JP2008160411A - Antenna device and portable radio - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、アンテナ装置及び携帯無線機に関する。 The present invention relates to an antenna device and a portable wireless device.
近年、携帯無線機の小型化・薄型化が進み、アンテナ装置を携帯無線機に内蔵することが必須となってきている。しかしながら、アンテナ装置を携帯無線機に内蔵すると、アンテナと人体との距離が大きく取れなくなり、電磁波の放射効率が著しく劣化し通信品質が低下するという問題が生じる。 In recent years, portable wireless devices have become smaller and thinner, and it has become essential to incorporate antenna devices in portable wireless devices. However, when the antenna device is built in the portable wireless device, there is a problem that the distance between the antenna and the human body cannot be increased, and the radiation efficiency of the electromagnetic wave is remarkably deteriorated to deteriorate the communication quality.
この問題を解決するためには、人体と反対方向にアンテナの指向性を向ければよい。アンテナの指向性を特定の方向に向けるアンテナ装置として、アンテナから四分の一波長離れたところに矩形導体板を配置したものが知られている(例えば、特許文献1参照)。 In order to solve this problem, the directivity of the antenna may be directed in the direction opposite to the human body. As an antenna device that directs the directivity of an antenna in a specific direction, an antenna device in which a rectangular conductor plate is disposed at a quarter wavelength away from the antenna is known (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1に記載されるアンテナ装置は、矩形導体板と、この矩形導体板の中央付近に配置されたダイポールアンテナを有している。この矩形導体板とダイポールアンテナとの距離を四分の一波長とすることで、入力インピーダンスの整合をとることができる。また、矩形導体板の中央付近にダイポールアンテナを配置することで、矩形導体板が反射板として働き、ダイポールアンテナの指向性を矩形導体板のダイポールアンテナが存在する側(以下、矩形導体板の表側と称する。)に向けることができる。
The antenna device described in
このように、ダイポールアンテナの指向性を矩形導体板の表側に向けることで、矩形導体板をはさんでダイポールアンテナと反対側(以下、矩形導体板の裏側と称する。)に、例えば人体などの損失性媒質が存在しても、高効率な放射特性を実現できる。
しかしながら、特許文献1に記載されるアンテナ装置では、矩形導体板とダイポールアンテナとの距離が四分の一波長必要である。この距離を短くし、ダイポールアンテナの低姿勢化を進めると、ダイポールアンテナの入力インピーダンスが狭帯域化するという問題が発生する。ダイポールアンテナの入力インピーダンスが狭帯域化すると、ダイポールアンテナに広帯域な信号が入力されにくくなり、広帯域な信号を送受信しにくいアンテナ装置となってしまう。
However, in the antenna device described in
また、入力インピーダンスの狭帯域化を改善するために、ダイポールアンテナを矩形導体板の辺に近づけて配置すると、損失性媒質が存在する矩形導体板の裏側にも電磁波が洩れこみやすくなり、損失性媒質が存在した場合の放射効率が低下してしまう。 In addition, if the dipole antenna is placed close to the side of the rectangular conductor plate to improve the narrowing of the input impedance, electromagnetic waves are likely to leak into the back side of the rectangular conductor plate where lossy media exist, resulting in lossy properties. Radiation efficiency is reduced when a medium is present.
本発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになされたものであって、損失性媒質が存在する場合でも放射効率が高く、なおかつ広帯域特性を有するアンテナ装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and an object thereof is to provide an antenna device having high radiation efficiency even in the presence of a lossy medium and having broadband characteristics. .
上記目的を達成するために、本発明のアンテナ装置は、導体地板と、前記導体地板の一辺の近傍に設けられた給電点と、前記給電点を介して前記導体地板に接続するアンテナと、導体地板の前記一辺と接するように設けられた金属板を備え、前記金属板の周囲長は、前記アンテナの動作周波数の約1/2波長であることを特徴とする。 In order to achieve the above object, an antenna device of the present invention includes a conductor ground plane, a feeding point provided in the vicinity of one side of the conductor ground plane, an antenna connected to the conductor ground plane via the feeding point, a conductor A metal plate is provided so as to be in contact with the one side of the ground plate, and the perimeter of the metal plate is about ½ wavelength of the operating frequency of the antenna.
また、本発明のアンテナ装置は、導体地板と、前記導体地板の一辺の近傍に設けられた給電点と、前記給電点を介して前記導体地板に接続するアンテナと、両端が前記導体地板の一辺に接続した線状導体素子を備え、導体地板の前記一辺を含む前記線状導体素子のループ長は、前記アンテナの動作周波数の約1/2波長となることを特徴とする。 The antenna device of the present invention includes a conductor ground plate, a feeding point provided near one side of the conductor ground plate, an antenna connected to the conductor ground plate via the feeding point, and both ends of one side of the conductor ground plate. The loop length of the linear conductor element including the one side of the conductor ground plane is approximately ½ wavelength of the operating frequency of the antenna.
