(57)【要約】      （修正有）【課題】携帯端末に好ましく搭載できる小型で放射効率の高い不平衡給電型アンテナを提供する。【解決手段】不平衡給電型アンテナ１０は、平板状のアンテナ導体１２に複合磁性体１１が装荷されてなるアンテナ１３が、接地板１４の近傍に非接触状態で配置されている。前記アンテナが、平面視で前記接地板の主平面と重なる位置に配置されている構成としてもよい。前記アンテナが、平面視で前記接地板の外側に配置されるとともに前記接地板の周縁に沿って配置されている構成としてもよい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板状のアンテナ導体に複合磁性体が装荷されてなるアンテナが、接地板の近傍に非接触状態で配置されていることを特徴とする、不平衡給電型アンテナ。
【請求項２】
前記アンテナが、平面視で前記接地板の主平面と重なる位置に配置されていることを特徴とする、請求項１記載の不平衡給電型アンテナ。
【請求項３】
前記アンテナが、平面視で前記接地板の外側に配置されるとともに前記接地板の周縁に沿って配置されていることを特徴とする、請求項１記載の不平衡給電型アンテナ。
【請求項４】
前記アンテナ導体が、前記複合磁性体の表面に配置されていることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか１項記載の不平衡給電型アンテナ。
【請求項５】
前記複合磁性体が、平均厚みは０．０１μｍ以上かつ１０μｍ以下、平均長径は０．０５μｍ以上かつ２０μｍ以下、かつ平均アスペクト比（長径／厚み）は５以上である磁性体粒子と、絶縁材料と、を含むことを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか１項記載の不平衡給電型アンテナ。
【請求項６】
前記複合磁性体の気孔率が２０％以下であることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか１項記載の不平衡給電型アンテナ。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項記載の不平衡給電型アンテナを備えたことを特徴とする通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は不平衡給電型アンテナ及びそれを備えた通信装置に関し、特に携帯端末に好適に用いることができる不平衡給電型アンテナ及びそれを備えた通信装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話やスマートフォン等の無線通信を行う携帯端末の普及に伴い、携帯端末自身の小型化が求められているため、携帯端末に用いられるアンテナ、電子部品、回路基板等の部品の小型化も求められている。
【０００３】
また、従来携帯端末に使用されている８００ＭＨｚ〜２ＧＨｚの周波数帯域が飽和しているため、マルチメディア放送ではＶＨＦ帯の２０７〜２２２ＭＨｚ、ワンセグ放送ではＵＨＦ帯の４７０〜７７０ＭＨｚといった従来よりも波長が長い周波数帯域を使用する予定がある。そのため、アンテナ等の部品の小型化への要求はさらに強いものとなっている。
【０００４】
小型化されたアンテナ構造としては、筐体等に配設されたプリント基板等に形成された接地板を利用したモノポールアンテナ等の不平衡給電型アンテナが知られている。
不平衡給電型アンテナは、アンテナ導体と接地板との間に電磁界が形成されて、接地板もアンテナの一部として機能することにより、アンテナ自体の小型化を図るものである。
【０００５】
また、一般に、物質内を伝播する電磁波の波長λｇは、真空中を伝播する電磁波の波長λｏと物質の複素誘電率の実部εｒ’（以下εｒ’と略記する場合がある）及び複素透磁率の実部μｒ’（以下、μｒ’と略記する場合がある）を用いて、
λｇ＝λｏ／（εｒ’・μｒ’）１／２……（１）
と表すことができる。この式（１）によれば、εｒ’及びμｒ’が大きいほど波長λｇの短縮率が大きくなる。したがって、電子部品や回路基板やアンテナ等を構成する磁性材料のεｒ’及びμｒ’を大きくすることで、波長λｇの短縮率が大きくなり、よって、電子部品や回路基板やアンテナ等の小型化が可能になることが知られている。
【０００６】
アンテナを小型化させるために、特許文献１では、線状の導体が磁性基体の長手方向に沿って前記磁性体を貫通している不平衡給電型のチップアンテナが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−３１８７０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし特許文献１記載の技術では、波長短縮効果によりアンテナを小型化することはできても、アンテナの放射効率が十分でないという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、ＶＨＦ帯からＵＨＦ帯のような低周波帯域にも適用可能であり、かつ携帯端末に好ましく搭載できる小型で放射効率の高い不平衡給電型アンテナ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】
【００１０】
本発明者等は、上記課題を解決するために鋭意検討を行った結果、平板状のアンテナ導体に複合磁性体が装荷されてなるアンテナを、接地板に対して間隔を空けて接触しないように設置した構成を採用することにより、アンテナの放射効率が向上することを見出した。
【００１１】
すなわち本発明の不平衡給電型アンテナは、平板状のアンテナ導体に複合磁性体が装荷されてなるアンテナが、接地板の近傍に、非接触状態で配置されていることを特徴とする。
【００１２】
前記アンテナが、平面視で前記接地板の主平面と重なる位置に配置されている構成としてもよい。
前記アンテナが、平面視で前記接地板の外側に配置されるとともに前記接地板の周縁に沿って配置されている構成としてもよい。
