特許 6183269 アンテナ装置およびこれを搭載した携帯無線端末

(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】6183269

(24)【登録日】2017年8月4日

(45)【発行日】2017年8月23日

(54)【発明の名称】アンテナ装置およびこれを搭載した携帯無線端末

(51)【国際特許分類】

   H01Q 5/35 20150101AFI20170814BHJP

   H01Q 9/16 20060101ALI20170814BHJP

   H01Q 9/30 20060101ALI20170814BHJP

【ＦＩ】

   H01Q5/35

   H01Q9/16

   H01Q9/30

【請求項の数】5

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2014-71100(P2014-71100)

(22)【出願日】2014年3月31日

(65)【公開番号】特開2015-195429(P2015-195429A)

(43)【公開日】2015年11月5日

【審査請求日】2016年11月16日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003067

【氏名又は名称】ＴＤＫ株式会社

(72)【発明者】

【氏名】遠藤 謙二

(72)【発明者】

【氏名】原 康之

【審査官】 佐藤 当秀

(56)【参考文献】

【文献】 特開2013−258649（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開2005−347958（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第06674340（ＵＳ，Ｂ２）

【文献】 特開2013−038665（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｑ ５／００− ９／４４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

グラウンド領域と非グラウンド領域を有する基板と、第１、第２および第３の導体とを有し、前記第１の導体は前記グラウンド領域から離れて配置され、前記第２の導体は、第１の給電点を含み、一端が前記グラウンド領域に設けられた第１の給電点側の伝送線へと接続され、他端が貫通導体を介して前記第３の導体とは異なる面に移り前記第３の導体と上面視直交して前記第１の導体へと接続しており、前記第３の導体は第２の給電点を含み、一端が前記グラウンド領域へ接続され、他端は非活線側線路と活線側線路を有し、前記非活線側線路は前記グラウンド領域に接続され、活線側線路は前記グラウンド領域に設けられた第２の給電点側の伝送線と接続していることを特徴とするアンテナ装置。

【請求項2】

前記第３の導体は少なくとも一部が前記第１の導体と対向してい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】

前記第２の導体は一端が前記第１の給電点側の伝送線に接続され、第１の給電点を含み他端は前記第１の導体に接続されていて、前記第１の給電点から前記第１の給電点側の伝送線までは非活線側線路と活線側線路を有し、前記非活線側線路は前記グラウンド領域に接続され、活線側線路は前記グラウンド領域に設けられた第２の給電点側の伝送線と接続して、第１の給電点は第２の給電点の直近に配置されていることを特徴とする請求項１、２に記載のアンテナ装置。

【請求項4】

少なくとも前記第１または、第２の給電点に関わる整合回路は、複数のリアクタンス素子が多層基板内に形成されたモジュールにより構成されていることを特徴とする請求項１から３何れかに記載のアンテナ装置。

【請求項5】

前記１から４のいずれかに記載のアンテナ装置を搭載したことを特徴とする携帯無線端末。

【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これを搭載した携帯無線端末に関する。

【0002】

近年、携帯電話などの携帯無線端末は、ますます多機能化、高性能化が進んでいる。セルラー通信においては、高速かつ大容量の無線通信システムを実現する技術として、空間多重伝送（ＭＩＭＯ：Ｍｕｌｔｉ−Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉ−Ｏｕｔｐｕｔ）の搭載が開始されつつある。ＭＩＭＯシステムは送信受信とも複数のアンテナを有しており、送信側のそれぞれのアンテナより同時に同一周波数で異なるデータを送信し、それらを複数のアンテナで受信し合成することで擬似的に広帯域化を実現している。これにより、転送速度を向上させ、かつ大容量通信が可能となる。

【0003】

ＭＩＭＯシステムでは同一周波数で動作する２つ以上のアンテナを使用することになるが、携帯電話のような比較的小さな携帯無線端末の基板上に同一周波数帯で動作するアンテナを複数構成する場合、アンテナ間で相互結合が非常に生じやすいという問題がある。アンテナ間の相互結合が大きいと、アンテナ同士が干渉してしまい、具体的にはアンテナ間のアイソレーション特性の劣化、放射パターンの相関が強くなる、といったことが生じる。これらはＭＩＭＯシステムの性能を劣化させ、十分な通信速度を得られない原因となる。

