JPH09232856A

JPH09232856A - 平面アンテナ

Info

Publication number: JPH09232856A
Application number: JP8034544A
Authority: JP
Inventors: Naoki Yuda; 直毅湯田; Koichi Ogawa; 晃一小川; Yoshio Koyanagi; 芳雄小柳; Yutaka Saito; 裕斎藤
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1996-02-22
Filing date: 1996-02-22
Publication date: 1997-09-05

Abstract

(57)【要約】【課題】小型の移動無線機の内蔵平面アンテナのイン
ピーダンス特性を広帯域化して異なる複数の周波数帯域
で使用できる手段を提供する。【解決手段】誘電体基板４の一面に設けた銅箔パター
ン１をスルーホール３ａ，３ｂおよび３ｃで銅箔パター
ン２に接続して放射部を形成し、共振回路９の他端をス
ルーホール１０で銅箔パターン２に接続して回路部を形
成し、入出力端子７からコンデンサ６で給電点５におい
て銅箔パターン１に接続し、同じくコンデンサ８で共振
回路９に接続して入力端子７からみたインピーダンス特
性の広帯域化された平面アンテナを構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主として移動無線
機で使用されるアンテナに関し、特に小型の移動無線機
に内蔵される平面アンテナに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、携帯電話に対する需要が急激に高
まってきている。これらの小型の移動無線機には、無線
機本体に内蔵可能な平面状の小型・薄型アンテナが用い
られることが多い。図１０は、たとえば特開平４−１２
９３０２号公報の「無線機用アンテナ」に見られる従来
の移動無線用平面アンテナ１００の構造を示している。
図１０において、誘電体基板１０１の一つの主面には第
１の導電板１０２が、他の主面には第２の導電板１０３
が形成されている。さらに、この誘電体基板１０１のエ
ッジ近傍には、内面に導電体を形成したスルーホール１
０４が設けられており、第１の導電板１０２と第２の導
電板１０３とをスルーホール内面の導電体で接続してい
る。以下、単にスルーホールと記述した場合にはすべて
内面に導電体を形成して、その両端の導電板間を接続し
ているものとする。

【０００３】この平面アンテナ１００の給電は、第１の
導電板１０２の所定の位置に設けた給電端子１０５と第
２の導電板１０３との間に電圧を印加することによって
なされる。この平面アンテナ１００は、誘電体基板上に
おける使用周波数の波長をλとしたとき、第１の導電板
１０２の周囲長がλ／２のときに共振するから極めて小
型であり、携帯電話のような移動無線用内蔵アンテナに
好適である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】移動体通信システムの
多様化にともない、使用する周波数帯域もたとえば８０
０ＭＨｚ帯や１，５００ＭＨｚ帯さらには１，９００Ｍ
Ｈｚ帯といったように多様化してきており、異なるシス
テムを１台で共用できる無線機が望まれている。このよ
うな無線機に用いる平面アンテナとしては、たとえば８
００ＭＨｚ帯の異なるシステムを共用するような場合に
は両方の帯域をカバーできる広帯域なものが必要とな
り、たとえば８００ＭＨｚ帯と１，５００ＭＨｚ帯とを
共用するような場合には両方の帯域に共振周波数を設定
できる特性を持つものが必要となる。

【０００５】また単一のシステムの場合であっても、無
線機の小型化のために、従来のホイップアンテナの代わ
りに内蔵する平面アンテナで送信と受信の両方を兼用す
ることも考えられる。一般に送信の周波数帯域と受信の
周波数帯域とは異なるため、このような場合にも両方の
帯域をカバーできる広帯域なものが必要となる。

【０００６】しかしながら、上記のような従来構成の平
面アンテナは一般に狭帯域であり、２つの異なる周波数
帯域を全てカバーすることは困難であった。さらに、従
来構成の平面アンテナでは基本共振周波数の整数倍の周
波数でしか共振が得られないため、任意の２つの周波数
帯域に共振周波数を設定することができないものであっ
た。

【０００７】以上の理由により、従来構成の平面アンテ
ナでは、希望する全周波数帯域においてインピーダンス
整合を行うことは極めて困難となり、周波数帯域の一部
において、平面アンテナと無線回路とのインピーダンス
不整合のために無線機の性能を損ねるといった課題があ
った。

