(57)【要約】【課題】アンテナ領域を拡大することなく複数バンドに対応するアンテナまたは携帯通信装置を提供する。【解決手段】第一、および第二のエレメント部（４１、４２）を備え、第二のエレメント部と接地点との間にスイッチ（１２）とを備える。第一のエレメント部はアンテナエレメント（４）の分岐点（６）から給電点（８）側に伸延している。第二のエレメント部は、分岐点から接地点（１０）側に設けられ且つスイッチを介して接地点に接続され、スイッチにより接地または非接地に切り替えられる。給電点から第一のエレメント部の端部までのエレメント長が第一の周波数帯ｆ１に共振する長さ、第一のエレメント部の端部から第二のエレメント部の接地点までのエレメント長が第一の周波数帯より高い第二の周波数帯ｆ２で共振する長さ、第一のエレメント部のエレメント長が第二の周波数帯より高い第三の周波数帯ｆ３で共振する長さに設定されている。【選択図】図１
2014072874.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナエレメントの中途に設定した分岐点から給電点側に伸延する第一のエレメント部と、
前記分岐点から接地点側に設けられ且つスイッチを介して前記接地点に接続され、前記スイッチにより非接地または接地に切り替えられる第二のエレメント部とを備え、
前記給電点から前記第一のエレメント部の端部までのエレメント長が第一の周波数帯に共振する長さに設定され、
前記第一のエレメント部に前記第二のエレメント部を加えたエレメント長が前記第一の周波数帯より高い第二の周波数帯で共振する長さに設定され、
前記第一のエレメント部のエレメント長が前記第二の周波数帯より高い第三の周波数帯で共振する長さに設定され、
前記スイッチのオフにより、前記アンテナエレメントが前記第一の周波数帯または前記第三の周波数帯で共振し、
前記スイッチのオンにより、前記アンテナエレメントが前記第二の周波数帯で共振することにより前記第一の周波数帯、前記第二の周波数帯または前記第三の周波数帯に対応することを特徴としたアンテナ。
【請求項２】
前記第三の周波数帯は、前記第一の周波数帯の高調波であることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ。
【請求項３】
前記給電点から前記第一のエレメント部の前記端部までのエレメント長は、前記第一の周波数帯の波長（λ1 ）の０．２５λ1 （＝λ1 ／４）に設定されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のアンテナ。
【請求項４】
前記第一のエレメント部のエレメント長は、前記第一の周波数帯の波長（λ1 ）の０．１λ1 ないし０．１２λ1 に設定されていることを特徴とする請求項１、請求項２または請求項３のいずれかの請求項に記載のアンテナ。
【請求項５】
前記第一のエレメント部の前記端部から前記第二のエレメント部の接地点までのエレメント長は、前記第二の周波数の波長（λ2 ）の０．２５λ2 （＝λ2 ／４）に設定されていることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３または請求項４のいずれかの請求項に記載のアンテナ。
【請求項６】
前記分岐点から前記第二のエレメント部の接地点までのエレメント長は、前記第二の周波数帯の波長（λ2 ）の０．０８λ2 ないし０．０５λ2 に設定されていることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項４または請求項５のいずれかの請求項に記載のアンテナ。
【請求項７】
前記接地点と前記スイッチの間に整合素子を備えることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項４または請求項５のいずれかの請求項に記載のアンテナ。
【請求項８】
アンテナエレメントの中途に設定した分岐点から給電点側に伸延する第一のエレメント部と、
前記分岐点から接地点側に設けられ且つスイッチを介して前記接地点に接続され、前記スイッチにより非接地または接地に切り替えられる第二のエレメント部とを備え、
