(57)【要約】【課題】  広帯域にわたって良好な受信感度が自動的に得られるアンテナ装置を提供する。【解決手段】  誘電体又は磁性体からなる柱状の基体２１と、複数に分割されて基体２１に巻回された帯状の放射導体２２と、放射導体２２と同じ数の可変容量素子２３とを備え、放射導体２２と可変容量素子２３とを基体２１上で交互に配置して直列接続し、可変容量素子２３に一端のみが接続された放射導体２２ｆを開放側とすると共に、放射導体２２に一端のみが接続された可変容量素子２３ａを信号給電側とし、可変容量素子２３の容量値を共に同じ方向に増減させて所望の周波数に同調させた。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体又は磁性体からなる柱状の基体と、複数に分割されて前記基体に巻回された帯状の放射導体と、前記放射導体と同じ数の可変容量素子とを備え、前記放射導体と前記可変容量素子とを前記基体上で交互に配置して直列接続し、前記可変容量素子に一端のみが接続された前記放射導体を開放側とすると共に、前記放射導体に一端のみが接続された前記可変容量素子を信号給電側とし、前記可変容量素子の容量値を共に同じ方向に増減させたことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
前記基体を角柱状に形成し、前記可変容量素子を前記基体の同一の側面に取り付けた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】
前記可変容量素子をバラクタダイオードで構成し、前記基体の前記側面の周縁部には接地用の第１の電極と同調電圧が印加される第２の電極と信号給電用の第３の電極とを形成し、前記バラクタダイオードのアノードを第１の抵抗を介して前記第１の電極に接続すると共に、前記バラクタダイオードのカソードを第２の抵抗を介して前記第２の電極に接続し、一端のみが前記放射導体に接続された給電側バラクタダイオードの他端を前記第３の電極に接続し、前記第１及び第２の抵抗を前記基体の前記側面に取り付けた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】
前記給電側バラクタダイオードの他端と前記第３の電極との間に整合回路を設けたことを特徴とする請求項３に記載のアンテナ装置。
【請求項５】
二つの前記バラクタダイオードのアノード同士及びカソード同士を共通の前記放射導体に接続し、アノード同士に接続された前記放射導体の中間点を前記第１の抵抗を介して前記第１の電極に接続すると共に、カソード同士に接続された前記放射導体の中間点を前記第２の抵抗を介して前記第２の電極に接続したことを特徴とする請求項３又は４に記載のアンテナ装置。
【請求項６】
前記整合回路は前記基体の前記側面に取り付けられた容量素子を少なくとも有し、前記容量素子を前記第１の電極と前記第３の電極との間に接続したことを特徴とする請求項４又は５に記載のアンテナ装置。
【請求項７】
前記放射導体の数を６としたことを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載のアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は広帯域の周波数に同調できるように構成したアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のアンテナ装置１０を図６及び図７に従って説明する。フェライト磁心１４の回りには巻回した金属細条の螺旋導体１２が設けられる。この螺旋導体１２のそれぞれの端部を以て接続端子１６及び１８を形成する。螺旋導体１２は複数個の導体片１２′に切断され、これら導体片１２′は複数個のキャパシタンス素子２０によって相互接続される。このアンテナ装置１０は図７に示すように螺旋導体１２内にキャパシタンス素子２０を物理的に分布させて閉ループ形態としたものであり、特定の周波数に応答する（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】特開昭５１−８３７５５号公報（図１、図３）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来のアンテナ装置では、特定の周波数に共振することから、広帯域にわたって受信する場合には特定の周波数以外の周波数での受信感度が低下する。
