WO2002075853A1 - Dispositif d'antenne - Google Patents

Description

技術分野

本発明は、 携帯電話などの移動体通信システムや近距離無線通信など に使用される表面実装型アンテナに関する。

明

細

背景技術

携帯電話などの移動体通信システムやなどの近距離無線通信システム には、 専ら U H F帯やマイクロ波帯の周波数が使用されている。 これら に用いられる機器は、 より広い周波数帯域をカバーし、 小型軽量で持ち 運びがし易く低価格なものが望ましい。 これらの機器に搭載されるァ ンテナも、 広帯域 ·高利得 ·小型軽量 ·低価格なもの望ましい。

これらのアンテナの代表的な実用例として、 従来、 図 2 8に示すよう な板状逆 F型アンテナと称するマイクロストリツプ導体を用いたアンテ ナがある。 図 2 8に示したアンテナは、 機器の回路基板に表面実装さ れる低背型アンテナとしてよく知られている。

このアンテナでは、 板状導体からなる放射素子 1 0 0 (以下、 板状の 放射素子を放射板と称する） および接地板 1 0 1が図 2 8のように適当 な間隔をあけて平行に配置されている。 通常は、 図 2 8に示すように 接地板 1 0 1の大きさは放射板 1 0 0の大きさより大きい。 高周波信 号は、 放射板 1 0 0の任意の縁端部に設けた点 （以下、 給電点と称する） に給電線 1 0 2を介して給電される。 放射板 1 0 0上で給電点近傍に ある点と接地板 1 0 1を短絡板 1 0 3により接続して高周波的に接地す る。 逆 F型という名称はこのアンテナを側面から見た形状に由来して いる。

このような構成の板状逆 F型アンテナは、 アンテナの放射素子が接地 板 1 0 1の片側の面に存在する。 したがって、 機器に内蔵する場合に放 射素子が、 機器の構成部品により遮蔽されることが余りない。 よって、 このアンテナは、 回路基板に表面実装して機器に内蔵するのに適してい る。

しかしながら上記の構成のアンテナは、 放射板 1 0 0と接地板 1 0 1 との間隔や、 接地板 1 0 1への放射板 1 0 0の投影面積が小さくなると アンテナの周波数特性が狭帯域になる傾向にある。 そこで、 これらの寸 法はある程度以上に小さくできない。 したがって大幅な小型化 ·低背化 が困難である。 発明の開示

本発明は、 小型 ·低背を保持しつつ周波数特性の広帯域化を図ったァ ンテナを提供することを目的とする。

本発明のアンテナ装置は、

放射板と、

放射板と対向する接地板と、

放射板の側辺部または端部に設けた給電部と、

給電部の近傍と接地板を接続する短絡部とを含む。

さらに、 給電部と略対向する側の側辺部または端部に、 スリット部が を設けられる。 このことにより、 放射板に 2つの共振器が形成される。 この 2つの共振器間の結合度および給電部と短絡部の位置が調整され る。 また、 本発明は以下の態様を有する。

( 1) スリツ ト部を略 T字状または舌片状に形成して各共振器の形状 を S I R (Stepped Impedance Resonator) 構造とすることにより、 アン テナの小型化を図ることができる。

(2) スリッ ト部の一部を連続的に長く形成することにより、 アンテ ナを小型化することができる。

(3) 導電性を有する結合板を絶縁部材を介してスリット部をまたぐ ように設けることにより、 2つの共振器間の結合度の調整範囲を広げる ことができる。

(4) スリッ ト部の幅を部分的に変えることにより、 2つの共振器間 の結合度を調整することができる。

( 5) 結合板の大きさを部分的に変えることにより、 2つの共振器間 の結合度を調整することができる。

(6) 誘電体または磁性体またはそれらの混合体の表面および裏面に それぞれ放射板および接地板を形成することにより、 アンテナの小型化 および表面実装化ができる。

(7) 放射板と接地板との間の空間を空気にすることにより、 アンテ ナの放射効率を高めることができる。

(8) スリット部を互いに独立に複数個形成することにより、 アンテ ナの広帯域化および小型化ができる。

( 9) 2つの共振器の一方または両方の一部と接地板との間にリアク 夕ンス素子を付加または形成することにより、 アンテナの放射抵抗の変 化に柔軟に対応できる。

( 1 0) スリツト部の一部にリアクタンス素子を付加または形成する ことにより、 アンテナの広帯域化に必要な結合度を容易に得られるよう にできる。

( 1 1 ) リアクタンス素子を結合板、 または櫛の歯形状をしたエレメ ント、 またはマイクロストリップ線路、 またはチップコンデンサ、 また はチップインダク夕にて構成する。 このことにより、 アンテナの構造を 簡略化することができるとともにアンテナの放射抵抗のより大きな変化 に対応できる。

