(57)【要約】複数の周波数帯で動作する小型のアンテナは、それぞれ異なる共振周波数を有する第１のスプリットリング共振器と第２のスプリットリング共振器とが形成された第１の導体プレーンと、第１の分岐線、第２の分岐線、及び分岐部を有する給電線とを具備する。各スプリットリング共振器は第１の導体プレーンに形成された開口部の開口縁に沿う導体領域と、当該導体領域の一部を切断するスプリット部とを具備する。また、第１の分岐線の一端は第１のスプリットリング共振器に接続され、他端は導体領域を跨いで分岐部まで延伸し、第２の分岐線の一端は第２のスプリットリング共振器に接続され、他端は前記導体領域を跨いで分岐部まで延伸する。
2014073703.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のスプリットリング共振器と第２のスプリットリング共振器とが形成された第１の導体プレーンと、
第１の分岐線、第２の分岐線、及び分岐部を有する給電線とを具備したアンテナであって、
前記第１のスプリットリング共振器は前記第１の導体プレーンに形成された第１の開口部の開口縁に沿う第１の導体領域と、
前記第１の導体領域の一部を切断する第１のスプリット部とを具備し、
前記第２のスプリットリング共振器は前記第１の導体プレーンに形成された第２の開口部の開口縁に沿う第２の導体領域と、
前記第２の導体領域の一部を切断する第２のスプリット部とを具備し、
前記第１の分岐線の一端は前記第１のスプリットリング共振器に接続され、他端は前記第１の導体領域を跨いで前記分岐部まで延伸し、
前記第２の分岐線の一端は前記第２のスプリットリング共振器に接続され、他端は前記第２の導体領域を跨いで前記分岐部まで延伸するようにしたアンテナ。
【請求項２】
前記第１のスプリットリング共振器は第１の共振周波数を有し、前記第２のスプリットリング共振器は第２の共振周波数を有するようにした請求項１記載のアンテナ。
【請求項３】
前記第１の導体プレーンは、少なくともその外周の一部に直線上の辺が形成されており、前記第１のスプリット部と前記第２のスプリット部は前記第１の導体プレーンの直線上の辺上に形成するようにした請求項１記載のアンテナ。
【請求項４】
前記第１の分岐線と前記第１のスプリットリング共振器との接続点が前記第１のスプリット部に対して前記第２のスプリットリング共振器に近い側に位置し、
前記第２の分岐線と前記第２のスプリットリング共振器との接続点が前記第２のスプリット部に対して前記第１のスプリットリング共振器に近い側に位置するようにした請求項３記載のアンテナ。
【請求項５】
前記第１の分岐線と前記第１のスプリットリング共振器との接続点が前記第１のスプリット部に対して前記第２のスプリットリング共振器に遠い側に位置し、
前記第２の分岐線と前記第２のスプリットリング共振器との接続点が前記第２のスプリット部に対して前記第１のスプリットリング共振器に遠い側に位置するようにした請求項３記載のアンテナ。
【請求項６】
前記第１の導体プレーンは前記第１の開口部及び前記第２の開口部に連通するクリアランスを更に具備し、
前記給電線は前記第１の導体プレーンと同一平面上に配置され、かつ、前記クリアランスの内部をその両側と所定の間隔を保ちながら延伸するようにした請求項１記載のアンテナ。
【請求項７】
前記給電線が前記第１の導体プレーンと異なる平面であって、前記第１の導体プレーンと対向配置される平面上を延伸するよう形成された請求項１記載のアンテナ。
【請求項８】
前記第１の導体プレーンと異なる第２の導体プレーンであって、前記第１の導体プレーンと対向配置される第２の導体プレーンを更に具備するとともに、前記第２の導体プレーンに第３のスプリットリング共振器と第４のスプリットリング共振器とを設けて、
前記第１のスプリットリング共振器は前記第３のスプリットリング共振器と周方向に所定の間隔を隔てた複数個所で接続され、
前記第２のスプリットリング共振器は前記第４のスプリットリング共振器と周方向に所定の間隔を隔てた複数個所で接続されるようにした請求項１記載のアンテナ。
【請求項９】
前記第１の導体プレーンと異なる平面であって、前記第１の導体プレーンと対向配置される平面上に少なくとも第１の補助導体と第２の補助導体の一方を配置し、
前記第１の補助導体は前記第１のスプリット部により切断された前記第１の導体領域の一端と接続される第１接続部と、前記第１の導体領域の他端と対向配置して容量を形成する第１容量形成部とを具備し、
前記第２の補助導体は前記第２のスプリット部により切断された前記第２の導体領域の一端と接続される第２接続部と、前記第２の導体領域の他端と対向配置して容量を形成する第２容量形成部とを具備するようにした請求項１記載のアンテナ。
【請求項１０】
２以上の周波数を含む電磁波を用いて無線信号を送受信する無線通信装置であって、
前記無線通信装置は
第１のスプリットリング共振器と第２のスプリットリング共振器とが形成された第１の導体プレーンと、
第１の分岐線、第２の分岐線、及び分岐部を有する給電線とを具備し、
前記第１のスプリットリング共振器は前記第１の導体プレーンに形成された第１の開口部の開口縁に沿う第１の導体領域と、
前記第１の導体領域の一部を切断する第１のスプリット部とを具備し、
前記第２のスプリットリング共振器は前記第１の導体プレーンに形成された第２の開口部の開口縁に沿う第２の導体領域と、
前記第２の導体領域の一部を切断する第２のスプリット部とを具備し、
前記第１の分岐線の一端は前記第１のスプリットリング共振器に接続され、他端は前記第１の導体領域を跨いで前記分岐部まで延伸し、
前記第２の分岐線の一端は前記第２のスプリットリング共振器に接続され、他端は前記第２の導体領域を跨いで前記分岐部まで延伸するようにした無線通信装置。
【請求項１１】
１つのスプリットリング共振器を有する導体プレーンと、
給電線とを具備するアンテナであって、
前記スプリットリング共振器は前記導体プレーンに形成された開口部の開口縁を囲むとともに周上の一部を切断するスプリット部が形成された導体領域を具備し、
前記給電線の一端は前記スプリットリング共振器に接続され、他端は前記開口部を跨いで前記分岐部まで延伸するようにしたアンテナ。
【請求項１２】
前記導体プレーンと異なる平面において前記スプリットリング共振器の前記スプリット部と対向配置された補助導体であって、前記スプリットリング共振器の前記スプリット部に近接する部分に接続されることによりキャパシタンスを増大するようにした請求項１１記載のアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の周波数帯で動作するスプリットリング共振器を有するアンテナ及び当該アンテナを用いた無線通信装置に関する。
本願は、２０１２年１１月１２日に日本国に出願された特願２０１２−２４８１６９号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
従来、無線通信装置に適用されるアンテナや構造体について種々の技術が開発されている。例えば、特許文献１は、共振周波数を高精度に調整することができるアンテナ装置を開示している。特許文献２（ＷＯ９８／４４５９０に相当する）は、アンテナ用の給電ネットワークを開示している。特許文献３は、広帯域の位相応答性を有する電磁波伝搬媒質を開示している。特許文献４は、マイクロ波共振器装置を用いたアンテナ装置を開示している。特許文献５（ＷＯ２００６／０２３１９５に相当する）は、広帯域にわたり負の屈折率を持つレンズ、回折光学素子、勾配屈折率光学素子を含むメタマテリアルを開示している。特許文献６は、マイクロ波伝送線路を開示している。また、非特許文献１及び非特許文献２はスプリットリング共振器アンテナを開示している。【０００３】
近年、特定の構造を有する導体パターンを周期的に配列することで当該構造中を伝搬する電磁波の伝搬特性を人工的に制御するメタマテリアルが開発されている。このメタマテリアルの基本的構成要素として環状の導体を周方向の一部で切断したＣ字状のスプリットリングを用いた共振器が知られている。スプリットリング共振器は、磁界と相互作用することで実効的な透磁率を制御することができる。【０００４】
一方、通信機能を有した電子装置（例えば、無線通信装置）において全体サイズの小型化が求められているため、アンテナも小型化する必要がある。そこで、スプリットリング共振器を利用してアンテナを小型化することが提案されている。例えば、非特許文献１はスプリットリング共振器をモノポールアンテナの近傍に配置することで実効透磁率を大きくし、モノポールアンテナを小型化する技術を開示している。また、非特許文献２はスプリットリング共振器をパッチアンテナのパッチとグランドプレーンとの間の領域に周期的に配置することで実効透磁率を増大し、パッチアンテナを小型化する技術を開示している。【０００５】