前記アンテナ導体が、前記複合磁性体の表面に配置されている構成としてもよい。
前記複合磁性体が、平均厚みは０．０１μｍ以上かつ１０μｍ以下、平均長径は０．０５μｍ以上かつ２０μｍ以下、かつ平均アスペクト比（長径／厚み）は５以上である磁性体粒子と、絶縁材料と、を含む構成としてもよい。
前記複合磁性体の気孔率が２０％以下である構成としてもよい。
【００１３】
本発明の通信装置は、上記の不平衡給電型アンテナを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、平板状のアンテナ導体が複合磁性体により装荷されてなるアンテナを、接地板に対して間隔を空けて接触しない状態で配置したことにより、アンテナの放射効率を向上させることができる。さらに複合磁性体の波長短縮効果により、アンテナを小型化することができる。
また本発明によれば、小型で放射効率の高い不平衡給電型アンテナを備え、小型で高性能の通信装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態の不平衡給電型アンテナの構造を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態の不平衡給電型アンテナの構造を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態の不平衡給電型アンテナの構造を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態の不平衡給電型アンテナの構造を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態の不平衡給電型アンテナの構造を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態の不平衡給電型アンテナの構造を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態の不平衡給電型アンテナの構造を示す図である。
【図８】本発明の一実施形態の不平衡給電型アンテナの構造を示す図である。
【図９】本発明の一実施形態の通信装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本実施形態の不平衡給電型アンテナ及び通信装置について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この形態は発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り本発明を限定するものではない。
【００１７】
［不平衡給電型アンテナ］
本実施形態のアンテナと接地板の配置関係は、アンテナと接地板が所定の間隔で離間され、接触しない状態で配置されていれば特に限定されない。アンテナと接地板の間隔は、最も近いところで、２ｍｍ以上であることが好ましく、さらには４ｍｍ以上であればより好ましい。以下、アンテナと接地板の配置例を図面を参照しつつ説明する。
なお、本明細書では、接地板とアンテナの配置関係を説明するために、ＸＹＺ直交座標系を設定する。以下の各実施形態において、平面形状の接地板の板面にＸＹ平面を規定し、板面の法線方向をＺ軸方向とする。さらに、接地板上に配置されるアンテナの長手方向をＹ軸方向、アンテナの幅方向をＸ軸方向とする。
【００１８】
「第一実施形態」
図１は、第一実施形態に係る不平衡給電型アンテナを示す図である。図１（ａ）は不平衡給電型アンテナの斜視図、（ｂ）はＹＺ面に平行な面における断面図である。
【００１９】
不平衡給電型アンテナ１０は、アンテナ１３と、接地板１４と、給電点１５とを有する。アンテナ１３は、平板状のアンテナ導体１２と、このアンテナ導体１２を挟み込むようにして装荷された２枚の板状の複合磁性体１１とを有する。アンテナ１３は図示しない支持体により、接地板１４の主平面（ＸＹ面に平行な面）上に配置されている。
なお、「装荷」とは、電磁的な相互作用により、波長短縮等の効果が得られるようにするために、アンテナ導体に複合磁性体を接触あるいは近づけることを意味する。
【００２０】
アンテナ導体１２は、コネクタ、ケーブル等を介して給電点１５と接続されている。アンテナ導体１２と給電点１５とは、図１に示すように接地板１４の外側に引き回されたケーブルを介して接続してもよく、接地板１４を厚さ方向に貫通して形成された貫通孔に設けられたコネクタを介して接続してもよい。
【００２１】
[アンテナ導体]
アンテナ導体１２の形状は、所定の導体長及び幅を有する平板状（テープ状）であれば特に限定されない。アンテナ導体１２の幅は、広くすることでより多くの電流を流せてアンテナ効率が向上するため、不都合を生じない範囲で広くする方が好ましい。一方で、アンテナ導体１２の幅が、複合磁性体１１の幅よりも大きくなると、前述の装荷による電磁的な相互作用が不十分になる不都合が生じるため好ましくない。
【００２２】
[複合磁性体]
複合磁性体１１は、不平衡給電型アンテナ１０に求められる性能に応じて、複素透磁率の実部μｒ’、及び複素透磁率の損失正接ｔａｎδμ（以下、ｔａｎδμと略記する場合がある。）が設定される。所望の波長短縮効果を得られるようにμｒ’が設定され、所望の放射効率を得られるように損失正接ｔａｎδμが設定される。
【００２３】
本実施形態において、複合磁性体１１は、７０ＭＨｚから５００ＭＨｚまでの周波数帯域におけるμｒ’が１よりも大きく、好ましくは７以上、より好ましくは９以上であり、かつｔａｎδμは０．１以下であることが好ましい。さらに、７０ＭＨｚから５００ＭＨｚまでの周波数帯域におけるεｒ’が１５以上であり、かつ複素誘電率の損失正接ｔａｎδε（以下ｔａｎδεと略記する場合がある）が０．１以下であることが好ましい。
【００２４】
また、インピーダンスマッチングによる電力損失を抑制するためには、複合磁性体１１における（μｒ’・εｒ’）−１／２が０．１以下、（μｒ’／εｒ’）１／２が０．５以上かつ１以下であることが好ましい。
