(57)【要約】  給電放射電極６と、給電放射電極６の少なくとも高次共振周波数帯で複共振状態を作り出す無給電放射電極７とが形成されている基体２を回路基板３のグランド領域Ｚgに搭載して成るアンテナ構造１において、給電放射電極６の高次モード零電圧領域Ｐに容量を装荷するための容量装荷手段１２を設ける。容量装荷手段１２はグランド接地用導通経路１５と切り換え手段１６を介して回路基板３のグランド領域のグランド電極４に電気的に接続する。切り換え手段１６のオン・オフの切り換えによって、容量装荷手段１２による給電放射電極６の高次モード零電圧領域Ｐへの容量装荷のオン・オフが切り換え制御されて給電放射電極６の基本共振周波数帯の基本共振周波数が切り換わる。
2007094111.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信用の回路が形成されている回路基板のグランド領域に搭載されている基体を有し、基体には、無線通信用の回路に電気的に接続されて互いに異なる複数の共振周波数帯でアンテナ動作を行う給電放射電極が設けられていると共に、この給電放射電極と電磁結合する無給電放射電極が給電放射電極と間隔を介して設けられており、給電放射電極は、一端側が無線通信用の回路に電気的に接続される給電端と成し他端側が開放端と成している放射電極であり、この給電放射電極は、その給電端側と開放端側が間隔を介し隣接配置されて給電端と開放端間の電流経路がループ状となる形態を有しており、無給電放射電極は、給電放射電極との電磁結合により給電放射電極と共にアンテナ動作を行って少なくとも給電放射電極が持つ複数の共振周波数帯のうちの最も低い基本共振周波数帯よりも高い高次共振周波数帯で複共振状態を作り出す構成を有するアンテナ構造であって、
高次共振周波数帯のアンテナ動作モードである高次モードで電圧が零あるいはその近傍となる給電放射電極の高次モード零電圧領域に容量を装荷するための容量装荷手段と、
回路基板のグランド領域に形成されているグランド電極と、容量装荷手段との間を電気的に接続するグランド接地用導通経路と、
グランド接地用導通経路に介設され容量装荷手段と回路基板のグランド電極との間の導通オン・オフを切り換えて容量装荷手段による給電放射電極の高次モード零電圧領域への容量装荷のオン・オフを切り換え制御して給電放射電極の基本共振周波数帯の基本共振周波数を切り換える切り換え手段と、
を有していることを特徴とするアンテナ構造。
【請求項２】
給電放射電極には、当該電極の端縁から切り込み形成されたスリットが設けられ、そのスリットの切り込み開口端側の電極端縁側は、スリットを間にしてその一方側は給電端と成し他方側は開放端と成しており、給電放射電極の給電端と開放端間の電流経路は、スリットを迂回して給電端と開放端を結ぶループ状経路と成し、この電流経路の迂回の折り返し領域が給電放射電極の高次モード零電圧領域であり、容量装荷手段は電流経路の折り返し領域に容量を装荷することを特徴とする請求項１記載のアンテナ構造。
【請求項３】
無給電放射電極は、互いに異なる複数の共振周波数帯でアンテナ動作を行う放射電極であり、無給電放射電極が持つ複数の共振周波数帯のうちの最も低い基本共振周波数帯のアンテナ動作は給電放射電極の基本共振周波数帯のアンテナ動作と共に複共振状態を作り出し、無給電放射電極の基本共振周波数帯よりも高い高次共振周波数帯のアンテナ動作は給電放射電極の高次共振周波数帯のアンテナ動作と共に複共振状態を作り出すことを特徴とする請求項１記載のアンテナ構造。
【請求項４】
無給電放射電極は、一端側が回路基板のグランド電極に接地されるショート端と成し他端側が開放端と成している放射電極であり、この無給電放射電極は、そのショート端側と開放端側が間隔を介し隣接配置されてショート端と開放端との間の電流経路がループ状となる態様を有していることを特徴とする請求項３記載のアンテナ構造。
【請求項５】
高次共振周波数帯のアンテナ動作モードである高次モードで電圧が零あるいはその近傍となる無給電放射電極の高次モード零電圧領域に容量を装荷するための無給電側の容量装荷手段と、
無給電側の容量装荷手段と、回路基板のグランド電極との間を電気的に接続する無給電側のグランド接地用導通経路と、
無給電側のグランド接地用導通経路に介設され無給電側の容量装荷手段と回路基板のグランド電極との間の導通オン・オフを切り換えて無給電側の容量装荷手段による無給電放射電極の高次モード零電圧領域への容量装荷のオン・オフを切り換え制御して無給電放射電極の基本共振周波数帯の基本共振周波数を切り換える切り換え手段と、
を有していることを特徴とする請求項３記載のアンテナ構造。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５の何れか一つに記載されている容量装荷手段、又は、請求項３乃至請求項５の何れか一つに記載されている無給電側の容量装荷手段は、給電放射電極あるいは無給電放射電極の高次モード零電圧領域との間に容量を形成するための容量装荷用電極と、容量装荷用コンデンサ部品との何れかにより構成されていることを特徴とするアンテナ構造。
【請求項７】
請求項１乃至請求項５の何れか一つに記載されている容量装荷手段、又は、請求項３乃至請求項５の何れか一つに記載されている無給電側の容量装荷手段は容量装荷用コンデンサ部品により構成されており、その容量装荷用コンデンサ部品は、給電放射電極あるいは無給電放射電極の高次モード零電圧領域に装荷する容量の大きさを可変調整可能な可変容量コンデンサ部品であることを特徴とするアンテナ構造。
【請求項８】
請求項１乃至請求項５の何れか一つに記載されている容量装荷手段、又は、請求項３乃至請求項５の何れか一つに記載されている無給電側の容量装荷手段は、給電放射電極あるいは無給電放射電極の高次モード零電圧領域との間に容量を形成するための容量装荷用電極により構成されており、その容量装荷用電極の少なくとも一部は基体の内部に埋設されていることを特徴とするアンテナ構造。
【請求項９】
請求項１乃至請求項５の何れか一つに記載されている容量装荷手段、又は、請求項３乃至請求項５の何れか一つに記載されている無給電側の容量装荷手段が基体に複数設けられており、それら容量装荷手段は、それぞれ、互いに異なる容量を給電放射電極あるいは無給電放射電極の高次モード零電圧領域に装荷するものであり、前記容量装荷手段のうちの何れか一つ、あるいは、前記無給電側の容量装荷手段のうちの何れか一つが、切り換え手段を介してグランド接地用導通経路により回路基板のグランド電極に電気的に接続されていることを特徴とするアンテナ構造。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項５の何れか一つに記載されている容量装荷手段、又は、請求項３乃至請求項５の何れか一つに記載されている無給電側の容量装荷手段が基体に複数設けられ、各容量装荷手段は、それぞれ、個別に対応する切り換え手段を介してグランド接地用導通経路により回路基板のグランド電極に電気的に接続されていることを特徴とするアンテナ構造。
【請求項１１】
基体は、高次モード零電圧領域の位置を予め定めた設定位置に調整するための誘電率を有する誘電体により構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか一つに記載のアンテナ構造。
【請求項１２】
給電放射電極開放端形成領域となる基体部分は、給電放射電極の高次モード零電圧領域の位置を予め定めた基体位置に配置させるための誘電率を持つ誘電体により構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか一つに記載のアンテナ構造。
【請求項１３】
給電放射電極開放端形成領域となる基体部分には、給電放射電極の高次モード零電圧領域の位置を予め定めた基体位置に配置させるための誘電率を持つ誘電体部材が設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか一つに記載のアンテナ構造。
【請求項１４】
無線通信用の回路が形成されている回路基板のグランド領域に搭載されている基体を有し、基体には、無線通信用の回路に電気的に接続されて互いに異なる複数の共振周波数帯でアンテナ動作を行う給電放射電極が設けられていると共に、この給電放射電極と電磁結合する無給電放射電極が給電放射電極と間隔を介して設けられており、給電放射電極は、一端側が無線通信用の回路に電気的に接続される給電端と成し他端側が開放端と成している放射電極であり、この給電放射電極は、その給電端側と開放端側が間隔を介し隣接配置されて給電端と開放端間の電流経路がループ状となる形態を有しており、無給電放射電極は、給電放射電極との電磁結合により給電放射電極と共にアンテナ動作を行って少なくとも給電放射電極が持つ複数の共振周波数帯のうちの最も低い基本共振周波数帯よりも高い高次共振周波数帯で複共振状態を作り出す構成を有するアンテナ構造であって、
基体には、高次共振周波数帯のアンテナ動作モードである高次モードで電圧が零あるいはその近傍となる給電放射電極の高次モード零電圧領域に容量を装荷するためのオプション用の容量装荷手段が形成されており、
オプション用の容量装荷手段は、給電放射電極の高次モード零電圧領域に容量を装荷するときには、回路基板のグランド領域に形成されているグランド電極との間にグランド接地用導通経路が形成されて給電放射電極の高次モード零電圧領域に容量を装荷し、給電放射電極の高次モード零電圧領域に容量を装荷しないときには、グランド接地用導通経路が形成されていないことを特徴とするアンテナ構造。
【請求項１５】
請求項１乃至請求項５の何れか一つ又は請求項１４に記載のアンテナ構造が設けられていることを特徴とする無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯型電話機等の無線通信装置に設けられるアンテナ構造およびそれを用いた無線通信装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１３ａにはアンテナ構造の一形態例が模式的な斜視図により示されている（例えば特許文献１参照）。このアンテナ構造４０は、直方体状の誘電体基体４１を有し、この誘電体基体４１の底面には接地電極４２が形成されている。また、誘電体基体４１の上面には、給電放射電極４３と、無給電放射電極４４とがスリットｓ１を介して隣接配置されている。誘電体基体４１の側面の一つには、接続用電極４５と接続用電極４６が互いに間隔を介して形成されている。接続用電極４５は給電放射電極４３と接地電極４２を電気的に接続させるためのものである。接続用電極４６は無給電放射電極４４と接地電極４２を電気的に接続させるためのものである。【０００３】
誘電体基体４１における接続用電極４５，４６の形成面に対向する側面には、給電放射電極用の給電電極４７が形成されていると共に、周波数制御用電極４８が形成されている。給電電極４７の上端側は給電放射電極４３と間隔を介して配置され給電放射電極４３との間に容量を形成している。また、給電電極４７の下端側は誘電体基体４１の底面側に回り込み形成されている。この給電電極４７の下端側は接地電極４２と間隔を介して配置され、当該給電電極４７の下端側は例えば無線通信装置に設けられている無線通信用の高周波回路５０と電気的に接続される。周波数制御用電極４８の上端側は給電放射電極４３と無給電放射電極４４とのそれぞれに間隔を介して配置され給電放射電極４３と無給電放射電極４４とのそれぞれとの間に容量Ｃ１，Ｃ２を形成する。周波数制御用電極４８の下端側は誘電体基体４１の底面側に回り込み形成されている。この周波数制御用電極４８の下端側は接地電極４２と間隔を介して配置されている。また、当該周波数制御用電極４８の下端側は切り換え手段５１を介して例えば無線通信装置のグランドに接地される。【０００４】