【０００５】
本発明は、広帯域にわたって良好な受信感度が自動的に得られ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】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するため、誘電体又は磁性体からなる柱状の基体と、複数に分割されて前記基体に巻回された帯状の放射導体と、前記放射導体と同じ数の可変容量素子とを備え、前記放射導体と前記可変容量素子とを前記基体上で交互に配置して直列接続し、前記可変容量素子に一端のみが接続された前記放射導体を開放側とすると共に、前記放射導体に一端のみが接続された前記可変容量素子を信号給電側とし、前記可変容量素子の容量値を共に同じ方向に増減させた。
【０００７】
また、前記基体を角柱状に形成し、前記可変容量素子を前記基体の同一の側面に取り付けた。
【０００８】
また、前記可変容量素子をバラクタダイオードで構成し、前記基体の前記側面の周縁部には接地用の第１の電極と同調電圧が印加される第２の電極と信号給電用の第３の電極とを形成し、前記バラクタダイオードのアノードを第１の抵抗を介して前記第１の電極に接続すると共に、前記バラクタダイオードのカソードを第２の抵抗を介して前記第２の電極に接続し、一端のみが前記放射導体に接続された給電側バラクタダイオードの他端を前記第３の電極に接続し、前記第１及び第２の抵抗を前記基体の前記側面に取り付けた。
【０００９】
また、前記給電側バラクタダイオードの他端と前記第３の電極との間に整合回路を設けた。
【００１０】
また、二つの前記バラクタダイオードのアノード同士及びカソード同士を共通の前記放射導体に接続し、アノード同士に接続された前記放射導体の中間点を前記第１の抵抗を介して前記第１の電極に接続すると共に、カソード同士に接続された前記放射導体の中間点を前記第２の抵抗を介して前記第２の電極に接続した。
【００１１】
また、前記整合回路は前記基体の前記側面に取り付けられた容量素子を少なくとも有し、前記容量素子を前記第１の電極と前記第３の電極との間に接続した。
【００１２】
また、前記放射導体の数を６とした。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に記載の発明によれば、放射導体と可変容量素子とを基体上で交互に配置して直列接続し、可変容量素子に一端のみが接続された放射導体を開放側とすると共に、放射導体に一端のみが接続された可変容量素子を信号給電側とし、可変容量素子の容量値を共に同じ方向に増減させたので、可変容量素子の容量値によって電界が最小となる位置が基体上を移動して、その位置から解放端の位置の間には解放端において最大となる電界が得られ、しかも、電界が最小となる位置から給電端までの位置には電界がほとんど発生しないことから、あたかもモノポールアンテナと同様の挙動を示し、小型で、広帯域にわたって良好な受信感度が自動的に得られるアンテナ装置が実現できる。
【００１４】
また、請求項２に記載の発明によれば、基体を角柱状に形成し、可変容量素子を基体の同一の側面に取り付けたので、製作が容易である。
【００１５】
また、請求項３に記載の発明によれば、可変容量素子をバラクタダイオードで構成し、基体の側面の周縁部には接地用の第１の電極と同調電圧が印加される第２の電極と信号給電用の第３の電極とを形成し、バラクタダイオードのアノードを第１の抵抗を介して第１の電極に接続すると共に、バラクタダイオードのカソードを第２の抵抗を介して第２の電極に接続し、一端のみが放射導体に接続された給電側バラクタダイオードの他端を第３の電極に接続し、第１及び第２の抵抗を基体の側面に取り付けたので、受信回路を構成する回路基板への接続が容易なアンテナ装置が実現できる。
【００１６】
また、請求項４に記載の発明によれば、給電側バラクタダイオードの他端と第３の電極との間に整合回路を設けたので、回路基板側の構成が簡単となり小型化と低コスト化が図れる。
【００１７】
