(57)【要約】【課題】  複数のアンテナエレメントに効果的に高周波電流を流すことができると共に、周辺部品の影響を抑制することができるアンテナ装置を提供すること。【解決手段】  基板本体と、基板本体にパターン形成されたグランド面ＧＮＤと、第１エレメントＥＬ１及び第２エレメントＥＬ２とを備え、グランド面が、グランド主面部Ｇ１と、グランド主面部から第１エレメント及び第２エレメントの形成される領域の側部に突出したグランド側部Ｇ２とを有し、第１エレメントが、給電点ＦＰからグランド主面部から離間する方向に延在した第１延在部Ｅ１と、グランド側部から離間する方向に第１延在部の先端から延在している第２延在部Ｅ２とを有し、第２エレメントが、基端がグランド側部に接続されグランド側部から離間する方向にグランド主面部に沿って延在していると共に先端が第１延在部の先端に接続されている。【選択図】図１
2013150319.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性の基板本体と、
該基板本体にそれぞれ金属箔でパターン形成されたグランド面と、第１エレメント及び第２エレメントとを備え、
前記グランド面が、グランド主面部と、該グランド主面部から前記第１エレメント及び前記第２エレメントの形成される領域の側部に突出したグランド側部とを有し、
前記第１エレメントが、前記グランド主面部近傍の基端に給電点が設けられていると共に前記給電点から前記グランド主面部から離間する方向に延在した第１延在部と、
前記グランド側部から離間する方向に前記第１延在部の先端から延在している第２延在部とを有し、
前記第２エレメントが、前記グランド主面部から離間した位置で基端が前記グランド側部に接続され該グランド側部から離間する方向に前記グランド主面部に沿って延在していると共に先端が前記第１延在部の先端に接続されていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のアンテナ装置において、
前記第２延在部に誘電体アンテナのアンテナ素子が接続されていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項３】
請求項２に記載のアンテナ装置において、
前記基板本体に金属箔でパターン形成され前記第２エレメントの途中に基端が接続された第３エレメントを備え、
前記第２エレメントが、前記第１延在部の先端よりも前記グランド主面部から離間した位置で前記グランド側部に基端が接続され前記グランド側部から離間する方向で前記グランド主面部に沿って延在する第３延在部と、
該第３延在部の先端から前記グランド主面部に向けて延在する第４延在部と、
該第４延在部の先端から前記グランド側部から離間する方向に延在して前記第１延在部の先端に接続された第５延在部とを有し、
前記第３エレメントが、前記グランド側部から離間する方向に向けて前記第３延在部の先端から延在していると共に、先端が前記アンテナ素子に対向して配されていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項４】
請求項３に記載のアンテナ装置において、
前記基板本体に金属箔でパターン形成され前記第１延在部の途中に先端が接続されていると共に基端が前記給電点から離間した位置で前記グランド主面部に接続されているグランド接続部を備え、
該グランド接続部に、インピーダンス調整用受動素子が接続されていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項５】
請求項３又は４に記載のアンテナ装置において、
前記第３エレメントが、前記基板本体の表面に形成された前記第２エレメントにスルーホールを介して接続され、前記基板本体の裏面に形成されていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項６】
請求項２から５のいずれか一項に記載のアンテナ装置において、
前記第１エレメントが、前記グランド側部から離間する方向に延在した前記アンテナ素子の先端に接続され該アンテナ素子よりも前記グランド側部から離間する方向側で環状に延在した第６延在部とを有していることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項７】
請求項６に記載のアンテナ装置において、
前記第６延在部が、表面側と裏面側とで分かれてパターン形成され互いにスルーホールを介して接続されて環状とされた表面パターン部と裏面パターン部とを有していることを特徴とするアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複共振化が可能なアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、通信機器において、アンテナの共振周波数を複共振化するためには、放射電極と誘電体ブロックとを備えたアンテナや、スイッチ，制御電圧源を用いたアンテナ装置が提案されている。
