(57)【要約】【課題】  簡単な構成で複数の周波数帯に対応可能とする。【解決手段】  第１及び第２エレメント４、５がいずれも共通エレメント３に接続され、給電部２からの給電を受けることができる。一例として、第１エレメント４と第２エレメント５は、互いに直線的に接続されて異なる水平方向に延設されている。また、第１及び第２エレメント４、５にて湾曲または屈曲した部位を設けることで、モノポールアンテナ１０の形状を端末装置の筐体形状に適合させてもよい。また、第１エレメント４と第２エレメント５は、例えば互いに直角に接続されるなど、所定の角度で接続されてもよい。【選択図】  図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
無線通信システムからの給電を受ける給電端を有するとともに、無線周波数信号を伝送する共通エレメントと、
第１の線路長を有し、一端が前記共通エレメントに接続され、他端が開放された第１エレメントと、
前記第１の線路長とは異なる第２の線路長を有し、一端が前記共通エレメントに接続され、他端が開放された第２エレメントとを備え、
前記第１及び第２エレメントと前記共通エレメントとの接続部分において、前記第１エレメントと前記第２エレメントとの間が直線的に接続されている、
ことを特徴とするマルチバンドモノポールアンテナ。
【請求項２】
前記共通エレメントは、前記給電端から垂直上方向に延設され、
前記第１及び第２エレメントは、互いに異なる水平方向に延設されている、
ことを特徴とする請求項１に記載のマルチバンドモノポールアンテナ。
【請求項３】
前記第１及び第２エレメントのうち少なくともいずれか一方が、湾曲または屈曲した部位を有する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載のマルチバンドモノポールアンテナ。
【請求項４】
前記第１及び第２エレメントのうち少なくともいずれか一方が、メアンダ状に形成されている、
ことを特徴とする請求項１、２または３に記載のマルチバンドモノポールアンテナ。
【請求項５】
前記第１及び第２エレメントのうち少なくともいずれか一方において、少なくとも一部が誘電材料からなる基体の表面または内部に配置されている、
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のマルチバンドモノポールアンテナ。
【請求項６】
無線通信システムからの給電を受ける給電端を有するとともに、無線周波数信号を伝送する共通エレメントと、
第１の線路長を有し、一端が前記共通エレメントに接続され、他端が開放された第１エレメントと、
前記第１の線路長とは異なる第２の線路長を有し、一端が前記共通エレメントに接続され、他端が開放された第２エレメントとを備え、
前記第１及び第２エレメントと前記共通エレメントとの接続部分において、前記第１エレメントと前記第２エレメントとの間が直角に接続されている、
ことを特徴とするマルチバンドモノポールアンテナ。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、複数の周波数帯に対応して共用することができるマルチバンドモノポールアンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信システムの多様化に伴って使用する周波数帯が増加していることに適合するためのアンテナとして、複数の共振周波数特性を有するストリップアンテナが提案されている（例えば、宇川  祐介、“誘電体基板上にプリントされた多周波ストリップアンテナの研究”、［online］、平成１４年９月１３日、東海大学工学部電気系研究企画委員会、［平成１６年３月１７日検索］、インターネット＜http://www.denkikei.u-tokai.ac.jp/yokou02%5CA%5CA2.pdf＞、以下「非特許文献１」という。）。
【０００３】
また、相互に異なる共振周波数を有する１／４波長モノポールアンテナを複数実装するために、相互に異なるコイル径やコイル長を有するヘリカルコイルを同心円上に配置することも考えられる（例えば、米国特許第６２８８６８１号明細書）。
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
