(57)【要約】  給電点に接続された給電素子と、前記給電素子から離れて配置されて電磁界結合する第１の放射素子と、前記給電素子から離れて配置されて電磁界結合する第２の放射素子と、前記給電素子とインピーダンス可変手段を介して接続された第１の制御素子と、前記給電素子とインピーダンス可変手段を介して接続された第２の制御素子と、前記インピーダンス可変手段を制御する制御手段とを備える、アンテナ。
2014203977.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
給電点に接続された給電素子と、
前記給電素子から離れて配置されて前記給電素子と電磁界結合することにより給電されて放射導体として機能する第１の放射素子と、
前記給電素子から離れて配置されて前記給電素子と電磁界結合することにより給電されて放射導体として機能する第２の放射素子と、
前記給電素子とインピーダンス可変手段を介して接続され、かつ前記第１の放射素子の共振周波数において該インピーダンス可変手段のインピーダンスの低下に伴って前記給電素子と前記第１の放射素子との電磁界結合が弱まり前記第１の放射素子の放射導体としての機能が低下するよう配置された第１の制御素子と、
前記給電素子とインピーダンス可変手段を介して接続され、かつ前記第２の放射素子の共振周波数において該インピーダンス可変手段のインピーダンスの低下に伴って前記給電素子と前記第２の放射素子との電磁界結合が弱まり前記第２の放射素子の放射導体としての機能が低下するよう配置された第２の制御素子と、
前記給電素子と前記第１の制御素子との接続および前記給電素子と前記第２の制御素子との接続におけるインピーダンス可変手段を制御する制御手段とを備える、アンテナ。
【請求項２】
前記第１の制御素子は、前記第１の放射素子の共振周波数において前記第１の制御素子と前記給電素子との間のインピーダンス可変手段が低インピーダンスになるとき、前記給電素子と前記第１の放射素子との電磁界結合が弱まり前記第１の放射素子が放射導体として機能しなくなるよう配置され、
前記第２の制御素子は、前記第２の放射素子の共振周波数において前記第２の制御素子と前記給電素子との間のインピーダンス可変手段が低インピーダンスになるとき、前記給電素子と前記第２の放射素子との電磁界結合が弱まり前記第２の放射素子が放射導体として機能しなくなるよう配置される、請求項１に記載のアンテナ。
【請求項３】
給電点に接続された給電素子と、
前記給電素子から離れて配置されて前記給電素子と電磁界結合することにより給電されて放射導体として機能する第１の放射素子と、
前記給電素子から離れて配置されて前記給電素子と電磁界結合することにより給電されて放射導体として機能する第２の放射素子と、
前記給電素子とインピーダンス可変手段を介して接続された第１の制御素子と、
前記給電素子とインピーダンス可変手段を介して接続された第２の制御素子と、
前記給電素子と前記第１の制御素子との接続および前記給電素子と前記第２の制御素子との接続におけるインピーダンス可変手段を制御する制御手段とを備え、
前記第１の制御素子は、前記第１の放射素子の共振周波数において前記第１の制御素子の高インピーダンスとなる部位と前記第１の放射素子の低インピーダンスとなる部位とが近接するように配置され、
前記第２の制御素子は、前記第２の放射素子の共振周波数において前記第２の制御素子の高インピーダンスとなる部位と前記第２の放射素子の低インピーダンスとなる部位とが近接するように配置された、アンテナ。
【請求項４】
前記制御手段は、前記給電素子と前記第１の制御素子との間のインピーダンスを低くすることによって、前記第１の放射素子の放射導体としての機能を低下させ、前記給電素子と前記第２の制御素子との間のインピーダンスを低くすることによって、前記第２の放射素子の放射導体としての機能を低下させる、請求項１から３のいずれか一項に記載のアンテナ。
【請求項５】
前記給電素子は、前記第１の放射素子と前記第２の放射素子との間のギャップに近づくように前記給電点から延伸する、請求項１から４のいずれか一項に記載のアンテナ。
【請求項６】
前記給電素子の共振の基本モードを与える電気長をＬｅ２０、前記第１の放射素子の共振の基本モードを与える電気長をＬｅ３０、前記第２の放射素子の共振の基本モードを与える電気長をＬｅ４０、前記第１および第２の放射素子の基本モードの共振周波数における前記給電素子または前記第１および第２の放射素子上での波長をλとして、Ｌｅ２０が、（３／８）・λ以下であり、かつ、Ｌｅ３０およびＬｅ４０が、前記第１または第２の放射素子の共振の基本モードがダイポールモードである場合、（３／８）・λ以上（５／８）・λ以下であり、前記第１または第２の放射素子の共振の基本モードがループモードである場合、（７／８）・λ以上（９／８）・λ以下であり、前記第１または第２の放射素子の共振の基本モードがモノポールモードである場合、（１／８）・λ以上（３／８）・λ以下である請求項１から５のいずれか一項に記載のアンテナ。
【請求項７】
前記第１の放射素子及び前記第２の放射素子の基本モードの共振周波数における真空中の電波の波長をλ０とする場合、
前記給電素子と前記第１の放射素子との最短距離及び前記給電素子と前記第２の放射素子との最短距離が、０．２×λ０以下である、請求項１から６のいずれか一項に記載のアンテナ。
【請求項８】
前記制御手段に連動して、前記第１の放射素子及び前記第２の放射素子の基本モードの共振周波数を調整するマッチング回路を備える、請求項１から７のいずれか一項に記載のアンテナ。
【請求項９】
前記給電素子が前記第１および第２の放射素子に給電する給電部は、前記第１および第２の放射素子の基本モードの共振周波数における最も低いインピーダンスになる部分から、ダイポールモードの場合は、前記第１または第２の放射素子の長さの１／８以上の距離、モノポールモードの場合は、前記第１または第２の放射素子の全長の１／４以上の距離を離した部位に、ループモードの場合は、前記第１および第２の放射素子の基本モードの共振周波数における最も高いインピーダンスになる部分から前記第１または第２の放射素子のループの内周側の周長の３／１６以下の距離を離した範囲内の部位に位置する、請求項１から８のいずれか一項に記載のアンテナ。
【請求項１０】
前記給電素子と前記第１または第２の放射素子とが最短距離で並走する距離は、ダイポールモードの場合は、前記第１または第２の放射素子の長さの３／８以下であり、ループモードの場合は、前記第１または第２の放射素子のループの内周側の周長の３／１６以下であり、モノポールモードの場合は、前記第１または第２の放射素子の長さの３／４以下である、請求項１から９のいずれか一項に記載のアンテナ。
【請求項１１】
グランドプレーンを備え、
前記給電素子は、前記グランドプレーンから離れる方向に延伸し、
前記第１および第２の放射素子は、前記グランドプレーンの縁部に沿った部位を有する、請求項１から１０のいずれか一項に記載のアンテナ。
【請求項１２】
前記グランドプレーンに間隔をあけて対向する部位を有する板状導体を備え、
前記第１の放射素子及び前記第２の放射素子は、前記板状導体に接続された、請求項１１に記載のアンテナ。
【請求項１３】
前記グランドプレーンと前記板状導体とが直流的に接続された、請求項１２に記載のアンテナ。
【請求項１４】
前記板状導体は、放熱作用を有する、請求項１２または１３に記載のアンテナ。
【請求項１５】
請求項１から１１のいずれか一項に記載のアンテナを複数備え、
複数の該アンテナは、前記給電点のグランド基準となるグランドプレーンを共用する、アンテナ装置。
【請求項１６】
請求項１から１４のいずれか一項に記載のアンテナを備える、無線装置。
【請求項１７】
請求項１から１４のいずれか一項に記載のアンテナを複数備え、
複数の該アンテナは、前記給電点のグランド基準となるグランドプレーンを共用する、無線装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナ、アンテナ装置及び無線装置（例えば、携帯電話などの携帯無線機）に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、給電点の接続先を切り替えることによって、アンテナの指向性を制御する技術が知られている。例えば特許文献１には、給電点を放射導体の２つの端点のいずれか一方に接触させることによって、放射導体の指向性を切り替えるスイッチを備えたアンテナが開示されている。【０００３】
一方、特許文献２のように、給電素子と無給電素子とを非接触で結合させて多周波化させたアンテナが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１８６５６２号公報
【特許文献２】特許４４２２７６７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、特許文献２に開示されたアンテナのように、給電点に接続される給電素子を放射素子（無給電素子）に非接触で結合させて給電する構成では、アンテナの指向性を制御することは難しかった。例えば、特許文献１のように給電素子から放射素子への接続点を切り替えることで指向性を制御することを考えた場合、給電素子と放射素子とは非接触で結合させる必要があるため、スイッチングのような切り替えはできなかった。また、接続点を切り替えたときに意図せぬ箇所で結合しないように給電素子の配置や形状などの制約が多くなるという問題がある。【０００６】
そこで本発明は、給電素子と放射素子が非接触で結合した状態でアンテナの指向性を制御できる、アンテナ、アンテナ装置及び無線装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、
給電点に接続された給電素子と、
前記給電素子から離れて配置されて前記給電素子と電磁界結合することにより給電されて放射導体として機能する第１の放射素子と、
前記給電素子から離れて配置されて前記給電素子と電磁界結合することにより給電されて放射導体として機能する第２の放射素子と、
前記給電素子とインピーダンス可変手段を介して接続され、かつ前記第１の放射素子の共振周波数において該インピーダンス可変手段のインピーダンスの低下に伴って前記給電素子と前記第１の放射素子との電磁界結合が弱まり前記第１の放射素子の放射導体としての機能が低下するよう配置された第１の制御素子と、
前記給電素子とインピーダンス可変手段を介して接続され、かつ前記第２の放射素子の共振周波数において該インピーダンス可変手段のインピーダンスの低下に伴って前記給電素子と前記第２の放射素子との電磁界結合が弱まり前記第２の放射素子の放射導体としての機能が低下するよう配置された第２の制御素子と、
前記給電素子と前記第１の制御素子との接続および前記給電素子と前記第２の制御素子との接続におけるインピーダンス可変手段を制御する制御手段とを備える、アンテナ、アンテナ装置及び無線装置が提供される。【０００８】
また、上記目的を達成するため、
給電点に接続された給電素子と、
前記給電素子から離れて配置されて前記給電素子と電磁界結合することにより給電されて放射導体として機能する第１の放射素子と、
前記給電素子から離れて配置されて前記給電素子と電磁界結合することにより給電されて放射導体として機能する第２の放射素子と、
前記給電素子とインピーダンス可変手段を介して接続された第１の制御素子と、
前記給電素子とインピーダンス可変手段を介して接続された第２の制御素子と、
前記給電素子と前記第１の制御素子との接続および前記給電素子と前記第２の制御素子との接続におけるインピーダンス可変手段を制御する制御手段とを備え、
前記第１の制御素子は、前記第１の放射素子の共振周波数において前記第１の制御素子の高インピーダンスとなる部位と前記第１の放射素子の低インピーダンスとなる部位とが近接するように配置され、
前記第２の制御素子は、前記第２の放射素子の共振周波数において前記第２の制御素子の高インピーダンスとなる部位と前記第２の放射素子の低インピーダンスとなる部位とが近接するように配置された、アンテナ、アンテナ装置及び無線装置が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
給電素子と放射素子が非接触のまま指向性を制御できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】アンテナの解析モデルの一例を示した斜視図
【図２】アンテナの各構成の位置関係の一例を模式的に示した図
【図３】制御手段の一例を示した図
【図４】アンテナの指向性を示した図
【図５】アンテナの指向性を示した図
【図６】マッチング回路の効果を示したＳ１１特性図
【図７】複数のアンテナを備えるアンテナ装置の解析モデルの一例を示した斜視図
【図８】アンテナの解析モデルの一例を示した斜視図
【図９】アンテナの各構成の位置関係の一例を模式的に示した図
【図１０】アンテナの指向性を示した図
【図１１】アンテナの指向性を示した図
【図１２】マッチング回路の効果を示したＳ１１特性図
【図１３】複数のアンテナを備えるアンテナ装置の解析モデルの一例を示した斜視図
【図１４】Ｓ１１，Ｓ２２と相関係数を示した図
【図１５】Ｓ１１，Ｓ２２と相関係数を示した図
