(57)【要約】【課題】第１のアンテナ素子の放射方向に第２のアンテナ素子が存在する場合における第１のアンテナ素子の性能低下を抑制。【解決手段】本アンテナ装置は、第１の周波数の電波での無線通信に用いる第１のアンテナ素子と、前記第１のアンテナ素子の放射方向に設けられる棒状に形成されたアンテナ素子であって、第２の周波数の電波での無線通信に用いる第２のアンテナ素子と、を備える。本アンテナ装置においては、前記第２のアンテナ素子は長手方向に沿って複数のインダクタが設けられており、複数の前記インダクタのそれぞれは、前記第１の周波数に対しては絶縁体となり、前記第２の周波数に対しては導体となる範囲のインダクタンスを有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の周波数の電波での無線通信に用いる第１のアンテナ素子と、
前記第１のアンテナ素子の放射方向に設けられる棒状に形成されたアンテナ素子であって、第２の周波数の電波での無線通信に用いる第２のアンテナ素子と、を備え、
前記第２のアンテナ素子は長手方向に沿って複数のインダクタが設けられており、
複数の前記インダクタのそれぞれは、前記第１の周波数に対しては絶縁体となり、前記第２の周波数に対しては導体となる範囲のインダクタンスを有する、
アンテナ装置。
【請求項２】
前記第２のアンテナ素子において、前記インダクタによって区切られた領域の少なくとも一部が前記第１のアンテナに対する導波素子となる、
請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項３】
第３の周波数の電波での無線通信に用いる棒状に形成された第３のアンテナ素子を前記第２のアンテナ素子よりも前記第１のアンテナ素子の放射方向に離れた位置に備え、
前記第３のアンテナ素子は長手方向に沿って複数の第２のインダクタが設けられており、
前記第２のインダクタのそれぞれは、前記第１の周波数に対しては絶縁体となり、前記第３の周波数に対しては導体となる範囲のインダクタンスを有する、
請求項１または２に記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記第１のアンテナ素子が、ダイポールアンテナである、
請求項１から３のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
【請求項５】
前記第１のアンテナ素子は、テーパー形状に形成されたバランを有する、
請求項４に記載のアンテナ装置。
【請求項６】
前記第１のアンテナ素子は、前記ダイポールアンテナに給電する給電点を境として長手方向に第１部分と第２部分とに分かれ、前記第１部分に給電する第１経路と前記第２部分をグランドに接続する第２経路との経路差が、前記第１の周波数の電波の波長の１／２の長さである、
請求項４に記載のアンテナ装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載のアンテナ装置を備える、
無線端末。
【請求項８】
請求項１から６のいずれか一項に記載のアンテナ装置を自装置の厚み方向に複数並べて備える、
無線端末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナ装置および無線端末に関する。
【背景技術】
【０００２】
給電素子と無給電素子とを配置することで指向性を高めるアンテナ装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１４／１１２３５７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
第５世代通信システムのサービス導入により、第４世代通信システムおよび第５世代通信システムはしばらくの間共存することになる。そのため、無線端末では、第４世代通信システム用のアンテナおよび第５世代通信システム用のアンテナの双方が搭載されることになる。
