(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体または磁性体のうち少なくとも一からなる基体表面に導電性パターンを形成してなるアンテナであって、
該アンテナの給電部近傍に複数の導電路を設けて複数の共振周波数をもたせることにより広帯域化しており、
前記複数の導電路は、それぞれ個別に接地点を有し、
前記複数の導電路は、導電路の一部をリング状として、当該リング状の導電路の表面側を通って接地点に至る電流の流路と、前記リング状の導電路の裏面側を通って接地点に至る電流の流路との複数の電流流路を有することを特徴とする広帯域ヘリカルアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、広帯域ヘリカルアンテナに関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話等で使用される８００ＭＨｚ帯または１．５ＧＨｚ帯よりも高い周波数の２．４ＧＨｚ帯の電波は、低電力であれば許可を得ずに使用できるために、無線ＬＡＮ等への応用が期待されている。
この無線ＬＡＮ等では、小型化のため、セラミックを用いた１／４波長モノポールアンテナ等が用いられることが多い。
【０００３】
図８にこの型式のアンテナ１１と給電部２を示す。このアンテナは、基板上に印刷等によって導電パターンを形成してアンテナ素子が構成され、大量生産に適するとともに、高い寸法精度を得ることが可能である。図９にこのアンテナの周波数と帯域との関係を示す。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
無線ＬＡＮ等で使用するアンテナは、アンテナに周波数変動があっても使用する帯域全体をカバーするように通過帯域幅を広くする方法が採られる。
ところが上述の小型のチップアンテナでは、通過帯域幅を広くすることが困難であるという課題があった。
【０００５】
本発明はこのような背景の下になされたもので、複数の共振周波数をもつ構造とすることによって通過帯域幅を広くすることができる広帯域ヘリカルアンテナを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、誘電体または磁性体のうち少なくとも一からなる基体表面に導電性パターンを形成してなるアンテナであって、該アンテナの給電部近傍に複数の導電路を設けて複数の共振周波数をもたせることにより広帯域化しており、前記複数の導電路は、それぞれ個別に接地点を有し、前記複数の導電路は、導電路の一部をリング状として、当該リング状の導電路の表面側を通って接地点に至る電流の流路と、前記リング状の導電路の裏面側を通って接地点に至る電流の流路との複数の電流流路を有することを特徴とする広帯域ヘリカルアンテナを提供する。
この発明によれば、複数の導電路毎に異なる共振周波数をもち、複合特性を広帯域とすることができる。また、この発明によれば、複数の導電路に個別に接地点を設け、より確実に複数の共振周波数を得る構造とすることができる。さらに、この発明によれば、接地点を１つとしても実効的に２つの接地点を持つ効果があり、アンテナの帯域幅を広くすることができる。また、アンテナを小型化することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施形態について図を参照しながら説明する。図１はこの発明の参考例による広帯域ヘリカルアンテナの構成を示す概念図である。この図において、符号１はアンテナであり、ａ点と接地点ｅ間の導電路１ａ、ｂ点と接地点ｆ間の導電路１ｂ、ｃ点とｄ点間のヘリカル部１ｃの要素から構成され、図に示すように給電部２から点ｃに給電される。また、ｄ点は開放され、ａ点とｂ点間は導電路１ｄだけ離れている。ヘリカル部１ｃは短縮効果を持ち、アンテナ全体の形状を小型化する効果を有する。なお、１ａの接地点ｅおよび１ｂの接地点ｆは共通の接地点としてもよい。
【００１５】
このアンテナは、基本的に１／４波長モノポールアンテナであり、接地点をグランドプレーンとみなしたときのグランドプレーン側にできる影像によって１／２波長ダイポールアンテナに近い特性を得るものと考えられる。
【００１６】
図２にアンテナ１の周波数対反射損失特性の一例を示す。
この図においてアンテナ１は、導電路１ａおよび１ｄとヘリカル部１ｃとで決まる共振周波数ｆａと、導電路１ｂとヘリカル部１ｃとで決まる共振周波数ｆｂの２つの共振周波数（点線）を有するものと考えられ、アンテナ１の通過帯域幅を広くすることができる。図１に示すアンテナ１は、単一の共振周波数をもつ図７に示した従来の技術によるヘリカルアンテナに比べ、広帯域化される。
【００１７】
２つの共振周波数ｆａおよびｆｂは、導電路１ａ、１ｂ、１ｃまたは１ｄの幅、長さまたは接地方法によって変化して約２倍の通過帯域幅を持つ。
【００１８】
次に、図３および図４を参照して上述の広帯域ヘリカルアンテナの第１の構成例について説明する。