前記給電点から前記第一のエレメント部の端部までのエレメント長が第一の周波数帯に共振する長さに設定され、
前記第一のエレメント部に前記第二のエレメント部を加えたエレメント長が前記第一の周波数帯より高い第二の周波数帯で共振する長さに設定され、
前記第一のエレメント部のエレメント長が前記第二の周波数帯より高い第三の周波数帯で共振する長さに設定され、
前記スイッチのオフにより、前記アンテナエレメントが前記第一の周波数帯または前記第三の周波数帯で共振し、
前記スイッチのオンにより、前記アンテナエレメントが前記第二の周波数帯で共振することにより前記第一の周波数帯、前記第二の周波数帯または前記第三の周波数帯に対応することを特徴とした携帯通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ＬＴＥ（Long Term Evolution ）の使用周波数帯域など、複数バンドに対応するアンテナに関し、たとえば、モノポールアンテナを用いたアンテナおよび携帯通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高速データ通信規格であるＬＴＥ（３．９Ｇ）では、ＭＩＭＯ（Multiple input multiple output：複数アンテナ送受信）技術が採用されている。このＭＩＭＯは、複数のアンテナでゲータの送受信を行って高速化を図る無線ＬＡＮ（Local Area Network）技術である。このＭＩＭＯを用いたＬＴＥでは、下り通信時、メインアンテナおよびサブアンテナ２つのアンテナが用いられる。
【０００３】
ＬＴＥの周波数は、当初、２〔ＧＨｚ〕帯の単一バンドが使用されている。今後、１．５〔ＧＨｚ〕帯、８００〔ＭＨｚ〕帯など、３バンドの周波数帯への適用が予定されている。
【０００４】
メインアンテナでは、８００〔ＭＨｚ〕帯、１．７〔ＧＨｚ〕帯、２〔ＧＨｚ〕帯の３バンドに対応し、大きなアンテナ領域を有する。このアンテナ領域は、アンテナを配置する領域と、アンテナ周囲のＧＮＤ（接地）のない領域を合わせた範囲である。
【０００５】
サブアンテナは、現在、２〔ＧＨｚ〕帯のみであり、比較的小さなアンテナ領域に収まっている。このサブアンテナを８００〔ＭＨｚ〕帯、１．５〔ＧＨｚ〕帯に対応させる場合には、アンテナ領域を追加することが必要であるし、３バンド対応では、各バンドに合わせた３本のアンテナエレメントが必要である。アンテナのエレメント長は周波数に反比例するので、１．５〔ＧＨｚ〕帯のエレメント長は２〔ＧＨｚ〕帯のエレメント長に対して約１．４倍、８００〔ＭＨｚ〕帯のエレメント長に対して約２．４倍になる。
【０００６】
このような帯域に対応させる複数のアンテナを配置するにはアンテナ領域が拡大する。アンテナ領域が大きくなると、アンテナ周囲のＧＮＤのない領域も増大させる必要がある。
【０００７】
アンテナの複数バンド化に関し、エレメントを折返し、基本波の高調波を調整することにより２共振とし、開放端をエレメントの途中で容量結合させ、ループモードの共振を生じさせることにより３共振とすることが知られている（たとえば、特許文献１）。
【０００８】
また、折返されたエレメントの開放端を給電点に近い側で近接させてループモードによる第１の共振と、給電点から遠い側をインダクタを介してＧＮＤに接地し、ループモードによる第２の共振とを生じさせることが知られている（たとえば、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００９−１１１９９９号公報
【特許文献２】特開２００７−１９４９９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、アンテナを複数バンドに対応させるには、ループアンテナを形成する必要がある。ループアンテナでは、広いアンテナ領域が必要である。アンテナ領域の拡大は、アンテナ周囲のＧＮＤのない領域を拡大させることが必要となるという課題がある。
【００１１】
携帯電話機などの携帯機器にあっては、アンテナの設置空間が狭い。とりわけ、多機能化された携帯電話機では、多くの部品が搭載され、しかも、小型化されているので、アンテナ領域を確保することが難しい。また、大きなアンテナ領域を持つアンテナを設置できないという課題がある。
