(57)【要約】【課題】アンテナエレメント１０の他端のみを電気回路を介して接地導体１６に電気的接続することで、単一のアンテナエレメント１０を複数の周波数帯で同時にアンテナとして作用させ得るようにした複数周波数帯用アンテナを提供する。【解決手段】アンテナエレメント１０の一端を給電点１２に電気的接続し、他端をインダクタンス１４を直列に介して接地導体１６に電気的接続する。アンテナエレメント１０自体の電気長を高い周波数帯ＦＨの３／４波長に設定する。アンテナエレメント１０とインダクタンス１４との直列回路による電気長を、低い周波数帯ＦＬの１／２波長の折り返しアンテナとして作用するように、インダクタンス１４の値を設定する。高い周波数帯ＦＨに対しては、インダクタンス１４がチョークコイルとして作用し、アンテナエレメント１０の他端が接地導体１６に電気的接続されない遮断状態となり、３／４波長のポールアンテナとして作用する。【選択図】  図１
2007180757.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナエレメントの一端を給電点に電気的接続するとともに、他端をインダクタンスを介して接地導体に電気的接続し、前記アンテナエレメントの電気長を高い周波数帯の３／４波長に設定し、前記アンテナエレメントと前記インダクタンスの直列回路による電気長を低い周波数帯の１／２波長となるように前記インダクタンスの値を設定して構成したことを特徴とする複数周波数帯用アンテナ。
【請求項２】
アンテナエレメントの一端を給電点に電気的接続するとともに、他端をインダクタンスとキャパシタンスの並列回路を介して接地導体に電気的接続し、前記アンテナエレメントの電気長を中間の周波数帯の３／４波長に設定し、前記並列回路を前記中間の周波数帯に並列共振するように設定し、しかも前記アンテナエレメントと前記インダクタンスの直列回路による電気長を低い周波数帯の１／２波長となるように前記インダクタンスの値を設定し、かつ前記アンテナエレメントと前記キャパシタンスの直列回路による電気長を高い周波数帯の１／２波長となるように前記キャパシタンスの値を設定して構成したことを特徴とする複数周波数帯用アンテナ。
【請求項３】
アンテナエレメントの一端を給電点に電気的接続するとともに、他端を第１のインダクタンスとキャパシタンスの並列回路と第２のインダクタンスとを直列に順次に介して接地導体に電気的接続し、前記アンテナエレメントの電気長を高い周波数帯の１／２波長であるとともに低い周波数帯の１／４波長に設定し、前記第１のインダクタンスと前記キャパシタンスの前記並列回路を前記低い周波数帯に並列共振するように設定し、また前記キャパシタンスと前記第２のインダクタンスの直列回路を前記高い周波数帯に直列共振するように設定して構成したことを特徴とする複数周波数帯用アンテナ。
【請求項４】
アンテナエレメントの一端を給電点に電気的接続するとともに、他端を第１のキャパシタンスとインダクタンスの並列回路と第２のキャパシタンスとを直列に順次に介して接地導体に電気的接続し、前記アンテナエレメントの電気長を高い周波数帯の３／４波長であるとともに低い周波数帯の１／２波長に設定し、前記第１のキャパシタンスと前記インダクタンスの前記並列回路を前記高い周波数帯に並列共振するように設定し、また前記インダクタンスと前記第２のキャパシタンスの直列回路を前記低い周波数帯に直列共振するように設定して構成したことを特徴とする複数周波数帯用アンテナ。
【請求項５】
請求項１ないし４記載のいずれかの複数周波数帯用アンテナにおいて、前記アンテナエレメントの一端と前記給電点との間に、整合回路を介装し、しかも前記整合回路を含んで前記アンテナエレメントの電気長を設定して構成したことを特徴とする複数周波数帯用アンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、単一のアンテナエレメントを用いて、複数の周波数帯で使用できるようにした複数周波数帯用アンテナに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近の移動体通信は急速に発展し、そのなかでも携帯電話は目覚ましく普及するとともにその小型化および軽量化が著しく図られた。そして、日本ではいわゆるＰＤＣ８００ＭＨｚ帯とＰＤＣ１．５ＧＨｚ帯、欧州ではＧＳＭ９００ＭＨｚ帯とＧＳＭ１．８ＧＨｚ帯、北米ではＡＭＰＳ８００ＭＨｚ帯とＰＣＳ１．９ＧＨｚ帯、とそれぞれの地域で２つの周波数帯が用いられている。また、１．５ＧＨｚ帯のＧＰＳや２．４ＧＨｚ帯のブルートゥースや２ＧＨｚ帯のＩＭＴ２０００などの通信システムが、移動体通信ならびにデータ伝送用として実用化されている。そこで、単一のアンテナで、上述のうちの複数の周波数帯において使用できれば、アンテナの小型化および軽量化に好適である。