また、本発明の携帯無線機は、上述したアンテナ装置を備えることを特徴とする。 A portable wireless device according to the present invention includes the antenna device described above.
本発明のアンテナ装置によれば、損失性媒質が存在した場合の放射効率が高く、なおかつ広帯域特性を有するアンテナ装置を提供することができる。 According to the antenna device of the present invention, it is possible to provide an antenna device having high radiation efficiency when a lossy medium is present and having broadband characteristics.
以下、本発明の実施例を、図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1乃至図4を用いて、本発明の第1の実施例に係るアンテナ装置について説明する。図1は、本実施例に係るアンテナ装置の構成を示す図である。 The antenna device according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a diagram illustrating the configuration of the antenna device according to the present embodiment.
図1に示すアンテナ装置は、矩形導体地板1と、矩形導体地板1の辺A上に配置された逆Lアンテナ2と、矩形導体地板1の辺Aに接続された金属板3を有している。以下、矩形導体地板1の逆Lアンテナ2が設置されている側を矩形導体地板1の表側、設置されていない側を矩形導体地板1の裏側と称する。
The antenna device shown in FIG. 1 includes a rectangular
アンテナ装置の矩形導体地板1は、例えば銅など導電性を有する材料で構成される。ただし、材料は、銅に限られるものではなく、金・銀・アルミなど導電性を有する金属であればよい。また、回路基板のように金属の両面または間に層状の誘電体を備えていてもよい。
The rectangular
次に、逆Lアンテナ2は、一端が矩形導体地板1の辺A近傍に給電点4を介して接続され辺Aと略垂直な第1線状素子2−1と、辺Aと略平行にのびた第2線状素子2−2を備えており、第1線状素子2−1の他端と第2線状素子2−2の一端が接続されている。第1線状素子2−1と第2線状素子2−2をあわせた逆Lアンテナ2の素子長は、動作周波数の略1/4波長である。そのため、アンテナの姿勢に相当する第1線状素子2−1の素子長は、略1/4波長より短い。なお、逆Lアンテナ2は、矩形導体地板1と同様、導電性を有する材料で構成される。
Next, the
金属板3は、矩形導体地板1と同様の材料で構成された矩形の導体板である。また、金属板3の一辺は、矩形導体地板1の辺Aに、金属板3の角と給電点4とが接するように半田付けなどによって接続されている。この金属板3の周囲長は、逆Lアンテナ2の素子長の約2倍、すなわち、動作周波数の約1/2波長となっている。
The
金属板3の周囲長が逆Lアンテナ2の素子長の約2倍であれば、金属板3の各辺の長さは任意であるが、金属板3の矩形導体地板1と接続した辺の長さが第2線状素子2−2の素子長とほぼ等しく、この辺に略垂直な辺の長さが第1線状素子2−1の素子長とほぼ等しくなることが望ましい。
If the peripheral length of the
なお、ここでは金属板3が矩形導体地板1と半田付けなどによって接続されている場合について説明したが、例えば図2に示すように、金属板3と矩形導体地板1とを1枚の金属板で実現してもよい。これは、例えば切削やエッチング等により加工される。
Here, the case where the
続いて、図3及び図4を用いて本実施例に係るアンテナ装置の動作原理を説明する。図3は、図1に示すアンテナ装置の一部を拡大した図である。図4は、図1に示すアンテナ装置の側面図である。 Subsequently, the operation principle of the antenna device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 3 and 4. FIG. 3 is an enlarged view of a part of the antenna device shown in FIG. FIG. 4 is a side view of the antenna apparatus shown in FIG.
