WO1999028990A1

WO1999028990A1 - Antenne de type f inversee pour frequences multiples

Info

Publication number: WO1999028990A1
Application number: PCT/JP1998/005400
Authority: WO
Inventors: Norimichi Chiba; Takashi Amano; Hisao Iwasaki
Original assignee: Kabushiki Kaisha Toshiba
Priority date: 1997-12-01
Filing date: 1998-12-01
Publication date: 1999-06-10
Also published as: US6195048B1; JP3449484B2

Description

明細書

多周波逆 Fアンテナ技術分野

この発明は、主として携帯電話機などの小型、薄型の無線通信端末の内蔵アンテナとして使用される多周波逆 Fアンテナに関し、詳しくは、形状を大型化することなく多周波帯の電波を受信することができるようにした多周波逆 Fアンテナに関する。背景技術

一般に、逆 Fアンテナは、携帯電話機に代表される小型、薄型の無線端末の内臓アンテナとして優れた特性を有している。

図 2 1は、従来の逆 Fアンテナの一般的構成を示す斜視図である。

図 2 1において、この逆 Fアンテナ 2 1 0は、接地導体 2 1 1に対向して放射導体 2 1 2が配設され、この放射導体 2 1 2は、接地導体 2 1 3を介して接地導体 2 1 1 2接続されている。

また、放射導体 2 1 2上に給電点 2 1 2 aが設けられ、この給電点 2 1 2 aには、給電源 2 1 5からの同軸給電線 2 1 4により、接地導体 2 1 1に設けられた孑し 2 1 1 aを通して給電される。

ここで、放射導体 2 1 2の長さが図 2 1に示すように L 1であるとすると、この逆 Fアンテナ 2 1 0は、長さ L 1が約え / 4 (人は波長）となる周波数で共振することが知られている。

ところで、この種の無線端末においては、例えば、 2以上のシステムに適用することができるようにするために、異なる 2以上の周波数帯域を共に受信可能にした逆 Fアンテナが要求される場合がある。

逆 Fアンテナを用いて、異なる 2以上の周波数帯域を共に受信可能にする従来の構成としては、図 2 2若しくは図 2 3に示す構成が知られている。

図 2 2は、異なる 2以上の周波数帯域を共に受信可能にした従来の多周波逆 F アンテナを示す斜視図である。

図 2 2において、この多周波逆 Fアンテナ 2 2 0は、接地導体 2 2 1に対して大きさの異なる 2つの放射導体 2 2 2— 1および 2 2 2— 2を並列配置し、これら 2つの放射導体 2 2 2— 1および 2 2 2一 2をそれぞれ接地導体 2 2 3 - 1 , 2 2 3— 2を介して接地導体 2 2 1に接続し、放射導体 2 2 2— 1上の給電点 2 2 2— 1 aには給電源 2 2 5 _ 1から同軸給電線 2 2 4— 1により給電し、放射導体 2 2 2— 2上の給電点 2 2 2— 2 aには給電源 2 2 5— 2から同軸給電線 2 2 4— 2により給電するように構成されている。

すなわち、図 2 2に示した多周波逆 Fアンテナ 2 2 0においては、それそれ異なる周波数帯域で共振する 2つの単周波逆 Fアンテナを隣接して配置した構成になり、この結果、この 2つの単周波逆 Fアンテナの配置のために実装面積が大きくなるという問題がある。

図 2 3は、異なる 2以上の周波数帯域を共に受信可能にした従来の他の多周波逆 Fアンテナを示す斜視図である。

図 2 3 2おいて、この多周波逆 Fアンテナ 2 3 0は、接地導体 2 3 1に対して大きさの異なる 2つの放射導体 2 3 2— 1および 2 3 2— 2を積み重ねて配置し、これら 2つの放射導体 2 3 2— 1および 2 3 2— 2をそれそれ接地導体 2 3 3— 1、 2 3 3— 2を介して接地導体 2 3 1に接続し、放射導体 2 3 2— 1上の給電点 2 3 2— 1 aには給電源 2 3 5— 1から同軸給電線 2 3 4— 1により給電し、放射導体 2 3 2一 2上の給電点 2 3 2 - 2 aには給電源 2 3 5— 2から同軸給電線 2 3 4— 2により給電するように構成されている。

すなわち、図 2 3に示した構成においては、それぞれ異なる周波数帯域で共振する 2つの単周波逆 Fアンテナが積み重ねられて配置された構成になり、この結果、この 2つの単周波逆 Fアンテナを積み重ねて配置するための実装部分の高さが高くなり、その実装体積も大きくなるという問題がある。

このように、従来の異なる 2以上の周波数帯域を共に受信可能にした多周波逆 Fアンテナにおいては、従来の単周波逆 Fアンテナに比較してその実装面積、実装体積が大きくなり、この多周波逆 Fアンテナを収容する無線端末の小型化、薄型化の障害になるという問題があった。発明の開示

そこで、この発明は、形状を大型化することなく多周波帯の電波を受信することができるようにした多周波逆 Fアンテナを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項 1記載の発明は、接地導体と、前記接地導体に植設される短絡板と、前記短絡板に一端が接続され、その内部に切取部を有し、前記短絡板に対向して配置される第 1の放射導体と、前記第 1の放射導体の前記切取部内部に形成され、前記短絡板に対向して配置される第 2の放射体とを具備することを特徴とする。

また、請求項 2記載の発明は、請求項 1記載の発明において、前記第 1の放射導体は、前記切取部と前記短絡板との間に給電点を接続する給電点接続部を具備することを特徴とする。

また、請求項 3記載の発明は、請求項 1記載の発明において、前記第 2の放射導体は、前記第 1の放射導体と一体に形成されることを特徴とする。

また、請求項 4記載の発明は、請求項 1記載の発明において、前記第 2の放射導体は、単一の突起部を有し、前記第 1の放射導体の形状と前記第 2の放射導体の形状に依存する 2周波帯で動作することを特徴とする。

