(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に設けられた放射電極と、
前記基板上に設けられ、前記放射電極に対向して配置された接地電極と、
前記放射電極と給電点を介して接続され、分布定数線路である給電線と、
前記給電点から所定距離離れた位置において前記給電線に対して前記放射電極と並列に接続され、所定の周波数を持つ信号に対して前記放射電極のインピーダンスを整合させるインピーダンス整合素子と、
前記インピーダンス整合素子と前記給電線の間に配置され、所定の制御信号に従って前記インピーダンス整合素子を前記給電線と接続するか切断するかを切り替えるスイッチと、
を有し、
前記所定距離は、前記インピーダンス整合素子が前記給電線に接続されたときに、前記所定の周波数を持つ信号に対して前記放射電極と前記給電線全体のコンダクタンスが前記給電線に接続される回路のコンダクタンスと一致するように決定されるアンテナ装置。
【請求項２】
前記所定距離は、前記放射電極と前記給電線全体のコンダクタンスが20mSとなるように決定される、請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項３】
前記所定距離は、前記放射電極と前記給電線全体のリアクタンスが負となるように決定され、かつ、前記インピーダンス整合素子は、当該インピーダンス整合素子が前記給電線に接続されたときに、前記放射電極及び前記給電線全体のリアクタンスを打ち消すように補正するインダクタンスを持つ、請求項２に記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記インピーダンス整合素子が前記給電線と切断されたときに前記放射電極のインピーダンスが整合する第２の周波数が前記所定の周波数よりも高い、請求項１〜３の何れか一項に記載のアンテナ装置。
【請求項５】
前記インピーダンス整合素子は、当該インピーダンス整合素子が前記給電線に接続されたときに、前記放射電極及び前記給電線が持つサセプタンス成分を打ち消すように補正するインダクタンスを持つ、請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項６】
前記給電点から第２の所定距離離れた位置において前記給電線に対して前記放射電極と並列に接続され、前記所定の周波数と異なる第３の周波数を持つ信号に対して前記放射電極のインピーダンスを整合させる第２のインピーダンス整合素子と、
前記第２のインピーダンス整合素子と前記給電線の間に配置され、所定の制御信号に従って前記第２のインピーダンス整合素子を前記給電線と接続するか切断するかを切り替える第２のスイッチと、をさらに有し、
前記インピーダンス整合素子及び前記第２のインピーダンス整合素子のうち、何れか一方のみが前記給電線と接続されるか、両方が前記給電線と切断される、請求項１〜５の何れか一項に記載のアンテナ装置。
【請求項７】
前記給電線は、前記給電点と前記スイッチとの間において並列に接続される分布定数線路である第１の部分給電線及び第２の部分給電線を有し、
前記第１の部分給電線の一端及び前記第２の部分給電線の一端と前記給電点との間に配置され、第２の制御信号に従って前記第１の部分給電線または前記第２の部分給電線を前記放射電極と接続する第２のスイッチと、
前記第１の部分給電線の他端及び前記第２の部分給電線の他端と前記スイッチとの間に配置され、前記第２の制御信号に従って前記第１または第２の部分給電線のうち、前記第２のスイッチによって前記放射電極と接続された部分給電線を前記スイッチと接続する第３のスイッチと、
をさらに有し、
前記第１の部分給電線は、前記放射電極及び前記スイッチを介して前記インピーダンス整合素子と接続されたときに、前記給電点から前記インピーダンス整合素子が接続される点までの長さが前記所定距離となり、
前記第２の部分給電線は、前記放射電極及び前記スイッチを介して前記インピーダンス整合素子と接続されたときに、第４の周波数を持つ信号に対して前記放射電極のインピーダンスを整合させる長さを持つ、請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項８】
前記スイッチに対して前記インピーダンス整合素子と並列になるように接続され、第５の周波数を持つ信号に対して前記放射電極のインピーダンスを整合させる第３のインピーダンス整合素子をさらに有し、
前記スイッチは、前記所定の周波数を持つ信号が前記アンテナ装置によって送信または受信される場合に前記インピーダンス整合素子を前記給電線に接続し、一方、前記第５の周波数を持つ信号が前記アンテナ装置によって送信または受信される場合に前記第３のインピーダンス整合素子を前記給電線に接続する、請求項７に記載のアンテナ装置。
【請求項９】
基板と、
前記基板上に設けられた放射電極と、
前記基板上に設けられ、前記放射電極に対向して配置された接地電極と、
前記放射電極と給電点を介して接続され、分布定数線路である給電線と、
前記給電点から所定距離離れた位置において前記給電線に対して前記放射電極と並列に接続され、所定の周波数を持つ信号に対して前記放射電極のインピーダンスを整合させるインピーダンス整合素子と、
前記インピーダンス整合素子と前記給電線の間に配置され、前記インピーダンス整合素子を前記給電線と接続するか切断するかを切り替えるスイッチと、
を有するアンテナと、
通信アプリケーションが使用する周波数帯域に応じて前記スイッチに前記インピーダンス整合素子を前記給電線に接続させるか否かを決定する制御信号を生成し、当該制御信号を前記アンテナへ送信する制御部と、
前記通信アプリケーションが使用する周波数帯域に含まれる周波数を持つ信号を前記アンテナを介して受信し、当該信号を復調する無線処理部と、
を有し、
前記所定距離は、前記インピーダンス整合素子が前記給電線に接続されたときに、前記所定の周波数を持つ信号に対して前記放射電極と前記給電線全体のコンダクタンスが前記給電線に接続される回路のコンダクタンスと一致するように決定される通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、複数の通信方式によって利用される複数の周波数帯域において利用可能なアンテナ装置及びそのようなアンテナ装置を有する通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、移動体通信または小電力データ通信、あるいはRadio Frequency IDentification(RFID)など、各種の無線通信サービスごとに、それぞれ異なる周波数帯域が使用されている。例えば、いわゆる第３世代移動体通信システムでは、810-958MHz、1428-1525MHz、1750-1785MHz、1845-1880MHz及び2110-2170MHzなどの周波数帯域が使用されている。さらに、全地球測位システム（Global Positioning System、GPS）では、1563-1578MHzの周波数帯域が利用されている。また、無線ローカルエリアネットワーク（Local Area Network、LAN）では、2.4-2.5GHz及び5.47-5.725GHzの周波数帯域が利用されている。
また、近年、携帯電話のような通信機は、ユーザの利便性を向上するために、そのような複数の無線通信サービスに対応している。そのために、通信機は、各無線通信サービスで使用される周波数帯域の無線信号を送信または受信するために、周波数帯域ごとに異なるアンテナを実装している。しかし、通信機を小型化するためには、通信機に実装されるアンテナの数は少ない方が望ましい。
【０００３】
そこで、広帯域の無線信号に対して良好なアンテナ特性を持つアンテナ装置が研究されている（例えば、特許文献１〜３及び非特許文献１を参照）。
そのような公知技術の一例では、V字状の型打ちされたシート型の金属を折り曲げることにより形成される、立体的な形状を持つアンテナが使用される。またこのアンテナに対して、直列にキャパシタとインダクタが接続されるとともに、グラウンドにアンテナを短絡するためのインダクタとキャパシタが別個に接続される。このアンテナは、例えば、0.8GHzから10.6GHzの範囲内の無線周波数に対して良好なアンテナ特性を有する。
【０００４】
また、他の公知技術の一例では、複数の逆Ｆ型アンテナの何れかがスイッチを介して給電線と選択的に結合されることにより、共振周波数が調整される。またこの公知技術では、各逆Ｆ型アンテナはスイッチを介して直列に結合された少なくとも二つのアンテナ導体エレメントを有する。そしてアンテナの実効長を変えるようにスイッチを制御することにより、共振周波数が調整される。
さらに他の公知技術の一例では、給電放射電極の高次モード零電圧領域に容量を装荷するための容量装荷手段と、グランド電極とを電気的に接続する導通経路の導通をオンまたはオフすることで、給電放射電極の共振周波数が調整される。この公知技術によるアンテナ構造は、例えば、0.7GHzから2.3GHzの範囲内の無線周波数に対して良好なアンテナ特性を有する。
さらに他の公知技術の一例では、アンテナのインピーダンスを調整するために、放射パターンとして形成された導体と接続された給電端子部及びグラウンド端子部の長さまたは厚さが変えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−９６３４１号公報
【特許文献２】国際公開第２００７／０９４１１１号
【特許文献３】特開２００５−６４５９６号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Zhijun Zhang、外３名、"Design of Ultrawideband Mobile Phone Stubby Antenna(824MHz-6GHz)"、 IEEE TRANSACTIONS ON ANTENNAS AND PROPAGATION、IEE、 2008年7月、第56巻、第7号、p.2107-2111
