(57)【要約】【課題】放射効率を確保しつつより小面積で実現するアンテナおよびこのアンテナを備える携帯無線機を提供。【解決手段】導体のパターンとして平面内に形成されるインダクタ部と、２面が平面と平行な直方体をなす誘電体の表面に対向して設けた１対の電極を主要部として構成され、インダクタ部との間で共振回路を構成するキャパシタ部と、を基板上に備え、１対の電極は、平面と直角を成す直方体の４面中の１面に設けられ、この１面は、インダクタ部と、インダクタ部の一端を接続する一方の電極と、他方の電極と、インダクタ部の他端とで囲まれる面積が４面中で最大となる面である。【選択図】図３
2012095121.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体のパターンとして平面内に形成されるインダクタ部と、
２面が前記平面と平行な直方体をなす誘電体の表面に対向して設けた１対の電極を主要部として構成され、前記インダクタ部との間で共振回路を構成するキャパシタ部と、
を基板上に備え、
前記１対の電極は、前記平面と直角を成す前記直方体の４面中の１面に設けられ、この１面は、前記インダクタ部と、前記インダクタ部の一端を接続する一方の前記電極と、他方の前記電極と、前記インダクタ部の他端とで囲まれる面積が４面中で最大となる面であることを特徴とするアンテナ。
【請求項２】
前記キャパシタ部は、前記１対の電極が設けられる面が前記直方体の長手方向の面の一方であるように配置されることを特徴とする請求項１記載のアンテナ。
【請求項３】
前記インダクタ部は、一端を一方の前記電極に接続し、他端を接地し、
前記キャパシタ部は、他方の前記電極を受信回路側に接続して前記インダクタ部と直列共振回路を構成することを特徴とする請求項１記載のアンテナ。
【請求項４】
前記基板上の矩形の領域において、
前記矩形の第１の辺に接地用導体を配設し、
前記インダクタ部は、前記第１の辺に直交する前記矩形の第２の辺、および前記第１の辺に対向する前記矩形の第３の辺に、Ｌの字状に配設される導体を少なくとも含み、
前記キャパシタ部は、前記矩形の第４の辺の一部に配設されることを特徴とする請求項３記載のアンテナ。
【請求項５】
前記１対の電極は、前記第２の辺から遠い側の前記直方体の面に設けられることを特徴とする請求項４記載のアンテナ。
【請求項６】
前記１対の電極は、それぞれ矩形の導体から構成され、互いの間に所定の第１の間隙を有して配設されることを特徴とする請求項１、２、５のいずれか一に記載のアンテナ。
【請求項７】
前記１対の電極は、前記基板との間にそれぞれ所定の第２の間隙を持って配設されることを特徴とする請求項６記載のアンテナ。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一に記載のアンテナを備える携帯無線機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナおよび携帯無線機に係り、特に、携帯無線機に搭載されるアンテナの構成技術に係る。
【背景技術】
【０００２】
移動体通信機器等に用いられるアンテナとして、小型化および周波数調整等が容易であるという観点から表面実装型アンテナが多用されている。この表面実装型アンテナは、誘電体基体の表面に放射電極を形成してインダクタンス部を形成すると共に、この放射電極の開放端と給電電極とを空間的に離してキャパシタンス部を形成することで、全体としてＬＣ共振回路を構成する。そして、給電電極を介して高周波信号を放射電極に供給することで、高周波無線伝送を可能にしている。
【０００３】
