JPH09232854A - 移動無線機用小型平面アンテナ装置 - Google Patents
移動無線機用小型平面アンテナ装置Info
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- JPH09232854A JPH09232854A JP8031553A JP3155396A JPH09232854A JP H09232854 A JPH09232854 A JP H09232854A JP 8031553 A JP8031553 A JP 8031553A JP 3155396 A JP3155396 A JP 3155396A JP H09232854 A JPH09232854 A JP H09232854A
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- planar antenna
- antenna
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 単一の平面アンテナにおいて、広帯域な周波
数特性を持つことができる移動無線機用小型平面アンテ
ナ装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 第１導電板１と第２導電板２を接続部３
により電気的に接続して、端面短絡１／４波長マイクロ
ストリップアンテナ（ＭＳＡ）を構成し、第１導電板１
上で接続部３からｃ１の距離を隔てた点に給電部４を置
き、その給電部４にその共振周波数を使用周波数付近に
合わせた直列共振回路５の一端を接続して、その他端を
給電端子８に接続するように構成する。
数特性を持つことができる移動無線機用小型平面アンテ
ナ装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 第１導電板１と第２導電板２を接続部３
により電気的に接続して、端面短絡１／４波長マイクロ
ストリップアンテナ（ＭＳＡ）を構成し、第１導電板１
上で接続部３からｃ１の距離を隔てた点に給電部４を置
き、その給電部４にその共振周波数を使用周波数付近に
合わせた直列共振回路５の一端を接続して、その他端を
給電端子８に接続するように構成する。
Description
【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、無線機のきょう
体内部に組み込まれる小型の平面アンテナ装置に関す
る。
機で使用されるアンテナに関し、特に、無線機のきょう
体内部に組み込まれる小型の平面アンテナ装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、携帯電話やパーソナルハンディホ
ンシステム等の移動体通信分野の需要が急激に高まって
きている。これらのシステムの携帯用端末無線機には、
様々な構造の小型アンテナが使用されている。その中で
も、特に代表的なものとしては、きょう体の外部に突出
する構造のホイップアンテナと、きょう体の内部に組み
込む構造の小型・薄型の平面アンテナの２種類がある。
これらの移動無線機においては、一般にホイップアンテ
ナは主アンテナとして送信・受信の両方で利用され、平
面アンテナはダイバーシチ受信用のアンテナとして使用
される場合が多い。
ンシステム等の移動体通信分野の需要が急激に高まって
きている。これらのシステムの携帯用端末無線機には、
様々な構造の小型アンテナが使用されている。その中で
も、特に代表的なものとしては、きょう体の外部に突出
する構造のホイップアンテナと、きょう体の内部に組み
込む構造の小型・薄型の平面アンテナの２種類がある。
これらの移動無線機においては、一般にホイップアンテ
ナは主アンテナとして送信・受信の両方で利用され、平
面アンテナはダイバーシチ受信用のアンテナとして使用
される場合が多い。
【０００３】図５は従来の移動無線機用小型平面アンテ
ナの構造を示している。図５において、３４は第１導電
板であり、３５は第２導電板であり、３４・３５のそれ
ぞれは距離ｔの間隔をもって配置され、３６の接続部に
より電気的に接続されて、端面短絡１／４波長マイクロ
ストリップアンテナ（ＭＳＡ）を構成する。無線機側回
路への給電は、３４の特定の箇所に設けられた給電部３
７に無線機側回路への給電線を接続することで行われ
る。一般にこの構造の平面アンテナは、導電板３４及び
３５を厚さｔの誘電体基板上の両面銅箔パターンで形成
して、接続部３７をスルーホールで実現する方法が用い
られる。あるいは他の実現方法として、第１導電板３４
を銅板等の金属板で形成し、第２導電板３５として無線
機の回路基板上のグランドプレーンを利用し、その回路
基板（第２導電板３５）と銅板（第１導電板３４）との
間をモールド材等の絶縁体によって機械的に支持する方
法が用いられる。この平面アンテナの共振周波数は、第
１導電板３４の長さａ５がλｇ／４（λｇは第１導電板
上における波長）となる周波数となるので、極めて小型
であり、移動無線機のきょう体内部に組み込む小型内蔵
アンテナとして好適である。このようなアンテナの例
は、特開平４−１２９３０２号公報の”無線機用アンテ
ナ”にも見ることができる。
ナの構造を示している。図５において、３４は第１導電
板であり、３５は第２導電板であり、３４・３５のそれ
ぞれは距離ｔの間隔をもって配置され、３６の接続部に
より電気的に接続されて、端面短絡１／４波長マイクロ
ストリップアンテナ（ＭＳＡ）を構成する。無線機側回
