(57)【要約】【課題】アンテナの多共振化と小型・低背化を両立し、かつ、異なる共振周波数におけるインピーダンス調整の独立性を改善する【解決手段】アンテナ装置１は、給電側部分素子１１と、折り返し部分素子１２と、終端開放部分素子１３を有する。給電側部分素子１１は給電箇所１１ａにおいて基板１０から給電される。給電側部分素子１１は、給電箇所１１ａから図示した幅“ｄ”を有して第１分岐箇所１１ｂに向かうように形成されている。折り返し部分素子１２は、第１分岐箇所１１ｂにおいて給電側部分素子１１から分岐し、折り返し箇所１２ａにおいて折り返され、接地端１２ｂで接地される。終端開放部分素子１３は、第２分岐箇所１１ｃにおいて給電側部分素子１１から分岐し、終端は開放端１３ａである。折り返し部分素子１２の往路と復路は、第１分岐箇所１１ｂ又は接地端１２ｂと折り返し箇所１２ａの間の短絡箇所１２ｃにおいて短絡される。【選択図】図１
2008177668.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の周波数及び第２の周波数において使用することができる無線装置用のアンテナ装置であって、
給電箇所と第１の分岐箇所と第２の分岐箇所を有すると共に前記給電箇所において給電され、かつ、前記給電箇所から幅を有して前記第１の分岐箇所に向かうように形成されてなる給電側部分素子と、
前記給電側部分素子から前記第１の分岐箇所において分岐すると共に、終端までの経路長が前記給電箇所から前記第１の分岐箇所までの前記給電側部分素子に含まれる経路長と合わせて前記第１の周波数の略２分の１波長に相当し、かつ、前記終端が前記給電箇所から前記第１の周波数の略５分の１波長以下の距離に位置する接地箇所において接地されるように折り返されることにより往路と復路を有し、前記往路と復路は短絡箇所において短絡されてなる折り返し部分素子と、
前記給電側部分素子から前記第２の分岐箇所において分岐すると共に開放端を有してなり、前記開放端までの経路長が前記給電箇所から前記第２の分岐箇所までの前記給電側部分素子に含まれる経路長と合わせて前記第２の周波数の略４分の１波長に相当する終端開放部分素子とを、
備えたことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
第１の周波数及び第２の周波数において使用することができる無線装置用のアンテナ装置であって、
給電箇所と第１の分岐箇所と第２の分岐箇所を有すると共に前記給電箇所において給電され、かつ、前記給電箇所から幅を有して前記第１の分岐箇所に向かう形状の周縁部分に相当するように形成されてなる給電側部分素子と、
前記給電側部分素子から前記第１の分岐箇所において分岐すると共に、終端までの経路長が前記給電箇所から前記第１の分岐箇所までの前記給電側部分素子に含まれる経路長と合わせて前記第１の周波数の略２分の１波長に相当し、かつ、前記終端が前記給電箇所から前記第１の周波数の略５分の１波長以下の距離に位置する接地箇所において接地されるように折り返されることにより往路と復路を有し、前記往路と復路は短絡箇所において短絡されてなる折り返し部分素子と、
前記給電側部分素子から前記第２の分岐箇所において分岐すると共に開放端を有してなり、前記開放端までの経路長が前記給電箇所から前記第２の分岐箇所までの前記給電側部分素子に含まれる経路長と合わせて前記第２の周波数の略４分の１波長に相当する終端開放部分素子とを、
備えたことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項３】
前記短絡個所は、前記給電箇所から前記第１の分岐箇所及び前記短絡箇所を経て前記接地箇所に至る経路長が前記第２の周波数の略２分の１波長に相当する位置に設けられたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記無線装置は第３の周波数においてさらに使用することができ、
前記給電側部分素子は、励振されたときの電流が前記給電箇所から前記第２の分岐箇所まで前記第１の分岐箇所を通らずに主に分布する経路の長さが、前記第３の周波数の略４分の１波長に相当することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のアンテナ装置。
【請求項５】
前記無線装置は第４の周波数においてさらに使用することができ、
前記給電側部分素子の有する幅は、少なくとも前記第４の周波数の略４分の１波長に相当することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のアンテナ装置。
【請求項６】
前記給電側部分素子は、前記無線装置の接地回路との間隔が前記第３の周波数の２０分の１波長以下であるように配設されたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のアンテナ装置。
【請求項７】
前記無線装置は第５の周波数においてさらに使用することができ、
前記短絡個所は、前記給電箇所から前記第１の分岐箇所及び前記短絡箇所を経て前記接地箇所に至る経路長が前記第５の周波数の略２分の１波長の整数倍に相当する位置に設けられたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のアンテナ装置。
【請求項８】