【０００８】本発明は、上記の従来のアンテナの課題を
解決するために、異なる２つの周波数帯域を使用する無
線機に用いた場合にも両方の周波数帯域においてインピ
ーダンス整合が可能な平面アンテナを提供することを目
的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の第１の構成の平面アンテナは、第１の導電板
と、前記第１の導電板に対向して配置された第２の導電
板と、前記第１の導電板と前記第２の導電板とを接続す
る少なくとも一つの導電体と、前記第１の導電板の所定
の位置に第１のリアクタンス素子を介して結合する入出
力端子と、前記入出力端子に第２のリアクタンス素子を
介して結合する共振回路とを備えたものである。

【００１０】さらに、本発明の第２の構成の平面アンテ
ナは、第１の導電板と、前記第１の導電板に対向して配
置された第２の導電板と、一端を前記第１の導電板に接
続し他端を前記第２の導電板に接続したスイッチング素
子とを備えたものであり、また本発明の第３の構成の平
面アンテナは、少なくとも一つのスリットを有する第１
の導電板と、前記第１の導電板に対向して配置された第
２の導電板と、前記第１の導電板と前記第２の導電板と
を所定の位置で接続した少なくとも一つの導電体と、前
記第１の導電板に設けられたスリットをまたいで接続し
たスイッチング素子とを備えたものである。

【００１１】本発明は上記した第１の構成によって、第
１および第２の導電板により電波の放射部を形成すると
ともに、この放射部と共振回路とを第１および第２のリ
アクタンス素子によって適当に結合することにより必要
な帯域にわたってインピーダンスの整合を良好にして、
広帯域な平面アンテナを実現することができる。

【００１２】また、本発明の第２の構成によって、スイ
ッチング素子により第１および第２の導電板よりなる放
射部の共振モードを変えることにより、また本発明の第
３の構成によって放射部の実効的な寸法を変えることに
より共振周波数を任意の２つの周波数帯域に設定するこ
とが可能となる。

【００１３】以上により、異なる２つの周波数帯域を使
用する無線機に用いた場合にも、両方の周波数帯域にお
いて共振し、かつインピーダンス整合が可能な平面アン
テナを実現することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】本願発明の請求項１に記載の発明
は、第１の導電板と、前記第１の導電板に対向して配置
された第２の導電板と、前記第１の導電板と前記第２の
導電板とを接続する少なくとも一つの導電体と、前記第
１の導電板の所定の位置に第１のリアクタンス素子を介
して結合する入出力端子と、前記入出力端子に第２のリ
アクタンス素子を介して結合する共振回路とを備えた平
面アンテナであり、また本発明の請求項２に記載の発明
は、請求項１において、第１および第２のリアクタンス
素子がいずれもコンデンサであるとともに、共振回路が
一端を第２の導電板に接続した分布定数線路であること
を特徴とし、さらに本発明の請求項３に記載の発明は、
請求項１または２において、第１および第２のリアクタ
ンス素子と共振回路とを、それぞれ第１の導電板と同一
の平面上に配置することを特徴とするものである。

【００１５】上記の構成において、第１および第２の導
電板により電波の放射部を形成するとともに、この放射
部と共振回路とを第１および第２のリアクタンス素子に
よって適当に結合することにより入出力端子の入力イン
ピーダンスに双峰特性を持たせて、必要な帯域にわたっ
てインピーダンスの整合を良好にして広帯域な平面アン
テナを実現することができる。

【００１６】本発明の請求項４に記載の発明は、第１の
導電板と、前記第１の導電板に対向して配置された第２
の導電板と、一端を前記第１の導電板の所定の位置に接
続し他端を前記第２の導電板に接続したスイッチング素
子とを備えたものであり、また本発明の請求項５に記載
の発明は、少なくとも一つのスリットを有する第１の導
電板と、前記第１の導電板に対向して配置された第２の
導電板と、前記第１の導電板と前記第２の導電板とを所
定の位置で接続した少なくとも一つの導電体と、前記第
１の導電板に設けられたスリットをまたいで接続したス
イッチング素子とを備えたものであり、さらに本発明の
請求項８に記載の発明は、請求項４または５の発明にお
いて、スイッチング素子をダイオードにより構成したこ
とを特徴とするものであり、いずれも前記スイッチング
素子のオン・オフによる共振モードまたは放射部の実効
的な寸法の変更により共振周波数を変化させて平面アン
テナを複数の周波数範囲に共振させるように作用する。

