(57)【要約】【課題】アンテナ効率の良好な小型のアンテナ装置を提供する。【解決手段】パターンアンテナ４１の導体パターンはジグザグ形状とし、この導体パターンの折り返し点４１ｂで接続される導体パターン４１ｃ、導体パターン４１ｄは鋭角に折り返して配線され、この折り返し点４１ｂが地板２の地板端部２ａに対して最も近接するように敷設されたものである。これにより、アンテナ装置１１と地板２との間での浮遊容量値を小さくでき、アンテナ装置１１の放射効率を大きくできる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、この基板の少なくとも一方面側に設けられた地板と、この地板の端部に隣接して設けられた地板不形成部と、この地板不形成部と前記不形成部の半対面側の少なくともいずれか一方に敷設された導体パターンで形成されたパターンアンテナと、このパターンアンテナの一方端に設けられた給電点とを備え、前記パターンアンテナはジグザグ形状とし、このパターンアンテナの折り返し点は前記パターンアンテナの導体が鋭角に折り返して配線されるとともに、前記端部に対して最も近接して敷設されたアンテナ装置。
【請求項２】
折り返し点に接続されたパターンアンテナの導体は、共に端部に対して傾斜して敷設された請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項３】
パターンアンテナの導体は基板の両面側に形成され、これらパターンアンテナの導体同士はスルーホールで接続された請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項４】
スルーホールは、基板側面に形成された請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項５】
給電点に接続された整合器と、この整合器の出力が接続された増幅器と、この増幅器の出力が接続された送信あるいは受信回路のいずれか一方とが設けられた請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項６】
入力手段と、この入力手段で入力された信号が供給される送信器と、この送信器の出力が接続される整合器と、この整合器の出力が接続されたアンテナとを備え、前記アンテナには請求項１に記載のアンテナ装置を用いた携帯機器。
【請求項７】
アンテナと、このアンテナの給電点に接続された整合器と、この整合器に接続された増幅器と、この増幅器の出力が接続された受信器と、この受信器の出力が接続された信号処理回路と、この信号処理回路の出力が接続された出力手段とを備え、前記アンテナには請求項１に記載のアンテナ装置を用い、給電点と整合器との間を接続する接続導体の長さは、前記増幅器と前記送信器との間を接続する接続導体の長さより短くした携帯機器。
【請求項８】
アンテナと、このアンテナに入力された高周波信号が入力される整合器と、この整合器の出力が接続された増幅器と、この増幅器の出力が接続された受信器と、この受信器の出力が接続された信号処理回路と、この信号処理回路の出力が接続された出力手段とを備え、前記アンテナには請求項１に記載のアンテナ装置を用い、前記整合器と増幅器との間を接続する接続導体の長さとは、前記増幅器と前記受信器との間を接続する接続導体の長さより短くした携帯機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機器に内蔵されるアンテナ装置とこれを用いた携帯機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
以下、従来のアンテナ装置について図面を用いて説明する。図８、図９は従来のアンテナ装置の正面図である。図８、図９において、基板１は四角形状をなした多層基板である。この基板１の表面の下側には、地板２が形成されている。一方基板１の表面の上側には、この地板２に隣接して地板不形成部３が設けられている。
【０００３】
そして図８に示すアンテナ装置では、地板不形成部３上に導体パターンにより形成されたメアンダ形式のパターンアンテナ４が設けられている。つまりパターンアンテナ４は、矩形形状であり、この矩形形状の導体パターンが複数個連結されて蛇行した形状となっているものである。パターンアンテナ４の一端には、給電点５が設けられる。これらの給電点５には受信回路が接続される。
