(57)【要約】【課題】アンテナ感度や指向性を犠牲にせずに、ＳＡＲを抑制する。【解決手段】アンテナ装置２は、放射導体１０、接地導体２０、ガード導体３０を備える。放射導体１０は、給電素子４から給電される給電点１２を有する。ガード導体３０は、接地導体２０に対して絶縁されており、ひとつの使用形態において、放射導体１０よりもユーザの特定部位側となる位置であって、接地導体３０の給電点１２と最近接する一辺Ｅ１もしくはその仮想的な延長線Ｅ２を跨ぐ位置に配置される。【選択図】図２
2015002384.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
接地導体と、
給電点を有する放射導体と、
前記接地導体に対して絶縁されており、ひとつの使用形態において前記放射導体よりもユーザの特定部位側となる位置であって、前記接地導体の前記給電点と最近接する一辺もしくはその仮想的な延長線を跨ぐ位置に配置されたガード導体と、
を備えることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
前記アンテナ装置から放射される電界の波長をλとするとき、前記ガード導体の長辺の長さは、λ／２より短いことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項３】
前記ガード導体は、少なくともその一部が、前記放射導体の開放端の近傍の第１領域、前記開放端を前記給電点を中心として対称移動した仮想点の近傍の第２領域、または前記第１領域と前記第２領域に挟まれる第３領域とオーバーラップする位置に配置されることを特徴とする請求項１または２に記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記アンテナ装置から放射される電界の波長をλとするとき、
前記ガード導体は、少なくともその一部が、前記放射導体の開放端を中心とする半径λ／５の範囲の一部とオーバーラップする位置に配置されることを特徴とする請求項３に記載のアンテナ装置。
【請求項５】
前記アンテナ装置から放射される電界の波長をλとするとき、
前記ガード導体は、少なくともその一部が、前記開放端を前記給電点を中心として対称移動した仮想点を中心とする半径λ／５の範囲の一部とオーバーラップする位置に配置されることを特徴とする請求項３に記載のアンテナ装置。
【請求項６】
前記ひとつの使用形態において、前記アンテナ装置を搭載する電子機器の筐体のひとつの面が、前記特定部位に近接あるいは接触するとき、
前記ガード導体と前記放射導体の間の、前記ひとつの面に対して垂直方向の距離は、λ／（２π）以下であることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のアンテナ装置。
【請求項７】
前記ガード導体は、前記一辺と垂直方向に長辺を有することを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のアンテナ装置。
【請求項８】
複数の放射導体を備え、
前記ガード導体は、最も短波長の電界を放射する前記放射導体に対して設けられていることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載のアンテナ装置。
【請求項９】
前記ガード導体は銅シートで形成されることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載のアンテナ装置。
【請求項１０】
前記ガード導体は、前記アンテナ装置を搭載する電子機器の筐体上の塗装で形成されることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載のアンテナ装置。
【請求項１１】
前記ガード導体は、前記アンテナ装置を搭載する電子機器に搭載される人体検出センサパッドで形成されることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載のアンテナ装置。
【請求項１２】
前記ガード導体は、前記アンテナ装置を搭載する電子機器に搭載される放熱用部品で形成されることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載のアンテナ装置。
