特許 7324858 アンテナ装置および無線通信装置

(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】

(24)【登録日】2023-08-02

(45)【発行日】2023-08-10

(54)【発明の名称】アンテナ装置および無線通信装置

(51)【国際特許分類】

   H01Q 5/364 20150101AFI20230803BHJP

   H01Q 7/00 20060101ALI20230803BHJP

   H01Q 1/24 20060101ALI20230803BHJP

【ＦＩ】

H01Q5/364

H01Q7/00

H01Q1/24 Z

H01Q1/24 C

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2021553203

(86)(22)【出願日】2019-10-23

(86)【国際出願番号】 JP2019041491

(87)【国際公開番号】W WO2021079429

(87)【国際公開日】2021-04-29

【審査請求日】2022-09-21

(73)【特許権者】

【識別番号】318012780

【氏名又は名称】ＦＣＮＴ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002860

【氏名又は名称】弁理士法人秀和特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】篠島 貴裕

(72)【発明者】

【氏名】古賀 洋平

(72)【発明者】

【氏名】▲崎▼田 聡史

(72)【発明者】

【氏名】殿岡 旅人

(72)【発明者】

【氏名】伴 泰光

(72)【発明者】

【氏名】吉川 学

【審査官】赤穂 美香

(56)【参考文献】

【文献】特開２０００－３０７３２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－０２８９０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－２０３８７７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｑ ５／３６４

Ｈ０１Ｑ ７／００

Ｈ０１Ｑ １／２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

グランド基板と、
前記グランド基板に設けられる給電点と、
一端が前記給電点と電気的に接続し、他端が前記グランド基板と電気的に接続し、第１周波数で動作する第１ループアンテナと、
前記第１ループアンテナの第１端点および第２端点に両端のそれぞれが接続し、第２周波数で動作する第２ループアンテナと、を備え、
前記第１端点と前記第２端点との間は、前記第１ループアンテナが前記第１周波数で共振可能な範囲の間隙を形成する、
アンテナ装置。

【請求項2】

前記第１端点と前記第２端点との間は、前記第１周波数の１／５０の間隙を形成する、
請求項１に記載のアンテナ装置。

【請求項3】

前記第１端点および前記第２端点は、前記給電点から前記第１周波数の１／４以下の範囲に設けられる、
請求項１または２に記載のアンテナ装置。

【請求項4】

前記第１ループアンテナと前記グランド基板との間の電気的な経路上に、キャパシタまたはインダクタが設けられる、
請求項１から３のいずれか一項に記載のアンテナ装置。

【請求項5】

前記給電点と前記第１ループアンテナとの間には、キャパシタとインダクタとを切り替えて前記給電点に接続するスイッチが介在する、
請求項１から４のいずれか一項に記載のアンテナ装置。

【請求項6】

前記第１ループアンテナと前記グランド基板とは、ばね接点によって電気的に接続される、
請求項１から５のいずれか一項に記載のアンテナ装置。

【請求項7】

前記第１ループアンテナは、さらに、前記第１ループアンテナ上の一か所以上の箇所において、前記グランド基板と電気的に接続される、
請求項１から６のいずれか一項に記載のアンテナ装置。

【請求項8】

前記第１ループアンテナには、互いに異なる周波数の電波で動作する２以上の第２ループアンテナが設けられる、
請求項１から７のいずれか一項に記載のアンテナ装置。

【請求項9】

前記アンテナ装置は、携帯端末装置に実装され、
前記第１ループアンテナの少なくとも一部は、前記携帯端末装置の外装である金属フレームによって形成される、
請求項１から８のいずれか一項に記載のアンテナ装置。

【請求項10】

前記アンテナ装置は、携帯端末装置に実装され、
前記第２ループアンテナの少なくとも一部は、Ｌａｓｅｒ Ｄｉｒｅｃｔ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｉｎｇ（ＬＤＳ）またはフレキシブル基板を用いて形成される、
請求項１から９のいずれか一項に記載のアンテナ装置。

【請求項11】

一端が前記第１ループアンテナの接続点に接続され、前記グランド基板と平行な第１導体素子をさらに備え、
前記第１ループアンテナの他端とグランド基板とを接続する接点から前記第１ループアンテナを経由して前記第１導体素子の他端までの長さが、第３周波数の１／４波長である、
請求項１から１０のいずれか一項に記載のアンテナ装置。

