(57)【要約】  放射器（１０１）において、放射導体（１，２，３）とキャパシタ（Ｃ１，Ｃ２）とインダクタ（Ｌ１，Ｌ２）とにより、大ループが形成され、放射導体（２，３）が互いに近接した部分とキャパシタ（Ｃ２）とインダクタ（Ｌ２）とにより、小ループが形成される。放射器（１０１）は、インダクタ（Ｌ１）と、キャパシタ（Ｃ１）と、インダクタ（Ｌ２）又はキャパシタ（Ｃ２）とを含む、大ループに沿った第１の部分と、給電点（Ｐ１）からインダクタ（Ｌ１）又はキャパシタ（Ｃ１）を介して第２の位置に至る区間と、小ループとを含む第２の部分と、給電点（Ｐ１）からキャパシタ（Ｃ１）を介して第２の位置に至る区間を含む第３の部分とが、所定周波数で共振するように構成される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの放射器を備えたアンテナ装置において、
上記各放射器は、
第１のループを形成するループ状の放射導体であって、上記第１のループに沿って順に給電点、第１の位置、第２の位置、及び第３の位置を有する放射導体と、
上記放射導体の第１の位置に挿入された第１のインダクタと、
上記放射導体の第３の位置に挿入された第１のキャパシタと、
上記放射導体の第２の位置に互いに並列に挿入された第２のインダクタ及び第２のキャパシタとを備え、
上記放射導体の第２の位置及びその近接部分と、上記第２のインダクタと、上記第２のキャパシタとにより第２のループが形成され、
上記各放射器は上記給電点を介して、第１の周波数と、上記第１の周波数よりも高い第２の周波数と、上記第２の周波数よりも高い第３の周波数との少なくとも２つの周波数で励振され、
上記各放射器は、
（Ａ）上記第１のインダクタと、上記第１のキャパシタと、上記第２のインダクタ又は上記第２のキャパシタとを含む、上記第１のループに沿った当該放射器の第１の部分と、
（Ｂ）上記第１のループに沿った区間であって、上記給電点から上記第１のインダクタ又は上記第１のキャパシタを介して上記第２の位置に至る区間と、上記第２のループとを含む当該放射器の第２の部分と、
（Ｃ）上記第１のループに沿った区間であって、上記給電点から上記第１のキャパシタを介して上記第２の位置に至る区間、又は、上記給電点から上記第１のキャパシタと上記第２のインダクタ又は上記第２のキャパシタとを介して上記第１の位置に至る区間を含む当該放射器の第３の部分とを含み、
上記各放射器は、上記第１、第２、及び第３の部分の少なくとも２つが共振するように構成され、上記第１の部分が共振するときは上記第１の周波数で共振し、上記第２の部分が共振するときは上記第２の周波数で共振し、上記第３の部分が共振するときは上記第３の周波数で共振することを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
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、
上記第１及び第２のキャパシタの少なくとも一方は、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記載のアンテナ装置。
【請求項３】
上記第１及び第２のキャパシタの少なくとも一方は、直列接続された複数のキャパシタを含むことを特徴とする請求項１又は２記載のアンテナ装置。
【請求項４】
上記第１及び第２のインダクタの少なくとも一方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１〜３のいずれか１つに記載のアンテナ装置。
【請求項５】
上記第１及び第２のインダクタの少なくとも一方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１〜４のいずれか１つに記載のアンテナ装置。
【請求項６】
上記第１及び第２のインダクタの少なくとも一方は、直列接続された複数のインダクタを含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載のアンテナ装置。
【請求項７】
上記アンテナ装置は接地導体をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載のアンテナ装置。
【請求項８】
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７記載のアンテナ装置。
【請求項９】
上記アンテナ装置は、少なくとも一対の放射器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１〜６のいずれか１つに記載のアンテナ装置。
【請求項１０】
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、互いに異なる第１の周波数と、互いに異なる第２の周波数と、互いに異なる第３の周波数とを有することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載のアンテナ装置。
【請求項１１】
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１〜１０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、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１〜１１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、所定の基準軸に対して互いに対称に構成された第１の放射器及び第２の放射器を備え、上記第２の放射器の第１のインダクタは上記第１の放射器の第１のキャパシタに対応する位置に設けられ、上記第２の放射器の第１のキャパシタは上記第１の放射器の第１のインダクタに対応する位置に設けられたことを特徴とする請求項１２記載のアンテナ装置。
【請求項１４】
上記第２の放射器の第２のインダクタは上記第１の放射器の第２のキャパシタに対応する位置に設けられ、上記第２の放射器の第２のキャパシタは上記第１の放射器の第２のインダクタに対応する位置に設けられたことを特徴とする請求項１３記載のアンテナ装置。
【請求項１５】
上記第１及び第２の放射器は、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１２〜１４のいずれか１つに記載のアンテナ装置。
【請求項１６】
請求項１〜１５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】
本発明は、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に係る発明は、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に係る発明は、マルチバンドアンテナにおいて、ＬＣ並列共振回路の両端に第１及び第２の放射エレメントを接続したアンテナ素子を備えてなるマルチバンドアンテナにおいて、前記ＬＣ並列共振回路はインダクタ自身の自己共振によって構成されていることを特徴とする。特許文献２のマルチバンドアンテナによれば、ホイップアンテナのインダクタ自身の自己共振によって構成されるＬＣ並列共振回路により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】特開平１１−５５０２２号公報
【特許文献３】特許第４００３０７７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。そのため、複数のアンテナを近接配置した状態で低結合なアレーアンテナが必要となる。また、ＭＩＭＯアンテナ装置は、空間分割多重を実現するために、指向性又は偏波特性などを相違させることにより、互いに低相関である複数の無線信号の送受信を同時に実行する必要がある。さらに、通信の高速化のためアンテナの広帯域化技術が求められている。【０００７】
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。【０００８】
特許文献２のマルチバンドアンテナでは、低域動作させるためには放射エレメントの素子長を長くしなければならない。また、ＬＣ並列共振回路は放射に寄与できない。【０００９】
従って、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。【００１０】
本発明の目的は、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ことにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の第１の態様によれば、
少なくとも１つの放射器を備えたアンテナ装置において、
上記各放射器は、
第１のループを形成するループ状の放射導体であって、上記第１のループに沿って順に給電点、第１の位置、第２の位置、及び第３の位置を有する放射導体と、
上記放射導体の第１の位置に挿入された第１のインダクタと、
上記放射導体の第３の位置に挿入された第１のキャパシタと、
上記放射導体の第２の位置に互いに並列に挿入された第２のインダクタ及び第２のキャパシタとを備え、
上記放射導体の第２の位置及びその近接部分と、上記第２のインダクタと、上記第２のキャパシタとにより第２のループが形成され、
上記各放射器は上記給電点を介して、第１の周波数と、上記第１の周波数よりも高い第２の周波数と、上記第２の周波数よりも高い第３の周波数との少なくとも２つの周波数で励振され、
上記各放射器は、
（Ａ）上記第１のインダクタと、上記第１のキャパシタと、上記第２のインダクタ又は上記第２のキャパシタとを含む、上記第１のループに沿った当該放射器の第１の部分と、
（Ｂ）上記第１のループに沿った区間であって、上記給電点から上記第１のインダクタ又は上記第１のキャパシタを介して上記第２の位置に至る区間と、上記第２のループとを含む当該放射器の第２の部分と、
（Ｃ）上記第１のループに沿った区間であって、上記給電点から上記第１のキャパシタを介して上記第２の位置に至る区間、又は、上記給電点から上記第１のキャパシタと上記第２のインダクタ又は上記第２のキャパシタとを介して上記第１の位置に至る区間を含む当該放射器の第３の部分とを含み、
上記各放射器は、上記第１、第２、及び第３の部分の少なくとも２つが共振するように構成され、上記第１の部分が共振するときは上記第１の周波数で共振し、上記第２の部分が共振するときは上記第２の周波数で共振し、上記第３の部分が共振するときは上記第３の周波数で共振することを特徴とする。【００１２】
上記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、
上記第１及び第２のキャパシタの少なくとも一方は、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。【００１３】
上記アンテナ装置において、上記第１及び第２のキャパシタの少なくとも一方は、直列接続された複数のキャパシタを含むことを特徴とする。【００１４】
上記アンテナ装置において、上記第１及び第２のインダクタの少なくとも一方はストリップ導体で構成されることを特徴とする。【００１５】
上記アンテナ装置において、上記第１及び第２のインダクタの少なくとも一方はメアンダ状導体で構成されることを特徴とする。【００１６】
上記アンテナ装置において、上記第１及び第２のインダクタの少なくとも一方は、直列接続された複数のインダクタを含むことを特徴とする。【００１７】
上記アンテナ装置において、上記アンテナ装置は接地導体をさらに備えたことを特徴とする。【００１８】
上記アンテナ装置において、
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。【００１９】
上記アンテナ装置において、上記アンテナ装置は、少なくとも一対の放射器を含むダイポールアンテナであることを特徴とする。【００２０】
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、互いに異なる第１の周波数と、互いに異なる第２の周波数と、互いに異なる第３の周波数とを有することを特徴とする。【００２１】
上記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。【００２２】
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。【００２３】
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第１の放射器及び第２の放射器を備え、上記第２の放射器の第１のインダクタは上記第１の放射器の第１のキャパシタに対応する位置に設けられ、上記第２の放射器の第１のキャパシタは上記第１の放射器の第１のインダクタに対応する位置に設けられたことを特徴とする。【００２４】
上記アンテナ装置において、上記第２の放射器の第２のインダクタは上記第１の放射器の第２のキャパシタに対応する位置に設けられ、上記第２の放射器の第２のキャパシタは上記第１の放射器の第２のインダクタに対応する位置に設けられたことを特徴とする。【００２５】
上記アンテナ装置において、上記第１及び第２の放射器は、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。【００２６】
本発明の第２の態様によれば、本発明の第１の態様に係るアンテナ装置を備えたことを特徴とする無線通信装置が提供される。
【発明の効果】
【００２７】
本発明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。また、本発明のアンテナ装置は、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、本発明によれば、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。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るアンテナ装置を示す平面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の比較例に係るアンテナ装置を示す平面図である。
【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のアンテナ装置が中域共振周波数ｆ２で動作するときの第１の電流経路を示す図である。
【図５】図１のアンテナ装置が中域共振周波数ｆ２で動作するときの第２の電流経路を示す図である。
【図６】図１のアンテナ装置が高域共振周波数ｆ３で動作するときの電流経路を示す図である。
【図７】本発明の第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平面図である。
【図８】本発明の第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平面図である。
【図９】本発明の第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平面図である。
【図１０】本発明の第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平面図である。
【図１１】本発明の第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平面図である。
【図１２】本発明の第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平面図である。
【図１３】図１２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１４】図１２のアンテナ装置が中域共振周波数ｆ２で動作するときの第１の電流経路を示す図である
【図１５】図１２のアンテナ装置が中域共振周波数ｆ２で動作するときの第２の電流経路を示す図である。
【図１６】図１２のアンテナ装置が高域共振周波数ｆ３で動作するときの電流経路を示す図である。
【図１７】本発明の第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平面図である。
【図１８】本発明の第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平面図である。
【図１９】本発明の第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平面図である。
【図２０】本発明の第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平面図である。
【図２１】本発明の第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平面図である。
【図２２】図８のアンテナ装置が高域共振周波数ｆ３で動作するときの電流経路を示す図である。
【図２３】本発明の第１の実施形態の第１２の変形例に係るアンテナ装置が高域共振周波数ｆ３で動作するときの電流経路を示す図である。
【図２４】本発明の第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平面図である。
【図２５】本発明の第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平面図である。
【図２６】本発明の第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平面図である。
【図２７】本発明の第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平面図である。
【図２８】本発明の第１の実施形態の第１７の変形例に係るアンテナ装置を示す平面図である。
【図２９】本発明の第１の実施形態の第１８の変形例に係るアンテナ装置を示す平面図である。
【図３０】本発明の第１の実施形態の第１９の変形例に係るアンテナ装置を示す平面図である。
【図３１】本発明の第１の実施形態の第２０の変形例に係るアンテナ装置を示す平面図である。
【図３２】本発明の第１の実施形態の第２１の変形例に係るアンテナ装置を示す平面図である。
【図３３】本発明の第２の実施形態に係るアンテナ装置を示す平面図である。
【図３４】本発明の第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平面図である。
【図３５】本発明の第２の実施形態の比較例に係るアンテナ装置を示す平面図である。
【図３６】図３３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３７】図３３のアンテナ装置が中域共振周波数ｆ２で動作するときの電流経路を示す図である。
【図３８】図３３のアンテナ装置が高域共振周波数ｆ３で動作するときの電流経路を示す図である。
【図３９】本発明の第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平面図である。
【図４０】図３９のアンテナ装置が低域共振周波数ｆ１で動作するときの電流経路を示す図である。
【図４１】図３９のアンテナ装置が中域共振周波数ｆ２で動作するときの電流経路を示す図である。
【図４２】図３９のアンテナ装置が高域共振周波数ｆ３で動作するときの電流経路を示す図である。
【図４３】本発明の第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平面図である。
【図４４】図４３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４５】図４３のアンテナ装置が中域共振周波数ｆ２で動作するときの電流経路を示す図である。
【図４６】図４３のアンテナ装置が高域共振周波数ｆ３で動作するときの電流経路を示す図である。
【図４７】本発明の第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平面図である。
【図４８】本発明の第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平面図である。
【図４９】第１の実施例に係るアンテナ装置を示す斜視図である。
【図５０】図４９の放射器１６１の詳細構成を示す展開図である。
【図５１】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５２】第１の実施例の比較例の放射器２１１の詳細構成を示す展開図である。
【図５３】図５２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５４】第１の実施例の変形例に係るアンテナ装置を示す斜視図である。
【図５５】図５４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５６】第２の実施例に係るアンテナ装置を示す斜視図である。
【図５７】図５６の放射器１７１の詳細構成を示す上面図である。
【図５８】図５６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５９】図５６のアンテナ装置が低域共振周波数ｆ１で動作するときに給電点Ｐ１から見たインダクタＬ１のインピーダンスＺ’Ｌ１及び給電点Ｐ１から見た及びキャパシタＣ１のインピーダンスＺ’Ｃ１を示すスミスチャートである。
【図６０】図５６のアンテナ装置が中域共振周波数ｆ２で動作するときの電流経路を示す図である。
【図６１】図５６のアンテナ装置が中域共振周波数ｆ２で動作するときに給電点Ｐ１から見たインダクタＬ１のインピーダンスＺ’Ｌ１及び給電点Ｐ１から見た及びキャパシタＣ１のインピーダンスＺ’Ｃ１を示すスミスチャートである。
【図６２】図５６のアンテナ装置が高域共振周波数ｆ３で動作するときの電流経路を示す図である。
【図６３】図５６のアンテナ装置が高域共振周波数ｆ３で動作するときに給電点Ｐ１から見たインダクタＬ１のインピーダンスＺ’Ｌ１及び給電点Ｐ１から見た及びキャパシタＣ１のインピーダンスＺ’Ｃ１を示すスミスチャートである。
【図６４】第２の実施例の第１の変形例に係る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６５】第２の実施例の第１の変形例に係るアンテナ装置が低域共振周波数ｆ１で動作するときに給電点Ｐ１から見たインダクタＬ１のインピーダンスＺ’Ｌ１及び給電点Ｐ１から見た及びキャパシタＣ１のインピーダンスＺ’Ｃ１を示すスミスチャートである。
【図６６】第２の実施例の第１の変形例に係るアンテナ装置が中域共振周波数ｆ２で動作するときの電流経路を示す図である。
【図６７】第２の実施例の第１の変形例に係るアンテナ装置が中域共振周波数ｆ２で動作するときに給電点Ｐ１から見たインダクタＬ１のインピーダンスＺ’Ｌ１及び給電点Ｐ１から見た及びキャパシタＣ１のインピーダンスＺ’Ｃ１を示すスミスチャートである。
【図６８】第２の実施例の第１の変形例に係るアンテナ装置が高域共振周波数ｆ３で動作するときの電流経路を示す図である。
【図６９】第２の実施例の第１の変形例に係るアンテナ装置が高域共振周波数ｆ３で動作するときに給電点Ｐ１から見たインダクタＬ１のインピーダンスＺ’Ｌ１及び給電点Ｐ１から見た及びキャパシタＣ１のインピーダンスＺ’Ｃ１を示すスミスチャートである。
【図７０】図５６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７１】第２の実施例の第２の変形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７２】第２の実施例の第３の変形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７３】第２の実施例の第４の変形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７４】第２の実施例の第５の変形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７５】第２の実施例の第６の変形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７６】第２の実施例の第７の変形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７７】第２の実施例の第１の変形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７８】第２の実施例の第１の比較例に係るアンテナ装置を示す平面図である。
【図７９】図７８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８０】第２の実施例の第２の比較例に係るアンテナ装置を示す平面図である。
【図８１】図８０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８２】本発明の第１の実施形態の第２２の変形例に係るアンテナ装置を示す平面図である。
【図８３】本発明の第３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】
【００２９】
以下、本発明の実施形態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。
【００３０】
第１の実施形態．
図１は、本発明の第１の実施形態に係るアンテナ装置を示す平面図である。本実施形態のアンテナ装置は、単一の放射器１０１をトリプルバンド動作させることを特徴とする。
【００３１】
図１において、放射器１０１は、所定の電気長を有する第１の放射導体１と、所定の電気長を有する第２の放射導体２と、所定の電気長を有する第３の放射導体３と、所定の位置で放射導体１，２を互いに接続するインダクタＬ１と、所定の位置で放射導体１，３を互いに接続するキャパシタＣ１と、所定の位置で放射導体２，３を互いに接続するキャパシタＣ２及びインダクタＬ２とを有する。キャパシタＣ２及びインダクタＬ２は、互いに並列接続される。放射器１０１において、放射導体１，２，３とキャパシタＣ１，Ｃ２とインダクタＬ１，Ｌ２とにより、中央の中空の部分を包囲する第１のループ（以下、「大ループ」という。）が形成され、放射導体２，３が互いに近接した部分と、キャパシタＣ２と、インダクタＬ２とにより、第１のループとは異なる共振周波数を有する第２のループ（以下、「小ループ」という。）が形成される。さらに、放射導体１上に給電点Ｐ１が設けられる。従って、大ループに沿って放射導体上に順に給電点Ｐ１、第１の位置、第２の位置、及び第３の位置が設けられ、第１の位置にインダクタＬ１が挿入され、第１の位置とは異なる第２の位置にインダクタＬ２及びキャパシタＣ２が互いに並列に挿入され、第１及び第２の位置とは異なる第３の位置にキャパシタＣ１が挿入されている。言い換えると、大ループに沿って、インダクタＬ１及びキャパシタＣ１を境界として一方の側（すなわち放射導体１上）に給電点Ｐ１が設けられ、他方の側（すなわち放射導体２，３の間）にインダクタＬ２及びキャパシタＣ２が設けられている。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、低域周波数帯に含まれる第１の周波数（以下、低域共振周波数ｆ１という）、中域周波数帯に含まれ、第１の周波数よりも高い第２の周波数（以下、中域共振周波数ｆ２という）、及び、高域周波数帯に含まれ、第２の周波数よりも高い第３の周波数（以下、高域共振周波数ｆ３という）の無線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１０１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。放射器１０１において、低域共振周波数ｆ１で励振するときの電流経路と、中域共振周波数ｆ２で励振するときの電流経路と、高域共振周波数ｆ３で励振するときの電流経路とはそれぞれ異なり、これにより、効果的にトリプルバンド動作を実現することができる。
【００３２】
