特許 5872008 多周波アンテナ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】5872008

(24)【登録日】2016年1月22日

(45)【発行日】2016年3月1日

(54)【発明の名称】多周波アンテナ

(51)【国際特許分類】

   H01Q 5/10 20150101AFI20160216BHJP

   H01Q 5/357 20150101ALI20160216BHJP

   H01Q 9/42 20060101ALI20160216BHJP

【ＦＩ】

   H01Q5/10

   H01Q5/357

   H01Q9/42

【請求項の数】7

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2014-199951(P2014-199951)

(22)【出願日】2014年9月30日

【審査請求日】2015年7月14日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000226932

【氏名又は名称】日星電気株式会社

(72)【発明者】

【氏名】山下 拓也

(72)【発明者】

【氏名】高村 祐

【審査官】 岸田 伸太郎

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−０２８２５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−００８３４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００９／０１９５４７３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００９−１９４４７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０８１３４５１７（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／０００７７８０（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｑ ５／１０

Ｈ０１Ｑ ５／３５７

Ｈ０１Ｑ ９／４２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

グランド板と、短絡部を介して該グランド板と電気的に接続された放射素子部と、内側から内部導体、誘電体、外部導体、外被の順で構成され、該内部導体が該放射素子部に設けられた給電点へ、該外部導体が該グランド板に設けられたアースポイントへそれぞれ接続される給電用同軸ケーブルとで構成されたアンテナであって、
該グランド板から調整素子が延出し、該調整素子が該放射素子部に近接しているとともに、該短絡部と該調整素子が、異なる平面上に形成されており、
該放射素子部には周波数調整部が設けられており、
該アンテナは少なくとも２つの周波数帯域に対応することを特徴とする、多周波アンテナ。

【請求項2】

該周波数調整部の形状が、該放射素子部の先端、及び／又は、中間部を、部分的に太くした形状であることを特徴とする、請求項１に記載の多周波アンテナ。

【請求項3】

該周波数調整部の形状が、該放射素子部の先端をコの字状に折り返した形状であることを特徴とする、請求項１または２に記載の多周波アンテナ。

【請求項4】

該アースポイントと、該調整素子の基端部との間の距離が、請求項１に記載の多周波アンテナが対応する最も高い周波数帯域の波長の４分の１以下の長さであることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の多周波アンテナ。

【請求項5】

該短絡部が該グランド板から第１の方向に延出した後、該グランド板の端縁と並行するように第２の方向に延出することを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の多周波アンテナ。

【請求項6】

該放射素子部が、下記（ａ）、（ｂ）に示した第１、第２放射素子部を有することを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の多周波アンテナ。
（ａ）該短絡部に直接接続されるとともに、該第１の方向に延出する第１放射素子部。
（ｂ）該第１放射素子部から、該第２の方向、もしくは該第２の方向とは反対の第３の方向に延出する、第２放射素子部。

【請求項7】

該第１放射素子部から、該第２放射素子部の延出方向の反対側に向かって、第３放射素子部も延出していることを特徴とする、請求項６に記載の多周波アンテナ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、パソコン、ＰＤＡ（携帯型情報機器）、携帯電話、あるいはＶＩＣＳ（登録商標）などの情報端末機器等に内蔵させる立体形状アンテナに関する。

【背景技術】

【0002】

近年の無線ＬＡＮ、無線ＷＡＮ、ＷｉＭＡＸ（登録商標）、ＬＴＥをはじめとする無線データ通信システムにおいては、アンテナの多周波化の要求がますます強くなってきている。
その中でも最近は、ＬＴＥの普及に伴い、ＬＴＥに使用される１．８ＧＨｚ帯域（１．７１〜１．８８ＧＨｚ）、２．５ＧＨｚ帯域（２．５〜２．６９ＧＨｚ）に対応するアンテナの要求が高まってきており、将来的には３．５ＧＨｚ帯域（３．４〜３．６ＧＨｚ）もＬＴＥに使用する計画が存在する。
特にパソコン用のアンテナにおいては、従来使用の無線ＷＡＮ帯域（８２４〜９６０ＭＨｚ）に加えて、ＬＴＥの１．８ＧＨｚ帯域、２．５ＧＨｚ帯域など、２〜３の周波数帯域に対応できるアンテナが、標準的な要求仕様となってきている。

