JP3539288B2 - アンテナ構造およびそのアンテナ構造を備えた通信装置 - Google Patents
アンテナ構造およびそのアンテナ構造を備えた通信装置 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、携帯型電話機等に内蔵されるアンテナ構造およびそのアンテナ構造を備えた通信装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＰＨＳ等の携帯型電話機のアンテナとしては、主に、図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すようなアンテナ１や図７に示すような表面実装型アンテナ１０が用いられている。図６（ａ）に示すアンテナ１は樹脂等のケーシング２内に直線ワイヤ状の金属導体部であるホイップ部３と螺旋状の金属導体部であるヘリカル部４とが内蔵されて成るものであり、上記ホイップ部３とヘリカル部４は切断されている。図６（ｂ）に示すアンテナ１は、上記図６（ａ）のアンテナ１とほぼ同様な構造を持つものであるが、ホイップ部３とヘリカル部４を接続させている点が上記図６（ａ）のアンテナ１と異なる。
【０００３】
また、図６（ｃ）に示すアンテナ１は、ヘリカル部４の中心領域にホイップ部３が挿通されて成るものであり、ヘリカル部４はホイップ部３に電磁結合する。上記図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す各アンテナ１は、通信装置（携帯型電話機）５のケース６よりも外側に突出され、その突出している長さが可変する伸縮可能タイプのアンテナである。
【０００４】
通信装置５には、図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、整合回路７と接触ピン８を有する給電回路９と、信号源２０とを有しており、上記各アンテナ１は、上記信号源２０の信号（電力）が給電回路９を介して供給されることによって、アンテナとして動作する。
【０００５】
図７に示す表面実装型アンテナ１０は誘電体基体１１を有し、この誘電体基体１１の表面には放射電極１２と給電電極１３とグランド電極１４，１５と接続用電極１６（１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ，１６ｅ）が形成されている。つまり、図７に示すように、誘電体基体１１の側面１１ａには放射電極１２が誘電体基体１１の後端面１１ｂから前端面１１ｄに向かう方向にライン状に形成され、この放射電極１２の両端部はそれぞれ誘電体基体１１の上面１１ｅに回り込み、側面１１ｃに向かう方向に形成されている。
【０００６】
誘電体基体１１の側面１１ｃには給電電極１３とグランド電極１４，１５が形成されている。上記給電電極１３は側面１１ｃから上面１１ｅに掛けて形成されている。また、上記グランド電極１４は前記誘電体基体１１の底面１１ｆから上面１１ｅに向かう方向にライン状に形成されており、上面１１ｅにおける後端側の放射電極１２に導通接続されている。さらに、グランド電極１５は誘電体基体１１の側面１１ｃから上面１１ｅに掛けて形成されており、このグランド電極１５の端部は上記放射電極１２の開放端１２ａに間隔を介して対向配置されている。
【０００７】
誘電体基体１１の底面１１ｆには接続用電極１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ，１６ｅが形成されており、それら接続用電極１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ，１６ｅはそれぞれ放射電極１２の前端部、後端部、グランド電極１４、給電電極１３、グランド電極１５に導通接続されている。
【０００８】
上記図７に示す表面実装型アンテナ１０は、例えば、図８に示すように、通信装置５の回路基板１８に半田等を用いて実装される。つまり、図８に示す例では、回路基板１８にはグランド電極２１が形成されるグランド領域と、グランド電極２１が形成されていない非グランド領域１８ａとが形成されており、この非グランド領域１８ａに上記表面実装型アンテナ１０が実装されている。
【０００９】
上記回路基板１８には信号源２０が設けられており、表面実装型アンテナ１０を回路基板１８に実装することで、表面実装型アンテナ１０の給電電極１３は信号源２０に接続用導体パターン１９を介して導通接続される。
【００１０】
このように、表面実装型アンテナ１０が回路基板１８に実装されている状態で、信号源２０から上記表面実装型アンテナ１０の給電電極１３に高周波の信号（電力）が供給されると、この給電電極１３に供給された信号は放射電極１２に容量結合により伝達される。これにより、放射電極１２は、該放射電極１２自身のインダクタンス成分と、開放端１２ａとグランド電極１５間の静電容量とに基づいた共振状態となり、その共振のエネルギーの一部が電波として空間に放射される。
【００１１】
図７に示す放射電極１２は一方側の端部が開放端１２ａと成し、他方側の端部がグランド電極１４に導通接続された接地端と成している。このような形態の放射電極１２では動作波長の約１／４波長の共振状態となる。このため、放射電極１２に流れる電流は、図７の矢印Ａに示すように、誘電体基体１１の前端面１１ｄから後端面１１ｂに向かう方向に流れる。このことにより、表面実装型アンテナ１０によって送受信される電波は、図８に示すように、その電界成分ベクトルＥが座標のＺ方向に伝播するものである。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
前記図６（ａ）、（ｂ）に示すアンテナ１は、通常、ホイップ部３とヘリカル部４が共に通信装置５のケース６から突出している伸長状態と、上記ホイップ部３がケース６内に収納され、ヘリカル部４がケース６から突出している収納状態とを採り得る。
【００１３】
このような図６（ａ）、（ｂ）に示すアンテナ１を備えた通信装置５では、上記アンテナ１の伸長状態時にはホイップ部３に給電し、収納状態時にはヘリカル部４に給電しなければならず、アンテナ１へ電力を給電するための機構は複雑になってしまうという問題がある。また、上記のように、上記アンテナ１の伸長状態時と収納状態時とでは給電の状態が異なるので、伸長状態時と収納状態時とのアンテナ１のインピーダンスが異なる。このことにより、伸長状態時と収納状態時のどちらでも良好な通信を行うためには、整合回路を設け該整合回路によって、上記伸長状態時と収納状態時におけるアンテナ１のインピーダンスを整合しなければならない。
【００１４】
さらに、図６の（ｂ）に示すアンテナ１では収納状態であるときにもホイップ部３に電流が通電することから、ケース６内に収容されているホイップ部３が通信装置５の回路に悪影響を及ぼす虞がある。このことにより、そのホイップ部３に因る通信装置５の回路への悪影響を防止するための複雑な機構が必要となるという問題がある。
【００１５】
図６（ｃ）に示すアンテナ１はホイップ部３の固定機構にヘリカル部４との電磁結合部が複合するため、通信装置５の構造が複雑となり、通信装置５の価格が高価なものとなってしまうという問題が生じる。
