(57)【要約】【課題】容易にアンテナの入力インピーダンス又はアンテナ動作周波数を調整可能なアンテナ装置を提供すること。【解決手段】基板２と、基板２上の一部に設けられたグラウンドパターン３と、基板２上に形成された線状の導体パターン４と、給電端子５とを有し、導体パターン４が、グラウンドパターン３に沿って延在し、基端部１１がグラウンドパターン３に接続可能とされ先端部１２が開放端とされた主パターン部１３と、基端部１１と先端部１２との間に設けられた給電点Ｐ１と給電端子５とを接続する給電接続パターン１４と、基端部１１とグラウンドパターン３とを接続可能な導体膜接続パターン１５とで構成され、導体膜接続パターン１５が、基端部１１から異なる長さで分岐して伸びる複数の基端側分岐パターン２５で構成され、基端側分岐パターン２５の途中には短絡用の基端側分断部２８が設けられている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、該基板上の一部に設けられた導体膜と、前記基板上に形成された線状の導体パターンと、前記基板上に設けられた給電端子とを有し、
前記導体パターンが、前記導体膜に沿って延在し、基端部が前記導体膜に接続可能とされ先端部が開放端とされた主パターン部と、主パターン部の基端部と先端部との間に設けられた給電点と前記給電端子とを接続する給電接続パターンと、前記主パターン部の基端部と前記導体膜とを接続可能な導体膜接続パターンとで構成され、
前記導体膜接続パターンが、主パターン部の基端部から異なる長さで分岐して伸びる複数の分岐パターンで構成され、各分岐パターンの途中には短絡用の分断部が設けられていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
基板と、該基板上の一部に設けられた導体膜と、前記基板上に形成された線状の導体パターンと、前記基板上に設けられた給電端子とを有し、
前記導体パターンが、前記導体膜に沿って延在し、基端部が前記導体膜に接続可能とされ先端部が開放端とされた主パターン部と、主パターン部の基端部と先端部との間に設けられた給電点と前記給電端子とを接続する給電接続パターンと、前記主パターン部の基端部と前記導体膜とを接続可能な導体膜接続パターンとで構成され、
前記主パターン部の先端部が異なる延在方向の長さを有する複数の分岐パターンで構成され、各分岐パターンの途中には短絡用の分断部が設けられていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のアンテナ装置において、
前記主パターン部の前記給電点と前記先端との間の少なくとも一部が螺旋形状であることを特徴とするアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント基板等に内蔵されるアンテナ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、携帯電話機等には、例えば導体を巻回させたヘリカルアンテナが用いられている。このようなヘリカルアンテナを携帯電話機等に用いる場合、螺旋状の導体を保持する必要があるため、部品数の増加によるコストの増加、アンテナ特性のばらつきが生じ、また小型化が困難である。
【０００３】
近年、このような問題を解消するため、部品実装基板の両面に設けられた導体ラインとスルーホールとを接続することにより螺旋形状を構成し、ヘリカルアンテナを形成する構造が提案されている（特許文献１、２参照。）。
また、アンテナ素子の中心軸とグラウンドの側辺が、平行に形成されることによって、整合用のキャパシタンスを必要としないアンテナ装置が提案されている（特許文献３参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−８４２１６号公報  （第４頁、第１図）
【特許文献２】
特開２００２−１１８４１１号公報  （第９頁、第１図）
【特許文献３】
特開２００２−２０４１１４号公報  （第５頁、第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、通信機器に用いられるアンテナは最終的に使用される条件によってアンテナの入力インピーダンス及びアンテナ動作周波数の調整を行う必要がある。したがって、上記従来のアンテナでは、このような使用用途ごと或いは使用条件ごとの調整を行う場合、新規に基板を作り直す必要があり、コストが増加するという問題があった。
