特許 6117833 ダイバーシティアンテナ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6117833

(24)【登録日】2017年3月31日

(45)【発行日】2017年4月19日

(54)【発明の名称】ダイバーシティアンテナ装置

(51)【国際特許分類】

   H01Q 9/44 20060101AFI20170410BHJP

   H01Q 21/28 20060101ALI20170410BHJP

【ＦＩ】

   H01Q9/44

   H01Q21/28

【請求項の数】10

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2015-22853(P2015-22853)

(22)【出願日】2015年2月9日

(65)【公開番号】特開2016-146564(P2016-146564A)

(43)【公開日】2016年8月12日

【審査請求日】2016年6月16日

(73)【特許権者】

【識別番号】000227205

【氏名又は名称】ＮＥＣプラットフォームズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100109313

【弁理士】

【氏名又は名称】机 昌彦

(74)【代理人】

【識別番号】100124154

【弁理士】

【氏名又は名称】下坂 直樹

(72)【発明者】

【氏名】三浦 健

【審査官】 岩井 一央

(56)【参考文献】

【文献】 実開昭５６−０３９７５４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００３−００８４８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−００９５３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−３１９８１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−２６９７２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−０７９９８２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｑ １／００−２５／０４

Ｈ０４Ｂ ７／０２−７／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定の波長の電波についておおよそ前記波長の１／４の第１の長さを有し、給電側末端において外部の無線装置のグランド端子に接続される第１のアンテナ素子、
前記第１の長さを有し、給電側末端において前記第１のアンテナ素子の給電側末端と０度より大きく１８０度より小さい第１の角度を成すように隣接して第１のダイポールアンテナとして動作する第２のアンテナ素子、及び
前記第１の長さを有し、前記第１のアンテナ素子と前記第２のアンテナ素子とが張る面内において第１のアンテナ素子と反対側に、給電側末端において前記第１のアンテナ素子の給電側末端と０度より大きく１８０度より小さい第２の角度を成すように隣接して第２のダイポールアンテナとして動作する第３のアンテナ素子
を備えることを特徴とするダイバーシティアンテナ装置。

【請求項2】

前記第１の角度はおおよそ９０度であり、前記第２の角度はおおよそ９０度である
ことを特徴とする請求項１に記載のダイバーシティアンテナ装置。

【請求項3】

特定の時点において前記第１のダイポールアンテナ又は前記第２のダイポールアンテナのいずれか一方として動作する
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のダイバーシティアンテナ装置。

【請求項4】

前記グランド端子と前記第１のアンテナ素子の給電側末端とを接続する帯状の導体箔であるグランド線、
前記無線装置の第１の信号端子と前記第２のアンテナ素子の給電側末端とを接続する帯状の導体箔である第１の信号線、及び
前記無線装置の第２の信号端子と前記第３のアンテナ素子の給電側末端とを接続する帯状の導体箔である第２の信号線
を更に備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のダイバーシティアンテナ装置。

【請求項5】

前記第１の信号線及び前記第２の信号線は、前記グランド線に対して前記帯状の導体箔同士が平行であり、所定の間隔で前記グランド線を挟むように配置された
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のダイバーシティアンテナ装置。

【請求項6】

前記第１の信号線は、前記グランド線に対して前記帯状の導体箔同士が平行であり、所定の間隔で前記グランド線と同一面内に並ぶように配置され、
前記第２の信号線は、前記グランド線に対して前記帯状の導体箔同士が平行であり、所定の間隔で前記グランド線を覆うように配置された
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のダイバーシティアンテナ装置。

【請求項7】

前記第１の信号線は、前記グランド線に対して前記帯状の導体箔同士が平行であり、所定の間隔で前記グランド線と同一面内に並ぶように配置され、
前記第２の信号線は、前記グランド線に対して前記帯状の導体箔同士が平行であり、所定の間隔で前記グランド線と同一面内に前記第１の信号線の反対側に並ぶように配置された
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のダイバーシティアンテナ装置。

【請求項8】

前記グランド線、前記第１の信号線、及び前記第２の信号線のそれぞれは、多層基板の互いに異なる層の回路である
ことを特徴とする請求項５に記載のダイバーシティアンテナ装置。

【請求項9】

前記グランド線及び前記第１の信号線は、多層基板の第１の層の回路であり、前記第２の信号線は、多層基板の第２の層の回路である
ことを特徴とする請求項６に記載のダイバーシティアンテナ装置。

【請求項10】

前記グランド線、前記第１の信号線、及び前記第２の信号線は、基板の同一の層の回路である
ことを特徴とする請求項７に記載のダイバーシティアンテナ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ダイバーシティアンテナに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、無線機器の小型化の進展に伴い、アンテナの小型化に対する要求が高まっている。例えば、無線ＬＡＮ（Local Area Network）ルータにおいては、ＭＩＭＯ（Multiple-Input and Multiple-Output）技術による通信速度の高速化が行われている。無線ＬＡＮルータでは、更なる性能向上のため、ダイバーシティアンテナが使用される可能性がある。ＭＩＭＯ技術にダイバーシティ方式が追加されると、単純にアンテナ本数が倍になるので、小型化要求はさらに高まる。

