(57)【要約】【課題】移動体通信等の無線機に使用されるアンテナ装置に関して、１つのアンテナにアイソレーションの確保された２つ以上の給電ポートを設けることが可能な小型アンテナを実現することを目的とする。【解決手段】直径が電気長で概ねλ／２である放射板１の外周部より電気長でλ／８の領域には谷部２９が形成され、それ以外の中央部領域には山部２８が形成されているため、放射板１とグランド板４の間隔については、放射板１の中央部領域の方が周辺部領域に比べて広くなる。このような構造を取ることにより、放射板１を小型に設計することができるとともに、第１の給電ポート２および第２の給電ポート３が、放射板１の中点と各給電ポート２，３を結んだ各線分が放射板１の中点において直交するような位置に配置されているため、ポート間アイソレーションを確保することが可能となる。【選択図】  図６
2004349917.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直径が電気長で概ね１／２波長の略円板の放射板とこの放射板に対向して設けられたグランド板とを備え、２個の給電ポートを放射板の任意の位置で放射板上に発生する電位零の領域に設けたアンテナ装置。
【請求項２】
放射板の形状が略正四角形とした請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項３】
放射板の外周部の任意点と略円状の放射板の中点または略正四角形の放射板の対角線の交点を結ぶ線分上に第１の給電ポートを設け、その線分と直交する線分上に第２の給電点を設けた請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項４】
略円状の放射板の中点または略正多角形の放射板の対角線の交点に第３のポートを設けた請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項５】
略円状の放射板の中点または略正多角形の放射板の対角線の交点に設けられた第３のポートにおいて使用される周波数とそれ以外の給電ポートにて使用される周波数が同一である請求項４に記載のアンテナ装置。
【請求項６】
放射板の外周部の任意の位置に第１の給電ポートを設けたときに放射板の外周部に発生する電位零の任意の１領域に第２の給電ポートを設けた請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項７】
給電ポートと略円状の放射板の中点または略正多角形の放射板の対角線の交点を結ぶ線分上の放射板の断面が電気長で１／２波長の凸部形状で表わされ、放射板の周辺部を凸部形状の谷部とした請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項８】
給電ポートと略円状の放射板の中点または略正多角形の放射板の対角線の交点を結んだ線分上の放射板の断面が電気長で１／２波長の凸部形状で表わされるとともに放射板上において任意の幅で形成され、放射板の周辺部において凸部形状の谷部となり、放射板上のその他の領域が平坦となるように構成した請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項９】
給電ポートと略円状の放射板の中点または略正多角形の放射板の対角線の交点を結んだ線分に対して対称となる放射板の周辺部の任意位置に任意の数のスリットを設けた請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項１０】
給電ポートと略円状の放射板の中点または略正多角形の放射板の対角線の交点を結ぶ線分におけるグランド板の断面が電気長で１／２波長の凸部形状で表わされ、グランド板の周辺部を凸部形状の山部とした請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項１１】
給電ポートと略円状の放射板の中点または略正多角形の放射板の対角線の交点を結んだ線分上におけるグランド板の断面が電気長で１／２波長の凸部形状で表わされるとともにグランド板上において任意の幅で形成され、グランド板の周辺部において凸部形状の山部となり、グランド板上のその他の領域を平坦とした請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項１２】
凸部形状端部より電気長で１／８波長の領域が谷部であり、凸部形状中央部より１／８波長の領域が山部となる階段形状により凸部形状を構成した請求項９から請求項１１のいずれか１つに記載のアンテナ装置。
【請求項１３】
放射板とグランド板の間に誘電体または磁性体または誘電体と磁性体の混成体を設けた請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項１４】
放射板とグランド板の間に構成された誘電体または磁性体または誘電体と磁性体の混成体を多層化構造とし、一層以上の任意層の面上に給電ポートに電気的に接続される整合回路を設けた請求項１３に記載のアンテナ装置。
【請求項１５】
略円状の放射板の中点または略正四角形の放射板の対角線の交点を基準としたときの給電ポートの位置に対して対称となる位置に先端が開放状態の導電性エレメントを付加した請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項１６】
先端が開放状態の導電性エレメントの先端部を切断することにより、ポート間のアイソレーションを調整した請求項１５に記載のアンテナ装置。
【請求項１７】
先端が開放の導電性エレメントをミアンダ形状とした請求項１５に記載のアンテナ装置。
【請求項１８】
先端が開放の導電性エレメントの先端にリアクタンス素子の一端を接続し、リアクタンス素子の他端をグランド板へ接続した請求項１５に記載のアンテナ装置。
【請求項１９】
給電ポートをミアンダ形状の導電性エレメントにより構成した請求項１または請求項１５に記載のアンテナ装置。
【請求項２０】
先端が開放の導電性エレメントをすべて同一形状とした請求項１５に記載のアンテナ装置。
【請求項２１】
すべてのリアクタンス値を同一とした請求項１８に記載のアンテナ装置。
【請求項２２】
すべての給電ポートの形状を同一形状とした請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項２３】