図１３ａに示されるアンテナ構造４０では、例えば、無線通信用の高周波回路５０から送信用の信号が給電電極４７に供給されると、給電電極４７と給電放射電極４３との間の容量結合によって、送信用の信号が給電電極４７から給電放射電極４３に伝達され当該送信用の信号に基づいて給電放射電極４３が共振する。また、給電放射電極４３と無給電放射電極４４との間の電磁結合によって送信用の信号が無給電放射電極４４にも伝達されて無給電放射電極４４も共振する。このアンテナ構造４０では、給電放射電極４３の共振と無給電放射電極４４の共振とによって複共振状態が作り出されるように給電放射電極４３と無給電放射電極４４との間の間隔ｓ１等が設定されている。このような給電放射電極４３と無給電放射電極４４の共振動作（複共振動作）は、送信用の信号を外部に向けて無線送信するアンテナ動作と成している。また、外部から信号が給電放射電極４３および無給電放射電極４４に到達すると、この信号受信によって給電放射電極４３および無給電放射電極４４が共振して受信信号が給電放射電極４３から給電電極４７に伝達され更に無線通信用の高周波回路５０に伝達される。上記のような外部からの無線通信用の信号に基づいた給電放射電極４３および無給電放射電極４４の共振動作は受信のアンテナ動作と成している。【０００５】
このアンテナ構造４０では、給電放射電極４３と無給電放射電極４４とのそれぞれとの間に容量を形成する周波数制御用電極４８が設けられており、この周波数制御用電極４８は、切り換え手段５１を介してグランドに接地される構成となっている。この構成によって、アンテナ構造４０では、次に示すように給電放射電極４３および無給電放射電極４４の共振周波数帯を切り換えることができる。例えば、切り換え手段５１がオフ状態であり、周波数制御用電極４８がグランドに接地されていない場合に、給電放射電極４３が例えば図１３ｂに示す共振周波数ｆ1を持つ点線Ａに示されるような共振周波数帯を有し、無給電放射電極４４が図１３ｂに示す共振周波数ｆ2を持つ鎖線Ｂに示されるような共振周波数帯を有し、これら給電放射電極４３と無給電放射電極４４によって、図１３ｂの実線αに示されるような複共振状態を作り出しているとする。【０００６】
これに対して、切り換え手段５１がオン状態となり、周波数制御用電極４８がグランドに接地されると、給電放射電極４３と周波数制御用電極４８との間、および、無給電放射電極４４と周波数制御用電極４８との間に、それぞれ、グランドとの間の容量が形成される。これにより、給電放射電極４３にグランドとの間の容量が装荷されると共に、無給電放射電極４４にもグランドとの間の容量が装荷される。【０００７】
図１３ｃには給電放射電極４３の等価回路が実線により示されている。給電放射電極４３の共振動作は、当該給電放射電極４３が持つ図１３ｃに示されるインダクタンス成分Ｌと容量成分ＣとのＬＣ共振であることから、給電放射電極４３の共振周波数Ｆは、１／√（ＬＣ）に比例したものとなる（Ｆ∝１／√（ＬＣ））。無給電放射電極４４の共振周波数に関しても同様である。このため、切り換え手段５１がオン状態となって周波数制御用電極４８によりグランドとの間の容量が給電放射電極４３および無給電放射電極４４にそれぞれ装荷されると、給電放射電極４３および無給電放射電極４４の各容量成分Ｃが大きくなって、給電放射電極４３および無給電放射電極４４の各共振周波数が低くなる。これにより、切り換え手段５１がオフ状態からオン状態に切り換えられると、給電放射電極４３の共振周波数が周波数ｆ1から例えば周波数ｆ1’に切り換えられ、また、無給電放射電極４４の共振周波数が周波数ｆ2から例えば周波数ｆ2’に切り換えられる。これにより、給電放射電極４３と無給電放射電極４４の複共振状態は、図１３ｂの実線αの状態から実線βの状態に切り換わる。【０００８】
アンテナ構造４０では、切り換え手段５１がオフ状態であるときには、給電放射電極４３および無給電放射電極４４のアンテナ動作による無線通信用の周波数帯は、例えば、図１３ｂに示される周波数ｆmから周波数ｆnまでの周波数領域である。これに対して、切り換え手段５１がオン状態であるときには、給電放射電極４３および無給電放射電極４４のアンテナ動作による無線通信用の周波数帯は、例えば、図１３ｂに示される周波数ｆm’から周波数帯ｆn’までの周波数領域に切り換わる。【０００９】
よって、例えば周波数制御用電極４８を有する周波数切り換え構成が設けられていない場合には、アンテナ構造４０の無線通信用の周波数帯は、例えば周波数ｆmから周波数ｆnまでの周波数領域であるのに対して、上記したような周波数切り換え構成が設けられることによって、アンテナ構造４０は、例えば周波数ｆm’から周波数ｆnまでの周波数領域の無線通信に対応することが可能となる。すなわち、アンテナ構造４０の周波数帯域の広帯域化を図ることができる。【００１０】
【特許文献１】特開２００１−１６８６３４号公報
【特許文献２】特開２００５−１５０９３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、近年、互いに異なる周波数帯を利用する複数の無線通信システムに対応できるマルチバンドのアンテナが要求されてきている。上述したような広帯域化が図られているアンテナ構造４０でも、無線通信可能な周波数帯域の不足によって、そのマルチバンド化の要求に満足に応えることが難しかった。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明は次に示す構成をもって前記課題を解決するための手段としている。すなわち、この発明の一つの構成は、
無線通信用の回路が形成されている回路基板のグランド領域に搭載されている基体を有し、基体には、無線通信用の回路に電気的に接続されて互いに異なる複数の共振周波数帯でアンテナ動作を行う給電放射電極が設けられていると共に、この給電放射電極と電磁結合する無給電放射電極が給電放射電極と間隔を介して設けられており、給電放射電極は、一端側が無線通信用の回路に電気的に接続される給電端と成し他端側が開放端と成している放射電極であり、この給電放射電極は、その給電端側と開放端側が間隔を介し隣接配置されて給電端と開放端間の電流経路がループ状となる形態を有しており、無給電放射電極は、給電放射電極との電磁結合により給電放射電極と共にアンテナ動作を行って少なくとも給電放射電極が持つ複数の共振周波数帯のうちの最も低い基本共振周波数帯よりも高い高次共振周波数帯で複共振状態を作り出す構成を有するアンテナ構造であって、
高次共振周波数帯のアンテナ動作モードである高次モードで電圧が零あるいはその近傍となる給電放射電極の高次モード零電圧領域に容量を装荷するための容量装荷手段と、
回路基板のグランド領域に形成されているグランド電極と、容量装荷手段との間を電気的に接続するグランド接地用導通経路と、
グランド接地用導通経路に介設され容量装荷手段と回路基板のグランド電極との間の導通オン・オフを切り換えて容量装荷手段による給電放射電極の高次モード零電圧領域への容量装荷のオン・オフを切り換え制御して給電放射電極の基本共振周波数帯の基本共振周波数を切り換える切り換え手段と、
を有していることを特徴としている。【００１３】
また、この発明の別の構成の一つは、
無線通信用の回路が形成されている回路基板のグランド領域に搭載されている基体を有し、基体には、無線通信用の回路に電気的に接続されて互いに異なる複数の共振周波数帯でアンテナ動作を行う給電放射電極が設けられていると共に、この給電放射電極と電磁結合する無給電放射電極が給電放射電極と間隔を介して設けられており、給電放射電極は、一端側が無線通信用の回路に電気的に接続される給電端と成し他端側が開放端と成している放射電極であり、この給電放射電極は、その給電端側と開放端側が間隔を介し隣接配置されて給電端と開放端間の電流経路がループ状となる形態を有しており、無給電放射電極は、給電放射電極との電磁結合により給電放射電極と共にアンテナ動作を行って少なくとも給電放射電極が持つ複数の共振周波数帯のうちの最も低い基本共振周波数帯よりも高い高次共振周波数帯で複共振状態を作り出す構成を有するアンテナ構造であって、
基体には、高次共振周波数帯のアンテナ動作モードである高次モードで電圧が零あるいはその近傍となる給電放射電極の高次モード零電圧領域に容量を装荷するためのオプション用の容量装荷手段が形成されており、
オプション用の容量装荷手段は、給電放射電極の高次モード零電圧領域に容量を装荷するときには、回路基板のグランド領域に形成されているグランド電極との間にグランド接地用導通経路が形成されて給電放射電極の高次モード零電圧領域に容量を装荷し、給電放射電極の高次モード零電圧領域に容量を装荷しないときには、グランド接地用導通経路が形成されていないことをも特徴としている。【００１４】
さらに、この発明の別の構成の一つである無線通信装置は、この発明において特有な構成を持つアンテナ構造が設けられていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１５】
この発明によれば、アンテナ構造を構成する基体には、給電放射電極および無給電放射電極が形成され、無給電放射電極は、給電放射電極と共にアンテナ動作を行って少なくとも給電放射電極の高次共振周波数帯で複共振状態を作り出す構成を備えている。その無給電放射電極による給電放射電極の高次共振周波数帯での複共振状態によって、給電放射電極の高次共振周波数帯における広帯域化を図ることができる。【００１６】
また、この発明では、給電放射電極の高次モード零電圧領域に容量を装荷するための容量装荷手段と、容量装荷手段を回路基板のグランド電極に接地させるためのグランド接地用導通経路と、グランド接地用導通経路に介設され容量装荷手段とグランド電極との間の導通オン・オフを切り換える切り換え手段とが設けられている。切り換え手段がオン状態であるときには、容量装荷手段はグランド電極に接地されている状態であることから、容量装荷手段によって給電放射電極の高次モード零電圧領域にはグランド電極との間の容量が装荷されることとなる（容量装荷オン状態）。これにより、切り換え手段のオフ状態であって給電放射電極にグランド電極との間の容量が装荷されていない状態（容量装荷オフ状態）のときに比べて、容量装荷オン状態のときには、装荷された容量の大きさに応じて給電放射電極の電気的な長さが長くなって給電放射電極の基本共振周波数を低くする方向に切り換えることができる。この給電放射電極の基本共振周波数の切り換えにより、給電放射電極の基本共振周波数帯における広帯域化を図ることができる。【００１７】
ところで、この発明では、容量装荷手段によってグランド電極との間の容量が装荷される給電放射電極の部位は、給電放射電極の高次モード零電圧領域である。このため、切り換え手段のオン・オフ動作によって、給電放射電極の高次共振周波数を変動させることなく、給電放射電極の基本共振周波数だけを切り換えることができる。つまり、給電放射電極の高次モード零電圧領域における高次モードの電圧の大きさは零あるいはその近傍である。このため、高次モードから見た場合には、切り換え手段をオン状態としても、容量装荷手段により給電放射電極の高次モード零電圧領域に装荷される容量は非常に小さいものであり、給電放射電極の高次モード零電圧領域には、容量装荷手段による容量が装荷されない状態と等価になる。これにより、切り換え手段のオン・オフ動作を切り換えても、給電放射電極の高次共振周波数は変動しない。これに対して、給電放射電極の高次モード零電圧領域における基本モードの電圧の大きさは、容量装荷手段による容量装荷の影響を受ける大きさを有している。このため、切り換え手段のオン・オフ切り換え動作により容量装荷オン状態と容量装荷オフ状態を切り換えることによって、給電放射電極の基本共振周波数は切り換わる。【００１８】
つまり、この発明の構成では、給電放射電極の高次共振周波数帯は無給電放射電極との複共振状態によって広帯域化が図られて要望の周波数帯域を得ることが可能であるため、給電放射電極の高次共振周波数帯は変動しないことが好ましい。このことを考慮して、この発明では、給電放射電極の高次共振周波数帯は変動させず、容量装荷手段による容量装荷のオン・オフの切り換えによって給電放射電極の基本共振周波数だけを切り換えることによって、放射電極の基本共振周波数帯の広帯域化を図ることができる。【００１９】
