(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
給電部に接続される給電電極，第１放射電極，及びこの第１放射電極と上記給電電極との間に接続された第１周波数可変回路を有して成る第１アンテナ部と、上記給電電極，第２放射電極，及びこの第２放射電極と上記給電電極との間に接続された第２周波数可変回路を有して成る第２アンテナ部とを備えるアンテナ装置であって、
上記第１周波数可変回路は、上記給電電極に接続され且つ制御電圧でその容量値を変化可能な第１可変容量ダイオードを有する第１リアクタンス回路と、この第１リアクタンス回路と上記第１放射電極との間に接続され且つ制御電圧でその容量値を変化可能な第２可変容量ダイオードを有する第２リアクタンス回路とを備え、
上記第２周波数可変回路は、上記第１リアクタンス回路と、この第１リアクタンス回路と上記第２放射電極との間に接続され且つ制御電圧でその容量値を変化可能な第３可変容量ダイオードを有した第３リアクタンス回路とを備え、
上記第１放射電極は、その開放先端が上記給電電極に一定の間隔を介して対向するループ形状の導体パターンであり、
上記第２放射電極は、直線状の導体パターンである、
ことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
上記第２リアクタンス回路の第２可変容量ダイオード及び第３リアクタンス回路の第３可変容量ダイオードを上記第１リアクタンス回路の第１可変容量ダイオードと対向させて配し、これら第１ないし第３可変容量ダイオードのカソード側同士を接続して、上記制御電圧をこれらカソード側の接続部分に入力する、
ことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項３】
上記第１リアクタンス回路は、上記第１可変容量ダイオードを含む直列共振回路又は並列共振回路であり、
上記第２リアクタンス回路は、上記第２可変容量ダイオードを含む直列共振回路又は並列共振回路であり、
上記第３リアクタンス回路は、上記第３可変容量ダイオードを含む直列共振回路又は並列共振回路である、
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４】
上記第１ないし第３リアクタンス回路を、上記可変容量ダイオードを含む直列回路にコイルを並列に接続した並列共振回路とし、
これら第１ないし第３リアクタンス回路のいずれかの上記コイルを、チョークコイルとして設定することにより、当該コイルを含むリアクタンス回路を実質的に直列共振回路にした、
ことを特徴とする請求項３に記載のアンテナ装置。
【請求項５】
上記第１ないし第３可変容量ダイオードの内のいずれかの可変容量ダイオードの内部抵抗値を他の可変容量ダイオードの内部抵抗値と異ならしめた、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のアンテナ装置。
【請求項６】
少なくとも上記第１アンテナ部を誘電体基体上に形成した、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のアンテナ装置。
【請求項７】
上記給電電極に接続された上記第１リアクタンス回路の後段に追加放射電極を接続することにより、この追加放射電極と上記給電電極と周波数可変回路である上記第１リアクタンス回路とで追加アンテナ部を構成した、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載のアンテナ装置。
【請求項８】
上記追加アンテナ部を複数設け、
これらの複数の追加アンテナ部の内の少なくとも１つの追加アンテナ部において、制御電圧でその容量値を変化可能な可変容量ダイオードを有した追加リアクタンス回路を上記第１リアクタンス回路と上記追加放射電極との間に接続し、当該追加リアクタンス回路と上記第１リアクタンス回路とにより、当該追加アンテナ部の周波数可変回路を構成した、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれかに記載のアンテナ装置。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のいずれかに記載のアンテナ装置を具備する、
ことを特徴とする無線通信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、共振周波数を一定の範囲で変化させることができるアンテナ装置及び無線通信機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のアンテナ装置としては、例えば特許文献１に開示の周波数可変型アンテナがある。このアンテナ装置は、給電電極と１つの放射電極とを基体上に形成し、１つの周波数可変回路をこれら給電電極と放射電極との間に介設した構成となっている。
かかる構成により、周波数可変回路内の可変容量ダイオードに印加する制御電圧を変えることで、アンテナの共振周波数を変化させることができるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−０６０３８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記した従来のアンテナ装置では、次のような問題がある。
アンテナ装置を給電電極と周波数可変回路と１つの放射電極とで構成しているので、共振周波数を１つしか得ることができない。また、共振周波数を周波数可変回路によって変化させることができるが、１つの可変容量ダイオードしか有していない周波数可変回路を用いるために、共振周波数を広範囲に変化させることができない。
【０００５】