【００１６】
上記のように、従来のアンテナ１では、通信装置５に、複雑な給電機構や、整合回路や、上記アンテナ１の収納状態時におけるホイップ部３の悪影響防止機構等を設けなければならないので、通信装置５の構造が複雑となり、通信装置５の価格が高価になってしまうという問題が生じる。
【００１７】
また、図７に示す表面実装型アンテナ１０では、次に示すような問題が生じる。表面実装型アンテナ１０は、一般に、小さく、また、携帯機器の中に収納される。このため、上記したような伸縮可能タイプのアンテナ１が伸ばされている状態と比べると、使用する周波数帯域幅等のアンテナ特性が十分でないという欠点があった。
【００１８】
この発明は上記課題を解決するために成されたものであり、その目的は、通信装置の構造の簡易化を可能とし、しかも、アンテナ特性の向上を図ることができるアンテナ構造およびそのアンテナ構造を備えた通信装置を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明は次に示す構成をもって前記課題を解決する手段としている。すなわち、第１の発明のアンテナ構造は、誘電体基体に放射電極と該放射電極に外部からの給電電力を伝達する給電電極とが形成されて成る表面実装型アンテナと、該表面実装型アンテナが実装される実装基板のグランド電極に一端側が接続される線状アンテナとを有し、上記表面実装型アンテナと線状アンテナの上記グランド電極への接続部とは間隔を介して隣接配置されており、上記線状アンテナは、上記表面実装型アンテナの給電電極に供給された電力によって無給電にて励振される構成と成し、上記表面実装型アンテナと線状アンテナとの同時励振による両アンテナの合成された電波の指向性でもって信号送受信のアンテナ動作を行なう構成をもって前記課題を解決する手段としている。
【００２０】
第２の発明のアンテナ構造は、上記第１の発明の構成を備え、線状アンテナの電気長は動作波長の５分の１以上の長さであることを特徴として構成されている。
【００２１】
第３の発明のアンテナ構造は、上記第１又は第２の発明の構成を備え、線状アンテナは実装基板から突出する直線ワイヤ状の導体部を有して構成されていることを特徴として構成されている。
【００２２】
第４の発明のアンテナ構造は、上記第１又は第２の発明の構成を備え、線状アンテナは実装基板から突出する直線ワイヤ状の導体部と螺旋状の導体部とを有して構成されていることを特徴として構成されている。
【００２３】
第５の発明のアンテナ構造は、上記第３又は第４の発明の構成を備え、線状アンテナは、実装基板から突出している部位の長さが可変する伸縮可能タイプのアンテナであることを特徴として構成されている。
【００２４】
第６の発明のアンテナ構造は、上記第１〜第５の発明の何れか１つの発明の構成を備え、表面実装型アンテナの誘電体基体は比誘電率が３以上であることを特徴として構成されている。
【００２５】
第７の発明における通信装置は、上記第１〜第６の発明の何れか１つの発明のアンテナ構造を備えていることを特徴として構成されている。
【００２６】
第８の発明における通信装置は、上記第７の発明を構成する通信装置のケースにはグランド領域が形成されており、線状アンテナは上記ケースのグランド領域に接地されていることを特徴として構成されている。
【００２７】
上記構成の発明において、外部から表面実装型アンテナの給電電極に電力が供給された場合には、その電力は給電電極から放射電極に供給されると共に、線状アンテナにも伝達されることとなる。
【００２８】
つまり、表面実装型アンテナに供給された電力が上記線状アンテナに供給される構成である。このことから、線状アンテナは表面実装型アンテナに隣接配置すればよく、従来のような線状アンテナに電力を供給するための複雑な給電機構は不要であり、線状アンテナへの電力供給の機構を簡略化することができる。さらに、従来では設けることが必須であった整合回路を省略することができる。
【００２９】
上記のように、この発明では、アンテナへ電力を給電するための給電機構を簡略化することができたり、整合回路が不要となる等、通信装置の構造を簡単にすることができる。また、これにより、通信装置の低コスト化を図ることができる。さらに、表面実装型アンテナと線状アンテナを共に使用する構成であるので、アンテナ特性の向上を図ることが容易となる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明に係る実施形態例を図面に基づいて説明する。
【００３１】
図１には、この実施形態例において特徴的なアンテナ構造の主要構成部分が示されている。なお、この実施形態例の説明において、前記従来例と同一構成部分には同一符号を付し、その共通部分の重複説明は省略する。
【００３２】
この実施形態例におけるアンテナ構造は、図１に示すように、アンテナ（線状アンテナ）１と表面実装型アンテナ１０の２種のアンテナが実装基板である回路基板１８に配設されて成るものであり、最も特徴的なことは、上記アンテナ１が無給電アンテナと成していることと、アンテナ１が回路基板１８のグランド電極２１に導通接続されていることである。
【００３３】
以下、詳細を述べる。この実施形態例では、アンテナ１は直線ワイヤ状の金属導体部であるホイップ部３を有したものである。ホイップ部３を有したアンテナ１としては、図５に示すようなホイップ部３がケーシング２に内蔵されたものや、前記図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すようなホイップ部３とヘリカル部４がケーシング２に収容されたもの等、様々な形態のものがあり、この実施形態例では、その何れの形態のものでもよい。
【００３４】
この実施形態例では、上記アンテナ１のホイップ部３の端部が前記図７に示すような表面実装型アンテナ１０に隣接して回路基板１８に固定されており、上記アンテナ１は、回路基板１８から突出している部位の長さが可変しないものである。また、この実施形態例では、上記ホイップ部３の端部はグランド電極２１に導通接続されている。
【００３５】
上記表面実装型アンテナ１０は、図７に示すように、誘電体基体１１に放射電極１２と給電電極１３等が形成されているものである。この実施形態例では、表面実装型アンテナ１０の誘電体基体１１はセラミックスや樹脂等により構成され、その比誘電率は３以上となっている。
【００３６】
この実施形態例では、図１に示すように、回路基板１８にはグランド電極２１が形成されているグランド領域と、グランド電極２１が形成されていない非グランド領域１８ａとが形成されており、表面実装型アンテナ１０は上記非グランド領域１８ａに実装されている。
【００３７】
上記表面実装型アンテナ１０は回路基板１８に実装されることにより、この表面実装型アンテナ１０の給電電極１３が回路基板１８の信号源２０と導通接続され、信号源２０から信号（電力）が給電電極１３に直接的に供給される。
【００３８】
