(57)【要約】      （修正有）【課題】ＵＨＦ帯での電界アンテナの小型化を可能にし、アンテナ装置の送受信の効率を改善する。【解決手段】電界アンテナの放射導体２を磁性体３で囲み、前記放射導体２の長手方向に沿って当該磁性体３に空隙部３１を設け、放射導体２周りの磁性体３中の磁路９に対しての磁気ギャップを形成した。【選択図】図２
2010118732.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射導体、及び前記放射導体の延伸方向に沿って、前記放射導体の周りに配置された磁性体で構成されるアンテナ部と、前記放射導体に給電する給電部と、接地導体が配置された基板とを備え、前記アンテナ部の前記磁性体は、前記放射導体の延伸方向に直交する面上で、前記放射導体を内包すると共に、当該放射導体位置から少なくとも一方向に前記磁性体の外周部に達する切り欠き部による空隙部を有し、当該空隙部が前記放射導体の延伸方向に沿って延伸することにより磁気ギャップを形成したものである電界アンテナ装置。
【請求項２】
前記アンテナ部が、前記基板面範囲から外れて配置されるとともに、前記放射導体が前記基板の端面から遠ざかる方向に延伸するように、且つ前記放射導体中心から、前記空隙部境界に沿って前記磁性体の外周部に向かう直線と、前記放射導体の延伸方向とで形成される平面(以下磁気ギャップ代表面と呼ぶ)が、前記基板面と略直交するように前記アンテナ部が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電界アンテナ装置。
【請求項３】
前記アンテナ部が、前記基板面範囲から外れた位置に配置されると共に、前記放射導体が、前記基板の端面に略沿うように、且つ前記磁気ギャップ代表面が前記基板面と略直交するように前記アンテナ部が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電界アンテナ装置。
【請求項４】
前記アンテナ部が、前記基板面範囲内にあり、前記基板面と略平行に配置されるとともに、前記磁気ギャップ代表面が前記基板面と略平行になるように、前記アンテナ部が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電界アンテナ装置。
【請求項５】
前記アンテナ部が前記基板面範囲内にあり、前記基板と略平行に配置されるとともに、前記放射導体に最近接する前記接地導体内の点である最近接点を含み、前記放射導体の延伸方向に略直交する面上で、前記最近接点と前記放射導体中心とを結ぶ直線に対して前記磁気ギャップ代表面が略直交するように前記アンテナ部が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電界アンテナ装置。
【請求項６】
前記磁性体の空隙部が、前記放射導体の延伸方向に直交する面上で、前記放射導体位置から一方向に前記磁性体の外周部に達する切り欠き部により形成されたものであり、前記アンテナ部が、前記基板面範囲から外れて配置されると共に、前記放射導体が、前記基板の端面に略沿うように、且つ前記磁性体の空隙部のある側が、前記基板とは反対側に位置するように前記アンテナ部が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電界アンテナ装置。
【請求項７】
前記磁性体の空隙部が、前記放射導体の延伸方向に直交する面上で、前記放射導体位置から一方向に前記磁性体の外周部に達する切り欠き部により形成されたものであり、前記アンテナ部が、前記基板面範囲内にあり、且つ前記基板面と略平行になるように配置されるとともに、前記磁性体の空隙部のある側が、前記基板とは反対側に位置するように前記アンテナ部が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電界アンテナ装置。
【請求項８】
前記磁性体は、前記延伸方向に延伸した２個の磁性体を、前記放射導体を挟んで、所定の距離離して対向させて配置することにより前記空隙部が形成されたものであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の電界アンテナ装置。
【請求項９】
前記空隙部に、非磁性体からなるスペーサを配置したことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の電界アンテナ装置。
【請求項１０】
前記放射導体は、前記延伸方向が略直線を形成するものであることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の電界アンテナ装置。
【請求項１１】
