(57)【要約】【課題】アンテナの収容容積を削減し、機器の小型化をはかった逆Ｆ型アンテナからなるマルチバンドアンテナを提供する。【解決手段】給電線路と、短絡線路と、第１の開放線路とで形成した逆Ｆ型アンテナに第２の開放線路を接続してマルチバンドアンテナとする。前記第２の開放線路を、前記給電線路に対して前記第１の開放線路の反対側に形成する。前記第１の開放線路または前記第２の開放線路を中途部で屈曲させて形成する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
給電線路と、短絡線路と、第１の開放線路とで形成した逆Ｆ型アンテナに第２の開放線路を接続したことを特徴とするマルチバンドアンテナ。
【請求項２】
前記第２の開放線路を、前記給電線路に対して前記第１の開放線路の反対側に形成したことを特徴とする請求項１記載のマルチバンドアンテナ。
【請求項３】
前記第１の開放線路または前記第２の開放線路を中途部で屈曲させて形成したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のマルチバンドアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はマルチバンドアンテナに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、無線通信機能を搭載した民生用機器の開発・商品化が盛んに行われており、オーディオ製品、ビデオ機器、カメラ機器、プリンタ、エンタテインメントロボット、パーソナルコンピュータ、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）等だけでなく、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）用のアクセスポイントや、ＰＣＭＣＩＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｍｅｍｏｒｙ  Ｃａｒｄ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）カード、ミニＰＣＩ（Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ  Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ  Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ）カードといった小型アクセサリ機器でも、無線機能を搭載することが盛んに行われている。
【０００３】
かかる機器では、必要に応じて様々な無線方式や周波数帯が利用されており、最近では特に、同一の機器で複数の周波数帯の電波を送受信可能として高機能化を図った機器の開発が活発になってきている。
【０００４】
同一の機器において複数の周波数を利用可能とする場合、例えば無線ＬＡＮ用ＰＣカードにおいて５．２ＧＨｚ帯の周波数と２．４ＧＨｚ帯の周波数とを利用可能とする場合には、通常、ＰＣカード基板に各周波数に対応したそれぞれのアンテナを設けることが必要となる。すなわち、５．２ＧＨｚ帯の周波数用のアンテナと、２．４ＧＨｚ帯の周波数用のアンテナの２つのアンテナが必要となる。さらに、ダイバーシチ効果を利用する場合には、一つの周波数に対するアンテナを２本設ける必要があり、計４本のアンテナが必要となる。
【０００５】
小型化が要求されている機器において、このようにアンテナを設けるために多大な容積を割り当てることは、製品の小型化の妨げになることはいうまでもない。
【０００６】
そこで、最近では、アンテナとして小型のセラミック誘電体アンテナが多用されており、これらの中には、一つのアンテナで多周波数に対応しているものもあり、必要な周波数のセラミック誘電体アンテナをＰＣカード基板に装着して使用している。
【０００７】
しかしながら、ＰＣカード基板にセラミック誘電体アンテナを実装した際には、機器の筐体に用いている金属部分との間隔等の影響を受けることにより特性に著しい変化が生じたり、インピーダンスマッチングにズレが生じたり、利得が低下したりする場合があり、特に、より小型の機器の場合にはその傾向が顕著に現れることがあった。
【０００８】
これに対して、プリント基板のパターンニングや板金加工でＩＦＡ（逆Ｆ型アンテナ）やＰＩＦＡ（板状逆Ｆ型アンテナ）と呼ばれる逆Ｆ型アンテナを形成した場合には、セラミック誘電体アンテナに比較して一般的に帯域が広く、機器の筐体等による特性の変化に強いと考えられ、しかも、プリント基板に直接パターンを形成できるので、セラミック誘電体アンテナを実装するのに比べてコスト的にも有利である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した逆Ｆ型アンテナは良好な特性を得ることはできるものの、必要な周波数ごとにアンテナを設ける必要があり、複数の周波数を利用可能とするためには、機器内にそれぞれのアンテナを設けるための容積が必要であり、機器の小型化が困難であるという問題があった。