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、例えば、低域側共振周波数ｆ１として９００ＭＨｚ帯の周波数を使用し、中域側共振周波数ｆ２として１５００ＭＨｚ帯の周波数を使用し、高域側共振周波数ｆ３として１９００ＭＨｚ帯の周波数を使用するが、これらの周波数に限定されるものではない。
【００３３】
図２は、本発明の第１の実施形態の比較例に係るアンテナ装置を示す平面図である。本願出願人は、特願２０１１−０５７５５５号において、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２００において、放射導体２０１，２０２とキャパシタＣ１とインダクタＬ１とにより、中央の中空の部分を包囲するループが形成される。従って、放射器２００は、図１の放射導体２，３、インダクタＬ２及びキャパシタＣ２に代えて、放射導体２０２を備える。低域共振周波数ｆ１及び高域共振周波数ｆ２の無線周波信号を発生する信号源Ｑ２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２００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。放射器２００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。
【００３４】
以下、図３〜図６を参照して、本願発明のトリプルバンド動作について説明する。
【００３５】
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、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インダクタＬ２又はキャパシタＣ２に接続された点まで流れ、インダクタＬ２又はキャパシタＣ２を通り、放射導体３においてキャパシタＣ１が接続された点まで流れる。電流Ｉ１がインダクタＬ２及びキャパシタＣ２のいずれを通るのかは、アンテナ装置が低域共振周波数ｆ１で動作するときにおけるインダクタＬ２及びキャパシタＣ２のインピーダンスによって決まる（詳細後述）。図３では、電流Ｉ１がインダクタＬ２を流れる場合を示す。さらに、キャパシタＣ１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Ｃ１も通るとみなすことができる。電流Ｉ１は、大ループにおいて、中央の中空の部分に近接した内側エッジを強く流れる。放射器１０１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、インダクタＬ１と、キャパシタＣ１と、インダクタＬ２又はキャパシタＣ２と、大ループに沿った放射導体とが低域共振周波数ｆ１で共振するように構成される。詳しくは、放射器１０１は、電流Ｉ１の電流経路における電気長の総和（すなわち、図１を参照すると、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Ａ１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インダクタＬ２又はキャパシタＣ２に接続された点までの電気長Ａ３又はＡ４と、インダクタＬ２又はキャパシタＣ２の電気長と、放射導体３においてインダクタＬ２又はキャパシタＣ２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Ａ６又はＡ７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までの電気長Ａ２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の動作波長の０．２〜０．２５倍である。また、接地導体Ｇ１上の放射器１０１に近接した部分において、接続点Ｐ２に向かって電流Ｉ０が流れる。
【００３６】
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１０１の大ループ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。放射器１０１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１０１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。大ループにおいて中央の中空の部分が広がるほど（すなわち大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。
【００３７】
図４は、図１のアンテナ装置が中域共振周波数ｆ２で動作するときの第１の電流経路を示す図である。アンテナ装置が中域共振周波数ｆ２で動作するときの電流がインダクタＬ１及びキャパシタＣ１のいずれを通るのかは、アンテナ装置が中域共振周波数ｆ２で動作するときにおけるインダクタＬ１及びキャパシタＣ１のインピーダンスによって決まる（詳細後述）。図４では、アンテナ装置が中域共振周波数ｆ２で動作するときにインダクタＬ１を通る電流Ｉ２を示す。アンテナ装置が中域共振周波数ｆ２で動作するときの電流Ｉ２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インダクタＬ２又はキャパシタＣ２に接続された点まで流れ、次いで小ループに沿って流れる。電流Ｉ２がインダクタＬ２及びキャパシタＣ２のいずれに向かって流れるのかは、アンテナ装置が中域共振周波数ｆ２で動作するときにおけるインダクタＬ２及びキャパシタＣ２のインピーダンスによって決まる（詳細後述）。図４では、電流Ｉ２がインダクタＬ２に向かって流れる場合を示す。電流Ｉ２がインダクタＬ２を通ると、放射導体３においてインダクタＬ２に接続された点からキャパシタＣ２に接続された点まで流れ、さらに、キャパシタＣ２を通り、放射導体２においてキャパシタＣ２に接続された点からインダクタＬ２に接続された点まで電流が流れて、電流Ｉ２に接続される。このとき、一部の電流Ｉ３は、小ループからキャパシタＣ１を通って給電点Ｐ１に向かって流れる。放射器１０１は、アンテナ装置が中域共振周波数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、大ループに沿った区間であって、給電点Ｐ１からキャパシタＣ１を介して小ループの位置に至る区間と、小ループとを含む当該放射器１０１の部分が中域共振周波数ｆ２で共振するように構成される。詳しくは、放射器１０１は、電流Ｉ２の電流経路における電気長の総和（すなわち、図１を参照すると、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Ａ１と、インダクタＬ１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インダクタＬ２又はキャパシタＣ２に接続された点までの電気長Ａ３又はＡ４と、放射導体２においてインダクタＬ２に接続された点からキャパシタＣ２に接続された点までの電気長Ａ５と、インダクタＬ２及びキャパシタＣ２の電気長と、放射導体３においてインダクタＬ２に接続された点からキャパシタＣ２に接続された点までの電気長Ａ８との和）が、中域共振周波数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、中域共振周波数ｆ２の動作波長の０．２５倍である。また、接地導体Ｇ１上の放射器１０１に近接した部分において、接続点Ｐ２に向かって電流Ｉ０が流れる。
【００３８】
図５は、図１のアンテナ装置が中域共振周波数ｆ２で動作するときの第２の電流経路を示す図である。図５では、アンテナ装置が中域共振周波数ｆ２で動作するときにキャパシタＣ１を通る電流Ｉ４を示す。アンテナ装置が中域共振周波数ｆ２で動作するときの電流Ｉ４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３においてキャパシタＣ１に接続された点からインダクタＬ２又はキャパシタＣ２に接続された点まで流れ、次いで小ループに沿って流れる。電流Ｉ４がインダクタＬ２及びキャパシタＣ２のいずれに向かって流れるのかは、アンテナ装置が中域共振周波数ｆ２で動作するときにおけるインダクタＬ２及びキャパシタＣ２のインピーダンスによって決まる（詳細後述）。図５では、電流Ｉ４がキャパシタＣ２に向かって流れる場合を示す。電流Ｉ４がキャパシタＣ２を通ると、放射導体２においてキャパシタＣ２に接続された点からインダクタＬ２に接続された点まで流れ、さらに、インダクタＬ２を流れ、放射導体３においてインダクタＬ２に接続された点からキャパシタＣ２に接続された点まで電流が流れて、電流Ｉ４に接続される。このとき、一部の電流Ｉ５は、小ループからインダクタＬ１を通って給電点Ｐ１に向かって流れる。放射器１０１は、アンテナ装置が中域共振周波数ｆ２で動作するとき、図５に示すような電流経路で電流Ｉ４が流れ、大ループに沿った区間であって、給電点Ｐ１からインダクタＬ１を介して小ループの位置に至る区間と、小ループとを含む当該放射器１０１の部分が中域共振周波数ｆ２で共振するように構成される。詳しくは、放射器１０１は、電流Ｉ４の電流経路における電気長の総和（すなわち、図１を参照すると、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Ａ２と、キャパシタＣ１の電気長と、放射導体３においてキャパシタＣ１に接続された点からインダクタＬ２又はキャパシタＣ２に接続された点までの電気長Ａ６又はＡ７と、放射導体３においてインダクタＬ２に接続された点からキャパシタＣ２に接続された点までの電気長Ａ８と、インダクタＬ２及びキャパシタＣ２の電気長と、放射導体２においてインダクタＬ２に接続された点からキャパシタＣ２に接続された点までの電気長Ａ５との和）が、中域共振周波数ｆ２で共振する電気長になるように構成される。また、接地導体Ｇ１上の放射器１０１に近接した部分において、接続点Ｐ２に向かって電流Ｉ０が流れる。
【００３９】
アンテナ装置が中域共振周波数ｆ２で動作するとき、図４又は図５に示すような電流経路で電流Ｉ２又はＩ４が流れることにより、放射器１０１の小ループはループアンテナモードで、すなわち磁流モードで動作し、さらに、放射器１０１の給電点Ｐ１から小ループまでの区間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。放射器１０１がループアンテナモード及び電流モードの「ハイブリッドモード」で動作することによって、小型形状でありながら十分な長さの共振長を確保できるので、アンテナ装置が中域共振周波数ｆ２で動作するときでも良好な特性を実現できる。
【００４０】
図６は、図１のアンテナ装置が高域共振周波数ｆ３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側共振周波数ｆ３で動作するときの電流Ｉ６は、大ループに沿った区間であって、キャパシタＣ１を含み、インダクタＬ２又はキャパシタＣ２を含み、インダクタＬ１を含まず、一端を給電点Ｐ１とする区間にわたって流れる。すなわち、電流Ｉ６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３においてインダクタＬ２又はキャパシタＣ２が接続された点まで流れ、インダクタＬ２又はキャパシタＣ２を通り、放射導体２においてインダクタＬ２又はキャパシタＣ２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。電流Ｉ６がインダクタＬ２及びキャパシタＣ２のいずれを通るのかは、アンテナ装置が高域共振周波数ｆ３で動作するときにおけるインダクタＬ２及びキャパシタＣ２のインピーダンスによって決まる（詳細後述）。図６では、電流Ｉ６がキャパシタＣ２を流れる場合を示す。電流Ｉ６は大ループの外周を強く流れる。放射器１０１は、アンテナ装置が高域共振周波数ｆ３で動作するとき、図６に示すような電流経路で電流Ｉ６が流れ、大ループに沿った区間であって、給電点Ｐ１からキャパシタＣ１とインダクタＬ２又はキャパシタＣ２とを介してインダクタＬ１の位置に至る区間を含む当該放射器１０１の部分が高域共振周波数ｆ３で共振するように構成される。詳しくは、放射器１０１は、電流Ｉ６の電流経路における電気長の総和（すなわち、図１を参照すると、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Ａ２と、キャパシタＣ１の電気長と、放射導体３においてキャパシタＣ１に接続された点からインダクタＬ２又はキャパシタＣ２に接続された点までの電気長Ａ６又はＡ７と、インダクタＬ２又はキャパシタＣ２の電気長と、放射導体２においてインダクタＬ２又はキャパシタＣ２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Ａ３又はＡ４との和）が、高域共振周波数ｆ３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ｆ３の動作波長の０．２５倍である。接地導体Ｇ１上の放射器１０１に近接した部分において、接続点Ｐ２に向かって電流Ｉ０が流れる。
【００４１】
アンテナ装置が高域共振周波数ｆ３で動作するとき、図６に示すような電流経路で電流Ｉ６が流れることにより、放射器１０１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。なお、電流Ｉ６は、インダクタＬ２及びキャパシタＣ２を流れることなく、放射導体３においてキャパシタＣ１に接続された点からインダクタＬ２及びキャパシタＣ２に接続された点まで流れてもよい。この場合、放射器１０１は、アンテナ装置が高域共振周波数ｆ３で動作するとき、図６に示すような電流経路で電流Ｉ６が流れ、大ループに沿った区間であって、給電点Ｐ１からキャパシタＣ１を介して小ループの位置に至る区間を含む当該放射器１０１の部分が高域共振周波数ｆ３で共振するように構成される。詳しくは、放射器１０１は、電流Ｉ６の電流経路における電気長の総和（すなわち、図１を参照すると、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Ａ２と、キャパシタＣ１の電気長と、放射導体３においてキャパシタＣ１に接続された点からインダクタＬ２又はキャパシタＣ２に接続された点までの電気長Ａ６又はＡ７との和）が、高域共振周波数ｆ３の動作波長λ３の４分の１になるように構成される。
【００４２】
ここで、本実施形態のアンテナ装置の動作原理を説明する。以下、「Ｌ１」，「Ｌ２」によりインダクタＬ１，Ｌ２のインダクタンスを示し、「Ｃ１」，「Ｃ２」によりキャパシタＣ１，Ｃ２の容量を示す。
【００４３】
インダクタＬ１のインピーダンスＺＬ１と、キャパシタＣ１のインピーダンスＺＣ１とを、次式により示す。
【００４４】
【数１】
2013008356.tif 000003
【００４５】
【数２】
2013008356.tif 000004
【００４６】
また、インダクタＬ１の反射係数ΓＬ１と、キャパシタＣ１の反射係数ΓＣ１とを、次式により示す。
【００４７】
【数３】
2013008356.tif 000005
【００４８】
【数４】
2013008356.tif 000006
【００４９】
ここで、Ｚ０は線路のインピーダンスであり、簡単化のために定数であるとする。
【００５０】
放射導体１における給電点Ｐ１からインダクタＬ１及びキャパシタＣ１までの電気長Ａ１，Ａ２を用いて、給電点Ｐ１から見たインダクタＬ１のインピーダンスＺ’Ｌ１及び給電点Ｐ１から見たキャパシタＣ１のインピーダンスＺ’Ｃ１を、近似的に次式により表すことができる。
【００５１】
【数５】
2013008356.tif 000007
【００５２】
【数６】
2013008356.tif 000008
【００５３】
ここで、γ＝α±ｊβであり、αは減衰定数であり、βは位相定数である。正の放射抵抗が存在する場合、減衰定数αは０以上の値を有する。
【００５４】
低域共振周波数ｆ１では｜Ｚ’Ｌ１｜＜｜Ｚ’Ｃ１｜になり、従って、図３に示すように、電流Ｉ１は、給電点Ｐ１からキャパシタＣ１に向かってではなく、インダクタＬ１に向かって流れる。また、高域共振周波数ｆ３では｜Ｚ’Ｌ１｜＞｜Ｚ’Ｃ１｜になり、従って、図６に示すように、電流Ｉ６は、給電点Ｐ１からインダクタＬ１に向かってではなく、キャパシタＣ１に向かって流れる。一方、中域共振周波数ｆ２では、｜Ｚ’Ｌ１｜と｜Ｚ’Ｃ１｜とがほぼ同じ値となり、インダクタＬ１及びキャパシタＣ１のいずれも、実質的に電流が通りやすい性質を有する。従って、中域共振周波数ｆ２では、アンテナ装置の実際の構造（放射導体の電気長、インダクタのインダクタンス、キャパシタの容量）や実際の動作周波数に応じて、｜Ｚ’Ｌ１｜＜｜Ｚ’Ｃ１｜と｜Ｚ’Ｌ１｜＞｜Ｚ’Ｃ１｜とのいずれかが成り立ち、これに従って、電流は、低いインピーダンスの電流経路を選択するようにインダクタＬ１及びキャパシタＣ１のいずれかに向かって流れる（図４及び図５）。
【００５５】
上記のようにインダクタＬ１及びキャパシタＣ１のいずれかを通った電流は、さらに、小ループを構成するインダクタＬ２及びキャパシタＣ２のいずれかに向かって流れる。この電流がインダクタＬ２及びキャパシタＣ２のいずれに向かって流れるのかは、給電点Ｐ１からインダクタＬ２又はキャパシタＣ２に向かって流れる電流について説明した場合と同様に、インダクタＬ１又はキャパシタＣ１から見たインダクタＬ２のインピーダンスＺ’Ｌ２と、インダクタＬ１又はキャパシタＣ１から見たキャパシタＣ２のインピーダンスＺ’Ｃ２とに従って、低いインピーダンスの電流経路を選択するように決まる。インピーダンスＺ’Ｌ２及びＺ’Ｃ２は、数５及び数６と同様に、放射導体２，３上の電気長Ａ３，Ａ４，Ａ６，Ａ７と、インダクタＬ２のインダクタンスと、キャパシタＣ２の容量とに依存する。
【００５６】
ただし、インダクタＬ２及びキャパシタＣ２のインピーダンスがインダクタＬ１又はキャパシタＣ１のインピーダンスよりも大きいと、インダクタＬ２及びキャパシタＣ２において電流を遮断してしまう。このような電流の遮断は、アンテナ装置が低域共振周波数ｆ１及び高域共振周波数ｆ３で動作するときに望ましくない。従って、インダクタＬ１のインピーダンスＺＬ１、キャパシタＣ１のインピーダンスＺＣ１、インダクタＬ２のインピーダンスＺＬ２、及びキャパシタＣ２のインピーダンスＺＣ２の間において、次式の関係を満たすようにする。
【００５７】
【数７】
2013008356.tif 000009
【００５８】
【数８】
2013008356.tif 000010
【００５９】
【数９】
2013008356.tif 000011
【００６０】
【数１０】
2013008356.tif 000012
【００６１】
このように、本実施形態のアンテナ装置によれば、放射器１０１は、低域共振周波数ｆ１で動作するときには大ループに沿った電流経路を形成することでループアンテナモード（磁流モード）で動作し、中域共振周波数ｆ２で動作するときには給電点Ｐ１から小ループまでの電流経路と小ループに沿った電流経路とを形成することでモノポールアンテナモード及びループアンテナモードのハイブリッドモードで動作し、高域共振周波数ｆ３で動作するときには非ループ状の電流経路を形成することでモノポールアンテナモード（電流モード）で動作し、これにより効果的にトリプルバンド動作を実現する。従来技術では、低域共振周波数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１０１の縦横の長さを（λ１）／１５程度まで小型化することができる。放射器１０１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ループのサイズを大きくすると、アンテナ装置の放射効率が向上する。
【００６２】
放射器１０１は、低域共振周波数ｆ１、中域共振周波数ｆ２、及び高域共振周波数ｆ３の少なくとも２つで励振されてもよい。このとき、図３に示す電流Ｉ１が流れる部分と、図４に示す電流Ｉ２が流れる部分又は図５に示す電流Ｉ４が流れる部分と、図６に示す電流Ｉ６が流れる部分とのうちの少なくとも２つが対応する周波数で共振するように構成されてもよい。放射器１０１をデュアルバンド動作させることにより、高い自由度でデュアルバンド動作を実現することができる。
【００６３】
ループ状の放射導体と、放射導体のループに沿って所定位置に挿入されたキャパシタ及びインダクタとを備えたアンテナ装置として、例えば特許文献３の発明があった。しかしながら、特許文献３の発明は、キャパシタ及びインダクタにより並列共振回路を構成し、この並列共振回路は、周波数に応じて基本モードと高次モードとのいずれかで動作する。一方、本願発明は、放射器１０１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というまったく新規な原理に基づく。
【００６４】
図７は、本発明の第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平面図である。図７のアンテナ装置は、インダクタＬ２及びキャパシタＣ２の位置を図１のアンテナ装置の場合と入れかえた放射器１０２を備えている。このような構成でも、図１のアンテナ装置と同様の効果をもたらすことができる。
【００６５】
図８〜図１１は、本発明の第１の実施形態の第２〜第５の変形例に係るアンテナ装置を示す平面図である。図８〜図１１のアンテナ装置では、給電点Ｐ１から離れた位置にインダクタＬ１があり、給電点Ｐ１付近にキャパシタＣ１がある。また、小ループ（すなわち、インダクタＬ２及びキャパシタＣ２）は、大ループに沿って、インダクタＬ１及びキャパシタＣ１の間の任意の位置に設けることができる。ただし、小ループは、大ループに沿って、インダクタＬ１及びキャパシタＣ１を境界としたときに給電点Ｐ１を含まない側に設けられる。図８及び図９のアンテナ装置は、小ループがキャパシタＣ１に近接して設けられた放射器１０３，１０４をそれぞれ備えている。放射器１０３，１０４の放射導体１ａ，２ａ，３ａのうちで、小ループとキャパシタＣ１との間の放射導体３ａは図１の放射導体３よりも短くなっている。図１０及び図１１のアンテナ装置は、小ループがインダクタＬ１に近接して設けられた放射器１０５，１０６をそれぞれ備えている。放射器１０５，１０６の放射導体１ｂ，２ｂ，３ｂのうちで、小ループとインダクタＬ１との間の放射導体２ｂは図１の放射導体２よりも短くなっている。このような構成でも、図１のアンテナ装置と同様の効果をもたらすことができる。本願発明者らは、図８〜図１１のいずれの構成においてもトリプルバンド動作を実現できることを計算により確認した。高域共振周波数ｆ３では、キャパシタＣ１を通り、インダクタＬ１にかけて電流が流れるので、アンテナ装置としての開放端が接地導体Ｇ１から離れている。そのため、高域共振周波数ｆ３では、より放射抵抗が増加するという効果がある。
【００６６】
図１２は、本発明の第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平面図である。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に近接するように図示していたが、このような構成に限定されるものではなく、図１２のアンテナ装置は、インダクタＬ１がキャパシタＣ１よりも給電点Ｐ１に近接する放射器１１１を備えている。
【００６７】
図１３は、図１２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。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Ｉ１１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３においてインダクタＬ１に接続された点からインダクタＬ２又はキャパシタＣ２に接続された点まで流れ、インダクタＬ２又はキャパシタＣ２を通り、放射導体２においてキャパシタＣ１が接続された点まで流れる。電流Ｉ１１がインダクタＬ２及びキャパシタＣ２のいずれを通るのかは、アンテナ装置が低域共振周波数ｆ１で動作するときにおけるインダクタＬ２及びキャパシタＣ２のインピーダンスによって決まる。図１３では、電流Ｉ１１がインダクタＬ２を流れる場合を示す。さらに、キャパシタＣ１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Ｉ１１に接続される。放射器１１１は、電流Ｉ１１の電流経路における電気長の総和（すなわち、図１２を参照すると、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Ａ１２と、インダクタＬ１の電気長と、放射導体３においてインダクタＬ１に接続された点からインダクタＬ２又はキャパシタＣ２に接続された点までの電気長Ａ１６又はＡ１７と、インダクタＬ２又はキャパシタＣ２の電気長と、放射導体２においてインダクタＬ２又はキャパシタＣ２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Ａ１３又はＡ１４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までの電気長Ａ１１との和）が、低域共振周波数ｆ１の動作波長λ１の４分の１になるように構成される。また、接地導体Ｇ１上の放射器１１１に近接した部分において、接続点Ｐ２に向かって電流Ｉ０が流れる。
【００６８】
図１４は、図１２のアンテナ装置が中域共振周波数ｆ２で動作するときの第１の電流経路を示す図である。図１４では、アンテナ装置が中域共振周波数ｆ２で動作するときにインダクタＬ１を通る電流Ｉ１２を示す。アンテナ装置が中域共振周波数ｆ２で動作するときの電流Ｉ１２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３においてインダクタＬ１に接続された点からインダクタＬ２又はキャパシタＣ２に接続された点まで流れ、次いで小ループに沿って流れる。電流Ｉ１２がインダクタＬ２及びキャパシタＣ２のいずれに向かって流れるのかは、アンテナ装置が中域共振周波数ｆ２で動作するときにおけるインダクタＬ２及びキャパシタＣ２のインピーダンスによって決まる。図１４では、電流Ｉ１２がインダクタＬ２に向かって流れる場合を示す。電流Ｉ１２がインダクタＬ２を通ると、放射導体２においてインダクタＬ２に接続された点からキャパシタＣ２に接続された点まで流れ、さらに、キャパシタＣ２を通り、放射導体３においてキャパシタＣ２に接続された点からインダクタＬ２に接続された点まで電流が流れて、電流Ｉ１２に接続される。このとき、一部の電流Ｉ１３は、小ループからキャパシタＣ１を通って給電点Ｐ１に向かって流れる。放射器１１１は、電流Ｉ１２の電流経路における電気長の総和（すなわち、図１２を参照すると、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Ａ１２と、インダクタＬ１の電気長と、放射導体３においてインダクタＬ１に接続された点からインダクタＬ２又はキャパシタＣ２に接続された点までの電気長Ａ１６又はＡ１７と、放射導体３においてインダクタＬ２に接続された点からキャパシタＣ２に接続された点までの電気長Ａ１８と、インダクタＬ２及びキャパシタＣ２の電気長と、放射導体２においてインダクタＬ２に接続された点からキャパシタＣ２に接続された点までの電気長Ａ１５との和）が、中域共振周波数ｆ２の動作波長λ２の４分の１になるように構成される。また、接地導体Ｇ１上の放射器１１１に近接した部分において、接続点Ｐ２に向かって電流Ｉ０が流れる。
【００６９】
