(57)【要約】【課題】１次モードの共振周波数及び帯域幅の調整を容易に行うことができる、帯域幅の広い帯域特性を有するアンテナ装置を提供する。【解決手段】アンテナ装置１において、接地パターン２に接続された第１の直線状アンテナエレメント３と給電点４に接続された第２の直線状アンテナエレメント５とが先端の容量結合部７で容量結合されている。第１の直線状アンテナエレメント３及び第２の直線状アンテナエレメント５のそれぞれの中間には、誘導性要素Ｌ１、Ｌ２が介在される。【選択図】図１
2014135664.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
接地パターンに接続された第１の直線状アンテナエレメントと給電点に接続された第２の直線状アンテナエレメントとが先端で容量結合され、前記第１の直線状アンテナエレメント及び前記第２の直線状アンテナエレメントのそれぞれの中間に誘導性要素を介在させたことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
前記誘導性要素は、チップ部品の形態のインダクタであることを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
【請求項３】
前記誘導性要素は、導電パターンであることを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記第２の直線状アンテナエレメントの中間から第３のアンテナエレメントが延びていることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一項に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、携帯電話、スマートフォン、タブレット等の無線通信機に用いられる帯域幅の広い帯域特性を有するアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、帯域幅の大きい帯域特性を可能とするアンテナ装置として、ＣＲＬＨ（Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ  ｒｉｇｈｔ−  ａｎｄ  ｌｅｆｔ−ｈａｎｄ）構造に基づくアンテナ装置が提案されている（非特許文献１参照）。
このＣＲＬＨ構造に基づくアンテナ装置は、例えば、図３に示す構造を有している。図３は、従来のＣＲＬＨ構造に基づくアンテナ装置を示し、（Ａ）はアンテナ装置の平面図、（Ｂ）はアンテナ装置の底面図である。図４は、図３に示すアンテナ装置におけるリターンロスと周波数との関係を示すグラフである。
【０００３】
図３に示すアンテナ装置１０１は、基板１０２の表面側及び裏面側に接地パターン１０３を備えている。そして、基板１０２の表面側には、トップパッチ（ｔｏｐ  ｐａｔｃｈ）１０４を備え、このトップパッチ１０４は、スルーホール１０６及びライン１０５により裏面側の接地パターン１０３に接続されている。また、基板１０２の表面側には、接地パターン１０３と絶縁された給電点１０７が設けられ、この給電点１０７から導電パッド１０８が延びている。導電パッド１０８は、給電点１０７から延びてトップパッチ１０４に対して所定の隙間をもって容量結合されている。トップパッチ１０４の形状と、容量結合における導電パッド１０８とトップパッチ１０４との隙間量と、ライン１０５の長さとにより、１次モードの周波数が低い側（図４における符号Ａで示す側）の共振周波数及び帯域幅が決定される。
【０００４】
一方、基板１０２の表面側には、導電パッド１０８の途中からトップパッチ１０４と反対側の方向にメアンダライン（ｍｅａｎｄｅｒ  ｌｉｎｅ）１０９が延びている。メアンダライン１０９は、細い導電パッドが幾重にも折り返されて形成される。このメアンダライン１０９の形状により、１次モードの周波数が高い側（図４における符号Ｂで示す側）、及び３次〜５次モード（図４において３次モードは符号Ｃで示される）の共振周波数及び帯域幅が決定される。
【０００５】
そして、１次モードにおける周波数が低い側の共振と１次モードにおける周波数が高い側の共振とが容量結合することにより、周波数が低い側の共振のみを用いる場合よりも帯域幅のより広い帯域特性を得ることができる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Ｓｍａｌｌ  Ａｎｔｅｎｎａｓ  Ｂａｓｅｄ  ｏｎ  ＣＲＬＨ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ：ＩＥＥＥ  Ａｎｔｅｎｎａｓ  ａｎｄ  Ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ  Ｍａｇａｚｉｎｅ，Ｖｏｌ．５３，Ｎｏ２，Ａｐｒｉｌ  ２０１１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、この図３に示すアンテナ装置１０１にあっては、以下の問題点があった。
