特許 6187749 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】6187749

(24)【登録日】2017年8月10日

(45)【発行日】2017年8月30日

(54)【発明の名称】アンテナ装置

(51)【国際特許分類】

   H01Q 5/321 20150101AFI20170821BHJP

   H01Q 9/42 20060101ALI20170821BHJP

【ＦＩ】

   H01Q5/321

   H01Q9/42

【請求項の数】7

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2013-119168(P2013-119168)

(22)【出願日】2013年6月5日

(65)【公開番号】特開2014-236496(P2014-236496A)

(43)【公開日】2014年12月15日

【審査請求日】2016年3月31日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006264

【氏名又は名称】三菱マテリアル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100120396

【弁理士】

【氏名又は名称】杉浦 秀幸

(72)【発明者】

【氏名】行本 真介

(72)【発明者】

【氏名】岸 泰成

(72)【発明者】

【氏名】斉藤 嶺

【審査官】 佐藤 当秀

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−１１４６６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０６８５３３４１（ＵＳ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｑ ５／００− ５／５５

Ｈ０１Ｑ ９／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

絶縁性の基板本体と、前記基板本体の表面にそれぞれ金属箔でパターン形成された第１エレメント、第２エレメント及び第３エレメントとを備え、
前記第１エレメントが、基端側に給電点が接続されると共に前記基板本体のいずれかの一辺に向けて延在する第１延在部と、前記第１延在部の先端に基端側が接続され前記第１延在部に直交する方向に延在する第２延在部と、前記第２延在部の先端に基端が接続され前記第１延在部に沿って前記第１延在部の基端側に向けて延在する第３延在部と、前記第３延在部の先端から前記第２延在部に沿って前記第２延在部の基端側に向けて延在する第４延在部と、前記第４延在部の先端に基端が接続され前記第１延在部に沿って延在し他端側がグランドに接続される第５延在部とを有し、
前記第２エレメントが、前記第２延在部の基端から前記一辺に向けて延在する第６延在部と、前記第６延在部の先端に基端が接続され前記第２延在部に沿って前記第２延在部の先端側に向けて延在する第７延在部とを有し、
前記第３エレメントが、前記第６延在部及び前記第１延在部の少なくとも一方に基端が接続され前記第７延在部側とは逆方向に延在する第１０延在部と、前記第１０延在部の先端から前記第６延在部に沿って延在する第１１延在部とを有し、
前記第１０延在部が、前記第６延在部の先端側に基端が接続され、
前記第１１延在部が、前記第６延在部の基端側に向けて延在し先端が開放端となっていることを特徴とするアンテナ装置。

【請求項2】

絶縁性の基板本体と、前記基板本体の表面にそれぞれ金属箔でパターン形成された第１エレメント、第２エレメント及び第３エレメントとを備え、
前記第１エレメントが、基端側に給電点が接続されると共に前記基板本体のいずれかの一辺に向けて延在する第１延在部と、前記第１延在部の先端に基端側が接続され前記第１延在部に直交する方向に延在する第２延在部と、前記第２延在部の先端に基端が接続され前記第１延在部に沿って前記第１延在部の基端側に向けて延在する第３延在部と、前記第３延在部の先端から前記第２延在部に沿って前記第２延在部の基端側に向けて延在する第４延在部と、前記第４延在部の先端に基端が接続され前記第１延在部に沿って延在し他端側がグランドに接続される第５延在部とを有し、
前記第２エレメントが、前記第２延在部の基端から前記一辺に向けて延在する第６延在部と、前記第６延在部の先端に基端が接続され前記第２延在部に沿って前記第２延在部の先端側に向けて延在する第７延在部とを有し、
前記第３エレメントが、前記第６延在部及び前記第１延在部の少なくとも一方に基端が接続され前記第７延在部側とは逆方向に延在する第１０延在部と、前記第１０延在部の先端から前記第６延在部に沿って延在する第１１延在部とを有し、
前記第１０延在部が、前記第１延在部に基端が接続され、
前記第１１延在部が、前記第６延在部の先端側に向けて延在し先端が開放端となっていることを特徴とするアンテナ装置。

