JPH10200327A - 逆fアンテナ - Google Patents

逆fアンテナ

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JPH10200327A
JPH10200327A JP9002722A JP272297A JPH10200327A JP H10200327 A JPH10200327 A JP H10200327A JP 9002722 A JP9002722 A JP 9002722A JP 272297 A JP272297 A JP 272297A JP H10200327 A JPH10200327 A JP H10200327A
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antenna
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dielectric substrate
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Keijiro Azuma
啓二朗 東
Hiroyuki Takebe
裕幸 武部
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型携帯端末に実装可能である小型内蔵アン
テナにおいて、占有体積を有効に利用して携帯端末の小
型化を図るのに適した逆Fアンテナ構成を提供すること
を目的とする。 【解決手段】 放射導体11と、それに対向するアース
導体14と、放射導体11とアース導体14を接続する
短絡手段を有する逆Fアンテナにおいて、放射導体11
とアース導体14との間に誘電体基板12を配置し、放
射導体11と誘電体基板12のアース面とを接続する第
一の短絡部15と、誘電体基板12のアース面とアース
導体14とを接続する第二の短絡部16とにより短絡手
段が構成され、誘電体基板12上に形成された給電線路
から給電を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、携帯無線電話機等
の携帯無線機に用いられる内蔵型の逆Fアンテナに関す
る。
【0002】
【従来の技術】近年、携帯無線電話機等の移動体通信が
脚光を浴びつつあり、これに伴って携帯端末機の一層の
小型化が求められている。また、一方でこのような携帯
端末の普及に伴って、通信容量の拡大のため、通信周波
数帯域を拡大する必要性や、また各種移動体通信システ
ムの融合化の要望等により、より広帯域な特性を有する
アンテナが必要とされきている。これらの携帯端末に用
いられる内蔵アンテナとしては、一般に逆Fアンテナが
良く知られている。
【0003】従来の逆Fアンテナの例を図5に示す。図
5は、一般に広く用いられている板状逆Fアンテナの一
例であり、板金等の導電性金属で形成された矩形放射導
体51をグランド板52に対向して設置し、矩形放射導
体51の一端部を短絡素子53でグランド板52と接続
しアンテナを構成する。給電は、グランド板背面より同
軸ケーブル54で行い、同軸ケーブルの芯線は同軸ケー
ブルの特性インピーダンスと該アンテナのインピーダン
スとの整合がとれるように矩形放射導体の適切な位置に
接続される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】携帯端末の小型化を実
現する一つの方法として、送受信回路等の高周波信号処
理回路(RF回路)実装用基板と、デジタル回路等のベ
ースバンド信号処理回路(ベースバンド回路)実装用基
板とを分離し、該2枚の回路基板を空間を隔てて平行に
設置した2枚基板構成とする方法が考えられる。
【0005】通常、ベースバンド回路基板側に端末操作
用キー、ボタン、マイク等が配置されるため、前記2枚
の回路基板のうちで、RF回路基板の方が、通話時に人
体頭部から離れて位置する構成になる。
【0006】前記端末の内蔵アンテナとして従来例のよ
うな逆Fアンテナを用いる場合、内蔵アンテナの特性と
しては、人体の影響による特性劣化を小さくするため、
放射導体が人体頭部から離れて位置する方がよく、つま
り、放射導体はRF回路基板側に配置される事が望まし
