(57)【要約】【課題】アンテナに損失物質または金属が近接しても、インピーダンス特性の変動、および放射特性の劣化をできるだけ低く抑える。【解決手段】本発明の一態様としての無線装置は、各々の一端が近接して配置された第１および第２の線状素子を含み、動作周波数の略２分の１波長の長さを有するダイポール素子と、前記第１および第２の線状素子と略平行に配置されかつ各々の一端が近接した第３および第４の線状素子と、一端が前記第３の線状素子の他端に、他端が前記第４の線状素子の他端に接続された第５の線状素子とを含み、動作周波数の略１波長の長さを有するループ状素子と、前記第１および第２の線状素子の各前記一端から給電を行い、かつ前記第３および第４の線状素子の各前記一端から給電を行う給電点と、を備える。【選択図】図１
2009152722.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々の一端が近接して配置された第１および第２の線状素子を含み、動作周波数の略２分の１波長の長さを有するダイポール素子と、
前記第１および第２の線状素子と略平行に配置されかつ各々の一端が近接した第３および第４の線状素子と、一端が前記第３の線状素子の他端に、他端が前記第４の線状素子の他端に接続された第５の線状素子とを含み、動作周波数の略１波長の長さを有するループ状素子と、
前記第１および第２の線状素子の各前記一端から給電を行い、かつ前記第３および第４の線状素子の各前記一端から給電を行う給電点と、
を備えたアンテナ装置。
【請求項２】
前記第１および第２の線状素子と、前記第３および第４の線状素子との間の距離は、前記動作周波数の略１０分の１波長以下であ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】
前記ループ状素子の両端部はループの外側に向けて折り曲げられ、
前記第１および第２の線状素子の各前記一端は各折り曲げられた部分の途中に接続され、
前記ダイポールアンテナ素子は、前記第１および第２の線状素子と前記各折り曲げられた部分との接続部から前記第３および第４の線状素子の一端までの部分と、前記第１および第２の線状素子とを含み、
前記給電点は、前記第３および第４の線状素子の一端から給電することにより前記ダイポールアンテナ素子への給電を行う
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】
前記ダイポール素子は前記ループ状素子と異なる高さの平面に配置された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】
誘電体基板をさらに備え、
前記ループ状素子と前記ダイポール素子とは前記誘電体基板の上表面に形成されたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
【請求項６】
誘電体基板をさらに備え、
前記ループ状素子と前記ダイポール素子とは前記誘電体基板の内部に埋め込まれたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
【請求項７】
導体地板をさらに備え
前記ループ状素子と前記ダイポール素子とはそれぞれ前記導体地板の上方に配置されたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか一項に記載のアンテナ装置と、
前記アンテナ装置を介して無線通信を行う無線チップと、
を備えた無線装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナ装置および無線装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