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、第３世代パートナーシッププロジェクト（Third Generation Partnership Project、3GPP）により標準化が進められている、移動体通信規格の一つであるLong Term Evolution（LTE）では、0.7GHz帯も利用される予定となっている。また上記のように、無線LANでは、5.47-5.725GHzの周波数帯域が利用されている。そこで、より広い帯域、例えば、0.7GHzから6GHzの範囲の周波数帯域に対して良好なアンテナ特性を持つアンテナ装置が求められている。
【０００８】
そこで、本明細書は、複数の周波数帯域において利用可能なアンテナ装置及びそのようなアンテナ装置を用いた通信装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
一つの実施形態によれば、アンテナ装置が提供される。このアンテナ装置は、基板と、基板上に設けられた放射電極と、基板上に設けられ、放射電極に対向して配置された接地電極と、放射電極と給電点を介して接続され、分布定数線路である給電線と、給電点から所定距離離れた位置において給電線に対して放射電極と並列に接続され、所定の周波数を持つ信号に対して放射電極のインピーダンスを整合させるインピーダンス整合素子と、インピーダンス整合素子と給電線の間に配置され、所定の制御信号に従ってインピーダンス整合素子を給電線と接続するか切断するかを切り替えるスイッチとを有する。
【００１０】
他の実施形態によれば、通信装置が提供される。この通信装置は、アンテナと、制御部と、無線処理部とを有する。アンテナは、基板と、基板上に設けられた放射電極と、基板上に設けられ、放射電極に対向して配置された接地電極と、放射電極と給電点を介して接続され、分布定数線路である給電線と、給電点から所定距離離れた位置において給電線に対して放射電極と並列に接続され、所定の周波数を持つ信号に対して放射電極のインピーダンスを整合させるインピーダンス整合素子と、インピーダンス整合素子と給電線の間に配置され、インピーダンス整合素子を給電線と接続するか切断するかを切り替えるスイッチとを有する。制御部は、通信装置において実行される通信アプリケーションが使用する周波数帯域に応じて、アンテナが有するスイッチにインピーダンス整合素子を給電線に接続させるか否かを決定する制御信号を生成し、その制御信号をアンテナへ送信する。無線処理部は、通信アプリケーションが使用する周波数帯域に含まれる周波数を持つ信号をアンテナを介して受信し、その受信した信号を復調する。
【００１１】
本発明の目的及び利点は、請求項において特に指摘されたエレメント及び組み合わせにより実現され、かつ達成される。
上記の一般的な記述及び下記の詳細な記述の何れも、例示的かつ説明的なものであり、請求項のように、本発明を限定するものではないことを理解されたい。
【発明の効果】
【００１２】
本明細書に開示されたアンテナ装置及び通信装置は、複数の周波数帯域において利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１の実施形態に係るアンテナ装置の概略平面透過図である。
【図２】第１の実施形態に係るアンテナ装置の概略側面図である。
【図３】第１の実施形態に係るアンテナ装置の回路図である。
【図４】各部の寸法を示す第１の実施形態に係るアンテナ装置の概略平面透過図である。
【図５】第１の実施形態によるアンテナ装置のアンテナ特性として、0.5GHz〜6GHzの範囲内の無線周波数に対する反射損失を表すS11パラメータのシミュレーション結果を示すグラフである。
【図６】第２の実施形態によるアンテナ装置の概略平面透過図である。
【図７】第２の実施形態によるアンテナ装置の回路図である。
【図８】第２の実施形態によるアンテナ装置のアンテナ特性として、0.5GHz〜6GHzの範囲内の無線周波数に対するS11パラメータのシミュレーション結果を示すグラフである。
【図９】第３の実施形態によるアンテナ装置の概略平面透過図である。
【図１０】第３の実施形態によるアンテナ装置のアンテナ特性として、0.5GHz〜6GHzの範囲内の無線周波数に対するS11パラメータの測定値を示すグラフである。
【図１１】（ａ）は、第４の実施形態によるアンテナ装置の概略平面図であり、（ｂ）は、第４の実施形態によるアンテナ装置の概略背面図である。
【図１２】（ａ）は、第４の実施形態によるアンテナ装置の0.5GHz〜6GHzの周波数帯域のS11パラメータのシミュレーション値を表すグラフであり、（ｂ）は、（ａ）のグラフのうち、0.5GHz〜2GHzの範囲を拡大した図である。
【図１３】第５の実施形態によるアンテナ装置の概略平面透過図である。
【図１４】（ａ）は、第５の実施形態によるアンテナ装置の0.5GHz〜6GHzの周波数帯域のS11パラメータのシミュレーション値を表すグラフであり、（ｂ）は、（ａ）のグラフのうち、0.5GHz〜1GHzの範囲を拡大した図である。
【図１５】第６の実施形態によるアンテナ装置の概略平面透過図である。
【図１６】第６の実施形態によるアンテナ装置の回路図である。
【図１７】第６の実施形態によるアンテナ装置のアンテナ特性として、0.5GHz〜6GHzの範囲内の無線周波数に対するS11パラメータのシミュレーション結果を示すグラフである。
【図１８】何れかの実施形態によるアンテナ装置を有する通信装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図を参照しつつ、様々な実施形態による、アンテナ装置について説明する。
このアンテナ装置では、いわゆる広帯域アンテナである放射電極に給電する給電線が分布定数線路として形成され、その給電線に、放射電極と並列に、１以上のインピーダンス整合素子がスイッチを介して接続される。そしてこのアンテナ装置は、使用される無線周波数帯域に応じてスイッチを開閉することにより、その周波数帯域に対して放射電極のインピーダンスを整合させる。これにより、このアンテナ装置は、広い無線周波数帯域、例えば、0.7GHz〜6GHzの周波数帯域にわたって良好なアンテナ特性を持つ。
【００１５】
図１は、第１の実施形態によるアンテナ装置の概略平面透過図であり、図２は、第１の実施形態によるアンテナ装置の概略側面図である。
アンテナ装置１は、基板１１と、接地電極１２と、放射電極１３と、給電線１４と、インピーダンス整合素子１５と、スイッチ１６とを有する。
なお、以下では、便宜上、特に説明されない限り、「幅」とは図１の水平方向における長さを表し、「高さ」とは図１の垂直方向における長さを表す。
【００１６】
基板１１は、誘電体または磁性体で形成される。基板１１を形成する材料として、例えば、ガラスエポキシ、セラミックまたはフェライトが用いられる。基板１１は、略長方形のシート状に形成されており、基板１１の厚さは、基板１１の高さ及び幅よりも短くなっている。また、基板１１の高さは、接地電極１２の面積を広くとるために、基板１１の幅よりも長いことが好ましい。
【００１７】
接地電極１２は、本実施形態では、後述するように、給電線１４とともにマイクロストリップラインを形成するために、基板１１の裏面に設けられる。本実施形態では、接地電極１２は、放射電極１３と対向するように、放射電極１３が設けられた部分よりも基板１１の下方において矩形状に形成されている。
【００１８】
放射電極１３は、基板１１の表面に形成され、給電線１４と給電点１３ａを介して接続されている。そして放射電極１３は、給電線１４から受け取った信号を無線信号として空中に放射する。また放射電極１３は、受信した無線信号を給電線１４へ渡す。
放射電極１３は、広帯域にわたって無線信号の送信または受信を行えるようにするために、例えば、面状に形成される。本実施形態では、放射電極１３は、半円状に形成される。そして、その半円の円弧が接地電極１２と対向するように放射電極１３は配置され、放射電極１３と接地電極１２とが最も近接する点に給電点１３ａが設けられる。放射電極１３は、給電点１３ａを介して給電線１４と接続される。
【００１９】
なお、放射電極１３の形状は上記の実施形態に限定されない。例えば、放射電極１３は中心角が90°である扇状に形成されてもよい。そして放射電極１３は、扇の円弧が接地電極１２と対向し、その円弧の一端において、放射電極１３と接地電極１２が最も近接するように配置される。この場合も、放射電極１３と接地電極１２とが最も近接する点に給電点１３ａが設けられる。
また、放射電極１３は、接地電極１２と対向する側の端部が、接地電極１２に対して凸な放物線または楕円弧となるように形成されてもよい。あるいは、放射電極１３は、接地電極１２に近づくにつれて放射電極１３の幅が減少する他の形状を有してもよい。例えば、放射電極１３は、接地電極１２に近接する側がテーパ状となり、左右の端部が略平行な台形形状を有してもよい。さらに放射電極１３は、立体状に形成されてもよい。例えば、放射電極１３は、上記の形状を有する面状の放射電極を水平方向または垂直方向に１箇所以上で折り曲げることにより形成される、立体的な形状（例えば、筒状）を有してもよい。
【００２０】
また放射電極１３と接地電極１２は、基板１１の表面の法線方向に沿って、基板１１の表面と平行な面に投影されたときに、互いに重ならないように配置されている。
【００２１】
給電線１４は、図示しない通信回路から受け取った、送信すべき信号を放射電極１３へ伝達し、また放射電極１３により受信された無線信号を通信回路へ伝達する。
そのために、給電線１４は、基板１１の表面上に、給電点１３ａから下方に伸びるように設けられる。そして給電線１４の上端は、給電点１３ａにて放射電極１３と接続される。一方、給電線１４の下端は、例えば、基板１１の下端において、所定の形状を持つコネクタと接続される。なお、コネクタは、例えば、SUB-MINITURE TypeA(SMA)コネクタとすることができる。
本実施形態では、給電線１４は、インピーダンス整合素子１５とともに放射電極１３をインピーダンス整合させるために、分布定数線路として形成される。そのために、給電線１４と、基板１１の裏面に設けられた接地電極１２は、マイクロストリップラインを形成する。