例えば、誘電体ブロックによる従来技術としては、特許文献１では、放射電極を樹脂成型体に形成し、さらに誘電体ブロックを接着剤で一体化することで高効率を得る複合アンテナが提案されている。
【０００３】
また、スイッチ，制御電圧源を用いた従来技術として、特許文献２では、第１の放射電極と、第２の放射電極と、第１の放射電極の途中部と第２の放射電極の基端部との間に介設され、第２の放射電極を第１の放射電極と電気的に接続又は切断させるためのスイッチとを備えるアンテナ装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−８１０００号公報
【特許文献２】特開２０１０−１６６２８７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、上記従来の技術においても、以下の課題が残されている。
すなわち、特許文献１に記載のような誘電体ブロックによる技術では、放射電極を励振する誘電体ブロックを使用しており、機器毎に誘電体ブロック、放射電極パターン等の設計が必要になり、その設計条件によってアンテナ性能が劣化したり、不安定要素が増加する不都合がある。また、放射電極が樹脂成型体の表面に形成されているため、樹脂成型体上に放射電極パターンを設計する必要があり、実装する通信機器やその用途に応じて、アンテナ設計、金型設計が必要になり、大幅なコストの増大を招いてしまう。さらに、誘電体ブロックと樹脂成型体とを接着剤で一体化するので、接着剤のＱ値以外にも接着条件（接着剤の厚み、接着面積等）により、アンテナ性能が劣化したり、不安定要素が増加する不都合がある。
また、特許文献２に記載のようなスイッチ，制御電圧源を用いたアンテナ装置の場合、スイッチで共振周波数の切り替えを行うために、制御電圧源の構成やリアクタンス回路等が必要であり、アンテナ構成が機器毎に複雑化し、設計の自由度が無く、容易なアンテナ調整が困難であるという問題があった。
【０００６】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、複共振化した各共振周波数のフレキシブルな調整が可能で、用途や機器毎に応じたアンテナ性能を安価かつ容易に確保できると共に小型化や薄型化が可能であり、さらに複数のアンテナエレメントに効果的に高周波電流を流すことができると共に、周辺部品の影響を抑制することができるアンテナ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】
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、第１の発明に係るアンテナ装置は、絶縁性の基板本体と、該基板本体にそれぞれ金属箔でパターン形成されたグランド面と、第１エレメント及び第２エレメントとを備え、前記グランド面が、グランド主面部と、該グランド主面部から前記第１エレメント及び前記第２エレメントの形成される領域の側部に突出したグランド側部とを有し、前記第１エレメントが、前記グランド主面部近傍の基端に給電点が設けられていると共に前記給電点から前記グランド主面部から離間する方向に延在した第１延在部と、前記グランド側部から離間する方向に前記第１延在部の先端から延在している第２延在部とを有し、前記第２エレメントが、前記グランド主面部から離間した位置で基端が前記グランド側部に接続され該グランド側部から離間する方向に前記グランド主面部に沿って延在していると共に先端が前記第１延在部の先端に接続されていることを特徴とする。
【０００８】
このアンテナ装置では、第２エレメントが、グランド主面部から離間した位置で基端がグランド側部に接続され該グランド側部から離間する方向にグランド主面部に沿って延在していると共に先端が第１延在部の先端に接続されているので、第１延在部から第２エレメントに至る高周波電流のルートの端部が、グランド面（グランド側部）に接続され、グランド面（グランド側部及びグランド主面部）との間で高周波電流の開口ループを構成している。この開口ループ内には、第２エレメントとグランド主面部との間の浮遊容量が発生し、開口ループ内にも効果的に高周波電流を流すことができ、開口ループ内やグランド面に周辺部品が実装された場合においてもアンテナ特性への影響を低減することができる。また、グランド側部に周辺部品（マイク、スイッチ、ＦＰＳ等）を実装することができ、アンテナ領域の小型化が可能になる。
また、第１エレメント及び第２エレメントが、グランド面との間の浮遊容量をそれぞれ発生可能に前記グランド面に対して間隔を空けて延在しているので、各浮遊容量を効果的に利用することで、複共振化させることができる。
【０００９】
