(57)【要約】本発明は、アンテナ及びこれを備える通信装置に関する。本発明の一実施形態によると、給電部と、一端が前記給電部に結合され、他端が接地に結合される第１のループアンテナと、一端が前記給電部に結合され、他端が前記接地に結合され、前記第１のループアンテナと異なる電気的長さを有する第２のループアンテナとを備え、前記第１のループアンテナの一部領域に線幅が不連続に異なるインピーダンス整合線路が形成されるアンテナが提供される。
2015521451.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
給電部と、
一端が前記給電部に結合され、他端が接地に結合される第１のループアンテナと、
一端が前記給電部に結合され、他端が前記接地に結合され、前記第１のループアンテナと異なる電気的長さを有する第２のループアンテナとを備え、
前記第１のループアンテナの一部領域に、線幅が不連続に異なるインピーダンス整合線路が設けられる、アンテナ。
【請求項２】
前記接地は、前記第１及び第２のループアンテナとオーバラップされるフルグランド（full ground）形態である、請求項１に記載のアンテナ。
【請求項３】
前記第１及び第２のループアンテナのうち少なくとも何れか一方が通信装置のリアカバーに設けられる、請求項１に記載のアンテナ。
【請求項４】
前記第１及び第２のループアンテナのうち少なくとも何れか一方がバッテリーカバーの内側面に設けられる、請求項１に記載のアンテナ。
【請求項５】
前記インピーダンス整合線路は、異形部品とオーバラップされない領域に設けられる、請求項１に記載のアンテナ。
【請求項６】
前記インピーダンス整合線路は、前記第１及び第２のループアンテナ内で電界又は磁界分布が最大となる箇所に設けられる、請求項１に記載のアンテナ。
【請求項７】
前記第１のループアンテナの前記一端と前記給電部との間に介在される第１のインダクタと、
前記第１のループアンテナの前記他端と前記接地との間に介在され、前記第１のインダクタと異なるインダクタンス値を有する第２のインダクタとをさらに備え、
前記インピーダンス整合線路は、前記第１のループアンテナ内で前記第１及び第２のインダクタのうち前記インダクタンス値がさらに大きい方の近くに設けられる、請求項１に記載のアンテナ。
【請求項８】
前記第１のループアンテナの前記一端と前記給電部との間に介在される第１のインダクタと、
前記第１のループアンテナの前記他端と前記接地との間に介在され、前記第１のインダクタと同一のインダクタンス値を有する第２のインダクタとをさらに備え、
前記インピーダンス整合線路は、前記第１のループアンテナの中間箇所を含む領域に設けられる、請求項１に記載のアンテナ。
【請求項９】
前記第１のループアンテナの前記一端と前記給電部との間に介在される第１のインダクタをさらに備え、
前記インピーダンス整合線路は、前記第１のループアンテナの前記一端と前記他端とのうち前記一端の近くに設けられる、請求項１に記載のアンテナ。
【請求項１０】
前記第１のループアンテナの前記他端と前記接地との間に介在される第２のインダクタをさらに備え、
前記インピーダンス整合線路は、前記第１のループアンテナの前記一端と前記他端とのうち前記他端の近くに設けられる、請求項１に記載のアンテナ。
【請求項１１】
前記インピーダンス整合線路にはギャップカップリング構造が備えられる、請求項１に記載のアンテナ。
【請求項１２】
前記インピーダンス整合線路にはスロットが備えられる、請求項１に記載のアンテナ。
【請求項１３】
前記給電部は、前記第１のループアンテナと前記第２のループアンテナとを分岐させる分岐線路と、
一端が前記分岐線路と結合され、他端が前記接地と結合されるループ構造の第１の給電線路と、
一端がメイン回路部と結合され、他端が前記接地と結合され、前記第１の給電線路と誘導性結合されるループ構造の第２の給電線路とを備える、請求項１に記載のアンテナ。
【請求項１４】
請求項１項乃至１３の何れか一項に記載のアンテナを備える通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナ及びこれを備える通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信を行う全ての装置は、アンテナを必要とする。アンテナは、全ての周波数帯域で動作するものではなく、定められた周波数帯域でのみ共振するため、通信装置において特定の通信サービスを提供するためには、そのサービスに対応する周波数帯域で共振することができるように設計しなければならない。
【０００３】
ところで、近年、多様な通信サービス帯域が使用されるに至り、アンテナに求められる動作周波数帯域がさらに広くなる傾向にある。すなわち、一つの通信装置が多様な通信サービスを提供するために、アンテナの帯域幅を拡張させるか、或いは、多重帯域で動作するように設計している。
【０００４】
また、通信装置の小型化傾向に伴い、移動通信端末機、スマートフォン等のような小型装置では、逆Ｆタイプ（Inverted F type）のアンテナが多く用いられている。逆Ｆタイプのアンテナを用いる場合、既存に求められたサービス帯域をカバーすることができ、適宜優れた性能を奏することができたためである。