【００１２】
そこで、本開示のアンテナの目的は、上記課題に鑑み、アンテナ領域を拡大することなく、複数バンドに対応するアンテナを提供することにある。また、本開示の他の目的は、斯かるアンテナを備えた携帯通信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するため、本開示の構成は、第一のエレメント部および第二のエレメント部を備え、第二のエレメント部と接地との間にスイッチとを備えるアンテナが提供されている。第一のエレメント部は、アンテナエレメントの中途に設けた分岐点から給電点側に伸延している。第二のエレメント部は、前記分岐点から接地点側に設けられ且つスイッチを介して前記接地点に接続され、前記スイッチにより接地または非接地に切り替えられる。
【００１４】
前記給電点から前記第一のエレメント部の端部までのエレメント長が前記第一の周波数帯に共振する長さに設定されている。前記第一のエレメント部の端部から前記第二のエレメント部の接地点までのエレメント長が前記第一の周波数帯より高い第二の周波数帯で共振する長さに設定されている。前記第一のエレメント部のエレメント長が前記第二の周波数帯より高い第三の周波数帯で共振する長さに設定されている。
【００１５】
そして、前記スイッチのオフにより、前記アンテナエレメントが前記第一の周波数帯または前記第三の周波数帯で共振する。前記スイッチのオンにより、前記アンテナエレメントが前記第二の周波数帯で共振する。これにより、前記第一の周波数帯、前記第二の周波数帯または前記第三の周波数帯に対応する。
【発明の効果】
【００１６】
本開示の構成によれば、次のいずれかの効果が得られる。
【００１７】
(1) アンテナ領域を拡大することなく、複数バンドに対応したアンテナを構成することができる。
【００１８】
(2) アンテナ領域が拡大しないので、アンテナの設置スペースを小さくできる。
【００１９】
(3) 第一のエレメント部は、第二の周波数帯の４分の１波長に近い長さとなり、第二のエレメント部は短く設定でき、アンテナの設置スペースを縮小することができる。
【００２０】
そして、本発明の他の目的、特徴および利点は、添付図面および各実施の形態を参照することにより、一層明確になるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１の実施の形態に係るアンテナを示す図である。
【図２】アンテナのエレメント構成を示す図である。
【図３】スイッチのオンおよびオフ時のアンテナ動作を示す図である。
【図４】第２の実施の形態に係る携帯電話機の一例を示す図である。
【図５】携帯電話機に設置されたアンテナを示す斜視図である。
【図６】アンテナエレメントを示す斜視図である。
【図７】アンテナの給電部を示す図である。
【図８】アンテナのスイッチおよびその切替えを示す図である。
【図９】スイッチのオフ時およびオン時のアンテナＶＳＷＲ特性を示す図である。
【図１０】比較例に係るアンテナを示す図である。
【図１１】図１０に示すアンテナの電流分布を示す図である。
【図１２】実施の形態に係るアンテナの構成を示す図である。
【図１３】図１２に示すアンテナの電流分布を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
〔第１の実施の形態〕
【００２３】
図１は、第１の実施の形態に係るアンテナ２を示している。図１に示す構成は一例であり、斯かる構成に本開示のアンテナが限定されるものではない。
【００２４】
このアンテナ２は本開示のアンテナの一例である。このアンテナ２にはアンテナエレメント４が備えられている。このアンテナエレメント４はたとえば、モノポールアンテナのエレメントを構成しており、中途にたとえば、ひとつの分岐点６を備えている。
【００２５】
アンテナエレメント４は、エレメント部４０に対し、第一のエレメント部４１、第二のエレメント部４２を備えている。エレメント部４０は、分岐点６と給電点８との間に設置され、複数のエレメント４−ａ、４−ｂ、４−ｃ、４−ｄ、４−ｅを備えている。エレメント部４１は、分岐点６から給電点８側に折り返されて伸延し、複数のエレメント４−ｆ、４−ｇを備えている。エレメント部４２は分岐点６と接地点（ＧＮＤ）１０との間に設置され、複数のエレメント４−ｈ、４−ｉ、４−ｊを備えている。