上記の技術に関連して、特許文献１は誘電体基板の表面に設けられた導体板にスロットを形成し、当該誘電体基板の他方の面にスロットを跨ぐようにビアを介してスタブを形成することで共振周波数を高精度に調整することを可能とするアンテナ装置を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−８５２６２号公報
【特許文献２】特開２００７−３０６５８５号公報
【特許文献３】特開２０１０−１０３６０９号公報
【特許文献４】特開２０１１−４１１００号公報
【特許文献５】特開２０１１−２５４４８２号公報
【特許文献６】ＷＯ２００８／１１１４６０Ａ１
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】“Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｓｍａｌｌ  Ｓｐｌｉｔ  Ｒｉｎｇ  Ｒｅｓｏｎａｔｏｒ  Ａｎｔｅｎｎａｓ”、Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ、１０１、０８３１０４（２００７）
【非特許文献２】“Ｐａｔｃｈ  Ａｎｔｅｎｎａ  Ｗｉｔｈ  Ｓｔａｃｋｅｄ  Ｓｐｌｉｔ−Ｒｉｎｇ  Ｒｅｓｏｎａｔｏｒｓ  Ａｓ  Ａｎ  Ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ  Ｍａｇｎｅｔｏ−Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ”、Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  ａｎｄ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｌｅｔｔｅｒｓ、Ｖｏｌ．４６、Ｎｏ．６、Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ  ２０  ２００５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
非特許文献１及び非特許文献２に開示されたスプリットリング共振器を用いたアンテナは、１つの周波数帯でしか動作しないため、無線ＬＡＮのように複数の周波数帯を用いる無線通信規格に対応することが困難である。また、ＧＰＳと無線ＬＡＮとを搭載した電子機器では複数の周波数帯で動作する必要があるが、従来技術では複数の無線通信規格に対応することが困難である。【０００９】
本発明は、上述の問題点を解決するためになされたものであり、複数の周波数帯で動作すべく複数のスプリットリング共振器を組み合わせて構成したアンテナ及び当該アンテナを用いた無線通信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】
【００１０】
本発明の第１の形態は、異なる共振周波数を有する第１のスプリットリング共振器と第２のスプリットリング共振器とが形成された第１の導体プレーンと、第１の分岐線、第２の分岐線、及び分岐部を有する給電線とを具備したアンテナである。第１のスプリットリング共振器は第１の導体プレーンに形成された第１の開口部の開口縁に沿う第１の導体領域と、第１の導体領域の一部を切断する第１のスプリット部とを具備する。第２のスプリットリング共振器は第１の導体プレーンに形成された第２の開口部の開口縁に沿う第２の導体領域と、第２の導体領域の一部を切断する第２のスプリット部とを具備する。また、第１の分岐線の一端は第１のスプリットリング共振器に接続され、他端は第１の導体領域を跨いで前記分岐部まで延伸し、第２の分岐線の一端は第２のスプリットリング共振器に接続され、他端は第２の導体領域を跨いで分岐部まで延伸する。【００１１】
本発明の第２の形態は、２以上の周波数を含む電磁波を用いて無線信号を送受信する無線通信装置である。無線通信装置は上記構成のアンテナを具備する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、異なる共振周波数を有する複数のスプリットリング共振器をコンパクトに配置した小型のアンテナを提供するものである。当該アンテナを無線通信装置に適用した場合、その全体サイズを増大することなく複数の通信規格に準拠して無線信号を送受信することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施例１に係るアンテナの斜視図である。
【図２】実施例１のアンテナの第１変形例を示す斜視図である。
【図３】実施例１のアンテナの第２変形例を示す平面図である。
【図４】実施例１のアンテナの第３変形例を示す平面図である。
【図５】実施例１のアンテナの第４変形例を示す平面図である。
【図６】本発明の実施例２に係るアンテナの斜視図である。
【図７】本発明の実施例３に係るアンテナの斜視図である。
【図８】本発明の実施例３のアンテナの変形例を示す斜視図である。
【図９】本発明の実施例４に係るアンテナの斜視図である。
【図１０】本発明の実施例５に係るアンテナの斜視図である。
【図１１】実施例５のアンテナの変形例を示す斜視図である。
【図１２】実施例５のアンテナの変形例を示す平面図である。
【図１３】本発明の実施例６に係る無線通信装置の平面図である。
【図１４】上述の実施例に係るアンテナの最小構成を示す斜視図である。
【図１５】実施例１に係るアンテナの電磁界シミュレーション結果を示すグラフである。
【図１６】実施例１の第１変形例に係るアンテナの電磁界シミュレーション結果を示すグラフである。
【図１７】本発明の実施例７に係るアンテナの斜視図である。
【図１８】実施例７の第１変形例に係るアンテナの斜視図である。
【図１９】実施例７の第２変形例に係るアンテナの斜視図である。
【図２０】実施例７の第３変形例に係るアンテナの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明に係るアンテナ及び無線通信装置について実施例とともに添付図面を参照して詳細に説明する。尚、図面中の同一構成要素には同一の符号を付して、その説明を適宜割愛する。
【実施例１】
【００１５】
図１は、本発明の実施例１に係るアンテナ１０の斜視図である。アンテナ１０は、第１のスプリットリング共振器２と第２のスプリットリング共振器３とを有する第１の導体プレーン１と、給電線５とを具備する。給電線５は、第１の分岐線５ａ、第２の分岐線５ｂ、及び第１の分岐線５ａと第２の分岐線５ｂとを電気的に接続する分岐部５ｃとを具備する。【００１６】
第１のスプリットリング共振器２は、第１の導体プレーン１に形成された第１の開口部１１の開口縁に沿う第１の導体領域１２と、当該第１の導体領域１２の一部を切断した第１のスプリット部１３とを具備する。第２のスプリットリング共振器３は、第１の導体プレーン１に形成された第２の開口部１４の開口縁に沿う第２の導体領域１５と、当該第２の導体領域１５の一部を切断した第２のスプリット部１６とを具備する。具体的には、第１のスプリットリング共振器２とは第１の導体プレーン１の一部を占める特定の導体領域であって、第１の開口部１１の開口縁に沿った帯状環状の領域である第１の導体領域１２と、その一部を切断する第１のスプリット部１３からなるＣ字状の導体領域を示す。但し、第１のスプリットリング共振器２は第１の導体プレーン１における他の領域との明確な境界を有するものではない。第２のスプリットリング共振器３とは第１の導体プレーン１の一部を占める特定の導体領域であって、第２の開口部１４の開口縁に沿った帯状環状の領域である第２の導体領域１５と、その一部を切断する第２のスプリット部１６からなるＣ字状の導体領域を示す。アンテナ１０において所望の共振特性を設定するため、図１に示すように、第１の開口部１１及び第２の開口部１４は第１の導体プレーン１の縁の近辺に形成されていることが好ましいが、これに限定されるものではない。【００１７】
第１の導体プレーン１は平面視矩形状に形成されており、第１のスプリット部１３と第２のスプリット部１６とは第１の導体プレーン１の同一の辺上に形成されているが、これに限定されるものではない。第１の導体プレーン１は、少なくともその外周の一部が直線上の辺をなしており、第１のスプリット部１３と第２のスプリット部１６とは同一の辺上に形成されていればよい。【００１８】