【0004】

この問題に対する一般的な解決策として、基板上のアンテナ同士を十分離間させる方法が知られている。しかし、携帯電話のような携帯無線端末の内部は部品が高密度に実装されており、十分離間させて配置することがスペースの都合上困難である場合や、離間させることでアンテナの占有面積が大きくなってしまい端末の大型化を招き、デザイン性、携帯性を損ねてしまうという問題がある。

【0005】

そのため、本願発明者らは単一のアンテナ素子を互いに十分なアイソレーションが確保される２つのアンテナとして動作させる方法を提案した。特許文献１で記載されているように、基板上に設けられた単一のアンテナ素子に対し、異なる形態で２つの給電点を接続することで、それぞれの給電点が異なるアンテナとして動作させ、アンテナ間の相互結合を回避する方法である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１３−２５８６４９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら特許文献１、に記載されているアンテナ装置では以下のような問題がある。

【0008】

特許文献１の方法ではアンテナ装置を構成する第２の導体２に第１の給電点１１を、第３の導体３（文献図２参照）に第２の給電点１２を設けている。文献図２の例では第３の導体の中途に給電点１２を設置している。この第２の給電点１２は仮想平面１０の位置に設置した場合に最もそれぞれの給電点から給電した信号が互いに垂直に分布して最も理想的にアイソレーションを確保することが出来る。しかしながら第３の導体は給電点から見てグラウンド領域までのどちらの経路とも１本の線路で形成されているため仮想平面１０の位置に第２の給電点１２を設置するためには基板上の無線回路から伝送される電気信号を別途給電線を設置して給電するか、または、第１の給電点とは異なる面に在る第３の導体の両端から逆位相で給電し、実質的に仮想平面１０の位置に給電点１２を配置するので、構造が複雑になり、また給電点が基板の両面にある事から、整合回路素子も両面に配置しなくてはならず、さらなる小型化やコストダウンの障害となっていた。

【0009】

このため第２の給電点１２は第３の導体のいずれかの端に設置する形態が一般的であった。アンテナ装置の仮想平面１０を対称面とするアンテナ装置の対称性を僅かではあるが崩すことになりに実用上使用できるレベルではあるがアイソレーションと周波数特性の劣化を招いていた。

【0010】

本発明は、上記の状況に鑑みて成されたものであり、同一周波数で動作する２つ以上のアンテナ間において、信号の相互干渉を回避するための新たに大きな構成要素を設けることなく、単一のアンテナ素子で２つのアンテナとして動作するアンテナ装置において製造容易でマルチバンドにも適応可能なＵＨＦ（Ｕｌｔｒａ Ｈｉｇｈ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）またはＳＨＦ（Ｓｕｐｅｒ Ｈｉｇｈ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）の広帯域に渡る複数の周波数帯で給電点間の信号の相互干渉を低減することが容易にでき、高いアイソレーション特性を確保できるアンテナ装置およびこれを搭載した携帯無線端末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】

【0011】

上記目的を達成するための本発明に係るアンテナ装置は、グラウンド領域と非グラウンド領域を有する基板と、第１、第２および第３の導体とを有し、第１の導体はグラウンド領域から離れて基板裏面に配置され、第２の導体は、基板表面に第１の給電点を含み、一端が給電伝送線に接続され、他端が貫通導体を介して基板裏面に回り、第１の導体へと接続され、第３の導体は、基板表面の所定の位置に第２の給電点を含み、少なくとも一部が第１の導体と対向し、且つ基板上から平面視したときに第２の導体と直交し、一端側がグラウンド導体に接続され、他端側は非活線側線路と活線側線路を有しており、非活線側線路はグラウンド領域に接続され、活線側線路はグラウンド領域に設けられた給電伝送線に接続されていることを第１の特徴とする。