【請求項１３】
接地導体と、
給電点を有する放射導体と、
前記接地導体に対して絶縁されており、ひとつの使用形態において前記放射導体よりもユーザの特定部位側となる位置であって、少なくともその一部が、前記放射導体から放射される電界強度が強い箇所とオーバーラップする位置に配置されたガード導体と、
を備えることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれかに記載のアンテナ装置を備えることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話やタブレット端末、モバイルゲーム機など様々な電子機器に無線通信機能が搭載されるようになっている。これらの機器は通話やデータ転送時に人体の近くで使用されるため、電波による人体への影響が懸念されるようになっている。日本ではこの懸念を顧みて、携帯電話などが発する電波について、人体が吸収するエネルギー量であるＳＡＲ（Specific Absorption Rate）が法定化された。
【０００３】
ＳＡＲは、単位質量の人体に単位時間あたりに吸収されるエネルギー量の平均値であり、全身ＳＡＲと局所ＳＡＲの二つの基準が定められている。ＳＡＲは以下の計算式で定義される。
ＳＡＲ＝σ｜Ｅ｜２／ρ
Ｅ：電界強度［Ｖ／Ｍ］
σ：人体組織の伝導率［Ｓ／ｍ］
ρ：人体組織の密度［ｋｇ/ｍ３］
【０００４】
局所ＳＡＲに関して、各国ごとに基準が定められている。たとえば日本では１０ｇ当たりの人体組織に６分間に吸収されるエネルギーの平均値が２Ｗ／ｋｇ以下に規制され、アメリカでは１ｇの人体組織当たり１．６Ｗ／ｋｇ以下に規制される。各国ごとＳＡＲの基準を満たすために、さまざまな技術が提案されている。
【０００５】
ひとつは、近接センサ等を用いて端末に人体が近づいたことを検出したとき、アンテナからの送信電力を下げる方法である。しかしながらこの方法では端末から放射されるエネルギーを減らしているため通信性能を犠牲することとなり好ましくない。
【０００６】
送信電力を変化させることなく、ＳＡＲを低減するための技術としては、特許文献１〜３に提案されている。特許文献１〜３に記載の技術は、アンテナからの放射パターンの指向性を積極的に変化させて、人体方向が位置する特定方向に放射される電磁波を低減するものである。これら技術は、携帯電話端末などのように、通話使用時において人体と特定の位置関係を保って使用される電子機器においては有効である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−２５８５２３号公報
【特許文献２】特開２００７−６７５１２号公報
【特許文献３】特開２００２−２６６２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１〜３に記載される技術は、電子機器と人体との位置関係が多様に変化する電子機器に採用することが難しい。さまざまな態様で使用される電子機器としては、スマートフォン、タブレット端末、モバイルゲーム機、据え置き型ゲーム機のワイヤレスコントローラなどが例示される。図１（ａ）、（ｂ）は、ユーザと、電子機器の位置関係の例を示す図である。図１（ａ）では、ユーザ２００が、電子機器１００を大腿部の上に近接させて使用している。図１（ｂ）では、ユーザ２００が、自らの正面に電子機器１００を把持している。
【０００９】
使用態様が変化する電子機器では、図１（ａ）の使用態様においてＳＡＲの基準を満たす必要がある。したがって、電子機器１００から大腿部に向かう方向Ｄ１の電磁界、つまり筐体の裏面から垂直方向に向かう電磁界が低減されるように、アンテナの指向性を設計する必要がある。ところが、方向Ｄ１の指向性が弱められたアンテナは、図１（ｂ）の態様で使用される際には、正面方向Ｄ１に電磁界を放射することができない。また、正面方向Ｄ１からの電磁界に対する受信感度が低下するという問題がある。特に室内などの反射波が支配的な環境では、特定方向の受信感度の低下が、通信品質の低下に直結しうる。
【００１０】
図１（ａ）、（ｂ）に示すように、使用態様が変化する電子機器においては、特定方向に対する遠方界（放射界）を抑制することなく、その方向への近傍界のみを抑制したアンテナ装置が望まれている。
