特許 7536803 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】

(24)【登録日】2024-08-09

(45)【発行日】2024-08-20

(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 20150101AFI20240813BHJP

   H01Q 1/24 20060101ALI20240813BHJP

   H01Q 9/42 20060101ALI20240813BHJP

【ＦＩ】

H01Q5/378

H01Q1/24 Z

H01Q9/42

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2021575578

(86)(22)【出願日】2020-02-07

(86)【国際出願番号】 JP2020004928

(87)【国際公開番号】W WO2021157084

(87)【国際公開日】2021-08-12

【審査請求日】2023-01-23

(73)【特許権者】

【識別番号】524066085

【氏名又は名称】ＦＣＮＴ合同会社

(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】▲崎▼田 聡史

(72)【発明者】

【氏名】吉川 学

(72)【発明者】

【氏名】古賀 洋平

(72)【発明者】

【氏名】伴 泰光

(72)【発明者】

【氏名】殿岡 旅人

(72)【発明者】

【氏名】篠島 貴裕

【審査官】岸田 伸太郎

(56)【参考文献】

【文献】特開２００９－１２４３５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０５９１０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－２２９８２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－０６４２８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－２０１２７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－１６８９１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２００６／０９０６７３（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｑ ５／３７８

Ｈ０１Ｑ １／２４

Ｈ０１Ｑ ９／４２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

給電点と、接地されたグランド部材と、第１モノポールアンテナと、第２モノポールアンテナと、を備え、
前記第１モノポールアンテナは、前記第２モノポールアンテナと前記グランド部材との間に配置され、第１の一端が前記給電点と接続し、第１周波数の電波の波長の３／４の電気長を有し、
前記第２モノポールアンテナは、第２の一端が前記グランド部材と接続し、隙間を介して前記第１モノポールアンテナと容量結合し、前記第１周波数より低い第２周波数の電波の波長の１／４の電気長を有し、
前記第１モノポールアンテナは前記第２周波数の電波の波長の１／４となるように設定される、
アンテナ装置。

【請求項2】

前記第１モノポールアンテナは、前記第１の一端とは反対側の一部分と前記グランド部材との距離が前記第１周波数の電波の波長の１／５０以下となるように配置される、
請求項１に記載のアンテナ装置。

【請求項3】

前記第１モノポールアンテナは、前記第１の一端とは反対側の開放端と前記グランド部材との間がコイルとコンデンサとを含む集中定数回路で接続される、
請求項１に記載のアンテナ装置。

【請求項4】

給電点と、接地されたグランド部材と、第２モノポールアンテナと、分岐導体と、前記第２モノポールアンテナと前記グランド部材との間に配置され、第１周波数の電波の波長の１／４の電気長を有する第１モノポールアンテナと、を備え、
前記第１モノポールアンテナは、
前記第２モノポールアンテナと前記グランド部材との間に隙間を空けて配置され、前記第２モノポールアンテナから前記グランド部材に向けて延びるように配置される第１導体部と、
前記第１導体部の前記第２モノポールアンテナ側の端部に接続されて前記第２モノポールアンテナに沿って配置される第２導体部と、を有するとともに、
前記第１導体部の途中部分において前記給電点に接続され、
前記第２モノポールアンテナは、第２の一端が前記グランド部材と接続し、隙間を介して前記第１モノポールアンテナと容量結合し、前記第１周波数より低い第２周波数の波長の１／４の電気長を有し、
前記分岐導体は、第３の一端が前記第１導体部の前記グランド部材側の端部に接続されるとともに少なくとも一部が前記グランド部材から前記第１周波数の電波の波長の１／５０以下の距離に配置され、前記第２周波数の電波の波長の１／４の電気長に設定される、
アンテナ装置。

【請求項5】

前記給電点と前記第１モノポールアンテナとの間には、コンデンサを含む整合回路が設けられる、
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】

