(57)【要約】アンテナ装置（３ａ）は、基板（１１）と、基板（１１）上に設けられる、電気長が（λ／２）×Ａ（Ａは整数）のアンテナ（２１）とを備える。アンテナ（２１）は、端部（２１ｄ）からの電気長がほぼλ／４＋（λ／２）×Ｂ（Ｂは整数）の部分に位置する板状アンテナ（２１ｂ）と、板状アンテナ（２１ｂ）に接続されたメアンダラインアンテナ（２１ａ，２１ｃ）とを含む。
2002039542.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板（１１）と、
前記基板（１１）上に設けられる、電気長がほぼ（λ／２）×Ａ（Ａは整数）のアンテナ（２１，２３，２４，２５，２６）とを備え、
前記アンテナ（２１，２３，２４，２５，２６）は、端部（２１ｄ，２３ｄ，２４ｄ，２５ｄ，２６ｅ）からの電気長がほぼλ／４＋（λ／２）×Ｂ（Ｂは整数）の部分に位置する板状アンテナ部（２１ｂ，２５ｂ，２６ｃ）と、
前記板状アンテナ部（２１ｂ，２５ｂ，２６ｃ）に接続された線状アンテナ部（２１ａ，２１ｃ，２３ａ，２３ｃ，２４ａ，２４ｃ，２５ｃ，２６ａ，２６ｄ）とを含む、アンテナ装置。
【請求項２】
前記線状アンテナ部は、モノポールアンテナ、ジグザグアンテナ（２４ａ，２４ｃ，２５ｃ）、メアンダラインアンテナ（２１ａ，２１ｃ，２６ａ，２６ｄ）およびヘリカルアンテナ（２３ａ，２３ｃ）からなる群より選ばれた少なくとも１種を含む、請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項３】
前記基板（１１）は導電性を有する主表面（１１ａ）を有し、
前記アンテナ（２５，２６）は、前記基板（１１）の前記主表面（１１ａ）に接続された接続部（２５ａ，２６ｂ）をさらに含む、請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記基板（１１）は、主表面（１１ａ）と、その主表面（１１ａ）に連なる側表面（１１ｂ）とを有し、前記アンテナ（２１）は前記側表面（１１ｂ）に設けられる、請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項５】
筐体（１０）と、
前記筐体（１０）に内蔵されるアンテナ装置（３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆ）とを備え、
前記アンテナ装置（３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆ）は、
基板（１１）と、
前記基板（１１）上に設けられる、電気長がほぼ（λ／２）×Ａ（Ａは整数）のアンテナ（２１，２３，２４，２５，２６）とを含み、
前記アンテナ（２１，２３，２４，２５，２６）は、端部（２１ｄ，２３ｄ，２４ｄ，２５ｄ，２６ｅ）からの電気長がほぼλ／４＋（λ／２）×Ｂ（Ｂは整数）の部分に位置する板状アンテナ部（２１ｂ，２５ｂ，２６ｃ）と、
前記板状アンテナ部（２１ｂ，２５ｂ，２６ｃ）に接続された線状アンテナ部（２１ａ，２１ｃ，２３ａ，２３ｃ，２４ａ，２４ｃ，２５ｃ，２６ａ，２６ｄ）とを含む、携帯端末。
【発明の詳細な説明】
技術分野
この発明は、アンテナ装置および携帯端末に関し、特に、携帯電話機に内蔵されるアンテナ装置およびそのアンテナ装置を用いた携帯電話機に関するものである。
背景技術
従来、携帯電話機の送受信用のアンテナとして、携帯電話機の筐体内に内蔵されるアンテナが知られている。
これらのアンテナは、その特性の違いにより、線状アンテナと板状アンテナに分類される。
図２０は、従来の線状アンテナの１つであるダイポールアンテナを内蔵した携帯電話機の模式的な平面図である。図２０を参照して、従来の携帯電話機１ｘは、筐体１０と、筐体１０内に収納されるアンテナ装置３ｘとを有する。アンテナ装置３ｘは、基板１１と、基板１１上に設けられるダイポールアンテナ１２１とを有する。ダイポールアンテナ１２１は、２つのメアンダ状のアンテナ部分１２１ａおよび１２１ｂを有し、アンテナ部分１２１ａおよび１２１ｂはそれぞれ給電点１２に接続される。ダイポールアンテナ１２１の電気長はλ／２とされる。