この発明は、上述した課題を解決するためになされたもので、複数の共振周波数を得ることができ、しかも複数の共振周波数を広範囲に変化させることができるアンテナ装置及び無線通信機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、給電部に接続される給電電極，第１放射電極，及びこの第１放射電極と給電電極との間に接続された第１周波数可変回路を有して成る第１アンテナ部と、給電電極，第２放射電極，及びこの第２放射電極と給電電極との間に接続された第２周波数可変回路を有して成る第２アンテナ部とを備えるアンテナ装置であって、第１周波数可変回路は、給電電極に接続され且つ制御電圧でその容量値を変化可能な第１可変容量ダイオードを有する第１リアクタンス回路と、この第１リアクタンス回路と第１放射電極との間に接続され且つ制御電圧でその容量値を変化可能な第２可変容量ダイオードを有する第２リアクタンス回路とを備え、第２周波数可変回路は、第１リアクタンス回路と、この第１リアクタンス回路と第２放射電極との間に接続され且つ制御電圧でその容量値を変化可能な第３可変容量ダイオードを有した第３リアクタンス回路とを備え、第１放射電極は、その開放先端が給電電極に一定の間隔を介して対向するループ形状の導体パターンであり、第２放射電極は、直線状の導体パターンである構成とした。
かかる構成により、給電部から電力を給電電極に供給すると、ある周波数の電力で第１アンテナ部が共振し、当該周波数の電波を送信する。また、第１アンテナ部の共振周波数とは異なる他の周波数の電力で第２アンテナ部が共振し、当該周波数の電波を送信する。すなわち、この発明のアンテナ装置では、第１アンテナ部による共振周波数と第２アンテナ部による共振周波数との２共振状態を得ることができる。そして、制御電圧によって、第１リアクタンス回路の第１可変容量ダイオードの容量値だけでなく、第２リアクタンス回路の第２可変容量ダイオードの容量値をも変化させることができるので、２つの可変容量ダイオード分の大きなリアクタンス変化を第１周波数可変回路で得ることができ、この結果、第１アンテナ部の共振周波数を広範囲で変化させることができる。また、第１リアクタンス回路の第１可変容量ダイオードの容量値と第３リアクタンス回路の第３可変容量ダイオードの容量値とを制御電圧で制御することで、２つの可変容量ダイオード分の大きなリアクタンス変化を第２周波数可変回路で得ることができ、この結果、第２アンテナ部の共振周波数をも広範囲で変化させることができる。また、第１放射電極は、その開放先端が給電電極に一定の間隔を介して対向するループ形状の導体パターンであるので、かかる間隔が給電電極と第１放射電極との間に容量を生じさせる。したがって、この間隔の大きさを変化させることにより、第１アンテナ部のリアクタンス値を所望値に変えることができる。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１に記載のアンテナ装置において、第２リアクタンス回路の第２可変容量ダイオード及び第３リアクタンス回路の第３可変容量ダイオードを第１リアクタンス回路の第１可変容量ダイオードと対向させて配し、これら第１ないし第３可変容量ダイオードのカソード側同士を接続して、制御電圧をこれらカソード側の接続部分に入力する構成とした。
かかる構成により、制御電圧によって、第１ないし第３可変容量ダイオードの３つの可変容量ダイオードを同時に変化させることができる。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載のアンテナ装置において、第１リアクタンス回路は、第１可変容量ダイオードを含む直列共振回路又は並列共振回路であり、第２リアクタンス回路は、第２可変容量ダイオードを含む直列共振回路又は並列共振回路であり、第３リアクタンス回路は、第３可変容量ダイオードを含む直列共振回路又は並列共振回路である構成とした。
かかる構成により、第１ないし第３リアクタンス回路の全てを直列共振回路とすることで、第１アンテナ部の共振周波数と第２アンテナ部の共振周波数の可変範囲を余り広げることなく、大きな利得を得ることができ、また、第１ないし第３リアクタンス回路の全てを並列共振回路とすることで、大きな利得を得ることができないが、第１アンテナ部の共振周波数と第２アンテナ部の共振周波数の可変範囲を大きく広げることができる。したがって、第１ないし第３リアクタンス回路のいずれかを直列共振回路にし、残りを並列共振回路にすることで、第１アンテナ部及び第２アンテナ部の共振周波数の変化量を異ならしめることができる。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項３に記載のアンテナ装置において、第１ないし第３リアクタンス回路を、可変容量ダイオードを含む直列回路にコイルを並列に接続した並列共振回路とし、これら第１ないし第３リアクタンス回路のいずれかのコイルを、チョークコイルとして設定することにより、当該コイルを含むリアクタンス回路を実質的に直列共振回路にした構成とする。
かかる構成により、並列共振回路のコイルをチョークコイルとして用いることで当該コイルを含むリアクタンス回路を実質的に直列共振回路にすることができるので、並列共振回路部分を改めて直列共振回路に作り直す必要がなく、容易に設計変更が可能である。
【００１０】
請求項５の発明は、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のアンテナ装置において、第１ないし第３可変容量ダイオードの内のいずれかの可変容量ダイオードの内部抵抗値を他の可変容量ダイオードの内部抵抗値と異ならしめた構成とする。
可変容量ダイオードの内部抵抗値を小さくすると、大きな利得を得ることができるが、可変容量範囲は狭くなり、逆に、内部抵抗値を大きくすると、大きな利得を得ることができないが、可変容量範囲は広くなる。したがって、かかる構成により、周波数可変範囲を重視するか又は利得を重視するかを比較考量し、第１ないし第３可変容量ダイオードの内のいずれかの可変容量ダイオードの内部抵抗値を他の可変容量ダイオードの内部抵抗値と適宜異ならしめることで、第１アンテナ部及び第２アンテナ部について、状況に応じた特性を得ることができる。