前記放射導体は、前記延伸方向が曲線を形成するものであることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の電界アンテナ装置。
【請求項１２】
前記曲線は略円弧であることを特徴とする請求項１１に記載の電界アンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、小型、高効率の電界アンテナ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
移動体通信機器では、機器に内蔵できる小型電界アンテナ装置の需要が高まってきている。電界アンテナ装置の小型化技術としては、放射導体を媒体で囲み、媒体中での波長短縮効果を利用して必要なアンテナの長さを短縮するというものが知られている。アンテナの長さは、これを構成する放射導体の長さで決まるが、この放射導体の長さは、送受信の対象となる電磁波に対して十分な感度を確保するためには、当該電磁波の波長の約１／４の長さが必要とされる。従って、放射導体を囲む媒体中での波長が短縮すれば、その分必要な放射導体長を短縮できるため、アンテナの小型化に資する。
【０００３】
媒体の比誘電率、比透磁率をそれぞれεr、μｒとすれば、当該電磁波の、その媒体中での波長λは、真空中（空気中でもほぼ同じ）での波長λ0をεrの平方根、及びμｒの平方根で除した値となる。従って、媒体の比誘電率、比透磁率が１よりも大きい場合、その媒体中での電磁波の波長は空気中での波長よりも小さくなる。
【０００４】
従来は、上記媒体として非磁性誘電体が用いられていたが、ＵＨＦ帯域でも良好な磁気特性（１より大きな比透磁率を有するということ）を持つ磁性誘電体（以下、磁性体と略称する）が開発されており、このような磁性体を使って、誘電特性と磁性特性の両特性による波長短縮効果を利用した小型の電界アンテナ装置の開発が始められている（特許文献１、２）。
【０００５】
【特許文献１】特開2007-067994 「アンテナ」
【特許文献２】特開2007-318701 「チップアンテナ、アンテナ装置および通信機器」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
電界アンテナ装置の放射効率と受信効率について説明する。放射効率とは、電磁波を放射するアンテナ部への投入電力Pinと実際に電磁波として放射した電力Pradの比（＝Prad/Pin）である。ここで、Pradは放射損のことであり、Pinは、投入電力で、この量は何らかの形の損失となることから、全損失である誘電損失＋磁気損失＋導体損＋放射損に等しい。従って、放射効率は次式で表すことが出来る。
効率＝放射損／（誘電損失＋磁気損失＋導体損＋放射損）
ここで、誘電損失は、基板やアンテナ部に誘電体を用いた場合に生じる誘電体の材料損失よる電力損失、磁気損失は、アンテナ部に磁性体を用いた場合に生じる磁性体の材料損失よる電力損失、導体損は、アンテナ部や基板接地部などの導体の抵抗成分により発生する電力損失、放射損は電磁波として遠方に放射されることにより失われる有効電力のことであり、放射した電力に該当する。この放射損に相当する電力損失を便宜上抵抗という言葉で表現したものが放射抵抗である。従って、放射損が大きいということは放射抵抗が大きいことに対応する。また、アンテナの放射損が大きいほど、誘導損失、磁気損失、及び導体損が相対的に低くなり、アンテナの放射効率は向上し、１に近づく。
相反定理により受信効率も同様にあらわされる。以下では区別する必要のない場合は、放射効率、受信効率を効率と略称する。
【０００７】
アンテナ部に磁性体を用いた場合、波長短縮効果は期待できるものの、誘電体の持つ誘電損失に比べて、磁性体の持つ磁気損失は電力損失の程度が大きいために、アンテナの効率が劣化するという問題があった。
【０００８】
この点を解決するために、例えば、特許文献１では、磁性体に直流磁界を印加することによって、磁性体の磁気損失を低減していた。特許文献１には、磁性体への直流磁界の印加の方法として、磁性体自体を永久磁石にする方法や、直流磁界を印加するための磁石もしくは電磁石を磁性体に隣接して配置する方法が示されている。前者の場合は、材料選択の自由度が損なわれるし、常に磁力線を発生している状態下で組立作業を行わなければならないため、その作業は簡単ではない。また、後者の場合は、磁性体に隣接して磁石又は電磁石を配置しているためアンテナ装置全体としての小型化が制約されることになる。また、磁石もしくは、電磁石がアンテナ近傍に存在するということは、アンテナに金属、磁性体が付加されたことになる。そうすると、金属部の導電損や磁性体の磁気損失が増え、アンテナ効率が低下してしまう。すなわち、磁石や電磁石自身が損失を生み出す原因にもなっていた。さらに、常に直流磁界が存在していることになるため、スピーカなど他の機器への直流磁界の影響も問題となり、この影響を低減するために十分な磁気シールドを施すと当該機器の小型化が妨げられることになるという問題があった。
