(57)【要約】【課題】  複共振化した各共振周波数のフレキシブルな調整が可能なおよびアンテナ装置を提供する。【解決手段】  基板本体２と、基板本体の表面及び裏面の少なくとも一方に、パターン形成されたグランド面ＧＮＤ、第１エレメント３及び第２エレメント４とを備え、第１エレメントが、第１延在部Ｅ１と、第２延在部Ｅ２と、第３延在部Ｅ３と、第４延在部Ｅ４とを有し、第２エレメントが、第５延在部Ｅ５と、第６延在部Ｅ６と、第７延在部Ｅ７とを有し、第７延在部の先端側が、第４延在部よりグランド面から離間した位置で、第４延在部の先端側に沿って延在している。【選択図】図１
2015056773.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性の基板本体と、
前記基板本体の表面及び裏面の少なくとも一方に、それぞれ金属箔でパターン形成されたグランド面、第１エレメント及び第２エレメントとを備え、
前記第１エレメントが、前記グランド面に近接した基端側に給電点が設けられて前記グランド面から離間する方向に延在する第１延在部と、前記第１延在部の先端から前記第１延在部に直交する方向に延在する第２延在部と、前記第２延在部の先端から前記グランド面から離間する方向に延在する第３延在部と、前記第３延在部の先端から前記第２延在部に沿って前記第２延在部の基端側に向けて延在する第４延在部とを有し、
前記第２エレメントが、前記第１延在部の途中に基端が接続され前記第１延在部に直交する方向であって前記第２延在部と反対側に向けて延在する第５延在部と、前記第５延在部の先端から前記グランド面から離間する方向に延在する第６延在部と、前記第６延在部の先端から前記第５延在部に沿って前記第４延在部の基端側に向けて延在する第７延在部とを有し、
前記第７延在部の先端側が、前記第４延在部より前記グランド面から離間した位置又は前記第４延在部の直下の位置で、前記第４延在部の先端側に沿って延在していることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のアンテナ装置において、
前記グランド面、前記第１エレメント及び前記第５延在部が、前記基板本体の表面に形成され、
前記第６延在部と前記第７延在部とが、前記基板本体の裏面に形成されていると共に、前記第６延在部の基端部と前記第５延在部の先端部とがスルーホールを介して接続され、
前記第７延在部の先端側が、前記第４延在部の直下に配されていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のアンテナ装置において、
前記第３延在部が、前記第４延在部よりも幅が広い第１幅広部を有していることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載のアンテナ装置において、
前記第６延在部が、前記第７延在部よりも幅が広い第２幅広部を有していることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載のアンテナ装置において、
前記第２延在部に誘電体アンテナのアンテナ素子が接続されていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載のアンテナ装置において、
前記第１延在部に第１受動素子が接続され、
前記第２延在部に第２受動素子が接続され、
前記第６延在部に第３受動素子が接続されていることを特徴とするアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数共振化が可能なアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、通信機器において、アンテナの共振周波数を複共振化するためには、放射電極と誘電体ブロックとを備えたアンテナや、スイッチ，制御電圧源を用いたアンテナ装置が提案されている。
例えば、誘電体ブロックによる従来技術としては、特許文献１では、放射電極を樹脂成型体に形成し、さらに誘電体ブロックを接着剤で一体化することで高効率を得る複合アンテナが提案されている。
【０００３】
