(57)【要約】【課題】複数のアンテナについて相関の度合いが低くかつ均衡したアンテナ効率を有するアンテナ装置を備えた無線通信装置を提供する。【解決手段】無線通信装置は、給電点２２を有する第１のアンテナ部２１と、給電点２４を有する第２のアンテナ部２３とを備える。第１のアンテナ部２１と第２のアンテナ部２３との間には第１の導電板１１が延在する。さらに、第１の導電板１１にほぼ平行に配置された第２の導電板１３が第１のアンテナ部２１および第２のアンテナ部２３の間に延在する。互いに対向する第１の導電板１１の周縁の一部と第２の導電板１３の周縁の一部とにより所定のスリット１２が形成されるように、第１の導電板１１と第２の導電板１３との間を電気的に短絡する短絡部材１７が設けられる。第１の給電点２２と第２の給電点２４とはスリット１２の近傍に配置される。【選択図】図２
2013070365.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の給電点を有する第１のアンテナ部と、
前記第１のアンテナ部と離間して配置された、第２の給電点を有する第２のアンテナ部と、
前記第１のアンテナ部と第２のアンテナ部との間に延在する第１の導電板と、
前記第１の導電板にほぼ平行に配置されて前記第１のアンテナ部および第２のアンテナ部の間に延在する第２の導電板と、
互いに対向する前記第１の導電板の周縁の一部と前記第２の導電板の周縁の一部とにより所定のスリットが形成されるように、前記第１の導電板と前記第２の導電板との間を電気的に短絡する短絡部材とを備え、
前記第１の給電点と前記第２の給電点とは前記スリットの近傍に配置される
無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナ装置に関し、特に（但し限定する意味ではなく）ＭＩＭＯ（Multi Input Multi Output)用アンテナ装置を採用した無線通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話の高速なデータ通信仕様の一つとして、ＬＴＥ（Long Term Evolution）と呼ばれるサービスが知られている。アンテナとしての技術的な観点から見た場合にＬＴＥには以下のような特徴がある。
【０００３】
すなわち、ＬＴＥは、ＭＩＭＯと呼ばれる通信システムであって、送受信で複数のアンテナを使用することにより高速のデータ通信を実現するものである。ＭＩＭＯを採用した携帯端末のような無線通信装置では通常２つのアンテナを使用する。両アンテナのアンテナ特性は理想的には同等であることが求められる。
【０００４】
ＭＩＭＯのアンテナ特性に関しては、アンテナの相関(Correlation)と呼ばれる指標がキーポイントとなる。アンテナの相関の数値（係数）が高い（すなわち相関度が高い）と通信速度が低下することが知られている。
【０００５】
現在、各国で実施されているまたは実施が予定されているＬＴＥサービスに使用される周波数帯は広範囲に及び、既存のセルラーシステムの低バンドおよび高バンドをともに広帯域化することが望まれている。
【０００６】
例えば、米国における７００ＭＨｚ帯でのサービスでは、アンテナの相関を低くすることが著しく困難となる。この理由は、周波数が低くなると携帯端末の基板全体に高周波電流が流れるようになり、ダイポールと同様の動作モードになって、アンテナの指向性がアンテナの設計にあまり依存しなくなるからである。よって、一方のアンテナのデザインを変更して指向性を変えることにより相関を改善しようとしても、所望の結果を得ることがなかなか困難である。
【０００７】
特許文献１には、相互結合の影響が小さい移動通信システムに適用可能なマルチアンテナが提案されている。このマルチアンテナは、回路基板上の複数の給電点にそれぞれ接続された複数の給電素子および任意の給電点の近傍において回路基板に接続した単数または複数の無給電素子を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−１７０４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述したように、ＭＩＭＯを採用した携帯端末等の無線通信装置では、通常２つのアンテナのアンテナ特性は理想的には同等であることが求められる。しかし、上記従来技術のように無給電素子を給電素子近傍に接続すると、アンテナ効率に差分が発生する可能性がある。したがって、上記従来技術は、理想的に同じアンテナ効率のアンテナが好ましいＭＩＭＯには適さない。
【００１０】
このような背景において、発明者は、複数のアンテナについて相関の度合いが低くかつ均衡したアンテナ効率を有するアンテナ装置を備えた無線通信装置の必要性を認識している。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の実施の形態によれば、第１の給電点を有する第１のアンテナ部と、前記第１のアンテナ部と離間して配置された、第２の給電点を有する第２のアンテナ部と、前記第１のアンテナ部と第２のアンテナ部との間に延在する第１の導電板と、前記第１の導電板にほぼ平行に配置されて前記第１のアンテナ部および第２のアンテナ部の間に延在する第２の導電板と、互いに対向する前記第１の導電板の周縁の一部と前記第２の導電板の周縁の一部とにより所定のスリットが形成されるように、前記第１の導電板と前記第２の導電板との間を電気的に短絡する短絡部材とを備え、前記第１の給電点と前記第２の給電点とは前記スリットの近傍に配置される無線通信装置が提供される。