また、請求項５に記載の発明によれば、二つのバラクタダイオードのアノード同士及びカソード同士を共通の放射導体に接続し、アノード同士に接続された放射導体の中間点を第１の抵抗を介して第１の電極に接続すると共に、カソード同士に接続された放射導体の中間点を第２の抵抗を介して第２の電極に接続したので、バラクタダイオードへ同調電圧を供給する給電回路が簡単となる。
【００１８】
また、請求項６に記載の発明によれば、整合回路は基体の側面に取り付けられた容量素子を少なくとも有し、容量素子を第１の電極と第３の電極との間に接続したので、回路基板側の構成が簡単となり小型化と低コスト化が図れる。
【００１９】
また、請求項７に記載の発明によれば、放射導体の数を６としたので、４７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚ帯のＵＨＦ体のテレビジョン信号を受信するのに好適なアンテナ装置が実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下本発明のアンテナ装置を図１乃至図５に基づいて説明する。先ず、図１において、誘電体材料又は磁性材料からなる、例えば角柱状の基体２１には、帯状の放射導体２２が巻回されている。放射導体２２は、例えば６個の放射導体２２ａ〜２２ｆに分割されており、それらは同じ数の可変容量素子であるバラクタダイオード２３（２３ａ〜２３ｆ）と交互に配置されて直列接続される。
【００２１】
即ち、バラクタダイオード２３ａと２３ｂとの間には放射導体２２ａが接続され、バラクタダイオード２３ｂと２３ｃとの間には放射導体２２ｂが接続される。以下同様の接続関係が連続し、最後は放射導体２２ｅと２２ｆとの間にはバラクタダイオード２３ｆが接続されるが、図２に示すように隣接するバラクタ同士の極性が逆となるように、給電端側のバラクタダイオード２３ａと２３ｂとのアノード間に放射導体２２ａが接続され、バラクタダイオード２３ｂと２３ｃとのカソード間に放射導体２２ｂが接続され、バラクタダイオード２３ｃと２３ｄとのアノード間に放射導体２２ｃが接続され、バラクタダイオード２３ｄと２３ｅとのカソード間に放射導体２２ｄが接続され、バラクタダイオード２３ｅと２３ｆとのアノード間に放射導体２２ｅが接続される。そして、バラクタダイオード２３ｆのカソードに接続された放射導体２２ｆが解放端側となる。なお、上記のバラクタダイオード２３は基体２１の一側面に取り付けられる。
【００２２】
また、基体２１の上記側面には各バラクタダイオード２３のアノードを接地するための第１の電極２４（２４ａ〜２４ｃ）が形成され、上記バラクタダイオード２３のカソードに同調電圧を印加するための第２の電極２５（２５ａ〜２５ｄ）が形成される。そして、放射導体２２ａ、２２ｃ、２２ｅのほぼ中央部がそれぞれ抵抗２６（２６ａ、２６ｃ、２６ｅ）によって第１の電極２４ａ、２４ｂ、２４ｃに接続される。また、バラクタダイオード２３ａのカソードと放射導体の２２ｂ、２２ｄ、２２ｅｆのほぼ中央部とがそれぞれ抵抗２７（２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄ）によって第２の電極２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄに接続される。上記の各抵抗２６及び２７も基体２１の同一側面に取り付けられる。
【００２３】
また、上記基体２１の側面には、信号給電用の第３の電極２８と接地用の第１の電極２４ｄとが形成される。そして、給電端側のバラクタダイオード２３ａのカソードがインピーダンス整合回路３０を介して第３の電極２８に接続される。インピーダンス整合回路３０はバラクタダイオード２３ａのカソードと第３の電極２８との間に接続されたインダクタンス素子３０ａと、第３の電極２８と第１の電極２４ｄとの間に接続された容量素子３０ｂとからなる。インダクタンス素子３０ａ及び容量素子３０ｂも基体２１の同一側面に取り付けられる。なお、インダクタンス素子３０ａは必ずしも必要ではなく、その場合は給電側のバラクタダイオードのカソードを直接第３の電極２８に接続すればよい。
【００２４】
