(57)【要約】  基板の狭い領域に小型で薄くしかも各種アプリケーションに対応したマルチバンドのアンテナを構築可能なアンテナ装置及び無線通信機を提供する。  アンテナ装置１は、チップアンテナ２とアンテナ素子３とチップアンテナ４とでなる。チップアンテナ２は、誘電体基体２０の表面に放射電極２１を形成し、この放射電極２１に周波数可変回路２２を組み付けて形成した。これにより、チップアンテナ２による共振周波数ｆ１を得、しかもこの共振周波数ｆ１を変化させることができる。また、アンテナ素子３は、チップアンテナ２の追加放射電極３０に補助素子３１を追加して形成し、チップアンテナ４は、誘電体基体４０上の放射電極４１と導体パターン４１ｇとで形成した。これにより、アンテナ素子３，チップアンテナ４による共振周波数ｆ２，ｆ３を得ることができる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の非グランド領域の表面に装着された誘電体又は磁性体の基体に第１の放射電極及びこの第１の放射電極の電気長を可変とする周波数可変回路を有する第１のチップアンテナと、
上記第１のチップアンテナの基体に設けた追加放射電極，及び上記非グランド領域の表面又は裏面に配された状態で上記追加放射電極に連結された補助素子で形成される所定電気長の一以上のアンテナ素子と、
上記基板の非グランド領域の表面又は裏面に装着された誘電体又は磁性体の基体に第２の放射電極を形成して成る所定電気長の第２のチップアンテナと
を具備することを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
上記非グランド領域の裏面に配設した上記補助素子を、当該非グランド領域に穿設したスルーホールを通じて上記追加放射電極に連結することにより、上記アンテナ素子を形成した、
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】
上記アンテナ素子を複数形成し、これら複数のアンテナ素子の共振周波数を全て異ならしめた、
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】
上記アンテナ素子の補助素子は、導体パターンを上記非グランド領域に形成してなる平面型電極である、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のアンテナ装置。
【請求項５】
上記アンテナ素子の補助素子は、上記追加放射電極と接続した状態で上記非グランド領域に立設された支持部とこの支持部の先端部から上記基板に略平行に延びる平行部とでなる立体型電極である、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のアンテナ装置。
【請求項６】
上記補助素子の平行部は、帯形状をなす、
ことを特徴とする請求項５に記載のアンテナ装置。
【請求項７】
上記補助素子の平行部は、平板状をなす、
ことを特徴とする請求項５に記載のアンテナ装置。
【請求項８】
上記補助素子の平行部の大きさを、非グランド領域からはみ出ない大きさに設定した、
ことを特徴とする請求項５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】
上記補助素子の平行部の先端を、開放端とした、
ことを特徴とする請求項５ないし請求項８のいずれかに記載のアンテナ装置。
【請求項１０】
上記非グランド領域の裏面に配設した上記補助素子を、当該裏面に装着した誘電体又は磁性体の基体上に形成した、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれかに記載のアンテナ装置。
【請求項１１】
上記第２のチップアンテナは、上記第１のチップアンテナとは給電手段を異にする、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載のアンテナ装置。
【請求項１２】
請求項１ないし請求項１１のいずれかに記載のアンテナ装置を備える
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、携帯電話等に適用され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】
近年、携帯電話等の無線通信機において、機器の小型化と高密度化とに伴い、アンテナ装置を基板の狭い領域中に装着しなければならなくなってきている。
しかし、アンテナ装置を狭い領域に装着するには、アンテナ装置を小型化及び薄型化しなければならず、アンテナ特性の劣化を招くおそれがある。
そこで、例えば、特許文献１〜特許文献４に開示されているように、アンテナ特性を劣化させずに、アンテナ装置の小型化及び薄型化を図った各種のアンテナ装置が提案されている。また、周波数可変技術や増幅器を一体化したアクティブアンテナが考えられている。【０００３】
特許文献１に開示のアンテナ装置は、 ループ状の放射電極を持つアンテナであり、基板の上面と下面とに形成した放射電極をスルーホールを介して接続することにより、アンテナ全体をループ状に形成したものである。これにより、電波の放射特性の向上を図りつつアンテナ装置の小型化を実現している。【０００４】
特許文献２に開示のアンテナ装置は、ダイポールアンテナであり、２つのアンテナ素子を同一平面状に設け、それぞれの素子に平衡給電することで、ノイズ混入の防止とアンテナ装置の薄型化とを図っている。
特許文献３に開示のアンテナ装置は、コイルアンテナである。コイルアンテナの特性はその厚み（具体的には巻線コアの直径）に大きく依存する。そのため、このアンテナ装置では、基板に開けた孔内に、コイルアンテナを落とし込むことにより、アンテナ特性を劣化させることなく、アンテナ装置全体の薄型化を図っている。【０００５】
特許文献４に開示のアンテナ装置は、１／４波長のパッチアンテナ又は逆Ｆ型アンテナである。このようなアンテナの特性は、基板のグランド面から放射電極までの距離に大きく影響される。このため、このアンテナ装置では、アンテナの放射電極を基板の端部で表面側から裏面側に回り込ませた形状にすることで、アンテナ特性を劣化させずに、アンテナ装置全体の薄型化を図っている。
その他、これらの技術に類似するアンテナ装置として、特許文献５及び特許文献６に開示されたものもある。【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１１４９９２号公報
【特許文献２】特開２００４−０２３２１０号公報
【特許文献３】実開平０７−０２０７０８号公報
【特許文献４】特開２００４−１２８６０５号公報
【特許文献５】特開平０８−０２３２１８号公報
【特許文献６】特開２００４−１６５７７０号公報
【発明の開示】
【０００７】
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。
特許文献１に開示のアンテナ装置では、 ループアンテナであるので、ループ径を大きくとると、デットスペースが大きくなる。しかも、基板の上面と下面とに形成した放射電極でループアンテナを形成しているので、デットスペースが基板の片面だけでなく両面にも及ぶ。このため、通常の倍以上のデットスペースが必要となってしまう。また、無線通信機の筐体等の設計を変えた場合には、アンテナの放射電極もすべて設計しなおす必要がある。
【０００８】
また、特許文献２に開示のアンテナ装置では、２つのアンテナ素子を同一平面状に設けたダイポールアンテナであるので、装置の薄型化を図ることができるが、装置全体の小型化を図ることはできない。また、アンテナ装置の合わせ込みは、給電部分の平衡度を含めて非常に煩雑であるので、その設計作業に長時間を要する。
【０００９】
また、特許文献３及び特許文献４に開示のアンテナでは、コイルアンテナを基板に開けた孔内に落とし込んだり、放射電極を基板の端部で表面側から裏面側に回り込ませたりして形成しなければならないので、構造、アンテナ特性ともに合わせ込みが難しい。
【００１０】
さらに、上記特許文献１〜４に開示のアンテナは、単共振を前提としている。したがって、このような技術で、複共振又は周波数可変のアンテナ装置を構成する場合には、倍以上のデットスペースの発生や装置の大型化が生じ、小型化及び高密度化が要求されている無線通信機に適用することはほとんど困難となる。特許文献５及び特許文献６に開示のアンテナ装置においても同様の問題が生じる。
【００１１】
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、基板の狭い領域に小型で薄くしかも各種アプリケーションに対応したマルチバンドのアンテナを構築可能な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。
【００１２】
上記課題を解決するために、請求項１の発明に係るアンテナ装置は、基板の非グランド領域の表面に装着された誘電体又は磁性体の基体に第１の放射電極及びこの第１の放射電極の電気長を可変とする周波数可変回路を有する第１のチップアンテナと、第１のチップアンテナの基体に設けた追加放射電極，及び非グランド領域の表面又は裏面に配された状態で追加放射電極に連結された補助素子で形成される所定電気長の一以上のアンテナ素子と、基板の非グランド領域の表面又は裏面に装着された誘電体又は磁性体の基体に第２の放射電極を形成して成る所定電気長の第２のチップアンテナとを具備する構成とした。
