特許 6381048 アンテナ装置及び無線通信装置

(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】6381048

(24)【登録日】2018年8月10日

(45)【発行日】2018年8月29日

(54)【発明の名称】アンテナ装置及び無線通信装置

(51)【国際特許分類】

   H01Q 5/378 20150101AFI20180820BHJP

   H01Q 5/10 20150101ALI20180820BHJP

   H01Q 9/26 20060101ALI20180820BHJP

   H01Q 21/28 20060101ALI20180820BHJP

【ＦＩ】

   H01Q5/378

   H01Q5/10

   H01Q9/26

   H01Q21/28

【請求項の数】7

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2016-20581(P2016-20581)

(22)【出願日】2016年2月5日

(65)【公開番号】特開2017-139685(P2017-139685A)

(43)【公開日】2017年8月10日

【審査請求日】2017年6月9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】100103894

【弁理士】

【氏名又は名称】家入 健

(72)【発明者】

【氏名】三浦 健

【審査官】 橘 均憲

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１５／１４１１３３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００３−１９８４１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１５／０３４９４１８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１２−２４４１９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０３５２１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１５４０８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−０３３７７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０１−１２５１０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１４／１２９１４７（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｑ１／００−２５／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

給電部から供給される電力に従って動作し、装置基板の基板面上に形成されるスプリットリング共振器アンテナと、
前記スプリットリング共振器アンテナと接触しない位置に配置される無給電アンテナとを、備え、
前記無給電アンテナは、
前記基板面を含む平面と直交する直交面上であって、前記基板面から前記基板面と直交する方向に形成される第１の導体と、前記基板面から前記第１の導体と反対方向に形成される第２の導体と、前記平面上において前記第１の導体及び前記第２の導体を接続する第３の導体とを有する、アンテナ装置。

【請求項2】

前記第１の導体、前記第２の導体、及び前記第３の導体には、前記スプリットリング共振器アンテナに流れる電流によって電流が生じる、請求項１に記載のアンテナ装置。

【請求項3】

前記第３の導体は、
前記スプリットリング共振器アンテナに流れる電流の方向と実質的に平行する方向に電流が流れるように配置される、請求項１又は２に記載のアンテナ装置。

【請求項4】

前記第１の導体は、
前記第３の導体の一方の端部に接続し、
前記第２の導体は、
前記第３の導体の他方の端部に接続する、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のアンテナ装置。

【請求項5】

前記スプリットリング共振器アンテナは、
前記平面上に、前記スプリットリング共振器アンテナに流れる電流の方向と実質的に直交する方向に電流が流れるように形成される第４の導体をさらに備える、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のアンテナ装置。

【請求項6】

前記第１の導体及び前記第２の導体は、前記スプリットリング共振器アンテナに、第１の周波数帯域の信号が入力された際に共振するように形成され、
さらに、前記スプリットリング共振器アンテナに第２の周波数帯域の信号が入力された際に共振するように形成される第５の導体及び第６の導体を備え、
前記第５の導体は、
前記第２の導体と接続し、前記第１の導体と実質的に同一の方向に形成され、
前記第６の導体は、
前記第３の導体と接続し、前記第２の導体と実質的に同一の方向に形成される、請求項１乃至５のいずれか１項に記載のアンテナ装置。

【請求項7】

給電部から供給される電力に従って動作し、装置基板の基板面上に形成されるスプリットリング共振器アンテナと、前記スプリットリング共振器アンテナと接触しない位置に配置される無給電アンテナと、前記スプリットリング共振器アンテナ及び無給電アンテナにおいて伝送されるデータに関する処理を実行するデータ処理部とを、備える無線通信装置であって、
前記無給電アンテナは、
前記基板面を含む平面と直交する直交面上であって、前記基板面から前記基板面と直交する方向に形成される第１の導体と、前記基板面から前記第１の導体と反対方向に形成される第２の導体と、前記平面上において前記第１の導体及び前記第２の導体を接続する第３の導体とを有する、無線通信装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はアンテナ装置及び無線通信装置に関し、特に複数のアンテナを有するアンテナ装置及び無線通信装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、複数の周波数帯域の無線信号を伝送することができる無線通信装置が製造されている。例えば、２．４ギガヘルツ帯の無線信号及び５ギガヘルツ帯の無線信号を伝送することができる無線ルータ等がある。

