(57)【要約】      （修正有）【課題】簡単な構造でスリットの長さに対応する共振周波数以外の周波数帯域でも共振化でき、複数の通信システムに対応し得るアンテナ装置を提供する。【解決手段】グランド基板１２の上端側縁１２ａから奥行き方向に切り欠いて一端１３ａを開放したスリット１３と、このスリット１３の切り欠き方向と略直交する幅方向におけるギャップ部１４に高周波信号を給電する給電部１５と、高周波信号を、前記スリット１３の幅方向における一側縁１３ｃから当該スリット１３の付け根近傍部を介して前記一側縁１３ｃと対向する他側縁１３ｄに流れることによって形成される誘導性リアクタンスと、前記スリット１３のギャップ部１４に設けられた容量性リアクタンス素子１６とを備える。スリット１３に設けた容量性リアクタンス素子１６と、前記誘導性リアクタンスとによって、複数共振回路が構成され、複数の通信システムで使用することが可能となる。【選択図】  図５
2004336328.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地導体の側縁から奥行き方向に切り欠いて一端を開放したスリットと、
前記スリットの切り欠き方向と略直交する幅方向における該スリットのギャップ部に高周波信号を給電する給電部と、
前記高周波信号が、前記スリットの幅方向における一側縁から当該スリットの付け根近傍部を介して前記一側縁と対向する他側縁に流れることによって形成される誘導性リアクタンスと、
前記スリットのギャップ部に設けられた容量性リアクタンス素子とを備えた
ことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
請求項１記載のアンテナ装置であって、
前記容量性リアクタンス素子を、前記給電部と前記スリットの付け根部分との間に設けた
ことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項３】
請求項１記載のアンテナ装置であって、
前記容量性リアクタンス素子を、前記給電部と前記スリットの開放端との間に設けた
ことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項４】
地導体の側縁から奥行き方向に切り欠いて一端を開放したスリットと、
前記スリットの切り欠き方向と略直交する幅方向における該スリットのギャップ部に高周波信号を給電する給電部と、
前記高周波信号が、前記スリットの幅方向における一側縁から当該スリットの付け根近傍部を介して前記一側縁と対向する他側縁に流れることによって形成される誘導性リアクタンスと、
前記スリットのギャップ部に設けられた容量性リアクタンス素子と、
前記給電部に給電する高周波信号を送信する高周波無線回路を有した無線回路部とを備えた
ことを特徴とする無線装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アンテナ装置及び無線装置に関し、詳細には複数の共振点が得られるアンテナ装置及び無線装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の移動体通信用携帯無線端末の動向として、端末内部にアンテナを内蔵させた、いわゆる内蔵アンテナを採用したものが数多く市場に出現している。内蔵アンテナは、それまで一般的であった携帯無線端末の外側にアンテナが取り付けられたものに対して、落下などによる破損の可能性が低く、また、デザイン面の観点からも有利であり斬新なデザインが可能である。
【０００３】
従来の携帯無線端末用の内蔵アンテナには、図２２に示すような板状逆Ｆアンテナが広く採用されている。板状逆Ｆアンテナは、同図に示したように、グランド２０１と、このグランド２０１に対して所定距離を置いて対向配置される放射導体２０２と、この放射導体２０２より垂直に延びて前記グランド２０１に接続される短絡導体部２０３と、高周波信号を放射導体２０２に給電するための給電ピン２０４とから構成されている。
【０００４】
このように構成される板状逆Ｆアンテナは、放射導体２０２の大きさによってアンテナの共振周波数が決定される。また、この板状逆Ｆアンテナでは、放射導体２０２とグランド２０１間の距離はアンテナの帯域幅に影響を与え、これら放射導体２０２とグランド２０１間の占有体積が増加することにより、前記帯域幅が増加する傾向にある。したがって、アンテナの特性を確保するためには、アンテナ部の占有体積が必要となり、その分だけ携帯無線端末の厚みも増す傾向にある。