第２の発明に係るアンテナ装置は、第１の発明において、前記第２延在部に誘電体アンテナのアンテナ素子が接続されていることを特徴とする。
すなわち、このアンテナ装置では、第２延在部に誘電体アンテナのアンテナ素子が接続されているので、所望の共振周波数に自己共振しないローディング素子のアンテナ素子によってエレメント長の短縮化及び高インピーダンス化と、浮遊容量の増大とが可能になり、複共振化の調整が容易になると共に小型化とアンテナ特性の向上とを図ることができる。
また、アンテナ素子およびエレメントに接続する受動素子の選択（定数変更等）によって、各共振周波数をフレキシブルに調整可能であり、設計条件に応じた共振化が可能なアンテナ装置を得ることができる。このように、アンテナ構成上、一つのアンテナ装置で各共振周波数をフレキシブルに調整できるため、共振周波数の入れ替えが可能になり、用途や機器に応じて受動素子等による調整箇所を変更可能になっている。
さらに、基板本体の平面内で設計が可能であり、従来の誘電体ブロックや樹脂成型体等を使用する場合に比べて薄型化が可能であると共に、誘電体アンテナであるアンテナ素子の選択によっても、小型化および高性能化が可能になる。また、金型、設計変更等によるコストが必要なく、低コストを実現することができる。
【００１０】
第３の発明に係るアンテナ装置は、第２の発明において、前記基板本体に金属箔でパターン形成され前記第２エレメントの途中に基端が接続された第３エレメントを備え、前記第２エレメントが、前記第１延在部の先端よりも前記グランド主面部から離間した位置で前記グランド側部に基端が接続され前記グランド側部から離間する方向で前記グランド主面部に沿って延在する第３延在部と、該第３延在部の先端から前記グランド主面部に向けて延在する第４延在部と、該第４延在部の先端から前記グランド側部から離間する方向に延在して前記第１延在部の先端に接続された第５延在部とを有し、前記第３エレメントが、前記グランド側部から離間する方向に向けて前記第３延在部の先端から延在していると共に、先端が前記アンテナ素子に対向して配されていることを特徴とする。
【００１１】
すなわち、このアンテナ装置では、第３エレメントが、グランド側部から離間する方向に向けて第３延在部の先端から延在していると共に、先端がアンテナ素子に対向して配されているので、第１エレメントを主としたアンテナエレメントによる共振周波数と、第２エレメントを主としたアンテナエレメントによる共振周波数とに加え、第３エレメントを主としたアンテナエレメントによる共振周波数を得ることができる。特に、第３エレメントの先端がアンテナ素子に対向していることで、第３エレメントとアンテナ素子との間の浮遊容量により共振周波数やインピーダンスの調整を行うことができる。
【００１２】
第４の発明に係るアンテナ装置は、第３の発明において、前記基板本体に金属箔でパターン形成され前記第１延在部の途中に先端が接続されていると共に基端が前記給電点から離間した位置で前記グランド主面部に接続されているグランド接続部を備え、該グランド接続部に、インピーダンス調整用受動素子が接続されていることを特徴とする。
すなわち、このアンテナ装置では、グランド接続部にインピーダンス調整用受動素子が接続されているので、インピーダンス調整用受動素子の設定により、各周波数帯のインピーダンス調整を行うことができる。
また、第２エレメントが開放端ではなくグランド面のグランド側部に受動素子を介して接続されているため、受動素子を介した第２エレメントと、第１延在部と、インピーダンス調整用受動素子を介したグランド接続部とによりπ型の整合回路パターンが構成されている。したがって、後述するように、第２エレメントの受動素子を、所望の周波数帯域において高インピーダンスに設定することで、第２エレメントとグランド面との間の浮遊容量を用いた開口ループ内に高周波電流を効果的に流すことが可能になる。
【００１３】
第５の発明に係るアンテナ装置は、第３又は４の発明において、前記第３エレメントが、前記基板本体の表面に形成された前記第２エレメントにスルーホールを介して接続され、前記基板本体の裏面に形成されていることを特徴とする。
すなわち、このアンテナ装置では、第３エレメントが、基板本体の表面に形成された第２エレメントにスルーホールを介して接続され、基板本体の裏面に形成されているので、スペースの余裕がある裏面に第３エレメントを設けることで、第３エレメントとアンテナ素子との間の浮遊容量を効率的に利用することができる。
【００１４】
第６の発明に係るアンテナ装置は、第２から５のいずれかの発明において、前記第１エレメントが、前記第１延在部の先端に接続され前記グランド側部から離間する方向で前記グランド主面部に沿って延在し前記アンテナ素子の基端に接続された第６延在部と、前記グランド側部から離間する方向に延在した前記アンテナ素子の先端に接続され該アンテナ素子よりも前記グランド側部から離間する方向側で環状に延在した第６延在部とを有していることを特徴とする。
