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(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】
(24)【登録日】2023-07-26
(45)【発行日】2023-08-03
(54)【発明の名称】アンテナ装置
(51)【国際特許分類】
H01Q 9/42 20060101AFI20230727BHJP
H01Q 5/371 20150101ALI20230727BHJP
H01Q 9/40 20060101ALI20230727BHJP
【ＦＩ】
H01Q9/42
H01Q5/371
H01Q9/40
【請求項の数】
6
(21)【出願番号】P 2019217725
(22)【出願日】2019-12-02
(65)【公開番号】P2021090083
(43)【公開日】2021-06-10
【審査請求日】2022-09-30
(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】南保 尚
【審査官】白井 亮
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１６－１３４７７３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－２３００２８（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２００７／０３０２０３（ＵＳ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１６／２０３８８９（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｑ ９／４２
Ｈ０１Ｑ ５／３７１
Ｈ０１Ｑ ９／４０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
絶縁性の基板本体と、前記基板本体に金属箔でパターン形成されグランドに接続されるグランドパターンと、
前記グランドパターンが形成されていない領域として前記基板本体上に前記基板本体の一辺に接して設けられ前記一辺に沿って長方形状に延在したアンテナ占有領域と、
前記アンテナ占有領域に金属箔でパターン形成され給電点と接続された第１エレメント及び第２エレメントとを備え、
前記グランドパターンが、前記一辺と前記アンテナ占有領域の一方の短辺とに近接した第１グランド領域と、
前記一辺から離間し前記アンテナ占有領域の一方の長辺に近接した第２グランド領域とを有し、
前記給電点が、前記第１グランド領域から離間して前記アンテナ占有領域の他方の短辺側で前記第２グランド領域に近接して配され、
前記第１エレメントが、前記第２エレメントよりも前記第２グランド領域側に配されていると共に、前記給電点から前記一辺に向かって延在する第１延在部と、
前記第１延在部から前記第１グランド領域に向かって延在した第２延在部と、
前記第２延在部の先端部から前記一辺側に向かって延在する容量装荷部と、
前記容量装荷部の先端から前記第２延在部に沿って前記第１グランド領域から離間する方向に延在する第３延在部とを備え、
前記容量装荷部が、前記第２延在部の基端部よりも幅広に形成されていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項2】
請求項１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１延在部から前記第２延在部とは反対方向に延在する第４延在部と、
前記第４延在部の先端から前記一辺に向けて延在した第５延在部と、
前記第５延在部の先端から前記第４延在部に沿って前記第３延在部側に向けて延在する第６延在部とを有していることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項3】
請求項２に記載のアンテナ装置において、前記第１エレメントが、前記第２延在部の途中から前記一辺に向けて前記第６延在部の先端及び第３延在部の先端に対向する位置まで突出した突出部を有していることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項4】
請求項２又は３に記載のアンテナ装置において、前記第１延在部が、前記第２延在部の基端部よりも幅広に形成され前記第２延在部の接続部から前記第６延在部の途中に向けて突出した容量調整部を有し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２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２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２延在部及び前記第４延在部の少なくとも一方の基端又は途中に、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】
