(57)【要約】【課題】アンテナ素子間の結合を効果的に分離し、より広い周波数帯域をカバーすることが可能なアンテナ装置を提供すること。【解決手段】グラウンド導体の周囲に接続された逆Ｆ形状を有する第１及び第２の給電素子と、前記グラウンド導体とは離隔して形成され、一端が前記第１の給電素子と静電的に結合し、かつ、他端が前記第２の給電素子と静電的に結合するように配置された結合素子と、を備え、前記結合素子は、前記一端の近傍に形成された第１のパッド部分と、前記他端の近傍に形成された第２のパッド部分と、前記第１及び第２のパッド部分よりも幅の狭い線状であり、かつ、前記第１のパッド部分と前記第２のパッド部分とを電気的に接続する線状部分とで構成される、アンテナ装置が提供される。【選択図】図９
2013126120.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
グラウンド導体の周囲に接続された逆Ｆ形状を有する第１及び第２の給電素子と、
前記グラウンド導体とは離隔して形成され、一端が前記第１の給電素子と静電的に結合し、かつ、他端が前記第２の給電素子と静電的に結合するように配置された結合素子と、
を備え、
前記結合素子は、前記一端の近傍に形成された第１のパッド部分と、前記他端の近傍に形成された第２のパッド部分と、前記第１及び第２のパッド部分よりも幅の狭い線状であり、かつ、前記第１のパッド部分と前記第２のパッド部分とを電気的に接続する線状部分とで構成される
ことを特徴とする、アンテナ装置。
【請求項２】
前記結合素子は、前記グラウンド導体と前記第１及び第２の給電素子とが載置された基板上の面と同じ面に形成される
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】
前記アンテナ装置は、第１の前記結合素子及び第２の前記結合素子を備え、
前記第１の結合素子は、前記グラウンド導体と前記第１及び第２の給電素子とが載置された基板上の面と同じ面に形成され、
前記第２の結合素子は、前記グラウンド導体と前記第１及び第２の給電素子とが載置された基板上の面と異なる面に形成される
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４】
前記第２の結合素子を構成する第１のパッド部分は、前記基板を挟んで少なくとも前記第１の給電素子の短絡部に対向するように配置され、
前記第２の結合素子を構成する第２のパッド部分は、前記基板を挟んで少なくとも前記第２の給電素子の短絡部に対向するように配置される
ことを特徴とする、請求項３に記載のアンテナ装置。
【請求項５】
前記結合素子は、前記グラウンド導体と前記第１及び第２の給電素子とが載置された基板上の面と異なる面に形成される
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６】
前記第１のパッド部分は、前記基板を挟んで少なくとも前記第１の給電素子の短絡部に対向するように配置され、
前記第２のパッド部分は、前記基板を挟んで少なくとも前記第２の給電素子の短絡部に対向するように配置される
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】
前記第１及び第２の給電素子と前記結合素子との組み合わせを複数備える
ことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載のアンテナ装置を搭載した
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、及び無線通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、移動体通信用基地局には、通信容量を増大するためにＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｐｔｉｐｌｅ  Ｏｕｔｐｕｔ）機能が求められている。ＭＩＭＯ機能は、複数のアンテナ素子を独立して動作させることで実現される。そのため、アンテナ素子間の結合は小さい方が好ましい。アンテナ素子間の結合を分離する技術に関し、例えば、下記の特許文献１には、線対称に一対のアンテナ素子を設け、対称軸に平行となるように一対のスリットをグラウンド導体に形成することで、アンテナ素子間の結合を分離する仕組みが開示されている。また、下記の特許文献２には、長さが約λ／４の２つのＰＩＦＡ（Ｐｌａｎａｒ  Ｉｎｖｅｒｔｅｄ−Ｆ  Ａｎｔｅｎｎａ）間に長さが約λ／４のＴ字形状の結合素子を配置してアンテナ間の結合を分離する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１５３９７３号公報
