(57)【要約】【課題】理想的な放射パターンが得られるとともに無線回路との間のインピーダンス整合がとり易く、しかも中央セグメントと中央給電を不要にして実装上の自由度を高める。【解決手段】枠形をなす両面印刷配線基板４ａの両面を利用して、セグメントとしての４片の導体パターン４１〜４４を方形のループを構成するように形成し、これらの導体パターン４１〜４４の端部を両面印刷配線基板４ａを介在した状態でオーバラップ構造とすることにより各導体パターン４１〜４４間を容量結合するようにしたものである。【選択図】      図２
2005203854.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ループ状に配置される複数のセグメントと、
前記複数のセグメント間を容量結合する容量結合部と、
前記複数のセグメントの少なくとも一つに対し給電する給電回路と
を具備することを特徴とするループアンテナ。
【請求項２】
端部が相互にオーバラップした状態でループ状に配置される複数のセグメントと、
前記複数のセグメントのオーバラップ部分にそれぞれ介挿されて各セグメント間を容量結合する誘電媒体と、
前記複数のセグメントの少なくとも一つに給電する給電回路と
を具備することを特徴とするループアンテナ。
【請求項３】
前記複数のセグメントは薄板状をなす複数片の導体により構成され、これらの導体が端部を相互にオーバラップした状態で多角形を構成するように配置されることを特徴とする請求項２記載のループアンテナ。
【請求項４】
前記複数のセグメントは、両面印刷配線基板の第１の面及び第２の面に分散して形成される複数の導電パターンにより構成され、前記複数の導電パターンは、端部が前記両面印刷配線基板を介在して相互に対向するオーバラップ部分を有し、
前記誘電媒体は、前記複数の導電パターンのオーバラップ部分に介在する両面印刷配線基板により構成されることを特徴とする請求項２又は３記載のループアンテナ。
【請求項５】
前記複数のセグメントは、印刷配線基板の同一面上にループ状に配置される複数の導体パターンにより構成され、前記複数の導電パターンは、端部が前記基板面に対し水平方向に一定の間隔を隔てて相対向するオーバラップ部分を有し、
前記誘電媒体は、前記複数の導電パターンのオーバラップ部分に存在する印刷配線基板及び空気層により構成されることを特徴とする請求項２又は３記載のループアンテナ。
【請求項６】
前記複数のセグメントは、少なくともオーバラップ部分の幅が一方のセグメントより他方のセグメントの方が広く構成されることを特徴とする請求項２乃至５のいずれかに記載のループアンテナ。
【請求項７】
前記複数のセグメントは、オーバラップ部分にオーバラップ面積を調整するための面積調整部を備えることを特徴とする請求項２乃至６のいずれかに記載のループアンテナ。
【請求項８】
前記給電回路は、
前記セグメントと同一平面上に、基端部がセグメントに接続されるとともに先端部が一定の間隔を隔てて離間する状態に設けられるＬ字状をなす一対の整合線路と、
前記一対の整合線路の各先端部に対し給電する給電線路と
を備えることを特徴とする請求項１又は２記載のループアンテナ。
【請求項９】
前記給電回路は、
前記セグメントの中心線上に、基端部がセグメントに接続されるとともに先端部が一定の間隔を隔てて離間する状態でセグメントに対し垂直方向に立設されるクランク状をなす一対の整合線路と、
前記一対の整合線路の各先端部に対し給電する給電線路と
を備えることを特徴とする請求項１又は２記載のループアンテナ。
【請求項１０】
筐体と、
前記筐体内に収容される、印刷配線基板上に回路部品を実装した回路ユニットと、
前記回路ユニットと重なる状態で前記筐体内に配置されるループアンテナと
を具備し、
前記ループアンテナは、
前記回路部品の周辺にループ状に配置される複数のセグメントと、
前記複数のセグメント間を容量結合する容量結合部と、
前記複数のセグメントの少なくとも一つに対しループ外から給電線路を介して給電する給電回路と
を備えることを特徴とする無線通信機。
【請求項１１】
筐体と、
前記筐体内に収容される、印刷配線基板上に回路部品を実装した回路ユニットと、
前記回路ユニットと重なる状態で前記筐体内に配置されるループアンテナと
を具備し、
前記ループアンテナは、
前記回路部品の周辺に、端部が相互にオーバラップした状態でループ状に配置される複数のセグメントと、
前記複数のセグメントのオーバラップ部分にそれぞれ介挿されて各セグメント間を容量結合する誘電媒体と、
前記複数のセグメントの少なくとも一つに対しループ外から給電線路を介して給電する給電回路と
を備えることを特徴とする無線通信機。
【請求項１２】
前記複数のセグメントは４枚の薄板状導体により構成され、これらの薄板状導体が端部を相互にオーバラップした状態で前記回路部品の周辺に方形を構成するように配置されることを特徴とする請求項１１記載の無線通信機。
【請求項１３】
前記複数のセグメントは、リング形状をなす両面印刷配線基板の第１の面及び第２の面に分散して形成される複数の導電パターンにより構成され、前記複数の導電パターンは、端部が前記両面印刷配線基板を介在して相互に対向するオーバラップ部分を有し、
前記誘電媒体は、前記複数の導電パターンのオーバラップ部分に介在する両面印刷配線基板により構成されることを特徴とする請求項１１又は１２記載の無線通信機。
【請求項１４】