い。
【0007】前記2枚基板構成による携帯端末の内蔵ア
ンテナとして従来の逆Fアンテナを用いる場合の構成法
としては、RF回路基板上に該アンテナを設置し、RF
回路基板をアース面とする第一の構成法、あるいはベー
スバンド基板上に該アンテナを設置し、ベースバンド回
路基板をアース面とする第二の構成法の2通りの方法が
ある。
【0008】前記RF回路基板上に逆Fアンテナを設置
する第一の方法の場合、放射導体がベースバンド基板と
は反対の方向に突出する形状となり、端末の厚みとして
は放射導体とRF回路基板との距離と、RF回路基板と
ベースバンド回路基板間の距離とを足し合わせたものと
なるため、端末の厚みが大きくなり、端末の小型化を図
るうえで大きな問題となる。放射導体とRF回路基板間
のスペースにフィルタ等の高周波部品を実装して前記ス
ペースを有効に利用する方法もあるが、アンテナの広帯
域化を図るほど、前記放射導体とアース面間の距離を大
きくする必要があり、一方で、各種高周波部品は急速に
小型化、低背化が進んでいるため、基板上に前記高周波
部品を実装しても、低背部品では前記スペースを充たす
ことはできず、デッドスペースが生じるため、前記スペ
ースを有効に使って端末の小型化を図るということは困
難であった。
【0009】また、前記ベースバンド基板上に逆Fアン
テナを設置する第二の方法の場合、放射導体はRF回路
基板側に設置されるため、端末の厚みとしてはベースバ
ンド基板とRF回路基板との間の距離と、放射導体とベ
ースバンド基板との距離とのどちらか大きい方に依存さ
れる。これにより、前記第一の方法と比較すると、端末
の厚みは小さくすることができるが、ベースバンド基板
を逆Fアンテナのアース面とするため、その給電はアー
ス面すなわちベースバンド基板上もしくはベースバンド
基板下部より行う必要がある。ところがアンテナ給電線
からのRF信号はRF回路基板上に実装された送受信回
路に導かれる必要があるため、ベースバンド基板上のア
ンテナ給電点からセミリジッドケーブル等の同軸線路を
引き回してRF回路基板上の送受信回路に接続する必要
があり、構成が複雑になり、また、給電線引き回しによ
る損失が大きくなるという不具合があった。
【0010】本発明は、かかる問題点に鑑みてなされた
ものであり、RF回路基板、ベースバンド回路基板の2
枚基板構成の携帯端末において、簡易な構成で、給電線
損失を小さく抑えつつ、アンテナ占有体積を有効に利用
することによって、端末の小型化に適した逆Fアンテナ
を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明に係る逆
Fアンテナは、放射導体と、該放射導体と間隔を隔てて
対向して配置されたアース導体と、該放射導体と該アー
ス導体との間に概略平行に配置された誘電体基板と、該
放射導体と前記アース導体とを接続する短絡手段と、前
記放射導体を給電する給電手段とを有する逆Fアンテナ
において、前記給電手段は、前記誘電体基板上に形成さ
れた給電線路と、前記放射導体と前記給電線路とを接続
する接続部とにより構成されることを特徴とする。
【0012】請求項2の発明に係る逆Fアンテナは、前
記短絡手段が、前記放射導体と前記誘電体基板上に形成
されたアース面とを接続する第一の短絡部と、前記アー
ス面と前記アース導体とを接続する第二の短絡部とによ
り構成されることを特徴とする。
【0013】請求項3の発明に係る逆Fアンテナは、前
記給電手段が、前記誘電体基板の両面にそれぞれ形成さ
れた導体パターン間の静電容量結合を介して行われ、前
記誘電体基板の一方の面に形成された前記導体パターン
は前記給電線路に接続され、前記誘電体基板の他方の面
に形成された前記導体パターンは前記放射導体に接続し
ていることを特徴とする。
【0014】請求項4の発明に係る逆Fアンテナは、前
記第一の短絡部が、前記誘電体基板上に形成された導体
線路パターンを有し、前記導体線路パターンは複数回折
り返されたジグザグ形状パターンであり、その一端部は
前記誘電体基板のアース面に接続され、他端部は直接あ
るいは間接的に前記放射導体に接続されることを特徴と
する。
【0015】上記請求項1に係る逆Fアンテナは、放射
導体と、短絡手段と、アース導体とにより、共振器を構