【0003】

加えて、情報端末機器の小型化が進む昨今では、機器中におけるアンテナの搭載スペースも小さくなり、従来のアンテナと同等以上の性能を維持しつつ、アンテナをさらに小型化することも要求されている。

【0004】

単一のアンテナで、多周波に対応できる小型アンテナとしては、特許文献１、２に記載のアンテナなどが知られている。
特許文献１に記載のアンテナでは、単一の給電部に接続された低周波数帯及び高周波数帯に共通な軸部と、軸部から枝分かれした低周波数帯の給電素子及び高周波数帯の給電素子を設けることで、アンテナの多周波化を実現している。
しかしながら、２つの周波数帯に対応した長さを有する２つの給電素子を設ける必要があるため、アンテナの小型化には限界がある。

【0005】

特許文献２に記載のアンテナでは、放射素子をメアンダ状とし、放射素子の一部でグランド導体に対して接近・離反する方向と交差する方向に延伸している部位の長さを、接近・離反する方向に延伸している部位の長さよりも長くすることで、アンテナの多周波化を実現している。
しかしながら、メアンダ状の放射素子も複数の周波数に対応するには一定の長さ、大きさが必要で、特にアンテナの高さ方向の寸法が大きくなる傾向にあるため、特許文献２に記載の構造でもアンテナの小型化に限界がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１２−１７８７４１号公報

【特許文献2】特開２００８−１９９２０４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明の課題は、アンテナの大型化を最小限に抑えつつ、少なくとも２つの周波数帯域に対応する多周波アンテナを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明者は、アンテナに高周波電流を給電した際に、給電した周波数の電流に加えて、その周波数の３倍の周波数を有する電流、いわゆる第３高調波が発生することに注目し、第３高調波を所望する周波数帯域に調整することで、アンテナを大型化することなく、少なくとも低周波数帯域と高周波数帯域の２つの周波数帯域に対応する多周波アンテナを実現した。

【発明の効果】

【0009】

本発明のアンテナでは、以下の効果が期待できる。

（１）アンテナの大型化を抑えつつ、アンテナの２周波対応が可能である。

（２）アンテナを３周波以上に対応させるために、放射素子を追加する際も、
元々のアンテナサイズが小さいため、大型化を最小限に抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明のアンテナの基本的構成である。

【図2】本発明のアンテナの基本的構成の他の例である。

【図3】アンテナの対応周波数と第３高調波の関係の一例である。

【図4】アンテナの対応周波数と第３高調波の関係の他の例である。

【図5】本発明に使用するアンテナエレメントの変形例である。

【図6】本発明に使用するアンテナエレメントの他の変形例である。

【図7】本発明の第１の実施例に使用するアンテナエレメントの平面展開図である。

【図8】本発明の第１の実施例のＶＳＷＲ特性である。

【図9】本発明の第２の実施例に使用するアンテナエレメントである。

【図10】本発明の第２の実施例に使用するアンテナエレメントの平面展開図である。

【図11】本発明の第２の実施例のＶＳＷＲ特性である。

【図12】本発明の第３の実施例に使用するアンテナエレメントの平面展開図である。

【図13】本発明の第３の実施例のＶＳＷＲ特性である。

【図14】本発明の第４の実施例に使用するアンテナエレメントの平面展開図である。

【図15】本発明の第４の実施例のＶＳＷＲ特性である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、図１、図２を参照しながら、本発明について説明する。

【0012】

図１、図２において、１はアンテナエレメント、２はグランド部、３は短絡部、４（４ａ、４ｂ）は放射素子部、５は給電点、６は調整素子、７は給電用同軸ケーブル、８はアースポイント、９は周波数調整部である。

【0013】

本発明で特徴的なことは、アンテナエレメント１において、グランド部２から調整素子６を延出させたとともに、この調整素子６を放射素子部４に近接させたことである。
調整素子６をグランド部２から延出させる位置は、図１、図２に示したように、放射素子部４の形状に応じて適宜調整して良い。