請求項１から５のいずれか一項に記載のアンテナ装置を実装する、
無線通信装置。

【請求項7】

前記アンテナ装置の周囲を囲む筐体が金属で形成される、
請求項６に記載の無線通信装置。

【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する。

【背景技術】

【0002】

スマートフォンに例示される小型の無線通信装置が利用されている。このような小型の無線通信装置では、小型の筐体に収容可能なアンテナ装置が利用されている（例えば、特許文献１－４参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】国際公開第２００５／１０９５６９号

【文献】特開２０１３－５１５０１号公報

【文献】特開２０１２－２１２９６０号公報

【文献】特許第３７７５７９５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

近年の無線通信装置では、スマートフォンに例示されるように、小型化、薄型化及び表示部の大画面化が進められていることから、アンテナ装置を筐体内に収容するスペースは減少傾向にある。さらに、デザイン性の向上や筐体の強度確保等を目的として筐体が金属で形成されることが多くなっており、アンテナ装置の特性が低下しやすい。このような環境で整合回路が接続されると、アンテナ装置がさらに狭帯域化する虞がある。

【0005】

開示の技術の１つの側面は、整合回路が接続されることによる狭帯域化を抑制可能なアンテナ装置及び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】

【0006】

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、給電点と、接地されたグランド部材と、第１モノポールアンテナと、第２モノポールアンテナと、を備え、前記第１モノポールアンテナは、前記第２モノポールアンテナと前記グランド部材との間に配置され、一端が前記給電点と接続し、第１周波数の電波の波長の３／４の電気長を有し、前記第２モノポールアンテナは、一端が前記グランド部材と接続し、隙間を介して前記第１モノポールアンテナと容量結合し、前記第１周波数より低い第２周波数の１／４の電気長を有し、前記第１モノポールアンテナの前記第２周波数における電気長が前記第２周波数の電波の波長の１／４となるように設定される。

【発明の効果】

【0007】

開示の技術は、整合回路が接続されることによる狭帯域化を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、実施形態に係るアンテナ装置の一例を示す図である。

【図2】図２は、スマートフォンの構成を例示する図である。

【図3】図３は、実施形態に係るアンテナ装置を図２に例示するスマートフォンに実装した場合の実装例を示す図である。

【図4】図４は、整合回路のバリエーションを模式的に示す第１の図である。

【図5】図５は、整合回路のバリエーションを模式的に示す第２の図である。

【図6】図６は、比較例に係るアンテナ装置の一例を示す図である。

【図7】図７は、比較例に係るアンテナ装置を図２に例示するスマートフォンに実装した例を示す図である。

【図8】図８は、自由空間における比較例に係るアンテナ装置の特性を例示するスミスチャートである。

【図9】図９は、図２に例示するスマートフォンに実装した場合における比較例に係るアンテナ装置の特性を例示するスミスチャートである。

【図10】図１０は、比較例に係るアンテナ装置から無給電アンテナである第２アンテナを外した状態を例示する図である。

【図11】図１１は、図２に例示するスマートフォンに実装した場合における図１０に例示するアンテナ装置の特性を例示するスミスチャートを模式的に示す図である。

【図12】図１２は、図２に例示するスマートフォンに実装した場合における比較例に係るアンテナ装置の特性を例示するスミスチャートを模式的に示す図である。

【図13】図１３は、図２に例示するスマートフォンに実装した場合における実施形態に係るアンテナ装置の特性を例示するスミスチャートである。

【図14】図１４は、第１変形例に係るアンテナ装置の一例を示す図である。

【図15】図１５は、第２変形例に係るアンテナ装置の一例を示す図である。

【図16】図１６は、第２変形例に係るアンテナ装置を図２に例示するスマートフォンに実装した場合の実装例を示す図である。

【図17】図１７は、図２に例示するスマートフォンに実装した場合における第２変形例に係るアンテナ装置の特性を例示するスミスチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面を参照して、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。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、
給電点と、接地されたグランド部材と、第１モノポールアンテナと、第２モノポールアンテナと、を備え、
前記第１モノポールアンテナは、前記第２モノポールアンテナと前記グランド部材との間に配置され、一端が前記給電点と接続し、第１周波数の電波の波長の３／４の電気長を有し、
前記第２モノポールアンテナは、一端が前記グランド部材と接続し、隙間を介して前記第１モノポールアンテナと容量結合し、前記第１周波数より低い第２周波数の１／４の電気長を有し、
前記第１モノポールアンテナの前記第２周波数における電気長が前記第２周波数の電波の波長の１／４となるように設定される。