非特許文献１に記載の技術では、アンテナ素子が誘電体基板上に分離して配置されている。このため、誘電体基板などの基板上にアンテナ素子を配置しなければならず、設計上の制約が大きくなるという問題があった。
【０００５】
また、相互に異なるコイル径やコイル長を有する複数のヘリカルコイルを同心円上に配置する場合には、各コイル間にて干渉が生じる。こうした干渉は設計段階で予測することが難しく、また、干渉により性能が劣化するという問題があった。
【０００６】
この考案は、上記実状に鑑みてなされたものであり、簡単な構成で複数の周波数帯に対応して共用することができ、設計も容易なマルチバンドモノポールアンテナ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、この考案の第１の観点にかかるマルチバンドモノポールアンテナは、無線通信システムからの給電を受ける給電端を有するとともに、無線周波数信号を伝送する共通エレメントと、第１の線路長を有し、一端が前記共通エレメントに接続され、他端が開放された第１エレメントと、前記第１の線路長とは異なる第２の線路長を有し、一端が前記共通エレメントに接続され、他端が開放された第２エレメントとを備え、前記第１及び第２エレメントと前記共通エレメントとの接続部分において、前記第１エレメントと前記第２エレメントとの間が直線的に接続されている、ことを特徴とする。
【０００８】
こうした構成によれば、例えば２つの異なる周波数帯といった、複数の周波数帯に対応してアンテナを共用することができる。また、第１及び第２エレメントがいずれも共通エレメントに接続されて給電端からの給電を受けることができるので、簡単な構成で複数の周波数帯に対応することができ、実装面積の低減や装置の小型化を図ることもできる。第１及び第２エレメントは互いに直線的に接続されているので、各エレメント間で生じる干渉を抑制することができ、設計の困難さを解消することができる。
【０００９】
前記共通エレメントは、前記給電端から垂直上方向に延設され、前記第１及び第２エレメントは、互いに異なる水平方向に延設されていることが望ましい。
【００１０】
前記第１及び第２エレメントのうち少なくともいずれか一方が、湾曲または屈曲した部位を有していてもよい。
【００１１】
前記第１及び第２エレメントのうち少なくともいずれか一方が、メアンダ状に形成されていてもよい。
【００１２】
前記第１及び第２エレメントのうち少なくともいずれか一方において、少なくとも一部が誘電材料からなる基体の表面または内部に配置されていてもよい。
【００１３】
この考案の第２の観点にかかるマルチバンドモノポールアンテナは、無線通信システムからの給電を受ける給電端を有するとともに、無線周波数信号を伝送する共通エレメントと、第１の線路長を有し、一端が前記共通エレメントに接続され、他端が開放された第１エレメントと、前記第１の線路長とは異なる第２の線路長を有し、一端が前記共通エレメントに接続され、他端が開放された第２エレメントとを備え、前記第１及び第２エレメントと前記共通エレメントとの接続部分において、前記第１エレメントと前記第２エレメントとの間が直角に接続されている、ことを特徴とする。
【考案の効果】
【００１４】
本考案によれば、簡単な構成で複数の周波数帯に対応することができる。また、設計の困難さを解消することもできる。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、図面を参照して、この考案の実施形態にかかるマルチバンドモノポールアンテナについて詳細に説明する。図１は、この考案の一実施形態として、マルチバンドに対応したモノポールアンテナ１０の構成例を示す図である。図１に示すように、モノポールアンテナ１０は、平面導体地板（グランドプレーン）１と、給電部２と、共通エレメント３と、第１及び第２エレメント４、５とを備えている。
【００１６】
グランドプレーン１は、例えば矩形といった、所定の形状を有する平面状の導体板である。給電部２は、共通エレメント３の一端に配置されており、中心導体２Ａと、中心導体２Ａ及びグランドプレーン１の間にて中心導体２Ａと同軸状に形成された絶縁体２Ｂとを備えて構成される。例えば、給電部２は、無線通信システムと接続されて給電を受けるとともに、無線周波数（ＲＦ；Radio Frequency）信号を伝送する。
【００１７】