前記複数のセグメントは、少なくともオーバラップ部分の幅が、前記回路ユニットに対し遠い側に配置されるセグメントより近い側に配置されるセグメントの方が広く設定されることを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれかに記載の無線通信機。
【請求項１５】
前記複数のセグメントは、オーバラップ部分にオーバラップ面積を調整するための面積調整部を備えることを特徴とする請求項１１乃至１４のいずれかに記載の無線通信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば携帯電話機やＰＤＡ（Personal Digital Assistants）等の移動通信端末に実装されるループアンテナと、ループアンテナを備える無線通信機に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話機やＰＤＡ等の移動通信端末においては、端末の一層の小型化や意匠上の観点から、アンテナ素子を筐体内に収容した内蔵アンテナが使用されるようになっている。しかし内蔵アンテナは、筐体外に設けられるアンテナ等と比較して、通話姿勢においてアンテナ性能の劣化を生じ易いという問題点を有する。
【０００３】
通話姿勢においてアンテナ性能が劣化する原因としては、次の２つが考えられる。  
（１）通話時においては、端末筐体が損失性誘電体媒質である話者に近接し易い。このため、損失性誘電体媒質における送信電波の吸収量が増加して、放射効率が劣化する。  
（２）通話時においては、端末筐体を斜めまたは水平に傾けた状態で使用することが多いため、基地局から到来する垂直偏波の受信効率が低下する。  
また、通話姿勢において、端末筐体の傾き角度によりアンテナ放射パターンが変化することも、安定した通話状態を維持する上での課題となる。
【０００４】
そこで、従来では微少ループアンテナの使用が検討されている。微少ループアンテナは、例えば０．１波長のアンテナセグメントをリング状に構成したもので、話者方向への放射が抑制された放射パターンを得ることができ、さらには通話時の端末筐体の傾き角度に依らずアンテナ利得を一定に保持できるという利点を有する。しかし、微少ループアンテナは周囲長が短いため、放射抵抗が小さくまた開口面積も小さい。このため、無線回路との間のインピーダンス整合をとり難いという欠点を有する。
【０００５】
一方、移動通信端末に適した他のタイプの内蔵アンテナとして、セグメント形状をＺ形またはＨ形に形成し、中央セグメント部で給電するタイプのダイポールアンテナが提案されている。この種のアンテナは、微少ループアンテナと同様の放射パターンを得ることができ、しかも無線回路との間のインピーダンス整合をとり易いという利点を有する（例えば、特許文献１又は非特許文献１を参照）。  
しかしこの種のアンテナは、アンテナ中央部にセグメントを有しかつ当該中央セグメント上で給電する構造になっている。このため、例えば背面ディスプレスを備えた折り畳み式の携帯電話機のように、筐体の中央部に大型の回路部品が実装される無線通信機には使用することが困難である。
【特許文献１】米国特許公報  第5767809
【非特許文献１】Chi-Chang, et al. A 2.4GHz Omni-directional Horizontally Polarized Planar Printed Antenna for WLAN Applications 2003 IEEE
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
以上述べたように、従来開発又は提案されている内蔵アンテナは、放射抵抗及び開口面積が小さいことから無線回路との間のインピーダンス整合をとり難いという欠点を有していたり、また中央セグメントと当該セグメントの中央部での給電を必要とすることから実装上の自由度が低く、このため例えば背面ディスプレイを備えた携帯電話機のように実装上の制約の多い小型無線通信機には不向きである。
【０００７】
この発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、理想的な放射パターンが得られるとともに無線回路との間のインピーダンス整合がとりやすく、しかも中央セグメント及びその中央部での給電を不要にして実装上の自由度を高めたループアンテナ及びループアンテナを備えた無線通信機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために第１の発明に係わるループアンテナは、複数のセグメントをループ状に配置するとともにこれらのセグメント間を容量結合し、さらに上記複数のセグメントの少なくとも１つに給電するように構成したものである。  
したがって第１の発明によれば、セグメントの複数箇所に直列に容量が挿入された分布容量形のループアンテナが構成される。このため、各セグメント上の電流位相が９０°以上回転しないようにすることができ、これによりループの周囲長が例えば０．１波長を超える場合であっても微少ループアンテナの電流分布に近い均一な電流分布を得ることが可能となる。
【０００９】
したがって、ループの周囲長に依存することなく、アンテナ面と平行する面で無指向性を維持するとともにアンテナ面に対し垂直の方向には感度がヌルとなる指向性を有する放射パターンを発生させることができる。すなわち、開口面積が大きく、かつ理想的な放射パターンを有するループアンテナを提供できる。この結果、例えば携帯電話機やＰＤＡ等の移動通信端末に使用した場合に、損失性誘電体媒質である人体に対する影響及び損失が少なく、かつ通話時の端末筐体の傾き角度に依らず一定のアンテナ利得を得ることができる。
