(57)【要約】【課題】アンテナ部を小型化する。【解決手段】親モジュール１０１と、子モジュール１１１，１１２には、無線通信を行うときに相手に向く面にアンテナ部１０が配置されている。アンテナ部１０は、基板上に、第１の給電点と第２の給電点とに接続する線状のアンテナ素子が、第１の給電点と第２の給電点までを繋ぐ区間で交差または接触しないように折り曲げて配置されて形成されている。親モジュール１０１のアンテナ部１０ａと、子モジュール１１１のアンテナ部１０ｅとは、面対象の同じ形状でアンテナ素子が形成されており、アンテナ１０ａとアンテナ１０ｅとを近接対向させてデータ通信を行う。【選択図】図１
2011239268.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
近距離間の無線通信に用いられるアンテナ装置において、
誘電体層と前記誘電体層を挟む導電体層を有する多層配線基板上に、両端がそれぞれ第１の給電点及び第２の給電点に接続する線状のアンテナ素子が、前記第１の給電点から前記第２の給電点までを繋ぐ区間で交差または接しないように折り曲げて配置されるアンテナ部を有する、
ことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
前記アンテナ部の前記線状のアンテナ素子によって形成されるアンテナ線路の形状は、該アンテナ装置と、該アンテナ装置と対向して通信を行なうアンテナ装置とでは、面対称の形状とする、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】
前記アンテナ部は、前記線状のアンテナ素子が、前記線状のアンテナ素子によって形成されるアンテナ線路を電流が流れたとき、前記アンテナ線路上で逆方向の磁界が発生する形状に折り曲げられる、ことを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記アンテナ部は、前記線状のアンテナ素子が、予め決められた垂直方向と水平方向の大きさが略一定のアンテナ範囲に折り曲げて配置される、ことを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
【請求項５】
前記アンテナ部は、前記線状のアンテナ素子が、前記線状のアンテナ素子を配置するアンテナ範囲の長手方向に直線状に延びる少なくとも２本の直線部分と、給電時に隣接する直線部分を流れる電流の方向が逆向きとなるように前記直線部分を繋ぐ接続部分とを有する形状に折り曲げて配置される、ことを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
【請求項６】
前記アンテナ部は、前記線状のアンテナ素子が、前記線状のアンテナ素子を配置するアンテナ範囲の対角線方向に直線状に延びる少なくとも２本の直線部分と、給電時に隣接する前記直線部分を流れる電流の方向が逆向きとなるように前記直線部分を繋ぐ接続部分とを有する形状に折り曲げて配置される、ことを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
【請求項７】
前記アンテナ部は、前記線状のアンテナ素子が、Ｓ字状または８の字状に折り曲げて配置される、ことを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
【請求項８】
前記アンテナ部は、前記導電体層に、前記線状のアンテナ素子を配置する少なくとも２層の配線層を有し、前記線状のアンテナ素子の一部が第１の配線層に配置され、残りの前記線状のアンテナ素子が第２の配線層に配置され、前記第１の配線層の前記線状のアンテナ素子と前記第２の配線層の前記線状のアンテナ素子とがビアを介して接続される、ことを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
【請求項９】
前記アンテナ部は、前記線状のアンテナ素子が、渦巻状に折り曲げて配置される、ことを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
【請求項１０】
前記誘電体層を挟む一方の前記導電体層は、全面がグランドに接地されるグランド層である、ことを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
【請求項１１】
近距離間で無線通信を行う電子機器において、
誘電体層と前記誘電体層を挟む導電体層を有する多層配線基板上に、両端がそれぞれ第１の給電点及び第２の給電点に接続する線状のアンテナ素子が、前記第１の給電点から前記第２の給電点までを繋ぐ区間で交差または接しないように折り曲げて配置されるアンテナ部が、対向配置された通信相手の電子機器のアンテナ部との間が前記アンテナ部または前記通信相手の電子機器のアンテナ部から放射される信号が到達する近距離となる面に配置される、
ことを特徴とする電子機器。
【請求項１２】
近距離間で無線通信を行う電子機器を有する電子機器システムにおいて、
誘電体層と前記誘電体層を挟む導電体層を有する多層配線基板上に、両端がそれぞれ第１の給電点及び第２の給電点に接続する線状のアンテナ素子が、前記第１の給電点から前記第２の給電点までを繋ぐ区間で交差または接しないように折り曲げて配置されるアンテナ部を有する第１の電子機器と、
前記多層配線基板上に前記線状のアンテナ素子が、前記第１の電子機器のアンテナ部の前記線状のアンテナ素子の形状と面対称の形状を有するように折り曲げて配置されるアンテナ部を有する第２の電子機器と、
を有し、送信側の前記第１の電子機器のアンテナ部または前記第２の電子機器のアンテナ部が送信時に放射する信号が到達する近距離に前記第１の電子機器のアンテナ部と前記第２の電子機器のアンテナ部とを対向配置して通信を行う、
ことを特徴とする電子機器システム。
【請求項１３】
前記第１の電子機器は、複数の前記第２の電子機器が所定の位置に配置されたときに、前記第２の電子機器のアンテナ部それぞれと対向する複数のアンテナ部を有し、少なくとも隣接するアンテナ部の放射する信号の影響を受けない距離を保って前記複数のアンテナ部を配置する、ことを特徴とする請求項１２記載の電子機器システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、近距離間の無線通信に用いられるアンテナ装置、このアンテナ装置を有する電子機器及び電子機器システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子機器システムには、近接して配置される電子機器間を伝送路で接続し、伝送路を介して電子機器間で情報交換を行う構成を有するものがある。このような近接する電子機器間の伝送路として有線の高速シリアル通信が用いられてきたが、電子機器間をコネクタで接続するため、着脱操作が容易ではなかった。また、高速信号を通せるコネクタには挿抜回数の制限があるものが多く、電子機器間を自由に切り離すことが難しかった。さらに、コネクタ部にゴミや砂が入ると高速信号を通せなくなる等の問題もある。
【０００３】
