(57)【要約】  従来に比して一段と広帯域な周波数特性を有する半折り返しダイポールアンテナを提供する。上側素子１２又は下側素子１１のいずれか一方の短辺部１２ｄ，１１ｄの素子幅を他方の素子幅よりも広くすると共に、上側素子１２又は下側素子１１のうち給電側の素子の長辺部の素子幅を無給電側の素子の長辺部の素子幅よりも広くすることで広帯域化を実現する。
2008107971.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端が導体板に接続されたＪ字状の第１のアンテナ素子と、
前記第１のアンテナ素子の他端から前記第１のアンテナ素子と間隔を隔てて前記第１のアンテナ素子と重なるように折り返され、かつ一端が前記導体板に接続され、かつ前記第１のアンテナ素子の素子幅とは異なる素子幅を有するＪ字状の第２のアンテナ素子と、
を具備する半折り返しダイポールアンテナ。
【請求項２】
前記第１及び第２のアンテナ素子は、それぞれ、前記導体板の接続部に近い方から順に、長辺部と、中間部と、短辺部とにより形成され、
前記第１及び第２のアンテナ素子間で、前記短辺部の素子幅が異なり、
前記第１及び第２のアンテナ素子のうち給電側のアンテナ素子の前記長辺部の素子幅が、無給電側のアンテナ素子の前記長辺部の素子幅よりも広い
請求項１に記載の半折り返しダイポールアンテナ。
【請求項３】
それぞれ、一端が導体板に接続されたＪ字状の第１のアンテナ素子と、前記第１のアンテナ素子の他端から前記第１のアンテナ素子と間隔を隔てて前記第１のアンテナ素子と重なるように折り返され、かつ一端が前記導体板に接続されたＪ字状の第２のアンテナ素子と、を有する第１及び第２の半折り返しダイポールアンテナが、筐体上部の角部に沿って配置されている
携帯端末。
【請求項４】
前記第１及び第２の半折り返しダイポールアンテナの前記第１及び第２のアンテナ素子は、それぞれ、前記導体板の接続部に近い方から順に、長辺部と、中間部と、短辺部とにより形成され、
前記第１及び第２の半折り返しダイポールアンテナは、前記長辺部が筐体側面に沿って配置されている
請求項３に記載の携帯端末。
【請求項５】
前記第１及び第２の半折り返しダイポールアンテナの前記第１及び第２のアンテナ素子は、互いに素子幅が異なる
請求項３に記載の半折り返しダイポールアンテナ。
【請求項６】
一端が導体板に接続されたＪ字状の第１のアンテナ素子と、
前記第１のアンテナ素子の他端から前記第１のアンテナ素子と間隔を隔てて前記第１のアンテナ素子と重なるように折り返され、かつ一端が前記導体板に接続されたＪ字状の第２のアンテナ素子と、
前記第１のアンテナ素子の前記一端に接続された給電部と、
前記第２のアンテナ素子の前記一端に接続された共振回路と、
を具備する半折り返しダイポールアンテナ。
【請求項７】
前記第１及び第２のアンテナ素子は、互いに素子幅が異なる
請求項６に記載の半折り返しダイポールアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば携帯端末に内蔵される小型のアンテナ装置に関し、特に半折り返しダイポールアンテナの構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、無線通信分野では、高速かつ大容量の通信（データ伝送）へのニーズが高まる中で、ＭＩＭＯ（Multiple-Input Multiple-Output）技術が知られており、このＭＩＭＯ技術について様々な研究開発が進められている。このＭＩＭＯ技術では、送信側及び受信側の双方に複数のアンテナを設けることにより、無線伝搬路を介した多入力多出力系を構成するようになっている。これにより、空間の利用効率が高まり、通信速度及び伝送容量の改善を図ることが可能である。【０００３】
また、高速かつ大容量の通信のニーズと並行して、複数のアプリケーション（無線システム）を搭載した携帯端末のニーズも高まっている。これらのアプリケーションに対応するためには、無線システム毎の異なる周波数帯に対応したマルチバンドアンテナ技術が求められる。【０００４】
一方、携帯端末は、端末自体が小型化、薄型化の傾向にある。このため、携帯端末に内蔵可能で小型なアンテナ技術が必要とされている。さらに，ＭＩＭＯアンテナに対しては、アンテナ間で低い相関特性、またマルチバンドアンテナに対しては、広帯域及び多周波（共振点を複数持つ）の特性が求められる。【０００５】
従来、小型化への要求に対しては、内蔵型半折り返しダイポールアンテナが提案されている（非特許文献１及び非特許文献２参照）。【０００６】
この非特許文献１、２に記載された内蔵型半折り返しダイポールアンテナの構造について簡単に説明する。図１Ａに折り返しループアンテナを示す。図１Ｂに、図１Ａの折り返しループアンテナを導体板に対して横に寝かせることで、高さ方向を低くした、低姿勢な折り返しループアンテナを示す。非特許文献１、２では、図１Ｃに示すように、図１Ｂの低姿勢な折り返しループアンテナをさらに給電点で半分にすることで、低姿勢で小型、かつ広帯域なアンテナ特性を有する内蔵型の半折り返しダイポールアンテナが提案されている。この非特許文献１、２で提案されている半折り返しダイポールアンテナは、確かに、低姿勢で小型、かつ広帯域なアンテナ特性を有しており、携帯端末等に搭載するのに適したものとなっている。
【非特許文献１】林田、森下、小柳他“携帯端末用内蔵型半折り返しダイポールアンテナ”２００３年信学技報、ＡＰ２００３−２６９、ｐｐ．２３−２８、２００３
【非特許文献２】林田、森下、小柳他“携帯端末用内蔵型半折り返しダイポールアンテナ（２）”２００４年信学技報、ＡＰ２００４−１２８、ｐｐ．２３−２８、２００４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、従来に比して一段と広帯域で多周波なアンテナ特性を有する半折り返しダイポールアンテナを提供する。また、本発明は、従来に比べて一段とＭＩＭＯ通信に適した特性を有する携帯端末を提供する。さらに、本発明は、従来に比べて一段とマルチバンド通信に適した特性を有する半折り返しダイポールアンテナを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の半折り返しダイポールアンテナの一つの態様は、一端が導体板に接続されたＪ字状の第１のアンテナ素子と、前記第１のアンテナ素子の他端から前記第１のアンテナ素子と間隔を隔てて前記第１のアンテナ素子と重なるように折り返され、かつ一端が前記導体板に接続され、かつ前記第１のアンテナ素子の素子幅とは異なる素子幅を有するＪ字状の第２のアンテナ素子と、を具備する構成を採る。【０００９】
この構成によれば、第１のアンテナ素子と第２のアンテナ素子との間で素子幅を異なるようにしたことにより、従来に比して広帯域な周波数特性を有する半折り返しダイポールアンテナを実現できる。【００１０】
本発明の携帯端末の一つの態様は、それぞれ、一端が導体板に接続されたＪ字状の第１のアンテナ素子と、前記第１のアンテナ素子の他端から前記第１のアンテナ素子と間隔を隔てて前記第１のアンテナ素子と重なるように折り返され、かつ一端が前記導体板に接続されたＪ字状の第２のアンテナ素子と、を有する第１及び第２の半折り返しダイポールアンテナを、携帯端末の筐体上部の角部に沿って配置するようにした。【００１１】
