(57)【要約】【課題】本発明は、アンテナ性能を維持したままＳＡＲを低減することが可能なアンテナ装置及びこれを備える無線通信装置を提供する。【解決手段】本発明の一実施形態に係るアンテナ装置は、地板と、前記地板の端部に配置されたアンテナエレメントと、前記地板と前記アンテナエレメントとの間に配置された給電部と、を備え、前記アンテナエレメントは少なくとも一つのヘリカル構造を含み、前記ヘリカル構造は、一部に旋回方向の異なる部分を含むことを特徴とする。【選択図】図１
2012134577.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地板と、
前記地板の端部に配置されたアンテナエレメントと、
前記地板と前記アンテナエレメントとの間に配置された給電部と、を備え、
前記アンテナエレメントは少なくとも一つのヘリカル構造を含み、
前記ヘリカル構造は、一部に旋回方向の異なる部分を含むことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
前記ヘリカル構造は、右旋回部と左旋回部とを含む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】
前記ヘリカル構造は、前記ヘリカル構造の中央部から前記右旋回部と前記左旋回部とが同じターン数で配置されることを特徴とする請求項２に記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記ヘリカル構造は、前記右旋回部と前記左旋回部とが異なるターン数で配置されることを特徴とする請求項２に記載のアンテナ装置。
【請求項５】
前記ヘリカル構造は、誘電体の周りに前記誘電体に沿って配置されることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のアンテナ装置。
【請求項６】
前記誘電体は直方体形状を有する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】
前記アンテナエレメントは、折り返しＬ型アンテナであることを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載のアンテナ装置。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れか一項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装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はアンテナ装置に係り、より詳細には無線通信装置に内蔵される小型のマルチバンドアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、無線通信装置用の内蔵アンテナの開発が進められている。こうしたアンテナとしては例えば高速データ通信に適したＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ  Ｗｉｄｅ  Ｂａｎｄ）専用の内蔵アンテナや、セルラー（ｃｅｌｌｕｌａｒ）用の内蔵アンテナなどが挙げられる。携帯型の無線通信装置の場合は、アンテナを使用者の頭部に近接させた状態で使用することがあるため、通信時にアンテナから放射される電磁波による人体への影響が懸念されており、特定部位に吸収される単位時間又は単位質量当たりの電磁波の量（電力）として定義されるＳＡＲ（Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ  Ｒａｔｅ）を低減する技術が求められている。
【０００３】
そこで、従来のＳＡＲを低減させる技術として、無線通信装置の内蔵アンテナについて、アンテナ素子を追加することにより、人体側への電磁界分布を低減させてＳＡＲ改善を図るもの（例えば、特許文献１参照。）や、同じくアンテナ素子を追加して電流密度分を弱めることにより、ＳＡＲを改善しようとするもの（例えば、特許文献２参照。）がある。また、無線通信装置の筐体外側に磁性体シートを装着することにより、シールド効果を得てＳＡＲを改善しようとするものがある（例えば、特許文献３参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１５０９９８号公報
【特許文献２】特開２００９−２５３８８６号公報
【特許文献３】特開２０００−１０１３３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１及び２に開示された従来のアンテナ装置は、部品数の増加によるコストの増加や、アンテナサイズの大型化といった問題を有していた。また、特許文献３に開示された従来のアンテナ装置についても、磁性体シートを装着することによるコストの増加や、アンテナ設計自由度の低下、搭載スペースの減少等の問題を有する。
【０００６】
本発明は、このような従来の構成が有していた問題を解決しようとするものであり、アンテナ性能を維持したままＳＡＲを低減することが可能なアンテナ装置及び無線通信装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一実施形態に係るアンテナ装置は、地板と、前記地板の端部に配置されたアンテナエレメントと、前記地板と前記アンテナエレメントとの間に配置された給電部と、を備え、前記アンテナエレメントは少なくとも一つのヘリカル構造を含み、前記ヘリカル構造は、一部に旋回方向の異なる部分を含むことを特徴とする。本発明の一実施形態に係るアンテナ装置によれば、アンテナ性能を維持したままＳＡＲを低減することができる。
【０００８】
また、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置は、前記ヘリカル構造は、右旋回部と左旋回部とを含んでもよい。本発明の一実施形態に係るアンテナ装置によれば、アンテナ性能を維持したままＳＡＲを低減することができる。
【０００９】
また、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置は、前記ヘリカル構造は、前記ヘリカル構造の中央部から前記右旋回部と前記左旋回部とが同じターン数で配置されてもよい。本発明の一実施形態に係るアンテナ装置によれば、アンテナ性能を維持したままＳＡＲを低減することができる。
【００１０】
また、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置は、前記ヘリカル構造は、前記右旋回部と前記左旋回部とが異なるターン数で配置されてもよい。本発明の一実施形態に係るアンテナ装置によれば、アンテナ性能を維持したままＳＡＲを低減することができる。
【００１１】
また、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置は、前記ヘリカル構造は、誘電体の周りに前記誘電体に沿って配置されてもよい。本発明の一実施形態に係るアンテナ装置によれば、ヘリカル構造を形成することが容易となる。
【００１２】
