(57)【要約】【課題】  放射効率を改善したアンテナ装置を提供する。【解決手段】  アンテナ装置は、グランドエレメントと、給電点が前記グランドエレメント側に配設され、平面視で前記グランドエレメントから離間する方向に前記給電点から延伸され、中間点で分岐する第１アンテナエレメント及び第２アンテナエレメントを有するＴ型アンテナエレメントであって、平面視で前記第１アンテナエレメントが前記グランドエレメントに向けて折り返される、Ｔ型アンテナエレメントと、前記第１アンテナエレメントの先端部に接続されるスイッチ部と、前記スイッチ部を介して前記第１アンテナエレメントの先端部に接続され、前記第１エレメントよりも短い第３アンテナエレメントとを含む。【選択図】図３
2014078853.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
グランドエレメントと、
給電点が前記グランドエレメント側に配設され、平面視で前記グランドエレメントから離間する方向に前記給電点から延伸され、中間点で分岐する第１アンテナエレメント及び第２アンテナエレメントを有するＴ型アンテナエレメントであって、平面視で前記第１アンテナエレメントが前記グランドエレメントに向けて折り返される、Ｔ型アンテナエレメントと、
前記第１アンテナエレメントの先端部に接続されるスイッチ部と、
前記スイッチ部を介して前記第１アンテナエレメントの先端部に接続され、前記第１エレメントよりも短い第３アンテナエレメントと
を含む、アンテナ装置。
【請求項２】
端辺と、前記端辺よりも平面視で突出する突出部とを有するグランドエレメントと、
給電点が前記グランドエレメントの前記端辺側に配設され、平面視で前記グランドエレメントの前記端辺から離間する方向に前記給電点から延伸され、中間点で分岐する第１アンテナエレメント及び第２アンテナエレメントを有するＴ型アンテナエレメントであって、平面視で前記第１アンテナエレメントは前記中間点から前記突出部側に分岐される、Ｔ型アンテナエレメントと、
前記第１アンテナエレメントの先端部に接続されるスイッチ部と、
前記スイッチ部を介して前記第１アンテナエレメントの先端部に接続され、前記第１エレメントよりも短い第３アンテナエレメントと
を含む、アンテナ装置。
【請求項３】
前記第３アンテナエレメントを複数含み、複数の前記第３アンテナエレメントの長さはそれぞれ異なる、請求項１又は２記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記第１アンテナエレメント又は前記第２アンテナエレメントは、前記給電点から見て前記中間点よりも先端側に、平面視で前記先端側よりも前記中間点側にかけて線幅が広くなるようにテーパ状に形成されるテーパ部を有する、請求項１乃至３のいずれか一項記載のアンテナ装置。
【請求項５】
前記Ｔ型アンテナエレメント、前記スイッチ部、及び前記第３アンテナエレメントが一方の面に形成され、前記グランドエレメントが他方の面、又は、内層に形成される、基板をさらに含む、請求項１乃至４のいずれか一項記載のアンテナ装置。
【請求項６】
前記第１アンテナエレメント又は前記第２アンテナエレメントから分岐し、平面視で前記第２アンテナエレメントに沿うように、前記基板の他方の面に形成される第４アンテナエレメントをさらに含む、請求項１乃至５のいずれか一項記載のアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、第１の放射導体と、該第１の放射導体に直列に接続された第２の放射導体と、前記第１、第２の放射導体の下端部に配置された第１、第２の給電点を有する周波数切替式のアンテナ装置があった。アンテナ装置は、ＲＦ信号を前記第１、第２の給電点に切替えて接続し、かつ前記第１、第２の給電点のうち非接続状態の給電点に接続するインピーダンスを制御するインピーダンス制御切替手段を有する（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１６３６２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のアンテナ装置は、第１の放射導体と第２の放射導体の第１、第２の給電点にスイッチを接続して第１の放射導体と第２の放射導体を選択的に接続している。
【０００５】
すなわち、従来のアンテナ装置は、放射導体（アンテナエレメント）の給電点にスイッチを接続している。アンテナエレメントの給電点は、アンテナエレメントの中でも多くの電流が流れる部位である。このため、従来のアンテナ装置は、スイッチでの電力の損失が大きい。
【０００６】
また、近年は、アンテナ装置の小型化又はマルチバンド化により、アンテナ装置に含まれるアンテナエレメントの放射抵抗が小さくなっており、スイッチでの電力の損失が相対的に大きくなっている。
【０００７】
従って、従来のアンテナ装置には、放射効率が低いという課題がある。
【０００８】
そこで、放射効率を改善したアンテナ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】
本発明の実施の形態のアンテナ装置は、グランドエレメントと、給電点が前記グランドエレメント側に配設され、平面視で前記グランドエレメントから離間する方向に前記給電点から延伸され、中間点で分岐する第１アンテナエレメント及び第２アンテナエレメントを有するＴ型アンテナエレメントであって、平面視で前記第１アンテナエレメントが前記グランドエレメントに向けて折り返される、Ｔ型アンテナエレメントと、前記第１アンテナエレメントの先端部に接続されるスイッチ部と、前記スイッチ部を介して前記第１アンテナエレメントの先端部に接続され、前記第１エレメントよりも短い第３アンテナエレメントとを含む。
【発明の効果】
【００１０】
放射効率を改善したアンテナ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態１のアンテナ装置を含むスマートフォン端末機５００の正面側を示す斜視図である。
【図２】実施の形態１のアンテナ装置を示す平面図である。
【図３】図２に示すアンテナ装置の主要部を拡大して示す図である。
【図４】実施の形態１のアンテナ装置１００の裏面側を示す図である。
【図５】実施の形態のアンテナ装置１００を示す図である。
【図６】実施の形態１のアンテナ装置１００の放射特性を示す図である。
【図７】実施の形態１のアンテナ装置１００における電力損失の低減を検証するための簡易モデルを示す図である。
【図８】実施の形態１のアンテナ装置１００におけるアンテナエレメント１１１のテーパ部による広帯域化の効果を示す図である。
【図９】実施の形態１のアンテナ装置１００におけるアンテナエレメント１１２のテーパ部による広帯域化の効果を示す図である。
【図１０】実施の形態２のアンテナ装置２００の構成と放射特性を示す図である。
【図１１】実施の形態３のアンテナ装置３００を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明のアンテナ装置を適用した実施の形態について説明する。
【００１３】
＜実施の形態１＞
図１は、実施の形態１のアンテナ装置を含むスマートフォン端末機５００の正面側を示す斜視図である。
【００１４】
実施の形態１のアンテナ装置を含むスマートフォン端末機５００は、正面側にタッチパネル５０１が配設され、タッチパネル５０１の下側には、ホームボタン５０２とスイッチ５０３が配設される。
【００１５】
スマートフォン端末機５００は、さらに、通話、通信、及び様々な演算処理等を行うＣＰＵ（Central Processing Unit：中央演算処理装置）及びメモリ等を含むが、ここでは説明を省略する。
【００１６】
図２は、実施の形態１のアンテナ装置を示す平面図である。図３は、図２に示すアンテナ装置の主要部を拡大して示す図である。図２及び図３では、直交座標系であるＸＹＺ座標系を用いる。また、以下では、Ｚ軸正方向側の面を表面と称し、Ｚ軸負方向側の面を裏面と称す。