成する。放射導体とアース導体との間に誘電体基板を配
置し、前記誘電体基板上に形成された給電線より、放射
導体を適切な位置で給電する構成により、前記誘電体基
板の片面、もしくは両面にRF回路部品を実装でき、低
背の回路部品であっても放射導体とアース導体間の空間
を有効に利用することができる。また、給電線路と送受
信回路等のRF回路を同一誘電体基板上に形成できるた
め、同軸線路等の給電線の引き回しが不必要であり、ア
ンテナ給電構成を簡素化でき、給電線損失を小さく抑え
られる。
【0016】請求項2に係る逆Fアンテナは、請求項1
に係る逆Fアンテナにおいて、前記短絡手段が、第一の
短絡部と、第二の短絡部とにより分割された構成である
ため、第1の短絡部と第2の短絡部とをそれぞれ異なる
部材、形状で構成でき、アンテナ設計の自由度が大きく
なる。前記第1、第2の短絡部として、RF回路部また
はベースバンド回路部のシールドケースや筐体の一部等
の金属部材を用いてそれぞれ個々に構成することによ
り、空間をより有効に利用することができる。
【0017】請求項3に係る逆Fアンテナは、請求項1
または請求項2に係る逆Fアンテナにおいて、放射導体
が、誘電体基板の両面に形成された導体パターン間の静
電容量結合により給電されることにより、放射導体上の
給電位置を短絡部から大きく離し、短絡部の反対側端、
すなわち開放端部から給電することができる。単一の金
属部材の両端部を折り曲げて放射導体を形成して誘電体
基板上に設置し、前記折り曲げ部の一方を短絡部に、他
方を給電部に接続することにより逆Fアンテナが構成さ
れ、アンテナ構成の簡素化、及びばらつきの小さい安定
したアンテナ特性が実現できる。
【0018】請求項4に係る逆Fアンテナは、誘電体基
板上に形成された短絡用線路がジグザグ状に構成されて
いることにより、開放端からアース導体への短絡部まで
の電気長を長くすることができ、簡易な構成で前記逆F
アンテナを小型化することができる。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図1は、本発明の逆Fアンテナの
第1の実施の形態の斜視図である。図1の逆Fアンテナ
は、放射導体11と、誘電体基板12、13と、アース
導体14と、第一の短絡部15と、第二の短絡部16
と、給電導体17と、アースパターン18と、ストリッ
プ線路19と、RF回路部110と、RF回路部品11
1、112と、ベースバンド回路部113と、ベースバ
ンド回路部品114とを有する。
【0020】アース導体14は、誘電体基板13の裏面
銅箔パターンにより構成され、放射導体11と間隔を隔
てて対向して配置される。誘電体基板12は、放射導体
11とアース導体14との間に概略平行に配置され、表
面にはストリップ線路19が、裏面にはアースパターン
18がそれぞれエッチング等により形成されている。放
射導体11と、アース導体14と、第一の短絡部15
と、第二の短絡部16とにより逆Fアンテナが構成さ
れ、誘電体基板12上のストリップ線路19と接続され
ている給電導体17により給電される。
【0021】放射導体11と、第一の短絡部15と、給
電導体17とは、板金等の同一の導電性金属部材により
一体に形成される。第一の短絡部15は、アースパター
ン18に接続され、アースパターン18は第二の短絡部
16を介してアース導体14に接続され、これにより、
放射導体11は、第一の短絡部15、アースパターン1
8、第二の短絡部16を介してアース導体に短絡され
る。
【0022】給電導体17と第一の短絡部15とを所定
距離離して配置することにより、ストリップ線路19の
特性インピーダンスとの整合をとることができる。スト
リップ線路19は、同一誘電体基板12上にバンドパス
フィルタや高出力増幅器やミキサー等により構成された
RF回路部110に直接接続されるため、同軸ケーブル
等による給電線の引き回しが不必要であり、簡易な給電
構成で損失も小さく抑え、高効率な特性を実現できる。
【0023】また、フィルタやコイル、コンデンサ、ト
ランジスタ等の低背RF回路部品111を、誘電体基板
12の表、裏の両面に実装して、放射導体11とアース
導体14との間に配置することができる。
【0024】また、誘電体基板13上に形成されるベー