また、スイッチ，制御電圧源を用いた従来技術としては、特許文献２では、第１の放射電極と、第２の放射電極と、第１の放射電極の途中部と第２の放射電極の基端部との間に介設され、第２の放射電極を第１の放射電極と電気的に接続又は切断させるためのスイッチと、を備えるアンテナ装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−８１０００号公報
【特許文献２】特開２０１０−１６６２８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の技術においても、以下の課題が残されている。
すなわち、特許文献１に記載のような誘電体ブロックによる技術では、放射電極を励振する誘電体ブロックを使用しており、機器毎に誘電体ブロック、放射電極パターン等の設計が必要になり、その設計条件によってアンテナ性能が劣化したり、不安定要素が増加する不都合がある。また、放射電極が樹脂成型体の表面に形成されているため、樹脂成型体上に放射電極パターンを設計する必要があり、実装する通信機器やその用途に応じて、アンテナ設計、金型設計が必要になり、大幅なコストの増大を招いてしまう。さらに、誘電体ブロックと樹脂成型体とを接着剤で一体化するので、接着剤のＱ値以外にも接着条件（接着剤の厚み、接着面積等）により、アンテナ性能が劣化したり、不安定要素が増加する不都合がある。
また、特許文献２に記載のようなスイッチ，制御電圧源を用いたアンテナ装置の場合、スイッチで共振周波数を切り替えを行うために、制御電圧源の構成やリアクタンス回路等が必要であり、アンテナ構成が機器毎に複雑化し、設計の自由度が無く、容易なアンテナ調整が困難であるという問題があった。
【０００６】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、複共振化した各共振周波数のフレキシブルな調整が可能で、用途や機器毎に応じたアンテナ性能を安価かつ容易に確保できると共に小型化や薄型化が可能なアンテナ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、第１の発明に係るアンテナ装置は、絶縁性の基板本体と、前記基板本体の表面及び裏面の少なくとも一方に、それぞれ金属箔でパターン形成されたグランド面、第１エレメント及び第２エレメントとを備え、前記第１エレメントが、前記グランド面に近接した基端側に給電点が設けられて前記グランド面から離間する方向に延在する第１延在部と、前記第１延在部の先端から前記第１延在部に直交する方向に延在する第２延在部と、前記第２延在部の先端から前記グランド面から離間する方向に延在する第３延在部と、前記第３延在部の先端から前記第２延在部に沿って前記第２延在部の基端側に向けて延在する第４延在部とを有し、前記第２エレメントが、前記第１延在部の途中に基端が接続され前記第１延在部に直交する方向であって前記第２延在部と反対側に向けて延在する第５延在部と、前記第５延在部の先端から前記グランド面から離間する方向に延在する第６延在部と、前記第６延在部の先端から前記第５延在部に沿って前記第４延在部の基端側に向けて延在する第７延在部とを有し、前記第７延在部の先端側が、前記第４延在部より前記グランド面から離間した位置又は前記第４延在部の直下の位置で、前記第４延在部の先端側に沿って延在していることを特徴とする。
【０００８】
このアンテナ装置では、基板本体の表面及び裏面の少なくとも一方に、それぞれ金属箔でパターン形成された上記のグランド面、第１エレメント及び第２エレメントを備えているので、各エレメント間やグランド面との間の各浮遊容量とを効果的に利用することで、複共振化させることができる。
特に、第７延在部の先端側が、第４延在部よりグランド面から離間した位置又は第４延在部の直下の位置で、少なくとも第４延在部の先端側に沿って延在しているので、第２延在部とグランド面との間の浮遊容量と、第２延在部と第４延在部との間の浮遊容量と、第４延在部と第７延在部との間の浮遊容量との直列的に発生する少なくとも３つの浮遊容量によって、インピーダンスをフレキシブルに調整することができる。また、第２延在部と第４延在部と第７延在部とでは、隣接するもの同士で互いに流れる高周波電流の方向が逆になるため、互いに干渉せず、それぞれの共振周波数の設計がし易くなると共に広帯域化も可能になる。
