(57)【要約】  放射器（１００）は、ループ状の放射導体（１，２）と、インダクタ（Ｌ１）と、キャパシタと、放射導体（１）上に設けられた給電点（Ｐ１）とを備える。キャパシタは放射導体（１，２）間に生じる容量によって形成され、この容量は、放射導体（１，２）が互いに近接した部分における放射導体（１，２）上の位置に応じて変化する。放射器（１００）は、インダクタ（Ｌ１）及びキャパシタを含み、放射導体のループに沿う第１の部分が低域共振周波数（ｆ１）で共振し、放射導体のループに沿った区間であって、キャパシタを含み、インダクタ（Ｌ１）を含まず、給電点（Ｐ１）とインダクタ（Ｌ１）との間に延在する区間を含む第２の部分が高域共振周波数（ｆ２）で共振するように構成される。
2012124248.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの放射器を備えたアンテナ装置において、
上記各放射器は、
ループ状の放射導体と、
上記放射導体のループに沿って所定位置に挿入された少なくとも１つのキャパシタと、
上記放射導体のループに沿って、上記キャパシタの位置とは異なる所定位置に挿入された少なくとも１つのインダクタと、
上記放射導体上に設けられた給電点とを備え、
上記放射導体は、少なくとも第１の放射導体と第２の放射導体とを含み、
上記少なくとも１つのキャパシタのうちの第１のキャパシタは、上記第１及び第２の放射導体の間に生じる容量によって形成され、上記第１及び第２の放射導体の間に生じる容量は、上記第１及び第２の放射導体が互いに近接した部分における上記第１及び第２の放射導体上の位置に応じて変化し、
上記各放射器は、
上記インダクタ及び上記キャパシタを含み、上記放射導体のループに沿う当該放射器の部分が第１の周波数で共振し、
上記放射導体のループに沿った区間であって、上記少なくとも１つのキャパシタのうちの少なくとも１つを含み、上記インダクタを含まず、上記給電点と上記インダクタとの間に延在する区間を含む当該放射器の部分が、上記第１の周波数より高い第２の周波数で共振するように構成されたことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
上記各放射器の上記第１のキャパシタにおいて、上記第１及び第２の放射導体が互いに近接して重なりあう部分における上記第１及び第２の放射導体の少なくとも一方はテーパー形状を有し、上記第１及び第２の放射導体が互いに近接して重なりあう部分の区分的な面積は上記第１及び第２の放射導体上の位置に応じて変化することを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
【請求項３】
上記各放射器の上記第１のキャパシタにおいて、上記第１及び第２の放射導体の間の距離は上記第１及び第２の放射導体上の位置に応じて変化することを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
【請求項４】
上記各放射器の上記第１のキャパシタにおいて、上記第１及び第２の放射導体の間に誘電体が設けられ、上記誘電体の誘電率は上記第１及び第２の放射導体上の位置に応じて変化することを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
【請求項５】
上記各放射器の上記第１のキャパシタにおいて、上記第１及び第２の放射導体の少なくとも一方はテーパー形状を有することを特徴とする請求項１〜４のうちのいずれか１つに記載のアンテナ装置。
【請求項６】
上記アンテナ装置は整合回路をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜５のうちのいずれか１つに記載のアンテナ装置。
【請求項７】
上記各放射器は、上記放射導体のループに沿って、上記第１のキャパシタよりも上記給電点に近接した位置に挿入された第２のキャパシタをさらに備え、上記第２のキャパシタの容量は上記第１のキャパシタの容量よりも大きいことを特徴とする請求項１〜６のうちのいずれか１つに記載のアンテナ装置。
【請求項８】
上記各放射器は、上記第１及び第２のキャパシタの間において上記放射導体のループの外周に接続された延長導体をさらに備え、
上記各放射器は、
上記インダクタ及び上記第１及び第２のキャパシタを含み、上記放射導体のループに沿う当該放射器の部分が上記第１の周波数で共振し、
上記放射導体のループに沿った区間であって、上記第２のキャパシタを含み、上記インダクタを含まず、上記給電点と上記第１のキャパシタとの間に延在する区間を含む当該放射器の部分が、上記第２の周波数で共振し、
上記放射導体のループに沿った区間であって、上記第２のキャパシタを含み、上記インダクタを含まず、上記給電点と上記第１のキャパシタとの間に延在する区間と、上記延長導体とを含む当該放射器の部分が、上記第１及び第２の周波数の間の第３の周波数で共振するように構成されたことを特徴とする請求項７記載のアンテナ装置。
【請求項９】
上記各放射器は、上記第１及び第２のキャパシタの間において上記放射導体のループの内周に設けられたスリットをさらに備え、
上記各放射器は、
上記インダクタ及び上記第１及び第２のキャパシタを含み、上記スリットを含み、上記放射導体のループに沿う当該放射器の部分が上記第１の周波数で共振し、
上記放射導体のループに沿った区間であって、上記第２のキャパシタを含み、上記インダクタを含まず、上記給電点と上記第１のキャパシタとの間に延在する区間を含む当該放射器の部分が、上記第２の周波数で共振し、
上記放射導体のループに沿った区間であって、上記第２のキャパシタを含み、上記インダクタを含まず、上記給電点と上記第１のキャパシタとの間に延在する区間と、上記スリットとを含む当該放射器の部分が、上記第１及び第２の周波数の間の第３の周波数で共振するように構成されたことを特徴とする請求項７記載のアンテナ装置。
【請求項１０】
上記放射導体は少なくとも１カ所で折り曲げられていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載のアンテナ装置。
【請求項１１】
上記少なくとも１つのインダクタはチップ型アンテナ素子を含み、上記チップ型アンテナ素子は、棒状の誘電体部材と、上記誘電体部材の長手方向に沿った面上に螺線状に形成された放射素子と、上記誘電体部材の両端で上記放射素子にそれぞれ接続された第１及び第２の電極とを備えたことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１つに記載のアンテナ装置。
【請求項１２】
上記少なくとも１つのインダクタはストリップ導体で構成されたインダクタを含むことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１つに記載のアンテナ装置。
【請求項１３】
上記少なくとも１つのインダクタはメアンダ状導体で構成されたインダクタを含むことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１つに記載のアンテナ装置。
【請求項１４】
上記アンテナ装置は接地導体をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１つに記載のアンテナ装置。
【請求項１５】
上記アンテナ装置は、上記接地導体と、上記給電点に接続された給電線路とを備えたプリント配線基板を備え、
上記放射器は上記プリント配線基板上に形成されたことを特徴とする請求項１４記載のアンテナ装置。
【請求項１６】
上記アンテナ装置は、少なくとも一対の放射器を含むダイポールアンテナであることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１つに記載のアンテナ装置。
【請求項１７】
上記アンテナ装置は複数の放射器を備え、上記複数の放射器は、互いに異なる複数の第１の周波数と、互いに異なる複数の第２の周波数とを有することを特徴とする請求項１〜１６のいずれか１つに記載のアンテナ装置。
【請求項１８】
上記アンテナ装置は、互いに異なる信号源に接続された複数の放射器を備えたことを特徴とする請求項１〜１７のいずれか１つに記載のアンテナ装置。
【請求項１９】
上記アンテナ装置は、所定の基準軸に対して互いに対称に構成された放射導体をそれぞれ有する第１の放射器及び第２の放射器を備え、
上記第１及び第２の放射器の各給電点は、上記基準軸に対して対称な位置に設けられ、
上記第１及び第２の放射器の各放射導体は、上記基準軸に沿って上記第１の放射器の給電点及び上記第２の放射器の給電点から遠ざかるにつれて上記第１及び第２の放射器の間の距離が次第に増大する形状を有することを特徴とする請求項１８記載のアンテナ装置。
【請求項２０】
上記アンテナ装置は、第１の放射器及び第２の放射器を備え、上記第１及び第２の放射器の各放射導体のループは所定の基準軸に対して互いに実質的に対称に構成され、
上記第１及び第２の放射器の上記互いに対称な各放射導体のループに沿って上記各給電点から対応する向きに進むとき、上記第１の放射器では上記給電点、上記インダクタ、上記キャパシタが順に位置し、上記第２の放射器では上記給電点、上記キャパシタ、上記インダクタが順に位置することを特徴とする請求項１８又は１９記載のアンテナ装置。
【請求項２１】
請求項１〜２０のうちのいずれか１つに記載のアンテナ装置を備えたことを特徴とする無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として携帯電話機などの移動体通信用のアンテナ装置とそれを備えた無線通信装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機等の携帯無線通信装置の小型化、薄型化が急速に進んでいる。また、携帯無線通信装置は、従来の電話機として使用されるのみならず、電子メールの送受信やＷＷＷ（ワールドワイドウェブ）によるウェブページの閲覧などを行うデータ端末機に変貌を遂げている。取り扱う情報も従来の音声や文字情報から写真や動画像へと大容量化を遂げており、通信品質のさらなる向上が求められている。このような状況にあって、複数の無線通信方式をサポートするマルチバンドアンテナ装置や、小型のアンテナ装置が提案されている。さらに、これらのアンテナ装置を複数配置した場合において電磁結合を低減し、高速無線通信が可能なアレーアンテナ装置が提案されている。【０００３】
特許文献１の発明は、２周波共用アンテナにおいて、誘電体基板の表面にプリント化して形成された給電線路、該給電線路に接続する内側放射素子、および外側放射素子と、誘電体基板表面にプリント化して形成された内側放射素子と外側放射素子との間隙で両放射素子を接続するインダクタと、誘電体基板の裏面にプリント化して形成された給電線路、該給電線路に接続する内側放射素子、および外側放射素子と、誘電体基板裏面にプリント化して形成された内側放射素子と外側放射素子との間隙で両放射素子を接続するインダクタとを備えることを特徴とする。特許文献１の２周波共用アンテナによれば、放射素子間に設けられたインダクタと放射素子間の所定の容量とが並列共振回路を形成し、マルチバンドで動作することができる。【０００４】
特許文献２の発明は、マルチバンドアンテナにおいて、ＬＣ並列共振回路の両端に第１及び第２の放射エレメントを接続したアンテナ素子を備えてなるマルチバンドアンテナにおいて、前記ＬＣ並列共振回路はインダクタ自身の自己共振によって構成されていることを特徴とする。特許文献２のマルチバンドアンテナによれば、ホイップアンテナのインダクタ自身の自己共振によって構成されるＬＣ並列共振回路によりマルチバンドで動作することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１８５９３８号公報
【特許文献２】特開平１１−５５０２２号公報
【特許文献３】特許第４００３０７７号公報
【特許文献４】特許第４１４１６４５号公報
【特許文献５】特開２００５−０２６７４２号公報
【特許文献６】特開２００５−２２９３６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、携帯電話機によるデータ伝送の高速化のニーズが高まり、次世代携帯電話規格である３Ｇ−ＬＴＥ（３ｒｄ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ  Ｐｒｏｊｅｃｔ  Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）が検討されてきた。３Ｇ−ＬＴＥでは、無線伝送の高速化を実現するための新技術として、複数のアンテナを用いて複数のチャンネルの無線信号を空間分割多重により同時に送受信するＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｏｕｔｐｕｔ）アンテナ装置の採用が決定している。ＭＩＭＯアンテナ装置は、送信機側と受信機側で複数のアンテナを備え、空間的にデータストリームを多重することで伝送速度の高速化を可能にする。ＭＩＭＯアンテナ装置は複数のアンテナを同一の周波数で同時に動作させるので、小型な携帯電話機内にアンテナが近接して実装される状況下ではアンテナ間の電磁結合が非常に強くなる。アンテナ間の電磁結合が強くなるとアンテナの放射効率が劣化する。それに伴い、受信電波が弱くなり伝送速度の低下を招く。そのため、複数のアンテナを近接配置した状態で低結合なアレーアンテナが必要となる。また、ＭＩＭＯアンテナ装置は、空間分割多重を実現するために、指向性又は偏波特性などを相違させることにより、互いに低相関である複数の無線信号の送受信を同時に実行する必要がある。さらに、通信の高速化のためアンテナの広帯域化技術が求められている。【０００７】
特許文献１の２周波共用アンテナでは、低域の動作周波数を低くするには、放射素子が大きくなってしまう。また、内側放射素子と外側放射素子との間のスリットは放射に寄与しない。【０００８】
特許文献２のマルチバンドアンテナでは、低域動作させるためには放射エレメントの素子長を長くしなければならない。また、ＬＣ並列共振回路は放射に寄与できない。【０００９】
従って、マルチバンド化と小型化との両方を達成することができるアンテナ装置を提供することが望まれる。【００１０】
本発明の目的は、以上の問題点を解決し、マルチバンド化と小型化との両方を達成することができるアンテナ装置を提供し、また、そのようなアンテナ装置を備えた無線通信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の第１の態様に係るアンテナ装置は、
少なくとも１つの放射器を備えたアンテナ装置において、
上記各放射器は、
ループ状の放射導体と、
上記放射導体のループに沿って所定位置に挿入された少なくとも１つのキャパシタと、
上記放射導体のループに沿って、上記キャパシタの位置とは異なる所定位置に挿入された少なくとも１つのインダクタと、
上記放射導体上に設けられた給電点とを備え、
上記放射導体は、少なくとも第１の放射導体と第２の放射導体とを含み、
上記少なくとも１つのキャパシタのうちの第１のキャパシタは、上記第１及び第２の放射導体の間に生じる容量によって形成され、上記第１及び第２の放射導体の間に生じる容量は、上記第１及び第２の放射導体が互いに近接した部分における上記第１及び第２の放射導体上の位置に応じて変化し、
上記各放射器は、
上記インダクタ及び上記キャパシタを含み、上記放射導体のループに沿う当該放射器の部分が第１の周波数で共振し、
上記放射導体のループに沿った区間であって、上記少なくとも１つのキャパシタのうちの少なくとも１つを含み、上記インダクタを含まず、上記給電点と上記インダクタとの間に延在する区間を含む当該放射器の部分が、上記第１の周波数より高い第２の周波数で共振するように構成されたことを特徴とする。【００１２】
上記アンテナ装置の上記各放射器の上記第１のキャパシタにおいて、上記第１及び第２の放射導体が互いに近接して重なりあう部分における上記第１及び第２の放射導体の少なくとも一方はテーパー形状を有し、上記第１及び第２の放射導体が互いに近接して重なりあう部分の区分的な面積は上記第１及び第２の放射導体上の位置に応じて変化することを特徴とする。【００１３】
上記アンテナ装置の上記各放射器の上記第１のキャパシタにおいて、上記第１及び第２の放射導体の間の距離は上記第１及び第２の放射導体上の位置に応じて変化することを特徴とする。【００１４】