( 1 2 ) 結合板と 2つの共振器の少なくとも一方を短絡することによ り、 共振器間の結合度の調整範囲を広げることができる。

( 1 3 ) 櫛の歯形状をしたエレメントをレーザ一や研摩機を用いて変 形して、 エレメントの容量値を調整することにより、 製造時のアンテナ 特性のばらつきを抑えることができる。

( 1 ) スリット部を途中で略 T字状に分岐し、 さらに少なくとも一 方の共振器上において、

高周波電界が支配的な領域に付加または形成される容量素子およ び高周波磁界が支配的な領域に付加または形成されるインダクタンス素 子の少なくとも一方を備える。 このことにより、 必要な素子値を小さく し素子サイズおよび素子での損失を小さくすることができる。

( 1 5 ) スリット部を途中で略 T字状に分岐し、 分岐されたそれぞれ のスリットの少なくとも一方が放射板の側辺部近傍で略直角にかつスリ ッ ト部の始点側に折り曲げる。 さらに少なくとも一方の共振器上におい て、

高周波電界が支配的な領域に付加または形成される容量素子およ び高周波磁界が支配的な領域に付加または形成されるインダクタンス素 子の少なくとも一方を備える。 このことにより、 必要な素子値を小さく し素子サイズおよび素子での損失を小さくすることができる。 ( 1 6 ) 放射板をスリット部の始点がある領域 （第 1領域） と短絡点 または給電点がある領域 （第 2領域） に分ける。 スリット部の終点が第 2領域にある場合、 第 1領域および第 2領域にそれぞれ容量素子および インダク夕ンス素子を付加または形成する。 このことにより、 必要な素 子値を小さくし素子サイズおよび素子での損失を小さくすることができ る。

( 1 7 ) 放射板をスリット部の始点がある領域 （第 1領域） と短絡 点または給電点がある領域 （第 2領域） に分ける。 スリット部を連続的 に長く形成し第 2領域を通ってその終点が第 1領域にある場合、 第 2領 域に容量素子を付加または形成する。 このことにより、 必要な素子値を 小さくし素子サイズおよび素子の損失を小さくすることができる。

( 1 8 ) スリツト部を途中で第 1共振器側と第 2共振器側に分岐させ て、 それぞれ第 1スリットおよび第 2スリットとする。 かつ放射板をス リット部の始点がある領域 （第 1領域） と短絡点または給電点がある領 域 （第 2領域） に分ける。 第 1スリッ トの終点が第 2領域にある場合、 第 1共振器において、 第 1領域および第 2領域にそれぞれ容量素子およ びィンダクタンス素子を付加または形成する。 第 2スリツトが第 2領域 を通って終点が第 1領域にある場合、 第 2共振器において第 2領域に容 量素子を付加または形成する。 このことにより必要な素子値を小さくし 素子サイズおよび素子での損失を小さくすることができる。

( 1 9 ) スリツト部の間および放射板と接地板との間の少なくとも一方 に、 容量素子およびインダクタンス素子の少なくとも一方を付加または 形成する。 このことにより、 共振器の所望のインピーダンス特性および 共振器間の所望の結合度を実現することができる。

( 2 0 ) 前記共振器の形状をメアンダ形状とすることにより、 アンテ ナの小型化ができる。 図面の簡単な説明

図 1は、 本発明の実施例 1におけるアンテナ装置の斜視図である。 図 2 (a) は、 従来例のアンテナ装置の入力 V SWRの周波数特性で ある。

図 2 (b) は、 本発明の実施例 1におけるアンテナ装置の入力 VSW Rの周波数特性である。

図 3は、 本発明の実施例 2におけるアンテナ装置の斜視図である。 図 4は、 本発明の実施例 3におけるアンテナ装置の斜視図である。 図 5は、 本発明の実施例 4におけるアンテナ装置の斜視図である。 図 6は、 本発明の実施例 5におけるアンテナ装置の斜視図である。 図 7は、 本発明の実施例 6におけるアンテナ装置の斜視図である。 図 8は、 本発明の実施例 7におけるアンテナ装置の斜視図である。 図 9 (a) および図 9 (b) は、 本発明の実施例 8におけるアンテナ 装置の斜視図である。

図 1 0は、 本発明の実施例 9におけるアンテナ装置の斜視図である。 図 1 1は、 本発明の実施例 1 0におけるアンテナ装置の斜視図である, 図 1 2は、 本発明の実施例 1 1におけるアンテナ装置の斜視図である, 図 1 3は、 櫛の歯形状をしたエレメントの外観図である。

図 14は、 本発明の実施例 1 2におけるアンテナ装置の斜視図である, 図 1 5は、 本発明の実施例 1 3におけるアンテナ装置の斜視図である, 図 1 6は、 本発明の実施例 14におけるアンテナ装置の斜視図である, 図 1 7 (a) および図 1 7 (b) は、 本発明の実施例 1 5におけるァ ンテナ装置の斜視図である。 図 1 8は、本発明の実施例 1 6におけるアンテナ装置の斜視図である。 図 1 9は、本発明の実施例 1 7におけるアンテナ装置の斜視図である。 図 2 0は、本発明の実施例 1 8におけるアンテナ装置の斜視図である。 図 2 1は、本発明の実施例 1 9におけるアンテナ装置の斜視図である。 図 2 2は、 2段梯子型パンドパスフィル夕の回路図である。