まず、給電点4から高周波電流が逆Lアンテナ2に入力されると、逆Lアンテナ2に電流が励振され電磁波を放射する。このとき、金属板3は、逆Lアンテナ2に共振し、主に金属板3の辺に沿って電流が流れる。この金属板3の辺に沿って流れる電流は、逆Lアンテナ2に流れる電流に比べ弱い電流となる。
First, when a high-frequency current is input from the feed point 4 to the inverted
上述したように、給電点4から高周波電流が逆Lアンテナ2に入力されると、金属板3が逆Lアンテナ2に共振する。これは、給電点4から見て、逆Lアンテナ2と金属板3の2つの共振回路を並列に接続したことに相当する。従って、逆Lアンテナ2の入力インピーダンスが広帯域化する。
As described above, when a high-frequency current is input from the feed point 4 to the inverted
ここで、金属板3の矩形導体地板1に接続した辺の長さが第2線状素子2−2の素子長とほぼ等しく、この辺に略垂直な辺の長さが第1線状素子2−1の素子長とほぼ等しい場合、給電点4から見た逆Lアンテナ2の入力インピーダンスと、給電点4から見た金属板3の入力インピーダンスとがほぼ等しくなり、逆Lアンテナ2と金属板3が共振しやすくなる。そのため、金属板3の各辺の長さが任意である場合に比べ、逆Lアンテナ2の入力インピーダンスがより広帯域化する。
Here, the length of the side connected to the rectangular
また、図4に示すように、金属板3は、矩形導体地板1の辺Aに、給電点4と接するように接続されている。そのため、逆Lアンテナ2の第2線状素子2−2は、金属板3に遮られ、矩形導体地板1の裏側(例えば、図4に示す点X)から直接見えにくくなる。
Further, as shown in FIG. 4, the
ここで、矩形導体地板1の裏側など逆Lアンテナ2の近傍では、第2線状素子2−2が逆Lアンテナ2からの放射に寄与する。この第2線状素子2−2が、金属板3に遮られ矩形導体地板1の裏側から見えにくくなるため、逆Lアンテナ2から放射された電磁波は、金属板3に遮られ、矩形導体地板1の裏側に向かって放射される電磁波が低減される。すなわち金属板3は、逆Lアンテナ2から放射された電磁波の回り込みを防ぐ遮蔽板として働く。そのため、逆Lアンテナ2の指向性が矩形導体地板1の表側に傾く。
Here, in the vicinity of the inverted
なお、本実施例では、金属板3の一辺は、矩形導体地板1の辺Aに、金属板3の角と給電点4とが接するように半田付けなどによって接続されているものとして説明したが、電磁波の回り込みを防ぐためには、逆Lアンテナ2の第2線状素子2−2が矩形導体地板1の裏側から直接見えにくくなればよいため、金属板3は、矩形導体地板1の辺Aに接続されていればよい。ただし、金属板3の矩形導体地板1に接続した辺の長さが第2線状素子2−2の素子長とほぼ等しく、この辺に略垂直な辺の長さが第1線状素子2−1の素子長とほぼ等しい場合は、上述したように金属板3の一辺が矩形導体地板1の辺Aに、金属板3の角と給電点4とが接するように接続されていると、第2線状素子2−2の素子長と金属板3の一辺の長さが等しくなり、第2線状素子2−2が矩形導体地板1の裏側からより見えにくくなる。
In the present embodiment, one side of the
以上のように第1の実施例によれば、矩形導体地板1の逆Lアンテナ2が設置された辺Aと金属板3の一辺が接続するように金属板3を配置することで、矩形導体地板1の裏側に回り込む電磁波を低減し、矩形導体地板1の裏側に損失性媒質が存在する場合、この損失性媒質が存在する場合の放射効率を向上させることができる。
As described above, according to the first embodiment, by arranging the
また、金属板3の周囲長を逆Lアンテナ2の動作周波数の約1/2波長とすることで、金属板3と逆Lアンテナ2とが共振し、逆Lアンテナ2の入力インピーダンスを広帯域化することができる。すなわち、低姿勢アンテナである逆Lアンテナ2を用いてアンテナ装置を広帯域化することが可能となる。
Further, by setting the perimeter of the
次に図5乃至図7を用いて、本発明の第2の実施例に係るアンテナ装置について説明する。本実施例に係るアンテナ装置は、図1に示すアンテナ装置とほぼ同じ構成であるが、金属板5が逆Lアンテナ2側に角度θだけ傾いている点が異なっている。従って、図1に示すアンテナ装置と同じ構成については、同一符号を付し説明を省略する。
Next, an antenna apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The antenna device according to the present embodiment has substantially the same configuration as the antenna device shown in FIG. 1, except that the
図5に示すアンテナ装置の金属板5は、図1に示す金属板3と同様に、導電性を有する材料で構成された矩形の導体板である。また、金属板5の一辺は、矩形導体地板1の辺Aに、金属板5の角と給電点4とが接するように半田付けなどによって接続されている。このとき金属板5は、矩形導体地板1から角度θだけ逆Lアンテナ側に傾けて配置される。
The
また、金属板5の周囲長は、逆Lアンテナ2の素子長の約2倍、すなわち、動作周波数の約1/2波長となっている。金属板5の周囲長が逆Lアンテナ2の素子長の約2倍であれば、金属板5の各辺の長さは任意であるが、金属板5の矩形導体地板1と接続した辺の長さが第2線状素子2−2の素子長とほぼ等しく、この辺に略垂直な辺の長さが第1線状素子2−1の素子長とほぼ等しくなることが望ましい。なお、第1の実施例と同様、矩形導体地板1と金属板5とを1枚の金属板で実現してもよい。