この構成によれば、筐体に様々な電子部品等がある中で、筐体端の空間に効率よく配置できる上に、アンテナ間相関を低くできるので、高いＭＩＭＯ性能を有する携帯端末を実現できる。【００１２】
本発明の半折り返しダイポールアンテナの一つの態様は、一端が導体板に接続されたＪ字状の第１のアンテナ素子と、前記第１のアンテナ素子の他端から前記第１のアンテナ素子と間隔を隔てて前記第１のアンテナ素子と重なるように折り返され、かつ一端が前記導体板に接続されたＪ字状の第２のアンテナ素子と、前記第１のアンテナ素子の前記一端に接続された給電部と、前記第２のアンテナ素子の前記一端に接続された共振回路と、を具備する構成を採る。【００１３】
この構成によれば、半折り返しダイポールアンテナに共振回路を設けることで、広帯域でかつ多周波（マルチバンド）の周波数特性を有する半折り返しダイポールアンテナを実現できる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、従来に比して一段と広帯域な周波数特性を有し、従来に比して一段とＭＩＭＯ通信に適した特性を有し、及び又は従来に比して一段とマルチバンド通信に適した特性を有する半折り返しダイポールアンテナを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１Ａは折り返しループアンテナを示し、図１Ｂは低姿勢な折り返しループアンテナを示し、図１Ｃは半折り返しダイポールアンテナを示す図
【図２】実施の形態の半折り返しダイポールアンテナの概略構成を示す斜視図
【図３】上側素子の短辺部の幅を、下側素子の短辺部の幅よりも広くしていった場合の周波数特性を示す図
【図４】下側素子の短辺部の幅を、上側素子の短辺部の幅よりも広くしていった場合の周波数特性を示す図
【図５】下側素子の長辺部の幅を、上側素子の長辺部の幅よりも広くしていった場合の周波数特性を示す図
【図６】上側素子の長辺部の幅を、下側素子の長辺部の幅よりも広くしていった場合の周波数特性を示す図
【図７】実施の形態１の半折り返しダイポールアンテナの周波数特性例を示す図
【図８】実施の形態２の構成を示す図
【図９】半折り返しダイポールアンテナ１０Ａの指向性パターンを示す図
【図１０】半折り返しダイポールアンテナ１０Ｂの指向性パターンを示す図
【図１１】実施の形態３の構成を示す図
【図１２】実施の形態３の周波数特性を示す図
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。【００１７】
（１）実施の形態１
（１−１）概略構成
図２に、本実施の形態の半折り返しダイポールアンテナの概略構成を示す。図２の半折り返しダイポールアンテナ１０は、上述した非特許文献１、２で開示されているのと同様の構成を有する。但し、本実施の形態の半折り返しダイポールアンテナ１０は、上側素子１２と下側素子１１の素子幅が異なるように構成されている点で、非特許文献１、２で開示されている半折り返しダイポールアンテナと異なる。なお、図２では、図を簡単化するため、上側素子１２と下側素子１１の素子幅を、等しく記している。【００１８】
半折り返しダイポールアンテナ１０は、間隔ｂを隔てて互いに重なり合った平面Ｊ字状の、下側素子（第１のアンテナ素子）１１と上側素子（第２のアンテナ素子）１２とから形成されている。【００１９】
下側素子１１は、導体板２０の上方に導体板２０と並行に設けられている。下側素子１１の一端は、導体板２０に接続されている。本実施の形態の場合、下側素子１１の一端に給電点が設けられている。【００２０】
上側素子１２は、下側素子１１の他端から折り返し部１３を介して、下側素子１１と間隔ｂを隔てて下側素子１１に平行に重なり合うように折り返されている。また、上側素子１２の一端は、導体板２０に接続されている。本実施の形態の場合、上側素子１２の一端が接地されている。【００２１】
さらに具体的には、下側素子１１及び上側素子１２は、それぞれ、一端が導体板２０に接続された立ち上がり部１１ａ，１１ｂと、長辺部１１ｂ，１２ｂと、中間部１１ｃ，１２ｃと、短辺部１１ｄ，１２ｄとから形成されている。【００２２】
ここで、下側素子１１の長辺部１１ｂと、中間部１１ｃと、短辺部１１ｄとを合わせた形状は、図からも明らかなように、Ｊ字状となっている。同様に、上側素子１２の長辺部１２ｂと、中間部１２ｃと、短辺部１２ｄとを合わせた形状も、Ｊ字状となっている。【００２３】
半折り返しダイポールアンテナ１０の外形は、図に示す７つのパラメータｗ１，ｗ２，ｗｔ，ｄ，ｓ，ｂ，ｈによって規定される。ここで、パラメータｗ１は短辺部１１ｄ，１２ｄの幅であり、パラメータｗ２は長辺部１１ｂ，１２ｂの幅であり、パラメータｗｔは中間部１１ｃ，１２ｃの幅であり、パラメータｄは中間部１１ｃ，１２ｃの長さであり、パラメータｓは長辺部１１ｂ，１２ｂと短辺部１１ｄ，１２ｄの長さの差であり、パラメータｂは下側素子１１と上側素子１２の間隔であり、パラメータｈは立ち上がり部１２ａの高さである。【００２４】
因みに、上述した非特許文献１，２では、これらのパラメータｗ１，ｗ２，ｗｔ，ｄ，ｓ，ｂ，ｈを所定値に設定した場合の周波数特性が示されている。【００２５】
本実施の形態では、半折り返しダイポールアンテナ１０の外形を規定するパラメータとして、上述したパラメータｗ１，ｗ２，ｗｔ，ｄ，ｓ，ｂ，ｈのうち、短辺部１１ｄ，１２ｄの幅ｗ１と、長辺部１１ｂ，１２ｂの幅ｗ２を、下側素子１１と上側素子１２で異なるように構成することを提案する。【００２６】
すなわち、下側素子１１の短辺部１１ｄの幅をｗ１ｂｏｔｔｏｍとし、上側素子１２の短辺部１２ｄの幅をｗ１ｕｐｐｅｒとした場合、下側素子１１及び上側素子１２の短辺部１１ｄ，１２ｄを、ｗ１ｂｏｔｔｏｍ≠ｗ１ｕｐｐｅｒの関係となるように形成する。また、下側素子１１の長辺部１１ｂの幅をｗ２ｂｏｔｔｏｍとし、上側素子１２の長辺部１２ｂの幅をｗ２ｕｐｐｅｒとした場合、下側素子１１及び上側素子１２の長辺部１１ｂ，１２ｂを、ｗ２ｂｏｔｔｏｍ≠ｗ２ｕｐｐｅｒの関係となるように形成する。【００２７】
このようにすることで、アンテナの全長を変えなくても、一段と広帯域化、または周波数特性の調整（受信可能周波数帯を所望周波数への全体シフト）を図ることができる。【００２８】
（１−２）上下素子における幅比の選定
次に、下側素子１１及び上側素子１２の短辺部１１ｄ，１２ｄの幅比の設定の仕方、下側素子１１及び上側素子１２の長辺部１１ｂ，１２ｂの幅比の設定の仕方について詳しく説明する。ここで、以下のような実験結果を得た。【００２９】
＜１＞上側素子１２の短辺部１２ｄの幅ｗ１ｕｐｐｅｒを、下側素子１１の短辺部１１ｄの幅ｗ１ｂｏｔｔｏｍよりも広くした場合【００３０】
下側素子１１の短辺部１１ｄの幅ｗ１ｂｏｔｔｏｍ＝１［ｍｍ］、下側素子１１及び上側素子１２の長辺部１１ｂ，１２ｂの幅ｗ２ｂｏｔｔｏｍ＝ｗ２ｕｐｐｅｒ＝１［ｍｍ］、中間部１１ｃ，１２ｃの長さｄ＝５［ｍｍ］、中間部１１ｃ，１２ｃの幅ｗｔ＝１［ｍｍ］、立ち上がり部１２ａの高さｈ＝７［ｍｍ］、長辺部１１ｂ，１２ｂと短辺部１１ｄ，１２ｄの長さの差ｓ＝１２．５［ｍｍ］、下側素子１１と上側素子１２の間隔ｂ＝１［ｍｍ］を固定とし、上側素子１２の短辺部１２ｄの幅ｗ１ｕｐｐｅｒを１［ｍｍ］ずつ広くしていった場合の半折り返しダイポールアンテナ１０の周波数特性を、図３に示す。【００３１】