これらのアンテナは互いに干渉し合い、複数の共振周波数を発生させるもので、複数の異なる周波数の信号を送受信することができる。また、アンテナ素子の補助素子を、非グランド領域の表面及び裏面の一方又は双方に配設するので、デットスペースを小さくすることができると共に、アンテナ装置全体の小型化と特性改善とを図ることができる。
【００１３】
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、非グランド領域の裏面に配設した補助素子を、非グランド領域に穿設したスルーホールを通じて追加放射電極に連結することにより、アンテナ素子を形成した構成とする。
【００１４】
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、アンテナ素子を複数形成し、これら複数のアンテナ素子の共振周波数を全て異ならしめた構成とする。
【００１５】
請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のアンテナ装置において、アンテナ素子の補助素子は、導体パターンを非グランド領域に形成してなる平面型電極である構成とした。
【００１６】
請求項５の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のアンテナ装置において、アンテナ素子の補助素子は、追加放射電極と接続した状態で非グランド領域に立設された支持部とこの支持部の先端部から基板に略平行に延びる平行部とでなる立体型電極である構成とした。
かかる構成により、アンテナ素子の補助素子が、立体型電極であるので、電極を平面方向だけでなく空間方向にも有効に広げることができる。
【００１７】
請求項６の発明は、請求項５に記載のアンテナ装置において、補助素子の平行部は、帯形状をなす構成とした。
請求項７の発明は、請求項５に記載のアンテナ装置において、補助素子の平行部は、平板状をなす構成とした。
【００１８】
請求項８の発明は、請求項５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、補助素子の平行部の大きさを、非グランド領域からはみ出ない大きさに設定した構成とする。
【００１９】
請求項９の発明は、請求項５ないし請求項８のいずれかに記載のアンテナ装置において、補助素子の平行部の先端を、開放端とした構成とする。
【００２０】
請求項１０の発明は、請求項１ないし請求項９のいずれかに記載のアンテナ装置において、非グランド領域の裏面に配設した補助素子を、裏面に装着した誘電体又は磁性体の基体上に形成した構成とする。
かかる構成により、補助素子が形成される基体を、波長短縮効果を有する誘電体等で形成することで、アンテナ素子の共振周波数を調整することができる。
【００２１】
請求項１１の発明は、請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載のアンテナ装置において、第２のチップアンテナは、第１のチップアンテナとは給電手段を異にする構成とした。
【００２２】
さらに、請求項１２の発明に係る無線通信機は、請求項１ないし請求項１１のいずれかに記載のアンテナ装置を備える構成とした。
【００２３】
以上詳しく説明したように、請求項１〜請求項１１の発明に係るアンテナ装置によれば、第１のチップアンテナと一以上のアンテナ素子と第２のチップアンテナとによって、異なる共振周波数の信号を送受信することができる。すなわち、複共振可能な構成としたので、各種アプリケーションに対応したマルチバンドの送受信が可能なアンテナ装置を提供することができる。そして、アンテナ素子の補助素子を、非グランド領域の表面及び裏面の一方又は双方に配設するので、アンテナ性能を劣化させることなく、デットスペースを小さくすることができると共に、アンテナ装置全体の小型化を図ることができる。
特に、アンテナ素子の補助素子を非グランド領域の裏面に配設することで、第１及び第２のチップアンテナとアンテナ素子とを含めたアンテナ装置全体のアンテナ体積を効率よく増大させることができる。すなわち、電極形状やサイズによる制約がほとんどない非グランド領域の裏面に、補助素子を配設することで、従来技術と比較して大きなアンテナ体積を取得できる。
また、アンテナ装置の合わせ込みも容易で、その設計作業も短時間でできる。
【００２４】
また、請求項５ないし請求項９の発明に係るアンテナ装置によれば、アンテナ素子の補助素子を立体型電極にして、電極を平面方向だけでなく空間方向への有効利用を図ることができるので、非グランド領域近傍のスペースだけでなく、このアンテナ装置が適用される機器の筐体内に存する全てのデッドスペースを利用したアンテナ装置を実現することができる。例えば、補助素子を携帯電話等の無線通信機の外枠に沿う程の大きさに作成することも可能となる。
【００２５】
また、請求項１０の発明に係るアンテナ装置によれば、基体を波長短縮効果を有する誘電体等で形成して、アンテナ素子の共振周波数を調整することができるので、より広帯域でのマルチバンド可能なアンテナ装置を提供することができる。
【００２６】
また、請求項１２の発明に係る無線通信機によれば、小型且つ薄型でマルチバンド対応の無線通信機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】この発明の第１実施例に係るアンテナ装置の表面側を示す斜視図である。
【図２】第１のチップアンテナを側面に沿って展開して示す平面図である。
【図３】周波数可変回路の等価回路図である。
【図４】一部破断して示すアンテナ装置の側面図である。
【図５】アンテナ素子の補助素子全体の形状を示すための斜視図である。
【図６】第２のチップアンテナを側面に沿って展開して示す平面図である。
【図７】導体パターンを示すための斜視図である。
【図８】第１のチップアンテナ全体の形状を示すための斜視図である。
【図９】アンテナ素子全体の形状を示すための斜視図である。
【図１０】第２のチップアンテナ全体の形状を示すための斜視図である。
【図１１】複共振状態を説明するための線図である。
【図１２】折り畳み型の無線通信機における基板収納状態を示した概略平面図である。
【図１３】この発明の第２実施例に係るアンテナ装置の表面側を示す斜視図である。
【図１４】アンテナ装置の裏面側を示す平面図である。
【図１５】一部破断して示すアンテナ装置の側面図である。
【図１６】この発明の第３実施例に係るアンテナ装置の表面側を示す斜視図である。
【図１７】アンテナ装置の裏面図である。
【図１８】一部破断して示すアンテナ装置の側面図である。
【図１９】この発明の第４実施例に係るアンテナ装置の表面側を示す斜視図である。
【図２０】アンテナ装置の裏面側を示す平面図である。
【図２１】誘電体基体を示す斜視図である。
【図２２】この発明の第５実施例に係るアンテナ装置の表面側を示す斜視図である。
【図２３】第２のチップアンテナを示す斜視図である。
【図２４】アンテナ装置の裏面側を示す斜視図である。
【図２５】この発明の第６実施例に係るアンテナ装置の分解斜視図である。
【図２６】４共振状態を示す線図である。
【符号の説明】
【００２８】
１…アンテナ装置、  ２，４…チップアンテナ、  ３，９…アンテナ素子、  ７，２０，４０…誘電体基体、  ２１，４１…放射電極、  ２２…周波数可変回路、  ３０…追加放射電極、  ３１，３１′…補助素子、  ４１ｇ，１１１，１２１，１２２…導体パターン、  １００…基板、  １０１…グランド領域、  １０２…非グランド領域、  １０２ａ…表面、  １０２ｂ…裏面、  １０２ｃ〜１０２ｇ…スルーホール、  １１０，１２０…給電部、  ２００…無線通信機、  ｆ１〜ｆ４…共振周波数。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
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】
【００３０】
図１は、この発明の第１実施例に係るアンテナ装置の表面側を示す斜視図であり、図２は、チップアンテナを側面に沿って展開して示す平面図であり、図３は、周波数可変回路の等価回路図である。【００３１】
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、第１のチップアンテナとしてのチップアンテナ２と、アンテナ素子３と、第２のチップアンテナとしてのチップアンテナ４とを備えている。【００３２】
チップアンテナ２は、第１の放射電極としての放射電極２１と周波数可変回路２２とを誘電体基体２０の表面に形成してなる表面実装型のチップアンテナである。
すなわち、基板１００の両面に、グランド領域１０１と非グランド領域１０２とが形成されており、チップアンテナ２の誘電体基体２０が、非グランド領域１０２の表面１０２ａに装着されている。具体的には、図２に示すように、誘電体基体２０は、直方体を成して、正面２０ａと上面２０ｂと両側面２０ｃ，２０ｄと背面２０ｅと下面２０ｆとを有している。【００３３】