【００１７】本発明の請求項６に記載の発明は、請求項
４または５の発明において、一端を第１の導電板の所定
の位置に接続したインピーダンス変換器と、前記インピ
ーダンス変換器の他端に接続した入出力端子とを備える
平面アンテナの構成であり、また本発明の請求項７に記
載の発明は、請求項６の発明においてインピーダンス変
換器が分布定数線路であることを特徴とする構成であ
り、この構成によって複数の周波数帯域のインピーダン
スの値を所定の範囲に収めるように作用する。

【００１８】本発明の請求項９に記載の発明は、請求項
６または７の発明において、インピーダンス変換器を第
１の導電板と同一の平面上に配置したことを特徴とする
ものであり、これによって平面アンテナの小型化を図る
ように作用する。

【００１９】本発明の請求項１０に記載の発明は、請求
項１から請求項９の発明において、第１の導電板と第２
の導電板との間に誘電体を充填したことを特徴とするも
のであり、この誘電体によって波長短縮を行い、本発明
の平面アンテナを小型化し組立を容易にすることができ
る。

【００２０】（第１の実施形態）図１は、本発明の第１
の実施形態の平面アンテナを示す斜視図である。図１に
おいて、上面の銅箔パターン１は第１の導電板として、
下面の銅箔パターン２は第２の導電板として機能する。
この上面の銅箔パターン１の一角より端辺に沿って内面
に導電体を形成したスルーホール３ａ，３ｂおよび３ｃ
が一列に配列しており、スルーホール３ａ，３ｂ、３ｃ
の内面の導電体は上面の銅箔パターン１と下面の銅箔パ
ターン２とを接続する導電体として機能している。これ
ら上面の銅箔パターン１、下面の銅箔パターン２、スル
ーホール３ａ，３ｂおよび３ｃは誘電体基板４により保
持されて電波の放射部を構成している。この放射部への
給電点５はスルーホール３ｃの近傍に設けられるが、こ
の給電点５の位置とスルーホール３ａ，３ｂおよび３ｃ
の個数は、給電点５から放射部を見た入力インピーダン
スが整合に都合のよい値となるように定められる。たと
えばスルーホール３ａ，３ｂおよび３ｃの数を増加させ
ると、共振周波数が上昇するために、共振周波数を一定
に確保するように上面の銅箔パターン１の１辺の長さｂ
を長くする必要が生じるが、その反面で入力インピーダ
ンスが低下するので、給電点５の位置を変えることによ
る入力インピーダンスの可変範囲を広げるとともに、帯
域幅の広い周波数特性を持たせることが可能となる。本
実施例においては、１８８５±２５ＭＨｚおよび１，９
６５±２５ＭＨｚの２つの周波数帯域をカバーする目的
で、スルーホール３ａ，３ｂおよび３ｃの個数を３個と
し、上面の銅箔パターン１の寸法は２７ｍｍ×２４ｍ
ｍ、誘電体基板４の厚さは５ｍｍで比誘電率を４程度と
した。

【００２１】入出力端子７から第１のリアクタンス素子
であるセラミックコンデンサ６を介して、この放射部の
給電点５に接続する。さらにこの入出力端子７から第２
のリアクタンス素子であるセラミックコンデンサ８を介
して共振回路９の一端に接続し、この共振回路９の他端
をスルーホール１０で下面の銅箔パターン２に接続し、
これらが誘電体基板４上に構成されている。