【０００５】
この板状逆Ｆアンテナに対してノッチアンテナは、図２３に示すように、いわば一端を開放したスロットアンテナで、グランド２０５の一部にスリット２０６を形成し、そのスリット２０６に給電部２０７を設けたシンプルな構造となっている。図２４は、携帯無線端末内にノッチアンテナを構成した場合の一例を示している。このアンテナは、グランド２０５にスリット２０６を形成した平面的な構造であるため、従来の内蔵アンテナに対してアンテナ部の厚みが不要で、アンテナ実装面積が少ないという利点を有する。なお、図２４では、図２３と同じ構成部分には同じ符号を付してある。
【０００６】
前記ノッチアンテナにおいては、共振周波数はスリット２０６の長さＬｓで決定され、例えばそのスリット２０６の長さＬｓは使用周波数の０．２波長程度の長さにされる。したがって、これまで携帯電話市場で主流であったＰＤＣ方式（約８００ＭＨｚ）やＧＳＭ方式（約８００〜９００ＭＨｚ）での使用周波数帯域のシステムでは、スリットの長さＬｓが７０〜８０ｍｍ程度と長く、ノッチアンテナを携帯電話機内部に設置するのは困難である。しかしながら、第３世代の携帯電話機（Ｗ−ＣＤＭＡで約２ＧＨｚ）やＧＰＳ機能を搭載した携帯電話機（約１．５７５ＭＨｚ）など、高い周波数帯域で使用されるシステムでは、ノッチアンテナを採用することが可能である。
【０００７】
この一方、近年の携帯無線端末の小型化の動向に伴い、内蔵アンテナにも更なる小型化が要求される傾向にある。その場合、使用周波数帯全域をカバーするのが困難となる可能性があるが、アンテナの小型化に対応させるべく、アンテナの共振周波数を電気的に切り換える技術を採用することが考えられる。また、近年、携帯電話機の急速な普及に伴って、１つの無線通信システムにおける回線数だけでは当該回線数が不足する傾向にあるため、現状では、異なる周波数帯域を使用している２種類かそれ以上の無線通信システムを併用して必要な回線数を確保している。実際に、１つの携帯電話機で、２種類かそれ以上の無線通信システムを利用することが可能な、いわゆるデュアルバンド又はトリプルバンド対応の携帯無線端末が開発され、実際に発売されている。
【０００８】
さらに近年は、携帯無線端末に様々な機能を持たせる傾向にあることから、位置測位システムであるＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）や近距離無線通信方式の一つであるブルートゥース（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ）といった、携帯電話以外の無線通信システムを搭載する携帯無線端末も開発され発売されている。
【０００９】
このように、１つの携帯無線端末に複数の無線通信システムを搭載した場合、端末の小型化によってそれぞれのシステムに対応した内蔵アンテナを搭載するスペースがない場合は、当然、アンテナに複共振化が要求される。
【００１０】
アンテナに複共振化を持たせる一つの手法として、例えば従来から用いられている板状逆Ｆアンテナにおいて、図２５に示すように、グランド２０８に短絡部２０９を介して対向配置した放射導体部２１０にクランク形状のスリット２１１を形成することにより、当該アンテナに低周波数帯と高周波数帯の二つの共振長（電気長）を持たせる技術がある（例えば、特許文献１参照）。放射導体部２１０にクランク形状のスリット２１１を形成すれば、給電ピン２１２によって給電された高周波信号は、低周波数帯のときには図２６中矢印Ａで示すように流れ、高周波数帯のときには図２６中矢印Ｂで示すように流れる。
【００１１】
また、他の方法としては、逆Ｆアンテナの短絡端子を複数用意し、その短絡端子を電気的スイッチ回路に接続することにより、共振周波数を切り換える技術がある（例えば、特許文献２参照）。この技術は、スイッチの切り換えによって周波数切り換え端子をグランド板と接続または開放することにより、共振周波数を切り換えることにより、複共振化したものである。
【００１２】
【特許文献１】
特開２０００−６８７３６号公報（第３頁、第１図）
【特許文献２】
特開２０００−１１４８５６号公報（第４頁及び第５頁、第１図）
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ノッチアンテナは、ノッチ（切り欠き）の長さで共振周波数が決定されてしまうので、基本的には単共振特性しか得られず、上記のような二共振化や帯域切り換えには、そのままでは対応することができない。
