JP2006229445A - アンテナ装置におけるインピーダンスの整合 - Google Patents

Abstract

【課題】 １つの給電部を有し、２つの周波数帯域で共振するアンテナを備えるアンテナ装置を容易に作製することのできる技術を提供する。
【解決手段】
伝送手段と接続されるアンテナ装置は、１つの給電部を有し、第１の周波数帯域と第２の周波数帯域とで共振するアンテナと、アンテナ装置のインピーダンスと伝送手段のインピーダンスとを整合させるための整合回路と、を備える。アンテナ装置のインピーダンスは、第１の周波数帯域において、伝送手段のインピーダンスとほぼ整合していると共に、第２の周波数帯域において、伝送手段のインピーダンスとほぼ整合している。整合回路が設けられていない仮想状態のアンテナ装置のインピーダンスは、第１の周波数帯域において、伝送手段のインピーダンスとほぼ整合している。
【選択図】 図３

Description

本発明は、アンテナ装置に関し、特に、インピーダンスを整合させるための技術に関する。

近年、１つの給電部を有し、２つの周波数帯域で共振するアンテナを備えるアンテナ装置（デュアルバンドアンテナ装置）が開発されている。

特開２００２−１８５２３８号公報

しかしながら、従来の技術では、デュアルバンドアンテナ装置を作製することは困難であるという問題があった。これは、該アンテナ装置のインピーダンスと該アンテナ装置に接続される伝送手段（例えば伝送線路）のインピーダンスとを整合させることが困難なためである。

具体的には、１つの給電部を有し、１つの周波数帯域で共振するアンテナを備えるアンテナ装置（シングルバンドアンテナ装置）では、該１つの周波数帯域においてのみ、アンテナ装置のインピーダンスと伝送手段のインピーダンスとをほぼ整合させれば済む。しかしながら、デュアルバンドアンテナ装置では、第１の周波数帯域と第２の周波数帯域との双方において、アンテナ装置のインピーダンスと伝送手段のインピーダンスとを整合させる必要がある。このため、デュアルバンドアンテナ装置を作製することは、困難である。

この発明は、従来技術における上述の課題を解決するためになされたものであり、１つの給電部を有し、２つの周波数帯域で共振するアンテナを備えるアンテナ装置を容易に作製することを目的とする。

上述の課題の少なくとも一部を解決するため、本発明の装置は、伝送手段と接続されるアンテナ装置であって、
１つの給電部を有し、第１の周波数帯域と、前記第１の周波数帯域と異なる第２の周波数帯域と、で共振するアンテナと、
インダクタとコンデンサとのうちの少なくとも一方を含み、前記アンテナ装置のインピーダンスと前記伝送手段のインピーダンスとを整合させるための整合回路であって、前記伝送手段は前記整合回路を介して前記給電部と接続される、前記整合回路と、
を備え、
前記アンテナ装置のインピーダンスは、前記第１の周波数帯域において、前記伝送手段のインピーダンスとほぼ整合していると共に、前記第２の周波数帯域において、前記伝送手段のインピーダンスとほぼ整合しており、
前記整合回路が設けられていない仮想状態の前記アンテナ装置のインピーダンスは、前記第１の周波数帯域において、前記伝送手段のインピーダンスとほぼ整合していることを特徴とする。

この装置では、整合回路が設けられていない状態のアンテナ装置のインピーダンスは第１の周波数帯域において伝送手段のインピーダンスとほぼ整合しているため、２つの周波数帯域においてアンテナ装置のインピーダンスと伝送手段のインピーダンスとをほぼ整合させることのできる整合回路を容易に設計することができる。この結果、１つの給電部を有し、２つの周波数帯域で共振するアンテナを備えるアンテナ装置を容易に作製することができる。

上記の装置において、
前記第１の周波数帯域は、前記第２の周波数帯域よりも低く、
前記整合回路は、
前記アンテナと直列に接続された前記インダクタと、前記アンテナと並列に接続された前記コンデンサと、のうちの少なくとも一方を含むことが好ましい。