【０００５】
しかしながら、逆Ｆタイプのアンテナの使用には以下の問題点がある。
【０００６】
第一に、逆Ｆタイプのアンテナを多重帯域で動作するように設計する際、パターン形状を変化させるが、アンテナの設計者によって、逆Ｆタイプアンテナを設計する方式が異なるため、完成されたアンテナのパターン形状も様々存在した。すなわち、確立された単一の設計方式がなかった。
【０００７】
第二に、逆Ｆタイプのアンテナを通信装置の内部に備えるためには、アンテナの下部に存在する接地領域を除去しなければならなかった。そうしなければ、アンテナの性能が正常に発揮されなかったためである。しかしながら、アンテナに使用する空間のために接地領域を一部除去すると、その部分にディスプレイ領域を拡張することができないといった問題がある。ディスプレイ領域は、その下部に接地領域が存在しなければならないためである。換言すれば、図１の（ａ）に示すとおり、通信装置１のディスプレイ領域２を全面に拡張するためには、接地面を全面に亘って形成しなければならないため、逆Ｆタイプのアンテナを形成する空間がなく、図1の（ｂ）に示すとおり、通信装置１に逆Ｆタイプのアンテナを形成する空間３を確保するためには、接地面を一部除去しななければならないため、ディスプレイ領域２が減少するといった問題がある。このような問題点のため、従来は図1の（ｂ）のような構造で通信装置を製造する場合が多かった。
【０００８】
従って、近年、単純かつ明確なアンテナ設計方式が求められ、接地面を除去していないフルグランド（full ground）状態でも優れた性能を発揮するアンテナの開発が緊急の課題として注目されてきた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の一目的は、単純かつ明確な設計が可能なアンテナを提供することにある。
【００１０】
また、本発明の一目的は、通信装置の内部に備えられるメイン回路の接地面を除去することなく優れた性能を発揮するアンテナを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一実施形態によると、給電部と、一端が前記給電部に結合され、他端が接地に結合される第１のループアンテナと、一端が前記給電部に結合され、他端が前記接地に結合され、前記第１のループアンテナと異なる電気的長さを有する第２のループアンテナとを備え、前記第１のループアンテナの一部領域に線幅が不連続に異なるインピーダンス整合線路が設けられるアンテナが提供される。
【００１２】
また、前記接地が、前記第１及び第２のループアンテナとオーバラップされるフルグランド（full ground）形態であることができる。
【００１３】
また、前記第１及び第２のループアンテナのうち少なくとも何れか一方が通信装置のリアカバーに設けられ得る。
【００１４】
また、前記第１及び第２のループアンテナのうち少なくとも何れか一方がバッテリーカバーの内側面に設けられ得る。
【００１５】
また、前記インピーダンス整合線路が、異形部品とオーバラップされない領域に設けられ得る。
【００１６】
また、前記インピーダンス整合線路が、前記第１及び第２のループアンテナ内で電界又は磁界分布が最大となる箇所に設けられ得る。
【００１７】
また、前記第１のループアンテナの前記一端と前記給電部との間に介在される第１のインダクタと、前記第１のループアンテナの前記他端と前記接地との間に介在され、前記第１のインダクタと異なるインダクタンス値を有する第２のインダクタとをさらに備え、前記インピーダンス整合線路は、前記第１のループアンテナ内で前記第１及び第２のインダクタのうち前記インダクタンス値がさらに大きい方に近く設けられ得る。
【００１８】
また、前記第１のループアンテナの前記一端と前記給電部との間に介在される第１のインダクタと、前記第１のループアンテナの前記他端と前記接地との間に介在され、前記第１のインダクタと同一のインダクタンス値を有する第２のインダクタとをさらに備え、前記インピーダンス整合線路は、前記第１のループアンテナの中間箇所を含む領域に設けられ得る。
【００１９】
また、前記第１のループアンテナの前記一端と前記給電部との間に介在される第１のインダクタをさらに備え、前記インピーダンス整合線路は、前記第１のループアンテナの前記一端と前記他端とのうち前記一端に近く設けられ得る。
【００２０】
また、前記第１のループアンテナの前記他端と前記接地との間に介在される第２のインダクタをさらに備え、前記インピーダンス整合線路は、前記第１のループアンテナの前記一端と前記他端とのうち前記他端に近く設けられ得る。
【００２１】
また、前記インピーダンス整合線路には、ギャップカップリング構造が備えられ得る。
【００２２】
また、前記インピーダンス整合線路には、スロットが備えられ得る。
【００２３】
また、前記第１のループアンテナと前記第２のループアンテナとを分岐させる分岐線路と、一端が前記分岐線路と結合され、他端が前記接地と結合されるループ構造の第１の給電線路と、一端がメイン回路部と結合され、他端が前記接地と結合され、前記第１の給電線路と誘導性結合されるループ構造の第２の給電線路とを備えることができる。
