(57)【要約】  アンテナ素子間の相互結合が低減された、アンテナ、無線通信モジュール及び無線通信機器を提供する。アンテナは、第１アンテナ素子と、２アンテナ素子と、第１結合体と、第２結合体とを含む。第１アンテナ素子は、第１放射導体及び第１給電線を含み、第１周波数帯で共振する。第２アンテナ素子は、第２放射導体及び第２給電線を含み、第２周波数帯で共振する。第１放射導体と第２放射導体は、共振波長の２分の１以下の間隔で並ぶ。第２放射導体は、容量結合及び磁界結合の一方が優位な第１結合方式で第１放射導体に結合される。第１結合体は、第１放射導体の第１方向の側の第１端部と、第２放射導体の第１方向の側の第１端部とを、第１結合方式とは異なる第２結合方式で結合する。第２結合体は、第１放射導体の第１端部と対向する第２端部と、第２放射導体の第１端部と対向する第２端部とを、第２結合方式で結合する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１放射導体及び第１給電線を含み、第１周波数帯で共振する第１アンテナ素子と、
第２放射導体及び第２給電線を含み、第２周波数帯で共振する第２アンテナ素子と、
第１結合体と、
第２結合体と、を含み、
前記第１放射導体と前記第２放射導体は、共振波長の２分の１以下の間隔で並び、
前記第２放射導体は、容量結合及び磁界結合の一方が優位な第１結合方式で前記第１放射導体に結合され、
前記第１結合体は、前記第１放射導体の第１方向の側の第１端部と、前記第２放射導体の前記第１方向の側の第１端部とを、前記第１結合方式とは異なる第２結合方式で結合し、
前記第２結合体は、前記第１放射導体の前記第１端部と対向する第２端部と、前記第２放射導体の前記第１端部と対向する第２端部とを、前記第２結合方式で結合する、アンテナ。
【請求項２】
請求項１に記載のアンテナであって、
前記第２給電線は、キャパシタンス成分及びインダクタンス成分の何れかの成分が優位に、前記第１給電線に結合される、アンテナ。
【請求項３】
請求項２に記載のアンテナであって、
前記第２給電線は、インダクタンス成分が優位に前記第１給電線に結合され、
前記第１給電線と前記第２給電線とを直流的に短絡し、前記第１給電線と前記第２給電線とを交流的に開放する第３結合体をさらに含む、アンテナ。
【請求項４】
請求項１から３の何れか一項に記載のアンテナであって、
前記第１周波数帯と前記第２周波数帯とは、同一周波数帯に属する、アンテナ。
【請求項５】
請求項１から３の何れか一項に記載のアンテナであって、
前記第１周波数帯と前記第２周波数帯とは、異なる周波数帯に属する、アンテナ。
【請求項６】
請求項１から５の何れか一項に記載のアンテナであって、
前記第１アンテナ素子は、第１グラウンド導体をさらに含む、アンテナ。
【請求項７】
請求項６に記載のアンテナであって、
前記第２アンテナ素子は、第２グラウンド導体をさらに含む、アンテナ。
【請求項８】
請求項７に記載のアンテナであって、
前記第１グラウンド導体は、前記第２グラウンド導体に接続される、アンテナ。
【請求項９】
請求項７又は８に記載のアンテナであって、
前記第１グラウンド導体及び前記第２グラウンド導体は、一体であり、
前記第１グラウンド導体及び前記第２グラウンド導体は、単一の基体と一体化される、アンテナ。
【請求項１０】
請求項１から９の何れか一項に記載のアンテナであって、
前記第１アンテナ素子及び前記第２アンテナ素子を含む複数のアンテナ素子を有し、
前記複数のアンテナ素子は、前記第１方向と交わる第２方向に沿って並ぶ、アンテナ。
【請求項１１】
請求項１０に記載のアンテナであって、
前記複数のアンテナ素子は、前記第２方向に沿って、共振波長の４分の１以下の間隔で並ぶ、アンテナ。
【請求項１２】
請求項１０又は１１に記載のアンテナであって、
前記複数のアンテナ素子は、
第ｎ放射導体及び第ｎ給電線を含み、前記第１周波数帯で共振する第ｎアンテナ素子（ｎ：３以上の整数）を有し、
前記第ｎ放射導体は、前記第２方向において、共振波長の２分の１以下の間隔で前記第１放射導体と並ぶ、アンテナ。
【請求項１３】
請求項１２に記載のアンテナであって、
前記第ｎ放射導体は、直接的又は間接的に前記第２放射導体に結合される、アンテナ。
【請求項１４】
請求項１０から１３の何れか一項に記載のアンテナであって、
前記複数のアンテナ素子は、複数の放射導体を含み、
前記複数の放射導体において隣り合う放射導体は、前記第１結合方式で結合され、
前記第１結合体は、前記隣り合う放射導体の各々の前記第１方向の側の端部の各々を前記第２結合方式で結合し、
前記第２結合体は、前記隣り合う放射導体の各々の前記第１方向の側の端部と対向する端部の各々を前記第２結合方式で結合する、アンテナ。
【請求項１５】
請求項１０から１４の何れか一項に記載のアンテナであって、
前記複数のアンテナ素子の各々には、前記複数のアンテナ素子を同相で励振させる信号が給電される、アンテナ。
【請求項１６】
請求項１０から１４の何れか一項に記載のアンテナであって、
前記複数のアンテナ素子の各々には、前記複数のアンテナ素子を異なる位相で励振させる信号が給電される、アンテナ。
【請求項１７】
請求項１から１６の何れか一項に記載のアンテナと、
前記第１給電線及び前記第２給電線の少なくとも何れかに電気的に接続されるＲＦモジュールと、を含む、無線通信モジュール。
【請求項１８】
請求項１７に記載の無線通信モジュールと、
前記無線通信モジュールに電力を供給するバッテリと、を含む、無線通信機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、アンテナ、無線通信モジュール及び無線通信機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
アレイアンテナ及びＭＩＭＯ（Multiple-Input  Multiple-Output）用のアンテナ等では、複数のアンテナ素子が近接して配置される。複数のアンテナ素子が近接して配置されると、アンテナ素子間の相互結合が大きくなり得る。アンテナ素子間の相互結合が大きくなると、アンテナ素子の放射効率が低下し得る。【０００３】
そこで、アンテナ素子間の相互結合を低減する技術が提案されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２０１７−５０４２７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のアンテナ素子間の相互結合を低減させる技術には、改善の余地がある。【０００６】
本開示は、アンテナ素子間の相互結合が低減された、アンテナ、無線通信モジュール及び無線通信機器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】
本開示の一実施形態に係るアンテナは、
第１放射導体及び第１給電線を含み、第１周波数帯で共振する第１アンテナ素子と、
第２放射導体及び第２給電線を含み、第２周波数帯で共振する第２アンテナ素子と、
第１結合体と、
第２結合体と、を含み、
前記第１放射導体と前記第２放射導体は、共振波長の２分の１以下の間隔で並び、
前記第２放射導体は、容量結合及び磁界結合の一方が優位な第１結合方式で前記第１放射導体に結合され、
前記第１結合体は、前記第１放射導体の第１方向の側の第１端部と、前記第２放射導体の前記第１方向の側の第１端部とを、前記第１結合方式とは異なる第２結合方式で結合し、
前記第２結合体は、前記第１放射導体の前記第１端部と対向する第２端部と、前記第２放射導体の前記第１端部と対向する第２端部とを、前記第２結合方式で結合する。【０００８】
本開示の一実施形態に係る無線通信モジュールは、
上述のアンテナと、
前記第１給電線及び前記第２給電線の少なくとも何れかに電気的に接続されるＲＦモジュールと、を含む。【０００９】