また、放射電極２１は、同幅の帯状を成して、正面電極部２１ａと上面電極部２１ｂと先端電極部２１ｃとを有している。つまり、正面電極部２１ａが誘電体基体２０の正面２０ａの左縁部に形成され、正面電極部２１ａの一方端部が、図１に示すように、導体パターン１１１を通じて給電部１１０（給電手段）に接続されている。そして、図２に示すように、正面電極部２１ａの他方端部が、上面電極部２１ｂに連結され、上面電極部２１ｂが、正面２０ａに形成された先端電極部２１ｃと連結している。
すなわち、図１及び図２に示すように、チップアンテナ２の放射電極２１は、正面電極部２１ａが導体パターン１１１を介して給電部１１０に接続し、上面電極部２１ｂ及び先端電極部２１ｃがこの正面電極部２１ａに連結し、周波数可変回路２２が上面電極部２１ｂに組み付けられた構成になっている。【００３４】
周波数可変回路２２は、図２及び図３に示すように、コイル２２ａと可変容量ダイオード２２ｂとコンデンサ２２ｃとコイル２２ｄとの直列回路で構成されている。そして、コイル２２ｅを有するパターン２２ｆが可変容量ダイオード２２ｂとコンデンサ２２ｃとの接続点Ｐに接続するように形成されている。これにより、制御電圧Ｖcをパターン２２ｆを通じて接続点Ｐに印加し、可変容量ダイオード２２ｂの容量を制御することで、放射電極２１の電気長を変えることができるようになっている。【００３５】
一方、図１において、アンテナ素子３は、帯状の追加放射電極３０とこの追加放射電極３０に連結された補助素子３１とで構成されている。
図４は、一部破断して示すアンテナ装置の側面図であり、図５は、アンテナ素子３の補助素子全体の形状を示すための斜視図である。
追加放射電極３０は、図２に示すように、誘電体基体２０の上面２０ｂ上で放射電極２１の正面電極部２１ａと分岐した上面電極３０ｂと、この上面電極３０ｂと連続するように側面２０ｃと下面２０ｆ上に形成された側面電極３０ｃ，接続電極３０ｆとで形成されている。【００３６】
補助素子３１は、図４に示すように、非グランド領域１０２の裏面１０２ｂに配設され、非グランド領域１０２に穿設したスルーホール１０２ｃを通じて追加放射電極３０に接続されている。
具体的には、図４及び図５に示すように、補助素子３１は、支持部としての金属製支柱３１ａと平行部としての板金３１ｂとで構成された立体型電極である。スルーホール１０２ｃは、非グランド領域１０２であって且つ追加放射電極３０の接続電極３０ｆに対応した箇所に穿設されている。棒状の金属製支柱３１ａはこのスルーホール１０２ｃ内に挿入された状態で、非グランド領域１０２の裏面１０２ｂ側に立設されている。そして、板金３１ｂが、金属製支柱３１ａの先端部に連結されて、基板１００と略平行になるように保持されている。このような板金３１ｂは、長方形状の金属平板であり、その大きさは、非グランド領域１０２よりも小さく設定され、非グランド領域１０２からはみ出ないようになっている。また、板金３１ｂのいずれの部分もグランド領域１０１と接触しておらず、いずれの縁部も開放端となっている。【００３７】
チップアンテナ４は、図１に示すように、基板１００の非グランド領域１０２の表面１０２ａに実装された誘電体基体４０と、第２の放射電極としての放射電極４１とを有して成る。
図６は、チップアンテナ４の展開図であり、図７は、導体パターンを示すための斜視図である。
すなわち、図６に示すように、誘電体基体４０は直方体を成して、正面４０ａと上面４０ｂと両側面４０ｃ，４０ｄと背面４０ｅと下面４０ｆとを有している。
また、放射電極４１は、正面電極部４１ａとＬ字状の上面電極部４１ｂと側面電極部４１ｃとを有している。そして、正面電極部４１ａの一方端部が、図１に示すように、導体パターン４１ｇを通じて導体パターン１１１に接続されている。つまり、図７に示すように、導体パターン４１ｇを非グランド領域１０２の裏面１０２ｂにパターン形成し、導体パターン４１ｇの両端を、スルーホール１０２ｄ，１０２ｅを通じて、正面電極部４１ａ，導体パターン１１１にそれぞれ接続した。
このように、チップアンテナ４の放射電極４１は、導体パターン４１ｇと導体パターン１１１とを通じて給電部１１０に接続し、チップアンテナ４全体としての固定した電気長を有する。【００３８】
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、チップアンテナ２全体の形状を示すための斜視図であり、図９は、アンテナ素子３全体の形状を示すための斜視図であり、図１０は、チップアンテナ４全体の形状を示すための斜視図であり、図１１は、複共振状態を説明するための線図であり、図１２は、折り畳み型の無線通信機における基板収納状態を示した概略平面図である。【００３９】
図８に示すように、チップアンテナ２は、放射電極２１と導体パターン１１１の長さと形状に対応した電気長を有し、その共振周波数は周波数可変回路２２で変化させることができる。チップアンテナ２による実際の共振周波数は、アンテナ素子３やチップアンテナ４との結合により、チップアンテナ２単独の共振周波数と異なるが、この実際の共振周波数をｆ１とすると、周波数可変回路２２によって、この共振周波数ｆ１を大きく変えることができる。
また、図９に示すように、アンテナ素子３は、追加放射電極３０と補助素子３１と導体パターン１１１の長さと形状に対応した電気長を有する。アンテナ素子３による実際の共振周波数は、チップアンテナ２やチップアンテナ４との結合により、アンテナ素子３単独の共振周波数と異なる。この実際の共振周波数をｆ２とすると、この共振周波数ｆ２はほぼ固定的であるが、チップアンテナ２の周波数可変回路２２で共振周波数ｆ１を大きく変化させると、共振周波数ｆ２も追従して若干変化する。
また、図１０に示すように、チップアンテナ４は、放射電極４１と導体パターン４１ｇと導体パターン１１１の長さと形状に対応した電気長を有する。チップアンテナ４による実際の共振周波数は、チップアンテナ２やアンテナ素子３との結合により、チップアンテナ４単独の共振周波数と異なる。この実際の共振周波数をｆ３とすると、この共振周波数ｆ３はほぼ固定的であるが、チップアンテナ２の周波数可変回路２２で共振周波数ｆ１を大きく変化させると、共振周波数ｆ３も追従して若干変化する。
したがって、このアンテナ装置１は、図１１に示すように、３つの共振周波数ｆ１〜ｆ３を有し、矢印で示すように、共振周波数ｆ１を大きく変化させることができ、また、共振周波数ｆ２，ｆ３を小さく変化させることができる。【００４０】
したがって、図１２に示すように、アンテナ装置１を無線通信機２００に適用し、図１において、周波数ｆ１の信号を給電部１１０からアンテナ装置１に供給すると、前記したように、チップアンテナ２の実際の共振周波数がｆ１に設定されているので、この供給された信号がチップアンテナ２で共振する。この結果、この信号は、チップアンテナ２をメインとしてアンテナ装置１全体から電波となって空間に送信される。また、周波数ｆ１の電波も、チップアンテナ２をメインとしてアンテナ装置１全体で受信される。このようにして、この実施例のアンテナ装置１では、チップアンテナ２をメインに用いて周波数ｆ１の信号の送受信を行うことができる。【００４１】
また、周波数ｆ２の信号を給電部１１０からアンテナ装置１に供給すると、前記したように、アンテナ素子３の共振周波数がｆ２に設定されているので、この供給された信号はアンテナ素子３で共振する。この結果、この信号は、アンテナ素子３をメインとしてアンテナ装置１全体から電波となって空間に送信される。また、周波数ｆ２の電波も、アンテナ素子３をメインとしてアンテナ装置１全体で受信される。このようにして、この実施例のアンテナ装置１では、アンテナ素子３をメインに用いて周波数ｆ２の信号の送受信も行うことができる。【００４２】
さらに、周波数ｆ３の信号を給電部１１０からアンテナ装置１に供給すると、前記したように、チップアンテナ４の共振周波数がｆ３に設定されているので、この供給された信号はチップアンテナ４で共振する。この結果、この信号は、チップアンテナ４をメインとしてアンテナ装置１全体から電波となって空間に送信される。また、周波数ｆ３の電波も、チップアンテナ４をメインとしてアンテナ装置１全体で受信される。このようにして、この実施例のアンテナ装置１では、チップアンテナ４をメインに用いて周波数ｆ３の信号の送受信も行うことができる。【００４３】
以上のように、この実施例のアンテナ装置１によれば、チップアンテナ２とアンテナ素子３とチップアンテナ４とによって、異なる３つ共振周波数ｆ１〜ｆ３の信号を送受信することができる構成としたので、各種アプリケーションに対応したマルチバンドの送受信が可能となる。すなわち、図１１に示すように、３つの異なる周波数ｆ１〜ｆ３においてリターンロスが最小となるリターンロス曲線Ｓを得ることができる。この結果、例えば、チップアンテナ２の共振周波数ｆ１を約８００ＭＨｚに設定して、アプリケーションとしての携帯電話の使用を可能とし、しかも、アンテナ素子３の共振周波数ｆ２を約１．６ＧＨｚに設定して、アプリケーションとしてのＧＰＳ等への使用をも可能となる。【００４４】
また、この実施例では、アンテナ素子３の補助素子３１を、非グランド領域１０２の裏面１０２ｂに配設することにより、アンテナ装置１を、非グランド領域１０２の表面１０２ａだけでなく裏面１０２ｂをも利用して構築しているので、アンテナ性能を劣化させることなく、デットスペースを小さくすることができると共に、アンテナ装置１全体の小型化を図ることができる。さらに、補助素子３１を立体型電極にして、補助素子３１を平面方向だけでなく空間方向（高さ方向）にも有効に広げるようにしたので、小さな空間に、従来のアンテナ装置に比べて極めて大きなアンテナ体積を取得している。【００４５】