図１に示す通り、第１の導体領域１２は第１のスプリット部１３を境に第１の左腕部１２ａ及び第１の右腕部１２ｂを有している。第２の導体領域１５は第２のスプリット部１６を境に第２の左腕部１５ａ及び第２の右腕部１５ｂを有している。ここで、第１の左腕部１２ａ及び第１の右腕部１２ｂは第１の導体プレーン１の内側にＬ字型に形成してもよい。これは、第１のスプリット部１３を介して第１の左腕部１２ａ及び第１の右腕部１２ｂを並置することで形成するキャパシタンスを所望の値に調整するための工夫であるが、これに限定されるものではない。図１の構成を容量値に応じて適宜変更してもよい。第２の左腕部１５ａ及び第２の右腕部１５ｂについても同様である。【００１９】
給電部５の第１の分岐線５ａは、一端が第１のスプリットリング共振器２に接続され、他端が第１の導体領域１２を跨いで分岐線５ｃまで延伸している。給電部５の第１の分岐線５ｂは、一端が第２のスプリットリング共振器３に接続され、他端が第２の導体領域１５を跨いで分岐部ｃまで延伸している。【００２０】
第１の導体プレーン１は、第１の開口部１及び第２の開口部１４に連通するクリアランス８を有している。具体的には、クリアランス８は第１の開口部１１に連通する第１の分岐クリアランス８ａと、第２の開口部１４に連通する第２の分岐クリアランス８ｂとを有している。分岐クリアランス８ａ、８ｂは延伸して合流した後、さらに一方向に延伸するよう形成されている。給電部５は、第１の導体プレーン１において上記の構成要素と同一平面上に形成されており、かつ、クリアランス８の内部をその両端の第１の導体プレーン１と所定の間隔を保ちながら延伸している。すなわち、第１の分岐線５ａの一端は第１のスプリット部１３に対して第２のスプリットリング共振器３に近接配置された第１の右腕部１２ｂに接続しており、他端は第１の開口部１１を通過して反対側の第１の導体領域１２を跨いで第１のクリアランス８ａの内部を延伸して分岐部５ｃに接続している。第２の分岐線５ｂの一端は第２のスプリット部１６に対して第１のスプリットリング共振器２に近接配置された第２の左腕部１５ａに接続しており、他端は第２の開口部１４を通過して反対側の第２の導体領域１５を跨いで第２のクリアランス８ｂの内部を延伸して分岐部５ｃに接続している。【００２１】
給電線５において、第１の分岐線５ａと第２の分岐線５ｂとが延伸して分岐部５ｃに接続し、そこからクリアランス８の内部を一方向に延伸する。その後、給電線５の端部は無線周波数回路（ＲＦ回路、不図示）に接続している。尚、「第１の分岐線５ａ（又は第２の分岐線５ｂ）が第１の導体領域１２（又は第２の導体領域１５）を跨いで延伸する」とは、第１の分岐線５ａ（又は第２の分岐線５ｂ）が第１の導体領域１２（又は第２の導体領域１５）において導体が一部欠落する箇所である第１の分岐クリアランス８ａ（又は第２の分岐クリアランス８ｂ）の間を通過して延伸することを意味する。【００２２】
給電線５は、クリアランス８を介してその両端に配置されている第１の導体プレーン１と電気的に結合することで伝送線路を形成している。この伝送線路の特性インピーダンスは、給電線５の第１の分岐線５ａ及び第２の分岐線５ｂの線幅、または第１の分岐線５ａ及び第２の分岐線５ｂと第１の導体プレーン１との間隔を適宜調整することにより設定することができる。従って、伝送線路の特性インピーダンスをＲＦ回路のインピーダンスに整合させることで当該ＲＦ回路の信号を反射無くアンテナに供給することが可能となる。但し、伝送線路の特性インピーダンスがＲＦ回路のインピーダンスに整合するか否かは本実施例の動作に影響を及ぼすものではない。【００２３】
アンテナ１０では、第１の分岐線５ａが第１のスプリットリング共振器２の第１の右腕部１２ｂに接続し、第２の分岐線５ｂが第２のスプリットリング共振器３の第２の左腕部１５ａに接続している。これにより、スプリットリング共振器２、３に対して共振周波数において良好なインピーダンス整合をとることができる。また、アンテナ１０では第１の分岐線５ａと第１の右腕部１２ｂとの接続位置を調整することで、インピーダンス整合回路を挿入することなく、第１の分岐線５ａと第１のスプリットリング共振器２とのインピーダンス整合を調整することが可能となる。更に、アンテナ１０では第２の分岐線５ｂと第２の左腕部１５ａとの接続位置を調整することで、インピーダンス整合回路を挿入することなく、第２の分岐線５ｂと第２のスプリットリング共振器３とのインピーダンス整合を調整することが可能となる。【００２４】
一般的に、第１の導体プレーン１及び給電線５は多層プリント配線板の任意の層に銅箔で形成されており、これにより誘電体基板（不図示）が第１の導体プレーン１及び給電線５を支持している。但し、実施例１に係るアンテナ１０は必ずしも多層プリント配線板上に形成される必要はなく、例えば、板金などに形成してもよい。また、第１の導体プレーン１及び給電線５は導電性を有していれば銅箔以外の素材で形成してもよく、それぞれ同一の素材或いは異なる素材で形成してもよい。【００２５】
次に、実施例１に係るアンテナ１０の具体的な動作について説明する。アンテナ１０において、第１のスプリットリング共振器２の共振周波数をｆ１とし、第２のスプリットリング共振器３の共振周波数をｆ２とする。また、給電線５、クリアランス８、及び第１の導体プレーン１により構成される伝送線路の特性インピーダンスは無線周波数信号（ＲＦ信号）の反射が生じないように適切に調整されているものとする。【００２６】
まず、ＲＦ回路（不図示）が給電線５に接続されたＲＦ発信源（又は給電点）として給電線５へ周波数ｆ１のＲＦ信号を供給する。給電線５は、ＲＦ回路から入力した周波数ｆ１のＲＦ信号を反射無く伝搬して、無線周波電力（ＲＦ電力）を第１のスプリットリング共振器２へ供給する。尚、第２のスプリットリング共振器３及び分岐線５ｂにより構成された伝送線路では周波数ｆ１のインピーダンス整合を取っていないため、給電線５は周波数ｆ１のＲＦ信号を第２のスプリットリング共振器３へ伝送しない。【００２７】
周波数ｆ１のＲＦ信号を入力した第１のスプリットリング共振器２は、第１の開口部１１の開口縁に沿った第１の導体領域１２により形成されるインダクタンスと、第１のスプリット部１３を介して第１の左腕部１２ａ及び第１の右腕部１２ｂを並置することで形成されるキャパシタンスとからなるＬＣ直列共振回路として機能し、入力したＲＦ信号を共振させる。そして、アンテナ１０は第１のスプリットリング共振器２において生じる共振現象に基づいて周波数ｆ１の電磁波信号を空中に放射する。【００２８】
次に、ＲＦ回路が給電線５へ周波数ｆ２のＲＦ信号を伝送する動作について説明する。給電線５は、ＲＦ回路から入力した周波数ｆ２のＲＦ信号を反射無く伝搬して、ＲＦ電力を第２のスプリットリング共振器３に供給する。尚、第１のスプリットリング共振器２及び分岐線５ａにより構成される伝送線路においては周波数ｆ２についてインピーダンス整合を取っていないため、給電線５は周波数ｆ２のＲＦ信号を第１のスプリットリング共振器２へ伝送しない。【００２９】
周波数ｆ２のＲＦ信号を入力した第２のスプリットリング共振器３は、第２の開口部１４の開口縁に沿った第２の導体領域１５により形成されるインダクタンスと、第２のスプリット部１６を介して第２の左腕部１５ａ及び第２の右腕部１５ｂを並置することで形成されるキャパシタンスとからなるＬＣ直列共振回路として機能し、入力したＲＦ信号を共振させる。そして、アンテナ１０は第２のスプリットリング共振器３において生じる共振現象に基づいて周波数ｆ２の電磁波信号を空中に放射する。【００３０】
図１５は、実施例１に係るアンテナ１０の電磁界シミュレーション結果を示すグラフである。図１５の電磁界シミュレーション結果は、実施例１のアンテナ１０において給電線５から見た電力反射量Ｓ１１（ｄＢ）を示している。ここで、電力反射量Ｓ１１が小さいほど給電線５とスプリットリング共振器２、３とのインピーダンス整合が成立し、給電線５から電力が良好にスプリットリング共振器２、３に供給されていることを表している。図１５に示す通り、無線ＬＡＮで用いられる２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯の両方で電力反射量Ｓ１１が減少しており、実施例１のアンテナ１０がマルチバンドアンテナとして良好に動作することが実証されている。【００３１】