図１５は、図１２のアンテナ装置が中域共振周波数ｆ２で動作するときの第２の電流経路を示す図である。図１５では、アンテナ装置が中域共振周波数ｆ２で動作するときにキャパシタＣ１を通る電流Ｉ１４を示す。アンテナ装置が中域共振周波数ｆ２で動作するときの電流Ｉ１４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Ｌ２又はキャパシタＣ２に接続された点まで流れ、次いで小ループに沿って流れる。電流Ｉ１４がインダクタＬ２及びキャパシタＣ２のいずれに向かって流れるのかは、アンテナ装置が中域共振周波数ｆ２で動作するときにおけるインダクタＬ２及びキャパシタＣ２のインピーダンスによって決まる。図１５では、電流Ｉ１４がキャパシタＣ２に向かって流れる場合を示す。電流Ｉ１４がキャパシタＣ２を通ると、放射導体３においてキャパシタＣ２に接続された点からインダクタＬ２に接続された点まで流れ、さらに、インダクタＬ２を流れ、放射導体２においてインダクタＬ２に接続された点からキャパシタＣ２に接続された点まで電流が流れて、電流Ｉ１４に接続される。このとき、一部の電流Ｉ１５は、小ループからインダクタＬ１を通って給電点Ｐ１に向かって流れる。放射器１１１は、電流Ｉ１４の電流経路における電気長の総和（すなわち、図１２を参照すると、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Ａ１１と、キャパシタＣ１の電気長と、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Ｌ２又はキャパシタＣ２に接続された点までの電気長Ａ１３又はＡ１４と、放射導体２においてインダクタＬ２に接続された点からキャパシタＣ２に接続された点までの電気長Ａ１５と、インダクタＬ２及びキャパシタＣ２の電気長と、放射導体３においてインダクタＬ２に接続された点からキャパシタＣ２に接続された点までの電気長Ａ１８との和）が、中域共振周波数ｆ２の動作波長λ２の４分の１になるように構成される。また、接地導体Ｇ１上の放射器１１１に近接した部分において、接続点Ｐ２に向かって電流Ｉ０が流れる。
【００７０】
図１６は、図１２のアンテナ装置が高域共振周波数ｆ３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側共振周波数ｆ３で動作するときの電流Ｉ１６は、大ループに沿った区間であって、キャパシタＣ１を含み、インダクタＬ２及びキャパシタＣ２を含まず、インダクタＬ１を含まず、一端を給電点Ｐ１とする区間にわたって流れる。すなわち、電流Ｉ１６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においてインダクタＬ２又はキャパシタＣ２が接続された点まで流れる。放射器１１１は、電流Ｉ１６の電流経路における電気長の総和（すなわち、図１２を参照すると、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Ａ１１と、キャパシタＣ１の電気長と、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Ｌ２又はキャパシタＣ２に接続された点までの電気長Ａ１３又はＡ１４との和）が、高域共振周波数ｆ３の動作波長λ３の４分の１になるように構成される。なお、電流Ｉ１６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、インダクタＬ２又はキャパシタＣ２を通り、放射導体２においてインダクタＬ２又はキャパシタＣ２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てもよい。この場合、放射器１１１は、電流Ｉ１６の電流経路における電気長の総和（すなわち、図１２を参照すると、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Ａ１１と、キャパシタＣ１の電気長と、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Ｌ２又はキャパシタＣ２に接続された点までの電気長Ａ１３又はＡ１４と、インダクタＬ２又はキャパシタＣ２の電気長と、放射導体３においてインダクタＬ２又はキャパシタＣ２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Ａ１６又はＡ１７との和）が、高域共振周波数ｆ３の動作波長λ３の４分の１になるように構成される。接地導体Ｇ１上の放射器１１１に近接した部分において、接続点Ｐ２に向かって電流Ｉ１０が流れる。
【００７１】
図１２のアンテナ装置もまた、図１のアンテナ装置と同様の効果をもたらすことができる。
【００７２】
図１７は、本発明の第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平面図である。図１７のアンテナ装置は、インダクタＬ２及びキャパシタＣ２の位置を図１２のアンテナ装置の場合と入れかえた放射器１１２を備えている。このような構成でも、図１２のアンテナ装置と同様の効果をもたらすことができる。
【００７３】
図１８〜図２１は、本発明の第１の実施形態の第８〜第１１の変形例に係るアンテナ装置を示す平面図である。図１８〜図２１のアンテナ装置では、給電点Ｐ１から離れた位置にキャパシタＣ１があり、給電点Ｐ１付近にインダクタＬ１がある。図１８及び図１９のアンテナ装置は、小ループがインダクタＬ１に近接して設けられた放射器１１３，１１４をそれぞれ備えている。放射器１１３，１１４の放射導体１ａ，２ａ，３ａのうちで、小ループとインダクタＬ１との間の放射導体３ａは図１２の放射導体３よりも短くなっている。図２０及び図２１のアンテナ装置は、小ループがキャパシタＣ１に近接して設けられた放射器１１５，１１６をそれぞれ備えている。放射器１１５，１１６の放射導体１ｂ，２ｂ，３ｂのうちで、小ループとキャパシタＣ１との間の放射導体２ｂは図１２の放射導体２よりも短くなっている。このような構成でも、図１のアンテナ装置と同様の効果をもたらすことができる。本願発明者らは、図１８〜図２１のいずれの構成においてもトリプルバンド動作を実現できることを計算により確認した。高域共振周波数ｆ３では、キャパシタＣ１を通り、インダクタＬ１にかけて電流が流れるので、アンテナ装置としての開放端が接地導体Ｇ１に近づいている。そのため、図１８〜図２１のアンテナ装置が高域共振周波数ｆ３で動作するとき、図８〜図１１のアンテナ装置に比べて放射抵抗が低下するという効果がある。
【００７４】
ここで、図２２及び図２３を参照して、放射導体の電気長を調整することの効果について説明する。図２２は、図８のアンテナ装置が高域共振周波数ｆ３で動作するときの電流経路を示す図であり、図２３は、本発明の第１の実施形態の第１２の変形例に係るアンテナ装置が高域共振周波数ｆ３で動作するときの電流経路を示す図である。図２３の放射器１２１の放射導体１ｃ，２ｃ，３ｃのうちで、小ループとキャパシタＣ１との間の放射導体３ｃは図２２の放射導体３ａよりも長くなっている。給電点Ｐ１の付近は電流が強く集中するので、電流経路が例えば図２２の放射導体３ａを含む場合には、放射導体３ａの電気長を増大させることにより電波が空間に放射されやすくなり、放射抵抗が増加するという格別の効果がある。例えば、図２２に示すように、図８のアンテナ装置が高域共振周波数ｆ３で動作するときの電流Ｉ２１は、キャパシタＣ１及びインダクタＬ２を通過してインダクタＬ１まで流れ、このとき、電流Ｉ２１は、給電点Ｐ１に近い放射導体３ａに強く集中し、インダクタＬ１の近く（開放端）では弱くなっている。よって、図２３に示すように、放射器１２１において放射導体３ｃの電気長を大きくすることによって、放射抵抗を増大させ、整合をとりやすくすることができるという効果がある。また、図２３のアンテナ装置が中域共振周波数ｆ２で動作する場合であって、電流がキャパシタＣ１を通過して次いで小ループに沿って流れるように設計された場合には、大きな電気長を有する放射導体３ｃを設けたことにより、高域共振周波数ｆ３のときと同様に、放射抵抗を増大させ、整合をとりやすくすることができるという効果がある。
【００７５】
キャパシタＣ１，Ｃ２及びインダクタＬ１，Ｌ２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２９を参照してキャパシタＣ１，Ｃ２及びインダクタＬ１，Ｌ２の変形例について説明する。
【００７６】
図２４は、本発明の第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平面図である。図２４のアンテナ装置の放射器１３１は、図１の放射導体１，２，３及びキャパシタＣ１に代えて放射導体１ｄ，２ｄ，３ｄを備える。図２４に示すように、放射導体１ｄ，３ｄを互いに近接させて放射導体１ｄ，３ｄ間に所定の容量を生じさせることにより、放射導体１ｄ，３ｄ間に仮想的なキャパシタＣ１１を形成してもよい。放射導体１ｄ，３ｄ間の距離を近接させるほど、また、近接する面積を増加させるほど、仮想的なキャパシタＣ１１の容量は増加する。また、図２５は、本発明の第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平面図である。図２５のアンテナ装置の放射器１３２は、図１の放射導体１，２，３及びキャパシタＣ１に代えて放射導体１ｅ，２ｅ，３ｅを備え、放射導体１ｅ，３ｅの近接部によってキャパシタＣ１２を形成する。図２５に示すように、放射導体１ｅ，３ｅ間に生じる容量により仮想的なキャパシタＣ１２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２５のキャパシタＣ１２によれば、図２４のキャパシタＣ１１よりも容量を増大させることができる。図２４及び図２５のアンテナ装置によれば、キャパシタＣ１１，Ｃ１２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。放射導体の近接部によって形成されるキャパシタは、図２４のような直線状の導体部分や、図２５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。
【００７７】
図２６は、本発明の第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平面図である。図２６のアンテナ装置の放射器１３３は、図１の放射導体１，２，３に代えて放射導体１ｆ，２ｆ，３ｆを備え、図１のキャパシタＣ１に代えてキャパシタＣ１３，Ｃ１４及び放射導体５を備える。本実施形態のアンテナ装置は、単一のキャパシタを備えることに限定されず、２つ又はそれより多くのキャパシタを含む多段構成のキャパシタを備えてもよい。図２６において、図１のキャパシタＣ１に代えて、所定の電気長を有する放射導体５によって互いに接続されたキャパシタＣ１３，Ｃ１４が挿入されている。言い換えると、大ループに沿った異なる位置にキャパシタＣ１３，Ｃ１４がそれぞれ挿入されている。図２６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を複数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、中域共振周波数ｆ２、及び高域共振周波数ｆ３の微調整が容易になるという効果がある。
【００７８】
図２７は、本発明の第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平面図である。図２７のアンテナ装置の放射器１３４は、図１のインダクタＬ１に代えて、ストリップ導体によって形成されるインダクタＬ１１を含む。図２８は、本発明の第１の実施形態の第１７の変形例に係るアンテナ装置を示す平面図である。図２８のアンテナ装置の放射器１３５は、図１のインダクタＬ１に代えて、メアンダ状導体によって形成されるインダクタＬ１２を含む。インダクタＬ１１，Ｌ１２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Ｌ１１，Ｌ１２のインダクタンスは増加する。図２７のアンテナ装置によれば、インダクタＬ１１，Ｌ１２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。
【００７９】
図２９は、本発明の第１の実施形態の第１８の変形例に係るアンテナ装置を示す平面図である。図２９のアンテナ装置の放射器１３６は、図１の放射導体１，２，３に代えて放射導体１ｇ，２ｇ，３ｇを備え、図１のインダクタＬ１に代えてインダクタＬ１３，Ｌ１４及び放射導体６を備える。本実施形態のアンテナ装置は、単一のインダクタを備えることに限定されず、２つ又はそれより多く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２９において、図１のインダクタＬ１に代えて、所定の電気長を有する放射導体６によって互いに接続されたインダクタＬ３１，Ｌ１４が挿入されている。言い換えると、大ループに沿った異なる位置にインダクタＬ３１，Ｌ１４がそれぞれ挿入されている。図２９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インダクタを複数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、中域共振周波数ｆ２、及び高域共振周波数ｆ３の微調整が容易になるという効果がある。
【００８０】
図２４〜図２９に示す変形例のキャパシタ及びインダクタを組み合わせてもよい。また、図２４〜図２９に示す変形例の構成を、小ループのインダクタＬ２及び／又はキャパシタＣ２に適用してもよい。
【００８１】
図３０は、本発明の第１の実施形態の第１９の変形例に係るアンテナ装置を示す平面図である。図３０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１０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。図３０のアンテナ装置の放射器１４１は、図１の放射器１０１と同様に構成される。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１４１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。
【００８２】
図３１は、本発明の第１の実施形態の第２０の変形例に係るアンテナ装置を示す平面図である。図３１のアンテナ装置は、ダイポールアンテナとして構成されている。図３１のアンテナ装置は、図１の放射器１０１と同様にそれぞれ構成された、一対の放射器１４２，１４３を備える。すなわち、放射器１４２は、図１の放射器１０１と同様に構成され、放射導体１Ａ，２Ａ，３Ａと、放射導体１Ａ，２Ａを互いに接続するインダクタＬ１Ａと、放射導体１Ａ，３Ａを互いに接続するキャパシタＣ１Ａと、放射導体２Ａ，３Ａを互いに接続するキャパシタＣ２Ａ及びインダクタＬ２Ａとを有する。また、放射器１４３は、図１の放射器１０１と同様に構成され、放射導体１Ｂ，２Ｂ，３Ｂと、放射導体１Ｂ，２Ｂを互いに接続するインダクタＬ１Ｂと、放射導体１Ｂ，３Ｂを互いに接続するキャパシタＣ１Ｂと、放射導体２Ｂ，３Ｂを互いに接続するキャパシタＣ２Ｂ及びインダクタＬ２Ｂとを有する。信号源Ｑ１は、放射器１４２の給電点Ｐ１Ａと放射器１４３の給電点Ｐ１Ｂとにそれぞれ接続される。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。
【００８３】
図３２は、本発明の第１の実施形態の第２１の変形例に係るアンテナ装置を示す平面図である。図３２のアンテナ装置は、６バンドのマルチバンドで動作可能なアンテナ装置として構成される。図３２のアンテナ装置は、図１の放射器１０１と同様にそれぞれ構成された、一対の放射器１４４，１４５を備える。ただし、放射器１４４，１４５は、互いに異なる低域共振周波数と、互いに異なる中域共振周波数と、互いに異なる高域共振周波数とを有するように構成される。詳しくは、放射器１４４，１４５において、大ループに沿った放射導体（１Ａ，２Ａ，３Ａ；１Ｂ，２Ｂ，３Ｂ）の電気長と、小ループに沿った放射導体（２Ａ，３Ａ；２Ｂ，３Ｂ）の電気長と、インダクタ（Ｌ１Ａ；Ｌ１Ｂ）のインダクタンスと、キャパシタ（Ｃ１Ａ；Ｃ１Ｂ）の容量と、インダクタ（Ｌ２Ａ；Ｌ２Ｂ）のインダクタンスと、キャパシタ（Ｃ２Ａ；Ｃ２Ｂ）の容量との少なくとも一部が、互いに異なる。信号源Ｑ１１は、放射導体１Ａ上の給電点Ｐ１Ａ及び放射導体１Ｂ上の給電点Ｐ１Ｂ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Ｑ１１は、低域共振周波数ｆ１Ａ及び中域共振周波数ｆ２Ａ及び高域共振周波数ｆ３Ａの無線周波信号を発生するとともに、低域共振周波数ｆ１Ａとは異なる別の低域共振周波数ｆ１Ｂと、中域共振周波数ｆ２Ａとは異なる別の中域共振周波数ｆ２Ｂと、高域共振周波数ｆ３Ａとは異なる別の高域共振周波数ｆ３Ｂとを発生する。放射器１４４は、低域共振周波数ｆ１Ａで動作するときにはループアンテナモードで動作し、中域共振周波数ｆ２Ａで動作するときにはモノポールアンテナモード及びループアンテナモードのハイブリッドモードで動作し、高域共振周波数ｆ３Ａで動作するときにはモノポールアンテナモードで動作する。また、放射器１４５は、低域共振周波数ｆ１Ｂで動作するときにはループアンテナモードで動作し、中域共振周波数ｆ２Ｂで動作するときにはモノポールアンテナモード及びループアンテナモードのハイブリッドモードで動作し、高域共振周波数ｆ３Ｂで動作するときには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、６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。
【００８４】
図８２は、本発明の第１の実施形態の第２２の変形例に係るアンテナ装置を示す平面図である。図８２のアンテナ装置は、小ループの中にさらにループを備えた多重ループの構成を有する。図８２のアンテナ装置の放射器１８１は、図１の放射導体１，２，３に代えて放射導体１ｋ，２ｋ，３ｋを備え、さらに、小ループのインダクタＬ２と放射導体３ｋとの間において、所定の電気長を有する第４の放射導体７と、放射導体７，３ｋを互いに接続するインダクタＬ３及びキャパシタＣ３とを有する。キャパシタＣ３及びインダクタＬ３は、互いに並列接続される。放射器１０１において、放射導体１ｋ，２ｋ，３ｋ，７とキャパシタＣ１，Ｃ２，Ｃ３とインダクタＬ１，Ｌ２，Ｌ３とにより、中央の中空の部分を包囲する第１のループが形成される。放射導体２，３が互いに近接した部分と、放射導体７と、キャパシタＣ２，Ｃ３と、インダクタＬ２，Ｌ３とにより、第１のループとは異なる共振周波数を有する第２のループが形成される。放射導体７，３ｋが互いに近接した部分と、キャパシタＣ３と、インダクタＬ３とにより、第１及び第２のループとは異なる共振周波数を有する第３のループが形成される。さらに、放射導体１上に給電点Ｐ１が設けられる。信号源Ｑ２１は、３つ以上の周波数で無線周波信号を発生する。放射器１８１は、第１〜第３のループのいずれかを含む部分がそれぞれ所定周波数で共振するように構成される。なお、第３のループの中にさらにループを設けてもよい。図８２のアンテナ装置によれば、複数のループを備えたことにより放射器１８１が異なる周波数で励振するときの電流経路はそれぞれ異なり、これにより、効果的にマルチバンド動作を実現することができる。
【００８５】
図３〜図６等を参照して説明した電流経路の電気長は、動作波長の４分の１に限定されず、例えば、正整数ｎに対して動作波長の（２ｎ＋１）／４倍になるように構成されてもよい。ただし、アンテナ装置の小型化の観点からは、動作波長の４分の１になるように構成されることが望ましい。
【００８６】
放射導体のそれぞれを、幅広のストリップ導体にて構成することにより、低域共振周波数ｆ１、中域共振周波数ｆ２、及び高域共振周波数ｆ３のそれぞれにおいて広帯域動作を実現することができる。また、放射導体のそれぞれは、キャパシタＣ１、Ｃ２及びインダクタＬ１、Ｌ２の間に所定の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。
【００８７】
信号源Ｑ１の接続点Ｐ１は、放射導体１上であれば任意の位置に設けることができる。
【００８８】
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。
【００８９】
なお、アンテナ装置のサイズを削減するために、放射導体のいずれかを少なくとも１カ所で折り曲げてもよい。
【００９０】
図１等では接地導体Ｇ１を簡単化して図示しているが、実際には、接地導体Ｇ１は図４９等に示すように所定の広がりを有して構成される。
【００９１】
また、さらなる変形例として、例えば板状又は線状の放射導体を含む放射器を接地導体と平行に設けて、放射器の一部を接地導体に短絡することにより、本実施形態に係るアンテナ装置を逆Ｆ型アンテナ装置として構成することもできる（図示せず）。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。
【００９２】
本実施形態のアンテナ装置によれば、２つのループと、少なくとも２つのインダクタと、少なくとも２つのキャパシタとを備えたことにより、放射器を動作周波数に応じてループアンテナモード、ハイブリッド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、効果的にトリプ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。
【００９３】
第２の実施形態．
図３３は、本発明の第２の実施形態に係るアンテナ装置を示す平面図である。本実施形態のアンテナ装置は、図１の放射器１０１と同様の原理で構成された２つの放射器１５１，１５２を備え、これらの放射器１５１，１５２は別個の信号源Ｑ１Ａ，Ｑ１Ｂによって独立に励振されることを特徴とする。
【００９４】
図３３において、放射器１５１は、図１の放射器１０１と同様に構成され、放射導体１Ａ，２Ａ，３Ａと、放射導体１Ａ，２Ａを互いに接続するインダクタＬ１Ａと、放射導体１Ａ，３Ａを互いに接続するキャパシタＣ１Ａと、放射導体２Ａ，３Ａを互いに接続するキャパシタＣ２Ａ及びインダクタＬ２Ａとを有する。信号源Ｑ１Ａは、放射導体１Ａ上の給電点Ｐ１Ａに接続されるとともに、放射器１５１に近接して設けられた接地導体Ｇ１上の接続点Ｐ２Ａに接続される。放射器１５２もまた、図１の放射器１０１と同様に構成され、放射導体１Ｂ，２Ｂ，３Ｂと、放射導体１Ｂ，２Ｂを互いに接続するインダクタＬ１Ｂと、放射導体１Ｂ，３Ｂを互いに接続するキャパシタＣ１Ｂと、放射導体２Ｂ，３Ｂを互いに接続するキャパシタＣ２Ｂ及びインダクタＬ２Ｂとを有する。信号源Ｑ１Ｂは、放射導体１Ｂ上の給電点Ｐ１Ｂに接続されるとともに、放射器１５２に近接して設けられた接地導体Ｇ１上の接続点Ｐ２Ｂに接続される。信号源Ｑ１Ａ，Ｑ１Ｂは、例えばＭＩＭＯ通信方式の送信信号である無線周波信号を発生し、同じ低域共振周波数ｆ１の無線周波信号と、同じ中域共振周波数ｆ２の無線周波信号と、同じ高域共振周波数ｆ３の無線周波信号とを発生する。
【００９５】
放射器１５１，１５２は、好ましくは、所定の基準軸Ｂ１に対して対称に構成される。この基準軸Ｂ１に近接して放射導体１Ａ，１Ｂ及び給電部（給電点Ｐ１Ａ，Ｐ１Ｂ、接続点Ｐ２Ａ，Ｐ１Ｂ）が設けられ、この基準軸Ｂ１から遠隔して放射導体２Ａ，３Ａ，２Ｂ，３Ｂが設けられる。２つの給電点Ｐ１Ａ，Ｐ１Ｂ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。また、アンテナ装置のサイズを削減するために、放射導体１Ａ，２Ａ，３Ａ，１Ｂ，２Ｂ，３Ｂのいずれかを少なくとも１カ所で折り曲げてもよい。
【００９６】
図３４は、本発明の第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平面図である。本変形例のアンテナ装置では、放射器１５１，１５２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１５１，１５２の配置を非対称にすることでそれらの指向性を非対称にし、各放射器１５１，１５２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通信方式に係る送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。
【００９７】
図３５は、本発明の第２の実施形態の比較例に係るアンテナ装置を示す平面図である。図３５のアンテナ装置では、給電点を設けていない放射導体２Ａ，２Ｂ及び放射導体３Ａ，３Ｂが互いに近接するように配置している。給電点Ｐ１Ａ，Ｐ１Ｂ間の距離を離すことで、各放射器１５１，１５２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１５１，１５２の開放端（すなわち放射導体２Ａ，２Ｂ，３Ａ，３Ｂの端部）が対向しているので、放射器１５１，１５２間の電磁結合は大きくなってしまう。
【００９８】
図３６は、図３３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３３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Ｑ１Ａのみを動作させる場合を考える。信号源Ｑ１Ａから入力される電流Ｉ３１により放射器１５１がループアンテナモードで動作すると、放射器１５１によって発生される磁界により、放射器１５２において、電流Ｉ３１と同じ向きの誘導電流である電流Ｉ３２が流れ、この電流Ｉ３２は信号源Ｑ１Ｂまで流れる。接地導体Ｇ１上において、接続点Ｐ２Ｂから接続点Ｐ２Ａにも電流Ｉ３３が流れる。大きな電流Ｉ３１が流れることにより、放射器１５１，１５２間の電磁結合が高くなる。また、図３７は、図３３のアンテナ装置が中域共振周波数ｆ２で動作するときの電流経路を示す図である。信号源Ｑ１Ａから入力される電流Ｉ３４により放射器１５１がハイブリッドモードで動作すると、放射器１５１によって発生される磁界により、放射器１５２において、放射器１５２の小ループから給電点Ｐ１Ｂに向かう誘導電流である電流Ｉ３５が流れ、この電流Ｉ３５は信号源Ｑ１Ｂまで流れる。放射器１５２の小ループにおいて、電流Ｉ３５は、放射器１５１の小ループを電流Ｉ３４が流れるときと同じ向きに流れる。接地導体Ｇ１上において、接続点Ｐ２Ｂから接続点Ｐ２Ａにも電流Ｉ３６が流れる。図３８は、図３３のアンテナ装置が高域共振周波数ｆ３で動作するときの電流経路を示す図である。放射器１５１において、信号源Ｑ１Ａから入力される電流Ｉ３７は、放射器１５２からは遠隔した方向に流れ、従って、放射器１５１，１５２間の電磁結合は小さく、放射器１５２や信号源Ｑ１Ｂに流れる誘導電流も小さい。
【００９９】
図３３のアンテナ装置の構成は、基準線Ｂ１に対して完全対称に構成した場合である。この場合、２つの放射器１５１，１５２のそれぞれの電流分布が同じになるので、それらの放射パターンも同じになる。その結果、図３６及び図３７を参照して説明したように、図３３のアンテナ装置が低域共振周波数ｆ１又は中域共振周波数ｆ２で動作するとき、放射器１５１，１５２間の電磁結合が高くなり、従って送受信される信号間の相関が高くなり、ＭＩＭＯ通信方式の送受信性能は低下する。しかしながら、ＭＩＭＯ通信方式の無線通信を行うためには、放射器１５１，１５２間の電磁結合を低下させる必要がある。これを改善したのが図３９のアンテナ装置の構成である。放射器１５３のインダクタＬ１Ｂ及びキャパシタＣ１Ｂの位置を入れ替えることで、低域共振周波数ｆ１及び高域共振周波数ｆ３における電流の流れを２つの放射器１５１，１５３の間で非対称にし、これらの周波数では異なった放射パターンを得ることができる。その結果、送受信する信号の相関が低下し、ＭＩＭＯ通信方式の送受信性能は向上する。
【０１００】
図３９は、本発明の第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平面図である。本変形例のアンテナ装置は、低域共振周波数ｆ１及び中域共振周波数ｆ２で動作するときの放射器１５１，１５２間の電磁結合を低減するために、図３３の放射器１５２におけるキャパシタＣ１Ｂ及びインダクタＬ１Ｂの位置を入れかえた放射器１５３を備えている。従って、図３９のアンテナ装置は、基準軸Ｂ１に対して互いに対称に構成された放射器１５１，１５３を備え、放射器１５３のインダクタＬ１Ｂは放射器１５１のキャパシタＣ１Ａに対応する位置に設けられ、放射器１５３のキャパシタＣ１Ｂは放射器１５１のインダクタＬ１Ａに対応する位置に設けられている。このように、放射器１５１，１５３間でキャパシタＣ１Ａ，Ｃ１Ｂ及びインダクタＬ１Ａ，Ｌ１Ｂの位置を非対称に構成したことにより、放射器１５１，１５３間の電磁結合を低減する。
【０１０１】