また、請求項 5記載の発明は、請求項 4記載の発明において、前記第 1の放射導体と前記接地導体との間の第 1の間隔と、前記第 2の放射導体と前記接地導体との間の第 2の間隔とがそれそれ異なる距離に設定されていることを特徴とする。また、請求項 6記載の発明は、請求項 4記載の発明において、前記第 1の放射導体と前記接地導体との間と、前記第 2の放射導体と前記接地導体との間の少なくとも一方に誘電体を配置し、前記第 1の放射導体と前記接地導体との間の第 1 の誘電率と、前記第 2の放射導体と前記接地導体との間の第 2の誘電率とを異ならせたことを特徴とする。

また、請求項 7記載の発明は、請求項 1記載の発明において、前記第 2の放射導体は、複数の突起部を有し、前記第 1の放射導体の形状と前記第 2の放射導体の形状に依存する多周波帯で動作することを特徴とする。

また、請求項 8記載の発明は、請求項 7記載の発明において、前記第 1の放射導体と前記接地導体との間の第 1の間隔と、前記第 2の放射導体の各突起部と前記接地導体との間の複数の第 2の間隔とがそれぞれ異なる距離に設定されていることを特徴とする。

また、請求項 9記載の発明は、請求項 7記載の発明において、前記第 1の放射導体と前記接地導体との間と、前記第 2の放射導体の各突起部と前記接地導体との間の少なくとも 1つの間隙に誘電体を配置し、前記第 1の放射導体と前記接地導体との間の第 1の誘電率と、前記第 2の放射導体の各突起部と前記接地導体との間のそれそれの第 2の誘電率とを異ならせたことを特徴とする。

また、請求項 1 0記載の発明は、請求項 2記載の発明において、前記給電点は、前記給電点接続部の前記第 1の放射導体幅方向中央に設置されることを特徴とする。

また、請求項 1 1記載の発明は、請求項 2記載の発明において、前記給電点は、前記給電点接続部の前記第 1の放射導体幅方向中央から所定距離偏倚した位置に設置されることを特徴とする。

また、請求項 1 2記載の発明は、請求項 1記載の発明において、前記短絡板は、前記第 1の放射導体の幅方向の長さと同一の長さに形成されることを特徴とする。また、請求項 1 3記載の発明は、請求項 1記載の発明において、前記短絡板は、前記第 1の放射導体の幅方向の長さより短い長さに形成され、その中心は前記前記第 1の放射導体の幅方向の中心から偏倚していることを特徴とする。図面の簡単な説明

図 1は、この発明に係わる多周波逆 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は、図 1に示した多周波逆 Fアンテナ 1 0の周波数特性を示す特性図である。

図 3は、図 1に示した多周波逆 Fアンテナ 1 0の具体的寸法を与えて構成した多周波逆 Fアンテナ 3 0を示す斜視図である。

図 4は、図 3に示した多周波逆 Fアンテナ 3 0 0の放射パターンの解析のための座標系を示す図である。

図 5は、図 3に示した多周波逆 Fアンテナ 3 0 0の特性を電磁界解析（モーメント法）を用いて解析した場合のアンテナ給電点での反射特性を示す特性図である。

図 6は、図 3に示した多周波逆 Fアンテナ 3 0 0の 8 0 O MH z帯における放射パターン（図 4の X— Y平面）の解析結果を示す放射パターン図である。図 7は、図 3に示した多周波逆 Fアンテナ 3 0 0の 8 0 0 MH z帯における放射パターン（図 4の X— Z平面）の解析結果を示す放射パターン図である。図 8は、図 3に示した多周波逆 Fアンテナ 3 0 0の 8 0 0 MH z帯における放射パターン（図 4の Y— Z平面）の解析結果を示す放射パターン図である。図 9は、図 3に示した多周波逆 Fアンテナ 3 0 0の 1 . 9 G H z帯における放射パターン（図 4の X— Y平面）の解析結果を示す放射パターン図である。図 1 0は、図 3に示した多周波逆 Fアンテナ 3 0 0の 1 . 9 G H z帯における放射パターン（図 4の X— Z平面）の解析結果を示す放射パターン図である。図 1 1は、図 3に示した多周波逆 Fアンテナ 3 0 0の 1 . 9 G H z帯における放射パターン（図 4の Y— Z平面）の解析結果を示す放射パターン図である。図 1 2は、この発明に係わる多周波逆 Fアンテナの第 2の実施の形態を示す斜視図である。

図 1 3は、この発明に係わる多周波逆 Fアンテナの第 3の実施の形態を示す斜視図である。

図 1 4は、この発明に係わる多周波逆 Fアンテナの第 4の実施の形態を示す斜視図である。

図 1 5は、この発明に係わる多周波逆 Fアンテナの第 5の実施の形態を示す斜視図である。

図 1 6は、図 1 5に示した多周波逆 Fアンテナの A— A断面図（図 1 6 ( a ) ) および B— B断面図（図 1 6 ( b ) ) である。図 1 7は、図 1 5に示した構成において、第 2の放射導体 1 5 2 _ 2の立上部 - 1 5 3 aに代えて立下部 1 5 3 cを設けることにより、第 2の放射導体 1 5 2— 2と接地導体 1 5 1との距離 H bを調整することができるように構成した図 1 6 に対応する A— A断面図（図 1 7 ( a ) ) および B— B断面図（図 1 8 ( b ) ) である。

図 1 8は、接地導体と第 1の放射導体および第 2の放射導体との間に誘電体を挿入して構成した多周波逆 Fアンテナの第 6の実施の形態を示す断面図である。図 1 9は、この発明に係わる多周波逆 Fアンテナの第 7の実施の形態を示す斜視図である。