スバンド回路部113は、各種信号処理を行なうデジタ
ル回路等により構成されるが、前記デジタル回路のうち
の一部のベースバンド回路部品114を放射導体11の
下部に配置させることができる。
【0025】以上のように、逆Fアンテナのアース導体
14と放射導体11との間の空間に多段にわたって部品
を実装することができるため、低背化された小型回路部
品を用いても、逆Fアンテナ内のスペースを有効に利用
することができ、携帯端末内のデッドスペースを減らし
て端末の小型化が実現できる。
【0026】また、給電線と送受信回路とを同一回路基
板上に形成できるため、同軸線路等の引き回しを必要と
せず、構成を簡素化することができ、かつ、給電線損失
を小さく抑え、高効率特性を得ることができる。
【0027】本実施の形態においては、アース導体14
はベースバンド回路部113等が実装される誘電体基板
13の裏面に形成された銅箔アースパターンで構成され
ているが、板金等による導電性金属部材であっても良
い。また、第二の短絡部は誘電体基板12に構成された
RF回路部110のシールドケース(図示せず)、また
は誘電体基板13に構成されたベースバンド回路部11
3のシールドケース(図示せず)を兼ねた構成にしても
よい。
【0028】また、放射導体11は、誘電体基板12、
13とは異なる誘電体基板で構成してもよく、端末筐体
上にメッキされた導電体で構成しても良い。誘電体基板
12、13は3層以上の多層基板を使用し、その内層を
利用してアースパターン18、アース導体14、ストリ
ップ線路19を構成しても良い。給電線路としては、ス
トリップ線路19の代わりにコプレーナ線路等の他の手
段を利用しても良い。
【0029】図2は、本発明の逆Fアンテナの第2の実
施の形態の斜視図であり、静電容量結合給電方式を用い
たものである。図2において図1と共通するものに対し
ては同一の番号を付する。図2の逆Fアンテナは、放射
導体11と短絡用基板21と給電用基板22と誘電体基
板12、13とを有する。短絡用基板21は、誘電体基
板で構成され、その一方の面または両面に短絡用導体パ
ターン25がエッチング等により形成され、下端に1個
または複数個の凸型の基板接続部28を有する。
【0030】給電用基板24は、誘電体基板で構成さ
れ、その両面にそれぞれ形成された給電用導体パターン
26及び27と、下端に1個または複数個の凸型の基板
接続部29を有し、一方の面の給電用パターン26は給
電用基板24の上端近傍に形成され、他方の面の給電用
パターン27は裏面の給電用パターン26と一定面積が
重なり、その他端側は前記基板接続部29にまで伸びる
ように形成される。
【0031】放射導体11は、一端に折り曲げ部23
を、他端に別の折り曲げ部24を有し、折り曲げ部23
は短絡用基板21に形成された短絡用導体パターン25
に半田付け等により接続され、折り曲げ部24は給電用
基板22に形成された給電用導体パターン26に半田付
け等により接続される。
【0032】誘電体基板12は、裏面にアースパターン
18が、表面にストリップ線路19がそれぞれエッチン
グ等により形成され、片端部に取付け穴210を、他端
部に取付け穴211を有する。
【0033】放射導体11に接続された短絡用基板21
の基板接続部28、及び給電用基板24の基板接続部2
9は、それぞれ誘電体基板12に設けられた取付け穴2
10、及び211に勘合され、短絡用パターン25はア
ースパターン18に接続され、給電用パターン27はス
トリップ線路19に接続される。
【0034】以上の構成により、短絡用パターン25と
アースパターン18とにより第一の短絡部を構成し、さ
らに第二の短絡部16を介して放射導体11がアース導
体14に接続される。
【0035】また、給電方式は、ストリップ線路19か
ら給電用パターン26、27間の静電容量を介して放射
導体11が給電される方式になっている。
【0036】第一の実施の形態においては、給電線との
整合をとる必要性から、給電点と短絡部とをあまり大き
くは離すことができないため、放射導体11の片端側の
みが誘電体基板12に支持されていたが、本実施の形態
においては、静電容量結合給電を用いることにより、放
射導体11上の給電点を短絡部から大きく離すことが可
