特許 7676543 アンテナ装置及び無線端末

(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】2025-05-02

(45)【発行日】2025-05-14

(54)【発明の名称】アンテナ装置及び無線端末

(51)【国際特許分類】

   H01Q 1/24 20060101AFI20250507BHJP

   H01Q 5/371 20150101ALI20250507BHJP

   H01Q 9/28 20060101ALI20250507BHJP

【ＦＩ】

H01Q1/24 Z

H01Q5/371

H01Q9/28

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2023527152

(86)(22)【出願日】2021-06-07

(86)【国際出願番号】 JP2021021560

(87)【国際公開番号】W WO2022259308

(87)【国際公開日】2022-12-15

【審査請求日】2024-05-08

(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】古賀 洋平

(72)【発明者】

【氏名】吉川 学

(72)【発明者】

【氏名】殿岡 旅人

(72)【発明者】

【氏名】櫻井 実

(72)【発明者】

【氏名】▲崎▼田 聡史

(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】国際公開第２００６／０９２９７９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特表２００８－５２３６５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－３３２５３０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｑ １／２４

Ｈ０１Ｑ ５／３７１

Ｈ０１Ｑ ９／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１周波数及び前記第１周波数より高い第２周波数で動作するアンテナと、
前記アンテナに給電する給電点を有し、板状に形成される第１の導体板と、
板状に形成される第２の導体板と、
前記第１の導体板と前記第２の導体板とを電気的に接続する接続部と、
前記第１の導体板と前記第２の導体板との間に設けられた回路素子と、を備え、
前記第１の導体板のうち前記アンテナに最も近い近傍箇所から前記第１の導体板のうち前記アンテナから最も離れた第１の離間箇所までの第１の距離が、前記近傍箇所から前記第２の導体板のうち前記アンテナから最も離れた第２の離間箇所までの第２の距離よりも短く設定され、
前記回路素子は、
前記第１周波数においては前記第１の導体板と前記第２の導体板とを電気的に接続し、
前記第２周波数においては、前記第１の導体板と前記第２の導体板とを電気的に切り離す、
アンテナ装置。

【請求項2】

前記第１の距離は、前記第１周波数の電波の実効波長の凡そ１／２であり、
前記第２の距離は、前記第２周波数の電波の実効波長の凡そ１／２である、
請求項１に記載のアンテナ装置。

【請求項3】

前記第２の導体板の面上に重畳して第３の導体板が設けられ、
前記第３の導体板の導電率は、前記第２の導体板の導電率よりも低い、
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の導体板の前記アンテナ側の端部は、平面視において前記アンテナと平行な直線を形成し、
前記給電点は前記直線の端部に設けられる、
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】

前記接続部は、前記第１の導体板の縁部に設けられる、
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】

前記接続部は、前記給電点からの距離が前記第１周波数の実効波長の１／８以下の範囲内に設けられる、
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】

前記回路素子は、インダクタとコンデンサとを含むトラップ回路である、
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】

前記回路素子は、高周波スイッチである、
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9】

前記アンテナは、モノポールアンテナ、逆Ｆアンテナ及びループアンテナのうちのいずれかである、
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】

請求項１から９のいずれか一項に記載のアンテナ装置を備える、
無線端末。

【請求項11】

請求項３に記載のアンテナ装置を備え、
前記第３の導体板がディスプレイパネルを含む、
無線端末。

【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端末に関する。

【背景技術】

【0002】

スマートフォンによって例示される無線端末では、端末内部に設けられた導体をアンテナのグランドとして活用されている（特許文献１、２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１７－０８５５４０公報

【文献】特開２０１３－０７４３６１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

スマートフォン等の無線端末では、給電点を備える基板に形成された第１のグランドと、ディスプレイ裏面に導体によって形成された第２のグランドとを電気的に接続することで、可及的に大きなグランドをアンテナに対して確保していた。このような構成を採用すると、第１のグランドと第２のグランドとに流れる電流を制御できないことから、アンテナの放射効率向上には限界があった。

【0005】

開示の技術の１つの側面は、より放射効率の高いアンテナ装置及び当該アンテナ装置を備える無線端末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、第１周波数及び上記第１周波数より高い第２周波数で動作するアンテナと、上記アンテナに給電する給電点を有し、板状に形成される第１の導体板と、板状に形成される第２の導体板と、上記第１の導体板と上記第２の導体板とを電気的に接続する接続部と、上記第１の導体板と上記第２の導体板との間に設けられた回路素子と、を備える。上記第１の導体板のうち上記アンテナに最も近い近傍箇所から上記第１の導体板のうち上記アンテナから最も離れた第１の離間箇所までの第１の距離が、上記近傍箇所から上記第２の導体板のうち上記アンテナから最も離れた第２の離間箇所までの第２の距離よりも短く設定され、上記回路素子は、上記第１周波数においては上記第１の導体板と上記第２の導体板とを電気的に接続し、上記第２周波数においては、上記第１の導体板と上記第２の導体板とを電気的に切り離す。

