(57)【要約】【課題】  パソコン、携帯電話あるいは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、小型でありながらＷＡＮ帯域及び無線ＬＡＮ帯域の３つの帯域での通信感度に優れた多周波用アンテナを提供することにある。【解決手段】給電点（Ｐ１）が付与されるエレメント部（１）とアースポイント（Ｐ２）が付与されるグランド板（３）とが短絡部（２）を介して並行に接続された多周波アンテナにおいて、該エレメント部（１）は短絡部（２）に接続された高周波側放射エレメント（１ａ）と、高周波側放射エレメント（１ａ）の端部に接続され、互いに逆方向に２分岐する折り返し状の２つの低周波側エレメント（１ｂ）及び（１ｃ）を形成し、高周波側放射エレメント（１ａ）に給電点（Ｐ１）を設ける。【選択図】  図２
2007208362.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
給電点が付与される放射エレメント部とアースポイントが付与されるグランド板とが短絡部を介して平行に接続されたアンテナエレメントにおいて、該放射エレメント部は、一方の端部が該短絡部に接続された高周波側放射エレメントと、該高周波側放射エレメントの他方の端部に、該高周波側放射エレメントの長手方向と直交する接続部を経て互いに逆方向に延出し且つ各延出端が折り返してなる、互いに共振周波数の異なる低周波側放射エレメント群とを含むことを特徴とする多周波用アンテナエレメント。
【請求項２】
該高周波側放射エレメントの他方の端部から該エレメントと同一線上にさらに突出部を設けて、該高周波側放射エレメントと該突出部と該短絡部と該グランド板とで一端が開放された共振スリットを形成し、その際、該スリットの共振点を該高周波側放射エレメントの共振点近傍に生起させるようにした請求項１に記載の多周波用アンテナエレメント。
【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用小型アンテナエレメントに関する。更に詳しくは、本発明は携帯電話で使用しているＷＡＮ帯域から無線ＬＡＮ帯域までの広帯域をカバーできるアンテナエレメントに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の無線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、アンテナの多周波化とともに小型化の要求がますます強くなってきている。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エレメントが提案されている(例えば、特許文献１参照。)。
【０００３】
ところが、この提案では、共振周波数の数に対応した数の単位放射導体を個々に設け且つそれぞれの放射導体に短絡部が接続された構成が採られているため、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。又、各単位放射導体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。
【０００４】
更に、最近では多周波化の要求とともに、単一アンテナで、無線ＬＡＮ等で使用される２つの帯域（２．４５ＧＨｚ及び５ＧＨｚ）と携帯電話で使用されているＷＡＮ帯域（１７１０ＭＨｚ〜２２００ＭＨｚ）との多周波帯域に対応できるような広帯域化の要求も強くなってきている。
【０００５】
【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】
【０００６】
したがって、本発明の課題は、小型でありながらＷＡＮ帯域及び無線ＬＡＮ帯域の３つの帯域での通信感度に優れた多周波用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】
【０００７】
本発明者等は、一方の端部が短絡部に接続された高周波側放射エレメントの他方の端部から接続部を経て互いに左右逆方向に延出し且つ各延出端が折返してなる、共振周波数の異なる低周波側放射エレメント群を形成することを着想した結果、所望の多周波域で優れた通信感度を実現する多周波用アンテナエレメントを実現するに至った。更に、高周波側放射エレメントの上記他方の端部から突出部を延出させることにより、この突出部と高周波側放射エレメントと短絡板とグランド板とで形成されるスリット空間に、スリット共振能を付与することで、より感度に優れたアンテナを実現するに至った。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のアンテナでは、以下の格別顕著な効果が期待できる。