【0003】

特許文献１には、異なる周波数帯を使用するアンテナとして機能する複数のスプリットリング共振器をプリント基板に形成したアンテナ装置の構成が開示されている。

【0004】

さらに、無線通信装置の高速化を実現するために、ＭＩＭＯ（Multiple Input and Multiple Output）に対応するアンテナ（以下、ＭＩＭＯアンテナと称する）が搭載された無線通信装置も製造されている。一般的に、ＭＩＭＯアンテナは、無線通信装置内において直交して配置されることが良いとされている。ＭＩＭＯアンテナを直交して配置することによって、良好な指向性及びスループット特性を得ることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】国際公開第２０１４／１２９１４７号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１に開示されているプリント基板を用いて２本のＭＩＭＯアンテナを配置する場合、プリント基板の基板上に、２本のＭＩＭＯアンテナを直交するように配置することができる。しかし、３本のＭＩＭＯアンテナを配置する場合、基板上に、基板面に対して垂直方向のアンテナを配置する必要がある。また、３本目のアンテナは、電波を放射するために同軸ケーブル付のアンテナを用いる必要があるため、基板面に対して垂直方向のアンテナを設置する場合に、コストが上昇するという問題がある。

【0007】

本発明の目的は、基板面に対して垂直方向のアンテナを低コストに設置することができるアンテナ装置及び無線通信装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の第１の態様にかかるアンテナ装置は、給電部から供給される電力に従って動作する給電アンテナと、前記給電アンテナと接触しない位置に配置される無給電アンテナとを、備え、前記無給電アンテナは、前記平面と直交する直交面上であって、前記基板面から前記基板面と直交する方向に形成される第１の導体と、前記基板面から前記第１の導体と反対方向に形成される第２の導体と、前記平面上において前記第１の導体及び前記第３の導体を接続する第３の導体とを有するものである。

【0009】

本発明の第２の態様にかかる無線通信装置は、給電部から供給される電力に従って動作する給電アンテナと、前記給電アンテナと接触しない位置に配置される無給電アンテナと、前記給電アンテナ及び無給電アンテナにおいて伝送されるデータに関する処理を実行するデータ処理部とを、備える無線通信装置であって、前記無給電アンテナは、前記平面と直交する直交面上であって、前記基板面から前記基板面と直交する方向に形成される第１の導体と、前記基板面から前記第１の導体と反対方向に形成される第２の導体と、前記平面上において前記第１の導体及び前記第２の導体を接続する第３の導体とを有するものである。

【発明の効果】

【0010】

本発明により、基板面に対して垂直方向のアンテナを低コストに設置することができるアンテナ装置及び無線通信装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】実施の形態１にかかるアンテナ装置の構成図である。

