(57)【要約】      （修正有）【課題】ブロードバンドであり、且つ構造が簡単なアンテナ装置を提供する。【解決手段】アンテナ素子及びマッチング回路３０を備える。アンテナ素子は、低周波放射体１１及び高周波放射体１３を含み、マッチング回路３０は、第一経路３１及び第二経路３２を含み、低周波信号は、第一経路３１を流れ、高周波信号は、第二経路３２を流れ、第一経路３１は、低周波放射体１１に接続され、第二経路３２は、高周波放射体１３に接続され、第一経路３１は、第一インダクタンスＬ１、第二インダクタンスＬ２、第三インダクタンスＬ３及び第一コンデンサＣ１を含み、第二経路３２は、並列して連接されている第四インダクタンスＬ４及び第二コンデンサＣ２を含み、第四インダクタンスＬ４及び第二コンデンサＣ２の一端は、高周波放射体１３に接続され、第四インダクタンスＬ４及び第二コンデンサＣ２の他端は、第一経路３１の第三インダクタンスＬ３に接続される。【選択図】図２
0003193421.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
アンテナ素子及びマッチング回路を備えるアンテナ装置であって、
前記アンテナ素子は、低周波放射体及び高周波放射体を含み、
前記マッチング回路は、第一経路及び第二経路を含み、
低周波信号は、前記第一経路を流れ、
高周波信号は、前記第二経路を流れ、
前記第一経路は、前記低周波放射体に接続され、
前記第二経路は、前記高周波放射体に接続され、
前記第一経路は、第一インダクタンス、第二インダクタンス、第三インダクタンス及び第一コンデンサを含み、
前記第一インダクタンス、前記第一コンデンサ及び前記第三インダクタンスは、順次に直列接続され、
前記第一インダクタンスは、前記低周波放射体に接続され、
前記第三インダクタンスは、前記第二経路に接続され、
前記第二インダクタンスの一端は、前記第一インダクタンスと前記第一コンデンサとの間に接続され、
前記第二インダクタンスの他端は、接地されて、
前記第二経路は、並列して連接されている第四インダクタンス及び第二コンデンサを含み、
前記第四インダクタンス及び前記第二コンデンサの一端は、前記高周波放射体に接続され、
前記第四インダクタンス及び前記第二コンデンサの他端は、前記第一経路の前記第三インダクタンスに接続されることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
前記アンテナ装置は、キープアウトゾーン及び接地面を含むプリント基板をさらに備え、
前記アンテナ素子は、前記キープアウトゾーンに位置し、
前記接地面には、無線周波出力端子が設けられ、
前記無線周波出力端子は、前記アンテナ装置に信号をフィードインすることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項３】
前記マッチング回路は、前記無線周波出力端子と前記アンテナ素子との間に位置して、前記アンテナ装置のインピーダンスマッチングを調節して、前記アンテナ装置の帯域幅を広くすることを特徴とする請求項２に記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記低周波放射体は、「Ｔ」字状を呈し、且つ第一延伸部及び第二延伸部を含み、
前記高周波放射体は、「Ｌ」字状を呈し、且つ第一連接部及び第二連接部を含み、
前記第一連接部は、前記第一延伸部に対して平行であり、
前記第二連接部は、前記第二延伸部に対して平行であることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項５】
前記低周波放射体は、第一横部、第二横部及び第一縦部を含み、
前記第一横部及び第二横部は、互いに対して平行であり、且つ全て前記第一縦部から垂直に延在し、
前記第一横部の長さは、前記第二横部の長さより長く、
前記高周波放射体は、「Ｔ」字状を呈し、且つ第三横部及び第二縦部を含み、
前記第三横部は、前記第二縦部に対して垂直であり、
前記第三横部は、前記第一横部と前記第二横部との間に位置し、
前記第三横部の一端と前記第二横部との間には、一定の間隔があり、
前記第三横部を延伸した場合、前記第二横部の一部と重なることを特徴とする請求項４に記載のアンテナ装置。
【請求項６】
前記低周波放射体は、「Ｌ」字状を呈し、前記高周波放射体は、「Ｔ」字状を呈し、
前記低周波放射体は、第一横延伸部及び第一縦延伸部を含み、
前記第一縦延伸部は、前記第一横延伸部から垂直に延在し、
前記第一横延伸部の長さは、前記第一縦延伸部の長さより長く、
