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JP2006311152A - Broadband antenna - Google Patents

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JP2006311152A
JP2006311152A JP2005130590A JP2005130590A JP2006311152A JP 2006311152 A JP2006311152 A JP 2006311152A JP 2005130590 A JP2005130590 A JP 2005130590A JP 2005130590 A JP2005130590 A JP 2005130590A JP 2006311152 A JP2006311152 A JP 2006311152A
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JP
Japan
Prior art keywords
slit
frequency side
radiating element
side radiating
width
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2005130590A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takuya Yamashita
拓也 山下
Teruhiro Kobayashi
輝洋 小林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissei Electric Co Ltd
Original Assignee
Nissei Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissei Electric Co Ltd filed Critical Nissei Electric Co Ltd
Priority to JP2005130590A priority Critical patent/JP2006311152A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a broadband which is incorporated in an information terminal such as a personal computer, a mobile phone or a PDA and can make a transmission/reception at both of a WAN band and a wireless LAN band. <P>SOLUTION: A first slit S1 and a second slit S2 whose one end is respectively open are formed to the antenna comprising a high frequency side radiation element 1a and a multiple foldback shaped low frequency side element 1b, and the first and second slits S1, S2 are electromagnetically coupled so as to be resonated with each other. Further, a feeding point P1 is provided in the vicinity of a connection part between the high frequency side radiation element 1a and the multiple foldback shaped low frequency side element 1b, and moreover an earth point P2 is provided at an edge of an edge part 4a of a ground plate 4 opposed to the feeding point P1 with the first slit S1 inbetween, and a feeding coaxial cable 5 is connected to the feeding point P1, and the earth point P2. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

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などの情報端末機器等に内蔵させる多周波用小型アンテナに関する。更に詳しくは、本発明は携帯電話で使用しているWAN帯域から無線LAN帯域まで、1つのアンテナで広帯域をカバーできるアンテナに関するものである。   The present invention relates to a small multi-frequency antenna incorporated in an information terminal device such as a personal computer, PDA (portable information device), mobile phone, or VICS. More specifically, the present invention relates to an antenna that can cover a wide band from a WAN band used in a cellular phone to a wireless LAN band with one antenna.

近年の無線LANあるいはBluetooth(近距離無線データ通信システム)搭載のPDA等においては、アンテナの多周波化とともに小型化の要求がますます強くなってきている。
そこで、本出願人は先に、図4に示すような多周波用小型アンテナを提案した(特願2004−101374)。このアンテナにおいては、高周波側放射エレメント(1a)とグランド板(4)と短絡部(3)とでスリット(S)を形成するとともに、同軸ケーブル(5)の内部導体をスリット(S)の開放端部に位置する給電点(P1)に、そして外部導体をアースポイント(P2)に接続し、エレメント部(1)に給電することにより、スリット(S)が高周波側放射エレメント(1a)の共振点近傍に共振点を有するスリットアンテナとして機能するように工夫されている。なお、(1b)は低周波側放射エレメントである。
しかるに、このアンテナにおいても、そこそこの通信品質は確保されるものの、用途あるいは設置環境によっては、帯域幅不足に起因する感度不良が生じることが判明した。この障害は、無線LAN等で使用される周波数帯域(2GHz及び5GHz)は勿論、それよりも低めの周波数帯域、特に携帯電話等で使用されているWAN帯域(824MHz〜960MHz及び1710MHz〜2200MHz)で起こりやすい。更に、使用周波数が低い場合、エレメント長が長くなるので、アンテナ形状・寸法が大きくなってしまい、機器によっては組み込めなくなる。
更に、最近では多周波化の要求とともに、1つのアンテナで、無線LAN等で使用される帯域(2GHz及び5GHz)と携帯電話で使用されているWAN帯域(824MHz〜960MHz及び1710MHz〜2200MHz)との両方の帯域に対応できるような広帯域化の要求も強くなってきている。
In recent years, PDAs and the like mounted on a wireless LAN or Bluetooth (short-range wireless data communication system) are increasingly required to be miniaturized as antennas have multiple frequencies.
Therefore, the present applicant has previously proposed a multi-frequency small antenna as shown in FIG. 4 (Japanese Patent Application No. 2004-101374). In this antenna, the high-frequency radiation element (1a), the ground plate (4), and the short-circuit portion (3) form a slit (S), and the inner conductor of the coaxial cable (5) is opened to the slit (S). By connecting the external conductor to the ground point (P2) at the feeding point (P1) located at the end and feeding power to the element part (1), the slit (S) resonates with the high-frequency radiation element (1a). It is devised to function as a slit antenna having a resonance point in the vicinity of the point. In addition, (1b) is a low frequency side radiation element.
However, even with this antenna, although moderate communication quality is ensured, it has been found that depending on the application or installation environment, a sensitivity failure due to insufficient bandwidth occurs. This failure is not only in the frequency bands (2 GHz and 5 GHz) used in wireless LAN and the like, but also in lower frequency bands, particularly in the WAN bands (824 MHz to 960 MHz and 1710 MHz to 2200 MHz) used in mobile phones and the like. It is easy to happen. Furthermore, when the operating frequency is low, the element length becomes long, so that the antenna shape and dimensions become large, and some devices cannot be incorporated.
Furthermore, recently, with the demand for higher frequency, the band used in wireless LAN etc. (2 GHz and 5 GHz) and the WAN band used in mobile phones (824 MHz to 960 MHz and 1710 MHz to 2200 MHz) with one antenna. There is also a growing demand for wider bandwidths that can handle both bands.