【０００９】
第２の発明に係るアンテナ装置は、第１の発明において、前記グランド面、前記第１エレメント及び前記第５延在部が、前記基板本体の表面に形成され、前記第６延在部と前記第７延在部とが、前記基板本体の裏面に形成されていると共に、前記第６延在部の基端部と前記第５延在部の先端部とがスルーホールを介して接続され、前記第７延在部の先端側が、前記第４延在部の直下に配されていることを特徴とする。
すなわち、このアンテナ装置では、裏面側の第６延在部の基端部と表面側の第５延在部の先端部とがスルーホールを介して接続され、容量装荷部である第７延在部の先端側が、第４延在部の直下に配されているので、第７延在部を表面側に設けるためのスペースが不要になって全体の小型化を図ることができる。また、第４延在部と第７延在部との間に基板本体が挟まれることで、基板本体の誘電率を利用した設計が可能になる。
【００１０】
第３の発明に係るアンテナ装置は、第１又は第２の発明において、前記第３延在部が、前記第４延在部よりも幅が広い第１幅広部を有していることを特徴とする。
すなわち、このアンテナ装置では、第３延在部が、第４延在部よりも幅が広い第１幅広部を有しているので、比較的インピーダンスの低い部分に設けた第１幅広部で浮遊容量を増大させることで、主に第１エレメントで得られる共振周波数における広帯域化を図ることができる。
【００１１】
第４の発明に係るアンテナ装置は、第１から第３の発明のいずれかにおいて、前記第６延在部が、前記第７延在部よりも幅が広い第２幅広部を有していることを特徴とする。
すなわち、このアンテナ装置では、第６延在部が、第７延在部よりも幅が広い第２幅広部を有しているので、比較的インピーダンスの低い部分に設けた第２幅広部で浮遊容量を増大させることで、主に第２エレメントで得られる共振周波数における広帯域化を図ることができる。
【００１２】
第５の発明に係るアンテナ装置は、第１から第４の発明のいずれかにおいて、前記第２延在部に誘電体アンテナのアンテナ素子が接続されていることを特徴とする。
すなわち、このアンテナ装置では、所望の共振周波数に自己共振しないローディング素子のアンテナ素子によってエレメント長の短縮化及び高インピーダンス化と、浮遊容量の増大とが可能になり、複共振化の調整が容易になると共に小型化とアンテナ特性の向上とを図ることができる。
また、互いに高いインピーダンスとなるアンテナ素子と第４延在部との間に発生する浮遊容量を効果的に利用することができる。
また、基板本体の平面内で設計が可能であり、従来の誘電体ブロックや樹脂成型体等を使用する場合に比べて薄型化が可能であると共に、誘電体アンテナであるアンテナ素子の選択によって、小型化および高性能化が可能になる。また、金型、設計変更等によるコストが必要なく、低コストを実現することができる。
【００１３】
第６の発明に係るアンテナ装置は、第１から第５の発明のいずれかにおいて、前記第１延在部に第１受動素子が接続され、前記第２延在部に第２受動素子が接続され、前記第６延在部に第３受動素子が接続されていることを特徴とする。
すなわち、このアンテナ装置では、各受動素子の選択によって、各共振周波数をフレキシブルに調整可能であり、設計条件に応じた複共振化が可能なアンテナ装置を得ることができる。このように、アンテナ構成上、各共振周波数をフレキシブルに調整できるため、共振周波数の入れ替えが可能になり、用途や機器に応じて受動素子等による調整箇所を変更可能になっている。
また、第２受動素子に特定の共振周波数に対して高インピーダンスとなるものを選択することで、第１延在部から第２延在部の第２受動素子までの間で、別の共振周波数を得ることが可能である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、以下の効果を奏する。
本発明のアンテナ装置によれば、基板本体の表面及び裏面の少なくとも一方に、それぞれ金属箔でパターン形成された上記のグランド面、第１エレメント及び第２エレメントを備えているので、各エレメント間及びグランド面との間などで浮遊容量が発生し、少なくとも２つ以上の共振周波数による複共振化が可能になる。
