(57)【要約】  誘電体層と、誘電体層の一方の面に設けた金属層と、誘電体層の他方の面に設けられ、中央部にスリット部を有し、放射方式が電界誘起による磁界電流放射である放射素子と、スリット部の上部に配置された非接触給電素子と、放射方式が磁界誘起による電界電流放射の無給電放射素子とを備えるアンテナである。  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体層と、
前記誘電体層の一方の面に設けた金属層と、
前記誘電体層の他方の面に設けられ、中央部にスリット部を有し、放射方式が電界誘起による磁界電流放射である放射素子と、
前記スリット部の上部に配置された非接触給電素子と、
放射方式が磁界誘起による電界電流放射の無給電放射素子と
を備えるアンテナ。
【請求項２】
前記非接触給電素子の上部に誘電体層を挟んで前記無給電放射素子が配置された請求項１に記載のアンテナ。
【請求項３】
前記無給電放射素子の周辺に長さの異なる１又は複数の無給電放射素子を配置するようにした請求項１に記載のアンテナ。
【請求項４】
前記非接触給電素子に対して、前記金属層の露出面に給電点を設けるようにした請求項１に記載のアンテナ。
【請求項５】
前記非接触給電素子の側面に、給電点を設けるようにした請求項１に記載のアンテナ。
【請求項６】
請求項１のアンテナを備える電子機器。
【請求項７】
前記アンテナは、前記非接触給電素子の上部に誘電体層を挟んで前記無給電放射素子が配置された請求項６に記載の電子機器。
【請求項８】
前記アンテナは、前記無給電放射素子の周辺に長さの異なる１又は複数の無給電放射素子を配置するようにした請求項６に記載の電子機器。
【請求項９】
前記アンテナは、前記非接触給電素子に対して、前記金属層の露出面に給電点を設けるようにした請求項６に記載の電子機器。
【請求項１０】
前記アンテナは、前記非接触給電素子の側面に、給電点を設けるようにした請求項６に記載の電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、例えば無線ＬＡＮ（Local Area Network) の送信又は受信用アンテナに適用可能なアンテナ及びアンテナを備える電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
小型で薄型のアンテナ及びこれを用いた小型通信装置の提供を目的として、特許文献１に記載のアンテナが提案されている。このアンテナは、誘電体層と、当該誘電体層の一方の面に設けた金属層と他方の面に設けた放射素子層とを備える。また、放射素子層は中央部にスリット部を有し、スリット部の上部に非接触給電素子を有している。【０００３】
また、特許文献２には、スロット型ボウタイアンテナを母体として、磁流によって結合される無給電素子を活用した構成が記載されている。すなわち、スロット型ボウタイアンテナを構成し、金属板に対して直流的に絶縁され、且つ、高周波的には磁流によって結合される短冊状もしくはこれに類似する形状の無給電素子を、Ｙ軸とほぼ平行に配設する構成が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−１４６５５８号公報
【特許文献２】特開２００３−０７８３４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載のアンテナは、薄型化及び小型化が可能であり、自由空間及び導体上のいずれの場合も使用可能であり、家電品や自動車等の金属部周辺にも装着できる、という優れた効果を奏する。アンテナの用途として、無線ＬＡＮ用のアンテナを想定した場合、２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯の二つの帯域に対応することが望ましい。特許文献１においては、アンテナの放射周波数は放射素子１３の形状や長さによって決定する。この放射周波数に関して、特許文献１の図７の放射素子層１１３、図８の放射素子層２１３、図１２の放射素子層４１３で示されるように、方形形状を多角形化することで共振周波数を拡張することが提案されている。しかしながら、放射素子層の変形による多共振化は共振周波数を所望の周波数で共振させる調整において、２つ以上の周波数を同時になりたたせようとする場合、一方の調整が他方の共振に影響を与えてしまう問題がある。また、所望の帯域を得ることが難しいという課題がある。さらに、多共振化を進める上で放射素子形状を多角形化するため、放射面積が減少し、放射強度が劣化してしまうという課題がある。【０００６】