【００１１】
本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、アンテナ感度や指向性を犠牲にせずに、ＳＡＲを抑制可能なアンテナ装置の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のある態様はアンテナ装置に関する。アンテナ装置は、接地導体と、給電点を有する放射導体と、接地導体に対して絶縁されており、ひとつの使用形態において放射導体よりもユーザの特定部位側となる位置であって、接地導体の給電点と最近接する一辺もしくはその仮想的な延長線を跨ぐ位置に配置されたガード導体と、を備える。
【００１３】
本発明者は、接地導体のうち、給電点と最近接する一辺の近傍には、電流が集中して流れ、したがってその周辺の電界強度が強くなる傾向があり、またその一辺の延長線の近傍も、電界強度が強くなる傾向があることを見いだした。この態様によると、電界強度が強くなる蓋然性の高い箇所と少なくとも一部がオーバーラップするようにガード導体を配置することにより、集中した電界をガード導体の外周部に分散させることができ、局所ＳＡＲを低減することができる。またガード導体は、近傍界に対して強く作用し、遠方界にはそれほど影響を与えないため、アンテナ感度や指向性を犠牲にせずに、局所ＳＡＲを抑制できる。
【００１４】
アンテナ装置から放射される電界の波長をλとするとき、ガード導体の長辺の長さは、λ／２より短くてもよい。あるいはガード導体の長辺の長さは、λ／２の非整数倍であってもよい。
なお、「波長」とは実効波長であり、誘電体による波長圧縮効果を考慮した波長λ’＝λ／√εｒでありえる。εｒは誘電体の比誘電率である。
これにより、ガード導体が放射導体として作用するのを防止でき、ガード導体がアンテナ装置の指向性に及ぼす影響を低減できる。
【００１５】
ガード導体は、少なくともその一部が、放射導体の開放端の近傍の第１領域、開放端を給電点を中心として対称移動した仮想点の近傍の第２領域、または第１領域と第２領域に挟まれる第３領域の一部とオーバーラップする位置に配置されてもよい。
「近傍」とは、たとえば波長の２０％（λ／５）程度の範囲を含みうる。
【００１６】
アンテナ装置から放射される電界の波長をλとするとき、ガード導体は、少なくともその一部が、放射導体の開放端を中心とする半径λ／５の範囲の一部とオーバーラップする位置に配置されてもよい。
【００１７】
アンテナ装置から放射される電界の波長をλとするとき、ガード導体は、少なくともその一部が、開放端を給電点を中心として対称移動した仮想点を中心とする半径λ／５の範囲の一部とオーバーラップする位置に配置されてもよい。
【００１８】
ひとつの使用形態において、アンテナ装置を搭載する電子機器の筐体のひとつの面が、特定部位に近接あるいは接触してもよい。ガード導体と放射導体の間の、ひとつの面に対して垂直方向の距離は、λ／（２π）以下であってもよい。
これにより、近傍界を効果的に打ち消すことができる。
【００１９】
ガード導体は、接地導体の一辺と垂直方向に長辺を有してもよい。
【００２０】
複数の放射導体を備えてもよい。ガード導体は、最も短波長の電界を放射する放射導体に対して設けられていてもよい。
【００２１】
本発明の別の態様もまた、アンテナ装置である。このアンテナ装置は、接地導体と、給電点を有する放射導体と、接地導体に対して絶縁されており、ひとつの使用形態において放射導体よりもユーザの特定部位側となる位置であって、少なくともその一部が、ガード導体を設けない場合に放射導体から放射される電界強度が強い箇所とオーバーラップする位置に配置されたガード導体と、を備える。
【００２２】
本発明の別の態様は電子機器に関する。電子機器は、上述のいずれかのアンテナ装置を備える。
【００２３】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を、方法、装置、システムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、アンテナ感度や指向性を犠牲にせずに、ＳＡＲを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１（ａ）、（ｂ）は、ユーザと、電子機器の位置関係の例を示す図である。