【請求項12】

請求項１から１１のいずれか一項に記載のアンテナ装置を実装した、
無線通信装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、アンテナ装置および無線通信装置に関する。

【背景技術】

【0002】

スマートフォン、タブレット型コンピュータ、車載用アンテナを備えた車両等の無線通信装置は、例えば高速通信を実現するために、複数の周波数を用いた通信を行っている。そのため、無線通信装置には、複数の周波数に対応するアンテナ素子が搭載されている。

【0003】

例えば、特許文献１には、メインループ導体の一部にメアンダを設けることで、インピーダンスの調整を行うアンテナが提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００９－１８２９７３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

無線通信装置は、一層の高機能化、そして、より一層の小型化が進められている。無線通信装置の高機能化および小型化が進められることで、無線通信装置内にアンテナ装置を設けるスペースは狭くなる一方である。そのため、複数の周波数で動作可能であるとともに小型のアンテナ装置が望まれている。

【0006】

開示の技術の１つの側面は、複数の周波数で動作可能であるとともに、小型に製造可能はアンテナ装置および当該アンテナ装置を実装した無線通信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】

開示の技術の１つの側面は、次のようなアンテナ装置によって例示される。本アンテナ装置は、グランド基板と、前記グランド基板に設けられる給電点と、一端が前記給電点と電気的に接続し、他端が前記グランド基板と電気的に接続し、第１周波数で動作する第１ループアンテナと、前記第１ループアンテナの第１端点および第２端点に両端のそれぞれが接続し、第２周波数で動作する第２ループアンテナと、を備え、前記第１端点と前記第２端点との間は、前記第１ループアンテナが前記第１周波数で共振可能な範囲の間隙を形成する。

【発明の効果】

【0008】

開示の技術は、複複数の周波数で動作可能であるとともに、小型に製造可能はアンテナ装置および当該アンテナ装置を実装した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】

【0009】

【図1】図１は、実施形態に係るアンテナの一例を示す図である。

【図2】図２は、実施形態に係るアンテナが備える第１ループアンテナと第２ループアンテナを模式的に例示する図である。

【図3】図３は、第１変形例に係るアンテナの一例を示す図である。

【図4】図４は、第２変形例に係るアンテナの一例を示す図である。

【図5】図５は、第２変形例に係るアンテナ上で動作するループアンテナを模式的に示す図である。

【図6】図６は、第３変形例に係るアンテナの一例を示す図である。

【図7】図７は、第３変形例に係るアンテナ上で動作するループアンテナとモノポールアンテナを模式的に示す図である。

【図8】図８は、第４変形例に係るアンテナの一例を示す図である。

【図9】図９は、第５変形例に係るアンテナの一例を示す図である。

【図10】図１０は、第６変形例に係るアンテナの一例の部分図を示す図である。

【図11】図１１は、第７変形例に係るアンテナの一例を示す図である。

【図12】図１２は、第７変形例に係るアンテナが備えるループアンテナを模式的に例示する図である。

【図13】図１３は、適用例の一例を示す図である。

【図14】図１４は、適用例に係るスマートフォンからアンテナ付近の領域を抜粋した図である。

【図15】図１５は、適用例で用いたアンテナのトータル効率を例示する図である。

【図16】図１６は、間隙Ｄを変化させたときのＳ１１の変動を例示する図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、実施形態について説明する。以下に示す実施形態の構成は例示であり、開示の技術は実施形態の構成に限定されない。本実施形態に係るアンテナ装置は、例えば、以下の構成を備える。
本実施形態に係るアンテナ装置は、
グランド基板と、
前記グランド基板に設けられる給電点と、
一端が前記給電点と電気的に接続し、他端が前記グランド基板と電気的に接続し、第１周波数で動作する第１ループアンテナと、
前記第１ループアンテナの第１端点および第２端点に両端のそれぞれが接続し、第２周波数で動作する第２ループアンテナと、を備え、
前記第１端点と前記第２端点との間は、前記第１ループアンテナが前記第１周波数で共振可能な範囲の間隙を形成する。

【0011】

グランド基板は接地された基板である。第１ループアンテナは、グランド基板と電気的に接続されることで、接地される。第１ループアンテナ上には、第１端点と第２端点との間に間隙が形成されており、当該間隙の間隔は第１ループアンテナが第１周波数で共振可能な範囲とされる。このように間隙が設定されることで、間隙があるにもかかわらず、第１ループアンテナは第１周波数で動作することができる。また、第２ループアンテナは、両端のそれぞれが、第１端点と第２端点とに接続される。第２ループアンテナがこのように形成されることで、第１周波数とは異なる第２周波数で第２ループアンテナを動作させることができる。