こうすれば、第１の周波数帯域が比較的低い周波数帯域である場合に、整合回路を比較的簡単に設計することができる。

上記の装置において、
前記第１の周波数帯域は、前記第２の周波数帯域よりも高く、
前記整合回路は、
前記アンテナと並列に接続された前記インダクタと、前記アンテナと直列に接続された前記コンデンサと、のうちの少なくとも一方を含むことが好ましい。

こうすれば、第１の周波数帯域が比較的高い周波数帯域である場合に、整合回路を比較的簡単に設計することができる。

上記の装置において、
前記アンテナは、
前記給電部と電気的に接続された前記第１の周波数帯域用の第１の導体と、
前記給電部と電気的に接続された前記第２の周波数帯域用の第２の導体と、
を備えていてもよい。

本発明の方法は、伝送手段と接続されるアンテナ装置の製造方法であって、前記アンテナ装置は、１つの給電部を有し、第１の周波数帯域と、前記第１の周波数帯域と異なる第２の周波数帯域と、で共振するアンテナと、インダクタとコンデンサとのうちの少なくとも一方を含み、前記アンテナ装置のインピーダンスと前記伝送手段のインピーダンスとを整合させるための整合回路であって、前記伝送手段は前記整合回路を介して前記給電部と接続される、前記整合回路と、を備える、前記製造方法は、
（ａ）前記整合回路が設けられていない状態の前記アンテナ装置のインピーダンスを、前記第１の周波数帯域において、前記伝送手段のインピーダンスとほぼ整合させる工程と、
（ｂ）前記整合回路が設けられた状態の前記アンテナ装置のインピーダンスが、前記第１の周波数帯域において、前記伝送手段のインピーダンスとほぼ整合した状態を維持しつつ、前記整合回路が設けられた状態の前記アンテナ装置のインピーダンスが、前記第２の周波数帯域において、前記伝送手段のインピーダンスとほぼ整合するように、前記整合回路を設ける工程と、
を備えることを特徴とする。

この方法では、整合回路が設けられていない状態のアンテナ装置のインピーダンスを第１の周波数帯域において伝送手段のインピーダンスとほぼ整合させているため、２つの周波数帯域においてアンテナ装置のインピーダンスと伝送手段のインピーダンスとをほぼ整合させることのできる整合回路を容易に設計することができる。この結果、１つの給電部を有し、２つの周波数帯域で共振するアンテナを備えるアンテナ装置を容易に作製することができる。

この発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、アンテナ装置、アンテナ装置を備える通信装置、アンテナ装置および通信装置の製造方法等の形態で実現することができる。

Ａ．通信装置の概略構成：
次に、本発明の実施の形態を実施例に基づき説明する。図１は、通信装置の内部構成の概略を示す説明図である。この通信装置は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格に従った無線通信と、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格に従った無線通信と、を実行する。

通信装置は、アンテナ回路１００と伝送回路２００とを備えている。アンテナ回路１００と伝送回路２００とは、プリント基板５０上に設けられている。なお、図示は省略されているが、通信装置は、さらに、伝送回路２００と接続された他の処理回路を備えており、該処理回路もプリント基板５０上に設けられている。プリント基板５０の裏面には、より具体的には、図中クロスハッチで示す領域内には、グランドレベルに設定されるグランドパターン（ベタパターン）ＧＰＴが形成されている。

アンテナ回路１００は、アンテナ１２０と整合回路１４０とを備えている。

アンテナ１２０は、２つの周波数帯域で共振するデュアルバンドアンテナである。具体的には、アンテナ１２０は、２．３９０ＧＨｚ〜２．５００ＧＨｚの比較的低い周波数帯域（低周波数帯域）で共振すると共に、４．９００ＧＨｚ〜５．９５０ＧＨｚの比較的高い周波数帯域（高周波数帯域）で共振する。