【図２】図２（ａ）、（ｂ）は、実施の形態に係るアンテナ装置を備える電子機器を示す斜視図である。
【図３】図３（ａ）、（ｂ）は、アンテナ装置の構成例を示す図である。
【図４】図４（ａ）、（ｂ）は、シミュレーションに使用したアンテナ装置のモデルを示す図である。
【図５】図５（ａ）、（ｂ）は、アンテナ装置が発生する電界のＸＹ軸と平行な平面内の強度分布を示す図である。
【図６】図６（ａ）、（ｂ）は、アンテナ装置が発生する電界のＸＹ軸と平行な平面内の強度分布を示す図である。
【図７】図７（ａ）、（ｂ）は、アンテナ装置が発生する電界のＸＹ軸と平行な平面内の強度分布を示す図である。
【図８】図８（ａ）、（ｂ）は、局所ＳＡＲの計算結果を示す図である。
【図９】図９（ａ）、（ｂ）は、アンテナ装置の指向性の計算結果を示す図である。
【図１０】アンテナ装置の電流分布を示す図である。
【図１１】図１１（ａ）は、異なるＹ座標に配置されるガード導体を示す図であり、図１１（ｂ）は、ガード導体のＹ座標と局所ＳＡＲの関係を示す図である。
【図１２】ガード導体の好ましい配置箇所を示す図である。
【図１３】図１３（ａ）は、異なるＸ座標に配置されるガード導体を示す図であり、図１３（ｂ）は、ガード導体のＸ座標と局所ＳＡＲの関係を示す図である。
【図１４】図１４（ａ）、（ｂ）は、複数の波長λ１〜λ３の電波を送受信可能なアンテナ装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
【００２７】
本明細書において、「部材Ａが、部材Ｂと接続された状態」とは、部材Ａと部材Ｂが物理的に直接的に接続される場合や、部材Ａと部材Ｂが、電気的な接続状態に影響を及ぼさない他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
同様に、「部材Ｃが、部材Ａと部材Ｂの間に設けられた状態」とは、部材Ａと部材Ｃ、あるいは部材Ｂと部材Ｃが直接的に接続される場合のほか、電気的な接続状態に影響を及ぼさない他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
【００２８】
図２（ａ）、（ｂ）は、実施の形態に係るアンテナ装置２を備える電子機器１００を示す斜視図である。アンテナ装置２は、電子機器１００に搭載される。電子機器１００は、図１（ａ）、（ｂ）に示したように、使用において、電子機器１００と人体（ユーザ）との位置関係が多様に変化する。電子機器１００としては、スマートフォン、タブレット端末、モバイルゲーム機などが例示される。
【００２９】
以下、理解の容易化と説明の簡潔化のため、電子機器１００の筐体（外装）１０２の横方向をＸ方向、縦方向をＹ方向、厚み方向をＺ方向と定義する。また筐体１０２の手前側の一面を表面Ｓ１、その反対の面を裏面Ｓ２と称する。
【００３０】
あるひとつの使用形態において、電子機器１００は、その裏面Ｓ２が人体の特定部位、たとえば大腿部と接触、あるいは近接する。したがって電子機器１００には、その裏面Ｓ２から特定部位に向かってＺ方向に放射される電磁界に関して、ＳＡＲを抑制する必要がある。
【００３１】
アンテナ装置２の構造の詳細を説明する前に、その基本構成を説明する。図３（ａ）、（ｂ）は、アンテナ装置２の構成例を示す図である。図３（ａ）のアンテナ装置２は、逆Ｆアンテナであり、放射導体１０および接地導体２０を備える。放射導体１０は、給電点１２、開放端１４、接地端１６を有する。給電点１２には、給電素子４から交流信号が印加され、接地端１６は接地導体２０と接続されている。
【００３２】
図３（ｂ）のアンテナ装置２は、Ｌ字型アンテナであり、放射導体１０および接地導体２０を備える。Ｌ字型アンテナでは、接地端１６は存在せず、放射導体１０は接地導体２０に対して短絡されない。
【００３３】
なおアンテナ装置２は、図３（ａ）、（ｂ）に示したアンテナ装置であってもよいし、その他の形式のアンテナであってもよい。