【００１０】
本発明者はこのような現状に鑑み、逆Ｆ型アンテナをマルチバンド化することによりアンテナの収容容積を削減し、機器の小型化をはかるべく開発を行い、本発明をなすに至ったものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明のマルチバンドアンテナでは、給電線路と、短絡線路と、第１の開放線路とで形成した逆Ｆ型アンテナに第２の開放線路を接続した。
【００１２】
また、第２の開放線路を、給電線路に対して第１の開放線路の反対側に形成したこと、さらには、第１の開放線路または第２の開放線路を中途部で屈曲させて形成したことにも特徴を有するものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明のマルチバンドアンテナは、給電線路と、短絡線路と、第１の開放線路とで逆Ｆ型アンテナを形成しており、さらにこの逆Ｆ型アンテナに第２の開放線路を接続しているものである。
【００１４】
図面に基づいて詳説すると、図１は、無線ＬＡＮに用いるＰＣカードの配線基板１に設けた本発明にかかるマルチバンドアンテナ２の概略説明図である。
【００１５】
配線基板１表面の端縁部分にはアンテナ配設領域３を設け、このアンテナ配設領域３にマルチバンドアンテナ２を形成している。なお、配線基板１の裏面には金属層４を設け、この金属層４をＧＮＤ層として使用すべく構成している。特に、金属層４はアンテナ配設領域３の裏面が部分は避けて設け、アンテナ配設領域３に設けたマルチバンドアンテナ２に干渉が生じることを防止している。
【００１６】
マルチバンドアンテナ２は、給電線路５と、短絡線路６と、第１開放線路７とで逆Ｆ型アンテナを形成し、さらにこの逆Ｆ型アンテナに第２開放線路８を接続して構成している。
【００１７】
給電線路５は、配線基板１に設けた図示していない給電部から伸延させた配線であり、本実施形態では配線基板１の長手方向と略平行としている。そして、給電線路５の端部に短絡線路６を接続している。
【００１８】
短絡線路６は、本実施形態では、給電線路５の一端に、給電線路５と略直交させて接続した第１短絡線路６ａと、同第１短絡線路６ａの端部に、第１短絡線路６ａと略直交させて接続した第２短絡線路６ｂとによって略Ｌ字状に構成しており、第２短絡線路６ｂと給電線路５とを略平行としてループ状に短絡線路６を形成している。
【００１９】
そして、短絡線路６の端部は配線基板１に設けたビア１０と接続し、ビア１０は配線基板１を貫通して配線基板１表面の短絡線路６と裏面の金属層４とを電気的に導通させて、金属層４をＧＮＤとすることによって短絡線路６の一端を接地させるべく構成している。
【００２０】
第１開放線路７は、一端を給電線路５の端部と接続するとともに給電線路５と略直交させて伸延させ、他端は何れにも接続しない開放端としている。すなわち、第１開放線路７は、配線基板１の長手方向と略直交する方向に伸延している。第１開放線路７の長さは、所要の周波数帯の放射を可能とするように所定の長さとしている。
【００２１】
特に、第１開放線路７の開放端部分には、中途部で屈曲させて屈曲部１１を形成している。従って、所要の長さの第１開放線路７が、配線基板１の長手方向と略直交する方向に長く伸延することを抑制でき、第１開放線路７をコンパクトに構成することができる。
【００２２】
本実施形態では、第１開放線路７は屈曲部１１において略Ｓ字状に屈曲させているが、略Ｓ字状に限定するものではなく、適宜の形状に屈曲させてよい。
【００２３】
第２開放線路８は、給電線路５に対して第１開放線路７の反対側において給電線路５に接続し、特に、略矩形状に形成している。すなわち、第２開放線路８は、ループ状に形成した短絡線路６によって形成される給電線路５と第２短絡線路６ｂとの間の空間部に形成しており、第２開放線路８をコンパクトに配設している。
【００２４】
したがって、第２開放線路８を設けたにもかかわらず、マルチバンドアンテナ２をコンパクトに形成することができる。
【００２５】
しかも、給電線路５に対して第１開放線路７の反対側に第２開放線路８を形成したことによって、第２開放線路８が第１開放線路７からの放射に悪影響を与えることを抑制でき、第２開放線路８を設けたことによりアンテナの特性が劣化することを防止できる。
【００２６】
なお、図２に示すように、第１開放線路７と平行して２開放線路８を形成した場合には、第１開放線路７側での放射に影響を与えてしまう恐れがある。
【００２７】
図１に示したマルチバンドアンテナ２は、２．４ＧＨｚ帯と５．２ＧＨｚ帯の２つの周波数帯で放射することができるものである。以下において、説明の便宜上、２．４ＧＨｚ帯の放射をｆ１、５．２ＧＨｚ帯の放射をｆ２として、２種類の異なる周波数の放射が可能であることを明示して説明を行う。
【００２８】
なお、図３に示すように、第２開放線路８を設けなかった場合には、図４の入力特性のシミュレーションデータに示すように、ｆ１の周波数で放射が生じる。
【００２９】