上記の説明において、ＲＦ回路は周波数ｆ１、ｆ２のＲＦ信号をそれぞれ異なる期間に出力するものとしたが、当該ＲＦ回路が周波数ｆ１、ｆ２のＲＦ信号を重複して同時に出力するものとしてもよい。また、アンテナ１０が無線信号の送信側として電磁波を反射するものとして説明したが、これに限定されるものではない。すなわち、アンテナ１０が無線信号の受信側として電磁波を受信することも可能である。すなわち、アンテナは外部装置から送信されて空中を伝搬する周波数ｆ１又はｆ２の電磁波（例えば、ＲＦ信号）を受信して、当該ＲＦ信号をＲＦ回路（或いは、受信回路）へ送出することも可能である。この場合、アンテナ１０は上記の説明とは逆の動作手順を行なうこととなる。【００３２】
スプリットリング共振器２、３では、開口部１１、１４を拡大して環状の電流経路を長くすることでインダクタンスが増大して、共振周波数を低減することができる。また、アンテナ１０においてスプリット部１３（或いは、スプリット部１６）を介して並置している導体、即ち左腕部１２ａ及び右腕部１２ｂ（或いは、左腕部１５ａ及び右腕部１５ｂ）の間隔を狭くすることでキャパシタンスが増大し、共振周波数を低減することができる。或いは、アンテナ１０においてスプリット部１３、１６を介して並置している導体の幅を大きくすることでキャパシタンスが増大し、共振周波数を低減することができる。【００３３】
特に、スプリット部１３、１６を介して形成されるキャパシタンスを増大する手法はアンテナ１０の全体サイズを大きくすることなく実現して共振周波数を低減することができるので、アンテナ１０を電磁波の波長に比べて小型化することが可能である。また、アンテナ１０においてスプリットリング共振器２、３の共振周波数を互いに異なるように設定することでマルチバンドアンテナとして機能させることができる。このように、実施例１のアンテナ１０によればスプリットリング共振器２、３を電磁波の波長に比べて小型化することができ、また、特定の周波数とのインピーダンス整合を実現するのに別途インピーダンス整合回路を導入する必要がない。従って、一つのスプリットリング共振器、一つの伝送線路、及び一つのＲＦ回路を組み合わせた構造を複数個配置して構成したアンテナに比べて、実施例１のアンテナ１０は小型でありながら複数の周波数帯で動作することができる。このため、無線通信装置に上述のアンテナ１０を少なくとも一つ備えることにより、その全体サイズを小さくすることができる。【００３４】
実施例１に係るアンテナ１０の構造は図１に示した構造に限定されるものではなく、当該アンテナ１０を図２乃至図５に示す構造に変更してもよい。例えば、アンテナ１０において分岐線５ａ、５ｂとスプリットリング共振器２、３との接続は図１に示すものに限定されない。図２は、アンテナ１０の第１変形例を示す斜視図である。図２に示すように、第１の分岐線５ａは第１のスプリットリング共振器２の第１のスプリット部１３に対して第２のスプリットリング共振器３から遠い側に位置する第１の左腕部１２ａに接続してもよい。また、第２の分岐線５ｂは第２のスプリットリング共振器３の第２のスプリット部１６に対して第１のスプリットリング共振器２から遠い側に位置する第２の右腕部１５ｂに接続してもよい。図２に示す構造においてもスプリットリング共振器２、３の共振周波数において良好なインピーダンス整合をとることができる。【００３５】
図１６は、実施例１の第１変形例に係るアンテナ１０の電磁界シミュレーション結果を示すグラフである。図１６に示す電磁界シミュレーション結果は、図２のアンテナ１０において給電線５から見た電力反射量Ｓ１１（ｄＢ）を示している。図１６に示す通り、無線ＬＡＮで用いられる２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯の両方で電力反射量Ｓ１１が低減されており、図２のアンテナ１０もマルチバンドアンテナとして良好に動作することが実証される。【００３６】
図２のアンテナ１０において、第１の分岐線５ａと第１の左腕部１２ａとの接続位置を調整することで別途インピーダンス整合回路を導入することなく第１の分岐線５ａと第１のスプリットリング共振器２とのインピーダンス整合を調整することが可能である。また、第２の分岐線５ｂと第２の左腕部１５ｂとの接続位置を調整することで別途インピーダンス整合回路を導入することなく第２の分岐線５ｂと第２のスプリットリング共振器３とのインピーダンス整合を調整することが可能である。【００３７】
尚、分岐線５ａ、５ｂとスプリットリング共振器２、３との接続態様は図１、図２に示すものに限定されるものではなく、本実施例の効果に影響を及ぼすものではない。例えば、第１の分岐線５ａを第１の右腕部１２ｂに接続し、第２の分岐線５ｂを第２の右腕部１５ｂに接続してもよい。或いは、第１の分岐線５ａを第１の左腕部１２ａに接続し、第２の分岐線５ｂを第２の左腕部１５ａに接続してもよい。アンテナ１０における分岐線５とスプリットリング共振器２、３との接続態様は図１、図２に示すものが好ましいが、これ以外の接続態様とすることもできる。【００３８】
図１、図２では第１の導体プレーン１の領域に部品や配線が配置されていない構成としたが、第１の導体プレーン１の領域にＬＳＩ部品、ＩＣ部品や配線を配置するようにしてもよい。例えば、給電線５に接続されるＲＦ回路を第１の導体プレーン１の一部領域に配置してもよい。但し、実施例１に係るアンテナ１０に流れる電流はスプリットリング共振器２、３の周囲だけでなく、第１の導体プレーン１の全体に流れており、仮に、開口部１１、１４より大きな開口部が存在すれば、当該開口部周囲に電流が流れることにより別のアンテナ機能が形成されることとなり、設計者が意図しない電磁波放射が発生する虞がある。従って、実施例１のアンテナ１０において第１の導体プレーン１に別途形成される部品や配線を配置するための開口部の大きさは開口部１１、１４より小さいことが好ましい。但し、第１の導体プレーン１上において部品や配線を配置するための開口部を設けたとしても、実施例１のアンテナ１０の動作には影響を及ぼすものではない。【００３９】
図３は、実施例１のアンテナ１０の第２変形例を示す平面図である。図１、図２では、スプリット部１３、１６を介して並置している左腕部１２ａ、１５ａ及び右腕部１２ｂ、１５ｂについて所定の長さを確保するため、左腕部１２ａ、１５ａ及び右腕部１２ｂ、１５ｂがそれぞれ直角に折れ曲がってスプリットリング共振器２、３の内側に延伸してＬ字状に形成されている。しかし、左腕部１２ａ、１５ａ及び右腕部１２ｂ、１５ｂをＬ字状に形成する必要はない。例えば、アンテナ１０においてキャパシタンスを小さくできる場合には、図３に示すように、左腕部１２ａ及び右腕部１２ｂが折れ曲がらないように形成してもよい。【００４０】
図４は、実施例１のアンテナ１０の第３変形例を示す平面図である。図１、図２では、スプリット部１３、１６が開口部１１、１４の長手方向中央部に形成しているが、これに限定されるものではない。図４に示すように、スプリット部１３を開口部１１の長手方向中央部から外れた位置（例えば、平面視左側の位置）に形成してもよい。或いは、第１の導体領域１２の周上において第１のスプリット部１３を２箇所に形成するようにしてもよい。【００４１】
図５は、実施例１のアンテナの第４変形例を示す平面図である。図１、図２では、開口部１１、１４を長方形に形成したが、これに限定されるものではない。図５に示すように、第１の開口部１１を円形に形成してもよく、或いは、他の形状に形成してもよい。図１、図２では、第１のスプリットリング共振器２の第１の開口部１１より第２のスプリットリング共振器３の第２の開口部１４の方を大きくしたが、これに限定されるものではない。すなわち、第２のスプリットリング共振器３の第２の開口部１４より第１のスプリットリング共振器２の第１の開口部１１の方を大きくしてもよい。
【実施例２】
【００４２】
図６は、本発明の実施例２に係るアンテナ２０の斜視図である。図６のアンテナ２０において、図１のアンテナ１０と同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を簡略化する。アンテナ２０とアンテナ１０とは同様の構成であるが、両者の相違点について説明する。アンテナ２０において、給電線５を第１の導体プレーン１とは異なる平面であって当該第１の導体プレーン１と対向する平面上に配置している。給電線５において、第１の分岐線５ａの一端は第１の給電用導体ビア２１を介して第１のスプリットリング共振器２の第１の右腕部１２ｂに接続しており、他端は第１の開口部１１及び第１の導体領域１２を跨いで第１の導体プレーン１と対向する平面を延伸して分岐部５ｃに接続する。第２の分岐線５ｂの一端は第２の給電用導体ビア２２を介して第２のスプリットリング共振器３の第２の左腕部１５ａに接続しており、他端は第２の開口部１４及び第２の導体領域１５を跨いで第１の導体プレーン１と対向する平面を延伸して分岐部５ｃに接続する。また、給電線５は第１の分岐線５ａと第２の分岐線５ｂとが接続された分岐部５ｃから一方向に延伸してＲＦ回路（不図示）に接続される。【００４３】