図 2 3は、 並列同調型の 2段梯子型バンドパスフィル夕の回路図であ る。

図 2 4は、 短絡部と給電部間の距離を変化させたときのアンテナの入 力インピーダンス特性を表す図である。

図 2 5は、 共振器間の距離を変化させたときのアンテナの入力インピ —ダンス特性を表す図である。

図 2 6は、 図 2 7に示した特性の測定に供した本発明のアンテナ装置 の斜視図である。

図 2 7は、 スリット部の長さを変化させたときの共振周波数の偏移を 表す図である。

図 2 8は、 従来例のアンテナ装置の斜視図である。 発明を実施するための最良の形態

(実施例 1 )

図 1は本発明の実施例 1におけるアンテナ装置を示す。

放射板 1は、接地板 2と適当な距離を隔てて対向して配置されている。 放射板 1の側辺部の略中央には給電部 3が設けられて、 高周波信号を放 射板 1に供給している。

一方、 給電部 3の近傍にその一端が接続され他端が接地板 2に接続さ れた短絡部 4が設けられて、 その位置において放射板 1を短絡状態にし ている。

さらに、 放射板 1の側辺部で給電部 3と略対向する側に、 スリット部 7の始点が設けられる。 このスリッ ト部 7により、 放射板 1が 2つに分 割されて共振器型放射素子 （以下、 単に共振器と称する） 5および 6を 形成している。 以下、 共振器 5および 6をそれぞれ第 1および第 2共 振器と称する。

本実施例のアンテナ装置ではその設計をフィルタ回路設計とのアナロジ —から行っている。 フィルタを構成する共振器は、 電磁波を外部空間 へ放射するアンテナの放射素子とは異なり、 電磁波を外部空間へ放射し ないように設計されるのが普通である。 したがって、 フィルタとアンテ ナとの完全な等価性は成立しないが、 周波数特性などの傾向はかなり類 似性があるのが一般的である。 つまり、 アンテナの周波数特性を広帯 域化するためにフィル夕の周波数特性を広帯域化する手法を参考にして いる。

図 2 2は、 2段梯子型バンドパスフィルタの回路構成を示す。

ここでは、 負荷抵抗 1 0 0 2に対して、 共振器 1 0 0 1が直列に、 共 振器 1 0 0 0が並列に接続されている。

図 2 3はそれを並列同調型 B P Fに等価変換した回路を示す。

両図において負荷抵抗 1 0 0 2は、 アンテナの放射抵抗に対応してい る。 図 2 3の並列同調型フィルタの利点は、 その共振器を分布定数線 路で構成した場合、 その共振器長を 4分の 1波長にできるので、 フィル 夕の寸法を小さくすることができることである。

フィル夕の場合における 1/4波長共振器と同じ形式の共振器をアンテ ナの放射素子とすることができれば、 フィル夕の通過帯域を広帯域化す るのと同じ設計手法をアンテナの場合にも用いることができるだけでな く、 アンテナの小型化をも実現することができる。

図 2 3における共振器 1 0 0 6および 1 0 0 7を、 それぞれ仮想的に アンテナの放射素子とすれば、 入力された信号は、 本来それぞれの共振 器から外部空間へ放射される。 したがって、 等価回路的にはそれぞれの 共振器に放射抵抗が付加されることになる。 そこで、 若干厳密性に欠 けるが、 これらの放射抵抗をまとめて図 2 3の負荷抵抗 1 0 0 2に置き 換える。

一方、 図 2 3における共振器 1 0 0 6および 1 0 0 7は図 1における 第 1共振器 5および第 2共振器 6に対応する。

図 2 3のコンデンサ 1 0 0 3は、 図 1のスリッ ト部 7によって共振器 5と 6を結合させるコンデンサに、 図 2 3のコンデンサ 1 0 0 4は、 図 1の給電部 3および短絡部 4との間の距離" d"に関係する容量値をもつ コンデンサに対応づけることができる。

なお、 抵抗 1 0 0 5は、 アンテナに接続された信号源の内部抵抗をあ らわす。

このようにして、 本実施例のアンテナ装置を広帯域化するのにそれと 類似した図 2 3の B P F回路を広帯域化する手法を用いる。

図 2 3におけるコンデンサ 1 0 0 4は、 その容量値を適切な値にする ことにより、 フィルタの入力インピーダンスを 5 0 Ω (こ整合させること ができる。 コンデンサ 1 0 0 4の容量値に対応する給電部 3と短絡部 4との間の距離 " d"を変化させたときのアンテナの入力インピーダンス の周波数特性を測定した結果を図 2 4に示す。