【００２４】
本発明の一実施形態によると、前記アンテナを備える通信装置が提供される。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の一実施形態によると、アンテナの単純かつ明確な設計方式を提供することができる。すなわち、単にインダクタンス成分又はインピーダンス整合線路を調節することによって、アンテナを容易に設計することができる利点がある。
【００２６】
また、本発明の一実施形態によると、通信装置の内部に備えられるメイン回路の接地面を除去することなく、優れた性能を発揮するアンテナが提供される。従って、このようなアンテナを備える場合、通信装置の内部に備えられるメイン回路は、フルグランド状態で活用することができる利点がある。このように、通信装置のディスプレイ領域を通信装置一面の全領域に拡張し得る効果を奏する。
【００２７】
また、本発明の一実施形態によると、ＺＯＲ（Zeroth Order Resonance）特性、すなわち、０次共振特性によって既存の逆Ｆタイプ又は逆Ｌタイプアンテナと比較して手（hand）の影響が少なく、異形部品の干渉に強いアンテナを提供することができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は、従来技術による通信装置のディスプレイ領域及びアンテナ領域を説明するための図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態によるアンテナを示した図である。
【図３】図３は、本発明の一実施形態によるアンテナにおいて、第１のループアンテナのみを分離して示した図である。
【図４】図４は、本発明の一実施形態によるアンテナにおいて、第１のループアンテナのみのＶＳＷＲを示したグラフである。
【図５】図５は、本発明の一実施形態によるアンテナにおいて、第１のループアンテナのみを分離して示した図である。
【図６】図６は、本発明の一実施形態によるアンテナにおいて、第１のループアンテナのみのＶＳＷＲを示したグラフである。
【図７】図７は、本発明の一実施形態によるアンテナを通信装置に適用した形態を示した図である。
【図８】図８は、本発明の一実施形態によるアンテナがフルグランド（full ground）状態で動作したときと、下部グランドを２ｍｍ除去した状態で動作したときとのＶＳＷＲを比較したグラフである。
【図９】図９は、本発明の一実施形態によるアンテナにおいて、インピーダンス整合線路の形成位置を説明するための図である。
【図１０】図１０は、図７の（ａ）構造に対して、１．０９ＧＨｚにおける電界分布と１．９５ＧＨｚにおける磁界分布とを示した図である。
【図１１】図１１は、図１０で確認された領域にインピーダンス整合線路が設けられた形態を示した図である。
【図１２】図１２は、図１１のインピーダンス整合線路の設計パラメータの値を調節することによって変化するＶＳＷＲのグラフである。
【図１３】図１３は、図７の（ａ）構造に対して、１．８５ＧＨｚにおける電界分布を示した図である。
【図１４】図１４は、図１３で確認された領域にインピーダンス整合線路が設けられた形態を示した図である。
【図１５】図１５は、図１４のインピーダンス整合線路の設計パラメータの値を調節することによって変化するＶＳＷＲのグラフである。
【図１６】図１６は、図７の（ａ）構造に対して、１．９５ＧＨｚにおける電界分布を示した図である。
【図１７】図１７は、図１６で確認された領域にインピーダンス整合線路が設けられた形態を示した図である。
【図１８】図１８は、図１７のインピーダンス整合線路の設計パラメータの値を調節することによって変化するＶＳＷＲのグラフを示す。
【図１９】図１９は、図７の（ａ）構造に対して、１．８５ＧＨｚにおける磁界分布を示した図である。
【図２０】図２０は、図１９で確認された領域にインピーダンス整合線路が設けられた形態を示した図である。
【図２１】図２１は、図２０のインピーダンス整合線路の設計パラメータの値を調節することによって変化するＶＳＷＲのグラフである。
【図２２】図２２は、本発明の一実施形態によるアンテナにおいて、第１のループアンテナのみを分離して示した図である。
【図２３】図２３は、インピーダンス整合線路の多様な形状を示す図である。
【図２４】図２４は、本発明の一実施形態によるアンテナを広帯域給電構造（wideband feed structure）と結合して適用した形態を示した図である。
【図２５】図２５は、本発明の一実施形態によるアンテナを広帯域給電構造（wideband feed structure）と結合して適用した形態を示した図である。
【図２６】図２６は、本発明の一実施形態によるアンテナを広帯域給電構造と結合した状態で測定したＶＳＷＲを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本発明は、様々な変更を加えることができ、また様々な実施形態を有することができるが、特定の実施形態を図面に例示し、詳細な説明において詳しく説明する。しかしながら、これは本発明を特定の実施形態に限定するためのものではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれるすべての変換、均等物乃至代替物を含むものとして理解されなければならない。