このように、この発明では、給電放射電極の基本共振周波数帯および高次共振周波数帯の両方の周波数帯域の広帯域化を図ることができる。このため、互いに異なる周波数帯を利用する複数の無線通信システムに対応することが容易なアンテナ構造およびそれを備えた無線通信装置を提供することができる。特に、この発明では、給電放射電極および無給電放射電極が形成されている基体は、回路基板のグランド領域に搭載されているものである。このために、給電放射電極や無給電放射電極から放射される電界が回路基板のグランド電極に引き寄せられて基本的に１個の共振の帯域幅は狭く周波数帯域の広帯域化が難しいものであるのにも拘わらず、この発明は、上述のように複数の周波数帯域の広帯域化を図ることが容易になるという画期的なものである。【００２０】
また、この発明では、給電放射電極は、その給電端側と開放端側が間隔を介して隣接配置されて給電端と開放端間の電流経路がループ状となる形態を有している。このため、給電放射電極の基本共振周波数と高次共振周波数の調整が容易になるという効果を得ることができる。つまり、この発明では、給電放射電極は、給電端側と開放端側が間隔を介して隣接配置されて給電端と開放端間の電流経路がループ状となる形態を有しているので、給電端と開放端との間に容量が形成される。その容量は基本共振周波数よりも高次共振周波数に大きく関与するものである。このため、その給電端と開放端との間の容量によって、基本共振周波数を殆ど変動させずに、給電放射電極の高次共振周波数を調整することができる。すなわち、例えば、給電放射電極の給電端から開放端までの電気的な長さ（電気長）を、予め定められた設定の基本共振周波数を得ることができる電気長とし、また、給電端と開放端との間の容量は、予め定められた設定の高次共振周波数を得ることができる大きさとすることによって、基本共振周波数と、高次共振周波数とを独立的に調整することができる。これにより、給電放射電極の基本共振周波数と高次共振周波数の両方の共振周波数をそれぞれ予め定められた設定の周波数とすることが容易となる。【００２１】
また、給電放射電極は、給電端と開放端間の電流経路がループ状となる形態を有しているので、給電放射電極の大きさを大きくすることなく、給電放射電極の電気長を長くすることができる。これにより、基体の小型化、つまり、アンテナ構造の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１ａ】第１実施例のアンテナ構造を模式的に表した斜視図である。
【図１ｂ】図１ａのアンテナ構造の模式的な分解図である。
【図１ｃ】第１実施例のアンテナ構造のリターンロス特性の一例を説明するためのグラフである。
【図２ａ】第１実施例のアンテナ構造を構成する給電放射電極の電圧分布を説明するためのグラフである。
【図２ｂ】給電放射電極とその電圧分布との関係例のイメージを表したモデル図である。
【図３ａ】第１実施例のアンテナ構造に対する比較例のアンテナ構造を表したモデル図である。
【図３ｂ】図３ａのアンテナ構造を構成する給電放射電極とその電圧分布との関係例のイメージを表したモデル図である。
【図４ａ】本発明者が行った実験により得られた第１実施例のアンテナ構造のリターンロス特性を表したグラフである。
【図４ｂ】本発明者が行った実験により得られた図３ａのアンテナ構造のリターンロス特性を表したグラフである。
【図５ａ】本発明者の実験により得られた周波数７５０ＭHz〜１０００ＭHzの第１実施例のアンテナ構造のリターンロス特性および最大利得の測定結果を示すグラフである。
【図５ｂ】本発明者の実験により得られた周波数７５０ＭHz〜１０００ＭHzの図３ａのアンテナ構造のリターンロス特性および最大利得の測定結果を示すグラフである。
【図６ａ】本発明者の実験により得られた周波数１７００ＭHz〜２２００ＭHzの第１実施例のアンテナ構造のリターンロス特性および最大利得の測定結果を示すグラフである。
【図６ｂ】本発明者の実験により得られた周波数１７００ＭHz〜２２００ＭHzの図３ａのアンテナ構造のリターンロス特性および最大利得の測定結果を示すグラフである。
【図７ａ】容量装荷用手段のその他の形態例を説明するためのモデル図である。
【図７ｂ】容量装荷用手段の別のその他の形態例を説明するためのモデル図である。
【図７ｃ】さらに、容量装荷用手段の別のその他の形態例を説明するためのモデル図である。
【図７ｄ】さらに、容量装荷用手段の別のその他の形態例を説明するためのモデル図である。
【図７ｅ】さらにまた、容量装荷用手段の別のその他の形態例を説明するためのモデル図である。
【図８ａ】第２実施例のアンテナ構造を構成するアンテナ部品の形態例を表したモデル図である。
【図８ｂ】第２実施例の特有な構成を持つアンテナ構造の一つを表したモデル図である。
【図８ｃ】第２実施例の特有な構成を持つ別のアンテナ構造の一つを表したモデル図である。
【図８ｄ】さらに、第２実施例の特有な構成を持つ別のアンテナ構造の一つを表したモデル図である。
【図８ｅ】さらにまた、第２実施例の特有な構成を持つ別のアンテナ構造の一つを表したモデル図である。
【図９ａ】第３実施例のアンテナ構造を表したモデル図である。
【図９ｂ】図９ａのアンテナ構造のリターンロス特性を表したグラフである。
【図１０ａ】第４実施例のアンテナ構造を表したモデル図である。
【図１０ｂ】図１０ａのアンテナ構造のリターンロス特性を表したグラフである。
【図１１ａ】第５実施例の特有な構成を持つアンテナ構造の一つを表したモデル図である。
【図１１ｂ】第５実施例の特有な構成を持つ別のアンテナ構造の一つを表したモデル図である。
【図１２ａ】第６実施例の特有な構成を持つアンテナ構造の一つを表したモデル図である。
【図１２ｂ】第６実施例の特有な構成を持つ別のアンテナ構造の一つを表したモデル図である。
【図１２ｃ】さらに、第６実施例の特有な構成を持つ別のアンテナ構造の一つを表したモデル図である。
【図１３ａ】アンテナ構造の一従来例を説明するための図である。
【図１３ｂ】図１３ａのアンテナ構造のリターンロス特性例を説明するためのグラフである。
【図１３ｃ】図１３ａのアンテナ構造を構成する給電放射電極の等価回路図である。
【符号の説明】
【００２３】
１  アンテナ構造
２  基体
３  回路基板
４  グランド電極
６  給電放射電極
７  無給電放射電極
８，２６  スリット
１０  無線通信用の回路
１２，２７  容量装荷用電極
１５  グランド接地用導通経路
１６  切り換え手段
２３  容量装荷用コンデンサ部品
３０  誘電体部材
Ｐ  給電放射電極の高次モード零電圧領域
Ｕ  無給電放射電極の高次モード零電圧領域
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下に、この発明に係る実施例を図面に基づいて説明する。【００２５】
図１ａには第１実施例のアンテナ構造が模式的な斜視図により示され、図１ｂには図１ａのアンテナ構造の模式的な分解図が示されている。この第１実施例のアンテナ構造１は直方体状の基体２を有して構成されている。その基体２は誘電体により構成されており、回路基板３のグランド領域Ｚg（つまり、グランド電極４が形成されている領域）に搭載される。基体２を構成する誘電体としては、例えば、セラミックスや、樹脂や、樹脂材料にセラミックス粉を混合して誘電率を調整した誘電体材料等がある。なお、基体２は単層構造であってもよいし、多層構造であってもよい。【００２６】
この第１実施例では、基体２の上面には給電放射電極６と、無給電放射電極７とが間隙Ｓを介して隣接配置されている。給電放射電極６には、当該電極６の端縁から切り込み形成されたＬ字形状のスリット８が設けられている。スリット８の切り込み開口端側の給電放射電極６の端縁側は、スリット８を間にしてその一方側Ｑは給電端と成し、他方側Ｋは開放端と成している。このように、給電放射電極６では、給電端Ｑと開放端Ｋがスリット８を介して隣接配置されているために、それら給電端Ｑと開放端Ｋとの間の電流経路はスリット８を迂回して給電端Ｑと開放端Ｋを結ぶループ状となっている。このように給電放射電極６にスリット８を形成して給電放射電極６の電流経路をループ状とすることによって、給電放射電極６の大きさを大型化することなく、給電放射電極６の電気長を長くすることができる。また、線状の電極によってループ状の給電放射電極を形成する場合に比べて、給電放射電極６の電極面積を広くすることができる。この電極面積の拡大によって給電放射電極６の電流損失を抑制することができるし、給電放射電極６の周波数帯域の広帯域化を図ることができる。【００２７】
回路基板３には無線通信用の回路（高周波回路）１０が形成されている。また、回路基板３における基体２の搭載領域の表面には、無線通信用の回路１０に電気的に接続されている給電用の電極ランド１１がグランド電極４と間隔を介して電気的に絶縁された状態で設けられている。基体２の側面には、給電放射電極６の給電端Ｑと回路基板３の給電用の電極ランド１１との間を電気的に接続させるための給電電極（図示せず）が形成されている。給電放射電極６の給電端Ｑはその給電電極と給電用の電極ランド１１を介して回路基板３の無線通信用の回路１０に電気的に接続されている。給電放射電極６は、無線通信用の回路１０に電気的に接続されてアンテナ動作を行う放射電極として機能する。【００２８】
この第１実施例では、給電放射電極６は、互いに異なる複数の共振周波数帯でもってアンテナ動作を行うものである。ここでは、給電放射電極６が持つ複数の共振周波数帯のうちの最も低い共振周波数帯を基本共振周波数帯と記し、基本共振周波数帯のアンテナ動作モードを基本モードと記す。また、基本共振周波数帯よりも高い共振周波数帯を高次共振周波数帯と記し、高次共振周波数帯のアンテナ動作を高次モードと記す。図２ａには、給電放射電極６の基本モードと高次モードのそれぞれにおける電圧分布がグラフにより示されている。また、図２ｂには、給電放射電極６における基本モードと高次モードの各電圧分布の位置を分かり易くするためのイメージ図が示されている。図２ａや図２ｂに示されるように、この第１実施例では、高次モードで電圧が零あるいはその近傍となる給電放射電極６の領域（高次モード零電圧領域）は、スリット８の切り込み終端の形成領域（換言すれば、電流経路のスリット迂回の折り返し領域）Ｐとなっている。【００２９】
基体２の側面には、給電放射電極６の高次モード零電圧領域Ｐに容量を装荷するための容量装荷手段である容量装荷用電極１２が形成されている。また、回路基板３の表面には、その容量装荷用電極１２に電気的に接続される電極ランド１３がグランド電極４と間隔を介し電気的に絶縁された状態で形成されている。さらに、回路基板３にはグランド接地用導通経路１５が形成されている。このグランド接地用導通経路１５の一端側は電極ランド１３に電気的に接続され、他端側はグランド電極４に電気的に接続されている。つまり、グランド接地用導通経路１５は、容量装荷用電極１２を電極ランド１３を介してグランド電極４に接地させるための導通路である。このグランド接地用導通経路１５には、当該導通経路１５の導通オン・オフを切り換えるための切り換え手段１６が設けられている。【００３０】
切り換え手段１６がオン状態である場合には、容量装荷用電極１２はグランド電極４に接地される。これにより、給電放射電極６の高次モード零電圧領域Ｐと容量装荷用電極１２との間には容量が形成されて、給電放射電極６の高次モード零電圧領域Ｐには、グランドとの間の容量が装荷される。これに対して、切り換え手段１６がオフ状態である場合には、容量装荷用電極１２はグランド電極４と電気的に切り離され電気的に浮いた状態となる。このために、給電放射電極６の高次モード零電圧領域Ｐと容量装荷用電極１２との間に容量は形成されず、給電放射電極６の高次モード零電圧領域Ｐには、容量装荷用電極１２によるグランドとの間の容量は装荷されない。【００３１】
無給電放射電極７は、その一端側Ｍが開放端と成し、他端側Ｎがショート端と成している。基体２の側面には無給電放射電極７のショート端側をグランド電極４に電気的に接続させるための接地用電極（図示せず）が形成されている。この第１実施例では、無給電放射電極７は、給電放射電極６と電磁結合して給電放射電極６と共にアンテナ動作し給電放射電極６の高次共振周波数帯で複共振状態を作り出すように設計されている。【００３２】