図 2 4に示すように、 入力インピーダンスの周波数特性はスミスチヤ ート上で円の軌跡を描く。 この図から距離 " d" を小さくすることによ り、 この円は図 2 4の 1 0 1 0のように小さくなり、 アンテナの入カイ ンピーダンスは小さくなることが分かる。

逆に、 距離 "d" を大きくすることにより、 この円は図 24の 1 0 0 9 のように大きくなり、 アンテナの入力インピーダンスは大きくなること が分かる。 つまり、 距離 "d" を調節することによりアンテナの入カイ ンピーダンスを 5 0 Ωに近づけることが可能となる。

図 2 3におけるコンデンサ 1 0 0 3はその容量値を適切な値にするこ とによりフィル夕の通過帯域幅を広帯域化することができる。 コンデ ンサ 1 0 0 3の容量値に対応するスリッ ト部 7の幅 "w"を変化させたと きのアンテナの入力インピーダンスの周波数特性を測定した結果を図 2 5に示す。

アンテナの入力インピーダンスの周波数特性は、 共振器 5および 6の 形状 ·寸法を適当に定めた条件下で、 スリット幅を適切な範囲で変化さ せたとき図 2 5に示したような複円の軌跡を描く。 これは、 フィルタ の共振器間の結合度を変化させたときに得られる周波数特性に類似して いる。

本実施例のアンテナの入力インピーダンスの周波数特性は、 下記のと おりとなる。

図 1における、 スリット部 7の幅を変化させると、 図 2 5に示した破 線の複円 1 0 1 0、 1 0 1 3のようにアンテナの入カインピ一ダンスの 周波数特性の軌跡を変化させることができる。

このような特長を利用して図 1のスリット部 7の幅を最適化すること により、 図 2 5における所望の VS WRの円 1 0 1 2 (図 2 5において は VSWR= 3の円） 内で最大のサイズとなるような入力インピーダン スの周波数特性の軌跡を実現することが可能となる。 結果として、 非常 に広帯域な周波数特性を有するアンテナを設計することが可能となる。 なお、 図 2 5におけるィンピーダンス特性 1 0 1 1のような良好な状 態を容易に実現するためには、 図 1における共振器 5と 6の共振周波数 をほぼ同一となるように、 つまり共振器 5と 6の形状はほぼ同一となる ようにアンテナ形状の設計を行う。

図 2 (a)に従来例として説明した板状逆 F型アンテナの V SWRの周 波数特性を示し、 図 2 (b)に本実施例のアンテナ装置の V SWRの周波 数特性を示す。

VSWR<3を満たす周波数範囲をアンテナの帯域幅として定義する と、 本実施例のアンテナ装置の帯域幅は従来例に比べ約 3倍の帯域幅を 有していることが分かる。

なお、 本実施例のアンテナは、 1つの帯域を有するアンテナであるが、 共振器 5と 6の結合度を調整することにより 2つの帯域を有するアンテ ナを設計することもできる。

(実施例 2)

図 3は本発明の実施例 2によるアンテナ装置を示す。

スリッ ト部 7の形状を略 T字状とすることにより、 共振器 5と 6の形 状が、 図 1に示した U I R (Uniform Impedance Resonator) 形状から S I R (Stepped Impedance Resonator) 形状へ変更されている。 共振器 の幅が一定な U I R形状の場合と比較して、 共振器の幅を途中で変更し た S I R形状の場合においては、 共振器長を短くすることができる。 結果として、アンテナサイズを縮小することが可能となる。 実験による 解析を行った結果、 共振器形状を S I R形状とすることにより、 アンテ ナサイズが約半分になることが確認された。 (実施例 3 )

図 4は本発明の実施例 3によるアンテナ装置を示す。

結合板 8が、 共振器 5および 6の上面にスリツト部 7をまたぐように 配設されている。 ただし、 結合板 8とスリッ ト部 7との間には絶縁材 料が介在している。 本実施例では結合板 8の配設位置を変えることによ り共振器 5と 6間の結合度を調整することができる。

また、 共振器 5および 6のうち少なくとも一方と結合板 8との間隔を 狭くすることにより、 共振器 5と 6間の結合度を大きくすることができ る。 このように結合板の配設位置または結合板と共振器との間隔を変 えることにより、 図 2 5におけるアンテナ入力インピーダンスの周波数 特性を調整することが可能となる。

(実施例 4 )

図 5は本発明の実施例 4によるアンテナ装置を示す。

結合板 8を放射板 1と同一面上に配置することにより量産し易いアン テナ構成とすることができる。 また、 図 5のようにスリット部を延長 してアンテナ装置の側面にも配置することによつても、 共振器 5と 6間 の結合度を調整することができる。 (実施例 5 )

図 6は本発明の実施例 5によるアンテナ装置を示す。

スリット部 7の幅を部分的に変更することにより、 共振器 5と 6間の 結合度を変更することができる。 (実施例 6 ) 図 Ίは本発明の実施例 6によるアンテナ装置を示す。

このアンテナ装置は、 実施例 3で配設した結合板 8の形状を部分的に 変更したものであり、 共振器 5と結合板 8間の結合度を変更することが できる。 その結果、 アンテナ装置の特性を調整することが可能となる。