【0012】

なお、第１端点と第２端点との間は、前記第１周波数の１／５０の間隙であることが好ましい。また、第１端点および第２端点は、前記給電点から前記第１周波数の１／４以下の範囲に設けられることが好ましい。

【0013】

本アンテナ装置は、さらに、次の特徴を備えてもよい。前記第１ループアンテナと前記グランド基板との間の電気的な経路上に、キャパシタまたはインダクタが設けられる。このような特徴を備えるアンテナ装置は、キャパシタの静電容量やインダクタのインダクタンスを適宜調整することで、第１ループアンテナおよび第２ループアンテナの物理的な長さを変更することなく、第１ループアンテナを共振させる周波数を変更することができる。

【0014】

本アンテナ装置は、さらに、次の特徴を備えてもよい。前記第１ループアンテナと前記グランド基板とは、ばね接点によって電気的に接続される。ばね接点を採用することで、第１ループアンテナとグランド基板との電気的な接続をより確実に実現することができる。

【0015】

本アンテナ装置は、さらに、次の特徴を備えてもよい。前記第１ループアンテナは、さらに、前記第１ループアンテナ上の一か所以上の箇所において、前記グランド基板と電気的に接続される。このような特徴を備えるアンテナ装置は、より多くの半波長ループアンテナをアンテナ装置内に設けることができる。

【0016】

本アンテナ装置は、さらに、次の特徴を備えてもよい。前記第１ループアンテナには、互いに異なる周波数の電波で動作する２以上の第２ループアンテナが設けられる。このような特徴を有することで、アンテナ装置全体の大きさを第１周波数の電波の波長の１／２波長程度の大きさとしつつ、アンテナ装置が共振可能な電波を増加させることができる。

【0017】

本アンテナ装置は、さらに、次の特徴を備えてもよい。前記アンテナ装置は、携帯端末装置に実装され、前記第１ループアンテナの少なくとも一部は、前記携帯端末装置の外装である金属フレームによって形成される。携帯端末装置としては、例えば、携帯電話、スマートフォン、タブレット側コンピュータ、ウェアラブルコンピュータ等を挙げることができる。このような特徴を備えるアンテナ装置は、携帯端末装置の外装である金属外装フレームを第１ループアンテナの少なくとも一部として用いることで、金属フレームが区画する領域内においてアンテナ装置が占める領域を減少させることができる。そのため、このような特徴を備えるアンテナ装置は、携帯端末装置を小型化させたり、より多くの電子部品を携帯端末装置に実装させたりすることができる。また、前記第２ループアンテナの少なくとも一部は、Ｌａｓｅｒ Ｄｉｒｅｃｔ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｉｎｇ（ＬＤＳ）またはフレキシブル基板を用いて形成されてもよい。

【0018】

本アンテナ装置は、さらに、次の特徴を備えてもよい。一端が前記第１ループアンテナの接続点に接続され、前記グランド基板と平行な第１導体素子をさらに備え、前記第１ループアンテナの他端とグランド基板とを接続する接点から前記第１ループアンテナを経由して前記第１導体素子の他端までの長さが、第３周波数の１／４波長である。このような特徴を有するアンテナ装置は、第１導体素子をモノポールアンテナとして動作させることができる。

【0019】

また、開示の技術は、上記少なくともいずれかの特徴を備えるアンテナ装置を実装した無線通信装置であってもよい。

【0020】

以下、図面を参照して実施形態についてさらに説明する。図１は、実施形態に係るアンテナの一例を示す図である。図１に例示されるアンテナ１は、第１ループアンテナ１０１、第２ループアンテナ２０１およびグランド基板３を含む。以下、本明細書において、図１に向かって右側を＋Ｘ方向、図１に向かって左側を－Ｘ方向、図１に向かって上を＋Ｙ方向、図１に向かって下を－Ｙ方向と称する。

【0021】

グランド基板３は、接地されたグランド面３ａを有する。グランド基板３は、例えば、各種電子部品を実装するプリント基板であってもよい。グランド基板３は、アンテナ１への給電を行う給電点２も備える。グランド基板３の全面がグランド面３ａであってもよい。