【0010】

第１モノポールアンテナはモノポールアンテナであるため、その電気長を第１周波数の波長の１／４とすれば第１周波数の電波で動作可能である。しかしながら、本実施形態では、第１モノポールアンテナの電気長を第１周波数の電波の波長の３／４とし、第１モノポールアンテナのインピーダンスを適宜設定することで、第２周波数における第１モノポールアンテナの電気長を第２周波数の電波の波長の１／４とすることを可能とする。このような第１モノポールアンテナは、第２周波数の電波で共振可能である一方で、第２周波数の電波を通信可能な出力では発信しない。本実施形態に係るアンテナ装置は、このような構成を採用することで、整合回路がアンテナ装置に接続されても、アンテナ装置の狭帯域化を抑制することができる。

【0011】

本実施形態に係るアンテナ装置は、前記第１モノポールアンテナは、前記一端とは反対側の一部分と前記グランド部材との距離が第１周波数の電波の波長の１／５０以下となるように配置することで、第１モノポールアンテナのインピーダンスを設定してもよい。また、本実施形態の第１変形例に係るアンテナ装置は、前記第１モノポールアンテナの前記一端とは反対側の一部分と前記グランド部材との間がコイルとコンデンサとを含む集中定数回路で接続することで、第１モノポールアンテナのインピーダンスを設定してもよい。なお、前記一端とは反対側の一部分は開放端であってもよく、開放端以外の部分であってもよい。

【0012】

また、本実施形態の第２変形例に係るアンテナ装置は、以下の構成を備えてもよい。第２変形例に係るアンテナ装置は、
給電点と、接地されたグランド部材と、第１モノポールアンテナと、第２モノポールアンテナと、分岐導体と、を備え、
前記第１モノポールアンテナは、前記第２モノポールアンテナと前記グランド部材との間に配置され、一端が前記給電点と接続し、第１周波数の電波の波長の１／４の電気長を有し、
前記第２モノポールアンテナは、一端が前記グランド部材と接続し、隙間を介して前記第１モノポールアンテナと容量結合し、前記第１周波数より低い第２周波数の１／４の電気長を有し、
前記分岐導体は、一端が前記第１モノポールアンテナに接続されるとともに少なくとも一部が前記グランド部材から第１周波数の電波の波長の１／５０以下の距離に配置され、前記第２周波数における前記分岐導体の電気長が前記第２周波数の電波の波長の１／４である。

【0013】

第２変形例では、第１モノポールアンテナに接続される分岐導体が設けられる。第２変形例では、分岐導体の第２周波数における電気長が、第２周波数の電波の波長の１／４に設定される。また、分岐導体の少なくとも一部がグランド部材から第１周波数の電波の波長の１／５０以下の距離に配置されることで、分岐導体は、第２周波数の電波で共振可能である一方で、第２周波数の電波を通信可能な出力では発信しない。このような分岐導体を設けることで、上記実施形態に係るアンテナ装置と同様に整合回路が第１モノポールアンテナと給電点との間に接続されても、アンテナ装置の狭帯域化を抑制することができる。また、分岐導体を設けることで、第１モノポールアンテナの電気長を実施形態に係るアンテナ装置の第１モノポールアンテナよりも短くすることができる。

【0014】

実施形態や各変形例に係るアンテナ装置では、第１モノポールアンテナと給電点との間にコンデンサを含む整合回路が接続されてもよい。実施形態や各変形例に係るアンテナ装置は、上記の通り、整合回路が接続されることによるアンテナ装置の狭帯域化を抑制することができる。

【0015】

上記アンテナ装置は、例えば、無線通信装置に実装することができる。無線通信装置としては、スマートフォン、タブレット端末、ウェアラブルコンピュータ、携帯電話、ノートブック型パーソナルコンピュータ等を挙げることができる。