したがって、本発明の課題は、小型でありながら帯域幅不足の懸念のない広帯域アンテナを提供することにある。
更に、本発明の他の課題は、WAN帯域及び無線LAN帯域の両帯域での通信感度に優れた広帯域アンテナを提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to provide a broadband antenna that is small in size and does not have a fear of insufficient bandwidth.
Another object of the present invention is to provide a broadband antenna having excellent communication sensitivity in both the WAN band and the wireless LAN band.

本発明者等は、高周波側放射エレメント及び多重折り返し状の低周波側放射エレメントを含むアンテナ内に、電磁結合により共振するような二つのスリットを共存させることにより、所望の広帯域で優れた通信感度を実現するに至った。   The present inventors have excellent communication sensitivity in a desired wide band by allowing two slits that resonate by electromagnetic coupling to coexist in an antenna including a high-frequency side radiating element and a multi-folded low-frequency side radiating element. It came to realize.

本発明のアンテナでは、以下の格別顕著な効果が期待できる。
(1) 二つのスリット間の共振、およびこれら二つのスリットとアンテナ寸法の縮小化に寄与する多重折り返し状の低周波アンテナとの相互作用により、高周波側放射エレメントの共振点近傍での帯域幅が広がるとともに、周波数特性(VSWR)を改善することができ、通信感度が大幅に向上する。
(2)低周波側エレメントの一部のエレメント幅を、特に4mm以上で尚且つ高周波側放射エレメントの幅より広くすることにより、1つのアンテナでWAN帯域及び無線LAN帯域の両帯域での送受信が更に改善される。
(3)立体アンテナや平面アンテナ等の各種形態のアンテナに対しても対応でき、多用途での適用が期待される。
In the antenna of the present invention, the following remarkable effects can be expected.
(1) Due to the resonance between the two slits and the interaction between the two slits and the multi-folded low-frequency antenna that contributes to the reduction of the antenna size, the bandwidth in the vicinity of the resonance point of the high-frequency radiation element is reduced. As it spreads, the frequency characteristic (VSWR) can be improved, and the communication sensitivity is greatly improved.
(2) By making the element width of a part of the low frequency side element at least 4 mm and wider than the width of the high frequency side radiating element, transmission and reception in both the WAN band and the wireless LAN band can be performed with one antenna. Further improvement.
(3) It can be applied to various types of antennas such as a three-dimensional antenna and a planar antenna, and is expected to be applied for various purposes.