能となる。
【0037】これにより、放射導体11の両端部にそれ
ぞれ短絡用基板21、給電用基板22を設けることがで
きるため、放射導体11は両基板21、22により強固
に支持され、また放射導体11とアース導体14間の距
離も一定に保つことが容易であるため、アンテナ特性の
ばらつきを抑えた安定した特性を得ることができる。
【0038】給電用導体パターン26、27は、ストリ
ップ線路19の特性インピーダンスとの整合が良好にと
れるよう、それぞれのパターン面積、及び給電用基板2
2の厚みを調整することができる。
【0039】図2においては逆Fアンテナ部の構成を分
かりやすくするため省略しているが、第一の実施の形態
と同様に、誘電体基板12の片面または両面に各種RF
回路部品を、誘電体基板13上にベースバンド回路部品
を実装することができ、これにより、スペースを効率よ
く利用して端末の小型化を図ることができる。
【0040】図3は、本発明の逆Fアンテナの第3の実
施の形態の斜視図である。図3において図1、図2と共
通するものに対しては同一の番号を付する。図3の逆F
アンテナは、両端が概略直角に折り曲げられコの字型に
形成された放射導体11と、誘電体基板12、13とを
有する。
【0041】放射導体11は、両端が概略直角に折り曲
げられ、その片側の折り曲げ部の先端に複数個の凸型の
突起部31、32を有し、他方の折り曲げ部の先端に同
様に複数個の凸型の突起部36、37を有する。誘電体
基板12は、表面にエッチング等により形成されたスト
リップ線路19及びその先端に接続された給電用パター
ン33を有し、裏面には同様に形成されたアースパター
ン18、及び給電用パターン33と一定面積が重なるよ
うに設けられた給電用パターン34を有する。
【0042】給電用パターン34は、誘電体基板12の
片端部に複数個設けられた取付け穴211のうちの少な
くとも一つに接続され、また、裏面のアースパターン1
8は、他端部に複数個設けられた取付け穴210のうち
の少なくとも一つにに接続される。
【0043】放射導体11の片側の突起部31、32は
誘電体基板12の取付け穴211にそれぞれ勘合され、
一方の突起部31が取付け穴211を介して給電用パタ
ーン34に接続される。
【0044】放射導体11の他方の折り曲げ部の突起部
36、37は取付け穴210にそれぞれ勘合され、取付
け穴210を介してアースパターン18に接続される。
【0045】以上の構成により、放射導体11は、突起
部36、37、アースパターン18、及び第二の短絡部
16を介してアース導体14に接続され、また放射導体
11の他端は開放端となり、逆Fアンテナが構成されて
いる。放射導体11への給電は、ストリップ線路19か
ら、誘電体基板12の両面の給電用パターン33、34
間の静電容量を介して行われる。
【0046】上記第二の実施の形態と同様、給電用導体
パターン33、34の、誘電体を介しての重なり方、パ
ターン面積、誘電体基板厚を適切に調整することによ
り、ストリップ線路19の特性インピーダンスとの整合
を良好にとることができる。
【0047】本実施の形態においては、誘電体基板11
上に静電容量結合パターンを形成し、放射導体11をコ
の字型に折り曲げて誘電体基板12に固定できるため、
より構成の簡素化を図りつつ、第一、第二の実施の形態
と同様の効果をもたらすことができる。
【0048】また、本実施の形態では、放射導体11は
概略直角に折り曲げられたコの字型としたが、直角以外
の角度で折り曲げて構成しても良く、また、半円形状の
様な曲線形状で構成しても良い。
【0049】図4は、本発明の逆Fアンテナの第4の実
施の形態の斜視図である。図4において図1、図2、図
3と共通するものに対しては同一の番号を付する。図4
は、第3の実施の形態において、誘電体基板12上に形
成されたアースパターン18と、複数の取付け穴210
のうちのどれか一つとを接続するための短絡用線路41
を有し、短絡用線路41は複数回数折り返されたジグザ
グ形状を有する構成としたものである。
【0050】以上の構成により、放射導体11の折り曲
げ部に設けられた突起部37と、誘電体基板12上の取
付け穴210、及び短絡用線路41を介してアースパタ