これに対して、上記アンテナ１は上記信号源２０とは導通接続されておらず、信号源２０から出力された信号は表面実装型アンテナ１０を介してアンテナ１に供給される。つまり、上記表面実装型アンテナ１０の給電電極１３に信号源２０から信号が供給されると、その電力は放射電極１２に供給されると共に、給電電極１３からの励振によりアンテナ１のホイップ部３に伝達される。このように、この実施形態例では、上記アンテナ１は無給電アンテナと成しており、表面実装型アンテナ１０を介して電力が供給されることにより、アンテナとして動作することができる。
【００３９】
ところで、本発明者は、図１に示すようにアンテナ１および表面実装型アンテナ１０を回路基板１８に配設した場合に、そのアンテナ１と表面実装型アンテナ１０から成るアンテナの電波の指向性が、上記アンテナ１の電気長に応じて、どのように変化するのかを調べた。その実験結果が図２（ａ）〜（ｆ）、図３（ａ）〜（ｆ）に示されている。なお、上記実験では、アンテナ１の電気長以外の条件は全て等しい状態で行われたものである。
【００４０】
上記図２（ａ）はアンテナ１が設けられておらず、表面実装型アンテナ１０のみが設けられている場合である。また、動作波長をλとした場合、図２（ｂ）はアンテナ１の電気長が０．０５λの場合であり、図２（ｃ）はアンテナ１の電気長が０．１０λの場合である。図２（ｄ）はアンテナ１の電気長が０．１５λの場合であり、図２（ｅ）はアンテナ１の電気長が０．２０λの場合であり、図２（ｆ）はアンテナ１の電気長が０．２５λの場合である。
【００４１】
上記図３（ａ）はアンテナ１の電気長が０．３０λの場合であり、図３（ｂ）はアンテナ１の電気長が０．３５λの場合であり、図３（ｃ）はアンテナ１の電気長０．４０λの場合である。図３（ｄ）はアンテナ１の電気長が０．４５λの場合であり、図３（ｅ）はアンテナ１の電気長が０．５０λの場合であり、図３（ｆ）はアンテナ１の電気長が０．５５λの場合である。
【００４２】
図２（ａ）〜（ｆ）、図３（ａ）〜（ｆ）に示されるように、アンテナ１の電気長によって、電波の指向性が異なることが分かる。このことから、この実施形態例では、仕様等により予め定められている所望の電波の指向性が得られる電気長でもってアンテナ１が形成されている。
【００４３】
この実施形態例に示すアンテナ構造は上記のように構成されている。次に、この実施形態例に示すアンテナ構造を備えた通信装置の一例を図４に示す。この図４に示す通信装置５は携帯型電話機であり、この通信装置５のケース６内には回路基板１８が内蔵されている。この回路基板１８に上記の如くアンテナ１および表面実装型アンテナ１０が配設されて、この実施形態例において特徴的なアンテナ構造が形成されている。
【００４４】
上記回路基板１８には信号源である送信回路２５および受信回路２６と、切り換え回路２７とが形成されており、上記表面実装型アンテナ１０は上記送信回路２５および受信回路２６に上記切り換え回路２７を介して導通接続されている。この通信装置５においては、上記切り換え回路２７の切り換え動作によって、信号の送受信動作が円滑に行われるものである。
【００４５】
この実施形態例によれば、アンテナ１と表面実装型アンテナ１０の２種のアンテナを用い、アンテナ１には表面実装型アンテナ１０を介して電力が供給される構成である。このような構成とすることにより、上記アンテナ１の電気長を変化させることで、電波の指向性を今までになく様々に変化させることが可能であり、所望の電波の指向性を得ることが容易になる。
【００４６】
特に、アンテナ１の電気長が動作波長の１／５以上である場合には、アンテナ１と表面実装型アンテナ１０の２種のアンテナを用いた場合にのみ得られる特有な電波の指向性を得ることができる。例えば、図２（ｆ）に示すように、アンテナ１の電気長が動作波長の約１／４である場合には、電気長が動作波長の約１／４であるのにも拘わらず、アンテナの指向性は、電気長が動作波長の約１／２である場合と同様の指向性を示す。
【００４７】
このように、この実施形態例に示したアンテナ構造は、今までに無い画期的なアンテナ構造である。
【００４８】
また、この実施形態例では、上記のように、アンテナ１の電気長が動作波長の約１／４であるのにも拘わらず、アンテナ１および表面実装型アンテナ１０から成るアンテナの指向性は、電気長が動作波長の約１／２である場合と同様の指向性を示すという特有な特性を有するものである。これにより、アンテナ１の短縮化を図りながら、所望の指向性を得ることができる。
【００４９】
さらに、この実施形態例では、表面実装型アンテナ１０を構成する誘電体基体１１は比誘電率が３以上であるので、表面実装型アンテナ１０における放射電極１２の開放端１２ａとグランド電極１５間の容量結合が強くなる。このことにより、アンテナの利得が向上し、アンテナ特性をより向上させることができる。
【００５０】
この実施形態例では、アンテナ１は無給電アンテナであるので、整合回路が不要となる上に、アンテナ１に電力を供給するための複雑な給電機構も不要である。このことから、この実施形態例に示すアンテナ構造を備えた通信装置５の構造の簡略化を図ることができ、このことにより、通信装置５の低コスト化を図ることができる。
【００５１】
さらに、従来では、給電回路からアンテナ１に電力が直接的に供給される構成であるために、上記給電回路の配設位置等によって、アンテナ１の取り付け位置がほぼ定まってしまったが、この実施形態例では、アンテナ１はグランド電極２１に接地する構成であるので、給電回路の配設位置等に規制されることなく、アンテナ１を配設することができ、アンテナ１を取り付けることが可能な領域を拡大することができ、通信装置５の設計の自由度を向上させることができる。
【００５２】
なお、この発明は上記実施形態例に限定されるものではなく、様々な実施の形態を採り得る。例えば、上記実施形態例では、アンテナ１は回路基板１８にホイップ部３の端部が固定されており、回路基板１８から突出している部位の長さが可変しないタイプのものであったが、アンテナ１を伸縮可能タイプのアンテナとしてもよい。つまり、回路基板１８からの突出している部位の長さ（換言すれば、通信装置５のケース６から突出している部位の長さ）が可変するアンテナとしてもよい。この場合には、アンテナ１は、ケース６から伸長されている状態と、ケース６内に収納されている状態とのどちらの状態でも、回路基板１８のグランド電極２１に導通接続されるように回路基板１８に取り付けられる。
【００５３】
このように伸縮可能タイプのアンテナ１が設けられる場合には、アンテナ１が伸長している状態では、アンテナ１と表面実装型アンテナ１０によりアンテナ動作が行われ、アンテナ１が収納されている状態では、アンテナ１はアンテナとして殆ど動作せず、表面実装型アンテナ１０のみがアンテナとして動作することとなる。
【００５４】
上記のように、アンテナ１が伸縮可能タイプのアンテナである場合には、上記実施形態例と同様の効果を奏することができる上に、次に示すような効果を得ることができる。従来においては、伸縮可能なタイプのアンテナ１が備えられている通信装置５では、アンテナ１の収納状態時に、ケース６内に収納されている部分が通信装置５の回路に悪影響を及ぼさないための機構が設けられている。
【００５５】