近年、通信機器において、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アンテナ装置が開発されている（例えば、特許文献１）。このアンテナ装置は、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グランドパターン及び複数の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パターンとの間の各浮遊容量とを効果的に利用することで、複共振化させるものである。
【0003】
また、近年、基板の垂直方向（アンテナのエレメントが延在する方向に直交する方向）が短い小型基板をアンテナ用に用いることが要望されている。例えば、特許文献２に記載されている基板では、グランド面が形成されていない領域（以下、アンテナ占有領域）が、細長い長方形状又は帯状に形成され、その領域の短辺の一方にグランド面が接している。
【0004】
特許文献２のような基板上のグランド面を矩形状に切り欠いた長方形状のアンテナ占有領域にアンテナパターンを形成する場合、アンテナ占有領域の短辺に接したグランド面の近傍に給電点を設け、波長の短い高周波においてグランド間の影響を低減することで、良好なアンテナ性能を得ている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開２０１７－９２９７８号公報
【文献】特開２０１７－１３９８１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
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。
従来、特許文献２のような基板上のグランド面を矩形状に切り欠いた長方形状のアンテナ占有領域において、高周波だけでなく低周波のアンテナパターンを設けて複共振化する場合、通常、低周波側のアンテナパターンを当該グランド面から離れた領域に設計し、高周波側のアンテナパターンをアンテナ占有領域の短辺に近接したグランド面に近く設計する。このとき、低周波側では、基板におけるグランド面の垂直方向の長さ（アンテナ占有領域の短辺長さ）を利用して、当該垂直方向にアンテナパターンの一部を延在させることで効果的にアンテナ特性を得ることができる。しかしながら、小型基板において短辺がグランド面に隣接した長方形状のアンテナ占有領域であると、アンテナ占有領域が狭く、特に短辺長さが短いために、低周波・高周波共に十分なアンテナ特性を得ることが困難であった。すなわち、給電点から水平方向（アンテナ占有領域の長辺方向）の前記短辺側のグランド面までの距離が短く、十分な長さの高周波側のアンテナパターンが設けられないと共に、アンテナパターンの折り返しを長くすると高周波側のアンテナと低周波側のアンテナとが、干渉し易くなってしまう不都合があった。
従来、特許文献２のような基板上のグランド面を矩形状に切り欠いた長方形状のアンテナ占有領域において、高周波だけでなく低周波のアンテナパターンを設けて複共振化する場合、通常、低周波側のアンテナパターンを当該グランド面から離れた領域に設計し、高周波側のアンテナパターンをアンテナ占有領域の短辺に近接したグランド面に近く設計する。このとき、低周波側では、基板におけるグランド面の垂直方向の長さ（アンテナ占有領域の短辺長さ）を利用して、当該垂直方向にアンテナパターンの一部を延在させることで効果的にアンテナ特性を得ることができる。しかしながら、小型基板において短辺がグランド面に隣接した長方形状のアンテナ占有領域であると、アンテナ占有領域が狭く、特に短辺長さが短いために、低周波・高周波共に十分なアンテナ特性を得ることが困難であった。すなわち、給電点から水平方向（アンテナ占有領域の長辺方向）の前記短辺側のグランド面までの距離が短く、十分な長さの高周波側のアンテナパターンが設けられないと共に、アンテナパターンの折り返しを長くすると高周波側のアンテナと低周波側のアンテナとが、干渉し易くなってしまう不都合があった。
【0007】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、小型基板のグランド面を矩形状に切り欠いた長方形状のアンテナ占有領域でも、複共振化した際に高周波側と低周波側との両方のアンテナ性能の高性能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】
【0008】
