(57)【要約】【課題】複数のマルチバンド等に対応するアンテナ装置に関し、複数の無線通信周波数の変更や設定を容易に実現する。【解決手段】素子部間にスイッチング素子（ＰＩＮダイオード１８）を介在させて連結させた複数の素子部（エレメント１４１、１４２、１４３）からなる無給電素子（１４）を備えており、スイッチング素子の開閉によって前記無給電素子の動作周波数が切り換えられるとともに、無給電素子が導波素子として機能することから、無給電素子側にも放射パターンが得られ、人体の放射効率への影響を軽減させている。【選択図】図１
2007221288.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の素子部を持つとともに、給電素子に近接して設置される無給電素子と、
前記無給電素子の前記素子部間を連結させるスイッチング素子と、
を備え、前記スイッチング素子の開閉により前記無給電素子の動作周波数が切り換えられることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
請求項１のアンテナ装置において、
前記無給電素子は、前記給電素子の端部側に設置されて前記給電素子との結合によって導波素子を構成することを特徴とするアンテナ装置。
【請求項３】
請求項１のアンテナ装置において、
前記無給電素子は、回路基板に形成された複数の導体パターンで構成したことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項４】
請求項１のアンテナ装置において、
前記無給電素子に対し、非放射面側に接地導体板を設置してなることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項５】
複数の素子部を持つとともに、給電側の素子に近接して設置される無給電素子と、
前記無給電素子の前記素子部間を連結させるスイッチング素子と、
を備え、前記スイッチング素子の開閉により前記無給電素子の動作周波数が切り換えられ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、複数の無線通信周波数に対応するアンテナに関し、折畳み式携帯電話機等の各種無線通信に好適な無給電素子を備えるアンテナ装置及び無線通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話等の移動電話サービスでは、サービスエリアの拡張に伴い、無線通信周波数が増加し、デュアルバンド、トリプルバンド等、マルチバンド化しており、このような周波数に対応するアンテナを必要としている。
【０００３】
アンテナ特性の評価項目である放射効率は、アンテナと接地部（ＧＮＤ）の距離や整合回路により、改善することが比較的容易である。携帯電話機は受話部を耳に付けて使用するのが一般的であり、そのアンテナは人の頭部に近接するため、放射電波が人体の影響を受けて少なからず減衰する。放射電波の減衰の程度が大きくなると、無線通信に支障を来す場合がある。マルチバンドアンテナでは、１つのアンテナに複数の共振点が存在するため、シングルバンドのアンテナに比べ、放射効率が劣る傾向にある。
【０００４】
このような複数の共振点を持つアンテナ装置に関し、特許文献１〜特許文献４等が存在し、特許文献１には、パッチ部に複数の付加パッチ部が併設してＰＩＮダイオードで接続され、ＰＩＮダイオードの導通又は非導通により、パッチ部と付加パッチ部との接続を切り換えることにより、複数の周波数に対応できるパッチアンテナ装置が開示されており、特許文献２には、給電素子と無給電素子とをスイッチング素子によって接続し、スイッチング素子の開閉により共振周波数を変化させるアンテナが開示されており、特許文献３には、アンテナと電磁結合するスロットとともに、スロットの地板領域間を短絡又は開放させるスイッチを備え、スイッチの開閉によってアンテナの放射パターンを切り換える無線装置が開示されており、また、特許文献４には、プリント基板上に第１及び第２のアンテナを備え、これらアンテナの各電気長を変えて指向性を切り換えるアンテナが開示されている。
【特許文献１】特開平１０−１９０３４７
【特許文献２】特開平１０−１９０３４４
【特許文献３】特開２００４−３０４７０５
【特許文献４】特開２００４−１２８５５７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、携帯電話機のように通信時に人体に近接させる無線通信装置では、アンテナの放射電波は少なからず人体の影響を受け、その影響を皆無にすることはできず、マルチバンド化に対応するアンテナ装置が必要である。即ち、放射効率を高め、かつ人体による影響が少なく、かつマルチバンドに適したアンテナ装置が要請されている。
【０００６】
このような課題について、特許文献１〜４には開示も示唆もなく、それを解決したアンテナ装置の開示や着想もない。
【０００７】
そこで、本発明の第１の目的は、複数のマルチバンド等に対応するアンテナ装置に関し、複数の無線通信周波数の変更や設定を容易に実現することにある。