【図2】実施の形態１にかかるアンテナ装置の構成図である。

【図3】実施の形態２にかかるアンテナ装置の構成図である。

【図4】実施の形態２にかかるアンテナ装置に流れる電流の方向を説明する図である。

【図5】実施の形態２にかかるアンテナ装置に流れる電流の方向を説明する図である。

【図6】実施の形態２にかかるアンテナ装置の電波の放射パターンを示す図である。

【図7】実施の形態２にかかるアンテナ装置の電波の放射パターンを示す図である。

【図8】実施の形態２にかかるアンテナ装置の構成図である。

【図9】実施の形態２にかかるアンテナ装置の構成図である。

【図10】実施の形態３にかかるアンテナ装置の構成図である。

【図11】実施の形態３にかかるアンテナ装置の構成図である。

【図12】実施の形態３にかかるアンテナ装置に流れる電流の方向を説明する図である。

【図13】実施の形態３にかかるアンテナ装置の電波の放射パターンを示す図である。

【図14】実施の形態３にかかるアンテナ装置の電波の放射パターンを示す図である。

【図15】実施の形態３にかかるアンテナ装置の電波の放射パターンを示す図である。

【図16】実施の形態３にかかるアンテナ装置の電波の放射パターンを示す図である。

【図17】実施の形態４にかかるアンテナ装置の構成図である。

【図18】実施の形態５にかかるアンテナ装置の構成図である。

【図19】各実施の形態において説明したアンテナ装置を含む無線通信装置の構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

（実施の形態１）
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。はじめに、図１を用いて本発明の実施の形態１にかかるアンテナ装置の構成例について説明する。図１のアンテナ装置は、給電アンテナ１０及び無給電アンテナ２０を有している。

【0013】

給電アンテナ１０は、給電部４０から供給される電力に従って動作する。また、給電アンテナ１０は、装置基板３０の基板面を含む平面上に形成される。給電アンテナ１０は、例えば、基板上の導体を含み、装置基板３０の一部の領域であってもよい。給電部４０は、例えば、同軸ケーブルを介してＲＦ（Radio Frequency）回路から出力された高周波信号を給電アンテナ１０へ出力する。装置基板３０は、例えば、通信装置が動作するための回路を形成する基板である。装置基板３０は、例えば、導体パターンが形成されたプリント配線基板であってもよい。

【0014】

給電アンテナ１０に高周波信号が出力されることによって、給電アンテナ１０に電流が流れ、特定の周波数の電流が流れることによって共振する。給電アンテナ１０が共振する周波数は、例えば、導体の長さ等に基づいて定められる。

【0015】

基板面は、例えば、装置基板３０上に回路もしくは導体パターンが形成される面であってもよい。例えば、基板面がＸ座標及びＺ座標を用いて位置を特定することができる平面であるとすると、基板面を含む平面上とは、基板面と同様にＸ座標及びＹ座標を用いて位置を特定することができる平面上である。Ｘ座標は、Ｘ軸上の座標であり、Ｚ座標は、Ｚ軸上の座標である。Ｘ軸及びＺ軸は直交している。つまり、基板面を含む平面上とは、基板面上、及び、基板面の周囲の位置であって、基板面をＸ軸方向及びＺ軸方向に仮想的に拡大した平面上を含む。

【0016】

これより、給電アンテナ１０は、装置基板３０の基板面に形成されてもよく、装置基板３０の外部に形成され、装置基板３０と接続されてもよい。

【0017】

給電アンテナ１０は、例えば、装置基板３０の基板面上に、スプリットリング共振器アンテナ（Split-Ring-Resonator;以下、ＳＲＲアンテナと称する）として形成されてもよい。もしくは、給電アンテナ１０は、ダイポールアンテナとして形成されてもよい。ダイポールアンテナは、装置基板３０の基板面上に配置されてもよく、もしくは、基板面を含む平面上に形成され、装置基板３０上の給電部４０と給電線を介して接続されてもよい。

【0018】

無給電アンテナ２０は、給電アンテナ１０とは接触しない位置に配置される。さらに、無給電アンテナ２０は、装置基板３０とは接触しない位置に配置される。無給電アンテナ２０は、導体２２、導体２３、及び導体２４を有している。導体２２は、基板面を含む平面と直交する直交面上であって、基板面から基板面と直交する方向に形成される。また、導体２３は、基板面から、導体２２と反対方向に形成される。

【0019】

例えば、図１のアンテナ装置が存在する空間をＸＹＺ空間にて示す。ＸＹＺ空間は、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸を用いて示される空間である。図１は、ＸＺ平面上に装置基板３０の基板面が存在することを示している。また、基板面を含む平面上を、Ｙ軸上における０の位置であるとして、導体２２は、Ｙ軸上のプラス方向に形成されると称してもよい。さらに、導体２３は、Ｙ軸上のマイナス方向に形成されると称してもよい。