共通エレメント３は、給電部２が配置された一端とは異なる他端において、第１及び第２エレメント４、５と接続されている。例えば、共通エレメント３は、給電部２を下端として垂直上方向に延設される。第１及び第２エレメント４、５は、共通エレメント３との接続部分において、第１エレメント４と第２エレメント５との間が直線的に接続されている。例えば、第１及び第２エレメント４、５は、モノポールアンテナ１０において互いに異なる水平方向に延設されている。第１及び第２エレメント４、５において共通エレメント３と接続された一端とは異なる他端は、開放されている。第１及び第２エレメント４、５は、モノポールアンテナ１０が接続される無線通信システムにて使用される周波数帯に対応して、互いに異なる線路長を有している。
【００１８】
具体的な一例として、共通エレメント３の線路長を１８ｍｍ（ミリメートル）とし、第１及び第２エレメント４、５の線路長を、それぞれ４０ｍｍ、５５ｍｍとする。この場合、共通エレメント３及び第１エレメント４の経路長により、ＧＰＳ（Global Positioning System）が使用する帯域である１．５ＧＨｚ帯において共振が生じる。また、共通エレメント３及び第２エレメント５の経路長により、移動電話装置用のセルラーシステムが使用する帯域である９００ＭＨｚ帯において共振が生じる。図２は、図１に示すような構成を有するモノポールアンテナ１０のインピーダンス特性を示している。
【００１９】
こうしたモノポールアンテナ１０の特性によって、例えば２つの異なる周波数帯といった、複数の周波数帯に対応してモノポールアンテナ１０を共用することができる。また、第１及び第２エレメント４、５がいずれも共通エレメント３に接続され、給電部２からの給電を受けることができるので、複数の周波数帯に対応して共用される場合であっても無線通信システムにおける給電用の回路は単一の回路で構成することが可能になり、簡単な構成で複数の周波数帯に対応することができる。また、複数の周波数帯に対応して共用できる構成として共通エレメント３を配置したことにより、全体の実装面積が低減し、装置の小型化が可能になる。加えて、第１エレメント４と第２エレメント５は、互いに直線的に接続されて異なる水平方向に延設されることで、各エレメント間で生じる干渉を抑制することができ、相互干渉によるアンテナ特性に関する設計値と実測値との差異を低減して、設計の困難さを解消することができる。
【００２０】
図３は、例えば移動電話装置といった移動体通信端末に、モノポールアンテナ１０を適用する場合における具体的な構成の一例を示す図である。ここで、図３（Ａ）は、モノポールアンテナ１０の正面図であり、図３（Ｂ）は、モノポールアンテナ１０の左側面図である。
【００２１】
移動体通信端末に実装する場合には、モノポールアンテナ１０の形状を端末装置の筐体形状に適合させることで、モノポールアンテナ１０を端末内部に実装することが可能になり、端末装置の小型化を図ることができる。そこで、例えば図３に示すように、第１及び第２エレメント４、５にて湾曲または屈曲した部位を設けることで、モノポールアンテナ１０の形状を端末装置の筐体形状に適合させ、端末内部への実装を可能にする。図３に示す例では、第１エレメント４に１つの湾曲部４Ａと１つの屈曲部４Ｂが形成されており、第２エレメント５に１つの湾曲部５Ａが形成されている。図４は、図３に示すような形状に構成したモノポールアンテナ１０のインピーダンス特性を示している。図４に示されたインピーダンス特性によると、図３に示すような形状に構成したモノポールアンテナ１０は、８７０ＭＨｚ付近と１．６ＧＨｚ付近に、共振周波数を有していることが分かる。
【００２２】
以上説明したように、この考案によれば、複数の周波数帯に対応して簡単な構成のモノポールアンテナ１０を共用することができる。また、第１及び第２エレメント４、５は、共通エレメント３との接続部分において、互いに直線的に接続され、異なる水平方向に延設されているので、各エレメント間での干渉を抑制することができ、設計の困難さを解消することができる。
【００２３】
この考案は、上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変形及び応用が可能である。例えば、第１及び第２エレメント４、５のうち少なくともいずれか一方は、メアンダ状に形成されていてもよい。図５は、第１及び第２エレメント４、５の双方がメアンダ状に形成された一例を示している。
