(57)【要約】      （修正有）【課題】ＮＦＣに対応するアンテナの性能を確保しつつ、狭隣接化された複数の周波数帯の電波に対応できる複合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。【解決手段】複合アンテナ装置１０は、第１の整合回路１２を介して第１の給電部３１と接続されるコイル導体１と、第２の整合回路１３を介して第２の給電部３２と接続される導体層２と、第３の整合回路１４を介して第３の給電部３３と接続される導体開口部ＯＰ、および第１のスリット部ＳＬ１と第２のスリット部ＳＬ２と、補助導体１１と、電磁波遮蔽体２０とを含む。【選択図】図１
2014103589.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナ基板と、前記アンテナ基板の一方の面に形成された巻回中心部をコイル開口部とするループ状または渦巻き状のコイル導体と、前記アンテナ基板の他方の面に形成された導体層とを備え、前記導体層は、導体開口部と、前記導体開口部と連接する第１のスリット部と、前記第１のスリット部と前記導体層の外縁部との間を連接する第２のスリット部を有する複合アンテナ装置であって、前記コイル導体は第１の給電部を有し、前記導体層は第２の給電部と第３の給電部とグラウンドに接続された補助導体を有し、前記第３の給電部と補助導体は前記第２のスリット部を挟んで配置され、前記コイル導体は、前記導体層における前記第１のスリット部と前記第２のスリット部以外の領域で、かつ、前記コイル導体のコイル開口部と前記導体層における前記導体開口部とが、前記アンテナ基板を介して対向に配置されていることを特徴とする複合アンテナ装置。
【請求項２】
前記第１の給電部は、前記第３の給電部を有するアンテナの共振周波数のインピーダンスが最小となる箇所を含む領域に配置され、前記第２の給電部は、前記第３の給電部を有するアンテナの共振周波数のインピーダンスが最小となる箇所を含む領域から離間して配置されたことを特徴とする請求項１に記載の複合アンテナ装置。
【請求項３】
前記第１のスリット部のスリット長は、前記第２のスリット部のスリット長よりも長いことを特徴とする請求項１に記載の複合アンテナ装置。
【請求項４】
前記導体層は、前記アンテナ基板を挟んで、前記導体層とグラウンドとの間に容量成分を持っている前記補助導体に接続されるとともに、第３の給電部に容量素子が接続されている請求項１に記載の複合アンテナ装置。
【請求項５】
前記導体層における前記第１のスリット部と前記第２のスリット部以外の領域に電磁波遮蔽体を有する請求項１に記載の複合アンテナ装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかの記載の複合アンテナ装置を筐体に備えた携帯端末電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の周波数帯の電波に対応できる複合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。
【背景技術】
【０００２】
ＮＦＣ（Ｎｅａｒ  Fｉｅｌｄ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）は、非接触通信機能による電子マネーによる支払い等に利用される。携帯電話機に代表される無線通信機器は、ＮＦＣを用いた電子マネーの支払い等の機能を有するものが普及してきている。また、近年においては、無線通信機器の多機能化が進んでいる。例えば、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）を利用して位置を検索する機能、ＷＬＡＮ(Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ)を利用して他の機器との通信する機能等を有する携帯通信機器がある。このような無線通信機器は、それぞれの機能に対応した複数の周波数帯の電波を利用して、複数の通信対象と通信するので、複数の周波数帯の電波を一つの無線通信機器で取り扱う必要がある。