JPH11298231A

JPH11298231A - アンテナ装置

Info

Publication number: JPH11298231A
Application number: JP10093473A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Egawa; 潔江川; Hideo Ito; 英雄伊藤
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1998-04-06
Filing date: 1998-04-06
Publication date: 1999-10-29

Abstract

(57)【要約】【目的】小型化、広帯域化及び高利得化を図るこ
と。【解決手段】第一放射素子１０１と第二放射素子１０
２とは、スペーサ１０３を挟んでグランド地板１０４と
平行かつ直線的に設置され、スイッチング素子１０５を
介して接続される。スイッチング素子１０５が「ｏｆ
ｆ」の時、第一放射素子１０１のみが長さλｅ１／２で
共振するマイクロストリップアンテナ装置として動作
し、スイッチング素子１０５が「ｏｎ」の時、第一放射
素子１０１と第二放射素子１０２とを合わせた長さλｅ
２／２で共振するマイクロストリップアンテナ装置とし
て動作する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、携帯電話機、移動
無線機等に適用可能な無線通信装置用内蔵アンテナ装置
に関し、特に、マイクロストリップアンテナに好適なア
ンテナ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のマイクロストリップアンテナにつ
いて、図面を参照して説明する。図７は、従来のマイク
ロストリップアンテナの全体斜視図である。この従来の
マイクロストリップアンテナは、グランド地板７０１上
に放射素子７０２が平行に配置されている。このグラン
ド地板７０１と放射素子７０２との間には、スペーサー
７０３が設けられている。また、放射素子７０２には、
給電線７０４を介して無線回路７０５が接続されてい
る。

【０００３】このスペーサー７０３に満たされるものが
空気であるならば、放射素子７０２における放射開口端
の間の長さはλ／２となり、放射素子７０２は非常に大
きいものとなる。この放射素子７０２を小型化させるた
めに、スペーサー７０３を誘電体にすると、放射素子７
０２における放射開口端の間の長さはλｅ／２となる。
ここで、λｅは、誘電体内での波長であり、λｅ＝λ／
（εｒ）^1/2である。このεｒは、スペーサー７０２の
誘電率である。

【０００４】このように、従来のマイクロストリップア
ンテナでは、その占有体積が大きくならないように、誘
電体を用いることによって小型化を図っている。

【０００５】次に、例えば、特開平９−９３０３１号公
報に提案されているような２周波数対応型のマイクロス
トリップアンテナについて図８を参照して説明する。図
８は、従来における２周波数対応型のマイクロストリッ
プアンテナの全体斜視図である。この従来のマイクロス
トリップアンテナは、グランド地板８０１と平行に一定
の間隔を置いて２つの放射素子８０２と８０３とが並設
されている。これらの２つの放射素子は、互いに異なる
周波数で共振する。また、それぞれの放射素子８０２及
び８０３とグランド地板８０１との間に、スペーサー８
０４が設けられている。

【０００６】この第一放射素子８０２と第二放射素子８
０３とには、給電線８０５を介して無線回路８０６が接
続される。また、第一放射素子８０２と第二放射素子８
０３との間には、アンテナ効率を向上させるため、両放
射素子間の結合を低減する金属板８０７が設けられてい
る。また、第一放射素子８０２及び第二放射素子８０３
の一方の放射開口端とグランド地板８０１との間には、
短絡板８０８が設けられている。

【０００７】このように、従来のマイクロストリップア
ンテナでは、放射素子を２つ設けることによって、２周
波化及び広帯域化が図られている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、誘電体
を用いてアンテナを小型化すると、その帯域幅が狭帯域
となり、かつスペ−サに用いられる誘電体の誘電体損失
により効率が低下するという問題点がある。また、放射
素子が２つあるアンテナ装置では、２周波化、広帯域化
は可能であるものの、アンテナ素子を２つ配置するた
め、占有体積が大きくなるという問題を有していた。本
発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、小
型化、広帯域化及び高利得化を図ることができるアンテ
ナ装置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】本発明は、上記の目的を
達成するために、以下のような手段を講じた。

