(57)【要約】【課題】  多周波に対応できる小型でしかも安価な放射電極エレメントおよび情報端末機器内蔵用多周波アンテナを提供する。【解決手段】短辺部の終端において一端が開放された開放端部（２ａ）を有する細幅状導体（１）で囲まれたＬ字状スリット（２）を形成し、該細幅状導体（１）の一部を最低周波数である第１周波用放射電極エレメント（Ｌ１）及び最高周波数である第３周波用の放射電極エレメント（Ｌ３）とし、該エレメントに囲まれて形成されたＬ字状スリット（２）を最低周波数より周波数が高い第２放射電極エレメント（Ｌ２）とする。なお、Ｌ字状スリット（２）の開放端部（２ａ）近傍の細幅状導体（１）のＬ字状スリットの短辺部に平行な細幅状導体部分（１ａ）には給電点（Ｓ１）を設けておく。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
グランド板と電気的に非接続状態で供され且つ、以下のａ〜ｄの要件を具備することを特徴とする多周波放射電極エレメント。
ａ．該エレメントは細幅状導体によって取り囲まれたL字状スリットを有すること；
ｂ．該スリットの短辺部終端面が開放端であること；
ｃ．該スリットの短辺部に平行な細幅状導体部分に給電点が設けられること；そして
ｄ．該細幅状導体が共振周波数の最も低い第１周波用放射電極エレメント且つ共振周波数の最も高い第３周波用放射電極エレメントとして機能し他方、該スリットが該第１周波用放射電極エレメントより共振周波数の高い第２周波用放射電極エレメントとして機能すること。
【請求項２】
該Ｌ字状スリットの全長部分が第２周波用放射電極エレメントとして機能する請求項１に記載の多周波放射電極エレメント。
【請求項３】
該細幅状導体の第１周波用放射電極エレメントの一部分が、該第２周波数よりも高い第３周波用放射電極エレメントとして機能する請求項１または２に記載の多周波放射電極エレメント。
【請求項４】
該Ｌ字状スリットの幅が０．１ｍｍ〜３０ｍｍである請求項１〜３のいずれかに記載の多周波放射電極エレメント。  
【請求項５】
該細幅状導体の幅が１〜５ｍｍである請求項１〜４のいずれかに記載の多周波放射電極エレメント。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の多周波放射電極エレメントの給電点に高周波同軸ケーブルの内部導体が接続され他方、該エレメントとは電気的に非接続状態のグランド板に該高周波同軸ケーブルの外部導体が接続されていることを特徴とする多周波アンテナ。
【請求項７】
該グランド板がアンテナ設置機器の導体筐体部である請求項６に記載の多周波アンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パソコン、ＰＤＡ（携帯型情報機器）、携帯電話、あるいはＶＩＣＳなどの情報端末機器等に内蔵させる多周波且つ小型の放射電極エレメント（以下、“エレメント”と称する。）、さらには該エレメントを含む多周波アンテナに関するものである。    
【背景技術】
【０００２】
近年、無線ＬＡＮあるいはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（近距離無線データ通信システム）搭載のＰＤＡ等においては、使用無線周波数帯域の高域化によるアンテナの小型化に加えて、アンテナの多周波化が盛んになってきている。
その、一例として、３周波以上に対応できる逆Ｆ形の多周波アンテナが提案されている(例えば、特許文献１参照。) 。ところが、この提案では、共振周波数の数に対応した数のエレメントを個々に設けた構成であるため、多周波になると、どうしても、寸法・スペースが大きくなってしまうという問題がある。また、各エレメント間の間隔を狭くし過ぎると、干渉が起き易くなるという通信品質上の問題があり、小型化には、自ずと限界がある。
一方、本出願人は先に、１片のエレメントを折り曲げ、多周波用に対応できる放射電極エレメント及び、このエレメントを使用した多周波アンテナについて提案している（特願２００２−２８７８７６号）。ただ、この提案では、いずれも、該エレメントに電気的に接続されたグランド板（アース板）、および前両者を接続する短絡板（短絡部）が必要であるため、自ずと小型化には限界があった。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−６８７３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、本発明の課題は、パソコン、あるいはＰＤＡ等の情報端末機器等の内部に組込むアンテナにおいて、２周波、特に３周波以上の多周波に対応できる多周波且つ小型のエレメント、さらには該エレメントを含む多周波アンテナを提供することにある。  