一方、上記基板内蔵のアンテナに整合回路を用いることによって、アンテナの構造を変えることなく調整する方法もあるが、インダクタ及びキャパシタを単独又は組み合わせた整合回路用のチップを使用するため、チップを加えたことによるコストが増加する問題があった。また、整合回路中に設けたインダクタ又はキャパシタによって生ずる電力損失により、アンテナの放射利得が著しく低下するという問題があった。
本発明は、このような事情を鑑みてなされたもので、容易にアンテナの入力インピーダンス又はアンテナ動作周波数を調整可能なアンテナ装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、以下の構成を採用した。すなわち、本発明のアンテナ装置は、基板と、該基板上の一部に設けられた導体膜と、前記基板上に形成された線状の導体パターンと、前記基板上に設けられた給電端子とを有し、前記導体パターンが、前記導体膜に沿って延在し、基端部が前記導体膜に接続可能とされ先端部が開放端とされた主パターン部と、主パターン部の基端部と先端部との間に設けられた給電点と前記給電端子とを接続する給電接続パターンと、前記主パターン部の基端部と前記導体膜とを接続可能な導体膜接続パターンとで構成され、前記導体膜接続パターンが、主パターン部の基端部から異なる長さで分岐して伸びる複数の分岐パターンで構成され、各分岐パターンの途中には短絡用の分断部が設けられていることを特徴とする。
【０００７】
この発明によれば、分岐パターンの短絡箇所によって、導体パターンの導体膜の接続点と給電点との距離を変更することにより、アンテナ装置の主に入力インピーダンスを容易に変更調整することができる。
【０００８】
また、本発明に係るアンテナ装置は、基板と、該基板上の一部に設けられた導体膜と、前記基板上に形成された線状の導体パターンと、前記基板上に設けられた給電端子とを有し、前記導体パターンが、前記導体膜に沿って延在し、基端部が前記導体膜に接続可能とされ先端部が開放端とされた主パターン部と、主パターン部の基端部と先端部との間に設けられた給電点と前記給電端子とを接続する給電接続パターンと、前記主パターン部の基端部と前記導体膜とを接続可能な導体膜接続パターンとで構成され、前記主パターン部の先端部が異なる延在方向の長さを有する複数の分岐パターンで構成され、各分岐パターンの途中には短絡用の分断部が設けられていることを特徴とする。
【０００９】
この発明によれば、分岐パターンの短絡箇所によって、導体パターンの開放端と給電点との距離を変更することにより、アンテナ装置の主にアンテナ動作周波数を容易に変更調整することができる。
【００１０】
また、本発明に係るアンテナ装置は、前記主パターン部の前記給電点と前記先端部との間の少なくとも一部が螺旋形状であることを特徴とする。
この発明によれば、主パターン部の給電点と先端部との間の一部を巻回し螺旋形状とすることで、導体パターンの全長を短縮し、アンテナ装置を小型化することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るアンテナ装置の第１の実施形態を、図１を参照しながら説明する。
本実施形態によるアンテナ装置１は、携帯電話機、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、無線ＬＡＮ等の無線通信システムに用いられるものであって、図１に示されるように、樹脂やセラミックス等の絶縁性材料からなる基板２と、基板２の一方の面上に設けられた帯状の導体膜であるグラウンドパターン３と、同様に基板２の一方及び他方の面上に形成された線状の銅やアルミニウム等の導体パターン４と、アンテナ装置１外に設けられた高周波回路ＲＦに接続される給電端子５とを有している。
なお、図１において、グラウンドパターン３を明確にするため、該当部にハッチングを施している。
【００１２】
導体パターン４は、全体としてグラウンドパターン３に沿って延在し、基端部１１がグラウンドパターン３に接続可能とされ先端部１２が開放端とされた主パターン部１３と、主パターン部１３の基端部１１と先端部１２との間に設けられた給電点Ｐ１と給電端子５とを接続する給電接続パターン１４と、主パターン部１３の基端部１１とグラウンドパターン３とを接続可能な導体膜接続パターン１５とによって構成されている。
主パターン部１３は、先端部１２と給電点Ｐ１との間に螺旋部１６を有している。
【００１３】