人体等の損失物質がアンテナに近接すると、アンテナ特性が劣化する。この問題を解決するため、特許文献１では以下のような技術を提案している。すなわち、アンテナの給電部もしくは短絡部の少なくともどちらか一方の導線を分岐して複数の線路にし、所定の間隔で並走させた後、再び他の地点で合流させる。このようにすることにより、損失物質等が近接したときに最も影響を受ける、給電部および短絡部の少なくとも一方が複数線路化されているため、複数線路のいずれかが損失物質等の影響を受けた場合でもアンテナの特性劣化を抑制することができる。
【特許文献１】特開２００６−２１７１２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記した従来のアンテナ装置においては、複数線路のいずれかが損失物質等の影響を受けると、この影響を受けた線路とつながっている残りの線路は流れる電流が変化し、アンテナの入力インピーダンスが変動してしまう。また、そもそも複数線路のいずれかが損失物質等の影響を受けるといった状況は起こり難く、実際には全体的に影響を受けて放射効率が劣化すると考えられる。
【０００４】
本発明は、アンテナに損失物質または金属が近接しても、インピーダンス特性の変動、および放射特性の劣化をできるだけ低く抑えることを可能としたアンテナ装置および無線装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様としての無線装置は、
各々の一端が近接して配置された第１および第２の線状素子を含み、動作周波数の略２分の１波長の長さを有するダイポール素子と、
前記第１および第２の線状素子と略平行に配置されかつ各々の一端が近接した第３および第４の線状素子と、一端が前記第３の線状素子の他端に、他端が前記第４の線状素子の他端に接続された第５の線状素子とを含み、動作周波数の略１波長の長さを有するループ状素子と、
前記第１および第２の線状素子の各前記一端から給電を行い、かつ前記第３および第４の線状素子の各前記一端から給電を行う給電点と、
を備える。
【０００６】
本発明の一態様としての無線装置は、
前記アンテナ装置と、
前記アンテナ装置を介して無線通信を行う無線チップと、
を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明により、アンテナに損失物質または金属が近接しても、インピーダンス特性の変動、および放射特性の劣化をできるだけ低く抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を参照しながら本実施の形態について詳細に説明する。
【０００９】
（第１の実施形態）
図１は本発明の第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る。
【００１０】
このアンテナ装置は、ダイポール素子を成す第１の金属部２および第２の金属部３と、ループ状素子を成す第３の金属部４と、ダイポール素子およびループ状素子に給電する給電点１とを備える。第１の金属部２、第２の金属部３および第３の金属部４は、たとえば銅、アルミ、金等で形成された、ワイヤまたはストリップ線路から構成される
第１の金属部２および第２の金属部３は、各々の一端が近接して略一直線状に配置されている。第１の金属部２および第２の金属部３はたとえば第１の線状素子および第２の線状素子に相当する。第１の金属部２および第２の金属部３は、各々動作周波数の略４分の１波長の電気長を有する。すなわち第１の金属部２および第２の金属部３からなるダイポール素子は動作周波数の略２分の１波長の電気長を有する。
【００１１】
第３の金属部（ループ状素子）４は、動作周波数の略１波長の電気長を有し、導体エレメントをその一端を基点としてループ状に周回させたものである。より詳細には、第３の金属部４は、各々の一端が近接する第３の線状素子４１ａおよび第４の線状素子４１ｂと、一端が第３の線状素子４１ａの他端に、他端が第４の線状素子４１ｂの他端に接続された第５の線状素子４１ｃとを含み、かつ、第３の線状素子４１ａおよび第４の線状素子４１ｂは、第１の金属部（第１の線状素子）２および第２の金属部（第２の線状素子）３と略平行である。第３および第４の線状素子４１ａ、４１ｂと、第１および第２の金属部２、３とは近接しており、その距離は略１０分の１波長以下である。