【００２２】
接地電極１２、放射電極１３及び給電線１４は、銅、金、鉄などの導体により形成される。そして接地電極１２、放射電極１３及び給電線１４は、例えば、エッチングまたはフォトリソグラフィーによって基板１１上に形成される。
【００２３】
インピーダンス整合素子１５は、インダクタンスを有する素子であり、例えば、インダクタである。そしてインピーダンス整合素子１５の一端は、スイッチ１６と接続され、インピーダンス整合素子１５の他端は、例えばスルーホールを介して基板１１の裏面の接地電極１２と接続される。なお、インピーダンス整合素子１５は、ショートスタブであってもよい。
【００２４】
スイッチ１６は、図示しない制御回路からの制御信号に従ってインピーダンス整合素子１５を給電線１４に接続または切断する。
なお、スイッチ１６は、例えば、Micro Electro Mechanical Systems(MEMS)スイッチとすることができる。
【００２５】
図３は、第１の実施形態によるアンテナ装置１の回路図である。図３に示されるように、インピーダンス整合素子１５は、スイッチ１６を介して、放射電極１３と並列に給電線１４に接続される。このスイッチ１６をオンにすることにより、インピーダンス整合素子１５が給電線１４に接続されるので、放射電極１３と給電線１４のインピーダンスは、スイッチ１６がオフの時のインピーダンスから変動する。そのため、スイッチ１６をオンにするかオフにするかを切り替えることにより、アンテナ装置１のアンテナ特性が変動する。
【００２６】
放射電極１３のインピーダンスは、アンテナ装置１において使用される周波数帯域全体にわたってインピーダンス整合がとれるように、例えば、50Ωとなるように設計されることが好ましい。そのためには、放射電極１３は大きい方が好ましい。しかし、アンテナ装置１が実装される通信装置のサイズなどにより、放射電極１３のサイズは制限される。放射電極１３が十分な大きさを持つことができない場合、例えば、アンテナ装置１において使用される周波数帯域のうちの低い周波数帯域において、放射電極１３のコンダクタンスが20mSよりも小さくなる。
【００２７】
そこで、アンテナ装置１は、そのような低周波数帯域の無線信号を送受信する場合、給電線１４と放射電極１３全体のインピーダンスを、インピーダンス整合素子１５を給電線１４に接続することによって調節する。特に、本実施形態では、給電線１４は分布定数線路として形成されているので、給電点１３ａからインピーダンス整合素子１５が接続された位置までの距離に応じて給電線１４のインピーダンスが変動する。そのため、周波数に応じて給電点１３ａから適切な距離にインピーダンス整合素子１５を放射電極１３と並列に接続することで、アンテナ装置１は、放射電極１３のインピーダンスを、給電線１４を介して接続される回路のインピーダンスと整合させることができる。
その結果、インピーダンス整合素子１５を給電線１４と接続することにより、アンテナ装置１は、インピーダンス整合素子１５が接続されないときよりも低周波数帯域の無線信号に対するアンテナ特性を向上できる。
【００２８】
インピーダンス整合素子１５が有するインダクタンスLindと、給電点１３ａからスイッチ１６が接続される点までの給電線１４の長さlとの関係は、以下のように決定される。
周波数f0に対する放射電極１３のインピーダンスZLは、次式で表される。
【数１】
0005527011.tif 000002
Rfoは、インピーダンスZLの実数成分を表し、Xfoは、インピーダンスZLの虚数成分を表す。
この場合において、給電線１４と放射電極１３全体のコンダクタンスを、50Ωのインピーダンスに相当する20mSとするために、給電点１３ａからインピーダンス整合素子１５が接続されたところまでの給電線１４の長さｌは、次式で表される。
【数２】
0005527011.tif 000003
ただし、Z0は給電線１４の特性インピーダンスであり、50Ωに設定される。またβは位相定数である。λeffは、基板１１の材質による波長短縮を考慮した、周波数f0に相当する信号の波長である。なお、（２）式を満たす長さlの解は２通り存在する。これらの解のうち、アンテナ装置１を小型化するために、短い方の解が選択されることが好ましい。
【００２９】
このとき、放射電極１３及び給電電極１４全体が持つアドミッタンスの容量性成分であるサセプタンスBiは、次式で表される。
【数３】
0005527011.tif 000004
そこで、このサセプタンスBiを打ち消すように補正するインダクタンスLindを持つインピーダンス整合素子１５を、放射電極１３と並列に給電線１４に接続することにより、放射電極１３がインピーダンス整合される。このインダクタンスLindは、次式で表される。
【数４】
0005527011.tif 000005
【００３０】
以下、本実施形態によるアンテナ装置１のアンテナ特性について説明する。
このアンテナ特性を求めるために、基板１１として、比誘電率4.4、誘電正接0.01を持つ誘電体を用いた。また、接地電極１２、放射電極１３、給電線１４は、それぞれ、厚さ35μmの銅箔で形成した。
図４は、各部の寸法を示すアンテナ装置１の概略平面透過図である。図４において、実線は、基板１１の表面に配置された部品を表し、点線は、基板１１の裏面に配置された部品を表す。図４に示されるように、基板１１の幅は55mmであり、高さは130mmである。また基板１１の厚さは1mmである。接地電極１２の幅は55mmであり、高さは99mmである。放射電極１３の半径は31mmである。放射電極１３と接地電極１２の最小間隔は0.5mmである。また給電線１４の特性インピーダンスが約50Ωとなるように、給電線１４の幅は1.8mmとした。インピーダンス整合素子１５は、給電点１３ａから15mmの位置に、スイッチ１６を介して接続される。そしてインピーダンス整合素子１５のインダクタンスは8nHとした。
【００３１】
図５は、第１の実施形態によるアンテナ装置１のアンテナ特性として、0.5GHz〜6GHzの範囲内の無線周波数に対する反射損失を表すS11パラメータのシミュレーション結果を示す。なお、図５において、横軸は周波数を表し、縦軸はS11パラメータの絶対値をデシベル単位で表す。グラフ５０１は、スイッチ１６がオフとなり、インピーダンス整合素子１５が給電線１４に接続されないときのS11パラメータのシミュレーション値を示す。またグラフ５０２は、スイッチ１６がオンとなり、インピーダンス整合素子１５が給電線１４に接続されたときのS11パラメータのシミュレーション値を表す。なお、グラフ５０１及び５０２に示されたシミュレーション値は、有限積分法を用いた電磁界シミュレーションにより算出した。
【００３２】
グラフ５０１に示されるように、インピーダンス整合素子１５が給電線１４に接続されなければ、約1.8GHz〜6GHzの周波数範囲において、S11パラメータの値は、良好なアンテナ特性の目安とされる-10dB以下となっている。一方、グラフ５０２に示されるように、インピーダンス整合素子１５を給電線１４に接続することにより、S11パラメータの値は、約0.75GHz〜約1.2GHzの周波数範囲においても-10dB以下となる。
したがって、アンテナ装置１は、スイッチ１６のオン／オフを使用される周波数に応じて切り替えることにより、約0.75GHz〜約1.2GHz及び約1.8GHz〜6GHzの周波数範囲において良好なアンテナ特性を持つことができる。
【００３３】
以上に説明してきたように、第１の実施形態によるアンテナ装置は、給電線の途中にインピーダンス整合素子を放射電極と並列に接続することにより、インピーダンス整合素子が接続されないときよりも低周波数の帯域におけるアンテナ特性を向上できる。そしてこのアンテナ装置は、インピーダンス整合素子と給電線の間に接続されたスイッチにより、インピーダンス整合素子を給電線に接続するか否かを切り替えることにより、放射電極がインピーダンス整合される周波数帯域を広げることができる。そのため、このアンテナ装置は、広い周波数帯域で使用することができる。
【００３４】
次に、第２の実施形態によるアンテナ装置について説明する。第２の実施形態によるアンテナ装置は、給電線に接続されるスイッチ及びインピーダンス整合素子を複数有する。これにより、第２の実施形態によるアンテナ装置は、第１の実施形態によるアンテナ装置に対して、より広い周波数帯域に対するアンテナ特性を向上し、例えば、約0.75GHz〜6GHzの範囲内の無線周波数帯域に対して良好なアンテナ特性を得る。
【００３５】
図６は、第２の実施形態によるアンテナ装置２の概略平面透過図である。また図７は、アンテナ装置２の回路図である。図６及び図７に示されるように、このアンテナ装置２の給電線１４には、３個のインピーダンス整合素子１５ａ、１５ｂ、１５ｃが、それぞれ、スイッチ１６ａ、１６ｂ、１６ｃを介して接続されている。なお、図６及び図７において、アンテナ装置２の各部には、図１または図２に示したアンテナ装置１の対応する構成要素と同じ参照番号を付した。アンテナ装置２は、アンテナ装置１と比較して、給電線１４に接続されるインピーダンス整合素子及びスイッチを複数有する点で異なる。
【００３６】
各インピーダンス整合素子１５ａ、１５ｂ、１５ｃは、それぞれ、給電線１４に接続されることにより、互いに異なる周波数に対して、放射電極１３のインピーダンスを整合させる。そのために、各インピーダンス整合素子１５ａ、１５ｂ、１５ｃは、対応する周波数に対して上記の（２）式を満たす位置において給電線１４と接続される。また各インピーダンス整合素子１５ａ、１５ｂ、１５ｃは、（４）式を満たすインダクタンスを持つ。
【００３７】
アンテナ装置２の各部が、図４に示されたアンテナ装置１の対応する各部と同様の形状及びサイズを有し、かつ同一の材質により形成されているとする。この場合、インピーダンス整合素子１５ａ、１５ｂ、１５ｃは、例えば、周波数1.5GHz、1.25G、1GHzに対して放射電極１３のインピーダンスを整合させるために、給電点１３ａから、それぞれ0mm、9.5mm、15mm離れた位置に接続される。そしてインピーダンス整合素子１５ａ、１５ｂ、１５ｃは、それぞれ、4nH、4nH、8nHのインダクタンスを持つ。