【００２６】
エレメント部４２とＧＮＤ１０との間にはスイッチ１２が挿入されている。つまり、エレメント部４２はスイッチ１２を介してＧＮＤ１０に接続されている。このエレメント部４２は、スイッチ１２のＯＮによりＧＮＤ１０に接続され（接地状態）、スイッチ１２のＯＦＦにより非接地状態となる。
【００２７】
＜エレメント長Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３と共振周波数の関係＞
【００２８】
図２に示すように、給電点８から分岐点６を介してエレメント部４１の開放端までのエレメント長をＬ１、エレメント部４１の開放端からエレメント部４２のエレメント長をＬ２とする。この場合、エレメント部４１の端部が開放端となっている。各エレメント長Ｌ１、Ｌ２と共振周波数の関係は次のとおりである。
【００２９】
(1) エレメント長Ｌ１
【００３０】
このエレメント長Ｌ１は、給電点８からエレメント部４１の開放端までの長さ、つまり、エレメント４−ａ、４−ｂ、４−ｃ、４−ｄ、４−ｅ、４−ｆ、４−ｇの加算長である。このエレメント長Ｌ１は、第一の周波数帯ｆ１（たとえば、ｆ１＝８００〔ＭＨｚ〕）に共振する長さ（０．２５λ1 ＝λ1 ／４）に設定されている。λ1 は周波数帯ｆ１の波長（＝ｃ／ｆ１、ｃ＝光の速度）である。
【００３１】
(2) エレメント長Ｌ２
【００３２】
このエレメント長Ｌ２は、エレメント部４１の開放端からエレメント部４２の接地点１０までのエレメント長であり、つまり、このエレメント長Ｌ２は、各エレメント４−ｆ、４−ｇ、４−ｈ、４−ｉ、４−ｊの加算長である。このエレメント長Ｌ２は、周波数帯ｆ１より高い第二の周波数帯ｆ２（たとえば、ｆ２＝１．５〔ＧＨｚ〕）で共振する長さに設定される。このエレメント長Ｌ２は、周波数帯ｆ２の波長λ2 のたとえば、およそ０．２５λ2 （＝λ2 ／４）に設定されている。λ2 は周波数帯ｆ２の波長（＝ｃ／ｆ２）である。
【００３３】
(3) エレメント長Ｌ３
【００３４】
このエレメント長Ｌ３は、分岐点６からエレメント部４１の開放端までの長さであり、つまり、エレメント４−ｆ、４−ｇの加算長である。このエレメント長Ｌ３は、既述の周波数帯ｆ１の第三の周波数帯ｆ３（たとえば、ｆ３＝２〔ＧＨｚ〕）、すなわち、第二の周波数帯ｆ２より高い周波数帯ｆ３（＞ｆ２）で共振する長さに設定されている。したがって、このエレメント長Ｌ３は、波長λ1 のたとえば、０．１λ1 ないし０．１２λ1 の長さに設定されている。
【００３５】
斯かる構成によれば、スイッチ１２がＯＦＦ状態では、図３のＡに示すように、アンテナエレメント４がエレメント部４０、４１で構成される。エレメント部４０、４１ではエレメント長Ｌ１により、周波数帯ｆ１に共振する。このとき、エレメント部４１は、エレメント長Ｌ３により、周波数帯ｆ１の高調波帯である周波数帯ｆ３に共振する。
【００３６】
スイッチ１２がＯＮ状態では、図３のＢに示すように、アンテナエレメント４がエレメント部４１、４２で構成される。エレメント部４１、４２ではエレメント長Ｌ２により周波数帯ｆ２に共振する。
【００３７】
このように、スイッチ１２のＯＦＦの場合には、周波数帯ｆ１または周波数帯ｆ３、スイッチ１２のＯＮの場合には、周波数帯ｆ２に共振する。これにより、周波数帯ｆ１、ｆ２、ｆ３の電波の送信または受信を行うことができる。
【００３８】
＜第１の実施の形態の効果＞
【００３９】
上記実施の形態によれば、周波数帯ｆ１、ｆ２、ｆ３の３バンドに対応したアンテナ２が構成され、アンテナ領域の省スペース化を実現することができる。
【００４０】
〔第２の実施の形態〕
【００４１】
図４は、第２の実施の形態に係る携帯電話機の一例を示している。図４において、図１と同一部分には同一符号を付してある。
【００４２】
この携帯電話機１４は、ＬＴＥ（Long Term Evolution ）通信などの移動体通信に対応する携帯通信装置の一例である。
【００４３】
