(57)【要約】本発明は、携帯電話機などの複数の周波数帯で所望のアンテナ特性が得られる移動体通信用の広帯域アンテナを提供する。回路基板１０上に設けたキャリア１４の上部表面に適宜な形状の金属板１６を設け、金属板１６とグランドプレート１２および回路基板１０をアース接続線１８および給電線２０でそれぞれ電気的接続して第１周波数帯とより高い第２周波数帯に逆Ｆアンテナとして共振する第１と第２のアンテナエレメントを形成する。キャリア１４の側部表面に、基端が給電線２０に電気的接続し第２周波数帯より高い第３周波数帯に共振する第３のアンテナエレメント２４を設け、第２のアンテナエレメントと第３のアンテナエレメント２４の先端部を第３周波数帯の０．１波長以上の距離で配設し、また第３のアンテナエレメント２４の先端部をグランドプレート１２に対して第３周波数帯の０．０１波長以上の距離で配設する。また、第３のアンテナエレメントを第３の周波数帯よりも高い第４の周波数帯に共振するようにするとともに第３の周波数帯に対して整合を図る整合回路を設けても良い。
2002089249.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
略一面にグランドプレートが設けられた回路基板上に、誘電体からなるキャリアを配設し、このキャリアの上部表面に適宜な形状の金属板を設け、前記金属板と前記グランドプレートを電気的接続するアース接続線および前記金属板と前記回路基板を電気的接続する給電線とを設けて第１周波数帯とこれより高い周波数の第２周波数帯にそれぞれに共振する逆Ｆアンテナとして作用する第１と第２のアンテナエレメントを形成し、前記キャリアの表面に、基端が前記給電線に電気的接続し前記第２周波数帯より高い周波数の第３周波数帯に共振する第３のアンテナエレメントを設け、しかも前記第２のアンテナエレメントの先端部と前記第３のアンテナエレメントの先端部を前記第３周波数帯の０．１波長以上の距離を設けて配設し、また前記第３のアンテナエレメントの先端部を前記グランドプレートに対して前記第３周波数帯の０．０１波長以上の距離を設けて配設して構成したことを特徴とする移動体通信用の広帯域アンテナ。
【請求項２】
略一面にグランドプレートが設けられた回路基板上に、誘電体からなるキャリアを配設し、このキャリアの上部表面に適宜な形状の金属板を設け、前記金属板と前記グランドプレートを電気的接続するアース接続線および前記金属板と前記回路基板を電気的接続する給電線とを設けて第１周波数帯とこれより高い周波数の第２周波数帯にそれぞれに共振する逆Ｆアンテナとして作用する第１と第２のアンテナエレメントを形成し、さらに前記キャリアの一側部表面に、基端が前記給電線に電気的接続し前記第２周波数帯より高い周波数の第３周波数帯に共振する第３のアンテナエレメントを設け、前記給電線に整合回路を接続して前記第３周波数帯に対して整合を図るように構成したことを特徴とする移動体通信用の広帯域アンテナ。
【請求項３】
略一面にグランドプレートが設けられた回路基板上に、誘電体からなるキャリアを配設し、このキャリアの上部表面に適宜な形状の金属板を設け、前記金属板と前記グランドプレートを電気的接続するアース接続線および前記金属板と前記回路基板を電気的接続する給電線とを設けて第１周波数帯とこれより高い周波数の第２周波数帯にそれぞれに共振する逆Ｆアンテナとして作用する第１と第２のアンテナエレメントを形成し、前記キャリアの表面に、基端が前記給電線に電気的接続し前記第２周波数帯より高い周波数の第４周波数帯に共振する第３のアンテナエレメントを設け、しかも前記第２のアンテナエレメントの先端部と前記第３のアンテナエレメントの距離を前記第４周波数帯の０．１波長以上の距離を設けて配設し、また前記第３のアンテナエレメントの先端部を前記グランドプレートに対して前記第４周波数帯の０．０１波長以上の距離を設けて配設し、前記給電線に整合回路を接続して前記第２周波数帯と第４周波数帯の中間の周波数の前記第３周波数帯に対して整合を図るように構成したことを特徴とする移動体通信用の広帯域アンテナ。
【請求項４】
略一面にグランドプレートが設けられた回路基板上に、誘電体からなるキャリアを配設し、このキャリアの上部表面に適宜な形状の金属板を設け、前記金属板と前記グランドプレートを電気的接続するアース接続線および前記金属板と前記回路基板を電気的接続する給電線とを設けて第１周波数帯とこれより高い周波数の第２周波数帯にそれぞれに共振する逆Ｆアンテナとして作用する第１と第２のアンテナエレメントを形成し、さらに前記キャリアの一側部に臨んで前記グランドプレートを取り除き、前記キャリアの一側部表面に、基端が前記給電線に電気的接続し前記第２周波数帯より高い周波数の第４周波数帯に共振する第３のアンテナエレメントを設け、前記給電線に整合回路を接続して前記第２周波数帯と第４周波数帯の中間の周波数の第３周波数帯に対して整合を図るように構成したことを特徴とする移動体通信用の広帯域アンテナ。
【請求項５】
略一面にグランドプレートが設けられた回路基板上に、誘電体からなり中空部を設けて天板部を有するキャリアを配設し、このキャリアの上部表面に適宜な形状の金属板を設け、前記金属板と前記グランドプレートを電気的接続するアース接続線および前記金属板と前記回路基板を電気的接続する給電線とを設けて第１周波数帯とこれより高い周波数の第２周波数帯にそれぞれに共振する逆Ｆアンテナとして作用する第１と第２のアンテナエレメントを形成し、前記キャリアの前記天板部の下面に、基端が前記給電線に電気的接続し前記第２周波数帯より高い周波数の第３周波数帯に共振する第３のアンテナエレメントを設け、しかも前記第２のアンテナエレメントの先端部と前記第３のアンテナエレメントの先端部を前記第３周波数帯の０．１波長以上の距離を設けて配設し、また前記第３のアンテナエレメントの先端部を前記グランドプレートに対して前記第３周波数帯の０．０１波長以上の距離を設けて配設して構成したことを特徴とする移動体通信用の広帯域アンテナ。
【請求項６】
略一面にグランドプレートが設けられた回路基板上に、誘電体からなり中空部を設けて天板部を有するキャリアを配設し、このキャリアの上部表面に適宜な形状の金属板を設け、前記金属板と前記グランドプレートを電気的接続するアース接続線および前記金属板と前記回路基板を電気的接続する給電線とを設けて第１周波数帯とこれより高い周波数の第２周波数帯にそれぞれに共振する逆Ｆアンテナとして作用する第１と第２のアンテナエレメントを形成し、前記キャリアの前記天板部の下面に、基端が前記給電線に電気的接続し前記第２周波数帯より高い周波数の第４周波数帯に共振する第３のアンテナエレメントを設け、しかも前記第２のアンテナエレメントの先端部と前記第３のアンテナエレメントの距離を前記第４周波数帯の０．１波長以上の距離を設けて配設し、また前記第３のアンテナエレメントの先端部を前記グランドプレートに対して前記第４周波数帯の０．０１波長以上の距離を設けて配設し、前記給電線に整合回路を接続して前記第２周波数帯と第４周波数帯の中間の周波数の前記第３周波数帯に対して整合を図るように構成したことを特徴とする移動体通信用の広帯域アンテナ。
【請求項７】
請求項１ないし３または５または６記載のいずれかの移動体通信用の広帯域アンテナにおいて、前記キャリアの前記第３のアンテナエレメントが配設された部分に臨んで前記グランドプレートを取り除いて、前記第３のアンテナエレメントの先端部と前記グランドプレートの距離を大きくするように構成したことを特徴とする移動体通信用の広帯域アンテナ。