【００３８】
図８は、第２の実施形態によるアンテナ装置２のアンテナ特性として、S11パラメータのシミュレーション結果を示す。なお、図８において、横軸は周波数を表し、縦軸はS11パラメータの絶対値をデシベル単位で表す。グラフ８０１は、全てのスイッチ１６ａ〜１６ｃがオフとなり、全てのインピーダンス整合素子１５ａ〜１５ｃが給電線１４に接続されないときのS11パラメータのシミュレーション値を示す。グラフ８０２は、スイッチ１６ａがオンとなり、インピーダンス整合素子１５ａが給電線１４に接続されたときのS11パラメータのシミュレーション値を表す。グラフ８０３は、スイッチ１６ｂがオンとなり、インピーダンス整合素子１５ｂが給電線１４に接続されたときのS11パラメータのシミュレーション値を表す。そしてグラフ８０４は、スイッチ１６ｃがオンとなり、インピーダンス整合素子１５ｃが給電線１４に接続されたときのS11パラメータのシミュレーション値を表す。なお、グラフ８０１〜８０４に示されたシミュレーション値は、有限積分法を用いた電磁界シミュレーションにより算出した。
【００３９】
グラフ８０１に示されるように、全てのインピーダンス整合素子１５ａ〜１５ｃが給電線１４に接続されなければ、約1.8GHz〜6GHzの周波数範囲において、S11パラメータの値は-10dB以下となっている。一方、グラフ８０２に示されるように、インピーダンス整合素子１５ａを給電線１４に接続することにより、S11パラメータの値は、約1.4GHz〜約1.8GHzの周波数範囲においても-10dB以下となる。また、グラフ８０３に示されるように、インピーダンス整合素子１５ｂを給電線１４に接続することにより、S11パラメータの値は、約1.2GHz〜約1.4GHzの周波数範囲においても-10dB以下となる。さらに、グラフ８０４に示されるように、インピーダンス整合素子１５ｃを給電線１４に接続することにより、S11パラメータの値は、約0.75GHz〜約1.2GHzの周波数範囲においても-10dB以下となる。
このように、インピーダンス整合素子１５ａ〜１５ｃの何れか一つを給電線１４と接続するか、全てのインピーダンス整合素子を給電線１４から切断することにより、アンテナ装置２は、約0.75GHz〜6GHzの周波帯域にわたって良好なアンテナ特性を持つことができる。
【００４０】
以上に説明してきたように、第２の実施形態によるアンテナ装置は、放射電極をインピーダンス整合させる周波数に応じて異なる位置に設置された複数のインピーダンス整合素子を持つ。そのため、このアンテナ装置は、使用される周波数に応じて、何れかのインピーダンス整合素子を給電線に接続するか、あるいは全てのインピーダンス整合素子と給電線間の接続を切断することにより、その周波数に対して良好なアンテナ特性を持つことができる。そのため、この複数のインピーダンス整合素子を持つアンテナ装置は、一つのインピーダンス整合素子を持つアンテナ装置よりも、広い周波数帯域、例えば、約0.75GHz〜6GHzの周波数帯域全体にわたって良好なアンテナ特性を有することができる。
【００４１】
図９は、４個のインピーダンス整合素子を持つ、第３の実施形態によるアンテナ装置３の概略平面透過図である。図９において、実線は、基板１１の表面に配置された部品を表し、点線は、基板１１の裏面に配置された部品を表す。このアンテナ装置３の給電線１４には、４個のインピーダンス整合素子１５ｄ、１５ｅ、１５ｆ、１５ｇが、それぞれ、スイッチ１６ｄ、１６ｅ、１６ｆ、１６ｇを介して接続されている。なお、図９において、アンテナ装置３の各部には、図６に示したアンテナ装置２の対応する構成要素と同じ参照番号を付した。アンテナ装置３は、アンテナ装置２と比較して、給電線１４に接続されるインピーダンス整合素子及びスイッチの個数に関して異なる。また放射電極１３は、中心角90°を持つ扇と、扇の上方に隣接する長方形とを組み合わせた形状を有している。そして放射電極１３は、扇の円弧が接地電極１２と対向し、その円弧の一端において、放射電極１３と接地電極１２が最も近接するように配置され、放射電極１３と接地電極１２とが最も近接する点に給電点１３ａが設けられる。
【００４２】
この実施形態において、基板１１は、例えば、比誘電率4.4、誘電正接0.01を持つ誘電体により形成される。また、接地電極１２、放射電極１３、給電線１４は、それぞれ、厚さ35μmの銅箔で形成される。基板１１の幅は、例えば50mmであり、高さは130mmである。また基板１１の厚さは1mmである。接地電極１２の幅は50mmであり、高さは100mmである。放射電極１３の下側の扇部分の半径は22.5mmであり、上側の長方形部分は、幅25mm、高さ7mmを有する。また、放射電極１３と接地電極１２の最小間隔は0.5mmである。そして給電線１４の特性インピーダンスが約50Ωとなるように、給電線１４の幅は1.8mmとした。
【００４３】
インピーダンス整合素子１５ｄ、１５ｅ、１５ｆ、１５ｇは、それぞれ、互いに異なる周波数に対して上記の（２）式を満たす位置において給電線１４と接続される。また各インピーダンス整合素子は、上記の（４）式に従って求められたインダクタンスを持つ。
例えば、インピーダンス整合素子１５ｄ、１５ｅ、１５ｆ、１５ｇは、周波数1.7GHz、1.3G、0.9GHz、0.75GHzに対して放射電極１３のインピーダンスを整合させるために、給電点１３ａから、それぞれ6mm、13mm、21mm、30.5mm離れた位置に接続される。そしてインピーダンス整合素子１５ｄ、１５ｅ、１５ｆ、１５ｇは、それぞれ、1.3nH、1.5nH、2.88nH、1.88nHのインダクタンスを持つ。
【００４４】
図１０は、第３の実施形態によるアンテナ装置３のアンテナ特性として、S11パラメータの測定結果を示す。
なお、図１０において、横軸は周波数を表し、縦軸はS11パラメータの絶対値をデシベル単位で表す。グラフ１００１は、全てのスイッチ１６ｄ〜１６ｇがオフとなり、全てのインピーダンス整合素子１５ｄ〜１５ｇが給電線１４に接続されないときのS11パラメータの測定値を示す。グラフ１００２は、スイッチ１６ｄがオンとなり、インピーダンス整合素子１５ｄが給電線１４に接続されたときのS11パラメータの測定値を表す。グラフ１００３は、スイッチ１６ｅがオンとなり、インピーダンス整合素子１５ｅが給電線１４に接続されたときのS11パラメータの測定値を表す。グラフ１００４は、スイッチ１６ｆがオンとなり、インピーダンス整合素子１５ｆが給電線１４に接続されたときのS11パラメータの測定値を表す。そしてグラフ１００５は、スイッチ１６ｇがオンとなり、インピーダンス整合素子１５ｇが給電線１４に接続されたときのS11パラメータの測定値を表す。
【００４５】
グラフ１００１に示されるように、何れのインピーダンス整合素子１５ｄ〜１５ｇも給電線１４に接続されなければ、約1.4GHz〜6GHzの周波数範囲においてS11パラメータの値は、携帯電話機などの通信装置においてアンテナが使用可能とされる目安の-6dB以下となる。一方、グラフ１００２に示されるように、インピーダンス整合素子１５ｄを給電線１４に接続することにより、S11パラメータの値は、約1.2GHz〜約1.8GHzの周波数範囲においても-6dB以下となる。また、グラフ１００３に示されるように、インピーダンス整合素子１５ｅを給電線１４に接続することにより、S11パラメータの値は、約1.1GHz〜約1.3GHzの周波数範囲においても-6dB以下となる。さらに、グラフ１００４に示されるように、インピーダンス整合素子１５ｆを給電線１４に接続することにより、S11パラメータの値は、約0.8GHz〜約1.0GHzの周波数範囲においても-6dB以下となる。そして、グラフ１００５に示されるように、インピーダンス整合素子１５ｇを給電線１４に接続することにより、S11パラメータの値は、約0.7GHz〜約0.8GHzの周波数範囲においても-6dB以下となる。
このように、インピーダンス整合素子１５ｄ〜１５ｇの何れか一つを給電線１４と接続するか、全てのインピーダンス整合素子を給電線１４から切断することにより、アンテナ装置３は、約0.7GHz〜6GHzの周波帯域にわたって良好なアンテナ特性を持つことができる。
【００４６】
なお、給電線は、分布定数線路となる他の導電線であってもよい。例えば、給電線は、コプレーナ導波路またはストリップラインであってもよい。
図１１（ａ）は、給電線がコプレーナ導波路である、第４の実施形態によるアンテナ装置４の概略平面図であり、図１１（ｂ）は、アンテナ装置４の概略背面図である。このアンテナ装置４の給電線２４には、４個のインピーダンス整合素子１５ｈ、１５ｉ、１５ｊ、１５ｋが、それぞれ、スイッチ１６ｈ、１６ｉ、１６ｊ、１６ｋを介して接続されている。なお、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）において、アンテナ装置４の各部には、図９に示したアンテナ装置３の対応する構成要素と同じ参照番号を付した。アンテナ装置４は、アンテナ装置３と比較して、給電線２４がコプレーナ導波路として形成される点で異なる。
【００４７】
この実施形態では、接地電極２２は、給電線２４をコプレーナ導波路とするために、放射電極１３及び給電線２４と同じ基板１１の面、例えば、基板１１の表面にも設けられる。そして接地電極２２は、給電線２４を挟んで配置された二つの矩形状の接地電極２２ａ、２２ｂを有する。接地電極２２は、基板１１の裏面にも、他の実施形態によるアンテナ装置と同様に配置された接地電極２２ｃをさらに有する。接地電極２２ａ、２２ｂは、それぞれ、基板１１に設けられた複数のスルーホールを介して接地電極２２ｃと接続される。複数のスルーホールは、例えば、碁盤目状に配置される。隣接するスルーホール間の間隔は、アンテナ特性に悪影響を与えないようにするため、アンテナ装置４において使用される、最も短い無線信号波長の1/2未満とすることが好ましく、その間隔は、最も短い無線信号波長の1/4未満とすることがさらに好ましい。例えば、アンテナ装置４が6GHz以下の周波数帯域を使用する場合、隣接するスルーホール間の間隔は、6GHzに相当する波長の1/4である6.028mm未満であることが好ましい。