これに対して、この実施形態例では、アンテナ１はグランド電極２１に接地されているので、ケース６内に収容されたアンテナ１が通信装置５の回路に悪影響を及ぼすことは殆ど無く、上記のような収納時のアンテナ１の悪影響を防止するための機構を設けなくとも済む。このことから、通信装置５の構造の簡略化を図ることができる。
【００５６】
さらに、上記実施形態例では、アンテナ１は回路基板１８のグランド電極２１に接地されていたが、通信装置５のケース６にグランド領域が設けられている場合には、ケース６のグランド領域にアンテナ１を接地するようにしてもよい。また、アンテナ１はグランド電極２１やケース６のグランド領域に接地するのではなく、例えば、回路基板１８の非グランド領域１８ａや通信装置５のケース６の絶縁部に接続してもよい。
【００５７】
さらに、上記実施形態例では、表面実装型アンテナ１０は回路基板１８の非グランド領域１８ａに実装されていたが、回路基板１８のグランド電極２１上にグランド実装してもよい。
【００５８】
さらに、上記実施形態例では、表面実装型アンテナ１０の誘電体基体１１は比誘電率が３以上であったが、例えば、誘電体基体１１の比誘電率が３未満であっても、利得等のアンテナ特性が満足できる場合等には、誘電体基体１１の比誘電率を３未満としてもよい。
【００５９】
さらに、上記実施形態例では、該実施形態例において特徴的なアンテナ構造を携帯型電話機に内蔵する例を示したが、この発明において特徴的な構成を備えたアンテナ構造は携帯型電話機に限定されることなく、様々な通信装置に内蔵させることができる。
【００６０】
さらに、上記実施形態例では、アンテナ１は直線ワイヤ状のホイップ部３を有するものであったが、アンテナ１はホイップ部３を備えず、螺旋状の導体部であるヘリカル部４のみにより構成してもよい。さらに、アンテナ１をヘリカル部４のみで構成する場合には、螺旋巻のピッチが互いに異なる複数のヘリカル部４によりアンテナ１を構成してもよい。
【００６１】
さらに、上記実施形態例では、アンテナ１はワイヤ状のものであったが、例えば、アンテナ１は、回路基板１８に導電材料が例えば成膜技術によって形成されて成るアンテナとしてもよい。
【００６２】
さらに、上記実施形態例では、表面実装型アンテナ１０は図７に示す形態を備えていたが、表面実装型アンテナ１０は誘電体基体１１に放射電極１２と給電電極１３が形成された構成であればよく、図７に示す形態に限定されるものではない。
【００６３】
【発明の効果】
本発明によれば、表面実装型アンテナと線状アンテナとの２種のアンテナを実装基板に配設し、線状アンテナには表面実装型アンテナを介して電力を供給する構成とした。これにより、線状アンテナの電気長に応じて、アンテナの指向性が今までになく様々に変化することとなり、線状アンテナの電気長を適宜設定することによって、所望のアンテナの指向性を容易に得ることができるという画期的なアンテナ構造を得ることができる。また、上記のように、表面実装型アンテナと線状アンテナの２種のアンテナを用いているので、アンテナ特性の向上を図ることが容易である。
【００６４】
さらに、線状アンテナは無給電アンテナと成しているので、線状アンテナには整合回路を設ける必要が無く、また、線状アンテナに電力を供給するための複雑な給電機構を設けなくて済む。このことから、アンテナ構造およびそのアンテナ構造を備えた通信装置の簡略化を図ることができる。このことにより、安価なアンテナ構造や通信装置を提供することができることとなる。
【００６５】
さらに、線状アンテナを、実装基板のグランド電極や、通信装置のケースのグランド領域に接地する構成とすることにより、従来よりも、線状アンテナの実装基板への取り付け可能な領域が拡大し、このことにより、通信装置の設計の自由度を向上させることができる。
【００６６】
線状アンテナの電気長が動作波長の５分の１以上であるものにあっては、例えば、線状アンテナの電気長が動作波長の約４分の１であるのにも拘わらず、電気長が動作波長の２分の１である場合と同様の指向性を示すというように、この発明のアンテナ構造において特有なアンテナ特性を有することができる。また、従来よりも、線状アンテナの電気長の短縮化を図りつつ、所望の電波の指向性を得ることができる。
【００６７】
線状アンテナが直線ワイヤ状の導体部を有しているものや、線状アンテナが直線ワイヤ状の導体部と螺旋状の導体部を有しているものにあっては、線状アンテナの構造が簡単であり、そのような簡単な構造でもって上記のような優れた効果を奏することができる。
【００６８】
線状アンテナが伸縮可能タイプである場合には、従来では線状アンテナに電力を給電するための給電機構が非常に複雑であったが、この発明では、線状アンテナは無給電線状アンテナであるために、そのような複雑な給電機構を設けなくて済み、通信装置の構造の大幅な簡略化を図ることができる。
【００６９】
表面実装型アンテナの誘電体が比誘電率が３以上であるものにあっては、表面実装型アンテナの利得を向上させることができ、より一層アンテナ特性に優れたアンテナ構造および通信装置を提供することができる。
【００７０】
この発明において特徴的なアンテナ構造を備えた通信装置にあっては、アンテナ特性の信頼性を飛躍的に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態例において特徴的な構成部分を示す説明図である。
【図２】本実施形態例のアンテナ構造において線状アンテナの電気長に応じた電波の指向性を示す説明図である。
【図３】図２に引き続き、本実施形態例のアンテナ構造において線状アンテナの電気長に応じた電波の指向性を示す説明図である。
【図４】本実施形態例のアンテナ構造を備えた通信装置の一例を示すモデル図である。
【図５】直線ワイヤ状の導体部を備えた線状アンテナの構成例を示す説明図である。
【図６】直線ワイヤ状の導体部と螺旋状の導体部を備えた線状アンテナの構成例を示す説明図である。
【図７】表面実装型アンテナの構成例を示す説明図である。
【図８】図７に示す表面実装型アンテナを実装基板に実装する際の実装例を示す説明図である。
【符号の説明】
１ アンテナ
３ ホイップ部
４ ヘリカル部
５ 通信装置
６ ケース
１０ 表面実装型アンテナ
１１ 誘電体基体
１２ 放射電極
１３ 給電電極
１８ 回路基板
２１ グランド電極
【発明が属する技術分野】
本発明は、携帯型電話機等に内蔵されるアンテナ構造およびそのアンテナ構造を備えた通信装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＰＨＳ等の携帯型電話機のアンテナとしては、主に、図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すようなアンテナ１や図７に示すような表面実装型アンテナ１０が用いられている。図６（ａ）に示すアンテナ１は樹脂等のケーシング２内に直線ワイヤ状の金属導体部であるホイップ部３と螺旋状の金属導体部であるヘリカル部４とが内蔵されて成るものであり、上記ホイップ部３とヘリカル部４は切断されている。図６（ｂ）に示すアンテナ１は、上記図６（ａ）のアンテナ１とほぼ同様な構造を持つものであるが、ホイップ部３とヘリカル部４を接続させている点が上記図６（ａ）のアンテナ１と異なる。
