(57)【要約】【課題】低周波用のアンテナエレメントの放射特性と、高周波用のアンテナエレメントの放射特性とを独立的に調整できるアンテナ装置、及び、無線通信装置を提供する。【解決手段】アンテナ装置は、端辺を有するグランドプレーンと、第１給電点と、前記グランドプレーンの端辺から離間する方向に前記第１給電点から延在する第１線路と、前記第１線路に接続され、前記端辺に沿って延在する第２線路とを有し、第１周波数で通信するモノポール型のアンテナエレメントと、前記グランドプレーンに対して、前記グランドプレーンに対する前記第２線路の位置と揃えられた位置に配置され、前記第１周波数よりも高い第２周波数で通信する複数のダイポール型の給電素子と、前記グランドプレーンと前記複数の給電素子との間で前記複数の給電素子に対応してそれぞれ配置され、前記複数の給電素子が放射する電磁波を反射する複数の反射器とを含む。【選択図】図１
2019121926.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
端辺を有するグランドプレーンと、
第１給電点と、前記グランドプレーンの端辺から離間する方向に前記第１給電点から延在する第１線路と、前記第１線路に接続され、前記端辺に沿って延在する第２線路とを有し、第１周波数で通信するモノポール型のアンテナエレメントと、
前記グランドプレーンに対して、前記グランドプレーンに対する前記第２線路の位置と揃えられた位置に配置され、前記第１周波数よりも高い第２周波数で通信する複数のダイポール型の給電素子と、
前記グランドプレーンと前記複数の給電素子との間で前記複数の給電素子に対応してそれぞれ配置され、前記複数の給電素子が放射する電磁波を反射する複数の反射器と
を含む、アンテナ装置。
【請求項２】
前記給電素子は、折返しダイポールアンテナである、請求項１記載のアンテナ装置。
【請求項３】
前記グランドプレーンから絶縁された状態で、平面視で前記グランドプレーンに重ねて配置され、前記折返しダイポールアンテナの２つの給電点に接続される、平行な２本の伝送路をさらに含む、請求項２記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記アンテナエレメントは、前記第２線路に形成されたスリット又は切り欠き部を有し、
前記複数の給電素子は、前記スリット又は前記切り欠き部に配置される、請求項１乃至３のいずれか一項記載のアンテナ装置。
【請求項５】
前記複数の給電素子と、前記複数の反射器とが配置される基板をさらに含み、
前記複数の給電素子と、前記複数の反射器とは、前記基板の異なる層に配置される、請求項１乃至４のいずれか一項記載のアンテナ装置。
【請求項６】
前記複数の反射器と前記グランドプレーンの端辺との間の距離は、前記第２周波数における波長の電気長の１／４以上である、請求項１乃至５のいずれか一項記載のアンテナ装置。
【請求項７】
前記複数の給電素子に対して前記グランドプレーンとは反対側にそれぞれ配置され、前記複数の給電素子が放射する電磁波を誘導する複数の導波器をさらに含む、請求項１乃至６のいずれか一項記載のアンテナ装置。
【請求項８】
端辺を有するグランドプレーンと、
第１給電点と、前記グランドプレーンの端辺から離間する方向に前記第１給電点から延在する第１線路と、前記第１線路に接続され、前記端辺に沿って延在する第２線路とを有し、第１周波数で通信するモノポール型のアンテナエレメントと、
前記グランドプレーンに対して、前記グランドプレーンに対する前記第２線路の位置と揃えられた位置に配置され、前記第１周波数よりも高い第２周波数で通信する複数のダイポール型の給電素子と、
前記複数の給電素子に対して前記グランドプレーンとは反対側にそれぞれ配置され、前記複数の給電素子が放射する電磁波を誘導する複数の導波器と
を含む、アンテナ装置。
【請求項９】
アンテナ装置と、
前記アンテナ装置に給電する給電回路と
を含む無線通信装置であって、
前記アンテナ装置は、
端辺を有するグランドプレーンと、
第１給電点と、前記グランドプレーンの端辺から離間する方向に前記第１給電点から延在する第１線路と、前記第１線路に接続され、前記端辺に沿って延在する第２線路とを有し、第１周波数で通信するモノポール型のアンテナエレメントと、
前記グランドプレーンに対して、前記グランドプレーンに対する前記第２線路の位置と揃えられた位置に配置され、前記第１周波数よりも高い第２周波数で通信する複数のダイポール型の給電素子と、
前記グランドプレーンと前記複数の給電素子との間で前記複数の給電素子に対応してそれぞれ配置され、前記複数の給電素子が放射する電磁波を反射する複数の反射器と
を有する、無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナ装置、及び、無線通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、少なくとも２個の放射素子と、該放射素子のそれぞれに高周波信号を給電する高周波給電部と、前記放射素子を直列接続して直列放射素子を形成する放射素子接続線路とを備えるマルチバンド用アンテナがある。マルチバンド用アンテナは、さらに、前記直列放射素子の一端側に低周波給電線路を介して接続され、低周波信号を給電する低周波給電部と、前記放射素子接続線路および前記低周波給電線路に接続され、前記高周波信号の伝送を遮断する高周波遮断回路とを備える。マルチバンド用アンテナは、各前記放射素子から前記高周波信号を放射し、前記直列放射素子から前記低周波信号を放射する（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１４／０９７８４６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来のマルチバンド用アンテナ（アンテナ装置）は、低周波用の放射素子（アンテナエレメント）と、高周波用の放射素子（アンテナエレメント）とが放射素子接続線路によって接続されている。このため、低周波用のアンテナエレメントの放射特性と、高周波用のアンテナエレメントの放射特性とを独立的に調整することが困難である。
【０００５】
そこで、低周波用のアンテナエレメントの放射特性と、高周波用のアンテナエレメントの放射特性とを独立的に調整できるアンテナ装置、及び、無線通信装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の実施の形態のアンテナ装置は、端辺を有するグランドプレーンと、第１給電点と、前記グランドプレーンの端辺から離間する方向に前記第１給電点から延在する第１線路と、前記第１線路に接続され、前記端辺に沿って延在する第２線路とを有し、第１周波数で通信するモノポール型のアンテナエレメントと、前記グランドプレーンに対して、前記グランドプレーンに対する前記第２線路の位置と揃えられた位置に配置され、前記第１周波数よりも高い第２周波数で通信する複数のダイポール型の給電素子と、前記グランドプレーンと前記複数の給電素子との間で前記複数の給電素子に対応してそれぞれ配置され、前記複数の給電素子が放射する電磁波を反射する複数の反射器とを含む。
【発明の効果】
【０００７】
低周波用のアンテナエレメントの放射特性と、高周波用のアンテナエレメントの放射特性とを独立的に調整できるアンテナ装置、及び、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】
【０００８】
【図１】実施の形態１のアンテナ装置を含むスマートフォン端末機１０の正面側を示す斜視図である。
【図２】スマートフォン端末機１０の配線基板２０と、配線基板２０に実装される構成要素とを示す図である。
【図３】実施の形態１のアンテナ装置１００を示す斜視図である。
【図４】図３の一部を拡大して示す図である。
【図５】分岐回路３０の構成を示す図である。
【図６】アンテナエレメント１１０のＳ１１パラメータとトータル効率のシミュレーション結果を示す図である。
【図７】実施の形態１のアンテナアレイ１２０の放射パターンのシミュレーション結果を示す図である。
【図８】実施の形態１のアンテナアレイ１２０のＸＹ平面での放射パターンのシミュレーション結果を示す図である。
