(57)【要約】【課題】  小型で、指向性の制御が可能であり、使用状態や姿勢によって通信性能が低下しないアンテナ装置及びそれを備えた無線通信装置を提供する。【解決手段】  アンテナ素子の一方の端子から給電を行い、他方の端子を可変リアクタンス回路で終端する。可変リアクタンス回路のリアクタンス値は、装置の使用条件や姿勢に応じて変化させることで指向性を最適に設定する。また、給電点における整合条件を制御し、可変リアクタンス回路の値により変動する給電点のインピーダンスを整合する。【選択図】  図１
2005175902.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部からの制御信号にしたがってリアクタンス値が変更可能な可変リアクタンス回路と、
一方の端子から給電され、他方の端子が前記可変リアクタンス回路で終端されたアンテナ素子と、
前記アンテナ素子に給電するＲＦ回路と、
前記可変リアクタンス回路の前記リアクタンス値を所定の値に設定するリアクタンス／マッチング制御回路と、
を有するアンテナ装置。
【請求項２】
前記アンテナ素子は、Ｕ字形状である請求項１記載のアンテナ装置。
【請求項３】
前記可変リアクタンス回路は、
印加される逆方向電圧に応じて容量が変化するバラクタダイオードと、
前記アンテナ素子と前記バラクタダイオード間に挿入されるストリップ線路と、
前記バラクタダイオードと並列に接続されるコイルと、
を有する請求項１または２記載のアンテナ装置。
【請求項４】
外部からの制御信号にしたがってリアクタンス値が変更可能な可変リアクタンス回路と、
一方の端子から給電され、他方の端子が開放された第１のアンテナ素子と、
一方の端子が開放され、他方の端子が前記可変リアクタンス回路で終端された第２のアンテナ素子と、
前記第１のアンテナ素子に給電するＲＦ回路と、
前記可変リアクタンス回路の前記リアクタンス値を所定の値に設定するリアクタンス／マッチング制御回路と、
を有するアンテナ装置。
【請求項５】
前記第１のアンテナ素子及び第２のアンテナ素子は、Ｌ字形状である請求項４記載のアンテナ装置。
【請求項６】
前記可変リアクタンス回路は、
印加される逆方向電圧に応じて容量が変化するバラクタダイオードと、
前記第１のアンテナ素子と前記バラクタダイオード間に挿入されたストリップ線路と、
前記バラクタダイオードと並列に接続されたコイルと、
を有する請求項４または５記載のアンテナ装置。
【請求項７】
前記ＲＦ回路は、
給電点における整合条件を変更するためのマッチング回路を有し、
前記リアクタンス／マッチング制御回路は、
前記可変リアクタンス回路の前記リアクタンス値に応じて前記ＲＦ回路に前記整合条件を変更させる請求項１乃至６のいずれか１項記載のアンテナ装置。
【請求項８】
アンテナ装置の使用状態を検出するための使用モード判定回路を有し、
前記リアクタンス／マッチング制御回路は、
前記使用モード判定回路の検出結果に応じて前記可変リアクタンス回路に前記リアクタンス値を変更させ、前記ＲＦ回路に前記整合条件を変更させる請求項７記載のアンテナ装置。
【請求項９】
前記アンテナ装置の使用状態に応じた最適なリアクタンス値の情報を格納するための記憶回路を有し、
前記リアクタンス／マッチング制御回路は、
前記記憶回路に格納された、前記使用モード判定回路の検出結果に対応する情報にしたがって前記可変リアクタンス回路に前記リアクタンス値を変更させ、前記ＲＦ回路に前記整合条件を変更させる請求項８記載のアンテナ装置。
【請求項１０】
アンテナ装置の姿勢を検出するための位置検出回路を有し、
前記リアクタンス／マッチング制御回路は、
前記位置検出回路の検出結果に応じて前記可変リアクタンス回路に前記リアクタンス値を変更させ、前記ＲＦ回路に前記整合条件を変更させる請求項７乃至９のいずれか１項記載のアンテナ装置。
【請求項１１】
前記アンテナ装置の姿勢に応じた最適なリアクタンス値の情報を格納するための記憶回路を有し、
前記リアクタンス／マッチング制御回路は、