【0020】

導体２４は、基板面を含む平面上において、導体２２及び導体２３を接続する。つまり、導体２４は、ＸＹ平面上において、導体２２及び導体２３を接続すると称してもよい。

【0021】

ここで、図２を用いて無給電アンテナ２０のアンテナの位置について説明する。図２は、図１のアンテナ装置をＹ軸方向から見た図である。つまり、ＸＺ平面上における無給電アンテナ２０の位置を示している。図２に示されるように、無給電アンテナ２０は、装置基板３０と離れた位置に配置されている。さらに、無給電アンテナ２０は、装置基板３０と接触しない位置に配置されている。また、導体２４は、給電アンテナ１０と実質的に平行な位置に配置されてもよい。言い換えると、導体２４は、導体２４に流れる電流の向きが、給電アンテナ１０に流れる電流の向きと実質的に平行な位置に配置されてもよい。

【0022】

図１に戻り、導体２２及び導体２３の形状は、例えば、矩形であってもよい。例えば、導体２２及び導体２３の一辺が、基板面を含む平面上に接する位置に配置される。さらに、基板面を含む平面上に接する一辺と直交する導体２２及び導体２３における２つの辺は、基板面を含む平面に直交する方向に配置される。

【0023】

導体２４は、例えば、基板面を含む平面上において、導体２２及び導体２４の、基板面を含む平面上に接している一辺を接続するように形成される線状もしくは棒状の導体であってもよい。導体２２、導体２３及び導体２４は、一体の導体として形成されてもよく、この場合、基板面を含む平面上に接する位置に配置される導体２２及び導体２３の一辺と、導体２４とは、一直線上に並ぶ位置に配置されてもよい。また、導体２２は、導体２４の一方の端部に接続し、導体２３は、導体２４のもう一方の端部に接続してもよい。

【0024】

給電アンテナ１０に供給される高周波信号によって給電アンテナ１０に流れる電流の影響により、無給電アンテナ２０にも電流が流れる。言い換えると、給電アンテナ１０に供給される高周波信号によって給電アンテナ１０に流れる電流の作用により、無給電アンテナ２０にも電流が流れる。さらに言い換えると、給電アンテナ１０と無給電アンテナ２０との間の相互結合もしくは相互作用により、無給電アンテナ２０に電流が流れる。

【0025】

給電アンテナ１０に流れる電流により、装置基板３０の基板面を含む平面上に偏波を有する電波が発生する。この電波を、水平偏波を有する電波と称する。また、無給電アンテナ２０には、導体２２及び導体２３のＹ軸方向に流れる電流が発生する。この電流によって、装置基板３０の基板面に直交する直交面上に偏波を有する電波が発生する。この電波を、垂直偏波を有する電波と称する。

【0026】

以上説明したように、図１のアンテナ装置は、給電アンテナ１０が生成する電波が有する水平偏波と直交する垂直偏波を有する電波を生成するアンテナとして、無給電アンテナを用いることができる。無給電アンテナは、同軸ケーブル等を介した電力の供給を不要とするため、給電アンテナと比較して低コストに設置することができる。つまり、無給電アンテナ２０を用いることによって、垂直偏波を有する電波を安価に生成することができる。

【0027】

さらに、無給電アンテナ２０は、装置基板３０と接触しない位置に配置することができる。これより、例えば、無給電アンテナ２０を、無線通信装置の筐体等に差し込む、もしくは、無線通信装置の筐体等に取り付けることによって、給電アンテナ１０及び無給電アンテナ２０を有するアンテナ装置を構成することができる。