この第１実施例のアンテナ構造１は上記のように構成されている。このアンテナ構造１は、次に示すように給電放射電極６の基本共振周波数帯の基本共振周波数を切り換えることができる。例えば、切り換え手段１６がオフ状態であるときに、給電放射電極６の基本共振周波数が例えば図１ｃに示す周波数Ｆb6であり、給電放射電極６の高次共振周波数が例えば周波数Ｆh6であり、無給電放射電極７の共振周波数がＦb7であり、給電放射電極６と無給電放射電極７の各共振動作によって図１ｃの実線αに示されるようなリターンロス特性をアンテナ構造１が有しているとする。これに対して、切り換え手段１６がオン状態に切り換わると、容量装荷用電極１２によるグランドとの間の容量が給電放射電極６の高次モード零電圧領域Ｐに装荷される。これにより、図１ｃの鎖線βに示されるように、給電放射電極６の高次共振周波数および無給電放射電極７の共振周波数は変動せずに、給電放射電極６の基本共振周波数だけが低くなる方向に変動して給電放射電極６の基本共振周波数は例えば周波数Ｆb6’に切り換わる。【００３３】
切り換え手段１６がオフ状態からオン状態に切り換わったときの給電放射電極６の基本共振周波数の切り換え変動幅は、給電放射電極６の高次モード零電圧領域Ｐと容量装荷用電極１２との間の容量（つまり、容量装荷用電極１２によって給電放射電極６の高次モード零電圧領域Ｐに装荷されるグランドとの間の容量）の大きさに応じたものとなる。このため、この第１実施例では、切り換え手段１６がオン状態となったときの給電放射電極６の基本共振周波数が予め定められた設定の周波数となるための容量が給電放射電極６の高次モード零電圧領域Ｐと容量装荷用電極１２との間に形成されるように、給電放射電極６の高次モード零電圧領域Ｐと容量装荷用電極１２との間の間隔や、容量装荷用電極１２の電極幅等が設計されている。【００３４】
上記のように給電放射電極６の基本共振周波数帯を切り換えることができることによって、次に示すような効果を得ることができる。例えば、無線通信システムＡでは図１ｃに示す周波数帯域Ａを利用して無線通信を行い、別の無線通信システムＢでは周波数帯域Ｂを利用して無線通信を行うものとする。この場合には、切り換え手段１６をオン状態とすることにより、給電放射電極６の基本共振周波数帯は無線通信システムＡ用の周波数帯域Ａに対応したものとなる。また、切り換え手段１６をオフ状態とすることにより、給電放射電極６の基本共振周波数帯は無線通信システムＢ用の周波数帯域Ｂに対応するものとなる。つまり、給電放射電極６の高次モード零電圧領域Ｐへの容量装荷用電極１２による容量装荷のオン・オフが無い構成である場合には、給電放射電極６の基本共振周波数帯は、周波数帯域Ａと周波数帯域Ｂとのうちの何れか一方のみにしか対応することができない。これに対して、給電放射電極６の高次モード零電圧領域Ｐへの容量装荷用電極１２による容量装荷のオン・オフを切り換え制御可能な構成を備えることによって、給電放射電極６の基本共振周波数帯は、周波数帯域Ａと周波数帯域Ｂの両方共に対応することができる。すなわち、給電放射電極６の基本周波数帯の広帯域化を図ることができる。【００３５】
また、この第１実施例では、容量装荷用電極１２による容量は給電放射電極６の高次モード零電圧領域Ｐに装荷するので、給電放射電極６の高次モードと無給電放射電極７とによる複共振状態は、切り換え手段１６のオン・オフの影響を受けない。このため、次に示すような問題の発生を回避することができる。例えば、無線通信システムＣでは図１ｃに示す周波数帯域Ｃを利用して無線通信を行い、また別の無線通信システムＤでは周波数帯域Ｄを利用して無線通信を行い、さらにまた別の無線通信システムＥでは周波数帯域Ｅを利用して無線通信を行うものとする。この場合に、給電放射電極６の高次モードと無給電放射電極７とによる複共振状態により給電放射電極６の高次共振周波数帯の広帯域化が図られて当該給電放射電極６の高次共振周波数帯は、切り換え手段１６のオフ状態で、周波数帯域Ｃ，Ｄ，Ｅの全てに対応することが可能になっているとする。この場合に、切り換え手段１６がオフ状態からオン状態に切り換わって給電放射電極６の高次共振周波数Ｆh6が低くなる方向（つまり、無給電放射電極７の共振周波数に近付く方向）に変動してしまうと、給電放射電極６の高次共振周波数帯は、切り換え手段１６のオフ状態のときよりも狭くなってしまう。このため、例えば、給電放射電極６の高次共振周波数帯は周波数帯域Ｅに対応することができなくなってしまうという問題が発生する。これに対して、この発明では、切り換え手段１６のオン・オフ状態が切り換わっても給電放射電極６の高次共振周波数帯は変動しないので、上記したような問題の発生を回避することができる。【００３６】
容量装荷用電極１２による容量を装荷する給電放射電極６の部位を給電放射電極６の高次モード零電圧領域Ｐとすることによって、給電放射電極６の高次共振周波数を変動させずに基本共振周波数を切り換えることができることは次に示すような理由による。つまり、給電放射電極６の高次モード零電圧領域Ｐは、高次モードで電圧が零あるいはその近傍であることから、切り換え手段１６がオン状態となって容量装荷用電極１２と給電放射電極６との間に容量が形成されても、給電放射電極６の高次モードでは、その容量は給電放射電極６に装荷されない状態と等価になる。このため、切り換え手段１６のオン・オフ状態が切り換わっても給電放射電極６の高次共振周波数は変動せず、給電放射電極６の高次モードと無給電放射電極７とによる複共振状態の給電放射電極６の高次共振周波数帯の変動が抑制される。これに対して、給電放射電極６の高次モード零電圧領域Ｐは、図２ａや図２ｂに示されるように、基本モードでは容量装荷用電極１２による容量装荷の影響を受ける程度の電圧となる領域である。このため、容量装荷用電極１２による容量装荷のオン・オフによって給電放射電極６の基本共振周波数を切り換えることができる。【００３７】
すなわち、容量装荷用電極１２による容量を給電放射電極６の高次モード零電圧領域Ｐに装荷可能な構成を備えると共に、その容量装荷のオン・オフを切り換える構成を備えることによって、給電放射電極６の高次共振周波数帯を変動させずに、給電放射電極６の基本共振周波数帯を切り換えることができるという効果を得ることができる。このことは、本発明者の実験により確認されている。その実験では、この第１実施例のアンテナ構造１の構成を持つサンプルＡを用意すると共に、図３ａに示されるような比較例としてのサンプルＢを用意した。サンプルＢの構成では、容量装荷用電極１２によってグランドとの間の容量が装荷される給電放射電極６の部位は、図３ｂに示される領域Ｊである。領域Ｊは、高次モード零電圧領域Ｐからずれた領域である。この構成以外のサンプルＢの構成は、サンプルＡ（つまり、第１実施例のアンテナ構造１）と同様である。本発明者の実験では、サンプルＡ，Ｂのそれぞれについて、切り換え手段１６のオン状態とオフ状態のそれぞれの状態のときのリターンロス特性および最大利得をそれぞれ測定（シミュレーション）した。図４ａにはサンプルＡのリターンロス特性の測定結果が、また、図４ｂにはサンプルＢのリターンロス特性の測定結果が、それぞれ、示されている。図４ａおよび図４ｂでは、実線Ａは切り換え手段１６がオフ状態のときの測定結果を表し、鎖線Ｂは切り換え手段１６がオン状態のときの測定結果を表している。また、図５ａには７５０ＭHz〜１０００ＭHzの周波数範囲におけるサンプルＡのリターンロス特性および最大利得の測定結果が、また、図５ｂには７５０ＭHz〜１０００ＭHzの周波数範囲におけるサンプルＢのリターンロス特性および最大利得の測定結果が、それぞれ、示されている。さらに、図６ａには１７００ＭHz〜２２００ＭHzの周波数範囲におけるサンプルＡのリターンロス特性および最大利得の測定結果が、図６ｂには１７００ＭHz〜２２００ＭHzの周波数範囲におけるサンプルＢのリターンロス特性および最大利得の測定結果が、それぞれ、示されている。図５ａ、図５ｂ、図６ａ、図６ｂでは、実線Ａは切り換え手段１６がオフ状態のときのリターンロス特性の測定結果を表し、鎖線Ｂが切り換え手段１６がオン状態のときのリターンロス特性の測定結果を表し、実線ａは切り換え手段１６がオフ状態のときの最大利得の測定結果を表し、鎖線Ｂが切り換え手段１６がオン状態のときの最大利得の測定結果を表している。【００３８】
図４ａ〜図６ｂのグラフに示されている測定結果に表されているように、サンプルＡ，Ｂの何れも、切り換え手段１６のオン・オフの切り換えによって（つまり、容量装荷用電極１２によるグランドとの間の容量の装荷のオン・オフの切り換えによって）、給電放射電極６の基本共振周波数は切り換わっている。また、無給電放射電極７の共振周波数は変動していない。これに対して、容量装荷のオン・オフの切り換えによって、サンプルＡでは、給電放射電極６の高次共振周波数は変動していないのに、サンプルＢでは、給電放射電極６の高次共振周波数は切り換わっている。サンプルＢでは、その給電放射電極６の高次共振周波数の変動によって、給電放射電極６の高次モードと無給電放射電極７とによる複共振状態の給電放射電極６の高次共振周波数帯の帯域幅が変動してしまっている。【００３９】
すなわち、この実験により、容量装荷用電極１２によってグランドとの間の容量を装荷する領域を給電放射電極６の高次モード零電圧領域Ｐとし、その高次モード零電圧領域Ｐへの容量装荷のオン・オフの切り換えを行うことによって、給電放射電極６の高次共振周波数帯を変動させることなく、給電放射電極６の基本共振周波数を切り換えることができることを確認した。換言すれば、容量装荷用電極１２によってグランドとの間の容量を装荷する領域を給電放射電極６の高次モード零電圧領域Ｐとしなければ、容量装荷のオン・オフの切り換えを行ったときに、給電放射電極６の高次共振周波数帯を変動させてしまうことが実験からも分かる。【００４０】
なお、図１ａおよび図１ｂに示される例では、容量装荷手段は容量装荷用電極１２により構成されていたが、例えば、図７ａに示されるような延伸電極１７および容量装荷用電極１２によって容量装荷手段が構成されていてもよい。延伸電極１７は、給電放射電極６の高次モード零電圧領域Ｐから基体２の側面の容量装荷用電極１２に向けて伸張形成され容量装荷用電極１２との間に容量を形成するための電極である。当該延伸電極１７と容量装荷用電極１２との間の容量がグランドとの間の容量として給電放射電極６の高次モード零電圧領域Ｐに装荷される。【００４１】
また、図１ａおよび図１ｂに示される例では、容量装荷用電極１２は基体２の底面の端縁部から基体２の側面に伸張形成される態様であったが、図７ｂに示されるように、容量装荷用電極１２の上端側をさらに伸長形成して基体２の上面に回り込み形成され給電放射電極６の高次モード零電圧領域Ｐとの間に容量を形成する態様であってもよい。さらに、図１ａおよび図１ｂに示される例では、容量装荷用電極１２は基体２に形成されていたが、例えば、容量装荷用電極１２は回路基板２に形成されていてもよい。この場合には、例えば、図７ｃに示されるように、給電放射電極６の高次モード零電圧領域Ｐから基体２の側面を通って基体２の底面に伸張形成された延伸電極１８を形成する。また、回路基板２には、延伸電極１８に電気的に接続される電極ランド１９をグランド電極４と電気的に絶縁された状態で形成する。そして、電極ランド１９との間に容量が形成されるように容量装荷用電極１２を回路基板２に形成する。この場合には、延伸電極１８と電極ランド１９と容量装荷用電極１２によって容量装荷手段が構成され、電極ランド１９と容量装荷用電極１２との間の容量が給電放射電極６の高次モード零電圧領域Ｐに装荷される。【００４２】
さらに、図１ａおよび図１ｂに示される例では、容量装荷用電極１２は、基体２の底面の端縁部から基体２の側面に伸張形成されていたが、例えば、図７ｄに示されるように、容量装荷用電極１２の少なくとも一部を基体２の内部に形成してもよい。そのように容量装荷用電極１２の少なくとも一部が基体２の内部に形成されている構成を備えることによって、給電放射電極６に対向する容量装荷用電極１２の電極面積を拡大することが容易となる。これにより、給電放射電極６と、容量装荷用電極１２との間の容量（つまり、給電放射電極６に装荷するグランド電極４との間の容量）を大きくすることが容易となる。このため、容量装荷用電極１２によって給電放射電極６に装荷するグランド電極４との間の容量の可変調整範囲が拡大する。つまり、切り換え手段１６をオフ状態からオン状態に切り換えたときの給電放射電極６の基本共振周波数の変動幅の可変範囲を広げることができる。また、容量装荷用電極１２の形成位置についても自由度が広がる。これにより、様々な周波数帯域のニーズに応えることがより容易になるという効果を得ることができる。【００４３】
