(57)【要約】【課題】部品を実装するプリント基板のＧＮＤ面に対して垂直な放射導体と、上記垂直な放射導体の先端に接続され、上記ＧＮＤ面に対して水平な放射導体とを具備し、上記ＧＮＤ面と垂直に設けられている垂直基板に、上記垂直な放射導体と上記水平な放射導体とが設けられているデュアルバンドアンテナにおいて、各バンドの共振周波数を、精度よく調整することが容易であり、アンテナ使用時に利得低下が生じないデュアルバンドアンテナを提供することを目的とするものである。【解決手段】波長の短いバンドの共振周波数に対する波長の長いバンドの共振周波数の割合をｘとし、上記波長の短いバンドを構成する放射導体の一端から他端までの水平の長さＬ１に対する上記波長の長いバンドを構成する放射導体の一端から他端までの水平の長さＬ２の割合をｙとした場合、ｙ＝ｅ（ｘ−１）／Ａ    （Ａは定数）０．８≦Ａ≦１．４を満足するデュアルバンドアンテナである。【選択図】  図５
2004297635.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品を実装するプリント基板のＧＮＤ面と垂直な垂直基板に設けられ、上記ＧＮＤ面に対して垂直な放射導体と、上記垂直な放射導体の先端に接続され、上記ＧＮＤ面に対して水平な放射導体とを具備し、上記垂直な放射導体が、波長の長いバンドと波長の短いバンドとに共通な放射導体であり、上記水平な放射導体が、上記垂直な放射導体の先端から、波長の短いバンドを構成する放射導体と、波長の長いバンドを構成する放射導体とに分岐されている放射導体であるデュアルバンドアンテナにおいて、
上記波長の短いバンドの共振周波数に対する上記波長の長いバンドの共振周波数の割合をｘとし、上記波長の短いバンドを構成する放射導体の一端から他端までの上記水平の長さに対する上記波長の長いバンドを構成する放射導体の一端から他端までの上記水平の長さの割合をｙとした場合、
ｙ＝ｅ（ｘ−１）／Ａ    （Ａは定数）
０．８≦Ａ≦１．４
を満足することを特徴とするデュアルバンドアンテナ。
【請求項２】
請求項１において、
上記垂直基板は、積層構造であり、上記積層構造の積層方向が、上記ＧＮＤ面と平行であることを特徴とするデュアルバンドアンテナ。
【請求項３】
請求項１において、
上記垂直基板は、単層構造であることを特徴とするデュアルバンドアンテナ。
【請求項４】
請求項１において、
上記デュアルバンドアンテナは、モノポール、逆Ｌ型、逆Ｆ型アンテナであることを特徴とするデュアルバンドアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、部品を実装するプリント基板のＧＮＤ面に対して垂直な放射導体と、上記垂直な放射導体の先端に接続され、上記ＧＮＤ面に対して水平な放射導体とを具備し、上記ＧＮＤ面と垂直に設けられている垂直基板に、上記垂直な放射導体と上記水平な放射導体とを設けているデュアルバンドアンテナに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１は、従来のデュアルバンドアンテナ１００を示す概略図である。
【０００３】
従来のデュアルバンドアンテナ１００は、部品を実装するＢ１と、垂直基板Ｂ２とを有する。
【０００４】
プリント基板Ｂ１は、図示しない部品と、ＧＮＤ面１１とを有する。
【０００５】
垂直基板Ｂ２は、ＧＮＤ面１１に対して垂直な放射導体２０と、ＧＮＤ面１１に対して水平な放射導体３１、３２とを具備し、プリント基板Ｂ１のＧＮＤ面１１と垂直に設けられている基板である。
【０００６】
ＧＮＤ面１１に対して垂直な放射導体２０は、波長の長いバンドと波長の短いバンドとに共通な放射導体である。また、従来のデュアルバンドアンテナ１００は、モノポール・逆Ｌ型・逆Ｆ型等のアンテナを構成する。さらに、水平な放射導体３１、３２として、ミアンダ導体等を用い、ＧＮＤ面１１から同じ距離の高い位置に、波長の短いバンドを構成する放射導体３１と波長の長いバンドを構成する放射導体３２とが設けられている。