特に、図１２に示すように、折り畳み型の無線通信機２００では、２枚の基板２１１，２１２を上筐体２０１と下筐体２０２とにそれぞれ収納した構造であるので、従来の技術を用いて、複共振のアンテナ装置を構築しようとすると、チップアンテナ２，４に相当するアンテナ素子３０１を基板２１１の非グランド領域２１１ａに装着すると共に、アンテナ素子３に相当するアンテナ素子３０２を基板２１２の非グランド領域２１２ａに装着しなければならない。これに対して、この実施例のアンテナ装置１では、その装着領域は、１枚の基板１００の非グランド領域１０２で十分であるので、アンテナ装置の占有率を従来のアンテナ装置の占有率の半分以下にすることができる。しかも、従来のアンテナ装置では、大きなデットスペースが非グランド領域２１１ａ，２１２ａの裏面に生じてしまうのに対し、この実施例では、このようなデットスペースがほとんど生じない。【００４６】
さらに、この実施例では、アンテナ素子３を、チップアンテナ２を構成する誘電体基体２０に形成した放射電極２１と補助素子３１とで形成したので、チップアンテナ２とアンテナ素子３とを別々の基板に構成しなければならない従来の技術に比べて、部品点数が少なくて済む。
【実施例２】
【００４７】
図１３は、この発明の第２実施例に係るアンテナ装置の表面側を示す斜視図であり、図１４は、アンテナ装置の裏面側を示す平面図であり、図１５は、一部破断して示すアンテナ装置の側面図である。
この実施例のアンテナ装置では、図１３〜図１５に示すように、アンテナ素子３の補助素子３１を金属製支柱３１ａと帯形状の板金３１ｂとで構成した。
具体的には、帯形状の板金３１ｂを全体として略コ形に形成し、その一方端部を金属製支柱３１ａの先端部に連結させ、板金３１ｂ全体を非グランド領域１０２の裏面１０２ｂ上方に位置させた。
かかる構成により、アンテナ素子３によってアンテナ装置１の特性改善と共に別の共振を立てることが可能となる。
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。
【実施例３】
【００４８】
図１６は、この発明の第３実施例に係るアンテナ装置の表面側を示す斜視図であり、図１７は、アンテナ装置の裏面図であり、図１８は、一部破断して示すアンテナ装置の側面図である。
図１６に示すように、この実施例のアンテナ装置では、アンテナ素子３の補助素子３１を平面型電極で形成した。
すなわち、図１７及び図１８に示すように、引出しパターン３１ａと帯形状で互いに逆方向を向く鉤形の導体パターン３１ｂとを有する補助素子３１を非グランド領域１０２の裏面１０２ｂに形成した。具体的には、補助素子３１の引出しパターン３１ａをスルーホール１０２ｃを通じて追加放射電極３０の接続電極３０ｆに連結させた。
かかる構成により、アンテナ装置１の特性改善と薄型化とを図ることができる。
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。
【実施例４】
【００４９】
図１９は、この発明の第４実施例に係るアンテナ装置の表面側を示す斜視図であり、図２０は、アンテナ装置の裏面側を示す平面図であり、図２１は、誘電体基体を示す斜視図である。
上記第３実施例では、アンテナ素子３の補助素子３１を導体パターンで非グランド領域１０２上に直に形成したが、図１９〜図２１に示すように、この実施例では、アンテナ素子３の補助素子３１を誘電体基体７に形成した。
具体的には、図２１に示すように、補助素子３１を、直方体状の誘電体基体７の下面，背面及び上面に渡ってパターン形成する。そして、誘電体基体７上面の端部３１ａを非グランド領域１０２の裏面１０２ｂ側からスルーホール１０２ｃに当接させた状態で、誘電体基体７を裏面１０２ｂに装着することにより、補助素子３１を追加放射電極３０に接続した。
これにより、誘電体基体７による波長短縮効果を得ることができ、アンテナ素子３のさらなる小型化を図ることができる。
その他の構成、作用及び効果は、上記第３実施例と同様であるので、その記載は省略する。
【実施例５】
【００５０】
図２２は、この発明の第５実施例に係るアンテナ装置の表面側を示す斜視図であり、図２３は、チップアンテナ４を示す斜視図であり、図２４は、アンテナ装置の裏面側を示す斜視図である。なお、図２２においては、アンテナ素子３の表示を省略した。
上記実施例では、チップアンテナ４を非グランド領域１０２の表面１０２ａに形成し、導体パターン４１ｇを通じて、チップアンテナ２の給電部１１０を共用する構成としたが、この実施例では、チップアンテナ４が、チップアンテナ２とは給電部を異にする構成にした。【００５１】
すなわち、図２２に示すように、基板１００の表面側に給電部１１０と異なる給電部１２０を設けると共に、非グランド領域１０２にスルーホール１０２ｆを穿設し、給電部１２０からの導体パターン１２１をスルーホール１０２ｆに接続した。そして、図２４に示すように、誘電体基体４０を非グランド領域１０２の裏面１０２ｂに配設し、スルーホール１０２ｆから非グランド領域１０２の裏面１０２ｂに引き出された導体パターン１２２に、放射電極４１の正面電極部４１ａを接続した。
かかる構成により、給電部１１０，１２０を設け、給電点を分割することにより、チップアンテナ２とチップアンテナ４という複数のシステムのアイソレーションを確保することで、共振周波数を独立に制御することができる。
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。
【実施例６】
【００５２】
図２５は、この発明の第６実施例に係るアンテナ装置の分解斜視図であり、図２６は、４共振状態を示す線図である。
上記各実施例では、チップアンテナ２とアンテナ素子３とチップアンテナ４とによる３共振のアンテナ装置について説明したが、共振数は限定されない。この実施例の如く、上記各実施例の装置にさらに別体のアンテナ素子９を組み付けて、４共振のアンテナ装置とすることも実現可能である。そして、そのように多共振にしてもアンテナ装置の小型性及び薄型性を維持することができる。【００５３】
すなわち、上記第２実施例の装置と同様に、チップアンテナ２とアンテナ素子３とチップアンテナ４とを設け、さらに、補助素子３１′を非グランド領域１０２の裏面１０２ｂ側に設けた。具体的には、非グランド領域１０２の表面１０２ａに、導体パターン１１１の先端部に連結するスルーホール１０２ｇを穿設し、Ｌ字状の板金３１ｂ′を有した金属製支柱３１ａ′をこのスルーホール１０２ｇに接続した。これにより、正面電極部２１ａの基部からスルーホール１０２ｇを介して分岐した補助素子３１′を全放射電極とする新たなアンテナ素子９を得る。このアンテナ素子９は、補助素子３１′の長さと形状に対応した共振周波数ｆ４を有する。
この結果、この実施例のアンテナ装置では、チップアンテナ２とアンテナ素子３とチップアンテナ４とアンテナ素子９とによる異なった４つ共振周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４の信号を送受信することができるので、図２６に示すように、４つの異なる周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４においてリターンロスが最小となるリターンロス曲線Ｓ′を得ることができ、他種類のアプリケーションに対応したマルチバンドの送受信が可能となる。
その他の構成、作用及び効果は、上記第２実施例と同様であるので、その記載は省略する。【００５４】
なお、この発明は、上記実施例に限定されるものではなく、発明の要旨の範囲内において種々の変形や変更が可能である。
例えば、上記実施例では、アンテナ素子の補助素子を非グランド領域の裏面に配設したが、非グランド領域の表面に配設しても良いことは勿論である。すなわち、チップアンテナやアンテナ素子の配設位置，形状や大きさ及びその個数等は、上記実施例に限定されるものでなく、任意である。
また、上記実施例では、基体として誘電体基体を用いたが、磁性体基体をチップアンテナ等の基体として用いても良いことは勿論である。
【図１】
2006134701.tif 000002
【図２】
2006134701.tif 000003
【図３】
2006134701.tif 000004
【図４】
2006134701.tif 000005
【図５】
2006134701.tif 000006
【図６】
2006134701.tif 000007
【図７】
2006134701.tif 000008
【図８】
2006134701.tif 000009
【図９】
2006134701.tif 000010
【図１０】
2006134701.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
2006134701.tif 000013
【図１３】
2006134701.tif 000014
【図１４】
2006134701.tif 000015
【図１５】
2006134701.tif 000016
【図１６】
2006134701.tif 000017
【図１７】
2006134701.tif 000018
【図１８】
2006134701.tif 000019
【図１９】
2006134701.tif 000020
【図２０】
2006134701.tif 000021
【図２１】