図 2 0は、この発明に係わる多周波逆 Fアンテナの第 8の実施の形態を示す斜視図である。

図 2 3は、異なる 2以上の周波数帯域を共に受信可能にした従来の他の多周波逆 Fアンテナを示す斜視図である。発明を実施するための最良の形態

以下、この発明に係わる多周波逆 Fアンテナの実施の形態を添付図面を参照して詳細に説明する。

図 1において、この多周波逆 Fアンテナ 1 0は、接地導体 1 1に植設された短絡板 1 3にその一端が接続され、給電点 1 2 aが設けられた放射導体 1 2に切取部 1 2 bを形成することでこの放射導体 1 2上にそれぞれ異なる周波数帯で共振する第 1の放射導体 1 2— 1および第 2の放射導体 1 2— 2を形成し、これにより第 1の放射導体 1 2 - 1の形状によって決定される第 1の周波数帯と第 2の放射導体 1 2— 2の形状によって決定される第 2の周波数帯との 2つの異なる周波数帯の電波を受信可能にする。ように構成される。

すなわち、放射導体 1 2に略 U字状の切取部 1 2 bを形成することによって、放射導体 1 2上に、図 1中その共振長が長さ L Aの第 1の放射導体 1 2 — 1と図 1中その共振長がの長さ L Bの第 2の放射導体 1 2— 2を形成する。そして、この放射導体 1 2の一端は、短絡板 1 3を介して接地導体 1 1に接続され、この放射導体 1 2の単一の給電点 1 2 aには、給電源 1 5からの同軸給電線 1 4により、接地導体 1 1に設けられた孔 1 l aを通して給電される。

このような構成において、この多周波逆 Fアンテナ 1 0は、第 1の放射導体 1 2— 1により、長さ L Aが約え / 4 (えは波長）となる第 1の周波数帯で共振するとともに、第 2の放射導体 1 2— 2により、長さ L Bが約人 / 4 (人は波長）となる第 2の周波数帯で共振することになり、その結果、この多周波逆 Fアンテナ 1 0は、実装面積、実装体積をともに増大させることなく第 1の周波数帯と第 2の周波数帯の 2つの周波数帯の電波を受信することが可能になる。

すなわち、図 1に示した多周波逆 Fアンテナ 1 0は、実装面積の上では、長さ L Aが約人 / 4 (人は波長）となる第 1の周波数帯で共振する従来の単周波逆 F アンテナの実装面積と同等であり、実装高さ（実装体積）の上でも、長さ L Aが約 λ/ 4 ( λは波長）となる第 1の周波数帯で共振する従来の単周波逆 Fアンテナの実装高さ（実装体積）と同等である。したがって、図 2 2および図 2 3で示した従来の多周波逆 Fアンテナに比較して、小型、薄型化した多周波逆 Fアンテナが実現できる。すなわち、図 1に示した多周波逆 Fアンテナ 1 0は、長さ L B が約 λ/ 4 ( λは波長）となる第 2の周波数帯で共振させるための新たな実装面積および実装体積の増加を必要としない。

図 2は、図 1に示した多周波逆 Fアンテナ 1 0の周波数特性を示す特性図である ο

図 2において、縦軸は、この多周波逆 Fアンテナ 1 0の給電点 1 2 aにおける反射係数（d B ) を示し、横軸は、周波数（H z ) を示す。

図 2から明らかなように、この多周波逆 Fアンテナ 1 0は、周波数 Aと周波数 Bとで急峻な 2つの共振点を有し、ここで、周波数 Aは、共振長が長さ L Aの第 1の放射導体 1 2— 1の形状によって決定され、周波数 Bは、共振長が長さ L B の第 2の放射導体 1 2— 1の形状によって決定される。

すなわち、図 1に示した多周波逆 Fアンテナ 1 0は、第 1の放射導体 1 2— 1 の形状により決定される第 1の周波数帯と第 2の放射導体 1 2— 2の形状により決定される第 2の周波数帯の 2つの周波数帯の電波を受信することが可能になることがわかる。

図 3において、この多周波逆 Fアンテナ 3 0において、放射導体 3 2は、 8 0 mm x 4 0 mmの大きさから構成され、この放射導体 3 2の 4 0 mmの一辺は、 4 0 mm X 4 mmの短絡板 3 3を介して接地導体 3 1に接続される。放射導体 3 2には、給電点 3 2 aを形成するための幅 1 0 mmの給電点接続部を残して、外幅 2 5 mm、内幅 2 0 mm、高さ 6 0 mmの略 U字状切取 3 2 bが形成される。これにより、放射導体 3 2上には、幅 1 0 mmの給電点接続部に接続された外幅 4 0 mm、内幅 2 5 mm、高さ 7 0 mmの略 U字状を有する第 1の放射導体 3 2— 1と幅 1 0 mmの給電点接続部に接続された 2 0 mm x 3 0 mmの矩形形状を有する第 2の放射導体 3 2 - 2が形成されることになる。

ここで、幅 1 0 mmの給電点接続部に接続された外幅 4 0 mm、内幅 2 5 mm, 高さ 7 0 mmの略 U字状を有する第 1の放射導体 3 2— 1は、第 1の周波数帯で共振する第 1の逆 Fアンテナを構成し、幅 1 0 mmの給電点接続部に接続された

2 0 mm X 3 0 mmの矩形形状を有する第 2の放射導体 3 2— 2は、第 2の周波数帯で共振する第 2の逆 Fアンテナを構成する。

また、幅 1 0 mmの給電点接続部は、上記第 1の逆 Fアンテナと第 2の逆 Fァンテナの整合を行う機能を有する。

また、放射導体 3 2の単一の給電点 3 2 aには、給電源 3 5からの同軸給電線

3 4により、接地導体 3 1に設けられた孔 3 l aを通して給電される。

なお、図 3に示した多周波逆 Fアンテナ 3 0は、 G S M(Global System for M obile co腿 unication)と P H S (Personal Handyphone System)の 2つのシステムを送受可能なデュアルモ一ド端末としての携帯電話機の内蔵アンテナを想定して ' おり、上記第 1の逆 Fアンテナおよび第 2の逆 Fアンテナにより、 GSMの無線周波数 80 OMHz帯と PHSの無線周波数 109 GH z帯を共にに受信可能な多周波逆 Fアンテナを実現している。