(実施例 7 )

図 8は本発明の実施例 7によるアンテナ装置を示す。

スリット部 7が、 図 8のように連続的に延長されて、 共振器 5と 6の 形状が舌片形状とされる。 このことにより、 共振器 5と 6それぞれの共 振周波数を低く設計することができる。 その結果、 アンテナを小型化 することが可能となる。

図 2 6に示すアンテナ装置において、 スリット部 7の長さが両共振器 上で等しい場合に、 スリッ ト部 7の長さを A L mm変更したときの共振 周波数の変化を図 2 7に示す。 この図から、 スリット部 7の長さを 1 mm変化させたとき、 アンテナの共振周波数が約 7 0 M H z変化するこ とが分かる。

(実施例 8 )

図 9 ( a ) および図 9 ( b ) は本発明の実施例 8によるアンテナ装置 を示す。

共振器 5と 6をメアンダ形状の導体板で構成することにより、 各共振 器の共振周波数を低く設計することが可能となる。 結果としてアンテナ の小型化を図ることができる。 なお、 各共振器をヘリカル形状ゃスパ ィラル形状にしても同様の結果を得ることができる。 (実施例 9 )

図 1 0は本発明の実施例 9によるアンテナ装置を示す。

放射板 1上に、 図のように 2つのスリット部 9および 1 0を設けるこ とにより、 3つの共振器 5、 6および 1 1を形成する。 共振器間の結合 度は、 結合板 8やスリット部 9と 1 0の幅を変えて調整できる。 その 結果、 広帯域なアンテナ特性を得ることができる。

(実施例 1 0 )

図 1 1は、 本発明の実施例 1 0によるアンテナ装置を示す。

誘電体 1 2の上面に放射板 1を下面に接地板 2をそれぞれ形成する。 誘電体の側面に線路 3および短絡部とする線路 4を形成し、 これらを基 板 1 5上に設けた給電用ランド 1 3および短絡用ランド 1 4にそれぞれ 電気的に接続する。 ただし、 接地板 2と基板 1 5は接合されて高周波 的に同電位にある。 このようにすれば、 線路 3も放射板 1の一部であ ると見なすことができる。 したがって、 このアンテナ装置は、 図 1のァ ンテナと等価になるので、 図 1と同様のアンテナとして動作させること ができる。

また、 上述の形態で、 誘電体 1 2を磁性体におきかえても、 アンテナ として動作させることができる。

さらに、 上述の形態で、 誘電体 1 2を、 誘電体と磁性体の混合体にお きかえても、 アンテナとして動作させることができる。

(実施例 1 1 ) '

図 1 2は、 本発明の実施例 1 1によるアンテナ装置を示す。

共振器 5と 6間の所望の結合度を、スリット部 7の間隔を調整したり、 第 1のリアクタンス素子 1 6を付加したりして得ている。 このように して、 スリット部 7の形状のみでは実現できないような結合度を実現す ることができる。 さらに、 共振器 5と接地板 2との間に第 2のリアク タンス素子 1 7を付加し、 共振器 6と接地板 2 との間に第 3のリアクタ ンス素子 1 8を付加する。 このことにより、 各共振器の共振周波数なら びに Q値を調整することもでき、 広帯域なアンテナ特性を容易に実現す ることができる。

(実施例 1 2 )

図 1 4は、 本発明の実施例 1 2によるアンテナ装置を示す。

共振器 5と 6間の所望の結合度を第 1の櫛の歯形状のコンデンサ 2 1 を形成することにより得ている。 同様に、 共振器 5と接地板 2の間に 第 2の櫛の歯形状のコンデンサ 2 2を形成し、 共振器 6と接地板 2の間 に第 3の櫛の歯形状のコンデンサ 2 3を形成する。 このことにより、 広 帯域なアンテナ特性を容易に実現することができる。

図 1 3に櫛の歯形状のコンデンサの一例を示す。

図 1 3における櫛の歯形状のコンデンサ 2 1の寸法、 歯の長さ 1， 歯 と歯の間のギャップ s，歯の幅 wおよび誘電体 1 2の比誘電率により、櫛 の歯形状のコンデンサの容量値が決定される。

なお、 図 1 3に示した櫛の歯形状のコンデンサの櫛の歯は直線エレメ ントにより構成されているが、 曲線または屈曲線により構成されても同 様の効果が得られる。

歯の長さ 1は、 レーザーや研磨機などにより、 調整できる。 こうして， 特性のばらつきの小さいアンテナが製造できる。 (実施例 1 3 )