直径が電気長で概ね１／２波長の略円板または略正四角形からなる放射板と、放射板に対向して設けられたグランド板と、放射板の外周部の任意点と略円状の放射板の中点または略正四角形の放射板の対角線が交差する点を結ぶ線分上に設けられた第１の給電ポートと、その線分と前記中点において直交する線分上に設けられた第２の給電ポートにより構成されたアンテナ装置において、第１の給電ポートと第２の給電ポートを第１のシステムのダイバーシティ方式の通信に使用するアンテナ装置。
【請求項２４】
直径が電気長で概ね１／２波長の略円板または略正四角形からなる放射板と、放射板に対向して設けられたグランド板と、放射板の外周部の任意点と略円状の放射板の中点または略正四角形の放射板の対角線が交差する点を結ぶ線分上に設けられた第１の給電ポートと、その線分と前記中点において直交する線分上に設けられた第２の給電ポートと、前記中点または前記交点に設けられた第３の給電ポートにより構成されたアンテナ装置において、第１の給電ポートと第２の給電ポートと第３の給電ポートを第１のシステムのダイバーシティ方式の通信に使用するアンテナ装置。
【請求項２５】
直径が電気長で概ね１／２波長の略円板または略正四角形からなる放射板と、放射板に対向して設けられたグランド板と、放射板の外周部の任意点と略円状の放射板の中点または略正四角形の放射板の対角線が交差する点を結ぶ線分上に設けられた第１の給電ポートと、その線分と前記中点において直交する線分上に設けられた第２の給電ポートと、前記中点または前記交点に設けられた第３の給電ポートにより構成されたアンテナ装置において、第１の給電ポートと第２の給電ポートを第１のシステムのダイバーシティ方式の通信に使用し、第３の給電ポートを第２のシステムの通信に使用するアンテナ装置。
【請求項２６】
直径が電気長で概ね１／２波長の略円板または略正四角形からなる放射板と、放射板に対向して設けられたグランド板と、放射板の外周部の任意点と略円状の放射板の中点または略正四角形の放射板の対角線が交差する点を結ぶ線分上に設けられた第１の給電ポートと、その線分と前記中点において直交する線分上に設けられた第２の給電ポートと、前記中点または前記交点に設けられた第３の給電ポートにより構成されたアンテナ装置において、第１の給電ポートと第２の給電ポートを用いて第１のシステムの通信用円偏波アンテナとして使用し、第３の給電ポートを第２のシステムの通信用アンテナとして使用するアンテナ装置。
【請求項２７】
請求項１および請求項２３から請求項２６に記載のアンテナ装置を搭載したことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は主として移動体通信等に使用されるアンテナ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
複数の情報通信システムが使用可能な通信モジュールを図２１に示す。図２１の通信モジュール１００は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈシステム１０３とＷ−ＬＡＮシステム１０４の両方のシステムが使用可能なものである。このような通信モジュール１００を設計する上で注意しなければならない点は、両システム１０３，１０４ともに２．４ＧＨｚ帯を使用している点と両システム１０３，１０４が同時に使用される点である。つまり、一方のシステムが送信している時に他方のシステムが受信状態であることも考えられ、この場合、一方のシステムの信号が他方のシステムにおいて妨害ノイズとなり、ＢＥＲ（Ｂｉｔ  Ｅｒｒｏｒ  Ｒａｔｅ：ビット誤り率）の著しい劣化を引き起こすこともあり得る。
【０００３】
これを防ぐため、従来では高周波フィルタをアンテナ直下に挿入して他方のシステムの信号の除去を行うが、図２１の通信モジュール１００に関しては両システム１０３，１０４が同一周波数帯を使用していることより、このような手段では他方のシステムの信号を除去することが不可能となる。ゆえに、図２１の通信モジュール１００においては、各システム１０３，１０４にそれぞれアンテナ１０１，１０２を具備させることにより両システム間の信号の飛込みを防止している。つまり、両アンテナ１０１，１０２の配置方法を工夫することによりシステム間のアイソレーションをアンテナ１０１，１０２により確保しているのである。参考までに、２．４ＧＨｚにて共振するダイポールアンテナを２本用いた場合、両アンテナ間のアイソレーションを２６ｄＢ確保するために、両アンテナ１０１，１０２を３２０ｍｍ離して配置する必要がシミュレーションにより導出されている。
【０００４】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平０４−１２０９０２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記の構成では、２つのアンテナ１０１，１０２を物理的に離して配置する必要があるため、通信モジュール１００が搭載される筐体のサイズは必然的に大きくなってしまう。また、アンテナ１０１，１０２を２本使用することより、アンテナ搭載位置を２箇所確保する必要があるとともに、アンテナ１０１，１０２の製造コストも２倍必要となる。
【０００７】
これらの課題を克服するために、本発明はこれまで２本必要であったアンテナを１つのアンテナにて実現するものであり、１つのアンテナに２つ以上の給電ポートを設け、各ポート間のアイソレーションが取れる構成の具現化を図ったアンテナ装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のアンテナ装置は、２つ以上の給電ポートを設けるとともに、各給電ポートをそれ以外の給電ポートより給電された時に放射板上で常に零電位となる領域に設置されたことを特徴としている。このような位置に各給電ポートを配置することにより、各給電ポート位置での電位が他の給電ポートからの高周波信号により時間的に変動させられないため、他の給電ポートからの高周波信号の漏れ込みを低減することができ、このようなアンテナ装置を用いることにより、２本必要であったアンテナを１本にて具現化できるためコスト削減を図ることができるとともに、筐体に必要であったアンテナ設置スペースを半減させることができ、筐体の小型化を実現することが可能となる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、直径が電気長で概ね１／２波長の略円板の放射板とこの放射板に対向して設けられたグランド板とを備え、２個の給電ポートを放射板の任意の位置で放射板上に発生する電位零の領域に設けたアンテナ装置であり、給電ポート間のアイソレーションが確保できるという効果が得られる。