前記高周波放射体は、互いに対して垂直に連接されている第二横延伸部及び第二縦延伸部を含み、
前記第二横延伸部は、前記第一横延伸部に対して平行に延伸し、且つその一端が前記第一横延伸部の一端と同一軸線上に位置し、
前記低周波放射体は、前記高周波放射体の下方に位置することを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項７】
前記低周波放射体及び前記高周波放射体は、それぞれ「Ｔ」字状を呈し、
前記低周波放射体の体積は、前記高周波放射体の体積より大きく、
前記低周波放射体は、互いに連接されている第一主体部及び第二主体部を含み、
前記第二主体部は、前記第一主体部の中間部から垂直に延在し、
前記第一主体部の長さは、前記第二主体部の長さより長く、
前記高周波放射体は、第三主体部及び第四主体部を含み、
前記第三主体部は、前記第一主体部に対して平行に延在し、
前記第四主体部は、前記第二主体部に対して平行に延在し、
前記第三主体部の一端は、前記第一主体部の一端と同一軸線上に位置し、
前記高周波放射体の全体は、前記第二主体部の下側に位置することを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、アンテナ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機及びタブレットパソコン等の無線通信装置にとって、無線信号を送受信するためのアンテナモジュールは、重要部品の一つである。近年、無線通信装置は、軽量化及び小型化し、且つ多種の異なる周波数バンドの無線信号を送受信できるようになった。これに従い、無線通信装置に用いられるアンテナモジュールの構造は益々複雑になり、さらに無線通信装置の体積も大きくなり、製造コストも高くなっている。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００３】
以上の問題点に鑑みて、本考案は、ブロードバンドであり、且つ構造が簡単であるアンテナ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記の課題を解決するために、本考案に係るアンテナ装置は、アンテナ素子及びマッチング回路を備える。前記アンテナ素子は、低周波放射体及び高周波放射体を含み、前記マッチング回路は、第一経路及び第二経路を含み、低周波信号は、前記第一経路を流れ、高周波信号は、前記第二経路を流れ、前記第一経路は、前記低周波放射体に接続され、前記第二経路は、前記高周波放射体に接続される。前記第一経路は、第一インダクタンス、第二インダクタンス、第三インダクタンス及び第一コンデンサを含み、前記第一インダクタンス、前記第一コンデンサ及び前記第三インダクタンスは、順次に直列接続され、前記第一インダクタンスは、前記低周波放射体に接続され、前記第三インダクタンスは、前記第二経路に接続され、前記第二インダクタンスの一端は、前記第一インダクタンスと前記第一コンデンサとの間に接続され、前記第二インダクタンスの他端は、接地されている。前記第二経路は、並列して連接されている第四インダクタンス及び第二コンデンサを含み、前記第四インダクタンス及び前記第二コンデンサの一端は、前記高周波放射体に接続され、前記第四インダクタンス及び前記第二コンデンサの他端は、前記第一経路の前記第三インダクタンスに接続される。
【考案の効果】
【０００５】
従来の技術と異なり、本考案のアンテナ装置は、第一経路を介して低周波放射体に接続されると共に、第二経路を介して高周波放射体に接続される。本考案は、第一経路及び第二経路のインピーダンスマッチングをそれぞれ調節することによって、前記アンテナ装置の低周波数及び高周波数において、それぞれ広い帯域幅を持たせることができる。従って、本考案のアンテナ装置は、多くの通信システムに適用でき、且つ構造も簡単である。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本考案の第一実施形態に係るアンテナ素子を備えるアンテナ装置を示す平面図である。
【図２】図１に示したアンテナ素子の回路図である。
【図３】図１に示したアンテナ素子のリターンロスを示す図である。
【図４】図１に示したアンテナ素子の放射効率を示す図である。
【図５】本考案の第二実施形態〜第四実施形態に係るアンテナ素子の構造を示す平面図である。
【考案を実施するための形態】
【０００７】
図１に示すように、本考案の第一実施形態に係るアンテナ装置１００は、アンテナ素子１０と、マッチング回路３０と、プリント基板（ＰＣＢ）５０と、を備える。
【０００８】