【０００９】
特許文献２については、放射導体に磁性体が接しており、接した部分の磁性体が磁気飽和を起こしやくなる。磁気飽和が起こった場合、磁性体の非線形特性により、送信波形が歪んでしまい、送信される情報の質が低下するという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願発明に係る電界アンテナ装置は、放射導体、及び前記放射導体の延伸方向に沿って、前記放射導体の周りに配置された磁性体で構成されるアンテナ部と、前記放射導体に給電する給電部と、接地導体が配置された基板とを備え、前記アンテナ部の前記磁性体は、前記放射導体の延伸方向に直交する面上で、前記放射導体を内包すると共に、当該放射導体位置から少なくとも一方向に前記磁性体の外周部に達する切り欠き部による空隙部を有し、当該空隙部が前記放射導体の延伸方向に沿って延伸することにより磁気ギャップを形成したものである。
【発明の効果】
【００１１】
電界アンテナ装置を上記の構成にしたことにより、放射導体の周りに配置された磁性体での波長短縮効果を利用し、ＵＨＦ帯での電界アンテナの小型化を可能にするとともに、放射導体を囲む磁性体に磁気ギャップを設けたので磁性体中での磁気損失が低減し、アンテナ装置の送受信の効率を改善することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
実施の形態１．
図１に、本実施の形態に係る電界アンテナ装置を示す。図１において、１は以下に示す各要素で構成される電界アンテナ装置、２は放射導体、３は磁性体で、放射導体２の延伸方向に沿って、この放射導体の周りに配置したものである。４はアンテナ部で、放射導体２と磁性体３とをあわせたものである。５はアンテナ部４が取り付けられた基板、６は放射導体２に給電する電源、７は、電源６から放射導体２に給電する際の、基板５上に配設された給電部、８は、基板５上に配設された接地導体である。なお、図１に示した電界アンテナ装置１はモノポールアンテナの例である。
【００１３】
基板５は多層基板であることが多いため、通常、接地層を有している。図１はこの層を描いたものである。また、図１は、給電部７が基板５の接地層と同じ層に形成されているとして表示しているが、他の層にあっても良い。また、基板５を介さずに電源６と放射導体２とが直接接続されていても良い。給電部７には通常インピーダンスマッチング回路が付加されることが多いが、給電部７を基板上でなく別途用意しても良いし、省略することもある。また、図１の接地導体８と給電部７の形状、配置は概念的に示したものであり図示した形状、配置関係に限定されるものではないが、接地導体８は基板５の接地層の大きな面積を専有する形で配置されているのが通常である。
【００１４】
ここで図１に示す放射導体２はその両端で磁性体３から飛び出している。給電側端部は給電の便宜上、磁性体３から外に出ていることが必要だが、給電端とは反対側の端部は磁性体３から突出させる必要性はない。ここでは、磁性体３中に放射導体２が配置されていることを明示するために磁性体３から放射導体２が突出している表示にした。
【００１５】
次に、図１に例示するアンテナ装置１の動作について説明する。
本装置は、電磁波信号中、電界成分を放射導体で送受信するためのものである。
一般に、信号送受信の効率を大きくするために、放射導体の長さは、送受信対象となる電磁波の波長の略１／４に設定される。そのため、高周波帯域では送受信に必要な放射導体２の長さは比較的短くて済むが、近年その需要が高まっているＵＨＦ帯などの比較的低周波帯の信号に対しては、必要な放射導体２の長さが大きくなり、そのような放射導体２は携帯機器用のアンテナ装置として不適当なものとなる。上記磁性体３は、磁性体３での波長短縮効果を利用して信号送受信に必要とされる放射導体の長さを短縮することを目的に設置されている。
電源６は、給電部７を介して放射導体２に信号の送受信に必要な電力を供給するためものであり、接地導体８は基板５に形成された回路の接地端として利用され、基板５は、給電部７と接地導体８を配置し、アンテナ部４を取り付けるとともに送受信信号の処理回路（図示していない）を配したものである。
【００１６】