【００１７】
図２に示すアンテナ装置１００は、基板１０１、アンテナエレメント１１０、１２０、１３０、配線部１４０、信号線１５０、パッド１６０、及びグランドエレメント１８０を含む。
【００１８】
基板１０１は、例えば、プリント基板であり、ＦＲ−４（Flame Retardant type 4）形式のプリント基板を用いることができる。基板１０１は、１枚の絶縁層と、絶縁層の表面及び裏面に形成される金属層とを含む。
【００１９】
基板１０１の表面の金属層をパターニングすることによって、アンテナエレメント１１０、１２０、配線部１４０、信号線１５０、及びパッド１６０が形成され、裏面の金属層をパターニングすることにより、アンテナエレメント１３０及びグランドエレメント１８０が形成される。
【００２０】
基板１０１の金属層としては、例えば、銅箔を用いることができる。また、基板１０１の絶縁層としては、例えば、ガラスエポキシ樹脂製の絶縁層を用いることができる。例えば、ガラス布基材をエポキシ樹脂に含浸させ、両面に金属層を貼り付けることによって基板１０１を作製すればよい。なお、基板１０１は、上述のような構成のものに限られず、種類のものを用いることができる。
【００２１】
アンテナエレメント１１０（給電部１１０Ａを除く部分）、１２０、１３０、及び配線部１４０は、基板１０１のＹ軸正方向側の端において基板１０１の表面側に形成されている。基板１０１の寸法は、一例として、Ｘ軸方向に５０ｍｍ、Ｙ軸方向に１００ｍｍ、厚さ（Ｚ軸方向の長さ）が１ｍｍである。アンテナエレメント１１０、１２０、１３０、及び配線部１４０は、基板１０１のＹ軸正方向側の端部において、Ｘ軸方向の長さ５０ｍｍ、かつ、Ｙ軸方向の長さ１０ｍｍの領域内に形成されている。
【００２２】
アンテナエレメント１１０は、Ｔ型のアンテナエレメントであり、給電点１１０Ａと、アンテナエレメント１１１及び１１２とを有する。アンテナエレメント１１１は、アンテナエレメント１１０のうち、給電点１１０ＡからＴ型のＸ軸正方向側の半分を構築するように延伸する部分である。アンテナエレメント１１２は、アンテナエレメント１１０のうち、給電点１１０ＡからＴ型のＸ軸負方向側の半分を構築するように延伸する部分である。
【００２３】
アンテナエレメント１２０は、アンテナエレメント１１１の先端側に形成されており、アンテナエレメント１２１及び１２２を有する。
【００２４】
アンテナエレメント１３０は、アンテナエレメント１１２の裏面側に形成されるアンテナエレメントである。
【００２５】
配線部１４０は、アンテナエレメント１１１の先端と、アンテナエレメント１２０（１２１及び１２２）との間に形成されている。配線層１４０には、アンテナエレメント１１１と、アンテナエレメント１２１、１２２との間の接続状態を切り替えるスイッチが実装される。
【００２６】
また、配線部１４０は、パッド１４１を有する。パッド１４１は、ビア１４１Ａを介してグランドエレメント１８０に接続されている。パッド１４１には、スイッチのグランド端子が接続される。
【００２７】
信号線１５０は、配線部１４０に実装されるスイッチを制御するための制御信号を伝送するための配線である。信号線１５０は、一端がスイッチに接続され、他端が後述するＣＰＵチップ５１５に接続される。
【００２８】
パッド１６０は、アンテナエレメント１１０の給電部１１０Ａと分岐点１１０Ｂとの間の部分の脇に（Ｘ軸負方向側に）形成されている。パッド１６０にはビア１６０Ａが形成されており、ビア１６０Ａを介してパッド１６０はグランドエレメント１８０に接続されている。
【００２９】
パッド１６０には、インダクタンスチップの一端が接続され、このインダクタンスチップの他端は、アンテナエレメント１１０に接続される。なお、インダクタンスチップについては後述する。
【００３０】
グランドエレメント１８０は、アンテナエレメント１１０、１２０、１３０、及び配線部１４０が形成されていない領域に形成されている。すなわち、グランドエレメント１８０は、基板１０１のＹ軸負方向側の端部から９０ｍｍ、かつ、Ｘ軸方向に５０ｍｍの範囲内において、基板１０１の裏面に形成されている。
【００３１】
アンテナエレメント１１０の給電点１１０Ａと信号線１５０は、平面視でグランドエレメント１８０と重なる領域に形成されている。
【００３２】
グランドエレメント１８０の反対側（基板１０１の表面側）には、携帯電話端末機５００で通話等の通信を行うために必要なＲＦ通信部５１２、ＤＡ (Digital to Analog)コンバータ５１３、ベースバンド処理部５１４、及びＣＰＵ（Central Processing Unit）チップ５１５が実装されている。
【００３３】
ＲＦ通信部５１２は、給電部１１０Ａに接続されており、アンテナ装置１００に給電を行う。ＲＦ通信部５１２、ＤＡコンバータ５１３、ベースバンド処理部５１４、及びＣＰＵチップ５１５の間は、配線部５１６によって接続されている。また、ＲＦ通信部５１２、ＤＡコンバータ５１３、ベースバンド処理部５１４、及びＣＰＵチップ５１５は、基板１０１を貫通するビアによってグランドエレメント１８０に接続されている。
【００３４】
ＣＰＵチップ５１５は、スマートフォン端末機５００の通信処理を行う通信用プロセッサとしての機能と、アプリケーションプログラムを実行するアプリケーションプロセッサとしての機能とを有する。
【００３５】
ＣＰＵチップ５１５には、信号線１５０が接続されており、配線部１４０に実装されるスイッチの接続状態を切り替える。なお、通信用プロセッサとアプリケーションプロセッサとでＣＰＵチップを分けてもよい。
【００３６】
なお、ここでは、アンテナ装置１００が基板１０１を構成要素として含むものとして説明するが、アンテナ装置１００は、基板１０１を構成要素として含まず、少なくとも、アンテナエレメント１１０、１２０、１３０、及びグランドエレメント１８０を含むものとして取り扱ってもよい。
【００３７】
次に、図３を用いてアンテナ装置１００の詳細な構成について説明する。
【００３８】
図３（Ａ）は、アンテナエレメント１１０（１１１、１１２）、１２０（１２１、１２２）、１３０、配線部１４０、信号線１５０、パッド１６０、及びグランドエレメント１８０のＹ軸正方向側の端部を拡大して示す図である。図３（Ｂ）は、アンテナエレメント１１１、１２１、１２２、配線部１４０、及び信号線１５０を拡大して示す図である。なお、基板１０１は、図３（Ａ）、（Ｂ）に示す範囲の全体に存在する。
【００３９】
アンテナエレメント１１１は、給電点１１０ＡからＹ軸正方向側に延伸し、分岐点１１０ＢでＸ軸正方向側に折れ曲がり、角部１１０ＣでＹ軸負方向側に折れ曲がり、角部１１０ＤでＸ軸負方向側に折れ曲がり、さらに角部１１０Ｅまで延伸、１１０Ｆでミアンダ状に折れ曲がることにより、先端部１１０Ｇまで延伸している。なお、先端部１１０Ｇは開放端である。
【００４０】
アンテナエレメント１１１は、一端が給電点１１０Ａであり、他端が先端部１１０Ｇであるモノポールアンテナである。アンテナエレメント１１１は、給電点１１０Ａと先端部１１０Ｇとの間の長さが使用周波数における波長の１／４に設定されている。
【００４１】
アンテナエレメント１１１の実効長は、給電点１１０Ａと先端部１１０Ｇとの間の長さであり、実施の形態１では、一例として、８００ＭＨｚにおける波長（λ１）の１／４（λ１／４）に設定されている。
【００４２】
給電点１１０Ａは、平面視でグランドエレメント１８０と重なる位置に配設されている。給電点１１０Ａには、例えば、マイクロストリップライン、又は、同軸ケーブル等を介して給電を行うため、グランドエレメント１８０の近傍に位置させている。
【００４３】
なお、給電点１１０Ａは、平面視でグランドエレメント１８０と重ならないように配設されていてもよい。この場合に、給電点１１０Ａは、基板１０１のＹ軸正方向側の端部において、Ｘ軸方向の長さ５０ｍｍ、かつ、Ｙ軸方向の長さ１０ｍｍの領域内に収まるように形成されていてもよい。あるいは、グランドエレメント１８０のＹ軸正方向側の端辺１８０Ａが平面視でＹ軸負方向側に凹むようにパターニングされる凹部を有し、この凹部の内部に給電点１１０Ａが位置していてもよい。