図３において、曲線Ｓ１はｗ１ｕｐｐｅｒ＝１［ｍｍ］、曲線Ｓ２はｗ１ｕｐｐｅｒ＝２［ｍｍ］、曲線Ｓ３はｗ１ｕｐｐｅｒ＝３［ｍｍ］、曲線Ｓ４はｗ１ｕｐｐｅｒ＝４［ｍｍ］、曲線Ｓ５はｗ１ｕｐｐｅｒ＝５［ｍｍ］とした場合の半折り返しダイポールアンテナ１０の周波数特性を示す。【００３２】
図３から、上側素子１２の短辺部１２ｄの幅ｗ１ｕｐｐｅｒを、下側素子１１の短辺部１１ｄの幅ｗ１ｂｏｔｔｏｍよりも広くしていくと、周波数帯域幅をほとんど変えずに、周波数を下げていくことができることが分かる。【００３３】
＜２＞下側素子１１の短辺部１１ｄの幅ｗ１ｂｏｔｔｏｍを、上側素子１２の短辺部１２ｄの幅ｗ１ｕｐｐｅｒよりも広くした場合【００３４】
上側素子１２の短辺部１２ｄの幅ｗ１ｕｐｐｅｒ＝１［ｍｍ］、下側素子１１及び上側素子１２の長辺部１１ｂ，１２ｂの幅ｗ２ｂｏｔｔｏｍ＝ｗ２ｕｐｐｅｒ＝１［ｍｍ］、ｄ＝５［ｍｍ］、ｗｔ＝１［ｍｍ］、ｈ＝７［ｍｍ］、ｓ＝１２．５［ｍｍ］、ｂ＝１［ｍｍ］を固定とし、下側素子１１の短辺部１１ｄの幅ｗ１ｂｏｔｔｏｍを１［ｍｍ］ずつ広くしていった場合の半折り返しダイポールアンテナ１０の周波数特性を、図４に示す。【００３５】
図４において、曲線Ｓ１はｗ１ｂｏｔｔｏｍ＝１［ｍｍ］、曲線Ｓ２はｗ１ｂｏｔｔｏｍ＝２［ｍｍ］、曲線Ｓ３はｗ１ｂｏｔｔｏｍ＝３［ｍｍ］、曲線Ｓ４はｗ１ｂｏｔｔｏｍ＝４［ｍｍ］、曲線Ｓ５はｗ１ｂｏｔｔｏｍ＝５［ｍｍ］とした場合の半折り返しダイポールアンテナ１０の周波数特性を示す。【００３６】
図４から、下側素子１１の短辺部１１ｄの幅ｗ１ｂｏｔｔｏｍを、上側素子１２の短辺部１２ｄの幅ｗ１ｕｐｐｅｒよりも広くしていくと、周波数帯域幅をほとんど変えずに、周波数を下げていくことができることが分かる。【００３７】
＜３＞下側素子１１の長辺部１１ｂの幅ｗ２ｂｏｔｔｏｍを、上側素子１２の長辺部１２ｂの幅ｗ２ｕｐｐｅｒよりも広くした場合【００３８】
上側素子１２の長辺部１２ｂの幅ｗ２ｕｐｐｅｒ＝１［ｍｍ］、下側素子１１及び上側素子１２の短辺部１１ｄ，１２ｄの幅ｗ１ｂｏｔｔｏｍ＝ｗ１ｕｐｐｅｒ＝１［ｍｍ］、ｄ＝５［ｍｍ］、ｗｔ＝１［ｍｍ］、ｈ＝７［ｍｍ］、ｓ＝１２．５［ｍｍ］、ｂ＝１［ｍｍ］を固定とし、下側素子１１の長辺部１１ｂの幅ｗ２ｂｏｔｔｏｍを１［ｍｍ］ずつ広くしていった場合の半折り返しダイポールアンテナ１０の周波数特性を、図５に示す。【００３９】
図５において、曲線Ｓ１はｗ２ｂｏｔｔｏｍ＝１［ｍｍ］、曲線Ｓ２はｗ２ｂｏｔｔｏｍ＝２［ｍｍ］、曲線Ｓ３はｗ２ｂｏｔｔｏｍ＝３［ｍｍ］、曲線Ｓ４はｗ２ｂｏｔｔｏｍ＝４［ｍｍ］、曲線Ｓ５はｗ２ｂｏｔｔｏｍ＝５［ｍｍ］とした場合の半折り返しダイポールアンテナ１０の周波数特性を示す。【００４０】
図５から、下側素子１１の長辺部１１ｂの幅ｗ２ｂｏｔｔｏｍを、上側素子１２の長辺部１２ｂの幅ｗ２ｕｐｐｅｒよりも広くしていくと、周波数帯域幅をほとんど変えずに、周波数を上げていくことができることが分かる。【００４１】
＜４＞上側素子１２の長辺部１２ｂの幅ｗ２ｕｐｐｅｒを、下側素子１１の長辺部１１ｂの幅ｗ２ｂｏｔｔｏｍよりも広くした場合【００４２】
下側素子１１の長辺部１１ｂの幅ｗ２ｂｏｔｔｏｍ＝１［ｍｍ］、下側素子１１及び上側素子１２の短辺部１１ｄ，１２ｄの幅ｗ１ｂｏｔｔｏｍ＝ｗ１ｕｐｐｅｒ＝１［ｍｍ］、ｄ＝５［ｍｍ］、ｗｔ＝１［ｍｍ］、ｈ＝７［ｍｍ］、ｓ＝１２．５［ｍｍ］、ｂ＝１［ｍｍ］を固定とし、上側素子１２の長辺部１２ｄの幅ｗ２ｕｐｐｅｒを１［ｍｍ］ずつ広くしていった場合の半折り返しダイポールアンテナ１０の周波数特性を、図６に示す。【００４３】
図６において、曲線Ｓ１はｗ２ｕｐｐｅｒ＝１［ｍｍ］、曲線Ｓ２はｗ２ｕｐｐｅｒ＝２［ｍｍ］、曲線Ｓ３はｗ２ｕｐｐｅｒ＝３［ｍｍ］、曲線Ｓ４はｗ２ｕｐｐｅｒ＝４［ｍｍ］、曲線Ｓ５はｗ２ｕｐｐｅｒ＝５［ｍｍ］とした場合の半折り返しダイポールアンテナ１０の周波数特性を示す。【００４４】
図６から、上側素子１２の長辺部１２ｂの幅ｗ２ｕｐｐｅｒを、下側素子１１の長辺部１１ｂの幅ｗ２ｂｏｔｔｏｍよりも広くしていくと、周波数帯域幅が狭くなってしまうので、広帯域化に適さないことが分かる。このように、周波数帯域幅が狭くなった原因は、本実施の形態では、下側素子１１に給電点が設けられており、給電点が設けられていない上側素子１２の素子幅を、給電点が設けられている下側素子１１の素子幅よりも広くしたためと考えられる。【００４５】
つまり、＜３＞と＜４＞より、長辺部１１ｂ，１２ｂの素子幅ｗ２は、給電側の素子幅を無給電側の素子幅よりも広くすれば、周波数帯域幅をほとんど変えずに、周波数を上げていくことができることが分かる。【００４６】
以上の考察から、上側素子１２又は下側素子１１のいずれか一方の短辺部１２ｄ，１１ｄの素子幅を他方の素子幅よりも広くすれば、全体周波数を下げることができることが分かった。また、上側素子１２又は下側素子１１のうち給電側の素子の長辺部１１ｄ，１２ｄの素子幅を無給電側の素子の長辺部１１ｄ，１２ｄの素子幅よりも広くすれば、全体周波数を上げることができることが分かった。【００４７】
本実施の形態の半折り返しダイポールアンテナは、上側素子１２又は下側素子１１のいずれか一方の短辺部１２ｄ，１１ｄの素子幅を他方の素子幅よりも広くすると共に、上側素子１２又は下側素子１１のうち給電側の素子の長辺部の素子幅を無給電側の素子の長辺部の素子幅よりも広くする。これにより、図２の構成の半折り返しダイポールアンテナ１０を一段と広帯域化できる。【００４８】
図７に、短辺部１１ｄ，１２ｄの幅比を１／５（ｗ１ｕｐｐｅｒ＝１［ｍｍ］、ｗ１ｂｏｔｔｏｍ＝５［ｍｍ］）、長辺部１１ｂ，１２ｂの幅比を１／５（ｗ１ｕｐｐｅｒ＝１［ｍｍ］、ｗ１ｂｏｔｔｏｍ＝５［ｍｍ］）、ｄ＝５［ｍｍ］、ｗｔ＝１［ｍｍ］、ｈ＝７［ｍｍ］、ｓ＝１２．５［ｍｍ］、ｂ＝１［ｍｍ］とした場合の半折り返しダイポールアンテナ１０の周波数特性を示す。図７の実験結果からも、本実施の形態の構成によって、広帯域化を実現できることが分かる。【００４９】
本実施の形態の半折り返しダイポールアンテナ１０は、アンテナ長を長くすることなく（すなわち図２中のｓを変えることなく）、周波数を可変できる構成となっている。また、単に上下素子の幅比を変えることで、周波数を変化させ広帯域化できるので、素子面積を大きくすることなく、周波数を変化させ広帯域化を実現できる。【００５０】
（２）実施の形態２
図８に、実施の形態２の構成を示す。本実施の形態の特徴は、図２の構成でなる２つの半折り返しダイポールアンテナ１０Ａ，１０Ｂを、携帯電話機の筐体３０の上端の２つの角部に沿って配置したことである。具体的には、長辺部１１ｄ，１２ｄを筐体３０の側面部に沿うように、２つの半折り返しダイポールアンテナ１０Ａ，１０Ｂを配置し、これら２つの半折り返しダイポールアンテナ１０Ａ，１０ＢをＭＩＭＯ通信に用いるようになっている。【００５１】
