JP2005079970A

JP2005079970A - アンテナ装置

Info

Publication number: JP2005079970A
Application number: JP2003308714A
Authority: JP
Inventors: Genshu To; 元珠竇
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2003-09-01
Filing date: 2003-09-01
Publication date: 2005-03-24
Also published as: US20050057401A1

Abstract

【課題】小型低背化を促進しても所望の帯域幅が確保しやすい逆Ｆ型のアンテナ装置を提供すること。
【解決手段】アンテナ装置１１は、接地導体面１２と略平行に対向する第１の放射導体板１３と、スリット１５を介して第１の放射導体板１３と隣接する第２の放射導体板１４と、第１の放射導体板１３のスリット１５と対向しない外縁から略直角に延出する給電導体板１６および第１の短絡導体板１７と、第２の放射導体板１４のスリット１５と対向しない外縁から略直角に延出する第２の短絡導体板１８とを備えており、給電導体板１６が給電回路に接続され、第１および第２の短絡導体板１７，１８が接地導体面１２に接続されている。給電時に第１の放射導体板１３と電磁結合する第２の放射導体板１４に誘導電流が流れるため、該放射導体板１４を無給電アンテナの放射素子として動作させることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、車載用アンテナや携帯用アンテナ等として用いて好適な小型低背のアンテナ装置に係り、特に、板金製の逆Ｆ型のアンテナ装置に関する。

従来より、モノポールアンテナ等と比べて小型低背化を図りやすいアンテナ装置として、図５に示すような逆Ｆ型のアンテナ装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。同図に示す逆Ｆ型アンテナ１は、導電性金属板を折曲加工して形成されており、接地導体面２上に固設されている。この逆Ｆ型アンテナ１は、接地導体面２上に略平行に対向して配置された放射導体板３と、放射導体板３の外縁から略直角に延出して下端部が図示せぬ給電回路に接続された給電導体板４と、放射導体板３の外縁から略直角に延出して下端部が接地導体面２に接続された短絡導体板５とによって主に構成されており、給電導体板４に所定の高周波電力を供給することにより、放射導体板３を共振させることができる。この種の逆Ｆ型アンテナ１は、短絡導体板５の形成位置を適宜選択することによってインピーダンスの不整合が回避しやすいため、アンテナ全体の高さ寸法が低減させやすいという利点を有する。しかも、この種の逆Ｆ型アンテナ１は銅板等の導電性金属板を折曲加工して容易に形成することができる板金製なので、コスト面においても有利である。

また、他の従来例として、放射導体板３にクランク状の切欠きを設けて電気長を増大させることにより、一層の小型化を図った逆Ｆ型アンテナも提案されている。
特開平１１−４１０２６号公報（第２頁、図５）

ところで、車載用や携帯用のアンテナ装置においては、近年、小型低背化や低コスト化の要求がますます高まっている関係上、逆Ｆ型のアンテナ装置の利用価値は今後さらに増大するものと思われる。しかしながら、一般にアンテナ装置は小型低背化に伴って共振可能な帯域幅が狭くなるという特性を有するため、上述した従来の逆Ｆ型アンテナの小型低背化を促進すると、所望の帯域幅を確保できなくなる虞があった。ここで、帯域幅とは、リターンロス（反射減衰量）が例えば−１０ｄＢ以下となる周波数範囲であって、アンテナ装置は使用周波数帯域よりも広い帯域幅を確保しておかねばならないため、このことが小型低背化の促進を妨げる要因となっていた。

本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、小型低背化を促進しても所望の帯域幅が確保しやすい逆Ｆ型のアンテナ装置を提供することにある。

上述した目的を達成するため、本発明のアンテナ装置では、接地導体面上に略平行に対向配置された第１の放射導体板と、前記接地導体面上に略平行に対向配置されて前記第１の放射導体板とスリットを介して隣接する第２の放射導体板と、前記第１の放射導体板の前記スリットと対向しない外縁から略直角に延出して給電回路に接続された給電導体板と、前記第１の放射導体板の前記スリットと対向しない外縁から略直角に延出して前記接地導体面に接続された第１の短絡導体板と、前記第２の放射導体板の前記スリットと対向しない外縁から略直角に延出して前記接地導体面に接続された第２の短絡導体板とを備え、前記第１および第２の放射導体板を前記スリットを対称軸として略線対称な位置関係で近接させて両放射導体板を電磁結合させるように構成した。