【００１０】
また、ループの周囲長を任意に設定できることによりアンテナの放射抵抗を無線回路等の給電側のインピーダンス（例えば５０Ω）に近い値に設定することが可能となる。このため、ループの周囲長が規定される微少ループアンテナに比べ、無線回路との間のインピーダンス整合を容易にとることができる。
【００１１】
さらに、Ｚ形又はＨ形アンテナのように中央セグメントを持たず、かつ中央セグメント上で給電する必要もない。このため、例えば背面ディスプレイを備えた折り畳み式の携帯電話機のように、薄型の筐体の中央部に大型の回路部品が実装される無線通信機であっても、上記回路部品を避けてその周辺部にループアンテナを配置することが可能となり、これにより実装上の自由度を高めることができる。
【００１２】
一方、第２の発明に係わるループアンテナは、複数のセグメントをその端部が相互にオーバラップする状態でループ状に配置するとともに、上記各セグメントのオーバラップ部分にセグメント間を容量結合する誘電媒体を介挿し、さらに上記複数のセグメントの少なくとも１つに給電するように構成したものである。  
したがって第２の発明によれば、各セグメントのオーバラップ部分に誘電体を介在させることにより容量結合を実現しているので、セグメント間の容量結合のために分布定数コンデンサ等の回路部品を別途用意する必要がなくなる。このため、部品点数を削減するとともに製作工程を簡単化することができ、これにより上記第１の発明において述べた各種作用効果に加え、製品のコストダウンを図ることが可能となる。
【００１３】
また、上記発明には以下のような具体的な構成が考えられる。  
第１の構成は、上記複数のセグメントを薄板状をなす複数片の導体により構成し、これらの導体をその端部が相互にオーバラップする状態で多角形を構成するように配置したものである。このように構成すると、セグメントとして特殊な部材を用いることなく安価に製作できる利点がある。
【００１４】
第２の構成は、両面印刷配線基板の第１の面及び第２の面に複数の導電パターンを分散して形成することにより上記複数のセグメントを構成するとともに、上記導電パターンの端部を上記両面印刷配線基板を介在して相互に対向させることによりオーバラップ部分を構成し、このオーバラップ部分に介在する両面印刷配線基板によりセグメント間の容量結合を実現するようにしたものである。このように構成すると、両面印刷配線基板を利用しているので、分布容量ループアンテナを簡単かつ安価に歩留まり良く製作することができる。
【００１５】
第３の構成は、印刷配線基板の同一面上に上記各セグメントをループ状に配置し、かつ上記各セグメントの端部が基板面に対し水平方向に一定の間隔を隔てて相対向するように位置決めするように構成したものである。このように構成すると、片面印刷配線基板を使用してこの発明のループアンテナを構成できる。
【００１６】
第４の構成は、上記複数のセグメントの幅を、少なくともそのオーバラップ部分において一方のセグメントより他方のセグメントの方が広くなるように構成するようにしたものである。このように構成すると、例えばループアンテナを無線通信機の筐体内に回路ユニットと重ねて収容する際に、上記幅が広く設定されたセグメント側が上記回路ユニットの接地パターンと対向するように配置することで、セグメントのオーバラップ部分で発生する近傍電界が無線通信機の接地パターン方向へ向い難くすることができる。したがって、回路ユニットに対する近傍電界の影響は軽減され、これにより選択度の低下やチューニング精度の劣化を未然に防止することが可能となる。
【００１７】
第５の構成は、複数のセグメントのオーバラップ部分に、オーバラップ面積を調整するための面積調整部を設けたものである。面積調整部としては、例えば切り離し可能な突起が考えられる。このように構成すると、ループアンテナの製作時にオーバラップ面積を任意に調整することが可能となり、これによりループアンテナの放射抵抗を所望の値に設定することが可能となる。
【００１８】
第６の構成は、上記セグメントと同一平面上に、基端部がセグメントに接続されるとともに先端部が一定の間隔を隔てて離間する状態にＬ字状をなす一対の整合線路を設け、この一対の整合線路の各先端部に対し無線回路から給電を行うように、給電回路を構成するものである。このようにすると、ループアンテナ本体と無線回路との間のインピーダンス整合をより高精度にとることができる。また、整合線路をセグメントと同一平面上に形成することにより、例えばセグメントが形成される印刷配線基板と同一の基板上に整合線路を形成できる利点がある。
【００１９】
第７の構成は、上記セグメントの中心線上に、基端部がセグメントに接続されるとともに先端部が一定の間隔を隔てて離間する状態でセグメントに対し垂直方向にクランク状をなす一対の整合線路を立設し、この一対の整合線路の各先端部に対し無線回路から給電を行うように、給電回路を構成するものである。このようにすると、整合線路において発生する閉ループ電流により、アンテナ面に対し垂直方向へ放射パターンが形成されないようにすることができ、これにより人体への影響は低く抑えられ、かつ自由空間におけるチューニング精度は高く保持される。
【発明の効果】
【００２０】
