(57)【要約】【課題】本発明は無線通信用の広帯域アンテナに関し，２つのアンテナの線路を備えるが１個の給電点だけで広帯域化を実現することができることを目的とする。【解決手段】第１のアンテナを構成する線路と，第１のアンテナの線路に直列に接続された第２のアンテナを構成する線路と，第２のアンテナを構成する線路に対し誘電体を挟んで平行に配置された導体を備える。第１のアンテナを構成する線路と第２のアンテナを構成する線路の接続点を給電点とし，第２のアンテナの終端を無線部の入力部に接続し，アンテナを高い周波数で動作させるか低い周波数で動作させるかの制御信号に応じて導体を接地するか否かの状態に切替えるスイッチを設け，スイッチにより導体が接地された状態で第１のアンテナの線路だけでアンテナを構成し，導体が接地されない状態では第１と第２のアンテナの線路によりアンテナが構成されるよう構成する。【選択図】図１
2009212645.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
携帯端末の広帯域アンテナであって，
第１のアンテナを構成する線路と，該第１のアンテナの線路に直列に接続された第２のアンテナを構成する線路と，前記第２のアンテナを構成する線路に対し誘電体を挟んで平行に配置された導体を備え，
前記第１のアンテナを構成する線路と前記第２のアンテナを構成する線路の接続点を給電点とし，前記第２のアンテナの終端を無線部の入力部に接続し，
アンテナを高い周波数で動作させるか低い周波数で動作させるかの制御信号に応じて前記導体を接地するか否かの状態に切替えるスイッチを設け，
前記スイッチにより前記導体を接地された状態では前記第１のアンテナの線路だけでアンテナが構成され，前記導体が接地されない状態では前記第１と第２のアンテナの線路によりアンテナが構成されることを特徴とする携帯端末の広帯域アンテナ。
【請求項２】
請求項１において，
前記第２のアンテナの線路を，誘電体の上面に設けたマイクロストリップラインにより構成し，前記導体を前記誘電体の下面に設けたことを特徴とする携帯端末の広帯域アンテナ。
【請求項３】
請求項１において，
前記第２のアンテナの線路は，高周波数で使用する時はインピーダンスラインとして動作し，低周波数で使用する時は前記第１のアンテナの線路と共にアンテナとして動作することを特徴とする携帯端末の広帯域アンテナ。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れかにおいて，
前記第１のアンテナは地上デジタルテレビ放送の高い周波数のチャネルのλ／４の波長に対応する線路長を備え，前記第１のアンテナの線路長＋第２のアンテナの線路長は前記地上デジタルテレビ放送の低い周波数のチャネルのλ／４の波長に対応する線路長を備えることを特徴とする携帯端末の広帯域アンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は携帯端末の広帯域アンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年，携帯電話機等の携帯端末により地上デジタルテレビ放送（１セグメント放送）を受信することができるようになった。しかし，携帯端末のような小さな筐体に搭載したアンテナで広い帯域の地上デジタルテレビ放送等を受信するには困難があった。
【０００３】
すなわち，百メガヘルツの広帯域に渡って多数のチャネルが割り当てられているため，低い周波数のチャネルと高い周波数のチャネルとでは必要なアンテナ長がかなり異なり，装置の小型化に問題があった。
【０００４】
一つのアンテナを離れた２つの周波数帯で使用するための構成が提案されており（特許文献１参照），図５は提案された周波数切替式のアンテナの構成である。
【０００５】
図５において，５０は螺旋状の第１の放射導体，５１は螺旋状の第２の放射導体，５２，５３は第１と第２の給電点，５４はインピーダンス制御切替部，５５は切替制御部，５６は第１の給電線路である。第１の放射導体５０は第１の周波数で共振する電気長に設定され，第１の放射導体５０と第２の放射導体５１のトータルの電気長が第２の周波数で共振するよう第２の放射導体の電気長が決定される。アンテナを第１の周波数で使用する場合，切替制御部５５の制御信号によって，無線機からのＲＦ信号は第１の給電線路５６を介してインピーダンス制御切替部５４により第１の給電点５２に接続され，第２の給電点５３のインピーダンスがインピーダンス制御切替部５４によって第１の給電点５２から第２の放射導体５１側をみたインピーダンスがほぼ開放となるようなインピーダンスが与えられる。第２の周波数で使用する場合，ＲＦ信号はインピーダンス制御切替部５４によって第２の給電点５３に接続され，非接続端子である第１の給電点５２にはインピーダンス制御切替部５４によってほぼ開放となるインピーダンスが接続される。