【発明の効果】

【0007】

開示の技術によれば、より放射効率の高いアンテナ装置及び当該アンテナ装置を備える無線端末を提供することができる。

【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１の一例を示す図である。

【図2】図２は、シミュレーションで採用した構成を例示する図である。

【図3】図３は、第１シミュレーションの結果を示す第１の図である。

【図4】図４は、第１シミュレーションの結果を示す第２の図である。

【図5】図５は、第１シミュレーションの結果を示す第３の図である。

【図6】図６は、第２シミュレーションの結果を例示する第１の図である。

【図7】図７は、第２シミュレーションの結果を例示する第２の図である。

【図8】図８は、第３シミュレーションの結果を例示する図である。

【図9】図９は、第４シミュレーションの結果を例示する図である。

【図10】図１０は、接点Ｐ２として採用される回路を例示する図である。

【図11】図１１は、第５シミュレーションの結果を例示する図である。

【図12】図１２は、第６シミュレーションにおけるアンテナ装置の構成を説明する図である。

【図13】図１３は、第６シミュレーションにおいて用意した比較例に係るアンテナ装置の構成を説明する図である。

【図14】図１４は、第６シミュレーションの結果を例示する図である。

【図15】図１５は、実装例に係るスマートフォンの外観を示す図である。

【図16】図１６は、実装例に係るスマートフォンの内部構成の一例を示す図である。

【図17】図１７は、第１グランド基板の形状のバリエーションを例示する第１の図である。

【図18】図１８は、第１グランド基板の形状のバリエーションを例示する第２の図である。

【図19】図１９は、第１グランド基板と第２グランド基板とが平面視において重畳していない構成を例示する図である。

【図20】図２０は、アンテナの中央に給電点を接続した構成を例示する図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

＜実施形態＞
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、第１周波数及び上記第１周波数より高い第２周波数で動作するアンテナと、上記アンテナに給電する給電点を有し、板状に形成される第１の導体板と、板状に形成される第２の導体板と、上記第１の導体板と上記第２の導体板とを電気的に接続する接続部と、上記第１の導体板と上記第２の導体板との間に設けられた回路素子と、を備える。上記第１の導体板のうち上記アンテナに最も近い近傍箇所から上記第１の導体板のうち上記アンテナから最も離れた第１の離間箇所までの第１の距離が、上記近傍箇所から上記第２の導体板のうち上記アンテナから最も離れた第２の離間箇所までの第２の距離よりも短く設定され、上記回路素子は、上記第１周波数においては上記第１の導体板と上記第２の導体板とを電気的に接続し、上記第２周波数においては、上記第１の導体板と上記第２の導体板とを電気的に切り離す。

【0010】

上記アンテナ装置によれば、第１周波数においては上記回路素子が第１の導体板と第２の導体板とを電気的に接続することで、アンテナ、第１の導体板及び第２の導体板を放射体として動作させることができ、第１周波数におけるアンテナ装置の放射効率を高めることができる。また、第１周波数よりも高い第２周波数においては、アンテナ及び給電点によってアンテナと接続される第１の導体板に強い電流分布が生じると考えられる。そこで、第２周波数においては、上記回路素子が第１の導体板と第２の導体板とを電気的に切断することで、第１の導体板を放射体として動作させるとともに、第２の導体板による放射効率への影響を低減することができる。そのため、本アンテナ装置によれば、アンテナの放射効率をより高めることができる。

【0011】

以下、図面を参照して上記アンテナ装置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１の一例を示す図である。図１（Ａ）は、アンテナ装置１を正面視した図である。図１（Ｂ）は、図１（Ａ）の矢印の方向からアンテナ装置１を側面視した図である。アンテナ装置１は、第１グランド基板１１、給電点１２、第２グランド基板１３、アンテナ１５、接点Ｐ２、接点Ｐ３、接点Ｐ４及び接点Ｐ５を備える。図１のＸ方向を幅方向、Ｙ方向を高さ方向、Ｚ方向を厚さ方向とする。また、Ｚ方向からの方向視を平面視とも称する。

【0012】

第１グランド基板１１は、接地された基板である。第１グランド基板１１は、例えば、各種電子部品を実装するプリント基板である。第１グランド基板１１には、例えば、板状の導体が設けられることで、例えば、アンテナ１５のグランドとして使用される。第１グランド基板１１には、各種の電子部品が実装されてもよい。第１グランド基板１１は、平面視において、例えば、長方形の板状に形成される。第１グランド基板１１の幅方向における一方の端部には、例えば、アンテナ１５に給電する給電点１２が設けられる。第１グランド基板１１は、「第１の導体板」の一例である。

