複数帯域用アンテナ
本発明は、単一のアンテナエレメント１０を用いて、複数の周波数帯で使用できるとともに小型化に好適な複数帯域用アンテナを提供する。アンテナエレメント１０の一端Ａが給電点１２に電気的接続され、アンテナエレメント１０の中間の点Ｂ，Ｃおよび他端ＤをそれぞれスイッチＳＷｂ、ＳＷｃ、ＳＷｄを介して接地導体１４に電気的接続する。アンテナエレメント１０の一端Ａから中間の点Ｂ，ＣがスイッチＳＷｂ、ＳＷｃを介して接地導体１４に接続されるまでの電気長、および一端Ａから他端ＤがスイッチＳＷｄを介して接地導体１４に接続されるまでの電気長を、それぞれ異なる所望の周波数帯が共振し得るように設定する。スイッチＳＷｂ、ＳＷｃ、ＳＷｄのいずれが１つを閉じて、所望の周波数帯のいずれか１つを選択して共振させ得る。もって、単一のアンテナエレメント１０を複数の周波数帯でアンテナとして作用させることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
本発明は、単一のアンテナエレメントによって、複数の周波数帯で使用できるようにした複数帯域用アンテナに関するものである。
【背景技術】
最近の移動体通信は急速に発展し、そのなかでも携帯電話は目覚ましく普及するとともにその小型化および軽量化が著しく図られた。そして、日本ではＰＤＣ８００ＭＨｚ帯とＰＤＣ１．５ＧＨｚ帯、欧州ではＧＳＭ９００ＭＨｚ帯とＧＳＭ１．８ＧＨｚ帯、北米ではＡＭＰＳ８００ＭＨｚ帯とＰＣＳ１．９ＧＨｚ帯と、それぞれの地域で２つの周波数帯が用いられている。また、１．５ＧＨｚのＧＰＳや２．４ＧＨｚ帯のブルートゥース（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ）や２ＧＨｚ帯のＩＭＴ２０００などの通信システムが、移動体通信ならびにデータ伝送用に実用化されている。そこで、単一のアンテナで、上述の複数の周波数帯において使用できれば、アンテナの小型化および軽量化の点で好適である。
さらに、北米において、携帯電話方式を欧州のＧＳＭを採用して、北米と欧州で同一の携帯電話が使用できるようにする計画が進行しつつある。しかし、欧州のＧＳＭは、８８０〜９６０ＭＨｚ帯と１７１０〜１８８０ＭＨｚ帯を使用するのに対して、北米のＧＳＭは、８２４〜８９４ＭＨｚ帯と１８５０〜１９９０ＭＨｚを使用する計画である。そこで、欧州と北米の双方の周波数帯でともに使用できるアンテナとしては、８２４〜９６０ＭＨｚ帯と１３６ＭＨｚの広い周波数帯と、１７１０〜１９９０ＭＨｚ帯と２８０ＭＨｚの広い周波数帯を共に備えることが要望される。
しかるに、従来の単一のアンテナにおいて、上述のごとき複数の周波数帯で使用できるものは存在していない。また、従来のアンテナにおいて、北米と欧州の双方のＧＳＭの周波数帯で使用できる広い周波数帯を備えたものも存在していない。
ところで、携帯電話用として小型化および軽量化されたアンテナとして、特開２００１−２８４９３５号公報や特開２００２−４３８２６号公報で提案されたものがある。これらの技術の原理を簡単に説明する。図２６は、従来のアンテナの基本的構成を示す図であり、アンテナエレメント１０の一端を給電点１２に接続し、他端を接地導体１４に電気的に接続し、アンテナエレメント１０を給電点１２および接地導体１４に接続するための立ち上がりおよび立ち下がり以外の大部分を接地導体１４に略平行に配設し、しかもアンテナエレメント１０全体の電気長をアンテナを使用する周波数帯の１／２波長（λ／２）または１波長（λ）に設定するものである。さらに、アンテナエレメント１０をコイル状やメアンダ状や適宜に折り曲げられたループ状として小型化が図られている。これらの技術は、１つの周波数帯でのみ使用できるものである。なお、図２６において、点線は電流分布を示す。
また、図２７は別の従来技術であり、図２６の従来技術において、アンテナエレメント１０の中央にコンデンサ１６を直列に介装して、アンテナエレメントとコンデンサ１６による電気長をアンテナを使用する周波数帯の１／２波長に設定したものである。図２７において、点線で示す電流分布は、アンテナエレメント１０に同相の電流が生じていることを示し、特にアンテナの指向特性を問題とする場合に有効である。
さらに、図２８はさらに別の従来技術であり、図２７の従来技術において、コンデンサ１６をアンテナエレメント１０に介装する位置を中央でなく給電点１２側に寄せて設けたものである。また、図２９は他の従来技術であり、アンテナエレメント１０の中間にて直流的に遮断された２本の平行導体１８を直列に介装したことにある。この２本の平行導体１８は、互いに誘導結合されて、全体として単一のアンテナエレメントとして作用する。
そして、図３０はさらに他の従来技術であり、アンテナエレメント１０の一端と給電点１２の間に整合回路２０を介装し、アンテナエレメント１０の他端を接地導体１４に電気的に接続する。この図３０に示す従来技術では、アンテナエレメント１０の長さは、アンテナとして使用する周波数帯の１／２波長でなくても良く、アンテナエレメント１０と整合回路２０を含んだ電気長が１／２波長となるように、アンテナエレメント１０と整合回路２０を適宜に設定すれば良い。
しかるに、上述の従来技術は、いずれも単一の周波数帯で使用するものであり、複数の周波数帯で使用できるものでない。そこで、２つの周波数帯が用いられる携帯電話にあっては、各周波数帯に応じた２つのアンテナが必要となる。また、ＧＰＳを含む複数の通信システムが搭載される移動体通信機器にあっても、複数のアンテナが必要である。そこで、上述のごとき従来のアンテナを用いたのでは、移動体通信機器を小型化および軽量化することが困難である。
そこで、本発明は、上述のごとき従来技術の事情に鑑みてなされたもので、単一のアンテナエレメント１０によって複数の周波数帯で使用でき、小型化および軽量化に好適な複数帯域用アンテナを提供することを目的とする。
【発明の開示】
本発明の複数帯域用アンテナは、アンテナエレメントの一端が給電点に電気的に接続されるとともに他端が接地導体に電気的に接続されるアンテナにおいて、前記アンテナエレメントの中間の少なくとも１点および前記他端をそれぞれスイッチを介して前記接地導体に電気的に接続し、前記アンテナエレメントの前記給電点から前記他端が前記スイッチを介して前記接地導体に接続されるまでの電気長および前記給電点から前記中間の点が前記スイッチを介して前記接地導体に接続されるまでの電気長を、それぞれ異なる所望の周波数帯が共振し得るように設定して構成されている。
そこで、単一のアンテナエレメントを用いて、その中間の点および他端と接地導体の間に介装したスイッチにより、所望の数の周波数帯を設定できる。もって、複数の周波数帯を用いる移動体通信用の小型のアンテナとして好適である。
そして、アンテナエレメントの一端が給電点に電気的に接続されるとともに他端が接地導体に電気的に接続されるアンテナにおいて、前記アンテナエレメントの中間の少なくとも１点および前記他端をそれぞれコンデンサとコイルの直列共振回路を介して前記接地導体に電気的に接続し、前記アンテナエレメントの前記給電点から前記他端までの電気長による共振周波数と前記他端に接続された直列共振回路の共振周波数を一致させ、また前記給電点から前記中間の点までの電気長による共振周波数と前記中間の点に接続された前記直列共振回路の共振周波数を一致させ、前記電気長によるそれぞれの共振周波数をそれぞれ異なる所望の周波数帯に設定して構成しても良い。
また、アンテナエレメントの一端が給電点に電気的に接続されるとともに他端が接地導体に電気的に接続されるアンテナにおいて、前記アンテナエレメントの中間の少なくとも１点および前記他端をそれぞれフィルターを介して前記接地導体に電気的に接続し、前記アンテナエレメントの前記給電点から前記他端までの電気長による共振周波数が前記他端に接続された前記フィルターを通過するようにし、前記給電点から前記中間の点までの電気長による共振周波数が前記中間の点に接続された前記フィルターを通過するようにし、しかも前記フィルターは接続位置の前記電気長による共振周波数以外は通過を阻止するようにし、前記電気長によるそれぞれの共振周波数をそれぞれ異なる所望の周波数帯に設定して構成することもできる。
さらに、アンテナエレメントの一端が給電点に電気的に接続されるととに他端が接地導体に電気的に接続されるアンテナにおいて、前記アンテナエレメントの中間の１点および前記他端をそれぞれコンデンサとコイルの並列共振回路を介して前記接続導体に電気的に接続し、前記アンテナエレメントの前記給電点から前記他端までの電気長による共振周波数と前記中間の点に接続された前記並列共振回路の共振周波数を一致させ、また前記給電点から前記中間の点までの電気長による共振周波数と前記他端に接続された前記並列共振回路の共振周波数を一致させ、前記電気長による共振周波数を異なる周波数帯に設定して構成することも可能である。
これらの構成の複数帯域用アンテナにあっては、単一のアンテナエレメントを用いて、同時に複数の周波数帯のアンテナとして作用することができる。そこで、ＧＰＳと携帯電話のごとく、同時に複数の周波数帯のアンテナを用いることが必要な移動体通信用のアンテナとして好適である。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の複数帯域用アンテナでスイッチを用いた第１実施例の原理的構成図である。
図２は、本発明の複数帯域用アンテナで直列共振回路を用いた第２実施例の原理的構成図である。
図３は、本発明の複数帯域用アンテナで並列共振回路を用いた第３実施例の原理的構成図である。
図４は、本発明の複数帯域用アンテナでフィルターを用いた第４実施例の原理的構成図である。
図５は、図１に示す第１実施例において、アンテナエレメントの給電点側の中間にコンデンサを直列に介装した図である。
図６は、図１に示す第１実施例において、アンテナエレメントの給電点側の中間に誘電結合する並行導体を直列に介装した図である。
図７は、図１に示す第１実施例において、アンテナエレメントの一端と給電点の間に整合回路を介装した図である。
図８は、図１に示す第１実施例において、（ａ）は開かれたスイッチが接続される点のアンテナエレメントの電気長で、閉じられたスイッチが接続される点のアンテナエレメントの電気長の共振周波数帯に近接した共振周波数が生ずる場合があることを示す図であり、（ｂ）は近接した２つの共振周波数により反共点が生ずることを示す図である。
図９は、図８に示す不具合を解決するための第５実施例の構成図である。
図１０は、図４に示す第４実施例を用いた本発明の複数帯域用アンテナの具体的な第６実施例を示す図である。
図１１は、図４に示す第４実施例を用いた本発明の複数帯域用アンテナを誘電体に設けるとともにアンテナエレメントを容量結合とした具体的な第７実施例を示す図であり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は正面図である。
図１２は、アンテナエレメントを、メアンダ状でさらに側面から見てＬ字状とした図である。
図１３は、アンテナエレメントを、メアンダ状でさらに側面から見てコ字状にした図である。
図１４は、アンテナエレメントを、メアンダ状でさらに側面から見てもメアンダ状にした図である。
図１５は、本発明の複数帯域用アンテナで、携帯電話に用いることを想定した具体的な一例の外観斜視図である。
図１６は、図１５の複数帯域用アンテナの構成図である。
図１７は、図１６の複数帯域用アンテナにおいて、ＳＷ１を開きＳＷ２を閉じた状態のＶＳＷＲ特性図である。
図１８は、図１６の複数帯域用アンテナにおいて、ＳＷ１を開きＳＷ２を閉じた状態のスミスチャートである。
図１９は、図１６の複数帯域用アンテナにおいて、ＳＷ１を閉じＳＷ２を開いた状態のＶＳＷＲ特性図である。
図２０は、図１６の複数帯域用アンテナにおいて、ＳＷ１を閉じＳＷ２を開いた状態のスミスチャートである。
図２１は、図１の第１実施例において、アンテナエレメントの他端を、スイッチＳＷｄを介することなく、直接的に接地導体に電気的に接続した図である。
図２２は、図２１に示すアンテナエレメントの他端が直接的に接地導体に電気的に接続された本発明の複数帯域用アンテナを、携帯電話に用いることを想定した具体的な一例の外観斜視図である。
図２３は、図２１に示すアンテナエレメントの他端が直接的に接地導体に電気的に接続された本発明の複数帯域用アンテナを、携帯電話に用いることを想定した具体的な他の例の外観斜視図である。
図２４は、図２１に示すアンテナエレメントの他端が直接的に接地導体に電気的に接続された本発明の複数帯域用アンテナを、携帯電話に用いることを想定した具体的な別の例の外観斜視図である。
図２５は、アンテナエレメントの中間の点および他端を、スイッチや直列共振回路やフィルターの複数種類の電気回路のいずれかを介して接地導体にそれぞれに電気的に接続した図である。
図２６は、従来のアンテナの基本的構成を示す図である。
図２７は、図２６の従来のアンテナにおいて、アンテナエレメントの中央にコンデンサを直列に介装した図である。
図２８は、図２６の従来のアンテナにおいて、アンテナエレメントの給電側の中間にコンデンサを直列に介装した図である。