【０００５】
第５世代通信システム用アンテナによる電波の放射方向に第４世代通信システム用アンテナが設けられると、第４世代通信システム用アンテナの影響により、第５世代通信システム用アンテナの感度が低下する。このような課題は、第５世代通信システム用アンテナと第４世代通信システム用アンテナに限らず、第１の周波数用アンテナおよび第１の周波数とは異なる第２の周波数用アンテナにおいても生じ得る。
【０００６】
開示の技術の１つの側面は、第１のアンテナ素子の放射方向に第２のアンテナ素子が存在する場合における第１のアンテナ素子の性能低下を抑制することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
開示の技術の１つの側面は、次のようなアンテナ装置によって例示される。本アンテナ装置は、第１の周波数の電波での無線通信に用いる第１のアンテナ素子と、前記第１のアンテナ素子の放射方向に設けられる棒状に形成されたアンテナ素子であって、第２の周波数の電波での無線通信に用いる第２のアンテナ素子と、を備える。本アンテナ装置においては、前記第２のアンテナ素子は長手方向に沿って複数のインダクタが設けられており、複数の前記インダクタのそれぞれは、前記第１の周波数に対しては絶縁体となり、前記第２の周波数に対しては導体となる範囲のインダクタンスを有する。
【発明の効果】
【０００８】
本アンテナ装置は、第１のアンテナ素子の放射方向に第２のアンテナ素子が存在する場合における第１のアンテナ素子の性能低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、スマートフォンが使用される場面の一例を示す図である。
【図２】図２は、実施形態に係るアンテナ装置の一例を示す図である。
【図３】図３は図２のようにインダクタを配置した場合におけるＬＴＥの通信で使用される周波数帯域での等価的な構成を示す図である。
【図４】図４は図２のようにインダクタを配置した場合におけるミリ波帯域での等価的な構成を示す図である。
【図５】図５は、図４の矩形領域を拡大した図である。
【図６】図６は、第１比較例を説明する図である。
【図７】図７は、第２比較例を説明する図である。
【図８】図８は、第３比較例を説明する図である。
【図９】図９は、実施形態、第２比較例および第３比較例それぞれによる放射パターンを比較する図である。
【図１０】図１０は、第１実施例の一例を示す図である。
【図１１】図１１は、実施例におけるテーパー型に形成されたバランの一例を示す図である。
【図１２】図１２は、実施例におけるアンテナ素子の第１部分と第２部分において経路差を設ける構成の一例を示す図である。
【図１３】図１３は、実施例における給電回路の一例を示す模式的に図である。
【図１４】図１４は所望のゲインが得られないインダクタの配置の一例を示す図である。
【図１５】図１５は図１４のようにインダクタを配置した場合におけるミリ波帯域での等価的な構成を示す図である。
【図１６】図１６は、ミリ波帯域による通信性能の劣化を抑制するインダクタの配置の一例を示す図である。
【図１７】図１７は図１６のようにインダクタを配置した場合におけるミリ波帯域での等価的な構成を示す図である。
【図１８】図１８は、分岐型モノポールアンテナをＬＴＥ用アンテナに採用したアンテナ装置の構成を例示する図である。
【図１９】図１９は、３素子の八木アンテナを有するアンテナ装置の一例を示す図である。
【図２０】図２０は、無給電のＬＴＥ用アンテナを備えるアンテナ装置の一例を示す図である。
【図２１】図２１は、プリント基板のトップ側に加えて側方にもアンテナ装置を備えるスマートフォンの一例を示す図である。
【図２２】図２２は、スマートフォンの厚み方向に複数のアンテナ装置を実装する構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、実施形態について説明する。以下に示す実施形態の構成は例示であり、開示の技術は実施形態の構成に限定されない。