例えば、特許文献１は、二つのＮＦＣアンテナ導体の中央に遠方界通信用アンテナが配置され、互いのアンテナに対する相互作用を少なくし、各アンテナの通信特性の劣化を防ぐ複合アンテナが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１０１２９３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＮＦＣを利用する場合、非接触で無線通信機器と外部の機器との間で通信が行われる。この場合、非接触かつ短時間で情報を読み取る必要があるので、ＮＦＣの通信に用いるアンテナの性能は高いことが好ましい。しかし、複数の周波数帯に対応できるマルチバンドアンテナは、複数の周波数帯の電波に対応する必要があるので、それぞれの周波数帯域で必要な性能を確保することが難しく、実装面積削減による狭隣接化においては、アンテナ素子間の相互結合が大きくなり、各アンテナの良好な特性を得ることができない問題点がある。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてされたものであって、ＮＦＣに対応するアンテナの性能を確保しつつ、狭隣接化された複数の周波数帯の電波に対応できる複合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】
本発明は、アンテナ基板と、アンテナ基板の一方の面に形成された巻回中心部をコイル開口部とするループ状または渦巻き状のコイル導体と、アンテナ基板の他方の面に形成された導体層とを備え、導体層は、導体開口部と、導体開口部と連接する第１のスリット部と、第１のスリット部と導体層の外縁部との間を連接する第２のスリット部を有する複合アンテナ装置であって、コイル導体は第１の給電部を有し、導体層は第２の給電部と第３の給電部とグラウンドに接続された補助導体を有し、第３の給電部と補助導体は第２のスリット部を挟んで配置され、コイル導体は、導体層における第１のスリット部と第２のスリット部以外の領域で、かつ、コイル導体のコイル開口部と導体層における導体開口部とが、アンテナ基板を介して対向に配置されていることを第１の特徴とする複合アンテナ装置である。
【０００７】
上記特徴の複合アンテナ装置は、複数の周波数帯の電波に対応できる。コイル導体のアンテナは、アンテナ基板の一方の面に形成されたコイル導体に電流が流れたとき、アンテナ基板の他方の面に形成された導体層の導体開口部の周囲に電流が流れ、この電流が第１のスリット部と第２のスリット部の周縁を通り、さらに、導体層の外縁部を周回する。これにより、導体層から磁界が生じ、磁束を大きく周回させるので、複合アンテナ装置と外部通信機器との通信可能最大距離が大きくなり、コイル導体のアンテナの性能を確保することができる。
【０００８】
また、導体層を利用したアンテナは、第２の給電部と接続され、コイル導体のアンテナの使用周波数よりも高い周波数で動作する。さらに、導体開口部、および第１のスリット部と第２のスリット部とで構成されたアンテナは、第３の給電部と接続され、導体層を利用したアンテナの使用周波数よりも高い周波数で動作する。そして、コイル導体のアンテナと、導体層を利用したアンテナと、導体開口部、および第１のスリット部と第２のスリット部とで構成されたアンテナとが、同一のアンテナ基板上に重なって配置されていることで、複合アンテナ装置の面積を小さくすることができる。
【０００９】
さらに、本発明に係る複合アンテナ装置は、第１の給電部は、第３の給電部を有するアンテナの共振周波数のインピーダンスが最小となる箇所を含む領域に配置され、第２の給電部は、第３の給電部を有するアンテナの共振周波数のインピーダンスが最小となる箇所を含む領域から離間して配置されたことを第２の特徴とする複合アンテナ装置である。
【００１０】
上記特徴の複合アンテナ装置によれば、第３の給電部を有するアンテナの共振周波数のインピーダンスが最小となる箇所を基準にして、第１の給電部と第２の給電部が配置されることで、導体開口部、および第１のスリット部と第２のスリット部とで構成されたアンテナに流れる電流を制御し、アンテナの性能を確保することができる。本件では、このようにアンテナ性能を確保することができる領域を「共振周波数のインピーダンスが最小となる箇所を含む領域」とする。なお、アンテナ性能を確保する領域とは、後に述べる図７Ｃと図８Ｃに示すように領域Ｗの周波数帯域、および帯域外のアンテナの放射効率を５０％以上維持できる領域である。
