(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板（１１、３１，４１）と、
前記基板上に形成された導電性のグランド部（１２，３２，４２）と、
前記基板に実装されたループ状のエレメントであって、一端が前記グランド部に接続され、前記基板の板面に垂直な開口面を有する給電ループエレメント（１３，３３，４３）と、
前記給電ループエレメントの他端に接続されて前記給電ループエレメントへ電力を供給する給電部（１４，３４，４４）と、
前記グランド部と接触しないように設けられたループ状のエレメントであって、前記給電ループエレメントの開口面に平行な開口面を有する無給電ループエレメント（１５，３５，４５）と、
を備え、
前記給電ループエレメントの開口面の少なくとも一部が、前記無給電ループエレメントの開口面と対向している
ことを特徴とするアンテナ装置（５，３０，４０）。
【請求項２】
請求項１に記載のアンテナ装置であって、
前記開口面の面積である開口面積は、前記給電ループエレメントの開口面積よりも無給電ループエレメントの開口面積の方が大きい
ことを特徴とするアンテナ装置（５，４０）。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のアンテナ装置であって、
前記給電ループエレメントの開口面のうちその開口面積の４０％以上が前記無給電ループエレメントの開口面と対向している
ことを特徴とするアンテナ装置（５，４０）。
【請求項４】
請求項１〜請求項３の何れか１項に記載のアンテナ装置であって、
前記無給電ループエレメント（４６）には、その開口面内に、一巻き以上の巻回数の開ループ形状の内ループエレメント（４７）が設けられている
ことを特徴とするアンテナ装置（４０）。
【請求項５】
請求項４に記載のアンテナ装置であって、
前記内ループエレメントの開口面積は前記給電ループエレメントの開口面積と略同じである
ことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項６】
請求項５に記載のアンテナ装置であって、
前記内ループエレメントの開口面はその略全面が前記給電ループエレメントの開口面と対向している
ことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項７】
請求項４〜請求項６の何れか１項に記載のアンテナ装置であって、
前記無給電ループエレメント及び前記内ループエレメントはそれぞれ所定線幅のストリップ状の導体により形成されており、
前記無給電ループエレメントの線幅は前記内ループエレメントの線幅よりも大きい
ことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項８】
請求項１〜請求項７の何れか１項に記載のアンテナ装置であって、
前記無給電ループエレメントは、ループの一部にギャップ（４６ａ）が設けられることにより開ループとして形成されている
ことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項９】
請求項８に記載のアンテナ装置であって、
前記給電部は、所定の第１周波数を含む周波数帯域の電力を供給するよう構成されており、
前記無給電ループエレメントは、その共振周波数が前記第１周波数となるように前記ギャップの間隔が設定されている
ことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項１０】
請求項１〜請求項７の何れか１項に記載のアンテナ装置であって、
前記給電ループエレメントを第１の給電ループエレメント（３３）として、この第１の給電ループエレメントとは別に、前記無給電ループエレメントとして機能可能な第２の給電ループエレメント（３５）を備え、
前記給電部を第１の給電部（３４）として、この第１の給電部とは別に第２の給電部（３６）を備え、
前記第１の給電部は所定の第１周波数の電力を供給可能であり、
前記第２の給電部は所定の第２周波数の電力を供給可能であり、
前記第１の給電部及び前記第２の給電部は、何れか一方のみが選択的に切り替えて動作されるよう構成されており、
前記第２の給電ループエレメントは、
一端が前記第２の給電部に接続されて他端が第１のインピーダンス素子（Ｃ１）を介して前記グランド部に接続され、且つ両端に第２のインピーダンス素子（Ｃ２）が接続されていて、前記第１のインピーダンス素子は前記第２周波数に対するインピーダンスが前記第１周波数に対するインピーダンスよりも低く、前記第２のインピーダンス素子は前記第２周波数に対するインピーダンスが前記第１周波数に対するインピーダンスよりも高く、前記第２の給電ループエレメントから前記第２の給電部を見た入力インピーダンスが前記第２周波数よりも前記第１周波数の方が高くなるよう構成されていることによって、前記第２の給電部からの電力供給がなく前記第１の給電部が動作している間は前記無給電ループエレメントとして機能する
ことを特徴とするアンテナ装置（３０）。
【請求項１１】
請求項１〜請求項１０の何れか１項に記載のアンテナ装置であって、
当該アンテナ装置は、筐体（３）内に収容されており、
前記無給電ループエレメントは、前記筐体の内部においてその筐体上に配置されている
ことを特徴とするアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線機に内蔵されるアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両のキーレスシステム等で用いられる携帯型の無線機（以下「携帯機」ともいう）には、アンテナ装置が搭載される。この種のアンテナ装置として、無線回路や回路グランド（以下「回路ＧＮＤ」ともいう）が実装される基板にエレメントが実装された構成のアンテナ装置がある。
【０００３】
従来の携帯機は、基板板面に水平な偏波を形成（放射）可能なアンテナ装置が搭載されたものが一般的である。なお、本明細書では、基板板面に垂直な偏波を「垂直偏波」と称し、基板板面に平行な偏波を「水平偏波」と称する。
【０００４】
しかし、水平偏波を主体とする従来のアンテナ装置では、車両と通信する際、例えば車室内でのマルチパスでヌルが発生し、通信が不安定になることがある。通信を安定化させるためには、ヌルを低減する必要がある。ヌルを低減する方法の１つとして、偏波ダイバーシティを用いる方法がある。具体的には、水平偏波用のアンテナと垂直偏波用の２つのアンテナを携帯機に搭載し、各アンテナを時分割で動作させて受信感度の最大値選択を行う。換言すれば、水平偏波で発生するヌルを垂直偏波で補間する。
【０００５】
垂直偏波を形成可能なアンテナとして、基板板面に対してループ面（開口面）が垂直となるようにループアンテナ（ループエレメント）が配置されてなるアンテナ装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