【請求項3】

絶縁性の基板本体と、前記基板本体の表面にそれぞれ金属箔でパターン形成された第１エレメント、第２エレメント及び第３エレメントとを備え、
前記第１エレメントが、基端側に給電点が接続されると共に前記基板本体のいずれかの一辺に向けて延在する第１延在部と、前記第１延在部の先端に基端側が接続され前記第１延在部に直交する方向に延在する第２延在部と、前記第２延在部の先端に基端が接続され前記第１延在部に沿って前記第１延在部の基端側に向けて延在する第３延在部と、前記第３延在部の先端から前記第２延在部に沿って前記第２延在部の基端側に向けて延在する第４延在部と、前記第４延在部の先端に基端が接続され前記第１延在部に沿って延在し他端側がグランドに接続される第５延在部とを有し、
前記第２エレメントが、前記第２延在部の基端から前記一辺に向けて延在する第６延在部と、前記第６延在部の先端に基端が接続され前記第２延在部に沿って前記第２延在部の先端側に向けて延在する第７延在部とを有し、
前記第３エレメントが、前記第６延在部及び前記第１延在部の少なくとも一方に基端が接続され前記第７延在部側とは逆方向に延在する第１０延在部と、前記第１０延在部の先端から前記第６延在部に沿って延在する第１１延在部とを有し、
前記第１０延在部が、前記第６延在部の先端側に基端が接続されたものと、前記第１延在部に基端が接続されたものとの一対設けられ、
前記第１１延在部が、一対の前記第１０延在部の一方に基端が接続され他方に先端が接続されていることを特徴とするアンテナ装置。

【請求項4】

請求項１から３のいずれか一項に記載のアンテナ装置において、
前記第２エレメントが、前記第６延在部と前記第７延在部とを接続する第８延在部と第９延在部とを有し、
前記第８延在部が、前記第６延在部の先端に基端が接続され前記第２延在部に沿って前記第２延在部の先端側に向けて延在し、
前記第９延在部が、前記第８延在部の先端に基端が接続され前記第６延在部に沿って前記第６延在部の基端側に向けて延在し先端が前記第７延在部の基端に接続されていることを特徴とするアンテナ装置。

【請求項5】

請求項１から４のいずれか一項に記載のアンテナ装置において、
前記第７延在部の途中に誘電体アンテナのアンテナ素子が接続されていることを特徴とするアンテナ装置。

【請求項6】

請求項１から５のいずれか一項に記載のアンテナ装置において、
前記第７延在部に第１受動素子が接続されていることを特徴とするアンテナ装置。

【請求項7】

請求項１から６のいずれか一項に記載のアンテナ装置において、
前記第１０延在部に第２受動素子が接続されていることを特徴とするアンテナ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、複数共振化が可能なアンテナ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、通信機器において、アンテナの共振周波数を複共振化するためには、放射電極と誘電体ブロックとを備えたアンテナや、スイッチ，制御電圧源を用いたアンテナ装置が提案されている。
例えば、誘電体ブロックによる従来技術としては、特許文献１では、放射電極を樹脂成型体に形成し、さらに誘電体ブロックを接着剤で一体化することで高効率を得る複合アンテナが提案されている。

【0003】

また、スイッチ，制御電圧源を用いた従来技術としては、特許文献２では、第１の放射電極と、第２の放射電極と、第１の放射電極の途中部と第２の放射電極の基端部との間に介設され、第２の放射電極を第１の放射電極と電気的に接続又は切断させるためのスイッチと、を備えるアンテナ装置が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１０−８１０００号公報

【特許文献2】特開２０１０−１６６２８７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上記従来の技術においても、以下の課題が残されている。
すなわち、特許文献１に記載のような誘電体ブロックによる技術では、放射電極を励振する誘電体ブロックを使用しており、機器毎に誘電体ブロック、放射電極パターン等の設計が必要になり、その設計条件によってアンテナ性能が劣化したり、不安定要素が増加する不都合がある。また、放射電極が樹脂成型体の表面に形成されているため、樹脂成型体上に放射電極パターンを設計する必要があり、実装する通信機器やその用途に応じて、アンテナ設計、金型設計が必要になり、大幅なコストの増大を招いてしまう。さらに、誘電体ブロックと樹脂成型体とを接着剤で一体化するので、接着剤のＱ値以外にも接着条件（接着剤の厚み、接着面積等）により、アンテナ性能が劣化したり、不安定要素が増加する不都合がある。
また、特許文献２に記載のようなスイッチ，制御電圧源を用いたアンテナ装置の場合、スイッチで共振周波数を切り替えを行うために、制御電圧源の構成やリアクタンス回路等が必要であり、アンテナ構成が機器毎に複雑化し、設計の自由度が無く、容易なアンテナ調整が困難であるという問題があった。

【0006】

本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、複共振化した各共振周波数のフレキシブルな調整が可能で、用途や機器毎に応じたアンテナ性能を安価かつ容易に確保できると共に小型化や薄型化が可能なアンテナ装置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】

