(57)【要約】【課題】携帯無線機に収容可能なように小形化され、かつ広帯域化されたマルチバンド対応アンテナを提供する。【解決手段】第１の板状素子（High-Band板状素子１５）は、第１の周波数帯域（高域）に対応可能な第１の方形状に形成され、一辺が第１の開放端部１５ｐとして構成されている。第２の板状素子（Low-Band板状素子１６）は、第２の周波数帯域（低域）に対応可能な第２の方形状に形成され、一辺が第２の開放端部１６ｐとして構成されている。第１の板状素子（High-Band板状素子１５）及び第２の板状素子（Low-Band板状素子１６）は、同一平面上に配置され、かつ、第１の開放端部１５ｐと第２の開放端部１６ｐとが所定の間隔で対向するように配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の周波数帯域の電波及び該第１の周波数帯域よりも低い第２の周波数帯域の電波に対応するマルチバンド対応アンテナであって、
前記第１の周波数帯域に対応可能な第１の方形状に形成され、一辺が第１の開放端部として構成されている第１の板状素子と、
前記第２の周波数帯域に対応可能な第２の方形状に形成され、一辺が第２の開放端部として構成されている第２の板状素子とを有し、
前記第１の板状素子及び第２の板状素子は、
同一平面上に配置され、かつ、前記第１の開放端部と前記第２の開放端部とが所定の間隔で対向するように配置されていることを特徴とするマルチバンド対応アンテナ。
【請求項２】
前記第１の開放端部と前記第２の開放端部との間隔は、
最も低いリターンロス特性が得られる値に設定されていることを特徴とする請求項１記載のマルチバンド対応アンテナ。
【請求項３】
地板と、
該地板と前記第１の板状素子の前記第１の開放端部以外の辺の所定の部位とを短絡する短絡線と、
前記地板上に設けられ、前記第１の板状素子及び第２の板状素子に対して給電するための給電部と、
該給電部と前記第１の板状素子の前記第１の開放端部以外の辺の所定の部位とを接続する第１の線状素子と、
該第１の線状素子の途中の部位から分岐して前記第２の板状素子の前記第２の開放端部以外の辺の所定の部位と接続する第２の線状素子とを有することを特徴とする請求項１又は２記載のマルチバンド対応アンテナ。
【請求項４】
地板と、
該地板と前記第１の板状素子の前記第１の開放端部以外の辺の所定の部位とを短絡する短絡線と、
前記地板上に設けられ、前記第１の板状素子及び第２の板状素子に対して給電するための給電部と、
該給電部と前記第１の板状素子の前記第１の開放端部以外の辺の所定の部位とを接続する第１の線状素子と、
前記給電部と前記第２の板状素子の前記第２の開放端部以外の辺の所定の部位とを接続する第２の線状素子とを有することを特徴とする請求項１又は２記載のマルチバンド対応アンテナ。
【請求項５】
前記第１の板状素子及び第２の板状素子は、
前記地板に対して垂直に配置されていることを特徴とする請求項３又は４記載のマルチバンド対応アンテナ。
【請求項６】
前記第１の開放端部と前記第２の開放端部との間隔は、
ほぼ１ｍｍに設定されていることを特徴とする請求項１、２、３、４又は５記載のマルチバンド対応アンテナ。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一に記載のマルチバンド対応アンテナを有する携帯無線機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、マルチバンド対応アンテナ、及び該アンテナを有する携帯無線機に係り、特に、複数の周波数帯の通信サービスを携帯電話機などの小型の携帯無線機で受ける場合に用いて好適なマルチバンド対応アンテナ、及び該アンテナを有する携帯無線機に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機などの携帯無線機は、近年では、たとえばＷＣＤＭＡ（Wideband Code Division Multiple Access、広帯域符号分割多重接続）を始め、ＧＳＭ（Global Systems for Mobile Communications）、ＤＣＳ（Digital Cellular Systems）、ＰＣＳ（Personal
Communication Service）などのような複数の通信サービスを一台で受けられるようにすることが要求されている。この場合、携帯無線機に搭載されるアンテナは、各通信方式で使用される周波数帯に対応する必要があるが、異なる仕様のアンテナを携帯無線機に複数搭載することは、製作コスト面及び実装技術の面から見て困難であり、アンテナ特性を広帯域化することにより、１つのアンテナで全ての周波数帯に対応することが望ましい。ところが、広帯域化されたアンテナは、放射素子長が大きいため、比較的大きな収容スペースを必要とする一方、近年の携帯無線機では、筐体の小型化や高機能デバイスによる実装体積の増加により、広帯域化したアンテナを収容するスペースが十分に確保されないという問題点がある。このため、携帯電話機などの小型の携帯無線機に収容可能で、かつ広帯域化されたアンテナが要求されている。