【００４４】
分岐点１１０Ｂは、アンテナエレメント１１１と１１２が分岐する点である。給電点１１０ＡからＹ軸正方向に延伸するアンテナエレメント１１１は、分岐点１１０ＢにおいてＸ軸正方向に９０度折れ曲がり、分岐点１１０Ｂから基板１０１のＹ軸正方向側の端辺１０１Ａに沿ってＸ軸正方向側に延伸し、角部１１０Ｃに至っている。
【００４５】
なお、分岐部１１０Ｂよりも角部１１０Ｃよりには、基板１０１の裏面に形成されるアンテナエレメント１３０をアンテナエレメント１１１に接続するビア１３０Ｂが形成されている。ビア１３０Ｂは、基板１０１を貫通し、アンテナエレメント１１１とアンテナエレメント１３０とを接続する。ビア１３０Ｂは、例えば、基板１０１に形成した貫通孔の内壁に、銅めっき膜を形成することによって作製される。
【００４６】
角部１１０Ｃは、基板１０１のＸ軸正方向側かつＹ軸正方向側の角部１０１Ｂにおいて、アンテナエレメント１１１がＸ軸正方向からＹ軸負方向に９０度折れ曲がる点である。アンテナエレメント１１１は、角部１１０Ｃで折れ曲がり、Ｘ軸負方向側に延伸し、角部１１０Ｄに至る。
【００４７】
角部１１０Ｄは、基板１０１の角部１０１Ｂよりも基板１０１のＸ軸正方向側の端辺１０１Ｃに沿ってＹ軸負方向側にオフセットした位置において、アンテナエレメントがＹ軸負方向からＸ軸負方向に９０度折れ曲がる点である。
【００４８】
角部１１０Ｅは、角部１１０ＤでＸ軸負方向側に折れ曲がったアンテナエレメント１１１がＹ軸負方向側に折れ曲がる点であり、アンテナエレメント１１１の給電点１１０Ａと分岐点１１０Ｂとの間の区間の近傍に位置する。
【００４９】
角部１１０Ｆは、角部１１０ＥでＹ軸負方向側に折れ曲がったアンテナエレメント１１１がＸ軸正方向側に折れ曲がる点であり、アンテナエレメント１１１の給電点１１０Ａと分岐点１１０Ｂとの間の区間の近傍に位置する。アンテナエレメント１１０の給電部１１０Ａと分岐点１１０Ｂとの間の区間は、角部１１０Ｅと１１０Ｆとの間の区間と平行である。
【００５０】
先端部１１０Ｇは、角部１１０ＦでＸ軸正方向側に折れ曲がったアンテナエレメント１１１の先端である。先端部１１０Ｇは、配線部１４０の近傍に位置する。先端部１１０Ｇは、配線部１４０に実装されるスイッチにより、アンテナエレメント１２１及び１２２のいずれにも接続されない状態、アンテナエレメント１２１に接続される状態、又はアンテナエレメント１２２に接続される状態のいずれかの状態に制御される。なお、先端とは、給電部１１０Ａから見た先端であることを意味する。
【００５１】
アンテナエレメント１１１は、基板１０１のＹ軸正方向側の小さな領域（Ｘ軸方向の長さ５０ｍｍ、かつ、Ｙ軸方向の長さ１０ｍｍの領域）内に、他のアンテナエレメント１２０、１３０、及び配線部１４０等とともに収められる。
【００５２】
このため、アンテナエレメント１１１は、分岐点１１０Ｂから、角部１１０Ｃ、１１０Ｄ、１１０Ｅ、１１０Ｆ、及び先端部１１０Ｇにかけて、ミアンダ状に折り曲げられ、全体をコンパクトにしつつ、実効長を稼ぐ構成にされている。
【００５３】
また、アンテナエレメント１１１は、分岐点１１０Ｂと角部１１０Ｃの間で、角部１１０Ｃから分岐点１１０Ｂに向かって線幅が広くなるようにテーパ状に形成されている。
【００５４】
ここで、アンテナエレメント１１０は、Ｔ型アンテナエレメントの一例であり、アンテナエレメント１１１は、第１アンテナエレメントの一例であり、分岐点１１０Ｂと角部１１０Ｃとの間の区間は、テーパ部の一例である。テーパ部は、アンテナ装置１００の帯域特性を広帯域化するために形成されている。なお、広帯域化については後述する。
【００５５】
実施の形態１では、アンテナエレメント１１１の先端部１１０Ｇの近傍に配設する配線部１４０にスイッチを実装する。また、アンテナエレメント１１１は、平面視でグランドエレメント１８０から離間する方向に、グランドエレメント１８０の近傍に位置する給電部１１０Ａから延伸され、分岐点１１０Ｂを経て角部１１０Ｃでグランドエレメント１８０側に折り返されている。
【００５６】
そして、アンテナエレメント１１１は、さらに角部１１０Ｄ、１１０Ｅ、１１０Ｆを経てミアンダ状に折り曲げながら平面視でグランドエレメント１８０に近づき、先端部１１０Ｇは、グランドエレメント１８０の端辺１８０Ａの近傍に位置している。
【００５７】
アンテナエレメント１１１は、モノポールアンテナであるため、給電点１１０Ａにおいて電流の分布が最大となり、先端部１１０Ｇで電流の分布が最小（略零）となる。
【００５８】
従って、アンテナエレメント１１１の先端部１１０Ｇにスイッチを配設することにより、スイッチにおける電力の損失を低減することができ、この結果、アンテナエレメント１１１の放射特性を改善することができる。
【００５９】
また、配線部１４０に実装するスイッチには、グランド用の配線（パッド１４１及びビア１４１Ａ）と、信号線１５０とが必要になるため、配線部１４０はグランドエレメント１８０の近くに配設されることが望ましい。これは、スイッチを配置する場所がグランドから遠いと、グランド用の配線（パッド１４１及びビア１４１Ａ）と信号線１５０の取り回しが複雑になるためである。
【００６０】
このため、実施の形態１のアンテナ装置１００では、アンテナエレメント１１１の先端部１１０Ｇ及び配線部１４０をグランドエレメント１８０の近傍に配設することにより、グランド用の配線（パッド１４１及びビア１４１Ａ）と信号線１５０の取り回しを簡略化している。
【００６１】
以上のように、アンテナエレメント１１１の先端部１１０Ｇにスイッチを配設するとともに、先端部１１０Ｇ及び配線部１４０をグランドエレメント１８０の近傍に配置することにより、アンテナエレメント１１１の放射特性を改善するとともに、グランド用の配線（パッド１４１及びビア１４１Ａ）と信号線１５０の取り回しを簡略化している。
【００６２】
また、上述のようにアンテナエレメント１１１の放射特性を改善を通じて、アンテナエレメント１１２、１２０、及び１３０の放射特性を改善している。
【００６３】
次に、アンテナエレメント１１２について説明する。
【００６４】
アンテナエレメント１１２は、給電点１１０ＡからＹ軸正方向側に延伸し、分岐点１１０ＢでＸ軸負方向側に折れ曲がり、先端部１１０Ｈまで延伸している。なお、先端部１１０Ｈは開放端である。
【００６５】
アンテナエレメント１１２は、一端が給電点１１０Ａであり、他端が先端部１１０Ｈであるモノポールアンテナである。アンテナエレメント１１２は、給電点１１０Ａと先端部１１０Ｈとの間の長さが使用周波数における波長の１／４に設定されている。
【００６６】
アンテナエレメント１１２の実効長は、給電点１１０Ａと先端部１１０Ｈとの間の長さであり、実施の形態１では、一例として、１．７ＧＨｚにおける波長（λ２）の１／４（λ２／４）に設定されている。
【００６７】
実施の形態１では、アンテナエレメント１１２は、１．７ＧＨｚ〜２．１ＧＨｚという広帯域で良好な放射特性が得られるようにインピーダンス等が調整されている。アンテナエレメント１１２は、第２アンテナエレメントの一例である。
【００６８】
給電点１１０Ａは、アンテナエレメント１１１の給電点１１０Ａと同一（共通）である。
【００６９】
先端部１１０Ｈは、分岐点１１０ＢでＸ軸負方向側に折れ曲がったアンテナエレメント１１２の先端である。先端部１１０Ｈは、基板１０１のＸ軸負方向側かつＹ軸正方向側の角部１０１Ｄに位置する。なお、先端とは、給電部１１０Ａから見た先端であることを意味する。
【００７０】
アンテナエレメント１１２は、基板１０１のＹ軸正方向側の小さな領域（Ｘ軸方向の長さ５０ｍｍ、かつ、Ｙ軸方向の長さ１０ｍｍの領域）内に、他のアンテナエレメント１２０、１３０、及び配線部１４０等とともに収められる。
【００７１】