【００１１】
＜実施形態＞
本実施形態に係るアンテナ装置は、第１の周波数の電波での無線通信に用いる第１のアンテナ素子と、前記第１のアンテナ素子の放射方向に設けられる棒状に形成されたアンテナ素子であって、第２の周波数の電波での無線通信に用いる第２のアンテナ素子と、を備える。本アンテナ装置においては、前記第２のアンテナ素子は長手方向に沿って複数のインダクタが設けられており、複数の前記インダクタのそれぞれは、前記第１の周波数に対しては絶縁体となり、前記第２の周波数に対しては導体となる範囲のインダクタンスを有する。
【００１２】
第１のアンテナ素子は、例えば、ミリ波を用いた無線通信を行う。また、第２のアンテナ素子は、例えば、Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ（ＬＴＥ）を用いた無線通信を行う。第２のアンテナ素子の長手方向には、複数のインダクタが設けられる。このインダクタは、前記第１の周波数の電流に対しては絶縁体となり、前記第２の周波数の電流に対しては導体となる範囲のインダクタンスを有する。そのため、第２の周波数帯の電流に対しては第２のアンテナ素子は一本の棒状のアンテナとして動作し、第１の周波数帯の
電流に対しては、第２のアンテナ素子は、複数のインダクタによって区切られた短い導体として動作する。複数のインダクタの配置によっては、第１の周波数の電波に対しては第２のアンテナ素子をあたかも短い導体に分割したような状態とすることで第１の周波数の電波による通信におけるゲインの低下を抑制したり、また、複数のインダクタによって区切られる短い導体が第１のアンテナ素子に対する導波素子となったりする。導波素子となる場合には、第１のアンテナ素子と導波素子とで八木アンテナを形成することができ、第１の周波数の電波による通信におけるゲインを向上させることができる。
【００１３】
本アンテナ装置は、第３の周波数の電波での無線通信に用いる棒状に形成された第３のアンテナ素子を前記第２のアンテナ素子よりも前記第１のアンテナ素子の放射方向に離れた位置に備え、前記第３のアンテナ素子は長手方向に沿って複数の第２のインダクタが設けられており、前記第２のインダクタのそれぞれは、前記第１の周波数の電流に対しては絶縁体となり、前記第３の周波数の電流に対しては導体となる範囲のインダクタンスを有する。このような構成を採用することで、例えば、導波素子を複数並べて第１の周波数の電波による通信におけるゲインをより向上させることもできる。
【００１４】
本アンテナ装置はダイポールアンテナであってもよい。ダイポールアンテナは、テーパー形状に形成されたバランを備えることで、漏洩電流を抑制するものでもよい。また、前記第１のアンテナ素子は、前記ダイポールアンテナに給電する給電点を境として長手方向に第１部分と第２部分とに分かれ、前記第１部分に給電する第１経路と前記第２部分をグランドに接続する第２経路との経路差が、前記第１の周波数の電波の波長の１／２の長さとすることで、漏洩電流を抑制してもよい。
【００１５】
また、上記アンテナ装置は無線端末に実装されてもよく、無線端末は、端末の厚み方向に上記アンテナ装置を複数並べて実装してもよい。
【００１６】
以上で説明したアンテナ装置および無線端末について、図面を参照してさらに説明する。図１は、スマートフォンが使用される場面の一例を示す図である。図１では、スマートフォン１００が、ユーザ８００の手で保持されて使用される様子が示される。スマートフォン１００は、第４世代通信システムおよび第５世代通信システムの双方に対応する。そのため、スマートフォン１００は、第４世代通信システムで使用されるＬＴＥ用のアンテナに加えて、第５世代通信システムで使用されるミリ波用アンテナも備える。
【００１７】