【００３０】
本発明において用いる用語は、特定の実施形態を説明するために単に用いたものであり、本発明を限定しようとするものではない。単数形の表現は、特に言及しない限り、複数形の概念も含むものである。本出願において、「含む」又は「有する」等の用語は、明細上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品又はこれらを組み合わせたものが存在することを指定しようとするのであって、一つ又はそれ以上の異なる特徴又は数字、段階、動作、構成要素、部品又はこれらを組み合わせたもの等の存在又は付加の可能性を予め排除しないものと理解されなければならない。
【００３１】
以下、発明による様々な実施形態を添付の図面を参照して詳しく説明する。ただし、本発明の要旨を不明瞭にすると判断される場合には、その詳細な説明を省略する。
【００３２】
図２は、本発明の一実施形態によるアンテナを示した図である。
【００３３】
図２によると、本発明の一実施形態によるアンテナは、給電部１０と、第１のループアンテナ１１と、第２のループアンテナ１２とを備える。第１のループアンテナ１１の一端は給電部１０に結合され、他端は接地に結合される。第２のループアンテナ１２の一端も給電部に結合され、他端は接地に結合されるが、第２のループアンテナ１２は、第１のループアンテナ１１と異なる電気的長さを有する。すなわち、第１のループアンテナ１１の物理的長さｄ１と両端のインダクタンス成分Ｌ１、Ｌ２とを考慮した電気的長さは、第２のループアンテナ１２の物理的長さｄ２及び両端のインダクタンス成分Ｌ３、Ｌ４を考慮した電気的長さと異なる。仮に、両者の電気的長さが同一であれば、電流は相殺されるため、アンテナとして動作することができない。ここで、インダクタンス成分Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４という表現は、インダクタが直接結合された構造を意味することもできるが、これに限定されるものではなく、導線端部の長さ成分によって発生されるインダクタンス成分であってもよい。
【００３４】
図３は、本発明の一実施形態によるアンテナにおいて、第１のループアンテナ１１のみを分離して示した図である。
【００３５】
図３に基づいて、第１のループアンテナ１１の動作原理を説明する。第１のループアンテナの物理的長さｄ及び両端のインダクタンス成分Ｌ１、Ｌ２を考慮した電気的長さがλ／２に近い場合、ループ両端で電流強度が最大限分布し、ループ中心で電流強度が最小になる０次共振特性を示す。一方、電気的長さが３λ／２に近い場合、ループの両端及び中心で電流の最大点が示され、１次共振特性を示す。
【００３６】
このような共振特性は、第１のループアンテナ１１の一部領域に線幅が不連続に異なるインピーダンス整合線路１３を形成して調節され得る。図３に示すように、線幅が不連続に拡張されたインピーダンス整合線路１３を形成すると、インピーダンス整合線路１３におけるインダクタンス値Ｌｗ１とキャパシタンス値Ｃｗ１とによって整合特性が変わる。
【００３７】
図４を参照しながら、これに関する具体的な例を説明する。図４は、本発明の一実施形態によるアンテナにおいて、第１のループアンテナ１１のみのＶＳＷＲを示したグラフであるが、第１のループアンテナ１１の中心にインピーダンス整合線路１３を備える場合と、そうでない場合とをそれぞれ示したグラフである。
【００３８】
本発明の一実施形態によると、第１のループアンテナ１１の物理的長さｄ及びインダクタンス成分Ｌ１、Ｌ２を適切に調節して、１．０９ＧＨｚ付近で０次共振特性が示されるようにし、１．９５ＧＨｚ付近で１次共振特性が示されるように設計することができる。インピーダンス整合線路１３なしに単にこのような構造でのみ設計した場合、図４において「適用前」と表示される共振特性を示す。
【００３９】
もし、このような実施形態において、線幅が不連続に拡張されるインピーダンス整合線路１３を第１のループアンテナ１１の中心に形成すれば、アンテナのインピーダンス整合が変わり、結果的に共振特性も変わる。図４において、「適用後」と表示されるグラフがこれを示す。
【００４０】
図４に示すように、インピーダンス整合線路１３を適用すると、０次共振は周波数が下降し、１次共振は周波数が上昇する。０次共振は、並列キャパシタンスが増加し、周波数が下方にシフトするものであり、１次共振は、直列インダクタンスが減少し、周波数が上方にシフトするものと分析することができる。また、全般的にＶＳＷＲ値が減少することを通じてインピーダンス整合特性が改善することも確認することができる。このようにインピーダンス整合線路１３を形成すれば、共振周波数の意図的な調節が可能であるため、所望するサービス帯域で共振特性が示されるように設計することができる。なお、整合特性を改善してＶＳＷＲ値を減少することができる利点もある。
【００４１】
一方、前述の共振周波数移動及び整合特性の改善は、インピーダンス整合線路１３の形成領域によってその特性が変わり得る。これに関する説明を図５及び図６を参照して説明する。