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者等は、これまで放射電極として個々に知られていた細幅状導体とスリットとを組み合わせることを想起し、さらに検討した結果、所望のエレメントを実現するに至った。
そして、アンテナとしてのさらなる小型化を図るため、グランド板を該エレメントから電気的に分離しつつも、該エレメントに高周波同軸ケーブルの内部導体を同時に、グランド板には該ケーブルの外部導体を接続することに着目した。
【発明の効果】
【０００６】
本発明のエレメントは一片の細幅状導体を電極として、多周波アンテナへの対応を実現したものである。これを、従来と比較した場合、エレメントの幅、高さとも小さくなり且つ、グランド板も該エレメントに直接付随しないので、エレメント自体が可及的に小型化され、取付けスペースの大幅な削減につながるという格別顕著な効果が奏される。さらに、グランド板をエレメントから分離・別体とすることは、各種の配設方法を可能にするもので、取付け自由度も増加する。この結果、本発明のエレメントはパソコン等の情報端末機器内蔵用アンテナとして極めて有用である。  
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明を、３周波に対応するエレメントの例について説明する。
図１は、３周波に対応するエレメントの一例を示す平面図である。
図２は、図１のエレメントを含む、３周波に対応するアンテナの一例を示す斜視図である。
図３〜図５は、図２のアンテナにおけるエレメントの共振状態を示し、図３は、共振周波数の最も低い第１共振周波数の共振状態を示す図、図４は、該第１共振周波数よりも高い第２共振周波数の共振状態を示す図、図５は、該第２の共振周波数よりも高い第３共振周波数の共振状態を示す図（グラフ）である。
図６は、３周波に対応した本発明のアンテナの周波数特性（周波数対反射損失特性）を示す図（グラフ）である。
【０００８】
図１において、（１）は細幅状導体、（１ａ）は後述するＬ字状スリット（２）の短辺部に平行な細幅状導体部分、（１ｂ）は後述するＬ字状スリット（２）の短辺部終端面近傍で該短辺部に直交する細幅状導体部分（後述する長さがＬ３の部分）、（２）は細幅状導体（１）によって取り囲まれたL字状スリット、（２ａ）はＬ字状スリット（２）の短辺部終端面での開放端、（Ｌ１）は細幅状導体（１）のうち、第１共振周波数用エレメントとして機能する部分の外縁に沿う長さ、（Ｌ２）は第２エレメントとして機能するＬ字状スリット（２）の中心線に沿う長さ、（Ｌ３）は細幅状導体（１）のうち、第３エレメントとして機能する部分の長さである。また、（Ｌ４）はＬ字状スリット（２）の長辺部の幅、（Ｌ５）は細幅状導体（１）の幅、（Ｌ６）はＬ字状スリット（２）の短辺部の幅（開放端部の幅）そして、（Ｓ１）は、高周波同軸ケーブルの内部導体が接続される給電点である。
図２には、上記のエレメントを含むアンテナが示されている。該図において、（１）、（１ｂ）、（２）〜（２ａ）、および（Ｓ１）の符号は図１の場合と同じである。他方、（３）は、エレメントとは電気的に非接続状態にあるグランド板、（４）は給電用同軸ケーブル、そして、（Ｓ２）はアースポイントである。
図２のアンテナを、後揚の実施例に示す材質と寸法で作成し、その実験結果を示したのが図３〜図６である。図３は、長さが（Ｌ１）に亘る細幅状導体（１）は周波数の最も低い第１周波数に対応する第１周波用エレメントに共振していること、さらに、図５は、長さが（Ｌ３）に亘る細幅状導体部分（１ｂ）は周波数の最も高い第３周波数に対応する第３周波用エレメントとして共振していることを示している。この意味で、細幅状導体（１）は２周波に対応するモノポールアンテナとして機能している。また、図４は、長さが（Ｌ２）のスリット（２）は、該第１周波数よりも高い周波数の第２周波数に対応する第２周波用エレメントとして共振していることを示している。そして、この３周波対応の事実は、図６の周波数特性（周波数対反射損失特性）から窺われる。