また、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置は、前記誘電体は直方体形状を有してもよい。本発明の一実施形態に係るアンテナ装置によれば、チップマウンターにより基板等に表面実装が容易となるため、アンテナ装置の製品化が容易になる。
【００１３】
また、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置は、前記アンテナエレメントは、折り返しＬ型アンテナであってもよい。本発明の一実施形態に係るアンテナ装置によれば、アンテナ性能を維持したままＳＡＲを低減することができる。
【００１４】
また、本発明の一実施形態に係る無線通信装置は、前記アンテナ装置を備えることを特徴とする。本発明の一実施形態に係る無線通信装置によれば、アンテナ装置はアンテナ性能を維持したままＳＡＲを低減することができる。
【発明の効果】
【００１５】
上述のように、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置およびこれを備える無線通信装置によれば、アンテナ性能を維持したままＳＡＲを低減することが可能なアンテナ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るアンテナ装置の概略構成を示す外観斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るアンテナ装置の概略構成を示す図であり、（ａ）は、アンテナ装置のアンテナエレメントを拡大して示した斜視図であり、（ｂ）は、アンテナ装置のＳＡＲ分布を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係るアンテナ装置の特性を説明するための図であり、（ａ）は、アンテナ装置のＶＳＷＲ特性を示すグラフであり、（ｂ）は、アンテナ装置の放射パターンを示す図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係るアンテナ装置の概略構成を示す外観斜視図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係るアンテナ装置の概略構成を示す図であり、（ａ）は、アンテナ装置のアンテナエレメントを拡大して示した斜視図であり、（ｂ）は、アンテナ装置のＳＡＲ分布を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係るアンテナ装置の特性を説明するための図であり、（ａ）は、アンテナ装置のＶＳＷＲ特性を示すグラフであり、（ｂ）は、アンテナ装置の放射パターンを示す図である。
【図７】従来のＬ型アンテナ装置の概略構成の一例を示す図であり、（ａ）は、アンテナ装置のアンテナエレメントを拡大して示した斜視図であり、（ｂ）は、アンテナ装置のＳＡＲ分布を示す図である。
【図８】図７に示した従来のアンテナ装置の特性を説明するための図であり、（ａ）は、アンテナ装置のＶＳＷＲ特性を示すグラフであり、（ｂ）は、アンテナ装置の放射パターンを示す図である。
【図９】本発明の第１の実施形態及び第２の実施形態に係るアンテナ装置の磁場分布を示す図であり、（ａ）は、第１の実施形態に係るアンテナ装置の磁場分布を示した図であり、（ｂ）は、第２の実施形態に係るアンテナ装置の磁場分布を示した図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係るアンテナ装置の概略構成を示す図であり、（ａ）は、アンテナ装置のアンテナエレメントの一部を拡大して示した図であり、（ｂ）は、アンテナエレメントの一部を拡大して示した図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態に係るアンテナ装置の概略構成を示す図であり、（ａ）は、アンテナ装置のアンテナエレメントを拡大して示した斜視図であり、（ｂ）は、アンテナ装置のＳＡＲ分布を示す図である。
【図１２】本発明の第３の実施形態に係るアンテナ装置の特性を説明するための図であり、（ａ）は、アンテナ装置のＶＳＷＲ特性を示すグラフであり、（ｂ）は、アンテナ装置の放射パターンを示す図である。
【図１３】本発明の第４の実施形態に係るアンテナ装置の概略構成を示す図であり、（ａ）は、アンテナ装置のアンテナエレメントを拡大して示した斜視図であり、（ｂ）は、アンテナ装置のＳＡＲ分布を示す図である。
【図１４】本発明の第４の実施形態に係るアンテナ装置の特性を説明するための図であり、（ａ）は、アンテナ装置のＶＳＷＲ特性を示すグラフであり、（ｂ）は、アンテナ装置の放射パターンを示す図である。
【図１５】従来のＬ型アンテナ装置の概略構成の一例を示す図であり、（ａ）は、アンテナ装置のアンテナエレメントを拡大して示した斜視図であり、（ｂ）は、アンテナ装置のＳＡＲ分布を示す図である。
【図１６】図１５に示したアンテナ装置の特性を説明するための図であり、（ａ）は、アンテナ装置のＶＳＷＲ特性を示すグラフであり、（ｂ）は、アンテナ装置の放射パターンを示す図である。
【図１７】従来のアンテナ装置の概略構成の一例を示す図であり、（ａ）は、アンテナ装置を示す外観斜視図であり、（ｂ）は、アンテナ装置のアンテナエレメントを拡大して示した図である。
【図１８】図１７に示した従来のアンテナ装置の特性を説明するための図であり、（ａ）は、アンテナ装置のＶＳＷＲ特性を示すグラフであり、（ｂ）は、アンテナ装置の放射パターンを示す図である。
【図１９】図１７に示した従来のアンテナ装置の特性を説明するための図であり、（ａ）は、アンテナ装置のＳＡＲ分布を示すグラフであり、（ｂ）は、アンテナ装置の磁場分布を示す図である。
【図２０】本発明のアンテナ装置に対する比較例１に係るアンテナ装置の概略構成を示す図であり、（ａ）は、アンテナ装置を示す外観斜視図であり、（ｂ）は、アンテナ装置のアンテナエレメントを拡大して示した図である。
【図２１】図２０に示した比較例１に係るアンテナ装置の特性を説明するための図であり、（ａ）は、アンテナ装置のＶＳＷＲ特性を示すグラフであり、（ｂ）は、アンテナ装置の放射パターンを示す図である。
【図２２】図２０に示した比較例１に係るアンテナ装置の特性を説明するための図であり、（ａ）は、アンテナ装置のＳＡＲ分布を示すグラフであり、（ｂ）は、アンテナ装置の磁場分布を示す図である。
【図２３】本発明のアンテナ装置に対する比較例２に係るアンテナ装置の概略構成を示す図であり、（ａ）は、アンテナ装置を示す外観斜視図であり、（ｂ）は、アンテナ装置のアンテナエレメントを拡大して示した図である。
【図２４】図２３に示した比較例２に係るアンテナ装置の特性を説明するための図であり、（ａ）は、アンテナ装置のＶＳＷＲ特性を示すグラフであり、（ｂ）は、アンテナ装置の放射パターンを示す図である。
【図２５】図２３に示した比較例２に係るアンテナ装置の特性を説明するための図であり、（ａ）は、アンテナ装置のＳＡＲ分布を示すグラフであり、（ｂ）は、アンテナ装置の磁場分布を示す図である。