図４０は、図３９のアンテナ装置が低域共振周波数ｆ１で動作するときの電流経路を示す図である。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、信号源Ｑ１Ａから入力される電流Ｉ３１により放射器１５１がループアンテナモードで動作しても、放射器１５３において誘導される電流Ｉ４１は小さくなり、また、放射器１５３から信号源Ｑ１Ｂに流れる電流も小さくなる。このため、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１５１，１５３間の電磁結合は小さくなる。また、図４１は、図３９のアンテナ装置が中域共振周波数ｆ２で動作するときの電流経路を示す図である。信号源Ｑ１Ａから入力される電流Ｉ３４により放射器１５１がハイブリッドモードで動作しても、放射器１５３において誘導される電流Ｉ４２は小さくなり、また、放射器１５３から信号源Ｑ１Ｂに流れる電流も小さくなる。このため、図３９のアンテナ装置が中域共振周波数ｆ２で動作するときの放射器１５１，１５３間の電磁結合も小さくなる。また、図４２は、図３９のアンテナ装置が高域共振周波数ｆ３で動作するときの電流経路を示す図である。この場合は、図３８と同様に、放射器１５１，１５３間の電磁結合は小さい。
【０１０２】
図３９のアンテナ装置では、放射器１５１，１５３間でインダクタＬ１Ａ，Ｌ１Ｂ及びキャパシタＣ１Ａ，Ｃ１Ｂの位置が基準線Ｂ１に対して非対称になっているものの、小ループのインダクタＬ２Ａ，Ｌ２Ｂ及びキャパシタＣ２Ａ，Ｃ２Ｂの位置が基準線Ｂ１に対して対称になっている。従って、図３９のアンテナ装置が中域共振周波数ｆ２で動作するとき、２つの放射器１５１，１５３の各小ループの電流分布が同じになるので、各小ループを流れる電流に起因した放射パターンも同じになる。このため、放射器１５１，１５３の各小ループ間に電磁結合が生じ、この電磁結合は、送受信される信号間の相関を高くするように寄与し、ＭＩＭＯ通信方式の送受信性能を低下させる。これを改善したのが図４３のアンテナ装置の構成である。放射器１５４のインダクタＬ２Ｂ及びキャパシタＣ２Ｂの位置を入れ替えることで、中域共振周波数ｆ２で動作するときの小ループにおける電流の流れを２つの放射器１５１，１５４の間で非対称にし、異なった放射パターンを得ることができる。その結果、送受信する信号の相関が低下し、ＭＩＭＯ通信方式の送受信性能は向上する。
【０１０３】
図４３は、本発明の第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平面図である。図４３のアンテナ装置は、図３９の放射器１５３におけるキャパシタＣ２Ｂ及びインダクタＬ２Ｂの位置を入れかえた放射器１５４を備えている。従って、図４３のアンテナ装置は、放射器１５４のインダクタＬ２Ｂは放射器１５１のキャパシタＣ２Ａに対応する位置に設けられ、放射器１５４のキャパシタＣ２Ｂは放射器１５１のインダクタＬ２Ａに対応する位置に設けられている。
【０１０４】
図４４は、図４３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。信号源Ｑ１Ａから入力される電流Ｉ３１により放射器１５１がループアンテナモードで動作しても、放射器１５４において誘導される電流Ｉ５１は小さくなり、また、放射器１５４から信号源Ｑ１Ｂに流れる電流も小さくなる。このため、図４３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１５１，１５３間の電磁結合は小さくなる。また、図４５は、図４３のアンテナ装置が中域共振周波数ｆ２で動作するときの電流経路を示す図である。信号源Ｑ１Ａから入力される電流Ｉ３４により放射器１５１がハイブリッドモードで動作しても、放射器１５４において誘導される電流Ｉ５２は小さくなり、また、放射器１５４から信号源Ｑ１Ｂに流れる電流も小さくなる。さらに、放射器１５４の小ループにおいて、電流Ｉ５２は、放射器１５１の小ループを電流Ｉ３４が流れるときと逆の向きに流れる。これにより、放射器１５１，１５４の各小ループ間の電磁結合は小さくなる。また、図４６は、図４３のアンテナ装置が高域共振周波数ｆ３で動作するときの電流経路を示す図である。この場合は、図３８及び図４２と同様に、放射器１５１，１５３間の電磁結合は小さい。
【０１０５】
図４３のアンテナ装置によれば、低域共振周波数ｆ１、中域共振周波数ｆ２、及び高域共振周波数ｆ３のいずれにおいても、２つの共振器１５１，１５４において異なる電流経路を形成し、異なった放射パターンを得ることができる。その結果、送受信する信号の相関が低下し、ＭＩＭＯ通信方式の送受信性能は向上する。
【０１０６】
図４７は、本発明の第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平面図である。放射器１５５，１５６の形状を、給電点Ｐ１Ａ，Ｐ１Ｂから遠ざかるにつれて放射器１５５，１５６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１５５，１５６間の電磁結合を低減することができる。放射器１５５は、図３３の放射器１５１の放射導体１Ａ，２Ａ，３Ａに代えて放射導体１Ａａ，２Ａａ，３Ａａを備え、放射器１５６は、図３３の放射器１５２の放射導体１Ｂ，２Ｂ，３Ｂに代えて放射導体１Ｂａ，２Ｂａ，３Ｂａを備えている。また、図４７に示すように、放射導体のいずれかが突出した部分（例えば放射導体２Ａ，２Ｂの上端）を有する場合には、アンテナ装置が高域共振周波数ｆ３において動作するとき、電流は小ループからインダクタＬ１Ａ，Ｌ１Ｂに向かってではなく、その突出した部分に向かって流れてもよい。
【０１０７】
図４８は、本発明の第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平面図である。２つの放射器間の電磁結合を低下させることは、図３９及び図４３のようにインダクタ及びキャパシタの位置を非対称にすることによってのみならず、他の方法でも達成可能である。図４８のアンテナ装置は、２つの放射器間の電磁結合を低下させるために、非対称な接地導体Ｇ２を備えている。また、図３３のアンテナ装置において、放射器１５１，１５２の間で、対応するインダクタのインダクタンス及び対応するキャパシタの容量を互いに相違させたり、放射導体の電気長を互いに相違させたり、放射器１５１，１５２を互いに離隔させたりすることにより、２つの放射器１５１，１５２間の電磁結合を低下させることができる。また、２つの放射器は、必ず基準線に対して対称に設ける必要はなく、非対称に設けられてもよく、また、接地導体Ｇ１又はＧ２の任意の場所に接続されてもよい。以上説明したいずれの場合でも、トリプルバンド動作を損なうことはない。
【０１０８】
第３の実施形態．
図８３は、本発明の第３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。本発明の実施形態に係る無線通信装置は、例えば図８３に示すように携帯電話機として構成されてもよい。図８３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７１と、無線送受信回路７１に接続されたベースバンド信号処理回路７２と、ベースバンド信号処理回路７２に接続されたスピーカ７３及びマイクロホン７４とを備える。アンテナ装置の放射器１０１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７１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。
【０１０９】
本実施形態の無線通信装置によれば、放射器１０１を動作周波数に応じてループアンテナモード、ハイブリッド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、効果的にトリプ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。
【０１１０】
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。
【実施例１】
【０１１１】
以下、図４９〜図５５を参照して、本発明の第１の実施形態の第１の実施例に係るシミュレーション結果について説明する。【０１１２】
シミュレーションでは、ＦＤＴＤ法を用いてトランジェント解析を行った。給電点Ｐ１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では細かくモデリングした。【０１１３】
図４９は、第１の実施例に係るアンテナ装置を示す斜視図であり、図５０は、図４９の放射器１６１の詳細構成を示す展開図である。放射器１６１は、放射導体１ｈ，２ｈ，３ｈと、インダクタＬ１，Ｌ２と、キャパシタＣ１，Ｃ２とを備える。図５０において、キャパシタＣ１は容量１．２ｐＦを有し、インダクタＬ１はインダクタンス５．２ｎＨを有し、キャパシタＣ２は容量５．０ｐＦを有し、インダクタＬ２はストリップ導体により構成される。図５０のＢ１１線において、放射導体１は−Ｘ方向に折り曲げられる。【０１１４】
図５１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。計算結果によれば、第１の実施例のアンテナ装置は、ｆ１＝８１７ＭＨｚ、ｆ２＝１２７２ＭＨｚ、ｆ３＝２５９２ＭＨｚの３つの周波数で共振していることがわかる。【０１１５】
図５２は、第１の実施例の比較例の放射器２１１の詳細構成を示す展開図である。図５２の放射器２１１は、放射導体２０１ａ，２０２ａと、インダクタＬ１と、キャパシタＣ１とを備える。放射器２１１は、小ループを持たないことを除いて図４９の放射器１６１と同一の寸法で構成され、図４８の放射器１６１に代えて接地導体Ｇ１上に設けられる。【０１１６】
図５３は、図５２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。計算結果によれば、比較例は、ｆ１＝８３７ＭＨｚとｆ３＝２４３７ＭＨｚの２つの周波数で共振している。また、低域共振周波数ｆ１、中域共振周波数ｆ２、高域共振周波数ｆ３における放射効率を比較すると、以下の表１となる。【０１１７】
【表１】
2013008356.tif 000013
【０１１８】
表１によれば、第１の実施例及び比較例のアンテナ装置ともに、低域共振周波数ｆ１及び高域共振周波数ｆ３で共振し、高い放射効率を示している。しかしながら、比較例では、中域共振周波数ｆ２＝１２７２ＭＨｚで共振していないので、放射効率が−７．６［ｄＢ］という低い値を示している。一方、第１の実施例のアンテナ装置においては、トリプルバンド動作の効果により、中域共振周波数ｆ２において−１．０［ｄＢ］という高い値を示している。【０１１９】
なお、第１の実施例及び比較例のアンテナ装置において、その寸法は同じであり、それぞれの低域共振周波数ｆ１及び高域共振周波数ｆ３もほぼ同じである。すなわち、本発明によれば、ループ状の放射導体を備え、低域共振周波数ｆ１及び高域共振周波数ｆ３でデュアルバンド動作可能なアンテナ装置（図２等を参照）において、ループ状の放射導体を多重分岐させることで、低域共振周波数ｆ１及び高域共振周波数ｆ３の特性を損なうことなく、中域共振周波数ｆ２における共振を独立に設計可能であるという優れた効果を有していることが判る。【０１２０】
図５４は、第１の実施例の変形例に係るアンテナ装置を示す斜視図である。図５４のアンテナ装置では、図５０の放射器１６１の放射導体２，３を、図５０のＢ１２線において−Ｘ方向に折り曲げている。【０１２１】
図５５は、図５４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。計算結果によれば、ｆ１＝８５５ＭＨｚのとき（−７．２ｄＢ）、ｆ２＝１２７３ＭＨｚのとき（−８．８ｄＢ）、ｆ３＝２６９０ＭＨｚのとき（−１３．１ｄＢ）の３つの周波数で、整合が取れていることが確認できる。また、表２に示すように、折り曲げなしの場合と折り曲げありの場合との放射効率を比較すると、いずれも高い放射効率を実現できている。この結果より、本発明の実施形態に係るアンテナ装置は、小型化とトリプルバンド動作とを同時に実現することが可能であり、携帯無線端末装置の小型化や薄型化の要求にも対応できる優れた特性を有するといえる。【０１２２】
【表２】
2013008356.tif 000014
【実施例２】
【０１２３】
以下、図５６〜図８１を参照して、本発明の第１の実施形態の第２の実施例に係る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は、ＦＤＴＤ法を用いて計算した。【０１２４】
図５６は、第２の実施例に係るアンテナ装置を示す斜視図であり、図５７は、図５６の放射器１７１の詳細構成を示す上面図である。図５６及び図５７に示すアンテナ装置は、図８に示すアンテナ装置の実施例である。放射器１７１は、放射導体１ｉ，２ｉ，３ｉと、インダクタＬ１，Ｌ２と、キャパシタＣ１，Ｃ２とを備える。図５７において、インダクタＬ１はインダクタンス３ｎＨを有し、キャパシタＣ１は容量１ｐＦを有し、インダクタＬ２は０．３ｍｍ×０．５ｍｍの断面及び長さ５．５ｍｍを有するストリップ導体にてなる細線インダクタであり、キャパシタＣ２は容量７ｐＦを有する。【０１２５】
図５８は、図５６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５９は、図５６のアンテナ装置が低域共振周波数ｆ１で動作するときに給電点Ｐ１から見たインダクタＬ１のインピーダンスＺ’Ｌ１及び給電点Ｐ１から見た及びキャパシタＣ１のインピーダンスＺ’Ｃ１を示すスミスチャートである。低域共振周波数ｆ１＝９００ＭＨｚ付近では、｜Ｚ’Ｌ１｜＜｜Ｚ’Ｃ１｜であるので、電流Ｉ６１はキャパシタＣ１ではなくインダクタＬ１を通過し、｜Ｚ’Ｌ２｜＜｜Ｚ’Ｃ２｜であるので、電流Ｉ６１はさらに、キャパシタＣ２ではなくインダクタＬ２を通過する。【０１２６】
図６０は、図５６のアンテナ装置が中域共振周波数ｆ２で動作するときの電流経路を示す図である。図６１は、図５６のアンテナ装置が中域共振周波数ｆ２で動作するときに給電点Ｐ１から見たインダクタＬ１のインピーダンスＺ’Ｌ１及び給電点Ｐ１から見た及びキャパシタＣ１のインピーダンスＺ’Ｃ１を示すスミスチャートである。中低域共振周波数ｆ２＝１５００ＭＨｚ付近では、｜Ｚ’Ｌ１｜＞｜Ｚ’Ｃ１｜であるので、電流Ｉ６２はインダクタＬ１ではなくキャパシタＣ１を通過し、｜Ｚ’Ｌ２｜＜｜Ｚ’Ｃ２｜であるので、電流Ｉ６２はさらに、インダクタＬ２を通過する。放射導体２，３の間の電位差によりキャパシタＣ２において電流が接続され、小ループに沿った電流経路が形成される。このとき、一部の電流Ｉ６３は、小ループからインダクタＬ１に向かって流れる。【０１２７】
図６２は、図５６のアンテナ装置が高域共振周波数ｆ３で動作するときの電流経路を示す図である。図６３は、図５６のアンテナ装置が高域共振周波数ｆ３で動作するときに給電点Ｐ１から見たインダクタＬ１のインピーダンスＺ’Ｌ１及び給電点Ｐ１から見た及びキャパシタＣ１のインピーダンスＺ’Ｃ１を示すスミスチャートである。高域共振周波数ｆ３＝１９００ＭＨｚ付近では、｜Ｚ’Ｌ１｜＞｜Ｚ’Ｃ１｜であるので、電流Ｉ６４はインダクタＬ１ではなくキャパシタＣ１を通過し、｜Ｚ’Ｌ２｜＜｜Ｚ’Ｃ２｜であるので、電流Ｉ６４はさらに、キャパシタＣ２ではなくインダクタＬ２を通過する。【０１２８】
図６４は、第２の実施例の第１の変形例に係る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６４に示すアンテナ装置は、図２１に示すアンテナ装置の実施例であり、図６４に示すアンテナ装置の放射器１７２は、放射導体１ｊ，２ｊ，３ｊと、インダクタＬ１，Ｌ２と、キャパシタＣ１，Ｃ２とを備える。放射器１７２は、インダクタＬ１，Ｌ２及びキャパシタＣ１，Ｃ２の位置以外は、図５７の放射器１７１と同様に構成される。図６５は、第２の実施例の第１の変形例に係るアンテナ装置が低域共振周波数ｆ１で動作するときに給電点Ｐ１から見たインダクタＬ１のインピーダンスＺ’Ｌ１及び給電点Ｐ１から見た及びキャパシタＣ１のインピーダンスＺ’Ｃ１を示すスミスチャートである。低域共振周波数ｆ１＝９００ＭＨｚ付近では、｜Ｚ’Ｌ１｜＜｜Ｚ’Ｃ１｜であるので、電流Ｉ７１はキャパシタＣ１ではなくインダクタＬ１を通過し、｜Ｚ’Ｌ２｜＜｜Ｚ’Ｃ２｜であるので、電流Ｉ７１はさらに、キャパシタＣ２ではなくインダクタＬ２を通過する。【０１２９】
図６６は、第２の実施例の第１の変形例に係るアンテナ装置が中域共振周波数ｆ２で動作するときの電流経路を示す図である。図６７は、第２の実施例の第１の変形例に係るアンテナ装置が中域共振周波数ｆ２で動作するときに給電点Ｐ１から見たインダクタＬ１のインピーダンスＺ’Ｌ１及び給電点Ｐ１から見た及びキャパシタＣ１のインピーダンスＺ’Ｃ１を示すスミスチャートである。中域共振周波数ｆ２＝１５００ＭＨｚ付近では、｜Ｚ’Ｌ１｜＞｜Ｚ’Ｃ１｜であるので、電流Ｉ７２はインダクタＬ１ではなくキャパシタＣ１を通過し、｜Ｚ’Ｌ２｜＜｜Ｚ’Ｃ２｜であるので、電流Ｉ７２はさらに、インダクタＬ２を通過する。放射導体２，３の間の電位差によりキャパシタＣ２において電流が接続され、小ループに沿った電流経路が形成される。このとき、一部の電流Ｉ７３は、小ループからインダクタＬ１に向かって流れる。【０１３０】
図６８は、第２の実施例の第１の変形例に係るアンテナ装置が高域共振周波数ｆ３で動作するときの電流経路を示す図である。図６９は、第２の実施例の第１の変形例に係るアンテナ装置が高域共振周波数ｆ３で動作するときに給電点Ｐ１から見たインダクタＬ１のインピーダンスＺ’Ｌ１及び給電点Ｐ１から見た及びキャパシタＣ１のインピーダンスＺ’Ｃ１を示すスミスチャートである。高域共振周波数ｆ３＝１８００ＭＨｚ付近では、｜Ｚ’Ｌ１｜＞｜Ｚ’Ｃ１｜であるので、電流Ｉ７４はインダクタＬ１ではなくキャパシタＣ１を通過し、｜Ｚ’Ｌ２｜＜｜Ｚ’Ｃ２｜であるので、電流Ｉ７４はさらに、キャパシタＣ２ではなくインダクタＬ２を通過する。【０１３１】
図７０は、図５６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。計算結果によれば、ｆ１＝８８３ＭＨｚのとき（−５．６ｄＢ）、ｆ２＝１４１７ＭＨｚのとき（−８．７ｄＢ）、ｆ３＝２００１ＭＨｚのとき（−１６．５ｄＢ）の３つの周波数で、整合が取れていることが確認できる。【０１３２】
図７１は、第２の実施例の第２の変形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７１は、図９に示すアンテナ装置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。図７１に係るアンテナ装置の放射器は、インダクタＬ１，Ｌ２及びキャパシタＣ１，Ｃ２の位置以外は、図５７の放射器１７１と同様に構成される。計算結果によれば、ｆ１＝８６０ＭＨｚのとき（−５．１ｄＢ）、ｆ２＝１４６６ＭＨｚのとき（−６．５ｄＢ）、ｆ３＝１９９８ＭＨｚのとき（−１５．４ｄＢ）の３つの周波数で、整合が取れていることが確認できる。【０１３３】
図７２は、第２の実施例の第３の変形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７２は、図１０に示すアンテナ装置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。図７２に係るアンテナ装置の放射器は、インダクタＬ１，Ｌ２及びキャパシタＣ１，Ｃ２の位置以外は、図５７の放射器１７１と同様に構成される。計算結果によれば、ｆ１＝８８５ＭＨｚのとき（−５．８ｄＢ）、ｆ２＝１４４８ＭＨｚのとき（−４．１ｄＢ）、ｆ３＝２００３ＭＨｚのとき（−１５．７ｄＢ）の３つの周波数で、整合が取れていることが確認できる。【０１３４】
図７３は、第２の実施例の第４の変形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７３は、図１１に示すアンテナ装置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。図７３に係るアンテナ装置の放射器は、インダクタＬ１，Ｌ２及びキャパシタＣ１，Ｃ２の位置以外は、図５７の放射器１７１と同様に構成される。計算結果によれば、ｆ１＝８５５ＭＨｚのとき（−５．１ｄＢ）、ｆ２＝１５０５ＭＨｚのとき（−９．２ｄＢ）、ｆ３＝１９９０ＭＨｚのとき（−１５．８ｄＢ）の３つの周波数で、整合が取れていることが確認できる。【０１３５】
図７４は、第２の実施例の第５の変形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７４は、図１８に示すアンテナ装置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。図７４に係るアンテナ装置の放射器は、インダクタＬ１，Ｌ２及びキャパシタＣ１，Ｃ２の位置以外は、図５７の放射器１７１と同様に構成される。計算結果によれば、ｆ１＝９７０ＭＨｚのとき（−１１．４ｄＢ）、ｆ２＝１４３５ＭＨｚのとき（−８．８ｄＢ）、ｆ３＝１７９５ＭＨｚのとき（−９．４ｄＢ）の３つの周波数で、整合が取れていることが確認できる。【０１３６】
図７５は、第２の実施例の第６の変形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７５は、図１９に示すアンテナ装置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。図７５に係るアンテナ装置の放射器は、インダクタＬ１，Ｌ２及びキャパシタＣ１，Ｃ２の位置以外は、図５７の放射器１７１と同様に構成される。計算結果によれば、ｆ１＝９３８ＭＨｚのとき（−１０．７ｄＢ）、ｆ２＝１５１３ＭＨｚのとき（−１４．３ｄＢ）、ｆ３＝１７６０ＭＨｚのとき（−８．９ｄＢ）の３つの周波数で、整合が取れていることが確認できる。【０１３７】
図７６は、第２の実施例の第７の変形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７６は、図２０に示すアンテナ装置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。図７６に係るアンテナ装置の放射器は、インダクタＬ１，Ｌ２及びキャパシタＣ１，Ｃ２の位置以外は、図５７の放射器１７１と同様に構成される。計算結果によれば、ｆ１＝９７５ＭＨｚのとき（−１４．８ｄＢ）、ｆ２＝１４４０ＭＨｚのとき（−１８．２ｄＢ）、ｆ３＝１７６０ＭＨｚのとき（−９．６ｄＢ）の３つの周波数で、整合が取れていることが確認できる。【０１３８】
図７７は、第２の実施例の第１の変形例に係るアンテナ装置（図６４）の反射係数Ｓ１１の周波数特性を示すグラフである。計算結果によれば、ｆ１＝９４８ＭＨｚのとき（−１１．５ｄＢ）、ｆ２＝１４６６ＭＨｚのとき（−６．９ｄＢ）、ｆ３＝１７７８ＭＨｚのとき（−９．９ｄＢ）の３つの周波数で、整合が取れていることが確認できる。【０１３９】
図７８は、第２の実施例の第１の比較例に係るアンテナ装置を示す平面図である。図７８のアンテナ装置の放射器２２１は、放射導体２０１ｂ，２０２ｂと、インダクタＬ１と、キャパシタＣ１とを備える。図７８のアンテナ装置は、小ループを持たないことを除いて図５７のアンテナ装置と同一の寸法で構成され、図５６の放射器１６１に代えて接地導体Ｇ１上に設けられる。【０１４０】
図７９は、図７８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。計算結果によれば、ｆ１＝８９３ＭＨｚのとき（−６．３ｄＢ）、ｆ３＝２０１３ＭＨｚのとき（−１５．８ｄＢ）の２つの周波数で、整合が取れていることが確認できる。【０１４１】
図８０は、第２の実施例の第２の比較例に係るアンテナ装置を示す平面図である。図８０のアンテナ装置の放射器２２２は、放射導体２０１ｃ，２０２ｃと、インダクタＬ１と、キャパシタＣ１とを備える。図８０のアンテナ装置は、インダクタＬ１とキャパシタＣ１の位置が入れ替わっていることの他は、図７８のアンテナ装置と同様に構成される。【０１４２】
図８１は、図８０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。計算結果によれば、ｆ１＝９８５ＭＨｚのとき（−１２．５ｄＢ）、ｆ３＝１７４５ＭＨｚのとき（−９．３ｄＢ）の２つの周波数で、整合が取れていることが確認できる。【０１４３】
図７９及び図８１を比較すると、給電点Ｐ１にインダクタＬ１が近いアンテナ装置と、給電点Ｐ１にキャパシタＣ１が近いアンテナ装置のいずれにおいても、デュアルバンド動作を実現できていることがわかる。ただし、共振周波数に差異があるが、これは、給電点Ｐ１からインダクタＬ１及びキャパシタＣ１までの電気長の違いによるものである。【０１４４】
図７９及び図８１と、図７４及び図７０とをそれぞれ比較すると、低域共振周波数ｆ１と高域共振周波数ｆ３の付近の反射係数Ｓ１１の周波数特性は、類似した傾向を示していることが確認できる。このことから、インダクタＬ１及びキャパシタＣ１の位置ならびにインダクタンス及び容量が同じであれば、図７８又は図８０のアンテナ装置に小ループを追加しても、そのデュアルバンド動作を損なうことなく、新たに中域共振周波数ｆ２で共振させることが可能であることがわかる。また、中域共振周波数ｆ２は、インダクタＬ１及びキャパシタＣ１の位置に関わらずほぼ同じ周波数を実現できており、図７４の場合はｆ２＝１４３５ＭＨｚ、図７０の場合はｆ２＝１４１７ＭＨｚを得た。この中域共振周波数ｆ２のみを微調整したい場合は、キャパシタＣ２の値を調節すればよい。
【産業上の利用可能性】
【０１４５】
以上説明したように、本発明のアンテナ装置は、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、本発明のアンテナ装置は、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。【０１４６】
本発明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、ＰＤＡ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】
【０１４７】
１，１ａ〜１ｋ，２，２ａ〜２ｋ，３，３ａ〜３ｋ，５，６，７，１Ａ，２Ａ，３Ａ，１Ｂ，２Ｂ，３Ｂ，２０１，２０２，２０１ａ〜２０１ｃ，２０２ａ〜２０２ｃ…放射導体、
７１…無線周波信号処理回路、
７２…ベースバンド信号処理回路、
７３…スピーカ、
７４…マイクロホン、
１０１〜１０６，１１１〜１１６，１２１，１３１〜１３６，１４１〜１４５，１５１〜１５６，１６１，１７１，１７２，２００，２１１，２２１，２２２…放射器、
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ１３，Ｃ１４，Ｃ１Ａ，Ｃ２Ａ，Ｃ１Ｂ，Ｃ２Ｂ…キャパシタ、
Ｇ１，Ｇ２…接地導体、
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ１３，Ｌ１４，Ｌ１Ａ，Ｌ２Ａ，Ｌ１Ｂ，Ｌ２Ｂ…インダクタ、
Ｐ１，Ｐ１Ａ，Ｐ１Ｂ…給電点、
Ｐ２，Ｐ２Ａ，Ｐ２Ｂ…接続点、
Ｑ１，Ｑ２，Ｑ１１，Ｑ１Ａ，Ｑ１Ｂ…信号源、
Ｓ１…ストリップ導体。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【図６４】
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【図６５】
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【図６６】
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【図６７】
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【図６８】
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【図６９】
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【図７０】
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【図７１】
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【図７２】
