(57)【要約】      （修正有）【課題】高度な動作が要求される制御回路が必要なく、スイッチング素子により放射エレメント長を任意に可変して、複数の周波数に対応したアンテナ装置を実現する。【解決手段】放射エレメント上に配置された第１のスイッチング素子３ａと第２のスイッチング素子３ｂを有する周波数可変型アンテナ１であって、前記第１のスイッチング素子３ａおよび前記第２のスイッチング素子３ｂに制御電圧を加えるための電圧供給端子と、一端が前記電圧供給端子に接続されて、他端が前記第１のスイッチング素子３ａの一端に接続されている第１の分圧回路と、一端が前記電圧供給端子に接続されて、他端が前記第２のスイッチング素子３ｂの一端に接続されている第２の分圧回路を備え、外部から単一の電圧供給源により前記第１のスイッチング素子３ａおよび前記第２のスイッチング素子３ｂを同時に制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の部位が物理的に分離された先端開放型の線状放射エレメントと、当該分離部分を電気的に接続または切断する複数のスイッチング素子とを具備するアンテナ装置であって、
前記放射エレメント上の給電側に第１のスイッチング素子と先端側に第２のスイッチング素子を備え、
前記第１のスイッチング素子と前記第２のスイッチング素子との間の放射エレメント上に第１のコンデンサが挿入され、
前記第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素子に制御電圧を加えるための電圧供給端子と、
一端が前記電圧供給端子に接続されて他端が前記第１のスイッチング素子の一端に接続されている第１の分圧回路と、
一端が前記電圧供給端子に接続されて他端が前記第２のスイッチング素子の一端に接続されている第２の分圧回路から構成される制御回路を備えたことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
前記スイッチング素子はＰＩＮダイオードであることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項３】
前記第１の分圧回路として、一端が前記電圧供給端子に接続されている第１の抵抗と、  一端が前記第１の抵抗の他端に接続されて、他端が基準電位に接続されている第２の抵抗から構成され、
前記第２の分圧回路として、一端が前記電圧供給端子に接続されている第３の抵抗と、  一端が前記第３の抵抗の他端に接続されて、他端が基準電位に接続されている第４の抵抗から構成されていることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記放射エレメント上の第１のコンデンサの挿入位置は、前記第２のスイッチング素子後段であることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項５】
前記第１の分圧回路と前記第２の分圧回路との間に第１のインダクタを備えたことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項６】
前記第１の抵抗は前記第２の抵抗よりも低抵抗値であり、前記第３の抵抗は前記第４の抵抗よりも高抵抗値であって、分圧比率が第２の分圧回路よりも第１の分圧回路の方が大きいことを特徴とする請求項３に記載のアンテナ装置。
【請求項７】
一端が前記第１の分圧回路の他端に接続されて、他端が前記第１のスイッチング素子の一端と接続されている第１の高周波カット素子と、一端が前記第１のスイッチング素子の他端に接続されて、他端が基準電位と接続されている第２の高周波カット素子を有し、
一端が前記第２の分圧回路の他端に接続されて、他端が前記第２のスイッチング素子の一端と接続されている第３の高周波カット素子と、一端が前記第２のスイッチング素子の他端に接続されて、他端が基準電位と接続されている第４の高周波カット素子を有していることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項８】
前記第１の高周波カット素子は、給電側の放射エレメント下部の信号線に接続されていることを特徴とする請求項７に記載のアンテナ装置。
【請求項９】
前記第１、第２、第３および第４の高周波カット素子はチョークコイルであることを特徴とする請求項７または８に記載のアンテナ装置。