【図１６】Ｓ１１，Ｓ２２と相関係数を示した図
【図１７】Ｓ１１，Ｓ２２と相関係数を示した図
【図１８】アンテナの指向性を示した図
【図１９】アンテナの指向性を示した図
【図２０】アンテナの指向性を示した図
【図２１】アンテナの指向性を示した図
【図２２】アンテナの指向性を示した図
【図２３】アンテナの指向性を示した図
【図２４】アンテナの指向性を示した図
【図２５】アンテナの指向性を示した図
【図２６】アンテナの解析モデルの一例を示した斜視図
【図２７】図２６のＳ１１特性図
【図２８】アンテナの解析モデルの一例を示した斜視図
【図２９】制御手段の一例を示した図
【図３０】指向性の連続的な変化を示した図
【図３１】アンテナ装置の一例を模式的に示した平面図
【図３２】アンテナ装置の一例を模式的に示した平面図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜アンテナ１の構成＞
図１は、本発明の一実施形態であるアンテナ１の動作を解析するためのコンピュータ上のシミュレーションモデルを示した斜視図である。電磁界シミュレータとして、Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  Ｓｔｕｄｉｏ（登録商標）（ＣＳＴ社）を使用した。
【００１２】
アンテナ１は、給電点１１と、グランドプレーン７０と、給電素子２０と、第１の放射素子３０と、第２の放射素子４０と、第１の給電部３５と、第２の給電部４５と、第１の制御素子５０と、第２の制御素子６０と、インピーダンス制御部１２０とを備えている。以下、第１の放射素子３０、第２の放射素子４０、第１の給電部３５、第２の給電部４５、第１の制御素子５０、第２の制御素子６０を、それぞれ、単に、放射素子３０、放射素子４０、給電部３５、給電部４５、制御素子５０、制御素子６０と記載する。給電部３５は、放射素子３０単体に対する給電部位であり、給電部４５は、放射素子４０単体に対する給電部位であり、アンテナ１としての給電部位ではない。アンテナ１としての給電部位は、給電点１１である。
【００１３】
給電点１１は、グランドプレーン７０を利用した所定の伝送線路や給電線等に接続される給電部位である。所定の伝送線路の具体例として、マイクロストリップライン、ストリップライン、グランドプレーン付きコプレーナウェーブガイド（導体面とは反対側の表面にグランドプレーンが配置されたコプレーナウェーブガイド）などが挙げられる。給電線としては、フィーダー線や同軸ケーブルが挙げられる。給電点１１は、例えば、グランドプレーン７０の外縁部７１の中央部に設けられている。
【００１４】
給電素子２０は、グランドプレーン７０をグランド基準とする給電点１１に接続された導体である。給電素子２０は、給電点１１を介して、例えば、基板８０に実装される給電回路（例えば、不図示のＩＣチップ等の集積回路）に接続される。給電素子２０と給電回路は、上記の異なる複数の種類の伝送線路や給電線を介して接続されてもよい。
【００１５】
給電素子２０は、放射素子３０及び放射素子４０から所定距離離れて配置された導体である。給電素子２０は、例えば、放射素子３０及び放射素子４０から、Ｚ軸に平行な方向成分を有する間隔をあけて配置されている。
【００１６】
なお、図１の場合、給電素子２０は、放射素子３０及び放射素子４０とＺ軸に平行な方向での平面視において重複している。しかしながら、給電素子２０が放射素子３０及び放射素子４０に非接触で給電可能な距離離れていれば、Ｚ軸に平行な方向での平面視において必ずしも重複していなくてもよい。例えば、Ｘ軸又はＹ軸に平行な方向などの任意の方向での平面視において重複していてもよい。
【００１７】
給電素子２０は、放射素子３０の給電部３５を介して、放射素子３０に対して非接触で給電可能であって、且つ、放射素子４０の給電部４５を介して、放射素子４０に対して非接触で給電可能な導体である。給電素子２０は、例えば、給電素子２０の少なくとも一部とグランドプレーン７０とが、グランドプレーン７０の法線方向における平面視で重複しないように配置された線状の導体である。グランドプレーン７０の法線方向は、図１の場合、Ｚ軸に平行な方向である。
【００１８】
給電素子２０は、例えば、ＸＹ平面に平行なグランドプレーン７０の外縁部７１から離れる方向に、給電点１１を起点に端部２１まで延伸する線状の導体部分を有する線状導体である。端部２１は、外縁部７１から離れる方向における、給電素子２０の先端部である。図１には、グランドプレーン７０に平行且つ外縁部７１に直角な方向に延伸する給電素子２０が例示されている。グランドプレーン７０に平行且つ外縁部７１に直角な方向は、図１の場合、Ｙ軸に平行な方向である。
【００１９】
なお、図１には、給電素子２０にマッチング回路９０が設けられている例が示されているが、マッチング回路９０は無くてもよい。マッチング回路９０についての説明は、後述する。
【００２０】
給電素子２０は、グランドプレーン７０の法線方向における平面視で、放射素子３０の一方の端部３３と放射素子４０の一方の端部４３との間のギャップ１３０に近づくように給電点１１から端部２１まで延伸する。給電素子２０は、放射素子３０の端部３３及び放射素子４０の端部４３から所定距離離れた端部２１を有し、端部２１は、ギャップ１３０の近傍に位置する。
【００２１】
図１には、ＸＹ平面内に配置されたＴ字状の給電素子２０が例示されているが、給電素子２０は、Ｌ字状、Ｉ字状などの他の形状であってもよい。また、給電素子２０は、ＸＹ平面内で延在する導体部分と、ＸＹ平面とは異なる平面内で延在する導体部分とを有する導体でもよい。
【００２２】
放射素子３０は、一方の端部３３と他方の端部３４とを有し、端部３３から端部３４まで直線的に延伸している放射導体である。端部３３及び端部３４は、他の導体が接続されていない開放端である。放射素子３０は、例えば、放射素子３０の少なくとも一部とグランドプレーン７０とが、グランドプレーン７０の法線方向における平面視で重複しないように配置された線状の導体である。
【００２３】
放射素子３０は、例えば、グランドプレーン７０の外縁部７１に沿うように配置された線状の放射導体部分を有する線状導体である。放射素子３０は、例えば、外縁部７１に対してグランドプレーン７０とは反対側に、外縁部７１から所定の最短距離離れた状態で、外縁部７１に平行な方向に延在している導体部分３１を有している。外縁部７１に平行な方向は、図１の場合、Ｘ軸に平行な方向である。放射素子３０が、外縁部７１に沿った導体部分３１を有することによって、例えばアンテナ１の指向性を容易に制御することが可能となる。
【００２４】
図１には、ＸＹ平面内に配置された直線状の放射素子３０が例示されているが、放射素子３０は、Ｌ字状などの他の形状であってもよい（図２８参照。詳細は後述）。また、放射素子３０は、ＸＹ平面内で延在する導体部分と、ＸＹ平面とは異なる平面内で延在する導体部分とを有する導体でもよい。
【００２５】
放射素子４０は、放射素子３０と同一又は同様の形状を有しているとよいため、その詳細な構成についての説明は簡略する。放射素子４０は、一方の端部４３と他方の端部４４とを有し、端部４３から端部４４まで直線的に延伸しているアンテナ導体である。放射素子４０は、例えば、外縁部７１に対してグランドプレーン７０とは反対側に、外縁部７１から所定の最短距離離れた状態で、外縁部７１に平行な方向に延在している導体部分４１を有している。
【００２６】
放射素子３０と放射素子４０は、互いに異なる方向に延伸する導体であり、給電素子２０から互いに離れる方向に延伸する導体である。放射素子３０と放射素子４０は、図１の場合、互いに同一のＸＹ平面内に配置された導体であるが、互いに異なる平面内に配置された導体でもよい。また、放射素子３０と放射素子４０は、図１の場合、一直線上に位置しているが、互いに異なる直線上に位置してもよい。例えば、Ｚ軸に平行な方向での平面視において、図１の場合、給電素子２０の端部２１に対してグランドプレーン７０から遠い側と近い側に配置されてもよい。
【００２７】
制御素子５０は、放射素子３０から所定距離離れて配置された導体である。制御素子５０は、例えば、放射素子３０から、Ｚ軸に平行な方向成分を有する間隔をあけて配置されている。制御素子５０は、給電素子２０の端部２１にインピーダンス制御部１２０を介して接続され、インピーダンス制御部１２０から端部５１まで直線的に延伸している。端部５１は、他の導体が接続されていない開放端である。制御素子５０は、例えば、制御素子５０の少なくとも一部とグランドプレーン７０とが、グランドプレーン７０の法線方向における平面視で重複しないように配置された線状の導体である。
【００２８】
制御素子５０は、例えば、放射素子３０に沿うように配置された線状の導体部分を有する線状導体である。図１には、ＸＹ平面内に配置された直線状の制御素子５０が例示されているが、制御素子５０は、Ｌ字状などの他の形状であってもよい（図２８参照。詳細は後述）。また、制御素子５０は、ＸＹ平面内で延在する導体部分と、ＸＹ平面とは異なる平面内で延在する導体部分とを有する導体でもよい。
【００２９】
制御素子６０は、放射素子４０から所定距離離れて配置された導体であるが、制御素子５０と同一又は同様の形状を有しているとよいため、その詳細な構成についての説明は簡略する。制御素子６０は、給電素子２０の端部２１にインピーダンス制御部１２０を介して接続され、インピーダンス制御部１２０から端部６１まで直線的に延伸している。
【００３０】
制御素子５０と制御素子６０は、図１の場合、互いに同一のＸＹ平面内に配置された導体であるが、互いに異なる平面内に配置された導体でもよい。また、制御素子５０と制御素子６０は、図１の場合、一直線上に位置しているが、互いに異なる直線上に位置してもよい。また、制御素子５０と制御素子６０は、図１の場合、給電素子２０と同一のＸＹ平面内に配置された導体であるが、給電素子２０と異なる平面内に配置された導体でもよい。
【００３１】
図２は、アンテナ１の各構成のＺ軸方向の位置関係を模式的に示した図である。本発明の実施形態に係るアンテナは、無線装置（例えば、人が携帯可能な通信端末）に搭載される。無線装置の具体例として、情報端末機、携帯電話、スマートフォン、パソコン、ゲーム機、テレビ、音楽や映像のプレーヤーなどの電子機器が挙げられる。
【００３２】
例えば図２において、ディスプレイを有する無線通信装置１００（無線装置の一例）にアンテナが搭載される場合、基板１１０は、例えば、ディスプレイの画像表示面を全面的に覆うカバーガラスであってもよいし、基板８０が固定される筐体（特には、表蓋、裏蓋、側壁など）であってもよい。カバーガラスは、ディスプレイに表示される画像を透明又はユーザが視認可能な程度に半透明な誘電体基板であって、ディスプレイの上に積層配置された平板状の部材である。
【００３３】
放射素子３０，４０がカバーガラスの表面に設けられる場合、放射素子３０，４０は、銅や銀などの導体ペーストをカバーガラスの表面に塗って焼成して形成されるとよい。このときの導体ペーストとして、カバーガラスに利用される化学強化ガラスの強化が鈍らない程度の温度で焼成できる低温焼成可能な導体ペーストを利用するとよい。また、酸化による導体の劣化を防ぐために、メッキなどを施してもよい。また、カバーガラスには加飾印刷が施されていてもよく、加飾印刷された部分に導体が形成されていてもよい。また、配線などを隠す目的でカバーガラスの周縁に黒色隠蔽膜が形成されている場合、放射素子３０，４０が黒色隠蔽膜上に形成されてもよい。
【００３４】
また、給電素子２０、放射素子３０，４０及び制御素子５０，６０、並びにグランドプレーン７０のＺ軸に平行な高さ方向における各位置は、互いに異なっていてもよいし、全て又は一部のみが同じでもよい。
【００３５】
また、一つの給電素子で複数の放射素子に給電してもよい。複数の放射素子を利用することにより、マルチバンド化、ワイドバンド化、指向性制御等の実施が容易となる。また、複数のアンテナが一つの無線通信装置に搭載されてもよい。
【００３６】
給電素子２０及び制御素子５０，６０は、図２の場合、基板８０の表面に設けられているが、基板８０の内部に設けられてもよい。
【００３７】
例えば、給電素子２０と給電素子２０に接する媒質とを含んで構成されたチップ部品が基板８０に実装される。これにより、媒質に接した給電素子２０を基板８０に容易に実装できる。
【００３８】
基板８０は、誘電体、磁性体、又は誘電体と磁性体との混合物を基材とする基板である。誘電体の具体例として、樹脂、ガラス、ガラスセラミックス、ＬＴＣＣ（Ｌｏｗ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏ−Ｆｉｒｅｄ  Ｃｅｒａｍｉｃｓ）、アルミナなどが挙げられる。誘電体と磁性体との混合物の具体例として、ＦｅやＮｉ、Ｃｏなどの遷移元素、ＳｍやＮｄなどの希土類元素を含む金属あるいは酸化物のいずれかを有していればよく、例えば、六方晶系フェライト、スピネル系フェライト（Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライトなど）、ガーネット系フェライト、パーマロイ、センダスト（登録商標）などが挙げられる。
【００３９】