上記アンテナ装置の上記各放射器の上記第１のキャパシタにおいて、上記第１及び第２の放射導体の間に誘電体が設けられ、上記誘電体の誘電率は上記第１及び第２の放射導体上の位置に応じて変化することを特徴とする。【００１５】
上記アンテナ装置の上記各放射器の上記第１のキャパシタにおいて、上記第１及び第２の放射導体の少なくとも一方はテーパー形状を有することを特徴とする。【００１６】
上記アンテナ装置は整合回路をさらに備えたことを特徴とする。【００１７】
上記アンテナ装置において、上記各放射器は、上記放射導体のループに沿って、上記第１のキャパシタよりも上記給電点に近接した位置に挿入された第２のキャパシタをさらに備え、上記第２のキャパシタの容量は上記第１のキャパシタの容量よりも大きいことを特徴とする。【００１８】
上記アンテナ装置において、
上記各放射器は、上記第１及び第２のキャパシタの間において上記放射導体のループの外周に接続された延長導体をさらに備え、
上記各放射器は、
上記インダクタ及び上記第１及び第２のキャパシタを含み、上記放射導体のループに沿う当該放射器の部分が上記第１の周波数で共振し、
上記放射導体のループに沿った区間であって、上記第２のキャパシタを含み、上記インダクタを含まず、上記給電点と上記第１のキャパシタとの間に延在する区間を含む当該放射器の部分が、上記第２の周波数で共振し、
上記放射導体のループに沿った区間であって、上記第２のキャパシタを含み、上記インダクタを含まず、上記給電点と上記第１のキャパシタとの間に延在する区間と、上記延長導体とを含む当該放射器の部分が、上記第１及び第２の周波数の間の第３の周波数で共振するように構成されたことを特徴とする。【００１９】
上記アンテナ装置において、
上記各放射器は、上記第１及び第２のキャパシタの間において上記放射導体のループの内周に設けられたスリットをさらに備え、
上記各放射器は、
上記インダクタ及び上記第１及び第２のキャパシタを含み、上記スリットを含み、上記放射導体のループに沿う当該放射器の部分が上記第１の周波数で共振し、
上記放射導体のループに沿った区間であって、上記第２のキャパシタを含み、上記インダクタを含まず、上記給電点と上記第１のキャパシタとの間に延在する区間を含む当該放射器の部分が、上記第２の周波数で共振し、
上記放射導体のループに沿った区間であって、上記第２のキャパシタを含み、上記インダクタを含まず、上記給電点と上記第１のキャパシタとの間に延在する区間と、上記スリットとを含む当該放射器の部分が、上記第１及び第２の周波数の間の第３の周波数で共振するように構成されたことを特徴とする。【００２０】
上記アンテナ装置において、上記放射導体は少なくとも１カ所で折り曲げられていることを特徴とする。【００２１】
上記アンテナ装置において、上記少なくとも１つのインダクタはチップ型アンテナ素子を含み、上記チップ型アンテナ素子は、棒状の誘電体部材と、上記誘電体部材の長手方向に沿った面上に螺線状に形成された放射素子と、上記誘電体部材の両端で上記放射素子にそれぞれ接続された第１及び第２の電極とを備えたことを特徴とする。【００２２】
上記アンテナ装置において、上記少なくとも１つのインダクタはストリップ導体で構成されたインダクタを含むことを特徴とする。【００２３】
上記アンテナ装置において、上記少なくとも１つのインダクタはメアンダ状導体で構成されたインダクタを含むことを特徴とする。【００２４】
上記アンテナ装置は接地導体をさらに備えたことを特徴とする。【００２５】
上記アンテナ装置は、上記接地導体と、上記給電点に接続された給電線路とを備えたプリント配線基板を備え、
上記放射器は上記プリント配線基板上に形成されたことを特徴とする。【００２６】
上記アンテナ装置は、少なくとも一対の放射器を含むダイポールアンテナであることを特徴とする。【００２７】
上記アンテナ装置は複数の放射器を備え、上記複数の放射器は、互いに異なる複数の第１の周波数と、互いに異なる複数の第２の周波数とを有することを特徴とする。【００２８】
上記アンテナ装置は、互いに異なる信号源に接続された複数の放射器を備えたことを特徴とする。【００２９】
上記アンテナ装置は、所定の基準軸に対して互いに対称に構成された放射導体をそれぞれ有する第１の放射器及び第２の放射器を備え、
上記第１及び第２の放射器の各給電点は、上記基準軸に対して対称な位置に設けられ、
上記第１及び第２の放射器の各放射導体は、上記基準軸に沿って上記第１の放射器の給電点及び上記第２の放射器の給電点から遠ざかるにつれて上記第１及び第２の放射器の間の距離が次第に増大する形状を有することを特徴とする。【００３０】
上記アンテナ装置は、第１の放射器及び第２の放射器を備え、上記第１及び第２の放射器の各放射導体のループは所定の基準軸に対して互いに実質的に対称に構成され、
上記第１及び第２の放射器の上記互いに対称な各放射導体のループに沿って上記各給電点から対応する向きに進むとき、上記第１の放射器では上記給電点、上記インダクタ、上記キャパシタが順に位置し、上記第２の放射器では上記給電点、上記キャパシタ、上記インダクタが順に位置することを特徴とする。【００３１】
本発明の第２の態様に係る無線通信装置によれば、第１の態様に係るアンテナ装置を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００３２】
本発明のアンテナ装置によれば、小型かつ簡単な構成でありながら、マルチバンドで動作可能なアンテナ装置を提供することができる。また、本発明のアンテナ装置は、複数の放射器を備えた場合には、アンテナ素子間で互いに低結合であり、複数の無線信号を同時に送受信するように動作可能である。また、本発明によれば、そのようなアンテナ装置を備えた無線通信装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るアンテナ装置を示す概略図である。
【図２】図１のアンテナ装置が低域共振周波数ｆ１で動作するときの電流経路を示す図である。
【図３】図１のアンテナ装置が高域共振周波数ｆ２で動作するときの電流経路を示す図である。
【図４】図１のアンテナ装置の等価回路を示す図である。
【図５】本発明の動作原理を説明するための第１の比較例に係るアンテナ装置を示す概略図である。
【図６】図５のアンテナ装置が低域共振周波数ｆ１で動作するときの電流経路を示す図である。
【図７】図５のアンテナ装置が高域共振周波数ｆ２で動作するときの電流経路を示す図である。
【図８】図５のアンテナ装置が低域共振周波数ｆ１で動作するときのインダクタＬ１及びキャパシタＣ１による整合効果を説明するための図である。
【図９】図５のアンテナ装置が高域共振周波数ｆ２で動作するときのインダクタＬ１及びキャパシタＣ１による整合効果を説明するための図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態の第１の変形例に係るアンテナ装置を示す概略図である。
【図１１】本発明の第１の実施形態の第２の変形例に係るアンテナ装置を示す概略図である。
【図１２】本発明の第１の実施形態の第３の変形例に係るアンテナ装置を示す概略図である。
【図１３】本発明の第１の実施形態の第４の変形例に係るアンテナ装置を示す概略図である。
【図１４】本発明の第１の実施形態の第５の変形例に係るアンテナ装置を示す概略図である。
【図１５】本発明の第１の実施形態の第６の変形例に係るアンテナ装置を示す概略図である。
【図１６】本発明の第１の実施形態の第７の変形例に係るアンテナ装置を示す概略図である。
【図１７】複数のキャパシタを設けることの効果を説明するための本発明の第２の比較例に係るアンテナ装置を示す概略図であって、アンテナ装置が低域共振周波数ｆ１で動作するときの電流経路を示す図である。
【図１８】図１７のアンテナ装置が高域共振周波数ｆ２で動作するときの電流経路を示す図である。
【図１９】本発明の第１の実施形態の第８の変形例に係るアンテナ装置を示す概略図である。
【図２０】本発明の第１の実施形態の第９の変形例に係るアンテナ装置を示す概略図である。
【図２１】本発明の第１の実施形態の第１０の変形例に係るアンテナ装置を示す概略図である。
【図２２】本発明の第２の実施形態に係るアンテナ装置を示す概略図である。
【図２３】図２２のアンテナ装置が低域共振周波数ｆ１で動作するときの電流経路を示す図である。
【図２４】図２２のアンテナ装置が中域共振周波数ｆ３で動作するときの電流経路を示す図である。
【図２５】図２２のアンテナ装置が高域共振周波数ｆ２で動作するときの電流経路を示す図である。
【図２６】本発明の第２の実施形態の変形例に係るアンテナ装置を示す概略図である。
【図２７】図２６のアンテナ装置が低域共振周波数ｆ１で動作するときの電流経路を示す図である。
【図２８】図２６のアンテナ装置が中域共振周波数ｆ３で動作するときの電流経路を示す図である。
【図２９】図２６のアンテナ装置が高域共振周波数ｆ２で動作するときの電流経路を示す図である。
【図３０】本発明の第３の実施形態に係るアンテナ装置を示す概略図である。
【図３１】本発明の第３の実施形態の第１の変形例に係るアンテナ装置を示す概略図である。
【図３２】比較例に係るアンテナ装置を示す概略図である。
【図３３】本発明の第３の実施形態の第２の変形例に係るアンテナ装置を示す概略図である。
【図３４】図３０のアンテナ装置が低域共振周波数ｆ１で動作するときの電流経路を示す図である。
【図３５】図３０のアンテナ装置が高域共振周波数ｆ２で動作するときの電流経路を示す図である。
【図３６】図３３のアンテナ装置が低域共振周波数ｆ１で動作するときの電流経路を示す図である。
【図３７】図３３のアンテナ装置が高域共振周波数ｆ２で動作するときの電流経路を示す図である。
【図３８】本発明の第４の実施形態に係るアンテナ装置を示す斜視図である。
【図３９】図３８の放射器１１０Ａの放射導体１ｄの展開図である。
【図４０】図３８の放射器１１０Ａの放射導体２の展開図である。
【図４１】図３８のアンテナ装置の反射係数及び通過係数を表すＳパラメータＳ１１，Ｓ２１の周波数特性を示すグラフである。
【図４２】図３８のアンテナ装置の反射係数を表すＳパラメータＳ１１の周波数特性を示す表である。
【図４３】図３８のアンテナ装置の放射効率を示す表である。
【図４４】本発明の第４の実施形態の変形例に係るアンテナ装置を示す斜視図である。
【図４５】図４４の放射器１１１Ａの放射導体１ｅの展開図である。
【図４６】図４４の放射器１１１Ａの放射導体２の展開図である。
【図４７】図４４のアンテナ装置の反射係数及び通過係数を表すＳパラメータＳ１１，Ｓ２１の周波数特性を示すグラフである。
【図４８】図４４のアンテナ装置の反射係数を表すＳパラメータＳ１１の周波数特性を示す表である。
【図４９】図４４のアンテナ装置の放射効率を示す表である。
【図５０】本発明の第４の実施形態の比較例に係るアンテナ装置を示す斜視図である。
【図５１】図５０のアンテナ装置の放射器２２０Ａの詳細構成を示す展開図である。
【図５２】図５０のアンテナ装置の反射係数及び通過係数を表すＳパラメータＳ１１，Ｓ２１の周波数特性を示すグラフである。
【図５３】本発明の第５の実施形態に係るアンテナ装置を示す斜視図である。
【図５４】図５３の放射器１３１の回路を示す展開図である。
【図５５】図５３の放射器１３１の放射導体４１，４２，４３，４４，４５の詳細構成を示す展開図である。
【図５６】図５３の放射器１３１の等価回路を示す図である。
【図５７】図５３の放射器１３２の回路を示す展開図である。
【図５８】図５３の放射器１３２の放射導体５１，５２，５３，５４の詳細構成を示す展開図である。
【図５９】図５３の放射器１３２の等価回路を示す図である。
【図６０】図５３の放射器１３１，１３２のＶＳＷＲを示す表である。
【図６１】図５３の放射器１３１，１３２の放射効率を示す表である。
【図６２】本発明の第１の実施形態の第１１の変形例に係るアンテナ装置を示す概略図である。
【図６３】本発明の第１の実施形態の第１２の変形例に係るアンテナ装置を示す概略図である。
【図６４】本発明の第６の実施形態に係る無線通信装置であって、図１のアンテナ装置を備えた無線通信装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、同様の構成要素については同一の符号を付している。
【００３５】
第１の実施形態．
図１は、本発明の第１の実施形態に係るアンテナ装置を示す概略図である。図１のアンテナ装置は、単一の放射器１００をデュアルバンド動作させる。
【００３６】
図１において、放射器１００は、所定幅及び所定の電気長を有する第１の放射導体１と、所定幅及び所定の電気長を有する第２の放射導体２とを含む、実質的にループ状の放射導体を備える。放射器１００はさらに、放射導体のループに沿った所定の位置で放射導体１，２を互いに接続するインダクタＬ１を有する。放射器１００はさらに、放射導体１，２間に生じる容量によって形成されたキャパシタを有する。従って、放射器１００において、放射導体１，２とインダクタＬ１と放射導体１，２間のキャパシタとにより、中央の中空の部分を包囲するループが形成される。言い換えると、ループ状の放射導体の所定の位置にキャパシタが挿入され、キャパシタが挿入された位置とは異なる位置においてインダクタＬ１が挿入されている。放射導体１，２間に生じる容量は、放射導体１，２が互いに近接した部分における放射導体１，２上の位置に応じて変化する。図２〜図４では、この位置に応じて変化する容量を、説明のために仮想的なキャパシタＣ１ａ〜Ｃ１ｃとして示すが、実際には、放射導体１，２間には、位置に応じて連続的に変化する容量を有する無数の仮想的なキャパシタが存在するとみなすことができる。低域共振周波数ｆ１及び高域共振周波数ｆ２の高周波信号を発生する信号源Ｑ１は、放射導体１上の給電点Ｐ１に接続されるとともに、放射器１００に近接して設けられた接地導体Ｇ１上の接続点Ｐ２に接続される。信号源Ｑ１は、図１のアンテナ装置に接続された無線通信回路を概略的に示し、低域共振周波数ｆ１及び高域共振周波数ｆ２のいずれかで放射器１００を励振させる。必要に応じて、アンテナ装置と無線通信回路との間にさらに整合回路（図示せず）が接続されてもよい。放射器１００において、低域共振周波数ｆ１で励振するときの電流経路は、高域共振周波数ｆ２で励振するときの電流経路とは異なり、これにより、効果的にデュアルバンド動作を実現することができる。
【００３７】
まず、図５〜図９を参照して、図１のアンテナ装置の動作原理を説明する。図５は、本発明の動作原理を説明するための第１の比較例に係るアンテナ装置を示す概略図である。図５のアンテナ装置の放射器２００は、図１の放射導体１，２間に生じる容量によって形成されたキャパシタに代えて、ディスクリートなキャパシタＣ１を備える。放射器２００は、所定幅及び所定の電気長を有する第１の放射導体２０１と、所定幅及び所定の電気長を有する第２の放射導体２０２と、所定の位置で放射導体２０１，２０２を互いに接続するキャパシタＣ１と、キャパシタＣ１とは異なる位置で放射導体２０１，２０２を互いに接続するインダクタＬ１とを有する。放射器２００において、放射導体２０１，２０２とキャパシタＣ１とインダクタＬ１とにより、中央の中空の部分を包囲するループが形成される。言い換えると、ループ状の放射導体の所定の位置にキャパシタＣ１が挿入され、キャパシタＣ１が挿入された位置とは異なる位置においてインダクタＬ１が挿入されている。信号源Ｑ１は、放射導体２０１上の給電点Ｐ１に接続されるとともに、放射器２００に近接して設けられた接地導体Ｇ１上の接続点Ｐ２に接続される。
【００３８】