【請求項８】
請求項１ないし６記載のいずれかの移動体通信用の広帯域アンテナにおいて、前記第３のアンテナエレメントを細い帯状とし、前記グランドプレートに対して幅方向が垂直となるように前記キャリアの側部表面に配設して構成したことを特徴とする移動体通信用の広帯域アンテナ。
【請求項９】
請求項１ないし４記載のいずれかの移動体通信用の広帯域アンテナにおいて、前記第３のアンテナエレメントを前記キャリアの上部表面と前記回路基板の中間の高さに配設して構成したことを特徴とする移動体通信用の広帯域アンテナ。
【請求項１０】
略一面にグランドプレートが設けられた回路基板上に、誘電体からなるキャリアを配設し、このキャリアの上部表面に適宜な形状の金属板を設け、前記金属板と前記グランドプレートを電気的接続するアース接続線および前記金属板と前記回路基板を電気的接続する給電線とを設けて第１周波数帯とこれより高い周波数の第２周波数帯にそれぞれに共振する逆Ｆアンテナとして作用する第１と第２のアンテナエレメントを形成し、前記キャリアから突出させるようにして基端が前記給電線に電気的接続し前記第２周波数帯より高い周波数の第３周波数帯に共振する第３のアンテナエレメントを設け、しかも前記第２のアンテナエレメントの先端部と前記第３のアンテナエレメントの先端部を前記第３周波数帯の０．１波長以上の距離を設けて配設し、また前記第３のアンテナエレメントの先端部を前記グランドプレートに対して前記第３周波数帯の０．０１波長以上の距離を設けて配設して構成したことを特徴とする移動体通信用の広帯域アンテナ。
【請求項１１】
略一面にグランドプレートが設けられた回路基板上に、誘電体からなるキャリアを配設し、このキャリアの上部表面に適宜な形状の金属板を設け、前記金属板と前記グランドプレートを電気的接続するアース接続線および前記金属板と前記回路基板を電気的接続する給電線とを設けて第１周波数帯とこれより高い周波数の第２周波数帯にそれぞれに共振する逆Ｆアンテナとして作用する第１と第２のアンテナエレメントを形成し、前記キャリアから突出させるようにして基端が前記給電線に電気的接続し前記第２周波数帯より高い周波数の第４周波数帯に共振する第３のアンテナエレメントを設け、しかも前記第２のアンテナエレメントの先端部と前記第３のアンテナエレメントの距離を前記第４周波数帯の０．１波長以上の距離を設けて配設し、また前記第３のアンテナエレメントの先端部を前記グランドプレートに対して前記第４周波数帯の０．０１波長以上の距離を設けて配設し、前記給電線に整合回路を接続して前記第２周波数帯と第４周波数帯の中間の周波数の前記第３周波数帯に対して整合を図るように構成したことを特徴とする移動体通信用の広帯域アンテナ。
【請求項１２】
請求項１または２または５または１０記載のいずれかの移動体通信用の広帯域アンテナにおいて、前記第１周波数帯をＧＳＭまたはＡＭＰＳを対象としまたはＧＳＭとＡＭＰＳを帯域内とするように設定し、前記第２周波数帯をＤＣＳを対象として設定し、前記第３周波数帯をＰＣＳを対象として設定して構成したことを特徴とする移動体通信用の広帯域アンテナ。
【請求項１３】
請求項３または４または６または１１記載のいずれかの移動体通信用の広帯域アンテナにおいて、前記第１周波数帯をＧＳＭまたはＡＭＰＳを対象としまたはＧＳＭとＡＭＰＳを帯域内とするように設定し、前記第２周波数帯をＤＣＳを対象として設定し、前記第３周波数帯をＰＣＳを対象として設定し、前記第４周波数帯をＩＭＴ−２０００を対象として設定して構成したことを特徴とする移動体通信用の広帯域アンテナ。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、携帯電話機などの移動体通信用の複数の周波数帯を送受信するための移動体通信用の広帯域アンテナに関するものである。
背景技術
携帯電話機の移動体通信用の周波数帯として、欧州ではＧＳＭ（８８０〜９６０ＭＨｚ）とＤＣＳ（１７１０〜１８８０ＭＨｚ）が使用され、米国ではＡＭＰＳ（８２４〜８９４ＭＨｚ）とＰＣＳ（１８５０〜１９９０ＭＨｚ）が使用され、日本ではＰＤＣ８００（８１０〜９６０ＭＨｚ）とＰＤＣ１５００（１４２９〜１５０１ＭＨｚ）が使用されている。そこで、携帯電話機に内蔵されるアンテナとして、その機器が使用される地域にそれぞれ応じた２周波数帯が送受信できるアンテナが汎用されている。
この従来の移動体通信用の２波共用アンテナの構造の一例を図２９を参照して説明する。図２９は、従来の移動体通信用の２波共用アンテナの構造の一例の外観斜視図である。図２９において、回路基板１０の表面には、略一面全体にグランドプレート１２が配設される。そして、回路基板１０上には、誘電体からなるキャリア１４が配設され、このキャリア１４の上部表面にアンテナエレメントとして作用する良導電体の金属板１６が配設される。そして、この金属板１６には適宜な切込み１６ａが設けられるなどして適宜な形状とされるとともに、金属板１６の適宜な位置とグランドプレート１２がスプリングコネクタなどからなるアース接続線１８で電気的接続され、また金属板１６の別の適宜な位置と回路基板１０の端子１０ａがスプリングコネクタなどからなる給電線２０で電気的接続され、切り込みが設けられた適宜な形状の金属板１６で第１周波数帯と第２周波数帯にそれぞれに共振する逆Ｆアンテナとして作用する第１と第２のアンテナエレメントが形成される。第１周波数帯としては、ＧＳＭ、ＡＭＰＳ、ＰＤＣ８００のいずれかであり、第２周波数帯としては、ＤＣＳ、ＰＣＳ、ＰＤＣ１５００のいずれかである。
ここで、上記２波共用アンテナを携帯電話機の筐体に内蔵するとすれば、幅Ｗは、約４０ｍｍに制限される。一方、キャリア１４の誘電率に応じて波長短縮がなされ、キャリア１４の誘電率が高いほどアンテナの寸法は小さくなるが、それだけ利得が小さなものとなる。また、誘電率が低いほどアンテナの寸法が大となって利得が大となるが、所望のスペースに収容できないこととなる。そこで、携帯電話機に内蔵するならば、収容できる範囲でアンテナの寸法を大きくして利得がそれなりに大となることが望ましい。そのためには、キャリア１４が所望の誘電率で形成されることが望ましい。しかし、製造上または価格的に必ずしも適当な材料でキャリア１４を形成できない。そこで、キャリア１４には中空部２２が設けられて天板部１４ａと両側部１４ｂ、１４ｂを備えた略コ字状に形成され、キャリア１４の材料の誘電率と中空部２２内の空気の誘電率とによって、全体として所望の誘電率を得るようになされている。
なお、金属板１６は、板金加工により形成されたもので良いが、キャリア１４の上部表面に樹脂メッキやホットスタンプや蒸着やエッチングなどにより適宜に設けられた良導電材の薄膜などで形成されていても良いことは勿論である。
近年、米国と欧州の間での多くの人の往来に伴い、１台の携帯電話機が米国および欧州のいずれでも使用できることが望まれる。そこで、欧州のＧＳＭまたは米国のＡＭＰＳを対象としてまたはＧＳＭとＡＭＰＳをともに帯域内とする第１周波数帯と、欧州のＤＣＳを対象とする第２周波数帯と、米国のＰＣＳを対象とする第３周波数帯をともに送受信できる広帯域アンテナの実現が望ましい。また、移動体通信用技術の急速な発展に伴い、従前の周波数帯よりも高い周波数帯で全世界で共通使用されるＩＭＴ−２０００（１９２０〜２１７０ＭＨｚ）が提案されている。そこで、ＩＭＴ−２０００を対象とする第４周波数帯をともに送受信できる広帯域アンテナの実現も望まれる。
