(57)【要約】【課題】周波数帯域の切替に応じてより高効率な特性が得られるようにしたアンテナ装置を構成する。【解決手段】基板３１上にアンテナ整合回路３０及びアンテナ接続部３２が構成されている。また、基板３１上に放射Ｑ終端回路６０及び放射Ｑ切替線６１が構成されている。そして、アンテナ素子電極２１が形成されたアンテナ素子２０が基板３１の非グランド領域ＮＧＡに実装されることによってアンテナ装置１０１が構成される。アンテナ整合回路３０は、アンテナ素子２０が接続されるアンテナ接続部３２と給電部３９との間に構成されていて、ローバンド用とハイバンド用に切り替えられる。放射Ｑ終端回路６０は放射Ｑ切替線６１を所定の接続条件でグランドに接続する回路であり、ローバンド用とハイバンド用に切り替えられる。【選択図】図２
2010258815.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナ素子と、前記アンテナ素子と給電部との間に接続され、整合する周波数帯域を変化させるアンテナ整合回路とを備えたアンテナ装置において、
前記アンテナ素子が対向する筐体グランドと前記アンテナ素子との所定位置同士を接続する放射Ｑ制御用接続部を有し、
前記放射Ｑ制御用接続部は、前記筐体グランドと前記アンテナ素子との接続状態を、前記アンテナ整合回路が整合する周波数帯域に応じて変化させるインピーダンス可変素子を備えたアンテナ装置。
【請求項２】
前記アンテナ整合回路は、利用周波数が互いに異なる複数の整合回路と、これらの整合回路を選択して前記アンテナ素子と前記給電部との間に接続されるスイッチとから成り、
前記複数の整合回路は、前記給電部から前記アンテナ素子の方向に前記整合回路を見たリターンロス特性が前記利用周波数の帯域でそれぞれ複共振特性となるインピーダンス回路で構成した、請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項３】
前記アンテナ整合回路は、共振周波数を調整するリアクタンス装荷部と、前記給電部から前記アンテナ接続部の方向に当該整合回路を見たリターンロス特性が前記利用周波数の帯域でそれぞれ複共振させる可変リアクタンス回路で構成され、前記可変リアクタンス回路のリアクタンス値が利用周波数に応じて制御される、請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記アンテナ整合回路を構成する回路要素の一部または全部が積層基板にパッケージ化された、請求項１、２または３に記載のアンテナ装置。
【請求項５】
前記アンテナ素子は誘電体または磁性体の基体と、前記基体の表面または前記基体の内部に配置されたアンテナ素子電極とから構成された、請求項１、２または３に記載のアンテナ装置。
【請求項６】
前記基体に前記アンテナ整合回路が内包された、請求項５に記載のアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば携帯電話端末に備えられるアンテナ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話端末等の移動体無線端末用アンテナ装置の性能として、マルチバンドに対応するとともに小型化することが常に要求される。
マルチバンドに対応するアンテナとして特許文献１，特許文献２が開示されている。
特許文献１のアンテナ装置は、アンテナ素子の根元に接続されたリアクタンス回路のリアクタンス値を変化させることで、アンテナ素子の等価的な電気長を変化させ、複数の周波数帯をカバーするものである。
【０００３】
図１は特許文献１に示されているアンテナ装置の回路図である。図１のアンテナ装置は、放射素子１と同調回路１０とを備えている。同調回路１０は、放射素子１と給電点２との間に設けられていて、第１誘導性素子１１と可変リアクタンス回路１２とが直列接続された構成である。可変リアクタンス回路１２は、第２誘導性素子１３と可変容量性素子１４との並列回路で構成されている。
【０００４】
特許文献２のアンテナ装置は、アンテナ素子の電気長をスイッチにより切り替えて共振周波数を変えるものである。
特許文献１の構成ではアンテナ素子そのものの物理体積は変わらないが、特許文献２はアンテナ素子の体積自体を変えている、と言える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１１３２３３号公報
【特許文献２】国際公開第２００４／０４７２２３号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１のアンテナ装置は、アンテナ素子（根元に接続されたリアクタンス回路を含む）と筐体とで擬似ダイポール系とみなせる放射子が構成されていて、筐体輻射が利用されている。しかしこの特許文献１のアンテナ装置においては、アンテナ素子の共振周波数の制御に重点が置かれている。換言すると、筐体を含めたアンテナの放射Ｑを制御するものではない。