【００１０】
本発明の請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、放射板の形状が略正四角形としたアンテナ装置であり、各給電ポートと放射板の中央点を結ぶ線分に対して放射板の形状が線対称である略正多角形の形状により放射板を具現化することにより、各給電ポート間のアイソレーションを確保することが可能となる。
【００１１】
本発明の請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、放射板の外周部の任意点と略円状の放射板の中点または略正四角形の放射板の対角線の交点を結ぶ線分上に第１の給電ポートを設け、その線分と直交する線分上に第２の給電点を設けたアンテナ装置であり、給電部を放射板の周辺部より内側へ設けることにより、各給電ポートの整合を取ることが可能となる。
【００１２】
本発明の請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、略円状の放射板の中点または略正多角形の放射板の対角線の交点に第３のポートを設けたアンテナ装置であり、放射板の直径が電気長で略１／２波長という小型形状で受信専用ポートも含めて相互にアイソレーションの確保された３つの給電ポートを具現化することが可能となる。
【００１３】
本発明の請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、略円状の放射板の中点または略正多角形の放射板の対角線の交点に設けられた第３のポートにおいて使用される周波数は、それ以外の給電ポートにおいて使用される周波数と同一であるアンテナ装置であり、当該周波数においては、放射板の前記中点または前記交点の電位が概ね零となるため、給電ポート３とそれ以外の給電ポートのアイソレーションを大きくすることが可能となる。
【００１４】
本発明の請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、放射板の外周部の任意の位置に第１の給電ポートを設けたときに放射板の外周部に発生する電位零の任意の１領域に第２の給電ポートを設けたアンテナ装置であり、平板の導体を打ち抜いて給電ポートの部位を概ね垂直に折り曲げ、それを、上面の大部分にグランドが形成された高周波基板上に実装することによりアンテナ装置を製造することが可能であることから、簡易で低コストに製造でき、また基板への実装において、給電ポートが放射板内部に無いため、高周波基板上の給電用ランドに容易に実装できるという優位な効果を有することができる。
【００１５】
本発明の請求項７に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、給電ポートと略円状の放射板の中点または略正多角形の放射板の対角線の交点を結ぶ線分上の放射板の断面が電気長で１／２波長の凸部形状で表わされ、放射板の周辺部を凸部形状の谷部としたアンテナ装置であり、放射板とグランド板を共振器として考えた時に、放射板とグランド板の間隔をその途中において変更することにより共振器構造をＳＩＲ構造（Ｓｔｅｐｐｅｄ  Ｉｍｐｅｄａｎｃｅ  Ｒｅｓｏｎａｔｏｒ）とすることができ、共振器長を短くすることが可能となるため、結果として、アンテナ装置の小型化を図ることが可能となる。
【００１６】
本発明の請求項８に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、給電ポートと略円状の放射板の中点または略正多角形の放射板の対角線の交点を結んだ線分上の放射板の断面が電気長で１／２波長の凸部形状で表わされるとともに放射板上において任意の幅で形成され、放射板の周辺部において凸部形状の谷部となり、放射板上のその他の領域が平坦となるよう構成したアンテナ装置であり、放射板におけるグランド板との間隔が広い山部の領域を広く形成することが可能となるため、高い放射効率と広帯域特性を有したアンテナ装置を実現することが可能となる。
【００１７】
本発明の請求項９に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、給電ポートと略円状の放射板の中点または略正多角形の放射板の対角線の交点を結んだ線分に対して対称となる放射板の周辺部の任意位置に任意の数のスリットを設けたアンテナ装置であり、スリットにより放射板の電気長を等価的に長く設計することが可能となり、結果として、アンテナ装置の小型化を実現することが可能となる。
【００１８】
本発明の請求項１０に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、給電ポートと略円状の放射板の中点または略正多角形の放射板の対角線の交点を結ぶ線分におけるグランド板の断面が電気長で１／２波長の凸部形状で表わされ、グランド板の周辺部を凸部形状の山部としたアンテナ装置であり、放射板とグランド板を共振器として考えた時に、グランド板と放射板の間隔をその途中において変化させることにより共振器長を短く設計することが可能となるため、結果として、アンテナ装置の小型化を図ることが可能となる。
【００１９】
本発明の請求項１１に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、給電ポートと略円状の放射板の中点または略正多角形の放射板の対角線の交点を結んだ線分上におけるグランド板の断面が電気長で１／２波長の凸部形状で表わされるとともにグランド板上において任意の幅で形成され、グランド板の周辺部において凸部形状の山部となり、グランド板上のその他の領域を平坦としたアンテナ装置であり、グランド板における放射板との間隔が広い谷部の領域を広く形成することが可能となるため、高い放射効率と広帯域特性を有したアンテナ装置を実現することが可能となる。
【００２０】
本発明の請求項１２に記載の発明は、請求項９から請求項１１のいずれか１つに記載の発明において、凸部形状端部より電気長で１／８波長の領域が谷部であり、凸部形状中央部より１／８波長の領域が山部となる階段形状により凸部形状を構成したアンテナ装置であり、１／４波長共振器を最も短く設計したい場合の共振器形状である共振器の中点（端部より１／８波長の点）において特性インピーダンスを大きく変化させた形状をアンテナ装置に適用することにより、アンテナ装置の小型化を図ることが可能となる。
【００２１】