【0012】

なお、ここで言う所定の位置とは、略線対称を為すアンテナ装置の対称線上で第２、第３の導体が上面視にて交叉している近傍を表している。

【0013】

上記特徴のアンテナ装置によれば第１の給電点は第１の導体、第２の導体を放射導体とするモノポールアンテナに対する給電点として動作し、第２の給電点は所定の位置から第１の導体を放射導体とするダイポールアンテナに対する給電点として動作しそれぞれの給電点がアンテナ装置のほぼ対称線上にあるため、信号分布の向きが直交することから、周波数に関わらずグラウンド領域を経由した電気信号の相互干渉も抑えられ、２つの給電点の間でアイソレーションが向上する。

【0014】

このように、２つの給電点からそれぞれ給電した場合励振方向は互いに直交し、周波数に依存することなく偏波方向やグラウンド領域導体上の電流、および電圧分布は非常に異なることにより、それぞれの給電点から給電した際の各放射パターンの方向毎における放射強度の相関係数が小さくなる。

【0015】

さらに上記特徴のアンテナ装置によれば、第２および第３の導体が互いに直交しているため、第２、第３の導体間の電界結合による信号の相互干渉が広い周波数地域に於いて非常に小さくなり、より一層高いアイソレーション特性が得られる。

【0016】

さらに第２の導体が第１の給電点から第１の導体までは貫通導体で基板の裏面に回って形成されているため第１、第２の給電点は両方とも基板の表面に設置することが可能で、整合回路素子の実装が容易である。

【0017】

また、第３の導体は少なくとも一部が第一の導体と対向していることを第２の特徴とする。

【0018】

このような構成を採っているため、第３の導体と第１の導体は強力な磁界結合を形成しており、第２の給電点は効率よく第１の導体をダイポールアンテナとして動作させている。

【0019】

さらに本発明に係るアンテナ装置において、第１の給電点も所定の位置の近傍に設置され、第２の導体は第１の給電点からグラウンド領域まで非活線側線路と活線側線路を有しており、非活線側線路はグラウンド領域に接続され、活線側線路は基板上に設けられた給電伝送線に接続されていることを第３の特徴とする。

【0020】

上記特徴のアンテナ装置によれば、２組の整合回路がアンテナ装置の所定の位置に集中し、１点から異なる励振を行うので、より高い相互干渉を抑制する効果が得られ、更に高いアイソレーション特性が得られる。

【0021】

さらに本発明に係るアンテナ装置は、第１、第２の給電点に関わる整合回路は少なくとも複数のリアクタンス素子が多層基板内に形成されたモジュールにより構成されていることを第４の特徴とする。

【0022】

上記特徴のアンテナ装置によれば、ここのリアクタンス素子を多数実装する場合に素子ばらつき、実装ばらつき、更には自己共振周波数のばらつき等による特性劣化を軽減することが出来る。特に、マルチバンドや広帯域の特性を取り扱う場合、素子の周波数特性を顧慮したリアクタンスの配置、設計が可能となる。

【0023】

さらに本発明に係る携帯無線端末は、本発明のアンテナ装置を搭載したことを第５の特徴とする。均質な構成であれば給電点はアンテナ装置の対称線上に設置された状態で最も良好なアイソレーション、相関が得られる。しかし実際の携帯端末においてはアンテナ装置以外の部品の材質や配置状態により最良のアイソレーション、相関を得る位置は必ずしもアンテナ装置の対称線上とは限らない。本発明のアンテナ装置はその給電点が配置される所定の位置を活線側線路と非活線側線路により比較的自由に設定できるので携帯端末全体を考慮した対称線上に給電点を配置できる。

【0024】

上記特徴の携帯無線端末によれば、広い周波数帯域に於いて携帯無線端末のアンテナ特性を向上させることができ、小型化を図ることができる。

【発明の効果】

【0025】

本発明によれば同一周波数で動作する２つ以上のアンテナ間において、信号の相互干渉を低減するための構成要素を新たに設けることなく、マルチバンド化に適応したＵＨＦまたはＳＨＦの広帯域に渡る複数の周波数帯で給電点間の信号の相互干渉を低減することができ、高いアイソレーション特性を確保できるアンテナ装置およびこれを搭載した携帯無線端末を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】実施形態１に係るアンテナ装置を示す斜視図である。