要するにこの発明に係わるループアンテナでは、複数のセグメントをループ状に配置するとともにこれらのセグメント間を例えばオーバラップ構造を採用することにより容量結合し、上記複数のセグメントの少なくとも１つに給電するように構成している。  
したがってこの発明によれば、損失性誘電体媒質と近接する状態で使用される無線通信機にとって理想的な放射パターンが得られるとともに、無線回路との間のインピーダンス整合がとりやすく、しかも中央セグメント及びその中央部での給電を不要にして実装上の自由度を高め、これにより小型の無線通信機の内蔵アンテナとして好適なループアンテナ及びループアンテナを備えた無線通信機を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
（第１の実施形態）  
図１は、この発明に係わるループアンテナを備える無線通信機の第１の実施形態を示す要部分解斜視図である。この実施形態の無線通信機は折り畳み型の携帯電話機であり、図１ではその上部側の構造のみを示し、キーパッド等が配置される下部側の図示は省略している。
【００２２】
図中１は前面カバーであり、この前面カバーにはメインディスプレイ用の表示窓１ａが設けられている。一方、図中２は背面カバーであり、この背面カバー２にはサブディスプレイ用の表示窓２ａが設けられている。これらの前面カバー１及び背面カバー２は上部筐体を構成し、この上部筐体内には回路ユニット３が収容される。回路ユニット３は、ケース３ａにメインディスプレイ（図示せず）、回路素子が装着された印刷配線基板３ｂ及びサブディスプレイ３ｃを実装したものである。
【００２３】
ところで、上記回路ユニット３の印刷配線基板３ｂ上には、上記サブディスプレイ３ｃを囲むようにループアンテナ４Ａが配設される。図２（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれループアンテナ４Ａを上面から見た図、下面から見た図、側面から見た図である。
【００２４】
同図に示すようにループアンテナ４Ａは、枠形をなす両面印刷配線基板４ａの第１の面（上面）における相対向する一対の辺に、導電パターン４１，４２を形成している。また、第２の面（下面）における他の相対向する一対の辺に、導電パターン４３，４４を形成している。これらの導電パターン４１，４２及び導電パターン４３，４４はアンテナのセグメントを構成する。
【００２５】
また、導電パターン４１，４２及び導電パターン４３，４４の各端部は、両面印刷配線基板４ａを介在して相互に対向するように配置されている。しかして、この対向部分つまりオーバラップ部分において、各導電パターン４１，４２，４３，４４は両面印刷配線基板４ａの誘電体を介して容量結合される。
【００２６】
さらに、上記ループアンテナ４Ａの任意の一つの角部において、導電パターン４２，４４のオーバラップ部分には給電端子が設けられ、この給電端子は図示しない給電用の線路パターンを介して無線回路４ｂに接続される。無線回路４ｂ及び給電用線路パターンは回路ユニット３の印刷配線基板３ｂに実装及び形成される。しかして、ループアンテナ４Ａには無線回路４ｂから給電用線路パターンを介して不平衡給電が行われる。
【００２７】
なお、上記各導電パターン４１〜４４の全長は送受信周波数の自由空間波長に対し０．２〜０．９波長に設定され、かつ個々の導電パターン４１〜４４の長さは送受信周波数の自由空間波長に対し０．４波長以下に設定される。またオーバラップ部分の導体パターン間の距離は、上記送受信周波数の自由空間波長に対し０．１波長以内に設定される。
【００２８】
以上のような構成であるから、ループアンテナ４Ａに対し給電を行うと、セグメントを構成する各導電パターン４１〜４４は相互に容量結合されているため、各導電パターン４１〜４４には同相の電流が流れる。図３にその電流分布を示す。また放射パターンは、図４（ａ），（ｂ）に示すように球体の中央部がアンテナ面に対し垂直方向に窪んだいわゆるドーナッツ形に近い形になる。
【００２９】
図５は、上記放射パターンのアンテナ水平面（図中ＸＺ平面）における放射特性を示すものである。同図から明らかにように、アンテナの水平面内における放射パターンは無指向性を維持する。一方、図６は上記放射パターンのアンテナ垂直面（図中ＸＹ平面）における放射特性を示すものであり、また図８は上記放射パターンのアンテナ垂直面（図中ＹＺ平面）における放射特性を示すものである。同図から明らかにように、アンテナの垂直面内における放射パターンは水平方向Ｘ及びＺへの指向性のみが得られ、垂直方向Ｙに対しては放射が発生しない。なお、図６は送受信周波数が１．０ＧＨｚの場合の特性を示したものであるが、送受信周波数を０．９ＧＨｚにした場合にも図７に示すように同様の特性の放射パターンが得られる。
【００３０】
すなわち、この実施形態に係わる分布容量形ループアンテナ４Ａであれば、ループの周囲長に依存することなく、アンテナ面と平行する面で無指向性を維持するとともにアンテナ面に対し垂直の方向には感度がヌルとなる指向性を有する放射パターンを発生させることが可能となる。したがって、携帯電話機に使用した場合に、損失性誘電体媒質である人体に対する影響及び損失が少なく、かつ通話時の端末筐体の傾き角度に依らず一定のアンテナ利得を得ることができる。
【００３１】
また、ループアンテナの周囲長を任意に設定できることで、アンテナの放射抵抗を無線回路等の給電側のインピーダンス（例えば５０Ω）に近い値に設定することが可能となる。このため、ループアンテナの周囲長が規定される微少ループアンテナに比べ、無線回路との間のインピーダンス整合を容易にとることが可能となる。