【０００８】
また、本発明の第２の目的は、人体の放射効率への影響を軽減することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明は、素子部間にスイッチング素子を介在させて連結させた複数の素子部からなる無給電素子を備えており、前記スイッチング素子の開閉によって前記無給電素子の動作周波数が切り換えられるとともに、無給電素子が導波素子として機能することから、無給電素子側にも放射パターンが得られ、人体の放射効率への影響を軽減させている。
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明の第１の側面は、アンテナ装置であって、複数の素子部を持つとともに、給電側の素子に近接して設置される無給電素子と、前記無給電素子の前記素子部間を連結させるスイッチング素子とを備え、前記スイッチング素子の開閉により前記無給電素子の動作周波数が切り換えられる構成である。
【００１１】
斯かる構成とすれば、スイッチング素子を介在させて連結された素子部がスイッチング素子の開閉によって切り換えられ、無給電素子の長さが連結される素子部によって変化し、動作周波数が切り換えられる。斯かる構成により、第１の目的が達成される。
【００１２】
上記目的を達成するには、上記アンテナ装置において、前記無給電素子は、前記給電素子の端部側に設置されて前記給電素子との結合によって導波素子を構成させている。斯かる構成とすれば、動作周波数の変移とともに、電波の放射域を無給電素子側に変移させることができる。
【００１３】
上記目的を達成するためには、上記アンテナ装置において、好ましくは、前記無給電素子は、回路基板に形成された複数の導体パターンで構成してもよい。斯かる構成とすれば、導体パターンを以て所望の幅又は長さを持つ素子部が構成される。
【００１４】
上記目的を達成するためには、上記アンテナ装置において、好ましくは、前記無給電素子に対し、非放射面側に接地導体板を設置した構成としてもよい。斯かる構成とすれば、接地導体板の設置により、放射面に選択性を持たせることができる。
【００１５】
上記目的を達成するため、本発明の第２の側面は、無線通信装置であって、複数の素子部を持つとともに、給電側の素子に近接して設置される無給電素子と、前記無給電素子の前記素子部間を連結させるスイッチング素子とを備え、前記スイッチング素子の開閉により前記無給電素子の動作周波数が切り換えられる構成である。
【００１６】
斯かる構成を備えた無線通信装置によれば、同様にスイッチング素子を介在させて連結された素子部がスイッチング素子の開閉によって切り換えられ、無給電素子の長さが連結れる素子部によって変化し、動作周波数が切り換えられ、マルチバンドの無線通信が可能となる。斯かる構成によっても、第１の目的が達成される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、次の効果が得られる。
【００１８】
(1) スイッチング素子の開閉により、無給電素子を構成する素子部を選択でき、複数の無線通信周波数に対応することができる。
【００１９】
(2) 無給電素子に接地導体を併設し、放射面に選択性を設定するので、その選択性により、人体の影響等を回避できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
〔第１の実施の形態〕
【００２１】
本発明の第１の実施の形態について、図１、図２、図３及び図４を参照して説明する。図１は、携帯電話機のアンテナ装置部分を示す断面図、図２はその携帯電話機の背面側を示す図、図３は、その携帯電話機のアンテナ装置の構成例を示す図、図４は、携帯電話機の前面側を示す図である。
【００２２】
携帯電話機２は、複数の無線通信周波数を用いる無線通信装置の一例であって、この実施の形態の携帯電話機２では、第１の筐体部４と第２の筐体部６とをヒンジ部８で連結し、筐体部４、６を開閉可能にしたものである。各筐体部４、６は、金属等の導体で構成してもよいし、合成樹脂等の絶縁体で構成してもよい。
【００２３】
この携帯電話機２にはマルチバンドに対するアンテナ装置１０が設置されており、このアンテナ装置１０は、給電される給電素子としてのメインアンテナ１２と、メインアンテナ１２と無給電で結合させるサブアンテナとしての無給電素子１４とを備えている。メインアンテナ１２は筐体部４に設置されて、かつ、筐体部４に内蔵された回路基板１５に接続されている。この場合、メインアンテナ１２は筐体部４から突出し、開いた状態の筐体部６の背面の一部、即ち、無給電素子１４の一部に重なるように配置されている。回路基板１５には、図示しない無線通信部や制御部が搭載されている。
【００２４】