（１）高周波側放射エレメントと該高周波側放射エレメントから折返し状に２分岐する、互いに共振周波数の異なる低周波側放射エレメント群により、ＷＡＮ帯域及び無線ＬＡＮ帯域の３つの帯域で優れた通信感度が得られる。
（２）加えて、スリット共振を併用することにより、更に優れた感度が得られる。
（３）低周波側放射エレメント群を、高周波側放射エレメントの上記他方の端部から左右に折返し状に２分岐させるので、スペースが有効活用され、その結果、アンテナ寸法が縮小化される。
（４）立体アンテナや平面アンテナ等の各種形態のアンテナに対しても対応でき、多用途での適用が期待される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の多周波用アンテナエレメントを、３周波対応の場合を例にとり、添付図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明に係る多周波用アンテナエレメントの一例を示す正面図である。
図２は、図１のアンテナエレメントに給電用同軸ケーブルを取り付けてなる多周波用アンテナの斜視図である。
図３は、図２の多周波用アンテナの周波数特性（ＶＳＷＲ特性）を示す図（グラフ）である。
図４は、本発明に係る多周波用アンテナエレメントの他の例を示す正面図である。
【００１０】
図１において、（１）は放射エレメント部で、高周波側放射エレメント（１ａ）と低周波側放射エレメント（１ｂ）と、もう１つの低周波側放射エレメント（１ｃ）からなる、いわゆるトリプルタイプとして図示されている。後者の低周波側放射エレメント群（１ｂ）、（１ｃ）は、高周波側放射エレメント（１ａ）の端部から接続部（Ａ）を経て互いに逆方向に延出し（この例では、２分岐）且つ各延出端が折り返してＵ字状に構成される。（２）は、高周波側放射エレメント（１ａ）の一方の端部とグランド板（３）とを電気的に接続する短絡部である。この短絡部（２）を介して、高周波側放射エレメント（１ａ）並びに低周波側放射エレメント（１ｂ）及び（１ｃ）は、グランド板（３）の縁部（３ａ）と平行に配される。更に、（Ｐ１）は高周波側放射エレメント（１ａ）に設定された給電点である。（Ｐ２）はアースポイントで、グランド板（３）の縁部（３ａ）で、給電点（Ｐ１）に対峙した位置に設けられる。又、（Ｌ１）は高周波側放射エレメント（１ａ）の長さ、（Ｌ２）は高周波側放射エレメント（１ａ）とグランド板（３）の縁部（３ａ）との間隔、（Ｌ３）は、高周波側放射エレメント（１ａ）と低周波側放射エレメント（１ｂ）との間隔、（Ｌ４）及び（Ｌ５）はそれぞれに低周波側放射エレメント（１ｂ）及び（１ｃ）の長さ、（Ｌ６）及び（Ｌ７）はそれぞれに低周波側放射エレメント（１ｂ）及び（１ｃ）の内部間隔、そして、（ｈ）及び（ｗ）はそれぞれにグランド板（３）の高さ及び幅である。
【００１１】
図２には、図１のアンテナエレメントに給電用同軸ケーブル（４）を接続してなる多周波アンテナが示されている。給電用同軸ケーブル（４）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好ましく採用される。このケーブル（４）の内部導体の終端は給電点（Ｐ１）に、そして、外部導体はアースポイント（Ｐ２）に接続されている。これらの接続にあたっては、ハンダ付あるいは超音波接続等を利用すればよい。
【００１２】
本発明のアンテナエレメントに特徴的なことは、一方の端部が短絡部（２）に接続された高周波側放射エレメント（１ａ）の他方の端部から互いに逆方向に２分岐し且つそれぞれの先端部が折り返してＵ字状に構成された低周波側放射エレメント（１ｂ）及び（１ｃ）を並存させたことにある。図３は、上記形状のアンテナエレメントを採用した多周波用アンテナ（後掲の実施例）の周波数特性（ＶＳＷＲ特性）を示したものである。この図３からも明らかなように、ＷＡＮ帯域（１７１０ＭＨｚ〜２２００ＭＨｚ）及び無線ＬＡＮ帯域（２．４５ＧＨｚ及び５ＧＨｚ）の３周波での格段に通信感度が改善される。この場合、高周波側放射エレメント（１ａ）が無線ＬＡＮ帯域の高周波側（５ＧＨＺ）、低周波側放射エレメント（１ｃ）が無線ＬＡＮ帯域の低周波側（２．４５ＧＨＺ）、そして、低周波側放射エレメント（１ｂ）がＷＡＮ帯域（１７１０ＭＨｚ〜２２００ＭＨｚ）で共振している。
【００１３】