路への給電は、３４の特定の箇所に設けられた給電部３
７に無線機側回路への給電線を接続することで行われ
る。一般にこの構造の平面アンテナは、導電板３４及び
３５を厚さｔの誘電体基板上の両面銅箔パターンで形成
して、接続部３７をスルーホールで実現する方法が用い
られる。あるいは他の実現方法として、第１導電板３４
を銅板等の金属板で形成し、第２導電板３５として無線
機の回路基板上のグランドプレーンを利用し、その回路
基板（第２導電板３５）と銅板（第１導電板３４）との
間をモールド材等の絶縁体によって機械的に支持する方
法が用いられる。この平面アンテナの共振周波数は、第
１導電板３４の長さａ５がλｇ／４（λｇは第１導電板
上における波長）となる周波数となるので、極めて小型
であり、移動無線機のきょう体内部に組み込む小型内蔵
アンテナとして好適である。このようなアンテナの例
は、特開平４−１２９３０２号公報の”無線機用アンテ
ナ”にも見ることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】移動体通信システムの
多くは、回線品質の確保や通信エリア拡大のために、ダ
イバーシチ方式が採用されている。従来、一般に携帯電
話等の移動無線機においては、アンテナ切替式のダイバ
ーシチ受信方式が採用されており、主アンテナとしての
ホイップアンテナと、副アンテナとしての内蔵アンテナ
を電気的に切り替えて、受信信号レベルの高い方を選択
するよう動作させていた。
多くは、回線品質の確保や通信エリア拡大のために、ダ
イバーシチ方式が採用されている。従来、一般に携帯電
話等の移動無線機においては、アンテナ切替式のダイバ
ーシチ受信方式が採用されており、主アンテナとしての
ホイップアンテナと、副アンテナとしての内蔵アンテナ
を電気的に切り替えて、受信信号レベルの高い方を選択
するよう動作させていた。
【０００５】また、移動体通信システムの多様化が進
み、２重化形式は、時分割２重化（ＴＤＤ）方式及び周
波数分割２重化（ＦＤＤ）方式がシステム毎に採用され
ている。
み、２重化形式は、時分割２重化（ＴＤＤ）方式及び周
波数分割２重化（ＦＤＤ）方式がシステム毎に採用され
ている。
【０００６】このような背景のなかで近年では、移動無
線機のダイバーシチ方式において、受信のみではなく送
信時にもアンテナ切替を行う方式が提案されいる。更に
システムが周波数分割２重化形式であるために、送信周
波数と受信周波数が、例えば数十ＭＨｚないし百数十Ｍ
Ｈｚも離れているシステムが提案されている。したがっ
て、副アンテナとしての内蔵小型平面アンテナは、従来
のような受信帯域のみの狭帯域特性ではなく、例えば、
数十ＭＨｚないし百数十ＭＨｚ（例えば、比帯域５％な
いし１０％）のような非常に広帯域な周波数特性を持つ
ことが望まれている。
線機のダイバーシチ方式において、受信のみではなく送
信時にもアンテナ切替を行う方式が提案されいる。更に
システムが周波数分割２重化形式であるために、送信周
波数と受信周波数が、例えば数十ＭＨｚないし百数十Ｍ
Ｈｚも離れているシステムが提案されている。したがっ
て、副アンテナとしての内蔵小型平面アンテナは、従来
のような受信帯域のみの狭帯域特性ではなく、例えば、
数十ＭＨｚないし百数十ＭＨｚ（例えば、比帯域５％な
いし１０％）のような非常に広帯域な周波数特性を持つ
ことが望まれている。
【０００７】しかしながら、図５に示す構造の小型平面
アンテナは、ホイップアンテナ等に比較すると狭帯域特
性であり、例えば、１．９ＧＨｚ帯で４０ないし５５Ｍ
Ｈｚ程度の帯域幅（帯域幅は入力ＶＳＷＲが２以下とな
る周波数帯域幅。）を持ち、比帯域は２ないし３％程度
のものが一般的であった。したがって、例えば、１．９
ＧＨｚ帯において送受信周波数が８０ＭＨｚ離れてお
り、全周波数帯域が１２５ＭＨｚに及ぶシステムにおい
ては、図５の小型平面アンテナでは、送信・受信の両帯
域をカバーすることができず、複数の平面アンテナを配
置して切り替えるか、あるいはまた、何らかの手段で共
振周波数の切替を行う必要を生じるという問題点があっ
た。
アンテナは、ホイップアンテナ等に比較すると狭帯域特
性であり、例えば、１．９ＧＨｚ帯で４０ないし５５Ｍ
Ｈｚ程度の帯域幅（帯域幅は入力ＶＳＷＲが２以下とな
る周波数帯域幅。）を持ち、比帯域は２ないし３％程度
のものが一般的であった。したがって、例えば、１．９
ＧＨｚ帯において送受信周波数が８０ＭＨｚ離れてお
り、全周波数帯域が１２５ＭＨｚに及ぶシステムにおい
ては、図５の小型平面アンテナでは、送信・受信の両帯
域をカバーすることができず、複数の平面アンテナを配
置して切り替えるか、あるいはまた、何らかの手段で共
振周波数の切替を行う必要を生じるという問題点があっ
た。
【０００８】本発明では、複数の平面アンテナや共振周
波数の切替手段を用いることなしに、単一の平面アンテ
ナにおいて、例えば、比帯域５％ないし１０％の広帯域
な周波数特性を持つことができる移動無線機用小型平面
アンテナ装置を提供することを目的とする。
波数の切替手段を用いることなしに、単一の平面アンテ
ナにおいて、例えば、比帯域５％ないし１０％の広帯域
な周波数特性を持つことができる移動無線機用小型平面
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】本発明は上記目的を達成
するために、方形形状の第１導電板と、前記第１導電板
に対向して配置された第２導電板と、前記第１導電板の
端面付近と前記第２導電板とを接続した少なくとも一つ