なお、本実施形態において、μｒ’、εｒ’、ｔａｎδμ、ｔａｎδεは、マテリアルアナライザーで測定した値であるが、測定装置としては、上記の各値がマテリアルアナライザーと同等の精度で測定することができる装置であればよく、マテリアルアナライザーに限定されない。
【００２５】
上記の特性を有する複合磁性体１１としては、例えば、平均厚みが０．０１μｍ以上かつ１０μｍ以下、好ましくは０．０１μｍ以上かつ０．５μｍ以下であり、平均長径が０．０５μｍ以上かつ２０μｍ以下、好ましくは０．０５μｍ以上かつ５μｍ以下であり、かつ平均アスペクト比（長径／厚み）が５以上である平板状磁性体粒子と、絶縁材料とを含む複合磁性体が挙げられる。
さらに、上記材料により構成された複合磁性体１１において、その気孔率を２０％以下とすることが好ましい。これにより、インピーダンスマッチングによる電力損失を抑制することができる。
【００２６】
複合磁性体１１の形状は、アンテナ導体１２と略同じ大きさの長さと幅又はアンテナ導体１２よりも大きな長さと幅を有する直線的な形状（棒状、板状など）であれば特に限定されない。例えば、円柱状、角柱状、細長い平板状のような形状を有する複合磁性体１１を用いることができる。複合磁性体１１は、薄くなるほど波長短縮効果が得られにくくなり、作製も困難になる。そのため、複合磁性体１１は、少なくとも０．１ｍｍ以上の厚みを有する形状とすることが好ましい。なお、本実施形態において、アンテナ導体１２を上下（Ｚ方向）に挟み込む２つの複合磁性体１１の形状を、互いに異なる形状としてもよい。
【００２７】
上記構成を備えた本実施形態の不平衡給電型アンテナ１０では、アンテナ１３と接地板１４とが間隔を空けて、互いに接触しないようにして近傍に配置されている。この構成によれば、アンテナ１３と接地板１４との間に電磁界が形成される空間を確保することができる。そして、この空間によって電波を放射ないし受信することができるので、アンテナの放射効率を向上させることができる。
【００２８】
ここで、第一実施形態の不平衡給電型アンテナ１０の設計例とシミュレーション結果を示す。
【００２９】
「シミュレーション１」
長さ９０ｍｍ、幅２．０ｍｍ、厚み０．０８ｍｍの平板状の銅製のアンテナ導体１２を、長さ９０ｍｍ、幅２．４ｍｍ、厚み０．５ｍｍの複合磁性体１１により挟持してアンテナ１３とした。接地板１４とアンテナ導体１２との距離ｄ２を２．５ｍｍ（アンテナ１３と接地板１４の間隔ｄ１は２ｍｍ）とし、複合磁性体１１のμｒ’を９、ｔａｎδμを０．０３、εｒ’を３０、ｔａｎδεを０．０８とした場合の特性についてシミュレーションを行った。その結果、共振周波数は４１８ＭＨｚであった。このアンテナを整合回路により共振周波数を２２０ＭＨｚにしたときの放射効率は−２４．２ｄＢであり、不平衡給電型アンテナとして機能した。
【００３０】
「シミュレーション２」
シミュレーション１の条件で、ｔａｎδμを０．０３から０．０２に変更した以外は同様にした配置についてシミュレーションを行った。その結果、共振周波数を２２０ＭＨｚにしたときの放射効率は−１８．２ｄＢであり、不平衡給電型アンテナとして機能した。
【００３１】
「シミュレーション３」
シミュレーション１の条件で、ｄ２を２．５ｍｍ（ｄ１＝２ｍｍ）から、ｄ２を０．８ｍｍ（ｄ１＝０．３ｍｍ）に変更した以外は同様にした配置についてシミュレーションを行った。その結果、共振周波数は４１８ＭＨｚであった。このアンテナを整合回路により共振周波数を２２０ＭＨｚにしたときの放射効率は−３１．０ｄＢであり、不平衡給電型アンテナとして機能した。
【００３２】
「シミュレーション４」
シミュレーション１の条件で、ｄ２を２．５ｍｍ（ｄ１＝２ｍｍ）から、ｄ２を４．５ｍｍ（ｄ１＝４ｍｍ）に変更した以外は同様にした配置についてシミュレーションを行った。その結果、共振周波数は４１８ＭＨｚであった。このアンテナを整合回路により共振周波数を２２０ＭＨｚにしたときの放射効率は−１４．４ｄＢであり、不平衡給電型アンテナとして機能した。
【００３３】
「シミュレーション５」
接地板１４とアンテナ導体１２との距離ｄ２を２．５ｍｍとして、平板状の銅製のアンテナ導体１２のみでアンテナとし、同様のシミュレーションを行った。その結果、共振周波数は８８２ＭＨｚで、整合回路により共振周波数を２２０ＭＨｚにしたときの放射効率は−２４．９ｄＢであった。すなわち、不平衡給電型アンテナとして機能はするが、シミュレーション１のアンテナよりも放射効率が低く、波長短縮効果が得られないことが確認された。
【００３４】
「シミュレーション６」
シミュレーション１の条件で、ｄ２を２．５ｍｍ（ｄ１＝２ｍｍ）から、ｄ２を０．５ｍｍ（ｄ１＝０ｍｍ）に変更した以外は同様にしてシミュレーションを行った。すなわち、アンテナ１３と接地板１４が接触している配置についてシミュレーションを行った。その結果、アンテナ１３と接地板１４との間に電磁界が形成される空間を確保することができないために、共振が起こらず、不平衡給電型アンテナとして機能しなかった。
【００３５】
「シミュレーション７」
シミュレーション１の条件で、ｄ２を２．５ｍｍ（ｄ１＝２ｍｍ）から、ｄ２を０．７ｍｍ（ｄ１＝０．２ｍｍ）に変更した以外は同様にしてシミュレーションを行った。すなわち、アンテナ１３と接地板１４が極めて近い位置にある配置についてシミュレーションを行った。その結果、アンテナ１３と接地板１４との間に電磁界が形成される空間を確保することができないために共振が起こらず、不平衡給電型アンテナとして機能しなかった。
【００３６】
シミュレーション１〜７の結果より、アンテナ導体１２に２枚の複合磁性体１１を装荷することでアンテナ１３を構成し、このアンテナ１３と、接地板１４とを間隔をおいて、接触させないように配置することにより、波長の短縮効果が得られ、しかも放射効率が向上することが確認された。さらに放射効率は、アンテナ１３と、接地板１４の間隔ｄ２を大きくとること、及びｔａｎδμを小さくすることで良くなることが確認された。
【００３７】
「第二実施形態」