前記記憶回路に格納された、前記位置検出回路の検出結果に対応する情報にしたがって前記可変リアクタンス回路に前記リアクタンス値を変更させ、前記ＲＦ回路に前記整合条件を変更させる請求項１０記載のアンテナ装置。
【請求項１２】
アンテナ装置の受信性能を測定するための測定部を有し、
前記リアクタンス／マッチング制御回路は、
前記測定部の測定結果が最良となるように、前記可変リアクタンス回路に前記リアクタンス値を変更させ、前記ＲＦ回路に前記整合条件を変更させる請求項７乃至１１のいずれか１項記載のアンテナ装置。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれか１項記載の複数のアンテナ装置と、
前記複数のアンテナ装置のなかから何れか一つのアンテナ装置を選択するための選択装置と、
を有する無線通信装置。
【請求項１４】
請求項１乃至１２のいずれか１項記載の複数のアンテナ装置と、
前記複数のアンテナ装置の受信信号を合成するための合成装置と、
を有する無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話機等の移動端末装置、ＷＬＡＮ（Wireless Local Area Network：無線ＬＡＮ）、ＲＦＩＤ（Radio frequency Identificaion：電波方式認識）等の無線通信装置に用いて好適なアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機等の移動端末装置は、移動中に用いられ、かつ使用状態によって姿勢（傾き）が変化するため、通信相手（基地局）に対する向きや位置関係が不定となる。そのため、従来の移動端末装置では無指向性のアンテナ装置が多く使用されている。具体的には、モノポールアンテナ、ヘリカルアンテナ、逆Ｆ型内蔵アンテナ等が使用される。
【０００３】
一般に、移動通信システムの基地局から送信される電波は主に垂直偏波であり、移動端末装置は垂直偏波に対して最も良好な受信感度が得られるように設計されている。
【０００４】
近年の移動通信システムでは、通話以外に、Ｗｅｂブラウジングによるデータ通信やＴＶ電話、ＧＰＳ（Global Positioning System）等を用いた位置情報検出サービス、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）を用いる認証・料金精算等の様々なサービスが検討され、移動端末装置にもより多くの機能が求められている。
【０００５】
移動端末装置は、その使用状態に応じて姿勢（傾き）や使用条件（手で保持しているか、頭部に近接しているか離れているか等）が変化するため、偏波面の不一致による偏波損や傾きによる指向性の歪み、あるいは人体（頭部、手）による吸収損失等によって受信感度が低下する。したがって、どのような状態においても性能が劣化しないアンテナ装置が望ましい。
【０００６】
上述した傾きや使用条件による受信感度の低下、あるいはフェージング等による受信感度の低下を防止するための技術として、従来、移動端末装置に複数のアンテナ素子を備え、受信感度が最も高いアンテナ素子に切り替えて受信するダイバーシティアンテナが知られている。しかしながら、ダイバーシティアンテナは、複数のアンテナ素子が必要であり、上述した移動端末装置の多機能化による実装部品の増加に対応して、より小型のアンテナ装置が必要となる。
【０００７】
また、従来の他のアンテナ装置として、指向性を持たせることで利得を向上させた構成が考えられる。このような構成では、不要な電波に対する利得を低下させることができるため、受信感度のみならずＳＩＲ（信号対妨害波比：Signal to Interference Ratio）の向上も期待できる。また、人体の吸収損失に起因する通信性能の劣化も回避できる。
【０００８】
指向性を備えた従来のアンテナ装置としては、複数のアンテナ素子を備え、各アンテナ素子に位相及び振幅が異なる信号を給電することで各アンテナ素子から放射される電波を合成し、放射方向を制御する構成が知られている。
【０００９】