特許文献１に記載されているアンテナ装置は、基板に対してループエレメントが垂直に配置され、ループエレメントの一端は給電線を介して無線回路に接続され、他端は回路ＧＮＤ板に接地された構成となっている。
【０００７】
水平偏波用のアンテナを備えた従来のアンテナ装置に、特許文献１に記載されている垂直偏波用のアンテナを搭載すれば、偏波ダイバーシティ機能を備えたアンテナ装置を実現することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１０−２３９４９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
効果的な偏波ダイバーシティを実現するためには、水平偏波用のアンテナと垂直偏波用のアンテナの利得は同等であることが望ましい。また、水平偏波用のアンテナから送信するときは水平偏波だけを送信し、垂直偏波用のアンテナから送信するときは垂直偏波だけを送信するのが望ましい。つまり、各アンテナそれぞれ、対応する偏波の偏波比が高いことが望ましい。
【００１０】
これに対し、特許文献１に記載のアンテナ装置は、ループエレメント自体は垂直偏波を形成することができるものの、ループエレメントが回路ＧＮＤに接続（接地）された構成であるため、ループエレメントから回路ＧＮＤへ帰還する電流により回路ＧＮＤがアンテナ化し、これにより不要な水平偏波が形成されてしまう。しかもその水平偏波の利得は、垂直偏波の利得に近いレベルとなる。つまり、垂直偏波だけでなくそれに近い利得の水平偏波も形成されてしまい、結果、アンテナ装置全体として斜め偏波が形成されることになる。
【００１１】
仮に、ループエレメントの他端が回路ＧＮＤに直接接続されていない構成をとったとしても、ループエレメントは、少なくともその使用周波数帯域においては、無線回路を介して間接的に回路ＧＮＤに接続された状態となっている。そのため、ループエレメントから回路ＧＮＤへ流れる電流の発生は避けがたく、利得の大きい水平偏波が形成されてしまい、所望の垂直偏波を形成することが困難となる。
【００１２】
垂直偏波用のアンテナを設けたものの実際には斜め偏波が発生すると、水平偏波用のアンテナと時分割で動作させても、水平偏波と斜め偏波との偏波ダイバーシティとなってしまい、偏波ダイバーシティの効果が十分に得られない。
【００１３】
垂直偏波用のアンテナを大型化すれば垂直偏波の利得を高めることが可能であるが、アンテナの大型化は携帯機の大型化を伴う。しかも、仮にアンテナを大型化したとしても、上述した回路ＧＮＤのアンテナ化などに起因して斜め偏波が発生するという問題は依然として残されているため、偏波比の高い垂直偏波を得るのは難しい。そのため、小型ながらも水平偏波成分の小さい（理想的にはゼロの）垂直偏波用のアンテナを実現することが望まれる。
【００１４】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、大型化を抑制しつつ、回路ＧＮＤがアンテナ化することによる影響を抑制して全体として良好な垂直偏波を形成することが可能なアンテナ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】
【００１５】
上記課題を解決するためになされた本発明のアンテナ装置は、基板と、グランド部と、給電ループエレメントと、給電部と、無給電ループエレメントとを備える。グランド部は、基板上に形成された導電性の部材である。給電ループエレメントは、基板に実装されたループ状のエレメントであって、一端がグランド部に接続され、基板の板面に垂直な開口面を有する。給電部は、給電ループエレメントの他端に接続されて給電ループエレメントへ電力を供給する。無給電ループエレメントは、グランド部と接触しないように設けられたループ状のエレメントであって、給電ループエレメントの開口面に平行な開口面を有する。そして、給電ループエレメントの開口面の少なくとも一部が、無給電ループエレメントの開口面と対向している。
【００１６】
このように構成されたアンテナ装置では、給電ループとは別に、グランド部と非接触の無給電ループエレメントを有し、この無給電ループエレメントにより基板の板面に垂直な偏波を放射させることができる。これにより、アンテナ装置全体として、水平偏波に対して垂直偏波の利得が相対的に非常に大きくなる。つまり、水平偏波を無視し得る程度の垂直偏波を発生させることができる。
【００１７】
従って、本発明のアンテナ装置によれば、大型化を抑制しつつ、グランド部がアンテナ化することにより発生する水平偏波の影響を抑制して、全体として良好な垂直偏波を形成することが可能なアンテナ装置を提供することが可能となる。
【００１８】
なお、特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段等との対応関係を示す一例であり、本発明は上記括弧内の符号に示された具体的手段等に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】（ａ）は第１実施形態の携帯機の概略構成を表す斜視図、（ｂ）は給電ループエレメントの他端と回路ＧＮＤとの接続状態を表す説明図、（ｃ）は携帯機内蔵のアンテナ装置の動作原理を説明するための説明図である。
【図２】無給電開ループエレメントのギャップ間隔と共振周波数との関係を説明するための説明図である。
【図３】第１実施形態のアンテナ装置の水平面指向性を表す説明図である。
【図４】給電ループエレメントと無給電開ループエレメントの各開口面の対向面積と垂直偏波の利得との関係を表す説明図である。
【図５】（ａ）は第２実施形態のアンテナ装置の概略構成を表す斜視図、（ｂ）及び（ｃ）はアンテナ装置の動作原理を説明するための説明図である。
【図６】第３実施形態のアンテナ装置の概略構成を表す斜視図である。
【図７】第３実施形態のアンテナ装置の実施例およびその性能を表す説明図である。
【図８】第３実施形態のアンテナ装置の比較例およびその性能を表す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。なお、本発明は、下記の実施形態に示された具体的手段や構造等に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の形態を採り得る。また、下記の実施形態の構成の一部を、課題を解決できる限りにおいて省略した態様も本発明の実施形態であり、下記の複数の実施形態を適宜組み合わせて構成される態様も本発明の実施形態である。
【００２１】
［第１実施形態］
（１）携帯機１の全体構成
図１（ａ）に示すように、本実施形態の携帯機１は、ケース（筐体）３と、ケース３に内蔵されたアンテナ装置５とを備えている。携帯機１は、例えば車両のキーレスシステムにおいてユーザにより所持、操作等される無線機であり、図示しない操作スイッチ等を備えている。