【0028】

（実施の形態２）
続いて、図３を用いて本発明の実施の形態２にかかるアンテナ装置の構成例について説明する。図３のアンテナ装置は、給電アンテナ１０として、ＳＲＲアンテナ１３を用いる構成を示している。無給電アンテナ２０の構成は、図１及び図２と同様であるため詳細な説明を省略する。ＳＲＲアンテナ１３には、給電部４０から出力された高周波信号によって、ループ電流が発生する。ＳＲＲアンテナ１３に発生するループ電流のうち、互いに逆方向を流れるＺ軸方向の電流は打ち消される。そのため、無給電アンテナ２０には、ＳＲＲアンテナ１３のＸ軸方向を流れる電流の影響により、電流が流れるようになる。具体的には、無給電アンテナ２０において、ＳＲＲアンテナ１３に流れる電流を打ち消す方向に電流が流れる。

【0029】

ここで、図４及び図５を用いて、無給電アンテナ２０に流れる電流について説明する。図４は、ＳＲＲアンテナ１３のＸ軸方向に電流が流れていることを示している。さらに、図４は、ＳＲＲアンテナ１３のＸ軸方向に電流が流れると、無給電アンテナ２０において、ＳＲＲアンテナ１３に流れる電流と逆方向に電流が流れることを示している。ＳＲＲアンテナ１３に流れる電流及び無給電アンテナ２０に流れる電流の方向は、点線の矢印を用いて示されている。

【0030】

次に、図５を用いて、無給電アンテナ２０が、共振した場合に流れる電流の方向について説明する。無給電アンテナ２０は、特定の周波数を有する電流が流れた場合に共振する。共振する電流の周波数は、例えば、無給電アンテナ２０全体の大きさに応じて定まる。例えば、導体２２及び導体２３のＹ軸方向の長さ及び導体２４のＸ軸方向の長さを足し合わせた長さに応じて、共振周波数が定まる。

【0031】

図５は、無給電アンテナ２０が共振した際に、導体２３、導体２４、及び導体２２を介して電流が流れることを示している。具体的には、電流は、導体２３をＹ軸方向に流れ、導体２４を介して、導体２２へ流れ込む。さらに、電流は、導体２２をＹ軸方向に流れる。

【0032】

このように、導体２２及び導体２３において、基板面と直交する方向に流れる電流によって、垂直偏波を有する電波が発生する。ここで、無給電アンテナ２０を用いた場合の電波の放射パターンについて、図６を用いて説明する。また、比較例として、図７を用いて、無給電アンテナ２０を用いず、ＳＲＲアンテナ１３のみに電流が流れた際の電波の放射パターンについて説明する。

【0033】

図７に示されるように、ＳＲＲアンテナ１３のみに電流が流れた際には、水平偏波のみ発生し、垂直偏波についてはほとんど発生していない。つまり、ＳＲＲアンテナ１３のみを用いた場合、水平偏波を有する電波しか放射することはできない。

【0034】

一方、図６に示されるように、ＳＲＲアンテナ１３及び無給電アンテナ２０を用いた場合、図７に示す水平偏波に加えて、垂直偏波も発生する。つまり、図６には、無給電アンテナ２０を用いることによって、垂直偏波が発生していることが示されている。

【0035】

以上説明したように、本発明の実施の形態２における給電アンテナ１０としてＳＲＲアンテナ１３を用いることによって、無給電アンテナ２０に給電部４０から同軸ケーブル等を介して電力を供給することなく、無給電アンテナ２０に電流を発生させることができる。これによって、図６に示すように、垂直偏波を有する電波を放射することができる。

【0036】

また、図３において、給電アンテナ１０として、ＳＲＲアンテナ１３を用いる構成について説明したが、給電アンテナ１０は、ＳＲＲアンテナ１３には制限されない。例えば、図８及び図９に示すように、給電アンテナとして、ダイポールアンテナ１５が用いられてもよい。図８及び図９には、装置基板３０の基板面を含む平面上に、ダイポールアンテナ１５が配置されていることを示している。また、図８及び図９は、ダイポールアンテナ１５は、装置基板３０の外部に配置され、給電部４０から電力が供給されていることを示している。図８及び図９のように、ダイポールアンテナ１５を用いた場合であっても、ダイポールアンテナ１５に流れる電流によって水平偏波を有する電波を放射し、無給電アンテナ２０に流れる電流によって垂直偏波を有する電波を放射することができる。また、ダイポールアンテナ１５は、装置基板３０の基板上に配置されてもよい。