このような複数のアンテナ素子を有する構成は、アレイアンテナの名称で知られており、給電信号の振幅及び位相をアナログ処理で変化させる構成、あるいはＡＤＣ（Analog to Digital Converter）によりデジタル化した信号を演算処理することで給電信号の振幅及び位相を変化させる構成がある。
【００１０】
また、指向性を備えた他のアンテナ装置として、給電アンテナ素子に対して最適な間隔を有して無給電アンテナ素子を配置した構成がある。これは、八木宇田アンテナとして知られている。
【００１１】
八木宇田アンテナは一方向のみに指向性を持つため、指向性を変えるためにはアンテナ素子の向きを物理的に変える必要がある。そのため無給電アンテナ素子の素子長を電気的に変化させることで指向性を制御する方法が考えられている。例えば、非特許文献１には、給電アンテナ素子を中心に円形状に配置された複数の無給電アンテナ素子にそれぞれリアクタンス素子を付加し、各リアクタンス素子の値を変化させることで各無給電アンテナ素子の電気長を変化させ、任意の指向性を形成する技術が記載されている。また、この原理を用いるＥＳＰＡＲ（Electronically Steerable Parasitic Array Radiator）アンテナが、例えば特許文献１に開示されている。さらに、アンテナ装置を１つの給電アンテナ素子及び１つの無給電アンテナ素子で構成し、指向性を限定した構成が、例えば特許文献２に開示されている。
【００１２】
さらに、受信感度の低下を防止するための従来の技術として、例えば特許文献３には、ループアンテナの終端をショートまたはオープンの２つの状態に切り替えることで指向性（垂直偏波または水平偏波）を変化させる構成が開示されている。
【非特許文献１】ROGER F. HARRINGTON, "Reactive Controlled Dierective Arrays", IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. AP26, No.3, May 1978, p390-395.
【特許文献１】特開２００１−０２４４３１号公報
【特許文献２】特許第３３９９５４号公報
【特許文献３】特開２００１−３２６５１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
指向性の制御が可能な従来のアンテナ装置のうち、上述した複数のアンテナ素子を備えた構成（アレイアンテナ）では、アンテナ素子どうしを所定の間隔を有して配置する必要があるため、アンテナ装置が大きくなるという問題がある。また、指向性を制御するために各アンテナ素子に給電する信号の振幅や位相を制御しなければならないため、処理が複雑になって消費電力が増大する問題がある。
【００１４】
一方、非特許文献１や特許文献１に記載された構成では、１つのアンテナ素子にのみ給電するため、上述したアレイアンテナに比べると信号処理回路が簡略化され、消費電力の増大が抑制される。しかしながら、指向性を実用的な範囲で変化させるためには、４〜６ヶ程度の無給電アンテナ素子を備える必要があり、アンテナ装置が大きくなるという問題がある。
【００１５】
また、非特許文献１等に記載されたアンテナ装置では、主に水平面内（同一偏波面）の指向性の制御が可能であり、携帯電話機のように姿勢が変化する無線通信装置に搭載すると使用条件が限定されてしまう。特に特許文献２に記載されたアンテナ装置では、制御可能な指向性パターンが限定されてしまう問題がある。
【００１６】
特許文献３に記載されたアンテナ装置は、偏波面の制御が可能であることから、無線通信装置の姿勢に応じて指向性を選択することが可能であるが、制御可能な指向性は２方向に限られている。また、ループアンテナを用いるため、使用する周波数の１波長分の長さのアンテナ素子が必要であり、アンテナ装置全体が比較的大きなサイズとなって携帯電話機等に内蔵することが困難になる。携帯電話機等から突出するアンテナ装置は、携帯電話機のデザインが制約を受けるために好ましくなく、小型で実装が容易であり、かつ性能の高いアンテナ装置が求められている。