本開示の一実施形態に係る無線通信機器は、
上述の無線通信モジュールと、
前記無線通信モジュールに電力を供給するバッテリと、を含む。
【発明の効果】
【００１０】
本開示の一実施形態に係るアンテナ、無線通信モジュール及び無線通信機器によれば、アンテナ素子間の相互結合が低減され得る。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本開示の一実施形態に係るアンテナの斜視図である。
【図２】図１に示すアンテナをＺ軸の負方向の側から観た斜視図である。
【図３】図１に示すアンテナの一部を分解した斜視図である。
【図４】図１に示すＬ１−Ｌ１線に沿ったアンテナの断面図である。
【図５】図１に示すＬ２−Ｌ２線に沿ったアンテナの断面図である。
【図６】図１に示すＬ３−Ｌ３線に沿ったアンテナの断面図である。
【図７】図１に示すアンテナのシミュレーション結果の一例を示す図である。
【図８】比較例に係るアンテナの斜視図である。
【図９】比較例に係るアンテナのシミュレーション結果の一例を示す図である。
【図１０】本開示の一実施形態に係るアンテナの平面図である。
【図１１】本開示の一実施形態に係る無線通信モジュールのブロック図である。
【図１２】図１１に示す無線通信モジュールの概略構成図である。
【図１３】本開示の一実施形態に係る無線通信機器のブロック図である。
【図１４】図１３に示す無線通信機器の平面図である。
【図１５】図１３に示す無線通信機器の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本開示において、各要件は、実行可能な動作を実行する。故に、本開示において、各要件が行う動作は、当該要件が当該動作を実行可能に構成されていることを意味しうる。本開示において、各要件が動作を実行する場合、当該要件が当該動作を実行可能なように構成されている、と適宜言い換えうる。本開示において、各要件が実行可能な動作は、当該要件を備える又は有する要件が当該動作を実行可能である、と適宜言い換えうる。本開示において、１つの要件が他の要件に動作を実行させる場合、当該１つの要件は、当該他の要件に当該動作を実行させることができるように構成されていることを意味しうる。本開示において、１つの要件が他の要件に動作を実行させる場合、当該１つの要件は、当該他の要件に当該動作を実行させることができるように、当該他の要件を制御するように構成されている、と言い換えうる。本開示において、各要件が実行する動作のうち請求の範囲に記載されていない動作は、非必須の動作であると理解しうる。
【００１３】
本開示において、各要件は、機能的に可能な状態となる。故に、各要件の機能的になされる状態は、各要件が機能的になすことができるように構成されていることを意味しうる。本開示において、各要件が機能的な状態となる場合、当該要件が当該機能的な状態になるように構成されている、と適宜言い換えうる。
【００１４】
本開示において「誘電体材料」は、セラミック材料及び樹脂材料の何れかを組成として含み得る。セラミック材料は、酸化アルミニウム質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、ガラスセラミック焼結体、ガラス母材中に結晶成分を析出させた結晶化ガラス、及び、雲母若しくはチタン酸アルミニウム等の微結晶焼結体を含む。樹脂材料は、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、及び、液晶ポリマー等の未硬化物を硬化させたものを含む。
【００１５】
本開示において「導電性材料」は、金属材料、金属材料の合金、金属ペーストの硬化物、及び、導電性高分子の何れかを組成として含み得る。金属材料は、銅、銀、パラジウム、金、白金、アルミニウム、クロム、ニッケル、カドミウム鉛、セレン、マンガン、錫、バナジウム、リチウム、コバルト、及び、チタン等を含む。合金は、複数の金属材料を含む。金属ペースト剤は、金属材料の粉末を有機溶剤、及び、バインダとともに混練したものを含む。バインダは、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、及び、ポリエーテルイミド樹脂を含む。導電性ポリマーは、ポリチオフェン系ポリマー、ポリアセチレン系ポリマー、ポリアニリン系ポリマー、及び、ポリピロール系ポリマー等を含む。
【００１６】
以下、本開示の実施形態について、図面を参照して説明する。図１から図１５に示す構成要素において、同一構成要素には、同一符号を付す。
【００１７】
本開示の実施形態では、図１等に示す第１アンテナ素子３１と第２アンテナ素子３２とが広がる平面は、ＸＹ平面として示す。図２等に示す第１グラウンド導体６１から図１等に示す第１放射導体４１に向かう方向をＺ軸の正方向として示し、その反対方向をＺ軸の負方向として示す。Ｙ軸は、右手系の座標系を構成するように定める。本開示の実施形態では、Ｘ軸の正方向とＸ軸の負方向とを特に区別しない場合、Ｘ軸の正方向とＸ軸の負方向は、まとめて「Ｘ方向」と記載する。Ｙ軸の正方向とＹ軸の負方向とを特に区別しない場合、Ｙ軸の正方向とＹ軸の負方向は、まとめて「Ｙ方向」と記載する。Ｚ軸の正方向とＺ軸の負方向とを特に区別しない場合、Ｚ軸の正方向とＺ軸の負方向は、まとめて「Ｚ方向」と記載する。
【００１８】
以下、本開示の実施形態では、第１方向は、Ｙ軸の正方向とする。第２方向は、Ｘ方向とする。ただし、第１方向と第２方向とは、直交しなくてよい。第１方向と第２方向とは、交わればよい。
【００１９】
［アンテナの構造例］
図１は、本開示の一実施形態に係るアンテナ１０の斜視図である。図２は、図１に示すアンテナ１０をＺ軸の負方向の側から観た斜視図である。図３は、図１に示すアンテナ１０の一部を分解した斜視図である。図４は、図１に示すＬ１−Ｌ１線に沿ったアンテナ１０の断面図である。図５は、図１に示すＬ２−Ｌ２線に沿ったアンテナ１０の断面図である。図６は、図１に示すＬ３−Ｌ３線に沿ったアンテナ１０の断面図である。
【００２０】
図１に示すように、アンテナ１０は、基体２０と、第１アンテナ素子３１と、第２アンテナ素子３２と、第１結合体７１と、第２結合体７２とを含む。アンテナ１０は、第３結合体７３をさらに含んでよい。第１アンテナ素子３１、第２アンテナ素子３２、第１結合体７１、第２結合体７２及び第３結合体７３の各々は、導電性材料を含み得る。第１アンテナ素子３１、第２アンテナ素子３２、第１結合体７１、第２結合体７２及び第３結合体７３の各々は、同一の導電性材料を含んでよいし、異なる導電性材料を含んでよい。
【００２１】
基体２０は、第１アンテナ素子３１及び第２アンテナ素子３２を支持する。基体２０は、図１及び図２に示すように、略四角柱である。ただし、基体２０は、第１アンテナ素子３１及び第２アンテナ素子３２を支持可能であれば、任意の形状であってよい。
【００２２】
基体２０は、誘電体材料を含み得る。基体２０の比誘電率は、アンテナ１０で使用される周波数に応じて、適宜調整されてよい。基体２０は、図１及び図２に示すように、上面２１及び下面２２を含む。
【００２３】
第１アンテナ素子３１は、図４に示すように、第１放射導体４１及び第１給電線５１を含む。第１アンテナ素子３１は、第１グラウンド導体６１をさらに含んでよい。第１アンテナ素子３１は、第１グラウンド導体６１を含むことにより、マイクロストリップ型のアンテナとなる。第２アンテナ素子３２は、図４に示すように、第２放射導体４２及び第２給電線５２を含む。第２アンテナ素子３２は、第２グラウンド導体６２をさらに含んでよい。第２アンテナ素子３２は、第２グラウンド導体６２を含むことにより、マイクロストリップ型のアンテナとなる。第１放射導体４１、第２放射導体４２、第１給電線５１、第２給電線５２、第１グラウンド導体６１及び第２グラウンド導体６２の各々は、導電性材料を含み得る。第１放射導体４１、第２放射導体４２、第１給電線５１、第２給電線５２、第１グラウンド導体６１及び第２グラウンド導体６２の各々は、同一の導電性材料を含んでよいし、異なる導電性材料を含んでよい。