なお、特開２００３−１５２４３０号公報の図１３〜図１４には、本発明のエレメントに酷似した２周波対応のエレメントが開示されている。しかし、同公報には、スリット部を挟んで対峙する導体部３０に同軸ケーブルの内部導体を、そして導体部３２に同軸ケーブルの外部導体を接続するもので（同公報図1）、その給電方法において、本発明とは本質的に異なる。すなわち、エレメントとは電気的に接続されていない別体のグランド板に、同軸ケーブルの外部導体を接続することについては一切教えていないし、且つ又細幅状導体幅及びスリット幅についても何等記載されていない。
【０００９】
本発明で特徴的なことは細幅状導体（１）、および開放端（２ｂ）を有するスリット（２）を同時に放射電極として機能させ、これにより、最小限の容積でエレメントを構成したことに在る。
この点について再度、図１および図３〜図５を参照しながら、さらに詳細な説明をする。
先ず、図１および図３に示すように、細幅状導体（１）からなる第１周波用エレメントは、スリット（２）の長辺部を挟んで略“コ“の字状に形成される。エレメントの長さは、図１および図３に示すように、該導体（１）の外縁に沿う長さ（Ｌ１）とし、第１周波長の４分の１の長さに設定する。その際、第１の周波数はエレメント寸法を小型化するため、最低周波数に割当てることが肝要である。さらに、スリット（２）の短辺部開放端（２ａ）近傍で該短辺部に直交する導体（１ｂ）は３周波の中で最高周波数である第３周波用エレメントとして機能する。このときのエレメントの長さは、図１および図５に示すように、導体（１ｂ）の外縁に沿う長さ（Ｌ３）とし、第３周波長の４分の１の長さに設定する。前述の図５における斜線部分は第３周波用エレメントの共振状態を示しており、この部分で、第二のダイポールアンテナとして機能している。
ここで、細幅状導体の（１）の幅はリターンロスあるいはＶＳＷＲ等アンテナ特性を考慮して１ｍｍ〜５ｍｍの範囲から適宜採択する。細幅状導体の（１）の材質としては、洋白（白銅）、銅、鉄、あるいは黄銅等の導電性の金属が望ましい。その中でも洋白（白銅）が強度、加工性、耐腐食性に優れているので、特に好ましい。また、厚さについては格段の制約はなく、強度を考慮した適切な厚さとすればよい。
次に、細幅状導体の（１）に取り囲まれたＬ字状スリット（２）は、第１周波より高い第２周波用エレメントに割り当てられる。  このＬ字状スリット（２）は、スリットアンテナとして機能し第２周波用エレメントを構成している。 ここで、第２周波用エレメントの長さはＬ字状スリット（２）に全長（Ｌ２）と等しく且つ、（Ｌ２）は第２周波長の２分の１の長さに設定する。また、その幅、すなわち長辺部の幅（Ｌ４）及び短辺部の幅（Ｌ６）は反射損失（リターンロス）あるいはＶＳＷＲ等アンテナ特性を考慮し、０．１ｍｍ〜３０ｍｍの範囲から適宜採択する。この場合、短辺部の幅（Ｌ６）は長辺部の幅（Ｌ４）と異なっていてもよい。図４のＬ字状スリット（２）の内部の斜線部分は第２周波用エレメントの共振状態を示しており、この部分でスロットアンテナとして機能している。
本発明において、さらに肝要なことは給電点（Ｓ１）の位置である。本発明では、Ｌ字状スリット（２）の短辺部と平行な細幅状導体（1ａ）上で且つスリット（２）の短辺部終端面の開放部（２ａ）近傍に設ける。
【００１０】
このようなエレメントを含む３周波対応アンテナの一例が、図２に示さていることは既に述べたとおりである。このアンテナは情報端末機器であるパソコンに内蔵させるのに適している。
同図に示すように、本発明の多周波対応アンテナの特徴は、グランド板（３）をエレメントとは電気的に絶縁・分離して別体化した点にある。
この理由は、以下のとおりである。
通常、アンテナを設置するパソコン等の機器は金属からなる筐体で構成されており、これをグランド板（３）として利用することで、エレメントに接続されたグランド板、およびエレメントとグランド板とを接続している短絡板（あるいは短絡部）の両方が省略され、大幅な小型化が実現できるからである。このアンテナへの給電にあたっては、高周波同軸ケーブル等の給電線（４）の内部導体（４ａ）を前述の給電点（Ｓ１）と接続し他方、該ケーブルの外部導体（４ｂ）をグランド板（３）に設けられたアースポイント（Ｓ２）に接続すればよい。高周波同軸ケーブルとしては、周知のフッ素樹脂被覆等の高周波同軸ケーブルが採用される。高周波同軸ケーブルを給電点（Ｓ１）およびアースポイント（Ｓ２）に接続するには、ハンダ付あるいは超音波接続等を利用すればよい。
以上の態様は、エレメントとグランド板（３）とを平行に配設した例であるが、両者は必ずしも平行である必要はなく、互いに９０度回転した位相で配設したり、不平行等、スペースに応じた各種の配設方法が採用される。
【実施例】
【００１１】