【特許文献２】米国特許公報２０１０／００５３０２２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記文献に記載のアンテナ装置の場合、利用可能な周波数帯域が狭いという問題がある。また、上記の特許文献２に記載のアンテナ装置はＴ字形状の結合素子に流れる逆位相の電流を利用しているため、アンテナ装置の高さが高くなってしまうという問題がある。そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、アンテナ素子間の結合を効果的に分離し、より広い周波数帯域をカバーすることが可能な小型のアンテナ装置、及びこれを搭載した無線通信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、グラウンド導体の周囲に接続された逆Ｆ形状を有する第１及び第２の給電素子と、前記グラウンド導体とは離隔して形成され、一端が前記第１の給電素子と静電的に結合し、かつ、他端が前記第２の給電素子と静電的に結合するように配置された結合素子と、を備え、前記結合素子は、前記一端の近傍に形成された第１のパッド部分と、前記他端の近傍に形成された第２のパッド部分と、前記第１及び第２のパッド部分よりも幅の狭い線状であり、かつ、前記第１のパッド部分と前記第２のパッド部分とを電気的に接続する線状部分とで構成される、アンテナ装置が提供される。このように、結合素子が存在することで、第１の給電素子と第２の給電素子との間の相互結合が抑圧され、アンテナとして動作する周波数帯域が広がる。
【０００６】
また、前記結合素子は、前記グラウンド導体と前記第１及び第２の給電素子とが載置された基板上の面と同じ面に形成される構成であってもよい。このように、結合素子を給電素子と同じ面に形成したとしても、結合素子のパッド部分と給電素子とが静電的に結合することで、給電素子間の相互結合が効果的に抑圧され、アンテナの広帯域化に寄与する。
【０００７】
また、前記アンテナ装置は、第１の前記結合素子及び第２の前記結合素子を備えていてもよい。この場合、前記第１の結合素子は、前記グラウンド導体と前記第１及び第２の給電素子とが載置された基板上の面と同じ面に形成され、前記第２の結合素子は、前記グラウンド導体と前記第１及び第２の給電素子とが載置された基板上の面と異なる面に形成される。このように、一対の結合素子に対して複数の結合素子が設けられていてもよい。この場合、複数の結合素子がそれぞれ給電素子と静電的に結合することで、給電素子間の相互結合が抑圧され、アンテナの広帯域化に寄与する。
【０００８】
また、前記第２の結合素子を構成する第１のパッド部分は、前記基板を挟んで少なくとも前記第１の給電素子の短絡部に対向するように配置される構成であってもよい。さらに、前記第２の結合素子を構成する第２のパッド部分は、前記基板を挟んで少なくとも前記第２の給電素子の短絡部に対向するように配置される構成であってもよい。このように、パッド部分を給電素子の短絡部に対向配置することで、結合素子と給電素子との間で効果的に静電的な結合が生じ、結果として結合素子間の相互結合が抑圧され、アンテナを効果的に広帯域化することに繋がる。
【０００９】
また、前記結合素子は、前記グラウンド導体と前記第１及び第２の給電素子とが載置された基板上の面と異なる面に形成される構成であってもよい。このように、結合素子を給電素子と異なる面に形成したとしても、結合素子のパッド部分と給電素子とが静電的に結合することで、給電素子間の相互結合が効果的に抑圧され、アンテナの広帯域化に寄与する。
【００１０】
また、前記第１のパッド部分は、前記基板を挟んで少なくとも前記第１の給電素子の短絡部に対向するように配置される構成であってもよい。さらに、前記第２のパッド部分は、前記基板を挟んで少なくとも前記第２の給電素子の短絡部に対向するように配置される構成であってもよい。このように、パッド部分を給電素子の短絡部に対向配置することで、結合素子と給電素子との間で効果的に静電的な結合が生じ、結果として結合素子間の相互結合が抑圧され、アンテナを効果的に広帯域化することに繋がる。