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、前記基板本体に金属箔でパターン形成されグランドに接続されるグランドパターンと、前記グランドパターンが形成されていない領域として前記基板本体上に前記基板本体の一辺に接して設けられ前記一辺に沿って長方形状に延在したアンテナ占有領域と、前記アンテナ占有領域に金属箔でパターン形成され給電点と接続された第１エレメント及び第２エレメントとを備え、前記グランドパターンが、前記一辺と前記アンテナ占有領域の一方の短辺とに近接した第１グランド領域と、前記一辺から離間し前記アンテナ占有領域の一方の長辺に近接した第２グランド領域とを有し、前記給電点が、前記第１グランド領域から離間して前記アンテナ占有領域の他方の短辺側で前記第２グランド領域に近接して配され、前記第１エレメントが、前記第２エレメントよりも前記第２グランド領域側に配されていると共に、前記給電点から前記一辺に向かって延在する第１延在部と、前記第１延在部から前記第１グランド領域に向かって延在した第２延在部と、前記第２延在部の先端部から前記一辺側に向かって延在する容量装荷部と、前記容量装荷部の先端から前記第２延在部に沿って前記第１グランド領域から離間する方向に延在する第３延在部とを備え、前記容量装荷部が、前記第２延在部の基端部よりも幅広に形成されていることを特徴とする。
【0009】
このアンテナ装置では、給電点が、第１グランド領域から離間してアンテナ占有領域の他方の短辺側で第２グランド領域に近接して配され、容量装荷部が、第２延在部の基端部よりも幅広に形成されているので、第１グランド領域から離間した給電点から長く第１エレメントを第１グランド領域に向けて延在させることができると共に、容量装荷部で得られる第１グランド領域との間の浮遊容量によって第１エレメントの低周波と第２エレメントの高周波との干渉を抑制可能になる。したがって、長く第２グランド領域に沿って延在する第１エレメントが更に容量装荷部を介して折り返すことで、良好な低周波側のアンテナ特性が得られると共に、高周波側のアンテナ特性と干渉し難いため、高周波側も良好なアンテナ特性を得ることができる。また、折り返した第３延在部を長くし過ぎると、反対側の第２エレメントや第２延在部等に干渉し易くなるが、容量装荷部を設けることで、第１グランド領域との間の浮遊容量を大きくして短い第３延在部でも十分な特性を得ることが可能になる。
【0010】
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１延在部から前記第２延在部とは反対方向に延在する第４延在部と、前記第４延在部の先端から前記一辺に向けて延在した第５延在部と、前記第５延在部の先端から前記第４延在部に沿って前記第３延在部側に向けて延在する第６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４延在部と第５延在部と第６延在部とを有しているので、折り返して長く延在した第２エレメントによって良好な高周波側のアンテナ特性を得ることができる。
すなわち、このアンテナ装置では、第４延在部と第５延在部と第６延在部とを有しているので、折り返して長く延在した第２エレメントによって良好な高周波側のアンテナ特性を得ることができる。
【0011】
第３の発明に係るアンテナ装置は、第２の発明において、前記第１エレメントが、前記第２延在部の途中から前記一辺に向けて前記第６延在部の先端及び第３延在部の先端に対向する位置まで突出した突出部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１エレメントが、第２延在部の途中から前記一辺に向けて第６延在部の先端及び第３延在部の先端に対向する位置まで突出した突出部を有しているので、突出部と第３延在部との間と、突出部と第６延在部との間とで浮遊容量がそれぞれ発生し、各帯域を広くすることができる。
すなわち、このアンテナ装置では、第１エレメントが、第２延在部の途中から前記一辺に向けて第６延在部の先端及び第３延在部の先端に対向する位置まで突出した突出部を有しているので、突出部と第３延在部との間と、突出部と第６延在部との間とで浮遊容量がそれぞれ発生し、各帯域を広くすることができる。
【0012】
第４の発明に係るアンテナ装置は、第２又は第３の発明において、前記第１延在部が、前記第２延在部の接続部から前記第６延在部の途中に向けて突出した容量調整部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１延在部が、第２延在部の接続部から第６延在部の途中に向けて突出した容量調整部を有しているので、容量調整部と第６延在部との間に高い浮遊容量が生じて第６延在部を短く設定しても十分なアンテナ特性を得ることが可能になる。なお、容量調整部を第６延在部の途中ではなく先端に向けて突出させた場合、第２エレメントの先端と結合し易くなり、互いに干渉してアンテナ特性が劣化してしまうおそれがある。