前記給電箇所又は前記給電側部分素子に電流結合するように配設された無給電素子を、さらに備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はアンテナ装置に係り、特に無線を利用する装置に内蔵することのできるアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機や無線機能を備えたパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等において多用途・多機能化が進み、これらの機器に使用されるアンテナ装置の多共振化、広帯域化が求められている。このような要請に応えるため、出願人はこれまでに例えば携帯電話機の内蔵アンテナを多共振化すると共にインピーダンス整合をとりやすくする発明について特許出願し、登録を受けた（特許文献１参照。）。
【０００３】
一方、誘電体基板に形成されるマイクロストリップアンテナの広帯域化を図る技術が知られている（例えば、特許文献２参照。）。上記の特許文献２においては、略Ｔ字型をなす平面エレメントとメアンダ形状の部分を含む線状エレメントを誘電体基板に形成してグランド（接地）パターンと対置することにより、５ＧＨｚ帯と２．４ＧＨｚ帯の電気的特性を個別に制御することのできるアンテナが記載されている。
【特許文献１】特許第３７７５７９５号公報（第２、４、５ページ、図１）
【特許文献２】特開２００６−１５７９５４号公報（第９、１０ページ、図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の特許文献１に開示された無線装置のアンテナは、折り返し型の第１アンテナ素子が低い方の周波数、先端開放の第２アンテナ素子が高い方の周波数でそれぞれ共振し、第１アンテナ素子の往路と復路の間の短絡位置を調整して第２アンテナ素子のインピーダンスを調整することができるように構成される。第２アンテナ素子の共振周波数を高くするほど上記の短絡位置を給電点側に寄せてインピーダンス整合を図る必要があるが、そうすると第１アンテナ素子の共振周波数におけるインピーダンスの誘導性を強める結果となる。
【０００５】
つまり、ある程度以上離れた周波数帯で使用される各アンテナ素子のインピーダンスを、独立して調整することは難しいという問題があった。また、この傾向は第１アンテナ素子と第２アンテナ素子の共振周波数の差が開くほど顕著に表れるから、使用周波数がある程度以上離れることを前提とする多機能化に対応させることは難しいという問題があった。
【０００６】
上記の特許文献２に開示されたアンテナは一般に高価な誘電体基板を使用するものであるから、携帯電話機やＰＣの内蔵アンテナとして利用するにはもともと限界がある。その点を別にすれば、例えば図４の示唆するところに基づいて、ある程度の幅を有して給電点に接続された素子の給電点とは反対の側に、略Ｔ字型をなして分岐する線状素子を付加したような構成の内蔵アンテナが想定される。
【０００７】
しかし、このようにして想定された内蔵アンテナは、機器の小型・低背化にともない、給電点に接続された幅を有する部分の素子が接地回路にも近接する可能性が高いため、インピーダンスの低下を生じやすいという問題がある。また、無給電素子を給電点に電流結合させて多共振化を図ろうとしても、幅を有する素子の部分に遮られて給電点に十分近接させることが難しいという問題がある。
【０００８】
本発明は上記問題を解決するためになされたもので、アンテナを多共振化すると共に小型・低背化機器に内蔵することができるように構成し、かつ、異なる共振周波数におけるインピーダンス調整の独立性を改善することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明のアンテナ装置は、第１の周波数及び第２の周波数において使用することができる無線装置用のアンテナ装置であって、給電箇所と第１の分岐箇所と第２の分岐箇所を有すると共に前記給電箇所において給電され、かつ、前記給電箇所から幅を有して前記第１の分岐箇所に向かうように形成されてなる給電側部分素子と、前記給電側部分素子から前記第１の分岐箇所において分岐すると共に、終端までの経路長が前記給電箇所から前記第１の分岐箇所までの前記給電側部分素子に含まれる経路長と合わせて前記第１の周波数の略２分の１波長に相当し、かつ、前記終端が前記給電箇所から前記第１の周波数の略５分の１波長以下の距離に位置する接地箇所において接地されるように折り返されることにより往路と復路を有し、前記往路と復路は短絡箇所において短絡されてなる折り返し部分素子と、前記給電側部分素子から前記第２の分岐箇所において分岐すると共に開放端を有してなり、前記開放端までの経路長が前記給電箇所から前記第２の分岐箇所までの前記給電側部分素子に含まれる経路長と合わせて前記第２の周波数の略４分の１波長に相当する終端開放部分素子とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、アンテナを多共振化すると共に小型・低背化機器に内蔵することができるように構成し、かつ、異なる共振周波数におけるインピーダンス調整の独立性を改善することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。なお、以下の各図の間で共通の符号は、同一の構成を表すものとする。
【実施例１】
【００１２】
