(57)【要約】  放射器（４０）は、ループ状の放射導体（１，２）と、キャパシタ（Ｃ１）と、インダクタ（Ｌ１）と、放射導体（１）上に設けられた給電点（Ｐ１）とを備える。放射器（４０）の放射導体（１，２）と接地導体（Ｇ１）とが互いに近接した部分において、ループ状放射導体に沿って給電点（Ｐ１）から遠隔するにつれて、放射導体（１，２）と接地導体（Ｇ１）との間の距離が次第に増大するように構成される。放射器（４０）は、放射器（４０）が低域共振周波数（ｆ１）で励振されるとき、インダクタ（Ｌ１）及びキャパシタ（Ｃ１）を含み、放射導体のループの内周に沿う経路を電流が流れる。放射器（４０）が高域共振周波数（ｆ２）で励振されるとき、キャパシタ（Ｃ１）を含み、インダクタ（Ｌ１）を含まず、放射導体のループの外周に沿った区間であって、一端を給電点（Ｐ１）とする区間を含む経路を電流が流れる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの放射器と接地導体とを備えたアンテナ装置において、
上記各放射器は、
内周及び外周を有するループ状の放射導体であって、上記接地導体に近接して電磁的に結合した部分を有するように上記接地導体に対して設けられた放射導体と、
上記放射導体のループに沿って所定位置に挿入された少なくとも１つのキャパシタと、
上記放射導体のループに沿って、上記キャパシタの位置とは異なる所定位置に挿入された少なくとも１つのインダクタと、
上記接地導体に近接した位置において、上記放射導体上に設けられた給電点とを備え、
上記アンテナ装置は、上記各放射器の上記放射導体と上記接地導体とが互いに近接した部分において、上記放射導体のループに沿って上記給電点から遠隔するにつれて、上記放射導体と上記接地導体との間の距離が次第に増大するように構成され、
上記各放射器は、第１の周波数と、上記第１の周波数より高い第２の周波数とで励振され、
上記各放射器が上記第１の周波数で励振されるとき、上記インダクタ及び上記キャパシタを含み、上記放射導体のループの内周に沿う第１の経路を第１の電流が流れ、
上記各放射器が上記第２の周波数で励振されるとき、上記キャパシタを含み、上記インダクタを含まず、上記放射導体のループの外周に沿った区間であって上記給電点と上記インダクタとの間の区間を含む第２の経路を第２の電流が流れ、上記各放射器の上記放射導体と上記接地導体とが互いに近接した部分において、上記放射導体と上記接地導体との間に分布する容量と上記放射導体に分布するインダクタンスとにより共振回路が形成され、
上記各放射器は、上記放射導体のループと上記インダクタと上記キャパシタが上記第１の周波数で共振し、上記放射導体のループのうちの上記第２の経路に含まれる部分と上記キャパシタと上記共振回路とが上記第２の周波数で共振するように構成されることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
上記各放射器の上記放射導体のループの外周は、上記放射導体のループに沿って上記給電点から遠隔するにつれて上記接地導体からの距離が次第に増大するように形成された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】
上記接地導体は、上記各放射器の上記放射導体に近接したエッジ部を有し、
上記エッジ部は、上記各放射器の上記放射導体のループに沿って上記給電点から遠隔するにつれて上記放射導体からの距離が次第に増大するように形成された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】
上記接地導体の接地面は第１の面上に設けられ、
上記各放射器の上記放射導体は、上記第１の面に対して少なくとも部分的に対向した第２の面上に設けられ、上記放射導体のループに沿って上記給電点から遠隔するにつれて上記接地導体の接地面からの距離が次第に増大するように設けられたことを特徴とする請求項１〜３のうちのいずれか１つに記載のアンテナ装置。
【請求項５】
上記接地導体の接地面は第１の面上に設けられ、
上記各放射器の上記放射導体は、上記第１の面に対して少なくとも部分的に対向した第２の面上に設けられ、
上記接地導体の接地面は、上記放射導体のループに沿って上記給電点から遠隔するにつれて上記放射導体からの距離が次第に増大するように形成されたことを特徴とする請求項１〜３のうちのいずれか１つに記載のアンテナ装置。
【請求項６】
上記各放射器の上記放射導体のループに沿って上記給電点から第１の方向に向かうにつれて、上記放射導体と上記接地導体との間の距離が次第に増大し、上記放射導体のループに沿って上記給電点から上記第１の方向とは逆の第２の方向に向かうにつれて、上記放射導体と上記接地導体との間の距離が次第に増大することを特徴とする請求項１〜５のうちのいずれか１つに記載のアンテナ装置。
【請求項７】
上記各放射器の上記キャパシタ及び上記インダクタは、上記放射導体のループに沿って、上記放射導体と上記接地導体とが互いに近接した部分にそれぞれ設けられ、上記給電点は、上記キャパシタ及び上記インダクタの間に設けられたことを特徴とする請求項１〜６のうちのいずれか１つに記載のアンテナ装置。
【請求項８】
上記放射導体は、第１の放射導体と第２の放射導体とを含み、
上記キャパシタは、上記第１及び第２の放射導体の間に生じる容量によって形成されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載のアンテナ装置。
【請求項９】
上記インダクタはストリップ導体で構成されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載のアンテナ装置。
【請求項１０】
上記インダクタはメアンダ状導体で構成されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載のアンテナ装置。
【請求項１１】
上記アンテナ装置は、上記接地導体と、上記給電点に接続された給電線路とを備えたプリント配線基板を備え、
上記放射器は上記プリント配線基板上に形成されたことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１つに記載のアンテナ装置。
【請求項１２】
上記アンテナ装置は、第１の放射器と、上記接地導体に代えて第２の放射器とを含むダイポールアンテナであることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１つに記載のアンテナ装置。
【請求項１３】
上記アンテナ装置は複数の放射器を備え、上記複数の放射器は、互いに異なる複数の第１の周波数と、互いに異なる複数の第２の周波数とを有することを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１つに記載のアンテナ装置。
【請求項１４】
上記アンテナ装置は逆Ｆ型アンテナとして構成されたことを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１つに記載のアンテナ装置。
【請求項１５】
上記放射導体は少なくとも１カ所で折り曲げられていることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１つに記載のアンテナ装置。
【請求項１６】
上記放射導体は少なくとも１カ所で湾曲していることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１つに記載のアンテナ装置。
【請求項１７】
上記アンテナ装置は、互いに異なる信号源に接続された複数の放射器を備えたことを特徴とする請求項１〜１６のいずれか１つに記載のアンテナ装置。
【請求項１８】
上記アンテナ装置は、所定の基準軸に対して互いに対称に構成された放射導体をそれぞれ有する第１の放射器及び第２の放射器を備え、
上記第１及び第２の放射器の各給電点は、上記基準軸に対して対称な位置に設けられ、
上記第１及び第２の放射器の各放射導体は、上記基準軸に沿って上記第１の放射器の給電点及び上記第２の放射器の給電点から遠ざかるにつれて上記第１及び第２の放射器の間の距離が次第に増大する形状を有することを特徴とする請求項１７記載のアンテナ装置。
【請求項１９】
上記アンテナ装置は、第１の放射器及び第２の放射器を備え、上記第１及び第２の放射器の各放射導体のループは所定の基準軸に対して互いに実質的に対称に構成され、
上記第１及び第２の放射器の上記互いに対称な各放射導体のループに沿って上記各給電点から対応する向きに進むとき、上記第１の放射器では上記給電点、上記インダクタ、上記キャパシタが順に位置し、上記第２の放射器では上記給電点、上記キャパシタ、上記インダクタが順に位置することを特徴とする請求項１７又は１８記載のアンテナ装置。
【請求項２０】
請求項１〜１９のうちのいずれか１つに記載のアンテナ装置を備えたことを特徴とする無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、主として携帯電話機などの移動体通信用のアンテナ装置とそれを備えた無線通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機等の携帯無線通信装置の小型化、薄型化が急速に進んでいる。また、携帯無線通信装置は、従来の電話機として使用されるのみならず、電子メールの送受信やＷＷＷ（ワールドワイドウェブ）によるウェブページの閲覧などを行うデータ端末機に変貌を遂げている。取り扱う情報も従来の音声や文字情報から写真や動画像へと大容量化を遂げており、通信品質のさらなる向上が求められている。このような状況にあって、複数の無線通信方式をサポートするマルチバンドアンテナ装置や、小型のアンテナ装置が提案されている。さらに、これらのアンテナ装置を複数配置した場合において電磁結合を低減し、高速無線通信が可能なアレーアンテナ装置が提案されている。【０００３】
特許文献１の発明は、２周波共用アンテナにおいて、誘電体基板の表面にプリント化して形成された給電線路、該給電線路に接続する内側放射素子、及び外側放射素子と、誘電体基板表面にプリント化して形成された内側放射素子と外側放射素子との間隙で両放射素子を接続するインダクタと、誘電体基板の裏面にプリント化して形成された給電線路、該給電線路に接続する内側放射素子、及び外側放射素子と、誘電体基板裏面にプリント化して形成された内側放射素子と外側放射素子との間隙で両放射素子を接続するインダクタとを備えることを特徴とする。特許文献１の２周波共用アンテナによれば、放射素子間に設けられたインダクタと放射素子間の所定の容量とが並列共振回路を形成し、マルチバンドで動作することができる。【０００４】
特許文献２の発明は、放射素子をループ状に形成し、その開放端を給電部付近に近接させて所定の容量を形成することで、基本モードとそれに伴う高次モードを発生させることを特徴とする。誘電体あるいは磁性体のブロック上にループ状の放射素子を一体形成することで、小型でありながらマルチバンドで動作することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１８５９３８号公報