また、無給電素子１４は、筐体部６に設置され、複数の素子部として例えば、エレメント１４１、１４２に分割されて構成されており、その素子長は無線通信周波数の波長λに対してλ／２程度である。各エレメント１４１、１４２の対向側の端部が筐体部６に内蔵されている回路基板１６に接続され、各エレメント１４１、１４２の間には、スイッチング素子としてＰＩＮダイオード１８（図３）が接続されている。無給電素子１４はエレメント１４１、ＰＩＮダイオード１８及びエレメント１４２の直列回路を構成している。各エレメント１４１、１４２は例えば、回路基板１６に形成された導体パターン部を用いてもよいし、回路基板１６とは別個の導体で構成してもよいし、また、筐体部６を絶縁体で構成すれば、その筐体部６の内側又は外側に設置した導体パターンで構成してもよい。ＰＩＮダイオード１８は、回路基板１６に搭載されており、そのカソードにエレメント１４１が接続され、そのアノードにエレメント１４２が接続されている。
【００２５】
そして、エレメント１４１と接地点（ＧＮＤ）との間にはインダクタとしてチョークコイル２０が接続され、エレメント１４２には他のインダクタとしてチョークコイル２２の一端が接続され、その他端には電圧印加端子２４が形成されている。この電圧印加端子２４と接地点との間には、ＰＩＮダイオード１８をスイッチングさせる制御信号としての電圧ＶＣが加えられる。チョークコイル２０、２２は回路基板１６に実装され、その場合、チョークコイル２０の一端は回路基板１６に搭載された接地導体（ＧＮＤ）に接続してもよい。
【００２６】
回路基板１６には接地導体４４やＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等が設置され、筐体部６の前面には図４に示すように、表示部２６が構成される。
【００２７】
次に、アンテナ装置１０について、図５、図６、図７及び図８を参照して説明する。図５は、アンテナ装置の構成例を示す図、図６は、アンテナ装置１０を備えた携帯電話機２の構成例を示す図、図７は、無給電素子の共振周波数の切換えを示す図、図８は、アンテナ装置１０からの放射を示す図である。図５、図６及び図７において、図１〜図４と同一部分には同一符号を付してある。
【００２８】
アンテナ装置１０は、図５に示すように構成され、メインアンテナ１２は給電点２８に接続される。そこで、携帯電話機２では、図６に示すように、アンテナ装置１０のメインアンテナ１２には給電点である無線通信部３０が接続され、無線通信部３０にはＰＩＮダイオード１８のスイッチング制御や通話制御を行う制御部３２が接続されている。制御部３２には、制御電圧を発生する電圧発生部３４が接続されている。電圧発生部３４には、無線通信周波数の選択に応じて電圧ＶＣが発生し、この電圧ＶＣが電圧印加端子２４に加えられる。
【００２９】
電圧印加端子２４にＰＩＮダイオード１８の順方向電圧ＶF を超える正電圧ＶＣ（≦ＶF ）を加えれば、ＰＩＮダイオード１８が導通し、図７の（Ａ）に示すように、エレメント１４１、１４２が連結された無給電素子１４が構成される。ＰＩＮダイオード１８が非導通の場合には、図７の（Ｂ）に示すように、エレメント１４１からエレメント１４２が切り離され、エレメント１４１のみで無給電素子１４が構成される。
【００３０】
ところで、このアンテナ装置１０では、ＰＩＮダイオード１８を導通、又は非導通に切り換えるための回路にチョークコイル２０、２２を備えているが、これらチョークコイル２０、２２のインダクタンスＬ１、Ｌ２、そのインピーダンスをＺ１、Ｚ２とすると、
Ｚ１＝２πｆＬ１                        ・・・(1) 
Ｚ２＝２πｆＬ２                        ・・・(2) 
であるから、周波数ｆに比例してそのインピーダンスＺ１、Ｚ２が増大し、アンテナ装置１０の共振周波数ｆ１、ｆ２で、各インピーダンスＺ１、Ｚ２を絶縁体と見做し得る程度の大きさになるものとすれば、アンテナ装置１０の給電系統と電圧発生部３４とを交流的に分離、絶縁することができる。即ち、チョークコイル２０、２２は、無線通信部３０と電圧発生部３４との分離、絶縁手段を構成する。また、チョークコイル２０、２２の直流抵抗は無視できる程度に小さく、ＰＩＮダイオード１８を導通させるための直流電圧である電圧ＶＣに何ら影響を与えない。
【００３１】
そして、給電素子であるメインアンテナ１２と無給電素子１４のエレメント１４１とは空間３６を介して結合され、図７の（Ａ）の場合では、アンテナ装置１０はメインアンテナ１２と無給電のエレメント１４１、１４２で構成され、図７の（Ｂ）の場合では、アンテナ装置１０はメインアンテナ１２と無給電のエレメント１４１で構成される。
【００３２】
このようなアンテナ装置１０の全体としての共振波長がλ／２であるから、無給電素子１４のエレメント１４１、１４２の共振周波数ｆ１を例えば、８００〔ＭＨｚ〕、エレメント１４１の共振周波数ｆ２を例えば、２〔ＧＨｚ〕とすると、ＰＩＮダイオード１８を導通状態から非導通状態に切り換えることで、無給電素子１４の動作周波数を８００〔ＭＨｚ〕から２〔ＧＨｚ〕に切り換えることができる。
【００３３】