図６は、図５のアンテナ装置が低域共振周波数ｆ１で動作するときの電流経路を示す図である。低い周波数成分を有する電流は、インダクタは通過できる（低インピーダンス）がキャパシタは通過しづらい（高インピーダンス）という性質がある。このため、アンテナ装置が低域共振周波数ｆ１で動作するときの電流Ｉ１は、インダクタＬ１を含み、ループ状の放射導体に沿う経路を流れる。詳しくは、電流Ｉ１は、放射導体２０１において給電点Ｐ１からインダクタＬ１に接続された点まで流れ、インダクタＬ１を通り、放射導体２０２においてインダクタＬ１に接続された点からキャパシタＣ１に接続された点まで流れる。さらに、キャパシタＣ１の両端の電位差に起因して放射導体２０１においてキャパシタＣ１に接続された点から給電点Ｐ１まで電流が流れて、電流Ｉ１に接続される。このため、実質的には、電流Ｉ１はキャパシタＣ１も通るとみなすことができる。電流Ｉ１は、ループ状の放射導体において、中央の中空の部分に近接した内側エッジを強く流れる。また、接地導体Ｇ１上の放射器２００に近接した部分において、接続点Ｐ２に向かって電流Ｉ０が流れる。放射器２００は、アンテナ装置が低域共振周波数ｆ１で動作するとき、図２に示すような電流経路で電流Ｉ１が流れ、ループ状の放射導体及びインダクタＬ１及びキャパシタＣ１を含む当該放射器２００の部分が低域共振周波数ｆ１で共振するように構成される。詳しくは、放射器２００は、放射導体２０１において給電点Ｐ１からインダクタＬ１に接続された点までの電気長と、給電点Ｐ１からキャパシタＣ１に接続された点までの電気長と、インダクタＬ１の電気長と、キャパシタＣ１の電気長と、放射導体２０２においてインダクタＬ１に接続された点からキャパシタＣ１に接続された点までの電気長との和が、低域共振周波数ｆ１で共振する電気長になるように構成される。この共振する電気長は、例えば、低域共振周波数ｆ１の動作波長λ１の０．２〜０．２５倍である。アンテナ装置が低域共振周波数ｆ１で動作するとき、図２に示すような電流経路で電流Ｉ１が流れることにより、放射器２００はループアンテナモードで、すなわち磁流モードで動作する。
【００３９】
図７は、図５のアンテナ装置が高域共振周波数ｆ２で動作するときの電流経路を示す図である。高い周波数成分を有する電流は、キャパシタは通過できる（低インピーダンス）がインダクタは通過しづらい（高インピーダンス）という性質がある。このため、アンテナ装置が高域共振周波数ｆ２で動作するときの電流Ｉ２は、ループ状の放射導体に沿った区間であって、キャパシタＣ１を含み、インダクタＬ１を含まず、給電点とインダクタとの間に延在する区間にわたって流れる。すなわち、電流Ｉ２は、放射導体２０１において給電点Ｐ１からキャパシタＣ１に接続された点まで流れ、キャパシタＣ１を通り、放射導体２０２においてキャパシタＣ１に接続された点から所定位置（例えば、インダクタＬ１に接続された点）まで流れる。このとき、電流Ｉ２はループ状の放射導体の外周を強く流れる。接地導体Ｇ１上の放射器２００に近接した部分において、接続点Ｐ２に向かって（すなわち電流Ｉ２とは逆向きに）電流Ｉ０が流れる。放射器２００は、アンテナ装置が高域共振周波数ｆ２で動作するとき、図３に示すような電流経路で電流Ｉ２が流れ、ループ状の放射導体のうちの電流Ｉ２が流れる部分とキャパシタＣ１とを含む当該放射器２００の部分が高域共振周波数ｆ２で共振するように構成される。詳しくは、放射器２００は、放射導体２０１において給電点Ｐ１からキャパシタＣ１に接続された点までの電気長と、キャパシタＣ１の電気長と、放射導体２０２において電流Ｉ２が流れる部分の電気長（例えばキャパシタＣ１に接続された点からインダクタＬ１に接続された点までの電気長）との和が、高域共振周波数ｆ２で共振する電気長になるように構成される。この共振する電気長は、例えば、高域共振周波数ｆ２の動作波長λ２の０．２５倍である。アンテナ装置が高域共振周波数ｆ２で動作するとき、図３に示すような電流経路で電流Ｉ２が流れることにより、放射器２００はモノポールアンテナモードで、すなわち電流モードで動作する。
【００４０】
このように、図５のアンテナ装置は、低域共振周波数ｆ１で動作するときにはインダクタＬ１を通る電流経路を形成し、高域共振周波数ｆ２で動作するときにはキャパシタＣ１を通る電流経路を形成し、これにより効果的にデュアルバンド動作を実現する。放射器２００は、ループ状の電流経路を形成することで磁流モードで動作し、低域共振周波数ｆ１で共振する。一方、放射器２００は、非ループ状の電流経路（モノポールアンテナモード）を形成することで電流モードで動作し、高域共振周波数ｆ２で共振する。
【００４１】
図８は、図５のアンテナ装置が低域共振周波数ｆ１で動作するときのインダクタＬ１及びキャパシタＣ１による整合効果を説明するための図である。図９は、図５のアンテナ装置が高域共振周波数ｆ２で動作するときのインダクタＬ１及びキャパシタＣ１による整合効果を説明するための図である。低域共振周波数ｆ１及び高域共振周波数ｆ２は、インダクタＬ１及びキャパシタＣ１による整合効果（特にキャパシタＣ１による整合効果）を用いて調整可能である。アンテナ装置が低域共振周波数ｆ１で動作するとき、放射導体２０２においてインダクタＬ１に接続された点からキャパシタＣ１に接続された点まで流れる電流Ｉ１ｂと、放射導体２０１においてキャパシタＣ１に接続された点から給電点Ｐ１まで流れる電流Ｉ１ｃとは、放射導体２０１において給電点Ｐ１からインダクタＬ１に接続された点まで流れる電流Ｉ１ａと接続され、これにより、ループ状の電流経路が形成される。キャパシタＣ１の両端（放射導体２０１の側及び放射導体２０２の側）には電位差が生じるので、キャパシタＣ１の容量によりアンテナ装置の入力インピーダンスのリアクタンス成分を制御する効果がある。キャパシタＣ１の容量が大きいほど、放射器２００の共振周波数が低下する。一方、アンテナ装置が高域共振周波数ｆ２で動作するとき、電流は、放射導体２０１において給電点Ｐ１からキャパシタＣ１に接続された点まで流れ（電流Ｉ２ａ）、キャパシタＣ１を通り、放射導体２０２においてキャパシタＣ１に接続された点からインダクタＬ１に接続された点まで流れる（電流Ｉ２ｂ）。キャパシタＣ１は高い周波数成分を通過させるので、キャパシタＣ１の容量を小さくすると、電気長が短くなり放射器２００の共振周波数が高い周波数にシフトする。放射器２００において給電点Ｐ１の電圧が最小であるので、キャパシタＣ１を装荷する位置を給電点Ｐ１から離すことで、放射器２００の共振周波数を下げることができる。
【００４２】
一方、図１のアンテナ装置は、図５のアンテナ装置のキャパシタＣ１に代えて、位置に応じて変化する容量を有するキャパシタを備え、これにより、アンテナ装置の動作帯域幅を広帯域化する。
【００４３】
図２は、図１のアンテナ装置が低域共振周波数ｆ１で動作するときの電流経路を示す図である。図４は、図１のアンテナ装置の等価回路を示す図である。アンテナ装置が低域共振周波数ｆ１で動作するときの電流Ｉ１は、インダクタＬ１を含み、ループ状の放射導体に沿う経路を流れる。詳しくは、電流Ｉ１は、放射導体１において給電点Ｐ１からインダクタＬ１に接続された点まで流れ、インダクタＬ１を通り、放射導体２においてインダクタＬ１に接続された点から放射導体１，２間に所定容量を生じる位置（例えば仮想的なキャパシタＣ１ａが形成される位置）まで流れる。さらに、その位置における放射導体１，２間の電位差に起因して放射導体１上の対応する位置から給電点Ｐ１まで電流が流れて、電流Ｉ１に接続される。このため、実質的には、電流Ｉ１は放射導体１，２間のキャパシタ（例えば仮想的なキャパシタＣ１ａ〜Ｃ１ｃのいずれか１つ）も通るとみなすことができる。電流Ｉ１は、ループ状の放射導体において、中央の中空の部分に近接した内側エッジを強く流れる。また、接地導体Ｇ１上の放射器１００に近接した部分において、接続点Ｐ２に向かって電流Ｉ０が流れる。放射器１００は、アンテナ装置が低域共振周波数ｆ１で動作するとき、図２に示すような電流経路（ただし、仮想的なキャパシタＣ１ａ〜Ｃ１ｃのいずれか１つを通る電流経路）で電流Ｉ１が流れ、ループ状の放射導体及びインダクタＬ１及び放射導体１，２間のキャパシタを含む当該放射器１００の部分が低域共振周波数ｆ１で共振するように構成される。詳しくは、放射器１００は、放射導体１において給電点Ｐ１からインダクタＬ１に接続された点までの電気長と、インダクタＬ１の電気長と、放射導体１，２上の所定位置間に生じる容量によって形成されるキャパシタの電気長と、放射導体２においてインダクタＬ１に接続された点から当該キャパシタの位置までの電気長と、放射導体１において給電点Ｐ１から当該キャパシタの位置までの電気長との和が、低域共振周波数ｆ１で共振する電気長になるように構成される。この共振する電気長は、例えば、低域共振周波数ｆ１の動作波長λ１の０．２〜０．２５倍である。
【００４４】
アンテナ装置が低域共振周波数ｆ１で動作するとき、図２に示すような電流経路で電流Ｉ１が流れることにより、放射器１００はループアンテナモードで、すなわち磁流モードで動作する。放射器１００がループアンテナモードで動作することによって、小型形状でありながら長い共振長を確保できるので、アンテナ装置が低域共振周波数ｆ１で動作するときでも良好な特性を実現できる。また、放射器１００はループアンテナモードで動作するとき、高いＱ値を有する。ループ状の放射導体において、中央の中空の部分が広がるほど（すなわち、ループの径が大きくなるほど）、アンテナ装置の放射効率が向上する。
【００４５】
さらに、放射導体１，２間のキャパシタ、すなわち、位置に応じて変化する容量を有するキャパシタが共振することにより、放射器１００の低域周波数帯における動作帯域幅が増大する。
【００４６】
図３は、図１のアンテナ装置が高域共振周波数ｆ２で動作するときの電流経路を示す図である。アンテナ装置が高域共振周波数ｆ２で動作するときの電流Ｉ２は、ループ状の放射導体に沿った区間であって、放射導体１，２間のキャパシタを含み、インダクタＬ１を含まず、給電点Ｐ１とインダクタＬ１との間に延在する区間にわたって流れる。詳しくは、電流Ｉ２は、放射導体１において給電点Ｐ１から放射導体１，２間に所定容量を生じる位置（例えば仮想的なキャパシタＣ１ａが形成される位置）まで流れ、その位置において放射導体１，２間のキャパシタを通って放射導体２まで流れ、放射導体２において所定位置（例えば、放射導体２のコーナーの点）まで流れる。このとき、電流Ｉ２はループ状の放射導体の外周を強く流れる。接地導体Ｇ１上の放射器１００に近接した部分において、接続点Ｐ２に向かって（すなわち電流Ｉ２とは逆向きに）電流Ｉ０が流れる。放射器１００は、アンテナ装置が高域共振周波数ｆ２で動作するとき、図３に示すような電流経路（ただし、仮想的なキャパシタＣ１ａ〜Ｃ１ｃのいずれか１つを通る電流経路）で電流Ｉ２が流れ、ループ状の放射導体のうちの電流Ｉ２が流れる部分と放射導体１，２間のキャパシタとを含む当該放射器１００の部分が高域共振周波数ｆ２で共振するように構成される。詳しくは、放射器１００は、放射導体１，２上の所定位置間に生じる容量によって形成されるキャパシタの電気長と、放射導体１において給電点Ｐ１から当該キャパシタの位置までの電気長と、放射導体２において電流Ｉ２が流れる部分の電気長（例えば当該キャパシタの位置から放射導体２のコーナーの点までの電気長）との和が、高域共振周波数ｆ２で共振する電気長になるように構成される。この共振する電気長は、例えば、高域共振周波数ｆ２の動作波長λ２の０．２５倍である。
【００４７】
アンテナ装置が高域共振周波数ｆ２で動作するとき、図３に示すような電流経路で電流Ｉ２が流れることにより、放射器１００はモノポールアンテナモードで、すなわち電流モードで動作する。さらに、放射導体１，２間のキャパシタ、すなわち、位置に応じて変化する容量を有するキャパシタが共振することにより、放射器１００の高域周波数帯における動作帯域幅が増大する。
【００４８】
このように、図１のアンテナ装置は、低域共振周波数ｆ１で動作するときにはインダクタＬ１を通る電流経路を形成し、高域共振周波数ｆ２で動作するときには放射導体１，２間のキャパシタを通る電流経路を形成し、これにより効果的にデュアルバンド動作を実現する。放射器１００は、ループ状の電流経路を形成することで磁流モードで動作し、低域共振周波数ｆ１で共振する。一方、放射器１００は、非ループ状の電流経路（モノポールアンテナモード）を形成することで電流モードで動作し、高域共振周波数ｆ２で共振する。
【００４９】
また、図１のアンテナ装置は、低域周波数帯及び高域周波数帯のいずれにおいても、広帯域で動作することができるという格別の効果がある。
【００５０】
アンテナ装置の共振周波数の調整方法を以下のようにまとめることができる。低域共振周波数ｆ１を低くするためには、放射導体１，２間のキャパシタの容量を大きくすること、インダクタＬ１のインダクタンスを大きくすること、放射導体１の電気長を長くすること、放射導体２の電気長を長くすること、などが有効である。高域共振周波数ｆ２を低くするためには、放射導体２の電気長を長くすること、放射導体１，２間のキャパシタを給電点Ｐ１から離すこと、などが有効である。
【００５１】
なお、アンテナ装置が磁流モード及び電流モードのいずれで動作するのかを確実に切り換えるためには、アンテナ装置が低域共振周波数ｆ１及び高域共振周波数ｆ２のそれぞれで動作するときの各電流経路の電気長を明確に相違させる必要がある。このためには、放射導体１の電気長より放射導体２の電気長が長いほうが好ましい。また、放射導体１上における給電点Ｐ１からインダクタＬ１までの電気長及び給電点Ｐ１から放射導体１，２間のキャパシタまでの電気長を短くすると、アンテナ装置が低域共振周波数ｆ１で動作するときには給電点Ｐ１からインダクタＬ１に向かって電流が流れやすくなり、アンテナ装置が高域共振周波数ｆ２で動作するときには給電点Ｐ１からキャパシタに向かって電流が流れやすくなり、余分な方向へ向かって流れる電流が生じにくくなる。
【００５２】
従来技術では、低域共振周波数ｆ１（動作波長λ１）で動作するときに（λ１）／４程度のアンテナ素子長が必要であったところ、図１のアンテナ装置では、ループ状の電流経路を形成することにより、放射器１００の縦横の長さを（λ１）／１５程度まで小型化することができる。
【００５３】
また、図１のアンテナ装置では、図５のアンテナ装置のキャパシタＣ１が不要になるので、部品点数を削減できるという効果がある。
【００５４】
ループ状の放射導体と、放射導体のループに沿って所定位置に挿入されたキャパシタ及びインダクタとを備えたアンテナ装置として、例えば特許文献３の発明があった。しかしながら、特許文献３の発明は、キャパシタ及びインダクタにより並列共振回路を構成し、この並列共振回路は、周波数に応じて基本モードと高次モードとのいずれかで動作する。一方、本願発明は、放射器１００を動作周波数に応じてループアンテナモード及びモノポールアンテナモードのいずれかとして動作させるというまったく新規な原理に基づく。
【００５５】
放射器１００においてインダクタＬ１と放射導体１，２間のキャパシタとの間の距離を離して大きなループを形成すると、アンテナ装置の放射効率が向上する。
【００５６】
図１のアンテナ装置は、低域共振周波数ｆ１として８００ＭＨｚ帯の周波数（例えば８８０ＭＨｚ）を使用し、高域共振周波数ｆ２として２０００ＭＨｚ帯の周波数（例えば２１７０ＭＨｚ）を使用することができるが、これらの周波数に限定されるものではない。
【００５７】
図１等では、図示の簡単化のために、接地導体Ｇ１を小さなサイズで示しているが、図３８等に示すように、所望性能に応じて十分な大きさを有する接地導体Ｇ１を使用することは当業者には理解されるであろう。図１のアンテナ装置及び他の実施形態及び変形例のアンテナ装置は、プリント配線基板上に形成されてもよい。このとき、放射器１００及び接地導体Ｇ１は、誘電体基板上の導体パターンとして形成される。図１のアンテナ装置では、放射器１００を含む面と接地導体Ｇ１を含む面とが同一平面内にあるように示しているが、放射器１００及び接地導体Ｇ１の配置はこのようなものに限定されない。例えば、放射器１００を含む面が、接地導体Ｇ１を含む面に対して所定角度を有していてもよい。また、放射器１００の放射導体１，２が少なくとも１カ所で折り曲げられていてもよい。
【００５８】
図１のアンテナ装置によれば、放射器１００を動作周波数に応じてループアンテナモード及びモノポールアンテナモードのいずれかとして動作させることで、効果的にデュアルバンド動作を実現するとともに、アンテナ装置の小型化を達成することができる。また、図１のアンテナ装置は、低域周波数帯及び高域周波数帯のいずれにおいても、広帯域で動作することができる。
【００５９】
放射導体１，２間に生じる容量を、放射導体１，２が互いに近接した部分における放射導体１，２上の位置に応じて変化させるために、図１０〜図１２に示すようなさまざまな方法を用いることができる。
【００６０】
図１０は、本発明の第１の実施形態の第１の変形例に係るアンテナ装置を示す概略図である。図１０のアンテナ装置の放射器１０１において、放射導体１，２は距離ｄ１を有して互いに平行に設けられ、互いに近接して重なりあう部分を有する。この部分における放射導体１，２の少なくとも一方（図１０では放射導体１）はテーパー形状を有し、放射導体１，２が互いに近接して重なりあう部分のＹ方向の区分的な面積は、放射導体１，２上のＹ方向の位置に応じて変化する。放射導体１，２間に生じる容量は、この区分的な面積が変化するので、放射導体１，２が互いに近接した部分における放射導体１，２上の位置に応じて変化する。