一方、近接する電子機器間の通信路として、無線の非接触距離通信がある。例えば、多層配線基板上にアンテナ線路を形成し、データ転送を行う電子機器間、配線基板の表層に形成したアンテナ線路を近距離で対向させてデータ通信を行うものがある。図２４は、従来のアンテナ部の一例を示す上面図である。多層配線基板９０の上面の配線層に形成されるアンテナ素子９１は、両端に給電点である信号の入出力ポート、ポート１（９２）と、ポート２（９３）を有する。アンテナ素子９１は、ポート１（９２）とポート２（９３）を接続する方向に延びる直線状の形状を有しており、アンテナ部９４の大きさは、アンテナ線路長に応じて決まる。一般に、図２４に示した直線状のアンテナ線路では、線路長が長くなるほど伝送特性がよくなるとされており、データ転送量の多い広帯域の通信を行うためには、アンテナ線路長を長くする必要がある。
【０００４】
また、広帯域のアンテナとして、自己補対アンテナも知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２８１７８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、従来の電子機器システムでは、広帯域性のアンテナ装置を電子機器に搭載し、アンテナ装置を近接させて無線通信を行おうとしたとき、アンテナ装置の小型化が容易ではないという問題点がある。
【０００７】
近年、電子機器間で取り扱われる情報量が多くなるとともに、無線通信で伝送する情報量も多くなり、アンテナは広帯域性を有することが求められている。しかし、前述のように、図２４に示した従来のアンテナは、広帯域の信号を伝送するため、アンテナ線路長を短くすることはできない。アンテナ部９４の大きさはアンテナ線路長によって決まるため、アンテナ装置の小型化は容易ではない。
【０００８】
また、電子機器には、複数チャンネルの信号を入出力するため、チャンネル数に応じた複数のアンテナ装置を電子機器筐体の外面に配置するものがある。例えば、このような電子機器に図２４に示したアンテナ部を有するアンテナ装置を配置する場合で考えてみる。アンテナ部９４はアンテナ素子９１の線路方向（便宜的にｘ方向とする）が長い長方形の形状を有する。しかし、ｘ方向が長い形状であるため、このアンテナ装置をｘ方向に密に並べることができない。このことが、電子機器筐体の外面というような限られた面積に複数のアンテナを配置することを難しくしている。アンテナ装置を一方向に密に配置できないため、設計時に、例えば、搭載するチャンネル数の制限や、電子機器筐体に一定の大きさを確保する必要が生じる等の問題があった。さらに、一方向に密に配置できないため、アンテナ装置への給電を行う配線が複雑になってしまうという問題点もある。
【０００９】
また、自己補対アンテナは、無限に広い完全導体を基本としているので、アンテナ装置を小型化できないという問題点がある。
このような点に鑑み、アンテナ部の小型化が可能なアンテナ装置、電子機器及び電子機器システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、近距離間の無線通信に用いられるアンテナ装置が提供される。このアンテナ装置は、誘電体層と誘電体層を挟む導電体層を有する多層配線基板上に、両端がそれぞれ第１の給電点及び第２の給電点に接続する線状のアンテナ素子が、第１の給電点から第２の給電点までを繋ぐ区間で交差または接しないように折り曲げて配置されるアンテナ部を有する。
【００１１】
このようなアンテナ装置によれば、アンテナ部のアンテナは、線状のアンテナ素子が、途中で交差または接触しないように折り曲げられた形状を有する。この折り曲げ形状のアンテナ素子は、同じ線路長の直線形状のアンテナより、アンテナの長手方向（直線形状の直線方向と同じ）が短くなる。
【００１２】
また、上記課題を解決するために、上記の構成のアンテナ装置を有する電子機器と、上記の構成のアンテナ装置を有する電子機器間で無線通信を行う電子機器システムとが提供される。
【発明の効果】
【００１３】
開示のアンテナ装置によれば、線状のアンテナ素子を折り曲げてアンテナ線路を形成することによって、直線状のアンテナ線路に比べ、アンテナ部を小さくすることができ、アンテナ装置の小型化が可能となる。また、アンテナ装置の小型化により、対向して通信を行う電子機器システムに属する電子機器の限られた面にアンテナ装置を効率的に配置することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施の形態の電子機器システムの構成例を示す斜視図である。
【図２】アンテナ部の構成例を示した上面図である。
【図３】アンテナ部が形成される多層配線基板の積層例を示す断面図である。
【図４】アンテナ線路間の信号伝達を示した図である。
【図５】ポート３で観測した通信波形の一例を示した図である。
【図６】形状１（Ｓ字形状）のアンテナを有するアンテナ部で差動給電が行われるときの動作を示した図である。
【図７】形状１（Ｓ字形状）のアンテナに生じる磁界をアンテナ部の垂直方向から見たときの図である。
【図８】ポート１からポート３に伝達する信号の透過特性をアンテナ素子長に応じて示した例である。
【図９】形状２のアンテナの構成例を示した上面図である。
【図１０】形状３のアンテナの構成例を示した上面図である。
【図１１】形状４のアンテナの構成例を示した上面図である。
【図１２】形状５のアンテナの構成例を示した上面図である。
【図１３】形状６のアンテナの構成例を示した上面図である。
【図１４】形状７のアンテナの構成例を示した上面図である。
【図１５】形状８のアンテナの構成例を示した上面図である。
【図１６】形状９のアンテナの構成例を示した上面図である。
【図１７】形状１０のアンテナの構成例を示した上面図である。
【図１８】形状１１のアンテナの構成例を示した上面図である。
【図１９】形状１２のアンテナの構成例を示した上面図である。
【図２０】形状１３のアンテナの構成例を示した上面図である。
【図２１】アンテナの面積に対する透過特性を形状ごとに示した図である。
【図２２】形状ごとのシミュレーション結果をまとめた図である。
【図２３】電子機器システムの構成例を示した図である。
【図２４】従来のアンテナ部の一例を示す上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は、実施の形態の電子機器システムの構成例を示す斜視図である。電子機器システム１００は、親モジュール１０１と、子モジュール１１１，１１２を有する。
【００１６】
親モジュール１０１は、子モジュール１１１，１１２と非接触近距離通信を行って所定の処理を実行する電子機器である。例えば、パーソナルコンピュータや、データのリーダライタ等が親モジュール１０１として動作する。親モジュール１０１は、子モジュール１１１，１１２を配置する配置部１０２ａ，１０２ｂを筐体上面に有する。また、図１の例では、親モジュール１０１の筐体上面に配置部１０２ａ，１０２ｂを有するが、側面等であってもよい。この配置部１０２ａ，１０２ｂ内には、子モジュール１１１，１１２と非接触近距離通信を行うためのアンテナ部１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄを有する。
【００１７】