【図９】アンテナエレメント１１０の線路１１２に対するアンテナアレイ１２０の給電素子１２１〜１２４とのＹ軸方向の位置と、アンテナアレイ１２０のゲインの減衰量との関係を示す図である。
【図１０】実施の形態２のアンテナ装置２００を示す斜視図である。
【図１１】図１０の一部を拡大して示す図である。
【図１２】アンテナアレイ２２０が放射するビームを示す図である。
【図１３】アンテナエレメント１１０のＳ１１パラメータとトータル効率のシミュレーション結果を示す図である。
【図１４】実施の形態２のアンテナアレイ２２０の放射パターンのシミュレーション結果を示す図である。
【図１５】実施の形態２のアンテナアレイ２２０のＸＹ平面での放射パターンのシミュレーション結果を示す図である。
【図１６】実施の形態３のアンテナ装置３００を示す斜視図である。
【図１７】実施の形態３のアンテナアレイ３２０のＸＹ平面での放射パターンのシミュレーション結果を示す図である。
【図１８】実施の形態４のアンテナ装置４００を示す斜視図である。
【図１９】図１８の一部を拡大して示す平面図である。
【図２０】図１８の一部を拡大して示す平面図である。
【図２１】給電素子４２１及びその周囲の構成要素を拡大して示す図である。
【図２２】実施の形態４のアンテナアレイ４２０のＸＹ平面での放射パターンのシミュレーション結果を示す図である。
【図２３】実施の形態５のアンテナ装置５００を示す斜視図である。
【図２４】実施の形態５のアンテナ装置５００を示す分解図である。
【図２５】実施の形態５の変形例のアンテナ装置５００Ｍを示す図である。
【図２６】実施の形態５の変形例のアンテナ装置５００Ｍを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明のアンテナ装置、及び、無線通信装置を適用した実施の形態について説明する。
【００１０】
＜実施の形態１＞
図１は、実施の形態１のアンテナ装置を含むスマートフォン端末機１０の正面側を示す斜視図である。スマートフォン端末機１０は、実施の形態１のアンテナ装置を含む無線通信装置の一例である。
【００１１】
スマートフォン端末機１０の筐体１０Ａには、正面側にタッチパネル１１及びディスプレイパネル１２が配設され、タッチパネル１１の下側には、ホームボタン１３とスイッチ１４が配設される。また、タッチパネル１１の上側には、カメラ１５とスピーカ１６が配設される。タッチパネル１１は、ディスプレイパネル１２の表面側に設けられている。
【００１２】
なお、実施の形態１のアンテナ装置を含む無線通信装置は、スマートフォン端末機１０に限られず、タブレットコンピュータ、携帯電話端末機、又はゲーム機等であってもよい。
【００１３】
図２は、スマートフォン端末機１０の配線基板２０と、配線基板２０に実装される構成要素とを示す図である。配線基板２０は、筐体１０Ａ（図１参照）の内部に配設される。
【００１４】
配線基板２０の図２に示す表面には、ＤＵＰ(Duplexer)２１Ａ、２１Ｂ、ＬＮＡ(Low  Noise  Amplifier)／ＰＡ(Power  Amplifier)２２Ａ、２２Ｂ、変調／復調器２３Ａ、２３Ｂ、ＣＰＵ(Central  Processing  Unit：中央演算処理装置)チップ２４、及び分岐回路３０が実装される。
【００１５】
ＤＵＰ２１Ａ、２１Ｂ、ＬＮＡ／ＰＡ２２Ａ、２２Ｂ、変調／復調器２３Ａ、２３Ｂ、ＣＰＵチップ２４、及び分岐回路３０は、給電回路の一例である。
【００１６】
配線基板２０は、グランドプレーン５０を有する。グランドプレーン５０は、配線基板２０の内層、又は、グランドプレーン５０は、ＤＵＰ２１Ａ、２１Ｂ、ＬＮＡ／ＰＡ２２Ａ、２２Ｂ、変調／復調器２３Ａ、２３Ｂ、ＣＰＵチップ２４、及び分岐回路３０が実装される面とは反対側の面に配設される。ここでは、一例として、グランドプレーン５０が、図２における裏面側に設けられる形態について説明する。グランドプレーン５０は、端辺５０Ａを有する。
【００１７】
また、配線基板２０のグランドプレーン５０の端辺５０Ａの近傍には、実施の形態１のアンテナ装置１００が配設される。アンテナ装置１００の詳細な構成については後述するため、図２では、アンテナ装置１００の位置を破線で示す。
【００１８】
図１に示すスマートフォン端末機１０の筐体１０Ａの内部において、アンテナ装置１００がホームボタン１３及びスイッチ１４が位置する側（タッチパネル１１の下側）に位置するように、配線基板２０が配置されてもよい。また、アンテナ装置１００がカメラ１５及びスピーカ１６が位置する側（タッチパネル１１の上側）に位置するように、配線基板２０が配置されてもよい。
【００１９】
また、配線基板２０は、グランドプレーン５０がタッチパネル１１側に位置するように配置されてもよいし、グランドプレーン５０がタッチパネル１１とは反対側に位置するように配置されてもよい。
【００２０】
なお、アンテナ装置１００は、通信周波数ｆ１で通信（共振）するモノポール型のアンテナエレメントと、通信周波数ｆ１よりも高い通信周波数ｆ２で通信（共振）するアンテナアレイとを含む。ＤＵＰ２１Ａは、アンテナエレメントに接続されており、ＤＵＰ２１Ｂは、分岐回路３０を介してアンテナアレイに接続されている。
【００２１】
ＤＵＰ２１Ａ、ＬＮＡ／ＰＡ２２Ａ、変調／復調器２３Ａ、及びＣＰＵチップ２４は、配線２６Ａを介して接続されている。
【００２２】
ＤＵＰ２１Ａは、配線２５Ａと配線基板２０を貫通する図示しないビアとを介してアンテナ装置１００のアンテナエレメントに接続されており、送信又は受信の切り替えを行う。ＤＵＰ２１Ａは、フィルタとしての機能を有するため、アンテナ装置１００が複数の周波数の信号を受信した場合に、それぞれの周波数の信号を内部で分離することができる。
【００２３】
ＬＮＡ／ＰＡ２２Ａは、送信波及び受信波の電力の増幅を行う。変調／復調器２３Ａは、送信波の変調と受信波の復調を行う。ＣＰＵチップ２４は、スマートフォン端末機１０の通信処理を行う通信用プロセッサとしての機能と、アプリケーションプログラムを実行するアプリケーションプロセッサとしての機能とを有する。なお、ＣＰＵチップ２４は、送信するデータ又は受信したデータ等を格納する内部メモリを有する。
【００２４】
分岐回路３０、ＤＵＰ２１Ｂ、ＬＮＡ／ＰＡ２２Ｂ、変調／復調器２３Ｂ、及びＣＰＵチップ２４は、配線２６Ｂを介して接続されている。ＤＵＰ２１Ｂ、ＬＮＡ／ＰＡ２２Ｂ、変調／復調器２３Ｂは、取り扱う周波数が異なるが、それぞれ、ＤＵＰ２１Ａ、ＬＮＡ／ＰＡ２２Ａ、変調／復調器２３Ａと同様の構成を有する。
【００２５】
分岐回路３０は、配線２５Ｂと配線基板２０を貫通する図示しないビアとを介してアンテナ装置１００のアンテナアレイに接続されており、アンテナ装置１００がアンテナアレイから信号を送信するときには、ＤＵＰ２１Ｂから入力される信号をアンテナアレイに含まれる複数の給電素子に分岐して伝送する。また、分岐回路３０は、アンテナ装置１００がアンテナアレイで信号を受信するときには、アンテナアレイに含まれる複数の給電素子から入力される信号をＤＵＰ２１Ｂに伝送する。
【００２６】
なお、アンテナ装置１００のアンテナアレイは複数あるため、配線２５Ｂと配線基板２０のビアは、アンテナ装置１００のアンテナアレイと同数設けられている。
【００２７】
また、配線２５Ａ、２５Ｂ、２６Ａ、２６Ｂは、例えば、配線基板２０の表面の銅箔をパターニングすることによって形成される。アンテナ装置１００に直接的に接続される配線２５Ａ、２５Ｂは、マイクロストリップラインであってもよい。また、図２では図示を省くが、アンテナ装置１００のアンテナエレメント及びアンテナアレイとＤＵＰ２１Ａ及び２１Ｂとの間には、インピーダンス特性を調整するための整合回路が設けられる。
【００２８】
図３は、実施の形態１のアンテナ装置１００を示す斜視図である。図４は、図３の一部を拡大して示す図である。図４（Ａ）は斜視図であり、図４（Ｂ）はＸＺ平面の構成を示す図であり、図４（Ｃ）はＸＹ平面での構成を示す図である。なお、以下では共通のＸＹＺ座標を用いて説明し、平面視とはＸＹ面視である。
【００２９】