本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、第１の発明に係るアンテナ装置は、絶縁性の基板本体と、前記基板本体の表面にそれぞれ金属箔でパターン形成された第１エレメント及び第２エレメントとを備え、前記第１エレメントが、基端側に給電点が接続されると共に前記基板本体のいずれかの一辺に向けて延在する第１延在部と、前記第１延在部の先端に基端側が接続され前記第１延在部に直交する方向に延在する第２延在部と、前記第２延在部の先端に基端が接続され前記第１延在部に沿って前記第１延在部の基端側に向けて延在する第３延在部と、前記第３延在部の先端から前記第２延在部に沿って前記第２延在部の基端側に向けて延在する第４延在部と、前記第４延在部の先端に基端が接続され前記第１延在部に沿って延在し先端側がグランドに接続される第５延在部とを有し、前記第２エレメントが、前記第２延在部の基端から前記一辺に向けて延在する第６延在部と、前記第６延在部の先端に基端が接続され前記第２延在部に沿って前記第２延在部の先端側に向けて延在する第７延在部とを有していることを特徴とする。

【0008】

このアンテナ装置では、基板本体の表面にそれぞれ金属箔でパターン形成された上記の第１エレメント及び第２エレメントを備えているので、各エレメント間やグランドとの間の各浮遊容量とを効果的に利用することで、複共振化させることができる。
特に、第１エレメントが、上記の第２延在部と第３延在部と第４延在部とを有しているので、第１エレメントが折り返して延在することで第７延在部との間の浮遊容量が大きくなると共に折り返し部分内でも浮遊容量を発生させることができる。したがって、折り返しによって第１エレメントが長くなることと、折り返しで得られた浮遊容量とによって、共振周波数を得ることができる。また、高いインピーダンスとなる第２エレメントの先端（第７延在部の先端）に対しても、折り返し部分で効果的に浮遊容量を発生させることができる。

【0009】

第２の発明に係るアンテナ装置は、第１の発明において、前記第２エレメントが、前記第６延在部と前記第７延在部とを接続する第８延在部と第９延在部とを有し、前記第８延在部が、前記第６延在部の先端に基端が接続され前記第２延在部に沿って前記第２延在部の先端側に向けて延在し、前記第９延在部が、前記第８延在部の先端に基端が接続され前記第６延在部に沿って前記第６延在部の基端側に向けて延在し先端が前記第７延在部の基端に接続されていることを特徴とする。
すなわち、このアンテナ装置では、第２エレメントが、上記の第８延在部と第９延在部とを有しているので、折り返し部分となる第６延在部と第９延在部との間に浮遊容量が発生し、並列共振が発生することで、第２エレメントのインピーダンスを高くすることができる。

【0010】

第３の発明に係るアンテナ装置は、第１又は第２の発明において、前記基板本体の表面に金属箔でパターン形成された第３エレメントを備え、前記第３エレメントが、前記第６延在部及び前記第１延在部の少なくとも一方に基端が接続され前記第７延在部側とは逆方向に延在する第１０延在部と、前記第１０延在部の先端から前記第６延在部に沿って延在する第１１延在部とを有していることを特徴とする。
すなわち、このアンテナ装置では、第３エレメントが、上記の第１０延在部と第１１延在部とを有しているので、主に第１エレメントと第２エレメントとで得られる２つの共振周波数とは別の共振周波数を第３エレメントにより得ることができる。

【0011】

第４の発明に係るアンテナ装置は、第３の発明において、前記第１０延在部が、前記第６延在部の先端側に基端が接続され、前記第１１延在部が、前記第６延在部の基端側に向けて延在し先端が開放端となっていることを特徴とする。
第５の発明に係るアンテナ装置は、第３の発明において、前記第１０延在部が、前記第１延在部に基端が接続され、前記第１１延在部が、前記第６延在部の先端側に向けて延在し先端が開放端となっていることを特徴とする。
第６の発明に係るアンテナ装置は、第３の発明において、前記第１０延在部が、前記第６延在部の先端側に基端が接続されたものと、前記第１延在部に基端が接続されたものとの一対設けられ、前記第１１延在部が、一対の前記第１０延在部の一方に基端が接続され他方に先端が接続されていることを特徴とする。

【0012】

第７の発明に係るアンテナ装置は、第１から第６の発明のいずれかにおいて、前記第７延在部の途中に誘電体アンテナのアンテナ素子が接続されていることを特徴とする。
すなわち、このアンテナ装置では、所望の共振周波数に自己共振しないローディング素子のアンテナ素子によってエレメント長の短縮化及び高インピーダンス化と、浮遊容量の増大とが可能になり、複共振化の調整が容易になると共に小型化とアンテナ特性の向上とを図ることができる。
また、基板本体の平面内で設計が可能であり、従来の誘電体ブロックや樹脂成型体等を使用する場合に比べて薄型化が可能であると共に、誘電体アンテナであるアンテナ素子の選択によって、小型化および高性能化が可能になる。また、金型、設計変更等によるコストが必要なく、低コストを実現することができる。