【００２２】
ケース３は、各面が例えば樹脂製薄板で形成された中空の略直方体形状となっている。図１（ａ）においてケース３として破線で示している部分は、詳しくは、ケース３全体における、容積を占める空間（中空空間）を示している。
【００２３】
（２）アンテナ装置５の構成
アンテナ装置５は、基板１１と、回路ＧＮＤ１２と、垂直偏波用アンテナ６と、給電部１４とを備えている。垂直偏波用アンテナ６は、給電ループエレメント１３と、無給電開ループエレメント１５とを備えている。
【００２４】
基板１１は、樹脂製の基板である。回路ＧＮＤ１２は、基板１１の裏面（図１（ａ）における下側の面）に実装された導体パターン（例えばベタパターン）を有するものであり、基板１１の表面（図１（ａ）における上側の面）上に搭載される無線回路（給電部１４）や給電ループエレメント１３のグランド（接地電位）として機能する。
【００２５】
給電ループエレメント１３は、基板１１の表面においてアーチ状に搭載（実装）されている。給電ループエレメント１３は、具体的には、薄板状の長尺導体板を略コの字型に折り曲げた形状となっており、一端が給電部１４に接続され、他端が基板裏面の回路ＧＮＤ１２に接続されている。給電ループエレメント１３の他端は、より詳しくは、図１（ｂ）に示すように、基板を貫通するように設けられたスルーホール１３ａを介して回路ＧＮＤ１２に接続されている。
【００２６】
給電ループエレメント１３は、上記のように基板１１上に実装されることにより、基板１１の板面に垂直な開口面を有する。給電ループエレメント１３の開口面は、詳しくは、当該給電ループエレメント１３、スルーホール１３ａ、および回路ＧＮＤ１２によって囲まれる長方形状の面である。即ち、図１（ｂ）に示すように、横方向寸法ｗｖで縦方向寸法がｗｈの長方形状の面が、給電ループエレメント１３の開口面である。この開口面は、基板１１の板面に対して垂直であると共に、ｘ軸方向（図１（ａ）参照）に対しても垂直（つまりｙｚ面に平行）である。
【００２７】
給電部１４は、給電ループエレメント１３へ送信用の電力を供給したり、給電ループエレメント１３により受信された受信電力を受電する。図１（ａ）では、給電部１４の詳細な構成の図示を省略しているが、給電部１４は、詳しくは、送信信号や受信信号の各種処理を行う無線回路や、この無線回路と給電ループエレメント１３の一端（給電点）とを接続する給電線路などを含んでおり、本実施形態ではこれらをまとめて給電部１４と称している。給電部１４は、給電ループエレメント１３の一端に接続されると共に、図示しないスルーホールを介して基板裏面の回路ＧＮＤ１２に接続されている。給電部１４により送受信される信号の周波数（換言すれば給電ループエレメント１３による送受信対象の電波の中心周波数）Ｆ１は、本実施形態では、３００ＭＨｚ〜４００ＭＨｚの帯域内の周波数である。
【００２８】
無給電開ループエレメント１５は、ケース３の内壁上に固定されている。無給電開ループエレメント１５は、所定の線幅のストリップ状導体によって、長方形ループ形状に形成されている。ただし、完全に閉じた閉ループではなく、図１（ａ）に示すように間隔Ｌｇのギャップ１５ａが形成され、これにより開ループとして形成されている。
【００２９】
無給電開ループエレメント１５は、基板１１とは物理的につながっておらず、基板１１とは非接触状態である。そのため、当然ながら、無給電開ループエレメント１５は、基板１１の給電部１４及び回路ＧＮＤ１２のいずれにも物理的に接続されていない。
【００３０】
無給電開ループエレメント１５は、開口面も含め、基板１１の板面を含む平面に対しては垂直となるよう、且つ給電ループエレメント１３の開口面に対しては平行となるように（つまりｙｚ面と平行になるように）配置されている。また、無給電開ループエレメント１５の開口面と給電ループエレメント１３の開口面は、各面に垂直な方向（ｘ軸方向）において所定間隔隔てられている。
【００３１】
なお、図１（ａ）からも明らかなように、無給電開ループエレメント１５は、水平方向（ｙ軸方向）の寸法が、給電ループエレメント１３よりも長い。具体的には、無給電開ループエレメント１５の水平方向の寸法は、ケース３におけるその無給電開ループエレメント１５が固定されている内壁の水平方向（ｙ軸方向）の寸法よりもわずかに短いだけである。
【００３２】
そのため、無給電開ループエレメント１５の開口面の面積（開口面積）は、給電ループエレメント１３の開口面の開口面積よりも大きい。給電ループエレメント１３は、基板１１上に配置されることから、その大きさは制限される（あまり大きくできない）が、無給電開ループエレメント１５は、基板１１から離れて配置されるため、形状や大きさ等の自由度が大きい。そのため、無給電開ループエレメント１５は、ケース３の内部空間において可能な限り大きく形成することができ、これによりその開口面積も大きくとることができる。
【００３３】
また、無給電開ループエレメント１５の開口面の一部（中央部近傍）は、給電ループエレメント１３の開口面と対向している。つまり、無給電開ループエレメント１５を、給電ループエレメント１３側とは反対側からｘ軸方向に見たとき、給電ループエレメント１３の開口面のほぼ全て（９０％以上）が、無給電開ループエレメント１５の開口面に重なった（対向した）状態となる。
【００３４】
給電ループエレメント１３及び無給電開ループエレメント１５は、いずれも、エレメント長が使用周波数の波長の約１／１０前後のいわゆる微小ループアンテナである。以下の説明では、給電ループエレメント１３を単に「給電ループ」ともいい、無給電開ループエレメント１５を単に「無給電開ループ」ともいう。
【００３５】
なお、図１では図示を省略したが、アンテナ装置５には、実際には、垂直偏波用アンテナ６とは別に、水平偏波用のアンテナも設けられている。つまり、携帯機１は、図１に示した給電ループ１３及び無給電開ループ１５を有する垂直偏波用アンテナ６と、水平偏波用のアンテナ（図示略）とを備え、これら各アンテナを時分割で動作させることで、水平偏波と垂直偏波との偏波ダイバーシティを実現している。
【００３６】
ただし、以下の説明では、水平偏波用のアンテナについての説明は省略し、垂直偏波用アンテナ６の構成や機能等について詳しく説明する。そして、以下の説明で「アンテナ装置」というときは、特に断りのない限り、垂直偏波用アンテナを意味するものとする。
【００３７】
（３）無給電開ループ１５の動作原理
無給電開ループ１５は、直接的には給電部１４から給電はされないが、給電ループ１３との磁気結合により電流が流れてアンテナ化する。即ち、図１（ｃ）に示すように、給電部１４からの給電により給電ループ１３に電流が流れると、給電ループ１３からはその電流による磁界が発生する。給電ループ１３から発生した磁界の一部は、無給電開ループ１５の開口面を貫き（つまり磁気結合し）、これにより無給電開ループ１５に電流が流れる。