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【図７３】
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【図７４】
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【図７５】
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【図７６】
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【図７７】
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【図７８】
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【図７９】
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【図８０】
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【図８１】
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【図８２】
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【図８３】
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【手続補正書】
【提出日】平成25年2月7日(2013.2.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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に係る発明は、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に係る発明は、マルチバンドアンテナにおいて、ＬＣ並列共振回路の両端に第１及び第２の放射エレメントを接続したアンテナ素子を備えてなるマルチバンドアンテナにおいて、前記ＬＣ並列共振回路はインダクタ自身の自己共振によって構成されていることを特徴とする。特許文献２のマルチバンドアンテナによれば、ホイップアンテナのインダクタ自身の自己共振によって構成されるＬＣ並列共振回路により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】特開平１１−５５０２２号公報
【特許文献３】特許第４００３０７７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。そのため、複数のアンテナを近接配置した状態で低結合なアレーアンテナが必要となる。また、ＭＩＭＯアンテナ装置は、空間分割多重を実現するために、指向性又は偏波特性などを相違させることにより、互いに低相関である複数の無線信号の送受信を同時に実行する必要がある。さらに、通信の高速化のためアンテナの広帯域化技術が求められている。
【０００７】
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。
【０００８】
特許文献２のマルチバンドアンテナでは、低域動作させるためには放射エレメントの素子長を長くしなければならない。また、ＬＣ並列共振回路は放射に寄与できない。
【０００９】
従って、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。
【００１０】
本発明の目的は、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ことにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の第１の態様によれば、
少なくとも１つの放射器を備えたアンテナ装置において、
上記各放射器は、
第１のループを形成するループ状の放射導体であって、上記第１のループに沿って順に給電点、第１の位置、第２の位置、及び第３の位置を有する放射導体と、
上記放射導体の第１の位置に挿入された第１のインダクタと、
上記放射導体の第３の位置に挿入された第１のキャパシタと、
上記放射導体の第２の位置に互いに並列に挿入された第２のインダクタ及び第２のキャパシタとを備え、
上記放射導体の第２の位置及びその近接部分と、上記第２のインダクタと、上記第２のキャパシタとにより第２のループが形成され、
上記各放射器は上記給電点を介して、第１の周波数と、上記第１の周波数よりも高い第２の周波数と、上記第２の周波数よりも高い第３の周波数との少なくとも２つの周波数で励振され、
上記各放射器は、
（Ａ）上記第１のインダクタと、上記第１のキャパシタと、上記第２のインダクタ又は上記第２のキャパシタとを含む、上記第１のループに沿った当該放射器の第１の部分と、
（Ｂ）上記第１のループに沿った区間であって、上記給電点から上記第１のインダクタ又は上記第１のキャパシタを介して上記第２の位置に至る区間と、上記第２のループとを含む当該放射器の第２の部分と、
（Ｃ）上記第１のループに沿った区間であって、上記給電点から上記第１のキャパシタを介して上記第２の位置に至る区間、又は、上記給電点から上記第１のキャパシタと上記第２のインダクタ又は上記第２のキャパシタとを介して上記第１の位置に至る区間を含む当該放射器の第３の部分とを含み、
上記各放射器は、上記第１、第２、及び第３の部分の少なくとも２つが共振するように構成され、上記第１の部分が共振するときは上記第１の周波数で共振し、上記第２の部分が共振するときは上記第２の周波数で共振し、上記第３の部分が共振するときは上記第３の周波数で共振することを特徴とする。
【００１２】
上記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、
上記第１及び第２のキャパシタの少なくとも一方は、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。
【００１３】
上記アンテナ装置において、上記第１及び第２のキャパシタの少なくとも一方は、直列接続された複数のキャパシタを含むことを特徴とする。
【００１４】
上記アンテナ装置において、上記第１及び第２のインダクタの少なくとも一方はストリップ導体で構成されることを特徴とする。
【００１５】
上記アンテナ装置において、上記第１及び第２のインダクタの少なくとも一方はメアンダ状導体で構成されることを特徴とする。
【００１６】
上記アンテナ装置において、上記第１及び第２のインダクタの少なくとも一方は、直列接続された複数のインダクタを含むことを特徴とする。
【００１７】
上記アンテナ装置において、上記アンテナ装置は接地導体をさらに備えたことを特徴とする。
【００１８】
上記アンテナ装置において、
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。
【００１９】
上記アンテナ装置において、上記アンテナ装置は、少なくとも一対の放射器を含むダイポールアンテナであることを特徴とする。
【００２０】
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、互いに異なる第１の周波数で共振し、互いに異なる第２の周波数で共振し、互いに異なる第３の周波数で共振することを特徴とする。
【００２１】
上記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。
【００２２】
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。
【００２３】
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第１の放射器及び第２の放射器を備え、上記第２の放射器の第１のインダクタは上記第１の放射器の第１のキャパシタに対応する位置に設けられ、上記第２の放射器の第１のキャパシタは上記第１の放射器の第１のインダクタに対応する位置に設けられたことを特徴とする。
【００２４】
上記アンテナ装置において、上記第２の放射器の第２のインダクタは上記第１の放射器の第２のキャパシタに対応する位置に設けられ、上記第２の放射器の第２のキャパシタは上記第１の放射器の第２のインダクタに対応する位置に設けられたことを特徴とする。
【００２５】
上記アンテナ装置において、上記第１及び第２の放射器は、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。
【００２６】
本発明の第２の態様によれば、本発明の第１の態様に係るアンテナ装置を備えたことを特徴とする無線通信装置が提供される。
【発明の効果】
【００２７】
本発明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。また、本発明のアンテナ装置は、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、本発明によれば、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。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るアンテナ装置を示す平面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の比較例に係るアンテナ装置を示す平面図である。
【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のアンテナ装置が中域共振周波数ｆ２で動作するときの第１の電流経路を示す図である。
【図５】図１のアンテナ装置が中域共振周波数ｆ２で動作するときの第２の電流経路を示す図である。
【図６】図１のアンテナ装置が高域共振周波数ｆ３で動作するときの電流経路を示す図である。
【図７】本発明の第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平面図である。
【図８】本発明の第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平面図である。
【図９】本発明の第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平面図である。
【図１０】本発明の第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平面図である。
【図１１】本発明の第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平面図である。
【図１２】本発明の第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平面図である。
【図１３】図１２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１４】図１２のアンテナ装置が中域共振周波数ｆ２で動作するときの第１の電流経路を示す図である。
【図１５】図１２のアンテナ装置が中域共振周波数ｆ２で動作するときの第２の電流経路を示す図である。
【図１６】図１２のアンテナ装置が高域共振周波数ｆ３で動作するときの電流経路を示す図である。
【図１７】本発明の第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平面図である。
【図１８】本発明の第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平面図である。
【図１９】本発明の第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平面図である。
【図２０】本発明の第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平面図である。
【図２１】本発明の第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平面図である。
【図２２】図８のアンテナ装置が高域共振周波数ｆ３で動作するときの電流経路を示す図である。
【図２３】本発明の第１の実施形態の第１２の変形例に係るアンテナ装置が高域共振周波数ｆ３で動作するときの電流経路を示す図である。
【図２４】本発明の第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平面図である。
【図２５】本発明の第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平面図である。
【図２６】本発明の第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平面図である。
【図２７】本発明の第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平面図である。
【図２８】本発明の第１の実施形態の第１７の変形例に係るアンテナ装置を示す平面図である。
【図２９】本発明の第１の実施形態の第１８の変形例に係るアンテナ装置を示す平面図である。
【図３０】本発明の第１の実施形態の第１９の変形例に係るアンテナ装置を示す平面図である。
【図３１】本発明の第１の実施形態の第２０の変形例に係るアンテナ装置を示す平面図である。
【図３２】本発明の第１の実施形態の第２１の変形例に係るアンテナ装置を示す平面図である。
【図３３】本発明の第２の実施形態に係るアンテナ装置を示す平面図である。
【図３４】本発明の第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平面図である。
【図３５】本発明の第２の実施形態の比較例に係るアンテナ装置を示す平面図である。
【図３６】図３３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３７】図３３のアンテナ装置が中域共振周波数ｆ２で動作するときの電流経路を示す図である。
【図３８】図３３のアンテナ装置が高域共振周波数ｆ３で動作するときの電流経路を示す図である。
【図３９】本発明の第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平面図である。
【図４０】図３９のアンテナ装置が低域共振周波数ｆ１で動作するときの電流経路を示す図である。
【図４１】図３９のアンテナ装置が中域共振周波数ｆ２で動作するときの電流経路を示す図である。
【図４２】図３９のアンテナ装置が高域共振周波数ｆ３で動作するときの電流経路を示す図である。
【図４３】本発明の第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平面図である。
【図４４】図４３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４５】図４３のアンテナ装置が中域共振周波数ｆ２で動作するときの電流経路を示す図である。
【図４６】図４３のアンテナ装置が高域共振周波数ｆ３で動作するときの電流経路を示す図である。
【図４７】本発明の第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平面図である。
【図４８】本発明の第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平面図である。
【図４９】第１の実施例に係るアンテナ装置を示す斜視図である。
【図５０】図４９の放射器１６１の詳細構成を示す展開図である。
【図５１】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５２】第１の実施例の比較例の放射器２１１の詳細構成を示す展開図である。
【図５３】図５２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５４】第１の実施例の変形例に係るアンテナ装置を示す斜視図である。
【図５５】図５４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５６】第２の実施例に係るアンテナ装置を示す斜視図である。
【図５７】図５６の放射器１７１の詳細構成を示す上面図である。
【図５８】図５６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５９】図５６のアンテナ装置が低域共振周波数ｆ１で動作するときに給電点Ｐ１から見たインダクタＬ１のインピーダンスＺ’Ｌ１及び給電点Ｐ１から見たキャパシタＣ１のインピーダンスＺ’Ｃ１を示すスミスチャートである。
【図６０】図５６のアンテナ装置が中域共振周波数ｆ２で動作するときの電流経路を示す図である。
【図６１】図５６のアンテナ装置が中域共振周波数ｆ２で動作するときに給電点Ｐ１から見たインダクタＬ１のインピーダンスＺ’Ｌ１及び給電点Ｐ１から見たキャパシタＣ１のインピーダンスＺ’Ｃ１を示すスミスチャートである。
【図６２】図５６のアンテナ装置が高域共振周波数ｆ３で動作するときの電流経路を示す図である。
【図６３】図５６のアンテナ装置が高域共振周波数ｆ３で動作するときに給電点Ｐ１から見たインダクタＬ１のインピーダンスＺ’Ｌ１及び給電点Ｐ１から見たキャパシタＣ１のインピーダンスＺ’Ｃ１を示すスミスチャートである。
【図６４】第２の実施例の第１の変形例に係る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６５】第２の実施例の第１の変形例に係るアンテナ装置が低域共振周波数ｆ１で動作するときに給電点Ｐ１から見たインダクタＬ１のインピーダンスＺ’Ｌ１及び給電点Ｐ１から見たキャパシタＣ１のインピーダンスＺ’Ｃ１を示すスミスチャートである。
【図６６】第２の実施例の第１の変形例に係るアンテナ装置が中域共振周波数ｆ２で動作するときの電流経路を示す図である。
【図６７】第２の実施例の第１の変形例に係るアンテナ装置が中域共振周波数ｆ２で動作するときに給電点Ｐ１から見たインダクタＬ１のインピーダンスＺ’Ｌ１及び給電点Ｐ１から見たキャパシタＣ１のインピーダンスＺ’Ｃ１を示すスミスチャートである。
【図６８】第２の実施例の第１の変形例に係るアンテナ装置が高域共振周波数ｆ３で動作するときの電流経路を示す図である。
【図６９】第２の実施例の第１の変形例に係るアンテナ装置が高域共振周波数ｆ３で動作するときに給電点Ｐ１から見たインダクタＬ１のインピーダンスＺ’Ｌ１及び給電点Ｐ１から見たキャパシタＣ１のインピーダンスＺ’Ｃ１を示すスミスチャートである。
【図７０】図５６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７１】第２の実施例の第２の変形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７２】第２の実施例の第３の変形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７３】第２の実施例の第４の変形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７４】第２の実施例の第５の変形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７５】第２の実施例の第６の変形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７６】第２の実施例の第７の変形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７７】第２の実施例の第１の変形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７８】第２の実施例の第１の比較例に係るアンテナ装置を示す平面図である。
【図７９】図７８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８０】第２の実施例の第２の比較例に係るアンテナ装置を示す平面図である。
【図８１】図８０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８２】本発明の第１の実施形態の第２２の変形例に係るアンテナ装置を示す平面図である。
【図８３】本発明の第３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】
【００２９】
以下、本発明の実施形態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。
【００３０】
第１の実施形態．
図１は、本発明の第１の実施形態に係るアンテナ装置を示す平面図である。本実施形態のアンテナ装置は、単一の放射器１０１をトリプルバンド動作させることを特徴とする。
【００３１】
図１において、放射器１０１は、所定の電気長を有する第１の放射導体１と、所定の電気長を有する第２の放射導体２と、所定の電気長を有する第３の放射導体３と、所定の位置で放射導体１，２を互いに接続するインダクタＬ１と、所定の位置で放射導体１，３を互いに接続するキャパシタＣ１と、所定の位置で放射導体２，３を互いに接続するキャパシタＣ２及びインダクタＬ２とを有する。キャパシタＣ２及びインダクタＬ２は、互いに並列接続される。放射器１０１において、放射導体１，２，３とキャパシタＣ１，Ｃ２とインダクタＬ１，Ｌ２とにより、中央の中空の部分を包囲する第１のループ（以下、「大ループ」という。）が形成され、放射導体２，３が互いに近接した部分と、キャパシタＣ２と、インダクタＬ２とにより、第１のループとは異なる共振周波数を有する第２のループ（以下、「小ループ」という。）が形成される。さらに、放射導体１上に給電点Ｐ１が設けられる。従って、大ループに沿って放射導体上に順に給電点Ｐ１、第１の位置、第２の位置、及び第３の位置が設けられ、第１の位置にインダクタＬ１が挿入され、第１の位置とは異なる第２の位置にインダクタＬ２及びキャパシタＣ２が互いに並列に挿入され、第１及び第２の位置とは異なる第３の位置にキャパシタＣ１が挿入されている。言い換えると、大ループに沿って、インダクタＬ１及びキャパシタＣ１を境界として一方の側（すなわち放射導体１上）に給電点Ｐ１が設けられ、他方の側（すなわち放射導体２，３の間）にインダクタＬ２及びキャパシタＣ２が設けられている。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、低域周波数帯に含まれる第１の周波数（以下、低域共振周波数ｆ１という）、中域周波数帯に含まれ、第１の周波数よりも高い第２の周波数（以下、中域共振周波数ｆ２という）、及び、高域周波数帯に含まれ、第２の周波数よりも高い第３の周波数（以下、高域共振周波数ｆ３という）の無線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１０１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。放射器１０１において、低域共振周波数ｆ１で励振するときの電流経路と、中域共振周波数ｆ２で励振するときの電流経路と、高域共振周波数ｆ３で励振するときの電流経路とはそれぞれ異なり、これにより、効果的にトリプルバンド動作を実現することができる。
【００３２】
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、例えば、低域側共振周波数ｆ１として９００ＭＨｚ帯の周波数を使用し、中域側共振周波数ｆ２として１５００ＭＨｚ帯の周波数を使用し、高域側共振周波数ｆ３として１９００ＭＨｚ帯の周波数を使用するが、これらの周波数に限定されるものではない。
【００３３】
図２は、本発明の第１の実施形態の比較例に係るアンテナ装置を示す平面図である。本願出願人は、特願２０１１−０５７５５５号において、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２００において、放射導体２０１，２０２とキャパシタＣ１とインダクタＬ１とにより、中央の中空の部分を包囲するループが形成される。従って、放射器２００は、図１の放射導体２，３、インダクタＬ２及びキャパシタＣ２に代えて、放射導体２０２を備える。低域共振周波数ｆ１及び高域共振周波数ｆ２の無線周波信号を発生する信号源Ｑ２は、放射導体２０１上の給電点Ｐ１に接続されるとともに、放射器２００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。放射器２００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。
【００３４】
以下、図３〜図６を参照して、本願発明のトリプルバンド動作について説明する。
【００３５】
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、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インダクタＬ２又はキャパシタＣ２に接続された点まで流れ、インダクタＬ２又はキャパシタＣ２を通り、放射導体３においてキャパシタＣ１が接続された点まで流れる。電流Ｉ１がインダクタＬ２及びキャパシタＣ２のいずれを通るのかは、アンテナ装置が低域共振周波数ｆ１で動作するときにおけるインダクタＬ２及びキャパシタＣ２のインピーダンスによって決まる（詳細後述）。図３では、電流Ｉ１がインダクタＬ２を流れる場合を示す。さらに、キャパシタＣ１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Ｃ１も通るとみなすことができる。電流Ｉ１は、大ループにおいて、中央の中空の部分に近接した内側エッジを強く流れる。放射器１０１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、インダクタＬ１と、キャパシタＣ１と、インダクタＬ２又はキャパシタＣ２と、大ループに沿った放射導体とが低域共振周波数ｆ１で共振するように構成される。詳しくは、放射器１０１は、電流Ｉ１の電流経路における電気長の総和（すなわち、図１を参照すると、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Ａ１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インダクタＬ２又はキャパシタＣ２に接続された点までの電気長Ａ３又はＡ４と、インダクタＬ２又はキャパシタＣ２の電気長と、放射導体３においてインダクタＬ２又はキャパシタＣ２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Ａ６又はＡ７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までの電気長Ａ２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の動作波長の０．２〜０．２５倍である。また、接地導体Ｇ１上の放射器１０１に近接した部分において、接続点Ｐ２に向かって電流Ｉ０が流れる。
【００３６】
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１０１の大ループ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。放射器１０１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１０１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。大ループにおいて中央の中空の部分が広がるほど（すなわち大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。
【００３７】