【００１７】
本発明は上記したような従来の技術が有する問題点を解決するためになされたものであり、小型で、指向性の制御が可能であり、使用状態や姿勢によって通信性能が低下しないアンテナ装置及びそれを備えた無線通信装置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】
【００１８】
上記目的を達成するため本発明のアンテナ装置は、外部からの制御信号にしたがってリアクタンス値が変更可能な可変リアクタンス回路と、一方の端子から給電され、他方の端子が前記可変リアクタンス回路で終端されたアンテナ素子と、前記アンテナ素子に給電するＲＦ回路と、前記可変リアクタンス回路の前記リアクタンス値を所定の値に設定するリアクタンス／マッチング制御回路とを有する構成である。
【００１９】
このとき、前記アンテナ素子は、Ｕ字形状であってもよく、
前記可変リアクタンス回路は、印加される逆方向電圧に応じて容量が変化するバラクタダイオードと、前記アンテナ素子と前記バラクタダイオード間に挿入されるストリップ線路と、前記バラクタダイオードと並列に接続されるコイルとを有する構成であってもよい。
【００２０】
また、本発明の他のアンテナ装置は、外部からの制御信号にしたがってリアクタンス値が変更可能な可変リアクタンス回路と、一方の端子から給電され、他方の端子が開放された第１のアンテナ素子と、一方の端子が開放され、他方の端子が前記可変リアクタンス回路で終端された第２のアンテナ素子と、前記第１のアンテナ素子に給電するＲＦ回路と、前記可変リアクタンス回路の前記リアクタンス値を所定の値に設定するリアクタンス／マッチング制御回路とを有する構成である。
【００２１】
このとき、前記第１のアンテナ素子及び第２のアンテナ素子は、Ｌ字形状であってもよく、
前記可変リアクタンス回路は、印加される逆方向電圧に応じて容量が変化するバラクタダイオードと、前記第１のアンテナ素子と前記バラクタダイオード間に挿入されたストリップ線路と、前記バラクタダイオードと並列に接続されたコイルとを有する構成であってもよい。
【００２２】
上記アンテナ装置のうち、前記ＲＦ回路は、給電点における整合条件を変更するためのマッチング回路を有し、前記リアクタンス／マッチング制御回路は、
前記可変リアクタンス回路の前記リアクタンス値に応じて前記ＲＦ回路に前記整合条件を変更させてもよく、
アンテナ装置の使用状態を検出するための使用モード判定回路を有し、前記リアクタンス／マッチング制御回路は、前記使用モード判定回路の検出結果に応じて前記可変リアクタンス回路に前記リアクタンス値を変更させ、前記ＲＦ回路に前記整合条件を変更させてもよい。
【００２３】
また、前記アンテナ装置の使用状態に応じた最適なリアクタンス値の情報を格納するための記憶回路を有し、前記リアクタンス／マッチング制御回路は、前記記憶回路に格納された、前記使用モード判定回路の検出結果に対応する情報にしたがって前記可変リアクタンス回路に前記リアクタンス値を変更させ、前記ＲＦ回路に前記整合条件を変更させてもよく、
アンテナ装置の姿勢を検出するための位置検出回路を有し、前記リアクタンス／マッチング制御回路は、前記位置検出回路の検出結果に応じて前記可変リアクタンス回路に前記リアクタンス値を変更させ、前記ＲＦ回路に前記整合条件を変更させてもよい。
【００２４】
さらに、前記アンテナ装置の姿勢に応じた最適なリアクタンス値の情報を格納するための記憶回路を有し、前記リアクタンス／マッチング制御回路は、前記記憶回路に格納された、前記位置検出回路の検出結果に対応する情報にしたがって前記可変リアクタンス回路に前記リアクタンス値を変更させ、前記ＲＦ回路に前記整合条件を変更させてもよく、
アンテナ装置の受信性能を測定するための測定部を有し、前記リアクタンス／マッチング制御回路は、前記測定部の測定結果が最良となるように、前記可変リアクタンス回路に前記リアクタンス値を変更させ、前記ＲＦ回路に前記整合条件を変更させてもよい。
【００２５】