【0003】

通常、ダイバーシティアンテナでは、ダイバーシティアンテナを構成するアンテナ素子間の干渉の影響を小さくするため、アンテナ素子間の距離を離すことが望ましい。また、ダイバーシティアンテナでは、アンテナの指向性及び偏波面は直交することが望ましい。

【0004】

ダイバーシティアンテナを小型化する技術の一例が、特許文献１に開示されている。特許文献１のＭＩＭＯアンテナは、互いに嵌合する２乃至３面に実装された、相互に垂直な３個の放射素子（ダイポールアンテナ又はハーフスロットアンテナ）を有する。特許文献１のＭＩＭＯアンテナは、互いに直交する３個のアンテナとして動作する。その結果、特許文献１のＭＩＭＯアンテナは、偏波方向が直交するので、良好なダイバーシティ性能を実現する。また、特許文献１のＭＩＭＯアンテナは、互いに嵌合する２乃至３面に実装されるので、コンパクトである。従って、特許文献１のＭＩＭＯアンテナは、小型のダイバーシティアンテナを実現する。

【0005】

ダイバーシティアンテナを小型化する技術の別の一例が、特許文献２に開示されている。特許文献２の複合アンテナは、中央で互いに直交配置された２つのダイポールアンテナを有する。２つのダイポールアンテナの２つのアース側素子は、給電点を共有する。特許文献２の複合アンテナは、互いに直交する２個のダイポールアンテナとして動作する。その結果、特許文献２の複合アンテナは、偏波方向が直交するので、良好なダイバーシティ性能を実現する。また、特許文献２の複合アンテナは、２個のダイポールアンテナが中央で互いに直交するように実装されるので、コンパクトである。従って、特許文献２の複合アンテナは、小型のダイバーシティアンテナを実現する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特表２０１１−５１９１８５号公報

【特許文献2】特開２００５−０７９９８２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

通常、半波長ダイポールアンテナ（以下、単に「ダイポールアンテナ」という。）は、共振波長の１／４の長さを有する２つのアンテナ素子（以下、「１／４波長素子」という。）を含む。

【0008】

特許文献１のＭＩＭＯでアンテナ及び特許文献２の複合アンテナでは、複数のダイポールアンテナが中央で直交配置されるので、複数のアンテナ素子間の距離が短縮されるが、１つのダイポールアンテナ毎に２つの１／４波長素子が必要である。

【0009】

従って、特許文献１のＭＩＭＯアンテナ及び特許文献２の複合アンテナには、１つのダイポールアンテナ毎の１／４波長素子の数を削減できないという問題がある。
（発明の目的）
本発明の主たる目的は、ダイバーシティアンテナ装置に含まれる、１つのダイポールアンテナ毎の１／４波長素子の数が削減されたダイバーシティアンテナ装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明のダイバーシティアンテナ装置は、所定の波長の電波についておおよそ波長の１／４の第１の長さを有し、給電側末端において外部の無線装置のグランド端子に接続される第１のアンテナ素子、第１の長さを有し、給電側末端において第１のアンテナ素子の給電側末端と０度より大きく１８０度より小さい第１の角度を成すように隣接して第１のダイポールアンテナとして動作する第２のアンテナ素子、及び第１の長さを有し、第１のアンテナ素子と第２のアンテナ素子とが張る面内において第１のアンテナ素子と反対側に、給電側末端において第１のアンテナ素子の給電側末端と０度より大きく１８０度より小さい第２の角度を成すように隣接して第２のダイポールアンテナとして動作する第３のアンテナ素子とを備えることを特徴とする。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、ダイバーシティアンテナ装置に含まれる、１つのダイポールアンテナ毎の１／４波長素子の数を削減することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の第１の実施形態におけるダイバーシティアンテナ装置の構成の一例を示す図である。

【図2】本発明の第１の実施形態におけるダイバーシティアンテナ装置の動作を説明するための図である。

【図3】本発明の第２の実施形態におけるダイバーシティアンテナ装置の構成の一例を示す図である。

【図4】本発明の第２の実施形態のダイバーシティアンテナ装置の高周波電流分布の一例を示す図である。

【図5】本発明の第２の実施形態のダイバーシティアンテナ装置の放射パターンの一例を示す図である。

【図6】本発明の第２の実施形態のダイバーシティアンテナ装置のインピーダンスの一例を示す図である。

【図7】本発明の第３の実施形態におけるダイバーシティアンテナ装置の構成の一例を示す図である。

【図8】本発明の第３の実施形態のダイバーシティアンテナ装置の高周波電流分布の一例を示す図である。

【図9】本発明の第３の実施形態のダイバーシティアンテナ装置の放射パターンの一例を示す図である。

【図10】本発明の第３の実施形態のダイバーシティアンテナ装置のインピーダンスの一例を示す図である。

【図11】本発明の第４の実施形態におけるダイバーシティアンテナ装置の構成の一例を示す図である。

【図12】本発明の第４の実施形態のダイバーシティアンテナ装置の高周波電流分布の一例を示す図である。

【図13】本発明の第４の実施形態のダイバーシティアンテナ装置の放射パターンの一例を示す図である。

【図14】本発明の第４の実施形態のダイバーシティアンテナ装置のインピーダンスの一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、すべての図面において、同等の構成要素には同じ符号を付し、適宜説明を省略する。
（第１の実施形態）
本実施形態における構成について説明する。