【0014】

本発明でいう「調整素子６を放射素子部４に近接させる」とは、後述する第３高調波の変動効果を得るために、図１に示したように調整素子６の一面と放射素子部４の一面を対向させたり、図２に示したように調整素子６の一辺と放射素子部４の一辺を並行させたりすることを指す。
なお、実際の近接方法はこれだけに限定されず、第３高調波の変動効果が得られる限り、他の近接方法を用いたり、調整素子６と放射素子部４を離したりしても良い。

【0015】

調整素子６の一辺を放射素子部４に近接させることにより、元々所望する１つの周波数帯域にのみ対応する放射素子部４が、所望する２つの周波数帯域に対応するようになり、アンテナの多周波化が実現できる。以下、多周波化の原理について述べる。

【0016】

特定の周波数帯域に対応する放射素子部４に、対応する周波数ｆを有する高周波電流を給電することによって、放射素子部４は周波数ｆの信号を送受信する。
この時、放射素子部４には周波数ｆの高周波電流に加えて、その３倍の周波数３ｆを有する電流、いわゆる第３高調波が発生する。本発明はこの第３高調波を利用する。

【0017】

図３、４を用いて第３高調波について具体的に説明する。

【0018】

図３は無線ＷＡＮ帯域に属する８６０ＭＨｚの信号に対応するよう設計した従来のアンテナのＶＳＷＲを示したものである。８６０ＨＨｚ付近に見られるＶＳＷＲのピーク（低下）が設計周波数に対応するピークとなっている。
具体的なアンテナ形状は調整素子６を設けていない図１に記載のアンテナである。８６０ＭＨｚ付近に見られるＶＳＷＲのピークが設計周波数に対応するピークとなっている。

【0019】

図４は無線ＷＡＮ帯域に属する９６０ＭＨｚの信号に対応するよう設計したアンテナの構造とＶＳＷＲを示したものである。
具体的なアンテナ形状は調整素子６を設けていない図２に記載のアンテナである。９６０ＭＨｚ付近に見られるＶＳＷＲのピークが設計周波数に対応するピークとなっている。

【0020】

一般的に、図３、４の無線ＷＡＮ帯域に現れたようなピークを中心とした、ＶＳＷＲが２．５以下となる周波数帯域に対して、アンテナは充分な通信特性を有する。

【0021】

これらの設計周波数に対応するピークに加えて、図３では２．９ＧＨｚ付近、図４では３．６ＧＨｚ付近でもＶＳＷＲのピークが見られる。これは、図３では２．９ＧＨｚ付近、図４では３．６ＧＨｚ付近の周波数を有する第３高調波が発生し、無線ＷＡＮ帯域での通信に加えて、第３高調波が有する周波数付近での通信も行える可能性があることを示唆している。
なお、８６０ＭＨｚの高周波電流に由来する第３高調波の周波数は約２．６ＧＨｚ、９６０ＭＨｚの高周波電流に由来する第３高調波の周波数は約２．９ＧＨｚとなるが、実際に発生する第３高調波はアンテナの形状などが影響して厳密に３倍の周波数となることは少なく、図３、４のように設計周波数の３倍よりも高周波側の周波数になることが多い。

【0022】

調整素子６を放射素子部４に近接させ、両者を容量結合させることで、放射素子部４に発生する第３高調波の周波数が変動する現象が発生する。
これは容量結合の発生により、放射素子部４のインピーダンスが低下し、低下後のインピーダンスに整合した周波数を有する第３高調波が発生するためである。インピーダンス増減の影響は周波数の高い電流ほど大きく受けるため、放射素子部４に発生した第３高調波が容量結合の影響を大きく受けてその周波数が変動する一方、放射素子部が本来対応する周波数は容量結合の影響をほとんど受けない。
この現象を利用し、第３高調波の周波数を所望する通信に対応した周波数帯域に調整することで、アンテナが２つの周波数帯域に対応する。

【0023】

すなわち、本発明のアンテナは、放射素子部４が所望する低周波数帯域に対応し、調整素子６によって周波数が変動した第３高調波が所望する高周波数帯域に対応する。

【0024】

調整素子６は、所望する周波数帯域に合わせて大きさ、形状を変更する必要があり、形状としては図１、２に示した略Ｌ字型の他、長方形型などがある。
調整素子６の好適な大きさ、形状は一概に指定できないが、調整素子６の機能は第３高調波の周波数変動であり、調整素子６自体は信号の送受信に直接的に関与しない。
このため、調整素子６の全長は放射素子部の全長よりも短い長さ、具体的にはアンテナが対応する最も高い周波数帯域の信号波長の４分の１以下の長さで済む。