【0013】

アンテナ１５は、一端が給電点１２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。アンテナ１５は、例えば、給電点１２からの給電を受けてマイクロ波帯の電波を出射する。アンテナ１５は、例えば、マイクロ波帯域の２つの周波数（第１周波数ｆ_１と第１周波数ｆ_１よりも高い第２周波数ｆ_２）で共振する。アンテナ１５の長さは、四分の一波長であり、例えば、第１グランド基板１１の幅と略等しい。アンテナ１５は、板状に形成された第１グランド基板１１の短辺側の端面１１１に沿って配置される。アンテナ１５の長手方向は、例えば、アンテナ装置１の幅方向と一致する。換言すれば、アンテナ１５は、長方形の板状に形成された第１グランド基板１１の短辺側の端面１１１と平行である。また、端面１１１は、平面視においてアンテナ１５と平行な直線を形成する。

【0014】

第２グランド基板１３は、接地された基板である。第２グランド基板１３は、例えば、板状の導体である。第２グランド基板１３は、例えば、アンテナ１５のグランドとして使用される。第２グランド基板１３は、平面視において長方形の板状に形成される。第２グランド基板１３の短辺の長さは第１グランド基板１１の短辺の長さと略等しい。また、第２グランド基板１３の長辺の長さは第１グランド基板１１の長辺の長さよりも長い。第２グランド基板１３の２つの短辺のうちの一方は、平面視において第１グランド基板１１のアンテナ１５側の短辺と重なっている。そのため、第２グランド基板１３の２つの短辺のうちの一方は、アンテナ１５と平行である。第２グランド基板１３は、「第２の導体板」の一例である。

【0015】

第３グランド基板１４は、接地された基板である。第３グランド基板１４は、例えば、板状の導体である。第３グランド基板１４の導電率は、第２グランド基板１３の導電率よりも低いことが好ましい。第２グランド基板１３は、平面視において長方形の板状に形成される。第３グランド基板１４の短辺の長さは第１グランド基板１１の短辺の長さと略等しい。また、第３グランド基板１４の長辺の長さは第２グランド基板１３の長辺の長さと略等しい。すなわち、第３グランド基板１４の大きさは第２グランド基板１３と略同じである。第３グランド基板１４は、「第３の導体板」の一例である。

【0016】

第３グランド基板１４は、平面視において第２グランド基板１３と重畳するように全面で第２グランド基板１３と接触するように配置される。そして、厚さ方向において、第３グランド基板１４の上に第２グランド基板１３が設けられ、第２グランド基板１３の上に給電点１２が設けられる。換言すれば、第２グランド基板１３は、第１グランド基板１１と第３グランド基板１４との間に設けられる。スマートフォンによって例示される無線端末にアンテナ装置１が実装される場合、第３グランド基板１４は、例えば、有機エレクトロルミネッセンス（有機ＥＬ）ディスプレイであってもよい。

【0017】

アンテナ装置１では、第１グランド基板１１と第２グランド基板１３とがこのように配置されることで、第１グランド基板１１のうち端面１１１から最も遠い箇所までの長さ（図１のＤ１）よりも第２グランド基板１３のうち端面１１１から最も遠い箇所までの長さ（図１のＤ２）の方が長くなることが理解できる。好ましくは、Ｄ１の長さがλ_１／２（λ_１は、第１周波数ｆ_１の電波の実効波長）であり、Ｄ２の長さがλ_２／２（λ_２は、第２周波数ｆ_２の電波の実効波長）である。ここで、実効波長とは周囲の誘電率によって自由空間の波長よりも短くなった波長のことである。

【0018】

第１グランド基板１１と第２グランド基板１３とは、厚さ方向において離れている。すなわち、第１グランド基板１１と第２グランド基板１３との間には、隙間が形成される。その隙間には、接点Ｐ２、接点Ｐ３、接点Ｐ４、接点Ｐ５が設けられる。接点Ｐ２、接点Ｐ３、接点Ｐ４、接点Ｐ５は、例えば、第１グランド基板１１の４つの角部付近に設けられる。なお、接点Ｐ２、接点Ｐ３、接点Ｐ４、接点Ｐ５は、第１グランド基板１１の４つの角部付近に設けられることに限定されず第１グランド基板１１の他の場所に設けられてもよい。接点は４つに限定されず４つより多くてもよい。接点Ｐ２、接点Ｐ３、接点Ｐ４、接点Ｐ５は、第１グランド基板１１の縁部（第１グランド基板１１の長方形を形成する各辺の付近）に設けられてもよい。接点Ｐ２、接点Ｐ３、接点Ｐ４、接点Ｐ５のうち、接点Ｐ２が最も給電点１２に近い位置に設けられる。接点Ｐ２は、給電点１２からλ_１／８の範囲内に設けられるのが好ましい。また、接点Ｐ３、接点Ｐ４、接点Ｐ５は、給電点１２からλ_１／８以上離れた位置に設けられることが好ましい。接点Ｐ２、Ｐ３、接点Ｐ４、接点Ｐ５は、例えば、第１グランド基板１１と第２グランド基板１３を電気的にバネ接点を介して接続する。

