特許 6753554 アンテナ装置及び通信端末装置

(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】6753554

(24)【登録日】2020年8月24日

(45)【発行日】2020年9月9日

(54)【発明の名称】アンテナ装置及び通信端末装置

(51)【国際特許分類】

   H01Q 1/24 20060101AFI20200831BHJP

   H01Q 1/50 20060101ALI20200831BHJP

   H01Q 5/378 20150101ALI20200831BHJP

   H01Q 21/30 20060101ALI20200831BHJP

【ＦＩ】

   H01Q1/24

   H01Q1/50

   H01Q5/378

   H01Q21/30

【請求項の数】6

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2020-516116(P2020-516116)

(86)(22)【出願日】2019年3月22日

(86)【国際出願番号】JP2019012058

(87)【国際公開番号】WO2019208044

(87)【国際公開日】20191031

【審査請求日】2020年6月25日

(31)【優先権主張番号】特願2018-84210(P2018-84210)

(32)【優先日】2018年4月25日

(33)【優先権主張国】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000006231

【氏名又は名称】株式会社村田製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110000970

【氏名又は名称】特許業務法人 楓国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】那須 貴文

【審査官】 福田 正悟

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１９／２０８２５３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１４−５３８０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特許第５５０５５８１（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】 国際公開第２０１５／１８２３４０（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｑ １／２４

Ｈ０１Ｑ １／５０

Ｈ０１Ｑ ５／３７８

Ｈ０１Ｑ ２１／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１放射素子と、第２放射素子と、前記第１放射素子及び給電回路の一方に接続される第１コイルと、前記第２放射素子に接続され、前記第１コイルに対して電磁界結合する第２コイルと、を有し、
前記第１放射素子と前記第２放射素子とは電界結合し、
前記第１コイル及び前記第２コイルによりアンテナ結合素子が構成され、前記アンテナ結合素子と前記第２放射素子とにより付与される共振周波数において、前記第１コイルと前記第２コイルとの電磁界結合により前記第２放射素子に流れる電流と、前記電界結合により前記第２放射素子に流れる電流との位相差の絶対値が９０度以下である、
アンテナ装置。

【請求項2】

前記アンテナ結合素子を含む前記第２放射素子の基本波の共振周波数である第２共振周波数は前記第１放射素子の基本波の共振周波数である第１共振周波数より高い、請求項１に記載のアンテナ装置。

【請求項3】

前記第１放射素子と前記第２放射素子とは互いに並走する部分を有し、前記並走する部分において前記電界結合をする、請求項１に記載のアンテナ装置。

【請求項4】

前記第１コイル及び前記第２コイルは、前記第１コイルから前記第１放射素子へ電流が流れるときに前記第１コイルに生じる磁界の方向と、前記第２コイルから前記第２放射素子へ電流が流れるときに前記第２コイルに生じる磁界の方向とを互いに逆の関係とした、
請求項１から３のいずれかに記載のアンテナ装置。

【請求項5】

前記第１コイル及び前記第２コイルは、前記第１コイルから前記第１放射素子へ電流が流れるときに前記第１コイルに生じる磁界の方向と、前記第２コイルから前記第２放射素子へ電流が流れるときに前記第２コイルに生じる磁界の方向とを同方向の関係とした、
請求項１から３のいずれかに記載のアンテナ装置。

【請求項6】

請求項１から５のいずれかに記載のアンテナ装置と、前記給電回路とを備え、
前記給電回路は、前記第１放射素子の共振周波数を含むローバンドの通信信号と、前記アンテナ結合素子と前記第２放射素子とによる共振周波数を含むハイバンドの通信信号と、を操作する、
通信端末装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は複数の放射素子と給電回路との間に接続されるアンテナ結合素子を備えたアンテナ装置及び通信端末装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

アンテナ装置の使用可能周波数帯域を広帯域化するため、又は複数の周波数帯域に対応するために、直接的又は間接的に結合する２つの放射素子を備えるアンテナ装置が用いられている。また、２つの放射素子と、この２つの放射素子に対する給電を制御するアンテナ結合素子とを備えたアンテナ装置が特許文献１に示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第５５０５５６１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