このため、アンテナエレメント１１２は、給電点１１０Ａから分岐点１１０Ｂを経て先端部１１０Ｈにかけて、Ｌ型に折り曲げられ、全体をコンパクトにしつつ、実効長を稼ぐ構成にされている。
【００７２】
また、アンテナエレメント１１２は、分岐点１１０Ｂと先端部１１０Ｈの間で、先端部１１０Ｈから分岐点１１０Ｂに向かって線幅が広くなるようにテーパ状に形成されている。
【００７３】
アンテナエレメント１１２は、第２アンテナエレメントの一例であり、分岐点１１０Ｂと角部１１０Ｃとの間の区間は、テーパ部の一例である。テーパ部は、アンテナ装置１００の帯域特性を広帯域化するために形成されている。なお、広帯域化については後述する。
【００７４】
次に、アンテナエレメント１２０について説明する。
【００７５】
アンテナエレメント１２０は、アンテナエレメント１２１及び１２２を有する。アンテナエレメント１２１及び１２２は、それぞれ、第３アンテナエレメントの一例である。
【００７６】
アンテナエレメント１２１と１２２は、それぞれ、一端１２１Ａ、１２２Ａが配線部１４０の近傍に配設され、平面視でグランドエレメント１８０の端辺１８０Ａに沿って、Ｘ軸正方向側に他端１２１Ｂ、１２２Ｂまで延伸されている（図３（Ｂ）参照）。
【００７７】
アンテナエレメント１２１と１２２は、互いに平行に、かつ、ともにグランドエレメント１８０の端辺１８０Ａに平行に形成されている。アンテナエレメント１２１と１２２の長さは、ともに、アンテナエレメント１１１の長さよりも短い長さに設定されている。アンテナエレメント１２１の長さは、アンテナエレメント１２２の長さよりも短い長さに設定されている。
【００７８】
アンテナエレメント１２１の一端１２１Ａから他端１２１Ｂまでの長さは、アンテナエレメント１１１の給電点１１０Ａから先端部１１０Ｇまでの長さとの合計の長さが、アンテナエレメント１１１の使用周波数よりも低い使用周波数における波長の１／４の長さになるように設定されている。
【００７９】
すなわち、配線部１４０に実装されるスイッチによってアンテナエレメント１２１とアンテナエレメント１１１が接続されると、給電部１１０Ａから他端１２１Ｂまでの実効長を有するモノポールアンテナが現れる。
【００８０】
実施の形態１では、アンテナエレメント１１１と１２１との合計の長さが、７５０ＭＨｚにおける波長（λ３）の１／４（λ３／４）に設定されている。すなわち、アンテナエレメント１２１の長さは、７５０ＭＨｚにおける波長（λ３）の１／４（λ３／４）から、アンテナエレメント１１１の長さ（８００ＭＨｚにおける波長（λ１）の１／４（λ１／４））を引いた長さである。
【００８１】
なお、アンテナエレメント１２１は、配線部１４０に実装されるスイッチを介してアンテナエレメント１１１に接続されるため、アンテナエレメント１２１の長さは、スイッチに実効的に含まれる長さを考慮した分だけ短い長さに設定してもよい。
【００８２】
アンテナエレメント１２２の一端１２２Ａから他端１２２Ｂまでの長さは、アンテナエレメント１１１の給電点１１０Ａから先端部１１０Ｇまでの長さとの合計の長さが、アンテナエレメント１１１とアンテナエレメント１２１を接続した状態での使用周波数よりも低い使用周波数における波長の１／４の長さになるように設定されている。
【００８３】
すなわち、配線部１４０に実装されるスイッチによってアンテナエレメント１２２とアンテナエレメント１１１が接続されると、給電部１１０Ａから他端１２２Ｂまでの実効長を有するモノポールアンテナが現れる。
【００８４】
実施の形態１では、アンテナエレメント１１１と１２２との合計の長さは、７００ＭＨｚにおける波長（λ４）の１／４（λ４／４）に設定されている。すなわち、アンテナエレメント１２２の長さは、７００ＭＨｚにおける波長（λ４）の１／４（λ４／４）から、アンテナエレメント１１１の長さ（８００ＭＨｚにおける波長（λ１）の１／４（λ１／４））を引いた長さである。
【００８５】
なお、アンテナエレメント１２２は、配線部１４０に実装されるスイッチを介してアンテナエレメント１１１に接続されるため、アンテナエレメント１２２の長さは、スイッチに実効的に含まれる長さを考慮した分だけ短い長さに設定してもよい。
【００８６】
ここで、アンテナエレメント１２１と１２２の長さを、ともに、アンテナエレメント１１１の長さよりも短い長さに設定するのは、次のような理由によるものである。
【００８７】
アンテナエレメント１１１の先端１１０Ｇにスイッチを介してアンテナエレメント１２１を接続すると、スイッチは、アンテナエレメント１１１と１２１とを合わせた一つのアンテナエレメントの途中に位置することになる。
【００８８】
アンテナエレメント１１１と１２１とを接続した一つのアンテナエレメントは、モノポールアンテナであるため、給電点１１０Ａにおいて電流分布が最大となり、先端部となる他端１２１Ｂにおいて電流分布は最小（略零）となる。
【００８９】
従って、アンテナエレメント１２１の長さをアンテナエレメント１１１の長さよりも短くすることにより、アンテナエレメント１１１と１２１を接続した場合に、スイッチでの電力の損失が小さくなるようにしている。
【００９０】
なお、これは、アンテナエレメント１２２とアンテナエレメント１１１についても同様である。
【００９１】
また、実施の形態１では、第３アンテナエレメントの一例として２つのアンテナエレメント１２１及び１２２をアンテナ装置１００が含む形態について説明するが、第３アンテナエレメントは少なくとも１つあればよく、３つ以上あってもよい。第３アンテナエレメントの長さは、第１アンテナエレメントの一例としてのアンテナエレメント１１１の長さより短ければよい。また、第３アンテナエレメントを３つ以上含む場合は、それぞれの長さが異なればよい。
【００９２】
次に、アンテナエレメント１３０について説明する。アンテナエレメント１３０の説明に際しては、図２及び図３に加えて、図４を用いる。
【００９３】
図４は、実施の形態１のアンテナ装置１００の裏面側を示す図である。図４には、アンテナ装置１００の一部を示す。図４に示す部分は、図３（Ａ）に対応する部分である。図４では、図１乃至図３と同様に、ＸＹＺ座標系を定義する。
【００９４】
アンテナエレメント１３０は、一端１３０Ａがビア１３０Ｂを介してアンテナエレメント１１１に接続されている（図３（Ａ）参照）。アンテナエレメント１３０は、基板１０１のＹ軸正方向側の端辺１０１Ａに沿って基板１０１の裏面をＸ軸負方向側に延伸し、角部１３０ＣでＹ軸負方向側に折れ曲がり、先端部１３０Ｄまで延伸している。角部１３０Ｃは、基板１０１の角部１０１Ｄに位置している。アンテナエレメント１３０は、第４アンテナエレメントの一例である。
【００９５】
アンテナエレメント１３０は、アンテナエレメント１１１の途中から基板１０１の裏面側に分岐するように形成されているアンテナエレメントであり、実効長は、給電部１１０Ａから、分岐点１１０Ｂ、ビア１３０Ｂ、一端１３０Ａ、及び角部１３０Ｃを経て、先端部１３０Ｄに至るまでの長さである。すなわち、給電部１１０Ａから先端部１３０Ｄまでの実効長を有するモノポールアンテナが存在する。
【００９６】
実施の形態１では、一例として、給電部１１０Ａから、分岐点１１０Ｂ、ビア１３０Ｂ、一端１３０Ａ、及び角部１３０Ｃを経て、先端部１３０Ｄに至るまでの長さは、１．５ＧＨｚにおける波長（λ５）の１／４（λ５／４）に設定されている。
【００９７】
すなわち、アンテナエレメント１３０の長さ（一端１３０Ａから先端部１３０Ｄまでの長さ）は、１．５ＧＨｚにおける波長（λ５）の１／４（λ５／４）から、アンテナエレメント１１１の給電部１１０Ａからビア１３０Ｂまでの長さを引いた長さに設定されている。
【００９８】
アンテナエレメント１３０は、アンテナエレメント１１２の使用周波数よりも低い使用周波数を得るために、アンテナエレメント１１２の実効長（給電部１１０Ａから先端部１１０Ｈまでの長さ）よりも長い実効長を有する必要がある。
【００９９】
また、上述のように、アンテナエレメント１１０、１１１、１１２、１３０等が形成される領域の広さは限られており、非常に狭い領域である。