そこで、このようなアンテナ装置１０を備えた携帯電話機２では、無給電素子１４の共振周波数ｆ１、ｆ２の切換えと携帯電話機２の送信周波数の選択とを連動させ、無線通信部３０が共振周波数ｆ１として例えば、８００〔ＭＨｚ〕帯の動作時には、電圧発生部３４から電圧印加端子２４に電圧ＶＣを供給し、また、共振周波数ｆ２として例えば、２〔ＧＨｚ〕帯の動作時には、その電圧ＶＣを解除し、ＶＣ＝０にすればよい。これにより、送信周波数に合わせて無給電素子１４の共振周波数が切り換わり、送信周波数に応じて自動的にエレメント１４１、１４２の動作周波数が変更され、無給電素子１４側にも、図８に示すように、電磁波３８、４０の放射パターンが得られる。
【００３４】
そして、携帯電話機２の筐体部６の背面側に設置された無給電素子１４は、メインアンテナ１２に結合し、メインアンテナ１２の導波素子としての役割を果たす。そして、回路基板１６には、接地導体４４や表示部２６が形成されていることから、人体４２側への放射が小さく、人体４２と逆方向（筐体部６の背面側）の放射が大きくなり、人体４２の方向（筐体部６の前面側）への放射が抑制される。即ち、無給電素子１４が筐体部６の背面側に設置されていることに加え、携帯電話機２の筐体部６の人体４２に近接させる側には接地導体４４があることから、放射電磁波の人体吸収等の人体４２の放射電磁波に対する影響を低減させることができる。無給電素子１４を備え、そのエレメント１４１、１４２の切換えによってアンテナ装置１０のマルチバンド化を図ることができ、無線通信周波数に応じてアンテナ装置１０の放射効率を最適な状態にすることができる。
【００３５】
〔第２の実施の形態〕
【００３６】
本発明の第２の実施の形態について、図９、図１０及び図１１を参照して説明する。図９は、無給電素子を筐体部に備えたアンテナ装置及び携帯電話機の構成例を示す断面図、図１０は、その携帯電話機の構成例を示す図、図１１は、無給電素子と回路基板との接続を示す図である。図９〜図１１において、図１〜図８と同一部分には同一符号を付してある。
【００３７】
この携帯電話機２では、筐体部６の背面側内部に無給電素子１４のエレメント１４１、１４２が設置され、これらエレメント１４１、１４２の対向側端部に接続された弾性接点４６、４８が筐体部６に設置されている。筐体部６に設置された回路基板１６には、これら弾性接点４６、４８に対応する接点部５０、５２が設置されている。
【００３８】
回路基板１６の各接点部５０、５２の間には、図１０に示すように、ＰＩＮダイオード１８が設置され、接点部５０にはＰＩＮダイオード１８のカソードが接続されているとともに、チョークコイル２０を介して接地点に接続され、接点部５２にはＰＩＮダイオード１８のアノードが接続されているとともに、チョークコイル２２を介して電圧印加端子２４が形成されている。チョークコイル２０、２２は回路基板１６に実装されている。
【００３９】
斯かる構成とすれば、筐体部６に搭載された無給電素子１４の弾性接点４６、４８は、各弾性接点４６、４８が持つ弾性により、携帯電話機２の組立の際、図１１の（Ａ）に示す状態から、図１１の（Ｂ）に示す状態に移行して、回路基板１６側の接点部５０、５２に当接され、両者間の接続が得られる。この結果、無給電素子１４の各エレメント１４１、１４２間には、回路基板１６側のＰＩＮダイオード１８が接続されるとともに、エレメント１４１側は回路基板１６側の接地点にチョークコイル２０を介して接続され、エレメント１４２側にはチョークコイル２２を介して電圧印加端子２４が接続される。
【００４０】
従って、このような接続形態を持つアンテナ装置１０及び携帯電話機２においては、無給電素子１４が筐体部６の背面側に設置されることから、携帯電話機２の背面側からの効率的な電磁波放射が得られ、アンテナ装置１０からの放射電磁波の人体吸収の低減が図られる。また、送信周波数に合わせて無給電素子１４の共振周波数が切り換わるため、送信周波数に応じて自動的にエレメント１４１、１４２の動作周波数を設定でき、上記実施の形態と同様に、マルチバンドアンテナの性能の向上を図ることができる。
【００４１】
また、無給電素子１４が筐体部６の内側に設置されて筐体部６の前面側から離間しているので、携帯電話機２では、その分だけ通話時の人体から無給電素子１４が離れることになり、人体の放射電磁波に対する影響を軽減することができる。
【００４２】
〔第３の実施の形態〕
【００４３】
本発明の第３の実施の形態について、図１２及び図１３を参照して説明する。図１２は、携帯電話機の無給電素子の実装形態を示す図、図１３は、無給電素子部分を示す断面図である。図１２及び図１３において、図１〜図１１と同一部分には同一符号を付してある。
【００４４】
この実施の形態では、アンテナ装置１０の各エレメント１４１、１４２は回路基板１６に形成された導体パターンで構成されている。回路基板１６には、アンテナ領域５４と接地導体領域５６とが設定され、アンテナ領域５４には、回路基板１６の表面に絶縁板を露出させ、接地導体領域５６には、絶縁板上に接地導体５８が形成されている。アンテナ領域５４にはエレメント１４１、１４２の導体パターンが形成されている。従って、このアンテナ装置１０では、図１３に示すように、アンテナ領域５４に設置されたエレメント１４１、１４２と接地導体５８との間には絶縁間隔ｄが設定されており、接地導体５８とエレメント１４１、１４２との干渉を避けることができる。