【０００３】
そこで、発明者らは、単一のアンテナエレメントを用いて複数の周波数帯で使用できるアンテナを、既にＷＯ２００４／０４７２２３Ａ１公報で提案している。この技術を簡単に説明すれば、アンテナエレメントの一端が給電点に電気的接続され、このアンテナエレメントの中間点および他端がそれぞれにスイッチを介して接地導体に電気的接続されている。いずれか一つのスイッチを閉成し他の残りのスイッチを開成することで、給電点から閉成されたスイッチを介して接地導体に電気的接続されるまでのアンテナエレメントの電気長が選択設定できる。もって、スイッチの選択制御により、アンテナエレメントの電気長を選択して、単一のアンテナエレメントを用いていながら、複数の周波数帯でアンテナとして動作し得る。
【特許文献１】ＷＯ２００４／０４７２２３Ａ１公報
【０００４】
なお、スイッチに代えて、フイルターをアンテナエレメントの中間点および他端と接地導体の間に介装しても良い。フイルターは、給電点から当該フイルターが接続された位置までのアンテナエレメントの電気長が１／２波長となる周波数帯のみを通過させるように設定される。そこで、フイルターが、通過させる周波数帯に対してのみスイッチが閉成されたのと同様に作用し、単一のアンテナエレメントを複数の周波数帯で同時にアンテナとして作用させ得る。
【０００５】
また、スイッチに代えて、直列共振回路をアンテナエレメントの中間点および他端と接地導体の間に介装しても良い。これらの直列共振回路は、給電点から当該直列共振回路が接続された位置までのアンテナエレメントの電気長が１／２波長となる周波数帯に対して直列共振するように設定される。そこで、直列共振回路が、通過させる周波数帯に対してのみスイッチが閉成されたのと同様に作用し、単一のアンテナエレメントを複数の周波数帯で同時にアンテナとして作用させ得る。
【０００６】
さらに、アンテナエレメントの１つの中間点と他端に、スイッチに代えて、並列共振回路をアンテナエレメントと接地導体の間にそれぞれに介装しても良い。これらの並列共振回路は、互いに給電点から他方の並列共振回路が接続された位置までのアンテナエレメントの電気長が１／２波長となる周波数帯に並列共振するようにそれぞれに設定される。そこで、並列共振回路は、接続された位置までのアンテナエレメントの電気長が１／２波長となる周波数帯に対して導通状態でスイッチを閉成したように作用し、他方の接続された位置までのアンテナエレメントの電気長が１／２波長となる周波数帯に対して通過を阻止してスイッチを開成したように作用する。もって、単一のアンテナエレメントを２つの周波数帯で同時にアンテナとして作用させ得る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述のごとき既提案の技術にあっては、アンテナエレメントの中間点および他端と接地導体との間に、スイッチ、フイルター、直列共振回路または並列共振回路をそれぞれに介装しなければならず、それらの設置スペースが必要であり、より小型化するのには不適当であった。また、機械的スイッチまたは半導体スイッチのいずれにあっても、挿入損失により伝送する信号が減衰される。さらに、半導体スイッチやフイルターでは、十分なアイソレーションを得ることが困難であった。
【０００８】
本発明は、上述したごとき先に提案した複数周波数帯用アンテナのかかる事情に鑑みてなされたもので、アンテナエレメントの中間点をスイッチ等を介して接地導体に電気的接続させる必要がなく、アンテナエレメントの他端のみを電気回路を介して接地導体に電気的接続することで、単一のアンテナエレメントを複数の周波数帯で同時にアンテナとして作用させ得るようにした複数周波数帯用アンテナ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】
【０００９】