以下、二つのスリット間の共振点を最大共振周波数に設定した広帯域アンテナの例について、添付図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の広帯域アンテナの一例を示す正面図である。
図2は、図1の広帯域アンテナに給電用同軸ケーブルを取り付けた際の斜視図である。
図3は、本発明の広帯域アンテナの周波数特性(VSWR特性)を示す図(グラフ)である。
図4は、2周波に対応した従来のアンテナの一例を示す斜視図である。
図1及び図2において、(1)はエレメント部で、共に細幅状の高周波側放射エレメント(1a)と低周波側放射エレメント(1b)とからなる、いわゆるデュアルタイプとして図示されている。後者の低周波側放射エレメント(1b)は、高周波側放射エレメント(1a)の端部から接続部(A)を経て多重折り返し(メアンダ)状に構成されている。ここで、(1b−1)は一段目のエレメント、(1b−2)は一段目のエレメント(1b−1)から折り返し部(B)を経て折り返す二段目のエレメント、そして、(1b−3)は二段目のエレメント(1b−2)から折り返し部(C)を経て折り返す三段目のエレメントである。(2a)及び(2b)はそれぞれに、高周波側放射エレメント(1a)と低周波側の一段目エレメント(1b−1)の接続部(A)近傍から、これらエレメントの反対側で且つ各エレメントの同一線上に設けた突出部である。(3)は、高周波側放射エレメント(1a)とグランド板(4)とを電気的に接続する短絡部である。その際、高周波側放射エレメント(1a)及び低周波側放射エレメント(1b)は短絡部(3)を介してグランド板(4)と平行に配される。この結果、突出部(2a)と高周波側放射エレメント(1a)と短絡部(3)とグランド板(4)の縁部(4a)とで一端が開放された第1のスリット(S1)が形成され、更に突出部(2a)と突出部(2b)と接続部(A)とで一端が開放された第2のスリット(S2)が形成される。
更に、(L)は高周波側放射エレメント(1a)の長さ、(L1)はスリット(S1)の長さ、(L2)はスリット(S1)の幅、(L3)は突出部(2a)、(2b)の各長さ、(L4)は突出部(2a)、(2b)の各幅、(L5)はスリット(S2)の長さ、(L6)はスリット(S2)の幅、(L7)は高周波側エレメント(1a)と低周波側エレメント(1b−1)との間隔、(P1)はエレメント部(1)に給電するための同軸ケーブル(5)(図2)の内部導体を接続する給電点で、接続部(A)近傍に位置している。(P2)は該ケーブル(5)の外部導体を接続するアースポイントで、スリット(S1)を跨いでグランド板(4)の縁部(4a)で、給電点(P1)に対峙した位置に設けられる。
本発明で特徴的なことは、上記のスリット(S1)と(S2)とを電磁的結合により連結させた状態でスリットアンテナの機能を付与し、更にこれらスリットと多重折り返し状低周波側エレメントとの相互作用を利用したことにある。こうすることにより、高周波帯域での帯域幅が大幅に広がるばかりか、WAN帯域及び無線LAN帯域の両帯域での通信感度が改善される。
この点について、以下に詳細に説明する。
本発明では、スリット(S1)、(S2)間のスリット共振を利用し、帯域幅を広げているが、この場合、スリット(S1)と(S2)の全長に渡るスリット共振でなく、スリット(S1)と(S2)の一部でのスリット共振により多種多様の共振パターンが生じるため、広帯域に渡って、帯域幅が広げられる。
具体的に述べると、帯域幅100MHz(メガヘルツ)〜2GHz(ギガヘルツ)が確保できるよう、高周波側放射エレメント(1a)の共振周波数に応じてスリット部(S1)の長さ(L1)を調整して共振周波数を設定すればよい。ここで、スリット(S1)の長さ(L1)は40mm〜60mm、スリット(S2)の長さ(L5)は20mm〜30mmであるのが好ましい
更に、突出部(2a)、(2b)の各長さ(L3)は高周波側放射エレメント(1a)の長さの20%〜50%程度に設定すればよい。具体的には、この(L3)は18mm〜29mm、好ましくはスリット(S2)の長さ(L5)と同等もしくは(L5−2mm)程度であればよい。又、突出部(2a)、(2b)の各幅(L4)は0.5mm〜2.0mm、好ましくは1mm〜1.5mmで通常は、対応する放射エレメント部(1a)及び(1b−1)の幅と同じでよい。更に、本発明では、給電点(P1)及びアースポイント(P2)を接続部(A)近傍に位置させる。これにより、スリット(S1)と(S2)とを電磁的に結合してスリットアンテナとしてより共振させることができるので、アンテナの帯域幅が広げられる。又、高周波側放射エレメント(1a)とグランド板(4)の縁部(4a)との間隔(L2)が広すぎると、スリット部(S1)に誘起される電磁界が弱くなり、帯域を広げる効果が無くなり、反対に、この間隔が狭すぎると干渉を起こす等の不安定状態になる。このことから、(L2)は、0.5mm〜2.0mmの範囲で調整することが好ましい。同様の理由により、突出部(2a)―(2b)間の間隔(スリット(S2)の幅(L6)も0.5mm〜2.0mmの範囲で調整することが好ましい。
Hereinafter, an example of a broadband antenna in which the resonance point between two slits is set to the maximum resonance frequency will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a front view showing an example of a broadband antenna according to the present invention.
FIG. 2 is a perspective view when a feeding coaxial cable is attached to the broadband antenna of FIG.
FIG. 3 is a graph (graph) showing the frequency characteristics (VSWR characteristics) of the wideband antenna of the present invention.
FIG. 4 is a perspective view showing an example of a conventional antenna corresponding to two frequencies.
In FIGS. 1 and 2, (1) is an element portion, which is shown as a so-called dual type which is composed of a high-frequency side radiating element (1a) and a low-frequency side radiating element (1b). The latter low-frequency side radiating element (1b) is configured in a multiple folded (meander) shape from the end of the high-frequency side radiating element (1a) through the connecting portion (A). Here, (1b-1) is the first-stage element, (1b-2) is the second-stage element that is folded back from the first-stage element (1b-1) through the folding portion (B), and (1b-3) ) Is a third-stage element that is folded back from the second-stage element (1b-2) via the folded portion (C). (2a) and (2b) are respectively located near the connection (A) between the high-frequency side radiating element (1a) and the low-frequency side first stage element (1b-1), on the opposite side of these elements and It is a protrusion provided on the same line. (3) is a short-circuit portion that electrically connects the high-frequency radiation element (1a) and the ground plate (4). At that time, the high-frequency side radiating element (1a) and the low-frequency side radiating element (1b) are arranged in parallel with the ground plate (4) via the short-circuit portion (3). As a result, the projection (2a), the high-frequency side radiating element (1a), the short-circuit portion (3), and the edge (4a) of the ground plate (4) form a first slit (S1) that is open at one end. Further, a second slit (S2) whose one end is opened is formed by the projecting portion (2a), the projecting portion (2b), and the connecting portion (A).