【請求項１０】
前記制御回路は基板上にモジュールとして構成されていることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項１１】
前記アンテナ装置を筐体内に備えたことを特徴とする携帯端末電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナの電気長を調整するためにスイッチング素子を設けた周波数可変型アンテナ装置およびこれを用いた携帯端末電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話等の無線機器において、無線システムの増加に伴いアンテナの数は増加する傾向にある。またアンテナに許容される占有体積は減少される傾向にあり、内蔵アンテナにおいて小型化が強く要求されてきている。しかしながらアンテナ特性は一般的にサイズに対してトレードオフの関係にあり、小型化が進むことにより周波数帯域の狭帯域化および効率の劣化が問題になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−９６３４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１には、逆Ｆアンテナの放射エレメントの途中にスイッチング素子が複数挿入されたアンテナ装置が開示されている。このアンテナ装置ではスイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦの動作を制御回路によりコントロールして、任意にアンテナの電気長を可変させることができる。このことにより電気長に対応した共振周波数のアンテナを実現できるため、１つのアンテナで広い周波数帯域の範囲に調整することを可能にしている。しかしながらこの手法では、高度な制御を行うための制御回路が必要となることから、部品点数の増加、占有面積の大型化、コストの増大といった問題を避けられない。また、更なる狭隣接化においては、制御回路からスイッチング素子に接続される制御ラインと放射エレメントとの干渉によるアンテナ特性の劣化も問題となる。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてされたものであって、簡易な回路で構成された制御回路で動作することができ、しかも干渉によるアンテナ特性劣化を抑制することが可能なアンテナ装置およびこれを用いた携帯端末電子機器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】
【０００６】
上記目的を達成するための本発明によるアンテナ装置は、複数の部位が物理的に分離された先端開放型の線状放射エレメントと、当該分離部分を電気的に接続または切断する複数のスイッチング素子とを具備するアンテナ装置であって、放射エレメント上の給電側に第１のスイッチング素子と先端側に第２のスイッチング素子を備え、第１のスイッチング素子と第２のスイッチング素子との間の放射エレメント上に第１のコンデンサが挿入され、第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素子に制御電圧を加えるための電圧供給端子と、一端が電圧供給端子に接続されて他端が第１のスイッチング素子の一端に接続されている第１の分圧回路と、一端が電圧供給端子に接続されて他端が第２のスイッチング素子の一端に接続されている第２の分圧回路から構成される制御回路を備えたことを第１の特徴とする。
【０００７】
上記特徴の本発明によれば、複数のスイッチング素子をアンテナ給電側から順にＯＮ状態にすることにより、放射エレメントの電気長を高周波的にみて順次延ばしていくことが可能となる。基本的にアンテナの共振周波数は放射エレメントの長さによって決まるため、予め設計しておいた場所にスイッチング素子を配置することにより、複数の周波数を任意に可変することが可能となる。具体的には、第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素子をＯＦＦにすることにより、最も短い放射エレメントを実現できる。
【０００８】