これは、いわゆる逆Ｆアンテナを変形させたものである。即ち、一般の逆Ｆアンテナは、第１開放線路７と短絡線路６の間に位置する給電線路５を、短絡線路７に近い位置に配置することによりインピーダンスマッチングを取るように設計しているが、本発明では、短絡線路６と給電線路５の間隔を、通常の逆Ｆアンテナに比較して大きくとり、第１開放線路７を折返して屈曲部１１を設けることにより、大型化を防ぎ小型化を成している。
【００３０】
図５は、図１のマルチバンドアンテナ２上の電流分布を定性的に示したものである。これからわかるように、周波数ｆ２において、２開放線路８に電流が分布しており、この部分が周波数ｆ２での放射に寄与していると考えられる。
【００３１】
なお、図１では、配線基板１の比誘電率を４．２として、さらに、λ２をｆ２の自由空間波長として、第２開放線路８の寸法を、おおよそλ２／１３×λ２／８としている。
【００３２】
図６は、図１で示したアンテナの入力特性のシミュレーションデータである。２つの周波数領域で放射が起きることがわかる。また、ＶＳＷＲ＜２（Ｓ＜−９．５ｄＢ）の時に、ｆｌの帯域でおおよそ３０％、ｆ２の帯域でおおよそ２５％とかなり広帯域な特性を得ることができている。
【００３３】
図８は、図７に示す第２開放線路８ａの形状とした場合のシミュレーション例を示している。
【００３４】
図１０は、図９に示す第２開放線路８ｂの形状とした場合のシミュレーション例を示している。
【００３５】
図１２は、図１１に示す第２開放線路８ｃの形状とした場合のシミュレーション例を示している。
【００３６】
図１４は、図１３に示す第２開放線路８ｄの形状とした場合のシミュレーション例を示している。
【００３７】
一般にアンテナにおいては、その特性はアンテナそのものの設計寸法のみでは決まらずに、接地されるＧＮＤのサイズや、誘電体（今回の例では配線基板１）の電気特性や寸法、さらにはアンテナの置かれる環境（機器の内部に入れる等々）によっても変化する。図７，９，１１，１３の例では、アンテナ特性が前述のさまざまな要因によって変化しても、この矩形上の開放パターンのパラメータを変化させることによって、ある程度、所望の粋性に周波数や帯域を再合成できる可能性のあることを示しているといえる。
【００３８】
アンテナ部分をプリント基板のパターンでなく、板金で形成しておいて、それを実装する形にしてもよい。その際に、アンテナの板金パターンを、基板に対して垂直に立てるように実装すれば、備波を９０°  変えることができる。
【００３９】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、給電線路と、短絡線路と、第１の開放線路とで形成した逆Ｆ型アンテナに第２の開放線路を接続したことによって、１つの逆Ｆ型アンテナで異なる周波数の無線の送受信を行うことができ、コンパクトで、特性の良好なマルチバンドアンテナとすることができる。
【００４０】
請求項２記載の発明によれば、第２の開放線路を、給電線路に対して第１の開放線路の反対側に形成したことによって、第２の開放線路が第１の開放線路からの放射に悪影響に与えることを抑制でき、第２の開放線路を設けたことによりアンテナの特性が劣化することを防止できる。
【００４１】
請求項３記載の発明によれば、第１の開放線路または前記第２の開放線路を中途部で屈曲させて形成したことによって、マルチバンドアンテナをコンパクトとすることができ、このマルチバンドアンテナを搭載する配線基盤を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるマルチバンドアンテナの説明図である。
【図２】他の実施形態のマルチバンドアンテナの説明図である。
【図３】従来の逆Ｆアンテナの説明図である。
【図４】図３に示す逆Ｆアンテナのシミュレーション結果を示すグラフである。
【図５】電流分布の状態のシミュレーション結果である。
【図６】本発明にかかるマルチバンドアンテナのシミュレーション結果を示すグラフである。
【図７】他の実施例の第２開放線路の説明図である。
【図８】図７に示すマルチバンドアンテナでのシミュレーション結果を示すグラフである。
【図９】他の実施例の第２開放線路の説明図である。
【図１０】図９に示すマルチバンドアンテナでのシミュレーション結果を示すグラフである。
【図１１】他の実施例の第２開放線路の説明図である。
【図１２】図１１に示すマルチバンドアンテナでのシミュレーション結果を示すグラフである。
【図１３】他の実施例の第２開放線路の説明図である。
【図１４】図１３に示すマルチバンドアンテナでのシミュレーション結果を示すグラフである。
【符号の説明】
１  配線基板
２  マルチバンドアンテナ
３  アンテナ配設領域
４  金属層
５  給電線路
６  短絡線路
６ａ  第１短絡線路
６ｂ  第２短絡線路
７  第１開放線路
８  第２開放線路
１０  ビア
１１  屈曲部
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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