【００３８】
給電ループ１３は、それ自体は垂直偏波の電波を放射して水平偏波の電波はほとんど放射しない。しかし、給電ループ１３は、他端が回路ＧＮＤ１２に接続されているため、給電ループ１３に流れる電流が回路ＧＮＤにも流れ込み、これにより回路ＧＮＤ１２もアンテナとして動作する。回路ＧＮＤ１２がアンテナとして動作すると、水平偏波の電波が放射される。そのため、基板１１全体としては、給電ループ１３からの垂直偏波と回路ＧＮＤ１２からの水平偏波とが合成された斜め偏波が形成されることになる。
【００３９】
一方、垂直偏波用アンテナ６には、当然ながら、垂直偏波を良好に送受信できる性能を有することが求められる。つまり、理想的には垂直偏波のみ放射されるような性能が求められ、仮に水平偏波が放射されるとしても垂直偏波の方が相対的に非常に大きくて水平偏波を無視し得る（垂直偏波が支配的となって全体として垂直偏波とみなせる）ような性能が求められる。しかし、給電ループ１３のみでは、回路ＧＮＤ１２による水平偏波の影響を受けて、全体としては斜め偏波となってしまう。つまり、良好な垂直偏波を送受信することが困難である。
【００４０】
これに対し、本実施形態のアンテナ装置５では、垂直偏波用アンテナ６が、回路ＧＮＤ１２とは非接触の無給電開ループ１５を備えており、この無給電開ループ１５もアンテナとして動作する。しかも、無給電開ループ１５は、回路ＧＮＤ１２とは非接触であることから、基板１１に垂直な垂直偏波のみを放射可能である。
【００４１】
（４）無給電開ループ１５の共振周波数について
無給電開ループ１５をアンテナとして効率的に動作させるためには、使用周波数Ｆ１で共振するように無給電開ループ１５を形成する必要がある。無給電開ループ１５の共振周波数は、ギャップ１５ａのギャップ間隔Ｌｇを調整することにより所望の周波数に設定することができる。ギャップ間隔Ｌｇと共振周波数との関係について、図２を用いて説明する。
【００４２】
給電部１４から見たアンテナ（各ループ１３，１５）の等価回路は、図２（ａ）のように表すことができる。つまり、各ループ１３，１５を等価的にトランスと見なすことができる。なお、図２（ａ）において、Ｌ１は給電ループ１３のインダクタンス、Ｌ２は無給電開ループ１５のインダクタンス、Ｒは無給電開ループ１５の抵抗成分、Ｃは無給電開ループ１５の容量成分である。容量成分Ｃは、主にギャップ１５ａにより生じる。ギャップ１５ａのギャップ間隔Ｌｇが長くなるほど容量成分Ｃは小さくなり、逆にギャップ間隔Ｌｇが短くなるほど容量成分Ｃは大きくなる。
【００４３】
図２（ａ）の等価回路は、さらに、図２（ｂ）の回路に変換できる。図２（ｂ）の等価回路において、Ｌ３は、次式（１）で表される。
Ｌ３＝κ√（Ｌ１・Ｌ２）・・・（１）
図２（ｂ）の等価回路から、給電部１４から見たアンテナのインピーダンスＺは、次式（２）で表される。
Ｚ＝（Ｒ・（ω・Ｌ３）２）／（Ｒ２＋（ω・Ｌ２−１／（ω・Ｃ））２）
＋ｊ（ω・Ｌ１＋（（ω・Ｌ２−１／（ω・Ｃ））・（ω・Ｌ３）２／
（Ｒ２＋（ω・Ｌ２−１／（ω・Ｃ））２））  ・・・  （２）
アンテナを共振させるためには、上記式（２）で表されるインピーダンスＺの虚部が０になるようにすればよい。従って、インピーダンスＺの虚部が０になるように容量成分Ｃを求めると、共振周波数ｆと容量成分Ｃは、は、次式（３）の関係がある。
ｆ∝１／Ｃ・・・（３）
上記式（３）から、容量成分Ｃを調整することで共振周波数ｆを調整可能であることがわかる。即ち、容量成分Ｃを大きくするほど共振周波数ｆは小さくなり、逆に容量成分Ｃを小さくするほど共振周波数ｆは大きくなる。したがって、共振周波数ｆを小さくするためにはギャップ間隔Ｌｇを大きくすればよく、逆に、共振周波数ｆを大きくするためにはギャップ間隔Ｌｇを小さくすればよい。
【００４４】
本実施形態では、使用周波数Ｆ１で無給電開ループ１５が共振するように、無給電開ループ１５のギャップ間隔Ｌｇが設定されている。なお、無給電開ループ１５の共振周波数は、使用周波数Ｆ１に一致させることが好ましいが、必ずしも厳密に使用周波数Ｆ１に一致しなくてもよく、使用周波数Ｆ１を含む所定周波数帯域内の共振周波数（周波数Ｆ１の電波を実用上十分に送受信し得る共振周波数）であればよい。
【００４５】
（５）アンテナ装置５（垂直偏波用アンテナ６）の放射指向性
アンテナ装置５の性能について、図３の放射指向性（水平面指向性）を用いて説明する。図３（ａ）は、本実施形態のアンテナ装置５の水平面（ｘｙ面）指向性であり、図３（ｂ）は、比較のための、無給電開ループ１５がなく且つ給電ループをその開口面積が本実施形態の給電ループ１３の開口面積よりも大きくなるように（無給電開ループ１５の開口面の形状・面積に近くなるように）形成したアンテナ装置の水平面指向性である。
【００４６】
図３（ｂ）に示す比較例のアンテナ装置は、無給電開ループがなく給電ループのみの構成であることから、給電ループによる垂直偏波と回路ＧＮＤによる水平偏波がほぼ同等の利得となり、偏波比はほぼ０ｄＢである。なお、この比較例のアンテナ装置は、垂直偏波の利得を大きくするために、給電ループの開口面積を本実施形態の給電ループ１３よりも大きくしているが、それでも、垂直偏波は回路ＧＮＤによる水平偏波と同等の利得となり、垂直偏波が支配的な状態とすることは困難である。
【００４７】
これに対し、本実施形態のアンテナ装置５は、回路ＧＮＤ１２と非接触の無給電開ループ１５を備えている。しかも、給電ループ１５は、図３（ｂ）の比較例の給電ループよりも開口面積が非常に小さい。そのため、本実施形態のアンテナ装置５は、図３（ａ）に示すように、全体として垂直偏波が支配的となり、偏波比は約４３ｄＢである。つまり、実用上は、水平偏波は無視できて垂直偏波のアンテナとして扱うことができる。
【００４８】
（６）第１実施形態の効果等
以上説明したように、本実施形態のアンテナ装置５は、垂直偏波用アンテナ６を備えている。この垂直偏波用アンテナ６は、基板１１上の給電ループ１３とは別に、基板１１と非接触（回路ＧＮＤ１２と非接触）の無給電開ループ１５を有している。無給電開ループ１５は、給電ループ１３との磁気結合により給電ループ１３からワイヤレスで給電され、これにより基板１１に垂直な垂直偏波用のアンテナとして動作する。しかも、無給電開ループ１５は、回路ＧＮＤ１２とは非接触であるため、垂直偏波のみを放射可能である。
【００４９】
そのため、垂直偏波用アンテナ６全体として、水平偏波よりも垂直偏波を大きく形成することができ、垂直偏波が支配的なアンテナとして動作させることができる。つまり、本実施形態のアンテナ装置５によれば、回路ＧＮＤ１２がアンテナ化することによる影響（水平偏波発生の影響）を抑制し、全体として良好な垂直偏波を形成することが可能となる。
【００５０】
