(57)【要約】      （修正有）【課題】回路基板上にチューナブルアンテナとアンテナ回路部を効率よく配設できてスペースファクタが良好なアンテナ装置を提供すること。【解決手段】回路基板１上の一辺端に沿う辺縁部にハイバンド用チューナブルアンテナ２とローバンド用チューナブルアンテナ３とアンテナ回路部４とを並設してアンテナ装置を構成し、給電回路およびバイアス回路や高周波スイッチ１０を有するアンテナ回路部４がチューナブルアンテナ２，３の実装領域に挟まれて両者２，３に接続されるようにする。各チューナブルアンテナ２，３はそれぞれ基台の外表面に放射導体７，８を螺旋状に巻装して該放射導体７，８の途中に可変容量素子９を分散配置させた構成になっており、放射導体７，８の一端側の給電端が給電導体１４，１５と接続されて各可変容量素子９がバイアス導体１６と接続されている。【選択図】図２
2007221341.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端側を給電端となし他端側を開放端となした放射導体を誘電体または磁性体からなる基台の外表面に螺旋状に巻装し、かつ該放射導体の途中に可変容量素子を分散配置させてなるチューナブルアンテナと、給電回路を有して前記チューナブルアンテナに接続されたアンテナ回路部とを備え、
回路基板上に前記アンテナ回路部と該アンテナ回路部から導出された複数の半田ランドとを設け、この回路基板上で前記アンテナ回路部の一側に隣接する領域と他側に隣接する別の領域にそれぞれ前記チューナブルアンテナを実装して前記半田ランドに接続させることによって、各チューナブルアンテナの前記給電端を前記給電回路に接続させると共に、これら一対のチューナブルアンテナとして前記放射導体の全長が互いに異なるものを用いることによって、前記両領域の一方にハイバンド用チューナブルアンテナが位置し他方にローバンド用チューナブルアンテナが位置するように構成したことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
請求項１の記載において、前記一対のチューナブルアンテナおよび前記アンテナ回路部が前記回路基板の一辺端に沿う辺縁部に配設さ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または２の記載において、前記一対のチューナブルアンテナの前記基台どうしが誘電体または磁性体からなる連結材によって連結されていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項の記載において、前記アンテナ回路部が前記半田ランドを介して前記可変容量素子に接続されるバイアス回路を有し、このバイアス回路からバイアス制御信号を供給することによって前記可変容量素子の容量値を変化させるようにしたことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項５】
請求項４の記載において、前記可変容量素子がバラクタダイオードであって、このバラクタダイオードに前記バイアス制御信号として直流の同調電圧が印加されるようにしたことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項の記載において、前記アンテナ回路部に前記給電回路と接続された高周波スイッチが設けられ、この高周波スイッチに切換制御信号を供給することによって、前記一対のチューナブルアンテナの各給電端に対して選択的に給電信号が供給されるようにしたことを特徴とするアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チップ状のヘリカルアンテナとして動作するチューナブルアンテナを回路基板上に実装して構成されるアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
誘電体や磁性体からなる柱状あるいは板状の基台の外表面に放射導体を螺旋状に巻装して構成されるチップ状のヘリカルアンテナは、回路基板上に面実装できて小型薄型化に好適なため、従来より、携帯用や車載用の無線通信アンテナなどとして利用されている。通常、この種のヘリカルアンテナは回路基板の一辺端に沿う辺縁部に実装されており、こうすることで受信感度が高めやすくなる（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、この種のヘリカルアンテナは、放射導体の螺旋状パターンを途中で分断するギャップを設けて該ギャップの両端どうしを可変容量素子で接続するという構成を採用することによって、同調周波数の選択が可能なチューナブルアンテナとして利用することができる（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００４−２５９７４６号公報（第４−６頁、図１）