【０００７】
特許文献１のアンテナ装置においてはアンテナ素子が固定であるのに対し、特許文献２ではアンテナ素子と筐体との関係性を変えているとも見なせるが、アンテナ素子の体積を減少させることと、アンテナ素子と筐体との接続ポイントとの関係を最適にするものではない。
【０００８】
この発明の目的は、周波数帯域の切替に応じてより高効率な特性が得られるようにしたアンテナ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、この発明は次のように構成する。
（１）アンテナ素子と、前記アンテナ素子と給電部との間に接続され、周波数帯域に応じて整合状態を切り替えるアンテナ整合回路とを備えたアンテナ装置において、前記アンテナ素子から、前記アンテナ素子が対向する筐体グランドへ延びる放射Ｑ切替用線と、前記アンテナ素子と前記放射Ｑ切替用線との間に、或いは、前記放射Ｑ切替用線と前記筺体グランドとの間に設けられ、前記アンテナ整合回路の周波数帯域の切替とともに前記アンテナ素子と前記放射Ｑ切替用線との接続状態を切り替えるインピーダンス可変素子と、を備える。
【００１０】
この構成により、アンテナ整合回路の周波数帯域の切替に応じて放射Ｑが切り替わって、最適な放射Ｑに定められ、切り替えられるどの周波数帯域でも高効率なアンテナ装置が得られる。
【００１１】
（２）前記アンテナ整合回路は、利用周波数が互いに異なる複数の整合回路と、これらの整合回路を選択して前記アンテナ素子と前記給電部との間に接続されるスイッチとから成り、前記複数の整合回路は、前記給電部から前記アンテナ素子の方向に前記整合回路を見たリターンロス特性が前記利用周波数の帯域でそれぞれ複共振特性となるインピーダンス回路で構成してもよい。
この構成により、各周波数帯域の広帯域化が図れる。
【００１２】
（３）前記アンテナ整合回路は、共振周波数を調整するリアクタンス装荷部と、前記給電部から前記アンテナ接続部の方向に当該整合回路を見たリターンロス特性が前記利用周波数の帯域でそれぞれ複共振させる可変リアクタンス回路で構成され、前記可変リアクタンス回路のリアクタンス値が利用周波数に応じて制御されるように構成してもよい。
【００１３】
この構成によっても各周波数帯域の広帯域化が図れる。
【００１４】
（４）前記アンテナ整合回路を構成する回路要素の一部または全部は積層基板にパッケージ化されていてもよい。
これにより、実装先の回路基板上に実装可能な部品として扱うことができ、回路基板上の占有面積が削減できる。
【００１５】
（５）前記アンテナ素子は誘電体または磁性体の基体と、前記基体の表面または前記基体の内部に配置されたアンテナ素子電極とから構成されていてもよい。
この構成により、実装先の回路基板上へのアンテナ整合回路用部品の実装が不要または少なくなり、その分全体の小型化が図れる。
【００１６】
（６）前記アンテナ整合回路は前記基体に内包されていてもよい。
この構成により、実装先の回路基板上へのアンテナ整合回路用部品の実装が不要または少なくなり、その分全体の小型化が図れる。
【発明の効果】
【００１７】
この発明によれば、アンテナ整合回路の周波数帯域の切替に応じて放射Ｑが切り替わって、最適な放射Ｑに定められ、切り替えられるどの周波数帯域でも高効率なアンテナ装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】特許文献１に示されているアンテナ装置の回路図である。
【図２】図２（Ａ）は第１の実施形態に係るアンテナ整合回路及びアンテナ装置の構成を示す斜視図である。図２（Ｂ）は、給電部３９からアンテナ整合回路３０側を見たリターンロスの周波数特性図である。
【図３】図２（Ａ）に示したアンテナ装置１０１の比較例として、アンテナ素子と基板からなる擬似ダイポールとしてのアンテナ装置１００の、放射Ｑ切替線のないときのローバンドにおける筺体グランドへの定在波の立ち方を示す図である。
【図４】アンテナ素子と基板からなる擬似ダイポールとしてのアンテナ装置１００の、放射Ｑ切替線のないときのハイバンドにおける筺体グランドへの定在波の立ち方を示す図である。
【図５】図２（Ａ）に示したアンテナ装置１０１のアンテナ素子と基板からなる擬似ダイポールとしての、放射Ｑ切替線のあるときのハイバンドにおける筐体グランドへの定在波の立ち方を示す図である。
【図６】図６（Ａ）はハイバンドにおける放射Ｑ切替線６１の有るときのアンテナ装置の分解斜視図、図６（Ｂ）は放射Ｑ切替線６１が無いときのアンテナ装置の分解斜視図である。図６（Ｃ）は、この二つのアンテナ装置のリターンロスとアンテナ効率の周波数特性図である。