本発明の請求項１３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、放射板とグランド板の間に誘電体または磁性体または誘電体と磁性体の混成体を設けたアンテナ装置であり、比誘電率や非透磁率の平方根に比例して波長短縮されるため、結果としてアンテナ装置の小型化を図ることが可能となる。
【００２２】
本発明の請求項１４に記載の発明は、請求項１３に記載の発明において、放射板とグランド板の間に構成された誘電体または磁性体または誘電体と磁性体の混成体を多層化構造とし、一層以上の任意層の面上において給電ポートに電気的に接続される整合回路を設けたアンテナ装置であり、アンテナ装置の中に整合回路を内蔵することにより、外部的に整合回路を接続する必要がなくなるため、実装面積の低減と整合回路に用いられる素子のコストの削減を図ることができる。
【００２３】
本発明の請求項１５に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、略円状の放射板の中点または略正四角形の放射板の対角線の交点を基準としたときの給電ポートの位置に対して対称となる位置に先端が開放状態の導電性エレメントを付加したアンテナ装置であり、導電性エレメントによりアンテナ装置の電気長が等価的に長く設計できるため、結果として、アンテナ装置の小型化を図ることが可能となる。
【００２４】
本発明の請求項１６に記載の発明は、請求項１５に記載の発明において、先端が開放状態の導電性エレメントの先端部を切断することにより、ポート間のアイソレーションを調整したアンテナ装置であり、アンテナ装置を実装する筐体により変化するアンテナ装置の特性を先端が開放状態の導電性エレメントの長さを調節することにより調整できるため、さまざまな筐体に迅速に対応可能となる。
【００２５】
本発明の請求項１７に記載の発明は、請求項１５に記載の発明において、先端が開放の導電性エレメントをミアンダ形状としたアンテナ装置であり、アンテナ装置における各給電ポートのインピーダンス特性の調整範囲を広げることが可能となる。
【００２６】
本発明の請求項１８に記載の発明は、請求項１５に記載の発明において、先端が開放の導電性エレメントの先端にリアクタンス素子の一端を接続し、リアクタンス素子の他端をグランド板へ接続したアンテナ装置であり、先端が開放の導電性エレメントでは実現できなかったリアクタンス値をリアクタンス素子により実現できるため、アンテナ装置における各給電ポートのインピーダンス特性の調整範囲を広げることが可能となる。
【００２７】
本発明の請求項１９に記載の発明は、請求項１または請求項１５に記載の発明において、給電ポートをミアンダ形状の導電性エレメントにより構成したアンテナ装置であり、給電ポートの形状もアンテナ装置の持つ電気長の一部を成すため、この構成をミアンダ形状の導電性エレメントとすることにより電気長を長く設計することが可能となり、結果として、アンテナ装置の小型化を実現することができる。
【００２８】
本発明の請求項２０に記載の発明は、請求項１５に記載の発明において、先端が開放の導電性エレメントをすべて同一形状としたアンテナ装置であり、各給電ポート間のアイソレーションを確保するためには放射板の中央点に対して点対称のアンテナ構造を有する必要があるため、このようなアンテナ構造を実現してやることにより各給電ポート間のアイソレーションを高くすることが可能となる。
【００２９】
本発明の請求項２１に記載の発明は、請求項１８に記載の発明において、すべてのリアクタンス値を同一としたアンテナ装置であり、このようなアンテナ構造を実現してやることにより各給電ポート間のアイソレーションを高くすることが可能となる。
【００３０】
本発明の請求項２２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、すべての給電ポートの形状を同一形状としたアンテナ装置であり、このようなアンテナ構造を実現してやることにより各給電ポート間のアイソレーションを高くすることが可能となる。
【００３１】
本発明の請求項２３に記載の発明は、直径が電気長で概ね１／２波長の略円板または略正四角形からなる放射板と、放射板に対向して設けられたグランド板と、放射板の外周部の任意点と略円状の放射板の中点または略正四角形の放射板の対角線が交差する点を結ぶ線分上に設けられた第１の給電ポートと、その線分と前記中点において直交する線分上に設けられた第２の給電ポートにより構成されたアンテナ装置において、第１の給電ポートと第２の給電ポートを第１のシステムのダイバーシティ方式の通信に使用するアンテナ装置であり、ダイバーシティ方式の通信に使用されるアンテナの本数を２本から１本へ減らすことができるため、低コストで小型なダイバーシティ方式のアンテナ装置を実現することが可能となる。
【００３２】
本発明の請求項２４に記載の発明は、直径が電気長で概ね１／２波長の略円板または略正四角形からなる放射板と、放射板に対向して設けられたグランド板と、放射板の外周部の任意点と略円状の放射板の中点または略正四角形の放射板の対角線が交差する点を結ぶ線分上に設けられた第１の給電ポートと、その線分と前記中点において直交する線分上に設けられた第２の給電ポートと、前記中点または前記交点に設けられた第３の給電ポートにより構成されたアンテナ装置において、第１の給電ポートと第２の給電ポートと第３の給電ポートを第１のシステムのダイバーシティ方式の通信に使用するアンテナ装置であり、これまで３本必要だったアンテナを１本にて具現化できることにより、低コスト、省スペースのアンテナ装置を実現することが可能となる。
【００３３】
本発明の請求項２５に記載の発明は、直径が電気長で概ね１／２波長の略円板または略正四角形からなる放射板と、放射板に対向して設けられたグランド板と、放射板の外周部の任意点と略円状の放射板の中点または略正四角形の放射板の対角線が交差する点を結ぶ線分上に設けられた第１の給電ポートと、その線分と前記中点において直交する線分上に設けられた第２の給電ポートと、前記中点または前記交点に設けられた第３の給電ポートにより構成されたアンテナ装置において、第１の給電ポートと第２の給電ポートを第１のシステムのダイバーシティ方式の通信に使用し、第３の給電ポートを第２のシステムの通信に使用するアンテナ装置であり、例えば、第３の給電ポートをＢｌｕｅｔｏｏｔｈ用に使用し、それ以外の給電ポートを８０２．１１ｂ用の偏波ダイバーシティアンテナとして使用することができ、携帯端末内部に必要となるアンテナ配設スペースを節約することができ、通信機器の小型化を図ることができる。
【００３４】