アンテナ１２０は、２つの導体１２１，１２２と、２つの導体が接続された電極１２４と、該電極に接続されたパターン１２６と、を備えている。２つの導体１２１，１２２と電極１２４とは、サブ基板１２９上に形成されており、サブ基板１２９はプリント基板５０に固定されている。パターン１２６は、プリント基板５０上に形成されている。

２つの導体１２１，１２２は、図１に示すように、略ミアンダ形状を有している。第１の導体１２１は、比較的長く、基本となる部分パターンを約７．２５個分含んでいる。第２の導体１２２は、比較的短く、基本となる部分パターンを約０．５個分含んでいる。周知のように、裏面にグランドパターンＧＰＴが形成されていない領域の導電性部材１２１，１２２，１２４，１２６は、アンテナ導体として機能する。具体的には、第１の導体１２１と電極１２４とパターン１２６とで構成される部分は、低周波数帯域用のアンテナ導体として機能し、第２の導体１２２と電極１２４とパターン１２６とで構成される部分は、高周波数帯域用のアンテナ導体として機能する。

なお、本実施例におけるアンテナ１２０の端部、より具体的には、整合回路１４０と接続されるパターン１２６の端部が、本発明における１つの給電部に相当する。そして、本実施例では、該１つの給電部に、第１の導体１２１と第２の導体１２２とが、電極１２４およびパターン１２６を介して電気的に接続されている。

整合回路１４０は、アンテナ１２０のインピーダンスと伝送回路２００のインピーダンスとを整合させるための回路である。より正確には、整合回路１４０は、アンテナ１２０を含むアンテナ回路１００のインピーダンスと、伝送回路２００のインピーダンスと、を整合させるための回路である。整合回路１４０は、抵抗器ＲとインダクタＬａとを備えている。抵抗器ＲとインダクタＬａとは、プリント基板５０上に形成されたパターン１４２によって、直列に接続されている。パターン１４２の一方の端部は、アンテナ１２０のパターン１２６に接続されており、他方の端部は、伝送回路２００のアンテナ用端子に接続されている。図１では、パターン１４２の両側には、グランドレベルに設定されるパターン１４４も形成されている。

なお、本実施例では、抵抗器Ｒとして、０Ωのチップ抵抗器が利用されており、インダクタＬａとして、１ｎＨのチップインダクタが利用されている。整合回路１４０については、さらに後述する。

伝送回路２００は、アンテナスイッチモジュール２１０を備えている。伝送回路２００のアンテナ用端子、より具体的には、アンテナスイッチモジュール２１０のアンテナ用端子は、整合回路１４０を介して、アンテナ１２０のパターン１２６に接続されている。アンテナスイッチモジュール２１０は、内部に、２つの周波数帯域の信号を分離するための分波器と、低周波数帯域の信号の送受信を切り替えるためのアンテナスイッチと、高周波数帯域の信号の送受信を切り替えるためのアンテナスイッチと、を含んでいる。なお、図示は省略されているが、伝送回路２００には、低周波数帯域の信号のための送信回路および受信回路と、高周波数帯域の信号のための送信回路および受信回路と、が含まれている。

伝送回路２００のインピーダンス、より具体的には、アンテナスイッチモジュール２１０のアンテナ用端子におけるインピーダンスは、２つの周波数帯域において同じインピーダンス（本実施例では５０Ω）を有している。一方、アンテナ１２０のインピーダンスは、２つの周波数帯域において異なるインピーダンスを有している。アンテナ１２０のインピーダンスと伝送回路２００のインピーダンスとが異なると、信号が反射してしまい、信号の伝送が困難となる。このため、アンテナ１２０と伝送回路２００との間には、整合回路１４０が設けられている。

ところで、前述したように、従来の技術では、２つの周波数帯域の双方において、アンテナ１２０のインピーダンスと伝送回路２００のインピーダンスとを整合させることは比較的困難であった。

