JP2004015500A

JP2004015500A - アンテナ素子及びアンテナ装置

Info

Publication number: JP2004015500A
Application number: JP2002167182A
Authority: JP
Inventors: Hikari Hayasaka; 早坂　光; Akira Ikeda; 池田　昌; Kazuo Minegishi; 嶺岸　一夫; Kunio Sawatani; 澤谷　邦男; Tsutomu Chin; 陳　　強
Original assignee: NEC Tokin Corp
Current assignee: Tokin Corp
Priority date: 2002-06-07
Filing date: 2002-06-07
Publication date: 2004-01-15

Abstract

【課題】移動体通信機器などに用いられている、小型アンテナをさらに小型化すること。
【解決手段】板状逆Ｆ型アンテナ装置における給電導線１３の上に接地導線１４を接続することで、電流経路をより長くすることができるので、アンテナ全体の小型化が可能となる。また、接地導線１４の接続位置や線幅を変化させることで、リアクタンス値を調整できるので、アンテナ装置と外部回路とのインピーダンス整合が容易になる。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属からなるアンテナ素子、誘電体からなる基体の外面に電極パターンが形成されたアンテナ素子、及びそれらを用いたアンテナ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、移動体通信装置などの普及により、アンテナ装置の小型化の要望が、一段と強くなっている。アンテナを小型化する技術の一つとして、板状逆Ｆ型アンテナ装置が、検討され、実用に供されている。板状逆Ｆ型アンテナ装置は、導体からなる板状のアンテナ素子の一端を折り曲げて、給電点付近に短絡部を設けた構造で、小型薄型であることから、移動体通信装置用の内蔵アンテナに適している。
【０００３】
図５は、板状逆Ｆ型アンテナ装置の一例を示した概略図である。図５に示した板状逆Ｆ型アンテナ装置５０は、金属板からなる放射電極５２、金属板の一端を折り曲げて形成した給電導線５３、接地導線５４からなるアンテナ素子５１と、給電点５５と接地電極５６を具備したプリント回路基板５７からなる。
【０００４】
図５において、破線で示した矢印は、接地導線５４を通る経路１を示し、実線で示した矢印は、放射電極５２を通る経路２を示す。接地導線５４を流れる電流は、互いに打ち消し合い電波は放射されない。一方、放射電極５２を流れる電流は、その電流経路の長さが１／２波長となって共振を生じ、電波が放射される。板状逆Ｆ型アンテナは、このように小型で、かつ薄型であることから、小型の通信機器の内蔵アンテナとして使用されている。そして、一般的に、このような板状逆Ｆ型アンテナは、放射抵抗が増加する代わりに、アンテナのＱが大きくなり、帯域幅が狭くなる。
【０００５】
また、図６は、誘電体からなる基体を用いてアンテナ装置を構成する一例を示す概略図である。図６に示したアンテナ装置６０は、誘電体からなる基体６８の表面に、導体膜からなる、放射電極６２、給電導線６３、接地導線６４を形成したアンテナ素子６１を、給電点６５と、接地電極６６を具備したプリント回路基板６７から構成される。
【０００６】
図６に示したアンテナ装置６０では、共振周波数を短縮することができるので、さらに小型化が可能となる。しかし、基体として用いる誘電体の誘電率が高過ぎると、アンテナを小型化できるが、帯域幅や、効率などの特性の劣化が起こる。
【０００７】
また、放射電極として用いる金属板にスロットや切り欠きを設けて電流経路を長くしたり、放射電極端部に容量を付加したりすることで、アンテナの共振長を短縮し、アンテナ全体を小型化する方法もある。しかし、これらの方法は、放射電極である金属板に加工を施すことで変形させるので、特性が劣化することがあり、好ましくない。また、加工はコスト増にも繋がる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の技術的な課題は、放射電極となる金属板や導電膜に、加工や変形を施すことなく、小型化が可能なアンテナ素子、それを用いたアンテナ装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記の課題を解決するため、前記アンテナ装置における、接地導線、及び給電導線の接続方法を検討した結果なされたものである。