次に、第１のスイッチング素子をＯＮ、第２のスイッチング素子をＯＦＦにすることにより、２番目の長さの放射エレメントを実現できる。最後に第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素子をＯＮにすることにより、最も長い放射エレメントを実現できる。以上のことから各スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦのタイミングを調整することにより３種類の長さの放射エレメントを実現でき、それにより３種類の共振周波数の実現が可能となる。
【０００９】
また、上記特徴のアンテナ装置によれば、電圧供給端子から連続的に電圧を加えていくことにより、先に第１のスイッチング素子がＯＮになる。その後も電圧を加えていくと第１および第２のスイッチング素子が同時にＯＮになる。そのため、本発明のアンテナ装置は放射エレメントの長さを３種類選択することができ、アンテナの共振周波数を広範囲に可変させることが可能となる。
【００１０】
さらに、本発明に係るアンテナ装置のスイッチング素子はＰＩＮダイオードであることを第２の特徴とする。
【００１１】
上記特徴のアンテナ装置によれば、ＰＩＮダイオードを用いることでスイッチング素子の小型化が可能となり、そのため制御回路全体のサイズも小型化することが出来る。
【００１２】
さらに、本発明に係るアンテナ装置は、第１の分圧回路として、一端が電圧供給端子に接続されている第１の抵抗と、一端が第１の抵抗の他端に接続されて、他端が基準電位に接続されている第２の抵抗から構成され、第２の分圧回路として、一端が電圧供給端子に接続されている第３の抵抗と、一端が第３の抵抗の他端に接続されて、他端が基準電位に接続されている第４の抵抗から構成されていることを第３の特徴とする。
【００１３】
上記特徴のアンテナ装置によれば、分圧回路の構成要素として抵抗素子を用いることにより制御回路の小型化が可能となり、そのため整合回路全体のサイズも小型化することが出来る。
【００１４】
さらに、本発明に係るアンテナ装置の放射エレメント上の第１のコンデンサの挿入位置は、第２のスイッチング素子後段であることを第４の特徴とする。
【００１５】
上記特徴のアンテナ装置によれば、第１のコンデンサに流れる高周波電流が最小となる。そのため、第１のコンデンサを通過することにより発生する損失が小さくなるためアンテナ特性の劣化を防ぐことが可能となる。
【００１６】
さらに、本発明に係るアンテナ装置は、第１の分圧回路と第２の分圧回路との間に第１のインダクタを備えたことを第５の特徴とする。
【００１７】
上記特徴のアンテナ装置によれば、第１のインダクタを備えることにより、アンテナの放射エレメントとの結合による高周波成分が電圧供給源に流入することを防ぐことができ電源供給源の安定化を図ることが可能となる。
【００１８】
さらに、本発明に係るアンテナ装置は、第１の抵抗は第２の抵抗よりも低抵抗値であり、第３の抵抗は第４の抵抗よりも高抵抗値であって、分圧比率が第２の分圧回路よりも第１の分圧回路の方が大きいことを第６の特徴とする。
【００１９】
上記特徴のアンテナ装置によれば、第１のスイッチング素子に接続される第１及び第２の抵抗と、第２のスイッチング素子に接続される第３及び第４の抵抗との比率を変えることにより、各スイッチング素子に印加される電圧の分圧比率を変えることが出来る。このことにより、１つの電圧供給源で複数のスイッチング素子の制御が可能となる。
【００２０】
さらに、本発明に係るアンテナ装置は、一端が第１の分圧回路の他端に接続されて、他端が第１のスイッチング素子の一端と接続されている第１の高周波カット素子と、一端が第１のスイッチング素子の他端に接続されて、他端が基準電位と接続されている第２の高周波カット素子を有し、一端が第２の分圧回路の他端に接続されて、他端が第２のスイッチング素子の一端と接続されている第３の高周波カット素子と、一端が第２のスイッチング素子の他端に接続されて、他端が基準電位と接続されている第４の高周波カット素子を有していることを第７の特徴とする。
【００２１】
上記特徴のアンテナ装置によれば、高周波カット素子を接続することにより、高周波信号と供給電圧であるＤＣ信号の制御経路を分けることが出来るようになる。これにより高周波信号の減衰を防ぎ、スイッチング素子の制御を正確に行うことが可能となる。
【００２２】
さらに、本発明に係るアンテナ装置の第１の高周波カット素子は、給電側の放射エレメント下部の信号線に接続されていることを第８の特徴とする。