このような小型化を実現するアンテナが特許文献１において開示されている。図５は、特許文献１に記載のアンテナを示す斜視図である。図５において、アンテナ２００は、並列共振回路２０２を非グランド領域２０１ａ内に配した構成になっている。並列共振回路２０２は、非グランド領域２０１ａ内にパターン形成された並列放射電極パターン２０３に、表面実装型アンテナ部品２０４を並列に接続したものである。並列放射電極パターン２０３は、非グランド領域２０１ａの大半を使ってループ状に形成され、並列共振回路２０２のインダクタ部Ｌを構成する。また、表面実装型アンテナ部品２０４の１対の電極２４１、２４２は、間隔ｄに対応した容量を有するキャパシタ部Ｃｄを構成する。なお、電極２４１、２４２は、表面実装型アンテナ部品２０４の上面（実装基板２０１と対向する側）に設けられる。給電手段２０５は、インダクタＬ０を介して接地されると共に、インダクタＬ１を介して並列放射電極パターン２０３中の給電電極部２０２ａに給電する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３１８３３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
以下の分析は本発明において与えられる。
【０００６】
近年、携帯無線機は、多機能化が進み、ＧＰＳ機能やワンセグ機能等が搭載されている。そして、これらの機能に対応してアンテナが必要となり、アンテナの数は、機能追加に伴い増える一方である。また、携帯無線機は、移動や用途の面から小型化、薄型の要求がより高まっている。このため、アンテナ効率を劣化させることなく、さらなる小型化を実現するアンテナが求められている。
【０００７】
したがって、本発明の目的は、放射効率を確保しつつより小面積で実現するアンテナおよびこのアンテナを備える携帯無線機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の１つのアスペクト（側面）に係るアンテナは、導体のパターンとして平面内に形成されるインダクタ部と、２面が平面と平行な直方体をなす誘電体の表面に対向して設けた１対の電極を主要部として構成され、インダクタ部との間で共振回路を構成するキャパシタ部と、を基板上に備え、１対の電極は、平面と直角を成す直方体の４面中の１面に設けられ、この１面は、インダクタ部と、インダクタ部の一端を接続する一方の電極と、他方の電極と、インダクタ部の他端とで囲まれる面積が４面中で最大となる面である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、アンテナの放射効率を確保しつつより小面積で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施例に係る携帯無線機の構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施例に係るアンテナの構造を模式的に示す図である。
【図３】本発明の一実施例に係るキャパシタ部の構造を模式的に示す図である。
【図４】キャパシタ部およびインダクタ部によって囲まれた面積Ｓによる放射効率の変化を示す図である。
【図５】従来のアンテナを示す斜視図である。
【図６】比較対象とした従来のキャパシタ部の構造を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の一実施形態に係るアンテナは、導体のパターンとして平面内に形成されるインダクタ部（図２の４）と、２面が平面と平行な直方体をなす誘電体（図３の１３）の表面に対向して設けた１対の電極（図３の１２ａ、１２ｂ）を主要部として構成され、インダクタ部との間で共振回路を構成するキャパシタ部（図２の３）と、を基板上に備え、１対の電極は、平面と直角を成す直方体の４面中の１面に設けられ、この１面は、インダクタ部と、インダクタ部の一端を接続する一方の電極と、他方の電極と、インダクタ部の他端とで囲まれる面積が４面中で最大となる面である。なお、（）内の参照符号は、理解を助けるための一例示であって、図示の態様に限定することを意図するものではない。
【００１２】
アンテナにおいて、キャパシタ部は、１対の電極が設けられる面が直方体の長手方向の面の一方であるように配置されてもよい。
【００１３】
アンテナにおいて、一端を一方の電極に接続し、他端を接地し、キャパシタ部は、他方の電極を受信回路側に接続してインダクタ部と直列共振回路を構成してもよい。
【００１４】