すなわち、このアンテナ装置では、第１延在部が、第２延在部の接続部から第６延在部の途中に向けて突出した容量調整部を有しているので、容量調整部と第６延在部との間に高い浮遊容量が生じて第６延在部を短く設定しても十分なアンテナ特性を得ることが可能になる。なお、容量調整部を第６延在部の途中ではなく先端に向けて突出させた場合、第２エレメントの先端と結合し易くなり、互いに干渉してアンテナ特性が劣化してしまうおそれがある。
【0013】
第５の発明に係るアンテナ装置は、第１から第４の発明のいずれかにおいて、前記第２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、第２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ので、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。
すなわち、このアンテナ装置では、第２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ので、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。
【0014】
第６の発明に係るアンテナ装置は、第２から第４の発明のいずれかにおいて、前記第２延在部及び前記第４延在部の少なくとも一方の基端又は途中に、受動素子が接続されていることを特徴とする。
すなわち、このアンテナ装置では、第２延在部及び第４延在部の少なくとも一方の基端又は途中に、受動素子が接続されているので、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。
すなわち、このアンテナ装置では、第２延在部及び第４延在部の少なくとも一方の基端又は途中に、受動素子が接続されているので、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】
【0015】
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、給電点が、第１グランド領域から離間してアンテナ占有領域の他方の短辺側で第２グランド領域に近接して配され、容量装荷部が、第２延在部の基端部よりも幅広に形成された容量装荷部とされているので、長く第２グランド領域に沿って延在する第１エレメントが更に容量装荷部を介して折り返すことで、良好な低周波側のアンテナ特性が得られると共に、高周波側のアンテナ特性と干渉し難いため、高周波側も良好なアンテナ特性を得ることができる。
したがって、本発明のアンテナ装置は、小型基板において長方形状の狭いアンテナ占有領域であっても高性能に複共振化することが可能になる。
本発明のアンテナ装置によれば、給電点が、第１グランド領域から離間してアンテナ占有領域の他方の短辺側で第２グランド領域に近接して配され、容量装荷部が、第２延在部の基端部よりも幅広に形成された容量装荷部とされているので、長く第２グランド領域に沿って延在する第１エレメントが更に容量装荷部を介して折り返すことで、良好な低周波側のアンテナ特性が得られると共に、高周波側のアンテナ特性と干渉し難いため、高周波側も良好なアンテナ特性を得ることができる。
したがって、本発明のアンテナ装置は、小型基板において長方形状の狭いアンテナ占有領域であっても高性能に複共振化することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】本発明に係るアンテナ装置の一実施形態において、各エレメントの位置関係を示す平面図である。
【図2】本実施形態において、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】本実施形態において、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】本実施形態において、アンテナ素子を示す斜視図（ａ）、平面図（ｂ）、正面図（ｃ）及び底面図（ｄ）である。
【図5】グランドパターンと給電点との位置関係を示す説明図である。
【図6】本実施形態において、アンテナ装置の放射効率を示すグラフである。
【図7】本発明に係る比較例１のアンテナ装置において、各エレメントの位置関係を示す平面図である。
【図8】本実施形態と比較例１との放射効率を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0017】
【0018】
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に銅箔等の金属箔でパターン形成されグランドに接続されるグランドパターンＧＮＤと、グランドパターンＧＮＤが形成されていない領域として基板本体２上に基板本体２の一辺２ａに接して設けられ前記一辺２ａに沿って長方形状に延在したアンテナ占有領域ＡＯＡと、アンテナ占有領域ＡＯＡに銅箔等の金属箔でパターン形成され給電点ＦＰと接続された第１エレメント３及び第２エレメント４とを備えている。