【００１２】
第３の金属部４（ループ状素子）の両端部（すなわち第３および第４の線状素子の一端側の部分）はループの外側に向けて折り曲げられており、各折り曲げられた部分の先端に第１の金属部２および第２の金属部３の一端が接続されている。
【００１３】
給電点１は、第３の金属部（ループ状素子）４の上記一端および他端から給電を行い、かつ第１の金属部２（第１の線状素子）および第２の金属部（第２の線状素子）３の各一端から給電を行う。すなわち給電点１は、ループ状素子とダイポール素子との共通給電点として機能する。
【００１４】
以下、図１のアンテナ装置の動作を説明する。
【００１５】
図１のアンテナ装置は、図２（Ａ）に示す動作周波数の略１波長の長さを持つループアンテナと、図２（Ｂ）に示す動作周波数の略２分の１波長の長さを持つダイポールアンテナとに分解できる。図２（Ａ）のループアンテナは、第３の金属部４と給電点１とを含む。図２（Ｂ）のダイポールアンテナは、第１の金属部２および第２の金属部３と、給電点１とを含む。
【００１６】
図３は、図１のアンテナ装置の動作周波数における電流強度分布を点線により示す。図４は、図１のアンテナ装置の動作周波数における電流の流れる方向を示す。
【００１７】
図３において、アンテナ素子から点線までの距離が長いほど、電流強度が大きいことを意味する。Ａ−Ａ’部、Ｂ−Ｂ’部、Ｃ−Ｃ’部の各々の中点が電流強度の腹となるような分布を示す。
【００１８】
図４において、電流位相については、第３の金属部４の長さが略１波長となっているため、Ｂ−Ｂ’部とＣ−Ｃ’部との間には略１８０度の位相差が生じ、電流の経路を考慮すると、Ｂ−Ｂ’部とＣ−Ｃ’部は、図示のように、同相に近い電流分布を示す。また、Ａ−Ｂ部もしくはＡ’−Ｂ’部の経路長は略２分の１波長であり、Ａ−Ｂ部もしくはＡ’−Ｂ’部の略中点が電流の腹となるため、電流の経路を考慮すると、Ａ−Ａ’部とＢ−Ｂ’部とは、図示のように逆相に近い電流位相分布を示す。
【００１９】
Ａ−Ａ’部とＢ−Ｂ’部は、上述のように略平行でかつ近接しているために強い結合が生じ、互いに電流強度を強め合う。この結果、Ｂ−Ｂ’部の電流強度分布はＣ−Ｃ’部よりも大きくなり、Ａ−Ａ’部の電流と、ループ状素子の電流（Ｂ−Ｂ’部と、Ｃ−Ｃ’を含む残りの部分との合成電流）との強度分布は略同程度になる。つまり、給電点１から見ると、ダイポール状素子の方がループ状素子よりもインピーダンスがより低く見える等の理由により、ダイポール状素子の方が、ループ状素子よりも大きな電流が流れる。ダイポール状素子の大きな電流によりＢ−Ｂ’部の電流強度が強められ、逆にループ状素子の電流（ダイポール状素子よりも低い）によりダイポール状素子の電流強度が強められる。この結果、Ａ−Ａ’部の電流と、ループ状素子の電流（Ｂ−Ｂ’部と、Ｃ−Ｃ’を含む残りの部分との合成電流）との強度分布は略同程度になる。
【００２０】
そして、Ｂ−Ｂ’部からＡ−Ａ’部を見た方向Ｙ（図３参照）においては、ループ状素子の電流（Ｂ−Ｂ’部と、Ｃ−Ｃ’を含む残りの部分との合成電流）により放射する電磁波と、Ａ−Ａ’部により放射する電磁波との位相差が１８０度すなわち逆相に近くなって打ち消し合い、方向Ｙにおける放射は大きく抑制される。一方、Ａ−Ａ’部からＢ−Ｂ’部を見た方向Ｘ（図３参照）においては、ループ状素子の電流（Ｂ−Ｂ’部と、Ｃ−Ｃ’を含む残りの部分との合成電流）により放射する電磁波と、Ａ−Ａ’部により放射する電磁波との位相差が１８０度からずれた値となるため、これらの電磁波は互いに打ち消し合わず、方向Ｘにおいては、放射は抑制されない。よって、本アンテナ装置では、方向Ｙにおいては放射が大きく抑制されるため、方向Ｙに配置される金属や損失物質の影響が少なく、これにより放射効率の劣化を抑制できる。
【００２１】
ここで、方向Ｙにおいては電磁波の打ち消しにより放射が大きく抑制され、方向Ｘにおいては抑制されない理由について詳しく説明する。
【００２２】