【0022】

第１ループアンテナ１０１は、給電線１１、第１導体素子１２および第２導体素子１３を含み、第１周波数ｆ_１で動作するループアンテナである。図１では、第１ループアンテナ１０１は、矩形状に形成されているが、第１ループアンテナ１０１の形状が矩形状に限定されるわけではない。第１導体素子１２は、グランド基板３から所定距離離れた位置を、グランド基板３のグランド面３ａに対して略平行に延びる導体素子である。第１導体素子１２の＋Ｘ方向の端部は給電線１１によって給電点２と電気的に接続される。図１では、第１導体素子１２と給電線１１とは、略直交している。

【0023】

第２導体素子１３は、第１導体素子１２の－Ｘ方向の端部とグランド基板３のグランド面３ａとを電気的に接続する導体素子である。第２導体素子１３は、第１導体素子１２およびグランド面３ａと略直交する。第２導体素子１３は、＋Ｙ方向の端部が第１導体素子１２と電気的に接続し、－Ｙ方向の端部がグランド面３ａと電気的に接続する。以下、本明細書において、第２導体素子１３がグランド面３ａと接続する部分を、便宜上、グランド３１と称する。第２導体素子１３は、ばね接点であってもよい。

【0024】

給電線１１は、第１導体素子１２の＋Ｘ方向の端部と給電点２とを電気的に接続する導体素子である。給電線１１は、第１導体素子１２およびグランド面３ａと略直交する。給電線１１は、＋Ｙ方向の端部が第１導体素子１２と電気的に接続し、－Ｙ方向の端部が給電点２と電気的に接続する。

【0025】

給電線１１は、給電線１１ａと給電線１１ｂとを含む。給電線１１ａは、－Ｙ方向の端部が給電点２と電気的に接続し、＋Ｙ方向の端部が第１端点１１１となる。給電線１１ｂは、－Ｙ方向の端部が第２端点１１２となり、＋Ｙ方向の端部が第１導体素子１２の＋Ｘ方向の端部と電気的に接続する。第１端点１１１と第２端点１１２との間には、第１ループアンテナ１０１が第１周波数ｆ_１で共振可能な範囲の間隙Ｄが形成される。第１端点１１１と第２端点１１２との距離（間隙Ｄの大きさ）は、例えば、第１周波数ｆ_１の１／５０である。第１端点１１１および第２端点１１２は、例えば、給電点２から第１周波数ｆ_１の１／４以下の範囲に設けられる。

【0026】

第２ループアンテナ２０１は、第１接続素子２１、第２接続素子２２および屈曲素子２３を含み、第２周波数ｆ_２で動作するループアンテナである。第１接続素子２１は、－Ｘ方向の端部が給電線１１の第１端点１１１に接続し、グランド基板３のグランド面３ａに対して平行な導体素子である。第２接続素子２２は、－Ｘ方向の端部が給電線１１の第２端点１１２に接続し、グランド面３ａと平行な導体素子である。屈曲素子２３は、第１接続素子２１の＋Ｘ側の端部と第２接続素子２２の＋Ｘ側の端部とをループ状に接続する導体素子である。図１では、屈曲素子２３は、矩形状に形成されているが、屈曲素子２３は滑らかな曲線によって形成されてもよい。また、第１接続素子２１および第２接続素子２３を省略し、給電線１１の第１端点１１１と第２端点１１２とを屈曲素子２３が接続してもよい。図１では、第１接続素子２１および第２接続素子２２は、グランド基板３のグランド面３ａに対して平行となっているが、第１接続素子２１および第２接続素子２２は、グランド面３ａと平行であることに限定されるわけではない。

【0027】

図２は、実施形態に係るアンテナが備える第１ループアンテナと第２ループアンテナを模式的に例示する図である。第１ループアンテナ１０１は、半波長のループアンテナであり、給電点２から給電線１１、第１導体素子１２および第２導体素子１３を介してグランド３１に至る経路長は、第１周波数ｆ_１の波長の１／２と略等しくなる。第２ループアンテナ２０１は、１波長のループアンテナであり、第１端点１１１から第１接続素子２１、屈曲素子２３および第２接続素子２２を介して第２接点１１２までの経路によって形成される。第２ループアンテナ２０１のアンテナ長は、第２周波数ｆ_２の波長と略等しくなる。

【0028】

ここで、図２を参照すると理解できるように、第１ループアンテナ１０１のアンテナ長は第２ループアンテナ２０１のアンテナ長よりも長い。そのため、周波数ｆ_１と周波数ｆ_２との関係は、（周波数ｆ_２）＞（周波数ｆ_１）となる。