【００１１】
また、上記のアンテナ装置は、前記第１及び第２の給電素子と前記結合素子との組み合わせを複数備える構成であってもよい。このように、上記のアンテナ装置の構成は複数の給電素子を搭載したアンテナ装置の構成に拡張することが可能であり、ＭＩＭＯ等の通信方式において多重数の多いケースにも対応することが可能である。また、このような拡張を行った場合でも、各給電素子間の相互結合が効果的に抑圧されているため、広帯域特性が得られる。
【００１２】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、上記のアンテナ装置を搭載した無線通信装置が提供される。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように本発明によれば、アンテナ素子間の結合を効果的に分離し、より広い周波数帯域をカバーすることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】複数の逆Ｆ型アンテナを搭載したアンテナ装置の構成例を示した説明図である。
【図２】図１に示したアンテナ装置の電流分布を示した説明図である。
【図３】図１に示したアンテナ装置のＶＳＷＲ特性を示した説明図である。
【図４】図１に示したアンテナ装置の通過特性を示した説明図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るアンテナ装置の構成例を示した説明図である。
【図６】同実施形態に係るアンテナ装置の構成例を示した説明図である。
【図７】同実施形態に係る結合素子の構成例を示した説明図である。
【図８】同実施形態に係る結合素子の構成例を示した説明図である。
【図９】同実施形態に係るアンテナ装置の構成例を示した説明図である。
【図１０】図５及び図６に示したアンテナ装置の電流分布を示した説明図である。
【図１１】図５及び図６に示したアンテナ装置のＶＳＷＲ特性を示した説明図である。
【図１２】図５及び図６に示したアンテナ装置の通過特性を示した説明図である。
【図１３】同実施形態の一変形例（変形例＃１）に係るアンテナ装置の構成例を示した説明図である。
【図１４】同実施形態の一変形例（変形例＃２）に係るアンテナ装置の構成例を示した説明図である。
【図１５】同実施形態の一変形例（変形例＃３）に係るアンテナ装置の構成例を示した説明図である。
【図１６】図１５に示したアンテナ装置の電流分布を示した説明図である。
【図１７】図１５に示したアンテナ装置のＶＳＷＲ特性を示した説明図である。
【図１８】図１５に示したアンテナ装置の通過特性を示した説明図である。
【図１９】同実施形態の一変形例（変形例＃４）に係るアンテナ装置の構成例を示した説明図である。
【図２０】同実施形態の一変形例（変形例＃５）に係るアンテナ装置の構成例を示した説明図である。
【図２１】同実施形態の一変形例（変形例＃６）に係るアンテナ装置の構成例を示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１６】
［説明の流れについて］
ここで、以下に記載する本発明の実施形態に関する説明の流れについて簡単に述べる。まず、図１〜図４を参照しながら、逆Ｆ形状のアンテナ素子を複数搭載したアンテナ装置１０の構成例及びその特性について紹介する。次いで、図５〜図１２を参照しながら、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置１００の構成及びその特性について説明する。また、図１３〜図２１を参照しながら、本実施形態の一変形例に係るアンテナ装置１００の構成及びその特性について説明する。
【００１７】
＜１：従来例＞
まず、図１〜図４を参照しながら、逆Ｆ形状のアンテナ素子を複数搭載したアンテナ装置１０の構成例及びその特性について紹介する。
【００１８】