【０１００】
このように限られた領域の中に１．５ＧＨｚで通信できるアンテナエレメントを実現するために、アンテナエレメント１３０は、分岐点１１０Ｂよりも角部１１０Ｃ側（Ｘ軸正方向側）に形成されるビア１３０Ｂを介して、基板１０１の裏面に引き回されている。そして、さらに、一端１３０ＡからＸ軸負方向側に延伸し、角部１３０Ｃを経て先端部１３０Ｄまで延伸させることによって実効長を稼いでいる。
【０１０１】
次に、配線部１４０及び信号線１５０について説明する。配線部１４０及び信号線１５０の説明には、図２及び図３に加えて、図５を用いる。
【０１０２】
図５は、実施の形態のアンテナ装置１００を示す図である。図５には、図３（Ａ）に示すアンテナ装置１００の一部と同一の部分を示す。図５には、アンテナ装置１００にスイッチ等が実装されている状態を示す。
【０１０３】
配線部１４０は、アンテナエレメント１１１の先端部１１０Ｇと、アンテナエレメント１２１及び１２２の一端１２１Ａ及び１２２Ａとの間に形成されている。また、配線部１４０の近傍には、パッド１４１と信号線１５０の一端１５０Ａが配設されている。
【０１０４】
配線部１４０は、図５に示すスイッチ１９０を実装するために、スイッチ１９０の複数の端子の位置と、複数の端子同士の接続関係に応じて、図２、図３（Ａ）及び（Ｂ）に示す形状にパターニングされている。
【０１０５】
パッド１４１は、配線部１４０の近傍に配設され、ビア１４１Ａを介してグランドエレメント１８０に接続されている。パッド１４１には、スイッチ１９０のグランド端子が接続される。なお、配線部１４０の平面視での形状（パターン）は、図５に示す形状に限られず、スイッチ１９０の端子等の位置に応じて適宜変更することができる。
【０１０６】
図５に示すスイッチ１９０は、図２、図３（Ａ）及び（Ｂ）に示す配線部１４０及びパッド１４１に実装される。スイッチ１９０は、例えば、ＳＰｎＴスイッチである。
【０１０７】
ＳＰｎＴスイッチは、ｎ個のＳＰＳＴ（Single Pole Double Throw）スイッチを含み、ｎ個のＳＰＳＴスイッチのうち、いずれか１つのＳＰＳＴスイッチをオンにし、残りの（ｎ−１）個のＳＰＳＴスイッチがオフになるように制御される。
【０１０８】
スイッチ１９０は、（１）アンテナエレメント１１１をアンテナエレメント１２１及び１２２のいずれにも接続しない状態、（２）アンテナエレメント１１１をアンテナエレメント１２１に接続する状態、又は（３）アンテナエレメント１１１をアンテナエレメント１２２に接続する状態のいずれかの状態に制御する。
【０１０９】
なお、図２、図３（Ａ）及び（Ｂ）に示す配線部１４０の形状及びパッド１４１の位置は、一例にすぎず、また、スイッチ１９０は、ＳＰｎＴスイッチに限られるものではない。このため、上述の３つの状態を切り替えるためのスイッチであれば、ＳＰｎＴスイッチ以外のスイッチをスイッチ１９０として用いてもよい。また、配線部１４０の形状及びパッド１４１の位置は、スイッチ１９０の端子等の配置に応じて、適宜変更すればよい。
【０１１０】
また、パッド１４１と配線部１４０との間には、抵抗器１９１が挿入される。
【０１１１】
信号線１５０は、一端１５０Ａが配線部１４０の近傍に配設されている。信号線１５０の一端１５０Ａは、平面視でグランドエレメント１８０と重ならない領域に形成されている。
【０１１２】
信号線１５０は、一端１５０ＡからＹ軸負方向側に延伸し、他端１５０Ｂ（図２参照）まで延伸されている。他端１５０Ｂは、ＣＰＵチップ５１５に接続される。
【０１１３】
信号線１５０は、一端１５０Ａと他端１５０Ｂとの間で、４つに分割されている（図２参照）。図５には、４つに分割される信号線１５０のうち、スイッチ１９０に最も近い部分のみを示すが、信号線１５０の分割された部分（３箇所）には、抵抗器１９１が接続されている。図５に示す信号線１５０に接続される抵抗器１９１は、信号線１５０が分割されている部分において、信号線１５０に直列に挿入されている。
【０１１４】
このように信号線１５０を分割して抵抗器１９１を直列に挿入するのは、信号線１５０がアンテナエレメントとして機能することを抑制するためである。信号線１５０の一端１５０Ａから他端１５０Ｂまでの長さは、アンテナエレメント１１１又は１１２等の長さに近い。
【０１１５】
このため、信号線１５０に２つの抵抗器１９１を直列に挿入して信号線１５０に流れる電流を低減することにより、信号線１５０がアンテナエレメントとして機能することを抑制している。
【０１１６】
なお、抵抗器１９１の抵抗値は、信号線１５０に流れる電流を十分に低減することによって信号線１５０がアンテナエレメントとして電波を放射することを抑制できる抵抗値であればよく、例えば、１０ｋΩに設定される。
【０１１７】
また、パッド１６０と、アンテナエレメント１１０との間には、インダクタチップ１９２が接続されている。より具体的には、インダクタチップ１９２は、アンテナエレメント１１０側では、給電部１１０Ａと分岐部１１０Ｂとの間の部分に接続されている。
【０１１８】
このように、アンテナエレメント１１０にインダクタチップ１９２を接続するのは、アンテナエレメント１１０のインピーダンスを調整するためである。インダクタチップ１９２のインダクタンスは、アンテナエレメント１１０のインピーダンスが整合するように適切な値に設定すればよく、例えば、４．４ｎＨに設定すればよい。
【０１１９】
以上のような実施の形態１のアンテナ装置１００は、図１に示すスマートフォン端末機５００に内蔵され、基板１０１のグランドエレメント１８０が形成される領域に実装されるＣＰＵチップ５１５から出力される切替信号に基づいてスイッチ１９０が切り替えられる。
【０１２０】
スイッチ１９０は、（１）アンテナエレメント１１１をアンテナエレメント１２１及び１２２のいずれにも接続しない状態、（２）アンテナエレメント１１１をアンテナエレメント１２１に接続する状態、又は（３）アンテナエレメント１１１をアンテナエレメント１２２に接続する状態のいずれかの状態に制御される。
【０１２１】
スイッチ１９０を（１）から（３）のいずれの接続状態に切り替えるかは、スマートフォン端末機５００の使用状況に応じて行われる。
【０１２２】
スマートフォン端末機５００で通話が行われる際には、ＣＰＵチップ５１５は、スイッチ１９０を状態（１）に切り替える。また、スマートフォン端末機５００がＬＴＥの通信を行う場合には、ＣＰＵチップ５１５はスイッチ１９０を状態（２）又は（３）に切り替える。
【０１２３】
このようなスイッチ１９０の接続状態の切替は、通話及びＬＴＥの上りと下りで、どのような周波数帯域を利用するかによって設定すればよい。
【０１２４】
ここで、図６を用いて、実施の形態１のアンテナ装置１００の放射特性について説明する。
【０１２５】
図６は、実施の形態１のアンテナ装置１００の放射特性を示す図である。図６には、アンテナ装置１００の放射特性としてＳ１１パラメータの周波数特性のシミュレーション結果を示す。
【０１２６】
図６には、スイッチ１９０をオフにして（１）の状態でシミュレーションで得たＳ１１パラメータの周波数特性を実線で示す。また、スイッチ１９０をオンにしてアンテナエレメント１１１と１２１を接続して（２）の状態でシミュレーションで得たＳ１１パラメータの特性を破線で示す。また、スイッチ１９０をオンにしてアンテナエレメント１１１と１２２を接続して（３）の状態でシミュレーションで得たＳ１１パラメータの特性を一点鎖線で示す。
【０１２７】
なお、ここでは、一例として、Ｓ１１パラメータの値の評価基準を−６ｄＢとし、−６ｄＢ以下の帯域がアンテナ装置１００の通信可能な領域であるものとして評価を行う。
【０１２８】
（１）の状態では、約８３０ＭＨｚ〜約９６０ＭＨｚ、約１．５ＧＨｚの前後の約０．５ＧＨｚ幅の領域、及び、約１．８ＧＨｚ〜約１．９５ＧＨｚの３つの帯域で通信可能であることが分かる。
【０１２９】
（２）の状態では、約７５０ＭＨｚの前後の約０．５ＧＨｚ幅の領域、約１．５ＧＨｚの前後の約１．０ＧＨｚ幅の領域、及び、約１．７ＧＨｚ〜約２．２５ＧＨｚの３つの帯域で通信可能であることが分かる。
