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JP5626130B2 - ループアンテナ - Google Patents

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Description

本発明は、ループアンテナに関し、例えば移動通信用携帯端末や小型無線機器等に好適に用いられる低姿勢のループアンテナに関する。
携帯電話の通信規格の一つであるLTE(Long Term Evolution)において、複数のアンテナでデータの送受信を行なう無線通信技術(MIMO:Multiple Input Multiple Output)が導入され、この規格を適用した携帯端末などでは、一つ当たりのアンテナの実装スペースが一層狭小になっている。
さらにLTE−Advancedの規格の携帯端末では、使用されるバンド数が増え、1バンドで8本のアンテナが使用される可能性があり、実装スペースのより小さい小型アンテナが求められている。また、携帯端末等のデザインとして薄型のものが好まれる傾向があり、携帯端末等のアンテナとして、高さが低く薄型の所謂低姿勢アンテナが求められている。
特に、スライド型の携帯端末では、アンテナ近くに導体板が接近する構造となるため、アンテナの放射抵抗が下がってしまい、僅かな損失が大きな効率劣化を招く。このような背景から、携帯端末等のアンテナとして、導体基板上に設置する構造とした場合でも、低姿勢で高い放射抵抗が得られるアンテナが要求されている。
従来の低姿勢アンテナとして、モノポールアンテナのエレメントを90度の角度で折り曲げた逆L型アンテナが知られている。また、逆L型アンテナのインピーダンス整合を行い易くするために、逆L型アンテナの給電点付近に短絡部を取り付けた逆F形アンテナが知られている。
図8は従来の逆F形アンテナの構成例を示している。逆F形アンテナは、導体基板8−1の上辺部にF字形状のアンテナ素子8−2を設置したものである。F字形状のアンテナ素子8−2の2本の短片部の一方8−2aは、導体基板8−1に接続されて接地点とされ、他方の短片部8−2bは給電点に接続される。長片部の放射導体8−2cは、導体基板8−1の面と平行になるように折り返された構造である。
また、小型化、広帯域化、高利得化を図ったアンテナとして、誘電体の基体の一方の主面にストリップ状の放射電極を形成し、該基体の他方の主面導体をスリットで切り離し、容量装荷電極を形成した表面実装型アンテナが、例えば下記の特許文献1等により知られている。
また、放射導体の小型化とともに広帯域化を図ったアンテナとして、プリント基板の表面に、接地導体パターンとメアンダ状の放射導体と給電ラインとを形成し、該接地導体パターンに、一端が開口端、他端が閉塞端となったスロットを開設したパターンアンテナが例えば下記の特許文献2等により知られている。
また、逆L型アンテナを自己補対構造とすることにより、小型化及び広帯域化を図った逆L型アンテナが、例えば下記の非特許文献1等により知られている。また、逆L形アンテナと自己補対型逆F形アンテナとを統合した広帯域特性を有する自己補対型逆FL形アンテナが、例えば下記の非特許文献2等により知られている。
特開2000−68726号公報 特開2006−115182号公報
藤島秀騎、藤本京平、山田寛喜、山口芳雄著,「自己補対構造による逆Lアンテナ」財団法人電子情報通信学会 信学技報 A・P94−24(1994−07)p23−28 Nobuyasu Takemura著,「Inverted-FL Antenna With Self-Complementary Structure」,IEEE TRANSACTIONS ON ANTENNAS AND PROPAGATION,VOL.57,NO.10,OCTOVER 2009,p3029-3034
前述したように、移動通信用の携帯端末等において、実装スペースが小さく、薄型の低姿勢アンテナであって、かつ放射抵抗が高く、使用可能な帯域幅がより広いアンテナが求められている。本発明は、小型化、薄型化が可能で、高い放射抵抗が得られ、より広い帯域幅を有するアンテナを提供することを目的とする。