図２９は、図２６の従来のアンテナにおいて、アンテナエレメントの給電点側の中間に誘電結合する２本の並行導体を直列に介装した図である。
図３０は、図２６の従来のアンテナにおいて、アンテナエレメントの一端と給電点との間に整合回路を介装した図である。
【発明を実施するための最良の形態】
以下、本発明の第１実施例を図１を参照して説明する。図１は、本発明の複数帯域用アンテナでスイッチを用いた第１実施例の原理的構成図である。図１において、アンテナエレメント１０の一端が給電点１２に接続され、他端がスイッチＳＷｄを介して接地導体１４に接続される。そして、アンテナエレメント１０の中間の２つの点でスイッチＳＷｂ，ＳＷｃをそれぞれに介して接地導体１４に接続される。なお、アンテナエレメント１０は、給電点１２およびスイッチＳＷｂ，ＳＷｃ，ＳＷｄに接続するための立ち上がりおよび立ち下がり以外の大部分は、接地導体１４に略平行となるように配設される。そして、アンテナエレメント１０において、給電点１２に接続される点Ａ（アンテナエレメント１０の一端）からスイッチＳＷｂに接続される点Ｂ（アンテナエレメント１０の一方の中間の点）までの電気長が、第１の周波数帯ｆ１の１／２波長に設定され、点ＡからスイッチＳＷｃに接続される点Ｃ（アンテナエレメント１０の他方の中間の点）までの電気長が、第２の周波数帯ｆ２の１／２波長に設定され、点ＡからスイッチＳＷｄに接続される点Ｄ（アンテナエレメント１０の他端）までの電気長が、第３の周波数帯ｆ３の１／２波長に設定される。なお、第１〜３の周波数帯ｆ１，ｆ２，ｆ３の周波数は、ｆ３＜ｆ２＜ｆ１であることは当然である。そして、アンテナとして使用する複数の周波数帯に、それぞれ第１〜３の周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３を設定することは勿論である。
かかる構成の第１実施例において、スイッチＳＷｂ，ＳＷｃを開き、スイッチＳＷｄのみを閉じれば、アンテナエレメント１０で点Ａから点Ｄまでの電気長のアンテナが形成され、図２６に示す従来技術と同様に、第３の周波数帯ｆ３が共振するアンテナとして作用する。同様に、スイッチＳＷｂ，ＳＷｄを開き、スイッチＳＷｃのみを閉じれば、アンテナエレメント１０で点Ａから点Ｃまでの電気長のアンテナが形成され、第２の周波数帯ｆ２が共振するアンテナとして作用する。また、スイッチＳＷｃ，ＳＷｄを開き、スイッチＳＷｂのみを閉じれば、第１の周波数帯ｆ１が共振するアンテナとして作用する。
上述のごとく、本発明の複数帯域用アンテナの第１実施例では、単一のアンテナエレメント１０を用いており、小型化および軽量化に好適である。そして、アンテナとして必要な周波数帯の数だけ、スイッチＳＷｂ，ＳＷｃ，ＳＷｄを設ければ良く、２つの周波数帯から多数のマルチバンドまで、単一のアンテナエレメント１０で対応することができる。なお、第１実施例におけるスイッチＳＷｂ，ＳＷｃ，ＳＷｄは、機械的なものに限られず、ピンダイオードなどを用いた半導体スイッチであっても良いことは勿論である。
また、本発明の第２実施例を図２を参照して説明する。図２は、本発明の複数帯域用アンテナで直列共振回路を用いた第２実施例の原理的構成図である。図２において、図１に相違するところは、スイッチＳＷｂ，ＳＷｃ，ＳＷｄに代えて、第１〜第３の直列共振回路２２，２４，２６が設けられたことにある。アンテナエレメント１０の一方の中間の点Ｂと接地導体１４間に介装される第１の直列共振回路２２の共振周波数は、給電点Ａから点Ｂまでの電気長で共振される第１の周波数帯ｆ１に設定される。同様に、アンテナエレメント１０の他方の中間の点Ｃと接地導体１４間に介装される第２の直列共振回路２４の共振周波数は、給電点Ａから点Ｃまでの電気長で共振される第２の周波数帯ｆ２に設定される。そして、アンテナエレメント１０の他端Ｄと接地導体１４間に介装される第３の直列共振回路２６の共振周波数は、給電点Ａから他端Ｄまでの電気長で共振される第３の周波数帯ｆ３に設定される。
かかる構成の第２実施例で、第１の周波数帯ｆ１に対しては、一方の中間の点Ｃが第１の直列共振回路２２を介して接地導体１４に電気的に短絡されたのと同様に作用し、第１の周波数帯ｆ１が共振するアンテナとして作用する。同様に、第２の周波数帯ｆ２に対しては、他方の中間点Ｄが第２の直列共振回路２４を介して短絡接地し、第２の周波数帯ｆ２が共振するアンテナとして作用する。さらに、第３の周波数帯ｆ３に対しても、他端Ｄが第３の直列共振回路２６を介して短絡接地され、第３の周波数帯ｆ３が共振するアンテナとして作用する。そこで、第２実施例では、第１〜３の周波数帯ｆ１，ｆ２，ｆ３のアンテナとして同時に作用させることができ、給電点１２側にて適宜に周波数分離のための回路などを設ければ良い。したがって、この第２実施例の複数帯域用アンテナにあっては、単一のアンテナエレメント１０を用いて、ＧＰＳと携帯電話のごとく、同時に複数の周波数帯のアンテナを用いることが必要な移動体通信用のアンテナとして好適である。なお、上記説明では、共振して電気的に短絡される周波数帯以外に対して、直列共振回路２２，２４，２６が電気的に遮断する作用を奏するものとしているが、短絡接地されない他の周波数帯に対する直列共振回路の電気的作用を考慮して、給電点Ａから中間の点Ｂ，Ｃまたは他端Ｄまでのアンテナエレメント１０の電気長を適宜に設定しても良いことは勿論である。
そして、本発明の第３実施例を図３を参照して説明する。図３は、本発明の複数帯域用アンテナで並列共振回路を用いた第３実施例の原理的構成図である。図３において、図２と相違するところは、アンテナエレメント１０の中間の点は１点Ｂだけであり、この中間の点Ｂと接地導体１４の間に第１の並列共振回路２８が介装され、他端Ｄと接地導体１４の間に第２の並列共振回路３０が介装されている。そして、第１の並列共振回路２８の共振周波数は、点Ａから他端Ｄの電気長により共振される第３の周波数帯ｆ３に設定され、第１の並列共振回路２８は第３の周波数帯ｆ３に対してトラップ回路として作用する。そこで、中間の点Ｂは、点Ａから点Ｂまでの電気長に共振する第１の周波数帯ｆ１に対して接地導体１４に電気的に短絡され、第３の周波数帯ｆ３に対して接地導体１４から電気的に遮断され、第１の周波数帯ｆ１に共振するアンテナとして作用する。また、同様に、他端Ｄは、第１の周波数帯ｆ１に対して接地導体１４から電気的に遮断され、第３の周波数帯ｆ３に対して接地導体１４に電気的に短絡され、第３の周波数帯ｆ３に共振するアンテナとして作用する。なお、上記説明はトラップする周波数帯以外に対して並列共振回路２８，３０が何ら電気的作用をしないものとしているが、トラップされない周波数帯に対する並列共振回路２８，３０の電気的作用を考慮して、給電点Ａから中間の点Ｂまたは他端Ｄまでのアンテナエレメント１０の電気長を適宜に設定しても良いことは勿論である。そこで、この第３の実施例の複数帯域用アンテナにあっても、第２実施例と同様に、単一のアンテナエレメント１０を用いて、同時に複数の周波数帯のアンテナとして作用することができ、ＧＰＳと携帯電話のごとく、同時に複数の周波数帯のアンテナを用いることが必要な移動体通信用のアンテナとして好適である。
なお、第２および第３実施例において、直列および並列共振回路は、集中定数回路または分布定数回路のいずれで構成されても良い。
さらに、本発明の第４実施例を図４を参照して説明する。図４は、本発明の複数帯域用アンテナでフィルターを用いた第４実施例の原理的構成図である。図４において、図１と相違するところは、スイッチＳＷｂ，ＳＷｃ，ＳＷｄに代えて、ハイパスフィルター３２，バンドパスフィルター３４，ローパスフィルター３６が設けられたことにある。アンテナエレメント１０の一方の中間の点Ｂと接地導体１４間に介装されるハイパスフィルター３２は、給電点Ａから点Ｂまでの電気長で共振される第１の周波数帯ｆ１を通過させ、他の第２および第３の周波数帯ｆ２，ｆ３の通過を阻止するように設定される。また、他方の中間の点Ｃと接地導体１４間に介装されるバンドパスフィルター３４は、給電点Ａから点Ｃまでの電気長で共振される第２の周波数帯ｆ２を通過させ、他の第１および第３の周波数帯ｆ１，ｆ３の通過を阻止するように設定される。同様に、他端Ｄと接地導体１４間に介装されるローパスフィルター３６は、給電点Ａから他端Ｄまでの電気長で共振される第３の周波数帯ｆ３を通過させ、他の第１および第２の周波数帯ｆ１，ｆ２の通過を阻止するように設定される。
かかる構成の第４実施例では、フィルター３２，３４，３６によって、中間の点Ｂ，Ｃおよび他端Ｄは、給電点Ａから当該点までの電気長で共振する周波数帯に対して接地され、他の周波数帯は遮断されるように作用する。そこで、第２実施例と同様に、第１〜３の周波数帯ｆ１，ｆ２，ｆ３のアンテナとして、同時に作用させることができる。もって、この第４の実施例の複数帯域用アンテナにあっても、第２および第３実施例と同様に、単一のアンテナエレメント１０を用いて、ＧＰＳと携帯電話のごとく、同時に複数の周波数帯のアンテナを用いることが必要な移動体通信用のアンテナとして好適である。なお、ハイパスフィルター３２およびローパスフィルター３６は、第１の周波数帯ｆ１および第３の周波数帯ｆ３をそれぞれ通過させるバンドパスフィルターであっても良いことは勿論である。
そしてさらに、図５に示すごとく、図１に示す第１実施例において、アンテナエレメント１０の給電点１２側の中間に、コンデンサ１６を直列に介装しても良い。なお、このコンデンサ１６に代えて、容量結合させた構造であっても良い。また、図６に示すごとく、図１に示す第１実施例において、アンテナエレメント１０の給電点１２側の中間に、互いに誘導結合する２本の並列導体１８を直列に介装しても良い。そして、図７に示すごとく、図１に示す第１実施例において、アンテナエレメント１０の一端Ａと給電点１２の間に整合回路２０を介装しても良い。図５ないし図７に示す実施例において、アンテナエレメント１０の電気長は、介装されるコンデンサ１６，平行導体１８，整合回路２０を考慮して、その電気長が適宜に設定されれば良い。さらに、第２ないし第４実施例において、第１実施例における図５ないし図７に示す実施例のごとく構成することも可能である。すると、複数の周波数帯のアンテナとして作用させる単一のアンテナエレメント１０の電気長を、コンデンサＣや整合回路２０を設けることで、適宜に設計し得る。
ところで、図１に示す第１実施例において、図８（ａ）に示すごとく、スイッチＳＷｂが閉じられてスイッチＳＷｃ，ＳＷｄが開かれた状態で、給電点Ａから点Ｂまでのアンテナエレメント１０の電気長に共振する第１の周波数帯ｆ１に対して、給電点Ａから点Ｃまたは／および他端Ｄまでのアンテナエレメント１０の電気長が、第１の周波数ｆ１の波長（λ）に対して、点線で示すように、例えばλ・５／４±Δのごとく、偶然にもλ・（１／４＋ｎ・１／２）±Δ（但し、ｎは整数である）であるとすると、第１の周波数帯ｆ１に近接したｆ１±αの周波数も同時に共振することとなる。そこで、図８（ｂ）に示すように、第１の周波数帯ｆ１とこれに近接した周波数ｆ１±αにより、反共点が生ずる可能性がある。この反共点ではＶＳＷＲ特性が劣化し、アンテナ利得も低下する。そのために、反共点は使用すべき周波数帯の帯域外であることが望ましい。
かかる不具合を解決する手段として、図９に示す第５実施例のごとく、一例として、アンテナエレメント１０の他の中間の点ＣをスイッチＳＷｃと延長コイルＬを直列に介して接地導体１４に接続し、他端ＤをスイッチＳＷｄと短縮コンデンサＣを直列に介して接地導体１４に接続する。この延長コイルＬと短縮コンデンサＣを適宜にそれぞれ介装することで、アンテナエレメント１０の給電点Ａから他の中間の点Ｃまでの電気長を短くし、また給電点Ａから他端Ｄまでの電気長を長くし、もって第１の周波数帯ｆ１に対して、給電点Ａから点Ｃ，Ｄまでの電気長により、近接した周波数が共振しないようにして、使用する周波数帯内に反共点が生じないようにすることができる。
上記の図８においては、一方の中間の点Ｂにおける第１の周波数帯ｆ１に対して、他方の中間点Ｃおよび他端Ｄで近接した周波数が共振する可能性のあることを説明したが、他方の中間の点Ｃにおける第２の周波数帯ｆ２に対して、他端Ｄで近接した周波数が共振する可能性もある。かかる場合には、中間の点Ｂ，Ｃおよび他端Ｄを、それぞれスイッチＳＷｂ，ＳＷｃ，ＳＷｄと適宜な延長コイルまたは短縮コイルを直列に介してまたは介装することなく接地導体１４に適宜に接続して、反共点がいずれの使用する周波数帯内にも存在しないようにすれば良いことは容易に理解されるであろう。