【0037】

（実施の形態３）
続いて、図１０を用いて本発明の実施の形態３にかかるアンテナ装置の構成例について説明する。図１０のアンテナ装置は、ＳＲＲアンテナ６１、ＳＲＲアンテナ６２及び無給電アンテナ５０を有している。

【0038】

図１０のアンテナ装置は、給電アンテナとして、ＳＲＲアンテナ６１及びＳＲＲアンテナ６２を有している。ＳＲＲアンテナ６１及びＳＲＲアンテナ６２は、異なる周波数帯域に対応している。例えば、ＳＲＲアンテナ６１は、５ギガヘルツ帯の周波数に対応し、ＳＲＲアンテナ６２は、２．４ギガヘルツ帯の周波数に対応していてもよい。給電部４０は、ＳＲＲアンテナ６１及びＳＲＲアンテナ６２へ高周波信号を出力する。

【0039】

無給電アンテナ５０は、ＳＲＲアンテナ６１及びＳＲＲアンテナ６２とは接触しない位置に配置される。また、無給電アンテナ５０は、装置基板３０とは接触しない位置に配置される。無給電アンテナ５０は、導体５１、導体５２、導体５３、導体５４、及び導体５５を組み合わせて構成される。

【0040】

導体５１及び導体５４は、基板面を含む平面と直交する直交面上であって、基板面から基板面と直交する方向に形成される。また、導体５２及び導体５３は、基板面から、導体５１及び導体５４と反対方向に形成される。

【0041】

例えば、導体５１及び導体５４は、基板面を含む平面上から、Ｙ軸上のプラス方向に形成される。さらに、導体５２及び導体５３は、基板面を含む平面上からＹ軸上のマイナス方向に形成される。

【0042】

導体５５は、基板面を含む平面上において、導体５１、導体５２、導体５３、及び導体５４を接続する。つまり、導体５５は、ＸＹ平面上において、導体５１、導体５２、導体５３、及び導体５４を接続すると称してもよい。

【0043】

導体５１、導体５２、導体５３、及び導体５４の形状は、例えば、矩形であってもよい。例えば、導体５１、導体５２、導体５３、及び導体５４の一辺が、基板面を含む平面上に接する位置に配置される。さらに、基板面を含む平面上に接する一辺と直交する導体５１、導体５２、導体５３、及び導体５４における２つの辺は、基板面を含む平面に直交する方向に配置される。

【0044】

導体５５は、例えば、基板面を含む平面上において、導体５１、導体５２、導体５３、及び導体５４の、基板面を含む平面上に接している一辺を接続するように形成される線状もしくは棒状の導体であってもよい。例えば、導体５１及び導体５３は、導体５５の一方の端部に接続し、導体５４は、導体５５のもう一方の端部に接続する。また、導体５２は、導体５５上に接続する。導体５１、導体５２、導体５３、導体５４、及び導体５５は、一体の導体として形成されてもよく、この場合、基板面を含む平面上に接する位置に配置される導体５１、導体５２、導体５３、及び導体５４の一辺と、導体５５とは、一直線上に並ぶ位置に配置されてもよい。

【0045】

続いて、図１１を用いて無給電アンテナ５０のアンテナの位置について説明する。図１１は、図１０のアンテナ装置をＹ軸方向から見た図である。つまり、ＸＺ平面上における無給電アンテナ５０の位置を示している。図１１に示されるように、無給電アンテナ５０は、装置基板３０と離れた位置に配置されている。また、無給電アンテナ５０は、装置基板３０と接触しない位置に配置されている。