特許文献２に記載のアンテナは、磁流によって結合される無給電素子を備えているが、スロット型ボウタイアンテナに対する無給電素子の位置指定、並びに無給電素子と給電素子の位置関係の指定が厳しいという問題があった。【０００７】
したがって、本技術の目的は、より多周波数、広帯域に対応するアンテナ及びアンテナを備える電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本技術は、誘電体層と、誘電体層の一方の面に設けた金属層と、誘電体層の他方の面に設けられ、中央部にスリット部を有し、放射方式が電界誘起による磁界電流放射である放射素子層と、スリット部の上部に配置された非接触給電素子と、放射方式が磁界誘起による電界電流放射の無給電放射素子とを備えるアンテナである。また、本技術は、かかるアンテナを備える電子機器である。
【発明の効果】
【０００９】
少なくとも一つの実施形態によれば、本技術は、より多周波数、広帯域に対応するアンテナを提供できる。なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本技術中に記載されたいずれかの効果又はそれらと異質な効果であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本技術に係るアンテナの一実施形態の断面図である。
【図２】図２は、図１の分解平面図である。
【図３】図３は、本技術の一実施形態の放射動作を示す断面図である。
【図４】図４は、本技術の一実施形態の放射動作を示す断面図である。
【図５】図５は、本技術の一実施形態の周波数特性を示すグラフである。
【図６】図６は、本技術の一実施形態のアンテナを使用した通信装置の構成を示すブロック図である。
【図７】図７は、変形例を示す平面図である。
【図８】図８は、他の変形例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本技術の実施形態等について図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施形態等は本技術の好適な具体例であり、本技術の内容がこれらの実施形態等に限定されるものではない。
【００１２】
本技術の一実施形態について図１及び図２を参照して説明する。図１は、アンテナ１０１の断面図であり、図２は、アンテナ１０１の各部の平面図である。アンテナ１０１は、積層構造を有し、銅などの金属層１１１が誘電体層１１２の底面に配置されている。金属層１１１及び誘電体層１１２は、同一形状とされている。ここで、金属層１１１は、幅Ｗ１、長さＬ１とする。誘電体層１１２は、厚さがｔ１、比誘電率がε１である。
【００１３】
誘電体層１１２の上面に放射素子（板状ダイポールアンテナ）１１３が配置されている。放射素子１１３は、放射素子部１１３ａ及び１１３ｂを有する。放射素子１１３は、金属層１１１と同じ大きさの金属の中央部に幅Ｓ０のスリット部Ｓを有する。
【００１４】
さらに、放射素子１１３の上面に誘電体層１１４が配置され、誘電体層１１４の上面に非接触給電素子１１５（ダイポールアンテナ）が配置される。非接触給電素子１１５は、非接触給電素子部１１５ａ及び１１５ｂを有する。誘電体１１４は、金属層１１１と同じ大きさであり、厚さがｔ２、比誘電率がε２である。非接触給電素子１１５は、スリット部Ｓに直交して配置される長さｂ、隙間ａのダイポールアンテナである。
【００１５】
非接触給電素子１１５の上面に絶縁層としての誘電体層１１６が配置され、誘電体層１１６の上に無給電放射素子１１７が配置される。誘電体１１６は、金属層１１１と同じ大きさであり、厚さがｔ３、比誘電率がε３である。無給電放射素子１１７は、長さＬ２のアンテナである。誘電体層１１６上に無線モジュールを配置するようにしてもよい。なお、金属層１１１、誘電体層１１２、誘電体層１１４及び誘電体層１１６が同一形状とされているが、必ずしも同一である必要はない。また、誘電体層としては、空気層であってもよい。
【００１６】