【００２４】
第１アンテナ素子３１は、第１周波数帯で共振する。第２アンテナ素子３２は、第２周波数帯で共振する。第１周波数帯と第２周波数帯とは、アンテナ１０の用途等に応じて、同一周波数帯に属してよいし、異なる周波数帯に属してよい。アンテナ１０の用途等に応じて、第１アンテナ素子３１及び第２アンテナ素子３２の各々には、第１給電線５１及び第２給電線５２の各々から、第１アンテナ素子３１及び第２アンテナ素子３２を、同相で励振させる信号が給電されてよい。第１アンテナ素子３１及び第２アンテナ素子３２の各々には、第１給電線５１及び第２給電線５２の各々から、第１アンテナ素子３１及び第２アンテナ素子３２を、異なる位相で励振させる信号が給電されてよい。
【００２５】
第１放射導体４１は、第１給電線５１から供給された電力を、電磁波としてＺ軸の正方向に向けて放射する。第１放射導体４１は、Ｚ軸の正方向の側からの電磁波を、電力として第１給電線５１に供給する。第２放射導体４２は、第２給電線５２から供給された電力を、電磁波としてＺ軸の正方向に向けて放射する。第２放射導体４２は、Ｚ軸の正方向の側からの電磁波を、電力として第２給電線５２に供給する。
【００２６】
第１放射導体４１及び第２放射導体４２は、図３に示すように、平板状であってよい。第１放射導体４１及び第２放射導体４２の各々は、ＸＹ平面に沿って広がってよい。図１に示すように、第１放射導体４１及び第２放射導体４２の各々は、基体２０の上面２１に位置する。第１放射導体４１の一部及び第２放射導体４２の一部は、基体２０の中に位置してよい。
【００２７】
本実施形態では、第１放射導体４１及び第２放射導体４２は、同一型の長方形状である。第１放射導体４１及び第２放射導体４２の長手方向は、Ｙ方向に沿う。第１放射導体４１及び第２放射導体の短手方向は、Ｘ方向に沿う。ただし、第１放射導体４１及び第２放射導体４２は、任意の形状であってよい。また、第１放射導体４１及び第２放射導体の各々は、異なる形状であってよい。
【００２８】
第１放射導体４１は、長辺４１ａ及び短辺４１ｂを含む。また、第１放射導体４１は、第１端部４１Ａ及び第２端部４１Ｂを含む。第１端部４１Ａは、第１放射導体４１の長手方向における２つの端部のうち、Ｙ軸の正方向の側の端部である。第２端部４１Ｂは、第１放射導体４１の長手方向における２つの端部のうち、Ｙ軸の負方向の側の端部すなわち第１端部４１Ａと反対側の端部である。
【００２９】
第２放射導体４２は、長辺４２ａ及び短辺４２ｂを含む。また、第２放射導体４２は、第１端部４２Ａ及び第２端部４２Ｂを含む。第１端部４２Ａは、第２放射導体４２の長手方向における２つの端部のうち、Ｙ軸の正方向の側の端部である。第２端部４２Ｂは、第２放射導体４２の長手方向における２つの端部のうち、Ｙ軸の負方向の側の端部すなわち第１端部４２Ａと反対側の端部である。
【００３０】
第１放射導体４１と第２放射導体４２とは、長辺４１ａと長辺４２ａとが対向するように、並ぶ。ただし、第１放射導体４１と第２放射導体４２とが並ぶ態様は、これに限定されない。例えば、第１放射導体４１と第２放射導体４２とは、長辺４１ａの一部と長辺４２ａの一部とが対向するように、並んでよい。換言すると、第１放射導体４１と第２放射導体４２とは、Ｙ方向においてずれて並んでよい。
【００３１】
第１放射導体４１と第２放射導体４２は、アンテナ１０の共振波長の２分の１以下の間隔で並ぶ。本実施形態では、図１に示すように、第１放射導体４１と第２放射導体４２は、互いに対向する長辺４１ａと長辺４２ａとの間に隙間ｇ１を置いて並ぶ。隙間ｇ１は、アンテナ１０の共振波長の２分の１以下である。ただし、第１放射導体４１と第２放射導体４２とがアンテナ１０の共振波長の２分の１以下の間隔で並ぶ態様は、これに限定されない。例えば、第１放射導体４１及び第２放射導体４２が長辺４１ａの一部と長辺４２ａの一部とが対向するように並んでよい。この構成では、当該長辺４１ａの一部と当該長辺４２ａの一部との間の隙間がアンテナ１０の共振波長の２分の１以下となってよい。
【００３２】
第１放射導体４１にはＹ方向に沿って電流が流れる。電流が第１放射導体４１をＹ方向に沿って流れると、ＸＺ平面において第１放射導体４１を囲む磁界が変化する。第２放射導体４２にはＹ方向に沿って電流が流れる。電流が第２放射導体４２をＹ方向に沿って流れると、ＸＺ平面において第２放射導体４２を囲む磁界が変化する。第１放射導体４１を囲む磁界と、第２放射導体４２を囲む磁界とは、相互に影響する。例えば、第１放射導体４１及び第２放射導体４２が同一又は互いに近い位相で励振すると、第１放射導体４１及び第２放射導体４２の各々を流れる電流の多くが、同じ向きになる。互いに近い位相としては、双方の位相が、例えば、±６０°以内、±４５°以内、±３０°以内の範囲にあるときが挙げられる。第１放射導体４１及び第２放射導体４２を流れる電流の多くが同じ向きになるとき、第１放射導体４１と第２放射導体４２の間において、磁界結合が大きくなる。
【００３３】
第１放射導体４１及び第２放射導体４２の共振周波数が同一又は互いに近い場合、共振時に、第１放射導体４１と第２放射導体４２との間において結合が生じる。この共振時の結合は、偶モード及び奇モードという。偶モード及び奇モードは、まとめて「偶奇モード」ともいう。第１放射導体４１及び第２放射導体４２の間に偶奇モードが生じると、結合が生じていない場合とは異なる共振周波数で、第１放射導体４１及び第２放射導体４２の各々が共振する。第１放射導体４１及び第２放射導体４２が結合する多くの場合、磁界結合及び電界結合が同時に生じる。磁界結合及び電界結合のどちらかが支配的となると、最終的に第１放射導体４１と第２放射導体との間の結合は、支配的な一方である磁界結合又は電界結合とみなし得る。
【００３４】
本開示では、第２放射導体４２は、容量結合及び磁界結合の一方が優位な第１結合方式で、第１放射導体４１に結合される。本実施形態では、第１放射導体４１及び第２放射導体４２は、マイクロストリップ型のアンテナであり、長辺４１ａと長辺４２ａとが対向している。第１放射導体４１を囲む磁界及び第２放射導体４２を囲む磁界の相互影響は、第１放射導体４１及び第２放射導体４２の間の電界による相互影響より支配的となる。第１放射導体４１及び第２放射導体４２の間の結合は、磁界結合とみなされる。従って、本実施形態では、第２放射導体４２は、磁界結合が優位な第１結合方式で、第１放射導体４１に結合される。本実施形態では、第１放射導体４１と第２放射導体４２とが磁界結合が優位な第１結合方式で結合されても、後述の第１結合体７１により、偶モード及び奇モードが生じる蓋然性が低減され得る。
【００３５】
図４に示すように、第１給電線５１は、第１放射導体４１に電気的に接続されている。第１給電線５１は、インダクタンス成分が優位に第１放射導体４１に結合される。ただし、第１給電線５１は、第１放射導体４１に磁気的に結合されてよい。この場合、第１給電線５１は、キャパシタンス成分が優位に第１放射導体４１に結合される。
【００３６】
第１給電線５１の一部は、基体２０の中に位置してよい。第１給電線５１は、第３結合体７３を貫通する。図２に示すように、第１給電線５１は、第１グラウンド導体６１の開口６１ａから、外部の機器等へ延在し得る。第１給電線５１は、第１放射導体４１に電力を給電する。第１給電線５１は、第１放射導体４１からの電力を、外部の機器等に給電する。第１給電線５１は、スルーホール導体又はビア導体等であってよい。
【００３７】
図４に示すように、第２給電線５２は、第２放射導体４２に電気的に接続されている。第２給電線５２は、インダクタンス成分が優位に第２放射導体４２に結合される。ただし、第２給電線５２は、第２放射導体４２に磁気的に結合されてよい。この場合、第２給電線５２は、キャパシタンス成分が優位に第２放射導体４２に結合される。