【図７】図７（Ａ）はローバンドにおける放射Ｑ切替線６１の有るときのアンテナ装置の分解斜視図、図７（Ｂ）は放射Ｑ切替線６１が無いときのアンテナ装置の分解斜視図である。図７（Ｃ）は、この二つのアンテナ装置のリターンロスとアンテナ効率の周波数特性図である。
【図８】アンテナ整合回路の基本的な構成を示すブロック図である。
【図９】給電部からアンテナ整合回路側を見たインピーダンスのスミスチャートである。
【図１０】図９に示したアンテナ整合回路をハイバンド用とローバンド用の二つ設け、スイッチによって切り替えるようにした回路である。
【図１１】ローバンドとハイバンドの２つのバンドに対応したアンテナ整合回路の斜視図である。
【図１２】図８に示したアンテナ整合回路の変形の手順を示す図である。
【図１３】図１２（Ａ）に示したアンテナ整合回路を変形させた回路図である。
【図１４】放射Ｑ終端回路６０の切替回路の例を示す図である。
【図１５】第２の実施形態に係るアンテナ整合回路及びアンテナ装置の構成を示す分解斜視図である。
【図１６】図１６（Ａ），図１６（Ｂ）は第３の実施形態に係る２つのアンテナ装置の分解斜視図である。
【図１７】第４の実施形態に係る３つのアンテナ装置の分解斜視図である。
【図１８】第５の実施形態に係るアンテナ装置の分解斜視図である。
【図１９】第６の実施形態に係るアンテナ装置の分解斜視図である。
【図２０】第７の実施形態に係るアンテナ装置の分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
《第１の実施形態》
図２（Ａ）は第１の実施形態に係るアンテナ整合回路及びアンテナ装置の構成を示す斜視図である。回路基板（以下、単に「基板」という。）３１にはグランド領域ＧＡ及び非グランド領域ＮＧＡが設けられていて、この基板３１上にアンテナ整合回路３０及びアンテナ接続部３２が構成されている。また、基板３１上に放射Ｑ終端回路６０及び放射Ｑ切替線６１が構成されている。そして、アンテナ素子電極２１が形成されたアンテナ素子２０が基板３１の非グランド領域ＮＧＡに実装されることによってアンテナ装置１０１が構成される。
【００２０】
アンテナ整合回路３０は、アンテナ素子２０が接続されるアンテナ接続部３２と給電部３９との間に構成されていて、ローバンド用とハイバンド用に切り替えられる。このアンテナ整合回路３０の詳細は後述する。給電部３９には給電回路４０が接続される。放射Ｑ終端回路６０は放射Ｑ切替線６１を所定の接続状態で基板（筐体）グランドに接続する回路であり、ローバンド用とハイバンド用に切り替えられる。この放射Ｑ終端回路６０の詳細は後述する。
【００２１】
図２（Ｂ）は、給電部３９からアンテナ整合回路３０側を見たリターンロスの周波数特性図である。図２（Ｂ）において、曲線ＲＬ（Ｌ）は、アンテナ整合回路３０及び放射Ｑ終端回路６０をローバンド用に切り替えた状態でのリターン特性、曲線ＲＬ（Ｈ）は、アンテナ整合回路３０及び放射Ｑ終端回路６０をハイバンド用に切り替えた状態でのリターンロス特性である。
【００２２】
第１の実施形態に係るアンテナ装置１０１は、バンド（利用周波数の帯域）に応じて整合状態を変化させるアンテナ整合回路を備えることによってローバンドとハイバンドに対応する。また、本発明のアンテナ装置は、アンテナの放射Ｑが制御でき、アンテナ整合回路３０のバンド切替に応じて、ローバンドとハイバンドのいずれでも良好な放射Ｑが得られるようにしたものである。
【００２３】
図２（Ａ）に示したアンテナ装置１０１は、アンテナ素子２０、アンテナ整合回路３０、及び基板３１（さらには、アンテナ素子２０及び基板３１を納める筐体）で構成される。アンテナ素子２０のアンテナ素子電極２１はλ／４（の整数倍）長であるが、（影像としてまたはダイポールの片割れとして）筐体電流による輻射も利用するので、アンテナ素子と基板（及び筐体）からなる擬似ダイポール系のアンテナとみなせる。
【００２４】
このような擬似ダイポール系アンテナの放射Ｑが悪いと、５０Ω系のＲＦ回路とのマッチングをいくらとっても効率よく放射しない。アンテナ装置の放射Ｑは、サイズに依存することは一般によく知られているが、筐体グランドへの定在波のたて方も重要な要素を占めている。
【００２５】
擬似ダイポールの片割れである筐体グランドの定在波をとり上げるのは、筐体グランドが線状ではなく長方形であり、周囲長に沿って定在波がたつことに由来する。筐体グランドに対する定在波のたて方には制御性の余地があるが、アンテナ素子２０には、その余地がない。
【００２６】
基板（筐体）の周囲長、波長に合致した定在波が立つことは、筐体励振が盛んになることであり、そのことで筐体輻射能力が向上する。すなわち、アンテナ装置の放射Ｑがよくなる。
【００２７】
前記アンテナの放射Ｑの“制御”とは、ローバンド／ハイバンドの各バンドで、固定サイズである筐体グランドから最良の定在波状態を引きだすことである。もちろんこの“制御”に際して筐体グランドのサイズを犠牲にしない、つまり与えられた構造体であるアンテナ素子電極２１及び筐体グランドは、両バンドで共用するとともに、放射子としてフルに活用する。