【００２２】上記のように構成された図１の平面アンテ
ナの動作を以下に説明する。上面の銅箔パターン１、下
面の銅箔パターン２、スルーホール３ａ，３ｂ，３ｃお
よび誘電体基板４で構成される放射部は一種の並列共振
回路を構成しており、一方第２のリアクタンス素子８、
共振回路９およびスルーホール１０とで構成される整合
回路部は他の共振回路を構成している。ここで、放射部
の共振周波数と整合回路部の共振周波数とをある一定の
周波数間隔で設定し、第１のリアクタンス素子であるコ
ンデンサ６と第２のリアクタンス素子であるコンデンサ
８とにより両者を適当に結合することにより、広い周波
数帯域においてインピーダンス整合が可能となり、電圧
定在波比の周波数特性曲線において双峰特性を得ること
ができる。本実施例の平面アンテナにおいては、２つの
周波数帯域の中心点が８０ＭＨｚ離れているため、放射
部の共振周波数、整合回路部の共振周波数および両者を
結合する第１のリアクタンス素子６の値を適切に調整す
ることにより、電圧定在波比が約８０ＭＨｚ離れた双峰
特性となるように設定し、両方の周波数帯域をカバーし
た広帯域なインピーダンスマッチングを得ることができ
る。

【００２３】本実施形態において、第１のリアクタンス
素子は０．７ｐＦのセラミックコンデンサ６で、第２の
リアクタンス素子は１．２５ｐＦのセラミックコンデン
サ８でそれぞれ構成し、共振回路は上面の銅箔パターン
１と同一平面上に設けた幅１ｍｍ長さ１０．９ｍｍのス
トリップ線路９で構成した。そしてスルーホール１０に
よりストリップ線路９の他端と下面の銅箔パターン２と
を接続した。入出力端子７は誘電体基板４の上面に形成
された銅箔パターンにより構成した。以上の構成によ
り、入力インピーダンス特性にもとづく電圧定在波比に
双峰特性を持たせ、前述の２つの周波数帯域内において
電圧定在波比を２．５以下に抑えることができた。図２
に放射部のみで平面アンテナを構成した図１０の従来の
構成の場合と本発明の構成とした場合とについて、電圧
定在波比の周波数特性を比較する。同図より、本発明の
構成とすることによって比帯域を２倍以上に拡大するこ
とができることがわかる。

【００２４】なお、本実施形態においては共振回路９は
誘電体基板４上に形成した分布定数線路としたが、それ
以外にもコイルやコンデンサによる集中定数素子の組み
合わせや、誘電体共振器等の共振素子によっても構成し
てもよい。

【００２５】また第１、第２の導電板１、２や共振回路
９等は誘電体基板４上に構成したが、誘電体基板４上に
は導電板１や共振回路９を構成し、これを他の導電体上
に固着することによって他の導電体を導電板２に代える
ことができる。さらに誘電体基板４を除去して何らかの
手段で第２の導電板２に対する第１の導電板１、共振回
路９の間隔を保持できればよい。

【００２６】（第２の実施形態）つぎに２つのシステム
の周波数が大きく離れているとき、この周波数範囲をカ
バーするための本発明の第２の実施形態の平面アンテナ
について説明する。図３（ａ）は本実施形態の平面アン
テナの概略斜視図、図３（ｂ）は同じくその銅箔パター
ンの平面図である。図において上面の銅箔パターン３１
は第１の導電板として、下面の銅箔パターン３２は第２
の導電板として機能する。この上面の銅箔パターン３１
の一角より適宜離れた位置に、内面に導電体を形成した
少なくとも１個のスルーホール３３を配置して、スルー
ホール内面の導電体は上面の銅箔パターン３１と下面の
銅箔パターン３２とを接続する導電体として機能してい
る。

【００２７】これら上面の銅箔パターン３１、下面の銅
箔パターン３２、スルーホール３３は誘電体基板３４に
より保持されて電波の放射部を構成している。上面の銅
箔パターン３１にはスリット３５が設けられている。こ
のスリット３５によって上面の銅箔パターン３１の周囲
長を増すことにより放射部の面積を小型にする効果を持
たせている。スリット３５は、その長さを長くする必要
があるときは図３のように折り曲げることができる。

【００２８】この放射部への給電点３６はスルーホール
３３の近傍に設けられるが、この給電点３６の位置とス
ルーホール３３の位置とは、給電点３６から放射部を見
た入力インピーダンスが整合に都合のよい値となるよう
に定められる。さらに給電点３６に対してスリット３５
を隔てて最遠方の近辺の短絡点３７において短絡スイッ
チ３８を設け短絡スイッチ３８をオンにしたときは第１
の導電体３１と第２の導電体３２が短絡されるように構
成する。