【図２６】図１７に示した従来のアンテナ装置と、比較例１及び２に係るアンテナ装置とのＳＡＲ分布の比較を示した図であり、（ａ）は、従来のアンテナ装置のＳＡＲ分布を示す図であり、（ｂ）は、比較例１に係るアンテナ装置のＳＡＲ分布を示す図であり、（ｃ）は、比較例２に係るアンテナ装置のＳＡＲ分布を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について図を参照して説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施することができる。
【００１８】
（本発明に至る経緯）
無線通信装置用の内蔵アンテナを設計するにあたり、通常は使用周波数帯域、アンテナ体積、アンテナ搭載位置、地板（ＧＮＤ−Ｐｌａｎｅ）サイズ、ＳＡＲ等の様々な条件を考慮する必要がある。以下、本発明の実施形態に係るアンテナ装置に至る経緯として、現行セルラーバンドであるＧＳＭ９００（０．８８〜０．９６ＧＨｚ）の周波数帯で使用される０．９ＧＨｚにおいて中心周波数が得られるように電磁界シミュレーションを用いて設計した、ヘリカル構造を有する従来のアンテナ装置１０及び比較例１、２に係るアンテナ装置２０、３０の構成について、図１７〜図２６を参照して説明する。
【００１９】
（従来例）
図１７は、従来のアンテナ装置１０の概略構成を示す図であり、（ａ）は、アンテナ装置１０を示す外観斜視図であり、（ｂ）は、アンテナ装置１０のアンテナエレメントを拡大して示した図である。図１８は、従来例１に係るアンテナ装置１０の特性を説明するための図であり、（ａ）は、アンテナ装置１０のＶＳＷＲ特性を示すグラフであり、（ｂ）は、アンテナ装置１０の放射パターンを示す図である。図１９は、従来例１に係るアンテナ装置１０の特性を説明するための図であり、（ａ）は、アンテナ装置１０のＳＡＲ分布を示すグラフであり、（ｂ）は、アンテナ装置１０の磁場分布を示す図である。
【００２０】
図１７（ａ）を参照すると、アンテナ装置１０は、アンテナエレメント１１と、給電部１２と、地板１３とを含む。アンテナ装置１０は、アンテナエレメント１１の形状をヘリカルアンテナとして設計したシミュレーションモデルである。地板１３は、セルラー型携帯端末に搭載される一般的なサイズである５０ｍｍ×１００ｍｍの薄板状のものとした。アンテナエレメント１１は、地板１３の長手方向の端部に設置した。給電部１２は、アンテナエレメント１１と地板１３との間に配置される。
【００２１】
図１７（ｂ）に図示したように、アンテナエレメント１１は、巻き方向が右巻きのヘリカル構造を有する。アンテナエレメント１１のヘリカル構造は、直径が６ｍｍ、ピッチが２．５ｍｍ、ターン数が６＋１／３である。図１７（ｂ）に図示したヘリカル構造のＺ軸方向の高さｅ１＝１８ｍｍである。
【００２２】
アンテナ装置１０のＶＳＷＲ特性及びアンテナ放射パターンをシミュレーションにより解析したところ、図１８（ａ）及び（ｂ）にそれぞれ示した結果を得た。図１８（ａ）を参照すると、アンテナ装置１０は、ＧＳＭ９００の周波数帯において、一般に無線通信装置用アンテナとして良好なＶＳＷＲ性能を得ていることがわかる。図１８（ｂ）は、中心周波数の０．９ＧＨｚにおけるアンテナ装置１０の放射パターンを示しており、このときの最大利得（Ｐｅａｋ  Ｇａｉｎ）は、約２ｄＢｉである。アンテナ装置１０は、ＧＳＭ９００の周波数帯において、良好な性能を有するものである。
【００２３】
図１９（ａ）は、アンテナ装置１０のＳＡＲ分布を示し、図１９（ｂ）は、アンテナ装置１０の磁場分布を示した図である。図１９（ａ）を参照すると、アンテナ装置１０は、ＳＡＲのホットスポット（Ｈｏｔ−Ｓｐｏｔ）が一点に集中していることがわかる。また、図１９（ｂ）を参照すると、アンテナ装置１０の磁場の方向が一方向に揃っていることがわかる。
【００２４】
このような従来のアンテナ装置１０のシミュレーション結果に基づき、本発明者は、アンテナ性能を維持したまま、ＳＡＲを改善することのできるアンテナ装置を考察し、以下の比較例１及び２に係るアンテナ装置２０、３０に至った。
【００２５】
（比較例１）
図２０は、本発明のアンテナ装置に対する比較例１に係るアンテナ装置２０の概略構成を示す図であり、（ａ）は、アンテナ装置２０を示す外観斜視図であり、（ｂ）は、アンテナ装置２０のアンテナエレメント２１を拡大して示した図である。図２１は、図２０に示した比較例１に係るアンテナ装置２０の特性を説明するための図であり、（ａ）は、アンテナ装置２０のＶＳＷＲ特性を示すグラフであり、（ｂ）は、アンテナ装置２０の放射パターンを示す図である。図２２は、図２０に示した比較例１に係るアンテナ装置２０の特性を説明するための図であり、（ａ）は、アンテナ装置２０のＳＡＲ分布を示すグラフであり、（ｂ）は、アンテナ装置２０の磁場分布を示す図である。
【００２６】
図２０（ａ）を参照すると、比較例１に係るアンテナ装置２０は、アンテナエレメント２１と、給電部２２と、地板２３とを含む。アンテナ装置２０は、アンテナエレメント２１の形状をヘリカルアンテナとして設計したシミュレーションモデルである。地板２３は、セルラー型携帯端末に搭載される一般的なサイズである５０ｍｍ×１００ｍｍの薄板状のものとした。アンテナエレメント２１は、地板２３の長手方向の端部に設置した。給電部２２は、アンテナエレメント２１と地板２３との間に配置される。
【００２７】
図２０（ｂ）に図示したように、アンテナエレメント２１はヘリカル構造を有し、ヘリカル構造は、巻き方向が右巻きのヘリカル部２１ａと、巻き方向が左巻きのヘリカル部２１ｂとを含む。ヘリカル部２１ａとヘリカル部２１ｂとは、ヘリカル構造の中央部からそれぞれ同じ巻き数で、逆旋回となるように設計されたものである。ヘリカル部２１ａは、直径が６ｍｍ、ピッチが２．５ｍｍ、ターン数が３＋１／４であり、ヘリカル部２１ｂは、直径が６ｍｍ、ピッチが２．５ｍｍ、ターン数が３＋１／４である。図２０（ｂ）に図示したヘリカル構造のＺ軸方向の高さｆ１＝１９ｍｍである。
【００２８】
比較例１に係るアンテナ装置２０のＶＳＷＲ特性及びアンテナ放射パターンをシミュレーションにより解析したところ、図２１（ａ）及び（ｂ）にそれぞれ示した結果を得た。図２１（ａ）を参照すると、アンテナ装置２０は、ＧＳＭ９００の周波数帯において、一般に無線通信装置用アンテナとして良好なＶＳＷＲ性能を得ていることがわかる。図２１（ｂ）は、中心周波数の０．９ＧＨｚにおけるアンテナ装置２０の放射パターンを示しており、このときの最大利得は、約２ｄＢｉである。従って、比較例１に係るアンテナ装置２０は、従来のアンテナ装置１０と同様に、ＧＳＭ９００の周波数帯において、良好な性能を有するものである。
【００２９】
図２２（ａ）は、アンテナ装置２０のＳＡＲ分布を示し、図２２（ｂ）は、アンテナ装置２０の磁場分布を示した図である。図２２（ａ）を参照すると、アンテナ装置２０は、ＳＡＲのホットスポットが一点に集中せず、２点に分散していることがわかる。また、図２２（ｂ）を参照すると、アンテナ装置２０の磁場の方向は、ヘリカル部２１ａとヘリカル部２１ｂの接続部分であるヘリカル構造の中央部に向かって逆向きに発生する。このように、磁場方向が逆向きとなることで、近傍界における電磁界分布を分散させていることがわかる。
【００３０】
（比較例２）