アンテナにおいて、基板上の矩形の領域において、矩形の第１の辺に接地用導体を配設し、インダクタ部は、第１の辺に直交する矩形の第２の辺、および第１の辺に対向する矩形の第３の辺に、Ｌの字状に配設される導体を少なくとも含み、キャパシタ部は、矩形の第４の辺の一部に配設されてもよい。
【００１５】
アンテナにおいて、１対の電極は、第２の辺から遠い側の直方体の面に設けられてもよい。
【００１６】
アンテナにおいて、１対の電極は、それぞれ矩形の導体から構成され、互いの間に所定の第１の間隙を有して配設されてもよい。
【００１７】
アンテナにおいて、１対の電極は、基板との間にそれぞれ所定の第２の間隙を持って配設されてもよい。
【００１８】
携帯無線機は、上記のアンテナを備えるようにしてもよい。
【００１９】
以上のようなアンテナによれば、キャパシタ部の電極を直方体の側面に形成することで、放射効率の劣化を軽減させることができる。すなわち、アンテナの放射効率を確保しつつ従来のアンテナよりも小面積で実現することができる。したがって、このようなアンテナを携帯無線機に適用することで、携帯無線機の小型化を図ることができる。
【００２０】
以下、実施例に即し、図面を参照して詳細に説明する。
【実施例１】
【００２１】
図１は、本発明の一実施例に係る携帯無線機の構成を示す図である。図１において、携帯無線機１は、ＧＰＳ受信機能を有する携帯無線機であり、アンテナ１０、整合回路部６、無線回路部７、制御部８、表示部９を基板２上に備える。ここでは、一体型の携帯無線機を例として説明する。
【００２２】
アンテナ１０は、ＧＰＳ用の受信アンテナであって、共振回路を構成するキャパシタ部３およびインダクタ部４を備え、受信した電波信号を給電線５を介して整合回路部６に出力する。
【００２３】
整合回路６は、アンテナ１０と無線回路部７との間のインピーダンスマッチング（整合）をとるための回路である。整合回路６は、例えば、給電線５に一つのコンデンサの一端を接続し、一つのコンデンサの他端を、他のコンデンサを介して接地すると共に無線回路部７の一端に接続するように構成される。
【００２４】
無線回路部７は、アンテナ１０で受信した電波を復調して復調信号を制御部８に出力する。
【００２５】
制御部８は、無線回路部７と表示部９を制御すると共に、無線回路部７の復調信号からＧＰＳに係る位置測位情報を抽出し、抽出した位置測位情報を表示部９へ伝送する。表示部９は、位置測位情報を表示させる。
【００２６】
次に、アンテナ１０の構造の詳細について説明する。図２は、本発明の一実施例に係るアンテナの構造を模式的に示す図である。図２において、インダクタ部４は、一端を基板２上の接地となる導体に接続し、途中で直角に折れ曲がり、他端をキャパシタ部３の一端に接続するＬの字状で細い帯状の導体として構成される。キャパシタ部３は、他端を給電線５に接続する。尚、キャパシタ部３およびインダクタ部４が配設される部分に関しては、基板２の金属部（導体）を抜いて、誘電体で構成される。
【００２７】
次に、キャパシタ部３の構造の詳細について説明する。図３は、本発明の一実施例に係るキャパシタ部の構造を模式的に示す図である。図３において、キャパシタ部３は、形状が直方体である誘電体１３の長手方向の側面に電極１２ａ、１２ｂを備える。電極１２ａ、１２ｂは、それぞれ矩形の導体から構成され、互いの間に所定の間隙ｄを有して配設される。また、基板との間にそれぞれ所定の間隙ｇを持って配設される。
【００２８】
図３において、電極１２ａは、直方体の左面に備えられる導体を介し下面左端の導体に接続される。左面および下面左端の導体は、インダクタ部４に電気的に接続される。また、電極１２ｂは、直方体の右面に備えられる導体を介し下面右端の導体に接続される。右面および下面右端の導体は、給電線５に電気的に接続される。なお、直方体の下面の中央部には、下面左端および下面右端の導体と接続されない、基板等との接続に係る導体を設けるようにしてもよい。ここで、キャパシタ部３は、電極１２ａ、１２ｂが形成される側面を、図２のインダクタ部４と離れる側とするように配置される。