【００４２】
図５は、本発明の一実施形態によるアンテナにおいて、第１のループアンテナ１１のみを分離して示した図であり、図６は、本発明の一実施形態によるアンテナにおいて、第１のループアンテナ１１のみのＶＳＷＲを示したグラフであり、第１のループアンテナ１１の他端にインピーダンス整合線路１３を備えた場合とそうでない場合とをそれぞれ示したグラフである。
【００４３】
図３及び図４を用いて説明したのと同様、本発明の一実施形態によると、第１のループアンテナ１１の物理的長さｄとインダクタンス成分Ｌ１、Ｌ２とを適切に調節して１．０９ＧＨｚ付近で０次共振特性が示されるようにし、１．９５ＧＨｚ付近で１次共振特性が示されるように設計することができる。インピーダンス整合線路１３なしに単にこのような構造でのみ設計した場合、図６において「適用前」と表示される共振特性を示す。
【００４４】
もし、このような実施形態で線幅が不連続に拡張されるインピーダンス整合線路１３を第１のループアンテナ１１の他端に形成すると、アンテナのインピーダンス整合が変わり、結果的に共振特性も変わる。図６において、「適用後」と表示されるグラフがこれを示す。
【００４５】
図６に示したグラフは、図４と異なる特性を有する。図６を参照すると、インピーダンス整合線路１３を適用すれば、０次共振は、周波数が上昇し、１次共振は、周波数が下降する。０次共振は、直列インダクタンスが減少し、周波数が上方にシフトするものであり、１次共振は、並列キャパシタンスが増加し、周波数が下方にシフトするものと分析することができる。また、全般的にＶＳＷＲ値が減少することを通じてインピーダンス整合特性が改善することも確認することができる。
【００４６】
以上、第１のループアンテナ１１一つのみを基準として、インピーダンス整合線路１３を適用した場合について検討した。以下では、第１のループアンテナ１１と第２のループアンテナ１２とを全て備えた構造の実施形態について説明する。
【００４７】
図７は、本発明の一実施形態によるアンテナを通信装置に適用した形態を示した図である。図７の（ａ）は、インピーダンス整合線路１３を適用する前の形態であり、図７の（ｂ）は、インピーダンス整合線路１３を適用した後の形態である。
【００４８】
図７の（ａ）を参照すると、本発明の一実施形態によるアンテナは、通信装置１００に備えられる構造である。メイン回路の具体的な形態は、図面に示しておらず、接地２０のみを示しているが、メイン回路の構造がさらに追加され得ることは当然である。
【００４９】
第１のループアンテナ１１は、一端１１ａが給電部１０に結合され、他端１１ｂが接地２０に結合される。第２のループアンテナ１２は、一端１２ａが給電部１０に結合され、他端１２ｂが接地２０に結合される。第１のループアンテナ１１と第２のループアンテナ１２との電気的長さは、互いに異なるため、互いに電流を相殺せず、それぞれループアンテナとして動作することができる。
【００５０】
インピーダンス整合線路１３を適用する前の形態、すなわち図７の（ａ）による構造のみを検討すると、第１のループアンテナ１１は、１．０９ＧＨｚ付近で０次共振特性を有し、１．９５ＧＨｚ付近で１次共振特性を有する。第２のループアンテナ１２は、１．８５ＧＨｚ付近で０次共振特性を有する。本発明の一実施形態によるアンテナは、第１のループアンテナ１１及び第２のループアンテナ１２の前記共振特性を組み合わせることによって全体として動作する。
【００５１】
このような構造で第１のループアンテナ１１の一部領域又は第２のループアンテナ１２の一部領域に少なくとも一つのインピーダンス整合線路１３を形成することができる。図７の（ｂ）に示した実施形態によると、第１のループアンテナ１１に形成された２つのインピーダンス整合線路１３ａ、１３ｃと、第２のループアンテナ１２に形成された２つのインピーダンス整合線路１３ｂ、１３ｄとを備える。インピーダンス整合線路１３が備えられることによって、アンテナの共振周波数は所望するサービス帯域に合わせて調節され得る。ここでは、ＧＳＭ（登録商標）クワッドバンド（quad band）及びＷ２１００バンドを含むペンタバンド（penta band）と共にＬＴＥ（Long Term Evolution）帯域でも動作するように、インピーダンス整合線路１３を形成したものである。もちろん、インピーダンス整合線路１３の個数又は位置形状等は、設計者の意図によって変形され得るパラメータであって、前記内容に限定されるものではないと認められる。
【００５２】
図８は、本発明の一実施形態によるアンテナがフルグランド（full ground）状態で動作したときと、下部グランドを２ｍｍ除去した状態で動作したときとのＶＳＷＲを比較したグラフである。
【００５３】
図８によると、本発明の一実施形態によるアンテナも下部グランドが一部除去された状態で動作したときにさらに優れた特性を示すが、フルグランド状態で動作しても性能の劣化が最小限になることを確認することができる。一般的な逆Ｆタイプアンテナは、アンテナの下部の接地領域がフルグランド状態であるときに、このように優れた特性を示すことが困難である。しかしながら、本発明の一実施形態によると、アンテナの下部に接地をそのまま置いても優れた性能を奏することが分かる。