子モジュール１１１，１１２は、小型の電子機器で、データを格納する機能を有するストレージ装置等である。子モジュール１１１は、親モジュール１０１の配置部１０２ａ，１０２ｂに配置したときに親モジュール１０１のアンテナ部１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄに対向する面にアンテナ部１０ｅ，１０ｆを有する。子モジュール１１２も同様の構成である。子モジュール１１１，１１２を親モジュール１０１上の配置部１０２ａ，１０２ｂに配置すると、親モジュール１０１のアンテナ部と子モジュール１１１，１１２のアンテナ部とが近距離、例えば数ミリメートル（以下、ｍｍとする）の間隔を保って対向する状態が保持される。ここで、送受信を行う電子機器間で、少なくとも送信側の電子機器のアンテナ部から放射される信号が、受信側の電子機器のアンテナ部に到達する距離を近距離とし、近距離を挟んで電子機器のアンテナ部が対向している状態を近接しているとする。例えば、子モジュール１１１を配置部１０２ａに配置したとき、子モジュール１１１のアンテナ部１０ｅと親モジュール１０１のアンテナ部１０ａ、子モジュール１１１のアンテナ部１０ｆと親モジュール１０１のアンテナ部１０ｂとが数ｍｍの空間を挟んで対向し、非接触近距離通信が可能となる。
【００１８】
アンテナ部１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ，１０ｆは、両端がそれぞれ第１の給電点及び第２の給電点に接続する線状のアンテナ素子を有し、このアンテナ素子が第１の給電点から第２の給電点までを繋ぐ区間で交差または接しないようにアンテナ素子を折り曲げた形状を有する。このように線状のアンテナ素子を折り曲げた形状を有するアンテナを、折り曲げ形状のアンテナとする。これに対し、従来のアンテナ素子を直線状とした形状のアンテナを直線形状のアンテナとする。なお、親モジュール１０１のアンテナ部１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄと、子モジュール１１１のアンテナ部１０ｅ，１０ｆとは、面対称で同じ形状を有する。これにより、例えば、子モジュール１１１を親モジュール１０１の配置部１０２ａに配置して親モジュール１０１のアンテナ部１０ａと子モジュール１１１のアンテナ部１０ｅとを対向させたとき、互いのアンテナ素子の位置は重なる。以下では、アンテナ部１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ，１０ｆを特に限定する必要がないときは、アンテナ部１０と表記して説明する。親モジュール１０１と、子モジュール１１１，１１２とは、対向するアンテナ部１０を介して電磁波をやり取りすることで通信を行う。
【００１９】
図１の例では、子モジュール１１１と親モジュール１０１とは、それぞれ１組のアンテナ部１０ｅ，１０ｆと、アンテナ部１０ａ，１０ｂとを有するとしている。これは、親モジュール１０１と子モジュール１１１とが双方向の通信を行うために設けられている。例えば、親モジュール１０１がアンテナ部１０ａを送信用、アンテナ部１０ｂを受信用に用いるとき、子モジュール１１１はアンテナ部１０ｅを受信用、アンテナ部１０ｆを送信用に用いる。なお、各電子機器が搭載するアンテナ部の個数は、電子機器間で実行する処理に応じて適宜決定される。
【００２０】
次に、アンテナ部１０について説明する。図２は、アンテナ部の構成例を示した上面図である。図２は、例えば、親モジュール１０１のアンテナ部１０を上方から見た図である。以下、アンテナ部の構成例を示す上面図の説明では、便宜的に図の水平方向をｘ方向、垂直方向をｙ方向とする。
【００２１】
アンテナ部１０は、多層配線基板の表層の配線基板２０上に形成され、第１の給電点であるポート１（１１）及び第２の給電点であるポート２（１２）と、両端がそれぞれポート１（１１）とポート２（１２）に接続するアンテナ素子１３と、アンテナ素子１３がレイアウトされるアンテナ範囲１４を囲むグランド（以下、ＧＮＤとする）ガードリングを有する。アンテナ素子１３は、ポート１（１１）とポート２（１２）を繋ぐ線状の導体であり、アンテナ線路を形成する。
【００２２】
ポート１（１１）及びポート２（１２）は、差動信号を入力する一対のポートであり、一方が＋側（ポジティブ）、他方が−側（ネガティブ）として結線する。アンテナ素子１３は、ポート１（１１）と、ポート２（１２）とに接続し、ポート１（１１）とポート２（１２）とを接続する経路上で、アンテナ素子１３が交差または接しないように折り曲げ形状のアンテナ線路を形成する。アンテナ素子１３の折り曲げ形状は、予め決められたアンテナ範囲１４の中でレイアウトされる。図２に示した折り曲げ形状のアンテナは、折り曲げ形状の一例として、ポート１（１１）とポート２（１２）から等距離にあるアンテナ素子１３上の点を中心として点対称の円弧が形成されるＳ字状の形状を有する。以下、このようなＳ字形状のアンテナを形状１のアンテナとする。Ｓ字形状を有する形状１のアンテナでは、アンテナ素子１３の長さが同じであれば、図２４に示したポート１（９２）とポート２（９３）を直線で繋ぐ直線形状のアンテナを有するアンテナ部９４と比較して、アンテナ部の長手方向（図２ではｘ方向）の長さを短くすることができる。ＧＮＤガードリンク１５は、後述するビア（ＶＩＡ）を通して裏面または内装のＧＮＤ層と接続される。なお、ＧＮＤガードリンク１５を有さない構成とすることもできる。
【００２３】
なお、前述のように、対向する電子機器のアンテナ部は、面対称（鏡映対称）の形状になる。例えば、図２に示した形状１のアンテナ部１０が親モジュールのアンテナ部１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄの形状であるとき、対向する子モジュール１１１のアンテナ部１０ｅ，１０ｆを、子モジュール１１１が配置部１０２ａに配置されたときに親モジュール１０１方向から見たとき、その形状は形状１の面対称の形状になる。
【００２４】
図３は、アンテナ部が形成される多層配線基板の積層例を示す断面図である。図３に示した配線基板２０は、１層の誘電体層２０２の上下を表層金属層２０１と裏面金属層２０３で挟んだ二層構造を有する多層配線基板である。
【００２５】
電子機器に組み込んだとき、表面側になる最上層の表層金属層（導電体層）２０１は、アンテナ部１０が形成されるアンテナ配線層である。以下、アンテナ配線層２０１とする。アンテナ配線層２０１の下層には、誘電体層２０２が設けられている。誘電体層２０２は、例えば、ＦＲ４（ガラスエポキシ基板）等で構成される。その下層の裏面となる裏面金属層２０３は、ＧＮＤ層になる。以下、ＧＮＤ層２０３とする。ビア２０４は、層間の配線を接続する。
【００２６】
図３では、２層の構成例を示したが、層構成はこれに限定されない。例えば、アンテナ配線層を２層以上有する多層構造としてもよい。また、基板は、多層リジットプリント配線基板、多層フレキシブルプリント配線基板、または多層セラミック配線基板等、通常の電子機器において用いられる多層基板の材料が用いられる。
【００２７】