【0025】

調整素子６の全長は、アンテナが対応する高周波数帯域に本来必要な素子の長さと比較して短い長さで済むため、アンテナの大型化を最小限に抑えつつ、アンテナの多周波化を実現できる。

【0026】

本発明において、アンテナエレメント１は、洋白（白銅）、銅、鉄、黄銅等の金属一枚板を打ち抜き、一体成型して得れば良い。金属一枚板の厚さは０．１〜１ｍｍ程度が好ましい。

【0027】

グランド部２は、アンテナを搭載する電気機器の搭載スペースに応じて折り曲げた形状を取ったり、搭載スペースに存在する他の部品との干渉を避けるために切掛けやくり抜き部を設けたりするなど、適宜変形して良い。

【0028】

本発明において、給電用同軸ケーブル７は、周知のフッ素樹脂被覆等の高周波同軸ケーブルを使用すれば良い。この給電用同軸ケーブル７の内部導体、あるいは外部導体をアンテナエレメント１の所定の場所に接続するには、ハンダ付による固定、あるいはカシメによる固定などを利用すれば良い。

【0029】

本発明において給電点５は、放射素子部４の任意の場所へ設ける。具体的な給電点５の位置は、アンテナが意図した特性で動作するよう、適宜調整して決定する。
なお、給電点５を設ける場所は必ずしも放射素子部４上である必要は無く、アンテナエレメント１の形状などによって、給電点５を短絡部３上に設けた方がアンテナの特性上好ましい場合、本発明は給電点５を短絡部３上に設けることを妨げるものではない。

【0030】

調整素子６の位置は、給電用同軸ケーブル７の外部導体をグランド部２に接続したアースポイント８から、アンテナが対応する最も高い周波数帯域の電波、すなわち調整素子６によって周波数が変動した第３高調波の４分の１波長以内の場所にするのが好ましい。
この位置とすることで、調整素子６による第３高調波の変動効果がより安定したものとなり、高周波数帯域における通信が安定する。
これは、調整素子６の基端とアースポイント８が近接すると、放射素子部４と調整素子６の間に発生する容量結合がより安定するためである。特に、調整素子６の基端とアースポイント８との間の距離が、アンテナが対応する高周波数帯域の電波の４分の１波長以内の場合、この効果が顕著に表れる。

【0031】

本発明のアンテナにおける短絡部３の好ましい形状は、図１、２に示したような、グランド部２から第１の方向に延出した後、グランド部２の端縁と並行するように第２の方向に折れ曲がった形状、いわゆるＬ字形状である。
この形状の場合、グランド部２の端縁と短絡部３が近接して平行に配置されるため、グランド部２と短絡部３との間で容量結合が発生し、この結果、放射素子部４に発生する第３高調波が安定する。

【0032】

本発明のアンテナにおける放射素子部４の好ましい形状は、図１、図２に示したような、短絡部３に直接接続されるとともに、第１の方向に延出する第１放射素子部４ａと、第１放射素子部４ａからグランド部２の端縁と並行する第２の方向、もしくは第２の方向とは反対に向かう第３の方向に延出する、第２放射素子部４ｂとを有する形状である。
この形状とすることで、低周波数帯域への対応に必要な放射素子部４の電気長を省スペースで得られると共に、グランド部２から延出した調整素子６が第２放射素子部４ｂに短い長さで近接でき、アンテナの小型化に寄与する。

【0033】

アンテナが対応できる周波数帯域を増やしたい場合は、図５、６に示したように、第１放射素子部４ａから、第２放射素子部４ｂの延出方向の反対側に向かって、所望する周波数帯域に対応する第３放射素子部４ｃも延出させるのが好ましい。

【0034】

２つの周波数帯域に対応するアンテナが小型のため、第３放射素子部４ｃを追加して３周波数対応としても、最終的なアンテナサイズは小型の部類に入る
特に、図６に示したように、第２放射素子部４ｂが第２方向に向かって延出している際は、第３放射素子部４ｃを短絡部３の上部の空間に設けることができるため、アンテナの最大縦幅、横幅の増加が最小限に抑えられる。