例えば携帯電話の通信用アンテナでは、0.6GHz〜2.7GHzのような広帯域をカバーするものがある。また、複数の周波数帯域を同時に使用することで伝送レートを高めるキャリアアグリゲーションに対応するために、広帯域を同時に使用可能なアンテナ装置が求められている。

【0005】

特許文献１に示されるアンテナ装置は、二つの放射素子（給電放射素子及び無給電放射素子）と給電回路との間に、トランスによるアンテナ結合素子を接続したものである。この構成のアンテナ装置は、広帯域を同時にカバーするうえで非常に有用なものである。

【0006】

ところが、アンテナ装置を備える通信端末装置の高機能化に伴ってアンテナスペースが限られてくると、給電放射素子と無給電放射素子とが近接配置されることとなる。これにより、給電放射素子と無給電放射素子との電界結合が強くなる。

【0007】

このような状況で、アンテナ結合素子によって無給電放射素子に流れる電流と、上記電界結合により無給電放射素子に流れる電流とが互いに弱めあう関係となると十分な放射効率が得られない、という不具合が生じる。

【0008】

このように、無給電放射素子に流れるべき電流量が低下する状態では、無給電放射素子の放射効率が低下してしまう。

【0009】

そこで、本発明の目的は、二つの放射素子間の直接的な結合とアンテナ結合素子を介する間接的な結合とが存在する場合に、放射素子に流れる電流の相殺による放射効率の低下が抑制されたアンテナ装置及び通信端末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】

本開示の一例としてのアンテナ装置は、
第１放射素子と、第２放射素子と、第１放射素子及び給電回路の一方に接続される第１コイルと、第２放射素子に接続され、第１コイルに対して電磁界結合する第２コイルと、を有し、第１放射素子と第２放射素子とは電界結合する。そして、第１コイル及び第２コイルによりアンテナ結合素子が構成され、アンテナ結合素子と第２放射素子とにより付与される共振周波数において、第１コイルと第２コイルとの電磁界結合により第２放射素子に流れる電流と、第１放射素子と第２放射素子との電界結合により第２放射素子に流れる電流との位相差の絶対値が９０度以下となるように、第１コイルと第２コイルとの結合の方向が定められる。

【0011】

上記構成によれば、第１コイルと第２コイルとの電磁界結合により第２放射素子に流れる電流が、第１放射素子と第２放射素子との電界結合により第２放射素子に流れる電流によって相殺されず、第２放射素子の放射効率の低下が抑制される。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、二つの放射素子間の寄生容量による直接的な結合とアンテナ結合素子を介する間接的な結合とが存在する場合に、放射素子に流れる電流の相殺による放射効率の低下が抑制されたアンテナ装置及び通信端末装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】図１は、本発明の一実施形態であるアンテナ装置及び通信端末装置に用いられるアンテナ結合素子２０の斜視図と、アンテナ結合素子２０の一部の分解斜視図である。