非接触給電素子部１１５ａ及び１１５ｂとそれぞれ接続されたスルーホール１１８ａ及び１１８ｂを通じて金属層１１１の露出面から給電がなされる。すなわち、アンテナに対する給電は、スルーホール１１８ａ及び１１８ｂの先端間で行われる。金属層１１１の露出面は、アンテナの放射方向の反対側に位置する面である。
【００１７】
上述した本技術の一実施形態によるアンテナは、自由空間に配置した場合と、導体板上に配置した場合で、ほぼ同様の性能を有する。したがって、通信装置、テレビジョン、オーディオ再生装置、ゲーム装置、モバイル機器等の電子機器や自動車等の金属部周辺にも装着できる。
【００１８】
本技術の一実施形態の動作と作用を図３及び図４を参照して説明する。図３に示す場合では、給電部１１９に周波数Ａ〔Ｈｚ〕を給電することにより、スルーホール１１８ａ及び１１８ｂを介して、非接触給電素子部１１５ａ及び１１５ｂに対して信号が給電される。このとき放射素子部１１３ａ及び１１３ｂとその間にあるスリット部Ｓを含めた長さＬ１は、周波数Ａ〔Ｈｚ〕の半波長の長さであり、スリット間に電界が発生する。この電界により放射素子部１１３ａ及び１１３ｂには磁界電流が発生し、放射素子部１１３ａ及び１１３ｂから周波数Ａ〔Ｈｚ〕のアンテナ放射パターン１２０として電波が放射することになる。周波数Ａ〔Ｈｚ〕の一例は、無線ＬＡＮの２．４ＧＨｚ帯である。
【００１９】
図４では、給電部１１９に周波数Ｂ〔Ｈｚ〕を給電することにより、スルーホール１１８ａ及び１１８ｂを介して、非接触給電素子部１１５ａ及び１１５ｂに対して信号が給電される。このとき無給電放射素子１１７の長さＬ２は、周波数Ｂ〔Ｈｚ〕の半波長の長さであり、無給電放射素子１１７に磁界が発生する。この磁界により無給電放射素子１１７には、電界電流が発生し、周波数Ｂ〔Ｈｚ〕のアンテナ放射パターン１２１として電波が放射することになる。周波数Ｂ〔Ｈｚ〕の一例は、無線ＬＡＮの５ＧＨｚ帯である。周波数Ａ〔Ｈｚ〕及びＢ〔Ｈｚ〕は、無線通信装置によって切り替えられるようになされている。
【００２０】
本技術の一実施形態は、特許文献１の構成の放射素子体を減らすことなく、新たに無給電放射素子１１７を追加することによって、新たな放射素子を設けることができる。さらに放射素子１１３は、その放射方式が電界誘起による磁界電流放射であり、無給電放射素子１１７は、放射方式が磁界誘起による電界電流放射であるというように、異なった放射方式によって電磁界誘起を行っている。また、放射素子１１３と無給電放射素子１１７とが誘電体層１１６の別々の面に設けられている。その結果、共振周波数を決定する長さＬ１及びＬ２の一方の長さを変更した場合でも、他方の共振周波数が影響を受けにくいという利点を有する。したがって、各放射素子による周波数の値の調整が容易となる。
【００２１】
本技術の一実施形態の特性例を図５に示す。縦軸がリターンロス〔ｄＢ〕を表している。リターンロスが２．４ＧＨｚから２．５ＧＨｚの間と、５．４ＧＨｚにおいて最小となり、二つの帯域に対応できるアンテナが実現できている。
【００２２】
本技術の一実施形態によるアンテナ１０１を通信装置に使用した場合の構成例を図６に示す。図６において、一般的な無線装置３６と、上述した本技術のアンテナ１０１を実装した無線装置３１が無線通信を行う場合、無線装置３６の一周波数に対応したアンテナ３７から放射された空中伝搬電波３９は、同一周波数に対応したアンテナ放射パターン３４（例えば図３に示す放射パターン１２０）によって受信され、ＲＦ伝送線路３３を介して、ＲＦモジュール３２によって受信される。また、同様にＲＦモジュール３２から発信されたＲＦ信号はＲＦ伝送線路３３を介して、アンテナ放射パターン３４から放射され、空中伝搬電波３９となり、一般的な無線装置３６で対応した周波数のアンテナであるアンテナ３７で受信される。
【００２３】
一般的な無線装置３６が他の周波数で発信する場合、それに対応したアンテナ３８から放射された空中伝搬電波４０は同一周波数に対応したアンテナ放射パターン３５（例えば図３に示す放射パターン１２１）によって受信され、ＲＦ伝送線路３３を介して、ＲＦモジュール３２によって受信される。また同様に、ＲＦモジュール３２から発信されたＲＦ信号は、ＲＦ伝送線路３３を介して、アンテナ放射パターン３５から放射され、空中伝搬電波４０となり、一般的な無線装置３６で対応した周波数のアンテナであるアンテナ３８で受信される。
【００２４】