図２３は、本発明のアンテナ装置に対する比較例２に係るアンテナ装置３０の概略構成を示す図であり、（ａ）は、アンテナ装置３０を示す外観斜視図であり、（ｂ）は、アンテナ装置３０のアンテナエレメント３１を拡大して示した図である。図２４は、図２３に示した比較例２に係るアンテナ装置３０の特性を説明するための図であり、（ａ）は、アンテナ装置３０のＶＳＷＲ特性を示すグラフであり、（ｂ）は、アンテナ装置３０の放射パターンを示す図である。図２５は、図２３に示した比較例２に係るアンテナ装置３０の特性を説明するための図であり、（ａ）は、アンテナ装置３０のＳＡＲ分布を示すグラフであり、（ｂ）は、アンテナ装置３０の磁場分布を示す図である。
【００３１】
図２３（ａ）を参照すると、比較例２に係るアンテナ装置３０は、アンテナエレメント３１と、給電部３２と、地板３３とを含む。アンテナ装置３０は、アンテナエレメント３１の形状をヘリカルアンテナとして設計したシミュレーションモデルである。地板３３は、セルラー型携帯端末に搭載される一般的なサイズである５０ｍｍ×１００ｍｍの薄板状のものとした。アンテナエレメント３１は、地板３３の長手方向の端部に設置した。給電部３２は、アンテナエレメント３１と地板３４との間に配置される。
【００３２】
図２３（ｂ）に図示したように、アンテナエレメント３１はヘリカル構造を有し、ヘリカル構造は、巻き方向が右巻きのヘリカル部３１ａと、巻き方向が左巻きのヘリカル部３１ｂとを含む。ヘリカル部３１ａとヘリカル部３１ｂとは、それぞれ異なる巻き数とし、逆旋回となるように設計されたものである。ヘリカル部３１ａは、直径が６ｍｍ、ピッチが２．５ｍｍ、ターン数が４であり、ヘリカル部３１ｂは、直径が６ｍｍ、ピッチが２．５ｍｍ、ターン数が２＋１／２である。図２３（ｂ）に図示したヘリカル構造のＺ軸方向の高さｆ１＝１９ｍｍである。
【００３３】
比較例２に係るアンテナ装置３０のＶＳＷＲ特性及びアンテナ放射パターンをシミュレーションにより解析したところ、図２４（ａ）及び（ｂ）にそれぞれ示した結果を得た。図２４（ａ）を参照すると、アンテナ装置３０は、ＧＳＭ９００の周波数帯において、一般に無線通信装置用アンテナとして良好なＶＳＷＲ性能を得ていることがわかる。図２４（ｂ）は、中心周波数の０．９ＧＨｚにおけるアンテナ装置３０の放射パターンを示しており、このときの最大利得は、約２ｄＢｉである。従って、比較例２に係るアンテナ装置３０は、従来例及び比較例１に係るアンテナ装置１０、２０と同様に、ＧＳＭ９００の周波数帯において、良好な性能を有するものである。
【００３４】
図２５（ａ）は、アンテナ装置３０のＳＡＲ分布を示し、図２５（ｂ）は、アンテナ装置３０の磁場分布を示した図である。図２５（ａ）を参照すると、アンテナ装置３０は、ＳＡＲのホットスポットが一点に集中せず、２点に分散していることがわかる。また、図２５（ｂ）を参照すると、アンテナ装置３０の磁場の方向が逆向きに発生していることがわかる。磁場方向が逆向きとなることで、近傍界における電磁界分布を分散させていることがわかる。また、比較例２に係るアンテナ装置３０は、比較例１に係るアンテナ装置２０と比較して、上部に位置するヘリカル部３１ｂのターン数を減らし、下部に位置するヘリカル部３１ａのターン数を増やすことにより、比較例１に係るアンテナ装置２０では上部のヘリカル部２１ｂに強く見られたホットスポットを分散させていることがわかる。
【００３５】
このようなシミュレーション結果に基づき、図２６に、従来のアンテナ装置１０のＳＡＲ値を基準とした場合の、比較例１、２に係るアンテナ装置２０、３０のＳＡＲ分布をそれぞれ（ｂ）及び（ｃ）に示す。図２６（ａ）は、従来のアンテナ装置１０のＳＡＲ分布を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）に示した従来のアンテナ装置１０のＳＡＲ値を基準として、比較例１に係るアンテナ装置のＳＡＲ分布を示す図であり、（ｃ）は、（ａ）に示した従来のアンテナ装置１０のＳＡＲ値を基準として、比較例２に係るアンテナ装置のＳＡＲ分布を示す図である。
【００３６】
図２６（ａ）及び（ｂ）を参照すると、図２６（ａ）に示した従来のアンテナ装置１０において局所的にＳＡＲが集中している部分が、図２６（ｂ）に示した比較例１に係るアンテナ装置２０では減少していることがわかる。このとき、従来のアンテナ装置１０の局所ＳＡＲの最大値を１００％とすると、比較例１に係るアンテナ装置２０の局所ＳＡＲの最大値は約９０．７％である。このことからも、比較例１に係るアンテナ装置２０によれば、従来のアンテナ装置１０と比較して、ＳＡＲを約９％低減させることが可能であることがわかる。
【００３７】
図２６（ａ）〜（ｃ）を参照すると、図２６（ａ）に示した従来のアンテナ装置１０において局所的にＳＡＲが集中している部分が、図２６（ｃ）に示した比較例２に係るアンテナ装置３０では、比較例１に係るアンテナ装置２０と比較しても、減少していることがわかる。このとき、従来のアンテナ装置１０の局所ＳＡＲの最大値を１００％とすると、比較例２に係るアンテナ装置３０の局所ＳＡＲの最大値は約８５．６％である。このことからも、比較例２に係るアンテナ装置３０によれば、従来のアンテナ装置１０と比較して、ＳＡＲを約１４％低減させることが可能であることがわかる。
【００３８】
以上のように、アンテナ装置のアンテナエレメントに含まれるヘリカル構造の工夫により、アンテナ性能を維持したまま、ＳＡＲの輻射的に強い部分を分散させて局所ＳＡＲ値を減少させることが可能であることがわかる。しかしながら、比較例１及び２に係るアンテナ装置２０、３０は、アンテナエレメントの高さが２０ｍｍ（ｆ１＝１９ｍｍ）程度必要であり、近年内蔵化の進む携帯端末用のアンテナとしてはサイズが適さないものであった。そこで、本発明者は、さらなる小型化と、アンテナ性能を維持したままＳＡＲを改善させることのできるアンテナ装置を考察し、以下に示す本発明の実施形態に係るアンテナ装置に至った。
【００３９】
（第１の実施形態）
以下、図１〜図３を参照して、本発明の第１の実施形態に係るアンテナ装置１００について、説明する。
【００４０】
図１は、本発明の第１の実施形態に係るアンテナ装置１００の概略構成を示す外観斜視図である。図２は、本発明の第１の実施形態に係るアンテナ装置１００の概略構成を示す図であり、（ａ）は、アンテナ装置１００のアンテナエレメント１０１を拡大して示した斜視図であり、（ｂ）は、アンテナ装置１００のＳＡＲ分布を示す図であり、後述する図７（ｂ）に示した従来のアンテナ装置４０の局所ＳＡＲの最大値を基準としたＳＡＲ分布図である。図３は、本発明の第１の実施形態に係るアンテナ装置１００の特性を説明するための図であり、（ａ）は、アンテナ装置１００のＶＳＷＲ特性を示すグラフであり、（ｂ）は、アンテナ装置１００の中心周波数０．９ＧＨｚにおける放射パターンを示す図である。
【００４１】