しかし、上述の３つまたは４つの周波数帯に対応して、それぞれに共振し得る３つまたは４つのアンテナエレメントをキャリア１４の表面に設けるならば、全体の寸法が大きなものとなり、携帯電話機の筐体内に収容することができない。また、あえて収容できる寸法に形成するならば、それぞれのアンテナエレメントが接近しすぎて、相互に干渉を生じ、所望のアンテナ特性が得られない。
従って、本発明は、複数の周波数帯で所望のアンテナ特性が得られる移動体通信用の広帯域アンテナを提供することを目的とする。
発明の開示
本発明の移動体通信用の広帯域アンテナは、略一面にグランドプレートが設けられた回路基板上に、誘電体からなるキャリアを配設し、このキャリアの上部表面に適宜な形状の金属板を設け、前記金属板と前記グランドプレートを電気的接続するアース接続線および前記金属板と前記回路基板を電気的接続する給電線とを設けて第１周波数帯とこれより高い周波数の第２周波数帯にそれぞれに共振する逆Ｆアンテナとして作用する第１と第２のアンテナエレメントを形成し、前記キャリアの表面に、基端が前記給電線に電気的接続し前記第２周波数帯より高い周波数の第３周波数帯に共振する第３のアンテナエレメントを設け、しかも前記第２のアンテナエレメントの先端部と前記第３のアンテナエレメントの先端部を前記第３周波数帯の０．１波長以上の距離を設けて配設し、また前記第３のアンテナエレメントの先端部を前記グランドプレートに対して前記第３周波数帯の０．０１波長以上の距離を設けて配設して構成されている。そこで、逆Ｆアンテナとして作用する第１と第２のアンテナエレメントと、モノポールアンテナまたは逆Ｆアンテナとして作用する第３のアンテナエレメントによって、３つの周波数帯の広帯域の送受信が可能である。そして、第３のアンテナエレメントを第２のアンテナエレメントから離して配設することで、アイソレーションを良くして、アンテナ特性が相互に干渉を受けることがない。また、第３のアンテナエレメントをグランドプレートから離して配設することで、誘導結合および／または容量結合の結合度合いを小さくして、広い帯域幅％を得ることができる。
また、略一面にグランドプレートが設けられた回路基板上に、誘電体からなるキャリアを配設し、このキャリアの上部表面に適宜な形状の金属板を設け、前記金属板と前記グランドプレートを電気的接続するアース接続線および前記金属板と前記回路基板を電気的接続する給電線とを設けて第１周波数帯とこれより高い周波数の第２周波数帯にそれぞれに共振する逆Ｆアンテナとして作用する第１と第２のアンテナエレメントを形成し、さらに前記キャリアの一側部表面に、基端が前記給電線に電気的接続し前記第２周波数帯より高い周波数の第３周波数帯に共振する第３のアンテナエレメントを設け、前記給電線に整合回路を接続して前記第３周波数帯に対して整合を図るように構成しても良い。そこで、第３のアンテナエレメントがグランドプレートから離れて配設されなくても、整合回路を設けることで、３つの周波数帯の広帯域の送受信が可能である。
そして、略一面にグランドプレートが設けられた回路基板上に、誘電体からなるキャリアを配設し、このキャリアの上部表面に適宜な形状の金属板を設け、前記金属板と前記グランドプレートを電気的接続するアース接続線および前記金属板と前記回路基板を電気的接続する給電線とを設けて第１周波数帯とこれより高い周波数の第２周波数帯にそれぞれに共振する逆Ｆアンテナとして作用する第１と第２のアンテナエレメントを形成し、前記キャリアの表面に、基端が前記給電線に電気的接続し前記第２周波数帯より高い周波数の第４周波数帯に共振する第３のアンテナエレメントを設け、しかも前記第２のアンテナエレメントの先端部と前記第３のアンテナエレメントの距離を前記第４周波数帯の０．１波長以上の距離を設けて配設し、また前記第３のアンテナエレメントの先端部を前記グランドプレートに対して前記第４周波数帯の０．０１波長以上の距離を設けて配設し、前記給電線に整合回路を接続して前記第２周波数帯と第４周波数帯の中間の周波数の前記第３周波数帯に対して整合を図るように構成しても良い。すると、４つの周波数帯の広帯域の送受信が可能である。
また、略一面にグランドプレートが設けられた回路基板上に、誘電体からなるキャリアを配設し、このキャリアの上部表面に適宜な形状の金属板を設け、前記金属板と前記グランドプレートを電気的接続するアース接続線および前記金属板と前記回路基板を電気的接続する給電線とを設けて第１周波数帯とこれより高い周波数の第２周波数帯にそれぞれに共振する逆Ｆアンテナとして作用する第１と第２のアンテナエレメントを形成し、さらに前記キャリアの一側部に臨んで前記グランドプレートを取り除き、前記キャリアの一側部表面に、基端が前記給電線に電気的接続し前記第２周波数帯より高い周波数の第４周波数帯に共振する第３のアンテナエレメントを設け、前記給電線に整合回路を接続して前記第２周波数帯と第４周波数帯の中間の周波数の第３周波数帯に対して整合を図るように構成しても良い。すると、第３のアンテナエレメントがグランドプレートから離れて配設されることとなる。そして、４つの周波数帯の広帯域の送受信が可能である。
そして、略一面にグランドプレートが設けられた回路基板上に、誘電体からなり中空部を設けて天板部を有するキャリアを配設し、このキャリアの上部表面に適宜な形状の金属板を設け、前記金属板と前記グランドプレートを電気的接続するアース接続線および前記金属板と前記回路基板を電気的接続する給電線とを設けて第１周波数帯とこれより高い周波数の第２周波数帯にそれぞれに共振する逆Ｆアンテナとして作用する第１と第２のアンテナエレメントを形成し、前記キャリアの前記天板部の下面に、基端が前記給電線に電気的接続し前記第２周波数帯より高い周波数の第３周波数帯に共振する第３のアンテナエレメントを設け、しかも前記第２のアンテナエレメントの先端部と前記第３のアンテナエレメントの先端部を前記第３周波数帯の０．１波長以上の距離を設けて配設し、また前記第３のアンテナエレメントの先端部を前記グランドプレートに対して前記第３周波数帯の０．０１波長以上の距離を設けて配設して構成しても良い。すると、天板部の厚さを適宜に設定することで、第３のアンテナエレメントを第２のアンテナエレメントから適宜な距離だけ離して配設することができ、３つの周波数帯で送受信が可能である。また、キャリアの上部表面の全体に、第１と第２のアンテナエレメントを大きく配設することもできる。