【特許文献２】特許第４４３２２５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、携帯電話機によるデータ伝送の高速化のニーズが高まり、次世代携帯電話規格である３Ｇ−ＬＴＥ（３ｒｄ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ  Ｐｒｏｊｅｃｔ  Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）が検討されてきた。３Ｇ−ＬＴＥでは、無線伝送の高速化を実現するための新技術として、複数のアンテナを用いて複数のチャンネルの無線信号を空間分割多重により同時に送受信するＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｏｕｔｐｕｔ）アンテナ装置の採用が決定している。ＭＩＭＯアンテナ装置は、送信機側と受信機側で複数のアンテナを備え、空間的にデータストリームを多重することで伝送速度の高速化を可能にする。ＭＩＭＯアンテナ装置は複数のアンテナを同一の周波数で同時に動作させるので、小型な携帯電話機内にアンテナが近接して実装される状況下ではアンテナ間の電磁結合が非常に強くなる。アンテナ間の電磁結合が強くなるとアンテナの放射効率が劣化する。それに伴い、受信電波が弱くなり伝送速度の低下を招く。そこで、アンテナを小型化し、アンテナ間距離を実質的に遠ざけることでアンテナ間の電磁結合を低減する手法が必要となる。【０００７】
また、１つのアンテナをＧＰＳやセルラー、無線ＬＡＮなど複数の無線システムで使用するためには、非常に広い動作帯域幅（超広帯域）を有するアンテナの開発が必要である。【０００８】
特許文献１の２周波共用アンテナでは、低域の動作周波数を低くするには、放射素子が大きくなってしまう。また、内側放射素子と外側放射素子との間のスリットは放射に寄与しない。【０００９】
特許文献２のマルチバンドアンテナでは、誘電体あるいは磁性体のブロック上にループ素子を設けることでアンテナの小型化を実現しているが、誘電体あるいは磁性体に起因してアンテナのインピーダンスが低下するので、基本モード及び高次モードの共振周波数帯での放射特性が低下してしまう。また、このような構成では、アンテナの共振のＱ値が高く、動作周波数帯を超広帯域化することはできない。【００１０】
従って、動作周波数帯の超広帯域化が容易であり、かつ、マルチバンド化と小型化との両方を達成することができるアンテナ装置を提供することが望まれる。【００１１】
本開示では、以上の問題点を解決し、マルチバンド化と小型化との両方を達成することができるアンテナ装置を提供し、また、そのようなアンテナ装置を備えた無線通信装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本開示に係るアンテナ装置は、
少なくとも１つの放射器と接地導体とを備えたアンテナ装置において、
上記各放射器は、
内周及び外周を有するループ状の放射導体であって、上記接地導体に近接して電磁的に結合した部分を有するように上記接地導体に対して設けられた放射導体と、
上記放射導体のループに沿って所定位置に挿入された少なくとも１つのキャパシタと、
上記放射導体のループに沿って、上記キャパシタの位置とは異なる所定位置に挿入された少なくとも１つのインダクタと、
上記接地導体に近接した位置において、上記放射導体上に設けられた給電点とを備え、
上記アンテナ装置は、上記各放射器の上記放射導体と上記接地導体とが互いに近接した部分において、上記放射導体のループに沿って上記給電点から遠隔するにつれて、上記放射導体と上記接地導体との間の距離が次第に増大するように構成され、
上記各放射器は、第１の周波数と、上記第１の周波数より高い第２の周波数とで励振され、
上記各放射器が上記第１の周波数で励振されるとき、上記インダクタ及び上記キャパシタを含み、上記放射導体のループの内周に沿う第１の経路を第１の電流が流れ、
上記各放射器が上記第２の周波数で励振されるとき、上記キャパシタを含み、上記インダクタを含まず、上記放射導体のループの外周に沿った区間であって上記給電点と上記インダクタとの間の区間を含む第２の経路を第２の電流が流れ、上記各放射器の上記放射導体と上記接地導体とが互いに近接した部分において、上記放射導体と上記接地導体との間に分布する容量と上記放射導体に分布するインダクタンスとにより共振回路が形成され、
上記各放射器は、上記放射導体のループと上記インダクタと上記キャパシタが上記第１の周波数で共振し、上記放射導体のループのうちの上記第２の経路に含まれる部分と上記キャパシタと上記共振回路とが上記第２の周波数で共振するように構成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本開示のアンテナ装置によれば、小型かつ簡単な構成でありながら、マルチバンドで動作可能なアンテナ装置を提供することができる。本開示のアンテナ装置によれば、さらに、高域の動作周波数帯を超広帯域化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１の実施形態に係るアンテナ装置を示す概略図である。
【図２】第１の実施形態の比較例に係るアンテナ装置を示す概略図である。
【図３】図１のアンテナ装置が低域共振周波数ｆ１で動作するときの電流経路を示す図である。
【図４】図１のアンテナ装置が高域共振周波数ｆ２で動作するときの電流経路を示す図である。
【図５】図１のアンテナ装置が高域共振周波数ｆ２で動作するときの等価回路を示す図である。
【図６】第１の実施形態の第１の変形例に係るアンテナ装置を示す概略図である。
【図７】第１の実施形態の第２の変形例に係るアンテナ装置を示す概略図である。
【図８】第１の実施形態の第３の変形例に係るアンテナ装置を示す概略図である。
【図９】第１の実施形態の第４の変形例に係るアンテナ装置を示す概略図である。
【図１０】第１の実施形態の第５の変形例に係るアンテナ装置を示す概略図である。
【図１１】第２の実施形態に係るアンテナ装置を示す概略図である。
【図１２】図１０のアンテナ装置が高域共振周波数ｆ２で動作するときの電流経路を示す図である。
【図１３】第２の実施形態の第１の変形例に係るアンテナ装置を示す概略図である。
【図１４】第２の実施形態の第２の変形例に係るアンテナ装置を示す概略図である。
【図１５】第２の実施形態の第３の変形例に係るアンテナ装置を示す概略図である。
【図１６】第２の実施形態の第４の変形例に係るアンテナ装置を示す概略図である。
【図１７】第２の実施形態の第５の変形例に係るアンテナ装置を示す概略図である。
【図１８】第２の実施形態の第６の変形例に係るアンテナ装置を示す概略図である。
【図１９】第２の実施形態の第７の変形例に係るアンテナ装置を示す概略図である。
【図２０】第２の実施形態の第８の変形例に係るアンテナ装置を示す概略図である。
【図２１】第２の実施形態の第９の変形例に係るアンテナ装置を示す概略図である。
【図２２】第３の実施形態に係るアンテナ装置を示す概略図である。
【図２３】第３の実施形態の変形例に係るアンテナ装置を示す概略図である。
【図２４】第１の実施形態の第６の変形例に係るアンテナ装置を示す概略図である。
【図２５】第１の実施形態の第７の変形例に係るアンテナ装置を示す概略図である。
【図２６】第１の実施形態の第８の変形例に係るアンテナ装置を示す概略図である。
【図２７】第１の実施形態の第９の変形例に係るアンテナ装置を示す概略図である。
【図２８】第１の実施形態の第１０の変形例に係るアンテナ装置を示す概略図である。
【図２９】第１の実施形態の第１１の変形例に係るアンテナ装置を示す概略図である。
【図３０】第１の実施形態の第１２の変形例に係るアンテナ装置を示す概略図である。
【図３１】第１の実施形態の第１３の変形例に係るアンテナ装置を示す概略図である。
【図３２】第１の実施形態の第１４の変形例に係るアンテナ装置を示す概略図である。
【図３３】第１の実施形態の第１５の変形例に係るアンテナ装置を示す概略図である。
【図３４】第１の実施形態の第１６の変形例に係るアンテナ装置を示す概略図である。
【図３５】第２の実施形態の第１０の変形例に係るアンテナ装置を示す概略図である。
【図３６】第４の実施形態に係るアンテナ装置を示す概略図である。
【図３７】第４の実施形態の第１の変形例に係るアンテナ装置を示す概略図である。
【図３８】第４の実施形態の比較例に係るアンテナ装置を示す概略図である。
【図３９】第４の実施形態の第２の変形例に係るアンテナ装置を示す概略図である。
【図４０】シミュレーションで用いた第１の比較例に係るアンテナ装置を示す斜視図である。
【図４１】図４０のアンテナ装置の放射器５１の詳細構成を示す上面図である。
【図４２】図４０のアンテナ装置の反射係数Ｓ１１の周波数特性を示すグラフである。
【図４３】シミュレーションで用いた第２の比較例に係るアンテナ装置の放射器５２を示す上面図である。
【図４４】図４３のアンテナ装置の反射係数Ｓ１１の周波数特性を示すグラフである。
【図４５】シミュレーションで用いた第３の比較例に係るアンテナ装置の放射器５３を示す上面図である。
【図４６】図４５のアンテナ装置の反射係数Ｓ１１の周波数特性を示すグラフである。
【図４７】シミュレーションで用いた第４の比較例に係るアンテナ装置の放射器５４を示す上面図である。
【図４８】図４７のアンテナ装置の反射係数Ｓ１１の周波数特性を示すグラフである。
【図４９】シミュレーションで用いた第１の実施形態の第１の実施例に係るアンテナ装置の放射器４６を示す上面図である。
【図５０】図４９のアンテナ装置の反射係数Ｓ１１の周波数特性を示すグラフである。
【図５１】シミュレーションで用いた第１の実施形態の第２の実施例に係るアンテナ装置の放射器４７を示す上面図である。
【図５２】図５１のアンテナ装置の反射係数Ｓ１１の周波数特性を示すグラフである。
【図５３】シミュレーションで用いた第２の実施形態の実施例に係るアンテナ装置の反射係数Ｓ１１の周波数特性を示すグラフである。
【図５４】第５の実施形態に係る無線通信装置であって、図１のアンテナ装置を備えた無線通信装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、実施形態に係るアンテナ装置及び無線通信装置について図面を参照しながら説明する。なお、同様の構成要素については同一の符号を付している。
【００１６】
第１の実施形態．
図１は、第１の実施形態に係るアンテナ装置を示す概略図である。本実施形態のアンテナ装置は、単一の放射器４０を用いながら低域共振周波数ｆ１及び高域共振周波数ｆ２でデュアルバンド動作することと、高域共振周波数ｆ２を含む高域の動作帯域が超広帯域化されていることとを特徴とする。
【００１７】
図１において、放射器４０は、所定幅及び所定電気長を有する第１の放射導体１と、所定幅及び所定電気長を有する第２の放射導体２と、所定の位置で放射導体１，２を互いに接続するキャパシタＣ１と、キャパシタＣ１とは異なる位置で放射導体１，２を互いに接続するインダクタＬ１とを有する。放射器４０において、放射導体１，２とキャパシタＣ１とインダクタＬ１とにより、中央部分を包囲するループが形成される。言い換えると、ループ状の放射導体の所定の位置にキャパシタＣ１が挿入され、キャパシタＣ１が挿入された位置とは異なる位置においてインダクタＬ１が挿入されている。ループ状の放射導体は、所定幅を有するので、中央の中空部分に近接した内周と、中央の中空部分から遠隔した外周とを有する。ループ状の放射導体は、さらに、その一部が接地導体Ｇ１に近接して接地導体Ｇ１に電磁的に結合するように接地導体Ｇ１に対して設けられる。低域共振周波数ｆ１及び高域共振周波数ｆ２の高周波信号を発生する信号源Ｑ１は、放射導体１上の給電点Ｐ１に接続されるとともに、放射器４０に近接して設けられた接地導体Ｇ１上の接続点Ｐ２に接続される。給電点Ｐ１は、放射導体１上において、接地導体Ｇ１に近接した位置に設けられる。信号源Ｑ１は、図１のアンテナ装置に接続された無線通信回路を概略的に示し、低域共振周波数ｆ１及び高域共振周波数ｆ２のいずれかで放射器４０を励振させる。必要に応じて、アンテナ装置と無線通信回路との間にさらに整合回路（図示せず）が接続されてもよい。さらに、アンテナ装置は、放射導体１，２と接地導体Ｇ１とが互いに近接した部分において、ループ状の放射導体に沿って給電点Ｐ１から遠隔するにつれて、放射導体１，２と接地導体Ｇ１との間の距離が次第に増大するように構成されることを特徴とする。このため、放射導体１，２と接地導体Ｇ１とが互いに近接した部分（例えば互いに対向した部分）において、放射導体のループに沿って給電点Ｐ１から遠隔するにつれて接地導体Ｇ１からの距離が次第に増大するようにループ状の放射導体の外周が形成される。放射器４０において、低域共振周波数ｆ１で励振するときの電流経路は、高域共振周波数ｆ２で励振するときの電流経路とは異なり、これにより、効果的にデュアルバンド動作を実現することができる。