【００１０】
即ち、本発明は、金属板からなる放射電極と、前記放射電極に接続される給電導線と、前記給電導線に接続される接地導線とを具備してなることを特徴とするアンテナ素子である。
【００１１】
また、本発明は、誘電体からなる基体の上面に形成される放射電極と、前記誘電体基体の側面に形成され、かつ前記放射電極に接続される給電導線と、前記給電導線に接続される接地導線とを具備してなることを特徴とするアンテナ素子である。
【００１２】
また、本発明は、前記接地導線が、前記給電導線上の複数の位置に、別個に接続されてなることを特徴とする、前記のアンテナ素子である。
【００１３】
また、本発明は、前記のアンテナ素子と、前記アンテナ素子が装着される回路基板とからなり、前記回路基板は、前記接地導線が接続されてなる接地電極と、前記給電導線が接続されてなる給電点を具備してなることを特徴とするアンテナ装置である。
【００１４】
本発明においては、接地導線の接続位置を従来の放射電極から、給電導線の所要位置に変更することで、放射電極である金属板や導体膜に変形を加えることなく、電流経路の延長が可能となるので、アンテナの小型化が可能となる。また、給電導線に接地導線を接続することが、給電導線に大きなインダクタンスを付加したのと同等の効果を奏し、共振長を短縮できることも、アンテナの小型化に寄与する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について、図面に基づいて具体的に説明する。
【００１６】
図１は、金属板を用いたアンテナ装置における、接地導線の接続方法の一例を示す概略図である。図１に示すように、ここでは、金属板からなる放射電極１２の一端に給電導線１３が接続され、給電導線１３の、図１における高さ方向のほぼ中央部に、接地導線１４が接続され、アンテナ素子１１を構成している。
【００１７】
ここで用いられる金属板としては、銅板やアルミニウム板が挙げられるが、特に、これらの材質に限定されるものではない。アンテナ素子１１は、給電点１５と接地電極１６が形成されたプリント回路基板１７に装着され、給電導線１３が給電点１５に、接地導線１４が接地電極１６にそれぞれ接続され、アンテナ装置１０を構成している。
【００１８】
図２は、やはり金属板を用いたアンテナ装置における、接地導線の接続方法の他の例を示す概略図である。図２に示すように、ここでは給電導線２３と、接地導線２４の位置が図１に示した例とは逆の配置で、放射電極２２に接続され、アンテナ素子２１を構成している。
【００１９】
このとき、接地導線を給電導線に接続する位置や、接地導線を接地電極に接続する位置を変化させることにより、アンテナ装置のリアクタンス値を調整することができる。また、接地導線の線幅を変化させることでも、アンテナ装置のリアクタンス値を調整することができる。これによって、アンテナ装置と外部回路とのインピーダンス整合をとることが可能である。
【００２０】
図３は、誘電体からなる基体に導電膜のパターンを形成して、アンテナ素子とした一例を示す概略図である。図３に示したように、ここでは、ほぼ直方体の形状の誘電体基体３８の、上面に放射電極３２を、側面に給電導線３３と、給電導線３３に接続された接地導線３４を形成し、アンテナ素子３１を構成している。
【００２１】
ここで用いられる誘電体としては、アルミナ、ジルコニアなどが挙げられるが、これらに限定されるものではなく、材料の比誘電率によって、適宜選択される。また、導電膜は、一般的な銀ペーストの塗布、焼付けで形成しても良いが、銅、アルミニウムなどの金属箔を取り付けてもよい。そして、アンテナ素子３１は、給電点３５と接地電極３６が形成されたプリント回路基板３７に装着され、給電導線３３が給電点３５に、接地導線３４が接地電極３６にそれぞれ接続され、アンテナ装置３０を構成している。
【００２２】