【０１３０】
（３）の状態では、約７００ＭＨｚの前後の約０．５ＧＨｚ幅の領域、約１．５ＧＨｚの前後の約１．０ＧＨｚ幅の領域、及び、約１．７ＧＨｚ〜約２．２３ＧＨｚの３つの帯域で通信可能であることが分かる。
【０１３１】
以上より、実施の形態１のアンテナ装置１００では、スイッチ１９０を切り替えることにより、約７００ＭＨｚ、約７５０ＭＨｚ、約８３０ＭＨｚ〜約９６０ＭＨｚ、約１．５ＧＨｚ、約１．７ＧＨｚ〜約２．２５ＧＨｚの５つの帯域で通信が可能であることが分かる。
【０１３２】
ここで、日本国内での周波数の割り当てによれば、約７００ＭＨｚと約７５０ＭＨｚは、ＬＴＥ（Long Term Evolution）で利用可能な帯域である。約８３０ＭＨｚ〜約９６０ＭＨｚは、ＷＣＤＭＡ(Wideband Code Division Multiple Access) 又はＧＳＭ（Global System for Mobile communications（登録商標））で利用可能な帯域である。
【０１３３】
また、約１．５ＧＨｚは、ＬＴＥで利用可能な帯域である。約１．７ＧＨｚ〜約２．１ＧＨｚは、ＷＣＤＭＡ又はＧＳＭで利用可能な帯域である。
【０１３４】
以上より、スイッチ１９０を切り替えてアンテナエレメント１１１、１２１、１２２の接続状態を切り替えることにより、約７００ＭＨｚ、約７５０ＭＨｚ、約８３０ＭＨｚ〜約９６０ＭＨｚを選択することができることが分かる。
【０１３５】
また、スイッチ１９０を切り替えることにより、アンテナエレメント１３０による約１．５ＧＨｚの帯域を安定的に得ることができることが分かる。
【０１３６】
また、スイッチ１９０を切り替えることにより、アンテナエレメント１１２が通信可能な帯域が約１．８ＧＨｚ〜約１．９５ＧＨｚ、約１．７ＧＨｚ〜約２．２５ＧＨｚ、約１．７ＧＨｚ〜約２．２３ＧＨｚと変化することが分かる。これは、アンテナエレメント１１１、１２１、１２２の接続状態を切り替えることにより、アンテナエレメント１１２の共振状態が変化するためと考えられる。
【０１３７】
換言すれば、アンテナエレメント１１１だけの状態ではアンテナエレメント１１２の帯域は約１．８ＧＨｚ〜約１．９５ＧＨｚであるが、アンテナエレメント１１１にアンテナエレメント１２１をスイッチ１９０によって接続することによって新たな共振が発生し、アンテナエレメント１１２の帯域が約１．７ＧＨｚ〜約２．２５ＧＨｚに変化することが分かる。
【０１３８】
また、アンテナエレメント１１１にアンテナエレメント１２２を接続することによって新たな共振が発生し、アンテナエレメント１１２の帯域が約１．７ＧＨｚ〜約２．２３ＧＨｚに変化することが分かる。
【０１３９】
例えば、スマートフォン端末機５００が通話状態にあるときは、スイッチ１９０がオフになることにより、アンテナエレメント１１１を用いて約８３０ＭＨｚ〜約９６０ＭＨｚでの通信が可能になる。
【０１４０】
また、スマートフォン端末機５００のアプリケーションプログラム（例えば、地図を利用するアプリケーションプログラム）が利用されているときは、ＣＰＵチップ５１５によってスイッチ１９０がアンテナエレメント１１１と１２１又は１２２を接続する。これにより、約７００ＭＨｚ、約７５０ＭＨｚ、又は、約１．７ＧＨｚ〜約２．１ＧＨｚでのＬＴＥ用の通信が可能になる。
【０１４１】
ここで、図７に示す簡易モデルを用いて、スイッチ１９０のアンテナエレメント１１１の先端部１１０Ｇの近傍に配置することによる電力損失の低減について検証する。
【０１４２】
図７は、実施の形態１のアンテナ装置１００における電力損失の低減を検証するための簡易モデルを示す図である。
【０１４３】
図７（Ａ）は、Ｌ型のアンテナエレメント３０の給電点３０Ａにスイッチ１９０を設けたモデルを示す。このモデルでは、アンテナエレメント３０の給電点３０Ａは、平面視で矩形状のグランドエレメント４０の４つの角部のうちの１つの近傍に位置している。
【０１４４】
また、図７（Ａ）は、Ｌ型のアンテナエレメント３０の先端部３０Ｂの近傍にスイッチ１９０を設けたモデルを示す。このモデルにおいても、図７（Ｂ）に示すモデルと同様に、アンテナエレメント３０の給電点３０Ａは、平面視で矩形状のグランドエレメント４０の４つの角部のうちの１つの近傍に位置している。
【０１４５】
図７（Ａ）、（Ｂ）のモデルについてシミュレーションを行った結果、図７（Ａ）に示すモデルにおけるスイッチ１９０での電力の損失は１ｄＢであった。一方、図７（Ｂ）に示すモデルにおけるスイッチ１９０での電力の損失は０．０５ｄＢであった。
【０１４６】
これは、アンテナエレメント３０がモノポールアンテナであり、給電点３０Ａでの電流の分布は最大となるが、先端部３０Ｂにおける電流の分布は最小となるため、図７（Ｂ）に示すモデルにおいてスイッチ１９０での電力の損失が低減されたものと考えられる。
【０１４７】
実施の形態１のアンテナ装置１００は、スイッチ１９０をアンテナエレメント１１１の先端部１００Ｇの近傍に配設するため、スイッチ１９０での電力の損失を低減し、アンテナエレメント１１１の放射効率を改善することができる。また、これにより、アンテナ装置１００全体での放射効率を改善することができる。
【０１４８】
次に、図８及び図９を用いて、アンテナエレメント１１１とアンテナエレメント１１２にテーパ部を設けることによる広帯域化の効果について検証する。
【０１４９】
図８は、実施の形態１のアンテナ装置１００におけるアンテナエレメント１１１のテーパ部による広帯域化の効果を示す図である。
【０１５０】
図８（Ａ）には、図３（Ａ）と同様のアンテナ装置１００の一部分を示す。図８（Ｂ）には、図８（Ａ）のアンテナエレメント１１１の分岐点１１０Ｂと角部１１０Ｃとの間の線幅を一定とすることにより、テーパ部を有しないアンテナエレメント１１１を示す。
【０１５１】
図８（Ｃ）に示すＳ１１パラメータの周波数特性では、図８（Ａ）に示すテーパ部有りのアンテナエレメント１１１によるＳ１１パラメータの特性を実線で示し、図８（Ｂ）に示すテーパ部無しのアンテナエレメント１１１によるＳ１１パラメータの特性を破線で示す。
【０１５２】
図９は、実施の形態１のアンテナ装置１００におけるアンテナエレメント１１２のテーパ部による広帯域化の効果を示す図である。
【０１５３】
図９（Ａ）には、図３（Ａ）と同様のアンテナ装置１００の一部分を示す。図９（Ｂ）には、図９（Ａ）のアンテナエレメント１１１の分岐点１１０Ｂと角部１１０Ｃとの間の線幅を、分岐点１１０Ｂ側においてより太くしたテーパ部を有するアンテナエレメント１１２を示す。図９（Ｃ）には、図９（Ａ）のアンテナエレメント１１２の分岐点１１０Ｂと角部１１０Ｈとの間の線幅を一定とすることにより、テーパ部を有しないアンテナエレメント１１２を示す。
【０１５４】
図９（Ｄ）に示すＳ１１パラメータの周波数特性では、図９（Ａ）に示すテーパ部有りのアンテナエレメント１１２によるＳ１１パラメータの特性を実線で示し、図９（Ｂ）に示す太いテーパ部有りのアンテナエレメント１１２によるＳ１１パラメータの特性を破線で示し、図９（Ｃ）に示すテーパ部無しのアンテナエレメント１１２によるＳ１１パラメータの特性を一点鎖線で示す。
【０１５５】
図９（Ｄ）から明らかなように、アンテナエレメント１１２のテーパ部が無しの場合よりもテーパ部が有りの場合の方が約１．７ＧＨｚ〜約２．１ＧＨｚの帯域で、より低いＳ１１パラメータの値が得られ、テーパ部を太くすることにより、Ｓ１１パラメータの値はさらに低下することが分かる。
【０１５６】
これにより、アンテナエレメント１１２にテーパ部を設けることにより、広帯域化を図れることが分かった。
【０１５７】
以上、実施の形態１によれば、アンテナエレメント１１１の先端部１１０Ｇにスイッチ１９０を接続し、アンテナエレメント１１１にアンテナエレメント１２１又は１２２を接続できるアンテナ装置１００を提供することができる。アンテナ装置１００は、スイッチ１９０の接続状態を制御することにより、通信周波数帯域を調整することのできる所謂チューナブルアンテナである。