一方、本発明の無線通信装置は、複数の上記アンテナ装置と、
前記複数のアンテナ装置のなかから何れか一つのアンテナ装置を選択するための選択装置とを有する構成である。
【００２６】
または、複数の上記アンテナ装置と、前記複数のアンテナ装置の受信信号を合成するための合成装置とを有する構成である。
【発明の効果】
【００２７】
上記のように構成されたアンテナ装置では、アンテナ素子の一方の端子から給電し、他方の端子をリアクタンス素子で終端することで、アンテナ素子長差による放射特性の差をリアクタンス値で補正できるため、アンテナ素子長をある程度短くすることが可能となり、比較的小型で、かつ簡単な構造のアンテナ装置が得られる。さらに、リアクタンス値を変えることで指向性を容易に制御できるため、通信性能が向上する。
【００２８】
また、終端に用いる可変リアクタンス回路の値により給電点におけるインピーダンスが変化しても、ＲＦ回路により整合条件を制御することで、給電点におけるインピーダンスを常に整合させることができる。したがって、アンテナ装置の性能低下が防止される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
次に本発明について図面を参照して説明する。
【００３０】
（第１の実施の形態）
図１は本発明のアンテナ装置の第１の実施の形態の構成を示すブロック図である。
【００３１】
図１に示すように、第１の実施の形態のアンテナ装置は、誘電体基板２上に形成されるアンテナ素子１と、アンテナ素子１の一方の端子から給電を行うＲＦ回路４と、アンテナ素子１の他方の端子を終端する、リアクタンス値が変更可能な可変リアクタンス回路５と、可変リアクタンス回路５の値を設定するリアクタンス／マッチング制御回路６と、アンテナ装置を内蔵する装置の使用状態や姿勢（傾斜）等を検出する使用モード判定／位置検出回路８と、使用モード判定／位置検出回路８の検出結果に対して最適な可変リアクタンス回路５のリアクタンス値やＲＦ回路４の整合条件が格納される記憶回路７とを有する構成である。
【００３２】
図１に示すように、本実施形態のアンテナ素子１は指向性を制御する観点からＵ字状に形成される。このようにアンテナ素子１をＵ字形状とすることで、アンテナ素子１の放射電界や受信電界に垂直方向成分及び水平方向成分をそれぞれ持たせることができる。
【００３３】
誘電体基板２上のアンテナ素子１が形成されない領域（図１に示すアンテナ素子１の下方領域）には、グランド（接地）パターン３が形成される。このような形状のアンテナ素子１の一方の端子から給電し、他方の端子を可変リアクタンス回路５で終端することで、素子長差による放射特性の差をリアクタンス値で補正できるため、アンテナ素子長の設計自由度が大きくなってアンテナ素子長をある程度短くすることが可能となり、アンテナを小型化できる。さらに、可変リアクタンス回路５の値（リアクタンス）を変化させることで指向性が制御できる。
【００３４】
ところで、本実施形態のアンテナ装置は、可変リアクタンス回路５の値を変えることで給電点におけるインピーダンスが変化し、ＲＦ回路４とアンテナ素子１の整合条件が変化する。そのため、ＲＦ回路４は、給電点におけるインピーダンスを切り替えるための不図示のマッチング回路を備え、可変リアクタンス回路５の値が変わることでアンテナ素子１との整合条件が変わった場合に、リアクタンス／マッチング制御回路６からの指示により給電点におけるインピーダンスを常に整合させる。したがって、アンテナ装置の性能低下が防止される。
【００３５】
マッチング回路は、例えば給電点におけるインピーダンスを整合させるための回路素子を複数種類備え、それらの回路素子をスイッチにより切り替える構成、あるいはバラクタダイオードのような可変リアクタンス素子を備え、該可変リアクタンス素子のリアクタンス値を変えることでインピーダンスを制御する構成等がある。
【００３６】