図１を参照すると、本発明の第１の実施形態に係るアンテナ装置１００は、アンテナエレメント１０１と、給電部１０２と、地板１０３とを含む。給電部１０２は、アンテナエレメント１０１と地板１０３との間に配置される。アンテナ装置１００は、アンテナエレメント１０１の形状をＬ型アンテナとして設計したシミュレーションモデルである。地板１０３は、セルラー型携帯端末に搭載される一般的なサイズである５０ｍｍ×１００ｍｍの薄板状のものとした。アンテナエレメント１０１は、地板１０３の長手方向の端部に設置した。アンテナエレメント１０１のＺ軸方向の高さａ１＝１２ｍｍである。
【００４２】
図１及び図２（ａ）を参照すると、アンテナエレメント１０１は二つのヘリカル構造１０１ｘ、１０１ｙを含む。図２（ａ）に図示したように、ヘリカル構造１０１ｘ、１０１ｙは、Ｚ軸方向に延びるアンテナエレメント１０１に配置されるヘリカル構造を１０１ｘとし、Ｙ軸方向に延びるアンテナエレメント１０１に配置されるヘリカル構造を１０１ｙとする。
【００４３】
図２（ａ）に図示したように、ヘリカル構造１０１ｘは、巻き方向が右巻きのヘリカル部１０１ｘａと、巻き方向が左巻きのヘリカル部１０１ｘｂとを含む。ヘリカル部１０１ｘａとヘリカル部１０１ｘｂとは、ヘリカル構造の中央部からそれぞれ同じ巻き数で、逆旋回となるように設計されたものである。ヘリカル部１０１ｘａは、直径が１．７ｍｍ、ピッチが１ｍｍ、ターン数が２＋１／２であり、ヘリカル部１０１ｘｂは、直径が１．７ｍｍ、ピッチが１ｍｍ、ターン数が２＋１／２である。図示したヘリカル構造１０１ｘのＺ軸方向の高さｂ１＝６．１ｍｍである。
【００４４】
また、ヘリカル構造１０１ｙは、ヘリカル構造１０１ｘと同様に、巻き方向が右巻きのヘリカル部１０１ｙａと、巻き方向が左巻きのヘリカル部１０１ｙｂとを含む。ヘリカル部１０１ｙａとヘリカル部１０１ｙｂとは、ヘリカル構造の中央部からそれぞれ同じ巻き数で、逆旋回となるように設計されたものである。ヘリカル部１０１ｙａは、直径が１．７ｍｍ、ピッチが１ｍｍ、ターン数が３であり、ヘリカル部１０１ｙｂは、直径が１．７ｍｍ、ピッチが１ｍｍ、ターン数が３である。図示したヘリカル構造１０１ｙのＹ軸方向の長さｂ２＝７．２ｍｍである。
【００４５】
ここで、本発明の第１の実施形態に係るアンテナ装置１００の比較として、従来のＬ型アンテナ装置の構成及び性能について、図７及び図８を参照して述べる。
【００４６】
図７は、従来のＬ型アンテナ装置４０の概略構成の一例を示す図であり、（ａ）は、アンテナ装置４０のアンテナエレメント４１を拡大して示した斜視図であり、（ｂ）は、アンテナ装置４０のＳＡＲ分布を示す図である。図８は、図７に示した従来のアンテナ装置４０の特性を説明するための図であり、（ａ）は、アンテナ装置４０のＶＳＷＲ特性を示すグラフであり、（ｂ）は、アンテナ装置４０の中心周波数０．９ＧＨｚにおける放射パターンを示す図である。
【００４７】
図７（ａ）を参照すると、従来のＬ型アンテナ装置４０は、アンテナエレメント４１と、給電部４２と、地板４３とを含む。給電部４２は、アンテナエレメント４１と地板４３との間に配置される。アンテナ装置４０は、アンテナエレメント４１の形状を折り返しＬ型アンテナとして設計したシミュレーションモデルである。地板４３は、セルラー型携帯端末に搭載される一般的なサイズである５０ｍｍ×１００ｍｍの薄板状のものとした。アンテナエレメント４１は、地板４３の長手方向の端部に設置した。アンテナエレメント４１のＺ軸方向の高さａ１＝１２ｍｍであり、本発明の第１の実施形態に係るアンテナ装置１０１のＺ軸方向の高さと同じ高さである。図示したアンテナエレメント４１のＸ軸方向の幅ａ２＝５ｍｍである。
【００４８】
図７（ｂ）は、アンテナ装置４０のＳＡＲ分布を示した図である。図７（ｂ）を参照すると、アンテナ装置４０は、アンテナエレメント４１の給電部４０に近接する箇所であってＸ軸方向に延びる部分とＹ軸方向に延びる部分とで、ＳＡＲのホットスポットが高くなっていることがわかる。
【００４９】
図８（ａ）は、アンテナ装置４０のＶＳＷＲ特性を示し、図８（ｂ）は、アンテナ装置４０の放射パターンを示した図である。図８（ａ）を参照すると、アンテナ装置４０は、ＧＳＭ９００の周波数帯において、一般に無線通信装置用アンテナとして良好なＶＳＷＲ性能を得ていることがわかる。図８（ｂ）は、中心周波数の０．９ＧＨｚにおけるアンテナ装置４０の放射パターンを示しており、このときの最大利得（Ｐｅａｋ  Ｇａｉｎ）は、約２ｄＢｉである。従来のＬ型アンテナ装置４０は、ＧＳＭ９００の周波数帯において、良好な性能を有している。
【００５０】
以上のような構成及び性能を有する従来のＬ型アンテナ装置４０について、アンテナ性能を維持しつつＳＡＲを改善するために、Ｌ型アンテナにヘリカル構造１０１ｘ、１０１ｙを配置してアンテナエレメントの形状を工夫することにより、上述した本発明の第１の実施形態に係るアンテナ装置１００のアンテナエレメント１０１の構成に至った。以下、本発明の第１の実施形態に係るアンテナ装置１００の性能について述べる。
【００５１】
図２（ｂ）は、アンテナ装置１００のＳＡＲ分布を示した図である。図２（ｂ）を参照すると、アンテナ装置１００は、図７（ｂ）に示した従来のＬ型アンテナ装置４０におけるＳＡＲ分布と比較して、ＳＡＲ分布が弱まっていることがわかる。このとき、従来のアンテナ装置４０の局所ＳＡＲの最大値を１００％とすると、アンテナ装置１００の局所ＳＡＲの最大値は約８８％である。アンテナ装置１００は、従来のＬ型アンテナ装置４０のＳＡＲ分布が集中した二つの箇所に対応する位置のアンテナエレメント１０１に、それぞれヘリカル構造１０１ｘ、１０１ｙを配置することにより、従来のＬ型アンテナ装置４０と比較してＳＡＲを約１２％低減させることができることがわかる。
【００５２】
このように、アンテナエレメント１０１は、逆旋回となるヘリカル部１０１ｘａ、１０１ｘｂを含むヘリカル構造１０１ｘと、逆旋回となるヘリカル部１０１ｙａ、１０１ｙｂを含むヘリカル構造１０１ｙとを有することにより、上述した比較例１に係るアンテナ装置２０のアンテナエレメント２１と同様に、ＳＡＲの輻射的に強い部分を分散させることができる。
【００５３】
図３（ａ）は、アンテナ装置１００のＶＳＷＲ特性を示し、図３（ｂ）は、アンテナ装置１００の放射パターンを示した図である。図３（ａ）を参照すると、アンテナ装置１００は、ＧＳＭ９００の周波数帯において、一般に無線通信装置用アンテナとして良好なＶＳＷＲ性能を得ていることがわかる。図３（ｂ）は、中心周波数の０．９ＧＨｚにおけるアンテナ装置１００の放射パターンを示しており、このときの最大利得（Ｐｅａｋ  Ｇａｉｎ）は、約２ｄＢｉである。本発明の第１の実施形態に係るアンテナ装置１００は、ＧＳＭ９００の周波数帯において、良好な性能を有するものである。
【００５４】
以上のように、本発明の第１の実施形態に係るアンテナ装置１００によれば、アンテナエレメント１０１に、逆旋回となるヘリカル部１０１ｘａ、１０１ｘｂとヘリカル部１０１ｙａ、１０１ｙｂとをそれぞれ含むヘリカル構造１０１ｘ、１０１ｙを配置することにより、アンテナ性能を維持したまま、ＳＡＲを改善することが可能である。
【００５５】
（第２の実施形態）
次に、図４〜図６を参照して、本発明の第２の実施形態に係るアンテナ装置２００の構成について詳述する。
【００５６】