図５は、図１のアンテナ装置の放射素子を模式的に示した図である。図５では、第３の金属部（ループ状素子）４を参照符号２１により示し、ダイポール状素子（第１および第２の金属部２、３）を参照符号２２により示している。
【００２３】
ダイポール状素子２２（第１および第２の金属部２、３）の電流は、第３の金属部（ループ状素子）２１の電流よりもＲ°程度位相が進んでおり、ある時刻に第３の金属部（ループ状素子）２１から放射される電磁波の位相が０°であるとすると、ダイポール状素子２２から放射される電磁波の位相は、Ｒ°である。ダイポール状素子２２の位置を基準としてループ状素子２１からダイポール状素子２２側をみると、ループ状素子２１とダイポール状素子２２との距離（前述したように略１０分の１波長以下）に相応する位相がＫ°のため、ループ状素子２１から放射されてダイポール状素子２２にたどり着いた電磁波の位相は、０°−Ｋ°＝−Ｋ°となる。したがってループ状素子２１からダイポール状素子２２側をみた方向では、ループ状素子２１から放射される電磁波の位相（−Ｋ°）とダイポール状素子２２から放射される電磁波の位相（Ｒ°）との位相差がＲ°−（−Ｋ°）＝（Ｒ＋Ｋ）°となる。これはほぼ逆相に近い位相である。そのため、ループ状素子２１からダイポール状素子２２側をみた方向には電磁波が打ち消されてほとんど放射しない。
【００２４】
逆にダイポール状素子２２からループ状素子２１側をみた場合には、ダイポール状素子２２から放射されてループ状素子２１にたどり着いた電磁波の位相（Ｒ°＋（−Ｋ°）と、ループ状素子２１から放射される電磁波の位相（０°）の位相差は、同様に考えると（Ｒ−Ｋ）°−０°＝（Ｒ−Ｋ）°となる。この値は、１８０度から大きくずれているため、ダイポール状素子２２からループ状素子２１側をみた方向の放射は抑制されない。
【００２５】
ここで、電磁波の打ち消し効果を高めるためには、ループ状素子の電流（Ｂ−Ｂ’部と、Ｃ−Ｃ’を含む残りの部分との合成電流）と、Ａ−Ａ’部の電流とが略等しくなる必要がある。このために、本実施形態では、上述のように、Ａ−Ａ’部とＢ−Ｂ’部とを近接させることにより強い結合を生じさせ、Ｂ−Ｂ’部の電流を強めている。このようにＢ−Ｂ’部とＡ−Ａ’部間に強い結合を生じさせるためには、Ｂ−Ｂ’部と、Ａ−Ａ’部との距離をどの程度にする必要があるかを調べるため本発明者らは電磁界シミュレーションを行った。以下この結果を説明する。
【００２６】
図６は、電磁界シミュレーションにより求めた、Ａ−Ａ’部とＢ−Ｂ’部間の距離と、Ｂ−Ｂ’部およびＣ−Ｃ’部間の電流比との関係のグラフを示す。Ａ−Ａ’部とＢ−Ｂ’部間の距離が略１０分の１波長以下のときに、Ｂ−Ｂ’部の電流強度がＣ−Ｃ’部よりも大きい、すなわちＡ−Ａ’部とＢ−Ｂ’部間で強い結合が生じていることが確認できる。したがって、Ａ−Ａ’部とＢ−Ｂ’部間の距離は、略１０分の１波長以下の距離で近接させることが好ましい。
【００２７】
このように、本アンテナ装置では、方向Ｙに配置される金属や損失物質の影響が少なく放射効率の劣化を抑制できる。さらに、本アンテナ装置では、金属または損失物質が近づいても、給電点１における入力インピーダンスの変動を小さくできる効果も得られる。以下、これについてさらに詳細に説明する。
【００２８】
上記のように図１のアンテナ装置は、図２（Ａ）のループアンテナと図２（Ｂ）のダイポールアンテナとに分解可能であり、各アンテナに電流の流れる方向を付したものを図７（Ａ）および図７（Ｂ）にそれぞれ示す。
【００２９】
図７（Ａ）のループアンテナにおける給電点１の電流の位相と、図７（Ｂ）のダイポールアンテナにおける給電点１の電流の位相とは互いに逆相になっており、互いに打ち消し合う。したがって、金属や損失物質が近づいても、それによる給電点１における電流の変化も打ち消し合い、よって金属や損失物質が近づいても給電点１における入力インピーダンスの変動を小さくできる。
【００３０】
（第２の実施形態）
図８は本発明の第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る。