【００１１】
さらに、本発明に係る複合アンテナ装置は、第１のスリット部のスリット長が、第２のスリット部のスリット長よりも長いことを第３の特徴とする請求項１に記載の複合アンテナ装置である。
【００１２】
上記特徴の複合アンテナ装置によれば、導体開口部、および第１のスリット部と第２のスリット部とで構成されたアンテナのインピーダンス整合を合わせやすくなり、アンテナの放射効率が高くなるため、アンテナの性能を確保することができる。
【００１３】
さらに、本発明に係る複合アンテナ装置は、導体層がアンテナ基板を挟んで、導体層とグラウンドとの間に容量成分を持っている補助導体に接続されるとともに、第３の給電部に容量素子が接続されていることを第４の特徴とする複合アンテナ装置である。
【００１４】
上記特徴の複合アンテナ装置によれば、導体層がアンテナ基板を挟んで導体層とグラウンドとの間に容量成分を持っている補助導体に接続されるとともに、第３の給電部に容量素子が接続されていることで、導体層を利用したアンテナの電流がグラウンドに流れにくくなり、アンテナの放射効率が高くなるため、導体層を利用したアンテナの性能低下を抑制することができる。また、容量素子は、導体開口部、および第１のスリット部と第２のスリット部とで構成されたアンテナのインピーダンス整合を合わせ、アンテナの放射効率が高くなるため、導体開口部、および第１のスリット部と第２のスリット部とで構成されたアンテナの性能を確保することができる。
【００１５】
さらに、本発明に係る複合アンテナ装置は、導体層における第１のスリット部と第２のスリット部以外の領域に電磁波遮蔽体を有することを第５の特徴とする複合アンテナ装置である。
【００１６】
上記特徴の複合アンテナ装置によれば、コイル導体のアンテナの性能を向上させつつ、導体開口部、および第１のスリット部と第２のスリット部とで構成されたアンテナの性能低下を抑制することができる。
【００１７】
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複合アンテナ装置を筐体内に備えたことを第６の特徴とする。
【００１８】
上記特徴の携帯端末電子機器によれば、ＮＦＣに対応しつつ、複数の周波数帯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】
【００１９】
本発明は、上記に鑑みてされたものであって、ＮＦＣに対応するアンテナの性能を確保しつつ、狭隣接化された複数の周波数帯の電波に対応できる複合アンテナ装置および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】
【００２０】
【図１】実施形態に係る複合アンテナ装置の斜視図である。
【図２】図１の複合アンテナ装置の平面図である。
【図３】図１の複合アンテナ装置の断面構造を示す模式図である。
【図４】図１の複合アンテナ装置の斜視分解図である。
【図５Ａ】本実施形態に係る複合アンテナ装置と外部通信機器を示す平面図である。
【図５Ｂ】図５Ａの複合アンテナ装置と外部通信機器において、複合アンテナ装置に第１のスリット部と第２のスリット部が存在しない場合の平面図である。
【図６Ａ】図５Ａの複合アンテナ装置と外部通信機器との磁界結合状態を示すＡ−Ａ’断面図である。
【図６Ｂ】図５Ｂの複合アンテナ装置と外部通信機器との磁界結合状態を示すＢ−Ｂ’断面図である。
【図７Ａ】図７Ａは、第１の給電部が第３の給電部を有するアンテナのインピーダンスが最小となる箇所を含む領域に配置された場合のアンテナの電流密度ベクトルの分布図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、第１の給電部が第３の給電部を有するアンテナのインピーダンスが最小となる箇所を含む領域から離間して配置された場合のアンテナの電流密度ベクトルの分布図である。
【図７Ｃ】図７Ｃは、第１の給電部の配置の違いによる第３の給電部を有するアンテナの放射特性を示す図である。