２つの周波数帯域におけるインピーダンスの整合は、例えば、グランドパターン（ベタパターン）ＧＰＴ（図１）の形状を工夫し、アンテナ１２０とグランドパターンＧＰＴとの位置関係を調整することによって実現可能である。この場合には、整合回路を設けずに済むが、アンテナの配置の自由度が大きいこと、換言すれば、アンテナを配置可能なスペースが大きいことが要求される。近年では、通信装置の小型化に伴って、アンテナの配置の自由度が小さくなっており、この手法の採用は困難である。

また、２つの周波数帯域におけるインピーダンスの整合は、本実施例のように、整合回路を設けることによって実現可能である。ただし、従来では、整合回路の構成は、試行錯誤によって決定されている。これは、２つの周波数帯域の双方におけるアンテナ回路のインピーダンスを同時に伝送回路のインピーダンスと整合させようとすると、２つの周波数帯域の双方においてアンテナ回路のインピーダンスが変化してしまうためである。このため、従来では、試行錯誤の結果、整合回路の構成は複雑になってしまっている。

そこで、本実施例では、整合回路を含むアンテナ回路を容易に作製することができるように工夫している。

なお、本明細書では、アンテナ回路のインピーダンスと伝送回路のインピーダンス（本実施例では５０Ω）とがほぼ整合し、ＶＳＷＲ（電圧定在波比）の値が所定値未満となる状態を、「インピーダンスの整合状態」とも呼ぶ。本実施例では、所定値として「ＶＳＷＲ＝２」が想定されている。

Ｂ．アンテナ回路の作製手法：
図２は、アンテナ回路の作製手順を示すフローチャートである。図３は、図２の作製手順に従って作製されるアンテナ回路を模式的に示す説明図である。

ステップＳ２０２（図２）では、整合回路を用いずに、第１の周波数帯域においてインピーダンスの整合状態が実現された第１のアンテナ回路が準備される。なお、本実施例では、第１の周波数帯域は、低周波数帯域に設定されている。

図３（Ａ）では、ステップＳ２０２で作製された第１のアンテナ回路１００’が示されている。図示するように、第１のアンテナ回路１００’では、整合回路は設けられていない。なお、第１のアンテナ回路１００’は、図１のアンテナ回路１００のインダクタＬａを０Ωの抵抗器に交換して得られる回路と等価である。

第１のアンテナ回路１００’のインピーダンスは、低周波数帯域において、伝送回路２００のインピーダンスとほぼ整合するように、調整されている。このような第１のアンテナ回路１００’は、例えば、アンテナ１２０とグランドパターンＧＰＴ（図１）との位置関係を工夫することによって、作製可能である。ステップＳ２０２では、低周波数帯域のみにおいてインピーダンスの整合状態が実現されていればよいため、アンテナ１２０の配置の自由度が比較的小さい場合にも、アンテナ１２０の配置を比較的容易に決定することができる。

ステップＳ２０４（図２）では、第１の周波数帯域におけるインピーダンスの整合状態を維持しつつ、第２の周波数帯域におけるインピーダンスの整合状態が実現されるように、整合回路が設けられる。この結果、第２のアンテナ回路が作製される。なお、本実施例では、第２の周波数帯域は、高周波数帯域に設定されている。

図３（Ｂ）では、ステップＳ２０４で作製された第２のアンテナ回路１００が示されている。第２のアンテナ回路１００では、アンテナ１２０と直列に接続されたインダクタＬａを含む整合回路１４０が設けられている。なお、第２のアンテナ回路１００は、図１に示すアンテナ回路１００と等価である。

上記の手順に従えば、２つの周波数帯域の双方においてインピーダンスの整合状態を実現できる整合回路を容易に設計することができるため、アンテナ回路を容易に作製することができる。整合回路の設計手法については、後述する。

なお、本実施例では、第１の周波数帯域は低周波数帯域に設定され、第２の周波数帯域は高周波数帯域に設定されているが、後述するように、第１の周波数帯域が高周波数帯域に設定され、第２の周波数帯域が低周波数帯域に設定されてもよい。