【0029】

＜実施形態の作用効果＞
実施形態に係るアンテナ１は、第１ループアンテナ１０１と第２ループアンテナ２０１とを備える。第２ループアンテナは、第１ループアンテナ１０１の第１端点１１１および第２端点１１２に接続される。ここで、間隙Ｄの間隔（第１接点１１１と第２接点１１２の間隔）は、第１ループアンテナ１０１が第１周波数ｆ_１で共振可能な範囲に設定される。そのため、第１ループアンテナ１０１は、第１周波数ｆ_１で動作する半波長のループアンテナとして用いることができる。一方で、第２ループアンテナは、第１端点１１１から第１接続素子２１、屈曲素子２３および第２接続素子２２を介して第２接点１１２までの経路長は、第２周波数ｆ_２の波長と略等しく設定されることで、第２周波数ｆ_２で動作する１波長のループアンテナとして用いることができる。

【0030】

＜第１変形例＞
実施形態では、第２ループアンテナ２０１は、第１ループアンテナ１０１によって区画される領域の外側に設けられたが、第２ループアンテナ２０１は、第１ループアンテナ１０１によって区画される領域内に設けられてもよい。図３は、第１変形例に係るアンテナの一例を示す図である。第１変形例に係るアンテナ１ａでは、第１接続素子２１ａは、＋Ｘ方向の端部が給電線１１の第１端点１１１に接続し、グランド基板３のグランド面３ａに対して平行な導体素子である。第２接続素子２２ａは、＋Ｘ方向の端部が給電線１１の第２端点１１２に接続し、グランド面３ａと平行な導体素子である。屈曲素子２３ａは、第１接続素子２１ａの－Ｘ側の端部と第２接続素子２２ａの－Ｘ側の端部とをループ状に接続する導体素子である。

【0031】

このような構成により、第２ループアンテナ２０１ａは、第１ループアンテナ１０１によって区画される領域内に設けられる。このような構成を採用することで、第１変形例に係るアンテナ１ａは、実施形態に係るアンテナ１よりも、より小型化することができる。

【0032】

＜第２変形例＞
図４は、第２変形例に係るアンテナの一例を示す図である。図４に例示されるアンテナ１ｂは、第１導体素子１２の－Ｘ側の端部から＋Ｘ側の端部の間の分岐点１２ａとグランド面３ａとが、第３導体素子１３ａによって電気的に接続される点で、実施形態に係るアンテナ１とは異なる。以下、本明細書において、便宜上、第３導体素子１３ａとグランド面３ａとが接続する部分をグランド３２と称する。

【0033】

図５は、第２変形例に係るアンテナ上で動作するループアンテナを模式的に示す図である。図５を参照すると理解できるように、第２変形例に係るアンテナ１ｂでは、ループアンテナ１０１、２０１に加えて、ループアンテナ１０１ａ、１０１ｂを有する。ループアンテナ１０１ａは、給電点２から給電線１１、第１導体素子１２、分岐点１２ａ、第３導体素子１３ａを経てグランド３２に至る経路によって形成される半波長ループアンテナである。また、ループアンテナ１０１ｂは、グランド３２から分岐点１２ａ、第１導体素子１２、第２導体素子１３を経てグランド３１に至る経路によって形成される半波長ループアンテナである。分岐点１２ａの位置を適宜決定することで、ループアンテナ１０１ａ、１０１ｂのアンテナ長を設定することができ、ひいては、ループアンテナ１０１ａ、１０１ｂを共振させる電波の周波数を設定することができる。

【0034】

なお、図４、図５では、第１導体素子１２の－Ｘ側の端部から＋Ｘ側の端部の間に設けた一か所の分岐点１２ａから第３導体素子１３ａによってグランド面３ａと電気的に接続したが、分岐点を複数設け、複数設けた分岐点のそれぞれとグランド面３ａとを導体素子によって電気的に接続してもよい。このような設計を採用することで、アンテナ１ｂ上で動作するループアンテナをさらに増加させることができる。

【0035】

＜第３変形例＞
図６は、第３変形例に係るアンテナの一例を示す図である。図６に例示されるアンテナ１ｃは、第４導体素子１４をさらに備える点で、実施形態に係るアンテナ１とは異なる。

【0036】

第４導体素子１４は、＋Ｘ側の端部が第１導体素子１２の－Ｘ側の端部に接続され、グランド面３ａと平行な素子である。第４導体素子１４の長さは、グランド３１から第２導体素子１３を経て第４導体素子１４の－Ｘ側の端部までの長さが、第４導体素子１４を共振させる周波数の１／４となるように設定される。