図１に示すように、アンテナ装置１０は、主に、誘電体基板１１（ＰＣＢ；Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｂｏａｒｄ）と、グラウンド導体１２と、給電素子２１、３１とにより構成される。グラウンド導体１２は、矩形状であり、誘電体基板１１上に積層配置される。また、給電素子２１、３１は、グラウンド導体１２の周囲に形成され、それぞれグラウンド導体１２の異なる辺に接続される。
【００１９】
また、給電素子２１は、１本の長辺部分と、長辺部分に略直角な２本の短辺部分とで形成される逆Ｆ形状を有し、長辺部分の端部に接続された短辺部分はグラウンド導体１２に直接接続され、長辺部分の中間部に接続された短辺部分は給電点２２を介してグラウンド導体１２に接続される。同様に、給電素子３１は、１本の長辺部分と、長辺部分に略直角な２本の短辺部分とで形成される逆Ｆ形状を有し、長辺部分の端部に接続された短辺部分はグラウンド導体１２に直接接続され、長辺部分の中間部に接続された短辺部分は給電点３２を介してグラウンド導体１２に接続される。なお、給電素子２１、３１を形成する長辺部分の開放端は、給電素子２１、３１が接続されるグラウンド導体１２の２辺が接続する角部と反対の方向に向けられる。
【００２０】
給電点２２に電流を流すと、グラウンド導体１２及び給電素子２１、３１には、図２に示すような電流分布（図２では色が薄いほど電流量が大きい。）が生じる。図２から、給電素子２１、３１の両方に大きな電流の流れが生じていることが分かる。図３に示すように、給電素子２１、３１のＶＳＷＲ（Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｓｔａｎｄｉｎｇ  Ｗａｖｅ  Ｒａｔｉｏ；定在波比）の最小値が２．６ＧＨｚ近辺（共振周波数）にくるように設定した場合、給電素子２１（端子１）から給電素子３１（端子２）への通過特性（Ｓパラメータ；Ｓ２１）は、図４のようになる。図４に示すように、給電素子２１、３１が十分近い位置に配置されると、共振周波数における挿入損失が非常に大きくなり、給電素子２１、３１間の結合が顕著になる。
【００２１】
そこで、本件発明者は、アンテナ素子間の結合を抑圧することが可能なアンテナ装置の構成を考案した。以下、この構成について詳細に説明する。
【００２２】
＜２：実施形態＞
本発明の一実施形態について説明する。本実施形態は、複数のアンテナ素子と、当該アンテナ素子間の相互結合を抑圧するための結合素子とを備え、当該相互結合の抑圧により利用可能な周波数帯域を広帯域化したアンテナ装置に関する。
【００２３】
［２−１：基本構成（裏面に結合素子を設ける構成）］
まず、図５〜図１２を参照しながら、本実施形態に係るアンテナ装置１００の構成例及びその特性について説明する。図５〜図９は、アンテナ装置１００の構成例を示した説明図である。図１０は、アンテナ装置１００の電流分布を示した説明図である。図１１は、アンテナ装置１００のＶＳＷＲ特性を示した説明図である。図１２は、アンテナ装置１００の通過特性を示した説明図である。
【００２４】
図５に示すように、アンテナ装置１００は、主に、誘電体基板１０１（ＰＣＢ）と、グラウンド導体１０２と、給電素子１１１、１２１と、結合素子１１３、１２３とにより構成される。グラウンド導体１０２は、矩形状であり、誘電体基板１０１上に積層配置される。また、給電素子１１１、１２１は、約λ／４（λは波長）の長さを有する逆Ｆ形状であり、グラウンド導体１０２の周囲に形成され、それぞれ異なるグラウンド導体１０２の辺に接続される。なお、給電素子１１１は、給電点１１２を介してグラウンド導体１０２に接続される。また、給電素子１２１は、給電点１２２を介してグラウンド導体１０２に接続される。
【００２５】
また、給電素子１１１、１２１が配置された誘電体基板１０１の面を表面とすると、誘電体基板１０１の裏面には、図６に示すように、グラウンド導体１０２と離隔して配置された結合素子１３１が設けられている。ここで、図７〜図９を参照しながら、結合素子１３１の構成について、より詳細に説明する。図７は、図６の符号Ａで示した部分を拡大した拡大図である。また、図８は、結合素子１３１の形状について説明するための説明図である。そして、図９は、給電素子１１１、１２１と結合素子１３１との間の配置関係を説明するための説明図である。
【００２６】