本実施の形態の構成によれば、筐体に様々な電子部品等がある中で、筐体端の空間に効率よく配置できる上に、アンテナ間相関を低くできるので、良好なＭＩＭＯ通信を実現できる。さらに、各半折り返しダイポールアンテナ１０Ａ，１０Ｂに実施の形態１の構成を適用すれば、広帯域化も実現できる。【００５２】
図９及び図１０に、図８のようなアンテナ配置を採用した場合の指向性パターン特性を示す。ここでは、筐体３０のサイズが４５［ｍｍ］×１８０［ｍｍ］、半折り返しダイポールアンテナ１０Ａ，１０Ｂの上記各パラメータを、ｗ１＝ｗ２＝ｄ＝５［ｍｍ］，ｗｔ＝２［ｍｍ］，ｈ＝７［ｍｍ］，ｓ＝１２．５［ｍｍ］，ｂ＝１［ｍｍ］とした場合の中心周波数２．４［ＧＨｚ］での指向性パターン特性を調べた。【００５３】
図９は、半折り返しダイポールアンテナ１０Ａの指向性パターンであり、図１０は、半折り返しダイポールアンテナ１０Ｂの指向性パターンである。例えば、図９Ｂと図１０Ｂを見れば分かるように、Ｘ−Ｚ平面の指向性パターンは、筐体３０の外側方向へ対称的に形成されている。アンテナ１０Ａ，１０Ｂ間での相関係数を求めたところ、０．０８と低い値が得られた。これにより、本実施の形態の構成を採用すれば、高いＭＩＭＯ性能を実現できることが分かった。【００５４】
また、中心周波数２．４［ＧＨｚ］における電流分布を調べてみたところ、アンテナ素子周辺に集中して分布することが分かった。これにより、端末を手で保持して使用する場合でも、アンテナ特性への影響が少ないことが分かった。通常、手で保持して使用されるケースが多い携帯電話機にとって人体の影響を受けにくいことは、どのような使用状態においても、安定した通信ができることを示唆している。【００５５】
（実施の形態３）
図１１に、本実施の形態の半折り返しダイポールアンテナの構成例を示す。本実施の形態の半折り返しダイポールアンテナ１０Ａ，１０Ｂは、アンテナ素子と導体板２０の接地部分に間隙を設け、その部分に共振回路Ａ１，Ａ２を装荷するようになっている。【００５６】
本実施の形態では、上側素子１２に給電部Ｂ１，Ｂ２が接続されていると共に、下側素子１１に並列共振回路（ＬＣ回路）Ａ１，Ａ２が接続されている。【００５７】
図１２に、本実施の形態の構成を採用した場合の半折り返しダイポールアンテナ１０Ａ，１０Ｂの周波数特性を示す。図中の実線は、並列共振回路を設けない場合（すなわち下側素子１１を直接接地した場合）又は並列共振回路をＯＦＦ動作させた場合の周波数特性を示す。【００５８】
一方、図中の点線は、並列共振回路を設け、並列共振回路をＯＮ動作させた場合の周波数特性を示す。並列共振回路を設けることで、２．２〜２．６［ＧＨｚ］の周波数帯域に加え、並列共振回路が無い場合（図中の実線）には得られなかった１．６〜１．９［ＧＨｚ］の低い周波数帯を得ることができる。【００５９】
これにより、多周波（多共振化）を実現できるので、マルチバンド化に適した構成とすることができる。なお、並列共振回路の回路定数を変更することによって、ある程度、周波数帯を変えることができる。【００６０】
かくして、本実施の形態によれば、半折り返しダイポールアンテナ１０Ａ，１０Ｂに並列共振回路Ａ１，Ａ２を設けたので、広帯域でかつマルチバンド化に一層適した半折り返しダイポールアンテナを実現できる。【００６１】
なお、上述した実施の形態１〜実施の形態３の構成は、種々組み合わせて実施可能である。【００６２】
（他の実施の形態）
上述の実施の形態１〜３では、非特許文献１、２で開示されているような平面がＪ字状の半折り返しダイポールアンテナに本発明を適用した場合について述べた。しかし、本発明は、上述の実施の形態に限らず、例えばパラメータｓを長くしていくことで短辺部１１ｄ，１２ｄを有しない、平面がＬ字状の半折り返しダイポールアンテナに適用してもよい。【００６３】
すなわち、平面がＬ字状の半折り返しダイポールアンテナ、さらにはそれ以外の平面形状の半折り返しダイポールアンテナにおいても、上述の実施の形態１で述べたように、上側素子と下側素子の素子幅を異なるようにすれば、広帯域化や周波数特性の向上を実現できる。【００６４】
また、短辺部１１ｄ，１２ｄを省略した平面がＬ字状の半折り返しダイポールアンテナにおいても、上述の実施の形態２で述べたのと同様に、２つのＬ字状の半折り返しダイポールアンテナを、携帯電話機の筐体の上端の２つの角部に沿って配置すれば、ＭＩＭＯ性能を向上できる。【００６５】
また、短辺部１１ｄ，１２ｄを省略した平面がＬ字状の半折り返しアンテナ、さらにはそれ以外の平面形状の半折り返しダイポールアンテナにおいても、上述の実施の形態３で述べたのと同様に、並列共振回路を設ければ、広帯域でかつマルチバンド化に適した半折り返しダイポールアンテナを実現できる。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明の半折り返しダイポールアンテナは、例えばＭＩＭＯ通信を行う携帯端末に内蔵するアンテナとして用いて好適である。また、ＭＩＭＯ通信以外にもＡＡＡ（Adaptive Array Antenna）通信等の複数のアンテナを用いて通信する技術においても本発明は有効である。
【図１】
2008107971.tif 000003
【図２】
2008107971.tif 000004
【図３】
2008107971.tif 000005
【図４】
2008107971.tif 000006
【図５】
2008107971.tif 000007
【図６】
2008107971.tif 000008
【図７】
2008107971.tif 000009
【図８】
2008107971.tif 000010
【図９】
2008107971.tif 000011
【図１０】
2008107971.tif 000012
【図１１】
2008107971.tif 000013
【図１２】
2008107971.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成19年10月11日(2007.10.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端が導体板に接続されたＪ字状の第１のアンテナ素子と、
前記第１のアンテナ素子の他端から前記第１のアンテナ素子と間隔を隔てて前記第１のアンテナ素子と重なるように折り返され、かつ一端が前記導体板に接続され、かつ前記第１のアンテナ素子の素子幅とは異なる素子幅を有するＪ字状の第２のアンテナ素子と、
を具備する半折り返しダイポールアンテナ。
【請求項２】
前記第１及び第２のアンテナ素子は、それぞれ、前記導体板の接続部に近い方から順に、長辺部と、中間部と、短辺部とにより形成され、
前記第１及び第２のアンテナ素子間で、前記短辺部の素子幅が異なり、
前記第１及び第２のアンテナ素子のうち給電側のアンテナ素子の前記長辺部の素子幅が、無給電側のアンテナ素子の前記長辺部の素子幅よりも広い
請求項１に記載の半折り返しダイポールアンテナ。
【請求項３】
それぞれ、一端が導体板に接続されたＪ字状の第１のアンテナ素子と、前記第１のアンテナ素子の他端から前記第１のアンテナ素子と間隔を隔てて前記第１のアンテナ素子と重なるように折り返され、かつ一端が前記導体板に接続されたＪ字状の第２のアンテナ素子と、を有する第１及び第２の半折り返しダイポールアンテナが、筐体上部の角部に沿って配置され、