Furthermore, (L) is the length of the high-frequency radiation element (1a), (L1) is the length of the slit (S1), (L2) is the width of the slit (S1), (L3) is the protrusion (2a), Each length of (2b), (L4) is the width of the protrusion (2a), (2b), (L5) is the length of the slit (S2), (L6) is the width of the slit (S2), (L7 ) Is the distance between the high frequency side element (1a) and the low frequency side element (1b-1), and (P1) is the internal conductor of the coaxial cable (5) (FIG. 2) for supplying power to the element part (1). It is located in the vicinity of the connecting portion (A) at the feeding point. (P2) is an earth point for connecting the outer conductor of the cable (5), and is provided at a position facing the feeding point (P1) at the edge (4a) of the ground plate (4) across the slit (S1). It is done.
What is characteristic of the present invention is that a slit antenna function is provided in a state in which the slits (S1) and (S2) are connected by electromagnetic coupling, and the slits and multiple folded low frequency side elements are provided. This is due to the use of the interaction. By doing so, not only the bandwidth in the high frequency band is greatly expanded, but also the communication sensitivity in both the WAN band and the wireless LAN band is improved.
This point will be described in detail below.
In the present invention, the slit resonance between the slits (S1) and (S2) is used to widen the bandwidth, but in this case, not the slit resonance over the entire length of the slits (S1) and (S2) but the slit ( Since a wide variety of resonance patterns are generated by slit resonance in part of S1) and (S2), the bandwidth is widened over a wide band.
More specifically, the length (L1) of the slit portion (S1) is adjusted according to the resonance frequency of the high-frequency side radiating element (1a) so that a bandwidth of 100 MHz (megahertz) to 2 GHz (gigahertz) can be secured. The resonance frequency may be set. Here, the length (L1) of the slit (S1) is preferably 40 mm to 60 mm, and the length (L5) of the slit (S2) is preferably 20 mm to 30 mm. Further, each of the protrusions (2a) and (2b) The length (L3) may be set to about 20% to 50% of the length of the high-frequency side radiating element (1a). Specifically, this (L3) may be 18 mm to 29 mm, preferably the same as the length (L5) of the slit (S2) or about (L5-2 mm). The widths (L4) of the protrusions (2a) and (2b) are 0.5 mm to 2.0 mm, preferably 1 mm to 1.5 mm. Usually, the corresponding radiating element portions (1a) and (1b-1) are used. ) Width. Further, in the present invention, the feeding point (P1) and the earth point (P2) are positioned in the vicinity of the connection part (A). Thereby, the slits (S1) and (S2) can be electromagnetically coupled to resonate more as a slit antenna, so that the bandwidth of the antenna is widened. On the other hand, if the distance (L2) between the high-frequency radiation element (1a) and the edge (4a) of the ground plate (4) is too wide, the electromagnetic field induced in the slit (S1) becomes weak and widens the band. The effect is lost, and on the contrary, if this interval is too narrow, an unstable state such as interference occurs. From this, it is preferable to adjust (L2) in the range of 0.5 mm to 2.0 mm. For the same reason, it is preferable to adjust the distance between the protrusions (2a)-(2b) (the width (L6) of the slit (S2)) in the range of 0.5 mm to 2.0 mm.