一般的に、給電線５は多層プリント配線板の第１の導体プレーン１と異なる層に銅箔で形成されており、誘電体基板（不図示）が第１の導体プレーン１と給電線５との間に挿入されてそれぞれを支持している。但し、実施例２のアンテナ２０は必ずしも多層プリント配線板上に形成する必要はなく、例えば、板金で形成した構成要素を誘電体支持部材で部分的に支持するようにしてもよい。この場合、誘電体支持部材以外の部分は中空となるため、誘電損失を低減することができ、アンテナの放射効率を向上することができる。一般的に、第１の給電用導体ビア２１及び第２の給電用導体ビア２２は誘電体基板にドリルで形成した貫通孔にメッキを施して形成されるが、これに限定されるものではない。すなわち、給電用導体ビア２１、２２は第１の導体プレーン１及びその対向平面の層間を電気的に接続できる構造であればよい。【００４４】
図６のアンテナ２０では、図１のアンテナ１０と同様の分岐線５ａ、５ｂとスプリットリング共振器２、３との接続態様としており、第１の分岐線５ａの一端が第１の右腕部１２ｂに接続され、第２の分岐線５ｂの一端が第２の左腕部１５ａに接続されているが、これに限定されるものではない。例えば、図２の構成と同様に、第１の分岐線５ａの一端が第１の左腕部１２ａに接続され、第２の分岐線５ｂの一端が第２の左腕部１５ｂに接続されるようにしてもよい。実施例２のアンテナ２０では第１の導体プレーン１にクリアランスを設ける必要がないため、実施例１のアンテナ１０に比べて給電線５から外部への不要な電磁放射を低減することができる。
【実施例３】
【００４５】
図７は、本発明の実施例３に係るアンテナ３０の斜視図である。図７のアンテナ３０において、図１のアンテナ１０と同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を簡略化する。アンテナ３０とアンテナ１０とは同様の構成であるが、両者の相違点について説明する。実施例３のアンテナ３０は、実施例１のアンテナ１０を基本として設計しているが、第３のスプリットリング共振器３５と第４のスプリットリング共振器３６とを具備する第２の導体プレーン３１を第１の導体プレーン１と対向配置している。【００４６】
図７のアンテナ３０において、第３のスプリットリング共振器３５は第１のスプリットリング共振器２と平面視重複配置されている。第１のスプリットリング共振器２の第１の導体領域１２には、周方向（即ち、第１の開口部１１の開口縁に沿う方向）に複数の導体ビア３７が所定間隔を隔てて設けられている。これにより、第１のスプリットリング共振器２は複数の導体ビア３７を介して第３のスプリットリング共振器３５と電気的に接続されている。また、第４のスプリットリング共振器３６は第２のスプリットリング共振器３と平面視重複配置されている。第２のスプリットリング共振器３の第２の導体領域１５には、周方向（即ち、第２の開口部１４の開口縁に沿う方向）に複数の導体ビア３８が所定間隔を隔てて設けられている。これにより、第２のスプリットリング共振器３は複数の導体ビア３８を介して第４のスプリットリング共振器３６と電気的に接続されている。【００４７】
実施例３のアンテナ３０において、第１のスプリットリング共振器２と第３のスプリットリング共振器３５とは複数の導体ビア３７を介して接続されているため、一つのスプリットリング共振器として動作する。スプリットリング共振器２、３５は、スプリット部（即ち、第１のスプリット部１３及び第３のスプリット部１３Ｘ）により形成されるキャパシタンスを並列に接続しているため、当該スプリットリング共振器は実施例１のアンテナ１０に比べて共振周波数を更に低下させることができる。また、第２のスプリットリング共振器３と第４のスプリットリング共振器３６とは複数の導体ビア３８を介して接続されているため、一つのスプリットリング共振器として動作する。スプリットリング共振器３、３６は、スプリット部（即ち、第２のスプリット部１６及び第４のスプリット部１６Ｘ）により形成されるキャパシタンスを並列に接続しているため、当該スプリットリング共振器は実施例１のアンテナ１０に比べて共振周波数を更に低下させることができる。【００４８】
一般的に、第２の導体プレーン３１は多層プリント配線板の第１の導体プレーン１と異なる層に銅箔で形成されるものであり、誘電体基板（不図示）が第１の導体プレーン１と第２の導体プレーン３１との間に介在してそれぞれを支持する。但し、実施例３のアンテナ３０は必ずしも多層プリント配線板上に形成する必要はなく、例えば、板金で形成した構成要素を誘電体支持部材で部分的に支持するようにしてもよい。この場合、誘電体支持部材以外の部分は中空となるため、誘電損失を低減することができ、アンテナの放射効率を向上することができる。一般的に、導体ビア３７、３８は誘電体基板にドリルで形成した貫通孔にメッキを施して形成されるが、これに限定されるものではない。すなわち、導体ビア３７、３８は第１の導体プレーン１及び第２の導体プレーン３１の層間を電気的に接続できる構造であればよい。【００４９】
図７のアンテナ３０では、図１のアンテナ１０と同様の分岐線５ａ、５ｂとスプリットリング共振器２、３との接続態様としており、第１の分岐線５ａの一端が第１の右腕部１２ｂに接続され、第２の分岐線５ｂの一端が第２の左腕部１５ａに接続されているが、これに限定されるものではない。例えば、図２の構成と同様に、第１の分岐線５ａの一端が第１の左腕部１２ａに接続され、第２の分岐線５ｂの一端が第２の左腕部１５ｂに接続されるようにしてもよい。【００５０】
図８は、実施例３に係るアンテナ３０の変形例を示す斜視図である。図７の構成では、第２の導体プレーン３１が第１の導体プレーン１と同一形状、同一の大きさとしたが、これに限定されるものではない。すなわち、第２の導体プレーン３１は第３のスプリットリング共振器３５及び第４のスプリットリング共振器３６を具備するような形状であればよい。図８の構成では、第２の導体プレーン３１は２つの領域に分かれて帯状の導体部のみを残しており、それぞれにスプリットリング共振器３５、３６を形成している。【００５１】
図７、図８では、第２の導体プレーン３１を一層としたが、複数の導体プレーン３１を異なる層に設けてもよい。例えば、図７に示す第２の導体プレーン３１と同様のレイアウトを異なる層に複数配置するようにしてもよい。或いは、図８に示す第２の導体プレーン３１において、スプリットリング共振器２に対向配置される領域とスプリットリング共振器３に対向配置される領域とを異なる層に設けてもよい。また、図７の第２の導体プレーン３１と図８の第２の導体プレーン３１とを組み合わせて、それぞれ異なる層に配置してもよい。
【実施例４】
【００５２】
図９は、本発明の実施例４に係るアンテナ４０の斜視図である。図９のアンテナ４０において、図１のアンテナ１０及び図７のアンテナ３０と同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を簡略化する。アンテナ４０とアンテナ１０、３０とは同様の構成であるが、両者の相違点について説明する。実施例４のアンテナ４０は、実施例３のアンテナ３０を基本として設計しているが、給電線５が第１の導体プレーン１と第２の導体プレーン３１に挟まれた平面において、第１の導体プレーン１と第２の導体プレーン３１とに対抗配置されている。【００５３】
給電線５において、第１の分岐線５ａの一端は第１の給電用導体ビア４１を介して第１のスプリットリング共振器２及び第３のスプリットリング共振器３５に接続されており、他端は第１の開口部１１及び第１の導体領域１２を跨いで第１の導体プレーン１及び第２の導体プレーン３１と対向する平面を延伸して分岐部５ｃに接続される。また、第２の分岐線５ｂの一端は第２の給電用導体ビア４２を介して第２のスプリットリング共振器３及び第４のスプリットリング共振器３６に接続されており、他端は第２の開口部１４及び第２の導体領域１５を跨いで第１の導体プレーン１及び第２の導体プレーン３１と対向する平面を延伸して分岐部５ｃに接続される。給電線５は、第１の分岐線５ａと第２の分岐線５ｂとが延伸して分岐部５ｃに接続され、さらに一方向に延伸してＲＦ回路（不図示）に接続される。【００５４】