さらに、図１ａおよび図１ｂに示される例では、容量装荷手段は容量装荷用電極１２により構成されていたが、例えば、容量装荷手段は容量装荷用コンデンサ部品により構成されていてもよい。その容量装荷用コンデンサ部品が基体２に設けられる場合には、例えば、図７ｅに示されるように、給電放射電極６の高次モード零電圧領域Ｐから基体２の側面に延伸電極２０が伸張形成されると共に、基体２の底面側から延伸電極２０に向けて伸張形成された電極２１が延伸電極２０と間隔を介して形成される。電極２１は、回路基板２に形成された電極ランド２２を介してグランド接地用導通経路１５に電気的に接続されている。容量装荷用コンデンサ部品２３は延伸電極２０と電極２１との間を掛け渡して配設される。その容量装荷用コンデンサ部品２３の容量が給電放射電極６の高次モード零電圧領域Ｐとグランドとの間の容量として給電放射電極６の高次モード零電圧領域Ｐに装荷される。なお、容量装荷用コンデンサ部品２３は、予め定められた固定の容量を有するものであってもよいし、容量の大きさを可変調整することが可能な可変容量コンデンサ部品であってもよい。また、可変容量コンデンサ部品を容量装荷用コンデンサ部品２３として設ける場合には、可変容量コンデンサ部品の容量を設定するための電圧印加手段が設けられることとなる。【００４４】
上記のように容量装荷手段が容量装荷用コンデンサ部品２３により構成されることにより、次に示すような効果を得ることができる。つまり、切り換え手段１６をオフ状態からオン状態に切り換えたときの給電放射電極６の基本共振周波数の変動幅は、容量装荷手段により装荷される給電放射電極６とグランド電極４との間の容量に応じたものとなる。このため、容量装荷手段を容量装荷用コンデンサ部品２３、特に、容量を連続的に可変することができる可変容量コンデンサ部品により構成することによって、切り換え手段１６をオフ状態からオン状態に切り換えたときの給電放射電極６の基本共振周波数の変動幅を予め定められた変動幅に精度良く調整することが容易となる。このため、よりニーズにあった周波数特性を持つアンテナ構造１および無線通信装置を提供することが容易となる。【００４５】
また、容量装荷手段を容量装荷用電極１２により構成する場合には例えば大きさや形成領域の規制等によって容量装荷用電極１２により給電放射電極６に装荷できる容量の大きさが限られてしまう。これに対して、容量装荷手段を容量装荷用コンデンサ部品２３により構成することにより、容量装荷手段を容量装荷用電極１２により構成する場合に比べて、容量装荷手段により給電放射電極６に装荷するグランド電極４との間の容量を大きくすることができる。これにより、切り換え手段１６をオフ状態からオン状態に切り換えたときの給電放射電極６の基本共振周波数の変動幅の可変範囲を広げることができる。これにより、様々な周波数帯域のニーズに応えることがより容易になるという効果を得ることができる。なお、容量装荷手段を容量装荷用電極１２により構成する場合には、上記のような容量装荷用コンデンサ部品２３を設けなくとも済むので部品点数の増加を抑制することができたり、構造の複雑化を防止することができるという効果を得ることができる。【００４６】
以下に、第２実施例を説明する。なお、この第２実施例の説明において、第１実施例と同一構成部分には同一符号を付し、その共通部分の重複説明は省略する。【００４７】
この第２実施例では、図８ａに示されるように、基体２には複数（図８ａの例では２個）の容量装荷用電極１２（１２ａ，１２ｂ）が設けられている。このように、基体２に複数の容量装荷用電極１２を形成しておくことにより、その複数の容量装荷用電極１２と給電放射電極６と無給電放射電極７等が形成されている基体２（以下、このような基体２をアンテナ部品と呼ぶ）を用いて複数種のアンテナ構造１を構成することができる。なお、複数の容量装荷用電極１２は、それぞれ、互いに異なる容量を給電放射電極６の高次モード零電圧領域Ｐに装荷できるように形成されていてもよいし、全ての容量装荷用電極１２が同じ容量を給電放射電極６の高次モード零電圧領域Ｐに装荷できるように形成されていてもよく、適宜設定される。【００４８】
図８ａに示されるアンテナ部品を用いたアンテナ構造１の構成例を以下に述べる。例えば、容量装荷オン状態の給電放射電極６の基本共振周波数が予め設定された周波数となるためにアンテナ部品の複数の容量装荷用電極１２のうちの何れか一つの容量装荷用電極１２を用いるだけで済む場合には、図８ｂに示されるように、その必要な容量装荷用電極１２のみが、切り換え手段１６を介してグランド接地用導通経路１５によってグランド電極４に電気的に接続されている構成とする。なお、このアンテナ構造１の構成では、使用しない容量装荷用電極１２がある。この不使用の容量装荷用電極１２（図８ｂの例では容量装荷用電極１２（１２ｂ））は、図８ｂに示されるように電気的に浮いた状態となっていてもよいし、図８ｄに示されるように、不使用の容量装荷用電極１２（１２ｂ）から電極ランド１３（１３ｂ）側を見たときに電気的に予め定めた何らかのインピーダンスを持つ負荷２５が不使用の容量装荷用電極１２（１２ｂ）に接続されている構成としてもよい。【００４９】
以下に図８ａのアンテナ部品を用いたアンテナ構造１の別の構成例を挙げる。例えば、容量装荷オン状態のときの給電放射電極６の基本共振周波数が予め設定された周波数となるためにアンテナ部品１の複数の容量装荷用電極１２が必要である場合には、図８ｃに示されるように、必要な複数の容量装荷用電極１２が、共通の切り換え手段１６を介しグランド接地用導通経路１５によってグランド電極４に接続されている構成とする。又は、図８ｅに示されるように、各容量装荷用電極１２は、それぞれ、個別に対応する切り換え手段１６を介してグランド接地用導通経路１５によってグランド電極４に電気的に接続されている構成としてもよい。この場合には、容量装荷に必要な複数の容量装荷用電極１２に対応する全ての切り換え手段１６を同時にオン・オフ切り換え制御することになる。【００５０】
ところで、図８ｅのアンテナ構造１の例では、アンテナ部品の各容量装荷用電極１２は、それぞれ、個別に対応する切り換え手段１６を介してグランド接地用導通経路１５によりグランド電極４に接地されている構成と成している。このように複数の容量装荷用電極１２が、それぞれ、個別に対応する切り換え手段１６を介してグランド接地用導通経路１５によりグランド電極４に接続されている構成の場合には、複数の切り換え手段１６のうちの予め選択された何れか一つをオン・オフ切り換え制御する場合と、全ての切り換え手段１６を同時にオン・オフ切り換え制御する場合と、予め選択された複数の切り換え手段１６をオン・オフ切り換え制御する場合（組み合わせによっては多段階の制御を含む）とが考えられる。つまり、オン・オフ切り換え動作を行う切り換え手段１６の選択や、使用する切り換え手段１６の数や組み合わせ等によって容量装荷手段により給電放射電極６の高次モード零電圧領域Ｐに装荷するグランド電極４との間の容量の大きさを可変調整することができ、これにより、同じアンテナ構造１であっても、容量装荷オン状態のときの給電放射電極６の基本共振周波数を可変することができる。このため、アンテナ部品の複数の容量装荷用電極１２がそれぞれ個別に対応する切り換え手段１６を介してグランド電極４に接続されている構成を持つアンテナ構造１は、複数種の無線通信装置に組み込み可能なものと成すことができる。【００５１】
なお、図８ａ〜図８ｅの例では、容量装荷用電極１２は２個形成されていたが、もちろん、容量装荷用電極１２の形成数は複数であれば数に限定されるものではなく、必要に応じた３個以上の容量装荷用電極１２を形成してもよいものである。また、容量装荷用電極１２の形態は図８ａ等の形態に限定されるものではなく、例えば、複数の容量装荷用電極１２のうちの少なくとも一つは、例えば図７ｂや図７ｄに示されるような形態と成していてもよい。また、複数の容量装荷用電極１２のうちの少なくとも一つは、例えば図７ａに示されるように、給電放射電極６の高次モード零電圧領域Ｐから伸張形成された延伸電極１７との間に容量を形成し当該容量をグランドとの間の容量として給電放射電極６の高次モード零電圧領域Ｐに装荷する構成としてもよい。さらに、この第２実施例では、容量装荷手段として容量装荷用電極１２が設けられている例を示したが、例えば、図７ｅに示されるように、容量装荷手段として容量装荷用コンデンサ部品２３を基体２に複数設ける構成としてもよい。この場合にも、その複数の容量装荷用コンデンサ部品２３が設けられているアンテナ部品を用いて複数種のアンテナ構造１を得ることができる。【００５２】
この第２実施例では、容量装荷手段が基体２に複数設けられ、複数の容量装荷手段のうちの少なくとも一つが切り換え手段１６を介してグランド接地用導通経路１５によりグランド電極４に電気的に接続されている構成を備えることによって、次に示す理由によりアンテナ構造１の低コスト化を図ることができる。つまり、アンテナ構造１が組み込まれる無線通信装置の種類や機種等の違いによって、容量装荷オフ状態から容量装荷オン状態に切り換えたときの給電放射電極６の基本共振周波数の要求される変動幅が異なる。このため、その要求の変動幅を得るためのグランド電極４との間の容量を給電放射電極６の高次モード零電圧領域Ｐに装荷するための容量装荷手段を、給電放射電極６と共に基体２に設けて成るアンテナ部品を無線通信装置の種類や機種毎に作製することが考えられる。しかしながら、この場合には、無線通信装置の種類や機種毎のアンテナ部品を作製しなければならず、多数種のアンテナ部品が必要となる。これに対して、互いに異なる容量を給電放射電極６の高次モード零電圧領域Ｐに装荷する複数の容量装荷手段をアンテナ部品に設けておき、容量装荷オフ状態と容量装荷オン状態の切り換えによる給電放射電極６の基本共振周波数の予め定められた設定の変動幅に応じた容量装荷手段を切り換え手段１６を介してグランド接地用導通経路１５により回路基板３のグランド電極４に接続する構成とすることによって、同種のアンテナ部品を複数種の無線通信装置に設けることができる。つまり、アンテナ部品の共通化を図ることができる。これにより、アンテナ構造１およびそれを設けた無線通信装置の低コスト化を図ることができる。【００５３】
以下に、第３実施例を説明する。なお、この第３実施例の説明において、第１と第２の各実施例と同一構成部分には同一符号を付し、その共通部分の重複説明は省略する。【００５４】
この第３実施例では、第１又は第２の実施例の構成に加えて、無給電放射電極７が、ループ状の電流経路を持つ形態を有している。例えば、図９ａの例では、無給電放射電極７には、当該電極７の端縁から切り込み形成されたスリット２６が形成されている。そのスリット２６の切り込み開口端側の電極端縁側は、スリット２６を間にしてその一方側Ｎはグランド電極４に電気的に接続されるショート端と成し、他端側Ｍは開放端と成している。そのショート端Ｎと開放端Ｍ間の電流経路は、スリット２６を迂回して給電端Ｎと開放端Ｍを結ぶループ状経路と成している。【００５５】
この第３実施例では、無給電放射電極７は複数の互いに異なる共振周波数帯でアンテナ動作を行う構成と成している。無給電放射電極７の複数の共振周波数帯のうちで最も周波数の低い基本共振周波数帯の基本共振周波数Ｆb7は、例えば給電放射電極６の基本共振周波数Ｆb6の近傍の周波数と成し、無給電放射電極７の基本共振周波数帯のアンテナ動作（基本モード）は、例えば図９ｂの実線αに示されるように、給電放射電極６の基本モードと共に複共振状態を作り出す構成となっている。また、無給電放射電極７の基本共振周波数帯よりも高い高次共振周波数帯の高次共振周波数Ｆh7は、給電放射電極６の高次共振周波数Ｆh6に近い周波数と成し、無給電放射電極７の高次共振周波数帯のアンテナ動作（高次モード）は、給電放射電極６の高次モードと共に複共振状態を作り出す構成となっている。このように、無給電放射電極７により給電放射電極６の基本共振周波数帯と高次共振周波数帯の両方で複共振状態が作り出されることによって、複共振状態によって、給電放射電極６の高次共振周波数帯だけでなく、基本共振周波数帯の広帯域化をも図ることができる。【００５６】