図４は、図１のアンテナ装置が中域共振周波数ｆ２で動作するときの第１の電流経路を示す図である。アンテナ装置が中域共振周波数ｆ２で動作するときの電流がインダクタＬ１及びキャパシタＣ１のいずれを通るのかは、アンテナ装置が中域共振周波数ｆ２で動作するときにおけるインダクタＬ１及びキャパシタＣ１のインピーダンスによって決まる（詳細後述）。図４では、アンテナ装置が中域共振周波数ｆ２で動作するときにインダクタＬ１を通る電流Ｉ２を示す。アンテナ装置が中域共振周波数ｆ２で動作するときの電流Ｉ２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インダクタＬ２又はキャパシタＣ２に接続された点まで流れ、次いで小ループに沿って流れる。電流Ｉ２がインダクタＬ２及びキャパシタＣ２のいずれに向かって流れるのかは、アンテナ装置が中域共振周波数ｆ２で動作するときにおけるインダクタＬ２及びキャパシタＣ２のインピーダンスによって決まる（詳細後述）。図４では、電流Ｉ２がインダクタＬ２に向かって流れる場合を示す。電流Ｉ２がインダクタＬ２を通ると、放射導体３においてインダクタＬ２に接続された点からキャパシタＣ２に接続された点まで流れ、さらに、キャパシタＣ２を通り、放射導体２においてキャパシタＣ２に接続された点からインダクタＬ２に接続された点まで電流が流れて、電流Ｉ２に接続される。このとき、一部の電流Ｉ３は、小ループからキャパシタＣ１を通って給電点Ｐ１に向かって流れる。放射器１０１は、アンテナ装置が中域共振周波数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、大ループに沿った区間であって、給電点Ｐ１からインダクタＬ１を介して小ループの位置に至る区間と、小ループとを含む当該放射器１０１の部分が中域共振周波数ｆ２で共振するように構成される。詳しくは、放射器１０１は、電流Ｉ２の電流経路における電気長の総和（すなわち、図１を参照すると、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Ａ１と、インダクタＬ１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インダクタＬ２又はキャパシタＣ２に接続された点までの電気長Ａ３又はＡ４と、放射導体２においてインダクタＬ２に接続された点からキャパシタＣ２に接続された点までの電気長Ａ５と、インダクタＬ２及びキャパシタＣ２の電気長と、放射導体３においてインダクタＬ２に接続された点からキャパシタＣ２に接続された点までの電気長Ａ８との和）が、中域共振周波数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、中域共振周波数ｆ２の動作波長の０．２５倍である。また、接地導体Ｇ１上の放射器１０１に近接した部分において、接続点Ｐ２に向かって電流Ｉ０が流れる。
【００３８】
図５は、図１のアンテナ装置が中域共振周波数ｆ２で動作するときの第２の電流経路を示す図である。図５では、アンテナ装置が中域共振周波数ｆ２で動作するときにキャパシタＣ１を通る電流Ｉ４を示す。アンテナ装置が中域共振周波数ｆ２で動作するときの電流Ｉ４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３においてキャパシタＣ１に接続された点からインダクタＬ２又はキャパシタＣ２に接続された点まで流れ、次いで小ループに沿って流れる。電流Ｉ４がインダクタＬ２及びキャパシタＣ２のいずれに向かって流れるのかは、アンテナ装置が中域共振周波数ｆ２で動作するときにおけるインダクタＬ２及びキャパシタＣ２のインピーダンスによって決まる（詳細後述）。図５では、電流Ｉ４がキャパシタＣ２に向かって流れる場合を示す。電流Ｉ４がキャパシタＣ２を通ると、放射導体２においてキャパシタＣ２に接続された点からインダクタＬ２に接続された点まで流れ、さらに、インダクタＬ２を流れ、放射導体３においてインダクタＬ２に接続された点からキャパシタＣ２に接続された点まで電流が流れて、電流Ｉ４に接続される。このとき、一部の電流Ｉ５は、小ループからインダクタＬ１を通って給電点Ｐ１に向かって流れる。放射器１０１は、アンテナ装置が中域共振周波数ｆ２で動作するとき、図５に示すような電流経路で電流Ｉ４が流れ、大ループに沿った区間であって、給電点Ｐ１からキャパシタＣ１を介して小ループの位置に至る区間と、小ループとを含む当該放射器１０１の部分が中域共振周波数ｆ２で共振するように構成される。詳しくは、放射器１０１は、電流Ｉ４の電流経路における電気長の総和（すなわち、図１を参照すると、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Ａ２と、キャパシタＣ１の電気長と、放射導体３においてキャパシタＣ１に接続された点からインダクタＬ２又はキャパシタＣ２に接続された点までの電気長Ａ６又はＡ７と、放射導体３においてインダクタＬ２に接続された点からキャパシタＣ２に接続された点までの電気長Ａ８と、インダクタＬ２及びキャパシタＣ２の電気長と、放射導体２においてインダクタＬ２に接続された点からキャパシタＣ２に接続された点までの電気長Ａ５との和）が、中域共振周波数ｆ２で共振する電気長になるように構成される。また、接地導体Ｇ１上の放射器１０１に近接した部分において、接続点Ｐ２に向かって電流Ｉ０が流れる。
【００３９】
アンテナ装置が中域共振周波数ｆ２で動作するとき、図４又は図５に示すような電流経路で電流Ｉ２又はＩ４が流れることにより、放射器１０１の小ループはループアンテナモードで、すなわち磁流モードで動作し、さらに、放射器１０１の給電点Ｐ１から小ループまでの区間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。放射器１０１がループアンテナモード及び電流モードの「ハイブリッドモード」で動作することによって、小型形状でありながら十分な長さの共振長を確保できるので、アンテナ装置が中域共振周波数ｆ２で動作するときでも良好な特性を実現できる。
【００４０】
図６は、図１のアンテナ装置が高域共振周波数ｆ３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側共振周波数ｆ３で動作するときの電流Ｉ６は、大ループに沿った区間であって、キャパシタＣ１を含み、インダクタＬ２又はキャパシタＣ２を含み、インダクタＬ１を含まず、一端を給電点Ｐ１とする区間にわたって流れる。すなわち、電流Ｉ６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３においてインダクタＬ２又はキャパシタＣ２が接続された点まで流れ、インダクタＬ２又はキャパシタＣ２を通り、放射導体２においてインダクタＬ２又はキャパシタＣ２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。電流Ｉ６がインダクタＬ２及びキャパシタＣ２のいずれを通るのかは、アンテナ装置が高域共振周波数ｆ３で動作するときにおけるインダクタＬ２及びキャパシタＣ２のインピーダンスによって決まる（詳細後述）。図６では、電流Ｉ６がキャパシタＣ２を流れる場合を示す。電流Ｉ６は大ループの外周を強く流れる。放射器１０１は、アンテナ装置が高域共振周波数ｆ３で動作するとき、図６に示すような電流経路で電流Ｉ６が流れ、大ループに沿った区間であって、給電点Ｐ１からキャパシタＣ１とインダクタＬ２又はキャパシタＣ２とを介してインダクタＬ１の位置に至る区間を含む当該放射器１０１の部分が高域共振周波数ｆ３で共振するように構成される。詳しくは、放射器１０１は、電流Ｉ６の電流経路における電気長の総和（すなわち、図１を参照すると、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Ａ２と、キャパシタＣ１の電気長と、放射導体３においてキャパシタＣ１に接続された点からインダクタＬ２又はキャパシタＣ２に接続された点までの電気長Ａ６又はＡ７と、インダクタＬ２又はキャパシタＣ２の電気長と、放射導体２においてインダクタＬ２又はキャパシタＣ２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Ａ３又はＡ４との和）が、高域共振周波数ｆ３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ｆ３の動作波長の０．２５倍である。接地導体Ｇ１上の放射器１０１に近接した部分において、接続点Ｐ２に向かって電流Ｉ０が流れる。
【００４１】
アンテナ装置が高域共振周波数ｆ３で動作するとき、図６に示すような電流経路で電流Ｉ６が流れることにより、放射器１０１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。なお、電流Ｉ６は、インダクタＬ２及びキャパシタＣ２を流れることなく、放射導体３においてキャパシタＣ１に接続された点からインダクタＬ２及びキャパシタＣ２に接続された点まで流れてもよい。この場合、放射器１０１は、アンテナ装置が高域共振周波数ｆ３で動作するとき、図６に示すような電流経路で電流Ｉ６が流れ、大ループに沿った区間であって、給電点Ｐ１からキャパシタＣ１を介して小ループの位置に至る区間を含む当該放射器１０１の部分が高域共振周波数ｆ３で共振するように構成される。詳しくは、放射器１０１は、電流Ｉ６の電流経路における電気長の総和（すなわち、図１を参照すると、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Ａ２と、キャパシタＣ１の電気長と、放射導体３においてキャパシタＣ１に接続された点からインダクタＬ２又はキャパシタＣ２に接続された点までの電気長Ａ６又はＡ７との和）が、高域共振周波数ｆ３の動作波長λ３の４分の１になるように構成される。
【００４２】
ここで、本実施形態のアンテナ装置の動作原理を説明する。以下、「Ｌ１」，「Ｌ２」によりインダクタＬ１，Ｌ２のインダクタンスを示し、「Ｃ１」，「Ｃ２」によりキャパシタＣ１，Ｃ２の容量を示す。
【００４３】
インダクタＬ１のインピーダンスＺＬ１と、キャパシタＣ１のインピーダンスＺＣ１とを、次式により示す。
【００４４】
【数１】
2013008356.tif 000098
【００４５】
【数２】
2013008356.tif 000099
【００４６】
また、インダクタＬ１の反射係数ΓＬ１と、キャパシタＣ１の反射係数ΓＣ１とを、次式により示す。
【００４７】
【数３】
2013008356.tif 000100
【００４８】
【数４】
2013008356.tif 000101
【００４９】
ここで、Ｚ０は線路のインピーダンスであり、簡単化のために定数であるとする。
【００５０】
放射導体１における給電点Ｐ１からインダクタＬ１及びキャパシタＣ１までの電気長Ａ１，Ａ２を用いて、給電点Ｐ１から見たインダクタＬ１のインピーダンスＺ’Ｌ１及び給電点Ｐ１から見たキャパシタＣ１のインピーダンスＺ’Ｃ１を、近似的に次式により表すことができる。
【００５１】
【数５】
2013008356.tif 000102
【００５２】
【数６】
2013008356.tif 000103
【００５３】
ここで、γ＝α±ｊβであり、αは減衰定数であり、βは位相定数である。正の放射抵抗が存在する場合、減衰定数αは０以上の値を有する。
【００５４】
低域共振周波数ｆ１では｜Ｚ’Ｌ１｜＜｜Ｚ’Ｃ１｜になり、従って、図３に示すように、電流Ｉ１は、給電点Ｐ１からキャパシタＣ１に向かってではなく、インダクタＬ１に向かって流れる。また、高域共振周波数ｆ３では｜Ｚ’Ｌ１｜＞｜Ｚ’Ｃ１｜になり、従って、図６に示すように、電流Ｉ６は、給電点Ｐ１からインダクタＬ１に向かってではなく、キャパシタＣ１に向かって流れる。一方、中域共振周波数ｆ２では、｜Ｚ’Ｌ１｜と｜Ｚ’Ｃ１｜とがほぼ同じ値となり、インダクタＬ１及びキャパシタＣ１のいずれも、実質的に電流が通りやすい性質を有する。従って、中域共振周波数ｆ２では、アンテナ装置の実際の構造（放射導体の電気長、インダクタのインダクタンス、キャパシタの容量）や実際の動作周波数に応じて、｜Ｚ’Ｌ１｜＜｜Ｚ’Ｃ１｜と｜Ｚ’Ｌ１｜＞｜Ｚ’Ｃ１｜とのいずれかが成り立ち、これに従って、電流は、低いインピーダンスの電流経路を選択するようにインダクタＬ１及びキャパシタＣ１のいずれかに向かって流れる（図４及び図５）。
【００５５】
上記のようにインダクタＬ１及びキャパシタＣ１のいずれかを通った電流は、さらに、小ループを構成するインダクタＬ２及びキャパシタＣ２のいずれかに向かって流れる。この電流がインダクタＬ２及びキャパシタＣ２のいずれに向かって流れるのかは、給電点Ｐ１からインダクタＬ１又はキャパシタＣ１に向かって流れる電流について説明した場合と同様に、インダクタＬ１又はキャパシタＣ１から見たインダクタＬ２のインピーダンスＺ’Ｌ２と、インダクタＬ１又はキャパシタＣ１から見たキャパシタＣ２のインピーダンスＺ’Ｃ２とに従って、低いインピーダンスの電流経路を選択するように決まる。インピーダンスＺ’Ｌ２及びＺ’Ｃ２は、数５及び数６と同様に、放射導体２，３上の電気長Ａ３，Ａ４，Ａ６，Ａ７と、インダクタＬ２のインダクタンスと、キャパシタＣ２の容量とに依存する。
【００５６】
ただし、インダクタＬ２及びキャパシタＣ２のインピーダンスがインダクタＬ１又はキャパシタＣ１のインピーダンスよりも大きいと、インダクタＬ２及びキャパシタＣ２において電流を遮断してしまう。このような電流の遮断は、アンテナ装置が低域共振周波数ｆ１及び高域共振周波数ｆ３で動作するときに望ましくない。従って、インダクタＬ１のインピーダンスＺＬ１、キャパシタＣ１のインピーダンスＺＣ１、インダクタＬ２のインピーダンスＺＬ２、及びキャパシタＣ２のインピーダンスＺＣ２の間において、次式の関係を満たすようにする。
【００５７】
【数７】
2013008356.tif 000104
【００５８】
【数８】
2013008356.tif 000105
【００５９】
【数９】
2013008356.tif 000106
【００６０】
【数１０】
2013008356.tif 000107
【００６１】
このように、本実施形態のアンテナ装置によれば、放射器１０１は、低域共振周波数ｆ１で動作するときには大ループに沿った電流経路を形成することでループアンテナモード（磁流モード）で動作し、中域共振周波数ｆ２で動作するときには給電点Ｐ１から小ループまでの電流経路と小ループに沿った電流経路とを形成することでモノポールアンテナモード及びループアンテナモードのハイブリッドモードで動作し、高域共振周波数ｆ３で動作するときには非ループ状の電流経路を形成することでモノポールアンテナモード（電流モード）で動作し、これにより効果的にトリプルバンド動作を実現する。従来技術では、低域共振周波数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１０１の縦横の長さを（λ１）／１５程度まで小型化することができる。放射器１０１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ループのサイズを大きくすると、アンテナ装置の放射効率が向上する。
【００６２】
放射器１０１は、低域共振周波数ｆ１、中域共振周波数ｆ２、及び高域共振周波数ｆ３の少なくとも２つで励振されてもよい。このとき、図３に示す電流Ｉ１が流れる部分と、図４に示す電流Ｉ２が流れる部分又は図５に示す電流Ｉ４が流れる部分と、図６に示す電流Ｉ６が流れる部分とのうちの少なくとも２つが対応する周波数で共振するように構成されてもよい。放射器１０１をデュアルバンド動作させることにより、高い自由度でデュアルバンド動作を実現することができる。
【００６３】
ループ状の放射導体と、放射導体のループに沿って所定位置に挿入されたキャパシタ及びインダクタとを備えたアンテナ装置として、例えば特許文献３の発明があった。しかしながら、特許文献３の発明は、キャパシタ及びインダクタにより並列共振回路を構成し、この並列共振回路は、周波数に応じて基本モードと高次モードとのいずれかで動作する。一方、本願発明は、放射器１０１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というまったく新規な原理に基づく。
【００６４】
図７は、本発明の第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平面図である。図７のアンテナ装置は、インダクタＬ２及びキャパシタＣ２の位置を図１のアンテナ装置の場合と入れかえた放射器１０２を備えている。このような構成でも、図１のアンテナ装置と同様の効果をもたらすことができる。
【００６５】
図８〜図１１は、本発明の第１の実施形態の第２〜第５の変形例に係るアンテナ装置を示す平面図である。図８〜図１１のアンテナ装置では、給電点Ｐ１から離れた位置にインダクタＬ１があり、給電点Ｐ１付近にキャパシタＣ１がある。また、小ループ（すなわち、インダクタＬ２及びキャパシタＣ２）は、大ループに沿って、インダクタＬ１及びキャパシタＣ１の間の任意の位置に設けることができる。ただし、小ループは、大ループに沿って、インダクタＬ１及びキャパシタＣ１を境界としたときに給電点Ｐ１を含まない側に設けられる。図８及び図９のアンテナ装置は、小ループがキャパシタＣ１に近接して設けられた放射器１０３，１０４をそれぞれ備えている。放射器１０３，１０４の放射導体１ａ，２ａ，３ａのうちで、小ループとキャパシタＣ１との間の放射導体３ａは図１の放射導体３よりも短くなっている。図１０及び図１１のアンテナ装置は、小ループがインダクタＬ１に近接して設けられた放射器１０５，１０６をそれぞれ備えている。放射器１０５，１０６の放射導体１ｂ，２ｂ，３ｂのうちで、小ループとインダクタＬ１との間の放射導体２ｂは図１の放射導体２よりも短くなっている。このような構成でも、図１のアンテナ装置と同様の効果をもたらすことができる。本願発明者らは、図８〜図１１のいずれの構成においてもトリプルバンド動作を実現できることを計算により確認した。高域共振周波数ｆ３では、キャパシタＣ１を通り、インダクタＬ１にかけて電流が流れるので、アンテナ装置としての開放端が接地導体Ｇ１から離れている。そのため、高域共振周波数ｆ３では、より放射抵抗が増加するという効果がある。
【００６６】
図１２は、本発明の第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平面図である。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に近接するように図示していたが、このような構成に限定されるものではなく、図１２のアンテナ装置は、インダクタＬ１がキャパシタＣ１よりも給電点Ｐ１に近接する放射器１１１を備えている。
【００６７】
図１３は、図１２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。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Ｉ１１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３においてインダクタＬ１に接続された点からインダクタＬ２又はキャパシタＣ２に接続された点まで流れ、インダクタＬ２又はキャパシタＣ２を通り、放射導体２においてキャパシタＣ１が接続された点まで流れる。電流Ｉ１１がインダクタＬ２及びキャパシタＣ２のいずれを通るのかは、アンテナ装置が低域共振周波数ｆ１で動作するときにおけるインダクタＬ２及びキャパシタＣ２のインピーダンスによって決まる。図１３では、電流Ｉ１１がインダクタＬ２を流れる場合を示す。さらに、キャパシタＣ１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Ｉ１１に接続される。放射器１１１は、電流Ｉ１１の電流経路における電気長の総和（すなわち、図１２を参照すると、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Ａ１２と、インダクタＬ１の電気長と、放射導体３においてインダクタＬ１に接続された点からインダクタＬ２又はキャパシタＣ２に接続された点までの電気長Ａ１６又はＡ１７と、インダクタＬ２又はキャパシタＣ２の電気長と、放射導体２においてインダクタＬ２又はキャパシタＣ２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Ａ１３又はＡ１４と、キャパシタＣ１の電気長と、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までの電気長Ａ１１との和）が、低域共振周波数ｆ１の動作波長λ１の４分の１になるように構成される。また、接地導体Ｇ１上の放射器１１１に近接した部分において、接続点Ｐ２に向かって電流Ｉ０が流れる。
【００６８】
図１４は、図１２のアンテナ装置が中域共振周波数ｆ２で動作するときの第１の電流経路を示す図である。図１４では、アンテナ装置が中域共振周波数ｆ２で動作するときにインダクタＬ１を通る電流Ｉ１２を示す。アンテナ装置が中域共振周波数ｆ２で動作するときの電流Ｉ１２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３においてインダクタＬ１に接続された点からインダクタＬ２又はキャパシタＣ２に接続された点まで流れ、次いで小ループに沿って流れる。電流Ｉ１２がインダクタＬ２及びキャパシタＣ２のいずれに向かって流れるのかは、アンテナ装置が中域共振周波数ｆ２で動作するときにおけるインダクタＬ２及びキャパシタＣ２のインピーダンスによって決まる。図１４では、電流Ｉ１２がインダクタＬ２に向かって流れる場合を示す。電流Ｉ１２がインダクタＬ２を通ると、放射導体２においてインダクタＬ２に接続された点からキャパシタＣ２に接続された点まで流れ、さらに、キャパシタＣ２を通り、放射導体３においてキャパシタＣ２に接続された点からインダクタＬ２に接続された点まで電流が流れて、電流Ｉ１２に接続される。このとき、一部の電流Ｉ１３は、小ループからキャパシタＣ１を通って給電点Ｐ１に向かって流れる。放射器１１１は、電流Ｉ１２の電流経路における電気長の総和（すなわち、図１２を参照すると、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Ａ１２と、インダクタＬ１の電気長と、放射導体３においてインダクタＬ１に接続された点からインダクタＬ２又はキャパシタＣ２に接続された点までの電気長Ａ１６又はＡ１７と、放射導体３においてインダクタＬ２に接続された点からキャパシタＣ２に接続された点までの電気長Ａ１８と、インダクタＬ２及びキャパシタＣ２の電気長と、放射導体２においてインダクタＬ２に接続された点からキャパシタＣ２に接続された点までの電気長Ａ１５との和）が、中域共振周波数ｆ２の動作波長λ２の４分の１になるように構成される。また、接地導体Ｇ１上の放射器１１１に近接した部分において、接続点Ｐ２に向かって電流Ｉ０が流れる。
【００６９】
図１５は、図１２のアンテナ装置が中域共振周波数ｆ２で動作するときの第２の電流経路を示す図である。図１５では、アンテナ装置が中域共振周波数ｆ２で動作するときにキャパシタＣ１を通る電流Ｉ１４を示す。アンテナ装置が中域共振周波数ｆ２で動作するときの電流Ｉ１４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Ｌ２又はキャパシタＣ２に接続された点まで流れ、次いで小ループに沿って流れる。電流Ｉ１４がインダクタＬ２及びキャパシタＣ２のいずれに向かって流れるのかは、アンテナ装置が中域共振周波数ｆ２で動作するときにおけるインダクタＬ２及びキャパシタＣ２のインピーダンスによって決まる。図１５では、電流Ｉ１４がキャパシタＣ２に向かって流れる場合を示す。電流Ｉ１４がキャパシタＣ２を通ると、放射導体３においてキャパシタＣ２に接続された点からインダクタＬ２に接続された点まで流れ、さらに、インダクタＬ２を流れ、放射導体２においてインダクタＬ２に接続された点からキャパシタＣ２に接続された点まで電流が流れて、電流Ｉ１４に接続される。このとき、一部の電流Ｉ１５は、小ループからインダクタＬ１を通って給電点Ｐ１に向かって流れる。放射器１１１は、電流Ｉ１４の電流経路における電気長の総和（すなわち、図１２を参照すると、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Ａ１１と、キャパシタＣ１の電気長と、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Ｌ２又はキャパシタＣ２に接続された点までの電気長Ａ１３又はＡ１４と、放射導体２においてインダクタＬ２に接続された点からキャパシタＣ２に接続された点までの電気長Ａ１５と、インダクタＬ２及びキャパシタＣ２の電気長と、放射導体３においてインダクタＬ２に接続された点からキャパシタＣ２に接続された点までの電気長Ａ１８との和）が、中域共振周波数ｆ２の動作波長λ２の４分の１になるように構成される。また、接地導体Ｇ１上の放射器１１１に近接した部分において、接続点Ｐ２に向かって電流Ｉ０が流れる。
【００７０】
図１６は、図１２のアンテナ装置が高域共振周波数ｆ３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側共振周波数ｆ３で動作するときの電流Ｉ１６は、大ループに沿った区間であって、キャパシタＣ１を含み、インダクタＬ２及びキャパシタＣ２を含まず、インダクタＬ１を含まず、一端を給電点Ｐ１とする区間にわたって流れる。すなわち、電流Ｉ１６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においてインダクタＬ２又はキャパシタＣ２が接続された点まで流れる。放射器１１１は、電流Ｉ１６の電流経路における電気長の総和（すなわち、図１２を参照すると、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Ａ１１と、キャパシタＣ１の電気長と、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Ｌ２又はキャパシタＣ２に接続された点までの電気長Ａ１３又はＡ１４との和）が、高域共振周波数ｆ３の動作波長λ３の４分の１になるように構成される。なお、電流Ｉ１６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、インダクタＬ２又はキャパシタＣ２を通り、放射導体３においてインダクタＬ２又はキャパシタＣ２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てもよい。この場合、放射器１１１は、電流Ｉ１６の電流経路における電気長の総和（すなわち、図１２を参照すると、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Ａ１１と、キャパシタＣ１の電気長と、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Ｌ２又はキャパシタＣ２に接続された点までの電気長Ａ１３又はＡ１４と、インダクタＬ２又はキャパシタＣ２の電気長と、放射導体３においてインダクタＬ２又はキャパシタＣ２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Ａ１６又はＡ１７との和）が、高域共振周波数ｆ３の動作波長λ３の４分の１になるように構成される。接地導体Ｇ１上の放射器１１１に近接した部分において、接続点Ｐ２に向かって電流Ｉ０が流れる。
【００７１】
図１２のアンテナ装置もまた、図１のアンテナ装置と同様の効果をもたらすことができる。
【００７２】
図１７は、本発明の第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平面図である。図１７のアンテナ装置は、インダクタＬ２及びキャパシタＣ２の位置を図１２のアンテナ装置の場合と入れかえた放射器１１２を備えている。このような構成でも、図１２のアンテナ装置と同様の効果をもたらすことができる。
【００７３】