次に、本発明のその余の構成について説明する。
本発明においては、エレメント部(1)の各放射エレメント(1a)、(1b)の長さは採択しようとする波長の概ね1/4の長さに設定し、他方、その幅は1mm〜5mmの範囲から適宜採択する。ただし、後述するように、低周波側放射エレメント(1b)については、一部の幅を特に4mm以上で尚且つ高周波側放射エレメント(1a)の幅より広くすることもある。更に、その厚さについては格段の制約はないが、0.1mm〜1mm程度で十分である。又、高周波側放射エレメント(1a)と低周波側放射エレメント(1b―1)との間隔は、安定した動作を確保するため、1mm以上であることが好ましい。これらの間隔が0.1mm未満では干渉等の不安定現象が生じる懸念がある。同様の理由により、低周波側の放射エレメント(1b―1)と(1b―2)との間隔、及び(1b―2)と(1b―3)との間隔も、1mm以上であることが好ましい。
これらの放射エレメント(1a)、(1b)の材質としては、洋白(白銅)、銅、鉄、黄銅等の導電性の金属が好ましい。高周波側放射エレメント(1a)及び多重折り返し状の低周波側放射エレメント(1b)の作成にあたっては、これら金属の一枚板を打ち抜いて、突出部(2a)と(2b)、短絡部(3)及びグランド板(4)とを一体打ち抜き体としてもよい。あるいは、平板状絶縁性基板上に銅箔のような金属薄膜を貼り付けた状態で、該金属膜をエッチングして所望のアンテナ形状を得るのも有用である。
又、グランド板(4)については、安定したアンテナ動作を得るためには、グランド板(4)の必要最低面積(mm2)はλ/4*λ/4(λは波長)以上を満足することが好ましい。したがって、より安定したアンテナ動作を望む場合には、スペースの許す限り、その面積を大きくすればよい。短絡部(3)については、エレメント部(1)とグランド板(4)とを接続する機能を呈する限り、その形状は任意である。
給電用同軸ケーブル(5)としては、周知のフッ素樹脂被覆等の高周波同軸ケーブルが採用される。このケーブル(5)の内部導体の終端を給電点(P1)に、そして外部導体をアースポイント(P2)に接続するには、ハンダ付あるいは超音波接続等を利用すればよい。
以上の構成により、通常の無線LAN等で使用される帯域(2GHz及び5GHz)においては上記のアンテナは十分な通信感度を実現できるが、携帯電話等で使用しているWAN帯域(824MHz〜960MHz及び1710MHz〜2200MHz)においては、LAN帯域に比べて通信感度がやや劣ることもある。そこで、WAN帯域での通信を更に安定させるには、多重折り返し状の低周波側放射エレメント(1b)の少なくとも一部のエレメント幅を4mm以上で尚且つ高周波側放射エレメント(1a)の幅より広くして、低帯域での十分な電解強度を確保するのが有効である。この場合、多重折り返し状の低周波側放射エレメント(1b)の全表面積に対して、幅が4mm以上のエレメント部分の面積が20%以上を占めるのが好ましい。因みに、図1及び図2においては、多重折り返し状の低周波側放射エレメント(1b)のうち、二段目のエレメント(1b−2)の幅が4mm以上で尚且つ高周波側放射エレメント(1a)の幅より広くした例を示している。こうすることにより、後述の図3に示すような、WAN帯域〜LAN帯域の両帯域がカバーできる広帯域アンテナが得られる。
以上の態様は、スリット(S1)とスリット(S2)とを電磁結合により共振させ、その共振点を最大共振周波数に設定した例であるが、該共振点は、任意且つ所望の共振周波数に設定されてもよい。又、この態様は2周波アンテナの例であるが、放射エレメントの構成本数に応じて3周波以上の多周波に展開できることは言うまでもない。更に、アンテナ自体は、上述の板金によるアンテナ以外にアンテナ取付け空間の状況に応じて立体アンテナあるいは平面アンテナに展開できることは言うまでもない。なお、スリット(S)と突出部(2)とを別の第3周波用エレメントとして設定することもでき、この場合は、図2の態様で3周波にも対応可能であることを付言しておく。
Next, the remaining configuration of the present invention will be described.
In the present invention, the length of each radiating element (1a), (1b) of the element part (1) is set to approximately 1/4 of the wavelength to be adopted, while its width is 1 mm to 5 mm. Adopted from the scope of. However, as will be described later, the low-frequency side radiating element (1b) may have a partial width of 4 mm or more and wider than the high-frequency side radiating element (1a). Further, there is no particular limitation on the thickness, but about 0.1 mm to 1 mm is sufficient. The distance between the high-frequency side radiating element (1a) and the low-frequency side radiating element (1b-1) is preferably 1 mm or more in order to ensure stable operation. If these intervals are less than 0.1 mm, unstable phenomena such as interference may occur. For the same reason, it is preferable that the distance between the low-frequency radiation elements (1b-1) and (1b-2) and the distance between (1b-2) and (1b-3) are also 1 mm or more. .
As a material of these radiating elements (1a) and (1b), conductive metals such as white (white copper), copper, iron and brass are preferable. In producing the high-frequency side radiating element (1a) and the multi-folded low-frequency side radiating element (1b), a single plate of these metals is punched out, and the projecting portions (2a) and (2b) and the short-circuited portion (3) The ground plate (4) may be integrally punched. Alternatively, it is also useful to obtain a desired antenna shape by etching the metal film in a state where a metal thin film such as a copper foil is attached to the flat insulating substrate.
As for the ground plate (4), in order to obtain stable antenna operation, the required minimum area (mm2) of the ground plate (4) satisfies λ / 4 * λ / 4 (λ is a wavelength) or more. Is preferred. Therefore, if more stable antenna operation is desired, the area may be increased as long as space permits. About the short circuit part (3), as long as the function which connects an element part (1) and a ground board (4) is exhibited, the shape is arbitrary.
As the feeding coaxial cable (5), a known high-frequency coaxial cable such as a fluororesin coating is employed. In order to connect the end of the inner conductor of the cable (5) to the feed point (P1) and the outer conductor to the ground point (P2), soldering or ultrasonic connection may be used.
With the above configuration, in the bands (2 GHz and 5 GHz) used in a normal wireless LAN or the like, the above antenna can realize sufficient communication sensitivity, but the WAN band (824 MHz to 960 MHz and 1710 MHz to 2200 MHz), the communication sensitivity may be slightly inferior to the LAN band. Therefore, in order to further stabilize the communication in the WAN band, the element width of at least a part of the multi-folded low frequency side radiation element (1b) is 4 mm or more and wider than the width of the high frequency side radiation element (1a). Thus, it is effective to ensure sufficient electrolytic strength in the low band. In this case, it is preferable that the area of the element portion having a width of 4 mm or more occupies 20% or more with respect to the total surface area of the multi-folded low-frequency radiation element (1b). Incidentally, in FIG. 1 and FIG. 2, the width of the second stage element (1b-2) among the multiple folded low frequency side radiation elements (1b) is 4 mm or more, and the high frequency side radiation element (1a). The example which made it wider than the width of is shown. By doing so, a broadband antenna capable of covering both the WAN band and the LAN band as shown in FIG. 3 described later is obtained.
The above embodiment is an example in which the slit (S1) and the slit (S2) are resonated by electromagnetic coupling, and the resonance point is set to the maximum resonance frequency. The resonance point is set to an arbitrary and desired resonance frequency. May be. This embodiment is an example of a two-frequency antenna, but it goes without saying that it can be expanded to three or more frequencies according to the number of radiating elements. Furthermore, it goes without saying that the antenna itself can be developed into a three-dimensional antenna or a planar antenna depending on the situation of the antenna mounting space other than the above-described antenna made of sheet metal. It should be noted that the slit (S) and the projecting portion (2) can be set as separate third frequency elements, and in this case, it is possible to cope with three frequencies in the manner shown in FIG. deep.