【0019】
上記グランドパターンＧＮＤは、前記一辺２ａとアンテナ占有領域ＡＯＡの一方の短辺とに近接した第１グランド領域Ｇ１と、前記一辺２ａから離間しアンテナ占有領域ＡＯＡの一方の長辺に近接した第２グランド領域Ｇ２とを有している。すなわち、グランドパターンＧＮＤを矩形状に切り欠いて設けられた長方形状のアンテナ占有領域ＡＯＡの短辺側に第１グランド領域Ｇ１が設けられていると共に、長辺側に第２グランド領域Ｇ２が設けられている。
上記給電点ＦＰは、第１グランド領域Ｇ１から離間してアンテナ占有領域ＡＯＡの他方の短辺側で第２グランド領域Ｇ２に近接して配されている。
上記給電点ＦＰは、第１グランド領域Ｇ１から離間してアンテナ占有領域ＡＯＡの他方の短辺側で第２グランド領域Ｇ２に近接して配されている。
【0020】
上記第１エレメント３が、第２エレメント４よりも第２グランド領域Ｇ２側に配されている。
第１エレメント３が、給電点ＦＰから前記一辺２ａに向かって延在する第１延在部Ｅ１と、第１延在部Ｅ１から第１グランド領域Ｇ１に向かって延在した第２延在部Ｅ２と、第２延在部Ｅ２の先端部から前記一辺２ａ側に向かって延在する容量装荷部Ｅ２ａと、容量装荷部Ｅ２ａの先端から第２延在部Ｅ２に沿って第１グランド領域Ｇ１から離間する方向に延在する第３延在部Ｅ３とを備えている。
上記容量装荷部Ｅ２ａは、第２延在部Ｅ２の基端部よりも幅広に形成されている。
すなわち、第１エレメント３は、前記一辺２ａ側にコ字状に折り返されて延在し、第２延在部Ｅ２の先端部に、容量装荷部Ｅ２ａが設けられている。
第１エレメント３が、給電点ＦＰから前記一辺２ａに向かって延在する第１延在部Ｅ１と、第１延在部Ｅ１から第１グランド領域Ｇ１に向かって延在した第２延在部Ｅ２と、第２延在部Ｅ２の先端部から前記一辺２ａ側に向かって延在する容量装荷部Ｅ２ａと、容量装荷部Ｅ２ａの先端から第２延在部Ｅ２に沿って第１グランド領域Ｇ１から離間する方向に延在する第３延在部Ｅ３とを備えている。
上記容量装荷部Ｅ２ａは、第２延在部Ｅ２の基端部よりも幅広に形成されている。
すなわち、第１エレメント３は、前記一辺２ａ側にコ字状に折り返されて延在し、第２延在部Ｅ２の先端部に、容量装荷部Ｅ２ａが設けられている。
【0021】
上記第２エレメント４は、第１延在部Ｅ１から第２延在部Ｅ２とは反対方向に延在する第４延在部Ｅ４と、第４延在部Ｅ４の先端から前記一辺２ａに向けて延在した第５延在部Ｅ５と、第５延在部Ｅ５の先端から第４延在部Ｅ４に沿って第３延在部Ｅ３側に向けて延在する第６延在部Ｅ６とを有している。
すなわち、第２エレメント４は、前記一辺２ａ側にコ字状に折り返されて延在している。
なお、第２延在部Ｅ２の基端部は、前記一辺２ａから離間してアンテナ占有領域ＡＯＡの短辺方向（アンテナ占有領域ＡＯＡの長手方向に直交する方向）の略中間に配置されている。
また、第６延在部Ｅ６の先端部は、第２延在部Ｅ２の基端部に沿って対向する位置まで延在している。
すなわち、第２エレメント４は、前記一辺２ａ側にコ字状に折り返されて延在している。
なお、第２延在部Ｅ２の基端部は、前記一辺２ａから離間してアンテナ占有領域ＡＯＡの短辺方向（アンテナ占有領域ＡＯＡの長手方向に直交する方向）の略中間に配置されている。
また、第６延在部Ｅ６の先端部は、第２延在部Ｅ２の基端部に沿って対向する位置まで延在している。
【0022】
また、第１エレメント３は、第２延在部Ｅ２の途中から前記一辺２ａに向けて第６延在部Ｅ６の先端及び第３延在部Ｅ３の先端に対向する位置まで突出した突出部Ｅ２ｂを有している。この突出部Ｅ２ｂは、第２延在部Ｅ２の基端部よりも幅広であることが好ましい。
上記第１延在部Ｅ１は、第２延在部Ｅ２の接続部から第６延在部Ｅ６の途中に向けて突出した容量調整部Ｅ１ａを有している。この容量調整部Ｅ１ａは、第２延在部Ｅ２の基端部よりも幅広に形成されることが好ましい。
上記第１延在部Ｅ１は、第２延在部Ｅ２の接続部から第６延在部Ｅ６の途中に向けて突出した容量調整部Ｅ１ａを有している。この容量調整部Ｅ１ａは、第２延在部Ｅ２の基端部よりも幅広に形成されることが好ましい。
【0023】
上記第２延在部Ｅ２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。このアンテナ素子ＡＴは、突出部Ｅ２ｂと容量装荷部Ｅ２ａとの間に接続されている。
また、第２延在部Ｅ２及び第４延在部Ｅ４の少なくとも一方の基端又は途中には、受動素子が接続されている。本実施形態では、第２延在部Ｅ２の基端部に第１受動素子Ｐ１が接続され、第４延在部Ｅ４の基端部に第２受動素子Ｐ２が接続されている。
さらに、第１延在部Ｅ１の基端には、給電点ＦＰと離間して第２グランド領域Ｇ２と接続された第３受動素子Ｐ３が接続されている。
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。