The peripheral length of the
続いて図5を用いて、本実施例に係るアンテナ装置の動作原理を説明する。 Next, the operation principle of the antenna device according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
図5に示すアンテナ装置も、図1に示すアンテナ装置と同様に、給電点4から逆Lアンテナ2に高周波電流が入力されると、金属板5が逆Lアンテナ2に共振し、逆Lアンテナ2の入力インピーダンスが広帯域化する。
In the antenna device shown in FIG. 5, similarly to the antenna device shown in FIG. 1, when a high-frequency current is input from the feed point 4 to the
このとき、金属板5が矩形導体地板1から逆Lアンテナ2側に角度θだけ傾けて設置されることで、金属板5の辺に沿って流れる電流の経路が矩形導体地板1を含む平面から離れる(図6参照。)。そのため、金属板5に流れる電流による放射が、矩形導体地板1を含む平面から離れたところで起こり、金属板5も含めたアンテナ装置の放射パターンが矩形導体地板1の表側に傾く。
At this time, the
また、図5に示すアンテナ装置でも、図1に示すアンテナ装置と同様に、金属板5が矩形導体地板1の辺Aに接するように接続されている。このため逆Lアンテナ2の第2線状素子2−2から放射された電磁波は、金属板5によって遮られ、矩形導体地板1の裏側へ回り込みにくくなる。すなわち金属板5は、逆Lアンテナ2から放射された電磁波の回り込みを防ぐ遮蔽板として働く。
Also in the antenna device shown in FIG. 5, the
なお、本実施例においても、第1の実施例と同様、電磁波の回り込みを防ぐためには、逆Lアンテナ2の第2線状素子2−2が矩形導体地板1の裏側から直接見えにくくなればよく、金属板5は、矩形導体地板1の辺Aに接続されていればよい。
In the present embodiment, similarly to the first embodiment, in order to prevent the electromagnetic wave from wrapping around, the second linear element 2-2 of the
続いて、図6及び図7を用いて、矩形導体地板1と金属板5との角度θについて説明する。
Next, the angle θ between the rectangular
図6は、図5に示すアンテナ装置の側面図である。金属板5を逆Lアンテナ2側に傾けた場合、上述したように、金属板5の辺に沿って流れる電流が矩形導体地板1を含む平面から離れるため、逆Lアンテナ2の放射パターンが矩形導体地板1の表側に傾く。
FIG. 6 is a side view of the antenna device shown in FIG. When the
一方、金属板5を逆Lアンテナ2側に傾けると、図6の矢印に示すように、金属板5の辺が逆Lアンテナ2に近づく。金属板5と逆Lアンテナ2との距離が短くなると、これらが短絡したように見え、電磁波が給電点4に入力されにくくなる。
On the other hand, when the
従って、給電点4から見た逆Lアンテナ2の入力インピーダンスが低下してしまい、図1に示すように、金属板3と矩形導体地板1が同一平面上に存在する場合に比べ、広帯域特性がわずかに劣化してしまう。
Therefore, the input impedance of the
しかしながら、矩形導体地板1と金属板5との間の角度θが0°<θ<45°の場合、損失性媒質が存在する場合の放射特性を改善するとともに、広帯域特性の劣化を抑制することができる。
However, when the angle θ between the rectangular
これを、図7を用いて説明する。図7は、図5に示すアンテナ装置の一部を拡大した図である。ここで、矩形導体地板1の辺Aと略垂直な金属板5の辺の長さをLとし、矩形導体地板1と金属板5との間の角度をθとする。
This will be described with reference to FIG. FIG. 7 is an enlarged view of a part of the antenna device shown in FIG. Here, the length of the side of the
このとき、Lsinθが、辺Aと平行な金属板5の辺Bと、矩形導体地板1を含む平面との距離になる。また、Lcosθは、金属板5の辺Bを、矩形導体地板1を含む平面に射影した直線B’と、矩形導体地板1の辺Aとの距離となる。この距離を、逆Lアンテナ2と金属板5の辺Bとの距離と称する。
At this time, Lsin θ is the distance between the side B of the
ここで、θが0°<θ<45°の場合、sinθの変化率は、cosθの変化率に比べ小さい。すなわち0°<θ<45°の場合、Lcosθは大きく変化し、矩形導体地板1を含む平面と金属板5の辺Bとの距離は大きくなる。一方、Lsinθの変化は小さく、金属板5の辺Bから逆Lアンテナ2までの距離は大きく変化しない。
Here, when θ is 0 ° <θ <45 °, the change rate of sin θ is smaller than the change rate of cos θ. That is, when 0 ° <θ <45 °, L cos θ changes greatly, and the distance between the plane including the rectangular
そのため、矩形導体地板1と金属板5との間の角度θが0°<θ<45°の場合、矩形導体地板1の裏側に存在する損失性媒質が存在する場合の放射特性を改善するとともに、広帯域特性の劣化を抑制することができる。