すなわち、このアンテナ装置では、アンテナ素子の先端に接続され該アンテナ素子よりもグランド側部から離間する方向側で環状に延在した第６延在部を有しているので、第６延在部とグランド主面部との間の浮遊容量が大きくなり、共振周波数及びインピーダンスの調整がし易くなる。また、アンテナ素子よりもグランド側部から離間する方向側に第６延在部が配されているの、アンテナ素子の先端からグランド側部に近接する方向側に折り返されて配される場合に比べて、給電点から遠ざけることができる。
【００１５】
第７の発明に係るアンテナ装置は、第６の発明において、前記第６延在部が、表面側と裏面側とで分かれてパターン形成され互いにスルーホールを介して接続されて環状とされた表面パターン部と裏面パターン部とを有していることを特徴とする。
すなわち、このアンテナ装置では、第６延在部が、表面側と裏面側とで分かれてパターン形成され互いにスルーホールを介して接続されて環状とされた表面パターン部と裏面パターン部とを有しているので、スペースの余裕のある裏面を利用してループ状の第６延在部を形成することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明のアンテナ装置によれば、第２エレメントが、グランド主面部から離間した位置でグランド側部から該グランド側部から離間する方向にグランド主面部に沿って延在して先端が第１延在部の先端に接続されているので、第１延在部と第２エレメントとグランド面との間で開口ループが構成されて浮遊容量が生じ、開口ループ内に効果的に高周波電流を流すことができる。したがって、開口ループ内やグランド面に周辺部品が実装された場合においてもアンテナ特性への影響を低減することができると共に、さらにグランド側部に周辺部品を実装することもでき、アンテナ領域の小型化が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係るアンテナ装置の一実施形態において、アンテナ装置及び各浮遊容量を示す配線図である。
【図２】本実施形態において、アンテナ装置における共振周波数の対応エレメントを簡易的に説明するための配線図である。
【図３】本実施形態において、アンテナ装置を示す平面図及び裏面図である。
【図４】本実施形態において、アンテナ装置を示す要部の拡大平面図及び拡大裏面図である。
【図５】本実施形態において、アンテナ素子を示す斜視図（ａ）、平面図（ｂ）、正面図（ｃ）および底面図（ｄ）である。
【図６】本発明に係るアンテナ装置の実施例において、３共振化におけるＶＳＷＲ特性（電圧定在波比）を示すグラフである。
【図７】本発明に係るアンテナ装置の実施例において、９００ＭＨｚ帯及び１８００ＭＨｚ帯の放射パターンを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係るアンテナ装置の一実施形態を、図１から図５を参照しながら説明する。
【００１９】
本実施形態におけるアンテナ装置１は、図１から図４に示すように、絶縁性の基板本体２と、該基板本体２にそれぞれ銅箔等の金属箔でパターン形成されたグランド面ＧＮＤと、第１受動素子Ｐ１及び第２受動素子Ｐ２が途中に接続された第１エレメントＥＬ１及び第２エレメントＥＬ２と、該第２エレメントＥＬ２の途中に基端が接続された第３エレメントＥＬ３とを備えている。なお、グランド面ＧＮＤ、第１エレメントＥＬ１及び第２エレメントＥＬ２は、基板本体２の表面に形成されている。
【００２０】
上記グランド面ＧＮＤは、グランド主面部Ｇ１と、該グランド主面部Ｇ１から第１エレメントＥＬ１及び第２エレメントＥＬ２の形成される領域の側部に突出したグランド側部Ｇ２とを有している。すなわち、グランド側部Ｇ２が、基板本体２の１つの角部に形成されている。なお、グランド主面部Ｇ１には、ＲＦ回路部品等の実装領域が設けられる。
上記第１エレメントＥＬ１は、グランド主面部Ｇ１近傍の基端に給電点ＦＰが設けられていると共に給電点ＦＰからグランド主面部Ｇ１から離間する方向に延在した第１延在部Ｅ１と、グランド側部Ｇ２から離間する方向に第１延在部Ｅ１の先端から延在している第２延在部Ｅ２とを有している。
また、上記第２延在部Ｅ２には、誘電体アンテナのアンテナ素子ＡＴが接続されている。
【００２１】
上記第２エレメントＥＬ２は、グランド主面部Ｇ１から離間した位置で基端がグランド側部Ｇ２に接続され該グランド側部Ｇ２から離間する方向にグランド主面部Ｇ１に沿って延在していると共に先端が第１延在部Ｅ１の先端に接続されている。なお、「グランド主面部Ｇ１に沿って」とは、より具体的には、対向するグランド主面部Ｇ１の端辺に沿っていることである。
【００２２】