アンテナ素子１０は、間隔をあけて設けられた低周波放射体１１及び高周波放射体１３を含む。低周波放射体１１は、「Ｔ」字状を呈し、且つ第一延伸部１１１及び第二延伸部１１２を含む。第一延伸部１１１は、マッチング回路３０に接続されている。高周波放射体１３は、「Ｌ」字状を呈し、且つ第一連接部１３１及び第二連接部１３２を含む。第一連接部１３１は、第一延伸部１１１に対して平行であり、第二連接部１３２は、第二延伸部１１２に対して平行である。第二延伸部１１２の長さは６８ｍｍであり、幅は１ｍｍである。第二連接部１３２の長さは２０ｍｍである。第二連接部１３２と第二延伸部１１２との間のピッチは、１ｍｍである。
【０００９】
図２を併せて参照すると、マッチング回路３０は、第一経路３１及び第二経路３２を含む。低周波放射体１１は、第一経路３１が低周波放射体１１に接続され、低周波（７９０ＭＨｚ〜１１９０ＭＨｚ）信号が第一経路３１のみを通過する（流れる）ので、低周波信号を送受信することに用いられる。また、高周波放射体１３は、第二経路３２が高周波放射体１３に接続され、高周波（１６７２ＭＨｚ〜２２７１ＭＨｚ）信号が第二経路３２を通過するので、高周波信号を送受信することに用いられる。アンテナ素子１０とマッチング回路３０とは、弾性片、マイクロストリップライン或いは同軸ケーブル等を介して互いに連接される。マッチング回路３０は、アンテナ装置１００のインピーダンスマッチングを調節する作用もあり、アンテナ装置１００の帯域幅を広くすることができる。
【００１０】
第一経路３１は、第一インダクタンスＬ１、第二インダクタンスＬ２、第三インダクタンスＬ３及び第一コンデンサＣ１を含む。第一インダクタンスＬ１、第一コンデンサＣ１及び第三インダクタンスＬ３は、順次に直列接続されている。第一インダクタンスＬ１は、低周波放射体１１に接続されている。第三インダクタンスＬ３は、第二経路３２に接続されている。第二インダクタンスＬ２の一端は、第一インダクタンスＬ１と第一コンデンサＣ１との間に接続されている。第二インダクタンスＬ２の他端は、接地されている。本実施形態において、第一インダクタンスＬ１、第二インダクタンスＬ２及び第三インダクタンスＬ３のインダクタンス値は、それぞれ３．３ｎＨ、７．５ｎＨ及び１５ｎＨである。第一コンデンサＣ１のコンデンサ値は、０．５ｐＦ〜２．０ｐＦであるが、好ましくは、１．３ｐＦである。
【００１１】
第二経路３２は、並列して連接されている第四インダクタンスＬ４及び第二コンデンサＣ２を含む。第四インダクタンスＬ４及び第二コンデンサＣ２の一端は、高周波放射体１３に接続される。第四インダクタンスＬ４及び第二コンデンサＣ２の他端は、第一経路３１の第三インダクタンスＬ３に接続される。本実施形態において、第四インダクタンスＬ４のインダクタンス値は、１２ｎＨであり、第二コンデンサＣ２のコンデンサ値は、２．２ｐＦである。
【００１２】
プリント基板５０は、キープアウトゾーン５１及び接地面５３を含む。低周波放射体１１及び高周波放射体１３は、キープアウトゾーン５１に設けられている。接地面５３には、マッチング回路３０に接続された無線周波出力端子５３０が設けられている。無線周波出力端子５３０は、アンテナ装置１００に信号をフィードインする。マッチング回路３０は、無線周波出力端子５３０とアンテナ素子１０との間に位置する。第一実施形態において、マッチング回路３０の半分はキープアウトゾーン５１内に位置し、マッチング回路３０の残りの半分は接地面５３内に位置する。
【００１３】
アンテナ装置１００が動作する際、無線周波出力端子５３０は、無線信号を出力し、低周波信号は、第一経路３１を介して低周波放射体１１に伝送される。アンテナ装置１００は、第一経路３１の第一インダクタンスＬ１、第二インダクタンスＬ２、第三インダクタンスＬ３それぞれのインダクタンス値及び第一コンデンサＣ１のコンデンサ値を調節することによって、ＬＴＥ７００／ＧＳＭ（登録商標）８５０／ＧＳＭ（登録商標）９００／ＧＳＭ（登録商標）との周波数バンドにおいて動作する。これと同時に、高周波信号は、第二経路３２を介して高周波放射体１３に伝送される。アンテナ装置１００は、第二経路３２の第四インダクタンスＬ４のインダクタンス値及び第二コンデンサＣ２のコンデンサ値を調節することによって、ＤＣＳ／ＰＣＳ／ＵＭＴＳとの周波数バンドにおいて動作する。
【００１４】
図３は、第一実施形態に係るアンテナ装置１００のリターンロスのシミュレーション結果を示している。図３から分かるように、アンテナ装置１００は、ＬＴＥ７００／ＧＳＭ（登録商標）８５０／ＧＳＭ（登録商標）９００／ＧＳＭ（登録商標）／ＤＣＳ／ＰＣＳ／ＵＭＴＳという周波数バンドにおいて正常に動作でき、アンテナの設計要求を満たしている。