【００２８】
図３は、図２（Ａ）に示したアンテナ装置１０１の比較例として、アンテナ素子と基板からなる擬似ダイポールとしてのアンテナ装置１００のローバンドにおける筐体グランドへの定在波の立ち方を示す図である。このアンテナ装置１００は図２（Ａ）に示したアンテナ装置１０１の放射Ｑ終端回路６０及び放射Ｑ切替線６１が存在しない。
【００２９】
図３（Ａ）においてリアクタンス回路３０Ｘは共振をローバンドにもってくるため、単なるインダクタとしている。（マッチング機能は付加していない。）また、基板３１の非グランド領域ＮＧＡの図中の符号Ｗで示す寸法は４０ｍｍ、符号Ｌで示す寸法は４ｍｍ、符号Ｄで示す寸法は１００ｍｍである。また、アンテナ素子２０の符号Ｔで示す寸法は３ｍｍであり、その長さはＷに等しい。
【００３０】
図３（Ｂ）は筐体グランドの電流分布（瞬時値）、図３（Ｃ）は筐体グランドの電圧分布（時間平均値）をそれぞれ表す図である。
図２（Ａ）に示したアンテナ装置１０１においては、リアクタンス回路３０Ｘとともに電気長を決定しているアンテナ素子２０が単純なλ／４長素子である。またローバンドでは筐体グランドがλ／４波長に近い。そのため、定在波制御の余地はほとんどない。このときのアンテナの放射Ｑ（＝Ｑｒ）は１０．５である。
【００３１】
図４は、前記アンテナ素子と基板からなる擬似ダイポールとしてのアンテナ装置１００のハイバンドにおける筺体グランドへの定在波の立ち方を示す図である。ここでも、図２（Ａ）に示したアンテナ装置１０１の放射Ｑ終端回路６０及び放射Ｑ切替線６１は存在しない。図４（Ａ)においてリアクタンス回路３０Ｘは共振をハイバンドに持ってくるため、単なるキャパシタとしている。（マッチング機能は付加していない。）
図４（Ｂ）は筐体グランドの電流分布（瞬時値）、図４（Ｃ）は筐体グランドの電圧分布（時間平均値）をそれぞれ表す図である。
このような構造のアンテナ装置１００において、アンテナ素子２０の根元に接続されたリアクタンス回路３０のリアクタンスによってそのままハイバンドに適用させるだけであると、筐体グランド周囲の定在波はλ／４長（の整数倍）に合致せず放射Ｑが悪化する。（図４（Ｂ）の破線矢印は、λ／４長に合致していない区域である。）アンテナ素子２０は対向する筐体グランドの影響で、アンテナ素子の実効電気長がλ／４より長くなり、途中に定在波の起点Ａが生じ、この基点からλ／４長を当てはめていくと、筐体グランドの周囲にλ／４長の定在波がうまく嵌らないことに起因する。すなわち、はまり感（＝定在波のたち感）が最良でない。そのため、アンテナの放射Ｑは３５．５と大きな値となってしまう。
【００３２】
図５は、図２（Ａ）に示したアンテナ装置１０１のアンテナ素子と基板からなる擬似ダイポールとしてのハイバンドにおける筐体グランドへの定在波の立ち方を示す図である。ハイバンドに整合させる場合には、図２（Ａ）に示したアンテナ装置１０１における放射Ｑ終端回路６０は０Ｈのリアクタンスである。すなわち短絡している。
【００３３】
図５（Ａ）において共振をハイバンドに持ってくるためには、非常に小さいリアクタンス値で済み、リアクタンス回路３０Ｘは省略できるほどである。また、アンテナ装置１０１のアンテナ接続部３２と放射Ｑ切替線６１との間隔Ｓは１５ｍｍである。
【００３４】
図５（Ｂ）は筐体グランドの電流分布（瞬時値）、図５（Ｃ）は筐体グランドの電圧分布（時間平均値）をそれぞれ表す図である。
ここで起点Ａとアンテナ素子２０とを放射Ｑ切替線６１で結ぶと、起点Ａが消え、あたかも放射Ｑ切替線６１とアンテナ接続部３２とが１体化したλ／４長素子のような定在波状態となる。そのため、筐体グランドの周囲に対する定在波の“はまり感”が改善され、アンテナの放射Ｑが１４．３と小さな値となって放射Ｑが良好となる。
【００３５】
ここで、筺体グランドの定在波のたて方のほか、幅Ｗ＝４０ｍｍのアンテナ素子２０のサイズが活かされること、及び、開放端位置が電界を放射しやすい基板短辺端のままであることも重要な要素である。周波数を切り替えるには、特許文献２に示されているように、アンテナ素子のサイズを電子的にカットする方法が公知であるが、アンテナサイズが小さくなる開放端位置が変わってしまうなどのデメリットを伴ってしまう。本発明によれば、その問題が生じない。
【００３６】
以上の現象を利用し、放射Ｑ切替線のあるとき／ないときに対して、特性比較を行い、効果を検証した。図６・図７はその結果である。ここでは同一回路構成（アーキテクチャ）のアンテナ整合回路３０を用いて複共振整合を施した。
【００３７】