特に、第７延在部の先端側が、第４延在部よりグランド面から離間した位置又は第４延在部の直下の位置で、少なくとも第４延在部の先端側に沿って延在しているので、延在部間で直列的に発生する３つの浮遊容量によって、インピーダンスをフレキシブルに調整することができる。
また、エレメントに接続するアンテナ素子および受動素子の選択によって、各共振周波数をフレキシブルに調整可能であり、設計条件に応じた複共振化が可能になると共に、小型化および高性能化が可能になる。
したがって、本発明のアンテナ装置は、多様な用途や機器に対応した複共振化が容易に可能になると共に、省スペース化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係るアンテナ装置の第１実施形態において、各エレメントの位置関係を示す平面図である。
【図２】第１実施形態において、各共振周波数に寄与する主な領域を示す配線図である。
【図３】第１実施形態において、アンテナ装置で生じる浮遊容量を示す配線図である。
【図４】第１実施形態において、アンテナ素子を示す斜視図（ａ）、平面図（ｂ）、正面図（ｃ）および底面図（ｄ）である。
【図５】第１実施形態において、３共振化した際のＶＳＷＲ特性（電圧定在波比）を示すグラフである。
【図６】本発明に係るアンテナ装置の第２実施形態において、各エレメントの位置関係を示す平面図（ａ）及び底面図（ｂ）である。
【図７】本発明に係るアンテナ装置の第３実施形態において、各エレメントの位置関係を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係るアンテナ装置の第１実施形態を、図１から図５を参照しながら説明する。
【００１７】
本実施形態におけるアンテナ装置１は、図１及び図２に示すように、絶縁性の基板本体２と、基板本体２の表面に、それぞれ銅箔等の金属箔でパターン形成されたグランド面ＧＮＤ、グランドパターンＧ１、第１エレメント３及び第２エレメント４とを備えている。
【００１８】
上記第１エレメント３は、グランド面ＧＮＤに近接した基端側に給電点ＦＰが設けられてグランド面ＧＮＤから離間する方向に延在する第１延在部Ｅ１と、第１延在部Ｅ１の先端から第１延在部Ｅ１に直交する方向に延在する第２延在部Ｅ２と、第２延在部Ｅ２の先端からグランド面ＧＮＤから離間する方向に延在する第３延在部Ｅ３と、第３延在部Ｅ３の先端から第２延在部Ｅ２に沿って第２延在部Ｅ２の基端側に向けて延在する第４延在部Ｅ４とを有している。
なお、第１延在部Ｅ１に直交する方向は、第１延在部Ｅ１の基端部が対向するグランド面ＧＮＤの端辺に沿った方向であり、この端辺に対向する基板本体２の一辺に沿った方向でもある。また、グランド面ＧＮＤから離間する方向は、基板本体２の前記一辺に向かう方向である。
【００１９】
上記第２エレメント４は、第１延在部Ｅ１の途中に基端が接続され第１延在部Ｅ１に直交する方向であって第２延在部Ｅ２と反対側に向けて延在する第５延在部Ｅ５と、第５延在部Ｅ５の先端からグランド面ＧＮＤから離間する方向に延在する第６延在部Ｅ６と、第６延在部Ｅ６の先端から第５延在部Ｅ５に沿って第４延在部Ｅ４の基端側に向けて延在する第７延在部Ｅ７とを有している。
すなわち、第１エレメント３は、逆コ字状に折り返した形状となっており、第２エレメント４は、第１エレメント３の開口側を覆うようにコ字状に折り返した形状となっている。
【００２０】
上記第７延在部Ｅ７の先端側は、第４延在部Ｅ４よりグランド面ＧＮＤから離間した位置で、少なくとも第４延在部Ｅ４の先端側に沿って延在している。
なお、上記第１延在部Ｅ１の先端部は、基端側よりも第６延在部Ｅ６側に幅広な幅広部Ｅ１ａとなっている。この幅広部Ｅ１ａは、第６延在部Ｅ６側に幅広に形成されている。
【００２１】
上記第２延在部Ｅ２の途中には、誘電体アンテナのアンテナ素子ＡＴが接続されている。
また、上記第１延在部Ｅ１の途中には、第１受動素子Ｐ１が接続されていると共に、第２延在部Ｅ２の途中には、第２受動素子Ｐ２が接続され、第６延在部Ｅ６の途中には第３受動素子Ｐ３が接続されている。すなわち、第１受動素子Ｐ１は、幅広部Ｅ１ａの基端と第５延在部Ｅ５の接続部との間に接続され、第２受動素子Ｐ２は、第２延在部Ｅ２のアンテナ素子ＡＴよりも先端側に接続されている。
【００２２】