アンテナ装置１００は、グランドプレーン５０、アンテナエレメント１１０、アンテナアレイ１２０、及び支持基板１５０を含む。アンテナ装置１００は、これらの構成要素に加えて、配線基板２０（図２参照）をさらに含んでいてもよいが、図３及び図４では、配線基板２０の図示を省略する。
【００３０】
グランドプレーン５０は、平面視で矩形状であり、Ｙ軸正方向側に、Ｘ軸方向に延在する端辺５０Ａを有する。また、グランドプレーン５０は、端辺５０Ａの一方側にある頂点５１と他方側にある頂点５２を有する。
【００３１】
図３及び図４には、直線状の端辺５０Ａを示すが、例えば、アンテナ装置１００を含むスマートフォン端末機１０（無線通信装置）の筐体１０Ａの内部形状等に合わせて、凹凸が設けられていることによって直線状ではない場合があり得る。
【００３２】
また、図３には、四辺のうちの端辺５０Ａ以外の三辺が直線状のグランドプレーン５０を示すが、端辺５０Ａと同様に三辺が直線状でない場合が有り得る。また、図３には、ベタパターンのグランドプレーン５０を示すが、ベタパターンではなく、開口部等が形成されている場合が有り得る。
【００３３】
アンテナエレメント１１０は、線路１１１、給電点１１１Ａ、折り曲げ部１１１Ｂ、線路１１２、及び開放端１１２Ａを有する逆Ｌ字型のモノポール型のアンテナエレメントである。アンテナエレメント１１０は、第１アンテナエレメントの一例である。線路１１１は、第１線路の一例であり、給電点１１１Ａは、第１給電点の一例であり、線路１１２は、第２線路の一例である。
【００３４】
線路１１１は、頂点５１の近傍に位置する給電点１１１ＡからＹ軸正方向に延在し、折り曲げ部１１１ＢでＸ軸正方向に延在する線路１１２に接続される。アンテナエレメント１１０は、一例として、ＵＨＦ（Ultra  High  Frequency）帯で通信するアンテナエレメントである。アンテナエレメント１１０の通信周波数ｆ１は、一例として８６０ＭＨｚである。通信周波数ｆ１は、第１周波数の一例である。なお、ここでは、通信周波数ｆ１が８６０ＭＨｚである形態について説明するが、通信周波数ｆ１は、さらに高くてもよく、さらに低くてもよい。
【００３５】
アンテナエレメント１１０の給電点１１１Ａから折り曲げ部１１１Ｂを経て開放端１１２Ａに至るまでの長さ（全長）は、８６０ＭＨｚにおける波長の電気長λ１の四半波長（λ１／４）に設定されている。また、アンテナエレメント１１０のＺ軸方向の幅は、一例として、０．２ｍｍである。
【００３６】
また、線路１１２とグランドプレーン５０の端辺５０Ａとの間のＹ軸方向の距離は、８６０ＭＨｚにおける波長の電気長λ１の１／４０以下に設定すればよい。一例として、線路１１２とグランドプレーン５０の端辺５０Ａとの間のＹ軸方向の距離は、６ｍｍに設定されている。
【００３７】
なお、ここでは、折り曲げ部１１１Ｂとして説明するが、金属層を折り曲げることによって線路１１１及び線路１１２を実現する形態に限らず、別々の線路１１１と線路１１２を折り曲げ部１１１Ｂで接続する形態であってもよい。折り曲げ部１１１Ｂを接続部として取り扱ってもよい。
【００３８】
アンテナアレイ１２０は、４つの給電素子１２１、１２２、１２３、１２４（以下、１２１〜１２４）と、４つの反射器１３１、１３２、１３３、１３４（以下、１３１〜１３４）とを有する。
【００３９】
給電素子１２１〜１２４は、アンテナエレメント１１０及びグランドプレーン５０よりもＺ軸正方向側に配置される支持基板１５０のＺ軸正方向側の面に配置されている。給電素子１２１〜１２４は、一例として、５Ｇ(Generation)用のアレイ状の給電素子である。
【００４０】
給電素子１２１〜１２４は、Ｘ軸に沿って一直線状に配列されており、Ｘ軸負方向側からＸ軸正方向側にかけて、この順番で配列されている。給電素子１２１〜１２４と、グランドプレーン５０の端辺５０Ａとの間のＹ軸方向の距離は、アンテナエレメント１１０の線路１１２と、グランドプレーン５０の端辺５０Ａとの間のＹ軸方向の距離に等しい。
【００４１】
すなわち、給電素子１２１〜１２４は、グランドプレーン５０の端辺５０Ａに対して、Ｙ軸方向において、アンテナエレメント１１０の線路１１２と等しい位置に配置されている。
【００４２】
給電素子１２１〜１２４のＸ軸方向の長さは互いに等しく、一例として、ミリ波（準ミリ波）帯の通信周波数ｆ２における波長の電気長λ２の半波長（λ２／２）に設定される。通信周波数ｆ２は、一例として、２８ＧＨｚであり、準ミリ波又はミリ波である。なお、ここでは、通信周波数ｆ２が２８ＧＨｚである形態について説明するが、通信周波数ｆ２は、さらに高くてもよく、さらに低くてもよい。例えば、通信周波数ｆ２は、６０ＧＨｚ程度であってもよい。
【００４３】
給電素子１２１〜１２４は、それぞれ、Ｘ軸方向の長さの中心に、給電点１２１Ａ、１２２Ａ、１２３Ａ、１２４Ａ（以下、１２１Ａ〜１２４Ａ）を有するダイポール型のアンテナエレメントである。給電点１２１Ａ〜１２４Ａは、支持基板１５０の絶縁層を貫通するビアと、支持基板１５０の内層に設けられる配線と、配線基板２０（図２参照）を貫通するビアと、配線２５Ｂとを介して、分岐回路３０に接続されている。
【００４４】
給電素子１２１〜１２４と、アンテナエレメント１１０の線路１１２との間のＺ軸方向の間隔は、一例として３ｍｍに設定されている。
【００４５】
反射器１３１〜１３４は、支持基板１５０のＺ軸正方向側の面に配置されている。反射器１３１〜１３４は、給電素子１２１〜１２４よりもＹ軸負方向側において、Ｘ軸に沿って一直線状に配列されており、Ｘ軸負方向側からＸ軸正方向側にかけて、この順番で配列されている。
【００４６】
反射器１３１〜１３４は、それぞれ、給電素子１２１〜１２４が放射する電磁波をＹ軸正方向に反射するために設けられている。反射器１３１〜１３４のＸ軸方向の長さは、給電素子１２１〜１２４のＸ軸方向の長さよりも少し長い。反射器１３１〜１３４は、Ｘ軸方向の長さの中心が、Ｘ軸方向において、給電点１２１Ａ〜１２４Ａと一致するように配置されている。
【００４７】
また、反射器１３１〜１３４と、給電素子１２１〜１２４とのＹ軸方向の間隔は、通信周波数ｆ２における波長の電気長λ２の四半波長（λ２／４）以下に設定されている。
【００４８】
また、反射器１３１〜１３４と、グランドプレーン５０の端辺５０ＡとのＹ軸方向の間隔は、通信周波数ｆ２における波長の電気長λ２の四半波長（λ２／４）以上に設定すればよい。ここでは、一例として、３．９ｍｍに設定されている。また、グランドプレーン５０と、給電素子１２１〜１２４及び反射器１３１〜１３４とのＺ軸方向の間隔は、一例として３ｍｍに設定されている。
【００４９】
このような反射器１３１〜１３４を用いると、給電素子１２１〜１２４がＹ軸負方向に放射する電磁波をＹ軸正方向に反射できるため、給電素子１２１〜１２４の指向性をＹ軸正方向にするとともに、ゲインを増大することができる。
【００５０】
支持基板１５０は、アンテナアレイ１２０（給電素子１２１〜１２４と反射器１３１〜１３４）を支持する基板である。支持基板１５０は、ＦＲ４規格の配線基板、又は、薄い樹脂製の基板であってもよい。ここでは、支持基板１５０が内層を有する多層基板である形態について説明する。
【００５１】
また、ここでは、一例として、アンテナアレイ１２０が支持基板１５０のＺ軸正方向側の面に形成されている形態について説明する。支持基板１５０の内層には、給電素子１２１〜１２４を配線２５Ｂ（図２参照）に接続するための配線が設けられている。
【００５２】
このような支持基板１５０は、配線基板２０（図２参照）又は筐体１０Ａ（図１参照）の内壁等に取り付ければよい。
【００５３】
図５は、分岐回路３０の構成を示す図である。
【００５４】
分岐回路３０は、入出力端子３０Ａ、分岐部３１、３２、３３、及び位相器３４、３５、３６、３７（以下、３４〜３７）を有する。入出力端子３０Ａは、配線２６Ｂを介してＤＵＰ２１Ｂに接続される。
【００５５】
分岐部３１、３２、３３は、送信信号を二分割して出力し、受信信号を合成して１つの信号として出力する。分岐部３１は、入出力端子３０Ａと分岐部３１、３２との間に接続され、分岐部３２は、分岐部３１と位相器３４、３５との間に接続され、分岐部３３は、分岐部３１と位相器３６、３７との間に接続される。
【００５６】