また、無給電開ループ１５の開口面積を給電ループ１３の開口面積よりも大きくし、且つ、給電ループ１３の開口面のほぼ全面積が無給電開ループ１５の開口面に対向するように各ループ１３，１５が配置されている。これにより、給電ループ１３と無給電開ループ１５との間で強い磁気結合が実現される。
【００５１】
そのため、垂直偏波の大部分を無給電開ループ１５から発生させることができ、その分、給電ループ１３は小さく形成することができる。携帯機１は、一般に小型であるため、基板１１上においてはループエレメントの体格を十分に確保することができない。そのため、基板１１上の給電ループ１３だけでは、回路ＧＮＤ１２から水平偏波が発生するのに加え、垂直偏波自体もあまり大きな利得を得ることができない。
【００５２】
これに対し、本実施形態の垂直偏波用アンテナ６は、ワイヤレス（磁気結合）で給電される無給電開ループ１５を、基板１１上ではなくケース３内に実装できる。そのため、体格の大きな無給電開ループ１５を形成、実装でき、これにより垂直偏波の高利得化が可能となる。
【００５３】
また、無給電開ループ１５のギャップ間隔Ｌｇを調整することで、垂直偏波用アンテナ６全体の共振周波数を調整することができる。そのため、垂直偏波用アンテナ６の共振周波数を容易に所望の周波数に調整することができる。
【００５４】
（７）第１実施形態の変形例
（７−１）給電ループ１３の形状等（寸法や開口面積も含む）や無給電開ループ１５の形状等は、図１に示した形状等に限定されない。図１に示した形状等はあくまでも一例である。
【００５５】
（７−２）給電ループ１３の開口面のうちどの程度を無給電開ループ１５の開口面と対向させるかについても、適宜決めることができる。本実施形態では、一例として、給電ループ１３の開口面のほとんど（９０％以上）が無給電開ループ１５の開口面と対向している例を示したが、これはあくまでも一例である。
【００５６】
ただし、無給電開ループ１５を垂直偏波用のアンテナとしてより効果的に機能させるためには、給電ループ１３の開口面のできるだけ広い範囲（例えば４０％以上）が無給電開ループ１５の開口面に対向するように構成するのが好ましい。
【００５７】
給電ループ１３の開口面の４０％以上を無給電開ループ１５の開口面に対向させることが好ましいことの根拠を、図４を用いて説明する。まず、評価用として、図４（ａ）に示すアンテナ装置２１（垂直偏波用アンテナ）を用意する。このアンテナ装置２１は、給電ループ２３以外は図１（ａ）のアンテナ装置５と同じである。即ち、図４（ａ）のアンテナ装置２１が備える給電ループ２３は、その開口面が、無給電開ループ１５の開口面と同じ形状且つ同じ面積となるように形成されている。
【００５８】
図４（ａ）は、給電ループ２３の開口面と無給電開ループ１５の開口面が完全に対向している状態を示している。つまり、給電ループ２３の開口面全体の面積に対する、無給電開ループ１５の開口面と対向している部分の面積の割合が１（１００％）の状態を示している。図４（ａ）に示す状態から、無給電開ループ１５をｙ軸方向に移動させると、各ループ２３，１５の各開口面が対向する領域が小さくなっていく。図４（ｂ）は、給電ループ２３に対して相対的に無給電開ループ１５をｙ軸方向に移動させることにより、給電ループ２３の開口面積全体に対する無給電開ループ１５の開口面との対向面積の割合を変化させたときの、アンテナ装置２１全体の垂直偏波の利得の変化を示す。
【００５９】
図４（ｂ）から明らかなように、対向面積の割合が大きくなるほど、垂直偏波の利得は大きくなる。携帯機１への搭載アンテナとして所望の性能を発揮させるためには、垂直偏波の利得が−１．５ｄＢｍ以上であることが好ましく、そのためには、対向面積の割合が０．４以上であればよい。つまり、対向面積の割合を０．４以上とすれば、所望の性能を得ることができる。
【００６０】
なお、図４では、評価用として各ループ２３，１５の開口面を同じ形状、同じ面積としたが、図１（ａ）のアンテナ装置５でも同じように評価を行うことができ、その場合も、図４（ｂ）と同様の傾向の評価結果が得られる。
【００６１】
（７−３）給電ループ１３と無給電開ループ１５は、両者の開口面が完全に平行となるように配置することは必須ではない。両開口面が完全に平行ではなく角度差があっても、全体として所望の垂直偏波を形成することができればよい。
【００６２】
（７−４）回路ＧＮＤ１２を基板１１の裏面に形成するのは必須ではなく、基板１１の表面に形成してもよい。或いは、表面と裏面の双方に適宜形成してもよい。或いは、基板１１の内部に積層形成してもよい。
【００６３】
（７−５）給電ループ１３及び無給電開ループ１５は、いずれも微小ループアンテナであるものとして説明したが、本発明の適用は微小ループアンテナに限定されるものではなく、各種形状、寸法のループアンテナ（ループエレメント）に適用可能である。また、使用周波数（送受信電波の周波数）Ｆ１の帯域が３００ＭＨｚ〜４００ＭＨｚであることもあくまでも一例にすぎない。
【００６４】
（７−６）無給電開ループ１５を基板１１から物理的に離れるように配置することは必須ではなく、無給電開ループ１５を基板１１上に配置（固定）してもよい。ただしその場合、無給電開ループ１５と基板１１上の回路ＧＮＤ１２とが物理的に接触（導通）しないように配置する必要がある。
【００６５】
（７−７）携帯機１が偏波ダイバーシティ機能を備えていること、即ちアンテナ装置１が垂直偏波用アンテナ６とは別に水平偏波用アンテナ（図示略）を備えていることは、必須ではない。本発明は、偏波ダイバーシティ機能を備えた装置等への適用に限定されるものではなく、垂直偏波用アンテナを備えたあらゆる装置に対して適用可能である。
【００６６】
（７−８）本発明の適用は、車両のキーレスシステム等の携帯機１への適用に限定されない。本発明は、アンテナを用いて無線通信を行うあらゆる種類の無線機に対して適用可能である。
【００６７】
［第２実施形態］
第２実施形態のアンテナ装置３０について、図５を用いて説明する。図５（ａ）に示すアンテナ装置３０は、車両のキーレスシステムのうち特にスマートシステムにおいて、その携帯機に搭載される。
【００６８】
スマートシステムにおいては、２種類の周波数帯域の電波を用いて個別選択的に通信を行う必要がある。そのため、本実施形態のアンテナ装置３０は、第１周波数Ｆ１（例えば３００ＭＨｚ〜４００ＭＨｚの帯域）の電波と、第２周波数Ｆ２（例えば１３４ｋＨｚ）の電波の何れか一方を選択的に送受信可能である。
【００６９】
（１）アンテナ装置３０の構成
本実施形態のアンテナ装置３０は、図５に示すように、基板３１と、回路ＧＮＤ３２と、第１給電部３４と、第２給電部３６と、垂直偏波用アンテナ３８とを備えている。垂直偏波用アンテナ３８は、第１ループエレメント３３と、第２ループエレメント３５とを有する。基板３１及び回路ＧＮＤ３２の形状等は第１実施形態のアンテナ装置５と同じである。
【００７０】