【００２３】
上記特徴のアンテナ装置によれば、第１の高周波カット素子が放射エレメントではなく信号線に接続されていることにより、放射エレメント付近に接続される第１のスイッチング素子を制御するためのＤＣ信号の制御線路を１本にすることが可能となる。そのため、アンテナと導体線路の干渉によるアンテナ特性劣化を少なくすることが出来る。
【００２４】
さらに、本発明に係るアンテナ装置は、第１、第２、第３および第４の高周波カット素子はチョークコイルであることを第９の特徴とする。
【００２５】
上記特徴のアンテナ装置によれば、高周波カット素子としてチョークコイルを用いることにより、効率よく高周波信号の通過を防ぐことができる。また、チップインダクタで対応出来るため、搭載が容易である。
【００２６】
さらに、本発明に係るアンテナ装置の制御回路は、基板上にモジュールとして構成されていることを第１０の特徴とする。
【００２７】
上記特徴のアンテナ装置によれば、制御回路の小型化が可能となり、そのためアンテナ装置全体のサイズも小型化することが出来る。
【００２８】
さらに、本発明に係る携帯端末電子機器は、上記いずれかに記載のアンテナ装置を筐体内に備えたことを第１１の特徴とする。
【００２９】
上記特徴の携帯端末電子機器によれば、複数の周波数帯域に付随したマルチバンド化の携帯端末電子機器を提供することができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、簡易な回路で構成された制御回路で動作することができ、しかも干渉によるアンテナ特性劣化を抑制することが可能なアンテナ装置およびこれを用いた携帯端末電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施の形態に係る周波数可変型アンテナを備えたアンテナ装置を一部破断して示す斜視図である。
【図２】第１の実施形態に係るアンテナ装置の構造を示す回路図（簡略図）である。
【図３】図２の実施形態に係るアンテナ装置の具体的な構造を示す回路図である。
【図４】図３のアンテナ装置の動作の説明図である。
【図５】第１の実施形態に係るアンテナ装置のＶＳＷＲを表した模式図である。
【図６】第１の実施形態に係るアンテナ装置の効率を表した模式図である。
【図７】第１の実施形態に係るアンテナ装置のＧＰＳピーク効率を表した模式図である。
【図８】第２の実施形態に係るアンテナ装置の簡略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
本発明を実施するための好適な形態につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、均等の範囲のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。
【００３３】
（アンテナ装置の基本構成）
本発明の一実施形態に係る周波数可変型アンテナ１について、図１、図２、図３を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る周波数可変型アンテナ１を備えたアンテナ装置を一部破断して示す斜視図である。図１に示すように、携帯端末電子器３０内の実装基板５に構成された周波数可変型アンテナ１と制御回路１０を有する構造となっている。実装基板５は非グラウンド領域６ａとグラウンド領域６ｂに分かれており、非グラウンド領域６ａ上に周波数可変型アンテナ１が形成され、グラウンド領域６ｂ上に制御回路１０が実装されている。
【００３４】
なお、周波数可変型アンテナ１を備えたアンテナ装置は、例えば、携帯電話機等の携帯端末電子機器に搭載されて、複数の周波数帯の電波を受信又は送信する機能を備える構造としており、一例として、マルチバンドアンテナ（複合アンテナ）と称される。また、周波数可変型アンテナ１を備えたアンテナ装置の適用対象は、複数の無線通信機能を有する無線通信機器であればよく、携帯電話機に限定されるものではない。
【００３５】
周波数可変型アンテナ１は、先端が開放された線状アンテナ構造であり、放射エレメント２ａと２ｂは物理的に分離され、第１のスイッチング素子３ａが挿入されている。また同様に、放射エレメント２ｂと２ｃも物理的に分離され、第２のスイッチング素子３ｂが挿入されている。
【００３６】