位相器３４〜３７は、フェーズシフタ(Phase  Shifter)であり、４本の配線２５Ａを介して給電素子１２１〜１２４に接続されている。位相器３４〜３７は、ＣＰＵチップ２４から入力される位相を表す信号に基づいて、分岐部３２、３３から入力される信号の位相をシフトして出力する。これにより、給電素子１２１〜１２４から出力されるミリ波によって生成される１つのビームの放射角度をＸＹ平面内で調整することができる。また、位相器３４〜３７は、給電素子１２１〜１２４が信号を受信する際には、ＣＰＵチップ２４から入力される位相を表す信号に基づいて、給電素子１２１〜１２４から入力される信号の位相をシフトして分岐部３２、３３に出力する。
【００５７】
給電素子１２１〜１２４が信号を送信する際には、分岐部３１は入出力端子３０Ａから入力される信号を分岐部３２、３３に二分割して出力し、分岐部３２は分岐部３１から入力される信号を二分割して位相器３４、３５に出力し、分岐部３３は分岐部３１から入力される信号を二分割して位相器３６、３７に出力する。
【００５８】
給電素子１２１〜１２４が信号を受信する際には、分岐部３２は位相器３４、３５から入力される信号を合成して分岐部３１に出力し、分岐部３３は位相器３６、３７から入力される信号を合成して分岐部３１に出力する。分岐部３１は、分岐部３２、３３から入力される信号を合成してＤＵＰ２１Ｂに出力する。
【００５９】
図６は、アンテナエレメント１１０のＳ１１パラメータとトータル効率のシミュレーション結果を示す図である。ここでは、比較用に、アンテナ装置１００からアンテナアレイ１２０及び支持基板１５０を取り除いた構成のアンテナ装置におけるアンテナエレメント１１０のＳ１１パラメータとトータル効率のシミュレーション結果も示す。
【００６０】
以下では、アンテナ装置１００のアンテナエレメント１１０を実施の形態１のアンテナエレメント１１０と称し、比較用のアンテナエレメント１１０と区別する。また、実施の形態１のアンテナエレメント１１０のＳ１１パラメータとトータル効率を実線で示し、比較用のアンテナエレメント１１０のＳ１１パラメータとトータル効率を破線で示す。
【００６１】
図６（Ａ）に示すように、実施の形態１のアンテナエレメント１１０のＳ１１パラメータは、８６０ＭＨｚで約−４７ｄＢであり、比較用のアンテナエレメント１１０のＳ１１パラメータと略同じ結果が得られた。
【００６２】
また、図６（Ｂ）に示すように、実施の形態１のアンテナエレメント１１０のトータル効率は、８６０ＭＨｚで略０ｄＢであり、比較用のアンテナエレメント１１０のトータル効率と略同じ結果が得られた。
【００６３】
これらの結果より、アンテナアレイ１２０を追加することによるアンテナエレメント１１０の放射特性への影響は、殆ど無いことが分かった。
【００６４】
図７は、実施の形態１のアンテナアレイ１２０の放射パターン（絶対利得特性）のシミュレーション結果を示す図である。図７に示すように、Ｙ軸正方向の指向性を示しており、Ｙ軸正方向に強度の高いビームが放射されていることが分かった。
【００６５】
図８は、実施の形態１のアンテナアレイ１２０のＸＹ平面での放射パターン（絶対利得特性）のシミュレーション結果を示す図である。この放射特性は、図７におけるTheta(θ)を固定し、Phi（φ）を振ることによって得られる特性である。また、図８には、実施の形態１のアンテナアレイ１２０の放射特性を実線で示し、比較用のアンテナアレイ１２０の放射特性を破線で示す。比較用のアンテナアレイ１２０とは、アンテナ装置１００からアンテナエレメント１１０を取り除いた構成のアンテナ装置のアンテナアレイ１２０である。
【００６６】
図８に示すように、実施の形態１のアンテナアレイ１２０の放射特性は、Ｙ軸正方向（９０度の方向）の指向性を示しており、Ｙ軸正方向に強度の高いビームが放射されていることが分かった。この特性は、破線で示す比較用のアンテナアレイ１２０の放射特性と略同じであった。
【００６７】
図９は、アンテナエレメント１１０の線路１１２に対するアンテナアレイ１２０の給電素子１２１〜１２４とのＹ軸方向の位置と、アンテナアレイ１２０のゲインの減衰量との関係を示す図である。図９に示す特性は、電磁界シミュレーションによって得られたものである。
【００６８】
ここで、線路１１２と反射器１２１〜１２４とのＹ軸方向の位置が一致している場合と、ずれている場合とについて説明するため、線路１１２と反射器１２１〜１２４との間のＹ軸方向の距離をｄＹとする。図９では、距離ｄＹは０ｍｍである。距離ｄＹは、給電素子１２１〜１２４がＹ軸方向において線路１１２よりも低い場合に正の値を取るものとする。また、図９の横軸に示す線路１１２に対する給電素子１２１〜１２４のＹ軸方向の位置は、２８ＧＨｚにおける波長の電気長λ２を距離ｄＹで除算して得る値（λ２／ｄＹ）で示す。
【００６９】
すなわち、横軸の値（λ２／ｄＹ）が大きいほど、距離ｄＹが短く、給電素子１２１〜１２４が線路１１２に近いことを示し、横軸の値（λ２／ｄＹ）が小さいほど、距離ｄＹが長く、給電素子１２１〜１２４が線路１１２から遠いことを示す。
【００７０】
また、ゲインの減衰量は、線路１１２と給電素子１２１〜１２４とのＹ軸方向の位置（高さ）が等しいとき（ｄＹ＝０のとき）の値をゼロとして算出したものである。
【００７１】
図９に示すように、横軸の値（λ２／ｄＹ）が小さくなるに連れて、ゲインの減衰量が増大している。横軸の値（λ２／ｄＹ）が約７のときに、ゲインの減衰量は約１．０であり、横軸の値（λ２／ｄＹ）が約４のときに、ゲインの減衰量は約１．６である。横軸の値（λ２／ｄＹ）が約７であることは、距離ｄＹが約λ２／７であり、横軸の値（λ２／ｄＹ）が約４であることは、距離ｄＹが約λ２／４であることを表す。
【００７２】
このように、線路１１２と給電素子１２１〜１２４とのＹ軸方向の位置（高さ）がずれると、アンテナアレイ１２０のゲインが低下することが分かる。従って、線路１１２と給電素子１２１〜１２４とのＹ軸方向の位置（高さ）は、等しいことが望ましい。
【００７３】
アンテナアレイ１２０のゲインに影響が生じない範囲で線路１１２と給電素子１２１〜１２４とのＹ軸方向の位置（高さ）がずれていてもよいが、Ｙ軸方向の位置（高さ）のずれは少ない方が好ましい。すなわち、線路１１２と給電素子１２１〜１２４とのＹ軸方向の位置（高さ）は、揃えられていることが好ましい。高さが揃えられているとは、高さが等しいか、又は、アンテナアレイ１２０のゲインに影響が生じない範囲で高さが異なることをいう。
【００７４】
以上のようなアンテナ装置１００において、位相器３４〜３７が入力信号に対して与える位相を調整することにより、アンテナアレイ１２０から出力されるビームの角度をＸＹ平面内で調整することができる。
【００７５】
以上、実施の形態１によれば、アンテナエレメント１１０の線路１１２の隣に、準ミリ波（ミリ波）帯で通信するアンテナアレイ１２０の給電素子１２１〜１２４を設けることにより、ＵＨＦ帯で通信するアンテナエレメント１１０と、準ミリ波（ミリ波）帯で通信するアンテナアレイ１２０とが互いに悪影響を殆ど与えない構成を実現できた。線路１１２と給電素子１２１〜１２４は、グランドプレーン５０の端辺５０Ａに対するＹ軸方向の高さが揃えられている。
【００７６】
そして、アンテナエレメント１１０と、アンテナアレイ１２０とは互いに接続されることのない独立した放射素子であるので、アンテナエレメント１１０の放射特性と、アンテナアレイ１２０の放射特性とを独立的に調整することが可能である。なお、ここでいう放射特性とは、放射パターン及び／又はインピーダンスである。
【００７７】
従って、低周波用のアンテナエレメントの放射特性と、高周波用のアンテナエレメントの放射特性とを独立的に調整できるアンテナ装置１００、及び、スマートフォン端末機１０（無線通信装置）を提供することができる。
【００７８】
特に、５Ｇ用のアンテナアレイ１２０は、ビームの方向を振るため、アンテナエレメント１１０とは独立して放射特性を調整できる構成であることが好ましい。
【００７９】
なお、以上では、アンテナエレメント１１０が逆Ｌ型である形態について説明したが、逆Ｆ型であってもよく、その他の形状の放射素子であってもよい。
【００８０】