基板８０は、グランドプレーン７０と、グランドプレーン７０をグランド基準とする給電点１１とを備えている。グランドプレーン７０は、図２の場合、基板８０の表層に形成された部位であるが、基板８０の内層に形成された部位であってもよい。
【００４０】
基板８０は、給電点１１に接続されるストリップ導体８２を備えた伝送線路を有している。ストリップ導体８２は、例えば、グランドプレーン７０との間に基板８０を挟むように基板８０の表面に形成された信号線である。
【００４１】
放射素子３０，４０は、給電素子２０及び制御素子５０，６０から離れて配置され、例えば図２に示されるように、基板８０から距離Ｈ２離れて基板８０に対向する基板１１０に設けられている。基板１１０は、誘電体、磁性体、又は誘電体と磁性体との混合物を基材とする基板である。基板１１０の基材の具体例は、上述の基板８０の場合と同様である。放射素子３０，４０は、図２では基板１１０の給電素子２０及び制御素子５０，６０に対向する側の表面に配置されている。しかしながら、放射素子３０，４０は、基板１１０の給電素子２０及び制御素子５０，６０に対向する側とは反対側の表面に配置されてもよいし、基板１１０の側面に配置されてもよい。
【００４２】
給電素子２０と放射素子３０，４０は、例えば、互いに電磁界結合可能な距離で離れて配置されている。放射素子３０は、給電部３５で給電素子２０を介して電磁界結合によって非接触で給電される。このように給電されることによって、放射素子３０は、アンテナの放射導体として機能する。図１に示すように、放射素子３０が２点間を結ぶ線状導体である場合、半波長ダイポールアンテナと同様の共振電流（定在波状に分布する電流）が放射素子３０上に形成される。すなわち、放射素子３０は、所定の周波数の半波長で共振するダイポールアンテナとして機能（以下、ダイポールモードという）する。また、放射素子がループ状導体であってもよい。放射素子がループ状導体である場合、ループアンテナと同様の共振電流（定在波状に分布する電流）が放射素子上に形成される。すなわち、放射素子は、所定の周波数の１波長で共振するループアンテナとして機能（以下、ループモードという）する。なお放射素子４０は、給電部４５で給電素子２０を介して電磁界結合によって非接触で給電されるが、放射素子３０と同様であるため、その詳細についての説明は省略する。
【００４３】
電磁界結合とは、電磁界の共鳴現象を利用した結合であり、例えば非特許文献（A.Kurs, et al,”Wireless Power Transfer via Strongly Coupled Magnetic Resonances,”Science Express,Vol.317,No.5834,pp.83-86,Jul.2007.）に開示されている。電磁界結合は、電磁界共振結合又は電磁界共鳴結合とも称され、同じ周波数で共振する共振器同士を近接させ、一方の共振器を共振させると、共振器間に作られるニアフィールド（非放射界領域）での結合を介して、他方の共振器にエネルギーを伝送する技術である。また、電磁界結合とは、静電容量結合や電磁誘導による結合を除いた高周波における電界及び磁界による結合を意味する。なお、ここでの静電容量結合や電磁誘導による結合を除いたとは、これらの結合が全くなくなることを意味するのではなく、影響を及ぼさない程度に小さいことを意味する。給電素子２０と放射素子３０，４０との間の媒体は、空気でもよいし、ガラスや樹脂材等の誘電体でもよい。なお、給電素子２０と放射素子３０，４０との間には、グランドプレーンやディスプレイ等の導電性材料を配置しないことが好ましい。
【００４４】
給電素子２０と放射素子３０，４０を電磁界結合させることによって、衝撃に対して強い構造が得られる。すなわち、電磁界結合の利用によって、給電素子２０と放射素子３０，４０を物理的に接触させることなく、給電素子２０を用いて放射素子３０，４０に給電できるため、物理的な接触が必要な接触給電方式に比べて、衝撃に対して強い構造が得られる。
【００４５】
また、電磁界結合で給電する場合の方が、静電容量結合で給電する場合に比べて、給電素子２０と放射素子３０，４０の離間距離（結合距離）の変化に対して、動作周波数における放射素子３０，４０の動作利得（アンテナ利得）は低下しにくい。ここで、動作利得とは、アンテナの放射効率×リターンロスで算出される量であり、入力電力に対するアンテナの効率として定義される量である。したがって、給電素子２０と放射素子３０，４０を電磁界結合させることで、給電素子２０と放射素子３０，４０の配置位置を決める自由度を高めることができ、位置ロバスト性も高めることができる。なお、位置ロバスト性が高いとは、給電素子２０及び放射素子３０，４０の配置位置等がずれても、放射素子３０，４０の動作利得に与える影響が低いことを意味する。また、給電素子２０と放射素子３０，４０の配置位置を決める自由度が高いため、アンテナ１の設置に必要なスペースを容易に縮小できる点で有利である。また、電磁界結合の利用によって、容量板などの余計な部品を構成してなくても、給電素子２０を用いて放射素子３０，４０に給電できるため、静電容量結合で給電する場合に比べて、簡易な構成での給電が可能である。
【００４６】
また、給電素子２０が放射素子３０に給電する部位である給電部３５は、図１の場合、放射素子３０の一方の端部３３と他方の端部３４との間の中央部３２以外の部位（中央部３２と端部３３又は端部３４との間の部位）に位置している。このように、給電部３５を放射素子３０の基本モードの共振周波数における最も低いインピーダンスになる部分（中央部３２）以外の放射素子３０の部位に位置させることによって、アンテナ１のインピーダンスマッチングを容易に取ることができる。給電部３５は、放射素子３０と給電素子２０とが最近接する放射素子３０の導体部分のうち給電点１１に最も近い部分で定義される部位である。
【００４７】
放射素子３０のインピーダンスは、ダイポールモードの場合、放射素子３０の中央部３２から端部３３又は端部３４の方に離れるにつれて高くなる。電磁界結合における高インピーダンスでの結合の場合、給電素子２０と放射素子３０間のインピーダンスが多少変化しても一定以上の高インピーダンスで結合していればインピーダンスマッチングに対する影響は小さい。よって、マッチングを容易に取るために、放射素子３０の給電部３５は、放射素子３０の高インピーダンスの部分に位置させることが好ましい。
【００４８】
例えば、アンテナ１のインピーダンスマッチングを容易に取るために、給電部３５は、放射素子３０の基本モードの共振周波数における最も低いインピーダンスになる部分（中央部３２）から放射素子３０の全長の１／８以上（好ましくは、１／６以上、さらに好ましくは、１／４以上）の距離を離した部位に位置するとよい。図１の場合、放射素子３０の全長は、放射素子４０の全長Ｌ１５と同じであり、給電部３５は、中央部３２に対して端部３３側に位置している。
【００４９】
給電部４５は、放射素子４０に給電する部位であるが、給電部３５と同じ機能を有しているとよいため、その詳細な構成についての説明は省略する。なお、放射素子の基本モードの共振がループモードの場合、給電部は、放射素子の基本モードの共振周波数における最も高いインピーダンスになる部分からループの内周側の周長の３／１６以下（好ましくは、１／８以下、さらに好ましくは、１／１６以下）の距離を離した範囲内の部位に位置するとよい。
【００５０】
また、給電素子２０の共振の基本モードを与える電気長をＬｅ２０、放射素子３０，４０の共振の基本モードを与える電気長をＬｅ３０、Ｌｅ４０、放射素子３０，４０の基本モードの共振周波数ｆ１における給電素子２０または放射素子３０，４０上での波長をλとして、Ｌｅ２０が、（３／８）・λ以下であり、かつ、Ｌｅ３０、Ｌｅ４０が、放射素子３０，４０の共振の基本モードがダイポールモードである場合、（３／８）・λ以上（５／８）・λ以下であり、放射素子３０，４０の共振の基本モードがループモードである場合、（７／８）・λ以上（９／８）・λ以下であることが好ましい。
【００５１】
前記Ｌｅ２０は、（３／８）・λ以下が好ましい。また、グランドプレーン７０の有無を含めその形状に自由度を与えたい場合には、（１／８）・λ以上（３／８）・λ以下がより好ましく、（３／１６）・λ以上（５／１６）・λ以下が特に好ましい。Ｌｅ２０がこの範囲内であれば、給電素子２０が放射素子３０，４０の設計周波数（共振周波数ｆ１）にて良好に共振するため、アンテナ１のグランドプレーン７０に依存せずに給電素子２０と放射素子３０，４０とが共鳴して良好な電磁界結合が得られ好ましい。
【００５２】
また、外縁部７１が放射素子３０，４０に沿うようにグランドプレーン７０が形成された場合、給電素子２０は外縁部７１との相互作用により、給電素子２０とグランドプレーン上に、共振電流（定在波状に分布する電流）を形成することができ、放射素子３０，４０と共鳴して電磁界結合する。そのため、給電素子２０の電気長Ｌｅ２０の下限値は特になく、給電素子２０が放射素子３０，４０と物理的に電磁界結合できる程度の長さであればよい。また、電磁界結合が実現しているとは整合が取れているということを意味している。また、この場合、給電素子２０が放射素子３０，４０の共振周波数に合わせて電気長を設計する必要がなく、給電素子２０を放射導体として自由に設計することが可能になるため、アンテナ１の多周波化を容易に実現できる。なお、放射素子３０，４０に沿うグランドプレーン７０の外縁部７１は、給電素子２０の電気長と合計して設計周波数（共振周波数ｆ１１）の（１／４）・λ以上の長さであることがよい。
【００５３】
なお給電素子２０の物理的な長さＬ２０（図１の場合、Ｌ１４に相当）は、整合回路などを含んでいない場合、放射素子の基本モードの共振周波数における真空中の電波の波長をλ０として、実装される環境による短縮効果の短縮率をｋ１としたとき、λｇ１＝λ０・ｋ１によって決定される。ここでｋ１は、給電素子２０の環境の実効比誘電率（εｒ１）および実効比透磁率（μｒ１）などの給電素子が設けられた誘電体基材等の媒質（環境）の比誘電率、比透磁率、および厚み、共振周波数などから算出される値である。すなわち、Ｌ２０は、（３／８）・λｇ１以下である。給電素子２０の物理的な長さＬ２０は、Ｌｅ２０を与える物理的な長さであり、その他の要素を含まない理想的な場合、Ｌｅ２０と等しい。給電素子２０が、整合回路などを含む場合、Ｌ２０は、ゼロを超え、Ｌｅ２０以下が好ましい。Ｌ２０はインダクタ等の整合回路を利用することにより短く（サイズを小さく）することが可能である。
【００５４】
また、前記Ｌｅ３０、Ｌｅ４０は、放射素子の共振の基本モードがダイポールモード（放射素子の両端が開放端であるような線状の導体）である場合、（３／８）・λ以上（５／８）・λ以下が好ましく、（７／１６）・λ以上（９／１６）・λ以下がより好ましく、（１５／３２）・λ以上（１７／３２）・λ以下が特に好ましい。また、高次モードを考慮すると、前記Ｌｅ３１は、（３／８）・λ・ｍ以上（５／８）・λ・ｍ以下が好ましく、（７／１６）・λ・ｍ以上（９／１６）・λ・ｍ以下がより好ましく、（１５／３２）・λ・ｍ以上（１７／３２）・λ・ｍ以下が特に好ましい。ただし、ｍは高次モードのモード数であり、自然数である。ｍは１〜５の整数が好ましく、１〜３の整数が特に好ましい。ｍ＝１の場合は基本モードである。Ｌｅ３０、Ｌｅ４０がこの範囲内であれば、放射素子３０，４０が充分に放射導体として機能し、アンテナ１の効率が良く好ましい。
【００５５】
また同様に、放射素子の共振の基本モードがループモード（放射素子がループ状の導体）である場合、前記Ｌｅ３０、Ｌｅ４０は、（７／８）・λ以上（９／８）・λ以下が好ましく、（１５／１６）・λ以上（１７／１６）・λ以下がより好ましく、（３１／３２）・λ以上（３３／３２）・λ以下が特に好ましい。また、高次モードについては、前記Ｌｅ３０、Ｌｅ４０は、（７／８）・λ・ｍ以上（９／８）・λ・ｍ以下が好ましく、（１５／１６）・λ・ｍ以上（１７／１６）・λ・ｍ以下がより好ましく、（３１／３２）・λ・ｍ以上（３３／３２）・λ・ｍ以下が特に好ましい。
【００５６】
なお放射素子３０，４０の物理的な長さＬ３０、Ｌ４０（図１の場合、Ｌ１５に相当）は、放射素子の基本モードの共振周波数における真空中の電波の波長をλ０として、実装される環境による短縮効果の短縮率ｋ２をとしたとき、λｇ２＝λ０・ｋ２によって決定される。ここでｋ２は、放射素子３０，４０の環境の実効比誘電率（εｒ２）および実効比透磁率（μｒ２）などの放射素子が設けられた誘電体基材等の媒質（環境）の比誘電率、比透磁率、および厚み、共振周波数などから算出される値である。すなわち、Ｌ３０、Ｌ４０は、放射素子の共振の基本モードがダイポールモードである場合、（３／８）・λｇ２以上（５／８）・λｇ２以下、放射素子の共振の基本モードがループモードである場合、（７／８）・λｇ２以上（９／８）・λｇ２以下である。放射素子３０，４０の物理的な長さＬ３０、Ｌ４０は、それぞれＬｅ３０、Ｌｅ４０を与える物理的な長さであり、その他の要素を含まない理想的な場合、Ｌｅ３０、Ｌｅ４０と等しい。Ｌ３０、Ｌ４０は、インダクタ等の整合回路を利用することにより短くしたとしても、ゼロを超え、Ｌｅ３０、Ｌｅ４０以下が好ましく、Ｌｅ３０、Ｌｅ４０の０．４倍以上１倍以下が特に好ましい。