【０００７】
このようにすることによって、スペースに無駄がない小型アンテナを実現することができる。
【０００８】
公知例として、たとえば、特許文献１が存在している。
【０００９】
【特許文献１】
特開平１１−６８４５３号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、アンテナを小型化した場合、帯域幅が狭くなるので、使用時に利得低下等が生じないように、共振周波数を所定の値に精度よく調整する必要がある。
【００１１】
従来のデュアルバンドアンテナ１００において、各バンドの共振周波数は、分枝している各放射導体３１、３２の長さに対応しているが、放射導体３１の一端から他端までの水平の長さＬ１と放射導体３２の一端から他端までの水平の長さＬ２とが、共振周波数との関係で明確でないので、各バンドの共振周波数を、精度よく調整することが困難であるという問題がある。
【００１２】
つまり、小型アンテナ（携帯電話内蔵等のアンテナ）は、各バンドの共振素子が互いに近接して構成されているので、共振素子間で干渉が生じ、この干渉によって、デュアルバンドの特性は、シングルバンドの各特性を単純に並べた特性と同じ特性にはならない。したがって、シングルバンドにおける共振周波数の調整よりも、デュアルバンドにおける共振周波数調整が困難である。
【００１３】
上記従来例では、各バンドの放射導体を互いに１８０度に分けることによって、独立に共振させ、放射導体間の干渉が少なくなってはいるが、それでも、反対側の枝（放射導体）にも電流が流れるので、デュアルバンドの特性は、シングルバンドの特性を単純に並べた特性と同じ特性にはならず、デュアルバンドの各バンドの共振周波数を、精度よく調整することが困難であるという問題がある。
【００１４】
本発明は、部品を実装するプリント基板のＧＮＤ面に対して垂直な放射導体と、上記垂直な放射導体の先端に接続され、上記ＧＮＤ面に対して水平な放射導体とを具備し、上記ＧＮＤ面と垂直に設けられている垂直基板に、上記垂直な放射導体と上記水平な放射導体とが設けられ、上記垂直な放射導体が、波長の長いバンドと波長の短いバンドとに共通な放射導体であり、上記水平な放射導体が、上記垂直な放射導体の先端から、波長の短いバンドを構成する放射導体と、波長の長いバンドを構成する放射導体とに分岐されている放射導体であるデュアルバンドアンテナにおいて、デュアルバンドにおける各バンドの共振周波数を、精度よく調整することが容易であり、アンテナ使用時に利得低下が生じないデュアルバンドアンテナを提供することを目的とするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、波長の短いバンドの共振周波数に対する波長の長いバンドの共振周波数の割合をｘとし、上記波長の短いバンドを構成する放射導体の一端から他端までの水平の長さＬ１に対する上記波長の長いバンドを構成する放射導体の一端から他端までの水平の長さＬ２の割合をｙとした場合、
ｙ＝ｅ（ｘ−１）／Ａ    （Ａは定数）
０．８≦Ａ≦１．４
を満足するデュアルバンドアンテナである。
【００１６】
【発明の実施の形態および実施例】
図１は、本発明で使用するデュアルバンドアンテナ１００を示す図である。
【００１７】
デュアルバンドアンテナ１００の構成自体は、上記従来例として説明したデュアルバンドアンテナと同じである。本発明の実施例の特徴は、水平な放射導体３１の長さと、水平な放射導体３２の長さとの関係を明確にすることである。
【００１８】
つまり、上記実施例で使用するデュアルバンドアンテナ１００は、プリント基板Ｂ１と、垂直基板Ｂ２とを有する。プリント基板Ｂ１は、所定の部品を実装するプリント基板であり、ＧＮＤ面１１を有する。
【００１９】