次に、本発明の複数帯域用アンテナの具体的構成例につき説明する。図１０は、図４に示す第４実施例を用いた本発明の複数帯域用アンテナの具体的な第６実施例を示す図である。図１０において、アンテナエレメント１０は、円周面状に配設され、円周面状の中心軸と平行方向に折り返されたメアンダ状に形成されて小型化が図られている。そして、アンテナエレメント１０には、適宜な絶縁樹脂からなるカバー４０が被せられる。また、アンテナエレメント１０の一端Ａと中間の点Ｃ，Ｄおよび他端Ｄが適宜に引き出され、図示しない接続端子に電気的に接続される。一方、給電点１２とハイパスフィルター３２，バンドパスフィルター３４，ローパスフィルター３６は、基板４２に設けられ、適宜に接続端子に電気的に接続される。基板４２には、図示しない接地導体が設けられ、フィルター３２，３４，３６が接地される。また、これらの基板４２が、図示しない筐体に収容される。そして、筐体に、外方に突出するように配設してアンテナエレメント１０を着脱自在に構成し、アンテナエレメント１０の一端Ａと中間点Ｂ，Ｃおよび他端Ｄが、それぞれ給電点１２と各フィルター３２，３４，３６に接続分離自在に構成される。なお、図１０に示すアンテナエレメント１０を、図１〜３に示す第１〜３実施例に適用しても良いことは勿論である。このアンテナエレメント１０をメアンダ状に形成することで、アンテナエレメント１０全体の外形寸法を小型化できる。そして、アンテナエレメント１０をメアンダ状であるとともに円周面状とし、しかも他の構成回路と接続分離自在としたので、アンテナエレメント１０のみを製造工程で後付けすることも可能である。また、アンテナが破損した場合に、その交換が容易である。さらに、携帯電話の筐体に外方に突出して設けられるアンテナとして好適である。
また、図１１は、図４に示す第４実施例を用いた本発明の複数帯域用アンテナを誘電体に設けるとともにアンテナエレメントを容量結合とした具体的な第７実施例を示す図であり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は正面図である。図１１において、誘電体４４の表面上に、アンテナエレメント１０や給電点Ａおよび各フィルター３２，３４，３６を配設したものである。そして、アンテナエレメント１０の給電点１２側の中間が途切れて、その端部が互いに容量結合３８するように構成されている。誘電体４４の表面上にメッキや蒸着などにより金属薄膜で形成することができ、量産に好適である。しかも、誘電体４４による波長短縮効果により、アンテナエレメント１０の物理的長さを短くでき、それだけ小型化にも好適である。なお、アンテエナエレメント１０は、誘電体４４の表面上に設けられるが、誘電体４４を積層構造として各フィルター３２，３４，３６を層間に配設することで誘電体４４の内部に配設するようにしても良い。各フィルター３２，３４，３６は、誘電体４４のいずれの部分に設けられていても良い。
そして、アンテナエレメント１０を小型化するために、本発明にあっては、一例として、図１２に示すごとく、一平面でメアンダ状のものを、さらに側面から見てＬ字状としても良い。また、他の例として、図１３に示すごとく、メアンダ状のものをさらに側面から見てコ字状としても良い。さらに、別の例として、図１４に示すごとく、メアンダ状のものを、さらに側面から見てもメアンダ状としても良い。
さらに、本発明の第８実施例を、図１５ないし図２０を参照して説明する。図１５は、本発明の複数帯域用アンテナで、携帯電話に用いることを想定した具体的な一例の外観斜視図である。図１６は、図１５の複数帯域用アンテナの構成図である。図１７は、図１６の複数帯域用アンテナにおいて、ＳＷ１を開きＳＷ２を閉じた状態のＶＳＷＲ特性図である。図１８は、図１６の複数帯域用アンテナにおいて、ＳＷ１を開きＳＷ２を閉じた状態のスミスチャートである。図１９は、図１６の複数帯域用アンテナにおいて、ＳＷ１を閉じＳＷ２を開いた状態のＶＳＷＲ特性図である。図２０は、図１６の複数帯域用アンテナにおいて、ＳＷ１を閉じＳＷ２を開いた状態のスミスチャートである。
図１５において、接地導体１４は、短辺が４０ｍｍで長辺が１００ｍｍの長方形であり、その一方の短辺側に、接地導体１４から離してアンテナエレメント１０が配設される。このアンテナエレメント１０は、接地導体１４の長方形の長辺と平行方向に折り返されたメアンダ状であるとともに側面から見てＬ字状に形成される。そして、アンテナエレメント１０の一端Ａおよび中間の点Ｂおよび他端Ｄが、接地導体１４が設けられる基板４６に搭載される回路に、接地導体１４に電気的に接続されることなく、適宜に接続される。そして、図１６のごとく、一端Ａは整合回路２０を介して給電点１２に接続され、中間の点Ｂは第１のスイッチＳＷ１を介して接地導体１４に接続され、他端Ｄは第２のスイッチＳＷ２を介して接地される。なお、図１５および図１６に示す実施例は、携帯電話の８００ＭＨｚ帯と１８００ＭＨｚ帯の２つの周波数帯で使用できるように構成したものである。
まず、第１のスイッチＳＷ１を開き第２のスイッチＳＷ２を閉じた状態では、低い周波数帯が共振し、図１７にあっては、８２４〜９６０ＭＨｚでＶＳＷＲが２以下の優れた特性が測定された。そして、図１８に示すごとく、８２４〜９６０ＭＨｚで、略５０Ωに近いインピーダンスが得られている。もって、北米の８２４〜８９４ＭＨｚ帯のＧＳＭと欧州の８８０ＭＨｚ〜９６０ＭＨｚ帯のＧＳＭの双方の広い周波数帯でアンテナとして使用することができる。また、第１のスイッチＳＷ１を閉じ第２のスイッチＳＷ２を開いた状態では、高い周波数帯が共振し、図１９にあっては、１７１０〜１９９０ＭＨｚで、ＶＳＷＲが２．６以下の優れた特性が測定された。そして、図２０に示すごとく、１７１０〜１９９０ＭＨｚで、５０Ωに近いインピーダンスが得られている。もって、北米の１８５０〜１９９０ＭＨｚ帯のＧＳＭと欧州の１７１０〜１８８０ＭＨｚ帯のＧＳＭの双方の広い周波数帯でアンテナとして使用することができる。さらに、アンテナエレメント１０を長方形の接地導体１４の短辺側に配設するので、中央で折り畳む携帯電話機（シェル型）の操作ボタンが配設された操作側シェルに接地導体１４を配設するとともに、アンテナエレメント１０を折り畳み用の蝶番近くに設けるのに好適である。そしてまた、操作側シェルおよび表示画面が配設された表示側シェルのいずれの端部側（蝶番と反対側の遊端側）にアンテナエレメント１０を設ける場合にも好適である。
なお、上記実施例で、図１と図２および図４ないし図１１に示すものは、３つの周波数帯で使用できるようにしたものであり、図３と図１５および図１６に示すものは、２つの周波数帯で使用できるようにしたものであるが、アンテナとして必要とする周波数帯をカバーできるように適宜に周波数帯の数を設定すれば良い。そして、本発明の複数帯域用アンテナは、アンテナエレメント１０がメアンダ状とされるなどにより小型化されることによって、接地導体１４の大きさおよび形状により、そのアンテナ特性も影響を受ける。例えば、図１５において、接地導体１４を短辺が４０ｍｍで長辺が８０ｍｍの長方形に変更するならば、利得および指向性などで変化はあるが、充分に実用化できるものである。また、アンテナエレメント１０を小型化するのに実施例のごときメアンダ状に限られず、鋸波状や波状や螺旋状などで形成しても良い。さらに、スイッチＳＷｂ，ＳＷｃ，ＳＷｄおよびＳＷ１，ＳＷ２は、共通接点が接地導体１４に電気的に接続された切替スイッチが用いられても良い。
さらに、図２１に示すごとく、図１の第１実施例において、アンテナエレメント１０の他端Ｄが、スイッチＳＷｄを介することなく、直接的に接地導体１４に電気的に接続されても良い。同様に、図２の第２実施例または図４の第４実施例において、アンテナエレメント１０の他端Ｄが、第３の直列共振回路２６またはローパスフィルター３６を介することなく、直接的に接地導体１４に電気的に接続されても良い。かかる構造にあっては、アンテナエレメント１０の他端Ｄが接地導体１４に直接的に電気的に接続されるので、それだけ構造が簡単となる。
図２２は、図２１に示すアンテナエレメント１０の他端Ｄが直接的に接地導体１４に電気的に接続された本発明の複数帯域用アンテナを、携帯電話に用いることを想定した具体的な一例の外観斜視図である。図２２に示す一例にあっては、基板４８は、２層に積層された平面状の回路基板からなり、下の層には長方形の接地導体１４が配設され、上の層には回路等が適宜に配設される。そして、基板４８の上の層で、接地導体１４の一方の短辺側に、接地導体１４の長方形の長辺と平行方向に折り返されたメアンダ状のアンテナエレメント１０が配設される。ここで、アンテナエレメント１０に臨む下の層には接地導体１４は配設されておらず、アンテナエレメント１０は接地導体１４から離して設けられる。さらに、アンテナエレメント１０の給電点側の一端Ａおよび中間の点Ｂ，Ｃは、上の層に配設された回路等に適宜に電気的に接続され、他端Ｄは下の層の接地導体１４に電気的に接続される。この他端Ｄと接地導体１４の電気的な接続は、図２２に示すごとく、基板４８の上の層の一部を切り欠いても良く、また上の層を貫通するスルーホールを設けても良い。アンテナエレメント１０が、平面状の基板４８に配設されることで、アンテナエレメント１０の配設が容易である。また、接地導体１４の長辺と平行方向に折り返されたメアンダ状のアンテナエレメント１０により、小型化できる。なお、基板４８は、２層に積層された回路基板に限られず、３層以上に積層されたものであっても良く、また表面に回路等が配設され、裏面に接地導体１４が配設されるものであっても良い。図２２に示す接地導体１４の長辺と平行方向に折り返されたメアンダ状のアンテナエレメント１０は、実験によれば、１８００ＭＨｚ帯の比較的に高い周波数帯で高い利得が得られた。
図２３は、図２１に示すアンテナエレメント１０の他端Ｄが直接的に接地導体１４に電気的に接続された本発明の複数帯域用アンテナを、携帯電話に用いることを想定した具体的な他の例の外観斜視図である。図２３に示す他の例において、図２２に示す一例と相違するところは、基板４８の上の層で、接地導体１４の一方の短辺側に、接地導体１４の長方形の短辺と平行方向に折り返されたメアンダ状のアンテナエレメント１０が配設されることにある。この図２３に示す他の例では、アンテナエレメントの略中央部分Ｐが、接地導体１４から最も離れて配設される。そこで、アンテナエレメント１０の全長で比較的に低い８００ＭＨｚ帯を共振させてアンテナとして作用させた際に、アンテナエレメント１０の略中央部分Ｐが最も高い電圧となるが、最も接地導体１４から離れていて結合が少ない。そのために、アンテナインピーダンスを高くとることができる。そして、アンテナエレメント１０の全長を用いずに給電点側の一部分を用いて比較的に高い周波数帯を共振させて使用させる際にも、図２２に示す一例よりも、高い電圧が発生する部分が接地導体１４から離れる蓋然性が高く、やはりアンテナインピーダンスを高くとることができる。なお、発明者らの実験によれば、１８００ＭＨｚ帯の高い周波数帯では、図２２に示す一例が、図２３に示す他の例よりも高い利得が得られ、８００ＭＨｚ帯の低い周波数帯では、図２３に示す他の例が、図２２に示す一例よりも高い利得が得られる傾向があった。
そこで、上記実験により得られた傾向を応用した別の例を図２４に示す。図２４は、図２１に示すアンテナエレメント１０の他端Ｄが直接的に接地導体１４に電気的に接続された本発明の複数帯域用アンテナを、携帯電話に用いることを想定した具体的な別の例の外観斜視図である。図２４に示す別の例において、図２２および図２３に示す例と相違するところは、アンテナエレメント１０が、給電点に電気的に接続される一端Ａ側の部分が、接地導体１４の長方形の長辺と平行方向に折り返されたメアンダ状に形成され、接地導体１４に電気的に接続される一端Ｄ側の部分が、接地導体１４の長方形の短辺と平行方向に折り返されたメアンダ状に形成されたことにある。１８００ＭＨｚ帯の高い周波数帯に対して、アンテナエレメント１０の一端Ａ側の長辺と平行方向に折り返されたメアンダ状の部分がアンテナとして作用し、高い利得が得られる。そして、８００ＭＨｚ帯の低い周波数帯に対して、アンテナエレメント１０の全長がアンテナとして作用するが、図２２と図２３にそれぞれに示すメアンダ状のアンテナエレメント１０の中間の利得が得られる。しかも、アンテナエレメント１０の各周波数帯でアンテナとして作用させる部分を適宜なメアンダ状とすることで、アンテナインピーダンスおよび利得の調整も可能である。
ここで、図２４に示すアンテナエレメント１０は、接地導体１４の長辺と平行方向に折り返されたメアンダ状の部分と、短辺と平行方向に折り返されたメアンダ状の部分とで形成されているが、これらの２つの部分の間に、長辺および短辺のいずれとも平行でない方向に折り返されまたはジグザグに折り返されたメアンダ状の部分、さらにはメアンダ状でない部分が介装されていても良い。そして、アンテナエレメント１０の給電点に電気的に接続される一端Ａ側に、長辺と平行方向に折り返されたメアンダ状の部分が設けられ、一端Ｄ側に短辺と平行方向に折り返されたメアンダ状の部分が設けられたものに限られず、長辺と平行方向のメアンダ状の部分と短辺と平行方向のメアンダ状の部分およびメアンダ状でない部分が適宜に混在させても良いことは勿論である。