そしてまた、略一面にグランドプレートが設けられた回路基板上に、誘電体からなり中空部を設けて天板部を有するキャリアを配設し、このキャリアの上部表面に適宜な形状の金属板を設け、前記金属板と前記グランドプレートを電気的接続するアース接続線および前記金属板と前記回路基板を電気的接続する給電線とを設けて第１周波数帯とこれより高い周波数の第２周波数帯にそれぞれに共振する逆Ｆアンテナとして作用する第１と第２のアンテナエレメントを形成し、前記キャリアの前記天板部の下面に、基端が前記給電線に電気的接続し前記第２周波数帯より高い周波数の第４周波数帯に共振する第３のアンテナエレメントを設け、しかも前記第２のアンテナエレメントの先端部と前記第３のアンテナエレメントの距離を前記第４周波数帯の０．１波長以上の距離を設けて配設し、また前記第３のアンテナエレメントの先端部を前記グランドプレートに対して前記第４周波数帯の０．０１波長以上の距離を設けて配設し、前記給電線に整合回路を接続して前記第２周波数帯と第４周波数帯の中間の周波数の前記第３周波数帯に対して整合を図るように構成しても良い。すると、天板部の厚さを適宜に設定することで、第３のアンテナエレメントを第２のアンテナエレメントから適宜な距離だけ離して配設することができ、また第３周波数帯に対して整合回路を設けることで４つの周波数帯で送受信が可能である。また、キャリアの上部表面の全体に、第１と第２のアンテナエレメントを大きく配設することもできる。
さらに、前記キャリアの前記第３のアンテナエレメントが配設された部分に臨んで前記グランドプレートを取り除いて、前記第３のアンテナエレメントの先端部と前記グランドプレートの距離を大きくするように構成することもできる。すると、第３のアンテナエレメントとグランドプレートの間の距離が大きくなることで、それだけ誘導結合および／または容量結合の結合度合いが小さくなる。そこで、第３のアンテナエレメントを低く配置でき、それだけキャリアの高さを低くすることができ、小型化に好都合である。
さらにまた、前記第３のアンテナエレメントを細い帯状とし、前記グランドプレートに対して幅方向が垂直となるように前記キャリアの側部表面に配設して構成することもできる。すると、線状材で形成したモノポールアンテナに比べて、その共振帯域幅を広くすることができる。しかも、第３のアンテナエレメントの幅方向をグランドプレートに対して垂直することで、第３のアンテナエレメントとグランドプレートの間の容量を最も小さくすることができる。
さらにそして、前記第３のアンテナエレメントを前記キャリアの上部表面と前記回路基板の中間の高さに配設して構成することもできる。すると、第３のアンテナエレメントを、第１と第２のアンテナエレメントおよびグランドプレートのいずれからも離して配設でき、第３のアンテナエレメントが干渉を受けることが少ない。
また、略一面にグランドプレートが設けられた回路基板上に、誘電体からなるキャリアを配設し、このキャリアの上部表面に適宜な形状の金属板を設け、前記金属板と前記グランドプレートを電気的接続するアース接続線および前記金属板と前記回路基板を電気的接続する給電線とを設けて第１周波数帯とこれより高い周波数の第２周波数帯にそれぞれに共振する逆Ｆアンテナとして作用する第１と第２のアンテナエレメントを形成し、前記キャリアから突出させるようにして基端が前記給電線に電気的接続し前記第２周波数帯より高い周波数の第３周波数帯に共振する第３のアンテナエレメントを設け、しかも前記第２のアンテナエレメントの先端部と前記第３のアンテナエレメントの先端部を前記第３周波数帯の０．１波長以上の距離を設けて配設し、また前記第３のアンテナエレメントの先端部を前記グランドプレートに対して前記第３周波数帯の０．０１波長以上の距離を設けて配設して構成しても良い。そこで、第３のアンテナエレメントをキャリアから突出するように設けるので、第３のアンテナエレメントと第２のアンテナエレメントおよびグランドプレートとの間の距離を大きく設定することができ、３つの周波数帯で送受信が可能である。また、第３のアンテナエレメントが、キャリアの表面に設けられずに突出するように設けられるので、いかなる構造のアンテナエレメントをも採用することができ、設計上の自由度が高い。
そしてまた、略一面にグランドプレートが設けられた回路基板上に、誘電体からなるキャリアを配設し、このキャリアの上部表面に適宜な形状の金属板を設け、前記金属板と前記グランドプレートを電気的接続するアース接続線および前記金属板と前記回路基板を電気的接続する給電線とを設けて第１周波数帯とこれより高い周波数の第２周波数帯にそれぞれに共振する逆Ｆアンテナとして作用する第１と第２のアンテナエレメントを形成し、前記キャリアから突出させるようにして基端が前記給電線に電気的接続し前記第２周波数帯より高い周波数の第４周波数帯に共振する第３のアンテナエレメントを設け、しかも前記第２のアンテナエレメントの先端部と前記第３のアンテナエレメントの距離を前記第４周波数帯の０．１波長以上の距離を設けて配設し、また前記第３のアンテナエレメントの先端部を前記グランドプレートに対して前記第４周波数帯の０．０１波長以上の距離を設けて配設し、前記給電線に整合回路を接続して前記第２周波数帯と第４周波数帯の中間の周波数の前記第３周波数帯に対して整合を図るように構成しても良い。すると、第３のアンテナエレメントをキャリアから突出するように設けるので、第３のアンテナエレメントと第２のアンテナエレメントおよびグランドプレートとの間の距離を大きく設定することができ、しかも第３周波数帯に対して整合回路を設けることで、４つの周波数帯で送受信が可能である。また、第３のアンテナエレメントが、キャリアの表面に設けられずに突出するように設けられるので、いかなる構造のアンテナエレメントをも採用することができ、設計上の自由度が高い。
そしてさらに、前記第１周波数帯をＧＳＭまたはＡＭＰＳを対象としまたはＧＳＭとＡＭＰＳを帯域内とするように設定し、前記第２周波数帯をＤＣＳを対象として設定し、前記第３周波数帯をＰＣＳを対象として設定して構成することもできる。すると、移動体通信に用いられる３つの周波数帯を送受信できる。
そして、前記第１周波数帯をＧＳＭまたはＡＭＰＳを対象としまたはＧＳＭとＡＭＰＳを帯域内とするように設定し、前記第２周波数帯をＤＣＳを対象として設定し、前記第３周波数帯をＰＣＳを対象として設定し、前記第４周波数帯をＩＭＴ−２０００を対象として設定して構成することもできる。すると、移動体通信に用いられる４つの周波数帯を送受信できる。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の第１実施例を図１ないし図６を参照して説明する。図１は、本発明の移動体通信用の広帯域アンテナの第１実施例の構造の外観斜視図である。図２は、第２と第３のアンテナエレメントの共振周波が近いと反共振点を生ずることを示す図である。図３は、本発明の移動体通信用の広帯域アンテナの各アンテナエレメントとグランドプレートの相互間の距離を示す図である。図４は、第１実施例で第２と第３のアンテナエレメントのアンテナ間距離とアイソレーションの関係を示す図である。図５は、第１実施例で第２と第３のアンテナエレメントを所定のアイソレーションとして第３のアンテナエレメントとグランドプレートの間の距離と帯域幅％の関係を示す図である。図６は、第１実施例のＶＳＷＲ特性を示す図である。図１において、図２９に示す部材と同一または均等なものに、同じ符号を付けて重複する説明を省略する。
図１において、キャリア１４の上部表面に一側部を除いて設けられた金属板１６（一例として２０×３５ｍｍ）に適宜な切り込み１６ａが設けられるなどして適宜な形状とされ、また金属板１６の適宜な位置とグランドプレート１２がアース接続線１８で電気的接続され、さらに金属板１６の別の適宜な位置と回路基板１０の端子１０ａが給電線２０で電気的接続され、第１周波数帯と第２周波数帯にそれぞれに共振する逆Ｆアンテナとして作用する第１と第２のアンテナエレメントが形成されることは、図２９に示す従来例と同様である。そして、アンテナエレメントの第１周波数帯としては、欧州のＧＳＭを対象として設定される。そして、第２のアンテナエレメントの第２周波数帯は、欧州のＤＣＳを対象として設定される。