次に、図 3に示した多周波逆 Fアンテナ 300の放射パターンの解析結果について述べる。

図 4は、図 3に示した多周波逆 Fアンテナ 300の放射パターンの解析のための座標系を示す図である。

図 4において、図 3に示した多周波逆 Fアンテナ 300の放射パターンの解析のための座標系は、放射導体 302の面に直交する方向を Z軸とし、放射導体 3 02の長軸方向を X軸とし、短軸方向を Yとして設定される。

図 5は、図 3に示した多周波逆 Fアンテナ 300の特性を電磁界解析（モーメント法）を用いて解析した場合のアンテナ給電点での反射特性を示す特性図である o

図 5において、縦軸は、アンテナ給電点での反射特性、すなわち Sパラメ一夕 (S 1 1) を示し、横軸は、周波数（GHz) を示す。

図 5から明らかなように、図 3に示した多周波逆 Fアンテナ 300は、 GSM の無線周波数 80 OMHz帯と PHSの無線周波数 109GHz帯を共にに受信可能な多周波逆 Fアンテナを実現していることがわかる。

図 6は、図 3に示した多周波逆 Fアンテナ 300の 80 OMHz帯における放射パターン（図 4の X— Y平面）の解析結果を示す放射パターン図である。

また、図 7は、図 3に示した多周波逆 Fアンテナ 300の 80 OMH z帯における放射パターン（図 4の X— Z平面）の解析結果を示す放射パターン図である。また、図 8は、図 3に示した多周波逆 Fアンテナ 300の 80 OMHz帯における放射パターン（図 4の Y— Z平面）の解析結果を示す放射パターン図である。図 6乃至図 8から明らかなように、図 3に示した多周波逆 Fアンテナ 300は、 80 OMHz帯において、 X—Z平面の放射パターンおよび Y— Z平面の放射パターンにおいて若干の劣化は生じるが、片側短絡型パツチとほぼ同様の指向性を有しており、 800MHz帯の単周波逆 Fアンテナと同様の特性を有することが ' わかる。

図 9は、図 3に示した多周波逆 Fアンテナ 300の 1. 9GHz帯における放射パターン（図 4の X— Y平面）の解析結果を示す放射パターン図である。

また、図 10は、図 3に示した多周波逆 Fアンテナ 300の 1. 9 GHz帯における放射パターン（図 4の X— Z平面）の解析結果を示す放射パターン図である。

また、図 1 1は、図 3に示した多周波逆 Fアンテナ 300の 1. 9 GHz帯における放射パターン（図 4の Y— Z平面）の解析結果を示す放射パターン図である

図 9乃至図 1 1から明らかなように、図 3に示した多周波逆 Fアンテナ 300 は、 1. 9 GHz帯において、 X— Z平面の放射パターンおよび Y— Z平面の放射パターンにおいて若干の劣化は生じるが、片側短絡型パッチとほぼ同様の指向性を有しており、 1. 9 GHz帯の単周波逆 Fアンテナと同様の特性を有することがわかる。

これにより、図 3に示した多周波逆 Fアンテナ 300によれば、小型かつ薄型で多周波逆 Fアンテナを実現でき、各種ディユアルモード端末の内蔵アンテナとして採用可能な多周波逆 Fアンテナを提供できる。

図 12は、この発明に係わる多周波逆 Fアンテナの第 2の実施の形態を示す斜視図である。

図 12において、この多周波逆 Fアンテナ 120は、接地導体 12 1に植設された短絡板 123にその一端が接続され、給電点 122 aが設けられた放射導体

122に切取部 122 bを形成することでこの放射導体 122上に第 1の放射導体 1 2— 1および逆 L字形状の第 2の放射導体 122— 2を形成し、これにより第 1の放射導体 122— 1の形状によって決定される第 1の周波数帯と第 2の放射導体 122— 2の形状によって決定される第 2の周波数帯との 2つの異なる周波数帯の電波を受信可能にするように構成される。また、放射導体 122の単一の給電点 122 aには、給電源 125からの同軸給電線 1 24により、接地導体 1 2 1に設けられた孔 1 2 1 aを通して給電される。

ここで、図 1 2に示した多周波逆 Fアンテナ 1 2 0は、図 1に示した多周波逆 Fアンテナ 1 0と比較して、第 2の放射導体 1 2 2— 2の形状が図 1に示した多周波逆 Fアンテナ 1 0の第 2の放射導体 1 2— 2と異なる。

すなわち、図 1に示した多周波逆 Fアンテナ 1 0の第 2の放射導体 1 2— 2は、矩形状に形成されているが、図 1 2に示した第 2の実施の形態の多周波逆 Fアンテナ 1 2 0の第 2の放射導体 1 2 2— 2は、逆 L字形状に形成されており、この結果、図 1 2に示した第 2の実施の形態の多周波逆 Fアンテナ 1 2 0における切取部 1 2 2 bの形状も図 1に示した多周波逆 Fアンテナ 1 0の切取部 1 2 bの形状と異なる。

上記構成において、この多周波逆 Fアンテナ 1 2 0は、第 1の放射導体 1 2 2 一 1により、長さ L Aが約え / 4 (えは波長）となる第 1の周波数帯で共振するとともに、第 2の放射導体 1 2 2— 2により、長さ L Bが約 1/ 4 (えは波長）となる第 2の周波数帯で共振する。そして、この第 2の実施の形態の多周波逆 F アンテナ 1 2 0においても、実装面積、実装体積をともに増大させることなく第 1の周波数帯と第 2の周波数帯の 2つの周波数帯の電波を受信することが可能になる。