【０００４】
ここで、基板１の面積を有効に利用するために、パターンアンテナ４における導体パターンの直線部６は、地板２の地板端部２ａとは平行となるように配線されている。
【０００５】
次に図９に示す他の従来のアンテナについて説明する。このような場合、パターンアンテナ７の直線部８が地板２の地板端部２ａとは平行となるように配線される。
【０００６】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【特許文献１】特開２００６−１１５１８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながらこのような従来のアンテナ装置においては、直線部６あるいは直線部８と地板端部２ａとの間が平行に配線されるので、パターンアンテナ４あるいはパターンアンテナ７と地板２とが対向する面積が大きくなり、直線部６あるいは直線部８と地板端部２ａとの間に浮遊容量を持つこととなる。そのためパターンアンテナ４あるいはパターンアンテナ７の容量性リアクタンス成分が増加してしまい、アンテナの放射効率が悪くなってしまうという課題を有している。直線部６あるいは直線部８と地板端部２ａとの距離を離せば浮遊容量は小さくできるが、基板１が大型化してしまうという問題が発生する。
【０００８】
そこで本発明は、この問題を解決したもので、放射効率の良好な小型のアンテナ装置を提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的を達成するために本発明のアンテナ装置におけるパターンアンテナの導体パターンはジグザグ形状とし、この導体パターンの折り返し点は鋭角に折り返して配線され、この折り返し点が地板の端部に対して最も近接するように敷設されたものである。これにより所期の目的を達成することができる。
【発明の効果】
【００１０】
以上のように本発明によれば、パターンアンテナの導体パターンはジグザグ形状とし、この導体パターンの折り返し点は鋭角に折り返して配線され、この折り返し点が地板の端部に対して最も近接するように敷設されたものであり、これにより地板端部と対向するのが折り返し点となるので、パターンアンテナとグランドとの間の浮遊容量を小さくすることができる。
【００１１】
従って、パターンアンテナの容量性リアクタンス成分の増加を防ぐことができ、放射効率の良好なアンテナを実現できることになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
（実施の形態１）
以下、本実施の形態について図面を用いて説明する。図５は本実施の形態におけるアンテナ装置１１を用いた携帯電話のブロック図であり、図６は同、アンテナ装置を用いた携帯電話の透視図である。
【００１３】
最初にこれらの図５、図６を用いて本実施の形態におけるアンテナ装置１１を用いた携帯電話１２（携帯機器の一例として用いた）について説明する。まずアンテナ装置１１には、テレビ放送信号とＦＭ放送信号（高周波信号の一例として用いた）が入力される。なお、本実施の形態におけるテレビ放送信号の周波数は９０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚであり、ＦＭ放送信号の周波数は７６ＭＨｚ〜１０８ＭＨｚである。
【００１４】
そして、このアンテナ装置１１の給電点１１ａには整合器１３が接続され、この整合器１３の出力が増幅器１４を介してテレビチューナ１５（受信器の一例として用いた）とＦＭチューナ１６（他の受信器の一例として用いた）に供給される。このとき整合器１３と増幅器１４は、テレビ放送信号とＦＭ放送信号の周波数に対して、アンテナ装置１１とテレビチューナ１５との間およびアンテナ装置１１とＦＭチューナ１６との間のインピーダンス整合を行う。
【００１５】
これらテレビチューナ１５とＦＭチューナ１６との出力は信号処理回路１７に接続されている。そしてこの信号処理回路１７には、液晶表示装置１８とスピーカ１９（共に出力手段の一例として用いた）およびマイク２０と入力キー２１（共に入力手段の一例として用いた）が接続されている。