【特許文献２】特開昭５１−８３７５５号公報（第２−３頁、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、前述したチップ状のヘリカルアンテナをテレビ放送等が受信可能なチューナブルアンテナとして利用する場合には、ハイバンドからローバンドに至る広い周波数帯域を受信できるようにしておかねばならないため、必然的にアンテナ素子が大きくなって回路基板上に広めの実装スペースが必要となる。しかも、回路基板上にはチューナブルアンテナの近傍に、その給電端に給電信号（高周波信号）を供給する給電回路や、可変容量素子にバイアス制御信号を供給するバイアス回路を形成しておかねばならないため、これらの回路（アンテナ回路部）とチューナブルアンテナとが効率よく配設されていないと、回路基板上のデッドスペースが増大して結果的に回路基板が大型化してしまうという問題を生じる。
【０００５】
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、回路基板上にチューナブルアンテナとアンテナ回路部を効率よく配設できてスペースファクタが良好なアンテナ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するため、本発明のアンテナ装置では、一端側を給電端となし他端側を開放端となした放射導体を誘電体または磁性体からなる基台の外表面に螺旋状に巻装し、かつ該放射導体の途中に可変容量素子を分散配置させてなるチューナブルアンテナと、給電回路を有して前記チューナブルアンテナに接続されたアンテナ回路部とを備え、回路基板上に前記アンテナ回路部と該アンテナ回路部から導出された複数の半田ランドとを設け、この回路基板上で前記アンテナ回路部の一側に隣接する領域と他側に隣接する別の領域にそれぞれ前記チューナブルアンテナを実装して前記半田ランドに接続させることによって、各チューナブルアンテナの前記給電端を前記給電回路に接続させると共に、これら一対のチューナブルアンテナとして前記放射導体の全長が互いに異なるものを用いることによって、前記両領域の一方にハイバンド用チューナブルアンテナが位置し他方にローバンド用チューナブルアンテナが位置するように構成した。
【０００７】
このように回路基板上でハイバンド用チューナブルアンテナとローバンド用チューナブルアンテナとに挟まれる領域にアンテナ回路部を形成し、各チューナブルアンテナがそれぞれ該アンテナ回路部と接続されるようにアンテナ装置を構成しておけば、回路基板上に一対のチューナブルアンテナとアンテナ回路部とを効率よく配設することができてスペースファクタが良好となるため、デッドスペースが減少して回路基板の小型化が図りやすくなる。また、一対のチューナブルアンテナは放射導体の全長が互いに異なり、ハイバンドの信号波には一方の放射導体を共振させてローバンドの信号波には他方の放射導体を共振させることが可能であると共に、可変容量素子の容量値の変化範囲内で各放射導体の共振周波数を変化させることが可能なため、このアンテナ装置は広い周波数帯域に亘って良好な受信感度が期待できる。
【０００８】
上記の構成において、一対のチューナブルアンテナおよびアンテナ回路部が回路基板の一辺端に沿う辺縁部に配設されていると、回路基板上の該一辺端に沿う矩形状領域に一対のチューナブルアンテナとアンテナ回路部を効率よく配設することができるため、受信感度の向上が図りやすい回路基板上の領域においてアンテナ装置のスペースファクタが良好となって好ましい。
【０００９】
また、上記の構成において、一対のチューナブルアンテナの基台どうしが誘電体または磁性体からなる連結材によって連結されていると、ハイバンド用チューナブルアンテナとローバンド用チューナブルアンテナとを一体品として取り扱うことができるため、回路基板上へ実装する際などに作業性が向上する。
【００１０】
また、上記の構成において、アンテナ回路部が半田ランドを介して可変容量素子に接続されるバイアス回路を有し、このバイアス回路からバイアス制御信号を供給することによって可変容量素子の容量値を変化させるようにしてあると、可変容量素子の容量値を制御するためのバイアス回路がスペースファクタを悪化させる要因とはならなくなるため好ましい。この場合において、可変容量素子がバラクタダイオードであって、このバラクタダイオードにバイアス制御信号として直流の同調電圧が印加されるようにしてあると、構成が簡素化できるため一層好ましい。
【００１１】
また、上記の構成において、アンテナ回路部に給電回路と接続された高周波スイッチが設けられ、この高周波スイッチに切換制御信号を供給することによって、一対のチューナブルアンテナの各給電端に対して選択的に給電信号（高周波信号）が供給されるようにしてあると、ハイバンド用チューナブルアンテナとローバンド用チューナブルアンテナの双方で受信された信号どうしが干渉する虞がなくなるため、ノイズを低減できて好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によるアンテナ装置は、回路基板上でハイバンド用チューナブルアンテナとローバンド用チューナブルアンテナとに挟まれる領域にアンテナ回路部を形成し、各チューナブルアンテナがそれぞれ該アンテナ回路部に接続されるという構成になっているため、回路基板上の例えば一辺端に沿う矩形状領域に一対のチューナブルアンテナとアンテナ回路部とを効率よく配設することができてスペースファクタが良好となり、それゆえデッドスペースが減少して回路基板の小型化が図りやすくなる。また、一対のチューナブルアンテナは放射導体の全長が互いに異なり、ハイバンドの信号波には一方の放射導体を共振させてローバンドの信号波には他方の放射導体を共振させることが可能であると共に、可変容量素子の容量値の変化範囲内で各放射導体の共振周波数を変化させることが可能なため、このアンテナ装置は広い周波数帯域に亘って良好な受信感度を期待できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