磁性体３についてもう少し詳しく説明する。図２は、本願発明に係るアンテナ部４の、放射導体２の延伸方向に直交する断面（図１に示すＡ−Ａ’断面）を示すものである。図２において、図１と同じ品目には同じ番号を付している。３１は磁性体３の存在していない空隙部（以下、磁気ギャップ部とも呼ぶ）、３２は空隙部３１に配置されたスペーサ、９は、放射導体２の延伸方向に直交する磁性体３の断面中の、放射導体２の周りの周回磁路である。この例で示す磁性体３は、この断面上で２個の磁性体片を、空隙部３１およびスペーサ３２を介して対向配置したものである。磁性体３は放射導体２の延伸方向に沿って、放射導体２を挟む形で配置されており、従って、前記空隙部３１も放射導体２の延伸方向に沿って存在している。スペーサ３２も放射導体２の延伸方向に沿って配置されているが、連続的に配置されていても良いし不連続に配置されていてもよい。
【００１７】
空隙部３１に配置されたスペーサ３２は、放射導体２を囲むように配置された非磁性の絶縁物であり、放射導体２を周囲から絶縁するとともに、空隙部３１の間隔を一定値に保つ役割を担っている。これにより磁性体に安定な磁気ギャップを形成することができる。このスペーサ３２は、例えば、放射導体２が埋め込まれた樹脂を成形固化したものである。通常、磁性体３の空隙部３１の範囲内に設置されているが、この空隙部３１の範囲内に限定される必要性はなく、はみ出しても良い。なお、２個の磁性体３は、ばらばらにならないように、例えばその外周が、クランプ等の固定手段により固定されている(図示略)。
【００１８】
このように放射導体２の延伸方向に沿って、放射導体２の周囲に磁性体３を配置したため、当該磁性体３の比誘電率、及び比透磁率の寄与による波長短縮効果により、アンテナ部４の小型化を図ることができる。
【００１９】
しかし、アンテナ部４の小型化が達成できたとしても、このアンテナ装置１による電磁波の送受信効率が十分なものであるかどうかが問題となる。なお、電磁波の送信効率、および受信効率は、段落0006に記載の放射効率と受信効率と同じものである。
【００２０】
アンテナの効率は対象となる電磁波の周波数が、電界アンテナ装置の持つ共振周波数に一致したときに最大となるが、この効率の最大値はアンテナ部４の放射損もしくは放射抵抗とその他の損失との比で決定される。段落0006で述べたように、放射損が大きくなると効率の最大値は大きくなり、磁気損失が小さくなっても効率の最大値は大きくなる。本願発明では、放射導体２を挟んで配置される磁性体３の間に非磁性絶縁物であるスペーサ３２を介して空隙部３１を設けたことで、図２に示すように、この磁性体３では、放射導体２の周りの周回磁路９中に磁気ギャップが存在することとなり、周回磁路の磁気抵抗が大きくなる。これにより磁性体中での磁場強度が低減し、磁気損失も低減する。この磁気損失の低減分は放射損の増加となり、アンテナより放射される電力は増加する。すなわち、磁性体３で、放射導体の周りの周回磁路の磁気抵抗が大きくなると、磁性体３中での磁気損失の低減、及び放射損の増加を誘起し、それにより放射効率が改善される。
【００２１】
図３は、磁性体３の間に配置される空隙部３１の他の構成例を示している。図３が図２と異なる点は、スペーサ３２を、放射導体２を被覆する被覆材３３と支持体３４とに分けたことである。支持体３４は放射導体２の両側にそれぞれ配置される。このような構成にすることで、被覆材３３と放射導体２とを一体にしたものとして、例えば絶縁被覆ケーブルを使用することができるが、放射導体２と磁性体３との間は必ずしも電気的に絶縁しなければならないというわけではない。しかし、被覆材を使用する場合は、その被覆材３３、及び支持体３４はいずれも非磁性の絶縁物である。なお、放射導体２の位置の固定は、被覆材３３として可塑性のあるものを使用し、２個の磁性体３で挟み込めばよい。磁気ギャップをもうけるという点で図３の構成は図２の構成と共通している。
【００２２】
図４は、放射導体２の他の形態を示したものである。この放射導体２はスペーサ３２の片側の面もしくは磁性体３のスペーサ３２に対向する面に銅やアルミニウム等の導体金属を蒸着、ＣＶＤ等の方法により成膜して形成したものである。ただし、放射導体２の、磁性体３からはみ出ている給電端についてはこの成膜面と電気的に接触した金属棒もしくは金属板など剛性を有する導体で構成する必要がある。図４の場合も２個の磁性体３の間に磁気ギャップが形成されるという点で図２の構成と共通している。このように２個の磁性体３を使用すると容易に磁気ギャップを形成できるし、空隙部の幅を自由に設定できるという効果がある。なお、上記成膜部を金属薄板にしてもよい。この場合は給電端まで一枚の金属薄板で形成することが出来る。
【００２３】
このような構成にした場合の波長短縮効果について具体例で説明する。