【００１１】
請求項６の発明は、請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のアンテナ装置において、少なくとも第１アンテナ部を誘電体基体上に形成した構成とする。
かかる構成により、少なくとも第１アンテナ部の容量値を大きくし、第１アンテナ部自体のリアクタンス値を高めることができる。
【００１２】
請求項７の発明は、請求項１ないし請求項６のいずれかに記載のアンテナ装置において、給電電極に接続された第１リアクタンス回路の後段に追加放射電極を接続することにより、この追加放射電極と給電電極と周波数可変回路である第１リアクタンス回路とで追加アンテナ部とした構成とする。
かかる構成により、第１及び第２アンテナ部の共振周波数だけでなく、追加アンテナ部による共振周波数を得ることができ、より多くの共振周波数の電波に対して対応することができる。また、第１及び第２アンテナ部と追加アンテナ部との共振周波数を同時に変化させることもできる。
【００１３】
請求項８の発明は、請求項１ないし請求項７のいずれかに記載のアンテナ装置において、追加アンテナ部を複数設け、これらの複数の追加アンテナ部の内の少なくとも１つの追加アンテナ部において、制御電圧でその容量値を変化可能な可変容量ダイオードを有した追加リアクタンス回路を第１リアクタンス回路と追加放射電極との間に接続し、当該追加リアクタンス回路と第１リアクタンス回路とにより、当該追加アンテナ部の周波数可変回路とした構成とする。
かかる構成により、追加リアクタンス回路と第１リアクタンス回路とにより、追加アンテナ部の周波数可変回路を構成したので、追加アンテナ部の共振周波数をも広範囲で変化させることができる。
【００１４】
請求項９の発明に係る無線通信機は、請求項１ないし請求項８のいずれかに記載のアンテナ装置を具備する構成とした。
【発明の効果】
【００１５】
以上詳しく説明したように、この発明のアンテナ装置によれば、複数のアンテナ部を備えているので、複数の共振周波数を得ることができるという優れた効果がある。しかも、各アンテナ部の周波数可変回路に、可変容量ダイオードを含むリアクタンス回路を２つ設けているので、２つの可変容量ダイオード分の大きなリアクタンス変化を得ることができ、この結果、アンテナ部の各共振周波数をより広範囲で変化させることができるという効果がある。
【００１６】
また、請求項３の発明に係るアンテナ装置によれば、第１ないし第３リアクタンス回路の全てを直列共振回路とすることで、大きな利得を得ることができ、また、第１ないし第３リアクタンス回路の全てを並列共振回路とすることで、共振周波数の可変範囲を大きく広げることができる。そして、直列共振回路と並列共振回路とを混在させて、第１アンテナ部及び第２アンテナ部の共振周波数の変化量と利得とを異ならしめることができ、この結果、使用状況に応じた最適な特性を得ることができる。
また、請求項４の発明に係るアンテナ装置によれば、並列共振回路部分を直列共振回路に改めて作り直す必要がなく、並列共振回路から直列共振回路への設計変更を容易に行うことができる。
また、請求項５の発明に係るアンテナ装置によれば、第１アンテナ部及び第２アンテナ部について、状況に応じた特性を得ることができる。
また、請求項６のアンテナ装置によれば、少なくとも第１アンテナ部自体のリアクタンス値を高めることができ、第１アンテナ部の共振周波数の低域化を図ることができる。
また、請求項７の発明に係るアンテナ装置によれば、より一層の多共振化が可能となり、しかも、これらの共振周波数を同時に変化させることができる。
特に、請求項８の発明によれば、追加アンテナ部の共振周波数も広範囲で変化させることができる。
【００１７】
また、請求項９の発明に係る無線通信機によれば、複共振で広範囲の周波数変化が可能な送受信が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】この発明の第１実施例に係るアンテナ装置を示す概略平面図である。
【図２】２共振の可変状態を説明するための線図である。
【図３】この発明の第２実施例に係るアンテナ装置を示す概略平面図である。
【図４】２共振の可変状態を説明するための線図である。
【図５】この発明の第３実施例に係るアンテナ装置を示す概略平面図である。
【図６】２共振の可変状態を説明するための線図である。
【図７】この発明の第４実施例に係るアンテナ装置を示す概略平面図である。
【図８】２共振の可変状態を説明するための線図である。
【図９】この発明の第５実施例に係るアンテナ装置を示す概略平面図である。
【図１０】２共振の可変状態を説明するための線図である。
【図１１】この発明の第６実施例に係るアンテナ装置を示す概略平面図である。
【図１２】可変容量ダイオードの内部抵抗が大きいときの周波数と利得との関係を示す線図である。
【図１３】可変容量ダイオードの内部抵抗が小さいときの周波数と利得との関係を示す線図である。
【図１４】この発明の第７実施例に係るアンテナ装置を示す斜視図である。
【図１５】この発明の第８実施例に係るアンテナ装置を示す概略平面図である。
【図１６】多共振の可変状態を説明するための線図である。
【図１７】この発明の第９実施例に係るアンテナ装置を示す概略平面図である。
【図１８】多共振の可変状態を説明するための線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、この発明の最良の形態について図面を参照して説明する。
（実施例１）
【００２０】
図１は、この発明の第１実施例に係るアンテナ装置を示す概略平面図である。
この実施例のアンテナ装置１は、携帯電話等の無線通信機に設けられている。
図１に示すように、アンテナ装置１は、無線通信機の回路基板１００の非グランド領域１０１に形成されており、グランド領域１０２上に搭載されている給電部としての送受信部１１０との間で高周波信号のやり取りを行う。また、直流の制御電圧Ｖcが、送受信部１１０内に設けられている受信周波数制御部１２０からアンテナ装置１に入力されるようになっている。