【００５４】
従って、本発明の一実施形態によると、接地２０を第１及び第２のループアンテナ１１、１２とオーバラップされるようにフルグランド（full ground）形態であり得る。このような構造では、ディスプレイ領域が全面に拡張され得るため、アンテナによる通信装置デザインの制限を最小限にし得る利点がある。
【００５５】
一方、図面には具体的に示していないが、本発明の一実施形態によるアンテナにおいて、第１及び第２のループアンテナ１１、１２のうち少なくとも何れか一は、通信装置のリアカバー（rear cover）に設けられ得る。或いは、バッテリーカバー（battery cover）の内側面に設けられ得る。この場合、アンテナの製造方法では、ＬＤＳ（laser direct structuring）を含む多様な工法を利用することができる。
【００５６】
リアカバー又はバッテリーカバーの内側面に第１及び第２のループアンテナ１１、１２のうち少なくとも何れか一を設けるように、リアカバーとバッテリーカバーとの間に設けられる空気層（air gap）によってアンテナの性能がさらに優れる利点がある。このような特徴は、既存の逆Ｆタイプアンテナと異なる特徴であって、本発明の一実施形態による構造によるときに奏される効果であり得る。
【００５７】
図９は、本発明の一実施形態によるアンテナにおいて、インピーダンス整合線路の位置を説明するための図である。
【００５８】
スピーカー等のような異形部品３０の位置は、通信装置設計者の計画によって予め定められている場合が多い。アンテナ設計者は、通信装置設計の全体構造によって、アンテナを設計するしかないが、異形部品３０の位置もアンテナ設計の際に考慮しなければならない事項のうち一つである。インピーダンス整合線路１３が設けられる領域は、異形部品３０による性能の劣化を防止するために、互いに重ならないように配置することが好ましい。図９を参照する場合、インピーダンス整合線路１３は、異形部品３０とオーバラップされない領域１４に形成することができる。
【００５９】
以下では、図１０〜図２１を参照して、インピーダンス整合線路１３の位置と電界（E-field）又は磁界（H-field）分布との関係を具体的に説明する。図１０〜図２１を参照した本発明の一実施形態は、図７の（ａ）に示した構造を基本構造として説明する。図７の（ａ）に示した構造によると、第１のループアンテナ１１は、１．０９ＧＨｚ付近で０次共振特性を有し、１．９５ＧＨｚ付近で１次共振特性を有する。第２のループアンテナ１２は、１．８５ＧＨｚ付近で０次共振特性を有する。全体的には、第１のループアンテナ１１と第２のループアンテナ１２との共振特性を組み合わせることによって動作する。従って、以下では、１．０９ＧＨｚ、１．８５ＧＨｚ、１．９５ＧＨｚを基準で本発明の一実施形態を説明するが、共振周波数がこれらに限定されなければならないものではなく、設計者の意図によって変更可能なことは当然である。
【００６０】
図１０は、図７の（ａ）構造に対して、１．０９ＧＨｚにおける電界分布及び１．９５ＧＨｚにおける磁界分布を示した図である。図１０によると、１．０９ＧＨｚにおける電界分布が最大になる領域と１．９５ＧＨｚにおける磁界分布が最大になる領域とは互いに重なることが分かる。
【００６１】
図１１は、図１０で確認された領域にインピーダンス整合線路１３ａを設けた形態が示される。図１２は、インピーダンス整合線路１３ａの設計パラメータ（ＳＥ１_Ｗ１、ＳＥ１_Ｗ２、ＳＥ１_Ｗ３）の値を調節することによって変化するＶＳＷＲのグラフを示す。図１２を参照すると、１．０９ＧＨｚで形成された共振特性は、周波数が下方にシフトしたことを分かり、１．９５ＧＨｚで形成された共振特性は、周波数が上方へシフトしたことが分かる。１．０９ＧＨｚで形成された共振の周波数が下降した理由は、１．０９ＧＨｚにおける電界分布が最大になる領域に線幅が拡張されたインピーダンス整合線路１３ａを設けたためである。１．９５ＧＨｚで形成された共振の周波数が上方へシフトした理由は、１．９５ＧＨｚにおける磁界分布が最大になる領域に線幅が拡張されたインピーダンス整合線路１３ａを設けたためである。要すると、電界（E-field）分布が最大になる領域に線幅が拡張されるインピーダンス整合線路を形成する場合、周波数の下方シフトを意図することができ、磁界（H-field）分布が最大になる領域に線幅が拡張されるインピーダンス整合線路を形成する場合、周波数の上方シフトを意図することができる。周波数ごとに電界及び磁界の分布が変わるため、調節しようとする周波数帯域に応じて電界及び磁界分布を考慮し、インピーダンス整合線路を形成すると、周波数の独立的調整が可能になる。このような性質は、以下の説明でも同様に適用される。
【００６２】
図１３は、図７の（ａ）構造に対して、１．８５ＧＨｚにおける電界分布を示した図である。図１４は、図１３で確認された領域にインピーダンス整合線路１３ｂを設けた形態が示される。図１５は、インピーダンス整合線路１３ｂの設計パラメータ（ＳＥ２_Ｗ１、ＳＥ２_Ｗ２）の値を調節することによって変化するＶＳＷＲのグラフを示す。図１５を参照すると、１．８５ＧＨｚで形成された共振特性は、周波数が下方へシフトしたことが分かる。１．８５ＧＨｚで形成された共振の周波数が下方へシフトした理由は、１．８５ＧＨｚにおける電界分布が最大になる領域に線幅が拡張されたインピーダンス整合線路１３ｂを形成したためである。