【００３８】
第２給電線５２の一部は、基体２０の中に位置してよい。第２給電線５２は、第３結合体７３を貫通する。図２に示すように、第２給電線５２は、第２グラウンド導体６２の開口６２ａから、外部の機器等へ延在し得る。第２給電線５２は、第２放射導体４２に電力を給電する。第２給電線５２は、第２放射導体４２からの電力を、外部の機器等に給電する。第２給電線５２は、スルーホール導体又はビア導体等であってよい。
【００３９】
図４に示すように、第１給電線５１は、基体２０の中において、Ｚ方向に沿って延びる。第１給電線５１にはＺ方向に沿って電流が流れる。電流が第１給電線５１をＺ方向に沿って流れると、ＸＹ平面において第１給電線５１を囲む磁界が変化する。
【００４０】
図４に示すように、第２給電線５２は、基体２０の中において、Ｚ方向に沿って延びる。第２給電線５２にはＺ方向に沿って電流が流れる。電流が第２給電線５２をＺ方向に沿って流れると、ＸＹ平面において第２給電線５２を囲む磁界が変化する。
【００４１】
第１給電線５１を囲む磁界と、第２給電線５２を囲む磁界とは、干渉し得る。例えば、第１給電線５１及び第２給電線５２の各々を流れる電流の多くが同じ向きになるとき、第１給電線５１を囲む磁界と、第２給電線５２を囲む磁界は、干渉する。第１給電線５１と第２給電線５２は、第１給電線５１を囲む磁界と第２給電線５２を囲む磁界が干渉することにより、磁界結合され得る。
【００４２】
本開示では、第２給電線５２は、キャパシタンス成分及びインダクタンス成分の何れかの成分を優位に、第１給電線５１に結合される。上述のように、本実施形態では、第１給電線５１と第２給電線５２は、第１給電線５１を囲む磁界と第２給電線５２を囲む磁界が干渉することにより、磁界結合され得る。本実施形態では、第２給電線５２は、インダクタンス成分を優位に、第１給電線５１に結合される。
【００４３】
第１グラウンド導体６１は、第１アンテナ素子３１において基準となる電位を提供する。第２グラウンド導体６２は、第２アンテナ素子３２において基準となる電位を提供する。第１グラウンド導体６１及び第２グラウンド導体６２の各々は、アンテナ１０を備える機器のグラウンドに接続されていてよい。
【００４４】
第１グラウンド導体６１及び第２グラウンド導体６２は、平板状であってよい。第１グラウンド導体６１及び第２グラウンド導体６２は、基体２０の下面２２に位置する。第１グラウンド導体６１及び第２グラウンド導体６２の一部は、基体２０の中に位置してよい。
【００４５】
第１グラウンド導体６１は、第２グラウンド導体６２に接続されていてよい。第１グラウンド導体６１及び第２グラウンド導体６２は、図２に示すように、一体であってよい。第１グラウンド導体６１及び第２グラウンド導体６２は、単一の基体２０と一体化されてよい。ただし、第１グラウンド導体６１及び第２グラウンド導体６２は、独立した別個の部材であってよい。この構成では、第１グラウンド導体６１及び第２グラウンド導体６２の各々は、別個に、基体２０と一体化され得る。
【００４６】
第１グラウンド導体６１及び第２グラウンド導体６２は、図２に示すように、ＸＹ平面に沿って広がる。第１グラウンド導体６１及び第２グラウンド導体６２の各々は、Ｚ方向において、第１放射導体４１及び第２放射導体４２の各々と離れて位置する。第１グラウンド導体６１及び第２グラウンド導体６２と、第１放射導体４１と第２放射導体４２との間には、図４に示すように、基体２０が介在する。第１グラウンド導体６１は、Ｚ方向において、第１放射導体４１と対向する。第２グラウンド導体６２は、Ｚ方向において、第２放射導体４２と対向する。本実施形態では、第１グラウンド導体６１及び第２グラウンド導体６２は、第１放射導体４１及び第２放射導体４２に応じた、長方形状である。ただし、第１グラウンド導体６１及び第２グラウンド導体６２は、第１放射導体４１及び第２放射導体４２に応じた、任意の形状であってよい。
【００４７】
本開示では、第１結合体７１は、第１放射導体４１の第１端部４１Ａと、第２放射導体４２の第１端部４２Ａとを、第１結合方式とは異なる第２結合方式で結合する。上述のように、本実施形態では、第１結合方式は、磁界結合が優位な結合方式である。従って、本実施形態では、第１結合体７１は、容量結合が優位な第２結合方式で、第１放射導体４１の第１端部４１Ａと、第２放射導体４２の第１端部４２Ａとを結合する。
【００４８】
具体的には、第１結合体７１は、図５に示すように、基体２０の中に位置する。第１結合体７１は、Ｚ方向において、第１放射導体４１及び第２放射導体４２から離れて位置する。第１結合体７１は、図２に示すように、ＸＹ平面に沿って広がる。図５に示すように、ＸＹ平面において、第１結合体７１は、第１放射導体４１の第１端部４１Ａ及び第２放射導体４２の第１端部４２Ａと重なり得る。第１結合体７１と、第１結合体７１に重なる第１端部４１Ａ及び第１端部４２Ａと、その間に位置する基体２０とは、コンデンサＣ１を構成し得る。コンデンサＣ１を構成することにより、第１結合体７１は、容量結合が優位な第２結合方式で、第１端部４１Ａと第１端部４２Ａとを結合する。以下、コンデンサＣ１の容量値は、容量値［Ｃ＋ΔＣ］と記載する。
【００４９】
本開示では、第２結合体７２は、第１放射導体４１の第２端部４１Ｂと、第２放射導体４２の第２端部４２Ｂとを、第２結合方式で結合する。本実施形態では、第２結合体７２は、容量結合が優位な第２結合方式で、第１放射導体４１の第２端部４１Ｂと、第２放射導体４２の第２端部４２Ｂとを結合する。
【００５０】
具体的には、第２結合体７２は、図６に示すように、基体２０の中に位置する。第２結合体７２は、Ｚ方向において、第１放射導体４１及び第２放射導体４２から離れて位置する。第２結合体７２は、図２に示すように、ＸＹ平面に沿って広がる。第２結合体７２の面積は、第１結合体７１の面積よりも、小さい。図６に示すように、ＸＹ平面において、第２結合体７２は、第１放射導体４１の第２端部４１Ｂ及び第２放射導体４２の第２端部４２Ｂと重なり得る。第２結合体７２と、第２結合体７２に重なる第２端部４１Ｂ及び第２端部４２Ｂと、その間に位置する基体２０とは、コンデンサＣ２を構成し得る。コンデンサＣ２を構成することにより、第２結合体７２は、容量結合が優位な第２結合方式で、第２端部４１Ｂと第２端部４２Ｂとを結合する。以下、コンデンサＣ２の容量値は、容量値［ΔＣ］と記載する。
【００５１】
コンデンサＣ１の容量値［Ｃ＋ΔＣ］のうちの容量値［Ｃ］は、第１放射導体４１と第２放射導体４２との間の容量結合及び磁界結合による結合係数Ｋを考慮して、適宜選択されてよい。結合係数Ｋは、結合係数Ｋｅと結合係数Ｋｍとを用いて算出され得る。例えば、式：Ｋ＝（Ｋｅ2−Ｋｍ2）／（Ｋｅ2＋Ｋｍ2）と表される。
【００５２】
結合係数Ｋｍは、第１放射導体４１と第２放射導体４２との間の磁界結合の結合係数である。上述のように、第２放射導体４２は、磁界結合が優位な第１結合方式で第１放射導体４１に結合される。結合係数Ｋｍは、この第１結合方式による磁界結合の結合係数となる。結合係数Ｋｍは、第１放射導体４１及び第２放射導体４２の構成に応じて、決まり得る。例えば、結合係数Ｋｍは、図１に示す隙間ｇ１のＸ方向における長さに応じて、変化し得る。
【００５３】
結合係数Ｋｅは、第１放射導体４１と第２放射導体４２との間の容量結合の結合係数である。上述のように、第１結合体７１は、容量結合が優位な第２結合方式で、第１端部４１Ａと第１端部４２Ａとを結合する。つまり、結合係数Ｋｅは、この第２結合方式による容量結合の結合係数となる。
【００５４】