以下、図１乃至図１９を参照して、本発明の実施例１を説明する。図１は、本発明の実施例１に係るアンテナ装置１の構成及び形状を表す図である。アンテナ装置１は、無線装置（通信装置、受信装置及び無線機能を備えたパーソナルコンピュータ等の電子装置を含む。）に内蔵された基板１０の１の端辺に取り付けられ、基板１０に設けられた図示しない無線回路に接続されている。
【００１３】
アンテナ装置１を備えた無線装置は、少なくとも第１周波数及び第２周波数における使用が予定されるものとする。なお図１において、基板１０はアンテナ装置１の取り付け位置の近傍のみが図示されている。
【００１４】
アンテナ装置１は、給電側部分素子１１と、折り返し部分素子１２と、終端開放部分素子１３を有する。給電側部分素子１１は、給電箇所１１ａと、第１分岐箇所１１ｂと、第２分岐箇所１１ｃを有する。給電側部分素子１１は給電箇所１１ａにおいて基板１０から給電されるものとし、図１では給電箇所１１ａと基板１０上の給電点を区別せずに表している。給電側部分素子１１は、給電箇所１１ａから図示した幅“ｄ”を有して第１分岐箇所１１ｂに向かうように形成されている。
【００１５】
折り返し部分素子１２は、第１分岐箇所１１ｂにおいて給電側部分素子１１から分岐する。折り返し部分素子１２は、複数回にわたって折曲げられると共に折り返し箇所１２ａにおいて折り返される。折り返し部分素子１２の終端は、基板１０の接地回路に接続された接地端１２ｂである。
【００１６】
終端開放部分素子１３は、第２分岐箇所１１ｃにおいて給電側部分素子１１から分岐する。終端開放部分素子１３は、例えば図示したように２回にわたって折曲げられる。終端開放部分素子１３の終端は、開放端１３ａである。
【００１７】
折り返し部分素子１２の第１分岐点１２ｂから折り返し箇所１２ａまでの部分を往路、折り返し箇所１２ａから接地端１２ｂまでの部分を復路と呼ぶ。折り返し部分素子１２の往路と復路は、第１分岐箇所１１ｂ又は接地端１２ｂと折り返し箇所１２ａの間の短絡箇所１２ｃにおいて短絡される。
【００１８】
図２は、アンテナ装置１の各部分の形状を、説明の便宜のため簡略化して表す図である。図２に表したアンテナ装置１の部分ごとの各周波数との対応関係を、図３、図６等を参照して説明する。図３は、第１周波数に対応するアンテナ電流の分布経路を太い実線で強調し、その他の部分を破線で表す図である。アンテナ装置１が励振されると、給電箇所１１ａから第１分岐箇所１１ｂまでの給電側部分素子１１に含まれる部分と、第１分岐箇所１１ｂから折り返し箇所１２ａを経て接地端１２ｂまでの折り返し部分素子１２の全部を合わせたアンテナ電流の分布経路が、図３の太い実線で示すように形成される。
【００１９】
図３において太い実線で示した経路の全長が２分の１波長に相当する周波数が第１周波数に略一致するように、給電側部分素子１１又は折り返し部分素子１２のサイズを設定し、かつ、給電箇所１１ａと接地端１２ｂの間隔をある程度狭めることにより、当該経路は第１周波数又はその近傍の周波数において共振する一種の折り返しモノポールアンテナとして構成される。
【００２０】
給電箇所１１ａと接地端１２ｂの間隔設定についてシミュレーションにより検討した結果を、図４及び図５を参照して説明する。図４は、図２において構成を表す符号を省略し、その代わりに評価に用いたモデルの各部分のサイズ（単位はミリメートル）を記入した図である。
【００２１】
図４に示したように給電箇所１１ａと接地端１２ｂの間隔をパラメータＸとして、第１周波数を含む帯域（図４の評価モデルの場合、ほぼ０．９±０．２ＧＨｚ）におけるアンテナ装置１の共振の有無を評価した。図５は当該モデルの共振特性を表し、横軸は周波数（単位はＧＨｚ）、縦軸は給電箇所１１ａから見たアンテナ装置１のインピーダンスのリアクタンス成分（単位はオーム）である。
【００２２】
図４の評価モデルを用いて、パラメータＸに対し０．００６λ（λは周波数を０．９ＧＨｚとしたときの波長を表す。）、０．００７λ、０．１３λ又は０．１９λの４通りの値を与えてシミュレーションを行った。図５のようなリアクタンス成分の周波数特性において、アンテナ装置１は周波数の増加と共に当該リアクタンス成分が負から正に移行するか、又は少なくとも増加傾向から減少傾向に変化する周波数において共振するということができる。そうすると、Ｘ≦０．１３λにおいて共振が確認されるが、Ｘ＝０．１９λにおいては確認されない。この結果によれば、パラメータＸを第１周波数の略５分の１波長以下にすることが適切である。
【００２３】
図６は、第２周波数に対応するアンテナ電流の分布経路を太い実線で強調し、その他の部分を破線で表す図である。アンテナ装置１が励振されると、給電側部分素子１１において給電箇所１１ａから第１分岐箇所１１ｂを通らずに第２分岐箇所１１ｃに至る部分と、第２分岐箇所１１ｃから開放端１３ａまでの終端開放部分素子１３の全部を合わせたアンテナ電流の分布経路が、図６の太い実線で示すように形成される。
【００２４】
図６において太い実線で表された経路の全長が４分の１波長に相当する周波数が第２周波数に略一致するように、給電側部分素子１１又は終端開放部分素子１３のサイズを設定することにより、当該経路は第２周波数又はその近傍の周波数において共振する一種の終端開放モノポールアンテナとして構成される（例えば、特許文献１参照。）。
【００２５】
ここで、第１分岐箇所１１ｂ及び短絡箇所１２ｃを経て接地端１２ｂに至る経路は、上記の第２周波数又はその近傍の周波数において共振するモノポールアンテナに対し、一種のスタブとして作用する。そこで、短絡箇所１２ｃの位置を選ぶことにより、第２周波数において給電箇所１１ａから見た当該モノポールアンテナのインピーダンスを調整することができる。