【００６３】
図１６は図７の（ａ）構造に対して、１．９５ＧＨｚにおける電界分布を示した図である。図１７は、図１６で確認された領域にインピーダンス整合線路１３ｃを形成した形態を示す。図１８は、インピーダンス整合線路１３ｃの設計パラメータ（ＳＥ３_Ｗ１＝１０ｍｍに固定、ＳＥ３_Ｗ２の値のみ変化させる）の値を調節することによって変化するＶＳＷＲのグラフを示す。図１８を参照すれば、１．９５ＧＨｚで形成された共振特性は、周波数が下方へシフトしたことが分かる。１．９５ＧＨｚで形成された共振の周波数が下降した理由は、１．９５ＧＨｚにおける電界分布が最大になる領域に線幅が拡張されたインピーダンス整合線路１３ｃを形成したためである。
【００６４】
図１９は、図７の（ａ）構造に対して、１．８５ＧＨｚにおける磁界分布を示した図である。図２０は、図１９で確認された領域にインピーダンス整合線路１３ｄを形成した形態を示す。図２１は、インピーダンス整合線路１３ｄの設計パラメータＳＥ４_Ｗ１、ＳＥ４_Ｗ２の値を調節することによって変化するＶＳＷＲのグラフを示す。図２１を参照すれば、１．８５ＧＨｚで形成された共振特性は、周波数が下方へシフトしたことが分かる。元々磁界分布が最大になる領域に線幅が拡張されたインピーダンス整合線路を形成すると、共振周波数が上方へシフトする特性を有するが、図２１で周波数が下方へシフトする理由は、１．８５ＧＨｚにおける電界分布が最大になる領域が隣接するためである。すなわち、図１３〜図１５を用いて説明した領域にさらに多い影響を受けるため、周波数が下方へシフトしたものと分析することができる。
【００６５】
このように、各周波数による電界分布及び磁界分布を分析することによって、本発明の一実施形態によるアンテナは、共振周波数帯域を移動させるか、或いはＱ値を増加させることができる特性を有する。従って、本発明の一実施形態によると、インピーダンス整合線路１３を第１及び第２のループアンテナ１１、１２内で電界又は磁界分布が最大となる箇所に形成することができる。
【００６６】
もし、アンテナの設計者がアンテナの電界分布特性を意図的に調節することができれば、前述の特徴をさらに効果的に活用することができる。電界分布特性を別途考慮する必要がなく、インピーダンス整合線路１３が設けられる領域を調節することができる技術について説明する。
【００６７】
図２２は、本発明の一実施形態によるアンテナにおいて、第１のループアンテナ１１のみを分離して示した図であって、両端のインダクタンス成分Ｌ１、Ｌ２による電界分布の変化を説明するための図である。
【００６８】
図２２によると、第１のループアンテナ１１の両端にインダクタンス成分Ｌ１、Ｌ２が備えられる。換言すれば、第１のループアンテナ１１の一端と給電部１０との間には、第１のインダクタンス成分Ｌ１が介在され、第１のループアンテナ１１の他端と接地との間には、第２のインダクタンス成分Ｌ２が介在される。
【００６９】
図２２の（ａ）は、第１のインダクタンス成分Ｌ１及び第２のインダクタンス成分Ｌ２の値が同一の場合を示すものであって、この場合、電界分布が最大となる領域が第１のループアンテナ１１の中心に形成される。
【００７０】
図２２の（ｂ）は、第１のインダクタンス成分（Ｌ１）より第２のインダクタンス成分Ｌ２の値がさらに大きい場合を示すものであって、この場合、電界分布が最大となる領域が第２のインダクタンス成分Ｌ２の方に近く設けられる。
【００７１】
このように第１のループアンテナ１１の両端にかかる第１及び第２のインダクタンス成分Ｌ１、Ｌ２の大小関係のみ把握しても電界分布が最大となる領域を予め予想することができる。インピーダンス整合線路１３は、電界分布が最大となる領域に形成することがチューニングにさらに大きい影響を与えるため、本発明の一実施形態によれば、インピーダンス整合線路１３をインダクタンス値がさらに大きい方の近くに形成する。その場合、電界分布を別途確認せずに、インピーダンス整合線路１３の位置を効果的に定めることができる利点がある。
【００７２】
第１のループアンテナ１１の両端にかかるインダクタンス成分によってインピーダンス整合線路１３の位置を定める多様な実施形態を説明すれば、次のとおりである。
【００７３】
第一に、第１のループアンテナ１１の一端と給電部１０との間に第１のインダクタを介在し、第１のループアンテナ１１の他端と接地２０との間に第２のインダクタを介在する。第１のインダクタと第２のインダクタとのインダクタンス値が異なる場合、インピーダンス整合線路１３はインダクタンス値がさらに大きい方の近くに設けられる。
【００７４】
第二に、第１のループアンテナ１１の一端と給電部１０との間に第１のインダクタを介在し、第１のループアンテナ１１の他端と接地２０との間に第２のインダクタを介在する。第１のインダクタと第２のインダクタとのインダクタンス値が同一の場合、インピーダンス整合線路１３は、第１のループアンテナ１１の中間箇所を含む領域に設けられる。