かかる目的を達成するために、本発明の複数周波数帯用アンテナは、アンテナエレメントの一端を給電点に電気的接続するとともに、他端をインダクタンスを介して接地導体に電気的接続し、前記アンテナエレメントの電気長を高い周波数帯の３／４波長に設定し、前記アンテナエレメントと前記インダクタンスの直列回路による電気長を低い周波数帯の１／２波長となるように前記インダクタンスの値を設定して構成されている。
【００１０】
また、本発明の複数周波数帯用アンテナは、アンテナエレメントの一端を給電点に電気的接続するとともに、他端をインダクタンスとキャパシタンスの並列回路を介して接地導体に電気的接続し、前記アンテナエレメントの電気長を中間の周波数帯の３／４波長に設定し、前記並列回路を前記中間の周波数帯に並列共振するように設定し、しかも前記アンテナエレメントと前記インダクタンスの直列回路による電気長を低い周波数帯の１／２波長となるように前記インダクタンスの値を設定し、かつ前記アンテナエレメントと前記キャパシタンスの直列回路による電気長を高い周波数帯の１／２波長となるように前記キャパシタンスの値を設定して構成されても良い。
【００１１】
さらに、本発明の複数周波数帯用アンテナは、アンテナエレメントの一端を給電点に電気的接続するとともに、他端を第１のインダクタンスとキャパシタンスの並列回路と第２のインダクタンスとを直列に順次に介して接地導体に電気的接続し、前記アンテナエレメントの電気長を高い周波数帯の１／２波長であるとともに低い周波数帯の１／４波長に設定し、前記第１のインダクタンスと前記キャパシタンスの前記並列回路を前記低い周波数帯に並列共振するように設定し、また前記キャパシタンスと前記第２のインダクタンスの直列回路を前記高い周波数帯に直列共振するように設定して構成することもできる。
【００１２】
そして、本発明の複数周波数帯用アンテナは、アンテナエレメントの一端を給電点に電気的接続するとともに、他端を第１のキャパシタンスとインダクタンスの並列回路と第２のキャパシタンスとを直列に順次に介して接地導体に電気的接続し、前記アンテナエレメントの電気長を高い周波数帯の３／４波長であるとともに低い周波数帯の１／２波長に設定し、前記第１のキャパシタンスと前記インダクタンスの前記並列回路を前記高い周波数帯に並列共振するように設定し、また前記インダクタンスと前記第２のキャパシタンスの直列回路を前記低い周波数帯に直列共振するように設定して構成することもできる。
【００１３】
そしてさらに、前記アンテナエレメントの一端と前記給電点との間に、整合回路を介装し、しかも前記整合回路を含んで前記アンテナエレメントの電気長を設定して構成することも可能である。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１記載の複数周波数帯用アンテナにあっては、アンテナエレメントの他端がインダクタンスを介して接地導体に電気的接続されているので、アンテナエレメントとインダクタンスとの直列回路による電気長が１／２波長となる低い周波数帯に対して折り返しアンテナとして作用する。また、インダクタンスがチョークコイルとして作用する高い周波数帯に対してアンテナエレメントの電気長が３／４波長となるように設定されており、高い周波数帯に対してはアンテナエレメントの他端は接地導体に電気的接続されずに遮断された状態にあり、３／４波長のポールアンテナとして作用する。もって、単一のアンテナエレメントで、２つの周波数帯に同時にアンテナとして作用し得る。しかも、先に提案した技術のごときアンテナエレメントの中間点を接地導体に電気的接続するための回路は設けられておらず、接地スペースをより小型化し得る。
【００１５】
請求項２記載の複数周波数帯用アンテナにあっては、アンテナエレメントの他端がインダクタンスとキャパシタンスの並列回路を介して接地導体に電気的接続され、この並列回路の並列共振周波数を中間の周波数帯に設定するとともにアンテナエレメントの電気長が中間周波数帯の３／４波長に設定されているので、中間の周波数帯に対して並列回路により他端が接地導体に電気的接続されずに遮断された状態であり、３／４波長のポールアンテナとして作用する。また、アンテナエレメントとインダクタンスとの直列回路による電気長が１／２波長となる低い周波数帯に対して折り返しアンテナとして作用する。さらに、アンテナエレメントとキャパシタンスとの直列回路による電気長が１／２波長となる高い周波数帯に対しても折り返しアンテナとして作用する。もって、単一のアンテナエレメントで、３つの周波数帯に同時にアンテナとして作用し得る。しかも、請求項１と同様に、先に提案した技術のごときアンテナエレメントの中間点を接地導体に電気的接続するための回路は設けられておらず、接地スペースをより小型化し得る。