放射導体２の長さを４０ｍｍとすると、磁性体３を用いない場合、共振周波数は、１．８ＧＨｚである。磁性体３を用いないでＵＨＦ帯（６５０ＭＨｚ）で共振させようとすると、放射導体２の必要長さは１２０ｍｍとなる。ここで、放射導体２の周りに、比誘電率＝１０、比透磁率＝１０、磁性損失ｔａｎδ＝１．０の磁性体３を配置し、その磁性体３には空隙部３１を設けていない場合を考える。このような条件下では、長さ４０ｍｍの放射導体で共振周波数を６５０ＭＨｚにすることが出来る。そのときのアンテナ効率の最大値は、−４ｄＢであった。このような磁性体を配置した場合、理論的には、放射導体長は１２ｍｍになるはずであるが、磁性体３が放射導体２を完全に覆っているわけではないために、波長短縮効果は理論値より減少したものとなっている。（理論値は、ギャップの有無だけでなく、全空間を磁性体で満たすかどうかで決まる）
【００２４】
次に、上記例と同じ長さ４０ｍｍの放射導体２を挟み、放射導体２の延伸方向に沿って、２００μｍ幅の空隙部３１（換言すれば２個の磁性体３の間の距離が２００μｍということである）を有する磁性体３を、図４に示すように配置した場合の結果について述べる。このときの共振周波数は７００ＭＨｚとなり、そのときのアンテナ効率の最大値は−１ｄＢであった。このように、磁性体３に図４に示すような空隙部３１を設けることにより、空隙部３１がないときに比べて、放射効率の最大値の改善幅は３ｄＢと大きなものとなった。波長短縮効果は、１０％程度低減したが、まだ十分な波長短縮効果を有しているといえる。
【００２５】
以上から、本願発明によれば、アンテナ部４の磁性体３に空隙部３１を設けるという簡単な構成により、組み立て工程に大きな影響を与えることがなく、アンテナ部４の小型化を通じてアンテナ装置１の小型化を図ることができる。また、当該アンテナ装置１の放射効率、受信効率を大きく改善することが可能となる。
図２、３に示す構成も、磁気ギャップを設けるという点で共通なので、図２、３に示す構成によっても図４に記載の発明の効果と同様の効果を奏することが出来る。
【００２６】
なお、これまで、ＵＨＦ帯での電界アンテナ装置の小型化、高効率化を中心に説明してきたが、この波長帯域に限定されるものではない。この発明によればどのような波長域であっても、既に説明した原理と同じ原理により電界アンテナ装置の小型化、高効率化を図ることができる。このことは以下のすべての実施の形態においても同様である。
【００２７】
実施の形態２
本実施の形態に係る発明を図５に示す。図５に示す形態は図３に示す形態と類似しているが、１個の磁性体３で構成されているという点が異なっている。空隙部３１は、磁性体３をその延伸方向に沿って、径方向に途中まで切り欠き、図５に示すように、略コの字形状に磁性体３を残すことにより形成される。この空隙部３１に、補強のためのスペーサ３４を図示するとおりに配置する。このような形態によっても磁性体３中の、放射導体２の周りの周回磁路９に対する磁気ギャップを構成することができる。この構成によれば、空隙部３１の幅はあらかじめ決められているため、安定な磁気ギャップを形成することができる。また、この構成では、周回磁路中に空隙部３１は１箇所しか存在しない。図２、３、４に示す構成では周回磁路中に空隙部３１が２箇所存在すると言う点で、図５に示す構成と異なるが、いずれも周回磁路中に磁気ギャップが存在するという点で共通しており、本実施の形態に係る発明は実施の形態１で述べた効果と同様の効果を奏することが出来る。
【００２８】
なお、図５では放射導体２およびスペーサ３４として、図３に例示したものを使用した例を示したが、これに限る必要はない。実施の形態１で説明したものであればよく、例えば図６に示すような構成でも良い。放射導体２は図４で説明したものと同様の方法により、図６に示す位置（図示する磁性体３の側面）に配置する。なお、放射導体２は図４に示すように、図示する磁性体の上面、又は下面側に配置してもよい。いずれの場合も、実施の形態１で説明した効果と同様の効果を奏することが出来る。また、磁性体３の延伸方向に直交する断面の全体形状が円形の場合について説明したが、この形状に限定されるものではなく、矩形、楕円形、多角形等であっても同様の効果を奏することが出来る。
【００２９】
実施の形態３
実施の形態１では、図１に示すモノポール型アンテナを例に本願発明による効果を説明したが、図７に示すモノポールを折り曲げたタイプのアンテナや図８に示す逆F型アンテナにおいても同様の効果が得られる。図１のＡ−Ａ’断面は、図７、図８ではＢ−Ｂ’断面に対応したものとなる。すなわち、図７、図８で、磁性体３のＢ−Ｂ’断面が図２乃至図６のいずれかに該当するものとする。これにより実施の形態１及び２で説明したことと同様の効果を奏することが出来る。なお、図７、図８では、基板５に配置された給電部７、接地導体部８は省略しているが、電源６も含めて、基本的には図１の場合と同様である。
【００３０】
実施の形態４
本実施の形態に係る発明は基板５に対してアンテナ部４を図１に示す配置にした場合のアンテナ部４の配置の詳細に関するものである。