通話時には、このようなダイポールアンテナ１２１の延びる方向（矢印１２５で示す方向）が鉛直方向とほぼ角度３０度をなす。これにより、ダイポールアンテナ１２１は、通話時に、地面に対して垂直な偏波（垂直偏波）に対する偏波損が低減できるアンテナとして知られている。
図２１は、図２０で示す従来のダイポールアンテナの放射パターンを示す図である。図２１で示すように、携帯電話機１ｘを直立させた場合であって、特に、アンテナの電気長がλ／２×Ａ（Ａは整数）である場合に、実線１３１および１３２で示す放射パターンのヌル点１３４が水平面となる。これにより、利得が小さくなるという問題があった。
図２２は、従来のダイポールアンテナでのアンテナの電気長とアンテナ素子上の電流分布との関係を示すグラフである。図２２で示すように、電気長がλ／２のダイポールアンテナでは、アンテナの電気長がλ／４の部分、すなわちアンテナの中央部に電流分布の最大値が存在する。この部分は手で触れられやすいため、手で触れられると特にアンテナ利得が劣化するという問題があった。
図２３は、従来の板状アンテナを有する携帯電話機の平面図である。図２３を参照して、携帯電話機１ｙは、筐体１０と、筐体１０に収納されるアンテナ装置３ｙとを有する。アンテナ装置３ｙは、基板１１と、基板１１上に設けられた板状アンテナ１２２とを有する。板状アンテナ１２２は給電点１２に接続されている。
このような板状アンテナ１２２は、地面に対する垂直偏波および水平偏波をともに送受信しやすいアンテナである。また、給電点付近の電流が分散されているため、線状アンテナと比較して、アンテナ上に指を接触させた場合の利得の劣化量が小さいという利点がある。
しかしながら、板状アンテナ１２２では、例えばパッチアンテナの場合アンテナ全周の長さの和がλ程度必要となるため、アンテナのサイズが大きくなり、携帯電話機１ｙ自体も大きくなるという問題があった。
そこで、この発明は、上述のような問題点を解決するためになされたものであり、垂直偏波および水平偏波ともに送受信でき、小形で、かつ通話時において利得の劣化の小さいアンテナ装置および携帯端末を提供することを目的とするものである。
発明の開示
この発明に従ったアンテナ装置は、基板と、基板上に設けられる、電気長がほぼ（λ／２）×Ａ（Ａは整数）のアンテナとを備える。アンテナは、端部からの電気長がほぼλ／４＋（λ／２）×Ｂ（Ｂは整数）の部分に位置する板状アンテナ部と、板状アンテナ部に接続された線状アンテナ部とを含む。
このように構成されたアンテナ装置では、線状アンテナ部が垂直偏波または水平偏波のいずれか一方を主として送受信し、板状アンテナ部が水平偏波および垂直偏波の両方を送受信することができる。その結果、垂直偏波および水平偏波ともに送受信することができ、利得の高いアンテナとなる。
また、アンテナの電気長がほぼ（λ／２）×Ａ（Ａは整数）であるため、アンテナの端部からの電気長がほぼλ／４＋（λ／２）×Ｂ（Ｂは整数）の部分での電流が大きくなる。しかしながら、この部分には板状アンテナ部が設けられているため、電流を分散させることができる。そのため、この部分に指などが置かれた場合でも利得の劣化を低減することができる。
さらに、アンテナが線状アンテナ部を含むため、板状アンテナ部のみでアンテナを構成した場合に比べて、アンテナを小形化することができる。
つまり、この発明では、通話時においても高い利得を有し、端末を直立させた場合に利得を確保することができ、小形のアンテナを提供できる。
また好ましくは、線状アンテナ部は、モノポールアンテナ、ジグザグアンテナ、メアンダラインアンテナおよびヘリカルアンテナからなる群より選ばれた少なくとも１種を含む。