【００１６】
マイク２０あるいは入力キー２１から入力された信号は、信号処理回路１７を介して送受信器２２へ供給され、この送受信器２２で例えば約９００ＭＨｚの周波数の信号へと変換されて出力される。この送受信器２２と送受信アンテナ２３との間には整合器２４が挿入される。この整合器２４によって、送受信器２２と送受信アンテナ２３との間でのインピーダンス整合が行われる。そして携帯電話１２にはこれらの各回路を駆動するための電源を供給する電源バッテリー２５が接続されている。
【００１７】
次に図６を用いて、携帯電話１２の構成について詳細に説明する。なお図６において図５と同じものは同じ番号を用いて、その説明は簡略化している。図６において、携帯電話１２は下ケース３１と上ケース３２よりなり、これら下ケース３１と上ケース３２とは、ヒンジ部３３によって開閉自在に取り付けられている。
【００１８】
ここでアンテナ装置１１、整合器１３、増幅器１４、テレビチューナ１５、ＦＭチューナ１６、信号処理回路１７、マイク２０、スピーカ１９、送受信器２２、整合器２４、送受信アンテナ２３は基板１上に装着されている。そして下ケース３１内には、上記回路が構成された基板１と電源バッテリー２５とが収納される。一方、上ケース３２内には液晶表示装置１８が収納される。そして液晶表示装置１８と基板１との間は、フレキシブル基板３４によって接続されている。
【００１９】
一般にこのような携帯機器では、携帯性の向上のために小型化の要求は大きい。一方本実施の形態に示したような携帯電話１２では、近年の機能ニーズの多様化に従って、電話に必要な回路（信号処理回路１７、液晶表示装置１８、スピーカ１９、マイク２０、入力キー２１、送受信器２２、送受信アンテナ２３、メモリなど）以外に多くの回路を収納することが要求される。たとえば、カメラ、ＧＰＳアンテナ、ＧＰＳ受信器や、外部メモリ用スロット、そしてさらにアンテナ装置１１、テレビチューナ１５、ＦＭチューナ１６などのような回路である。
【００２０】
さらに、液晶表示装置１８により発生するノイズがアンテナ装置１１へ入り、妨害が生じることも考慮が必要である。そこで、本実施の形態では図７に示すように、アンテナ装置１１とヒンジ部３３とが上から見て重ならないようにしておくことが望ましい。つまりヒンジ部３３内には液晶表示装置１８と接続されたフレキシブル基板３４が収納されており、このフレキシブル基板３４には液晶表示装置１８で発生するノイズが乗ることとなる。そこで、アンテナ装置１１とヒンジ部３３とが上から見て重ならないようにすることで、フレキシブル基板３４とアンテナ装置１１とが対向せず、ノイズがアンテナ装置１１へ流れ込み難くなる。
【００２１】
以上のように携帯機器の小型化と多機能化さらにはノイズ対策という相反するニーズへ対応するためには、携帯機器に内蔵される各回路の小型・薄型化は必須となる。そこで、本実施の形態におけるアンテナ装置１１は、基板１上に配線された導体パターンによるパターンアンテナ４１によるアンテナとし、さらにその導体パターンの長さは受信するテレビ放送信号あるいはＦＭ放送信号における波長に対して十分短くしている。なお、本実施の形態において、受信信号の波長は約４メートルから４０センチメートルの間であり、パターンアンテナ４１の導体パターンの全長は約１２センチメートルである。つまり、パターンアンテナ４１は、受信信号の波長１／４以下の長さのような非常に短いアンテナである。
【００２２】
ここで、このようなアンテナ装置１１では、アンテナ装置１１からテレビチューナ１５およびＦＭチューナ１６までの間でインピーダンス不整合が生じ、信号の伝達ロスが生じる。従って、この伝達ロスを少なくするために、整合器１３と増幅器１４は、アンテナ装置１１とテレビチューナ１５およびＦＭチューナ１６との間のインピーダンス整合を行う。しかしながら受信信号の波長に対して十分短いアンテナ装置１１では、抵抗成分が小さく、容量性インピーダンスが大きいためにインピーダンス整合をとることが難しく、容量性インピーダンスの増加はさらにインピーダンス不整合を生じさせる要因となる。その結果アンテナ装置１１の放射効率が悪くなる。また、アンテナ装置１１が携帯機器に内蔵されることで容量成分はさらに増加することとなり、アンテナ装置１１の放射効率はさらに低下する要因となる。そこで放射効率の低下を防ぐにはアンテナ装置１１の浮遊容量を小さくし、容量性インピーダンスを小さくする必要がある。
