している。放射素子３が４分の１波長以上の辺に沿って構成されている。さらに放射素子３が沿う辺上のグランド板２上に切り欠き８が設けられている。
【００２４】
図２に、実施形態１に係る無線通信装置の製造方法の一例を示す。実施形態１に係る無線通信装置の製造方法は、アンテナ形成手順Ｓ１０１と、アンテナ搭載手順Ｓ１０２と、を順に有する。
【００２５】
アンテナ形成手順Ｓ１０１では、実施形態１に係るアンテナ製造方法を実行する。アンテナ形成手順Ｓ１０１では、利用周波数の４分の１波長以上の長さの長辺と利用周波数の４分の１波長未満の長さの短辺とを有する長方形であり、長方形の特定の角から短辺の長さよりも短い距離にある長辺の一方に切り欠きが設けられているグランド板２を形成するとともに、グランド板２のうちの長方形の特定の角２ａに接続され、切り欠き８が設けられているグランド板２の長辺に沿って配置される放射素子３を形成する。アンテナ搭載手順Ｓ１０２では、アンテナ形成手順Ｓ１０１で形成したグランド板２及び放射素子３を、無線通信装置１００に搭載する。
【００２６】
アンテナ形成手順Ｓ１０１を実行することで、アンテナ９１を製造することができる。アンテナ９１は、無線通信装置１００の小型化及び薄型化とともに、放射特性を向上することができる。したがって、実施形態１に係るアンテナ製造方法は、無線通信装置１００の小型化及び薄型化とともに、放射特性を向上することができる。
【００２７】
以上説明したように、本発明においては、以下に記載するような効果を奏する。
第１の効果は無線通信装置１００の筐体内のグランド板２に切り欠き８を設けているので、無線通信装置１００の筐体の外形サイズを拡大せず構成ができる。
第２の効果は利用周波数帯のアンテナ９１のグランド条件を変える効果を有するので、無線通信装置１００の筐体内でのアンテナ配置の自由度が増す。
第３の効果は利用周波数帯のアンテナのグランド条件を変える効果を有するので、無線通信装置１００のマルチバンドのアンテナを構成する時にアンテナ９１を１箇所に集約して構成することができる。
【００２８】
図１に示す切り欠き８が設けられているグランド板２の長辺と、グランド板２のうちの長方形の特定の角２ａ及び切り欠き８の先端を結ぶ直線と、のなす角度２ｂは、４５°以上であってもよい。これにより、グランド板２の短辺に沿って電流６ｂを流すことができる。放射素子３の電流６ａと逆方向の電流がグランド板２に発生するのを防ぐため、アンテナ９１の放射特性をさらに向上することができる。
【００２９】
この場合、図２に示すアンテナ形成手順Ｓ１０１において、切り欠き８が設けられているグランド板２の長辺と、グランド板２のうちの長方形の特定の角２ａ及び切り欠き８の先端を結ぶ直線と、のなす角度２ｂが４５°以上になるように、切り欠きを設ける。
【００３０】
また、アンテナ９１は、例えばモポールアンテナである。この場合、放射素子３は、１本であり、利用周波数の略４分の１波長の長さを有する。この場合、図２に示すアンテナ形成手順Ｓ１０１において、利用周波数の略４分の１波長の長さを有する放射素子を１本接続する。
【００３１】
また、放射素子３は、逆Ｌ形アンテナ素子であってもよい。この場合、図２に示すアンテナ製造方法において、以下の手順を実行する。アンテナ形成手順Ｓ１０１において、放射素子として逆Ｌ形アンテナ素子を接続する。
【００３２】
放射素子３は、逆Ｆ形アンテナ素子であってもよい。この場合、図２に示すアンテナ形成手順Ｓ１０１において、放射素子として逆Ｆ形アンテナ素子を接続する。
【００３３】
（実施形態２）
図３に、実施形態２に係る無線通信装置の一例を示す。無線通信装置の筐体１内に、無線通信に用いる放射素子３とグランド板２が構成される。グランド板２には放射素子３の給電点４と無線回路５が搭載されている。回路的には放射素子３から無線回路５まで電気的に接続されていてＲＦ信号のやり取りが可能となる構成である。ここでグランド板２の平面上の縦の長さをアンテナ利用周波数帯の４分の１波長未満とし、横の長さを４分の１波長以上とする。またグランド板２には切り欠き８を設けアンテナの給電点４から切り欠き８までの横方向の距離７ｃはグランド板２の縦方向の長さ７ａより短く構成し、さらに切り欠き８の奥行き部と給電点４を結んだ線はグランド板２の横方向を基準として角度７ｄに示すように４５°以上となるようにする。またアンテナ９１としてはモノポールタイプのものを構成し、放射素子３の配置としてはグランド板２の横方向に沿わせるように設置する。なお、グランド板２は、基板であってもよい。
【００３４】
以下、図３及び図４を用いて動作について説明する。利用周波数帯における放射素子３と筐体１内のグランド板２上の電流の向きについて考える。
【００３５】
図４に、グランド板２上に切り欠き８が設けられていない場合の電流の向きの一例を示す。切り欠き８がグランド板２上に設けられていない場合、グランド板２上の電流はその長さが４分の１波長以上あるグランド板２の横方向６ｂの向きに主に流れる。このとき放射素子３に流れる電流の向き６ａと打ち消しあってしまい、十分なアンテナ放射特性が得られない場合がある。
【００３６】
図３に示す実施形態２に係る無線通信装置は、切り欠き８としてスリット８１がグランド板２上に設けられている。この場合、グランド板２上の電流６ｂはアンテナの給電点４とスリット８１までの横方向の距離とグランド板２の縦方向の長さを比較した場合、どちらも４分の１波長より短くなるがグランド板２の縦方向のほうが長いので、放射素子に流れる電流６ａと直交するような向きに主に電流が流れるようにすることができる。このようにしてモノポールタイプのアンテナを基板のサイズとアンテナ配置によらずスリット８１を設けることにより十分な放射特性を得ることを可能とする。