【図2】図２は、アンテナ装置１０１と、それを備える通信端末装置１１１の主要な構成を示す平面図である。

【図3】図３はアンテナ結合素子２０を含むアンテナ装置１０１の回路図である。

【図4】図４はアンテナ装置１０１の放射効率の周波数特性を示す図である。

【図5】図５（Ａ）、図５（Ｂ）は、いずれも本発明の一実施形態のアンテナ装置の構成を示す図である。

【図6】図６は、アンテナ装置１０２と、それを備える通信端末装置１１２の主要な構成を示す平面図である。

【図7】図７は、アンテナ装置１０３と、それを備える通信端末装置１１３の主要な構成を示す平面図である。

【図8】図８はアンテナ装置１０３の構成を示す図である。

【図9】図９はアンテナ装置１０４の構成を示す図である。

【図10】図１０はアンテナ装置１０５の構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

図１は本発明の一実施形態であるアンテナ装置及び通信端末装置に用いられるアンテナ結合素子２０の斜視図と、アンテナ結合素子２０の一部の分解斜視図である。本実施形態のアンテナ結合素子２０は、通信端末装置内の回路基板に実装される直方体状のチップ部品である。図１においては、アンテナ結合素子２０の外形とその内部の構造とを分離して図示している。アンテナ結合素子２０の外面には、第１放射素子接続端子Ｔ１、給電回路接続端子Ｔ２、グランド接続端子Ｔ３、及び第２放射素子接続端子Ｔ４が形成されている。また、アンテナ結合素子２０は第１面ＭＳ１と当該第１面ＭＳ１とは反対側の面である第２面ＭＳ２とを備える。本実施形態では、第１面ＭＳ１又は第２面ＭＳ２が実装面である。

【0015】

アンテナ結合素子２０の内部には、導体パターンＬ１ａ，Ｌ１ｂ，Ｌ２ａ，Ｌ２ｂが形成されている。導体パターンＬ１ａと導体パターンＬ１ｂとは層間接続導体Ｖ１を介して接続されている。導体パターンＬ２ａと導体パターンＬ２ｂとは層間接続導体Ｖ２を介して接続されている。この図１においては、各導体パターンが形成された絶縁基材Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ２１，Ｓ２２を積層方向に分離して表している。

【0016】

アンテナ結合素子２０を樹脂多層基板で構成する場合、上記絶縁基材は例えば液晶ポリマー（LCP）シートであり、導体パターンＬ１ａ，Ｌ１ｂ，Ｌ２ａ，Ｌ２ｂは例えば銅箔をパターンニングしたものである。また、アンテナ結合素子２０をセラミック多層基板で構成する場合、上記絶縁基材は例えば低温同時焼成セラミックス（LTCC［Low Temperature Co-fired Ceramics］）であり、導体パターンＬ１ａ，Ｌ１ｂ，Ｌ２ａ，Ｌ２ｂは例えば銅ペーストを印刷形成したものである。

【0017】

このように、基材層が非磁性体であることにより（磁性体フェライトではないので）、0.6GHz〜2.7GHzの高周波数帯でも所定インダクタンス、所定結合係数のトランスとして用いることができる。

【0018】

なお、導体パターンＬ１ａ，Ｌ１ｂ，Ｌ２ａ，Ｌ２ｂを積層体の中間層に集中させているので、このアンテナ結合素子２０を回路基板に実装した状態で、回路基板に存在するグランド導体と第１コイルＬ１及び第２コイルＬ２との間隔が確保される。また、アンテナ結合素子２０の上部に何らかの金属部材が近接しても、この金属部材と第１コイルＬ１及び第２コイルＬ２との間隔が確保される。そのため、後に示す第１コイルＬ１及び第２コイルＬ２の磁界が外部からの影響を受けにくく、安定した特性が得られる。

【0019】

図２は、アンテナ装置１０１と、それを備える通信端末装置１１１の主要な構成を示す平面図である。この通信端末装置１１１は、第１放射素子１１、第２放射素子１２、回路基板４０、放射素子を形成するための樹脂部及び筐体５０を備える。

【0020】

回路基板４０には給電回路３０が構成されている。また、この回路基板４０にアンテナ結合素子２０及びインダクタＬ１１が実装されている。

【0021】

筐体５０は導電性を有し、平面視で第１放射素子１１、第２放射素子１２、回路基板４０を取り囲む。第１放射素子１１は、筐体５０の一部で構成されており、この筐体の一部は他の筐体５０の部分とは電気的に独立して構成されている。第２放射素子１２は筐体５０内の樹脂部に、LDS（Laser-Direct-Structuring）工法で形成された導体パターンで構成されている。また、これに限らず、例えばFPC(Flexible Printed Circuit)にフォトレジスト工法で形成された導体パターンで構成されていてもよい。