【図2】実施形態１に係るアンテナ装置の給電部分詳細を示す上面図の拡大図である。

【図3】実施形態１に係るアンテナ装置を示す給電部分細部斜視図である。

【図4】実施形態１に係るアンテナ装置の給電部に整合回路素子を搭載した細部上面図である。

【図5】実施形態１に係るアンテナ装置の給電部に整合回路素子を搭載した細部斜視図である。

【図6】実施形態２に係るアンテナ装置を示す斜視図である。

【図7】実施形態２に係るアンテナ装置の給電部分詳細を示す上面図の拡大図である。

【図8】実施形態２に係るアンテナ装置を示す給電部分細部斜視図である。

【図9】実施形態３に係るアンテナ装置の給電部分詳細を示す上面図の拡大図である。

【図10】実施形態３に係るアンテナ装置を示す給電部分細部斜視図である。

【図11】実施形態４に係るアンテナ装置を示す斜視図である。

【図12】実施形態４に係るアンテナ装置の給電部分詳細を示す斜視図の拡大図である。

【図13】実施例１に係るアンテナ装置の周波数帯域２ＧＨｚ〜３ＧＨｚにおける電気特性図である。

【図14】実施例１に係るアンテナ装置の周波数帯域５ＧＨｚ〜６ＧＨｚにおける電気特性図である。

【図15】実施例２に係るアンテナ装置の周波数帯域２ＧＨｚ〜３ＧＨｚにおける電気特性図である。

【図16】実施例２に係るアンテナ装置の周波数帯域５ＧＨｚ〜６ＧＨｚにおける電気特性図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。

【0028】

また、以下の本発明の説明において、給電点は全て５０Ωに整合させるべく集中定数素子、乃至、モジュール内に形成されたリアクタンスを用いて調整を行い整合が確保された状態を想定している。しかし、実際には給電点は５０Ωではなくても整合が取れていれば構わない。

【0029】

更に、線路を構成している導体は回路基板のパターンで構成されているように描かれているが、例えば非活線側線路と活線側線路は無線回路から一続きの同軸ケーブル等で形成されていても構わない。線路は図面を簡略化するため活線側線路及び非活線側線路の線路幅を略同一にて描いてあるが、実際には非活線側線路の線路幅が広い、等の詳細は省略されている。

【0030】

（実施形態１）
図１は、実施形態１に係るアンテナ装置を示す斜視図である。図２は、実施形態１に係るアンテナ装置の給電部詳細を示す上面図である。図３は、実施形態１に係るアンテナ装置を示す給電部詳細を示す斜視図である。図４は実施形態１に係るアンテナ装置の給電部に整合素子を搭載している状態の詳細を示す上面図である。図５は実施形態１に係るアンテナ装置の給電部に整合素子を搭載している状態の詳細を示す斜視図である。図１、２、３においては給電点を明確に示すために整合回路については省略してあるが、実際には回路基板上の無線回路装置から給電点を結ぶ伝送線とアンテナ装置の間にはインピーダンス不整合がある事が普通であり、これを解消するため給電点には図４、５に示すようなリアクタンス素子による整合回路が付加される。

【0031】

基板１０１の外形寸法は９２ｍｍ×４０ｍｍであり、厚さは１ｍｍである。図１、２、３に示すようにグラウンド領域２０１と非グラウンド領域２０２を有する基板１０１と、第１の導体１、第２の導体２、及び第３の導体３とを有し、第１の導体１は基板１０１の裏面のグラウンド領域２０１が形成されていない非グラウンド領域２０２で、グラウンド領域と非グラウンド領域の境界線と平行に配置されており、第２の導体２は、第１の給電点１１を含み一端がグラウンド領域２０１の給電伝送線２１へと接続され、他端が所定の位置で基板１０１の反対面にスルーホール２３で繋がり、第１の導体１へと接続され、第３の導体３は所定の位置に第２の給電点１２を含み、少なくとも一部が第１の導体１と対向し、両端がグラウンド領域２０１へ接続されている。