【００６１】
図１１は、本発明の第１の実施形態の第２の変形例に係るアンテナ装置を示す概略図である。図１１のアンテナ装置の放射器１０２は、図１の放射導体１に代えて放射導体１ａを備え、放射導体１ａ，２の間の距離は放射導体１ａ，２のＹ方向の位置に応じて変化する（−Ｙ側の端部で距離ｄ２、＋Ｙ側の端部で距離ｄ３）。図１１では放射導体１ａは平面として示したが、曲面であってもよい。放射導体１ａ，２間に生じる容量は、この距離が変化するので、放射導体１ａ，２が互いに近接した部分における放射導体１ａ，２上の位置に応じて変化する。
【００６２】
図１２は、本発明の第１の実施形態の第３の変形例に係るアンテナ装置を示す概略図である。図１２のアンテナ装置の放射器１０３は、図１の放射導体１に代えて放射導体１ｂを備え、放射導体１ｂ，２は距離ｄ１を有して互いに平行に設けられる。放射導体１ｂ，２間には、異なる誘電率を有する誘電体Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３が設けられ、各誘電体Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３の誘電率は、放射導体１ｂ，２上のＹ方向の位置に応じて変化する（例えば、Ｄ１＜Ｄ２＜Ｄ３）。異なる誘電率を有する誘電体の個数は３つに限定されず、２つ、又は４つ以上であってもよい。放射導体１ｂ，２間に生じる容量は、この誘電率が変化するので、放射導体１ｂ，２が互いに近接した部分における放射導体１ｂ，２上の位置に応じて変化する。
【００６３】
放射導体１，２間の容量を変化させるために、図１０〜図１２に示す方法を組み合わせてもよい。
【００６４】
インダクタＬ１は、例えばディスクリートな回路素子を使用可能であるが、それに限定されるものではない。図１３は、本発明の第１の実施形態の第４の変形例に係るアンテナ装置を示す概略図である。図１３のアンテナ装置の放射器１０４は、図１のインダクタＬ１に代えて、ストリップ導体によって形成されるインダクタＬ１ａを備える。図１４は、本発明の第１の実施形態の第５の変形例に係るアンテナ装置を示す概略図である。図１４のアンテナ装置の放射器１０５は、図１のインダクタＬ１に代えて、メアンダ状導体によって形成されるインダクタＬ１ｂを備える。インダクタＬ１ａ，Ｌ１ｂを形成する導体の幅を細くするほど、また、導体の長さを長くするほど、インダクタＬ１ａ，Ｌ１ｂのインダクタンスは増加する。図１３及び図１４のアンテナ装置によれば、キャパシタ及びインダクタの両方を誘電体基板上の導体パターンとして形成することができるので、コストの削減や、製造ばらつきの低減といった効果がある。
【００６５】
図１５は、本発明の第１の実施形態の第６の変形例に係るアンテナ装置を示す概略図である。図１５のアンテナ装置の放射器１０６において、放射導体１ｃ，２とインダクタＬ１と放射導体１ｃ，２間のキャパシタとにより、中央の中空の部分を包囲するループが形成される。放射器１０６は、整合回路Ｍ１を介して給電点Ｐ１に接続されている。整合回路Ｍ１は、例えば、少なくとも１つのキャパシタ、少なくとも１つのインダクタ、又はそれらの組み合わせを含む。図１５のアンテナ装置は、整合回路Ｍ１を備えたことにより放射効率を向上できるという効果がある。
【００６６】
図１６は、本発明の第１の実施形態の第７の変形例に係るアンテナ装置を示す概略図である。図１６のアンテナ装置の放射器１０７において、放射導体１ｃ，２とインダクタＬ１とキャパシタＣ２と放射導体１ｃ，２間のキャパシタとにより、中央の中空の部分を包囲するループが形成される。従って、放射器１０７は、２つのキャパシタを備えている。キャパシタＣ２は、ループ状の放射導体に沿って、放射導体１ｃ，２間のキャパシタよりも給電点Ｐ１に近接した位置に挿入される。
【００６７】
ここで、ループ状の放射導体に複数のキャパシタを備えることの効果について説明する。
【００６８】
図５のアンテナ装置においてキャパシタＣ１の容量を小さくしたとき、アンテナ装置が低域共振周波数ｆ１で動作するときの帯域は広帯域化されるが、アンテナ装置の高域共振周波数ｆ２が高い周波数へシフトするので、アンテナ装置が所望の高域共振周波数（又は第２の実施形態で説明する中域共振周波数）で動作するときの効率は低下する。別の観点から説明すると、キャパシタＣ１の容量を小さくしたとき、給電点Ｐ１からはキャパシタＣ１のインピーダンスＺ１＝１／（ｊ・ω・Ｃ１）が大きく見えるので、アンテナ装置が高域共振周波数ｆ２で動作するときの電流Ｉ２が流れにくくなり、高域共振周波数ｆ２における効率が低下する。ここで、キャパシタＣ１の容量をＣ１で表し、キャパシタＣ１を流れる電流の角周波数をωで表す。一方、キャパシタＣ１の容量を大きくしたとき、アンテナ装置の高域共振周波数ｆ２は低い周波数へシフトし、アンテナ装置が所望の高域共振周波数（又は中域共振周波数）で動作するときの効率は向上するが、アンテナ装置が低域共振周波数ｆ１で動作するときの帯域は狭帯域化され、かつ低い周波数帯にシフトする。従って、アンテナ装置が所望の低域共振周波数で動作するときの効率が低下する。このように、キャパシタＣ１の容量に応じて、アンテナ装置が低域共振周波数ｆ１で動作するときの効率と、アンテナ装置が高域共振周波数ｆ２で動作するときの効率との間にトレードオフがある。
【００６９】
図１７は、複数のキャパシタを設けることの効果を説明するための本発明の第２の比較例に係るアンテナ装置を示す概略図であって、アンテナ装置が低域共振周波数ｆ１で動作するときの電流経路を示す図である。図１８は、図１７のアンテナ装置が高域共振周波数ｆ２で動作するときの電流経路を示す図である。図１７のアンテナ装置の放射器２１０において、放射導体２１１，２１２，２１３とインダクタＬ１とキャパシタＣ１，Ｃ２により、中央の中空の部分を包囲するループが形成される。図１７のように複数のキャパシタＣ１，Ｃ２を備えた場合、給電点Ｐ１に近いキャパシタＣ２の容量を、給電点Ｐ１から遠いキャパシタＣ２の容量よりも大きくする（Ｃ２＞Ｃ１）。特に、キャパシタＣ２の容量は、アンテナ装置が高域共振周波数ｆ２（又は中域共振周波数）で動作するときにキャパシタＣ２のインピーダンスＺ２＝１／（ｊ・ω・Ｃ２）が小さくなるように設定される。これにより、アンテナ装置が高域共振周波数ｆ２（又は中域共振周波数）で動作するときの電流Ｉ２は、給電点Ｐ１からキャパシタＣ２を通過して、少なくともキャパシタＣ１までは流れやすくなる。このとき、放射導体２１１の放射抵抗により、アンテナ装置が高域共振周波数ｆ２（又は中域共振周波数）で動作するときの効率が向上する。一方、キャパシタＣ１の容量は、アンテナ装置が低域共振周波数ｆ１で動作するとき、キャパシタＣ１，Ｃ２の合成インピーダンスＺ≒１／（ｊ・ω・Ｃ１）＋１／（ｊ・ω・Ｃ２）＝１／（ｊ・ω・Ｃ）が所望の大きさになるように設定される。ここで、Ｃは、直列接続されたキャパシタＣ１，Ｃ２の合成容量Ｃ＝Ｃ１×Ｃ２／（Ｃ１＋Ｃ２）を表す。これにより、アンテナ装置が低域共振周波数ｆ１及び高域共振周波数ｆ２のいずれで動作するときであっても、アンテナ装置の効率を向上することができる。
【００７０】
図１６のアンテナ装置では、図１７及び図１８を参照して説明した原理に従って、キャパシタＣ２の容量は、放射導体１ｃ，２間のキャパシタの容量よりも大きくされる。キャパシタＣ２を備えることにより、アンテナ装置が低域共振周波数ｆ１及び高域共振周波数ｆ２のいずれで動作するときであっても、アンテナ装置の効率を向上することができる。
【００７１】
本実施形態のアンテナ装置は、図１のように単一のキャパシタ（放射導体１，２間の１つのキャパシタ）及び単一のインダクタを備えることに限定されず、例えば、図１６のアンテナ装置のように２つのキャパシタを備えてもよい。放射器が、ループ状の放射導体に沿って所定位置に挿入された少なくとも１つのキャパシタ及び／又は少なくとも１つのインダクタを備える場合、放射器は、インダクタ及びキャパシタを含み、ループ状の放射導体に沿う当該放射器の第１の部分が低域共振周波数ｆ１で共振し、ループ状の放射導体に沿った区間であって、少なくとも１つのキャパシタのうちの少なくとも１つ（例えば図１６のキャパシタＣ２）を含み、インダクタを含まず、給電点とインダクタとの間に延在する区間を含む当該放射器の第２の部分が高域共振周波数ｆ２で共振するように構成される。放射器上の電流分布を考慮してキャパシタ及びインダクタを３つ以上の異なる位置に挿入することで、設計の際に低域共振周波数ｆ１及び高域共振周波数ｆ２の微調整が容易になるという効果がある。
【００７２】
ループ状の放射導体において、キャパシタ及びインダクタをさまざまな位置に挿入することができる。キャパシタがインダクタよりも接地導体Ｇ１に近接している場合、アンテナ装置が低域共振周波数ｆ１で動作するときの電流Ｉ１は、給電点Ｐ１から、ループ状の放射導体における接地導体Ｇ１に近接した位置まで流れ、アンテナ装置が高域共振周波数ｆ２で動作するときの電流Ｉ２は、給電点Ｐ１から、ループ状の放射導体における接地導体Ｇ１から遠隔した位置まで流れる。すなわち、電流Ｉ１の開放端が接地導体Ｇ１に近接しているのに対して、電流Ｉ２の開放端は接地導体Ｇ１から離れている。従って、アンテナ装置が高域共振周波数ｆ２で動作するときのＶＳＷＲは、アンテナ装置が低域共振周波数ｆ１で動作するときのＶＳＷＲよりも低くなり、アンテナ装置の整合がとりやすくなる。
【００７３】
また、インダクタがキャパシタよりも接地導体Ｇ１に近接している場合、アンテナ装置が低域共振周波数ｆ１で動作するときの電流Ｉ１は、給電点Ｐ１から、ループ状の放射導体における接地導体Ｇ１から遠隔した位置まで流れ、アンテナ装置が高域共振周波数ｆ２で動作するときの電流Ｉ２は、給電点Ｐ１から、ループ状の放射導体における接地導体Ｇ１に近接した位置まで流れる。すなわち、電流Ｉ２の開放端が接地導体Ｇ１に近接しているのに対して、電流Ｉ１の開放端は接地導体Ｇ１から離れている。従って、アンテナ装置が低域共振周波数ｆ１で動作するときのＶＳＷＲは、アンテナ装置が高域共振周波数ｆ２で動作するときのＶＳＷＲよりも低くなり、アンテナ装置の整合がとりやすくなる。
【００７４】
また、放射器のインダクタとキャパシタとを、ループ状の放射導体に沿って、放射導体と接地導体Ｇ１とが互いに近接した部分にそれぞれ設けて、給電点Ｐ１を、インダクタとキャパシタとの間に設けることができる。インダクタとキャパシタとの両方が接地導体Ｇ１に近接していると、給電点Ｐ１が設けられる放射導体は、図１の放射導体１と比較して短くなる。給電点Ｐ１が設けられる放射導体が短いことにより、アンテナ装置が低域共振周波数ｆ１で動作するときの電流経路と高域共振周波数ｆ２で動作するときの電流経路とが分離しやすくなる。また、インダクタとキャパシタとの両方が接地導体Ｇ１に近接している場合、アンテナ装置が低域共振周波数ｆ１で動作するときの電流Ｉ１は、給電点Ｐ１から、ループ状の放射導体における接地導体Ｇ１から遠隔した位置まで流れ、アンテナ装置が高域共振周波数ｆ２で動作するときの電流Ｉ２もまた、給電点Ｐ１から、ループ状の放射導体における接地導体Ｇ１から遠隔した位置まで流れる。すなわち、電流Ｉ１及び電流Ｉ２の開放端の両方が接地導体Ｇ１から離れている。従って、アンテナ装置が低域共振周波数ｆ１で動作するときのＶＳＷＲ及び高域共振周波数ｆ２で動作するときのＶＳＷＲの両方が低くなり、アンテナ装置の整合がとりやすくなる。
【００７５】
システム要件に応じてループ状の放射導体におけるインダクタ及びキャパシタの位置を選択することで、所望の無線通信装置に最適なマルチバンドアンテナを設計することができる。
【００７６】
図１９は、本発明の第１の実施形態の第８の変形例に係るアンテナ装置を示す概略図である。図１９は、マイクロストリップ線路の給電線路を備えたアンテナ装置を示す。図１９のアンテナ装置は、接地導体Ｇ１と、接地導体Ｇ１上に誘電体基板Ｂ１を介して設けられたストリップ導体Ｓ１とからなるマイクロストリップ線路の給電線路を備える。図１９のアンテナ装置は、アンテナ装置を低姿勢化するために平面構成を有してもよく、すなわち、プリント配線基板（図示せず）の裏面に接地導体Ｇ１を形成し、その表面にストリップ導体Ｓ１及び放射器１００を一体的に形成してもよい。給電線路はマイクロストリップ線路に限らず、コプレーナ線路、同軸線路などでもよい。
【００７７】
図２０は、本発明の第１の実施形態の第９の変形例に係るアンテナ装置を示す概略図である。図２０は、ダイポールアンテナとして構成されたアンテナ装置を示す。図２０の左側の放射器１００Ａは、図１の放射器１００と同様に構成される。図２０の右側の放射器１００Ｂもまた、図１の放射器１００と同様に構成され、第１の放射導体１１と、第２の放射導体１２と、インダクタＬ１１と、放射導体１１，１２間のキャパシタとを有する。信号源Ｑ１は、放射器１００Ａの給電点Ｐ１と放射器１００Ｂの給電点Ｐ１１とにそれぞれ接続される。図２０のアンテナ装置は、ダイポール構成を有することでバランスモードで動作することができ、不要輻射を抑圧することができる。
【００７８】
図２１は、本発明の第１の実施形態の第１０の変形例に係るアンテナ装置を示す概略図である。図２１は、４バンドのマルチバンドで動作可能なアンテナ装置を示す。図２１の左側の放射器１００Ｃは、図１の放射器１００と同様に構成される。図２１の右側の放射器１００Ｄもまた、図１の放射器１００と同様に構成され、第１の放射導体２１と、第２の放射導体２２と、インダクタＬ２１と、放射導体２１，２２間のキャパシタとを有する。ただし、放射器１００Ｄにおいて放射導体２１，２２とインダクタＬ２１と放射導体２１，２２間のキャパシタとにより形成されるループの電気長は、放射器１００Ｃにおいて放射導体１，２とインダクタＬ１と放射導体１，２間のキャパシタとにより形成されるループの電気長とは異なる。信号源Ｑ２１は、放射導体１上の給電点Ｐ１及び放射導体２１上の給電点Ｐ２１に接続されるとともに、接地導体Ｇ１上の接続点Ｐ２に接続される。信号源Ｑ２１は、低域共振周波数ｆ１及び高域共振周波数ｆ２の高周波信号を発生するとともに、低域共振周波数ｆ１とは異なる別の低域共振周波数ｆ２１と、高域共振周波数ｆ２とは異なる別の高域共振周波数ｆ２２とを発生する。放射器１００Ｃは、低域共振周波数ｆ１においてループアンテナモードで動作し、高域共振周波数ｆ２においてモノポールアンテナモードで動作する。また、放射器１００Ｄは、低域共振周波数ｆ２１においてループアンテナモードで動作し、高域共振周波数ｆ２２においてモノポールアンテナモードで動作する。これにより、図２１のアンテナ装置は、４バンドのマルチバンドで動作することができる。図２１のアンテナ装置によれば、さらに放射器を設けることにより、さらなるマルチバンド化が可能である。
【００７９】
放射導体１，２のそれぞれは、インダクタＬ１と放射導体１，２間のキャパシタとの間に所定の電気長を確保することができるのであれば、図１等に示す形状に限らず任意の形状を有していてもよい。例えば、図６２は、本発明の第１の実施形態の第１１の変形例に係るアンテナ装置を示す概略図である。図６２のアンテナ装置の放射器１０８において、放射導体１ｆ，２ａとインダクタＬ１と放射導体１ｆ，２ａ間のキャパシタとにより、中央の中空の部分を包囲するループが形成される。図６３は、本発明の第１の実施形態の第１２の変形例に係るアンテナ装置を示す概略図である。図６３のアンテナ装置の放射器１０９において、放射導体１，２ａとインダクタＬ１と放射導体１，２ａ間のキャパシタとにより、中央の中空の部分を包囲するループが形成される。図１、図６２、及び図６３に示すように、２つの放射導体が互いに近接した部分における少なくとも一方の放射導体がテーパー形状を有してもよい。
【００８０】
また、さらなる変形例として、例えば板状又は線状の放射導体を含む放射器を接地導体と平行に設けて、放射器の一部を接地導体に短絡することにより、本実施形態に係るアンテナ装置を逆Ｆ型アンテナ装置として構成することもできる（図示せず）。放射器の一部を接地導体と短絡することで放射抵抗を高くする効果があるが、本実施形態に係るアンテナ装置の基本的な動作原理を損なうものではない。
【００８１】
第２の実施形態．
図２２は、本発明の第２の実施形態に係るアンテナ装置を示す概略図である。図２２のアンテナ装置は、ループ状の放射導体の外周に接続された延長導体１ｄａをさらに備え、これにより、低域共振周波数ｆ１及び高域共振周波数ｆ２に加えて、その間の中域共振周波数ｆ３で動作する。