【００１４】
また、スイッチ回路によって短絡端子を切り換えて複共振化を図ったものについては、構造が複雑になり、部品点数も増えてコストアップになる。
【００１５】
そこで、本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、簡単な構造でスリットの長さに対応する共振周波数以外の周波数帯域でも共振化でき、複数の通信システムに対応し得るアンテナ装置及び無線装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明のアンテナ装置は、地導体に形成したスリットと、このスリットのギャップ部に設けられた容量性リアクタンス素子と、高周波信号が、前記スリットの幅方向における一側縁から当該スリットの付け根近傍部を介して前記一側縁と対向する他側縁に流れることによって形成される誘導性リアクタンスとを備える。
【００１７】
地導体、すなわちグランドは、具体的には、プリント回路基板などの任意の面に導体を形成し、その導体を接地させたものであり、回路素子などをシールドするためのシールドケースなどがそれに当たる。スリットの付け根近傍は、スリットの開放端とは反対側の他端で、そのスリット他端の近傍部を指す。
【００１８】
本発明のアンテナ装置によれば、スリットのギャップ部に設けた容量性リアクタンス素子と、スリットの幅方向における一側縁から当該スリットの付け根近傍部を介して他側縁に流れる誘導性リアクタンスとによって、複共振化できる共振回路が構成される。
【００１９】
本発明の無線装置は、地導体に形成したスリットと、このスリットのギャップ部に設けられた容量性リアクタンス素子と、高周波信号が、前記スリットの幅方向における一側縁から当該スリットの付け根近傍部を介して前記一側縁と対向する他側縁に流れることによって形成される誘導性リアクタンスと、給電部に給電する高周波信号を送信する高周波無線回路を有した無線回路部とを備える。
【００２０】
本発明の無線装置によれば、無線回路部と、スリットのギャップ部に設けた容量性リアクタンス素子と、スリットの幅方向における一側縁から当該スリットの付け根近傍部を介して他側縁に流れる誘導性リアクタンスとによって、複共振化できる共振回路が構成される。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用したアンテナ装置及び無線装置の具体的な実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。本実施の形態は、本発明に係るアンテナ装置及び無線装置を携帯電話機に適用したものである。
【００２２】
「携帯電話機の概略構成」
本実施の形態の携帯電話機１は、図１に示すように、アンテナ２、高周波無線回路であるＲＦ回路３及びベースバンド信号回路４からなる無線回路部と、ＣＯＤＥＣ（コーデック）５と、メモリ６と、表示部７と、キー入力部８と、スピーカ９と、マイクロフォン１０と、これらを制御するＣＰＵ１１とを備えている。
【００２３】
アンテナ２は、携帯電話機１の筐体内に内蔵される内蔵アンテナであり、後述する地導体（グランド）に切り欠きを形成することによって構成されたノッチアンテナからなる。
【００２４】
ＣＯＤＥＣ５は、マイクロフォン１０から入力された音声信号を符号化してベースバンド信号回路４に送ると共に、ベースバンド信号回路４から受けた信号を復号化することにより得られる音声信号をスピーカ９に供給する。
【００２５】
ベースバンド信号回路４は、ＣＯＤＥＣ５から受けた信号を送信用のベースバンド信号に調整してＲＦ回路３に送ると共に、ＲＦ回路３が復調したベースバンド信号からＣＯＤＥＣ５が処理可能な信号を取り出す。
【００２６】
ＲＦ回路３は、ベースバンド信号回路４から送られたベースバンド信号に応じた変調を施したＲＦ信号（高周波信号）をアンテナ２に供給すると共に、アンテナ２を介して受信したＲＦ信号からベースバンド信号を復調してベースバンド信号回路４に送る。
【００２７】
メモリ６は、例えばＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）などからなり、ＣＰＵ１１が実行するプログラムや各種設定データなどを記憶する。表示部７は、例えば液晶表示装置（ＬＣＤ駆動装置）などから構成され、電話番号や送受信したメッセージデータ（例えば電子メールなど）などの内容を表示する。キー入力部８は、入力手段であるテンキーによる入力指示をＣＰＵ１１に指令し、メモリ６に記憶されたプログラムを実行させる。