【0016】

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装置の一例を示す図である。図１に例示されるアンテナ装置１は、給電点１１、給電線１２、第１アンテナ１３、第２アンテナ１４、グランド線１５およびグランド部材１６を含む。以下、本明細書において、図１の右側を＋Ｘ方向、左側を－Ｘ方向、上側を＋Ｙ方向、下側を－Ｙ方向と称する。

【0017】

グランド部材１６は、接地された板状の部材である。グランド部材１６には、例えば、第１アンテナ１３への給電を行う給電点１１が設けられる。グランド部材１６は、各種電子部品を実装するプリント基板であってもよい。

【0018】

第１アンテナ１３は、一端が給電線１２を介して給電点１１に接続され、他端が開放端となっているモノポールアンテナである。第１アンテナ１３は、第１周波数の電波の波長の３／４の電気長を有する。第１周波数は、例えば、５ＧＨｚである。第１アンテナ１３は、第２アンテナ１４とグランド部材１６との間に設けられる。第１アンテナ１３は、限られたスペース内においてこのような電気長を確保できるように、屈曲して形成される。また、第１アンテナ１３の少なくとも一部は、グランド部材１６に近接するように設けられる。

【0019】

図１に例示される第１アンテナ１３は、第１１導体部１３１、第１２導体部１３２、第１３導体部１３３、及び、第１４導体部１３４を含む。第１１導体部１３１は、一端が給電線１２を介して給電点１１に接続され、他端が＋Ｙ方向に延びる。第１２導体部１３２は、第１１導体部１３１の＋Ｙ方向の端部から＋Ｘ方向に向けてグランド部材１６と平行に延びる。第１３導体部１３３は、第１２導体部１３２の＋Ｘ側の端部から－Ｙ方向に向けて第１１導体部１３１と平行に延びる。第１４導体部１３４は、第１３導体部１３３の－Ｙ側の端部から＋Ｘ側に向けてグランド部材１６と平行に延びる。すなわち、第１アンテナ１３のうち、第１４導体部１３４はグランド部材１６に近接する。第１４導体部１３４とグランド部材１６との距離Ｄ１は、例えば、第１周波数の電波の波長の１／５０以下である。ただし、第１４導体部１３４はグランド部材１６と接触はしない。

【0020】

第２アンテナ１４は、一端がグランド線１５を介してグランド部材１６に接続され、他端が開放端となっている無給電のモノポールアンテナである。第２アンテナ１４は、少なくとも一部が第１アンテナ１３と容量結合し、第１周波数より低い第２周波数の電波の波長の１／４の電気長を有する。第２周波数は、例えば、２．４ＧＨｚである。

【0021】

図１に例示される第２アンテナ１４は、第２１導体部１４１及び第２２導体部１４２を含む。第２１導体部１４１は、グランド部材１６からグランド線１５を介して＋Ｙ方向に延びる。第２２導体部１４２は、第２１導体部１４１の＋Ｙ方向の端部から－Ｘ方向に向けてグランド部材１６と平行に延びる。第２アンテナ１４の第２２導体部１４２と第１アンテナ１３の第１２導体部１３２との距離Ｄ２は、例えば、第１周波数の電波の波長の１／５０以下である。ただし、第１アンテナ１３と第２アンテナ１４とは、接触はしない。

【0022】

第１アンテナ１３の第１４導体部１３４を、グランド部材１６との距離Ｄ１が第１周波数の電波の波長の１／５０以下となるように近接させることで、第１アンテナ１３の電気長を第２周波数の電波の波長の１／４とするとともに、第２周波数における第１アンテナ１３のインピーダンスを第２アンテナ１４よりも十分に低くすることができる。第２周波数における第１アンテナ１３のインピーダンスは、例えば、第１アンテナ１３が第２周波数の電波で共振可能である一方で、第１アンテナ１３は第２周波数の電波の発信は行わない程度に設定される。換言すれば、第１４導体部１３４とグランド部材１６との距離Ｄ１や第１４導体部１３４の長さは、第１アンテナ１３の電気長が第２周波数の電波の波長の１／４となるとともに、第１アンテナ１３が第２周波数の電波の発信を行わない程度に調整される。