【００５７】
また、図１に示すように給電素子２０とグランドプレーン７０の外縁部７１との相互作用を利用できる場合において、給電素子２０を前述のように放射導体として機能させてもよい。放射素子３０，４０は、給電素子２０によって給電部３５，４５で非接触に電磁界結合で給電されることにより、例えば、λ／２ダイポールアンテナとして機能する放射導体である。一方、給電素子２０は、放射素子３０，４０に対して給電可能な線状の給電導体であるが、給電点１１で給電されることにより、モノポールアンテナ（例えば、λ／４モノポールアンテナ）として機能することも可能な放射導体である。放射素子３０，４０の共振周波数をｆ１、給電素子２０の共振周波数をｆ２と設定し、給電素子２０の長さを周波数ｆ２で共振するモノポールアンテナとして調整すれば、給電素子の放射機能を利用することができ、アンテナ１の多周波化を容易に実現できる。
【００５８】
給電素子２０の放射機能を利用したときの物理的な長さＬ２０は、整合回路などを含んでいない場合、給電素子２０の共振周波数ｆ２における真空中の電波の波長をλ１として、実装される環境による短縮効果の短縮率をｋ１としたとき、λｇ３＝λ１・ｋ１によって決定される。ここでｋ１は、給電素子２０の環境の実効比誘電率（εｒ１）および実効比透磁率（μｒ１）などの給電素子が設けられた誘電体基材等の媒質（環境）の比誘電率、比透磁率、および厚み、共振周波数などから算出される値である。すなわち、Ｌ２０は、（１／８）・λｇ３以下（３／８）・λｇ３以下であり、好ましくは、（３／１６）・λｇ３以上（５／１６）・λｇ３以下である。給電素子２０の物理的な長さＬ２０は、Ｌｅ２０を与える物理的な長さであり、その他の要素を含まない理想的な場合、Ｌｅ２０と等しい。給電素子２０が、整合回路などを含む場合、Ｌ２０は、ゼロを超え、Ｌｅ２０以下が好ましい。Ｌ２０はインダクタ等の整合回路を利用することにより短く（サイズを小さく）することが可能である。
【００５９】
また、放射素子３０，４０の基本モードの共振周波数における真空中の電波波長をλ０とする場合、給電素子２０と放射素子３０，４０との最短距離ｘは、０．２×λ０以下（より好ましくは、０．１×λ０以下、更に好ましくは、０．０５×λ０以下）であると好適である。給電素子２０と放射素子３０をこのような最短距離ｘだけ離して配置することによって、放射素子３０，４０の動作利得を向上させる点で有利である。
【００６０】
なお、最短距離ｘとは、給電素子２０と放射素子３０，４０において、最も近接している部位間の直線距離である。また、給電素子２０と放射素子３０，４０は、両者が電磁界結合していれば、任意の方向から見たときに、交差しても交差しなくてもよいし、その交差角度も任意の角度でよい。
【００６１】
また、給電素子２０と放射素子３０，４０とが最短距離ｘで並走する距離は、ダイポールモードの場合は、放射素子３０，４０の長さの３／８以下であることが好ましい。より好ましくは、１／４以下、更に好ましくは、１／８以下である。ループモードの場合は、放射素子のループの内周側の周長の３／１６以下であることが好ましい。より好ましくは、１／８以下、更に好ましくは、１／１６以下である。モノポールモードの場合は、放射素子１６０，１７０の長さの３／４以下であることが好ましい。より好ましくは、１／２以下、更に好ましくは、１／４以下である。最短距離ｘとなる位置は給電素子２０と放射素子３０，４０との結合が強い部位であり、最短距離ｘで並走する距離が長いと、放射素子３０，４０のインピーダンスが高い部分と低い部分の両方と強く結合することになるため、インピーダンスマッチングが取れない場合がある。よって、放射素子３０，４０のインピーダンスの変化が少ない部位のみと強く結合するために最短距離ｘで並走する距離は短い方がインピーダンスマッチングの点で有利である。
【００６２】
図１の場合、最短距離ｘは、給電素子２０の端部２１と放射素子３０の端部３３との最短距離であり、給電素子２０の端部２１と放射素子４０の端部４３との最短距離である。給電部３５は、端部３３（端部３３の近傍における放射素子３０の導体部分を含んでよい）に位置し、給電部４５は、端部４３（端部４３の近傍における放射素子４０の導体部分を含んでよい）に位置する。
【００６３】
図１の放射素子３０は、給電素子２０によって給電部３５で非接触に給電されることにより（特には、電磁界結合で給電されることにより）、ダイポールモードで動作するアンテナ（例えば、λ／２ダイポールアンテナ）として機能する放射導体である。放射素子４０についても同様である。
【００６４】
一方、給電素子２０は、放射素子３０，４０に対して給電可能な線状の給電導体であるが、給電点１１で給電されることにより、モノポールモードで動作するアンテナ（例えば、λ／４モノポールアンテナ）として機能することも可能な放射導体である。
【００６５】
放射素子３０は、中央部３２に対して端部３３寄りに給電部３５を有しているので、給電素子２０と高インピーダンスで電磁界結合する。同様に、放射素子４０は、中央部４２に対して端部４３寄りに給電部４５を有しているので、給電素子２０と高インピーダンスで電磁界結合する。
【００６６】
給電素子２０が高インピーダンスで放射素子３０と放射素子４０のいずれにも電磁界結合している状態では、アンテナ１の指向性は、給電素子２０を通るＹＺ平面に対して、環境が一様であれば線対称になる。
【００６７】
インピーダンス制御部１２０は、給電素子２０と制御素子５０とを接続するインピーダンス可変手段と、給電素子２０と制御素子６０とを接続するインピーダンス可変手段と有している。インピーダンス可変手段は、給電素子と制御素子との間のインピーダンスを、低インピーダンスから高インピーダンス又は高インピーダンスから低インピーダンスに変化させることが可能な手段であり、例えば、インピーダンスを調整可能なインピーダンス調整部である。
【００６８】
インピーダンス可変手段は、例えば、給電素子と制御素子との間のインピーダンスを低インピーダンスと高インピーダンスのうちのいずれか一方に選択的に切り替え可能なスイッチである。スイッチがオンすることで、給電素子と制御素子との間のインピーダンスが低インピーダンスとなり、スイッチがオフすることで、給電素子と制御素子との間のインピーダンスが高インピーダンスとなる。あるいは、インピーダンス可変手段は、例えば、給電素子と制御素子との間のインピーダンスを連続的に増加方向又は減少方向に変化させるものでもよい。
【００６９】
制御素子５０は、例えば、放射素子３０の共振周波数において制御素子５０と給電素子２０との間のインピーダンス可変手段のインピーダンスの低下に伴って給電素子２０と放射素子３０との電磁界結合が弱まり放射素子３０の放射導体としての機能が低下するよう配置される。制御素子５０は、例えば、制御素子５０と給電素子２０との間のインピーダンス可変手段が低インピーダンスになるとき、給電素子２０と放射素子３０との電磁界結合が弱まり放射素子３０が放射導体として機能しなくなるよう配置されてもよい。図１の場合、制御素子５０は、放射素子３０の共振周波数において制御素子５０の高インピーダンスとなる部位と放射素子３０の低インピーダンスとなる部位とが近接するように配置される。制御素子５０の高インピーダンスとなる部位は、例えば、端部５１であり、放射素子３０の低インピーダンスとなる部位は、例えば、中央部３２である。
【００７０】
制御素子６０も制御素子５０と同様である。制御素子６０は、例えば、放射素子４０の共振周波数において制御素子６０と給電素子２０との間のインピーダンス可変手段のインピーダンスの低下に伴って給電素子２０と放射素子４０との電磁界結合が弱まり放射素子４０の放射導体としての機能が低下するよう配置される。制御素子６０は、例えば、制御素子６０と給電素子２０との間のインピーダンス可変手段が低インピーダンスになるとき、給電素子２０と放射素子４０との電磁界結合が弱まり放射素子４０が放射導体として機能しなくなるよう配置されてもよい。図１の場合、制御素子６０は、放射素子４０の共振周波数において制御素子６０の高インピーダンスとなる部位と放射素子４０の低インピーダンスとなる部位とが近接するように配置される。制御素子６０の高インピーダンスとなる部位は、例えば、端部６１であり、放射素子４０の低インピーダンスとなる部位は、例えば、中央部４２である。
【００７１】
給電素子２０と放射素子３０の高インピーダンス部分（給電部３５）とで電磁界結合した状態のアンテナ１において、インピーダンス制御部１２０により、低インピーダンスで給電素子２０と制御素子５０とが接続される。インピーダンス制御部１２０により、低インピーダンスで給電素子２０と制御素子５０とが接続されることによって、給電素子２０と放射素子３０との電磁界結合が弱まる。すなわち、放射素子３０の共振周波数において、制御素子５０の高インピーダンス部分である端部５１と放射素子３０の低インピーダンス部分である中央部３２とが近接して配置されているため、給電素子２０と制御素子５０とが低インピーダンスで接続されることにより給電素子２０と放射素子３０との電磁界結合が弱まる。同様に、給電素子２０と放射素子４０の高インピーダンス部分（給電部４５）とで電磁界結合した状態のアンテナ１において、インピーダンス制御部１２０により、低インピーダンスで給電素子２０と制御素子６０とが接続される。インピーダンス制御部１２０により、低インピーダンスで給電素子２０と制御素子６０とが接続されることによって、給電素子２０と放射素子４０との電磁界結合が弱まる。
【００７２】
したがって、給電素子２０が放射素子３０と放射素子４０のいずれにも電磁界結合しているときに、給電素子２０と制御素子５０とが低インピーダンスで接続されることによって、給電素子２０と放射素子３０との電磁界結合が弱まる。これにより、放射素子３０のアンテナ利得が放射素子４０のアンテナ利得よりも小さくなり、放射素子４０からの放射が支配的になるため、アンテナ１の指向性を変化させることが可能になる。同様に、給電素子２０が放射素子３０と放射素子４０のいずれにも電磁界結合しているときに、給電素子２０と制御素子６０とが低インピーダンスで接続されることによって、給電素子２０と放射素子４０との電磁界結合が弱まる。これにより、放射素子４０のアンテナ利得が放射素子３０のアンテナ利得よりも小さくなり、放射素子３０からの放射が支配的になるため、アンテナ１の指向性を変化させることが可能になる。
【００７３】
また、放射素子３０と給電素子２０との電磁界結合及び放射素子４０と給電素子２０との電磁界結合が弱まることによって、放射素子３０と放射素子４０の両方のアンテナ利得を小さくできる。これにより、例えば、アンテナ１及びアンテナ１を搭載する無線装置のＳＡＲ（Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ Ｒａｔｅ）を下げ、人体への影響を低減できる。
【００７４】
このように、アンテナ１の構成によれば、給電素子２０は放射素子３０と放射素子４０のいずれにも非接触のまま、アンテナ１の指向性を切り替え制御できる。
【００７５】
なお、図１の場合、制御素子５０は、放射素子３０とＺ軸に平行な方向での平面視において重複している。しかしながら、制御素子５０は、給電素子２０が低インピーダンスで制御素子５０に接続されることにより給電素子２０と放射素子３０との電磁界結合が弱まる位置であれば、放射素子３０とＺ軸に平行な方向での平面視において必ずしも重複していなくてもよい。例えば、Ｘ軸又はＹ軸に平行な方向などの任意の方向での平面視において重複していてもよい。制御素子６０と放射素子４０との重複関係についても同様である。
【００７６】
インピーダンス制御部１２０は、例えば、給電素子２０と制御素子５０との間のインピーダンスを低くすることによって、放射素子３０の放射導体としての機能を低下させるインピーダンス調整部１２１を有する。インピーダンス調整部１２１は、例えば、給電素子２０と制御素子５０との間のインピーダンスを零に近づけるように低くすることによって、放射素子３０と給電素子２０との電磁界結合が弱まる。インピーダンス調整部１２１は、例えば、給電素子２０と制御素子５０との間のインピーダンスを増減させることが可能なインピーダンス可変手段の一例であり、例えば、可変容量ダイオード等の素子又は当該素子を有する回路である。インピーダンス調整部１２１は、給電素子２０と制御素子５０との間のインピーダンスを徐変（漸減又は漸増）させることで、アンテナ１の指向性を連続的に変化させることができる。なお、インピーダンス制御部１２０は、インピーダンス調整部１２１に含まれるトランジスタ等のスイッチング素子をオン／オフすることによって、アンテナ１の指向性を切り替えるように制御してもよい。
【００７７】
インピーダンス調整部１２１は、給電素子２０と制御素子５０との間を低インピーダンスにする（例えば、オンする）ことによって、給電素子２０と制御素子５０との間に流れるＲＦ電流を増やすことができる。これにより、放射素子３０と、制御素子５０に低インピーダンスで接続された給電素子２０との電磁界結合を弱め、放射素子３０の放射導体としての機能を低下させることができる。逆に、インピーダンス調整部１２１は、給電素子２０と制御素子５０との間を高インピーダンスにする（例えば、オフする）ことによって、給電素子２０と制御素子５０との間に流れるＲＦ電流を抑える又は止めることができる。これにより、放射素子３０は、給電素子２０と電磁界結合することができる。