【００１２】
前記第１および第２の導電板は、両者の間に前記所定のスリットを形成することにより、スリットアンテナと同等の機能を呈する。このスリットアンテナが前記第１および第２の導電板の間に介在することにより、前記第１および第２のアンテナ部の相関が軽減される。
【発明の効果】
【００１３】
前記第１および第２の導電板は無線通信装置に備わった既存の部品を有効に利用することにより、低コストで所望のアンテナ特性を有する無線通信装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態に係る無線通信装置の一例としての携帯端末の前面および裏面の外観を示す図（ａ）（ｂ）である。
【図２】本発明の実施の形態による携帯端末のアンテナ装置の簡略化した構成を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態による第１および第２の導体板の構成を説明するための図である。
【図４】既知のスリットアンテナ（またはスロットアンテナ）について説明するための図（ａ）（ｂ）である。
【図５】図３に示した構成の変形例を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態におけるスリットを構成する要素の組み合わせとして、主要な４つの態様を示す図（ａ）−（ｄ）である。
【図７】図６に示した第１の態様の携帯端末の概略の外観を表した斜視図（ａ）およびそのスリットを抜き出して示した図（ｂ）である。
【図８】図７（ａ）に示した携帯端末の具体的な構成例を示す図（ａ）−（ｅ）である。
【図９】図８（ｃ）に示したスリット１２により構成されるスリットアンテナのアンテナ特性を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態の携帯端末において使用する短絡部材の個数および素子の具体的な数値例について説明するための図である。
【図１１】本発明の実施の形態の携帯端末において使用する短絡部材の個数および素子の具体的な数値例について説明するための他の図である。
【図１２】本発明の実施の形態の携帯端末の各種モデルについての、振幅相関係数（Envelope correlation coefficient: ECC）を表したグラフである。
【図１３】それぞれ、メインアンテナ部（Bottom)の効率、および、サブアンテナ部（Top)の効率の周波数特性を表したグラフである。
【図１４】それぞれ、スリットを利用しない場合と利用する場合について、メインアンテナに給電を行ったときのメインアンテナ、サブアンテナ、および両アンテナに共通のＧＮＤ地板における電流分布の様子を示す（ａ１）−（ａ４），（ｂ１）−（ｂ４）である。
【図１５】スリットを有する携帯端末（ａ）、それぞれ、サブアンテナに給電を行った場合の携帯端末の正面および側面から見た放射パターンの様子を示した図である。
【図１６】図１０に示した携帯端末のアンテナ装置についてそのＳパラメータの周波数特性を示すグラフである。
【図１７】第２の態様の具体的な構成例を示す図（ａ）−（ｅ）である。
【図１８】第２の態様の携帯端末の要部を左側面から見た斜視図を示し、サブアンテナ２３を除去した携帯端末の要部を端末上端側から見た斜視図（ａ）（ｂ）を示す図である。
【図１９】第４の態様の具体的な構成例を示す図（ａ）−（ｅ）である。
【図２０】第４の態様の携帯端末の要部を左側面から見た斜視図である。
【図２１】スリットを利用しない場合、筐体パネルとＰＣＢ間のスリットを利用する場合、ＰＣＢとＳＵＳプレート間のスリットを利用する場合の、それぞれの振幅相関係数（ECC）ならびにメインアンテナ部（Bottom)およびサブアンテナ部（Top)のアンテナ効率の周波数特性を表したグラフである。
【図２２】筐体パネルとＳＵＳプレート間のスリットを利用する場合、ＰＣＢとＳＵＳプレート間のスリットを利用する場合、およびスリットを利用しない場合、のそれぞれのＳパラメータの値を表したアンテナ特性のグラフ（ａ）−（ｃ）である。
【図２３】本発明の第２の実施の形態に係る携帯端末の概略の構成を示す図（ａ）（ｂ）である。
【図２４】図２３（ａ）（ｂ）に示した携帯端末のアンテナ装置についてそのＳパラメータの周波数特性を示すグラフである。
【図２５】本発明の変形例を説明するための図である。
【図２６】図２５（ｂ）（ａ）に示した携帯端末のアンテナ装置についてそのＳパラメータの周波数特性を示すグラフ（ａ）（ｂ）である。
【図２７】本発明の実施の形態におけるアンテナ装置の種々のモデルについて、メインアンテナの効率の周波数特性を表したグラフである。