以下に、図1に示したエレメントを含む、３周波に対応する情報端末機器内蔵用アンテナの具体例を示す。
先ず、縦５ｍｍ、横３５ｍｍ、厚さ０．１ｍｍの洋白からなる長方形の平板を放電加工機にて加工し、外形寸法が高さ１．９ｍｍ、幅２７．８５ｍｍの図1に示すエレメントを得た。その際、Ｌ字状スリット（２）の長さ（Ｌ２）は２７ｍｍ、長辺部のスリット幅（Ｌ４）は０．５ｍｍ、短辺部のスリット開放端部（２ａ）の幅（Ｌ６）は１ｍｍとした。
ここで、細幅状導体（１）の“コ”の字状部分の長さ（Ｌ１）は５４．４ｍｍ、幅（Ｌ５）は０．７ｍｍとし、この部分を１．４ＧＨｚ帯に対応した最低周波数である第１周波用エレメントとして割当てた。他方、細幅状導体部分（１ｂ）の長さ（Ｌ３）は１３．４ｍｍであり、この部分が第２周波数よりさらに周波数の高い５ＧＨｚ帯に対応した第３周波用エレメントとして機能する。
また、（Ｌ２）の全長を有するスリット（２）を該最低周波数より周波数が高い２．４ＧＨｚ帯に対応した第２周波用エレメント（Ｌ２）として割り当てた。
さらに、給電点（Ｓ１）は、スリット（２）の短辺部に平行な細幅状導体部分（１ａ）の終端部端面から０．５ｍｍで且つ該部分（１ａ）の長手方向中心線上に設けた。
以上により、高さ１．９ｍｍ、幅２７．９５ｍｍの超小型エレメントが完成した。
次に、上記にて作成したエレメントを情報端末機器に内蔵させ、アンテナとして機能させるため、上記のエレメントの給電点（Ｓ１）に外径０．９３ｍｍ、導体径０．２４ｍｍのフッ素樹脂（ＰＦＡ）高同軸ケーブル（４）の内部導体（４ａ）をハンダにより接続した。一方、グランド板（３）としては情報端末機器の導電部材であるマグネシウムからなる筐体グランドを利用し、その上に設けられたアースポイント（Ｓ２）に、該ケーブル（４）の外部導体（４ｂ）を接続して、３周波に対応する情報端末機器内蔵用アンテナを得た。
最後に、このアンテナの周波数特性について試験したところ、図６に示す周波数特性（周波数対反射損失特性）が得られた。
この図から、明らかなように、１．４ＧＨｚ、２．４ＧＨｚ、５ＧＨｚ近傍の３箇所にて共振していることが確認できた。また、同時に十分な帯域幅が確保できていることについても確認できた。
以上の例は、本発明の一例に過ぎず、本発明の思想の範囲内であれば、種種の変更および応用が可能であることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００１２】
本発明のエレメント、および該エレメントを含むアンテナは、パソコンをはじめとしてＰＤＡ等、各種情報端末機器を始めとし、情報家電製品あるいは自動車関連機器へも内蔵できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】３周波に対応した本発明の放射電極エレメントの態様を示す平面図である。
【図２】図１のエレメントを含む、３周波に対応するアンテナの例を示す斜視図である。
【図３】図２のアンテナにおけるエレメントの共振状態を示し、第１の共振周波数の共振状態を示す図である。
【図４】図２のアンテナにおけるエレメントの共振状態を示し、第２の共振周波数の共振状態を示す図である。
【図５】図２のアンテナにおけるエレメントの共振状態を示し、第３の共振周波数の共振状態を示す図である。
【図６】３周波に対応した本発明のアンテナの周波数特性（周波数対反射損失特性）を示す図である。
【符号の説明】
【００１４】
１      細幅状導体
１ａ    Ｌ字状スリットの短辺部に平行な細幅状導体部分
１ｂ    Ｌ字状スリットの短辺部終端面近傍で該短辺部と直交する細幅状導体部分
２      Ｌ字状スリット
２ａ    Ｌ字状スリットの短辺部の終端面（開放端部）
３        グランド板
４      高周波同軸ケーブル
４ａ    高周波同軸ケーブルの内部導体
４ｂ    高周波同軸ケーブルの外部導体
Ｌ１    第１周波用エレメントとなる細幅状導体の外縁に沿う長さ
Ｌ２    第２周波用エレメントとなるスリットの中心線に沿う長さ
Ｌ３    第３周波用エレメントとなる細幅状導体の外縁に沿う長さ
Ｌ４    第２周波用エレメントとなるスリットの幅
Ｌ５    細幅状導体の幅
Ｌ６    Ｌ字状スリットの短辺部（終端部）の幅
Ｓ１    給電点
Ｓ２
アースポイント
【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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