【図８Ａ】図８Ａは、第２の給電部が第３の給電部を有するアンテナのインピーダンスが最小となる箇所を含む領域から離間して配置された場合のアンテナの電流密度ベクトルの分布図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、第２の給電部が第３の給電部を有するアンテナのインピーダンスが最小となる箇所を含む領域に配置された場合のアンテナの電流密度ベクトルの分布図である。
【図８Ｃ】図８Ｃは、第２の給電部の配置の違いによる第３の給電部を有するアンテナの放射特性を示す図である。
【図９】評価に供した複合アンテナ装置の寸法、および形状を示す平面図である。
【図１０】コイル導体のアンテナの伝送損失を示す図である。
【図１１】導体層を利用したアンテナの電気特性を示す図である。
【図１２】導体開口部、および第１のスリット部と第２のスリット部とで構成されたアンテナの電気特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
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。
【００２２】
本発明の一実施形態に係る複合アンテナ装置１０について、図１、図２、図３、図４を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る複合アンテナ装置１０の斜視図を示しており、図２は、複合アンテナ装置１０の平面図である。さらに、図３は、図２のＡ−Ａ’の断面図である。図４は、複合アンテナ装置１０の斜視分解図である。複合アンテナ装置１０は、例えば、携帯電話機等の無線通信機器に搭載されて、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と称される。なお、複合アンテナ装置１０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。
【００２３】
本実施形態に係る複合アンテナ装置１０は、図１に示すように、コイル導体１と、第１の整合回路１２を介して第１の給電部３１と、導体層２と、第２の整合回路１３を介して第２の給電部３２と、導体開口部ＯＰ、および第１のスリット部ＳＬ１と第２のスリット部ＳＬ２と、補助導体１１を介してグラウンド（図示せず）と、第３の整合回路１４を介して第３の給電部３３と接続される。電磁波遮蔽シート２０は、第１のスリット部ＳＬ１と第２のスリット部ＳＬ２とは重ならない位置に配置される。
【００２４】
本実施形態に係る複合アンテナ装置１０は、図２に示すように、回路基板３０上に配置されたコイル導体１（図示せず）のアンテナに対する端子電極３４Ａ、３４Ｂａには第１の給電線２１Ａ、２１Ｂが接続され、導体層２を利用したアンテナに対する端子電極３５には第２の給電線２２が接続され、導体開口部ＯＰ、および第１のスリット部ＳＬ１と第２のスリット部ＳＬ２とで構成されたアンテナに対する端子電極３６Ａには第３の給電線２３が接続されている。さらに、第１の給電部３１は、端子電極３４Ａと端子電極３４Ｂｂとが接続されており、第１整合回路用コンデンサ１２Ｃａは、端子電極３４Ａと端子電極３４Ｂａとが並列に接続され、第１整合回路用コンデンサ１２Ｃｂは、端子電極３４Ｂａと端子電極３４Ｂｂが直列に接続されている。また、第３整合回路用コンデンサ１４Ｃは、端子電極３６Ａと端子電極３６Ｂとを直列に接続されている。
【００２５】
本実施形態に係る複合アンテナ装置１０は、図３に示すように、携帯電話機の筐体１００の内部に配置されている。筐体１００の材質は、例えば、ＰＣ（Ｐｏｌｙ  Ｃａｒｂｏｎａｔｅ）／ＡＢＳ（Ａｃｒｙｌｏｎｉｔｒｉｌｅ  Ｂｕｔａｄｉｅｎｅ  Ｓｔｙｒｅｎｅ）樹脂である。アンテナ基板１０ＦＢの一方の面にコイル導体１、アンテナ基板１０ＦＢの他方の面に導体層２と、導体開口部ＯＰ（図示せず）、および第１のスリット部ＳＬ１（図示せず）と第２のスリット部ＳＬ２（図示せず）が形成される。これらは、例えば、接着剤によって所定の導体パターン（銅又はアルミニウム等の金属の箔）が、アンテナ基板１０ＦＢの表面に接着されることにより形成される。本実施形態において、アンテナ基板１０ＦＢは、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔ  Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）であるが、アンテナ基板１０ＦＢはこれに限定されるものではなく、誘電体や磁性体のセラミックであってもよい。所望する特性に合わせて実効的な比誘電率或いは比透磁率を適宜設定する。異なる材料特性の部材が組み合わされていても良い。