【０１５８】
アンテナ装置１００は、モノポールアンテナであるアンテナエレメント１１１の電流分布が最も低い先端部１１０Ｇにスイッチ１９０を接続してあるため、スイッチ１９０における電力の損失を低減することができる。
【０１５９】
特に、近年は、アンテナ装置の小型化又はマルチバンド化により、アンテナ装置に含まれるアンテナエレメントの放射抵抗が小さくなっており、スイッチでの電力の損失が相対的に大きくなっている。
【０１６０】
このため、モノポールアンテナであるアンテナエレメント１１１の電流分布が最も低い先端部１１０Ｇにスイッチ１９０を接続することにより、アンテナエレメント１１１の放射効率を改善することができる。
【０１６１】
また、アンテナ装置１００に含まれるアンテナエレメント１１１以外のアンテナエレメント１１２、１２１、１２２、１３０の放射特性も改善することができる。これは、アンテナエレメント１１２は、給電部１１０Ａから分岐点１１０Ｂまで共通であることから、
また、アンテナ装置１００は、アンテナエレメント１１１の先端部１１０Ｇ及び配線部１４０をグランドエレメント１８０の近傍に配設することにより、グランド用の配線（パッド１４１及びビア１４１Ａ）と信号線１５０の取り回しを簡略化することができる。
【０１６２】
以上、実施の形態１のアンテナ装置１００は、アンテナエレメント１１１の先端部１１０Ｇにスイッチ１９０を配設するとともに、先端部１１０Ｇ及び配線部１４０をグランドエレメント１８０の近傍に配置している。
【０１６３】
これにより、アンテナエレメント１１１の放射特性を改善するとともに、グランド用の配線（パッド１４１及びビア１４１Ａ）と信号線１５０の取り回しを簡略化することができる。
【０１６４】
なお、以上では、アンテナ装置１００の通信周波数帯域が、約７００ＭＨｚ、約７５０ＭＨｚ、約８３０ＭＨｚ〜約９６０ＭＨｚ、約１．５ＧＨｚ、及び約１．７ＧＨｚ〜約２．１ＧＨｚである形態について説明した。
【０１６５】
しかしながら、これらの通信周波数帯域は一例にすぎず、各アンテナエレメントの実効長を変更することにより、スイッチ１９０の切り替えによって種々の通信周波数帯域を利用することのできるチューナブルアンテナとしてのアンテナ装置１００を提供することができる。
【０１６６】
また、以上では、アンテナ装置１００をスマートフォン端末機５００に適用した形態について説明した。しかしながら、アンテナ装置１００は、スマートフォン端末機５００に限らず、ＷＣＤＭＡ、ＧＳＭ、又はＬＴＥ等通信を行うために、複数の通信周波数帯域を必要とする携帯端末機に適用することができる。
【０１６７】
＜実施の形態２＞
図１０は、実施の形態２のアンテナ装置２００の構成と放射特性を示す図である。
【０１６８】
図１０（Ａ）、（Ｂ）に示す実施の形態２のアンテナ装置２００は、図２及び図３（Ａ）、（Ｂ）に示す実施の形態１のアンテナ装置１００からアンテナエレメント１３０を取り除いた構成を有する。その他の構成は実施の形態１のアンテナ装置１００と同様であるため、同様の構成要素には同一符号を付し、重複説明を省略する。
【０１６９】
図１０（Ｃ）は、実施の形態２のアンテナ装置２００のスイッチ１９０を切り替えた場合の放射特性を示す。図１０（Ｃ）には、スイッチ１９０を切り替えることにより、アンテナエレメント１１１にアンテナエレメント１２１及び１２２を接続しない状態（状態（１））と、アンテナエレメント１１１にアンテナエレメント１２１を接続した状態（状態（２））における放射特性を示す。
【０１７０】
図１０（Ｃ）において、実線は状態（１）における放射特性を示し、破線は状態（２）における放射特性を示す。
【０１７１】
図１０（Ｃ）に示すように、スイッチ１９０を切り替えることにより、状態（１）では、約８３０ＭＨｚ〜約９６０ＭＨｚと、約１．８ＧＨｚ〜約２．７ＧＨｚで、Ｓ１１パラメータの値が−６ｄＢ以下という良好な値が得られた。
【０１７２】
また、状態（２）では、約７５０ＭＨｚと、約１．７ＧＨｚ〜約２．７ＧＨｚで、Ｓ１１パラメータの値が−６ｄＢ以下という良好な値が得られた。
【０１７３】
図１０（Ｃ）に示す特性は、図６に示すＳ１１パラメータの周波数特性から、１．５ＧＨｚの帯域を取り除いた特性である。これは、アンテナ装置２００が実施の形態１のアンテナ装置１００からアンテナエレメント１３０を取り除いた構成を有するためである。
【０１７４】
このように、スイッチ１９０を切り替えることにより、アンテナ装置２００の通信周波数帯域を調整できることが確認できた。
【０１７５】
また、実施の形態２のアンテナ装置２００は、実施の形態１のアンテナ装置１００と同様に、アンテナエレメント１１１の放射特性を改善するとともに、グランド用の配線（パッド１４１及びビア１４１Ａ）と信号線１５０の取り回しを簡略化することができる。
【０１７６】
なお、図１０（Ｃ）には示さないが、スイッチ１９０を切り替えてアンテナエレメント１１１にアンテナエレメント１２２を接続すると、アンテナ装置２００の通信周波数帯域は、約７００ＭＨｚと、約１．７ＧＨｚ〜約２．７ＧＨｚに調整される。
【０１７７】
＜実施の形態３＞
図１１は、実施の形態３のアンテナ装置３００を示す図である。図１１（Ａ）、（Ｂ）に示す実施の形態３のアンテナ装置３００は、図２及び図３（Ａ）、（Ｂ）に示す実施の形態１のアンテナ装置１００のグランドエレメント１８０を変形して、アンテナエレメント３１１に近づけた構成を有する。その他の構成は実施の形態１のアンテナ装置１００と同様であるため、同様の構成要素には同一符号を付し、重複説明を省略する。
【０１７８】
図１１に示すアンテナ装置３００は、基板１０１、アンテナエレメント３１０、３２０、グランドエレメント３８０、及びスイッチ３９０を含む。図１１（Ａ）には、スイッチ３９０を実装する前の状態のアンテナ装置３００を示し、図１１（Ｂ）には、スイッチ３９０を実装した状態のアンテナ装置３００のアンテナエレメント３１０及び３２０の周辺を拡大して示す。
【０１７９】
図１１では、アンテナエレメント３１０、３２０、及びグランドエレメント３８０の構成について、実施の形態１におけるアンテナエレメント１１０、１２０、及びグランドエレメント１８０との相違点を中心に説明する。
【０１８０】
アンテナ装置３００は、実施の形態１のアンテナ装置１００と同様に、アンテナエレメント１３０、信号線１５０、及びパッド１６０等を含むが、図１１では図示を省略する。
【０１８１】
アンテナエレメント３１０は、Ｔ型のアンテナエレメントであり、給電点３１０Ａと、アンテナエレメント３１１及３１２とを有する。アンテナエレメント３１１は、アンテナエレメント３１０のうち、給電点３１０ＡからＴ型のＸ軸正方向側の半分を構築するように延伸する部分である。アンテナエレメント３１２は、アンテナエレメント３１０のうち、給電点３１０ＡからＴ型のＸ軸負方向側の半分を構築するように延伸する部分である。
【０１８２】
アンテナエレメント３２０は、アンテナエレメント３１１の先端側に形成されている。
【０１８３】
アンテナエレメント３１１は、給電点３１０ＡからＹ軸正方向側に延伸し、分岐点３１０ＢでＸ軸正方向側に折れ曲がり、先端部３１０Ｃまで延伸している。なお、先端部３１０Ｃは開放端である。
【０１８４】
アンテナエレメント３１１は、一端が給電点３１０Ａであり、他端が先端部３１０Ｃであるモノポールアンテナである。アンテナエレメント３１１は、給電点３１０Ａと先端部３１０Ｃとの間の長さが使用周波数における波長の１／４に設定されている。
【０１８５】
アンテナエレメント３１０の給電点３１０Ａ、分岐点３１０Ｂ、及びアンテナエレメント３１２は、それぞれ、実施の形態１のアンテナエレメント１１０の給電点１１０Ａ、分岐点３１０Ｂ、及びアンテナエレメント１１２と同様である。すなわち、アンテナエレメント３１０は、実施の形態１のアンテナエレメント１１０とは、分岐点３１０ＢよりもＸ軸正方向側の構成が異なる。
【０１８６】