本発明の請求項２６に記載の発明は、直径が電気長で概ね１／２波長の略円板または略正四角形からなる放射板と、放射板に対向して設けられたグランド板と、放射板の外周部の任意点と略円状の放射板の中点または略正四角形の放射板の対角線が交差する点を結ぶ線分上に設けられた第１の給電ポートと、その線分と前記中点において直交する線分上に設けられた第２の給電ポートと、前記中点または前記交点に設けられた第３の給電ポートにより構成されたアンテナ装置において、第１の給電ポートと第２の給電ポートを用いて第１のシステムの通信用円偏波アンテナとして使用し、第３の給電ポートを第２のシステムの通信用アンテナとして使用するアンテナ装置であり、例えば、第１の給電ポートと第２の給電ポートによりＧＰＳ用円偏波アンテナを実現し、第３の給電ポートをＶＩＣＳ用のアンテナとして使用することが可能となり、携帯端末内部に必要となるアンテナ配設スペースを節約することができ、通信機器の小型化を図ることができる。
【００３５】
本発明の請求項２７に記載の発明は、請求項１および請求項２３から請求項２６に記載のアンテナ装置を搭載したことを特徴とする電子機器であり、当該アンテナ装置を用いることにより、複数システムに１つのアンテナのみで対応できることより、携帯端末内部に必要となるアンテナ配設スペースが低減でき、小型で安価な携帯機器を実現することができる。
【００３６】
（実施の形態１）
図１（ａ）および図１（ｂ）は本発明の第１の実施の形態によるアンテナ装置であり、図１（ａ）のアンテナ装置は、グランド板４に対向して配設された放射板１の周辺部に第１の給電ポート２と第２の給電ポート３を設けた複数給電ポートを有するアンテナ装置となっている。図１（ａ）に示した２つの給電ポートを有したアンテナ装置の放射板１のサイズと各給電ポート２，３の配設位置を図１（ｂ）に示す。放射板１の形状は直径が所望の周波数の１／２波長（電気長）となる円状であり、第１の給電ポート２が第１の給電ポート位置５または第３の給電ポート位置７のいずれかに設けられ、第２の給電ポート３が第２の給電ポート位置６または第４の給電ポート位置８のいずれかに設けられた構成となっている。
【００３７】
第１の給電ポート位置５のみに所望の周波数の信号を入力した場合、放射板１とグランド板４が第１の給電ポート位置５と第３の給電ポート位置７を結んだ端部開放１／２波長共振器として動作し、第１の共振電流９が放射板１上に流れることとなる。また、端部開放１／２波長共振器の中央部（第１の給電ポート位置５または第３の給電ポート位置７から１／４波長の位置）において、電位は零となる。つまり、放射板１上の第１の線分１１上において、常に電位が零となる。
【００３８】
この電位零となる第１の線分１１上に第２の給電ポート位置６または第４の給電ポート位置８が位置するために、第１の給電ポート位置５より入力された所望周波数の高周波信号は第２の給電ポート位置６または第４の給電ポート位置８に漏れることはない。
【００３９】
これと同様の原理で、第２の給電ポート位置６のみに所望の周波数の信号を入力した場合、放射板１上の第２の線分１２上において常に電位が零となるため、この線分上に位置する第１の給電ポート位置５と第３の給電ポート位置７へは第２の給電ポート位置６から入力された所望周波数の信号は漏れることはないと言える。上記のような特性を実現するため、第１の給電ポート位置５と第３の給電ポート位置７を結ぶ線分と第２の給電ポート位置６と第４の給電ポート位置８を結ぶ線分は、放射板１の中央点において直交するように各給電ポート位置は決められている。
【００４０】
このようなアンテナ装置を使用することにより、２本必要であったアンテナを１本にて具現化することがアンテナ装置に関わるコストの低減を図ることができるとともに、通信機器の小型化を図ることが可能となる。
【００４１】
（実施の形態２）
図２は本発明の第２の実施の形態によるアンテナ装置であり、図１（ｂ）のアンテナ装置において給電ポートの配設位置が放射板１の周辺部であったのに対し、同図２のアンテナ装置においては放射板１の内部へ配設している。このような構成を取ることにより、各給電ポートにおけるインピーダンス整合を容易に取ることができるという効果が得られる。ただし、各給電ポートの配設位置は電位が常に零となる第１の線分１１と第２の線分１２上に存在し、給電ポート間のアイソレーションの確保を図っている。
【００４２】
また、放射板１の中央点に第３の給電ポート２７を設けている。放射板１の中央点においては、第１の給電ポート２および第２の給電ポート３からの信号が漏れ込むことはないが、第３の給電ポート２７から放射板１に所望周波数の信号を入力した場合、第１の給電ポート２および第２の給電ポート３に対して信号が漏れ込むため、第３の給電ポート２７としてのみ使用可能であるからである。
【００４３】
（実施の形態３）
図３および図４は本発明の第３の実施の形態によるアンテナ装置であり、放射板１の形状が正方形の場合を示している。このような形状を用いても、放射板１の形状が円状の場合とほぼ同様の効果が得られる。
【００４４】
（実施の形態４）
図５（ａ）と図５（ｂ）は本発明の第４の実施の形態によるアンテナ装置であり、同図５において、放射板１は直径が電気長で１／２波長の底面のない円錐状の形状を有し、放射板１の頂点（端部より電気長で１／４波長の点）において最もグランド板４からの距離が長くなり、端部においてグランド板４からの距離が短くなるような構成とし、図１（ｂ）にて示した放射板１の周辺部の位置に第１の給電ポート２と第２の給電ポート３を配設している。
【００４５】
先端開放の１／４波長共振器を考えた場合、この１／４波長共振器の信号線とグランドの間隔が一定であり、１／４波長共振器の特性インピーダンスがその途中で変化しない場合と、１／４波長共振器の途中で信号線とグランドの間隔を変化させ、特性インピーダンスをその先端開放部において高い値へ変化させた場合の２種類を比較した場合、後者の１／４波長共振器の方が共振器の長さを短くできることは知られている。このような１／４波長共振器の特徴を本アンテナ装置にも適用した。つまり、図５（ｂ）のアンテナ装置の断面図より明らかなように、円錐状の形状をした放射板１の頂点を１／４波長共振器における先端開放部（給電ポートが接続されていない方の端部）と同等であるとして、１／４波長共振器の先端開放部の特性インピーダンス値が高くなるようにグランド板４からの間隔が広い放射板１の形状にしている。逆に給電ポートが接続される放射板１の周辺部においては、特性インピーダンス値が低くなるようにグランド板４からの間隔が狭い放射板１の形状となっている。
【００４６】