【0014】

図１は、本発明の第１の実施形態におけるダイバーシティアンテナ装置１００の構成の一例を示す図である。

【0015】

本実施形態のダイバーシティアンテナ装置１００は、グランド側アンテナ素子１１０と、第１給電側アンテナ素子１２０と、第２給電側アンテナ素子１３０とを含む。

【0016】

グランド側アンテナ素子１１０は、１／４波長素子である。グランド側アンテナ素子１１０は、給電側末端において、外部のグランド線８１１を経由して、外部の無線装置９００のグランド端子９０１に接続される。

【0017】

第１給電側アンテナ素子１２０は、１／４波長素子である。第１給電側アンテナ素子１２０は、給電側末端において、外部の第１信号線８１２を経由して、外部の無線装置９００の第１信号端子９０２に接続される。

【0018】

第２給電側アンテナ素子１３０は、１／４波長素子である。第２給電側アンテナ素子１３０は、給電側末端において、外部の第２信号線８１３を経由して、外部の無線装置９００の第２信号端子９０３に接続される。

【0019】

第１給電側アンテナ素子１２０は、グランド側アンテナ素子１１０と第１の角度を成して互いの給電側末端において隣接するように配置される。第１の角度は、０度より大きく１８０度より小さい任意の角度であるが、例えば、９０度である。

【0020】

第２給電側アンテナ素子１３０は、グランド側アンテナ素子１１０と第１給電側アンテナ素子１２０とが張る面内において第１給電側アンテナ素子１２０と反対側に、グランド側アンテナ素子１１０と第２の角度を成して互いの給電側末端において隣接するように配置される。第２の角度は、０度より大きく１８０度より小さい任意の角度であるが、例えば、９０度である。

【0021】

本実施形態のダイバーシティアンテナ装置１００の最も典型的な構成では、第１の角度及び第２の角度は共に、おおよそ９０度である。

【0022】

第１給電側アンテナ素子１２０及びグランド側アンテナ素子１１０は、第１のダイポールアンテナを構成する。第２給電側アンテナ素子１３０及びグランド側アンテナ素子１１０は、第２のダイポールアンテナを構成する。

【0023】

通常のダイポールアンテナでは、グランド側アンテナ素子１１０及び第１給電側アンテナ素子１２０は、同一直線上に直列に配置される。同様に、通常のダイポールアンテナでは、グランド側アンテナ素子１１０及び第２給電側アンテナ素子１３０は、同一直線上に直列に配置される。アンテナ装置１００では、１／４波長アンテナ素子のなす角度によらず、グランド側アンテナ素子１１０及び第１給電側アンテナ素子１２０は第１のダイポールアンテナとして動作する。同様に、アンテナ装置１００では、１／４波長アンテナ素子のなす角度によらず、グランド側アンテナ素子１１０及び第２給電側アンテナ素子１３０は第２のダイポールアンテナとして動作する。

【0024】

ただし、アンテナ装置１００の第１のダイポールアンテナ及び第２のダイポールアンテナは、通常のダイポールアンテナとは放射パターン等の特性が異なる。第１のダイポールアンテナは図１の上下方向に非対称なので、第１のダイポールアンテナの放射パターンは上下方向に非対称である。同様に、第２のダイポールアンテナは図１の上下方向に非対称なので、第２のダイポールアンテナの放射パターンは上下方向に非対称である。

【0025】

次に、本実施形態における動作について説明する。

【0026】

図２は、本発明の第１の実施形態におけるダイバーシティアンテナ装置１００の動作を説明するための図である。

【0027】

図２（ａ）は、ダイバーシティアンテナ装置１００の構成を示す図である。ダイバーシティアンテナ装置１００に含まれる第１のダイポールアンテナと第２のダイポールアンテナとは、グランド側アンテナ素子１１０を共有する。図２（ｂ）は、グランド側アンテナ素子を共有しないダイバーシティアンテナ装置１０３の構成を示す図である。ダイバーシティアンテナ装置１０３は、第１給電側アンテナ素子１２０及び第１グランド側アンテナ素子１１０からなる第１のダイポールアンテナと、第２給電側アンテナ素子１３３及び第２グランド側アンテナ素子１１３からなる第２のダイポールアンテナとを含む。ダイバーシティアンテナ装置１０３では、第１のダイポールアンテナと第２のダイポールアンテナとの間の干渉を防ぐために、両者間の距離を離して設置される。ダイバーシティアンテナ装置１００は、２つのダイポールアンテナが近接するが互いに強い干渉を及ぼすことなく、アンテナ装置１０３と同様に、２つのダイポールアンテナとして動作することが知られている。ダイバーシティアンテナ装置１００が、実際に２つのダイポールアンテナとして動作することは、本発明の第２乃至第４の実施形態において後述される。具体的には、ダイバーシティアンテナ装置１００を含む本発明の第２乃至第４の実施形態のダイバーシティアンテナ装置の各ダイポールアンテナが、所定の周波数帯において低いインピーダンスを有し、アンテナとして動作することが示される。