スマートフォン１００の通信を効率的に行うには、スマートフォン１００のアンテナが、ユーザ８００に向かう方向や地面に向かう方向ではなく、例えば、スマートフォン１００のトップ方向（図１の矢印方向）に強いゲインを有することが好ましい。
【００１８】
図２は、実施形態に係るアンテナ装置の一例を示す図である。図２では、スマートフォン１００のトップ方向が矢印で示される。図２に例示されるアンテナ装置１は、例えば、スマートフォン１００の筐体内に搭載される。アンテナ装置１は、プリント基板２、ＬＴＥ用アンテナ３およびミリ波用アンテナ４を備える。
【００１９】
プリント基板２には、スマートフォン１００の各種部品が設けられる。また、プリント基板２には、グランド層２２が設けられる。ＬＴＥ用アンテナ３は、プリント基板２よりもトップ方向に配置され、プリント基板２のトップ側のエッジ面２ａと平行に伸びる導体である長辺部分３１と、長辺部分３１からプリント基板２に向けて直角に屈曲しプリント基板２のトップ側の左端部に接続する導体である短辺部分３２を有する。ＬＴＥ用アンテナ３の長辺部分３１は、棒上に形成されたアンテナ素子ということもできる。ＬＴＥ用アンテナ３の短辺部分３２の先端とプリント基板２とが接続する部分には、ＬＴＥ用アンテナ３の給電点３３が設けられる。すなわち、ＬＴＥ用アンテナ３は、モノポールアンテナ
である。ＬＴＥ用アンテナ３は、「第２のアンテナ素子」の一例である。
【００２０】
ＬＴＥ用アンテナ３の長辺部分３１とプリント基板２のトップ側のエッジ面２ａとの間には、ミリ波用アンテナ４が配置される。ミリ波用アンテナ４は、ＬＴＥ用アンテナ３の長辺部分３１と平行に伸びる導体であるアンテナ素子４１を複数含むアレイアンテナであり、ミリ波による無線通信を行う。アンテナ素子４１は、ＬＴＥ用アンテナ３から距離Ｌだけ離れた位置に設けられる。距離Ｌは、例えば、ミリ波用アンテナ４が無線通信に用いる電波の波長の１／４の正の整数倍の距離である。また、ミリ波用アンテナ４は、プリント基板２のエッジ面２ａからミリ波用アンテナ４が無線通信に用いる電波の波長の１／４以上離れている。アンテナ素子４１それぞれの長さはミリ波の送受信に好適な長さに形成されるとともに、ＬＴＥ用アンテナ３の長辺部分３１よりも短く形成される。アンテナ素子４１は、その長手方向の中央部分に給電点４２が設けられる。アンテナ素子４１のそれぞれは、半波長ダイポールアンテナである。アンテナ素子４１は、「第１のアンテナ素子」の一例である。
【００２１】
ＬＴＥ用アンテナ３およびミリ波用アンテナ４のそれぞれは、放射方向をトップ方向としている。そのため、ＬＴＥ用アンテナ３は、ミリ波用アンテナ４の放射方向を遮るように配置される。ＬＴＥ用アンテナ３の長辺部分３１には、さらに、複数のインダクタ５が設けられる。インダクタ５は、例えば、チップインダクタである。インダクタ５のインダクタンスは数ｎＨ（ナノヘンリー）に設定される。インダクタ５のインダクタンスが数ｎＨであるため、ＬＴＥの通信で使用される周波数帯域では透過する。そのため、ＬＴＥの通信においては、図３に模式的に示すように、ＬＴＥ用アンテナ３にインダクタ５が設けられていない状態と略等しくなる。
【００２２】
一方、ＬＴＥによる通信よりも高周波帯域の電波を用いるミリ波帯域の通信においてはリアクタンスが非常に高くなるため、インダクタ５が設けられた部分は絶縁された状態と略等しくなる。そのため、ミリ波帯域の通信においては、図４に模式的に示すように、ＬＴＥ用アンテナ３においてインダクタ５が設けられた部分が開放し、ＬＴＥ用アンテナ３の長辺部分３１はインダクタ５によって分割され、複数の短い導体としてふるまう。
【００２３】