また、アンテナ装置２において、放射導体１０の形状は特に限定されず、棒状、平板状、ミアンダ形状、スパイラル形状などを有する。またアンテナ装置２は、２次元的平面に配置されてもよいし、３次元空間に配置されてもよい。同様に、接地導体２０の形状も特に限定されない。
【００３４】
図２（ａ）に戻る。アンテナ装置２は、放射導体１０、接地導体２０に加えてガード導体３０を備える。
【００３５】
放射導体１０および接地導体２０は、電子機器１００の筐体１０２に内蔵されている。接地導体２０は、プリント基板やフレキシブル基板、あるいは筐体１０２上に形成された導電性を有するパターンであってもよいし、金属板であってもよい。また接地導体２０は、互いに電気的に接続されたパターンおよび金属板の任意の組み合わせであってもよい。図２（ａ）、（ｂ）には、接地導体２０が単一の矩形平板として簡略化して示される。
【００３６】
また放射導体１０も、プリント基板やフレキシブル基板、あるいは筐体１０２上に形成された導電性を有するパターンであってもよいし、金属板、金属片、金属棒であってもよい。図２（ａ）、（ｂ）には、放射導体１０が、矩形状の平板として簡略化して示される。
【００３７】
ガード導体３０は、ひとつの使用形態において放射導体１０および接地導体２０よりも人体の特定部位側となる位置に配置される。「特定部位」とは、ひとつの使用形態において、ＳＡＲの影響を考慮すべき人体の部位を意味する。図１（ａ）の使用形態において、特定部位はユーザの大腿部となる。ガード導体３０は、放射導体１０に対して、Ｚ軸方向に離間した位置に配置される。このガード導体３０は、接地導体２０に対して絶縁されており、電気的に浮いた状態となっている。
【００３８】
たとえばガード導体３０は、裏面Ｓ２に貼り付けられた導体板である。ガード導体３０は、ＳＡＲ低減を目的として専用に設けられた金属物であってもよい。たとえばガード導体３０は、銅のシートであってもよい。
【００３９】
あるいはガード導体３０は、電子機器１００が別の用途で搭載する部品であって、アンテナ装置２に対して高周波的にカットされた金属物、つまりアンテナ装置２との間のインピーダンスが高周波帯域で十分に高い金属物を、ガード導体３０として流用してもよい。こうした金属物は、アンテナ装置２に対して絶縁されてもよいし、あるいはそれらの間にインダクタを挿入することで、高周波的にカットしてもよい。たとえば、通常、モバイル端末の筐体１０２近傍には、放熱のための板金やシート、人体の接近を検知するような近接センサパッドが存在する。そこでこれらの部品を高周波的にカットすることで、ガード導体３０として用いることができる。あるいはガード導体３０は、モバイル端末の外装に用いられる導電性の塗装を用いて形成してもよい。
【００４０】
ガード導体３０は、接地導体２０の辺のうち、給電点１２と最近接する一辺Ｅ１を跨ぐ位置に配置される。図２（ｂ）には、ガード導体３０の、放射導体１０を含む平面への投影３０ａが破線で示され、この投影３０ａが一辺Ｅ１とオーバーラップしている。なお後述するように、接地導体２０は、一辺Ｅ１の仮想的な延長線（一点鎖線）Ｅ２を跨ぐように配置してもよい。
【００４１】
ここでガード導体３０の長さＬｇがλ／２以上となると、ガード導体３０が放射導体として作用する場合があるため、ＳＡＲを抑制する機能が低下し、あるいはアンテナ装置２の指向性に影響を及ぼすおそれがある。そこでガード導体３０の長さＬｇは、λ／２より短いことが好ましい。
【００４２】
以上がアンテナ装置２の基本構成である。続いてその原理を説明する。
アンテナ装置２から発せられる電界は、アンテナからの距離ｒを用いて式（１）でのようにあらわされる。
【数１】
2015002384.tif 000003
I：振幅
ｌ：アンテナ長
ｋ:伝搬定数
η：波動インピーダンス
【００４３】
一般的にはｋｒ＝１のとき、つまりｒ＝λ／（２π）の距離を境に、アンテナに近いところを近傍界、遠いところを遠方界と呼ぶ。近傍界において特にアンテナに近い場所では１／ｒ３の項による電界が支配的となる。本発明者は、局所ＳＡＲに対しては、この近傍界が支配的であることに着目し、近傍界の電界集中を抑制することにより、局所ＳＡＲを低減できることを認識するに至った。したがって、ガード導体３０と開放端１４の間の、筐体の一面（裏面Ｓ２）に対して垂直方向の距離、言い換えれば特定部位の表面に対して垂直方向の距離、さらに言い換えれば、Ｚ方向の離間距離ｈは、λ／（２π）以下とすることが好ましい。これにより、ガード導体３０を、遠方界には作用させずに、近傍界のみを打ち消すことができる。