【０００３】
また、図６（ｃ）に示すアンテナ１は、ヘリカル部４の中心領域にホイップ部３が挿通されて成るものであり、ヘリカル部４はホイップ部３に電磁結合する。上記図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す各アンテナ１は、通信装置（携帯型電話機）５のケース６よりも外側に突出され、その突出している長さが可変する伸縮可能タイプのアンテナである。
【０００４】
通信装置５には、図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、整合回路７と接触ピン８を有する給電回路９と、信号源２０とを有しており、上記各アンテナ１は、上記信号源２０の信号（電力）が給電回路９を介して供給されることによって、アンテナとして動作する。
【０００５】
図７に示す表面実装型アンテナ１０は誘電体基体１１を有し、この誘電体基体１１の表面には放射電極１２と給電電極１３とグランド電極１４，１５と接続用電極１６（１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ，１６ｅ）が形成されている。つまり、図７に示すように、誘電体基体１１の側面１１ａには放射電極１２が誘電体基体１１の後端面１１ｂから前端面１１ｄに向かう方向にライン状に形成され、この放射電極１２の両端部はそれぞれ誘電体基体１１の上面１１ｅに回り込み、側面１１ｃに向かう方向に形成されている。
【０００６】
誘電体基体１１の側面１１ｃには給電電極１３とグランド電極１４，１５が形成されている。上記給電電極１３は側面１１ｃから上面１１ｅに掛けて形成されている。また、上記グランド電極１４は前記誘電体基体１１の底面１１ｆから上面１１ｅに向かう方向にライン状に形成されており、上面１１ｅにおける後端側の放射電極１２に導通接続されている。さらに、グランド電極１５は誘電体基体１１の側面１１ｃから上面１１ｅに掛けて形成されており、このグランド電極１５の端部は上記放射電極１２の開放端１２ａに間隔を介して対向配置されている。
【０００７】
誘電体基体１１の底面１１ｆには接続用電極１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ，１６ｅが形成されており、それら接続用電極１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ，１６ｅはそれぞれ放射電極１２の前端部、後端部、グランド電極１４、給電電極１３、グランド電極１５に導通接続されている。
【０００８】
上記図７に示す表面実装型アンテナ１０は、例えば、図８に示すように、通信装置５の回路基板１８に半田等を用いて実装される。つまり、図８に示す例では、回路基板１８にはグランド電極２１が形成されるグランド領域と、グランド電極２１が形成されていない非グランド領域１８ａとが形成されており、この非グランド領域１８ａに上記表面実装型アンテナ１０が実装されている。
【０００９】
上記回路基板１８には信号源２０が設けられており、表面実装型アンテナ１０を回路基板１８に実装することで、表面実装型アンテナ１０の給電電極１３は信号源２０に接続用導体パターン１９を介して導通接続される。
【００１０】
このように、表面実装型アンテナ１０が回路基板１８に実装されている状態で、信号源２０から上記表面実装型アンテナ１０の給電電極１３に高周波の信号（電力）が供給されると、この給電電極１３に供給された信号は放射電極１２に容量結合により伝達される。これにより、放射電極１２は、該放射電極１２自身のインダクタンス成分と、開放端１２ａとグランド電極１５間の静電容量とに基づいた共振状態となり、その共振のエネルギーの一部が電波として空間に放射される。
【００１１】
図７に示す放射電極１２は一方側の端部が開放端１２ａと成し、他方側の端部がグランド電極１４に導通接続された接地端と成している。このような形態の放射電極１２では動作波長の約１／４波長の共振状態となる。このため、放射電極１２に流れる電流は、図７の矢印Ａに示すように、誘電体基体１１の前端面１１ｄから後端面１１ｂに向かう方向に流れる。このことにより、表面実装型アンテナ１０によって送受信される電波は、図８に示すように、その電界成分ベクトルＥが座標のＺ方向に伝播するものである。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
前記図６（ａ）、（ｂ）に示すアンテナ１は、通常、ホイップ部３とヘリカル部４が共に通信装置５のケース６から突出している伸長状態と、上記ホイップ部３がケース６内に収納され、ヘリカル部４がケース６から突出している収納状態とを採り得る。
【００１３】
このような図６（ａ）、（ｂ）に示すアンテナ１を備えた通信装置５では、上記アンテナ１の伸長状態時にはホイップ部３に給電し、収納状態時にはヘリカル部４に給電しなければならず、アンテナ１へ電力を給電するための機構は複雑になってしまうという問題がある。また、上記のように、上記アンテナ１の伸長状態時と収納状態時とでは給電の状態が異なるので、伸長状態時と収納状態時とのアンテナ１のインピーダンスが異なる。このことにより、伸長状態時と収納状態時のどちらでも良好な通信を行うためには、整合回路を設け該整合回路によって、上記伸長状態時と収納状態時におけるアンテナ１のインピーダンスを整合しなければならない。
【００１４】
さらに、図６の（ｂ）に示すアンテナ１では収納状態であるときにもホイップ部３に電流が通電することから、ケース６内に収容されているホイップ部３が通信装置５の回路に悪影響を及ぼす虞がある。このことにより、そのホイップ部３に因る通信装置５の回路への悪影響を防止するための複雑な機構が必要となるという問題がある。
【００１５】
図６（ｃ）に示すアンテナ１はホイップ部３の固定機構にヘリカル部４との電磁結合部が複合するため、通信装置５の構造が複雑となり、通信装置５の価格が高価なものとなってしまうという問題が生じる。
【００１６】
上記のように、従来のアンテナ１では、通信装置５に、複雑な給電機構や、整合回路や、上記アンテナ１の収納状態時におけるホイップ部３の悪影響防止機構等を設けなければならないので、通信装置５の構造が複雑となり、通信装置５の価格が高価になってしまうという問題が生じる。
【００１７】
また、図７に示す表面実装型アンテナ１０では、次に示すような問題が生じる。表面実装型アンテナ１０は、一般に、小さく、また、携帯機器の中に収納される。このため、上記したような伸縮可能タイプのアンテナ１が伸ばされている状態と比べると、使用する周波数帯域幅等のアンテナ特性が十分でないという欠点があった。
【００１８】