【００４５】
このように回路基板１６に形成されたエレメント１４１、１４２からなる無給電素子１４を用いても、この無給電素子１４とメインアンテナ１２とを結合させ、上記実施の形態と同様に、電圧印加端子２４に加える電圧ＶＣの有無により、ＰＩＮダイオード１８の導通により、エレメント１４１、１４２の共振周波数ｆ１例えば、８００〔ＭＨｚ〕、ＰＩＮダイオード１８の非導通により、エレメント１４１のみの共振周波数ｆ２例えば、２〔ＧＨｚ〕に共振させ、これら２つの動作周波数を切り換えることができる。
【００４６】
〔第４の実施の形態〕
【００４７】
本発明の第４の実施の形態について、図１４を参照して説明する。図１４は、携帯電話機の無給電素子の構成例を示す図である。図１４において、図１〜図１３と同一部分には同一符号を付してある。
【００４８】
この実施の形態では、第３の実施の形態と同様に、回路基板１６にアンテナ領域５４と接地導体領域５６とが設定され、アンテナ領域５４には無給電素子１４を構成する複数の素子部として３組のエレメント１４１、１４２、１４３が導体パターンによって形成されている。エレメント１４１とエレメント１４２との間にはＰＩＮダイオード１８１、エレメント１４２とエレメント１４３との間にはＰＩＮダイオード１８２が接続され、各ＰＩＮダイオード１８１、１８２は、エレメント１４２側にカソードを接続している。そして、エレメント１４２はチョークコイル２０を介して接地点に接続され、エレメント１４１にはチョークコイル２２１を介して第１の電圧印加端子２４１が形成され、また、エレメント１４３にはチョークコイル２２２を介して第２の電圧印加端子２４２が形成されている。エレメント１４１〜１４３、ＰＩＮダイオード１８１、１８２及びチョークコイル２０、２２１、２２２は、回路基板１６に搭載されている。
【００４９】
このように構成すれば、電圧印加端子２４１、２４２に電圧ＶＣを加えると、ＰＩＮダイオード１８１、１８２が共に導通し、エレメント１４１〜１４３の全てが直列に接続され、エレメント１４１〜１４３からなる無給電素子１４の素子長からなる共振周波数ｆ１を例えば、８００〔ＭＨｚ〕のλ／２で共振するものとすれば、動作周波数は８００〔ＭＨｚ〕となる。
【００５０】
また、電圧印加端子２４１のみに電圧ＶＣを加えてＰＩＮダイオード１８１を導通させると、エレメント１４１、１４２が接続され、エレメント１４１、１４２からなる無給電素子１４の素子長からなる共振周波数ｆ２（＞ｆ１）を例えば、１．７〔ＧＨｚ〕のλ／２で共振するものとすれば、動作周波数は１．７〔ＧＨｚ〕となる。
【００５１】
電圧印加端子２４１、２４２を共に０〔Ｖ〕にすると、ＰＩＮダイオード１８１、１８２は共に非導通となるため、エレメント１４１、１４２、１４３は切断状態、即ち、独立したものとなり、メインアンテナ１２とエレメント１４１のみが結合し、エレメント１４１の共振周波数ｆ３（＞ｆ２＞ｆ１）を例えば、２〔ＧＨｚ〕のλ／２で共振するものとすれば、動作周波数は２〔ＧＨｚ〕となる。
【００５２】
この実施の形態では、無給電素子１４を３エレメントで構成したが、４エレメント以上で構成してもよい。
【００５３】
〔第５の実施の形態〕
【００５４】
本発明の第５の実施の形態について、図１５及び図１６を参照して説明する。図１５は、携帯電話機の無給電素子の構成例を示す図、図１６は、無給電素子に用いるチップアンテナ素子の一例を示す図である。図１５及び図１６において、図１〜図１４と同一部分には同一符号を付してある。
【００５５】
この実施の形態は、回路基板１６の表面部には、接地導体領域５６に接地導体５８が形成されるとともに、回路基板１６の絶縁板を露出させてなるアンテナ領域５４が形成されている。この場合、アンテナ領域５４はメインアンテナ１２の近傍に形成されている。このアンテナ領域５４には無給電素子１４が設置され、この実施の形態では、エレメント１４１、１４２がチップアンテナ素子６０で構成されている。このチップアンテナ素子６０は、図１６に示すように、高誘電体材料からなる誘電体６２の内部に導体で形成されたコイル６４を設置し、コイル６４の端部に電極６６、６８を形成したものである。このチップアンテナ素子６０は一例であって、このような形態に限定されるものではない。
【００５６】
そして、これらチップアンテナ素子６０からなるエレメント１４１、１４２は離間して設置され、それらの間隔内にはＰＩＮダイオード１８が実装され、各エレメント１４１、１４２を構成する２つのチップアンテナ素子６０と両者間に介在させたＰＩＮダイオード１８とで直列回路が構成されている。ＰＩＮダイオード１８のカソード側はチョークコイル２０を介して接地され、ＰＩＮダイオード１８のアノード側にはチョークコイル２２を介して電圧印加端子２４が形成されている。
【００５７】