【００３１】
第１の実施形態では、第１の金属部２および第２の金属部３の一端は、給電点１に直接接続されていたが、本実施形態では、第３の金属部４の折り曲げられた部分の途中に接続されている。したがって、第１の実施形態では、第１の金属部２および第２の金属部３によりダイポール素子が形成されていたが、本実施形態では、第１および第２の金属部２、３と第３の金属部４との接続部から、第３の金属部４の一端および他端までの部分４ａ、４ｂと、第１の金属部２および第２の金属部３とによりダイポール素子が形成されている。第３の金属部４の一端および他端からの給電によりダイポール素子への給電が行われる。このダイポール素子は第１の実施形態と同様、動作周波数の略２分の１波長の電気長を有する。
【００３２】
このような構成により第１の金属部２および第２の金属部３から給電点１までの距離が離れ、また第３の金属部３のメイン放射部となるループ部分と給電点１との距離が離れるため、給電点１に接続される回路素子等（図示せず）の影響を受けにくくなり、放射効率の劣化をより抑制できる。
【００３３】
図９は、図８のアンテナ装置における第１の金属部２および第２の金属部３の長さをそれぞれ４３ｍｍに設定し、かつ、第１の金属部２および第２の金属部３とこれらに平行な第３の金属部３部分との距離を３ｍｍに設定したときの放射パターン(アンテナ絶対利得パターン)の電磁界シミュレーション結果を示す。
【００３４】
図９における方向Ｘおよび方向Ｙは、図８における方向Ｘおよび方向Ｙと同一の方向を示す。方向Ｙにおいて電磁波の打ち消しにより放射が抑制されていることが確認できる。方向Ｘと方向Ｙにおいて、略２５ｄＢものＦＢ（Front to Back）比が得られている。
【００３５】
図１０は、図９と同一の設定条件で、図８のアンテナ装置と平行な面に無限地板（導体地板）を配置したときの反射係数（入力電圧と反射電圧との比）の電磁界シミュレーション結果と、アンテナ装置を自由空間に配置したときの反射係数の電磁界シミュレーション結果とを示す。
【００３６】
アンテナ装置の存在する平面と無限地板との距離をｈとし、ｈを３通り（２０．５ｍｍ、１０．０ｍｍ、６．０ｍｍ）に変えてシミュレーションを行った。無限地板が図８のアンテナ装置に２０．５ｍｍ（略９分の１波長）、１０ｍｍ（略１８分の１波長）、６ｍｍ（略３０分の１波長）と近づいても、動作周波数１７００ＭＨｚ付近では反射係数が低減されたままになっており、入力インピーダンスの変動が小さいことが確認できる。
【００３７】
（第３の実施形態）
図１１は本発明の第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る。
【００３８】
このアンテナ装置は、第１の金属部２および第２の金属部３が、第３の金属部４および給電点１が存在する平面と異なる平面に形成されていることを特徴としている。
【００３９】
このように第１の金属部２および第２の金属部３を、第３の金属部４と異なる平面に形成することにより、放射の抑制される方向が水平方向から傾き、傾いた方向に金属や損失物質が存在する場合における放射効率の抑制効果をより強めることができる。
【００４０】
ここでは図８のアンテナ装置の第１の金属部２および第２の金属部３を、第３の金属部４と異なる平面に形成した例を示したが、図１のアンテナ装置の第１の金属部２および第２の金属部３を、第３の金属部４と異なる平面に形成してもよい。
【００４１】
（第４の実施形態）
図１２は本発明の第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る。
【００４２】
このアンテナ装置は、誘電体基板６と、誘電体基板６上に設けた図８のアンテナ装置とを備える。誘電体基板６は、たとえばエポキシ基板やガラス基板、セラミック基板、テフロン（登録商標）基板である。誘電体基板の代わりに、たとえばシリコンやシリコンゲルマニウム、ガリウム砒素等の半導体基板を用いてもよい。
【００４３】