【００８２】
図２２において、放射器１１０は、所定幅及び所定の電気長を有する第１の放射導体１ｄと、所定幅及び所定の電気長を有する第２の放射導体２とを含む、実質的にループ状の放射導体を備える。放射器１１０はさらに、放射導体のループに沿った所定の位置で放射導体１ｄ，２を互いに接続するキャパシタＣ２及びインダクタＬ１，Ｌ２を有する。キャパシタＣ２及びインダクタＬ１，Ｌ２はこの順序で直列接続され、インダクタＬ１，Ｌ２間に給電点Ｐ１が設けられる。放射器１１０はさらに、放射導体１ｄ，２間に生じる容量によって形成されたキャパシタを有する。従って、放射導体１ｄ，２とインダクタＬ１，Ｌ２とキャパシタＣ２と放射導体１ｄ，２間のキャパシタとにより、中央の中空の部分を包囲するループが形成される。放射導体１ｄ，２間のキャパシタの容量は、図１の放射導体１，２間のキャパシタと同様に、放射導体１ｄ，２が互いに近接した部分における放射導体１ｄ，２上の位置に応じて変化する。図２３〜図２５では、この位置に応じて変化する容量を、図２〜図４と同様に仮想的なキャパシタＣ１ａ〜Ｃ１ｃとして示す。放射器１１０は、放射導体１ｄに接続された延長導体１ｄａをさらに備える。延長導体１ｄａは、キャパシタＣ２と放射導体１ｄ，２間のキャパシタとの間においてループ状の放射導体の外周に接続されている。低域共振周波数ｆ１、中域共振周波数ｆ３、及び高域共振周波数ｆ２の高周波信号を発生する信号源Ｑ１１は、放射器１１０上の給電点Ｐ１に接続されるとともに、放射器１１０に近接して設けられた接地導体Ｇ１上の接続点Ｐ２に接続される。キャパシタＣ２及びインダクタＬ２は、低域共振周波数ｆ１、中域共振周波数ｆ３、及び高域共振周波数ｆ２の微調整を行うための整合回路として動作する。インダクタＬ２は特に、高域共振周波数ｆ２の整合のために設けられている。放射器１１０において、低域共振周波数ｆ１で励振するときの電流経路と、中域共振周波数ｆ３で励振するときの電流経路と、高域共振周波数ｆ２で励振するときの電流経路とは互いに異なり、これにより、効果的にトリプルバンド動作を実現することができる。
【００８３】
例えば、図２２のアンテナ装置は、低域共振周波数ｆ１として８００ＭＨｚ帯の周波数を使用し、中域共振周波数ｆ３として１．５ＧＨｚ帯の周波数を使用し、高域共振周波数ｆ２として２ＧＨｚ帯の周波数を使用することができるが、これらの周波数に限定されるものではない。
【００８４】
なお、図２２では、給電点Ｐ１は、放射導体１ｄ，２上ではなく、インダクタＬ１，Ｌ２間の導体上に位置するように示しているが、本明細書では、この位置もループ状の放射導体の一部とみなす。放射器１１０は、インダクタＬ１，Ｌ２間に図１６の放射導体３と同様の追加の放射導体を備えてもよく、この追加の放射導体上に給電点Ｐ１を設けてもよい。
【００８５】
図２３は、図２２のアンテナ装置が低域共振周波数ｆ１で動作するときの電流経路を示す図である。放射器１１０は、アンテナ装置が低域共振周波数ｆ１で動作するとき、図２３に示すような電流経路（ただし、仮想的なキャパシタＣ１ａ〜Ｃ１ｃのいずれか１つを通る電流経路）で電流Ｉ１が流れ、ループ状の放射導体及びインダクタＬ１，Ｌ２及びキャパシタＣ２及び放射導体１ｄ，２間のキャパシタを含む当該放射器１１０の部分が低域共振周波数ｆ１で共振するように構成される。アンテナ装置が低域共振周波数ｆ１で動作するとき、図２３に示すような電流経路で電流Ｉ１が流れることにより、放射器１１０はループアンテナモードで動作する。
【００８６】
図２４は、図２２のアンテナ装置が中域共振周波数ｆ３で動作するときの電流経路を示す図である。放射器１１０は、アンテナ装置が中域共振周波数ｆ３で動作するとき、図２４に示すような電流経路で電流Ｉ３が流れ、ループ状の放射導体に沿った区間であって、キャパシタＣ２を含み、インダクタＬ１を含まず、給電点Ｐ１と放射導体１ｄ，２間のキャパシタとの間に延在する区間と、延長導体１ｄａとを含む当該放射器１１０の部分が、中域共振周波数ｆ３で共振するように構成される。電流Ｉ３が放射導体１ｄを流れるとき、ループ状の放射導体の内側エッジを強く流れる。アンテナ装置が中域共振周波数ｆ３で動作するとき、図２４に示すような電流経路で電流Ｉ３が流れることにより、放射器１１０はモノポールアンテナモード（第１のモノポールアンテナモード）で動作する。
【００８７】
図２５は、図２２のアンテナ装置が高域共振周波数ｆ２で動作するときの電流経路を示す図である。放射器１１０は、アンテナ装置が高域共振周波数ｆ２で動作するとき、図２５に示すような電流経路で電流Ｉ２が流れ、ループ状の放射導体に沿った区間であって、キャパシタＣ２を含み、インダクタＬ１を含まず、給電点Ｐ１と放射導体１ｄ，２間のキャパシタとの間に延在する区間を含む当該放射器１１０の部分（ただし延長導体１ｄａを含まない）が、高域共振周波数ｆ２で共振するように構成される。電流Ｉ２が放射導体１ｄを流れるとき、ループ状の放射導体の外周に沿って、すなわち接地導体Ｇ１に近接した部分を強く流れる。アンテナ装置が高域共振周波数ｆ２で動作するとき、図２５に示すような電流経路で電流Ｉ２が流れることにより、放射器１１０はモノポールアンテナモード（第２のモノポールアンテナモード）で動作する。
【００８８】
図２２のアンテナ装置は、延長導体１ｄａを備えたことにより、アンテナ装置が中域共振周波数ｆ３で動作するときの電流Ｉ３に沿った電気長を増大させている。従って、延長導体１ｄａは、アンテナ装置が中域共振周波数ｆ３で動作するときの放射器１１０の放射抵抗を増大させる効果がある。
【００８９】
図２２のアンテナ装置では、図１７及び図１８を参照して説明した原理に従って、キャパシタＣ２の容量は、放射導体１ｄ，２間のキャパシタの容量よりも大きくされる。キャパシタＣ２を備えることにより、アンテナ装置が低域共振周波数ｆ１、中域共振周波数ｆ３、及び高域共振周波数ｆ２のいずれで動作するときであっても、アンテナ装置の効率を向上させることができる。
【００９０】
図２２のアンテナ装置によれば、放射器１１０を動作周波数に応じてループアンテナモードと第１及び第２のモノポールアンテナモードとのいずれかとして動作させることで、効果的にトリプルバンド動作を実現するとともに、アンテナ装置の小型化を達成することができる。また、図２２のアンテナ装置は、低域周波数帯、中域周波数帯、及び高域周波数帯のいずれにおいても、広帯域で動作することができる。
【００９１】
図２６は、本発明の第２の実施形態の変形例に係るアンテナ装置を示す概略図である。図２６のアンテナ装置は、図２２の延長導体１ｄａに代えて、ループ状の放射導体の内周に設けられたスリット１ｅａを備え、これにより、低域共振周波数ｆ１及び高域共振周波数ｆ２に加えて、その間の中域共振周波数ｆ３で動作する。
【００９２】
図２６において、放射器１１１は、所定幅及び所定の電気長を有する第１の放射導体１ｅと、所定幅及び所定の電気長を有する第２の放射導体２とを含む、実質的にループ状の放射導体を備える。放射器１１１はさらに、放射導体のループに沿った所定の位置で放射導体１ｅ，２を互いに接続するキャパシタＣ２及びインダクタＬ１を有する。キャパシタＣ２及びインダクタＬ１は直列接続され、その間に給電点Ｐ１が設けられる。放射器１１１はさらに、放射導体１ｅ，２間に生じる容量によって形成されたキャパシタを有する。従って、放射導体１ｅ，２とインダクタＬ１とキャパシタＣ２と放射導体１ｅ，２間のキャパシタとにより、中央の中空の部分を包囲するループが形成される。放射導体１ｅ，２間のキャパシタの容量は、図１の放射導体１，２間のキャパシタと同様に、放射導体１ｅ，２が互いに近接した部分における放射導体１ｅ，２上の位置に応じて変化する。図２７〜図２９では、この位置に応じて変化する容量を、図２〜図４と同様に仮想的なキャパシタＣ１ａ〜Ｃ１ｃとして示す。放射器１１１は、放射導体１ｅに設けられたスリット１ｅａをさらに備える。スリット１ｅａは、キャパシタＣ２と放射導体１ｅ，２間のキャパシタとの間においてループ状の放射導体の内周に開口を有するように設けられている。低域共振周波数ｆ１、中域共振周波数ｆ３、及び高域共振周波数ｆ２の高周波信号を発生する信号源Ｑ１１は、放射器１１１上の給電点Ｐ１に接続されるとともに、放射器１１１に近接して設けられた接地導体Ｇ１上の接続点Ｐ２に接続される。給電点Ｐ１はさらに、インダクタＬ３を介して接地導体Ｇ１に接続される。キャパシタＣ２及びインダクタＬ３は、低域共振周波数ｆ１、中域共振周波数ｆ３、及び高域共振周波数ｆ２の微調整を行うための整合回路として動作する。インダクタＬ３は特に、低域共振周波数ｆ１の整合のために設けられている。放射器１１１において、低域共振周波数ｆ１で励振するときの電流経路と、中域共振周波数ｆ３で励振するときの電流経路と、高域共振周波数ｆ２で励振するときの電流経路とは互いに異なり、これにより、効果的にトリプルバンド動作を実現することができる。
【００９３】
なお、図２２では、給電点Ｐ１は、放射導体１ｅ，２上ではなく、インダクタＬ１及びキャパシタＣ２間の導体上に位置するように示しているが、本明細書では、この位置もループ状の放射導体の一部とみなす。放射器１１１は、インダクタＬ１及びキャパシタＣ２間に図１６の放射導体３と同様の追加の放射導体を備えてもよく、この追加の放射導体上に給電点Ｐ１を設けてもよい。
【００９４】
図２７は、図２６のアンテナ装置が低域共振周波数ｆ１で動作するときの電流経路を示す図である。放射器１１１は、アンテナ装置が低域共振周波数ｆ１で動作するとき、図２７に示すような電流経路（ただし、仮想的なキャパシタＣ１ａ〜Ｃ１ｃのいずれか１つを通る電流経路）で電流Ｉ１が流れ、ループ状の放射導体及びインダクタＬ１及びキャパシタＣ２及び放射導体１ｅ，２間のキャパシタ及びスリット１ｅａを含む当該放射器１１１の部分が低域共振周波数ｆ１で共振するように構成される。アンテナ装置が低域共振周波数ｆ１で動作するとき、図２７に示すような電流経路で電流Ｉ１が流れることにより、放射器１１１はループアンテナモードで動作する。
【００９５】
図２８は、図２６のアンテナ装置が中域共振周波数ｆ３で動作するときの電流経路を示す図である。放射器１１１は、アンテナ装置が中域共振周波数ｆ３で動作するとき、図２８に示すような電流経路で電流Ｉ３が流れ、ループ状の放射導体に沿った区間であって、キャパシタＣ２を含み、インダクタＬ１を含まず、給電点Ｐ１と放射導体１ｅ，２間のキャパシタとの間に延在する区間と、スリット１ｅａとを含む当該放射器１１１の部分が、中域共振周波数ｆ３で共振するように構成される。電流Ｉ３が放射導体１ｅを流れるとき、ループ状の放射導体の内側エッジを強く流れる。アンテナ装置が中域共振周波数ｆ３で動作するとき、図２８に示すような電流経路で電流Ｉ３が流れることにより、放射器１１１はモノポールアンテナモード（第１のモノポールアンテナモード）で動作する。
【００９６】
図２９は、図２６のアンテナ装置が高域共振周波数ｆ２で動作するときの電流経路を示す図である。放射器１１１は、アンテナ装置が高域共振周波数ｆ２で動作するとき、図２９に示すような電流経路で電流Ｉ２が流れ、ループ状の放射導体に沿った区間であって、キャパシタＣ２を含み、インダクタＬ１を含まず、給電点Ｐ１と放射導体１ｅ，２間のキャパシタとの間に延在する区間を含む当該放射器１１１の部分（ただしスリット１ｅａを含まない）が、高域共振周波数ｆ２で共振するように構成される。電流Ｉ２が放射導体１ｅを流れるとき、ループ状の放射導体の外周に沿って、すなわち接地導体Ｇ１に近接した部分を強く流れる。アンテナ装置が高域共振周波数ｆ２で動作するとき、図２９に示すような電流経路で電流Ｉ２が流れることにより、放射器１１１はモノポールアンテナモード（第２のモノポールアンテナモード）で動作する。
【００９７】
図２６のアンテナ装置は、スリット１ｅａを備えたことにより、アンテナ装置が中域共振周波数ｆ３で動作するときの電流Ｉ３に沿った電気長を増大させている。従って、スリット１ｅａは、図２２の延長導体１ｄａと同様に、アンテナ装置が中域共振周波数ｆ３で動作するときの放射器１１１の放射抵抗を増大させる効果がある。
【００９８】
図２６のアンテナ装置では、図１７及び図１８を参照して説明した原理に従って、キャパシタＣ２の容量は、放射導体１ｅ，２間のキャパシタの容量よりも大きくされる。キャパシタＣ２を備えることにより、アンテナ装置が低域共振周波数ｆ１、中域共振周波数ｆ３、及び高域共振周波数ｆ２のいずれで動作するときであっても、アンテナ装置の効率を向上させることができる。
【００９９】
図２６のアンテナ装置によれば、放射器１１１を動作周波数に応じてループアンテナモードと第１及び第２のモノポールアンテナモードとのいずれかとして動作させることで、効果的にトリプルバンド動作を実現するとともに、アンテナ装置の小型化を達成することができる。また、図２６のアンテナ装置は、低域周波数帯、中域周波数帯、及び高域周波数帯のいずれにおいても、広帯域で動作することができる。
【０１００】
第３の実施形態．
図３０は、本発明の第３の実施形態に係るアンテナ装置を示す概略図である。図３０のアンテナ装置は、第１の実施形態の放射器（例えば図１６の放射器１０７）と同様の原理で構成された２つの放射器１２０Ａ，１２０Ｂを備え、これらの放射器１２０Ａ，１２０Ｂは別個の信号源Ｑ３１，Ｑ３２によって独立に励振される。
【０１０１】
図３０において、放射器１２０Ａは、所定の電気長を有する第１の放射導体３１と、所定の電気長を有する第２の放射導体３２と、所定の電気長を有する第３の放射導体３３とを含む、実質的にループ状の放射導体を備える。放射器１００はさらに、所定の位置で放射導体３１，３２を互いに接続するインダクタＬ３１と、所定の位置で放射導体３１，３３を互いに接続するキャパシタＣ３１とを有する。放射器１００はさらに、放射導体３２，３３間に生じる容量によって形成されたキャパシタを有する。放射器１２０Ａにおいて、放射導体３１，３２，３３とキャパシタＣ３１とインダクタＬ３１と放射導体３２，３３間のキャパシタとにより、中央の中空の部分を包囲するループが形成される。放射導体３２，３３間に生じる容量は、放射導体３２，３３が互いに近接した部分における放射導体３２，３３上の位置に応じて変化する。信号源Ｑ３１は、放射導体３１上の給電点Ｐ３１に接続されるとともに、放射器１２０Ａに近接して設けられた接地導体Ｇ１上の接続点Ｐ３２に接続される。放射器１２０Ｂは、放射器１２０Ａと同様に構成され、第１の放射導体３４と、第２の放射導体３５と、第３の放射導体３６と、キャパシタＣ３２と、インダクタＬ３２と、放射導体３５，３６間に生じる容量によって形成されたキャパシタとを有する。放射器１２０Ｂにおいて、放射導体３４，３５，３６とキャパシタＣ３２とインダクタＬ３２と放射導体３５，３６間のキャパシタとにより、中央の中空の部分を包囲するループが形成される。信号源Ｑ２は、放射導体３４上の給電点Ｐ３３に接続されるとともに、放射器１２０Ｂに近接して設けられた接地導体Ｇ１上の接続点Ｐ３４に接続される。信号源Ｑ３１，Ｑ３２は、例えばＭＩＭＯ通信方式の送信信号である高周波信号を発生し、同じ低域共振周波数ｆ１の高周波信号を発生するとともに、同じ高域共振周波数ｆ２の高周波信号を発生する。
【０１０２】
放射器１２０Ａ，１２０Ｂは、好ましくは、所定の基準軸Ａ５に対して対称に構成された放射導体をそれぞれ有する。この基準軸Ａ５に近接して放射導体３１，３４及び給電部（給電点Ｐ３１，Ｐ３３、接続点Ｐ３２，Ｐ３３）が設けられ、この基準軸Ａ５から遠隔して放射導体３２，３３，３５，３６が設けられる。給電点Ｐ３１，Ｐ３３は、基準軸Ａ５に対して対称な位置に設けられる。放射器１２０Ａ，１２０Ｂの放射導体の形状を、給電点Ｐ３１，Ｐ３３から遠ざかるにつれて放射器１２０Ａ，１２０Ｂ間の距離が次第に増大するように構成することで、放射器１２０Ａ，１２０Ｂ間の電磁結合を低減することができる。さらに、２つの給電点Ｐ３１，Ｐ３３間の距離が小さいので、無線通信回路（図示せず）から引き回される給電線路を設置する面積を最小化することができる。また、アンテナ装置のサイズを削減するために、放射導体３１〜３６のいずれかを少なくとも１カ所で折り曲げてもよく、例えば、放射導体３１，３２上の点線Ａ１〜Ａ４の位置で放射導体３１，３２を折り曲げてもよい。
【０１０３】
