(57)【要約】【課題】外部に突出することなく、機器本体のハンドリング性やデザイン性の向上及び小型化の要求を満たしつつ、複数周波数帯に対応可能とする。【解決手段】スタブ部３３に連結された幹部３４ａと、幹部３４ａから側方へ延在する複数の枝部３４ｂとを有する放射素子部３４を、スタブ部３３を介してグランド面３２に連結する。スタブ部３３から幹部３４ａを介してそれぞれの枝部３４ｂの端部までの経路距離によって定まる互いに異なる複数の周波数帯の電波の送受信を行う構造とし、ハンドリング性やデザイン性の向上及び小型化の要求を満たしつつ、複数周波数帯の電波の送受信を可能とする。【選択図】　　　図１
2004147282.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スタブ部と放射素子部から構成された平面アンテナであって、
前記放射素子部は、スタブ部に連結された幹部と、該幹部から延在する複数の枝部とを有し、前記スタブ部から前記幹部を介してそれぞれの前記枝部の端部までの経路距離によって定まる互いに異なる複数の周波数帯の電波の送受信を行うことを特徴とする平面アンテナ。
【請求項２】
請求項１記載の平面アンテナにおいて、前記放射素子部が、グランド面に対して間隔をあけて配設され、前記スタブ部を介して前記グランド面に接地されていることを特徴とする平面アンテナ。
【請求項３】
請求項２記載の平面アンテナにおいて、前記放射素子部と前記グランド面とが金属板を折り曲げ加工することにより一体に形成されていることを特徴とする平面アンテナ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項記載の平面アンテナにおいて、前記放射素子部が、銅もしくは銅合金の金属板を打ち抜き加工またはエッチング加工することにより形成されていることを特徴とする平面アンテナ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項記載の平面アンテナにおいて、前記幹部における前記枝部の連結位置を調整することにより周波数が調整されていることを特徴とする平面アンテナ。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか１項記載の平面アンテナにおいて、前記枝部の長さ寸法を調整することにより周波数が調整されていることを特徴とする平面アンテナ。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項記載の平面アンテナにおいて、前記枝部の先端部を屈曲し形成したことを特徴とする平面アンテナ。
【請求項８】
請求項７記載の平面アンテナにおいて、前記枝部の先端部を同一平面内にて屈曲し形成したことを特徴とする平面アンテナ。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項記載の平面アンテナにおいて、導体部分が絶縁材によって被覆されていることを特徴とする平面アンテナ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話機などの無線通信端末やノート型パソコンなどの電子機器に用いて好適な平面アンテナに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話機などの無線通信端末やノート型パソコンなどの電子機器は、さらなる小型化の要求や良好なデザイン性の要求が高まっている。
特に、携帯電話機においては、ハンドリング性やデザイン性を考慮して、機器本体の外部に突出するいわゆるホイップ型アンテナに代わり、機器本体内に内蔵される平面アンテナを用いたものの開発が要望されている。
【０００３】
この平面アンテナとしては、図１２及び図１３に示すように、グランド面１からスタブ部２を立設し、このスタブ部２からグランド面１に対して略平行に放射素子部３を延在させた構造とされており、グランド面１と放射素子部３との間に信号源４を設けている。
そして、この平面アンテナでは、放射素子部３の長さや幅寸法によって対応する通信周波数の電波が送受信される。
【０００４】
ところで、最近では、複数国での使用あるいは各種の通信システムへの対応のため、一台で複数の周波数帯に対応可能な通信機器の需要があり、製品化されつつある。
【０００５】
このような複数の周波数帯に対応させるために、図１４に示すように、ホイップ型アンテナの先端部にデュアルバンドアンテナ組立体１１を設けたものがある（特許文献１参照）。