【0019】

接点Ｐ２は、第１周波数ｆ_１のときに低インピーダンス、第２周波数ｆ_２のときに高インピーダンスとなる接点である。すなわち、給電点１２が第１周波数ｆ１で動作するときは、接点Ｐ２が低インピーダンスとなることで、第１グランド基板１１と第２グランド基板１３とが接点Ｐ２によっても電気的に接続される。給電点１２が第２周波数ｆ２で動作するときは、接点Ｐ２が高インピーダンスとなることで、第１グランド基板１１と第２グランド基板１３との接点Ｐ２による電気的な接続が切断される。接点Ｐ２は、例えば、コンデンサとインダクタとを含む並列共振回路や、スイッチによって実現されてもよい。

【0020】

＜シミュレーション＞
アンテナ装置１の性能を検証するためシミュレーションを行ったので説明する。本シミュレーションでは、Ｄ１の長さを４５．０ｍｍに設定し、Ｄ２の長さを１３７．０ｍｍに設定した。アンテナ１５の長さ、及び、第１グランド基板１１、第２グランド基板１３、第３グランド基板１４の幅を６６．０ｍｍに設定した。アンテナ１５と第１グランド基板１１の端面１１１との間隔を１ｍｍに設定した。また、アンテナ１５と端面１１１との距離を１．０ｍｍに設定した。さらに、アンテナ１５の導電率を１×１０^６（Ｓ／ｍ）、第１グランド基板１１の導電率を１×１０^６（Ｓ／ｍ）、第２グランド基板１３の導電率を１×１０^６（Ｓ／ｍ）、第３グランド基板１４の導電率を５．８×１０^４（Ｓ／ｍ）に設定した。

【0021】

図２は、シミュレーションで採用した構成を例示する図である。本シミュレーションでは、第１グランド基板１１と第２グランド基板１３とが電気的に導通している導通モデル（図２（Ａ））と、第１グランド基板１１と第２グランド基板１３とが電気的に非導通となっている非導通モデル（図２（Ｂ））と、について検証した。

【0022】

＜第１シミュレーション＞
第１シミュレーションでは、導通モデル及び非導通モデルの夫々についてアンテナ装置１の放射効率について検証した。図３から図５は、第１シミュレーションの結果を示す図である。図３は、シミュレーションによって検証したアンテナ装置１の放射効率を例示する図である。図３の縦軸は放射効率（ｄＢ）を示し、横軸は周波数（ＧＨｚ）を示す。図３の点線は非導通モデルのシミュレーション結果を示し、図３の実線は導通モデルのシミュレーション結果を示す。図４は、非導通モデルのシミュレーション結果を示すスミスチャートである。図５は、導通モデルのシミュレーション結果を示すスミスチャートである。

【0023】

図３から図５を参照すると理解できるように、周波数の低い領域（例えば、周波数０．７ＧＨｚ）では、導通モデルの方が放射効率が高い。また、周波数の高い領域（例えば、周波数２．６ＧＨｚ以上）では、非導通モデルの方が放射効率が高い。本シミュレーションの結果により、周波数の低い領域では第１グランド基板１１と第２グランド基板１３とが電気的に導通している方がアンテナ装置１の放射効率が高くなり、周波数の高い領域では第１グランド基板１１と第２グランド基板１３とが電気的に非導通の方がアンテナ装置１の放射効率が高くなることが理解できる。

【0024】

＜第２シミュレーション＞
次に、導通モデルと非導通モデルの夫々について、電流分布を検証する第２シミュレーションを行った。図６及び図７は、第２シミュレーションの結果を例示する図である。図６は周波数が低い場合（周波数０．７５ＧＨｚの場合）の電流分布を例示し、図７は周波数が高い場合（周波数４．０ＧＨｚの場合）の電流分布を例示する。また、図６（Ａ）及び図７（Ｂ）は導通モデルにおける電流分布を例示し、図６（Ｂ）及び図７（Ｂ）は非導通モデルにおける電流分布を例示する。なお、図６及び図７では、色が濃い領域（点が密になっている領域）の方が、色が薄い領域（点が疎になっている領域）よりも強い電流が分布していることを例示する。