また、第２延在部Ｅ２及び第４延在部Ｅ４の少なくとも一方の基端又は途中には、受動素子が接続されている。本実施形態では、第２延在部Ｅ２の基端部に第１受動素子Ｐ１が接続され、第４延在部Ｅ４の基端部に第２受動素子Ｐ２が接続されている。
さらに、第１延在部Ｅ１の基端には、給電点ＦＰと離間して第２グランド領域Ｇ２と接続された第３受動素子Ｐ３が接続されている。
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。
【0024】
上記基板本体２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、グランドパターンＧＮＤの領域には、回路部品等を実装しても構わない。
上記給電点ＦＰは、同軸ケーブル等の給電手段を介して別のメイン基板等に設けられた高周波回路（図示略）の給電点に接続される。この給電手段としては、同軸ケーブル、レセプタクル等のコネクタ、接点が板バネ形状を有する接続構造、接点がピンプローブ形状またはピン形状を有する接続構造、ハンダ付け用のランドを用いた接続構造等の種々の構造が採用可能である。
例えば、給電手段として同軸ケーブルを採用する場合、第２グランド領域Ｇ２に同軸ケーブルのグランド線が接続されると共に、同軸ケーブルの芯線が給電点ＦＰに接続される。
なお、グランドパターンＧＮＤの領域には、回路部品等を実装しても構わない。
上記給電点ＦＰは、同軸ケーブル等の給電手段を介して別のメイン基板等に設けられた高周波回路（図示略）の給電点に接続される。この給電手段としては、同軸ケーブル、レセプタクル等のコネクタ、接点が板バネ形状を有する接続構造、接点がピンプローブ形状またはピン形状を有する接続構造、ハンダ付け用のランドを用いた接続構造等の種々の構造が採用可能である。
例えば、給電手段として同軸ケーブルを採用する場合、第２グランド領域Ｇ２に同軸ケーブルのグランド線が接続されると共に、同軸ケーブルの芯線が給電点ＦＰに接続される。
【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４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。
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】
本実施形態のアンテナ装置１では、以下のように浮遊容量が発生する。
すなわち、図３に示すように、容量装荷部Ｅ２ａと第１グランド領域Ｇ１との間の浮遊容量Ｃａと、容量装荷部Ｅ２ａ及び第２延在部Ｅ２の先端部と第２グランド領域Ｇ２との間の浮遊容量Ｃｂと、アンテナ素子ＡＴと第２グランド領域Ｇ２との間の浮遊容量Ｃｃと、アンテナ素子ＡＴと第３延在部Ｅ３との間の浮遊容量Ｃｄと、第３延在部Ｅ３と突出部Ｅ２ｂとの間の浮遊容量Ｃｅと、突出部Ｅ２ｂと第６延在部Ｅ６との間の浮遊容量Ｃｆと、突出部Ｅ２ｂと第２グランド領域Ｇ２との間の浮遊容量Ｃｇと、第６延在部Ｅ６と第２延在部Ｅ２との間の浮遊容量Ｃｈと、容量調整部Ｅ１ａと第６延在部Ｅ６との間の浮遊容量Ｃｉと、第４延在部Ｅ４と第６延在部Ｅ６との間の浮遊容量Ｃｊと、第４延在部Ｅ４及び第５延在部Ｅ５と第２グランド領域Ｇ２との間の浮遊容量Ｃｋとが発生可能である。
すなわち、図３に示すように、容量装荷部Ｅ２ａと第１グランド領域Ｇ１との間の浮遊容量Ｃａと、容量装荷部Ｅ２ａ及び第２延在部Ｅ２の先端部と第２グランド領域Ｇ２との間の浮遊容量Ｃｂと、アンテナ素子ＡＴと第２グランド領域Ｇ２との間の浮遊容量Ｃｃと、アンテナ素子ＡＴと第３延在部Ｅ３との間の浮遊容量Ｃｄと、第３延在部Ｅ３と突出部Ｅ２ｂとの間の浮遊容量Ｃｅと、突出部Ｅ２ｂと第６延在部Ｅ６との間の浮遊容量Ｃｆと、突出部Ｅ２ｂと第２グランド領域Ｇ２との間の浮遊容量Ｃｇと、第６延在部Ｅ６と第２延在部Ｅ２との間の浮遊容量Ｃｈと、容量調整部Ｅ１ａと第６延在部Ｅ６との間の浮遊容量Ｃｉと、第４延在部Ｅ４と第６延在部Ｅ６との間の浮遊容量Ｃｊと、第４延在部Ｅ４及び第５延在部Ｅ５と第２グランド領域Ｇ２との間の浮遊容量Ｃｋとが発生可能である。
【0027】
次に、本実施形態のアンテナ装置１における各共振周波数について説明する。
本実施形態のアンテナ装置１では、図６に示すように、周波数の低い方から、第１の共振周波数ｆ１及び第２の共振周波数ｆ２の順に２つの周波数帯に複共振化される。
なお、この測定においては、各受動素子は以下のものを用いた。
第１受動素子Ｐ１：Ｌ＝１０ｎＨのインダクタ
第２受動素子Ｐ２：Ｌ＝３．３ｎＨのインダクタ
第３受動素子Ｐ３：Ｌ＝５．６ｎＨのインダクタ
本実施形態のアンテナ装置１では、図６に示すように、周波数の低い方から、第１の共振周波数ｆ１及び第２の共振周波数ｆ２の順に２つの周波数帯に複共振化される。
なお、この測定においては、各受動素子は以下のものを用いた。