このようなチップアンテナ素子６０をエレメント１４１、１４２に用いた無給電素子１４であっても、この無給電素子１４とメインアンテナ１２とを結合させ、上記実施の形態と同様に、電圧印加端子２４に加える電圧ＶＣの有無により、ＰＩＮダイオード１８の導通により、エレメント１４１、１４２の共振周波数ｆ１例えば、８００〔ＭＨｚ〕、ＰＩＮダイオード１８の非導通により、エレメント１４１のみの共振周波数ｆ２例えば、２〔ＧＨｚ〕に共振させ、これら２つの動作周波数を切り換えることができる。
【００５８】
また、エレメント１４１、１４２にチップアンテナ素子６０を用いれば、チップアンテナ素子６０が高誘電体材料を使用したアンテナ素子であることから、無給電素子１４の小型化を図ることができ、無給電素子１４の回路基板１６を占める面積を縮小でき、アンテナ装置１０が実装される携帯電話機２等の無線通信装置の小型化に寄与する。
【００５９】
〔第６の実施の形態〕
【００６０】
本発明の第６の実施の形態について、図１７を参照して説明する。図１７は、携帯電話機の無給電素子の構成例を示す図である。図１７において、図１〜図１６と同一部分には同一符号を付してある。
【００６１】
この実施の形態では、回路基板１６のアンテナ領域５４に設置されたエレメント１４１、１４２の間に所定の間隔Ｅが設定され、この間隔Ｅ内に絶縁間隔を設定するための手段として、ＰＩＮダイオード１８３、１８４が設置されているとともに、ＰＩＮダイオード１８３、１８４の接続部７０が設置されている。各ＰＩＮダイオード１８３、１８４がエレメント１４２からエレメント１４１に対して順方向に接続され、エレメント１４１、ＰＩＮダイオード１８３、接続部７０、ＰＩＮダイオード１８４及びエレメント１４２の直列回路が構成され、ＰＩＮダイオード１８３のカソードはチョークコイル２０を介して接地され、ＰＩＮダイオード１８４のアノード側にはチョークコイル２２を介して電圧印加端子２４が接続されている。
【００６２】
このような構成では、エレメント１４１、１４２の間隔距離が十分に設定されており、ＰＩＮダイオード１８３、１８４が非導通でエレメント１４１のみが無給電素子１４としてメインアンテナ１２に結合している場合に、エレメント１４１とエレメント１４２との電磁波による結合が防止される。このようにエレメント１４１、１４２の距離が離され、結合防止が図られたことにより、エレメント１４１のエレメント１４２による動作性能の劣化が防止でき、高域側の動作周波数ｆ２である例えば、２〔ＧＨｚ〕帯の放射効率の劣化を防止でき、アンテナ装置１０の高効率化が図られる。
【００６３】
〔その他の実施の形態〕
【００６４】
本発明の他の実施の形態を列挙すれば、次の通りである。
【００６５】
(1) 無給電素子１４の構成について
無給電素子１４の各エレメント１４１、１４２は金属板等、導体板で形成してもよい。各エレメント１４１、１４２は、図１８に示すように、筐体部６に導体印刷や導体の埋め込みによって配置し、筐体部６の外面に露出させてもよい。その場合、ＰＩＮダイオード１８は、筐体部６を構成する外装部材の内部、筐体部６の内側面部に設置すればよい。
【００６６】
(2) エレメント１４１、１４２の接続切換えについて
上記実施の形態では、スイッチング素子としてＰＩＮダイオード１８を用いたが、図１９に示すように、機械的な接点７２を用いて接続を切り換えるようにしてもよい。
【００６７】
また、図２０に示すように、スイッチング素子としてトランジスタ７４を用いてもよく、また、図２１に示すように、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）７６を用いてもよい。その他の半導体素子を用いてもよい。
【００６８】
(3) 無線通信装置について
上記実施の形態では、無線通信装置として携帯電話機２を例示したが、図２２に示すように、各種電子機器に通信機能を付加する通信カード７８に本発明を適用してもよい。
【００６９】
また、図２３に示すように、通信機能を備えるパーソナルコンピュータ（ＰＣ）８０に無給電素子１４を内蔵し、複数の無線周波数に対応する構成としてもよい。
【００７０】
(4) 携帯電話機２について
上記実施の形態では、折畳み式の携帯電話機２を例示したが、本発明は、筐体部４に対し筐体部６をスライドして装置長を伸縮させる形態の携帯電話機や、単一の筐体部のみからなる携帯電話機や、無線通信装置に適用できるものであり、上記実施の形態に限定されるものではない。
【００７１】
次に、以上述べた本発明のアンテナ装置及び無線通信装置の各実施の形態から抽出される技術的思想を請求項の記載形式に準じて付記として列挙する。本発明に係る技術的思想は上位概念から下位概念まで、様々なレベルやバリエーションにより把握できるものであり、以下の付記に本発明が限定されるものではない。
【００７２】
（付記１）  複数の素子部を持つとともに、給電側の素子に近接して設置される無給電素子と、
前記無給電素子の前記素子部間を連結させるスイッチング素子と、