【００１５】
図４は、第一実施形態に係るアンテナ装置１００の放射効率の測定結果を示している。図４から分かるように、アンテナ装置１００は、低周波（７９０ＭＨｚ〜１１９０ＭＨｚ）及び高周波（１６７２ＭＨｚ〜２２７１ＭＨｚ）において、それぞれアンテナの設計要求を満たしている。
【００１６】
図５の（ａ）は、本考案の第二実施形態に係るアンテナ素子６０の構造を示している。アンテナ素子６０は、低周波放射体６１及び高周波放射体６３を含む。低周波放射体６１は、第一横部６１１、第二横部６１２及び第一縦部６１３を含む。第一横部６１１及び第二横部６１２は互いに対して平行であり、該第一横部６１１及び第二横部６１２は第一縦部６１３から垂直に延在している。第一横部６１１の長さは、第二横部６１２の長さより長い。高周波放射体６３は、「Ｔ」字状を呈し、且つ第三横部６３１及び第二縦部６３２を含む。第三横部６３１は、第二縦部６３２に対して垂直であり、且つ第一横部６１１と第二横部６１２との間に位置する。第三横部６３１の一端と第二横部６１２との間には、一定の間隔がある。第三横部６３１を延伸させた場合、第二横部６１２の一部と重なる。
【００１７】
図５の（ｂ）は、本考案の第三実施形態に係るアンテナ素子７０の構造を示している。アンテナ素子７０は、低周波放射体７１及び高周波放射体７３を含む。低周波放射体７１は、略「Ｌ」字状を呈し、高周波放射体７３は、略「Ｔ」字状を呈する。低周波放射体７１は、第一横延伸部７１１及び第一縦延伸部７１２を含む。第一縦延伸部７１２は、第一横延伸部７１１から垂直に延在する。第一横延伸部７１１の長さは、第一縦延伸部７１２の長さより長い。高周波放射体７３は、互いに対して垂直に連接されている第二横延伸部７３１及び第二縦延伸部７３２を含む。第二横延伸部７３１は、第一横延伸部７１１に対して平行に延伸し、且つその一端は、第一横延伸部７１１の一端と同一軸線上に位置する。高周波放射体７３は、低周波放射体７１の下方に位置する。
【００１８】
図５の（ｃ）は、本考案の第四実施形態に係るアンテナ素子８０の構造を示している。アンテナ素子８０は、低周波放射体８１及び高周波放射体８３を含む。低周波放射体８１及び高周波放射体８３は、それぞれ「Ｔ」字状を呈する。低周波放射体８１の体積は、高周波放射体８３の体積より大きい。低周波放射体８１は、互いに連接されている第一主体部８１１及び第二主体部８１２を含み、第二主体部８１２は、第一主体部８１１の中間部から垂直に延在する。第一主体部８１１の長さは、第二主体部８１２の長さより長い。高周波放射体８３は、第三主体部８３１及び第四主体部８３２を含み、第三主体部８３１は、第一主体部８１１に対して平行に延在する。第四主体部８３２は、第二主体部８１２に対して平行に延在する。第三主体部８３１の一端は、第一主体部８１１の一端と同一軸線上に位置する。高周波放射体８３の全体は、第二主体部８１２の下側に位置する。
【００１９】
上記の実施形態から分かるように、本考案のアンテナ装置１００は、第一経路３１を介して低周波放射体１１に接続されると共に、第二経路３２を介して高周波放射体１３に接続される。本考案は、第一経路３１及び第二経路３２のインピーダンスマッチングをそれぞれ調節することによって、アンテナ装置１００の低周波数及び高周波数において、それぞれ広い帯域幅を持たせることができる。従って、本考案のアンテナ装置１００は、多くの通信システムに適用でき、且つ構造も簡単である。
【符号の説明】
【００２０】
１００  アンテナ装置
１０、６０、７０、８０  アンテナ素子
１１、６１、７１、８１  低周波放射体
１３、６３、７３、８３  高周波放射体
３０  マッチング回路
３１  第一経路
３２  第二経路
５０  プリント基板
５１  キープアウトゾーン
５３  接地面
１１１  第一延伸部
１１２  第二延伸部
１３１  第一連接部
１３２  第二連接部
５３０  無線周波出力端子
６１１  第一横部
６１２  第二横部
６１３  第一縦部
６３１  第三横部
６３２  第二縦部
７１１  第一横延伸部
７１２  第一縦延伸部
７３１  第二横延伸部
７３２  第二縦延伸部
８１１  第一主体部
８１２  第二主体部
８３１  第三主体部
８３２  第四主体部
【図１】
0003193421.tif 000003
【図２】
0003193421.tif 000004
【図３】
0003193421.tif 000005
【図４】
0003193421.tif 000006
【図５】
0003193421.tif 000007