【００３２】
さらに、Ｚ形又はＨ形アンテナのように中央セグメントを持たず、かつ中央セグメント上で給電する必要もない。このため、図１に示すように背面側にサブディスプレイ３ｃを備えた折り畳み式の携帯電話機であっても、上記サブディスプレイ３ｃを避けてその周辺部にループアンテナ４Ａを配置することが可能となり、これにより実装上の自由度を高めることができる。
【００３３】
しかもこの実施形態では、枠形をなす両面印刷配線基板４ａの両面を利用して、セグメントとしての４片の導体パターン４１〜４４を方形のループを構成するように形成し、これらの導体パターン４１〜４４の端部を両面印刷配線基板４ａを介在した状態でオーバラップ構造とすることにより各導体パターン４１〜４４間を容量結合するようにしている。このため、セグメント間の容量結合のために分布定数コンデンサ等の回路部品を別途用意する必要がなく、これにより分布容量ループアンテナ４Ａを簡単かつ安価に製作することができる。
【００３４】
（第２の実施形態）  
図９は、この発明に係わるループアンテナの第２の実施形態を示す平面図である。この実施形態に係わるループアンテナ４Ｂは、両面印刷配線基板４ａに形成される４片の導体パターン４５〜４８のうち、図１に示した回路ユニット３の印刷配線基板３ｂと対向する面に形成される導体パターン４５，４６の幅を、背面カバー２と対向する面に形成される導体パターン４７，４８の幅よりも広く設定したものである。
【００３５】
このように構成すると、各導体パターン４５，４６と、導体パターン４７，４８とのオーバラップ部分において発生する近傍電界が、例えば図１０に示すように、図１に示した背面カバー２の方向（図中の下方向）に向き、回路ユニット３の印刷配線基板３ｂの方向（図中の上方向）へは向き難くなる。このため、ループアンテナ４Ｂと回路ユニット３の印刷配線基板３ｂとの間に回路部品３ｄが存在したとしても、この回路部品３ｄに対する近傍電界の悪影響は軽減され、この結果選択度の低下やチューニング精度の劣化は未然に防止される。
【００３６】
ちなみに、回路ユニット３の印刷配線基板３ｂと対向する面に形成される導体パターンの幅を、背面カバー２と対向する面に形成される導体パターンの幅と同等に設定した場合には、各導体パターンのオーバラップ部分において発生する近傍電界は例えば図１１に示すように印刷配線基板３ｂの方向（図中の上方向）へも向くため、回路部品３ｄは近傍電界の悪影響を受け易くなる。このため、選択度の低下やチューニング精度の劣化は避けられない。
【００３７】
（第３の実施形態）  
この発明の第３の実施形態は、セグメントの端部にオーバラップ面積を調整するための調整構造を設け、この調整構造を利用してループアンテナの製作時又は製作後の調整時にオーバラップ面積を任意に可変設定できるようにしたものである。
【００３８】
図１２は、この発明の第３の実施形態に係わるループアンテナの第１の実施例を示す要部構成図である。セグメント４０２の端部中央部には幅方向に細長い複数のスリット４０２ａが設けてある。セグメント４０１とセグメント４０２とのオーバラップ面積を調整する場合、任意のスリット４０２ａの位置でセグメント４０２の端部を切除する。切除は上記スリット４０２ａが設けられていることで容易に行うことができ、これにより簡単な作業によりオーバラップ面積を減少させることが可能となる。
【００３９】
図１３は、この発明の第３の実施形態に係わるループアンテナの第２の実施例を示す要部構成図である。セグメント４０３の端縁部には櫛歯状をなす複数（図では３本）の突起４０３ａ，４０３ｂ，４０３ｃが設けてある。セグメント４０１とセグメント４０３とのオーバラップ面積を調整する場合、任意の突起（例えば４０３ａ）をその根本で切除する。切除は、各突起４０３ａ，４０３ｂ，４０３ｃとも細長い形状になっているため容易に行うことができ、これにより上記第１の実施例と同様に簡単な作業によりオーバラップ面積を減少させることが可能となる。
【００４０】
図１４は、この発明の第３の実施形態に係わるループアンテナの第３の実施例を示す要部構成図である。セグメント４０３の端縁部には、上記第２の実施例と同様に、櫛歯状をなす複数（図では３本）の突起４０３ａ，４０３ｂ，４０３ｃが設けてある。一方、上記セグメント４０３とオーバラップ部を構成するセグメント４０４は、幅長が上記セグメント４０３の幅よりも狭く設定されている。このような構成において、セグメント４０３とセグメント４０４とのオーバラップ面積を調整する場合、セグメント４０３の各突起４０３ａ，４０３ｂ，４０３ｃのうち、セグメント４０４とオーバラップしていない突起４０３ｃを切除する。このようにすると、突起４０３ｃに分岐して流れていた電流が残りの突起４０３ａ，４０３ｂに流れることになり、これによりオーバラップ部分に流れる電流密度が高まる。これは換言すると、オーバラップ面積を増加させたことと等価になる。
【００４１】
（第４の実施形態）  
この発明に係わるループアンテナの第４の実施形態は、種々の異なるオーバラップ構造を示すものである。  
図１５は、この発明の第４の実施形態に係わるループアンテナの第１の実施例を示す要部構成図である。この例はセグメント４０５，４０６の端部を直角にオーバラップさせずに、９０度より大きい角度でオーバラップさせるようにしたものである。これは、例えば多数のセグメントを多角形に配置したループアンテナを構成する場合に用いられる。
【００４２】