【００１６】
請求項３記載の複数周波数帯用アンテナにあっては、アンテナエレメントの他端が第１のインダクタンスとキャパシタンスの並列回路と第２のインダクタンスを直列に順次に介して接地導体に電気的接続され、この並列回路の並列共振周波数を低い周波数帯に設定するとともにアンテナエレメントの電気長が低い周波数帯の１／４波長に設定されているので、低い周波数帯に対して並列回路により他端が接地導体に電気的接続されずに遮断された状態であり、１／４波長のポールアンテナとして作用する。また、キャパシタンスと第２のインダクタンスとの直列回路の直列共振周波数を高い周波数帯に設定するとともにアンテエナエレメントの電気長が高い周波数帯の１／２波長に設定されているので、高い周波数帯に対して直列回路により他端が接地導体に電気的接続された状態であり、１／２波長の折り返しアンテナとして作用する。もって、単一のアンテナエレメントで、２つの周波数帯に同時にアンテナとして作用し得る。しかも、請求項１と同様に、先に提案した技術のごときアンテナエレメントの中間点を接地導体に電気的接続するための回路は設けられておらず、接地スペースをより小型化し得る。
【００１７】
請求項４記載の複数周波数帯用アンテナにあっては、アンテナエレメントの他端が第１のキャパシタンスとインダクタンスの並列回路と第２のキャパシタンスを直列に順次に介して接地導体に電気的接続され、この並列回路の並列共振周波数を高い周波数帯に設定するとともにアンテナエレメントの電気長が高い周波数帯の３／４波長に設定されているので、高い周波数帯に対して並列回路により他端が接地導体に電気的接続されずに遮断された状態であり、３／４波長のポールアンテナとして作用する。また、インダクタンスと第２のキャパシタンスとの直列回路の直列共振周波数を低い周波数帯に設定するとともにアンテエナエレメントの電気長が低い周波数帯の１／２波長に設定されているので、低い周波数帯に対して直列回路により他端が接地導体に電気的接続された状態であり、１／２波長の折り返しアンテナとして作用する。もって、単一のアンテナエレメントで、２つの周波数帯に同時にアンテナとして作用し得る。しかも、請求項１と同様に、先に提案した技術のごときアンテナエレメントの中間点を接地導体に電気的接続するための回路は設けられておらず、接地スペースをより小型化し得る。
【００１８】
請求項５記載のいずれの複数周波数帯用アンテナにあっても、給電点とアンテナエレメントの一端の間に、整合回路が介装されているので、給電点とアンテナエレメントのインピーダンス整合を図ることが可能であり、また反共振点の軽減を図ることもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の第１実施例を図１ないし図４を参照して説明する。図１は、本発明の複数周波数帯用アンテナの第１実施例の回路図である。図２は、図１の第１実施例においてアンテナエレメントの他端を解放状態としたＶＳＷＲ特性図である。図３は、図１の第１実施例のＶＳＷＲ特性図である。図４は、図１のスミスチャートである。
【００２０】
図１に示す本発明の複数周波数帯用アンテナの第１実施例において、アンテナエレメント１０の一端が給電点１２に電気的接続され、アンテナエレメント１０の他端がインダクタンス１４を直列に介して接地導体１６に電気的接続される。アンテナエレメント１０自体の電気長は、高い周波数帯ＦＨの３／４波長に設定される。また、アンテナエレメント１０とインダクタンス１４との直列回路による電気長は、低い周波数帯ＦＬの１／２波長となるようにインダクタンス１４の値が設定される。一例として、高い周波数帯ＦＨはＧＰＳ１．５ＧＨｚ帯であり、低い周波数帯ＦＬはＣＤＭＡ８００ＭＨｚ帯である。そしてまた、インダクタンス１４の値は、３３ｎＨである。なお、図１において、アンテナエレメント１０は、小型化するためにミアンダ状に折り曲げられているが、これに限られず、ジグザグ状に折り曲げられても良く、また簡単な形状のコ字状またはＵ字状さらには２つ折り状などであっても良い。
【００２１】