上記課題を解決するアンテナは、導体基板に面して配置され、両端部が開放端の放射導体を有するループアンテナであって、前記放射導体の両端部のうち、前記導体基板の周辺端側に位置する端部は、接地点として前記導体基板に接続され、前記導体基板の内部側に位置する端部は、給電点として給電線と接続され、前記導体基板は、前記接地点と前記給電点との間に、前記導体基板の周辺端側に位置する前記放射導体に沿って設けた第1のスリットと、前記給電点を該第1のスリットとで挟むように、前記導体基板の内部側に位置する前記放射導体に沿って設けた第2のスリットと、を有するものである。
開示のループアンテナにより、実装スペースが小さく、薄型の低姿勢アンテナであって、かつ放射抵抗が高く、使用可能な帯域幅がより広いアンテナが得られる。
ループアンテナの構成例を示す図である。 導体基板における電流分布を示す図である。 本実施例の反射係数の特性及びスミスチャートを示す図である。 スリットが1つの場合の反射係数の特性等を示す図である。 本実施例と従来の逆F形アンテナの反射係数の特性を示す図である。 給電線としてストリップラインを用いた実施例を示す図である。 積層プリント基板上における各プリント基板の実施例を示す図である。 従来の逆F形アンテナの構成例を示す図である。
図1に開示のループアンテナの構成例を示す。図1の(a)は、携帯端末等の導体基板上にループアンテナを設置した構成例の全体図を示し、図1の(b)は、該ループアンテナの拡大図を示している。図1に示すように、開示のループアンテナは、導体基板1−1に面して配置され、両端部が開放端の放射導体1−2を有する。該放射導体1−2の両端部のうち、導体基板1−1の周辺端側に位置する端部1−3は、接地点として導体基板1−1に接続され、導体基板1−1の内部側に位置する端部1−4は、給電点として給電線と接続される。
導体基板1−1には、接地点と給電点との間に、導体基板1−1の周辺端側に位置する放射導体1−2Aに沿って第1のスリット1−5を設ける。さらに、該導体基板1−1には、給電点を第1のスリット1−5とで挟むように、導体基板1−1の内部側に位置する放射導体1−2Bに沿って第2のスリット1−6を設ける。
また、導体基板1−1の形状を矩形状とし、上述の放射導体1−2、第1のスリット1−5及び第2のスリット1−6を含むループアンテナの構造体を、該導体基板1−1のコーナー部に配置する。また、第1のスリット1−5と第2のスリット1−6との間隔を、給電線(図示省略)の線路幅の少なくとも10倍とし、第1のスリット1−5と第2のスリット1−6との間隔を、給電線の線路幅に比べて十分に広い間隔とする。
導体基板1−1に第1及び第2のスリット1−5,1−6を設けたことにより、導体基板1−1におけるアンテナ電流の伝搬が、該第1及び第2のスリット1−5,1−6により遮られる。その結果、図2に格子状のパターン模様で示すように、導体基板1−1における電流分布が該第1及び第2のスリット1−5,1−6付近に集中し、ループアンテナの放射抵抗を高めることでき、放射効率を向上させることができる。
開示のループアンテナとして、放射導体1−2の長辺部(1−2A,1−2B)の長さが約20mm、放射導体1−2の短辺部の長さが約4mm、導体基板1−1から隔たった高さが約3mm、ターゲット周波数約2.14GHzとする実施例について以下に説明する。
上記ループアンテナの実施例の反射係数の特性を図3の(a)に示す。図3の(a)は、横軸が周波数を表し、縦軸が反射係数(S11)をデシベルで表している。図3の(a)から分かるように、該実施例では、LTE−MIMOで使用されるターゲット周波数2.14GHz付近で反射係数(S11)が最小となり、良好な整合特性が得られる。
また、上記ループアンテナの実施例のスミスチャートを図3の(b)に示す。図3の(b)のスミスチャートでは、1の数値が50オームに相当するものとして正規化して示している。これは、給電線のインピーダンスが50オームであるためである。図3の(b)から分かるように、2.150499GHzの周波数(ターゲット周波数付近)で、虚数部が0となる実数軸上で実数部の数値が略1(即ち放射抵抗が略50オーム)となり、高い放射抵抗が得られる。
開示のループアンテナにおいて、第1及び第2のスリット1−5,1−6の二つのスリットを設けた理由について以下に説明する。まず、第1のスリット1−5を設けることなく、第2のスリット1−6のみを設けた構成とした場合、その反射係数の特性を図4の(a)に示す。図4の(a)の反射係数の特性から分かるように、第2のスリット1−6のみを設けた構成では、アンテナの共振周波数が約2.3GHzとなり、ターゲット周波数である2.14GHzより高い方にずれてしまう。