【0037】

図７は、第３変形例に係るアンテナ上で動作するループアンテナとモノポールアンテナを模式的に示す図である。図７を参照すると理解できるように、第３変形例に係るアンテナ１ｃでは、ループアンテナ１０１、２０１に加えて、モノポールアンテナ３０１を有する。モノポールアンテナ３０１は、グランド３１から第２導体素子１３を経て第４導体素子１４の－Ｘ側の端部までの経路によって形成される、１／４波長のモノポールアンテナである。

【0038】

＜第４変形例＞
図８は、第４変形例に係るアンテナの一例を示す図である。図８に例示されるアンテナ１ｄは、第２導体素子１３とグランド３１との間にキャパシタ４１が設けられる。

【0039】

キャパシタ４１は、例えば、短縮コンデンサである。キャパシタ４１の静電容量を適宜設定することで、例えば、ループアンテナ１０１の電気的なアンテナ長を短縮することができる。すなわち、キャパシタ４１を第２導体素子１３とグランド３１との間に設けることで、ループアンテナ１０１が共振する周波数を周波数ｆ_１よりも高くすることができる。

【0040】

＜第５変形例＞
図９は、第５変形例に係るアンテナの一例を示す図である。図９に例示されるアンテナ１ｅは、第２導体素子１３とグランド３１との間にインダクタ４２が設けられる。

【0041】

インダクタ４２は、例えば、延長コイルである。インダクタ４２のインダクタンスを適宜設定することで、例えば、ループアンテナ１０１の電気的なアンテナ長を長くすることができる。すなわち、インダクタ４２を第２導体素子１３とグランド３１との間に設けることで、ループアンテナ１０１が共振する周波数を周波数ｆ_１よりも低くすることができる。

【0042】

＜第６変形例＞
図１０は、第６変形例に係るアンテナの一例の部分図を示す図である。図１０では、第６変形例に係るアンテナ１ｆの給電点２付近が例示される。アンテナ１ｆでは、給電線１１ａと給電点２との間にキャパシタ４１とインダクタ４２とが並列に接続され、これらキャパシタ４１とインダクタ４２を切り替えるスイッチ素子４３が設けられる。スイッチ素子４３を切り替えることで、キャパシタ４１とインダクタ４２とを切り替えることができ、ひいては、ループアンテナ１０１が共振する周波数を変更することができる。なお、アンテナ１ｆでは、スイッチ素子４３以外の部分は、実施形態に係るアンテナ１と同様である。

【0043】

＜第７変形例＞
以上で説明した実施形態や変形例では、ひとつの第２ループアンテナ２０１を備えるアンテナについて説明した。第７変形例では、２以上の第２ループアンテナを備えるアンテナについて説明する。

【0044】

図１１は、第７変形例に係るアンテナの一例を示す図である。図１１に例示されるアンテナ１ｇでは、第２ループアンテナ２０１に加えて、第２ループアンテナ２０１ｂが第１ループアンテナ１０１の経路途中に設けられる。第２ループアンテナ２０１ｂは、第１接点１１１ａおよび第２接点１１２ａのそれぞれにおいて、第１接続素子２１ａおよび第２接続素子２２ａを介して屈曲素子２３ｂが接続されることで形成される。第１接点１１１ａおよび第２接点１１２ａの間隙Ｄは、第１接点１１１および第２接点１１２の間隙Ｄと同様に、第１ループアンテナ１０１が第１周波数ｆ_１で共振可能なように形成される。

【0045】

図１２は、第７変形例に係るアンテナが備えるループアンテナを模式的に例示する図である。第２ループアンテナ２０１ｂは、第１端点１１１ａから第１接続素子２１ａ、屈曲素子２３ｂおよび第２接続素子２２ａを介して第２接点１１２ａまでの経路によって形成される１波長のループアンテナである。第２ループアンテナ２０１ｂのアンテナ長は、第２ループアンテナ２０１ｂを動作させる電波の波長と略等しくなる。