【特許文献１】特開平１１−１６３６２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１に示すような周波数切替式のアンテナの構成では，給電点が２個あって，必要な周波数により給電点を切替えているため，その給電点への接続用部品が１個の場合に比べて２倍必要であり，コストが高くなると共に接続用部品を実装するための領域も２倍必要となって携帯端末の装置の小型化が困難になるという問題があった。
【０００７】
本発明は１個の給電点だけで広帯域化を実現することができる携帯端末における無線通信用の広帯域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】
【０００８】
本発明に係る広帯域アンテナは，第１のアンテナ素子を構成する線路と，第１のアンテナ素子に直列に接続された第２のアンテナ素子を構成する線路と，第２のアンテナを構成する線路に対し誘電体を挟んで並行に配置された導体を備える。第１のアンテナを構成する線路と第２のアンテナを構成する線路の接続点を給電点とし，第２のアンテナの終端を無線部の入力部に接続してアンテナを高い周波数で動作させるか低い周波数で動作させるかの制御信号に応じて導体を接地するか否かの状態に切替えるスイッチを設ける。
【０００９】
スイッチにより導体を接地した状態では第１のアンテナの線路だけでアンテナが構成され高周波数で動作し，導体を接地しない状態では第１と第２のアンテナの線路によりアンテナが構成されるよう構成する。
【００１０】
また，第２のアンテナの線路を，誘電体の上面に設けたマイクロストリップラインにより構成し，導体を誘電体の下面に設けるよう構成することができる。更に，第２のアンテナの線路は，高周波数で使用する時はインピーダンスラインとして動作し，低周波数で使用する時は第１のアンテナの線路と共にアンテナとして動作させるよう構成する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば，単一の給電点を備えた構成でも必要な周波数に応じて，電気長を可変にすることで理想的なアンテナとして動作することができ，良好なアンテナ特性を確保することができる。
【００１２】
また，携帯電話等の携帯端末の無線品質を良くすると共に，アンテナに必要な部品の実装領域を小さくすることができて装置の小型化とコストの低減を実現することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明に係る広帯域アンテナの概略構成を図１に示す。図中，１０は第１のアンテナの線路，１１は第２のアンテナの線路，１２は第２のアンテナを構成する線路との間に誘電体で構成する間隔を置いて並行に配置された導体，１３は第２のアンテナの線路１１と導体１２の間に配置された誘電体，１４は第１のアンテナと第２のアンテナを接続する位置に設けた給電点，１５は第２のアンテナの線路１１をアンテナとして機能させるか，インピーダンスラインとして機能させるかの切替えを行うスイッチ（ＳＷ），１６は制御部，１７は無線部である。
【００１４】
第２のアンテナを構成する線路１１と導体１２はインピーダンスラインとして構成され，導体１２はスイッチ１５がオンに切替えられた状態では接地（グランド）され，線路１１は単なるインピーダンスラインとして働き，アンテナ素子として機能しない。この場合，第１と第２のアンテナの線路の中で，アンテナ素子として機能する線路は第１のアンテナの線路１０だけであり，給電点１４にはインピーダンスラインとして機能する第２のアンテナの線路１１を介して給電が行われ，アンテナの長さが短いため，高い周波数に対応することができる。
【００１５】
スイッチ１５がオフに切替えられた状態では，導体１２は接地（グランド）から切り離されるため，線路１１はインピーダンスラインとしてではなく第１のアンテナの線路１０と接続された第２のアンテナの線路として機能し，２つの線路を加算した線路長を持ち，アンテナ長が第１のアンテナより長くなる，低い周波数（低域）に対応することができる。
【００１６】
制御部１６から低い周波数（低域）のチャネルを選択するためにスイッチ１５をオフにする制御信号が発生すると，スイッチ１５がオフとなって第１のアンテナの線路１０と第２のアンテナの線路１１が加算された長さのアンテナが形成され，無線部１７は給電点１４から低周波数のチャネルの無線信号が入力される。制御部１６から高い周波数（高域）のチャネルを選択するためにスイッチ１５をオンにする制御信号が発生すると，スイッチ１５がオンになり，第２のアンテナの線路１１はインピーダンスラインとして機能し，無線部１７は給電点１４から高周波数のチャネルの無線信号が入力される。
【００１７】
図２は実施例の構成を示し，図３は第２のアンテナ部分の構成を示す図である。
【００１８】