Ｃ．アンテナ回路の特性：
図４は、アンテナ回路１００’，１００の反射特性を示すグラフである。図４（Ａ）は、図３（Ａ）に示す第１のアンテナ回路１００’の反射特性を示しており、図４（Ｂ）は、図３（Ｂ）に示す第２のアンテナ回路１００の反射特性を示している。図中、横軸は、周波数（ＧＨｚ）を示しており、縦軸は、反射（ｄＢ）を示している。アンテナ１２０は、反射が小さな周波数帯域で、換言すれば、リターンロスが小さな周波数帯域で、電波を良好に送受信することができる。

第１のアンテナ回路１００’では、低周波数帯域（２．３９０ＧＨｚ〜２．５００ＧＨｚ）においてインピーダンスの整合状態が実現されている。このため、図４（Ａ）に示すように、低周波数帯域では、リターンロスが小さく、ＶＳＷＲの値は２未満となっている。ただし、第１のアンテナ回路１００’では、高周波数帯域（４．９００ＧＨｚ〜５．９５０ＧＨｚ）におけるインピーダンスの整合状態は実現されていない。このため、図４（Ａ）に示すように、高周波数帯域内にはリターンロスが大きい領域が存在し、該領域では、ＶＳＷＲの値が２以上となっている。

第２のアンテナ回路１００では、低周波数帯域においてインピーダンスの整合状態が維持されている。このため、図４（Ｂ）に示すように、低周波数帯域では、リターンロスが小さく、ＶＳＷＲの値は２未満となっている。また、第２のアンテナ回路１００では、高周波数帯域においてインピーダンスの整合状態が実現されている。このため、図４（Ｂ）に示すように、高周波数帯域でも、リターンロスが小さく、ＶＳＷＲの値は２未満となっている。

図５は、アンテナ回路１００’，１００のインピーダンス特性を示すスミスチャート（インピーダンスチャート）である。図５（Ａ）は、低周波数帯域（２．３９０ＧＨｚ〜２．５００ＧＨｚ）における２つのアンテナ回路１００’，１００（図３（Ａ），（Ｂ））のインピーダンス特性を示している。図５（Ｂ）は、高周波数帯域（４．９００ＧＨｚ〜５．９５０ＧＨｚ）における２つのアンテナ回路１００’，１００のインピーダンス特性を示している。

図５（Ａ），（Ｂ）では、第１のアンテナ回路１００’のインピーダンス特性を示す曲線が破線で示されており、第２のアンテナ回路１００のインピーダンス特性を示す曲線が実線で示されている。また、図５（Ａ），（Ｂ）では、各曲線の２つの端点付近には、低周波数側を示す三角印（▲）と、高周波数側を示す四角印（■）と、が示されている。

スミスチャート内の水平線は、レジスタンス成分（インピーダンスの実部）を示している。中心点は本実施例では５０Ωを示しており、最左端および最右端の点は、それぞれ、０Ω，∞（無限大）Ωを示している。また、スミスチャート内の領域は、リアクタンス成分（インピーダンスの虚数部）を示している。水平線の上側領域は正のリアクタンス成分を示しており、下側領域は負のリアクタンス成分を示している。

上記の説明から分かるように、特定の周波数におけるアンテナ回路のインピーダンスがスミスチャート内の中心点に位置するとき、該特定の周波数において、アンテナ回路のインピーダンスと伝送回路のインピーダンス（本実施例では５０Ω）とは完全に整合していると言える。

第１のアンテナ回路１００’では、低周波数帯域においてインピーダンスの整合状態が実現されている。このため、図５（Ａ）に示すように、低周波数帯域における第１のアンテナ回路１００’のインピーダンスは、スミスチャート内の中心点付近に、より具体的には、ＶＳＷＲの値が２未満となる範囲内に分布している。ただし、第１のアンテナ回路１００’では、高周波数帯域におけるインピーダンスの整合状態は実現されていない。このため、図５（Ｂ）に示すように、高周波数帯域内の一部の領域では、第１のアンテナ回路１００’のインピーダンスは、チャート内の中心点から比較的離れた位置に、より具体的には、ＶＳＷＲの値が２以上となる領域に分布している。