第１受動素子Ｐ１：Ｌ＝１０ｎＨのインダクタ
第２受動素子Ｐ２：Ｌ＝３．３ｎＨのインダクタ
第３受動素子Ｐ３：Ｌ＝５．６ｎＨのインダクタ
【0028】
「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、アンテナ素子ＡＴを含む第１エレメント３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～Ｃｇ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。
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。
上記第１の共振周波数ｆ１の周波数は、アンテナ素子ＡＴを含む第１エレメント３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～Ｃｇ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。
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。
【0029】
「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２エレメント５及び容量調整部Ｅ１ａ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Ｃｆ～Ｃｋ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。
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。
上記第２の共振周波数ｆ２の周波数は、第２エレメント５及び容量調整部Ｅ１ａ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Ｃｆ～Ｃｋ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。
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。
【0030】
なお、各共振周波数ｆ１，ｆ２における最終的なインピーダンス調整は、第３受動素子Ｐ３の選択によりグランドパターンＧＮＤ（第２グランド領域Ｇ２）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。
【0031】
なお、低周波の設計を考慮すると、図５に示すように、第２グランド領域Ｇ２の垂直方向（アンテナ占有領域ＡＯＡの短辺が延在する方向）の長さＡが長い方が望ましいが、小型の基板本体２の場合、アンテナ占有領域ＡＯＡも狭くなる場合が多く、長さＣが長くなる位置に給電点ＦＰを設けることが理想である。すなわち、本実施形態では、第２グランド領域Ｇ２の長手方向に沿って第１グランド領域Ｇ１から給電点ＦＰをできるだけ離間させることが好ましい。
【0032】
従来の手法による比較例１のアンテナ装置１０１と本実施形態のアンテナ装置１とについて、小型の基板本体２の場合において放射効率を比較した結果を図８に示す。
なお、比較例１及びアンテナ装置１０１では、図７に示すように、給電点ＦＰを第１グランド領域Ｇ１に近い側に配し、給電点ＦＰから第１グランド領域Ｇ１側に高周波側アンテナエレメント１０３をコ字状に形成し、高周波側アンテナエレメント１０３とは反対側に向けて給電点ＦＰから低周波側アンテナエレメント１０４をＬ字状に延在させた。また、低周波側アンテナエレメント１０４は、先端部にアンテナ素子ＡＴが接続されている。
なお、比較例１及びアンテナ装置１０１では、図７に示すように、給電点ＦＰを第１グランド領域Ｇ１に近い側に配し、給電点ＦＰから第１グランド領域Ｇ１側に高周波側アンテナエレメント１０３をコ字状に形成し、高周波側アンテナエレメント１０３とは反対側に向けて給電点ＦＰから低周波側アンテナエレメント１０４をＬ字状に延在させた。また、低周波側アンテナエレメント１０４は、先端部にアンテナ素子ＡＴが接続されている。
【0033】
図８からわかるように、比較例１では、低周波（Low Band）及び高周波（High Band)の両方とも性能が低くなってしまったのに対し、本実施形態のアンテナ装置１では、低周波、高周波共に十分なアンテナ特性が得られている。
【0034】
このように本実施形態のアンテナ装置１では、給電点ＦＰが、第１グランド領域Ｇ１から離間してアンテナ占有領域ＡＯＡの他方の短辺側で第２グランド領域Ｇ２に近接して配され、第１エレメント３の容量装荷部Ｅ２ａが、第２延在部Ｅ２の基端部よりも幅広に形成されているので、第１グランド領域Ｇ１から離間した給電点ＦＰから長く第１エレメント３を第１グランド領域Ｇ１に向けて延在させることができると共に、容量装荷部Ｅ２ａで得られる第１グランド領域Ｇ１との間の浮遊容量Ｃａによって第１エレメント３の低周波と第２エレメント４の高周波との干渉を抑制可能になる。