この携帯電話機１４には基板１６が備えられている。この基板１６には、ＧＮＤ抜き部１８とＧＮＤ部２０とが備えられている。ＧＮＤ抜き部１８はＧＮＤ導体を設置していない部分である。このＧＮＤ抜き部１８にはメインアンテナ２２が設置される。つまり、メインアンテナ２２は、周囲に部品やＧＮＤ導体がなく、良好なアンテナ特性が得られるエリアに実装されている。
【００４４】
基板１６には、ＧＮＤ部２０側に切欠部２４が形成されている。切欠部２４は、ＧＮＤ導体の抜き部分である。この切欠部２４にはサブアンテナとして既述のアンテナ２が実装されている。このアンテナ２は、基板１６に搭載された電池２８の側部に確保された狭いスペースに実装されている。アンテナ２の実装箇所は電池２８の側部に限らず、ＧＮＤ抜きが得られる場所であればどこでもよい。メインアンテナ２２との関係に関し、アンテナ同士の相互干渉を避けるため、メインアンテナ２２とはある程度の距離を設ける。
【００４５】
基板１６には信号ラインや電源ラインなどの導体配線が設置されるが、アンテナ特性に影響を及ぼすのはＧＮＤ部であるので、この実施の形態では基板１６を１枚のＧＮＤ導体板と仮定している。なお、この実施の形態では基板１６が実装されるケースなどの誘電体も省略している。
【００４６】
図５は、基板１６に搭載されたアンテナ２を拡大して示している。
【００４７】
アンテナ２は、アンテナエレメント４を備え、給電部３０から接地部３２の左方向に伸びている。アンテナエレメント４は既述のエレメント部４０、４１、４２を備えている。エレメント部４０には整合回路３４−１を介して給電ライン３６に接続されている。エレメント部４１は、エレメント部４０から分岐点６で分岐し、給電部３０の方向に折り返されて伸延し、端部が開放端となっている。エレメント部４２は接地部３２に伸び、基板ＧＮＤ３８に接続されている。エレメント部４２と基板ＧＮＤ３８との間にはスイッチ１２（図８）が接続されている。
【００４８】
＜アンテナエレメント４＞
【００４９】
図６は、アンテナ２のアンテナエレメント４を示している。エレメント部４０には複数のエレメント４−ａ、４−ｂ、４−ｃ、４−ｄ、４−ｅを備えている。エレメント４−ａは、給電点８を構成しており、基板１６の幅方向に垂直に立ち上がっている。エレメント４−ｂは、エレメント４−ａから基板１６の幅方向に屈曲させている。エレメント４−ｃは、エレメント４−ａと平行方向に立ち上がっている。エレメント４−ｄは、エレメント４−ｃから基板１６の幅方向に屈曲させ、エレメント４−ｂと平行に且つ対向して配置している。エレメント４−ｅは、エレメント４−ｄから直交方向に屈曲させて基板１６と平行に配置し、直線状を成して分岐点６に至る。
【００５０】
エレメント部４１は、分岐点６から給電点８側に折り返されて伸延しており、複数のエレメント４−ｆ、４−ｇを備えている。エレメント４−ｆは、エレメント４−ｅから分岐点６で基板１６の幅方向に折曲げられている。エレメント４−ｇはエレメント４−ｆから折り返されてエレメント４−ｅと平行に配置され、エレメント４−ｅより短い。そこで、エレメント４−ｇの終端は給電部３０と離間した位置で開放端となっている。
【００５１】
エレメント部４２は分岐点６と接地点（ＧＮＤ）１０との間に設置され、複数のエレメント４−ｈ、４−ｉ、４−ｊを備えている。エレメント４−ｈは、エレメント４−ｅを延長して形成されている。エレメント４−ｉは、エレメント４−ｅからエレメント４−ｆと反対方向に屈曲している。エレメント４−ｊは、エレメント４−ｉから基板１６方向に屈曲し、接地側つまり、スイッチ１２に至る。
【００５２】
これらエレメント部４０、４１、４２のエレメント長Ｌ１、Ｌ２と共振周波数の関係は第１の実施の形態で説明したとおりであるので、その説明を割愛する。
【００５３】
＜アンテナ２の給電部３０＞
【００５４】
図７は、アンテナ２の給電側の構成を示している。アンテナ２のエレメント４−ａには整合回路３４−１が接続されている。この整合回路３４−１には給電ライン３６が接続されている。この給電ライン３６と接地点１０との間に無線部５０が接続されている。
【００５５】
整合回路３４−１は整合素子を備えている。整合素子はキャパシタなどのリアクタンス素子で構成される。
【００５６】
＜アンテナ２の接地部３２＞
【００５７】
図８のＡおよびＢは、アンテナ２の接地側の構成を示している。図８のＡはスイッチ１２がＯＦＦの場合の構成を示している。図８のＢはスイッチ１２がＯＮの場合の構成を示している。