【００１８】
図２は、第１の実施形態の比較例に係るアンテナ装置を示す概略図である。本願出願人は、国際出願ＰＣＴ／ＪＰ２０１２／０００５００において、単一の放射器をデュアルバンド動作させることを特徴とするアンテナ装置を提案し、図２はこのアンテナ装置を示す。図２の放射器５０は、放射導体１，２と接地導体Ｇ１とが互いに近接した部分において、放射導体のループに沿って給電点Ｐ１から遠隔するにつれて接地導体Ｇ１からの距離が次第に増大するようにループ状の放射導体の外周が形成されていないことを除いて、図１の放射器４０と同様の構成を有する。放射器５０において、低域共振周波数ｆ１で励振するときの電流経路は、高域共振周波数ｆ２で励振するときの電流経路とは異なり、これにより、効果的にデュアルバンド動作を実現することができる。
【００１９】
図３は、図１のアンテナ装置が低域共振周波数ｆ１で動作するときの電流経路を示す図である。低い周波数成分を有する電流は、インダクタは通過できる（低インピーダンス）がキャパシタは通過しづらい（高インピーダンス）という性質がある。このため、アンテナ装置が低域共振周波数ｆ１で動作するときの電流Ｉ１は、インダクタＬ１を含み、ループ状の放射導体の内周に沿う経路を流れる。詳しくは、電流Ｉ１は、放射導体１において給電点Ｐ１からインダクタＬ１に接続された点まで流れ、インダクタＬ１を通り、放射導体２においてインダクタＬ１に接続された点からキャパシタＣ１に接続された点まで流れる。さらに、キャパシタの両端の電位差に起因して放射導体１においてキャパシタＣ１に接続された点から給電点Ｐ１まで電流が流れて、電流Ｉ１に接続される。このため、実質的には、電流Ｉ１はキャパシタも通るとみなすことができる。このとき、電流Ｉ１は、ループ状の放射導体において、中央の中空部分に近接した内周のエッジを強く流れる。また、接地導体Ｇ１上の放射器４０に近接した部分において、接続点Ｐ２に向かって電流Ｉ３が流れる。放射器４０は、アンテナ装置が低域共振周波数ｆ１で動作するとき、図３に示すような電流経路で電流Ｉ１が流れ、ループ状の放射導体及びインダクタＬ１及びキャパシタＣ１が低域共振周波数ｆ１で共振するように構成される。詳しくは、放射器４０は、放射導体１において給電点Ｐ１からインダクタＬ１に接続された点までの電気長と、給電点Ｐ１からキャパシタＣ１に接続された点までの電気長と、インダクタＬ１の電気長と、キャパシタＣ１の電気長と、放射導体２においてインダクタＬ１に接続された点からキャパシタＣ１に接続された点までの電気長との和が、低域共振周波数ｆ１で共振する電気長になるように構成される。この共振する電気長は、例えば、低域共振周波数ｆ１の動作波長λ１の０．２〜０．２５倍である。アンテナ装置が低域共振周波数ｆ１で動作するとき、図３に示すような電流経路で電流Ｉ１が流れることにより、放射器４０はループアンテナモードで、すなわち磁流モードで動作する。
【００２０】
放射器４０がループアンテナモードで動作することによって、小型形状でありながら長い共振長を確保できるので、アンテナ装置が低域共振周波数ｆ１で動作するときでも良好な特性を実現できる。また、放射器４０はループアンテナモードで動作するとき、高いＱ値を有する。ループ状の放射導体において、ループの径が大きくなるほど、アンテナ装置の放射効率が向上する。
【００２１】
図４は、図１のアンテナ装置が高域共振周波数ｆ２で動作するときの電流経路を示す図である。高い周波数成分を有する電流は、キャパシタは通過できる（低インピーダンス）がインダクタは通過しづらい（高インピーダンス）という性質がある。このため、アンテナ装置が高域共振周波数ｆ２で動作するときの電流Ｉ２は、キャパシタＣ１を含み、インダクタＬ１を含まず、ループ状の放射導体の外周に沿った区間であって、給電点Ｐ１とインダクタＬ１との間の区間を含む経路を流れる。すなわち、電流Ｉ２は、放射導体１において給電点Ｐ１からキャパシタＣ１に接続された点まで流れ、キャパシタＣ１を通り、放射導体２においてキャパシタＣ１に接続された点から所定位置（例えば、インダクタＬ１に接続された点）まで流れる。このとき、電流Ｉ２はループ状の放射導体の外周を強く流れる。また、このとき、接地導体Ｇ１上の放射器４０に近接した部分において、接続点Ｐ２に向かって（すなわち電流Ｉ２とは逆向きに）電流Ｉ３が流れる。従って、ループ状の放射導体と接地導体Ｇ１とが互いに近接した部分において互いに逆相の電流Ｉ２，Ｉ３が流れる。互いに逆相の電流Ｉ２，Ｉ３が流れるという現象を、電荷に置き換えて考えると、図４に示すように、ループ状の放射導体と接地導体Ｇ１とが互いに近接した部分に＋及び−の電荷が分布しており、これが信号源Ｑ１の駆動電圧の極性によって時間的に変動していることになる。このとき、ループ状の放射導体と接地導体Ｇ１との間に図中矢印で示すような電束が生じている。これにより、ループ状の放射導体と接地導体Ｇ１との間に並列に、連続的に分布したキャパシタを構成することと等価になる。放射導体１，２と接地導体Ｇ１とが互いに近接した部分において、放射導体１，２と接地導体Ｇ１との間に分布する容量と、放射導体１，２に分布するインダクタンスとにより、共振回路が形成される。この共振回路により放射器４０が整合されることになる。
【００２２】
図５は、図１のアンテナ装置が高域共振周波数ｆ２で動作するときの等価回路を示す図である。アンテナ装置が高域共振周波数ｆ２で動作するとき、電流Ｉ２は図４に示すように流れるので、放射導体１，２と接地導体Ｇ１とが互いに近接した部分において、ループ状の放射導体に沿って放射導体１，２と接地導体Ｇ１との間に微小容量Ｃｅが連続的に分布する。さらに、放射導体１，２と接地導体Ｇ１とが互いに近接した部分において、ループ状の放射導体に沿って微小インダクタンスＬｅが連続的に分布する。従って、アンテナ装置が高域共振周波数ｆ２で動作するとき、アンテナ装置の入力インピーダンスは、アンテナ装置の放射抵抗Ｒｒと、ループ状の放射導体において接地導体Ｇ１から遠隔した部分（すなわち、放射導体２の先端部）のインダクタンスＬａと、微小インダクタンスＬｅと、微小容量Ｃｅとによって決まる。結果的に、インダクタンスＬａ，Ｌｅと容量Ｃｅとにより広帯域の共振回路が形成され、高域共振周波数ｆ２を含む高域の動作帯域を超広帯域化することができる。
【００２３】
放射器４０は、アンテナ装置が高域共振周波数ｆ２で動作するとき、図４に示すような電流経路で電流Ｉ２が流れ、ループ状の放射導体のうちの電流Ｉ２が流れる部分とキャパシタＣ１と前述の共振回路（図５）とが高域共振周波数ｆ２で共振するように構成される。詳しくは、放射器４０は、前述の共振回路による整合を考慮に入れて、放射導体１において給電点Ｐ１からキャパシタＣ１に接続された点までの電気長と、キャパシタＣ１の電気長と、放射導体２において電流Ｉ２が流れる部分の電気長（例えばキャパシタＣ１に接続された点からインダクタＬ１に接続された点までの電気長）との和が、高域共振周波数ｆ２で共振する電気長になるように構成される。この共振する電気長は、例えば、高域共振周波数ｆ２の動作波長λ２の０．２５倍である。アンテナ装置が高域共振周波数ｆ２で動作するとき、図４に示すような電流経路で電流Ｉ２が流れることにより、放射器４０はモノポールアンテナモードで、すなわち電流モードで動作する。
【００２４】
このように、本実施形態のアンテナ装置は、低域共振周波数ｆ１で動作するときにはインダクタＬ１を通る電流経路を形成し、高域共振周波数ｆ２で動作するときにはキャパシタＣ１を通る電流経路を形成し、これにより効果的にデュアルバンド動作を実現する。放射器４０は、ループ状の電流経路を形成することで磁流モードで動作し、低域共振周波数ｆ１で共振する。一方、放射器４０は、非ループ状の電流経路（モノポールアンテナモード）を形成することで電流モードで動作し、高域共振周波数ｆ２で共振する。さらに、放射導体１，２と接地導体Ｇ１とが互いに近接した部分において、放射導体のループに沿って給電点Ｐ１から遠隔するにつれて接地導体Ｇ１からの距離が次第に増大するようにループ状の放射導体の外周を形成したことにより（テーパー形状）、高域共振周波数ｆ２を含む高域の動作帯域を超広帯域化することができる。
【００２５】
従来技術では、低域側共振周波数ｆ１（動作波長λ１）で動作するときに（λ１）／４程度のアンテナ素子長が必要であったところ、本実施形態のアンテナ装置では、ループ状の電流経路を形成することにより、放射器４０の縦横の長さを（λ１）／１５程度まで小型化することができる。
【００２６】
ここで、図１のアンテナ装置のインダクタＬ１及びキャパシタＣ１による整合効果を説明する。低域共振周波数ｆ１及び高域共振周波数ｆ２は、インダクタＬ１及びキャパシタＣ１による整合効果（特にキャパシタＣ１による整合効果）を用いて調整可能である。アンテナ装置が低域共振周波数ｆ１で動作するとき、放射導体２においてインダクタＬ１に接続された点からキャパシタＣ１に接続された点まで流れる電流と、放射導体１においてキャパシタＣ１に接続された点から給電点Ｐ１まで流れる電流とは、放射導体１において給電点Ｐ１からインダクタＬ１に接続された点まで流れる電流と接続され、これにより、ループ状の電流経路が形成される。キャパシタＣ１の両端（放射導体１の側及び放射導体２の側）には電位差が生じるので、キャパシタＣ１の容量によりアンテナ装置の入力インピーダンスのリアクタンス成分を制御する効果がある。キャパシタＣ１の容量が大きいほど、放射器４０の共振周波数が低下する。一方、アンテナ装置が高域共振周波数ｆ２で動作するとき、電流は、放射導体１において給電点Ｐ１からキャパシタＣ１に接続された点まで流れ、キャパシタＣ１を通り、放射導体２においてキャパシタＣ１に接続された点からインダクタＬ１に接続された点まで流れる。キャパシタＣ１は高い周波数成分を通過させるので、キャパシタＣ１の容量を小さくすると、電気長が短くなり放射器４０の共振周波数が高い周波数にシフトする。放射器４０において給電点Ｐ１の電圧が最小であるので、キャパシタＣ１を装荷する位置を給電点Ｐ１から離すことで、放射器４０の共振周波数を下げることができる。
【００２７】
図１のアンテナ装置では、キャパシタＣ１がインダクタＬ１よりも給電点Ｐ１に近接している。このため、図１のアンテナ装置が高域共振周波数ｆ２で動作するとき、電流Ｉ２が給電点Ｐ１からインダクタＬ１まで流れる（すなわち、開放端が接地導体Ｇ１から離れている）ので、低域共振周波数ｆ１で動作するときよりもＶＳＷＲが低くなり、整合がとりやすくなる。
【００２８】
放射器４０においてキャパシタＣ１及びインダクタＬ１の間の距離を離して大きなループを形成すると、アンテナ装置の放射効率が向上する。
【００２９】
本実施形態のアンテナ装置は、後述の実施例で説明するように、低域共振周波数ｆ１として８００ＭＨｚ帯の周波数を使用し、高域共振周波数ｆ２として２０００ＭＨｚ帯の周波数を使用することができるが、これらの周波数に限定されるものではない。
【００３０】
放射導体１，２のそれぞれは、キャパシタＣ１とインダクタＬ１との間に所定電気長を確保することができるのであれば、図１等に示すストリップ形状に限らず任意の形状を有していてもよい。
【００３１】