【００２６】
短絡箇所１２ｃの位置は、給電箇所１１ａから第１分岐箇所１１ｂ及び短絡箇所１２ｃを経て接地端１２ｂに至る経路長が第２周波数の２分の１波長に相当することを一応の基準として選ぶことができる。第２周波数において給電箇所１１ａから見た上記のインピーダンスを調整することができるように、短絡箇所１２ｃの位置をその前後で選ぶことができる（例えば、特許文献１参照。）。
【００２７】
ここで、給電側部分素子１１が図１に示したような幅“ｄ”を持たない従来の場合には、第１周波数と第２周波数の差がある程度離れている場合に短絡箇所１２ｃの位置を給電箇所１１ａ又は接地端１２ｂの側に寄せると、第１周波数において給電箇所１１ａから見たインピーダンスの誘導性が強まり、アンテナ装置１の第１周波数における放射効率が低下する。したがって、ある程度離れた第１周波数及び第２周波数のそれぞれにおいて、独立にインピーダンス調整を行うことが難しくなる。
【００２８】
アンテナ装置１においては、給電側部分素子１１が図１に示したような幅“ｄ”を持つことにより、第１周波数において給電箇所１１ａから見たインピーダンスに容量性が付加され、短絡箇所１２ｃの位置を給電箇所１１ａ又は接地端１２ｂの側に寄せたときの誘導性を打ち消すことができるという効果が得られる。したがって、第１周波数及び第２周波数がある程度離れていても、それぞれ独立にインピーダンス調整を行いやすくなる。
【００２９】
この点をシミュレーションにより評価した一例を、図７乃至図９を参照して説明する。図７は、図２において構成を表す符号を省略し、その代わりに評価に用いたモデルの各部分のサイズ（単位はミリメートル）を記入した図である。図８は、比較のため給電側部分素子１１が図１に示したような幅“ｄ”を持たない従来の場合について、図７と同様に評価に用いたモデルの各部分のサイズ（単位はミリメートル）を記入した図である。
【００３０】
図７又は図８に示した評価モデルを用いて、第１周波数を含む帯域（当該評価モデルの場合、０．７〜１．０ＧＨｚ）における給電箇所１１ａから見たインピーダンスをシミュレーションにより求めた。図９は、上記のインピーダンス特性を表すスミス線図である。なお、スミス線図の一般的な目盛り等の図示は省略する。
【００３１】
図９において、実線は図７のモデル、破線は図８のモデルのインピーダンス特性をそれぞれ表す。図８のモデルにおいては、給電側部分素子１１が幅を持たないため、インピーダンスが誘導性を示してスミス線図の上方寄りに表される。これに対して図７のモデルにおいては、給電側部分素子１１が図７に示したような１０ｍｍの幅を持つことの効果により、インピーダンスの誘導性が打ち消されてスミス線図の中央寄りに表される。
【００３２】
アンテナ装置１においては、給電側部分素子１１が図１に示したような幅“ｄ”を持つことにより、幅“ｄ”を持たない場合に比べて第２周波数近傍の特性を広帯域化することができるという効果が得られる。この点をシミュレーションにより評価した一例を、次に図１０乃至図１２を参照して説明する。
【００３３】
図１０は、この場合のアンテナ装置１の評価モデルを、図７と同様に表した図である。図１１は、比較のための従来技術に係る評価モデルを、図８と同様に表した図である。
【００３４】
図１０又は図１１に示した評価モデルを用いて、第２周波数を含む帯域（当該評価モデルの場合は１．２〜２．２ＧＨｚ）で給電箇所１１ａにおける電圧定在波比（ＶＳＷＲ）をシミュレーションにより求めた。図１２は、上記のＶＳＷＲの周波数特性を表す図である。図１２において、実線は図１０のモデル、破線は図１１のモデルのＶＳＷＲ周波数特性をそれぞれ表す。図１０のモデルにおいては、給電側部分素子１１が１０ｍｍの幅を持つことの効果により、図１１のモデルに比較して第２周波数近傍の周波数特性が広帯域化されていることがわかる。
【００３５】
アンテナ装置１の第１周波数及び第２周波数以外の共振周波数について、図１３及び図１４を参照して説明する。図１３は、当該３番目の共振周波数に対応するアンテナ電流の分布経路を太い実線で強調し、その他の部分を破線で表す図である。アンテナ装置１が励振されると、給電側部分素子１１において給電箇所１１ａから第１分岐箇所１１ｂを通らずに第２分岐箇所１１ｃに至るアンテナ電流の分布経路が、図１３の太い実線で示すように形成される。なお、アンテナ電流は給電側部分素子１１の周縁部に主に分布することから、図１３のように表したものである。
【００３６】
アンテナ装置１は、図１３の太い実線で示した経路の長さが４分の１波長に相当する周波数において共振する。すなわち、アンテナ装置１を備えた無線装置を第１周波数及び第２周波数以外の第３周波数において使用できるようにするためには、図１３において太い実線で示した経路の全長が４分の１波長に相当する周波数が第３周波数に略一致するように、給電側部分素子１１のサイズを設定すればよい。
【００３７】
図１４は、アンテナ装置１の第１周波数乃至第３周波数以外の４番目の共振周波数に対応するアンテナ電流の分布経路を太い実線で強調し、その他の部分を破線で表す図である。アンテナ装置１が励振されると、図１４の太い実線で示すように、給電箇所１１ａから給電側部分素子１１の幅方向を向くアンテナ電流の分布経路が形成される。
【００３８】