【００１０】請求項１記載のアンテナ装置の発明は、グ
ランド地板と、このグランド地板上に平行に配置された
複数の平面放射素子と、前記複数の平面放射素子のいず
れか一の平面放射素子に対して給電を行う給電手段と、
前記給電手段によって給電される平面放射素子に対して
電気的に接続される平面放射素子の数を制御することに
より共振周波数を切替える共振周波数切替手段とを備え
る構成を採る。また、請求項８記載の共振周波数切替方
法の発明は、グランド地板上に平行に配置された複数の
放射素子を電気的に接続又は切断してアンテナ長を変化
させることで共振周波数を切替える構成を採る。

【００１１】これらの構成により、給電される平面放射
素子に接続される平面放射素子数を選択することによっ
て、周波数を切替えることができるため、装置の小型化
を図ることができるとともに、多周波化又は広帯域化を
実現することができる。

【００１２】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載のアンテナ装置の発明において、前記複数の平面放射
素子は、放射開口端方向に直線的に配置された構成を採
る。また、請求項３記載の発明は、請求項１記載のアン
テナ装置の発明において、前記複数の平面放射素子は、
内側の平面放射素子を囲むように順次配置された構成を
採る。

【００１３】これらの構成により、平面放射素子を直線
状に配列したり、また、内側の平面放射素子を囲むよう
に配列しても、電気的に接続する平面放射素子数を切替
えることでアンテナ長を変化させることができる。

【００１４】また、請求項４記載の発明は、請求項１乃
至請求項３のいずれかに記載のアンテナ装置の発明にお
いて、共振周波数切替手段は、前記隣接する平面放射素
子の放射開口端の間に設けられたスイッチング素子と、
このスイッチング素子の導通制御を行う手段とを備える
構成を採る。

【００１５】この構成により、スイッチング素子に対し
てＯＮ／ＯＦＦ制御を行うことができるため、アンテナ
長を容易に切替えることができ、共振周波数の切替も容
易に行うことができる。

【００１６】また、請求項５記載の発明は、請求項１乃
至請求項４のいずれかに記載のアンテナ装置の発明にお
いて、前記平面放射素子の放射開口端に容量を装荷した
構成を採る。

【００１７】この構成により、容量を装荷した分、平面
放射素子を小型化することができるため、アンテナ装置
の一層の小型化を図ることができる。

【００１８】また、請求項６記載の発明は、請求項１乃
至請求項４のいずれかに記載のアンテナ装置の発明にお
いて、前記平面放射素子の放射開口端に可変容量を装荷
した構成を採る。また、請求項９記載の発明は、請求項
８記載のアンテナ装置の共振周波数切替方法において、
前記複数の放射素子の放射開口端に設けられた可変容量
を制御して共振周波数を調節する構成を採る。

【００１９】この構成により、可変容量を変化させるこ
とによって全体の容量を変化させることができるため、
共振周波数を必要に応じて切替えることができる。

【００２０】また、請求項７記載の発明は、請求項１乃
至請求項６のいずれかに記載のアンテナ装置を備える構
成を採る。

【００２１】この構成により、無線通信に必要なアンテ
ナ装置を小型化することができるため、通信装置全体の
小型化を図ることができる。また、２周波又は広帯域な
通信装置を実現することができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】（実施の形態１）次に、本発明の
実施の形態１に係るマイクロストリップアンテナについ
て、図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施の
形態１に係るマイクロストリップアンテナの全体斜視図
である。図１において、第一放射素子１０１と第二放射
素子１０２とは、スペーサ１０３を挟んでグランド地板
１０４と平行かつ直線的に設置され、スイッチング素子
１０５を介して接続されている。また、給電線１０６
は、無線回路１０７と第一放射素子１０１とを連結し、
第一放射素子１０１にのみ給電している。

【００２３】スイッチング素子１０５がｏｆｆとなって
いる時、第一放射素子１０１と第二放射素子１０２は、
電気的に切り離され、第一放射素子１０１のみが長さλ
ｅ１／２で共振するマイクロストリップアンテナとして
動作する。ここで、λｅ１は、誘電体内での波長、であ
り、λｅ１＝λ／（εｒ）^1/2である。εｒは、スペー
サー１０３の誘電率である。

【００２４】一方、スイッチング素子１０５がｏｎとな
っている時、第一放射素子１０１と第二放射素子１０２
は、電気的に接続され、第一放射素子１０１と第二放射
素子１０２とを合わせた長さλｅ２／２で共振するマイ
クロストリップアンテナとして動作する。ここで、λｅ
２は、誘電体内での波長、であり、λｅ２＝λ／（ε
ｒ）^1/2である。εｒは、スペーサー１０３の誘電率で
ある。