【００５８】
アンテナ２の接地部３２側はスイッチ１２を介して接地されている。つまり、アンテナエレメント４のエレメント４−ｊがスイッチ１２を介して基板ＧＮＤ３８（接地点１０）に接続され、接地されている。
【００５９】
アンテナエレメント４の分岐点６から接地部３２側のエレメント４−ｈ、４−ｉ、４−ｊは、アンテナ２の接地ラインを構成している。つまり、エレメント４−ｊには整合回路３４−２が接続され、スイッチ１２を介して基板ＧＮＤ３８に接続されている。
【００６０】
スイッチ１２をＯＦＦ状態またはＯＮ状態に切り替える。スイッチ１２がＯＦＦ状態であれば、アンテナエレメント４は非接地に設定される。また、スイッチ１２がＯＮ状態であれば、アンテナエレメント４は接地に設定される。このように、接地、非接地により機能するエレメント部４０、４１、４２が切り替えられ、アンテナ長に応じた共振が得られる。
【００６１】
＜スイッチ１２のＯＦＦ時の動作＞
【００６２】
スイッチ１２がＯＦＦ状態では、図８のＡに示すように、アンテナエレメント４がエレメント部４０、４１で構成される。エレメント部４０、４１ではエレメント長Ｌ１により、周波数帯ｆ１に共振する。この場合、ｆ１＝８００〔ＭＨｚ〕であれば、エレメント部４０、４１のエレメント長Ｌ１によりｆ１＝８００〔ＭＨｚ〕に共振する。また、エレメント部４１は、エレメント長Ｌ３により、周波数帯ｆ１の高調波帯である周波数帯ｆ３に共振する。たとえば、ｆ３＝２〔ＧＨｚ〕に共振する。
【００６３】
アンテナエレメント４において、エレメント部４０、４１のエレメント長Ｌ１は、周波数帯ｆ１の波長λ1 の０．２５λ（λ／４）で共振する長さに設定されている。これにより、エレメント部４０、４１は通常のλ／４モノポールアンテナとして動作する。つまり、スイッチ１２のＯＦＦ時には、（エレメント４−ａ）＋（エレメント４−ｂ）＋（エレメント４−ｃ）＋（エレメント４−ｄ）＋（エレメント４−ｅ）＋（エレメント４−ｆ）＋（エレメント４−ｇ）がｆ１＝８００〔ＭＨｚ〕帯の波長λ1 （＝ｃ／ｆ１）の０．２５λ1 （＝λ1 ／４）で共振する。
【００６４】
また、スイッチ１２がＯＦＦ状態では、エレメント４−ｆ、４−ｇの長さで周波数ｆ３＝２〔ＧＨｚ〕帯に共振させる。つまり、この共振は、ｆ１＝８００〔ＭＨｚ〕帯の共振の３倍高調波周波数である。
【００６５】
ｆ１＝８００〔ＭＨｚ〕帯の３倍高調波周波数は、アンテナ２が直線状の場合、概ね２．５〔ＧＨｚ〕以上である。この周波数はアンテナ２の周囲にある誘電体が持つ誘電率により変わる。これに対し、アンテナ２のアンテナエレメント４を折返せば、高調波周波数を下げることができる。具体的には、エレメント４−ｇの長さをｆ１＝８００〔ＭＨｚ〕帯の波長λ1 の０．１λ1 〜０．１２λ1 とすれば、その高調波周波数帯ｆ３をｆ３＝２〔ＧＨｚ〕帯に合わせることができる。なお、エレメント４−ｆも折返し部の一部を構成しているが、アンテナ２を狭い領域で引き回すため、エレメント４−ｆのエレメント長は必然的に短くなる。このことから、ｆ１＝８００〔ＭＨｚ〕の高調波周波数にエレメント４−ｆがほとんど関与しない。つまり、ｆ１の高調波周波数の調整には影響はなく、無視できる程度である。
【００６６】
＜スイッチ１２のＯＮ時の動作＞
【００６７】
スイッチ１２がＯＮ状態では、図８のＢに示すように、アンテナエレメント４がエレメント部４１、４２で構成される。エレメント部４１、４２ではエレメント長Ｌ２により周波数帯ｆ２に共振する。この場合、ｆ２＝１．５〔ＧＨｚ〕であれば、エレメント部４１、４２のエレメント長Ｌ２によりｆ２＝１．５〔ＧＨｚ〕に共振する。つまり、スイッチ１２のＯＮ時には、（エレメント４−ｆ）＋（エレメント４−ｇ）＋（エレメント４−ｈ）＋（エレメント４−ｉ）＋（エレメント４−ｊ）がｆ２＝１．５〔ＧＨｚ〕帯で共振する。
【００６８】
折返し部であるエレメント４−ｇは前述のようにｆ１＝８００〔ＭＨｚ〕帯で０．１λ1 〜０．１２λ1 である。つまり、ｆ２＝１．５〔ＧＨｚ〕帯では、０．１７λ2 （＝ｃ／ｆ２）〜０．２λ2 となる。
【００６９】