【0035】

また、第２放射素子部４ｂが第２方向に向かって延出している態様に、第３放射素子部４ｃを追加する場合は、段落［００３１］で述べたＬ字状の短絡部３を採用するのが好ましい。
この形状の短絡部３を使用することで、第３放射素子部４ｃが対応する周波数帯域でのインピーダンス整合が取りやすいと共に、第３放射素子部４ｃがグランド部２から離れることによって、第３放射素子部４ｃの利得を高めることができる。

【0036】

さらに、放射素子部４にはアンテナを所望する周波数帯域に対応させる微調整を行うために、必要に応じて周波数調整部９を設けても良い。
周波数調整部９の形状としては、図２、６に示したような放射素子部４の先端、あるいは中間部を、部分的に太くした形状や、図５に示したような放射素子部４の先端をコの字状に折り返した形状などを、適宜選択して設ければ良い。

【0037】

なお、本発明のアンテナにおける、短絡部３、放射素子部４の形状や、対応する周波数帯域は、以上述べたものに限定されるものではなく、放射素子部４と調整素子６を近接させることで、第３高調波の周波数を所望する高周波数帯域に変動させるという技術的思想の範囲内において、形状や対応する周波数帯域を種々変更できる。

【0038】

また、本発明においては調整素子６を短絡部３と異なる平面上に設ける態様と、同一平面上に設ける態様とが存在する。以下、それぞれの態様について説明する。

【0039】

図１、５は調整素子６を短絡部３と異なる平面上に設けた態様である。
この態様を取る時は、グランド部２の一部を折り曲げることで、アンテナエレメント１を横から見たときに、グランド部２を底辺として、調整素子６、グランド部２、短絡部３が略コの字形状となるようアンテナを形成する。
図１、５の態様は、調整素子６と、短絡部３及び放射素子部４の間に誘電体（図示せず）を挟持して、波長短縮効果を利用した放射素子部４の長さの短縮化を行う際に好ましい態様である。

【0040】

また、図１、５の態様においては、放射素子部４の端辺が調整素子６に近接するよう、放射素子部４を折り曲げるのが好ましい。

【0041】

誘電体はＡＢＳ樹脂、ＰＰＥ樹脂、あるいはＬＣＰ（液晶ポリマー）にセラミックを混合したものなど、公知の誘電体材料を適宜選択して使用すれば良い。

【0042】

図２、６は調整素子６を短絡部３と同一平面上に設けた態様である。
この態様は、電子機器におけるアンテナの設置スペースにおいて、奥行き方向のスペースに余裕が無い場合に特に好ましい態様である。

【0043】

なお、調整素子６が短絡部３と同一平面上に形成された態様においても、必要に応じて誘電体を設けたり、放射素子部４を折り曲げたりしても構わない。

【実施例】

【0044】

第１の実施例として、図１に示した、調整素子６を短絡部３と異なる平面上に設け、無線ＷＡＮ帯域と１つのＬＴＥ帯域に対応するアンテナについて述べる。

【0045】

１．図１のアンテナエレメントの作成：
厚さが０．２ｍｍの洋白の一枚板を打ち抜いて、図１に示す形状のアンテナエレメント１を作成した。
このアンテナエレメント１は、周波数調整部が設けられた放射素子が無線ＷＡＮ帯域の８６０ＭＨｚ帯域、調整素子によって変動した第３高調波がＬＴＥ帯域の２．５ＧＨｚ帯域に対応することを意図した物であり、シミュレーションによって各寸法を決定した。

【0046】

図７は第１の実施例に使用するアンテナエレメント１の平面展開図である。１マスが１ｍｍ四方に対応し、破線で山折り、一点破線で谷折りを行うことで図１に示した立体形状のアンテナエレメント１となる。