【００４４】
近傍界は、静電誘導を引き起こす電場であり、この中に導体を配すると、導体内の電荷が移動することで電場が打ち消される。ガード導体３０は、この原理にもとづいて、放射導体１０が発生する電界の一部を打ち消す役割を果たす。
【００４５】
続いて、アンテナ装置２の効果を、シミュレーション結果を参照しながら説明する。
図４（ａ）、（ｂ）は、シミュレーションに使用したアンテナ装置２のモデルを示す図である。図４（ｂ）には、生体組織を模擬したファントム６のモデルも示される。
【００４６】
アンテナ装置２は、逆Ｆ型アンテナであるが、放射導体１０の接地端１６、接地端１６と接地導体２０を接続する導体は省略されている。また、接地導体２０は、いくつかの導体の結合としてモデリングされている。シミュレーションに用いた電界の周波数は２．１ＧＨｚであり、その波長λは略１４２ｍｍとなる。逆Ｆ型アンテナの放射導体１０の長さは、λ／４≒３５．５ｍｍである。
【００４７】
図５（ａ）、（ｂ）、図６（ａ）、（ｂ）、図７（ａ）、（ｂ）は、それぞれアンテナ装置２が発生する電界のＸＹ軸と平行な平面内の強度分布を示す図である。図５〜図７はＸＹ平面からの距離（Ｚ座標）が異なっており、図５には、筐体１０２の裏面Ｓ２近傍での分布が、図６には、裏面Ｓ２と人体（ファントム）の間の分布が、図７には、ファントム６内での分布が示される。各図において、（ａ）は、ガード導体３０を設けない場合の、（ｂ）はガード導体３０を設けた場合のシミュレーション結果を示す。
【００４８】
図５（ａ）を参照すると、アンテナ装置２の近傍において、給電点１２、放射導体１０、および接地導体２０の一辺Ｅ１に囲まれる領域の周辺に、強い電界Ｅｘが発生することがわかる。
ガード導体３０は、この領域の近傍に配置されている。上述のように、ガード導体３０の内部の電荷が、放射導体１０が発生する電界Ｅｘ、Ｅｙに応じて移動することにより、電界分布は導電体の外周に散らされる。具体的には図５（ｂ）に示すように、ガード導体３０によって、電界Ｅｘは左右の両辺に、電界Ｅｙは、ガード導体３０の上下の両辺に分散、拡散されている。
【００４９】
図８（ａ）、（ｂ）は、局所ＳＡＲの計算結果を示す図である。図５（ｂ）に示されるガード導体３０による近傍界の拡散の効果により、ＳＡＲの値は、実質的に２割程度低減することができる。
【００５０】
図９（ａ）、（ｂ）は、アンテナ装置２の指向性の計算結果を示す図である。図９（ａ）にはガード導体３０を設けない場合の、図９（ｂ）にはガード導体３０を設けた場合の指向性が示される。図９（ａ）、（ｂ）の対比からわかるように、アンテナ装置２の指向性は、ガード導体３０によってほとんど影響を受けていないことが示される。つまりガード導体３０が、局所ＳＡＲに対して支配的な近傍界のみを打ち消し、遠方界には影響を与えないことが理論的に説明されている。
【００５１】
ガード導体３０の長さＬｇをλ／２より短くすることで、放射導体１０および接地導体２０により形成されるアンテナとの結合を避けることができる。またガード導体３０は、接地導体２０とは電気的に独立しているため、接地導体２０に流れる表面電流を変化させることがない。この結果、アンテナの効率や放射パターンの指向性はこのガード導体３０の影響を受けない。
【００５２】
このように、実施の形態に係るアンテナ装置２によれば、アンテナ感度や指向性を犠牲にせずに、ＳＡＲを抑制することができる。
【００５３】
続いて、ガード導体３０の好ましい配置について説明する。
【００５４】
図１０は、アンテナ装置２の電流分布を示す図である。図１０と図８（ａ）を対比すると、局所ＳＡＲは電流が集中する箇所で大きくなることがわかる。具体的には図１０から明らかなように、電流強度は、接地導体２０の給電点１２と最近接する一辺Ｅ１に沿って大きくなる。また、放射導体１０についても、電流強度は、給電点１２近傍であり、一辺Ｅ１と対向する部分において大きくなる。このことから、接地導体２０の給電点１２と最近接する一辺Ｅ１を跨ぐように、ガード導体３０を配置することで、局所ＳＡＲを効率的に低下させることができる。