図４は、本発明の第２の実施形態に係るアンテナ装置２００の概略構成を示す外観斜視図である。図５は、本発明の第２の実施形態に係るアンテナ装置２００の概略構成を示す図であり、（ａ）は、アンテナ装置２００のアンテナエレメント２０１を拡大して示した斜視図であり、（ｂ）は、アンテナ装置２００のＳＡＲ分布を示す図であり、図７（ｂ）に示した従来のアンテナ装置４０の局所ＳＡＲの最大値を基準としたＳＡＲ分布図である。図６は、本発明の第２の実施形態に係るアンテナ装置２００の特性を説明するための図であり、（ａ）は、アンテナ装置２００のＶＳＷＲ特性を示すグラフであり、（ｂ）は、アンテナ装置２００の中心周波数０．９ＧＨｚにおける放射パターンを示す図である。
【００５７】
図４を参照すると、本発明の第２の実施形態に係るアンテナ装置２００は、アンテナエレメント２０１と、給電部２０２と、地板２０３とを含む。給電部２０２は、アンテナエレメント２０１と地板２０３との間に配置される。アンテナ装置２００は、本発明の第１の実施形態に係るアンテナ装置１００と同様に、アンテナエレメント２０１の形状をＬ型アンテナとして設計したシミュレーションモデルである。地板２０３は、セルラー型携帯端末に搭載される一般的なサイズである５０ｍｍ×１００ｍｍの薄板状のものとした。アンテナエレメント２０１は、地板２０３の長手方向の端部に設置した。アンテナエレメント２０１のＺ軸方向の高さａ１＝１２ｍｍである。
【００５８】
図４及び図５（ａ）を参照すると、アンテナエレメント２０１は二つのヘリカル構造２０１ｘ、２０１ｙを含む。図示したように、ヘリカル構造２０１ｘ、２０１ｙは、Ｚ軸方向に延びるアンテナエレメント２０１に配置されるヘリカル構造を２０１ｘとし、Ｙ軸方向に延びるアンテナエレメント２０１に配置されるヘリカル構造を２０１ｙとする。
【００５９】
図５（ａ）に図示したように、ヘリカル構造２０１ｘは、巻き方向が右巻きのヘリカル部２０１ｘａと、巻き方向が左巻きのヘリカル部２０１ｘｂとを含む。ヘリカル部２０１ｘａとヘリカル部２０１ｘｂとは、それぞれ異なる巻き数で、逆旋回となるように設計されたものである。ヘリカル部２０１ｘａは、直径が１．７ｍｍ、ピッチが１ｍｍ、ターン数が３＋１／２であり、ヘリカル部２０１ｘｂは、直径が１．７ｍｍ、ピッチが１ｍｍ、ターン数が２＋１／２である。図示したヘリカル構造２０１ｘのＺ軸方向の高さｂ３＝７．１ｍｍである。
【００６０】
また、ヘリカル構造２０１ｙは、ヘリカル構造２０１ｘと同様に、巻き方向が右巻きのヘリカル部２０１ｙａと、巻き方向が左巻きのヘリカル部２０１ｙｂとを含む。ヘリカル部２０１ｙａとヘリカル部２０１ｙｂとは、それぞれ異なる巻き数で、逆旋回となるように設計されたものである。ヘリカル部２０１ｙａは、直径が１．７ｍｍ、ピッチが１ｍｍ、ターン数が２であり、ヘリカル部２０１ｙｂは、直径が１．７ｍｍ、ピッチが１ｍｍ、ターン数が４である。図示したヘリカル構造２０１ｙのＹ軸方向の長さｂ４＝７．２ｍｍである。
【００６１】
図５（ｂ）は、アンテナ装置２００のＳＡＲ分布を示した図である。図５（ｂ）を参照すると、アンテナ装置２００は、図７（ｂ）に示した従来のＬ型アンテナ装置４０におけるＳＡＲ分布と比較して、ＳＡＲ分布が弱まっていることがわかる。このとき、従来のアンテナ装置４０の局所ＳＡＲの最大値を１００％とすると、アンテナ装置２００の局所ＳＡＲの最大値は約８３．９％である。アンテナ装置２００は、従来のＬ型アンテナ装置４０のＳＡＲ分布が集中した二つの箇所に対応する位置のアンテナエレメント２０１に、それぞれヘリカル構造２０１ｘ、２０１ｙを配置することにより、従来のＬ型アンテナ装置４０と比較してＳＡＲを約１６％低減させることができることがわかる。
【００６２】
このように、アンテナエレメント２０１は、逆旋回となるヘリカル部２０１ｘａ、２０１ｘｂを含むヘリカル構造２０１ｘと、逆旋回となるヘリカル部２０１ｙａ、２０１ｙｂを含むヘリカル構造２０１ｙとを有することにより、上述した比較例２に係るアンテナ装置３０のアンテナエレメント３１と同様に、ＳＡＲの輻射的に強い部分を分散させることができる。
【００６３】
図６（ａ）は、アンテナ装置２００のＶＳＷＲ特性を示し、図６（ｂ）は、アンテナ装置２００の放射パターンを示した図である。図６（ａ）を参照すると、アンテナ装置２００は、ＧＳＭ９００の周波数帯において、一般に無線通信装置用アンテナとして良好なＶＳＷＲ性能を得ていることがわかる。図６（ｂ）は、中心周波数の０．９ＧＨｚにおけるアンテナ装置２００の放射パターンを示しており、このときの最大利得（Ｐｅａｋ  Ｇａｉｎ）は、約２ｄＢｉである。本発明の第１の実施形態に係るアンテナ装置２００は、ＧＳＭ９００の周波数帯において、良好な性能を有するものである。
【００６４】
以上のように、本発明の第２の実施形態に係るアンテナ装置２００によれば、アンテナエレメント２０１に、逆旋回となるヘリカル部２０１ｘａ、２０１ｘｂとヘリカル部２０１ｙａ、２０１ｙｂとをそれぞれ含むヘリカル構造２０１ｘ、２０１ｙを配置することにより、アンテナ性能を維持したまま、ＳＡＲを改善することができる。
【００６５】
図９は、本発明の第１の実施形態に係るアンテナ装置１００と第２の実施形態に係るアンテナ装置２００の磁場分布を示す図であり、（ａ）は、アンテナ装置１００の磁場分布を示す図であり、（ｂ）は、アンテナ装置２００の磁場分布を示す図である。
【００６６】
図９（ａ）及び（ｂ）を参照すると、アンテナエレメント１０１、２０１のヘリカル構造１０１ｘ、１０１ｙ、２０１ｘ、２０１ｙにおける磁場の方向は、ヘリカル部１０１ｘａ、２０１ｘａとヘリカル部１０１ｘｂ、２０１ｘｂとでそれぞれ逆向きに発生し、ヘリカル部１０１ｙａ、２０１ｙａとヘリカル部と１０１ｙｂ、２０１ｙｂとで、それぞれ逆向きに発生していることがわかる。このように、近傍界ではヘリカル構造１０１ｘ、１０１ｙ、２０１ｘ、２０１ｙに逆向きの磁場をそれぞれ発生させたとしても、遠方界では図３及び図６に図示したように、アンテナの放射パターンに影響を与えず良好なアンテナ性能を得られることがわかる。従って、本発明の第１及び第２の実施形態に係るアンテナ装置１００、２００は、比較例１及び２に係るアンテナ装置２０、３０と同様に、アンテナ性能を維持したまま、それぞれのヘリカル構造１０１ｘ、１０１ｙ、２０１ｘ、２０１ｙにおいて磁束の方向が逆向きとなる部分を有することにより、近傍界における電磁界分布を分散させてＳＡＲの低減効果を得ることができる。
【００６７】
（第３の実施形態）
次に、図１０〜図１２を参照して、本発明の第３の実施形態に係るアンテナ装置１００について、説明する。
【００６８】
図１０は、本発明の第３の実施形態に係るアンテナ装置３００の概略構成を示す図であり、（ａ）は、アンテナ装置３００のアンテナエレメント３０１の一部を拡大して示した図であり、（ｂ）は、アンテナエレメント３０１のヘリカル構造３０１ｙを拡大して示した図である。図１１は、本発明の第３の実施形態に係るアンテナ装置３００の概略構成を示す図であり、（ａ）は、アンテナ装置３００のアンテナエレメント３０１を拡大して示した斜視図であり、（ｂ）は、アンテナ装置３００のＳＡＲ分布を示す図であり、後述する図１５（ｂ）に示した従来のアンテナ装置５０の局所ＳＡＲの最大値を基準としたＳＡＲ分布図である。図１２は、本発明の第３の実施形態に係るアンテナ装置３００の特性を説明するための図であり、（ａ）は、アンテナ装置３００のＶＳＷＲ特性を示すグラフであり、（ｂ）は、アンテナ装置３００の中心周波数０．９ＧＨｚにおける放射パターンを示す図である。