アンテナ１０では、第１結合体７１を適宜構成することにより、結合係数Ｋｅの大きさを調整することできる。具体的には、コンデンサＣ１の容量値［Ｃ＋ΔＣ］のうち、容量値［Ｃ］を適宜調整することにより、結合係数Ｋｍに応じて結合係数Ｋｅの大きさを調整することができる。なお、アンテナ１０が共振状態にあるとき、第１放射導体４１の第１端部４１Ａ及び第２放射導体４２の第１端部４２Ａの位相と、第１放射導体４１の第２端部４１Ｂ及び第２放射導体４２の第２端部４２Ｂの位相とは、反転状態になる。そのため、結合係数Ｋｅにおいて、コンデンサＣ１の容量値［Ｃ＋ΔＣ］のうちの容量値［ΔＣ］は、コンデンサＣ２の容量値［ΔＣ］によってキャンセルされる。アンテナ１０では、結合係数Ｋｍに応じて、コンデンサＣ１の容量値［Ｃ＋ΔＣ］のうちの容量値［Ｃ］を調整して結合係数Ｋｅの大きさを調整することにより、結合係数Ｋｍと結合係数Ｋｅが打ち消し合う程度を変更できる。アンテナ１０では、結合係数Ｋｍと結合係数Ｋｅが打ち消し合い、結合係数Ｋが小さくなり得る。換言すると、アンテナ１０では、第１放射導体４１及び第２放射導体４２の間の相互結合、すなわち、第１アンテナ素子３１と第２アンテナ素子３２との間の相互結合が、低減され得る。第１放射導体４１及び第２放射導体４２の間の相互結合が低減されることで、第１アンテナ素子３１及び第２アンテナ素子３２の各々は、第１放射導体４１及び第２放射導体４２の各々から電磁波を効率良く放射することができる。
【００５５】
コンデンサＣ１の容量値［Ｃ＋ΔＣ］のうちの容量値［ΔＣ］とコンデンサＣ２の容量値［ΔＣ］とを合わせた容量値［２×ΔＣ］は、第１放射導体４１と第２放射導体４２と第１結合体７１とによる反共振回路の減衰極を考慮して、適宜選択されてよい。第１放射導体４１と第２放射導体４２との間の磁界結合のインダクタンス成分と、第１結合体７１すなわちコンデンサＣ１によるキャパシタンス成分とは、回路的に並列関係になる。当該インダクタンス成分と当該キャパシタンス成分とが並列関係になることにより、当該インダクタンス成分と当該キャパシタンス成分を含む反共振回路が構成される。この反共振回路によって、第１アンテナ素子３１及び第２アンテナ素子３２の間の透過特性において減衰極が生じる。この透過特性は、第１放射導体４１から第２放射導体４２へ（又は第２放射導体４２から第１放射導体４１へ）透過する電力の特性である。この反共振回路の減衰極が生じる周波数では、第１放射導体４１から第２放射導体４２へ（又は第２放射導体４２から第１放射導体４１へ）透過する電力が減衰し得る。つまり、この反共振回路の減衰極が生じる周波数では、第１放射導体４１と第２放射導体４２との間の干渉が少なくなる。減衰極が生じる周波数が、第１周波数帯及び第２周波数帯の少なくとも何れかの近くになるように、容量値［２×ΔＣ］を調整してよい。例えば、第１周波数帯及び第２周波数帯が同一周波数帯に属する構成では、減衰極が生じる周波数が第１周波数帯に含まれるように、容量値［２×ΔＣ］を調整してよい。減衰極が生じる周波数が第１周波数帯に含まれるようになることで、第１周波数帯（又は第２周波数帯）にて、第１放射導体４１から第２放射導体４２へ（又は第２放射導体４２から第１放射導体４１へ）透過する電力が減衰し得る。他の例として、第１周波数帯及び第２周波数帯が異なる周波数帯に属する構成では、減衰極が生じる周波数が、第１周波数帯と第２周波数帯との間の周波数帯に含まれるように、容量値［２×ΔＣ］を調整してよい。このような構成により、第１周波数帯（又は第２周波数帯）にて、第１アンテナ素子３１及び第２アンテナ素子３２の各々は、第１放射導体４１及び第２放射導体４２の各々から電磁波を効率良く放射することができる。
【００５６】
第３結合体７３は、第１給電線５１と第２給電線５２とを直流的に短絡し、第１給電線５１と第２給電線５２とを交流的に開放する。例えば、第３結合体７３のインピーダンスは、第１周波数帯及び第２周波数帯よりも低周波数帯において、第１給電線５１と第２給電線５２とが短絡していると見なせる程度に、低くなる。例えば、第３結合体７３のインピーダンスは、第１周波数帯及び第２周波数帯において、第１給電線５１と第２給電線５２とが開放されていると見なせる程度に高くなる。つまり、第３結合体７３のインピーダンスは、第１給電線５１及び第２給電線５２を流れる交流電流の周波数に応じて、変化する。第３結合体７３のインピーダンスは、第３結合体７３の面積、幅及び長さを適宜調整することにより、適宜調整されてよい。第３結合体７３を、第１給電線５１及び第２給電線５２が貫通してよい。
【００５７】
アンテナ１０では、上述のように、第１給電線５１と第２給電線５２との間の結合は、インダクタンス成分が優位の結合となる。第１給電線５１及び第２給電線５２と、第１給電線５１及び第２給電線５２の近辺の、第３結合体７３を含む構成要素とによって、反共振回路が構成される。この反共振回路によって、第１アンテナ素子３１及び第２アンテナ素子３２の間の透過特性において減衰極が生じる。この透過特性は、第１アンテナ素子３１の入力ポートとなる第１給電線５１から、第２アンテナ素子３２の入力ポートとなる第２給電線５２へ透過する電力の特性である。この反共振回路の減衰極が生じる周波数では、第１給電線５１から第２給電線５２へ（又は第２給電線５２から第１給電線５１へ）透過する電力が減衰し得る。つまり、この反共振回路の減衰極が生じる周波数では、第１アンテナ素子３１及び第２アンテナ素子３２の間の干渉が少なくなる。本実施形態では、この反共振回路の減衰極を、第３結合体７３のインピーダンスを調整することにより、調整することができる。例えば、例えば、第３結合体７３のＸ方向における長さを調整することにより、第３結合体７３のインピーダンスを調整することができる。一例として、第１周波数帯及び第２周波数帯が同一周波数帯に属する構成では、減衰極が生じる周波数が第１周波数帯に含まれるように、第３結合体７３のインピーダンスを調整してよい。他の例として、第１周波数帯及び第２周波数帯が異なる周波数帯に属する構成では、減衰極が生じる周波数が、第１周波数帯と第２周波数帯との間の周波数帯に含まれるように、第３結合体７３のインピーダンスを調整してよい。このような構成により、第１周波数帯（又は第２周波数帯）にて、第１アンテナ素子３１及び第２アンテナ素子３２の各々は、電磁波を効率良く放射することができる。
【００５８】
＜シミュレーション結果＞
図７は、図１に示すアンテナ１０のシミュレーション結果の一例を示す図である。破線は、反射係数Ｓ１１を示す。実線は、透過係数Ｓ２１を示す。図７では、周波数２５［ＧＨｚ］から周波数３０［ＧＨｚ］の範囲を、ターゲットの周波数帯とした。
【００５９】
反射係数Ｓ１１は、第１給電線５１から第１放射導体４１へ供給される電力のうち、第１放射導体４１で反射されて第１給電線５１へ返ってくる電力の割合を示す。本実施形態では、詳細は後述するが、第１放射導体４１と第２放射導体４２との間の相互結合が低減されることにより、反射係数Ｓ１１は、１つの極小値を有し得る。反射係数Ｓ１１は、周波数が２８［ＧＨｚ］となる付近において、−１１［ｄＢ］程度の極小値をとる。
【００６０】
透過係数Ｓ２１は、第１給電線５１へ供給された電力のうち、第２給電線５２へ透過する電力の割合を示す。シミュレーションでは、第１給電線５１及び第２給電線５２により構成される反共振回路の減衰極の周波数が、第３結合体７３により、周波数２８［ＧＨｚ］の付近となるように調整されている。そのため、２８［ＧＨｚ］では、透過係数Ｓ２１が極小値を有する。また、透過係数Ｓ２１の最大値は、周波数が３０［ＧＨｚ］となる付近において、−２０［ｄＢ］程度となる。
【００６１】
［比較例に係るアンテナ］
図８は、比較例に係るアンテナ１０Ｘの斜視図である。アンテナ１０Ｘは、図１に示すアンテナ１０とは異なり、第１結合体７１、第２結合体７２及び第３結合体７３を有さない。
【００６２】