【0013】

第８の発明に係るアンテナ装置は、第１から第７の発明のいずれかにおいて、前記第７延在部に第１受動素子が接続されていることを特徴とする。
第９の発明に係るアンテナ装置は、第３の発明において、前記第１０延在部に第２受動素子が接続されていることを特徴とする。
すなわち、これらのアンテナ装置では、各受動素子の選択によって、各共振周波数をフレキシブルに調整可能であり、設計条件に応じた複共振化が可能なアンテナ装置を得ることができる。このように、アンテナ構成上、各共振周波数をフレキシブルに調整できるため、共振周波数の入れ替えが可能になり、用途や機器に応じて受動素子等による調整箇所を変更可能になっている。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、以下の効果を奏する。
本発明のアンテナ装置によれば、基板本体の表面にそれぞれ金属箔でパターン形成された上記の第１エレメント及び第２エレメントを備えているので、各エレメント間やグランドとの間の各浮遊容量とを効果的に利用することで、少なくとも２つ以上の共振周波数による複共振化させることができる。
特に、第１エレメントが、上記の第２延在部と第３延在部と第４延在部とを有しているので、折り返しによって第１エレメントが長くなることと、折り返しで得られた浮遊容量とによって、共振周波数を得ることができる。
また、エレメントに接続するアンテナ素子や受動素子の選択によって、各共振周波数をフレキシブルに調整可能であり、設計条件に応じた複共振化が可能になると共に、小型化および高性能化が可能になる。
したがって、本発明のアンテナ装置は、多様な用途や機器に対応した複共振化が容易に可能になると共に、省スペース化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明に係るアンテナ装置の第１実施形態において、各エレメントの位置関係を示す平面図である。

【図2】第１実施形態において、各共振周波数に寄与する主な領域を示す配線図である。

【図3】第１実施形態において、アンテナ装置で生じる浮遊容量を示す配線図である。

【図4】第１実施形態において、回路基板のインピーダンス調整回路を示す回路図である。

【図5】第１実施形態において、アンテナ素子を示す斜視図（ａ）、平面図（ｂ）、正面図（ｃ）および底面図（ｄ）である。

【図6】第１実施形態において、３共振化した際のＶＳＷＲ特性（電圧定在波比）を示すグラフである。

【図7】本発明に係るアンテナ装置の第２実施形態において、各エレメントの位置関係を示す配線図である。

【図8】本発明に係るアンテナ装置の第３実施形態において、各エレメントの位置関係を示す配線図である。

【図9】本発明に係るアンテナ装置の第４実施形態において、各エレメントの位置関係を示す配線図である。

【図10】発明に係るアンテナ装置の実施例において、アンテナ装置の放射パターンを示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明に係るアンテナ装置の第１実施形態を、図１から図６を参照しながら説明する。

【0017】

本実施形態におけるアンテナ装置１は、図１及び図２に示すように、絶縁性の基板本体２と、基板本体２の表面にそれぞれ銅箔等の金属箔でパターン形成された第１エレメント３、第２エレメント４及び第３エレメント５とを備えている。

【0018】

上記第１エレメント３は、基端側に給電点ＦＰが接続されると共に基板本体２のいずれかの一辺（本実施形態では、図１の符号２ａ）に向けて延在する第１延在部Ｅ１と、第１延在部Ｅ１の先端に基端側が接続され第１延在部Ｅ１に直交する方向に延在する第２延在部Ｅ２と、第２延在部Ｅ２の先端に基端が接続され第１延在部Ｅ１に沿って第１延在部Ｅ１の基端側に向けて延在する第３延在部Ｅ３と、第３延在部Ｅ３の先端から第２延在部Ｅ２に沿って第２延在部Ｅ２の基端側に向けて延在する第４延在部Ｅ４と、第４延在部Ｅ４の先端に基端が接続され第１延在部Ｅ１に沿って延在し他端側がグランドＧＮＤに接続される第５延在部Ｅ５とを有している。

【0019】

上記第２エレメント４は、第２延在部Ｅ２の基端から前記一辺２ａに向けて延在する第６延在部Ｅ６と、第６延在部Ｅ６の先端に基端が接続され第２延在部Ｅ２に沿って第２延在部Ｅ２の先端側に向けて延在する第７延在部Ｅ７と、第６延在部Ｅ６と第７延在部Ｅ７とを接続する第８延在部Ｅ８と第９延在部Ｅ９とを有している。
上記第８延在部Ｅ８は、第６延在部Ｅ６の先端に基端が接続され第２延在部Ｅ２に沿って第２延在部Ｅ２の先端側に向けて延在している。
また、上記第９延在部Ｅ９は、第８延在部Ｅ８の先端に基端が接続され、第６延在部Ｅ６に沿って第６延在部Ｅ６の基端側に向けて延在していると共に先端が第７延在部Ｅ７の基端に接続されている。
すなわち、第７延在部Ｅ７は、第８延在部Ｅ８と第９延在部Ｅ９とを介して第６延在部の先端に接続されている。なお、第８延在部Ｅ８と第９延在部Ｅ９とを介して接続することが好ましいが、第７延在部Ｅ７と第６延在部Ｅ６とを直接接続しても構わない。