この第２エレメントＥＬ２は、第１延在部Ｅ１の先端よりもグランド主面部Ｇ１から離間した位置でグランド側部Ｇ２に基端が接続されグランド側部Ｇ２から離間する方向でグランド主面部Ｇ１に沿って延在する第３延在部Ｅ３と、該第３延在部Ｅ３の先端からグランド主面部Ｇ１に向けて延在する第４延在部Ｅ４と、該第４延在部Ｅ４の先端からグランド側部Ｇ２から離間する方向に延在して第１延在部Ｅ１の先端に接続された第５延在部Ｅ５とを有している。なお、本実施形態では、第３延在部Ｅ３の途中に第２受動素子Ｐ２を実装して接続している。
【００２３】
さらに、上記第１エレメントＥＬ１は、グランド側部Ｇ２から離間する方向に延在したアンテナ素子ＡＴの先端に接続され該アンテナ素子ＡＴよりもグランド側部Ｇ２から離間する方向側で環状に延在した第６延在部Ｅ６を有している。
なお、本実施形態では、第２延在部Ｅ２に２つの第１受動素子Ｐ１を直列に実装して接続している。
【００２４】
この第６延在部Ｅ６は、表面側と裏面側とで分かれてパターン形成され互いにスルーホールＨを介して接続されて環状とされた表面パターン部Ｅ６ａと裏面パターン部Ｅ６ｂとを有している。この表面パターン部Ｅ６ａと裏面パターン部Ｅ６ｂとは、アンテナ素子ＡＴの先端からグランド主面部Ｇ１側に一旦延在してから屈曲してグランド側部Ｇ２から離間する方向に延在したＬ字状にパターン形成され、互いに基板本体２を挟んで設けられている。すなわち、基板本体２の第６延在部Ｅ６側の角部（グランド側部Ｇ２と反対側の角部）には、矩形状のスペースが空いており、この部分に固定用ネジ孔等を設けることも可能である。
【００２５】
上記第３エレメントＥＬ３は、グランド側部Ｇ２から離間する方向に向けて第３延在部Ｅ３の先端から延在していると共に、先端がアンテナ素子ＡＴに対向して配されている。
この第３エレメントＥＬ３は、基板本体２の表面に形成された第２エレメントＥＬ２にスルーホールＨを介して接続され、基板本体２の裏面に形成されている。
なお、この第３エレメントには、第３受動素子Ｐ３が途中に接続されている。
【００２６】
また、このアンテナ装置１は、基板本体２に銅箔等の金属箔でパターン形成され第１延在部Ｅ１の途中に先端が接続されていると共に基端が給電点ＦＰから離間した位置でグランド主面部Ｇ１に接続されているグランド接続部ＥＬ４を備えている。このグランド接続部ＥＬ４には、インピーダンス調整用受動素子Ｐ４が接続されている。
【００２７】
上記基板本体２は、一般的なプリント基板であって、本実施形態では、長方形状のガラスエポキシ樹脂等からなるプリント基板の本体を採用している。なお、本実施形態の基板本体２の寸法は、長手方向：１０８．０ｍｍ、短手方向：５１．５ｍｍ、厚み：１．０ｍｍである。また、基板本体２におけるアンテナ領域（グランド主面部Ｇ１とグランド側部Ｇ２とが形成されていない領域）の寸法は、基板本体２の長手方向：１１．５ｍｍ、基板本体２の短手方向：３７．０ｍｍである。
【００２８】
上記給電点ＦＰは、同軸ケーブル等の給電手段を介して高周波回路（図示略）の給電点に接続される。この給電手段としては、同軸ケーブル、レセプタクル等のコネクタ、接点が板バネ形状を有する接続構造、接点がピンプローブ形状またはピン形状を有する接続構造、ハンダ付け用のランドを用いた接続構造等の種々の構造が採用可能である。
例えば、給電手段として同軸ケーブルを採用する場合、グランド主面部Ｇ１基端側に同軸ケーブルのグランド線が接続されると共に、同軸ケーブルの芯線が給電点ＦＰに接続される。
【００２９】
上記アンテナ素子ＡＴは、所望の共振周波数に自己共振しないローディング素子であって、例えば図５に示すように、セラミックス等の誘電体１０１の表面にＡｇ等の導体パターン１０２が形成されたチップアンテナである。このアンテナ素子ＡＴは、共振周波数等の設定に応じて、その長さ、幅、導体パターン１０２等が互い異なる素子を選択しても構わないと共に、同じ素子を選択しても構わない。また、所望の周波数によっては、アンテナ素子ＡＴに使用している誘電体１０１を、磁性体、若しくは誘電体と磁性体とを混合した複合材料としても構わない。
【００３０】
このアンテナ素子ＡＴは、第１延在部Ｅ１の先端よりグランド主面部Ｇ１から離間する方向に中心軸をずらして実装され、基端が第４延在部Ｅ４と対向して位置に配されている。
なお、本実施形態のアンテナ素子ＡＴの寸法は、横幅：１０．５ｍｍ、奥行き：３．０ｍｍ、高さ：０．８ｍｍである。
上記第１受動素子Ｐ１〜第３受動素子Ｐ３及びインピーダンス調整用受動素子Ｐ４は、例えばインダクタ、コンデンサまたは抵抗が採用される。
【００３１】
本実施形態のアンテナ装置１は、第１エレメントＥＬ１から第３エレメントＥＬ３までの各エレメントが、隣接するエレメント同士間の浮遊容量と、グランド面ＧＮＤとの間の浮遊容量とをそれぞれ発生可能に、隣接するエレメント及びグランド面ＧＮＤに対して間隔を空けて延在している。
【００３２】