図６はハイバンドについて示す図である。図６（Ａ）は放射Ｑ切替線６１の有るときのアンテナ装置の分解斜視図、図６（Ｂ）は放射Ｑ切替線６１が無いとき（図６（Ａ）でいえば、放射Ｑ終端回路６０が開放状態に相当）のアンテナ装置の分解斜視図である。図６（Ｃ）は、この二つのアンテナ装置のリターンロスとアンテナ効率の周波数特性図である。
【００３８】
図６（Ａ），図６（Ｂ）において、アンテナ整合回路３０はハイバンドで複共振させる整合回路とした。整合を施す対象であるアンテナ素子と基板からなる擬似ダイポールが異なるため、整合回路を構成する素子定数は異なるものの、同一アーキテクチャの複共振整合回路設計を施した。図６（Ａ）の放射Ｑ終端回路６０のリアクタンスは、１．５ｎＨと十分短絡に近い（図５）リアクタンス値とした。アンテナ整合回路３０の構成と作用については後述する。
【００３９】
図６（Ｃ）において、曲線ＲＬｓは図６（Ａ）に示したアンテナ装置のリターンロス、曲線ＲＬｎは図６（Ｂ）に示したアンテナ装置のリターンロスである。また、曲線ηｓは図６（Ａ）に示したアンテナ装置のアンテナ効率、曲線ηｎは図６（Ｂ）に示したアンテナ装置のアンテナ効率である。
【００４０】
放射Ｑ切替線６１を設けない場合、放射Ｑ値は３５．５であり、ハイバンドにおけるアンテナ効率の平均値は−４．８ｄＢである。放射Ｑ切替線６１を設けた場合、放射Ｑ値は１４．３となり、ハイバンドにおけるアンテナ効率の平均値は−２．７ｄＢである。
【００４１】
このように、放射Ｑ切替線６１を設け、その放射Ｑ切替線６１とグランド電極との間を所定のリアクタで接続することにより、アンテナの放射Ｑが改善され、広帯域のリターンロス及び高いアンテナ効率特性が得られる。また、帯域幅においても、放射Ｑ切替線６１を設けた場合の方が設けない場合よりも広い帯域をカバーしており、放射Ｑ（＝ｆ０／ＢＷ）の差が反映されている。
【００４２】
図７はローバンドについて示す図である。図７（Ａ）は放射Ｑ切替線６１の有るときのアンテナ装置の分解斜視図、図７（Ｂ）は放射Ｑ切替線６１が無いとき（図７（Ａ）でいえば、放射Ｑ終端回路６０が開放状態に相当）のアンテナ装置の分解斜視図である。図７（Ｃ）は、この二つのアンテナ装置のリターンロスとアンテナ効率の周波数特性図である。
【００４３】
図７（Ａ），図７（Ｂ）において、アンテナ整合回路３０はローバンドで単共振の整合回路とした。整合を施す対象であるアンテナ素子と基板からなる擬似ダイポールが異なるため、整合回路を構成する素子定数は異なるものの、同一アーキテクチャの単共振整合回路設計を施した。図７（Ａ）の放射Ｑ終端回路６０のリアクタンスは、高周波的に切れて見えるように５１ｎＨと十分大きなリアクタンス値とした。アンテナ整合回路３０の構成と作用については後述する。
【００４４】
図７（Ｃ）において、曲線ＲＬｓは図７（Ａ）に示したアンテナ装置のリターンロス、曲線ＲＬｎは図７（Ｂ）に示したアンテナ装置のリターンロスである。また、曲線ηｓは図７（Ａ）に示したアンテナ装置のアンテナ効率、曲線ηｎは図７（Ｂ）に示したアンテナ装置のアンテナ効率である。
【００４５】
放射Ｑ切替線６１を設けない場合、ローバンドにおけるアンテナ効率の平均値は−２．０ｄＢである。放射Ｑ切替線６１を設けた場合、ローバンドにおけるアンテナ効率の平均値は−２．１ｄＢである。また、帯域幅においても、放射Ｑ切替線６１を十分大きいインピーダンスで終端した場合、放射Ｑ切替線６１を設けない場合と同等の帯域幅となっている。
【００４６】
このように、ハイバンドでは放射Ｑの違いにより特性に大きな違いが出ることが判る。また、放射Ｑ終端回路６０による接続条件によって切替線の存在がローバンドの特性に悪影響を与えないことが判る。すなわち、ローバンドでは放射Ｑ切替線の終端条件を十分大きなインピーダンスで切り替えれば、アンテナ特性に悪影響がない。
【００４７】
なお、ローバンドでは放射Ｑ切替線の特性への影響の有無を確認することを目的としたため単共振マッチングを行うようにしたが、実際にはハイバンドの場合と同様に複共振マッチングを施せばよい。
【００４８】
ここで、アンテナ整合回路の構成と作用について、図８〜図１２を参照して説明する。
図８はアンテナ整合回路の基本的な構成を示すブロック図である。このアンテナ整合回路は、リアクタンス装荷部ＡＡ、第１整合部Ｍ１、位相器ＰＳ、及び第２整合部Ｍ２で構成される。
【００４９】
ハイバンドのアンテナ整合回路３０を図６（Ａ）・図６（Ｂ）に示したが、このアンテナ整合回路３０の直列インダクタ３４が前記リアクタンス装荷部ＡＡ、並列インダクタ３５が第１整合部Ｍ１、位相器ＰＳが位相器３６、並列インダクタ３７が第２整合部Ｍ２にそれぞれ相当する。
【００５０】
リアクタンス装荷部ＡＡは、アンテナ素子２０に装荷するリアクタンスであり、この装荷リアクタンスによって、アンテナの共振周波数を所定周波数に定める。図９において軌跡Ｔ０は、リアクタンス装荷部ＡＡだけを設けた状態でのスミスチャート上のインピーダンス軌跡である。