このように放射板１の形状を円錐状にすることにより、放射板１の直径を短くすることができアンテナ装置の小型化が可能となる。
【００４７】
（実施の形態５）
図６（ａ）および図６（ｂ）は本発明の第５の実施の形態によるアンテナ装置である。図６において放射板１は直径がλ／２である。この放射板１の外周部より電気長でλ／８の領域には谷部２９を形成している。この谷部２９はグランド板４からの距離が短くなっている。谷部２９と段差を持たせたλ／４の領域の放射板１に形成している山部２８はグランド板４からの距離が長くなっている。
【００４８】
実施の形態４において説明したように図６で示す構成においても先端開放の１／４波長共振器として放射板１の中央部分（共振器端部より１／８波長の点）で特性インピーダンスを大きく変化させたときが最も１／４波長共振器の共振器長を短くできアンテナ装置の小型化を実現することができる。
【００４９】
なお第１の給電ポート２および第２の給電ポート３に関しては、放射板１の中点と各給電ポート２，３を結んだ各線分が放射板１の中点において直交するような位置に配置されている。
【００５０】
（実施の形態６）
図７（ａ）と図７（ｂ）は本発明の第６の実施の形態によるアンテナ装置である。図７（ａ）は放射板１の外形が円で中央山部２８の外形が正四角形、図７（ｂ）は放射板１の外形が正四角形で中央山部２８の外形が円の場合をそれぞれ示している。第１の給電ポート２と放射板１の中央点とを結ぶ直線が放射板１の形状を左右対称になるように構成している。また第２の給電ポート３と放射板１の中央点とを結ぶ直線に対しても放射板１の形状を左右対称になるように構成している。この構成により給電ポート２と３のアイソレーションが確保でき実施の形態５で説明したアンテナ装置と同様の効果が得られる。
【００５１】
（実施の形態７）
図８（ａ）と図８（ｂ）は本発明の第７の実施の形態によるアンテナ装置である。図８において、放射板１に対して段差を形成した谷部２９の領域に第１の給電ポート２および第２の給電ポート３が設けられている。放射板１の中央点に対して点対称となる領域に給電ポート２および３を設けることにより、高い放射効率と広帯域特性を有したアンテナ装置を実現することが可能となる。
【００５２】
（実施の形態８）
図９（ａ）と図９（ｂ）は本発明の第８の実施の形態によるアンテナ装置であり、直径が電気長で１／２波長の放射板１の周辺部にスリット３３を設けた構成となっている。スリット３３は第１の給電ポート２と放射板１の中央点を結ぶ直線が放射板の形状を左右対称になるように構成している。そして第２の給電ポート３と放射板１の中央点を結ぶ直線に対しても放射板１の形状を左右対称になるように構成している。このような位置にスリット３３を設けることで第１の給電ポート２と第２の給電ポート３との間のアイソレーションを確保することができる。
【００５３】
ここで、第１の給電ポート２より所望周波数の信号を入力した場合、第１の給電ポート２と放射板１の中央点を結ぶ直線方向の共振器として放射板１とグランド板４が動作するが、放射板１のスリット３３により共振器の幅が等価的に変化しこれが共振器の途中での特性インピーダンスの変化につながるため、結果として放射板１の実質的な直径を小さくすることが可能となりアンテナ装置の小型化を図ることができる。
【００５４】
（実施の形態９）
図１０と図１１は本発明の第９の実施の形態によるアンテナ装置である。図７（ａ）で説明したアンテナ装置を誘電体シートの積層体により具現化したものである。
【００５５】
図１０（ａ）において、アンテナ装置の放射板１は、第１層目の誘電体シート４７の表面に導電材料で形成した山部２８と、第２層目の誘電体シート４８の表面に導電材料で形成した谷部２９と山部２８の周辺部と谷部２９の内側周辺部を電気的に接続するビアホール３５とで形成されている。誘電体シート４７と４８の上面形状は電気長で１辺λ／２の正方形である。誘電体シート４７の中央点より電気長で半径λ／８の領域に山部２８を形成し、誘電体シート４８には誘電体シート４７に形成した山部２８以外の領域に谷部２９を形成している。第２層目の誘電体シート４８の側面に導電材料にて設けられた第１の給電ポート２および第２の給電ポート３が形成され放射板１の中点と各給電ポート２および給電ポート３を結んだ各直線が放射板１の中点において直交するような位置に配置した構成としている。
【００５６】
尚、図１０（ｂ）は誘電体シート４８の裏面を示しており、給電ポート２と３はグランド板４と絶縁されている。
【００５７】
また同様に、図１１は図８にて説明したアンテナ装置を誘電体シート４７，４８の積層体により具現化したものである。図１１（ａ）においてアンテナ装置の放射板１は、第１層目の誘電体シート４７の表面に導電材料で形成した山部２８と第２層目の誘電体シート４８の表面に導電材料で形成した谷部２９と山部２８の周辺部と谷部２９の内側周辺部を電気的に接続するビアホール３５とで形成されている。第２層目の誘電体シート４８の側面に導電材料にて設けられた第１の給電ポート２および第２の給電ポート３が形成され放射板１の中点と各給電ポート２，３とを結んだ各直線が放射板１の中点において直交するような位置に配置した構成としている。
【００５８】
図１１（ｂ）は誘電体シート４８の裏面を示しており、第１、第２の給電ポート２と３はグランド板４と絶縁されている。また、グランド板４の形状が中央点に対して点対称となるように切り欠き部３０を設けることにより、基板にリフロー等により実装する場合のアンテナ装置の傾きを低減することが可能となる。
【００５９】
尚、磁性体シートまたは誘電体と磁性体の混成体シートを用いてもよいことは言うまでもない。
【００６０】
（実施の形態１０）
図１２（ａ）、（ｂ）は、本発明の第１０の実施の形態によるアンテナ装置である。図１２（ａ）において、アンテナ装置の放射板１は、上面形状が電気長で１辺λ／２の正方形である誘電体シート４７の第１層目表面の中央部に対して線対称な形状の導電材料からなる山部２８と、第２層目の誘電体シート４８の表面に山部２８以外の領域を導電材料からなる谷部２９と、誘電体シート４７，４８の周辺部に接する辺を除く谷部２９の周辺部から鉛直方向に形成され山部２８と谷部２９を電気的に接続するビアホール３５とで形成されており、グランド板４と放射板１の間隔を広くすることができる谷部２９以外の領域を広くすることが可能となることより、高い放射効率と広帯域特性を有したアンテナ装置を実現することが可能となる。
【００６１】