図 1 3において、この多周波逆 Fアンテナ 1 3 0は、接地導体 1 3 1に植設された短絡板 1 3 3にその一端が接続され、給電点 1 3 2 aが設けられた放射導体 1 3 2に切取部 1 3 2 bを形成することでこの放射導体 1 3 2上に第 1の放射導体 1 3 2— 1および円状形状を含む第 2の放射導体 1 3 2— 2を形成し、これにより第 1の放射導体 1 3 2— 1の形状によって決定される第 1の周波数帯と第 2 の放射導体 1 3 2— 2の形状によって決定される第 2の周波数帯との 2つの異なる周波数帯の電波を受信可能にするように構成される。また、放射導体 1 3 2の単一の給電点 1 3 2 aには、給電源 1 3 5からの同軸給電線 1 3 4により、接地導体 1 3 1に設けられた孑し 1 3 1 aを通して給電される。この第 3の実施の形態の多周波逆 Fアンテナ 130においても、実装面積、実 ' 装体積をともに増大させることなく第 1の周波数帯と第 2の周波数帯の 2つの周波数帯の電波を受信することが可能になる。

なお、上記第 1乃至第 3の実施の形態において、放射導体 12、 122、 13 2上に形成される第 2の放射導体 12— 2、 32— 2、 122— 2、 132— 2 の形状は、図 1に示した第 1の実施の形態のような矩形形状若しくは図 12に示した第 2の実施の形態のような逆 L字形状若しくは図 13に示した第 3の実施の形態のような曲線の円状形状を含む形状に限定されず、任意の形状を採用することができる。

また、放射導体 12、 122、 132上に形成される第 1の放射導体 12— 1、 122— 1、 132— 1の形状も、上記第 1乃至第 3の実施の形態に示した形状に限定されず、例えば曲線も含む任意の形状を採用することができる。

また、第 1乃至第 3の実施の形態では、放射導体 12、 122、 132上に切取部 12 b、 122 b、 132 bを設けることで、第 1の放射導体 12— 1、 1 22 - 1, 132— 1および第 2の放射導体 12— 2、 122— 2、 132-2 を形成するように構成したが、放射導体 12、 122、 132上に矩形等の切取部を形成し、その後に、該切取部の中に第 2の放射導体 12— 2、 122— 2、 132— 2を接続して形成するように構成してもよい。

また、上記第 1乃至第 3の実施の形態においては、第 1の放射導体 12— 1、 122— 1、 132— 1および第 2の放射導体 12— 2、 122— 2、 132- 2をそれそれ接地導体 1 1、 121、 131に平行になるように構成したが、これに限定されず、第 1の放射導体 12— 1、 122— 1、 132— 1および第 2 の放射導体 12— 2、 122— 2、 132— 2は、接地導体 1 1、 121、 13 1に平行でなくてもよい。

また、給電方法としても、同軸線路を用いることに限定されず、ストリップ線路ゃ電磁結合に夜給電等を用いることができる。

図 14は、この発明に係わる多周波逆 Fアンテナの第 4の実施の形態を示す斜視図である。図 14において、この多周波逆 Fアンテナ 140は、接地導体 141に植設された短絡板 143にその一端が接続され、給電点 142 aが設けられた放射導体 142に切取部 142 bを形成することでこの放射導体 142上に第 1の放射導体 142— 1および第 2の放射導体 142— 2および第 2の放射導体 142— 3 を形成し、これにより第 1の放射導体 142- 1の形状によって決定される第 1 の周波数帯と第 2の放射導体 142 _ 2の形状によって決定される第 2の周波数帯と第 3の放射導体 142— 3の形状によって決定される第 3の周波数帯との 3 つの異なる周波数帯の電波を受信可能にするように構成される。また、放射導体 142の単一の給電点 142 aには、給電源 145からの同軸給電線 144により、接地導体 141に設けられた孔 141 aを通して給電される。

上記構成において、この多周波逆 Fアンテナ 140は、第 1の放射導体 142 一 1により、長さ LAが約え /4 (人は波長）となる第 1の周波数帯で共振するとともに、第 2の放射導体 142— 2により、長さ LBが約人 /4 (λは波長）となる第 2の周波数帯で共振し、さらに、第 3の放射導体 142— 3により、長さ LCが約人 /4 (人は波長）となる第 3の周波数帯で共振する。

そして、この第 2の実施の形態の多周波逆 Fアンテナ 120においては、実装面積、実装体積をともに増大させることなく第 1の周波数帯と第 2の周波数帯と第 3の周波数帯の 3つの周波数帯の電波を受信することが可能になる。

ここで、放射導体 142上に形成される第 2の放射導体および第 3の放射導体

142— 2、 142-3の形状は、図 14に示した矩形形状に限定されず、任意の形状を採用することができる。

また、放射導体 142上に形成される第 1の放射導体 142— 1の形状も、図

14に示した形状に限定されず、任意の形状を採用することができる。

また、第 4の実施の形態では、放射導体 142上に切取部 142 bを設けることで、第 1乃至第 3の放射導体 142— 1、 142— 2、 142— 3を形成するように構成したが、放射導体 142上に矩形等の切取部を形成し、その後に、該切取部の中に第 2の放射導体 142— 2および第 3の放射導体 142-3を接続して形成するように構成してもよい。また、上記第 4の実施の形態においては、第 1乃至第 3の放射導体 142— 1、 142— 2、 142-3を接地導体 141に平行に形成したが、上記第 1乃至第 3の実施例と同様に、第 1乃至第 3の放射導体 142— 1、 142— 2、 142 一 3は、接地導体 141に平行でなくてもよい。