リアクタンス／マッチング制御回路６は、使用モード判定／位置検出回路８から出力されるアンテナ装置を内蔵する装置の使用状態や傾斜等の検出信号にしたがって、アンテナ素子１が所望の指向性を持つように可変リアクタンス回路５の値を設定する。なお、リアクタンス／マッチング制御回路６は、アンテナ装置を内蔵する装置の使用状態、あるいは傾斜のうち、いずれか一方の検出信号にしたがって可変リアクタンス回路５の値を設定してもよく、アンテナ装置を内蔵する装置の使用状態及び傾斜の両方の検出信号にしたがって可変リアクタンス回路５の値を設定してもよい。
【００３７】
記憶装置７には、使用モード判定／位置検出回路８の検出信号に対応する最適なリアクタンス値や整合条件等の情報が予め格納され、リアクタンス／マッチング制御回路６は、記憶回路７に格納された情報にしたがって可変リアクタンス回路５のリアクタンス値及びＲＦ回路４の整合条件を設定する。
【００３８】
なお、アンテナ装置に、受信感度、ＳＩＲ、エラーレート等の受信性能を示すパラメータを測定するための測定部を備えておき、リアクタンス／マッチング制御回路６は、これらのパラメータの測定結果が最良となるように可変リアクタンス回路５の値及びＲＦ回路４の整合条件を設定してもよい。
【００３９】
使用モード（使用状態）には、頭部に近接して通話している状態、ヘッドセット等の外部マイクやイヤホンを使用して通話している状態、画面を見つつＴＶ電話やデータ通信を行っている状態、パーソナルコンピュータやＰＤＡ（Personal Digital Assistance）等に接続してデータ通信を行っている状態、不図示の内蔵カメラを使用して静止画や動画等を撮影している状態等が考えられる。
【００４０】
使用モード判定／位置検出回路８は、アンテナ装置を内蔵する装置が備える、該装置の各種使用状態における動作を制御する不図示の制御装置から使用モード情報を取得し、アンテナ装置の姿勢（傾き）を推定する。またはホール素子等から成る地磁気センサを備えておき、使用モード判定／位置検出回路８は、地磁気センサの出力信号からアンテナ装置の姿勢を検出する。このとき、上述した使用モードによる姿勢の推定処理と併用してアンテナ装置の姿勢を判定してもよい。
【００４１】
本実施形態のアンテナ装置によれば、可変リアクタンス回路５の値によりアンテナ素子１の指向性が制御できるため、アンテナ装置の使用状態や姿勢に応じて最適な指向性に設定できるため、通信性能が向上する。
【００４２】
図２は図１に示した可変リアクタンス回路及びリアクタンス／マッチング制御回路の一構成例を示すブロック図である。
【００４３】
図２に示すように、可変リアクタンス回路５は、逆方向電圧に応じて容量が変化するバラクタダイオード５１と、アンテナ素子１とバラクタダイオード５１間に挿入されるストリップ線路５５と、バラクタダイオード５１と並列に接続される、直列に接続されたコイル５３及びコンデンサ５４と、バラクタダイオード５１のカソードと接続されるコイル５２とを有する構成である。
【００４４】
バラクタダイオード５１は、カソードに印加される逆方向電圧に応じて容量が変化する可変容量素子として動作し、リアクタンス／マッチング制御回路６からリアクタンスの設定値に応じた電圧が供給される。コイル５２は、リアクタンス／マッチング制御回路６から供給される印加電圧の高周波ノイズを除去するために設けられている。
【００４５】
通常、バラクタダイオード５２は負のリアクタンス値を備え、リアクタンス値はバラクタダイオード５１の可変容量範囲に限定される。本実施形態では、コイル５３をバラクタダイオードと並列に接続することでリアクタンス値の可変範囲を広げる。コンデンサ５４は、コイル５３に印加される直流電圧を遮断し、コイル５３の損傷を防止するために設けられている。また、ストリップ線路５５はバラクタダイオード５１のリアクタンス値の可変範囲を移動させるために、アンテナ素子１とバラクタダイオード５１間に設けられている。このように、ストリップ線路５５及びコイル５３を設けることで、バラクタダイオード５１単体で設定可能なリアクタンス値を所望の範囲に設定することができる。なお、ストリップ線路５５は、マイクロストリップラインあるいは移相器に置き換えてもよい。