図４は、アンテナ線路間の信号伝達を示した図である。（ａ）は、ポート１から信号入力時（ｔ０）の状態を示している。（ｂ）は、ｔ１経過後の状態を示している。図４は、図１に示した子モジュール１１１を親モジュール１０１の配置部１０２ａに配置したときの状態を親モジュール１０１の側面方向から見たときの図である。図４の例は、下側が、親モジュール１０１のアンテナ部１０ａのポート１（１１ａ）、ポート２（１２ａ）、アンテナ素子１３ａであるとする。上側は、対向する子モジュール１１１のアンテナ部１０ｅのポート１をポート３（１１ｅ）、ポート２をポート４（１２ｅ）、アンテナ素子１３ｅとしている。子モジュールのポート１，２を図４においてポート３，４としているのは、親モジュールのポートと区別するためである。親モジュール１０１のアンテナ部１０ａと、子モジュール１１１のアンテナ部１０ｅとは、距離ｄを介して対向する。距離ｄは、前述のように、非接触通信が可能な数ｍｍ程度の近接距離である。ここでは、ポート１（１１ａ）、ポート２（１２ａ）を送信側、ポート３（１１ｅ）、ポート４（１２ｅ）を受信側として説明する。送信側のポート１（１１ａ）、ポート２（１２ａ）から差動信号が入力すると、アンテナ線路（アンテナ素子１３ａ）に流れる信号によって電界と磁界が放射され、近傍にあるポート３（１１ｅ）とポート４（１２ｅ）を接続するアンテナ線路（アンテナ素子１３ｅ）上を伝わる信号を誘起する。
【００２８】
（ａ）ポート１から信号入力時（ｔ０）は、親モジュール１０１のアンテナ部１０ａのポート１（１１ａ）から差動信号を入力したときを時刻ｔ０とし、時刻ｔ０における状態を示している。なお、実際の通信処理では、ポート２（１２ａ）からも対となる差動信号が入力するが、説明を簡単にするため、図４では省略している。
【００２９】
（ｂ）ｔ１経過後は、ｔ０からｔ１が経過したときの状態を示しており、親モジュール１０１のアンテナ部１０ａのポート１（１１ａ）から入力した差動信号が、各ポートに伝達したときの状態を示している。ここでは、子モジュール１１１のアンテナ部１０ｅのポート３（１１ｅ）で受信する信号について説明する。親モジュール１０１のポート１（１１ａ）から入力された信号は、親モジュール１０１のポート２（１２ａ）へも伝達される。この信号は、終端されずに再度ポート２（１２ａ）からポート１（１１ａ）へ向かって反射する。子モジュール１１１のポート３（１１ｅ）では、ポート２（１２ａ）からの反射波と、本来のポート１（１１ａ）から来た信号が重畳して観測される。さらに、ポート１（１１ａ）から入力した信号は、子モジュール１１１のポート４（１２ｅ）にも伝達し、ポート４（１２ｅ）で終端されず、反射波となって、ポート３（１１ｅ）へ入力していた。ポート２（１２ａ）及びポート４（１２ｅ）からの反射波は、ノイズに相当する。このように、ポート３（１１ｅ）では、本来のポート１（１１ａ）から来た信号に、ポート２（１２ａ）及びポート４（１２ｅ）からの反射波（ノイズ）が重畳された信号が観測される。
【００３０】
以下の説明では、このようにポート３で受信される受信信号に基づいて、実施の形態のアンテナ装置を評価する。
図５は、ポート３で観測した通信波形の一例を示した図である。（ａ）は、図２に示した実施の形態のアンテナを用いた通信の波形（アイパターン）を示している。比較のための（ｂ）は、図２４に示した従来のアンテナを用いた通信の波形（アイパターン）を示している。アイパターンの横軸は時間、縦軸は波形の大きさを示している。また、図の点線で囲まれた部分は、ノイズ成分を表わしている。
【００３１】
（ａ）実施の形態のアンテナを用いた通信の波形（アイパターン）と、（ｂ）従来のアンテナを用いた通信の波形（アイパターン）とを比較すると、実施の形態のアンテナは、従来のアンテナよりも通信波形としての波形形状が良好であることがわかる。一般に、振幅が大きいほど、通信状態が良好であるとされており、例えば、通信波形のピークｍ１における信号の大きさは、（ａ）に示した実施の形態のアンテナは０．０６２と、（ｂ）に示した従来のアンテナの０．０５７より振幅が大きいことがわかる。また、ノイズの大きさを表すｍ３における信号の大きさは、（ａ）に示した実施の形態のアンテナが０．００７と、（ｂ）に示した従来のアンテナの０．０１２より小さいことがわかる。
【００３２】
このように、Ｓ字形状の形状１を有するアンテナ部によれば、従来の直線形状のアンテナを有するアンテナ部の構成と比較し、通信波形の品質が改善されていることがわかる。
以下、通信波形の品質が改善した理由について説明する。
【００３３】
第１に、アンテナの線路を折り曲げることにより、アンテナ素子１３の端部にあるポート１１，１２から見たインピーダンス値が変化することにある。これにより、通信に必要な波形に対して、ノイズ成分となるポート端における反射波成分が押さえられ、波形のノイズ成分が抑えられる。
【００３４】
第２に、折り曲げ形状によって、給電時にアンテナ線路内に逆磁界が発生し、その磁界効果によって、磁界成分の放射はアンテナ内部が強くなったことによる。磁界成分の放射がアンテナ内部で強くなったことにより、近傍に対向する受信アンテナを置いた場合、送受信アンテナ間における伝送特性が向上する。さらに、形状１（Ｓ字形状）のアンテナで詳細に説明する。
【００３５】
図６は、形状１（Ｓ字形状）のアンテナを有するアンテナ部で差動給電が行われるときの動作を示した図である。図６は、差動給電によって形状１のアンテナのポート１（１１）に正の電位、ポート２（１２）に負の電位が与えられている状態を示している。
【００３６】
Ｓ字形状の形状１のアンテナのポート１（１１）が正の電位、ポート２（１２）が負の電位であるとき、その線路上の電流の流れ１６は、ポート１（１１）からポート２（１２）へ向かう。このように電流が流れるとき、Ｓ字形状のそれぞれの円弧では中心に磁界が発生する。ポート１（１１）側の円弧、すなわち、ポート１（１１）からアンテナ素子１３の中心までの円弧を形成するアンテナ線路１３ａによって、表層面から前方へ飛び出る向きに磁界１７が発生する。一方、反対側のポート２（１２）側の円弧を形成するアンテナ線路１３ｂでは、表層面から後方へ向かう向きに磁界１８が発生する。なお、電位が入れ替わり、ポート１（１１）が負の電位、ポート２（１２）が正の電位となったとき、それぞれの磁界の方向は逆転する。この結果、発生する磁界ベクトルの面内への放射量が抑圧され、対向する相手側のアンテナへ送られる電力量が増え、通信波形の振幅値が改善される。
【００３７】
図７は、形状１（Ｓ字形状）のアンテナに生じる磁界をアンテナ部の垂直方向から見たときの図である。矢印は磁界の方向を示している。下側は親モジュール１０１のアンテナ部１０ａの側面、上側は子モジュール１１１のアンテナ部１０ｅの側面を、アンテナ部１０ａ，１０ｂの垂直方向の斜め上から見た図である。親モジュール１０１のアンテナ部１０ａと、子モジュール１１１のアンテナ部１０ｅとの間は、距離ｄの空間が保持されている。また、図７の右側の磁界はポート１（１１）側の磁界であり、下方から上方（層表面から飛び出す方向）に向かう磁界が発生する。一方、左側の磁界はポート２（１２）側の磁界であり、上方から下方（層表面から後方に向かう方向）に向かう磁界が発生する。このように、アンテナ内部で磁界が閉じることにより、発生する磁界ベクトルが外部へ放射する放射量が押さえられ、対向する相手側のアンテナ電力量が増える。