【0046】

なお、図１１および図１２では、２つの第２ループアンテナ２０１、２０１ｂを備えるアンテナが例示されている。しかしながら、第７変形例に係るアンテナ１ｇが備える第２ループアンテナの数が２つに限定されるわけではない。アンテナ１ｇは、互いに異なる周波数で動作する２以上の第２ループアンテナを第１ループアンテナ１０１の経路途中に設けてもよい。第７変形例に係るアンテナでは、第２ループアンテナを複数設けることで、アンテナ全体の大きさを第１周波数の電波の波長の１／２波長程度の大きさとしつつ、アンテナが共振可能な電波を増加させることができる。

【0047】

＜適用例＞
図１３は、適用例の一例を示す図である。図１３に例示される適用例では、第２変形例と第３変形例とを組み合わせたアンテナ１ｈをスマートフォン５００に適用した例を示している。図１３では、スマートフォン５００のディスプレイ側のケースを開いた状態を例示している。

【0048】

スマートフォン５００は、プロセッサやメモリ等を備える可搬型の情報処理装置である。スマートフォン５００は、アンテナ１ｈを用いて外部装置と無線通信を行う。スマートフォン５００では、その側面（周囲）を枠状の金属フレーム５１が囲んでいる。金属フレーム５１は、スマートフォン５００の側面を覆う外装である。金属フレーム５１の角は、丸い円弧状に形成されている。金属フレーム５１が区画する領域には、グランド基板３が収容される。スマートフォン５００では、上側（＋Ｙ側）に電話での通話に用いられるスピーカーが設けられ、下側（－Ｙ側）に電話での通話に用いられるマイクが設けられる。

【0049】

スマートフォン５００では、金属フレーム５１の一部をアンテナ１ｈとして利用する。図１３では、アンテナ１ｈは、スマートフォン５００の下側に設けられている。図１３に例示するように、金属フレーム５１のうち、アンテナ１ｈとして利用する領域と他の領域との間には、スリット５１１、５１２が設けられる。第１導体素子５１１は、金属フレーム５１のうちアンテナ１ｈとして利用しない領域からスリット５１１によって電気的に分離される。第３導体素子１４ａは、金属フレーム５１のうちアンテナ１ｈとして利用しない領域からスリット５１２によって電気的に分離される。

【0050】

スマートフォン５００では、第１導体素子１２として、金属フレーム５１において円弧上に形成された角の部分を使用する。このように、金属フレーム５１をアンテナ１ｈの導体素子としても用いることで、金属フレーム５１が区画する領域内においてアンテナ１ｈが占める領域を減少させることができる。

【0051】

アンテナ１ｈの第２ループアンテナとして用いる屈曲素子２３は、例えば、グランド基板３上にＬａｓｅｒ Ｄｉｒｅｃｔ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｉｎｇ（ＬＳＤ）によって形成されたり、フレキシブル基板を用いて形成されたりする。屈曲素子２３の一端は給電点２と電気的に接続し、他端は第１導体素子１２の＋Ｙ側の端部と電気的に接続する。

【0052】

第１導体素子１２の－Ｘ側の端部には、分岐点１２ｃが設けられる。また、分岐点１２ｃと第１導体素子１２の＋Ｘ側の端部の範囲には、分岐点１２ｂが設けられる。分岐点１２ｂとグランド基板３とは、第３導体素子１３ｂによって電気的に接続される。また、分岐点１２ｃとグランド基板３とは、第３導体素子１３ｃによって電気的に接続される。分岐点１２ｃから－Ｘ方向にスリット５１２までの範囲は、第４導体素子１４として用いられる。分岐点１２ｂ、１２ｃは、ばね接点であってもよい。なお、以下、本明細書において、便宜上、第３導体素子１３ｂとグランド面３ａとが接続する部分をグランド３１ａと称する。同様に、第３導体素子１３ｃとグランド面３ａとが接続する部分をグランド３１ｂと称する。

【0053】

図１４は、適用例に係るスマートフォンからアンテナ付近の領域を抜粋した図である。アンテナ１ｈは、ループアンテナ１０１ｇ、１０１ｈ、１０１ｋ、２０１ｇ、および、モノポールアンテナ３０１を含む。ループアンテナ１０１ｇは、給電点２、屈曲素子２３、第１導体素子１２、分岐点１２ｃおよび第３導体素子１３ｃを経てグランド３１ｂまでの長さが周波数ｆ_７１の波長の１／２波長となるように設定されることで、周波数ｆ_７１用のループアンテナとして動作する。周波数ｆ_７１は、例えば、７００ＭＨｚである。