螺旋部１６は、グラウンドパターン３に沿って形成され、基板２の貫通孔に半田等の導体が埋め込まれたスルーホール２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｄ、２１Ｅ、及び２１Ｆと、基板２の一方の面上に形成された直線状の導体ライン２２Ａ、及び２２Ｂと、基板２の他方の面上に形成された直線状の導体ライン２２Ｃ、２２Ｄ、及び２２Ｅとによって構成されている。
スルーホール２１Ａ、２１Ｃ、及び２１Ｅは、グラウンドパターン３に沿って等間隔に配列されている。また、スルーホール２１Ｂ、２１Ｄ、及び２１Ｆは、スルーホール２１Ａ、２１Ｃ、及び２１Ｅよりもグラウンドパターン３から離間した位置でグラウンドパターンに沿って等間隔に配列されている。
また、上記導体ラインと上記スルーホールとは、グラウンドパターン３に沿った方向に軸線を有する螺旋形状となるように接続されている。
【００１４】
導体膜接続パターン１５は、グラウンドパターン３に接続される点Ｐ２と給電点Ｐ１との距離が異なる２本の基端側分岐パターン（分岐パターン）２５を有している。
基端側分岐パターン２５は、給電点Ｐ１からの距離が短尺のほうから順に分岐導体ライン２６及び２７によって構成されており、短絡用の基端側分断部２８によって、分岐導体ライン２６及び２７が、それぞれ分割ライン２６Ａ及び２６Ｂと２７Ａ及び２７Ｂとに分割されている。
また、アンテナ装置１の入力インピーダンスが、給電端子５におけるインピーダンスと整合が取れるように、例えば分割ライン２６Ａと２６Ｂとが、半田２９によって電気的に接続される。
【００１５】
次に、本実施形態のアンテナ装置１における電波の送受信について説明する。
【００１６】
上記の構成からなるアンテナ装置１において、高周波回路から給電端子５に伝達されたアンテナ動作周波数を有する高周波信号は、主パターン部１３より電波として送信される。また、アンテナ動作周波数と一致した周波数を有する電波は、主パターン部１３において受信され、給電端子５から高周波信号として高周波回路ＲＦに伝達される。
このとき、アンテナ装置１の入力インピーダンスと、給電端子５におけるインピーダンスとの整合が取れるように分割ライン２６Ａと２６Ｂとが半田２９によって電気的に接続されることによって、電力ロスが低減された状態で電波の送受信が行われる。
【００１７】
給電端子５におけるインピーダンスが異なる場合には、アンテナ装置１の入力インピーダンスを、例えば、分割ライン２７Ａと２７Ｂとを電気的に接続することによって、アンテナ装置１の入力インピーダンスを調整し、給電端子５におけるインピーダンスと整合が取れるようにする。
【００１８】
上記の構成によれば、基端側分岐パターン２５において、短絡する箇所を変更することによって、導体パターン４におけるグラウンドパターン３の接続点Ｐ２と給電点Ｐ１との距離を調整し、アンテナ装置１の主に入力インピーダンスを設定できる。したがって、アンテナ装置１の設計を変更することなく、給電端子５におけるインピーダンスとの整合を取ることが容易となる。よって、多様なモジュールにアンテナ装置１を適用し、アンテナ装置の開発期間の短縮、及びコストの削減ができる。
また、給電端子５の外部に整合回路を設ける必要がないため、整合回路による放射利得の低下が抑制されると共に効率的に電波が送受信される。
【００１９】
次に、第２の実施形態について、図２を参照しながら説明する。
なお、ここで説明する実施形態はその基本的構成が上述した第１の実施形態と同様であり、上述の第１の実施形態に別の要素を付加したものである。したがって、図２においては、図１と同一構成要素に同一符号をし、この説明を省略する。
【００２０】
第２の実施形態と第１の実施形態との異なる点は、第１の実施形態では主パターン部１３の基端部１１が分岐された構成であるのに対して、第２の実施形態におけるアンテナ装置３０では主パターン部３１の基端部３２が分岐されておらず、主パターン部３１の先端部３３が給電点Ｐ１からの延在方向の距離が異なる先端側分岐パターン（分岐パターン）３４を有している。
また、主パターン部３１の基端部３２とグラウンドパターン３とを電気的に接続する導体膜接続パターン３５が設けられている。
導体膜接続パターン３５によって、アンテナ装置３０の入力インピーダンスと、給電端子５におけるインピーダンスの整合が取られている。
【００２１】
先端側分岐パターン３４は、給電点Ｐ１からの延在方向の距離が短尺のほうから順に分岐導体ライン３６、３７及び３８によって構成されており、短絡用の先端側分断部３９によって、分岐導体ライン３６、３７及び３８が、それぞれ分割ライン３６Ａ及び３６Ｂと、３７Ａ及び３７Ｂと、３８Ａ及び３８Ｂとに分割されている。