Therefore, when the angle θ between the rectangular
以上のように第2の実施例によれば、第1の実施例と同様の効果が得られるとともに、金属板5を、矩形導体地板1から角度θ、逆Lアンテナ2側に傾けて設置することで、例えば矩形導体地板1の裏側に損失性媒質が存在する場合に、金属板5の辺に沿って流れる電流を損失性媒質から遠ざけることができ、損失性媒質が存在する場合の放射効率をさらに改善することができる。
As described above, according to the second embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained, and the
(変形例1)
図8を用いて、本実施例に係るアンテナ装置の変形例を示す。図8に示すアンテナ装置は、図5に示すアンテナ装置とほぼ同じ構成であるが、矩形導体地板1と金属板5とが半田付けで接続されているのではなく、バネ6を介して接続されている点が異なる。
(Modification 1)
A modification of the antenna device according to the present embodiment will be described with reference to FIG. The antenna device shown in FIG. 8 has substantially the same configuration as the antenna device shown in FIG. 5, but the rectangular
バネ6を介して矩形導体地板1と金属板5とを接続することで、矩形導体地板1の表側から金属板5に力が加わっても、矩形導体地板1と金属板5との間の接続が外れることがない。
Even if a force is applied to the
(変形例2)
続いて、図9乃至図11を用いて、本実施例に係るアンテナ装置の変形例を示す。
図9に示すアンテナ装置は、図5に示すアンテナ装置とほぼ同じ構成であるが、逆Lアンテナ2の代わりに逆Fアンテナ7を用いている点が異なる。この場合、金属板5の周囲長は、逆Fアンテナ7の矩形導体地板1との短絡点Cから先端Dまでの長さの約2倍となっている。
(Modification 2)
Subsequently, a modification of the antenna device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 9 to 11.
The antenna device shown in FIG. 9 has substantially the same configuration as the antenna device shown in FIG. 5 except that an inverted F antenna 7 is used instead of the
また、図10に示すアンテナ装置は、図5に示すアンテナ装置とほぼ同じ構成であるが、逆Lアンテナ2の代わりに板状逆Fアンテナ8を用いている点が異なる。板状逆Fアンテナ8は、板状導体8−1と、この板状導体8−1と矩形導体地板1とを短絡する短絡線8−2と、一端が給電点4を介して矩形導体地板1に接続し他端が板状導体8−1に接続した給電線8−3で構成される。この場合、金属板5の周囲長は、動作周波数の約1/2波長となっている。
The antenna device shown in FIG. 10 has substantially the same configuration as the antenna device shown in FIG. 5 except that a plate-like inverted F antenna 8 is used instead of the
なお、金属板5の周囲長が板状逆Lアンテナ8の動作周波数の約1/2波長であれば、金属板5の各辺の長さは任意であるが、金属板5の矩形導体地板1と接続した辺の長さが、矩形導体8−1の矩形導体地板1の辺Aと略平行な辺の長さとほぼ等しく、金属板5の矩形導体地板1の辺Aと略垂直の辺の長さが、短絡線8−2または給電線8−3の素子長とほぼ等しくなることが望ましい。
If the peripheral length of the
さらに、図11に示すアンテナは、図5に示すアンテナ装置とほぼ同じ構成であるが、逆Lアンテナ2の代わりにパッチアンテナ9を用いている点が異なる。パッチアンテナ9は、板状導体9−1と、一端が矩形導体地板1に接続し他端が板状導体9−1に接続した給電線9−2で構成される。この場合、金属板5の周囲長は、動作周波数の約1/2波長となっている。
Furthermore, the antenna shown in FIG. 11 has substantially the same configuration as the antenna device shown in FIG. 5 except that a
なお、金属板5の周囲長がパッチアンテナ9の動作周波数の約1/2波長であれば、金属板5の各辺の長さは任意であるが、金属板5の矩形導体地板1と接続した辺の長さが、矩形導体9−1の矩形導体地板1の辺Aと略平行な辺の長さとほぼ等しく、金属板5の矩形導体地板1の辺Aと略垂直の辺の長さが、給電線9−2の素子長とほぼ等しくなることが望ましい。
If the peripheral length of the
以上、本変形例に示すように、第2の実施例に係るアンテナ装置は、逆Lアンテナに限られるものではなく、種々のアンテナを用いることができる。 As described above, as shown in the present modification, the antenna device according to the second embodiment is not limited to the inverted L antenna, and various antennas can be used.