このデュアルバンドアンテナ組立体１１には、その内部にコイル１２を有し、そのコイル１２に、導電性要素１３を有する無効要素１４を巻き付けたもので、コイル１２の選定巻線１２ａ、１２ｂ間で低周波数では電気的に活動しない高周波数の短絡回路を形成し、２つの異なる周波数において送受信を可能としている。
【０００６】
また、図１５に示すように、グランド面２１に、供給する周波数制御電圧に応じて比誘電率が変化する誘電体部２２及びアンテナ放射素子２３を順に設け、周波数制御電圧を変化させて誘電体部２２における比誘電率を変化させ、アンテナ放射素子２３において異なる共振周波数を得るアンテナも知られている（特許文献２参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１１−２３４０２６号公報（図４、図５）
【特許文献２】
特開平１１−１５４８２１号公報（図１）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記ホイップ型アンテナの場合は、機器本体から外部に突出するアンテナであるので、ハンドリング性やデザイン上の要求に反するものであり、また、供給する周波数制御電圧に応じて比誘電率が変化する誘電体部を用いたアンテナの場合は、周波数制御電圧を供給するための制御装置が別個に必要となり、コストアップを招いてしまい、しかも、制御装置の収納スペースが必要となり、機器本体の小型化に支障を来してしまうという問題があった。
【０００９】
この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、機器本体の外部に突出することなく、機器本体のハンドリング性やデザイン性の向上及び小型化の要求を満たすことができる複数周波数帯に対応可能な平面アンテナを提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の平面アンテナは、スタブ部と放射部から構成された平面アンテナであって、前記放射素子部は、スタブ部に連結された幹部と、該幹部から延在する複数の枝部とを有し、前記スタブ部から前記幹部を介してそれぞれの前記枝部の端部までの経路距離によって定まる互いに異なる複数の周波数帯の電波の送受信を行うことを特徴とする。
【００１１】
そして、本発明の平面アンテナによれば、スタブ部に連結された幹部と、幹部から側方へ延在する複数の枝部とを有する放射素子部を備え、スタブ部から幹部を介してそれぞれの枝部の端部までの経路距離によって定まる互いに異なる複数の周波数帯の電波の送受信を行う構造としたので、ハンドリング性やデザイン性の向上及び小型化の要求を満たしつつ、複数周波数帯の電波の送受信を可能とすることができる。
つまり、導電性要素を有する無効要素を巻き付けたコイルを内蔵したホイップ型アンテナや、制御装置によって誘電体部へ周波数制御電圧を供給するアンテナと比較して、アンテナを内蔵する機器本体から外部へ突出することなく、しかも別個の制御装置を収納させることなく、複数周波数帯に対応可能とすることができる。
【００１２】
また、放射素子部は、グランド面に対して間隔をあけて配設され、前記スタブ部を介して前記グランド面に接地されていても良い。
また、放射素子部と前記グランド面とが金属板を折り曲げ加工することにより一体に形成されていても良い。
さらに、放射素子部は、銅もしくは銅合金の金属板を打ち抜き加工またはエッチング加工することにより形成することが望ましい。
【００１３】
しかも、幹部における前記枝部の連結位置を調整することにより周波数を調整しても良く、また、枝部の長さ寸法を調整することにより周波数を調整しても良い。
また、枝部の先端部を屈曲し形成しても良く、この枝部の先端部を同一平面内にて屈曲し形成することが望ましい。さらに、導体部分が絶縁材によって被覆されているのが望ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態例の平面アンテナを図面を参照して説明する。
図１は平面アンテナの構造を示す斜視図、図２は平面アンテナの形状を示す平面図である。
図１及び図２に示すように、この平面アンテナ３１は、グランド面３２から立設したスタブ部３３と、このスタブ部３３からグランド面３２に対して略平行に延在した放射素子部３４とを有している。スタブ部３３の近傍におけるグランド面３２と放射素子部３４との間には、信号源３５が設けられている。
【００１５】
放射素子部３４は、幹部３４ａと、この幹部３４ａから側方に延在する二つの枝部３４ｂとを有している。放射素子部３４は、例えば、銅もしくは銅合金の金属板を打ち抜き加工し、さらにスタブ部３３を屈曲させることにより形成されている。
【００１６】
そして、スタブ部３３から各枝部３４ｂの端部までの経路距離が、それぞれ使用する周波数の波長λの約１／４となっている。