アンテナ装置１は、図１４の太い実線で示した経路の長さが４分の１波長に相当する周波数において共振する。すなわち、アンテナ装置１を備えた無線装置を第１周波数乃至第３周波数以外の第４周波数において使用できるようにするためには、図１４において太い実線で示した経路の全長が４分の１波長に相当する周波数が第４周波数に略一致するように、給電側部分素子１１の幅を設定すればよい。
【００３９】
アンテナ装置１の第３周波数から第４周波数までの帯域近傍における特性は、給電側部分素子１１と基板１０の接地回路の間隔により影響を受ける。この点をシミュレーションにより評価した一例を、次に図１５及び図１６を参照して説明する。図１５は、図２において構成を表す符号を省略し、その代わりに評価に用いたモデルの各部分のサイズ（単位はミリメートル）を記入した図である。
【００４０】
図１５に示したように給電側部分素子１１と基板１０の接地回路との間隔をパラメータＹとして、第３周波数を含む帯域（図１５の評価モデルの場合、ほぼ４．５〜６．５ＧＨｚ）での給電箇所１１ａにおける電圧定在波比（ＶＳＷＲ）をシミュレーションにより求めた。図１６は、上記のＶＳＷＲの周波数特性を表す図である。図１６に示した４本の曲線は、上から順にＹ＝４ｍｍ、３ｍｍ、２ｍｍ及び１ｍｍの場合に対応する。
【００４１】
図１６において例えばＶＳＷＲ≦３とするためには、左端の周波数４．５ＧＨｚにおいてＹ≦３ｍｍ、中央の周波数５．５ＧＨｚにおいておよそＹ≦２．５ｍｍ、右端の周波数６．５ＧＨｚにおいてＹ≦４ｍｍであることが求められる。これらの不等式右辺の値は、いずれも当該周波数における２０分の１波長以下の値に相当する。したがって、Ｙの値を第３周波数の２０分の１波長以下とすることが、一応の基準となり得る。
【００４２】
アンテナ装置１の第１周波数乃至第４周波数以外の５番目の共振周波数について、図１７を参照して説明する。図１７は、当該５番目の共振点に対応するアンテナ電流の分布経路を太い実線で強調し、その他の部分を破線で表す図である。アンテナ装置１が励振されると、給電箇所１１ａから第１分岐箇所１１ｂ及び短絡箇所１２ｃを経て接地端１２ｂに至るアンテナ電流の分布経路が、図１７の太い実線で示すように形成される。
【００４３】
アンテナ装置１は、図１７の太い実線で示した経路の長さが２分の１波長の整数倍に相当する第５周波数において共振する。先に説明したように、第２周波数におけるインピーダンス調整のため当該経路の長さが第２周波数の略２分の１波長に相当するように短絡箇所１２ｃの位置を選んだとき、第５周波数も合わせて定まる。他方、第２周波数におけるインピーダンス調整とは分けて短絡箇所１２ｃの位置を選ぶことにより、第５周波数を定めることもできる。第２周波数の値は、短絡箇所１２ｃの位置によって大きく変化することはない（短絡箇所１２ｃの位置に対してロバスト性を有する。）。
【００４４】
以上に説明したアンテナ装置１の第１周波数乃至第５周波数における共振特性の一例について、図１８及び図１９を参照して説明する。図１８は、図２において構成を表す符号を省略し、その代わりに一例として用いたモデルの各部分のサイズ（単位はミリメートル）を記入した図である。図１９は当該モデルの共振特性を表し、横軸は周波数（単位はＧＨｚ）、縦軸は給電箇所１１ａから見たアンテナ装置１のインピーダンスのリアクタンス成分（単位はオーム）である。
【００４５】
アンテナ装置１は、周波数の増加と共に当該リアクタンス成分が負から正に移行するか、又は少なくとも増加傾向から減少傾向に変化する周波数において共振するということができ、そのような周波数（上述した第１周波数乃至第５周波数にそれぞれ対応する“Ｆ１”乃至“Ｆ５”で表す。）を図１９に示している。なお、５ＧＨｚ弱にも共振周波数が生じているが、これは第２周波数“Ｆ２”の３倍高調波に相当し、独立して選べる値ではないからひとまず除いている。また、第５周波数“Ｆ５”の値及び他の共振周波数との大小関係は、短絡箇所１２ｃの位置によって変化する。
【００４６】
本発明の実施例１によれば、無線装置用のアンテナ装置の小型・低背化と、例えば図１９に示したような広帯域にわたる多共振化を両立させると共に、異なる共振周波数におけるインピーダンス調整の独立性を改善することができる。
【実施例２】
【００４７】
以下、図２０乃至図２２を参照して、本発明の実施例２を説明する。図２０は、本発明の実施例２に係るアンテナ装置２の構成及び形状を表す図である。アンテナ装置２は、実施例１で説明したアンテナ装置１と同様に、無線装置に内蔵された基板１０の１の端辺に取り付けられ、基板１０に設けられた図示しない無線回路に接続されている。アンテナ装置２を備えた無線装置は、実施例１の場合と同様、少なくとも第１周波数及び第２周波数における使用が予定されるものとする。
【００４８】
アンテナ装置２は、給電側部分素子２１と、折り返し部分素子１２と、終端開放部分素子１３を有する。これらのうち、折り返し部分素子１２及び終端開放部分素子１３は、それぞれ実施例１において説明したものと同じである。給電側部分素子２１は給電箇所２１ａにおいて基板１０から給電されるものとし、図２０では給電箇所２１ａと基板１０上の給電点を区別せずに表している。
【００４９】
給電側部分素子２１は、給電箇所２１ａから図示した幅“ｄ”を有して第１分岐箇所２１ｂに向かう形状（実施例１において説明した給電側部分素子１１の形状）の周縁部分に相当するように（図２０の場合は矩形ループ状に）形成されている。このように形成された給電側部分素子２１は、給電側部分素子１１に対比して省資源化、軽量化されたものとなる。