ここで、キャリア１４の一側部には、図２９に示す従来例と同様に、金属板１６は設けられていない。そして、キャリア１４の一側部側の側部１４ｂの表面に、基端が給電線２０に電気的接続され、良導電体からなる細い帯状のモノポールアンテナとして作用する第３のアンテナエレメント２４が第３周波数帯としての米国のＰＣＳに共振（一例として１９９０ＭＨｚに共振する）し得る電気長に配設される。しかも、この第３のアンテナエレメント２４は、回路基板１０とキャリア１４の上部表面の中間の高さで、キャリア１４の側部１４ｂの表面に配設される。
かかる構成からなる本発明の移動体通信用の広帯域アンテナの第１実施例は、以下のごとく作用する。まず、第２のアンテナエレメントが共振する第２周波数帯と、第３のアンテナエレメント２４が共振する第３周波数帯は、その周波数帯域の一部が重複するほど近接した周波数である。そこで、第２のアンテナエレメントと第３のアンテナエレメント２４のアイソレーションが悪いと、図２に示すごとく、第２と第３周波数帯の中心周波数の間に反共振点が生じ、ＶＳＷＲ特性が極めて劣化する傾向にある。また、第３のアンテナエレメント２４は、グランドプレート１２との誘導結合および／または容量結合により、所望のアンテナ特性が得られにくい。
発明者らは、これらの事情を考慮して、実際的に不具合となる大きさの反共振点が生じないように、第２のアンテナエレメントを第３のアンテナエレメント２４が適宜な大きさのアイソレーションとなる距離、すなわち図３の距離ｄ１を実験的に求めた。さらに、第３のアンテナエレメント２４が所望のアンテナ特性を得られるように、第３のアンテナエレメント２４とグランドプレート１２の間を離すことで、小さな誘導結合および／または容量結合となって、第２のアンテナエレメントと第３のアンテナエレメント２４によって所望の帯域幅％が得られる距離、すなわち図３の距離ｄ２を実験的に求めた。
図４に示すごとく、第２のアンテナエレメントの先端部と第３のアンテナエレメント２４の先端部の間の距離ｄ１を変更し、キャリア１４の実効的な誘電率を変化させてアイソレーションを測定したところ、約−１５ｄＢのアイソレーションを得るには、実効的に誘電率１でアンテナ間の距離ｄ１を０．１λ（λは第３のアンテナエレメント２４が共振する第３の周波数帯の中心周波数の波長）とすれば良い。そして、誘電率が大きくなるほど約−１５ｄＢのアイソレーションを得るには、アンテナ間の距離ｄ１を大きくする必要がある。ここで、約−１５ｄＢのアイソレーションは、互いに影響度合が１／３２であり、ほとんど影響されないと推測される。そして、キャリア１４の実効的な誘電率を１として、第２のアンテナエレメントと第３のアンテナエレメント２４のアイソレーションを約−１５ｄＢとしたまま、第３のアンテナエレメントとグランドプレート１２の間の距離ｄ２を変更させて帯域幅％を測定すると、図５のごとく、距離ｄ２が約０．０１λにてＶＳＷＲが３以下の帯域幅％は、所望の約１５％が得られた。ここで、帯域幅％は、ＶＳＷＲが３以下の周波数幅をその中心周波数に対する百分率で示してある。第２のアンテナエレメントと第３のアンテナエレメント２４で送受信する周波数帯は、ＤＣＳ（１７１０〜１８８０ＭＨｚ）とＰＣＳ（１８５０〜１９９０ＭＨｚ）であることから、１７１０〜１９９０ＭＨｚの周波数帯幅でその中心周波数を１８５０ＭＨｚとして、約１５％の帯域幅％があれば、ＤＣＳおよびＰＣＳをともに送受信することができる。このようにして、図３の距離ｄ１と距離ｄ２を適宜に設定した本発明の移動体通信用広帯域アンテナの第１実施例のＶＳＷＲ特性は、図６に示すごとく、ＧＳＭ（８８０〜９６０ＭＨｚ）およびＤＣＳ、ＰＣＳ（１７１０〜１９９０ＭＨｚ）でいずれもＶＳＷＲが３以下であり、ＧＳＭとＤＣＳおよびＰＣＳを送受信できる広帯域アンテナとして作用する。
なお、第３のアンテナエレメント２４をキャリア１４の一側部側の側部１４ｂの表面に設けることで、キャリア１４の上部表面に設けるのよりも第１および第２のアンテナエレメントから離すことができる。さらに、第３のアンテナエレメント２４を細い帯状の良導電体を用いるとともにグランドプレート１２に対してその幅方向が垂直方向となるように配設することで、細い線状材を用いるのに比較して、第３のアンテナエレメント２４自体の共振帯域幅が広くなり、しかもグランドプレート１２との間の誘導結合および／または容量結合の結合度合いが小さくなり、よりモノポールアンテナとしてのアンテナ特性が得られる。ところで、キャリア１４の上部表面の一側部を除いて金属板１６を設けることにより、この金属板１６で形成される第１と第２のアンテナエレメントと、キャリア１４の一側部側の側部１４ｂの表面に設けられる第３のアンテナエレメント２４との間の距離ｄ１を大きなものとしている。そこで、キャリア１４の高さが十分にあるなどして、第１と第２のアンテナエレメントと第３のアンテナエレメント２４との間の距離ｄ１を大きく設定できるならば、キャリア１４の上部表面の全体に金属板１６を設けても良い。
次に、本発明の第２実施例を図７ないし図１２を参照して説明する。図７は、移動体通信用の広帯域アンテナの第１実施例と同様な構造のアンテナエレメントに整合回路を設けた本発明の第２実施例の回路図である。図８は、第２実施例のＶＳＷＲ特性図である。図９は、第２実施例から整合回路を省いた状態のＶＳＷＲ特性図である。図１０は、第２実施例のスミスチャートである。図１１は、第２実施例から整合回路を省いた状態のスミスチャートである。図１２は、第２実施例の各周波数における利得を示した表である。
第２実施例にあっては、図７に示すごとく、第１実施例の移動体通信用の広帯域アンテナと同様な構造のアンテナエレメントに加えて、給電線２０が、回路基板１０に適宜に搭載される整合回路２６を介して、回路基板１０の送受信回路のＲＦ段に電気的接続される。この整合回路２６は、一例として１．０ｐＦのキャパシタンス素子と３．９ｎＨのインダクタンス素子がＬ型に回路接続されて構成されている。なお、第２実施例にあっては、アンテナエレメント自体は、第３のアンテナエレメント２４とグランドプレート１２の間の距離ｄ２を充分に設けられず取れずに短く、第１実施例よりも誘導結合および／または容量結合の大きな構造である。