即ち、１次モードの周波数が高い側の共振周波数の調整は、メアンダライン１０９の長さ、幅及びピッチを変えることにより行われるが、その調整が複雑かつ困難であるという問題があった。また、１次モードの周波数が低い側の共振周波数の調整は、トップパッチ１０４とライン１０５の長さ及び形状を変えることにより行われるが、その調整も複雑かつ困難であった。
【０００８】
さらに、１次モードの周波数が高い側の帯域幅の調整は、メアンダライン１０９の幅とピッチを変えることにより行われるが、その調整も複雑かつ困難であった。
また、１次モードの周波数が低い側の帯域幅の調整は、トップパッチ１０４の形状及びライン１０５のライン幅を変えることにより行われるが、その調整も複雑かつ困難であった。
【０００９】
また、１次モードの容量結合の調整は、導電パッド１０８とトップパッチ１０４との間隔を変えることにより行われるが、その調整も複雑かつ困難であった。
従って、本発明はこの問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、１次モードの共振周波数及び帯域幅の調整を容易に行うことができる、帯域幅の広い帯域特性を有するアンテナ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明のうちある態様に係るアンテナ装置は、接地パターンに接続された第１の直線状アンテナエレメントと給電点に接続された第２の直線状アンテナエレメントとが先端で容量結合され、前記第１の直線状アンテナエレメント及び前記第２の直線状アンテナエレメントのそれぞれの中間に誘導性要素を介在させたことを特徴としている。
ここで、「直線状アンテナエレメント」とは、一方向に直線状に細長く延びる直線状アンテナエレメント部を含んでいるものを意味する。
【００１１】
また、このアンテナ装置において、前記誘導性要素は、チップ部品の形態のインダクタであることが好ましい。
また、このアンテナ装置において、前記誘導性要素は、導電パターンであってもよい。
また、このアンテナ装置において、前記第２の直線状アンテナエレメントの中間から第３のアンテナエレメントが延びていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係るアンテナ装置によれば、接地パターンに接続された第１の直線状アンテナエレメントと給電点に接続された第２の直線状アンテナエレメントとが先端で容量結合されているので、１次モードにおける周波数が低い側の共振と１次モードにおける周波数が高い側の共振とが容量結合することにより、周波数が低い側の共振のみを用いる場合よりも帯域幅のより広い帯域特性を得ることができる。そして、第１の直線状アンテナエレメントの中間に誘導性要素を介在させたので、この誘導性要素のインダクタンスを調整することにより、１次モードの周波数が低い側の共振周波数を調整することができる。この際に、従来のように、トップパッチの形状や、ラインの長さ及び幅を変えるといった調整は必要なく、１次モードの周波数が低い側の共振周波数及び帯域幅を容易に調整することができる。また、第２の直線状アンテナエレメントの中間に誘導性要素を介在させたので、この誘導性要素のインダクタンスを調整することにより、１次モードの周波数が高い側の共振周波数を調整することができる。この際に、従来のように、メアンダラインの形状等を変えるといった調整は必要ない。
【００１３】
また、第１のアンテナエレメント及び第２のアンテナエレメントを直線状にし、それぞれに誘導性要素を介在させて１次モードの共振周波数の調整を行えるので、メアンダラインのような導電パッドが幾重にも折り返された形状を用いることなく、小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係るアンテナ装置の概略模式図である。
【図２】図１に示すアンテナ装置におけるリターンロスと周波数との関係を示す図である。
【図３】従来のＣＲＬＨ構造に基づくアンテナ装置を示し、（Ａ）はアンテナ装置の平面図、（Ｂ）はアンテナ装置の底面図である。
【図４】図３に示すアンテナ装置におけるリターンロスと周波数との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係るアンテナ装置の実施形態を図面を参照して説明する。図１は、本発明に係るアンテナ装置の概略模式図である。図２は、図１に示すアンテナ装置におけるリターンロスと周波数との関係を示す図である。