まず、図７を参照する。図７に示すように、結合素子１３１は、２つのパッド部分１３１１、１３１２、及び、パッド部分１３１１、１３１２を接続する１つの線状部分１３１３で構成される。線状部分１３１３は、パッド部分１３１１、１３１２よりも幅が狭く、細い線状を成している。一方、パッド部分１３１１、１３１２は、線状部分１３１３よりも幅が広く、矩形の面状を成している。なお、図７の例では、パッド部分１３１１、１３１２が略同一の形状を成しているが、両者の形状が異なっていてもよい。また、パッド部分１３１１、１３１２の形状が楕円形や多角形などであってもよい。
【００２７】
また、線状部分１３１３の形状は、Ｌ字型に配線されている必要はなく、任意の形状で配線することが可能である。但し、結合素子１３１の長さは、約λ／２（λは波長）に設定される。例えば、図８に示すように、パッド部分１３１１、１３１２が一辺の長さａ１及び他辺の長さａ２の矩形状を成し、線状部分１３１３が幅ｗ及び長さｂ１＋ｂ２の線状を成す場合、ｗ≪ａ１，ａ２に設定され、ｂ１＋ｂ２＋２ａ１＋２ａ２≒λ／２に設定される。また、図９に示すように、パッド部分１３１１は、給電素子１１１がグラウンド導体１０２に短絡する短絡部分に対向する位置に配置される。一方、パッド部分１３１２は、給電素子１２１がグラウンド導体１０２に短絡する短絡部分に対向する位置に配置される。
【００２８】
上記のように結合素子１３１を配置することで、パッド部分１３１１を介して給電素子１１１と結合素子１３１とが静電的に結合し、パッド部分１３１２を介して給電素子１２１と結合素子１３１とが静電的に結合する。なお、パッド部分１３１１、１３１２が幅広に形成されていることで、パッド部分１３１１、１３１２と給電素子１１１、１２１との間で生じる静電的な結合がより強固になり、給電素子１１１、１２１と結合素子１３１との間の結合が効果的に生じる。その結果、給電素子１１１、１２１間の相互結合が効果的に分離され、アンテナ装置１００の広帯域化に大きく寄与する。
【００２９】
給電点１１２に電流を流すと、グラウンド導体１０２、給電素子１１１、１２１、及び結合素子１３１には、図１０に示すような電流分布（図１０では色が薄いほど電流量が大きい。）が生じる。図１０から、給電素子１１１、結合素子１３１には大きな電流の流れが生じている一方で、給電素子１２１には僅かな電流の流れしか生じていないことが分かる（図２の例と比較されたい。）。これは、給電素子１１１と結合素子１３１とが結合して電流分布が結合素子１３１に偏ったために、給電素子１１１、１２１間の結合が分離されたことを示している。
【００３０】
また、図１１に示すように、給電素子１１１、１２１のＶＳＷＲが２．６ＧＨｚ付近（共振周波数）の他、２．３８ＧＨｚ付近でも落ち込むような特性を示すようになる。さらに、給電素子１１１（端子１）から給電素子１２１（端子２）への通過特性（Ｓパラメータ；Ｓ２１）は、図１２のようになる。図１２に示すように、給電素子１１１、１２１間の通過特性は、全体に小さくなり、さらに共振周波数付近で大きく落ち込んでおり、給電素子１１１、１２１間の結合が大きく抑圧されていることが分かる（図４の例と比較されたい。）。一般に、給電素子１１１、１２１間の間隔が短くなると、通過特性を示すＳパラメータの値は大きくなる。しかし、結合素子１３１を配置することにより、図１２に示すように、給電素子１１１、１２１間の結合を効果的に抑圧することが可能になる。その結果、広帯域化が実現される。
【００３１】
以上、本実施形態に係るアンテナ装置１００の構成例及びその特性について説明した。
【００３２】
［２−２：変形例＃１（結合素子の形状）］
ここで、図１３を参照しながら、本実施形態に係るアンテナ装置１００の一変形例（変形例＃１）について述べる。変形例＃１は、結合素子１３１の形状に関する変形例である。上記の通り、本実施形態に係る結合素子１３１は、パッド部分１３１１、１３１２と、線状部分１３１３とで構成される。また、給電素子１１１、１２１と結合素子１３１との結合強度は、パッド部分１３１１、１３１２と給電素子１１１、１２１との間で生じる静電結合の強度、及び線状部分１３１３の電気的な長さに起因する。静電結合の強度は、給電素子１１１、１１２に対するパッド部分１３１１、１３１２の配置関係やパッド部分１３１１、１３１２の面積に依存する。
【００３３】