以下に、図1〜図2に示したWAN帯域〜LAN帯域までカバーできる広帯域アンテナを、パソコン内蔵用として適用する例について示す。
先ず、厚さが0.4mmの洋白一枚板を打ち抜きにより、以下のa.〜d.の要領で、放射エレメント(1a)、(1b)、短絡部(3)、接続部(A)、突出部(2a)、(2b)、及びグランド板(4)を作成した。
a.高周波側放射エレメント(1a)として、1800MHzの波長に対応する、長さ(L)20mm、幅1.5mmのエレメントを形成する。その際、高周波側放射エレメント(1a)とグランド板(4)の縁部(4a)とは1.5mmの間隔(スリット幅(L2))を開けて平行に配置した 又、短絡部(3)は、長さ1.5mm、幅3mmとした。
b.多重折り返し状低周波側放射エレメント(1b)として、894MHzの波長に対応した全長94mmのエレメントを、高周波側放射エレメント(1a)の端部から幅が3mmの接続部(A)を経て多重(3重)折り返し状の低周波側エレメント(1b)を形成した。その際、一段目エレメント(1b−1)は幅1.5mm、長さ20mm、二段目エレメント(1b−2)は幅5mm、長さ50mm、そして、三段目エレメント(1b−3)は幅3mm、長さ20mmとし、各エレメント間の間隔はいずれも2mmとした。
c.高周波側放射エレメント(1a)と低周波側の一段目エレメント(1b―1)の接続部(A)とは反対側で且つ各エレメントの同一線上に突出部(2a)及び(2b)を形成した。これらの突出部はいずれも長さ(L3)を27mm、幅(L4)を1.5mmとした。
d.グランド板(4)の寸法は、高さ50mm、幅50mmとした。
この結果、高周波側放射エレメント(1a)とグランド板(4)の縁部(4a)、突出部(2a)及び短絡部(3)とにより、長さ(L1)が47mm、スリット幅(L2)が1.5mmで一端が開放されたスリット(S1)が形成された。又、突出部(2a)、(2b)と接続部(A)とにより長さ(L3)が27mm、スリット幅(L6)が1.5mmで一端が開放されたスリット(S2)が形成された。これら二つのスリット(S1)、(S2)とは、それぞれのスリットの開放端に近い側のスリットの一部分が互いに電磁結合することにより、1800MHz近傍の波長に共振するスリットであった。
上記の打ち抜き品において、給電点(P1)は、接続部(A)近傍の位置に設け、一方、アースポイント(P2)の位置は、スリット(S1)を挟んで給電点(P1)と対面するグランド板(4)の縁(4a)の上端の位置とした。最後に、外径1.13mm、内部導体径0.24mmのフッ素樹脂(PFA)被覆の高周波同軸ケーブル(5)がスリット(S1)の開放部を跨ぐ形で、該ケーブルの内部導体の終端部を給電点(P1)に、そして該ケーブルの外部導体をアースポイント(P2)にそれぞれハンダにより接続することにより、図2に示すようなパソコン内蔵用アンテナを得た。
このアンテナの帯域幅を測定したところ、図3に示すように、WAN帯域(824MHz〜960MHz及び1710MHz〜2200MHz)及びLAN帯域(2.5GHz/5GHz)両帯域でのVSWRが2以下の帯域が600MHz以上と十分に確保されていた。
以上、本発明をパソコンに内蔵するアンテナの例で説明したが、本発明の思想の範囲内であれば、種々の応用が可能であることは言うまでもない。
In the following, an example in which the broadband antenna capable of covering from the WAN band to the LAN band shown in FIGS.
First, the following a. ~ D. In this manner, the radiating elements (1a) and (1b), the short-circuit portion (3), the connection portion (A), the protruding portions (2a) and (2b), and the ground plate (4) were prepared.
a. As the high-frequency radiation element (1a), an element having a length (L) of 20 mm and a width of 1.5 mm corresponding to a wavelength of 1800 MHz is formed. At that time, the high-frequency radiation element (1a) and the edge (4a) of the ground plate (4) were arranged in parallel with an interval of 1.5 mm (slit width (L2)). Was 1.5 mm long and 3 mm wide.
b. As the multiple folded low-frequency side radiating element (1b), an element having a total length of 94 mm corresponding to a wavelength of 894 MHz is multiplexed from the end of the high-frequency side radiating element (1a) through a connecting portion (A) having a width of 3 mm (3 Heavy) A folded low frequency side element (1b) was formed. At that time, the first stage element (1b-1) is 1.5 mm wide and 20 mm long, the second stage element (1b-2) is 5 mm wide and 50 mm long, and the third stage element (1b-3) is The width was 3 mm, the length was 20 mm, and the distance between each element was 2 mm.
c. Projections (2a) and (2b) are formed on the same line of each element on the opposite side of the connection (A) between the high-frequency radiation element (1a) and the first-stage element (1b-1) on the low-frequency side. . Each of these protrusions had a length (L3) of 27 mm and a width (L4) of 1.5 mm.
d. The dimensions of the ground plate (4) were 50 mm in height and 50 mm in width.
As a result, the high-frequency radiation element (1a) and the edge (4a), the protrusion (2a), and the short-circuit part (3) of the ground plate (4) have a length (L1) of 47 mm and a slit width (L2). A slit (S1) having an open end of 1.5 mm was formed. Further, a slit (S2) having a length (L3) of 27 mm, a slit width (L6) of 1.5 mm and an open end is formed by the protrusions (2a) and (2b) and the connecting portion (A). . These two slits (S1) and (S2) are slits that resonate at a wavelength near 1800 MHz when a part of the slits near the open end of each slit is electromagnetically coupled to each other.
In the punched product, the feeding point (P1) is provided in the vicinity of the connecting portion (A), while the position of the ground point (P2) faces the feeding point (P1) with the slit (S1) interposed therebetween. It was set as the position of the upper end of the edge (4a) of the ground plate (4). Finally, a fluororesin (PFA) -covered high-frequency coaxial cable (5) with an outer diameter of 1.13 mm and an inner conductor diameter of 0.24 mm straddles the open portion of the slit (S1), and the end portion of the inner conductor of the cable Is connected to the feeding point (P1) and the outer conductor of the cable is connected to the ground point (P2) by soldering to obtain a personal computer built-in antenna as shown in FIG.
When the bandwidth of this antenna was measured, as shown in FIG. 3, the VSWR in both the WAN band (824 MHz to 960 MHz and 1710 MHz to 2200 MHz) and the LAN band (2.5 GHz / 5 GHz) was 600 MHz or less. That was enough.
The present invention has been described above with an example of an antenna built in a personal computer, but it goes without saying that various applications are possible within the scope of the idea of the present invention.