【００４６】
図２に示すように、リアクタンス／マッチング制御回路６は、可変リアクタンス回路５を所定のリアクタンス値に設定するための制御回路６２と、デジタル信号である制御回路６２の出力信号をアナログ電圧に変換するデジタルアナログコンバータ（ＤＡＣ）６１とを有する構成である。
【００４７】
ＤＡＣ６１の出力電圧は可変リアクタンス回路５のコイル５２を介してバラクタダイオード５１に供給される。制御回路６２の出力データは、記憶回路７に予め格納されたリアクタンス値及び印加電圧値を参照して設定すればよい。
【００４８】
図３は図１に示した可変リアクタンス回路の他の構成例を示すブロック図である。
【００４９】
図３に示す可変リアクタンス回路５は、リアクタンス素子であるコンデンサ５７、５８及びコイル５９、６０と、アンテナ素子１と各リアクタンス素子との接続を切り替えるスイッチ５６とを有する構成である。このような構成では、リアクタンス／マッチング制御回路６から可変リアクタンス回路５にはスイッチ５６を切り替えるための制御信号が供給される。
【００５０】
なお、図３には、リアクタンス素子として、２つのコンデンサ５７、５８及び２つのコイル５９、６０を有する構成を示しているが、リアクタンス素子の構成及び数はこれに限定されるものではなく、コンデンサやコイルの数はいくつであってもよい。アンテナ素子１の指向性を固定してよい場合は、可変リアクタンス回路５に１つのリアクタンス素子を備えていればよい。
【００５１】
図４は図１に示したアンテナ装置の放射特性を示すグラフである。
【００５２】
図４に示すグラフは、第１の実施の形態のアンテナ装置に対して図１に示すように座標軸を定義し、可変リアクタンス回路５のリアクタンス値に対するＹＺ面、ＸＺ面、ＸＹ面のゲインを示している。なお、動作周波数は２ＧＨｚ、アンテナ素子１の大きさは、高さ（Ｚ方向）１０ｍｍ、幅（Ｘ方向）２０ｍｍである。
【００５３】
図４に示すように、電波の主ローブの方向は可変リアクタンス回路５のリアクタンス値が１０００の時に−Ｘ方向、リアクタンス値が２００の時に−ＹとＹ方向、リアクタンス値が−１００の時にＸ方向、リアクタンス値が−５００の時にＺ方向となる。
【００５４】
また、可変リアクタンス回路５のリアクタンス値を１０００→２００→−１００→−５００→１０００に変化させると、アンテナ素子１の指向性は−Ｘ→−Ｙ／Ｙ→Ｘ→Ｚ→−Ｘへと変化することが分かる。
【００５５】
（第２の実施の形態）
図５は本発明のアンテナ装置の第２の実施の形態の構成を示すブロック図である。
【００５６】
図１に示した第１の実施の形態のアンテナ装置は、１つのアンテナ素子１の一方の端子から給電し、他方の端子をリアクタンス素子で終端しているため、素子長が短いとアンテナ素子１の共振周波数が使用周波数に一致しないため、給電点におけるインピーダンス整合が困難な場合がある。
【００５７】
図５に示すように、第２の実施の形態のアンテナ装置は、図１に示したアンテナ素子１をＬ字状の２つのアンテナ素子９、１０に分割した２素子構造である。このとき、２つのアンテナ素子９、１０は、空間で電磁結合することにより図１に示した第１の実施の形態のアンテナ素子と同様の放射特性が得られる。図５に示すアンテナ素子９は、給電されない他端が開放されていることから、アンテナ素子の共振周波数を使用周波数に容易に一致させることが可能であり、給電点におけるインピーダンスを容易に整合できる。その他の構成は第１の実施の形態と同様であるため、その説明は省略する。
【００５８】
第２の実施の形態のアンテナ装置ではリアクタンスの値を第１の実施の形態と異なる値に設定する必要があるが、図４に示した第１の実施の形態のアンテナ装置と同様の指向特性を得ることができる。
【００５９】
（第３の実施の形態）
図６は本発明のアンテナ装置の第３の実施の形態の構成を示す平面図である。
【００６０】
第３の実施の形態は、第１、第２の実施の形態で示したアンテナ装置を携帯電話機９０に搭載した例である。このように、携帯電話機９０に第１、第２の実施の形態で示したアンテナ装置を搭載した場合も図４に示すような指向特性が得られる。