【００２４】
また、第１及び第２エレメント４、５のうち少なくともいずれか一方において、エレメント導体の一部または全部が誘電材料からなる基体の表面または内部に配置されていてもよい。この場合、誘電材料内部及び誘電材料表面では電磁波の伝搬速度が遅くなり波長短縮が生じる。これにより、第１及び第２エレメント４、５の実効線路長を短縮することができ、モノポールアンテナ１０全体をさらに小型化することが可能になる。図６は、第１及び第２エレメント４、５の双方において、一部が誘電材料からなる基体４１、５１の表面に配置された一例を示している。また、図７は、第１及び第２エレメント４、５の全体が、誘電材料からなる基体６１の内部に配置された一例を示している。
【００２５】
ここで、誘電材料からなる基体としては、板状に形成されたものであってもよいし、ロッド状に構成された中空部分に第１及び第２エレメント４、５のいずれかを差し込むようなものであってもよい。さらには、第１及び第２エレメント４、５のうち少なくともいずれか一方の表面に誘電材料からなる被膜が形成されたものであってもよい。また、基体として使用される誘電材料としては、酸化バリウム、酸化アルミニウム、シリカを主成分とするもの、例えば、酸化鉛、酸化硼素などを含む酸化鉛系ガラス、酸化ビスマス、酸化亜鉛、酸化硼素、酸化カルシウムを含む酸化ビスマス系ガラスなど、あるいは、誘電体フィラーを含んだエポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、フェノール樹脂、ビニルエステル樹脂などといった高誘電率樹脂などであってもよいし、酸化チタン、酸化ネオジウムを主成分とする誘電材料、ニッケル、コバルト、鉄を主成分とする磁性材料、あるいは誘電材料と磁性材料とを組み合わせたものであってもよい。
【００２６】
上記実施形態では、第１及び第２エレメント４、５と共通エレメント３との接続部分において、第１エレメント４と第２エレメント５との間が直線的に接続されるものとして説明した。しかしながら、この考案はこれに限定されるものではなく、例えば第１エレメント４と第２エレメント５との間が直角に接続されるといった、所定の角度で第１及び第２エレメント４、５が接続されたものであってもよい。
【００２７】
図８は、第１及び第２エレメント４、５と共通エレメント３との接続部分において、第１エレメント４と第２エレメント５との間が直角に接続された一構成例を示している。ここで、図８（Ａ）はモノポールアンテナ１０の正面図であり、図８（Ｂ）は、モノポールアンテナ１０の上面図であり、図８（Ｃ）はモノポールアンテナ１０を右上方から見た斜視図である。
【００２８】
すなわち、第１及び第２エレメント４、５は、各エレメント間で生じる干渉の程度を考慮しながら、任意の配置で共通エレメント３に接続されたものであればよい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】この考案の一実施形態にかかるモノポールアンテナの構成例を示す図である。
【図２】図１に示すモノポールアンテナのインピーダンス特性を示す図である。
【図３】モノポールアンテナを移動体通信端末に適用する場合における具体的な構成の一例を示す図である。
【図４】図３に示すような形状に構成したモノポールアンテナのインピーダンス特性を示す図である。
【図５】第１及び第２エレメントの双方がメアンダ状に形成された一例を示す図である。
【図６】第１及び第２エレメントの双方において、一部が誘電材料からなる基体の表面に配置された一例を示す図である。
【図７】第１及び第２エレメントの全体が、誘電材料からなる基体の内部に配置された一例を示す図である。
【図８】第１及び第２エレメントの間が直角に接続された一構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００３０】
１…平面導体地板（グランドプレーン）、２…給電部、２Ａ…中心導体、２Ｂ…絶縁体、３…共通エレメント、４…第１エレメント、５…第２エレメント、１０…モノポールアンテナ、４１…基体、５１…基体、６１…基体
【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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