垂直基板Ｂ２は、ＧＮＤ面１１に対して垂直な放射導体２０と、この垂直な放射導体２０の先端に接続され、ＧＮＤ面１１に対して水平な放射導体３１、３２を具備する。
【００２０】
垂直基板Ｂ２は、ＧＮＤ面１１と垂直に設けられ、この垂直基板Ｂ２に、垂直な放射導体２０と水平な放射導体３１、３２とが設けられている。垂直な放射導体２０が、波長の長いバンドと波長の短いバンドとに共通な放射導体であり、上記水平な放射導体が、垂直な放射導体２０の先端から、波長の短いバンドを構成する放射導体３１と、波長の長いバンドを構成する放射導体３２とに分岐されている。
【００２１】
なお、実施例における垂直基板Ｂ２の基体は、誘電体または磁性体であり、樹脂、セラミック、樹脂とセラミックの複合材料によって構成されている。また、放射導体２０、３１、３２は、金、銀、銅、パラジウム、白金、銀パラジウム、銀白金、アルミニウム等の導体を、印刷、めっき、蒸着、スパッタ、金属箔等によって構成したものである。
【００２２】
良好なアンテナ特性を得るためには、放射導体３１、３２と、ＧＮＤ面１１との距離は、一般には長い程よい。たとえば、放射導体３１、３２と、ＧＮＤ面１１との距離をｈとし、使用波長をλとすると、一般に、ｈ／λの値が小さくなるに従って、狭帯域・低放射効率になる。
【００２３】
したがって、放射導体にミアンダ導体等を用い、ＧＮＤ面１１から同じ距離の高い位置に、デュアルバンドの各放射導体３１、３２を配置する。この場合、ＧＮＤ面１１に垂直な放射導体２０は、各バンドに共通とし、その先端からＧＮＤ面１１に水平方向に、各バンドに対応した長さで放射導体３１、３２を分枝させることによって、無駄なスペースがない小型アンテナを実現することができる。
【００２４】
上記実施例において、分枝させた放射導体３１、３２をミアンダまたはヘリカルとし、垂直基板Ｂ２として、多層構造の基板を設け、垂直基板Ｂ２の積層方向が、ＧＮＤ面１１に対して平行になるように、ＧＮＤ面１１上に実装する（ＧＮＤ面から高さ約９ｍｍの位置に実装する）。
【００２５】
図２、図３は、上記実施例において、放射導体３１、３２の長さと、短い放射導体３１による波長の短いバンドの共振周波数ｆ１と、長い放射導体３２による波長の長いバンドの共振周波数ｆ２との関係を示す図である。
【００２６】
また、図２、３には、波長の短いバンドの共振周波数ｆ１に対する波長の長いバンドの共振周波数ｆ２の割合を示す「ｘ」が表示され、また、波長の短いバンドを構成する放射導体３１の実際の長さＬ１（放射導体３１の一端から他端までの上記水平の長さ）に対する波長の長いバンドを構成する放射導体３２の実際の長さＬ２（放射導体３２の一端から他端までの上記水平の長さ）の割合を示す「ｙ」が表示されている。
【００２７】
短い放射導体では、高い共振周波数を得ることができ、放射導体の長さに共振周波数が対応していることがわかる。
【００２８】
図４は、図２に示す試作Ｎｏ．４のデュアルバンドアンテナ１００におけるＳＷＲ特性を示す図である。
【００２９】
図２、図３に示すデータから、図５に示すような放射導体長さの比率と、共振周波数の比率との関係を得ることができ、放射導体の長さと共振周波数との関係が明らかになる。
【００３０】
図５は、上記実施例において、波長の短いバンドの共振周波数ｆ１に対する波長の長いバンドの共振周波数ｆ２の割合を示す「ｘ」と、波長の短いバンドを構成する放射導体３１の実際の長さＬ１に対する波長の長いバンドを構成する放射導体３２の実際の長さＬ２の割合を示す「ｙ」との関係を示す図である。
【００３１】
図５には、いくつかの実験結果がプロットされ、これらを見ると、
ｙ＝ｅ（ｘ−１）／Ａ    （Ａは定数）
０．８≦Ａ≦１．４          ………  式（１）
の関係を読み取ることができる。
【００３２】
上記式（１）を満足するように、放射導体３１、３２の長さを調整することによって、各バンドの共振周波数を、容易に精度よく調整することができる。