【００２３】
では以下に、このアンテナ装置１１について図面を用いて詳細に説明する。図１は第１の実施例におけるアンテナ装置１１の正面図である。図１において図５、図６と同じものは同じ番号を用いてその説明は簡略化している。図１において、基板１の表面の下側には、地板２が形成されている。また基板１の表面において、地板２の上側に地板端部２ａと隣接するように地板不形成部３が設けられている。
【００２４】
そしてこの地板不形成部３上には、ジグザグ形状の導体パターンによりパターンアンテナ４１が形成される。このパターンアンテナ４１の一端には給電点４１ａが設けられ、この給電点４１ａには整合器１３が接続されている。
【００２５】
ジグザグ形状である導体パターンは、複数箇所の折り返し点４１ｂを有する。そして地板不形成部３の限られた面積において、できる限り長い導体パターンを形成するために、折り返し点４１ｂにおいて導体パターン４１ｃと導体パターン４１ｄは鋭角に折り曲げられる。ここで、地板不形成部３には複数本の導体パターン４１ｃが地板端部２ａに対してほぼ直角となる方向に配線されている。そしてこれら隣り合う導体パターン４１ｃの上端と下端との間は、スルーホールを介して基板１の裏面側へ導出され、この裏面側において導体パターン４１ｄで接続される。このようにすることにより、導体パターン４１ｄは地板端部２ａに対して傾斜を有するように配線され、導体パターン４１ｃや導体パターン４１ｄは共に地板端部２ａに対して平行にはならず、これらの折り返し点４１ｂが地板端部２ａに対して最も近接するように配列されることとなる。
【００２６】
以上のように本実施の形態におけるアンテナ装置１１では、地板端部２ａに対し折り返し点４１ｂにおいて最も近接することになるので、パターンアンテナ４１と地板端部２ａとが平行に対向する幅が小さくできる。これによりパターンアンテナ４１と地板２との間に生じる浮遊容量を小さくすることができ、パターンアンテナ４１の容量性インピーダンスの増加を防ぐことができる。その結果、放射効率の良好なアンテナ装置１１が実現できる。
【００２７】
特に導体パターンの全長が受信信号の波長に対して十分短いアンテナ装置１１においては、インピーダンス整合を取ることが難しく、容量性インピーダンスの増加がインピーダンス不整合を生じさせる大きな要因になるため、その効果は大きいものとなる。
【００２８】
なお、本実施の形態では、図６に示すように整合器１３と増幅器１４とはパターンアンテナ４１と同じ表面側に形成され、テレビチューナ１５やＦＭチューナ１６は地板２の裏面側に形成される。このようにすることにより、給電点４１ａと整合器１３あるいは整合器１３と増幅器１４との間を短く配線できる。従って、このような短い配線では周波数によるインピーダンスの変動が小さくできるので、整合器１３および増幅器１４にて良好にインピーダンス整合を行うことができる。ここで増幅器１４は出力インピーダンスが５０オームに近く、テレビチューナ１５あるいはＦＭチューナ１６の入力インピーダンスに近いため、整合器１４とテレビチューナ１５との間や、整合器１４とＦＭチューナ１６との間の配線によるインピーダンス変動を小さくできる。
【００２９】
さらにまた、本実施の形態では地板２を基板１の表面側に設けたが、これは基板１の裏面側あるいは両面に形成しても良い。このような場合においてもアンテナ装置１１と地板２間での浮遊容量を小さくできる。
【００３０】
さらにまた、本実施の形態では複数本の導体パターン４１ｃが地板端部２ａに対してほぼ直角となる方向に配線されているが、導体パターン４１ｄと同じように地板端部２ａに対して傾斜を有するように配線されてもよい。この場合も導体パターン４１ｃや導体パターン４１ｄは共に地板端部２ａに対して平行にはならず、同じ効果が得られる。
【００３１】
本実施の形態では、アンテナ装置１１は受信用のアンテナであるが、これは送信用や送受信用のアンテナに用いても良い。例えば９００ＭＨｚの信号を送受信する場合には、パターンアンテナの導体パターンはもっと短くても良い。このようにすれば、携帯電話などにも用いることができる。