このアンテナ装置１は、第１アンテナ部２と第２アンテナ部３とを有している。
【００２１】
第１アンテナ部２は、給電電極４と、第１放射電極５と、これら給電電極４と第１放射電極５との間に接続された第１周波数可変回路６−１とを備えて成る。
具体的には、コイル１１１，１１２で構成される整合回路が非グランド領域１０１上に形成され、導体パターンである給電電極４がこの整合回路を介して送受信部１１０に接続されている。
また、第１放射電極５は、その開放先端５０が給電電極４に間隔Ｇを介して対向するループ形状の導体パターンである。そして、かかる間隔Ｇが給電電極４と第１放射電極５との間に容量を生じさせるので、この間隔Ｇの大きさを変化させることにより、第１アンテナ部２のリアクタンス値を所望値に変えることができる。なお、第１放射電極５の中途には、共振周波数調整用の接地コイル５１が接続されている。
【００２２】
第１周波数可変回路６−１は、給電電極４に接続された第１リアクタンス回路６Ａ（図１で「ｊＸ１」と記す）と、この第１リアクタンス回路６Ａと第１放射電極５との間に接続された第２リアクタンス回路６Ｂ（図１で「ｊＸ２」と記す）とで構成されている。   第１リアクタンス回路６Ａには、図示しない第１可変容量ダイオードが設けられ、制御電圧Ｖcをこの第１可変容量ダイオードに印加することで、第１可変容量ダイオードの容量値が増減し、第１リアクタンス回路６Ａのリアクタンス値を変化させることができるようになっている。
また、第２リアクタンス回路６Ｂにも、図示しない第２可変容量ダイオードが設けられ、制御電圧Ｖcをこの第２可変容量ダイオードに印加することで、第２可変容量ダイオードの容量値が増減し、第２リアクタンス回路６Ｂのリアクタンス値を変化させることができるようになっている。
そして、これら第１リアクタンス回路６Ａと第２リアクタンス回路６Ｂとの接続点Ｐが、高周波カット用抵抗１２１及びＤＣパスコンデンサ１２２を介して受信周波数制御部１２０に接続されている。
これにより、受信周波数制御部１２０からの制御電圧Ｖcを接続点Ｐに印加すると、上記のごとく、第１及び第２リアクタンス回路６Ａ，６Ｂのリアクタンス値が制御電圧Ｖcの大きさに対応して増減し、第１周波数可変回路６−１全体のリアクタンス値が変化する。つまり、制御電圧Ｖcを第１周波数可変回路６−１に入力することによって、第１アンテナ部２の電気長が変わり、第１アンテナ部２の共振周波数が変化するようになっている。
【００２３】
一方、第２アンテナ部３は、給電電極４と、第２放射電極７と、これら給電電極４と第２放射電極７との間に形成された第２周波数可変回路６−２とを備えて成る。
具体的には、第２放射電極７は、直線状の導体パターンであり、この第２放射電極７の先端にも共振周波数調整用の接地コイル７１が接続されている。
【００２４】
第２周波数可変回路６−２は、第１リアクタンス回路６Ａと、この第１リアクタンス回路６Ａと第２放射電極７との間に接続された第３リアクタンス回路６Ｃ（図１で「ｊＸ３」と記す）とで構成されている。    
第３リアクタンス回路６Ｃには、第１リアクタンス回路６Ａと同様に、図示しない第３可変容量ダイオードが設けられ、制御電圧Ｖcをこの第３可変容量ダイオードに印加することで、第３可変容量ダイオードの容量値が増減し、第３リアクタンス回路６Ｃのリアクタンス値を変化させることができるようになっている。
そして、この第３リアクタンス回路６Ｃも第１リアクタンス回路６Ａと第２リアクタンス回路６Ｂとの接続点Ｐに接続されており、受信周波数制御部１２０からの制御電圧Ｖcをこの接続点Ｐに印加すると、第１及び第３リアクタンス回路６Ａ，６Ｃのリアクタンス値が制御電圧Ｖcの大きさに対応して増減し、第２周波数可変回路６−２全体のリアクタンス値が変化する。つまり、制御電圧Ｖcを第２周波数可変回路６−２に入力することによって、第２アンテナ部３の電気長が変わり、第２アンテナ部３の共振周波数が変化する。
【００２５】
次に、この実施例のアンテナ装置が示す作用及び効果について説明する。
図２は、２共振の可変状態を説明するための線図である。
上記したように、第１アンテナ部２を、給電電極４と第１周波数可変回路６−１と第１放射電極５とで構成し、第２アンテナ部３を給電電極４と第２周波数可変回路６−２と第２放射電極７とで構成したので、第１アンテナ部２による共振周波数ｆ１と第２アンテナ部３による共振周波数ｆ２との２共振状態を得ることができる。
例えば、第１放射電極５の長さを第２放射電極７よりも長く設定しておくと、第１アンテナ部２による共振周波数ｆ１が第２アンテナ部３による共振周波数ｆ２よりも低くなり、図２の実線で示すリターンロス曲線Ｓ１を得る。
ここで、制御電圧Ｖcを第１周波数可変回路６−１に印加すると、第１及び第２リアクタンス回路６Ａ，６Ｂのリアクタンス値が制御電圧Ｖcの大きさに対応して増減し、第１周波数可変回路６−１全体のリアクタンス値が変化して、第１アンテナ部２の電気長が変わり、第１アンテナ部２の共振周波数ｆ１が変化する。
これと並行して、第２周波数可変回路６−２の第１及び第３リアクタンス回路６Ａ，６Ｃのリアクタンス値も制御電圧Ｖcの大きさに対応して増減し、第２周波数可変回路６−２全体のリアクタンス値が変化して、第２アンテナ部３の電気長が変わり、第２アンテナ部３の共振周波数ｆ２が変化する。
この結果、図２の破線で示すリターンロス曲線Ｓ２で示すように、第１アンテナ部２の共振周波数ｆ１が制御電圧Ｖcの大きさに対応した変化量ｄ１だけ移動して、周波数ｆ１′に至る。そして、同時に、第２アンテナ部３の共振周波数ｆ２も、制御電圧Ｖcの大きさに対応した変化量ｄ２だけ移動して、周波数ｆ２′に至る。