このように構成された逆Ｆ型のアンテナ装置は、給電導体板に給電して第１の放射導体板を共振させると、該第１の放射導体板との電磁結合によって第２の放射導体板に誘導電流が流れるため、該第２の放射導体板を無給電アンテナの放射素子として動作させることができる。それゆえ、このアンテナ装置は二つの共振点を設定することができて、これら二つの共振点の周波数の差は、スリットの間隔や長さに応じて変化する両放射導体板の電磁結合の度合いを適宜調整することにより増減可能である。したがって、アンテナ装置の小型低背化を促進しても、リターンロスが所定値以下となる周波数範囲を広げて所望の帯域幅を確保することが容易となる。

かかる構成のアンテナ装置は、第１および第２の放射導体板に電気長を増大させるための切欠きを設けることによって一層の小型化を図ってもよく、その場合、これら両放射導体板の切欠きどうしがスリットを対称軸として略線対称な形状に形成されていることが好ましい。

本発明による逆Ｆ型のアンテナ装置は、給電導体板を介して直接給電される第１の放射導体板の近傍に、該第１の放射導体板と電磁結合される第２の放射導体板を設けて、該第２の放射導体板を無給電アンテナの放射素子として動作させることにより二つの共振点を発生させるというものであり、これら二つの共振点の周波数差は両放射導体板の電磁結合の度合いを適宜調整することによって増減できるため、アンテナ装置の小型低背化を促進しても所望の帯域幅を確保することが容易となる。それゆえ、板金製で安価に製造できて小型低背かつ広帯域なアンテナ装置が得られる。

以下、発明の実施の形態を図面を参照して説明すると、図１は本発明の第１実施形態例に係るアンテナ装置の斜視図、図２は該アンテナ装置の側面図、図３は該アンテナ装置の周波数に応じたリターンロスを示す特性図である。

図１および図２に示すアンテナ装置１１は、銅板等の導電性金属板を折曲加工して形成された板金製で、接地導体面１２上に固設されている。このアンテナ装置１１は、接地導体面１２上に略平行に対向して配置された第１の放射導体板１３および第２の放射導体板１４と、両放射導体板１３，１４の間に存するスリット１５と、第１の放射導体板１３のスリット１５と対向しない外縁から略直角に延出している給電導体板１６および第１の短絡導体板１７と、第２の放射導体板１４のスリット１５と対向しない外縁から略直角に延出している第２の短絡導体板１８とを備えて概略構成されており、放射導体板が二分割されている逆Ｆ型アンテナと見なすことができる。第１の放射導体板１３と第２の放射導体板１４はほぼ同形状であり、これら放射導体板１３，１４はスリット１５を対称軸として略線対称な位置関係で並設されている。給電導体板１６の下端部は図示せぬ給電回路に接続されており、第１および第２の短絡導体板１７，１８の下端部は接地導体面１２に接続されている。そして、スリット１５が幅狭で第１および第２の放射導体板１３，１４の長手方向に沿って延びているため、給電時に両放射導体板１３，１４は比較的強く電磁結合されることになる。

すなわち、給電時には給電導体板１６に所定の高周波電力が供給されて第１の放射導体板１３が共振するが、こうして第１の放射導体板１３が共振すると、第１の放射導体板１３との電磁結合によって第２の放射導体板１４に誘導電流が流れるため、この第２の放射導体板１４を無給電アンテナの放射素子として動作させることができる。それゆえ、このアンテナ装置１１の周波数に応じたリターンロス（反射減衰量）は図３に実線で示すような曲線となり、異なる二つの共振点Ａ，Ｂが発生している。ここで、スリット１５の間隔や長さを変更して両放射導体板１３，１４の電磁結合を強めたり弱めたりすれば、それに伴って共振点Ａ，Ｂに対応する共振周波数も変化する。したがって、両放射導体板１３，１４の電磁結合の度合いを適宜調整し、共振点Ａに対応する共振周波数ｆ(A）から共振点Ｂに対応する共振周波数ｆ(B）までの間の任意の周波数でリターンロスが−１０ｄＢ以下となり、かつ共振周波数ｆ(A）と共振周波数ｆ(B）との周波数の差が極力大きくなるように設計しておけば、帯域幅を大幅に広げることができる。