前記第１及び第２の半折り返しダイポールアンテナの前記第１及び第２のアンテナ素子は、それぞれ、前記導体板の接続部に近い方から順に、長辺部と、中間部と、短辺部とにより形成され、
前記第１及び第２の半折り返しダイポールアンテナは、前記長辺部が筐体側面に沿って配置されている
携帯端末。
【請求項４】
前記第１及び第２の半折り返しダイポールアンテナの前記第１及び第２のアンテナ素子は、互いに素子幅が異なる
請求項３に記載の携帯端末。
【請求項５】
それぞれ、一端が導体板に接続されたＪ字状の第１のアンテナ素子と、前記第１のアンテナ素子の他端から前記第１のアンテナ素子と間隔を隔てて前記第１のアンテナ素子と重なるように折り返され、かつ一端が前記導体板に接続されたＪ字状の第２のアンテナ素子と、を有する第１及び第２の半折り返しダイポールアンテナが、筐体上部の角部に沿って配置され、
前記第１及び第２の半折り返しダイポールアンテナの前記第１及び第２のアンテナ素子は、互いに素子幅が異なる
携帯端末。
【請求項６】
一端が導体板に接続されたＪ字状の第１のアンテナ素子と、
前記第１のアンテナ素子の他端から前記第１のアンテナ素子と間隔を隔てて前記第１のアンテナ素子と重なるように折り返され、かつ一端が前記導体板に接続されたＪ字状の第２のアンテナ素子と、
前記第１のアンテナ素子の前記一端に接続された給電部と、
前記第２のアンテナ素子の前記一端に接続された共振回路と、
を具備し、
前記第１及び第２のアンテナ素子は、互いに素子幅が異なる
半折り返しダイポールアンテナ。
【請求項７】
（削除）
【手続補正書】
【提出日】平成21年6月10日(2009.6.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端が導体板に接続されたＪ字状の第１のアンテナ素子と、
前記第１のアンテナ素子の他端から前記第１のアンテナ素子と間隔を隔てて前記第１のアンテナ素子と重なるように折り返され、かつ一端が前記導体板に接続され、かつ前記第１のアンテナ素子の素子幅とは異なる素子幅を有するＪ字状の第２のアンテナ素子と、
を具備する半折り返しダイポールアンテナ。
【請求項２】
前記第１及び第２のアンテナ素子は、それぞれ、前記導体板の接続部に近い方から順に、長辺部と、中間部と、短辺部とにより形成され、
前記第１及び第２のアンテナ素子間で、前記短辺部の素子幅が異なり、
前記第１及び第２のアンテナ素子のうち給電側のアンテナ素子の前記長辺部の素子幅が、無給電側のアンテナ素子の前記長辺部の素子幅よりも広い
請求項１に記載の半折り返しダイポールアンテナ。
【請求項３】
それぞれ、一端が導体板に接続されたＪ字状の第１のアンテナ素子と、前記第１のアンテナ素子の他端から前記第１のアンテナ素子と間隔を隔てて前記第１のアンテナ素子と重なるように折り返され、かつ一端が前記導体板に接続されたＪ字状の第２のアンテナ素子と、を有する第１及び第２の半折り返しダイポールアンテナが、筐体上部の角部に沿って配置され、
前記第１及び第２の半折り返しダイポールアンテナの前記第１及び第２のアンテナ素子は、それぞれ、前記導体板の接続部に近い方から順に、長辺部と、中間部と、短辺部とにより形成され、
前記第１及び第２の半折り返しダイポールアンテナは、前記長辺部が筐体側面に沿って配置されている
携帯端末。
【請求項４】
前記第１及び第２の半折り返しダイポールアンテナの前記第１及び第２のアンテナ素子は、互いに素子幅が異なる
請求項３に記載の携帯端末。
【請求項５】
それぞれ、一端が導体板に接続されたＪ字状の第１のアンテナ素子と、前記第１のアンテナ素子の他端から前記第１のアンテナ素子と間隔を隔てて前記第１のアンテナ素子と重なるように折り返され、かつ一端が前記導体板に接続されたＪ字状の第２のアンテナ素子と、を有する第１及び第２の半折り返しダイポールアンテナが、筐体上部の角部に沿って配置され、
前記第１及び第２の半折り返しダイポールアンテナの前記第１及び第２のアンテナ素子は、互いに素子幅が異なる
携帯端末。
【請求項６】
一端が導体板に接続されたＪ字状の第１のアンテナ素子と、
前記第１のアンテナ素子の他端から前記第１のアンテナ素子と間隔を隔てて前記第１のアンテナ素子と重なるように折り返され、かつ一端が前記導体板に接続されたＪ字状の第２のアンテナ素子と、
前記第１のアンテナ素子の前記一端に接続された給電部と、
前記第２のアンテナ素子の前記一端に接続された共振回路と、
を具備し、
前記第１及び第２のアンテナ素子は、互いに素子幅が異なる
半折り返しダイポールアンテナ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば携帯端末に内蔵される小型のアンテナ装置に関し、特に半折り返しダイポールアンテナの構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、無線通信分野では、高速かつ大容量の通信（データ伝送）へのニーズが高まる中で、ＭＩＭＯ（Multiple-Input Multiple-Output）技術が知られており、このＭＩＭＯ技術について様々な研究開発が進められている。このＭＩＭＯ技術では、送信側及び受信側の双方に複数のアンテナを設けることにより、無線伝搬路を介した多入力多出力系を構成するようになっている。これにより、空間の利用効率が高まり、通信速度及び伝送容量の改善を図ることが可能である。
【０００３】
また、高速かつ大容量の通信のニーズと並行して、複数のアプリケーション（無線システム）を搭載した携帯端末のニーズも高まっている。これらのアプリケーションに対応するためには、無線システム毎の異なる周波数帯に対応したマルチバンドアンテナ技術が求められる。
【０００４】
一方、携帯端末は、端末自体が小型化、薄型化の傾向にある。このため、携帯端末に内蔵可能で小型なアンテナ技術が必要とされている。さらに，ＭＩＭＯアンテナに対しては、アンテナ間で低い相関特性、またマルチバンドアンテナに対しては、広帯域及び多周波（共振点を複数持つ）の特性が求められる。
【０００５】
従来、小型化への要求に対しては、内蔵型半折り返しダイポールアンテナが提案されている（非特許文献１及び非特許文献２参照）。
【０００６】
この非特許文献１、２に記載された内蔵型半折り返しダイポールアンテナの構造について簡単に説明する。図１Ａに折り返しループアンテナを示す。図１Ｂに、図１Ａの折り返しループアンテナを導体板に対して横に寝かせることで、高さ方向を低くした、低姿勢な折り返しループアンテナを示す。非特許文献１、２では、図１Ｃに示すように、図１Ｂの低姿勢な折り返しループアンテナをさらに給電点で半分にすることで、低姿勢で小型、かつ広帯域なアンテナ特性を有する内蔵型の半折り返しダイポールアンテナが提案されている。この非特許文献１、２で提案されている半折り返しダイポールアンテナは、確かに、低姿勢で小型、かつ広帯域なアンテナ特性を有しており、携帯端末等に搭載するのに適したものとなっている。
【非特許文献１】林田、森下、小柳他“携帯端末用内蔵型半折り返しダイポールアンテナ”２００３年信学技報、ＡＰ２００３−２６９、ｐｐ．２３−２８、２００３