このとき、第１周波数可変回路６−１（第２周波数可変回路６−２）による共振周波数ｆ１〜ｆ１′（ｆ２〜ｆ２′）への変化量ｄ１（ｄ２）は、第１リアクタンス回路６Ａに含まれる第１可変容量ダイオードの容量値の変化量だけでなく、第２リアクタンス回路６Ｂ（第３リアクタンス回路６Ｃ）に含まれる第２可変容量ダイオード（第３可変容量ダイオード）の容量値の変化量も加算され、その分、大きな変化量ｄ１（ｄ２）を得ることができる。この結果、第１アンテナ部２（第２アンテナ部３）の共振周波数ｆ１（ｆ２）を広範囲で変化させることができる。
【００２６】
ところで、上記従来のアンテナ装置の場合には、単共振であり、しかも１つの可変容量ダイオードしか有していない周波数可変回路で共振周波数を変化させるので、図２に示したように、共振周波数ｆ１〜ｆ２′という広範囲で変化させるには、大きな制御電圧Ｖcが必要となる。このようなアンテナ装置は低電圧化が要求される携帯電話等の無線通信機には適当でない。
これに対して、この実施例のアンテナ装置１では、上記したように２共振状態の共振周波数ｆ１，ｆ２を所定の制御電圧Ｖcによって同時に変化させることができるので、低電圧の制御電圧Ｖcで、共振周波数ｆ１〜ｆ２′という広範囲の変化が可能となる。したがって、この実施例のアンテナ装置１は、携帯電話等のように、低電源電圧化が要求される無線通信機等に適しているといえる。
【００２７】
（実施例２）
次に、この発明の第２実施例について説明する。
図３は、この発明の第２実施例に係るアンテナ装置を示す概略平面図である。
この実施例のアンテナ装置は、第１実施例の第１リアクタンス回路６Ａ，第２リアクタンス回路６Ｂ及び第３リアクタンス回路６Ｃに対して具体的な直列共振回路を適用したものである。
【００２８】
すなわち、図３に示すように、第１リアクタンス回路６Ａ，第２リアクタンス回路６Ｂ及び第３リアクタンス回路６Ｃを、第１可変容量ダイオード６１Ａ，第２可変容量ダイオード６１Ｂ及び第３可変容量ダイオード６１Ｃをそれぞれ含む直列共振回路とした。
具体的には、第１リアクタンス回路６Ａとして、第１可変容量ダイオード６１Ａとコイル６２Ａとの直列共振回路を適用し、コイル６２Ａを給電電極４に接続すると共に第１可変容量ダイオード６１Ａのカソード側を接続点Ｐに接続した。また、第２リアクタンス回路６Ｂとして、第２可変容量ダイオード６１Ｂとコイル６２Ｂとの直列共振回路を適用し、コイル６２Ｂを第１放射電極５に接続すると共に第２可変容量ダイオード６１Ｂのカソード側を接続点Ｐに接続した。そして、第３リアクタンス回路６Ｃとして、第３可変容量ダイオード６１Ｃとコイル６２Ｃとの直列共振回路を適用し、コイル６２Ｃを第２放射電極７に接続すると共に第３可変容量ダイオード６１Ｃのカソード側を接続点Ｐ側に接続した。
すなわち、第２リアクタンス回路６Ｂの第２可変容量ダイオード６１Ｂ及び第３リアクタンス回路６Ｃの第３可変容量ダイオード６１Ｃを第１リアクタンス回路６Ａの第１可変容量ダイオード６１Ａと対向させて配し、これら第１ないし第３可変容量ダイオード６１Ａ〜６１Ｃのカソード側同士を接続して、制御電圧Ｖcをこれらのカソード側の接続部分に入力する構成とした。
【００２９】
次に、この実施例のアンテナ装置が示す作用及び効果について説明する。
図４は、２共振の可変状態を説明するための線図である。
図４の実線のリターンロス曲線Ｓ１で示すように、この実施例のアンテナ装置においても、第１アンテナ部２による共振周波数ｆ１と第２アンテナ部３による共振周波数ｆ２との２共振状態を得ることができる。そして、制御電圧Ｖcを第１周波数可変回路６−１，第２周波数可変回路６−２に印加することで、第１アンテナ部２の共振周波数ｆ１と第２アンテナ部３の共振周波数ｆ２とを同時に変化させることができる。
ところで、第１可変容量ダイオードとコイルとの直列共振回路においては、制御電圧Ｖcに対するリアクタンス値がほぼ線形に変化する。このため、第１周波数可変回路６−１（第２周波数可変回路６−２）による共振周波数ｆ１〜ｆ１′（ｆ２〜ｆ２′）への変化量ｄ１（ｄ２）は、あまり大きくないが、大きな利得を得ることができる。したがって、この実施例のように第１リアクタンス回路６Ａ〜第３リアクタンス回路６Ｃの全てを直列共振回路にすることで、利得重視のアンテナ装置を構成することができる。
その他の構成、作用及び効果は、上記第１実施例と同様であるので、その記載は省略する。
【００３０】
（実施例３）
次に、この発明の第３実施例について説明する。
図５は、この発明の第３実施例に係るアンテナ装置を示す概略平面図である。
この実施例のアンテナ装置は、第１実施例の第１リアクタンス回路６Ａ，第２リアクタンス回路６Ｂ及び第３リアクタンス回路６Ｃに対して具体的な並列共振回路を適用したものである。
【００３１】
すなわち、図５に示すように、第１リアクタンス回路６Ａ，第２リアクタンス回路６Ｂ及び第３リアクタンス回路６Ｃを、第１可変容量ダイオード６１Ａ，第２可変容量ダイオード６１Ｂ及び第３可変容量ダイオード６１Ｃをそれぞれ含む並列共振回路とした。
具体的には、第１リアクタンス回路６Ａとして、第１可変容量ダイオード６１Ａとコイル６２Ａとの直列回路に対して、コイル６３Ａと共用コンデンサ６４との直列回路を並列に接続した並列共振回路を適用した。また、第２リアクタンス回路６Ｂとして、第２可変容量ダイオード６１Ｂとコイル６２Ｂとの直列回路に対して、コイル６３Ｂと共用コンデンサ６４との直列回路を並列に接続した並列共振回路を適用し、第３リアクタンス回路６Ｃとして、第３可変容量ダイオード６１Ｃとコイル６２Ｃとの直列回路に対してコイル６３Ｃを並列に接続した並列共振回路を適用した。
【００３２】
次に、この実施例のアンテナ装置が示す作用及び効果について説明する。
図６は、２共振の可変状態を説明するための線図である。
図６の実線のリターンロス曲線Ｓ１で示すように、この実施例のアンテナ装置においても、第１実施例と同様に、第１アンテナ部２による共振周波数ｆ１と第２アンテナ部３による共振周波数ｆ２との２共振状態を得ることができる。そして、制御電圧Ｖcを第１周波数可変回路６−１，第２周波数可変回路６−２に印加することで、第１アンテナ部２の共振周波数ｆ１と第２アンテナ部３の共振周波数ｆ２とを同時に変化させることができる。