【００２６】
本実施形態に係る複合アンテナ装置１０は、図４に示すように、上述した要素によって構成されており、第１の給電部を有する（図示せず）コイル導体１のアンテナを本願の基幹であるＮＦＣアンテナと、２つ以上のアンテナを狭隣接化された複数の周波数帯の電波に対応できるアンテナとして、例えば、導体層２を利用した第２の給電部を有する（図示せず）ＦＭ帯に対応したアンテナと、導体開口部ＯＰ、および第１のスリット部ＳＬ１と第２のスリット部ＳＬ２とで構成された第３の給電部を有する（図示せず）アンテナをＷＬＡＮ帯（２４００−２４８４ＭＨｚ）に対応したアンテナ構造を示している。
【００２７】
このとき、コイル導体１のアンテナは、共振周波数ｆ１における波長がλ１の電波を送受信し、導体層２を利用したアンテナは、共振周波数ｆ２における波長がλ２の電波を送受信し、導体開口部ＯＰ、および第１のスリット部ＳＬ１と第２のスリット部ＳＬ２とで構成されたアンテナは、共振周波数ｆ３における波長がλ３の電波を送受信する。
【００２８】
なお、コイル導体１がＮＦＣアンテナとして機能するときに、第１の整合回路１２とで、第１の共振周波数ｆ１を制御している。第１の整合回路１２は、コイル導体１の所定帯域であるＮＦＣで良好な反射損失の特性を得るために設けられる。具体的には、第１の整合回路１２は、並列の第１整合回路用コンデンサ１２Ｃａ（２２０ｐＦ）と、直列の第１整合回路用コンデンサ１２Ｃｂ（７５ｐＦ）とを有している。
【００２９】
また、導体層２がＦＭ帯のアンテナとして機能するときに、導体層２の長さと第２の整合回路１３とで、第２の共振周波数ｆ２を制御している。厚みが薄いＦＰＣのアンテナ基板１０ＦＢを挟んで、導体層２とグラウンドとの間に補助導体１１が設けられるため、アンテナの所定帯域であるＦＭ帯の周波数（１０８ＭＨｚ）以下の周波数で高インピーダンスとなる低周波カット容量素子の容量成分を持っている。さらに、第３整合回路用コンデンサ１４Ｃも、導体層２を利用したアンテナの所定帯域であるＦＭ帯の周波数（７６ＭＨｚ）以上の周波数で高インピーダンス（９６０Ω）となるコンデンサ値（１．８ｐＦ）を有している。
【００３０】
また、導体開口部ＯＰ、および第１のスリット部ＳＬ１と第２のスリット部ＳＬ２とがＷＬＡＮ帯のアンテナとして機能するときに、導体開口部ＯＰ、および第１のスリット部ＳＬ１と第２のスリット部ＳＬ２の長さと第３の整合回路１４とで、第３の共振周波数ｆ３を制御している。第３整合回路用コンデンサ１４Ｃは、導体開口部ＯＰ、および第１のスリット部ＳＬ１と第２のスリット部ＳＬ２とで構成されたアンテナの所定帯域であるＷＬＡＮ帯の共振周波数（２４００ＭＨｚ）以上の周波数で低インピーダンス（２８Ω）となるコンデンサ値（１．８ｐＦ）を有している。
【００３１】
なお、電磁波遮蔽シート２０は、金属又は磁性体等の材料のシートである。電磁波遮蔽シート２０は、携帯電話機等の無線通信機の回路基板３０から放射又は反射される電磁波の影響を抑制するために、コイル導体１の表面に設けられていることから、コイル導体１のアンテナの性能が向上する。
【００３２】
さらに、電磁波遮蔽シート２０で使用される磁性体の材料損失は、ＷＬＡＮ帯の方が、ＮＦＣ帯よりも大きくなっている。導体開口部ＯＰに電磁波遮蔽シート２０が貼り付けられている場合、貼り付けられていない場合と比較して、導体開口部ＯＰ、および第１のスリット部ＳＬ１と第２のスリット部ＳＬ２とで構成されたアンテナから放射される磁界は電磁波遮蔽シート２０を広く通過する。そして、電磁波遮蔽シート２０に使用される材料損失のため、導体開口部ＯＰ、および第１のスリット部ＳＬ１と第２のスリット部ＳＬ２とで構成されたアンテナからの放射磁界が弱まり、放射特性は劣化する。すなわち、放射磁界が電磁波遮蔽シート２０を通過しない領域を狭くすることで、導体開口部ＯＰ、および第１のスリット部ＳＬ１と第２のスリット部ＳＬ２とで構成されたアンテナの放射特性を改善しつつ、コイル導体１のアンテナの放射特性を向上させることができる。
【００３３】