次に、第二実施形態の不平衡給電型アンテナについて説明する。なお、以下の実施形態において、第一実施形態と共通の構成要素には同一の符号を付し、それらについての詳細な説明は簡略化又は省略する。
【００３８】
図２は、第二実施形態に係る不平衡給電型アンテナを示す図である。
第二実施形態の不平衡給電型アンテナ２０は、平板状のアンテナ導体２２と、アンテナ導体２２に装荷された角柱状の複合磁性体２１とからなるアンテナ２３を有する。アンテナ２３において、平板状のアンテナ導体２２は複合磁性体２１の表面に配置されている。アンテナ２３のアンテナ導体２２側には、平板状の接地板１４が設けられている。アンテナ２３のアンテナ導体２２には給電点１５が接続されている。
【００３９】
アンテナ２３は、図示しない支持体により接地板１４上の空間に支持されている。アンテナ２３と接地板１４とは間隔を空けて互いに接触しないように設置されている。アンテナ２３のアンテナ導体２２の主面と、接地板１４の主平面とは互いに平行に配置されている。
アンテナ導体２２と給電点１５は、コネクタやケーブル等を介して接続される。上記コネクタやケーブルは、接地板１４に設けた穴に挿通させてもよく、接地板１４の外側に引き回してもよい。
【００４０】
アンテナ導体２２としては、第一実施形態に係るアンテナ導体１２と同様の材質及び形状を有する導体を用いることができる。また複合磁性体２１としても、第一実施形態に係る複合磁性体１１と同様の材質及び形状を有する複合磁性体を用いることができる。
【００４１】
本実施形態では、アンテナ２３と接地板１４との間に空間が設けられていることで、先の第一実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
さらに本実施形態では、アンテナ２３において、アンテナ導体２２が複合磁性体２１の表面に配置されているのに加えて、アンテナ導体２２と接地板１４とが直接対向する位置に配置されている。これにより、アンテナ導体２２と接地板１４との間に形成される電磁界が複合磁性体２１を通過しない構成となるので、複合磁性体２１に起因する磁気損失を低減させることができる。したがって本実施形態によれば、放射効率をさらに高めた不平衡給電型アンテナが提供される。
【００４２】
第二実施形態の不平衡給電型アンテナの設計例とシミュレーション結果を示す。
【００４３】
「シミュレーション８」
長さ９０ｍｍ、幅２．０ｍｍ、厚み０．０８ｍｍの平板状の銅製のアンテナ導体２２を、長さ９０ｍｍ、幅２．４ｍｍ、厚み１．０ｍｍの複合磁性体２１の一側面（長手方向に沿う面）に接着し、アンテナ２３を作製した。接地板１４と複合磁性体２１との距離ｄ１を２．０８ｍｍ、接地板１４とアンテナ導体２２との距離ｄ２を２．０ｍｍとし、複合磁性体２１のμｒ’を９、ｔａｎδμを０．０３、εｒ’を３０、ｔａｎδεを０．０８とした場合の特性についてシミュレーションを行った。その結果、共振周波数は６９４ＭＨｚであり、整合回路により共振周波数を２２０ＭＨｚにしたときの放射効率は−２４．３ｄＢであった。
【００４４】
「シミュレーション９」
平板状の銅製のアンテナ導体２２のみでアンテナとし、シミュレーション８と同様のシミュレーションを行った。その結果、共振周波数は９００ＭＨｚで、整合回路により共振周波数を２２０ＭＨｚにしたときの放射効率は−２５．７ｄＢであった。すなわち、不平衡給電型アンテナとして機能はするが、シミュレーション８のアンテナよりも放射効率が低く、波長短縮効果が得られないことが確認された。
【００４５】
「シミュレーション１０」
シミュレーション８の条件で、ｄ２を２．０ｍｍから、ｄ２を０ｍｍに変更した以外は同様にしてシミュレーションを行った。すなわち、アンテナ２３と接地板１４が接触している配置についてシミュレーションを行った。その結果、アンテナ導体２２と接地板１４は電磁気的に一体になってしまうために、不平衡給電型アンテナとして機能しなかった。
【００４６】
すなわち、平板状のアンテナ導体２２に角柱状の複合磁性体２１が装荷され、平板状のアンテナ導体２２が角柱状の複合磁性体２１の表面に配置されているアンテナ２３を、複合磁性体２１と接地板１４との間にアンテナ導体２２が位置し、アンテナ２３と接地板１４とが間隔をおいて、接触しないように配置することにより、波長の短縮効果が得られ、しかも放射効率が向上することが確認された。
【００４７】
「第三実施形態」
図３は、第三実施形態に係る不平衡給電型アンテナ３０を示す図である。
本実施形態の不平衡給電型アンテナ３０は、平板状のアンテナ導体３２と、アンテナ導体３２に装荷された角柱状の複合磁性体３１とからなるアンテナ３３を有する。アンテナ３３において、平板状のアンテナ導体３２は角柱状の複合磁性体３１の表面に配置されている。アンテナ３３のアンテナ導体３２が配置された面と反対側（下面側）に接地板１４が設けられている。アンテナ３３のアンテナ導体３２に、給電点１５が接続されている。
【００４８】
アンテナ導体３２としては、第一実施形態に係るアンテナ導体１２と同様の材質及び形状を有する導体を用いることができる。また複合磁性体３１としても、第一実施形態に係る複合磁性体１１と同様の材質及び形状を有する複合磁性体を用いることができる。
【００４９】
アンテナ３３において、アンテナ導体３２は複合磁性体３１と同等の長さを有して配置されており、アンテナ導体３２の長さ方向の両端は、少なくとも複合磁性体３１の長さ方向の両端に達するように配置されている。アンテナ導体３２の端部が複合磁性体３１の長さ方向の両端に露出していてもよい。
【００５０】
アンテナ３３は、その長手方向が接地板１４の主平面と平行になるように接地板１４上に配置されている。さらに本実施形態の場合、アンテナ導体３２は、複合磁性体３１の接地板１４と反対側の面に形成されている。平板状のアンテナ導体３２は、その主面が接地板１４の主平面と平行になるように配置されている。本実施形態において、接地板１４と複合磁性体３１との距離ｄ１は例えば２．０ｍｍであり、接地板１４とアンテナ導体３２との距離ｄ２は例えば３．０ｍｍである。