【００５０】
実施例１で説明したのと同じ折り返し部分素子１２は、第１分岐箇所２１ｂにおいて給電側部分素子２１から分岐する。実施例１で説明したのと同じ終端開放部分素子１３は、第２分岐箇所２１ｃにおいて給電側部分素子２１から分岐する。
【００５１】
図２１及び図２２を参照して、アンテナ装置２の共振特性を実施例１で説明したアンテナ装置１と対比して説明する。図２１は、図１０に示したアンテナ装置１の評価モデルに対応するアンテナ装置２の評価モデルを表す図である。図２１は図１０と同様に構成を表す符号を省略し、その代わりに評価に用いたモデルの各部分のサイズ（単位はミリメートル）を示している。
【００５２】
図１０及び図２１に示した評価モデルを用いて、１GHｚ以下から９GHｚにわたる帯域で給電箇所（１１ａ又は２１ａ）における電圧定在波比（ＶＳＷＲ）をシミュレーションにより求めた。図２２の上の図は、上記のＶＳＷＲの低域側の周波数特性を表す図である。図２２の下の図は、上記のＶＳＷＲの高域側の周波数特性を表す図である。
【００５３】
図２２に示すように、実施例２に係る図２１の評価モデルの特性は、実施例１に係る図１０の評価モデルの特性と大差がない。すなわち、実施例２に係るアンテナ装置２は、省資源化を図った給電側部分素子２１を用いて、実施例１に係るアンテナ装置１とほぼ同等の効果を発揮するものである。
【００５４】
本発明の実施例２によれば、実施例１におけるのと大差がない性能を保ちつつ給電側部分素子の省資源化及びアンテナ装置の軽量化を図ることができるという、付加的な効果が得られる。
【実施例３】
【００５５】
以下、図２３乃至図２７を参照して、本発明の実施例３を説明する。本発明の実施例３に係るアンテナ装置３は、実施例１で説明したアンテナ装置１に無給電素子を付加したものである。図２３は、アンテナ装置３の構成及び各部分の形状を、実施例１で説明した図２と同様に簡略化して表す図である。アンテナ装置３は無給電素子３１を備えており、それ以外の構成はすべて図２に示したアンテナ装置１の構成と同じである。
【００５６】
無給電素子３１は一端が基板１０の接地回路に接続された片側接地型であり、アンテナ装置３の給電箇所１１ａ近傍に設けられて電流結合されるのが一般的な使い方である。しかし、無線装置の小型・低背化にともない、実装上の都合によって無給電素子３１を給電箇所１１ａの近傍において電流結合させることが難しい場合がある。
【００５７】
従来技術として説明した、ある程度の幅を有して給電点に接続された素子と分岐線状素子を組み合わせて構成されたアンテナの場合は、幅を有する部分に遮られるため無給電素子を給電点に十分近接させることが難しいという問題があった。これに対してアンテナ装置３においては、無給電素子３１を給電箇所１１ａの近傍に設けることが仮に難しいとしても、図２３に示したように給電側部分素子１１の近傍に設けることができる。
【００５８】
給電側部分素子１１においては、例えば図６に示したようにアンテナ電流が周縁部に沿って分布する。その結果、無給電素子３１を電流結合させることができる。
【００５９】
図２４は、無給電素子３１を給電箇所１１ａの近傍に設けることができる場合のアンテナ装置３の構成及び各部分の形状を表す図である。図２４は、無給電素子３１の位置を除いて図２３と同じである。このようなレイアウトが可能であれば、一般的な方法にしたがって無給電素子３１を給電箇所１１ａの近傍に設けることができる。すなわち、本発明の実施例３によれば、従来技術に比べて無給電素子を設ける位置の自由度を高めることができる。
【００６０】
図２５乃至図２７を参照して、アンテナ装置３の共振特性を実施例１で説明したアンテナ装置１と対比して説明する。図２５及び図２６は、それぞれ図２３及び図２４に示したアンテナ装置３の評価モデルを表す図である。図２５及び図２６は図１０と同様に構成を表す符号を省略し、その代わりに評価に用いたモデルの各部分のサイズ（単位はミリメートル）を示している。
【００６１】
図１０、図２５及び図２６にそれぞれ示した評価モデルを用いて、１．４GHｚから２．４GHｚにわたる第２周波数近傍の帯域で給電箇所１１ａにおける電圧定在波比（ＶＳＷＲ）をシミュレーションにより求めた。図２７の実線は、実施例１に係る図１０の評価モデルのＶＳＷＲ周波数特性である。図２７の破線は、実施例３に係る図２５の評価モデルのＶＳＷＲ周波数特性である。図２７の点線は、実施例３に係る図２６の評価モデルのＶＳＷＲ周波数特性である。
【００６２】
図２７に示すように、図２５又は図２６のいずれの評価モデルにおいても、第２周波数における共振特性を保ったまま、新たな共振周波数（図２５のモデルでは２．１ＧＨｚ付近、図２６のモデルでは２．２ＧＨｚ付近）が付加されていることがわかる。
【００６３】
本発明の実施例３によれば、無給電素子を用いてさらなる多共振化を図ることができ、かつ、従来技術に比べて無給電素子を設ける位置の自由度が高いという、付加的な効果が得られる。
【実施例４】
【００６４】
以下、図２８乃至図３７を参照して、本発明の実施例４を説明する。実施例４は、実施例１に係るアンテナ装置１の各種の変形を例示するものである。実施例２又は実施例３に係るアンテナ装置２又はアンテナ装置３についても同様の変形が可能であるが、それらの例示は省略する。以下の各図においては、煩雑を避けるために、アンテナ装置１と同じ構成については説明の都合上必要なものに限り符号を付して表すものとする。
【００６５】