【００７８】
同様に、インピーダンス制御部１２０は、例えば、給電素子２０と制御素子６０との間のインピーダンスを低くすることによって、放射素子４０の放射導体としての機能を低下させるインピーダンス調整部１２２を有する。インピーダンス調整部１２２は、例えば、給電素子２０と制御素子６０との間のインピーダンスを零に近づけるように低くすることによって、放射素子４０と給電素子２０との電磁界結合が弱まる。インピーダンス調整部１２２は、インピーダンス調整部１２１と同一の機能を有しているとよいので、その説明を省略する。
【００７９】
図３は、インピーダンス制御部１２０の構成の一例を示した図である。インピーダンス制御部１２０は、キャパシタ１４７と、インダクタ１４３，１４４，１４８と、可変容量ダイオード１４５，１４６と、直流電圧源１４１，１４２とを有している。
【００８０】
キャパシタ１４７とインダクタ１４８は直列に接続され、キャパシタ１４７の一端は、給電素子２０の端部２１に接続され、インダクタ１４８の一端は、グランドプレーン７０に接続される。キャパシタ１４７とインダクタ１４８との中間接続点には、可変容量ダイオード１４５を介して、制御素子５０の一端が接続され、可変容量ダイオード１４６を介して、制御素子６０の一端が接続される。インダクタ１４３と直流電圧源１４１は直列に接続され、インダクタ１４３の一端は、可変容量ダイオード１４５と制御素子５０との中間接続点に接続され、直流電圧源１４１の一端は、グランドプレーン７０に接続される。インダクタ１４４と直流電圧源１４２は直列に接続され、インダクタ１４４の一端は、可変容量ダイオード１４６と制御素子６０との中間接続点に接続され、直流電圧源１４２の一端は、グランドプレーン７０に接続される。
【００８１】
直流電圧源１４１が直流電圧の出力を高くすると、可変容量ダイオード１４５のキャパシタンスが小さくなることにより、給電素子２０と制御素子５０との間のインピーダンスが高くなるため、制御素子５０に流れるＲＦ電流を抑える又は止めることができる。これにより、給電素子２０と制御素子５０との接続を弱く又は無くすことができるため、給電素子２０と電磁界結合する放射素子３０を放射導体として機能させることができる。
【００８２】
逆に、直流電圧源１４１が直流電圧の出力を低く又は停止すると、可変容量ダイオード１４５のキャパシタンスが大きくなることにより、給電素子２０と制御素子５０との間のインピーダンスが低くなるため、制御素子５０に流れるＲＦ電流を増やすことができる。これにより、給電素子２０と制御素子５０との接続を強めることができるため、給電素子２０と電磁界結合する放射素子３０の放射導体としての機能を抑える又は停止させることができる。
【００８３】
同様に、直流電圧源１４２が直流電圧の出力を高くすると、可変容量ダイオード１４６のキャパシタンスが小さくなることにより、給電素子２０と制御素子６０との間のインピーダンスが高くなるため、制御素子６０に流れるＲＦ電流を抑える又は止めることができる。これにより、給電素子２０と制御素子６０との接続を弱く又は無くすことができるため、給電素子２０と電磁界結合する放射素子４０を放射導体として機能させることができる。
【００８４】
逆に、直流電圧源１４２が直流電圧の出力を低く又は停止すると、可変容量ダイオード１４６のキャパシタンスが大きくなることにより、給電素子２０と制御素子６０との間のインピーダンスが低くなるため、制御素子６０に流れるＲＦ電流を増やすことができる。これにより、給電素子２０と制御素子６０との接続を強めることができるため、給電素子２０と電磁界結合する放射素子４０の機能を抑える又は停止させることができる。
【００８５】
図３に示したインピーダンス制御部１２０によって、給電素子２０と制御素子５０との間のインピーダンスおよび給電素子２０と制御素子６０との間のインピーダンスを徐変（漸減又は漸増）させることが可能となる。インピーダンスを徐変させることによって、指向性をオン／オフで切り替えるのではなく、周囲の環境の変化に従って指向性も徐々に変化させていくことが可能になる。
【００８６】
図４及び図５は、アンテナ１の指向性を例示した図である。Directivityは、アンテナ１の基本モードの共振周波数（この場合、１．４８５ＧＨｚに設定）における指向性利得を表す。θは、給電点１１とグランドプレーン７０の中心点とを通るＹＺ平面内において給電素子２０の延伸方向とのなす角度を表し、φは、グランドプレーン７０の中心点を通るＺＸ平面内においてグランドプレーン７０の法線方向とのなす角度を表す（図１参照）。
【００８７】
図４は、給電素子２０と制御素子５０との間のインピーダンスが高く、且つ、給電素子２０と制御素子６０との間のインピーダンスが高い状態を示している。図５は、給電素子２０と制御素子５０との間のインピーダンスが高く、且つ、給電素子２０と制御素子６０との間のインピーダンスが低い状態を示している。図４，図５に示されるように、アンテナ１の指向性を切り替えることができる。
【００８８】
なお、アンテナ１の構造は、給電点１１を通るＹＺ平面に対して対称性を有する。そのため、図５の場合とは逆に、給電素子２０と制御素子５０との間のインピーダンスが低く、且つ、給電素子２０と制御素子６０との間のインピーダンスが高い状態の場合、アンテナ１は、φ＝１８０°に関して図５に示される指向性に線対称な指向性を有する。
【００８９】
図１において、アンテナ１は、例えば、インピーダンス制御部１２０に連動して、放射素子３０及び放射素子４０の基本モードの共振周波数を調整するマッチング回路９０を備えてもよい。マッチング回路９０は、インピーダンス制御部１２０が放射素子３０と給電素子２０との結合状態を変化させる又は放射素子４０と給電素子２０との結合状態を変化させることに連動して、共振周波数を調整する。マッチング回路９０は、例えば、給電素子２０に挿入又は接続される。
【００９０】
マッチング回路９０は、放射素子３０と給電素子２０との結合状態又は放射素子４０と給電素子２０との結合状態が変化することによって、放射素子３０又は放射素子４０の基本モードの共振周波数が変化しても、その共振周波数の変化を補正できる。
【００９１】
図６は、アンテナ１において、マッチング回路９０の効果を例示したＳ１１特性図である。ａは、マッチング回路９０が無い場合、給電素子２０と制御素子５０との間のインピーダンスが高く、且つ、給電素子２０と制御素子６０との間のインピーダンスが高い状態のときを示す（インピーダンス調整部１２１：高インピーダンス、インピーダンス調整部１２２：高インピーダンス）。ｂは、マッチング回路９０が有る場合、給電素子２０と制御素子５０との間のインピーダンスが高く、且つ、給電素子２０と制御素子６０との間のインピーダンスが高い状態のときを示す（インピーダンス調整部１２１：高インピーダンス、インピーダンス調整部１２２：高インピーダンス）。ｃは、マッチング回路９０が無い場合、給電素子２０と制御素子５０との間のインピーダンスが高く、且つ、給電素子２０と制御素子６０との間のインピーダンスが低い状態のときを示す（インピーダンス調整部１２１：高インピーダンス、インピーダンス調整部１２２：低インピーダンス）。
【００９２】
図６は、マッチング回路９０が、給電素子２０に直列に挿入されたインダクタ（インダクタンス：１５ｎＨ）と、給電素子２０の端部２１とグランドプレーン７０との間に挿入されたインダクタ（インダクタンス：１５ｎＨ）とにより構成された場合を示す。
【００９３】
マッチング回路９０が非動作の場合、インピーダンス調整部１２２の状態がオンからオフに切り替わると、放射素子３０の基本モードの共振周波数（この場合、１．４８５ＧＨｚ）がずれてしまう場合がある（ｃからａに変化）。しかしながら、インピーダンス調整部１２２の状態がオンからオフに切り替わることに連動して、マッチング回路９０を動作させることによって、放射素子３０の基本モードの共振周波数がずれることを防止できる（ｃからｂに変化）。
【００９４】
なお、Ｓ１１特性の測定時の図１で示した各寸法は、単位をｍｍとすると、
Ｌ１１：６０
Ｌ１２：３０
Ｌ１３：１３０
Ｌ１４：１０．５
Ｌ１５：５８
Ｌ１６：３０
とした。また、給電素子２０、放射素子３０，４０、制御素子５０，６０の各線幅は、１ｍｍに設定した。
【００９５】
また、Ｓ１１特性の測定時の図２で示した各寸法に関し、基板８０については、比誘電率εｒ＝３．３、ｔａｎδ＝０．００３、板厚Ｈ１＝０．８に設定し、基板１１０については、比誘電率εｒ＝７．４４、ｔａｎδ＝０．０１１、板厚Ｈ３＝１．１に設定した。また、基板８０と基板１１０とのギャップＨ２は、２ｍｍに設定した。
【００９６】
＜アンテナ装置２０１の構成＞
図７は、アンテナ１，２を備えるアンテナ装置２０１の動作を解析するためのコンピュータ上のシミュレーションモデルを示した斜視図である。電磁界シミュレータとして、Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  Ｓｔｕｄｉｏ（登録商標）（ＣＳＴ社）を使用した。上述の実施形態と同様の構成及び効果についての説明は、省略又は簡略する。
【００９７】
アンテナ２は、アンテナ１と同一又は同様の構成を有し、グランドプレーン７０に対してアンテナ１とは反対側に配置されている。アンテナ２は、給電素子２２と、放射素子３６と、放射素子４６と、制御素子５２と、制御素子６２と、インピーダンス制御部１２５と、マッチング回路９１とを備えている。
【００９８】
給電素子２２は、グランドプレーン７０をグランド基準とする給電点１２接続された導体である。給電点１２は、例えば、グランドプレーン７０の外縁部７２の中央部に設けられている。外縁部７２は、グランドプレーン７０の中央部に対して外縁部７１とは反対側の外縁部である。
【００９９】
放射素子３６と放射素子４６は、それぞれ、給電素子２２と電磁界結合する。制御素子５２は、Ｚ軸に平行な方向に放射素子３６から離れて配置され、制御素子６２は、Ｚ軸に平行な方向に放射素子４６から離れて配置されている。
【０１００】
インピーダンス制御部１２５は、インピーダンス可変手段を制御することによって給電素子２２と制御素子５２、又は給電素子２２と制御素子６２を低インピーダンスで接続させる制御手段の一例である。インピーダンス制御部１２５は、例えば、上述のインピーダンス調整部１２１と同様のインピーダンス調整部１２３を有する。インピーダンス調整部１２３は、例えば、給電素子２２と制御素子５２との間のインピーダンスを低くすることによって、放射素子３６と給電素子２２との電磁界結合が弱まる。同様に、インピーダンス制御部１２５は、例えば、上述のインピーダンス調整部１２２と同様のインピーダンス調整部１２４を有する。インピーダンス調整部１２４は、例えば、給電素子２２と制御素子６２との間のインピーダンスを低くすることによって、放射素子４６と給電素子２２との電磁界結合が弱まる。
【０１０１】
マッチング回路９１は、上記のマッチング回路９０と同様に、インピーダンス制御部１２５に連動して、放射素子３６及び放射素子４６の基本モードの共振周波数を調整する。
【０１０２】
アンテナ装置２０１は、アンテナ１，２を備えることによって、ＭＩＭＯ（Multiple  Input  Multiple  Output）アンテナとして機能する。また、アンテナ装置２０１は、インピーダンス調整部１２１，１２２，１２３，１２４のそれぞれがどのようなインピーダンスに調整されても、アンテナ１とアンテナ２との間の相関係数を低く保ったまま、アンテナ１，２それぞれの指向性を切り替え制御できる。
【０１０３】
＜アンテナ３の構成＞
図８は、本発明の一実施形態であるアンテナ３の動作を解析するためのコンピュータ上のシミュレーションモデルを示した斜視図である。電磁界シミュレータとして、Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  Ｓｔｕｄｉｏ（登録商標）（ＣＳＴ社）を使用した。上述の実施形態と同様の構成及び効果についての説明は、省略又は簡略する。
【０１０４】
アンテナ３は、グランドプレーン７０と、板状導体１５０と、給電素子２０と、放射素子１６０と、放射素子１７０と、制御素子５０と、制御素子６０と、インピーダンス制御部１２０とを備えている。給電素子２０と、制御素子５０と、制御素子６０と、インピーダンス制御部１２０と、マッチング回路９０とは、図１と同様である。
【０１０５】
グランドプレーン７０は、少なくとも一本の辺を外縁部として有する平面状のグランドパターンであり、図８には、ＸＹ平面内に延在する方形状のグランドプレーン７０が例示されている。図８のグランドプレーン７０は、Ｘ軸方向に直線的に延伸する外縁部７１と、Ｙ軸方向に直線的に延伸する外縁部７３と、Ｘ軸方向に直線的に延伸し外縁部７１に対向する外縁部７２と、Ｙ軸方向に直線的に延伸し外縁部７３に対向する外縁部７４とを有している。
【０１０６】
板状導体１５０は、グランドプレーン７０に対して平行に配置されるようにＺ軸に平行な方向に間隔をあけて設置された平面状の導体である。図８には、外縁部１５１，１５２，１５３，１５４を有し、ＸＹ平面内に延在する多角形の板状導体１５０が例示されている。