の導電体からなる平面アンテナ部と、前記平面アンテナ
部の第１導電板と第２導電板との接続部から一定の距離
を隔てて設けられた第１導電板上の給電部に直列共振回
路の一端を接続し、前記直列共振回路の他端を給電端子
とすることを特徴とする移動無線機用小型平面アンテナ
装置を構成したものである。
するために、方形形状の第１導電板と、前記第１導電板
に対向して配置された第２導電板と、前記第１導電板の
端面付近と前記第２導電板とを接続した少なくとも一つ
の導電体からなる平面アンテナ部と、前記平面アンテナ
部の第１導電板と第２導電板との接続部から一定の距離
を隔てて設けられた第１導電板上の給電部に直列共振回
路の一端を接続し、前記直列共振回路の他端を給電端子
とすることを特徴とする移動無線機用小型平面アンテナ
装置を構成したものである。
【００１０】前記移動無線機用小型平面アンテナ装置に
おいて、第１導電板と第２導電板とを誘電体基板上に形
成して支持するよう構成することができる。さらに、前
記移動無線機用小型平面アンテナ装置において、直列共
振回路のインダクタンスを誘電体基板上に形成した伝送
線路素子により構成することができる。さらに、直列共
振回路を、誘電体基板上に形成した伝送線路素子と、前
記伝送線路素子と誘電体基板の内層パターンとの間の層
間容量で構成することができる。
おいて、第１導電板と第２導電板とを誘電体基板上に形
成して支持するよう構成することができる。さらに、前
記移動無線機用小型平面アンテナ装置において、直列共
振回路のインダクタンスを誘電体基板上に形成した伝送
線路素子により構成することができる。さらに、直列共
振回路を、誘電体基板上に形成した伝送線路素子と、前
記伝送線路素子と誘電体基板の内層パターンとの間の層
間容量で構成することができる。
【００１１】したがって本発明によれば、複数の平面ア
ンテナや共振周波数の切替手段を用いることなしに、単
一の平面アンテナにおいて、例えば、比帯域５％ないし
１０％の広帯域な周波数特性を持つことができる移動無
線機用小型平面アンテナ装置を提供することができる。
ンテナや共振周波数の切替手段を用いることなしに、単
一の平面アンテナにおいて、例えば、比帯域５％ないし
１０％の広帯域な周波数特性を持つことができる移動無
線機用小型平面アンテナ装置を提供することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、方形形状の第１導電板と、前記第１導電板に対向し
て配置された第２導電板と、前記第１導電板の端面付近
と前記第２導電板とを接続した少なくとも一つの導電体
からなる平面アンテナ部と、前記平面アンテナ部の第１
導電板と第２導電板との接続部から一定の距離を隔てて
設けられた第１導電板上の給電部に直列共振回路の一端
を接続し、前記直列共振回路の他端を給電端子とするこ
とを特徴とする移動無線機用小型平面アンテナ装置を構
成したものであり、広帯域な周波数特性を得るという作
用を有する。
は、方形形状の第１導電板と、前記第１導電板に対向し
て配置された第２導電板と、前記第１導電板の端面付近
と前記第２導電板とを接続した少なくとも一つの導電体
からなる平面アンテナ部と、前記平面アンテナ部の第１
導電板と第２導電板との接続部から一定の距離を隔てて
設けられた第１導電板上の給電部に直列共振回路の一端
を接続し、前記直列共振回路の他端を給電端子とするこ
とを特徴とする移動無線機用小型平面アンテナ装置を構
成したものであり、広帯域な周波数特性を得るという作
用を有する。
【００１３】請求項２に記載の発明は、第１導電板と第
２導電板とを誘電体基板上に形成して支持することを特
徴とする請求項１記載の移動無線機用小型平面アンテナ
装置を構成したものであり、広帯域な周波数特性を得る
という作用を有する。
２導電板とを誘電体基板上に形成して支持することを特
徴とする請求項１記載の移動無線機用小型平面アンテナ
装置を構成したものであり、広帯域な周波数特性を得る
という作用を有する。
【００１４】請求項３に記載の発明は、直列共振回路の
インダクタンスを誘電体基板上に形成した伝送線路素子
により構成することを特徴とする請求項１記載の移動無
線機用小型平面アンテナ装置を構成したものであり、広
帯域な周波数特性を得るという作用を有する。
インダクタンスを誘電体基板上に形成した伝送線路素子
により構成することを特徴とする請求項１記載の移動無
線機用小型平面アンテナ装置を構成したものであり、広
帯域な周波数特性を得るという作用を有する。
【００１５】請求項４に記載の発明は、直列共振回路
を、誘電体基板上に形成した伝送線路素子と、前記伝送
線路素子と誘電体基板の内層パターンとの間の層間容量
で構成することを特徴とする請求項１記載の移動無線機
用小型平面アンテナ装置を構成したものであり、広帯域
な周波数特性を得るという作用を有する。
を、誘電体基板上に形成した伝送線路素子と、前記伝送
線路素子と誘電体基板の内層パターンとの間の層間容量
で構成することを特徴とする請求項１記載の移動無線機
用小型平面アンテナ装置を構成したものであり、広帯域
な周波数特性を得るという作用を有する。
【００１６】以下、本発明の実施の形態について、図１
から図７を用いて説明する。 （実施の形態１）図１は本発明の実施の形態１における
アンテナ装置を示す図である。図１において、１は第１
導電板であり銅板等の金属板で形成され、２は第２導電
板であり無線機の回路基板上のグランドプレーンパター