比較例における第１放射導体４１と第２放射導体４２との間の容量結合及び磁界結合による結合係数は、結合係数Ｋｘとする。第１放射導体４１と第２放射導体４２との間の容量結合の結合係数は、結合係数Ｋｅｘとする。第１放射導体４１と第２放射導体４２との間の磁界結合の結合係数は、結合係数Ｋｍｘとする。本実施形態と同様に、比較例でも、結合係数Ｋｘは、結合係数Ｋｅｘと、結合係数Ｋｍｘとを用いて算出され得る。例えば、式：Ｋｘ2＝（Ｋｅｘ2−Ｋｍｘ2）／（Ｋｅｘ2＋Ｋｍｘ2）と表される。
【００６３】
比較例に係るアンテナ１０Ｘは、第１結合体７１を有さない。比較例に係るアンテナ１０Ｘでは、結合係数Ｋｍｘと結合係数Ｋｅｘとが打ち消し合う程度を調整できない。比較例に係るアンテナ１０Ｘは、結合係数Ｋｍｘと結合係数Ｋｅｘとが打ち消し合う程度を調整できないため、結合係数Ｋｘを調整できない。これに対し、アンテナ１０は、第１結合体７１を有するため、コンデンサＣ１の容量値［Ｃ＋ΔＣ］のうちの容量値［Ｃ］を調整して、結合係数Ｋを調整して小さくすることができる。換言すると、比較例に係るアンテナ１０Ｘでは、第１放射導体４１と第２放射導体４２との間の相互結合が、アンテナ１０よりも、大きくなり得る。
【００６４】
一般的に、同じ共振周波数を持つ共振器が近づくと結合が生じる。比較例に係るアンテナ１０Ｘでは、第１放射導体４１と第２放射導体４２との間の相互結合が大きいため、偶奇モードが生じる。比較例に係るアンテナ１０Ｘは、偶モード及び奇モードで、異なる共振周波数で共振する。比較例に係るアンテナ１０Ｘでは、異なる共振周波数の偶奇モードで共振することにより、電磁波の放射効率が低くなり得る。
【００６５】
比較例に係るアンテナ１０Ｘは、第１結合体７１及び第２結合体７２を有さない。比較例に係るアンテナ１０Ｘでは、本実施形態のようにコンデンサＣ１及びコンデンサＣ２による容量値［２×ΔＣ］を調整して、第１放射導体４１と第２放射導体４２と第１結合体７１と第２結合体７２による反共振回路の減衰極を調整することができない。当該反共振回路の減衰極を調整できないため、比較例に係るアンテナ１０Ｘの電波の放射効率は、本実施形態に係るアンテナ１０の電磁波の放射効率よりも、低くなり得る。
【００６６】
比較例に係るアンテナ１０は、第３結合体７３を有さない。比較例に係るアンテナ１０Ｘでは、本実施形態のように第１給電線５１及び第２給電線５２等による反共振回路の減衰極を調整することができない。当該反共振回路の減衰極を調整できないため、比較例に係るアンテナ１０Ｘの電波の放射効率は、本実施形態に係るアンテナ１０の電磁波の放射効率よりも、低くなり得る。
【００６７】
＜シミュレーション結果＞
図９は、比較例に係るアンテナ１０Ｘのシミュレーション結果の一例を示す図である。換言すると、図９は、図８に示すアンテナ１０Ｘのシミュレーション結果の一例を示す図である。図９では、図７と同様に、周波数２５［ＧＨｚ］から周波数３０［ＧＨｚ］の範囲を、ターゲットの周波数帯とした。
【００６８】
破線は、比較例に係るアンテナ１０Ｘの反射係数Ｓ１１ｘを示す。実線は、比較例に係るアンテナ１０Ｘの透過係数Ｓ２１ｘを示す。
【００６９】
反射係数Ｓ１１ｘは、周波数が２７［ＧＨｚ］となる付近で、−９［ｄＢ］程度の極小値をとる。反射係数Ｓ１１ｘは、周波数が２９［ＧＨｚ］となる付近で、−１０［ｄＢ］程度の極小値をとる。つまり、比較例では、反射係数Ｓ１１ｘは、２つの極小値を示す。
【００７０】
反射係数Ｓ１１ｘが２つの極小値を示すことは、アンテナ１０Ｘの共振周波数が２つあることを示す。アンテナ１０Ｘの当該２つの共振は、偶モード及び奇モードによって生じる。アンテナ１０Ｘが偶奇モードで共振することは、第１アンテナ素子３１及び第２アンテナ素子３２の間の相互結合が大きいことを示す。第１アンテナ素子３１及び第２アンテナ素子３２の各々は、偶奇モードで共振することにより、第１放射導体４１と第２放射導体４２の各々によって、電磁波を放射する効率が低くなる。
【００７１】
透過係数Ｓ２１ｘの最大値は、２７［ＧＨｚ］から２９［ＧＨｚ］までの周波数の範囲内において、−５［ｄＢ］程度となる。透過係数Ｓ２１ｘの最大値は、図７に示す本実施形態の透過係数Ｓ２１よりも、大きい。透過係数Ｓ２１ｘが大きいことは、第１給電線５１から第２給電線５２へ透過する電力の割合が大きいことを示す。
【００７２】
このような比較例に対し、アンテナ１０は、図５に示すように、コンデンサＣ１を構成する第１結合体７１を有する。本実施形態では、コンデンサＣ１の容量値［Ｃ＋ΔＣ］のうちの容量値［Ｃ］を調整することにより、第１放射導体４１と第２放射導体４２との間の相互結合が低減され得る。第１放射導体４１と第２放射導体４２との間の相互結合が低減されるため、第１放射導体４１及び第２放射導体４２の各々からの電磁波の放射効率を高めることができる。また、第１放射導体４１と第２放射導体４２との間の相互結合を低減させることで、アンテナ１０が偶奇モードで共振することにより生じる共振周波数の変化を小さくできる。
【００７３】
また、本実施形態に係るアンテナ１０は、コンデンサＣ１を構成する第１結合体７１に加えて、図６に示すように、コンデンサＣ２を構成する第２結合体７２を有する。本実施形態では、コンデンサＣ１及びコンデンサＣ２による容量値［２×ΔＣ］を調整することにより、第１放射導体４１と第２放射導体４２と第１結合体７１と第２結合体７２による反共振回路の減衰極を調整することができる。反共振回路の減衰極を調整することにより、アンテナ１０の電磁波の放射効率を高めることができる。
【００７４】
また、本実施形態に係るアンテナ１０は、図４に示すように、第３結合体７３を有する。アンテナ１０では、第１給電線５１と第２給電線５２による反共振回路の減衰極を、第３結合体７３によって調整することがきる。この反共振回路の減衰極を調整することにより、アンテナ１０の電磁波の放射効率を高めることができる。
【００７５】
また、本実施形態に係るアンテナ１０では、第１結合体７１、第２結合体７２及び第３結合体７３は、互いに独立した部品である。本実施形態では、互いに独立した部品によって、第１放射導体４１と第２放射導体４２との間の相互結合を低減させたり、上述のように反共振回路の減衰極を調整したりすることができる。本実施形態では、このような互いに独立した部品を用いることにより、第１放射導体４１と第２放射導体４２との間の相互結合等を調整したりする際の設計自由度が広くなり得る。
【００７６】
［アレイアンテナの構成例］
図１０は、本開示の一実施形態に係るアンテナ１１０の平面図である。アンテナ１１０は、アレイアンテナであり得る。アンテナ１１０は、リニアアレイアンテナであってよい。
【００７７】
アンテナ１１０は、基体２０と、複数のアンテナ素子としてのｎ個（ｎ：３以上の整数）のアンテナ素子とを有する。本実施形態では、アンテナ１１０は、４つのアンテナ素子（ｎ＝４）、すなわち、アンテナ素子１３１，１３２，１３３，１３４を有する。アンテナ１１０は、第１結合体１７０，１７１，１７２と、第２結合体１７３，１７４，１７５と、第３結合体１７６，１７７，１７８とを有する。
【００７８】
アンテナ素子１３１〜１３４の各々は、図１に示す第１アンテナ素子３１又は第２アンテナ素子３２と同様の構成であってよい。アンテナ素子１３１，１３２，１３３，１３４の各々は、放射導体１４１，１４２，１４３，１４４の各々と、給電線１５１，１５２，１５３，１５４の各々とを含む。放射導体１４１〜１４４の各々は、図１に示す第１放射導体４１又は第２放射導体４２と同様の構成であってよい。給電線１５１〜１５４の各々は、図１に示す第１給電線５１又は第２給電線５２と同様の構成であってよい。アンテナ素子１３１〜１３４の各々は、図２に示す第１グラウンド導体６１又は第２グラウンド導体６２を含んでよい。
【００７９】