【0020】

上記第３エレメント５は、第６延在部Ｅ６の先端側に基端が接続され第７延在部Ｅ７側とは逆方向に延在する第１０延在部Ｅ１０と、第１０延在部Ｅ１０の先端から第６延在部Ｅ６に沿って延在する第１１延在部Ｅ１１とを有している。
本実施形態の第１１延在部Ｅ１１は、第６延在部Ｅ６の基端側に向けて延在し先端が開放端となっている。

【0021】

上記第７延在部Ｅ７の途中には、誘電体アンテナのアンテナ素子ＡＴが接続されている。
また、第７延在部Ｅ７には、アンテナ素子ＡＴよりも基端側の途中に第１受動素子Ｐ１が接続されている。さらに、第１０延在部Ｅ１０には、第２受動素子Ｐ２が接続されている。

【0022】

第１延在部Ｅ１は、基板本体２とは別に設けられた回路基板２Ｂに接続配線１１ａで接続され、回路基板２Ｂのインピーダンス調整回路１２を介して給電点ＦＰに接続されている。
また、第５延在部Ｅ５は、基端が上記回路基板２Ｂに接続配線１１ｂで接続され、回路基板２Ｂの受動素子Ｐ１１を介してグランドＧＮＤに接続されている。すなわち、第５延在部Ｅ５は、グランドＧＮＤと接続されたグランドパターンである。

【0023】

上記回路基板２Ｂ上には、図４に示すように、接続配線１１ａから給電点ＦＰに接続する配線の途中と、接続配線１１ｂからグランドＧＮＤに接続する配線の途中とに設けられたインピーダンス調整回路１２として、受動素子Ｐ１２ａ〜Ｐ１２ｃと受動素子Ｐ１１とが実装されている。すなわち、接続配線１１ｂとグランドＧＮＤとの間に接続された受動素子Ｐ１１と、接続配線１１ａと給電点ＦＰとの間の配線に直列に接続された受動素子Ｐ１２ａと、接続配線１１ａと給電点ＦＰとの間の配線（受動素子Ｐ１２ａの両側）とグランドＧＮＤとの間に並列に接続された２つの受動素子Ｐ１２ｂ，Ｐ１２ｃとが回路基板２Ｂ上に実装されている。

【0024】

上記基板本体２及び回路基板２Ｂは、一般的なプリント基板であって、本実施形態では、ガラスエポキシ樹脂等からなるプリント基板を採用している。なお、接続配線１１ａ，１１ｂは、ピンプローブ、板状の金属によるバネ接点又はＦＰＣ等で形成されている。
上記給電点ＦＰは、回路基板２ＢのグランドＧＮＤに設けられた高周波回路（図示略）の給電点に接続される。なお、図２、図３及び以降の配線図では、インピーダンス調整回路１２及び回路基板２Ｂを省略して給電点ＦＰ及びグランドＧＮＤだけを図示している。
上記各受動素子は、例えばインダクタ、コンデンサ、抵抗又はジャンパー線が採用される。

【0025】

上記アンテナ素子ＡＴは、所望の共振周波数に自己共振しないローディング素子であって、例えば図５に示すように、セラミックス等の誘電体１２１の表面にＡｇ等の導体パターン１２２が形成されたチップアンテナである。
このアンテナ素子ＡＴは、共振周波数等の設定に応じて、その長さ、幅、導体パターン等が異なる素子を選択しても構わない。また、所望の周波数によっては、アンテナ素子ＡＴに使用している誘電体１２１を、磁性体、若しくは誘電体と磁性体とを混合した複合材料としても構わない。

【0026】

上記第１エレメント３と第２エレメント４と第３エレメント５とは、互いの間の浮遊容量と、グランドＧＮＤとの間の浮遊容量とを発生可能に、互いに間隔を空けて延在している。
すなわち、図３に示すように、第４延在部Ｅ４とグランドＧＮＤとの間の浮遊容量Ｃａと、第７延在部Ｅ７とグランドＧＮＤとの間の浮遊容量Ｃｂと、アンテナ素子ＡＴとグランドＧＮＤとの間の浮遊容量Ｃｃと、第２延在部Ｅ２と第４延在部Ｅ４との間の浮遊容量Ｃｄと、第７延在部Ｅ７と第２延在部Ｅ２との間の浮遊容量Ｃｅと、第６延在部Ｅ６と第９延在部Ｅ９との間の浮遊容量Ｃｆと、第６延在部Ｅ６と第１１延在部Ｅ１１との間の浮遊容量Ｃｇと、第１１延在部Ｅ１１とグランドＧＮＤとの間の浮遊容量Ｃｈとが発生可能である。