かかる構成の本発明の複数周波数帯用アンテナの第１実施例において、アンテナエレメント１０は、高い周波数帯ＦＨの３／４波長に設定されているので、アンテナエレメント１０の他端が解放状態にあっては、図２に示すごとく、高い周波数帯ＦＨに対してポールアンテナとして動作するが、低い周波数帯ＦＬに対しては全くアンテナとしては動作しない。しかるに、アンテナエレメント１０の他端がインダクタンス１４を介して接地導体１６に電気的接続されると、図３および図４に示すごとく、高い周波数帯ＦＨと低い周波数帯ＦＬでともにアンテナとして十分に動作する。高い周波数帯ＦＨに対して、インダクタンス１４がチョークコイルとして作用し、高い周波数帯ＦＨの通過が阻止されて他端が解放状態とされたのと同様となってポールアンテナとして動作する。そして、低い周波数帯ＦＬに対して、インダクタンス１４はローディングコイルとして作用し、低い周波数帯ＦＬが通過され、折り返しアンテナとして動作する。
【００２２】
もって、第１実施例にあっては、高い周波数帯ＦＨと低い周波数帯ＦＬの２つの周波数帯でアンテナとして同時に動作し得る。しかも、高い周波数帯ＦＨと低い周波数帯ＦＬの選定に何ら制約されることがなく、任意に設定し得る。しかるに、実験的には、高い周波数帯ＦＨが低い周波数帯ＦＬの２倍を越えると、必要となるインダクタンス１４の値が大きくなりすぎて、アンテナ特性の劣化が認められる。また、アンテナエレメント１０の一端と給電点１２との間に、整合回路を直列に介装させて、インピーダンス整合を図るようにしても良いことは、勿論である。
【００２３】
次に、本発明の第２実施例を図５ないし図８を参照して説明する。図５は、本発明の複数周波数帯用アンテナの第２実施例の回路図である。図６は、図５の第２実施例においてアンテナエレメントの他端を解放状態としたＶＳＷＲ特性図である。図７は、図５の第２実施例のＶＳＷＲ特性図である。図８は、図５の第２実施例のスミスチャートである。図５において、図１に示すものと同じまたは均等な部材には同じ符号を付けて重複する説明を省略する。
【００２４】
図５に示す本発明の複数周波数帯用アンテナの第２実施例において、図１に示す第１実施例と相違するところは、以下の通りである。まず、アンテナエレメント１８の他端が、インダクタンス２０とキャパシタンス２２とが並列接続された並列回路２４を直列に介して接地導体１６に電気的接続される。そして、アンテナエレメント１８自体の電気長は、中間の周波数帯ＦＭの３／４波長に設定され、並列回路２４は中間の周波数帯ＦＭに対して並列共振するように設定される。また、アンテナエレメント１８とインダクタンス２０との直列回路による電気長は、低い周波数帯ＦＬの１／２波長に設定される。さらに、アンテナエレメント１８とキャパシタンス２２との直列回路による電気長は、高い周波数帯ＦＨの１／２波長に設定される。一例として、高い周波数帯ＦＨはＩＭＴ２０００の２ＧＨｚ帯であり、中間の周波数帯ＦＭは、ＧＳＭ１．８ＧＨｚ帯であり、低い周波数帯ＦＬはＧＳＭ９００ＭＨｚ帯である。そしてまた、インダクタンス２０の値は２２ｎＨであり、キャパシタンス２２の値は０．５ｐＦである。
【００２５】
かかる構成の本発明の複数周波数帯用アンテナの第２実施例において、アンテナエレメント１８は、中間の周波数帯ＦＭの３／４波長に設定されているので、アンテナエレメント１８の他端が解放状態にあっては、図６に示すごとく、中間の周波数帯ＦＭに対してポールアンテナとして動作するが、高い周波数帯ＦＨおよび低い周波数帯ＦＬに対しては全くアンテナとしては動作しない。しかるに、アンテナエレメント１８の他端が並列回路２４を直列に介して接地導体１６に電気的接続されると、図７および図８に示すごとく、高い周波数帯ＦＨと中間の周波数帯ＦＭおよび低い周波数帯ＦＬでいずれもアンテナとして十分に動作する。中間の周波数帯ＦＭに対して、並列回路２４が並列共振回路として作用し、中間の周波数帯ＦＭの通過が阻止されて他端が解放状態とされたのと同様にポールアンテナとして動作する。そして、低い周波数帯ＦＬに対して、インダクタンス２２がいわゆる延長コイルとして作用し、低い周波数帯ＦＬが通過され、折り返しアンテナとして動作する。また、高い周波数帯ＦＨに対して、キャパシタンス２２がいわゆる短縮コンデンサとして作用し、高い周波数帯ＦＨが通過され、折り返しアンテナとして動作する。
【００２６】