そしてまた、図２５に示すごとく、アンテナエレメント１０の中間の点Ｂ，Ｃおよび他端Ｄは、図１や図２や図４に示されるごとくスイッチや直列共振回路やフィルターのいずれか一種類の電気回路を介して接地導体１４に電気的に接続される必要はなく、スイッチや直列共振回路やフィルターの複数種類の電気回路のいずれかを介して接地導体１４にそれぞれに電気的に接続されても良い。コンデンサとコイルの直列共振回路の共振周波数およびフィルターの通過周波数は、接続される点におけるアンテナエレメント１０の電気長の共振周波数に一致させることは勿論である。そこで、アンテナエレメント１４の中間の点Ｂ，Ｃおよび他端Ｄが、スイッチＳＷｂ，ＳＷｃ，ＳＷｄまたは直列共振回路２２，２４，２６またはフィルター３２，３４，３６のいずれかを介して接地導体１４に電気的に接続されれば良く、回路設計の自由度が大きい。
なお、図１５に示す第８実施例や図２２，図２３，図２４に示す実施例では、いずれも基板上にアンテナエレメントを配設しているが、回路等の搭載される基板とは別の誘電体からなるキャリア上にアンテナエレメントが配設されても良い。誘電体として、例えば高誘電率の材料であるセラミックなどをキャリアとして用いるならば、アンテナエレメントの大きさを小型化することができる。また、アンテナエレメントのメアンダ状は、上記実施例のごとく折り返しがコ字状のものに限られず、折り返しがＶ字状やＵ字状であっても良く、接地導体１４の長辺および短辺のいずれとも平行でないジグザグ状であっても良い。さらに、メアンダ状の折り返しピッチは、必ずしも一定でなくても良く、粗密を設けても良い。そしてまた、折り返しと次の折り返しまでの寸法も、一定でなくても良い。
【産業上の利用の可能性】
以上説明したように本発明の複数帯域用アンテナは、アンテナエレメント１０の一端Ａを給電点１２に電気的に接続し、アンテナエレメント１０の中間の点Ｂ，Ｃおよび他端ＤをそれぞれスイッチＳＷｂ、ＳＷｃ、ＳＷｄを介して接地導体１４に電気的接続する。アンテナエレメント１０の一端Ａから中間の点Ｂ，ＣがスイッチＳＷｂ、ＳＷｃを介して接地導体１４に接続されるまでの電気長、および一端Ａから他端ＤがスイッチＳＷｄを介して接地導体１４に接続されるまでの電気長を、それぞれ異なる所望の周波数帯が共振し得るように設定する。そして、スイッチＳＷｂ、ＳＷｃ、ＳＷｄのいずれか１つを閉じることで、所望の周波数帯のいずれか１つを選択して共振させ得る。もって、単一のアンテナエレメント１０を用いて、複数の周波数帯で使用でき、しかも小型化し易い。そこで、携帯電話の複数の周波数帯で使用するための複数帯域用アンテナとして好適である。
【符号の説明】
１． 図１７において、符号１、２、３、４は、以下の周波数におけるＶＳＷＲを示す。
１ ８２４ＭＨｚ ＶＳＷＲ １．７６
２ ９６０ＭＨｚ ＶＳＷＲ １．２０
３ １７１０ＭＨｚ ＶＳＷＲ ２．７８
４ １９９０ＭＨｚ ＶＳＷＲ ６．０４
２． 図１８において、符号１、２、３、４は、以下の周波数を示す。
１ ８２４ＭＨｚ
２ ９６０ＭＨｚ
３ １７１０ＭＨｚ
４ １９９０ＭＨｚ
３． 図１９において、符号１、２、３、４は、以下の周波数におけるＶＳＷＲを示す。
１ ８２４ＭＨｚ ＶＳＷＲ１５．６５
２ ９６０ＭＨｚ ＶＳＷＲ ７．４３
３ １７１０ＭＨｚ ＶＳＷＲ ２．５９
４ １９９０ＭＨｚ ＶＳＷＲ １．４３
４． 図２０において、符号１、２、３、４は、以下の周波数を示す。
１ ８２４ＭＨｚ
２ ９６０ＭＨｚ
３ １７１０ＭＨｚ
４ １９９０ＭＨｚ
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【技術分野】
本発明は、単一のアンテナエレメントによって、複数の周波数帯で使用できるようにした複数帯域用アンテナに関するものである。
【背景技術】
最近の移動体通信は急速に発展し、そのなかでも携帯電話は目覚ましく普及するとともにその小型化および軽量化が著しく図られた。そして、日本ではＰＤＣ８００ＭＨｚ帯とＰＤＣ１．５ＧＨｚ帯、欧州ではＧＳＭ９００ＭＨｚ帯とＧＳＭ１．８ＧＨｚ帯、北米ではＡＭＰＳ８００ＭＨｚ帯とＰＣＳ１．９ＧＨｚ帯と、それぞれの地域で２つの周波数帯が用いられている。また、１．５ＧＨｚのＧＰＳや２．４ＧＨｚ帯のブルートゥース（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ）や２ＧＨｚ帯のＩＭＴ２０００などの通信システムが、移動体通信ならびにデータ伝送用に実用化されている。そこで、単一のアンテナで、上述の複数の周波数帯において使用できれば、アンテナの小型化および軽量化の点で好適である。
さらに、北米において、携帯電話方式を欧州のＧＳＭを採用して、北米と欧州で同一の携帯電話が使用できるようにする計画が進行しつつある。しかし、欧州のＧＳＭは、８８０〜９６０ＭＨｚ帯と１７１０〜１８８０ＭＨｚ帯を使用するのに対して、北米のＧＳＭは、８２４〜８９４ＭＨｚ帯と１８５０〜１９９０ＭＨｚを使用する計画である。そこで、欧州と北米の双方の周波数帯でともに使用できるアンテナとしては、８２４〜９６０ＭＨｚ帯と１３６ＭＨｚの広い周波数帯と、１７１０〜１９９０ＭＨｚ帯と２８０ＭＨｚの広い周波数帯を共に備えることが要望される。
しかるに、従来の単一のアンテナにおいて、上述のごとき複数の周波数帯で使用できるものは存在していない。また、従来のアンテナにおいて、北米と欧州の双方のＧＳＭの周波数帯で使用できる広い周波数帯を備えたものも存在していない。
ところで、携帯電話用として小型化および軽量化されたアンテナとして、特開２００１−２８４９３５号公報や特開２００２−４３８２６号公報で提案されたものがある。これらの技術の原理を簡単に説明する。図２６は、従来のアンテナの基本的構成を示す図であり、アンテナエレメント１０の一端を給電点１２に接続し、他端を接地導体１４に電気的に接続し、アンテナエレメント１０を給電点１２および接地導体１４に接続するための立ち上がりおよび立ち下がり以外の大部分を接地導体１４に略平行に配設し、しかもアンテナエレメント１０全体の電気長をアンテナを使用する周波数帯の１／２波長（λ／２）または１波長（λ）に設定するものである。さらに、アンテナエレメント１０をコイル状やメアンダ状や適宜に折り曲げられたループ状として小型化が図られている。これらの技術は、１つの周波数帯でのみ使用できるものである。なお、図２６において、点線は電流分布を示す。
また、図２７は別の従来技術であり、図２６の従来技術において、アンテナエレメント１０の中央にコンデンサ１６を直列に介装して、アンテナエレメントとコンデンサ１６による電気長をアンテナを使用する周波数帯の１／２波長に設定したものである。図２７において、点線で示す電流分布は、アンテナエレメント１０に同相の電流が生じていることを示し、特にアンテナの指向特性を問題とする場合に有効である。
さらに、図２８はさらに別の従来技術であり、図２７の従来技術において、コンデンサ１６をアンテナエレメント１０に介装する位置を中央でなく給電点１２側に寄せて設けたものである。また、図２９は他の従来技術であり、アンテナエレメント１０の中間にて直流的に遮断された２本の平行導体１８を直列に介装したことにある。この２本の平行導体１８は、互いに誘導結合されて、全体として単一のアンテナエレメントとして作用する。
そして、図３０はさらに他の従来技術であり、アンテナエレメント１０の一端と給電点１２の間に整合回路２０を介装し、アンテナエレメント１０の他端を接地導体１４に電気的に接続する。この図３０に示す従来技術では、アンテナエレメント１０の長さは、アンテナとして使用する周波数帯の１／２波長でなくても良く、アンテナエレメント１０と整合回路２０を含んだ電気長が１／２波長となるように、アンテナエレメント１０と整合回路２０を適宜に設定すれば良い。
しかるに、上述の従来技術は、いずれも単一の周波数帯で使用するものであり、複数の周波数帯で使用できるものでない。そこで、２つの周波数帯が用いられる携帯電話にあっては、各周波数帯に応じた２つのアンテナが必要となる。また、ＧＰＳを含む複数の通信システムが搭載される移動体通信機器にあっても、複数のアンテナが必要である。そこで、上述のごとき従来のアンテナを用いたのでは、移動体通信機器を小型化および軽量化することが困難である。
そこで、本発明は、上述のごとき従来技術の事情に鑑みてなされたもので、単一のアンテナエレメント１０によって複数の周波数帯で使用でき、小型化および軽量化に好適な複数帯域用アンテナを提供することを目的とする。
【発明の開示】
本発明の複数帯域用アンテナは、アンテナエレメントの一端が給電点に電気的に接続されるとともに他端が接地導体に電気的に接続されるアンテナにおいて、前記アンテナエレメントの中間の少なくとも１点および前記他端をそれぞれスイッチを介して前記接地導体に電気的に接続し、前記アンテナエレメントの前記給電点から前記他端が前記スイッチを介して前記接地導体に接続されるまでの電気長および前記給電点から前記中間の点が前記スイッチを介して前記接地導体に接続されるまでの電気長を、それぞれ異なる所望の周波数帯が共振し得るように設定して構成されている。
そこで、単一のアンテナエレメントを用いて、その中間の点および他端と接地導体の間に介装したスイッチにより、所望の数の周波数帯を設定できる。もって、複数の周波数帯を用いる移動体通信用の小型のアンテナとして好適である。
そして、アンテナエレメントの一端が給電点に電気的に接続されるとともに他端が接地導体に電気的に接続されるアンテナにおいて、前記アンテナエレメントの中間の少なくとも１点および前記他端をそれぞれコンデンサとコイルの直列共振回路を介して前記接地導体に電気的に接続し、前記アンテナエレメントの前記給電点から前記他端までの電気長による共振周波数と前記他端に接続された直列共振回路の共振周波数を一致させ、また前記給電点から前記中間の点までの電気長による共振周波数と前記中間の点に接続された前記直列共振回路の共振周波数を一致させ、前記電気長によるそれぞれの共振周波数をそれぞれ異なる所望の周波数帯に設定して構成しても良い。
また、アンテナエレメントの一端が給電点に電気的に接続されるとともに他端が接地導体に電気的に接続されるアンテナにおいて、前記アンテナエレメントの中間の少なくとも１点および前記他端をそれぞれフィルターを介して前記接地導体に電気的に接続し、前記アンテナエレメントの前記給電点から前記他端までの電気長による共振周波数が前記他端に接続された前記フィルターを通過するようにし、前記給電点から前記中間の点までの電気長による共振周波数が前記中間の点に接続された前記フィルターを通過するようにし、しかも前記フィルターは接続位置の前記電気長による共振周波数以外は通過を阻止するようにし、前記電気長によるそれぞれの共振周波数をそれぞれ異なる所望の周波数帯に設定して構成することもできる。
さらに、アンテナエレメントの一端が給電点に電気的に接続されるととに他端が接地導体に電気的に接続されるアンテナにおいて、前記アンテナエレメントの中間の１点および前記他端をそれぞれコンデンサとコイルの並列共振回路を介して前記接続導体に電気的に接続し、前記アンテナエレメントの前記給電点から前記他端までの電気長による共振周波数と前記中間の点に接続された前記並列共振回路の共振周波数を一致させ、また前記給電点から前記中間の点までの電気長による共振周波数と前記他端に接続された前記並列共振回路の共振周波数を一致させ、前記電気長による共振周波数を異なる周波数帯に設定して構成することも可能である。
これらの構成の複数帯域用アンテナにあっては、単一のアンテナエレメントを用いて、同時に複数の周波数帯のアンテナとして作用することができる。そこで、ＧＰＳと携帯電話のごとく、同時に複数の周波数帯のアンテナを用いることが必要な移動体通信用のアンテナとして好適である。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の複数帯域用アンテナでスイッチを用いた第１実施例の原理的構成図である。
図２は、本発明の複数帯域用アンテナで直列共振回路を用いた第２実施例の原理的構成図である。
図３は、本発明の複数帯域用アンテナで並列共振回路を用いた第３実施例の原理的構成図である。
図４は、本発明の複数帯域用アンテナでフィルターを用いた第４実施例の原理的構成図である。
図５は、図１に示す第１実施例において、アンテナエレメントの給電点側の中間にコンデンサを直列に介装した図である。
図６は、図１に示す第１実施例において、アンテナエレメントの給電点側の中間に誘電結合する並行導体を直列に介装した図である。
図７は、図１に示す第１実施例において、アンテナエレメントの一端と給電点の間に整合回路を介装した図である。
図８は、図１に示す第１実施例において、（ａ）は開かれたスイッチが接続される点のアンテナエレメントの電気長で、閉じられたスイッチが接続される点のアンテナエレメントの電気長の共振周波数帯に近接した共振周波数が生ずる場合があることを示す図であり、（ｂ）は近接した２つの共振周波数により反共点が生ずることを示す図である。
図９は、図８に示す不具合を解決するための第５実施例の構成図である。
図１０は、図４に示す第４実施例を用いた本発明の複数帯域用アンテナの具体的な第６実施例を示す図である。
図１１は、図４に示す第４実施例を用いた本発明の複数帯域用アンテナを誘電体に設けるとともにアンテナエレメントを容量結合とした具体的な第７実施例を示す図であり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は正面図である。