図５は、図４の矩形領域Ｒ１を拡大した図である。図５では、ＬＴＥ用アンテナ３の長辺部分３１はインダクタ５によって分割されたことによる短い導体とアンテナ素子４１との組み合わせが４つ例示される。この組み合わせは、ＬＴＥ用アンテナ３の長辺部分３１はインダクタ５によって分割されたことによる短い導体が導波素子３４となり、給電点４２から給電されるアンテナ素子４１が給電素子となることで、２素子の八木アンテナ４３となる。その結果、４つの八木アンテナ４３を含むミリ波用八木アレイアンテナ４４が形成される。なお、プリント基板２のグランド層２２は、反射板となる。
【００２４】
導波素子３４の長さはアンテナ素子４１よりも短く形成され、トップ方向から見たときにおける導波素子３４の長手方向における中心とアンテナ素子４１の長手方向における中心とが重なる位置に導波素子３４が形成されることが好ましい。すなわち、インダクタ５は、導波素子３４とアンテナ素子４１とがこのような位置関係になるように配置される。
【００２５】
八木アンテナはダイポールアンテナよりも高いゲインを有するため、アンテナ素子４１よりも八木アンテナ４３はアンテナ素子４１から導波素子３４の方向（すなわち、トップ方向）に向けて高いゲインを有する。そのため、複数のアンテナ素子４１を含むアレイアンテナであるミリ波用アンテナ４よりも、複数の八木アンテナ４３を含むアレイアンテナであるミリ波用八木アレイアンテナ４４の方がトップ方向に高いゲインを有する。
【００２６】
＜比較例＞
実施形態の効果を検証するため、比較例について説明する。図６は、第１比較例を説明する図である。第１比較例に係るアンテナ装置１ａは、ＬＴＥ用アンテナ３の長辺部分３１がアンテナ素子４１と干渉しないように短く形成されるとともにインダクタ５を有しない点で、実施形態に係るアンテナ装置１とは異なる。アンテナ装置１ａのようにＬＴＥ用アンテナ３の長辺部分３１を短く形成すると、ＬＴＥ用アンテナ３の放射効率およびゲインが低下する。そのため、ＬＴＥ用アンテナ３の性能を低下させる第１比較例の構成は好ましくないと考えられる。
【００２７】
図７は、第２比較例を説明する図である。第２比較例に係るアンテナ装置１ｂは、インダクタ５を有しない点で、実施形態に係るアンテナ装置１とは異なる。アンテナ装置１ｂでは、ミリ波用アンテナ４の放射方向を遮るようにＬＴＥ用アンテナ３が設けられる。図８は、第３比較例を説明する図である。第３比較例に係るアンテナ装置１ｃは、ＬＴＥ用アンテナ３を有しない点で、実施形態に係るアンテナ装置１とは異なる。
【００２８】
＜実施形態と比較例との比較＞
図９は、実施形態、第２比較例および第３比較例それぞれによる放射パターンを比較する図である。図９は、周波数２８ＧＨｚのミリ波を用いた比較の結果が例示される。図９を参照して第２比較例と第３比較例とを比較すると、第２比較例ではＬＴＥ用アンテナ３によってミリ波の電波が散乱されるため、第３比較例のゲインよりも第２比較例のゲインの方が低いことがわかる。また、第３比較例と実施形態とを比較すると、実施形態では八木アンテナ４３複数備えるアレイアンテナであるミリ波用八木アレイアンテナ４４を使用できるため、実施形態のゲインの方が第３比較例のゲインよりも高いことがわかる。すなわち、実施形態によれば、ＬＴＥ用アンテナ３を導波素子として利用することで、ＬＴＥ用アンテナ３を有しない第３比較例よりも高いゲインでミリ波による通信を行うことができる。
【００２９】
＜実施形態の効果＞
実施形態では、ＬＴＥ用アンテナ３にインダクタ５を設ける。インダクタ５のインダクタンスが数ｎＨに設定される。インダクタ５のインダクタンスがこのように設定されるため、ＬＴＥの通信においてはＬＴＥ用アンテナ３にインダクタ５が設けられていない状態と略等しくなるため、インダクタ５を設けることによるＬＴＥ用アンテナ３の性能劣化は抑制される。
【００３０】
一方、ミリ波帯域の通信においてはインダクタ５が設けられた部分が絶縁された状態と略等しくなるため、インダクタ５によって分割された複数の短い導体が導波素子３４となり、導波素子３４とアンテナ素子４１とで複数の２素子の八木アンテナ４３が形成される。本実施形態によれば、ＬＴＥ用アンテナ３を導波素子として利用することで、高いゲインでミリ波帯域を用いた通信を行うことができる。