【００３８】
次に、Ｓ字形状の形状１のアンテナを有するアンテナ部の伝送特性と従来の直線形状のアンテナを有するアンテナ部の伝送特性を透過特性で比較する。図８は、ポート１からポート３に伝達する信号の透過特性をアンテナ素子長に応じて示した例である。図８は、ポート１に、７ＧＨｚの入力信号を入力した場合の例を示している。横軸はアンテナ素子の線路長（単位はｍｍ）、縦軸はアンテナの透過特性（単位はｄＢ）を示している。図８の例では、Ｓ字形状の形状１のアンテナは、線路長が３０ｍｍを超えるところから効率的に信号が伝送できていることがわかる。一方、従来の直線形状のアンテナは、同じ線路長では形状１（Ｓ字形状）のアンテナほど高い伝送効率が得られないことがわかる。
【００３９】
ここで、電子機器に必要な透過特性として、例えば、−６ｄＢが指定されたとする。図８を参照すると、形状１のアンテナであれば、線路長が３３ｍｍを超えると指定された透過特性が得られることがわかる。一方、従来の直線形状のアンテナでは、指定された透過特性を得るためには、さらに長い線路長を必要とする。このように、形状１のアンテナは、アンテナ線路を折り曲げたことによって同じ線路長であれば直線形状のアンテナよりもアンテナ部をより小さくできるばかりでなく、同じ伝送性能を得るための線路長を直線形状のアンテナよりも短くすることができる。
【００４０】
以上より、形状１のアンテナは、線状のアンテナ素子を折り曲げることにより、従来の直線形状のアンテナと比べ、アンテナ部の大きさを小型化できるとともに、伝送効率を向上させることができる。また、アンテナ部の長手方向（図２におけるｘ方向）を短くすることができるので、例えば、親モジュール１０１のように、複数のアンテナ部を搭載する電子機器におけるアンテナ部の配置を容易にすることができる。例えば、従来の直線形状のアンテナをｘ方向に並べて配置する場合に比べて、多くのアンテナ部を配置することが可能となり、給電のための配線の複雑化も解消される。さらに、従来、アンテナが広帯域の場合には、共振等の問題によって、表層のアンテナ配線層２０１に形成されるアンテナ部分の直接の下層にＧＮＤを配置することはできなかった。しかし、実施の形態のアンテナによれば、伝送効率が向上したことにより、ＧＮＤ層２０３全面をＧＮＤとすることができる。これにより、多層基板の形成が容易になる。
【００４１】
ところで、形状１（Ｓ字形状）のアンテナ線路は、折り曲げ形状の一例であり、線状のアンテナ素子１３によって形成されるアンテナ線路の折り曲げ形状には様々なバリエーションがある。以下、その他のアンテナ形状について説明する。
【００４２】
なお、図１の親モジュール１０１のように、所定の領域に複数のアンテナ部を配置する場合に効率的に配置可能なアンテナ部１０の形状を考えると、アンテナ範囲１４の大きさが水平方向及び垂直方向に同程度であることが望ましい。このような形状には、種々あるが、以下の説明では、アンテナ範囲１４を正方形またはそれに準ずる四角形として、アンテナ線路の形状を考える。正方形またはそれに準ずる四角形であれば、限られた面積にアンテナ部を配置するとき、より多くのアンテナ部を配置することができる。また、以下に示すアンテナ線路は、それぞれ図２に示した形状１のアンテナを有するアンテナ部１０内のアンテナ素子１３を異なる形状で置き換えたものであり、説明では、図２と同じものには同じ番号を付す。
【００４３】
図９は、形状２のアンテナの構成例を示した上面図である。アンテナ部１０−２に形成される形状２のアンテナ線路は、ポート１（１１−２）からポート２（１２−２）を繋ぐ線状のアンテナ素子１３−２を正方形のアンテナ範囲１４−２に沿って折り曲げられた渦巻状の折り曲げ形状を有する。アンテナ範囲１４−２内にアンテナ素子１３−２を折り曲げているので、アンテナ線路長が同じであれば、アンテナ素子１３−２を直線状に配置したときと比較し、アンテナ部１０−２の大きさを小さくすることができる。また、アンテナ素子１３−２は、平面上で折り曲げているので、形状１（Ｓ字形状）のアンテナと同様に、図３に示した２層構造の基板表面の配線層に形成することができる。しかし、形状２のアンテナ線路上を電流が流れることによって生じる磁界ベクトルは、そのアンテナ線路内で逆方向となる磁界が発生しないので、逆磁界による効果は得られない。
【００４４】
図１０は、形状３のアンテナの構成例を示した上面図である。アンテナ部１０−３に形成される形状３のアンテナ線路は、ポート１（１１−３）からポート２（１２−３）を繋ぐ線状のアンテナ素子１３−３ａ，１３−３ｂが、ｙ方向が弧状の略長方形のアンテナ範囲１４−３にレイアウトされる。この形状３のアンテナ線路は、ポート１（１１−３）とポート２（１２−３）を結ぶ線に対し線対象となるアンテナ素子１３−３ａ（図１０の左側）とアンテナ素子１３−３ｂ（図１０の右側）とをそれぞれ円弧上に折り曲げた８の字形状を有する。アンテナ範囲１４−３内にアンテナ素子１３−３ａ，１３−３ｂを円弧上に折り曲げているので、アンテナ線路長が同じであれば、アンテナ素子１３−３ａ，１３−３ｂを直線状に配置したときと比較し、アンテナ部１０−３の大きさを小さくすることができる。また、アンテナ線路は平面上に折り曲げられるので、形状１（Ｓ字形状）のアンテナと同様に、図３に示した２層構造の基板表面の配線層に形成することができる。さらに、ポート１（１１−３）を正電位、ポート２（１２−３）を負電位としたとき、アンテナ素子１３−３ａには反時計回り、アンテナ素子１３−３ｂには時計周りの電流が流れる。それぞれのアンテナ線路を流れる電流によって生じる磁界ベクトルは、逆方向となるので、磁界成分の放射はアンテナ内部が強くなり、透過特性が向上する。
【００４５】
図１１は、形状４のアンテナの構成例を示した上面図である。アンテナ部１０−４に形成される形状４のアンテナ線路は、形状１〜３のアンテナと異なり、例えば、４層構造の多層基板等、少なくとも２つのアンテナ配線層を有する多層基板に形成する。ここでは、表面にあるアンテナ配線層を第１の配線層、誘電体層を挟んで第１の配線層の下層にあるアンテナ配線層を第２の配線層とする。図１１の例では、長方形のアンテナ範囲１４−４に対し、アンテナ素子１３−４ａが第１の配線層、アンテナ素子１３−４ｂが第２の配線層にそれぞれ形成される。この表面の第１の配線層のアンテナ素子１３−４ａと、内部の第２の配線層のアンテナ素子１３−４ｂとは、第１の配線層と第２の配線層とを貫くビアを介して接続する。また、ポート１（１１−４）及びポート２（１２−４）は、内部の第２の配線層に形成される。表面の第１の配線層のアンテナ素子１３−４ａと内部の第２の配線層のアンテナ素子１３−４ｂとは、アンテナ範囲１４−４のｘ方向の辺の中心を結んだ線に対して線対象となるそれぞれが略正方形の形状を有している。この形状４のアンテナを流れる電流は、ポート１（１１−４）が正電位、ポート２（１２−４）が負電位とすると、ポート１（１１−４）からアンテナ素子１３−４ｂの上部を通ってビアを介してアンテナ素子１３−４ａ、アンテナ素子１３−４ａからを介してアンテナ素子１３−４ｂの下部、と通ってポート２（１２−４）に流れる。このように、形状４のアンテナでは、アンテナ素子１３−４ａを流れる電流と、アンテナ素子１３−４ｂを流れる電流の向きが逆方向となる。これにより、アンテナ素子１３−４ａを流れる電流により生じる磁界ベクトルと、アンテナ素子１３−４ｂを流れる電流によって生じる磁界ベクトルの方向は逆方向となり、透過特性が向上する。