また、グランドパターンＧ１の先端側と第１延在部Ｅ１の先端側とが、第４受動素子Ｐ４を介して接続されていると共にグランドパターンＧ１の基端側と第１延在部Ｅ１の基端側とが、第５受動素子Ｐ５を介して接続されている。さらに、第１延在部Ｅ１の第４受動素子Ｐ４と第５受動素子Ｐ５との間には、第６受動素子Ｐ６が接続されている。このように、第４受動素子Ｐ４と第５受動素子Ｐ５と第６受動素子Ｐ６とにより、π型のインピーダンス調整回路を構成している。
【００２３】
上記グランドパターンＧ１は、先端が第５延在部Ｅ５の基端まで延在している。
上記第３延在部Ｅ３は、第２延在部Ｅ２や第４延在部Ｅ４よりも幅広であると共に、第４延在部Ｅ４の先端側にやや傾いて延在している。
上記第６延在部Ｅ６の先端部は、第７延在部Ｅ７の先端側にやや傾いて延在している。
【００２４】
上記基板本体２は、一般的なプリント基板であって、本実施形態では、ガラスエポキシ樹脂等からなるプリント基板を採用している。
なお、上記給電点ＦＰは、それぞれ高周波回路（図示略）の給電点に接続される。この給電点ＦＰには、例えば高周波回路に接続された同軸ケーブル（図示略）の芯線が接続され、該同軸ケーブルのグランド線は、近傍のグランド面ＧＮＤに接続される。また、グランド面ＧＮＤの領域には、高周波回路が実装される。
上記各受動素子は、例えばインダクタ、コンデンサ、抵抗又はジャンパー線が採用される。
【００２５】
上記アンテナ素子ＡＴは、所望の共振周波数に自己共振しないローディング素子であって、例えば図４に示すように、セラミックス等の誘電体１２１の表面にＡｇ等の導体パターン１２２が形成されたチップアンテナである。この導体パターン１２２の両端部が、実装用に第２延在部Ｅ２の分断された部分の対向端に接続されることで、アンテナ素子ＡＴが第２延在部Ｅ２の一部とされる。
このアンテナ素子ＡＴは、共振周波数等の設定に応じて、その長さ、幅、導体パターン等が異なる素子を選択しても構わない。また、所望の周波数によっては、アンテナ素子ＡＴに使用している誘電体１２１を、磁性体、若しくは誘電体と磁性体とを混合した複合材料としても構わない。
【００２６】
上記第１エレメント３と第２エレメント４とは、互いの間の浮遊容量と、グランド面ＧＮＤとの間の浮遊容量とを発生可能に、互いに間隔を空けて延在している。
すなわち、図３に示すように、第７延在部Ｅ７と第４延在部Ｅ４との間の浮遊容量Ｃａと、第４延在部Ｅ４とアンテナ素子ＡＴとの間の浮遊容量Ｃｂと、第２延在部Ｅ２の第２受動素子Ｐ２より基端側と第４延在部Ｅ４との間の浮遊容量Ｃｃと、第２延在部Ｅ２の第２受動素子Ｐ２より先端側と第４延在部Ｅ４との間の浮遊容量Ｃｄと、第２延在部Ｅ２の第２受動素子Ｐ２より先端側とグランド面ＧＮＤとの間の浮遊容量Ｃｅと、第２延在部Ｅ２の第２受動素子Ｐ２より基端側とグランド面ＧＮＤとの間の浮遊容量Ｃｆと、アンテナ素子ＡＴとグランド面ＧＮＤとの間の浮遊容量Ｃｇと、第７延在部Ｅ７と幅広部Ｅ１ａとの間の浮遊容量Ｃｈと、第６延在部Ｅ６と幅広部Ｅ１ａとの間の浮遊容量Ｃｉと、第５延在部Ｅ５とグランド面ＧＮＤとの間の浮遊容量Ｃｊとが発生可能である。
【００２７】
次に、本実施形態のアンテナ装置における各共振周波数について、図を参照して説明する。
【００２８】
本実施形態のアンテナ装置１では、図５に示すように、周波数の低い方から、第１の共振周波数ｆ１、第２の共振周波数ｆ２及び第３の共振周波数ｆ３の順に３つの周波数帯に複共振化される。
上記第１の共振周波数ｆ１は、第１エレメント３とアンテナ素子ＡＴと第１受動素子Ｐ１と浮遊容量とで決定される。また、上記第２の共振周波数ｆ２は、アンテナ素子ＡＴと第２延在部Ｅ２と第１延在部Ｅ１と浮遊容量とで決定される。さらに、上記第３の共振周波数ｆ３は、第２エレメント４と浮遊容量とで決定される。
【００２９】
以下、これら共振周波数について、より詳しく説明する。
「第１の共振周波数ｆ１について」
上記第１の共振周波数ｆ１の周波数は、第１エレメント３とアンテナ素子ＡＴと第１受動素子Ｐ１と浮遊容量Ｃａ，Ｃｂ，Ｃｃ，Ｃｄ，Ｃｅ，Ｃｆ，Ｃｇとにより設定および調整することができる。
また、第１の共振周波数ｆ１のインピーダンス調整は、浮遊容量Ｃａ，Ｃｂ，Ｃｃ，Ｃｄ，Ｃｅ，Ｃｆ，Ｃｇの各浮遊容量の設定で行うことができる。