【0023】

アンテナ装置１は、スマートフォン等の無線通信装置に実装することができる。図２は、スマートフォンの構成を例示する図である。図２では、スマートフォン３００の背面側のカバーを開けた状態が例示される。スマートフォン３００は板状に形成され、所定の厚みを有する。板状に形成されるスマートフォン３００の側面は、金属で形成された金属フレーム３１０が囲んでいる。金属フレーム３１０に囲まれる領域内には、各種の電子部品を実装するベース基板３２０が設けられる。ベース基板３２０の金属フレーム３１０と面する側面は、例えば、接地されている。

【0024】

スマートフォン３００は、Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ（ＣＰＵ）やメモリ等を備える可搬型の無線通信装置である。アンテナ装置１は、例えば、図２の楕円Ｒ１で囲まれる領域内に設けられる。図３は、実施形態に係るアンテナ装置を図２に例示するスマートフォンに実装した場合の実装例を示す図である。図３では、図２の楕円Ｒ付近の拡大図が例示される。スマートフォン３００では、アンテナ装置１のグランド部材１６として、ベース基板３２０を用いる。また、インピーダンスマッチングのため、給電点１１と第１アンテナ１３との間には、整合回路１７が設けられる。スマートフォン３００にアンテナ装置１を実装すると、アンテナ装置１の近傍には、金属フレーム３１０が存在することになる。

【0025】

図４及び図５は、整合回路のバリエーションを模式的に示す図である。図４に例示する整合回路１７及び図５に例示する整合回路１７ａのいずれも、第１アンテナ１３と直列に接続されるコンデンサ１７１を含む。また、整合回路１７及び整合回路１７ａのいずれも、複数のコイル１７２を含む。

【0026】

図６は、比較例に係るアンテナ装置の一例を示す図である。比較例において、実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。図６に例示されるアンテナ装置５は、第１アンテナ１３及び第２アンテナ１４に代えて第１アンテナ５３及び第２アンテナ５４を備える点で、実施形態に係るアンテナ装置１とは異なる。

【0027】

第１アンテナ５３は、一端が給電線１２を介して給電点１１に接続され、他端が開放端となっているモノポールアンテナである。第１アンテナ５３は、第１１導体部５３１及び第１２導体部５３２を含む。第１１導体部５３１は、一端が給電線１２を介して給電点１１に接続され、他端が＋Ｙ方向に延びる。第１２導体部５３２は、第１導体部５３１の＋Ｙ方向の端部から＋Ｘ方向に向けてグランド部材１６と平行に延びる。

【0028】

第２アンテナ５４は、一端がグランド線１５を介してグランド部材１６に接続され、他端が開放端となっている無給電のモノポールアンテナである。第２アンテナ５４は、第２１導体部５４１及び第２２導体部５４２を含む。第２１導体部５４１は、グランド部材１６からグランド線１５を介して＋Ｙ方向に延びる。第２２導体部５４２は、第２１導体部５４１の＋Ｙ方向の端部から－Ｘ方向に向けてグランド部材１６と平行に延びる。第１アンテナ５３の第１２導体部５３２の＋Ｘ側の端部（開放端）と、第２アンテナ５４の第２２導体部５４２の－Ｘ側の端部（開放端）との距離Ｄ３は、例えば、第１周波数の電波の波長の１／５０以下である。第１アンテナ５３の開放端と第２アンテナ５４の開放端とが容量結合することで、第２アンテナ５４は第２周波数で共振可能である。

【0029】

比較例に係るアンテナ装置５では、実施形態に係るアンテナ装置１とは異なり、第１アンテナ５３は第２アンテナ５４とグランド部材１６との間に配置されない。また、比較例に係るアンテナ装置５では、実施形態に係るアンテナ装置１とは異なり、第１アンテナ５３は、グランド部材１６に近接する第１４導体部１３４を有しない。すなわち、比較例に係るアンテナ装置５では、第１アンテナ５３はグランド部材１６に近接する領域を有しない。