すなわち、図１に示すように、第６延在部Ｅ６とグランド主面部Ｇ１との間の浮遊容量Ｃａと、アンテナ素子ＡＴとグランド主面部Ｇ１との間の浮遊容量Ｃｂと、アンテナ素子ＡＴと第３エレメントＥＬ３との間の浮遊容量Ｃｃと、第２延在部Ｅ２と第３エレメントＥＬ３との間の浮遊容量Ｃｄと、第３延在部Ｅ３とグランド主面部Ｇ１との間の浮遊容量Ｃｅとが発生可能である。
【００３３】
次に、本実施形態のアンテナ装置１における共振周波数について、図７を参照して説明する。
【００３４】
本実施形態のアンテナ装置１では、例えば図６に示すように、第１の共振周波数ｆ１，第２の共振周波数ｆ２及び第３の共振周波数ｆ３の３つに複共振化される。
上記第１の共振周波数ｆ１は、３つの共振周波数のうち低い周波数帯（例えば、９００ＭＨｚ帯）のものであり、アンテナ素子ＡＴと、第１エレメントＥＬ１と、グランド接続部ＥＬ４と、各浮遊容量Ｃａ〜Ｃｄとで決定及び調整される。
また、第１の共振周波数ｆ１におけるインピーダンスは、各浮遊容量Ｃａ〜Ｃｄで決定される。
【００３５】
さらに、第１の共振周波数ｆ１の最終的な調整は、２つの第１受動素子Ｐ１を用いてフレキシブルに調整可能である。
したがって、第１の共振周波数ｆ１は、主に図２中の破線Ａ１で囲まれた部分で調整される。
このように、第１の共振周波数ｆ１については、アンテナ素子ＡＴと、第１エレメントＥＬ１の長さと、第１受動素子Ｐ１と、上記各浮遊容量との設定により、共振周波数及びインピーダンスをフレキシブルに調整可能である。
【００３６】
次に、上記第２の共振周波数ｆ２は、第３エレメントＥＬ３と、第１延在部Ｅ１と、グランド接続部ＥＬ４と、第５延在部Ｅ５と、第４延在部Ｅ４と、浮遊容量Ｃｃ，Ｃｄとで決定及び調整される。
また、第２の共振周波数ｆ２におけるインピーダンスは、浮遊容量Ｃｃ，Ｃｄと、第２受動素子Ｐ２と、第３延在部Ｅ３とで決定される。
さらに、第２の共振周波数ｆ２の最終的な調整は、第３受動素子Ｐ３を用いてフレキシブルに調整可能である。
【００３７】
したがって、第２の共振周波数ｆ２は、主に図２中の二点鎖線Ａ２で囲まれた部分で調整される。
このように、第２の共振周波数ｆ２については、第３エレメントＥＬ３，第１延在部Ｅ１，グランド接続部ＥＬ４，第５延在部Ｅ５及び第４延在部Ｅ４の長さと、第３受動素子Ｐ３と、上記浮遊容量Ｃｃ，Ｃｄとの設定により、共振周波数及びインピーダンスをフレキシブルに調整可能である。
【００３８】
次に、上記第３の共振周波数ｆ３は、第１延在部Ｅ１と、グランド接続部ＥＬ４と、第３延在部Ｅ３と、第４延在部Ｅ４と、第５延在部Ｅ５と、浮遊容量Ｃｅとで決定及び調整される。
また、第３の共振周波数ｆ３におけるインピーダンスは、浮遊容量Ｃｅで決定される。
さらに、第３の共振周波数ｆ３の最終的な調整は、第２受動素子Ｐ２を用いてフレキシブルに調整可能である。
したがって、第３の共振周波数ｆ３は、主に図２中の一点鎖線Ａ３で囲まれた部分で調整される。
【００３９】
このように、第３の共振周波数ｆ３については、第１延在部Ｅ１及び第２エレメントＥＬ２の長さと、第２受動素子Ｐ２と、上記浮遊容量Ｃｅとの設定により、共振周波数及びインピーダンスをフレキシブルに調整可能である。
なお、第１〜第３の共振周波数ｆ１〜ｆ３の最終的なインピーダンス調整は、インピーダンス調整用受動素子Ｐ４を用いてフレキシブルに調整可能である。
【００４０】
次に、第２エレメントＥＬ２の効果について説明する。
本実施形態では、図４に示すように、第１延在部Ｅ１から第２エレメントＥＬ２に至る高周波電流のルートの端部が、グランド面ＧＮＤ（グランド側部Ｇ２）に接続され、グランド面ＧＮＤ（グランド側部Ｇ２及びグランド主面部Ｇ１）との間で高周波電流の開口ループＲを構成している。具体的には、給電点ＦＰから第１延在部Ｅ１、第５延在部Ｅ５、第４延在部Ｅ４、第３延在部Ｅ３をこの順に経由して、グランド側部Ｇ２に接続されている。
【００４１】
この結果、端部側にグランド面ＧＮＤ（グランド側部Ｇ２）を配置できるため、グランド側部Ｇ２に周辺部品（マイク、スイッチ、ＦＰＳ等）を実装することができ、アンテナ領域の小型化が可能になる。
また、開口ループＲ内には、第２エレメントＥＬ２とグランド主面部Ｇ１との間の浮遊容量Ｃｅが発生し、開口ループＲも効果的に高周波電流を流すことができ、開口ループＲ内やグランド面ＧＮＤに周辺部品が実装された場合においてもアンテナ特性への影響を低減することができる。
【００４２】
次に、第３エレメントＥＬ３の効果について説明する。
本実施形態では、第３エレメントＥＬ３で構成される共振周波数のインピーダンス調整が、第２エレメントＥＬ２と第２受動素子Ｐ２との設定で行われる。第２エレメントＥＬ２は、開放端ではなくグランド面ＧＮＤのグランド側部Ｇ２に第２受動素子Ｐ２を介して接続されているため、第２受動素子Ｐ２を介した第２エレメントＥＬ２と、第１延在部Ｅ１と、インピーダンス調整用受動素子Ｐ４を介したグランド接続部ＥＬ４とによりπ型の整合回路パターンが構成されている。
【００４３】