【0028】

ただし、ダイバーシティアンテナ装置１００では、特定の瞬間には、２つのダイポールアンテナのうちのいずれか一方にのみ給電される。つまり、ダイバーシティアンテナ装置１００では、２つのダイポールアンテナのうちのいずれか一方のみが選択的に使用される。

【0029】

ダイバーシティアンテナ装置１００の第１のダイポールアンテナは図２（ａ）の上下方向に非対称なので、ダイバーシティアンテナ装置１００の第１のダイポールアンテナの放射パターンは上下方向に非対称である。ダイバーシティアンテナ装置１００の第２のダイポールアンテナは第１のダイポールアンテナと図２（ａ）の上下方向に逆向きに配置されるので、アンテナ装置１００の第２のダイポールアンテナの放射パターンは第１のダイポールアンテナの放射パターンと異なる。

【0030】

ダイバーシティアンテナ装置１００の第１のダイポールアンテナ及び第２のダイポールアンテナの放射パターンは上下方向に異なるので、アンテナ装置１００はダイバーシティアンテナとして動作する。

【0031】

以上説明したように、本実施形態のダイバーシティアンテナ装置１００は、２つのダイポールアンテナ間で１つのグランド側アンテナ素子１１０を共有する。また、ダイバーシティアンテナ装置１００は、放射パターンの異なる２つのダイポールアンテナとして動作する。つまり、ダイバーシティアンテナ装置１００は、ダイバーシティアンテナとして動作する。従って、本実施形態のダイバーシティアンテナ装置１００には、ダイバーシティアンテナ装置に含まれる、１つのダイポールアンテナ毎の１／４波長素子の数を削減できるという効果がある。

【0032】

また、本実施形態のダイバーシティアンテナ装置１００は、１つのダイポールアンテナ毎の１／４波長素子の数を削減する。通常、１つのダイポールアンテナ毎の１／４波長素子が多いほど、ダイバーシティアンテナを収容するために必要な断面積又は容積が大きい。従って、本実施形態のダイバーシティアンテナ装置１００には、ダイバーシティアンテナを収容するために必要な断面積又は容積を削減できるという効果がある。

【0033】

また、本実施形態のダイバーシティアンテナ装置１００では、２つのダイポールアンテナは給電側末端において隣接するように配置される。ダイバーシティアンテナ装置１００は、２つのダイポールアンテナが距離を離して配置されたダイバーシティアンテナ装置に比べて、アンテナ装置を収容するために必要な断面積が小さい。従って、本実施形態のダイバーシティアンテナ装置１００には、ダイバーシティアンテナを収容するために必要な断面積を削減できるという効果がある。
（第２の実施形態）
次に、上述した第１の実施形態におけるダイバーシティアンテナ装置を含む、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態では、ダイバーシティアンテナ装置と外部の無線装置との間の信号路が、３層以上の基板上に形成される。以下の説明において、第１の実施形態と同等の構成要素には同じ符号を付し、適宜説明を省略する。

【0034】

本実施形態における構成について説明する。

【0035】

図３は、本発明の第２の実施形態におけるダイバーシティアンテナ装置２００の構成の一例を示す図である。図３において、左右方向をＸ軸、高さ方向をＹ軸、奥行き方向をＺ軸とする。

【0036】

本実施形態のダイバーシティアンテナ装置２００は、グランド側アンテナ素子１１０と、第１給電側アンテナ素子１２０と、第２給電側アンテナ素子１３０と、信号路８２０とを含む。信号路８２０は、グランド線８２１と、第１信号線８２２と、第２信号線８２３とを含む。

【0037】

グランド線８２１は、外部の無線装置９００のグランド端子９０１と、グランド側アンテナ素子１１０の給電側末端とを接続する帯状の導体箔である。

【0038】

第１信号線８２２は、外部の無線装置９００の第1信号端子９０２と、第１給電側アンテナ素子１２０の給電側末端とを接続する帯状の導体箔である。

【0039】

第２信号線８２３は、外部の無線装置９００の第２信号端子９０３と、第２給電側アンテナ素子１３０の給電側末端とを接続する帯状の導体箔である。

【0040】

第１信号線８２２及び第２信号線８２３は、グランド線８２１に対して帯状の導体箔同士が平行であり、所定の間隔でグランド線８２１を挟むように配置される。

【0041】

信号路８２０は、基板７２０上に形成される。基板７２０は、３層以上の多層基板である。グランド線８２１、第１信号線８２２、及び第２信号線８２３のそれぞれは、基板７２０の互いに異なる層の回路である。以下では、基板７２０が３層基板である場合について説明する。