第１給電部３４は、第１周波数Ｆ１の送信電力を第１ループエレメント３３へ出力する。第１ループエレメント３３は、第１周波数Ｆ１の電力を電波にて良好に送受信可能に構成されており、第１ループエレメント３３で受信された受信電力は第１給電部３４に入力される。第１給電部３４は、第１ループエレメント３３の一端に接続されると共に、図示しないスルーホールを介して基板裏面の回路ＧＮＤ３２に接続されている。
【００７１】
第２給電部３６は、第２周波数Ｆ２の送信電力を第２ループエレメント３５へ出力する。また、第２ループエレメント３５からみた第２給電部３６の入力インピーダンスは、第２周波数Ｆ２に対してはロー（低）インピーダンス（例えば１［Ω］より小）であるが、第１周波数Ｆ１に対してはハイ（高）インピーダンス（例えば３００［Ω］より大）である。第２給電部３６は、第２ループエレメント３５の一端に接続されると共に、図示しないスルーホールを介して基板裏面の回路ＧＮＤ３２に接続されている。
【００７２】
第１ループエレメント３３は、第１実施形態の給電ループ１３と同様、略コの字状の形状であるが、開口面が第１実施形態よりもｙ軸方向に長く形成されている。第１ループエレメント３３は、第１実施形態の給電ループ１３と同様、基板１１の板面に垂直でｙｚ面に平行な開口面を有する。
【００７３】
第２ループエレメント３５は、複数回巻回された螺旋形状（コイル型）のアンテナエレメントである。第２ループエレメント３５は、基板１１上において、中心軸がｘ軸と平行になるように配置されている。第２ループエレメント３５は、ｘ軸と平行な中心軸を中心として、線状の導体がｘ軸方向に複数回巻回されることにより、コイル状に形成されている。そのため、第２ループエレメント３５の開口面（ループ面）は、ｘ軸に垂直（ｙｚ面と平行）であり、その形状は円形である。
【００７４】
第２ループエレメント３５の円形状の開口面は、そのほぼ全面積（９０％以上）が、第１ループエレメントの開口面に対向している。そのため、第１ループエレメント３３に電流が流れて第１ループエレメント３３から磁界が発生すると、その磁界の一部が第２ループエレメント３５をｘ軸方向に貫き、これにより第２ループエレメント３５に電流が流れる。
【００７５】
また、第２ループエレメント３５は、一端が第１コンデンサＣ１に接続されている。第１コンデンサＣ１の他端は回路ＧＮＤ３２に接続されている。また、第２ループエレメント３５の両端には、第２コンデンサＣ２が接続されている。そして、第２ループエレメント３５における、第１コンデンサＣ１が接続されている一端とは反対側の他端が、第２給電部３６に接続されている。
【００７６】
第１コンデンサＣ１は、第２周波数Ｆ２に対してはローインピーダンスとなり、第１周波数Ｆ１に対してはハイインピーダンスとなる。より具体的には、第１コンデンサＣ１の容量は、下記の式（４），（５）を同時に満たす。
１／（２πＦ１・Ｃ１）＞３００［Ω］・・・（４）
１／（２πＦ２・Ｃ１）＜１［Ω］  ・・・（５）
第２コンデンサＣ２は、第２周波数Ｆ２に対してはハイインピーダンスとなり、第１周波数Ｆ１に対してはローインピーダンスとなる。より具体的には、第２コンデンサＣ２の容量は、下記の式（６）を満たす。
１／（２πＦ２・Ｃ２）＞３００［Ω］・・・（６）
（２）アンテナ装置３０の動作
本実施形態のアンテナ装置３０は、図示しない制御回路によって、第１給電部３４からの給電（即ち第１周波数Ｆ１の電波の送受信動作）と、第２給電部３６からの給電（即ち第２周波数Ｆ２の電波の送受信動作）とが、適宜切り替えられる。つまり、２つの給電部３４，３６から同時に給電されることはない。
【００７７】
そのため、例えば第２ループエレメント３５から何らかの信号を第２周波数Ｆ２にて送信する場合、第１給電部３４は動作を停止して、第２給電部３６から第２周波数Ｆ２の電力が第２ループエレメント３５へ出力される。
【００７８】
ここで、アンテナ装置３０全体から、第２ループエレメント３５及びその給電系統を含む給電回路を抽出すると、図５（ｂ），（ｃ）の左側に示すような回路図で表すことができる。第２給電部３６から第２周波数Ｆ２の電力を供給して第２ループエレメントを第２周波数Ｆ２で動作させる場合、この第２周波数Ｆ２に対しては、第１コンデンサＣ１はローインピーダンス、第２コンデンサＣ２はハイインピーダンスとなる。そのため、第２周波数Ｆ２に対しては、第２ループエレメント３５の給電回路は、図５（ｂ）の右側に示すような回路と等価となる。つまり、第２ループエレメント３５は、第２給電部３６からの第２周波数Ｆ２の電力に対しては給電ループとして機能し、電波を良好に放射できる。
【００７９】
一方、第１ループエレメント３３から何らかの信号を第１周波数Ｆ１にて送信する場合は、第２給電部３６は動作を停止して、第１給電部３４から第１周波数Ｆ１の電力が第１ループエレメント３３へ出力される。これにより、第１ループエレメント３３からは、第１周波数Ｆ１の電波が放射される。
【００８０】
更に、本実施形態では、第１ループエレメント３３が第１周波数Ｆ１で動作する際、動作を停止している（正確には第２周波数Ｆ２のアンテナとしては動作を停止している）第２ループエレメント３５も、放射素子（無給電素子）として機能する。
【００８１】
第１ループエレメント３３が第１周波数Ｆ１で動作すると、第１ループエレメント３３から発生する磁界の一部が第２ループエレメント３５の開口面を貫き、これにより第２ループエレメント３５に第１周波数Ｆ１の電流が流れる。
【００８２】
第１周波数Ｆ１に対しては、第１コンデンサＣ１はハイインピーダンス、第２コンデンサＣ２はローインピーダンス、第２給電部３６の入力インピーダンスはハイインピーダンスとなる。そのため、第１周波数Ｆ１に対しては、第２ループエレメント３５の給電回路は、図５（ｃ）の右側に示すような回路と等価となる。つまり、第２ループエレメント３５は、第１周波数Ｆ１の電力に対しては、無給電ループエレメント（以下「無給電ループ」ともいう）として機能する。
【００８３】
そのため、第１給電部３４が動作して第１周波数Ｆ１の電力が給電されると、第１ループエレメント３３から電波が放射されるのに加え、第２ループエレメント３５も無給電ループとして機能して、第２ループエレメント３５からも第１周波数Ｆ１の電波が放射される。
【００８４】
第２ループエレメント３５は、第１周波数Ｆ１に対しては、回路ＧＮＤ３２から等価的に切り離された状態になる。そのため、第２ループエレメント３５に流れる第１周波数Ｆ１の電流は回路ＧＮＤ３２には流れず、第２ループエレメント３５は第１周波数Ｆ１に対しては垂直偏波のみを形成することが可能である。
【００８５】
（３）第２実施形態の効果等
以上説明したように、本実施形態のアンテナ装置３０では、第１給電部３４から第１周波数Ｆ１の電力が第１ループエレメント３３へ供給される際、第２ループエレメント３５は、第２周波数Ｆ２用の放射素子としての動作は停止されるものの、第１周波数Ｆ１に対して無給電ループとして機能し、第１周波数Ｆ１の電波を放射する。
【００８６】