【００５１】
本実施形態の不平衡給電型アンテナ３０においても、アンテナ３３と接地板１４との間に空間が設けられていることで、先の第一実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
さらに本実施形態では、アンテナ導体３２が複合磁性体３１の表面に配置されるとともに、その両端部が複合磁性体３１の長さ方向の端部に達する位置に配置されている。これにより、アンテナ導体３２の両端部から放射される電磁界の大部分が、複合磁性体３１の外側を回り込むようにして接地板１４に到達する。その結果、複合磁性体３１に起因する磁気損失を低減させることができる。したがって本実施形態によれば、放射効率が高く、しかも小型化が容易な不平衡給電型アンテナが提供される。
【００５２】
第三実施形態の不平衡給電型アンテナの設計例とシミュレーション結果を示す。
【００５３】
「シミュレーション１１」
長さ９０ｍｍ、幅２．０ｍｍ、厚み０．０８ｍｍの平板状の銅製のアンテナ導体３２を、長さ９０ｍｍ、幅２．４ｍｍ、厚み１．０ｍｍの複合磁性体３１の一側面（長手方向に沿う面）に接着し、アンテナ３３を作製した。接地板１４と複合磁性体３１との距離ｄ１を２．０ｍｍ、接地板１４とアンテナ導体３２との距離ｄ２を３．０ｍｍとし、複合磁性体３１のμｒ’を９、ｔａｎδμを０．０３、εｒ’を３０、ｔａｎδεを０．０８とした場合の特性についてシミュレーションを行った。
その結果、整合回路により共振周波数を２２０ＭＨｚにしたときの放射効率は−２３．１ｄＢであり、不平衡給電型アンテナとして機能した。
【００５４】
「シミュレーション１２」
シミュレーション１１の条件で、ｄ２を３．０ｍｍから、ｄ２を１．５ｍｍに変更した以外は同様にして、シミュレーションを行った。その結果、共振周波数は４１８ＭＨｚであった。このアンテナを整合回路により共振周波数を２２０ＭＨｚにしたときの放射効率は−２７．８ｄＢであり、不平衡給電型アンテナとして機能した。
【００５５】
「シミュレーション１３」
平板状の銅製のアンテナ導体３２のみでアンテナとし、シミュレーション１１と同様のシミュレーションを行った。その結果、共振周波数は９００ＭＨｚであった。整合回路により共振周波数を２２０ＭＨｚにしたときの放射効率は−２５．７ｄＢであった。すなわち、不平衡給電型アンテナとして機能はするが、シミュレーション１１のアンテナよりも放射効率が低く、波長短縮効果が得られないことが確認された。
【００５６】
「シミュレーション１４」
シミュレーション１１の条件で、ｄ１を２．０ｍｍから０ｍｍに変更した以外は同様にしてシミュレーションを行った。すなわち、アンテナ３３と接地板１４が接触している配置についてシミュレーションを行った。その結果、アンテナ３３と接地板１４との間に電磁界が形成される空間を確保することができないために、共振が起こらず、不平衡給電型アンテナとして機能しなかった。
【００５７】
すなわち、平板状のアンテナ導体３２に角柱状の複合磁性体３１が装荷され、平板状のアンテナ導体３２が角柱状の複合磁性体３１の表面に配置されているアンテナ３３を、アンテナ導体３２と接地板１４との間に複合磁性体３１を配置し、かつアンテナ３３と接地板１４とを間隔を空けて互いに接触しないように配置することにより、波長の短縮効果が得られ、しかも放射効率が向上することが確認された。
【００５８】
「第四実施形態」
図４は、第四実施形態に係る不平衡給電型アンテナ４０を示す図である。図４（ａ）は、本実施形態の不平衡給電型アンテナをＹ軸方向に見た図、図４（ｂ）は、本実施形態の不平衡給電型アンテナをＺ軸方向に見た図である。また図４（ｂ）にはＸＹ面に平行な面で切断したときのアンテナの断面図も示されている。
【００５９】
本実施形態の不平衡給電型アンテナ４０は、平板状のアンテナ導体４２と、アンテナ導体４２に装荷された角柱状の複合磁性体４１とからなるアンテナ４３を有する。アンテナ４３において、平板状のアンテナ導体４２が複合磁性体４１の長手方向と平行な一側面（ＹＺ面に平行な側面）に配置されている。アンテナ４３の複合磁性体４１の図示下面と対向するようにして接地板１４が設けられている。アンテナ４３のアンテナ導体４２に、給電点１５が接続されている。
【００６０】
アンテナ導体４２としては、第一実施形態に係るアンテナ導体１２と同様の材質の導体を用いることができる。また複合磁性体４１としては、第一実施形態に係る複合磁性体１１と同様の材質及び形状を有する複合磁性体を用いることができる。
【００６１】
アンテナ４３は、その長手方向が接地板１４の主平面と平行になるように接地板１４上に配置されている。これにより、複合磁性体４１と接地板１４との距離ｄ１と、アンテナ導体４２と接地板１４との距離ｄ２は同等の長さである。本実施形態において、距離ｄ１、ｄ２は、例えば２．０ｍｍである。
【００６２】
本実施形態の不平衡給電型アンテナ４０においても、アンテナ４３と接地板１４との間に空間が設けられていることで、先の第一実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
さらに本実施形態では、アンテナ導体４２が複合磁性体４１の端面に設けられていることで、アンテナ導体４２が接地板１４と直接対向する位置に配置されている。これにより、アンテナ導体４２と接地板１４との間に形成される電磁界が複合磁性体４１を通過しない構成となる。その結果、複合磁性体３１に起因する磁気損失を低減させることができる。したがって本実施形態によれば、放射効率が高く、しかも小型化が容易な不平衡給電型アンテナが提供される。
なお、接地板１４とアンテナ導体４２との距離ｄ２を０ｍｍとすると、アンテナ導体４２と接地板１４は電磁気的に一体になってしまうために、アンテナ導体となりうるものがなくなり、不平衡給電型アンテナとして機能しない。
【００６３】
「第五実施形態」
図５は、第五実施形態に係る不平衡給電型アンテナ５０を示す図である。