【0042】

基板７２０の内層はベタグランドパターンを含む。ベタグランドパターンとは、導体箔のほとんどの部分がグランドに接続された面状の回路である。グランド線８２１、第１信号線８２２、及び第２信号線８２３は、基板７２０のベタグランドパターンから所定の間隔離だけ引き出される。

【0043】

第１信号線８２２は、基板７２０の裏面に形成される。第２信号線８２３は、基板７２０の表面に形成される。グランド線８２１は、基板７２０の内層に形成される。

【0044】

グランド側アンテナ素子１１０は、基板７２０の内層に形成される。

【0045】

第１給電側アンテナ素子１２０は、基板７２０の裏面に接して基板の下向き垂直に配置される。

【0046】

第２給電側アンテナ素子１３０は、基板７２０の表面に接して基板の上向き垂直に配置される。

【0047】

次に、本実施形態における動作について説明する。

【0048】

信号路８２０はストリップラインを構成するので、信号路８２０では伝送路から漏洩する電磁波は少ない。

【0049】

次に、本実施形態におけるシミュレーション結果の一例について説明する。本シミュレーション結果は、無線ＬＡＮの５ＧＨｚ帯のアンテナに関するシミュレーション結果である。図４、図５、図６は、本シミュレーション結果の一部である。

【0050】

図４は、本発明の第２の実施形態のダイバーシティアンテナ装置２００の高周波電流分布の一例を示す図である。図４（ａ）は、第１給電側アンテナ素子１２０及びグランド側アンテナ素子１１０を動作させた際の高周波電流分布を示す。図４（ｂ）は、第２給電側アンテナ素子１３０及びグランド側アンテナ素子１１０を動作させた際の高周波電流分布を示す。電流の向きと大きさは矢印で示される。

【0051】

図４（ａ）及び図４（ｂ）において、信号路８２０は、ストリップラインを構成しており、高周波電流は微小で、アンテナとして動作していない。

【0052】

図４（ａ）において、高周波電流は主に第１給電側アンテナ素子１２０及びグランド側アンテナ素子１１０に流れており、第１給電側アンテナ素子１２０及びグランド側アンテナ素子１１０は第１のダイポールアンテナとして動作している。

【0053】

図４（ｂ）において、高周波電流は主に第２給電側アンテナ素子１３０及びグランド側アンテナ素子１１０に流れており、第２給電側アンテナ素子１３０及びグランド側アンテナ素子１１０は第２のダイポールアンテナとして動作している。

【0054】

図５は、本発明の第２の実施形態のダイバーシティアンテナ装置２００の放射パターンの一例を示す図である。図５（ａ）は、下側のダイポールアンテナのＸＹ面における水平偏波の放射パターンを示す。図５（ｂ）は、上側のダイポールアンテナのＸＹ面における水平偏波の放射パターンを示す。放射パターンのグラフの値は、ＸＹ面の特定の角度における、アイソトロピックアンテナを基準とした電力のデシベル値である。

【0055】

２つのダイポールアンテナの指向性は、ＸＹ面において互いに上下逆向きであり、ダイバーシティアンテナとして動作している。

【0056】

図６は、本発明の第２の実施形態のダイバーシティアンテナ装置２００のインピーダンスの一例を示す図である。図６（ａ）は、下側のダイポールアンテナのインピーダンスを示す。図６（ｂ）は、上側のダイポールアンテナのインピーダンスを示す。下側のグラフでは、インピーダンスのグラフの値は、特定の周波数に対するインピーダンスの大きさである。上側のグラフは、インピーダンスの大きさと位相の関係を示す。

【0057】

図６において、ダイバーシティアンテナ装置２００の各ダイポールアンテナは、５ＧＨｚ帯においてインピーダンスが小さく、アンテナとして動作している。

【0058】

以上説明したように、本実施形態のダイバーシティアンテナ装置２００は、第１の実施形態のダイバーシティアンテナ装置１００を含む。また、本実施形態のダイバーシティアンテナ装置２００の信号路８２０はストリップラインを構成するので、伝送路から漏洩する電磁波が少ない。従って、本実施形態のダイバーシティアンテナ装置２００は、第１の実施形態のダイバーシティアンテナ装置１００と同じ効果を有する。

【0059】

また、本実施形態のダイバーシティアンテナ装置２００において、グランド側アンテナ素子１１０及び信号路８２０は、３層以上の多層基板上に形成される。従って、本実施形態のダイバーシティアンテナ装置２００には、無線装置の一部が３層以上の多層基板上に実装される場合にも、ダイバーシティアンテナを収容するために必要な断面積又は容積を削減できるという効果がある。
（第３の実施形態）
次に、上述した第１の実施形態におけるダイバーシティアンテナ装置を含む、本発明の第３の実施形態について説明する。本実施形態では、ダイバーシティアンテナ装置と外部の無線装置との間の信号路が、２層以上の基板上に形成される。以下の説明において、第１の実施形態と同等の構成要素には同じ符号を付し、適宜説明を省略する。