【0027】

次に、本実施形態のアンテナ装置における各共振周波数について、図を参照して説明する。

【0028】

本実施形態のアンテナ装置１では、図５に示すように、周波数の低い方から、第１の共振周波数ｆ１、第２の共振周波数ｆ２及び第３の共振周波数ｆ３の順に３つの周波数帯に複共振化される。
上記第１の共振周波数ｆ１は、第２エレメント４と第１エレメント３とアンテナ素子ＡＴと第１受動素子Ｐ１と浮遊容量とで決定される。また、上記第２の共振周波数ｆ２は、第３エレメント５と第１エレメント３と第２受動素子Ｐ２と浮遊容量とで決定される。さらに、上記第３の共振周波数ｆ３は、第１エレメント３と浮遊容量とで決定される。

【0029】

以下、これら共振周波数について、より詳しく説明する。
「第１の共振周波数ｆ１について」
上記第１の共振周波数ｆ１の周波数は、第２エレメント４と第１エレメント３とアンテナ素子ＡＴと第１受動素子Ｐ１と浮遊容量Ｃａ，Ｃｂ，Ｃｃ，Ｃｄ，Ｃｅ，Ｃｆとにより設定および調整することができる。
また、第１の共振周波数ｆ１のインピーダンス調整は、浮遊容量Ｃａ，Ｃｂ，Ｃｃ，Ｃｄ，Ｃｅ，Ｃｆの各浮遊容量の設定で行うことができる。
さらに、最終的な周波数調整は、第１受動素子Ｐ１の選択によりフレキシブルに行うことが可能である。
なお、第１の共振周波数ｆ１における最終的なインピーダンス調整は、受動素子Ｐ１１と受動素子Ｐ１２ｃとの選択によりグランドＧＮＤ側に流れる高周波電流の流れをコントロールすることで、フレキシブルに行うことが可能である。
このように第１の共振周波数ｆ１は、主に図２中の一点鎖線Ａ１の部分で調整される。

【0030】

「第２の共振周波数ｆ２について」
上記第２の共振周波数ｆ２の周波数は、第３エレメント５と第１エレメント３と第２受動素子Ｐ２と浮遊容量Ｃａ，Ｃｄ，Ｃｅ，Ｃｆ，Ｃｇ，Ｃｈとにより設定および調整することができる。
また、第２の共振周波数ｆ２のインピーダンス調整は、浮遊容量Ｃａ，Ｃｄ，Ｃｅ，Ｃｆ，Ｃｇ，Ｃｈの各浮遊容量の設定で行うことができる。
さらに、最終的な周波数調整は、第２受動素子Ｐ２の選択によりフレキシブルに行うことが可能である。
なお、第２の共振周波数ｆ２における最終的なインピーダンス調整は、受動素子Ｐ１１と受動素子Ｐ１２ａ，Ｐ１２ｂとの選択によりグランドＧＮＤ側に流れる高周波電流の流れをコントロールすることで、フレキシブルに行うことが可能である。
このように第２の共振周波数ｆ２は、主に図２中の二点鎖線Ａ２の部分で調整される。

【0031】

「第３の共振周波数ｆ３について」
上記第３の共振周波数ｆ３の周波数は、第１エレメント３と浮遊容量Ｃａ，Ｃｄ，Ｃｅとにより設定および調整することができる。
また、第３の共振周波数ｆ３のインピーダンス調整は、浮遊容量Ｃａ，Ｃｄ，Ｃｅの各浮遊容量の設定で行うことができる。
さらに、最終的な周波数調整は、受動素子Ｐ１２ａの選択によりフレキシブルに行うことが可能である。
なお、第３の共振周波数ｆ３における最終的なインピーダンス調整は、受動素子Ｐ１１の選択によりグランドＧＮＤ側に流れる高周波電流の流れをコントロールすることで、フレキシブルに行うことが可能である。
このように第３の共振周波数ｆ３は、主に図２中の破線Ａ３の部分で調整される。

【0032】

このように本実施形態のアンテナ装置１では、基板本体２の表面にそれぞれ金属箔でパターン形成された上記の第１エレメント３、第２エレメント４及び第３エレメント５を備えているので、各エレメント間やグランドＧＮＤとの間の各浮遊容量とを効果的に利用することで、複共振化させることができる。
特に、第１エレメント３が、上記の第２延在部Ｅ２と第３延在部Ｅ３と第４延在部Ｅ４とを有しているので、第１エレメント３が折り返して延在することで第７延在部Ｅ７との間の浮遊容量が大きくなると共に折り返し部分内でも浮遊容量を発生させることができる。したがって、折り返しによって第１エレメント３が長くなることと、折り返しで得られた浮遊容量とによって、共振周波数を得ることができる。また、高いインピーダンスとなる第２エレメント４の先端（第７延在部Ｅ７の先端）に対しても、折り返し部分で効果的に浮遊容量を発生させることができる。