以上では、給電素子１２１〜１２４と反射器１３１〜１３４とが支持基板１５０のＺ軸正方向側の面に配置される形態について説明したが、支持基板１５０のＺ軸負方向側の面に配置されていてもよい。
【００８１】
また、給電素子１２１〜１２４と反射器１３１〜１３４とは、支持基板１５０の同一の面ではなく、互いに異なる面に配置されていてもよい。
【００８２】
＜実施の形態２＞
図１０は、実施の形態２のアンテナ装置２００を示す斜視図である。図１１は、図１０の一部を拡大して示す図である。図１１（Ａ）は斜視図であり、図１１（Ｂ）はＸＺ平面の構成を示す図である。実施の形態２では、実施の形態１と共通のＸＹＺ座標を用いて説明する。なお、実施の形態１の構成要素と同一の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００８３】
アンテナ装置２００は、グランドプレーン５０、アンテナエレメント１１０、アンテナアレイ２２０、及び支持基板１５０Ａ、１５０Ｂを含む。アンテナ装置２００は、これらの構成要素に加えて、配線基板２０（図２参照）をさらに含んでいてもよいが、図１０及び図１１では、配線基板２０の図示を省略する。
【００８４】
アンテナ装置２００は、実施の形態１のアンテナ装置１００のアンテナアレイ１２０をアンテナアレイ２２０に置き換えたものである。これに伴い、実施の形態１の支持基板１５０と同様の２枚の支持基板１５０Ａ、１５０Ｂを含む。
【００８５】
アンテナアレイ２２０は、支持基板１５０Ａに実装される４つの給電素子１２１〜１２４、及び４つの反射器１３１〜１３４と、支持基板１５０Ｂに実装される４つの給電素子２２１、２２２、２２３、２２４（以下、２２１〜２２４）、及び４つの反射器２３１、２３２、２３３、２３４（以下、２３１〜２３４）とを有する。
【００８６】
給電素子２２１〜２２４及び反射器２３１〜２３４は、支持基板１５０ＢのＺ軸負方向側の面に配設されている。給電素子２２１〜２２４及び反射器２３１〜２３４のＸ軸方向及びＹ軸方向の位置は、それぞれ、給電素子１２１〜１２４及び反射器１３１〜１３４のＸ軸方向及びＹ軸方向の位置に等しい。
【００８７】
給電素子２２１〜２２４及び反射器２３１〜２３４のＺ軸方向の位置は、アンテナエレメント１１０のＺ軸方向の幅の中心を通るＸＹ平面に対して、給電素子１２１〜１２４及び反射器１３１〜１３４のＺ軸方向の位置とそれぞれ対象な位置である。
【００８８】
すなわち、給電素子２２１〜２２４及び反射器２３１〜２３４と、給電素子１２１〜１２４及び反射器１３１〜１３４とは、アンテナエレメント１１０のＺ軸方向の幅の中心を通るＸＹ平面に対して、それぞれ面対称な位置に配置されている。
【００８９】
このため、支持基板１５０Ｂと支持基板１５０Ａは、アンテナエレメント１１０のＺ軸方向の幅の中心を通るＸＹ平面に対して面対称な位置に配置されている。なお、給電素子１２１〜１２４及び反射器１３１〜１３４と、給電素子２２１〜２２４及び反射器２３１〜２３４とのＺ軸方向の間隔は、一例として５ｍｍに設定されている。また、支持基板１５０Ａ、１５０Ｂは、配線基板２０（図２参照）又は筐体１０Ａ（図１参照）の内壁等に取り付ければよい。
【００９０】
給電素子２２１〜２２４は、それぞれ、給電素子１２１〜１２４と同様に、位相器３４〜３７と同様の４つの位相器に接続されている。給電素子２２１〜２２４に接続される４つの位相器が入力信号に与える位相は、ＣＰＵチップ２４０によって調整される。
【００９１】
図１２は、アンテナアレイ２２０が放射するビームを示す図である。図１２（Ａ）には、アンテナアレイ２２０をＺ軸正方向側から見た状態を示す。このため、図１２（Ａ）には、アンテナアレイ２２０のうちの給電素子１２１〜１２４及び反射器１３１〜１３４と、支持基板１５０Ａとを示す。
【００９２】
給電素子１２１〜１２４及び２２１〜２２４に接続される位相器が入力信号に与える位相を調整することにより、ビームＢ１、Ｂ２、又はＢ３のように、ＸＹ平面内でビームの角度を変更することができる。
【００９３】
より具体的には、Ｘ軸方向における位置が等しい４組の給電素子１２１及び２２１、給電素子１２２及び２２２、給電素子１２３及び２２３、給電素子１２４及び２２４に与える位相をそれぞれ等しくするとともに、Ｘ軸方向の各組に与える位相に位相差を設けることによって、ビームＢ１、Ｂ２、又はＢ３のように、ＸＹ平面内でビームの角度を変更することができる。
【００９４】
図１２（Ｂ）には、アンテナアレイ２２０をＸ軸正方向側から見た状態を示す。このため、図１２（Ｂ）には、給電素子１２１〜１２４及び反射器１３１〜１３４を重ねて示すとともに、給電素子２２１〜２２４及び反射器２３１〜２３４を重ねて示す。また、図１２（Ｂ）には、支持基板１５０Ａ、１５０ＢのＸ軸正方向側の端面を示す。
【００９５】
給電素子１２１〜１２４及び２２１〜２２４に接続される位相器が入力信号に与える位相を調整することにより、ビームＢ１１、Ｂ１２、又はＢ１３のように、ＹＺ平面内でビームの角度を変更することができる。
【００９６】
より具体的には、Ｚ軸方向における位置が等しい２組の給電素子１２１〜１２４と、給電素子２２１〜２２４とに与える位相をそれぞれ等しくするとともに、給電素子１２１〜１２４と、給電素子２２１〜２２４との組同士に与える位相に位相差を設けることによって、ビームＢ１１、Ｂ１２、又はＢ１３のように、ＹＺ平面内でビームの角度を変更することができる。
【００９７】
このため、給電素子１２１〜１２４及び２２１〜２２４から放射される電磁波に与える位相を別々に調整することにより、１本のビームの放射方向をＸＹ平面内及びＹＺ平面内で変更することができる。
【００９８】
図１３は、アンテナエレメント１１０のＳ１１パラメータとトータル効率のシミュレーション結果を示す図である。
【００９９】
図１３（Ａ）に示すように、実施の形態２のアンテナエレメント１１０のＳ１１パラメータは、８６０ＭＨｚで約−４４ｄＢであり、実施の形態１と略同じ結果が得られた。
【０１００】
また、図１３（Ｂ）に示すように、実施の形態２のアンテナエレメント１１０のトータル効率は、８６０ＭＨｚで略０ｄＢであり、実施の形態１と略同じ結果が得られた。
【０１０１】
これらの結果より、アンテナアレイ２２０を追加することによるアンテナエレメント１１０の放射特性への影響は、殆ど無いことが分かった。
【０１０２】
図１４は、実施の形態２のアンテナアレイ２２０の放射パターン（絶対利得特性）のシミュレーション結果を示す図である。図１４に示すように、Ｙ軸正方向の指向性を示しており、Ｙ軸正方向に強度の高いビームが放射されていることが分かった。
【０１０３】
図１５は、実施の形態２のアンテナアレイ２２０のＸＹ平面での放射パターン（絶対利得特性）のシミュレーション結果を示す図である。この放射特性は、図１４におけるTheta(θ)を固定し、Phi（φ）を振ることによって得られる特性である。
【０１０４】
ここでは、比較用に、アンテナ装置２００からアンテナエレメント１１０を取り除いた構成のアンテナ装置におけるアンテナアレイ２２０の放射パターンも示す。図１５では、実施の形態２のアンテナアレイ２２０の放射特性を実線で示し、比較用のアンテナアレイ２２０の放射特性を破線で示す。
【０１０５】
図１５に示すように、実施の形態２のアンテナアレイ２２０の放射特性は、Ｙ軸正方向（９０度の方向）の指向性を示しており、Ｙ軸正方向に強度の高いビームが放射されていることが分かった。この特性は、破線で示す比較用のアンテナエレメント１１０の放射特性と略同じであった。
【０１０６】
以上、実施の形態２によれば、アンテナエレメント１１０の線路１１２の隣に、準ミリ波（ミリ波）帯で通信するアンテナアレイ２２０の給電素子１２１〜１２４を設けることにより、ＵＨＦ帯で通信するアンテナエレメント１１０と、準ミリ波（ミリ波）帯で通信するアンテナアレイ２２０とが互いに悪影響を殆ど与えない構成を実現できた。線路１１２と給電素子１２１〜１２４は、グランドプレーン５０の端辺５０Ａに対するＹ軸方向の高さが揃えられている。
【０１０７】
そして、アンテナエレメント１１０と、アンテナアレイ２２０とは互いに接続されることのない独立した放射素子であるので、アンテナエレメント１１０の放射特性と、アンテナアレイ２２０の放射特性とを独立的に調整することが可能である。