しかし、給電素子１１１、１２１と結合素子１３１との結合強度は、線状部分１３１３の形状や、線状部分１３１３がパッド部分１３１１、１３１２に接続する接続位置にはほとんど依存しない。そのため、図１３に示すように、線状部分１３１３をパッド部分１３１１、１３１２の側辺中央付近に接続したとしても、実質的には、図９の場合と同等の特性が得られる。また、線状部分１３１３を蛇行させたり、パッド部分１３１１、１３１２の間を直線的又は曲線的に線状部分１３１３で接続するような構成に変形することも可能である。このような変形が可能になることで、結合素子１３１の長さを約λ／２に調整することが容易になり、設計自由度の増大や、基板面積の低減が期待される。
【００３４】
以上、変形例＃１について説明した。
【００３５】
［２−３：変形例＃２（表面に結合素子を設ける構成）］
次に、図１４を参照しながら、本実施形態に係るアンテナ装置１００の他の一変形例（変形例＃２）について述べる。変形例＃２は、結合素子の配置に関する変形例である。これまで、結合素子を誘電体基板１０１の裏面に配置する構成について説明してきた。しかし、結合素子を誘電体基板１０１の表面に配置する場合でも、図１４に示すように、その配置に工夫をすることで同等の特性を得ることが可能である。なお、ここでは誘電体基板１０１の表面に配置した結合素子を結合素子１４１と表記することにする。
【００３６】
図１４に示すように、結合素子１４１は、誘電体基板１０１の表面に配置される。但し、上述した結合素子１３１の構成とは異なり、結合素子１４１は、給電素子１１１、１２１の間の領域に形成される。また、結合素子１４１は、一方のパッド部分が給電素子１１１の短絡部と近接して配置され、他方のパッド部分が給電素子１２１の短絡部と近接して配置される。このような配置により、給電素子１１１、１２１と結合素子１４１のパッド部分とが静電的に結合する。また、結合素子１４１は、上述した結合素子１３１と同様、長さが約λ／２となるように設計される。
【００３７】
上記のような結合素子１４１を配置することで、給電素子１１１、１２１と結合素子１４１とが結合し、給電素子１１１、１２１間の相互結合を抑圧することが可能になる。その結果、誘電体基板１０１の裏面に結合素子１３１を設けた場合と同様、広帯域特性を得ることが可能になる。なお、上述した変形例＃１と同様、結合素子１４１の形状についても様々な変形が可能である。例えば、結合素子１４１の線状部分の形状や、線状部分とパッド部分との接続位置などを変更してもよい。このような変形をしても、同様の特性を得ることが可能である。
【００３８】
以上、変形例＃２について説明した。
【００３９】
［２−４：変形例＃３（両面に結合素子を設ける構成）］
次に、図１５〜図１８を参照しながら、本実施形態に係るアンテナ装置１００の他の一変形例（変形例＃３）及びその特性について述べる。変形例＃３は、図１５に示すように、給電素子１１１、１２１について、誘電体基板１０１の両面にそれぞれ結合素子１５１、１５２を設ける構成に関する。なお、誘電体基板１０１の表面に配置される結合素子１５１の構成は、上述した結合素子１４１と実質的に同じである。一方、誘電体基板１０１の裏面に配置される結合素子１５２の構成は、上述した結合素子１３１と実質的に同じである。従って、結合素子１５１、１５２はそれぞれ、給電素子１１１、１２１と結合し、給電素子１１１、１２１間の相互結合を抑圧する。
【００４０】
例えば、給電点１１２に電流を流すと、グラウンド導体１０２、給電素子１１１、１２１、及び結合素子１５１、１５２には、図１６に示すような電流分布（図１６では色が薄いほど電流量が大きい。）が生じる。図１６から、給電素子１１１、結合素子１５１、１５２には大きな電流の流れが生じている一方で、給電素子１２１には僅かな電流の流れしか生じていないことが分かる（図２の例と比較されたい。）。これは、給電素子１１１と結合素子１５１、１５２とが結合して電流分布が結合素子１５１、１５２に偏ったために、給電素子１１１、１２１間の結合が分離されたことを示している。なお、結合素子を１つだけ設ける構成例（図１０の例と比較されたい。）に比べても、より良好な電流分布が得られている。
【００４１】