【００２９】上記のように構成された図３の平面アンテ
ナの動作を、２つのシステムの周波数帯域が８１８±８
ＭＨｚ帯と１，４８９±２４ＭＨｚ帯である場合を例と
して説明する。上面の銅箔パターン３１、下面の銅箔パ
ターン３２、スルーホール３３および誘電体基板３４で
構成される放射部は一種の並列共振回路を構成してい
る。まず短絡スイッチ３８をオフにしたときは、放射部
はλ／４モードで共振し、つぎに短絡スイッチ３８をオ
ンにしたときは、放射部はλ／２モードで共振する。

【００３０】本実施形態では携帯電話を模擬して図３
（ｂ）のような長さ１２５ｍｍ、幅３５ｍｍ、厚さ０．
３ｍｍの銅板を用い、平面アンテナとして厚さ５ｍｍの
誘電体基板にエッチングしてａ＝２１ｍｍ、ｂ＝２１ｍ
ｍの銅箔パターンを形成し、スルーホールは１個設け図
のスリット長は２３ｍｍであった。これを誘電体基板裏
面に形成した第２の導電板としての銅箔パターンにより
上記の銅板の一端にはんだ付けすることで固着した。こ
の状態で短絡スイッチ３８のオフ状態でｆ0 ＝８１８Ｍ
Ｈｚでλ／４モードで共振し、短絡点を接地した状態す
なわち短絡スイッチ３８のオン状態ではｆ0 ＝１，４８
９ＭＨｚでλ／２モードで共振した。それぞれの給電点
における入力インピーダンスと電圧定在波比を図４
（ａ）ないし（ｄ）に示す。図４（ａ）のように８１８
ＭＨｚでは共振点での入力インピーダンスはやや高いイ
ンピーダンスが、図４（ｃ）のように１，４８９ＭＨｚ
においてはやや低いが適正な入力インピーダンスが得ら
れ、また各帯域とも電圧定在波比は充分な値が得られ
た。

【００３１】８１８ＭＨｚ帯のインピーダンスが高い点
を改善するには、たとえば８１８ＭＨｚ帯における給電
点を入力インピーダンスが最適になるように移動するの
も一つの方法である。

【００３２】なお短絡スイッチ３８で短絡する個所をず
らすことによって共振周波数や入力インピーダンスを調
整することが可能であり、短絡スイッチを複数個設けて
必要によって切り換えて３以上の複数の周波数帯域に対
応するようにしてもよい。

【００３３】（第３の実施形態）同じく２つのシステム
の周波数が大きく離れているとき、この周波数範囲をカ
バーするための他の手段として本発明の第３の実施形態
の平面アンテナについて説明する。図５（ａ）は本実施
形態の平面アンテナの概略斜視図、図５（ｂ）は同じく
その銅箔パターンの平面図である。図において上面の銅
箔パターン５１は第１の導電板として、下面の銅箔パタ
ーン５２は第２の導電板として機能する。この上面の銅
箔パターン５１の一角より適宜離れた位置に、内面に導
電体を形成した少なくとも１個のスルーホール５３を配
置して、スルーホール内面の導電体は上面の銅箔パター
ン５１と下面の銅箔パターン５２とを接続する導電体と
して機能している。これら上面の銅箔パターン５１、下
面の銅箔パターン５２、スルーホール５３は誘電体基板
５４により保持されて電波の放射部を構成している。上
面の銅箔パターン５１にはスリット５５が設けられてい
る。このスリット５５によって上面の銅箔パターン５１
の周囲長を増すことにより放射部の面積を小型にする効
果を持たせている。この放射部への給電点５６はスルー
ホール５３の近傍に設けられるが、この給電点５６の位
置とスルーホール５３の個数とは、給電点５６から放射
部を見た入力インピーダンスが整合に都合のよい値とな
るように定められる。さらにスリット５５によって分断
されている銅箔パターン５１をスリット５５にまたがる
ように短絡する短絡スイッチ５７を設け、スイッチ５７
をオンにしたときは第１の導電体５１上においてスリッ
ト５５が短絡されるように構成する。