【0025】

まず、図６を参照して、周波数が低い場合について検討する。周波数が低い場合では、導通モデルの方が広い領域で強い電流分布が生じている。そして、強い電流分布は第１グランド基板１１及び第２グランド基板１３にも生じていることから、周波数が低い場合では第１グランド基板１１及び第２グランド基板１３が放射体として動作していると考えられる。そのため、周波数が低い場合では導通モデルの方がアンテナ装置１の放射効率が高くなると考えられる。

【0026】

次に、図７を参照して、周波数が高い場合について検討する。周波数が高い場合では、非導通モデルの方が広い領域で強い電流分布が生じている。そして、強い電流分布は第１グランド基板１１に生じていることから、周波数が高い場合では、第１グランド基板１１が放射体として動作していると考えられる。また、周波数が高い場合では、強い電流分布がアンテナ１５の近傍に生じることから、第３グランド基板１４による電流分布への影響を抑制した方が好ましいと考えられる。そのため、周波数が高い場合では、非導通モデルの方がアンテナ装置１の放射効率が高くなると考えられる。

【0027】

＜第３シミュレーション＞
つづいて、第１グランド基板１１と第２グランド基板１３との接続状態を接点によって切り替えた場合におけるアンテナ１５の特性について検証する第３シミュレーションについて説明する。第３シミュレーションでは、図１に例示した接点Ｐ２、接点Ｐ３、接点Ｐ４、接点Ｐ５の夫々の位置において接続と切断とを切り替えてアンテナ１５の放射効率をシミュレーションした。

【0028】

図８は、第３シミュレーションの結果を例示する図である。図８の縦軸は放射効率（ｄＢ）を示し、横軸は周波数（ＧＨｚ）を示す。図８において、細い実線は、接点Ｐ２、接点Ｐ３、接点Ｐ４、接点Ｐ５の夫々を切断した場合の放射効率を示す（図中の凡例では、「ｐ２Ｏ＿ｐ３Ｏ＿ｐ４Ｏ＿ｐ５Ｏ」と記載）。点線は、接点Ｐ３を接続するとともに接点Ｐ２、接点Ｐ４、接点Ｐ５の夫々を切断した場合の放射効率を示す（図中の凡例では、「ｐ２Ｏ＿ｐ３Ｓ＿ｐ４Ｏ＿ｐ５Ｏ」と記載）。一点鎖線は接点Ｐ２を接続するとともに接点Ｐ３、接点Ｐ４、接点Ｐ５の夫々を切断した場合の放射効率を示す（図中の凡例では、「ｐ２Ｓ＿ｐ３Ｏ＿ｐ４Ｏ＿ｐ５Ｏ」と記載）。二点鎖線は、接点Ｐ２、接点Ｐ３を接続するとともに接点Ｐ４、接点Ｐ５の夫々を切断した場合の放射効率を示す（図中の凡例では、「ｐ２Ｓ＿ｐ３Ｓ＿ｐ４Ｏ＿ｐ５Ｏ」と記載）。太い実線は、接点Ｐ２、接点Ｐ３、接点Ｐ４、接点Ｐ５の夫々を接続した場合の放射効率を示す（図中の凡例では、「ｐ２Ｓ＿ｐ３Ｓ＿ｐ４Ｓ＿ｐ５Ｓ」と記載）。

【0029】

図８を参照すると、細い実線によって示される放射効率は、周波数の低い領域において高くなることが理解できる。また、太い実線によって示される放射効率は、周波数の高い領域において高くなることが理解できる。二点鎖線によって示される放射効率と太い実線によって示される放射効率との間で大きな違いが無いことから、接点Ｐ４、接点Ｐ５の接続、切断による放射効率への影響は小さいことが理解できる。一方で、一点鎖線によって示される放射効率の方が二点鎖線によって示される放射効率よりも低くなっていることから、接点Ｐ３は接続した方が好ましいことが理解できる。

【0030】

点線によって示される放射効率は、周波数の低い領域では低放射効率となる一方で、周波数の高い領域では高放射効率となることが理解できる。すなわち、周波数が低い領域では接点Ｐ２を接続し、周波数が高い領域では接点Ｐ２を切断することで、アンテナ装置１の放射効率を高めることができることが理解できる。