本発明においては、放射エレメント部（１）の各放射エレメント（１ａ）、（１ｂ）、（１ｃ）の各長さ（Ｌ１）、（Ｌ４）及び（Ｌ５））は採択しようとする波長の概ね１／４の長さに設定し、他方、その幅は１ｍｍ〜５ｍｍの範囲から適宜採択する。更に、その厚さについては格段の制約はないが、０．１ｍｍ〜１ｍｍ程度で十分である。高周波側放射エレメント（１ａ）とグランド板（３）の縁部（３ａ）との間隔（Ｌ２）については、は、０．５ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲で調整することが好ましい。又、高周波側放射エレメント（１ａ）と低周波側放射エレメント（１ｂ）との間隔（Ｌ３）は、安定した動作を確保するため、１ｍｍ以上であることが好ましい。これらの間隔（Ｌ２）が０．１ｍｍ未満では干渉等の不安定現象が生じる懸念がある。同様の理由により、低周波側放射エレメント（１ｂ）及び（１ｃ）のＵ字状部の内部間隔（Ｌ６）、（Ｌ７）についても１ｍｍ以上であることが好ましい。
【００１４】
短絡部（２）については、エレメント部（１）とグランド板（３）とを接続する機能を呈する限り、その形状・寸法は任意である。他方、グランド板（３）については、安定したアンテナ動作を得るために、その必要最低面積（ｍｍ２）がλ／４＊λ／４（λは波長）以上を満足することが好ましい。したがって、より安定したアンテナ動作を望む場合には、スペースの許す限り、その面積を大きくすればよい。
【００１５】
これらの放射エレメント（１ａ）、（１ｂ）、（１ｃ）の材質としては、洋白（白銅）、銅、鉄、黄銅等の導電性の金属が好ましい。高周波側放射エレメント（１ａ）並びにＵ字状の低周波側放射エレメント（１ｂ）及び（１ｃ）の作成にあたっては、これら金属の一枚板を打ち抜いて、短絡部（２）及びグランド板（３）とを放電加工で一体打ち抜き体としてもよい。あるいは、平板状絶縁性基板上に銅箔のような金属薄膜を貼り付けた状態で、該金属膜をエッチングして所望のアンテナ形状を得るのも有用である。
【００１６】
図４には、図１の態様において、高周波側放射エレメント（１ａ）の先端部と同一線状で延出する突出部（５）を追加して、更にスリット共振を生起させる態様が示されている。（Ｌ８）及び（Ｌ９）は、それぞれに突出部（５）の長さ及び幅を示す。その余の符号は、図１の場合と同じである。
【００１７】
この図４の態様においては、該高周波側放射エレメント（１ａ）と突出部（５）と該高周波側放射エレメント（１ａ）と短絡部（２）とグランド板（３）の縁部（３ａ）とで一端が開放されたスリット（Ｓ）を形成される。このスリット（Ｓ）の長さは、（Ｌ１＋Ｌ８）であり、図１のスリット長（Ｌ１）よりも延長して、スリット共振を生起させるものである。例えば、スリット（Ｓ）の共振点を該高周波側放射エレメント（１ａ）の共振点近傍に生起させることで、図２のアンテナに比べて高域（５ＧＨｚ）での帯域幅が更に広げられる。
【００１８】
具体的に述べると、帯域幅１００ＭＨｚ（メガヘルツ）〜２ＧＨｚ（ギガヘルツ）が確保できるよう、高周波側放射エレメント（１ａ）の共振周波数に応じてスリット（Ｓ）の長さ（Ｌ１＋Ｌ８）を調整し、共振周波数を設定すればよい。ここで、スリット（Ｓ）の長さ（Ｌ１＋L８）は４０ｍｍ〜６０ｍｍ程度で、その際、突出部（５）の長さ（Ｌ８）が、スリット（Ｓ）の長さ（Ｌ１＋L８）の２０％〜５０％を占めるように設定すればよい。又、突出部（５）の幅（Ｌ９）は０．５ｍｍ〜２．０ｍｍ、好ましくは１ｍｍ〜１．５ｍｍである。通常は、対応する放射エレメント部（１ａ）あるいは（１ｂ）、（１ｃ）の幅と同じでよい。このとき、高周波側放射エレメント（１ａ）と突出部（５）に対するグランド板（３）の縁部（３ａ）との間隔（Ｌ２）、すなわちスリット幅が広すぎると、スリット部（Ｓ）に誘起される電磁界が弱くなり、帯域を広げる効果が無くなる。反対に、この間隔が狭すぎると干渉を起こす等の不安定状態になる。このことから、（Ｌ２）は、０．５ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲で調整することが好ましい。
【００１９】
以上に述べた図４の態様は、スリット（Ｓ）の共振点を最大共振周波数に設定した例であるが、該共振点は、任意且つ所望の共振周波数に設定されてもよい。又、図１及び図４の態様はいずれも３周波アンテナエレメントの例であるが、放射エレメントの構成本数に応じて３周波以上の多周波に展開できることは言うまでもない。例えば、図４の態様で、スリット（Ｓ）と突出部（５）とを別の第４周波用エレメントとして設定することもでき、この場合は、４周波対応も可能になる。更に、アンテナ自体は、上述の板金によるアンテナ以外にアンテナ取付け空間の状況に応じて立体アンテナあるいは平面アンテナに展開できることは言うまでもない。
【実施例】
【００２０】
以下は、図１〜図２に示した態様についての例である。ここでは、無線ＬＡＮ等で使用される帯域（２．４５ＧＨｚ及び５ＧＨｚ）のみならず携帯電話等で使用しているＷＡＮ帯域（１７１０ＭＨｚ〜２２００ＭＨｚ）の３周波帯域がカバーできる多周波用アンテナを、パソコン内蔵用として適用する例について示す。