本技術の一実施形態の変形例について図７を参照して説明する。上述した無給電放射素子１１７の周辺で、無給電放射素子１１７と平行し、且つ長さが異なる無給電放射素子１２２及び１２３を追加するようにした構成である。無給電放射素子１２２の長さがＬ３とされ、無給電放射素子１２３の長さがＬ４とされる。この構成によって、非接触給電素子１１５からＬ３が半波長に相当する周波数Ｃ〔Ｈｚ〕が給電された場合は、無給電放射素子１２２から周波数Ｃ〔Ｈｚ〕の電波が放射される。また、非接触給電素子１１５からＬ４が半波長に相当する周波数Ｄ〔Ｈｚ〕が給電された場合は、無給電放射素子１２３から周波数Ｄ〔Ｈｚ〕の電波が放射される。このように無給電素子を追加すると、共振する共振周波数の数を増加させることができ、多周波数対応アンテナや広帯域周波数対応のアンテナを実現することができる。
【００２５】
図８は、本技術の他の変形例を示す。一実施形態では、非接触給電素子１１５に対してスルーホール１１８ａ及び１１８ｂを追加して放射方向と反対方向の側から給電している。しかしながら、無給電放射素子１１５の配置されている誘電体層１１４に対して給電パターン１２４ａ及び１２４ｂを追加することによって、背面ではなく側面からの給電が可能となる。本技術のように、アンテナの放射方向に対して背面又は側面からの給電を行うことができるので、無線装置の外観の設計が容易となる。
【００２６】
以上、本技術の一実施形態について具体的に説明したが、本技術は、上述の一実施形態に限定されるものではなく、本技術の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。また、上述の実施形態において挙げた構成、方法、工程、形状、材料及び数値などはあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる構成、方法、工程、形状、材料及び数値などを用いてもよい。
【００２７】
なお、本技術は、以下のような構成も取ることができる。
（１）
誘電体層と、
前記誘電体層の一方の面に設けた金属層と、
前記誘電体層の他方の面に設けられ、中央部にスリット部を有し、放射方式が電界誘起による磁界電流放射である放射素子と、
前記スリット部の上部に配置された非接触給電素子と、
放射方式が磁界誘起による電界電流放射の無給電放射素子と
を備えるアンテナ。
（２）
前記非接触給電素子の上部に誘電体層を挟んで前記無給電放射素子が配置された（１）に記載のアンテナ。
（３）
前記無給電放射素子の周辺に長さの異なる１又は複数の無給電放射素子を配置するようにした（１）又は（２）に記載のアンテナ。
（４）
前記非接触給電素子に対して、前記金属層の露出面に給電点を設けるようにした（１）から（３）のいずれかに記載のアンテナ。
（５）
前記非接触給電素子の側面に、給電点を設けるようにした（１）から（４）のいずれかに記載のアンテナ。
（６）
（１）のアンテナを備える電子機器。
（７）
前記アンテナは、前記非接触給電素子の上部に誘電体層を挟んで前記無給電放射素子が配置された（６）に記載の電子機器。
（８）
前記アンテナは、前記無給電放射素子の周辺に長さの異なる１又は複数の無給電放射素子を配置するようにした（６）又は（７）に記載の電子機器。
（９）
前記アンテナは、前記非接触給電素子に対して、前記金属層の露出面に給電点を設けるようにした（６）から（８）のいずれかに記載の電子機器。
（１０）
前記アンテナは、前記非接触給電素子の側面に、給電点を設けるようにした（６）から（９）のいずれかに記載の電子機器。
【符号の説明】
【００２８】
１０１・・・アンテナ、１１１・・・金属層、１１２、１１４、１１６・・・誘電体層、
１１３・・・放射素子、１１３ａ、１１３ｂ・・・放射素子部、
１１５・・・非接触給電素子、１１５ａ、１１５ｂ・・・非接触給電素子部、
１１７、１２２、１２３・・・無給電放射素子、
１１８ａ、１１８ｂ・・・スルーホール、１１９・・・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】
2020031466.tif 000008
【図７】
2020031466.tif 000009
【図８】
2020031466.tif 000010
【国際調査報告】
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