一般的に、給電線５は多層プリント配線板の第１の導体プレーン１及び第２の導体プレーン３１との層間に銅箔で形成されており、誘電体基板（不図示）が第１の導体プレーン１と給電線５との間、及び給電線５と第２の導体プレーン３１との間に挿入されてそれぞれを支持している。但し、実施例４のアンテナ４０は必ずしも多層プリント配線板上に形成する必要はなく、例えば、板金で形成した構成要素を誘電体支持部材で部分的に支持するようにしてもよい。この場合、誘電体支持部材以外の部分は中空となるため、誘電損失を低減することができ、アンテナの放射効率を向上することができる。一般的に、第１の給電用導体ビア４１及び第２の給電用導体ビア４２は誘電体基板にドリルで形成した貫通孔にメッキを施して形成されるが、これに限定されるものではない。すなわち、給電用導体ビア４１、４２は第１の導体プレーン１及び第２の導体プレーン３１の層間を電気的に接続できる構造であればよい。【００５５】
図９のアンテナ４０では、図１のアンテナ１０と同様の分岐線５ａ、５ｂとスプリットリング共振器２、３との接続態様としており、第１の分岐線５ａの一端が第１の右腕部１２ｂに接続され、第２の分岐線５ｂの一端が第２の左腕部１５ａに接続されているが、これに限定されるものではない。例えば、図２の構成と同様に、第１の分岐線５ａの一端が第１の左腕部１２ａに接続され、第２の分岐線５ｂの一端が第２の左腕部１５ｂに接続されるようにしてもよい。実施例４のアンテナ４０では給電線５が第１の導体プレーン１及び第２の導体プレーン３１と異なる平面に形成されるため、第１の導体プレーン１及び第２の導体プレーン３１にクリアランスを設ける必要がないため、実施例１のアンテナ１０に比べて給電線５から外部への不要な電磁放射を低減することができる。
【実施例５】
【００５６】
図１０は、本発明の実施例５に係るアンテナ５０の斜視図である。図１０のアンテナ５０において、図１のアンテナ１０及び図８のアンテナ３０と同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を簡略化する。アンテナ５０とアンテナ１０、３０とは同様の構成であるが、両者の相違点について説明する。【００５７】
図１０のアンテナ５０では、第１の導体プレーン１と異なる平面において第１の補助導体５１と第２の補助導体５２とを第１の導体プレーン１と対向配置している。第１の補助導体５１は分割された２つの導体片より構成されており、それぞれ導体ビア３７を介して第１の左腕部１２ａ及び第１の右腕部１２ｂと接続されている。第１の補助導体５１を第１のスプリットリング共振器２と対向配置したことにより、第１のスプリット部１３で形成されるキャパシタンスを増大することができるため、第１のスプリットリング共振器２のサイズを大きくすることなく共振周波数を低下させることができる。また、第２の補助導体５２は分割された２つの導体片より構成されており、それぞれ導体ビア３８を介して第２の左腕部１５ａ及び第２の右腕部１５ｂと接続されている。第２の補助導体５２を第２のスプリットリング共振器３と対向配置したことにより、第２のスプリット部１６で形成されるキャパシタンスを増大することができるため、第２のスプリットリング共振器３のサイズを大きくすることなく共振周波数を低下させることができる。【００５８】
一般的に、第１の補助導体５１及び第２の補助導体５２は多層プリント配線板の第１の導体プレーン１と異なる層に銅箔で形成されており、誘電体基板（不図示）が第１の導体プレーン１及び補助導体５１、５２をそれぞれ支持している。但し、実施例５のアンテナ５０は必ずしも多層プリント配線板上に形成する必要はなく、例えば、板金で形成した構成要素を誘電体支持部材で部分的に支持するようにしてもよい。この場合、誘電体支持部材以外の部分は中空となるため、誘電損失を低減することができ、アンテナの放射効率を向上することができる。一般的に、導体ビア３７、３８は誘電体基板にドリルで形成した貫通孔にメッキを施して形成されるが、これに限定されるものではない。すなわち、導体ビア３７、３８は第１の導体プレーン１及び補助導体５１、５２の層間を電気的に接続できる構造であればよい。【００５９】
図１１及び図１２は実施例５の変形例に係るアンテナ５０の斜視図及び平面図である。図１０のアンテナ５０では、補助導体５１、５２をそれぞれ２つの導体片で構成したが、これに限定されるものではない。すなわち、補助導体５１、５２はスプリット部１３、１６により形成されるキャパシタンスを増大するような構成及び形状であればよい。【００６０】
図１２の平面図において、第１補助導体５１を配置する層を実線で示し、第１の導体プレーン１を配置する層を破線で示している。図１１及び図１２で示すように、第１の補助導体５１は第１のスプリット部１３により切断された第１の導体領域１２の一端（即ち、第１の左腕部１２ａ）と接続される第１接続部５１ａと、第１の導体領域１２の他端（即ち、第１の右腕部１２ｂ）と平面視重複するように対向配置され所定の容量を形成する第１容量形成部５１ｂとを具備する。第２の補助導体５２は第２のスプリット部１６により切断された第２の導体領域１５の一端（即ち、第２の左腕部１５ａ）と接続される第２接続部５２ａと、第２の導体領域１５の他端（即ち、第２の右腕部１５ｂ）と平面視重複するように対向配置され所定の容量を形成する第２容量形成部５２ｂとを具備する。【００６１】
このように、第１の補助導体５１と第１の右腕部１２ｂとの間にキャパシタが形成されており、第１のスプリット部１３に形成されるキャパシタンスを増加させることができる。また、第２の補助導体５２と第２の右腕部１５ｂとの間にキャパシタが形成されており、第２のスプリット部１６に形成されるキャパシタンスを増加させることができる。或いは、補助導体５１、５２の接続部５１ａ、５２ａを導体領域１２、１５の他端（即ち、第１の右腕部１２ｂ、第２の右腕部１５ｂ）に接続して容量を形成するようにしてもよい。尚、スプリットリング共振器２、３の共振周波数に応じて補助導体５１、５２の何れか一方のみを設けるようにしてもよい。【００６２】
図１０、図１１、図１２に示されるアンテナ５０では、図１のアンテナ１０と同様の分岐線５ａ、５ｂとスプリットリング共振器２、３との接続態様としており、第１の分岐線５ａの一端が第１の右腕部１２ｂに接続され、第２の分岐線５ｂの一端が第２の左腕部１５ａに接続されているが、これに限定されるものではない。例えば、図２の構成と同様に、第１の分岐線５ａの一端が第１の左腕部１２ａに接続され、第２の分岐線５ｂの一端が第２の左腕部１５ｂに接続されるようにしてもよい。
【実施例６】
【００６３】
図１３は、本発明の実施例６に係る無線通信装置６０の平面図である。実施例６に係る無線通信装置６０は、実施例１に係るアンテナ１０を２つ具備している。実施例６の無線伝送装置６０は多層プリント配線板６１の任意の層にそれぞれ実施例１のアンテナ１０と同一構成の第１のアンテナ６２と第２のアンテナ６３とを具備するため、例えば、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｏｕｔｐｕｔ）のような複数のアンテナを必要とする通信方式に用いることができる。ＭＩＭＯ通信方式において、高いスループットを得るには複数のアンテナ間の相関係数が低いことが望ましい。このため、図１３に示すように、第１のアンテナ６２と第２のアンテナ６３の向きを直交させることで両者の相関係数を低減することができる。【００６４】
図１３の無線伝送装置６０では、第１のアンテナ６２と第２のアンテナ６３の向きを直交するように構成したが、両者の向きを直交させるか否かは本実施例の効果に影響を及ぼすものではない。また、実施例６の無線伝送装置６０ではそれぞれ実施例１のアンテナ１０と同一構成のアンテナ６２、６３を用いたが、これに限定されるものではない。すなわち、無線通信装置６０を構成するアンテナ６２、６３として実施例２乃至実施例５のアンテナ２０乃至５０を用いてもよい。また、無線通信装置６０に搭載される複数のアンテナ６２、６３を同一構成とする必要はなく、前述の実施例に係るアンテナを選択的に用いるようにしてもよい。実施例６の無線伝送装置６０では２つのアンテナ６２、６３を搭載したが、３つ以上のアンテナを搭載してもよい。【００６５】