【００３１】
（実施例）
第１実施例では、実施形態に係るアンテナ装置１をスマートフォンに適用した場合の一例について説明する。図１０は、第１実施例の一例を示す図である。図１０はスマートフォン１００が備えるプリント基板２を正面視した図である。図１０では、背面側の構成は点線で示される。図１０では、スマートフォン１００の内部構成が例示される。スマートフォン１００の筐体１０１内には、各種部品が実装されるプリント基板２が格納される。プリント基板２では、一方の面（図１０に表れている面）に誘電体層２１が設けられ、誘電体層２１上に各種部品を接続する配線パターンが形成される。配線パターンは、例えば、銅（Ｃｕ）によって形成される。
【００３２】
実施形態と同様に、プリント基板２の左上端部にはＬＴＥ用アンテナ３が接続される。
ＬＴＥ用アンテナ３は、誘電体層２１上への配線パターンの印刷によって形成される。ＬＴＥ用アンテナ３が形成されるプリント基板は、硬質なリジッド基板に限定されず、屈曲可能なフレキシブル基板であってもよい。
【００３３】
ミリ波用アンテナ４ａのアンテナ素子４１ａは、誘電体層２１およびプリント基板２の背面に形成されるグランドパターンの印刷によって形成される。プリント基板２の正面側の面において、給電回路から延びる給電線路２３が直角に曲がることで、アンテナ素子４１ａの放射方向と直交する方向に長手方向を有する導体である第１部分４１ａ１が形成される。また、プリント基板２の背面側の面においては、グランドパターンによってアンテナ素子４１ａの放射方向と直交する方向に長手方向を有する導体である第２部分４１ａ２が形成される。第１部分４１ａ１と第２部分４１ａ２によって、ダイポールアンテナであるアンテナ素子４１ａを形成することができる。
【００３４】
給電線路２３をプリント基板２の一方の面、グランドパターンをプリント基板２の他方の面に形成することで、給電線路２３はアンテナにならずに信号の伝送に使用できるとともに、第１部分４１ａ１と第２部分４１ａ２をアンテナとして使用することができる。なお、スマートフォン１００は４素子のミリ波用アンテナ４ａを備えるが、スマートフォン１００が備えるミリ波用アンテナ４ａは４素子以外であってもよい。例えば、２素子以上のミリ波用アンテナ４ａを備えることで、スマートフォン１００はビームフォーミングを実現できる。また、ビームフォーミングを実行しない場合、スマートフォン１００は、１素子のミリ波用アンテナ４ａを備えてもよい。第１部分４１ａ１は、「第１部分」の一例である。第２部分４１ａ２は「第２部分」の一例である。
【００３５】
ダイポールアンテナでは、給電点近傍の不平衡により漏洩電流が生じる虞がある。このような漏洩電流を抑制するには、例えば、バラン（平衡不平衡変換器）を採用することができる。図１１は、実施例におけるテーパー型に形成されたバランの一例を示す図である。図１１に例示されるバラン４５は、給電線路２３を挟み込むように形成される。このようなバラン４５を設けることで、漏洩電流を抑制することができる。
【００３６】
また、漏洩電流を抑制するには、第１部分４１ａ１への給電線路２３と第２部分４１ａ２へのグランドからの線路の経路差を、ミリ波の通信で使用する電波の波長をλとしてλ／２程度とする方法を採用することもできる。図１２は、実施例におけるアンテナ素子の第１部分と第２部分において経路差を設ける構成の一例を示す図である。図１２では、矩形領域Ｒ２が示す部分において、経路を屈曲させてバイパス部分を設けている。矩形領域Ｒ２が示すバイパス部分は、略λ／２の長さとなっている。このような構成を採用しても、漏洩電流を抑制することができる。
【００３７】
（給電回路）