【００２８】
スピーカ９は、ＣＯＤＥＣ５から送られた音声信号に応じた音声を出力する。一方、マイクロフォン１０は、外部から音声を取り込んで、その音声を音声信号に変換してＣＯＤＥＣ５へ転送する。
【００２９】
「アンテナ装置の構成及び作用」
本実施の形態のアンテナ装置（以下、単にノッチアンテナという）を、図面及び電磁界シミュレーションによる解析結果を参照しながら詳細に説明する。なお、電磁界シミュレーションは、ＦＤＴＤ法（Ｆｉｎｉｔｅ  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ  Ｔｉｍｅ  Ｄｏｍａｉｎ  Ｍｅｔｈｏｄ  ：有限差分時間領域法）を用いた。
【００３０】
図２は、一般的なノッチアンテナの一例で、シミュレーションモデルを示した斜視図であり、図３はノッチ部分（スリット部分）を拡大して示す要部拡大平面図である。長さＬ、幅Ｗ、厚みＴのグランド基板（地導体）１２の上端側縁１２ａから下端側縁１２ｂに向かう奥行き方向に、長さＬｓ、幅Ｗｓの矩形状をなす切り欠きを形成することによって、一端１３ａを開放したスリット１３を形成する。そして、このノッチアンテナエレメントとして動作するスリット１３の他端である下端１３ｂより前記一端１３ａへ向けたＬｐの位置に、当該スリット１３の切り欠き方向と略直交する幅方向におけるギャップ部１４に高周波信号を給電する給電部１５を設けている。
【００３１】
本シミュレーションでは、グランド基板１２をガラスエポキシ樹脂からなる基板（比誘電率４．４、ｔａｎδ＝０．０４）とし、サイズはＬ＝８０ｍｍ、Ｗ＝６０ｍｍ、Ｗｓ＝１ｍｍ、Ｔ＝１ｍｍとした。また、スリット１３の長さ（ノッチアンテナエレメントの長さ）Ｌｓは４０ｍｍとし、給電位置Ｌｐは４ｍｍとした。図４は、本シミュレーションモデルのノッチアンテナのインピーダンス特性を示すスミスチャートである。このスミスチャートから判るように、本シミュレーションモデルのノッチアンテナは、約１．３ＧＨｚ近傍にて共振していることが判る。
【００３２】
次に、本発明を適用したノッチアンテナについて説明する。図５は、本発明のノッチアンテナであり、ノッチ部分のみを拡大して示す要部拡大平面図である。本発明のノッチアンテナは、前記スリット１３のギャップ部１４に、例えばキャパシタなどからなる容量性リアクタンス素子１６を設けた構成としている。
【００３３】
容量性リアクタンス素子１６は、一方の接続端１６ａをスリット１３の幅方向における一側縁１３ｃに接続すると共に、他方の接続端１６ｂを前記一側縁１３ｃと対向する他側縁１３ｄに接続している。そして、この容量性リアクタンス素子１６は、給電部１５とスリット１３の付け根部分である下端１３ｂと間のギャップ部１４に配置されている。例えば、この容量性リアクタンス素子１６は、給電部１５からスリット１３の下端１３ｂ側へ距離Ｌｃ−とした位置に設けられている。
【００３４】
なお、本発明のノッチアンテナは、容量性リアクタンス素子１６をギャップ部１４に設けた他は、図２及び図３に示したノッチアンテナと同材料、同外形サイズ、同スリットサイズである。
【００３５】
図６は、容量性リアクタンス素子１６の配置位置Ｌｃ−を１ｍｍまたは２ｍｍ、容量性リアクタンスの値を８ｐＦまたは１１ｐＦとしてシミュレーションしたきのスミスチャートである。このスミスチャートから判るように、５０Ωの周りを大きく巻くようなインピーダンス軌跡が得られていることが判る。
【００３６】
スリット１３のギャップ部１４に容量性リアクタンス素子１６を設けたことによって、図６に示すようなインピーダンス軌跡が生じる原理を、図７から図１０を参照して説明する。先ず、ノッチアンテナは、図７に示すように、図２２の板状逆Ｆアンテナ（図７の左上の図は、図２２の板状逆Ｆアンテナを横から見た場合の図である）のグランド２０１、短絡導体部２０３の幅、グランド２０１と放射導体２０２間のギャップ部を大きく変形した、いわば変形逆Ｆアンテナとも解釈できる。
【００３７】
そうすると、図７の左下の矢印Ｃは、短絡導体部２０３の変形と考えられるため、図８の等価回路で示すように、コイル１７を備えた誘導性リアクタンス分Ｃと見なせる。また、このノッチアンテナは、図９左上に示したようなインピーダンス特性を持つλ／４系のアンテナ（直列共振型アンテナ）に対し、並列に誘導性リアクタンス素子（コイル１７）が装荷されているアンテナと解釈することができる。
【００３８】