【0032】

更に、第３の導体は第２の給電点１２から見て一方は直接前記グラウンド領域２０１に接続され、他方は非活線側線路と活線側線路を有し、非活線側線路３−ｂはグラウンド領域２０１へ接続され、活線側線路３−ａは前記グラウンド領域に設置されている信号源に通じる給電伝送線２２に接続されている。

【0033】

更に、図１、２、３においては省略してあるがより詳しくは例えば図４、５に示すような整合回路を構成するためのリアクタンス素子３１が搭載されている。これらの素子はすべて同一面に配置されるので実装は容易である。

【0034】

このように構成することで、第１の給電点１１と第１の導体１とは第２の導体２により接続され、第２の給電点１２と第１の導体１とは導体により接続されることなく、第１の導体と第３の導体とが対向する箇所を中心として磁界結合により非接触の状態で給電が行われる。そのため第１の給電点１１と第２の給電点１２との間には導体を経由した信号の伝達経路は存在しないため信号の相互干渉が抑えられる。

【0035】

更に第１の給電点１１は第１の導体１、第２の導体２を放射導体とするモノポールアンテナに対する給電点として動作し、第２の給電点１２は第１の導体１を放射導体とするダイポールアンテナに対する給電点として動作するため、それぞれの給電点より励振した際のグラウンド領域導体上の電流、および電圧分布が異なるためグラウンド領域２０１を経由した信号の相互干渉も抑えられる。これらの効果により給電点間の相互干渉が抑制されアイソレーションが向上する。

【0036】

更に本実施形態では図１、２、３及び図４、５に示すように第２の給電点１２に給電する第３の導体３の給電用活線側線路及び非活線側線路が第２の給電点１２の直近まで配置されているため第２の給電点１２は整合回路を含めて所定の位置に設置することが出来る。

【0037】

このように構成することで前記第３の導体３による前記第１の導体１の励振は所定の位置を通るアンテナ装置の対称線に対する対称性を崩すことがなく、そのため広い周波数帯域に於いて給電点間の相互干渉が抑制されアイソレーションが一層向上する。

【0038】

（実施形態２）
図６は実施形態２に関わるアンテナ装置の斜視図である。図７は、実施形態２に係るアンテナ装置の給電部詳細を示す上面図である。図８は、実施形態２に係るアンテナ装置を示す給電部詳細を示す斜視図である。給電点を明確にするための整合回路素子を省略した状態は図示していないが実施形態１と同様に給電点が設置されている。基板１０１の外形寸法は９６ｍｍ×４０ｍｍであり、厚さは１ｍｍである。その内グラウンド導体２０１の形状は８６ｍｍ×４０ｍｍ、である。実施形態２は実施形態１に対し、グラウンド領域２０１は、第２の導体２を中心線とする線対称形の非グラウンド領域となる所定の位置から見て深さＤ、幅Ｗの切欠き部５を有し、第３の導体３は切欠き部５の開口部を跨ぐように位置している点で異なる。

【0039】

この様に構成することで、第３の導体３を周回して発生する磁束がグラウンド領域２０１によって妨げられる影響が低減し、第１の導体１と第３の導体３との磁界結合が更に強くなる。また、切欠き部５の深さＤを調整することで、結合の強さを調整でき、第２の給電点１２の周波数帯域幅の調整が可能となる。更に切欠き部５を設けることで、グラウンド領域２０１も放射導体と同様に強く励振され、アンテナ放射効率が改善する効果がある。

【0040】

更に、前記第１の給電点１１は前記所定の位置の近傍に設置され、第２の導体２は切り欠き５の底部より給電点１１まで非活線側線路と活線側線路を有し、更に給電点１１から第１の導体へと接続されている点に於いても実施形態１と異なっている。非活線側線路２−ｂは前記グラウンド領域２０１に、活線側線路２−ａは切り欠き５の底部にて給電伝送線路２１に接続されている。