次に図12を用いて、本発明の第3の実施例に係るアンテナ装置について説明する。本実施例に係るアンテナ装置は、図5に示すアンテナ装置とほぼ同じ構成であるが、金属板5の代わりに線状素子10を用いる点で異なる。従って、図5に示すアンテナ装置と同じ構成については、同一符号を付し説明を省略する。
Next, an antenna apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The antenna device according to the present embodiment has substantially the same configuration as the antenna device shown in FIG. 5, but differs in that a
図12に示すアンテナ装置の線状素子10は、矩形導体地板1と同様に導電性の材料で構成される。線状素子10は、一端が矩形導体地板1に接続され、この矩形導体地板1の辺Aと略垂直にのび、辺Aと略平行となるよう折れ曲がり、さらに辺Aと略垂直となるよう折れ曲がった後、他端が矩形導体地板1の辺Aに半田付けなどによって電気的に接続されている。
The
線状素子10の素子長は、逆Lアンテナ2の第1線状素子2−1の素子長の2倍と第2線状素子2−2の素子長とあわせたものとなる。すなわち、辺Aを含む線状素子10のループ長(図12の点線で示す経路の長さ)は、逆Lアンテナ2の素子長の約2倍、動作周波数の約1/2波長となっている。また、線状素子10を含む平面は、矩形導体地板1の表側に角度θだけ傾いている。
The element length of the
次に図12を用いて、本実施例に係るアンテナ装置の動作原理について説明する。
矩形導体地板1に金属板5が接続されている場合、金属板5に入力された電流は、金属板5の辺に沿って流れる。図12に示すアンテナ装置の場合、この金属板5の辺に相当する部分に線状素子10を配置している。そのため、線状素子10の電流の経路は、金属板5の電流の経路とほぼ等しくなり、線状素子10は、金属板5と同様に逆アンテナ2と共振する。
Next, the operation principle of the antenna device according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
When the
また線状素子10は、矩形導体地板1の表側に角度θだけ傾いているため、線状素子10が矩形導体地板1を含む平面から離れることとなる。結果、損失性媒質が存在する矩形導体地板1の裏側から離れたところで、線状素子10から電磁波が放射され、損失性媒質が存在する場合の放射特性が向上する。
Further, since the
以上のように第3の実施例によれば、金属板5の代わりに線状素子10を用いても、広帯域特性および損失性媒質が存在する場合の放射特性が向上する。さらに、線状素子10は、金属板5に比べ軽量であり、半田付けを行う箇所も1箇所ですむ。そのため、アンテナ装置を軽量化し、製造を容易化することができる。
As described above, according to the third embodiment, even when the
次に図13を用いて、本発明の第4の実施例に係るアンテナ装置について説明する。本実施例に係るアンテナ装置は、図5に示すアンテナ装置とほぼ同じ構成及び動作であるが、金属板11に切り込みを設けている点で異なる。図5に示すアンテナ装置と同じ構成及び動作については、同一符号を付し説明を省略する。
Next, an antenna apparatus according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The antenna device according to the present embodiment has substantially the same configuration and operation as the antenna device shown in FIG. 5, but differs in that a cut is provided in the
図13に示すアンテナ装置の金属板11は、矩形導体地板1と同様に導電性の材料で構成される。金属板11の一辺は、矩形導体地板1の辺Aに、半田付けなどによって接続されている。なお、矩形導体地板1と金属板11とを1枚の金属板で実現してもよい。
The
この金属板11は、矩形導体地板1の表側に角度θだけ傾けて設置される。また、この金属板11の一辺には切り込み12が設けられており、金属板11の切込み12を含めた周囲長は、逆Lアンテナ2の素子長の約2倍となっている。このため、金属板11は、逆Lアンテナ2と共振し、逆Lアンテナ2の入力インピーダンスが広帯域化する。
The
以上のように第4の実施例によれば、第2の実施例と同様の効果が得られるとともに、金属板11に切り込み12を設けることで、金属板11を小型化、軽量化することができる。
As described above, according to the fourth embodiment, the same effects as those of the second embodiment can be obtained, and the
(変形例3)
図14を用いて、本実施例に係るアンテナ装置の変形例を示す。図14に示すアンテナ装置は、図13に示すアンテナ装置とほぼ同じ構成および動作であるが、金属板11に切り込み12を設けるのではなく、金属板13の角を落とした構成となっている点が異なる。金属板13の周囲長も、逆Lアンテナ2の素子長の約2倍、すなわち逆Lアンテナ2の動作周波数の約1/2波長となっている。
(Modification 3)
A modification of the antenna device according to the present embodiment will be described with reference to FIG. The antenna device shown in FIG. 14 has substantially the same configuration and operation as the antenna device shown in FIG. Is different. The peripheral length of the
次に、図15を用いて本発明の第5の実施例に係る携帯無線機について説明する。本実施例に係る携帯無線機は、図5に示すアンテナ装置を備えている。なお、図5に示すアンテナ装置と同じ構成及び動作については、同一符号を付し説明を省略する。 Next, a portable wireless device according to a fifth embodiment of the present invention is described with reference to FIG. The portable wireless device according to the present embodiment includes the antenna device shown in FIG. In addition, about the same structure and operation | movement as the antenna apparatus shown in FIG. 5, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
図15に示す携帯無線機は、折りたたみ式の携帯無線機であり、第1の筐体14−1と第2の筐体14−2、第1の筐体内にある矩形導体地板1−1と第2の筐体内にある矩形導体地板1−2、矩形導体地板1−1,1−2を電気的に接続するヒンジケーブル15と、矩形導体地板1−1上に設けられた無線機16と、無線機16と給電点4を接続する給電線17と、給電点4を介して給電線17と接続する逆Lアンテナ2と、矩形導体地板1−1の一辺と接続する金属板5を備えている。なお、矩形導体地板1−1は、図5に示す矩形導体地板1に相当する。