もって、第２実施例にあっては、高い周波数帯ＦＨと中間の周波数帯ＦＭおよび低い周波数帯ＦＬの３つの周波数帯でアンテナとして同時に動作し得る。なお、中間の周波数帯ＦＭの設定により、高い周波数帯ＦＨと低い周波数帯ＦＬの選定には幾分の制約が伴うが、インダクタンス２０とキャパシタンス２２の値を適宜に設定することで、異なる３つの周波数帯で十分にアンテナとして同時に動作する。
【００２７】
さらに、本発明の第３実施例を図９ないし図１１を参照して説明する。図９は、本発明の複数周波数帯用アンテナの第３実施例の回路図である。図１０は、図９の第３実施例のＶＳＷＲ特性図である。図１１は、図９の第３実施例のスミスチャートである。図９において、図１および図５に示すものと同じまたは均等な部材には同じ符号を付けて重複する説明を省略する。
【００２８】
図９に示す本発明の複数周波数帯用アンテナの第３実施例において、図５に示す第２実施例と相違するところは、以下の点にある。まず、アンテナエレメント１８の一端が、整合回路２６を直列に介して給電点１２に電気的接続される。整合回路２６は、一例として、アンテナエレメント１８の一端と給電点１２の間に直列にインダクタンス２８が電気的接続され、アンテナエレメント１８の一端と接地導体１６の間に直列にキャパシタンス３０が電気的接続される。そして、アンテナエレメント１８と整合回路２６のインダクタンス２８の直列回路による電気長は、中間の周波数帯ＦＭの３／４波長に設定される。なお、整合回路２６は、一例として、インダクタンス２８の値は２．２ｎＨであり、キャパシタンス３０の値は０．２５ｐＦである。
【００２９】
かかる構成の本発明の複数周波数帯用アンテナの第３実施例にあっては、第２実施例で図７に示される中間の周波数帯ＦＭと高い周波数帯ＦＨとの間に生ずる反共振点の影響を、整合回路２６を設けることで、図１０と図１１に示すごとく、小さなものとすることができる。また、整合回路２６を設けることで、アンテナエレメント１８と給電点１２のインピーダンス整合を図ることもできる。
【００３０】
そしてまた、本発明の第４実施例を図１２ないし図１５を参照して説明する。図１２は、本発明の複数周波数帯用アンテナの第４実施例の回路図である。図１３は、図１２の第４実施例においてアンテナエレメントの他端を解放状態としたＶＳＷＲ特性図である。図１４は、図１２の第４実施例のＶＳＷＲ特性図である。図１５は、図１２の第４実施例のスミスチャートである。図１２において、図１と図５および図９に示すものと同じまたは均等な部材には同じ符号を付けて重複する説明を省略する。
【００３１】
図１２に示す本発明の複数周波数帯用アンテナの第４実施例において、図１に示す第１実施例と相違するところは、以下の通りである。まず、アンテナエレメント３２の他端が、第１のインダクタンス３４とキャパシタンス３６とが並列接続された並列回路３８と第２のインダクタンス４０とを直列に順次に介して接地導体１６に電気的接続される。そして、アンテナエレメント３２自体の電気長は、高い周波数帯ＦＨの１／２波長であるとともに低い周波数帯ＦＬの１／４波長に設定される。そしてまた、並列回路３８は低い周波数帯ＦＬに対して並列共振回路として作用するように設定される。さらに、並列回路３８のキャパシタンス３６と第２のインダクタンス４０との直列回路は、高い周波数帯ＦＨに対して直列共振回路として作用するように設定される。一例として、高い周波数帯ＦＨはＧＳＭ１．８ＧＨｚ帯であり、低い周波数帯ＦＬはＧＳＭ９００ＭＨｚ帯である。そしてまた、第１のインダクタンス３４の値は３９ｎＨであり、キャパシタンス３６の値は０．５ｐＦであり、第２のインダクタンス４０の値は１５ｎＨである。
【００３２】
かかる構成の本発明の複数周波数帯用アンテナの第４実施例において、アンテナエレメント３２は、低い周波数帯ＦＬの１／４波長に設定されているので、アンテナエレメント３２の他端が解放状態にあっては、図１３に示すごとく、低い周波数帯ＦＬに対してポールアンテナとして動作するが、高い周波数帯ＦＨに対しては全くアンテナとしては動作しない。しかるに、アンテナエレメント３２の他端が並列回路３８と第２のインダクタンス４０とを直列に順次に介して接地導体１６に電気的接続されると、図１４および図１５に示すごとく、高い周波数帯ＦＨと低い周波数帯ＦＬでともにアンテナとして十分に動作する。低い周波数帯ＦＬに対して、並列回路３８が並列共振回路として作用し、低い周波数帯ＦＬの通過が阻止されて他端が解放状態とされたのと同様にポールアンテナとして動作する。そして、高い周波数帯ＦＨに対して、キャパシタンス３６と第２のインダクタンス４０との直列回路が直列共振回路として作用し、高い周波数帯ＦＨが通過して接地導体１６に電気的接続された状態となり、折り返しアンテナとして動作する。