図１２は、アンテナエレメントを、メアンダ状でさらに側面から見てＬ字状とした図である。
図１３は、アンテナエレメントを、メアンダ状でさらに側面から見てコ字状にした図である。
図１４は、アンテナエレメントを、メアンダ状でさらに側面から見てもメアンダ状にした図である。
図１５は、本発明の複数帯域用アンテナで、携帯電話に用いることを想定した具体的な一例の外観斜視図である。
図１６は、図１５の複数帯域用アンテナの構成図である。
図１７は、図１６の複数帯域用アンテナにおいて、ＳＷ１を開きＳＷ２を閉じた状態のＶＳＷＲ特性図である。
図１８は、図１６の複数帯域用アンテナにおいて、ＳＷ１を開きＳＷ２を閉じた状態のスミスチャートである。
図１９は、図１６の複数帯域用アンテナにおいて、ＳＷ１を閉じＳＷ２を開いた状態のＶＳＷＲ特性図である。
図２０は、図１６の複数帯域用アンテナにおいて、ＳＷ１を閉じＳＷ２を開いた状態のスミスチャートである。
図２１は、図１の第１実施例において、アンテナエレメントの他端を、スイッチＳＷｄを介することなく、直接的に接地導体に電気的に接続した図である。
図２２は、図２１に示すアンテナエレメントの他端が直接的に接地導体に電気的に接続された本発明の複数帯域用アンテナを、携帯電話に用いることを想定した具体的な一例の外観斜視図である。
図２３は、図２１に示すアンテナエレメントの他端が直接的に接地導体に電気的に接続された本発明の複数帯域用アンテナを、携帯電話に用いることを想定した具体的な他の例の外観斜視図である。
図２４は、図２１に示すアンテナエレメントの他端が直接的に接地導体に電気的に接続された本発明の複数帯域用アンテナを、携帯電話に用いることを想定した具体的な別の例の外観斜視図である。
図２５は、アンテナエレメントの中間の点および他端を、スイッチや直列共振回路やフィルターの複数種類の電気回路のいずれかを介して接地導体にそれぞれに電気的に接続した図である。
図２６は、従来のアンテナの基本的構成を示す図である。
図２７は、図２６の従来のアンテナにおいて、アンテナエレメントの中央にコンデンサを直列に介装した図である。
図２８は、図２６の従来のアンテナにおいて、アンテナエレメントの給電側の中間にコンデンサを直列に介装した図である。
図２９は、図２６の従来のアンテナにおいて、アンテナエレメントの給電点側の中間に誘電結合する２本の並行導体を直列に介装した図である。
図３０は、図２６の従来のアンテナにおいて、アンテナエレメントの一端と給電点との間に整合回路を介装した図である。
【発明を実施するための最良の形態】
以下、本発明の第１実施例を図１を参照して説明する。図１は、本発明の複数帯域用アンテナでスイッチを用いた第１実施例の原理的構成図である。図１において、アンテナエレメント１０の一端が給電点１２に接続され、他端がスイッチＳＷｄを介して接地導体１４に接続される。そして、アンテナエレメント１０の中間の２つの点でスイッチＳＷｂ，ＳＷｃをそれぞれに介して接地導体１４に接続される。なお、アンテナエレメント１０は、給電点１２およびスイッチＳＷｂ，ＳＷｃ，ＳＷｄに接続するための立ち上がりおよび立ち下がり以外の大部分は、接地導体１４に略平行となるように配設される。そして、アンテナエレメント１０において、給電点１２に接続される点Ａ（アンテナエレメント１０の一端）からスイッチＳＷｂに接続される点Ｂ（アンテナエレメント１０の一方の中間の点）までの電気長が、第１の周波数帯ｆ１の１／２波長に設定され、点ＡからスイッチＳＷｃに接続される点Ｃ（アンテナエレメント１０の他方の中間の点）までの電気長が、第２の周波数帯ｆ２の１／２波長に設定され、点ＡからスイッチＳＷｄに接続される点Ｄ（アンテナエレメント１０の他端）までの電気長が、第３の周波数帯ｆ３の１／２波長に設定される。なお、第１〜３の周波数帯ｆ１，ｆ２，ｆ３の周波数は、ｆ３＜ｆ２＜ｆ１であることは当然である。そして、アンテナとして使用する複数の周波数帯に、それぞれ第１〜３の周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３を設定することは勿論である。
かかる構成の第１実施例において、スイッチＳＷｂ，ＳＷｃを開き、スイッチＳＷｄのみを閉じれば、アンテナエレメント１０で点Ａから点Ｄまでの電気長のアンテナが形成され、図２６に示す従来技術と同様に、第３の周波数帯ｆ３が共振するアンテナとして作用する。同様に、スイッチＳＷｂ，ＳＷｄを開き、スイッチＳＷｃのみを閉じれば、アンテナエレメント１０で点Ａから点Ｃまでの電気長のアンテナが形成され、第２の周波数帯ｆ２が共振するアンテナとして作用する。また、スイッチＳＷｃ，ＳＷｄを開き、スイッチＳＷｂのみを閉じれば、第１の周波数帯ｆ１が共振するアンテナとして作用する。
上述のごとく、本発明の複数帯域用アンテナの第１実施例では、単一のアンテナエレメント１０を用いており、小型化および軽量化に好適である。そして、アンテナとして必要な周波数帯の数だけ、スイッチＳＷｂ，ＳＷｃ，ＳＷｄを設ければ良く、２つの周波数帯から多数のマルチバンドまで、単一のアンテナエレメント１０で対応することができる。なお、第１実施例におけるスイッチＳＷｂ，ＳＷｃ，ＳＷｄは、機械的なものに限られず、ピンダイオードなどを用いた半導体スイッチであっても良いことは勿論である。
また、本発明の第２実施例を図２を参照して説明する。図２は、本発明の複数帯域用アンテナで直列共振回路を用いた第２実施例の原理的構成図である。図２において、図１に相違するところは、スイッチＳＷｂ，ＳＷｃ，ＳＷｄに代えて、第１〜第３の直列共振回路２２，２４，２６が設けられたことにある。アンテナエレメント１０の一方の中間の点Ｂと接地導体１４間に介装される第１の直列共振回路２２の共振周波数は、給電点Ａから点Ｂまでの電気長で共振される第１の周波数帯ｆ１に設定される。同様に、アンテナエレメント１０の他方の中間の点Ｃと接地導体１４間に介装される第２の直列共振回路２４の共振周波数は、給電点Ａから点Ｃまでの電気長で共振される第２の周波数帯ｆ２に設定される。そして、アンテナエレメント１０の他端Ｄと接地導体１４間に介装される第３の直列共振回路２６の共振周波数は、給電点Ａから他端Ｄまでの電気長で共振される第３の周波数帯ｆ３に設定される。
かかる構成の第２実施例で、第１の周波数帯ｆ１に対しては、一方の中間の点Ｃが第１の直列共振回路２２を介して接地導体１４に電気的に短絡されたのと同様に作用し、第１の周波数帯ｆ１が共振するアンテナとして作用する。同様に、第２の周波数帯ｆ２に対しては、他方の中間点Ｄが第２の直列共振回路２４を介して短絡接地し、第２の周波数帯ｆ２が共振するアンテナとして作用する。さらに、第３の周波数帯ｆ３に対しても、他端Ｄが第３の直列共振回路２６を介して短絡接地され、第３の周波数帯ｆ３が共振するアンテナとして作用する。そこで、第２実施例では、第１〜３の周波数帯ｆ１，ｆ２，ｆ３のアンテナとして同時に作用させることができ、給電点１２側にて適宜に周波数分離のための回路などを設ければ良い。したがって、この第２実施例の複数帯域用アンテナにあっては、単一のアンテナエレメント１０を用いて、ＧＰＳと携帯電話のごとく、同時に複数の周波数帯のアンテナを用いることが必要な移動体通信用のアンテナとして好適である。なお、上記説明では、共振して電気的に短絡される周波数帯以外に対して、直列共振回路２２，２４，２６が電気的に遮断する作用を奏するものとしているが、短絡接地されない他の周波数帯に対する直列共振回路の電気的作用を考慮して、給電点Ａから中間の点Ｂ，Ｃまたは他端Ｄまでのアンテナエレメント１０の電気長を適宜に設定しても良いことは勿論である。
そして、本発明の第３実施例を図３を参照して説明する。図３は、本発明の複数帯域用アンテナで並列共振回路を用いた第３実施例の原理的構成図である。図３において、図２と相違するところは、アンテナエレメント１０の中間の点は１点Ｂだけであり、この中間の点Ｂと接地導体１４の間に第１の並列共振回路２８が介装され、他端Ｄと接地導体１４の間に第２の並列共振回路３０が介装されている。そして、第１の並列共振回路２８の共振周波数は、点Ａから他端Ｄの電気長により共振される第３の周波数帯ｆ３に設定され、第１の並列共振回路２８は第３の周波数帯ｆ３に対してトラップ回路として作用する。そこで、中間の点Ｂは、点Ａから点Ｂまでの電気長に共振する第１の周波数帯ｆ１に対して接地導体１４に電気的に短絡され、第３の周波数帯ｆ３に対して接地導体１４から電気的に遮断され、第１の周波数帯ｆ１に共振するアンテナとして作用する。また、同様に、他端Ｄは、第１の周波数帯ｆ１に対して接地導体１４から電気的に遮断され、第３の周波数帯ｆ３に対して接地導体１４に電気的に短絡され、第３の周波数帯ｆ３に共振するアンテナとして作用する。なお、上記説明はトラップする周波数帯以外に対して並列共振回路２８，３０が何ら電気的作用をしないものとしているが、トラップされない周波数帯に対する並列共振回路２８，３０の電気的作用を考慮して、給電点Ａから中間の点Ｂまたは他端Ｄまでのアンテナエレメント１０の電気長を適宜に設定しても良いことは勿論である。そこで、この第３の実施例の複数帯域用アンテナにあっても、第２実施例と同様に、単一のアンテナエレメント１０を用いて、同時に複数の周波数帯のアンテナとして作用することができ、ＧＰＳと携帯電話のごとく、同時に複数の周波数帯のアンテナを用いることが必要な移動体通信用のアンテナとして好適である。
なお、第２および第３実施例において、直列および並列共振回路は、集中定数回路または分布定数回路のいずれで構成されても良い。
さらに、本発明の第４実施例を図４を参照して説明する。図４は、本発明の複数帯域用アンテナでフィルターを用いた第４実施例の原理的構成図である。図４において、図１と相違するところは、スイッチＳＷｂ，ＳＷｃ，ＳＷｄに代えて、ハイパスフィルター３２，バンドパスフィルター３４，ローパスフィルター３６が設けられたことにある。アンテナエレメント１０の一方の中間の点Ｂと接地導体１４間に介装されるハイパスフィルター３２は、給電点Ａから点Ｂまでの電気長で共振される第１の周波数帯ｆ１を通過させ、他の第２および第３の周波数帯ｆ２，ｆ３の通過を阻止するように設定される。また、他方の中間の点Ｃと接地導体１４間に介装されるバンドパスフィルター３４は、給電点Ａから点Ｃまでの電気長で共振される第２の周波数帯ｆ２を通過させ、他の第１および第３の周波数帯ｆ１，ｆ３の通過を阻止するように設定される。同様に、他端Ｄと接地導体１４間に介装されるローパスフィルター３６は、給電点Ａから他端Ｄまでの電気長で共振される第３の周波数帯ｆ３を通過させ、他の第１および第２の周波数帯ｆ１，ｆ２の通過を阻止するように設定される。
かかる構成の第４実施例では、フィルター３２，３４，３６によって、中間の点Ｂ，Ｃおよび他端Ｄは、給電点Ａから当該点までの電気長で共振する周波数帯に対して接地され、他の周波数帯は遮断されるように作用する。そこで、第２実施例と同様に、第１〜３の周波数帯ｆ１，ｆ２，ｆ３のアンテナとして、同時に作用させることができる。もって、この第４の実施例の複数帯域用アンテナにあっても、第２および第３実施例と同様に、単一のアンテナエレメント１０を用いて、ＧＰＳと携帯電話のごとく、同時に複数の周波数帯のアンテナを用いることが必要な移動体通信用のアンテナとして好適である。なお、ハイパスフィルター３２およびローパスフィルター３６は、第１の周波数帯ｆ１および第３の周波数帯ｆ３をそれぞれ通過させるバンドパスフィルターであっても良いことは勿論である。
そしてさらに、図５に示すごとく、図１に示す第１実施例において、アンテナエレメント１０の給電点１２側の中間に、コンデンサ１６を直列に介装しても良い。なお、このコンデンサ１６に代えて、容量結合させた構造であっても良い。また、図６に示すごとく、図１に示す第１実施例において、アンテナエレメント１０の給電点１２側の中間に、互いに誘導結合する２本の並列導体１８を直列に介装しても良い。そして、図７に示すごとく、図１に示す第１実施例において、アンテナエレメント１０の一端Ａと給電点１２の間に整合回路２０を介装しても良い。図５ないし図７に示す実施例において、アンテナエレメント１０の電気長は、介装されるコンデンサ１６，平行導体１８，整合回路２０を考慮して、その電気長が適宜に設定されれば良い。さらに、第２ないし第４実施例において、第１実施例における図５ないし図７に示す実施例のごとく構成することも可能である。すると、複数の周波数帯のアンテナとして作用させる単一のアンテナエレメント１０の電気長を、コンデンサＣや整合回路２０を設けることで、適宜に設計し得る。
ところで、図１に示す第１実施例において、図８（ａ）に示すごとく、スイッチＳＷｂが閉じられてスイッチＳＷｃ，ＳＷｄが開かれた状態で、給電点Ａから点Ｂまでのアンテナエレメント１０の電気長に共振する第１の周波数帯ｆ１に対して、給電点Ａから点Ｃまたは／および他端Ｄまでのアンテナエレメント１０の電気長が、第１の周波数ｆ１の波長（λ）に対して、点線で示すように、例えばλ・５／４±Δのごとく、偶然にもλ・（１／４＋ｎ・１／２）±Δ（但し、ｎは整数である）であるとすると、第１の周波数帯ｆ１に近接したｆ１±αの周波数も同時に共振することとなる。そこで、図８（ｂ）に示すように、第１の周波数帯ｆ１とこれに近接した周波数ｆ１±αにより、反共点が生ずる可能性がある。この反共点ではＶＳＷＲ特性が劣化し、アンテナ利得も低下する。そのために、反共点は使用すべき周波数帯の帯域外であることが望ましい。