さらに、エレメント４−ｆ、４−ｈ、４−ｉ、４−ｊ  の長さを加えて全体のエレメント長を周波数ｆ２＝１．５〔ＧＨｚ〕帯の０．２５λ2 （＝λ2 ／４）とすれば、ｆ２＝１．５〔ＧＨｚ〕帯で共振させることができる。エレメント４−ｇがもともと０．２５λ1 に近い長さであるので、エレメント４−ｆ、４−ｈ、４−ｉ、４−ｊの長さは短くて良く、アンテナ領域は小さい。
【００７０】
この場合、エレメント長が不足する場合には、整合回路３４−２にインダクダを挿入して調節すればよい。また、エレメント長が長すぎる場合には整合回路３４−２にコンデンサを挿入してエレメント長を調節し、短縮すればよい。
【００７１】
＜アンテナ２のシミュレーション結果＞
【００７２】
図９のＡおよびＢは、シミュレーション結果を示している。図９のＡは、スイッチ１２のＯＦＦ時のＶＳＷＲ（Voltage Standing Wave Ratio ）特性である。ｆ１＝８００〔ＭＨｚ〕帯およびｆ３＝２〔ＧＨｚ〕帯で良好なアンテナ特性が得られている。
【００７３】
図９のＢは、スイッチ１２のＯＮ時のＶＳＷＲ特性である。ｆ２＝１．５〔ＧＨｚ〕帯で良好なアンテナ特性が得られている。各シミュレーションでは接地部１０の整合回路３４−２に１０〔ｎＨ〕のインダクタを挿入した。
【００７４】
＜比較例および実施例の動作モード＞
【００７５】
図１０は、アンテナ２からエレメント４−ｆ、４−ｇを削除し、エレメント４−ｊ側を接地した比較例に係るアンテナ２００を示している。エレメント先端が基板ＧＮＤ３８に接地されたアンテナ２では、開放端がないため、二分の一波長（λ／２）の長さで共振する。したがって、その共振周波数ｆは高くなり、本例では、共振周波数ｆ＝２４００〔ＭＨｚ〕である。
【００７６】
図１１は、アンテナ２００のスイッチ１２のＯＮ時の電流分布を示している。この場合、ＧＮＤ接地点側の電流が高くなっていることが判る。これは、ＧＮＤ接地点が給電点のように振るまうことを意味している。
【００７７】
図１２は、アンテナ２のスイッチ１２のＯＮ時の構成である。折返し部であるエレメント４−ｆ、４−ｇの追加により、アンテナエレメント４がＧＮＤ接地点からエレメント４−ｇの先端（開放端）までがアンテナとして動作する。
【００７８】
図１３は、この場合のＯＮ時の電流分布を示している。ＧＮＤ接地点が給電点のように振るまうのは前述した通りである。折返し部であるエレメント４−ｇの先端は開放端であるから、周波数帯ｆ１の四分の一波長（＝λ1 ／４）の長さで共振する。
【００７９】
＜第２の実施の形態の効果＞
【００８０】
(1)   以上説明したように、３バンドに対応したアンテナ２を省スペースで実現することができる。
【００８１】
(2)   モノポールアンテナでトリプルバンド（たとえば、ｆ１＝８００〔ＭＨｚ〕帯、ｆ２＝１．５〔ＧＨｚ〕帯およびｆ３＝２〔ＧＨｚ〕帯）に対応することができる。
【００８２】
(3)   エレメント部４０とエレメント部４１のエレメント長Ｌ１でｆ１＝８００〔ＭＨｚ〕帯に対応することができる。この場合、エレメント部４１のエレメント長Ｌ３は、ｆ１帯の波長λ1 の０．１λ1 〜０．１２λ1 に設定することにより、ｆ１の高調波周波数であるｆ３（たとえば、２〔ＧＨｚ〕）帯に共振させている。つまり、ｆ３＝２〔ＧＨｚ〕帯は周波数帯ｆ１に対応するエレメント部４０、４１の一部であるエレメント部４１で対応しており、独立したエレメントは不要である。
【００８３】
(4)   エレメント部４１およびエレメント部４２のエレメント長Ｌ２でｆ２＝１．５〔ＧＨｚ〕帯に共振させている。エレメント長Ｌ２はｆ１の波長λ1 の既述の０．１λ1 〜０．１２λ1 の長さを備えている。このエレメント長Ｌ２は、周波数ｆ２の周波数帯ｆ２の四分の一波長０．２５λ2 （＝λ2 ／４）に設定するには、エレメント４−ｈ、４−ｉ、４−ｊが残り長さ０．０８λ2 〜０．０５λ2 を備えればよく、これを基板ＧＮＤ３８に接続すれば、ｆ２＝１．５〔ＧＨｚ〕帯で共振する。このため、周波数帯ｆ１に対応しているエレメント４−ｆ、４−ｇを共用するので、ｆ２＝１．５〔ＧＨｚ〕帯のエレメントも不要である。
【００８４】