図１のアンテナ装置では、放射器４０を含む面と接地導体Ｇ１を含む面とが同一平面内にあるように示しているが、放射器４０及び接地導体Ｇ１の配置はこのようなものに限定されない。放射導体１，２と接地導体Ｇ１とが互いに近接した部分において、ループ状の放射導体に沿って給電点Ｐ１から遠隔するにつれて、放射導体１，２と接地導体Ｇ１との間の距離が次第に増大するように構成されるのであれば、任意の配置をとることができる。例えば、放射器４０を含む面が、接地導体Ｇ１を含む面に対して所定角度を有していてもよい。
【００３２】
本実施形態のアンテナ装置によれば、放射器４０を動作周波数に応じてループアンテナモード及びモノポールアンテナモードのいずれかとして動作させることで、効果的にデュアルバンド動作を実現するとともに、アンテナ装置の小型化を達成することができる。さらに、高域共振周波数ｆ２を含む高域の動作帯域を超広帯域化することができる。
【００３３】
図６は、第１の実施形態の第１の変形例に係るアンテナ装置を示す概略図であり、図７は、第１の実施形態の第２の変形例に係るアンテナ装置を示す概略図である。アンテナ装置の共振周波数の調整方法を、以下のようにまとめることができる。低域共振周波数ｆ１を低くするためには、キャパシタＣ１の容量を大きくすること、インダクタＬ１のインダクタンスを大きくすること、放射導体１の電気長を長くすること、放射導体２の電気長を長くすること、などが有効である。高域共振周波数ｆ２を低くするためには、放射導体２の電気長を長くすること、給電点Ｐ１からキャパシタＣ１を離すこと、などが有効である。図６は、低域共振周波数ｆ１を低下させるように構成された放射器４１を備えたアンテナ装置を示す。図６のアンテナ装置では、放射導体２の電気長を長くすることにより低域共振周波数ｆ１を低下させている。図７は、高域共振周波数ｆ２を低下させるように構成された放射器４２を備えたアンテナ装置を示す。図７のアンテナ装置では、給電点Ｐ１からキャパシタＣ１を離すことにより高域共振周波数ｆ２を低下させている。
【００３４】
なお、アンテナ装置が磁流モード及び電流モードのいずれで動作するのかを確実に切り換えるためには、アンテナ装置が低域共振周波数ｆ１及び高域共振周波数ｆ２のそれぞれで動作するときの各電流経路の電気長を明確に相違させる必要がある。このためには、放射導体１の電気長より放射導体２の電気長が長いほうが好ましい。また、放射導体１上における給電点Ｐ１からインダクタＬ１までの電気長及び給電点Ｐ１からキャパシタＣ１までの電気長を短くすると、アンテナ装置が低域共振周波数ｆ１で動作するときには給電点Ｐ１からインダクタＬ１に向かって電流が流れやすくなり、アンテナ装置が高域共振周波数ｆ２で動作するときには給電点Ｐ１からキャパシタＣ１に向かって電流が流れやすくなり、余分な方向へ向かって流れる電流が生じにくくなる。
【００３５】
図８は、第１の実施形態の第３の変形例に係るアンテナ装置を示す概略図である。図１のアンテナ装置では、キャパシタＣ１がインダクタＬ１よりも給電点Ｐ１に近接していたが、図８のアンテナ装置では、インダクタＬ１がキャパシタＣ１よりも給電点Ｐ１に近接して設けられている。このため、図８のアンテナ装置が低域共振周波数ｆ１で動作するとき、電流Ｉ１が給電点Ｐ１からいったんキャパシタＣ１まで流れる（すなわち、開放端が接地導体Ｇ１から離れている）ので、高域共振周波数ｆ２で動作するときよりもＶＳＷＲが低くなり、整合がとりやすくなる。図８のアンテナ装置においても、放射器４０を動作周波数に応じてループアンテナモード及びモノポールアンテナモードのいずれかとして動作させることで、効果的にデュアルバンド動作を実現するとともに、アンテナ装置の小型化を達成することができる。さらに、図８のアンテナ装置においても、高域共振周波数ｆ２を含む高域の動作帯域を超広帯域化することができる。
【００３６】
図９は、第１の実施形態の第４の変形例に係るアンテナ装置を示す概略図である。放射器４４のキャパシタＣ１及びインダクタＬ１は、ループ状の放射導体に沿って、放射導体と接地導体Ｇ１とが互いに近接した部分にそれぞれ設けられ、給電点Ｐ１は、キャパシタＣ１及びインダクタＬ１の間に設けられている。図９のアンテナ装置では、キャパシタＣ１及びインダクタＬ１の両方が接地導体Ｇ１に近接したことにより、アンテナ装置が低域共振周波数ｆ１で動作するときの電流経路と高域共振周波数ｆ２で動作するときの電流経路とが分離し、両者の開放端が接地導体Ｇ１から離れるように構成されている。従って、低域共振周波数ｆ１及び高域共振周波数ｆ２の両方においてＶＳＷＲが低くなり、整合がとりやすくなる。さらに、図９のアンテナ装置では、放射導体１，２と接地導体Ｇ１とが互いに近接した部分において、放射導体のループに沿って給電点Ｐ１から少なくとも一方に向かって遠隔するにつれて、好ましくは給電点Ｐ１からキャパシタＣ１に向かう方向（左側）に進むにつれて、接地導体Ｇ１からの距離が次第に増大するようにループ状の放射導体の外周が形成される。図９のアンテナ装置によれば、放射導体１，２と接地導体Ｇ１とが互いに近接した部分において、給電点Ｐ１から左側に進むにつれて接地導体Ｇ１からの距離が次第に増大するようにループ状の放射導体の外周を形成したことにより、アンテナ装置が低域共振周波数ｆ１で動作するときの整合と高域共振周波数ｆ２で動作するときの整合とをバランスよく実現しつつ、高域共振周波数ｆ２を含む高域の動作帯域を超広帯域化することができる。
【００３７】
図１０は、第１の実施形態の第５の変形例に係るアンテナ装置を示す概略図である。図１０のアンテナ装置では、図９のアンテナ装置の構成に加えて、給電点Ｐ１からインダクタＬ１に向かう方向（右側）に進むにつれて、接地導体Ｇ１からの距離が次第に増大するようにループ状の放射導体の外周が形成される。図１０のアンテナ装置も、図９のアンテナ装置と同様の効果をもたらす。
【００３８】
第２の実施形態．
図１１は、第２の実施形態に係るアンテナ装置を示す概略図である。図１のアンテナ装置では、放射導体１，２と接地導体Ｇ１とが互いに近接した部分において、放射導体のループに沿って給電点Ｐ１から遠隔するにつれて接地導体Ｇ１からの距離が次第に増大するようにループ状の放射導体の外周が形成されている。しかしながら、本開示の実施形態は、ループ状の放射導体の外周の形状により放射導体１，２と接地導体Ｇ１との間の距離を次第に増大させることに限定されず、第２の実施形態では、放射導体に沿って給電点Ｐ１から遠隔するにつれて接地導体Ｇ１の接地面からの距離が次第に増大するように接地導体Ｇ１に対して放射器６０を設けることを特徴とする。
【００３９】
図１１において、放射器６０の放射導体１，２、キャパシタＣ１、及びインダクタＬ１は、インダクタＬ１がキャパシタＣ１よりも給電点Ｐ１に近接して設けられていることを除いて、図２の放射器５０と同様に構成される。接地導体Ｇ１の接地面は、第１の面（平面又は曲面）上に設けられる。ループ状の放射導体は、第１の面に対して少なくとも部分的に対向した第２の面（平面又は曲面）上に設けられ、かつ、ループ状の放射導体に沿って給電点Ｐ１から遠隔するにつれて接地導体Ｇ１の接地面からの距離が次第に増大するように設けられる。従って、図１１のアンテナ装置では、ループ状の放射導体を含む面（第２の面）は、接地導体Ｇ１の接地面を含む面（第１の面）に対して所定角度を有する。
【００４０】
図１２は、図１１のアンテナ装置が高域共振周波数ｆ２で動作するときの電流経路を示す図である。アンテナ装置が高域共振周波数ｆ２で動作するとき、放射器６０上では、図４の場合と同様に電流Ｉ２が流れ、また、接地導体Ｇ１上の放射器６０に近接した部分において、接続点Ｐ２に向かって（すなわち電流Ｉ２とは逆向きに）電流Ｉ３が流れる。電流Ｉ２，Ｉ３が流れることにより、図１２に示すように、放射導体１及び放射導体２（図示せず）と接地導体Ｇ１とが互いに近接した部分に＋及び−の電荷が分布して電束が生じ、これにより、連続的に分布したキャパシタが構成される。放射導体と接地導体Ｇ１とが互いに近接した部分において、放射導体と接地導体Ｇ１との間に分布する容量と、放射導体に分布するインダクタンスとにより、共振回路が形成される。放射器６０は、アンテナ装置が高域共振周波数ｆ２で動作するとき、ループ状の放射導体のうちの電流Ｉ２が流れる部分とキャパシタＣ１と前述の共振回路とが高域共振周波数ｆ２で共振するように構成される。
【００４１】
図１１のアンテナ装置もまた、図１のアンテナ装置と同様に、放射器６０を動作周波数に応じてループアンテナモード及びモノポールアンテナモードのいずれかとして動作させることで、効果的にデュアルバンド動作を実現するとともに、アンテナ装置の小型化を達成することができる。さらに、ループ状の放射導体に沿って給電点Ｐ１から遠隔するにつれて接地導体Ｇ１の接地面からの距離が次第に増大するように放射導体を設けることにより、高域共振周波数ｆ２を含む高域の動作帯域を超広帯域化することができる。
【００４２】
図１３は、第２の実施形態の第１の変形例に係るアンテナ装置を示す概略図であり、図１４は、第２の実施形態の第２の変形例に係るアンテナ装置を示す概略図である。図１１の放射器６０におけるループ状の放射導体は、少なくとも１カ所で折り曲げられていてもよい。図１３のアンテナ装置は、図１１の放射器６０の放射導体１，２をＹ軸に平行な直線に沿って折り曲げ、さらに接地導体Ｇ１の接地面に対向した部分において湾曲させた放射器６１を備える。図１３の放射器６１は、その開放端が接地導体Ｇ１から遠隔するように設けられている。一方、図１４の放射器６１は、その開放端が接地導体Ｇ１上に位置するように設けられている。図１３のアンテナ装置によれば、アンテナ装置の低姿勢化を実現しつつ、高域共振周波数ｆ２を含む高域の動作帯域を超広帯域化することができる。また、図１４のアンテナ装置によれば、アンテナ装置を接地導体Ｇ１の面積内に収めなければならない条件下においても、アンテナ装置の低姿勢化を実現しつつ、高域共振周波数ｆ２を含む高域の動作帯域を超広帯域化することができる。
【００４３】
図１５は、第２の実施形態の第３の変形例に係るアンテナ装置を示す概略図である。図１１の放射器６０におけるループ状の放射導体は、少なくとも１カ所で湾曲していてもよい。図１５のアンテナ装置は、図１１の放射器６０におけるループ状の放射導体をＹ軸に平行な直線の周りに沿って湾曲させた放射器６２を備える。
【００４４】
図１３〜図１５のアンテナ装置によれば、放射導体と接地導体Ｇ１の接地面とが互いに対向する部分の面積が、図１１の場合よりも減少している。放射導体と接地導体Ｇ１の接地面との間に形成すべき容量の大きさに応じて、放射導体を折り曲げる位置や湾曲させる程度を増減させることができる。
【００４５】
図１３〜図１５のアンテナ装置によれば、アンテナ装置の筐体の寸法や形状（例えば曲線及び曲面を含む形状）に応じて、アンテナ装置のサイズを削減することができる。
【００４６】
図１６は、第２の実施形態の第４の変形例に係るアンテナ装置を示す概略図である。図１６のアンテナ装置は、接地導体として、所定の厚さを有する導体ブロックにてなる接地導体Ｇ２を用いた場合を示す。放射器６１は、図１３の場合と同様に構成される。接地導体Ｇ２のＺ方向の厚さは、放射器６１のＺ方向の長さと同等又はそれ以上である。図１６では、さらに、アンテナ装置が高域共振周波数ｆ２で動作するときの電流経路も示している。アンテナ装置が高域共振周波数ｆ２で動作するとき、放射器６１上では、図１２の場合と同様に電流Ｉ２が流れ、また、接地導体Ｇ２上の放射器６１に近接した部分において、接続点Ｐ２に向かって（すなわち電流Ｉ２とは逆向きに）電流Ｉ３が流れる。放射導体と接地導体Ｇ２とが互いに近接した部分において、放射導体と接地導体Ｇ２との間に分布する容量と、放射導体に分布するインダクタンスとにより、共振回路が形成される。放射器６１は、アンテナ装置が高域共振周波数ｆ２で動作するとき、ループ状の放射導体のうちの電流Ｉ２が流れる部分とキャパシタＣ１と前述の共振回路とが高域共振周波数ｆ２で共振するように構成される。図１６のアンテナ装置もまた、図１のアンテナ装置と同様に、放射器６０を動作周波数に応じてループアンテナモード及びモノポールアンテナモードのいずれかとして動作させることで、効果的にデュアルバンド動作を実現するとともに、アンテナ装置の小型化を達成することができる。さらに、高域共振周波数ｆ２を含む高域の動作帯域を超広帯域化することができる。