【０１０７】
板状導体１５０が、グランドプレーン７０の少なくとも一つの外縁部に沿うように設けられた外縁部を有している場合、板状導体１５０とグランドプレーン７０との間で共振しやすくなるため、アンテナ３の共振の数を増やすことができる。図８の場合、板状導体１５０の外縁部１５１，１５２，１５３，１５４が、それぞれ、グランドプレーン７０の外縁部７１，７２，７３，７４に沿って並走するように平行に設けられている。外縁部１５１は、Ｚ軸に平行な方向からの平面視において、外縁部７１の位置と一致していてもよいし、ずれていてもよい。外縁部１５２，１５３，１５４についても同様である。
【０１０８】
板状導体１５０は、グランドプレーン７０にＺ軸に平行な方向に間隔をあけて対向している対向部位を有している。板状導体１５０は、グランドプレーン７０と高周波的に結合可能な距離離れた方形状の導体である。板状導体１５０は、Ｘ軸方向に直線的に延伸する外縁部１５１と、Ｙ軸方向に直線的に延伸する外縁部１５３と、Ｘ軸方向に直線的に延伸し外縁部１５１に対向する外縁部１５２と、Ｙ軸方向に直線的に延伸し外縁部１５３に対向する外縁部１５４とを有している。
【０１０９】
給電素子２０は、放射素子１６０及び放射素子１７０から所定距離離れて配置された導体である。給電素子２０は、例えば、放射素子１６０及び放射素子１７０から、Ｚ軸に平行な方向成分を有する間隔をあけて配置されている。
【０１１０】
なお、図８の場合、給電素子２０は、放射素子１６０及び放射素子１７０とＺ軸に平行な方向での平面視において重複している。しかしながら、給電素子２０が放射素子１６０及び放射素子１７０に非接触で給電可能な距離離れていれば、Ｚ軸に平行な方向での平面視において必ずしも重複していなくてもよい。例えば、Ｘ軸又はＹ軸に平行な方向などの任意の方向での平面視において重複していてもよい。
【０１１１】
給電素子２０は、放射素子１６０の給電部１６５を介して、放射素子１６０に対して非接触で給電可能であって、且つ、放射素子１７０の給電部１７５を介して、放射素子１７０に対して非接触で給電可能な導体である。
【０１１２】
給電素子２０は、グランドプレーン７０の法線方向における平面視で、放射素子１６０の一方の端部１６３と放射素子１７０の一方の端部１７３との間のギャップ１３１に近づくように給電点１１から端部２１まで延伸する。給電素子２０は、放射素子１６０の端部１６３及び放射素子１７０の端部１７３から所定距離離れた端部２１を有し、端部２１は、ギャップ１３１の近傍に位置する。
【０１１３】
放射素子１６０は、板状導体１５０に接続された線状の導体であり、板状導体１５０の外縁部１５１に対して板状導体１５０とは反対側の方向に外縁部１５１から突出している放射導体である。放射素子１６０は、放射素子１６０の少なくとも一部とグランドプレーン７０とがＺ軸に平行な方向における平面視で重複しないように形成されている。放射素子１６０は、一方の端部１６４と他方の端部１６３とを有し、一方の端部１６４から曲折部１６７を経由して他方の端部１６３までＬ字状に延伸している。端部１６４は、板状導体１５０の外縁部１５１の一方の端部１５５の近傍に接続される根元部であり、端部１６３は、他の導体が接続されていない開放端である。
【０１１４】
放射素子１６０は、例えば、グランドプレーン７０の外縁部７１に沿うように配置された線状の放射導体部分を有する線状導体である。放射素子１６０は、例えば、外縁部７１に対してグランドプレーン７０とは反対側に、外縁部７１から所定の最短距離離れた状態で、外縁部７１に平行な方向に延在している導体部分１６１を有している。外縁部７１に平行な方向は、図８の場合、Ｘ軸に平行な方向である。放射素子１６０が、外縁部７１に沿った導体部分１６１を有することによって、例えばアンテナ３の指向性を容易に制御することが可能となる。
【０１１５】
図８には、ＸＹ平面内に配置されたＬ字状の放射素子１６０が例示されているが、放射素子１６０は、直線状などの他の形状であってもよい。また、放射素子１６０は、ＸＹ平面内で延在する導体部分と、ＸＹ平面とは異なる平面内で延在する導体部分とを有する導体でもよい。
【０１１６】
放射素子１７０は、放射素子１６０と同一又は同様の形状を有しているとよいため、その詳細な構成についての説明は簡略する。放射素子１７０は、一方の端部１７４と他方の端部１７３とを有し、端部１７４から端部１７３までＬ字状に延伸しているアンテナ導体である。端部１７４は、板状導体１５０の外縁部１５１の一方の端部１５６の近傍に接続される根元部であり、端部１７３は、他の導体が接続されていない開放端である。放射素子１７０は、例えば、外縁部７１に対してグランドプレーン７０とは反対側に、外縁部７１から所定の最短距離離れた状態で、外縁部７１に平行な方向に延在している導体部分１７１を有している。
【０１１７】
放射素子１７０と放射素子１６０は、互いに異なる方向に延伸する導体であり、給電素子２０に互いに近づく方向に延伸する導体である。放射素子１７０と放射素子１６０は、図８の場合、互いに同一のＸＹ平面内に配置された導体であるが、互いに異なる平面内に配置された導体でもよい。また、放射素子１６０の導体部分１６１と放射素子１７０の導体部分１７１は、図８の場合、一直線上に位置しているが、互いに異なる直線上に位置してもよい。
【０１１８】
なお、図８の場合、放射素子１６０と給電素子２０は、Ｚ軸方向での平面視において重複しているが、給電素子２０が放射素子１６０に電磁界結合可能な距離離れていれば、必ずしもＺ軸方向での平面視において重複していなくてもよい。例えば、Ｘ軸又はＹ軸方向などの任意の方向での平面視において重複していてもよい。
【０１１９】
給電素子２０と放射素子１６０は、例えば、互いに高周波的に結合可能な距離で離れて配置されている。放射素子１６０は、給電素子２０を介して非接触で給電される。このように給電されることによって、放射素子１６０は、アンテナの放射導体として機能する。図８に示すように、放射素子１６０が、一端が大きな面積の板状導体１５０に接続され、他端が開放端である線状導体である場合、λ／４モノポールアンテナと同様の共振電流（定在波状に分布する電流）が放射素子１６０上に形成される。すなわち、放射素子１６０は、所定の周波数の４分の１波長で共振するモノポールアンテナとして機能（以下、モノポールモードという）する。
【０１２０】
放射素子１７０は、放射素子１６０と同一又は同様の形状を有しているとよいため、その詳細な構成についての説明は簡略する。給電素子２０と放射素子１７０は、例えば、互いに電磁界結合可能な距離で離れて配置されている。放射素子１７０は、給電素子２０を介して非接触で給電される。このように給電されることによって、放射素子１７０は、アンテナの放射導体として機能する。
【０１２１】
また、放射素子１６０，１７０の共振の基本モードを与える電気長をＬｅ１６０、Ｌｅ１７０、放射素子１６０，１７０の基本モードの共振周波数ｆ１における放射素子１６０，１７０上での波長をλとして、Ｌｅ１６０，Ｌｅ１７０が、（１／８）・λ以上（３／８）・λ以下である。
【０１２２】
また、前記Ｌｅ１６０，Ｌｅ１７０は、放射素子の共振の基本モードがモノポールモード（放射素子が板状導体の外縁部に接続され、開放端を有する）である場合、（１／８）・λ以上（３／８）・λ以下が好ましく、（３／１６）・λ以上（５／１６）・λ以下がより好ましく、（７／３２）・λ以上（９／３２）・λ以下が特に好ましい。Ｌｅ１６０，Ｌｅ１７０がこの範囲内であれば、放射素子１６０，１７０が充分に放射導体として機能し、アンテナ３の効率が良く好ましい。
【０１２３】
なお放射素子１６０，１７０の物理的な長さをＬ１６０，Ｌ１７０（図８の場合、Ｌ１８＋Ｌ１９に相当）は、放射素子の基本モードの共振周波数における真空中の電波の波長をλ０として、実装される環境による短縮効果の短縮率ｋ２をとしたとき、λｇ２＝λ０・ｋ２によって決定される。ここでｋ２は、放射素子１６０，１７０の環境の実効比誘電率（εｒ２）および実効比透磁率（μｒ２）などの放射素子が設けられた誘電体基材等の媒質（環境）の比誘電率、比透磁率、および厚み、共振周波数などから算出される値である。すなわち、Ｌ１６０，Ｌ１７０は、放射素子の共振の基本モードがモノポールモードである場合、（１／８）・λｇ２以上（３／８）・λｇ２以下である。放射素子１６０，１７０の物理的な長さＬ１６０，Ｌ１７０は、Ｌｅ１６０，Ｌｅ１７０を与える物理的な長さであり、その他の要素を含まない理想的な場合、Ｌｅ１６０，Ｌｅ１７０と等しい。Ｌ１６０，Ｌ１７０は、インダクタ等の整合回路を利用することにより短くしたとしても、ゼロを超え、Ｌｅ１６０，Ｌｅ１７０以下が好ましく、Ｌｅ１６０，Ｌｅ１７０の０．４倍以上１倍以下が特に好ましい。
【０１２４】
また、図８の場合、給電素子２０が放射素子１６０，１７０に給電する部位である給電部１６５，１７５は、放射素子１６０，１７０の板状導体１５０と接続している放射素子１６０，１７０の基本モードの共振周波数における最も低いインピーダンスになる部分（端部１６４，１７４）から他方の端部１６３、１７３の側に近い部位に位置させることによって、アンテナ３のインピーダンスマッチングを容易に取ることができる。特には中央部１６２，１７２より端部１６３，１７３側に位置させることが好ましい。なお、給電部１６５，１７５は、放射素子１６０，１７０と給電素子２０とが最近接する放射素子１６０，１７０の導体部分のうち給電点１１に最も近い部分で定義される部位である。また、給電部１６５，１７５は、放射素子１６０，１７０単体に対する給電部位であり、アンテナ３としての給電部位ではない。アンテナ３としての給電部位は、給電点１１である。
【０１２５】
放射素子１６０，１７０のインピーダンスは、モノポールモードの場合、放射素子１６０，１７０の端部１６４，１７４から端部１６３、１７３に近づくにつれて高くなる。電磁界結合における高インピーダンスでの結合の場合、給電素子２０と放射素子１６０，１７０間のインピーダンスが多少変化しても一定以上の高インピーダンスで結合していればインピーダンスマッチングに対する影響は小さい。よって、マッチングを容易に取るために、放射素子１６０，１７０の給電部１６５，１７５は、放射素子１６０，１７０の高インピーダンスの部分に位置させることが好ましい。
【０１２６】
例えば、アンテナ３のインピーダンスマッチングを容易に取るために、給電部１６５，１７５は、放射素子１６０，１７０の基本モードの共振周波数における最も低いインピーダンスになる部分（端部１６４，１７４）から放射素子１６０，１７０の全長の１／４以上（好ましくは、１／３以上、より好ましくは、１／２以上）の距離を離した部位、さらに好ましくは中央部１６２，１７２よりも端部１６３，１７３側に位置するとよい。図８の場合、放射素子１６０，１７０の全長は、Ｌ１８＋Ｌ１９に相当し、給電部１６５，１７５は、中央部１６２，１７２よりも端部１６３，１７３側に位置している。
【０１２７】
このように、アンテナ３の構成の場合、比較的大きな面積を有する板状導体１５０が設けられていても、放射素子１６０，１７０は給電素子２０によって非接触で給電されるので、放射素子１６０，１７０又は給電素子２０の形態やレイアウトなどの制約を緩和できる。給電素子２０が放射素子１６０，１７０に非接触で給電可能な距離さえ確保できれば、給電素子２０と放射素子１６０，１７０との位置関係を自由に決められるため、アンテナ３を充分に機能させることを容易に実現できる。
【０１２８】
図９は、アンテナ３の各構成のＺ軸方向の位置関係を模式的に示した図である。上述の実施形態と同様の構成及び効果についての説明は、省略又は簡略する。給電素子２０と放射素子１６０，１７０は、例えば、互いに電磁界結合可能な距離で離れて配置されている。
【０１２９】
グランドプレーン７０と板状導体１５０とが、接続導体８４によって、直流的に接続されてもよい。接続導体８４の数は、一つでも複数でもよい。基板８０に発熱体８３が設置されている場合、発熱体８３が発する熱を基板８０及び接続導体８４を介して板状導体１５０に伝導させることができる。
【０１３０】
板状導体１５０は、放熱作用を有する放熱板又はヒートシンクとして機能することが可能である。板状導体１５０は、基板８０に設置された発熱体８３の熱を放熱してもよいし、基板１１０に設置された不図示の発熱体の熱を放熱してもよい。
【０１３１】
接続導体８４の具体例として、ビアやワイヤー等の配線、金属板などが挙げられる。発熱体８３の具体例として、基板８０に実装される回路構成部品（トランジスタ、ＩＣなど）が挙げられる。
【０１３２】
図８には、接続導体８４として、グランドプレーン７０の外縁部７４と板状導体１５０の外縁部１５４とを接続する細長の金属板と、グランドプレーン７０の外縁部７３と板状導体１５０の外縁部１５３とを接続する細長の金属板が例示されている。
【０１３３】
放射素子１６０は、中央部１６２に対して端部１６３寄りに給電部１６５を有しているので、給電素子２０は放射素子１６０の高インピーダンス部分と電磁界結合する。同様に、放射素子１７０は、中央部１７２に対して端部１７３寄りに給電部１７５を有しているので、給電素子２０は放射素子１７０の高インピーダンスで電磁界結合する。