例えば、スリット１５の間隔を極力狭めて両放射導体板１３，１４の電磁結合を著しく強くした場合、共振周波数ｆ(A）と共振周波数ｆ(B）はほぼ同等の値になるため帯域幅は狭くなるが、スリット１５の間隔を広げて両放射導体板１３，１４の電磁結合を弱めていけば、共振周波数ｆ(A）と共振周波数ｆ(B）との周波数差は次第に増大していき、それに伴い帯域幅も広くなっていく。しかし、両放射導体板１３，１４の電磁結合が弱くなりすぎると、共振周波数ｆ(A）と共振周波数ｆ(B）間の所定の周波数の信号波に対してリターンロスが−１０ｄＢを上回ってしまうため、広帯域化とはならない。結局、両放射導体板１３，１４の電磁結合の度合いを適宜調整して図３に示すような共振点Ａ，Ｂを設定した場合に、リターンロスが−１０ｄＢ以下の周波数範囲が最大となって広帯域化に最も有利であることがわかる。なお、図３に破線で示す曲線は、図５に示した前記従来例におけるリターンロスを示したものであり、共振点が一つしかないため帯域幅は本実施形態例のものよりもかなり狭くなっている。

このように本実施形態例に係るアンテナ装置１１は、第２の放射導体板１４を無給電アンテナの放射素子として動作させることができるため二つの共振点Ａ，Ｂを設定することができ、しかも、スリット１５の間隔や長さに応じて変化する両放射導体板１３，１４の電磁結合の度合いを適宜調整することにより、広帯域化に最も有利な共振点Ａ，Ｂが設定可能なため、アンテナ全体の小型低背化を促進しても所望の帯域幅を確保することが容易である。それゆえ、このアンテナ装置１１は、従来の逆Ｆ型アンテナに比べて小型低背化が促進しやすく、かつ、広帯域化という点でも有利である。なお、このアンテナ装置１１は導電性金属板を折曲加工して容易に形成することができる板金製なので、安価に製造することができる。

図４は本発明の第２実施形態例に係る逆Ｆ型のアンテナ装置の斜視図であり、図１に対応する部分には同一符号を付してある。

本実施形態例に係るアンテナ装置２１は、第１および第２の放射導体板１３，１４にそれぞれクランク状の切欠き１９，２０を設けた点が、前述した第１実施形態例に係るアンテナ装置１１と大きく異なっている。こうして切欠き１９，２０を設けることより、各放射導体板１３，１４の電気長を増大させることができるため、このアンテナ装置２１は前記アンテナ装置１１よりもさらに小型化が促進しやすくなっている。なお、このアンテナ装置２１においても、スリット１５を介して第１の放射導体板１３と隣接する第２の放射導体板１４を無給電アンテナの放射素子として動作させることができ、両放射導体板１３，１４の電磁結合の度合いを適宜調整することにより広帯域化に最も有利な二つの共振点が設定できる。また、このアンテナ装置２１において、切欠き１９，２０はスリット１５を対称軸として略線対称な形状に形成されており、よって両放射導体板１３，１４はスリット１５を対称軸として略線対称な位置関係で並設されている。

本発明の第１実施形態例に係るアンテナ装置の斜視図である。該アンテナ装置の側面図である。該アンテナ装置のリターンロスを示す特性図である。本発明の第２実施形態例に係るアンテナ装置の斜視図である。従来例に係る逆Ｆ型アンテナの斜視図である。

符号の説明

１１，２１アンテナ装置
１２接地導体面
１３第１の放射導体板
１４第２の放射導体板
１５スリット
１６給電導体板
１７第１の短絡導体板
１８第２の短絡導体板
１９，２０切欠き

Claims

接地導体面上に略平行に対向配置された第１の放射導体板と、前記接地導体面上に略平行に対向配置されて前記第１の放射導体板とスリットを介して隣接する第２の放射導体板と、前記第１の放射導体板の前記スリットと対向しない外縁から略直角に延出して給電回路に接続された給電導体板と、前記第１の放射導体板の前記スリットと対向しない外縁から略直角に延出して前記接地導体面に接続された第１の短絡導体板と、前記第２の放射導体板の前記スリットと対向しない外縁から略直角に延出して前記接地導体面に接続された第２の短絡導体板とを備え、前記第１および第２の放射導体板を前記スリットを対称軸として略線対称な位置関係で近接させて両放射導体板を電磁結合させるように構成したことを特徴とするアンテナ装置。
請求項１の記載において、前記第１および第２の放射導体板が電気長を増大させるための切欠きを有し、これら両放射導体板の切欠きどうしが前記スリットを対称軸として略線対称な形状に形成されていることを特徴とするアンテナ装置。