【非特許文献２】林田、森下、小柳他“携帯端末用内蔵型半折り返しダイポールアンテナ（２）”２００４年信学技報、ＡＰ２００４−１２８、ｐｐ．２３−２８、２００４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、従来に比して一段と広帯域で多周波なアンテナ特性を有する半折り返しダイポールアンテナを提供する。また、本発明は、従来に比べて一段とＭＩＭＯ通信に適した特性を有する携帯端末を提供する。さらに、本発明は、従来に比べて一段とマルチバンド通信に適した特性を有する半折り返しダイポールアンテナを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の半折り返しダイポールアンテナの一つの態様は、一端が導体板に接続されたＪ字状の第１のアンテナ素子と、前記第１のアンテナ素子の他端から前記第１のアンテナ素子と間隔を隔てて前記第１のアンテナ素子と重なるように折り返され、かつ一端が前記導体板に接続され、かつ前記第１のアンテナ素子の素子幅とは異なる素子幅を有するＪ字状の第２のアンテナ素子と、を具備する構成を採る。
【０００９】
この構成によれば、第１のアンテナ素子と第２のアンテナ素子との間で素子幅を異なるようにしたことにより、従来に比して広帯域な周波数特性を有する半折り返しダイポールアンテナを実現できる。
【００１０】
本発明の携帯端末の一つの態様は、それぞれ、一端が導体板に接続されたＪ字状の第１のアンテナ素子と、前記第１のアンテナ素子の他端から前記第１のアンテナ素子と間隔を隔てて前記第１のアンテナ素子と重なるように折り返され、かつ一端が前記導体板に接続されたＪ字状の第２のアンテナ素子と、を有する第１及び第２の半折り返しダイポールアンテナを、携帯端末の筐体上部の角部に沿って配置するようにした。
【００１１】
この構成によれば、筐体に様々な電子部品等がある中で、筐体端の空間に効率よく配置できる上に、アンテナ間相関を低くできるので、高いＭＩＭＯ性能を有する携帯端末を実現できる。
【００１２】
本発明の半折り返しダイポールアンテナの一つの態様は、一端が導体板に接続されたＪ字状の第１のアンテナ素子と、前記第１のアンテナ素子の他端から前記第１のアンテナ素子と間隔を隔てて前記第１のアンテナ素子と重なるように折り返され、かつ一端が前記導体板に接続されたＪ字状の第２のアンテナ素子と、前記第１のアンテナ素子の前記一端に接続された給電部と、前記第２のアンテナ素子の前記一端に接続された共振回路と、を具備する構成を採る。
【００１３】
この構成によれば、半折り返しダイポールアンテナに共振回路を設けることで、広帯域でかつ多周波（マルチバンド）の周波数特性を有する半折り返しダイポールアンテナを実現できる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、従来に比して一段と広帯域な周波数特性を有し、従来に比して一段とＭＩＭＯ通信に適した特性を有し、及び又は従来に比して一段とマルチバンド通信に適した特性を有する半折り返しダイポールアンテナを実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１６】
（１）実施の形態１
（１−１）概略構成
図２に、本実施の形態の半折り返しダイポールアンテナの概略構成を示す。図２の半折り返しダイポールアンテナ１０は、上述した非特許文献１、２で開示されているのと同様の構成を有する。但し、本実施の形態の半折り返しダイポールアンテナ１０は、上側素子１２と下側素子１１の素子幅が異なるように構成されている点で、非特許文献１、２で開示されている半折り返しダイポールアンテナと異なる。なお、図２では、図を簡単化するため、上側素子１２と下側素子１１の素子幅を、等しく記している。
【００１７】
半折り返しダイポールアンテナ１０は、間隔ｂを隔てて互いに重なり合った平面Ｊ字状の、下側素子（第１のアンテナ素子）１１と上側素子（第２のアンテナ素子）１２とから形成されている。
【００１８】
下側素子１１は、導体板２０の上方に導体板２０と並行に設けられている。下側素子１１の一端は、導体板２０に接続されている。本実施の形態の場合、下側素子１１の一端に給電点が設けられている。
【００１９】
上側素子１２は、下側素子１１の他端から折り返し部１３を介して、下側素子１１と間隔ｂを隔てて下側素子１１に平行に重なり合うように折り返されている。また、上側素子１２の一端は、導体板２０に接続されている。本実施の形態の場合、上側素子１２の一端が接地されている。
【００２０】
さらに具体的には、下側素子１１及び上側素子１２は、それぞれ、一端が導体板２０に接続された立ち上がり部１１ａ，１１ｂと、長辺部１１ｂ，１２ｂと、中間部１１ｃ，１２ｃと、短辺部１１ｄ，１２ｄとから形成されている。
【００２１】
ここで、下側素子１１の長辺部１１ｂと、中間部１１ｃと、短辺部１１ｄとを合わせた形状は、図からも明らかなように、Ｊ字状となっている。同様に、上側素子１２の長辺部１２ｂと、中間部１２ｃと、短辺部１２ｄとを合わせた形状も、Ｊ字状となっている。
【００２２】
半折り返しダイポールアンテナ１０の外形は、図に示す７つのパラメータｗ１，ｗ２，ｗｔ，ｄ，ｓ，ｂ，ｈによって規定される。ここで、パラメータｗ１は短辺部１１ｄ，１２ｄの幅であり、パラメータｗ２は長辺部１１ｂ，１２ｂの幅であり、パラメータｗｔは中間部１１ｃ，１２ｃの幅であり、パラメータｄは中間部１１ｃ，１２ｃの長さであり、パラメータｓは長辺部１１ｂ，１２ｂと短辺部１１ｄ，１２ｄの長さの差であり、パラメータｂは下側素子１１と上側素子１２の間隔であり、パラメータｈは立ち上がり部１２ａの高さである。
【００２３】
因みに、上述した非特許文献１，２では、これらのパラメータｗ１，ｗ２，ｗｔ，ｄ，ｓ，ｂ，ｈを所定値に設定した場合の周波数特性が示されている。
【００２４】
本実施の形態では、半折り返しダイポールアンテナ１０の外形を規定するパラメータとして、上述したパラメータｗ１，ｗ２，ｗｔ，ｄ，ｓ，ｂ，ｈのうち、短辺部１１ｄ，１２ｄの幅ｗ１と、長辺部１１ｂ，１２ｂの幅ｗ２を、下側素子１１と上側素子１２で異なるように構成することを提案する。
【００２５】
すなわち、下側素子１１の短辺部１１ｄの幅をｗ１ｂｏｔｔｏｍとし、上側素子１２の短辺部１２ｄの幅をｗ１ｕｐｐｅｒとした場合、下側素子１１及び上側素子１２の短辺部１１ｄ，１２ｄを、ｗ１ｂｏｔｔｏｍ≠ｗ１ｕｐｐｅｒの関係となるように形成する。また、下側素子１１の長辺部１１ｂの幅をｗ２ｂｏｔｔｏｍとし、上側素子１２の長辺部１２ｂの幅をｗ２ｕｐｐｅｒとした場合、下側素子１１及び上側素子１２の長辺部１１ｂ，１２ｂを、ｗ２ｂｏｔｔｏｍ≠ｗ２ｕｐｐｅｒの関係となるように形成する。
【００２６】
このようにすることで、アンテナの全長を変えなくても、一段と広帯域化、または周波数特性の調整（受信可能周波数帯を所望周波数への全体シフト）を図ることができる。
【００２７】
（１−２）上下素子における幅比の選定
次に、下側素子１１及び上側素子１２の短辺部１１ｄ，１２ｄの幅比の設定の仕方、下側素子１１及び上側素子１２の長辺部１１ｂ，１２ｂの幅比の設定の仕方について詳しく説明する。ここで、以下のような実験結果を得た。
【００２８】
＜１＞上側素子１２の短辺部１２ｄの幅ｗ１ｕｐｐｅｒを、下側素子１１の短辺部１１ｄの幅ｗ１ｂｏｔｔｏｍよりも広くした場合