図３０のアンテナ装置では、キャパシタＣ３１及び放射導体３２，３３間のキャパシタはインダクタＬ３１よりも接地導体Ｇ１に近接して設けられ、キャパシタＣ３２及び放射導体３５，３６間のキャパシタはインダクタＬ３２よりも接地導体Ｇ１に近接して設けられているが、キャパシタ及びインダクタの位置は、図３０に示すものに限定されない。例えば、インダクタがキャパシタよりも接地導体Ｇ１に近接して設けられてもよく、キャパシタ及びインダクタが、ループ状の放射導体に沿って、放射導体と接地導体Ｇ１とが互いに近接した部分にそれぞれ設けられてもよい。
【０１０４】
図３１は、本発明の第３の実施形態の第１の変形例に係るアンテナ装置を示す概略図である。本変形例のアンテナ装置では、放射器１２０Ａ，１２０Ｂを対称に配置するのではなく、同じ向きで（すなわち非対称に）配置している。放射器１２０Ａ，１２０Ｂの配置を非対称にすることでそれらの指向性を非対称にし、各放射器１２０Ａ，１２０Ｂで送受信される信号間の相関を下げる効果がある。ただし、送信信号間及び受信信号間に電力差が生じるので、ＭＩＭＯ通信方式に係る受信性能を最大化することはできない。なお、本変形例のアンテナ装置と同様に３つ以上の放射器を配置してもよい。
【０１０５】
図３２は、比較例に係るアンテナ装置を示す概略図である。図３２のアンテナ装置では、給電点を設けていない放射導体３２，３３，３５，３６が互いに近接するように配置している。給電点Ｐ３１，Ｐ３３間の距離を離すことで、各放射器１２０Ａ，１２０Ｂで送受信される信号間の相関を低減できる。ただし、各放射器１２０Ａ，１２０Ｂの開放端（すなわち放射導体３２，３３，３５，３６の端部）が対向しているので、放射器１２０Ａ，１２０Ｂ間の電磁結合は大きくなってしまう。
【０１０６】
図３３は、本発明の第３の実施形態の第２の変形例に係るアンテナ装置を示す概略図である。本変形例のアンテナ装置は放射器１２０Ａ，１２０Ｃを備え、放射器１２０Ｃは、インダクタＬ３２がキャパシタＣ３２及び放射導体３５，３６間のキャパシタよりも接地導体Ｇ１に近接して設けられていることのほかは、図３０の放射器１２０Ｂと同様に構成されている。本変形例のアンテナ装置は、低域共振周波数ｆ１で動作するときの放射器１２０Ａ，１２０Ｃ間の電磁結合を低減するために、放射器１２０Ｃのキャパシタ及びインダクタの位置を、放射器１２０Ａのキャパシタ及びインダクタの位置に対して非対称に構成している。
【０１０７】
図３４は、図３０のアンテナ装置が低域共振周波数ｆ１で動作するときの電流経路を示す図である。図３０のアンテナ装置が低域共振周波数ｆ１で動作するとき、例えば一方の信号源Ｑ３１のみを動作させる場合を考える。信号源Ｑ３１から入力される電流Ｉ１により放射器１２０Ａがループアンテナモードで動作すると、放射器１２０Ａによって発生される磁界により、放射器１２０Ｂにおいて、電流Ｉ１と同じ向きの誘導電流である電流Ｉ１１が流れ、この電流Ｉ１１は信号源Ｑ３２まで流れる。接地導体Ｇ１上において、接続点Ｐ３４から接続点Ｐ３２にも電流Ｉ１２が流れる。大きな電流Ｉ１１が流れることにより、放射器１２０Ａ，１２０Ｂ間の電磁結合が高くなる。図３５は、図３０のアンテナ装置が高域共振周波数ｆ２で動作するときの電流経路を示す図である。放射器１２０Ａにおいて、信号源Ｑ３１から入力される電流Ｉ１は、放射器１２０Ｂからは遠隔した方向に流れ、従って、放射器１２０Ａ，１２０Ｂ間の電磁結合は小さく、放射器１２０Ｂや信号源Ｑ３２に流れる誘導電流も小さい。
【０１０８】
図３３のアンテナ装置では、放射器１２０Ａ，１２０Ｃの各放射導体のループは所定の基準軸Ａ５に対して互いに実質的に対称に構成されている。放射器１２０Ａ，１２０Ｃの互いに対称な各放射導体のループに沿って各給電点から対応する向きに進むとき（すなわち、放射器１２０Ａでは反時計回りに進み、放射器１２０Ｃでは時計回りに進むとき）、放射器１２０Ａでは給電点Ｐ３１、インダクタＬ３１、放射導体３２，３３間のキャパシタ、キャパシタＣ３１が順に位置し、放射器１２０Ｃでは給電点Ｐ３３、キャパシタＣ３２、放射導体３５，３６間のキャパシタ、インダクタＬ３２が順に位置する。結果として、図３３のアンテナ装置では、放射器１２０Ａにおいて、キャパシタＣ３１及び放射導体３２，３３間のキャパシタはインダクタＬ３１よりも接地導体Ｇ１に近接して設けられる一方、放射器１２０Ｂにおいて、インダクタＬ３２はキャパシタＣ３２及び放射導体３５，３６間のキャパシタよりも接地導体Ｇ１に近接して設けられる。このように、放射器１２０Ａ，１２０Ｃ間でキャパシタ及びインダクタの位置を非対称に構成したことにより、放射器１２０Ａ，１２０Ｃ間の電磁結合を低減する。
【０１０９】
図３６は、図３３のアンテナ装置が低域共振周波数ｆ１で動作するときの電流経路を示す図である。前述のように、低い周波数成分を有する電流は、インダクタは通過できるがキャパシタは通過しづらいという性質がある。従って、信号源Ｑ３１から入力される電流Ｉ１により放射器１２０Ａがループアンテナモードで動作しても、放射器１２０Ｃにおいて誘導される電流Ｉ１１は小さくなり、また、放射器１２０Ｃから信号源Ｑ３２に流れる電流も小さくなる。このように、図３３のアンテナ装置が低域共振周波数ｆ１で動作するときの放射器１２０Ａ，１２０Ｃ間の電磁結合は小さくなる。図３７は、図３３のアンテナ装置が高域共振周波数ｆ２で動作するときの電流経路を示す図である。この場合は、図３５と同様に、放射器１２０Ａ，１２０Ｃ間の電磁結合は小さい。
【０１１０】
本実施形態のアンテナ装置によれば、２つの放射器を独立に励振しながら、動作周波数に応じてループアンテナモード及びモノポールアンテナモードのいずれかとして動作させることで、効果的にデュアルバンド動作を実現するとともに、アンテナ装置の小型化を達成することができる。また、本実施形態のアンテナ装置は、低域周波数帯及び高域周波数帯のいずれにおいても、広帯域で動作することができる。
【０１１１】
第４の実施形態．
図３８は、本発明の第４の実施形態に係るアンテナ装置を示す斜視図である。図３８のアンテナ装置は、図２２の放射器１１０と同様の原理で構成された２つの放射器１１０Ａ，１１０Ｂを備え、これらの放射器１１０Ａ，１１０Ｂは別個の信号源Ｑ１１，Ｑ１２によって独立に励振される。
【０１１２】
図３８の放射器１１０Ａは、図２２の放射器１１０と同様に構成される。図３８では、図２２のインダクタＬ１，Ｌ２及びキャパシタＣ２は、図示の簡単化のために省略した。また、図３８では、図２２の給電点Ｐ１、接続点Ｐ２、及び信号源Ｑ１をまとめて、信号源Ｑ１１の符号により示す。図３９は、図３８の放射器１１０Ａの放射導体１ｄの展開図であり、図４０は、図３８の放射器１１０Ａの放射導体２の展開図である。放射器１１０Ａの小型化のために、放射導体１ｄを図３９のＡ１１−Ａ１１’線及びＡ１２−Ａ１２’線の位置で直角に折り曲げ、放射導体２を図４０のＡ１３−Ａ１３’線の位置で直角に折り曲げる。図３９の放射導体１ｄの下端にチップ型のキャパシタＣ２及びインダクタＬ２を接続し、図４０の放射導体２の下端にチップ型のインダクタＬ１を接続し、さらにインダクタＬ１，Ｌ２間に給電点Ｐ１を設ける。図３８の放射器１１０Ｂもまた、放射器１１０Ａと同様かつ対称に構成される。信号源Ｑ３１，Ｑ３２は、例えばＭＩＭＯ通信方式の送信信号である高周波信号を発生し、同じ低域共振周波数ｆ１の高周波信号、同じ中域共振周波数ｆ３の高周波信号、及び同じ高域共振周波数ｆ２の高周波信号をそれぞれ発生する。
【０１１３】
本実施形態のアンテナ装置についてシミュレーションを行った。シミュレーションで用いたソフトウェアは「ＣＳＴ  Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  Ｓｔｕｄｉｏ」であり、これを用いてトランジェント解析を行った。給電点の反射エネルギーが入力エネルギーに対して−５０ｄＢ以下となる点をしきい値として収束判定を行った。サブメッシュ法により電流が強く流れる部分は細かくモデリングした。
【０１１４】
まず、図５０〜図５２を参照して、比較例のアンテナ装置のシミュレーション結果を示す。図５０は、本発明の第４の実施形態の比較例に係るアンテナ装置を示す斜視図であり、図５１は、図５０のアンテナ装置の放射器２２０Ａの詳細構成を示す展開図である。図５０のアンテナ装置は、図５の放射器２００に対応する２つの放射器２２０Ａ，２２０Ｂ、すなわち、放射導体間に生じる容量によって形成されたキャパシタに代えて、ディスクリートなキャパシタＣ１を備えた放射器を備えている。図５１の放射器２２０Ａにおいて、放射導体２２１，２２２とキャパシタＣ１とインダクタＬ１とにより、中央の中空の部分を包囲するループが形成される。キャパシタＣ１は２ｐＦの容量を有し、インダクタＬ１は１．５ｎＨのインダクタンスを有するものを用いた。放射器２１０Ａの小型化のために、放射導体２２１を図５１のＡ２２−Ａ２２’線の位置で直角に折り曲げ、放射導体２２２を図５１のＡ２１−Ａ２１’線の位置で直角に折り曲げた。図５０では、図示の簡単化のために、放射器２２０Ａ，２２０Ｂ上の給電点、接地導体Ｇ１上の接続点、及び信号源Ｑ１，Ｑ２をまとめて、信号源Ｑ１，Ｑ２の符号で示す。放射器２２０Ｂもまた、放射器２２０Ａと同様かつ対称に構成した。
【０１１５】
図５２は、図５０のアンテナ装置の反射係数及び通過係数を表すＳパラメータＳ１１，Ｓ２１の周波数特性を示すグラフである。低域共振周波数ｆ１＝８７０ＭＨｚ及び高域共振周波数ｆ２＝２４００ＭＨｚの両方においてＳ１１が低下し、デュアルバンド動作を実現していることがわかる。しかしながら、中域共振周波数ｆ３＝１５００ＭＨｚではＳ１１が高くなっている。
【０１１６】
図４１は、図３８のアンテナ装置の反射係数及び通過係数を表すＳパラメータＳ１１，Ｓ２１の周波数特性を示すグラフである。シミュレーションにおいて、インダクタＬ１は２８ｎＨのインダクタンスを有し、インダクタＬ２は３ｎＨのインダクタンスを有し、キャパシタＣ２は４ｐＦの容量を有するものを用い、インダクタＬ１，Ｌ２及びキャパシタＣ２の寸法は無視した。図４１によれば、低域共振周波数ｆ１＝９００ＭＨｚ及び高域共振周波数ｆ２＝１８００ＭＨｚにおいてＳ１１が低下し、さらに中域共振周波数ｆ３＝１５００ＭＨｚでは、図５２の場合に比較してＳ１１が低下している。図４２は、図３８のアンテナ装置の反射係数を表すＳパラメータＳ１１の周波数特性を示す表である。図４２は、図４１のグラフ上のいくつかの値を示す。図４３は、図３８のアンテナ装置の放射効率を示す表である。放射効率は、「出力電力／入力電力」を表す。図４３によれば、低域共振周波数ｆ１、中域共振周波数ｆ３、及び高域共振周波数ｆ２のいずれにおいても、高い放射効率のＭＩＭＯアンテナ装置を実現できていることがわかる。
【０１１７】
図４４は、本発明の第４の実施形態の変形例に係るアンテナ装置を示す斜視図である。図４４のアンテナ装置は、図２６の放射器１１１と同様の原理で構成された２つの放射器１１１Ａ，１１１Ｂを備え、これらの放射器１１１Ａ，１１１Ｂは別個の信号源Ｑ１１，Ｑ１２によって独立に励振される。
【０１１８】
図４４の放射器１１１Ａは、図２６の放射器１１１と同様に構成される。図４４では、図２６のインダクタＬ１，Ｌ３及びキャパシタＣ２は、図示の簡単化のために省略した。また、図４４では、図２６の給電点Ｐ１、接続点Ｐ２、及び信号源Ｑ１をまとめて、信号源Ｑ１１の符号により示す。図４５は、図４４の放射器１１１Ａの放射導体１ｅの展開図であり、図４６は、図４４の放射器１１１Ａの放射導体２の展開図である。放射器１１１Ａの小型化のために、放射導体１ｅを図３９のＡ１４−Ａ１４’線及びＡ１５−Ａ１５’線の位置で直角に折り曲げ、放射導体２を図４０のＡ１６−Ａ１６’線の位置で直角に折り曲げる。図４５の放射導体１ｅの下端にチップ型のキャパシタＣ２を接続し、図４６の放射導体２の下端にチップ型のインダクタＬ１を接続し、さらにインダクタＬ１及びキャパシタＣ２の間に給電点Ｐ１を設ける。給電点Ｐ１はさらに、インダクタＬ３を介して接地導体Ｇ１に接続される。図４４の放射器１１１Ｂもまた、放射器１１１Ａと同様かつ対称に構成される。図４４のアンテナ装置は、図３８のアンテナ装置のように放射器から突出した延長導体を持たないので、アンテナ装置を小型化することができる。
【０１１９】
図４７は、図４４のアンテナ装置の反射係数及び通過係数を表すＳパラメータＳ１１，Ｓ２１の周波数特性を示すグラフである。シミュレーションにおいて、インダクタＬ１は３９ｎＨのインダクタンスを有し、インダクタＬ３は３．９ｎＨのインダクタンスを有し、キャパシタＣ２は２．５ｐＦの容量を有するものを用い、インダクタＬ１，Ｌ３及びキャパシタＣ２の寸法は無視した。図４７によれば、低域共振周波数ｆ１＝８００ＭＨｚ及び高域共振周波数ｆ２＝１９００ＭＨｚにおいてＳ２１はやや高くなっているが（−６ｄＢ程度）、Ｓ１１は低下し、さらに中域共振周波数ｆ３＝１５００ＭＨｚでは、図５２の場合に比較してＳ１１が低下している。図４８は、図４４のアンテナ装置の反射係数を表すＳパラメータＳ１１の周波数特性を示す表である。図４８は、図４７のグラフ上のいくつかの値を示す。図４９は、図４４のアンテナ装置の放射効率を示す表である。図４９によれば、低域共振周波数ｆ１、中域共振周波数ｆ３、及び高域共振周波数ｆ２のいずれにおいても、高い放射効率のＭＩＭＯアンテナ装置を実現できていることがわかる。
【０１２０】
第５の実施形態．
図５３は、本発明の第５の実施形態に係るアンテナ装置を示す斜視図である。図５３のアンテナ装置１３０は、接地導体Ｇ２上に互いに所定距離を有して設けられた２つの放射器１３１，１３２を備え、ＵＳＢプラグＵ１によりＵＳＢソケット（図示せず）に接続するように構成されている。
【０１２１】
図５４は、図５３の放射器１３１の回路を示す展開図である。誘電体基板４０上に放射導体４１，４２，４３，４４，４５が形成される。放射導体４３上に給電点Ｐ４１が設けられ、給電点Ｐ４１は信号源Ｑ４１及びインダクタＬ４１に接続される。放射導体４３，４４間にインダクタＬ４２が設けられ、放射導体４３，４２間にインダクタＬ４３が設けられ、放射導体４１，４５間にインダクタＬ４４が設けられる。放射導体４１，４４間にチップアンテナＡＮＴ１が設けられる。放射器１３１はさらに、放射導体４１，４２間に生じる容量によって形成されたキャパシタを有する。放射導体４１，４２間に生じる容量は、放射導体４１，４２が互いに近接した部分における放射導体４１，４２上の位置に応じて変化する。図５４及び図５６では、この位置に応じて変化する容量を、説明のために仮想的なキャパシタＣ４１ａ〜Ｃ４１ｃとして示す。放射器１３１は、図５４のＡ３１−Ａ３１’線の位置で直角に折り曲げられる。放射器１３１が低域共振周波数ｆ１で動作するとき、給電点Ｐ４１から放射導体４１に向かって電流が流れ、放射器１３１が高域共振周波数ｆ２で動作するとき、給電点Ｐ４１から放射導体４２に向かって電流が流れる。
【０１２２】
チップアンテナＡＮＴ１は、例えば特許文献４〜６に開示されている。チップアンテナＡＮＴ１は、棒状の誘電体部材と、誘電体部材の長手方向に沿った面上に螺線状に形成された放射素子と、誘電体部材の両端で放射素子にそれぞれ接続された第１及び第２の電極とを備える。特許文献５によれば、チップアンテナの先端に頂冠導体部を設けることで広帯域化できることが示されている。図１等のアンテナ装置にさらにチップアンテナＡＮＴ１を組み合わせることにより、図１等のアンテナ装置の効果に加えて、さらなる広帯域化を実現することができる。
【０１２３】
図５５は、図５３の放射器１３１の放射導体４１，４２，４３，４４，４５の詳細構成を示す展開図である。放射導体４１の先端部分６１はテーパー形状を有し、図５５では上に向かって広がっている。放射導体４１がこの形状を有することにより、放射導体４２との電磁結合量を段階的に調整し、広帯域化を実現できるという効果がある。また、放射導体４１，４２間のキャパシタにおいて、放射導体４１，４２間に所定の長さのギャップ６２を設ける。放射導体４１，４２間の距離を小さくすると結合が強くなり、特にアンテナ装置が低域共振周波数ｆ１で動作するときのＶＳＷＲの帯域幅が狭くなる。放射導体４１，４２間に緩やかにギャップ６２を設けることで、ＶＳＷＲが広帯域化される。また、放射器１３１が高域共振周波数ｆ２で動作するときに電流が流れる放射導体４２の周には、くし状構造部分６３，６４が設けられる。くし状構造部分６３，６４を設けることにより、寸法が制限された放射導体４２の周の長さを増大させ、高域共振周波数ｆ２を下げる効果がある。また、放射導体４５を設けることにより、放射導体４２のくし状構造部分６４に流れる電流量を微調整し、高域共振周波数ｆ２の共振する帯域幅を微調整することができる。また、放射導体４５には、放射導体４１との距離を離して放射導体４１との結合を低下させるように、Ｃ面形状を有する折り曲げ部を設ける。放射導体４５に折り曲げ部を設けることにより、帯域幅及び効率の劣化を抑えることができる。また、放射導体４５の幅ｄ１１は、放射導体４１との結合を緩和するように、かつ、放射導体４５自体の共振の帯域幅を最適化するように決定される。放射導体４５の幅ｄ１１は、例えば、０．８〜３．２ｍｍの範囲から選択され、好ましくは１．６ｍｍにされる。また、放射導体４２，４５間の距離ｄ１２は、放射器１３１が高域共振周波数ｆ２で動作するときの特性を微調整するように決定され、例えば、０．５〜１ｍｍの範囲から選択される。
