(57)【要約】【課題】小型化および周波数特性の広帯域化が可能なアンテナ装置を得る。【解決手段】第１導体板１を設置した第１誘電体筐体６および第２導体板２を設置した第２誘電体筐体７を折り畳み可能に構成し、それら第１誘電体筐体６または第２誘電体筐体７の内部に第１導体板１および第２導体板２に高周波電圧を印加する高周波電源５を設置するようにしたので、第１導体板１、第２導体板２および高周波電源５によりダイポールアンテナを構成することができ、回路基板である第１導体板１および第２導体板２を放射素子としてそのまま利用することができるため、従来のアンテナ装置のように放射素子を別途設置する必要がなく、無線装置を小形化することができる。また、ダイポールアンテナは、太さや幅と共に帯域が広がる特性を持つため、従来のアンテナ装置と比較して周波数特性を広帯域化することができる。【選択図】        図１
2004208219.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線装置に搭載されたアンテナ装置において、
第１誘電体筐体に係合され、折り畳みまたはスライド可能に構成された第２誘電体筐体と、
上記第１誘電体筐体の内部に設置された第１導体板と、
上記第２誘電体筐体の内部に設置された第２導体板と、
上記第１誘電体筐体または上記第２誘電体筐体の内部に設置され、上記第１導体板および上記第２導体板に高周波電圧を印加する高周波電源とを備えたことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
無線装置に搭載されたアンテナ装置において、
第１誘電体筐体に係合され、折り畳みまたはスライド可能に構成された第２誘電体筐体と、
上記第２誘電体筐体に係合され、折り畳みまたはスライド可能に構成された第３誘電体筐体と、
上記第１誘電体筐体の内部に設置された第１導体板と、
上記第２誘電体筐体の内部に設置された第２導体板と、
上記第３誘電体筐体の内部に設置され、上記第２導体板に電気的に接続された第３導体板と、
上記第１誘電体筐体または上記第２誘電体筐体の内部に設置され、上記第１導体板および上記第２導体板に高周波電圧を印加する高周波電源とを備えたことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項３】
無線装置に搭載されたアンテナ装置において、
第１誘電体筐体に係合され、折り畳みまたはスライド可能に構成された第２誘電体筐体と、
上記第２誘電体筐体に係合され、折り畳みまたはスライド可能に構成された第３誘電体筐体と、
上記第１誘電体筐体の内部に設置された第１導体板と、
上記第２誘電体筐体の内部に設置された第２導体板と、
上記第３誘電体筐体の内部に設置され、その第３誘電体筐体の上記第２誘電体筐体への収納時に、上記第２導体板に概略平行に配置され且つその第２導体板に電気的に非接続にされた第３導体板と、
上記第１誘電体筐体または上記第２誘電体筐体の内部に設置され、上記第１導体板および上記第２導体板に高周波電圧を印加する高周波電源とを備えたことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項４】
第３誘電体筐体の第２誘電体筐体からの展開時に、第３誘電体筐体が所望の位置で固定されることを特徴とする請求項２または請求項３記載のアンテナ装置。
【請求項５】
第３導体板は、メアンダ形状であることを特徴とする請求項２から請求項４のうちのいずれか１項記載のアンテナ装置。
【請求項６】
第３導体板は、１つまたは複数のスロットを有することを特徴とする請求項２から請求項４のうちのいずれか１項記載のアンテナ装置。
【請求項７】
第３導体板は、１つまたは複数のスリットを有することを特徴とする請求項２から請求項４のうちのいずれか１項記載のアンテナ装置。
【請求項８】
複数の導電線からなり、第１導体板と第２導体板とを電気的に接続する導電線束と、
上記導電線束のインピーダンスを使用周波数帯域において高める高インピーダンス化部とを備えたことを特徴とする請求項１から請求項７のうちのいずれか１項記載のアンテナ装置。
【請求項９】
高インピーダンス化部は、
第１導体板または第２導体板と導電線束の一部とが概略平行に設置され、その平行に設置された部分の電気長が使用周波数帯域の１／４波長程度の長さを有しており、導電線束の終端は、第１導体板および第２導体板とそれぞれ高周波において導通され、導電線束の一部が第１導体板または第２導体板と終端短絡のマイクロストリップラインを形成したものであることを特徴とする請求項８記載のアンテナ装置。
【請求項１０】
導電線束と並列に配置され、第１導体板と第２導体板とを電気的に接続する導電線と、
上記導電線に直列に接続された誘導性または容量性の負荷とを備えたことを特徴とする請求項８または請求項９記載のアンテナ装置。
【請求項１１】