【００２５】このように、本発明の実施の形態１に係る
マイクロストリップアンテナでは、スイッチング素子１
０５を切替えることによって、受信する周波数を切替え
ることができるため、２周波化又は高帯域化を実現する
ことができる。

【００２６】（実施の形態２）次に、本発明の実施の形
態２に係るマイクロストリップアンテナについて説明す
る。図２は、本発明の実施の形態２に係るマイクロスト
リップアンテナの全体斜視図である。実施の形態２に係
るマイクロストリップアンテナでは、第一放射素子１０
１及び第二放射素子１０２において、スイッチング素子
１０５で接続されている辺に相対する辺とグランド地板
との間に１個又は複数個の容量２０１を装荷した。その
他の構成については、実施の形態１と同様であるため、
説明を省略する。

【００２７】このように、本発明の実施の形態２に係る
マイクロストリップアンテナでは、１個又は複数個の容
量２０１を装荷することにより容量を増加させることが
できるため、アンテナ素子自身をより小型にすることが
できる。逆に、アンテナ素子の大きさを小さくしても、
実施の形態１と同様の効果を有するマイクロストリップ
アンテナを実現することができる。

【００２８】（実施の形態３）次に、本発明の実施の形
態３に係るマイクロストリップアンテナについて説明す
る。図３は、本発明の実施の形態３に係るマイクロスト
リップアンテナの全体斜視図である。実施の形態３に係
るマイクロストリップアンテナでは、スイッチング素子
１０５で接続されている辺に相対する辺とグランド地板
との間に１個又は複数個の可変容量３０１を装荷した。
その他の構成については、実施の形態１と同様であるた
め、説明を省略する。

【００２９】このように、本発明の実施の形態３に係る
マイクロストリップアンテナでは、１個又は複数個の可
変容量３０１を装荷することにより全体容量を必要に応
じて変化させることができるため、共振周波数を必要な
周波数に対応させることができる。また、スイッチング
素子１０５を切替えることによって、受信する周波数を
切替えることができるため、高帯域なマイクロストリッ
プアンテナを実現することができ、アンテナ素子をより
小型にすることができる。

【００３０】（実施の形態４）次に、本発明の実施の形
態４に係るマイクロストリップアンテナについて説明す
る。図４は、本発明の実施の形態４に係るマイクロスト
リップアンテナの全体斜視図である。実施の形態４に係
るマイクロストリップアンテナは、グランド地板１０４
と、このグランド地板１０４に対して平行に設置され、
かつ、給電線１０６により給電された内側の放射素子４
０１と、グランド地板１０４に対して平行に設置され、
内側の放射素子４０１を包囲して設置された外側の放射
素子４０２と、内側の放射素子４０１と外側の放射素子
４０２とを電気的に接続するスイッチング素子１０５
と、を備えている。その他の構成については、実施の形
態１と同様であるため、説明を省略する。

【００３１】このように、本発明の実施の形態４に係る
マイクロストリップアンテナでは、内側の放射素子４０
１を包囲して外側の放射素子４０２を設置しているが、
このように設置しても、実施の形態１と同様の効果を得
ることができ、本発明を適用できる範囲を拡大させるこ
とが可能である。すなわち、本発明の実施の形態４に係
るマイクロストリップアンテナによれば、アンテナ素子
の小型化を図ることができるとともに、スイッチング素
子１０５を切替えることによって、受信する周波数を切
替えることができるため、２周波化又は高帯域化を実現
することができる。

【００３２】（実施の形態５）次に、本発明の実施の形
態５に係るマイクロストリップアンテナについて説明す
る。図５は、本発明の実施の形態５に係るマイクロスト
リップアンテナの全体斜視図である。実施の形態５に係
るマイクロストリップアンテナでは、２枚の放射素子の
放射開口端に相当する辺とグランド地板との間に１個ま
たは複数個の容量５０１を装荷した。その他の構成につ
いては、実施の形態４と同様であるため、説明を省略す
る。