一方、容量性リアクタンス素子１６を給電部１５とスリット１３の開放端である一端１３ａとの間に設けた図１０（ａ）のノッチアンテナと、容量性リアクタンス素子１６を給電部１５とスリット１３の付け根部分との間に設けた図１０（ｂ）のノッチアンテナは、何れも容量性リアクタンス素子１６と誘導性リアクタンス分とで共振回路を構成することになる。
【００３９】
誘導性リアクタンスは、図１０（ａ），（ｂ）の矢印Ｄで示すように、スリット１３の一側縁１３ｃから当該スリット１３の付け根近傍部（スリット１３の下端１３ｂ近傍部）を介して前記一側縁１３ｃと対向する他側縁１３ｄへと高周波信号が流れることにより形成される。そして、アンテナとしては、図１０（ｃ）の等価回路のような構成、すなわち容量性リアクタンス素子１６と誘導性リアクタンスであるコイル１７とが並列配置されたＬＣ回路構成となり、図６に示したようなインピーダンス特性を持つ。
【００４０】
続いて、容量性リアクタンス素子１６の位置と値と共振周波数について、図５でＬｃ−を１ｍｍとした場合と、Ｌｃ−を２ｍｍとした場合、そして図１１の容量性リアクタンス素子１６を給電部１５からスリット開放端である一端１３ａ側へ向かって距離Ｌｃ＋の位置に配置（装荷）した場合で、Ｌｃ＋を１ｍｍと２ｍｍとした場合のシミュレーション結果を用いて説明する。
【００４１】
図６（ａ）はＬｃ−を１ｍｍ、Ｌｐを４ｍｍ、容量Ｃを８ｐＦ、図（ｂ）はＬｃ−を２ｍｍ、Ｌｐを４ｍｍ、容量Ｃを１１ｐＦ、図１２（ａ）はＬｃ＋を１ｍｍ、Ｌｐを４ｍｍ、容量Ｃを５ｐＦ、図１２（ｂ）はＬｃ＋を２ｍｍ、Ｌｐを２ｍｍ、容量Ｃを３．９ｐＦとしたときのスミスチャートである。
【００４２】
これら図６（ａ），（ｂ）及び図１２（ａ），（ｂ）のスミスチャートから判るように、何れの場合もスミスチャート上５０Ωの周りを大きく巻くような軌跡となるインピーダンス特性が得られていることが判る。また、容量性リアクタンス素子１６を装荷していない図３のノッチアンテナを含めたＶＳＷＲ特性の比較を、図１３に示した。図１４は、容量性リアクタンス素子１６の位置と値を簡略化して示す図である。なお、ＶＳＷＲ特性とは、電圧定在波比（Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｓｔａｎｄｉｎｇ  Ｗａｖｅ  Ｒａｔｉｏ）のことで、アンテナの入力に対する反射の度合いを示したものである。
【００４３】
図１４（ａ）は、容量性リアクタンス素子１６を装荷せずにスリット１３の下端１３ｂからスリット開放端である一端１３ａへ向かって４ｍｍの位置に給電部１５を設けたノッチアンテナである。図１４（ｂ）は、給電部１５からスリット１３の下端１３ｂへ向かって２ｍｍの位置に１１ｐＦの容量性リアクタンス素子１６を設けたノッチアンテナ（図６（ｂ）に対応）である。図１４（ｃ）は、給電部１５からスリット１３の下端１３ｂへ向かって１ｍｍの位置に８ｐＦの容量性リアクタンス素子１６を設けたノッチアンテナ（図６（ａ）に対応）である。図１４（ｄ）は、給電部１５からスリット１３の開放端である一端１３ａへ向かって１ｍｍの位置に５ｐＦの容量性リアクタンス素子１６を設けたノッチアンテナ（図１２（ａ）に対応）である。図１４（ｅ）は、給電部１５からスリット１３の開放端である一端１３ａへ向かって２ｍｍの位置に３．９ｐＦの容量性リアクタンス素子１６を設けたノッチアンテナ（図１２（ｂ）に対応）である。
【００４４】
なお、図１４のノッチアンテナは、何れもスリット１３の長さを４０ｍｍ、給電部１５の装荷位置を同一とし、また、給電部１５と容量性リアクタンス素子１６との位置関係を明瞭なものとするため、図面には符号は省略してある。さらに、図１４の各ノッチアンテナと図１３のＶＳＷＲ特性との対応関係を明確なものとするために、図１４（ａ）を容量なし、同図（ｂ）を容量あり１、同図（ｃ）を容量あり２、同図（ｄ）を容量あり３、同図（ｅ）を容量あり４と表記して、図１３の各ＶＳＷＲ特性を示す線図の欄外にそれぞれの特性線図との対応関係を示してある。
【００４５】
先ず、容量性リアクタンス素子１６の値は、図１３に示すように、その配置される位置が、スリット１３の下端１３ｂから開放端である一端１３ａへ移るに連れて容量性リアクタンス素子１６の値が小さくなっていることが判る。これは、図１０で示した誘導性リアクタンス分Ｄは、容量性リアクタンス素子１６がスリット１３の下端１３ｂにより近い場合は小さく見え、そのため、共振回路を形成させるために必要な容量値Ｃが大きくなるからである。当然、逆に容量性リアクタンス素子１６がより開放端である一端１３ａに近い場合は、誘導性リアクタンス分Ｄは大きく見え、共振回路を形成させるために必要な容量値Ｃが小さくなるからである。