ところで、可変容量ダイオードとコイルとの直列回路に対してコイルを並列に接続した並列共振回路においては、制御電圧に対するリアクタンス値が非線形に変化する。このため、大きな利得を得ることができないが、第１周波数可変回路６−１（第２周波数可変回路６−２）による共振周波数ｆ１〜ｆ１′（ｆ２〜ｆ２′）への変化量ｄ１（ｄ２）は、非常に大きくなる。したがって、この実施例のように第１リアクタンス回路６Ａ〜第３リアクタンス回路６Ｃの全てを並列共振回路にすることで、周波数を広範囲に変化させることができるアンテナ装置を構成することができる。
その他の構成、作用及び効果は、上記第１及び第２実施例と同様であるので、その記載は省略する。
【００３３】
（実施例４）
次に、この発明の第４実施例について説明する。
図７は、この発明の第４実施例に係るアンテナ装置を示す概略平面図である。
この実施例のアンテナ装置は、第１実施例の第１リアクタンス回路６Ａ，第２リアクタンス回路６Ｂ及び第３リアクタンス回路６Ｃに対して直列共振回路と並列共振回路とを混在させたものである。
【００３４】
すなわち、図７に示すように、第１リアクタンス回路６Ａ及び第２リアクタンス回路６Ｂを、第１可変容量ダイオード６１Ａ及び第２可変容量ダイオード６１Ｂをそれぞれ含む並列共振回路とし、第３リアクタンス回路６Ｃを第３可変容量ダイオード６１Ｃを含む直列共振回路とした。
【００３５】
次に、この実施例のアンテナ装置が示す作用及び効果について説明する。
図８は、２共振の可変状態を説明するための線図である。
図８の実線のリターンロス曲線Ｓ１で示すように、この実施例のアンテナ装置においても、第１及び第２アンテナ部２，３による２共振ｆ１，ｆ２を得ることができる。そして、制御電圧Ｖcを第１及び第２周波数可変回路６−１，６−２に印加することで、第１アンテナ部２の共振周波数ｆ１と第２アンテナ部３の共振周波数ｆ２とを同時に変化させることができる。
ところで、並列共振回路である第１リアクタンス回路６Ａ，第２リアクタンス回路６Ｂで構成される第１周波数可変回路６−１は、上記したように、制御電圧Ｖcに対するリアクタンス値が非線形に変化するため、大きな利得を得ることができないが、図８に示すように、共振周波数ｆ１〜ｆ１′への変化量ｄ１は、非常に大きくなる。また、直列共振回路である第３リアクタンス回路６Ｃは、制御電圧Ｖcに対するリアクタンス値が線形に変化するため、大きなリアクタンス変化量を得ることができないが、大きな利得を得ることができる。このため、並列共振回路である第１リアクタンス回路６Ａと直列共振回路である第３リアクタンス回路６Ｃとで構成された第２周波数可変回路６−２によって変えられる共振周波数ｆ２からｆ２′への変化量ｄ２は、小さくなる。
つまり、この実施例では、共振周波数ｆ１の変化量ｄ１を大きく確保すると共に、共振周波数ｆ２の変化量ｄ２をある程度稼ぎながら、大きな利得を得ることができるアンテナ装置を実現した。
【００３６】
なお、この実施例では、第１リアクタンス回路６Ａ及び第２リアクタンス回路６Ｂを並列共振回路とし、第３リアクタンス回路６Ｃを直列共振回路とした構成のアンテナ装置を例示したが、これに限定されるものではなく、どのリアクタンス回路を並列共振回路にして、どのリアクタンス回路を直列共振回路にするかは、共振周波数の帯域変化幅を重視するか又は利得を重視するかで任意に決定することができる。
その他の構成、作用及び効果は、上記第２及び第３実施例と同様であるので、その記載は省略する。
【００３７】
（実施例５）
次に、この発明の第５実施例について説明する。
図９は、この発明の第５実施例に係るアンテナ装置を示す概略平面図であり、図１０は、２共振の可変状態を説明するための線図である。
この実施例のアンテナ装置は、上記第４実施例と同様に、第１リアクタンス回路６Ａ，第２リアクタンス回路６Ｂ及び第３リアクタンス回路６Ｃに対して直列共振回路と並列共振回路とを混在させた構成を採るが、チョークコイルを利用して実質的に直列共振回路を形成した点が、上記第４実施例と異なる。
【００３８】
すなわち、図９に示すように、第１リアクタンス回路６Ａ，第２リアクタンス回路６Ｂ及び第３リアクタンス回路６Ｃを並列回路とし、第２リアクタンス回路６Ｂのコイルをチョークコイルとすることで、この第２リアクタンス回路６Ｂを実質的に直列共振回路とした。
具体的には、第２可変容量ダイオード６１Ｂとコイル６２Ｂとの直列回路に共用コンデンサ６４とコイル６３Ｂ′との直列回路を並列に接続して、第２リアクタンス回路６Ｂを形成する。そして、コイル６３Ｂ′を第１アンテナ部２の帯域内周波数の電力を遮断するチョークコイルとして設定する。コイル６３Ｂ′のインダクタンスを調整することで、チョークコイルとすることができる。すなわち、第２リアクタンス回路６Ｂを、実質上第１可変容量ダイオード６１Ａとコイル６２Ｂとの直列共振回路として機能するように構成した。
【００３９】
かかる構成により、図１０の実線のリターンロス曲線Ｓ１と破線のリターンロス曲線Ｓ２で示すように、第１周波数可変回路６−１によって、共振周波数ｆ１の変化量ｄ１をある程度確保しながら、大きな利得を得ることができ、第２周波数可変回路６−２によって、共振周波数ｆ２の変化量ｄ２を大きくすることができる。
【００４０】
このように、この実施例では、第１リアクタンス回路６Ａ〜第３リアクタンス回路６Ｃを全て並列回路として設計し、状況に応じて、コイル６３Ａ〜６３Ｃのいずれかのインダクタンスを調整して、チョークコイルとすることで、そのチョークコイルを含む並列回路を実質上直列共振回路にすることができるので、並列回路部分を直列共振回路に改めて作り直す必要がなく、容易に設計変更が可能である。
その他の構成、作用及び効果は、上記第４実施例と同様であるので、その記載は省略する。
【００４１】
（実施例６）
次に、この発明の第６実施例について説明する。
図１１は、この発明の第６実施例に係るアンテナ装置を示す概略平面図である。