【００３４】上記のように構成された図５の平面アンテ
ナの動作を、２つのシステムの周波数帯域が８１８±８
ＭＨｚ帯と１，４８９±１２ＭＨｚ帯である場合を例と
して説明する。上面の銅箔パターン５１、下面の銅箔パ
ターン５２、スルーホール５３および誘電体基板５４で
構成される放射部は一種の並列共振回路を構成してい
る。まず短絡スイッチ５７をオフにしたときは、放射部
はスリット５５が存在する状態となり、つぎに短絡スイ
ッチ５７をオンにしたとき、放射部はスリット５５が短
絡した状態となり、上面の銅箔パターン５１の周囲長を
増す効果が減殺される。

【００３５】本実施形態では図５（ｂ）のよう携帯電話
を模擬して長さ１２５ｍｍ、幅３５ｍｍ、厚さ０．３ｍ
ｍの銅板を用い、平面アンテナとして厚さ５ｍｍの誘電
体基板にエッチングしてａ＝２２ｍｍ、ｂ＝１８ｍｍの
銅箔パターンを形成し、スルーホールは５個設け図のス
リット長は５９ｍｍであった。これを誘電体基板裏面に
形成した第２の導電板としての導電パターンによって上
記の銅板上の一端にはんだ付けで固着した。この状態で
短絡スイッチ５７のオフ状態でｆ0 ＝８１８ＭＨｚで共
振し、短絡スイッチ５７のオン状態では銅箔パターン５
１の周囲長が等価的に短くなってｆ0 ＝１，４８９ＭＨ
ｚで共振した。

【００３６】それぞれの給電点における入力インピーダ
ンスと電圧定在波比を図６（ａ）ないし（ｄ）に示す。
図６（ａ）のように８１８ＭＨｚでは共振点での入力イ
ンピーダンスはやや高いが、図６（ｃ）のように１，４
８９ＭＨｚにおいては適正な入力インピーダンスが得ら
れ、また各帯域内とも電圧定在波比は充分な値が得られ
た。

【００３７】８１８ＭＨｚ帯のインピーダンスが高い点
を改善するには、たとえば第２の実施形態と同様に８１
８ＭＨｚ帯における給電点を入力インピーダンスが最適
になるように移動するのも一つの方法である。

【００３８】なお短絡スイッチ５７で短絡する個所をず
らすことによって共振周波数や入力インピーダンスを調
整することが可能であり、短絡スイッチをスリットの途
中に複数個設けて必要によって切り換えて、３以上の複
数の周波数帯域に対応するようにしてもよい。

【００３９】（第４の実施形態）同じく２つのシステム
の周波数が大きく離れているとき、この周波数範囲をカ
バーするためのさらに他の手段として本発明の第４の実
施形態の平面アンテナについて説明する。図７（ａ）は
本実施形態の平面アンテナの概略斜視図、図７（ｂ）は
同じくその銅箔パターンの平面図である。図において誘
電体基板７４上面の銅箔パターン７１は第１の導電板と
して、下面の銅箔パターン７２は第２の導電板として機
能する。この上面の銅箔パターン７１の１つの角付近に
設けた給電点７６から銅箔パターン７１をエッチングし
て形成したインピーダンス変換器としてのストリップ線
路７９を接続し、このストリップ線路７９の他端を入出
力端子８０としている。また、給電点７６の付近で内面
に導電体を形成した少なくとも１個のスルーホール７３
を配置して、スルーホール７３の内面の導電体は上面の
銅箔パターン７１と下面の銅箔パターン７２とを接続す
る導電体を構成している。これら上面の銅箔パターン７
１、下面の銅箔パターン７２、スルーホール７３は誘電
体基板７４により保持されて電波の放射部を構成してい
る。上面の銅箔パターン７１にはさらにスリット７５が
設けられている。このスリット７５によって上面の銅箔
パターン７１の周囲長を増すことにより放射部の面積を
小型にする効果を持たせている。