図１６は、この発明の第４の実施形態に係わるループアンテナの第２の実施例を示す要部構成図である。この例は、上記図１５の改良例であり、セグメント４０７，４０８の端部を多角形の内角に応じて予め曲げた状態に形成したものである。このように構成すると、図１５の例に比べオーバラップ部分におけるセグメント４０７，４０８の鋭角な突起部が減少する。このため、電流の流通がスムーズになって電流分布がより均一化され、これにより高周波特性を改善することができる。
【００４３】
図１７は、この発明の第４の実施形態に係わるループアンテナの第３の実施例を示す要部構成図である。この例は、一方のセグメント４１１の端部に片持ち屋根状の突出部４１１ａを設け、他方のセグメント４１２の端部をセグメント４１１端部と上記突出部４１１ａとの間の隙間に配置保持するようにしたものである。このようにすることで、オーバラップ面積を増加させることができる。
【００４４】
図１８は、この発明の第４の実施形態に係わるループアンテナの第４の実施例を示す要部構成図である。この例は、上記図１７の改良例であり、セグメント４１１の端部において片持ち屋根状の突出部４１１ｂを２本の細い支柱により支持させるように設けたものである。このように構成することで、オーバラップ面積を減少させる必要がある場合に、突出部４１１ｂを簡単に取り去ることができる。
【００４５】
（第５の実施形態）  
この発明に係わるループアンテナの第５の実施形態は、長方体以外の形状のセグメントを使用してループアンテナを構成する場合を示すものである。  
図１９は、この発明の第５の実施形態に係わるループアンテナの第１の実施例を示す要部構成図であり、（ａ）は１個のセグメント片を、また（ｂ）は当該セグメント片を複数（図では４個）使用して構成されるループアンテナの構成を示している。セグメント片４２１は、図示するごとく複数の三角形を組み合わせた形状を有する。このような形状のセグメント片４２１を４個使用してループ状に配置することで、（ｂ）に示すように外縁形状が正方形でかつ内縁形状が八角形からなるループアンテナを構成できる。
【００４６】
このように構成すると、外縁部と内縁部とにおいて周囲長が異なり、かつ外周と内周とでオーバラップ量の異なるループアンテナを構成できる。外周側のオーバラップ量と内周側のオーバラップ量を任意に可変設定することにより、セグメント片間の結合容量を可変設定して電流分布を任意に設定することができる。例えば、ループアンテナの外周の共振周波数における電流分布と内周の共振周波数における電流分布が、各セグメント片の間で等しくすることができる。また、内周部を１波長ループアンテナの電流分布とし、一方外周部を微少ループアンテナの電流分布とするような、多様な電流分布を持つループアンテナを提供できる。
【００４７】
さらに、中央部に配置される回路部品の大きさや形状に応じて、ループアンテナ中央部の穴の大きさを調整することも可能となる。すなわち、回路部品を避けた上で中央部の穴の大きさを極力小さくすることが可能となり、これにより実装上の自由度を保持した上でより広帯域のループアンテナを構成できる。
【００４８】
図２０は、この発明の第５の実施形態に係わるループアンテナの第２の実施例を示す要部構成図である。この例は、外周側のオーバラップ量が内周側のオーバラップ量よりも大きくなるように構成したループアンテナを示すものである。このような構成においても、上記図１９と同様に外周側のオーバラップ量と内周側のオーバラップ量を任意に可変設定することができ、これにより任意の電流分布をもつループアンテナを実現できる。
【００４９】
（第６の実施形態）  
この発明の第６の実施形態は、この発明に係わるループアンテナに適した種々異なる給電回路を示すものである。  
図２１は、この発明の第６の実施形態に係わるループアンテナの第１の実施例を示す要部構成図である。なお、同図において前記図２と同一部分には同一符号を付してある。
【００５０】
両面印刷配線基板４ｅの一辺には延長部分が設けてあり、この延長部分にはインピーダンス整合回路を構成するＬ字型をなす整合線路パターン４ｆ，４ｇが形成してある。これらの整合線路パターン４ｆ，４ｇは、基端部が導電パターン４４に接続されるとともに先端部がスリット部４ｈにより一定の間隔を隔てて対向するように位置決めされている。そして、上記整合線路パターン４ｆ，４ｇの先端部には一対の給電端子が設けられ、これらの給電端子は給電線路パターンを介して無線回路４ｂに接続される。
【００５１】
このように構成することにより、無線回路４ｂとの間のインピーダンス整合をより高精度にとることができる。また、整合線路パターン４ｆ，４ｇを、セグメントを構成する各導電パターン４１〜４４とともに印刷配線基板上に一つの工程で同時に形成できる利点がある。
【００５２】
図２２は、この発明の第６の実施形態に係わるループアンテナの第２の実施例を示す要部構成図である。なお、同図において前記図２０と同一部分には同一符号を付してある。一つのセグメント片４２２には、鍵穴状をなすスリット４２２ｂ付きのスロット４２２ａが設けてある。そして、スリット４２２ｂの両端部に一対の給電端子が設けられ、これらの給電端子は給電線路パターンを介して無線回路４ｂに接続される。このように構成することで、外縁部と内縁部とで周囲長が異なるループアンテナにおいても、無線回路４ｂとのインピーダンス整合をより確実にとることができる。
【００５３】