このような構成を備える場合においても、この第３実施例では、第１や第２の各実施例と同様に、容量装荷手段（図９ａの例では容量装荷用電極１２）による給電放射電極６の高次モード零電圧領域Ｐへの容量装荷のオン・オフを切り換えることができる構成を備えている。このため、例えば、切り換え手段１６がオフ状態で容量装荷手段による給電放射電極６の高次モード零電圧領域Ｐへの容量装荷がオフである場合に、例えば図９ｂの実線αに示されるように給電放射電極６の基本共振周波数が周波数Ｆb6であるとする。これに対して、切り換え手段１６をオン状態に切り換えて容量装荷手段による給電放射電極６の高次モード零電圧領域Ｐへの容量装荷がオンになると、図９ｂの鎖線βに示されるように、給電放射電極６の基本共振周波数は周波数Ｆb6’に切り換わる。このように、給電放射電極６の基本共振周波数の切り換えが行われても、前述したように容量装荷手段による容量は給電放射電極６の高次モード零電圧領域Ｐに装荷されるので、図９ｂの実線αと鎖線βの比較からも分かるように、給電放射電極６の高次共振周波数帯は変動しない。【００５７】
この第３実施例では、無給電放射電極７により給電放射電極６の基本共振周波数帯と高次共振周波数帯との両方で複共振状態が作り出される構成とした。このため、給電放射電極６の基本共振周波数の切り換えによる給電放射電極６の基本周波数帯の広帯域化だけでなく、無給電放射電極７による複共振状態によっても給電放射電極６の基本周波数帯の広帯域化を図ることができる。これにより、給電放射電極６の基本周波数帯のより一層の広帯域化を図ることができる。【００５８】
また、この第３実施例では、無給電放射電極７が、給電放射電極６と同様に、その電流経路がループ状となる態様を有している。このため、給電放射電極６と同様に、無給電放射電極７の基本共振周波数と高次共振周波数をそれぞれほぼ独立的に調整することができる。これにより、無給電放射電極７の基本共振周波数と高次共振周波数をそれぞれ予め定められた設定の周波数に調整することが容易となる。また、無給電放射電極７も給電放射電極６と同様に電極７にスリット２６を形成して電流経路をループ状としているので、大型化することなく無給電放射電極７の電気長を長くすることができるという効果や、周波数帯域の広帯域化を図ることができるという効果を得ることができる。【００５９】
なお、図９ａの例では、容量装荷手段は図１ａに示されるような容量装荷用電極１２であったが、もちろん、容量装荷手段は、前述したような、例えば図７ａ〜図７ｅに示される構成や、第２実施例で述べた構成等の他の構成をも採り得るものである。【００６０】
以下に、第４実施例を説明する。なお、この第４実施例の説明では、第１〜第３の各実施例と同一構成部分には同一符号を付し、その共通部分の重複説明は省略する。【００６１】
この第４実施例では、第３実施例の構成に加えて、無給電放射電極７の高次モードで電圧が零あるいはその近傍となる無給電放射電極７の領域（高次モード零電圧領域）に容量を装荷するための容量装荷手段が設けられている。例えば、図１０ａの例では、無給電放射電極７は、そのショート端Ｎと開放端Ｍとの間の電流経路が、ショート端Ｎと開放端Ｍをスリット２６を迂回して結ぶループ状経路となる形態を有している。この無給電放射電極７の電流経路の迂回の折り返し領域Ｕが高次モード零電圧領域となっている。基体２には、その無給電放射電極７の高次モード零電圧領域Ｕに容量を装荷するための無給電側の容量装荷手段である容量装荷用電極２７が形成されている。また、回路基板３には、容量装荷用電極２７に電気的に接続される電極ランド２８がグランド電極４と間隔を介して形成されている。その電極ランド２８と、給電放射電極６側の電極ランド１３とは、共通の切り換え手段１６とグランド接地用導通経路１５を介してグランド電極４に電気的に接続されている。【００６２】
例えば、切り換え手段１６がオフ状態の場合には、容量装荷用電極１２による給電放射電極６の高次モード零電圧領域Ｐへの容量装荷はオフである。また、容量装荷用電極２７による無給電放射電極７の高次モード零電圧領域Ｕへの容量装荷もオフである。この場合、例えば、給電放射電極６の基本共振周波数は図１０ｂに示す周波数Ｆb6であり、また、無給電放射電極７の基本共振周波数は周波数Ｆb7であり、図１０ｂの実線αに示されるように、無給電放射電極７の基本モードと給電放射電極６の基本モードとによって給電放射電極６の基本共振周波数帯で複共振状態が作り出される。これに対して、切り換え手段１６がオン状態に切り換わると、容量装荷用電極１２による給電放射電極６の高次モード零電圧領域Ｐへの容量装荷はオンとなり、また、容量装荷用電極２７による無給電放射電極７の高次モード零電圧領域Ｕへの容量装荷もオンとなる。これにより、給電放射電極６の基本共振周波数は周波数Ｆb6’に切り換わり、また、無給電放射電極７の基本共振周波数は周波数Ｆb7に切り換わる。これにより、給電放射電極６の基本モードと無給電放射電極７の基本モードによる複共振状態の給電放射電極６の基本共振周波数帯は図１０ｂの鎖線βに示されるように切り換わる。【００６３】
なお、図１０ａの例では、給電放射電極６側の容量装荷手段は、図１ａの例と同様の容量装荷用電極１２により構成されていたが、給電放射電極６側の容量装荷手段は、前述したような、例えば図７ａ〜図７ｅに示される構成や、第２実施例で述べた構成等の他の構成を採用してもよい。また、無給電放射電極７側の容量装荷手段に関しても、上記同様な様々な構成を採用してよいものである。【００６４】
また、図１０ａの例では、容量装荷用電極１２，２７は、それぞれ、共通の切り換え手段１６とグランド接地用導通経路１５を介してグランド電極４に電気的に接続される構成であったが、容量装荷用電極１２，２７は、それぞれ、個別に対応する切り換え手段１６とグランド接地用導通経路１５を介してグランド電極４に電気的に接続される構成としてもよい。【００６５】
この第４実施例では、無給電放射電極７にもその高次モード零電圧領域に容量を装荷するための容量装荷手段（容量装荷用電極２７）を設けたので、給電放射電極６と同様に、無給電放射電極７の高次共振周波数を変動させることなく無給電放射電極７の基本共振周波数を切り換えることができる。このため、給電放射電極６および無給電放射電極７の基本共振周波数の切り換えによって、基本共振周波数帯のより一層の広帯域化を図ることができる。【００６６】
以下に、第５実施例を説明する。なお、この第５実施例の説明において、第１〜第４の各実施例と同一構成部分には同一符号を付し、その共通部分の重複説明は省略する。【００６７】
ところで、アンテナ構造１において、容量装荷手段の形成可能な位置が、例えば回路基板３の配線構成等に起因して制限されてしまう場合がある。この場合には、その容量装荷手段の形成可能な位置と、容量装荷手段が給電放射電極６の高次モード零電圧領域Ｐに容量を装荷することができる位置とがずれてしまう虞がある。この第５実施例では、そのような事態を回避できる構成を備えている。すなわち、この第５実施例では、第１〜第４の各実施例の構成に加えて、次に示すような構成を有している。【００６８】
つまり、給電放射電極６は誘電体の基体２上に形成されているために、給電放射電極６における電圧分布は基体２の誘電率の影響を受ける。このため、基体２の誘電率を調整することによって給電放射電極６の高次モード零電圧領域Ｐの位置を調整することができる。このことを利用して第５実施例のアンテナ構造１は例えば次に示すように設計されている。例えば、容量装荷手段の形成位置の制限条件等に基づいて容量装荷手段の形成位置が定まる。その容量装荷手段により容量が装荷される給電放射電極６の領域が高次モード零電圧領域Ｐの配置位置として設定される。その設定の位置に給電放射電極６の高次モード零電圧領域Ｐが配設されるように基体２の誘電率が求められる。当該求めた誘電率を持つ誘電体により基体２が形成される。【００６９】
例えば、第１〜第４の各実施例の説明で使用した図面のアンテナ構造１の例では、容量装荷用電極１２の形成位置は、基体２の角部であったが、上記のような基体２の誘電率の調整により、例えば図１１ａに示されるように、給電放射電極６の高次モード零電圧領域Ｐの設定の配置位置に応じて、容量装荷用電極１２の形成位置は基体２の側面の中央寄りの位置とすることができる。【００７０】
なお、上記例では、基体２の全体が同じ誘電体により構成されていたが、給電放射電極６の高次モードの電圧分布は、特に、給電放射電極６の開放端形成領域の誘電率の影響を受け易い。このことから、例えば、給電放射電極６の開放端形成領域となる基体部分のみが、部分的に、給電放射電極６の高次モード零電圧領域Ｐを設定位置に配置するための誘電率を持つ誘電体により形成されている構成としてもよい。また、例えば、図１１ｂに示されるように、給電放射電極６の高次モード零電圧領域Ｐを設定位置に配置するための誘電率を持つ誘電体部材３０を、給電放射電極６の開放端形成領域となる基体部分に設けてもよい。【００７１】
なお、図１１ａと図１１ｂの例では、給電放射電極６側の容量装荷手段として容量装荷用電極１２が設けられている例を示したが、もちろん、給電放射電極６側の容量装荷手段として、第１〜第４の各実施例で前述したような他の構成のものを設けてもよいものである。また、第４実施例と同様に、無給電側の容量装荷手段を設けてもよい。例えば、そのように無給電側の容量装荷手段が設けられ、さらに、無給電放射電極７の高次モード零電圧領域Ｕの形成位置を調整したい場合には、給電放射電極６と同様に、無給電放射電極７の開放端形成領域となる基体部分のみが、部分的に、無給電放射電極７の高次モード零電圧領域Ｕを設定位置に配置するための誘電率を持つ誘電体により形成されている構成を備えてもよい。また、無給電放射電極７の高次モード零電圧領域Ｕを設定位置に配置するための誘電率を持つ誘電体部材を、無給電放射電極７の開放端形成領域となる基体部分に設けてもよい。【００７２】
この第５実施例では、上記のように、基体２の誘電率を全体的に又は部分的に調整したり、給電放射電極６や無給電放射電極７の開放端形成領域に誘電体部材を設けて給電放射電極６や無給電放射電極７の高次モード零電圧領域Ｐ，Ｕの配置位置を調整する構成を備えている。このため、給電放射電極６や無給電放射電極７の容量装荷手段の形成位置が制限されてしまう場合であっても、容量装荷手段によって給電放射電極６や無給電放射電極７の高次モード零電圧領域Ｐ，Ｕに容量を装荷することができて、給電放射電極６や無給電放射電極７の基本共振周波数帯の切り換えを行うことができる。【００７３】
以下に、第６実施例を説明する。なお、この第６実施例の説明において、第１〜第５の各実施例と同一構成部分には同一符号を付し、その共通部分の重複説明は省略する。【００７４】
ところで、アンテナ構造１が組み込まれる無線通信装置の仕様によっては、給電放射電極６の基本共振周波数を切り換えなくとも給電放射電極６の基本共振周波数帯が予め定められた周波数帯域の条件を満たすことがある。このような場合には、給電放射電極６の基本共振周波数を切り換えなくとも済むので、第１〜第５の各実施例に示したようなアンテナ部品を持ち、かつ、切り換え手段１６が省略されているアンテナ構造１を構築することができる。このことから、第６実施例のアンテナ構造１は、次に示すような構成を備えている。【００７５】