【0035】
したがって、長く第２グランド領域Ｇ２に沿って延在する第１エレメント３が更に容量装荷部Ｅ２ａを介して折り返すことで、良好な低周波側のアンテナ特性が得られると共に、高周波側と干渉し難いため、高周波側も良好なアンテナ特性を得ることができる。また、折り返した第３延在部Ｅ３を長くし過ぎると、反対側の第２エレメント４や第２延在部Ｅ２等に干渉し易くなるが、容量装荷部Ｅ２ａを設けることで、第１グランド領域Ｇ１との間の浮遊容量Ｃａを大きくして短い第３延在部Ｅ３でも十分な特性を得ることが可能になる。
【0036】
また、第４延在部Ｅ４と第５延在部Ｅ５と第６延在部Ｅ６とを有しているので、折り返して長く延在した第２エレメント４によって良好な高周波側のアンテナ特性を得ることができる。
また、第１エレメント３が、第２延在部Ｅ２の途中から前記一辺２ａに向けて第６延在部Ｅ６の先端及び第３延在部Ｅ３の先端に対向する位置まで突出した突出部Ｅ２ｂを有しているので、突出部Ｅ２ｂと第３延在部Ｅ３との間と、突出部Ｅ２ｂと第６延在部Ｅ６との間とで浮遊容量Ｃｅ，Ｃｆがそれぞれ発生し、各帯域を広くすることができる。
また、第１エレメント３が、第２延在部Ｅ２の途中から前記一辺２ａに向けて第６延在部Ｅ６の先端及び第３延在部Ｅ３の先端に対向する位置まで突出した突出部Ｅ２ｂを有しているので、突出部Ｅ２ｂと第３延在部Ｅ３との間と、突出部Ｅ２ｂと第６延在部Ｅ６との間とで浮遊容量Ｃｅ，Ｃｆがそれぞれ発生し、各帯域を広くすることができる。
【0037】
さらに、第１延在部Ｅ１が、第２延在部Ｅ２の基端部よりも幅広に形成され第２延在部Ｅ２の接続部から第６延在部Ｅ６の途中に向けて突出した容量調整部Ｅ１ａを有しているので、容量調整部Ｅ１ａと第６延在部Ｅ６との間に高い浮遊容量Ｃｉが生じて第６延在部Ｅ６を短く設定しても十分なアンテナ特性を得ることが可能になる。なお、容量調整部Ｅ１ａを第６延在部Ｅ６の途中ではなく先端に向けて突出させた場合、第２エレメント４の先端と結合し易くなり、互いに干渉してアンテナ特性が劣化してしまうおそれがある。
【0038】
なお、第２延在部Ｅ２の途中に誘電体アンテナのアンテナ素子ＡＴが接続されているので、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、第２延在部Ｅ２及び第４延在部Ｅ４の少なくとも一方の基端又は途中に、受動素子Ｐ１，Ｐ２が接続されているので、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。
また、第２延在部Ｅ２及び第４延在部Ｅ４の少なくとも一方の基端又は途中に、受動素子Ｐ１，Ｐ２が接続されているので、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。
【0039】
なお、本発明は上記実施形態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。
例えば、上記実施形態では、第２延在部にアンテナ素子を設けているが、他の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。
例えば、上記実施形態では、第２延在部にアンテナ素子を設けているが、他の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。
【0040】
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２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２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。
【0041】
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。
また、第３延在部や第６延在部をスルーホールを介して基板本体の裏面側に形成しても構わない。
また、第３延在部や第６延在部をスルーホールを介して基板本体の裏面側に形成しても構わない。
【符号の説明】
【0042】
１，１０１，１０２…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、ＡＴ…アンテナ素子、Ｅ１…第１延在部、Ｅ１ａ…容量調整部、Ｅ２…第２延在部、Ｅ２ａ…容量装荷部、Ｅ２ｂ…突出部、Ｅ３…第３延在部、Ｅ４…第４延在部、Ｅ５…第５延在部、Ｅ６…第６延在部、ＧＮＤ…グランドパターン、Ｇ１…第１グランド領域、Ｇ２…第２グランド領域、Ｐ１…第１受動素子、Ｐ２…第２受動素子、Ｐ３…第３受動素子、ＦＰ…給電点
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