【0030】

図７は、比較例に係るアンテナ装置を図２に例示するスマートフォンに実装した例を示す図である。図７では、図２の楕円Ｒ付近の拡大図が例示される。スマートフォン３００では、アンテナ装置５のグランド部材１６として、ベース基板３２０を用いる。また、インピーダンスマッチングのため、給電点１１と第１アンテナ５３との間には、整合回路１７が設けられる。スマートフォン３００にアンテナ装置１を実装すると、アンテナ装置５の近傍には、金属フレーム３１０が存在することになる。

【0031】

（検証）
実施形態に係るアンテナ装置及び比較例に係るアンテナ装置の特性について検証する。以下の検証では、第１周波数が５ＧＨｚであり、第２周波数が２．４ＧＨｚであるものと仮定する。図８は、自由空間における比較例に係るアンテナ装置の特性を例示するスミスチャートである。また、図９は、図２に例示するスマートフォンに実装した場合における比較例に係るアンテナ装置の特性を例示するスミスチャートである。すなわち、図９では、アンテナ装置５の第１アンテナ５３と給電点１１との間には、整合回路１７や整合回路１７ａが接続される。図８及び図９を対比すると、逆三角形で示されるポイント１から３までの間隔が自由空間における場合と比較してスマートフォン３００に実装した場合には広くなっていることが理解できる。

【0032】

以下の表１は、整合回路１７（または整合回路１７ａ）の有無と比帯域幅の関係を例示する表である。

【表1】

【0033】

表１を参照すると、整合回路１７（または整合回路１７ａ）を接続することで、アンテナ装置５の比帯域幅が狭くなることが理解できる。

【0034】

比較例に係るアンテナ装置５をスマートフォン３００に実装することで、帯域が狭くなる理由について検討する。図１０は、比較例に係るアンテナ装置から無給電アンテナである第２アンテナを外した状態を例示する図である。図１１は、図１０に例示されるアンテナ装置の特性を例示するスミスチャートを模式的に示す図である。また、図１２は、図６に例示される比較例に係るアンテナ装置の特性を例示するスミスチャートを模式的に例示する図である。図１１及び図１２のいずれも、アンテナ装置５ａやアンテナ装置５を金属製の筐体に収容した状態における特性を例示する。図１１及び図１２では、第１周波数を「ｆ１」、第２周波数を「ｆ２」で表記している。また、図１１及び図１２において、第１周波数及び第２周波数夫々の帯域のうち、高域を「Ｈｉｇｈ」、中域を「Ｍｉｄｄｌｅ」、低域を「Ｌｏｗ」と表記している。

【0035】

アンテナ装置５ａにおける第１アンテナ５３において第２周波数の帯域は、図１１に例示するように、スミスチャート上の右下（第１周波数の波長の１／８以下）から始まる円を描くようになる。そのため、図１１に例示するように、第２周波数の高域の方が低域よりもスミスチャートの下側（キャパシタンス側）に位置する。

【0036】

アンテナ装置５ａに無給電アンテナを追加したアンテナ装置５では、図１２に例示されるように、第２周波数において高域よりも低域の方がスミスチャートの下側（キャパシタンス側）に位置するようになる。ここで、スミスチャートでは、アンテナ装置と直列にコンデンサが接続されると、周波数が低い方が周波数が高い方よりも大きく定抵抗円上を反時計回りに移動することになる。そのため、図１２に例示される状態でアンテナ装置５への整合回路１７や整合回路１７ａの接続が行われると（すなわち第１アンテナ５３に直列のコンデンサが接続されると）、第２周波数の高域から低域へのスミスチャート上における間隔が広くなる。すなわち、スマートフォン３００に実装したことで金属フレーム３１０やベース基板３２０等の様々な金属がアンテナ装置５の近傍に存在することでアンテナの帯域が狭帯域化しやすい上に、アンテナ装置５に整合回路１７や整合回路１７ａを接続すると、アンテナ装置５の帯域がさらに狭まることになる。