つまり、この第６実施例では、図１２ａ〜図１２ｃに示されるように、基体２に設けられる容量装荷用電極１２は、オプション用の容量装荷手段と成す。例えば、容量装荷オフ状態におけるアンテナ構造１が例えば図１ｃの実線αに示されるようなリターンロス特性を有する場合に、図１ｃに示される周波数帯Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの４つの周波数帯で無線通信が可能なアンテナ構造１が要求されている場合には、容量装荷用電極１２による容量装荷をオン状態として周波数帯Ａに対応させる必要がない。このことから、容量装荷用電極１２を電気的にオープンな状態に固定してもよい。これにより、例えば、図１２ａに示されるように、容量装荷用電極１２をグランド電極４に接地させるのではなく、例えば容量装荷用電極１２からグランド電極４側を見たときに予め定められた何らかのインピーダンス（この場合にはオープンが望ましい）を持つ負荷３２を容量装荷用電極１２に接続させる。あるいは、例えば、図１２ｂに示されるように、容量装荷用電極１２からグランド電極４側を見たときに予め定められた何らかのインピーダンス（この場合にはオープンが望ましい）を持つ負荷部品３３を容量装荷用電極１２に接続させる。【００７６】
さらに、例えば、図１ｃに示される周波数帯Ａ，Ｃ，Ｄ，Ｅの４つの周波数帯で無線通信が可能なアンテナ構造１が要求されている場合には、容量装荷用電極１２による容量装荷をオフ状態として周波数帯Ｂに対応させる必要がない。このことから、容量装荷用電極１２を短絡状態に固定してもよい。これにより、例えば、容量装荷用電極１２を図１２ｃに示されるように直接的に回路基板３のグランド電極４に接続させて接地させる。【００７７】
この第６実施例のアンテナ構造の構成では、切り換え手段１６を省略することができるので、アンテナ構造の簡素化を図ることができる。なお、図１２ａ〜図１２ｃに示される容量装荷用電極１２に代えて、オプション用の容量装荷手段として、例えば、図７ａや図７ｂや図７ｄや図７ｅや図８ａに示されるような他の構成の容量装荷手段を設けてもよい。また、オプション用の無給電側の容量装荷手段を設けてもよいものである。【００７８】
この第６実施例では、基体２にはオプション用の容量装荷手段が設けられている構成とした。このため、アンテナ部品の共通化を図ることができる。つまり、オプション用の容量装荷手段が基体２に形成されて成るアンテナ部品は、給電放射電極６又は無給電放射電極７の高次モード零電圧領域Ｐ，Ｕにグランド電極４との間の容量の装荷が必要なアンテナ構造１にも、不必要なアンテナ構造１にも、さらに、容量装荷のオン・オフの切り換えが必要なアンテナ構造１にも設けることができる。このため、アンテナ部品の共通化を図ることができて、アンテナ構造１の低コスト化を図ることができる。【００７９】
以下に、第７実施例を説明する。この第７実施例は無線通信装置に関するものである。この第７実施例の無線通信装置は、第１〜第６の各実施例に示したアンテナ構造１のうちの何れか一つのアンテナ構造１が設けられている。アンテナ構造以外の無線通信装置の構成には様々な構成があり、ここでは、そのアンテナ構造以外の無線通信装置構成は特に限定されるものではなく、適宜な構成が設けられている。【００８０】
なお、この発明は第１〜第７の各実施例の形態に限定されるものではなく、様々な実施の形態を採り得るものである。例えば、第１〜第７の各実施例では、給電放射電極６は、スリット８により電流経路がループ状となる形態を有していたが、例えば、帯状の電極によってループ状の電流経路を持つ給電放射電極６を設けてもよい。無給電放射電極７がループ状電流経路を持つ形態を有する場合にも同様である。【００８１】
また、第１〜第７の各実施例では、給電放射電極６にはスリットが１本のみ形成されていたが、例えば、複数のスリットが並設され、給電放射電極６の電流経路は、給電端Ｑと開放端Ｋ間をそれらスリットの並設群を迂回して結ぶループ状の電流経路と成している構成であってもよく、スリットの形成数は限定されるものではない。また、スリットの形状も限定されるものではない。無給電放射電極７にスリットが形成される場合には、そのスリットに関しても同様である。【００８２】
さらに、第１〜第７の各実施例では、基体２は直方体状であったが、基体２は、例えば円柱状や多角形状等の直方体状以外の形状であってもよい。さらに、第１〜第７の各実施例では、基体２には、給電放射電極６と無給電放射電極７がそれぞれ１つずつ設けられていたが、例えば、給電放射電極６と無給電放射電極７のうちの少なくとも一方側が基体２に複数設けられている構成としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明は、例えば、使用する周波数帯が互いに異なる複数の無線通信システムに対応することが可能なアンテナ構造および無線通信装置に好適なものである。
【図１ａ】
2007094111.tif 000003
【図１ｂ】
2007094111.tif 000004
【図１ｃ】
2007094111.tif 000005
【図２ａ】
2007094111.tif 000006
【図２ｂ】
2007094111.tif 000007
【図３ａ】
2007094111.tif 000008
【図３ｂ】
2007094111.tif 000009
【図４ａ】
2007094111.tif 000010
【図４ｂ】
2007094111.tif 000011
【図５ａ】
2007094111.tif 000012
【図５ｂ】
2007094111.tif 000013
【図６ａ】
2007094111.tif 000014
【図６ｂ】
2007094111.tif 000015
【図７ａ】
2007094111.tif 000016
【図７ｂ】
2007094111.tif 000017
【図７ｃ】
2007094111.tif 000018
【図７ｄ】
2007094111.tif 000019
【図７ｅ】
2007094111.tif 000020
【図８ａ】
2007094111.tif 000021
【図８ｂ】
2007094111.tif 000022
【図８ｃ】
2007094111.tif 000023
【図８ｄ】
2007094111.tif 000024
【図８ｅ】
2007094111.tif 000025
【図９ａ】
2007094111.tif 000026
【図９ｂ】
2007094111.tif 000027
【図１０ａ】
2007094111.tif 000028
【図１０ｂ】
2007094111.tif 000029
【図１１ａ】
2007094111.tif 000030
【図１１ｂ】
2007094111.tif 000031
【図１２ａ】
2007094111.tif 000032
【図１２ｂ】
2007094111.tif 000033
【図１２ｃ】
2007094111.tif 000034
【図１３ａ】
2007094111.tif 000035
【図１３ｂ】
2007094111.tif 000036
【図１３ｃ】
2007094111.tif 000037
【手続補正書】
【提出日】平成19年10月19日(2007.10.19)
【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】
無線通信用の回路が形成されている回路基板のグランド領域に搭載されている基体を有し、基体には、無線通信用の回路に電気的に接続されて基本共振周波数帯と当該基本共振周波数帯の基本共振周波数の整数倍よりも低い高次共振周波数を持つ高次共振周波数帯との互いに異なる複数の共振周波数帯でアンテナ動作を行う給電放射電極が設けられていると共に、この給電放射電極と電磁結合する無給電放射電極が給電放射電極と間隔を介して設けられており、給電放射電極は、一端側が無線通信用の回路に電気的に接続される給電端と成し他端側が開放端と成している放射電極であり、この給電放射電極は、その給電端側と開放端側が間隔を介し隣接配置されて給電端と開放端間の電流経路がループ状となる形態を有しており、無給電放射電極は、給電放射電極との電磁結合により給電放射電極と共にアンテナ動作を行って少なくとも給電放射電極が持つ複数の共振周波数帯のうちの最も低い基本共振周波数帯よりも高い高次共振周波数帯で複共振状態を作り出す構成を有するアンテナ構造であって、
高次共振周波数帯のアンテナ動作モードである高次モードで電圧が零あるいはその近傍となる給電放射電極の高次モード零電圧領域に容量を装荷するための容量装荷手段と、
回路基板のグランド領域に形成されているグランド電極と、容量装荷手段との間を電気的に接続するグランド接地用導通経路と、
グランド接地用導通経路に介設され容量装荷手段と回路基板のグランド電極との間の導通オン・オフを切り換えて容量装荷手段による給電放射電極の高次モード零電圧領域への容量装荷のオン・オフを切り換え制御して給電放射電極の高次共振周波数を変動させずに給電放射電極の基本共振周波数帯の基本共振周波数を切り換える切り換え手段と、
を有していることを特徴とするアンテナ構造。
【請求項２】
給電放射電極には、当該電極の端縁から切り込み形成されたスリットが設けられ、そのスリットの切り込み開口端側の電極端縁側は、スリットを間にしてその一方側は給電端と成し他方側は開放端と成しており、給電放射電極の給電端と開放端間の電流経路は、スリットを迂回して給電端と開放端を結ぶループ状経路と成し、この電流経路の迂回の折り返し領域が給電放射電極の高次モード零電圧領域であり、容量装荷手段は電流経路の折り返し領域に容量を装荷することを特徴とする請求項１記載のアンテナ構造。
【請求項３】
無給電放射電極は、互いに異なる複数の共振周波数帯でアンテナ動作を行う放射電極であり、無給電放射電極が持つ複数の共振周波数帯のうちの最も低い基本共振周波数帯のアンテナ動作は給電放射電極の基本共振周波数帯のアンテナ動作と共に複共振状態を作り出し、無給電放射電極の基本共振周波数帯よりも高い高次共振周波数帯のアンテナ動作は給電放射電極の高次共振周波数帯のアンテナ動作と共に複共振状態を作り出すことを特徴とする請求項１記載のアンテナ構造。
【請求項４】
無給電放射電極は、一端側が回路基板のグランド電極に接地されるショート端と成し他端側が開放端と成している放射電極であり、この無給電放射電極は、そのショート端側と開放端側が間隔を介し隣接配置されてショート端と開放端との間の電流経路がループ状となる態様を有していることを特徴とする請求項３記載のアンテナ構造。
【請求項５】
高次共振周波数帯のアンテナ動作モードである高次モードで電圧が零あるいはその近傍となる無給電放射電極の高次モード零電圧領域に容量を装荷するための無給電側の容量装荷手段と、
無給電側の容量装荷手段と、回路基板のグランド電極との間を電気的に接続する無給電側のグランド接地用導通経路と、
無給電側のグランド接地用導通経路に介設され無給電側の容量装荷手段と回路基板のグランド電極との間の導通オン・オフを切り換えて無給電側の容量装荷手段による無給電放射電極の高次モード零電圧領域への容量装荷のオン・オフを切り換え制御して無給電放射電極の基本共振周波数帯の基本共振周波数を切り換える切り換え手段と、
を有していることを特徴とする請求項３記載のアンテナ構造。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５の何れか一つに記載されている容量装荷手段、又は、請求項３乃至請求項５の何れか一つに記載されている無給電側の容量装荷手段は、給電放射電極あるいは無給電放射電極の高次モード零電圧領域との間に容量を形成するための容量装荷用電極と、容量装荷用コンデンサ部品との何れかにより構成されていることを特徴とするアンテナ構造。
【請求項７】
請求項１乃至請求項５の何れか一つに記載されている容量装荷手段、又は、請求項３乃至請求項５の何れか一つに記載されている無給電側の容量装荷手段は容量装荷用コンデンサ部品により構成されており、その容量装荷用コンデンサ部品は、給電放射電極あるいは無給電放射電極の高次モード零電圧領域に装荷する容量の大きさを可変調整可能な可変容量コンデンサ部品であることを特徴とするアンテナ構造。
【請求項８】
請求項１乃至請求項５の何れか一つに記載されている容量装荷手段、又は、請求項３乃至請求項５の何れか一つに記載されている無給電側の容量装荷手段は、給電放射電極あるいは無給電放射電極の高次モード零電圧領域との間に容量を形成するための容量装荷用電極により構成されており、その容量装荷用電極の少なくとも一部は基体の内部に埋設されていることを特徴とするアンテナ構造。
【請求項９】