図 1 5は本発明の実施例 1 3によるアンテナ装置を示す。

このアンテナ装置においては、 共振器 5と 6間の結合度は、 第 1のマ イクロストリップライン 2 4の長さおよび幅を変更することにより調整 される。 共振器 5の端部と接地板 2との間に、 第 2のマイクロストリツ プライン 2 5が付加されることにより、 共振器 5のインピーダンス特性 が調整される。 それとともに、 共振器 6の端部に、 先端開放のマイクロ ストリップライン （オープンスタブ） 2 6が付加される。 その長さおよ び幅を変更することにより、 共振器 6のインピーダンス特性が調整でき る。 結果として広帯域なアンテナ特性を有するアンテナ装置が容易に実 現することができる。

(実施例 1 4 )

図 1 6は本発明の実施例 1 4によるアンテナ装置を示す。

このアンテナ装置においては、 共振器 5と 6の間にチップ部品 2 7が図 のように実装される。 このことにより、 広帯域なアンテナ特性を実現す るために、 共振器間に非常に大きな素子値をもつリアクタンスの付加ま たは形成が必要な場合にも対応が可能となる。 また、 チップ部品の実 装位置を変えることによつても、共振器間の結合度の調整が可能である。 実際のアンテナ設計において、 共振器間の所望の結合度を得るために、 スリット部 7の幅を調整するよりも、 チップ部品のリアクタンス値およ び実装位置を変更して調整する方がより効率的であると同時に有効な方 法である。 (実施例 1 5 ) 図 1 7 ( a ) および図 1 7 ( b ) は、 本発明の実施例 1 5によるアン テナ装置を示す。

ここでは、 共振器 5または共振器 6の端部近傍と結合板 8の一端を短 絡することにより、共振器の実効長を長くすることができる。 こうして、 アンテナの小型化を図ることができる。

(実施例 1 6 )

図 1 8は本発明の実施例 1 6によるアンテナ装置を示す。

ここでは、 誘電体 1 2の表面に共振器 5および 6が配置される。 さら に、 誘電体の端面に共振器 5および 6の幅に比べて狭い線路幅を有する 短絡部 4を配置し、 各共振器の端部と短絡部 4の一端を接続する。 これ により誘電体 1 2の端面をも共振器として、 使用できることになる。 こ うして、 共振器の実効長を長くすることができる。 それとともに、 短絡 部 4と共振器 5および共振器 6を構成する線路幅が異なることになり、 共振器を S I R形状とすることができる。 したがって、 アンテナ装置を 小型化することができる。

(実施例 1 7 )

図 1 9は本発明の実施例 1 7によるアンテナ装置を示す。

ここでは、 放射板に設けたスリット部 7が途中で T字形状に分岐し、 第 1および第 2スリットを形成する。 第 1および第 2スリットのそれぞ れが放射板端部近傍に終点 3 1および 3 2を有している。 スリツト部 7の始点 2 8と放射板上の給電点 2 9を結ぶ線分を直角に 2等分する線 分で、 放射板を 2つの領域に分け、 始点 2 8および給電点 2 9が存在す る領域をそれぞれ第 1領域 3 3および第 2領域 3 4とする。 また、 短絡部は短絡点 3 0で、 放射板 2に接している。

図 1 9において、 第 1および第 2スリツトのそれぞれの終点 3 1およ び 3 2が第 2領域 3 4に存在する場合、 接地板 2に対する放射板の高周 波電位差は第 1領域 3 3側の方が、 第 2領域 3 4側より大きい。 したが つて、 この領域に容量素子 3 5を装荷することにより、 より小さな容量 値で所望のアンテナ特性が得られる。 それとともに、 放射板上の高周波 電流値の大きい第 2領域 3 4に、 ィンダクタンス素子 3 6を装荷するこ とにより、 より小さなインダクタンス値で所望のアンテナ特性が得られ る。

(実施例 1 8 )

図 2 0は本発明の実施例 1 8によるアンテナ装置を示す。

ここでは、 放射板に設けたスリット部が途中で T字形状に分岐し、 第 1および第 2スリットを形成する。 それぞれのスリットが、 さらに放射 板端部近傍で、 図 2 0に示すように、 略直角に折れ曲がり、 終点 3 1お よび 3 2を有している。 スリット部の始点 2 8と放射板上の給電点 2 9を結ぶ線分を直角に 2等分する線分で、放射板を 2つの領域に分ける。 始点 2 8および給電点 2 9が存在する領域をそれぞれ第 1領域 3 3お よび第 2領域 3 4とする。

第 1および第 2スリットのそれぞれの終点 3 1および 3 2が第 1領域 に存在する場合、 接地板 2に対する放射板の高周波電位差は、 第 2領域 3 4側の方が、 第 1領域 3 3側より大きい。 したがって、 領域 3 4に容 量素子 3 5を装荷することにより、 より小さな容量値で所望のアンテナ 特性を得ることができる。 (実施例 1 9 )

図 2 1は本発明の実施例 1 9によるアンテナ装置を示す。

ここでは、 放射板に設けたスリット部 7が途中で T字形状に分岐し、 第 1および第 2スリットを形成する。 第 1および第 2スリッ卜のそれぞ れが終点 3 1および 3 2を有している。 ただし、 それぞれのスリット の一方だけがさらに放射板端部近傍で、 図 2 1に示すように、 略直角に 折れ曲がつている。