この発明は上記課題を解決するために成されたものであり、その目的は、通信装置の構造の簡易化を可能とし、しかも、アンテナ特性の向上を図ることができるアンテナ構造およびそのアンテナ構造を備えた通信装置を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明は次に示す構成をもって前記課題を解決する手段としている。すなわち、第１の発明のアンテナ構造は、誘電体基体に放射電極と該放射電極に外部からの給電電力を伝達する給電電極とが形成されて成る表面実装型アンテナと、該表面実装型アンテナが実装される実装基板のグランド電極に一端側が接続される線状アンテナとを有し、上記表面実装型アンテナと線状アンテナの上記グランド電極への接続部とは間隔を介して隣接配置されており、上記線状アンテナは、上記表面実装型アンテナの給電電極に供給された電力によって無給電にて励振される構成と成し、上記表面実装型アンテナと線状アンテナとの同時励振による両アンテナの合成された電波の指向性でもって信号送受信のアンテナ動作を行なう構成をもって前記課題を解決する手段としている。
【００２０】
第２の発明のアンテナ構造は、上記第１の発明の構成を備え、線状アンテナの電気長は動作波長の５分の１以上の長さであることを特徴として構成されている。
【００２１】
第３の発明のアンテナ構造は、上記第１又は第２の発明の構成を備え、線状アンテナは実装基板から突出する直線ワイヤ状の導体部を有して構成されていることを特徴として構成されている。
【００２２】
第４の発明のアンテナ構造は、上記第１又は第２の発明の構成を備え、線状アンテナは実装基板から突出する直線ワイヤ状の導体部と螺旋状の導体部とを有して構成されていることを特徴として構成されている。
【００２３】
第５の発明のアンテナ構造は、上記第３又は第４の発明の構成を備え、線状アンテナは、実装基板から突出している部位の長さが可変する伸縮可能タイプのアンテナであることを特徴として構成されている。
【００２４】
第６の発明のアンテナ構造は、上記第１〜第５の発明の何れか１つの発明の構成を備え、表面実装型アンテナの誘電体基体は比誘電率が３以上であることを特徴として構成されている。
【００２５】
第７の発明における通信装置は、上記第１〜第６の発明の何れか１つの発明のアンテナ構造を備えていることを特徴として構成されている。
【００２６】
第８の発明における通信装置は、上記第７の発明を構成する通信装置のケースにはグランド領域が形成されており、線状アンテナは上記ケースのグランド領域に接地されていることを特徴として構成されている。
【００２７】
上記構成の発明において、外部から表面実装型アンテナの給電電極に電力が供給された場合には、その電力は給電電極から放射電極に供給されると共に、線状アンテナにも伝達されることとなる。
【００２８】
つまり、表面実装型アンテナに供給された電力が上記線状アンテナに供給される構成である。このことから、線状アンテナは表面実装型アンテナに隣接配置すればよく、従来のような線状アンテナに電力を供給するための複雑な給電機構は不要であり、線状アンテナへの電力供給の機構を簡略化することができる。さらに、従来では設けることが必須であった整合回路を省略することができる。
【００２９】
上記のように、この発明では、アンテナへ電力を給電するための給電機構を簡略化することができたり、整合回路が不要となる等、通信装置の構造を簡単にすることができる。また、これにより、通信装置の低コスト化を図ることができる。さらに、表面実装型アンテナと線状アンテナを共に使用する構成であるので、アンテナ特性の向上を図ることが容易となる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明に係る実施形態例を図面に基づいて説明する。
【００３１】
図１には、この実施形態例において特徴的なアンテナ構造の主要構成部分が示されている。なお、この実施形態例の説明において、前記従来例と同一構成部分には同一符号を付し、その共通部分の重複説明は省略する。
【００３２】
この実施形態例におけるアンテナ構造は、図１に示すように、アンテナ（線状アンテナ）１と表面実装型アンテナ１０の２種のアンテナが実装基板である回路基板１８に配設されて成るものであり、最も特徴的なことは、上記アンテナ１が無給電アンテナと成していることと、アンテナ１が回路基板１８のグランド電極２１に導通接続されていることである。
【００３３】
以下、詳細を述べる。この実施形態例では、アンテナ１は直線ワイヤ状の金属導体部であるホイップ部３を有したものである。ホイップ部３を有したアンテナ１としては、図５に示すようなホイップ部３がケーシング２に内蔵されたものや、前記図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すようなホイップ部３とヘリカル部４がケーシング２に収容されたもの等、様々な形態のものがあり、この実施形態例では、その何れの形態のものでもよい。
【００３４】
この実施形態例では、上記アンテナ１のホイップ部３の端部が前記図７に示すような表面実装型アンテナ１０に隣接して回路基板１８に固定されており、上記アンテナ１は、回路基板１８から突出している部位の長さが可変しないものである。また、この実施形態例では、上記ホイップ部３の端部はグランド電極２１に導通接続されている。
【００３５】
上記表面実装型アンテナ１０は、図７に示すように、誘電体基体１１に放射電極１２と給電電極１３等が形成されているものである。この実施形態例では、表面実装型アンテナ１０の誘電体基体１１はセラミックスや樹脂等により構成され、その比誘電率は３以上となっている。
【００３６】
この実施形態例では、図１に示すように、回路基板１８にはグランド電極２１が形成されているグランド領域と、グランド電極２１が形成されていない非グランド領域１８ａとが形成されており、表面実装型アンテナ１０は上記非グランド領域１８ａに実装されている。
【００３７】
上記表面実装型アンテナ１０は回路基板１８に実装されることにより、この表面実装型アンテナ１０の給電電極１３が回路基板１８の信号源２０と導通接続され、信号源２０から信号（電力）が給電電極１３に直接的に供給される。
【００３８】
これに対して、上記アンテナ１は上記信号源２０とは導通接続されておらず、信号源２０から出力された信号は表面実装型アンテナ１０を介してアンテナ１に供給される。つまり、上記表面実装型アンテナ１０の給電電極１３に信号源２０から信号が供給されると、その電力は放射電極１２に供給されると共に、給電電極１３からの励振によりアンテナ１のホイップ部３に伝達される。このように、この実施形態例では、上記アンテナ１は無給電アンテナと成しており、表面実装型アンテナ１０を介して電力が供給されることにより、アンテナとして動作することができる。
【００３９】
ところで、本発明者は、図１に示すようにアンテナ１および表面実装型アンテナ１０を回路基板１８に配設した場合に、そのアンテナ１と表面実装型アンテナ１０から成るアンテナの電波の指向性が、上記アンテナ１の電気長に応じて、どのように変化するのかを調べた。その実験結果が図２（ａ）〜（ｆ）、図３（ａ）〜（ｆ）に示されている。なお、上記実験では、アンテナ１の電気長以外の条件は全て等しい状態で行われたものである。
【００４０】
上記図２（ａ）はアンテナ１が設けられておらず、表面実装型アンテナ１０のみが設けられている場合である。また、動作波長をλとした場合、図２（ｂ）はアンテナ１の電気長が０．０５λの場合であり、図２（ｃ）はアンテナ１の電気長が０．１０λの場合である。図２（ｄ）はアンテナ１の電気長が０．１５λの場合であり、図２（ｅ）はアンテナ１の電気長が０．２０λの場合であり、図２（ｆ）はアンテナ１の電気長が０．２５λの場合である。