このように図８のアンテナ装置を誘電体基板６上に設けることで、設計の自由度が増し、アンテナを金属や損失性物質から簡易に遠ざけることができる。
【００４４】
ここでは誘電体基板６上に図８のアンテナ装置を設けた例を示したが、誘電体基板６内部に埋め込むように設けてもよい。また、図１または図１１のアンテナ装置を誘電体基板６上もしくはその内部に設けてもよい。さらに図１１のアンテナ装置の場合、第１および第２の金属部２、３と、第３の金属部４との間に誘電体基板を挟みこむように設けてもよい。
【００４５】
（第５の実施形態）
図１３は本発明の第５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る。
【００４６】
このアンテナ装置は、図８のアンテナ装置を金属板７から上方のある高さにおいて、金属板７に略平行に配置したものである。このように金属板７上にアンテナ装置を配置しても、本発明の効果により、入力インピーダンスの変動が少ないまま、金属板７の裏にある損失物質や回路素子の影響を抑制することが可能となる。なお、図８のアンテナ装置の存在する平面に平行に金属板を配置したときの、反射係数の電磁界シミュレーション結果は、図１０において既に示したとおりである。
【００４７】
ここでは図８のアンテナ装置を金属板７上に配置する例を示したが、図１または図１１のアンテナ装置を金属板７上に配置しても同様の効果を得ることができるのは明白である。
【００４８】
（第６の実施形態）
図１４は本発明の第６の実施形態に係る無線装置の概略構成を示す図である。
【００４９】
この無線装置は、誘電体基板６と、誘電体基板６上に配置された半導体チップ（無線チップ）７と、誘電体基板６上に設けられた図８のアンテナ装置とを備え、半導体チップ７が給電点１に接続されたものである。半導体チップは、たとえばシリコンやシリコンゲルマニウム、ガリウム砒素で構成されている。
【００５０】
このようにアンテナ装置を半導体チップ７と接続しても、損失性の半導体チップ７による放射効率の劣化や入力インピーダンスの変動を抑制することが可能となる。
【００５１】
ここでは図８のアンテナ装置を誘電体基板６上に設けた例を示したが、誘電体基板６内部に埋め込むように設けてもよい。また、ここでは、図８のアンテナ装置を用いた例を示したが、図１または図１１のアンテナ装置を用いてもよい。
【００５２】
（第７の実施形態）
図１５は本発明の第７の実施形態に係る無線装置の概略構成を示す図である。
【００５３】
この無線装置は、図１４の無線装置の変形例であり、アンテナ装置を、誘電体基板６上に搭載された第２の誘電体基板８上に設けている。
【００５４】
このようにアンテナ装置を第２の誘電体基板８上に設けることで、半導体チップ７と同程度の高さあるいは半導体チップ７よりも高い位置にアンテナ装置を配置できる。よってアンテナ装置の配置位置の自由度を高めることができる。
【００５５】
ここでは図８のアンテナ装置を第２の誘電体基板８上に設けた例を示したが、第２の誘電体基板８内部に埋め込むように設けてもよい。また、ここでは、図８のアンテナ装置を用いた例を示したが、図１または図１１のアンテナ装置を用いてもよい。
【００５６】
（第８の実施形態）
図１６は本発明の第８の実施形態に係る無線装置の概略構成を示す図である。
【００５７】
この無線装置は、図８のアンテナ装置を半導体パッケージ内に設置したものである。
【００５８】
半導体チップ７の下面に半田ボール９が設けられ、半導体チップ７は半田ボール９を介して誘電体基板６上に設置されている。半田ボール９をワイヤボンディングに置き換えてもよい。誘電体基板６の下面には、回路基板等への実装のための半田ボール９が更に設けられている。アンテナ装置は給電点１を介して半導体チップ７に接続されている。アンテナ装置および半導体チップ７は封止材１０によって封止されている。封止材１０内において、図８のアンテナ装置の上部に、たとえばガラス基板やシリコン基板等の誘電体を別途配置して、所望の特性を得るようにしてもよい。
【００５９】