【0033】

また、第２エレメント４が、上記の第８延在部Ｅ８と第９延在部Ｅ９とを有しているので、折り返し部分となる第６延在部Ｅ６と第９延在部Ｅ９との間に浮遊容量が発生し、並列共振が発生することで、第２エレメント４のインピーダンスを高くすることができる。

【0034】

また、所望の共振周波数に自己共振しないローディング素子のアンテナ素子ＡＴによってエレメント長の短縮化及び高インピーダンス化と、浮遊容量の増大とが可能になり、複共振化の調整が容易になると共に小型化とアンテナ特性の向上とを図ることができる。
また、基板本体２の平面内で設計が可能であり、従来の誘電体ブロックや樹脂成型体等を使用する場合に比べて薄型化が可能であると共に、誘電体アンテナであるアンテナ素子ＡＴの選択によって、小型化および高性能化が可能になる。また、金型、設計変更等によるコストが必要なく、低コストを実現することができる。

【0035】

また、アンテナ素子ＡＴおよび各受動素子の選択によって、各共振周波数をフレキシブルに調整可能であり、設計条件に応じた複共振化が可能なアンテナ装置を得ることができる。このように、アンテナ構成上、各共振周波数をフレキシブルに調整できるため、共振周波数の入れ替えが可能になり、用途や機器に応じて受動素子等による調整箇所を変更可能になっている。

【0036】

次に、本発明に係るアンテナ装置の第２から第４実施形態について、図７から図９を参照して以下に説明する。なお、以下の各実施形態の説明において、上記実施形態において説明した同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。

【0037】

第２実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では、第３エレメント５が設けられているのに対し、第２実施形態のアンテナ装置２１は、図７に示すように、第３エレメント５が無く、第１エレメント３及び第２エレメント４だけでアンテナエレメントが構成されている点である。
したがって、第２実施形態のアンテナ装置２１では、第３エレメント５で得られる共振周波数が無く、第１エレメント３と第２エレメント４とで得られる２つの共振周波数が得られる。

【0038】

第３実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では、第１０延在部Ｅ１０が、第６延在部Ｅ６の先端側に基端が接続され、第１１延在部Ｅ１１が、第６延在部Ｅ６の基端側に向けて延在し先端が開放端となっているのに対し、第３実施形態のアンテナ装置３１は、図８に示すように、第３エレメント３５において、第１０延在部Ｅ１０Ｂが、第１延在部Ｅ１の途中に基端が接続され、第１１延在部Ｅ１１が、第６延在部Ｅ６の先端側に向けて延在し先端が開放端となっている点である。
すなわち、第３実施形態では、第３エレメント３５が第１実施形態とは逆向きの開放端を有している。

【0039】

また、第４実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１１延在部Ｅ１１の先端が開放端になっているのに対し、第４実施形態のアンテナ装置４１では、図９に示すように、第１１延在部Ｅ１１の両端が第１０延在部Ｅ１０Ａ及び第１０延在部Ｅ１０Ｂを介して第６延在部Ｅ６及び第１延在部Ｅ１に接続され、第３エレメント４５が閉じている点である。

【0040】

すなわち、第４実施形態のアンテナ装置４１では、第１０延在部が、第６延在部Ｅ６の先端側に基端が接続された第１０延在部Ｅ１０Ａと、第１延在部Ｅ１に基端が接続された第１０延在部Ｅ１０Ｂとの一対設けられ、第１１延在部Ｅ１１が、一対の第１０延在部Ｅ１０Ａ，Ｅ１０Ｂの一方に基端が接続され他方に先端が接続されている、したがって、第４実施形態では、第３エレメント４５がループ状となっており、開放端を有していない。なお、第１０延在部Ｅ１０Ａには、第２受動素子Ｐ２ａが接続されており、第１０延在部Ｅ１０Ｂには、第２受動素子Ｐ２ｂが接続されている。

【0041】

このように第３実施形態及び第４実施形態でも、第３エレメント３５，４５によって共振周波数が得られ、第１実施形態と同様に３つの共振周波数による複共振化が可能である。

【実施例】

【0042】

次に、上記第１実施形態のアンテナ装置を実際に作製した実施例について、ＶＳＷＲ特性（電圧定在波比）を測定した結果と、各共振周波数での放射パターンについて測定した結果とを、図６及び図１０を参照して説明する。