第１導体板および第２導体板の長手方向の長さが使用周波数帯域の１／４波長程度であることを特徴とする請求項１から請求項１０のうちのいずれか１項記載のアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、携帯テレビ端末および携帯電話端末等の移動体無線装置に搭載されたアンテナ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の無線装置に搭載されたアンテナ装置としては、筐体の内部に、２個の細長のヘリカルコイル素子と基板とが設置され、それら２個のヘリカルコイル素子がそれぞれ筐体内部の上部に互いに傾斜して設置され、端部が基板に固定して配置された構造のものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−１３８５１３公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来のアンテナ装置は以上のように構成されているので、筐体に回路基板の他にアンテナ専用のヘリカルコイル素子（放射素子）を別途設置する必要があり、アンテナ装置の設置場所または設置スペースの条件によっては設置が困難になってしまう。また、筐体全体の小型化が困難になり、コストがかかってしまう。さらに、アンテナ装置は、低い周波数で使用しようとするとサイズが物理的に大きくなってしまう。そのためアンテナ装置を筐体内に内蔵化する際の小型化に伴い周波数特性の狭帯域化や放射効率の劣化が生じてしまうなどの課題があった。
【０００５】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、小型化、周波数特性の広帯域化および低い周波数で使用した際の諸特性を向上可能なアンテナ装置を得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るアンテナ装置は、第１誘電体筐体に係合され、折り畳みまたはスライド可能に構成された第２誘電体筐体と、第１誘電体筐体の内部に設置された第１導体板と、第２誘電体筐体の内部に設置された第２導体板と、第１誘電体筐体または第２誘電体筐体の内部に設置され、第１導体板および第２導体板に高周波電圧を印加する高周波電源とを備えたものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による無線装置に搭載されたアンテナ装置を示す正面図であり、図において、第１導体板１は、第１誘電体筐体６の内部に設置され、第２導体板２は、第２誘電体筐体７の内部に設置され、第１導体板１と第２導体板２は共に無線装置の回路基板である。第１導体板１は、無線装置の使用時に上側に配置され、第１導体板１上には図示されていない、スピーカーおよびディスプレイ等が配置されている。第２導体板２は、無線装置の使用時に下側に配置され、第２導体板２上には図示されていないＲＦ回路、バッテリー、マイクおよびキーボード等が配置されている。無線装置は、第１誘電体筐体６と第２誘電体筐体７とが図示されていない開閉可能な機構により接続することで構成される。高周波電源５は、第２誘電体筐体７内にあり、第１導体板１と第２導電板２に対して高周波電圧を印加するものである。
上記のように構成された無線装置では、第１導体板１と第２導体板２との間に、主にディスプレイおよびスピーカーを動作させるための配線が必要である。導電線束３は、これら配線を束ねて構成される。導電線束３は、コネクタ４により第１導体板１および第２導体板２にそれぞれ接続される。コネクタ４には図示されていない容量素子があり、導電線束３内の配線はコネクタ４内の容量素子を介して第１導体板１および第２導体板２と短絡される。この容量素子は、導電線束３の各配線上に流れる高周波電流が第１導体板１および第２導体板２上の回路に流れ込むのを防ぐ動作をし、導電線束３は高周波においてのみ第１導体板１および第２導体板２と短絡状態となる。通常、導電線束３内の配線の数は４０から８０程度となる。誘電体スペーサー８は、導電線束３と第２導体板２との間に位置し、導電線束３と第２導体板２との間隔を第２導体板２上で均一に保っている。
導電線９は、その導電線束３と並列に配置され、第１導体板１と第２導体板２とを電気的に接続するものである。その導電線９には直列に図示されていない誘導性または容量性の負荷が接続されている。
【０００８】
次に動作について説明する。
このアンテナ装置は、第１導体板１、第２導体板２および高周波電源５から構成されるダイポールアンテナとして動作する。このアンテナ装置では、回路基板である第１導体板１と第２導体板２とを放射素子としてそのまま利用しているため、従来の無線装置に搭載されたアンテナ装置のように放射素子を別途設置する必要がなく、無線装置を小形化することができる。また、このアンテナ装置は、従来の放射素子を別途設置し内蔵化するアンテナ装置と比較して周波数特性が広帯域である。これはダイポールアンテナは、太さや幅と共に帯域が広がる特性を持つため、このアンテナ装置のように回路基板をそのまま放射素子として利用することで幅の広い放射素子を備えたダイポールアンテナとなるからである。
【０００９】