【００４０】この給電点７６と入出力端子８０との間に
接続する伝送ライン７９の長さは、所望の周波数におい
て電気長が約λ／４となるように決定する。この給電点
７６の位置とスルーホール７３の位置とは、２つの周波
数帯のいずれにおいても給電点７６から放射部を見た入
力インピーダンスが整合に都合のよい値となるように定
められる。さらにスリット７５を隔ててスルーホール７
３に対して銅箔パターン７１上で最遠方点の近辺に短絡
点７７を定めて銅箔パターン７２との間を短絡する短絡
スイッチ７８を設け短絡スイッチ７８をオンにしたとき
は第１の導電体７１と第２の導電体７２とが短絡される
ように構成する。

【００４１】上記のように構成された図７の平面アンテ
ナの動作を、２つのシステムの周波数帯域が８１８±８
ＭＨｚ帯と１，４８９±１２ＭＨｚ帯である場合を例と
して説明する。上面の銅箔パターン７１、下面の銅箔パ
ターン７２、スルーホール７３および誘電体基板７４で
構成される放射部は一種の並列共振回路を構成してい
る。まずスイッチ７８をオフにしたときは、放射部はλ
／４モードで共振し、つぎにスイッチ７８をオンにした
とき、放射部はλ／２モードで共振する。

【００４２】本実施形態では図７（ｂ）のように携帯電
話を模擬して長さ１２５ｍｍ、幅３５ｍｍ、厚さ０．３
ｍｍの銅板を用い、平面アンテナとして厚さ５ｍｍの誘
電体基板にエッチングして銅箔パターンを形成し、これ
を誘電体基板裏面に形成した第２の導電板としての導電
パターンによって上記の銅板上の一端にはんだ付けで固
着した。ストリップ線路７９の長さは８１８ＭＨｚにお
いてλ／４近辺で調整し、１，４８９ＭＨｚでは短絡ス
イッチ７８の短絡点７７の位置で共振周波数を調整す
る。その結果スルーホール７３は１個でストリップ線路
７９の長さは５３ｍｍ、スリット７５の長さは１４ｍｍ
となった。この状態で短絡スイッチ７８のオフ状態でｆ
0 ＝８１８ＭＨｚでλ／４モードで共振し、短絡点を接
地した状態すなわちスイッチ７８のオン状態ではｆ0 ＝
１，４８９ＭＨｚでλ／２モードで共振した。

【００４３】それぞれの給電点における入力インピーダ
ンスと電圧定在波比を図８（ａ）ないし（ｄ）に示す。
図８（ａ）のように８１８ＭＨｚでは共振点での入力イ
ンピーダンスは適正であり、図８（ｃ）のように１，４
８９ＭＨｚにおいても適正な入力インピーダンスが得ら
れ、また各帯域とも電圧定在波比は充分な値が得られ
た。

【００４４】このように本実施形態においては、第２の
実施形態にストリップ線路７９を付加した形であるが、
第３の実施形態にストリップ線路を付加した場合にも適
用できるのは当然である。このように第２および第３の
実施形態における８１８ＭＨｚにおいてインピーダンス
が上昇する問題を改善して両方の周波数帯域において入
力インピーダンスを適正な値に保ち、かつ電圧定在波比
も満足すべき値を得ることができる。

【００４５】上記各実施形態２ないし４によって図９の
ような周波数対定在波比の周波数特性が得られた。

【００４６】なお上記各実施例において短絡スイッチの
作用は具体的にはＰＩＮダイオードによって実現可能で
あり、ＰＩＮダイオードを短絡スイッチの挿入個所に設
け、その制御端子に順方向電圧を印加したときにＰＩＮ
ダイオードすなわち短絡スイッチがオンとなるものであ
る。

【００４７】なお、上記各実施形態において説明した数
値や構成は一例であり、本発明はこれらの数値や構成の
細部に限定されるものではない。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように本発明の平面アンテ
ナは、請求項１および付随する請求項に記載した構成に
よって、第１および第２の導電板により電波の放射部を
形成するとともに、この放射部と共振回路とを第１およ
び第２のリアクタンス素子によって適当に結合すること
により必要な帯域にわたってインピーダンスの整合を良
好にして、広帯域な平面アンテナを実現することができ
る。

【００４９】また、本発明の平面アンテナは請求項４お
よび付随する請求項に記載した構成によって、スイッチ
ング素子により第１および第２の導電板よりなる放射部
の共振モードを変えることにより、また請求項５および
付随する請求項に記載した構成によって、スイッチング
素子により第１および第２の導電板よりなる放射部の実
効的な寸法を変えることにより、共振周波数を任意の２
つの周波数帯域に設定することが可能となる。