さらに、本実施形態に係る複合アンテナ装置１０は、アンテナ基板１０ＦＢの一方の面にコイル導体１、他方の面に導体層２と、導体開口部ＯＰ、および第１のスリット部ＳＬ１と第２のスリット部ＳＬ２を設け、第１の整合回路１２と第２の整合回路１３と第３の整合回路１４を回路基板３０に備えることにより、複合アンテナ装置１０と回路基板３０とのデットスペースを利用して、複合アンテナ装置１０の各アンテナの放射特性を向上させることができる。
【００３４】
以上、本発明の一実施形態は、コイル導体１のアンテナと導体層２を利用したアンテナと導体開口部ＯＰ、および第１のスリット部ＳＬ１と第２のスリット部ＳＬ２とで構成されたアンテナを一体化して配置されることにより、限られた基体のスペースを有効に利用して、ＮＦＣに対応したコイル導体１のアンテナの性能を確保することができる。その結果、本実施形態の複合アンテナ装置１０は、複数の周波数帯の電波に対応し、筐体内部のスペースに制限のある機器、例えば、携帯無線通信機器に好適である。
【００３５】
次に、本実施形態に係る複合アンテナ装置１０と外部通信機器４０との磁界結合状態を表す平面図を図５Ａに示す。図６Ａに図５Ａの複合アンテナ装置１０と外部通信機器４０との磁界結合状態を示すＡ−Ａ’断面図である。また、本実施形態に係る複合アンテナ装置１０に対して、導体層２の第１のスリット部ＳＬ１と第２のスリット部ＳＬ２が存在しない状態を表す平面図を図５Ｂに示す。図６Ｂには導体層２の第１のスリット部ＳＬ１と第２のスリット部ＳＬ２が存在しない状態を示すＢ−Ｂ’断面図である。
【００３６】
図５Ａと図５Ｂに示す矢印付きの波線は、導体層２に流れる渦電流を示している。この波線によって示されるように、外部通信機器４０に近づくと、導体層２に渦電流Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３が流れる。渦電流Ｉ１は導体層２の縁部に沿って流れる電流であり、渦電流Ｉ２は導体開口部ＯＰ、および第１のスリット部ＳＬ１と第２のスリット部ＳＬ２の周囲を流れる電流であり、渦電流Ｉ３は導体開口部ＯＰ周囲のみを流れる電流である。
【００３７】
図５Ａと図５Ｂを比較すると、図５Ａの渦電流Ｉ２は、第１のスリット部ＳＬ１と第２のスリット部ＳＬ２が存在しているため、渦電流Ｉ１は導体層２の縁部を一周することができず、第１のスリット部ＳＬ１と第２のスリット部ＳＬ２を迂回することになる。そして、迂回先（第１のスリット部ＳＬ１と第２のスリット部ＳＬ２の内側端）には導体開口部ＯＰが設けられているため、渦電流Ｉ１とは逆回りの渦電流Ｉ２が発生する。図５Ｂの渦電流Ｉ３は、第１のスリット部ＳＬ１と第２のスリット部ＳＬ２が存在していないため、導体開口部ＯＰ周囲のみ、渦電流Ｉ１と同じ向きに流れてしまう。
【００３８】
したがって、導体層２に流れる渦電流は外部通信機器４０から生ずる磁界によって生成されるものであることから、渦電流Ｉ１とＩ３は、この磁界を弱める磁界を発生する方向に流れてしまう。これに対し、渦電流Ｉ２は、渦電流Ｉ１とは逆方向に流れることから、外部通信機器４０から生ずる磁界を強める方向の磁界を発生する電流となる。したがって、渦電流Ｉ２が流れることでむしろ磁界が強められ、導体層２に第１のスリット部ＳＬ１と第２のスリット部ＳＬ２を設けない場合は勿論、導体層２がない場合に比べてもカップリング特性が向上することになる。
【００３９】
次に、導体開口部ＯＰから外部通信機器４０に向けて、磁界放射強度のシミュレーションを行った比較結果を図６Ａと図６Ｂに示している。両図から実証されるように、第１のスリット部ＳＬ１と第２のスリット部ＳＬ２を備えることで強力な磁界が発生している。これは前述した渦電流Ｉ２によって生ずるもので、第１のスリット部ＳＬ１と第２のスリット部ＳＬ２を設けた導体層２を用いるとカップリング特性が向上するのは、この磁界が発生するためである。
【００４０】
以上説明したように、導体層２に第１のスリット部ＳＬ１と第２のスリット部ＳＬ２を備えることで、複合アンテナ装置１０と外部通信機器４０との間のカップリング特性が向上するのは、この磁界が発生するためである。
【００４１】