【0037】

図１３は、図２に例示するスマートフォンに実装した場合における実施形態に係るアンテナ装置の特性を例示するスミスチャートである。図１３に例示されるスミスチャートを参照すると、逆三角形の「１」で示されるポイント（第２周波数の低域）が逆三角形の「３」で示されるポイント（第２周波数の高域）よりも上側（インダクタンス側）に位置している。このような状態で、アンテナ装置１への整合回路１７や整合回路１７ａの接続が行われると（すなわち第１アンテナ１３に直列のコンデンサが接続されると）、第２周波数の高域から低域へのスミスチャート上における間隔が狭くなる。すなわち、アンテナ装置１は、整合回路１７や整合回路１７ａの接続による狭帯域化を抑制することができる。以下の表２は、整合回路１７（または整合回路１７ａ）の有無と比帯域幅の関係について、実施形態と比較例とを比較する表である。以下の表２を参照しても理解できるように、実施形態に係るアンテナ装置１は、比較例に係るアンテナ装置５よりも、狭帯域化が抑制されている。

【表2】

【0038】

実施形態に係るアンテナ装置では、第１アンテナ１３の電気長を第１周波数の波長の３／４とする。第１アンテナ１３はモノポールアンテナであるため、その電気長を第１周波数の波長の１／４とすれば第１周波数の電波で動作可能である。しかしながら、本実施形態では、第１アンテナ１３の電気長を第１周波数の電波の３／４とすることで、第２周波数における第１アンテナ１３の電気長を第２周波数の電波の波長の１／４とすることが可能となる。ここで、第２周波数における第１アンテナ１３のインピーダンスは第２周波数における第２アンテナ１４のインピーダンスよりも十分に小さく設定されることで、第１アンテナ１３が第２周波数の電波で共振可能である一方で、第１アンテナ１３は第２周波数の電波を通信可能な出力では発信しない。このような構成を採用することで、図１３に例示されるスミスチャートを基に説明したように、整合回路１７や整合回路１７ａによる狭帯域化を抑制することができる。

【0039】

＜第１変形例＞
狭帯域化を抑制する構成は、アンテナ装置１のように第１アンテナ１３の第１４導体部１３４をグランド部材１６に接近させる以外に、第１４導体部１３４の開放端とグランド部材１６とを集中定数回路で接続しても可能である。以下、図面を参照して第１変形例について説明する。実施形態と同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。

【0040】

図１４は、第１変形例に係るアンテナ装置の一例を示す図である。第１変形例に係るアンテナ装置１ａでは、第１アンテナ１３ａの第１３導体部１３３ａの長さが、実施形態における第１アンテナ１３の第１３導体部１３３よりも短い。そのため、第１４導体部１３４とグランド部材１６とがアンテナ装置１における場合よりも離れている。その一方で、第１４導体部１３４の開放端とグランド部材１６との間が集中定数回路１３５によって接続される。

【0041】

集中定数回路１３５は、コイル１３５１とコンデンサ１３５２を直列に接続した回路である。例えば、第１周波数が５ＧＨｚ、第２周波数が２．４ＧＨｚである場合、コイル１３５１の静電容量は０．５ｐＦ、コイル１３５１のインダクタンスは１．５ｎＨとすればよい。

【0042】

第１変形例に係るアンテナ装置１ａによっても、アンテナ装置１と同様に、第１アンテナ１３の電気長を第２周波数の電波の波長の１／４とするとともに、第２周波数における第１アンテナ１３のインピーダンスを第２アンテナ１４よりも十分に低くすることができる。その結果、アンテナ装置１ａは、アンテナ装置１と同様に、整合回路１７や整合回路１７ａを接続することによる狭帯域化を抑制できる。