(5)   ループアンテナで複数バンドに対応させるには、広いアンテナ領域が必要となるのに対し、上記実施の形態のアンテナ２では、アンテナエレメント４に分岐点６を有し、この分岐点６から給電点８側に延伸する第一のエレメント４１と、分岐点とグラウンドとをスイッチ１２を介して接続する第二のエレメント４２とを備えている。スイッチ１２のＯＦＦにより、第一の周波数帯ｆ１、第三の周波数帯ｆ３、スイッチ１２のＯＮにより、第二の周波数帯ｆ２に共振する。このため、アンテナ２ではループアンテナではなくモノポールアンテナで３バンドに対応でき、アンテナ領域を小さくできる。
【００８５】
(6)   上記実施の形態では、単一のエレメント、つまり伸延させたアンテナエレメントを以て３共振を実現しており、省スペース化を図ることができる。しかも、ループモードの共振を利用していないため省スペース化することができる。
【００８６】
(7)   ループアンテナで共振はある程度大きな開口面積を必要とするのに対し、アンテナ領域が狭い場合にはエレメントを配置することが難しいのに対し、上記実施の形態ではエレメントの設置面積が小さくて済む。ループアンテナでは高調波による共振周波数とループモードの共振周波数は比較的近くなるため、１．５〔ＧＨｚ〕帯と２〔ＧＨｚ〕帯というように、周波数が離れている場合には適用できないのに対し、上記実施の形態では単一のモノポールアンテナにより、一例として１．５〔ＧＨｚ〕帯および２〔ＧＨｚ〕帯の共振を実現している。
【００８７】
〔他の実施の形態〕
【００８８】
(1) 上記実施の形態では、ｆ１＝８００〔ＭＨｚ〕帯周波数（ＬＴＥ受信帯）を例示したが、この周波数帯ｆ１は、ｆ１＝８６９〜８９４〔ＭＨｚ〕である。ｆ２＝１．５〔ＧＨｚ〕帯周波数（ＬＴＥ受信帯）を例示したが、この周波数帯ｆ２は、ｆ２＝１４９５．９〜１５１０．９〔ＭＨｚ〕である。また、ｆ３＝２〔ＧＨｚ〕帯周波数（ＬＴＥ受信帯）を例示したが、この周波数帯ｆ３は、ｆ３＝２１１０〜２１７０〔ＭＨｚ〕である。これらは一例であり、本開示のアンテナ２が係る周波数帯ｆ１、ｆ２、ｆ３に限定されるものではなく、他の複数の周波数の送受信に利用することができる。
【００８９】
(2) 上記実施の形態では単一の分岐点６を備えているが、複数の分岐点で分岐させた複数の第一のエレメント部を構成してもよい。この場合、第一の周波数帯を基本周波数帯とし、異なる高次の高調波に共振させる構成としてもよい。
【００９０】
(3) 上記実施の形態では、サブアンテナにアンテナ２を設置し、受信アンテナとして構成しているが、メインアンテナとしてもよく、送信アンテナを構成してもよい。
【００９１】
(4) 携帯端末装置の一例として携帯電話機を例示したが、本開示のアンテナは無線通信機能を備えるスマートフォン、タブレット端末、ＰＣなどの通信機器に広く利用できるものである。
【００９２】
以上説明したように、本開示の構成の最も好ましい実施の形態等について説明した。本発明は、上記記載に限定されるものではない。特許請求の範囲に記載され、または発明を実施するための形態に開示された発明の要旨に基づき、当業者において様々な変形や変更が可能である。斯かる変形や変更が、本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００９３】
２  アンテナ
４  アンテナエレメント
４０  エレメント部
４１  第一のエレメント部
４２  第二のエレメント部
６  分岐点
４−ａ、４−ｂ、４−ｃ、４−ｄ、４−ｅ、４−ｆ、４−ｇ、４−ｈ、４−ｉ、４−ｊ  エレメント
８  給電点
１０  接地点（ＧＮＤ）
１２  スイッチ
１４  携帯電話機
１６  基板
１８  ＧＮＤ抜き部
２０  ＧＮＤ部
２２  メインアンテナ
２４  切欠部
２８  電池
３０  給電部
３２  接地部
３４−１  整合回路
３４−２  整合回路
３６  給電ライン
３８  基板ＧＮＤ
５０  無線部
【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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【図１２】
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【図１３】
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