【００４７】
図１７は、第２の実施形態の第５の変形例に係るアンテナ装置を示す概略図である。図１７のアンテナ装置は、第１の実施形態と第２の実施形態との組み合わせである。図１７のアンテナ装置において、放射器６３は、図１１の放射器６０と同様に、ループ状の放射導体に沿って給電点Ｐ１から遠隔するにつれて接地導体Ｇ１の接地面からの距離が次第に増大するようにループ状の放射導体が設けられ、さらに、図１の放射器４０と同様に、放射導体１，２と接地導体Ｇ１とが互いに近接した部分において、放射導体のループに沿って給電点Ｐ１から遠隔するにつれて接地導体Ｇ１からの距離が次第に増大するようにループ状の放射導体の外周が形成される。従って、ループ状の放射導体に沿って給電点Ｐ１から第１の方向（給電点Ｐ１からキャパシタＣ１に向かう方向）に向かうにつれて、放射導体１，２と接地導体Ｇ１との間の距離が次第に増大し、ループ状の放射導体に沿って給電点から第１の方向とは逆の第２の方向（給電点Ｐ１からインダクタＬ１に向かう方向）に向かうにつれて、放射導体１，２と接地導体Ｇ１との間の距離が次第に増大する。図１７のアンテナ装置もまた、図１及び図１１のアンテナ装置と同様に、放射器６３を動作周波数に応じてループアンテナモード及びモノポールアンテナモードのいずれかとして動作させることで、効果的にデュアルバンド動作を実現するとともに、アンテナ装置の小型化を達成することができる。さらに、高域共振周波数ｆ２を含む高域の動作帯域を超広帯域化することができる。
【００４８】
図１８は、第２の実施形態の第６の変形例に係るアンテナ装置を示す概略図である。接地導体Ｇ１の接地面は、第１の面（平面又は曲面）上に設けられる。図１８では、接地導体Ｇ１の接地面は、ＹＺ平面に平行に設けられる。放射器６４のループ状の放射導体は、第１の面に対して所定距離を有する第２の面（平面又は曲面）上に、例えば第１の面に対して平行な第２の面上に設けられ、接地導体Ｇ１及びループ状の放射導体は、それらのエッジ部において互いに近接して対向している。さらに、放射導体１ａは、接地導体Ｇ１に近接したエッジ部において、接地導体Ｇ１の接地面に向かって、エッジ部に平行な直線に沿って折り曲げられた部分（図１８ではＸＹ平面に平行な部分）を有し、この折り曲げられた部分の先端（接地導体Ｇ１の接地面に最も近接した位置）において給電点が設けられる。図１８〜図２１では、図示の簡単化のために信号源Ｑ１により給電点を表す。放射導体１ａの折り曲げられた部分は、ループ状の放射導体に沿って給電点から遠隔するにつれて接地導体Ｇ１の接地面からの距離が次第に増大するように形成される。
【００４９】
図１９は、第２の実施形態の第７の変形例に係るアンテナ装置を示す概略図である。図１８の放射器６４では、接地導体Ｇ１及びループ状の放射導体が互いに近接して対向したエッジ部に平行な直線に沿って放射導体１ａを折り曲げていたが、図１９の放射器６５の放射導体１ｂは、接地導体Ｇ１の接地面に向かって、エッジ部に垂直な直線（Ｚ方向に平行な直線）に沿って折り曲げられた部分を有する。放射導体１ｂの折り曲げられた部分は、ループ状の放射導体に沿って給電点から遠隔するにつれて接地導体Ｇ１の接地面からの距離が次第に増大するように形成される。
【００５０】
図２０は、第２の実施形態の第８の変形例に係るアンテナ装置を示す概略図である。図２０の放射器６６の放射導体１ｃは、図１８の放射導体１ａと図１９の放射導体１ｂとの組み合わせである。詳しくは、放射導体１ｃは、接地導体Ｇ１及びループ状の放射導体が互いに近接して対向したエッジ部に平行な直線に沿って折り曲げられた部分と、エッジ部に垂直な直線に沿って折り曲げられた部分とを有する。放射導体１ｃは、板状導体を折り曲げた構成に限定されず、中実な導体ブロックにて構成されてもよい。
【００５１】
図２１は、第２の実施形態の第９の変形例に係るアンテナ装置を示す概略図である。図２１の放射器６７は、図１の放射器４０と図２０の放射器６６との組み合わせである。詳しくは、図２１の放射器６７は、図２０の放射器６６と同様に折り曲げられた部分を有することに加えて、放射導体１，２と接地導体Ｇ１とが互いに近接した部分において、放射導体のループに沿って給電点Ｐ１から遠隔するにつれて接地導体Ｇ１からの距離が次第に増大するようにループ状の放射導体の外周が形成されている。
【００５２】
図１８〜図２１のアンテナ装置もまた、図１のアンテナ装置と同様に、放射器６４〜６７を動作周波数に応じてループアンテナモード及びモノポールアンテナモードのいずれかとして動作させることで、効果的にデュアルバンド動作を実現するとともに、アンテナ装置の小型化を達成することができる。さらに、高域共振周波数ｆ２を含む高域の動作帯域を超広帯域化することができる。
【００５３】
第３の実施形態．
図２２は、第３の実施形態に係るアンテナ装置を示す概略図である。図１のアンテナ装置では、放射導体１，２と接地導体Ｇ１とが互いに近接した部分において、放射導体のループに沿って給電点Ｐ１から遠隔するにつれて接地導体Ｇ１からの距離が次第に増大するようにループ状の放射導体の外周が形成されている。しかしながら、本開示の実施形態は、ループ状の放射導体の外周の形状により放射導体１，２と接地導体Ｇ１との間の距離を次第に増大させることに限定されず、接地導体の外周の形状により放射導体１，２と接地導体との間の距離を次第に増大させてもよい。図２２を参照すると、接地導体Ｇ３は、放射器７０の放射導体１，２に近接したエッジ部を有し、エッジ部は、ループ状の放射導体に沿って給電点Ｐ１から遠隔するにつれて放射導体からの距離が次第に増大するように形成されている。
【００５４】
図２３は、第３の実施形態の変形例に係るアンテナ装置を示す概略図である。図１１のアンテナ装置では、ループ状の放射導体に沿って給電点Ｐ１から遠隔するにつれて接地導体Ｇ１の接地面からの距離が次第に増大するように放射導体を設けている。しかしながら、本開示の実施形態は、接地導体Ｇ１の接地面に対する放射導体の位置により放射導体１，２と接地導体Ｇ１との間の距離を次第に増大させることに限定されず、接地導体の接地面の形状により放射導体１，２と接地導体との間の距離を次第に増大させてもよい。図２３を参照すると、放射器７１の放射器６０の放射導体１，２、キャパシタＣ１、及びインダクタＬ１は、図１１の放射器６０と同様に構成される。接地導体Ｇ４の接地面は、第１の面（平面又は曲面）上に設けられる。ループ状の放射導体は、第１の面に対して少なくとも部分的に対向した第２の面（平面又は曲面）上に設けられる。さらに、接地導体Ｇ４の接地面は、ループ状の放射導体に沿って給電点Ｐ１から遠隔するにつれて放射導体からの距離が次第に増大するように形成される。
【００５５】
図２２及び図２３のアンテナ装置によっても、第１及び第２の実施形態のアンテナ装置と同様に、放射器７０〜７１を動作周波数に応じてループアンテナモード及びモノポールアンテナモードのいずれかとして動作させることで、効果的にデュアルバンド動作を実現するとともに、アンテナ装置の小型化を達成することができる。さらに、高域共振周波数ｆ２を含む高域の動作帯域を超広帯域化することができる。
【００５６】
変形例．
以下、図２４〜図３５を参照して、本開示の実施形態のさらなる変形例について説明する。
【００５７】
キャパシタＣ１及びインダクタＬ１は、例えばディスクリートな回路素子を使用可能であるが、それに限定されるものではない。以下、図２４〜図３１を参照してキャパシタＣ１及びインダクタＬ１の変形例について説明する。
【００５８】
図２４は、第１の実施形態の第６の変形例に係るアンテナ装置を示す概略図であり、図２５は、第１の実施形態の第７の変形例に係るアンテナ装置を示す概略図である。図２４のアンテナ装置の放射器８０は、放射導体１，２の近接部によって形成されるキャパシタＣ２を含む。図２５のアンテナ装置の放射器８１は、放射導体１，２の近接部によって形成されるキャパシタＣ３を含む。図２４及び図２５に示すように、放射導体１，２を互いに近接させて放射導体１，２間に所定の容量を生じさせることにより、放射導体１，２間に仮想的なキャパシタＣ２，Ｃ３を形成してもよい。放射導体１，２間の距離を近接させるほど、また、近接する面積を増大させるほど、仮想的なキャパシタＣ２，Ｃ３の容量は増大する。さらに、図２６は、第１の実施形態の第８の変形例に係るアンテナ装置を示す概略図である。図２６のアンテナ装置の放射器８２は、放射導体１，２の近接部に形成されるキャパシタＣ４を含む。図２６に示すように、放射導体１，２間に生じる容量により仮想的なキャパシタＣ４を形成する際に、インターディジット型の導体部分（指状の導体が交互に嵌合した構成）を形成してもよい。図３０のキャパシタＣ４によれば、図２４及び図２５のキャパシタＣ２，Ｃ３よりも容量を増大させることができる。放射導体１，２の近接部によって形成されるキャパシタは、図２４及び図２５のような直線状の導体部分や、図３０のようなインターディジット型の導体部分に限らず、他の形状の導体部分によって形成されてもよい。例えば、図２４のアンテナ装置において、放射導体１，２間の距離を位置に応じて変化させ、これにより、放射導体１，２間の容量を放射導体１，２上の位置に応じて変化させてもよい。
【００５９】
図２７は、第１の実施形態の第９の変形例に係るアンテナ装置を示す概略図である。図２７のアンテナ装置の放射器８３は、ストリップ導体によって形成されるインダクタＬ２を含む。図２８は、第１の実施形態の第１０の変形例に係るアンテナ装置を示す概略図である。図２８のアンテナ装置の放射器８４は、メアンダ状導体によって形成されるインダクタＬ３を含む。インダクタＬ２，Ｌ３を形成する導体の幅を細くするほど、また、導体の長さを長くするほど、インダクタＬ２，Ｌ３のインダクタンスは増大する。
【００６０】
図２４〜図２８に示すキャパシタＣ２〜Ｃ４及びインダクタＬ２，Ｌ３を組み合わせてもよく、例えば、図１のキャパシタＣ１及びインダクタＬ１に代えて、図２４のキャパシタＣ２及び図２７のインダクタＬ２を備えた放射器を構成してもよい。
【００６１】
図２９は、第１の実施形態の第１１の変形例に係るアンテナ装置を示す概略図である。図２９のアンテナ装置の放射器８５は、放射導体１，２の近接部に形成されるキャパシタＣ４と、メアンダ状導体によって形成されるインダクタＬ３とを含む。図２９のアンテナ装置によれば、キャパシタ及びインダクタの両方を誘電体基板上の導体パターンとして形成することができるので、コストの削減や、製造ばらつきの低減といった効果がある。
【００６２】