を備え、前記スイッチング素子の開閉により前記無給電素子の動作周波数が切り換えられることを特徴とするアンテナ装置。
【００７３】
（付記２）  付記１のアンテナ装置において、
前記無給電素子は、前記給電素子の端部側に設置されて前記給電素子との結合によって導波素子を構成することを特徴とするアンテナ装置。
【００７４】
（付記３）  付記１のアンテナ装置において、
前記無給電素子は、前記スイッチング素子を開閉させる制御信号を印加する制御端子を含むことを特徴とするアンテナ装置。
【００７５】
（付記４）  付記１のアンテナ装置において、
前記スイッチング素子を開閉させる制御信号を印加する制御端子と、
この制御端子と前記無給電素子との間に介挿されたインダクタと、
を含むことを特徴とするアンテナ装置。
【００７６】
（付記５）  付記１のアンテナ装置において、
前記無給電素子は、接地された素子部を含むことを特徴とするアンテナ装置。
【００７７】
（付記６）  付記１のアンテナ装置において、
前記無給電素子は、回路基板に形成された複数の導体パターンで構成したことを特徴とするアンテナ装置。
【００７８】
（付記７）  付記１のアンテナ装置において、
前記無給電素子は、複数の素子部に分割し、各素子部間をスイッチング素子で連結してなることを特徴とするアンテナ装置。
【００７９】
（付記８）  付記１のアンテナ装置において、
前記無給電素子に対して所定の間隔を設けて接地導体を備えることを特徴とするアンテナ装置。
【００８０】
（付記９）  付記１のアンテナ装置において、
前記無給電素子に対し、非放射面側に接地導体板を設置してなることを特徴とするアンテナ装置。
【００８１】
（付記１０）  付記１のアンテナ装置において、
前記スイッチング素子は、半導体素子であることを特徴とするアンテナ装置。
【００８２】
（付記１１）  付記１のアンテナ装置において、
前記無給電素子は、チップアンテナであることを特徴とするアンテナ装置。
【００８３】
（付記１２）  付記１のアンテナ装置において、
前記無給電素子の前記素子部は弾性接点を介して回路基板に接続したことを特徴とするアンテナ装置。
【００８４】
（付記１３）  付記１のアンテナ装置において、
前記無給電素子は、各素子部の間に所定の間隔が設定され、各間隔内に前記素子部間を連結する半導体素子を介在させてなることを特徴とするアンテナ装置。
【００８５】
（付記１４）  複数の素子部を持つとともに、給電側の素子に近接して設置される無給電素子と、
前記無給電素子の前記素子部間を連結させるスイッチング素子と、
を備え、前記スイッチング素子の開閉により前記無給電素子の動作周波数が切り換えられることを特徴とすることを特徴とする無線通信装置。
【００８６】
（付記１５）  付記１４の無線通信装置において、
前記スイッチング素子を開閉させる制御信号を加える制御端子と、
この制御端子に前記制御信号を加え、前記スイッチング素子を導通又は非導通に制御する制御部と、
を含むことを特徴とする無線通信装置。
【００８７】
（付記１６）  付記１４の無線通信装置において、
前記スイッチング素子を開閉させる制御信号を印加する制御端子と、
この制御端子と前記無給電素子との間に介挿されたインダクタと、
を含むことを特徴とする無線通信装置。
【００８８】
（付記１７）  付記１４の無線通信装置において、
前記無給電素子は、接地された素子部を含むことを特徴とする無線通信装置。
【００８９】
（付記１８）  付記１４の無線通信装置において、
前記無給電素子は、回路基板に形成された複数の導体パターンで構成したことを特徴とする無線通信装置。
【００９０】
（付記１９）  付記１４の無線通信装置において、
前記無給電素子は、複数の素子部に分割し、各素子部間をスイッチング素子で連結してなることを特徴とする無線通信装置。
【００９１】
（付記２０）  付記１４の無線通信装置において、
前記無給電素子に対して所定の間隔を設けて接地導体を備えることを特徴とする無線通信装置。
【００９２】
（付記２１）  付記１４の無線通信装置において、
前記無給電素子に対し、非放射面側に接地導体板を設置してなることを特徴とする無線通信装置。
【００９３】
（付記２２）  付記１４の無線通信装置において、
前記スイッチング素子は、半導体素子であることを特徴とする無線通信装置。
【００９４】
（付記２３）  付記１４の無線通信装置において、
前記無給電素子は、チップアンテナであることを特徴とする無線通信装置。
【００９５】
（付記２４）  付記１４の無線通信装置において、
前記無給電素子の前記素子部は弾性接点を介して回路基板に接続したことを特徴とする無線通信装置。
【００９６】
（付記２５）  付記１４の無線通信装置において、
前記無給電素子は、各素子部の間に所定の間隔が設定され、各間隔内に前記素子部間を連結する半導体素子を介在させてなることを特徴とする無線通信装置。
【００９７】
（付記２６）  付記２１の無線通信装置において、
前記接地導体板は、前記無線通信装置の筐体部、又は前記無線通信装置に内蔵される回路基板であることを特徴とする無線通信装置。