かかる不具合を解決する手段として、図９に示す第５実施例のごとく、一例として、アンテナエレメント１０の他の中間の点ＣをスイッチＳＷｃと延長コイルＬを直列に介して接地導体１４に接続し、他端ＤをスイッチＳＷｄと短縮コンデンサＣを直列に介して接地導体１４に接続する。この延長コイルＬと短縮コンデンサＣを適宜にそれぞれ介装することで、アンテナエレメント１０の給電点Ａから他の中間の点Ｃまでの電気長を短くし、また給電点Ａから他端Ｄまでの電気長を長くし、もって第１の周波数帯ｆ１に対して、給電点Ａから点Ｃ，Ｄまでの電気長により、近接した周波数が共振しないようにして、使用する周波数帯内に反共点が生じないようにすることができる。
上記の図８においては、一方の中間の点Ｂにおける第１の周波数帯ｆ１に対して、他方の中間点Ｃおよび他端Ｄで近接した周波数が共振する可能性のあることを説明したが、他方の中間の点Ｃにおける第２の周波数帯ｆ２に対して、他端Ｄで近接した周波数が共振する可能性もある。かかる場合には、中間の点Ｂ，Ｃおよび他端Ｄを、それぞれスイッチＳＷｂ，ＳＷｃ，ＳＷｄと適宜な延長コイルまたは短縮コイルを直列に介してまたは介装することなく接地導体１４に適宜に接続して、反共点がいずれの使用する周波数帯内にも存在しないようにすれば良いことは容易に理解されるであろう。
次に、本発明の複数帯域用アンテナの具体的構成例につき説明する。図１０は、図４に示す第４実施例を用いた本発明の複数帯域用アンテナの具体的な第６実施例を示す図である。図１０において、アンテナエレメント１０は、円周面状に配設され、円周面状の中心軸と平行方向に折り返されたメアンダ状に形成されて小型化が図られている。そして、アンテナエレメント１０には、適宜な絶縁樹脂からなるカバー４０が被せられる。また、アンテナエレメント１０の一端Ａと中間の点Ｃ，Ｄおよび他端Ｄが適宜に引き出され、図示しない接続端子に電気的に接続される。一方、給電点１２とハイパスフィルター３２，バンドパスフィルター３４，ローパスフィルター３６は、基板４２に設けられ、適宜に接続端子に電気的に接続される。基板４２には、図示しない接地導体が設けられ、フィルター３２，３４，３６が接地される。また、これらの基板４２が、図示しない筐体に収容される。そして、筐体に、外方に突出するように配設してアンテナエレメント１０を着脱自在に構成し、アンテナエレメント１０の一端Ａと中間点Ｂ，Ｃおよび他端Ｄが、それぞれ給電点１２と各フィルター３２，３４，３６に接続分離自在に構成される。なお、図１０に示すアンテナエレメント１０を、図１〜３に示す第１〜３実施例に適用しても良いことは勿論である。このアンテナエレメント１０をメアンダ状に形成することで、アンテナエレメント１０全体の外形寸法を小型化できる。そして、アンテナエレメント１０をメアンダ状であるとともに円周面状とし、しかも他の構成回路と接続分離自在としたので、アンテナエレメント１０のみを製造工程で後付けすることも可能である。また、アンテナが破損した場合に、その交換が容易である。さらに、携帯電話の筐体に外方に突出して設けられるアンテナとして好適である。
また、図１１は、図４に示す第４実施例を用いた本発明の複数帯域用アンテナを誘電体に設けるとともにアンテナエレメントを容量結合とした具体的な第７実施例を示す図であり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は正面図である。図１１において、誘電体４４の表面上に、アンテナエレメント１０や給電点Ａおよび各フィルター３２，３４，３６を配設したものである。そして、アンテナエレメント１０の給電点１２側の中間が途切れて、その端部が互いに容量結合３８するように構成されている。誘電体４４の表面上にメッキや蒸着などにより金属薄膜で形成することができ、量産に好適である。しかも、誘電体４４による波長短縮効果により、アンテナエレメント１０の物理的長さを短くでき、それだけ小型化にも好適である。なお、アンテエナエレメント１０は、誘電体４４の表面上に設けられるが、誘電体４４を積層構造として各フィルター３２，３４，３６を層間に配設することで誘電体４４の内部に配設するようにしても良い。各フィルター３２，３４，３６は、誘電体４４のいずれの部分に設けられていても良い。
そして、アンテナエレメント１０を小型化するために、本発明にあっては、一例として、図１２に示すごとく、一平面でメアンダ状のものを、さらに側面から見てＬ字状としても良い。また、他の例として、図１３に示すごとく、メアンダ状のものをさらに側面から見てコ字状としても良い。さらに、別の例として、図１４に示すごとく、メアンダ状のものを、さらに側面から見てもメアンダ状としても良い。
さらに、本発明の第８実施例を、図１５ないし図２０を参照して説明する。図１５は、本発明の複数帯域用アンテナで、携帯電話に用いることを想定した具体的な一例の外観斜視図である。図１６は、図１５の複数帯域用アンテナの構成図である。図１７は、図１６の複数帯域用アンテナにおいて、ＳＷ１を開きＳＷ２を閉じた状態のＶＳＷＲ特性図である。図１８は、図１６の複数帯域用アンテナにおいて、ＳＷ１を開きＳＷ２を閉じた状態のスミスチャートである。図１９は、図１６の複数帯域用アンテナにおいて、ＳＷ１を閉じＳＷ２を開いた状態のＶＳＷＲ特性図である。図２０は、図１６の複数帯域用アンテナにおいて、ＳＷ１を閉じＳＷ２を開いた状態のスミスチャートである。
図１５において、接地導体１４は、短辺が４０ｍｍで長辺が１００ｍｍの長方形であり、その一方の短辺側に、接地導体１４から離してアンテナエレメント１０が配設される。このアンテナエレメント１０は、接地導体１４の長方形の長辺と平行方向に折り返されたメアンダ状であるとともに側面から見てＬ字状に形成される。そして、アンテナエレメント１０の一端Ａおよび中間の点Ｂおよび他端Ｄが、接地導体１４が設けられる基板４６に搭載される回路に、接地導体１４に電気的に接続されることなく、適宜に接続される。そして、図１６のごとく、一端Ａは整合回路２０を介して給電点１２に接続され、中間の点Ｂは第１のスイッチＳＷ１を介して接地導体１４に接続され、他端Ｄは第２のスイッチＳＷ２を介して接地される。なお、図１５および図１６に示す実施例は、携帯電話の８００ＭＨｚ帯と１８００ＭＨｚ帯の２つの周波数帯で使用できるように構成したものである。
まず、第１のスイッチＳＷ１を開き第２のスイッチＳＷ２を閉じた状態では、低い周波数帯が共振し、図１７にあっては、８２４〜９６０ＭＨｚでＶＳＷＲが２以下の優れた特性が測定された。そして、図１８に示すごとく、８２４〜９６０ＭＨｚで、略５０Ωに近いインピーダンスが得られている。もって、北米の８２４〜８９４ＭＨｚ帯のＧＳＭと欧州の８８０ＭＨｚ〜９６０ＭＨｚ帯のＧＳＭの双方の広い周波数帯でアンテナとして使用することができる。また、第１のスイッチＳＷ１を閉じ第２のスイッチＳＷ２を開いた状態では、高い周波数帯が共振し、図１９にあっては、１７１０〜１９９０ＭＨｚで、ＶＳＷＲが２．６以下の優れた特性が測定された。そして、図２０に示すごとく、１７１０〜１９９０ＭＨｚで、５０Ωに近いインピーダンスが得られている。もって、北米の１８５０〜１９９０ＭＨｚ帯のＧＳＭと欧州の１７１０〜１８８０ＭＨｚ帯のＧＳＭの双方の広い周波数帯でアンテナとして使用することができる。さらに、アンテナエレメント１０を長方形の接地導体１４の短辺側に配設するので、中央で折り畳む携帯電話機（シェル型）の操作ボタンが配設された操作側シェルに接地導体１４を配設するとともに、アンテナエレメント１０を折り畳み用の蝶番近くに設けるのに好適である。そしてまた、操作側シェルおよび表示画面が配設された表示側シェルのいずれの端部側（蝶番と反対側の遊端側）にアンテナエレメント１０を設ける場合にも好適である。
なお、上記実施例で、図１と図２および図４ないし図１１に示すものは、３つの周波数帯で使用できるようにしたものであり、図３と図１５および図１６に示すものは、２つの周波数帯で使用できるようにしたものであるが、アンテナとして必要とする周波数帯をカバーできるように適宜に周波数帯の数を設定すれば良い。そして、本発明の複数帯域用アンテナは、アンテナエレメント１０がメアンダ状とされるなどにより小型化されることによって、接地導体１４の大きさおよび形状により、そのアンテナ特性も影響を受ける。例えば、図１５において、接地導体１４を短辺が４０ｍｍで長辺が８０ｍｍの長方形に変更するならば、利得および指向性などで変化はあるが、充分に実用化できるものである。また、アンテナエレメント１０を小型化するのに実施例のごときメアンダ状に限られず、鋸波状や波状や螺旋状などで形成しても良い。さらに、スイッチＳＷｂ，ＳＷｃ，ＳＷｄおよびＳＷ１，ＳＷ２は、共通接点が接地導体１４に電気的に接続された切替スイッチが用いられても良い。
さらに、図２１に示すごとく、図１の第１実施例において、アンテナエレメント１０の他端Ｄが、スイッチＳＷｄを介することなく、直接的に接地導体１４に電気的に接続されても良い。同様に、図２の第２実施例または図４の第４実施例において、アンテナエレメント１０の他端Ｄが、第３の直列共振回路２６またはローパスフィルター３６を介することなく、直接的に接地導体１４に電気的に接続されても良い。かかる構造にあっては、アンテナエレメント１０の他端Ｄが接地導体１４に直接的に電気的に接続されるので、それだけ構造が簡単となる。
図２２は、図２１に示すアンテナエレメント１０の他端Ｄが直接的に接地導体１４に電気的に接続された本発明の複数帯域用アンテナを、携帯電話に用いることを想定した具体的な一例の外観斜視図である。図２２に示す一例にあっては、基板４８は、２層に積層された平面状の回路基板からなり、下の層には長方形の接地導体１４が配設され、上の層には回路等が適宜に配設される。そして、基板４８の上の層で、接地導体１４の一方の短辺側に、接地導体１４の長方形の長辺と平行方向に折り返されたメアンダ状のアンテナエレメント１０が配設される。ここで、アンテナエレメント１０に臨む下の層には接地導体１４は配設されておらず、アンテナエレメント１０は接地導体１４から離して設けられる。さらに、アンテナエレメント１０の給電点側の一端Ａおよび中間の点Ｂ，Ｃは、上の層に配設された回路等に適宜に電気的に接続され、他端Ｄは下の層の接地導体１４に電気的に接続される。この他端Ｄと接地導体１４の電気的な接続は、図２２に示すごとく、基板４８の上の層の一部を切り欠いても良く、また上の層を貫通するスルーホールを設けても良い。アンテナエレメント１０が、平面状の基板４８に配設されることで、アンテナエレメント１０の配設が容易である。また、接地導体１４の長辺と平行方向に折り返されたメアンダ状のアンテナエレメント１０により、小型化できる。なお、基板４８は、２層に積層された回路基板に限られず、３層以上に積層されたものであっても良く、また表面に回路等が配設され、裏面に接地導体１４が配設されるものであっても良い。図２２に示す接地導体１４の長辺と平行方向に折り返されたメアンダ状のアンテナエレメント１０は、実験によれば、１８００ＭＨｚ帯の比較的に高い周波数帯で高い利得が得られた。
図２３は、図２１に示すアンテナエレメント１０の他端Ｄが直接的に接地導体１４に電気的に接続された本発明の複数帯域用アンテナを、携帯電話に用いることを想定した具体的な他の例の外観斜視図である。図２３に示す他の例において、図２２に示す一例と相違するところは、基板４８の上の層で、接地導体１４の一方の短辺側に、接地導体１４の長方形の短辺と平行方向に折り返されたメアンダ状のアンテナエレメント１０が配設されることにある。この図２３に示す他の例では、アンテナエレメントの略中央部分Ｐが、接地導体１４から最も離れて配設される。そこで、アンテナエレメント１０の全長で比較的に低い８００ＭＨｚ帯を共振させてアンテナとして作用させた際に、アンテナエレメント１０の略中央部分Ｐが最も高い電圧となるが、最も接地導体１４から離れていて結合が少ない。そのために、アンテナインピーダンスを高くとることができる。そして、アンテナエレメント１０の全長を用いずに給電点側の一部分を用いて比較的に高い周波数帯を共振させて使用させる際にも、図２２に示す一例よりも、高い電圧が発生する部分が接地導体１４から離れる蓋然性が高く、やはりアンテナインピーダンスを高くとることができる。なお、発明者らの実験によれば、１８００ＭＨｚ帯の高い周波数帯では、図２２に示す一例が、図２３に示す他の例よりも高い利得が得られ、８００ＭＨｚ帯の低い周波数帯では、図２３に示す他の例が、図２２に示す一例よりも高い利得が得られる傾向があった。