図３０は、第１の実施形態の第１２の変形例に係るアンテナ装置を示す概略図である。図３０のアンテナ装置の放射器８６は、複数のキャパシタＣ５，Ｃ６を備えている。本実施形態のアンテナ装置は、単一のキャパシタ及び単一のインダクタを備えることに限定されず、複数のキャパシタを含む多段構成のキャパシタ、及び／又は、複数のインダクタを含む多段構成のインダクタを備えてもよい。図３０において、図１のキャパシタＣ１に代えて、所定電気長を有する第３の放射導体３によって互いに接続されたキャパシタＣ５，Ｃ６が挿入されている。言い換えると、ループ状の放射導体における異なる位置にキャパシタＣ５，Ｃ６がそれぞれ挿入されている。複数のインダクタを含む場合も、図３０の変形例と同様に構成される。図３１は、第１の実施形態の第１３の変形例に係るアンテナ装置を示す概略図である。図３１のアンテナ装置の放射器８７は、複数のインダクタＬ４，Ｌ５を備えている。図３１において、図１のインダクタＬ１に代えて、所定電気長を有する第３の放射導体３によって互いに接続されたインダクタＬ４，Ｌ５が挿入されている。言い換えると、ループ状の放射導体における異なる位置にインダクタＬ４，Ｌ５がそれぞれ挿入されている。図３０及び図３１のアンテナ装置と同様に、ループ状の放射導体における異なる位置に複数のキャパシタ及び複数のインダクタを挿入してもよい。図３０及び図３１のアンテナ装置によれば、放射器上の電流分布を考慮してキャパシタ及びインダクタを３つ以上の異なる位置に挿入することができるので、設計の際に低域共振周波数ｆ１及び高域共振周波数ｆ２の微調整が容易になるという効果がある。
【００６３】
図３２は、第１の実施形態の第１４の変形例に係るアンテナ装置を示す概略図である。図３２は、マイクロストリップ線路の給電線路を備えたアンテナ装置を示す。本変形例のアンテナ装置は、接地導体Ｇ１と、接地導体Ｇ１上に誘電体基板Ｂ１を介して設けられたストリップ導体Ｓ１とからなるマイクロストリップ線路の給電線路を備える。本変形例のアンテナ装置は、アンテナ装置を低姿勢化するために平面構成を有してもよく、すなわち、プリント配線基板の裏面に接地導体Ｇ１を形成し、その表面にストリップ導体Ｓ１及び放射器４０を一体的に形成してもよい。給電線路はマイクロストリップ線路に限らず、コプレーナ線路、同軸線路などでもよい。
【００６４】
図３３は、第１の実施形態の第１５の変形例に係るアンテナ装置を示す概略図である。図３３は、図１の放射器４０に対応する第１の放射器４０Ａと、図１の接地導体に代えて設けられた第２の放射器４０Ｂとを備えたダイポールアンテナとして構成されたアンテナ装置を示す。図３３の左側の放射器４０Ａは、図１の放射器４０と同様に構成される。図３３の右側の放射器４０Ｂもまた、図１の放射器４０と同様に構成され、第１の放射導体１１と、第２の放射導体１２と、キャパシタＣ１１と、インダクタＬ１１とを有する。放射器４０Ａ，４０Ｂは、互いに近接して電磁的に結合した部分を有するように隣接して設けられる。放射器４０Ａの給電点Ｐ１と放射器４０Ｂの給電点Ｐ１１は互いに近接して設けられ、信号源Ｑ１は、放射器４０Ａの給電点Ｐ１と放射器４０Ｂの給電点Ｐ１１とにそれぞれ接続される。各放射器４０Ａ，４０Ｂの放射導体が互いに近接した部分において、ループ状の放射導体に沿って給電点Ｐ１，Ｐ１１からそれぞれ遠隔するにつれて、各放射器４０Ａ，４０Ｂの放射導体間の距離が次第に増大する。本変形例のアンテナ装置は、ダイポール構成を有することでバランスモードで動作することができ、不要輻射を抑圧することができる。
【００６５】
図３４は、第１の実施形態の第１６の変形例に係るアンテナ装置を示す概略図である。図３４は、４バンドのマルチバンドで動作可能なアンテナ装置を示す。図３４の左側の放射器４０Ｃは、図１の放射器４０と同様に構成される。図３４の右側の放射器４０Ｄもまた、図１の放射器４０と同様に構成され、第１の放射導体２１と、第２の放射導体２２と、キャパシタＣ２１と、インダクタＬ２１とを有する。ただし、放射器４０Ｄにおいて放射導体２１，２２とキャパシタＣ２１とインダクタＬ２１とにより形成されるループの電気長は、放射器４０Ｃにおいて放射導体１，２とキャパシタＣ１とインダクタＬ１とにより形成されるループの電気長とは異なる。信号源Ｑ２１は、放射導体１上の給電点Ｐ１及び放射導体２１上の給電点Ｐ２１に接続されるとともに、接地導体Ｇ１上の接続点Ｐ２に接続される。信号源Ｑ２１は、低域共振周波数ｆ１及び高域共振周波数ｆ２の高周波信号を発生するとともに、低域共振周波数ｆ１とは異なる別の低域共振周波数ｆ２１と、高域共振周波数ｆ２とは異なる別の高域共振周波数ｆ２２とを発生する。放射器４０Ｃは、低域共振周波数ｆ１においてループアンテナモードで動作し、高域共振周波数ｆ２においてモノポールアンテナモードで動作する。また、放射器４０Ｄは、低域共振周波数ｆ２１においてループアンテナモードで動作し、高域共振周波数ｆ２２においてモノポールアンテナモードで動作する。これにより、本変形例のアンテナ装置は、４バンドのマルチバンドで動作することができる。本変形例のアンテナ装置によれば、さらに放射器を設けることにより、さらなるマルチバンド化が可能である。
【００６６】
図３５は、第２の実施形態の第１０の変形例に係るアンテナ装置を示す概略図である。図３５のアンテナ装置は、図１１のアンテナ装置の構成を備えたことに加えて、放射器８８の放射導体１を接地導体Ｇ１に接続する短絡導体８８ａを備え、逆Ｆ型アンテナ装置として構成されたことを特徴とする。短絡導体８８ａは、放射導体１（すなわち、給電点Ｐ１を有する放射導体）上の任意の位置に接続することができる。放射器の一部を接地導体と短絡することで放射抵抗を高くする効果があるが、本実施形態に係るアンテナ装置の基本的な動作原理を損なうものではない。短絡導体８８ａは、図１１のアンテナ装置に限らず、他の実施形態及び変形例のアンテナ装置に適用可能である。
【００６７】
第４の実施形態．
図３６は、第４の実施形態に係るアンテナ装置を示す概略図である。本実施形態のアンテナ装置は、図１の放射器４０と同様の原理で構成された２つの放射器９０Ａ，９０Ｂを備え、これらの放射器９０Ａ，９０Ｂは別個の信号源Ｑ３１，Ｑ３２によって独立に励振されることを特徴とする。
【００６８】
図３６において、放射器９０Ａは、所定電気長を有する第１の放射導体３１と、所定電気長を有する第２の放射導体３２と、所定の位置で放射導体３１，３２を互いに接続するキャパシタＣ３１と、キャパシタＣ３１とは異なる位置で放射導体３１，３２を互いに接続するインダクタＬ３１とを有する。放射器９０Ａにおいて、放射導体３１，３２とキャパシタＣ３１とインダクタＬ３１とにより、中央部分を包囲するループが形成される。言い換えると、ループ状の放射導体の所定の位置にキャパシタＣ３１が挿入され、キャパシタＣ３１が挿入された位置とは異なる位置においてインダクタＬ３１が挿入されている。信号源Ｑ１は、放射導体３１上の給電点Ｐ３１に接続されるとともに、放射器９０Ａに近接して設けられた接地導体Ｇ１上の接続点Ｐ３２に接続される。図３６のアンテナ装置では、キャパシタＣ３１はインダクタＬ３１よりも給電点Ｐ３１に近接して設けられる。放射器９０Ｂは、放射器９０Ａと同様に構成され、第１の放射導体３３と、第２の放射導体３４と、キャパシタＣ３２と、インダクタＬ３２とを有する。放射器９０Ｂにおいて、放射導体３３，３４とキャパシタＣ３２とインダクタＬ３２とにより、中央部分を包囲するループが形成される。信号源Ｑ２は、放射導体３３上の給電点Ｐ３３に接続されるとともに、放射器９０Ｂに近接して設けられた接地導体Ｇ１上の接続点Ｐ３４に接続される。図２０のアンテナ装置では、キャパシタＣ３２はインダクタＬ３２よりも給電点Ｐ３３に近接して設けられる。信号源Ｑ３１，Ｑ３２は、例えばＭＩＭＯ通信方式の送信信号である高周波信号を発生し、同じ低域共振周波数ｆ１の高周波信号を発生するとともに、同じ高域共振周波数ｆ２の高周波信号を発生する。
【００６９】
放射器９０Ａ，９０Ｂのループ状の放射導体は、例えば、所定の基準軸（図３６の縦の点線）に対して対称に構成される。この基準軸に近接して放射導体３１，３３及び給電部（給電点Ｐ３１，Ｐ３３、接続点Ｐ３２，Ｐ３３）が設けられ、この基準軸から遠隔して放射導体３２，３４が設けられる。給電点Ｐ３１，Ｐ３３は、基準軸Ｂ１５に対して対称な位置に設けられる。放射器９０Ａ，９０Ｂの形状を、基準軸に沿って給電点Ｐ３１，Ｐ３２から遠ざかるにつれて放射器９０Ａ，９０Ｂ間の距離が次第に増大するように構成することで、放射器９０Ａ，９０Ｂ間の電磁結合を低減することができる。さらに、２つの給電点Ｐ３１，Ｐ３３間の距離が小さいので、無線通信回路（図示せず）から引き回される給電線路を設置する面積を最小化することができる。
【００７０】
図３７は、第４の実施形態の第１の変形例に係るアンテナ装置を示す概略図である。本変形例のアンテナ装置では、放射器９０Ａ，９０Ｂを対称に配置するのではなく、同じ向きで（すなわち非対称に）配置している。放射器９０Ａ，９０Ｂの配置を非対称にすることでそれらの放射パターンを非対称にし、各放射器９０Ａ，９０Ｂで送受信される信号間の相関を下げる効果がある。ただし、送信信号間及び受信信号間に電力差が生じるので、ＭＩＭＯ通信方式に係る受信性能を最大化することはできない。なお、本変形例のアンテナ装置と同様に３つ以上の放射器を配置してもよい。
【００７１】
図３８は、第４の実施形態の比較例に係るアンテナ装置を示す概略図である。図３８のアンテナ装置では、給電点を設けていない放射導体３２，３４が互いに近接するように配置している。給電点Ｐ３１，Ｐ３３間の距離を離すことで、各放射器９０Ａ，９０Ｂで送受信される信号間の相関を低減できる。ただし、各放射器９０Ａ，９０Ｂの開放端（すなわち放射導体３２，３４の端部）が対向しているので、放射器９０Ａ，９０Ｂ間の電磁結合は大きくなってしまう。
【００７２】
図３９は、第４の実施形態の第２の変形例に係るアンテナ装置を示す概略図である。本変形例のアンテナ装置は、低域共振周波数ｆ１で動作するときの２つの放射器間の電磁結合を低減するために、図３６の放射器９０Ｂに代えて、キャパシタＣ３２及びインダクタＬ３２の位置を、放射器９０ＡのキャパシタＣ３１及びインダクタＬ３１の位置に対して非対称に構成した放射器９０Ｃを備えたことを特徴とする。
【００７３】
比較のため、まず、図３６のアンテナ装置が低域共振周波数ｆ１で動作するとき、例えば一方の信号源Ｑ３１のみを動作させる場合を考える。信号源Ｑ３１から入力される電流により放射器９０Ａがループアンテナモードで動作すると、放射器９０Ａによって発生される磁界により、図３６の放射器９０Ｂでは、放射器９０Ａ上の電流と同じ向きの誘導電流が流れ、この誘導電流は信号源Ｑ３２まで流れる。放射器９０Ｂ上に大きな誘導電流が流れることにより、放射器９０Ａ，９０Ｂ間の電磁結合が高くなる。一方、図３６のアンテナ装置が高域共振周波数ｆ２で動作するときは、放射器９０Ａにおいて、信号源Ｑ３１から入力される電流は、放射器９０Ｂからは遠隔した方向に流れ、従って、放射器９０Ａ，９０Ｂ間の電磁結合は小さく、放射器９０Ｂや信号源Ｑ３２に流れる誘導電流も小さい。
【００７４】
再び図３９を参照すると、本変形例のアンテナ装置では、放射器９０Ａ，９０Ｃの互いに対称な各放射導体のループに沿って各給電点Ｐ３１，Ｐ３３から対応する向きに進むとき（例えば、放射器９０Ａでは反時計回りに進み、放射器９０Ｃでは時計回りに進むとき）、放射器９０Ａでは給電点Ｐ３１、インダクタＬ３１、キャパシタＣ３１が順に位置し、放射器９０Ｃでは給電点Ｐ３３、キャパシタＣ３２、インダクタＬ３２が順に位置する。また、放射器９０Ａにおいて、キャパシタＣ３１はインダクタＬ３１よりも給電点Ｐ３１に近接して設けられる一方、放射器９０Ｃにおいて、インダクタＬ３２はキャパシタＣ３２よりも給電点Ｐ３３に近接して設けられる。このように、放射器９０Ａ，９０Ｃ間でキャパシタ及びインダクタの位置を非対称に構成したことにより、放射器９０Ａ，９０Ｃ間の電磁結合を低減する。
【００７５】
前述のように、低い周波数成分を有する電流は、インダクタは通過できるがキャパシタは通過しづらいという性質がある。従って、図３９のアンテナ装置が低域共振周波数ｆ１で動作するとき、信号源Ｑ３１から入力される電流により放射器９０Ａがループアンテナモードで動作しても、放射器９０Ｃ上の誘導電流は小さくなり、また、放射器９０Ｃから信号源Ｑ３２に流れる電流も小さくなる。このように、図３９のアンテナ装置が低域共振周波数ｆ１で動作するときの放射器９０Ａ，９０Ｃ間の電磁結合は小さくなる。図３９のアンテナ装置が高域共振周波数ｆ２で動作するときは、放射器９０Ａ，９０Ｃ間の電磁結合は小さい。