【００２９】
下側素子１１の短辺部１１ｄの幅ｗ１ｂｏｔｔｏｍ＝１［ｍｍ］、下側素子１１及び上側素子１２の長辺部１１ｂ，１２ｂの幅ｗ２ｂｏｔｔｏｍ＝ｗ２ｕｐｐｅｒ＝１［ｍｍ］、中間部１１ｃ，１２ｃの長さｄ＝５［ｍｍ］、中間部１１ｃ，１２ｃの幅ｗｔ＝１［ｍｍ］、立ち上がり部１２ａの高さｈ＝７［ｍｍ］、長辺部１１ｂ，１２ｂと短辺部１１ｄ，１２ｄの長さの差ｓ＝１２．５［ｍｍ］、下側素子１１と上側素子１２の間隔ｂ＝１［ｍｍ］を固定とし、上側素子１２の短辺部１２ｄの幅ｗ１ｕｐｐｅｒを１［ｍｍ］ずつ広くしていった場合の半折り返しダイポールアンテナ１０の周波数特性を、図３に示す。
【００３０】
図３において、曲線Ｓ１はｗ１ｕｐｐｅｒ＝１［ｍｍ］、曲線Ｓ２はｗ１ｕｐｐｅｒ＝２［ｍｍ］、曲線Ｓ３はｗ１ｕｐｐｅｒ＝３［ｍｍ］、曲線Ｓ４はｗ１ｕｐｐｅｒ＝４［ｍｍ］、曲線Ｓ５はｗ１ｕｐｐｅｒ＝５［ｍｍ］とした場合の半折り返しダイポールアンテナ１０の周波数特性を示す。
【００３１】
図３から、上側素子１２の短辺部１２ｄの幅ｗ１ｕｐｐｅｒを、下側素子１１の短辺部１１ｄの幅ｗ１ｂｏｔｔｏｍよりも広くしていくと、周波数帯域幅をほとんど変えずに、周波数を下げていくことができることが分かる。
【００３２】
＜２＞下側素子１１の短辺部１１ｄの幅ｗ１ｂｏｔｔｏｍを、上側素子１２の短辺部１２ｄの幅ｗ１ｕｐｐｅｒよりも広くした場合
【００３３】
上側素子１２の短辺部１２ｄの幅ｗ１ｕｐｐｅｒ＝１［ｍｍ］、下側素子１１及び上側素子１２の長辺部１１ｂ，１２ｂの幅ｗ２ｂｏｔｔｏｍ＝ｗ２ｕｐｐｅｒ＝１［ｍｍ］、ｄ＝５［ｍｍ］、ｗｔ＝１［ｍｍ］、ｈ＝７［ｍｍ］、ｓ＝１２．５［ｍｍ］、ｂ＝１［ｍｍ］を固定とし、下側素子１１の短辺部１１ｄの幅ｗ１ｂｏｔｔｏｍを１［ｍｍ］ずつ広くしていった場合の半折り返しダイポールアンテナ１０の周波数特性を、図４に示す。
【００３４】
図４において、曲線Ｓ１はｗ１ｂｏｔｔｏｍ＝１［ｍｍ］、曲線Ｓ２はｗ１ｂｏｔｔｏｍ＝２［ｍｍ］、曲線Ｓ３はｗ１ｂｏｔｔｏｍ＝３［ｍｍ］、曲線Ｓ４はｗ１ｂｏｔｔｏｍ＝４［ｍｍ］、曲線Ｓ５はｗ１ｂｏｔｔｏｍ＝５［ｍｍ］とした場合の半折り返しダイポールアンテナ１０の周波数特性を示す。
【００３５】
図４から、下側素子１１の短辺部１１ｄの幅ｗ１ｂｏｔｔｏｍを、上側素子１２の短辺部１２ｄの幅ｗ１ｕｐｐｅｒよりも広くしていくと、周波数帯域幅をほとんど変えずに、周波数を下げていくことができることが分かる。
【００３６】
＜３＞下側素子１１の長辺部１１ｂの幅ｗ２ｂｏｔｔｏｍを、上側素子１２の長辺部１２ｂの幅ｗ２ｕｐｐｅｒよりも広くした場合
【００３７】
上側素子１２の長辺部１２ｂの幅ｗ２ｕｐｐｅｒ＝１［ｍｍ］、下側素子１１及び上側素子１２の短辺部１１ｄ，１２ｄの幅ｗ１ｂｏｔｔｏｍ＝ｗ１ｕｐｐｅｒ＝１［ｍｍ］、ｄ＝５［ｍｍ］、ｗｔ＝１［ｍｍ］、ｈ＝７［ｍｍ］、ｓ＝１２．５［ｍｍ］、ｂ＝１［ｍｍ］を固定とし、下側素子１１の長辺部１１ｂの幅ｗ２ｂｏｔｔｏｍを１［ｍｍ］ずつ広くしていった場合の半折り返しダイポールアンテナ１０の周波数特性を、図５に示す。
【００３８】
図５において、曲線Ｓ１はｗ２ｂｏｔｔｏｍ＝１［ｍｍ］、曲線Ｓ２はｗ２ｂｏｔｔｏｍ＝２［ｍｍ］、曲線Ｓ３はｗ２ｂｏｔｔｏｍ＝３［ｍｍ］、曲線Ｓ４はｗ２ｂｏｔｔｏｍ＝４［ｍｍ］、曲線Ｓ５はｗ２ｂｏｔｔｏｍ＝５［ｍｍ］とした場合の半折り返しダイポールアンテナ１０の周波数特性を示す。
【００３９】
図５から、下側素子１１の長辺部１１ｂの幅ｗ２ｂｏｔｔｏｍを、上側素子１２の長辺部１２ｂの幅ｗ２ｕｐｐｅｒよりも広くしていくと、周波数帯域幅をほとんど変えずに、周波数を上げていくことができることが分かる。
【００４０】
＜４＞上側素子１２の長辺部１２ｂの幅ｗ２ｕｐｐｅｒを、下側素子１１の長辺部１１ｂの幅ｗ２ｂｏｔｔｏｍよりも広くした場合
【００４１】
下側素子１１の長辺部１１ｂの幅ｗ２ｂｏｔｔｏｍ＝１［ｍｍ］、下側素子１１及び上側素子１２の短辺部１１ｄ，１２ｄの幅ｗ１ｂｏｔｔｏｍ＝ｗ１ｕｐｐｅｒ＝１［ｍｍ］、ｄ＝５［ｍｍ］、ｗｔ＝１［ｍｍ］、ｈ＝７［ｍｍ］、ｓ＝１２．５［ｍｍ］、ｂ＝１［ｍｍ］を固定とし、上側素子１２の長辺部１２ｄの幅ｗ２ｕｐｐｅｒを１［ｍｍ］ずつ広くしていった場合の半折り返しダイポールアンテナ１０の周波数特性を、図６に示す。
【００４２】
図６において、曲線Ｓ１はｗ２ｕｐｐｅｒ＝１［ｍｍ］、曲線Ｓ２はｗ２ｕｐｐｅｒ＝２［ｍｍ］、曲線Ｓ３はｗ２ｕｐｐｅｒ＝３［ｍｍ］、曲線Ｓ４はｗ２ｕｐｐｅｒ＝４［ｍｍ］、曲線Ｓ５はｗ２ｕｐｐｅｒ＝５［ｍｍ］とした場合の半折り返しダイポールアンテナ１０の周波数特性を示す。
【００４３】
図６から、上側素子１２の長辺部１２ｂの幅ｗ２ｕｐｐｅｒを、下側素子１１の長辺部１１ｂの幅ｗ２ｂｏｔｔｏｍよりも広くしていくと、周波数帯域幅が狭くなってしまうので、広帯域化に適さないことが分かる。このように、周波数帯域幅が狭くなった原因は、本実施の形態では、下側素子１１に給電点が設けられており、給電点が設けられていない上側素子１２の素子幅を、給電点が設けられている下側素子１１の素子幅よりも広くしたためと考えられる。
【００４４】
つまり、＜３＞と＜４＞より、長辺部１１ｂ，１２ｂの素子幅ｗ２は、給電側の素子幅を無給電側の素子幅よりも広くすれば、周波数帯域幅をほとんど変えずに、周波数を上げていくことができることが分かる。
【００４５】
以上の考察から、上側素子１２又は下側素子１１のいずれか一方の短辺部１２ｄ，１１ｄの素子幅を他方の素子幅よりも広くすれば、全体周波数を下げることができることが分かった。また、上側素子１２又は下側素子１１のうち給電側の素子の長辺部１１ｄ，１２ｄの素子幅を無給電側の素子の長辺部１１ｄ，１２ｄの素子幅よりも広くすれば、全体周波数を上げることができることが分かった。
【００４６】
本実施の形態の半折り返しダイポールアンテナは、上側素子１２又は下側素子１１のいずれか一方の短辺部１２ｄ，１１ｄの素子幅を他方の素子幅よりも広くすると共に、上側素子１２又は下側素子１１のうち給電側の素子の長辺部の素子幅を無給電側の素子の長辺部の素子幅よりも広くする。これにより、図２の構成の半折り返しダイポールアンテナ１０を一段と広帯域化できる。
【００４７】
図７に、短辺部１１ｄ，１２ｄの幅比を１／５（ｗ１ｕｐｐｅｒ＝１［ｍｍ］、ｗ１ｂｏｔｔｏｍ＝５［ｍｍ］）、長辺部１１ｂ，１２ｂの幅比を１／５（ｗ１ｕｐｐｅｒ＝１［ｍｍ］、ｗ１ｂｏｔｔｏｍ＝５［ｍｍ］）、ｄ＝５［ｍｍ］、ｗｔ＝１［ｍｍ］、ｈ＝７［ｍｍ］、ｓ＝１２．５［ｍｍ］、ｂ＝１［ｍｍ］とした場合の半折り返しダイポールアンテナ１０の周波数特性を示す。図７の実験結果からも、本実施の形態の構成によって、広帯域化を実現できることが分かる。
【００４８】
本実施の形態の半折り返しダイポールアンテナ１０は、アンテナ長を長くすることなく（すなわち図２中のｓを変えることなく）、周波数を可変できる構成となっている。また、単に上下素子の幅比を変えることで、周波数を変化させ広帯域化できるので、素子面積を大きくすることなく、周波数を変化させ広帯域化を実現できる。
【００４９】
（２）実施の形態２