このようにして、パッケージ内に存在する損失物質または金属等の影響を受けにくいアンテナ内蔵半導体パッケージモジュールを実現できる。このパケージを用いれば、既にアンテナ装置が内蔵されているため、パッケージを配置する際、アンテナ装置を別途設置する必要はなく、これにより省スペース化を実現することができる。
【００６０】
ここでは図８のアンテナ装置を誘電体基板８上に設ける例を示したが、誘電体基板８内部に埋め込むように設けてもよい。また、ここでは、図８のアンテナ装置を用いた例を示したが、図１または図１１のアンテナ装置を用いてもよい。
【００６１】
（第９の実施形態）
図１７は本発明の第９の実施形態に係る無線通信機器の概略構成を示す図である。
【００６２】
この無線通信機器は、データまたは画像をやりとりする機器に図１６の無線装置を搭載したものである。この無線通信機器は、データの処理等を行う本体１１、本体１１の処理結果等を表示するディスプレイ１２、ユーザーが情報を入力する入力部１３を備えている。
【００６３】
本体１１およびディスプレイ１２にはそれぞれ、図１６の無線装置が内部または外部に備えられており、ミリ波帯域の周波数を用いて互いに通信を行う。たとえば、本体１１は、処理されたデータを図１６の無線装置を介してディスプレイ１２に送信し、ディスプレイ１２は、本体部１１が送信したデータを図１６の無線装置を介して受信し、ユーザーに受信データを表示する。
【００６４】
なお、ここでは、本体１１とディスプレイ１２とに図１６の無線装置を搭載した例について説明したが、入力部１３に図１６の無線装置を搭載し、入力部１３と本体部１１とが図１６の無線装置を介して通信を行っても良い。
【００６５】
続いて、図１７を用いて図１６の無線装置を携帯端末１４に搭載した例を説明する。
【００６６】
図１７に示す携帯端末１４は、たとえば音楽再生などのデータ処理を行うものであり、その内部または外部に、図１６の無線装置を備えており、たとえばミリ波帯の周波数を用いて通信を行う。
【００６７】
携帯端末１４は、たとえば図１７に示す本体１１と図１６の無線装置を介してデータ通信（音楽のダウンロードなど）を行う。また、ディスプレイ１２と直接データ通信を行い、携帯端末１４に保存してある画像をディスプレイ１２に表示してもよい。さらに、図１６の無線装置を搭載した別の携帯端末（図示せず）と、図１６の無線装置を介してデータ通信を行い、音楽や画像を交換してもよい。
【００６８】
以上のように本実施の形態によると、モジュール化された図１６の無線装置を、データまたは画像をやりとりする機器や、携帯端末１４等の無線通信機器に搭載することで、データや画像などの送受信を好適に行うことができる。
【００６９】
また、図１６の無線装置は、モジュール化されているため、これらの無線通信機器に容易に搭載可能である。さらに、図１６の無線装置は、半導体チップと同程度の大きさしかなく非常に小形であるため、たとえばディスプレイ１２の側面または携帯端末１４の側面など狭い空間にも配置でき、設計の自由度を増すことができる。
【００７０】
（第１０の実施形態）
図１８は本発明の第１０の実施形態に係る無線装置の概略構成を示す図である。
【００７１】
この無線装置は、ＲＦＩＤシステムにおけるＩＣタグであり、図８のアンテナ装置と、該アンテナ装置の給電点１に接続されたＩＣチップ（無線チップ）１５と、誘電体基板６とを備えている。
【００７２】
ここでは図８のアンテナ装置をＩＣタグに備えさせた例を示したが、図１または図１１のアンテナ装置をＩＣタグに備えさせてもよい。
【００７３】
このように本発明に係わるアンテナ装置を、ＲＦＩＤシステムにおけるＩＣタグに備えさせることで、損失物質または金属等にＩＣタグを貼り付けて通信する場合と、自由空間にＩＣタグを配置して通信する場合とのいずれにおいても、放射効率の劣化およびインピーダンスの変動が少ない、好適な通信が可能となる。
【００７４】
（第１１の実施形態）
図１９は本発明の第１１の実施形態に係る無線装置の概略構成を示す図である。