【図２８】本発明の実施の形態におけるアンテナ装置の種々のモデルについて、サブアンテナの効率の周波数特性を表したグラフである。
【図２９】上述したアンテナ装置の種々のモデルについて、その振幅相関係数（ECC）の周波数特性を表したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１６】
図１（ａ）（ｂ）に、本実施の形態に係る無線通信装置の一例として、スマートフォンと呼ばれるような携帯端末の前面および裏面の外観を示す。この携帯端末は、ほぼ直方体に近い外形の筐体１０１を有する。
【００１７】
図１（ａ）に示す携帯端末の表面側には、ＬＣＤのような表示デバイスの表示画面１０４が現れている。表示画面１０４の上側にはスピーカ部１０２が配置され、下側には、操作キー１０５ａ−１０５ｃを含む操作部１０５が配置されている。
【００１８】
図１（ｂ）によく表れるように、携帯端末は、その下端に第１のアンテナ部であるメインアンテナ部１０８と、このメインアンテナ部１０８から離間して上端に配置された第２のアンテナ部であるサブアンテナ部１０９とを備えている。また、携帯端末の裏面には、メインアンテナ部１０８とサブアンテナ部１０９との間に、筐体パネル１０６が配置されている。筐体パネル１０６は後述する第１の導電板を構成する。この例では、筐体パネル１０６は電池蓋を兼ねているが、必ずしも電池蓋を兼ねる必要はない。筐体パネル１０６は導電性の金属材料で形成される。これに代えて、プラスチック材料に導電層を被覆または内蔵した構成であってもよい。また、筐体パネル１０６の上部中央に形成された円形の開口部はカメラ部１０７を示している。但し、このカメラ部１０７は本発明において必須の要素ではない。
【００１９】
図２に、本実施の形態による携帯端末のアンテナ装置の簡略化した構成を示す。この携帯端末は、その下端に第１のアンテナ部を構成するメインアンテナ２１と、このメインアンテナ２１から離間して上端に配置された第２のアンテナ部を構成するサブアンテナ２３とを備えている。本実施の形態では、メインアンテナ２１とサブアンテナ２３とは、ＭＩＭＯ用アンテナ装置を構成している。メインアンテナ２１とサブアンテナ２３の間には第１の導電板１１が延在している。また、メインアンテナ２１とサブアンテナ２３の間に、第１の導電板１１にほぼ平行に第２の導電板１３が延在する。導電板１１と導電板１３との間は、その周縁部のほぼ半分の範囲で、複数の短絡部材１７により互いに電気的に接続される。短絡部材１７はここでは導電ピンを想定しているが、その形状やサイズは問わない。板状の導電部材や導電バネのような接触部材であってもよい。このような接触部材を用いる場合、筐体パネル１０６側にばね構造を設けてもよいし、対向する部材側に板ばねを設けてもよい。
【００２０】
導電板１３が両アンテナに共通のＧＮＤ地板（ＧＮＤプレーン）であり、メインアンテナ２１およびサブアンテナ２３のＧＮＤは導電板１３に接続される。
【００２１】
図３（ａ）に、図２に示した両導電板１１，１３を抜粋して示すように、短絡部材１７は、両導電板の周縁の一部の範囲１８の両端位置と、その間の１または複数の位置に配置される。隣接する短絡部材１７の間隔は、その間隔分のスリットにより構成されるスリットアンテナの共振周波数が携帯端末で使用する周波数よりも十分高くなるように、所定の値より小さくする。例えば、短絡部材１７が導電ピンである場合、目的のスリットの領域以外の第１および第２の導電板の周縁に沿って所定の間隔より狭い間隔で複数の導電ピンが配置される。この構成は、使用周波数に関しては、図３（ｂ）に示すように、両導電板の周縁の範囲１８についてソリッドの導電板１１で全面被覆したものと等価とみなせる。その結果、両導電板の周縁の範囲１９において両導電板１１，１３のエッジの隙間によりスリット１２が形成される。換言すれば、互いに対向する第１の導電板の周縁の一部と第２の導電板の周縁の一部とにより所定のスリットが形成されるように、短絡部材１７は、第１の導電板と第２の導電板との間を電気的に短絡する。この構成は、等価的に、単一の導電板に所定のスリットが形成されたスリットアンテナとみなせる。スリットの長さは、携帯端末が使用するアンテナ装置の周波数に対して、ほぼその半波長（λ／２）に設定する。
【００２２】
なお、スリット１２の幅はその長手方向の全長において一定でなくてもよい。
【００２３】
図２に戻り、メインアンテナ２１の給電点２２と、サブアンテナ２３の給電点２４とは、スリット１２の近傍の位置、好ましくはスリット１２の隙間に望む位置に配置される。
【００２４】
ここで、本実施の形態をより良く理解するために、図４（ａ）（ｂ）により、既知のスリットアンテナ（またはスロットアンテナ）について説明する。図４（ａ）に示すように、導体板１０に、細長いスリット（またはスロット）１２を設け、そのスリット長を半波長とする周波数の交流電圧をスリット１２の両エッジ間に印加する。これにより、この導電板１０から電磁界の放射が発生し、導体板１０がアンテナとして機能することが知られている。スリットアンテナの共振周波数はスリット１２の長さＬに依存する。スリット１２の幅Ｗも共振周波数に影響しうる。図４（ｂ）に示すように、両エッジ間に、電子部品である素子１５を挿入することにより、スリットアンテナの共振周波数を調整することができる。この素子１５は、この例では受動素子であり、例えば、誘導性リアクタンスを有するインダクタや、容量性リアクタンスを有するキャパシタのようなリアクタンス素子である。スリットアンテナの共振周波数は、インダクタによって上方へ、キャパシタによって下方へ調整することができる。