【００４６】
図１２は、形状５のアンテナの構成例を示した上面図である。アンテナ部１０−５に形成される形状５のアンテナ線路は、図１１の形状４のアンテナ線路と同様に、少なくとも２つのアンテナ配線層を有する多層基板に形成する。図１２の例では、長方形のアンテナ範囲１４−５に対し、アンテナ素子１３−５ａが表面層の第１の配線層、アンテナ素子１３−５ｂが第２の配線層に形成される。この表面の第１の配線層のアンテナ素子１３−５ａと内部の第２の配線層のアンテナ素子１３−５ｂとは、ビアを介して接続する。また、ポート１（１１−５）は内部の配線層、ポート２（１２−５）は表面の配線層に形成される。表面の第１の配線層のアンテナ素子１３−５ａと内部の第２の配線層のアンテナ素子１３−５ｂとは、アンテナ範囲１４−５のｙ方向の辺の中心を結んだ線に対して線対象となるそれぞれがＺ状の形状を有している。この形状５のアンテナを流れる電流は、ポート１（１１−５）が正電位、ポート２（１２−５）が負電位とすると、ポート１（１１−５）からアンテナ素子１３−５ｂを経由してビアから表面の第１の配線層のアンテナ素子１３−５ａを経由してポート２（１２−５）に流れる。このように、形状５のアンテナ線路では、アンテナ範囲１４−５のｘ方向の中心線に対し、右側にあるアンテナ素子１３−５ａ及びアンテナ素子１３−５ｂの右半分には、反時計回りに電流が流れる。一方、左側にあるアンテナ素子１３−５ａ及びアンテナ素子１３−５ｂの左半分には、時計回りに電流が流れる。このため、右半分を流れる電流によって生じる磁界ベクトルと、左半分を流れる電流によって生じる磁界ベクトルは逆方向となり、透過特性が向上する。なお、磁界ベクトルを形成するアンテナの形状は、図１１に示した形状４のアンテナが略正方形であるのに対し、図１２に示した形状５のアンテナは２つのＺ字状のアンテナ形状を組み合わせた略ひし形になる。
【００４７】
図１３は、形状６のアンテナの構成例を示した上面図である。アンテナ部１０−６に形成される形状６のアンテナ線路は、ポート１（１１−６）からポート２（１２−６）を繋ぐ線状のアンテナ素子１３−６を、ポート１（１１−６）を起点として正方形のアンテナ範囲１４−６に沿って順次折り曲げて渦巻状の形状を有する。図１３の例では、ポート１（１１−６）からアンテナ範囲１４−６に配線可能な最大の線路長で２回り半の渦巻を形成している。こうして、折り曲げることができなくなるまでアンテナ素子１３−６を渦巻状に折り曲げることによって、アンテナの線路長に対するアンテナ範囲１４−６の面積を小さくすることができる。しかし、形状６のアンテナでは、隣接するアンテナ線路、例えば、最外周のアンテナ線路と、その内側のアンテナ線路とを流れる電流は同じ向きになる。このような形状６のアンテナを電流が流れることによって生じる磁界ベクトルは、その線路内で逆方向となる磁界が発生しないので、逆磁界による効果は得られない。
【００４８】
図１４は、形状７のアンテナの構成例を示した上面図である。アンテナ部１０−７に形成される形状７のアンテナ線路は、ポート１（１１−７）からポート２（１２−７）を繋ぐ線状のアンテナ素子１３−７を、ポート１（１１−７）を起点として正方形のアンテナ範囲１４−７に沿って順次折り曲げた渦巻状の形状を有する。図１３に示した形状６と同様であるが、形状６が可能な範囲までアンテナ素子１３−６をレイアウトするのに対し、形状７では、途中でアンテナ素子１３−７の配置をやめている。例えば、アンテナ素子１３−７のアンテナ線路長が予め決められた所定の長さに到達したときに配置をやめる。渦巻状に折り曲げることによって、アンテナの線路長に対するアンテナ範囲の面積を小さくすることができる。しかし、形状６と同様に、形状７のアンテナを電流が流れることによって生じる磁界ベクトルは、その線路内で逆方向となる磁界が発生しないので、逆磁界による効果は得られない。
【００４９】
図１５は、形状８のアンテナの構成例を示した上面図である。アンテナ部１０−８に形成される形状８のアンテナ線路は、ポート１（１１−８）からポート２（１２−８）を繋ぐ線状のアンテナ素子１３−８を、アンテナ範囲１４−８の長手方向に直線状に延びる少なくとも２本の直線部分と、この直線部分を繋ぐ接続部分とを有する形状に折り曲げて配置される。図１５の例では、長方形のアンテナ範囲１４−８の長手方向（ｙ方向）に沿って、ポート１（１１−８）から上方向に向かうアンテナ線路と、上からポート２（１２−８）に向かうアンテナ線路の直線部分と、この２つのアンテナ線路を繋ぐ接続部とを有する。このように、アンテナ素子１３−８を折り曲げたことにより、アンテナ素子１３−８を直線状に配置したときと比較し、アンテナの線路長に対するアンテナ範囲１４−８の面積を小さくすることができる。また、ポート１（１１−８）が正電位、ポート２（１２−８）が負電位とすると、電流は、ポート１（１１−８）から図１５の上方向、及びポート２（１２−８）に向かって下方向というように、平行する２本のアンテナ線路に逆方向の電流が流れる。これによって、アンテナ線路上に逆方向の磁界が発生し、アンテナ内部の磁界成分の放射が強くなる。
【００５０】
図１６は、形状９のアンテナの構成例を示した上面図である。アンテナ部１０−９に形成される形状９のアンテナ線路は、図１５に示した形状８と同様に、アンテナ素子１３−９が、アンテナ範囲１４−９の一方向（図１６ではｙ方向）に延びる４本の直線部分と、直線部分を繋ぐ接続部分とを有する形状に折り曲げて配置される。図１６の例では、ポート１（１１−９）からポート２（１２−９）を繋ぐ線状のアンテナ素子１３−９が、正方形のアンテナ範囲１４−９における最大長の直線部分が４箇所形成されるように折り曲げた形状を有する。このように、アンテナ素子１３−９を折り曲げたことにより、アンテナ素子１３−９を直線状に配置したときと比較し、アンテナの線路長に対するアンテナ範囲１４−９の面積を小さくすることができる。また、給電時には、隣接する２本のアンテナ線路に逆方向の電流が流れる。これによって、逆方向の磁界が発生し、アンテナ内部の磁界成分の放射が強くなり、透過特性が向上する。
【００５１】
図１７は、形状１０のアンテナの構成例を示した上面図である。アンテナ部１０−１０に形成される形状１０のアンテナ線路は、図１５に示した形状８及び図１６に示した形状９と同様に、アンテナ素子１３−１０が、アンテナ範囲１４−１０の一方向（図１７ではｙ方向）に延びる直線部分と、直線部分を繋ぐ接続部分とを有する形状に折り曲げて配置される。図１７の例では、直線部分を６本としている。形状８及び形状９と同様に、アンテナ素子１３−１０を折り曲げたことにより、アンテナ素子１３−１０を直線状に配置したときと比較し、アンテナの線路長に対するアンテナ範囲１４−１０の面積を小さくすることができる。さらに、直線部分を増やしたことにより、アンテナ範囲の面積が同じであれば、形状８及び形状９よりもアンテナ線路長を長くすることができる。また、給電時には、隣接するアンテナ線路に逆方向の電流が流れる。これによって、逆方向の磁界が発生し、アンテナ内部の磁界成分の放射が強くなり、透過特性が向上する。