【００３２】
次に図２は第２の実施例におけるアンテナ装置１１の正面図である。この第２の実施例におけるアンテナ装置１１では、第１の実施例に対しパターンアンテナ４１の導体パターンの形状が異なっているのみである。具体的には、アンテナ装置１１の導体パターン４１ｅおよび導体パターン４１ｆは共に地板端部２ａに対して傾斜して配線されている。
【００３３】
第２の実施例によれば、実施例１と同じ長さの導体パターンを配線する場合において、折り返し点４１ｂが地板端部２ａへ接近する回数が少なくなる。従って、第１の実施例よりもアンテナ装置１１と地板２間の浮遊容量を小さくできるので、さらにアンテナ装置１１の容量性インピーダンスの増加を防ぐことができる。
【００３４】
また、第２の実施例においては、アンテナ装置１１の縦方向に対向（図２における左側）して第２の地板２ｂが設けられている。そしてこの地板２ｂの地板端部２ｃに対しては、折り返し点４１ｇが最も近接することとなる。従ってたとえアンテナ装置１１の２方向に地板２、地板２ｂがあっても、このように折り返し点４１ｂおよび４１ｇを設けることで、アンテナ装置１１の容量性インピーダンスの増加を防ぐことができ、放射効率の良好なアンテナ装置１１が実現できる。
【００３５】
次に図３は第３の実施例におけるアンテナ装置１１の正面図である。この第３の実施例におけるアンテナ装置１１では、第２の実施例に対しパターンアンテナ４１のスルーホールを形成する位置が異なっているのみである。具体的には、アンテナ装置１１の基板１の外形に面する位置に、スルーホール４１ｈを基板１の側面に設けたものである。
【００３６】
これにより、基板外形側の折り返し点４１ｉが基板１の外形の位置となるので、地板不形成部３の面積を有効に使用できる。つまり実施例２と同じ長さの導体パターンを配線する場合に、地板不形成部３の面積を小さくできることとなる。従って、基板１の面積を有効に利用することができ、携帯電話１２の小型化や多機能化に貢献できる。
【００３７】
最後に図４は第４の実施例におけるアンテナ装置１１の正面図である。この第４の実施例におけるアンテナ装置１１は、第２の実施例に対しパターンアンテナ４１を片面で形成した点が異なっている。具体的には、導体パターン４１ｅ、導体パターン４１ｆは共に基板１の表面に配線される。この場合においても少なくとも従来のメアンダ形状のアンテナに比べて、浮遊容量が少なくなる。つまり、折り返し点４１ｂ、折り返し点４１ｇで地板２、地板２ｂと近接するだけであるので、アンテナ装置１１の容量性インピーダンスの増加を防ぐことができ、放射効率の良好なアンテナ装置１１が実現できる。
【００３８】
また、第４の実施例においても地板不形成部３の面積を有効に利用でき、携帯電話１２の小型化や多機能化に貢献できる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明にかかるアンテナ装置は、小型ながら効率の良好なアンテナを得るという効果を有し、特に携帯電話などの機器に用いられるアンテナ等に用いると有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施の形態の第１の実施例におけるアンテナ装置の正面図
【図２】同、第２の実施例におけるアンテナ装置の正面図
【図３】同、第３の実施例におけるアンテナ装置の正面図
【図４】同、第４の実施例におけるアンテナ装置の正面図
【図５】本発明の実施の形態における携帯電話の回路ブロック図
【図６】同、側面からの透視図
【図７】同、正面図
【図８】従来のアンテナ装置の正面図
【図９】従来のアンテナ装置の正面図
【符号の説明】
【００４１】
１  基板
２  地板
２ａ  地板端部
３  地板不形成部
４１  パターンアンテナ
４１ａ  給電点
４１ｂ  折り返し点
４１ｃ  導体パターン
４１ｄ  導体パターン
【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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