【００６９】
図１０及び図１１を参照すると、本発明の第３の実施形態に係るアンテナ装置３００は、アンテナエレメント３０１と、給電部３０２と、地板３０３と、基板３０４とを含む。給電部３０２は、アンテナエレメント３０１と地板３０３との間に配置される。アンテナ装置３００は、本発明の第１及び第２の実施形態に係るアンテナ装置１００、２００と同様に、アンテナエレメント３０１の形状をＬ型アンテナとして設計したシミュレーションモデルである。アンテナエレメント３０１のＺ軸方向の高さａ１＝１２ｍｍである。アンテナエレメント３０１及び給電部３０２は、地板３０３の長手方向の端部に配置された基板３０４の辺部に沿って配置される。基板３０４は、樹脂であってもよく、例えばＦＲ４を用いて５０ｍｍ×１２ｍｍの薄板状のものとした。地板３０３は、セルラー型携帯端末に搭載される一般的なサイズである５０ｍｍ×１００ｍｍの薄板状のものとした。
【００７０】
図１０及び図１１に図示したように、アンテナエレメント３０１は二つのヘリカル構造３０１ｘ、３０１ｙを含む。ヘリカル構造３０１ｘ、３０１ｙは、それぞれ、誘電体３０５ｘ、３０５ｙを取り囲むように、誘電体３０５ｘ、３０５ｙの側面に沿って配置される。図１０（ｂ）に図示したように、誘電体３０５ｘ、３０５ｙは、縦ｃ１＝０．５ｍｍ、横ｃ２＝６．５ｍｍ、高さｃ３＝０．５ｍｍの直方体形状とする。本実施形態においては、誘電体３０５ｘ、３０５ｙには比誘電率εr＝９のセラミック（Ｃｅｒａｍｉｃ）を用いるものとする。
【００７１】
図１０（ｂ）及び図１１（ａ）を参照すると、ヘリカル構造３０１ｙは、巻き方向が右巻きのヘリカル部３０１ｙａと、巻き方向が左巻きのヘリカル部３０１ｙｂとを含む。ヘリカル部３０１ｙａとヘリカル部３０１ｙｂとは、それぞれ異なる巻き数で、逆旋回となるように設計されたものである。ヘリカル部３０１ｙａは、ピッチが１ｍｍ、ターン数が３．５であり、ヘリカル部３０１ｙｂは、ピッチが１ｍｍ、ターン数が１．５である。
【００７２】
また、図１０（ａ）及び図１１（ａ）を参照すると、ヘリカル構造３０１ｘは、ヘリカル構造３０１ｙと同様に、巻き方向が右巻きのヘリカル部３０１ｘａと、巻き方向が左巻きのヘリカル部３０１ｘｂとを含む。ヘリカル部３０１ｘａとヘリカル部３０１ｘｂとは、それぞれ異なる巻き数で、逆旋回となるように設計されたものである。ヘリカル部３０１ｘａは、ピッチが１ｍｍ、ターン数が１．５であり、ヘリカル部３０１ｘｂは、ピッチが１ｍｍ、ターン数が３．５である。
【００７３】
このように、直方体形状を有する誘電体３０５ｘ、３０５ｙの周りに沿って、それぞれヘリカル部３０１ｘａ、３０１ｘｂ、３０１ｙａ、３０１ｙｂを配置してチップ部品化することにより、ヘリカル構造３０１ｘ、３０１ｙを含むアンテナエレメント３０１を簡易に製造することができ、且つ、チップマウンターにより基板等に表面実装が容易となるため、アンテナ装置３００の製品化が容易になる。
【００７４】
ここで、本発明の第３の実施形態に係るアンテナ装置３００の比較として、従来のＬ型アンテナ装置の構成及び性能について、図１５及び図１６を参照して述べる。
【００７５】
図１５は、従来のＬ型アンテナ装置５０の概略構成の一例を示す図であり、（ａ）は、アンテナ装置５０のアンテナエレメント５１を拡大して示した斜視図であり、（ｂ）は、アンテナ装置５０のＳＡＲ分布を示す図である。図１６は、図１５に示した従来のアンテナ装置５０の特性を説明するための図であり、（ａ）は、アンテナ装置５０のＶＳＷＲ特性を示すグラフであり、（ｂ）は、アンテナ装置５０の放射パターンを示す図である。
【００７６】
図１５（ａ）を参照すると、従来のＬ型アンテナ装置５０は、アンテナエレメント５１と、給電部５２と、地板５３と、基板５４とを含む。給電部５２は、アンテナエレメント５１と地板５３との間に配置される。アンテナ装置５０は、アンテナエレメント５１の形状をＬ型アンテナとして設計したシミュレーションモデルである。アンテナエレメント５１のＺ軸方向の高さａ１＝１２ｍｍである。アンテナエレメント５１及び給電部５２は、地板５３の長手方向の端部に配置された基板５４上に、基板５４の辺部に沿って配置される。基板５４は、樹脂であってもよく、例えば、ＦＲ４を用いて、５０ｍｍ×１２ｍｍの薄板状のものとした。地板５３は、セルラー型携帯端末に搭載される一般的なサイズである５０ｍｍ×１００ｍｍの薄板状のものとした。
【００７７】
図１５（ｂ）は、アンテナ装置５０のＳＡＲ分布を示した図である。図１５（ｂ）を参照すると、アンテナ装置５０は、アンテナエレメント５１の給電部５２に近接する箇所であってＸ軸方向に延びる部分とＹ軸方向に延びる部分とで、ＳＡＲのホットスポットが高くなっていることがわかる。
【００７８】
図１６（ａ）は、アンテナ装置５０のＶＳＷＲ特性を示し、図１６（ｂ）は、アンテナ装置５０の放射パターンを示した図である。図１６（ａ）を参照すると、アンテナ装置５０は、ＧＳＭ９００の周波数帯において、一般に無線通信装置用アンテナとして良好なＶＳＷＲ性能を得ていることがわかる。図１６（ｂ）は、中心周波数の０．９ＧＨｚにおけるアンテナ装置５０の放射パターンを示しており、このときの最大利得（Ｐｅａｋ  Ｇａｉｎ）は、約２ｄＢｉである。従来のＬ型アンテナ装置５０は、ＧＳＭ９００の周波数帯において、良好な性能を有している。
【００７９】
以上のような構成及び性能を有する従来のＬ型アンテナ装置５０について、アンテナ性能を維持しつつ、ＳＡＲを改善するため、上述した本発明の第３の実施形態に係るアンテナ装置３００のアンテナエレメント３０１の構成に至った。以下、本発明の第３の実施形態に係るアンテナ装置３００の性能について述べる。
【００８０】
図１１（ｂ）は、アンテナ装置３００のＳＡＲ分布を示した図である。図１１（ｂ）を参照すると、アンテナ装置３００は、図１５（ｂ）に示した従来のＬ型アンテナ装置５０におけるＳＡＲ分布と比較して、ＳＡＲ分布が弱まっていることがわかる。このとき、従来のアンテナ装置５０の局所ＳＡＲの最大値を１００％とすると、アンテナ装置３００の局所ＳＡＲの最大値は約８０．５％である。アンテナ装置３００は、従来のＬ型アンテナ装置５０のＳＡＲ分布が集中した二つの箇所に対応する位置のアンテナエレメント３０１に、それぞれヘリカル構造３０１ｘ、３０１ｙを配置することにより、従来のＬ型アンテナ装置５０と比較してＳＡＲを約１９％低減させることができることがわかる。
【００８１】
このように、アンテナエレメント３０１は、逆旋回となるヘリカル部３０１ｘａ、３０１ｘｂを含むヘリカル構造３０１ｘと、逆旋回となるヘリカル部３０１ｙａ、３０１ｙｂを含むヘリカル構造３０１ｙとを有することにより、ＳＡＲの輻射的に強い部分を分散させることができる。
【００８２】