図２は、第１の実施形態に係るアンテナ装置４０ａの構造を示す回路図（簡略図）である。このアンテナ装置は、第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素子としてのＰＩＮダイオードに制御電圧を加えるための電圧供給端子７と、一端が電圧供給端子７に接続されて、他端が第１のスイッチング素子の一端に接続されている第１の分圧回路２０ａと、一端が電圧供給端子７に接続されて、他端が第２のスイッチング素子の一端に接続されている第２の分圧回路２０ｂを備えている。
【００３７】
また、第１の分圧回路２０ａは、一端が第１の接続ノード９を介して電圧供給端子７に接続されている第１の抵抗８ａと、一端が第１の抵抗８ａの他端に接続されて、他端が基準電位１１ａに接続されている第２の抵抗８ｂから構成され、第２の分圧回路２０ｂとして、一端が第１の接続ノード９を介して電圧供給端子７に接続されている第３の抵抗８ｃと、一端が第３の抵抗８ｃの他端に接続されて、他端が基準電位１１ｂに接続されている第４の抵抗８ｄから構成されている。
【００３８】
さらに、周波数可変型アンテナ１は、信号線１３を通して給電部４に接続されており、第２の放射エレメント２ｂ上にはＤＣカットのための第１のコンデンサ１２ａが第２のスイッチング素子３ｂ後段に配置されている。
【００３９】
（第１の実施形態）
図３は第１の実施形態に係るアンテナ装置４０ａの具体的な構造を示す回路図である。周波数可変型アンテナ１は、放射エレメント２ａ、２ｂおよび２ｃから構成され、信号線１３を介して給電部４に接続されている。また、制御回路１０は、一端が第１の接続ノード９に接続されて、他端が第３の抵抗８ｃの一端に接続されている高周波ノイズカットのための第１のインダクタ１５を備えている。さらに、各抵抗の抵抗値は、第１の抵抗８ａは第２の抵抗８ｂよりも低抵抗値であり、第３の抵抗８ｃは第４の抵抗８ｄよりも高抵抗値である。そのため、分圧比率が第２の分圧回路２０ｂよりも第１の分圧回路２０ａの方が大きくなる。
【００４０】
さらに、一端が第１の分圧回路２０ａの他端に接続されて、他端が信号線１３を介して第１のスイッチング素子３ａの一端と接続されている第１の高周波カット素子としてのチョークコイル１４ａと、一端が第１のスイッチング素子３ａの他端に接続されて、他端が基準電位と接続されている第２の高周波カット素子としてのチョークコイル１４ｂ有し、及び、一端が第２の分圧回路２０ｂの他端に接続されて、他端が第２のスイッチング素子３ｂの一端と接続されている第３の高周波カット素子としてのチョークコイル１４ｃと、一端が第２のスイッチング素子３ｂの他端に接続されて、他端が基準電位と接続されている第４の高周波カット素子としてのチョークコイル１４ｄを有している。
【００４１】
さらに、チョークコイル１４ａが信号線１３に接続されているのは、ＤＣ信号の制御線路をアンテナ放射エレメントから離すためであり、このことによってアンテナ特性の劣化を防ぐことができる。チョークコイル１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、および１４ｄは、ＤＣ信号に影響がなく高周波信号の通過を防ぐ役割を果たす。また、本実施形態では第１、第２、第３および第４の高周波カット素子としてチョークコイルを用いたが、チョークコイルの代わりに抵抗素子を用いても同様の効果が得られる。
【００４２】
さらに、第１および第２のスイッチング素子３ａ、３ｂには、そのＯＮ／ＯＦＦを制御する電圧供給源１６が第１の接続ノード９を介して接続されている。第１のインダクタ１５は高周波ノイズをカットするためのものであり、第１のコンデンサ１２ａは電圧供給源１６からのＤＣ電圧をカットしてスイッチング素子の誤動作を防ぐものである。第１のコンデンサ１２ａは、アンテナ特性の劣化を防ぐために第２のスイッチング素子後段に配置されている。また、分圧回路２０ａおよび２０ｂを構成している抵抗値を調整することにより、第２の分圧回路２０ｂよりも第１の分圧回路２０ａの分圧比率が大きくなっている。これらの構造により、単一の電圧供給源から２つのスイッチング素子としてのＰＩＮダイオードに同時に電圧を供給しても、整合素子を任意に選択することが可能となる。このことにより、制御回路の簡素化、小型化、コストおよび回路損失の削減が図れる。
【００４３】