【0060】

本実施形態における構成について説明する。

【0061】

図７は、本発明の第３の実施形態におけるダイバーシティアンテナ装置３００の構成の一例を示す図である。図７において、左右方向をＸ軸、高さ方向をＹ軸、奥行き方向をＺ軸とする。

【0062】

本実施形態のダイバーシティアンテナ装置３００は、グランド側アンテナ素子１１０と、第１給電側アンテナ素子１２０と、第２給電側アンテナ素子１３０と、信号路８３０とを含む。信号路８３０は、グランド線８３１と、第１信号線８３２と、第２信号線８３３とを含む。

【0063】

グランド線８３１は、外部の無線装置９００のグランド端子９０１と、グランド側アンテナ素子１１０の給電側末端とを接続する帯状の導体箔である。

【0064】

第１信号線８３２は、外部の無線装置９００の第1信号端子９０２と、第１給電側アンテナ素子１２０の給電側末端とを接続する帯状の導体箔である。

【0065】

第２信号線８３３は、外部の無線装置９００の第２信号端子９０３と、第２給電側アンテナ素子１３０の給電側末端とを接続する帯状の導体箔である。

【0066】

第１信号線８３２は、グランド線８３１に対して帯状の導体箔同士が平行であり、所定の間隔でグランド線８３１と同一面内に並ぶように配置される。

【0067】

第２信号線８３３は、グランド線８３１に対して帯状の導体箔同士が平行であり、所定の間隔でグランド線８３１を覆うように配置される。

【0068】

信号路８３０は、基板７３０上に形成される。基板７３０は、２層以上の多層基板である。グランド線８３１及び第１信号線８３２は、基板７３０の１つの層の回路である。第２信号線８３３は、基板７３０の別の層の回路である。以下では、基板７３０が２層基板である場合について説明する。

【0069】

基板７３０の裏面はベタグランドパターンを含む。グランド線８３１、第１信号線８３２、及び第２信号線８３３は、基板７３０のベタグランドパターンから所定の間隔離だけ引き出される。

【0070】

グランド側アンテナ素子１１０は、基板７３０の裏面に形成される。

【0071】

第１給電側アンテナ素子１２０は、基板７３０の裏面に接して基板の下向き垂直に配置される。

【0072】

第２給電アンテナ素子１３０は、基板７３０の表面に接して基板の上向き垂直に配置される。

【0073】

次に、本実施形態における動作について説明する。

【0074】

信号路８３０において、第１信号線８３２及びグランド線８３１はコプレーナラインを構成し、第２信号線８３３及びグランド線８３１はストリップラインを構成する。コプレーナラインの特性インピーダンスは、ストリップラインと同じ５０Ωであり、コプレーナラインはストリップラインと同様に動作する。つまり、信号路８３０では、伝送路から漏洩する電磁波は少ない。

【0075】

次に、本実施形態におけるシミュレーション結果の一例について説明する。本シミュレーション結果は、無線ＬＡＮの５ＧＨｚ帯のアンテナに関するシミュレーション結果である。図８、図９、図１０は、本シミュレーション結果の一部である。

【0076】

図８は、本発明の第３の実施形態のダイバーシティアンテナ装置３００の高周波電流分布の一例を示す図である。図８（ａ）は、第１給電側アンテナ素子１２０及びグランド側アンテナ素子１１０を動作させた際の高周波電流分布を示す。図８（ｂ）は、第２給電側アンテナ素子１３０及びグランド側アンテナ素子１１０を動作させた際の高周波電流分布を示す。電流の向きと大きさは矢印で示される。

【0077】

図８（ａ）及び図８（ｂ）において、信号路８３０は、ストリップライン又はコプレーナラインを構成しており、高周波電流は微小で、アンテナとして動作していない。

【0078】

図８（ａ）において、高周波電流は主に第１給電側アンテナ素子１２０及びグランド側アンテナ素子１１０に流れており、第１給電側アンテナ素子１２０及びグランド側アンテナ素子１１０は第１のダイポールアンテナとして動作している。

【0079】

図８（ｂ）において、高周波電流は主に第２給電側アンテナ素子１３０及びグランド側アンテナ素子１１０に流れており、第２給電側アンテナ素子１３０及びグランド側アンテナ素子１１０は第２のダイポールアンテナとして動作している。

【0080】

図９は、本発明の第３の実施形態のダイバーシティアンテナ装置３００の放射パターンの一例を示す図である。図９（ａ）は、下側のダイポールアンテナのＸＹ面における水平偏波の放射パターンを示す。図９（ｂ）は、上側のダイポールアンテナのＸＹ面における水平偏波の放射パターンを示す。放射パターンのグラフの値は、ＸＹ面の特定の角度における、アイソトロピックアンテナを基準とした電力のデシベル値である。