第３層目の誘電体シート４９の表面には導電材料にて形成されたコンデンサ用電極３６が配置されており、谷部２９とコンデンサ用電極３６が対向して存在することにより放射板１の直下に直列に容量を設けることが可能となり、第４層目の誘電体シート５０の表面に導電材料にて形成されたインダクタ３７の一端とコンデンサ用電極３６をビアホール３５にて電気的に接続し、インダクタ３７の他端を各給電ポート２および３に接続することにより、谷部２９と各給電ポート２および３の間にコンデンサとインダクタ３７の直列接続された整合回路を形成することができ、整合回路を内蔵したアンテナ装置を実現することができる。
【００６２】
図１２（ｂ）は誘電体シート５０の裏面を示しており、第１、第２の給電ポート２と３はグランド板４と絶縁されている。
【００６３】
尚本実施の形態１０においては、コンデンサとインダクタの直列回路にて整合回路を具現化したが、コンデンサやインダクタ以外の回路構成で整合回路を実現してもよいことは言うまでもない。
【００６４】
（実施の形態１１）
図１３は本発明の第１１の実施の形態によるアンテナ装置である。図１０において説明したアンテナ装置のグランド板４の形状を一部変更し、更なる小型化を図ったものである。
【００６５】
図１３において、放射板１は第１層目の誘電体シート４７の表面に導電材料にて形成された山部２８と、第２層目の誘電体シート４８の表面に導電材料にて形成された谷部２９と、山部２８の周辺部と谷部２９の内側周辺部を電気的に接続するビアホール３５とで形成されている。誘電体シート４７，４８は電気長で１辺λ／２の正方形である。第１層目の誘電体シート４７の中央点より電気長で半径λ／８の領域が山部２８であり、第２層目の誘電体シート４８の上面中央点より電気長で半径λ／８の領域以外が谷部２９となっている。
【００６６】
グランド板４は第３層目の誘電体シート４９と第４層目の誘電体シート５０で形成されている。第３層目の誘電体シート４９の表面に導電材料にて形成されたグランド板４における山部４１と、第４層目の誘電体シート５０の表面に導電材料にて形成されたグランド板４における谷部４０と、グランド板４における谷部４０の周辺部とグランド板４における山部４１の内側周辺部を電気的に接続するビアホール３５とで形成されている。誘電体シート４９，５０は電気長で１辺λ／２の正方形である。第４層目の誘電体シート５０の中央点より電気長で半径λ／８の領域がグランド板４における谷部４０であり、第３層目の誘電体シート４９の上面中央点より電気長で半径λ／８の領域以外がグランド板４における山部４１となっている。
【００６７】
このような構造を有することにより、対向する山部２８とグランド板４における谷部４０の間隔を広げることができ、結果、各給電ポート２，３と誘電体シート４７の中央点を結ぶ線分上における特性インピーダンス変化を大きくしアンテナ装置の小型化を実現することができる。
【００６８】
第１の給電ポート２および第２の給電ポート３に関しては、誘電体シート４７の中央部と各給電ポート２，３を結んだ各線分が放射板１の中点において直交するような位置に配置されている。
【００６９】
（実施の形態１２）
図１４および図１５および図１６は本発明の第１２の実施の形態によるアンテナ装置である。図１４および図１５は、それぞれ第１２の実施の形態によるアンテナ装置の斜視図、断面図を示しており、同図において、中央に直径１／４波長の凸部を有する直径１／２波長の放射板１とそれと対向するように配置されたグランド板４によりアンテナ装置１０５は構成されている。放射板１の外周部の任意点より所望の高周波信号を入力したとき、信号を入力した点と放射板１の中点を結ぶ１／２波長の先端開放共振器として動作するため、断面形状がＳＩＲ構造（ｓｔｅｐｐｅｄ  ｉｍｐｅｄａｎｃｅ  ｒｅｓｏｎａｔｏｒ）となるように放射板１を凸構造とすることにより、アンテナ装置の小型化を図っている。
【００７０】
第１の給電ポート２と第２の給電ポート３は放射板１の外周部に設けるとともに、各給電ポートと放射板１の中点を結ぶ線分が相互に直交するような位置に配置されている。このような位置関係で各給電ポートを配置することにより、各給電ポート間のアイソレーションが確保できる。なぜなら、第１の給電ポート２より所望の高周波信号を入力した場合の放射板１上に発生する定在波は、第１の給電ポート２と放射板１の中点を結ぶ線分と前記中点において直交する線分上においては常に概ね零となるためである。第２の給電ポート３においても同様であるため、第１の給電ポート２と第２の給電ポート３は相関の小さいことが言える。
【００７１】
このような相関の小さい２つのポートを有するアンテナ装置１０５をダイバーシティ方式のアンテナ装置として使用した時のブロック図を図１６に示す。第１の給電ポート２と第２の給電ポート３の受信信号レベルを包絡線検波して比較し、受信信号レベルの大きな給電ポートをスイッチにより選択し、ＲＦ回路と電気的に接続する構成となっている。このような構成によりダイバーシティ方式のアンテナ装置を具現化することにより、必要となるアンテナの本数を２本から１本へ減らすことができるため、低コストで小型な携帯端末を実現することが可能となる。
【００７２】
（実施の形態１３）
図３および図１７および図１８は本発明の第１３の実施の形態によるアンテナ装置である。図３および図１７は、それぞれ第１３の実施の形態によるアンテナ装置１０６の上面図、斜視図を示しており、同図において、１辺１／２波長の正四角形の形状を有する放射板１とそれと対向するように配置されたグランド板４によりアンテナ装置１０６は構成されている。第１の給電ポート２と第２の給電ポート３は正四角形の放射板１の外周各辺の中点と対角線の交差する点を結ぶ各線分上に配置することにより、各給電ポート間のアイソレーションを確保している。また、第１の給電ポート２および第２の給電ポート３から所望の高周波信号を入力したときに、放射板１上に発生する定在波が概ね零となる放射板１の対角線が交差する点に受信専用システムのためのポート２７を配置する。
【００７３】
このようなアンテナ装置１０６を２つの通信システムにて使用した場合の一例を図１８に示す。第１の給電ポート２と第２の給電ポート３を第１のシステムのダイバーシティ用のポートとして使用し、受信専用システムのためのポート２７をテレビやＧＰＳといった受信専用システムのためのポートとして使用する。
【００７４】
（実施の形態１４）