【0047】

平面展開したアンテナエレメント１の、各部材の寸法・形状などは以下の通りである。
記載のない寸法については図７の通りである。

・グランド板２：高さ１５ｍｍ×幅８４ｍｍの長方形状に、調整素子６を設けるための幅７ｍｍ×高さ１２ｍｍの空間を設けた形状

・短絡部３：グランド板２からＹ方向に幅１０ｍｍ、高さ２ｍｍで延出した後、グランド板２の端縁と並行するように、−Ｘ方向へ幅１ｍｍ、長さ２０ｍｍ延出した形状。

・第１放射素子部４ａ：短絡部の終端からＹ方向に幅３ｍｍ、高さ７ｍｍで延出した形状。

・第２放射素子部４ｂ：第１放射素子部４ａからＸ方向に幅１ｍｍ、長さ５６ｍｍで延出した形状。

・調整素子６：グランド板２に設けられた空間上に、−Ｙ方向へ幅３ｍｍ、長さ１０ｍｍで延出した後、Ｘ方向へ幅２ｍｍ、長さ２ｍｍで延出したＬ字形状。

・給電点５：第１放射素子部４ａの左端辺最下部からＸ方向に３ｍｍの位置。

・アースポイント８：グランド板２の左端辺から上端辺に沿ってＸ方向に２４ｍｍの位置。

【0048】

２．アンテナエレメント１以外の部材について
アンテナエレメント１以外の部材の寸法、材料、その他特徴は以下の通りである。

・給電用同軸ケーブル８：内部導体径０．１５ｍｍ、フッ素樹脂（ＰＦＡ）製絶縁体径０・４ｍｍ、外部導体径：０．６５ｍｍ、ＰＦＡ製外被径０．８ｍｍ

【0049】

３．アンテナの組立
先端部が段剥ぎされ、反対側には接続する電子機器に対応する周知の同軸ケーブル用コネクタが設けられた給電用同軸ケーブル７を用意し、内部導体を給電点５、外部導体をアースポイント８へ、それぞれ半田付けしアンテナを完成させた。
なお、給電用同軸ケーブル７は図６における表面側に接続される。

【0050】

給電用同軸ケーブル７を除いたアンテナの大きさは高さ２０ｍｍ、幅８４ｍｍ、厚さ４ｍｍと小型である。

【0051】

得られたアンテナのＶＳＷＲを測定したところ、図８に示すように、ＶＳＷＲのピークが、無線ＷＡＮ帯域の８６０ＭＨｚ付近に加え、ＬＴＥの２．５ＧＨｚ帯域にも存在し、目的とする帯域で充分な通信特性を有する小型の２周波対応アンテナが得られた。
第１の実施例から調整素子６を省略した場合のＶＳＷＲに当たる図３と比較すると、第３高調波によるピークが約０．４ＧＨｚ低周波側に移動し、調整素子６による第３高調波の変動効果が得られていることが確認できる。

【0052】

第２の実施例として、図１のアンテナに第３放射素子を追加して図９に記載の構造とし、無線ＷＡＮ帯域と２つのＬＴＥ帯域に対応させたアンテナについて述べる。

【0053】

第２の実施例のアンテナの形状・寸法・組立方法などは、原則として第１の実施例で述べたアンテナと同じものである。
異なる点は、対応する周波数帯域を増やすために、第２放射素子４ｂの延出方向の反対側に、第３放射素子４ｃを追加したものである。

【0054】

第３放射素子４ｃは複数存在するＬＴＥ帯域のうち、１．８ＧＨｚ帯域に対応させることを意図したものである。

【0055】

図１０は第２の実施例に使用するアンテナエレメント１の平面展開図である。１マスが１ｍｍ四方に対応し、破線で山折り、一点破線で谷折りを行うことで図９に示した立体形状のアンテナエレメント１となる。

【0056】

追加した第３放射素子部４ｃの寸法、形状は以下の通りである。

・第３の放射素子部４ｃ：第１放射素子部４ａから−Ｘ方向に幅１ｍｍ、高さ２５ｍｍで延出した形状。

【0057】

得られたアンテナのＶＳＷＲを測定したところ、図１１に示すように、ＶＳＷＲのピークが、無線ＷＡＮ帯域の８６０ＭＨｚ付近に加え、１．８ＧＨｚ付近と２．６ＧＨｚ付近にも存在した。