そこで、上記実験により得られた傾向を応用した別の例を図２４に示す。図２４は、図２１に示すアンテナエレメント１０の他端Ｄが直接的に接地導体１４に電気的に接続された本発明の複数帯域用アンテナを、携帯電話に用いることを想定した具体的な別の例の外観斜視図である。図２４に示す別の例において、図２２および図２３に示す例と相違するところは、アンテナエレメント１０が、給電点に電気的に接続される一端Ａ側の部分が、接地導体１４の長方形の長辺と平行方向に折り返されたメアンダ状に形成され、接地導体１４に電気的に接続される一端Ｄ側の部分が、接地導体１４の長方形の短辺と平行方向に折り返されたメアンダ状に形成されたことにある。１８００ＭＨｚ帯の高い周波数帯に対して、アンテナエレメント１０の一端Ａ側の長辺と平行方向に折り返されたメアンダ状の部分がアンテナとして作用し、高い利得が得られる。そして、８００ＭＨｚ帯の低い周波数帯に対して、アンテナエレメント１０の全長がアンテナとして作用するが、図２２と図２３にそれぞれに示すメアンダ状のアンテナエレメント１０の中間の利得が得られる。しかも、アンテナエレメント１０の各周波数帯でアンテナとして作用させる部分を適宜なメアンダ状とすることで、アンテナインピーダンスおよび利得の調整も可能である。
ここで、図２４に示すアンテナエレメント１０は、接地導体１４の長辺と平行方向に折り返されたメアンダ状の部分と、短辺と平行方向に折り返されたメアンダ状の部分とで形成されているが、これらの２つの部分の間に、長辺および短辺のいずれとも平行でない方向に折り返されまたはジグザグに折り返されたメアンダ状の部分、さらにはメアンダ状でない部分が介装されていても良い。そして、アンテナエレメント１０の給電点に電気的に接続される一端Ａ側に、長辺と平行方向に折り返されたメアンダ状の部分が設けられ、一端Ｄ側に短辺と平行方向に折り返されたメアンダ状の部分が設けられたものに限られず、長辺と平行方向のメアンダ状の部分と短辺と平行方向のメアンダ状の部分およびメアンダ状でない部分が適宜に混在させても良いことは勿論である。
そしてまた、図２５に示すごとく、アンテナエレメント１０の中間の点Ｂ，Ｃおよび他端Ｄは、図１や図２や図４に示されるごとくスイッチや直列共振回路やフィルターのいずれか一種類の電気回路を介して接地導体１４に電気的に接続される必要はなく、スイッチや直列共振回路やフィルターの複数種類の電気回路のいずれかを介して接地導体１４にそれぞれに電気的に接続されても良い。コンデンサとコイルの直列共振回路の共振周波数およびフィルターの通過周波数は、接続される点におけるアンテナエレメント１０の電気長の共振周波数に一致させることは勿論である。そこで、アンテナエレメント１４の中間の点Ｂ，Ｃおよび他端Ｄが、スイッチＳＷｂ，ＳＷｃ，ＳＷｄまたは直列共振回路２２，２４，２６またはフィルター３２，３４，３６のいずれかを介して接地導体１４に電気的に接続されれば良く、回路設計の自由度が大きい。
なお、図１５に示す第８実施例や図２２，図２３，図２４に示す実施例では、いずれも基板上にアンテナエレメントを配設しているが、回路等の搭載される基板とは別の誘電体からなるキャリア上にアンテナエレメントが配設されても良い。誘電体として、例えば高誘電率の材料であるセラミックなどをキャリアとして用いるならば、アンテナエレメントの大きさを小型化することができる。また、アンテナエレメントのメアンダ状は、上記実施例のごとく折り返しがコ字状のものに限られず、折り返しがＶ字状やＵ字状であっても良く、接地導体１４の長辺および短辺のいずれとも平行でないジグザグ状であっても良い。さらに、メアンダ状の折り返しピッチは、必ずしも一定でなくても良く、粗密を設けても良い。そしてまた、折り返しと次の折り返しまでの寸法も、一定でなくても良い。
【産業上の利用の可能性】
以上説明したように本発明の複数帯域用アンテナは、アンテナエレメント１０の一端Ａを給電点１２に電気的に接続し、アンテナエレメント１０の中間の点Ｂ，Ｃおよび他端ＤをそれぞれスイッチＳＷｂ、ＳＷｃ、ＳＷｄを介して接地導体１４に電気的接続する。アンテナエレメント１０の一端Ａから中間の点Ｂ，ＣがスイッチＳＷｂ、ＳＷｃを介して接地導体１４に接続されるまでの電気長、および一端Ａから他端ＤがスイッチＳＷｄを介して接地導体１４に接続されるまでの電気長を、それぞれ異なる所望の周波数帯が共振し得るように設定する。そして、スイッチＳＷｂ、ＳＷｃ、ＳＷｄのいずれか１つを閉じることで、所望の周波数帯のいずれか１つを選択して共振させ得る。もって、単一のアンテナエレメント１０を用いて、複数の周波数帯で使用でき、しかも小型化し易い。そこで、携帯電話の複数の周波数帯で使用するための複数帯域用アンテナとして好適である。
【符号の説明】
１． 図１７において、符号１、２、３、４は、以下の周波数におけるＶＳＷＲを示す。
１ ８２４ＭＨｚ ＶＳＷＲ １．７６
２ ９６０ＭＨｚ ＶＳＷＲ １．２０
３ １７１０ＭＨｚ ＶＳＷＲ ２．７８
４ １９９０ＭＨｚ ＶＳＷＲ ６．０４
２． 図１８において、符号１、２、３、４は、以下の周波数を示す。
１ ８２４ＭＨｚ
２ ９６０ＭＨｚ
３ １７１０ＭＨｚ
４ １９９０ＭＨｚ
３． 図１９において、符号１、２、３、４は、以下の周波数におけるＶＳＷＲを示す。
１ ８２４ＭＨｚ ＶＳＷＲ１５．６５
２ ９６０ＭＨｚ ＶＳＷＲ ７．４３
３ １７１０ＭＨｚ ＶＳＷＲ ２．５９
４ １９９０ＭＨｚ ＶＳＷＲ １．４３
４． 図２０において、符号１、２、３、４は、以下の周波数を示す。
１ ８２４ＭＨｚ
２ ９６０ＭＨｚ
３ １７１０ＭＨｚ
４ １９９０ＭＨｚ
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナエレメントの一端が給電点に電気的に接続されるとともに他端が接地導体に電気的に接続されるアンテナにおいて、前記アンテナエレメントの中間の少なくとも１点および前記他端をそれぞれスイッチを介して前記接地導体に電気的に接続し、前記アンテナエレメントの前記給電点から前記他端が前記スイッチを介して前記接地導体に接続されるまでの電気長および前記給電点から前記中間の点が前記スイッチを介して前記接地導体に接続されるまでの電気長を、それぞれ異なる所望の周波数帯が共振し得るように設定して構成したことを特徴とする複数帯域用アンテナ。
【請求項２】
アンテナエレメントの一端が給電点に電気的に接続されるとともに他端が接地導体に電気的に接続されるアンテナにおいて、前記アンテナエレメントの中間の少なくとも１点および前記他端をそれぞれコンデンサとコイルの直列共振回路を介して前記接地導体に電気的に接続し、前記アンテナエレメントの前記給電点から前記他端までの電気長による共振周波数と前記他端に接続された直列共振回路の共振周波数を一致させ、また前記給電点から前記中間の点までの電気長による共振周波数と前記中間の点に接続された前記直列共振回路の共振周波数を一致させ、前記電気長によるそれぞれの共振周波数をそれぞれ異なる所望の周波数帯に設定して構成したことを特徴とする複数帯域用アンテナ。
【請求項３】
アンテナエレメントの一端が給電点に電気的に接続されるとともに他端が接地導体に電気的に接続されるアンテナにおいて、前記アンテナエレメントの中間の少なくとも１点および前記他端をそれぞれフィルターを介して前記接地導体に電気的に接続し、前記アンテナエレメントの前記給電点から前記他端までの電気長による共振周波数が前記他端に接続された前記フィルターを通過するようにし、前記給電点から前記中間の点までの電気長による共振周波数が前記中間の点に接続された前記フィルターを通過するようにし、しかも前記フィルターは接続位置の前記電気長による共振周波数以外は通過を阻止するようにし、前記電気長によるそれぞれの共振周波数をそれぞれ異なる所望の周波数帯に設定して構成したことを特徴とする複数帯域用アンテナ。
【請求項４】
アンテナエレメントの一端が給電点に電気的に接続されるととに他端が接地導体に電気的に接続されるアンテナにおいて、前記アンテナエレメントの中間の１点および前記他端をそれぞれコンデンサとコイルの並列共振回路を介して前記接続導体に電気的に接続し、前記アンテナエレメントの前記給電点から前記他端までの電気長による共振周波数と前記中間の点に接続された前記並列共振回路の共振周波数を一致させ、また前記給電点から前記中間の点までの電気長による共振周波数と前記他端に接続された前記並列共振回路の共振周波数を一致させ、前記電気長による共振周波数を異なる周波数帯に設定して構成したことを特徴とする複数帯域用アンテナ。
【請求項５】
請求項１ないし４記載のいずれかの複数帯域用アンテナにおいて、前記給電点と前記アンテナエレメントの一端の間に整合回路を介装し、前記整合回路を含んで前記電気長を設定するように構成したことを特徴とする複数帯域用アンテナ。
【請求項６】
請求項１ないし４記載のいずれかの複数帯域用アンテナにおいて、前記アンテナエレメントの他端または／および中間の点と前記接地導体の間に、短縮コンデンサまたは延長コイルを介装し、前記短縮コンデンサまたは延長コイルを含めた電気長による前記共振周波数を前記所望の周波数帯に設定するとともに、前記短縮コンデンサまたは延長コイルを含まない電気長による共振周波数が他の前記周波数帯に近接しないように設定して構成したことを特徴とする複数帯域用アンテナ。
【請求項７】
請求項１ないし４記載のいずれかの複数帯域用アンテナにおいて、前記給電点と前記給電点から最も短い電気長となる中間の点との間を、コンデンサを直列に介装しまたは容量結合して構成したことを特徴とする複数帯域用アンテナ。
【請求項８】
請求項１ないし４記載のいずれかの複数帯域用アンテナにおいて、前記給電点と前記給電点から最も短い電気長となる中間の点との間に、直流的に遮断された２本の平行導体を誘導結合するように直列に介装して構成したことを特徴とする複数帯域用アンテナ。
【請求項９】
請求項１ないし４記載のいずれかの複数帯域用アンテナにおいて、前記アンテナエレメントをメアンダ状に構成したことを特徴とする複数帯域用アンテナ。
【請求項１０】
請求項１ないし４記載のいずれかの複数帯域用アンテナにおいて、前記アンテナエレメントを誘電体の表面に配設して構成したことを特徴とする複数帯域用アンテナ。
【請求項１１】
請求項３記載の複数帯域用アンテナにおいて、前記アンテナエレメントおよび前記フィルターを誘電体にそれぞれ配設して構成したことを特徴とする複数帯域用アンテナ。
【請求項１２】
請求項１ないし４記載のいずれかの複数帯域用アンテナにおいて、前記接地導体を略長方形に形成し、前記長方形の一方の短辺側に前記接地導体から離して前記アンテナエレメントを配設して構成したことを特徴とする複数帯域用アンテナ。
【請求項１３】
請求項１ないし４記載のいずれかの複数帯域用アンテナにおいて、平面状の基板に前記接地導体を略長方形に形成し、前記接地導体の長方形の一方の短辺側で前記基板に前記接地導体から離して前記アンテナエレメントを配設して構成したことを特徴とする複数帯域用アンテナ。
【請求項１４】
請求項１ないし４記載のいずれかの複数帯域用アンテナにおいて、前記接地導体を長方形とし、その長方形の一方の短辺側に前記接地導体から離して前記アンテナエレメントを配設し、前記アンテナエレメントを前記接地導体の前記長方形の長辺と平行方向に折り返すメアンダ状に構成したことを特徴とする複数帯域用アンテナ。
【請求項１５】
請求項１ないし４記載のいずれかの複数帯域用アンテナにおいて、前記接地導体を長方形とし、その長方形の一方の短辺側に前記接地導体から離して前記アンテナエレメントを配設し、前記アンテナエレメントを前記接地導体の前記長方形の短辺と平行方向に折り返すメアンダ状に構成したことを特徴とする複数帯域用アンテナ。
【請求項１６】
請求項１ないし４記載のいずれかの複数帯域用アンテナにおいて、前記接地導体を長方形とし、その長方形の一方の短辺側に前記接地導体から離して前記アンテナエレメントを配設し、前記アンテナエレメントの一部分を前記接地導体の前記長方形の長辺と平行方向に折り返すメアンダ状とし、他の一部分を前記接地導体の前記長方形の短辺と平行方向に折り返すメアンダ状に構成したことを特徴とする複数帯域用アンテナ。
【請求項１７】
請求項１ないし４記載のいずれかの複数帯域用アンテナにおいて、前記接地導体を長方形とし、その長方形の一方の短辺側に前記接地導体から離して前記アンテナエレメントを配設し、前記アンテナエレメントの前記給電点に電気的に接続する一端側の部分を、前記接地導体の前記長方形の長辺と平行方向に折り返すメアンダ状とし、前記アンテナエレメントの前記接地導体に電気的に接続される他端側の部分を、前記接地導体の前記長方形の短辺と平行方向に折り返すメアンダ状に構成したことを特徴とする複数帯域用アンテナ。
【請求項１８】
請求項１ないし４記載のいずれかの複数帯域用アンテナにおいて、前記アンテナエレメントをメアンダ状でしかも円周面状に構成し、前記アンテナエレメントの一端と他端および中間の点を、前記給電点およびスイッチまたは直列共振回路または並列共振回路またはフィルターと接続分離自在に構成したことを特徴とする複数帯域用アンテナ。
【請求項１９】