【０１３４】
給電素子２０が高インピーダンスで放射素子１６０と放射素子１７０のいずれにもマッチングした状態で電磁界結合している状態では、アンテナ３の指向性は、給電素子２０を通るＹＺ平面に対して、環境が一様であれば線対称になる。
【０１３５】
インピーダンス制御部１２０は、インピーダンス可変手段を制御することによって給電素子２０と制御素子５０および給電素子２０と制御素子６０とをインピーダンス可変で接続させる制御手段の一例である。図８のインピーダンス制御部１２０の構成及び機能については、上述した内容と同様である。
【０１３６】
図１０及び図１１は、アンテナ３の指向性を例示した図である。Directivityは、アンテナ３の基本モードの共振周波数（この場合、１．１７５ＧＨｚに設定）における指向性利得を表す。θは、給電点１１とグランドプレーン７０の中心点とを通るＹＺ平面内において給電素子２０の延伸方向とのなす角度を表し、φは、グランドプレーン７０の中心点を通るＺＸ平面内においてグランドプレーン７０の法線方向とのなす角度を表す（図８参照）。
【０１３７】
図１０は、給電素子２０と制御素子５０との間のインピーダンスが高く、且つ、給電素子２０と制御素子６０との間のインピーダンスが高い状態を示している。図１１は、給電素子２０と制御素子５０との間のインピーダンスが高く、且つ、給電素子２０と制御素子６０との間のインピーダンスが低い状態を示している。図１０，図１１に示されるように、アンテナ３の指向性を切り替えることができる。
【０１３８】
なお、アンテナ３の構造は、給電点１１を通るＹＺ平面に対して対称性を有する。そのため、図１１の場合とは逆に、給電素子２０と制御素子５０との間のインピーダンスが低く、且つ、給電素子２０と制御素子６０との間のインピーダンスが高い状態の場合、アンテナ３は、φ＝１８０°に関して図１１に示される指向性に線対称な指向性を有する。
【０１３９】
図８において、アンテナ３は、例えば、インピーダンス制御部１２０に連動して、放射素子１６０及び放射素子１７０の基本モードの共振周波数を調整するマッチング回路９０を備えてもよい。マッチング回路９０は、インピーダンス制御部１２０が放射素子１６０と給電素子２０との結合状態を変化させる又は放射素子１７０と給電素子２０との結合状態を変化させることに連動して、共振周波数を調整する。マッチング回路９０は、例えば、給電素子２０に挿入又は接続される。
【０１４０】
マッチング回路９０は、放射素子１６０と給電素子２０との結合状態又は放射素子１７０と給電素子２０との結合状態が変化することによって、放射素子１６０又は放射素子１７０の基本モードの共振周波数が変化しても、その共振周波数の変化を補正できる。
【０１４１】
図１２は、アンテナ３において、マッチング回路９０の効果を例示したＳ１１特性図である。ｄは、マッチング回路９０が無い場合、給電素子２０と制御素子５０との間のインピーダンスが高く、且つ、給電素子２０と制御素子６０との間のインピーダンスが高い状態のときを示す（インピーダンス調整部１２１：高インピーダンス、インピーダンス調整部１２２：高インピーダンス）。ｅは、マッチング回路９０が有る場合、給電素子２０と制御素子５０との間のインピーダンスが高く、且つ、給電素子２０と制御素子６０との間のインピーダンスが高い状態のときを示す（インピーダンス調整部１２１：高インピーダンス、インピーダンス調整部１２２：高インピーダンス）。ｆは、マッチング回路９０が無い場合、給電素子２０と制御素子５０との間のインピーダンスが高く、且つ、給電素子２０と制御素子６０との間のインピーダンスが低い状態のときを示す（インピーダンス調整部１２１：高インピーダンス、インピーダンス調整部１２２：低インピーダンス）。
【０１４２】
図１２は、マッチング回路９０が、給電素子２０に直列に挿入されたインダクタ（インダクタンス：１５ｎＨ）と、給電素子２０の端部２１とグランドプレーン７０との間に挿入されたインダクタ（インダクタンス：１５ｎＨ）とにより構成された場合を示す。
【０１４３】
マッチング回路９０が非動作の場合、インピーダンス調整部１２２の状態がオンからオフに切り替わると、放射素子１６０の基本モードの共振周波数（この場合、１．１７５ＧＨｚ）がずれてしまう場合がある（ｆからｄに変化）。しかしながら、インピーダンス調整部１２２の状態がオンからオフに切り替わることに連動して、マッチング回路９０を動作させることによって、放射素子１６０の基本モードの共振周波数がずれることを防止できる（ｆからｅに変化）。
【０１４４】
なお、Ｓ１１特性の測定時の図８で示した各寸法は、単位をｍｍとすると、
Ｌ１１：１２０
Ｌ１２：８０
Ｌ１３：６０
Ｌ１４：１０．５
Ｌ１６：２９．５
Ｌ１７：８０
Ｌ１８：１０．５
Ｌ１９：２６．５
Ｌ２２：６０
とした。また、給電素子２０、放射素子１６０，１７０、制御素子５０，６０の各線幅は、１ｍｍに設定した。
【０１４５】
また、Ｓ１１特性の測定時の図９で示した各寸法に関し、基板８０については、比誘電率εｒ＝３．３、ｔａｎδ＝０．００３、板厚Ｈ１＝０．８に設定し、基板１１０については、比誘電率εｒ＝７．４４、ｔａｎδ＝０．０１１、板厚Ｈ３＝１．１に設定した。また、基板８０と基板１１０とのギャップＨ２は、２ｍｍに設定した。
【０１４６】
＜アンテナ装置２０２の構成＞
図１３は、アンテナ３，４を備えるアンテナ装置２０２の動作を解析するためのコンピュータ上のシミュレーションモデルを示した斜視図である。電磁界シミュレータとして、Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  Ｓｔｕｄｉｏ（登録商標）（ＣＳＴ社）を使用した。上述の実施形態と同様の構成及び効果についての説明は、省略又は簡略する。
【０１４７】
アンテナ４は、アンテナ３と同一又は同様の構成を有し、グランドプレーン７０に対してアンテナ３とは反対側に配置されている。アンテナ４は、給電素子２２と、放射素子１６６と、放射素子１７６と、制御素子５２と、制御素子６２と、インピーダンス制御部１２５と、マッチング回路９１とを備えている。
【０１４８】
放射素子１６６と放射素子１７６は、それぞれ、給電素子２２と電磁界結合する。制御素子５２は、Ｚ軸に平行な方向に放射素子１６６から離れて配置され、制御素子６２は、Ｚ軸に平行な方向に放射素子１７６から離れて配置されている。
【０１４９】
アンテナ装置２０２は、アンテナ３，４を備えることによって、ＭＩＭＯ（Multiple  Input  Multiple  Output）アンテナとして機能する。また、アンテナ装置２０２は、インピーダンス調整部１２１，１２２，１２３，１２４のインピーダンスに依らず、アンテナ３とアンテナ４との間の相関係数を低く保ったまま、アンテナ３，４それぞれの指向性を切り替え制御できる。
【０１５０】
図１４乃至図１７は、アンテナ装置２０２において、アンテナ３の反射係数Ｓ１１、アンテナ４の反射係数Ｓ２２、共振周波数（この場合、１．１７５ＧＨｚ）における相関係数を示した図である。相関係数はＳパラメータより計算した。図１８乃至図２５は、アンテナ装置２０２の指向性を例示した図である。Directivityは、アンテナ装置２０２の基本モードの共振周波数（この場合、１．１７５ＧＨｚに設定）における指向性利得を表す。θは、給電点１１，１２とグランドプレーン７０の中心点とを通るＹＺ平面内において給電素子２０の延伸方向とのなす角度を表し、φは、グランドプレーン７０の中心点を通るＺＸ平面内においてグランドプレーン７０の法線方向とのなす角度を表す（図１３参照）。
【０１５１】
図１４，図１８，図１９は、給電素子２０と制御素子５０との間のインピーダンスが高く、且つ、給電素子２０と制御素子６０との間のインピーダンスが高く、且つ、給電素子２２と制御素子５２との間のインピーダンスが高く、且つ、給電素子２２と制御素子６２との間のインピーダンスが高い状態を示している。
【０１５２】
図１５，図２０，図２１は、給電素子２０と制御素子５０との間のインピーダンスが高く、且つ、給電素子２０と制御素子６０との間のインピーダンスが高く、且つ、給電素子２２と制御素子５２との間のインピーダンスが高く、且つ、給電素子２２と制御素子６２との間のインピーダンスが低い状態を示している。
【０１５３】
図１６，図２２，図２３は、給電素子２０と制御素子５０との間のインピーダンスが高く、且つ、給電素子２０と制御素子６０との間のインピーダンスが低く、且つ、給電素子２２と制御素子５２との間のインピーダンスが低く、且つ、給電素子２２と制御素子６２との間のインピーダンスが高い状態を示している。
【０１５４】
図１７，図２４，図２５は、給電素子２０と制御素子５０との間のインピーダンスが高く、且つ、給電素子２０と制御素子６０との間のインピーダンスが低く、且つ、給電素子２２と制御素子５２との間のインピーダンスが高く、且つ、給電素子２２と制御素子６２との間のインピーダンスが低い状態を示している。
【０１５５】
図１４，図１６，図１７では、Ｓ１１とＳ２２がほぼ重なっている。図１４乃至図１７のときの相関係数は、それぞれ、０．００４、０．００５、０．０９９、０．００７である。これらの相関係数の値は、いずれも、ＭＩＭＯアンテナに求められる基準を十分に満たす。また、図１８，図２０，図２２，図２４は、アンテナ３の指向性を示し、図１９，図２１，図２３，図２５は、アンテナ４の指向性を示す。このように、アンテナ３とアンテナ４がグランドプレーン７０を共用していても、アンテナ３とアンテナ４との間の相関係数を低く保ったまま、アンテナ３，４それぞれの指向性を切り替えることができる。
【０１５６】
なお、アンテナ装置２０２のＳ１１，Ｓ２２特性の測定時の図１３及び図９で示した各寸法は、図８のアンテナ３のＳ１１特性の測定時の上記値と同一である。
【０１５７】
＜アンテナ５の構成＞
図２６は、本発明の一実施形態であるアンテナ５の動作を解析するためのコンピュータ上のシミュレーションモデルを示した斜視図である。電磁界シミュレータとして、Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  Ｓｔｕｄｉｏ（登録商標）（ＣＳＴ社）を使用した。上述の実施形態と同様の構成及び効果についての説明は、省略又は簡略する。
【０１５８】
アンテナ５は、図８のアンテナ３の板状導体１５０をくり抜いて開口部１５７を設けたものである。基板８０は、Ｚ軸に平行な方向での平面視において開口部１５７から視認可能である。開口部１５７を板状導体１５０に設けることによって、例えば、基板８０に実装される部品の高さの許容値を上げることや、他のアンテナやＩＣタグ等を実装することができる。
【０１５９】
図２７は、開口部１５７の開口寸法Ｌ２１（図２６参照）が、０ｍｍ、２０ｍｍ、４０ｍｍ、６０ｍｍの４つの場合について、アンテナ５のＳ１１の測定値を示したグラフである。「Ｌ２１＝０ｍｍ」とは、開口部１５７が設けられていない場合を示す。図２７では、４つの場合のＳ１１がほぼ重なっている。図２７に示されるように、板状導体１５０に開口部１５７を設けても、共振周波数がほとんど変化することなく、アンテナ５を動作させることができる。
【０１６０】
＜アンテナ６の構成＞
図２８は、本発明の一実施形態であるアンテナ６の斜視図である。上述の実施形態と同様の構成及び効果についての説明は、省略又は簡略する。
【０１６１】
アンテナ６は、図１のアンテナ１と同様の構成を有し、各構成は、アンテナ１と同様の位置関係を有する。アンテナ６は、グランドプレーン７０の外縁部に沿うように配置されたＬ字状の放射素子３０，４０と、グランドプレーン７０の外縁部に沿うように配置されたＬ字状の制御素子５０，６０とを備える。アンテナ６は、ＹＺ平面に関し、対称構造を有する。
【０１６２】
放射素子３０は、外縁部７１に沿うように延在する導体部分と、外縁部７３に沿うように延在する導電部分とを有する。放射素子４０は、外縁部７１に沿うように延在する導体部分と、外縁部７４に沿うように延在する導電部分とを有する。グランドプレーン７０は、互いに対向する外縁部７３と外縁部７４を有する。
【０１６３】
グランドプレーン７０が放射素子３０の導体部分と放射素子４０の導体部分とによって挟まれるように、放射素子３０及び放射素子４０が配置されることによって、アンテナ６の指向性を容易に制御することが可能となる。例えば、放射素子３０が外縁部７３に沿うように配置された導体部分を有し、且つ、放射素子４０が外縁部７３に対向する外縁部７４に沿うように配置された導体部分を有することによって、アンテナ６の指向性を容易に制御することが可能となる。
【０１６４】
図２９は、インピーダンス制御部１２０の一例を示した図である。インピーダンス制御部１２０は、インダクタ２４３，２４４，２４７，２４８，２５１，２５２と、キャパシタ２４９，２５０，２５３，２５４と、可変容量ダイオード２４５，２４６と、直流電圧源２４１，２４２とを有している。
【０１６５】
インダクタ２５１の一端が、制御素子５０の一端に接続され、インダクタ２５１の他端は、給電素子２０の端部２１に接続される。キャパシタ２５３とインダクタ２４３との直列回路が、インダクタ２５１と制御素子５０との接続点と直流電圧源２４１の正極との間に接続され、キャパシタ２４９とインダクタ２４７との直列回路が、インダクタ２５１と給電素子２０との接続点と直流電圧源２４１の負極との間に接続される。直流電圧源２４１の負極は、グランドプレーン７０に接続される。可変容量ダイオード２４５は、キャパシタ２５３とインダクタ２４３との接続点に接続されるカソードと、キャパシタ２４９とインダクタ２４７との接続点に接続されるアノードとを有する。