【００４６】
次に、図１３から判るように、スリット１３に容量性リアクタンス素子１６を装荷（設けた）していないノッチアンテナでは、共振点が一つしか得られていないが、スリット１３に容量性リアクタンス素子１６を装荷したノッチアンテナでは、何れも二つの共振点が得られていることが判る。そして、その得られた二つの共振点のうち低い方の共振周波数は、何れも元の容量なしの共振周波数に比べて低くなっていることが判る。これは、スリット１３中に容量性リアクタンス素子１６を装荷したことにより、ノッチアンテナの長さが実際のスリット１３の長さＬｓよりも電気的に短くなったためである。特に、容量性リアクタンス素子１６がスリット１３の一端１３ａ側にある場合の方が、ノッチアンテナ自体の電気長の短縮効果が大きいため、より共振周波数は下がる傾向にある。
【００４７】
続いて、得られた二つの共振点のうち高い方の共振周波数は、逆に容量性リアクタンス素子１６がスリット１３の一端１３ａ（開放端）側にある場合の方が高くなっている。これは、装荷した容量性リアクタンス素子１６の値に起因している。アンテナに容量性リアクタンス素子１６を並列に挿入した場合のインピーダンス変動は、周波数をｆとすると、２πｆＣで動くアドミタンス量が決定される。
【００４８】
今、元の容量装荷なしのノッチアンテナでのスミスチャート（図４）上のインピーダンスの動きを見ると、５０Ω近辺までインピーダンスが動くアドミタンス分が容量あり１〜４でほぼ一定と考えると、容量Ｃの値が小さい程、対応する周波数が高くなり、結果として得られる共振周波数が高くなるのである。
【００４９】
以上、共振周波数の設定は、容量性リアクタンス素子１６の値と、装荷する位置（給電部１５からの位置）Ｌｃ＋またはＬｃ−とによって適宜調整することができる。したがって、使用する周波数帯に応じて、前記容量性リアクタンス素子の値と、その装荷する位置を適宜調整すれば、複数の無線通信システム用のアンテナとして本発明のノッチアンテナを使用することができる。
【００５０】
以上は、もともとのノッチアンテナが狭帯域である例を挙げたため、本発明を適用しても図６に示したように、スミスチャート上に見られるインピーダンスの巻きは比較的大きくなってしまい、共振点が２点しか現れていない。しかしながら、もともとのノッチアンテナの持つ帯域がもっと広ければ、本発明の構造によってスミスチャート上に見られるインピーダンスの巻きは、もっと５０Ω周辺に集まるため、二共振ではなく広帯域な共振が得られるようになる。
【００５１】
そして、もともとのノッチアンテナの帯域は、図２で示すところのＷ１、Ｗ２（スリット１３を挟んだ両側のグランド基板１２の幅）に依存し、この寸法が長いほど帯域が広くなることが知られている。したがって、同じグランド基板１２の大きさであれば、より高い周波数帯では波長に対してグランドが大きく見えるため、もともとのノッチアンテナの帯域は広くなる。そして、本発明の効果によって、このノッチアンテナの帯域は、さらに広帯域化が望める。
【００５２】
その一例を説明する。図１５は、前記したシミュレーションと同じく、グランド基板１２をガラスエポキシ樹脂からなる基板（比誘電率４．４、ｔａｎδ＝０．０４）とし、そのグランド基板１２のサイズをＬ＝８０ｍｍ、Ｗ＝６０ｍｍ、Ｗｓ＝１ｍｍ、Ｔ＝１ｍｍとした。ここでは、スリット１３の長さＬｓを２５ｍｍとし、給電位置Ｌｐを５ｍｍとし、共振周波数を２．０６ＧＨｚと高く設定したノッチアンテナのインピーダンス特性のシミュレーション結果である。これに対して、図１６は、同じＬｓ（２５ｍｍ）及び同じＬｐ（５ｍｍ）で、本発明の容量装荷を適用した場合（容量Ｃ＝２ｐＦ、装荷位置Ｌｃ−＝１ｍｍ）のノッチアンテナのインピーダンス特性のシミュレーション結果である。
【００５３】
なお、図１５（ｂ）及び図１６（ｂ）では、給電部１５及び容量性リアクタンス素子１６の位置関係を明瞭なものとするために、符号を省略してある。
【００５４】
これらの結果から判るように、図６及び図１２の１．３０ＧＨｚ帯モデルのシミュレーション結果に対し、スミスチャート上に見られるインピーダンスの巻きがより５０Ω周辺に集まり、広帯域な特性が得られていることが見て取れる。これは、図１７に示した両者のＶＳＷＲ特性の比較からもよく判る。同じグランド幅サイズ（Ｗ１、Ｗ２）であるが、共振周波数が高くなったために、もともとの容量装荷なしのノッチアンテナの帯域も、前述の理由で、図３の１．３０ＧＨｚ帯の単共振ノッチアンテナより広くなっている。具体的には、ＶＳＷＲが３未満（ＶＳＷＲ＜３）の比帯域で、図３のノッチアンテナでは約１０％増し、図１５のノッチアンテナでは２０％増しとなっている。そして、本発明を適用することにより、２ＧＨｚ帯の容量装荷タイプのノッチアンテナでは、１．７〜３．４ＧＨｚの間でＶＳＷＲ＜３（同比帯域で約６５％増し）とさらに広くなっている。