ンを利用する。銅板（第１導電板１）と回路基板（第２
導電板２）との間をモールド材等の絶縁体によって機械
的に支持することで、１、２のそれぞれは距離ｔの間隔
をもって配置される。一般にｔは２ｍｍないし５ｍｍ程
度に選ばれる。さらに１、２は、銅板等の金属板で形成
された接続部３により電気的に接続されて、端面短絡１
／４波長マイクロストリップアンテナ（ＭＳＡ）を構成
する。以上は図５の従来技術における移動無線機用小型
平面アンテナと同一の構造を示している。本実施の形態
１においては、第１導電板１上で接続部３からｃ１の距
離を隔てた点に給電部４を置き、その給電部４にその共
振周波数を使用周波数付近に合わせた直列共振回路５の
一端を接続して、その他端を給電端子８に接続するよう
に構成している。本実施の形態１においては、直列共振
回路５は、無線機の回路基板上に実装したインダクタン
ス６とコンデンサ７により構成している。給電端子８は
無線機側のアンテナ切替回路に接続される。
から図７を用いて説明する。 （実施の形態１）図１は本発明の実施の形態１における
アンテナ装置を示す図である。図１において、１は第１
導電板であり銅板等の金属板で形成され、２は第２導電
板であり無線機の回路基板上のグランドプレーンパター
ンを利用する。銅板（第１導電板１）と回路基板（第２
導電板２）との間をモールド材等の絶縁体によって機械
的に支持することで、１、２のそれぞれは距離ｔの間隔
をもって配置される。一般にｔは２ｍｍないし５ｍｍ程
度に選ばれる。さらに１、２は、銅板等の金属板で形成
された接続部３により電気的に接続されて、端面短絡１
／４波長マイクロストリップアンテナ（ＭＳＡ）を構成
する。以上は図５の従来技術における移動無線機用小型
平面アンテナと同一の構造を示している。本実施の形態
１においては、第１導電板１上で接続部３からｃ１の距
離を隔てた点に給電部４を置き、その給電部４にその共
振周波数を使用周波数付近に合わせた直列共振回路５の
一端を接続して、その他端を給電端子８に接続するよう
に構成している。本実施の形態１においては、直列共振
回路５は、無線機の回路基板上に実装したインダクタン
ス６とコンデンサ７により構成している。給電端子８は
無線機側のアンテナ切替回路に接続される。
【００１７】この平面アンテナの共振周波数は、第１導
電板１の長さａ１がλｇ／４（λｇは第１導電板上にお
ける波長）となる周波数となるので、例えば、１．９Ｇ
Ｈｚ帯移動無線機用小型平面アンテナの場合は、ａ１の
長さは約４０ｍｍ程度となる。第１導電板１の幅ｂ１
は、共振周波数にほぼ無関係に選ぶことができるが、こ
の構造の平面アンテナの帯域幅は、第１導電板１の面積
Ｓ１すなわち、 Ｓ１ ＝ ａ１ ｘ ｂ１ にほぼ比例するため、ｂ１を大きくした方が広い帯域幅
が得られる。一般的には、ｂ１はほぼａ１と同一に選ば
れ、その時の帯域幅は、例えば、１．９ＧＨｚ帯で約５
０ＭＨｚ程度となる。
電板１の長さａ１がλｇ／４（λｇは第１導電板上にお
ける波長）となる周波数となるので、例えば、１．９Ｇ
Ｈｚ帯移動無線機用小型平面アンテナの場合は、ａ１の
長さは約４０ｍｍ程度となる。第１導電板１の幅ｂ１
は、共振周波数にほぼ無関係に選ぶことができるが、こ
の構造の平面アンテナの帯域幅は、第１導電板１の面積
Ｓ１すなわち、 Ｓ１ ＝ ａ１ ｘ ｂ１ にほぼ比例するため、ｂ１を大きくした方が広い帯域幅
が得られる。一般的には、ｂ１はほぼａ１と同一に選ば
れ、その時の帯域幅は、例えば、１．９ＧＨｚ帯で約５
０ＭＨｚ程度となる。
【００１８】上記に説明した小型平面アンテナの給電部
４は、第１導電板１の所定の場所に配置される。この
時、給電部４と第２導電板２との間の入力インピーダン
スと給電部４と接続部３との距離ｃ１の間には、ｃ１が
大きいとき入力インピーダンスは高くなり、ｃ１が小さ
いときは入力インピーダンスが低くなるという関係があ
る。図６の３８は、給電部４から見た入力ＶＳＷＲの周
波数特性を示し、入力インピーダンスが最も５０Ωに近
くなるようにｃ１を適切な長さ（例えば、約５ｍｍ）に
選んだ状態を示す。図６の３８の周波数特性から、帯域
幅は約５０ＭＨｚである。
４は、第１導電板１の所定の場所に配置される。この
時、給電部４と第２導電板２との間の入力インピーダン
スと給電部４と接続部３との距離ｃ１の間には、ｃ１が
大きいとき入力インピーダンスは高くなり、ｃ１が小さ
いときは入力インピーダンスが低くなるという関係があ
る。図６の３８は、給電部４から見た入力ＶＳＷＲの周
波数特性を示し、入力インピーダンスが最も５０Ωに近
くなるようにｃ１を適切な長さ（例えば、約５ｍｍ）に
選んだ状態を示す。図６の３８の周波数特性から、帯域
幅は約５０ＭＨｚである。
【００１９】図１において、給電部４と給電端子８との
間に、直列共振回路５を挿入し、直列共振回路５の共振
周波数を、平面アンテナの共振周波数付近に選び、イン
ダクタンス６のインダクタンスＬとコンデンサ７の容量
Ｃとの比、すなわち、Ｌ／Ｃを最適な値に選ぶことで、
図６の３９に示すような２共振インピーダンス整合特性
を得ることができる。このとき、入力ＶＳＷＲが２以下
の周波数範囲（帯域幅）が最大となるようなＬ／Ｃの最
適値が存在し、その最適値は、ｃ１の長さが長いほど
（すなわち給電部４のインピーダンスが高いほど）小さ
い値となり、Ｌが小さく、Ｃが大きい値となる。ここで
例えばｃ１を約１０ｍｍ程度に選んだ場合、図６の３９
に示すように帯域幅は約９５ＭＨｚとなり、３８に比較
して１．９倍の帯域幅が得られる。また、９５ＭＨｚの