かかる構成において、ＶＳＷＲ特性は、図８に示すごとく、８８０〜９６０ＭＨｚのＧＳＭおよび１７１０〜１９９０ＭＨｚのＤＣＳ、ＰＣＳにおいて、いずれも「２」付近の良好なＶＳＷＲが得られている。しかし、整合回路２６が設けられていないアンテナエレメント自体のＶＳＷＲ特性は、図９に示すごとく、８８０〜９６０ＭＨｚのＧＳＭでは「２」付近またはそれ以下であるが、ＰＣＳなどにあって「３」以上と劣化している。これは、元来、第３アンテナエレメント２４がＰＣＳの１９９０ＭＨｚに共振する電気長に設定されるているにも係わらず、グランドプレート１２との誘導結合および／または容量結合が大きく、またはアンテナエレメント相互の干渉などにより所望のアンテナ特性が得られていないためであろう。そして、第２実施例にあっては、図１０のスミスチャートに示すごとく、８８０〜９６０ＭＨｚおよび１７１０〜１９９０ＭＨｚの範囲で、アンテナインピーダンスは５０Ωの近辺にあり、５０Ωのケーブルなどに接続するのに良好な値を示している。しかし、図１１のスミスチャートに示すごとく、整合回路２６が設けられていないアンテナエレメント自体では、８８０〜９６０ＭＨｚおよび１７１０ＭＨｚでは、アンテナインピーダンスは５０Ωの近辺にあるが、１９９０ＭＨｚ付近の周波数ではアンテナインピーダンスが５０Ωから随分とかけ離れた大きなものとなることが示されている。このことから、整合回路２６は、高い周波数ほどその効果が顕著となり、１９９０ＭＨｚ付近の周波数に対してハイインピーダンスとして動作しているアンテナインピーダンスを５０Ωの近辺に近づけるように作用していると考えられる。その結果、第２実施例の利得は、図１２に示すごとく、最大利得（ＭＡＸ．Ｇａｉｎ）は−０．５４〜０．７２ｄＢｄであり、平均利得（ＡＶＧ．Ｇａｉｎ）は−５．５４〜−３．５３ｄＢｄである。そして、全平均利得（Ａｌｌ  ＡＶＧ．Ｇａｉｎ）は−４．５５ｄＢｄであり、全平均最大利得（Ａｌｌ  ＭＡＸ．ＡＶＧ．Ｇａｉｎ）は−０．０１ｄＢｄである。したがって、８８０〜９６０ＭＨｚのＧＳＭおよび１７１０〜１９９０ＭＨｚのＤＣＳ，ＰＣＳの３つの周波数帯で実用するのに充分なアンテナ利得が得られている。
そして、本発明の移動体通信用の広帯域アンテナの第３実施例につき図１３ないし図１７を参照して説明する。図１３は、移動体通信用の広帯域アンテナの第１実施例と同様な構造のアンテナエレメントで第３のアンテナエレメントを第４の共振周波数に設定するとともに第２実施例と同様に整合回路を設けた本発明の第３実施例の回路図である。図１４は、第３実施例で第２と第３のアンテナエレメントのアンテナ間距離とアイソレーションの関係を示す図である。図１５は、第３実施例で第２と第３のアンテナエレメントを所定のアイソレーションとして第３のアンテナエレメントとグランドプレートの間の距離と帯域幅％の関係を示す図である。図１６は、第３実施例のＶＳＷＲ特性を示す図である。図１７は、整合回路を省いた第３実施例のＶＳＷＲ特性を示す図である。
第３実施例にあっては、８８０〜９６０ＭＨｚのＧＳＭおよび１７１０〜２１７０ＭＨｚのＤＣＳ、ＰＣＳ、ＩＭＴ−２０００の４つの周波数帯で実用するのに充分な広帯域のアンテナ特性を得ようとするものである。そこで、第１実施例と同様な構造のアンテナエレメントで第３のアンテナエレメント２４が第４周波数帯としてのＩＭＴ−２０００に共振（一例として２１７０ＭＨｚに共振する）し得る電気長に配設される。そして、給電線２０は、図１３に示すごとく、回路基板１０に適宜に搭載される整合回路２８を介して、回路基板１０の送受信回路のＲＦ段に電気的接続される。この整合回路２８は、一例として０．５ｐＦのキャパシタンス素子と３．９ｎＨのインダクタンス素子がＬ型に回路接続されて構成されている。なお、整合回路２８の定数は、シュミレーションと実験から、適宜に設定される。
かかる構成において、第２のアンテナエレメントの共振周波数と第３のアンテナエレメント２４の共振周波数は、第１実施例よりも離れ、それだけ反共振点は生じにくいものの、第３のアンテナエレメント２４の共振周波数が高いために誘導結合および／または容量結合され易く、第２のアンテナエレメントと第３のアンテナエレメント２４のアイソレーションが悪くなり易い。そこで、実験によれば、図１４に示すごとく、第２のアンテナエレメントの先端部と第３のアンテナエレメント２４の先端部の間の距離ｄ１を０．１λ（λは第３のアンテナエレメント２４が共振する第４の周波数帯の中心周波数の波長）とすることで、約−１５ｄＢのアイソレーションが得られた。そして、約−１５ｄＢのアイソレーションのまま、第３のアンテナエレメント２４とグランドプレート１２の間の距離ｄ２を変更させて帯域幅％を測定すると、図１５に示すごとく、距離が０．０１λにてＶＳＷＲが３以下の帯域幅％は、所望の約２４％が得られた。ここで、第２のアンテナエレメントと第３のアンテナエレメント２４で送受信する周波数帯は、ＤＣＳ（１７１０〜１８８０ＭＨｚ）とＰＣＳ（１８５０〜１９９０ＭＨｚ）およびＩＭＴ−２０００（１９２０〜２１７０ＭＨｚ）であることから、１７１０〜２１７０ＭＨｚの周波数幅でその中心周波数を１９４０ＭＨｚとして、約２４％の帯域幅％があれば、ＤＣＳとＰＣＳおよびＩＭＴ−２０００を送受信することができる。このようにして第２のアンテナエレメントの先端部と第３のアンテナエレメント２４の先端部との距離ｄ１と、第３のアンテナエレメント２４とグランドプレート１２の距離ｄ２を適宜に設定した本発明の移動体通信用の広帯域アンテナの第３実施例のＶＳＷＲ特性は、図１６に示すごときものである。なお、整合回路２８を省くと、図１７に示すごとく、第２周波数帯と第４周波数帯の間の第３周波数帯に対してＶＳＷＲが悪化する。よって、整合回路２８は、第３周波数帯に対して整合を図るように設けられている。
さらに、本発明の移動体通信用の広帯域アンテナの第４実施例につき図１８を参照して説明する。図１８は、本発明の移動体通信用の広帯域アンテナの第４実施例の構造の外観斜視図である。図１８において、図１と同じまたは均等な部材に同じ符号を付けて重複する説明を省略する。
第４実施例は、第１実施例に対してキャリア１４の金属板１６が設けられていない一側部側で第３のアンテナエレメント２４が配設されていない部分に臨んで、グランドプレート１２が取り除かれた取り除き１２ａが設けられたことにある。かかる構成では、第３のアンテナエレメント２４とグランドプレート１２の距離ｄ２が大きく離され、それだけ誘導結合および／または容量結合の結合度合いが小さなものとなる。そこで、第１実施例と同様な帯域幅％を得るのに、キャリア１４の高さが低くても良く、小型化に好都合である。
さらにまた、本発明の第５実施例を図１９ないし図２３を参照して説明する。図１９は、第５実施例のＶＳＷＲ特性図である。図２０は、第５実施例から整合回路を省いた状態のＶＳＷＲ特性図である。図２１は、第５実施例のスミスチャートである。図２２は、第５実施例から整合回路を省いた状態のスミスチャートである。図２３は、第５実施例の各周波数における利得を示した表である。
第５実施例にあっては、第４実施例の移動体通信用の広帯域アンテナと同様な構造のアンテナエレメントに加えて、給電線２０が、回路基板１０に適宜に搭載される第３実施例と同様な整合回路２８を介して、回路基板１０の送受信回路のＲＦ段に電気的接続される。この整合回路２８は、一例として０．５ＰＦのキャパシタンス素子と３．９ｎＨのインダクタンス素子がＬ型に回路接続されて構成されている。なお、第５実施例にあっては、アンテナエレメント自体は、第３のアンテナエレメント２４とグランドプレート１２の間の距離ｄ２を充分に設けられずに短く、第４実施例よりも誘導結合および／または容量結合の大きな構造である。