【００５１】
第１整合部Ｍ１を設けることにより、所定周波数帯域で基準の５０Ωに整合がとれてリターンロスが小さくなり、スミスチャート上では軌跡Ｔ０が矢印（ａ）方向に移動しつつループが縮小化し、図９で軌跡Ｔ１で示すように小円の軌跡が生じる。
【００５２】
位相器ＰＳを設けることにより、前記軌跡Ｔ１は、第１象限から第３象限まで矢印（ｂ）方向へ回転し、軌跡Ｔ２のようになる。この位相器による回転量は、第２整合部Ｍ２による軌跡の動きを見越して定める。
【００５３】
最後に整合部Ｍ２を設けることによって、軌跡Ｔ２は矢印（ｃ）に示すように移動し、軌跡Ｔ３のように、スミスチャートの中央の周囲を中心としてループを描くことになる。
上記一連の作用によってアンテナ素子２０と給電回路との整合がとられる。
【００５４】
図１０は、図９に示したアンテナ整合回路をハイバンド用とローバンド用の二つ設け、スイッチによって切り替えるようにした回路である。ハイバンド用のアンテナ整合回路は、リアクタンス装荷部ＡＡＨ、第１整合部Ｍ１Ｈ、位相器ＰＳＨ、及び第２整合部Ｍ２Ｈで構成される。ローバンド用のアンテナ整合回路は、リアクタンス装荷部ＡＡＬ、第１整合部Ｍ１Ｌ、位相器ＰＳＬ、及び第２整合部Ｍ２Ｌで構成される。
【００５５】
図１１は、図１０に示したアンテナ整合回路のより具体的な構成例を示す斜視図である。このアンテナ整合回路は、直列インダクタ３４ａ、並列インダクタ３５ａ、位相器３６ａ、並列インダクタ３７ａによってローバンド側の整合回路を構成し、直列キャパシタ３４ｂ、並列インダクタ３５ｂ、位相器３６ｂ、並列インダクタ３７ｂによってハイバンド側の整合回路を構成している。
【００５６】
図１０に示す回路中の位相器ＰＳＨ，ＰＳＬ、及び図１１に示す回路中の位相器３６ａ，３６ｂはラインであるので、ハイバンド用のアンテナ整合回路とローバンド用のアンテナ整合回路を切り替えて用いることになる。図１２は前記位相器をラインではなく、集中定数素子で構成し、ハイバンドとローバンドの切替に応じてアンテナ整合回路の状態を切り替えるようにするための回路の変形を示す図である。
【００５７】
図１２（Ａ）は図８に示したアンテナ整合回路と同一である。このアンテナ整合回路のうち、位相器ＰＳをリアクタンス素子ＰＳ０，ＰＳ１，ＰＳ２によるπ型の回路に置換すると、図１２（Ｂ）のようになる。そして、第１整合部Ｍ１とリアクタンス素子ＰＳ１とを素子ＭＰ１に統合し、第２整合部Ｍ２とリアクタンス素子ＰＳ２とを素子ＭＰ２に統合すると、図１２（Ｃ）のように集中定数回路素子のみでアンテナ整合回路を構成できる。
【００５８】
そして、図１２（Ｃ）に示した各回路素子の定数をハイバンド用とローバンド用とに切り替え可能に構成すれば、図１０・図１１に示したようにハイバンド用とローバンド用のそれぞれのアンテナ整合回路の全体を選択しなくても両バンドに選択的に対応できるようになる。
【００５９】
図１３は、図１２（Ａ）に示したアンテナ整合回路を変形させた回路図である。位相器ＰＳは、図９のスミスチャートに示したように第２整合部Ｍ２による軌跡の動きを考慮して所望の象限にまで回転させるための回路であるので、第２整合部Ｍ２による軌跡の動きによっては、位相器がなくてもよい。すなわち、第１整合部Ｍ１によって生じた小円軌跡が第２の整合部Ｍ２によってスミスチャートの中央に移動できるような場合は、図１３（Ｂ）に示すように、位相器ＰＳは不要である。
【００６０】
このようにして二つのバンドに応じて整合を行うことができる。この整合回路の切替に連動して、放射Ｑ終端回路６０のリアクタンスを切り替えればよい。
図１４は放射Ｑ終端回路６０の切替回路の例を示す図である。図１４（Ａ）の例では、放射Ｑ切替線６１と接地との間にスイッチ６２を設けて、バンド切替に応じてスイッチ６２のオン／オフを行う。
【００６１】
図１４（Ｂ）の例では、放射Ｑ切替線６１と接地との間に終端リアクタ６３，６４及びスイッチ６２を設けて、バンド切替に応じてスイッチ６２の切替を行う。終端リアクタ６３はローバンド用、終端リアクタ６４はハイバンド用のリアクタであり、スイッチ６２の切替によって筐体グランドとアンテナ素子との接続状態を定める。ローバンドとハイバンドの切替に応じてスイッチ６２が選択され、ローバンドとハイバンドのそれぞれに応じて、放射Ｑがより小さくなるように作用する。
【００６２】
図１４（Ｃ）の例では、放射Ｑ切替線６１と接地との間に終端リアクタ６６，６７及びスイッチ６５を設けて、バンド切替に応じてスイッチ６５の切替を行う。終端リアクタ６６はローバンド用、終端リアクタ６７はハイバンド用であり、スイッチ６５の切替によって、そのスイッチ６５のオフ容量（非選択端子側の容量）と終端リアクタ６６，６７を含めた全体のリアクタンスを切り替えて、筐体グランドとアンテナ素子との接続状態を定める。ローバンドとハイバンドの切替に応じてスイッチ６５が選択され、ローバンドとハイバンドのそれぞれに応じて、放射Ｑがより小さくなるように作用する。