この例においても、図２に示した例のように、給電導線３３と接地導線３４は、位置を反対にしてもよい。そして、図３に示した例では、放射電極３２が誘電体基体３８の上面に形成されているので、金属板をアンテナ素子として用いた場合よりも、アンテナの変形などによる特性の変化を防止し得る。また、誘電体による波長短縮効果により、アンテナ素子、ひいてはアンテナ装置を小型化することも可能である。
【００２３】
さらに、図３に示した例においても、図１、図２の場合と同様に、接地導線と給電導線との接続位置、接地導線と接地電極との接続位置、接地導線の線幅を変化させることで、アンテナ装置のリアクタンス値を調整することが可能であり、アンテナ装置と外部回路とのインピーダンス整合をとることが可能である。
【００２４】
図４は、金属板を用いたアンテナ装置において、接地導線を複数にした例を示す概略図である。図４に示した例においては、金属板からなる放射電極４２の一端に給電導線４３が接続され、給電導線４３の、図４における高さ方向のほぼ中央部に、二つの接地導線４４ａと４４ｂが、互いにほぼ垂直方向に分岐される形で接続され、アンテナ素子４１を構成している。
【００２５】
そして、アンテナ素子４１は、給電点４５と接地電極４６が形成されたプリント回路基板４７に装着され、給電導線４３が給電点４５に接続され、接地導線４４ａと４４ｂが、接地電極４６にそれぞれ別個に接続され、アンテナ装置４０を構成している。図１、図２に示した例では、接地導線の接続位置や線幅を変化させることで、リアクタンス値を調整し得ることを示したが、このような方法でもリアクタンス値の調整が可能であり、外部回路とのインピーダンス整合をとることができる。
【００２６】
また、図３に示した例のように、誘電体基体表面に放射電極電極、給電導線、接地導線となる導体膜を形成した場合においても、図４に示したように複数の接地導線を形成することで、リアクタンス値の調整が可能なことは勿論である。
【００２７】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、従来の板状逆Ｆ型アンテナにおける接地導線を給電導線の上に接続することで、アンテナの小型化が可能となる。さらに、誘電体基体の表面に、前記のアンテナパターンを形成することで、さらにアンテナの小型化が可能となる。また、本発明によれば、接地導線の接続位置などを変化させることで、アンテナ装置と外部回路とのインピーダンス整合をとることが容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】金属板を用いたアンテナ装置における、接地導線の接続方法の一例を示す概略図。
【図２】金属板を用いたアンテナ装置における、接地導線の接続方法の他の例を示す概略図。
【図３】誘電体からなる基体に導電膜のパターンを形成して、アンテナ素子とした一例を示す概略図。
【図４】金属板を用いたアンテナ装置において、接地導線を複数にした例を示す概略図。
【図５】板状逆Ｆ型アンテナ装置の一例を示した概略図。
【図６】誘電体からなる基体を用いてアンテナ装置を構成する一例を示す概略図。
【符号の説明】
１０，２０，３０，４０，５０，６０　　アンテナ装置
１１，２１，３１，４１，５１，６１　　アンテナ素子
１２，２２，３２，４２，５２，６２　　放射電極
１３，２３，３３，４３，５３，６３　　給電導線
１４，２４，３４，４４ａ，４４ｂ，５４，６４　　接地導線
１５，２５，３５，４５，５５，６５　　給電点
１６，２６，３６，４６，５６，６６　　接地電極
１７，２７，３７，４７，５７，６７　　プリント回路基板
３８，６８　　誘電体基体

Claims

金属板からなる放射電極と、前記放射電極に接続される給電導線と、前記給電導線に接続される接地導線とを具備してなることを特徴とするアンテナ素子。
誘電体からなる基体の上面に形成される放射電極と、前記基体の側面に形成され、かつ前記放射電極に接続される給電導線と、前記給電導線に接続される接地導線とを具備してなることを特徴とするアンテナ素子。
前記接地導線が、前記給電導線上の複数の位置に、別個に接続されてなることを特徴とする、請求項１または請求項２のいずれかに記載のアンテナ素子。
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のアンテナ素子と、前記アンテナ素子が装着される回路基板とからなり、前記回路基板は、前記接地導線が接続されてなる接地電極と、前記給電導線が接続されてなる給電点を具備してなることを特徴とするアンテナ装置。