帯域幅全体にわたって良好な放射効率を得ることができ
る。
間に、直列共振回路５を挿入し、直列共振回路５の共振
周波数を、平面アンテナの共振周波数付近に選び、イン
ダクタンス６のインダクタンスＬとコンデンサ７の容量
Ｃとの比、すなわち、Ｌ／Ｃを最適な値に選ぶことで、
図６の３９に示すような２共振インピーダンス整合特性
を得ることができる。このとき、入力ＶＳＷＲが２以下
の周波数範囲（帯域幅）が最大となるようなＬ／Ｃの最
適値が存在し、その最適値は、ｃ１の長さが長いほど
（すなわち給電部４のインピーダンスが高いほど）小さ
い値となり、Ｌが小さく、Ｃが大きい値となる。ここで
例えばｃ１を約１０ｍｍ程度に選んだ場合、図６の３９
に示すように帯域幅は約９５ＭＨｚとなり、３８に比較
して１．９倍の帯域幅が得られる。また、９５ＭＨｚの
帯域幅全体にわたって良好な放射効率を得ることができ
る。
【００２０】なお、本実施の形態１においては、第１導
電板１はほぼ正方形である銅板等の金属板であるが、こ
の形状や材質に限るものではなく、同様なアンテナとし
ての動作をする形状や材質のものを用いても同様な効果
を得ることができる。また、第２導電板２は、無線機の
回路基板上のグランドプレーンパターンを利用している
が、これに限るものではなく、例えば無線機の回路を遮
へいするためのシールド板を利用しても同様な効果を得
ることができる。また、接続部３は第１導電板１と同一
の材質で一体成形して、折り曲げた構造であっても同様
な効果を得ることができる。また、直列共振回路５は、
無線機の回路基板上に実装したインダクタンス６とコン
デンサ７により構成しているが、これに限るのもではな
く、誘電体共振素子やその他の構造の共振素子を用いて
も同様な効果を得ることができる。
電板１はほぼ正方形である銅板等の金属板であるが、こ
の形状や材質に限るものではなく、同様なアンテナとし
ての動作をする形状や材質のものを用いても同様な効果
を得ることができる。また、第２導電板２は、無線機の
回路基板上のグランドプレーンパターンを利用している
が、これに限るものではなく、例えば無線機の回路を遮
へいするためのシールド板を利用しても同様な効果を得
ることができる。また、接続部３は第１導電板１と同一
の材質で一体成形して、折り曲げた構造であっても同様
な効果を得ることができる。また、直列共振回路５は、
無線機の回路基板上に実装したインダクタンス６とコン
デンサ７により構成しているが、これに限るのもではな
く、誘電体共振素子やその他の構造の共振素子を用いて
も同様な効果を得ることができる。
【００２１】（実施の形態２）図２は本発明の実施の形
態２におけるアンテナ装置を示す図である。図２におい
て、９は第１導電板であり、１０は第２導電板であり、
厚さｔの誘電体基板１１上に形成された銅箔パターンで
構成される。一般に、誘電体基板１１の厚さｔは２ｍｍ
ないし５ｍｍ程度に選ばれ、誘電体基板１１の比誘電率
は２ないし４程度に選ばれる。誘電体基板１１に形成さ
れた複数のスルーホール１２を誘電体基板の端面付近に
配列することにより、導電板９及び１０を電気的に接続
して、端面短絡１／４波長マイクロストリップアンテナ
（ＭＳＡ）を構成する。また、第２導電板１０は、無線
機の回路基板上のグランドプレーンパターンやシールド
板に半田付けされ、それらとともに第２導電板を構成す
る場合が多い。本実施の形態２においては、第１導電板
９上で端面からｃ２の距離を隔てた点に給電部１３を置
き、その給電部１３にその共振周波数を使用周波数付近
に合わせた直列共振回路１４の一端を接続して、その他
端を給電端子１７に接続するように構成している。本実
施の形態２において、直列共振回路１４は、無線機の回
路基板上に実装したインダクタンス１５とコンデンサ１
６により構成される。給電端子１７は無線機側のアンテ
ナ切替回路に接続される。
態２におけるアンテナ装置を示す図である。図２におい
て、９は第１導電板であり、１０は第２導電板であり、
厚さｔの誘電体基板１１上に形成された銅箔パターンで
構成される。一般に、誘電体基板１１の厚さｔは２ｍｍ
ないし５ｍｍ程度に選ばれ、誘電体基板１１の比誘電率
は２ないし４程度に選ばれる。誘電体基板１１に形成さ
れた複数のスルーホール１２を誘電体基板の端面付近に
配列することにより、導電板９及び１０を電気的に接続
して、端面短絡１／４波長マイクロストリップアンテナ
（ＭＳＡ）を構成する。また、第２導電板１０は、無線
機の回路基板上のグランドプレーンパターンやシールド
板に半田付けされ、それらとともに第２導電板を構成す
る場合が多い。本実施の形態２においては、第１導電板
９上で端面からｃ２の距離を隔てた点に給電部１３を置
き、その給電部１３にその共振周波数を使用周波数付近
に合わせた直列共振回路１４の一端を接続して、その他
端を給電端子１７に接続するように構成している。本実
施の形態２において、直列共振回路１４は、無線機の回
路基板上に実装したインダクタンス１５とコンデンサ１
６により構成される。給電端子１７は無線機側のアンテ
ナ切替回路に接続される。
【００２２】図２における実施の形態２の平面アンテナ
の動作は、図１の実施の形態１の平面アンテナとほぼ同
様な動作をするが、誘電体基板上の波長がほぼ比誘電率
の平方根に反比例することから、第１導電板９の長さａ
２は図１の場合に比べて短くなり、例えば、比誘電率が
３．６程度の材質を用いた１．９ＧＨｚ帯移動無線機用
小型平面アンテナの場合は、ａ２は約１９ｍｍ程度とな
る。このため、図１の実施の形態１の平面アンテナに比
