(57)【要約】【課題】デュアルバンドの送受信周波数帯域を得ることができると共に送受信周波数帯域を広くできる逆Ｆアンテナを提供することを目的とする。【解決手段】誘電体２と、誘電体２を挟んで対向するように形成された一対の放射導体３、４とを備え、放射導体３、４の一次共振と高次共振とにより２種類の異なる送受信周波数帯域で信号を送受信可能な逆Ｆアンテナ１であって、一対の放射導体３、４間において、一次共振及び高次共振の共振周波数を送受信周波数帯域の範囲内で互いにずらし、一次共振及び高次共振による送受信周波数帯域を広帯域にした。また、放射導体３、４を一端側に位置する共通の給電点５から他端１０にかけてループ状に形成し、給電点５とループの他端１０との間に静電容量が発現する間隙１１を形成し、高次共振による送受信周波数帯の周波数を低くし、デュアルバンドに実用できるものとした。【選択図】  図１
2004247791.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体と、該誘電体を挟んで対向するように形成された一対の放射導体とを備え、各放射導体の一次共振と高次共振とにより２種類の異なる送受信周波数帯で信号を送受信可能な逆Ｆアンテナであって、
前記一対の放射導体間において、各放射導体の前記一次共振及び前記高次共振の共振周波数を前記送受信周波数帯域の範囲内で互いにずらし、
前記一次共振による送受信周波数帯域と前記高次共振による送受信周波数帯域とを広帯域にしたことを特徴とする逆Ｆアンテナ。
【請求項２】
前記一対の放射導体は、各放射導体の一端側に位置する共通の給電点から各放射導体の他端にかけてループ状に形成され、該ループ状に形成された各放射導体の他端は前記給電点に近接し、該給電点と該他端との間に、高次共振の周波数を低くするための静電容量を発現する間隙が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の逆Ｆアンテナ。
【請求項３】
前記一対の放射導体は、それぞれの前記給電点から前記他端までの長さが相異なるように形成されていることを特徴とする請求項２に記載の逆Ｆアンテナ。
【請求項４】
前記一対の放射導体は、それぞれの前記給電点と前記他端との間の静電容量が相異なるように、前記間隙が相異なる寸法で形成されていることを特徴とする請求項２又は請求項３の何れか記載の逆Ｆアンテナ。
【請求項５】
前記一対の放射導体は、各放射導体が非対称形になるように形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか記載の逆Ｆアンテナ。
【請求項６】
前記一対の放射導体は、それぞれの放射導体の幅が相異なるように形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか記載の逆Ｆ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、携帯電話機やワイアレスＬＡＮ等に用いられる逆Ｆアンテナに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、通信機器の多様化や高密度化に伴い、小型でマルチバンド対応のアンテナが市場で要求されている。
例えば、１つの端末で、ＧＳＭ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｍｏｂｉｌｅ  ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  ｓｙｓｔｅｍｓ）とＤＣＳ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｅｌｌｕｌａｒ  ｓｙｓｔｅｍ）、ＰＤＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｅｌｌｕｌａｒ  ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  ｓｙｓｔｅｍ）とＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｈａｎｄｙｐｈｏｎｅ  ｓｙｓｔｅｍ）等のように、複数のアプリケーションに対応が可能なマルチバンド対応のアンテナが市場で要求されている。