【0041】

このように構成することで、第１の給電点１１及び第２の給電点１２を所定の位置に集中させることが出来る。更にそれぞれの給電点に関わる整合回路も所定の位置に集中している。１点から異なる励振を行うので、より広い周波数範囲で高い相互干渉を抑制する効果が得られ、更に高いアイソレーション特性が得られる。
（実施形態３）
図９は実施形態３に関わるアンテナ装置の給電部詳細の上面図である。図１０は実施形態３に関わるアンテナ装置の給電部詳細の斜視図である。実施形態３は実施形態２に対し、整合回路を構成する各リアクタンス素子がモジュール４１として一つのチップに形成されている点で異なる。

【0042】

このように構成することで、内蔵される各リアクタンス素子は整合回路として必要な定数に基づいて設計されるため、汎用のチップインダクタ、チップキャパシタ等を用いて実装する場合より、自己共振による特性の劣化や実装ばらつきに対して有利である。

【0043】

無論、それぞれの給電点に対して個別に、或いは片側についてのみモジュールを用意することも可能であるが、コストの面に於いて不利であるため必要な事情がある場合のみ片側だけをモジュール化する。

【0044】

異なる種類の携帯無線端末に一つの種類のモジュールで対応するためアンテナ特性が周囲環境による影響を受けやすい部分についてこれを補正する素子については外付け、またはモジュール内の素子と外付けの素子が共同で特性を設定するようにしてもよい。

【0045】

（実施形態４）
図１１は、実施形態４に係るアンテナ装置を示す斜視図である。図１２は実施形態４に関わるアンテナ装置の給電部詳細の斜視図である。図９、図１０に示す実施形態３に係るアンテナ装置と異なる点は、第１の給電点１１及び第２の給電点１２と前記２つの給電点に関わる導体１、２、３、及び切り欠き５が前記基板１０１の辺の中央部ではなく、基板１０１の角部に配置されている点で異なる。このため、非グラウンド領域２０２も基板１０１の角部に配置され、面積が狭く、各バンドの帯域幅が狭くなるので、その対策として第４の導体４を基板１０１を挟み第１の導体１と対向させて設置してある点も異なる。

【0046】

本実施形態に於いては基板１０１の角部に於いて、角を挟む２辺と前記第２の導体が略４５度の角度で配置されている。

【0047】

このように構成することで、基板１０１のアンテナ装置部を除くグラウンド部２０１が正方形または菱形である場合を除き、グラウンド部２０１を含めたアンテナ構成の厳密な意味での対称性は崩れる。しかしアンテナ特性に関与する基板のグラウンド部は給電点の周囲から離れるに従いその影響は小さくなるため実質的には特性が劣化することはない。

【0048】

更にこの様な構成にすることにより、本アンテナ装置を使用する無線装置の回路基板の部品配置、スペース効率が大幅に向上する。本実施形態の基板１０１の外形寸法は１１０ｍｍ×５０ｍｍであり、厚さは１ｍｍである。そしてアンテナ部のスペースは切欠き５を含めて１３ｍｍ×１３ｍｍである。

【0049】

本発明の上述したアンテナ装置において、グラウンド導体２０１は誘電体基板に形成されたグラウンドパターンで構成されていてもかまわないし、携帯無線端末の金属製の筐体により形成されていてもかまわない。また、第１の導体１、第２の導体２、及び第３の導体３は基板１０１上の非グラウンド領域２０２に配置された導体パターンとして述べているが、第１の導体、及び第２の導体の一部は誘電体や磁性体等からなる基体上に配置されたＦＰＣの導体パターン等で構成されていてもかまわないし、携帯無線端末の筐体に直接形成された導体パターンにより構成されていてもかまわないし、板金等で自立する構成であってもかまわない。

【0050】

以下、本発明について、具体的な実施例に基づいて、さらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施することが可能である。