【００７５】
第三に、第１のループアンテナ１１の一端と給電部１０との間に第１のインダクタを介在する。第１のループアンテナ１１の他端は、接地２０と直接結合される。この場合、インピーダンス整合線路１３は、第１のループアンテナ１１の一端と他端とのうち一端の近くに設けられる。
【００７６】
第四に、第１のループアンテナ１１の他端と接地２０との間に第２のインダクタを介在する。第１のループアンテナ１１の一端給電部１０と直接結合される。この場合、インピーダンス整合線路１３は、第１のループアンテナ１１の一端と他端とのうち他端の近くに設けられる。
【００７７】
図２３は、インピーダンス整合線路１３の多様な形状を示す図である。
【００７８】
図２３の（ａ）に示すように、インピーダンス整合線路１３は、線幅が不連続に拡張される形状となり得る。図２３の（ｂ）に示すように、インピーダンス整合線路１３は、線幅が不連続的に縮小する形状となり得る。図２３の（ａ）と（ｂ）とは、互いに反する特徴を有する。もし、（ｂ）に示すように線幅が縮小する形状のインピーダンス整合線路１３を用いれば、図３〜図２１を通じて説明した周波数移動の方向性は逆と示され得る。
【００７９】
図２３の（ｃ）に示すように、インピーダンス整合線路１３には、ギャップカップリング（gap coupling）構造が備えられ得る。図２３の（ｄ）に示すように、インピーダンス整合線路１３には、スロット（slot）が備えられ得る。このようにギャップカップリング構造又はスロットを備えれば、インピーダンス整合線路１３のインダクタンス及びキャパシタンス成分に変化を与えることができる効果がある。
【００８０】
図２４及び図２５は、本発明の一実施形態によるアンテナを広帯域給電構造（wideband feed structure）と結合して適用した形態を示した図である。
【００８１】
図２４によると、給電部１０には、第１のループアンテナ１１と第２のループアンテナ１２とを分岐させる分岐線路４３が備えられる。分岐線路４３の構造は、「Ｔ」字形状で形成されているが、形状はこれらに限定されるものではなく、多様に変形可能である。
【００８２】
図２４によると、給電部１０には、全体的にループ構造を成す第１の給電線路４１も備えられ得る。第１の給電線路４１は、分岐線路４３と結合されるが、第１の給電線路の一端４１ａが分岐線路４３と結合され、第１の給電線路の他端４１ｂは、接地２０と結合される。第１の給電線路の他端４１ｂ及び接地２０は、ビアホールを通じて結合され得、接続端子等を通じて結合され得る。
【００８３】
図２４によると、給電部１０には、全体的にループ構造を成し、第１の給電線路４１と誘導性結合される第２の給電線路４２も備えられる。第２の給電線路の一端４２ａは、メイン回路部（図示しない）と結合され、他端４２ｂは、接地２０と結合される。
【００８４】
図２４に示すように、第１の給電線路４１と第２の給電線路４２とは、それぞれ異なる基板に形成し、これらの基板を相互積層した構造で用いることもできる。
【００８５】
このような構造によると、第１の給電線路４１と第２の給電線路４２との間の誘導性結合を通じて、アンテナの広帯域整合を遂行することができ、結果的に帯域幅が拡張される効果を奏することができる。このような効果は、図２６を参照して説明する。
【００８６】
図２６は、本発明の一実施形態によるアンテナを広帯域給電構造と結合した状態で測定したＶＳＷＲを示すグラフである。
【００８７】
図２６に示すように、二重ループアンテナのみ適用した場合と比較して二重ループアンテナと広帯域給電構造とを共に結合して適用した場合が全般的に広い帯域で動作するということを確認することができる。従って、さらに広いサービス帯域をカバーすることができる利点がある。
【００８８】
以上、前述の本発明の多様な実施形態によるアンテナは、通信装置に適用され得る。ここで、通信装置とは、移動通信端末機、スマートフォン等の各種携帯型機器のみならず、ラップトップコンピュータ又はタブレットコンピュータ等の多様な電子機器を総称する概念で理解されなければならない。
【００８９】
以上、本発明の好ましい実施形態を添付された図面を参照して説明した。ここで、本明細書及び請求の範囲に用いられた用語又は単語は、通常的又は辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、本発明の技術的思想に符合する意味及び概念で解釈されなければならない。
【００９０】
従って、本明細書に記載された実施形態及び図面に示した構成は、本発明の最も好ましい事実施形態に過ぎず、本発明の技術的思想を全て代弁するものではないため、本出願時点においてこれらに代わり得る多様な均等物及び変更例があり得ることを理解すべきである。
【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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【国際調査報告】
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