【０００３】
逆Ｆアンテナは、小型に形成できるため、ワイアレスＬＡＮや携帯電話機の受信用アンテナとして広く用いられている。
一般に、逆Ｆアンテナは、放射導体が接地導体と所定間隔を有し平行状に延長して配設され、この放射導体の一端が短絡板を介して接地導体に接続され、放射導体上の給電点に給電源から同軸ケーブルなどで接続して給電される。
【０００４】
そして、逆Ｆアンテナは、放射導体上の給電点から放射導体の端末までの長さの４倍の波長（λ）の周波数で一次共振し、この共振周波数の奇数倍となる周波数で高次共振するので、一次共振と高次共振とを用い、マルチバンドに対応する複数の送受信周波数帯域を発現できることが知られている。
【０００５】
逆Ｆアンテナは、高次共振を実用化している送受信周波数帯域で用いる場合、高次共振の周波数を下げる必要がある。例えば、ＧＳＭとＤＣＳに対応する逆Ｆアンテナは、ＧＳＭの送受信周波数帯域が８８０ＭＨｚ〜９６０ＭＨｚ、ＤＣＳの送受信周波数帯域が１７１０ＭＨｚ〜１８８０ＭＨｚなので、一次共振の周波数を８８０ＭＨｚ〜９６０ＭＨｚの範囲とし、一次共振の３倍の周波数で発現する高次共振の周波数を１７１０ＭＨｚ〜１８８０ＭＨｚの範囲の低い周波数に下げる必要がある。
【０００６】
そこで、逆Ｆアンテナは、高次共振の周波数を下げるために、放射導体をループ状に形成し、放射導体の一端側に給電点を備え、放射導体のループの端部を放射導体のループの中間部に近接し、この放射導体のループの端部と中間部との間で、高次共振による周波数帯を低い周波数にするための容量結合を行ったものがある。（例えば、特許文献１参照）
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−００９５３９号公報（第３−５頁、第１図）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、一般に、逆Ｆアンテナは小型化に対応して製作されるので送受信周波数帯域が狭くなるという問題がある。
特に、ＤＣＳとＭＧＳ送受信において用いられる逆Ｆアンテナは、ＤＣＳの送受信周波数帯域が１７０ＭＨｚ（１７１０ＭＨｚ〜１８８０ＭＨｚ）の帯域幅を有し、ＭＧＳの送受信周波数帯域が８０ＭＨｚ（８８０ＭＨｚ〜９６０ＭＨｚ）の帯域幅を有し、ＤＣＳの送受信周波数帯域がＭＧＳの送受信周波数帯域より広いので、高次共振による送受信周波数帯域を低い周波数にするとともに広帯域にする必要がある。
【０００９】
しかしながら、特許文献１に記載された逆アンテナの構成によれば、高次共振の送受信周波数帯域を低い周波数にすることができるが、小型化に対応する所定面積の範囲内で放射導体をループ状に形成すると、放射導体の幅寸法が狭くなり、この幅寸法が狭くなると送受信周波数帯域が狭くなるので、送受信周波数帯域を広帯域にすることが困難であった。
【００１０】
本発明は、前記問題点を解決するもので、一次共振と高次共振による二つの送受信周波数帯域を得ることができる（所謂、デュアルバンドを得ることができる）と共に送受信周波数帯域を広帯域にすることが可能な逆Ｆアンテナを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
かかる目的を達成するためになされた本発明の逆Ｆアンテナは、誘電体と、該誘電体を挟んで対向するように形成された一対の放射導体とを備え、各放射導体の一次共振と高次共振とにより２種類の異なる送受信周波数帯で信号を送受信可能な逆Ｆアンテナであって、前記一対の放射導体間において、各放射導体の一次共振及び前記高次共振の共振周波数を前記送受信周波数帯域の範囲内で互いにずらしているので、一対の放射導体における一次共振の共振周波数が互いにずれている周波数の分だけ一次共振による送受信周波数帯域を広帯域にできるとともに、一対の放射導体における高次共振の共振周波数が互いにずれている周波数の分だけ高次共振による送受信周波数帯域を広帯域にできる利点がある。（請求項１）
また、誘電体を挟んで対向するように一対の放射導体を形成した（換言すれば、誘電体の対向する表裏面それぞれに放射導体を形成した）ので、誘電体の所要面積が増加することなく、小型化にも対応できる利点がある。