アンテナ素子１３１〜１３４の各々は、アンテナ１１０の用途等に応じて、第１周波数帯又は第２周波数帯で共振する。アンテナ素子１３１〜１３４は、Ｘ方向に沿って並ぶ。アンテナ素子１３１〜１３４は、Ｘ方向において、アンテナ１１０の共振波長の４分の１以下の間隔で並んでよい。本実施形態では、放射導体１４１〜１４４は、間隔Ｄ１を置いて、Ｘ方向に沿って並んでよい。間隔Ｄ１は、アンテナ１１０の共振波長の４分の１以下である。
【００８０】
第ｎアンテナ素子としてのアンテナ素子１３４が第１周波数帯で共振する構成では、第ｎ放射導体としての放射導体１４４は、Ｘ方向において、第１放射導体としての放射導体１４１と間隔Ｄ２を置いて並ぶ。間隔Ｄ２は、アンテナ１１０の共振波長の２分の１以下である。また、第ｎ放射導体としての放射導体１４４は、第２放射導体としての放射導体１４２と直接的又は間接的に結合されてよい。
【００８１】
アンテナ素子１３１〜１３４の各々には、給電線１５１〜１５４の各々から、アンテナ素子１３１〜１３４を、同相で励振させる信号が給電されてよい。又は、アンテナ素子１３１〜１３４の各々には、給電線１５１〜１５４の各々から、アンテナ素子１３１〜１３４を、異なる位相で励振させる信号が給電されてよい。
【００８２】
隣り合う放射導体１４１と放射導体１４２とは、磁界結合が優位な第１結合方式で結合される。隣り合う放射導体１４２と放射導体１４３とは、磁界結合が優位な第１結合方式で結合される。隣り合う放射導体１４３と放射導体１４４とは、磁界結合が優位な第１結合方式で結合される。
【００８３】
図１に示す第１結合体７１と同様に、第１結合体１７０は、隣り合う放射導体１４１の端部１４１Ａと放射導体１４２の端部１４２Ａとを、容量結合が優位な第２結合方式で結合する。第１結合体１７１は、隣り合う放射導体１４２の端部１４２Ａと放射導体１４３の端部１４３Ａとを、容量結合が優位な第２結合方式で結合する。第１結合体１７２は、隣り合う放射導体１４３の端部１４３Ａと放射導体１４４の端部１４４Ａとを、容量結合が優位な第２結合方式で結合する。
【００８４】
図１に示す第２結合体７２と同様に、第２結合体１７３は、隣り合う放射導体１４１の端部１４１Ｂと放射導体１４２の端部１４２Ｂとを、容量結合が優位な第２結合方式で結合する。第２結合体１７４は、隣り合う放射導体１４２の端部１４２Ｂと放射導体１４３の端部１４３Ｂとを、容量結合が優位な第２結合方式で結合する。第２結合体１７５は、隣り合う放射導体１４３の端部１４３Ｂと放射導体１４４の端部１４４Ｂとを、容量結合が優位な第２結合方式で結合する。
【００８５】
隣り合う給電線１５１と給電線１５２とは、キャパシタンス成分及びインダクタンス成分の何れかの成分のうち、インダクタンス成分を優位に結合される。隣り合う給電線１５２と給電線１５３とは、キャパシタンス成分及びインダクタンス成分の何れかの成分のうち、インダクタンス成分を優位に結合される。隣り合う給電線１５３と給電線１５４とは、キャパシタンス成分及びインダクタンス成分の何れかの成分のうち、インダクタンス成分を優位に結合される。
【００８６】
図１に示す第３結合体７３と同様に、第３結合体１７６は、隣り合う給電線１５１と１５２とを直流的に短絡し、隣り合う給電線１５１と１５２とを交流的に開放する。第３結合体１７７は、隣り合う給電線１５２と１５３とを直流的に短絡し、隣り合う給電線１５２と１５３とを交流的に開放する。第３結合体１７８は、隣り合う給電線１５３と１５４とを直流的に短絡し、隣り合う給電線１５３と１５４とを交流的に開放する。
【００８７】
［無線通信モジュールの構成例］
図１１は、本開示の一実施形態に係る無線通信モジュール１のブロック図である。図１２は、図１１に示す無線通信モジュール１の概略構成図である。
【００８８】
無線通信モジュール１は、アンテナ１１と、ＲＦモジュール１２と、回路基板１４とを備える。回路基板１４は、グラウンド導体１３Ａ及びプリント基板１３Ｂを有する。
【００８９】
アンテナ１１は、図１に示すアンテナ１０を含む。ただし、アンテナ１１は、図１に示すアンテナ１０の代わりに、図１０に示すアンテナ１１０を含んでよい。アンテナ１１は、第１給電線５１及び第２給電線５２を有する。アンテナ１１は、グラウンド導体６０を有する。グラウンド導体６０は、図２に示す第１グラウンド導体６１と第２グラウンド導体６２とが一体化されたものである。
【００９０】
アンテナ１１は、図１２に示すように、回路基板１４の上に位置する。アンテナ１１の第１給電線５１は、図１２に示す回路基板１４を介して、図１１に示すＲＦモジュール１２に接続されている。アンテナ１１の第２給電線５２は、図１２に示す回路基板１４を介して、図１１に示すＲＦモジュール１２に接続されている。アンテナ１１のグラウンド導体６０は、回路基板１４が有するグラウンド導体１３Ａに電磁気的に接続されている。
【００９１】
アンテナ１１は、第１給電線５１及び第２給電線５２の両方を有するものに限られない。アンテナ１１は、第１給電線５１及び第２給電線５２の一方の給電線を有するものであってよい。この構成では、回路基板１４の構成は、１つの給電線を有するアンテナ１１の構成に対応して、適宜変更され得る。例えば、ＲＦモジュール１２の接続端子は、１つであってよい。例えば、回路基板１４は、ＲＦモジュール１２の接続端子と、アンテナ１１の給電線とを接続する１つの導電線を有してよい。
【００９２】
グラウンド導体１３Ａは、導電性材料を含み得る。グラウンド導体１３Ａは、ＸＹ平面に広がってよい。
【００９３】
アンテナ１１は、回路基板１４と一体であってよい。アンテナ１１と回路基板１４とが一体である構成では、アンテナ１１のグラウンド導体６０は、回路基板１４のグラウンド導体１３Ａと一体であってよい。
【００９４】
ＲＦモジュール１２は、アンテナ１１に給電する電力を制御する。ＲＦモジュール１２は、ベースバンド信号を変調して、アンテナ１１に供給する。ＲＦモジュール１２は、アンテナ１１が受信した電気信号を、ベースバンド信号に変調する。
【００９５】
このような無線通信モジュール１は、アンテナ１１を備えることにより、電磁波を効率良く放射することができる。
【００９６】
［無線通信機器の構成例］
図１３は、本開示の一実施形態に係る無線通信機器２のブロック図である。図１４は、図１３に示す無線通信機器２の平面図である。図１５は、図１３に示す無線通信機器２の断面図である。
【００９７】
無線通信機器２は、基板３の上に位置し得る。基板３の材料は、任意の材料であってよい。無線通信機器２は、図１３に示すように、無線通信モジュール１と、センサ１５と、バッテリ１６と、メモリ１７と、コントローラ１８とを備える。無線通信機器２は、図１４に示すように、筐体１９を備える。
【００９８】
センサ１５は、例えば、速度センサ、振動センサ、加速度センサ、ジャイロセンサ、回転角センサ、角速度センサ、地磁気センサ、マグネットセンサ、温度センサ、湿度センサ、気圧センサ、光センサ、照度センサ、ＵＶセンサ、ガスセンサ、ガス濃度センサ、雰囲気センサ、レベルセンサ、匂いセンサ、圧力センサ、空気圧センサ、接点センサ、風力センサ、赤外線センサ、人感センサ、変位量センサ、画像センサ、重量センサ、煙センサ、漏液センサ、バイタルセンサ、バッテリ残量センサ、超音波センサ又はＧＰＳ（Global  Positioning  System）信号の受信装置等を含んでよい。
【００９９】
バッテリ１６は、無線通信モジュール１に電力を供給する。バッテリ１６は、センサ１５、メモリ１７、及び、コントローラ１８の少なくとも１つに電力を供給し得る。バッテリ１６は、１次バッテリ及び二次バッテリの少なくとも一方を含み得る。バッテリ１６のマイナス極は、図１２に示す回路基板１４のグラウンド端子に電気的に接続されている。バッテリ１６のマイナス極は、アンテナ１１のグラウンド導体４０に電気的に接続されている。
【０１００】
メモリ１７は、例えば半導体メモリ等を含み得る。メモリ１７は、コントローラ１８のワークメモリとして機能し得る。メモリ１７は、コントローラ１８に含まれ得る。メモリ１７は、無線通信機器２の各機能を実現する処理内容を記述したプログラム、及び、無線通信機器２における処理に用いられる情報等を記憶する。