【００４８】
この実施形態において、基板１１は、例えば、比誘電率4.3、誘電正接0.015を持つ誘電体により形成される。また、接地電極２２、放射電極１３、給電線２４は、それぞれ、厚さ35μmの銅箔で形成される。基板１１の幅は、例えば50mmであり、高さは135mmである。また基板１１の厚さは1mmである。接地電極２２ａ及び２２ｂの幅は、それぞれ、幅23.75mmであり、接地電極２２ａ及び２２ｂの高さは、それぞれ、100mmである。接地電極２２ｃの幅は50mmであり、高さは100mmである。そして接地電極２２ａ、２２ｂは、それぞれ、基板１１に設けられた複数のスルーホールを介して接地電極２２ｃと接続される。複数のスルーホールは、碁盤目状に配置され、隣接するスルーホール間の間隔は6.40mmである。放射電極１３の下側の扇部分の半径は22.5mmであり、上側の長方形部分は、幅25mm、高さ12mmを有する。また、放射電極１３と接地電極２２の最小間隔は0.5mmである。そして給電線２４の特性インピーダンスが50Ωとなるように、給電線２４の幅は1.5mmとした。また、給電線２４と接地電極２２ａ、２２ｂとの間隔は、それぞれ0.5mmとした。
【００４９】
この実施形態においても、インピーダンス整合素子１５ｈ、１５ｉ、１５ｊ、１５ｋは、それぞれ、互いに異なる周波数に対して上記の（２）式を満たす位置において給電線２４と接続される。また各インピーダンス整合素子は、上記の（４）式に従って求められたインダクタンスを持つ。
例えば、インピーダンス整合素子１５ｈ、１５ｉ、１５ｊ、１５ｋは、周波数1.4GHz、1.1G、0.75GHz、0.7GHzに対して放射電極１３のインピーダンスを整合させる。そのために、インピーダンス整合素子１５ｈ、１５ｉ、１５ｊ、１５ｋは、給電点１３ａから、それぞれ8.5mm、16.5mm、26.5mm、33.5mm離れた位置において給電線２４に接続される。そしてインピーダンス整合素子１５ｈ、１５ｉ、１５ｊ、１５ｋは、それぞれ、1.5nH、2.0nH、2.0nH、1.2nHのインダクタンスを持つ。
【００５０】
図１２（ａ）及び図１２（ｂ）は、第４の実施形態によるアンテナ装置４のアンテナ特性として、S11パラメータのシミュレーション結果を示す。図１２（ａ）は、0.5GHz〜6GHzの周波数帯域のS11パラメータのシミュレーション値を表し、図１２（ｂ）は、図１２（ａ）のグラフのうち、0.5GHz〜2GHzの範囲を拡大した図である。
なお、図１２（ａ）及び図１２（ｂ）において、横軸は周波数を表し、縦軸はS11パラメータの絶対値をデシベル単位で表す。
グラフ１２０１は、全てのスイッチ１６ｈ〜１６ｋがオフとなり、全てのインピーダンス整合素子１５ｈ〜１５ｋが給電線２４に接続されないときのS11パラメータのシミュレーション値を示す。グラフ１２０２は、スイッチ１６ｈがオンとなり、インピーダンス整合素子１５ｈが給電線２４に接続されたときのS11パラメータのシミュレーション値を表す。グラフ１２０３は、スイッチ１６ｉがオンとなり、インピーダンス整合素子１５ｉが給電線２４に接続されたときのS11パラメータのシミュレーション値を表す。グラフ１２０４は、スイッチ１６ｊがオンとなり、インピーダンス整合素子１５ｊが給電線２４に接続されたときのS11パラメータのシミュレーション値を表す。そしてグラフ１２０５は、スイッチ１６ｋがオンとなり、インピーダンス整合素子１５ｋが給電線２４に接続されたときのS11パラメータのシミュレーション値を表す。なお、グラフ１２０１〜１２０５に示されたシミュレーション値は、有限積分法を用いた電磁界シミュレーションにより算出した。
【００５１】
グラフ１２０１に示されるように、全てのインピーダンス整合素子１５ｈ〜１５ｋが給電線２４に接続されなければ、約1.5GHz〜6GHzの周波数範囲において、S11パラメータの値は-6dB以下となっている。一方、グラフ１２０２に示されるように、インピーダンス整合素子１５ｈを給電線２４に接続することにより、S11パラメータの値は、約1.2GHz〜約1.8GHzの周波数範囲においても-6dB以下となる。また、グラフ１２０３に示されるように、インピーダンス整合素子１５ｉを給電線２４に接続することにより、S11パラメータの値は、約0.8GHz〜約1.3GHzの周波数範囲においても-6dB以下となる。さらに、グラフ１２０４に示されるように、インピーダンス整合素子１５ｊを給電線２４に接続することにより、S11パラメータの値は、約0.7GHz〜約1.0GHzの周波数範囲においても-6dB以下となる。そして、グラフ１２０５に示されるように、インピーダンス整合素子１５ｋを給電線２４に接続することにより、S11パラメータの値は、約0.65GHz〜約0.75GHzの周波数範囲においても-6dB以下となる。
このように、インピーダンス整合素子１５ｈ〜１５ｋの何れか一つを給電線２４と接続するか、全てのインピーダンス整合素子を給電線２４から切断することで、アンテナ装置４は、約0.65GHz〜6GHzの周波帯域にわたって良好なアンテナ特性を持つことができる。
【００５２】
図１３は、インピーダンス整合素子としてショートスタブが用いられた、第５の実施形態によるアンテナ装置５の概略平面透過図である。図１３において、実線は、基板１１の表面に配置された部品を表し、点線は、基板１１の裏面に配置された部品を表す。このアンテナ装置５の給電線１４には、４個のインピーダンス整合素子２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄが、それぞれ、スイッチ２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄを介して接続されている。なお、図１３において、アンテナ装置５の各部には、図９に示したアンテナ装置３の対応する構成要素と同じ参照番号を付した。アンテナ装置５は、アンテナ装置３と比較して、給電線１４に接続されるインピーダンス整合素子がショートスタブである点について異なる。
【００５３】
この実施形態において、基板１１は、例えば、比誘電率4.5、誘電正接0.011を持つ誘電体により形成される。また、接地電極１２、放射電極１３、給電線１４及び各インピーダンス整合素子２５ａ〜２５ｄは、それぞれ、厚さ35μmの銅箔で形成される。基板１１の幅は、例えば50mmであり、高さは130mmである。また基板１１の厚さは1mmである。接地電極１２の幅は50mmであり、高さは100mmである。放射電極１３の下側の扇部分の半径は22.5mmであり、上側の長方形部分は、幅25mm、高さ7mmを有する。また、放射電極１３と接地電極１２の最小間隔は0.5mmである。そして給電線１４の特性インピーダンスが約50Ωとなるように、給電線１４の幅は1.8mmとした。
【００５４】
この実施形態においても、インピーダンス整合素子２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄは、それぞれ、互いに異なる周波数に対して上記の（２）式を満たす位置において給電線１４と接続される。また各インピーダンス整合素子は、上記の（４）式に従って求められたインダクタンスを持つ。
例えば、インピーダンス整合素子２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄは、周波数1.5GHz、1.2G、0.8GHz、0.72GHzに対して放射電極１３のインピーダンスを整合させる。そのために、インピーダンス整合素子２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄは、給電点１３ａから、それぞれ6mm、13mm、21mm、30.5mm離れた位置において給電線１４と接続される。そしてインピーダンス整合素子２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄは、それぞれ、1.3nH、1.5nH、2.88nH、1.88nHのインダクタンスを持つ。そのために、インピーダンス整合素子２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄは、それぞれ、水平方向に10mm、11mm、15mm、10mmの長さを持ち、垂直方向に2mmの幅を持つ。そして各インピーダンス整合素子２５ａ〜２５ｄの一端は、それぞれスイッチ２６ａ〜２６ｄと接続され、各インピーダンス整合素子２５ａ〜２５ｄの他端は、それぞれ、1辺1mmの直方体状のスルーホールを介して接地電極１２と接続される。また各スイッチ２６ａ〜２６ｄは、給電線１４と、垂直方向の幅2mm×水平方向の長さ0.7mm×厚さ35μmの銅箔を介して接続される。
【００５５】
図１４（ａ）及び図１４（ｂ）は、第５の実施形態によるアンテナ装置５のアンテナ特性として、S11パラメータのシミュレーション結果を示す。図１４（ａ）は、0.5GHz〜6GHzの周波数帯域のS11パラメータのシミュレーション値を表し、図１４（ｂ）は、図１４（ａ）のグラフのうち、0.5GHz〜1GHzの範囲を拡大したものである。
なお、図１４において、横軸は周波数を表し、縦軸はS11パラメータの絶対値をデシベル単位で表す。グラフ１４０１は、全てのスイッチ２６ａ〜２６ｄがオフとなり、全てのインピーダンス整合素子２５ａ〜２５ｄが給電線１４に接続されないときのS11パラメータのシミュレーション値を示す。グラフ１４０２は、スイッチ２６ａがオンとなり、インピーダンス整合素子２５ａが給電線１４に接続されたときのS11パラメータのシミュレーション値を表す。グラフ１４０３は、スイッチ２６ｂがオンとなり、インピーダンス整合素子２５ｂが給電線１４に接続されたときのS11パラメータのシミュレーション値を表す。グラフ１４０４は、スイッチ２６ｃがオンとなり、インピーダンス整合素子２５ｃが給電線１４に接続されたときのS11パラメータのシミュレーション値を表す。そしてグラフ１４０５は、スイッチ２６ｄがオンとなり、インピーダンス整合素子２５ｄが給電線１４に接続されたときのS11パラメータのシミュレーション値を表す。なお、グラフ１４０１〜１４０５に示されたシミュレーション値は、有限積分法を用いた電磁界シミュレーションにより算出した。