図２３は、この発明の第６の実施形態に係わるループアンテナの第３の実施例を示す要部構成図である。４個のセグメント片４２３の各々にはインピーダンス整合用のスロット４２３ｃが設けてある。これらのスロット４２３ｃのうちの一つには、図２２に示したものと同様のスリット４２３ｂが設けてあり、このスリット４２３ｂの両端部に一対の給電端子が設けられている。これらの給電端子は、給電線路パターンを介して無線回路４ｂに接続される。このように構成することで、外周側のオーバラップ量と内周側のオーバラップ量とが異なるループアンテナにおいて、セグメント片４２３ごとに最適なインピーダンス整合をとることができる。
【００５４】
図２４は、この発明の第６の実施形態に係わるループアンテナの第４の実施例を示す要部構成図である。この例は、４個のセグメント片４３１〜４３４を方形に配置してなるループアンテナにおいて、１個のセグメント片４３１をコ字型に構成し、その両端部間に一対の給電端子を設けている。そして、これらの給電端子を給電線路パターンを介して無線回路４ｂに接続している。このように構成すると、無線回路４ｂに対するインピーダンスを高く設定することができ、これにより整合回路を別途設けなくてもインピーダンス整合をとることが可能となる。
【００５５】
図２５は、この発明の第６の実施形態に係わるループアンテナの第５の実施例を示す要部構成図であり、上記図２４に示したコ字型セグメント片４３１を拡大して示したものである。この実施例では、コ字型セグメント片４４１にコ字型のスロット４４１ａを設けている。そして、このスロット４４１ａの形成により残留したセグメント片外周部４４１ｃ，４４１ｄの中央部にスリット４４１ｂを設け、その両端部間に一対の給電端子を設けている。これらの給電端子は、給電線路パターンを介して無線回路４ｂに接続される。  
このように構成すると、無線回路４ｂに対するインピーダンスをさらに高く設定することができ、これにより整合回路を別途設けなくてもインピーダンス整合をとることが可能となる。
【００５６】
図２６は、この発明の第６の実施形態に係わるループアンテナの第７の実施例を示す要部構成図である。導電パターン４３の長手方向の中心線上にはクランク形状をなす一対の整合線４ｉ，４ｊが立設してある。これらの整合線４ｉ，４ｊは、基端部が上記導電パターン４３に電気的に接続され、かつ先端片が一定の間隔を隔てて対向するように位置決めされている。そして、上記整合線４ｉ，４ｊの先端片には一対の給電端子が設けられ、これらの給電端子は給電線を介して無線回路４ｂに接続される。
【００５７】
このように構成すると、無線回路４ｂとの間のインピーダンス整合を高精度にとることが可能となることは勿論のこと、整合線４ｉ，４ｊによるループアンテナ面に対し直交する方向への放射パターンの発生を低減して、人体への電波の影響を低減することが可能となる。
【００５８】
ちなみに、図２１のように整合回路がアンテナを構成する主ループと同一平面内にあると、主アンテナの閉ループに流れる電流より整合回路の閉ループに流れる電流が大きくなる。この場合、整合回路における閉ループ電流によりループアンテナ面に対し垂直方向に放射パターンが形成され、これが人体に影響を及ぼすとともに自由空間におけるチューニング精度が劣化するおそれがある。
【００５９】
これに対し、図２６に示したように整合線４ｉ，４ｊを導体パターンの中心線に沿って設けると、整合回路の閉ループ電流によってアンテナ面に対し垂直方向へ放射パターンが形成されないようにすることができる。したがって、放射パターンによる人体への影響は低く抑えられ、かつ自由空間におけるチューニング精度は高く保持される。
【００６０】
（その他の実施形態）  
前記各実施形態では、両面印刷配線基板を使用してオーバラップ構造を実現する場合を例示した。しかしそれに限らず、片面印刷配線基板上においてオーバラップ構造を実現することも可能である。
【００６１】
図２７はその構成の一例を示すものである。片面印刷配線基板４ｋ上には、Ｌ字形をなす４つの導電パターン４５１〜４５４が正方形を形成するようにループ状に形成される。導電パターン４５１〜４５４の端部はそれぞれ隣接する導電パターンの端部に対し一定の間隔を隔てて対向するように位置決めされる。この対向間隔と対向部分の長さにより、導電パターン４５１〜４５４間の結合容量が決定される。また、導電パターン４５４と対向する位置には、一定の間隔を隔ててＣ形状をなす給電パターン４６が形成される。この給電パターン４６の両先端部は無線回路４ｂに接続される。
【００６２】
すなわち、以上のような構成により平面内オーバラップ構造と、非接触形給電回路が実現される。片面印刷配線基板を用いたオーバラップ構造は、先に述べた両面印刷配線基板を使用したオーバラップ構造と同様に、ディスクリートな回路部品の実装が不要なためシート状に薄くすることができ、さらに半田付け等が不要なことから製作が簡単で、しかもフレキシブル基板を使用した柔軟性に富んだループアンテナを作成できるといった優れた利点を有する。
【００６３】
また、前記各実施形態では印刷配線基板を利用したループアンテナを例にとって説明したが、印刷配線基板を用いる代わりに、例えばラミネートコーティング或いは樹脂一体成型法（ＭＩＤ）を使用してループアンテナを製作することも可能である。さらに、給電方式としては、不平衡給電方式以外に、セグメントと接地端との間で給電を行う平衡給電方式を採用することもできる。
【００６４】
その他、セグメントの形状や数、容量結合部の構造、給電回路の構成などについても、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。  