なお、経路距離としては、ｎλ、λ、λ／２、λ／４、λ／８などに設定可能であり、短いほど小型化することができるが、短すぎると感度の低下や帯域の減少が生じる恐れがあるため、ここではλ／４を適応した。
また、幹部３４ａの幅寸法は、各枝部３４ｂの長さより十分に小さいことが望ましい。
【００１７】
このような構造の平面アンテナ３１において、反射減衰量の測定を行った結果、図３に示すように、各枝部３４ｂによって、２つの共振周波数が得られることが確認された。
これにより、この平面アンテナ３１は、信号源３５からの給電により、放射素子部３４の幹部３４ａ及び枝部３４ｂに電流が流れ、スタブ部３３から幹部３４ａを介してそれぞれの枝部３４ｂの端部までの経路距離によって定まる互いに異なる複数の周波数帯の電波を放射する。
そして、上記平面アンテナ３１は、携帯電話機などの無線通信端末やノート型パソコンなどの電子機器に内蔵され、これら携帯電話機やノート型パソコンでの複数バンドによる通信を可能としている。
【００１８】
このように、上記構造の平面アンテナ３１によれば、スタブ部３３に連結された幹部３４ａと、幹部３４ａから側方へ延在する複数の枝部３４ｂとを有する放射素子部３４を備え、スタブ部３３から幹部３４ａを介してそれぞれの枝部３４ｂの端部までの経路距離によって定まる互いに異なる複数の周波数帯の電波の送受信を行う構造としたので、携帯電話機などの無線通信端末やノート型パソコンなどの電子機器のハンドリング性やデザイン性の向上及び小型化の要求を満たしつつ、複数周波数帯の電波の送受信を可能とすることができる。
【００１９】
つまり、導電性要素を有する無効要素を巻き付けたコイルを内蔵したホイップ型アンテナや、制御装置にて誘電体部へ周波数制御電圧を供給するアンテナと比較して、アンテナを内蔵する機器本体から外部へ突出することなく、しかも別個の制御装置を収納させることなく、複数周波数帯に対応可能とすることができる。
【００２０】
また、放射素子部３４をグランド面３２に対して間隔をあけて平行に配設したので、厚さ寸法も極力抑えることができる。
さらに、銅もしくは銅合金の金属板を打ち抜き加工することにより放射素子部３４を形成するので、容易に製造することができ、製造コストも抑えることができる。
【００２１】
なお、上記の例では、二つの枝部３４ｂを形成して、２つの共振周波数に対応させる２バンドを例にとって説明したが、枝部３４ｂの数は二つに限ることなく、対応させたいバンド数に応じて決められるのは勿論である。
ここで、図４に示すように、枝部３４ｂをｎ個形成する場合、１番目の枝部３４ｂからｎ番目の枝部３４ｂにおいて、スタブ部３３から枝部３４ｂの端部までの経路距離が、それぞれ使用する周波数の波長λの約１／４となるように放射素子部３４を形成する。
【００２２】
また、放射素子部３４は、スタブ部３３から枝部３４ｂの端部までの経路距離が、それぞれ使用する周波数の波長λの約１／４となるように、幹部３４ａの長さあるいは幹部３４ａに対する枝部３４ｂの連結位置、延在長さ、形状等が調節されている。
【００２３】
なお、連結位置、延在長さ、形状による経路距離の調整は、この平面アンテナ３１を収納する機器の大きさや形状等に合わせて行われる。
図５〜図７に示すものは、それぞれ携帯電話機などの無線通信端末やノート型パソコンなどの電子機器内の設置スペースＳに応じて、幹部３４ａの長さあるいは幹部３４ａにおける枝部３４ｂの連結位置、延在長さ、形状により経路距離の調整をした３バンドの平面アンテナ３１である。
【００２４】
図５に示すものは、幹部３４ａを長くして枝部３４ｂの延在長さを抑えることにより、横長の設置スペースＳに対応させたものである。
図６に示すものは、枝部３４ｂの延在長さを長くして幹部３４ａを短くすることにより、縦長の設置スペースＳに対応させたものである。
図７に示すものは、縦、横の寸法が小さい設置スペースＳに対応させるために、幹部３４ａを短くするとともに、枝部３４ｂの突出寸法を小さくすべく枝部３４ｂの先端部を同一平面内にて屈曲させたものである。
【００２５】
図８に示すものは、３本の枝部を備えた放射素子部の斜視図であり、放射素子部の幅、長さ等の寸法を示している。この放射素子部３４の材料は、銅製あるいはリン青銅製であり、厚みが０．１ｍｍものを用いている。放射素子部３４は、ポリイミドフィルム（基材：ポリイミド、接着層エポキシ系接着剤）でラミネートされており、外部に対する絶縁保護および各枝部３４ｂとグランドとの位置を一定に保っている。３本の枝部３４ｂは、先端部が同一平面内にて屈曲形成されており、共振点（ピーク位置）が９７０ＭＨｚ、２．０ＧＨｚ、２．３ＧＨｚとなるように、それぞれの枝部３４ｂの長さや幅や間隔の寸法が決定される。