【0081】

２つのダイポールアンテナの指向性は、ＸＹ面において互いに上下逆向きであり、ダイバーシティアンテナとして動作している。

【0082】

図１０は、本発明の第３の実施形態のダイバーシティアンテナ装置３００のインピーダンスの一例を示す図である。図１０（ａ）は、下側のダイポールアンテナのインピーダンスを示す。図１０（ｂ）は、上側のダイポールアンテナのインピーダンスを示す。下側のグラフでは、インピーダンスのグラフの値は、特定の周波数に対するインピーダンスの大きさである。上側のグラフは、インピーダンスの大きさと位相の関係を示す。

【0083】

図１０において、ダイバーシティアンテナ装置３００の各ダイポールアンテナは、５ＧＨｚ帯においてインピーダンスが小さく、アンテナとして動作している。

【0084】

以上説明したように、本実施形態のダイバーシティアンテナ装置３００は、第１の実施形態のダイバーシティアンテナ装置１００を含む。また、本実施形態のダイバーシティアンテナ装置３００の信号路８３０はストリップライン又はコプレーナラインを構成するので、伝送路から漏洩する電磁波が少ない。従って、本実施形態のダイバーシティアンテナ装置３００は、第１の実施形態のダイバーシティアンテナ装置１００と同じ効果を有する。

【0085】

また、本実施形態のダイバーシティアンテナ装置３００において、グランド側アンテナ素子１１０及び信号路８３０は、２層以上の多層基板上に形成される。従って、本実施形態のダイバーシティアンテナ装置３００には、無線装置の一部が２層以上の多層基板上に実装される場合にも、ダイバーシティアンテナを収容するために必要な断面積又は容積を削減できるという効果がある。
（第４の実施形態）
次に、上述した第１の実施形態におけるダイバーシティアンテナ装置を含む、本発明の第４の実施形態について説明する。本実施形態では、ダイバーシティアンテナ装置と外部の無線装置との間の信号路が、１層以上の基板上に形成される。以下の説明において、第１の実施形態と同等の構成要素には同じ符号を付し、適宜説明を省略する。

【0086】

本実施形態における構成について説明する。

【0087】

図１１は、本発明の第４の実施形態におけるダイバーシティアンテナ装置４００の構成の一例を示す図である。図１１において、左右方向をＸ軸、高さ方向をＹ軸、奥行き方向をＺ軸とする。

【0088】

本実施形態のダイバーシティアンテナ装置４００は、グランド側アンテナ素子１１０と、第１給電側アンテナ素子１２０と、第２給電側アンテナ素子１３０と、信号路８４０とを含む。信号路８４０は、グランド線８４１と、第１信号線８４２と、第２信号線８４３とを含む。

【0089】

グランド線８４１は、外部の無線装置９００のグランド端子９０１と、グランド側アンテナ素子１１０の給電側末端とを接続する帯状の導体箔である。

【0090】

第１信号線８４２は、外部の無線装置９００の第1信号端子９０２と、第１給電側アンテナ素子１２０の給電側末端とを接続する帯状の導体箔である。

【0091】

第２信号線８４３は、外部の無線装置９００の第２信号端子９０３と、第２給電側アンテナ素子１３０の給電側末端とを接続する帯状の導体箔である。

【0092】

第１信号線８４２は、グランド線８４１に対して帯状の導体箔同士が平行であり、所定の間隔でグランド線８４１と同一面内に並ぶように配置される。

【0093】

第２信号線８４３は、グランド線８４１に対して帯状の導体箔同士が平行であり、第１信号線８４２の反対側に、所定の間隔でグランド線８４１と同一面内に並ぶように配置される。

【0094】

信号路８４０は、基板７４０上に形成される。基板７４０は、１層以上の基板である。グランド線８４１、第１信号線８４２、及び第２信号線８４３は、基板７４０の１つの層の回路である。以下では、基板７４０が１層基板である場合について説明する。

【0095】

基板７４０の裏面はベタグランドパターンを含む。グランド線８４１、第１信号線８４２、及び第２信号線８４３は、基板７４０のベタグランドパターンから所定の間隔離だけ引き出される。

【0096】

グランド側アンテナ素子１１０は、基板７４０の裏面に接して基板の下向き垂直に配置される。

【0097】

第１給電側アンテナ素子１２０及び第２給電側アンテナ素子１３０は基板の同じ層の回路として形成される。

【0098】

次に、本実施形態における動作について説明する。

【0099】

信号路８４０は、コプレーナラインを構成するので、信号路８４０では伝送路から漏洩する電磁波は少ない。

【0100】

次に、本実施形態におけるシミュレーション結果の一例について説明する。本シミュレーション結果は、無線ＬＡＮの５ＧＨｚ帯のアンテナに関するシミュレーション結果である。図１２、図１３、図１４は、本シミュレーション結果の一部である。