また、 スリット部 7の始点 2 8と放射板上の給電点 2 9を結ぶ線分を 直角に 2等分する線分で、 放射板を 2つの領域に分け、 始点 2 8および 給電点 2 9が存在する領域をそれぞれ第 1領域 3 3および第 2領域 3 4 とする。

図 2 1において、 第 1スリツトの終点 3 1が第 1領域 3 3に存在する ので、 共振器 5上で接地板 2に対する高周波電位差が、 より大きい第 2 領域 3 4に容量素子 3 5を装荷する。 一方、 第 2スリットの終点 3 2 は第 2領域 3 4に存在するので、 第 2領域 3 4における共振器 6上の高 周波電流値が、 より大きい。 したがって、 第 2領域 3 4にインダクタン ス素子 3 6を装荷することにより、 より小さな素子値を有するリアクタ ンス素子を用いて所望のアンテナ特性を得ることができる。 産業上の利用の可能性

本発明のアンテナ装置は、 板状逆 F型アンテナの放射素子にスリット を設けて 2つの共振器型放射素子を形成している。 このスリット部に よって放射素子を互いに結合させて、 複共振状態を生起させアンテナの 周波数特性の広帯域化を可能にしている。 このようにして、 小型低背 化かつ広帯域化アンテナ装置を実現できる。 さらに、 このアンテナ装置 は、 アンテナ特性を調整するための多様な構成を有する。 したがって、 このアンテナ装置は、 各種通信機器に柔軟かつ迅速に搭載することがで さる。

Claims

求 の 範

1 . 放射板と、

前記放射板の側辺部または端部に設けられた給電部と、

前記放射板と対向して設けられた接地板と、

前記給電部の近傍にその一端が設けられ、 他端が前記接地板に接 続された短絡部と、

とを含み、

前記放射板上で、 前記給電部と略対向する側の側辺部または端部 にス リ ッ ト部を設けることにより、 前記放射板に、 第 1共振器と第 2共 振器と含む 2つの共振器を形成する

アンテナ装置。

2 . ス リ ッ ト部が略 T字状または舌片状に形成する

請求項 1記載のアンテナ装置。

3 . 導電性の結合板が、 前記放射板に近接して、 絶縁部材を介して 前記スリッ ト部をまたぐように設けられた

請求項 1記載のアンテナ装置。

4 . 前記ス リ ッ ト部の幅を部分的に変えることにより、 前記 2つの共 振器間の結合度が調整される

請求項 1記載のアンテナ装置。

5 . 前記結合板の大きさを部分的に変えることにより、 前記 2つの共 振器間の結合度が調整される

請求項 3記載のアンテナ装置。

6 . 前記スリ ッ ト部の一部を連続的に長く形成することにより、 前記 共振器の共振周波数を下げる

請求項 1記載のアンテナ装置。

7 . 前記放射板おょぴ前記接地板が、 誘電体、 磁性体、 誘電体と磁性 体の混合体とのうちのいずれかの表面に形成された

請求項 1記載のアンテナ装置。

8 . 前記放射板と前記接地板との間に空間が存在する

請求項 1記載のアンテナ装置。

9 . 放射板と、

前記放射板の側辺部または端部に設けられた給電部と、

前記放射板と対向して設けられた接地板と、

前記給電部の近傍にその一端が設けられ他端が前記接地板に接続 された短絡部と、

を含み、

前記放射板上で、 前記給電部と略対向する側の側辺部または端部 に複数のスリッ ト部を設けることにより、 前記放射板に複数の共振器を 形成する

1 0 . 前記 2つの共振器の少なく とも一方の共振器の一部分と前記 接地板との間にリアクタンス素子を付加または形成した

請求項 1に記載のアンテナ装置。

1 1 . 前記スリ ッ ト部の一部分にリアクタンス素子を付加または形 成した

請求項 1に記載のアンテナ装置。

1 2 . 前記リアクタンス素子を結合板、 櫛の歯形状のエレメント、 マイクロス トリ ップ線路、 チップコンデンサ、 チップインダクタの少な く とも一つにて構成した

請求項 1 0および請求項 1 1に記載のアンテナ装置。

1 3 . 前記結合板と、 前記 2つの共振器の少なく とも一方を短絡し た

請求項 4に記載のアンテナ装置。

1 4 . 前記エレメ ン トの櫛の歯形状を変えることによ り、 前記エレ メン トの容量値が調整される

請求項 1 2に記載のアンテナ装置。

1 5 . 前記スリ ッ ト部が途中で略 T字状に分岐され、 かつ前記 2つ の共振器の少なく とも一方の共振器上において、

高周波電界が支配的な領域に付加または形成される容量素子 および 高周波磁界が支配的な領域に付加または形成されるインダク タンス素子

の少なく とも一^ 3を含む

請求項 1に記載のアンテナ装置。

1 6 . 前記ス リ ッ ト部が途中で略 T字状に分岐され、 分岐されたそ れぞれのスリ ッ トの 少なく とも一方が前記放射板の側辺部近傍で略直 角にかつ前記ス リ ッ ト部の始点側に折り曲げられ、 かつ前記 2つの共振 器の少なく とも一方の共振器上において、