ここで、第２受動素子Ｐ２は、第２エレメントＥＬ２とグランド主面部Ｇ１との間の浮遊容量Ｃｅを用いた開口ループＲ内に高周波電流を効果的に流すため、所望の周波数帯域において高インピーダンスに設定することが望ましい。そのため、第３エレメントＥＬ３から見た高周波電流の流れは、第２エレメントＥＬ２側へは流れ難くなり、第４延在部Ｅ４と第３エレメントＥＬ３との間に効果的な高周波電流の流れが発生する。その観点から、第２受動素子Ｐ２の設置位置は、第４延在部Ｅ４又は第５延在部Ｅ５が望ましいが、所望の周波数帯によっては第２受動素子Ｐ２の設置位置により、第３エレメントＥＬ３から見た第２エレメントＥＬ２（特に、第３延在部Ｅ３）への高周波電流の流れをコントロールすることができる。
【００４４】
このように本実施形態のアンテナ装置１では、第２エレメントＥＬ２が、グランド主面部Ｇ１から離間した位置で基端がグランド側部Ｇ２に接続され該グランド側部Ｇ２から離間する方向にグランド主面部Ｇ１に沿って延在していると共に先端が第１延在部Ｅ１の先端に接続されているので、開口ループＲも効果的に高周波電流を流すことができ、開口ループＲ内やグランド面ＧＮＤに周辺部品が実装された場合においてもアンテナ特性への影響を低減することができる。また、グランド側部に周辺部品（マイク、スイッチ、ＦＰＳ等）を実装することができ、アンテナ領域の小型化が可能になる。
【００４５】
また、第１エレメントＥＬ１及び第２エレメントＥＬ２が、グランド面ＧＮＤとの間の浮遊容量をそれぞれ発生可能にグランド面ＧＮＤに対して間隔を空けて延在しているので、各浮遊容量とを効果的に利用することで、複共振化させることができる。
さらに、第２延在部Ｅ２に誘電体アンテナのアンテナ素子ＡＴが接続されているので、所望の共振周波数に自己共振しないローディング素子のアンテナ素子ＡＴによってエレメント長の短縮化及び高インピーダンス化と、浮遊容量の増大とが可能になり、複共振化の調整が容易になると共に小型化とアンテナ特性の向上とを図ることができる。
【００４６】
また、アンテナ素子ＡＴおよび各受動素子の選択（定数変更等）によって、各共振周波数をフレキシブルに調整可能であり、設計条件に応じた共振化が可能なアンテナ装置を得ることができる。このように、アンテナ構成上、一つのアンテナ装置で各共振周波数をフレキシブルに調整できるため、共振周波数の入れ替えが可能になり、用途や機器に応じて受動素子等による調整箇所を変更可能になっている。
【００４７】
さらに、基板本体２の平面内で設計が可能であり、従来の誘電体ブロックや樹脂成型体等を使用する場合に比べて薄型化が可能であると共に、誘電体アンテナであるアンテナ素子ＡＴの選択によっても、小型化および高性能化が可能になる。また、金型、設計変更等によるコストが必要なく、低コストを実現することができる。
【００４８】
また、第３エレメントＥＬ３が、グランド側部Ｇ２から離間する方向に向けて第３延在部Ｅ３の先端から延在していると共に、先端がアンテナ素子ＡＴに対向して配されているので、第１エレメントＥＬ１を主としたアンテナエレメントによる第１の共振周波数ｆ１と、第２エレメントＥＬ２を主としたアンテナエレメントによる第３の共振周波数ｆ３とに加え、第３エレメントＥＬ３を主としたアンテナエレメントによる第２の共振周波数ｆ２を得ることができる。特に、第３エレメントＥＬ３の先端がアンテナ素子ＡＴに対向していることで、第３エレメントＥＬ３とアンテナ素子ＡＴとの間の浮遊容量により共振周波数やインピーダンスの調整を行うことができる。
【００４９】
また、グランド接続部ＥＬ４にインピーダンス調整用受動素子Ｐ４が接続されているので、インピーダンス調整用受動素子Ｐ４の設定により、各周波数帯のインピーダンス調整を行うことができる。
さらに、第２エレメントＥＬ２が開放端ではなくグランド面ＧＮＤのグランド側部Ｇ２に第２受動素子Ｐ２を介して接続されているため、第２エレメントＥＬ２、第１延在部Ｅ１及びグランド接続部ＥＬ４によってπ型の整合回路パターンが構成され、第２エレメントＥＬ２の第２受動素子Ｐ２を、所望の周波数帯域において高インピーダンスに設定することで、第２エレメントＥＬ２とグランド面ＧＮＤとの間の浮遊容量Ｃｅを用いた開口ループＲ内に高周波電流を効果的に流すことが可能になる。
【００５０】
また、第３エレメントＥＬ３が、基板本体２の表面に形成された第２エレメントＥＬ２にスルーホールＨを介して接続され、基板本体２の裏面に形成されているので、スペースの余裕がある裏面に第３エレメントＥＬ３を設けることで、第３エレメントＥＬ３とアンテナ素子ＡＴとの間の浮遊容量Ｃｃを効率的に利用することができる。
【００５１】