【0054】

ループアンテナ１０１ｈは、給電点２、屈曲素子２３、第１導体素子１２、分岐点１２ｂおよび第３導体素子１３ｂを経てグランド３１ａまでの長さが周波数ｆ_７２の波長の１／２波長となるように設定されることで、周波数ｆ_７２用のループアンテナとして動作する。周波数ｆ_７２は、例えば、９００ＭＨｚである。

【0055】

ループアンテナ１０１ｋは、グランド３１ａ、第３導体素子１３ｂ、分岐点１２ｂ、第１導体素子１２、分岐点１２ｃ、第３導体素子１３ｃを経てグランド３１ｂまでの長さが周波数ｆ_７３の波長の１／２波長となるように設定されることで、周波数ｆ_７３用のループアンテナとして動作する。周波数ｆ_７３は、例えば、４５００ＭＨｚである。

【0056】

ループアンテナ２０１ｇは、給電点２から屈曲素子２３を経て第２端点１１２までの長さが、周波数ｆ_７４の１波長となるように設定されることで、周波数ｆ_７４用のループアンテナとして動作する。周波数ｆ_７４は、例えば、２０００ＭＨｚである。

【0057】

モノポールアンテナ３０１は、グランド３１ｂ、第３導体素子１３ｃ、分岐点１２ｃを経て第４導体素子１４の－Ｘ側の端部までの長さが、周波数ｆ_７５の１／４波長となるように設定されることで、周波数ｆ_７５用のループアンテナとして動作する。周波数ｆ_７５は、例えば、５０００ＭＨｚである。このような特徴を有するアンテナ１ｈは、互いに異なる４つの周波数で用いることができる。

【0058】

図１５は、適用例で用いたアンテナのトータル効率を例示する図である。図１５の縦軸はトータル効率（ｄｂ）を例示し、横軸は周波数（ＭＨｚ）を例示する。図１５を参照すると、周波数ｆ_７１付近、周波数ｆ_７２付近、周波数ｆ_７３付近、周波数ｆ_７４付近、周波数ｆ_７５付近でグラフが山を描いており、トータル効率が良いことが理解できる。

【0059】

＜間隙Ｄについての検証＞
間隙Ｄの間隔を変化させたときのアンテナ１ｇのＳ１１の変動について検証したので、ここで説明する。図１６は、間隙Ｄを変化させたときのＳ１１の変動を例示する図である。図１６の縦軸はＳ１１（ｄｂ）を例示し、横軸は周波数（ＭＨｚ）を例示する。本検証では、ループアンテナ１０１ｇを動作させる周波数ｆ_７１を７００ＭＨｚとし、ループアンテナ２０１ｇを動作させる周波数ｆ_７４を２０００ＭＨｚとした。図１６に例示する検証では、間隙Ｄの間隔を、λ_７１／１３７、λ_７１／６５、λ_７１／５０、λ_７１／４２．６の４種類に設定した場合について検証した。なお、本検証では、各導体素子の比誘電率を３．０とした。図１６を参照すると理解できるように、間隙Ｄを、ループアンテナ１０１ｈが用いる周波数ｆ_７１の波長の１／５０以下とすることで、周波数ｆ_７１と周波数ｆ_７４との何れに対しても、スマートフォン用のアンテナとして好ましい値（Ｓ１１が６ｄｂ以下）とすることができる。

【0060】

以上で開示した実施形態や変形例はそれぞれ組み合わせることができる。

【符号の説明】

【0061】

１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１ｆ、１ｇ・・・アンテナ装置
１１、１１ａ、１１ｂ・・給電線
１２・・・第１導体素子
１３・・・第２導体素子
１３ａ、１３ｂ・・・第３導体素子
１４・・・第４導体素子
２・・・給電点
２１、２１ａ・・・第１接続素子
２２、２２ａ・・・第２接続素子
２３、２３ａ、２３ｂ・・・屈曲素子
３・・・グランド基板
３ａ・・・グランド面
３１、３１ａ、３１ｂ、３２・・・グランド
４１・・・キャパシタ
４２・・・インダクタ
４３・・・スイッチ素子
１０１・・・第１ループアンテナ
１０１ｇ、１０１ｈ、１０１ｋ、２０１ｇ・・・ループアンテナ
２０１、２０１ａ、２０１ｂ・・・第２ループアンテナ
１１１、１１１ａ・・・第１端点
１１２、１１２ａ・・・第２端点
３０１・・・モノポールアンテナ
５００・・・スマートフォン
５１・・・金属フレーム
５１１、５１２・・・スリット
Ｄ・・・間隙

【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】