また、図 14に示した第 4の実施の形態においては、放射導体 142上に第 1 乃至第 3の放射導体 142— 1、 142 - 2, 142— 3の 3つの放射導体を形成することで、第 1の周波数帯と第 2の周波数帯と第 3の周波数帯の 3つの周波数帯の電波を受信することができるように構成したが、放射導体 142上に 4以上の放射導体を形成すると、 4以上の 4周波数、 5周波数等の多周波数帯の電波を受信することができるように構成することができる。

この場合においても、実装面積、実装体積をともに増大させることなく 4以上の多周波数帯の電波を受信することが可能な多周波逆 Fアンテナを実現することができる。

図 15は、この発明に係わる多周波逆 Fアンテナの第 5の実施の形態を示す斜視図である。

また、図 16は、図 15に示した多周波逆 Fアンテナの A— A断面図（図 16 (a) ) および B— B断面図（図 16 (b) ) である。

図 15および図 16において、この多周波逆 Fアンテナ 150は、接地導体 1 51に植設された短絡板 153にその一端が接続され、給電点 152 aが設けられた放射導体 152に切取部 152 bを形成することでこの放射導体 152上に第 1の放射導体 152— 1および第 2の放射導体 152— 2を形成し、さらに第 2の放射導体 152— 2に立上部 153 bを設けることにより、第 2の放射導体 152— 2と接地導体 151との距離 Hbを調整することができるように構成したものである。

上記構成において、この多周波逆 Fアンテナ 150は、第 2の放射導体 152 —2に設けられた立上部 153bの高さを可変することにより、第 2の放射導体 152— 2と接地導体 151との距離 H bを調整することで、第 2の放射導体 1 52-2の形状によって決定される第 2の周波数帯の帯域幅を可変することがでぎる。

すなわち、第 2の放射導体 152— 2と接地導体 151との距離 Hbは、第 2 の放射導体 152— 2の形状によって決定される第 2の周波数帯の帯域幅に関係する。したがって、例えば、第 2の放射導体 152_2と接地導体 151との距離 Hbを高くすることで、第 2の放射導体 152— 2の形状によって決定される第 2の周波数帯の帯域幅を広くすることができ、また、第 2の放射導体 152— 2と接地導体 151との距離 Hbを低くすることで、第 2の放射導体 152— 2 の形状によって決定される第 2の周波数帯の帯域幅を狭くすることができる。同様に、短絡板 153 aの高さを調整することで、第 1の放射導体 152— 1 と接地導体 151との距離 Haを高くすると、第 1の放射導体 152— 1の形状によって決定される第 1の周波数帯の帯域幅を広くすることができ、また、第 1 の放射導体 152- 1と接地導体 151との距離 Haを低くすることで、第 1の放射導体 152— 1の形状によって決定される第 1の周波数帯の帯域幅を狭くすることができる。

なお、図 15および図 16に示した代 5の実施の形態においては、第 2の放射導体 152— 2に立上部 153bを設けることにより、第 2の放射導体 152— 2と接地導体 151との距離 Hbを調整することができるように構成した力第 2の放射導体 152— 2に立下部を設けることにより、第 2の放射導体 152— 2と接地導体 151との距離 Hbを調整することができるように構成してもよい。図 17は、図 15に示した構成において、第 2の放射導体 152— 2の立上部 153 aに代えて立下部 153 cを設けることにより、第 2の放射導体 152— 2と接地導体 151との距離 Hbを調整することができるように構成した図 16 に対応する A— A断面図（図 17 (a) ) および B— B断面図（図 18 (b) ) である。

図 17に示す構成においても、第 2の放射導体 152— 2と接地導体 151との距離 Hbを高くすることで、第 2の放射導体 152— 2の形状によって決定される第 2の周波数帯の帯域幅を広くすることができ、また、第 2の放射導体 15 2— 2と接地導体 151との距離 Hbを低くすることで、第 2の放射導体 152 - 2の形状によって決定される第 2の周波数帯の帯域幅を狭くすることができる。 ^_ 同様に、短絡板 153 aの高さを調整することで、第 1の放射導体 152— 1 と接地導体 151との距離 Haを高くすると、第 1の放射導体 152— 1の形状によって決定される第 1の周波数帯の帯域幅を広くすることができ、また、第 1 の放射導体 152— 1と接地導体 151との距離 Haを低くすることで、第 1の放射導体 152— 1の形状によって決定される第 1の周波数帯の帯域幅を狭くすることができる。

なお、例えば、図 3に示した第 1の実施の形態の多周波逆 Fアンテナ 30においては、図 5に示したように、第 2の放射導体 12— 2の形状によって決定される第 2の周波数帯の帯域幅の方が第 1の放射導体 12— 1の形状によって決定される第 1の周波数帯の帯域幅より広くなるが、図 17の構成を採用することで、第 2の周波数帯の帯域幅と第 1の周波数帯の帯域幅をほぼ同様に設定することができる。

また、図 15および図 16に示した構成においては、第 2の放射導体 152— 2に設けられた立上部 153 bの高さの分だけ多周波逆 Fアンテナ 150体積が増大するが、図 17に示した構成においては、上記体積の増加も生じない。

なお、上記第 1乃至第 5の実施の形態において、接地導体 1 1、 121、 13 1、 141、 151と第 1の放射導体 12— 1、 122— 1、 131— 1、 14 1一 1、 151— 1および第 2の放射導体 12— 2、 122— 2、 131— 2、 141-2, 151-2との間にそれぞれ誘電体を挿入し、共振周波数およびその帯域幅を可変することができる。