【００１２】
また、本発明の逆Ｆアンテナの一態様は、前記一対の放射導体は、各放射導体の一端側に位置する共通の給電点から各放射導体の他端にかけてループ状に形成され、該ループ状に形成された各放射導体の他端は前記給電点に近接し、該給電点と該他端との間に、高次共振の周波数を低くするための静電容量を発現する間隙が形成されている。（請求項２）
係る構成により、一対の放射導体における高次共振の共振周波数を所望される周波数の範囲まで低くでき、一次共振と高次共振からなる二つの送受信周波数帯域を得ることができる利点がある。
【００１３】
また、本発明の逆Ｆアンテナの別の一態様は、前記一対の放射導体は、それぞれの前記給電点から前記他端までの長さが相異なるように形成されている。（請求項３）
一次共振及び高次共振の共振周波数が給電点から該放射導体のループの他端までの長さに依存するので、一対の放射電極間における基本モード及び高次共振の共振周波数を一対の放射電極で相異なる値に容易にずらすことができ、送受信周波数帯域を広帯域にすることができる利点がある。
【００１４】
また、本発明の逆Ｆアンテナの別の一態様は、前記一対の放射導体は、それぞれの前記給電点と前記他端との間の静電容量が相異なるように、前記間隙を相異なる寸法で形成されている。（請求項４）
高次共振の共振周波数が静電容量に依存して変化するので、高次共振による送受信周波数帯域を低い周波数にするための容量結合を行いつつ一対の放射導体間における高次共振の共振周波数を相異なる値にずらし、高次共振による送受信周波数帯域を広帯域にすることができる利点がある。
【００１５】
また、本発明の逆Ｆアンテナの別の一態様は、各放射導体が非対称形になるように形成されている。（請求項５）
各放射導体が非対称形になるように形成することにより、前記一対の放射導体間において、各放射導体の１次共振及び高次共振の共振周波数を送受信周波数帯域の範囲内で互いにずらしているので、一対の放射導体における１次共振の共振周波数が互いにずれている周波数の分だけ一次共振による送受信周波数帯域を広帯域にできるとともに、一対の放射導体における高次共振の共振周波数が互いにずれている周波数の分だけ高次共振による送受信周波数帯域を広帯域にできる利点がある。
【００１６】
また、本発明の逆Ｆアンテナの別の一態様は、前記一対の放射導体は、それぞれの放射導体の幅が相異なるように形成されている。（請求項６）
送受信周波数帯域の帯域幅が放射導体の幅に影響を受けるので、一対の放射導体間における送受信周波数帯域の帯域幅をそれぞれ所望の値に調整できる利点がある。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面と共に説明する。
図１は本発明が適用された実施の形態における逆Ｆアンテナの構成を表す斜視図、図２は同実施の形態における逆Ｆアンテナの周波数特性を表す図である。
【００１８】
図１において、１は逆Ｆアンテナであって、この逆Ｆアンテナ１は、誘電体２と、誘電体２を挟んで対向するように相異なる形状で形成された一対の放射導体３、４と、一対の放射導体３、４の一端側に位置して信号を供給する共通の給電点５と、接地導体１２と電気的に接続した接地点６とを備え、接地導体９の上面に設置した絶縁材料からなるスペーサ（図示せず）上に載置され、接地導体９に対して例えば約６ｍｍの間隙を介して配設されている。
【００１９】
誘電体２は、例えば、アルミナを主成分とし誘電率が約１２．６の誘電体材料を用い、厚みＴが１ｍｍ、長さ寸法Ｌが３２ｍｍ、幅寸法Ｗが１４ｍｍから成る矩形状に形成されている。
次に、給電点５と接地点６は、放射導体３、４の一端側に位置し、誘電体２に形成された貫通孔（図示せず）に導電体を充填することによって、放射導体３、４に電気的に接続されている。そして、給電点５と給電回路（図示）とが接続端子７によって接続され、接地点６と接地導体９とが接続端子８によって接続されている。また、接地点５と給電点６は、所定の特性インピーダンスを得るための所定の間隔を介して配設されている。
【００２０】
次に、放射導体３、４は、誘電体２の両面に伝送特性の優れた金属ペースト（Ａｇペースト）を印刷して形成されている。