図１４は、本発明に係るアンテナ１０の最小構成を示す斜視図である。図１４に示す通り、本発明のアンテナ１０は少なくとも第１のスプリットリング共振器２及び第２のスプリットリング共振器３を有する第１の導体プレーン１と、第１の分岐線５ａ、第２の分岐線５ｂ、及び分岐部５ｃを有する給電線５とを具備する。第１のスプリットリング共振器２は、第１の導体プレーン１に形成された第１の開口部１１の開口縁に沿う第１の導体領域１２と、当該第１の導体領域１２を一部切断した第１のスプリット部１３とを具備する。また、第２のスプリットリング共振器３は、第１の導体プレーン１に形成された第２の開口部１４の開口縁に沿う第２の導体領域１５と、当該第２の導体領域１５を一部切断した第２のスプリット部１６とを具備する。第１の分岐線５ａの一端は第１のスプリットリング共振器２に接続されており、他端は第１の導体領域１２を跨いで分岐部５ｃまで延伸している。また、第２の分岐線５ｂの一端は第２のスプリットリング共振器３に接続されており、他端は第２の導体領域１５を跨いで分岐部５ｃまで延伸している。
【実施例７】
【００６６】
図１７は、本発明の実施例７に係るアンテナ７０の斜視図である。上述の実施例では複数周波数で動作するマルチバンドアンテナを示したが、これに限定されものではない。すなわち、本発明は１つのスプリットリング共振器のみを備えるシングルバンドアンテナにも適用可能である。以下、本発明をシングルバンドアンテナに適用した実施例７について説明する。【００６７】
図１７に示すように、実施例７のアンテナ７０は実施例２のアンテナ２０において第１のスプリットリング共振器２のみを用いた構成に相当するが、下記の構造的特徴を具備するものである。すなわち、第１の導体プレーン１に第１のスプリットリング共振器２のみが備えられており、第２のスプリットリング共振器３が備えられていない。また、給電線５は分岐部を持たず、その一端が第１の給電用導体ビア２１を介して第１のスプリットリング共振器２の周上の第１の右腕部１２ｂに接続されており、他端は平面視で第１の開口部１１を跨いで第１の導体プレーン１と対向する領域を延伸して分岐部に接続される。第１のスプリットリング共振器２にＲＦ回路（不図示）からの高周波信号が給電線５を介して供給される。実施例２と同様に、実施例７のアンテナ７０は第１のスプリットリング共振器２の共振周波数付近で動作する。通信機能を備えた電子装置にアンテナ７０を少なくとも１つ備えることができる。この場合、アンテナ７０の小型化を図ることができるので、当該アンテナ７０を備えた電子装置の全体サイズを小型化することが可能となる。【００６８】
実施例７に係るシングルバンドアンテナ７０の構成は図１７に示すものに限定されるものではない。すなわち、図１７では実施例２の構成に基づいてアンテナ７０を設計したが、他の実施例の構成に基づいてアンテナ７０を設計してもよい。【００６９】
図１８は実施例７の第１変形例に係るアンテナ７０の斜視図であり、当該アンテナ７０は実施例５の構成に基づいて設計されている。すなわち、アンテナ７０に第１の補助導体５１を具備してもよい。第１の補助導体は分離した２つの導体片からなっており、それらの導体片は導体ビア３７を介して第１の左腕部１２ａ及び第１の右腕部１２ｂと接続される。図１８の構成により第１のスプリット部１３に形成されるキャパシタンスを大きくすることができるため、アンテナ７０の全体サイズを大きくすることなく第１のスプリットリング共振器２の共振周波数を低下させることができる。【００７０】
図１９は実施例７の第２変形例に係るアンテナ７０の斜視図である。第１の補助導体５１は第１のスプリット部１３に形成されるキャパシタンスを大きくできればよく、必ずしも図１８に示すように第１の導体プレーン１に対して給電線５と反対側に配置する必要はない。図１９に示すように、第１の補助導体５１と給電線５とを同一の層に配置してもよい。【００７１】
図２０は実施例７の第３変形例に係るアンテナ７０の斜視図である。図２０のアンテナ７０は実施例１に基づいて設計されており、第１の導体プレーン１と給電線５とを同一の層に形成している。給電線５の一端は第１のスプリットリング共振器２の周上の第１の右腕部１２ｂに接続されており、他端は平面視で第１の開口部１１を跨いで第１の導体プレーン１の反対側に向けて形成されたクリアランス８の内部を延伸して分岐部に接続される。給電線５の他端はＲＦ回路（不図示）に接続される。図２０の構成により、アンテナ７０を１つの導体層に形成することができるため、当該アンテナ７０を具備した電子装置を薄型化することができる。【００７２】
最後に、本発明に係るアンテナ及び無線通信装置は上述の実施例に限定されるものではなく、添付した特許請求の範囲に定義される発明の範囲内の種々の設計変更や改造をも包含するものである。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明は、複数の周波数帯で動作する複数のスプリットリング共振器をコンパクトに配置したアンテナを提供するものであり、種々の無線ＬＡＮやＭＩＭＯ通信方式の携帯端末などの無線通信装置に好適に適用されるものである。
【符号の説明】
【００７４】
１    第１の導体プレーン
２    第１のスプリットリング共振器
３    第２のスプリットリング共振器
５    給電線
５ａ  第１の分岐線
５ｂ  第２の分岐線
５ｃ  分岐部
８    クリアランス
８ａ  第１の分岐クリアランス
８ｂ  第２の分岐クリアランス
１０、２０、３０、４０、５０  アンテナ
１１  第１の開口部
１２  第１の導体領域
１２ａ  第１の左腕部
１２ｂ  第１の右腕部
１３  第１のスプリット部
１５  第２の導体領域
１５ａ  第２の左腕部
１５ｂ  第２の右腕部
１６  第２のスプリット部
２１、４１  第１の給電用導体ビア
２２、４２  第２の給電用導体ビア
３１  第２の導体プレーン
３５  第３のスプリットリング共振器
３６  第４のスプリットリング共振器
３７、３８  導体ビア
５１  第１の補助導体
５１ａ  第１の接続部
５１ｂ  第１の容量形成部
５２  第２の補助導体
５２ａ  第２の接続部
５２ｂ  第２の容量形成部
６０  無線通信装置
６１  多層プリント配線板
６２  第１のアンテナ
６３  第２のアンテナ
【図１】
2014073703.tif 000003
【図２】
2014073703.tif 000004
【図３】
2014073703.tif 000005
【図４】
2014073703.tif 000006
【図５】
2014073703.tif 000007
【図６】
2014073703.tif 000008
【図７】
2014073703.tif 000009
【図８】
2014073703.tif 000010
【図９】
2014073703.tif 000011
【図１０】
2014073703.tif 000012
【図１１】
2014073703.tif 000013
【図１２】
2014073703.tif 000014
【図１３】
2014073703.tif 000015
【図１４】
2014073703.tif 000016
【図１５】
2014073703.tif 000017
【図１６】
2014073703.tif 000018
【図１７】
2014073703.tif 000019
【図１８】
2014073703.tif 000020
【図１９】
2014073703.tif 000021
【図２０】
2014073703.tif 000022
【手続補正書】
【提出日】平成27年4月14日(2015.4.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
給電部５の第１の分岐線５ａは、一端が第１のスプリットリング共振器２に接続され、他端が第１の導体領域１２を跨いで分岐線５ｃまで延伸している。給電部５の第２の分岐線５ｂは、一端が第２のスプリットリング共振器３に接続され、他端が第２の導体領域１５を跨いで分岐部５ｃまで延伸している。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