本実施形態の不平衡給電型アンテナ５０は、平板状のアンテナ導体５２と、アンテナ導体５２を挟み込むようにしてアンテナ導体５２の両面に装荷された２枚の複合磁性体５１とからなるアンテナ５３を有する。アンテナ５３の側方に配置された接地板１４と、給電点１５とを有する。
【００６４】
アンテナ５３としては、先の第一実施形態に係るアンテナ１３と同様の構成のものを用いることができる。本実施形態の場合、アンテナ５３は、接地板１４上には配置されず、その長さ方向を接地板１４の一辺に沿わせるようにして配置されている。本実施形態の場合、平板状のアンテナ導体５２が接地板１４とほぼ同一の平面場内に配置されている。アンテナ導体５２は、コネクタやケーブル等を介して給電点１５と接続されている。
【００６５】
図５では、アンテナ導体５２のＸ軸方向の幅は、複合磁性体５１のＸ軸方向の幅よりも狭く配置されている。アンテナ導体５２と複合磁性体５１の幅はほぼ同等としてもよい。この場合に、複合磁性体５１の辺縁において、アンテナ導体５２の長さ方向に沿った辺縁（Ｙ軸方向に延びる辺縁）の一部が露出していてもよい。
本実施形態において、複合磁性体５１と接地板１４との距離ｄ１、アンテナ導体５２と接地板１４との距離ｄ２は、特に限定されないが、例えば２．０ｍｍに設定することができる。
なお、接地板１４とアンテナ導体５２との距離ｄ２を０ｍｍとすると、アンテナ導体５２と接地板１４は電磁気的に一体になってしまうために、アンテナ導体となりうるものがなくなり、不平衡給電型アンテナとして機能しない。
【００６６】
本実施形態の不平衡給電型アンテナ５０においても、アンテナ５３と接地板１４との間に空間が設けられていることで、先の第一実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００６７】
「第六実施形態」
図６は、第六実施形態に係る不平衡給電型アンテナ６０を示す図である。
第六実施形態の不平衡給電型アンテナ６０は、側面視Ｌ形のアンテナ導体６２と、アンテナ導体６２上に装荷された角柱状の複合磁性体６１とからなるアンテナ６３を有する。アンテナ６３のアンテナ導体６２側の面には平板状の接地板１４が設けられている。アンテナ６３のアンテナ導体６２には給電点１５が接続されている。
【００６８】
アンテナ導体６２は、接地板１４と平行に対向配置される平板部６２ａと、平板部６２ａの端縁から垂下され接地板１４と接続された短絡部６２ｂとを有する。複合磁性体６１は、アンテナ導体６２の平板部６２ａの外面側（接地板１４と反対側の面）に接着されている。
アンテナ導体６２の平板部６２ａには、コネクタやケーブル等を介して給電点１５が接続されている。上記のコネクタやケーブルは、接地板１４を貫通する穴に設けられていてもよく、接地板１４の外側を回り込むように設けられていてもよい。
【００６９】
本実施形態の不平衡給電型アンテナ６０においても、複合磁性体６１と平板部６２ａと接地板１４との間に空間を有しているので、先の第一実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
また本実施形態の不平衡給電型アンテナ６０によれば、アンテナ導体６２と接地板１４とが短絡部６２ｂにより短絡されているため、給電回路とアンテナのインピーダンスを整合しやすくなっている。したがって本実施形態の不平衡給電型アンテナ６０は、小型化がより容易であり、携帯情報端末に好適に用いることができる。
【００７０】
「第七実施形態」
図７は、第七実施形態に係る不平衡給電型アンテナを示す図である。図７（ａ）は、本実施形態の不平衡給電型アンテナをＹ軸方向に見た図、図７（ｂ）は、本実施形態の不平衡給電型アンテナをＹＺ面に平行な面で切断したときの断面図である。
【００７１】
本実施形態の不平衡給電型アンテナ７０は、アンテナ導体７２と、アンテナ導体７２に装荷された角柱状の複合磁性体７１とからなるアンテナ７３を備えている。アンテナ７３において、アンテナ導体７２は帯状であり、複合磁性体７１の複数の面に配置されている。アンテナ７３の下面（＋Ｚ側の面）と対向する位置に接地板１４が設けられている。アンテナ７３のアンテナ導体７２には給電点１５が接続されている。
【００７２】
アンテナ７３は、図示しない支持体により接地板１４上の空間に支持されている。アンテナ７３と接地板１４とは互いに接触しないように配置されている。
アンテナ７３のアンテナ導体７２は、角柱状の複合磁性体７１の六面のうち、上下面（ＸＹ面に平行な面）と、２つの端面（ＸＺ面に平行な面）に配置されている。アンテナ導体７２の各面に配置された部位は、それぞれ隣り合って配置された部位と接続されている。
【００７３】
本実施形態では、アンテナ導体７２のうち、複合磁性体７１の下面（接地板１４と対向する面）に設けられた部位における＋Ｙ側の端部に給電点１５が接続されている。すなわち、アンテナ導体７２は、給電点１５との接続位置から、複合磁性体７１を垂直方向に一周するように巻き付けられている。
【００７４】
アンテナ導体７２としては、第一実施形態に係るアンテナ導体１２と同様の材質の導体を用いることができる。また複合磁性体７１としても、第一実施形態に係る複合磁性体１１と同様の材質及び形状を有する複合磁性体を用いることができる。
【００７５】
本実施形態では、アンテナ７３と接地板１４との間に空間が設けられていることで、先の第一実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
さらに本実施形態では、アンテナ７３において、アンテナ導体７２が複合磁性体７１の表面に配置されているのに加えて、アンテナ導体７２の一部と接地板１４とが直接対向する位置に配置されている。これにより、アンテナ導体７２と接地板１４との間に形成される電磁界が複合磁性体７１を通過しない構成となるので、複合磁性体７１に起因する磁気損失を低減させることができる。したがって本実施形態によれば、放射効率をさらに高めた不平衡給電型アンテナが提供される。
【００７６】
「第八実施形態」