この実施例のアンテナ装置は、上記第３実施例と同様に、第１リアクタンス回路６Ａ，第２リアクタンス回路６Ｂ及び第３リアクタンス回路６Ｃの全てに並列共振回路を適用するが、可変容量ダイオードの内部抵抗を利用して、第１リアクタンス回路６Ａ〜第３リアクタンス回路６Ｃに直列共振回路と並列共振回路とを混在させたときの機能と同様の機能を得るようにした点が、上記第３ないし第５実施例と異なる。
【００４２】
図１２は、可変容量ダイオードの内部抵抗が大きいときの周波数と利得との関係を示す線図であり、図１３は、可変容量ダイオードの内部抵抗が小さいときの周波数と利得との関係を示す線図である。
可変容量ダイオードは、各ダイオード特有の内部抵抗を有しており、図１２に示すように、可変容量ダイオードの内部抵抗値が大きいと、その分利得が小さくなるが、この可変容量ダイオードを用いた可変容量範囲は広くなる。また、逆に、内部抵抗値が小さいと、図１３に示すように、利得が大きくなるが、この可変容量ダイオードを用いた可変容量範囲は狭くなる。
この実施例のアンテナ装置は、かかる可変容量ダイオードの特性を利用したもので、第１可変容量ダイオード６１Ａ，第２可変容量ダイオード６１Ｂ及び第３可変容量ダイオード６１Ｃの内部抵抗Ｒａ，Ｒｂ及びＲｃの大きさを、Ｒａ＞Ｒｂ＞Ｒｃとした。
【００４３】
かかる構成により、第１周波数可変回路６−１によって、第１アンテナ部２の共振周波数ｆ１を広範囲で変化させることができ、第２周波数可変回路６−２により、共振周波数ｆ２を所定範囲で変化させて、大きな利得を得ることができる。
【００４４】
なお、この実施例では、第１可変容量ダイオード６１Ａ，第２可変容量ダイオード６１Ｂ及び第３可変容量ダイオード６１Ｃの内部抵抗Ｒａ，Ｒｂ及びＲｃの大きさを、Ｒａ＞Ｒｂ＞Ｒｃに設定したが、これら内部抵抗の大きさは周波数可変範囲を重視するか又は利得を重視するかを比較考量して決めることができる。
したがって、すべての内部抵抗Ｒａ〜Ｒｃを等しく大きくすることにより、第１及び第２周波数可変回路６−１，６−２によって、共振周波数ｆ１，ｆ２に対する広い可変範囲を得ることができ、また、すべての内部抵抗Ｒａ〜Ｒｃを等しく小さくすることにより、第１アンテナ部２及び第２アンテナ部３に大きな利得を得ることができる。さらに、この実施例のように、内部抵抗Ｒａ〜Ｒｃの内のいずれかを他の内部抵抗と適宜異ならしめることで、第１及び第２アンテナ部２，３について、状況に応じた最適な特性を得ることもできる。
その他の構成、作用及び効果は、上記第２ないし第５実施例と同様であるので、その記載は省略する。
【００４５】
（実施例７）
次に、この発明の第７実施例について説明する。
図１４は、この発明の第７実施例に係るアンテナ装置を示す斜視図である。
図１４に示すように、この実施例は、第１アンテナ部２と第２アンテナ部３とを誘電体基体８上に形成した点が、上記第１ないし第６実施例と異なる。
【００４６】
具体的には、誘電体基体８は、正面８０と両側面８１，８２と上面８３と下面８４と裏面８５とを有する直方体状をなし、回路基板１００の非グランド領域１０１上に載置されている。
かかる誘電体基体８において、第１アンテナ部２の給電電極４は、誘電体基体８の正面８０から上面８３に亘ってパターン形成されている。そして、非グランド領域１０１上には、パターン１１３が形成され、給電電極４の一方端がこのパターン１１３とコイル１１１とを介して送受信部１１０に接続されている。また、給電電極４の他方端は第１周波数可変回路６−１に接続されている。第１周波数可変回路６−１の第１リアクタンス回路６Ａと第２リアクタンス回路６Ｂとは、共に直列共振回路である。そして、第１可変容量ダイオード６１Ａ（第２可変容量ダイオード６１Ｂ）及びコイル６２Ａ（６２Ｂ）は、チップ部品であり、誘電体基体８の上面８３上のパターン６５を介して接続されている。
また、第１放射電極５は、第１周波数可変回路６−１のコイル６２Ｂに接続された状態で誘電体基体８の上面８３の上隅を右方に延び、側面８１を下降した後、下面８４を左方に延び、側面８２を上昇して、開放先端５０を上面８３上の隅に位置させている。
また、第１周波数可変回路６−１の接続点Ｐからは、パターン７２が引き出され、上面８３及び正面８０を伝わって、非グランド領域１０１上に形成され受信周波数制御部１２０に至るパターン１２３と接続している。このパターン１２３の途中には、高周波カット用抵抗１２１とＤＣパスコンデンサ１２２が接続されている。
【００４７】
第２アンテナ部３の第２放射電極７は、パターン７２に対して垂直方向を向くように、誘電体基体８の上面８３にパターン形成され、第２周波数可変回路６−２を介してパターン７２に接続されている。
第２周波数可変回路６−２の第３リアクタンス回路６Ｃは直列共振回路である。そして、第３可変容量ダイオード６１Ｃ及びコイル６２Ｃは、チップ部品であり、誘電体基体８の上面８３上のパターン７３を介して接続されている。
【００４８】
かかる構成により、第１アンテナ部２の第１放射電極５の開放先端５０と給電電極４との間の容量値や第１放射電極５と第２放射電極７との間の容量値を上昇させることができる。したがって、誘電体基体８の誘電率を適宜変化させることにより、第１及び第２アンテナ部２，３のリアクタンス値を調整することもできる。
なお、この実施例では、第１アンテナ部２と第２アンテナ部３の全てを誘電体基体８に形成したが、少なくとも第１アンテナ部２を誘電体基体８に形成してあれば良い。したがって、第２アンテナ部３を回路基板１００の非グランド領域１０１に形成しても良い。
その他の構成、作用及び効果は、上記第１ないし第６実施例と同様であるので、その記載は省略する。
【００４９】
（実施例８）
次に、この発明の第８実施例について説明する。
図１５は、この発明の第８実施例に係るアンテナ装置を示す概略平面図であり、図１６は、多共振の可変状態を説明するための線図である。
図１５に示すように、この実施例は、アンテナ部を追加した点が上記第１ないし第７実施例と異なる。