次に、図７Ａは、第１の給電部３１が第３の給電部３３を有するアンテナの共振周波数のインピーダンスが最小となる箇所を含む領域に配置された場合のアンテナの電流密度ベクトルの分布図である。図７Ｂは、第３の給電部３３を有するアンテナの共振周波数のインピーダンスが最小となる箇所を含む領域から離間して配置された場合のアンテナの電流密度ベクトルの分布図である。図７Ｃは、第１の給電部３１の配置の違いによる第３の給電部３３を有するアンテナの放射特性を示す図である。図中のＷの領域は、ＷＬＡＮ帯の周波数帯域を示す指標である。図中のＮは、第１の給電部３１が、第３の給電部３３を有するアンテナのインピーダンスが最小となる箇所を含む領域に配置された場合のアンテナの放射効率である。図中のＦは、第１の給電部３１が第３の給電部３３を有するアンテナのインピーダンス最小となる箇所を含む領域から離間して配置された場合のアンテナの放射効率である。
【００４２】
なお、第１の給電部３１（第２の給電部３２）は、第３の給電部３３を有するアンテナの共振周波数のインピーダンスが最小となる箇所を基準にして配置される。この基準箇所は、第１のスリット部ＳＬ１と第２のスリット部ＳＬ２を挿まずに、アンテナの共振周波数が４分の１波長離れた箇所である。
【００４３】
上記を鑑み、図７Ａと図７Ｂに示す矢印付きの線は、導体層２に流れる第３の給電部３３を有するアンテナの電流を示している。この線によって示されるように、第１の給電部３１が、第３の給電部３３を有するアンテナの共振周波数のインピーダンスが最小となる箇所を含む領域に配置された場合には、アンテナの電流は、互いに逆向きの電流が流れている。これに対し、第１の給電部３１が、第３の給電部３３を有するアンテナの共振周波数のインピーダンスが最小となる箇所を含む領域から離間して配置された場合、アンテナの電流の流れる向きが乱雑になり打ち消しあうため、アンテナの放射磁界が弱くなり、図７ＣのＦに示すようにアンテナの放射特性が劣化してしまう。
【００４４】
次に、図８Ａは、第２の給電部３２が第３の給電部３３を有するアンテナのインピーダンスが最小となる箇所を含む領域から離間して配置された場合のアンテナの電流密度ベクトルの分布図である。図８Ｂは、第２の給電部３２が第３の給電部３３を有するアンテナのインピーダンスが最小となる箇所を含む領域に配置された場合のアンテナの電流密度ベクトルの分布図である。図８Ｃは、第２の給電部３２の配置の違いによる第３の給電部３３を有するアンテナの放射特性を示す図である。図中のＷの領域は、ＷＬＡＮ帯の周波数帯域を示す指標である。図中のＮは、第２の給電部３２が第３の給電部３３を有するアンテナのインピーダンスが最小となる箇所を含む領域から離間して配置された場合のアンテナの放射効率である。図中のＦは、第２の給電部３２が第３の給電部３３を有するアンテナのインピーダンス最小となる箇所を含む領域に配置された場合のアンテナの放射効率である。
【００４５】
上記を鑑み、図８Ａと図８Ｂに示す矢印付きの線は、導体層２流れる第３の給電部３３を有するアンテナの電流を示している。この線によって示されるように、第２の給電部３２が、第３の給電部３３を有するアンテナの共振周波数のインピーダンスが最小となる箇所を含む領域から離間して配置された場合には、アンテナの電流は、互いに逆向きの電流が流れている。これに対し、第２の給電部３２が、第３の給電部３３を有するアンテナの共振周波数のインピーダンスが最小となる箇所を含む領域に配置された場合、アンテナの電流の流れる向きが乱雑になり打ち消しあうため、アンテナの放射磁界が弱くなり、図８ＣのＮに示すようにアンテナの放射特性が劣化してしまう。
【００４６】
以上説明したように、第３の給電部３３を有するアンテナの共振周波数のインピーダンスが最小となる箇所を基準にして、第１の給電部３１と第２の給電部３２が配置されることで、アンテナに流れる電流を制御し、アンテナの性能を確保することができる。
【００４７】
また、導体層２を利用したアンテナは、導体層２とグラウンドとの間に容量成分を持っている補助導体１１と第３整合回路用コンデンサ１４Ｃが、共振周波数ｆ２では高インピーダンスとなることで、アンテナに流れる電流はグラウンドに流れにくくなり、アンテナの性能低下を抑制することができる。
【００４８】
本発明の内容を実施例を参照してより具体的に説明するが、本発明の技術範囲が以下の実施例のみに限定されるものではない。
【００４９】