【００５５】
続いて、従来のノッチアンテナについて、本発明を適用したノッチアンテナの共振周波数における放射パターンについて、ＦＤＴＤ法によるシミュレーション結果を用いて説明する。図１８には、シミュレーションに適用した座標系（同図（ａ））と放射パターン観測面の概略図（同図（ｂ），（ｃ），（ｄ））を示した。
【００５６】
図１９には、図３で示した従来のノッチアンテナモデルの共振周波数１．２８ＧＨｚでの放射パターンを示している。Φ＝０°面では電界のＥΦ成分が、Φ＝９０°面では電界のＥθ成分が、それぞれヌル点を補填したようなパターンとなっている。これは、ノッチアンテナの放射がグランド基板１２へ漏洩する高周波電流ではなく、給電点部分に集中している電流の寄与によることを示している。なお、アンテナの放射効率は、７０％（−１．５ｄＢ）であった。
【００５７】
次に、本発明を適用したノッチアンテナの放射パターン例を示す。図５のシミュレーションモデルにて、Ｌｃ−を１ｍｍとした場合の低い周波数の共振点である１．２０ＧＨｚでの放射パターンを図２０に、高い周波数の共振点である１．７０ＧＨｚでの放射パターンを図２１にそれぞれ示す。これらの結果から判るように、どちらの周波数帯も、従来のノッチアンテナとほぼ同様の放射パターン形状を示していることが判る。なお、アンテナの放射効率は、１．２０ＧＨｚでは７４％（−１．３ｄＢ）、１．７０ＧＨｚでは８２％（−０．９ｄＢ）と、共振点での放射効率はほぼ同等である。
【００５８】
このように、本発明のノッチアンテナによれば、ノッチアンテナの長さに対応する共振周波数とは別の共振点を持ち、且つ、その共振点において良好な放射効率を有するノッチアンテナを実現することができ、二つの周波数帯において対応可能となることが判る。したがって、本発明のノッチアンテナによれば、デュアルバンド対応の携帯通信端末や、携帯電話機以外の無線通信システムを搭載する携帯通信端末にも本発明を適用することができる。
【００５９】
以上、本発明を適用した具体的な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に制限されることなく種々の変更が可能である。
【００６０】
上述の実施の形態では、アンテナ装置及び無線回路を携帯電話機に適用して本発明を説明したが、本発明は携帯電話機に限定されることはなく、例えばハンドヘルドＰＣや通信機能を備えたＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）などの携帯通信端末装置に本発明を適用しても同様の作用効果がある。
【００６１】
【発明の効果】
本発明のアンテナ装置によれば、地導体に形成したスリットのギャップ部に設けた容量性リアクタンス素子と、高周波信号がスリットの幅方向における一側縁から当該スリットの付け根近傍部を介して他側縁に流れることによって形成される誘導性リアクタンスとによりアンテナを構成したので、スリットの長さに対応する共振周波数とは別の共振点を持ち、複数共振化が得られる。
【００６２】
また、本発明の無線装置によれば、無線回路部と、地導体に形成したスリットのギャップ部に設けた容量性リアクタンス素子と、高周波信号がスリットの幅方向における一側縁から当該スリットの付け根近傍部を介して他側縁に流れることによって形成される誘導性リアクタンスとにより構成したので、ノッチアンテナの長さに対応する共振周波数とは別の共振点を持ち、複数共振化が得られる。したがって、本発明の無線装置によれば、複数の通信システムに対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本実施の形態の無線装置を示す機能ブロック図である。
【図２】図２は、一般的なノッチアンテナの一例で、シミュレーションモデルを示した斜視図である。
【図３】図３は、図２に示したノッチアンテナのノッチ部分を拡大して示す要部拡大平面図である。
【図４】図４は、本シミュレーションモデルのノッチアンテナのインピーダンス特性を示すスミスチャートである。
【図５】図５は、本発明のノッチアンテナであり、ノッチ部分のみを拡大して示す要部拡大平面図である。