すなわち、共振周波数調整用の接地コイル９１が接続された追加放射電極９を、コイル９２を介して接続点Ｐ側に接続して、第１リアクタンス回路６Ａの後段に配設した。
これにより、給電電極４と周波数可変回路である第１リアクタンス回路６Ａと追加放射電極９とによって、追加アンテナ部３−１を構成した。
【００５０】
かかる構成により、図１６に示すように、第１及び第２アンテナ部２，３の共振周波数ｆ１，ｆ２だけでなく、追加アンテナ部３−１による共振周波数ｆ３をも得ることができる。
そして、制御電圧Ｖcにより、第１及び第２周波数可変回路６−１，６−２及び第１リアクタンス回路６Ａのリアクタンス値を変化させることによって、第１及び第２アンテナ部２，３と追加アンテナ部３−１との共振周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３をｆ１′，ｆ２′，ｆ３′に変化量ｄ１，ｄ２，ｄ３だけ同時に変化させることができる。
なお、この実施例では、１つの追加放射電極９を用いて１つの追加アンテナ部３−１を設けた例を示したが、複数の追加放射電極９を接続点Ｐ側に並列に接続して、複数の追加アンテナ部３−１〜３−ｎを形成することもできる。
その他の構成、作用及び効果は、上記第１ないし第７実施例と同様であるので、その記載は省略する。
【００５１】
（実施例９）
次に、この発明の第９実施例について説明する。
図１７は、この発明の第９実施例に係るアンテナ装置を示す概略平面図であり、図１８は、多共振の可変状態を説明するための線図である。
図１７に示すように、この実施例は、ｎ数の追加アンテナ部３−１〜３−ｎにリアクタンス回路を追加した点が上記第８実施例と異なる。
【００５２】
すなわち、ｎ数の追加アンテナ部３−１〜３−ｎを設け、これらのｎ数の追加アンテナ部３−１の内の少なくとも１つの追加アンテナ部に、追加リアクタンス回路を設けた。
具体的には、制御電圧Ｖcで容量値を変化可能な可変容量ダイオード６１Ｄを有した追加リアクタンス回路６Ｄを、第１リアクタンス回路６Ａと追加放射電極９−１の間に接続して、第１リアクタンス回路６Ａと追加リアクタンス回路６Ｄとで周波数可変回路を構成した。すなわち、追加アンテナ部３−１を、このような周波数可変回路と追加放射電極９−１と給電電極４とで構成した。
また、追加アンテナ部３−２では、第８実施例と同様に追加放射電極９−２にコイル９２を接続し、追加リアクタンス回路を接続していない。したがって、追加アンテナ部３−２を、給電電極４と第１リアクタンス回路６Ａと追加放射電極９−２とで構成した。
以降の追加アンテナ部では、適宜追加リアクタンス回路を設け、最下段の追加アンテナ部３−ｎでは、追加放射電極９−ｎに追加リアクタンス回路６Ｅを接続した。すなわち、第１リアクタンス回路６Ａとこの追加リアクタンス回路６Ｅとで周波数可変回路を構成した。これにより、追加アンテナ部３−ｎを、給電電極４とこの周波数可変回路と追加放射電極９−ｎとで構成した。
【００５３】
かかる構成により、図１８において実線のリターンロス曲線Ｓ１で示すように、第１及び第２アンテナ部２，３による共振周波数ｆ１，ｆ２と追加アンテナ部３−１〜３−ｎによる共振周波数ｆ３〜ｆｎを得ることができる。
そして、破線のリターンロス曲線Ｓ２で示すように、制御電圧Ｖcによって、第１及び第２アンテナ部２，３と追加アンテナ部３−１，３−２〜３−ｎとの共振周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４〜ｆｎを変化量ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４〜ｄｎだけ同時に変化させて、共振周波数ｆ１′，ｆ２′，ｆ３′，ｆ４′〜ｆｎ′に移行させることができる。
このとき、追加アンテナ部３−１，３−ｎの周波数可変回路は２つのリアクタンス回路（第１リアクタンス回路６Ａと追加リアクタンス回路６Ｄ，６Ｅ）を有しているので、共振周波数ｆ３，ｆｎ〜ｆ３′，ｆｎ′への変化量ｄ３，ｄｎは、リアクタンス回路（第１リアクタンス回路６Ａ）を１つしか有していない追加アンテナ部３−２の共振数端数ｆ４〜ｆ４′の変化量ｄ４に比べて大きい。
その他の構成、作用及び効果は、上記第８実施例と同様であるので、その記載は省略する。
【符号の説明】
【００５４】
１…アンテナ装置、  ２…第１アンテナ部、  ３…第２アンテナ部、  ３−１〜３−ｎ…追加アンテナ部、  ４…給電電極、  ５…第１放射電極、  ６−１…第１周波数可変回路、  ６−２…第２周波数可変回路、  ６Ａ…第１リアクタンス回路、  ６Ｂ…第２リアクタンス回路、  ６Ｃ…第３リアクタンス回路、  ６Ｄ，６Ｅ…追加リアクタンス回路、  ７…第２放射電極、  ８…誘電体基体、  ９，９−１〜９−ｎ…追加放射電極、  ５０…開放先端、  ５１，７１，９１…接地コイル、  ６１Ａ…第１可変容量ダイオード、  ６１Ｂ…第２可変容量ダイオード、  ６１Ｃ…第３可変容量ダイオード、  ６１Ｄ，６１Ｅ…可変容量ダイオード、  ６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃ，６３Ａ，６３Ｂ，６３Ｃ…コイル、  ６４…共用コンデンサ、  １００…回路基板、  １０１…非グランド領域、  １０２…グランド領域、  １１０…送受信部、  １２０…受信周波数制御部、  Ｇ…間隔、  Ｐ…接続点、  Ｓ１…リターンロス曲線、  Ｓ２…リターンロス曲線、  Ｖc…制御電圧、  ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４〜ｄｎ…変化量、  ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４〜ｆｎ…共振周波数。
【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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