【００６３】
《第２の実施形態》
図１５は第２の実施形態に係るアンテナ整合回路及びアンテナ装置の構成を示す分解斜視図である。
基板３１Ａには特別な非グランド領域は無く、アンテナ整合回路３０、アンテナ接続部３２、放射Ｑ終端回路６０及び放射Ｑ切替線接続部６２が形成されている。
【００６４】
直方体（角柱）形状の誘電体基体の上面（基板のグランド電極から遠い側の面）に、図に示すようなアンテナ素子電極２１Ａが形成されてアンテナ素子２０Ａが、また、側面には放射Ｑ切替線６１が構成されている。アンテナ素子２０Ａの下面には、アンテナ接続部３２及び放射Ｑ切替線接続部６２に接続される電極のみが形成されている。
【００６５】
このようにアンテナ素子２０Ａは基板３１Ａのグランド電極上に実装される。この例では、アンテナ素子２０Ａの底面に、アンテナ接続部に対する電極のみを形成しているので、またアンテナ素子２０Ａにある程度の体積を備えているので、基板３１Ａのグランド領域に直接実装可能である。
【００６６】
《第３の実施形態》
図１６（Ａ），図１６（Ｂ）は第３の実施形態に係る２つのアンテナ装置の分解斜視図である。いずれのアンテナ装置もアンテナ素子２０にアンテナ素子電極２１，２２を設けている。ここで、アンテナ素子電極２１は給電放射電極として作用し、アンテナ素子電極２２は無給電放射電極として作用する。
【００６７】
図１６（Ａ）の例では、基板３１に、無給電素子接続部７１、アンテナ整合回路３０、アンテナ接続部３２、放射Ｑ終端回路６０及び放射Ｑ切替線６１が形成されている。
このように、アンテナ素子に給電放射電極と無給電放射電極を設けることによって複共振させることができ、広帯域化が図れる。
【００６８】
図１６（Ｂ）の例では、基板３１に、無給電素子側の、放射Ｑ切替線７１Ａ、短絡接続部７１Ｂ、放射Ｑ終端回路３０Ａ、短絡終端回路３０Ｂ、及び給電素子側の、アンテナ整合回路３０、アンテナ接続部３２、放射Ｑ終端回路６０及び放射Ｑ切替線６１が形成されている。
【００６９】
無給電素子側の短絡終端回路３０Ｂ及びアンテナ整合回路３０は、それらのリアクタンスによって、対象バンドを切替える。アンテナ整合回路３０により切替え先のバンドで複共振特性を得た上に、短絡接続部７１Ｂにより、もう１つ共振が付加され、さらに広帯域となる。また、無給電素子側の放射Ｑ終端回路３０Ａ及び給電素子側の放射Ｑ終端回路６０は、それらのリアクタンスによって、給電放射電極であるアンテナ素子電極２１と無給電放射電極として作用するアンテナ素子電極２２の放射Ｑをバンド切替えに伴って切り替える。
【００７０】
このように、無給電放射電極の放射Ｑ及び接地位置を切り替えることによって複共振のアンテナ素子について放射Ｑを切り替えるようにしてもよい。
【００７１】
《第４の実施形態》
図１７は第４の実施形態に係る３つのアンテナ装置の分解斜視図である。図１７（Ａ）の例では、金属板を折り曲げ加工したアンテナ素子２０Ｂを用い、これを、基板３１Ｂに形成したアンテナ接続部３２に半田付け、或いはバネ性接触させ、その上部を筐体５０で覆うようにしている。アンテナ素子２０Ｂ及び基板３１Ｂの端部は、筐体５０の形状に合わせて無駄な空間が生じないような形状にしている。ここで、放射Ｑ切替線６１へのアンテナ素子２０Ｂの接続も、アンテナ接続部３２と同様である。
【００７２】
図１７（Ｂ）の例では、基板３１Ｂに対して（バネ）ピン状のアンテナ接続部３２Ｂを取り付け、筐体５０の内面にアンテナ素子電極２１Ｂを設け、基板３１Ｂに対して筐体５０を被せた状態でアンテナ接続部３２Ｂがアンテナ素子電極２１Ｂに接続されるようにしている。このようにしてアンテナ素子を筐体側に設けたものにも適用できる。放射Ｑ切替線の（バネ）ピン状の接続部６１Ｂによるアンテナ素子電極部２１Ｂへの接続も、アンテナ接続部３２Ｂと同様である。
【００７３】
図１７（Ｃ）の例では、基板３１Ｃの非グランド領域にアンテナ素子電極２１Ｃを直接形成している。このように基板パターンでアンテナ素子を兼用するようにしてもよい。
【００７４】
《第５の実施形態》
図１８は第５の実施形態に係るアンテナ装置の分解斜視図である。この例では、電子機器の開閉自在の上筺体２１Ｄをアンテナ素子電極とみなしている場合である。
【００７５】
基板３１Ｄには、アンテナ整合回路３０、アンテナ接続部３２Ｄ、放射Ｑ終端回路６０及び放射Ｑ切替線６１Ｄが形成されている。アンテナ接続部３２Ｄ及び放射Ｑ切替線６１Ｄはバネ接触や半田付け等で、アンテナ素子２０Ｄのアンテナ素子電極２１Ｄに導通する。
【００７６】
《第６の実施形態》
図１９は第６の実施形態に係るアンテナ装置の分解斜視図である。この例では、第１の実施形態で図２に示したアンテナ整合回路３０及び放射Ｑ終端回路６０をパッケージ化したモジュールで構成し、それを基板３１に実装した例である。