2006134701.tif 000022
【図２２】
2006134701.tif 000023
【図２３】
2006134701.tif 000024
【図２４】
2006134701.tif 000025
【図２５】
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【図２６】
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【手続補正書】
【提出日】平成18年11月16日(2006.11.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の非グランド領域の表面に装着された誘電体又は磁性体の基体に第１の放射電極及び電圧印加によってこの第１の放射電極の電気長を可変とする周波数可変回路を有する第１のチップアンテナと、
上記第１のチップアンテナを構成する上記基体に設けた追加放射電極，及び上記基板の非グランド領域の表面又は裏面に配された状態で上記追加放射電極に連結された補助素子で形成される所定電気長の一以上のアンテナ素子と、
上記基板の非グランド領域の表面又は裏面に装着された誘電体又は磁性体の基体に第２の放射電極を形成して成る所定電気長の第２のチップアンテナとを具備するアンテナ装置であって、
少なくとも、上記第１のチップアンテナの第１の放射電極と上記アンテナ素子の追加放射電極と上記第２のチップアンテナの第２の放射電極とを、互いに電磁界結合可能に近接させることにより、
上記第１のチップアンテナに設けられた上記周波数可変回路に上記電圧印加を行うことで、当該第１のチップアンテナが有する電気長を変化させてその共振周波数を所望量だけ変化させると同時に、当該第１のチップアンテナと電磁界結合で結合している上記アンテナ素子及び第２のチップアンテナの共振周波数をその電磁界結合量に対応した量だけ変化させることを可能とした、
ことを特徴とするアンテナ。
【請求項２】
上記非グランド領域の裏面に配設した上記補助素子を、当該非グランド領域に穿設したスルーホールを通じて上記追加放射電極に連結することにより、上記アンテナ素子を形成した、
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】
上記アンテナ素子を複数形成し、これら複数のアンテナ素子の共振周波数を全て異ならしめた、
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】
上記アンテナ素子の補助素子は、導体パターンを上記非グランド領域に形成してなる平面型電極である、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のアンテナ装置。
【請求項５】
上記アンテナ素子の補助素子は、上記追加放射電極と接続した状態で上記非グランド領域に立設された支持部とこの支持部の先端部から上記基板に略平行に延びる平行部とでなる立体型電極である、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のアンテナ装置。
【請求項６】
上記補助素子の平行部は、帯形状をなす、
ことを特徴とする請求項５に記載のアンテナ装置。
【請求項７】
上記補助素子の平行部は、平板状をなす、
ことを特徴とする請求項５に記載のアンテナ装置。
【請求項８】
上記補助素子の平行部の大きさを、非グランド領域からはみ出ない大きさに設定した、
ことを特徴とする請求項５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】
上記補助素子の平行部の先端を、開放端とした、
ことを特徴とする請求項５ないし請求項８のいずれかに記載のアンテナ装置。
【請求項１０】
上記非グランド領域の裏面に配設した上記補助素子を、当該裏面に装着した誘電体又は磁性体の基体上に形成した、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれかに記載のアンテナ装置。
【請求項１１】
上記第２のチップアンテナは、上記第１のチップアンテナとは給電手段を異にする、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載のアンテナ装置。
【請求項１２】
請求項１ないし請求項１１のいずれかに記載のアンテナ装置を備える
ことを特徴とする無線通信機。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、携帯電話等に適用され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】
近年、携帯電話等の無線通信機において、機器の小型化と高密度化とに伴い、アンテナ装置を基板の狭い領域中に装着しなければならなくなってきている。
しかし、アンテナ装置を狭い領域に装着するには、アンテナ装置を小型化及び薄型化しなければならず、アンテナ特性の劣化を招くおそれがある。
そこで、例えば、特許文献１〜特許文献４に開示されているように、アンテナ特性を劣化させずに、アンテナ装置の小型化及び薄型化を図った各種のアンテナ装置が提案されている。また、周波数可変技術や増幅器を一体化したアクティブアンテナが考えられている。
【０００３】
特許文献１に開示のアンテナ装置は、 ループ状の放射電極を持つアンテナであり、基板の上面と下面とに形成した放射電極をスルーホールを介して接続することにより、アンテナ全体をループ状に形成したものである。これにより、電波の放射特性の向上を図りつつアンテナ装置の小型化を実現している。
【０００４】
特許文献２に開示のアンテナ装置は、ダイポールアンテナであり、２つのアンテナ素子を同一平面状に設け、それぞれの素子に平衡給電することで、ノイズ混入の防止とアンテナ装置の薄型化とを図っている。
特許文献３に開示のアンテナ装置は、コイルアンテナである。コイルアンテナの特性はその厚み（具体的には巻線コアの直径）に大きく依存する。そのため、このアンテナ装置では、基板に開けた孔内に、コイルアンテナを落とし込むことにより、アンテナ特性を劣化させることなく、アンテナ装置全体の薄型化を図っている。
【０００５】
特許文献４に開示のアンテナ装置は、１／４波長のパッチアンテナ又は逆Ｆ型アンテナである。このようなアンテナの特性は、基板のグランド面から放射電極までの距離に大きく影響される。このため、このアンテナ装置では、アンテナの放射電極を基板の端部で表面側から裏面側に回り込ませた形状にすることで、アンテナ特性を劣化させずに、アンテナ装置全体の薄型化を図っている。
その他、これらの技術に類似するアンテナ装置として、特許文献５及び特許文献６に開示されたものもある。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１１４９９２号公報
【特許文献２】特開２００４−０２３２１０号公報
【特許文献３】実開平０７−０２０７０８号公報
【特許文献４】特開２００４−１２８６０５号公報
【特許文献５】特開平０８−０２３２１８号公報
【特許文献６】特開２００４−１６５７７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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。
特許文献１に開示のアンテナ装置では、 ループアンテナであるので、ループ径を大きくとると、デットスペースが大きくなる。しかも、基板の上面と下面とに形成した放射電極でループアンテナを形成しているので、デットスペースが基板の片面だけでなく両面にも及ぶ。このため、通常の倍以上のデットスペースが必要となってしまう。また、無線通信機の筐体等の設計を変えた場合には、アンテナの放射電極もすべて設計しなおす必要がある。
【０００８】
また、特許文献２に開示のアンテナ装置では、２つのアンテナ素子を同一平面状に設けたダイポールアンテナであるので、装置の薄型化を図ることができるが、装置全体の小型化を図ることはできない。また、アンテナ装置の合わせ込みは、給電部分の平衡度を含めて非常に煩雑であるので、その設計作業に長時間を要する。
【０００９】
また、特許文献３及び特許文献４に開示のアンテナでは、コイルアンテナを基板に開けた孔内に落とし込んだり、放射電極を基板の端部で表面側から裏面側に回り込ませたりして形成しなければならないので、構造、アンテナ特性ともに合わせ込みが難しい。
【００１０】
さらに、上記特許文献１〜４に開示のアンテナは、単共振を前提としている。したがって、このような技術で、複共振又は周波数可変のアンテナ装置を構成する場合には、倍以上のデットスペースの発生や装置の大型化が生じ、小型化及び高密度化が要求されている無線通信機に適用することはほとんど困難となる。特許文献５及び特許文献６に開示のアンテナ装置においても同様の問題が生じる。
【００１１】
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、基板の狭い領域に小型で薄くしかも各種アプリケーションに対応したマルチバンドのアンテナを構築可能な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】
【００１２】