図２において，２０は地上デジタルテレビ放送を受信する携帯端末の筐体，２１は第１のアンテナの線路（図１の１０に対応），２２は第１のアンテナと第２のアンテナの接続部に位置する給電点，２３〜２５は第２のアンテナを構成する装置であり，２３は誘電体の上に設けたマイクロストリップライン（図１の第２のアンテナの線路１１に対応），２４は誘電体（図１の１３に対応），２５は誘電体２４の下面に設けた銅等の導体（図１の１２に対応），２６は導体２５と接地（グランド）とを電気的に接続するか否かの切替えを行うスイッチ，２７は制御部，２８は地上デジタルテレビ放送を受信する無線部，３０は携帯端末の回路を搭載した基板である。
【００１９】
図３は図２の第２のアンテナを構成する装置の断面構成が示され，誘電体２４の上に一定幅のマイクロストリップライン２３が設けられ，誘電体２４の下面に銅で構成された導体２５が張りつけられている。マイクロストリップライン２３は，誘電体２４の誘電率，厚さ等に応じて特性インピーダンスが変わる。
【００２０】
地上デジタルテレビ放送の場合，必要な周波数帯域は，４７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚであり，モノポールアンテナで考えると，必要なアンテナ長＝λ／４は１６０ｍｍ〜９７ｍｍである。ここで，低い周波数としｆ１＝４７０ＭＨｚ，高い周波数としてｆ２＝７７０ＭＨｚとすると，図２の第１のアンテナの線路２１を９７ｍｍとし，第２のアンテナを構成するマイクロストリップライン２３の長さを６３ｍｍにすることで，第１のアンテナ線路長＋第２のアンテナのマイクロストリップライン長＝１６０ｍｍとなる。
【００２１】
すなわち，高い周波数のｆ２の時は，制御部２７からの制御によりスイッチ２６をオンにして導体２５を接地することで，第２のアンテナのマイクロストリップライン２３をインピーダンスラインに切替えて，第１のアンテナだけで動作させ，低い周波数のｆ１の時は，制御部２７からの制御によりスイッチ２６をオフにして第２のアンテナのマイクロストリップライン２３をアンテナとして切替えて，第１のアンテナ線路長＋第２のアンテナのマイクロストリップライン長として動作させる。この結果，帯域幅が広くても理想的なアンテナ長に見せることができる。
【００２２】
図４は本発明による携帯端末の構成例である。図中，２１〜２３，２５，２７，２８の各符号は上記図２の同一符号の各部と同じであり，２１は第１のアンテナの線路，２２は第１のアンテナと第２のアンテナの接続部であると共に給電点，２３は第２のアンテナの線路を構成するマイクロストリップライン，２５はマイクロストリップライン２３に対して誘電体を介して配置された導体，２６−１，２６−２は導体２５を接地するか否かの切替えを行う第１と第２のスイッチ，２７’は全体の制御を行うＣＰＵ，２８は無線部，２９はテレビジョン信号の表示及び音声の出力を行うテレビ（ＴＶ）モジュールである。なお，マイクロストリップライン２３と導体２５の間に配置された誘電体２４（図２参照）は図４においては図示省略されている。
【００２３】
この構成例では，アンテナを切替えるためのスイッチとして，２つのスイッチ２６−１と２６−２が設けられている。ＣＰＵ２７’からの低周波数（低域）のチャネルを指定する信号をテレビモジュール２９に出力すると共に，スイッチ２６−１，２６−２に対してオフの信号を供給すると導体２５が接地されて第２のアンテナの線路を構成するマイクロストリップライン２３がアンテナ素子として第１のアンテナの線路２１と直列に接続された状態になる。これにより低周波数のチャネルの無線信号が受信されて無線部２８で復調，検波されてテレビモジュール２９で再生された映像が表示され，音声が出力される。
【００２４】
また，ＣＰＵ２７’からの高周波数（高域）のチャネルを指定する信号をテレビモジュール２９に出力すると共に，スイッチ２６−１，２６−２に対してオンに切替える信号を供給すると，導体２５が接地電位から切り離されて第２のアンテナを構成するマイクロストリップライン２３はインピーダンスラインとして機能するだけで，アンテナ素子は第１のアンテナの線路２１だけで構成する状態になる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係る広帯域アンテナの概略構成を示す図である。
【図２】実施例の構成を示す図である。
【図３】第２のアンテナ部分の構成を示す図である。
【図４】本発明による携帯端末の構成例を示す図である。
【図５】提案された周波数切替式のアンテナの構成を示す図である。
【符号の説明】
【００２６】
１０        第１のアンテナの線路
１１        第２のアンテナの線路
１２        導体
１３        誘電体
１４        給電点
１５        スイッチ（ＳＷ）
１６        制御部
１７        無線部
【図１】
2009212645.tif 000003
【図２】
2009212645.tif 000004
【図３】
2009212645.tif 000005
【図４】
2009212645.tif 000006
【図５】
2009212645.tif 000007