【0101】

図１２は、本発明の第４の実施形態のダイバーシティアンテナ装置４００の高周波電流分布の一例を示す図である。図１２（ａ）は、第１給電側アンテナ素子１２０及びグランド側アンテナ素子１１０を動作させた際の高周波電流分布を示す。図１２（ｂ）は、第２給電側アンテナ素子１３０及びグランド側アンテナ素子１１０を動作させた際の高周波電流分布を示す。電流の向きと大きさは矢印で示される。

【0102】

図１２（ａ）及び図１２（ｂ）において、信号路８４０は、コプレーナラインを構成しており、高周波電流は微小で、アンテナとして動作していない。

【0103】

図１２（ａ）において、高周波電流は主に第１給電側アンテナ素子１２０及びグランド側アンテナ素子１１０に流れており、第１給電側アンテナ素子１２０及びグランド側アンテナ素子１１０は第１のダイポールアンテナとして動作している。

【0104】

図１２（ｂ）において、高周波電流は主に第２給電側アンテナ素子１３０及びグランド側アンテナ素子１１０に流れており、第２給電側アンテナ素子１３０及びグランド側アンテナ素子１１０は第２のダイポールアンテナとして動作している。

【0105】

図１３は、本発明の第４の実施形態のダイバーシティアンテナ装置４００の放射パターンの一例を示す図である。図１３（ａ）は、左側のダイポールアンテナのＸＹ面における水平偏波の放射パターンを示す。図１３（ｂ）は、右側のダイポールアンテナのＸＹ面における水平偏波の放射パターンを示す。放射パターンのグラフの値は、ＸＹ面の特定の角度における、アイソトロピックアンテナを基準とした電力のデシベル値である。

【0106】

２つのダイポールアンテナの指向性は、ＸＹ面において互いに左右逆向きであり、ダイバーシティアンテナとして動作している。

【0107】

図１４は、本発明の第４の実施形態のダイバーシティアンテナ装置４００のインピーダンスの一例を示す図である。図１４（ａ）に左側のダイポールアンテナのインピーダンスを示す。図１４（ｂ）は、右側のダイポールアンテナのインピーダンスを示す。下側のグラフでは、インピーダンスのグラフの値は、特定の周波数に対するインピーダンスの大きさである。上側のグラフは、インピーダンスの大きさと位相の関係を示す。

【0108】

図１４において、ダイバーシティアンテナ装置４００の各ダイポールアンテナは、５ＧＨｚ帯においてインピーダンスが小さく、アンテナとして動作している。

【0109】

以上説明したように、本実施形態のダイバーシティアンテナ装置４００は、第１の実施形態のダイバーシティアンテナ装置１００を含む。また、本実施形態のダイバーシティアンテナ装置４００の信号路８４０はコプレーナラインを構成するので、伝送路から漏洩する電磁波が少ない。従って、本実施形態のダイバーシティアンテナ装置４００は、第１の実施形態のダイバーシティアンテナ装置１００と同じ効果を有する。

【0110】

また、本実施形態のダイバーシティアンテナ装置４００において、グランド側アンテナ素子１１０及び信号路８４０は、１層以上の基板上に形成される。従って、本実施形態のダイバーシティアンテナ装置４００には、無線装置の一部が１層以上の基板上に実装される場合にも、ダイバーシティアンテナを収容するために必要な断面積又は容積を削減できるという効果がある。

【0111】

以上、本発明を、上述した各実施形態およびその変形例によって例示的に説明した。しかしながら、本発明の技術的範囲は、上述した各実施形態およびその変形例に記載した範囲には限定されない。当業者には、係る実施形態に対して多様な変更又は改良を加えることが可能であることは明らかである。そのような場合、係る変更又は改良を加えた新たな実施形態も、本発明の技術的範囲に含まれ得る。そしてこのことは、特許請求の範囲に記載した事項から明らかである。

【産業上の利用可能性】

【0112】

本発明は、無線ＬＡＮルータ、無線通信端末、携帯電話、無線受信端末等の通信機器のアンテナとして利用できる。

【符号の説明】

【0113】

１００ ダイバーシティアンテナ装置
１１０ グランド側アンテナ素子
１２０ 第１給電側アンテナ素子
１３０ 第２給電側アンテナ素子
８１１ グランド線
８１２ 第１信号線
８１３ 第２信号線
９００ 無線装置
９０１ グランド端子
９０２ 第１信号端子
９０３ 第２信号端子
１０３ ダイバーシティアンテナ装置
１１３ グランド側アンテナ素子
１３３ 第２給電側アンテナ素子
２００ ダイバーシティアンテナ装置
７２０ 基板
８２０ 信号路
８２１ グランド線
８２２ 第１信号線
８２３ 第２信号線
３００ ダイバーシティアンテナ装置
７３０ 基板
８３０ 信号路
８３１ グランド線
８３２ 第１信号線
８３３ 第２信号線
４００ ダイバーシティアンテナ装置
７４０ 基板
８４０ 信号路
８４１ グランド線
８４２ 第１信号線
８４３ 第２信号線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】