The portable wireless device shown in FIG. 15 is a foldable portable wireless device, and includes a first housing 14-1 and a second housing 14-2, and a rectangular conductor ground plane 1-1 in the first housing. A rectangular conductor ground plane 1-2 in the second housing, a
第1の筐体14−1および第2の筐体14−2は、回動可能に互いに接続されている。携帯無線機は、通話やデータ通信など携帯無線機使用している場合には、主に第1の筐体14−1および第2の筐体14−2が約180度近く開いた状態(図15に示す状態)で使用され、待ち受け時には第1の筐体を矢印の方向へ折り曲げ、主に折りたたんだ状態(図示せず)で使用される。 The 1st housing | casing 14-1 and the 2nd housing | casing 14-2 are mutually connected so that rotation is possible. When the portable wireless device is used for a telephone call or data communication, the first housing 14-1 and the second housing 14-2 are mainly opened approximately 180 degrees (see FIG. 15 is used in a standby state, and the first casing is bent in the direction of the arrow during standby, and is mainly used in a folded state (not shown).
次に、矩形導体地板1−2は、矩形導体地板1−1と同様、例えば銅など導電性を有する材料で構成される。ただし、材料は、銅に限られるものではなく、金・銀・アルミなど導電性を有する金属であればよい。また、回路基板のように金属の両面または間に層状の誘電体を備えていてもよい。 Next, similarly to the rectangular conductor ground plane 1-1, the rectangular conductor ground plane 1-2 is made of a conductive material such as copper. However, the material is not limited to copper and may be any metal having conductivity such as gold, silver, and aluminum. Further, a layered dielectric may be provided on both surfaces of the metal or between the metal like a circuit board.
矩形導体地板1−1上に設けられた無線機16は、逆Lアンテナ2を介して受信した信号の復調や、送信信号の変調などの信号処理を行う。給電線17は、無線機16が処理した信号を給電点4を介して逆Lアンテナに入力し、また逆Lアンテナを介して受信した信号を無線機16へ入力する。
The
ここで携帯無線機が折り曲げられた状態のときに第1の筐体14−1が第2の筐体14−2に接する面を、第1の筐体14−1の裏面と称する。逆Lアンテナ2は、矩形導体地板1−1を挟んで第1の筐体14−1の裏面と反対側に設けられる。金属板5は、逆Lアンテナ2側に角度θだけ傾けて設置されるため、逆Lアンテナ2の放射パターンが第1の筐体14−1の裏面とは反対側に傾く。通話など携帯無線機を使用している場合、損失性媒質は、第1の筐体14−1の裏面に存在することが多い。従って、携帯無線機の損失性媒質が存在する場合の放射特性が向上する。
Here, a surface where the first housing 14-1 is in contact with the second housing 14-2 when the portable wireless device is folded is referred to as a back surface of the first housing 14-1. The
以上のように第5の実施例によれば、逆Lアンテナ2が矩形導体地板1−1を挟んで第1の筐体14−1の裏面と反対側に位置するよう図5のアンテナ装置を設置することで、第2の実施例と同様の効果が得られる。
As described above, according to the fifth embodiment, the antenna device of FIG. 5 is arranged so that the
なおここでは、図5に示すアンテナ装置を携帯無線機に搭載した例について説明したが、図1乃至図14に示すアンテナ装置を搭載しても同様の効果が得られる。また、本実施例では、折りたたみ式の携帯無線機について説明したが、折りたたみ式でない携帯無線機に搭載してもよい。 Although the example in which the antenna device shown in FIG. 5 is mounted on a portable wireless device has been described here, the same effect can be obtained by mounting the antenna device shown in FIGS. In this embodiment, the folding portable wireless device has been described. However, the folding portable wireless device may be mounted on a non-folding portable wireless device.
なお、本発明は上記実施例そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施例に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施例に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施例にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。 In addition, this invention is not limited to the said Example as it is, A component can be deform | transformed and embodied in the range which does not deviate from the summary in an implementation stage. Various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the above embodiments. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiments. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.