さらに、最終的な周波数調整は、第２受動素子Ｐ２の選択によりフレキシブルに行うことが可能である。
なお、最終的なインピーダンス調整は、第４受動素子Ｐ４の選択によりグランドパターンＧ１及びグランド面ＧＮＤ側に流れる高周波電流の流れをコントロールすることで、フレキシブルに行うことが可能である。
このように第１の共振周波数ｆ１は、主に図２中の一点鎖線Ａ１の部分で調整される。
【００３０】
「第２の共振周波数ｆ２について」
上記第２の共振周波数ｆ２の周波数は、アンテナ素子ＡＴと第２延在部Ｅ２と第１延在部Ｅ１と浮遊容量Ｃｂ，Ｃｃ，Ｃｆ，Ｃｇとにより設定および調整することができる。
また、第２の共振周波数ｆ２のインピーダンス調整は、浮遊容量Ｃｂ，Ｃｃ，Ｃｆ，Ｃｇの各浮遊容量の設定で行うことができる。
さらに、最終的な周波数調整は、第１受動素子Ｐ１の選択によりフレキシブルに行うことが可能である。
なお、最終的なインピーダンス調整は、第４受動素子Ｐ４の選択によりグランドパターンＧ１及びグランド面ＧＮＤ側に流れる高周波電流の流れをコントロールすることで、フレキシブルに行うことが可能である。
このように第２の共振周波数ｆ２は、主に図２中の破線Ａ２の部分で調整される。
【００３１】
「第３の共振周波数ｆ３について」
上記第３の共振周波数ｆ３の周波数は、第２エレメント４と浮遊容量Ｃａ，Ｃｈ，Ｃｉ，Ｃｊとにより設定および調整することができる。
また、第３の共振周波数ｆ３のインピーダンス調整は、浮遊容量Ｃａ，Ｃｈ，Ｃｉ，Ｃｊの各浮遊容量の設定で行うことができる。
さらに、最終的な周波数調整は、第３受動素子Ｐ３及び第６受動素子Ｐ６の選択によりフレキシブルに行うことが可能である。
なお、最終的なインピーダンス調整は、第５受動素子Ｐ５の選択によりグランドパターンＧ１及びグランド面ＧＮＤ側に流れる高周波電流の流れをコントロールすることで、フレキシブルに行うことが可能である。
このように第３の共振周波数ｆ３は、主に図２中の二点鎖線Ａ３の部分で調整される。
【００３２】
このように本実施形態のアンテナ装置１では、基板本体２の表面に、それぞれ金属箔でパターン形成された上記のグランド面ＧＮＤ、第１エレメント３及び第２エレメント４を備えているので、各エレメント間やグランド面ＧＮＤとの間の各浮遊容量とを効果的に利用することで、複共振化させることができる。
【００３３】
特に、第７延在部Ｅ７の先端側が、第４延在部Ｅ４よりグランド面ＧＮＤから離間した位置で、第４延在部Ｅ４の先端側に沿って延在しているので、第２延在部Ｅ２とグランド面ＧＮＤとの間の浮遊容量と、第２延在部Ｅ２と第４延在部Ｅ４との間の浮遊容量と、第４延在部Ｅ４と第７延在部Ｅ７との間の浮遊容量との直列的に発生する少なくとも３つの浮遊容量によって、インピーダンスをフレキシブルに調整することができる。また、第２延在部Ｅ２と第４延在部Ｅ４と第７延在部Ｅ７とでは、隣接するもの同士で互いに流れる高周波電流の方向が逆になるため、互いに干渉せず、それぞれの共振周波数の設計がし易くなると共に広帯域化も可能になる。
【００３４】
また、第３延在部Ｅ３が、第４延在部Ｅ４よりも幅が広く設定されているので、比較的インピーダンスの低い部分に設けた幅広な第３延在部Ｅ３で浮遊容量を発生させることで、主に第１エレメントで得られる共振周波数における広帯域化を図ることができる。
また、所望の共振周波数に自己共振しないローディング素子のアンテナ素子ＡＴによってエレメント長の短縮化及び高インピーダンス化と、浮遊容量の増大とが可能になり、複共振化の調整が容易になると共に小型化とアンテナ特性の向上とを図ることができる。
また、互いに高いインピーダンスとなるアンテナ素子ＡＴと第４延在部Ｅ４との間に発生する浮遊容量を効果的に利用することができる。
【００３５】
また、アンテナ素子ＡＴおよび各受動素子の選択によって、各共振周波数をフレキシブルに調整可能であり、設計条件に応じた複共振化が可能なアンテナ装置を得ることができる。このように、アンテナ構成上、各共振周波数をフレキシブルに調整できるため、共振周波数の入れ替えが可能になり、用途や機器に応じて受動素子等による調整箇所を変更可能になっている。