【００７５】
この無線装置は、図８のアンテナ装置をＲＦＩＤシステムにおけるリーダー／ライター装置に備えさせたものである。このアンテナ装置は、リーダー／ライター装置の筐体１６内に設けられている。ここでは図８のアンテナ装置をリーダー／ライター装置に備えさせた例を示したが、図１または図１１のアンテナ装置をリーダー／ライター装置に備えさせてもよい。
【００７６】
このように本発明に係わるアンテナ装置をリーダー／ライター装置に備えさせることで、リード／ライト時に、リーダー／ライター装置を、損失物質または金属等に近づけなければならない場合においても、放射効率の劣化およびインピーダンスの変動が少なく、良好に通信を行うことができる。
【００７７】
（第１２の実施形態）
図２０は本発明の第１２の実施形態に係る無線通信機器の概略構成を示す図である。
【００７８】
この無線通信機器は、図８のアンテナ装置を携帯電話に備えさせたものである。アンテナ装置は携帯電話の筐体１７内に設けられている。ここでは図８のアンテナ装置を携帯電話に備えさせた例を示したが、図１または図１１のアンテナ装置を携帯電話に備えさせてもよい。
【００７９】
このように本発明に係わるアンテナ装置を、携帯電話に備えさせることで、人体等の損失物質または金属が近づいても放射効率の劣化およびインピーダンスの変動が少ない、好適な通信が可能となる。
【００８０】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。たとえば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【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図。
【図２】図１のアンテナ装置を２つのアンテナに分解した図。
【図３】図１のアンテナ装置の所定の周波数における電流強度分布を表す図。
【図４】図１のアンテナ装置の所定の周波数における電流の流れる方向を表す図。
【図５】電磁波の放射方向を説明する図。
【図６】図３および図４におけるＡ−Ａ’部とＢ−Ｂ’部間距離とＢ−Ｂ’部とＣ−Ｃ’部の電流の比の関係のグラフ。
【図７】図２のアンテナの所定の周波数における電流の流れる方向を表す図。
【図８】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。
【図９】図８のアンテナの装置の放射パターン(アンテナ絶対利得パターン)の電磁界シミュレーション結果。
【図１０】図８のアンテナ装置と平行な面に無限地板を配置したときの反射係数の電磁界シミュレーション結果。
【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。
【図１２】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。
【図１３】本発明の第５の実施形態に係るアンテナ装置の概略構成を示す図。
【図１４】本発明の第６の実施形態に係る無線装置の概略構成を示す図。
【図１５】本発明の第７の実施形態に係る無線装置の概略構成を示す図。
【図１６】本発明の第８の実施形態に係る無線装置の概略構成を示す図。
【図１７】本発明の第９の実施形態に係る無線通信機器の概略構成を示す図。
【図１８】本発明の第１０の実施形態に係る無線装置の概略構成を示す図。
【図１９】本発明の第１１の実施形態に係る無線装置の概略構成を示す図。
【図２０】本発明の第１２の実施形態に係る無線通信機器の概略構成を示す図。
【符号の説明】
【００８２】
１：給電点
２：第１の金属部（第１の線状素子）
３：第２の金属部（第２の線状素子）
４：第３の金属部（ループ状素子）
４１ａ：第３の線状素子
４１ｂ：第４の線状素子
４１ｃ：第５の線状素子
【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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