【0022】

アンテナ結合素子２０の第１放射素子接続端子Ｔ１は第１放射素子１１に接続され、第２放射素子接続端子Ｔ４は第２放射素子１２に接続される。給電回路接続端子Ｔ２は給電回路３０に接続され、グランド接続端子Ｔ３はグランド導体パターンに接続される。これによって、図１に示したアンテナ結合素子２０における第１コイル及び第２コイルは、第１コイルから第１放射素子へ電流が流れるときに第１コイルに生じる磁界の方向と、第２コイルから第２放射素子へ電流が流れるときに第２コイルに生じる磁界の方向とを同方向の関係となるように構成されている。

【0023】

インダクタＬ１１は第１放射素子１１の一方の端部とグランドとの間に接続されている。

【0024】

第１放射素子１１は、インダクタＬ１１及び回路基板に形成されたグランド導体パターンによってループアンテナとして作用する。第２放射素子１２はモノポールアンテナとして作用する。

【0025】

第１放射素子１１の一部と第２放射素子１２の一部との近接部ＰＰには、放射素子間の寄生容量Ｃ１２が生じる。図２に示した例では、近接部ＰＰにおいて、第１放射素子１１の一部と、第２放射素子１２の先端部を含む第２放射素子１２の一部と、が互いに並走しており、その部分において、特に寄生容量Ｃ１２が生じている。つまり、第１放射素子１１と第２放射素子１２とは、この寄生容量Ｃ１２を介して電界結合する。これによって、第１放射素子１１の一部と第２放射素子１２の先端部が特に強く電界結合する。なお、副次的には、第１放射素子１１と第２放射素子１２との磁界結合もあってもよい。

【0026】

図２に示したように、第１放射素子１１を含んでループアンテナを構成すれば、この第１放射素子１１のスペースを削減できる。また、ループアンテナ構造であれば、人体の近接による第１放射素子１１のアンテナ特性の変動を抑制できる。さらに、このループアンテナの構造上の内側にモノポール構造の第２放射素子１２を配置することで、人体の近接による第２放射素子１２のアンテナ特性の変動も抑制できる。

【0027】

図３は上記アンテナ結合素子２０を含むアンテナ装置１０１の回路図である。アンテナ結合素子２０は、互いに電磁界結合する第１コイルＬ１及び第２コイルＬ２を含む。

【0028】

第１放射素子１１はローバンド（例えば0.60GHz〜0.96GHz）の帯域内で共振する。つまり、第１コイルＬ１が接続された第１放射素子１１は少なくともローバンドを受け持つ。このようなローバンド内に位置する共振周波数は、本発明に係る「第１共振周波数」である。また、第１放射素子は上記ローバンドよりも高い周波数帯であるハイバンド（例えば1.71GHz〜2.69GHz）の帯域内でも共振する。例えば、第１コイルＬ１が接続された第１放射素子１１による基本波の共振周波数がローバンド内にあり、その３倍波の共振周波数がハイバンドにある場合、第１放射素子１１はローバンドでもハイバンドでも共振すると言える。

【0029】

第２放射素子１２は、アンテナ結合素子２０と共に、ハイバンド（例えば1.71GHz〜2.69GHz）の帯域内で共振する。この共振周波数は本発明に係る「第２共振周波数」であり、例えば2.3GHzである。つまり、第２放射素子１２はハイバンドを受け持ち、ハイバンドを広帯域化する。よって、少なくとも第１コイルＬ１が接続された第１放射素子による基本波の共振周波数は、第２放射素子１２とアンテナ結合素子とによる基本波の共振周波数よりも低い。

【0030】

第１放射素子１１は、給電回路３０から第１コイルＬ１を介して給電される。第２放射素子１２は第２コイルＬ２から給電（第２コイルＬ２に生じる誘導起電力で給電）される。例えば、第１コイルＬ１に電流ｉ１が流れるとき、第２コイルＬ２に電流ｉ２が誘導されて、この電流ｉ２によって第２放射素子１２が給電（駆動）される。さらに、第２放射素子１２は、寄生容量Ｃ１２を介して第１放射素子１１と電界結合するので、この電界結合により第２放射素子１２側に流れ込む電流ｉ１２がある。