【００５２】
図１８は、形状１１のアンテナの構成例を示した上面図である。アンテナ部１０−１１に形成される形状１１のアンテナ線路は、図１５に示した形状８、図１６に示した形状９及び図１７に示した形状１０と同様に、アンテナ素子１３−１１が、アンテナ範囲１４−１１の一方向（図１８ではｙ方向）に延びる直線部分と、直線部分を繋ぐ接続部分とを有する形状に折り曲げて配置される。図１８の例では、直線部分を７本としている。形状８、形状９及び形状１０と同様に、アンテナ素子１３−１１を折り曲げたことにより、アンテナ素子１３−１１を直線状に配置したときと比較し、アンテナの線路長に対するアンテナ範囲１４−１１の面積を小さくすることができる。さらに、直線部分を増やしたことにより、アンテナ範囲の面積が同じであれば、形状８、形状９及び形状１０よりもアンテナ線路長を長くすることができる。また、給電時には、隣接するアンテナ線路に逆方向の電流が流れる。これによって、逆方向の磁界が発生し、アンテナ内部の磁界成分の放射が強くなり、透過特性が向上する。
【００５３】
図１９は、形状１２のアンテナの構成例を示した上面図である。アンテナ部１０−１２に形成される形状１２のアンテナ線路は、ポート１（１１−１２）からポート２（１２−１２）を繋ぐ線状のアンテナ素子１３−１２を、アンテナ範囲１４−１２の対角線方向に直線状に延びる少なくとも２本の直線部分と、直線部分を繋ぐ接続部分とを有する形状に折り曲げて配置される。対角線方向とは、アンテナ範囲１４−１２の対角線または対角線に平行する方向とする。図１９の例では、正方形のアンテナ範囲１４−１２の対角線に沿った最大長の直線部分と、この直線部分に平行する２本の直線部分と、これらの直線部分とを繋ぐ接続部分とを有する。ポート１（１１−１２）及びポート２（１２−１２）は、アンテナ線路の両端に配置される。このように、アンテナ素子１３−１２を折り曲げたことにより、アンテナ素子１３−１２を直線状に配置したときと比較し、アンテナの線路長に対するアンテナ範囲１４−１２の面積を小さくすることができる。また、給電時には、隣接する直線部分のアンテナ線路に逆方向の電流が流れる。これによって、逆方向の磁界が発生し、アンテナ内部の磁界成分の放射が強くなり、透過特性が向上する。
【００５４】
図２０は、形状１３のアンテナの構成例を示した上面図である。アンテナ部１０−１３に形成される形状１３のアンテナ線路は、図１９に示した形状１２と同様に、アンテナ素子１３−１３が、アンテナ範囲１４−１３の対角線方向に延びる直線部分と、直線部分を繋ぐ接続部分とを有する形状に折り曲げて配置される。図２０の例では、図１９に示した形状１２に、さらに直線部分を４本増やした形状を有する。このように、アンテナ素子１３−１３を折り曲げたことにより、アンテナ素子１３−１３を直線状に配置したときと比較し、アンテナの線路長に対するアンテナ範囲１４−１３の面積を小さくすることができる。さらに、直線部分を増やしたことにより、アンテナ範囲の面積が同じであれば、形状１２よりもアンテナ線路長を長くすることができる。また、給電時には、隣接するアンテナ線路に逆方向の電流が流れる。これによって、逆方向の磁界が発生し、アンテナ内部の磁界成分の放射が強くなり、透過特性が向上する。
【００５５】
このように、予め決められたアンテナ範囲内でアンテナ素子を折り曲げたことにより、アンテナ線路長に対するアンテナ範囲の面積を小さくすることができる。言い換えると、アンテナ範囲の大きさが同じであれば、アンテナ線路長をより長くすることができる。これにより、アンテナ線路長が同じときには、アンテナ線路を直線状としたときと比較して、アンテナ部を小型化することが可能となる。また、アンテナ部を小型化したことにより、アンテナ部を搭載する電子機器を小型化することができる。さらに、電子機器が複数のアンテナ部を有する場合には、限られた面積により多くのアンテナ部を配置できるという効果が得られる。
【００５６】
次に、上記に示した形状を有するアンテナの伝送特性をシミュレーションした結果について説明する。搭載する電子機器によって、伝送時の状態や求められる伝送性能は異なる。そこで、電子機器にアンテナ装置を搭載する際には、シミュレーションを行って、最も適した形状を選択する。ここでは、一例として、形状ごとに、７ＧＨｚにおけるアンテナ面積に対する透過特性をシミュレーションする場合について説明する。
【００５７】
図２１は、アンテナの面積に対する透過特性を形状ごとに示した図である。図２１では、シミュレーション結果の一例として、Ｓ字状の形状１、渦巻状の形状２と形状６、二層構造の形状５、アンテナ範囲の長手方向に直線部分を設けた形状８と形状９、アンテナ範囲の対角線方向に直線部分を設けた形状１２について、アンテナ面積に対する透過特性を示している。他の形状についても同様に、アンテナ面積に対する透過特性を算出する。
【００５８】
例えば、「−９．０ｄＢ」の透過特性が得られる面積を比較してみると、形状１と、形状５とが、最も面積が小さくてよく、２５平方ミリメートル（ｍｍ2）以上の大きさがあればよい。また、渦巻状の形状２と形状６を比較すると、渦巻の巻き数が多い形状６の方が高い透過特性を得ることができるが、面積を小さくすることができないことがわかる。同様に、アンテナ範囲の長手方向に直線部分を設けた形状８と形状９を比較すると、折り返しが多い形状９の方が、透過特性が高いことがわかる。また、アンテナ範囲の対角線方向に直線部分を設けた形状１２は、この条件下では比較的高い透過特性が得られることがわかる。また、グラフから、形状１２は、Ｓ字形状の形状１を斜めにしたものであることがわかる。
【００５９】
図２２は、形状ごとのシミュレーション結果をまとめた図である。図２２の例では、各形状が、（１）磁界ベクトルによる透過特性の向上、（２）正方形、（３）金属層２層以下が可能、（４）アンテナ線路間をより狭くできるか、という特徴を有しているかどうかを評価する。
【００６０】
（１）磁界ベクトルによる透過特性の向上は、その形状が磁界ベクトルによる透過特性の向上が期待できるかどうかを示している。前述のように、そのアンテナ線路に逆方向の磁界が発生する形状であれば、磁界ベクトルによる透過特性の向上が期待できるとする。「○」が設定されている形状１、形状３、形状４、形状５、形状８、形状９、形状１０、形状１１、形状１２及び形状１３は、透過特性の向上が期待できる形状である。
【００６１】
（２）正方形は、その形状のアンテナ範囲が正方形をとれるかどうかを示している。正方形がとれれば、電子機器に複数のアンテナ部を配列する際に、左右上下均等に並べることが可能となり、配置密度を上げることができる。「○」が設定されている形状２、形状６、形状７、形状９、形状１０、形状１１、形状１２及び形状１３は、アンテナ範囲を正方形とすることができる形状である。
【００６２】