アンテナの共振周波数がターゲット周波数の2.14GHzとなるように共振周波数を合わせるためには、(1)アンテナの形状を大きくする、(2)第2のスリット1−6を深く(長く)する、(3)整合素子を使用する、(4)誘電体を使用する、などの措置を採ることにより、共振を合わせることができる。
しかし、アンテナの形状を大きくする、或いは第2のスリット1−6を深く(長く)することは、アンテナの小型化を妨げる要因となり、また、整合素子や誘電体を使用することは、放射損失が増大し、また、コストの増大を招くこととなる。
また、第1のスリット1−5のみを設け、第2のスリット1−6を設けない構成とした場合、その反射係数の特性を図4の(b)に、スミスチャートを図4の(c)に示す。図4の(b)の反射係数の特性から分かるように、第1のスリット1−5のみを設けた構成では、アンテナの共振周波数が約2.4GHzとなり、やはりターゲット周波数である2.14GHzより高い方にずれてしまう。さらに、図4の(c)に示すスミスチャートから分かるように、虚数部が0となる実数軸上で実数部の数値が略0.8(即ち放射抵抗が略40オーム)となり、放射抵抗が低くなってしまう。
開示のループアンテナにおいて、放射導体1−2の両端部のうち、導体基板1−1の内部側に位置する端部1−4を給電点とし、かつ、導体基板1−1に設けた第1及び第2のスリット1−5,1−6で該給電点を挟む位置に給電点を配置する構成としている。
給電点を上述の位置ではなく、例えば、放射導体1−2の両端部のうち、導体基板1−1の周辺端側に位置する端部1−3を給電点とした場合、導体基板1−1の周辺端部の導体部材の幅が狭いため、該給電点に給電するマイクロストリップライン等の給電線の接地導体部材の幅を十分広くすることができない。そのため、給電線自体からの放射が増大し、ループアンテナの放射効率が低下してしまう。
また、給電点の位置を、導体基板1−1に設けた第1及び第2のスリット1−5,1−6で挟まれた位置ではなく、第2のスリット1−6よりさらに導体基板1−1の内部側の位置に配置した場合、導体基板1−1におけるアンテナ電流の伝搬が、第2のスリット1−6で遮られることなく、導体基板1−1の全体に電流分布が広がってしまう。その結果、ループアンテナの放射抵抗が低下し、放射効率が下がってしまう。
また、開示のループアンテナにおいて、第1のスリット1−5と第2のスリット1−6との間隔を、給電線の線路幅の少なくとも10倍とし、第1のスリット1−5と第2のスリット1−6との間隔を、給電線の線路幅に比べて十分に広い間隔としている。こうすることにより、給電点に給電するマイクロストリップライン等の給電線の接地導体部材の幅を十分広くすることができ、給電線自体からの放射が低減され、ループアンテナの放射効率を向上させることができる。
図5は、上述のループアンテナの実施例における反射係数の特性を、図8に示した従来の逆F形アンテナにおける反射係数の特性と比較させて示している。図5の曲線5−1は、上述のループアンテナの実施例における反射係数の特性を示し、曲線5−2は、従来の逆F形アンテナにおける反射係数の特性を示している。
整合の目安として一般的に反射係数(S11)−6dBが用いられるが、図5から分かるように、反射係数(S11)が−6dB以下となる帯域幅は、従来の逆F形アンテナでは約122MHzであるのに対して、このループアンテナの実施例では約230MHzとなる。即ち、従来の逆F形アンテナに比べてこのループアンテナでは、約2倍近い広帯域化が可能となり、電波環境の擾乱に対して安定した放射が可能となる。
図6は、上述のループアンテナの給電線としてストリップラインを用いた実施例を示す。図6において、6−1は表面グランドとなる導体基板、6−2はストリップライン、6−3は背面グラウンドとなる導体基板、6−4は給電点1−4とストリップライン6−2とを接続するビア、6−5は導体基板6−1,6−3の間に形成された誘電体層である。他の構成要素は、図1等に示した構成要素と同一であり、同一の構成要素には同一の符号を付している。
図6の(a)は該実施例のループアンテナを斜めから見た斜視図を示し、図6の(b)はストリップライン6−2の垂直方向で切断した基板の断面図を示し、図6の(c)は基板の表面側から該基板を見た平面図を示している。この実施例では、給電線をストリップライン6−2で構成したことにより、給電線6−2が表面グランドの導体基板6−1で遮蔽され、ループアンテナ1−2と給電線6−2との干渉を低減させることができる。