【０１０１】
コントローラ１８は、例えばプロセッサを含み得る。コントローラ１８は、１以上のプロセッサを含んでよい。プロセッサは、特定のプログラムを読み込ませて特定の機能を実行する汎用のプロセッサ、及び、特定の処理に特化した専用のプロセッサを含んでよい。専用のプロセッサは、特定用途向けＩＣを含んでよい。特定用途向けＩＣは、ＡＳＩＣ（Application  Specific  Integrated  Circuit）ともいう。プロセッサは、プログラマブルロジックデバイスを含んでよい。プログラマブルロジックデバイスは、ＰＬＤ（Programmable  Logic  Device）ともいう。ＰＬＤは、ＦＰＧＡ（Field-Programmable  Gate  Array）を含んでよい。コントローラ１８は、１つ又は複数のプロセッサが協働するＳｏＣ（System-on-a-Chip）、及び、ＳｉＰ（System  In  a  Package）の何れかであってよい。コントローラ１８は、メモリ１７に、各種情報又は無線通信機器２の各構成部を動作させるためのプログラム等を格納してよい。
【０１０２】
コントローラ１８は、無線通信機器２から送信する送信信号を生成する。コントローラ１８は、例えば、センサ１５から測定データを取得してよい。コントローラ１８は、測定データに応じた送信信号を生成してよい。コントローラ１８は、無線通信モジュール１のＲＦモジュール１２にベースバンド信号を送信し得る。
【０１０３】
図１４及び図１５に示すように、筐体１９は、無線通信機器２の他のデバイスを保護する。筐体１９は、第１筐体１９Ａ及び第２筐体１９Ｂを含み得る。
【０１０４】
第１筐体１９Ａは、ＸＹ平面に広がり得る。第１筐体１９Ａは、他のデバイスを支える。第１筐体１９Ａは、無線通信機器２を支持し得る。無線通信機器２は、第１筐体１９Ａの上面１９ａの上に位置する。第１筐体１９Ａは、バッテリ１６を支持し得る。バッテリ１６は、第１筐体１９Ａの上面１９ａの上に位置する。第１筐体１９Ａの上面１９ａの上には、無線通信モジュール１とバッテリ１６とが、Ｙ方向に沿って並んでよい。
【０１０５】
第２筐体１９Ｂは、他のデバイスを覆い得る。第２筐体１９Ｂは、アンテナ１１のＺ軸の負方向の側に位置する下面１９ｂを含む。下面１９ｂは、ＸＹ平面に沿って広がる。下面１９ｂは、平坦に限られず、凹凸を含み得る。第２筐体１９Ｂは、導体部材１９Ｃを有し得る。導体部材１９Ｃは、第２筐体１９Ｂの内部、外側及び内側の少なくとも一方に位置する。導体部材１９Ｃは、第２筐体１９Ｂの上面及び側面の少なくとも一方に位置する。
【０１０６】
図１５に示すように、導体部材１９Ｃは、アンテナ１１と対向する。アンテナ１１は、導体部材１９Ｃと結合し、導体部材１９Ｃを二次放射器として電磁波を放射することができる。アンテナ１１と導体部材１９Ｃが対向すると、アンテナ１１と導体部材１９Ｃとの間の容量的な結合が大きくなり得る。アンテナ１１の電流方向が、導体部材１９Ｃの延在する方向に沿うと、アンテナ１１と導体部材１９Ｃとの間の電磁気的な結合が大きくなり得る。この結合は、相互インダクタンスとなり得る。
【０１０７】
本開示に係る構成は、以上説明してきた実施形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形又は変更が可能である。例えば、各構成部等に含まれる機能等は論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の構成部等を１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。
【０１０８】
例えば、上述の実施形態では、図３に示すように、第１結合体７１及び第２結合体７２は、第１放射導体４１及び第２放射導体４２よりも、Ｚ軸の負方向の側に位置するものとして説明した。ただし、第１結合体７１は、第２結合方式で、第１放射導体４１の第１端部４１Ａと第２放射導体４２の第１端部４２Ａとを結合できれば、Ｚ軸の負方向の側に位置しなくてよい。また、第２結合体７２は、第２結合方式で、第１放射導体４１の第２端部４１Ｂと第２放射導体４２の第２端部４２Ｂとを結合できれば、Ｚ軸の負方向の側に位置しなくてよい。例えば、第１結合体７１及び第２結合体７２は、第１放射導体４１及び第２放射導体４２よりも、Ｚ軸の正方向の側に位置してよい。
【０１０９】
本開示に係る構成を説明する図は、模式的なものである。図面上の寸法比率等は、現実のものと必ずしも一致しない。
【０１１０】
本開示において「第１」、「第２」、「第３」等の記載は、当該構成を区別するための識別子の一例である。本開示における「第１」及び「第２」等の記載で区別された構成は、当該構成における番号を交換することができる。例えば、第１周波数は、第２周波数と識別子である「第１」と「第２」とを交換することができる。識別子の交換は同時に行われる。識別子の交換後も当該構成は区別される。識別子は削除してよい。識別子を削除した構成は、符号で区別される。本開示における「第１」及び「第２」等の識別子の記載のみに基づいて、当該構成の順序の解釈、小さい番号の識別子が存在することの根拠、及び、大きい番号の識別子が存在することの根拠に利用してはならない。
【符号の説明】
【０１１１】
１  無線通信モジュール
２  無線通信機器
３  基板
１０，１１，１１０  アンテナ
１２  ＲＦモジュール
１３Ａ  グラウンド導体
１３Ｂ  プリント基板
１４  回路基板
１５  センサ
１６  バッテリ
１７  メモリ
１８  コントローラ
１９  筐体
１９ａ  上面
１９ｂ  下面
１９Ａ  第１筐体
１９Ｂ  第２筐体
１９Ｃ  導体部材
２０  基体
２１  上面
２２  下面
３１  第１アンテナ素子
３２  第２アンテナ素子
４１  第１放射導体
４２  第２放射導体
４１Ａ，４２Ａ  第１端部
４１Ｂ，４２Ｂ  第２端部
４１ａ，４２ａ  長辺
４１ｂ，４２ｂ  短辺
５１  第１給電線
５２  第２給電線
６０  グラウンド導体
６１  第１グラウンド導体
６２  第２グラウンド導体
６１ａ，６２ａ  開口
７１，１７０，１７１，１７２  第１結合体
７２，１７３，１７４，１７５  第２結合体
７３，１７６，１７７，１７８  第３結合体
１３１，１３２，１３３，１３４  アンテナ素子
１４１，１４２，１４３，１４４  放射導体
１４１Ａ，１４２Ａ，１４３Ａ，１４４Ａ，１４１Ｂ，１４２Ｂ，１４３Ｂ，１４４Ｂ  端部
１５１，１４２，１５３，１５４  給電線
【図１】
2020262394.tif 000003
【図２】
2020262394.tif 000004
【図３】
2020262394.tif 000005
【図４】
2020262394.tif 000006
【図５】
2020262394.tif 000007
【図６】
2020262394.tif 000008
【図７】
2020262394.tif 000009
【図８】
2020262394.tif 000010
【図９】
2020262394.tif 000011
【図１０】
2020262394.tif 000012
【図１１】
2020262394.tif 000013
【図１２】
2020262394.tif 000014
【図１３】
2020262394.tif 000015
【図１４】
2020262394.tif 000016
【図１５】
2020262394.tif 000017
【国際調査報告】
2020262394.tif 000018
2020262394.tif 000019
2020262394.tif 000020
2020262394.tif 000021