ダイポールアンテナの諸特性に影響を与えないようにするためには、第１導体板１と第２導体板２とを接続する導電線束３のインピーダンスを使用周波数帯域において十分に高める必要がある。理想的には∞Ωである。そこで、第２導体板２と導電線束３との間に誘電体スペーサー８を挿入し、第２導体板２と導電線束３とを均一間隔に保ち、そして、均一にする導電線束３のコネクタ４から第２導体板２の端面までの長さｌ（エル）を使用周波数帯域の中心周波数の波長（電気長）をλとすれば、λ／４程度とし、導電線束３はコネクタ４の部分で高周波において短絡される。すなわち、長さｌ分の終端短絡マイクロストリップラインを形成すれば良い。ｌをλ／４程度の電気長に設定することで導電線束３のインピーダンスを高めることができる。
【００１０】
また、第１導体板１および第２導体板２間には、それらを電気的に接続する導電線９を設けても良い。導電線９には、直列に誘導性または容量性の負荷が接続されており、第１導体板１上と第２導体板２上に流れる高周波電流位相を変化させることができる。これによって、放射パターンを変化させることができ、ダイバーシティアンテナとして用いることができる。また、人が無線端末を使用する際には、人体方向へ弱電界が発生するように放射パターンを変化させることで、電磁波の人体への影響を抑えることもできる。
なお、図１では、第１誘電体筐体６に第２誘電体筐体７が折り畳み可能に設けられたものを示したが、第１誘電体筐体６に第２誘電体筐体７がスライド可能に設けられたものであっても良い。
また、第２導体板２に長さｌ分の終端短絡マイクロストリップラインを形成したものを示したが、その長さｌ分の終端短絡マイクロストリップラインは、第１導体板に形成しても良い。
【００１１】
実施の形態２．
図２はこの発明の実施の形態２による無線装置に搭載されたアンテナ装置を示す正面図、図３から図５はアンテナ装置の各種形態を示す側面図であり、図において、第２誘電体筐体７の下側に第３誘電体筐体１１があり、第３誘電体筐体１１の内側には第３導体板１０がある。第３導体板１０は、第２導体板２とジョイント１２を介して電気的に導通しており、ジョイント１２は、図３から図５に示すように、第３誘電体筐体１１が第２誘電体筐体７に対して開閉可能となる接続機構である。なお、図３から図５には図示されていないが、第１導体板１、第２導体板２、第３導体板１０は、それぞれ第１誘電体筐体６、第２誘電体筐体７、第３誘電体筐体１１に覆われている。ジョイント１２は、図２、図３のように第３導体板１０が第２導体板２に対し概略１８０°の位置、図４のように９０°の位置、図５のように０°の位置でそれぞれ固定できるような構造を有する。
その他の構成については、上記実施の形態１の図１で示したアンテナ装置と同一である。
【００１２】
次に動作について説明する。
図３は上記実施の形態１の図１で示したアンテナ装置と比較し、第２導体板２に第３導体板１０が電気的接続されているため、上記実施の形態１のダイポールアンテナに比べ長さが長くなり、共振周波数は上記実施の形態１のアンテナ装置よりも低い周波数へと移行し、上記実施の形態１のアンテナ装置よりも低い周波数で使用できる。
また、図４に示したように、第３導体板１０を第２導体板２と電気的に接続させたまま、第２誘電体筐体７と第３誘電体筐体１１とをジョイント１２を介して折り曲げることにより、無線装置を自立させることのできる固定台としての機能を持たせることが可能である。人体は電気的にロス体で構成されているため、人体により保持されるとアンテナ装置の放射効率は劣化する。例えば、無線装置がＴＶ鑑賞機能等を持ち、使用目的が一方的な受信に限られる時には放射効率劣化の防止に寄与する。なお、この図４の状態であっても図３の状態と同様に低い周波数で使用することが可能となる。図５は第３導体板１０を含む第３誘電体筐体１１を収納している状態であり、無線装置全体のコンパクト化が図られ美観が良くなると同時に携帯性に優れる。
なお、図２から図５では、第１誘電体筐体６、第２誘電体筐体７および第３誘電体筐体１１が折り畳み可能に設けられたものを示したが、第１誘電体筐体６、第２誘電体筐体７および第３誘電体筐体１１がスライド可能に設けられたものであっても良い。
【００１３】
実施の形態３．
図６はこの発明の実施の形態３による無線装置に搭載されたアンテナ装置を示す正面図であり、図において、第３導体板１３は、複数のスリット１３ａを有するメアンダ形状に形成されたものである。第３導体板１３の物理寸法は、第２導体板２以下である。
その他の構成については、上記実施の形態２の図２で示したアンテナ装置と同一である。
【００１４】
次に動作について説明する。
ダイポールアンテナの放射は、ダイポール長手方向に流れる電流に寄与される。この実施の形態３では、限られたアンテナ設置スペースの中でダイポール長手方向の電気長を長くするため、第３導体板１３をメアンダ形状としている。ダイポールアンテナ短手方向にスリット１３ａを入れるメアンダ構造にすることにより、物理スペースは小形化しながらも、ダイポールアンテナ長手方向に対する電気長を長く取ることが可能となる。
なお、図６では第３導体板１３をスリット１３ａを入れるメアンダ構造にしたが、スロットを入れても良く、同様に物理スペースは小形化しながらも、ダイポールアンテナ長手方向に対する電気長を長く取ることが可能となる。