【０００３】
この種の関連技術としては、たとえば、特許文献１に記載された２周波共用アンテナがある。
この２周波共用アンテナでは、低周波帯用エレメントの開放端と高周波帯用エレメントの開放端との間に低周波帯用エレメントの一部からなる分離部が設けられることにより、相互の干渉が低減され、容易に各周波帯が個別に調整可能となり、同時に各開放端と分離部との間で容量性結合部が形成されることにより、小形化、及び広帯域化が可能となる。
【０００４】
また、特許文献２に記載された多周波共用アンテナは、接地導電体と、同接地導電体にほぼ平行な第１の部分と、同接地導電体にほぼ垂直な第２の部分とを有し、第１の部分の端部が開放端とされ、第２の部分の端部が接地導電体と電気的に接続されているＬ字形導電体と、一端部がＬ字形導電体の第１の部分の一点と電気的に接続され、他端部が給電点に電気的に接続されている垂直導電体と、一端部が開放端とされ、他端部が垂直導電体と電気的に接続されているｎ（ｎ≧１）個の導電体とを有している。Ｌ字形導電体と垂直導電体とで、１つの励振素子が構成され、ｎ個の導電体のそれぞれは、Ｌ字形導電体及び垂直導電体の一部とでそれぞれ１つの励振素子を構成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２４４６３９号公報
【特許文献２】特開２００１−１４４５２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記関連技術では、次のような課題があった。
すなわち、特許文献１に記載された２周波共用アンテナでは、小形化及び広帯域化が可能となるが、低周波帯用エレメントの開放端と高周波帯用エレメントの開放端との間に低周波帯用エレメントの一部からなる分離部が設けられているので、この発明とは構成が異なる。
【０００７】
特許文献２に記載された多周波共用アンテナは、低姿勢で多周波を送受信可能であるが、この発明とは構成が異なる。
【０００８】
この発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、携帯電話機などの携帯無線機に収容可能なように小形化され、かつインピーダンス特性が広帯域化されたマルチバンド対応アンテナ、及び該アンテナを有する携帯無線機を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、この発明の第１の構成は、第１の周波数帯域の電波及び該第１の周波数帯域よりも低い第２の周波数帯域の電波に対応するマルチバンド対応アンテナに係り、前記第１の周波数帯域に対応可能な第１の方形状に形成され、一辺が第１の開放端部として構成されている第１の板状素子と、前記第２の周波数帯域に対応可能な第２の方形状に形成され、一辺が第２の開放端部として構成されている第２の板状素子とを有し、前記第１の板状素子及び第２の板状素子は、同一平面上に配置され、かつ、前記第１の開放端部と前記第２の開放端部とが所定の間隔で対向するように配置されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
この発明の構成によれば、第１の板状素子の小型化、及びマルチバンド対応アンテナのインピーダンス特性の広帯域化が可能となり、実装面積低減による特性劣化を防止でき、良好な通信品質を保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の一実施形態であるマルチバンド対応アンテナの要部の構成を示す斜視図である。
【図２】図１のマルチバンド対応アンテナ１の概略の等価回路を示す図である。
【図３】図１のマルチバンド対応アンテナ１を有する携帯無線機の要部の構成を示す透視図である。
【図４】間隔ｄの値に応じたマルチバンド対応アンテナ１の反射特性を示す図である。
【図５】間隔ｄの値に応じたマルチバンド対応アンテナ１の反射特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
上記第１の開放端部と上記第２の開放端部との間隔は、最も低いリターンロス特性が得られる値に設定されているマルチバンド対応アンテナを実現する。
【００１３】
また、この発明のマルチバンド対応アンテナは、地板と、同地板と上記第１の板状素子（High-Band板状素子）の上記第１の開放端部以外の辺の所定の部位とを短絡する短絡線と、上記地板上に設けられ、上記第１の板状素子（High-Band板状素子）及び第２の板状素子（Low-Band板状素子）に対して給電するための給電部と、同給電部と上記第１の板状素子（High-Band板状素子）の上記第１の開放端部以外の辺の所定の部位とを接続する第１の線状素子（High-Band素子）と、同第１の線状素子（High-Band素子）の途中の部位から分岐して上記第２の板状素子（Low-Band板状素子）の上記第２の開放端部以外の辺の所定の部位と接続する第２の線状素子（Low-Band素子）とを有している。