図２８の第１の変形例における給電側部分素子４１は、給電箇所４１ａから幅を広げながら第１分岐箇所４１ｂに向かうように形成されている。給電側部分素子４１がこのような形状であっても、アンテナ装置１と同様の効果を得ることができる。
【００６６】
図２９の第２の変形例は、アンテナ装置１の折り返し部分素子１２を終端開放部分素子４２で置き換えたものである。給電箇所１１ａから第１分岐箇所１１ｂまでの給電側部分素子１１に含まれる部分と、終端開放部分素子４２の第１分岐箇所１１ｂから開放端４２ａまでの全部を合わせた経路長が、第１周波数の４分の１波長に相当するように各部分素子のサイズを設定することにより、アンテナ装置１と同様の効果を得ることができる。
【００６７】
図３０の第３の変形例は、アンテナ装置１の終端開放部分素子１３をメアンダ型部分素子４３で置き換えたものである。メアンダ形状を選ぶことによって、アンテナ装置１と同様の効果を得ながらさらに小型化することができる。
【００６８】
図３１の第４の変形例における給電側部分素子４４は、第１分岐箇所４４ｂ若しくは第２分岐箇所４４ｃ又はその両方よりも先まで延ばされて形成されている。給電側部分素子４４がこのような形状であっても、アンテナ装置１と同様の効果を得ることができる。
【００６９】
図３２の第５の変形例は、アンテナ装置１の終端開放部分素子１３を折り返し部分素子４５で置き換えたものである。折り返し部分素子４５の終端は、基板１０の接地回路に接続された接地端４５ｂである。
【００７０】
給電箇所１１ａから第２分岐箇所１１ｃまでの給電側部分素子１１に含まれる部分と、折り返し部分素子４５の第２分岐箇所１１ｃから接地端４５ｂまでの全部を合わせた経路長が、第２周波数の２分の１波長に相当するように各部分素子のサイズを設定し、かつ、給電箇所１１ａと接地端４５ｂの間隔をある程度狭めることにより、アンテナ装置１と同様の効果を得ることができる。また、第２周波数におけるインピーダンスを高めることができるという、付加的な効果が得られる。
【００７１】
図３３の第６の変形例は、上記の第５の変形例における折り返し部分素子４５の往路と復路を短絡箇所４５ｃにおいて短絡したものである。図３４の第７の変形例は、上記の第６の変形例における折り返し部分素子４５を終端開放部分素子４７で置き換えたものである。いずれの変形例も、アンテナ装置１と同様の効果に加えて、インピーダンス調整をよりきめ細かく行えるという付加的な効果が得られる。
【００７２】
図３５は、アンテナ装置１又はその変形例に対して終端開放部分素子４８及び無給電素子４９を付加することにより、さらに共振周波数を追加する４つの例を示している。
【００７３】
図３６は、図１に構成及び形状を示したアンテナ装置１に対し上述したような変形を行った結果であるアンテナ装置５の構成及び形状を表す図である。アンテナ装置５は、アンテナ装置１の給電側部分素子１１を給電側部分素子５１に置き換えると共に、終端開放部分素子５２を追加して構成したものである。その他の構成はすべて図１に示したアンテナ装置１の構成と同じであるから、説明及び図３６における符号の図示を省略する。
【００７４】
給電側部分素子５１は、アンテナ装置１の給電側部分素子１１を図３１に示したように延伸して変形したものである。終端開放部分素子５２は、給電側部分素子５１の延伸された部分から分岐したものである。
【００７５】
図３７は、図３６のように構成したアンテナ装置５に対し一例としてサイズの条件を与え、給電箇所５１ａにおける電圧定在波比（ＶＳＷＲ）の周波数特性をシミュレーションにより求めて表す図である。図３７の上の図は、上記のＶＳＷＲの低域側の周波数特性を表す図である。図３７の下の図は、上記のＶＳＷＲの高域側の周波数特性を表す図である。携帯電話用、無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）用を含む広帯域において、良好なＶＳＷＲ特性の得られることがわかる。
【００７６】
本発明の実施例４によれば、本発明の多様な変形例により、さらに多共振化を進めたりインピーダンス特性を改善したりすることができる。なお、以上に述べた他にも、アンテナ装置の構成、形状、サイズ等に関し、本発明の要旨を逸脱しない範囲でさまざまな変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の実施例１に係るアンテナ装置の構成及び形状を表す図。
【図２】実施例１に係るアンテナ装置の各部分の形状を簡略化して表す図。
【図３】実施例１に係るアンテナ装置の第１周波数に対応するアンテナ電流の分布経路を表す図。
【図４】実施例１に係るアンテナ装置の給電箇所と接地端間の間隔設定を評価するシミュレーションのモデルを表す図。
【図５】実施例１に係るアンテナ装置の図４に表したモデルの共振特性を表す図。
【図６】実施例１に係るアンテナ装置の第２周波数に対応するアンテナ電流の分布経路を表す図。
【図７】実施例１に係るアンテナ装置の短絡箇所の位置を評価するシミュレーションのモデルを表す図。
【図８】図７のモデルと対比するための従来技術に係るアンテナ装置のモデルを表す図。
【図９】実施例１に係るアンテナ装置のインピーダンス特性を従来技術と対比して表すスミス線図。
【図１０】実施例１に係るアンテナ装置の第２周波数近傍の特性を評価するシミュレーションのモデルを表す図。
【図１１】図１０のモデルと対比するための従来技術に係るアンテナ装置のモデルを表す図。