また、アンテナ装置３０における所望のアンテナ動作周波数となるように、例えば分割ライン３６Ａと３６Ｂとが、短絡用の半田４０によって電気的に接続される。
【００２２】
上記の構成によれば、先端側分岐パターン３４において、短絡する箇所を変更することによって、給電点Ｐ１と開放端との距離を調整し、アンテナ装置３０の主にアンテナ動作周波数を設定できる。したがって、アンテナ装置３０の設計を変更することなく、所望のアンテナ動作周波数を有するアンテナ装置３０とすることが容易となる。よって、多様なモジュールにアンテナ装置３０を適用できる。
また、アンテナ装置３０の入力インピーダンスと、給電端子５におけるインピーダンスとの整合が取れているため、給電端子５の外部に整合回路を設ける必要がないと共に効率的に電波が送受信される。
【００２３】
次に、第３の実施形態について、図３を参照しながら説明する。
なお、ここで説明する実施形態はその基本的構成が上述した第１の実施形態と同様であり、上述の第１の実施形態又は第２の実施形態に別の要素を付加したものである。したがって、図３においては、図１、及び図２と同一構成要素に同一符号をし、この説明を省略する。
【００２４】
第３の実施形態のアンテナ装置５０は、第１の実施形態の基端側分岐パターン２５と第２の実施形態の先端側分岐パターン３４との両方を備えたものであり、両実施形態の効果を有するものである。
【００２５】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記第１及び第３の実施形態では、基端側分岐パターン２５が２分岐であり、また上記第２及び第３の先端側分岐パターン３４が３分岐であったが、これに限らず、例えば４分岐等、それ以上の分岐としてもよい。このようにすることによって、アンテナ装置の入力インピーダンス又はアンテナ動作周波数を調整する際、設定間隔をより細かくすることが可能となる。
【００２６】
更に、上記実施形態では、螺旋形状を有するヘリカルアンテナであったが、これに限らず、例えば、逆Ｆアンテナ等の線状アンテナであってもよい。また、上記第２の実施形態では、逆Ｌアンテナなどの線状アンテナであってもよい。
また、上記実施形態では、半田付けによって分岐部パターンを短絡したが、これに限らず、例えば、ジャンパーチップによって短絡してもよく、分断部に短絡箇所を切り替えるためのスイッチを設け、そのスイッチによって短絡箇所を切り替え可能としてもよい。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のアンテナ装置によれば、導体膜接続パターンに分岐パターンを設け、分岐パターンの短絡箇所を適宜変更することによって、アンテナ装置の入力インピーダンスを調整することが容易となる。
また、主パターン部の先端部に分岐パターンを設け、分岐パターンの短絡箇所を適宜変更することによって、アンテナ装置の主にアンテナ動作周波数を調整することが容易となる。
したがって、入力インピーダンス又はアンテナ動作周波数を１つのアンテナ装置で複数の任意の値に変更調整することによって、多様なモジュールに適用することができると共に、部材コストの低減が可能で且つ高精度なアンテナ特性を備えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる第１の実施形態におけるアンテナ装置を示す斜視図である。
【図２】本発明にかかる第２の実施形態におけるアンテナ装置を示す斜視図である。
【図３】本発明にかかる第３の実施形態におけるアンテナ装置を示す斜視図である。
【符号の説明】
１、３０、５０  アンテナ装置
２  基板
３  グラウンドパターン（導体膜）
４  導体パターン
５  給電端子
１１、３２  基端部
１２、３３  先端部
１３、３１  主パターン部
１４  給電接続パターン
１５、３５  導体膜接続パターン
１６  螺旋部
２５  基端側分岐パターン（分岐パターン）
２８  基端側分断部（分断部）
３４  先端側分岐パターン（分岐パターン）
３９  先端側分断部（分断部）
Ｐ１  給電点
【図１】
2005026840.tif 000003
【図２】
2005026840.tif 000004
【図３】
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