【０１０８】
従って、低周波用のアンテナエレメントの放射特性と、高周波用のアンテナエレメントの放射特性とを独立的に調整できるアンテナ装置２００、及び、スマートフォン端末機１０（無線通信装置）を提供することができる。
【０１０９】
また、実施の形態２のアンテナ装置２００は、給電素子１２１〜１２４と給電素子２２１〜２２４がＺ軸方向に並べられているので、１本のビームの放射方向をＸＹ平面内及びＹＺ平面内で変更することができる。
【０１１０】
５Ｇ用のアンテナアレイ２２０は、ビームの方向を振るため、アンテナエレメント１１０とは独立して放射特性を調整できる構成であることが好ましい。
【０１１１】
＜実施の形態３＞
図１６は、実施の形態３のアンテナ装置３００を示す斜視図である。図１６は、実施の形態１、２の図４、１１に示すアンテナ装置１００、２００に対応する部分を示す。図１６（Ａ）は斜視図であり、図１６（Ｂ）はＸＹ平面の構成を示す図である。実施の形態３では、実施の形態１、２と共通のＸＹＺ座標を用いて説明する。なお、実施の形態１、２の構成要素と同一の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
【０１１２】
アンテナ装置３００は、グランドプレーン５０、アンテナエレメント１１０、アンテナアレイ３２０、及び支持基板３５０を含む。アンテナ装置３００は、これらの構成要素に加えて、配線基板２０（図２参照）をさらに含んでいてもよいが、図１６では、配線基板２０の図示を省略する。
【０１１３】
アンテナアレイ３２０は、４つの給電素子１２１〜１２４と、４つの反射器１３１〜１３４と、４つの導波器３４１、３４２、３４３、３４４（以下、３４１〜３４４）とを有する。
【０１１４】
導波器３４１〜３４４は、支持基板３５０のＺ軸正方向側の面に配置される。導波器３４１〜３４４は、それぞれ、給電素子１２１〜１２４に対応して、給電素子１２１〜１２４よりもＹ軸正方向側に配置される。
【０１１５】
導波器３４１〜３４４のＸ軸方向の長さは、給電素子１２１〜１２４のＸ軸方向の長さよりも少し短い。導波器３４１〜３４４は、Ｘ軸方向において、Ｘ軸方向の長さの中心が、給電素子１２１〜１２４の給電点１２１Ａ〜１２４Ａと一致するように配置されている。
【０１１６】
また、導波器３４１〜３４４と、給電素子１２１〜１２４とのＹ軸方向の間隔は、給電素子１２１〜１２４と、反射器１３１〜１３４とのＹ軸方向の間隔よりも短い。
【０１１７】
このような導波器３４１〜３４４を用いると、給電素子１２１〜１２４がＹ軸正方向に放射する電磁波を導波器３４１〜３４４の方向に誘導できるため、給電素子１２１〜１２４の指向性をＹ軸正方向にするとともに、ゲインを増大することができる。
【０１１８】
なお、各部の寸法は、一例として、給電素子１２１〜１２４のＸ軸方向の長さが３．４ｍｍ（０．３１７λ２）、反射器１３１〜１３４のＸ軸方向の長さが３．５５ｍｍ（０．３３λ２）、導波器３４１〜３４４のＸ軸方向の長さが３．１ｍｍ（０．２８９λ２）である。また、給電素子１２１〜１２４と反射器１３１〜１３４とのＹ軸方向の間隔は、１．９ｍｍ（０．１７７λ２）、給電素子１２１〜１２４と導波器３４１〜３４４とのＹ軸方向の間隔は、１．９ｍｍ（０．１７７λ２）である。
【０１１９】
図１７は、実施の形態３のアンテナアレイ３２０のＸＹ平面での放射パターン（絶対利得特性）のシミュレーション結果を示す図である。図１７には、実施の形態３のアンテナアレイ３２０の放射特性を実線で示し、比較用にアンテナ装置３００から導波器３４１〜３４４を取り除いたアンテナ装置のアンテナアレイ３２０の放射特性を破線で示す。
【０１２０】
図１７に示すように、実施の形態３のアンテナアレイ３２０の放射特性は、Ｙ軸正方向（９０度の方向）の指向性を示しており、Ｙ軸正方向に強度の高いビームが放射されていることが分かった。この特性は、破線で示す比較用のアンテナアレイ３２０の放射特性よりもゲインが増大していた。
【０１２１】
以上、実施の形態３によれば、アンテナエレメント１１０の線路１１２の隣に、準ミリ波（ミリ波）帯で通信するアンテナアレイ３２０の給電素子１２１〜１２４を設けることにより、ＵＨＦ帯で通信するアンテナエレメント１１０と、準ミリ波（ミリ波）帯で通信するアンテナアレイ３２０とが互いに悪影響を殆ど与えない構成を実現できた。線路１１２と給電素子１２１〜１２４は、グランドプレーン５０の端辺５０Ａに対するＹ軸方向の高さが揃えられている。また、アンテナアレイ３２０は、導波器３４１〜３４４を有する。
【０１２２】
そして、アンテナエレメント１１０と、アンテナアレイ３２０とは互いに接続されることのない独立した放射素子であるので、アンテナエレメント１１０の放射特性と、アンテナアレイ３２０の放射特性とを独立的に調整することが可能である。
【０１２３】
従って、低周波用のアンテナエレメントの放射特性と、高周波用のアンテナエレメントの放射特性とを独立的に調整できるアンテナ装置３００、及び、スマートフォン端末機１０（無線通信装置）を提供することができる。
【０１２４】
また、実施の形態３のアンテナ装置３００は、導波器３４１〜３４４を含むので、Ｙ軸正方向により強度の高いビームを放射することができる。
【０１２５】
なお、以上では、アンテナ装置３００のアンテナアレイ３２０が反射器１３１〜１３４を含む形態について説明したが、アンテナアレイ３２０は、反射器１３１〜１３４を含まずに、給電素子１２１〜１２４と導波器３４１〜３４４とを含む構成であってもよい。
【０１２６】
＜実施の形態４＞
図１８は、実施の形態４のアンテナ装置４００を示す斜視図である。図１９及び図２０は、図１８の一部を拡大して示す平面図である。図１９はＺ軸正方向側から見た図であり、図２０はＺ軸負方向側から見た図である。実施の形態４では、実施の形態１と共通のＸＹＺ座標を用いて説明する。なお、実施の形態１の構成要素と同一の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
【０１２７】
アンテナ装置４００は、実施の形態２のアンテナ装置２００の逆Ｌ型のアンテナエレメント１１０をＴ字型のアンテナエレメント４１０に置き換えるととともに、アンテナアレイ２２０をアンテナアレイ４２０に置き換えた構成を有する。
【０１２８】
アンテナエレメント４１０は、線路４１１、４１２、４１３、給電点４１１Ａ、及び開放端４１２Ａ、４１３Ａを有する。
【０１２９】
線路４１１は、グランドプレーン５０の端辺５０Ａの近傍に配置される給電点４１１ＡからＹ軸正方向に延在し、接続部４１１Ｂで線路４１２、４１３に接続される。給電点４１１Ａは、Ｘ軸方向において、端辺５０ＡのＸ軸方向の長さ方向の中点よりもＸ軸負方向側に位置する。
【０１３０】
線路４１２は、接続部４１１ＢからＸ軸正方向に開放端４１２Ａまで延在している。開放端４１２ＡのＸ軸方向の位置は、頂点５２と略等しい。線路４１３は、接続部４１１ＢからＸ軸負方向に開放端４１３Ａまで延在している。開放端４１３ＡのＸ軸方向の位置は、頂点５１と略等しい。
【０１３１】
アンテナエレメント４１０の給電点４１１Ａから接続部４１１Ｂを経て開放端４１２Ａに至るまでの長さは、通信周波数ｆ１Ａの波長の電気長λ１Ａの四半波長（λ１Ａ／４）に設定されている。
【０１３２】
また、アンテナエレメント４１０の給電点４１１Ａから接続部４１１Ｂを経て開放端４１３Ａに至るまでの長さは、通信周波数ｆ１Ｂの波長の電気長λ１Ｂの四半波長（λ１Ｂ／４）に設定されている。
【０１３３】
通信周波数ｆ１Ａ、ｆ１Ｂは、ともにＵＨＦ帯に属する周波数であり、通信周波数ｆ１Ｂは、通信周波数ｆ１Ａよりも高い。
【０１３４】
アンテナアレイ４２０は、支持基板１５０Ａに実装される４つの給電素子４２１Ａ、４２２Ａ、４２３Ａ、４２４Ａ（以下、４２１Ａ〜４２４Ａ）及び４つの反射器４３１Ａ、４３２Ａ、４３３Ａ、４３４Ａ（以下、４３１Ａ〜４３４Ａ）を有する。
【０１３５】
また、アンテナアレイ４２０は、支持基板１５０Ｂに実装される４つの給電素子４２１Ｂ、４２２Ｂ、４２３Ｂ、４２４Ｂ（以下、４２１Ｂ〜４２４Ｂ）及び４つの反射器４３１Ｂ、４３２Ｂ、４３３Ｂ、４３４Ｂ（以下、４３１Ｂ〜４３４Ｂ）を有する。