【0031】

＜第４シミュレーション＞
つづいて、接点Ｐ３、接点Ｐ４、接点Ｐ５の夫々を接続した状態で、接点Ｐ２としてインダクタを設けた場合におけるアンテナ装置１の放射効率を検証する第４シミュレーションについて説明する。図９は、第４シミュレーションの結果を例示する図である。図９において、縦軸は放射効率（ｄＢ）を示し、横軸は周波数（ＧＨｚ）を示す。図９において、一点鎖線は、インダクタンス１ｎＨのインダクタを接点Ｐ２として設けた場合の放射効率を示す（図中の凡例では、「ｐ２－１ｎ＿ｐ３Ｓ＿ｐ４Ｏ＿ｐ５Ｏ」と記載）。点線は、インダクタンス２ｎＨのインダクタを接点Ｐ２として設けた場合の放射効率を示す（図中の凡例では、「ｐ２－２ｎ＿ｐ３Ｓ＿ｐ４Ｏ＿ｐ５Ｏ」と記載）。太い実線は、インダクタンス１０ｎＨのインダクタを接点Ｐ２として設けた場合の放射効率を示す（図中の凡例では、「ｐ２－１０ｎ＿ｐ３Ｓ＿ｐ４Ｏ＿ｐ５Ｏ」と記載）。二点鎖線は、接点Ｐ２を切断した状態の放射効率を示す（図中の凡例では、「ｐ２Ｏ＿ｐ３Ｓ＿ｐ４Ｏ＿ｐ５Ｏ」と記載）。細い実線は、接点Ｐ２を接続した状態の放射効率を示す（図中の凡例では、「ｐ２Ｓ＿ｐ３Ｓ＿ｐ４Ｏ＿ｐ５Ｏ」と記載）。二点鎖線及び細い実線の場合は、接点Ｐ２としてインダクタを設けていない。なお、図９に例示される放射効率の夫々では、接点Ｐ３は接続され、接点Ｐ４及び接点Ｐ５は切断されている。

【0032】

図９を参照すると、一点鎖線によって示される放射効率と細い実線によって示される放射効率とは、周波数の低い領域でアンテナ装置１の放射効率が同程度に良いことが理解できる。太い実線によって示される放射効率では、周波数の低い領域におけるアンテナ装置１の放射効率が低い一方で、周波数の高い領域におけるアンテナ装置１の放射効率は高いことが理解できる。すなわち、インダクタンスが１ｎＨ以下のインダクタを接点Ｐ２として設けることで周波数の低い領域におけるアンテナ装置１の放射効率を高くすることができる。

【0033】

＜第５シミュレーション＞
つづいて、接点Ｐ３、接点Ｐ４、接点Ｐ５の夫々を接続した状態で、接点Ｐ２としてトラップ回路やスイッチを設けた場合におけるアンテナ装置１の放射効率を検証する第５シミュレーションについて説明する。図１０は、接点Ｐ２として採用される回路を例示する図である。図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）は、アンテナ装置１を側面から（図１（Ａ）の矢印方向から）接点Ｐ２付近を見た図となっている。図１０（Ａ）は、接点Ｐ２として採用するトラップ回路１６の一例を示す図である。トラップ回路１６は、インダクタ１６１とコンデンサ１６２とを並列に接続した回路であり、並列共振回路とも称される。トラップ回路１６は、第１グランド基板１１と第２グランド基板１３とを接続するように設けられる。

【0034】

図１０（Ｂ）は、接点Ｐ２として採用するスイッチ回路１７の一例を示す図である。スイッチ回路１７は、例えば、周波数に応じて開閉が切り替えられる高周波スイッチである。スイッチ回路１７としては、例えば、ダイオードスイッチ、Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ（ＦＥＴ）スイッチあるいはＭｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ（ＭＥＭＳ）スイッチを挙げることができる。スイッチ回路１７は、例えば、周波数の低い領域（例えば、周波数０．７ＧＨｚ）ではスイッチが閉状態（スイッチオン）となり、第１グランド基板１１と第２グランド基板１３とを電気的に接続する。また、スイッチ回路１７は、周波数の高い領域（例えば、周波数２．６ＧＨｚ以上）では開状態（スイッチがオフ）となり、第１グランド基板１１と第２グランド基板１３とが電気的に切断される。

【0035】

図１１は、第５シミュレーションの結果を例示する図である。図１１において、縦軸は放射効率（ｄＢ）を示し、横軸は周波数（ＧＨｚ）を示す。図１１において、太い実線は、インダクタ１６１のインダクタンスを１ｎＨ、コンデンサ１６２の静電容量を２ｐＦとしたトラップ回路１６を接点Ｐ２として設けた場合の放射効率を例示する（図中の凡例では、「ｐ２－１ｎ－２ｐ＿ｐ３Ｓ＿ｐ４Ｏ＿ｐ５Ｏ」と記載）。細い実線は、接点Ｐ２を切断した状態の放射効率を示す（図中の凡例では、「ｐ２Ｏ＿ｐ３Ｓ＿ｐ４Ｏ＿ｐ５Ｏ」と記載）。二点鎖線は、接点Ｐ２を接続した状態の放射効率を示す（図中の凡例では、「ｐ２Ｓ＿ｐ３Ｓ＿ｐ４Ｏ＿ｐ５Ｏ」と記載）。なお、図１１に例示される放射効率の夫々では、接点Ｐ３は接続され、接点Ｐ４及び接点Ｐ５は切断されている。