【００２６】
また、放射素子部とグランド面とが金属板を折り曲げ加工することにより一体に形成されていても良い。
図９は、銅板等の金属板を折り曲げ加工して放射素子部とグランド面とを一体に形成した平面アンテナを示しており、図１０は、放射素子部とグランド面とを一体に形成した平面アンテナの展開図である。
【００２７】
図に示すように、打ち抜き加工等により、図１０に示すように形成した金属板を、折り曲げ加工することにより、図９に示すように、スタブ部３３と、放射素子部３４とが形成されている。また、グランド面３２と放射素子部３４とには、それぞれ同軸ケーブル４１の導線４１ａ、４１ｂが接続可能な接続片４２が形成されている。
上記のように、金属板を折り曲げ加工して一体に形成された平面アンテナ３１によれば、グランド面３２への放射素子部３４の接続を行う必要がなくされ、製造コストの低コスト化を図ることができる。
【００２８】
また、平面アンテナ３１のグランド面３２を含む導体部分を絶縁材によって被覆しても良く、このようにすると、導体部分の表面の腐食を確実に防止することができ、長寿命化を図ることができる。
なお、絶縁材としては、ＰＥＴ、ポリイミド、ナイロン、ＰＶＣなどが使用可能である。
【００２９】
【実施例】
金属板を折り曲げ加工した上記平面アンテナ３１に給電し、電波を放射させ、反射減衰量を測定した。その結果、図１１に示すように、それぞれ反射減衰量が−２０ｄＢ以下となる２．４５ＧＨｚ、５．３ＧＨｚの２つの共振周波数が得られた。
【００３０】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明の平面アンテナによれば、スタブ部に連結された幹部と、幹部から側方へ延在する複数の枝部とを有する放射素子部を備え、スタブ部から幹部を介してそれぞれの枝部の端部までの経路距離によって定まる互いに異なる複数の周波数帯の電波の送受信を行う構造としたので、ハンドリング性やデザイン性の向上及び小型化の要求を満たしつつ、複数周波数帯の電波の送受信を可能とすることができる。
つまり、導電性要素を有する無効要素を巻き付けたコイルを内蔵したホイップ型アンテナや、制御装置によって誘電体部へ周波数制御電圧を供給するアンテナと比較して、アンテナを内蔵する機器本体から外部へ突出することなく、しかも別個の制御装置を収納させることなく、複数周波数帯に対応可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態例の平面アンテナの構造を示す斜視図である。
【図２】平面アンテナの形状を示す平面図である。
【図３】平面アンテナの反射係数と周波数との関係を示すグラフ図である。
【図４】平面アンテナの形状を示す平面図である。
【図５】３バンドの平面アンテナの形状を示す平面図である。
【図６】３バンドの平面アンテナの形状を示す平面図である。
【図７】３バンドの平面アンテナの形状を示す平面図である。
【図８】３バンドの平面アンテナの寸法を示す斜視図である。
【図９】金属板を折り曲げ加工した平面アンテナを示す斜視図である。
【図１０】平面アンテナを折り曲げ加工により形成する平面アンテナの展開図である。
【図１１】平面アンテナにおける反射係数と周波数との測定結果を示すグラフ図である。
【図１２】従来の平面アンテナの構造を示す斜視図である。
【図１３】従来の平面アンテナの形状を示す側面図である。
【図１４】ホイップ型アンテナの構造を示す側面図である。
【図１５】周波数可変型の平面アンテナの構造を示す斜視図である。
【符号の説明】
３１　平面アンテナ
３２　グランド面
３３　スタブ部
３４　放射素子部
３４ａ　幹部
３４ｂ　枝部
【図１】
2004147282.tif 000003
【図２】
2004147282.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2004147282.tif 000007
【図６】
2004147282.tif 000008
【図７】
2004147282.tif 000009
【図８】
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【図９】
2004147282.tif 000011
【図１０】
2004147282.tif 000012
【図１１】
2004147282.tif 000013
【図１２】
2004147282.tif 000014
【図１３】
2004147282.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2004147282.tif 000017