【図６】図６は、容量性リアクタンス素子の配置位置Ｌｃ−を１ｍｍまたは２ｍｍ、容量性リアクタンスの値を８ｐＦまたは１１ｐＦとしてシミュレーションしたきのスミスチャートである。
【図７】図７は、ノッチアンテナを板状逆Ｆアンテナの変形逆Ｆアンテナと解釈するのに使用した説明図である。
【図８】図８は、図７のノッチアンテナの等価回路図である。
【図９】図９は、λ／４系アンテナと並列共振回路の両者を並列給電したインピーダンス特性を示すスミスチャートである。
【図１０】図１０（ａ），（ｂ）はスリットに容量性リアクタンス素子を設けたノッチアンテナのノッチ部分を拡大して示す要部拡大平面図、同図（ｃ）はそのノッチアンテナの等価回路である。
【図１１】図１１は、容量性リアクタンス素子を給電部からスリット開放端である一端側へ向かって距離Ｌｃ＋の位置に配置（装荷）したノッチアンテナのノッチ部分を拡大して示す要部拡大平面図である。
【図１２】図１２（ａ）はＬｃ＋を１ｍｍ、Ｌｐを４ｍｍ、容量Ｃを５ｐＦ、図１２（ｂ）はＬｃ＋を２ｍｍ、Ｌｐを２ｍｍ、容量Ｃを３．９ｐＦとしたときのスミスチャートである。
【図１３】図１３は、容量性リアクタンス素子を装荷していないノッチアンテナを含めたＶＳＷＲ特性の比較を示す特性図である。
【図１４】図１４は、容量性リアクタンス素子の配置位置と値を簡略化して示す図である。
【図１５】図１５は、スリットの長さＬｓを２５ｍｍ、給電位置Ｌｐを５ｍｍ、共振周波数を２．０６ＧＨｚと高く設定したノッチアンテナのインピーダンス特性のシミュレーション結果であり、同図（ａ）はスミスチャート、同図（ｂ）は給電部の配置位置を示す概略図である。
【図１６】図１６は、スリットの長さＬｓを２５ｍｍ、Ｌｐを５ｍｍ、容量Ｃを２ｐＦ、装荷位置Ｌｃ−を１ｍｍ、共振周波数を２．６０ＧＨｚと高く設定したノッチアンテナのインピーダンス特性のシミュレーション結果であり、同図（ａ）はスミスチャート、同図（ｂ）は給電部の配置位置を示す概略図である。
【図１７】図１７は、スリットに容量性リアクタンス素子を設けなかったノッチアンテナと設けたノッチアンテナのＶＳＷＲ特性を示す特性図である。
【図１８】図１８は、シミュレーションに適用した座標系と放射パターン観測面を示す概略図である。
【図１９】図１９は、図３で示した従来のノッチアンテナモデルの共振周波数１．２８ＧＨｚでの放射パターンを示す図である。
【図２０】図２０は、図５のシミュレーションモデルにてＬｃ−を１ｍｍとした場合の低い周波数の共振点である１．２０ＧＨｚでの放射パターンを示す図である。
【図２１】図２１は、図５のシミュレーションモデルにてＬｃ−を１ｍｍとした場合の高い周波数の共振点である１．７０ＧＨｚでの放射パターンを示す図である。
【図２２】図２２は、板状逆Ｆアンテナの一例を示す斜視図である。
【図２３】図２３は、グランドの一部にスリットを形成したノッチアンテナのノッチ部分を拡大して示す要部拡大平面図である。
【図２４】図２４は、携帯無線端末内にノッチアンテナを構成した場合の一例を示す平面図である。
【図２５】図２５は、グランドに短絡部を介して対向配置した放射導体部にクランク形状のスリットを形成することにより、当該アンテナに低周波数帯と高周波数帯の二つの共振長を持たせた従来技術を示した斜視図である。
【図２６】図２６は、図２５のノッチアンテナにおいて、低周波数帯のときと高周波数帯のときの放射導体に流れる電流の流れを示す図である。
【符号の説明】
１…携帯電話機
２…アンテナ
３…ＲＦ回路
１２…グランド基板
１３…スリット
１３ａ…スリットの一端（開放端）
１３ｂ…スリットの下端
１３ｃ…スリットの一側縁
１３ｄ…スリットの他側縁
１４…ギャップ部
１５…給電部
１６…容量性リアクタンス素子
１７…コイル
【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５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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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１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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