本発明のアンテナはコンパクトで、しかも安定した通信特性を具備するので、パソコンの他に、PDA、携帯電話、或いはVICS等、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。 Since the antenna of the present invention is compact and has stable communication characteristics, in addition to personal computers, various information terminal devices such as PDAs, mobile phones, or VICS, information home appliances having communication functions, and It can be used for automobile related equipment as well.

本発明の広帯域アンテナの一例を示す正面図である。It is a front view which shows an example of the wideband antenna of this invention. 図1の広帯域アンテナに給電用同軸ケーブルを取り付けた際の斜視図である。It is a perspective view at the time of attaching the coaxial cable for electric power feeding to the broadband antenna of FIG. 本発明の広帯域アンテナの周波数特性(VSWR)を示す図(グラフ)である。It is a figure (graph) which shows the frequency characteristic (VSWR) of the wideband antenna of this invention. 2周波に対応した従来のアンテナの一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of the conventional antenna corresponding to 2 frequencies.

符号の説明Explanation of symbols

1 エレメント部
1a 高周波側放射エレメント
1b 多重折り返し状の低周波側放射エレメント
1b―1 低周波側放射エレメント(1b)中の一段目のエレメント
1b―2 低周波側放射エレメント(1b)中の二段目のエレメント
1b―3 低周波側放射エレメント(1b)中の三段目のエレメント
2a、2b 突出部
3 短絡部
4 グランド板
4a グランド板(4)の縁部
5 給電用同軸ケーブル
A 高周波側放射エレメント(1a)と低周波側放射エレメント(1b)との接続部
B、C 折り返し部
S1 第1のスリット
S2 第2のスリット
L 高周波側放射エレメント(1a)の長さ
L1 スリット(S1)の長さ
L2 スリット(S1)の幅
L3 突出部(2a)、(2b)の各長さ
L4 突出部(2a)、(2b)の各幅
L5 スリット(S2)の長さ
L6 スリット(S2)の幅
L7 高周波側エレメント(1a)と低周波側エレメント(1b−1)との間隔
P1
給電点
P2 アースポイント











DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Element part 1a High frequency side radiation element 1b Multiple folded low frequency side radiation element 1b-1 First stage element 1b-2 in low frequency side radiation element (1b) Two stages in low frequency side radiation element (1b) Eye element 1b-3 Third-stage element 2a, 2b in low-frequency radiation element (1b) Protruding part 3 Short-circuit part 4 Ground plate 4a Edge of ground plate (4)
5 Coaxial cable A for feeding A Connection portion B, C between the high-frequency side radiating element (1a) and the low-frequency side radiating element (1b) Folding portion S1 First slit S2 Second slit
L Length of high-frequency radiation element (1a) L1 Length of slit (S1) L2 Width of slit (S1) L3 Length of protrusions (2a) and (2b) L4 Projection (2a) and (2b) Each width L5 Length of slit (S2)
L6 Slit (S2) width
L7 Distance P1 between the high frequency side element (1a) and the low frequency side element (1b-1)
Feed point P2 Earth point











Claims (12)

給電点が付与される放射エレメント部とアースポイントが付与されるグランド板とが短絡部を介して平行に接続されたアンテナにおいて、 該放射エレメント部は、該短絡部に接続された高周波側放射エレメントと、該高周波側放射エレメントの端部に接続された多重折り返し状の低周波側放射エレメントとからなり;該高周波側放射エレメントと該低周波側放射エレメントとの接続部近傍から、それらエレメントの反対側で且つ各エレメントの同一線上にはそれぞれ突出部が設けられ、これにより、該高周波側放射エレメントと同一線上にある突出部と該高周波側放射エレメントと該短絡部と該グランド板とで一端が開放された第1のスリットが形成され、且つ該二つの突出部と該接続部とで一端が開放された第2のスリットが形成され;
該第1のスリットと該第2のスリットは電磁結合により共振することを特徴とする広帯域アンテナ。
In an antenna in which a radiating element portion to which a feeding point is provided and a ground plate to which an earth point is provided are connected in parallel via a short-circuit portion, the radiating element portion is a high-frequency side radiating element connected to the short-circuit portion And a multi-folded low frequency side radiating element connected to the end of the high frequency side radiating element; from the vicinity of the connecting portion between the high frequency side radiating element and the low frequency side radiating element, On the same side and on the same line of each element, a projecting portion is provided, so that one end of the projecting portion, the high-frequency side radiating element, the short-circuit portion, and the ground plate on the same line as the high-frequency side radiating element An open first slit is formed, and a second slit is formed at one end of the two projecting portions and the connecting portion;
The wideband antenna, wherein the first slit and the second slit resonate by electromagnetic coupling.
該給電点を該高周波側放射エレメントと該低周波側放射エレメントとの接続部近傍に設けた請求項1に記載の広帯域アンテナ。 The broadband antenna according to claim 1, wherein the feeding point is provided in the vicinity of a connection portion between the high-frequency side radiating element and the low-frequency side radiating element. 該高周波側放射エレメントの幅が1mm〜5mmである請求項1又は2に記載の広帯域アンテナ。 The broadband antenna according to claim 1 or 2, wherein the high-frequency side radiating element has a width of 1 mm to 5 mm. 該低周波側放射エレメントの少なくとも一部の幅が4mm以上で尚且つ該高周波側放射エレメントの幅より広い請求項1〜3のいずれかに記載の広帯域アンテナ。 The broadband antenna according to any one of claims 1 to 3, wherein a width of at least a part of the low-frequency side radiating element is 4 mm or more and wider than a width of the high-frequency side radiating element. 4mm以上のエレメント部の面積が、該低周波側放射エレメントの全表面積の20%以上を占める請求項4に記載の広帯域アンテナ。 The broadband antenna according to claim 4, wherein the area of the element portion of 4 mm or more occupies 20% or more of the total surface area of the low-frequency radiation element. 該第1のスリットと第2のスリットとの共振点が最大共振周波数乃至その近傍である請求項1〜5のいずれかに記載の広帯域アンテナ。 The broadband antenna according to any one of claims 1 to 5, wherein a resonance point between the first slit and the second slit is at or near the maximum resonance frequency. 該第1のスリットの幅が0.5mm〜2.0mmである請求項1〜6のいずれかに記載の広帯域アンテナ。 The broadband antenna according to any one of claims 1 to 6, wherein a width of the first slit is 0.5 mm to 2.0 mm. 該第1のスリットの長さが40mm〜60mmである請求項1〜7のいずれかに記載の広帯域アンテナ。 The broadband antenna according to claim 1, wherein the first slit has a length of 40 mm to 60 mm. 該第2のスリットの幅が0.5mm〜2.0mmである請求項1〜8のいずれかに記載の広帯域アンテナ。 The broadband antenna according to any one of claims 1 to 8, wherein a width of the second slit is 0.5 mm to 2.0 mm. 該第2のスリットの長さが20mm〜30mmである請求項1〜9のいずれかに記載の広帯域アンテナ。 The broadband antenna according to claim 1, wherein a length of the second slit is 20 mm to 30 mm. 該突出部の長さが18mm〜29mmである請求項1〜10のいずれかに記載の広帯域アンテナ。 The wide-band antenna according to any one of claims 1 to 10, wherein a length of the protruding portion is 18 mm to 29 mm. 該突出部の幅が0.5mm〜2.0mmである請求項1〜11のいずれかに記載の広帯域アンテナ。
The wide-band antenna according to any one of claims 1 to 11, wherein the width of the protruding portion is 0.5 mm to 2.0 mm.
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