第２のアンテナ回路１００では、低周波数帯域においてインピーダンスの整合状態が維持されている。このため、図５（Ａ）に示すように、低周波数帯域における第２のアンテナ回路１００のインピーダンスは、ＶＳＷＲの値が２未満となる範囲内に分布している。また、第２のアンテナ回路１００では、高周波数帯域においてインピーダンスの整合状態が実現されている。このため、図５（Ｂ）に示すように、高周波数帯域でも、第２のアンテナ回路１００のインピーダンスは、ＶＳＷＲの値が２未満となる範囲内に分布している。

Ｄ．整合回路の設計手法：
図６は、スミスチャート上での対象回路のインピーダンスの変化を示す説明図である。なお、対象回路は、図２のステップＳ２０２で得られるアンテナ回路に相当する。図６（Ａ）のスミスチャート（インピーダンスチャート）では、インダクタＬまたはコンデンサＣが直列に接続されたときの対象回路のインピーダンスの変化が示されている。図６（Ｂ）のスミスチャート（アドミタンスチャート）では、インダクタＬまたはコンデンサＣが並列に接続されたときの対象回路のインピーダンスの変化が示されている。なお、インピーダンスチャートは、通常、インダクタやコンデンサが直列に接続される場合に利用され、アドミタンスチャートは、インダクタやコンデンサが並列に接続される場合に利用される。

図６（Ａ），（Ｂ）は、それぞれ、特定の周波数ｆにおける対象回路のインピーダンスの変化を示しており、コンデンサやインダクタが設けられていない状態（以下、「初期状態」とも呼ぶ）での特定の周波数ｆにおける対象回路のインピーダンスの値は、Ｚｆである。

図６（Ａ）に示すように、インダクタＬが直列に接続される場合には、対象回路のインピーダンスは、インダクタＬの値に応じて、レジスタンスの等しい円（等レジスタンス円）ＲＣに沿って右回りに変化する。インダクタＬの値が大きくなると、最終的には、対象回路のインピーダンスはチャート内の最右端の点（∞Ω）に至る。また、コンデンサＣが直列に接続される場合には、対象回路のインピーダンスは、コンデンサＣの値に応じて、等レジスタンス円ＲＣに沿って左回りに変化する。コンデンサＣの値が小さくなると、最終的には、対象回路のインピーダンスはチャート内の最右端の点（∞Ω）に至る。

また、図６（Ｂ）に示すように、インダクタＬが並列に接続される場合には、対象回路のインピーダンスは、インダクタＬの値に応じて、コンダクタンスの等しい円（等コンダクタンス円）ＣＣに沿って左回りに変化する。インダクタＬの値が小さくなると、最終的には、対象回路のインピーダンスはチャート上の最左端の点（０Ω）に至る。また、コンデンサＣが並列に接続される場合には、対象回路のインピーダンスは、コンデンサＣの値に応じて、等コンダクタンス円ＣＣに沿って右回り変化する。コンデンサＣの値が大きくなると、最終的には、対象回路のインピーダンスはチャート上の最左端の点（０Ω）に至る。

インダクタＬが直列接続される場合には、インダクタＬのインピーダンスはｊωＬで表され、インダクタＬが並列接続される場合には、インダクタＬのインピーダンスは１／ｊωＬで表される。また、コンデンサＣが直列接続される場合には、コンデンサＣのインピーダンスは１／ｊωＣで表され、コンデンサＣが並列接続される場合には、コンデンサＣのインピーダンスはｊωＣで表される。ここで、ｊは、（−１）^1/2であり、ωは、角振動数であり２πｆで表される。

周波数ｆが高い場合（すなわちωが大きい場合）には、対象回路のインピーダンスは、インダクタＬが直列に接続されるとき、および、コンデンサＣが並列に接続されるときに、比較的変化し易い。また、周波数ｆが低い場合（すなわちωが小さい場合）には、対象回路のインピーダンスは、インダクタＬが並列に接続されるとき、および、コンデンサＣが直列に接続されるときに、比較的変化し易い。