【００２５】
図３に示した構成においても、図５に示すように、スリット１２のメインアンテナ２１側の一点およびサブアンテナ２３側の一点において、スリット１２の対向するエッジ間に例えばインダクタやキャパシタのようなリアクタンス素子としての素子２５，２６を接続することもできる。このような素子の値を選定することにより、図４（ｂ）で説明したように、スリット１２によるスリットアンテナの共振周波数を調整することができる。但し、本発明において、このような素子２５，２６の使用は必須ではない。その個数も２個に限るものではない。
【００２６】
図６（ａ）−（ｄ）に、本実施の形態におけるスリット１２を構成する要素の組み合わせとして、主要な４つの態様を示す。
【００２７】
図６（ａ）は、第１の導電板として上述したような導電性を有する筐体パネル１０６を利用し、第２の導電板としてプリント回路基板（ＰＣＢ）１１１に形成された導電層（ＧＮＤ地板）を利用する第１の態様を示している。
【００２８】
図６（ｂ）は、第１の導電板として導電性を有する筐体パネル１０６を利用し、第２の導電板としてＳＵＳプレート１１３を利用する第２の態様を示している。ＳＵＳプレート１１３は、通常、携帯端末においてＬＣＤパネルの補強等を目的として利用されるステンレス鋼(Steel Use Stainless)からなる金属プレートであり、筐体パネルにほぼ平行に配置される。
【００２９】
図６（ｃ）は、第１の導電板としてＰＣＢに形成された導電層（ＧＮＤ地板）を利用し、第２の導電板としてＳＵＳプレート１１３を利用する第３の態様を示している。
【００３０】
図６（ｄ）は、第１の導電板として二つのハーフ基板であるＰＣＢ１１１ａ，１１１ｂに形成された導電層（ＧＮＤ地板）を利用し、第２の導電板としてＳＵＳプレート１１３を利用する第４の態様を示している。二つのＰＣＢ１１１ａ，１１１ｂの両導体層間は導電性連結部材１１２で接続される。導電性連結部材１１２の一例として図ではワイヤを示しているが、ワイヤに限るものではない。
【００３１】
図７（ａ）に、上述した第１の態様の携帯端末の概略の外観を表した斜視図を示す。図２で説明したと同様に、携帯端末はほぼ直方体に近い外形を有し、その下端に第１のアンテナ部であるメインアンテナ２１と、このメインアンテナ２１から離間して上端に配置された第２のアンテナ部であるサブアンテナ２３とを備えている。端末の上端と下端に離間して配置されたメインアンテナ２１とサブアンテナ２３の間には第１の導電板１１としての筐体パネル１０６が延在している。また、この筐体パネル１０６にほぼ平行に、メインアンテナ２１とサブアンテナ２３の間に第２の導電板１３としてのＰＣＢ１１１（の導体層）が延在する。図３（ａ）で説明したように、筐体パネル１０６とＰＣＢ１１１の導体層の間は、その周縁部のほぼ半分の範囲に亘って、複数の短絡部材１７により互いに電気的に接続される。筐体パネル１０６とＰＣＢ１１１の導電層との間にスリット１２が形成される。
【００３２】
図７（ｂ）にスリット１２を抜き出して、その輪郭を示している。スリット１２は携帯端末の側部だけでなく、側部の長手方向から直角に折れ曲がった方向にも延びる。したがって、その全長は、最も外側の短絡部材１７の位置に依存して変わる。図の例ではスリット１２は、筐体パネル１０６の構成に起因して、側部１２ａと、これに連通した下端部分１２ｂおよび上端部分１２ｃを有する。下端部分１２ｂおよび上端部分１２ｃの幅は側部１２ａの幅より大きくなっている。一群の短絡部材１７のうち、最も外側に位置する２つの短絡部材１７ａのエッジと、この短絡部材１７ａのエッジにつながる、短絡部材１７が存在しない範囲の筐体パネル１０６のエッジと、このエッジに対向するＰＣＢ１１１の導体層のエッジとにより、スリット１２を定めるエッジのループが形成される。
【００３３】
なお、図示しないが、メインアンテナ２１とサブアンテナ２３は、それぞれ、別の筐体部分で被覆される。また、図７（ａ）におけるＰＣＢ１１１の表面側（図７（ａ）に示した携帯端末の裏側）には表示部を構成するＬＣＤデバイスなどの他の要素が配置される。
【００３４】
次に、図８（ａ）−（ｅ）に、図７（ａ）に示した携帯端末の具体的な構成例を示す。図８（ｃ）は、携帯端末の要部の正面図、図８（ｂ）はその左側面図、図８（ｅ）は右側面図である。また、図８（ｄ）は携帯端末の下端のメインアンテナ部分の拡大斜視図、図８（ａ）は携帯端末の上端のサブアンテナ部分の拡大斜視図である。図８（ａ）−（ｅ）の各図の縮尺は一定ではなく、図示の便宜上変更している。
【００３５】