また、図１７に示すように、給電素子１１１、１２１のＶＳＷＲの最小値が２．６ＧＨｚ付近（共振周波数）を含め、２．３５ＧＨｚ付近〜２．６８ＧＨｚ付近で広く落ち込むような特性を示すようになる。さらに、給電素子１１１（端子１）から給電素子１２１（端子２）への通過特性（Ｓパラメータ；Ｓ２１）は、図１８のようになる。図１８に示すように、給電素子１１１、１２１間の通過特性は、全体に抑制され、さらに２．５ＧＨｚ付近及び２．６８ＧＨｚ付近で大きく落ち込んでおり、給電素子１１１、１２１間の結合が大きく抑圧されていることが分かる（図４の例と比較されたい。）。一般に、給電素子１１１、１２１間の間隔が短くなると、通過特性を示すＳパラメータの値は大きくなる。しかし、結合素子１５１、１５２を配置することにより、図１８に示すように、給電素子１１１、１２１間の結合を効果的に抑圧することが可能になる。その結果、広帯域化が実現される。
【００４２】
以上、変形例＃３について説明した。
【００４３】
［２−５：変形例＃４（多アンテナ構成）］
次に、図１９を参照しながら、本実施形態に係るアンテナ装置１００の他の一変形例（変形例＃４）について述べる。これまで、誘電体基板１０１の角部１箇所に注目し、当該角部に２つの給電素子１１１、１２１を設ける構成について説明してきた。しかし、実施する際には、これら給電素子１１１、１２１を複数組設けた多アンテナ構成にすることも想定される。そこで、多アンテナ構成について簡単に紹介しておきたい。
【００４４】
多アンテナ構成にする場合、例えば、図１９に示すように、誘電体基板１０１の複数の角部に給電素子（給電素子１１１Ａ、１２１Ａ、１１１Ｂ、１２１Ｂ）と結合素子（結合素子１５１Ａ、１５２Ａ、１５１Ｂ、１５２Ｂ）との組み合わせを配置する構成が考えられる。ここでは２つの角部に注目するが、矩形の誘電体基板１０１の四つ角に全て同様の構成を配置してもよい。また、図１９の例では、上述した変形例＃３の構成を誘電体基板１０１の角部に設ける構成を示しているが、上述した基本構成や変形例＃１及び＃２の構成を当該角部に設けて多アンテナ構成を設計することも当然に可能である。
【００４５】
図１９の例において、給電素子１１１Ａ、１１１Ｂは、上述した給電素子１１１と実質的に同じ構成を有する。給電素子１２１Ａ、１２１Ｂは、上述した給電素子１２１と実質的に同じ構成を有する。また、結合素子１５１Ａ、１５１Ｂは、上述した結合素子１５１と実質的に同じ構成を有する。さらに、結合素子１５２Ａ、１５２Ｂは、上述した結合素子１５２と実質的に同じ構成を有する。従って、結合素子１５１Ａ、１５２Ａは、給電素子１１１Ａ、１２１Ａ間の相互結合を抑圧する。同様に、結合素子１５１Ｂ、１５２Ｂは、給電素子１１１Ｂ、１２１Ｂ間の相互結合を抑圧する。そのため、多アンテナ構成においても、結合素子によるアンテナ間結合の抑圧効果により、広帯域特性が得られる。
【００４６】
以上、変形例＃４について説明した。
【００４７】
［２−６：変形例＃５（同一辺上に複数のアンテナを設ける構成）］
次に、図２０を参照しながら、本実施形態に係るアンテナ装置１００の他の一変形例（変形例＃５）について述べる。これまで、誘電体基板１０１の角部に２つの給電素子１１１、１２１を設ける構成について説明してきた。しかし、実施する際には、これら給電素子１１１、１２１を誘電体基板１０１の同一辺上に形成することも想定される。そこで、給電素子１１１、１２１を誘電体基板１０１の同一辺上に形成する場合における給電素子（結合素子１６１）の配置方法について述べる。但し、ここでは、図２０に示すように、誘電体基板１０１の裏面に結合素子１６１を設ける構成について紹介する。
【００４８】
図２０に示すように、誘電体基板１０１の同一辺に給電素子１１１、１２１が形成され、両者の短絡部が向かい合わせとなるように配置された場合、広帯域特性を得るには、給電素子１１１、１２１間の相互結合を抑圧する手段が必要になる。その一つとして、図２０に示すように、誘電体基板１０１の裏面に結合素子１６１を設ける構成が考えられる。結合素子１６１は、上述した結合素子１３１と同様に、２つのパッド部分と、両パッド部分を接続する線状部分とにより構成される。また、一方のパッド部分は、誘電体基板１０１を挟んで給電素子１１１の短絡部と対向するように配置される。さらに、他方のパッド部分は、誘電体基板１０１を挟んで給電素子１２１の短絡部と対向するように配置される。また、結合素子１６１の長さは約λ／２に設定される。
【００４９】