さらに好ましくは、基板は、導電性を有する主表面を有する。アンテナは、基板の主表面に接続された接続部をさらに含む。この場合、アンテナは、導電性を有する主表面に接続されるので、基板上に影像が形成される。その結果、アンテナの電気長がアンテナの物理長のほぼ２倍となるため、アンテナの物理長を短くすることができる。そのため、アンテナ装置を小型化することができる。
また好ましくは、基板は、主表面と、その主表面に連なる側表面とを有し、アンテナは側表面に設けられる。この場合、主表面にはアンテナが設けられないため、主表面に他の装置等を載置することができる。
この発明に従った携帯端末は、筐体と、筐体に内蔵されるアンテナ装置を備える。アンテナ装置は、基板と、基板上に設けられる、電気長がほぼ（λ／２）×Ａ（Ａは整数）のアンテナとを含む。アンテナは、端部からの電気長がほぼλ／４＋（λ／２）×Ｂ（Ｂは整数）の部分に位置する板状アンテナ部と、板状アンテナ部に接続された線状アンテナ部とを含む。
このように構成された携帯端末では、線状アンテナ部が垂直偏波または水平偏波のいずれか一方を主として送受信し、板状アンテナ部が水平偏波および垂直偏波の両方を送受信することができる。その結果、垂直偏波および水平偏波ともに送受信することができ、利得の高いアンテナ装置を有する携帯端末となる。
また、アンテナの電気長がほぼ（λ／２）×Ａ（Ａは整数）であるため、アンテナの端部からの電気長がほぼλ／４＋（λ／２）×Ｂ（Ｂは整数）の部分での電流が大きくなる。しかしながら、この部分には板状アンテナ部が設けられているため、電流を分散させることができる。そのため、この部分に指などが置かれた場合でも利得の劣化を低減することができる。
さらに、アンテナが線状アンテナ部を含むため、板状アンテナ部のみでアンテナを構成した場合に比べて、アンテナおよび携帯端末を小形化することができる。
また、アンテナ装置が筐体に内蔵されるため、アンテナ装置が人体による影響を受けることが少なくなる。その結果、利得の劣化を防止することができる。
発明を実施するための最良の形態
以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１に従ったアンテナ装置を有する携帯電話機の模式的な平面図である。図２は、図１中の矢印ＩＩで示す方向から見た携帯電話機の側面図である。図１および図２を参照して、携帯電話機１ａは、筐体１０と、筐体１０内に内蔵されるアンテナ装置３ａとを有する。アンテナ装置３ａは、基板１１と、基板１１上に設けられる、電気長が（λ／２）×Ａ（Ａは整数）のアンテナ２１とを備える。アンテナ２１は、端部２１ｄからの電気長がほぼλ／４＋（λ／２）×Ｂ（Ｂは整数）の部分に位置する板状アンテナ部としての板状アンテナ２１ｂと、板状アンテナ２１ｂに接続された線状アンテナ部としてのメアンダラインアンテナ２１ａおよび２１ｃとを有する。
基板１１は、所定の絶縁基板の上に銅などのように導電性の高い金属を堆積して形成されている。なお、絶縁基板の上に形成される金属は、銅と同程度の導電性を有するものに置換えてもよい。基板１１は長手方向に延び、ほぼ矩形状である。基板１１の短い辺に沿って延びるようにアンテナ２１が設けられている。
アンテナ２１は、中央部に位置する板状アンテナ部としての板状アンテナ２１ｂと、その両側に位置する線状アンテナ部としてのメアンダラインアンテナ２１ａおよび２１ｃとを有する。板状アンテナ２１ｂは給電点１２と接続されている。メアンダラインアンテナ２１ａおよび２１ｃと板状アンテナ２１ｂとは、ともに基板１１の主表面１１ａ上に設けられ、主表面１１ａと対向する。板状アンテナ２１ｂは、給電点１２を介して図示しない無線部と接続されている。人が携帯電話機１ａを耳に当てて通話する状態では、アンテナ２１の延びる方向は、鉛直方向に対してほぼ３０°（天頂角３０°）をなす。アンテナ２１は筐体１０内に内蔵される。