【００４１】
上記図３（ａ）はアンテナ１の電気長が０．３０λの場合であり、図３（ｂ）はアンテナ１の電気長が０．３５λの場合であり、図３（ｃ）はアンテナ１の電気長０．４０λの場合である。図３（ｄ）はアンテナ１の電気長が０．４５λの場合であり、図３（ｅ）はアンテナ１の電気長が０．５０λの場合であり、図３（ｆ）はアンテナ１の電気長が０．５５λの場合である。
【００４２】
図２（ａ）〜（ｆ）、図３（ａ）〜（ｆ）に示されるように、アンテナ１の電気長によって、電波の指向性が異なることが分かる。このことから、この実施形態例では、仕様等により予め定められている所望の電波の指向性が得られる電気長でもってアンテナ１が形成されている。
【００４３】
この実施形態例に示すアンテナ構造は上記のように構成されている。次に、この実施形態例に示すアンテナ構造を備えた通信装置の一例を図４に示す。この図４に示す通信装置５は携帯型電話機であり、この通信装置５のケース６内には回路基板１８が内蔵されている。この回路基板１８に上記の如くアンテナ１および表面実装型アンテナ１０が配設されて、この実施形態例において特徴的なアンテナ構造が形成されている。
【００４４】
上記回路基板１８には信号源である送信回路２５および受信回路２６と、切り換え回路２７とが形成されており、上記表面実装型アンテナ１０は上記送信回路２５および受信回路２６に上記切り換え回路２７を介して導通接続されている。この通信装置５においては、上記切り換え回路２７の切り換え動作によって、信号の送受信動作が円滑に行われるものである。
【００４５】
この実施形態例によれば、アンテナ１と表面実装型アンテナ１０の２種のアンテナを用い、アンテナ１には表面実装型アンテナ１０を介して電力が供給される構成である。このような構成とすることにより、上記アンテナ１の電気長を変化させることで、電波の指向性を今までになく様々に変化させることが可能であり、所望の電波の指向性を得ることが容易になる。
【００４６】
特に、アンテナ１の電気長が動作波長の１／５以上である場合には、アンテナ１と表面実装型アンテナ１０の２種のアンテナを用いた場合にのみ得られる特有な電波の指向性を得ることができる。例えば、図２（ｆ）に示すように、アンテナ１の電気長が動作波長の約１／４である場合には、電気長が動作波長の約１／４であるのにも拘わらず、アンテナの指向性は、電気長が動作波長の約１／２である場合と同様の指向性を示す。
【００４７】
このように、この実施形態例に示したアンテナ構造は、今までに無い画期的なアンテナ構造である。
【００４８】
また、この実施形態例では、上記のように、アンテナ１の電気長が動作波長の約１／４であるのにも拘わらず、アンテナ１および表面実装型アンテナ１０から成るアンテナの指向性は、電気長が動作波長の約１／２である場合と同様の指向性を示すという特有な特性を有するものである。これにより、アンテナ１の短縮化を図りながら、所望の指向性を得ることができる。
【００４９】
さらに、この実施形態例では、表面実装型アンテナ１０を構成する誘電体基体１１は比誘電率が３以上であるので、表面実装型アンテナ１０における放射電極１２の開放端１２ａとグランド電極１５間の容量結合が強くなる。このことにより、アンテナの利得が向上し、アンテナ特性をより向上させることができる。
【００５０】
この実施形態例では、アンテナ１は無給電アンテナであるので、整合回路が不要となる上に、アンテナ１に電力を供給するための複雑な給電機構も不要である。このことから、この実施形態例に示すアンテナ構造を備えた通信装置５の構造の簡略化を図ることができ、このことにより、通信装置５の低コスト化を図ることができる。
【００５１】
さらに、従来では、給電回路からアンテナ１に電力が直接的に供給される構成であるために、上記給電回路の配設位置等によって、アンテナ１の取り付け位置がほぼ定まってしまったが、この実施形態例では、アンテナ１はグランド電極２１に接地する構成であるので、給電回路の配設位置等に規制されることなく、アンテナ１を配設することができ、アンテナ１を取り付けることが可能な領域を拡大することができ、通信装置５の設計の自由度を向上させることができる。
【００５２】
なお、この発明は上記実施形態例に限定されるものではなく、様々な実施の形態を採り得る。例えば、上記実施形態例では、アンテナ１は回路基板１８にホイップ部３の端部が固定されており、回路基板１８から突出している部位の長さが可変しないタイプのものであったが、アンテナ１を伸縮可能タイプのアンテナとしてもよい。つまり、回路基板１８からの突出している部位の長さ（換言すれば、通信装置５のケース６から突出している部位の長さ）が可変するアンテナとしてもよい。この場合には、アンテナ１は、ケース６から伸長されている状態と、ケース６内に収納されている状態とのどちらの状態でも、回路基板１８のグランド電極２１に導通接続されるように回路基板１８に取り付けられる。
【００５３】
このように伸縮可能タイプのアンテナ１が設けられる場合には、アンテナ１が伸長している状態では、アンテナ１と表面実装型アンテナ１０によりアンテナ動作が行われ、アンテナ１が収納されている状態では、アンテナ１はアンテナとして殆ど動作せず、表面実装型アンテナ１０のみがアンテナとして動作することとなる。
【００５４】
上記のように、アンテナ１が伸縮可能タイプのアンテナである場合には、上記実施形態例と同様の効果を奏することができる上に、次に示すような効果を得ることができる。従来においては、伸縮可能なタイプのアンテナ１が備えられている通信装置５では、アンテナ１の収納状態時に、ケース６内に収納されている部分が通信装置５の回路に悪影響を及ぼさないための機構が設けられている。
【００５５】
これに対して、この実施形態例では、アンテナ１はグランド電極２１に接地されているので、ケース６内に収容されたアンテナ１が通信装置５の回路に悪影響を及ぼすことは殆ど無く、上記のような収納時のアンテナ１の悪影響を防止するための機構を設けなくとも済む。このことから、通信装置５の構造の簡略化を図ることができる。
【００５６】
さらに、上記実施形態例では、アンテナ１は回路基板１８のグランド電極２１に接地されていたが、通信装置５のケース６にグランド領域が設けられている場合には、ケース６のグランド領域にアンテナ１を接地するようにしてもよい。また、アンテナ１はグランド電極２１やケース６のグランド領域に接地するのではなく、例えば、回路基板１８の非グランド領域１８ａや通信装置５のケース６の絶縁部に接続してもよい。
【００５７】
さらに、上記実施形態例では、表面実装型アンテナ１０は回路基板１８の非グランド領域１８ａに実装されていたが、回路基板１８のグランド電極２１上にグランド実装してもよい。
【００５８】
さらに、上記実施形態例では、表面実装型アンテナ１０の誘電体基体１１は比誘電率が３以上であったが、例えば、誘電体基体１１の比誘電率が３未満であっても、利得等のアンテナ特性が満足できる場合等には、誘電体基体１１の比誘電率を３未満としてもよい。