【0031】

図３に示すように、第１放射素子１１と第２放射素子１２との間の寄生容量Ｃ１２、第１コイルＬ１及び第２コイルＬ２によって共振回路ＲＣが構成される。つまり、電界結合する第１放射素子１１と第２放射素子１２にアンテナ結合素子２０を接続することによって、共振回路ＲＣが寄生的に構成される。この共振回路ＲＣの共振周波数が上記第２共振周波数の近傍であると、次に述べるように、第２共振周波数の帯域（ハイバンド）で、第２コイルＬ２に流れる電流と、第２放射素子１２に流れる電流との方向が重要となる。

【0032】

第１コイルＬ１と第２コイルＬ２との結合の極性は、上記第２共振周波数において、上記電流ｉ２と電流ｉ１２とが互いに弱め合わない関係となるように定められている。つまり、第１コイルＬ１及び第２コイルＬ２により構成されるアンテナ結合素子２０と第２放射素子１２とにより付与される第２共振周波数において、第１コイルＬ１と第２コイルＬ２との電磁界結合により第２放射素子１２に流れる電流ｉ１２と、電界結合により第２放射素子１２に流れる電流ｉ２との位相差の絶対値が９０度以下となるように、第１コイルＬ１と第２コイルＬ２とは結合する。

【0033】

つまり、第１コイルＬ１から第１放射素子１１に電流が流れる時の第１コイルＬ１に生じる磁界の方向と、第２コイルＬ２から第２放射素子１２へ電流が流れる時の第２コイルＬ２に生じる磁界の方向との関係はアンテナの電界結合箇所によって、同方向にも逆方向にもなるが、上記結合関係は変わらない。例えば、アンテナ結合素子２０は、アンテナの電界結合の箇所によっては、端子Ｔ３を第２放射素子接続端子とし、端子Ｔ４をグランド接続端子としてもよい。このような場合、第１コイルＬ１及び第２コイルＬ２は、第１コイルＬ１から第１放射素子１１へ電流が流れるときに第１コイルＬ１に生じる磁界の方向と、第２コイルＬ２から第２放射素子１２へ電流が流れるときに第２コイルＬ２に生じる磁界の方向とを互いに逆の関係となるように構成される。

【0034】

上述の関係であることにより、上記電流ｉ１２と電流ｉ２とが互いに弱めあわないので、ハイバンドの放射効率が向上する。また、電流ｉ１２と電流i２との位相差の絶対値が９０度より小さい場合には、両者が互いに強めあっていると言え、それによってハイバンドの放射効率がさらに向上する。

【0035】

図４はアンテナ装置１０１の放射効率の周波数特性を示す図である。図４において、ＲＥ１は、比較例のアンテナ装置の放射効率、ＲＥ２は本実施形態のアンテナ装置１０１の放射効率である。

【0036】

比較例のアンテナ装置は、アンテナ結合素子２０の第１コイルＬ１と第２コイルＬ２の結合の極性が、本実施形態に係るアンテナ装置１０１が備えるアンテナ結合素子２０の、第１コイルＬ１と第２コイルＬ２との結合の極性とは逆の関係にある。つまり、比較例のアンテナ装置では、図３に示した、第１コイルＬ１と第２コイルＬ２との電磁界結合により第２放射素子１２に流れる電流ｉ１２と、電界結合により第２放射素子１２に流れる電流ｉ２との位相差の絶対値が９０度より大きくなって、電流ｉ１２と電流ｉ２とは互いに弱めあう。

【0037】

本実施形態では、図４に表れているように、0.6GHz〜2.0GHzではアンテナ装置の放射効率は同等であるが、2.0GHz以上では本実施形態のアンテナ装置１０１の方が、放射効率が高い。この周波数帯域において、比較例のアンテナ装置では、上記電流ｉ１２と電流ｉ２とは互いに弱めあうのに対し、本実施形態のアンテナ装置では、電流ｉ１２と電流ｉ２とは互いに弱めあわず、むしろ加算されるからである。