ーン18に接続される第一の短絡部の電気長が長くなる
ため、容易に逆Fアンテナの小型化することができる。
【0051】また、通常、逆アンテナの共振周波数は放
射導体の大きさ、または放射導体とアース導体との間の
距離により決定されるため、携帯端末筐体内に内蔵する
場合、その周波数調整は難しく、筐体の大きさ、形状を
変更せざるをえない状況になることが考えられる。
【0052】上記構成のような本実施の形態によれば、
短絡用線路41は誘電体基板12上にエッチング等によ
り形成されるため、周波数微調整は、該線路パターンを
微調整することにより行うことができ、逆Fアンテナの
外形を全く変えることなく、簡単に端末筐体に合致した
周波数調整を行うことが可能である。
【0053】また、本実施の形態は、第2の実施の形態
に示したような給電用基板24、短絡用基板21を用い
た構造にも適用できる。
【0054】
【発明の効果】請求項1、2記載の逆Fアンテナにおい
ては、アンテナ構成を複雑にすることなく、また給電線
損失の小さい高効率特性を維持しつつ、アンテナ内部の
スペースを有効に利用することができ、携帯端末の小型
化を実現することができる。
【0055】請求項3記載の逆Fアンテナにおいては、
上記効果に加え、さらにアンテナ構成の簡易化を実現で
き、ばらつきが小さい安定したアンテナ特性を実現する
ことができる。
【0056】請求項4記載の逆Fアンテナにおいては、
上記効果に加え、さらにアンテナの小型化を実現でき、
また、共振周波数の調整を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明逆Fアンテナの第1の実施の形態を示す
斜視図である。
【図2】本発明逆Fアンテナの第2の実施の形態を示す
斜視図である。
【図3】本発明逆Fアンテナの第3の実施の形態を示す
斜視図である。
【図4】本発明逆Fアンテナの第4の実施の形態を示す
斜視図である。
【図5】従来の逆Fアンテナの斜視図である。
【符号の説明】 11 放射導体 12 誘電体基板 13 誘電体基板 14 アース導体 15 第一の短絡部 16 第二の短絡部 17 給電導体 18 アースパターン 19 ストリップ線路 110 RF回路部 111 RF回路部品 112 RF回路部品 113 ベースバンド回路部 114 ベースバンド回路部品

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 放射導体と、該放射導体と間隔を隔てて
    対向して配置されたアース導体と、該放射導体と該アー
    ス導体との間に概略平行に配置された誘電体基板と、該
    放射導体と前記アース導体とを接続する短絡手段と、前
    記放射導体を給電する給電手段とを有する逆Fアンテナ
    において、 前記給電手段は、前記誘電体基板上に形成された給電線
    路と、前記放射導体と前記給電線路とを接続する接続部
    とにより構成されることを特徴とする逆Fアンテナ。
  2. 【請求項2】 前記短絡手段は、前記放射導体と前記誘
    電体基板上に形成されたアース面とを接続する第一の短
    絡部と、前記アース面と前記アース導体とを接続する第
    二の短絡部とにより構成されることを特徴とする請求項
    1記載の逆Fアンテナ。
  3. 【請求項3】 前記給電手段は、前記誘電体基板の両面
    にそれぞれ形成された導体パターン間の静電容量結合を
    介して行われ、前記誘電体基板の一方の面に形成された
    前記導体パターンは前記給電線路に接続され、他方の面
    に形成された前記導体パターンは前記放射導体に接続し
    ていることを特徴とする請求項1または請求項2記載の
    逆Fアンテナ。
  4. 【請求項4】 前記第一の短絡部は、前記誘電体基板上
    に形成された導体線路パターンを含み、前記導体線路パ
    ターンは複数回折り返されたジグザグ形状パターンであ
    り、その一端部は前記誘電体基板のアース面に接続さ
    れ、他端部は直接あるいは間接的に前記放射導体に接続
    されることを特徴とする請求項2記載の逆Fアンテナ。
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