【００３３】本発明の実施の形態５に係るマイクロスト
リップアンテナでは、１個又は複数個の容量５０１を装
荷することにより、アンテナ素子をより小型することが
できるとともに、スイッチング素子１０５を切替えるこ
とによって、受信する周波数を切替えることができるた
め、２周波化又は高帯域化を実現することができる。

【００３４】（実施の形態６）次に、本発明の実施の形
態６に係るマイクロストリップアンテナについて説明す
る。図６は、本発明の実施の形態６に係るマイクロスト
リップアンテナの全体斜視図である。実施の形態６に係
るマイクロストリップアンテナでは、２枚の放射素子の
放射開口端に相当する辺とグランド地板との間に１個又
は複数個の可変容量６０１を装荷した。その他の構成に
ついては、実施の形態４と同様であるため、説明を省略
する。

【００３５】本発明の実施の形態６に係るマイクロスト
リップアンテナでは、１個又は複数個の可変容量６０１
を装荷することにより必要に応じて全体容量を変化させ
ることができるため、共振周波数を必要な周波数に対応
させることができる。また、スイッチング素子１０５を
切替えることによって、受信する周波数を切替えること
ができるため、高帯域化を実現することができ、アンテ
ナ素子をより小型にすることができる。

【００３６】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に係るマイクロストリップアンテナによれば、スイッチ
ング素子を切替えることによって周波数を切替えること
ができるため、２周波化又は高帯域化を実現することが
できる。また、各放射素子の放射開口端とグランド地板
との間に容量又は可変容量を装荷することによって、よ
り小型化を図ることができる。さらに、可変容量を変化
させることにより、必要な共振周波数に切替えることが
できるため、小型化とともに、２周波化又は高帯域化を
図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１に係るマイクロストリッ
プアンテナの全体斜視図

【図２】本発明の実施の形態２に係るマイクロストリッ
プアンテナの全体斜視図

【図３】本発明の実施の形態３に係るマイクロストリッ
プアンテナの全体斜視図

【図４】本発明の実施の形態４に係るマイクロストリッ
プアンテナの全体斜視図

【図５】本発明の実施の形態５に係るマイクロストリッ
プアンテナの全体斜視図

【図６】本発明の実施の形態６に係るマイクロストリッ
プアンテナの全体斜視図

【図７】従来のマイクロストリップアンテナの全体斜視
図

【図８】従来の２周波数対応型のマイクロストリップア
ンテナの全体斜視図

【符号の説明】

１０１第一放射素子１０２第二放射素子１０３スペーサ１０４グランド地板１０５スイッチング素子１０６給電線１０７無線回路２０１容量３０１可変容量４０１内側の放射素子４０２外側の放射素子５０１容量６０１可変容量

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】グランド地板と、このグランド地板上に
平行に配置された複数の平面放射素子と、前記複数の平
面放射素子のいずれか一の平面放射素子に対して給電を
行う給電手段と、前記給電手段によって給電される平面
放射素子に対して電気的に接続される平面放射素子の数
を制御することにより共振周波数を切替える共振周波数
切替手段とを備えることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】前記複数の平面放射素子は、放射開口端
方向に直線状に配置されたことを特徴とする請求項１記
載のアンテナ装置。
【請求項３】前記複数の平面放射素子は、内側の平面
放射素子を囲むように順次配置されたことを特徴とする
請求項１記載のアンテナ装置。
【請求項４】共振周波数切替手段は、前記隣接する平
面放射素子の放射開口端の間に設けられたスイッチング
素子と、このスイッチング素子の導通制御を行う手段と
を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいず
れかに記載のアンテナ装置。
【請求項５】前記平面放射素子の放射開口端に容量を
装荷したことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいず
れかに記載のアンテナ装置。
【請求項６】前記平面放射素子の放射開口端に可変容
量を装荷したことを特徴とする請求項１乃至請求項４の
いずれかに記載のアンテナ装置。
【請求項７】請求項１乃至請求項６のいずれかに記載
のアンテナ装置を備えることを特徴とする移動通信装
置。
【請求項８】グランド地板上に平行に配置された複数
の放射素子を電気的に接続又は切断してアンテナ長を変
化させることで共振周波数を切替えることを特徴とする
アンテナ装置の共振周波数切替方法。
【請求項９】前記複数の放射素子の放射開口端に設け
られた可変容量を制御して共振周波数を調節することを
特徴とする請求項８記載のアンテナ装置の共振周波数切
替方法。