請求項１ないし４記載のいずれかの複数帯域用アンテナにおいて、前記アンテナエレメントをメアンダ状でしかも円周面状に構成し、前記アンテナエレメントの一端と他端および中間の点を、前記給電点およびスイッチまたは直列共振回路または並列共振回路またはフィルターと接続分離自在に構成し、前記接地導体や給電点およびスイッチまたは直列共振回路または並列共振回路またはフィルターが収容される筐体に、前記アンテナエレメントを外方に突出するように配設するとともに着脱自在に構成したことを特徴とする複数帯域用アンテナ。
【請求項２０】
アンテナエレメントの一端が給電点に電気的に接続されるとともに他端が接地導体に電気的に接続されるアンテナにおいて、前記アンテナエレメントの中間の少なくとも１点および前記他端を、それぞれスイッチまたはコンデンサとコイルの直列共振回路またはフィルターのいずれかを介して前記接地導体に電気的に接続し、しかも前記直列共振回路の共振周波数または前記フィルターの通過周波数を前記アンテナエレメントの前記給電点から前記直列共振回路または前記フィルターが接続された前記中間の点または前記他端までの電気長による共振周波数と一致させ、前記アンテナエレメントの前記給電点から前記中間の点または前記他端で、それぞれ異なる所望の周波数帯が共振し得るように設定して構成したことを特徴とする複数帯域用アンテナ。
【請求項２１】
アンテナエレメントの一端が給電点に電気的に接続されるとともに他端が接地導体に電気的に接続されるアンテナにおいて、前記アンテナエレメントの前記他端を直接的に前記接地導体に電気的に接続し、前記アンテナエレメントの中間の少なくとも１点を、スイッチまたはコンデンサとコイルの直列共振回路またはフィルターのいずれかを介して前記接地導体に電気的に接続し、しかも前記直列共振回路の共振周波数または前記フィルターの通過周波数を前記アンテナエレメントの前記給電点から前記直列共振回路または前記フィルターが接続された前記中間の点までの電気長による共振周波数と一致させ、前記アンテナエレメントの前記給電点から前記中間の点または前記他端で、それぞれ異なる所望の周波数帯が共振し得るように設定して構成したことを特徴とする複数帯域用アンテナ。
【請求項１】
アンテナエレメントの一端が給電点に電気的に接続されるとともに他端が接地導体に電気的に接続されるアンテナにおいて、前記アンテナエレメントの中間の少なくとも１点および前記他端をそれぞれスイッチを介して前記接地導体に電気的に接続し、前記アンテナエレメントの前記給電点から前記他端が前記スイッチを介して前記接地導体に接続されるまでの電気長および前記給電点から前記中間の点が前記スイッチを介して前記接地導体に接続されるまでの電気長を、それぞれ異なる所望の周波数帯が共振し得るように設定して構成したことを特徴とする複数帯域用アンテナ。
【請求項２】
アンテナエレメントの一端が給電点に電気的に接続されるとともに他端が接地導体に電気的に接続されるアンテナにおいて、前記アンテナエレメントの中間の少なくとも１点および前記他端をそれぞれコンデンサとコイルの直列共振回路を介して前記接地導体に電気的に接続し、前記アンテナエレメントの前記給電点から前記他端までの電気長による共振周波数と前記他端に接続された直列共振回路の共振周波数を一致させ、また前記給電点から前記中間の点までの電気長による共振周波数と前記中間の点に接続された前記直列共振回路の共振周波数を一致させ、前記電気長によるそれぞれの共振周波数をそれぞれ異なる所望の周波数帯に設定して構成したことを特徴とする複数帯域用アンテナ。
【請求項３】
アンテナエレメントの一端が給電点に電気的に接続されるとともに他端が接地導体に電気的に接続されるアンテナにおいて、前記アンテナエレメントの中間の少なくとも１点および前記他端をそれぞれフィルターを介して前記接地導体に電気的に接続し、前記アンテナエレメントの前記給電点から前記他端までの電気長による共振周波数が前記他端に接続された前記フィルターを通過するようにし、前記給電点から前記中間の点までの電気長による共振周波数が前記中間の点に接続された前記フィルターを通過するようにし、しかも前記フィルターは接続位置の前記電気長による共振周波数以外は通過を阻止するようにし、前記電気長によるそれぞれの共振周波数をそれぞれ異なる所望の周波数帯に設定して構成したことを特徴とする複数帯域用アンテナ。
【請求項４】
アンテナエレメントの一端が給電点に電気的に接続されるととに他端が接地導体に電気的に接続されるアンテナにおいて、前記アンテナエレメントの中間の１点および前記他端をそれぞれコンデンサとコイルの並列共振回路を介して前記接続導体に電気的に接続し、前記アンテナエレメントの前記給電点から前記他端までの電気長による共振周波数と前記中間の点に接続された前記並列共振回路の共振周波数を一致させ、また前記給電点から前記中間の点までの電気長による共振周波数と前記他端に接続された前記並列共振回路の共振周波数を一致させ、前記電気長による共振周波数を異なる周波数帯に設定して構成したことを特徴とする複数帯域用アンテナ。
【請求項５】
請求項１ないし４記載のいずれかの複数帯域用アンテナにおいて、前記給電点と前記アンテナエレメントの一端の間に整合回路を介装し、前記整合回路を含んで前記電気長を設定するように構成したことを特徴とする複数帯域用アンテナ。
【請求項６】
請求項１ないし４記載のいずれかの複数帯域用アンテナにおいて、前記アンテナエレメントの他端または／および中間の点と前記接地導体の間に、短縮コンデンサまたは延長コイルを介装し、前記短縮コンデンサまたは延長コイルを含めた電気長による前記共振周波数を前記所望の周波数帯に設定するとともに、前記短縮コンデンサまたは延長コイルを含まない電気長による共振周波数が他の前記周波数帯に近接しないように設定して構成したことを特徴とする複数帯域用アンテナ。
【請求項７】
請求項１ないし４記載のいずれかの複数帯域用アンテナにおいて、前記給電点と前記給電点から最も短い電気長となる中間の点との間を、コンデンサを直列に介装しまたは容量結合して構成したことを特徴とする複数帯域用アンテナ。
【請求項８】
請求項１ないし４記載のいずれかの複数帯域用アンテナにおいて、前記給電点と前記給電点から最も短い電気長となる中間の点との間に、直流的に遮断された２本の平行導体を誘導結合するように直列に介装して構成したことを特徴とする複数帯域用アンテナ。
【請求項９】
請求項１ないし４記載のいずれかの複数帯域用アンテナにおいて、前記アンテナエレメントをメアンダ状に構成したことを特徴とする複数帯域用アンテナ。
【請求項１０】
請求項１ないし４記載のいずれかの複数帯域用アンテナにおいて、前記アンテナエレメントを誘電体の表面に配設して構成したことを特徴とする複数帯域用アンテナ。
【請求項１１】
請求項３記載の複数帯域用アンテナにおいて、前記アンテナエレメントおよび前記フィルターを誘電体にそれぞれ配設して構成したことを特徴とする複数帯域用アンテナ。
【請求項１２】
請求項１ないし４記載のいずれかの複数帯域用アンテナにおいて、前記接地導体を略長方形に形成し、前記長方形の一方の短辺側に前記接地導体から離して前記アンテナエレメントを配設して構成したことを特徴とする複数帯域用アンテナ。
【請求項１３】
請求項１ないし４記載のいずれかの複数帯域用アンテナにおいて、平面状の基板に前記接地導体を略長方形に形成し、前記接地導体の長方形の一方の短辺側で前記基板に前記接地導体から離して前記アンテナエレメントを配設して構成したことを特徴とする複数帯域用アンテナ。
【請求項１４】
請求項１ないし４記載のいずれかの複数帯域用アンテナにおいて、前記接地導体を長方形とし、その長方形の一方の短辺側に前記接地導体から離して前記アンテナエレメントを配設し、前記アンテナエレメントを前記接地導体の前記長方形の長辺と平行方向に折り返すメアンダ状に構成したことを特徴とする複数帯域用アンテナ。
【請求項１５】
請求項１ないし４記載のいずれかの複数帯域用アンテナにおいて、前記接地導体を長方形とし、その長方形の一方の短辺側に前記接地導体から離して前記アンテナエレメントを配設し、前記アンテナエレメントを前記接地導体の前記長方形の短辺と平行方向に折り返すメアンダ状に構成したことを特徴とする複数帯域用アンテナ。
【請求項１６】
請求項１ないし４記載のいずれかの複数帯域用アンテナにおいて、前記接地導体を長方形とし、その長方形の一方の短辺側に前記接地導体から離して前記アンテナエレメントを配設し、前記アンテナエレメントの一部分を前記接地導体の前記長方形の長辺と平行方向に折り返すメアンダ状とし、他の一部分を前記接地導体の前記長方形の短辺と平行方向に折り返すメアンダ状に構成したことを特徴とする複数帯域用アンテナ。
【請求項１７】
請求項１ないし４記載のいずれかの複数帯域用アンテナにおいて、前記接地導体を長方形とし、その長方形の一方の短辺側に前記接地導体から離して前記アンテナエレメントを配設し、前記アンテナエレメントの前記給電点に電気的に接続する一端側の部分を、前記接地導体の前記長方形の長辺と平行方向に折り返すメアンダ状とし、前記アンテナエレメントの前記接地導体に電気的に接続される他端側の部分を、前記接地導体の前記長方形の短辺と平行方向に折り返すメアンダ状に構成したことを特徴とする複数帯域用アンテナ。
【請求項１８】
請求項１ないし４記載のいずれかの複数帯域用アンテナにおいて、前記アンテナエレメントをメアンダ状でしかも円周面状に構成し、前記アンテナエレメントの一端と他端および中間の点を、前記給電点およびスイッチまたは直列共振回路または並列共振回路またはフィルターと接続分離自在に構成したことを特徴とする複数帯域用アンテナ。
【請求項１９】
請求項１ないし４記載のいずれかの複数帯域用アンテナにおいて、前記アンテナエレメントをメアンダ状でしかも円周面状に構成し、前記アンテナエレメントの一端と他端および中間の点を、前記給電点およびスイッチまたは直列共振回路または並列共振回路またはフィルターと接続分離自在に構成し、前記接地導体や給電点およびスイッチまたは直列共振回路または並列共振回路またはフィルターが収容される筐体に、前記アンテナエレメントを外方に突出するように配設するとともに着脱自在に構成したことを特徴とする複数帯域用アンテナ。
【請求項２０】
アンテナエレメントの一端が給電点に電気的に接続されるとともに他端が接地導体に電気的に接続されるアンテナにおいて、前記アンテナエレメントの中間の少なくとも１点および前記他端を、それぞれスイッチまたはコンデンサとコイルの直列共振回路またはフィルターのいずれかを介して前記接地導体に電気的に接続し、しかも前記直列共振回路の共振周波数または前記フィルターの通過周波数を前記アンテナエレメントの前記給電点から前記直列共振回路または前記フィルターが接続された前記中間の点または前記他端までの電気長による共振周波数と一致させ、前記アンテナエレメントの前記給電点から前記中間の点または前記他端で、それぞれ異なる所望の周波数帯が共振し得るように設定して構成したことを特徴とする複数帯域用アンテナ。
【請求項２１】
アンテナエレメントの一端が給電点に電気的に接続されるとともに他端が接地導体に電気的に接続されるアンテナにおいて、前記アンテナエレメントの前記他端を直接的に前記接地導体に電気的に接続し、前記アンテナエレメントの中間の少なくとも１点を、スイッチまたはコンデンサとコイルの直列共振回路またはフィルターのいずれかを介して前記接地導体に電気的に接続し、しかも前記直列共振回路の共振周波数または前記フィルターの通過周波数を前記アンテナエレメントの前記給電点から前記直列共振回路または前記フィルターが接続された前記中間の点までの電気長による共振周波数と一致させ、前記アンテナエレメントの前記給電点から前記中間の点または前記他端で、それぞれ異なる所望の周波数帯が共振し得るように設定して構成したことを特徴とする複数帯域用アンテナ。
【国際公開番号】ＷＯ２００４／０４７２２３
【国際公開日】平成１６年６月３日（２００４．６．３）
【発行日】平成１８年３月２３日（２００６．３．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−５５３１５２（Ｐ２００４−５５３１５２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００３／０１４２５０
【国際出願日】平成１５年１１月１０日（２００３．１１．１０）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ
【出願人】（０００００６７５８）株式会社ヨコオ (158)
【Ｆターム（参考）】
【国際公開日】平成１６年６月３日（２００４．６．３）
【発行日】平成１８年３月２３日（２００６．３．２３）
【国際特許分類】
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００３／０１４２５０
【国際出願日】平成１５年１１月１０日（２００３．１１．１０）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ
【出願人】（０００００６７５８）株式会社ヨコオ (158)
【Ｆターム（参考）】
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