【００５６】
グラフ１４０１に示されるように、何れのインピーダンス整合素子２５ａ〜２５ｄも給電線１４に接続されなければ、約1.6GHz〜6GHzの周波数範囲において、S11パラメータの値は、-6dB以下となる。一方、グラフ１４０２に示されるように、インピーダンス整合素子２５ａを給電線１４に接続することにより、S11パラメータの値は、約1.35GHz〜約1.8GHzの周波数範囲においても-6dB以下となる。また、グラフ１４０３に示されるように、インピーダンス整合素子２５ｂを給電線１４に接続することにより、S11パラメータの値は、約1.1GHz〜約1.35GHzの周波数範囲においても-6dB以下となる。さらに、グラフ１４０４に示されるように、インピーダンス整合素子２５ｃを給電線１４に接続することにより、S11パラメータの値は、約0.75GHz〜約1.1GHzの周波数範囲においても-6dB以下となる。そして、グラフ１４０５に示されるように、インピーダンス整合素子２５ｄを給電線１４に接続することにより、S11パラメータの値は、約0.69GHz〜約0.76GHzの周波数範囲においても-6dB以下となる。
このように、インピーダンス整合素子２５ａ〜２５ｄの何れか一つを給電線１４と接続するか、全てのインピーダンス整合素子を給電線１４から切断することで、アンテナ装置５は、約0.69GHz〜6GHzの周波帯域にわたって良好なアンテナ特性を持つことができる。
【００５７】
次に、第６の実施形態によるアンテナ装置について説明する。第６の実施形態によるアンテナ装置は、給電線が、放射電極とインピーダンス整合素子の間において互いに並列に接続され、それぞれが分布定数線路である複数の部分給電線を含む。そしてこれら複数の部分給電線の何れかが、放射電極及びスイッチを介してインピーダンス整合素子と接続されることにより、特定の周波数に対して放射電極のインピーダンスが整合される。これにより、第６の実施形態によるアンテナ装置は、第２の実施形態によるアンテナ装置に含まれる部品点数よりも使用する部品点数を少なくできる。
【００５８】
図１５は、第６の実施形態によるアンテナ装置６の概略平面透過図である。また図１６は、アンテナ装置６の回路図である。図１５及び図１６に示されるように、このアンテナ装置６の給電線１４は、それぞれ、互いに長さの異なる３本の部分給電線１４ａ、１４ｂ、１４ｃを含む。そして部分給電線１４ａ〜１４ｃと給電点１３ａとの間に、単入力多出力(single-pole-n-throw、SPNT)スイッチ１７が配置される。また部分給電線１４ａ〜１４ｃとスイッチ１６の給電線１４側の端部との間に、SPNTスイッチ１８が配置される。なお、図１５及び図１６において、アンテナ装置６の各部には、図１または図２に示したアンテナ装置１の対応する構成要素と同じ参照番号を付した。アンテナ装置６は、アンテナ装置１と比較して、給電線１４が複数の部分給電線を有し、それら部分給電線の何れかが、二つのSPNTスイッチを介して放射電極及びインピーダンス整合素子と接続される点で異なる。
【００５９】
SPNTスイッチ１７及び１８は、図示しない制御回路からの制御信号に従って、部分給電線１４ａ〜１４ｃのうちの何れか一つを、放射電極１３、スイッチ１６及び給電線１４の下端に接続された信号波源である通信回路（図示せず）と電気的に接続する。そしてアンテナ装置６は、その通信回路から受け取った、送信すべき信号を、放射電極１３及びスイッチ１６と接続された部分給電線を通じて放射電極１３へ伝達する。またアンテナ装置６は、放射電極１３により受信された無線信号を、放射電極１３及びスイッチ１６と接続された部分給電線を通じてその通信回路へ伝達する。
なお、SPNTスイッチ１７及び１８は、例えば、Micro Electro Mechanical Systems(MEMS)スイッチとすることができる。
【００６０】
各部分給電線１４ａ〜１４ｃは、それぞれ、インピーダンス整合素子１５とともに放射電極１３をインピーダンス整合させるために、分布定数線路として形成される。本実施形態では、各部分給電線１４ａ〜１４ｃと基板１１の裏面に設けられた接地電極１２は、マイクロストリップラインを形成する。
各部分給電線１４ａ〜１４ｃは、それぞれ、放射電極１３及びスイッチ１６を介してインピーダンス整合素子１５と接続されることにより、互いに異なる周波数に対して、放射電極１３のインピーダンスを整合させる。そのために、各部分給電線１４ａ〜１４ｃは、それぞれ、その部分給電線に対応する無線信号の周波数に対して、インピーダンス整合素子１５から給電点１３ａ間の距離が上記の（２）式を満たす長さを持つ。またインピーダンス整合素子１５は、部分給電線１４ａ〜１４ｃの何れと電気的に接続される場合でも、（４）式を満たすインダクタンスを持つ。
【００６１】
本実施形態においても、接地電極１２、放射電極１３及び各部分給電線１４ａ〜１４ｃを含む給電線１４は、銅、金、鉄などの導体により形成される。そして接地電極１２、放射電極１３及び給電線１４は、例えば、エッチングまたはフォトリソグラフィーによって基板１１上に形成される。
【００６２】
図１７は、第６の実施形態によるアンテナ装置６の一例についてのアンテナ特性として、S11パラメータのシミュレーション結果を示す。この例では、アンテナ装置６の各部が、図４に示されたアンテナ装置１の対応する各部と同一の材質により形成される。また基板１１、接地電極１２及び放射電極１３の形状、サイズ及び配置は、それぞれ、図９に示された第３の実施形態による基板、接地電極及び放射電極の形状、サイズ及び配置と同様である。そしてSPNTスイッチ１７と１８の間に位置する各部分給電線１４ａ〜１４ｃの幅と、給電線１４のその他の部分の幅は、特性インピーダンスが50Ωとなるように、それぞれ、1.8mmである。
また各部分給電線１４ａ〜１４ｃは、それぞれ、例えば、周波数1.4GHz、1.15G、0.75GHzに対して放射電極１３のインピーダンスを整合させるために、給電点１３ａからインピーダンス整合素子１５までの給電線の長さが5mm、13mm、21mmとなる長さを持つ。そしてインピーダンス整合素子１５は、6nHのインダクタンスを持つ。
なお、図１７において、横軸は周波数を表し、縦軸はS11パラメータの絶対値をデシベル単位で表す。グラフ１７０１は、スイッチ１６がオフとなり、インピーダンス整合素子１５が給電線１４に接続されず、かつSPNTスイッチ１７及び１８が部分給電線１４ａを放射電極１３と接続したときのS11パラメータのシミュレーション値を表す。グラフ１７０２〜１７０４は、それぞれ、スイッチ１６がオンとなり、インピーダンス整合素子１５が給電線１４に接続されたときのS11パラメータのシミュレーション値を表す。特にグラフ１７０２は、SPNTスイッチ１７及び１８が部分給電線１４ａを放射電極１３及びインピーダンス整合素子１５と接続したときのS11パラメータのシミュレーション値を示す。またグラフ１７０３は、SPNTスイッチ１７及び１８が部分給電線１４ｂを放射電極１３及びインピーダンス整合素子１５と接続したときのS11パラメータのシミュレーション値を示す。そしてグラフ１７０４は、SPNTスイッチ１７及び１８が部分給電線１４ｃを放射電極１３及びインピーダンス整合素子１５と接続したときのS11パラメータのシミュレーション値を示す。なお、グラフ１７０１〜１７０４に示されたシミュレーション値は、有限積分法を用いた電磁界シミュレーションにより算出した。
【００６３】
グラフ１７０１に示されるように、インピーダンス整合素子１５が給電線１４に接続されず、かつ部分給電線１４ａが放射電極１３と接続されていれば、約1.7GHz〜6GHzの周波数範囲において、S11パラメータの値は-10dB以下となっている。一方、グラフ１７０２に示されるように、インピーダンス整合素子１５が給電線１４に接続され、かつ最も短い部分給電線１４ａを介して放射電極１３と接続されることにより、S11パラメータの値は、約1.2GHz〜約1.75GHzの周波数範囲においても-10dB以下となる。また、グラフ１７０３に示されるように、インピーダンス整合素子１５が給電線１４に接続され、かつ部分給電線１４ｂを介して放射電極１３と接続されることにより、S11パラメータの値は、約0.8GHz〜約1.3GHzの周波数範囲においても-10dB以下となる。さらに、グラフ１７０４に示されるように、インピーダンス整合素子１５が給電線１４に接続され、かつ最も長い部分給電線１４ｃを介して放射電極１３と接続されることにより、S11パラメータの値は、約0.65GHz〜約1.1GHzの周波数範囲においても-10dB以下となる。
このように、アンテナ装置６は、放射電極１３とインピーダンス整合素子１５間を接続する部分給電線を切り替えることにより、約0.65GHz〜6GHzの周波帯域にわたって良好なアンテナ特性を持つことができる。
【００６４】
以上に説明してきたように、第６の実施形態によるアンテナ装置は、それぞれが分布定数線路であり互いに長さの異なる複数の部分給電線を有する。そしてこのアンテナ装置は、複数の部分給電線の何れかで、放射電極とインピーダンス整合素子との間を接続することで、無線信号の周波数に応じて放射電極のインピーダンスを整合させる。そのため、このアンテナ装置は、広い周波数帯域、例えば、約0.65GHz〜6GHzの周波数帯域全体にわたって良好なアンテナ特性を有することができる。
またこのアンテナ装置は、一つのインピーダンス整合素子を用いるだけで広い周波数帯域にわたって放射電極のインピーダンスを整合させることができるので、必要な部品点数を削減できる。例えば、このアンテナ装置は、第２の実施形態によるアンテナ装置と比較して、インピーダンス整合素子が2個少なくて済む。またこのアンテナ装置は、第２の実施形態によるアンテナ装置よりも広い周波数帯域にわたって良好なアンテナ特性を有する第３の実施形態によるアンテナ装置と比較して、インピーダンス整合素子が3個、スイッチが1個少なくて済む。