【００３３】
もって、第４実施例にあっては、高い周波数帯ＦＨと低い周波数帯ＦＬの２つの周波数帯でアンテナとして同時に動作し得る。なお、高い周波数帯ＦＨは、低い周波数帯ＦＬの約２倍の関係になければならないという制約を伴うが、携帯電話の周波数帯にあっては、十分に利用し得る。
【００３４】
そしてさらに、本発明の第５実施例を図１６ないし図１９を参照して説明する。図１６は、本発明の複数周波数帯用アンテナの第５実施例の回路図である。図１７は、図１６の第５実施例においてアンテナエレメントの他端を解放状態としたＶＳＷＲ特性図である。図１８は、図１６の第５実施例のＶＳＷＲ特性図である。図１９は、図１６の第５実施例のスミスチャートである。図１６において、図１と図５と図９および図１２に示すものと同じまたは均等な部材には同じ符号を付けて重複する説明を省略する。
【００３５】
図１６に示す本発明の複数周波数帯用アンテナの第５実施例において、図１に示す第１実施例と相違するところは、以下の通りである。まず、アンテナエレメント４２の他端が、第１のキャパシタンス４４とインダクタンス４６とが並列接続された並列回路４８と第２のキャパシタンス５０とを直列に順次に介して接地導体１６に電気的接続される。そして、アンテナエレメント４２自体の電気長は、高い周波数帯ＦＨの３／４波長であるとともに低い周波数帯ＦＬの１／２波長に設定される。そしてまた、並列回路４８は高い周波数帯ＦＨに対して並列共振回路として作用するように設定される。さらに、並列回路４８のインダクタンス４６と第２のキャパシタンス５０との直列回路は、低い周波数帯ＦＬに対して直列共振回路として作用するように設定される。一例として、高い周波数帯ＦＨはＰＤＣ１．５ＧＨｚ帯であり、低い周波数帯ＦＬはＰＤＣ８００ＭＨｚ帯である。そしてまた、第１のキャパシタンス４４の値は０．５ｐＦであり、インダクタンス４６の値は１８ｎＨであり、第２のキャパシタンス５０の値は１ｐＦである。
【００３６】
かかる構成の本発明の複数周波数帯用アンテナの第５実施例において、アンテナエレメント４２は、高い周波数帯ＦＨの３／４波長に設定されているので、アンテナエレメント４２の他端が解放状態にあっては、図１７に示すごとく、高い周波数帯ＦＨに対してポールアンテナとして動作するが、低い周波数帯ＦＬに対しては全くアンテナとしては動作しない。しかるに、アンテナエレメント４２の他端が並列回路４８と第２のキャパシタンス５０とを直列に順次に介して接地導体１６に電気的接続されると、図１８および図１９に示すごとく、高い周波数帯ＦＨと低い周波数帯ＦＬでともにアンテナとして十分に動作する。高い周波数帯ＦＨに対して、並列回路４８が並列共振回路として作用し、高い周波数帯ＦＨの通過が阻止されて他端が解放状態とされたのと同様にポールアンテナとして動作する。そして、低い周波数帯ＦＬに対して、インダクタンス４６と第２のキャパシタンス５０との直列回路が直列共振回路として作用し、低い周波数帯ＦＬが通過して接地導体１６に電気的接続された状態となり、折り返しアンテナとして動作する。
【００３７】
もって、第５実施例にあっては、高い周波数帯ＦＨと低い周波数帯ＦＬの２つの周波数帯でアンテナとして同時に動作し得る。なお、高い周波数帯ＦＨと低い周波数帯ＦＬが一定の関係になければならないという制約を伴うが、携帯電話の周波数帯にあっては、十分に利用し得る。
【００３８】
さらに、本発明の第６実施例を図２０ないし図２２を参照して説明する。図２０は、本発明の複数周波数帯用アンテナの第６実施例の回路図である。図２１は、図２０の第６実施例のＶＳＷＲ特性図である。図２２は、図２０の第６実施例のスミスチャートである。図２０において、図１と図５と図９と図１２および図１６に示すものと同じまたは均等な部材には同じ符号を付けて重複する説明を省略する。
【００３９】