図１に示すアンテナ装置１は、携帯電話、スマートフォン、タブレット等の無線通信機に用いられるもので、基板（図示せず）上に接地パターン２を備えている。そして、この接地パターン２に、第１の直線状アンテナエレメント３が接続されている。この第１の直線状アンテナエレメント３は、第１直線状アンテナエレメント部３ａと第２直線状アンテナエレメント部３ｂとを備えている。第１直線状アンテナエレメント部３ａは、接地パターン２から一方向（図１における上方向）に直線的に太く且つ短く延びる。第２直線状アンテナエレメント部３ｂは、第１直線状アンテナエレメント部３ａの先端から第１直線状アンテナエレメント部３ａに対し直交する方向（図１における左方向）に直線状に細長く延びている。
【００１６】
また、基板上には、接地パターン２から絶縁された給電点４が設けられている。この給電点４には、第２の直線状アンテナエレメント５が接続されている。第２の直線状アンテネエレメント５は、第１直線状アンテナエレンメント部５ａと第２直線状アンテナエレメント部５ｂを備えている。第１直線状アンテナエレンメント部５ａは、給電点４から一方向（図１における上方向）に直線状に太く且つ短く延びている。第２直線状アンテナエレメント部５ｂは、第１直線状アンテナエレメント部５ａの先端から第１直線状アンテナエレメント部５ａに対し直交する方向（図１における左方向）に直線状に細長く延びている。
【００１７】
そして、第１の直線状アンテナエレメント３と第２の直線状アンテナエレメント５とは先端の容量結合部７で容量結合されている。具体的に述べると、第１の直線状アンテナエレメント３の第２直線状アンテナエレメント部３ｂの先端には、第２直線状アンテナエレメント部３ｂよりも幅広の矩形状容量結合部３ｃが設けられている。また、第２の直線状アンテナエレメント５の第２直線状アンテナエレメント部５ｂの先端には、第２直線状アンテナエレメント部５ｂよりも幅広の矩形状容量結合部５ｃが設けられている。そして、第１の直線状アンテナエレメント３に設けられた矩形状容量結合部３ｃの一辺のみと第２の直線状アンテナエレメント５に設けられた矩形状容量結合部５ｃの一辺のみとが所定の隙間を開けて対向するように配置されている。
【００１８】
このように、接地パターン２に接続された第１の直線状アンテナエレメント３と給電点４に接続された第２の直線状アンテナエレメント５とが先端で容量結合されている。このため、１次モードにおける周波数が低い側の共振（図２における符号Ａで示す実線）と１次モードにおける周波数が高い側（図２における符号Ｂで示す実線）の共振とが容量結合する。これにより、周波数が低い側の共振のみを用いる場合（図２における符号Ａで示す実線のみを用いる場合）よりも帯域幅のより広い帯域特性（図２における破断線で示す特性）を得ることができる。
【００１９】
また、第１の直線状アンテナエレメント３の中間、即ち第２直線状アンテナエレメント部３ｂの第１直線状アンテナエレメント部３ａ側の端部には、誘導性要素Ｌ１が介在されている。誘導性要素Ｌ１は、第１の直線状アンテナエレメント３の全長の、接地パターン２から１／５程度の位置に設けることが好ましい。更に、第２の直線状アンテナエレメント５の中間、即ち第２直線状アンテナエレメント部５ｂの中間には、誘導性要素Ｌ２が介在されている。誘導性要素Ｌ２は、第２の直線状アンテナエレメント５の全長の中央付近の位置に設けることが好ましい。これら誘導性要素Ｌ１、Ｌ２は、チップ部品の形態のインダクタあるいは導電パターンにより形成することができる。
【００２０】
ここで、誘導性要素Ｌ１のインダクタンスと、容量結合における矩形状容量結合部３ｃ、５ｃの隙間量と、第１の直線状アンテナエレメント３の長さとにより、１次モードの周波数が低い側（図２における符号Ａで示す側）の共振周波数及び帯域幅が決定される。
従って、第１の直線状アンテナエレメント３の中間に介在させた誘導性要素Ｌ１のインダクタンスを調整することにより、１次モードの周波数が低い側の共振周波数を調整することができる。この際に、従来のように、トップパッチの形状や、ラインの長さ及び幅を変えるといった調整は必要なく、１次モードの周波数が低い側の共振周波数及び帯域幅を容易に調整することができる。
【００２１】
また、誘導性要素Ｌ２のインダクタンスと、第２の直線状アンテナエレメント５の長さとにより、１次モードの周波数が高い側（図２における符号Ｂで示す側）、及び３次〜５次モード（図示せず）の共振周波数及び帯域幅が決定される。
従って、第２の直線状アンテナエレメント５の中間に介在させた誘導性要素Ｌ２のインダクタンスを調整することにより、１次モードの周波数が高い側及び３次〜５次モードの共振周波数を調整することができる。この際に、従来のように、メアンダラインの長さ、幅及びピッチを変えるといった調整は必要なく、１次モードの周波数が高い側及び３次〜５次モードの共振周波数及び帯域幅を容易に調整することができる。特に、誘導性要素Ｌ２のインダクタンスを調整することにより、１次モードの周波数が高い側及び３次〜５次モードの共振周波数を所望の共振周波数に下げることができる。