図３は、第１の構成例による広帯域ヘリカルアンテナの構成図である。アンテナ１は、３の表面および裏面に設けられたマイクロストリップ１ａ、１ｂ、１ｃおよび１ｄによって構成され、点線で示した部分は配線基板の裏面側に設けられ、表面側のマイクロストリップと接続してヘリカル部１ｃとしている。
【００１９】
このような構成によるアンテナ１に給電部２によって給電したときの特性図を図４に示す。
図４は、アンテナ１の周波数対反射損失の特性図で、共振周波数は約２．４７ＧＨｚ、反射損失が−１０ｄＢ以下の帯域は２．３７〜２．５７ＧＨｚとなっている。
アンテナ共振は、２．５ＧＨｚよりやや低い周波数にメインの共振があり、それより更にやや低周波数側に小さな共振が生じ、それらが合成されて広帯域化している。
【００２０】
次に、図５を参照して第２の構成例について説明する。
この図が図３と異なる箇所は、導電路１ａおよび１ｂの形状であり、互いに接続されたランドとなっている。
この図のように導電路１ａと１ｂとが互いに接続された形状であってもＧＨｚ帯の高周波領域では、接地点をｅ点およびｆ点に分離することにより、２つの同調点をもつことによる広帯域化の効果を得ることができる。
また実際には、ｆ点の接地をはずした構成であっても接地点付近のランドを広くすることによって広帯域化の効果が見られる。
【００２１】
次に、本発明の実施形態について図６および図７を参照して説明する。図６（ａ）はこの構成例によるアンテナの原型の斜視図であり、図６（ｂ）はその表面図、図６（ｃ）は裏面図を表す。この第３の構成例が第１の構成例と異なる箇所は、主として１ａ、１ｂ、および１ｅで示されている面積の広い導電部に接続される外部端子のうち、中間の外部端子ｆを持つ部分の形状であり、外部端子ｆから裏面の導電路によって表面の１ｂに接続され、リング状となっている。また、外部端子ｃおよびｅは、それぞれ裏面の導電路を介して１ｅおよび１ａに接続されている。
【００２２】
図７に実際の使用状態のアンテナの形状を示す。この図に示すようにＴ１およびＴ２部分の導体が試作時のトリミングによって削除され、導電路１ａ、１ｂ、および１ｄが顕在化する。実際の製品は、トリミング時の形状によって生産される。
この図のｅ点を接地端子とし、給電端子をｃ点とすることにより、接地端子は１つであるにもかかわらず、実効的に２つの接地点を持ち２つの共振周波数を有する動作となってアンテナの帯域幅を広くすることができる。
それは、前記リング状の導電路１ｂの表面側を通って接地点ｅに至る電流の流路と、前記リング状の導電路１ｂの裏面側を通って接地点ｅに至る電流の流路との２つの電流流路ができ、この電流流路の違いによって２つの共振周波数を持つことによる。
【００２３】
以上、本発明の一実施形態の動作を図面を参照して詳述してきたが、本発明はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。たとえば、上記実施形態のマイクロストリップパターンは一例を示したもので、これらのパターンの形状に限定されるものではなく、どのようなパターンであっても２つの共振周波数をもつ構成であれば本発明に含まれる。
【００２４】
【発明の効果】
これまでに説明したように、この発明によれば、ヘリカルアンテナの給電部付近に２つの導電路を設けることにより２つの共振周波数をもつようにしたので、帯域幅を広くすることができるという効果が得られる。
【００２５】
また、端子部の一部の導電路をリング状とすることによって、この部分に流れる電流の流路を分割することができ、１つの接地点としたときでも２つの共振周波数を持ち、アンテナの帯域を広くすることができるという効果が得られる。
さらに、リング状の導電路を設けることによってアンテナの形状を小型化することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の参考例による広帯域ヘリカルアンテナの構成を示す概念図。
【図２】  図１の広帯域ヘリカルアンテナの特性図。
【図３】  本発明の参考例による広帯域ヘリカルアンテナの第１の構成例を示す図。
【図４】  図３の広帯域ヘリカルアンテナの周波数対反射損失特性図。
【図５】  本発明の参考例による広帯域ヘリカルアンテナの第２の構成例を示す図。
【図６】  本発明の一実施形態による広帯域ヘリカルアンテナの構成例を示す図。
【図７】  図６の広帯域ヘリカルアンテナをトリミングした後の表面図。
【図８】  従来の技術によるヘリカルアンテナの構成を示す概念図。
【図９】  図８のヘリカルアンテナの周波数対反射損失特性図。
【符号の説明】
１…アンテナ
１ａ、１ｂ、１ｄ、１ｅ…導電路
１ｃ…ヘリカル部導電路
２…給電部
３…配線基板
【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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