（３）金属層２層以下が可能は、金属層が配線層とＧＮＤ層という２層構造の多層基板にアンテナを形成することが可能な形状であるかどうかを示している。２層構造の多層基板に形成することができないときは、少なくとも配線層を２層以上有する多層基板を用いなければならない。「○」が設定されている形状１、形状２、形状３、形状６、形状７、形状８、形状９、形状１０、形状１１、形状１２及び形状１３は、２層構造の多層基板にアンテナを形成することができる。
【００６３】
（４）アンテナ線路間をより狭くできるかは、アンテナ線路の幅を一定にし、ある面積の中をそのアンテナ線路で埋める場合に、線路間を狭くできるかどうかを示している。ある面積を所定の形状のアンテナで埋める場合、アンテナ線路の間隔が広いアンテナは、さらにアンテナ線路間の間隔を狭くすることができるため、全体の面積を小さくすることが可能となる。「○」が設定されている形状８、形状９及び形状１２は、アンテナ線路間の間隔を狭くすることができる。
【００６４】
上記のようにシミュレーション結果を解析すると、この条件下では、形状９と形状１２がすべての条件項目を満たし、この条件に対応する電子機器に搭載するのに適した形状であることがわかる。
【００６５】
以上、アンテナ素子の形状の例を示したが、本願発明はこれに限定されない。予め決められたアンテナ範囲内で、ポート１からポート２までを繋ぐアンテナ素子が、そのアンテナ経路上で交差または接しないように折り曲げて配置される形状で、かつ、条件に最も適した形状が適宜選択される。
【００６６】
次に、このようなアンテナ装置を搭載した電子機器システムの一例として、携帯型のコンテンツストレージと、このコンテンツストレージへのデータ書き込みや読み出し処理を行う装置を有する電子機器システムについて説明する。
【００６７】
図２３は、電子機器システムの構成例を示した図である。電子機器システムは、コンテンツストレージである子モジュール２２０と、子モジュール２２０のストレージへのデータ記録処理と、データ読み出し処理を行う親モジュール２１０と、を有する。
【００６８】
図２３に示した子モジュール２２０は、コンテンツデータを記憶するストレージ２２１ａ，２２１ｂ、無線通信を制御する無線通信ＬＳＩ（Large Scale Integration）２２２及びアンテナ部２２３ａ，２２３ｂ，２２３ｃ，２２３ｄを有する。無線通信ＬＳＩ２２２は、アンテナ部２２３ａ，２２３ｂ，２２３ｃ，２２３ｄを経由して、親モジュール２１０との間でデータを送受信する。ストレージ２２１ａ，２２１ｂは、ＲＡＩＤ（Redundant Arrays of Inexpensive Disks）を構成するストレージであり、それぞれ対応する１組のアンテナを介してデータの書き込みと読み出しができる。図２３の例では、ストレージ２２１ａは、アンテナ部２２３ａ，２２３ｂを介してデータの送受信を行う。ストレージ２２１ｂは、アンテナ部２２３ｃ、２２３ｄを介してデータの送受信を行う。１組のアンテナのうち一方は、データの送信用、他方はデータの受信用に用いる。アンテナ部２２３ａ，２２３ｂ，２２３ｃ，２２３ｄは、上記の形状１〜形状１３のいずれかの形状に折り曲げられたアンテナ線路を有する。なお、子モジュール２２０は、親モジュール２１０から切り離して携帯することができる。
【００６９】
親モジュール２１０は、ＲＡＩＤコントローラＬＳＩ２１１、無線通信ＬＳＩ２１２、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２１４、ＲＡＭ（Random Access Memory）２１５、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）２１６、グラフィック処理装置２１７入力インタフェース２１８がバス２１９を介して接続されている。ＣＰＵ２１４は、バス２１９を介して装置内の他の部分と信号を交換し、装置全体を制御する。ＲＡＭ２１５は、親モジュール２１０の主記憶装置として使用され、ＣＰＵ２１４による処理に必要な各種データが格納される。ＨＤＤ２１６は、親モジュール２１０の二次記憶装置として使用され、ＣＰＵ２１４が実行するプログラムや各種データが格納される。グラフィック処理装置２１７は、モニタ等に接続し、ＣＰＵ２１４からの命令に従って、モニタ等に画像を表示させる。入力インタフェース２１８は、キーボード等に接続し、キーボード等から送られてくる信号をＣＰＵ２１４に送信する。ＲＡＩＤコントローラＬＳＩ２１１は、ＣＰＵ２１４からの命令に従って、どのストレージにコンテンツを記憶させるかを調整し、無線通信ＬＳＩ２１２を経由して子モジュール２２０へ書き込み命令とデータを送信する。また、ストレージに記憶されるデータの読み出し命令を送信し、応答としてデータを受信する。無線通信ＬＳＩ２１２は、アンテナ２１３ａ，２１３ｂ，２１３ｃ，２１３ｄを経由して、子モジュール２２０との間でデータを送受信する。アンテナ２１３ａ，２１３ｂ，２１３ｃ，２１３ｄは、それぞれ子モジュール２２０のアンテナ２２３ａ，２２３ｂ，２２３ｃ，２２３ｄと対向し、無線通信を行う。アンテナ２１３ａ，２１３ｂ，２１３ｃ，２１３ｄのアンテナ形状は、子モジュール２２０のアンテナ２２３ａ，２２３ｂ，２２３ｃ，２２３ｄと面対称に形成されている。
【００７０】
このような電子機器システムでは、伝送経路を無線通信としたことにより、子モジュール２２０の着脱が容易になる。また、例えば、コネクタを介して接続する場合には、コネクタの挿抜回数に制限があり、子モジュール２２０を自由に携帯することが難しかった。しかしながら、この電子機器システムによれば、このような挿抜回数の制限はなく、子モジュール２２０の携帯が自由に行えるようになる。さらに、図２３の構成では、子モジュール２２０では、ストレージごとに受信用のアンテナ部と、送信用のアンテナ部とが設けられる。例えば、ストレージが２個あれば、４つのアンテナ部が必要となる。ストレージが４個であれば、必要なアンテナ部は８になる。しかし、子モジュール２２０は、携帯型であることから大きさは制限され、アンテナ部を配置する面積も限定される。このため、アンテナ線路を形状１〜形状１３としたアンテナ部２２３ａ，２２３ｂ，２２３ｃ，２２３ｄであれば、アンテナ面積を小さくすることができるので、制限された面積への配置が容易になる。親モジュール２１０についても、このような子モジュール２２０を複数台配置するように構成した場合、アンテナ部に要する領域を筐体に確保することが問題となる。しかし、上記と同様の理由から、アンテナ部２１３ａ，２１３ｂ，２１３ｃ，２１３ｄのアンテナ面積を小さくすることができるので、複数台の子モジュール２２０の配置も可能となる。
【符号の説明】
【００７１】
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ，１０ｆ・・・アンテナ部、  １１・・・ポート１、  １２・・・ポート２、  １３・・・アンテナ素子、  １４・・・アンテナ範囲、  １５・・・ＧＮＤカードリング、  ２０・・・配線基板、  １００・・・電子機器システム、  １０１・・・親モジュール、  １０２ａ，１０２ｂ・・・配置部、  １１１，１１２・・・子モジュール
【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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