【０１２４】
図５６は、図５３の放射器１３１の等価回路を示す図である。放射器１３１は、図１のアンテナ装置と同様に動作可能である。また、チップアンテナＡＮＴ１は、インダクタンスＬを持っているが、アンテナとしての特性もあるので、放射抵抗Ｒを有する。そのため、放射器１３１全体の寸法を劇的に小型化しつつも、高い放射効率を確保できるという効果がある。また、チップアンテナＡＮＴ１による電気長の短縮効果によって、放射導体４１におけるテーパー形状の部分の面積を大きくできるので、テーパー形状の部分を含む設計の自由度が向上し、広帯域化がしやすくなる。
【０１２５】
図５７は、図５３の放射器１３２の回路を示す展開図である。誘電体基板５０上に放射導体５１，５２，５３，５４が形成される。放射導体５３上に給電点Ｐ５１が設けられ、給電点Ｐ５１は、信号源Ｑ５１、インダクタＬ５１、及びキャパシタＣ５２に接続される。放射導体５３，５４間にインダクタＬ５２が設けられ、放射導体５３，５２間にインダクタＬ５３が設けられる。放射導体５１，５４間にチップアンテナＡＮＴ２が設けられる。チップアンテナＡＮＴ２は、図５４のチップアンテナＡＮＴ１と同様に構成される。放射器１３２はさらに、放射導体５１，５２間に生じる容量によって形成されたキャパシタを有する。放射導体５１，５２間に生じる容量は、放射導体５１，５２が互いに近接した部分における放射導体５１，５２上の位置に応じて変化する。図５７及び図５９では、この位置に応じて変化する容量を、説明のために仮想的なキャパシタＣ５１ａ〜Ｃ５１ｃとして示す。放射器１３２は、図５５のＡ３２−Ａ３２’線の位置で直角に折り曲げられる。放射器１３２が低域共振周波数ｆ１で動作するとき、給電点Ｐ５１から放射導体５１に向かって電流が流れ、放射器１３２が高域共振周波数ｆ２で動作するとき、給電点Ｐ５１から放射導体５２に向かって電流が流れる。
【０１２６】
図５８は、図５３の放射器１３２の放射導体５１，５２，５３，５４の詳細構成を示す展開図である。放射導体５１の先端部分６７はテーパー形状を有し、図５８では左に向かって広がっている。放射導体５１がこの形状を有することにより、放射導体５２との電磁結合量を段階的に調整し、広帯域化を実現できるという効果がある。また、図５３の接地導体Ｇ２に近接する部分において、すなわち、放射導体５１のコーナー部分６６及び放射導体５２のコーナー部分６８において、接地導体Ｇ２との距離を離して接地導体Ｇ２との結合を低下させるように、Ｃ面形状を有する折り曲げ部を設ける。放射導体５１，５２と接地導体Ｇ２との距離を離すことにより、放射効率の低下を防止している。また、放射器１３２は図５７のＡ３２−Ａ３２’線の位置において２つに折り曲げられるが、折り曲げられた２つの部分のうちで面積の大きい側に、放射器１３２が低域共振周波数ｆ１で動作するときに電流が流れる放射導体５１を設けて、面積の小さい側に、放射器１３２が高域共振周波数ｆ２で動作するときに電流が流れる放射導体５２を設ける。放射導体５１，５２をこのように配置することにより、低域周波数帯における帯域幅が最も広くとれるようになる。
【０１２７】
図５９は、図５３の放射器１３２の等価回路を示す図である。放射器１３２は、図１のアンテナ装置と同様に動作可能である。
【０１２８】
次に、図５３の放射器１３１，１３２のシミュレーション結果について示す。放射器１３１において、インダクタＬ４１は２７ｎＨのインダクタンスを有し、インダクタＬ４２は１．０ｎＨのインダクタンスを有し、インダクタＬ４３は３．３ｎＨのインダクタンスを有し、インダクタＬ４４は６．８ｎＨのインダクタンスを有するものを用いた。チップアンテナＡＮＴ１は、パナソニック株式会社のチップアンテナ「ＥＢＭＧＨＡＧ」を用いた。チップアンテナＡＮＴ１の寸法は、２．２×２．２×１０ｍｍである。信号源Ｑ４１から見た放射器１３１のインピーダンスは５０Ωであった。放射器１３２において、キャパシタＣ５２は０．５ｐＦの容量を有し、インダクタＬ５１は１２ｎＨのインダクタンスを有し、インダクタＬ５２は１．０ｎＨのインダクタンスを有し、インダクタＬ５３は１．０ｎＨのインダクタンスを有するものを用いた。チップアンテナＡＮＴ２は、パナソニック株式会社のチップアンテナ「ＥＢＭＧＨＡＧ」を用いた。信号源Ｑ５１から見た放射器１３２のインピーダンスは５０Ωであった。
【０１２９】
図６０は、図５３の放射器１３１，１３２のＶＳＷＲを示す表である。図６１は、図５３の放射器１３１，１３２の放射効率を示す表である。放射器１３１，１３２のいずれも、動作周波数に応じてループアンテナモード及びモノポールアンテナモードのいずれかとして動作させることで、効果的にデュアルバンド動作を実現するとともに、アンテナ装置１０３の小型化を達成することができる。また、アンテナ装置１３０は、低域周波数帯及び高域周波数帯のいずれにおいても、広帯域で動作することができる。
【０１３０】
アンテナ装置１３０は、２つの放射器１３１，１３２を備えたことにより、ＭＩＭＯアンテナ装置として動作可能である。
【０１３１】
第６の実施形態．
図６４は、本発明の第６の実施形態に係る無線通信装置であって、図１のアンテナ装置を備えた無線通信装置の構成を示すブロック図である。本発明の実施形態に係る無線通信装置は、例えば図６４に示すように携帯電話機として構成されてもよい。図６４の無線通信装置は、図１のアンテナ装置と、無線送受信回路７１と、無線送受信回路７１に接続されたベースバンド信号処理回路７２と、ベースバンド信号処理回路７２に接続されたスピーカ７３及びマイクロホン７４とを備える。アンテナ装置の放射器１００の給電点Ｐ１及び接地導体Ｇ１の接続点Ｐ２は、図１の信号源Ｑ１に代えて、無線送受信回路７１に接続される。なお、無線通信装置として、ワイヤレスブロードバンドルータ装置や、Ｍ２Ｍ（マシン・ツー・マシン）目的の高速無線通信装置などを実施する場合には、スピーカ及びマイクロホンなどは必ずしも設けなくてもよく、無線通信装置による通信状況を確認するためにＬＥＤ（発光ダイオード）などを用いることができる。図１他のアンテナ装置を適用可能な無線通信装置は、以上に例示したものに限定されない。
【０１３２】
本実施形態の無線通信装置によれば、放射器１００を動作周波数に応じてループアンテナモード及びモノポールアンテナモードのいずれかとして動作させることで、効果的にデュアルバンド動作を実現するとともに、無線通信装置の小型化を達成することができる。また、図６４の無線通信装置は、低域周波数帯及び高域周波数帯のいずれにおいても、広帯域で動作することができる。
【０１３３】
以上説明した各実施形態及び各変形例を組み合わせてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１３４】
以上説明したように、本発明のアンテナ装置は、小型かつ簡単な構成でありながら、マルチバンドで動作可能である。また、本発明のアンテナ装置は、複数の放射器を備えた場合には、アンテナ素子間で互いに低結合であり、複数の無線信号を同時に送受信するように動作可能である。【０１３５】
本発明のアンテナ装置及びそれを用いた無線通信装置によれば、例えば携帯電話機として実装することができ、あるいは、無線ＬＡＮ用の装置、ＰＤＡ等として実装することもできる。このアンテナ装置は、例えばＭＩＭＯ通信を行うための無線通信装置に搭載することができるが、ＭＩＭＯに限らず、複数のアプリケーションのための通信を同時に実行可能（マルチアプリケーション）なアダプティブアレーアンテナや最大比合成ダイバーシチアンテナ、フェーズドアレーアンテナといったアレーアンテナ装置に搭載することも可能である。
【符号の説明】
【０１３６】
１，１ａ〜１ｆ，２，２ａ，３，１１，１２，２１，２２，３１〜３８，４１〜４５，５１〜５４，２０１，２０２，２１１〜２１３，２２１，２２２…放射導体、
１ｄａ…延長導体、
１ｅａ…スリット、
４０，５０，Ｂ１…誘電体基板、
７１…無線送受信回路、
７２…ベースバンド信号処理回路、
７３…スピーカ、
７４…マイクロホン、
１００〜１１１，１００Ａ〜１００Ｄ，１１０Ａ，１１０Ｂ，１１１Ａ，１１１Ｂ，１２０Ａ〜１２０Ｃ，１３１，１３２，２００，２１０，２２０Ａ，２２０Ｂ…放射器、
１３０…アンテナ装置、
ＡＮＴ１，ＡＮＴ２…チップアンテナ、
Ｃ１ａ，Ｃ１ｂ，Ｃ１ｃ…仮想的なキャパシタ、
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３１，Ｃ３２，Ｃ５２…キャパシタ、
Ｄ１〜Ｄ３…誘電体、
Ｇ１，Ｇ２…接地導体、
Ｌ１〜Ｌ３，Ｌ１ａ，Ｌ１ｂ，Ｌ１１，Ｌ２１，Ｌ３１，Ｌ３２，Ｌ４１〜Ｌ４４，Ｌ５１〜Ｌ５３…インダクタ、
Ｍ１…整合回路、
Ｐ１，Ｐ１１，Ｐ２１，Ｐ３１，Ｐ３３，Ｐ４１，Ｐ５１…給電点、
Ｐ２，Ｐ３２，Ｐ３４…接続点、
Ｑ１，Ｑ２，Ｑ１１，Ｑ１２，Ｑ２１，Ｑ３１，Ｑ３２，Ｑ４１，Ｑ５１…信号源、
Ｓ１…ストリップ導体、
Ｕ１…ＵＳＢプラグ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【図６４】
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【手続補正書】
【提出日】平成24年10月30日(2012.10.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
図６は、図５のアンテナ装置が低域共振周波数ｆ１で動作するときの電流経路を示す図である。低い周波数成分を有する電流は、インダクタは通過できる（低インピーダンス）がキャパシタは通過しづらい（高インピーダンス）という性質がある。このため、アンテナ装置が低域共振周波数ｆ１で動作するときの電流Ｉ１は、インダクタＬ１を含み、ループ状の放射導体に沿う経路を流れる。詳しくは、電流Ｉ１は、放射導体２０１において給電点Ｐ１からインダクタＬ１に接続された点まで流れ、インダクタＬ１を通り、放射導体２０２においてインダクタＬ１に接続された点からキャパシタＣ１に接続された点まで流れる。さらに、キャパシタＣ１の両端の電位差に起因して放射導体２０１においてキャパシタＣ１に接続された点から給電点Ｐ１まで電流が流れて、電流Ｉ１に接続される。このため、実質的には、電流Ｉ１はキャパシタＣ１も通るとみなすことができる。電流Ｉ１は、ループ状の放射導体において、中央の中空の部分に近接した内側エッジを強く流れる。また、接地導体Ｇ１上の放射器２００に近接した部分において、接続点Ｐ２に向かって電流Ｉ０が流れる。放射器２００は、アンテナ装置が低域共振周波数ｆ１で動作するとき、図６に示すような電流経路で電流Ｉ１が流れ、ループ状の放射導体及びインダクタＬ１及びキャパシタＣ１を含む当該放射器２００の部分が低域共振周波数ｆ１で共振するように構成される。詳しくは、放射器２００は、放射導体２０１において給電点Ｐ１からインダクタＬ１に接続された点までの電気長と、給電点Ｐ１からキャパシタＣ１に接続された点までの電気長と、インダクタＬ１の電気長と、キャパシタＣ１の電気長と、放射導体２０２においてインダクタＬ１に接続された点からキャパシタＣ１に接続された点までの電気長との和が、低域共振周波数ｆ１で共振する電気長になるように構成される。この共振する電気長は、例えば、低域共振周波数ｆ１の動作波長λ１の０．２〜０．２５倍である。アンテナ装置が低域共振周波数ｆ１で動作するとき、図６に示すような電流経路で電流Ｉ１が流れることにより、放射器２００はループアンテナモードで、すなわち磁流モードで動作する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
図７は、図５のアンテナ装置が高域共振周波数ｆ２で動作するときの電流経路を示す図である。高い周波数成分を有する電流は、キャパシタは通過できる（低インピーダンス）がインダクタは通過しづらい（高インピーダンス）という性質がある。このため、アンテナ装置が高域共振周波数ｆ２で動作するときの電流Ｉ２は、ループ状の放射導体に沿った区間であって、キャパシタＣ１を含み、インダクタＬ１を含まず、給電点とインダクタとの間に延在する区間にわたって流れる。すなわち、電流Ｉ２は、放射導体２０１において給電点Ｐ１からキャパシタＣ１に接続された点まで流れ、キャパシタＣ１を通り、放射導体２０２においてキャパシタＣ１に接続された点から所定位置（例えば、インダクタＬ１に接続された点）まで流れる。このとき、電流Ｉ２はループ状の放射導体の外周を強く流れる。接地導体Ｇ１上の放射器２００に近接した部分において、接続点Ｐ２に向かって（すなわち電流Ｉ２とは逆向きに）電流Ｉ０が流れる。放射器２００は、アンテナ装置が高域共振周波数ｆ２で動作するとき、図７に示すような電流経路で電流Ｉ２が流れ、ループ状の放射導体のうちの電流Ｉ２が流れる部分とキャパシタＣ１とを含む当該放射器２００の部分が高域共振周波数ｆ２で共振するように構成される。詳しくは、放射器２００は、放射導体２０１において給電点Ｐ１からキャパシタＣ１に接続された点までの電気長と、キャパシタＣ１の電気長と、放射導体２０２において電流Ｉ２が流れる部分の電気長（例えばキャパシタＣ１に接続された点からインダクタＬ１に接続された点までの電気長）との和が、高域共振周波数ｆ２で共振する電気長になるように構成される。この共振する電気長は、例えば、高域共振周波数ｆ２の動作波長λ２の０．２５倍である。アンテナ装置が高域共振周波数ｆ２で動作するとき、図７に示すような電流経路で電流Ｉ２が流れることにより、放射器２００はモノポールアンテナモードで、すなわち電流モードで動作する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６９】
図１７は、複数のキャパシタを設けることの効果を説明するための本発明の第２の比較例に係るアンテナ装置を示す概略図であって、アンテナ装置が低域共振周波数ｆ１で動作するときの電流経路を示す図である。図１８は、図１７のアンテナ装置が高域共振周波数ｆ２で動作するときの電流経路を示す図である。図１７のアンテナ装置の放射器２１０において、放射導体２１１，２１２，２１３とインダクタＬ１とキャパシタＣ１，Ｃ２により、中央の中空の部分を包囲するループが形成される。図１７のように複数のキャパシタＣ１，Ｃ２を備えた場合、給電点Ｐ１に近いキャパシタＣ２の容量を、給電点Ｐ１から遠いキャパシタＣ１の容量よりも大きくする（Ｃ２＞Ｃ１）。特に、キャパシタＣ２の容量は、アンテナ装置が高域共振周波数ｆ２（又は中域共振周波数）で動作するときにキャパシタＣ２のインピーダンスＺ２＝１／（ｊ・ω・Ｃ２）が小さくなるように設定される。これにより、アンテナ装置が高域共振周波数ｆ２（又は中域共振周波数）で動作するときの電流Ｉ２は、給電点Ｐ１からキャパシタＣ２を通過して、少なくともキャパシタＣ１までは流れやすくなる。このとき、放射導体２１１の放射抵抗により、アンテナ装置が高域共振周波数ｆ２（又は中域共振周波数）で動作するときの効率が向上する。一方、キャパシタＣ１の容量は、アンテナ装置が低域共振周波数ｆ１で動作するとき、キャパシタＣ１，Ｃ２の合成インピーダンスＺ≒１／（ｊ・ω・Ｃ１）＋１／（ｊ・ω・Ｃ２）＝１／（ｊ・ω・Ｃ）が所望の大きさになるように設定される。ここで、Ｃは、直列接続されたキャパシタＣ１，Ｃ２の合成容量Ｃ＝Ｃ１×Ｃ２／（Ｃ１＋Ｃ２）を表す。これにより、アンテナ装置が低域共振周波数ｆ１及び高域共振周波数ｆ２のいずれで動作するときであっても、アンテナ装置の効率を向上することができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７８】