図２０に示す本発明の複数周波数帯用アンテナの第６実施例において、図１６に示す第５実施例と相違するところは、以下の点にある。まず、アンテナエレメント４２の一端が、整合回路５２を直列に介して給電点１２に電気的接続される。整合回路５２は、一例として、アンテナエレメント４２の一端と給電点１２の間に直列に順次にキャパシタンス６０とインダクタンス５８が電気的接続され、またアンテナエレメント４２の一端と接地導体１６の間に直列にインダクタンス６４が電気的接続され、さらにキャパシタンス６０とインダクタンス５８の接続点がキャパシタンス６２を直列に介して接地導体１６に電気的接続される。そして、アンテナエレメント４２は整合回路５２を含んで、高い周波数帯ＦＨの３／４波長であるとともに低い周波数帯ＦＬの１／２波長に設定される。なお、整合回路５２は、一例として、キャパシタンス６０が１ｐＦであり、インダクタンス５８の値は４．７ｎＨであり、インダクタンス６４の値は１２ｎＨであっり、キャパシタンス６２の値は１ｐＦである。
【００４０】
かかる構成の本発明の複数周波数帯用アンテナの第６実施例にあっては、整合回路５２を設けることで、図２１と図２２に示すごとく、所望の周波数帯域で十分特性を確保することができる。また、アンテナエレメント４２と給電点１２とのインピーダンス整合を図ることもできる。
【００４１】
なお、上記第１ないし第６実施例において、高い周波数帯ＦＨと中間の周波数帯ＦＭおよび低い周波数帯ＦＬは、上記実施例に限られず、移動体通信ならびにデータ伝送用として利用されている適宜な周波数帯に設定することができる。また、第１、２、４、５実施例において、アンテナエレメント１０、１８、３２、４２と給電点１２の間に第３、６実施例に示すごとく整合回路を介装して、反共振点の影響を少なくし、またアンテナエレメント１０、１８、３２、４２と給電点１２のインピーダンス整合を図るようにしても良いことは勿論である。そして、アンテナエレメント１０、１８、３２、４２自体の電気長は、幅のある周波数帯にそれぞれ対応するように設定されれば良く、必ずしも厳格な長さに設定される必要がないことは、容易に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の複数周波数帯用アンテナの第１実施例の回路図である。
【図２】図１の第１実施例においてアンテナエレメントの他端を解放状態としたＶＳＷＲ特性図である。
【図３】図１の第１実施例のＶＳＷＲ特性図である。
【図４】図１のスミスチャートである。
【図５】本発明の複数周波数帯用アンテナの第２実施例の回路図である。
【図６】図５の第２実施例においてアンテナエレメントの他端を解放状態としたＶＳＷＲ特性図である。
【図７】図５の第２実施例のＶＳＷＲ特性図である。
【図８】図５の第２実施例のスミスチャートである。
【図９】本発明の複数周波数帯用アンテナの第３実施例の回路図である。
【図１０】図９の第３実施例のＶＳＷＲ特性図である。
【図１１】図９の第３実施例のスミスチャートである。
【図１２】本発明の複数周波数帯用アンテナの第４実施例の回路図である。
【図１３】図１２の第４実施例においてアンテナエレメントの他端を解放状態としたＶＳＷＲ特性図である。
【図１４】図１２の第４実施例のＶＳＷＲ特性図である。
【図１５】図１２の第４実施例のスミスチャートである。
【図１６】本発明の複数周波数帯用アンテナの第５実施例の回路図である。
【図１７】図１６の第５実施例においてアンテナエレメントの他端を解放状態としたＶＳＷＲ特性図である。
【図１８】図１６の第５実施例のＶＳＷＲ特性図である。
【図１９】図１６の第５実施例のスミスチャートである。
【図２０】本発明の複数周波数帯用アンテナの第６実施例の回路図である。
【図２１】図２０の第６実施例のＶＳＷＲ特性図である。
【図２２】図２０の第６実施例のスミスチャートである。
【符号の説明】
【００４３】
１０、１８、３２、４２  アンテエナエレメント
１２  給電点
１４、２０、２８、４６、５８、６４  インダクタンス
１６  接地導体
２２、３０、３６、６０、６２  キャパシタンス
２４、３８、４８  並列回路
２６、５２  整合回路
３４  第１のインダクタンス
４０  第２のインダクタンス
４４  第１のキャパシタンス
５０  第２のキャパシタンス
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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