かかる構成において、第５実施例のＶＳＷＲ特性は、図１９に示すごとく、８８０〜９６０ＭＨｚのＧＳＭおよび１７１０〜２１７０ＭＨｚのＤＣＳ、ＰＣＳ、ＩＭＴ−２０００において、いずれも「２」以下の良好なＶＳＷＲが得られている。しかし、整合回路２８が設けられていないアンテナエレメント自体のＶＳＷＲ特性は、図２０に示すごとく、８８０〜９６０ＭＨｚのＧＳＭでは「２」以下であるが、ＰＣＳなどにあって「３」以上と劣化している。これは、元来、第３アンテナエレメント２４がＩＭＴ−２０００の２１７０ＭＨｚに共振する電気長に設定されることから、当然であろう。そして、第５実施例にあっては、図２１のスミスチャートに示すごとく、８８０〜９６０ＭＨｚおよび１７１０〜２１７０ＭＨｚの範囲で、アンテナインピーダンスは５０Ωの近辺にあり、５０Ωのケーブルなどに接続するのに良好な値を示している。しかし、整合回路２８が設けられていないアンテナエレメント自体では、図２２のスミスチャートに示すごとく、８８０〜９６０ＭＨｚおよび１７１０ＭＨｚでは、アンテナインピーダンスは５０Ωの近辺にあるが、１７１０ＭＨｚ以上の周波数ではアンテナインピーダンスが５０Ωから随分とかけ離れた大きなものとなることが示されている。このことから、整合回路２８は、高い周波数ほどその効果が顕著となり、１７１０ＭＨｚ以上の周波数に対してハイインピーダンスとして動作しているアンテナインピーダンスを５０Ωの近辺に近づけるように作用していると考えられる。そして、本発明の移動体通信用の広帯域アンテナの第５実施例の利得は、図２３に示すごとく、最大利得（ＭＡＸ．Ｇａｉｎ）は−０．７４〜１．３９ｄＢｄであり、平均利得（ＡＶＧ．Ｇａｉｎ）は−３．７１〜−５．３８ｄＢｄである。そして、全平均利得（Ａｌｌ  ＡＶＧ．Ｇａｉｎ）は−４．７６ｄＢｄであり、全平均最大利得（Ａｌｌ  ＭＡＸ．ＡＶＧ．Ｇａｉｎ）は−０．３３ｄＢｄである。したがって、８８０〜９６０ＭＨｚのＧＳＭおよび１７１０〜２１７０ＭＨｚのＤＣＳ，ＰＣＳ，ＩＭＴ−２０００の４つの周波数帯で実用するのに充分なアンテナ利得が得られている。
そしてまた、本発明の移動体通信用の広帯域アンテナの第６実施例につき図２４および図２５を参照して説明する。図２４は、本発明の移動体通信用の広帯域アンテナの第６実施例の構造の外観図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。図２５は、図２４において各アンテナエレメントとグランドプレートの相互間の距離を示す図である。図２４および図２５において、図１および図３と同じまたは均等な部材に同じ符号を付けて重複する説明を省略する。
第６実施例にあっては、第３のアンテナエレメント３４が、キャリア１４の表面上に設けられておらず、ヘリカルコイルアンテナエレメントで形成されて給電線２０にその基端を電気的接続させて、キャリア１４から突出するように設けられる。
かかる構成からなる第６実施例では、キャリア１４から第３のアンテナエレメント３４を突出させて設けることで、第２のアンテナエレメントの先端部からの距離ｄ１を大きくでき、しかも第３のアンテナエレメント３４を図２４のごとく回路基板１０が存在しない側に突出させるならば、グランドプレート１２からの距離ｄ２も大きくできる。そこで、第１実施例に比較して、より広い帯域で使用することができる。
そしてさらに、本発明の移動体通信用の広帯域アンテナの第７実施例につき図２６を参照して説明する。図２６は、本発明の移動体通信用の広帯域アンテナの第７実施例の構造の外観図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。図２６において、図２４と同じまたは均等な部材に同じ符号を付けて重複する説明を省略する。
第７実施例において、第６実施例と相違するところは、第３のアンテナエレメント４４が、ホイップアンテナエレメントで形成されて給電線２０にその基端を電気的接続させて、キャリア１４から突出するように設けられることにある。
第６実施例および第７実施例のごとく、第３のアンテナエレメント３４，４４を、キャリア１４の表面に設けずに、キャリア１４から突出するように設けることで、そのアンテナエレメントの構造に何ら制約がなく、第６実施例や第７実施例で記載したものに限られず、ジグザグ状アンテナエレメントや九十九折り状アンテナエレメントなどのいかなる構造のものも採用することができる。
さらにまた、本発明の移動体通信用の広帯域アンテナの第８実施例につき図２７および図２８を参照して説明する。図２７は、本発明の移動体通信用の広帯域アンテナの第８実施例の構造の外観斜視図である。図２８は、図２７の第３のアンテナエレメントの外観斜視図であり、（ａ）は細い帯状の良導電体を天板部の下面にその幅方向が添うように配設する構造であり、（ｂ）は細い帯状の良導電体を天板部の下面にその幅方向が垂直となるように配設する構造である。図２７において、図１と同じまたは均等な部材に同じ符号を付けて重複する説明を省略する。
図２７および図２８において、第８実施例が第１実施例とその構造が相違するところは、キャリア１４の天板部１４ａの下面に、第３のアンテナエレメント４６が適宜に配設されたことにある。この第３のアンテナエレメント４６は、基端が給電線２０に電気的接続され、細い帯状の良導電体で形成される。そして、第３のアンテナエレメント４６は、図２８（ａ）のごとく、天板部１４ａの下面に、その幅方向が添うように配設される。また、図２８（ｂ）のごとく、その幅方向が天板部１４ａの下面に対して垂直となるように配設されても良い。この図２８（ｂ）の第３のアンテナエレメント４６にあっては、適宜に貼着用の糊代部４６ａ、４６ａ…が設けられても良い。
この第８実施例にあっては、第３のアンテナエレメント４６が天板部１４ａの下面に設けられるので、キャリア１４の上部表面の全体に金属板１６を配設することができる。そして、天板部１４ａの厚さを適宜に設定することで、第３のアンテナエレメント４６を第２のアンテナエレメントから適宜な距離だけ離して配設することができる。また、第３のアンテナエレメント４６は、細い帯状に限られず、ワイヤー状であっても良い。
なお、上記実施例は、本発明の移動体用の広帯域アンテナを携帯電話機の筐体に内蔵することを想定して説明されているが、携帯電話機以外で特に厳しい寸法的制約のない移動体通信機器に用いるならば、第３のアンテナエレメント２４を、キャリア１４の上部表面に金属板１６から充分に離して設けるようにしても良い。また、整合回路２６、２８の回路構成は、上記実施例のものに限られないことは勿論であり、必要に応じて適宜に構成すれば良い。そして、金属板１６に切り込み１６ａを設けることで形成される第１のアンテナエレメントは、ＧＳＭに共振するように形成されるものに限られず、ＡＭＰＳに共振するように形成されても良く、さらにＧＳＭとＡＭＰＳをともに帯域内にカバーして共振するように、その幅を拡大して共振帯域幅を若干拡大するように形成されても良い。さらに、上記実施例に限られず、第１周波数帯としてＧＳＭ、ＡＭＰＳ、ＰＤＣ８００のいずれかを対象とし、第２周波数帯としてＤＣＳ、ＰＤＣ１５００、ＧＰＳのいずれかを対象とし、第３周波数帯としてＰＣＳ、ＰＨＳのいずれかを対象とし、第４周波数帯としてＩＭＴ−２０００、ブルートゥースのいずれかを対象とするように設定しても良い。そしてまた、本発明の移動体通信用の広帯域アンテナは、３つまたは４つの周波数帯を送受信できるものであるが、１つまたは２つの周波数帯のみを送受信する携帯電話機などの内蔵アンテナとして用いても良いことは勿論である。
産業上の利用の可能性