以上のように構成されたアンテナ装置は、例えば、地上デジタル放送（放送帯域は最大で４７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚ）を受信することができるように構成された携帯電話機内の回路基板（図示せず）に搭載される。そして、第３の電極２８が回路基板の受信回路に接続され、全ての第１の電極２４が回路基板の接地部に接続され、第２の電極２５には回路基板側から同調電圧が供給される。この場合において、第２の電極２５（２５ａから２５ｄ）は回路基板側で互いに接続され、基板側から直接同調電圧を供給しても良いが、第３の電極を２８を介して信号に重畳した同調電圧を供給してもよい。
【００２５】
そして、上記の周波数範囲を受信するためには、放射導体２２の合計の長さを最低周波数（４７０ＭＨｚ）で共振する電気長、即ち１／４波長とし、その条件のもとに各放射導体２２ａ〜２２ｆに６分割する。また、各バラクタダイオード２３の容量値は上記の同調電圧によって、およそ２ｐＦ〜２２ｐＦの範囲で変化する。
【００２６】
以上のように構成したアンテナ装置は一端が開放されているので解放端側に最大の電界が発生するが、実験によれば、バラクタダイオード２３の容量値を小さくするに従って、電界が最小となる位置が解放端側に移動することが確認された。その様子を図３乃至図５に示す。図３はバラクタダイオード２３の容量値を最大にしたときのアンテナ装置に発生する電界の様子を示し、横軸のＬはアンテナ装置の長さ、具体的には、給電側のバラクタダイオード２３ａの位置（給電端Ｐとして示す）から解放端側の放射導体２２ｆの位置（解放端Ｑとして示す）までの距離を示す。そして、この場合は、バラクタダイオード２３の容量値が大きいので、各放射導体２２に対してバラクタダイオード２３のインピーダンスが小さくなって、全体として一本の放射導体と見なされ、電界が最小となる位置が給電端Ｐにほぼ一致する。
【００２７】
図４はバラクタダイオード２３の容量値を小さくしたときの電界の様子を示し、電界が最小となる位置Ａは解放端Ｑ側に移動する。そして、この場合、給電端Ｐと電界が最小となり位置Ａとの間には電界がほとんど発生していないことが確認された。このことから、電界が最小となり位置Ａと解放端Ｑとの間における放射導体２２とバラクタダイオード２３とがその時の周波数に対して１／４波長の線路として機能し、給電端Ｐと電界が最小となり位置Ａとの間における放射導体と２２バラクタダイオード２３とが単なる伝送線路として機能していることが分かった。
【００２８】
図５はバラクタダイオード２３の容量値を更に小さくしたときの電界の様子を示し、電界が最小となる位置Ａはさらに解放端Ｑ側に移動する。そして、この場合も、給電端Ｐと電界が最小となり位置Ａとの間には電界がほとんど発生していないことが確認された。このことから、電界が最小となり位置Ａと解放端Ｑとの間における放射導体２２とバラクタダイオード２３とがその時の周波数に対して１／４波長の線路として機能し、給電端Ｐと電界が最小となり位置Ａとの間における放射導体と２２バラクタダイオード２３とが単なる伝送線路として機能していることが分かった。
【００２９】
以上のように、バラクタダイオードの容量値によって電界が最小となる位置が移動して、その位置から解放端の位置の間には解放端において最大となる電界が得られ、しかも、電界が最小となる位置から給電端までの位置には電界がほとんど発生しないことから、このアンテナ装置はあたかもモノポールアンテナと同様の挙動を示すようになる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明のアンテナ装置の斜視図である。
【図２】本発明のアンテナ装置の等価回路図である。
【図３】本発明のアンテナ装置の電界分布図である。
【図４】本発明のアンテナ装置の電界分布図である。
【図５】本発明のアンテナ装置の電界分布図である。
【図６】従来のアンテナ装置の斜視図である。
【図７】従来のアンテナ装置の等価回路図である。
【符号の説明】
【００３１】
２１：基体
２２：放射導体
２３：バラクタダイオード
２４：第１の電極
２５：第２の電極
２６：第１の抵抗
２７：第２の抵抗
２８：第３の電極
【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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