【００２９】
次に、以上のような構成のアンテナ１０の効率に関し、シミュレーションによって得られた結果について説明する。図４は、キャパシタ部３およびインダクタ部４によって囲まれた面積Ｓ（ｍｍ２）による放射効率の変化を示す図である。ここで、面積Ｓは、図２に示す７．５ｍｍ×距離Ｌ（一例が２．５ｍｍ）の長方形の面積であって、キャパシタ部３の長手方向が配置される辺と対向するインダクタ部４が配置される辺との距離Ｌをパラメータとして可変させている。
【００３０】
ここで、インダクタ部４の導体の長さは、図２に示すように、キャパシタ部３の接続点から順に、キャパシタ部３と離れる方向にＬｍｍ、基板２の接地導体に向かって７．５ｍｍとした。また、インダクタ部４の導体の幅は、０．３ｍｍとした。さらに、基板２の誘電体は、誘電率εｒ＝４．３とし、金属部の導電率は、５．８×１０＾７とした。
【００３１】
また、キャパシタ部３は、図３に示すように、側面に形成される電極１２ａ、１２ｂが下面に接触しないようにｇ＝０．０５ｍｍ離し、電極１２ａ、１２ｂのパターンの幅は０．９５ｍｍとした。また、給電線側から順に電極１２ｂの上辺０．５ｍｍ、ｄ＝０．２ｍｍ離れて、電極１２ａの上辺５．３ｍｍとした。また、右面および左面の垂直な導体パターンは、幅が１．２ｍｍで、長さ（高さ）を１．０ｍｍとした。さらに、誘電体１３は、誘電率εｒ＝２６とした。
【００３２】
一方、比較対象とする従来のキャパシタ部、すなわち図５の表面実装型アンテナ部品２０４は、図６に示すように、上面においてパターン幅が１．２ｍｍであり、給電部側から順に電極２４２の長さ０．５ｍｍ、ｄ＝０．２ｍｍ離れて、電極２４１の長さ５．３ｍｍとした。また、右面および左面の垂直な導体パターンは、幅が１．２ｍｍで、長さが１．０ｍｍとした。さらに、誘電体である基体４０は、誘電率εｒ＝２６とした。
【００３３】
以上のような構造のキャパシタ部を有するアンテナ１０におけるアンテナ効率の測定結果（図４）を参照するならば、本実施例は、従来よりも面積Ｓを約３５％縮小しても従来と同等以上の放射効率を得られることが示される。この理由は、キャパシタ部３およびインダクタ部４に流れる電流の向きが逆になるため、互いから放射される電波が打ち消しあい、放射効率を劣化させているが、本実施例では、従来の実施例よりもキャパシタ部３およびインダクタ部４の距離をより離すことができ、放射効率の劣化を軽減できるためである。
【００３４】
本発明は、以上のようにキャパシタ部３の電極１２ａ、１２ｂをインダクタ部４と離れる側の側面に形成することで、面積Ｓが従来よりも拡大し、結果としてキャパシタ部３およびインダクタ部４との距離を縮めることができる。よって、アンテナのより小型化が実現される。
【００３５】
なお、本実施例では、携帯無線機を一体型の携帯無線機として説明したが、これに限定されるものでなく、折畳み型や二軸型等の携帯無線機であってもよい。また、アンテナをＧＰＳ用の受信アンテナであるとして説明したが、これに限定されるものではなく、一般に超高周波の電波の受信用あるいは送信用アンテナにも適用可能である。
【００３６】
なお、前述の特許文献等の各開示を、本書に引用をもって繰り込むものとする。本発明の全開示（請求の範囲を含む）の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の請求の範囲の枠内において種々の開示要素の多様な組み合わせないし選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。
【符号の説明】
【００３７】
１  携帯無線機
２  基板
３  キャパシタ部
４  インダクタ部
５  給電線
６  整合回路部
７  無線回路部
８  制御部
９  表示部
１０  アンテナ
１２ａ、１２ｂ  電極
１３  誘電体
【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】
2012095121.tif 000007
【図６】
2012095121.tif 000008