図８は、第八実施形態に係る不平衡給電型アンテナを示す図である。図８（ａ）は、本実施形態の不平衡給電型アンテナをＹ軸方向に見た図、図８（ｂ）は、本実施形態の不平衡給電型アンテナをＺ軸方向に見た図である。また図８（ｂ）にはＸＹ面に平行な面で切断したときのアンテナの断面図も示されている。
【００７７】
本実施形態の不平衡給電型アンテナ８０は、アンテナ導体８２と、アンテナ導体８２に装荷された角柱状の複合磁性体８１とからなるアンテナ８３を有する。アンテナ８３において、アンテナ導体８２は帯状であり、複合磁性体８１の複数の面に配置されている。アンテナ８３の下面（＋Ｚ側の面）と対向する位置に接地板１４が設けられている。アンテナ８３のアンテナ導体８２には給電点１５が接続されている。
【００７８】
アンテナ８３は、図示しない支持体により接地板１４上の空間に支持されている。アンテナ８３と接地板１４とは互いに接触しないように配置されている。
ここで、アンテナ８３と接地板１４が接触している配置については、アンテナ８３と接地板１４との間に電磁界が形成される空間を確保することができないために、共振が起こらず、不平衡給電型アンテナとして機能しない。
アンテナ８３のアンテナ導体８２は、角柱状の複合磁性体８１の六面のうち、左右の側面（ＹＺ面に平行な面）と、２つの端面（ＸＺ面に平行な面）に配置されている。アンテナ導体８２の各面に配置された部位は、それぞれ隣り合って配置された部位と接続されている。
【００７９】
本実施形態では、アンテナ導体８２のうち、複合磁性体８１の一方の側面に設けられた部位における＋Ｙ側の端部に給電点１５が接続されている。そして、アンテナ導体８２は、給電点１５との接続位置から、複合磁性体８１を水平方向に一周するように巻き付けられている。
【００８０】
アンテナ導体８２としては、第一実施形態に係るアンテナ導体１２と同様の材質の導体を用いることができる。また複合磁性体８１としても、第一実施形態に係る複合磁性体１１と同様の材質及び形状を有する複合磁性体を用いることができる。
【００８１】
本実施形態では、アンテナ８３と接地板１４との間に空間が設けられていることで、先の第一実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
さらに本実施形態では、アンテナ８３において、アンテナ導体８２が複合磁性体８１の表面に配置されているのに加えて、アンテナ導体８２の少なくとも端部（＋Ｚ側の端部）が、接地板１４と直接対向するように配置されている。これにより、アンテナ導体８２と接地板１４との間に形成される電磁界が複合磁性体８１を通過しない構成となるので、複合磁性体８１に起因する磁気損失を低減させることができる。したがって本実施形態によれば、放射効率をさらに高めた不平衡給電型アンテナが提供される。
【００８２】
[通信装置]
図９は、通信装置の一実施の形態である携帯情報端末を示す図である。図９（ａ）は、本実施形態の携帯情報端末の外観図、図９（ｂ）は、本実施形態の携帯情報端末の内部構造を示す図である。
【００８３】
本実施形態の携帯情報端末１００は、図９（ａ）に示すように、筐体１０１と、筐体１０１の一面に設けられた表示部１０２とを備えている。携帯情報端末１００の筐体１０１の内部には、図９（ｂ）に示すように、先の実施形態の不平衡給電型アンテナ５０が収容されている。すなわち、筐体１０１内に、接地板１４と、アンテナ５３とが収容されている。アンテナ５３は、接地板１４の一辺に沿う位置に、接地板１４と接触しないように配置されている。
【００８４】
なお、本実施形態の不平衡給電型アンテナの携帯情報端末への装着形態は特に限定されず、公知の不平衡給電型アンテナと同様の形態を採用すればよい。
また本実施形態では第五実施形態の不平衡給電型アンテナ５０を備えた例について説明したが、携帯情報端末１００は、第一〜第八実施形態のいずれの不平衡給電型アンテナを備えていてもよい。
【００８５】
本実施形態の携帯情報端末１００に備えられた不平衡給電型アンテナは、アンテナ導体が複合磁性体を装荷されているアンテナで、かつアンテナと接地板とが接触されていないので、小型で放射効率の高い不平衡給電型アンテナである。
したがって、本実施形態の携帯情報端末１００によれば、先の実施形態の不平衡給電型アンテナが備えられているので、小型でアンテナの放射効率が高い通信装置を得ることができる。
【００８６】
また、第二〜第四実施形態、第六〜第八実施形態のように、アンテナ導体が、複合磁性体の表面に配置されている場合には、複合磁性体に起因する磁気損失が低減されるため、さらにアンテナ効率を高めることができる。
【００８７】
なお、本発明に係る通信装置としては、電磁波を介して各種情報の送信、受信、送受信のいずれかを行う装置であればよく、本実施形態の携帯情報端末に限られるものではない。例えば、パーソナルコンピューター、携帯用電話機、携帯情報端末、スマートフォン等の多機能携帯用情報端末、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）等の通信機器、オーディオ機器、ビデオ機器、カメラ機器等の各種電子機器等が挙げられる。
【実施例】
【００８８】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。
【００８９】
［実施例１］
「複合磁性体の作製」
「第１の工程」
Ｎｉ７８質量％−Ｆｅ２２質量％のＮｉ−Ｆｅ合金からなる平均粒径０．３μｍの球状の磁性体粒子２００ｇを、界面活性剤として窒素含有のグラフトポリマーを溶解したキシレン８００ｇに混合し、スラリーを作製した。
次いで、密閉容器として、循環密閉型で容器体積が５Ｌのサンドミル  ウルトラアペックスミルＵＡＭ−５（寿工業社製）を用い、この密閉容器内に、分散媒体として平均粒径５０μｍのジルコニアビーズを投入し、次いで、上記のスラリーを投入し、密閉容器内を隙間なく満たした。
【００９０】