上記課題を解決するために、請求項１の発明に係るアンテナ装置は、基板の非グランド領域の表面に装着された誘電体又は磁性体の基体に第１の放射電極及び電圧印加によってこの第１の放射電極の電気長を可変とする周波数可変回路を有する第１のチップアンテナと、第１のチップアンテナを構成する基体に設けた追加放射電極，及び基板の非グランド領域の表面又は裏面に配された状態で追加放射電極に連結された補助素子で形成される所定電気長の一以上のアンテナ素子と、基板の非グランド領域の表面又は裏面に装着された誘電体又は磁性体の基体に第２の放射電極を形成して成る所定電気長の第２のチップアンテナとを具備するアンテナ装置であって、少なくとも、第１のチップアンテナの第１の放射電極とアンテナ素子の追加放射電極と第２のチップアンテナの第２の放射電極とを、互いに電磁界結合可能に近接させることにより、第１のチップアンテナに設けられた周波数可変回路に電圧印加を行うことで、当該第１のチップアンテナが有する電気長を変化させてその共振周波数を所望量だけ変化させると同時に、当該第１のチップアンテナと電磁界結合で結合しているアンテナ素子及び第２のチップアンテナの共振周波数をその電磁界結合量に対応した量だけ変化させることを可能とした構成とする。
これらのアンテナは互いに干渉し合い、複数の共振周波数を発生させるもので、複数の異なる周波数の信号を送受信することができる。また、アンテナ素子の補助素子を、非グランド領域の表面及び裏面の一方又は双方に配設するので、デットスペースを小さくすることができると共に、アンテナ装置全体の小型化と特性改善とを図ることができる。
【００１３】
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、非グランド領域の裏面に配設した補助素子を、非グランド領域に穿設したスルーホールを通じて追加放射電極に連結することにより、アンテナ素子を形成した構成とする。
【００１４】
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、アンテナ素子を複数形成し、これら複数のアンテナ素子の共振周波数を全て異ならしめた構成とする。
【００１５】
請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のアンテナ装置において、アンテナ素子の補助素子は、導体パターンを非グランド領域に形成してなる平面型電極である構成とした。
【００１６】
請求項５の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のアンテナ装置において、アンテナ素子の補助素子は、追加放射電極と接続した状態で非グランド領域に立設された支持部とこの支持部の先端部から基板に略平行に延びる平行部とでなる立体型電極である構成とした。
かかる構成により、アンテナ素子の補助素子が、立体型電極であるので、電極を平面方向だけでなく空間方向にも有効に広げることができる。
【００１７】
請求項６の発明は、請求項５に記載のアンテナ装置において、補助素子の平行部は、帯形状をなす構成とした。
請求項７の発明は、請求項５に記載のアンテナ装置において、補助素子の平行部は、平板状をなす構成とした。
【００１８】
請求項８の発明は、請求項５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、補助素子の平行部の大きさを、非グランド領域からはみ出ない大きさに設定した構成とする。
【００１９】
請求項９の発明は、請求項５ないし請求項８のいずれかに記載のアンテナ装置において、補助素子の平行部の先端を、開放端とした構成とする。
【００２０】
請求項１０の発明は、請求項１ないし請求項９のいずれかに記載のアンテナ装置において、非グランド領域の裏面に配設した補助素子を、裏面に装着した誘電体又は磁性体の基体上に形成した構成とする。
かかる構成により、補助素子が形成される基体を、波長短縮効果を有する誘電体等で形成することで、アンテナ素子の共振周波数を調整することができる。
【００２１】
請求項１１の発明は、請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載のアンテナ装置において、第２のチップアンテナは、第１のチップアンテナとは給電手段を異にする構成とした。
【００２２】
さらに、請求項１２の発明に係る無線通信機は、請求項１ないし請求項１１のいずれかに記載のアンテナ装置を備える構成とした。
【発明の効果】
【００２３】
以上詳しく説明したように、請求項１〜請求項１１の発明に係るアンテナ装置によれば、第１のチップアンテナと一以上のアンテナ素子と第２のチップアンテナとによって、異なる共振周波数の信号を送受信することができる。すなわち、複共振可能な構成としたので、各種アプリケーションに対応したマルチバンドの送受信が可能なアンテナ装置を提供することができる。そして、アンテナ素子の補助素子を、非グランド領域の表面及び裏面の一方又は双方に配設するので、アンテナ性能を劣化させることなく、デットスペースを小さくすることができると共に、アンテナ装置全体の小型化を図ることができる。
特に、アンテナ素子の補助素子を非グランド領域の裏面に配設することで、第１及び第２のチップアンテナとアンテナ素子とを含めたアンテナ装置全体のアンテナ体積を効率よく増大させることができる。すなわち、電極形状やサイズによる制約がほとんどない非グランド領域の裏面に、補助素子を配設することで、従来技術と比較して大きなアンテナ体積を取得できる。
また、アンテナ装置の合わせ込みも容易で、その設計作業も短時間でできる。
【００２４】
また、請求項５ないし請求項９の発明に係るアンテナ装置によれば、アンテナ素子の補助素子を立体型電極にして、電極を平面方向だけでなく空間方向への有効利用を図ることができるので、非グランド領域近傍のスペースだけでなく、このアンテナ装置が適用される機器の筐体内に存する全てのデッドスペースを利用したアンテナ装置を実現することができる。例えば、補助素子を携帯電話等の無線通信機の外枠に沿う程の大きさに作成することも可能となる。
【００２５】
また、請求項１０の発明に係るアンテナ装置によれば、基体を波長短縮効果を有する誘電体等で形成して、アンテナ素子の共振周波数を調整することができるので、より広帯域でのマルチバンド可能なアンテナ装置を提供することができる。
【００２６】
また、請求項１２の発明に係る無線通信機によれば、小型且つ薄型でマルチバンド対応の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】
【００２７】
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】
【００２８】
図１は、この発明の第１実施例に係るアンテナ装置の表面側を示す斜視図であり、図２は、チップアンテナを側面に沿って展開して示す平面図であり、図３は、周波数可変回路の等価回路図である。
【００２９】
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、第１のチップアンテナとしてのチップアンテナ２と、アンテナ素子３と、第２のチップアンテナとしてのチップアンテナ４とを備えている。
【００３０】
チップアンテナ２は、第１の放射電極としての放射電極２１と周波数可変回路２２とを誘電体基体２０の表面に形成してなる表面実装型のチップアンテナである。
すなわち、基板１００の両面に、グランド領域１０１と非グランド領域１０２とが形成されており、チップアンテナ２の誘電体基体２０が、非グランド領域１０２の表面１０２ａに装着されている。具体的には、図２に示すように、誘電体基体２０は、直方体を成して、正面２０ａと上面２０ｂと両側面２０ｃ，２０ｄと背面２０ｅと下面２０ｆとを有している。
【００３１】
また、放射電極２１は、同幅の帯状を成して、正面電極部２１ａと上面電極部２１ｂと先端電極部２１ｃとを有している。つまり、正面電極部２１ａが誘電体基体２０の正面２０ａの左縁部に形成され、正面電極部２１ａの一方端部が、図１に示すように、導体パターン１１１を通じて給電部１１０（給電手段）に接続されている。そして、図２に示すように、正面電極部２１ａの他方端部が、上面電極部２１ｂに連結され、上面電極部２１ｂが、正面２０ａに形成された先端電極部２１ｃと連結している。
すなわち、図１及び図２に示すように、チップアンテナ２の放射電極２１は、正面電極部２１ａが導体パターン１１１を介して給電部１１０に接続し、上面電極部２１ｂ及び先端電極部２１ｃがこの正面電極部２１ａに連結し、周波数可変回路２２が上面電極部２１ｂに組み付けられた構成になっている。
【００３２】
周波数可変回路２２は、図２及び図３に示すように、コイル２２ａと可変容量ダイオード２２ｂとコンデンサ２２ｃとコイル２２ｄとの直列回路で構成されている。そして、コイル２２ｅを有するパターン２２ｆが可変容量ダイオード２２ｂとコンデンサ２２ｃとの接続点Ｐに接続するように形成されている。これにより、制御電圧Ｖcをパターン２２ｆを通じて接続点Ｐに印加し、可変容量ダイオード２２ｂの容量を制御することで、放射電極２１の電気長を変えることができるようになっている。
【００３３】
一方、図１において、アンテナ素子３は、帯状の追加放射電極３０とこの追加放射電極３０に連結された補助素子３１とで構成されている。
図４は、一部破断して示すアンテナ装置の側面図であり、図５は、アンテナ素子３の補助素子全体の形状を示すための斜視図である。