べて、帯域幅は若干狭くなるが、直列共振回路１４を追
加することによる帯域幅の拡大率やＬ／Ｃ値とｃ２の関
係の傾向はほぼ同様な特性となる。
の動作は、図１の実施の形態１の平面アンテナとほぼ同
様な動作をするが、誘電体基板上の波長がほぼ比誘電率
の平方根に反比例することから、第１導電板９の長さａ
２は図１の場合に比べて短くなり、例えば、比誘電率が
３．６程度の材質を用いた１．９ＧＨｚ帯移動無線機用
小型平面アンテナの場合は、ａ２は約１９ｍｍ程度とな
る。このため、図１の実施の形態１の平面アンテナに比
べて、帯域幅は若干狭くなるが、直列共振回路１４を追
加することによる帯域幅の拡大率やＬ／Ｃ値とｃ２の関
係の傾向はほぼ同様な特性となる。
【００２３】（実施の形態３）図３は本発明の実施の形
態３におけるアンテナ装置を示す図である。図３におい
て、１８は第１導電板であり、１９は第２導電板であ
り、厚さｔの誘電体基板２０上に形成された銅箔パター
ンで構成される。一般に、誘電体基板２０の厚さｔは２
ｍｍないし５ｍｍ程度に選ばれ、誘電体基板２０の比誘
電率は２ないし４程度に選ばれる。誘電体基板２０に形
成された複数のスルーホール２１を誘電体基板の端面付
近に配列することにより、導電板１８及び１９を電気的
に接続して、端面短絡１／４波長マイクロストリップア
ンテナ（ＭＳＡ）を構成する。また、第２導電板１９
は、無線機の回路基板上のグランドプレーンパターンや
シールド板に半田付けされ、それらとともに第２導電板
を構成する場合が多い。以上の平面アンテナ部は、図２
における実施の形態２の平面アンテナと同様な動作をす
る。本実施の形態３においては、第１導電板１８上で端
面からｃ３（例えば１０ｍｍ程度）の距離を隔てた点に
給電部２２を置き、その給電部２２に高インピーダンス
伝送線路２３（例えば、幅１ないし２ｍｍ程度、長さ１
０ｍｍ程度）の一端を接続し、その他端をコンデンサ２
４の一端に接続し、その他端を給電端子２５に接続する
ように構成している。本実施の形態３においては、直列
共振回路のインダクタンスを高インピーダンス伝送線路
２３によって実現している他は、図２における実施の形
態２の場合と同様な動作及び同様な特性を得ることがで
きる。
態３におけるアンテナ装置を示す図である。図３におい
て、１８は第１導電板であり、１９は第２導電板であ
り、厚さｔの誘電体基板２０上に形成された銅箔パター
ンで構成される。一般に、誘電体基板２０の厚さｔは２
ｍｍないし５ｍｍ程度に選ばれ、誘電体基板２０の比誘
電率は２ないし４程度に選ばれる。誘電体基板２０に形
成された複数のスルーホール２１を誘電体基板の端面付
近に配列することにより、導電板１８及び１９を電気的
に接続して、端面短絡１／４波長マイクロストリップア
ンテナ（ＭＳＡ）を構成する。また、第２導電板１９
は、無線機の回路基板上のグランドプレーンパターンや
シールド板に半田付けされ、それらとともに第２導電板
を構成する場合が多い。以上の平面アンテナ部は、図２
における実施の形態２の平面アンテナと同様な動作をす
る。本実施の形態３においては、第１導電板１８上で端
面からｃ３（例えば１０ｍｍ程度）の距離を隔てた点に
給電部２２を置き、その給電部２２に高インピーダンス
伝送線路２３（例えば、幅１ないし２ｍｍ程度、長さ１
０ｍｍ程度）の一端を接続し、その他端をコンデンサ２
４の一端に接続し、その他端を給電端子２５に接続する
ように構成している。本実施の形態３においては、直列
共振回路のインダクタンスを高インピーダンス伝送線路
２３によって実現している他は、図２における実施の形
態２の場合と同様な動作及び同様な特性を得ることがで
きる。
【００２４】（実施の形態４）図４は本発明の実施の形
態４におけるアンテナ装置を示す図である。図４におい
て、２６は第１導電板であり、２７は第２導電板であ
り、厚さｔの誘電体基板２８上に形成された銅箔パター
ンで構成される。一般に、誘電体基板２８の厚さｔは２
ｍｍないし５ｍｍ程度に選ばれ、誘電体基板２８の比誘
電率は２ないし４程度に選ばれる。誘電体基板２８に形
成された複数のスルーホール２９を誘電体基板の端面付
近に配列することにより、導電板２６及び２７を電気的
に接続して、端面短絡１／４波長マイクロストリップア
ンテナ（ＭＳＡ）を構成する。また、第２導電板２７
は、無線機の回路基板上のグランドプレーンパターンや
シールド板に半田付けされ、それらとともに第２導電板
を構成する場合が多い。本実施の形態４においては、第
１導電板２６の長さａ４は、例えば、比誘電率が３．６
程度の材質を用いた１．９ＧＨｚ帯移動無線機用小型平
面アンテナの場合は、図２、図３と同様に約１９ｍｍ程
度となるが、幅ｂ４をａ４の約２倍（４０ｍｍ程度）に
選んでいる。そのため、給電部３０における入力ＶＳＷ
Ｒの周波数特性は図７の４０に示すようになり、入力Ｖ
ＳＷＲが２以下となる帯域幅は約９０ＭＨｚとなる。但
し、この時のｃ４の長さは、給電部３０における入力イ
ンピーダンスが最も５０Ωに近くなるように適切な長さ
（例えば、約５ｍｍ）に選んだ状態を示す。
態４におけるアンテナ装置を示す図である。図４におい
て、２６は第１導電板であり、２７は第２導電板であ
り、厚さｔの誘電体基板２８上に形成された銅箔パター
ンで構成される。一般に、誘電体基板２８の厚さｔは２
ｍｍないし５ｍｍ程度に選ばれ、誘電体基板２８の比誘
電率は２ないし４程度に選ばれる。誘電体基板２８に形
成された複数のスルーホール２９を誘電体基板の端面付
近に配列することにより、導電板２６及び２７を電気的