本実施の形態に係る発明を図９（ａ）、（ｂ）に示す。図９（ａ）はアンテナ部４の磁性体３として２分割されたものを使用した場合で、図２、図３、図４に例示されたものがこれに該当する。図９（ｂ）はアンテナ部４の磁性体３として２分割されていないものを使用した場合で、図５、図６に例示されたものがこれに該当する。図９（ａ）、（ｂ）は共に、モノポールアンテナを使った場合についてのアンテナ装置１の図１に示すＡ−Ａ’断面図である（ただし、電源６については、図示を省略している。）。図１に示すとおり、アンテナ部４の放射導体２はその一端が給電部７に接続され（ただし、給電部７はアンテナ部４を構成する磁性体３とスペーサ３２の陰に隠れて表示されていない。）、他端が基板５から遠ざかる方向に延伸した配置になっている。ここで、磁性体３は図２に示す構成のものを使用している。磁性体３と放射導体２で構成されるアンテナ部４は、接地導体８を形成した基板５の基板面３６に対して、磁性体３に設けた空隙部３１を代表する面である磁気ギャップ代表面３５が略直交するように配置されている。ここで、磁気ギャップ代表面３５とは、図２乃至図６のいずれかに示す磁性体３の断面図において、放射導体２を通り、空隙部３１に面する磁性体端面に沿って磁性体の外周部に向かう直線と、放射導体２の延伸方向の線とで構成される面のことを言う。
【００３１】
電界は放射導体２と接地導体８との間に集中する。この集中する部分に磁性体３が存在しない領域、すなわち空隙部３１があると、波長短縮効果が劣化する。アンテナ部が図１に示すように配置されている場合、アンテナ部４の放射導体２は、通常、基板面３６に平行に、これに近接して配置されているので、アンテナ部４の空隙部３１を代表する面である磁気ギャップ代表面３５を基板面３６に平行になるようにアンテナ部４を配置すると、波長短縮効果が劣化する。そこで、接地導体の配置されている基板面３６に対して、磁気ギャップ代表面３５が略直交するようにアンテナ部４を配置することで、波長短縮効果の劣化を低減することができる。また、上記配置を前提に、空隙部３１が基板５上の接地導体８の配置部を見込めない位置にアンテナ部４を配置すれば、波長短縮効果の劣化を更に低減することができる。
【００３２】
なお、この実施の形態では、磁性体３として図２に示すものを例示したが、これに限られるものではなく、図３から図６に示したいずれの磁性体３を用いた場合であっても同様の配置により、同様の効果を奏することが出来る。
なお、図５，６に示す磁性体３の場合は、空隙部３１を形成するための切り欠き部分を基板５の接地導体の配置側、すなわち基板５側とは反対側に配置すれば波長短縮効果の劣化は更に低減する。
【００３３】
このように、本実施の形態によるアンテナ部４の配置によれば、磁性体３に空隙部３１が存在することによる波長短縮効果の劣化を低減できるため、ＵＨＦ帯域でもアンテナ部のサイズを小型化することによりアンテナ装置としての小型化を図ることができ、更に、この磁性体３の空隙部３１により磁気損失の低減を図ることが出るため、ＵＨＦ帯域のように比較的波長の長い電磁波に対して、アンテナ部に磁性体を用いた場合の送受信効率の低減を防止することができる。
【００３４】
実施の形態５
本実施の形態に係る発明は基板５に対してアンテナ部４を図７または図８に示す配置にした場合のアンテナ部４の配置詳細に関するものである。
本実施の形態に係る発明を図１０（ａ）、（ｂ）に示す。図１０（ａ）はアンテナ部４の磁性体３として２分割されたものを使用した場合で、図２、図３、図４に例示されたものがこれに該当する。図１０（ｂ）はアンテナ部４の磁性体３として２分割されていないものを使用した場合で、図５、図６に例示されたものがこれに該当する。図１０（ａ）、（ｂ）は共に、アンテナ部４のモノポール放射導体２を折り曲げた形状にしたアンテナの配置を示す図７または逆Ｆ型アンテナの配置を示す図８のＢ−Ｂ’断面図である。
【００３５】
図１０（ａ）に示す例では、アンテナ部４は、磁気ギャップ代表面３５が、接地導体８を備えた基板５の基板面３６に略直交するように配置されている。この点は、実施の形態４の場合と同様である。従って、この実施の形態に係る発明も実施の形態４に記載の効果と同様の効果を奏することができる。
【００３６】
図１０（ｂ）に示す例では、アンテナ部４は、磁性体３の空隙部３１が基板５側とは反対側の方向に配置されている。放射導体２から磁性体３の外側に向かう磁気ギャップ代表面３５と基盤面３６との間の角度θを９０度以上、１８０度以下にすることを意味している。この角度を１８０度にするのが最も好ましい。１８０度の場合は、磁気ギャップ代表面３５が、接地導体８を備えた基板５の基板面３６に略平行に配置されていることになる。図１０（ｂ）に示す例は、θ＝１８０度の場合である。９０度以上、１８０度以下の角度範囲であれば、空隙部３１と接地導体８から空隙部３１を直接に見込むことが出来なくなるため、接地導体８と放射導体２との間の電界強度を一層緩和することができる。そのためこの実施の形態に係る発明によっても、実施の形態４に記載の効果と同様の効果を奏することができる。