【００７６】
アンテナ装置のサイズを削減するために、放射導体３１〜３４のいずれかを少なくとも１カ所で折り曲げてもよく、また、アンテナ装置が高域共振周波数ｆ２で動作するとき、その周波数によっては、電流は、インダクタＬ３１の位置まで流れることなく、放射導体３２の先端（上端）まで、又は放射導体３２上の所定位置、例えば放射導体を折り曲げた位置まで流れてもよい。
【００７７】
第５の実施形態．
図５４は、第５の実施形態に係る無線通信装置であって、図１のアンテナ装置を備えた無線通信装置の構成を示すブロック図である。本実施形態に係る無線通信装置は、例えば図５４に示すように携帯電話機として構成されてもよい。図５４の無線通信装置は、図１のアンテナ装置と、無線送受信回路１０１と、無線送受信回路１０１に接続されたベースバンド信号処理回路１０２と、ベースバンド信号処理回路１０２に接続されたスピーカ１０３及びマイクロホン１０４とを備える。アンテナ装置の放射器４０の給電点Ｐ１及び接地導体Ｇ１の接続点Ｐ２は、図１の信号源Ｑ１に代えて、無線送受信回路１０１に接続される。なお、無線通信装置として、ワイヤレスブロードバンドルータ装置や、Ｍ２Ｍ（マシン・ツー・マシン）目的の高速無線通信装置などを実施する場合には、スピーカ及びマイクロホンなどは必ずしも設けなくてもよく、無線通信装置による通信状況を確認するためにＬＥＤ（発光ダイオード）などを用いることができる。図１他のアンテナ装置を適用可能な無線通信装置は、以上に例示したものに限定されない。
【００７８】
本実施形態の無線通信装置によれば、放射器４０を動作周波数に応じてループアンテナモード及びモノポールアンテナモードのいずれかとして動作させることで、効果的にデュアルバンド動作を実現するとともに、無線通信装置の小型化を達成することができる。さらに、高域共振周波数ｆ２を含む高域の動作帯域を超広帯域化することができる。
【００７９】
図５４の無線通信装置は、図１のアンテナ装置に代えて、ここに開示した他の任意のアンテナ装置又はその変形を用いることができる。
【００８０】
以上説明した各実施形態及び各変形例を組み合わせてもよい。例えば、第１の実施形態のアンテナ装置と図２２のアンテナ装置とを組み合わせ、放射導体１，２と接地導体Ｇ１とが互いに近接した部分において、ループ状の放射導体に沿って給電点Ｐ１から遠隔するにつれて、放射導体１，２と接地導体Ｇ１との間の距離が次第に増大するように、ループ状の放射器の外周と接地導体のエッジ部との両方を形成してもよい。同様に、第２の実施形態のアンテナ装置と図２３のアンテナ装置とを組み合わせ、放射導体１，２と接地導体Ｇ１とが互いに対向した部分において、ループ状の放射導体に沿って給電点Ｐ１から遠隔するにつれて、放射導体１，２と接地導体Ｇ１との間の距離が次第に増大するように、放射器の放射導体と接地導体の接地面との両方を形成してもよい。
【実施例１】
【００８１】
以下、本開示の実施形態に係るアンテナ装置のシミュレーション結果について説明する。シミュレーションで用いたソフトウェアは「ＣＳＴ  Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  Ｓｔｕｄｉｏ」であり、これを用いてトランジェント解析を行った。給電点の反射エネルギーが入力エネルギーに対して−４０ｄＢ以下となる点をしきい値として収束判定を行った。サブメッシュ法により電流が強く流れる部分は細かくモデリングした。【００８２】
図４０は、シミュレーションで用いた第１の比較例に係るアンテナ装置を示す斜視図であり、図４１は、図４０のアンテナ装置の放射器５１の詳細構成を示す上面図である。キャパシタＣ１は１ｐＦの容量を有し、インダクタＬ１は３ｎＨのインダクタンスを有するものを用いた。キャパシタＣ１の容量及びインダクタＬ１のインダクタンスは、他のシミュレーションでも同じである。図４２は、図４０のアンテナ装置の反射係数Ｓ１１の周波数特性を示すグラフである。低域共振周波数ｆ１＝１０３５ＭＨｚのとき、反射係数Ｓ１１＝−１３．１ｄＢになり、高域共振周波数ｆ２＝１８４４ＭＨｚのとき、反射係数Ｓ１１＝−１０．６ｄＢになった。図４３は、シミュレーションで用いた第２の比較例に係るアンテナ装置の放射器５２を示す上面図である。図４３の放射器５２は、図４０の放射器５１と同様に接地導体Ｇ１に対して設けられる（他のシミュレーションでも同様）。図４４は、図４３のアンテナ装置の反射係数Ｓ１１の周波数特性を示すグラフである。低域共振周波数ｆ１＝９４９ＭＨｚのとき、反射係数Ｓ１１＝−７．６ｄＢになり、高域共振周波数ｆ２＝２０５０ＭＨｚのとき、反射係数Ｓ１１＝−１８．２ｄＢになった。図４２及び図４３によれば、比較例のアンテナ装置でも、効果的にデュアルバンド特性を実現できていることがわかる。【００８３】
図４５は、シミュレーションで用いた第３の比較例に係るアンテナ装置の放射器５３を示す上面図である。図４５のアンテナ装置では、ループ状の放射導体の外周において開放端付近をテーパー形状に形成している。図４６は、図４５のアンテナ装置の反射係数Ｓ１１の周波数特性を示すグラフである。低域共振周波数ｆ１＝１０４０ＭＨｚのとき、反射係数Ｓ１１＝−１１．１ｄＢになり、高域共振周波数ｆ２＝１９１４ＭＨｚのとき、反射係数Ｓ１１＝−１２．１ｄＢになった。図４７は、シミュレーションで用いた第４の比較例に係るアンテナ装置の放射器５４を示す上面図である。図４７のアンテナ装置でも、ループ状の放射導体の外周において開放端付近をテーパー形状に形成している。図４８は、図４７のアンテナ装置の反射係数Ｓ１１の周波数特性を示すグラフである。低域共振周波数ｆ１＝９８３ＭＨｚのとき、反射係数Ｓ１１＝−７．９ｄＢになり、高域共振周波数ｆ２＝２１０３ＭＨｚのとき、反射係数Ｓ１１＝−１９．３ｄＢになった。図４６及び図４８によれば、効果的にデュアルバンド特性を実現できていることがわかる。また、図４２及び図４３のグラフと比較すると、アンテナ装置が低域共振周波数ｆ１で動作するときの特性に大きな変化は見られないが、図４５及び図４７のアンテナ装置が高域共振周波数ｆ２で動作するときには、開放端付近をテーパー形状に形成したことにより、動作周波数帯がわずかに広がっていることがわかる。ただし、際立った広帯域化は実現できていない。【００８４】
図４９は、シミュレーションで用いた第１の実施形態の第１の実施例に係るアンテナ装置の放射器４６を示す上面図である。図５０は、図４９のアンテナ装置の反射係数Ｓ１１の周波数特性を示すグラフである。低域共振周波数ｆ１＝１０４３ＭＨｚのとき、反射係数Ｓ１１＝−１６．２ｄＢになり、高域共振周波数ｆ２＝１９０３ＭＨｚのとき、反射係数Ｓ１１＝−１５．１ｄＢになった。図５１は、シミュレーションで用いた第１の実施形態の第２の実施例に係るアンテナ装置の放射器４７を示す上面図である。図５２は、図５１のアンテナ装置の反射係数Ｓ１１の周波数特性を示すグラフである。低域共振周波数ｆ１＝９８５ＭＨｚのとき、反射係数Ｓ１１＝−１０．５ｄＢになり、高域共振周波数ｆ２＝２０５１ＭＨｚのとき、反射係数Ｓ１１＝−２６．２ｄＢになった。図５０及び図５２によれば、効果的にデュアルバンド特性を実現できていることがわかる。図４６及び図４８のグラフと比較すると、アンテナ装置が低域共振周波数ｆ１で動作するときの特性に大きな変化は見られないが、図４９及び図５１のアンテナ装置では、放射導体１，２と接地導体Ｇ１とが互いに近接した部分において、放射導体のループに沿って給電点Ｐ１から遠隔するにつれて接地導体Ｇ１からの距離が次第に増大するようにループ状の放射導体の外周を形成したことにより、図４９及び図５１のアンテナ装置が第２の共振周波数ｆ２で動作するとき、より効果的に広帯域化できていることが判る。しかしながら、接地導体Ｇ１の近傍にインダクタＬ１がある図４９のアンテナ装置では、広帯域化は十分とはいえない。これは、アンテナ装置が高域共振周波数ｆ２で動作するときの電流経路がキャパシタＣ１を通過するからであり、インダクタＬ１近辺の放射導体の部分に電流が強く流れていないからである。【００８５】
図５３は、シミュレーションで用いた第２の実施形態の実施例に係るアンテナ装置の反射係数Ｓ１１の周波数特性を示すグラフである。図５３のシミュレーションでは、図４９の放射器４６の放射導体１に代えて、図２０の放射導体１ｃを用いた。低域共振周波数ｆ１＝１０１０ＭＨｚのとき、反射係数Ｓ１１＝−１８．７ｄＢになり、高域共振周波数ｆ２＝２０３７ＭＨｚのとき、反射係数Ｓ１１＝−４５．８ｄＢになった。図５３によれば、効果的にデュアルバンド特性を実現でき、かつ、高域共振周波数ｆ２を含む動作周波数帯も１８１０〜２６２０ＭＨｚと超広帯域化することができた。以上の結果より、本開示の実施形態に係るアンテナ装置では、小型かつ簡単な構成でありながら、マルチバンドで動作可能なアンテナ装置を提供することができ、さらに、高域の動作周波数帯を超広帯域化することができる。【００８６】
参考として、アンテナ装置が高域共振周波数ｆ２で動作するときの動作帯域幅（すなわち、Ｓ１１≦−１０ｄＢとなる周波数帯）を表１にまとめる。【００８７】
［表１］
―――――――――――――
図４２    １７０ＭＨｚ
図４４    ６８０ＭＨｚ
図４６    ４０６ＭＨｚ
図４８    ７４０ＭＨｚ
図５０    ５７７ＭＨｚ
図５２    ８６４ＭＨｚ
図５３    １０７９ＭＨｚ
―――――――――――――【００８８】
シミュレーション結果によれば、放射導体１，２と接地導体Ｇ１とが互いに近接した部分において、ループ状の放射導体に沿って給電点Ｐ１から遠隔するにつれて、放射導体１，２と接地導体Ｇ１との間の距離が次第に増大するようにアンテナ装置を構成したことにより、アンテナ装置が低域共振周波数ｆ１で動作するときの特性を損なうことなく、高域共振周波数ｆ２を含む動作周波数帯を超広帯域化できるという格別の効果が得られることを、様々なアンテナモデルで確認することができた。【００８９】
なお、今回設計したアンテナ装置の周波数特性は一例であり、この周波数特性に限られるものではない。セルラーや無線ＬＡＮ、ＧＰＳの周波数帯など求められるシステムに応じて整合回路なども含めて最適にチューニングをすることにより、性能を高めることが可能である。【００９０】
まとめ．
ここに開示したアンテナ装置及び無線通信装置は、以下の構成を備えたことを特徴とする。【００９１】
本開示の第１の態様に係るアンテナ装置は、少なくとも１つの放射器と接地導体とを備えたアンテナ装置において、
上記各放射器は、
内周及び外周を有するループ状の放射導体であって、上記接地導体に近接して電磁的に結合した部分を有するように上記接地導体に対して設けられた放射導体と、
上記放射導体のループに沿って所定位置に挿入された少なくとも１つのキャパシタと、
上記放射導体のループに沿って、上記キャパシタの位置とは異なる所定位置に挿入された少なくとも１つのインダクタと、
上記接地導体に近接した位置において、上記放射導体上に設けられた給電点とを備え、
上記アンテナ装置は、上記各放射器の上記放射導体と上記接地導体とが互いに近接した部分において、上記放射導体のループに沿って上記給電点から遠隔するにつれて、上記放射導体と上記接地導体との間の距離が次第に増大するように構成され、
上記各放射器は、第１の周波数と、上記第１の周波数より高い第２の周波数とで励振され、
上記各放射器が上記第１の周波数で励振されるとき、上記インダクタ及び上記キャパシタを含み、上記放射導体のループの内周に沿う第１の経路を第１の電流が流れ、
上記各放射器が上記第２の周波数で励振されるとき、上記キャパシタを含み、上記インダクタを含まず、上記放射導体のループの外周に沿った区間であって上記給電点と上記インダクタとの間の区間を含む第２の経路を第２の電流が流れ、上記各放射器の上記放射導体と上記接地導体とが互いに近接した部分において、上記放射導体と上記接地導体との間に分布する容量と上記放射導体に分布するインダクタンスとにより共振回路が形成され、