図８に、実施の形態２の構成を示す。本実施の形態の特徴は、図２の構成でなる２つの半折り返しダイポールアンテナ１０Ａ，１０Ｂを、携帯電話機の筐体３０の上端の２つの角部に沿って配置したことである。具体的には、長辺部１１ｄ，１２ｄを筐体３０の側面部に沿うように、２つの半折り返しダイポールアンテナ１０Ａ，１０Ｂを配置し、これら２つの半折り返しダイポールアンテナ１０Ａ，１０ＢをＭＩＭＯ通信に用いるようになっている。
【００５０】
本実施の形態の構成によれば、筐体に様々な電子部品等がある中で、筐体端の空間に効率よく配置できる上に、アンテナ間相関を低くできるので、良好なＭＩＭＯ通信を実現できる。さらに、各半折り返しダイポールアンテナ１０Ａ，１０Ｂに実施の形態１の構成を適用すれば、広帯域化も実現できる。
【００５１】
図９及び図１０に、図８のようなアンテナ配置を採用した場合の指向性パターン特性を示す。ここでは、筐体３０のサイズが４５［ｍｍ］×１８０［ｍｍ］、半折り返しダイポールアンテナ１０Ａ，１０Ｂの上記各パラメータを、ｗ１＝ｗ２＝ｄ＝５［ｍｍ］，ｗｔ＝２［ｍｍ］，ｈ＝７［ｍｍ］，ｓ＝１２．５［ｍｍ］，ｂ＝１［ｍｍ］とした場合の中心周波数２．４［ＧＨｚ］での指向性パターン特性を調べた。
【００５２】
図９は、半折り返しダイポールアンテナ１０Ａの指向性パターンであり、図１０は、半折り返しダイポールアンテナ１０Ｂの指向性パターンである。例えば、図９Ｂと図１０Ｂを見れば分かるように、Ｘ−Ｚ平面の指向性パターンは、筐体３０の外側方向へ対称的に形成されている。アンテナ１０Ａ，１０Ｂ間での相関係数を求めたところ、０．０８と低い値が得られた。これにより、本実施の形態の構成を採用すれば、高いＭＩＭＯ性能を実現できることが分かった。
【００５３】
また、中心周波数２．４［ＧＨｚ］における電流分布を調べてみたところ、アンテナ素子周辺に集中して分布することが分かった。これにより、端末を手で保持して使用する場合でも、アンテナ特性への影響が少ないことが分かった。通常、手で保持して使用されるケースが多い携帯電話機にとって人体の影響を受けにくいことは、どのような使用状態においても、安定した通信ができることを示唆している。
【００５４】
（実施の形態３）
図１１に、本実施の形態の半折り返しダイポールアンテナの構成例を示す。本実施の形態の半折り返しダイポールアンテナ１０Ａ，１０Ｂは、アンテナ素子と導体板２０の接地部分に間隙を設け、その部分に共振回路Ａ１，Ａ２を装荷するようになっている。
【００５５】
本実施の形態では、上側素子１２に給電部Ｂ１，Ｂ２が接続されていると共に、下側素子１１に並列共振回路（ＬＣ回路）Ａ１，Ａ２が接続されている。
【００５６】
図１２に、本実施の形態の構成を採用した場合の半折り返しダイポールアンテナ１０Ａ，１０Ｂの周波数特性を示す。図中の実線は、並列共振回路を設けない場合（すなわち下側素子１１を直接接地した場合）又は並列共振回路をＯＦＦ動作させた場合の周波数特性を示す。
【００５７】
一方、図中の点線は、並列共振回路を設け、並列共振回路をＯＮ動作させた場合の周波数特性を示す。並列共振回路を設けることで、２．２〜２．６［ＧＨｚ］の周波数帯域に加え、並列共振回路が無い場合（図中の実線）には得られなかった１．６〜１．９［ＧＨｚ］の低い周波数帯を得ることができる。
【００５８】
これにより、多周波（多共振化）を実現できるので、マルチバンド化に適した構成とすることができる。なお、並列共振回路の回路定数を変更することによって、ある程度、周波数帯を変えることができる。
【００５９】
かくして、本実施の形態によれば、半折り返しダイポールアンテナ１０Ａ，１０Ｂに並列共振回路Ａ１，Ａ２を設けたので、広帯域でかつマルチバンド化に一層適した半折り返しダイポールアンテナを実現できる。
【００６０】
なお、上述した実施の形態１〜実施の形態３の構成は、種々組み合わせて実施可能である。
【００６１】
（他の実施の形態）
上述の実施の形態１〜３では、非特許文献１、２で開示されているような平面がＪ字状の半折り返しダイポールアンテナに本発明を適用した場合について述べた。しかし、本発明は、上述の実施の形態に限らず、例えばパラメータｓを長くしていくことで短辺部１１ｄ，１２ｄを有しない、平面がＬ字状の半折り返しダイポールアンテナに適用してもよい。
【００６２】
すなわち、平面がＬ字状の半折り返しダイポールアンテナ、さらにはそれ以外の平面形状の半折り返しダイポールアンテナにおいても、上述の実施の形態１で述べたように、上側素子と下側素子の素子幅を異なるようにすれば、広帯域化や周波数特性の向上を実現できる。
【００６３】
また、短辺部１１ｄ，１２ｄを省略した平面がＬ字状の半折り返しダイポールアンテナにおいても、上述の実施の形態２で述べたのと同様に、２つのＬ字状の半折り返しダイポールアンテナを、携帯電話機の筐体の上端の２つの角部に沿って配置すれば、ＭＩＭＯ性能を向上できる。
【００６４】
また、短辺部１１ｄ，１２ｄを省略した平面がＬ字状の半折り返しアンテナ、さらにはそれ以外の平面形状の半折り返しダイポールアンテナにおいても、上述の実施の形態３で述べたのと同様に、並列共振回路を設ければ、広帯域でかつマルチバンド化に適した半折り返しダイポールアンテナを実現できる。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明の半折り返しダイポールアンテナは、例えばＭＩＭＯ通信を行う携帯端末に内蔵するアンテナとして用いて好適である。また、ＭＩＭＯ通信以外にもＡＡＡ（Adaptive Array Antenna）通信等の複数のアンテナを用いて通信する技術においても本発明は有効である。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】図１Ａは折り返しループアンテナを示し、図１Ｂは低姿勢な折り返しループアンテナを示し、図１Ｃは半折り返しダイポールアンテナを示す図
【図２】実施の形態の半折り返しダイポールアンテナの概略構成を示す斜視図
【図３】上側素子の短辺部の幅を、下側素子の短辺部の幅よりも広くしていった場合の周波数特性を示す図
【図４】下側素子の短辺部の幅を、上側素子の短辺部の幅よりも広くしていった場合の周波数特性を示す図
【図５】下側素子の長辺部の幅を、上側素子の長辺部の幅よりも広くしていった場合の周波数特性を示す図
【図６】上側素子の長辺部の幅を、下側素子の長辺部の幅よりも広くしていった場合の周波数特性を示す図
【図７】実施の形態１の半折り返しダイポールアンテナの周波数特性例を示す図
【図８】実施の形態２の構成を示す図
【図９】半折り返しダイポールアンテナ１０Ａの指向性パターンを示す図
【図１０】半折り返しダイポールアンテナ１０Ｂの指向性パターンを示す図
【図１１】実施の形態３の構成を示す図
【図１２】実施の形態３の周波数特性を示す図
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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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【国際調査報告】
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