【００３７】
本実施の形態が、実施の形態４と異なるのは、基板５の接地導体８が基板面上にどのように配置されていても、磁性体３の空隙部３１を見込むことはないという点である。その点で実施の形態４の配置よりも波長短縮効果の劣化が少ないものとなり、送受信効率のより高いアンテナ装置を実現することができる。なお、図１０では、給電部７、接地導体８を明示的に示すために、膜厚を強調している。更に、接地導体７の膜厚よりも給電部７の膜厚の方が厚く記載されているが、これは給電部７への放射導体２の接続を明示するための便宜上の措置であり膜厚の大小を示すものではない。
【００３８】
実施の形態６
本実施の形態に係る発明は基板５に対してアンテナ部４を図１１に示す配置にした場合のアンテナ部４の配置詳細に関するものである。
図１１に示すアンテナ部４は、基板５の面内にその面から所定距離のところで、その面と略平行に配置されている。アンテナ部４が基板面と略平行に配置されているとは放射導体の延伸方向が基板面と略平行となるようにアンテナ部が配置されているということである。
【００３９】
図１２（ａ）、（ｂ）は、いずれも図１１のＣ−Ｃ’断面を示したものである。図１２（ａ）はアンテナ部４の磁性体３として２分割されたものを使用した場合で、図２、図３、図４に例示されたものがこれに該当する。図１２（ｂ）はアンテナ部４の磁性体３として２分割されていないものを使用した場合で、図５、図６に例示されたものがこれに該当する。
【００４０】
図１２（ａ）に示す例では、アンテナ部４は、アンテナ部４を構成する磁性体３の磁気ギャップ代表面３５が基板面３６に略平行になるように配置されている。
これまで説明してきたとおり電界は放射導体２と接地導体８との間に集中する。この集中する部分に磁性体３が存在しない領域、すなわち空隙部３１があると、波長短縮効果が劣化する。従って、接地導体の配置されている基板面３６に対して、アンテナ部４の空隙部３１を代表する面である磁気ギャップ面３５が略平行になるようにアンテナ部４を配置することで、磁気ギャップによる波長短縮効果の劣化を低減することができる。また、実施の形態４，５の記載と同様な理由により磁気損失が低減し、それによりアンテナ効率の改善が期待できる。
【００４１】
図１２（ｂ）に示す例では、アンテナ部４は、磁性体３の空隙部３１が基板５の側とは反対側を向くように配置されている。図１２（ｂ）は、特に、磁性体３の空隙部３１が基板５の側とは正反対側を向くように配置された場合を示しており、放射導体２から磁性体３の外側に向かう磁気ギャップ代表面３５と基盤面３６との間の角度θは９０度となる。空隙部３１の上記角度θは０度以上、９０度以下が好ましく、９０度が最も好ましい。
この角度範囲であれば、接地導体８から空隙部３１を直接に見込むことが出来なくなるため、接地導体８と放射導体２との間の電界強度を一層緩和することができる。従って、この実施の形態に係る発明によっても、磁気ギャップによる波長短縮効果の劣化を低減することができる。また、実施の形態４，５の記載と同様な理由により磁気損失が低減し、それによりアンテナ効率の改善が期待できる。
【００４２】
実施の形態７
本実施の形態に係る発明は基板５に対してアンテナ部４を図１１に示す配置にした場合のアンテナ部４の他の配置詳細に関するものである。
図１３は、図１１のＣ−Ｃ’断面を示したものである。図１２に示す配置とは異なり、磁気ギャップ代表面３５が基板面３６に対して傾斜するようにアンテナ部４を配置する。傾斜角は次のようにして決定する。すなわち、放射導体２に一番近い接地導体８の点を最近接点８１とし、この最近接点８１を含み、かつ、放射導体２の延伸方向に略直交する面上で、最近接点８１と放射導体２の中心とを結ぶ直線３７に対して磁気ギャップ面３５を直交させるようにアンテナ部４を配置する。
【００４３】
このような配置にすることにより、実施の形態６の配置の場合に比べて、電界の集中する部分から磁性体３の空隙部３１がより一層遠ざかることになる。そのため磁気ギャップによる波長短縮効果の劣化を実施の形態６の配置よりも低減することができる。磁気損失の低減効果は他の実施の形態の場合と同様である。
【００４４】
実施の形態８
本実施の形態に係る発明はアンテナ部の形状に関するものである。