1・・・矩形導体地板
2,7,8,9・・・アンテナ
3,5,11,13・・・金属板
4・・・給電点
6・・・バネ
10・・・線状素子
12・・・切り込み
14・・・筐体
15・・・ヒンジケーブル
16・・・無線機
17・・・給電線
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記導体地板の一辺の近傍に設けられた給電点と、
前記給電点を介して前記導体地板に接続するアンテナと、
導体地板の前記一辺と接するように設けられた金属板を備え、
前記金属板の周囲長は、前記アンテナの動作周波数の約1/2波長であることを特徴とするアンテナ装置。 A conductor ground plane;
A feeding point provided near one side of the conductor ground plane;
An antenna connected to the conductor ground plane via the feeding point;
A metal plate provided so as to be in contact with the one side of the conductor ground plane;
The antenna apparatus according to claim 1, wherein a perimeter of the metal plate is about ½ wavelength of an operating frequency of the antenna.
前記金属板は、導体地板の前記一辺と略垂直な短辺と、当該短辺と略垂直な長辺とを有する略長方形の金属板であり、
前記第1線状素子の素子長と前記金属板の短辺の長さがほぼ等しく、前記第2線状素子の素子長と前記金属板の長辺の長さがほぼ等しいことを特徴とする請求項1または請求項2のいずれか1項に記載するアンテナ装置。 The antenna includes a first linear element having one end connected to the feeding point and provided substantially perpendicular to the conductive ground plane, and connected to the other end of the first linear element and substantially parallel to the one side of the conductive ground plane. A second linear element provided,
The metal plate is a substantially rectangular metal plate having a short side substantially perpendicular to the one side of the conductor ground plate and a long side substantially perpendicular to the short side,
The element length of the first linear element is substantially equal to the length of the short side of the metal plate, and the element length of the second linear element is substantially equal to the length of the long side of the metal plate. The antenna device according to claim 1 or 2.
前記金属板は、導体地板の前記一辺と略垂直な短辺と、当該短辺と略垂直な長辺とを有する略長方形の金属板であり、
前記線状素子の素子長と前記金属板の短辺の長さがほぼ等しく、導体地板の前記一辺と略平行な前記矩形板状素子の辺と、前記金属板の長辺の長さがほぼ等しいことを特徴とする請求項1または請求項2のいずれか1項に記載するアンテナ装置。 The antenna includes a linear element having one end connected to the feeding point and provided substantially perpendicular to the conductor ground plane, and a rectangular plate shape connected to the other end of the linear element and provided substantially parallel to the conductor ground plane. Having an element,
The metal plate is a substantially rectangular metal plate having a short side substantially perpendicular to the one side of the conductor ground plate and a long side substantially perpendicular to the short side,
The element length of the linear element is substantially equal to the length of the short side of the metal plate, the side of the rectangular plate element substantially parallel to the one side of the conductor ground plate, and the length of the long side of the metal plate are approximately The antenna device according to claim 1, wherein the antenna devices are equal to each other.
前記導体地板の一辺の近傍に設けられた給電点と、
前記給電点を介して前記導体地板に接続するアンテナと、
両端が前記導体地板の一辺に接続した線状導体素子を備え、
導体地板の前記一辺を含む前記線状導体素子のループ長は、前記アンテナの動作周波数の約1/2波長となることを特徴とするアンテナ装置。 A conductor ground plane;
A feeding point provided near one side of the conductor ground plane;
An antenna connected to the conductor ground plane via the feeding point;
A linear conductor element having both ends connected to one side of the conductor ground plane,
The antenna device according to claim 1, wherein a loop length of the linear conductor element including the one side of the conductor ground plane is about ½ wavelength of an operating frequency of the antenna.
前記アンテナは、一端が前記給電点と接続し前記導体地板と略垂直に設けられた第1線状素子と、前記第1線状素子の他端と接続し導体地板の前記一辺と略平行に設けられた第2線状素子とを有し、
前記線状導体素子の導体地板の前記一辺と略垂直な部分の長さと、前記第1線状素子の素子長がほぼ等しく、前記線状導体素子の導体地板の前記一辺と略平行な部分の長さと、前記第2線状素子の素子長がほぼ等しいことを特徴とする請求項8に記載のアンテナ装置。 The linear conductor element extends substantially perpendicular to the one side from the connection point with the one side of the conductor ground plane, bends at a substantially right angle, and then bends at a substantially right angle to connect to the one side of the conductor ground plane.
The antenna includes a first linear element having one end connected to the feeding point and provided substantially perpendicular to the conductive ground plane, and connected to the other end of the first linear element and substantially parallel to the one side of the conductive ground plane. A second linear element provided,
The length of the portion substantially perpendicular to the one side of the conductor ground plane of the linear conductor element is substantially equal to the length of the first linear element, and the portion of the conductor ground plane of the linear conductor element is substantially parallel to the one side. 9. The antenna device according to claim 8, wherein a length and an element length of the second linear element are substantially equal.
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