【0036】

図８及び図９を参照して説明した通り、周波数の低い領域では接点Ｐ２が接続され、周波数の高い領域では接点Ｐ２が切断されることで、アンテナ装置１の放射効率を高くすることができる。図１１を参照すると、太い実線によって示される放射効率は、周波数の低い領域では接点Ｐ２が接続された状態（細い実線）と同様に高い放射効率を示し、周波数の高い領域では接点Ｐ２が切断された状態（二点鎖線）と同様に高い放射効率を示すことが理解できる。すなわち、接点Ｐ２の位置にトラップ回路１６を設けることで、アンテナ装置１の放射効率を高めることができる。また、トラップ回路１６に含まれるインダクタ１６１のインダクタンスを１ｎＨ、コンデンサ１６２の静電容量を２ｐＦとすることが好ましい。

【0037】

＜第６シミュレーション＞
以上のシミュレーションにより、接点Ｐ３が接続された状態において、周波数の低い領域では接点Ｐ２を接続し、周波数の高い領域では接点Ｐ２を切断することが、アンテナ装置１の高い放射効率実現には好ましいということができる。ここでは、接点Ｐ３の位置を検討する第６シミュレーションについて説明する。

【0038】

図１２は、第６シミュレーションにおけるアンテナ装置１の構成を説明する図である。第６シミュレーションでは、接点Ｐ２、接点Ｐ４、接点Ｐ５を切断した状態で、端面１１１から接点Ｐ３までの距離Ｄ３を変化させた場合におけるアンテナ装置１の放射効率についてシミュレーションを行った。図１３は、第６シミュレーションにおいて用意した比較例に係るアンテナ装置５００の構成を説明する図である。比較例に係るアンテナ装置５００では、端面１１１から接点Ｐ２までの距離Ｄ４をλ_２／８、端面１１１から接点Ｐ３までの距離Ｄ５を３λ_２／８に設定した。なお、アンテナ装置５００では、接点Ｐ４、接点Ｐ５は省略されている。

【0039】

図１４は、第６シミュレーションの結果を例示する図である。図１４において、縦軸は放射効率（ｄＢ）を示し、アンテナ１５から接点Ｐ３までの距離（ｍｍ）を示す。図１４において、実線がアンテナ装置１の放射効率を示し、点線がアンテナ装置５００の放射効率を示す。図１４を参照すると、端面１１１から接点Ｐ３までの距離Ｄ３が１０ｍｍ以上の範囲（λ_２／８以上の範囲）とすることで、アンテナ装置１の放射効率をアンテナ装置５００よりも高くすることができることが理解できる。

【0040】

第１から第５シミュレーションの結果により、周波数が低い領域（例えば、周波数０．７ＧＨｚ付近の領域）及び高い領域（例えば、周波数２．６ＧＨｚ付近の領域）のいずれにおいても、接点Ｐ３は接続した方がアンテナ装置１の放射効率は高くできることが理解できる。また、周波数が低い領域では接点Ｐ２を接続し、周波数が高い領域では接点Ｐ２を切断することで、周波数が低い領域から高い領域までにおけるアンテナ装置１の放射効率を高くすることができる。

【0041】

また、第６シミュレーションの結果により、接点Ｐ３の位置は、端面１１１から接点Ｐ３までの距離Ｄ３が１０ｍｍ以上の範囲（λ_２／８以上の範囲）となるように決定することで、アンテナ装置１の放射効率を高めることができる。

【0042】

＜実装例＞
以上説明したアンテナ装置１をスマートフォンに実装する場合について説明する。図１５は、実装例に係るスマートフォン２００の外観を示す図である。スマートフォン２００は、可搬型の無線端末である。スマートフォン２００の筐体２１０の前面にはスピーカー２１１、マイクロフォン２１２及びディスプレイ２１３が設けられる。ディスプレイ２１３は、例えば、有機エレクトロルミネッセンス（有機ＥＬ）ディスプレイパネルである。ディスプレイ２１３は、「ディスプレイパネル」の一例である。