【００１５】
実施の形態４．
図７および図８はこの発明の実施の形態４による無線装置に搭載されたアンテナ装置の各種形態を示す側面図であり、図示されていないが、第１導体板１、第２導体板２、第３導体板１３はそれぞれ第１誘電体筐体６、第２誘電体筐体７、第３誘電体筐体１１にそれぞれ覆われており、第３誘電体筐体１１に対し第２誘電体筐体７は概略平行にスライド移動が可能となる機構を有している。
図７は第３誘電体筐体１１が収納状態、図８は第３誘電体筐体１１が展開状態をそれぞれ示したものである。上記実施の形態２の図５で示したアンテナ装置と異なる部分は、図５では第３誘電体筐体１１の収納状態において、第２導体板２と第３導体板１０とがジョイント１２により電気的に導通がなされており、図７では第３誘電体筐体１１の収納状態において、第２導体板２と第３導体板１３とがジョイント１４，１５の解離により電気的に導通がなされていない点である。なお、図８の展開状態では、第２導体板２と第３導体板１３とがジョイント１４，１５の接続により電気的に導通がなされている。
【００１６】
次に動作について説明する。
図７に示した収納状態では、第１導体板１、第２導体板２に対し、第３導体板１３が概略平行に配置されているため、第２導体板２と第３導体板１３との間隔を調整することにより、第３導体板１３が非励振素子として動作する。このため、上記実施の形態２の効果に加え、第３導体板１３が収納された状態において広帯域特性が得られるという利点が生じる。また、図８の展開状態では上記実施の形態２と同様である。
【００１７】
なお、第３導体板１３は、上記実施の形態２のように板状であっても、上記実施の形態３のようにメアンダ状であっても良い。
また、図７および図８では、第１誘電体筐体６および第２誘電体筐体７が折り畳み可能で、第２誘電体筐体７および第３誘電体筐体１１がスライド可能に設けられたものを示したが、各接続部は、折り畳み可能であってもスライド可能に設けられたものであっても良い。
さらに、上記実施の形態１から上記実施の形態４に示したアンテナ装置において、第１導体板１および第２導体板２の長手方向の長さを使用周波数帯域のλ／４にすれば、第１導体板１および第２導体板２で使用周波数のλ／２程度のダイポールアンテナを構成することができ、理想的で効率の良いダイポールアンテナを構成することができる。また、第１導体板１および第２導体板２で構成されたλ／２程度のダイポールアンテナに対して、図２、図３、図６、図８に示したように第３誘電体筐体１１が展開状態で、第３導体板１０が第２導体板２に電気接続されることで、低い周波数でも使用できる効率の良いダイポールアンテナを構成することができる。
【００１８】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、第１導体板を設置した第１誘電体筐体および第２導体板を設置した第２誘電体筐体を折り畳みまたはスライド可能に構成し、それら第１誘電体筐体または第２誘電体筐体の内部に第１導体板および第２導体板に高周波電圧を印加する高周波電源を設置するように構成したので、第１導体板、第２導体板および高周波電源によりダイポールアンテナを構成することができ、回路基板である第１導体板および第２導体板を放射素子としてそのまま利用することができるため、従来のアンテナ装置のように放射素子を別途設置する必要がなく、無線装置を小形化することができる。
また、ダイポールアンテナは、太さや幅と共に帯域が広がる特性を持つため、従来のアンテナ装置と比較して周波数特性を広帯域化することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１による無線装置に搭載されたアンテナ装置を示す正面図である。
【図２】この発明の実施の形態２による無線装置に搭載されたアンテナ装置を示す正面図である。
【図３】アンテナ装置の各種形態を示す側面図である。
【図４】アンテナ装置の各種形態を示す側面図である。
【図５】アンテナ装置の各種形態を示す側面図である。
【図６】この発明の実施の形態３による無線装置に搭載されたアンテナ装置を示す正面図である。
【図７】この発明の実施の形態４による無線装置に搭載されたアンテナ装置の各種形態を示す側面図である。
【図８】この発明の実施の形態４による無線装置に搭載されたアンテナ装置の各種形態を示す側面図である。
【符号の説明】
１  第１導体板、２  第２導体板、３  導電線束、４  コネクタ、５  高周波電源、６  第１誘電体筐体、７  第２誘電体筐体、８  誘電体スペーサー、９  導電線、１０，１３  第３導体板、１１  第３誘電体筐体、１２，１４，１５  ジョイント、１３ａ  スリット。
【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】
2004208219.tif 000008
【図７】
2004208219.tif 000009
【図８】
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