つまり、本実施形態では、第１実施形態のように無給電開ループ１５を別途独立して設けるのではなく、本来は第２周波数Ｆ２用として設けられている既存の第２ループエレメント３５を第１周波数Ｆ１に対する無給電ループとしても利用するようにしている。
【００８７】
そのため、別途無給電ループエレメントを設けることなく、既存の構成をほぼそのまま利用して（各コンデンサＣ１，Ｃ２を調整する必要はあるが）、垂直偏波の良好な第１周波数Ｆ１の放射特性を安価に得ることができる。
【００８８】
また、第２ループエレメント３５の開口面のほぼ全面積が第１ループエレメント３３の開口面に対向するように各ループエレメント３３，３５が配置されている。これにより、各ループエレメント３３，３５間で強い磁気結合が実現され、第２ループエレメント３５を第１周波数Ｆ１の垂直偏波放射用の無給電ループとして効率的に機能させることができる。
【００８９】
（４）第２実施形態の変形例
（４−１）各ループエレメント３３，３５の形状等（寸法や開口面積も含む）は、図５に示した形状等に限定されない。図５に示した形状等はあくまでも一例である。特に、第２ループエレメント３５については、コイル状の形状に限定されるものではなく、他の形状のループエレメントを用いることができる。
【００９０】
（４−２）各周波数Ｆ１，Ｆ２の具体的数値例や、上記式（４）〜（６）に示した数値例は、あくまでも一例である。各コンデンサＣ１，Ｃ２の容量は、各周波数Ｆ１，Ｆ２に対してそれぞれ上述した所望の特性を実現できる範囲内で適宜決めることができる。各コンデンサＣ１，Ｃ２自体についても、具体的にどのような種類のコンデンサを用いるかは適宜決めることができる。また、コンデンサ以外の他の素子や回路等（周波数によってインピーダンスが異なる素子等）を用いて、上記各コンデンサＣ１，Ｃ２と等価な機能を実現してもよい。
【００９１】
［第３実施形態］
第３実施形態のアンテナ装置４０について、図６を用いて説明する。図６に示すアンテナ装置４０は、第１実施形態のアンテナ装置５と同様、車両のキーレスシステムで用いられる携帯機に搭載されるものである。
【００９２】
第１実施形態のアンテナ装置５によれば、回路ＧＮＤ１２と非接触の無給電開ループ１５を設け、基板１１上の給電ループ１３との磁気結合によりワイヤレスで給電される構成をとることで、垂直偏波の良好な放射が実現される。
【００９３】
垂直偏波についてより高い放射電力を得るためには、次のａ，ｂの双方を両立させることが必要である。
ａ．無給電開ループの高利得化。
ｂ．給電ループから無給電開ループへのワイヤレスワイヤレス電力伝送の高効率化。
【００９４】
このうちａの実現のためには、無給電開ループの開口面積を拡大していくことが必要である。しかし、無給電開ループの開口面積に対する給電ループの開口面積の比率が小さくなると（つまり無給電開ループの開口面積が相対的に大きくなると）、ワイヤレス電力伝送の効率は悪化する。そのため、ｂの実現のためには、給電ループと無給電開ループの相互インダクタンスを高めていく必要がある。つまり、給電ループと無給電開ループの開口面積は同等で、且つ、各ループエレメントの各辺が対向し（つまり各開口面が完全に対向し）近接している状態が理想的となる。
【００９５】
したがって、上記ａ，ｂを両立するためには、給電ループと無給電開ループの双方を拡大していく必要があり、携帯機の大型化に繋がる。そこで、本実施形態のアンテナ装置４０では、図６に示すように、無給電開ループ４５を、外コイル４６及び内コイル４７の２重コイル形状とすることで、上記ａ，ｂの両立を可能としている。
【００９６】
（１）アンテナ装置４０の構成
本実施形態のアンテナ装置４０は、図６に示すように、基板４１と、回路ＧＮＤ４２と、給電部４４と、垂直偏波用アンテナ４８とを備えている。垂直偏波用アンテナ４８は、給電ループ４３と、無給電開ループ４５とを有する。基板４１及び回路ＧＮＤ４２は第１実施形態のアンテナ装置５と同じである。給電ループ４３及び給電部４４についても、第１実施形態のアンテナ装置５の給電ループ１３及び給電部１４と同じである。本実施形態のアンテナ装置４０が第１実施形態のアンテナ装置５と異なるのは、無給電開ループ４５である。
【００９７】
本実施形態の無給電開ループ４５は、外コイル４６と内コイル４７とを備えた２重コイル形状となっている。外コイル４６は、第１実施形態の無給電開ループ１５と基本的に同じであり、ギャップ４６ａを備えた開ループ構造となっている。外コイル４６は、携帯機のケース３に内蔵可能な最大の体格をとっている。つまり、外コイル４６の水平方向（ｙ軸方向）の寸法は、ケース３の内部における同じ方向の収容可能な寸法とほぼ同じである。
【００９８】
内コイル４７は、外コイル４６の開口面内においてその開口面上に配置されている。内コイル４７も、外コイル４６と同様、ストリップ状の導体により形成され、全体として矩形状であり、ギャップ４７ａを有している。図６や図７（ａ）から明らかなように、内コイル４７の一端は、外コイル４６の一端と導体で接続されている。
【００９９】
また、内コイル４７は、その開口面の形状及び面積が、給電ループ４３の開口面の形状及び面積と同等となるように（両開口面の面積比が例えば０．９〜１．１の範囲内となるように。理想的には一致するように。）形成されている。更に、内コイル４７は、その開口面のほぼ全面積が給電ループ４３の開口面に対向するように、外コイル４６内に配置（ひいてはケース３の内壁に固定）されている。つまり、無給電開ループ４５全体をｘ軸方向外側（給電ループ４３側とは反対側）から見たとき、無給電開ループ４５における内コイル４７の開口面のほぼ全て（少なくとも９０％以上）が、給電ループ４３の開口面に重なった（対向した）状態となる。
【０１００】
無給電開ループ４５と給電ループ４３の相互インダクタンスは、無給電開ループ４５の線幅が細いほど高くなる。これは、線幅が太いほど、自己インダクタンスとの打ち消しが生じるためである。そのため、相互インダクタンスだけを考慮すれば、無給電開ループ４５は、外コイル４６および内コイル４７のいずれも、線幅はできる限り細い方がよい。しかし、アンテナ全体の利得を考慮すると、逆に、線幅が太い方がよい。線幅が太いほど、エレメントの抵抗が小さくなって、アンテナの利得は増加する。
【０１０１】
そこで、本実施形態の無給電開ループ４５は、内コイル４７については、線幅を細くすることで、給電ループ４３と強く磁気結合させ、相互インダクタンスが大きくなるようにしている。一方、外コイル４６については、線幅を太くすることで、アンテナ全体としての利得を大きくとれるようにしている。つまり、外コイル４６の線幅よりも内コイル４７の線幅が細くなっている。
【０１０２】
内コイル４７のギャップ４７ａのギャップ間隔は、外コイル４６のギャップ４６ａのギャップ間隔Ｌｇと同じく、使用周波数Ｆ１で内コイル４７が共振するように設定されている。
【０１０３】
（２）アンテナ装置４０の性能