図３は、図１および２で示す携帯電話機１ａでのアンテナの電気長と電流との関係を示すグラフである。図３を参照して、領域２２１ａおよび２２１ｃは、メアンダラインアンテナ２１ａおよび２１ｃが存在する領域であり、領域２２１ｂは、板状アンテナ２１ｂが存在する領城に対応する。図３で示すように、電流が大きくなる領域２２１ｂにおいて、板状アンテナ２１ｂが設けられているため、この部分での電流値の増加を抑制していることがわかる。
このように構成された携帯電話機１ａおよびアンテナ装置３ａでは、まず、メアンダラインアンテナ２１ａおよび２１ｃが垂直または水平偏波の一方を送受信し、板状アンテナ２１ｂが垂直および水平偏波の両方を送受信する。その結果、垂直および水平偏波の両方を送受信でき、利得の劣化を抑えることができる。また、図３で示すように、アンテナの中央部において、電流値を減少させることができるため、この部分に指などが触れても利得の劣化を防止することができる。
さらに、筐体１０内にアンテナ２１が内蔵されるため、アンテナ２１が直接人体に接触することがない。その結果、アンテナ２１が人体の影響を受けることが少なくなり、人体による利得の劣化を防止することができる。
（実施の形態２）
図４は、この発明の実施の形態２に従ったアンテナ装置を有する携帯電話機の模式的な平面図である。図５は、図４中の矢印Ｖで示す方向から見た携帯電話機の側面図である。図４および図５を参照して、この発明の実施の形態２に従った携帯電話機１ｂおよびアンテナ装置３ｂでは、基板１１の側表面としての天頂面１１ｂにアンテナ２１が設けられている点で実施の形態１で示したアンテナ装置３ａと異なる。アンテナ２１は給電点１２と接続されている。
このように構成されたアンテナ装置３ｂおよび携帯電話機１ｂでは、まず実施の形態１で示したアンテナ装置３ａおよび携帯電話機１ｂと同様の効果がある。さらに、天頂面１１ｂにアンテナ２１が設けられるため、実施の形態１において、アンテナ２１が主表面１１ａ上に設けられる場合に比べて、主表面１１ａ上で利用できる面積が大きくなる。その結果、主表面１１ａ上に他の部品を載置することができるという効果がある。
（実施の形態３）
図６は、この発明の実施の形態３に従ったアンテナ装置を有する携帯電話機の模式的な平面図である。図７は、図６中の矢印ＶＩＩで示す方向から見た携帯電話機の側面図である。図６および図７を参照して、この発明の実施の形態３に従った携帯電話機１ｃおよびアンテナ装置３ｃでは、アンテナ２３の線状アンテナ部がヘリカルアンテナ２３ａおよび２３ｃにより構成される点で、実施の形態１で示した携帯電話機１ａおよびアンテナ装置３ａと異なる。ヘリカルアンテナ２３ａおよび２３ｃは螺旋状に構成され、その一方端が板状アンテナ２１ｂに接続されている。ヘリカルアンテナ２３ａおよび２３ｃは渦巻状に設けられ、基板１１とは直接接触していない。
携帯電話機１ｃは、筐体１０と、筐体１０内に内蔵されるアンテナ装置３ｃとを有する。アンテナ装置３ｃは、基板１１と、基板１１上に設けられる、電気長が（λ／２）×Ａ（Ａは整数）のアンテナ２３とを備える。アンテナ２３は、端部２３ｄからの電気長がほぼλ／４＋（λ／２）×Ｂ（Ｂは整数）の部分に位置する板状アンテナ部としての板状アンテナ２１ｂと、板状アンテナ２１ｂに接続された線状アンテナ部としてのヘリカルアンテナ２３ａおよび２３ｃとを有する。
このように構成されたアンテナ装置３ｃおよび携帯電話機１ｃでは、実施の形態１で示したアンテナ装置３ａおよび携帯電話機１ｃと同様の効果がある。
（実施の形態４）
図８は、この発明の実施の形態４に従ったアンテナ装置を有する携帯電話機の模式的な平面図である。図９は、図８中の矢印ＩＸで示す方向から見た携帯電話機の側面図である。図８および９を参照して、この発明の実施の形態４に従ったアンテナ装置３ｄでは、アンテナ２４が、ジグザグアンテナ２４ａおよび２４ｃと、板状アンテナ２１ｂとにより構成されている点で実施の形態１で示したアンテナ２１と異なる。