【0038】

上述した電磁界結合により、第２放射素子１２に流れる電流ｉ１２の位相は、例えば、図２に示したようなアンテナ装置１０１の配置において、第１放射素子１１と第２放射素子１２を十分物理的に離間するように配置変更し、第２共振周波数で第２放射素子と第２コイルＬ２との間に流れる電流の位相をネットワークアナライザなどで測定することで得られる。しかしながら、電流プローブ間を近接しないように直接測定することは実際には難しい。そこで、例えば、まず第１放射素子１１の入力端（第１放射素子１１の電源側の端）と第２放射素子１２の入力端（第２放射素子１２のグランド側の端）との２つを入力端とする、２×２のＳパラメータと、端子Ｔ１〜Ｔ４の４つの端子を有する結合素子２０だけの４×４のＳパラメータとを測定し、その後、配置変更後のアンテナ装置１０１の回路構成と、上記Ｓパラメータとを用いて、回路シミュレータ上で第２放射素子１２と第２コイルＬ２との間に流れる電流を計算することで得る。また、電界結合により第２放射素子１２に流れる電流ｉ２の位相は、例えば、図２に示したようなアンテナ装置１０１の配置において、アンテナ結合素子２０を取り除くように配置変更し、第２共振周波数で第２放射素子１２とグランドとの間に流れる電流の位相をネットワークアナライザなどで測定することで得られる。この場合にも、例えば、第１放射素子１１の入力端と第２放射素子１２の入力端との２つを入力とする、２×２のＳパラメータを測定し、その後、結合素子２０を取り除く配置変更後のアンテナ装置１０１の回路構成と、前記２×２のＳパラメータとを用いて、回路シミュレータ上で第２放射素子１２とグランドとの間に流れる電流を計算することで得てもよい。

【0039】

図２、図３に示した給電回路３０は、第１放射素子１１の共振周波数を含むローバンドの通信信号と、アンテナ結合素子２０と第２放射素子１２とによる共振周波数を含むハイバンドの通信信号と、を入出力する。これにより、広帯域の通信信号を扱う通信端末装置が得られる。

【0040】

次に、アンテナ結合素子２０の第１コイルＬ１と第２コイルＬ２の結合の極性がいずれの場合でも、第２共振周波数において、第１コイルＬ１と第２コイルＬ２との電磁界結合により第２放射素子１２に流れる電流ｉ１２と、電界結合により第２放射素子１２に流れる電流ｉ２とが互いに弱めあわない例を示す。

【0041】

図５（Ａ）、図５（Ｂ）は、いずれも本発明の一実施形態のアンテナ装置の構成を示す図である。図５（Ａ）、図５（Ｂ）に示す、いずれのアンテナ装置も、第１放射素子１１と第２放射素子１２とアンテナ結合素子２０とを備える。第１放射素子１１及び第２放射素子１２はいずれもモノポール型の放射素子である。

【0042】

図５（Ａ）、図５（Ｂ）に示すアンテナ装置において、第１放射素子１１に対する給電点は同じであるが、第２放射素子１２の近接位置が異なる。つまり、図５（Ａ）と図５（Ｂ）とでは、第１放射素子１１に分布する電位の極性が異なる位置で、第２放射素子１２が第１放射素子１１と電界結合している。

【0043】

そのため、第２共振周波数において、第１コイルＬ１と第２コイルＬ２との電磁界結合により第２放射素子１２に流れる電流ｉ１２と、電界結合により第２放射素子１２に流れる電流ｉ２とが互いに相殺されない条件のもとで、図５（Ａ）に示したアンテナ結合素子２０と図５（Ｂ）に示したアンテナ結合素子２０とでは、第１コイルＬ１と第２コイルＬ２の結合の極性は逆である。

【0044】

第１コイルＬ１と第２コイルＬ２との結合の極性が異なる２種のアンテナ結合素子２０を予め用意しておき、そのアンテナ結合素子２０の適用先の条件に応じて、所定の結合極性のアンテナ結合素子２０を用いればよい。また、図１に示した例では、アンテナ結合素子２０を、その上面又は下面のどちらを実装面とするかによって、上記結合の極性を選択することもできる。