図１から１３までに図示する放射導体２の形状は直線であった。直線という単純な形状にすることにより磁性体３の形状も単純化され、アンテナ部の形成が容易になるという効果があった。これに対して、図１４、図１５に示すアンテナ部は図７、図１１におけるアンテナ部４の放射導体２の形状を直線状から円弧状にしたものである。アンテナ部を収納する機器の寸法が小さく、放射導体長が不足している場合、放射導体２の形状を円弧にすることでその長さを長くすることが出来る。従って、アンテナ部を内蔵する場合で機器外形上許容できればアンテナ部形状を円弧状にするという選択によりアンテナ装置内蔵機器のサイズを小型化することが出来る。
上記円弧は基板面３５に略平行に配置されている。磁性体３は他の実施例と同様に、円弧状放射導体２の延伸方向に沿って放射導体２の周囲に配置されている。ここで「放射導体２の延伸方向に沿って」とは、放射導体２の円弧形状に沿ってという意味である。従って、アンテナ部全体も、通常、円弧状の形状になる。このような円弧状アンテナ部４は、図２から図６のいずれかに示すような断面形状および配置を有している。すなわち、磁性体３は図示するような磁気ギャップを有している。ただしこれに限定されるものではなく、これらの図に示されるものと同等なものは全て含まれる。
【００４５】
このような形状のアンテナ部４の磁気ギャップ代表面３５の配置は、装置の外形、及び全体としてコンパクトな配置にするという点を考慮して、通常、図１４、図１５に示すようなものとなる。図１４は図７もしくは図８に対応した配置であり、図１５は図１１に対応した配置である。
【００４６】
図１４の配置の場合、アンテナ部の配置詳細は、図１０（ａ）又は（ｂ）と同様の配置にするというものである。図１０（ａ）、（ｂ）は図１４のＤ−Ｄ’断面に相当するものである。アンテナ部をこのような配置にしたときの効果は実施の形態５で述べた効果と同様である。
【００４７】
図１５の配置の場合、アンテナ部の配置詳細は、図１２（ａ）若しくは（ｂ）又は図１３と同様の配置にする。図１２（ａ）、（ｂ）、及び図１３はそれぞれ図１５のＤ−Ｄ’断面に相当するものである。アンテナ部をこのような配置にしたときの効果はそれぞれ実施の形態６、および実施の形態７で述べた効果と同様である。
【００４８】
以上の説明では放射導体が円弧状の形状を有しているとしたが、楕円弧状の形状など彎曲型の形状であれば上記と同様の効果を奏することが出来る。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
携帯無線機器に内蔵されるアンテナは、小型化と高効率化の両立が求められている。本願発明はこの課題を解決する手段を提供するものであり、産業上利用可能な発明である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本願の実施の形態１に係る発明の構成を示す図。
【図２】本願の実施の形態１に係る磁性体の構成を示す図。
【図３】本願の実施の形態１に係る磁性体の他の構成１を示す図。
【図４】本願の実施の形態１に係る磁性体の他の構成２を示す図。
【図５】本願の実施の形態２に係る磁性体の他の構成３を示す図。
【図６】本願の実施の形態２に係る磁性体の他の構成４を示す図。
【図７】本願の実施の形態３に係る発明の構成を示す図。
【図８】本願の実施の形態３に係る発明の他の構成を示す図。
【図９】（ａ）本願の実施の形態４に係るアンテナ部と基板の配置例１を示す図。        （ｂ）本願の実施の形態４に係るアンテナ部と基板の配置例２を示す図。
【図１０】（ａ）本願の実施の形態５に係るアンテナ部と基板の配置例１を示す図。          （ｂ）本願の実施の形態５に係るアンテナ部と基板の配置例２を示す図。
【図１１】本願の実施の形態６に係る発明の構成を示す図。
【図１２】（ａ）本願の実施の形態６に係るアンテナ部と基板の配置１を示す図。          （ｂ）本願の実施の形態６に係るアンテナ部と基板の配置例２を示す図。
【図１３】本願の実施の形態７に係るアンテナ部と基板の配置２示す図。
【図１４】本願の実施の形態８に係る発明の構成を示す図。
【図１５】本願の実施の形態８に係る発明の他の構成を示す図。
【符号の説明】
【００５１】
１  アンテナ装置、２  放射導体、３  磁性体、４  アンテナ部、５  基板、６  電源、７  給電部、８  接地導体、９  周回磁路、３１  空隙部、３２  スペーサ、３３  被覆材、３４  支持体、３５  磁気ギャップ面、３６  基板面、３７  放射導体を通り、磁気ギャップ面に直交する線、８１  接地導体中の、放射導体に最近接する点
【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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