すなわち、携帯電話機１ｄは、筐体１０と、筐体１０内に内蔵されるアンテナ装置３ｄとを有する。アンテナ装置３ｄは、基板１１と、基板１１上に設けられる、電気長が（λ／２）×Ａ（Ａは整数）のアンテナ２４とを備える。アンテナ２４は、端部２４ｄからの電気長がほぼλ／４＋（λ／２）×Ｂ（Ｂは整数）の部分に位置する板状アンテナ部としての板状アンテナ２１ｂと、板状アンテナ２１ｂに接続された線状アンテナ部としてのジグザグアンテナ２４ａおよび２４ｃとを有する。
このように構成されたアンテナ装置３ｄおよび携帯電話機１ｄでも、実施の形態１で示したアンテナ装置３ａおよび携帯電話機１ａと同様の効果がある。
（実施の形態５）
図１０は、この発明の実施の形態５に従ったアンテナ装置を有する携帯電話機の平面図である。図１１は、図１０中の矢印ＸＩで示す方向から見た携帯電話機の側面図である。
図１０および図１１を参照して、携帯電話機１ｅは、筐体１０と、筐体１０内に内蔵されるアンテナ装置３ｅとを有する。アンテナ装置３ｅは、基板１１と、基板１１上に設けられる、電気長が（λ／２）×Ａ（Ａは整数）のアンテナ２５とを備える。アンテナ２５は、端部２５ｄからの電気長がほぼλ／４＋（λ／２）×Ｂ（Ｂは整数）の部分に位置する板状アンテナ部としての接続部２５ａと、板状アンテナ２５ｂと、接続部２５ａに板状アンテナ２５ｂを介して接続された線状アンテナ部としてのジグザグアンテナ２５ｃとを有する。
基板１１の主表面１１ａ上にアンテナ２５が設けられる。アンテナ２５は、主表面１１ａに接続される接続部２５ａと、接続部２５ａに接続された板状アンテナ２５ｂと、板状アンテナ２５ｂに接続されたジグザグアンテナ２５ｃとを有する。接続部２５ａは板状アンテナにより構成され、導電性を有する主表面１１ａと板状アンテナ２５ｂとを接続する。また、接続部２５ａは給電点１２に接続される。板状アンテナ２５ｂは主表面１１ａに対向するように設けられ、その一方端が接続部２５ａに接続され、他方端がジグザグアンテナ２５ｃに接続される。接続部２５ａが導電性を有する主表面１１ａと接続されているため、主表面１１ａにもアンテナの影像ができる。これにより、アンテナ２５の物理的な長さは（λ／４）×Ａ（Ａは整数）であるが、電気長は（λ／２）×Ａ（Ａは整数）となる。
このように構成されたアンテナ装置３ｅおよび携帯電話機１ｅでは、まず、実施の形態１で示したアンテナ装置３ａおよび携帯電話機１ａと同様の効果がある。さらに、アンテナ２５の物理的な長さが小さくなるため、アンテナ装置３ｅおよび携帯電話機１ｅを小型化できるという効果がある。
なお、この実施の形態では、板状アンテナ２５ｂにジグザグアンテナ２５ｃを接続したが、モノポールアンテナ、メアンダラインアンテナおよびヘリカルアンテナを板状アンテナ２５ｂに接続してもよい。
（実施の形態６）
図１２は、この発明の実施の形態６に従ったアンテナ装置を有する携帯電話機の平面図である。図１３は、図１２中の矢印ＸＩＩＩ線で示す方向から見た携帯電話機の側面図である。図１２および図１３を参照して、携帯電話機１ｆは、筐体１０と、筐体１０内に内蔵されるアンテナ装置３ｆとを有する。アンテナ装置３ｆは、基板１１と、基板１１上に設けられる、電気長が（λ／２）×Ａ（Ａは整数）のアンテナ２６とを備える。アンテナ２６は、端部２６ｅからの電気長がほぼλ／４＋（λ／２）×Ｂ（Ｂは整数）の部分に位置する板状アンテナ部としての板状アンテナ２６ｃと、板状アンテナ２６ｃに接続された線状アンテナ部としてのメアンダラインアンテナ２６ａおよび２６ｄと、接続部２６ｂとを有する。
板状アンテナ２６ｃは、給電点１２に接続され、また、接続部２６ｂに接続される。接続部２６ｂは、板状アンテナ２６ｃと導電性を有する主表面１１ａとを接続する。メアンダラインアンテナ２６ａおよび２６ｄと、板状アンテナ２６ｃとは、ともに主表面１１ａに対向するように設けられる。アンテナ２６は接続部２６ｂにおいて主表面１１ａと接続されている。そのため、主表面１１ａ上にはアンテナ２６の影像が形成される。アンテナ２６の物理的な長さは（λ／４）×Ａ（Ａは整数）であるが、電気長は（λ／２）×Ａ（Ａは整数）となる。アンテナ２６の中央部、すなわちアンテナ２６において、電流値が最大となる部分に板状アンテナ２６ｃが設けられている。