アンテナ装置４０の性能について、図７及び図８を用いて説明する。図７は、本発明が適用された第３実施形態のアンテナ装置４０の一実施例を示している。即ち、図７（ａ）はアンテナ装置４０の具体的な寸法例、同図（ｂ）はその寸法で形成されたアンテナ装置４０の磁界強度、同図（ｃ）はその水平面指向性を示している。一方、図８は、図７の実施例に対する比較例として、第１実施形態のアンテナ装置５について、その各部寸法（同図（ａ））や磁界強度（同図（ｂ））、水平面指向性（同図（ｃ））の一例を示している。
【０１０４】
実施例のアンテナ装置４０における各ループ４３，４５の各部寸法は、図７（ａ）に示す通りである。図７（ａ）に示すように、無給電開ループ４５における、内コイル４７の線幅ｄは、外コイル４６の線幅Ｄよりも細い。また、内コイル４７の水平方向（ｙ軸方向）の寸法Ｗｂは、給電ループ４３の同方向の寸法Ｗ１と同じである。
【０１０５】
一方、比較用のアンテナ装置５における各ループ１３，１５の各部寸法は、図８（ａ）に示す通りである。給電ループ１３については、図７（ａ）の実施例の給電ループ４３と同じである。無給電開ループ１５についても、図７（ａ）の無給電開ループ４５における外コイル４６と同じである。
【０１０６】
図７（ａ）に示す実施例のアンテナ装置４０の動作中（給電部４４から電力が供給中）における、各ループ４３，４５近傍の磁界強度分布は、図７（ｂ）に示す通りである。図８（ｂ）に示す比較例の磁界強度分布と比較して明らかなように、実施例の無給電開ループ４５からの放射電力は、比較例の無給電開ループ１５からの放射電力よりも大きい。特に、内コイル４７からの放射電力が大きくなっている。
【０１０７】
これは、実施例のアンテナ装置４０の相互インダクタンスＭが約４．５ｎＨであるのに対して、比較例のアンテナ装置５の相互インダクタンスＭが約２．３ｎＨであり、実施例の方が比較例よりも相互インダクタンスが大きいからである。相互インダクタンスが相対的に大きいことにより、給電ループから無給電開ループへの電力伝送効率は、比較例が約６５％であるのに対して実施例が約８９％と大きい値になっている。
【０１０８】
また、実施例のアンテナ装置４０の水平面指向性は、図７（ｃ）に示すように、水平偏波の利得に対して垂直偏波の利得が非常に大きく、垂直偏波が支配的となっている。図８（ｃ）に示す比較例のアンテナ装置５の水平面指向性も、垂直偏波が支配的となっているが、実施例のアンテナ装置４０の垂直偏波利得は、比較例のアンテナ装置５の垂直偏波利得よりもさらに約２ｄＢほど増加している。
【０１０９】
なお、比較例として示したアンテナ装置５自体、本発明が適用された第１実施形態のアンテナ装置５であって、図３を用いて説明したように、無給電開ループのない従来のアンテナ装置に比べると、格段に性能が向上している。これに対し、本実施形態のアンテナ装置４０は、無給電開ループ４５を外コイル４６および内コイル４７の２重ループ形状とするなど、より工夫が加えられたことで、第１実施形態のアンテナ装置５に対してさらなる高性能化が実現されている。
【０１１０】
（３）第３実施形態の効果等
以上説明したように、本実施形態のアンテナ装置４０は、無給電開ループ４５が、外コイル４６及び内コイル４７の２重ループ形状となっている。そして、内コイル４７の開口面が、基板４１に実装された給電ループ４３の開口面と対向するように構成されている。そのため、第１実施形態と同様、アンテナ装置４０全体として、水平偏波よりも垂直偏波を大きく形成することができ、垂直偏波が支配的なアンテナ装置として動作させることができる。つまり、本実施形態のアンテナ装置４０によれば、回路ＧＮＤ４２がアンテナ化することによる影響（水平偏波発生の影響）を抑制し、全体として良好な垂直偏波を形成することが可能となる。
【０１１１】
また、基板４１に実装された給電ループ４３の開口面積と内コイル４７の開口面積は同等であり、これら各開口面がほぼ完全に対向している。これにより、給電ループ４３から無給電開ループ４５への（特に内コイル４７への）ワイヤレス電力伝送の高効率化が可能となる。
【０１１２】
しかも、無給電開ループ４５における外コイル４６の水平方向の寸法は、携帯機のケース３内に内蔵可能な最大限（又はそれに近い）寸法となっている。そのため、無給電開ループ４５から（特に外コイル４６から）高い利得での垂直偏波の放射が可能となる。
【０１１３】
つまり、無給電開ループ４５を２重コイル形状とし、外コイル４６は、高利得化のために携帯機に搭載可能な範囲で最大限大きくとり、内コイル４７は、ワイヤレス電力伝送の高効率化のために給電ループ４３と同等の形状・面積の開口面とするとで、上記ａ，ｂの両立が可能となる。
【０１１４】
さらに、無給電開ループ４５において、外コイル４６の線幅は内コイル４７の線幅よりも大きい。このような構成により、内コイル４７については給電ループ４３との相互インダクタンスが大きくなってワイヤレス電力伝送の高効率化が可能となり、外コイル４６についてはエレメント抵抗が低く抑えられて利得向上が可能となる。そのため、無給電開ループ４５全体として、ワイヤレス電力伝送の高効率化と利得向上の両立がより効果的に実現される。
【０１１５】
また、外コイル４６の線幅よりも内コイル４７の線幅が小さいことから、外コイル４６と内コイル４７の離間距離を大きくとることができる。その波及効果として、内コイル４７と外コイル４６の間の近接効果による抵抗成分の増大を抑制することができ、その分、アンテナ利得の向上が可能となる。
【０１１６】
（４）第３実施形態の変形例
（４−１）内コイル４７は、複数巻の（渦巻状の）形状としてもよい。
（４−２）内コイル４７と外コイル４６との接続位置や接続方法は、図６に示した本実施形態の接続位置や接続方法以外の他の接続位置、接続方法であってもよい。
【符号の説明】
【０１１７】
１…携帯機、３…ケース、５，２１，３０，４０…アンテナ装置、６，３８，４８…垂直偏波用アンテナ、１１，３１，４１…基板、１２，３２，４２…回路ＧＮＤ、１３，２３，４３…給電ループエレメント（給電ループ）、１３ａ…スルーホール、１４，２４，４４…給電部、１５，４５…無給電開ループエレメント（無給電開ループ）、１５ａ，４６ａ，４７ａ…ギャップ、３３…第１ループエレメント、３４…第１給電部、３５…第２ループエレメント、３６…第２給電部、４６…外コイル、４７…内コイル、Ｃ１…第１コンデンサ、Ｃ２…第２コンデンサ。
【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１】
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【図７】
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【図８】
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