【0051】

なお、本発明の説明における電気特性や電磁界分布のシミュレーション結果はＡｎｓｙｓ社のＨＦＳＳバージョン１５にて得られた結果である。本発明に登場する放射パターンの相互干渉を示す相関係数ρとは上記のシミュレーションで得られたそれぞれの給電点から給電した際の各放射パターンの各方向の遠方界放射強度の結果より、以下の式（１）によって算出したものである。

【数1】

【0052】

式（１）において、аθ、аφはそれぞれ第１の給電点から給電した際の遠方界の電界強度の偏角θ成分、φ成分であり、ｂθ、ｂφはそれぞれ第２の給電点から給電した際の遠方界の電界強度の偏角θ成分、φ成分である。ｍ、ｎはそれぞれ偏角θ、φの各方向の電界強度のサンプリング数を示している。＊は共役複素数を示している。

【実施例】

【0053】

（実施例１）
本実施形態１のシミュレーション実施時における、ＦＲ４（比誘電率＝４．４）基板１０１の外形寸法は９２ｍｍ×４０ｍｍであり、厚さは１ｍｍである。各導体はすべて銅箔である。その内グラウンド導体２０１は８２．５×４０ｍｍである。第１の導体は基板の非グラウンド形成部で、グラウンド部から９ｍｍ離れて基板１０６の下面に形成され、幅１ｍｍ、長さは１５ｍｍである。

【0054】

第２の導体２は、一端が基板１０１のグラウンド領域と非グラウンド領域の境界線中央部で基板上の無線回路と結線する給電伝送線２１とリアクタンス素子３１により構成される第１の整合回路分からなる給電点１１に接続され、他端は所定の位置でスルーホールにより基板裏に回り、第１の導体１に接続されている。第３の導体３は一端がグラウンド領域に接続され、グラウンド領域から直角に３．５ｍｍまで延び、そこで直角に折れ曲がり、アンテナ装置の中心線に向かって４．３ｍｍ延び、所定の領域にてリアクタンス素子３１により構成される第２の整合回路部分からなる給電点１２を介して、そこから整合回路に給電するための非活線側線路と活線側線路を有し、アンテナ装置の中心線に対し線対称形状を為して形成されていて、非活線側線路、は前記グラウンド領域２０１に、活線側線路は基板上の無線回路と結線する給電伝送線２２に接続されている。

【0055】

この実施形態の構成による効果は周波数の如何に関わらず得られるため、整合回路により整合が得られる広範囲の周波数帯でアンテナ装置を構成することが出来る。本実施例に於いては第１の給電点側に４素子、第２の給電点側に３素子のリアクタンス素子を配して、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）／Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）の周波数帯である２．４ＧＨｚから２．５ＧＨｚとＷｉ−Ｆｉ（登録商標）の周波数帯である５．１５ＧＨｚから５．７２５ＧＨｚの２つの周波数帯で整合を取るべくインピーダンス調整を行っている。

【0056】

この様にして得たアンテナ装置の特性を図１３、図１４に示す。図１３は実施形態１に係るアンテナ装置の周波数帯域２ＧＨｚ〜３ＧＨｚにおける電気特性図であり、図１４は周波数帯域５ＧＨｚ〜６ＧＨｚにおける電気特性図である。図１３、図１４における図中５１は第１の給電点１１から見たリターンロス特性、５２は第２の給電点１２から見たリターンロス特性、５３は第１の給電点１１から給電した場合の放射効率、５４は第２の給電点１２から給電した場合の放射効率、５５は第１の給電点１１及び第２の給電点１２の間のアイソレーション特性である。なお、放射パターンの相関係数ρの計算値は２．４４ＧＨｚにおいて０．１２、であり、５．４９ＧＨｚにおいて放射パターンの相関係数ρの計算値は０．１０であった。