【0045】

次に、これまでに示したアンテナ装置とは各部の構成が異なるアンテナ装置について幾つかの例を示す。

【0046】

図６は、アンテナ装置１０２と、それを備える通信端末装置１１２の主要な構成を示す平面図である。この通信端末装置１１２は、第１放射素子１１、第２放射素子１２、第３放射素子１３、回路基板４０及び筐体５０を備える。

【0047】

回路基板４０には給電回路３０が構成されている。また、この回路基板４０にアンテナ結合素子２０及びインダクタＬ１１が実装されている。

【0048】

第１放射素子１１、第２放射素子１２及び第３放射素子１３は、筐体５０内の樹脂部に、LDS（Laser-Direct-Structuring）工法などで形成された導体パターンで構成されている。また、これに限らず回路基板４０上に形成されたものでもよいし、FPC(Flexible Printed Circuit)にフォトリソグラフィ工法などで形成された導体パターンで構成されていてもよい。このようにして、全ての放射素子が筐体内に形成される場合には、筐体５０は導電性を有していないガラスや樹脂などの絶縁性部材で構成されてもよい。

【0049】

アンテナ結合素子２０の第１放射素子接続端子Ｔ１は第１放射素子１１に接続され、第２放射素子接続端子Ｔ４は第２放射素子１２に接続される。給電回路接続端子Ｔ２は給電回路３０に接続され、グランド接続端子Ｔ３はグランド導体パターンに接続される。

【0050】

インダクタＬ１１は第１放射素子１１の一方の端部とグランドとの間に接続されている。

【0051】

第１放射素子１１は、インダクタＬ１１及び回路基板に形成されたグランド導体パターンによってループアンテナとして作用する。第２放射素子１２はモノポールアンテナとして作用する。第３放射素子１３は例えばGPS用アンテナであり、給電回路３０とは別の給電回路に接続される。

【0052】

その他の構成は、図２、図５（Ａ）、図５（Ｂ）等に示したアンテナ装置と同様である。このように、第１放射素子１１は導体パターンで構成してもよい。

【0053】

図７は、アンテナ装置１０３と、それを備える通信端末装置１１３の主要な構成を示す平面図である。この通信端末装置１１３は、第１放射素子１１、第２放射素子１２、回路基板４０及び筐体５０を備える。

【0054】

第１放射素子１１は、筐体の一部で構成されており、筐体のその他の部分とは電気的に独立している。回路基板４０は、グランド導体パターン４２が形成されているグランド領域ＧＺと、グランド導体パターン４２が形成されていない、非グランド領域ＮＧＺとを備える。この非グランド領域ＮＧＺに第２放射素子１２が形成されている。

【0055】

第２放射素子１２は、途中に折り返し部１２ＦＢを有する線状の導体パターンで構成されている。このように、途中に折り返し部を有する線状の導体パターンで構成されることにより、第２放射素子１２は省スペースに設けられる。また、この例では、アンテナ結合素子２０から延伸する第１線状導体パターン部１２Ａと、第１放射素子１１から遠ざかる側に折り返された第２線状導体パターン部１２Ｂとを有する。この構造により、第１放射素子１１に近接する部分は短く、且つ、延伸方向が互いに逆方向であるので、第１放射素子１１との実質的な電界結合は小さい。

【0056】

なお、第２線状導体パターン部１２Ｂは第１線状導体パターン部１２Ａより線幅が太いので、第２放射素子１２を含む共振回路の共振帯域幅を広げることができる。

【0057】

図８はアンテナ装置１０３の構成を示す図である。このアンテナ装置１０３は、第１放射素子１１、第２放射素子１２、アンテナ結合素子２０、インダクタＬ１１ａ，Ｌ１１ｂ、キャパシタＣ１１ａ，Ｃ１１ｂ及びスイッチ４を備える。スイッチ４は、アンテナ装置外部から与えられる制御信号に応じて、インダクタＬ１１ａ，Ｌ１１ｂ、キャパシタＣ１１ａ，Ｃ１１ｂのうち一つを選択的に第１放射素子１１の先端に接続する。したがって、スイッチ４によりアンテナの実効長が変更可能となる。