以上説明したように本発明の移動体通信用の広帯域アンテナは、逆Ｆアンテナとして作用する第１と第２のアンテナエレメントと、モノポールアンテナまたは逆Ｆアンテナとして作用し第３周波数帯に共振するように設定した第３のアンテナエレメントとによって、３つの周波数帯の広帯域の送受信が可能である。また、第３のアンテナエレメントを第４周波数帯に共振するように設定するとともに、第３周波数帯に対して整合を図る整合回路を設けることで、４つの周波数帯の広帯域の送受信が可能である。もって、本発明の移動体通信用の広帯域アンテナは、移動体通信に用いられる３つまたは４つの周波数帯を送受信できる。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の移動体通信用の広帯域アンテナの第１実施例の構造の外観斜視図である。
図２は、第２と第３のアンテナエレメントの共振周波数が近いと反共振点を生ずることを示す図である。
図３は、本発明の移動体通信用の広帯域アンテナの各アンテナエレメントとグランドプレートの相互間の距離を示す図である。
図４は、第１実施例で第２と第３のアンテナエレメントのアンテナ間距離とアイソレーションの関係を示す図である。
図５は、第１実施例で第２と第３のアンテナエレメントを所定のアイソレーションとして第３のアンテナエレメントとグランドプレートの間の距離と帯域幅％の関係を示す図である。
図６は、第１実施例のＶＳＷＲ特性を示す図である。
図７は、移動体通信用の広帯域アンテナの第１実施例と同様な構造のアンテナエレメントに整合回路を設けた本発明の第２実施例の回路図である。
図８は、第２実施例のＶＳＷＲ特性図である。
図９は、第２実施例から整合回路を省いた状態のＶＳＷＲ特性図である。
図１０は、第２実施例のスミスチャートである。
図１１は、第２実施例から整合回路を省いた状態のスミスチャートである。
図１２は、第２実施例の各周波数における利得を示した表である。
図１３は、移動体通信用の広帯域アンテナの第１実施例と同様な構造のアンテナエレメントで第３のアンテナエレメントを第４の共振周波数に設定するとともに第２実施例と同様に整合回路を設けた本発明の第３実施例の回路図である。
図１４は、第３実施例で第２と第３のアンテナエレメントのアンテナ間距離とアイソレーションの関係を示す図である。
図１５は、第３実施例で第２と第３のアンテナエレメントを所定のアイソレーションとして第３のアンテナエレメントとグランドプレートの間の距離と帯域幅％の関係を示す図である。
図１６は、第３実施例のＶＳＷＲ特性を示す図である。
図１７は、整合回路を省いた第３実施例のＶＳＷＲ特性を示す図である。
図１８は、本発明の移動体通信用の広帯域アンテナの第４実施例の構造の外観斜視図である。
図１９は、第５実施例のＶＳＷＲ特性図である。
図２０は、第５実施例から整合回路を省いた状態のＶＳＷＲ特性図である。
図２１は、第５実施例のスミスチャートである。
図２２は、第５実施例から整合回路を省いた状態のスミスチャートである。
図２３は、第５実施例の各周波数における利得を示した表である。
図２４は、本発明の移動体通信用の広帯域アンテナの第６実施例の構造の外観図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
図２５は、図２４において各アンテナエレメントとグランドプレートの相互間の距離を示す図である。
図２６は、本発明の移動体通信用の広帯域アンテナの第７実施例の構造の外観図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
図２７は、本発明の移動体通信用の広帯域アンテナの第８実施例の構造の外観斜視図である。
図２８は、図２７の第３のアンテナエレメントの外観斜視図であり、（ａ）は細い帯状の良導電体を天板部の下面にその幅方向が添うように配設する構造であり、（ｂ）は細い帯状の良導電体を天板部の下面にその幅方向が垂直となるように配設する構造である。
図２９は、従来の移動体通信用の２波共用アンテナの構造の一例の外観斜視図である。
符号の説明
１．図１０において、符号１、２、３、４は、以下の周波数における抵抗成分およびリアクタンス成分を示す。
１    ８８０ＭＨｚ、  ４８．３５Ω、  −３７．３９Ω
２    ９６０ＭＨｚ、  ３１．７９Ω、    ２２．７７Ω
３  １７１０ＭＨｚ、  ３８．９６Ω、  −２６．３４Ω
４  １９９０ＭＨｚ、  ８２．７１Ω、  −２９．６５Ω
２．図１１において、符号１、２、３、４は、以下の周波数における抵抗成分およびリアクタンス成分を示す。
１    ８８０ＭＨｚ、  ７７．６８Ω、  −３８．５８Ω
２    ９６０ＭＨｚ、  ５６．０５Ω、      ５．１６Ω
３  １７１０ＭＨｚ、  ４４．８７Ω、  −３８．２５Ω
４  １９９０ＭＨｚ、１１６．３２Ω、  −７４．４６Ω
３．図２１において、符号１、２、３、４は、以下の周波数における抵抗成分およびリアクタンス成分を示す。
１    ８８０ＭＨｚ、  ７５．９３Ω、  −１４．０２Ω
２    ９６０ＭＨｚ、  ７８．９９Ω、      ４．１６Ω
３  １７１０ＭＨｚ、  ２５．８９Ω、    −４．１１Ω
４  ２１７０ＭＨｚ、  ３８．４５Ω、  −１９．４５Ω
４．図２２において、符号１、２、３、４は、以下の周波数における抵抗成分およびリアクタンス成分を示す。
１    ８８０ＭＨｚ、  ８５．１５Ω、  −３３．９２Ω
２    ９６０ＭＨｚ、  ２５．８９Ω、      ５．０７Ω
３  １７１０ＭＨｚ、  ４６．２５Ω、    ２４．４７Ω
４  ２１７０ＭＨｚ、  ２８．４５Ω、    ８９．６７Ω
【図１】
2002089249.tif 000003
【図２】
2002089249.tif 000004
【図３】
2002089249.tif 000005
【図４】
2002089249.tif 000006
【図５】
2002089249.tif 000007
【図６】
2002089249.tif 000008
【図７】
2002089249.tif 000009
【図８】
2002089249.tif 000010
【図９】
2002089249.tif 000011
【図１０】
2002089249.tif 000012
【図１１】
2002089249.tif 000013
【図１２】
2002089249.tif 000014
【図１３】
2002089249.tif 000015
【図１４】
2002089249.tif 000016
【図１５】
2002089249.tif 000017
【図１６】
2002089249.tif 000018
【図１７】
2002089249.tif 000019
【図１８】
2002089249.tif 000020
【図１９】
2002089249.tif 000021
【図２０】
2002089249.tif 000022
【図２１】
2002089249.tif 000023
【図２２】
2002089249.tif 000024
【図２３】
2002089249.tif 000025
【図２４】
2002089249.tif 000026
【図２５】
2002089249.tif 000027
【図２６】
2002089249.tif 000028
【図２７】
2002089249.tif 000029
【図２８】
2002089249.tif 000030
【図２９】
2002089249.tif 000031
【国際調査報告】
2002089249.tif 000032
2002089249.tif 000033
2002089249.tif 000034
2002089249.tif 000035