また、基板本体２の平面内で設計が可能であり、従来の誘電体ブロックや樹脂成型体等を使用する場合に比べて薄型化が可能であると共に、誘電体アンテナであるアンテナ素子ＡＴの選択によって、小型化および高性能化が可能になる。また、金型、設計変更等によるコストが必要なく、低コストを実現することができる。
【００３６】
また、第２延在部Ｅ２に第２受動素子Ｐ２が接続されているので、第２受動素子Ｐ２に特定の共振周波数に対して高インピーダンスとなるものを選択することで、第１延在部Ｅ１から第２延在部Ｅ２の第２受動素子Ｐ２までの間で、別の共振周波数を得ることが可能である。すなわち、これによって３共振化が可能になる。
【００３７】
次に、本発明に係るアンテナ装置の第２実施形態及び第３実施形態について、図６及び図７を参照して以下に説明する。なお、以下の各実施形態の説明において、上記実施形態において説明した同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００３８】
第２実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では、基板本体２の表面側の一面に第１エレメント３と第２エレメント４とが形成されているのに対し、第２実施形態のアンテナ装置２１では、図６に示すように、第２エレメント２４の一部が基板本体２の裏面側に形成され、表面側とスルーホールＨを介して接続されている点である。
【００３９】
すなわち、第２実施形態では、グランド面ＧＮＤ、第１エレメント３及び第５延在部Ｅ５が、基板本体２の表面に形成され、第６延在部Ｅ６と第７延在部Ｅ７とが、基板本体２の裏面に形成されていると共に、第６延在部Ｅ６の基端部と第５延在部Ｅ５の先端部とがスルーホールＨを介して接続されている。また、第７延在部Ｅ７の先端側は、基板本体２を挟んで第４延在部Ｅ４の直下に配されている。したがって、第１実施形態では、第７延在部Ｅ７の先端側と第４延在部Ｅ４の先端側とは、基板本体２の表面で平行に配されているのに対し、第２実施形態では、第７延在部Ｅ７の先端側と第４延在部Ｅ４の先端側とが、基板本体２の表裏面で対向状態に配されている。
なお、図６の平面図では、裏面（底面）側の第６延在部Ｅ６及び第７延在部Ｅ７を破線で図示している。
【００４０】
このように第２実施形態では、裏面側の第６延在部Ｅ６の基端部と表面側の第５延在部Ｅ５の先端部とがスルーホールＨを介して接続され、容量装荷部である第７延在部Ｅ７の先端側が、第４延在部Ｅ４の直下に配されているので、第７延在部Ｅ７を表面側に設けるためのスペースが不要になって全体の小型化を図ることができる。また、第４延在部Ｅ４と第７延在部Ｅ７との間に基板本体２が挟まれることで、基板本体２の誘電率を利用した設計が可能になる。
【００４１】
次に、第３実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では、第３延在部Ｅ３及び第６延在部Ｅ６が基板本体２の表面側だけに形成されているのに対し、第３実施形態のアンテナ装置３１では、図７に示すように、基板本体２の裏面側にも、第３延在部Ｅ３の一部として第１幅広部Ｅ３ａが形成されていると共に第６延在部Ｅ６の一部として第２幅広部Ｅ６ａが形成されている点である。
【００４２】
すなわち、第３実施形態では、第１エレメント３３の第３延在部Ｅ３が、基板本体２の裏面側に第４延在部Ｅ４よりも幅が広い第１幅広部Ｅ３ａを有していると共に、第２エレメント３４の第６延在部Ｅ６が、第７延在部Ｅ７よりも幅が広い第２幅広部Ｅ６ａを有している。これら第１幅広部Ｅ３ａ及び第２幅広部Ｅ６ａは、いずれもスルーホールＨを介して表面側の第４延在部Ｅ４又は第６延在部Ｅ６に接続された追加パターンである。
【００４３】
このように、第３実施形態では、第３延在部Ｅ３が、第４延在部Ｅ４よりも幅が広い第１幅広部Ｅ３ａを有しているので、比較的インピーダンスの低い部分に設けた第１幅広部Ｅ３ａで浮遊容量を増大させることで、主に第１エレメント３３で得られる共振周波数における広帯域化を図ることができる。また、第６延在部Ｅ６が、第７延在部Ｅ７よりも幅が広い第２幅広部Ｅ６ａを有しているので、比較的インピーダンスの低い部分に設けた第２幅広部で浮遊容量を増大させることで、主に第２エレメント３４で得られる共振周波数における広帯域化を図ることができる。