図１８〜図２１は、本発明の第１の実施形態の第８〜第１１の変形例に係るアンテナ装置を示す平面図である。図１８〜図２１のアンテナ装置では、給電点Ｐ１から離れた位置にキャパシタＣ１があり、給電点Ｐ１付近にインダクタＬ１がある。図１８及び図１９のアンテナ装置は、小ループがインダクタＬ１に近接して設けられた放射器１１３，１１４をそれぞれ備えている。放射器１１３，１１４の放射導体１ａ，２ａ，３ａのうちで、小ループとインダクタＬ１との間の放射導体３ａは図１２の放射導体３よりも短くなっている。図２０及び図２１のアンテナ装置は、小ループがキャパシタＣ１に近接して設けられた放射器１１５，１１６をそれぞれ備えている。放射器１１５，１１６の放射導体１ｂ，２ｂ，３ｂのうちで、小ループとキャパシタＣ１との間の放射導体２ｂは図１２の放射導体２よりも短くなっている。このような構成でも、図１のアンテナ装置と同様の効果をもたらすことができる。本願発明者らは、図１８〜図２１のいずれの構成においてもトリプルバンド動作を実現できることを計算により確認した。高域共振周波数ｆ３では、キャパシタＣ１を通り、インダクタＬ１にかけて電流が流れるので、アンテナ装置としての開放端が接地導体Ｇ１に近づいている。そのため、図１８〜図２１のアンテナ装置が高域共振周波数ｆ３で動作するとき、図８〜図１１のアンテナ装置に比べて放射抵抗が低下するという効果がある。
【００７４】
ここで、図２２及び図２３を参照して、放射導体の電気長を調整することの効果について説明する。図２２は、図８のアンテナ装置が高域共振周波数ｆ３で動作するときの電流経路を示す図であり、図２３は、本発明の第１の実施形態の第１２の変形例に係るアンテナ装置が高域共振周波数ｆ３で動作するときの電流経路を示す図である。図２３の放射器１２１の放射導体１ｃ，２ｃ，３ｃのうちで、小ループとキャパシタＣ１との間の放射導体３ｃは図２２の放射導体３ａよりも長くなっている。給電点Ｐ１の付近は電流が強く集中するので、電流経路が例えば図２２の放射導体３ａを含む場合には、放射導体３ａの電気長を増大させることにより電波が空間に放射されやすくなり、放射抵抗が増加するという格別の効果がある。例えば、図２２に示すように、図８のアンテナ装置が高域共振周波数ｆ３で動作するときの電流Ｉ２１は、キャパシタＣ１及びインダクタＬ２を通過してインダクタＬ１まで流れ、このとき、電流Ｉ２１は、給電点Ｐ１に近い放射導体３ａに強く集中し、インダクタＬ１の近く（開放端）では弱くなっている。よって、図２３に示すように、放射器１２１において放射導体３ｃの電気長を大きくすることによって、放射抵抗を増大させ、整合をとりやすくすることができるという効果がある。また、図２３のアンテナ装置が中域共振周波数ｆ２で動作する場合であって、電流がキャパシタＣ１を通過して次いで小ループに沿って流れるように設計された場合には、大きな電気長を有する放射導体３ｃを設けたことにより、高域共振周波数ｆ３のときと同様に、放射抵抗を増大させ、整合をとりやすくすることができるという効果がある。
【００７５】
キャパシタＣ１，Ｃ２及びインダクタＬ１，Ｌ２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２９を参照してキャパシタＣ１，Ｃ２及びインダクタＬ１，Ｌ２の変形例について説明する。
【００７６】
図２４は、本発明の第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平面図である。図２４のアンテナ装置の放射器１３１は、図１の放射導体１，２，３及びキャパシタＣ１に代えて放射導体１ｄ，２ｄ，３ｄを備える。図２４に示すように、放射導体１ｄ，３ｄを互いに近接させて放射導体１ｄ，３ｄ間に所定の容量を生じさせることにより、放射導体１ｄ，３ｄ間に仮想的なキャパシタＣ１１を形成してもよい。放射導体１ｄ，３ｄ間の距離を近接させるほど、また、近接する面積を増加させるほど、仮想的なキャパシタＣ１１の容量は増加する。また、図２５は、本発明の第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平面図である。図２５のアンテナ装置の放射器１３２は、図１の放射導体１，２，３及びキャパシタＣ１に代えて放射導体１ｅ，２ｅ，３ｅを備え、放射導体１ｅ，３ｅの近接部によってキャパシタＣ１２を形成する。図２５に示すように、放射導体１ｅ，３ｅ間に生じる容量により仮想的なキャパシタＣ１２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２５のキャパシタＣ１２によれば、図２４のキャパシタＣ１１よりも容量を増大させることができる。図２４及び図２５のアンテナ装置によれば、キャパシタＣ１１，Ｃ１２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。放射導体の近接部によって形成されるキャパシタは、図２４のような直線状の導体部分や、図２５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。
【００７７】
図２６は、本発明の第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平面図である。図２６のアンテナ装置の放射器１３３は、図１の放射導体１，２，３に代えて放射導体１ｆ，２ｆ，３ｆを備え、図１のキャパシタＣ１に代えてキャパシタＣ１３，Ｃ１４及び放射導体５を備える。本実施形態のアンテナ装置は、単一のキャパシタを備えることに限定されず、２つ又はそれより多くのキャパシタを含む多段構成のキャパシタを備えてもよい。図２６において、図１のキャパシタＣ１に代えて、所定の電気長を有する放射導体５によって互いに接続されたキャパシタＣ１３，Ｃ１４が挿入されている。言い換えると、大ループに沿った異なる位置にキャパシタＣ１３，Ｃ１４がそれぞれ挿入されている。図２６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を複数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、中域共振周波数ｆ２、及び高域共振周波数ｆ３の微調整が容易になるという効果がある。
【００７８】
図２７は、本発明の第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平面図である。図２７のアンテナ装置の放射器１３４は、図１のインダクタＬ１に代えて、ストリップ導体によって形成されるインダクタＬ１１を含む。図２８は、本発明の第１の実施形態の第１７の変形例に係るアンテナ装置を示す平面図である。図２８のアンテナ装置の放射器１３５は、図１のインダクタＬ１に代えて、メアンダ状導体によって形成されるインダクタＬ１２を含む。インダクタＬ１１，Ｌ１２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Ｌ１１，Ｌ１２のインダクタンスは増加する。図２７及び図２８のアンテナ装置によれば、インダクタＬ１１，Ｌ１２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。
【００７９】
図２９は、本発明の第１の実施形態の第１８の変形例に係るアンテナ装置を示す平面図である。図２９のアンテナ装置の放射器１３６は、図１の放射導体１，２，３に代えて放射導体１ｇ，２ｇ，３ｇを備え、図１のインダクタＬ１に代えてインダクタＬ１３，Ｌ１４及び放射導体６を備える。本実施形態のアンテナ装置は、単一のインダクタを備えることに限定されず、２つ又はそれより多く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２９において、図１のインダクタＬ１に代えて、所定の電気長を有する放射導体６によって互いに接続されたインダクタＬ１３，Ｌ１４が挿入されている。言い換えると、大ループに沿った異なる位置にインダクタＬ１３，Ｌ１４がそれぞれ挿入されている。図２９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インダクタを複数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、中域共振周波数ｆ２、及び高域共振周波数ｆ３の微調整が容易になるという効果がある。
【００８０】
図２４〜図２９に示す変形例のキャパシタ及びインダクタを組み合わせてもよい。また、図２４〜図２９に示す変形例の構成を、小ループのインダクタＬ２及び／又はキャパシタＣ２に適用してもよい。
【００８１】
図３０は、本発明の第１の実施形態の第１９の変形例に係るアンテナ装置を示す平面図である。図３０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１０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。図３０のアンテナ装置の放射器１４１は、図１の放射器１０１と同様に構成される。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１４１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。
【００８２】
図３１は、本発明の第１の実施形態の第２０の変形例に係るアンテナ装置を示す平面図である。図３１のアンテナ装置は、ダイポールアンテナとして構成されている。図３１のアンテナ装置は、図１の放射器１０１と同様にそれぞれ構成された、一対の放射器１４２，１４３を備える。すなわち、放射器１４２は、図１の放射器１０１と同様に構成され、放射導体１Ａ，２Ａ，３Ａと、放射導体１Ａ，２Ａを互いに接続するインダクタＬ１Ａと、放射導体１Ａ，３Ａを互いに接続するキャパシタＣ１Ａと、放射導体２Ａ，３Ａを互いに接続するキャパシタＣ２Ａ及びインダクタＬ２Ａとを有する。また、放射器１４３は、図１の放射器１０１と同様に構成され、放射導体１Ｂ，２Ｂ，３Ｂと、放射導体１Ｂ，２Ｂを互いに接続するインダクタＬ１Ｂと、放射導体１Ｂ，３Ｂを互いに接続するキャパシタＣ１Ｂと、放射導体２Ｂ，３Ｂを互いに接続するキャパシタＣ２Ｂ及びインダクタＬ２Ｂとを有する。信号源Ｑ１は、放射器１４２の給電点Ｐ１Ａと放射器１４３の給電点Ｐ１Ｂとにそれぞれ接続される。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。
【００８３】
図３２は、本発明の第１の実施形態の第２１の変形例に係るアンテナ装置を示す平面図である。図３２のアンテナ装置は、６バンドのマルチバンドで動作可能なアンテナ装置として構成される。図３２のアンテナ装置は、図１の放射器１０１と同様にそれぞれ構成された、一対の放射器１４４，１４５を備える。ただし、放射器１４４，１４５は、互いに異なる低域共振周波数と、互いに異なる中域共振周波数と、互いに異なる高域共振周波数とを有するように構成される。詳しくは、放射器１４４，１４５において、大ループに沿った放射導体（１Ａ，２Ａ，３Ａ；１Ｂ，２Ｂ，３Ｂ）の電気長と、小ループに沿った放射導体（２Ａ，３Ａ；２Ｂ，３Ｂ）の電気長と、インダクタ（Ｌ１Ａ；Ｌ１Ｂ）のインダクタンスと、キャパシタ（Ｃ１Ａ；Ｃ１Ｂ）の容量と、インダクタ（Ｌ２Ａ；Ｌ２Ｂ）のインダクタンスと、キャパシタ（Ｃ２Ａ；Ｃ２Ｂ）の容量との少なくとも一部が、互いに異なる。信号源Ｑ１１は、放射導体１Ａ上の給電点Ｐ１Ａ及び放射導体１Ｂ上の給電点Ｐ１Ｂ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Ｑ１１は、低域共振周波数ｆ１Ａ及び中域共振周波数ｆ２Ａ及び高域共振周波数ｆ３Ａの無線周波信号を発生するとともに、低域共振周波数ｆ１Ａとは異なる別の低域共振周波数ｆ１Ｂの無線周波信号と、中域共振周波数ｆ２Ａとは異なる別の中域共振周波数ｆ２Ｂの無線周波信号と、高域共振周波数ｆ３Ａとは異なる別の高域共振周波数ｆ３Ｂの無線周波信号とを発生する。放射器１４４は、低域共振周波数ｆ１Ａで動作するときにはループアンテナモードで動作し、中域共振周波数ｆ２Ａで動作するときにはモノポールアンテナモード及びループアンテナモードのハイブリッドモードで動作し、高域共振周波数ｆ３Ａで動作するときにはモノポールアンテナモードで動作する。また、放射器１４５は、低域共振周波数ｆ１Ｂで動作するときにはループアンテナモードで動作し、中域共振周波数ｆ２Ｂで動作するときにはモノポールアンテナモード及びループアンテナモードのハイブリッドモードで動作し、高域共振周波数ｆ３Ｂで動作するときには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、６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。
【００８４】
図８２は、本発明の第１の実施形態の第２２の変形例に係るアンテナ装置を示す平面図である。図８２のアンテナ装置は、小ループの中にさらにループを備えた多重ループの構成を有する。図８２のアンテナ装置の放射器１８１は、図１の放射導体１，２，３に代えて放射導体１ｋ，２ｋ，３ｋを備え、さらに、小ループのインダクタＬ２と放射導体３ｋとの間において、所定の電気長を有する第４の放射導体７と、放射導体７，３ｋを互いに接続するインダクタＬ３及びキャパシタＣ３とを有する。キャパシタＣ３及びインダクタＬ３は、互いに並列接続される。放射器１８１において、放射導体１ｋ，２ｋ，３ｋ，７とキャパシタＣ１，Ｃ２，Ｃ３とインダクタＬ１，Ｌ２，Ｌ３とにより、中央の中空の部分を包囲する第１のループが形成される。放射導体２ｋ，３ｋが互いに近接した部分と、放射導体７と、キャパシタＣ２，Ｃ３と、インダクタＬ２，Ｌ３とにより、第１のループとは異なる共振周波数を有する第２のループが形成される。放射導体７，３ｋが互いに近接した部分と、キャパシタＣ３と、インダクタＬ３とにより、第１及び第２のループとは異なる共振周波数を有する第３のループが形成される。さらに、放射導体１ｋ上に給電点Ｐ１が設けられる。信号源Ｑ２１は、３つ以上の周波数で無線周波信号を発生する。放射器１８１は、第１〜第３のループのいずれかを含む部分がそれぞれ所定周波数で共振するように構成される。なお、第３のループの中にさらにループを設けてもよい。図８２のアンテナ装置によれば、複数のループを備えたことにより放射器１８１が異なる周波数で励振するときの電流経路はそれぞれ異なり、これにより、効果的にマルチバンド動作を実現することができる。
【００８５】
図３〜図６等を参照して説明した電流経路の電気長は、動作波長の４分の１に限定されず、例えば、正整数ｎに対して動作波長の（２ｎ＋１）／４倍になるように構成されてもよい。ただし、アンテナ装置の小型化の観点からは、動作波長の４分の１になるように構成されることが望ましい。
【００８６】
放射導体のそれぞれを、幅広のストリップ導体にて構成することにより、低域共振周波数ｆ１、中域共振周波数ｆ２、及び高域共振周波数ｆ３のそれぞれにおいて広帯域動作を実現することができる。また、放射導体のそれぞれは、キャパシタＣ１、Ｃ２及びインダクタＬ１、Ｌ２の間に所定の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。
【００８７】
信号源Ｑ１の接続点Ｐ１は、放射導体１上であれば任意の位置に設けることができる。
【００８８】
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。
【００８９】
なお、アンテナ装置のサイズを削減するために、放射導体のいずれかを少なくとも１カ所で折り曲げてもよい。
【００９０】
図１等では接地導体Ｇ１を簡単化して図示しているが、実際には、接地導体Ｇ１は図４９等に示すように所定の広がりを有して構成される。
【００９１】
また、さらなる変形例として、例えば板状又は線状の放射導体を含む放射器を接地導体と平行に設けて、放射器の一部を接地導体に短絡することにより、本実施形態に係るアンテナ装置を逆Ｆ型アンテナ装置として構成することもできる（図示せず）。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。
【００９２】
本実施形態のアンテナ装置によれば、２つのループと、少なくとも２つのインダクタと、少なくとも２つのキャパシタとを備えたことにより、放射器を動作周波数に応じてループアンテナモード、ハイブリッド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、効果的にトリプ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。
【００９３】
第２の実施形態．
図３３は、本発明の第２の実施形態に係るアンテナ装置を示す平面図である。本実施形態のアンテナ装置は、図１の放射器１０１と同様の原理で構成された２つの放射器１５１，１５２を備え、これらの放射器１５１，１５２は別個の信号源Ｑ１Ａ，Ｑ１Ｂによって独立に励振されることを特徴とする。
【００９４】
図３３において、放射器１５１は、図１の放射器１０１と同様に構成され、放射導体１Ａ，２Ａ，３Ａと、放射導体１Ａ，２Ａを互いに接続するインダクタＬ１Ａと、放射導体１Ａ，３Ａを互いに接続するキャパシタＣ１Ａと、放射導体２Ａ，３Ａを互いに接続するキャパシタＣ２Ａ及びインダクタＬ２Ａとを有する。信号源Ｑ１Ａは、放射導体１Ａ上の給電点Ｐ１Ａに接続されるとともに、放射器１５１に近接して設けられた接地導体Ｇ１上の接続点Ｐ２Ａに接続される。放射器１５２もまた、図１の放射器１０１と同様に構成され、放射導体１Ｂ，２Ｂ，３Ｂと、放射導体１Ｂ，２Ｂを互いに接続するインダクタＬ１Ｂと、放射導体１Ｂ，３Ｂを互いに接続するキャパシタＣ１Ｂと、放射導体２Ｂ，３Ｂを互いに接続するキャパシタＣ２Ｂ及びインダクタＬ２Ｂとを有する。信号源Ｑ１Ｂは、放射導体１Ｂ上の給電点Ｐ１Ｂに接続されるとともに、放射器１５２に近接して設けられた接地導体Ｇ１上の接続点Ｐ２Ｂに接続される。信号源Ｑ１Ａ，Ｑ１Ｂは、例えばＭＩＭＯ通信方式の送信信号である無線周波信号を発生し、同じ低域共振周波数ｆ１の無線周波信号と、同じ中域共振周波数ｆ２の無線周波信号と、同じ高域共振周波数ｆ３の無線周波信号とを発生する。
【００９５】
放射器１５１，１５２は、好ましくは、所定の基準軸Ｂ１に対して対称に構成される。この基準軸Ｂ１に近接して放射導体１Ａ，１Ｂ及び給電部（給電点Ｐ１Ａ，Ｐ１Ｂ、接続点Ｐ２Ａ，Ｐ２Ｂ）が設けられ、この基準軸Ｂ１から遠隔して放射導体２Ａ，３Ａ，２Ｂ，３Ｂが設けられる。２つの給電点Ｐ１Ａ，Ｐ１Ｂ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。また、アンテナ装置のサイズを削減するために、放射導体１Ａ，２Ａ，３Ａ，１Ｂ，２Ｂ，３Ｂのいずれかを少なくとも１カ所で折り曲げてもよい。
【００９６】
図３４は、本発明の第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平面図である。本変形例のアンテナ装置では、放射器１５１，１５２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１５１，１５２の配置を非対称にすることでそれらの指向性を非対称にし、各放射器１５１，１５２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通信方式に係る送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。
【００９７】
図３５は、本発明の第２の実施形態の比較例に係るアンテナ装置を示す平面図である。図３５のアンテナ装置では、給電点を設けていない放射導体２Ａ，２Ｂ及び放射導体３Ａ，３Ｂが互いに近接するように配置している。給電点Ｐ１Ａ，Ｐ１Ｂ間の距離を離すことで、各放射器１５１，１５２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１５１，１５２の開放端（すなわち放射導体２Ａ，２Ｂ，３Ａ，３Ｂの端部）が対向しているので、放射器１５１，１５２間の電磁結合は大きくなってしまう。
【００９８】
図３６は、図３３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３３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Ｑ１Ａのみを動作させる場合を考える。信号源Ｑ１Ａから入力される電流Ｉ３１により放射器１５１がループアンテナモードで動作すると、放射器１５１によって発生される磁界により、放射器１５２において、電流Ｉ３１と同じ向きの誘導電流である電流Ｉ３２が流れ、この電流Ｉ３２は信号源Ｑ１Ｂまで流れる。接地導体Ｇ１上において、接続点Ｐ２Ｂから接続点Ｐ２Ａにも電流Ｉ３３が流れる。大きな電流Ｉ３１が流れることにより、放射器１５１，１５２間の電磁結合が高くなる。また、図３７は、図３３のアンテナ装置が中域共振周波数ｆ２で動作するときの電流経路を示す図である。信号源Ｑ１Ａから入力される電流Ｉ３４により放射器１５１がハイブリッドモードで動作すると、放射器１５１によって発生される磁界により、放射器１５２において、放射器１５２の小ループから給電点Ｐ１Ｂに向かう誘導電流である電流Ｉ３５が流れ、この電流Ｉ３５は信号源Ｑ１Ｂまで流れる。放射器１５２の小ループにおいて、電流Ｉ３５は、放射器１５１の小ループを電流Ｉ３４が流れるときと同じ向きに流れる。接地導体Ｇ１上において、接続点Ｐ２Ｂから接続点Ｐ２Ａにも電流Ｉ３６が流れる。図３８は、図３３のアンテナ装置が高域共振周波数ｆ３で動作するときの電流経路を示す図である。放射器１５１において、信号源Ｑ１Ａから入力される電流Ｉ３７は、放射器１５２からは遠隔した方向に流れ、従って、放射器１５１，１５２間の電磁結合は小さく、放射器１５２や信号源Ｑ１Ｂに流れる誘導電流も小さい。
【００９９】
図３３のアンテナ装置の構成は、基準線Ｂ１に対して完全対称に構成した場合である。この場合、２つの放射器１５１，１５２のそれぞれの電流分布が同じになるので、それらの放射パターンも同じになる。その結果、図３６及び図３７を参照して説明したように、図３３のアンテナ装置が低域共振周波数ｆ１又は中域共振周波数ｆ２で動作するとき、放射器１５１，１５２間の電磁結合が高くなり、従って送受信される信号間の相関が高くなり、ＭＩＭＯ通信方式の送受信性能は低下する。しかしながら、ＭＩＭＯ通信方式の無線通信を行うためには、放射器１５１，１５２間の電磁結合を低下させる必要がある。これを改善したのが図３９のアンテナ装置の構成である。放射器１５３のインダクタＬ１Ｂ及びキャパシタＣ１Ｂの位置を入れ替えることで、低域共振周波数ｆ１及び中域共振周波数ｆ２における電流の流れを２つの放射器１５１，１５３の間で非対称にし、これらの周波数では異なった放射パターンを得ることができる。その結果、送受信する信号の相関が低下し、ＭＩＭＯ通信方式の送受信性能は向上する。
【０１００】
図３９は、本発明の第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平面図である。本変形例のアンテナ装置は、低域共振周波数ｆ１及び中域共振周波数ｆ２で動作するときの放射器１５１，１５２間の電磁結合を低減するために、図３３の放射器１５２におけるキャパシタＣ１Ｂ及びインダクタＬ１Ｂの位置を入れかえた放射器１５３を備えている。従って、図３９のアンテナ装置は、基準軸Ｂ１に対して互いに対称に構成された放射器１５１，１５３を備え、放射器１５３のインダクタＬ１Ｂは放射器１５１のキャパシタＣ１Ａに対応する位置に設けられ、放射器１５３のキャパシタＣ１Ｂは放射器１５１のインダクタＬ１Ａに対応する位置に設けられている。このように、放射器１５１，１５３間でキャパシタＣ１Ａ，Ｃ１Ｂ及びインダクタＬ１Ａ，Ｌ１Ｂの位置を非対称に構成したことにより、放射器１５１，１５３間の電磁結合を低減する。
【０１０１】
図４０は、図３９のアンテナ装置が低域共振周波数ｆ１で動作するときの電流経路を示す図である。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、信号源Ｑ１Ａから入力される電流Ｉ３１により放射器１５１がループアンテナモードで動作しても、放射器１５３において誘導される電流Ｉ４１は小さくなり、また、放射器１５３から信号源Ｑ１Ｂに流れる電流も小さくなる。このため、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１５１，１５３間の電磁結合は小さくなる。また、図４１は、図３９のアンテナ装置が中域共振周波数ｆ２で動作するときの電流経路を示す図である。信号源Ｑ１Ａから入力される電流Ｉ３４により放射器１５１がハイブリッドモードで動作しても、放射器１５３において誘導される電流Ｉ４２は小さくなり、また、放射器１５３から信号源Ｑ１Ｂに流れる電流も小さくなる。このため、図３９のアンテナ装置が中域共振周波数ｆ２で動作するときの放射器１５１，１５３間の電磁結合も小さくなる。また、図４２は、図３９のアンテナ装置が高域共振周波数ｆ３で動作するときの電流経路を示す図である。この場合は、図３８と同様に、放射器１５１，１５３間の電磁結合は小さい。
【０１０２】
図３９のアンテナ装置では、放射器１５１，１５３間でインダクタＬ１Ａ，Ｌ１Ｂ及びキャパシタＣ１Ａ，Ｃ１Ｂの位置が基準線Ｂ１に対して非対称になっているものの、小ループのインダクタＬ２Ａ，Ｌ２Ｂ及びキャパシタＣ２Ａ，Ｃ２Ｂの位置が基準線Ｂ１に対して対称になっている。従って、図３９のアンテナ装置が中域共振周波数ｆ２で動作するとき、２つの放射器１５１，１５３の各小ループの電流分布が同じになるので、各小ループを流れる電流に起因した放射パターンも同じになる。このため、放射器１５１，１５３の各小ループ間に電磁結合が生じ、この電磁結合は、送受信される信号間の相関を高くするように寄与し、ＭＩＭＯ通信方式の送受信性能を低下させる。これを改善したのが図４３のアンテナ装置の構成である。放射器１５４のインダクタＬ２Ｂ及びキャパシタＣ２Ｂの位置を入れ替えることで、中域共振周波数ｆ２で動作するときの小ループにおける電流の流れを２つの放射器１５１，１５４の間で非対称にし、異なった放射パターンを得ることができる。その結果、送受信する信号の相関が低下し、ＭＩＭＯ通信方式の送受信性能は向上する。
【０１０３】
図４３は、本発明の第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平面図である。図４３のアンテナ装置は、図３９の放射器１５３におけるキャパシタＣ２Ｂ及びインダクタＬ２Ｂの位置を入れかえた放射器１５４を備えている。従って、図４３のアンテナ装置は、放射器１５４のインダクタＬ２Ｂは放射器１５１のキャパシタＣ２Ａに対応する位置に設けられ、放射器１５４のキャパシタＣ２Ｂは放射器１５１のインダクタＬ２Ａに対応する位置に設けられている。
【０１０４】
図４４は、図４３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。信号源Ｑ１Ａから入力される電流Ｉ３１により放射器１５１がループアンテナモードで動作しても、放射器１５４において誘導される電流Ｉ５１は小さくなり、また、放射器１５４から信号源Ｑ１Ｂに流れる電流も小さくなる。このため、図４３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１５１，１５４間の電磁結合は小さくなる。また、図４５は、図４３のアンテナ装置が中域共振周波数ｆ２で動作するときの電流経路を示す図である。信号源Ｑ１Ａから入力される電流Ｉ３４により放射器１５１がハイブリッドモードで動作しても、放射器１５４において誘導される電流Ｉ５２は小さくなり、また、放射器１５４から信号源Ｑ１Ｂに流れる電流も小さくなる。さらに、放射器１５４の小ループにおいて、電流Ｉ５２は、放射器１５１の小ループを電流Ｉ３４が流れるときと逆の向きに流れる。これにより、放射器１５１，１５４の各小ループ間の電磁結合は小さくなる。また、図４６は、図４３のアンテナ装置が高域共振周波数ｆ３で動作するときの電流経路を示す図である。この場合は、図３８及び図４２と同様に、放射器１５１，１５４間の電磁結合は小さい。
【０１０５】
図４３のアンテナ装置によれば、低域共振周波数ｆ１、中域共振周波数ｆ２、及び高域共振周波数ｆ３のいずれにおいても、２つの放射器１５１，１５４において異なる電流経路を形成し、異なった放射パターンを得ることができる。その結果、送受信する信号の相関が低下し、ＭＩＭＯ通信方式の送受信性能は向上する。
【０１０６】