また、アンテナ素子ＡＴの先端に接続され該アンテナ素子ＡＴよりもグランド側部Ｇ２から離間する方向側で環状に延在した第６延在部Ｅ６とを有しているので、第６延在部Ｅ６とグランド主面部Ｇ１との間の浮遊容量Ｃａが大きくなり、共振周波数及びインピーダンスの調整がし易くなる。また、アンテナ素子ＡＴよりもグランド側部Ｇ２から離間する方向側に第６延在部Ｅ６が配されているの、アンテナ素子ＡＴの先端からグランド側部Ｇ２に近接する方向側に折り返されて配される場合に比べて、給電点ＦＰから遠ざけることができる。
【００５２】
さらに、第６延在部Ｅ６が、表面側と裏面側とで分かれてパターン形成され互いにスルーホールＨを介して接続されて環状とされた表面パターン部Ｅ６ａと裏面パターン部Ｅ６ｂとを有しているので、スペースの余裕のある裏面を利用してループ状の第６延在部Ｅ６を形成することができる。
【実施例】
【００５３】
次に、本実施形態のアンテナ装置に基づいて作製した実施例において、各共振周波数での３共振化におけるＶＳＷＲ特性（電圧定在波比）と放射パターンとについて測定した結果を、図６及び図７を参照して説明する。
【００５４】
なお、各受動素子は、２つの第１受動素子Ｐ１：各４．３ｎＨのインダクタと、第２受動素子Ｐ２：０．３ｐＦのコンデンサと、第３受動素子Ｐ３：８．２ｎＨのインダクタと、第４受動素子Ｐ４：６．８ｎＨのインダクタとを使用した。
この結果、本発明の実施例では、第１の共振周波数ｆ１から第３の共振周波数ｆ３までの各共振周波数で、図６に示すように、良好なＶＳＷＲ特性が得られている。
【００５５】
また、放射パターンの測定については、第１延在部Ｅ１の延在方向であってグランド面ＧＮＤに向かう方向をＸ方向とし、第２延在部Ｅ２の延在方向（アンテナ素子ＡＴの延在方向）をＹ方向とし、基板本体２の表面に対する垂直方向をＺ方向とした。この際のＹＺ面に対する垂直偏波，水平偏波および電力利得を測定した。
【００５６】
図７の（ａ）は、９００ＭＨｚ帯域の第１の共振周波数ｆ１における放射パターン（ＹＺ面）であり、平均電力利得が−１．５ｄＢｉであった。このＶＳＷＲは１．５８（共振周波数：８９０．６ＭＨｚ）であると共に、帯域幅は９０．６ＭＨｚ（ＶＳＷＲ≦３．０）であり、良好なアンテナ利得及び広帯域化が得られている。
図７の（ｂ）は、１８００ＭＨｚ帯域の第２の共振周波数ｆ２における放射パターン（ＹＺ面）であり、平均電力利得が−３．５ｄＢｉであった。このＶＳＷＲは１．０７（共振周波数：１８１５．６ＭＨｚ）であると共に、帯域幅は８０３．１ＭＨｚ（ＶＳＷＲ≦３．０）であり、良好なアンテナ利得及び広帯域化が得られている。
【００５７】
なお、本発明は上記実施形態および実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることができる。
【００５８】
例えば、上記実施形態では、第１エレメントにアンテナ素子を設けたが、他のエレメントにもアンテナ素子を設けても構わない。この場合、アンテナ素子により、エレメントの長さを短縮することができ、アンテナ占有面積が狭い場合などに好適である。例えば、第３エレメントにアンテナ素子を接続しても構わない。
【００５９】
また、アンテナ素子を利用した一番低い周波数帯以外のアンテナエレメント（第１エレメント以外のエレメント）については、使用する周波数帯をフレキシブルに変更、入れ替え可能である。
さらに、上記実施形態においては、３共振化を実現しているが、第３エレメントを設けずに、又は第３受動素子を接続せずに、第１エレメント及び第２エレメントだけによる２共振化としても構わない。
【００６０】
また、上述したようにアンテナ素子を接続してエレメントの一部とすることが好ましいが、アンテナ素子を接続せずに、銅箔等の金属箔のみで延在した第２延在部でも構わない。この際、高インピーダンス化するために、第２延在部の少なくとも一部を他の部分よりも幅狭の細いパターンにしたり、ジグザグに折り返しながら全体として一定方向に延在するミアンダパターンとしたりすることが好ましい。さらに、基板サイズに余裕がある場合には、上記エレメントの一部を線状若しくは板状の金属を折り返した形状のパターンに置き換えても構わない。また、同一の基板本体の表裏面に対してスルーホールを用いて、螺旋状などの形状に旋回させたパターンにしても構わない。
【符号の説明】
【００６１】
１…アンテナ装置、２…基板本体、ＡＴ…アンテナ素子、Ｅ１…第１延在部、Ｅ２…第２延在部、Ｅ３…第３延在部、Ｅ４…第４延在部、Ｅ５…第５延在部、Ｅ６…第６延在部、Ｅ６ａ…表面パターン部、Ｅ６ｂ…裏面パターン部、ＥＬ１…第１エレメント、ＥＬ２…第２エレメント、ＥＬ３…第３エレメント、ＥＬ４…グランド接続部、Ｇ１…グランド主面部、Ｇ２…グランド側部、ＧＮＤ…グランド面、Ｈ…スルーホール、Ｐ１…第１受動素子、Ｐ２…第２受動素子、Ｐ３…第３受動素子、Ｐ４…インピーダンス調整用受動素子、ＦＰ…給電点
【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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