第１の導体プレーン１は、第１の開口部１１及び第２の開口部１４に連通するクリアランス８を有している。具体的には、クリアランス８は第１の開口部１１に連通する第１の分岐クリアランス８ａと、第２の開口部１４に連通する第２の分岐クリアランス８ｂとを有している。分岐クリアランス８ａ、８ｂは延伸して合流した後、さらに一方向に延伸するよう形成されている。給電部５は、第１の導体プレーン１において上記の構成要素と同一平面上に形成されており、かつ、クリアランス８の内部をその両端の第１の導体プレーン１と所定の間隔を保ちながら延伸している。すなわち、第１の分岐線５ａの一端は第１のスプリット部１３に対して第２のスプリットリング共振器３に近接配置された第１の右腕部１２ｂに接続している。他端は第１の開口部１１を通過して反対側の第１の導体領域１２を跨いで第１のクリアランス８ａの内部を延伸して分岐部５ｃに接続している。第２の分岐線５ｂの一端は第２のスプリット部１６に対して第１のスプリットリング共振器２に近接配置された第２の左腕部１５ａに接続している。他端は第２の開口部１４を通過して反対側の第２の導体領域１５を跨いで第２のクリアランス８ｂの内部を延伸して分岐部５ｃに接続している。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
図２のアンテナ１０において、第１の分岐線５ａと第１の左腕部１２ａとの接続位置を調整することで別途インピーダンス整合回路を導入することなく第１の分岐線５ａと第１のスプリットリング共振器２とのインピーダンス整合を調整することが可能である。また、第２の分岐線５ｂと第２の右腕部１５ｂとの接続位置を調整することで別途インピーダンス整合回路を導入することなく第２の分岐線５ｂと第２のスプリットリング共振器３とのインピーダンス整合を調整することが可能である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
図６のアンテナ２０では、図１のアンテナ１０と同様の分岐線５ａ、５ｂとスプリットリング共振器２、３との接続態様としており、第１の分岐線５ａの一端が第１の右腕部１２ｂに接続され、第２の分岐線５ｂの一端が第２の左腕部１５ａに接続されているが、これに限定されるものではない。例えば、図２の構成と同様に、第１の分岐線５ａの一端が第１の左腕部１２ａに接続され、第２の分岐線５ｂの一端が第２の右腕部１５ｂに接続されるようにしてもよい。実施例２のアンテナ２０では第１の導体プレーン１にクリアランスを設ける必要がないため、実施例１のアンテナ１０に比べて給電線５から外部への不要な電磁放射を低減することができる。
実施例３
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４９】
図７のアンテナ３０では、図１のアンテナ１０と同様の分岐線５ａ、５ｂとスプリットリング共振器２、３との接続態様としており、第１の分岐線５ａの一端が第１の右腕部１２ｂに接続され、第２の分岐線５ｂの一端が第２の左腕部１５ａに接続されているが、これに限定されるものではない。例えば、図２の構成と同様に、第１の分岐線５ａの一端が第１の左腕部１２ａに接続され、第２の分岐線５ｂの一端が第２の右腕部１５ｂに接続されるようにしてもよい。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
図９のアンテナ４０では、図１のアンテナ１０と同様の分岐線５ａ、５ｂとスプリットリング共振器２、３との接続態様としており、第１の分岐線５ａの一端が第１の右腕部１２ｂに接続され、第２の分岐線５ｂの一端が第２の左腕部１５ａに接続されているが、これに限定されるものではない。例えば、図２の構成と同様に、第１の分岐線５ａの一端が第１の左腕部１２ａに接続され、第２の分岐線５ｂの一端が第２の右腕部１５ｂに接続されるようにしてもよい。実施例４のアンテナ４０では給電線５が第１の導体プレーン１及び第２の導体プレーン３１と異なる平面に形成されるため、第１の導体プレーン１及び第２の導体プレーン３１にクリアランスを設ける必要がない。そのため、実施例１のアンテナ１０に比べて給電線５から外部への不要な電磁放射を低減することができる。
実施例５
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６２】
図１０、図１１、図１２に示されるアンテナ５０では、図１のアンテナ１０と同様の分岐線５ａ、５ｂとスプリットリング共振器２、３との接続態様としており、第１の分岐線５ａの一端が第１の右腕部１２ｂに接続され、第２の分岐線５ｂの一端が第２の左腕部１５ａに接続されているが、これに限定されるものではない。例えば、図２の構成と同様に、第１の分岐線５ａの一端が第１の右腕部１２ａに接続され、第２の分岐線５ｂの一端が第２の左腕部１５ｂに接続されるようにしてもよい。
実施例６
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６３】
図１３は、本発明の実施例６に係る無線通信装置６０の平面図である。実施例６に係る無線通信装置６０は、実施例１に係るアンテナ１０を２つ具備している。実施例６の無線通信装置６０は多層プリント配線板６１の任意の層にそれぞれ実施例１のアンテナ１０と同一構成の第１のアンテナ６２と第２のアンテナ６３とを具備する。そのため、例えば、ＭＩＭＯ（ＭｕｌｔｉｐｌｅＩｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｏｕｔｐｕｔ）のような複数のアンテナを必要とする通信方式に用いることができる。ＭＩＭＯ通信方式において、高いスループットを得るには複数のアンテナ間の相関係数が低いことが望ましい。このため、図１３に示すように、第１のアンテナ６２と第２のアンテナ６３の向きを直交させることで両者の相関係数を低減することができる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６４】
図１３の無線通信装置６０では、第１のアンテナ６２と第２のアンテナ６３の向きを直交するように構成したが、両者の向きを直交させるか否かは本実施例の効果に影響を及ぼすものではない。また、実施例６の無線通信装置６０ではそれぞれ実施例１のアンテナ１０と同一構成のアンテナ６２、６３を用いたが、これに限定されるものではない。すなわち、無線通信装置６０を構成するアンテナ６２、６３として実施例２乃至実施例５のアンテナ２０乃至５０を用いてもよい。また、無線通信装置６０に搭載される複数のアンテナ６２、６３を同一構成とする必要はなく、前述の実施例に係るアンテナを選択的に用いるようにしてもよい。実施例６の無線通信装置６０では２つのアンテナ６２、６３を搭載したが、３つ以上のアンテナを搭載してもよい。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６７】
図１７に示すように、実施例７のアンテナ７０は実施例２のアンテナ２０において第１のスプリットリング共振器２のみを用いた構成に相当するが、下記の構造的特徴を具備するものである。すなわち、第１の導体プレーン１に第１のスプリットリング共振器２のみが備えられており、第２のスプリットリング共振器３が備えられていない。また、給電線５は分岐部を持たず、その一端が第１の給電用導体ビア２１を介して第１のスプリットリング共振器２の周上の第１の右腕部１２ｂに接続されており、他端は平面視で第１の開口部１１を跨いで第１の導体プレーン１と対向する領域を延伸する。第１のスプリットリング共振器２にＲＦ回路（不図示）からの高周波信号が給電線５を介して供給される。実施例２と同様に、実施例７のアンテナ７０は第１のスプリットリング共振器２の共振周波数付近で動作する。通信機能を備えた電子装置にアンテナ７０を少なくとも１つ備えることができる。この場合、アンテナ７０の小型化を図ることができるので、当該アンテナ７０を備えた電子装置の全体サイズを小型化することが可能となる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７１】
図２０は実施例７の第３変形例に係るアンテナ７０の斜視図である。図２０のアンテナ７０は実施例１に基づいて設計されており、第１の導体プレーン１と給電線５とを同一の層に形成している。給電線５の一端は第１のスプリットリング共振器２の周上の第１の右腕部１２ｂに接続されており、他端は平面視で第１の開口部１１を跨いで第１の導体プレーン１の反対側に向けて形成されたクリアランス８の内部を延伸する。給電線５の他端はＲＦ回路（不図示）に接続される。図２０の構成により、アンテナ７０を１つの導体層に形成することができるため、当該アンテナ７０を具備した電子装置を薄型化することができる。
【国際調査報告】
2014073703.tif 000023
2014073703.tif 000024
2014073703.tif 000025
2014073703.tif 000026