図４７は、本発明の第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平面図である。放射器１５５，１５６の形状を、給電点Ｐ１Ａ，Ｐ１Ｂから遠ざかるにつれて放射器１５５，１５６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１５５，１５６間の電磁結合を低減することができる。放射器１５５は、図３３の放射器１５１の放射導体１Ａ，２Ａ，３Ａに代えて放射導体１Ａａ，２Ａａ，３Ａａを備え、放射器１５６は、図３３の放射器１５２の放射導体１Ｂ，２Ｂ，３Ｂに代えて放射導体１Ｂａ，２Ｂａ，３Ｂａを備えている。また、図４７に示すように、放射導体のいずれかが突出した部分（例えば放射導体２Ａａ，２Ｂａの上端）を有する場合には、アンテナ装置が高域共振周波数ｆ３において動作するとき、電流は小ループからインダクタＬ１Ａ，Ｌ１Ｂに向かってではなく、その突出した部分に向かって流れてもよい。
【０１０７】
図４８は、本発明の第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平面図である。２つの放射器間の電磁結合を低下させることは、図３９及び図４３のようにインダクタ及びキャパシタの位置を非対称にすることによってのみならず、他の方法でも達成可能である。図４８のアンテナ装置は、２つの放射器間の電磁結合を低下させるために、非対称な接地導体Ｇ２を備えている。また、図３３のアンテナ装置において、放射器１５１，１５２の間で、対応するインダクタのインダクタンス及び対応するキャパシタの容量を互いに相違させたり、放射導体の電気長を互いに相違させたり、放射器１５１，１５２を互いに離隔させたりすることにより、２つの放射器１５１，１５２間の電磁結合を低下させることができる。また、２つの放射器は、必ず基準線に対して対称に設ける必要はなく、非対称に設けられてもよく、また、接地導体Ｇ１又はＧ２の任意の場所に接続されてもよい。以上説明したいずれの場合でも、トリプルバンド動作を損なうことはない。
【０１０８】
第３の実施形態．
図８３は、本発明の第３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。本発明の実施形態に係る無線通信装置は、例えば図８３に示すように携帯電話機として構成されてもよい。図８３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７１と、無線送受信回路７１に接続されたベースバンド信号処理回路７２と、ベースバンド信号処理回路７２に接続されたスピーカ７３及びマイクロホン７４とを備える。アンテナ装置の放射器１０１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７１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。
【０１０９】
本実施形態の無線通信装置によれば、放射器１０１を動作周波数に応じてループアンテナモード、ハイブリッド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、効果的にトリプ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。
【０１１０】
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。
【実施例１】
【０１１１】
以下、図４９〜図５５を参照して、本発明の第１の実施形態の第１の実施例に係るシミュレーション結果について説明する。
【０１１２】
シミュレーションでは、ＦＤＴＤ法を用いてトランジェント解析を行った。給電点Ｐ１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では細かくモデリングした。
【０１１３】
図４９は、第１の実施例に係るアンテナ装置を示す斜視図であり、図５０は、図４９の放射器１６１の詳細構成を示す展開図である。放射器１６１は、放射導体１ｈ，２ｈ，３ｈと、インダクタＬ１，Ｌ２と、キャパシタＣ１，Ｃ２とを備える。図５０において、キャパシタＣ１は容量１．２ｐＦを有し、インダクタＬ１はインダクタンス５．２ｎＨを有し、キャパシタＣ２は容量５．０ｐＦを有し、インダクタＬ２はストリップ導体により構成される。図５０のＢ１１線において、放射導体１ｈは−Ｘ方向に折り曲げられる。
【０１１４】
図５１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。計算結果によれば、第１の実施例のアンテナ装置は、ｆ１＝８１７ＭＨｚ、ｆ２＝１２７２ＭＨｚ、ｆ３＝２５９２ＭＨｚの３つの周波数で共振していることがわかる。
【０１１５】
図５２は、第１の実施例の比較例の放射器２１１の詳細構成を示す展開図である。図５２の放射器２１１は、放射導体２０１ａ，２０２ａと、インダクタＬ１と、キャパシタＣ１とを備える。放射器２１１は、小ループを持たないことを除いて図４９の放射器１６１と同一の寸法で構成され、図４９の放射器１６１に代えて接地導体Ｇ１上に設けられる。
【０１１６】
図５３は、図５２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。計算結果によれば、比較例は、ｆ１＝８３７ＭＨｚとｆ３＝２４３７ＭＨｚの２つの周波数で共振している。また、低域共振周波数ｆ１、中域共振周波数ｆ２、高域共振周波数ｆ３における放射効率を比較すると、以下の表１となる。
【０１１７】
【表１】
2013008356.tif 000108
【０１１８】
表１によれば、第１の実施例及び比較例のアンテナ装置ともに、低域共振周波数ｆ１及び高域共振周波数ｆ３で共振し、高い放射効率を示している。しかしながら、比較例では、中域共振周波数ｆ２＝１２７２ＭＨｚで共振していないので、放射効率が−７．６［ｄＢ］という低い値を示している。一方、第１の実施例のアンテナ装置においては、トリプルバンド動作の効果により、中域共振周波数ｆ２において−１．０［ｄＢ］という高い値を示している。
【０１１９】
なお、第１の実施例及び比較例のアンテナ装置において、その寸法は同じであり、それぞれの低域共振周波数ｆ１及び高域共振周波数ｆ３もほぼ同じである。すなわち、本発明によれば、ループ状の放射導体を備え、低域共振周波数ｆ１及び高域共振周波数ｆ３でデュアルバンド動作可能なアンテナ装置（図２等を参照）において、ループ状の放射導体を多重分岐させることで、低域共振周波数ｆ１及び高域共振周波数ｆ３の特性を損なうことなく、中域共振周波数ｆ２における共振を独立に設計可能であるという優れた効果を有していることが判る。
【０１２０】
図５４は、第１の実施例の変形例に係るアンテナ装置を示す斜視図である。図５４のアンテナ装置では、図５０の放射器１６１の放射導体２ｈ，３ｈを、図５０のＢ１２線において−Ｘ方向に折り曲げている。
【０１２１】
図５５は、図５４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。計算結果によれば、ｆ１＝８５５ＭＨｚのとき（−７．２ｄＢ）、ｆ２＝１２７３ＭＨｚのとき（−８．８ｄＢ）、ｆ３＝２６９０ＭＨｚのとき（−１３．１ｄＢ）の３つの周波数で、整合が取れていることが確認できる。また、表２に示すように、折り曲げなしの場合と折り曲げありの場合との放射効率を比較すると、いずれも高い放射効率を実現できている。この結果より、本発明の実施形態に係るアンテナ装置は、小型化とトリプルバンド動作とを同時に実現することが可能であり、携帯無線端末装置の小型化や薄型化の要求にも対応できる優れた特性を有するといえる。
【０１２２】
【表２】
2013008356.tif 000109
【実施例２】
【０１２３】
以下、図５６〜図８１を参照して、本発明の第１の実施形態の第２の実施例に係る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は、ＦＤＴＤ法を用いて計算した。
【０１２４】
図５６は、第２の実施例に係るアンテナ装置を示す斜視図であり、図５７は、図５６の放射器１７１の詳細構成を示す上面図である。図５６及び図５７に示すアンテナ装置は、図８に示すアンテナ装置の実施例である。放射器１７１は、放射導体１ｉ，２ｉ，３ｉと、インダクタＬ１，Ｌ２と、キャパシタＣ１，Ｃ２とを備える。図５７において、インダクタＬ１はインダクタンス３ｎＨを有し、キャパシタＣ１は容量１ｐＦを有し、インダクタＬ２は０．３ｍｍ×０．５ｍｍの断面及び長さ５．５ｍｍを有するストリップ導体にてなる細線インダクタであり、キャパシタＣ２は容量７ｐＦを有する。
【０１２５】
図５８は、図５６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５９は、図５６のアンテナ装置が低域共振周波数ｆ１で動作するときに給電点Ｐ１から見たインダクタＬ１のインピーダンスＺ’Ｌ１及び給電点Ｐ１から見たキャパシタＣ１のインピーダンスＺ’Ｃ１を示すスミスチャートである。低域共振周波数ｆ１＝９００ＭＨｚ付近では、｜Ｚ’Ｌ１｜＜｜Ｚ’Ｃ１｜であるので、電流Ｉ６１はキャパシタＣ１ではなくインダクタＬ１を通過し、｜Ｚ’Ｌ２｜＜｜Ｚ’Ｃ２｜であるので、電流Ｉ６１はさらに、キャパシタＣ２ではなくインダクタＬ２を通過する。
【０１２６】
図６０は、図５６のアンテナ装置が中域共振周波数ｆ２で動作するときの電流経路を示す図である。図６１は、図５６のアンテナ装置が中域共振周波数ｆ２で動作するときに給電点Ｐ１から見たインダクタＬ１のインピーダンスＺ’Ｌ１及び給電点Ｐ１から見たキャパシタＣ１のインピーダンスＺ’Ｃ１を示すスミスチャートである。中低域共振周波数ｆ２＝１５００ＭＨｚ付近では、｜Ｚ’Ｌ１｜＞｜Ｚ’Ｃ１｜であるので、電流Ｉ６２はインダクタＬ１ではなくキャパシタＣ１を通過し、｜Ｚ’Ｌ２｜＜｜Ｚ’Ｃ２｜であるので、電流Ｉ６２はさらに、インダクタＬ２を通過する。放射導体２ｉ，３ｉの間の電位差によりキャパシタＣ２において電流が接続され、小ループに沿った電流経路が形成される。このとき、一部の電流Ｉ６３は、小ループからインダクタＬ１に向かって流れる。
【０１２７】
図６２は、図５６のアンテナ装置が高域共振周波数ｆ３で動作するときの電流経路を示す図である。図６３は、図５６のアンテナ装置が高域共振周波数ｆ３で動作するときに給電点Ｐ１から見たインダクタＬ１のインピーダンスＺ’Ｌ１及び給電点Ｐ１から見たキャパシタＣ１のインピーダンスＺ’Ｃ１を示すスミスチャートである。高域共振周波数ｆ３＝１９００ＭＨｚ付近では、｜Ｚ’Ｌ１｜＞｜Ｚ’Ｃ１｜であるので、電流Ｉ６４はインダクタＬ１ではなくキャパシタＣ１を通過し、｜Ｚ’Ｌ２｜＜｜Ｚ’Ｃ２｜であるので、電流Ｉ６４はさらに、キャパシタＣ２ではなくインダクタＬ２を通過する。
【０１２８】
図６４は、第２の実施例の第１の変形例に係る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６４に示すアンテナ装置は、図２１に示すアンテナ装置の実施例であり、図６４に示すアンテナ装置の放射器１７２は、放射導体１ｊ，２ｊ，３ｊと、インダクタＬ１，Ｌ２と、キャパシタＣ１，Ｃ２とを備える。放射器１７２は、インダクタＬ１，Ｌ２及びキャパシタＣ１，Ｃ２の位置以外は、図５７の放射器１７１と同様に構成される。図６５は、第２の実施例の第１の変形例に係るアンテナ装置が低域共振周波数ｆ１で動作するときに給電点Ｐ１から見たインダクタＬ１のインピーダンスＺ’Ｌ１及び給電点Ｐ１から見たキャパシタＣ１のインピーダンスＺ’Ｃ１を示すスミスチャートである。低域共振周波数ｆ１＝９００ＭＨｚ付近では、｜Ｚ’Ｌ１｜＜｜Ｚ’Ｃ１｜であるので、電流Ｉ７１はキャパシタＣ１ではなくインダクタＬ１を通過し、｜Ｚ’Ｌ２｜＜｜Ｚ’Ｃ２｜であるので、電流Ｉ７１はさらに、キャパシタＣ２ではなくインダクタＬ２を通過する。
【０１２９】
図６６は、第２の実施例の第１の変形例に係るアンテナ装置が中域共振周波数ｆ２で動作するときの電流経路を示す図である。図６７は、第２の実施例の第１の変形例に係るアンテナ装置が中域共振周波数ｆ２で動作するときに給電点Ｐ１から見たインダクタＬ１のインピーダンスＺ’Ｌ１及び給電点Ｐ１から見たキャパシタＣ１のインピーダンスＺ’Ｃ１を示すスミスチャートである。中域共振周波数ｆ２＝１５００ＭＨｚ付近では、｜Ｚ’Ｌ１｜＞｜Ｚ’Ｃ１｜であるので、電流Ｉ７２はインダクタＬ１ではなくキャパシタＣ１を通過し、｜Ｚ’Ｌ２｜＜｜Ｚ’Ｃ２｜であるので、電流Ｉ７２はさらに、インダクタＬ２を通過する。放射導体２ｊ，３ｊの間の電位差によりキャパシタＣ２において電流が接続され、小ループに沿った電流経路が形成される。このとき、一部の電流Ｉ７３は、小ループからインダクタＬ１に向かって流れる。
【０１３０】
図６８は、第２の実施例の第１の変形例に係るアンテナ装置が高域共振周波数ｆ３で動作するときの電流経路を示す図である。図６９は、第２の実施例の第１の変形例に係るアンテナ装置が高域共振周波数ｆ３で動作するときに給電点Ｐ１から見たインダクタＬ１のインピーダンスＺ’Ｌ１及び給電点Ｐ１から見たキャパシタＣ１のインピーダンスＺ’Ｃ１を示すスミスチャートである。高域共振周波数ｆ３＝１８００ＭＨｚ付近では、｜Ｚ’Ｌ１｜＞｜Ｚ’Ｃ１｜であるので、電流Ｉ７４はインダクタＬ１ではなくキャパシタＣ１を通過し、｜Ｚ’Ｌ２｜＜｜Ｚ’Ｃ２｜であるので、電流Ｉ７４はさらに、キャパシタＣ２ではなくインダクタＬ２を通過する。
【０１３１】
図７０は、図５６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。計算結果によれば、ｆ１＝８８３ＭＨｚのとき（−５．６ｄＢ）、ｆ２＝１４１７ＭＨｚのとき（−８．７ｄＢ）、ｆ３＝２００１ＭＨｚのとき（−１６．５ｄＢ）の３つの周波数で、整合が取れていることが確認できる。
【０１３２】
図７１は、第２の実施例の第２の変形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７１は、図９に示すアンテナ装置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。図７１に係るアンテナ装置の放射器は、インダクタＬ１，Ｌ２及びキャパシタＣ１，Ｃ２の位置以外は、図５７の放射器１７１と同様に構成される。計算結果によれば、ｆ１＝８６０ＭＨｚのとき（−５．１ｄＢ）、ｆ２＝１４６６ＭＨｚのとき（−６．５ｄＢ）、ｆ３＝１９９８ＭＨｚのとき（−１５．４ｄＢ）の３つの周波数で、整合が取れていることが確認できる。
【０１３３】
図７２は、第２の実施例の第３の変形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７２は、図１０に示すアンテナ装置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。図７２に係るアンテナ装置の放射器は、インダクタＬ１，Ｌ２及びキャパシタＣ１，Ｃ２の位置以外は、図５７の放射器１７１と同様に構成される。計算結果によれば、ｆ１＝８８５ＭＨｚのとき（−５．８ｄＢ）、ｆ２＝１４４８ＭＨｚのとき（−４．１ｄＢ）、ｆ３＝２００３ＭＨｚのとき（−１５．７ｄＢ）の３つの周波数で、整合が取れていることが確認できる。
【０１３４】
図７３は、第２の実施例の第４の変形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７３は、図１１に示すアンテナ装置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。図７３に係るアンテナ装置の放射器は、インダクタＬ１，Ｌ２及びキャパシタＣ１，Ｃ２の位置以外は、図５７の放射器１７１と同様に構成される。計算結果によれば、ｆ１＝８５５ＭＨｚのとき（−５．１ｄＢ）、ｆ２＝１５０５ＭＨｚのとき（−９．２ｄＢ）、ｆ３＝１９９０ＭＨｚのとき（−１５．８ｄＢ）の３つの周波数で、整合が取れていることが確認できる。
【０１３５】
図７４は、第２の実施例の第５の変形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７４は、図１８に示すアンテナ装置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。図７４に係るアンテナ装置の放射器は、インダクタＬ１，Ｌ２及びキャパシタＣ１，Ｃ２の位置以外は、図５７の放射器１７１と同様に構成される。計算結果によれば、ｆ１＝９７０ＭＨｚのとき（−１１．４ｄＢ）、ｆ２＝１４３５ＭＨｚのとき（−８．８ｄＢ）、ｆ３＝１７９５ＭＨｚのとき（−９．４ｄＢ）の３つの周波数で、整合が取れていることが確認できる。
【０１３６】
図７５は、第２の実施例の第６の変形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７５は、図１９に示すアンテナ装置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。図７５に係るアンテナ装置の放射器は、インダクタＬ１，Ｌ２及びキャパシタＣ１，Ｃ２の位置以外は、図５７の放射器１７１と同様に構成される。計算結果によれば、ｆ１＝９３８ＭＨｚのとき（−１０．７ｄＢ）、ｆ２＝１５１３ＭＨｚのとき（−１４．３ｄＢ）、ｆ３＝１７６０ＭＨｚのとき（−８．９ｄＢ）の３つの周波数で、整合が取れていることが確認できる。
【０１３７】
図７６は、第２の実施例の第７の変形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７６は、図２０に示すアンテナ装置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。図７６に係るアンテナ装置の放射器は、インダクタＬ１，Ｌ２及びキャパシタＣ１，Ｃ２の位置以外は、図５７の放射器１７１と同様に構成される。計算結果によれば、ｆ１＝９７５ＭＨｚのとき（−１４．８ｄＢ）、ｆ２＝１４４０ＭＨｚのとき（−１８．２ｄＢ）、ｆ３＝１７６０ＭＨｚのとき（−９．６ｄＢ）の３つの周波数で、整合が取れていることが確認できる。
【０１３８】
図７７は、第２の実施例の第１の変形例に係るアンテナ装置（図６４）の反射係数Ｓ１１の周波数特性を示すグラフである。計算結果によれば、ｆ１＝９４８ＭＨｚのとき（−１１．５ｄＢ）、ｆ２＝１４６６ＭＨｚのとき（−６．９ｄＢ）、ｆ３＝１７７８ＭＨｚのとき（−９．９ｄＢ）の３つの周波数で、整合が取れていることが確認できる。
【０１３９】
図７８は、第２の実施例の第１の比較例に係るアンテナ装置を示す平面図である。図７８のアンテナ装置の放射器２２１は、放射導体２０１ｂ，２０２ｂと、インダクタＬ１と、キャパシタＣ１とを備える。図７８のアンテナ装置は、小ループを持たないことを除いて図５７のアンテナ装置と同一の寸法で構成され、図５６の放射器１７１に代えて接地導体Ｇ１上に設けられる。
【０１４０】
図７９は、図７８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。計算結果によれば、ｆ１＝８９３ＭＨｚのとき（−６．３ｄＢ）、ｆ３＝２０１３ＭＨｚのとき（−１５．８ｄＢ）の２つの周波数で、整合が取れていることが確認できる。
【０１４１】
図８０は、第２の実施例の第２の比較例に係るアンテナ装置を示す平面図である。図８０のアンテナ装置の放射器２２２は、放射導体２０１ｃ，２０２ｃと、インダクタＬ１と、キャパシタＣ１とを備える。図８０のアンテナ装置は、インダクタＬ１とキャパシタＣ１の位置が入れ替わっていることの他は、図７８のアンテナ装置と同様に構成される。
【０１４２】
図８１は、図８０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。計算結果によれば、ｆ１＝９８５ＭＨｚのとき（−１２．５ｄＢ）、ｆ３＝１７４５ＭＨｚのとき（−９．３ｄＢ）の２つの周波数で、整合が取れていることが確認できる。
【０１４３】
図７９及び図８１を比較すると、給電点Ｐ１にインダクタＬ１が近いアンテナ装置と、給電点Ｐ１にキャパシタＣ１が近いアンテナ装置のいずれにおいても、デュアルバンド動作を実現できていることがわかる。ただし、共振周波数に差異があるが、これは、給電点Ｐ１からインダクタＬ１及びキャパシタＣ１までの電気長の違いによるものである。
【０１４４】
図７９及び図８１と、図７４及び図７０とをそれぞれ比較すると、低域共振周波数ｆ１と高域共振周波数ｆ３の付近の反射係数Ｓ１１の周波数特性は、類似した傾向を示していることが確認できる。このことから、インダクタＬ１及びキャパシタＣ１の位置ならびにインダクタンス及び容量が同じであれば、図７８又は図８０のアンテナ装置に小ループを追加しても、そのデュアルバンド動作を損なうことなく、新たに中域共振周波数ｆ２で共振させることが可能であることがわかる。また、中域共振周波数ｆ２は、インダクタＬ１及びキャパシタＣ１の位置に関わらずほぼ同じ周波数を実現できており、図７４の場合はｆ２＝１４３５ＭＨｚ、図７０の場合はｆ２＝１４１７ＭＨｚを得た。この中域共振周波数ｆ２のみを微調整したい場合は、キャパシタＣ２の値を調節すればよい。
【産業上の利用可能性】
【０１４５】
以上説明したように、本発明のアンテナ装置は、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、本発明のアンテナ装置は、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。
【０１４６】
本発明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、ＰＤＡ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】
【０１４７】
１，１ａ〜１ｋ，２，２ａ〜２ｋ，３，３ａ〜３ｋ，５，６，７，１Ａ，２Ａ，３Ａ，１Ｂ，２Ｂ，３Ｂ，２０１，２０２，２０１ａ〜２０１ｃ，２０２ａ〜２０２ｃ…放射導体、
７１…無線送受信回路、
７２…ベースバンド信号処理回路、
７３…スピーカ、
７４…マイクロホン、
１０１〜１０６，１１１〜１１６，１２１，１３１〜１３６，１４１〜１４５，１５１〜１５６，１６１，１７１，１７２，２００，２１１，２２１，２２２…放射器、
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ１３，Ｃ１４，Ｃ１Ａ，Ｃ２Ａ，Ｃ１Ｂ，Ｃ２Ｂ…キャパシタ、
Ｇ１，Ｇ２…接地導体、
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ１３，Ｌ１４，Ｌ１Ａ，Ｌ２Ａ，Ｌ１Ｂ，Ｌ２Ｂ…インダクタ、
Ｐ１，Ｐ１Ａ，Ｐ１Ｂ…給電点、
Ｐ２，Ｐ２Ａ，Ｐ２Ｂ…接続点、
Ｑ１，Ｑ２，Ｑ１１，Ｑ１Ａ，Ｑ１Ｂ…信号源、
Ｓ１…ストリップ導体。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの放射器を備えたアンテナ装置において、
上記各放射器は、
第１のループを形成するループ状の放射導体であって、上記第１のループに沿って順に給電点、第１の位置、第２の位置、及び第３の位置を有する放射導体と、
上記放射導体の第１の位置に挿入された第１のインダクタと、
上記放射導体の第３の位置に挿入された第１のキャパシタと、
上記放射導体の第２の位置に互いに並列に挿入された第２のインダクタ及び第２のキャパシタとを備え、
上記放射導体の第２の位置及びその近接部分と、上記第２のインダクタと、上記第２のキャパシタとにより第２のループが形成され、
上記各放射器は上記給電点を介して、第１の周波数と、上記第１の周波数よりも高い第２の周波数と、上記第２の周波数よりも高い第３の周波数との少なくとも２つの周波数で励振され、
上記各放射器は、
（Ａ）上記第１のインダクタと、上記第１のキャパシタと、上記第２のインダクタ又は上記第２のキャパシタとを含む、上記第１のループに沿った当該放射器の第１の部分と、
（Ｂ）上記第１のループに沿った区間であって、上記給電点から上記第１のインダクタ又は上記第１のキャパシタを介して上記第２の位置に至る区間と、上記第２のループとを含む当該放射器の第２の部分と、
（Ｃ）上記第１のループに沿った区間であって、上記給電点から上記第１のキャパシタを介して上記第２の位置に至る区間、又は、上記給電点から上記第１のキャパシタと上記第２のインダクタ又は上記第２のキャパシタとを介して上記第１の位置に至る区間を含む当該放射器の第３の部分とを含み、
上記各放射器は、上記第１、第２、及び第３の部分の少なくとも２つが共振するように構成され、上記第１の部分が共振するときは上記第１の周波数で共振し、上記第２の部分が共振するときは上記第２の周波数で共振し、上記第３の部分が共振するときは上記第３の周波数で共振することを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
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、
上記第１及び第２のキャパシタの少なくとも一方は、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記載のアンテナ装置。
【請求項３】
上記第１及び第２のキャパシタの少なくとも一方は、直列接続された複数のキャパシタを含むことを特徴とする請求項１又は２記載のアンテナ装置。
【請求項４】
上記第１及び第２のインダクタの少なくとも一方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１〜３のいずれか１つに記載のアンテナ装置。
【請求項５】
上記第１及び第２のインダクタの少なくとも一方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１〜４のいずれか１つに記載のアンテナ装置。
【請求項６】
上記第１及び第２のインダクタの少なくとも一方は、直列接続された複数のインダクタを含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載のアンテナ装置。
【請求項７】
上記アンテナ装置は接地導体をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載のアンテナ装置。
【請求項８】
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７記載のアンテナ装置。
【請求項９】
上記アンテナ装置は、少なくとも一対の放射器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１〜６のいずれか１つに記載のアンテナ装置。
【請求項１０】
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、互いに異なる第１の周波数で共振し、互いに異なる第２の周波数で共振し、互いに異なる第３の周波数で共振することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載のアンテナ装置。
【請求項１１】
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１〜１０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、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１〜１１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、所定の基準軸に対して互いに対称に構成された第１の放射器及び第２の放射器を備え、上記第２の放射器の第１のインダクタは上記第１の放射器の第１のキャパシタに対応する位置に設けられ、上記第２の放射器の第１のキャパシタは上記第１の放射器の第１のインダクタに対応する位置に設けられたことを特徴とする請求項１２記載のアンテナ装置。
【請求項１４】
上記第２の放射器の第２のインダクタは上記第１の放射器の第２のキャパシタに対応する位置に設けられ、上記第２の放射器の第２のキャパシタは上記第１の放射器の第２のインダクタに対応する位置に設けられたことを特徴とする請求項１３記載のアンテナ装置。
【請求項１５】
上記第１及び第２の放射器は、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１２〜１４のいずれか１つに記載のアンテナ装置。
【請求項１６】
請求項１〜１５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。
【国際調査報告】
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