【００７７】
これらのモジュールは、例えばＬＴＣＣの多層基板を用いて構成したものである。これにより部品点数が削減できるとともに基板３１のスペースを効率よく利用できる。
【００７８】
《第６の実施形態》
図２０は第７の実施形態に係るアンテナ装置の分解斜視図である。この例ではアンテナ素子２０Ｅにアンテナ素子電極２１Ｅを形成するとともに、誘電体内部にアンテナ整合回路３０Ｅ及び放射Ｑ終端回路６０Ｅを構成している。したがって、このアンテナ素子２０Ｅを実装する基板３１Ａには単に給電回路及び放射Ｑ終端回路接続部６８を設ければよい。
【００７９】
また、アンテナ素子は誘電体の基体に電極パターンを形成したものに限らず、磁性体基体に電極パターンを形成して構成してもよい。
【００８０】
また、アンテナ素子電極の構成、アンテナ素子電極と基板上の導体パターンとのインターフェースは、以上に示した各実施形態に限られるものでなく、その他の公知の構成を採用してもよい。
【００８１】
また、対象はローバンド［ＧＳＭ８００／９００］  ／  ハイバンド［ＤＣＳ／ＰＣＳ／ＵＭＴＳ］の切替に限らない。もっと別のシステムを適用あるいは追加した(WLAN/Bluetooth/Wimaxなど)であってもよいし、もっとPentabandを細かい周波数帯域分割でカバーする場合もあり得る。その際、整合回路を構成する素子の値、及び放射Ｑ終端回路の値は、細かく準備／設定されることとなる。
【００８２】
また、アンテナ素子は、基本波・高調波が割当てられたものや、素子中にリアクタンス素子を挿入して複数のバンドに共振点を有するものであってもよい。
また、アンテナ整合回路及び放射Ｑ終端回路におけるインダクタやキャパシタの成分はディスクリート素子に限らず、例えばラインパターンなどに置換してもよい。
【００８３】
また、放射Ｑ切替線の接続条件はスイッチのＯｎ／Ｏｆｆであってもよいし、切り替えるべきバンド（＝周波数帯）に好都合なリアクタンスを現出させるようにする回路でもよい。例えば、ローバンド／ハイバンドの所望のリアクタンス値を同時に実現するＬＣ共振子などの態様をとってもよい。
【符号の説明】
【００８４】
ＧＡ…グランド領域
ＮＧＡ…非グランド領域
２０…アンテナ素子
２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｄ，２０Ｅ…アンテナ素子
２１，２２…アンテナ素子電極
２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ，２１Ｅ…アンテナ素子電極
３０…アンテナ整合回路
３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｅ…アンテナ整合回路
３１…基板
３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄ…基板
３２…アンテナ接続部
３２Ｂ，３２Ｄ…アンテナ接続部
３３…スイッチ
３４…直列リアクタ
３４ａ…直列インダクタ
３４ｂ…直列キャパシタ
３５…並列リアクタ
３５ａ，３５ｂ…並列インダクタ
３６…位相器
３６ａ，３６ｂ…位相器
３７…並列リアクタ
３７ａ，３７ｂ…並列インダクタ
３９…給電部
５０…筐体
６０…終端回路
６０Ｅ…終端回路
６１…放射Ｑ切替線
６１Ｄ…放射Ｑ切替線
６２…スイッチ
６３，６４…終端リアクタ
６５…スイッチ
６６，６７…終端リアクタ
６８…放射Ｑ終端回路接続部
７１…無給電素子接続部
７１Ａ，７１Ｂ…無給電素子接続部
１００，１０１…アンテナ装置
【図１】
2010258815.tif 000003
【図２】
2010258815.tif 000004
【図６】
2010258815.tif 000005
【図７】
2010258815.tif 000006
【図８】
2010258815.tif 000007
【図９】
2010258815.tif 000008
【図１０】
2010258815.tif 000009
【図１１】
2010258815.tif 000010
【図１２】
2010258815.tif 000011
【図１３】
2010258815.tif 000012
【図１４】
2010258815.tif 000013
【図１５】
2010258815.tif 000014
【図１６】
2010258815.tif 000015
【図１７】
2010258815.tif 000016
【図１８】
2010258815.tif 000017
【図１９】
2010258815.tif 000018
【図２０】
2010258815.tif 000019
【図３】
2010258815.tif 000020
【図４】
2010258815.tif 000021
【図５】
2010258815.tif 000022