【００６５】
なお、第６の実施形態によるアンテナ装置において、部分給電線の数は３本に限定されない。このアンテナ装置は互いに長さの異なる部分給電線を多く有するほど、より広い周波数帯域にわたって良好なアンテナ特性を有することができる。
また変形例によれば、このアンテナ装置は、複数のインピーダンス整合素子を有し、そのうちの何れかが選択的に、放射電極１３と並列になるように給電線１４と接続されてもよい。この場合も、各インピーダンス整合素子は、それぞれ、異なる周波数を持つ無線信号に対して（４）式を満たすインダクタンスを有する。これにより、このアンテナ装置は、１個のインピーダンス整合素子が用いられる場合よりも、広い周波数帯域にわたって良好なアンテナ特性を有することができる。この場合、複数のインピーダンス整合素子の何れかを選択的に給電線と接続するスイッチとして、SPNTスイッチが用いられる。そのため、インピーダンス整合素子の数が増えても、スイッチの数は3個に維持される。
さらに変形例によれば、インピーダンス整合素子は常に給電線と接続されてもよい。この場合、インピーダンス整合素子と給電線とを接続するスイッチが省略されるので、アンテナ装置の部品点数をさらに削減できる。またこの場合も、放射電極及びインピーダンス整合素子と接続される部分給電線に応じた周波数に対して、放射電極のインピーダンスが整合される。
【００６６】
また各部分給電線は、ストリップラインまたはコプレーナ導波路を形成してもよい。部分給電線がコプレーナ導波路として形成される場合、それぞれの部分給電線を挟むように、部分給電線が配置された基板の表面に複数の接地電極が配置される。そして各接地電極は、同一の接地電圧を持つように、例えば、基板に設けられたビアホール及び基板の背面に設けられた導体を介して接続される。
【００６７】
次に、上記の何れかの実施形態によるアンテナ装置を有する通信装置について説明する。
図１８は、通信装置１００の概略構成図である。通信装置１００は、無線処理部１０１と、アンテナ１０２と、記憶部１０３と、制御部１０４とを有する。このうち、無線処理部１０１、記憶部１０３及び制御部１０４は、それぞれ別個の回路として形成される。あるいはこれらの各部は、その各部に対応する回路が集積された一つの集積回路として通信装置１００に実装されてもよい。
【００６８】
無線処理部１０１は、制御部１０４から受信した送信すべき信号を所定の方式に従って変調し、かつ多重化する。なお、所定の変調・多重化方式は、例えば、シングルキャリア周波数分割多重方式(Single Carrier Frequency Division Multiplexing、SC-FDMA)とすることができる。
無線処理部１０１は、多重化し、変調された信号を、制御部１０４により指定された無線周波数を持つ搬送波に重畳する。そして無線処理部１０１は、搬送波に重畳された信号をハイパワーアンプ（図示せず）により所望のレベルに増幅し、その信号をアンテナ１０２へ伝達する。
【００６９】
また無線処理部１０１は、アンテナ１０２から受信した信号を、低ノイズアンプ（図示せず）により増幅する。無線処理部１０１は、増幅された受信信号のうち、制御部１０４により指定された無線周波数を持つ信号に、中間周波数を持つ周期信号を乗じることにより、受信信号の周波数を無線周波数からベースバンド周波数に変換する。そして無線処理部１０１は、受信信号を所定の多重化方式に従って分離し、分離した信号をそれぞれ復調する。そして無線処理部１０１は、復調された信号を制御部１０４に出力する。なお、受信信号に対する多重化方式は、例えば、直交周波数分割多重方式(Orthogonal Frequency-Division Multiplexing、OFDM)とすることができる。
【００７０】
アンテナ１０２は、上記の実施形態の何れかのアンテナ装置である。そしてアンテナ１０２は、無線処理部１０１から伝達された信号を放射する。またアンテナ１０２は、他の通信装置から送信された信号を受信し、その受信信号を無線処理部１０１に伝達する。
アンテナ１０２は、例えば、上記の第１〜第５の実施形態によるアンテナ装置のように、少なくとも一つのインピーダンス整合素子と、そのインピーダンス整合素子を給電線に接続するか否かを切り替えるスイッチを有する。そしてアンテナ１０２は、制御部１０４から受信した制御信号に応じて、何れか一つのスイッチをオンまたは全てのスイッチをオフにする。そしてアンテナ１０２は、送信する信号または受信する信号の搬送波の周波数に対応するインピーダンス整合素子を給電線に接続または切断することで、放射電極のインピーダンスを、アンテナ１０２に接続される他の回路のインピーダンスと整合させる。
またアンテナ１０２は、例えば、上記の第６の実施形態によるアンテナ装置のように、複数の部分給電線と、その複数の部分給電線の何れかを放射電極と接続する二つのSPNTスイッチを有してもよい。この場合、アンテナ１０２は、制御部１０４から受信した制御信号に応じて、何れか一つの部分給電線を通じて、アンテナ１０２が有する放射電極を無線処理部１０１と接続する。
【００７１】
記憶部１０３は、例えば、書き換え可能な不揮発性半導体メモリを有する。そして記憶部１０３は、他の通信装置と通信するための制御に利用される各種の情報を記憶する。例えば、記憶部１０３は、複数の周波数帯域と、各周波数帯域に対してアンテナ１０２が有する、インピーダンス整合素子と給電線間に配置される１以上のスイッチのうち、オンにされるスイッチとの関係を示す参照テーブルを記憶する。
表１は、そのような参照テーブルの一例である。
【表１】
0005527011.tif 000006
表１において、左側の列の各欄には、周波数帯域が示される。そして右側の列の各欄には、左隣に隣接する周波数帯域に応じてオンとされるスイッチの識別番号が示される。例えば、アンテナ１０２として、上記の第３の実施形態によるアンテナ装置３が使用される場合、スイッチの識別番号'1'〜'4'は、それぞれ、スイッチ１６ｄ〜１６ｇに対応する。なお、何れのスイッチもオフとなる場合、例えば、スイッチの識別番号は'0'である。
またアンテナ１０２として、第６の実施形態によるアンテナ装置６が使用される場合、参照テーブルは、使用される周波数帯域と、放射電極と接続される部分給電線を表す識別番号及びインピーダンス整合素子を給電線に接続するスイッチの設定との関係も表す。
なお、参照テーブルは、通信装置１００で実行される通信アプリケーションの識別番号と、その通信アプリケーションで使用される周波数帯域に対応してオンにされるスイッチまたは放射電極と接続される部分給電線との関係を示すものであってもよい。
【００７２】
制御部１０４は、通信装置１００を他の通信装置と無線接続するための処理を実行する。例えば、通信装置１００が携帯電話機のような、移動体通信システムの移動局装置である場合、制御部１０４は、位置登録、呼制御処理、ハンドオーバ処理または送信電力制御などの処理を実行する。そこで、制御部１０４は、通信装置１００と他の通信装置との無線接続処理を実行するための制御信号を生成する。また制御部１０４は、他の通信装置から受信した制御信号に応じた処理を実行する。
【００７３】
さらに、制御部１０４は、例えば、マイクロホン（図示せず）あるいはキーパッドなどのユーザインターフェース（図示せず）を介して取得された音声信号あるいはデータ信号を含む、送信データを作成する。そして制御部１０４は、送信データに対して情報源符号化処理を行う。また制御部１０４は送信データ及び制御信号を含む送信信号を生成し、その送信信号に対して、誤り訂正用符号化処理などの送信処理を実行する。そして、制御部１０４は、その送信処理が施された送信信号を無線処理部１０１へ出力する。また制御部１０４は、無線接続されている他の通信装置から受信し、無線処理部１０１により復調された信号を受信し、その信号に対して誤り訂正復号処理及び情報源復号処理などの受信処理を実行する。そして制御部１０４は、復号された信号から、音声信号あるいはデータ信号を取り出す。制御部１０４は、取り出された音声信号をスピーカ（図示せず）により再生し、あるいはデータ信号をディスプレイ（図示せず）に表示させる。
【００７４】
さらに制御部１０４は、図示しないユーザインターフェースを介して入力された操作信号、または制御部１０４上で実行されている通信アプリケーションからのコマンドに応じて、他の通信装置との通信に使用する周波数帯域を特定する。そして制御部１０４は、記憶部１０３に記憶されている参照テーブルを参照し、特定された周波数帯域に対応するアンテナ１０２が有するスイッチの識別番号を特定する。そして制御部１０４は、アンテナ１０２に対して、特定されたスイッチをオンにすることを指示する制御信号または接続する部分給電線を指定する制御信号を生成し、その制御信号をアンテナ１０２へ送信する。
【００７５】
例えば、通信装置１００が、0.7GHz帯を用いてLTEに従って基地局装置と通信しようとする場合、例えば、制御部１０４は、表１に示された参照テーブルを参照することにより、0.7GHzに対応する識別番号'4'に対応するスイッチをオンにすることを決定する。そして制御部１０４は、識別番号'4'に対応するスイッチをオンにするための制御信号を生成する。
あるいは、通信装置１００が、1.56〜1.58GHz帯が使用されるGPS信号を受信しようとする場合、例えば、制御部１０４は、表１に示された参照テーブルを参照することにより、識別番号'1'に対応するスイッチをオンにすることを決定する。そして制御部１０４は、識別番号'1'に対応するスイッチをオンにするための制御信号を生成する。
なお、参照テーブルが、通信アプリケーションの識別番号と、オンにされるスイッチとの対応関係を表す場合、制御部１０４は、参照テーブルを参照して、使用する通信アプリケーションの識別番号に対応して、オンにされるスイッチを特定する。
【００７６】