【００２２】
また、第１のアンテナエレメント３及び第２のアンテナエレメント５を直線状にし、それぞれに誘導性要素Ｌ１、Ｌ２を介在させて１次モード及び３次〜５次モードの共振周波数の調整を行える。このため、従来のメアンダライン１０９のような導電パッドが幾重にも折り返された形状を用いることなく、小型化を図ることができる。
【００２３】
また、アンテナ装置１においては、図１に示すように、第２の直線状アンテナエレメント５の中間、即ち第２直線状アンテナエレメント部５ｂにおいて給電点４と誘導性要素Ｌ２との間から第３のアンテナエレメント６が延びている。第３のアンテナエレメント６は、給電点４から第２の直線状アンテナエレメント５の３次モードの１／４λの位置から延びていることが好ましい。この第３のアンテナエレメント６は、第２の直線状アンテナエレメント５の第２直線状アンテナエレメント部５ｂから一方向（図１における上方向）に直線状に延びる第１直線状部６ａを備えている。また、第３のアンテナエレメント６は、第１直線状部６ａの先端から第１直線状部６ａに対し直交する方向（図１における左方向）に直線状に細長く延びる第２直線状部６ｂを備えている。更に、第３のアンテナエレメント６は、第２直線状部６ｂの先端から一方向（図１における上方向）に直線状に延びる第３直線状部６ｃを備えている。また、第３のアンテナエレメント６は、第３直線状部６ｃの先端から第３直線状部６ｃに対し直交する方向（図１における左方向）に直線状に延びる第４直線状部６ｄとを備えている。第３直線状部６ｃと第４直線状部６ｄとを備えることにより、第３のアンテナエレメント６が誘導性要素Ｌ２に接触することを回避している。
【００２４】
そして、この第３のアンテナエレメント６の長さや形状を調整することにより、１次モードに影響を与えることなく、３次〜５次モードの共振周波数及び帯域幅の調整を単独で行うことができる。特に、第３のアンテナエレメント６の長さや形状を調整することにより、３次〜５次モードの共振周波数を所望の共振周波数に下げることができる。
【００２５】
なお、第１の直線状アンテナエレメント３と第２の直線状アンテナエレメント５との容量結合部７では、第１の直線状アンテナエレメント３側の矩形状容量結合部３ｃの一辺のみと第２の直線状アンテナエレメント５側の矩形状容量結合部５ｃの一辺のみとが所定の隙間を開けて対向するように配置されている。このため、容量結合に要する領域が小さくて済み、対向する矩形状容量結合部３ｃの一辺と矩形状容量結合部５ｃの一辺との隙間量と対向する長さを調整するだけで、容量を調整できる。これに対して、従来の図３に示すアンテナ装置１０１の容量結合部では、トップパッチ１０４が矩形状に形成され、導電パッド１０８がトップパッチ１０４の角部で対向するように略Ｌ字形に形成されている。このため、トップパッチ１０４の一辺と導電パッド１０８の一辺とが対向し、トップパッチ１０４の一辺と直交する別の辺と導電パッド１０８の一辺と直交する別の辺とが対向する。従って、容量結合に要する領域が大きく、容量の調整が複雑となっている。
【００２６】
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されずに種々の変更、改良を行うことができる。
例えば、第１の直線状アンテナエレメント３は、直線状に形成されていればよく、必ずしも、第１直線状アンテナエレメント部３ａ及び第２直線状アンテネエレメント部３ｂを備える場合に限らない。
【００２７】
また、第２の直線状アンテナエレメント５は、直線状に形成されていればよく、必ずしも、第１直線状アンテナエレメント部５ａ及び第２直線状アンテネエレメント部５ｂを備える場合に限らない。ここで、第１の直線状アンテナエレメント３及び第２の直線状アンテナエレメント５において、「直線状アンテナエレメント」とは、一方向に直線状に細長く延びる直線状アンテナエレメント部を含んでいるものを意味する。
また、誘導性要素Ｌ１、Ｌ２は、それぞれ、第１の直線状アンテナエレメント及び第２の直線状アンテナエレメントのそれぞれの中間に介在されていればよく、図１に示した例に限られない。
【符号の説明】
【００２８】
１  アンテナ装置
２  接地パターン
３  第１の直線状アンテナエレメント
４  給電点
５  第２の直線状アンテナエレメント
６  第３のアンテナエレメント
７  容量結合部
【図１】
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【図２】
2014135664.tif 000004
【図３】
2014135664.tif 000005
【図４】
2014135664.tif 000006