【００３３】
なお、デュアルバンドアンテナ１００は、モノポール、逆Ｌ型、逆Ｆ型アンテナである。
【００３４】
ここで、上記定数Ａは、０．８〜１．４であればよく、好ましくは、０．９〜１．３であり、より好ましくは、１．０〜１．２である。
【００３５】
従来例において、各バンドの共振周波数は、分枝させた各放射導体の長さに対応しているが、各バンドにおける導体長と共振周波数との関係が明確でなかったので、各バンドの共振周波数を容易に精度よく調整することが困難である。しかし、上記実施例においては、各バンドにおける導体長と共振周波数との関係が明確であるので、アンテナを、容易に精度よく調整することができる。
【００３６】
つまり、各バンドの放射導体を互いに１８０度に分けることによって、独立に共振させ、放射導体間の干渉が少なくなっても、反対側の枝（放射導体）にも電流が流れるので、シングルバンドの特性を単純に並べた特性にはならず、デュアルバンドの各バンドの共振周波数を、精度よく調整することが、一般には困難であるが、上記実施例では、各バンドにおける導体長と共振周波数との関係が明確であり、したがって、各バンドの共振周波数を容易に精度よく調整することができる。
【００３７】
なお、上記実施例において、放射導体３１、３２は、ミアンダ形状の放射導体を想定している。
【００３８】
また、上記実施例において、垂直基板Ｂ２は、積層方向が、上記ＧＮＤ面と平行である積層構造であり、放射導体をヘリカル形状とすることも可能である。さらに、このような基板を設ける代わりに、垂直基板Ｂ２として、単層構造の基板を設けるようにしてもよい。この場合、単層構造の基板の表（おもて）面または裏面に、放射導体２０、３１、３２を設ければよい。また、この場合の放射導体３１、３２は、ミアンダ形状の放射導体を想定している。
【００３９】
【発明の効果】
本発明によれば、デュアルバンドにおける各バンドの共振周波数を、精度よく調整することが容易であり、アンテナ使用時に利得低下が生じないという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例で使用するデュアルバンドアンテナ１００を示す概略図である。
【図２】上記実施例において、放射導体３１、３２の長さと、短い放射導体３１による波長の短いバンドの共振周波数ｆ１と、長い放射導体３２による波長の長いバンドの共振周波数ｆ２との関係を示す図である。
【図３】上記実施例において、放射導体３１、３２の長さと、短い放射導体３１による波長の短いバンドの共振周波数ｆ１と、長い放射導体３２による波長の長いバンドの共振周波数ｆ２との関係を示す図である。
【図４】図２に示す試作Ｎｏ．４のデュアルバンドアンテナ１００におけるＳＷＲ特性を示す図である。
【図５】上記実施例において、波長の短いバンドの共振周波数ｆ１に対する波長の長いバンドの共振周波数ｆ２の割合を示す「ｘ」と、波長の短いバンドを構成する放射導体３１の実際の長さＬ１に対する波長の長いバンドを構成する放射導体３２の実際の長さＬ２の割合を示す「ｙ」との関係を示す図である。
【符号の説明】
１００…デュアルバンドアンテナ、
Ｂ１…プリント基板、
１１…ＧＮＤ面、
Ｂ２…垂直基板、
２０…各バンド共通の放射導体、
３１…波長の短いバンドを構成する放射導体、
３２…波長の長いバンドを構成する放射導体、
ｆ１…波長の短いバンドの共振周波数、
ｆ２…波長の長いバンドの共振周波数、
Ｌ１…波長の短いバンドを構成する放射導体３１の実際の長さ、
Ｌ２…波長の長いバンドを構成する放射導体３２の実際の長さ。
【図１】
2004297635.tif 000003
【図２】
2004297635.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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