に接続して、端面短絡１／４波長マイクロストリップア
ンテナ（ＭＳＡ）を構成する。また、第２導電板２７
は、無線機の回路基板上のグランドプレーンパターンや
シールド板に半田付けされ、それらとともに第２導電板
を構成する場合が多い。本実施の形態４においては、第
１導電板２６の長さａ４は、例えば、比誘電率が３．６
程度の材質を用いた１．９ＧＨｚ帯移動無線機用小型平
面アンテナの場合は、図２、図３と同様に約１９ｍｍ程
度となるが、幅ｂ４をａ４の約２倍（４０ｍｍ程度）に
選んでいる。そのため、給電部３０における入力ＶＳＷ
Ｒの周波数特性は図７の４０に示すようになり、入力Ｖ
ＳＷＲが２以下となる帯域幅は約９０ＭＨｚとなる。但
し、この時のｃ４の長さは、給電部３０における入力イ
ンピーダンスが最も５０Ωに近くなるように適切な長さ
（例えば、約５ｍｍ）に選んだ状態を示す。
【００２５】本実施の形態４においては、給電部３０を
第１導電板２６のほぼ中央部で基板端面からｃ４（例え
ば１２ｍｍ程度）の距離に配置して、その給電部３０に
高インピーダンス線路３１（幅１ないし２ｍｍ程度、長
さ１０ｍｍ程度）の一端を接続し、その他端に、誘電体
基板の内層に形成された給電部パターン３２を例えば約
２ｍｍ程度重なるように、例えば１００ないし２００μ
ｍ程度の内層厚を隔てて配置している。給電部パターン
３２の先端３３は給電端子として、無線機側回路に接続
される。高インピーダンス線路３１は直列共振回路のイ
ンダクタンスとして動作し、また、高インピーダンス線
路３１と給電部パターン３２との重なる部分は、コンデ
ンサとして動作することで、図１及び２及び３の平面ア
ンテナの給電部に挿入された直列共振回路と同様な動作
をする。高インピーダンス線路３１の長さｄを変化する
ことにより、直列共振回路のインダクタンスを変化する
と同時に、給電部パターン３２との重なる部分の面積を
変化させることにより直列共振回路の容量を変化するこ
ととなり、給電端子３３における入力インピーダンスの
周波数特性を最適化するように調整することが可能であ
る。この時の入力ＶＳＷＲの周波数特性は図７の４１に
示すようになり、入力ＶＳＷＲが２以下となる帯域幅は
約１８０ＭＨｚとなる。
第１導電板２６のほぼ中央部で基板端面からｃ４（例え
ば１２ｍｍ程度）の距離に配置して、その給電部３０に
高インピーダンス線路３１（幅１ないし２ｍｍ程度、長
さ１０ｍｍ程度）の一端を接続し、その他端に、誘電体
基板の内層に形成された給電部パターン３２を例えば約
２ｍｍ程度重なるように、例えば１００ないし２００μ
ｍ程度の内層厚を隔てて配置している。給電部パターン
３２の先端３３は給電端子として、無線機側回路に接続
される。高インピーダンス線路３１は直列共振回路のイ
ンダクタンスとして動作し、また、高インピーダンス線
路３１と給電部パターン３２との重なる部分は、コンデ
ンサとして動作することで、図１及び２及び３の平面ア
ンテナの給電部に挿入された直列共振回路と同様な動作
をする。高インピーダンス線路３１の長さｄを変化する
ことにより、直列共振回路のインダクタンスを変化する
と同時に、給電部パターン３２との重なる部分の面積を
変化させることにより直列共振回路の容量を変化するこ
ととなり、給電端子３３における入力インピーダンスの
周波数特性を最適化するように調整することが可能であ
る。この時の入力ＶＳＷＲの周波数特性は図７の４１に
示すようになり、入力ＶＳＷＲが２以下となる帯域幅は
約１８０ＭＨｚとなる。
【００２６】なお、本実施の形態４においては、給電部
３０及び高インピーダンス伝送線路３１は第１導電板２
６のほぼ中央に配置しているが、この位置にに限るもの
ではなく、基板端面から距離ｃ４を隔てた位置に給電部
３０を配置する構造であれば、同様な効果を得ることが
できる。また、直列共振回路の容量素子を、高インピー
ダンス伝送線路３１と給電部パターン３２との間の層間
結合容量を利用しているが、これに限るのもではなく、
その他の構造の容量素子を用いても同様な効果を得るこ
とができる。
３０及び高インピーダンス伝送線路３１は第１導電板２
６のほぼ中央に配置しているが、この位置にに限るもの
ではなく、基板端面から距離ｃ４を隔てた位置に給電部
３０を配置する構造であれば、同様な効果を得ることが
できる。また、直列共振回路の容量素子を、高インピー
ダンス伝送線路３１と給電部パターン３２との間の層間
結合容量を利用しているが、これに限るのもではなく、
その他の構造の容量素子を用いても同様な効果を得るこ
とができる。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
平面アンテナの給電部に直列共振回路挿入することで、
広帯域な周波数特性を持つことができる移動無線機用小
型平面アンテナ装置を提供することができる。
平面アンテナの給電部に直列共振回路挿入することで、
広帯域な周波数特性を持つことができる移動無線機用小
型平面アンテナ装置を提供することができる。
【図１】本発明の実施の形態１におけるアンテナ装置を
示す図
示す図
【図２】本発明の実施の形態２におけるアンテナ装置を
示す図
示す図
【図３】本発明の実施の形態３におけるアンテナ装置を
示す図
示す図
【図４】（ａ）本発明の実施の形態４におけるアンテナ
装置を示す図 （ｂ）同アンテナ装置のｅ−ｅ’部断面を示す図
装置を示す図 （ｂ）同アンテナ装置のｅ−ｅ’部断面を示す図
【図５】従来技術におけるアンテナ装置を示す図
【図６】図１のアンテナ装置の周波数特性の実測値を示