【0043】

図１６は、実装例に係るスマートフォン２００の内部構成の一例を示す図である。図１６は、スマートフォン２００の筐体２１０を外した状態を例示する。図１６（Ａ）は、筐体２１０を外したスマートフォン２００を正面視した図である。図１６（Ｂ）は、図１６（Ａ）の矢印の方向から筐体２１０を外したスマートフォン２００を側面視した図である。スマートフォン２００では、例えば、第１グランド基板１１上にスマートフォン２００の各種制御を実行する電子部品が実装される。また、ディスプレイ２１３の背面には第２グランド基板１３が設けられる。すなわち、スマートフォン２００の内部構成は、アンテナ装置１の第３グランド基板１４をディスプレイ２１３に置き換えたものということができる。なお、スマートフォンのディスプレイ内部にはタッチセンサ用の電極等を含むが、ディスプレイ２１３の等価的な導電率は、第３グランド基板１４と同程度である。

【0044】

スマートフォン２００にアンテナ装置１が実装されることで、周波数の低い領域から高い領域まで高い放射効率を実現することができ、スマートフォン２００の通信性能を向上させることができる。

【0045】

＜変形例＞
以上説明した実施形態では、第１グランド基板１１は長方形に形成されたが、第１グランド基板１１の形状が長方形に限定されるわけではない。図１７は、第１グランド基板１１の形状のバリエーションを例示する第１の図である。図１７には、三角形に形成された第１グランド基板１１ａが例示される。第１グランド基板１１ａは、三角形の一辺である辺１１２をアンテナ１５と平行にして配置される。また、図１７では、参考のため、接点Ｐ２の位置の一例も例示している。そして、このような第１グランド基板１１ａが採用された場合においても、辺１１２から当該辺１１２に対向する頂点１１３までの長さＤ１ａがλ_１／２であり、Ｄ２の長さがλ_２／２であることが、アンテナ装置１の放射効率を高める上では好ましい。

【0046】

図１８は、第１グランド基板１１の形状のバリエーションを例示する第２の図である。図１８には、２つの長方形を組み合わせた形状に形成された第１グランド基板１１ｂが例示される。第１グランド基板１１ｂは、一辺である辺１１４をアンテナ１５と平行にして配置される。また、図１８では、参考のため、接点Ｐ２の位置の一例も例示している。そして、このような第１グランド基板１１ｂが採用された場合においても、辺１１４から第１グランド基板１１ｂにおいて第１グランド基板１１４から最も離れた箇所までの長さＤ１ｂがλ_１／２であり、Ｄ２の長さがλ_２／２であることが、アンテナ装置１の放射効率を高める上では好ましい。

【0047】

以上説明した実施形態では、第１グランド基板１１と第２グランド基板１３とが平面視において重畳して配置された。しかしながら、第１グランド基板１１と第２グランド基板１３とは平面視において重畳していなくともよい。図１９は、第１グランド基板１１と第２グランド基板１３とが平面視において重畳していない構成を例示する図である。また、図１９では、参考のため、接点Ｐ２の位置の一例も例示している。第１グランド基板１１及び第２グランド基板１３がこのように配置された場合においても、端面１１１と第１グランド基板１１のうち端面１１１から最も離れた箇所までの長さＤ１がλ_１／２であり、端面１１１から第２グランド基板１３のうち端面１１１から最も離れた箇所までの長さＤ２がλ_２／２であることが、アンテナ装置１の放射効率を高める上では好ましい。

【0048】

以上説明した実施形態では、給電点１２はアンテナ１５の端部に設けられたが、給電点１２はアンテナ１５の端部以外に設けられてもよい。図２０は、アンテナ１５の中央に給電点１２を接続した構成を例示する図である。図２０に例示するように、給電点１２はアンテナ１５の中央に接続されてもよい。

【0049】

以上説明した実施形態では、アンテナ装置１が備えるアンテナはモノポールアンテナであった。しかしながら、アンテナ装置１が備えるアンテナがモノポールアンテナに限定されるわけではない。アンテナ装置１が備えるアンテナは、逆Ｆアンテナまたはループアンテナであってもよい。

【0050】

以上で開示した実施形態や変形例は夫々組み合わせることができる。

【符号の説明】

【0051】

１・・アンテナ装置
１１・・第１グランド基板
１１ａ・・第１グランド基板
１１ｂ・・第１グランド基板
１２・・給電点
１３・・第２グランド基板
１４・・第３グランド基板
１５・・アンテナ
１６・・トラップ回路
１６１・・インダクタ
１６２・・コンデンサ
１１１・・端面
１１２・・辺
１１３・・頂点
２００・・スマートフォン
２１０・・筐体
２１１・・スピーカー
２１２・・マイクロフォン
２１３・・ディスプレイ
５００・・アンテナ装置
Ｐ２・・接点
Ｐ３・・接点
Ｐ４・・接点
Ｐ５・・接点

【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】

【図20】