このように構成されたアンテナ装置３ｆおよび携帯電話機１ｆでも、実施の形態５で示したアンテナ装置３ｆおよび携帯電話機１ｅと同様の効果がある。
次に、この発明の具体的な効果について説明する。
図１４から１６は、Ｙ−Ｚ面での放射パターンを測定する工程を示す図である。図１４を参照して、まず実施の形態１で示した携帯電話機１ａ（図１）を用意した。アンテナ２１の電気長をλ／２とした。板状アンテナ２１ｂをアンテナの端部２１ｄから電気長λ／４の位置に配置した。このとき、図１で示すＹ方向（基板１１の短辺の延びる方向）とＺ方向（基板１１の長辺の延びる方向）とを水平面内になるように携帯電話機１ａをテーブル１５０上に載置した。また、Ｘ方向が矢印１４０で示す鉛直方向となるようにした。テーブル１５０は矢印Ｒで示す方向に回転することが可能である。
このようなテーブル１５０に携帯電話機１ａを載置した状態で、基板１１上の無線送受信部から所定の出力によりアンテナ装置３ａを介して周波数が１．９５ＧＨｚの電波を放射した。このとき、テーブル１５０は矢印Ｒで示す方向に回転させた。これにより、アンテナ装置３ａからは矢印１５１で示すような電波が放射された。この電波の電界強度を測定用アンテナ１６０で測定し、この電波について矢印Ｖで示す方向の垂直偏波と矢印Ｈで示す方向の水平偏波との電界強度を求めた。
図１５を参照して、テーブル１５０上にダイポールアンテナ１７０を載置した。このダイポールアンテナ１７０では、中央部に給電点１７１が設けられており、給電点１７１は同軸ケーブル１７２に接続されている。同軸ケーブル１７２は所定の無線送受信部に接続されている。ダイポールアンテナ１７０は矢印１４０で示す鉛直方向とほぼ平行に延びる。テーブル１５０を矢印Ｒで示す方向に回転させながら、図１４で示すアンテナ装置３ａに無線送受信部が与えた出力と同様の出力をダイポールアンテナ１７０に与えてダイポールアンテナ１７０から矢印１５２で示す、周波数が１．９５ＧＨｚの電波を放射した。これによりダイポールアンテナ１７０からは矢印１５２で示す電波が放射された。この電波は矢印Ｖで示す方向の垂直偏波である。この電波の電界強度を測定用アンテナ１６０で測定した。
図１６を参照して、アンテナ装置３ａに無線送受信部が与えた出力と同様の出力をダイポールアンテナ１７０に与えてダイポールアンテナ１７０から矢印１５３で示す周波数が１．９５ＧＨｚの電波を放射した。この電波は矢印Ｈで示す方向の水平偏波である。この電波の電界強度を測定用アンテナ１６０で求めた。
図１４〜図１６で示す工程で得られたデータをもとに、この発明に従ったアンテナ装置の放射パターンを求めた。その結果を図１７に示す。
図１７中、実線３０１は、図１５で示す工程においてダイポールアンテナ１７０から放射した垂直偏波の電界強度に対する、図１４で示したアンテナ装置３ａから放射された電波の垂直偏波成分の利得を示す。この利得は以下の式に従って算出した。
（利得）＝２０×ｌｏｇ１０（アンテナ装置３ａからの垂直偏波の電界強度／ダイポールアンテナ１７０からの垂直偏波の電界強度）
点線３０２は、図１６で示す工程においてダイポールアンテナ１７０から放射された水平偏波の電界強度に対する、図１４で示したアンテナ装置３ａから放射された電波の水平偏波成分の利得である。この利得は以下の式に従って算出した。
（利得）＝２０×ｌｏｇ１０（アンテナ装置３ａからの水平偏波の電界強度／ダイポールアンテナ１７０からの水平偏波の電界強度）
図１７より、この発明に従ったアンテナ装置３ａでは、垂直偏波の利得が、すべての方向において比較的等しくなっている。また、水平偏波の利得もすべての方向でほぼ等しくなっている。そのため、さまざまな偏波を送受信することができることがわかる。