【００４４】
なお、第３実施形態では、第２幅広部Ｅ６ａを基板本体２の裏面側に設けているが、第２実施形態のように、第６延在部Ｅ６が基板本体２の裏面側に形成されている場合、第２幅広部Ｅ６ａを基板本体２の表面側に形成して裏面側の第６延在部Ｅ６とスルーホールＨで接続しても構わない。
【実施例】
【００４５】
次に、第２実施形態のアンテナ装置を実際に作製した実施例について、ＶＳＷＲ特性（電圧定在波比）を測定した結果を、図５を参照して説明する。
【００４６】
なお、これらの測定においては、各受動素子は以下のものを用いた。
第１受動素子Ｐ１：Ｌ＝８．２ｎＨのインダクタ
第２受動素子Ｐ２：Ｌ＝３０ｎＨのインダクタ
第３受動素子Ｐ３：Ｌ＝３．３ｎＨのインダクタ
第４受動素子Ｐ４：Ｌ＝４．７ｐＨのインダクタ
第５受動素子Ｐ５：Ｒ＝０Ω（ジャンパー線）
第６受動素子Ｐ６：Ｃ＝０．５ｐＦのコンデンサ
【００４７】
この測定結果からわかるように、第１〜第３の共振周波数ｆ１〜ｆ３が、以下の表１に示すように、良好な帯域幅を有して得られている。
なお、第１の共振周波数ｆ１の周波数帯は９００ＭＨｚ帯である。また、第２の共振周波数ｆ２と第３共振周波数ｆ３との周波数帯は互いに近く、両者を合わせた帯域が２０００ＭＨｚ帯である。
【表１】
2015056773.tif 000003
【００４８】
なお、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることができる。
【００４９】
例えば、上記各実施形態では、第２延在部にアンテナ素子を設けているが、第４延在部や第７延在部にアンテナ素子を設けてエレメントの短縮化を行い、装置全体の小型化を図っても構わない。
また、上記各実施形態では、一つの基板本体にグランド面、グランドパターン及びインピーダンス調整回路が第１エレメント及び第２エレメントと共に形成されているが、基板本体を、第１エレメント及び第２エレメントが形成された基板部分と、グランド面、グランドパターン及びインピーダンス調整回路が形成された基板部分とに分けて２つの基板部分に分割し、これらを互いに接続配線等で電気的に接続して設置しても構わない。
さらに、基板本体を、第１エレメントにおける第２延在部の途中から先端までの部分と第２エレメントにおける第６延在部の途中から先端までの部分とが形成された基板部分と、他の部分が形成された基板部分とに分けて２つの基板部分に分割し、これらを互いに接続配線等で電気的に接続して設置しても構わない。
【００５０】
また、上述したようにアンテナ素子を接続してエレメントの一部とすることが好ましいが、アンテナ素子を接続せずに、銅箔等の金属箔のみで延在した第２延在部でも構わない。この際、高インピーダンス化するために、第２延在部の少なくとも一部を他の部分よりも幅狭の細いパターンにしたり、ジグザグに折り返しながら全体として一定方向に延在するミアンダパターンとしたりすることが好ましい。
さらに、基板サイズに余裕がある場合には、上記エレメントの一部を線状若しくは板状の金属を折り返した形状のパターンに置き換えても構わない。また、同一の基板本体の表裏面に対してスルーホールを用いて、螺旋状などの形状に旋回させたパターンにしても構わない。
【符号の説明】
【００５１】
１…アンテナ装置、２…基板本体、３，３３…第１エレメント、４，２４，３４…第２エレメント、ＡＴ…アンテナ素子、Ｅ１…第１延在部、Ｅ２…第２延在部、Ｅ３…第３延在部、Ｅ３ａ…第１幅広部、Ｅ４…第４延在部、Ｅ５…第５延在部、Ｅ６…第６延在部、Ｅ６ａ…第２幅広部、Ｅ７…第７延在部、Ｇ１…グランドパターン、ＧＮＤ…グランド面、Ｈ…スルーホール、Ｐ１…第１受動素子、Ｐ２…第２受動素子、Ｐ３…第３受動素子、Ｐ４…第４受動素子、Ｐ５…第５受動素子、Ｐ６…第６受動素子、ＦＰ…給電点
【図１】
2015056773.tif 000004
【図２】
2015056773.tif 000005
【図３】
2015056773.tif 000006
【図４】
2015056773.tif 000007
【図６】
2015056773.tif 000008
【図７】
2015056773.tif 000009
【図５】
2015056773.tif 000010