発明の実施の形態を図面を参照して説明すると、図１は本発明の第１実施形態例に係るアンテナ装置の外観図、図２は該アンテナ装置の模式図、図３は該アンテナ装置の等価回路図である。
【００１４】
これらの図に示すアンテナ装置は、マザーボードである回路基板１の一辺端１ａに沿う辺縁部に設けられたもので、アンテナ素子として回路基板１上に面実装された一対のチューナブルアンテナ２，３と、給電回路やバイアス回路等を含み回路基板１上に形成されたアンテナ回路部４とによって主に構成されている。チューナブルアンテナ２，３はそれぞれ、誘電体からなる基台５，６の外表面に放射導体７，８が螺旋状にパターニングされて該螺旋状パターンの途中に複数の可変容量素子９が分散配置されるという構成になっており、アンテナ回路部４から導出された複数の半田ランド１７と放射導体７，８とが半田接合されている。アンテナ回路部４には、信号線路２０を介して図示せぬチューナに接続された高周波スイッチ１０と、バイアス用の複数の抵抗体１１と、直流成分除去用の複数のキャパシタ１２と、インピーダンス整合用の複数のキャパシタ１３とが組み込まれている。また、アンテナ回路部４の給電回路には高周波スイッチ１０に接続された給電導体１４，１５が形成されており、バイアス回路には抵抗体１１が配設されたバイアス導体１６が形成されている。
【００１５】
チューナブルアンテナ２はハイバンド用のアンテナ素子であって、誘電体からなる幅狭な板状の基台５に放射導体７が螺旋状に巻装されており、放射導体７の一端側を高周波信号用の給電端７ａとなして給電導体１４と接続し、他端側は開放端７ｂとなっている。また、放射導体７の螺旋状パターンは途中の複数箇所がギャップを介して分断されており、各ギャップの両端どうしがそれぞれ可変容量素子９で接続されている。これらの可変容量素子９は、放射導体７の適宜箇所を半田ランド１７と半田接合させることによってバイアス導体１６と接続されている。
【００１６】
チューナブルアンテナ３はローバンド用のアンテナ素子であって、誘電体からなる幅広な板状の基台６に放射導体８が螺旋状に巻装されており、放射導体８の一端側を高周波信号用の給電端８ａとなして給電導体１５と接続し、他端側は開放端８ｂとなっている。ただし、この放射導体８の全長はチューナブルアンテナ２の放射導体７よりも長くなっている。また、放射導体８の螺旋状パターンは途中の複数箇所がギャップを介して分断されており、各ギャップの両端どうしがそれぞれ可変容量素子９で接続されている。これらの可変容量素子９は、放射導体８の適宜箇所を半田ランド１７と半田接合させることによってバイアス導体１６と接続されている。
【００１７】
可変容量素子９はバラクタダイオードである。そして、前記チューナからバイアス導体１６へバイアス制御信号として直流の同調電圧Ｖtuneが供給されると、この同調電圧Ｖtuneが各可変容量素子９の両端間に印加されるため、同調電圧Ｖtuneの大きさに応じて各可変容量素子９の容量値を変化させることができ、それに伴ってハイバンド用チューナブルアンテナ２やローバンド用チューナブルアンテナ３の共振周波数を変化させることができる。なお、図３に示すように、チューナブルアンテナ２，３は抵抗体１１を介して直流的に接地されている。
【００１８】
高周波スイッチ１０には、給電導体１４を介してチューナブルアンテナ２の給電端７ａに接続された第１端子と、給電導体１５を介してチューナブルアンテナ３の給電端８ａに接続された第２端子と、前記チューナに接続された第３〜第５端子とが設けられている。ここで、第３端子にはチューナから電源電圧Ｖddが供給され、第４端子は信号線路２０を介してチューナの高周波回路に接続され、第５端子にはチューナから２種類の切換制御信号（制御電圧Ｖctl）が供給され、この切換制御信号に応じて第５端子が第１端子と第２端子のいずれか一方と接続されるようになっている。また、給電導体１４，１５や信号線路２０には直流成分除去用のキャパシタ１２が介設されており、給電信号や受信信号といった高周波信号ＲＦが給電端７ａ，８ａとチューナの高周波回路との間で授受される。つまり、この高周波スイッチ１０は、２種類の切換制御信号に応じて、ハイバンド用の放射導体７とローバンド用の放射導体８が選択的にチューナの高周波回路と接続されるようになっている。
【００１９】
上述したアンテナ装置にはアンテナ回路部４に高周波スイッチ１０が組み込まれているため、ハイバンドに同調させる際には第１端子を第５端子と接続させ、ローバンドに同調させる際には第２端子を第５端子と接続させることができ、これにより所望の周波数に同調させやすい放射導体７または放射導体８が予め選択できる。また、ハイバンドとローバンドのいずれを選択した場合でも、可変容量素子９の容量値の変化範囲内で放射導体７や放射導体８の共振周波数を任意に変化させることができる。それゆえ、このアンテナ装置は、例えばテレビ放送のＵＨＦ帯を低域側から高域側に亘って良好な感度で受信することが可能である。