【００５９】
さらに、上記実施形態例では、該実施形態例において特徴的なアンテナ構造を携帯型電話機に内蔵する例を示したが、この発明において特徴的な構成を備えたアンテナ構造は携帯型電話機に限定されることなく、様々な通信装置に内蔵させることができる。
【００６０】
さらに、上記実施形態例では、アンテナ１は直線ワイヤ状のホイップ部３を有するものであったが、アンテナ１はホイップ部３を備えず、螺旋状の導体部であるヘリカル部４のみにより構成してもよい。さらに、アンテナ１をヘリカル部４のみで構成する場合には、螺旋巻のピッチが互いに異なる複数のヘリカル部４によりアンテナ１を構成してもよい。
【００６１】
さらに、上記実施形態例では、アンテナ１はワイヤ状のものであったが、例えば、アンテナ１は、回路基板１８に導電材料が例えば成膜技術によって形成されて成るアンテナとしてもよい。
【００６２】
さらに、上記実施形態例では、表面実装型アンテナ１０は図７に示す形態を備えていたが、表面実装型アンテナ１０は誘電体基体１１に放射電極１２と給電電極１３が形成された構成であればよく、図７に示す形態に限定されるものではない。
【００６３】
【発明の効果】
本発明によれば、表面実装型アンテナと線状アンテナとの２種のアンテナを実装基板に配設し、線状アンテナには表面実装型アンテナを介して電力を供給する構成とした。これにより、線状アンテナの電気長に応じて、アンテナの指向性が今までになく様々に変化することとなり、線状アンテナの電気長を適宜設定することによって、所望のアンテナの指向性を容易に得ることができるという画期的なアンテナ構造を得ることができる。また、上記のように、表面実装型アンテナと線状アンテナの２種のアンテナを用いているので、アンテナ特性の向上を図ることが容易である。
【００６４】
さらに、線状アンテナは無給電アンテナと成しているので、線状アンテナには整合回路を設ける必要が無く、また、線状アンテナに電力を供給するための複雑な給電機構を設けなくて済む。このことから、アンテナ構造およびそのアンテナ構造を備えた通信装置の簡略化を図ることができる。このことにより、安価なアンテナ構造や通信装置を提供することができることとなる。
【００６５】
さらに、線状アンテナを、実装基板のグランド電極や、通信装置のケースのグランド領域に接地する構成とすることにより、従来よりも、線状アンテナの実装基板への取り付け可能な領域が拡大し、このことにより、通信装置の設計の自由度を向上させることができる。
【００６６】
線状アンテナの電気長が動作波長の５分の１以上であるものにあっては、例えば、線状アンテナの電気長が動作波長の約４分の１であるのにも拘わらず、電気長が動作波長の２分の１である場合と同様の指向性を示すというように、この発明のアンテナ構造において特有なアンテナ特性を有することができる。また、従来よりも、線状アンテナの電気長の短縮化を図りつつ、所望の電波の指向性を得ることができる。
【００６７】
線状アンテナが直線ワイヤ状の導体部を有しているものや、線状アンテナが直線ワイヤ状の導体部と螺旋状の導体部を有しているものにあっては、線状アンテナの構造が簡単であり、そのような簡単な構造でもって上記のような優れた効果を奏することができる。
【００６８】
線状アンテナが伸縮可能タイプである場合には、従来では線状アンテナに電力を給電するための給電機構が非常に複雑であったが、この発明では、線状アンテナは無給電線状アンテナであるために、そのような複雑な給電機構を設けなくて済み、通信装置の構造の大幅な簡略化を図ることができる。
【００６９】
表面実装型アンテナの誘電体が比誘電率が３以上であるものにあっては、表面実装型アンテナの利得を向上させることができ、より一層アンテナ特性に優れたアンテナ構造および通信装置を提供することができる。
【００７０】
この発明において特徴的なアンテナ構造を備えた通信装置にあっては、アンテナ特性の信頼性を飛躍的に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態例において特徴的な構成部分を示す説明図である。
【図２】本実施形態例のアンテナ構造において線状アンテナの電気長に応じた電波の指向性を示す説明図である。
【図３】図２に引き続き、本実施形態例のアンテナ構造において線状アンテナの電気長に応じた電波の指向性を示す説明図である。
【図４】本実施形態例のアンテナ構造を備えた通信装置の一例を示すモデル図である。
【図５】直線ワイヤ状の導体部を備えた線状アンテナの構成例を示す説明図である。
【図６】直線ワイヤ状の導体部と螺旋状の導体部を備えた線状アンテナの構成例を示す説明図である。
【図７】表面実装型アンテナの構成例を示す説明図である。
【図８】図７に示す表面実装型アンテナを実装基板に実装する際の実装例を示す説明図である。
【符号の説明】
１ アンテナ
３ ホイップ部
４ ヘリカル部
５ 通信装置
６ ケース
１０ 表面実装型アンテナ
１１ 誘電体基体
１２ 放射電極
１３ 給電電極
１８ 回路基板
２１ グランド電極
Claims (8)
- 誘電体基体に放射電極と該放射電極に外部からの給電電力を伝達する給電電極とが形成されて成る表面実装型アンテナと、該表面実装型アンテナが実装される実装基板のグランド電極に一端側が接続される線状アンテナとを有し、上記表面実装型アンテナと線状アンテナの上記グランド電極への接続部とは間隔を介して隣接配置されており、上記線状アンテナは、上記表面実装型アンテナの給電電極に供給された電力によって無給電にて励振される構成と成し、上記表面実装型アンテナと線状アンテナとの同時励振による両アンテナの合成された電波の指向性でもって信号送受信のアンテナ動作を行なうことを特徴とするアンテナ構造。
- 線状アンテナの電気長は動作波長の５分の１以上の長さであることを特徴とする請求項１記載のアンテナ構造。
- 線状アンテナは実装基板から突出する直線ワイヤ状の導体部を有して構成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のアンテナ構造。
- 線状アンテナは実装基板から突出する直線ワイヤ状の導体部と螺旋状の導体部とを有して構成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のアンテナ構造。
- 線状アンテナは、実装基板から突出している部位の長さが可変する伸縮可能タイプのアンテナであることを特徴とする請求項３又は請求項４記載のアンテナ構造。
- 表面実装型アンテナの誘電体基体は比誘電率が３以上であることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１つに記載のアンテナ構造。
- 請求項１乃至請求項６の何れか１つに記載のアンテナ構造を備えていることを特徴とする通信装置。
- 通信装置のケースにはグランド領域が形成されており、線状アンテナは上記ケースのグランド領域に接地されていることを特徴とする請求項７記載の通信装置。
Priority Applications (1)
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