す図
す図
【図７】図４のアンテナ装置の周波数特性の実測値を示
す図
す図
１ 第１導電板 ２ 第２導電板 ３ 接続部 ４ 給電部 ５ 直列共振回路 ６ インダクタンス ７ コンデンサ ８ 給電端子 ９ 第１導電板 １０ 第２導電板 １１ 誘電体基板 １２ スルーホール １３ 給電部 １４ 直列共振回路 １５ インダクタンス １６ コンデンサ １７ 給電端子 １８ 第１導電板 １９ 第２導電板 ２０ 誘電体基板 ２１ スルーホール ２２ 給電部 ２３ 高インピーダンス伝送線路 ２４ コンデンサ ２５ 給電端子 ２６ 第１導電板 ２７ 第２導電板 ２８ 誘電体基板 ２９ スルーホール ３０ 給電部 ３１ 高インピーダンス伝送線路 ３２ 給電部パターン ３３ 給電端子 ３４ 第１導電板 ３５ 第２導電板 ３６ 接続板 ３７ 給電部 ３８，３９，４０，４１ 入力ＶＳＷＲ特性の実測値 ａ１，ａ２，ａ３，ａ４，ａ５ 第１導電板長さ ｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ４，ｂ５ 第１導電板幅 ｃ１，ｃ２，ｃ３，ｃ４，ｃ５ 給電部と短絡点との距
離 ｄ 高インピーダンス線路の長さ ｔ 第１導電板と第２導電板との間隔（厚み）
離 ｄ 高インピーダンス線路の長さ ｔ 第１導電板と第２導電板との間隔（厚み）
Claims (4)
- 【請求項１】方形形状の第１導電板と、前記第１導電板
に対向して配置された第２導電板と、前記第１導電板の
端面付近と前記第２導電板とを接続した少なくとも一つ
の導電体からなる平面アンテナ部と、前記平面アンテナ
部の第１導電板と第２導電板との接続部から一定の距離
を隔てて設けられた第１導電板上の給電部に直列共振回
路の一端を接続し、前記直列共振回路の他端を給電端子
とすることを特徴とする移動無線機用小型平面アンテナ
装置。 - 【請求項２】第１導電板と第２導電板とを誘電体基板上
に形成して支持することを特徴とする請求項１記載の移
動無線機用小型平面アンテナ装置。 - 【請求項３】直列共振回路のインダクタンスを誘電体基
板上に形成した伝送線路素子により構成することを特徴
とする請求項１記載の移動無線機用小型平面アンテナ装
置。 - 【請求項４】直列共振回路を、誘電体基板上に形成した
伝送線路素子と、前記伝送線路素子と誘電体基板の内層
パターンとの間の層間容量で構成することを特徴とする
請求項１記載の移動無線機用小型平面アンテナ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8031553A JPH09232854A (ja) | 1996-02-20 | 1996-02-20 | 移動無線機用小型平面アンテナ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8031553A JPH09232854A (ja) | 1996-02-20 | 1996-02-20 | 移動無線機用小型平面アンテナ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09232854A true JPH09232854A (ja) | 1997-09-05 |
Family
ID=12334386
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8031553A Pending JPH09232854A (ja) | 1996-02-20 | 1996-02-20 | 移動無線機用小型平面アンテナ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09232854A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002060005A1 (en) * | 2001-01-23 | 2002-08-01 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Pifa antenna arrangement |
| KR20020066037A (ko) * | 2001-02-08 | 2002-08-14 | 삼성전자 주식회사 | 휴대용 무선단말기의 내장형 안테나 장치 |
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| EP1587161A1 (en) * | 2004-04-13 | 2005-10-19 | Sharp Kabushiki Kaisha | Antenna and mobile wireless equipment using the same |
| JP2008066838A (ja) * | 2006-09-05 | 2008-03-21 | Mitsubishi Electric Corp | アンテナ装置 |
| WO2010049984A1 (ja) * | 2008-10-27 | 2010-05-06 | 三菱電機株式会社 | 無線通信装置 |
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-
1996
- 1996-02-20 JP JP8031553A patent/JPH09232854A/ja active Pending
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