すなわち、接地導体 1 1、 121、 131、 141、 151と第 1の放射導体 12— 1、 122— 1、 131— 1、 141— 1、 151— 1および第 2の放射導体 12— 2、 122— 2、 131— 2、 141— 2、 151— 2との間にそれそれ挿入される誘電体の誘電率を高くすると、共振周波数を低くするとともに、その帯域幅を狭くすることができ、反対に、接地導体 1 1、 121、 131、 1 41、 151と第 1の放射導体 12— 1、 122— 1、 131— 1、 141— 1、 151— 1および第 2の放射導体 12— 2、 122— 2、 131— 2、 141- 2 s 1 5 1— 2との間にそれそれ挿入される誘電体の誘電率を低くすると、共振周波数を高くするとともに、その帯域幅を広くすることができる。

図 1 8は、接地導体と第 1の放射導体および第 2の放射導体との間に誘電体を揷入して構成した多周波逆 Fアンテナの第 6の実施の形態を示す断面図である。図 1 8において、図 1 8 ( a ) は、図 1に示した第 1の実施の形態の多周波逆 Fアンテナ 1 0において、接地導体 1 1と第 1の放射導体 1 2— 1および第 2の放射導体 1 2— 2との間にそれぞれ異なる誘電率の誘電体を挿入して構成した多周波逆 Fアンテナを示す。

図 1 8 ( a ) において、接地導体 1 1と第 1の放射導体 1 2— 1との間には第 1の誘電率を有する第 1の誘電体 1 7 _ 1が揷入され、接地導体 1 1と第 2の放射導体 1 2— 2との間には第 2の誘電率を有する第 2の誘電体 1 7— 2が挿入される。

係る構成において、接地導体 1 1と第 1の放射導体 1 2— 1との間に挿入される第 1の誘電体 1 7— 1の第 1の誘電率と接地導体 1 1と第 2の放射導体 1 2— 2との間に挿入される第 2の誘電体 1 7— 2の第 2の誘電率とをそれぞれ適宜選択することにより、この多周波逆 Fアンテナの共振周波数およびその帯域幅をそれそれ可変することができる。

例えば、第 1の誘電体 1 7— 1の第 1の誘電率を第 2の誘電体の第 2の誘電率よりも低くすることによって、第 1の周波数帯の帯域幅と第 2の周波数帯の帯域幅をほぼ同様に設定することができる。

また、図 1 8 ( b ) は、図 1 4に示した第 4の実施の形態の多周波逆 Fアンテナ 1 4 0において、接地導体 1 4 1と第 1の放射導体 1 4 2— 1、第 2の放射導体 1 4 2— 2、第 3の放射導体 1 4 2— 3との間にそれぞれ異なる誘電率の誘電体を挿入して構成した多周波逆 Fアンテナを示す。

図 1 8 ( b ) において、接地導体 1 4 1と第 1の放射導体 1 4 2— 1との間には第 1の誘電率を有する第 1の誘電体 1 4 7— 1が挿入され、接地導体 1 4 1と第 2の放射導体 1 4 2 - 2との間には第 2の誘電率を有する第 2の誘電体 1 4 7 一 2が挿入され、接地導体 1 4 1と第 3の放射導体 1 4 2— 3との間には第 3の誘電率を有する第 3の誘電体 147— 3が揷入される。

係る構成において、接地導体 141と第 1の放射導体 142— 1との間に挿入される第 1の誘電体 147— 1の第 1の誘電率と接地導体 141と第 2の放射導体 142— 2との間に挿入される第 2の誘電体 147— 2の第 2の誘電率と接地導体 141と第 3の放射導体 142— 3との間に挿入される第 3の誘電体 147 一 3の第 3の誘電率とをそれぞれ適宜選択することにより、この多周波逆 Fアンテナの共振周波数およびその帯域幅をそれぞれ可変することができる。

なお、図 18に示した第 6の実施の形態の多周波逆 Fアンテナにおいて、各誘電体 17— 1、 17— 2、 147— 1、 147— 2、 147— 3として、その誘電率が同一のものを用いてもよく、また、そのうちの少なくとも 1つを取除いて空気の誘電率とすることもできる。

上記図 18に示した第 6の実施の形態の多周波逆 Fアンテナにおいては、上記誘電体 17— 1、 17-2, 147— 1、 147— 2、 147— 3の挿入により多周波逆 Fアンテナの厚さ（体積）をさらに小さくすることができるとともに、各共振周波数およびその帯域幅を個別に調整することが可能になる。

また、上記第 1乃至第 6の実施の形態において、短絡板 13、 123、 133、

143、 153 aは、放射導体 12、 122、 132、 142、 152の幅全体に亘つて接続されるように構成したが、短絡板 13、 123、 133、 143、

153 aの長さを放射導体 12、 122、 132、 142、 152の長さより短くし、短絡板 13、 123、 133、 143、 153 aの中心を放射導体 12、 122、 132、 142、 152の中心から偏倚するように構成してもよい。図 19は、この発明に係わる多周波逆 Fアンテナの第 7の実施の形態を示す斜視図である。

図 19において、この多周波逆 Fアンテナ 190は、接地導体 191に、一部が切り取られて放射導体 192より短かく構成された短絡板 193が植設される。そして、この短絡板 193に、給電点 192 aが設けられた放射導体 192が接続される。この放射導体 192には、切取部 192 bが形成され、これによりこの放射導体 192上に第 1の放射導体 192- 1および第 2の放射導体 192— 2を形成される。これにより第 1の放射導体 192— 1の形状によって決定され ― る第 1の周波数帯と第 2の放射導体 192— 2の形状によって決定される第 2の周波数帯との 2つの異なる周波数帯の電波を受信することが可能になる。また、放射導体 192の単一の給電点 192 aには、給電源 195からの同軸給電線 1 94により、接地導体 191に設けられた孔 191 aを通して給電される。

このような構成によると、第 1の放射導体 192— 1および第 2の放射導体 1 92— 2の有効共振長が変化し、これによりこの多周波逆 Fアンテナ 190をさらに小型化することができる。