【００５０】また、本発明の平面アンテナは請求項６お
よび付随する請求項に記載した構成によって、複数の周
波数帯域に適用したときのインピーダンスのバランスを
改善することができる。

【００５１】以上により、異なる２つの周波数帯域を使
用する無線機に用いた場合にも、両方の周波数帯域にお
いて共振し、かつインピーダンス整合が可能な平面アン
テナを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態の平面アンテナの概略
構成を示す斜視図

【図２】同じくその周波数対定在波比を従来技術のもの
と比較した周波数特性図

【図３】本発明の第２の実施形態の平面アンテナの構成
を示す図

【図４】同じくその各周波数帯域におけるインピーダン
スおよび定在波比を示す特性図

【図５】本発明の第３の実施形態の平面アンテナの構成
を示す図

【図６】同じくその各周波数帯域におけるインピーダン
スおよび定在波比を示す特性図

【図７】本発明の第４の実施形態の平面アンテナの構成
を示す図

【図８】同じくその各周波数帯域におけるインピーダン
スおよび定在波比を示す特性図

【図９】本発明の２周波数対域にわたる周波数対定在波
比の周波数特性図

【図１０】従来技術の平面アンテナの概略構成を示す斜
視図

【符号の説明】

１銅箔パターン（第１の導電板）２銅箔パターン（第２の導電板）３ａ，３ｂ，３ｃ，１０スルーホール４誘電体基板５給電点６コンデンサ（第１のリアクタンス素子）７入出力端子８コンデンサ（第２のリアクタンス素子）９共振回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者斎藤裕石川県金沢市彦三町二丁目１番45号株式会社松下通信金沢研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の導電板と、前記第１の導電板に対向
して配置された第２の導電板と、前記第１の導電板と前
記第２の導電板とを接続する少なくとも一つの導電体
と、前記第１の導電板の所定の位置に第１のリアクタン
ス素子を介して結合する入出力端子と、前記入出力端子
に第２のリアクタンス素子を介して結合する共振回路と
を備えることを特徴とする平面アンテナ。
【請求項２】第１および第２のリアクタンス素子がいず
れもコンデンサであるとともに、共振回路が一端を第２
の導電板に接続した分布定数線路であることを特徴とす
る請求項１に記載の平面アンテナ。
【請求項３】第１および第２のリアクタンス素子と共振
回路とを、それぞれ第１の導電板と同一の平面上に配置
することを特徴とする請求項１または２に記載の平面ア
ンテナ。
【請求項４】第１の導電板と、前記第１の導電板に対向
して配置された第２の導電板と、一端を前記第１の導電
板の所定の位置に接続し、他端を前記第２の導電板に接
続したスイッチング素子とを備え、前記スイッチング素
子のオン・オフにより共振周波数を変化させることを特
徴とする平面アンテナ。
【請求項５】少なくとも一つのスリットを有する第１の
導電板と、前記第１の導電板に対向して配置された第２
の導電板と、前記第１の導電板と前記第２の導電板とを
所定の位置で接続した少なくとも一つの導電体と、前記
第１の導電板に設けられたスリットをまたいで接続した
スイッチング素子とを備え、前記スイッチング素子のオ
ン・オフにより共振周波数を変化させることを特徴とす
る平面アンテナ。
【請求項６】一端を第１の導電板の所定の位置に接続し
たインピーダンス変換器と、前記インピーダンス変換器
の他端に接続した入出力端子とを備える請求項４または
５に記載の平面アンテナ。
【請求項７】インピーダンス変換器が分布定数線路であ
ることを特徴とする請求項６に記載の平面アンテナ。
【請求項８】スイッチング素子をダイオードにより構成
したことを特徴とする請求項４または５に記載の平面ア
ンテナ。
【請求項９】インピーダンス変換器を第１の導電板と同
一の平面上に配置したことを特徴とする請求項６または
７に記載の平面アンテナ。
【請求項１０】第１の導電板と第２の導電板との間に誘
電体を充填したことを特徴とする請求項１から請求項９
のいずれかに記載の平面アンテナ。