【０１３６】
給電素子４２１Ａ〜４２４Ａ、４２１Ｂ〜４２４Ｂは、折返しダイポールアンテナである。給電素子４２１Ａ〜４２４Ａは、支持基板１５０ＡのＺ軸正方向側の面に配設され、反射器４３１Ａ〜４３４Ａは、支持基板１５０ＡのＺ軸負方向側の面に配設される。給電素子４２１Ｂ〜４２４Ｂは、支持基板１５０ＡのＺ軸負方向側の面に配設され、反射器４３１Ｂ〜４３４Ｂは、支持基板１５０ＡのＺ軸正方向側の面に配設される。
【０１３７】
以下では、図１８乃至図２０に加えて、図２１を用いて説明する。図２１は、給電素子４２１及びその周囲の構成要素を拡大して示す図である。
【０１３８】
アンテナ装置４００は、アンテナアレイ４２０の給電素子４２１Ａ〜４２４Ａに給電する構成要素として、平行線路４５１Ａ、４５２Ａ、４５３Ａ、４５４Ａ（以下、４５１Ａ〜４５４Ａ）、バラン４６１Ａ、４６２Ａ、４６３Ａ、４６４Ａ（以下、４６１Ａ〜４６４Ａ）、及びマイクロストリップライン４７１Ａ、４７２Ａ、４７３Ａ、４７４Ａ（以下、４７１Ａ〜４７４Ａ）を含む。
【０１３９】
マイクロストリップライン４７１Ａ〜４７４Ａは、支持基板１５０ＡのＺ軸負方向側の面に配設されるグランド層４７５Ａを含む。グランド層４７５Ａは、支持基板１５０ＡのＺ軸負方向側の面のうちのＹ軸負方向側の略半分の領域に設けられている。
【０１４０】
また、アンテナ装置４００は、アンテナアレイ４２０の給電素子４２１Ｂ〜４２４Ｂに給電する構成要素として、平行線路４５１Ｂ、４５２Ｂ、４５３Ｂ、４５４Ｂ（以下、４５１Ｂ〜４５４Ｂ）、バラン４６１Ｂ、４６２Ｂ、４６３Ｂ、４６４Ｂ（以下、４６１Ｂ〜４６４Ｂ）、及びマイクロストリップライン４７１Ｂ、４７２Ｂ、４７３Ｂ、４７４Ｂ（以下、４７１Ｂ〜４７４Ｂ）を含む。
【０１４１】
マイクロストリップライン４７１Ｂ〜４７４Ｂは、支持基板１５０ＢのＺ軸負方向側の面に配設されるグランド層４７５Ｂを含む。グランド層４７５Ｂは、支持基板１５０ＢのＺ軸負方向側の面のうちのＹ軸負方向側の略半分の領域に設けられている。
【０１４２】
給電素子４２１Ａ〜４２４Ａは、平行線路４５１Ａ〜４５４Ａ、及び、バラン４６１Ａ〜４６４Ａを介して、マイクロストリップライン４７１Ａ〜４７４Ａに接続されている。同様に、給電素子４２１Ｂ〜４２４Ｂは、平行線路４５１Ｂ〜４５４Ｂ、及び、バラン４６１Ｂ〜４６４Ｂを介して、マイクロストリップライン４７１Ｂ〜４７４Ｂに接続されている。
【０１４３】
より具体的には、給電素子４２１Ａは、給電点４２１Ａ１、４２１Ａ２を有し、給電点４２１Ａ１、４２１Ａ２に平行線路４５１Ａが接続されている。平行線路４５１Ａは、バラン４６１Ａを介してマイクロストリップライン４７１Ａに接続されている。マイクロストリップライン４７１Ａは、配線２５Ａ（図２参照）に接続されている。
【０１４４】
このような構成は、給電素子４２２Ａ〜４２４Ａ、及び、４２１Ｂ〜４２４Ｂについても同様である。
【０１４５】
図２２は、実施の形態４のアンテナアレイ４２０のＸＹ平面での放射パターン（絶対利得特性）のシミュレーション結果を示す図である。
【０１４６】
ここでは、比較用に、アンテナ装置４００からアンテナエレメント４１０を取り除いた構成のアンテナ装置におけるアンテナアレイ４２０の放射パターンのシミュレーション結果も示す。
【０１４７】
図２２では、実施の形態４のアンテナアレイ４２０の放射特性を実線で示し、比較用のアンテナアレイ４２０の放射特性を破線で示す。
【０１４８】
図２２に示すように、実施の形態４のアンテナアレイ４２０の放射特性は、Ｙ軸正方向（９０度の方向）の指向性を示しており、Ｙ軸正方向に強度の高いビームが放射されていることが分かった。この特性は、破線で示す比較用のアンテナアレイ４２０の放射特性と略同じであった。
【０１４９】
以上、実施の形態４によれば、アンテナエレメント４１０の線路４１２の隣に、準ミリ波（ミリ波）帯で通信するアンテナアレイ４２０の給電素子４２１Ａ〜４２４Ａ、４２１Ｂ〜４２４Ｂを設けることにより、ＵＨＦ帯の２つの通信周波数ｆ１Ａ、ｆ１Ｂで通信するアンテナエレメント４１０と、準ミリ波（ミリ波）帯で通信するアンテナアレイ４２０とが互いに悪影響を殆ど与えない構成を実現できた。線路４１２と給電素子４２１Ａ〜４２４Ａ、４２１Ｂ〜４２４Ｂは、グランドプレーン５０の端辺５０Ａに対するＹ軸方向の高さが揃えられている。
【０１５０】
そして、アンテナエレメント４１０と、アンテナアレイ４２０とは互いに接続されることのない独立した放射素子であるので、アンテナエレメント４１０の放射特性と、アンテナアレイ４２０の放射特性とを独立的に調整することが可能である。
【０１５１】
従って、低周波用のアンテナエレメントの放射特性と、高周波用のアンテナエレメントの放射特性とを独立的に調整できるアンテナ装置４００、及び、スマートフォン端末機１０（無線通信装置）を提供することができる。
【０１５２】
また、実施の形態４のアンテナ装置４００は、給電素子４２１Ａ〜４２４Ａと給電素子４２１Ｂ〜４２４ＢがＺ軸方向に並べられているので、１本のビームの放射方向をＸＹ平面内及びＹＺ平面内で変更することができる。
【０１５３】
５Ｇ用のアンテナアレイ４２０は、ビームの方向を振るため、アンテナエレメント４１０とは独立して放射特性を調整できる構成であることが好ましい。
【０１５４】
＜実施の形態５＞
図２３は、実施の形態５のアンテナ装置５００を示す斜視図である。図２３は、実施の形態１の図４（Ａ）に対応する図である。図２４は、実施の形態５のアンテナ装置５００を示す分解図である。実施の形態５では、実施の形態１乃至４と共通のＸＹＺ座標を用いて説明する。なお、実施の形態１の構成要素と同一の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
【０１５５】
アンテナ装置５００は、グランドプレーン５０、アンテナエレメント５１０、アンテナアレイ１２０、及び支持基板５５０を含む。アンテナ装置５００は、これらの構成要素に加えて、配線基板２０（図２参照）をさらに含んでいてもよいが、図２３では、配線基板２０の図示を省略する。
【０１５６】
アンテナ装置５００は、実施の形態１のアンテナ装置１００のアンテナエレメント１１０と支持基板１５０をアンテナエレメント５１０と支持基板５５０にそれぞれ置き換えたものである。
【０１５７】
アンテナエレメント５１０は、線路５１１、給電点５１１Ａ、折り曲げ部５１１Ｂ、線路５１２、及び開放端５１２Ａを有する逆Ｌ字型のモノポール型のアンテナエレメントである。アンテナエレメント５１０は、第１アンテナエレメントの一例である。
【０１５８】
アンテナエレメント５１０は、線路５１２にスリット５１２Ｂが設けられている点がアンテナエレメント１１０と異なる。スリット５１２Ｂは、基板５５０を内部に通せる程度の開口サイズを有する。また、アンテナエレメント５１０は、基板５５０を内部に通すスリット５１２Ｂを有するため、実施の形態１のアンテナエレメント１１０よりもＺ軸方向の幅が広い。
【０１５９】
支持基板５５０は、実施の形態１の支持基板１５０と同一のＸ軸方向の長さとＺ軸方向の厚さを有する。支持基板５５０は、グランドプレーン５０の端辺５０Ａに貼り付けられていてもよいし、配線基板２０（図２参照）に取り付けられていてもよいし、筐体１０Ａ（図１参照）に取り付けられていてもよい。
【０１６０】
支持基板５５０のＺ軸正方向側の面には、アンテナアレイ１２０の給電素子１２１〜１２４と反射器１３１〜１３４が配設される。給電素子１２１〜１２４と反射器１３１〜１３４のＸＹ平面でのアンテナエレメント５１０に対する位置は、実施の形態１における給電素子１２１〜１２４と反射器１３１〜１３４のＸＹ平面でのアンテナエレメント１１０に対する位置と等しい。すなわち、給電素子１２１〜１２４と、アンテナエレメント５１０の線路５１２とのＹ軸方向の位置は揃えられている。
【０１６１】
そして、アンテナエレメント５１０と、アンテナアレイ１２０とは互いに接続されることのない独立した放射素子であるので、アンテナエレメント５１０の放射特性と、アンテナアレイ１２０の放射特性とを独立的に調整することが可能である。なお、ここでいう放射特性とは、放射パターン及び／又はインピーダンスである。
【０１６２】