また、上記第 1乃至第 7の実施の形態においては、給電点 12 a、 122 a,

132 a, 142 a、 152 a, 192 aを放射導体 12、 122、 132、 1 42、 152、 192の中心に設けたが、給電点 12 a、 122 a, 132 a,

142 a, 152 a、 192 aを放射導体 12、 122、 132、 142、 15 2、 192の中心から偏倚した位置に設けるように構成してもよい。

図 20は、この発明に係わる多周波逆 Fアンテナの第 8の実施の形態を示す斜視図である。

図 20において、この多周波逆 Fアンテナ 200は、接地導体 201に植設された短絡板 203にその一端が接続された放射導体 202に切取部 202 bを形成することでこの放射導体 202上に第 1の放射導体 202— 1および第 2の放射導体 202— 2を形成し、これにより第 1の放射導体 202— 1の形状によつて決定される第 1の周波数帯と第 2の放射導体 202— 2の形状によって決定される第 2の周波数帯との 2つの異なる周波数帯の電波を受信可能にするように構成される。

また、放射導体 202には、その中心から Lだけ偏倚した位置に給電点 202 aが設けられ、この給電点 202 aには、給電源 205からの同軸給電線 204 により、接地導体 201に設けられた孔 201 aを通して給電される。

このような構成によると、その給電点 202 aの位置を調整することでこの多周波逆 Fアンテナ 200を使用する図示しない送受信回路との整合をとることが可能になる。産業上の利用可能性

この発明は、主として携帯電話機などの小型、薄型の無線通信端末の内蔵アンテナとして使用され、形状を大型化することなく多周波帯の電波を受信することができるようにした多周波逆 Fアンテナである。

この発明によれば、接地導体に植設された短絡板にその一端が接続され、給電点が設けられた放射導体に切取部を形成することでこの放射導体上にそれそれ異なる周波数帯で共振する第 1の放射導体および第 2の放射導体を形成し、これにより第 1の放射導体の形状によって決定される第 1の周波数帯と第 2の放射導体の形状によって決定される第 2の周波数帯との 2つの異なる周波数帯の電波を受信可能にするように構成したので、実装面積、実装体積を共に増大することなく、小型、薄型の多周波逆 Fアンテナを低コストに実現することができる。

Claims

請求の範囲

( 1 ) 接地導体と、

前記接地導体に植設される短絡板と、

前記短絡板に一端が接続され、その内部に切取部を有し、前記短絡板に対向して配置される第 1の放射導体と、

前記第 1の放射導体の前記切取部内部に形成され、前記短絡板に対向して配置される第 2の放射体と

を具備することを特徴とする多周波逆 Fアンテナ。

( 2 ) 前記第 1の放射導体は、

前記切取部と前記短絡板との間に給電点を接続する給電点接続部

を具備することを特徴とする請求項 1記載の多周波逆 Fアンテナ。

( 3 ) 前記第 2の放射導体は、

前記第 1の放射導体と一体に形成されることを特徴とする請求項 1記載の多周波逆 Fアンテナ。

( 4 ) 前記第 2の放射導体は、

単一の突起部を有し、前記第 1の放射導体の形状と前記第 2の放射導体の形状に依存する 2周波帯で動作することを特徴とする請求項 1記載の多周波逆 Fアンテナ。

( 5 ) 前記第 1の放射導体と前記接地導体との間の第 1の間隔と、前記第 2の放射導体と前記接地導体との間の第 2の間隔とがそれそれ異なる距離に設定されていることを特徴とする請求項 4記載の多周波逆 Fアンテナ。

( 6 ) 前記第 1の放射導体と前記接地導体との間と、前記第 2の放射導体と前記接地導体との間の少なくとも一方に誘電体を配置し、前記第 1の放射導体と前記接地導体との間の第 1の誘電率と、前記第 2の放射導体と前記接地導体との間の ' 第 2の誘電率とを異ならせたことを特徴とする請求項 4記載の多周波逆 Fアンテナ。

( ) 前記第 2の放射導体は、

複数の突起部を有し、前記第 1の放射導体の形状と前記第 2の放射導体の形状に依存する多周波帯で動作することを特徴とする請求項 1記載の多周波逆 Fアンテナ。

( 8 ) 前記第 1の放射導体と前記接地導体との間の第 1の間隔と、前記第 2の放射導体の各突起部と前記接地導体との間の複数の第 2の間隔とがそれそれ異なる距離に設定されていることを特徴とする請求項 7記載の多周波逆 Fアンテナ。

( 9 ) 前記第 1の放射導体と前記接地導体との間と、前記第 2の放射導体の各突起部と前記接地導体との間の少なくとも 1つの間隙に誘電体を配置し、前記第 1 の放射導体と前記接地導体との間の第 1の誘電率と、前記第 2の放射導体の各突起部と前記接地導体との間のそれぞれの第 2の誘電率とを異ならせたことを特徴とする請求項 7記載の多周波逆 Fアンテナ。

( 1 0 ) 前記給電点は、

前記給電点接続部の前記第 1の放射導体幅方向中央に設置されることを特徴とする請求項 2記載の多周波逆 Fアンテナ。

( 1 1 ) 前記給電点は、

前記給電点接続部の前記第 1の放射導体幅方向中央から所定距離偏倚した位置に設置されることを特徴とする請求項 2記載の多周波逆 Fアンテナ。

( 1 2 ) 前記短絡板は、前記第 1の放射導体の幅方向の長さと同一の長さに形成されることを特徴とする請求項 1記載の多周波逆 Fアンテナ。

( 1 3 ) 前記短絡板は、

前記第 1の放射導体の幅方向の長さより短い長さに形成され、その中心は前記前記第 1の放射導体の幅方向の中心から偏倚していることを特徴とする請求項 1 記載の多周波逆 Fアンテナ。