この態様では、第１の導電板として導電性を有する筐体パネル１０６を利用し、第２の導電板としてプリント回路基板（ＰＣＢ）１１１に形成された導電層（ＧＮＤ地板）を利用している。筐体パネル１０６とプリント回路基板（ＰＣＢ）１１１との間にスリット１２が形成されている。図示の例では、筐体パネル１０６は、図８（ｂ）に現れているように、その主平面からほぼ直角に内側方向へ折れ曲がった細長い側面部１０６ａを有している。但し、この側面部１０６ａは本発明において必須の要素ではない。この側面部１０６ａの有無によりスリット１２の幅が変わりうるが、スリット１２の長さの調整および素子２５，２６の値の選定によって、スリット幅の変化に対応することが可能である。
【００３６】
図９に、図８（ｃ）に示したスリット１２に仮に給電した場合のスリットアンテナのアンテナ特性を表したグラフを示す。このアンテナ特性はシミュレーション結果に基づくものである。スリット１２には実際には給電されないが、このグラフは、メインアンテナ２１とサブアンテナ２３に給電がなされたときにスリット１２に流れるグランド電流が所望周波数で共振するか否かを確認するためのものである。このグラフの横軸は周波数［ＧＨｚ］を示し、縦軸は反射特性［ｄＢ］を示す。Ｓ３，３は３番目のアンテナ、ここでは仮想的なスリットアンテナの反射特性を表している。便宜上、図８（ｄ）に示した短絡部材１７ａの位置を給電点として、当該スリットアンテナの特性を測定した結果を示す。このグラフから、スリットアンテナがいくつかの共振周波数を有していることが分かる。その中には７００ＭＨｚ帯も含まれている。
【００３７】
図１０および図１１により、本実施の形態の携帯端末において使用する短絡部材１７（この例では導電ピン）の個数および素子２５，２６の具体的な数値例について説明する。図１０は図８（ｃ）に示した携帯端末の構成を再掲するものであるが、短絡部材１７としてのピンおよび素子２５，２６に番号付けをして相互に区別をしている。また、スリット１２は図示のような携帯端末の平面図においては実際には見えないものであるが、その位置および長さを示すため、便宜上、太線で示してある。
【００３８】
図１１は、図１０に示した携帯端末におけるピン＃１−＃６ならびに素子＃１−＃２およびその値に関して、本実施の形態において採りうる５つの構成（モデル）例を示している。基準とするモデル＃０は図１０に示したすべてのピン＃１−＃６を備え、素子２５，２６として３．５ｐＦのキャパシタを用いたものである。図１１中、ピンの欄の"○"印はそのピンが存在し、"×"印はそのピンが存在しないことを示す。
【００３９】
モデル＃１は、ピン＃１とピン＃３−＃６を用いるとともにピン＃２を削除し、素子２５，２６として２．２ｐＦのキャパシタを用いたものである。
【００４０】
モデル＃２は、ピン＃２−＃６を用いるとともにピン＃１を削除し、素子２５，２６として２．２ｐＦのキャパシタを用いたものである。
【００４１】
モデル＃３は、ピン＃１とピン＃３のみを用いるとともにピン＃２，＃４−＃６を削除し、素子２５，２６として２．２ｐＦのキャパシタを用いたものである。
【００４２】
モデル＃４は、ピン＃１，＃３，＃４，＃６を用いるとともにピン＃２，＃５を削除し、素子２５，２６として１０ｎＨのインダクタを用いたものである。
【００４３】
なお、上述したように、素子２５，２６は必ずしも必須の要素ではない。
【００４４】
図１２に、モデル＃０（基準）とモデル＃１−＃４について、振幅相関係数（Envelope correlation coefficient: ECC）を表したグラフを示す。また、図１３（ａ）（ｂ）に、それぞれ、メインアンテナ部（Bottom)の効率、および、サブアンテナ部（Top)の効率の周波数特性を表したグラフを示す。これらのグラフは、シミュレーションにより求められた結果に基づくものである。後述する他のグラフについても同様である。
【００４５】
図１２において、モデル＃０（基準）とモデル＃１のグラフは殆ど一致している。モデル＃３とモデル＃４（特にモデル＃３）において、０．７８ＭＨｚ付近より低い周波数において、相関が高くなっている。したがって、モデル＃３のようにピン＃４−＃６をすべて削除するのは好ましくないことが分かる。
【００４６】
図１３（ａ）（ｂ）に示すアンテナ効率については、モデルによって若干のばらつきが見られるが、メインアンテナ部（Bottom)およびサブアンテナ部（Top)についてほぼ均衡しており、いずれについても特に問題のない値が示されている。
【００４７】
図１４（ａ１）−（ａ４），（ｂ１）−（ｂ４）は、それぞれ、スリットを利用しない場合と利用する場合について、メインアンテナ２１に給電を行ったときのメインアンテナ２１、サブアンテナ２３、および両アンテナに共通のＧＮＤ地板における電流分布の様子を示している。図中、破線の楕円枠はサブアンテナの領域を表している。図の下部の０ｄｅｇ、４５ｄｅｇ、９０ｄｅｇ、１３５ｄｅｇは、印加する高周波電力の位相角を示している。図１４（ａ１）−（ａ４）から、スリットを利用しない場合にはメインアンテナ２１への給電に応じてサブアンテナ２３に電流が励起されていることが分かる。すなわち、スリットがない状態でメインアンテナ２１に給電を行うと、λ／４の長さのＧＮＤ地板１２０に高周波電流が流れて、サブアンテナ２３にも電流を励起してしまう。これは両アンテナ間の結合が強い、すなわち相関が高いことを意味する。