【００５５】
図１１（ａ）は、異なるＹ座標に配置されるガード導体３０を示す図であり、図１１（ｂ）は、ガード導体３０のＹ座標と局所ＳＡＲの関係を示す図である。
【００５６】
最も局所ＳＡＲの低減の効果が大きいのは、放射導体１０の開放端１４の近傍の位置Ｃに配置したときである。この位置Ｃは、アンテナから発せられる電波の強い箇所といえる。このシミュレーションでは、図１１（ｂ）に示すように、開放端１４である位置Ｃを中心として実質的に±λ／８の範囲、λ／４の幅において、ＳＡＲ低減の効果が得られている。シミュレーションに使用したアンテナ装置２のモデルと実際のアンテナ装置２の間の誤差（モデリング誤差）、あるいはシミュレーションでは再現できない現象に起因する誤差などを考慮すると、実際のアンテナ装置２においては、λ／４より広い幅でＳＡＲ低減の効果が得られる場合も考えられ、したがってガード導体３０は、開放端１４を中心として、λ／２．５の幅（±λ／５の範囲）に配置することで、ＳＡＲ低減の効果が見込まれる。
【００５７】
一方、ガード導体３０を位置Ｂ、すなわち給電点１２の近傍に配置すると、局所ＳＡＲは増大する。これは、給電点１２の近傍はもともと局所ＳＡＲが強い箇所であるため、その近傍にガード導体３０を配置すると、それ以外の箇所の電界エネルギーが、位置Ｂに集められることによる。つまり、ガード導体３０は、給電点１２の近傍を避けて配置することが好ましい。
【００５８】
図１１（ｂ）を見ると、位置Ｃの近傍のみでなく、位置Ａの近傍においても、局所ＳＡＲの低減の効果が大きいことが分かる。具体的には、位置Ａを中心として、±λ／８の範囲、λ／４の幅において、ＳＡＲ低減の効果が得られている。上述の誤差を考慮すると、ガード導体３０は、位置Ａを中心として±λ／５の範囲に配置することで、ＳＡＲ低減の効果が見込まれる。つまり、ガード導体３０は、接地導体２０の給電点１２と最近接する一辺Ｅ１のみでなく、その仮想的な延長線Ｅ２を跨ぐ位置にも配置することができる。
【００５９】
位置Ａは、開放端１４の位置を、給電点１２を基準として対称移動させた座標Ａ’とほぼ一致する。厳密には、延長線Ｅ２側には接地導体２０が存在しないため、位置Ａは、座標Ａ’よりもガード導体３０側に引き寄せられている。
【００６０】
つまり、ガード導体３０は、電界集中が発生する箇所、つまり放射導体１０の開放端１４の近傍の箇所Ｃ、あるいは、その箇所Ｃから給電点１２を基準に対称移動した箇所Ａの付近Ａ’を覆うように配置することが好ましい。
【００６１】
図１２は、ガード導体３０の好ましい配置箇所を示す図である。
図１１（ａ）、（ｂ）から分かるように、ガード導体３０は、少なくともその一部が、（i）放射導体１０の開放端１４の近傍の第１領域４０、（ii）開放端１４を、給電点１２を中心として対称移動した仮想点１８の近傍の第２領域４２、または（iii）第１領域４０と第２領域４２に挟まれる第３領域４４の一部とオーバーラップする位置に配置することが好ましい。「近傍」とは、たとえば波長の２０％（λ／５）程度の範囲を含みうる。
【００６２】
より好ましくは、ガード導体３０は、この領域４０、４２、４４内において、局所ＳＡＲの低減の効果が得られる箇所、つまり給電点１２の近傍および局所ＳＡＲの最大箇所は避けて配置される。
【００６３】
まとめると、ガード導体３０は、第１領域４０〜第３領域４４とオーバーラップし、かつ一辺Ｅ１（仮想線Ｅ２）を跨ぐように配置することが望ましい。
【００６４】
図１３（ａ）は、異なるＸ座標に配置されるガード導体３０を示す図であり、図１３（ｂ）は、ガード導体３０のＸ座標と局所ＳＡＲの関係を示す図である。図１３（ａ）のガード導体３０は、電流集中が発生するガード導体３０の一辺Ｅ１を長手方向とする形状を有しており、位置Ａ、Ｂではいずれもガード導体３０は、その一辺Ｅ１とオーバーラップしておらず、位置Ａ、Ｂでは、局所ＳＡＲの低減の効果はほとんど見られない。このことからも、ガード導体３０は一辺Ｅ１（あるいはその延長線Ｅ２）とオーバーラップさせて配置させることが好ましく、ガード導体３０の形状も、その一辺Ｅ１と直交する方向に十分な長さを有することが望ましいといえる。つまりガード導体３０は、一辺Ｅ１と直交（９０度）する方向に長辺を有する矩形形状であることが望ましい。