アンテナエレメント３１１は、分岐点３１０ＢからＸ軸正方向側に延伸し、先端部３１０Ｃは、基板１０１の角部１０１Ｂよりもアンテナエレメント３２０の長さだけ手前に位置する。
【０１８７】
先端部３１０ＣのＸ軸正方向側には、所定の間隔だけ離間してアンテナエレメント３２０が形成されている。アンテナエレメント３２０は、一端３２０Ａが先端部３１０Ｃの近傍に位置し、他端３２０Ｂが基板１０１の角部１０１Ｂの近傍に位置している（図１１（Ａ）参照）。
【０１８８】
図１１（Ｂ）に示すスイッチ３９０は、アンテナエレメント３１１の先端部３１０Ｃと、アンテナエレメント３２０の一端３２０Ａとの間に配設されており、オンになると先端部３１０Ｃと一端３２０Ａとを接続し、オフになると先端部３１０Ｃと一端３２０Ａとを接続しない状態になる。スイッチ３９０は、例えば、実施の形態１の信号線１５０と同様の信号線によってオン／オフが切り替えられるスイッチであればよく、例えば、トランジスタを用いることができる。
【０１８９】
グランドエレメント３８０は、アンテナエレメント３１０及び３２０が形成されていない領域に形成されている。グランドエレメント３８０は、Ｘ軸正方向側の近傍に、平面視でＹ軸正方向側に突出する突出部３８１を有する。
【０１９０】
突出部３８１は、先端部３１０Ｃとアンテナエレメント３２０の近傍に位置する。
【０１９１】
実施の形態３のアンテナ装置３００は、第１アンテナエレメントの一例としてのアンテナエレメント３１１が分岐点３１０ＢからＸ軸正方向側（突出部３８１側）に折れ曲がることにより、先端部３１０Ｃがグランドエレメント３８０（の突出部３８１）の近傍に位置している。
【０１９２】
このため、実施の形態３のアンテナ装置３００では、アンテナエレメント３１１の先端部３１０Ｃにスイッチ３９０が接続されることになる。すなわち、スイッチ３９０は、モノポールアンテナであるアンテナエレメント３１１の電流分布が最も低い先端部３１０にスイッチ３９０が接続されるため、スイッチ３９０での電力の損失を低減することができる。
【０１９３】
このため、実施の形態３によれば、実施の形態１と同様に、アンテナエレメント３１１の放射特性を改善することができ、この結果、放射特性を改善したアンテナ装置３００を提供することができる。
【０１９４】
なお、実施の形態３のアンテナ装置３００では、スイッチ３９０はグランドエレメント３８０の近傍に配設されるため、実施の形態１と同様に、信号線１５０（図２及び図３（Ａ）、（Ｂ）参照）等の取り回しを簡略化することができる。
【０１９５】
以上、実施の形態３によれば、アンテナエレメント３１１の先端部３１０Ｃにスイッチ３９０を接続し、アンテナエレメント３１１にアンテナエレメント３２０を接続できるアンテナ装置３００を提供することができる。アンテナ装置３００は、スイッチ３９０の接続状態を制御することにより、通信周波数帯域を調整することのできる所謂チューナブルアンテナである。
【０１９６】
アンテナ装置３００は、モノポールアンテナであるアンテナエレメント３１１の電流分布が最も低い先端部３１０Ｃにスイッチ３９０を接続してあるため、スイッチ３９０における電力の損失を低減することができる。
【０１９７】
特に、近年は、アンテナ装置の小型化又はマルチバンド化により、アンテナ装置に含まれるアンテナエレメントの放射抵抗が小さくなっており、スイッチでの電力の損失が相対的に大きくなっている。
【０１９８】
このため、モノポールアンテナであるアンテナエレメント３１１の電流分布が最も低い先端部３１０Ｃにスイッチ３９０を接続することにより、アンテナエレメント３１１の放射効率を改善することができる。
【０１９９】
以上、本発明の例示的な実施の形態のアンテナ装置について説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。
以上の実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１）
グランドエレメントと、
給電点が前記グランドエレメント側に配設され、平面視で前記グランドエレメントから離間する方向に前記給電点から延伸され、中間点で分岐する第１アンテナエレメント及び第２アンテナエレメントを有するＴ型アンテナエレメントであって、平面視で前記第１アンテナエレメントが前記グランドエレメントに向けて折り返される、Ｔ型アンテナエレメントと、
前記第１アンテナエレメントの先端部に接続されるスイッチ部と、
前記スイッチ部を介して前記第１アンテナエレメントの先端部に接続され、前記第１エレメントよりも短い第３アンテナエレメントと
を含む、アンテナ装置。
（付記２）
端辺と、前記端辺よりも平面視で突出する突出部とを有するグランドエレメントと、
給電点が前記グランドエレメントの前記端辺側に配設され、平面視で前記グランドエレメントの前記端辺から離間する方向に前記給電点から延伸され、中間点で分岐する第１アンテナエレメント及び第２アンテナエレメントを有するＴ型アンテナエレメントであって、平面視で前記第１アンテナエレメントは前記中間点から前記突出部側に分岐される、Ｔ型アンテナエレメントと、
前記第１アンテナエレメントの先端部に接続されるスイッチ部と、
前記スイッチ部を介して前記第１アンテナエレメントの先端部に接続され、前記第１エレメントよりも短い第３アンテナエレメントと
を含む、アンテナ装置。
（付記３）
前記第３アンテナエレメントを複数含み、複数の前記第３アンテナエレメントの長さはそれぞれ異なる、付記１又は２記載のアンテナ装置。
（付記４）
前記第１アンテナエレメント又は前記第２アンテナエレメントは、前記給電点から見て前記中間点よりも先端側に、平面視で前記先端側よりも前記中間点側にかけて線幅が広くなるようにテーパ状に形成されるテーパ部を有する、付記１乃至３のいずれか一項記載のアンテナ装置。
（付記５）
前記前記Ｔ型アンテナエレメント、前記スイッチ部、及び前記第３アンテナエレメントが一方の面に形成され、前記グランドエレメントが他方の面、又は、内層に形成される、基板をさらに含む、付記１乃至４のいずれか一項記載のアンテナ装置。
（付記６）
前記第１アンテナエレメント又は前記第２アンテナエレメントから分岐し、平面視で前記第２アンテナエレメントに沿うように、前記基板の他方の面に形成される第４アンテナエレメントをさらに含む、付記１乃至５のいずれか一項記載のアンテナ装置。
（付記７）
基板と、
前記基板の一方の面に実装される通信部と、
前記基板の他方の面又は内層に形成されるグランドエレメントと、
前記基板の一方の面に形成され、給電点が前記グランドエレメント側に配設され、平面視で前記グランドエレメントから離間する方向に前記給電点から延伸され、中間点で分岐する第１アンテナエレメント及び第２アンテナエレメントを有するＴ型アンテナエレメントであって、平面視で前記第１アンテナエレメントが前記グランドエレメントに向けて折り返される、Ｔ型アンテナエレメントと、
前記基板の一方の面に実装され、前記第１アンテナエレメントの先端部に接続されるスイッチ部と、
前記スイッチ部を介して前記第１アンテナエレメントの先端部に接続され、前記第１エレメントよりも短い第３アンテナエレメントと、
前記基板の一方の面に実装されるとともに前記通信部に接続され、前記通信部の通信状態に応じて前記スイッチ部の接続状態を切り替える制御部と
を含む、携帯端末機。
【符号の説明】
【０２００】
１００、２００、３００  アンテナ装置
１０１  基板
１１０、１１１、１１２、１２０、１２１、１２２、１３０、３１０、３１１、３１２、３２０  アンテナエレメント
１１０Ａ、３１０Ａ  給電点
１１０Ｂ、３１０Ｂ  分岐点
１１０Ｇ、３１０Ｃ  先端部
１４０  配線部
１５０  信号線
１８０  グランドエレメント
１９０、３９０  スイッチ
【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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