（実施例）
図９は、本実施例に係る複合アンテナ装置１０Ａを評価に供した複合アンテナ装置の寸法、および形状を示す平面図である。例えば、実施形態に係る複合アンテナ装置１０（図１、図２等参照）をコンピュータによるシミュレーションで評価した。シミュレーションに用いたソフトウェアは、ＡＮＳＹＳ社のＨＦＳＳ。評価に供した複合アンテナ装置１０Ａの寸法は、Ｌ＝５６ｍｍ、Ｗ＝１９ｍｍ、Ｓ１＝９ｍｍ、Ｓ２＝１５ｍｍ、ＯＰ１＝７．３ｍｍ、ＯＰ２＝１１．６ｍｍ、Ｎ１Ａ＝Ｎ１Ｂ＝７.５ｍｍ、Ｎ２Ａ＝Ｎ２Ｂ＝６.５ｍｍ、Ｎ３＝２２．５ｍｍ、Ｎ４＝２８．５ｍｍ、Ｎ５＝７．５ｍｍである。コイル導体１の幅は０．２ｍｍ、厚みは０．０３３ｍｍ、材料は銅とした。第１のスリット部ＳＬ１と第２のスリット部ＳＬ２の幅は１ｍｍである。図１に示す第１の整合回路１２、第２の整合回路１３、および第３の整合回路１４の仕様は上記実施形態に記載した通りである。
【００５０】
図１０は、本実施例に係る複合アンテナ装置１０Ａのコイル導体１のＮＦＣアンテナの伝送損失を示す図である。図中の直線Ｎは、ＮＦＣ帯の周波数帯域を示す指標である。図中のＴは伝送損失である。伝送損失は、複合アンテナ装置１０と外部通信機器４０とにおける信号の通過の割合で、伝送損失の値が大きい程、ＮＦＣアンテナと外部通信機器４０との間の通信距離が長くなる。ＮＦＣの共振周波数は、１３．５６ＭＨｚである。ＮＦＣアンテナと外部通信機器４０との間の伝送損失の値は−２０．４ｄＢである。この伝送損失の値は、他の無線通信機器のアンテナ特性に影響を与えず、さらに、非接触通信機能に必要な通信距離を確保できることから、ＮＦＣアンテナの特性は良好な特性となっている。
【００５１】
図１１は、本実施例に係る複合アンテナ装置１０Ａの導体層２を利用したＦＭ帯アンテナの電気特性を示す図である。図中のＦの領域は、ＦＭ帯の周波数帯域を示す指標である。図中のＧａはゲインである。ゲインは、アンテナから放射される電力をｄＢで示し、ｄＢの値が大きい程、アンテナから放射される電力が強い。ＦＭ帯の周波数帯は、７６ＭＨｚから１０８ＭＨｚの帯域幅が３２ＭＨｚである。ＦＭ帯アンテナのゲインの最大値は−２９．７ｄＢであり、低雑音増幅器（ＬＮＡ）を接続した場合、ＦＭ帯アンテナのゲインの最大値は−１９ｄＢ前後である。ＦＭ帯アンテナの全長（５６ｍｍ）は、ＦＭ帯の周波数帯の４分の１波長（６９４ｍｍから９８７ｍｍ）と比較して短いため、ＦＭ帯アンテナのゲインの最大値は低くなるが、ＦＭ帯の信号を受信するためのゲイン特性は十分であることから、ＦＭ帯アンテナの放射特性は良好な特性となっている。
【００５２】
図１２は、本実施例に係る複合アンテナ装置１０Ａの導体開口部ＯＰ、および第１のスリット部ＳＬ１と第２のスリット部ＳＬ２とで構成されたＷＬＡＮ帯アンテナの電気特性を示す図である。図中のＷの領域は、ＷＬＡＮ帯の周波数帯域を示す指標である。図中のＲは反射損失であり、Ｅは放射効率である。ＷＬＡＮ帯アンテナの反射特性の最小値は−１３．３ｄＢ、放射効率の最大値は６２．６％、放射効率が５０％のときの放射効率の帯域幅は２４４．１ＭＨｚである。ＷＬＡＮ帯アンテナの反射損失の値が−１０ｄＢ以下、放射効率の最大値が５０％以上かつ帯域幅がそれ以上であることから、ＷＬＡＮ帯アンテナの反射特性と放射特性共に良好な特性となっている。
【符号の説明】
【００５３】
１…コイル導体
２…導体層
１０、１０Ａ…複合アンテナ装置
１０ＦＢ…アンテナ基板
１１…補助導体
１２…第１の整合回路
１２Ｃａ、１２Ｃｂ…第１整合回路用コンデンサ
１３…第２の整合回路
１４…第３の整合回路
１４Ｃ…第３整合回路用コンデンサ
２０…電磁波遮蔽シート
２１Ａ、２１Ｂ…第１の給電線
２２…第２の給電線
２３…第３の給電線
３０…回路基板
３１…第１の給電部
３２…第２の給電部
３３…第３の給電部
３４Ａ、３４Ｂａ、３４Ｂｂ、３５、３６Ａ、３６Ｂ  端子電極
４０…外部通信機器
１００…筐体
ＣＰ…コイル開口部
ＯＰ…導体開口部
ＳＬ１…第１のスリット部
ＳＬ２…第２のスリット部
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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