【図１２】実施例１に係るアンテナ装置のＶＳＷＲ特性を従来技術と対比して表す図。
【図１３】実施例１に係るアンテナ装置の第３周波数に対応するアンテナ電流の分布経路を表す図。
【図１４】実施例１に係るアンテナ装置の第４周波数に対応するアンテナ電流の分布経路を表す図。
【図１５】実施例１に係るアンテナ装置の給電側部分素子と接地回路の間隔を評価するシミュレーションのモデルを表す図。
【図１６】実施例１に係るアンテナ装置の給電側部分素子と接地回路の間隔をパラメータとしてＶＳＷＲ特性を表す図。
【図１７】実施例１に係るアンテナ装置の第５周波数に対応するアンテナ電流の分布経路を表す図。
【図１８】実施例１に係るアンテナ装置の共振特性を評価するシミュレーションのモデルを表す図。
【図１９】実施例１に係るアンテナ装置の図１８に表したモデルの共振特性を表す図。
【図２０】本発明の実施例２に係るアンテナ装置の構成及び形状を表す図。
【図２１】実施例２に係るアンテナ装置の共振特性を評価するシミュレーションのモデルを表す図。
【図２２】実施例２に係るアンテナ装置の図２１に表したモデルの共振特性を実施例１に係るアンテナ装置と対比して表す図。
【図２３】本発明の実施例３に係るアンテナ装置の構成及び簡略化した形状を表す図。
【図２４】実施例３に係るアンテナ装置の無給電素子の位置を変えた構成、形状を表す図。
【図２５】実施例３の図２３に係るアンテナ装置のＶＳＷＲ特性を評価するシミュレーションのモデルを表す図。
【図２６】実施例３の図２４に係るアンテナ装置のＶＳＷＲ特性を評価するシミュレーションのモデルを表す図。
【図２７】実施例３に係るアンテナ装置のＶＳＷＲ特性を実施例１に係るアンテナ装置と対比して表す図。
【図２８】本発明の実施例４におけるアンテナ装置の第１の変形例を表す図。
【図２９】本発明の実施例４におけるアンテナ装置の第２の変形例を表す図。
【図３０】本発明の実施例４におけるアンテナ装置の第３の変形例を表す図。
【図３１】本発明の実施例４におけるアンテナ装置の第４の変形例を表す図。
【図３２】本発明の実施例４におけるアンテナ装置の第５の変形例を表す図。
【図３３】本発明の実施例４におけるアンテナ装置の第６の変形例を表す図。
【図３４】本発明の実施例４におけるアンテナ装置の第７の変形例を表す図。
【図３５】本発明の実施例４におけるアンテナ装置に部分素子をさらに追加する４例を表す図。
【図３６】本発明の実施例４に係るアンテナ装置の構成及び形状を表す図。
【図３７】実施例４に係るアンテナ装置のＶＳＷＲ特性を表す図。
【符号の説明】
【００７８】
１、２、３、５  アンテナ装置
１０  基板
１１、２１、４１、４４、５１  給電側部分素子
１１ａ、２１ａ、４１ａ、４４ａ、５１ａ  給電箇所
１１ｂ、２１ｂ、４１ｂ、４４ｂ  第１分岐箇所
１１ｃ、２１ｃ、４４ｃ  第２分岐箇所
１２、４５  折り返し部分素子
１２ａ  折り返し箇所
１２ｂ、４５ｂ  接地端
１２ｃ、４５ｃ  短絡箇所
１３、４２、４７、４８、５２  終端開放部分素子
１３ａ、４２ａ  開放端
３１、４９  無給電素子
４３  メアンダ型部分素子
【図１】
2008177668.tif 000003
【図２】
2008177668.tif 000004
【図３】
2008177668.tif 000005
【図４】
2008177668.tif 000006
【図５】
2008177668.tif 000007
【図６】
2008177668.tif 000008
【図７】
2008177668.tif 000009
【図８】
2008177668.tif 000010
【図９】
2008177668.tif 000011
【図１０】
2008177668.tif 000012
【図１１】
2008177668.tif 000013
【図１２】
2008177668.tif 000014
【図１３】
2008177668.tif 000015
【図１４】
2008177668.tif 000016
【図１５】
2008177668.tif 000017
【図１６】
2008177668.tif 000018
【図１７】
2008177668.tif 000019
【図１８】
2008177668.tif 000020
【図１９】
2008177668.tif 000021
【図２０】
2008177668.tif 000022
【図２１】
2008177668.tif 000023
【図２２】
2008177668.tif 000024
【図２３】
2008177668.tif 000025
【図２４】
2008177668.tif 000026
【図２５】
2008177668.tif 000027
【図２６】
2008177668.tif 000028
【図２７】
2008177668.tif 000029
【図２８】
2008177668.tif 000030
【図２９】
2008177668.tif 000031
【図３０】
2008177668.tif 000032
【図３１】
2008177668.tif 000033
【図３２】
2008177668.tif 000034
【図３３】
2008177668.tif 000035
【図３４】
2008177668.tif 000036
【図３５】
2008177668.tif 000037
【図３６】
2008177668.tif 000038
【図３７】
2008177668.tif 000039