なお、これまでの説明でこのループアンテナが実装される導体基板として、等価的に1枚の導体基板として説明したが、実際の基板は何層にも積層されたプリント基板である。このような積層プリント基板上に当該ループアンテナを設置した場合の各プリント基板の実施例を図7に示す。
図7の(a)は、積層プリント基板の一例を示し、当該ループアンテナが設置される導体基板1−1の下層側に3枚のプリント基板7−1,7−2,7−3が積層された構成例を示している。
図7の(b)は、積層される各プリント基板7−1,7−2,7−3の第1の構成例を示している。この構成例は、各プリント基板7−1,7−2,7−3が積層されたときに前述の第1及び第2のスリット1−5,1−6が位置する導体部分に、それぞれ同様のスリット7−4,7−5を設けた構成例を示している。
図7の(c)は、積層される各プリント基板7−1,7−2,7−3の第2の構成例を示している。この構成例では、一部のプリント基板7−2に対して、前述の第1及び第2のスリット1−5,1−6が位置する導体部分に、同様のスリット7−4,7−5を設けている。そして、他のプリント基板7−1,7−3は、前述の第1及び第2のスリット1−5,1−6が位置する領域を含む導体部分を除去した基板構成としている。
当該ループアンテナによる放射パターンは、当該ループアンテナの位置を中心として、全方向へ放射する放射パターンとなり、強い指向特性はなく、全方向の電波を送受することが可能であり、移動通信用携帯端末として望ましい放射パターンが得られる。
1−1 導体基板
1−2 放射導体
1−3 接地点とする端部
1−4 給電点とする端部
1−5 第1のスリット
1−6 第2のスリット

Claims (4)

  1. 導体基板に面して配置され、両端部が開放端の放射導体を有するループアンテナであって、
    前記放射導体の両端部のうち、前記導体基板の周辺端側に位置する端部は、接地点として前記導体基板に接続され、前記導体基板の内部側に位置する端部は、給電点として給電線と接続され、
    前記導体基板は、前記接地点と前記給電点との間に、前記導体基板の周辺端側に位置する前記放射導体に沿って設けた第1のスリットと、前記給電点を該第1のスリットとで挟むように、前記導体基板の内部側に位置する前記放射導体に沿って設けた第2のスリットと、を有することを特徴とするループアンテナ。
  2. 前記導体基板は矩形状の形状を有し、前記放射導体、第1のスリット及び第2のスリットを含むループアンテナの構造体を、該導体基板のコーナー部に配置したことを特徴とする請求項1に記載のループアンテナ。
  3. 前記第1のスリットと前記第2のスリットとの間隔を、前記給電線の線路幅の少なくとも10倍としたことを特徴とする請求項1又は2に記載のループアンテナ。
  4. 前記給電線をストリップラインとしたことを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載のループアンテナ。
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JPH06104624A (ja) * 1992-09-17 1994-04-15 Sharp Corp ループアンテナ
JPH08274532A (ja) * 1995-03-31 1996-10-18 Anten Kk 携帯無線機用アンテナ
JP2000031724A (ja) * 1998-07-09 2000-01-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd 表面実装アンテナとそれを用いた無線通信装置
WO2008142901A1 (ja) * 2007-05-17 2008-11-27 Murata Manufacturing Co., Ltd. アンテナ装置及び無線通信機
US20100039327A1 (en) * 2008-08-12 2010-02-18 Chung-Wen Yang Digital television antenna
JP5149232B2 (ja) * 2009-03-31 2013-02-20 株式会社日本自動車部品総合研究所 アンテナ装置
JP5413743B2 (ja) * 2010-07-26 2014-02-12 株式会社デンソー アンテナ装置

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