次に、図２０で示す従来のアンテナ装置３ｘを有する携帯電話機１ｘを用い、図１４で示す工程と同様の工程に従いＹ軸およびＺ軸を水平方向に向け、Ｘ軸を鉛直方向と平行としてテーブル１５０上に載置した。この状態でテーブル１５０を矢印Ｒで示す方向に回転させながらアンテナ装置３ｘを介して周波数が１．９５ＧＨｚの電波を放射させた。このとき、アンテナ装置３ａに無線送受信部が与えた出力と同様の出力をアンテナ装置３ｘに与えた。この放射された電波の垂直偏波成分および水平偏波成分を測定用アンテナ１６０で測定した。このような従来のアンテナについての放射パターンを図１８で示す。図１８中、実線３１１は図１５で示す工程で測定した垂直偏波の電界強度に対する、図１４で示す工程に従いアンテナ装置３ｘから放射した電波の垂直偏波成分の電界強度の利得を示す。この利得は以下の式に従って算出した。
（利得）＝２０×ｌｏｇ１０（アンテナ装置３ｘからの垂直偏波の電界強度／ダイポールアンテナ１７０からの垂直偏波の電界強度）
点線３１２は、図１６で示す工程で測定した水平偏波の電界強度に対する、図１４で示す工程に従いアンテナ装置３ｘから放射された電波の水平偏波成分の電界強度の利得である。この利得は以下の式に従って算出した。
（利得）＝２０×ｌｏｇ１０（アンテナ装置３ｘからの水平偏波の電界強度／ダイポールアンテナ１７０からの水平偏波の電界強度）
図１８より、従来品では、Ｙ軸方向において垂直偏波の利得が極端に小さくなっていることがわかる。
次に、図２３で示す従来のアンテナ装置３ｙを有する携帯電話機１ｙを用いて、図１４で示す工程と同様の工程に従いＹ軸およびＺ軸を水平方向に向け、Ｘ軸を鉛直方向と平行として携帯電話機１ｙをテーブル１５０上に載置した。この状態でテーブル１５０を矢印Ｒで示す方向に回転させながらアンテナ装置３ｙを介して周波数が１．９５ＧＨｚの電波を放射させた。このとき、アンテナ装置３ａに無線送受信部が与えた出力と同様の出力をアンテナ装置３ｙに与えた。この放射された電波の垂直偏波成分および水平偏波成分を測定用アンテナ１６０で測定した。このような従来のアンテナについての放射パターンを図１９で示す。図１９中、実線３２１は、図１５で示す工程で測定した垂直偏波の電界強度に対する、図１４で示す工程に従いアンテナ装置３ｙから放射した電波の垂直偏波成分の電界強度の利得を示す。この利得は以下の式に従って算出した。
（利得）＝２０×ｌｏｇ１０（アンテナ装置３ｙからの垂直偏波の電界強度／ダイポールアンテナ１７０からの垂直偏波の電界強度）
点線３２２は、図１６で示す工程で測定した水平偏波の電界強度に対する、図１４で示す工程に従いアンテナ装置３ｙから放射された電波の水平偏波成分の電界強度の利得である。この利得は以下の式に従って算出した。
（利得）＝２０×ｌｏｇ１０（アンテナ装置３ｙからの水平偏波の電界強度／ダイポールアンテナ１７０からの水平偏波の電界強度）
図１８より、板状アンテナを用いるとどの方向からの電波も比較的送受信できることがわかる。
しかしながら、この板状アンテナ１２２では、アンテナの全周囲の長さの和がλとなり、携帯電話機が大型化するという問題がある。
次に、上述の携帯電話機１ａ、１ｘおよび１ｙを人が右手または左手のいずれかで持って通話をする状態での利得を測定した。このとき、人が携帯電話機１ａを左手で持って通話する場合の利得を０ｄＢとし、それぞれのサンプルについて、左手または右手のいずれかで持った場合の利得を測定した。その結果を表１に示す。
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表１より、本発明品である携帯電話機１ａでは、右手で持った場合と左手で携帯電話機を持った場合のいずれでも利得のばらつきが少ないことがわかる。これに対して、携帯電話機１ｘでは、右手または左手のいずれで持った場合であっても、利得が本発明品に対して低下していることがわかる。さらに、携帯電話機１ｙでは、右手で持った場合には本発明よりも利得が向上しているが、左手で持った場合には利得が大幅に劣化する。そのため、利得のばらつきが大きくなる。このことより、本発明品では、右手および左手のいずれかで携帯電話機を持った場合であっても利得のばらつきが少なくなることがわかる。