また、第１の実施形態に係るアンテナ装置４０ａの具体的な動作を図４に示す。制御電圧がゼロでは、第１および第２のスイッチング素子３ａ、３ｂがＯＦＦとなる。次に制御電圧を徐々に高くすることにより第１および第２のスイッチング素子３ａ、３ｂが連続的にＯＮになる。つまり低電圧の場合はスイッチング素子３ａがＯＮになり、続けて電圧を高くしていくと第１および第２のスイッチング素子３ａ、３ｂの両方がＯＮになる。それぞれの状態での放射エレメント長は、電圧ゼロでは２ａとなり、低電圧では２ａ＋２ｂとなり、高電圧では２ａ＋２ｂ＋２ｃとなる。
【００４４】
また、図５に図３のアンテナ装置のＶＳＷＲ（電圧定在波比）特性の変化を表した模式図を示す。この図の縦軸はＶＳＷＲ、横軸は周波数を表している。
【００４５】
また、図６に図３のアンテナ装置の効率特性の変化を表した模式図を示す。この図の縦軸は放射効率、横軸は周波数を表している。
【００４６】
なお、図５および図６のグラフ中に示した状態Ｓ１、状態Ｓ２および状態Ｓ３の表示は第１および第２のスイッチング素子３ａ、３ｂとしてのＰＩＮダイオードのＯＮ／ＯＦＦの状態を示している。これらの図から分かるように第１および第２のスイッチング素子３ａ、３ｂの３状態による放射エレメント長の変化により、ＧＰＳ周波数帯（１．５７５ＧＨｚ）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ周波数帯（２．４４ＧＨｚ）およびＷ−ＬＡＮ周波数帯（５ＧＨｚ）の周波数３状態の共振周波数を実現している。なお、図５および図６の周波数変化は一例を示したものであり実際のアンテナ構成の配置や携帯端末電子機器３０に応じて調整されるものである。
【００４７】
例えば、本例の抵抗値を第１の抵抗８ａ＝１００Ω、第２の抵抗８ｂ＝２００Ω、第３の抵抗８ｃ＝２００Ω、第４の抵抗８ｄ＝１００Ωとし、また、供給電圧を標準順方向電圧で、低電圧値は１．２Ｖ、高電圧値は２．４Ｖとする。この場合、各抵抗の抵抗値は、第１の抵抗８ａは第２の抵抗８ｂよりも低抵抗値であり、第３の抵抗８ｃは第４の抵抗８ｄよりも高抵抗値である。よって、分圧比率は、第２の分圧回路２０ｂ（比率０．３３）よりも第１の分圧回路２０ａ（比率０．６７）の方が高比率となり、その結果、電圧供給源１６から低電圧が供給される際に、第１のスイッチング素子３ａがＯＮになり第２のスイッチング素子３ｂがＯＦＦになる。
【００４８】
また、周波数可変型アンテナ１は、３つの放射エレメント２ａ、２ｂおよび２ｃから構成され、各放射エレメントをスイッチング素子により接続あるいは遮断することにより３種類の共振周波数を実現することができる。例えば、本例の放射エレメントの長さは、第１の放射エレメント２ａ＝１１．８ｍｍ、第２の放射エレメント２ｂ＝１５．５ｍｍ、第３の放射エレメント２ｃ＝１０．５ｍｍである。つまりＷ−ＬＡＮ周波数帯（５ＧＨｚ）（状態Ｓ１）では第１の放射エレメント２ａ（２ａ＝１１．８ｍｍ）をアンテナエレメントとして使用し、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ周波数帯（２．４４ＧＨｚ）（状態Ｓ２）では第１の放射エレメント２ａと第２の放射エレメント２ｂの合計の長さ（２ａ＋２ｂ＝２７．３ｍｍ）をアンテナエレメントとして使用し、ＧＰＳ周波数帯（１．５７５ＧＨｚ）（状態Ｓ３）では第１の放射エレメント２ａと第２の放射エレメント２ｂと第３の放射エレメント２ｃの合計の長さ（２ａ＋２ｂ＋２ｃ＝３７．８ｍｍ）をアンテナエレメントとして使用している。これらの放射エレメントの長さはアンテナ構造、ＧＮＤ間距離、筐体の材質などの影響を受けるため、実際の携帯無線機器に搭載させる際には、各共振周波数の特性に合うように長さを調整する必要がある。
【００４９】
また、図７に図３のアンテナ装置のＧＰＳピーク効率特性の変化を表した模式図を示す。この図の縦軸はＧＰＳアンテナの放射効率のピーク値、横軸は第１のコンデンサ１２ａと第１のスイッチング素子３ａとの距離を表している。モノポールタイプの線状アンテナでは、高周波電流が放射エレメントの根元に多く流れるため、抵抗成分がある第１のコンデンサ１２ａは放射エレメントの先端部分に配置した方がアンテナ特性の劣化を防ぐことが出来る。第１のコンデンサ１２ａは第１のスイッチング素子３ａと第２のスイッチング素子３ｂとの間に配置するため、第１のスイッチング素子３ａから最も離れた位置にある第２のスイッチング素子付近に配置することでアンテナ特性の劣化を防ぐことが出来る。