【００６５】
あるいはガード導体３０は、一辺Ｅ１に対して、９０度より大きい、あるいは小さい所定の角度をなすように配置されてもよい。たとえば所定の角度は、３０度〜１５０度であってもよい。
【００６６】
以上、本発明について、実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。以下、こうした変形例について説明する。
【００６７】
実施の形態では、単一波長の電波を送受信するアンテナ装置２について説明したが、本発明はそれには限定されない。図１４（ａ）、（ｂ）は、複数の波長λ１〜λ３（λ１＜λ２＜λ３とする）の電波を送受信可能なアンテナ装置を示す図である。アンテナ装置２ａは、複数の波長λ１〜λ３に対応する複数の放射導体１０ａ〜１０ｃを備える。各放射導体１０は、対応する波長の１／４の長さを有する。ガード導体３０は、最も短波長λ１の電界を放射する、つまり最短の放射導体１０ａに対して設けられている。つまり、ガード導体３０の長さＬｇはλ１／２より短く設計され、放射導体１０ａの開放端１４の近傍領域とオーバーラップするように配置される。
【００６８】
一般的にＳＡＲは、短波長の電磁波に対して問題となりやすい。また、最短波長λ１を基準としてガード導体３０の長さＬｇをλ１／２より短く設計しておけば、その他の波長λ２、λ３に対しても、ガード導体３０の長さＬｇは、λ２／２、λ３／２を満たすことになる。したがってガード導体３０は、ＳＡＲが問題となりにくい長波長の電波には影響を与えない。
【００６９】
ただし、現実的には、ガード導体３０を配置しない状況において、最も短波長ではＳＡＲの基準が満たされ、その他のより長い波長で、局所ＳＡＲが基準を満たさない場合もありえる。この場合には、基準を満たさない波長に対応する放射導体１０に対して、ガード導体３０を設計すればよい。
【００７０】
複数の放射導体１０ａ〜１０ｃが設けられる場合、図１４（ｂ）のように、放射導体１０の形状を、ガード導体３０が複数の放射導体１０の開放端１４とオーバーラップするよう設計してもよい。これにより、複数の波長についてＳＡＲを低減することができる。
【００７１】
実施の形態では、特定部位が大腿部である電子機器１００について説明したが、本発明はそれには限定されない。たとえばスマートフォンは、ひとつの使用形態である通話時において、筐体１０２の表面Ｓ１が、ユーザの側頭部に接触あるいは近接する。つまり、特定部位は、側頭部となり、筐体の表面Ｓ１から側頭部に放射されるＳＡＲを抑制する必要がある。このような電子機器１００の場合には、ガード導体３０は、通話時の使用形態において、放射導体１０よりも側頭部側となる位置に配置される。
また、ゲーム機器のコントローラや、スマートホン、モバイルゲーム機器では、それを把持する手に対するＳＡＲが問題となる場合もあり得る。つまり、特定部位が手となる。このような電子機器１００では、ガード導体３０は、ある使用形態においてユーザが電子機器１００の所定箇所を把持した状態で、放射導体１０よりも、ユーザの手側となる位置に配置される。
また、ユーザの体に装着した状態で使用されるウェアラブルデバイスでは、ユーザの装着箇所が特定部位となる。
【００７２】
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【符号の説明】
【００７３】
１００…電子機器、１０２…筐体、Ｓ１…表面、Ｓ２…裏面、２…アンテナ装置、４…給電素子、６…ファントム、１０…放射導体、１２…給電点、１４…開放端、１６…接地端、２０…接地導体、３０…ガード導体。
【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９】
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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５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図１０】
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