従って、低周波用のアンテナエレメントの放射特性と、高周波用のアンテナエレメントの放射特性とを独立的に調整できるアンテナ装置５００、及び、スマートフォン端末機１０（無線通信装置）を提供することができる。
【０１６３】
図２５及び図２６は、実施の形態５の変形例のアンテナ装置５００Ｍを示す図である。図２５には斜視図を示し、図２６（Ａ）には上面図（ＸＺ平面図）を示し、図２６（Ｂ）には平面図を示す。
【０１６４】
アンテナ装置５００Ｍは、アンテナ装置５００Ｍのアンテナエレメント５１０をアンテナエレメント５１０Ｍに置き換えたものである。
【０１６５】
アンテナエレメント５１０Ｍは、線路５１１、給電点５１１Ａ、折り曲げ部５１１Ｂ、線路５１２Ｍ、及び開放端５１２Ａを有する逆Ｌ字型のモノポール型のアンテナエレメントである。アンテナエレメント５１０は、第１アンテナエレメントの一例である。
【０１６６】
線路５１２Ｍは、図２３及び図２４に示す線路５１２のスリット５１２Ｂを切り欠き５１２ＭＢに置き換えた構成を有する。支持基板５５０は、線路５１２Ｍの切り欠き５１２ＭＢに通されている。
【０１６７】
給電素子１２１〜１２４と反射器１３１〜１３４のアンテナエレメント５１０Ｍに対する位置は、図２３及び図２４に示す給電素子１２１〜１２４と反射器１３１〜１３４のアンテナエレメント５１０に対する位置と等しい。すなわち、給電素子１２１〜１２４と、アンテナエレメント５１０Ｍの線路５１２ＭとのＹ軸方向の位置は揃えられている。
【０１６８】
このようなアンテナエレメント５１０Ｍ及びアンテナアレイ１２０は、図２３及び図１４に示すアンテナエレメント５１０及びアンテナアレイ１２０と同様に互いに接続されることのない独立した放射素子である。
【０１６９】
このため、アンテナエレメント５１０の放射特性と、アンテナアレイ１２０の放射特性とを独立的に調整することが可能である。
【０１７０】
従って、低周波用のアンテナエレメントの放射特性と、高周波用のアンテナエレメントの放射特性とを独立的に調整できるアンテナ装置５００Ｍ、及び、スマートフォン端末機１０（無線通信装置）を提供することができる。
【０１７１】
以上、本発明の例示的な実施の形態のアンテナ装置、及び、無線通信装置について説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。
【０１７２】
以上の実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１）
端辺を有するグランドプレーンと、
第１給電点と、前記グランドプレーンの端辺から離間する方向に前記第１給電点から延在する第１線路と、前記第１線路に接続され、前記端辺に沿って延在する第２線路とを有し、第１周波数で通信するモノポール型のアンテナエレメントと、
前記グランドプレーンに対して、前記グランドプレーンに対する前記第２線路の位置と揃えられた位置に配置され、前記第１周波数よりも高い第２周波数で通信する複数のダイポール型の給電素子と、
前記グランドプレーンと前記複数の給電素子との間で前記複数の給電素子に対応してそれぞれ配置され、前記複数の給電素子が放射する電磁波を反射する複数の反射器と
を含む、アンテナ装置。
（付記２）
前記給電素子は、折返しダイポールアンテナである、付記１記載のアンテナ装置。
（付記３）
前記グランドプレーンから絶縁された状態で、平面視で前記グランドプレーンに重ねて配置され、前記折返しダイポールアンテナの２つの給電点に接続される、平行な２本の伝送路をさらに含む、付記２記載のアンテナ装置。
（付記４）
前記アンテナエレメントは、前記第２線路に形成されたスリット又は切り欠き部を有し、
前記複数の給電素子は、前記スリット又は前記切り欠き部に配置される、付記１乃至３のいずれか一項記載のアンテナ装置。
（付記５）
前記複数の給電素子と、前記複数の反射器とが配置される基板をさらに含み、
前記複数の給電素子と、前記複数の反射器とは、前記基板の異なる層に配置される、付記１乃至４のいずれか一項記載のアンテナ装置。
（付記６）
前記複数の反射器と前記グランドプレーンの端辺との間の距離は、前記第２周波数における波長の電気長の１／４以上である、付記１乃至５のいずれか一項記載のアンテナ装置。
（付記７）
前記複数の給電素子に対して前記グランドプレーンとは反対側にそれぞれ配置され、前記複数の給電素子が放射する電磁波を誘導する複数の導波器をさらに含む、付記１乃至６のいずれか一項記載のアンテナ装置。
（付記８）
前記第２線路と前記グランドプレーンの端辺との間の距離は、前記第１周波数における波長の電気長の１／４０以下である、付記１乃至７のいずれか一項記載のアンテナ装置。
（付記９）
前記第２周波数は、前記第１周波数の２０倍以上である、付記１乃至８のいずれか一項記載のアンテナ装置。
（付記１０）
端辺を有するグランドプレーンと、
第１給電点と、前記グランドプレーンの端辺から離間する方向に前記第１給電点から延在する第１線路と、前記第１線路に接続され、前記端辺に沿って延在する第２線路とを有し、第１周波数で通信するモノポール型のアンテナエレメントと、
前記グランドプレーンに対して、前記グランドプレーンに対する前記第２線路の位置と揃えられた位置に配置され、前記第１周波数よりも高い第２周波数で通信する複数のダイポール型の給電素子と、
前記複数の給電素子に対して前記グランドプレーンとは反対側にそれぞれ配置され、前記複数の給電素子が放射する電磁波を誘導する複数の導波器と
を含む、アンテナ装置。
（付記１１）
アンテナ装置と、
前記アンテナ装置に給電する給電回路と
を含む無線通信装置であって、
前記アンテナ装置は、
端辺を有するグランドプレーンと、
第１給電点と、前記グランドプレーンの端辺から離間する方向に前記第１給電点から延在する第１線路と、前記第１線路に接続され、前記端辺に沿って延在する第２線路とを有し、第１周波数で通信するモノポール型のアンテナエレメントと、
前記グランドプレーンに対して、前記グランドプレーンに対する前記第２線路の位置と揃えられた位置に配置され、前記第１周波数よりも高い第２周波数で通信する複数のダイポール型の給電素子と、
前記グランドプレーンと前記複数の給電素子との間で前記複数の給電素子に対応してそれぞれ配置され、前記複数の給電素子が放射する電磁波を反射する複数の反射器と
を有する、無線通信装置。
【符号の説明】
【０１７３】
１０  スマートフォン端末機
１０Ａ  筐体
２０  配線基板
５０  グランドプレーン
５０Ａ  端辺
１００、２００、３００、４００、５００、５００Ｍ  アンテナ装置
１１０、５１０、５１０Ｍ  アンテナエレメント
１１１、５１１  線路
１１１Ａ、５１１Ａ  給電点
１１１Ｂ、５１１Ｂ  折り曲げ部
１１２、５１２、５１２Ｍ  線路
１１２Ａ、５１２Ａ  開放端
１２０、２２０、３２０、４２０  アンテナアレイ
１２１〜１２４、２２１〜２２４、４２１Ａ〜４２４Ａ、４２１Ｂ〜４２４Ｂ  給電素子
１３１〜１３４、２３１〜２３４、４３１Ａ〜４３４Ａ、４３１Ｂ〜４３４Ｂ  反射器
１５０、１５０Ａ、１５０Ｂ、３５０、５５０  支持基板
３４１〜３４４  導波器
４５１Ａ〜４５４Ａ  平行線路
４６１Ａ〜４６４Ａ  バラン
４７１Ａ〜４７４Ａ  マイクロストリップライン
５１２ＭＢ  切り欠き
【図１】
2019121926.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2019121926.tif 000015
【図１４】
2019121926.tif 000016
【図１５】
2019121926.tif 000017
【図１６】
2019121926.tif 000018
【図１７】
2019121926.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
2019121926.tif 000023
【図２２】
2019121926.tif 000024
【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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