追加放射電極３０は、図２に示すように、誘電体基体２０の上面２０ｂ上で放射電極２１の正面電極部２１ａと分岐した上面電極３０ｂと、この上面電極３０ｂと連続するように側面２０ｃと下面２０ｆ上に形成された側面電極３０ｃ，接続電極３０ｆとで形成されている。
【００３４】
補助素子３１は、図４に示すように、非グランド領域１０２の裏面１０２ｂに配設され、非グランド領域１０２に穿設したスルーホール１０２ｃを通じて追加放射電極３０に接続されている。
具体的には、図４及び図５に示すように、補助素子３１は、支持部としての金属製支柱３１ａと平行部としての板金３１ｂとで構成された立体型電極である。スルーホール１０２ｃは、非グランド領域１０２であって且つ追加放射電極３０の接続電極３０ｆに対応した箇所に穿設されている。棒状の金属製支柱３１ａはこのスルーホール１０２ｃ内に挿入された状態で、非グランド領域１０２の裏面１０２ｂ側に立設されている。そして、板金３１ｂが、金属製支柱３１ａの先端部に連結されて、基板１００と略平行になるように保持されている。このような板金３１ｂは、長方形状の金属平板であり、その大きさは、非グランド領域１０２よりも小さく設定され、非グランド領域１０２からはみ出ないようになっている。また、板金３１ｂのいずれの部分もグランド領域１０１と接触しておらず、いずれの縁部も開放端となっている。
【００３５】
チップアンテナ４は、図１に示すように、基板１００の非グランド領域１０２の表面１０２ａに実装された誘電体基体４０と、第２の放射電極としての放射電極４１とを有して成る。
図６は、チップアンテナ４の展開図であり、図７は、導体パターンを示すための斜視図である。
すなわち、図６に示すように、誘電体基体４０は直方体を成して、正面４０ａと上面４０ｂと両側面４０ｃ，４０ｄと背面４０ｅと下面４０ｆとを有している。
また、放射電極４１は、正面電極部４１ａとＬ字状の上面電極部４１ｂと側面電極部４１ｃとを有している。そして、正面電極部４１ａの一方端部が、図１に示すように、導体パターン４１ｇを通じて導体パターン１１１に接続されている。つまり、図７に示すように、導体パターン４１ｇを非グランド領域１０２の裏面１０２ｂにパターン形成し、導体パターン４１ｇの両端を、スルーホール１０２ｄ，１０２ｅを通じて、正面電極部４１ａ，導体パターン１１１にそれぞれ接続した。
このように、チップアンテナ４の放射電極４１は、導体パターン４１ｇと導体パターン１１１とを通じて給電部１１０に接続し、チップアンテナ４全体としての固定した電気長を有する。
【００３６】
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、チップアンテナ２全体の形状を示すための斜視図であり、図９は、アンテナ素子３全体の形状を示すための斜視図であり、図１０は、チップアンテナ４全体の形状を示すための斜視図であり、図１１は、複共振状態を説明するための線図であり、図１２は、折り畳み型の無線通信機における基板収納状態を示した概略平面図である。
【００３７】
図８に示すように、チップアンテナ２は、放射電極２１と導体パターン１１１の長さと形状に対応した電気長を有し、その共振周波数は周波数可変回路２２で変化させることができる。チップアンテナ２による実際の共振周波数は、アンテナ素子３やチップアンテナ４との結合により、チップアンテナ２単独の共振周波数と異なるが、この実際の共振周波数をｆ１とすると、周波数可変回路２２によって、この共振周波数ｆ１を大きく変えることができる。
また、図９に示すように、アンテナ素子３は、追加放射電極３０と補助素子３１と導体パターン１１１の長さと形状に対応した電気長を有する。アンテナ素子３による実際の共振周波数は、チップアンテナ２やチップアンテナ４との結合により、アンテナ素子３単独の共振周波数と異なる。この実際の共振周波数をｆ２とすると、この共振周波数ｆ２はほぼ固定的であるが、チップアンテナ２の周波数可変回路２２で共振周波数ｆ１を大きく変化させると、共振周波数ｆ２も追従して若干変化する。
また、図１０に示すように、チップアンテナ４は、放射電極４１と導体パターン４１ｇと導体パターン１１１の長さと形状に対応した電気長を有する。チップアンテナ４による実際の共振周波数は、チップアンテナ２やアンテナ素子３との結合により、チップアンテナ４単独の共振周波数と異なる。この実際の共振周波数をｆ３とすると、この共振周波数ｆ３はほぼ固定的であるが、チップアンテナ２の周波数可変回路２２で共振周波数ｆ１を大きく変化させると、共振周波数ｆ３も追従して若干変化する。
したがって、このアンテナ装置１は、図１１に示すように、３つの共振周波数ｆ１〜ｆ３を有し、矢印で示すように、共振周波数ｆ１を大きく変化させることができ、また、共振周波数ｆ２，ｆ３を小さく変化させることができる。
【００３８】
したがって、図１２に示すように、アンテナ装置１を無線通信機２００に適用し、図１において、周波数ｆ１の信号を給電部１１０からアンテナ装置１に供給すると、前記したように、チップアンテナ２の実際の共振周波数がｆ１に設定されているので、この供給された信号がチップアンテナ２で共振する。この結果、この信号は、チップアンテナ２をメインとしてアンテナ装置１全体から電波となって空間に送信される。また、周波数ｆ１の電波も、チップアンテナ２をメインとしてアンテナ装置１全体で受信される。このようにして、この実施例のアンテナ装置１では、チップアンテナ２をメインに用いて周波数ｆ１の信号の送受信を行うことができる。
【００３９】
また、周波数ｆ２の信号を給電部１１０からアンテナ装置１に供給すると、前記したように、アンテナ素子３の共振周波数がｆ２に設定されているので、この供給された信号はアンテナ素子３で共振する。この結果、この信号は、アンテナ素子３をメインとしてアンテナ装置１全体から電波となって空間に送信される。また、周波数ｆ２の電波も、アンテナ素子３をメインとしてアンテナ装置１全体で受信される。このようにして、この実施例のアンテナ装置１では、アンテナ素子３をメインに用いて周波数ｆ２の信号の送受信も行うことができる。
【００４０】
さらに、周波数ｆ３の信号を給電部１１０からアンテナ装置１に供給すると、前記したように、チップアンテナ４の共振周波数がｆ３に設定されているので、この供給された信号はチップアンテナ４で共振する。この結果、この信号は、チップアンテナ４をメインとしてアンテナ装置１全体から電波となって空間に送信される。また、周波数ｆ３の電波も、チップアンテナ４をメインとしてアンテナ装置１全体で受信される。このようにして、この実施例のアンテナ装置１では、チップアンテナ４をメインに用いて周波数ｆ３の信号の送受信も行うことができる。
【００４１】
以上のように、この実施例のアンテナ装置１によれば、チップアンテナ２とアンテナ素子３とチップアンテナ４とによって、異なる３つ共振周波数ｆ１〜ｆ３の信号を送受信することができる構成としたので、各種アプリケーションに対応したマルチバンドの送受信が可能となる。すなわち、図１１に示すように、３つの異なる周波数ｆ１〜ｆ３においてリターンロスが最小となるリターンロス曲線Ｓを得ることができる。この結果、例えば、チップアンテナ２の共振周波数ｆ１を約８００ＭＨｚに設定して、アプリケーションとしての携帯電話の使用を可能とし、しかも、アンテナ素子３の共振周波数ｆ２を約１．６ＧＨｚに設定して、アプリケーションとしてのＧＰＳ等への使用をも可能となる。
【００４２】
また、この実施例では、アンテナ素子３の補助素子３１を、非グランド領域１０２の裏面１０２ｂに配設することにより、アンテナ装置１を、非グランド領域１０２の表面１０２ａだけでなく裏面１０２ｂをも利用して構築しているので、アンテナ性能を劣化させることなく、デットスペースを小さくすることができると共に、アンテナ装置１全体の小型化を図ることができる。さらに、補助素子３１を立体型電極にして、補助素子３１を平面方向だけでなく空間方向（高さ方向）にも有効に広げるようにしたので、小さな空間に、従来のアンテナ装置に比べて極めて大きなアンテナ体積を取得している。
【００４３】
特に、図１２に示すように、折り畳み型の無線通信機２００では、２枚の基板２１１，２１２を上筐体２０１と下筐体２０２とにそれぞれ収納した構造であるので、従来の技術を用いて、複共振のアンテナ装置を構築しようとすると、チップアンテナ２，４に相当するアンテナ素子３０１を基板２１１の非グランド領域２１１ａに装着すると共に、アンテナ素子３に相当するアンテナ素子３０２を基板２１２の非グランド領域２１２ａに装着しなければならない。これに対して、この実施例のアンテナ装置１では、その装着領域は、１枚の基板１００の非グランド領域１０２で十分であるので、アンテナ装置の占有率を従来のアンテナ装置の占有率の半分以下にすることができる。しかも、従来のアンテナ装置では、大きなデットスペースが非グランド領域２１１ａ，２１２ａの裏面に生じてしまうのに対し、この実施例では、このようなデットスペースがほとんど生じない。
【００４４】
さらに、この実施例では、アンテナ素子３を、チップアンテナ２を構成する誘電体基体２０に形成した放射電極２１と補助素子３１とで形成したので、チップアンテナ２とアンテナ素子３とを別々の基板に構成しなければならない従来の技術に比べて、部品点数が少なくて済む。
【実施例２】
【００４５】
図１３は、この発明の第２実施例に係るアンテナ装置の表面側を示す斜視図であり、図１４は、アンテナ装置の裏面側を示す平面図であり、図１５は、一部破断して示すアンテナ装置の側面図である。