【0043】

なお、これらの測定においては、各受動素子は以下のものを用いた。
第１受動素子Ｐ１：Ｌ＝２．２ｎＨのインダクタ
第２受動素子Ｐ２：Ｌ＝１．２ｎＨのインダクタ
受動素子Ｐ１１：Ｌ＝１０ｎＨのインダクタ
受動素子Ｐ１２ａ：Ｌ＝１．８ｎＨのインダクタ
受動素子Ｐ１２ｂ：Ｃ＝０．３ｐＦのコンデンサ
受動素子Ｐ１２ｃ：Ｌ＝５．６ｎＨのインダクタ

【0044】

この測定結果からわかるように、図６及び以下の表１に示すように、第１〜第３の共振周波数ｆ１〜ｆ３のいずれも良好な特性が得られている。
表１において、第１の共振周波数ｆ１の周波数帯は８００ＭＨｚ、第２の共振周波数ｆ２の周波数帯は１８００ＭＨｚ、第３の共振周波数ｆ３の周波数帯は２１００ＭＨｚである。なお、表１において、ＶＳＷＲ≦３の場合には、第２の共振周波数ｆ２と第３の共振周波数ｆ３との互いの周波数帯が１つになった広帯域化が実現されている。

【表1】

【0045】

次に、上記実施例のアンテナ装置について、第１の共振周波数ｆ１、第２の共振周波数ｆ２及び第３の共振周波数ｆ３での放射パターンについて測定した結果を、図１０に示す。
なお、第７延在部Ｅ７の基端から先端に向かう延在方向（アンテナ素子ＡＴの延在方向）を−Ｙ方向とし、第１延在部Ｅ１の基端から先端に向かう延在方向を−Ｘ方向とし、基板本体２表面に対する垂直方向をＺ方向とした。この際のＺＸ面に対する垂直偏波、水平偏波及び電力利得を測定した。

【0046】

この結果、ＺＸ面における第１の共振周波数ｆ１の平均電力利得は−４．３ｄＢｉであり、第２の共振周波数ｆ２の平均電力利得は−２．４ｄＢｉであり、第３の共振周波数ｆ３の平均電力利得は−４．３ｄＢｉであった。

【0047】

なお、本発明は上記各実施形態及び実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることができる。

【0048】

例えば、上記各実施形態では、インピーダンス調整回路やグランドを基板本体とは別の回路基板に設けて接続配線で接続しているが、インピーダンス調整回路やグランドも基板本体に形成しても構わない。
また、第７延在部にアンテナ素子を設けているが、第１エレメントの第２延在部や第４延在部又は第３エレメントの第１１延在部にアンテナ素子を設けてエレメントの短縮化を行い、装置全体の小型化を図っても構わない。

【0049】

また、上述したようにアンテナ素子を接続してエレメントの一部とすることが好ましいが、アンテナ素子を接続せずに、銅箔等の金属箔のみで延在した第７延在部でも構わない。この際、高インピーダンス化するために、第７延在部の少なくとも一部を他の部分よりも幅狭の細いパターンにしたり、ジグザグに折り返しながら全体として一定方向に延在するミアンダパターンとしたりすることが好ましい。
さらに、基板サイズに余裕がある場合には、上記エレメントの一部を、線状若しくは板状の金属を折り返した形状のパターンに置き換えても構わない。また、同一の基板本体の表裏面に対してスルーホールを用いて、螺旋状などの形状に旋回させたパターンにしても構わない。

【0050】

また、第１エレメントでは、第２延在部から第５延在部によって一段の折り返し部分を形成しているが、さらに第５延在部とグランドとの間に同様の折り返し部分を追加して設けて複数段の折り返し部分を形成してジグザグに折り返されたミアンダパターンとしても構わない。これにより、第５延在部の前後で形成された２段の折り返し部分で、さらに多くの浮遊容量を発生させることができる。

【符号の説明】

【0051】

１，２１，３１，４１…アンテナ装置、２…基板本体、２ａ…基板本体の一辺、３…第１エレメント、４…第２エレメント、５…第３エレメント、ＡＴ…アンテナ素子、Ｅ１…第１延在部、Ｅ２…第２延在部、Ｅ３…第３延在部、Ｅ４…第４延在部、Ｅ５…第５延在部、Ｅ６…第６延在部、Ｅ７…第７延在部、Ｅ８…第８延在部、Ｅ９…第９延在部、Ｅ１０，Ｅ１０Ａ，Ｅ１０Ｂ…第１０延在部、Ｅ１１…第１１延在部、ＧＮＤ…グランド、Ｐ１…第１受動素子、Ｐ２，Ｐ２ａ，Ｐ２ｂ…第２受動素子、Ｐ１１，Ｐ１２ａ，Ｐ１２ｂ，Ｐ１２ｃ…インピーダンス調整回路の受動素子、ＦＰ…給電点

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】