【0046】

続いて、図１２を用いて、無給電アンテナ５０に流れる電流について説明する。図１２は，ＸＹ平面上における無給電アンテナ５０の構成を示している。導体５１及び導体５２、さらに、導体５１と導体５２とを接続する導体５５の一部は、５ギガヘルツ帯のアンテナとして用いられる。つまり、導体５１及び導体５２、さらに、導体５１と導体５２とを接続する導体５５の一部が共振することによって、導体５５を介して、導体５２と導体５１との間において５ギガヘルツの高周波電流１０１が流れる。

【0047】

また、導体５３、導体５４、及び導体５５は、２．４ギガヘルツ帯のアンテナとして用いられる。つまり、導体５３、導体５４、及び導体５５が共振することによって、導体５５を介して、導体５３と導体５４との間において２．４ギガヘルツの高周波電流１０２が流れる。

【0048】

高周波電流１０１及び高周波電流１０２が流れることによって、無給電アンテナ５０は、ＳＲＲアンテナ６１及びＳＲＲアンテナ６２が放射する水平偏波を有する電波に対して、垂直偏波を有する電波を放射する。

【0049】

ここで、無給電アンテナ５０を用いた場合の電波の放射パターンについて、図１３及び図１４を用いて説明する。また、比較例として、図１５及び図１６を用いて、無給電アンテナ５０を用いず、ＳＲＲアンテナ６１もしくはＳＲＲアンテナ６２のみに電流が流れた際の電波の放射パターンについて説明する。

【0050】

図１５に示されるように、５ギガヘルツの周波数帯に対応するＳＲＲアンテナ６１のみに電流が流れた際には、水平偏波のみ発生し、垂直偏波についてはほとんど発生していない。つまり、ＳＲＲアンテナ６１のみを用いた場合、水平偏波を有する電波しか放射することはできない。また、図１６に示されるように、２．４ギガヘルツの周波数帯に対応するＳＲＲアンテナ６２のみに電流が流れた際にも、水平偏波のみ発生し、垂直偏波についてはほとんど発生していない。つまり、ＳＲＲアンテナ６２のみを用いた場合、水平偏波を有する電波しか放射することはできない。

【0051】

一方、図１３に示されるように、５ギガヘルツの周波数帯に対応するＳＲＲアンテナ６１及び無給電アンテナ５０を用いた場合、図１５に示す水平偏波に加えて、垂直偏波も発生する。つまり、図１５には、無給電アンテナ５０を用いることによって、垂直偏波が発生していることが示されている。また、図１４に示されるように、２．４ギガヘルツの周波数帯に対応するＳＲＲアンテナ６２及び無給電アンテナ５０を用いた場合、図１６に示す水平偏波に加えて、垂直偏波も発生する。つまり、図１４には、無給電アンテナ５０を用いることによって、垂直偏波が発生していることが示されている。

【0052】

以上説明したように、本発明の実施の形態３にかかるアンテナ装置は、複数の周波数帯に対応する無給電アンテナ５０を有する。これより、無給電アンテナ５０は、垂直偏波を有する電波として、複数の周波数帯に対応する電波を放射することができる。

【0053】

（実施の形態４）
続いて、図１７を用いて本発明の実施の形態４にかかるアンテナ装置の構成例について説明する。図１７のアンテナ装置は、図１のアンテナ装置において、無給電アンテナ２０の代わりに導体７１、導体７２、及び導体７３を有する無給電アンテナが用いられている。導体７１、導体７２、及び導体７３を有する無給電アンテナ以外のその他の構成は、図１と同様であるため詳細な説明を省略する。また、給電アンテナ１０の構成については、実施の形態２又は３の給電アンテナの構成が用いられてもよい。

【0054】

導体７１及び導体７３は、矩形の導体２２及び導体２３よりも細い形状の導体から構成される。導体７１及び導体７３は、線状もしくは棒状の導体であってもよい。導体７１は、基板面を含む平面と直交する直交面上であって、基板面から基板面と直交する方向に形成される。さらに、導体７３は、基板面から、導体７１と反対方向に形成される。