【００１４】
また、この発明のマルチバンド対応アンテナは、地板と、同地板と上記第１の板状素子の上記第１の開放端部以外の辺の所定の部位とを短絡する短絡線と、上記地板上に設けられ、上記第１の板状素子及び第２の板状素子に対して給電するための給電部と、同給電部と上記第１の板状素子の上記第１の開放端部以外の辺の所定の部位とを接続する第１の線状素子と、上記給電部と上記第２の板状素子の上記第２の開放端部以外の辺の所定の部位とを接続する第２の線状素子とを有している。
【００１５】
また、上記第１の板状素子（High-Band板状素子）及び第２の板状素子（Low-Band板状素子）は、上記地板（グラウンド板）に対して垂直に配置されている。また、上記第１の開放端部と上記第２の開放端部との間隔は、ほぼ１ｍｍに設定されている。
【実施形態】
【００１６】
図１は、この発明の一実施形態であるマルチバンド対応アンテナの要部の構成を示す斜視図である。
この形態のマルチバンド対応アンテナ１は、第１の周波数帯域（高域）の電波及び同第１の周波数帯域よりも低い第２の周波数帯域（低域）の電波に対応（受信）する機能を有し、同図に示すように、地板１１（グラウンド板）と、給電部１２と、High-Band （ハイバンド）素子１３と、Low-Band（ローバンド）素子１４と、High-Band板状素子１５と、Low-Band板状素子１６と、短絡線１７とから構成されている。
【００１７】
High-Band板状素子１５は、第１の周波数帯域（高域）に対応可能な方形状に形成され、一辺が開放端部１５ｐとして構成されている。この場合、High-Band板状素子１５は、長手方向に長さＬh に形成され、その周囲長は、たとえば、第１の周波数帯域に対応する波長の１／４又は１／２に設定されている。Low-Band板状素子１６は、第２の周波数帯域（低域）に対応可能な方形状に形成され、一辺が開放端部１６ｐとして構成されている。この場合、Low-Band板状素子１６は、長手方向に長さＬl に形成され、その周囲長は、たとえば、第２の周波数帯域に対応する波長の１／４又は１／２に設定されている。上記High-Band板状素子１５及びLow-Band板状素子１６は、特に、この実施形態では、地板１１に対して垂直かつ同一平面上に配置され、かつ、開放端部１５ｐと開放端部１６ｐとが所定の間隔ｄで対向するように配置されている。この場合、開放端部１５ｐと開放端部１６ｐとの間隔ｄは、最も低いリターンロス特性（反射特性）が得られる値に設定され、たとえば周波数が２０００ＭＨｚに対して、最も低いリターンロス特性（反射特性）が得られる値が、ほぼ１ｍｍとなっている。
【００１８】
給電部１２は、たとえば地板１１上の短端部に設けられ、High-Band板状素子１５及びLow-Band板状素子１６に対して給電する。High-Band素子１３は、給電部１２とHigh-Band板状素子１５の開放端部１５ｐ以外の辺の所定の部位とを接続する。Low-Band素子１４は、High-Band素子１３の途中の部位から分岐してLow-Band板状素子１６の開放端部１６ｐ以外の辺の所定の部位と接続する。短絡線１７は、地板１１とHigh-Band板状素子１５の開放端部１５ｐ以外の辺の所定の部位とを短絡する。
【００１９】
図２は、図１のマルチバンド対応アンテナ１の概略の等価回路を示す図である。
このマルチバンド対応アンテナ１は、同図２に示すように、図１中の地板１１及び給電部１２に加え、インダクタＬ13a ，Ｌ13b と、インダクタＬ14と、インダクタＬ15a ，Ｌ15b と、インダクタＬ16と、キャパシタＣと、インダクタＬ17とから構成されている。インダクタＬ13a は、High-Band素子１３のうちの給電部１２に接続されている部位からLow-Band素子１４が分岐している部位までのインダクタンス成分に対応する。インダクタＬ13b は、High-Band素子１３のうちのLow-Band素子１４が分岐している部位からHigh-Band板状素子１５に接続されている部位までのインダクタンス成分に対応する。
【００２０】
インダクタＬ14は、Low-Band素子１４のインダクタンス成分に対応する。インダクタＬ15a は、High-Band板状素子１５のうちのHigh-Band素子１３が接続されている部位から開放端部１５ｐまでのインダクタンス成分に対応する。インダクタＬ15b は、High-Band板状素子１５のうちのHigh-Band素子１３が接続されている部位から短絡線１７が接続されている部位までのインダクタンス成分に対応する。インダクタＬ16は、Low-Band板状素子１６のうちのLow-Band素子１４が接続されている部位から開放端部１６ｐまでのインダクタンス成分に対応する。キャパシタＣは、開放端部１５ｐと開放端部１６ｐとの間のキャパシタンス成分に対応する。インダクタＬ17は、短絡線１７のインダクタンス成分に対応する。