要するにこの発明は、上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記各実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】この発明に係わるループアンテナを備える無線通信機の第１の実施形態を示す要部分解斜視図。
【図２】図１に示したループアンテナの構成を拡大して示す図。
【図３】図１に示したループアンテナにおける電流分布を示す図。
【図４】図１に示したループアンテナによる放射パターンを三次元表示した図。
【図５】図１に示したループアンテナのＸＺ平面における放射パターンを示す図。
【図６】図１に示したループアンテナの１．０ＧＨｚにおけるＸＹ平面の放射パターンを示す図。
【図７】図１に示したループアンテナの０．９ＧＨｚにおけるＸＹ平面の放射パターンを示す図。
【図８】図１に示したループアンテナのＹＺ平面における放射パターンを示す図。
【図９】この発明に係わるループアンテナの第２の実施形態を示す平面図。
【図１０】図９に示したループアンテナのオーバラップ部分における近傍電界の発生状態を示す図。
【図１１】導体パターンの幅を同一に設定したループアンテナのオーバラップ部分における近傍電界の発生状態を示す図。
【図１２】この発明の第３の実施形態に係わるループアンテナの第１の実施例を示す要部構成図。
【図１３】この発明の第３の実施形態に係わるループアンテナの第２の実施例を示す要部構成図。
【図１４】この発明の第３の実施形態に係わるループアンテナの第３の実施例を示す要部構成図。
【図１５】この発明の第４の実施形態に係わるループアンテナの第１の実施例を示す要部構成図。
【図１６】この発明の第４の実施形態に係わるループアンテナの第２の実施例を示す要部構成図。
【図１７】この発明の第４の実施形態に係わるループアンテナの第３の実施例を示す要部構成図。
【図１８】この発明の第４の実施形態に係わるループアンテナの第４の実施例を示す要部構成図。
【図１９】この発明の第５の実施形態に係わるループアンテナの第１の実施例を示す要部構成図。
【図２０】この発明の第５の実施形態に係わるループアンテナの第２の実施例を示す要部構成図。
【図２１】この発明の第６の実施形態に係わるループアンテナの第１の実施例を示す平面図。
【図２２】この発明の第６の実施形態に係わるループアンテナの第２の実施例を示す要部構成図。
【図２３】この発明の第６の実施形態に係わるループアンテナの第３の実施例を示す要部構成図。
【図２４】この発明の第６の実施形態に係わるループアンテナの第４の実施例を示す要部構成図。
【図２５】この発明の第６の実施形態に係わるループアンテナの第５の実施例を示す要部構成図。
【図２６】この発明の第６の実施形態に係わるループアンテナの第６の実施例を示す要部構成図。
【図２７】この発明のその他の実施形態に係わるループアンテナの構成を示す平面図。
【符号の説明】
【００６６】
１…前面カバー、２…背面カバー、３…回路ユニット、３ａ…ケース、３ｂ…印刷配線基板、３ｃ…サブディスプレイ、３ｄ…回路部品、４Ａ，４Ｂ…ループアンテナ、４ａ…両面印刷配線基板、４ｂ…無線回路（給電回路）、４ｅ…両面印刷配線基板、４ｆ，４ｇ…整合線路パターン、４ｈ…スリット部、４ｉ，４ｊ…整合線、４ｋ…片面印刷配線基板、４１〜４８，４０１〜４０８，４１１，４１２，４２１，４２３，４３１〜４３４，４４１，４５１〜４５４…導電パターン、４６…給電パターン、４２２ａ，４２３ａ，４２３ｃ，４４１ａ…スロット、４０２ａ，４２２ｂ，４２３ｂ，４４１ｂ…スリット、４０３ａ，４０３ｂ，４０３ｃ…突起、４１１ａ…突出部、４４１ｃ，４４１ｄ…セグメント片外周部。
【図１】
2005203854.tif 000003
【図２】
2005203854.tif 000004
【図３】
2005203854.tif 000005
【図４】
2005203854.tif 000006
【図５】
2005203854.tif 000007
【図６】
2005203854.tif 000008
【図７】
2005203854.tif 000009
【図８】
2005203854.tif 000010
【図９】
2005203854.tif 000011
【図１０】
2005203854.tif 000012
【図１１】
2005203854.tif 000013
【図１２】
2005203854.tif 000014
【図１３】
2005203854.tif 000015
【図１４】
2005203854.tif 000016
【図１５】
2005203854.tif 000017
【図１６】
2005203854.tif 000018
【図１７】
2005203854.tif 000019
【図１８】
2005203854.tif 000020
【図１９】
2005203854.tif 000021
【図２０】
2005203854.tif 000022
【図２１】
2005203854.tif 000023
【図２２】
2005203854.tif 000024
【図２３】
2005203854.tif 000025
【図２４】
2005203854.tif 000026
【図２５】
2005203854.tif 000027
【図２６】
2005203854.tif 000028
【図２７】
2005203854.tif 000029