図１９は本発明の第１４の実施の形態によるアンテナ装置である。当該実施の形態は、実施の形態５で説明したアンテナ装置の各給電ポートの位置と放射板１の中央点に関して点対称となる放射板１の周辺部にミアンダ形状の導電性エレメント３８の一端を接続し、他端が開放状態となるように設けるとともに、各給電ポート２，３と放射板１の周辺部の間にも同形状のミアンダ形状の導電性エレメント５１を設けた構成であり、放射板１の中央点と各給電ポート２，３を結ぶ直線上の電気長を長く設計することが可能となるため、アンテナ装置の共振周波数を下げることができ、アンテナ装置の小型化を図ることができる。また、ミアンダ形状の導電性エレメント５１の一方開放端部の一部を切断することにより、アンテナ装置の給電ポート間のアイソレーション値の調整や各給電ポート２，３の整合を取ることも可能である。
【００７５】
（実施の形態１５）
図２０は本発明の第１５の実施の形態によるアンテナ装置である。当該実施の形態は、直径が電気長で概ね半波長の円状の放射板１の周辺部で、且つ、直交するＸ軸、Ｙ軸上に第１の給電ポート２および第２の給電ポート３が設けられており、高周波基板６２上に設けられた第１の給電用ランド６３および第２の給電用ランド６４に電気的に接続され、整合回路６５を介して、それぞれ、高周波回路に接続される。また、高周波基板６２の上面の大部分はグランド板４が形成されているとともに、放射板１の中央部はアーチ状に突出しており、放射板１の中央部におけるグランド板４との間隔は、放射板１の周辺部よりも広くなっている。このような構成とすることにより、放射板１の小型化を図ることができると共に、当該アンテナ装置は、給電ポートが放射板端部に設けられているため、導体の平板を打ち抜き加工した後、放射板１の中央部をプレス加工により突出させ、また、給電ポートの足を放射板１に対して概ね９０度の角度で折り曲げることにより簡易に実現できることから、低コストで高精度なアンテナ装置を製造することができる。
【００７６】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、１つのアンテナにアイソレーションの確保された２つ以上の給電ポートを設けることが可能となるとともに、このようなアンテナ装置の小型化を実現することも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）本発明の第１の実施の形態によるアンテナ装置の斜視図
（ｂ）本発明の第１の実施の形態によるアンテナ装置の上面図
【図２】本発明の第２の実施の形態によるアンテナ装置の上面図
【図３】本発明の第３、１３の実施の形態によるアンテナ装置の上面図
【図４】本発明の第３の実施の形態によるアンテナ装置の上面図
【図５】（ａ）本発明の第４の実施の形態によるアンテナ装置の斜視図
（ｂ）本発明の第４の実施の形態によるアンテナ装置の断面図
【図６】（ａ）本発明の第５の実施の形態によるアンテナ装置の斜視図
（ｂ）本発明の第５の実施の形態によるアンテナ装置の断面図
【図７】（ａ）本発明の第６の実施の形態によるアンテナ装置の斜視図
（ｂ）本発明の第６の実施の形態によるアンテナ装置の斜視図
【図８】（ａ）本発明の第７の実施の形態によるアンテナ装置の斜視図
（ｂ）本発明の第７の実施の形態によるアンテナ装置の断面図
【図９】（ａ）本発明の第８の実施の形態によるアンテナ装置の斜視図
（ｂ）本発明の第８の実施の形態によるアンテナ装置の上面図
【図１０】（ａ）本発明の第９の実施の形態によるアンテナ装置の分解斜視図
（ｂ）本発明の第９の実施の形態によるアンテナ装置の下面斜視図
【図１１】（ａ）本発明の第９の実施の形態によるアンテナ装置の分解斜視図
（ｂ）本発明の第９の実施の形態によるアンテナ装置の下面図
【図１２】（ａ）本発明の第１０の実施の形態によるアンテナ装置の分解斜視図
（ｂ）本発明の第１０の実施の形態によるアンテナ装置の下面斜視図
【図１３】本発明の第１１の実施の形態によるアンテナ装置の分解斜視図
【図１４】本発明の第１２の実施の形態によるアンテナ装置の斜視図
【図１５】本発明の第１２の実施の形態によるアンテナ装置の断面図
【図１６】本発明の第１２の実施の形態によるアンテナ装置の使用形態を示すブロック図
【図１７】本発明の第１３の実施の形態によるアンテナ装置の斜視図
【図１８】本発明の第１３の実施の形態によるアンテナ装置の使用形態を示すブロック図
【図１９】本発明の第１４の実施の形態によるアンテナ装置の斜視図
【図２０】本発明の第１５の実施の形態によるアンテナ装置の斜視図
【図２１】従来のアンテナ装置の概要図
【符号の説明】
１  放射板
２  第１の給電ポート
３  第２の給電ポート
４  グランド板
２７  第３の給電ポート
３４  アンテナ基体
３５  ビアホール
３６  コンデンサ用電極
３７  インダクタ
３８  ミアンダ形状の導電性エレメント
３９  リアクタンス素子
６２  高周波基板
６３  第１の給電用ランド
６４  第２の給電用ランド
６５  整合回路
１００  通信モジュール
１０１  Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ用アンテナ
１０２  Ｗ−ＬＡＮ用アンテナ
１０３  Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈシステム
１０４  Ｗ−ＬＡＮシステム
１０５，１０６，１０７，１０８，１０９  アンテナ装置
１１０  第１のシステム
１１１  第２のシステム
【図１】
2004349917.tif 000003
【図２】
2004349917.tif 000004
【図３】
2004349917.tif 000005
【図４】
2004349917.tif 000006
【図５】
2004349917.tif 000007
【図６】
2004349917.tif 000008
【図７】
2004349917.tif 000009
【図８】
2004349917.tif 000010
【図９】
2004349917.tif 000011
【図１０】
2004349917.tif 000012
【図１１】
2004349917.tif 000013
【図１２】
2004349917.tif 000014
【図１３】
2004349917.tif 000015
【図１４】
2004349917.tif 000016
【図１５】
2004349917.tif 000017
【図１６】
2004349917.tif 000018
【図１７】
2004349917.tif 000019
【図１８】
2004349917.tif 000020
【図１９】
2004349917.tif 000021
【図２０】
2004349917.tif 000022
【図２１】
2004349917.tif 000023