【0058】

インダクタＬ１１ａとインダクタＬ１１ｂとではインダクタンスが異なり、キャパシタＣ１１ａとキャパシタＣ１１ｂとではキャパシタンスが異なる。これらリアクタンス素子Ｌ１１ａ，Ｌ１１ｂ，Ｃ１１ａ，Ｃ１１ｂのうちどの素子を選択するかによって、第１放射素子１１の共振周波数が切り替えられる。その他の構成は図２に示したとおりである。

【0059】

図９はアンテナ装置１０４の構成を示す図である。このアンテナ装置１０４は、第１放射素子１１、第２放射素子１２、及びアンテナ結合素子２０を備える。第１放射素子１１の給電端にアンテナ結合素子２０の第１コイルＬ１を介して給電回路３０が接続されている。そして、第１放射素子１１の先端は開放されていて、途中の所定の接地位置ＰＳがグランドに接地されている。この構成により、第１放射素子１１は逆Ｆアンテナとして作用する。また、第１放射素子１１が面状に拡がりのある導体であれば、PIFA（planar inverted-F antenna）として作用する。このように、第１放射素子１１を逆Ｆ型アンテナやPIFAとすることによって、第１放射素子１１のインピーダンスを給電回路とのインピーダンスと同程度にでき、インピーダンス整合が容易となる。

【0060】

本発明はこのように第１放射素子１１が逆ＦアンテナやPIFAであるアンテナ装置にも適用できる。

【0061】

図１０はアンテナ装置１０５の構成を示す図である。このアンテナ装置１０５は、第１放射素子１１、第２放射素子１２、及びアンテナ結合素子２０を備える。第１放射素子１１の所定の接地位置ＰＳとグランドとの間のショートピンとして、アンテナ結合素子２０の第１コイルＬ１が接続されている。そして、アンテナ結合素子２０の第２コイルＬ２に第２放射素子１２が接続されている。この構成により、第１放射素子１１は逆Ｆアンテナとして作用する。また、第１放射素子１１が面状に拡がりのある導体であれば、PIFA（planar inverted-F antenna）として作用する。

【0062】

本発明は、このような構造の逆ＦアンテナやPIFAであるアンテナ装置にも適用できる。

【0063】

最後に、上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではない。当業者にとって変形及び変更が適宜可能である。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲内と均等の範囲内での実施形態からの変更が含まれる。

【符号の説明】

【0064】

Ｃ１１ａ，Ｃ１１ｂ…キャパシタ
Ｃ１２…放射素子間寄生容量
ＧＺ…グランド領域
Ｌ１…第１コイル
Ｌ１ａ，Ｌ１ｂ，Ｌ２ａ，Ｌ２ｂ…導体パターン
Ｌ１１，Ｌ１１ａ，Ｌ１１ｂ…インダクタ
Ｌ２…第２コイル
ＭＳ１…第１面
ＭＳ２…第２面
ＮＧＺ…非グランド領域
ＰＰ…近接部
ＰＳ…接地位置
ＲＣ…共振回路
Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ２１，Ｓ２２…絶縁基材
Ｔ１…第１放射素子接続端子
Ｔ２…給電回路接続端子
Ｔ３…グランド接続端子
Ｔ４…第２放射素子接続端子
Ｖ１，Ｖ２…層間接続導体
４…スイッチ
１１…第１放射素子
１２…第２放射素子
１２Ａ…第１線状導体パターン部
１２Ｂ…第２線状導体パターン部
１３…第３放射素子
２０…アンテナ結合素子
３０…給電回路
４０…回路基板
４２…グランド導体パターン
５０…筐体
１０１〜１０５…アンテナ装置
１１１〜１１３…通信端末装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】