図１２（ａ）は、アンテナ装置３００のＶＳＷＲ特性を示し、図１２（ｂ）は、アンテナ装置３００の放射パターンを示した図である。図１２（ａ）を参照すると、アンテナ装置３００は、ＧＳＭ９００の周波数帯において、一般に無線通信装置用アンテナとして良好なＶＳＷＲ性能を得ていることがわかる。図１２（ｂ）は、中心周波数の０．９ＧＨｚにおけるアンテナ装置３００の放射パターンを示しており、このときの最大利得（Ｐｅａｋ  Ｇａｉｎ）は、約２ｄＢｉである。本発明の第３の実施形態に係るアンテナ装置３００は、ＧＳＭ９００の周波数帯において、良好な性能を有するものである。
【００８３】
以上のように、本発明の第３の実施形態に係るアンテナ装置３００によれば、アンテナエレメント３０１に、逆旋回となるヘリカル部３０１ｘａ、３０１ｘｂとヘリカル部３０１ｙａ、３０１ｙｂとをそれぞれ含むヘリカル構造３０１ｘ、３０１ｙを配置することにより、アンテナ性能を維持したまま、ＳＡＲを改善することができる。また、アンテナ装置３００によれば、誘電体３０５ｘ、３０５ｙの側面に沿ってヘリカル構造３０１ｘ、３０１ｙを配置することにより、ヘリカル構造３０１ｘ、３０１ｙを基板３０４に固定することができ、アンテナ性能に影響を与えずに、アンテナ装置３００をセルラー型携帯端末に実装することが容易となる。
【００８４】
（第４の実施形態）
次に、図１３及び図１４を参照して、本発明の第４の実施形態に係るアンテナ装置４００について、説明する。
【００８５】
図１３は、本発明の第４の実施形態に係るアンテナ装置４００の概略構成を示す図であり、（ａ）は、アンテナ装置４００のアンテナエレメント４０１を拡大して示した斜視図であり、（ｂ）は、アンテナ装置４００のＳＡＲ分布を示す図であり、図１５（ｂ）に示した従来のアンテナ装置５０の局所ＳＡＲの最大値を基準としたＳＡＲ分布図である。図１４は、本発明の第４の実施形態に係るアンテナ装置４００の特性を説明するための図であり、（ａ）は、アンテナ装置４００のＶＳＷＲ特性を示すグラフであり、（ｂ）は、アンテナ装置４００の中心周波数０．９ＧＨｚにおける放射パターンを示す図である。
【００８６】
図１３（ａ）を参照すると、本発明の第４の実施形態に係るアンテナ装置４００は、第３の実施形態に係るアンテナ装置３００と同様に、アンテナエレメント４０１と、給電部４０２と、地板４０３と、基板４０４とを含む。給電部４０２は、アンテナエレメント４０１と地板４０３との間に配置される。アンテナ装置４００は、本発明の第１乃至第３の実施形態に係るアンテナ装置１００、２００、３００と同様に、アンテナエレメント４０１の形状をＬ型アンテナとして設計したシミュレーションモデルである。アンテナエレメント４０１のＺ軸方向の高さａ１＝１２ｍｍである。アンテナエレメント４０１及び給電部４０２は、地板４０３の長手方向の端部に配置された基板４０４の辺部に沿って配置される。基板３０４は、ＦＲ４を用いて５０ｍｍ×１２ｍｍの薄板状のものとした。地板３０３は、セルラー型携帯端末に搭載される一般的なサイズである５０ｍｍ×１００ｍｍの薄板状のものとした。
【００８７】
図１３（ａ）に図示したように、アンテナエレメント４０１はヘリカル構造４０１ｘを含む。ヘリカル構造４０１ｘは、磁性体４０５ｘを取り囲むように、磁性体４０５ｘの側面に沿って配置される。磁性体４０５ｘは、第３の実施形態に係るアンテナ装置３００の誘電体３０５ｘ、３０５ｙと同様に、縦ｃ１＝０．５ｍｍ、横ｃ２＝６．５ｍｍ、高さｃ３＝０．５ｍｍの直方体形状とする。磁性体４０５ｘの側面に沿ってヘリカル構造４０１ｘを配置することにより、ヘリカル構造４０１ｘを基板４０４に固定することができ、アンテナ装置４００のチップマウント化が容易となる。なお、本実施形態においては、磁性体３０５ｘには比誘電率εr＝５、比透磁率μr＝２のフェライト（Ｆｅｒｒｉｔｅ）を用いるものとする。
【００８８】
図１３（ａ）を参照すると、ヘリカル構造４０１ｘは、図１０（ｂ）に図示したヘリカル構造３０１ｙと同様の形状を有しており、巻き方向が右巻きのヘリカル部４０１ｘａと、巻き方向が左巻きのヘリカル部４０１ｘｂとを含む。ヘリカル部４０１ｘａとヘリカル部４０１ｘｂとは、それぞれ異なる巻き数で、逆旋回となるように設計されたものである。ヘリカル部４０１ｘａは、ピッチが１ｍｍ、ターン数が３．５であり、ヘリカル部４０１ｘｂは、ピッチが１ｍｍ、ターン数が１．５である。
【００８９】
図１３（ｂ）は、アンテナ装置４００のＳＡＲ分布を示した図である。図１３（ｂ）を参照すると、アンテナ装置４００は、図１５（ｂ）に示した従来のＬ型アンテナ装置５０におけるＳＡＲ分布と比較して、ＳＡＲ分布が弱まっていることがわかる。このとき、従来のアンテナ装置５０の局所ＳＡＲの最大値を１００％とすると、アンテナ装置４００の局所ＳＡＲの最大値は約９０．２％である。アンテナ装置４００は、従来のＬ型アンテナ装置５０のＳＡＲ分布が集中した箇所の一つに対応する位置において、アンテナエレメント４０１にヘリカル構造４０１ｘを配置することにより、従来のＬ型アンテナ装置５０と比較してＳＡＲを約１０％低減させることができることがわかる。
【００９０】
このように、アンテナエレメント４０１は、逆旋回となるヘリカル部４０１ｘａ、４０１ｘｂを含むヘリカル構造４０１ｘを有することにより、ＳＡＲの輻射的に強い部分を分散させることができる。
【００９１】
図１４（ａ）は、アンテナ装置４００のＶＳＷＲ特性を示し、図１４（ｂ）は、アンテナ装置４００の放射パターンを示した図である。図１４（ａ）を参照すると、アンテナ装置４００は、ＧＳＭ９００の周波数帯において、一般に無線通信装置用アンテナとして良好なＶＳＷＲ性能を得ていることがわかる。図１４（ｂ）は、中心周波数の０．９ＧＨｚにおけるアンテナ装置４００の放射パターンを示しており、このときの最大利得（Ｐｅａｋ  Ｇａｉｎ）は、約２ｄＢｉである。本発明の第４の実施形態に係るアンテナ装置４００は、ＧＳＭ９００の周波数帯において、良好な性能を有するものである。
【００９２】
以上のように、本発明の第４の実施形態に係るアンテナ装置４００によれば、アンテナエレメント４０１に、逆旋回となるヘリカル部４０１ｘａ、４０１ｘｂを含むヘリカル構造４０１ｘを配置することにより、アンテナ性能を維持したまま、ＳＡＲを改善することができる。また、アンテナ装置４００によれば、磁性体４０４ｘの側面に沿ってヘリカル構造４０１ｘを配置することにより、ヘリカル構造４０１ｘを基板４０４に固定することができ、アンテナ性能に影響を与えずに、アンテナ装置４００をセルラー型携帯端末に実装することが容易となる。
【００９３】
以上より、本発明の第１乃至第４の実施形態に係るアンテナ装置１００〜４００によれば、アンテナ性能を維持したままＳＡＲを低減することのできるアンテナ装置及びこれを備える無線通信装置を提供することができる。
【符号の説明】
【００９４】
１００、２００、３００、４００：アンテナ装置
１０１、２０１、３０１、４０１：アンテナエレメント
１０１ｘ、１０１ｙ、２０１ｘ、２０１ｙ、３０１ｘ、３０１ｙ、４０１ｘ：ヘリカル構造
１０２、２０２、３０２、４０２：給電部
１０３、２０３、３０３、４０３：地板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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