図２１は、本発明の第１の実施形態の第１０の変形例に係るアンテナ装置を示す概略図である。図２１は、４バンドのマルチバンドで動作可能なアンテナ装置を示す。図２１の左側の放射器１００Ｃは、図１の放射器１００と同様に構成される。図２１の右側の放射器１００Ｄもまた、図１の放射器１００と同様に構成され、第１の放射導体２１と、第２の放射導体２２と、インダクタＬ２１と、放射導体２１，２２間のキャパシタとを有する。ただし、放射器１００Ｄにおいて放射導体２１，２２とインダクタＬ２１と放射導体２１，２２間のキャパシタとにより形成されるループの電気長は、放射器１００Ｃにおいて放射導体１，２とインダクタＬ１と放射導体１，２間のキャパシタとにより形成されるループの電気長とは異なる。信号源Ｑ２１は、放射導体１上の給電点Ｐ１及び放射導体２１上の給電点Ｐ２１に接続されるとともに、接地導体Ｇ１上の接続点Ｐ２に接続される。信号源Ｑ２１は、低域共振周波数ｆ１及び高域共振周波数ｆ２の高周波信号を発生するとともに、低域共振周波数ｆ１とは異なる別の低域共振周波数ｆ２１と、高域共振周波数ｆ２とは異なる別の高域共振周波数ｆ２２との高周波信号を発生する。放射器１００Ｃは、低域共振周波数ｆ１においてループアンテナモードで動作し、高域共振周波数ｆ２においてモノポールアンテナモードで動作する。また、放射器１００Ｄは、低域共振周波数ｆ２１においてループアンテナモードで動作し、高域共振周波数ｆ２２においてモノポールアンテナモードで動作する。これにより、図２１のアンテナ装置は、４バンドのマルチバンドで動作することができる。図２１のアンテナ装置によれば、さらに放射器を設けることにより、さらなるマルチバンド化が可能である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８２】
図２２において、放射器１１０は、所定幅及び所定の電気長を有する第１の放射導体１ｄと、所定幅及び所定の電気長を有する第２の放射導体２とを含む、実質的にループ状の放射導体を備える。放射器１１０はさらに、放射導体のループに沿った所定の位置で放射導体１ｄ，２を互いに接続するキャパシタＣ２及びインダクタＬ１，Ｌ２を有する。キャパシタＣ２及びインダクタＬ２，Ｌ１はこの順序で直列接続され、インダクタＬ１，Ｌ２間に給電点Ｐ１が設けられる。放射器１１０はさらに、放射導体１ｄ，２間に生じる容量によって形成されたキャパシタを有する。従って、放射導体１ｄ，２とインダクタＬ１，Ｌ２とキャパシタＣ２と放射導体１ｄ，２間のキャパシタとにより、中央の中空の部分を包囲するループが形成される。放射導体１ｄ，２間のキャパシタの容量は、図１の放射導体１，２間のキャパシタと同様に、放射導体１ｄ，２が互いに近接した部分における放射導体１ｄ，２上の位置に応じて変化する。図２３〜図２５では、この位置に応じて変化する容量を、図２〜図４と同様に仮想的なキャパシタＣ１ａ〜Ｃ１ｃとして示す。放射器１１０は、放射導体１ｄに接続された延長導体１ｄａをさらに備える。延長導体１ｄａは、キャパシタＣ２と放射導体１ｄ，２間のキャパシタとの間においてループ状の放射導体の外周に接続されている。低域共振周波数ｆ１、中域共振周波数ｆ３、及び高域共振周波数ｆ２の高周波信号を発生する信号源Ｑ１１は、放射器１１０上の給電点Ｐ１に接続されるとともに、放射器１１０に近接して設けられた接地導体Ｇ１上の接続点Ｐ２に接続される。キャパシタＣ２及びインダクタＬ２は、低域共振周波数ｆ１、中域共振周波数ｆ３、及び高域共振周波数ｆ２の微調整を行うための整合回路として動作する。インダクタＬ２は特に、高域共振周波数ｆ２の整合のために設けられている。放射器１１０において、低域共振周波数ｆ１で励振するときの電流経路と、中域共振周波数ｆ３で励振するときの電流経路と、高域共振周波数ｆ２で励振するときの電流経路とは互いに異なり、これにより、効果的にトリプルバンド動作を実現することができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９３】
なお、図２６では、給電点Ｐ１は、放射導体１ｅ，２上ではなく、インダクタＬ１及びキャパシタＣ２間の導体上に位置するように示しているが、本明細書では、この位置もループ状の放射導体の一部とみなす。放射器１１１は、インダクタＬ１及びキャパシタＣ２間に図１６の放射導体３と同様の追加の放射導体を備えてもよく、この追加の放射導体上に給電点Ｐ１を設けてもよい。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０１】
図３０において、放射器１２０Ａは、所定の電気長を有する第１の放射導体３１と、所定の電気長を有する第２の放射導体３２と、所定の電気長を有する第３の放射導体３３とを含む、実質的にループ状の放射導体を備える。放射器１００Ａはさらに、所定の位置で放射導体３１，３２を互いに接続するインダクタＬ３１と、所定の位置で放射導体３１，３３を互いに接続するキャパシタＣ３１とを有する。放射器１００Ａはさらに、放射導体３２，３３間に生じる容量によって形成されたキャパシタを有する。放射器１２０Ａにおいて、放射導体３１，３２，３３とキャパシタＣ３１とインダクタＬ３１と放射導体３２，３３間のキャパシタとにより、中央の中空の部分を包囲するループが形成される。放射導体３２，３３間に生じる容量は、放射導体３２，３３が互いに近接した部分における放射導体３２，３３上の位置に応じて変化する。信号源Ｑ３１は、放射導体３１上の給電点Ｐ３１に接続されるとともに、放射器１２０Ａに近接して設けられた接地導体Ｇ１上の接続点Ｐ３２に接続される。放射器１２０Ｂは、放射器１２０Ａと同様に構成され、第１の放射導体３４と、第２の放射導体３５と、第３の放射導体３６と、キャパシタＣ３２と、インダクタＬ３２と、放射導体３５，３６間に生じる容量によって形成されたキャパシタとを有する。放射器１２０Ｂにおいて、放射導体３４，３５，３６とキャパシタＣ３２とインダクタＬ３２と放射導体３５，３６間のキャパシタとにより、中央の中空の部分を包囲するループが形成される。信号源Ｑ３２は、放射導体３４上の給電点Ｐ３３に接続されるとともに、放射器１２０Ｂに近接して設けられた接地導体Ｇ１上の接続点Ｐ３４に接続される。信号源Ｑ３１，Ｑ３２は、例えばＭＩＭＯ通信方式の送信信号である高周波信号を発生し、同じ低域共振周波数ｆ１の高周波信号を発生するとともに、同じ高域共振周波数ｆ２の高周波信号を発生する。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０２】
放射器１２０Ａ，１２０Ｂは、好ましくは、所定の基準軸Ａ５に対して対称に構成された放射導体をそれぞれ有する。この基準軸Ａ５に近接して放射導体３１，３４及び給電部（給電点Ｐ３１，Ｐ３３、接続点Ｐ３２，Ｐ３４）が設けられ、この基準軸Ａ５から遠隔して放射導体３２，３３，３５，３６が設けられる。給電点Ｐ３１，Ｐ３３は、基準軸Ａ５に対して対称な位置に設けられる。放射器１２０Ａ，１２０Ｂの放射導体の形状を、給電点Ｐ３１，Ｐ３３から遠ざかるにつれて放射器１２０Ａ，１２０Ｂ間の距離が次第に増大するように構成することで、放射器１２０Ａ，１２０Ｂ間の電磁結合を低減することができる。さらに、２つの給電点Ｐ３１，Ｐ３３間の距離が小さいので、無線通信回路（図示せず）から引き回される給電線路を設置する面積を最小化することができる。また、アンテナ装置のサイズを削減するために、放射導体３１〜３６のいずれかを少なくとも１カ所で折り曲げてもよく、例えば、放射導体３１，３２，３４，３５上の点線Ａ１〜Ａ４の位置で放射導体３１，３２，３４，３５を折り曲げてもよい。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０６】
図３３は、本発明の第３の実施形態の第２の変形例に係るアンテナ装置を示す概略図である。本変形例のアンテナ装置は放射器１２０Ａ，１２０Ｃを備え、放射器１２０Ｃは、インダクタＬ３２がキャパシタＣ３２及び放射導体３７，３８間のキャパシタよりも接地導体Ｇ１に近接して設けられていることのほかは、図３０の放射器１２０Ｂと同様に構成されている。本変形例のアンテナ装置は、低域共振周波数ｆ１で動作するときの放射器１２０Ａ，１２０Ｃ間の電磁結合を低減するために、放射器１２０Ｃのキャパシタ及びインダクタの位置を、放射器１２０Ａのキャパシタ及びインダクタの位置に対して非対称に構成している。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０７】
図３４は、図３０のアンテナ装置が低域共振周波数ｆ１で動作するときの電流経路を示す図である。図３０のアンテナ装置が低域共振周波数ｆ１で動作するとき、例えば一方の信号源Ｑ３１のみを動作させる場合を考える。信号源Ｑ３１から入力される電流Ｉ１により放射器１２０Ａがループアンテナモードで動作すると、放射器１２０Ａによって発生される磁界により、放射器１２０Ｂにおいて、電流Ｉ１と同じ向きの誘導電流である電流Ｉ１１が流れ、この電流Ｉ１１は信号源Ｑ３２まで流れる。接地導体Ｇ１上において、接続点Ｐ３４から接続点Ｐ３２にも電流Ｉ１２が流れる。大きな電流Ｉ１１が流れることにより、放射器１２０Ａ，１２０Ｂ間の電磁結合が高くなる。図３５は、図３０のアンテナ装置が高域共振周波数ｆ２で動作するときの電流経路を示す図である。放射器１２０Ａにおいて、信号源Ｑ３１から入力される電流Ｉ２は、放射器１２０Ｂからは遠隔した方向に流れ、従って、放射器１２０Ａ，１２０Ｂ間の電磁結合は小さく、放射器１２０Ｂや信号源Ｑ３２に流れる誘導電流も小さい。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０８】
図３３のアンテナ装置では、放射器１２０Ａ，１２０Ｃの各放射導体のループは所定の基準軸Ａ５に対して互いに実質的に対称に構成されている。放射器１２０Ａ，１２０Ｃの互いに対称な各放射導体のループに沿って各給電点から対応する向きに進むとき（すなわち、放射器１２０Ａでは反時計回りに進み、放射器１２０Ｃでは時計回りに進むとき）、放射器１２０Ａでは給電点Ｐ３１、インダクタＬ３１、放射導体３２，３３間のキャパシタ、キャパシタＣ３１が順に位置し、放射器１２０Ｃでは給電点Ｐ３３、キャパシタＣ３２、放射導体３７，３８間のキャパシタ、インダクタＬ３２が順に位置する。結果として、図３３のアンテナ装置では、放射器１２０Ａにおいて、キャパシタＣ３１及び放射導体３２，３３間のキャパシタはインダクタＬ３１よりも接地導体Ｇ１に近接して設けられる一方、放射器１２０Ｃにおいて、インダクタＬ３２はキャパシタＣ３２及び放射導体３７，３８間のキャパシタよりも接地導体Ｇ１に近接して設けられる。このように、放射器１２０Ａ，１２０Ｃ間でキャパシタ及びインダクタの位置を非対称に構成したことにより、放射器１２０Ａ，１２０Ｃ間の電磁結合を低減する。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１２】
図３８の放射器１１０Ａは、図２２の放射器１１０と同様に構成される。図３８では、図２２のインダクタＬ１，Ｌ２及びキャパシタＣ２は、図示の簡単化のために省略した。また、図３８では、図２２の給電点Ｐ１、接続点Ｐ２、及び信号源Ｑ１１をまとめて、信号源Ｑ１１の符号により示す。図３９は、図３８の放射器１１０Ａの放射導体１ｄの展開図であり、図４０は、図３８の放射器１１０Ａの放射導体２の展開図である。放射器１１０Ａの小型化のために、放射導体１ｄを図３９のＡ１１−Ａ１１’線及びＡ１２−Ａ１２’線の位置で直角に折り曲げ、放射導体２を図４０のＡ１３−Ａ１３’線の位置で直角に折り曲げる。図３９の放射導体１ｄの下端にチップ型のキャパシタＣ２及びインダクタＬ２を接続し、図４０の放射導体２の下端にチップ型のインダクタＬ１を接続し、さらにインダクタＬ１，Ｌ２間に給電点Ｐ１を設ける。図３８の放射器１１０Ｂもまた、放射器１１０Ａと同様かつ対称に構成される。信号源Ｑ１１，Ｑ１２は、例えばＭＩＭＯ通信方式の送信信号である高周波信号を発生し、同じ低域共振周波数ｆ１の高周波信号、同じ中域共振周波数ｆ３の高周波信号、及び同じ高域共振周波数ｆ２の高周波信号をそれぞれ発生する。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１４】
まず、図５０〜図５２を参照して、比較例のアンテナ装置のシミュレーション結果を示す。図５０は、本発明の第４の実施形態の比較例に係るアンテナ装置を示す斜視図であり、図５１は、図５０のアンテナ装置の放射器２２０Ａの詳細構成を示す展開図である。図５０のアンテナ装置は、図５の放射器２００に対応する２つの放射器２２０Ａ，２２０Ｂ、すなわち、放射導体間に生じる容量によって形成されたキャパシタに代えて、ディスクリートなキャパシタＣ１を備えた放射器を備えている。図５１の放射器２２０Ａにおいて、放射導体２２１，２２２とキャパシタＣ１とインダクタＬ１とにより、中央の中空の部分を包囲するループが形成される。キャパシタＣ１は２ｐＦの容量を有し、インダクタＬ１は１．５ｎＨのインダクタンスを有するものを用いた。放射器２２０Ａの小型化のために、放射導体２２１を図５１のＡ２２−Ａ２２’線の位置で直角に折り曲げ、放射導体２２２を図５１のＡ２１−Ａ２１’線の位置で直角に折り曲げた。図５０では、図示の簡単化のために、放射器２２０Ａ，２２０Ｂ上の給電点、接地導体Ｇ１上の接続点、及び信号源Ｑ１，Ｑ２をまとめて、信号源Ｑ１，Ｑ２の符号で示す。放射器２２０Ｂもまた、放射器２２０Ａと同様かつ対称に構成した。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１８】
図４４の放射器１１１Ａは、図２６の放射器１１１と同様に構成される。図４４では、図２６のインダクタＬ１，Ｌ３及びキャパシタＣ２は、図示の簡単化のために省略した。また、図４４では、図２６の給電点Ｐ１、接続点Ｐ２、及び信号源Ｑ１１をまとめて、信号源Ｑ１１の符号により示す。図４５は、図４４の放射器１１１Ａの放射導体１ｅの展開図であり、図４６は、図４４の放射器１１１Ａの放射導体２の展開図である。放射器１１１Ａの小型化のために、放射導体１ｅを図４５のＡ１４−Ａ１４’線及びＡ１５−Ａ１５’線の位置で直角に折り曲げ、放射導体２を図４６のＡ１６−Ａ１６’線の位置で直角に折り曲げる。図４５の放射導体１ｅの下端にチップ型のキャパシタＣ２を接続し、図４６の放射導体２の下端にチップ型のインダクタＬ１を接続し、さらにインダクタＬ１及びキャパシタＣ２の間に給電点Ｐ１を設ける。給電点Ｐ１はさらに、インダクタＬ３を介して接地導体Ｇ１に接続される。図４４の放射器１１１Ｂもまた、放射器１１１Ａと同様かつ対称に構成される。図４４のアンテナ装置は、図３８のアンテナ装置のように放射器から突出した延長導体を持たないので、アンテナ装置を小型化することができる。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２５】
図５７は、図５３の放射器１３２の回路を示す展開図である。誘電体基板５０上に放射導体５１，５２，５３，５４が形成される。放射導体５３上に給電点Ｐ５１が設けられ、給電点Ｐ５１は、信号源Ｑ５１、インダクタＬ５１、及びキャパシタＣ５２に接続される。放射導体５３，５４間にインダクタＬ５２が設けられ、放射導体５３，５２間にインダクタＬ５３が設けられる。放射導体５１，５４間にチップアンテナＡＮＴ２が設けられる。チップアンテナＡＮＴ２は、図５４のチップアンテナＡＮＴ１と同様に構成される。放射器１３２はさらに、放射導体５１，５２間に生じる容量によって形成されたキャパシタを有する。放射導体５１，５２間に生じる容量は、放射導体５１，５２が互いに近接した部分における放射導体５１，５２上の位置に応じて変化する。図５７及び図５９では、この位置に応じて変化する容量を、説明のために仮想的なキャパシタＣ５１ａ〜Ｃ５１ｃとして示す。放射器１３２は、図５７のＡ３２−Ａ３２’線の位置で直角に折り曲げられる。放射器１３２が低域共振周波数ｆ１で動作するとき、給電点Ｐ５１から放射導体５１に向かって電流が流れ、放射器１３２が高域共振周波数ｆ２で動作するとき、給電点Ｐ５１から放射導体５２に向かって電流が流れる。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２９】
図６０は、図５３の放射器１３１，１３２のＶＳＷＲを示す表である。図６１は、図５３の放射器１３１，１３２の放射効率を示す表である。放射器１３１，１３２のいずれも、動作周波数に応じてループアンテナモード及びモノポールアンテナモードのいずれかとして動作させることで、効果的にデュアルバンド動作を実現するとともに、アンテナ装置１３０の小型化を達成することができる。また、アンテナ装置１３０は、低域周波数帯及び高域周波数帯のいずれにおいても、広帯域で動作することができる。
【国際調査報告】
2012124248.tif 000067
2012124248.tif 000068