対象回路のインピーダンスを所定のインピーダンスと整合させるための整合回路の構成は、上記のような特徴を考慮して決定される。

図７は、整合回路の構成の決定手法を示す説明図である。図７（Ａ）では、高周波数において、対象回路のインピーダンスを所定のインピーダンス（５０Ω）に整合させる場合の手法が示されている。図７（Ｂ）では、低周波数において、対象回路のインピーダンスを所定のインピーダンス（５０Ω）に整合させる場合の手法が示されている。

前述したように、高周波数では、対象回路のインピーダンスは、インダクタＬが直列に接続されるとき、および、コンデンサＣが並列に接続されるときに、比較的変化し易い。このため、図７（Ａ）では、インダクタＬが直列に接続されていると共に、コンデンサＣが並列に接続されている。具体的には、コンデンサやインダクタが設けられていない初期状態での高周波数における対象回路のインピーダンスの値は、Ｚｈである。対象回路のインピーダンスは、インダクタＬを直列接続することによって、等レジスタンス円に沿って初期状態の値Ｚｈから値Ｚ１へ変化し、コンデンサＣを並列接続することによって、等コンダクタンス円に沿って値Ｚ１から値Ｚ２（ほぼ５０Ω）に変化する。これにより、対象回路のインピーダンスは、高周波数において、所定のインピーダンス（５０Ω）とほぼ整合された状態となる。

なお、対象回路のインピーダンスが、初期状態において、中心点（５０Ω）を含む等レジスタンス円上に概ね位置する場合には、コンデンサＣは省略可能である。また、対象回路のインピーダンスが、初期状態において、中心点（５０Ω）を含む等コンダクタンス円上に概ね位置する場合には、インダクタＬは省略可能である。

また、前述したように、低周波数では、対象回路のインピーダンスは、インダクタＬが並列に接続されるとき、および、コンデンサＣが直列に接続されるときに、比較的変化し易い。このため、図７（Ｂ）では、インダクタＬが並列に接続されていると共に、コンデンサＣが直列に接続されている。具体的には、コンデンサやインダクタが設けられていない初期状態での低周波数における対象回路のインピーダンスの値は、Ｚｌである。対象回路のインピーダンスは、インダクタＬを並列接続することによって、等コンダクタンス円に沿って初期状態の値Ｚｌから値Ｚ３へ変化し、コンデンサＣを直列接続することによって、等レジスタンス円に沿って値Ｚ３から値Ｚ４（ほぼ５０Ω）に変化する。これにより、対象回路のインピーダンスは、低周波数において、所定のインピーダンス（５０Ω）とほぼ整合された状態となる。

なお、アンテナ回路のインピーダンスが、初期状態において、中心点（５０Ω）を含む等コンダクタンス円上に概ね位置する場合には、コンデンサＣは省略可能である。また、アンテナ回路のインピーダンスが、初期状態において、中心点（５０Ω）を含む等レジスタンス円上に概ね位置する場合には、インダクタＬは省略可能である。

図３（Ａ）の整合回路を備えない第１のアンテナ回路１００’では、図５（Ａ）に示すように、低周波数帯域において、インピーダンスの整合状態が実現されている。そして、図３（Ｂ）の第２のアンテナ回路１００では、インダクタＬａが直列接続された整合回路１４０が設けられている。前述したように、インダクタＬａが直列接続される場合には、アンテナ回路のインピーダンスは、高周波数帯域では変化し易いが、低周波数帯域では変化し難い。このため、図５（Ａ）に示すように、整合回路１４０が追加された後でも、低周波数帯域では、インピーダンスの整合状態が維持されている。また、図５（Ｂ）に示すように、整合回路１４０が追加された後では、高周波数帯域において、インピーダンスの整合状態が実現されている。なお、仮に、インダクタが並列接続される場合には、アンテナ回路のインピーダンスは、低周波数帯域で変化し易く、高周波数帯域で変化し難い。このため、アンテナ回路のインピーダンスは、低周波数帯域で大きく変化し、この結果、低周波数帯域におけるインピーダンスの整合状態は維持されない。