高周波電界が支配的な領域に付加または形成される容量素子 および

高周波磁界が支配的な領域に付加または形成されるインダク タンス素子

の少なく とも一つを含む '

請求項 1に記載のアンテナ装置。

1 7 . 前記放射板上において、 前記短絡部を設けた点 （短絡点） と 前記ス リ ット部の始点とを結んだ線分を略直角に 2分する線分で、 前記 放射板を、前記始点がある領域（第 1領域） と前記短絡点がある領域（第

2領域） との 2つの領域に分け、

前記スリ ット部の終点が前記第 2領域にある場合、

前記第 1領域に容量素子が付加または形成され、

前記第 2領域にィンダクタンス素子が付加または形成された 請求項 1記載のアンテナ装置。

1 8 . 前記放射板上において、 前記短絡部を設けた点 （短絡点） と 前記スリ ッ ト部の始点とを結んだ線分を略直角に 2分する線分で、 前記 放射板を、前記始点がある領域（第 1領域） と前記短絡点がある領域（第 2領域） との 2つの領域に分け、

前記ス リ ッ ト部が、 連続的に長く形成され、 前記第 2領域を通つ て、 その終点が前記第 1領域にある場合、

前記第 2領域に、 容量素子を付加または形成された 請求項 1記載のアンテナ装置。

1 9 . 前記放射板上において、 前記給電部を設けた点 （給電点） と 前記ス リッ ト部の始点とを結んだ線分を略直角に 2分する線分で、 前記 放射板を、前記始点がある領域（第 1領域） と前記給電点がある領域（第 2領域） との 2つの領域に分け、

前記ス リ ッ ト部の終点が前記第 2領域にある場合、

前記第 1領域に容量素子が付加または形成され、

前記第 2領域にィンダクタンス素子が付加または形成された 請求項 1記載のアンテナ装置。

2 0 . 前記放射板上において、 前記給電部を設けた点 （給電点） と前記 ス リ ッ ト部の始点とを結んだ線分を略直角に 2分する線分で、 前記放射 板を、 前記始点がある領域 （第 1領域） と前記給電点がある領域 （第 2 領域） との 2つの領域に分け、

前記スリ ッ ト部を連続的に長く形成し、 前記第 1領域を通って、 その終点が前記第 1領域にある場合、

前記第 2領域に容量素子が付加または形成された 請求項 1記載のアンテナ装置。

2 1 . 前記ス リ ッ ト部を途中で前記第 1共振器側と前記第 2共振器 側に分岐させて、 それぞれ第 1 スリ ツ トおよび第 2スリ ッ トとし、 かつ 前記放射板上において短絡部を設けた点 （短絡点） と前記スリ ッ ト部の 始点とを結んだ線分を略直角に 2分する線分で、 前記放射板を、 前記始 点がある領域 （第 1領域） および前記短絡点のある領域 （第 2領域） と の 2つの領域に分け、

前記第 1スリツ トの終点が第 2領域にある場合、

前記第 1共振器において、 前記第 1領域に容量素子が付加ま たは形成され、 第 2領域にィンダクタンス素子が付加または形成され、 前記第 2スリツトが第 2領域を通って終点が第 1領域にある場合、 前記第 2共振器において、 前記第 2領域に容量素子が付加ま たは形成された

請求項 1記載のアンテナ装置。

2 2 . 前記スリッ ト部を途中で前記第 1共振器側と前記第 2共振器 側に分岐させて、 それぞれ第 1スリ ツ トおよび第 2スリ ッ トとし、 かつ 前記放射板上において給電部を設けた点 （給電点） と前記スリ ッ ト部の 始点とを結んだ線分を、 略直角に 2分する線分で、 前記放射板を、 前記 始点がある領域 （第 1領域） および前記給電点のある領域 （第 2領域） との 2つの領域に分け、

前記第 1スリツ トの終点が前記第 2領域にある場合、

前記第 1共振器において、 前記第 1領域に容量素子が付加ま たは形成され、 前記第 2領域にインダクタンス素子が付加または形成さ れ、

前記第 2 ス リ ッ トが前記第 2領域を通ってその終点が前記第 1領 域にある場合、

前記第 2共振器において、 前記第 2領域に容量素子が付加ま たは形成される

請求項 1記載のアンテナ装置。

2 3 . 前記ス リ ッ ト部の間およぴ前記放射板と前記接地板との間の 少なく とも一つに、 容量素子おょぴィンダクタンス素子の少なく とも一 つが付加または形成された

請求項 1 5から請求項 2 2のいずれかに記載のアンテナ装置。

2 4 . 前記共振器の形状をメアンダ形状とした

請求項 1または請求項 9に記載のアンテナ装置。