【0043】

＜第２変形例＞
図１５は、第２変形例に係るアンテナ装置の一例を示す図である。第２変形例に係るアンテナ装置１ｂでは、第１アンテナ１３ｂ及び第２アンテナ１４を有する。第１アンテナ１３ｂは、実施形態に係る第１アンテナとは異なり、第１３導体部１３３及び第１４導体部１３４を含まない。第１アンテナ１３ｂは、第１周波数の電波の波長の１／４の電気長を有する。すなわち、第１アンテナ１３ｂの電気長は、アンテナ装置１の第１アンテナ１３の電気長よりも短い。また、第１１導体部１３１ａは、アンテナ装置１の第１１導体部１３１とは異なり、給電点１１とはその途中部分Ｍにおいて給電線１２を介して接続される。また、第１１導体部１３１の－Ｙ側の端部（グランド部材１６側の端部）とグランド部材１６との距離は、例えば、第１周波数の波長の１／５０以下であってもよい。ただし、第１１導体部１３１は、グランド部材１６と接触はしない。

【0044】

アンテナ装置１ｂは、分岐導体１８を備える。分岐導体１８は、第１アンテナ１３ｂの第１１導体部１３１の－Ｙ側の端部に一端が接続され、＋Ｘ方向の向けてグランド部材１６と平行に延びる導体である。分岐導体１８とグランド部材１６との距離は、第１周波数の波長の１／５０以下である。ただし、分岐導体１８は、グランド部材１６と接触はしない。

【0045】

分岐導体１８とグランド部材１６との距離を第１周波数の波長の１／５０以下とすることで、分岐導体１８の電気長を第２周波数の電波の波長の１／４とするとともに、第２周波数における分岐導体１８のインピーダンスを第２アンテナ１４よりも十分に低くすることができる。第２周波数における分岐導体１８のインピーダンスは、例えば、分岐導体１８が第２周波数の電波で共振可能である一方で、分岐導体１８は第２周波数の電波の発信は行わない程度に設定される。換言すれば、分岐導体１８とグランド部材１６との距離Ｄ４や分岐導体１８の長さは、分岐導体１８の電気長が第２周波数の電波の波長の１／４となるとともに、分岐導体１８が第２周波数の電波の発信を行わない程度に調整される。

【0046】

図１６は、第２変形例に係るアンテナ装置を図２に例示するスマートフォンに実装した場合の実装例を示す図である。図１６では、図２の楕円Ｒ付近の拡大図が例示される。スマートフォン３００では、アンテナ装置１ｂのグランド部材１６として、ベース基板３２０を用いる。また、インピーダンスマッチングのため、給電点１１と第１アンテナ１３ｂとの間には、整合回路１７が設けられる。スマートフォン３００にアンテナ装置１ｂを実装すると、アンテナ装置１ｂの近傍には、金属フレーム３１０が存在することになる。

【0047】

図１７は、図２に例示するスマートフォンに実装した場合における第２変形例に係るアンテナ装置の特性を例示するスミスチャートである。図１７に例示されるスミスチャートを参照すると、逆三角形の「１」で示されるポイント（第２周波数の低域）が逆三角形の「３」で示されるポイント（第２周波数の高域）よりも上側（インダクタンス側）に位置している。すなわち、アンテナ装置１ｂは、実施形態に係るアンテナ装置１と同様に、整合回路１７や整合回路１７ａの接続による狭帯域化を抑制することができる。

【0048】

以下の表３は、整合回路１７（または整合回路１７ａ）の有無と比帯域幅の関係について、実施形態、第２変形例及び比較例を比較する表である。以下の表３を参照しても理解できるように、実施形態及び第２変形例に係るアンテナ装置は、比較例に係るアンテナ装置５よりも、狭帯域化が抑制されている。

【表3】

【0049】

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】

【0050】

１、１ａ、１ｂ、５・・・アンテナ装置
１１・・・給電点
１２・・・給電線
１３、１３ａ、１３ｂ、５３・・・第１アンテナ
１３１、５３１・・・第１１導体部
１３２、５３２・・・第１２導体部
１３３、１３３ａ・・・第１３導体部
１３４・・・第１４導体部
１３５・・・集中定数回路
１３５１・・・コイル
１３５２・・・コンデンサ
１４、５４・・・第２アンテナ
１４１、５４１・・・第２１導体部
１４２、５４２・・・第２２導体部
１５・・・グランド線
１６・・・グランド部材
１７・・・整合回路
１８・・・分岐導体
３００・・・スマートフォン
３１０・・・金属フレーム
３２０・・・ベース基板

【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】