制御部１０４は、生成した制御信号をアンテナ１０２へ送信する。そしてアンテナ１０２において、該当するスイッチがオンにされ、その他のスイッチがオフにされた後、制御部１０４は、その周波数帯域を用いて他の通信装置との通信を開始する。
このように、通信装置１００は、通信に使用される周波数帯域に対するアンテナ１０２の特性が良好となるようにアンテナ１０２を制御することにより、一つのアンテナ１０２を用いて、様々な通信アプリケーションを実行することができる。
【００７７】
ここに挙げられた全ての例及び特定の用語は、読者が、本発明及び当該技術の促進に対する本発明者により寄与された概念を理解することを助ける、教示的な目的において意図されたものであり、本発明の優位性及び劣等性を示すことに関する、本明細書の如何なる例の構成、そのような特定の挙げられた例及び条件に限定しないように解釈されるべきものである。本発明の実施形態は詳細に説明されているが、本発明の精神及び範囲から外れることなく、様々な変更、置換及び修正をこれに加えることが可能であることを理解されたい。
【００７８】
以上説明した実施形態及びその変形例に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）
基板と、
前記基板上に設けられた放射電極と、
前記基板上に設けられ、前記放射電極に対向して配置された接地電極と、
前記放射電極と給電点を介して接続され、分布定数線路である給電線と、
前記給電点から所定距離離れた位置において前記給電線に対して前記放射電極と並列に接続され、所定の周波数を持つ信号に対して前記放射電極のインピーダンスを整合させるインピーダンス整合素子と、
前記インピーダンス整合素子と前記給電線の間に配置され、所定の制御信号に従って前記インピーダンス整合素子を前記給電線と接続するか切断するかを切り替えるスイッチと、
を有するアンテナ装置。
（付記２）
前記給電点と前記スイッチとの間には、前記給電線のみが設けられる、付記１に記載のアンテナ装置。
（付記３）
前記所定距離は、前記インピーダンス整合素子が前記給電線に接続されたときに、前記所定の周波数を持つ信号に対して前記放射電極と前記給電線全体のコンダクタンスが前記給電線に接続される回路のコンダクタンスと一致するように決定される、付記１または２に記載のアンテナ装置。
（付記４）
前記所定距離は、次式により決定され、
【数５】
0005527011.tif 000007
前記（１）式において、
lは前記所定距離、
f0は前記所定の周波数、
Rfoは前記所定の周波数に対する前記放射電極が持つインピーダンスの実数成分、
Xfoは前記所定の周波数に対する前記放射電極が持つインピーダンスの虚数成分、
Z0は前記給電線の特性インピーダンス、
λeffは前記基板の材質により波長短縮された前記所定の周波数を持つ信号の波長、
βは位相定数である、付記３に記載のアンテナ装置。
（付記５）
前記インピーダンス整合素子は、当該インピーダンス整合素子が前記給電線に接続されたときに、前記放射電極及び前記給電線が持つサセプタンス成分を打ち消すように補正するインダクタンスを持つ、付記３または４に記載のアンテナ装置。
（付記６）
前記インピーダンス整合素子が持つインダクタンスは次式により決定され、
【数６】
0005527011.tif 000008
前記（２）式において、
Lindは、前記インピーダンス整合素子が持つインダクタンス、
f0は前記所定の周波数、
Biは前記放射電極及び前記給電線が持つサセプタンス成分、
lは前記所定距離、
Rfoは前記所定の周波数に対する前記放射電極が持つインピーダンスの実数成分、
Xfoは前記所定の周波数に対する前記放射電極が持つインピーダンスの虚数成分、
Z0は前記給電線の特性インピーダンス、
λeffは前記基板の材質により波長短縮された前記所定の周波数を持つ信号の波長、
βは位相定数である、付記５に記載のアンテナ装置。
（付記７）
前記給電点から第２の所定距離離れた位置において前記給電線に対して前記放射電極と並列に接続され、前記所定の周波数と異なる第２の周波数を持つ信号に対して前記放射電極のインピーダンスを整合させる第２のインピーダンス整合素子と、
前記第２のインピーダンス整合素子と前記給電線の間に配置され、所定の制御信号に従って前記第２のインピーダンス整合素子を前記給電線と接続するか切断するかを切り替える第２のスイッチと、をさらに有し、
前記インピーダンス整合素子及び前記第２のインピーダンス整合素子のうち、何れか一方のみが前記給電線と接続されるか、両方が前記給電線と切断される、付記１〜６の何れか一項に記載のアンテナ装置。
（付記８）
前記給電線は、前記給電点と前記スイッチとの間において並列に接続される分布定数線路である第１の部分給電線及び第２の部分給電線を有し、
前記第１の部分給電線の一端及び前記第２の部分給電線の一端と前記給電点との間に配置され、第２の制御信号に従って前記第１の部分給電線または前記第２の部分給電線を前記放射電極と接続する第２のスイッチと、
前記第１の部分給電線の他端及び前記第２の部分給電線の他端と前記スイッチとの間に配置され、前記第２の制御信号に従って前記第１または第２の部分給電線のうち、前記第２のスイッチによって前記放射電極と接続された部分給電線を前記スイッチと接続する第３のスイッチとをさらに有し、
前記第１の部分給電線は、前記放射電極及び前記スイッチを介して前記インピーダンス整合素子と接続されたときに、前記所定の周波数を持つ信号に対して前記放射電極のインピーダンスを整合させる長さを持ち、
前記第２の部分給電線は、前記放射電極及び前記スイッチを介して前記インピーダンス整合素子と接続されたときに、第３の周波数を持つ信号に対して前記放射電極のインピーダンスを整合させる長さを持つ、付記１に記載のアンテナ装置。
（付記９）
前記スイッチに対して前記インピーダンス整合素子と並列になるように接続され、第４の周波数を持つ信号に対して前記放射電極のインピーダンスを整合させる第３のインピーダンス整合素子をさらに有し、
前記スイッチは、前記所定の周波数を持つ信号が前記アンテナ装置によって送信または受信される場合に前記インピーダンス整合素子を前記給電線に接続し、一方、前記第４の周波数を持つ信号が前記アンテナ装置によって送信または受信される場合に前記第３のインピーダンス整合素子を前記給電線に接続する、付記８に記載のアンテナ装置。
（付記１０）
基板と、
前記基板上に設けられた放射電極と、
前記基板上に設けられ、前記放射電極に対向して配置された接地電極と、
前記放射電極と給電点を介して接続され、かつ、前記給電点に対してそれぞれ一端で並列に接続される分布定数線路である複数の部分給電線を有し、該複数の部分給電線のそれぞれが互いに異なる周波数を持つ信号に対して前記放射電極のインピーダンスを整合させる長さを持つ給電線と、
前記複数の部分給電線のそれぞれの他端において、前記複数の部分給電線のそれぞれと並列に接続されるインピーダンス整合素子と、
前記給電点と前記複数の部分給電線のそれぞれの一端の間に配置され、所定の制御信号に従って前記複数の部分給電線のうちの何れかを前記放射電極と接続する第１のスイッチと、
前記インピーダンス整合素子と前記複数の部分給電線のそれぞれの他端との間に配置され、前記所定の制御信号に従って前記複数の部分給電線のうち、前記第１のスイッチによって前記放射電極と接続された部分給電線を前記インピーダンス整合素子と接続する第２のスイッチと、
を有するアンテナ装置。
（付記１１）
基板と、
前記基板上に設けられた放射電極と、
前記基板上に設けられ、前記放射電極に対向して配置された接地電極と、
前記放射電極と給電点を介して接続され、分布定数線路である給電線と、
前記給電点から所定距離離れた位置において前記給電線に対して前記放射電極と並列に接続され、所定の周波数を持つ信号に対して前記放射電極のインピーダンスを整合させるインピーダンス整合素子と、
前記インピーダンス整合素子と前記給電線の間に配置され、前記インピーダンス整合素子を前記給電線と接続するか切断するかを切り替えるスイッチと、
を有するアンテナと、
通信アプリケーションが使用する周波数帯域に応じて前記スイッチに前記インピーダンス整合素子を前記給電線に接続させるか否かを決定する制御信号を生成し、当該制御信号を前記アンテナへ送信する制御部と、
前記通信アプリケーションが使用する周波数帯域に含まれる周波数を持つ信号を前記アンテナを介して受信し、当該信号を復調する無線処理部と、
を有する通信装置。
【符号の説明】
【００７９】
１〜６    アンテナ装置
１１    基板
１２    接地電極
１３    放射電極
１３ａ    給電点
１４、２４    給電線
１５、１５ａ〜１５ｋ、２５ａ〜２５ｄ    インピーダンス整合素子
１６、１６ａ〜１６ｋ、２６ａ〜２６ｄ    スイッチ
１７、１８    SPNTスイッチ
１００    通信装置
１０１    無線処理部
１０２    アンテナ
１０３    記憶部
１０４    制御部
【図１】
0005527011.tif 000009
【図２】
0005527011.tif 000010
【図３】
0005527011.tif 000011
【図４】
0005527011.tif 000012
【図５】
0005527011.tif 000013
【図６】
0005527011.tif 000014
【図７】
0005527011.tif 000015
【図８】
0005527011.tif 000016
【図９】
0005527011.tif 000017
【図１０】
0005527011.tif 000018
【図１１】
0005527011.tif 000019
【図１２】
0005527011.tif 000020
【図１３】
0005527011.tif 000021
【図１４】
0005527011.tif 000022
【図１５】
0005527011.tif 000023
【図１６】
0005527011.tif 000024
【図１７】
0005527011.tif 000025
【図１８】
0005527011.tif 000026