請求項１乃至請求項５の何れか一つに記載されている容量装荷手段、又は、請求項３乃至請求項５の何れか一つに記載されている無給電側の容量装荷手段が基体に複数設けられており、それら容量装荷手段は、それぞれ、互いに異なる容量を給電放射電極あるいは無給電放射電極の高次モード零電圧領域に装荷するものであり、前記容量装荷手段のうちの何れか一つ、あるいは、前記無給電側の容量装荷手段のうちの何れか一つが、切り換え手段を介してグランド接地用導通経路により回路基板のグランド電極に電気的に接続されていることを特徴とするアンテナ構造。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項５の何れか一つに記載されている容量装荷手段、又は、請求項３乃至請求項５の何れか一つに記載されている無給電側の容量装荷手段が基体に複数設けられ、各容量装荷手段は、それぞれ、個別に対応する切り換え手段を介してグランド接地用導通経路により回路基板のグランド電極に電気的に接続されていることを特徴とするアンテナ構造。
【請求項１１】
基体は、高次モード零電圧領域の位置を予め定めた設定位置に調整するための誘電率を有する誘電体により構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか一つに記載のアンテナ構造。
【請求項１２】
給電放射電極開放端形成領域となる基体部分は、給電放射電極の高次モード零電圧領域の位置を予め定めた基体位置に配置させるための誘電率を持つ誘電体により構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか一つに記載のアンテナ構造。
【請求項１３】
給電放射電極開放端形成領域となる基体部分には、給電放射電極の高次モード零電圧領域の位置を予め定めた基体位置に配置させるための誘電率を持つ誘電体部材が設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか一つに記載のアンテナ構造。
【請求項１４】
無線通信用の回路が形成されている回路基板のグランド領域に搭載されている基体を有し、基体には、無線通信用の回路に電気的に接続されて基本共振周波数帯と当該基本共振周波数帯の基本共振周波数の整数倍よりも低い高次共振周波数を持つ高次共振周波数帯との互いに異なる複数の共振周波数帯でアンテナ動作を行う給電放射電極が設けられていると共に、この給電放射電極と電磁結合する無給電放射電極が給電放射電極と間隔を介して設けられており、給電放射電極は、一端側が無線通信用の回路に電気的に接続される給電端と成し他端側が開放端と成している放射電極であり、この給電放射電極は、その給電端側と開放端側が間隔を介し隣接配置されて給電端と開放端間の電流経路がループ状となる形態を有しており、無給電放射電極は、給電放射電極との電磁結合により給電放射電極と共にアンテナ動作を行って少なくとも給電放射電極が持つ複数の共振周波数帯のうちの最も低い基本共振周波数帯よりも高い高次共振周波数帯で複共振状態を作り出す構成を有するアンテナ構造であって、
基体には、高次共振周波数帯のアンテナ動作モードである高次モードで電圧が零あるいはその近傍となる給電放射電極の高次モード零電圧領域に容量を装荷して給電放射電極の高次共振周波数を変動させずに給電放射電極の基本共振周波数帯の基本共振周波数を切り換えるためのオプション用の容量装荷手段が形成されており、
オプション用の容量装荷手段は、給電放射電極の高次モード零電圧領域に容量を装荷するときには、回路基板のグランド領域に形成されているグランド電極との間にグランド接地用導通経路が形成されて給電放射電極の高次モード零電圧領域に容量を装荷し、給電放射電極の高次モード零電圧領域に容量を装荷しないときには、グランド接地用導通経路が形成されていないことを特徴とするアンテナ構造。
【請求項１５】
請求項１乃至請求項５の何れか一つ又は請求項１４に記載のアンテナ構造が設けられていることを特徴とする無線通信装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
この発明は次に示す構成をもって前記課題を解決するための手段としている。すなわち、この発明の一つの構成は、
無線通信用の回路が形成されている回路基板のグランド領域に搭載されている基体を有し、基体には、無線通信用の回路に電気的に接続されて基本共振周波数帯と当該基本共振周波数帯の基本共振周波数の整数倍よりも低い高次共振周波数を持つ高次共振周波数帯との互いに異なる複数の共振周波数帯でアンテナ動作を行う給電放射電極が設けられていると共に、この給電放射電極と電磁結合する無給電放射電極が給電放射電極と間隔を介して設けられており、給電放射電極は、一端側が無線通信用の回路に電気的に接続される給電端と成し他端側が開放端と成している放射電極であり、この給電放射電極は、その給電端側と開放端側が間隔を介し隣接配置されて給電端と開放端間の電流経路がループ状となる形態を有しており、無給電放射電極は、給電放射電極との電磁結合により給電放射電極と共にアンテナ動作を行って少なくとも給電放射電極が持つ複数の共振周波数帯のうちの最も低い基本共振周波数帯よりも高い高次共振周波数帯で複共振状態を作り出す構成を有するアンテナ構造であって、
高次共振周波数帯のアンテナ動作モードである高次モードで電圧が零あるいはその近傍となる給電放射電極の高次モード零電圧領域に容量を装荷するための容量装荷手段と、
回路基板のグランド領域に形成されているグランド電極と、容量装荷手段との間を電気的に接続するグランド接地用導通経路と、
グランド接地用導通経路に介設され容量装荷手段と回路基板のグランド電極との間の導通オン・オフを切り換えて容量装荷手段による給電放射電極の高次モード零電圧領域への容量装荷のオン・オフを切り換え制御して給電放射電極の高次共振周波数を変動させずに給電放射電極の基本共振周波数帯の基本共振周波数を切り換える切り換え手段と、
を有していることを特徴としている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
また、この発明の別の構成の一つは、
無線通信用の回路が形成されている回路基板のグランド領域に搭載されている基体を有し、基体には、無線通信用の回路に電気的に接続されて基本共振周波数帯と当該基本共振周波数帯の基本共振周波数の整数倍よりも低い高次共振周波数を持つ高次共振周波数帯との互いに異なる複数の共振周波数帯でアンテナ動作を行う給電放射電極が設けられていると共に、この給電放射電極と電磁結合する無給電放射電極が給電放射電極と間隔を介して設けられており、給電放射電極は、一端側が無線通信用の回路に電気的に接続される給電端と成し他端側が開放端と成している放射電極であり、この給電放射電極は、その給電端側と開放端側が間隔を介し隣接配置されて給電端と開放端間の電流経路がループ状となる形態を有しており、無給電放射電極は、給電放射電極との電磁結合により給電放射電極と共にアンテナ動作を行って少なくとも給電放射電極が持つ複数の共振周波数帯のうちの最も低い基本共振周波数帯よりも高い高次共振周波数帯で複共振状態を作り出す構成を有するアンテナ構造であって、
基体には、高次共振周波数帯のアンテナ動作モードである高次モードで電圧が零あるいはその近傍となる給電放射電極の高次モード零電圧領域に容量を装荷して給電放射電極の高次共振周波数を変動させずに給電放射電極の基本共振周波数帯の基本共振周波数を切り換えるためのオプション用の容量装荷手段が形成されており、
オプション用の容量装荷手段は、給電放射電極の高次モード零電圧領域に容量を装荷するときには、回路基板のグランド領域に形成されているグランド電極との間にグランド接地用導通経路が形成されて給電放射電極の高次モード零電圧領域に容量を装荷し、給電放射電極の高次モード零電圧領域に容量を装荷しないときには、グランド接地用導通経路が形成されていないことをも特徴としている。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
また、図１ａおよび図１ｂに示される例では、容量装荷用電極１２は基体２の底面の端縁部から基体２の側面に伸張形成される態様であったが、図７ｂに示されるように、容量装荷用電極１２の上端側をさらに伸長形成して基体２の上面に回り込み形成され給電放射電極６の高次モード零電圧領域Ｐとの間に容量を形成する態様であってもよい。さらに、図１ａおよび図１ｂに示される例では、容量装荷用電極１２は基体２に形成されていたが、例えば、容量装荷用電極１２は回路基板３に形成されていてもよい。この場合には、例えば、図７ｃに示されるように、給電放射電極６の高次モード零電圧領域Ｐから基体２の側面を通って基体２の底面に伸張形成された延伸電極１８を形成する。また、回路基板３には、延伸電極１８に電気的に接続される電極ランド１９をグランド電極４と電気的に絶縁された状態で形成する。そして、電極ランド１９との間に容量が形成されるように容量装荷用電極１２を回路基板３に形成する。この場合には、延伸電極１８と電極ランド１９と容量装荷用電極１２によって容量装荷手段が構成され、電極ランド１９と容量装荷用電極１２との間の容量が給電放射電極６の高次モード零電圧領域Ｐに装荷される。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
さらに、図１ａおよび図１ｂに示される例では、容量装荷手段は容量装荷用電極１２により構成されていたが、例えば、容量装荷手段は容量装荷用コンデンサ部品により構成されていてもよい。その容量装荷用コンデンサ部品が基体２に設けられる場合には、例えば、図７ｅに示されるように、給電放射電極６の高次モード零電圧領域Ｐから基体２の側面に延伸電極２０が伸張形成されると共に、基体２の底面側から延伸電極２０に向けて伸張形成された電極２１が延伸電極２０と間隔を介して形成される。電極２１は、回路基板３に形成された電極ランド２２を介してグランド接地用導通経路１５に電気的に接続されている。容量装荷用コンデンサ部品２３は延伸電極２０と電極２１との間を掛け渡して配設される。その容量装荷用コンデンサ部品２３の容量が給電放射電極６の高次モード零電圧領域Ｐとグランドとの間の容量として給電放射電極６の高次モード零電圧領域Ｐに装荷される。なお、容量装荷用コンデンサ部品２３は、予め定められた固定の容量を有するものであってもよいし、容量の大きさを可変調整することが可能な可変容量コンデンサ部品であってもよい。また、可変容量コンデンサ部品を容量装荷用コンデンサ部品２３として設ける場合には、可変容量コンデンサ部品の容量を設定するための電圧印加手段が設けられることとなる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６２】
例えば、切り換え手段１６がオフ状態の場合には、容量装荷用電極１２による給電放射電極６の高次モード零電圧領域Ｐへの容量装荷はオフである。また、容量装荷用電極２７による無給電放射電極７の高次モード零電圧領域Ｕへの容量装荷もオフである。この場合、例えば、給電放射電極６の基本共振周波数は図１０ｂに示す周波数Ｆb6であり、また、無給電放射電極７の基本共振周波数は周波数Ｆb7であり、図１０ｂの実線αに示されるように、無給電放射電極７の基本モードと給電放射電極６の基本モードとによって給電放射電極６の基本共振周波数帯で複共振状態が作り出される。これに対して、切り換え手段１６がオン状態に切り換わると、容量装荷用電極１２による給電放射電極６の高次モード零電圧領域Ｐへの容量装荷はオンとなり、また、容量装荷用電極２７による無給電放射電極７の高次モード零電圧領域Ｕへの容量装荷もオンとなる。これにより、給電放射電極６の基本共振周波数は周波数Ｆb6’に切り換わり、また、無給電放射電極７の基本共振周波数は周波数にＦb7’に切り換わる。これにより、給電放射電極６の基本モードと無給電放射電極７の基本モードによる複共振状態の給電放射電極６の基本共振周波数帯は図１０ｂの鎖線βに示されるように切り換わる。
【国際調査報告】
2007094111.tif 000038
2007094111.tif 000039
2007094111.tif 000040
2007094111.tif 000041