【0058】

１．８ＧＨｚ付近に現れたピークは第３放射素子４ｃによるものであり、ＬＴＥの１．８ＧＨｚ帯域においても充分な通信特性を確認できた。

【0059】

２．６ＧＨｚ付近に現れたピークは変動した第３高調波によるものであり、ＬＴＥの２．５ＧＨｚ帯域においても充分な通信特性を確認できた。

【0060】

以上の通り、第２の実施例のアンテナとして、無線ＷＡＮ帯域と２つのＬＴＥ帯域の３
周波に対応する小型アンテナが得られた。

【0061】

第３の実施例として、図２に示した、調整素子６を短絡部３と同一平面上に設け、無線ＷＡＮ帯域と１つのＬＴＥ帯域に対応するアンテナについて述べる。

【0062】

第３の実施例のアンテナは、形状・寸法・対応する周波数帯域を除き、その組立方法などは原則として第１の実施例で述べたアンテナと同じものである。

【0063】

図１２は第３の実施例に使用するアンテナエレメント１の平面展開図である。１マスが１ｍｍ四方に対応し、破線で山折り、一点破線で谷折りを行うことで図１２に示した立体形状のアンテナエレメント１となる。
このアンテナエレメント１は、周波数調整部９が設けられた放射素子部４が無線ＷＡＮ帯域の９６０ＭＨｚ帯域、調整素子によって変動した第３高調波がＬＴＥ帯域の３．５ＧＨｚ帯域のうち、３．４〜３．５ＧＨｚに対応することを意図した物であり、シミュレーションによって各寸法を決定した。

【0064】

平面展開したアンテナエレメント１の、各部材の寸法・形状などは以下の通りである。
記載のない寸法については図１２の通りである。

グランド板２：高さ１５ｍｍ×幅２８ｍｍの長方形状部から、幅１ｍｍ×長さ１１ｍｍの細幅部が−Ｘ方向に延出した形状。

短絡部３：グランド板２からＹ方向に幅４ｍｍ、高さ２ｍｍで延出した後、グランド板２の端縁と並行するように、−Ｘ方向へ幅１ｍｍ、長さ１８ｍｍ延出した形状。

放射素子部４：短絡部３の終端からＹ方向に幅８ｍｍ、高さ１０ｍｍで第１放射素子部４ａが延出した後、−Ｘ方向へ幅２ｍｍ、長さ５２ｍｍで第２放射素子部４ｂが延出した形状。

周波数調整部９：幅１１ｍｍ×高さ４ｍｍの長方形状部が、第２放射素子部４ｂの先端に設けられる。

調整素子６：グランド板２の細幅部の先端付近からＹ方向に幅１ｍｍ、高さ７ｍｍで延出した後、−Ｘ方向へ幅３ｍｍ、長さ９ｍｍ延出し、先端付近は幅４ｍｍとなっている略Ｌ字形状。

給電点５：第１放射素子部４ａ7の左端辺最下部からＸ方向に５ｍｍの位置。

アースポイント８：グランド板２の長方形上部左上付近。左端辺から上端辺に沿ってＸ方向に３ｍｍの位置。

【0065】

給電用同軸ケーブル７は、図１２における裏面側に接続される。

【0066】

給電用同軸ケーブル７を除いたアンテナの大きさは高さ２０ｍｍ、幅８４ｍｍ、厚さ４ｍｍと小型である。

【0067】

得られたアンテナのＶＳＷＲを測定したところ、図１３に示すように、ＶＳＷＲのピークが、無線ＷＡＮ帯域の９６０ＭＨｚ付近に加え、ＬＴＥの３．５ＧＨｚ帯域に属する３．４ＧＨｚにも存在し、目的とする帯域で充分な通信特性を有する小型の２周波対応アンテナが得られた。
第３の実施例から調整素子６を省略した場合のＶＳＷＲに当たる図４と比較すると、第３高調波によるピークが約０．２ＧＨｚ低周波側に移動し、調整素子６による第３高調波の変動効果が得られていることが確認できる。

【0068】

第４の実施例として、図２のアンテナに第３放射素子部４ｃを追加して図６の形状とし、無線ＷＡＮ帯域と２つのＬＴＥ帯域に対応させたアンテナについて述べる。

【0069】

第４の実施例のアンテナの形状・寸法・組立方法などは、原則として第３の実施例で述べたアンテナと同じものである。
異なる点は、対応する周波数帯域を増やすために、第２放射素子４ｂの延出方向の反対側に、周波数調整部９を有する第３放射素子４ｃを追加したものである。