【００３７】
実施形態２に係る無線通信装置では筐体１内のアンテナが搭載される基板またはグランド板となるものにスリット８１を設けることにより、グランド板２に流れる電流の方向を制限する。スリット８１を設けることにより放射素子３と対向するグランド板２に流れる電流を低減させ、放射素子３に流れる電流の向きと直交する方向のグランド板２に電流が流れるようにすることができる。これにより筐体をグランド板２として有効に利用したモノポールタイプのアンテナの放射特性を得ることができる。また本構成により筐体内でのアンテナ実装配置の自由度が増すといった特徴がある。
【００３８】
なお、実施形態２に係る無線通信装置は、スリット８１に橋渡しするような位置に、回路９を挿入してもよい。図５に、実施形態２に係る無線通信装置の別形態を示す。スリット８１に橋渡しするような位置に回路９を挿入することで、高周波的なスリット８１の見え方を周波数によって変化させることができる。また、放射素子形状はモノポールタイプであれば同様の動作となることが考えられるので、逆Ｌ形、逆Ｆ形が考えられる。
【実施例】
【００３９】
８００ＭＨｚ帯のアンテナを構成した場合についての計算結果について図６、図７に示す。
図６は、実施例及び比較例に係るアンテナの放射効率の特性である。比較例のアンテナの放射効率に比較して、実施例のアンテナの放射効率の方が有利となっていることが確認できる。
【００４０】
図７は、実施例及び比較例に係るアンテナの入力特性である。比較例のアンテナの入力特性と、実施例のアンテナの入力特性が同程度に設定されていることが確認できる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明は情報通信産業に適用することができる。
【００４２】
（付記１）利用周波数の４分の１波長以上の長さの長辺と前記利用周波数の４分の１波長未満の長さの短辺とを有する長方形であり、前記長方形の特定の角から前記短辺の長さよりも短い距離にある前記長辺の一方に切り欠きが設けられているグランド板と、前記グランド板のうちの前記長方形の特定の角に接続され、前記切り欠きが設けられている前記グランド板の長辺に沿って配置される放射素子を形成するアンテナ形成手順を有するアンテナ製造方法。
【００４３】
（付記２）前記アンテナ形成手順において、前記切り欠きが設けられている前記グランド板の長辺と、前記グランド板のうちの前記長方形の特定の角及び前記切り欠きの先端を結ぶ直線と、のなす角度が４５°以上になるように、前記切り欠きを設けることを特徴とする付記１に記載のアンテナ製造方法。
【００４４】
（付記３）前記アンテナ形成手順において、前記利用周波数の略４分の１波長の長さを有する前記放射素子を１本接続することを特徴とする付記１又は２に記載のアンテナ製造方法。
【００４５】
（付記４）前記アンテナ形成手順において、前記放射素子として逆Ｌ形アンテナ素子を接続することを特徴とする付記２に記載のアンテナ製造方法。
【００４６】
（付記５）前記アンテナ形成手順において、前記放射素子として逆Ｆ形アンテナ素子を接続することを特徴とする付記２に記載のアンテナ製造方法。
【００４７】
（付記６）利用周波数の４分の１波長以上の長さの長辺と前記利用周波数の４分の１波長未満の長さの短辺とを有する長方形であり、前記長方形の特定の角から前記短辺の長さよりも短い距離にある前記長辺の一方に切り欠きが設けられているグランド板を形成するとともに、前記グランド板のうちの前記長方形の特定の角に接続され、前記切り欠きが設けられている前記グランド板の長辺に沿って配置される放射素子を形成するアンテナ形成手順と、
前記アンテナ形成手順で形成した前記グランド板及び前記放射素子を、無線通信装置に搭載するアンテナ搭載手順と、
を順に有する無線通信装置製造方法。
【００４８】
（付記７）前記アンテナ形成手順において、前記切り欠きが設けられている前記グランド板の長辺と、前記グランド板のうちの前記長方形の特定の角及び前記切り欠きの先端を結ぶ直線と、のなす角度が４５°以上になるように、前記切り欠きを設けることを特徴とする付記６に記載の無線通信装置製造方法。
【００４９】
（付記８）前記アンテナ形成手順において、前記利用周波数の略４分の１波長の長さを有する前記放射素子を１本接続することを特徴とする付記６又は７に記載の無線通信装置製造方法。
【００５０】
（付記９）前記アンテナ形成手順において、前記放射素子として逆Ｌ形アンテナ素子を接続することを特徴とする付記８に記載の無線通信装置製造方法。
【００５１】
（付記１０）前記アンテナ形成手順において、前記放射素子として逆Ｆ形アンテナ素子を接続することを特徴とする付記８に記載の無線通信装置製造方法。
【符号の説明】
【００５２】
１：筐体
２：グランド板
２ａ：特定の角
２ｂ：角度
３：放射素子
６ａ、６ｂ：電流
７ａ：グランド板２の縦方向の長さ
７ｂ：グランド板２の横方向の長さ
７ｃ：給電点４から切り欠き８までの横方向の距離
７ｄ：角度
８：切り欠き
９：回路
８１：スリット
９１：アンテナ
１００：無線通信装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2011130280.tif 000006
【図５】
2011130280.tif 000007
【図６】
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【図７】
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