【００９８】
以上説明したように、本発明の最も好ましい実施の形態等について説明したが、本発明は、上記記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載され、又は明細書に開示された発明の要旨に基づき、当業者において様々な変形や変更が可能であることは勿論であり、斯かる変形や変更が、本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
本発明は、複数の無線通信周波数に対応するアンテナに関し、無給電素子の素子部を切り換えることにより、複数の無線通信周波数に対応し、且つ、人体の放射電磁波への影響を回避でき、複数の無線通信周波数を用いる各種無線通信装置に用いることができ、有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】第１の実施の形態に係る携帯電話機のアンテナ装置部分を示す断面図である。
【図２】携帯電話機の背面側を示す図である。
【図３】携帯電話機のアンテナ装置の構成例を示す図である。
【図４】携帯電話機の前面側を示す図である。
【図５】アンテナ装置の構成例を示す図である。
【図６】アンテナ装置を備えた携帯電話機の構成例を示す図である。
【図７】無給電素子の共振周波数の切換えを示す図である。
【図８】アンテナ装置からの放射を示す図である。
【図９】第２の実施の形態に係る無給電素子を筐体部に備えたアンテナ装置及び携帯電話機の構成例を示す断面図である。
【図１０】携帯電話機の構成例を示す図である。
【図１１】無給電素子と回路基板との接続を示す図である。
【図１２】第３の実施の形態に係る携帯電話機の無給電素子の実装形態を示す図である。
【図１３】無給電素子部分を示す断面図である。
【図１４】第４の実施の形態に係る携帯電話機の無給電素子の構成例を示す図である。
【図１５】第５の実施の形態に係る携帯電話機の無給電素子の構成例を示す図である。
【図１６】無給電素子に用いるチップアンテナ素子の一例を示す図である。
【図１７】第６の実施の形態に係る携帯電話機の無給電素子の構成例を示す図である。
【図１８】携帯電話機の無給電素子の他の構成例を示す図である。
【図１９】携帯電話機の無給電素子の他の構成例を示す図である。
【図２０】携帯電話機の無給電素子の他の構成例を示す図である。
【図２１】携帯電話機の無給電素子の他の構成例を示す図である。
【図２２】無線通信装置の他の構成例を示す図である。
【図２３】無線通信装置の他の構成例を示す図である。
【符号の説明】
【０１０１】
２  携帯電話機
１０  アンテナ装置
１２  メインアンテナ
１４  無給電素子
１６  回路基板
１８  ＰＩＮダイオード（スイッチング素子）
１４１、１４２、１４３  エレメント
１８１、１８２、１８３、１８４  ＰＩＮダイオード
【図１】
2007221288.tif 000003
【図２】
2007221288.tif 000004
【図３】
2007221288.tif 000005
【図４】
2007221288.tif 000006
【図５】
2007221288.tif 000007
【図６】
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【図７】
2007221288.tif 000009
【図８】
2007221288.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2007221288.tif 000012
【図１１】
2007221288.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2007221288.tif 000016
【図１５】
2007221288.tif 000017
【図１６】
2007221288.tif 000018
【図１７】
2007221288.tif 000019
【図１８】
2007221288.tif 000020
【図１９】
2007221288.tif 000021
【図２０】
2007221288.tif 000022
【図２１】
2007221288.tif 000023
【図２２】
2007221288.tif 000024
【図２３】
2007221288.tif 000025
【手続補正書】
【提出日】平成18年5月30日(2006.5.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
電圧印加端子２４にＰＩＮダイオード１８の順方向電圧ＶF を超える正電圧ＶＣ（≧ＶF ）を加えれば、ＰＩＮダイオード１８が導通し、図７の（Ａ）に示すように、エレメント１４１、１４２が連結された無給電素子１４が構成される。ＰＩＮダイオード１８が非導通の場合には、図７の（Ｂ）に示すように、エレメント１４１からエレメント１４２が切り離され、エレメント１４１のみで無給電素子１４が構成される。