【0055】

導体７２は、基板面を含む平面上において、導体７１及び導体７３を接続する。導体７１、導体７２、及び導体７３は、一体として形成されてもよく、例えば、一本の棒状の導体を、折り曲げることによって形成されてもよい。

【0056】

以上説明したように、無給電アンテナの形状は、図１の無給電アンテナ２０のように所定の幅を有する導体２２及び導体２４の他に、導体７１及び導体７３のように線状もしくは棒状の導体が用いられてもよい。つまり、無給電アンテナを構成する導体が太くなっても細くなっても、給電アンテナが生成する水平偏波を有する電波に対して、垂直偏波を有する電波が生成される。

【0057】

（実施の形態５）
続いて、図１８を用いて本発明の実施の形態５にかかるアンテナ装置の構成例について説明する。図１８のアンテナ装置は、図１のアンテナ装置において、装置基板３０上に給電アンテナ８０及び給電アンテナ８１が追加されている。さらに、給電アンテナ８０へ高周波信号を供給するために、給電部４１が追加され、給電アンテナ８１へ高周波信号を供給するために給電部４２が追加されている。給電アンテナ８０、給電部４１及び給電部４２以外の構成については、図１と同様であるため詳細な説明を省略する。

【0058】

給電アンテナ８０は、装置基板３０の基板面を含む平面上に形成される。ここで、給電アンテナ８０は、給電アンテナ８０に流れる電流の方向と、給電アンテナ１０に流れる電流の方向とが実質的に直交するように配置される。給電アンテナ８１は、給電アンテナ８１に流れる電流の方向と、給電アンテナ８０に流れる電流の方向とが実質的に直交するように配置される。また、給電アンテナ８０及び給電アンテナ８１の構成については、実施の形態２又は３における給電アンテナの構成が用いられてもよい。

【0059】

以上説明したように、図１８のアンテナ装置は、給電アンテナ１０、給電アンテナ８０、及び無給電アンテナ２０が実質的に直交する方向に配置される。これより、図１８のアンテナ装置は、装置基板３０上に配置される給電アンテナ８０においてＺ軸方向の偏波を有し、給電アンテナ８１においてＸ軸方向の偏波を有し、さらに、装置基板３０と直交する方向に配置される無給電アンテナ２０においてＹ軸方向の偏波を有することによって３本のＭＩＭＯアンテナを有するアンテナ装置として動作する。

【0060】

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、上記実施の形態において説明したアンテナ装置は、携帯電話端末、スマートフォン端末、無線ルータもしくは基地局等の無線通信装置９０に搭載されてもよい。

【0061】

無線通信装置９０は、アンテナ部９１及びデータ処理部９２を有する。アンテナ部９１は、上記実施の形態において説明したアンテナ装置と同じ構成である。データ処理部９２は、アンテナ部９１において伝送する無線信号について、変調もしくは復調等のデータ処理を行う。データ処理部９２は、プロセッサがメモリに格納されたプログラムを実行することによって動作するソフトウェアもしくはモジュールであってもよい。または、データ処理部９２は、回路もしくはチップ等のハードウェアであってもよい。

【符号の説明】

【0062】

１０ 給電アンテナ
１３ ＳＲＲアンテナ
１５ ダイポールアンテナ
２０ 無給電アンテナ
２２ 導体
２３ 導体
２４ 導体
３０ 装置基板
４０ 給電部
４１ 給電部
４２ 給電部
５０ 無給電アンテナ
５１ 導体
５２ 導体
５３ 導体
５４ 導体
５５ 導体
６１ ＳＲＲアンテナ
６２ ＳＲＲアンテナ
７１ 導体
７２ 導体
７３ 導体
８０ 給電アンテナ
８１ 給電アンテナ
９０ 無線通信装置
９１ アンテナ部
９２ データ処理部
１０１ 高周波電流
１０２ 高周波電流

【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】

【図17】

【図18】

【図19】