このように、図２０に示した構成は、給電素子１１１、１２１、及び結合素子１６１が形成される誘電体基板１０１上の位置が異なるだけで上述した基本構成と実質的に同じである。そのため、結合素子１６１が給電素子１１１、１２１間の相互結合を抑圧する作用及び効果も上述した基本構成と同様であり、良好な広帯域特性を得ることが可能である。なお、変形例＃１のように結合素子１６１の形状を変形することも可能である。
【００５０】
以上、変形例＃５について説明した。
【００５１】
［２−７：変形例＃６（同一辺上に複数のアンテナを設ける構成２）］
次に、図２１を参照しながら、本実施形態に係るアンテナ装置１００の他の一変形例（変形例＃６）について述べる。上述した変形例＃５と同様に、給電素子１１１、１２１を誘電体基板１０１の同一辺上に形成する場合における給電素子（結合素子１７１）の配置方法について述べる。但し、ここでは、図２１に示すように、誘電体基板１０１の表面に結合素子１７１を設ける構成について紹介する。
【００５２】
図２１に示すように、誘電体基板１０１の同一辺に給電素子１１１、１２１が形成され、両者の短絡部が向かい合わせとなるように配置された場合、広帯域特性を得るには、給電素子１１１、１２１間の相互結合を抑圧する手段が必要になる。その一つとして、図２１に示すように、誘電体基板１０１の表面に結合素子１７１を設ける構成が考えられる。結合素子１７１は、上述した結合素子１４１と同様に、２つのパッド部分と、両パッド部分を接続する線状部分とにより構成される。また、一方のパッド部分は、給電素子１１１の短絡部に近接して配置され、他方のパッド部分は、給電素子１２１の短絡部に近接して配置される。また、結合素子１７１の長さは約λ／２に設定される。
【００５３】
このように、図２１に示した構成は、給電素子１１１、１２１、及び結合素子１７１が形成される誘電体基板１０１上の位置が異なるだけで上述した変形例＃２と実質的に同じである。そのため、結合素子１７１が給電素子１１１、１２１間の相互結合を抑圧する作用及び効果も上述した変形例＃２と同様であり、良好な広帯域特性を得ることが可能である。なお、設計上の都合で線状部分の長さが十分に長くとれない場合には、線状部分の幅ｗを太くすることで、線状部分の長さを長くすることと同様の作用を得ることができる。
【００５４】
以上、変形例＃６について説明した。なお、変形例＃６を上述した変形例＃５と組み合わせることで、上述した変形例＃３と同様に、さらに良好な特性が得られる。
【００５５】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００５６】
１００    アンテナ装置
１０１    誘電体基板
１０２    グラウンド導体
１１１、１２１、１１１Ａ、１２１Ａ、１１１Ｂ、１２１Ｂ    給電素子
１１２、１２２    給電点
１３１、１４１、１５１、１５２、１５１Ａ、１５２Ａ、１５１Ｂ、１５２Ｂ、１６１、１７１    結合素子
１３１１、１３１２  パッド部分
１３１３    線状部分
【図１】
2013126120.tif 000003
【図３】
2013126120.tif 000004
【図４】
2013126120.tif 000005
【図５】
2013126120.tif 000006
【図６】
2013126120.tif 000007
【図７】
2013126120.tif 000008
【図８】
2013126120.tif 000009
【図９】
2013126120.tif 000010
【図１１】
2013126120.tif 000011
【図１２】
2013126120.tif 000012
【図１３】
2013126120.tif 000013
【図１４】
2013126120.tif 000014
【図１５】
2013126120.tif 000015
【図１７】
2013126120.tif 000016
【図１８】
2013126120.tif 000017
【図１９】
2013126120.tif 000018
【図２０】
2013126120.tif 000019
【図２１】
2013126120.tif 000020
【図２】
2013126120.tif 000021
【図１０】
2013126120.tif 000022
【図１６】
2013126120.tif 000023