上記各放射器は、上記放射導体のループと上記インダクタと上記キャパシタが上記第１の周波数で共振し、上記放射導体のループのうちの上記第２の経路に含まれる部分と上記キャパシタと上記共振回路とが上記第２の周波数で共振するように構成されることを特徴とする。【００９２】
本開示の第２の態様に係るアンテナ装置は、第１の態様に係るアンテナ装置において、上記各放射器の上記放射導体のループの外周は、上記放射導体のループに沿って上記給電点から遠隔するにつれて上記接地導体からの距離が次第に増大するように形成されたことを特徴とする。【００９３】
本開示の第３の態様に係るアンテナ装置は、第１の態様に係るアンテナ装置において、  上記接地導体は、上記各放射器の上記放射導体に近接したエッジ部を有し、
上記エッジ部は、上記各放射器の上記放射導体のループに沿って上記給電点から遠隔するにつれて上記放射導体からの距離が次第に増大するように形成されたことを特徴とする。【００９４】
本開示の第４の態様に係るアンテナ装置は、第１〜第３のいずれか１つの態様に係るアンテナ装置において、
上記接地導体の接地面は第１の面上に設けられ、
上記各放射器の上記放射導体は、上記第１の面に対して少なくとも部分的に対向した第２の面上に設けられ、上記放射導体のループに沿って上記給電点から遠隔するにつれて上記接地導体の接地面からの距離が次第に増大するように設けられたことを特徴とする。【００９５】
本開示の第５の態様に係るアンテナ装置は、第１〜第３のいずれか１つの態様に係るアンテナ装置において、
上記接地導体の接地面は第１の面上に設けられ、
上記各放射器の上記放射導体は、上記第１の面に対して少なくとも部分的に対向した第２の面上に設けられ、
上記接地導体の接地面は、上記放射導体のループに沿って上記給電点から遠隔するにつれて上記放射導体からの距離が次第に増大するように形成されたことを特徴とする。【００９６】
本開示の第６の態様に係るアンテナ装置は、第１〜第５のいずれか１つの態様に係るアンテナ装置において、上記各放射器の上記放射導体のループに沿って上記給電点から第１の方向に向かうにつれて、上記放射導体と上記接地導体との間の距離が次第に増大し、上記放射導体のループに沿って上記給電点から上記第１の方向とは逆の第２の方向に向かうにつれて、上記放射導体と上記接地導体との間の距離が次第に増大することを特徴とする。【００９７】
本開示の第７の態様に係るアンテナ装置は、第１〜第６のいずれか１つの態様に係るアンテナ装置において、上記各放射器の上記キャパシタ及び上記インダクタは、上記放射導体のループに沿って、上記放射導体と上記接地導体とが互いに近接した部分にそれぞれ設けられ、上記給電点は、上記キャパシタ及び上記インダクタの間に設けられたことを特徴とする。【００９８】
本開示の第８の態様に係るアンテナ装置は、第１〜第７のいずれか１つの態様に係るアンテナ装置において、
上記放射導体は、第１の放射導体と第２の放射導体とを含み、
上記キャパシタは、上記第１及び第２の放射導体の間に生じる容量によって形成されることを特徴とする。【００９９】
本開示の第９の態様に係るアンテナ装置は、第１〜第８のいずれか１つの態様に係るアンテナ装置において、上記インダクタはストリップ導体で構成されることを特徴とする。【０１００】
本開示の第１０の態様に係るアンテナ装置は、第１〜第８のいずれか１つの態様に係るアンテナ装置において、上記インダクタはメアンダ状導体で構成されることを特徴とする。【０１０１】
本開示の第１１の態様に係るアンテナ装置は、第１〜第１０のいずれか１つの態様に係るアンテナ装置において、上記接地導体と、上記給電点に接続された給電線路とを備えたプリント配線基板を備え、
上記放射器は上記プリント配線基板上に形成されたことを特徴とする。【０１０２】
本開示の第１２の態様に係るアンテナ装置は、第１〜第１０のいずれか１つの態様に係るアンテナ装置において、第１の放射器と、上記接地導体に代えて第２の放射器とを含むダイポールアンテナであることを特徴とする。【０１０３】
本開示の第１３の態様に係るアンテナ装置は、第１〜第１２のいずれか１つの態様に係るアンテナ装置において、複数の放射器を備え、上記複数の放射器は、互いに異なる複数の第１の周波数と、互いに異なる複数の第２の周波数とを有することを特徴とする。【０１０４】
本開示の第１４の態様に係るアンテナ装置は、第１〜第１３のいずれか１つの態様に係るアンテナ装置において、逆Ｆ型アンテナとして構成されたことを特徴とする。【０１０５】
本開示の第１５の態様に係るアンテナ装置は、第１〜第１４のいずれか１つの態様に係るアンテナ装置において、上記放射導体は少なくとも１カ所で折り曲げられていることを特徴とする。【０１０６】
本開示の第１６の態様に係るアンテナ装置は、第１〜第１４のいずれか１つの態様に係るアンテナ装置において、上記放射導体は少なくとも１カ所で湾曲していることを特徴とする。【０１０７】
本開示の第１７の態様に係るアンテナ装置は、第１〜第１６のいずれか１つの態様に係るアンテナ装置において、互いに異なる信号源に接続された複数の放射器を備えたことを特徴とする。【０１０８】
本開示の第１８の態様に係るアンテナ装置は、第１７の態様に係るアンテナ装置において、所定の基準軸に対して互いに対称に構成された放射導体をそれぞれ有する第１の放射器及び第２の放射器を備え、
上記第１及び第２の放射器の各給電点は、上記基準軸に対して対称な位置に設けられ、
上記第１及び第２の放射器の各放射導体は、上記基準軸に沿って上記第１の放射器の給電点及び上記第２の放射器の給電点から遠ざかるにつれて上記第１及び第２の放射器の間の距離が次第に増大する形状を有することを特徴とする。【０１０９】
本開示の第１９の態様に係るアンテナ装置は、第１７又は第１８の態様に係るアンテナ装置において、第１の放射器及び第２の放射器を備え、上記第１及び第２の放射器の各放射導体のループは所定の基準軸に対して互いに実質的に対称に構成され、
上記第１及び第２の放射器の上記互いに対称な各放射導体のループに沿って上記各給電点から対応する向きに進むとき、上記第１の放射器では上記給電点、上記インダクタ、上記キャパシタが順に位置し、上記第２の放射器では上記給電点、上記キャパシタ、上記インダクタが順に位置することを特徴とする。【０１１０】
本開示の第２０の態様に係る無線通信装置は、第１〜第１９のいずれか１つの態様に係るアンテナ装置を備えたことを特徴とする。
【産業上の利用可能性】
【０１１１】
以上説明したように、本開示のアンテナ装置は、小型かつ簡単な構成でありながら、マルチバンドで動作可能である。また、本開示のアンテナ装置は、複数の放射器を備えた場合には、アンテナ素子間で互いに低結合であり、複数の無線信号を同時に送受信するように動作可能である。また、本開示によれば、そのようなアンテナ装置を備えた無線通信装置を提供することができる。【０１１２】
本開示のアンテナ装置及びそれを用いた無線通信装置によれば、例えば携帯電話機として実装することができ、あるいは、無線ＬＡＮ用の装置、スマートフォン等として実装することもできる。このアンテナ装置は、例えばＭＩＭＯ通信を行うための無線通信装置に搭載することができるが、ＭＩＭＯに限らず、複数のアプリケーションのための通信を同時に実行可能（マルチアプリケーション）なアダプティブアレーアンテナや最大比合成ダイバーシチアンテナ、フェーズドアレーアンテナといったアレーアンテナ装置に搭載することも可能である。
【符号の説明】
【０１１３】
１，１ａ，１ｂ，１ｃ，２，３，１１，１２，２１，２２，３１〜３４…放射導体、
４０〜４７，５０〜５４，６０〜６７，７０，７１，８０〜８８，９０Ａ〜９０Ｃ…放射器、
８８ａ…短絡導体、
１０１…無線送受信回路、
１０２…ベースバンド信号処理回路、
１０３…スピーカ、
１０４…マイクロホン、
Ｂ１…誘電体基板、
Ｃ１〜Ｃ６，Ｃ１１，Ｃ２１，Ｃ３１，Ｃ３２…キャパシタ、
Ｃｅ…容量、
Ｌ１〜Ｌ５，Ｌ１１，Ｌ２１，Ｌ３１，Ｌ３２…インダクタ、
Ｌａ，Ｌｅ…インダクタンス、
Ｇ１〜Ｇ４…接地導体、
Ｐ１，Ｐ１１，Ｐ２１，Ｐ３１，Ｐ３３…給電点、
Ｐ２，Ｐ３２，Ｐ３４…接続点、
Ｑ１，Ｑ２１，Ｑ３１，Ｑ３２…信号源、
Ｒｒ…放射抵抗、
Ｓ１…ストリップ導体。
【図１】
2013061502.tif 000003
【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】
2013061502.tif 000011
【図１０】
2013061502.tif 000012
【図１１】
2013061502.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2013061502.tif 000015
【図１４】
2013061502.tif 000016
【図１５】
2013061502.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
2013061502.tif 000019
【図１８】
2013061502.tif 000020
【図１９】
2013061502.tif 000021
【図２０】
2013061502.tif 000022
【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
2013061502.tif 000026
【図２５】
2013061502.tif 000027
【図２６】
2013061502.tif 000028
【図２７】
2013061502.tif 000029
【図２８】
2013061502.tif 000030
【図２９】
2013061502.tif 000031
【図３０】
2013061502.tif 000032
【図３１】
2013061502.tif 000033
【図３２】
2013061502.tif 000034
【図３３】
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【図３４】
2013061502.tif 000036
【図３５】
2013061502.tif 000037
【図３６】
2013061502.tif 000038
【図３７】
2013061502.tif 000039
【図３８】
2013061502.tif 000040
【図３９】
2013061502.tif 000041
【図４０】
2013061502.tif 000042
【図４１】
2013061502.tif 000043
【図４２】
2013061502.tif 000044
【図４３】
2013061502.tif 000045
【図４４】
2013061502.tif 000046
【図４５】
2013061502.tif 000047
【図４６】
2013061502.tif 000048
【図４７】
2013061502.tif 000049
【図４８】
2013061502.tif 000050
【図４９】
2013061502.tif 000051
【図５０】
2013061502.tif 000052
【図５１】
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【図５２】
2013061502.tif 000054
【図５３】
2013061502.tif 000055
【図５４】
2013061502.tif 000056
【国際調査報告】
2013061502.tif 000057
2013061502.tif 000058
2013061502.tif 000059
2013061502.tif 000060