また、放射導体３、４は、誘電体２の両面において、一端側の給電点５から他端１０にかけてループ状に形成され、この他端が給電点５に近接し、他端１０と給電点５近傍の側縁部１２との間に間隙１１が形成され、給電点５と放射導体３、４のループの他端１０との間に静電容量が発現されている。
【００２１】
また、放射導体３、４は、ＧＳＭ（送受信周波数８８０ＭＨｚ〜９６０ＭＨｚ）とＤＣＳ（送受信周波数１７１０ＭＨｚ〜１８８０ＭＨｚ）の二つの送受信周波数帯域を得るために、給電点５から放射導体３、４のループの他端１０までの長さがＧＳＭの送受信周波数帯域に対応する共振周波数の略λ／４（λは波長を表す）の長さになるように形成され、共振周波数の３倍の周波数を有する高次共振が間隙１０における容量結合によってＤＣＳの送受信周波数帯域に対応する共振周波数まで低くなるように形成されている。
【００２２】
また、放射導体３、４は、ＧＳＭ及びＤＣＳの送受信周波数帯域を広帯域にするために、一対の放射導体３、４間の給電点５及び接地点６から放射導体３、４のループの他端１０までの長さが相異なるように、非対称形に形成され、一対の放射導体３、４間の一次共振及び高次共振の周波数が送受信周波数帯域の範囲内で互いに異なる値になっている。
【００２３】
また、放射導体３、４は、ＧＳＭ及びＤＣＳの送受信周波数帯域を広帯域にするために、放射導体３、４のループの他端１０と給電点５との間の静電容量が相異なるように、間隙１１が互いに異なる寸法で形成され、一対の放射導体３、４間の一次共振及び高次共振の周波数が互いに異なる値になっている。
【００２４】
また、放射導体３、４は、ＧＳＭ及びＤＣＳの送受信周波数帯域の帯域幅をそれぞれ所望の値に調整するために、延長部の幅Ｗ１、Ｗ２、が相異なるように形成されている。
以下に、逆Ｆアンテナ１の周波数特性を試験した結果について説明する。尚、本発明の実施形態の効果を確認するために、比較例とともに比較試験を行った。
【００２５】
本実施例は、図１に表したように、誘電体２の両面に一対のループ状の放射導体３、４を形成し、一次共振及び高次共振の共振周波数を一対の放射導体３、４の送受信周波数帯域が連結する範囲で互いにずらしたものであり、放射導体３における各寸法は、Ｗが１４ｍｍ、Ｗ１が５．１ｍｍ、Ｗ２が３．８ｍｍ、Ｌが３２ｍｍ、間隙１１が１．４ｍｍ、ｔが１ｍｍであり、放射導体４における各寸法は、Ｗが１４ｍｍ、Ｗ１が５．１ｍｍ、Ｗ２が３．８ｍｍ、Ｌが３２ｍｍ、間隙１１が１．６ｍｍ、ｔが１ｍｍである。
【００２６】
また、比較例は、図３に示すように、本実施例と同一の誘電体２の片面に、本実施例における放射導体４を形成することなく一方の放射導体３のみを形成したものであり、放射導体３の各寸法は、本実施例と同じく、Ｗが１４ｍｍ、Ｗ１が５．１ｍｍ、Ｗ２が３．８ｍｍ、Ｌが３２ｍｍ、間隙１１が１．４ｍｍ、ｔが１ｍｍである。
【００２７】
本実施例の逆Ｆアンテナの試験結果を図２の周波数特性で表し、比較例の逆Ｆアンテナの試験結果を図４の周波数特性に表した。
図２、図４において、横軸は送受信周波数（ＧＨｚ）、縦軸はリターンロス（ｄＢ）を表し、ｆ１がＧＳＭに対応する基本共振モードの共振周波数、ｆ２、ｆ３がＤＣＳに対応する高次共振モードの共振周波数を表している。
【００２８】
図２、図４において、横軸は周波数、縦軸はリターンロス（ｄＢ）を表している。そして、ｆ１がＧＳＭに対応する共振周波数、ｆ２、ｆ３がＤＣＳに対応する高次共振周波数を表している。
本実施例は、図２に示すように、ＧＳＭとＤＣＳの送受信に対応した二つの送受信周波数帯域Ｇ、Ｄを有し、特に高次共振を用いたＤＣＳに対応する送受信周波数帯域Ｄの範囲内おいて、二つの共振周波数ｆ２、ｆ３が発現し、一対の放射導体３、４による送受信周波数帯域が連結して広く表れていることが判る。また、一次共振を用いたＧＳＭに対応する送受信周波数帯域Ｇにおいても、二つの共振周波数ｆ１（図２中では、二つの共振周波の差が僅かなので明示されず、共にｆ１として表した）が発現し、一対の放射導体３、４による送受信周波数帯域が連結し広帯域になった。
【００２９】
また、比較例は、図４に表したように、ＧＭＳとＤＣＳに対応した二つの送受信周波数帯Ｇ、Ｄを有し、それぞれが単一の共振周波数ｆ１、ｆ２が表れている。