【0057】

（実施例２）
本実施形態３のシミュレーション実施時における、ＦＲ４（比誘電率＝４．４）基板１０１の外形寸法は９６ｍｍ×４０ｍｍであり、厚さは１ｍｍである。各導体はすべて銅箔である。その内グラウンド導体２０１の形状は８６ｍｍ×４０ｍｍ、である。導体の切欠き５は、グラウンド導体２０１の非グラウンド領域２０２に接する短辺の中央に非グラウンド領域として形成され、切欠き５の形状は深さＤ＝３．５ｍｍ×幅Ｗ＝９ｍｍの長方形状である。第１の導体は基板の非グラウンド形成部で、グラウンド部から６ｍｍ離れて基板１０１の下面に形成され、幅１ｍｍ、長さは１７．５ｍｍである。

【0058】

第２の導体２、第３の導体３は実施形態３に述べたとおりに構成されていいて、所定の位置にセラミック多層基板内に整合回路を内包した整合回路モジュール４１が設置されている。このモジュールの外形は所謂２０１２０５（２ｍｍ×１．２ｍｍ×０．５ｍｍ）である。

【0059】

それぞれの給電点は、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）／Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）の周波数帯である２．４ＧＨｚから２．５ＧＨｚとＷｉ−Ｆｉ（登録商標）の周波数帯である５．１５ＧＨｚから５．７２５ＧＨｚの２つの周波数帯で整合を取るべく複数の集中定数素子を内包した整合器モジュールでインピーダンス調整を行っている。

【0060】

図１５は実施形態２に係るアンテナ装置の周波数帯域２ＧＨｚ〜３ＧＨｚにおける電気特性図であり、図１６は周波数帯域５ＧＨｚ〜６ＧＨｚにおける電気特性図である。図１５、図１６における図中５１は第１の給電点１１から見たリターンロス特性、５２は第２の給電点１２から見たリターンロス特性、５３は第１の給電点１１から給電した場合の放射効率、５４は第２の給電点１２から給電した場合の放射効率、５５は第１の給電点１１及び第２の給電点１２の間のアイソレーション特性である。放射パターンの相関係数ρの計算値は２．４４ＧＨｚに於いては０．１１であり、５．４９ＧＨｚにおいては０．０５であった。

本実施形態１又は３に係る本実施例１又は２の様なアンテナ装置の構成とすることで、第１の給電点１１は第１の導体１、第２の導体２を放射導体とするモノポールアンテナに対する給電点として動作し、第２の給電点１２は第１の導体１を放射導体とするダイポールアンテナに対する給電点として動作するため、それぞれの給電点より励振した際の共振の向きが異なるためグラウンド領域２０１を経由した信号の相互干渉も抑えられる。そのため相互結合を低減するための構成要素を新たに設けることなく、複数の周波数帯において、高いアイソレーション特性と、それぞれの給電点から給電した際の各放射パターンの方向毎における放射強度の相関係数が低減された特性が得られ、放射効率の確保されたアンテナ装置が構成可能であることが確認された。

【産業上の利用可能性】

【0061】

以上のように、本発明のアンテナ装置およびこれを搭載した携帯無線端末は、信号の相互干渉が小さく、小型でマルチバンド化も可能な複数のアンテナを構成可能なため携帯電話などの携帯無線端末に有用である。

【符号の説明】

【0062】

１ 第１の導体
２ 第２の導体
２−ａ 活線側線路
２−ｂ 非活線側線路
３ 第３の導体
３−ａ 活線側線路
３−ｂ 非活線側線路
４ 第４の導体
５ 切り欠き
１１ 第１の給電点
１２ 第２の給電点
２１ 第１の給電点側の給電伝送線
２２ 第２の給電点側の給電伝送線
２３ 貫通導体
３１ リアクタンス素子
４１ 整合器モジュール
５１ 第１の給電点から見たリターンロス特性
５２ 第２の給電点から見たリターンロス特性
５３ 第１の給電点に入力した場合の放射効率
５４ 第２の給電点に入力した場合の放射効率
５５ 第１の給電点と第２の給電点とのアイソレーション特性
１０１ 基板
２０１ グラウンド領域
２０２ 非グラウンド領域
Ｄ 切欠き５の深さ
Ｗ 切欠き５の幅

【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】

【図15】

【図16】