さらに、携帯電話機１ａ、１ｘおよび１ｙで、アンテナの近傍での最大の電界強度を求めた。携帯電話機１ａにおいての最大の電界強度を１００％とした場合に、携帯電話機１ｘでの電界強度は１３０％であり、携帯電話機１ｙでの最大の電界強度は６８％であった。そのため、本発明品によれば、携帯電話機１ｘと比べて、電界の集中が緩和されているため、人がアンテナ近傍を触った場合でも、この人の行為により電界が影響を受けることが少なくなる。その結果、利得の減少を防止することができる。
なお、上述のすべての実施の形態で、線状アンテナとしてモノポールアンテナを用いることができる。携帯電話機を小形化するため、実施の形態１から４では、アンテナ２１、２３、２４の電気長をλ／２とすることが好ましい。
産業上の利用可能性
この発明に従ったアンテナ装置および携帯電話機は、アンテナを内蔵した携帯電話機の分野で利用することができる。
【図面の簡単な説明】
図１は、この発明の実施の形態１に従ったアンテナ装置を有する携帯電話機の模式的な平面図である。
図２は、図１中の矢印ＩＩで示す方向から見た携帯電話機の側面図である。
図３は、図１および図２で示す携帯電話機でのアンテナの電気長と電流との関係を示すグラフである。
図４は、この発明の実施の形態２に従ったアンテナ装置を有する携帯電話機の模式的な平面図である。
図５は、図４中の矢印Ｖで示す方向から見た携帯電話機の側面図である。
図６は、この発明の実施の形態３に従ったアンテナ装置を有する携帯電話機の模式的な平面図である。
図７は、図６中の矢印ＶＩＩで示す方向から見た携帯電話機の側面図である。
図８は、この発明の実施の形態４に従ったアンテナ装置を有する携帯電話機の模式的な平面図である。
図９は、図８中の矢印ＩＸで示す方向から見た携帯電話機の側面図である。
図１０は、この発明の実施の形態５に従ったアンテナ装置を有する携帯電話機の模式的な平面図である。
図１１は、図１０中の矢印ＸＩで示す方向から見た携帯電話機の側面図である。
図１２は、この発明の実施の形態６に従ったアンテナ装置を有する携帯電話機の模式的な平面図である。
図１３は、図１２中の矢印ＸＩＩＩで示す方向から見た携帯電話機の側面図である。
図１４は、Ｙ−Ｚ面での放射パターンを測定する工程を示す図である。
図１５は、Ｙ−Ｚ面での放射パターンを測定する工程を示す図である。
図１６は、Ｙ−Ｚ面での放射パターンを測定する工程を示す図である。
図１７は、本発明品についてのＹ−Ｚ面での放射パターンを示すグラフである。
図１８は、図２０で示す従来の携帯電話機についてのＹ−Ｚ面での放射パターンを示すグラフである。
図１９は、図２３で示す従来の携帯電話機についてのＹ−Ｚ面での放射パターンを示すグラフである。
図２０は、従来のダイポールアンテナを内蔵した携帯電話機の模式的な平面図である。
図２１は、図２０で示す携帯電話機の放射パターンを示す図である。
図２２は、図２０で示すアンテナの電気長とアンテナ素子上の電流分布との関係を示すグラフである。
図２３は、従来の板状アンテナを有する携帯電話機の模式的な平面図である。
【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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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【国際調査報告】
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