【００５０】
本実施の形態のアンテナ装置は、スイッチング素子の制御のための制御回路として２つの分圧回路を構成している。このため、１つの供給電圧源から印加電圧を徐々に高くすることにより、３つの共振周波数を実現することを可能としている。この構造によれば、各スイッチング素子を制御するための複雑な動作を行う必要がなく、高度な制御回路が不要となる。これにより、部品点数の減少、回路の小型化、コストの削減を実現することが可能となる。
【００５１】
（第２の実施形態）
図８に第２の実施形態に係るアンテナ装置４０ｂの簡略図を示す。図２に示す第１の実施形態に係るアンテナ装置４０ａと異なる点は、スイッチング素子と分圧回路が３段構成されている点である。第１の実施形態では２段のスイッチング素子により３つの共振周波数を実現することが出来るが、さらに第３のスイッチング素子３ｃおよび第３の分圧回路２０ｃを追加することにより、４つの共振周波数を実現することが可能となる。この際、電圧ゼロでは全てのスイッチング素子がＯＦＦとなり、低電圧では第１のスイッチング素子３ａがＯＮとなり、中電圧では第１および第２のスイッチング素子３ａ、３ｂがＯＮになり、高電圧では第１、第２および第３のスイッチング素子３ａ、３ｂ、３ｃがＯＮとなる。また分圧比率は、高比率の順に第１の分圧回路２０ａ、第２の分圧回路２０ｂ、第３の分圧回路２０ｃの関係となる。
【００５２】
本発明は携帯無線機器に搭載されるメインアンテナあるいは音声以外のアプリケーション（例えばＧＰＳ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｗ−ＬＡＮ）などの多数の周波数を実現する複合アンテナに有効である。
【００５３】
また、本発明の制御回路は、基板上にモジュールとして構成させることや、薄膜構造により１チップ内に構成させることもできる。モジュールや１チップ内に構成することにより、低背化および小型化が可能となり、線路損失の低減化が図れる。
【００５４】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、上記で説明した実施形態以外にも変更することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
以上のように、本発明に係るアンテナ装置は、簡易な制御回路を用いて、広帯域でアンテナの共振周波数を調整できる構造である。このアンテナ装置により、複数のアプリケーションに対応可能なアンテナを実現できるため、アンテナの小型化、部品点数の削減などが可能となり、アンテナの付加価値を大きく向上させることが出来る。
【符号の説明】
【００５６】
１  周波数可変型アンテナ
２ａ  第１の放射エレメント、２ｂ  第２の放射エレメント
２ｃ  第３の放射エレメント
３ａ  第１のスイッチング素子、３ｂ  第２のスイッチング素子
３ｃ  第３のスイッチング素子
４  給電部
５  実装基板
６ａ  非グラウンド領域、６ｂ  グラウンド領域
７  電圧供給端子
８ａ  第１の抵抗、８ｂ  第２の抵抗、８ｃ  第３の抵抗、８ｄ  第４の抵抗
８ｅ  第５の抵抗、８ｆ  第６の抵抗
９  第１の接続ノード
１０  制御回路
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ、１１ｆ、１１ｇ、１１ｈ、１１ｉ  基準電位（ＧＮＤ）
１２ａ  第１のコンデンサ、１２ｂ  第２のコンデンサ
１３  信号線
１４ａ  第１の高周波カット素子、１４ｂ  第２の高周波カット素子
１４ｃ  第３の高周波カット素子、１４ｄ  第４の高周波カット素子
１５  第１のインダクタ
１６  電圧供給源
１７ａ  第１の電流制限用抵抗、１７ｂ  第２の電流制限用抵抗
１８  静電気対策用コンデンサ
２０ａ  第１の分圧回路、２０ｂ  第２の分圧回路、２０ｃ  第３の分圧回路
３０  携帯端末電子器
４０ａ  第１の実施形態のアンテナ装置、４０ｂ  第２の実施形態のアンテナ装置
【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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