この状態で攪拌し、扁平状の磁性体粒子を作製した。この磁性体粒子の形状を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により観察したところ、扁平状の磁性体粒子の５０個の平均の厚みは０．２μｍ、平均長径は１．９μｍであり、個々のアスペクト比の平均値は９．５であった。
また、この走査型電子顕微鏡像（ＳＥＭ像）の視野内では、球状の磁性体粒子や、厚みが０．０１μｍ以上かつ１０μｍ以下、長径が０．０５μｍ以上かつ２０μｍ以下、かつアスペクト比が５以上の範囲から外れた磁性体粒子は、実質的に認められなかった。
【００９１】
「第２の工程」
次いで、得られた磁性体粒子を乾燥して溶媒を散逸させた後、この磁性体粒子の所定量を、ポリスチレン樹脂をトルエンに溶解して得られる樹脂溶液に添加して撹拌混合した。ここでは、磁性体粒子とポリスチレン樹脂との合計の体積中に、磁性体粒子が４０体積％となるように混合した。
【００９２】
「第３の工程」
このようにして得られた混合物を、ドクターブレード法により１００ｍｍ角、厚み６００μｍの正方形状のフィルムに成形した。
次いで、このフィルムを大気中、８０℃にて２０分間乾燥し、厚みが１００μｍのドライフィルムとした。次いで、このドライフィルムを所定の枚数重ねて、減圧プレス装置にてプレス焼成を行った。プレス条件は、常圧のまま９０℃まで２０分で昇温させ、その後２ＭＰａの圧力を加えて１０分間保持し、実施例１の複合磁性体を得た。
【００９３】
この複合磁性体の２００ＭＨｚにおけるμｒ’、ｔａｎδμ、ε’、ｔａｎδεをマテリアルアナライザー  Ｅ４９９１Ａ型（Agilent Technologies社製）にて測定した。その結果、μ’は１０．２９、μ”は０．４１、ｔａｎδμは０．０４、ε’は２０．４、ε”は０．５９、ｔａｎδεは０．０２９であった。
【００９４】
「アンテナの作製」
実施例１の複合磁性体を切断加工して、長さ９０ｍｍ、幅４ｍｍ、厚み０．５ｍｍの複合磁性体を２枚得た。この２枚の複合磁性体で、長さ９０ｍｍ、幅２ｍｍ、厚み０．０３ｍｍの銅箔をアンテナ導体として挟持し、アンテナを作製した。
【００９５】
次いで、このアンテナを用いて、図１に示す不平衡給電型アンテナを作製し、実施例１の不平衡給電型アンテナを得た。この不平衡給電型アンテナでは、接地板１４とアンテナ導体１２との距離ｄ２を２．５ｍｍ（アンテナ１３と接地板１４との間隔ｄ１を２ｍｍ）とした。
【００９６】
このアンテナ導体１２と給電点１５の間に、直列で１１７ｎＨのインダクタＬｖを、並列で１５ｎＨのインダクタＬｐを組み込んで、アンテナの共振周波数を２００ＭＨｚ近傍に合わせるための整合回路を構成した。
ネットワークアナライザー  Ｎ−５２３０Ｃ型（Agilent Technologies社製）にて、Ｓ１１としてこの不平衡給電型アンテナの共振周波数を測定したところ、１９６ＭＨｚであった。
【００９７】
この不平衡給電型アンテナの１９６ＭＨｚにおける最大放射効率を、ログペリアンテナ  Ｄ−６９２５０型（schwarzbeck社製）を受信アンテナとして、ネットワークアナライザー  ８５１０Ｃ型（HEWLETT PACKARD社製）にて、Ｓ２１として測定した。その結果、−２５．１ｄＢであった。
【００９８】
[実施例２]
実施例１の複合磁性体を切断加工して、長さ９０ｍｍ、幅４ｍｍ、厚み０．５ｍｍの複合磁性体を得た。この複合磁性体の表面に長さ９０ｍｍ、幅２ｍｍ、厚み０．０３ｍｍの銅箔をアンテナ導体として配置して、アンテナを作製した。
【００９９】
次いで、このアンテナを用いて、図２に示す不平衡給電型アンテナを作製し、実施例２の不平衡給電型アンテナを得た。この不平衡給電型アンテナでは、接地板１４とアンテナ導体２２との距離ｄ２を２．５ｍｍ（複合磁性体２１と接地板１４との間隔ｄ１は２．５３ｍｍ）とした。
【０１００】
このアンテナ導体２２と給電点１５の間に、直列で１１７ｎＨのインダクタＬｖを、並列で１５ｎＨのインダクタＬｐを組み込んで、アンテナの共振周波数を２００ＭＨｚ近傍に合わせるための整合回路を構成した。
実施例１と同様にこの不平衡給電型アンテナの共振周波数を測定したところ、１９６ＭＨｚであった。次いで、この不平衡給電型アンテナの１９６ＭＨｚにおける最大放射効率を実施例１と同様に測定したところ、−２５．５ｄＢであった。
【０１０１】
[比較例１]
長さ９０ｍｍ、幅２ｍｍ、厚み０．０３ｍｍの銅箔をアンテナ導体として、複合磁性体を有さないアンテナを作製した。
次いで、このアンテナを用いて、図１に示す不平衡給電型アンテナを作製し、比較例１の不平衡給電型アンテナを得た。この不平衡給電型アンテナでは、接地板１４とアンテナ導体１２との距離ｄ２を２．５ｍｍとした。
【０１０２】
このアンテナ導体と給電点１５の間に、直列で１６４ｎＨのインダクタＬｖを、並列で１５ｎＨのインダクタＬｐを組み込んで、アンテナの共振周波数を２００ＭＨｚ近傍に合わせるための整合回路を構成した。
実施例１と同様にこの不平衡給電型アンテナの共振周波数を測定したところ、１９３ＭＨｚであった。次いで、この不平衡給電型アンテナの１９３ＭＨｚにおける最大放射効率を実施例１同様に測定したところ、−２７．６ｄＢであった。
【０１０３】
実施例１、２、比較例１の結果より、複合磁性体をアンテナ導体に装荷させることにより、実施例１の不平衡給電型アンテナでは最大放射効率が２．５ｄＢ、実施例２の不平衡給電型アンテナでは最大放射効率が２．１ｄＢ改善されているのが確認された。
【符号の説明】
【０１０４】
１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０，８０…不平衡給電型アンテナ、１１，２１，３１，４１，５１，６１，７１，８１…複合磁性体、１２，２２，３２，４２，５２，６２，７２，８２…アンテナ導体、１３，２３，３３，４３，５３，６３，７３，８３…アンテナ、１４…接地板
【図１】
2014007725.tif 000003
【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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