【００６１】
図６に示すように、本実施形態の携帯電話機９０は、上部筺体及び下部筺体を備えた折りたたみ構造であり、上部筺体及び下部筺体にアンテナ素子１０１、１０２を実装した構成である。なお、図６は第１の実施の形態で示したＵ字形状のアンテナ素子を用いる構成を示しているが、第２の実施の形態で示した２つのＬ字形状のアンテナ素子を用いてもよい。上部筺体はアンテナ素子１０１が形成される回路基板１０３及び表示部９１を備え、下部筺体はアンテナ素子１０２が形成される回路基板１０４及び入力部９３を備え、上部筺体及び下部筺体がヒンジ部９２を介して結合された構成である。
【００６２】
本実施形態の携帯電話機９０は、複数のアンテナ素子のなかから何れか一つを選択するための選択装置を備え、図６に示す２つのアンテナ素子１０１、１０２のうち、何れか一方だけを使用してもよい。あるいは複数のアンテナ素子の受信信号を合成するための合成装置を備え、図６に示すンテナ素子１０１、１０２をそれぞれ使用し、それらの信号を最大比合成してもよい。また、アンテナ素子１０１、１０２は、ヒンジ部９２の近傍やその他の部位に実装してもよい。
【００６３】
また、図６に示す回路基板１０３、１０４には、例えば誘電体基板やＦＰＣ等のプリント回路を用いてもよく、アンテナ素子１０１、１０２には金属ワイヤや金属板を用いて形成してもよい。そして、２つのアンテナ素子１０１、１０２は直交して配置してもよい。
【００６４】
さらに、第１、第２の実施の形態で示したアンテナ素子を、例えば３つ以上配置し、アレイアンテナとして使用することも可能である。その場合、本発明のアンテナ装置は、アンテナ素子毎に指向性が制御できるため、従来と同様の指向性を得ようとする場合、アンテナ素子数を減らすことができる。
【００６５】
なお、第３の実施の形態では、携帯電話機等の移動端末装置に第１、第２の実施の形態で示したアンテナ装置を実装する例を示しているが、第１、第２の実施の形態のアンテナ装置は、ＷＬＡＮ（Wireless Local Area Network：無線ＬＡＮ）、ＲＦＩＤ（Radio frequency Identificaion：電波方式認識）等で用いる無線通信装置にも、同様に実装することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明のアンテナ装置の第１の実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示した可変リアクタンス回路及びリアクタンス／マッチング制御回路の一構成例を示すブロック図である。
【図３】図１に示した可変リアクタンス回路の他の構成例を示すブロック図である。
【図４】図１に示したアンテナ装置の放射特性を示すグラフである。
【図５】本発明のアンテナ装置の第２の実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図６】本発明のアンテナ装置の第３の実施の形態の構成を示す平面図である。
【符号の説明】
【００６７】
１、９、１０、１０１、１０２    アンテナ素子
２    誘電体基板
３    グランドパターン
４    ＲＦ回路
５    可変リアクタンス回路
６    リアクタンス／マッチング制御回路
７    記憶回路
８    使用モード判定／位置検出回路
５１    バラクタダイオード
５２、５３、５９、６０    コイル
５４、５７、５８    コンデンサ
５５    ストリップ線路
５６    スイッチ
６１    ＤＡＣ
６２    制御回路
９０    携帯電話機
９１    表示部
９２    ヒンジ部
９３    入力部
１０３、１０４    回路基板
【図１】
2005175902.tif 000003
【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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