【００２１】
図３は、図１のマルチバンド対応アンテナ１を有する携帯無線機の要部の構成を示す透視図である。
この携帯無線機２０は、たとえば携帯電話機であり、同図３に示すように、マルチバンド対応アンテナ１に加え、コイル・アンテナ２１と、ホイップ・アンテナ２２と、送受信回路２３と、整合回路２４とを備えている。コイル・アンテナ２１は、ホイップ・アンテナ２２が収納された場合に、代わりに動作するものであり、当該携帯電話機が鞄やポケットなどに収納されている場合でも、通信に必要な利得を確保する。整合回路２４は、マルチバンド対応アンテナ１、コイル・アンテナ２１、又はホイップ・アンテナ２２と送受信回路２３とのインピーダンス整合を行う。
【００２２】
図４及び図５は、間隔ｄの値に応じたマルチバンド対応アンテナ１の反射特性を示す図である。
これらの図を参照して、この形態のマルチバンド対応アンテナの反射特性について説明する。
図４では、High-Band板状素子１５とLow-Band板状素子１６との間隔ｄを１ｍｍ及び２ｍｍに設定した場合の反射特性（Ｓ１１特性）が示されている。ここで、間隔ｄを２ｍｍとした場合は、Low-Band板状素子１６の長さＬl を−１ｍｍとする一方、High-Band板状素子１５の長さＬh は、間隔ｄが１ｍｍの場合と同等とする。同図４に示すように、間隔ｄを２ｍｍとした場合よりも間隔ｄを１ｍｍとした場合のほうが、共振周波数が低くなっている。この場合、間隔ｄに関わらず、High-Band素子１５の長さＬh が同一であることから、間隔ｄを１ｍｍとしたほうが、マルチバンド対応アンテナ１を小型化できていることがわかる。
【００２３】
また、図５では、High-Band板状素子１５とLow-Band板状素子１６との間隔ｄを２ｍｍ、長さＬh を＋２ｍｍ、及び長さＬl を−２ｍｍとし、間隔ｄが１ｍｍ時の共振周波数と同一となるようにした場合の反射特性が示されている。同図５に示すように、共振周波数は同等になっているが、間隔ｄを１ｍｍとした場合のほうがインピーダンス特性が広帯域化されていることがわかる。よって、間隔ｄを１ｍｍとすることで、High-Band板状素子１５が小型化されると共に、インピーダンス特性が広帯域化される。
【００２４】
以上のように、この実施形態では、High-Band板状素子１５の開放端部１５ｐとLow-Band板状素子１６の開放端部１６ｐとを１ｍｍの間隔ｄで向かい合わせることで、High-Band板状素子１５の小型化、及びマルチバンド対応アンテナ１のインピーダンス特性の広帯域化が可能となり、実装面積低減による特性劣化を防止でき、良好な通信品質を保つことができる。
【００２５】
以上、この発明の実施形態を図面により詳述してきたが、具体的な構成は同実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更などがあっても、この発明に含まれる。
たとえば、給電部１２は、地板１１上の長端部に設けても良い。また、High-Band板状素子１５及びLow-Band板状素子１６は、地板１１に対して斜めに配置されていても、垂直の場合に準じた作用、効果が得られる。また、上記実施形態では、図１中のLow-Band素子１４は、High-Band素子１３の途中の部位から分岐してLow-Band板状素子１６と接続されているが、分岐せずに、給電部１２とLow-Band板状素子１６とを接続する構成としても、上記実施形態とほぼ同様の作用、効果が得られる（請求項４に対応）。また、携帯無線機２０は、携帯電話機に限定されず、たとえば、ＰＤＣ（Personal Digital Cellular ）などでも良い。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
この発明は、携帯電話機などの小型の携帯無線機に内蔵するためのマルチバンド対応アンテナ全般に適用できる。
【符号の説明】
【００２７】
１      マルチバンド対応アンテナ
１１      地板
１２      給電部
１３      High-Band（ハイバンド）素子（第１の線状素子）
１４      Low-Band（ローバンド）素子（第２の線状素子）
１５      High-Band板状素子（第１の板状素子）
１５ｐ      開放端部（第１の開放端部）
１６      Low-Band板状素子（第２の板状素子）
１６ｐ      開放端部（第２の開放端部）
１７      短絡線
２０      携帯無線機
ｄ      間隔
【図１】
2011155591.tif 000003
【図２】
2011155591.tif 000004
【図３】
2011155591.tif 000005
【図４】
2011155591.tif 000006
【図５】
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