【００４８】
これに対して、図１４（ｂ１）−（ｂ４）からは、スリットを利用した場合、メインアンテナ２１への給電を行ってもサブアンテナ２３に電流が流れないことが分かる。スリットが存在する状態でメインアンテナ２１に給電を行うと、λ／２のスリット長のスリットアンテナが共振することによりスリットアンテナに定在波が発生し、サブアンテナ２３には電流が励起されない。これは両アンテナ間の結合が弱い、すなわち相関が低いことを意味する。
【００４９】
図１５（ａ）に示すようなスリット１２を有する携帯端末について、図１５（ｂ１）（ｂ２）はそれぞれ、サブアンテナ２３（ｔｏｐ）に７４０ＭＨｚで給電を行った場合の携帯端末の正面および側面から見た放射パターンの様子を示している。同様に、図１５（ｃ１）（ｃ２）はそれぞれ、メインアンテナ２１（ｂｏｔｔｏｍ）に７４０ＭＨｚで給電を行った場合の正面および側面から見た放射パターンの様子を示している。これらの図は、３次元状の放射パターンの強度を濃淡で表したものである。これらの放射パターンは携帯端末の長手方向を中心軸としたドーナツ状の３次元形状を示している。特に図１５（ｂ２）と所定のスリット（ｃ２）を比べて見ると、メインアンテナ２１の放射パターンの軸４１とサブアンテナ２３の放射パターンの軸４２とが互いに対して傾斜していることが分かる。このことは両アンテナの相関が小さくなることを意味している。
【００５０】
図１６に、図１０に示した携帯端末のアンテナ装置についてそのＳパラメータの周波数特性を示す。このグラフの横軸は周波数［ＧＨｚ］を示し、縦軸はＳパラメータの値［ｄＢ］を示す。図におけるＳ１，１はメインアンテナ２１の反射特性を表し、Ｓ２，２はサブアンテナ２３の反射特性を表わしている。Ｓ１，１とＳ２，２の波形の凹部の負側のピークは各アンテナ部の共振周波数を表している。
【００５１】
Ｓ１，２とＳ２，１は、メインアンテナ２１とサブアンテナ２３の相互の間の通過特性を表す。Ｓ１，２とＳ２，１は相対的に同じ値をとり、両波形は重なっている。Ｓ１，２とＳ２，１の値が小さいことは、両アンテナ間のアイソレーションが高いことを表し、これは相関の度合いが低いことを意味する。図１６に丸印３１で囲んで示すように、７００ＭＨｚ付近で両アンテナのアイソレーションがピンポイントで大きく改善されていることが分かる。このように両アンテナのアイソレーションが高いことは相関係数が小さいことにつながる。
【００５２】
図１７（ａ）−（ｅ）に、上述した第２の態様（図６（ｂ））の具体的な構成例を示す。図１７（ｃ）は、第２の態様の携帯端末の要部の斜視図、図１７（ｂ）はその左側面図、図１７（ｅ）は右側面図である。また、図１７（ｄ）は携帯端末のメインアンテナ２１を除去した下端のメインアンテナ部分の拡大斜視図、図１７（ａ）は携帯端末の長手方向の側面断面図である。図１７（ａ）−（ｅ）の各図の縮尺は一定ではなく、図示の便宜上変更している。さらに図１８（ａ）に、第２の態様の携帯端末の要部を左側面から見た斜視図を示し、図１８（ｂ）にサブアンテナ２３を除去した携帯端末の要部を端末上端側から見た斜視図を示す。
【００５３】
この態様では、第１の導電板として導電性を有する筐体パネル１０６を利用し、第２の導電板として上述したＳＵＳプレート１１３を利用している。この態様におけるスリット１２は、筐体パネル１０６とＳＵＳプレート１１３とにより、その間に形成される。筐体パネル１０６については第１の態様と同様である。
【００５４】
図１７（ａ）によく現れているように、この態様におけるＰＣＢ１１１ａは、両アンテナ部間の全域に延在しておらず、一端側（この場合、サブアンテナ２３側）にのみ存在するいわゆるハーフ基板である。このような構成では、スリット１２を構成する要素としてＰＣＢを利用することができない。他方、ＳＵＳプレート１１３は両アンテナ部間の全域に延在し、導電性を有する。そこで、本態様では、スリット１２を構成する要素として、ＰＣＢの代わりにＳＵＳプレート１１３を利用したものである。
【００５５】
次に、図１９（ａ）−（ｅ）に、上述した第４の態様の具体的な構成例を示す。図１９（ｃ）は、第４の態様の携帯端末の要部の斜視図、図１９（ｂ）はその左側面図、図１９（ｅ）は右側面図である。また、図１９（ｄ）は携帯端末のメインアンテナ部分の拡大斜視図、図１９（ａ）は携帯端末の上端のサブアンテナ部分の拡大斜視図である。図１９（ａ）−（ｅ）の各図の縮尺は一定ではなく、図示の便宜上変更している。さらに図２０に、第４の態様の携帯端末の要部を左側面から見た斜視図を示す。
【００５６】
この態様では、第１の導電板としてＰＣＢに形成された導電層（ＧＮＤ地板）を利用し、第２の導電板としてＳＵＳプレート１１３を利用している。この態様におけるスリット１２は、ＰＣＢとＳＵＳプレート１１３とにより、その間に形成される。この例では、図２０によく現れているように、ＰＣＢは二つのハーフ基板であるＰＣＢ１１１ａ，１１１ｂからなる場合を示している。これは、図６（ｄ）に示した態様に相当する。但し、ＰＣＢは両アンテナ部間の全域に延在する単一のフル基板であってもよい。これは図６（ｃ）に示した第３の態様に相当する。