【0070】

第３放射素子４ｃは複数存在するＬＴＥ帯域のうち、１．８ＧＨｚ帯域に対応させることを意図したものである。
また、第３放射素子４ｃの追加に伴うアンテナ形状の変化により、第３の実施例に記載のアンテナで発生する３．４ＧＨｚ付近の高調波をさらに低周波側に変動させ、ＬＴＥ帯域の１つである２．５ＧＨｚ帯域に対応させることも意図する。

【0071】

図１４は第４の実施例に使用するアンテナエレメント１の平面展開図である。１マスが１ｍｍ四方に対応し、破線で山折り、一点破線で谷折りを行うことで図６に示した立体形状のアンテナエレメント１となる。

【0072】

追加した周波数調整部９を有する第３放射素子部４ｃの寸法、形状は以下の通りである。

・第３放射素子部４ｃ：第１放射素子部４ａからＸ方向に幅２ｍｍ、高さ２４ｍｍで延出した形状。

・周波数調整部９：幅１４ｍｍ×高さ３ｍｍで、先端に幅２ｍｍ×長さ２ｍｍの切掛けが設けられた形状で、第３放射素子部４ｃの先端に設けられる。

【0073】

第４の実施例のアンテナは、第３の実施例のアンテナにおいて短絡部３の上部に存在する空間に第３放射素子４ｃを設けているため、給電用同軸ケーブル７を除いたアンテナの大きさは第３の実施例と同じであり、アンテナを大型化することなく、さらなる多周波数化が実現できる。

【0074】

得られたアンテナのＶＳＷＲを測定したところ、図１５に示すように、ＶＳＷＲのピークが、無線ＷＡＮ帯域の９６０ＭＨｚ付近に加え、２ＧＨｚ付近と２．９ＧＨｚ付近にも存在した。

【0075】

２ＧＨｚ付近に現れたピークは第３放射素子４ｃによるものである。ピークの位置はＬＴＥの１．８ＧＨｚ帯域（１．７１〜１．８８ＧＨｚ）から外れているが、１．８ＧＨｚ帯域に属する周波数範囲においてＶＳＷＲは２．５以下であり、ＬＴＥの１．８ＧＨｚ帯域における充分な通信特性を確認できた。

【0076】

２．９ＧＨｚ付近に現れたピークは変動した第３高調波によるものである。ピークの位置はＬＴＥの２．５ＧＨｚ帯域（２．５〜２．６９ＧＨｚ）から外れているが、このピークが影響して、ＬＴＥの２．５ＧＨｚ帯域に属するＶＳＷＲは２．５以下、かつ高周波数側に行くにつれて低下する傾向にあるため、ＬＴＥの２．５ＧＨｚ帯域における充分な通信特性を確認できた。

【0077】

以上の通り、第４の実施例のアンテナとして、無線ＷＡＮ帯域と２つのＬＴＥ帯域の３周波に対応する小型アンテナが得られた。

【0078】

以上、無線ＷＡＮ帯域とＬＴＥ帯域に対応するアンテナについて説明したが、これは本発明の一例に過ぎず、本発明の思想の範囲内であれば、他の帯域に対応するアンテナにも適用できることは言うまでもない。

【産業上の利用可能性】

【0079】

本発明のアンテナは、パソコンの他に、携帯電話、ＰＤＡ、或いはＶＩＣＳ等の各種情報端末機器のみならず通信機能を有した情報家電、更には自動車関連機器へも同様に利用できる。

【符号の説明】

【0080】

１ アンテナエレメント
２ グランド部
３ 短絡部
４ 放射素子部
４ａ 第１放射素子部
４ｂ 第２放射素子部
４ｃ 第３放射素子部
５ 給電点
６ 調整素子
７ 給電用同軸ケーブル
８ アースポイント
９ 周波数調整部

【要約】

【課題】 パソコンあるいはＰＤＡ等の情報端末機器等の内部に組込むアンテナにおいて、アンテナサイズの大型化を回避しつつ、アンテナの多周波化を実現することにある。
【解決手段】
グランド部から調整素子を延出し、その調整素子を放射素子部に近接させることによって、放射素子部に発生する第３高調波の周波数を所望する周波数帯域に調整し、放射素子部が本来対応する周波数帯域と合わせて、アンテナを多周波に対応させる。
【選択図】 図１

【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】