図１３は、実施例における給電回路の一例を示す模式的に図である。図１３では、アンテナ素子４１、切替器６１、アンプ６２、６３、位相シフタ６４、６５、受信信号合成回路６６、送信信号分配回路６７が例示される。切替器６１は、例えば、時分割で送受信を切り替える。アンプ６２は受信信号を増幅し、アンプ６３は送信信号を増幅する。位相シフタ６４は受信信号の位相を制御し、位相シフタ６５は送信信号の位相を制御する。受信信号合成回路６６は、複数のアンテナ素子４１が受信した信号を合成する。送信信号分配回路６７は、送信する信号を複数のアンテナ素子４１に対して分配する。このような構成によって、アンテナ素子４１に対して給電を行うとともに、アンテナ素子４１による電波の送受信が可能でとなる。なお、図１３では、切替器６１によって送受信を切り替えることで、同一のアンテナ素子４１を送信および受信の双方で使用したが、送信用のアンテナ素子４１と受信用のアンテナ素子４１とをそれぞれ設けてもよい。
【００３８】
＜変形例＞
実施形態では、インダクタ５を配置することでＬＴＥ用アンテナ３の長辺部分３１を複数の短い導体に分割し、分割した導体を導波素子３４として用いた。しかしながら、インダクタ５を配置する箇所によっては、導波素子３４の近傍に導波素子３４と同等以上の長さを有する導体が存在することになり、所望のゲインが得られないことがある。
【００３９】
図１４は所望のゲインが得られないインダクタの配置の一例を示す図であり、図１５は図１４のようにインダクタを配置した場合におけるミリ波帯域での等価的な構成を示す図である。図１４に例示されるアンテナ装置１ｃのようにインダクタ５を配置すると、図１５に例示されるように、導波素子３４の近傍に導波素子３４と同等以上の長さを有する導体３５が存在する。そのため、導波素子３４に加えて導体３５もミリ波帯域の電波に影響を及ぼすため、アンテナ装置１ｃではミリ波帯域による通信性能が劣化する虞がある。
【００４０】
図１６は、ミリ波帯域による通信性能の劣化を抑制するインダクタの配置の一例を示す図である。図１７は図１６のようにインダクタを配置した場合におけるミリ波帯域での等価的な構成を示す図である。図１６に例示されるアンテナ装置１ｄでは、導波素子３４の近傍に導波素子３４と同等以上の長さを有する導体が存在しないように、インダクタ５が配置される。すなわち、アンテナ装置１ｄでは、導波素子３４と同等以上の導体が導波素子３４の近傍に存在しないように、導波素子３４間の導体を分断するようにインダクタ５が配置される。その結果、図１７に例示するように、導波素子３４の近傍に存在する導体３５ａは導波素子３４よりも短くすることができるため、アンテナ装置１ｄではミリ波帯域による通信性能の劣化を抑制できる。なお、インダクタ５によって導波素子３４をＬＴＥ用アンテナ３上に形成するのではなく、インダクタ５によってＬＴＥ用アンテナ３上に形成される短い導体の長さを短くすることで、ミリ波用アンテナ４のゲイン低下を抑制することもできる。
【００４１】
実施形態に係るアンテナ装置１は分岐を有しないＬＴＥ用アンテナ３を備えたが、ＬＴＥ用アンテナは多バンドに対応する分岐型モノポールアンテナであってもよい。図１８は、分岐型モノポールアンテナをＬＴＥ用アンテナに採用したアンテナ装置の構成を例示する図である。図１８に例示されるように、分岐型モノポールアンテナであるＬＴＥ用アンテナ３ａを有するアンテナ装置１ｅに対しても、実施形態に開示の技術を適用することができる。
【００４２】
実施形態に係るアンテナ装置１のミリ波用八木アレイアンテナ４４は、２素子の八木アンテナ４３を有するが、ミリ波用アンテナは３素子以上の八木アンテナを有してもよい。図１９は、３素子の八木アンテナを有するアンテナ装置の一例を示す図である。図１９に例示されるアンテナ装置１ｆは、ＬＴＥ用アンテナ３の放射方向にさらにＬＴＥ用アンテナ３ｂを備える。アンテナ装置１ｆでは、ＬＴＥ用アンテナ３ｂにインダクタ５を配置することで、導波素子３４ａを形成する。導波素子３４ａは、導波素子３４よりも短く形成される。このような構成を有することで、アンテナ素子４１、導波素子３４および導波素子３４ａにより、３素子の八木アンテナを形成することができる。アンテナ装置１ｆは、導波素子３４ａを追加して３素子の八木アンテナを備えることで、２素子の八木アンテナよりも高いゲインを得ることができる。また、４素子以上の八木アンテナも同様の手法により形成することができる。ＬＴＥ用アンテナ３ｂは、「第３のアンテナ素子」の一例である。