【００５７】
図２１（ａ）−（ｃ）は、上述したようなスリットを利用しない場合、筐体パネルとＰＣＢ間のスリットを利用する場合（図７（ａ））、ＰＣＢとＳＵＳプレート間のスリットを利用する場合（図１９）の、それぞれのＥＣＣならびにメインアンテナ部（Bottom)およびサブアンテナ部（Top)のアンテナ効率の周波数特性を表したグラフを示している。
【００５８】
図２１（ａ）から分かるように、元々、７００ＭＨｚ帯のような低周波数帯域において問題となっていた相関係数の値が、スリットを利用することにより低下する（すなわち改善される）ことが分かる。特に、筐体パネルとＰＣＢ間のスリットを利用する場合の改善の程度が著しい。図２１（ｂ）（ｃ）から、メインアンテナ部（Bottom)およびサブアンテナ部（Top)のアンテナ効率（Total Efficiency）については、ほぼ均衡しており、スリットの有無による特別な影響は見られないことが分かる。
【００５９】
図２２（ａ）−（ｃ）は、筐体パネルとＳＵＳプレート間のスリットを利用する場合、ＰＣＢとＳＵＳプレート間のスリットを利用する場合、およびスリットを利用しない場合、のそれぞれのＳパラメータの値を表したアンテナ特性のグラフを示している。前述したように、パラメータＳ１，２およびＳ２，１はメインアンテナとサブアンテナの相互の間の通過特性、すなわちアイソレーションの度合いを示している。これらのグラフから、ほぼ７００ＭＨｚ付近において、スリットを利用しない場合に比べて、スリットを利用する場合の両アンテナ間のアイソレーションが高くなっている（すなわち相関が低くなっている）ことが分かる。
【００６０】
図２３（ａ）（ｂ）は、本発明の第２の実施の形態に係る携帯端末の概略の構成を示している。上述した第１の実施の形態では、第１の導電板が携帯端末の主平面において比較的広い面積を有するものを示した。これに対して、第２の実施の形態では、第１の導電板として、スリット１２に沿って配置された細長い帯状（またはストリップ状）の形状を有する導電部材としての導電板１６を用いている。これは筐体パネル１０６とは別の要素として設けてもよい。筐体パネル１０６がプラスチック等の非導電性材料で形成される場合に、筐体パネル１０６の内側表面に帯状の導電性被覆を形成したものであってもよい。
【００６１】
図の例では３個の短絡部材１７を示しているが、第２の実施の形態ではスリットの両端を定めるためにのみ、少なくとも２個の短絡部材１７を用いればよい。他の構成は、第１の実施の形態と同様である。
【００６２】
図２４に、図２３（ａ）（ｂ）に示した携帯端末のアンテナ装置についてそのＳパラメータの周波数特性を示す。図２４に丸印３２で囲んで示すように、７００ＭＨｚ付近で両アンテナのアイソレーションがピンポイントで大きく改善されていることが分かる。このようにアイソレーションが高いことは相関係数が小さいことにつながる。
【００６３】
図２５（ａ）（ｂ）により、本発明の変形例を説明する。以上の説明では、メインアンテナ２１とサブアンテナ２３のそれぞれの給電点２２，２４は、携帯端末の同じサイドに配置される場合を示した。これに対して、図２５（ａ）（ｂ）は、サブアンテナ２３の給電点２４がメインアンテナ２１の給電点２４と逆のサイドに配置されている。図２５（ａ）は、第１の実施の形態で説明したような、第１の導電板として筐体パネル１０６を利用した例を示している。図２５（ｂ）は、第２の実施の形態で説明したような、第１の導電板として帯状の形状を有する導電板１６を利用した例を示している。いずれにせよ、両給電点のいずれもスリット１２の両端の間に位置することが望ましい。
【００６４】
図２６（ａ）に、図２５（ｂ）に示した携帯端末のアンテナ装置についてそのＳパラメータの周波数特性を示す。図２６（ａ）に丸印３３で囲んで示すように、７００ＭＨｚ付近で両アンテナのアイソレーションがピンポイントで大きく改善されていることが分かる。このようにアイソレーションが高いことは相関係数が小さいことにつながる。
【００６５】
図２６（ｂ）に、図２５（ａ）に示した携帯端末のアンテナ装置についてそのＳパラメータの周波数特性を示す。図２６に丸印３４で囲んで示すように、７００ＭＨｚ付近で両アンテナのアイソレーションがピンポイントで大きく改善されていることが分かる。このようにアイソレーションが高いことは相関係数が小さいことにつながる。
【００６６】
図２７に、上述したアンテナ装置の種々のモデルについて、メインアンテナ２１の効率の周波数特性を表したグラフを示す。また、図２８に、上述した種々の構成のアンテナ装置について、サブアンテナ２３の効率の周波数特性を表したグラフを示す。これらの図において、グラフａはスリットなしのモデル、グラフｂは図１０に示したモデル、グラフｃは図２３に示したモデルを示す。また、グラフｄは図２５（ｂ）、グラフｅは図２５（ａ）に示したモデルを示す。メインアンテナおよびサブアンテナのいずれにおいても、モデルにより効率の値にばらつきは見られるものの、特段の劣化は認められなかった。