【０１６６】
インダクタ２５２の一端が、制御素子６０の一端に接続され、インダクタ２５２の他端は、給電素子２０の端部２１に接続される。キャパシタ２５４とインダクタ２４４との直列回路が、インダクタ２５２と制御素子６０との接続点と直流電圧源２４２の正極との間に接続され、キャパシタ２５０とインダクタ２４８との直列回路が、インダクタ２５２と給電素子２０との接続点と直流電圧源２４２の負極との間に接続される。直流電圧源２４２の負極は、グランドプレーン７０に接続される。可変容量ダイオード２４６は、キャパシタ２５４とインダクタ２４４との接続点に接続されるカソードと、キャパシタ２５０とインダクタ２４８との接続点に接続されるアノードとを有する。
【０１６７】
直流電圧源２４１が直流電圧Ｖ１の出力を制御し、可変容量ダイオード２４５のキャパシタンスを調整して、給電素子２０と制御素子５０との間のインピーダンスを高くすると、制御素子５０に流れるＲＦ電流を抑える又は止めることができる。これにより、給電素子２０と制御素子５０との接続を弱く又は無くすことができるため、給電素子２０と電磁界結合する放射素子３０を放射導体として機能させることができる。
【０１６８】
逆に、直流電圧源２４１が直流電圧Ｖ１の出力を制御し、可変容量ダイオード２４５のキャパシタンスを調整して、給電素子２０と制御素子５０との間のインピーダンスを低くすると、制御素子５０に流れるＲＦ電流を増やすことができる。これにより、給電素子２０と制御素子５０との接続を強めることができるため、給電素子２０と電磁界結合する放射素子３０の放射導体としての機能を抑える又は停止させることができる。
【０１６９】
同様に、直流電圧源２４２が直流電圧Ｖ２の出力を制御し、可変容量ダイオード２４６のキャパシタンスを調整して、給電素子２０と制御素子６０との間のインピーダンスを高くすると、制御素子６０に流れるＲＦ電流を抑える又は止めることができる。これにより、給電素子２０と制御素子６０との接続を弱く又は無くすことができるため、給電素子２０と電磁界結合する放射素子４０を放射導体として機能させることができる。
【０１７０】
逆に、直流電圧源２４２が直流電圧Ｖ２の出力を制御し、可変容量ダイオード２４６のキャパシタンスを調整して、給電素子２０と制御素子６０との間のインピーダンスを低くすると、制御素子６０に流れるＲＦ電流を増やすことができる。これにより、給電素子２０と制御素子６０との接続を強めることができるため、給電素子２０と電磁界結合する放射素子４０の機能を抑える又は停止させることができる。
【０１７１】
図２９に示したインピーダンス制御部１２０によって、給電素子２０と制御素子５０との間のインピーダンスおよび給電素子２０と制御素子６０との間のインピーダンスを徐変（漸減又は漸増）させることが可能となる。インピーダンスを徐変させることによって、指向性をオン／オフで切り替えるのではなく、周囲の環境の変化に従って指向性も徐々に変化させていくことが可能になる。
【０１７２】
図３０は、アンテナ６の指向性が図２９のインピーダンス制御部１２０によって連続的に変化する一態様を示す図である。Directivityは、アンテナ６の基本モードの共振周波数（この場合、１．９１ＧＨｚに設定）における指向性利得を表す。φは、グランドプレーン７０の中心点を通るＺＸ平面内においてグランドプレーン７０の法線方向とのなす角度を表す（図２８参照）。φ＝０°のときのDirectivityは、アンテナ６のＺ軸方向のアンテナ利得を表す。
【０１７３】
図３０に示されるように、直流電圧源２４１の直流電圧Ｖ１を所定の値（この場合、零）に固定した状態で、直流電圧源２４２の直流電圧Ｖ２を高くするにつれて、指向性利得のピーク値の角度φが、０°付近から９０°へ連続的に変化する。図３０には示されていないが、逆に、直流電圧源２４２の直流電圧Ｖ２を所定の値（例えば、零）に固定した状態で、直流電圧源２４１の直流電圧Ｖ１を高くするにつれて、指向性利得のピーク値の角度φが、０°付近から−９０°へ連続的に変化する。このように、インピーダンス制御部１２０は、アンテナ６の指向性を連続的に変化させることができる。
【０１７４】
なお、図３０の測定時の図１で示した各部の寸法は、単位をｍｍとすると、
Ｌ１１：１２０
Ｌ１２：６８．２
Ｌ１３：３８．７５
Ｌ１４：８．５２５
Ｌ１５ａ：２１．４７５
Ｌ１５ｂ：３４．１
Ｌ１６ａ：２３．６７５
Ｌ１６ｂ：８．５２５
Ｌ２３：６０
とした。また、給電素子２０、放射素子３０，４０、制御素子５０，６０の各線幅は、１ｍｍとした。
【０１７５】
また、図３０の測定時の図２で示した各寸法に関し、基板８０については、比誘電率εｒ＝３．３、ｔａｎδ＝０．００３、板厚Ｈ１＝０．８に設定し、基板１１０については、比誘電率εｒ＝７．４４、ｔａｎδ＝０．０１１、板厚Ｈ３＝１．１に設定した。また、基板８０と基板１１０とのギャップＨ２は、２ｍｍに設定した。
【０１７６】
また、図３０の測定時の図２９で示した各素子に関し、インダクタ２５１，２５２のインダクタンスは１．５ｎＨ、インダクタ２４３，２４４，２４７，２４８のインダクタンスは１５ｎＨ、キャパシタ２４９，２５０，２５３，３５４のキャパシタンスは２．２ｐＦに設定した。
【０１７７】
＜アンテナ装置２０３の構成＞
図３１は、図１のアンテナ１が有する形態と同形状の４つのアンテナ２１１，２１２，２１３，２１４を備えるアンテナ装置２０３の一例を示す平面図である。アンテナ２１１は、グランドプレーン７０の外縁部７１に沿うように配置された導体部分を有する放射素子を有する。アンテナ２１２は、外縁部７１に対向する外縁部７２に沿うように配置された導体部分を有する放射素子を有する。アンテナ２１３は、外縁部７３に沿うように配置された導体部分を有する放射素子を有する。アンテナ２１４は、外縁部７３に対向する外縁部７４に沿うように配置された導体部分を有する放射素子を有する。
【０１７８】
アンテナ装置２０３は、アンテナ２１１，２１２，２１３，２１４を備えることによって、４チャネルのＭＩＭＯ（Multiple  Input  Multiple  Output）アンテナとして機能する。また、アンテナ装置２０３は、各アンテナがグランドプレーン７０を共用していても、各アンテナのインピーダンス調整部１２１，１２２のインピーダンスに依らずに、各アンテナ間の相関係数を低く保ったまま、各アンテナの指向性を切り替え制御できる。
【０１７９】
図３２は、図１のアンテナ１が有する形態と同形状の４つのアンテナ２２１，２２２，２２３，２２４を備えるアンテナ装置２０４の一例を示す平面図である。アンテナ２２１は、外縁部７１，７３に沿うように配置された導体部分を有する放射素子を有する。アンテナ２２２は、外縁部７２，７３に沿うように配置された導体部分を有する放射素子を有する。アンテナ２２３は、外縁部７２，７４に沿うように配置された導体部分を有する放射素子を有する。アンテナ２２４は、外縁部７１，７４に沿うように配置された導体部分を有する放射素子を有する。
【０１８０】
アンテナ装置２０４も、図３１のアンテナ装置２０３と同様、４チャネルのＭＩＭＯ（Multiple  Input  Multiple  Output）アンテナとして機能し、各アンテナ間の相関係数を低く保ったまま、各アンテナの指向性を切り替え制御できる。
【０１８１】
以上、アンテナ、アンテナ装置及び無線装置を実施形態により説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。他の実施形態の一部又は全部との組み合わせや置換などの種々の変形及び改良が、本発明の範囲内で可能である。
【０１８２】
例えば、アンテナは、図示の形態に限られない。例えば、アンテナは、放射素子に直接又は接続導体を介して間接的に接続された導体部分を有するものでもよいし、放射素子に高周波的（例えば、容量的）に結合された導体部分を有するものでもよい。
【０１８３】
また、給電素子、放射素子及び制御素子は、直線的に延びる線状導体に限らず、曲がった導体部分を含むものでもよい。例えば、Ｌ字状の導体部分を含むものでもよいし、メアンダ形状の導体部分を含むものでもよいし、途中で分岐した導体部分を含むものでもよい。
【０１８４】
また、グランドプレーンを有する伝送線路は、マイクロストリップラインに限られない。例えば、ストリップライン、グランドプレーン付きコプレーナウェーブガイド（導体面とは反対側の表面にグランドプレーンが配置されたコプレーナウェーブガイド）などが挙げられる。
【０１８５】
また、グランドプレーンは、図示の外形形状に限られず、他の外形形状を有する導体パターンでもよい。また、グランドプレーンは、平面状に形成された形態に限られず、曲面状に形成された形態でもよい。同様に、板状導体は、図示の外形形状に限られず、他の外形形状を有する導体でもよい。また、板状導体は、平面状に形成された形態に限られず、曲面状に形成された形態でもよい。
【０１８６】
また、「板状」には、「箔状」又は「フィルム状」の意味が含まれてもよい。
【０１８７】
また、一対の放射素子（例えば、図１の場合、放射素子３０，４０）がグランドプレーンの外縁部に並走する長さが、互いに等しく設定されることにより、アンテナの指向性を容易に制御することが可能である。
【０１８８】
また、アンテナ装置に設けられた各アンテナの指向性が互いに同じ方向に向くように制御されることにより、アンテナ装置をダイバーシティアンテナとして機能させることができる。
【０１８９】
本国際出願は、２０１３年６月２１日に出願した日本国特許出願第２０１３−１３１１９５号に基づく優先権を主張するものであり、日本国特許出願第２０１３−１３１１９５号の全内容を本国際出願に援用する。
【符号の説明】
【０１９０】
１，２，３，４，５，２１１，２１２，２１３，２１４，２２１，２２２，２２３，２２４  アンテナ
１１，１２  給電点
２０，２２  給電素子
２１  端部
３０，４０，３６，４６  放射素子
３１，４１  導体部分
３２，４２  中央部
３３，３４，４３，４４  端部
３５，４５  給電部
５０，６０，５２，６２  制御素子
５１，６１  端部
７０  グランドプレーン
７１，７２，７３，７４  外縁部
８０，１１０  基板
８２  ストリップ導体
８３  発熱体
８４  接続導体
９０，９１  マッチング回路
１００  無線通信装置
１２０，１２５  インピーダンス制御部
１２１，１２２，１２３，１２４  インピーダンス調整部
１３０，１３１  ギャップ
１５０  板状導体
１５１，１５２，１５３，１５４  外縁部
１５５，１５６  端部
１５７  開口部
１６０，１７０，１６６，１７６  放射素子
２０１，２０２，２０３，２０４  アンテナ装置
【図１】
2014203977.tif 000003
【図２】
2014203977.tif 000004
【図３】
2014203977.tif 000005
【図４】
2014203977.tif 000006
【図５】
2014203977.tif 000007
【図６】
2014203977.tif 000008
【図７】
2014203977.tif 000009
【図８】
2014203977.tif 000010
【図９】
2014203977.tif 000011
【図１０】
2014203977.tif 000012
【図１１】
2014203977.tif 000013
【図１２】
2014203977.tif 000014
【図１３】
2014203977.tif 000015
【図１４】
2014203977.tif 000016
【図１５】
2014203977.tif 000017
【図１６】
2014203977.tif 000018
【図１７】
2014203977.tif 000019
【図１８】
2014203977.tif 000020
【図１９】
2014203977.tif 000021
【図２０】
2014203977.tif 000022
【図２１】
2014203977.tif 000023
【図２２】
2014203977.tif 000024
【図２３】
2014203977.tif 000025
【図２４】
2014203977.tif 000026
【図２５】
2014203977.tif 000027
【図２６】
2014203977.tif 000028
【図２７】
2014203977.tif 000029
【図２８】
2014203977.tif 000030
【図２９】
2014203977.tif 000031
【図３０】
2014203977.tif 000032
【図３１】
2014203977.tif 000033
【図３２】
2014203977.tif 000034
【国際調査報告】
2014203977.tif 000035
2014203977.tif 000036
2014203977.tif 000037
2014203977.tif 000038