【００４３】
アンテナ装置１ｆでは、ＬＴＥ用アンテナ３およびＬＴＥ用アンテナ３ｂのいずれも給電点３３から給電されるアンテナであったが、図２０に例示されるアンテナ装置１ｇのように、導波素子を形成するＬＴＥ用アンテナは無給電アンテナであってもよい。図２０では、無給電のＬＴＥ用アンテナとして、ＬＴＥ用アンテナ３ｃが例示され、ＬＴＥ用アン
テナ３ｃは、給電点３３を有さずに調整用チップ３３ａによってプリント基板２と接続される。
【００４４】
図２１は、プリント基板のトップ側に加えて側方にもアンテナ装置を備えるスマートフォンの一例を示す図である。スマートフォン１００ａは、側方にもアンテナ装置を設けることで、例えば、側方を上に向けてスマートフォン１００が使用される場合でも、スマートフォン１００は、側方に備えるアンテナ装置を用いることで効率的に通信を行うことができる。
【００４５】
図２２は、スマートフォンの厚み方向に複数のアンテナ装置を実装する構成の一例を示す図である。図２２はスマートフォン１００ｂの筐体を開いた状態で側面視した図である。スマートフォン１００ｂは、スマートフォン１００ｂの各種部品が搭載される基板１０２の正面側と背面側のそれぞれにアンテナ装置１が接続される。アンテナ装置１は、互いに、ミリ波の通信で使用する電波の波長をλとしてλ／２程度離れて配置される。基板１０２とアンテナ装置１とは、ＬＴＥ用給電バネ１０２ａとミリ波用同軸ケーブル１０２ｂによって接続される。アンテナ装置１のＬＴＥ用アンテナ３には、ＬＴＥ用給電バネ１０２ａを介した給電が行われる。アンテナ装置１のミリ波用アンテナ４には、ミリ波用同軸ケーブル１０２ｂを介した給電が行われる。このような構成を採用するスマートフォン１００ｂは、装置の厚み方向にアンテナ装置１を並べることで、厚み方向の指向性をカバーすることができる。なお、スマートフォン１００ｂは、複数のアンテナ装置１を有することで、複数のＬＴＥ用アンテナ３および複数のミリ波用アンテナ４を備える。ここで、複数のＬＴＥ用アンテナ３のそれぞれが同一の周波数の電波による通信を行ってもよいし、それぞれ異なる周波数の電波で通信を行うようにしてもよい。また、複数のミリ波用アンテナ４のそれぞれが同一の周波数の電波による通信を行ってもよいし、それぞれ異なる周波数の電波で通信を行ってもよい。
【００４６】
以上で開示した実施形態や変形例はそれぞれ組み合わせる事ができる。
【符号の説明】
【００４７】
１、１ａ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１ｆ、１ｇ・・・アンテナ装置
２・・・プリント基板
２ａ・・・エッジ面
３、３ａ・・・ＬＴＥ用アンテナ
４・・・ミリ波用アンテナ
５・・・インダクタ
２１・・・誘電体層
２２・・・グランド層
２３・・・給電線路
３１・・・長辺部分
３２・・・短辺部分
３３、４２・・・給電点
３３ａ・・・調整用チップ
３４、３４ａ・・・導波素子
３５、３５ａ・・・導体
４１・・・アンテナ素子
４３・・・八木アンテナ
４４・・・ミリ波用八木アレイアンテナ
４５・・・バラン
６１・・・切替器
６２、６３・・・アンプ
６４、６５・・・位相シフタ
６６・・・受信信号合成回路
６７・・・送信信号分配回路
１００・・・スマートフォン
１０１・・・筐体
８００・・・ユーザ
【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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