【００６７】
図２９に、上述したアンテナ装置の種々のモデルについて、その振幅相関係数（ＥＣＣ）の周波数特性を表したグラフを示す。図の実線楕円３５で囲んで示すように、目的の７００ＭＨｚ帯において、スリットを利用しないモデルａに比べて、スリットを利用するモデルｂ−ｅはいずれもそのＥＣＣの値が格段に改善されていることが分かる（下向き矢印参照）。なお、破線楕円３６で囲んで示すように、１．８ＧＨｚの辺りでモデルｃのＥＣＣ値がモデルａに比べて相対的に劣化している。しかし、７００ＭＨｚ帯のＥＣＣ値と比べれば分かるように、その絶対値自体はそれほど大きいものではなく、特に問題にはならない。
【００６８】
上述した本発明の実施の形態によれば、複数のアンテナについて相関の度合いが低くかつ均衡したアンテナ効率を有するアンテナ装置を提供することができる。
【００６９】
以上のとおり、本発明の実施の形態では、
第１の給電点を有する第１のアンテナ部と、
前記第１のアンテナ部と離間して配置された、第２の給電点を有する第２のアンテナ部と、
前記第１のアンテナ部と第２のアンテナ部との間に延在する第１の導電板と、
前記第１の導電板にほぼ平行に配置されて前記第１のアンテナ部および第２のアンテナ部の間に延在する第２の導電板と、
互いに対向する前記第１の導電板の周縁の一部と前記第２の導電板の周縁の一部とにより所定のスリットが形成されるように、前記第１の導電板と前記第２の導電板との間を電気的に短絡する短絡部材とを備え、
前記第１の給電点と前記第２の給電点とは前記スリットの近傍に配置される
無線通信装置、について説明している。
【００７０】
また、前記第１の導電板は導電性を有する筐体パネルであり、前記第２の導電板はプリント回路基板に形成された導電層である記載の無線通信装置、について説明している。
【００７１】
また、前記第１の導電板は導電性を有する筐体パネルであり、前記第２の導電板は前記筐体パネルにほぼ平行に配置された金属プレートである無線通信装置、について説明している。
【００７２】
また、前記第１の導電板はプリント回路基板に形成された導電層であり、前記第２の導電板は前記プリント回路基板にほぼ平行に配置された金属プレートである無線通信装置、について説明している。
【００７３】
また、前記短絡部材は複数の導電ピンで構成される無線通信装置、について説明している。
【００７４】
また、前記複数の導電ピンは、前記スリットの領域以外の前記第１および第２の導電板の周縁に沿って所定の間隔より狭い間隔で配置される無線通信装置、について説明している。
【００７５】
また、前記短絡部材は、前記スリットの領域以外の前記周縁に沿って前記第１および第２の導電板の間に配置された導電性の板状部材で構成される無線通信装置、について説明している。
【００７６】
また、前記第１の導電板は、前記スリットに沿って配置された細長い板状の導電部材で形成される無線通信装置、について説明している。
【００７７】
また、前記第１および第２のアンテナ部は、ＭＩＭＯ用アンテナ装置を構成する無線通信装置、について説明している。
【００７８】
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、上記で言及した以外にも種々の変形、変更を行うことが可能である。すなわち、請求項または請求項と均等の範囲内にある限り、デザイン又はその他の要素によって種々の改変、組み合わせ、他の実施形態が生じうることは、当業者にとって当然のことと理解される。
【００７９】
例えば、図示の無線通信装置はいわゆるストレート型という形態を有しているが、本発明は、折り畳み式やスライド式等の他の形態の無線通信装置にも適用は可能である。
【符号の説明】
【００８０】
１０…導体板、１１…導電板、１２…スリット、１２ａ…側部、１２ｂ…下端部分、１２ｃ…上端部分、１３…導電板、１５…素子、１６…導電板、１７…短絡部材、１８，１９…範囲、２１…メインアンテナ、２２…給電点、２３…サブアンテナ、２４…給電点、２５，２６…素子、３１−３４…丸印、３５…実線楕円、３６…破線楕円、４１，４２…軸、１０１…筐体、１０２…スピーカ部、１０４…表示画面、１０５…操作部、１０５ａ…操作キー、１０６…筐体パネル（電池蓋）、１０７…カメラ部、１０８…メインアンテナ部、１０９…サブアンテナ部、１１２…導電性連結部材、１１３…ＳＵＳプレート、１２０…ＧＮＤ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１１】
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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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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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