【００２１】
先ず、厚さが０．４ｍｍの洋白一枚板を打ち抜きにより、以下のａ．〜ｄ．の要領で、放射エレメント（１ａ）、（１ｂ）、（１ｃ）、短絡部（２）、接続部（Ａ）、及びグランド板（３）を一体物として作成した。
ａ．高周波側放射エレメント（１ａ）として、５ＧＨｚの波長に対応する、長さ（Ｌ１）２０ｍｍ、幅１．５ｍｍのエレメントを形成した。その際、高周波側放射エレメント（１ａ）とグランド板（３）の縁部（３ａ）とは１ｍｍの間隔（Ｌ２）を開けて平行に配置した  又、短絡部（２）は、長さ２．５ｍｍ、幅５ｍｍとし、これに、高周波側放射エレメント（１ａ）の一方の端部を接続した。
ｂ．低周波側放射エレメント（１ｂ）として、１．９ＧＨｚの波長に対応した全長（Ｌ４）３８ｍｍのエレメントを、高周波側放射エレメント（１ａ）の端部から幅が３ｍｍの接続部（Ａ）を経てＵ字状に形成した。その際の間隔（Ｌ２）は２ｍｍとした。
ｃ．低周波側放射エレメント（１ｃ）として、２．４５ＧＨｚの波長に対応した全長（Ｌ５）３０ｍｍのエレメントを、高周波側放射エレメント（１ａ）の他方の端部から接続部（Ａ）を経てＵ字状に形成した。
ｄ．グランド板（３）の寸法は、高さ（ｈ）３５ｍｍ、幅（ｗ）６０ｍｍとした。
【００２２】
上記の打ち抜き品において、給電点（Ｐ１）は、高周波側放射エレメント（１ａ）のほぼ中央部の下辺に設け、一方、アースポイント（Ｐ２）の位置は、給電点（Ｐ１）と対面するグランド板（３）の縁部（３ａ）の上端の位置とした。このようにして、図１に示すアンテナエレメントが得られた。
【００２３】
このアンテナエレメントに、外径１．１３ｍｍ、内部導体径０．２４ｍｍのフッ素樹脂（ＰＦＡ）被覆の高周波同軸ケーブル（４）を接続した。その際、該ケーブルの内部導体の終端部を給電点（Ｐ１）に、そして該ケーブルの外部導体をアースポイント（Ｐ２）にそれぞれハンダにより接続することにより、図２に示すようなパソコン内蔵用アンテナが得られた。
【００２４】
このアンテナの帯域幅を測定したところ、図３に示すように、ＷＡＮ帯域（１７１０ＭＨｚ〜２２００ＭＨｚ）及びＬＡＮ帯域（２．４５ＧＨｚ／５ＧＨｚ）の３帯域近辺でのＶＳＷＲが２以下の帯域が６００ＭＨｚ以上と十分に確保されていた。
【００２５】
以上、本発明をパソコンに内蔵するアンテナの例について説明したが、本発明の思想の範囲内であれば、種々の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】
【００２６】
本発明の多周波用アンテナを含むアンテナは、コンパクトで、しかも安定した通信特性を具備するので、パソコン、ＰＤＡ、携帯電話、或いはＶＩＣＳ等、各種情報端末機器のみならず、通信機能を有した情報家電、更には自動車関連機器へも同様に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係る多周波用アンテナエレメントの一例を示す正面図である。
【図２】図１の多周波用アンテナエレメントに給電用同軸ケーブルを取り付けてなる多周波用アンテナの斜視図である。
【図３】図２の多周波用アンテナの周波数特性（ＶＳＷＲ）を示す図（グラフ）である。
【図４】本発明に係る多周波用アンテナエレメントの他の例を示す正面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１             エレメント部
１ａ          高周波側放射エレメント
１ｂ、１ｃ    Ｕ字状の低周波側放射エレメント
２            短絡部
３            グランド板
３ａ          グランド板の縁部
４              給電用同軸ケーブル      
５            突出部
Ａ            高周波側放射エレメント（１ａ）と、低周波側放射エレメント（１ｂ）及び（１ｃ）との接続部
Ｌ１          高周波側放射エレメント（１ａ）の長さ
Ｌ２          スリット（Ｓ）の幅
Ｌ４          低周波側放射エレメント（１ｂ）の長さ  
Ｌ５          低周波側放射エレメント（１ｃ）の長さ
Ｌ８          突出部（５）の長さ
Ｌ９          突出部（５）の幅
Ｐ１
給電点
Ｐ２          アースポイント
Ｓ            共振スリット
【図１】
2007208362.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2007208362.tif 000006