図２、図４における周波数特性中のＧＭＳ及びＤＣＳにおける送受信周波数帯域幅を、ＶＳＷＲ（電圧定在波比）＝２（リターンロスが−９．６ｄＢ）、ＶＳＷＲ（電圧定在波比）＝３（リターンロスが−６ｄＢ）の値で読み取って表１に表した。
【００３０】
【表１】
2004247791.tif 000003
【００３１】
（表１）に示すように、ＧＭＳに対応する送受信周波数帯域の帯域幅は、本実施例がＶＳＷＲ＝２の値で２１ＭＨｚ、ＶＳＷＲ＝３の値で５４ＭＨｚであり、比較例がＶＳＷＲ＝２の値で１５ＭＨｚ、ＶＳＷＲ＝３の値で３６ＭＨｚであるので、本実施例によれば、ＧＭＳに対応する送受信周波数帯域（一次共振を用いた送受信周波数帯域）の帯域幅を広くできることが判る。
【００３２】
また、ＤＣＳに対応する送受信周波数帯域の帯域幅は、本実施例がＶＳＷＲ＝２の値で２０３ＭＨｚ、ＶＳＷＲ＝３の値で３７７ＭＨｚであり、比較例がＶＳＷＲ＝２の値で７４ＭＨｚ、ＶＳＷＲ＝３の値で１２７ＭＨｚであるので、本実施例によれば、ＤＣＳにおける送受信周波数帯域（高次共振を用いた送受信周波数帯域）の帯域幅を広くできることが判る。
【００３３】
以下に、本発明の実施の形態による作用効果を記載する。
本発明の実施の形態における逆Ｆアンテナ１によれば、放射導体３、４の共振周波数を互いの送受信周波数帯域が連結する範囲で互いにずらしたので、一対の放射導体３、４間のＧＳＭにおける送受信周波数帯域及びＤＣＳにおける送受信周波数帯域を広帯域にできた。また、誘電体２の両面に一対の放射導体３、４を形成したので、誘電体２の所要面積を増加させることなく、小型化に対応できた。
【００３４】
また、本発明の実施の形態における逆Ｆアンテナ１によれば、一対の放射導体３、４を、給電点５から前記誘電体２の表面にループ状に形成し、放射導体３、４の給電点５とループの他端１０との間に、高次共振の周波数を低くするための静電容量が発現する間隙１１を形成したので、一次共振を用いたＧＳＭと高次共振を用いたＤＣＳの二つの送受信周波数帯域を得ることができた。
【００３５】
また、本発明の実施の形態における逆Ｆアンテナ１によれば、一対の放射導体３、４の、給電点５及び接地点６から他端１０までの長さが相異なるように非対称形に形成したり、放射導体３、４の給電点５とループの他端１０との間の静電容量が相異なるように間隙１１を相異なる寸法で形成したりすることにより、一対の放射導体３、４の一次共振及び高次共振における共振周波数がＧＳＭ及びＤＣＳの送受信周波数帯域で重なり合う範囲において、互いに容易にずらすことができた。
【００３６】
尚、本発明の実施の形態によれば、逆Ｆアンテナ１の形状を矩形状のものを表したが、矩形状に制限されるものでなく、円板状のものを用い、この円板の両面の外周縁端部に沿って一対の放射導体を形成しても良い。
また、本発明の実施の形態によれば、放射導体３、４は誘電体２を介して重なり合う位置に形成したが、重なり合うことに制限されるものでなく、例えば給電点５から時計方向にループする放射導体と反時計方向にループする放射導体とを組み合わせて用いても良い。
【００３７】
また、本発明の実施の形態によれば、逆Ｆアンテナ１の放射導体３、４は間隙１１によって静電容量を発現できるものとしたが、この間隙１１によって発現する静電容量に代えて、コンデンサを付加しても良い。
また、本発明の実施の形態に記載した逆Ｆアンテナ１は、送受信する周波数に応じて各部の大きさを適宜設定すれば良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用された実施の形態における、逆Ｆアンテナの構成を表す斜視図である。
【図２】同実施形態における、逆Ｆアンテナの周波数特性を表す図である。
【図３】比較例における、逆Ｆアンテナの構成を表す斜視図である。
【図４】比較例における、逆Ｆアンテナの周波数特性を表す図である。
【符号の説明】
１…逆Ｆアンテナ、２…誘電体、３，４…放射導体、５…給電点、６…接地点、７，８…接続端子、９…接地導体、１０…他端、１１…間隙、１２…側縁部。
【図１】
2004247791.tif 000004
【図２】
2004247791.tif 000005
【図３】
2004247791.tif 000006
【図４】
2004247791.tif 000007