【００２０】
このように本実施形態例に係るアンテナ装置は、回路基板１の一辺端１ａに沿う辺縁部にハイバンド用とローバンド用の一対のチューナブルアンテナ２，３とそのアンテナ回路部４とを並設し、アンテナ回路部４がチューナブルアンテナ２，３の実装領域に挟まれて隣接するように構成されているため、回路基板１上の一辺端１ａに沿う矩形状領域に両チューナブルアンテナ２，３とアンテナ回路部４とを効率よく配設することができ、スペースファクタが良好なアンテナ装置となっている。それゆえ、このアンテナ装置に起因する回路基板１上のデッドスペースを大幅に減らすことができ、回路基板１の小型化が図りやすくなっている。また、一対のチューナブルアンテナ２，３は放射導体７，８の全長が互いに異なるため、ハイバンドの信号波には放射導体７を共振させてローバンドの信号波には放射導体８を共振させることができると共に、可変容量素子９の容量値の変化範囲内で各放射導体７，８の共振周波数を変化させることができるため、このアンテナ装置は広い周波数帯域に亘って良好な受信感度が期待できる。
【００２１】
また、このアンテナ装置では、アンテナ回路部４のバイアス回路（バイアス導体１６）とチューナブルアンテナ２，３の可変容量素子９とを接続し、チューナからバイアス制御信号を供給することにより可変容量素子９の容量値が制御できるようにしてあるため、スペースファクタを悪化させずにバイアス回路を形成することができる。しかも、可変容量素子９がバラクタダイオードで、このバラクタダイオードにバイアス制御信号として直流の同調電圧が印加されるようにしてあるため、構成が簡素化されている。
【００２２】
また、このアンテナ装置では、アンテナ回路部４に設けられた高周波スイッチ１０に切換制御信号を供給することによって、一対のチューナブルアンテナ２，３の各給電端７ａ，８ａに対して選択的に給電信号が供給されるようにしてあるため、ハイバンド用チューナブルアンテナ２とローバンド用チューナブルアンテナ３の双方で受信された信号どうしが干渉する虞がなく、それゆえノイズを低減できて常に良好な受信感度が期待できる。
【００２３】
なお、上述した第１実施形態例では、チューナブルアンテナ２，３の基台５，６を板状の誘電体材料で形成しているが、基台５，６は磁性体であってもよく、その形状が柱状等であってもよい。また、この第１実施形態例では、信号線路２０にバイアス導体１６を接続して高周波信号ＲＦとバイアス制御信号（同調電圧Ｖtune）とを重畳させているが、信号線路２０を経由せずにバイアス制御信号をチューナと接続する構成にしてもよい。
【００２４】
図４は本発明の第２実施形態例に係るアンテナ装置の外観図であって、図１と対応する部分に同一符号を付すことにより重複する説明は省略する。
【００２５】
図４に示すアンテナ装置は、ハイバンド用とローバンド用の一対のチューナブルアンテナ２，３の基台５，６どうしが誘電体または磁性体からなる連結材１８，１９によって連結されている点が前述した第１実施形態例と異なっており、回路構成を含むそれ以外の構成は基本的に同じである。なお、連結材１８，１９は、基台５，６と同じ材料からなり基台５，６と一括して形成されるようにしておくことが好ましい。
【００２６】
このようにチューナブルアンテナ２，３の基台５，６どうしが連結材１８，１９によって連結されていると、ハイバンド用チューナブルアンテナ２とローバンド用チューナブルアンテナ３とを一体品として取り扱うことができるため、回路基板１上へ実装する際などに作業性が向上する。
【００２７】
なお、上述した各実施形態例では、チューナブルアンテナ２，３およびアンテナ回路部４を回路基板１上の一辺端に沿う辺縁部に配設して構成されるアンテナ装置について説明したが、これらチューナブルアンテナ２，３およびアンテナ回路部４を回路基板１上の他の領域に配設した場合でも、スペースファクタが良好なアンテナ装置となることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１実施形態例に係るアンテナ装置の外観図である。
【図２】該アンテナ装置の模式図である。
【図３】該アンテナ装置の等価回路図である。
【図４】本発明の第２実施形態例に係るアンテナ装置の外観図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  回路基板
２  ハイバンド用チューナブルアンテナ
３  ローバンド用チューナブルアンテナ
４  アンテナ回路部
５，６  基台
７，８  放射導体
７ａ，８ａ  給電端
７ｂ，８ｂ  開放端
９  可変容量素子（バラクタダイオード）
１０  高周波スイッチ
１４，１５  給電導体
１６  バイアス導体
１７  半田ランド
１８，１９  連結材
【図１】
2007221341.tif 000003
【図２】
2007221341.tif 000004
【図３】
2007221341.tif 000005
【図４】
2007221341.tif 000006