この実施例のアンテナ装置では、図１３〜図１５に示すように、アンテナ素子３の補助素子３１を金属製支柱３１ａと帯形状の板金３１ｂとで構成した。
具体的には、帯形状の板金３１ｂを全体として略コ形に形成し、その一方端部を金属製支柱３１ａの先端部に連結させ、板金３１ｂ全体を非グランド領域１０２の裏面１０２ｂ上方に位置させた。
かかる構成により、アンテナ素子３によってアンテナ装置１の特性改善と共に別の共振を立てることが可能となる。
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。
【実施例３】
【００４６】
図１６は、この発明の第３実施例に係るアンテナ装置の表面側を示す斜視図であり、図１７は、アンテナ装置の裏面図であり、図１８は、一部破断して示すアンテナ装置の側面図である。
図１６に示すように、この実施例のアンテナ装置では、アンテナ素子３の補助素子３１を平面型電極で形成した。
すなわち、図１７及び図１８に示すように、引出しパターン３１ａと帯形状で互いに逆方向を向く鉤形の導体パターン３１ｂとを有する補助素子３１を非グランド領域１０２の裏面１０２ｂに形成した。具体的には、補助素子３１の引出しパターン３１ａをスルーホール１０２ｃを通じて追加放射電極３０の接続電極３０ｆに連結させた。
かかる構成により、アンテナ装置１の特性改善と薄型化とを図ることができる。
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。
【実施例４】
【００４７】
図１９は、この発明の第４実施例に係るアンテナ装置の表面側を示す斜視図であり、図２０は、アンテナ装置の裏面側を示す平面図であり、図２１は、誘電体基体を示す斜視図である。
上記第３実施例では、アンテナ素子３の補助素子３１を導体パターンで非グランド領域１０２上に直に形成したが、図１９〜図２１に示すように、この実施例では、アンテナ素子３の補助素子３１を誘電体基体７に形成した。
具体的には、図２１に示すように、補助素子３１を、直方体状の誘電体基体７の下面，背面及び上面に渡ってパターン形成する。そして、誘電体基体７上面の端部３１ａを非グランド領域１０２の裏面１０２ｂ側からスルーホール１０２ｃに当接させた状態で、誘電体基体７を裏面１０２ｂに装着することにより、補助素子３１を追加放射電極３０に接続した。
これにより、誘電体基体７による波長短縮効果を得ることができ、アンテナ素子３のさらなる小型化を図ることができる。
その他の構成、作用及び効果は、上記第３実施例と同様であるので、その記載は省略する。
【実施例５】
【００４８】
図２２は、この発明の第５実施例に係るアンテナ装置の表面側を示す斜視図であり、図２３は、チップアンテナ４を示す斜視図であり、図２４は、アンテナ装置の裏面側を示す斜視図である。なお、図２２においては、アンテナ素子３の表示を省略した。
上記実施例では、チップアンテナ４を非グランド領域１０２の表面１０２ａに形成し、導体パターン４１ｇを通じて、チップアンテナ２の給電部１１０を共用する構成としたが、この実施例では、チップアンテナ４が、チップアンテナ２とは給電部を異にする構成にした。
【００４９】
すなわち、図２２に示すように、基板１００の表面側に給電部１１０と異なる給電部１２０を設けると共に、非グランド領域１０２にスルーホール１０２ｆを穿設し、給電部１２０からの導体パターン１２１をスルーホール１０２ｆに接続した。そして、図２４に示すように、誘電体基体４０を非グランド領域１０２の裏面１０２ｂに配設し、スルーホール１０２ｆから非グランド領域１０２の裏面１０２ｂに引き出された導体パターン１２２に、放射電極４１の正面電極部４１ａを接続した。
かかる構成により、給電部１１０，１２０を設け、給電点を分割することにより、チップアンテナ２とチップアンテナ４という複数のシステムのアイソレーションを確保することで、共振周波数を独立に制御することができる。
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。
【実施例６】
【００５０】
図２５は、この発明の第６実施例に係るアンテナ装置の分解斜視図であり、図２６は、４共振状態を示す線図である。
上記各実施例では、チップアンテナ２とアンテナ素子３とチップアンテナ４とによる３共振のアンテナ装置について説明したが、共振数は限定されない。この実施例の如く、上記各実施例の装置にさらに別体のアンテナ素子９を組み付けて、４共振のアンテナ装置とすることも実現可能である。そして、そのように多共振にしてもアンテナ装置の小型性及び薄型性を維持することができる。
【００５１】
すなわち、上記第２実施例の装置と同様に、チップアンテナ２とアンテナ素子３とチップアンテナ４とを設け、さらに、補助素子３１′を非グランド領域１０２の裏面１０２ｂ側に設けた。具体的には、非グランド領域１０２の表面１０２ａに、導体パターン１１１の先端部に連結するスルーホール１０２ｇを穿設し、Ｌ字状の板金３１ｂ′を有した金属製支柱３１ａ′をこのスルーホール１０２ｇに接続した。これにより、正面電極部２１ａの基部からスルーホール１０２ｇを介して分岐した補助素子３１′を全放射電極とする新たなアンテナ素子９を得る。このアンテナ素子９は、補助素子３１′の長さと形状に対応した共振周波数ｆ４を有する。
この結果、この実施例のアンテナ装置では、チップアンテナ２とアンテナ素子３とチップアンテナ４とアンテナ素子９とによる異なった４つ共振周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４の信号を送受信することができるので、図２６に示すように、４つの異なる周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４においてリターンロスが最小となるリターンロス曲線Ｓ′を得ることができ、他種類のアプリケーションに対応したマルチバンドの送受信が可能となる。
その他の構成、作用及び効果は、上記第２実施例と同様であるので、その記載は省略する。
【００５２】
なお、この発明は、上記実施例に限定されるものではなく、発明の要旨の範囲内において種々の変形や変更が可能である。
例えば、上記実施例では、アンテナ素子の補助素子を非グランド領域の裏面に配設したが、非グランド領域の表面に配設しても良いことは勿論である。すなわち、チップアンテナやアンテナ素子の配設位置，形状や大きさ及びその個数等は、上記実施例に限定されるものでなく、任意である。
また、上記実施例では、基体として誘電体基体を用いたが、磁性体基体をチップアンテナ等の基体として用いても良いことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】この発明の第１実施例に係るアンテナ装置の表面側を示す斜視図である。
【図２】第１のチップアンテナを側面に沿って展開して示す平面図である。
【図３】周波数可変回路の等価回路図である。
【図４】一部破断して示すアンテナ装置の側面図である。
【図５】アンテナ素子の補助素子全体の形状を示すための斜視図である。
【図６】第２のチップアンテナを側面に沿って展開して示す平面図である。
【図７】導体パターンを示すための斜視図である。
【図８】第１のチップアンテナ全体の形状を示すための斜視図である。
【図９】アンテナ素子全体の形状を示すための斜視図である。
【図１０】第２のチップアンテナ全体の形状を示すための斜視図である。
【図１１】複共振状態を説明するための線図である。
【図１２】折り畳み型の無線通信機における基板収納状態を示した概略平面図である。
【図１３】この発明の第２実施例に係るアンテナ装置の表面側を示す斜視図である。
【図１４】アンテナ装置の裏面側を示す平面図である。
【図１５】一部破断して示すアンテナ装置の側面図である。
【図１６】この発明の第３実施例に係るアンテナ装置の表面側を示す斜視図である。
【図１７】アンテナ装置の裏面図である。
【図１８】一部破断して示すアンテナ装置の側面図である。
【図１９】この発明の第４実施例に係るアンテナ装置の表面側を示す斜視図である。
【図２０】アンテナ装置の裏面側を示す平面図である。
【図２１】誘電体基体を示す斜視図である。
【図２２】この発明の第５実施例に係るアンテナ装置の表面側を示す斜視図である。
【図２３】第２のチップアンテナを示す斜視図である。
【図２４】アンテナ装置の裏面側を示す斜視図である。
【図２５】この発明の第６実施例に係るアンテナ装置の分解斜視図である。
【図２６】４共振状態を示す線図である。
【符号の説明】
【００５４】
１…アンテナ装置、  ２，４…チップアンテナ、  ３，９…アンテナ素子、  ７，２０，４０…誘電体基体、  ２１，４１…放射電極、  ２２…周波数可変回路、  ３０…追加放射電極、  ３１，３１′…補助素子、  ４１ｇ，１１１，１２１，１２２…導体パターン、  １００…基板、  １０１…グランド領域、  １０２…非グランド領域、  １０２ａ…表面、  １０２ｂ…裏面、  １０２ｃ〜１０２ｇ…スルーホール、  １１０，１２０…給電部、  ２００…無線通信機、  ｆ１〜ｆ４…共振周波数。
【国際調査報告】
2006134701.tif 000028
2006134701.tif 000029
2006134701.tif 000030
2006134701.tif 000031