本実施例では、図５（Ａ）に示すように、第１のアンテナ回路１００’のインピーダンスは、低周波数帯域において伝送回路２００のインピーダンス（５０Ω）とほぼ整合された状態である。そして、図５（Ｂ）に示すように、第１のアンテナ回路１００’の高周波数帯域におけるインピーダンスは、スミスチャートにおいて、中心点（５０Ω）を含む等レジスタンス円上に概ね位置している。このため、本実施例の整合回路１４０では、アンテナ１２０と直列に接続されたインダクタＬａのみが利用され、コンデンサは利用されていない。

以上説明したように、本実施例では、整合回路が設けられていない状態のアンテナ回路１００’のインピーダンスを、低周波数帯域において、伝送手段２００のインピーダンスとほぼ整合させている。このため、２つの周波数帯域においてアンテナ回路１００のインピーダンスと伝送手段２００のインピーダンスとをほぼ整合させることのできる整合回路１４０を容易に設計することができ、この結果、アンテナ回路１００を容易に作製することができる。

Ｅ．アンテナ回路の構成例：
以下では、アンテナ回路の種々の構成例を示す。本実施例のステップＳ２０２（図２）では、低周波数帯域においてインピーダンスの整合状態が実現された第１のアンテナ回路１００’が準備されている。そして、ステップＳ２０４では、低周波数帯域におけるインピーダンスの整合状態を維持しつつ、高周波数帯域におけるインピーダンスの整合状態が実現されるように、整合回路が設けられている。整合回路の構成は、整合回路が設けられていない状態での高周波数帯域におけるアンテナ回路のインピーダンスの値に応じて決定される。

図８は、整合回路が設けられていない状態で、インピーダンスの整合状態が低周波数帯域において実現されている場合のアンテナ回路の構成例を示す説明図である。

図８（Ａ）は、図３（Ｂ）と同じであり、図８（Ａ）に示すアンテナ回路１００では、整合回路１４０は、アンテナ１２０と直列に接続されたインダクタＬａを備えている。図７（Ａ）で説明したように、この整合回路１４０は、整合回路が設けられていない状態で、アンテナ回路の高周波数帯域におけるインピーダンスの値が、伝送回路のインピーダンス（本実施例では５０Ω）の値を含む等レジスタンス円上に概ね位置する場合に、採用される。

図８（Ｂ）に示すアンテナ回路１００ｂでは、整合回路１４０ｂは、アンテナ１２０と並列に接続されたコンデンサＣｂを備えている。この整合回路１４０ｂは、整合回路が設けられていない状態で、アンテナ回路の高周波数帯域におけるインピーダンスの値が、伝送回路のインピーダンスの値を含む等コンダクタンス円上に概ね位置する場合に、採用される。

なお、上記のように、アンテナ１２０と並列にコンデンサＣｂを接続する場合には、図１の２つのパターン１４２，１４４間にコンデンサＣｂを配置すればよい。

図８（Ｃ）に示すアンテナ回路１００ｃでは、整合回路１４０ｃは、アンテナ１２０と直列に接続されたインダクタＬｃと、アンテナ１２０と並列に接続されたコンデンサＣｃと、を備えている。この整合回路１４０ｃは、整合回路が設けられていない状態で、アンテナ回路の高周波数帯域におけるインピーダンスの値が、伝送回路のインピーダンスの値を含む等レジスタンス円および等コンダクタンス円から離れている場合に、採用される。

上記のようにして整合回路を採用すれば、整合回路が設けられていない状態で、インピーダンスの整合状態が低周波数帯域において実現されている場合に、整合回路を比較的簡単に設計することができる。

ところで、ステップＳ２０２（図２）では、高周波数帯域においてインピーダンスの整合状態が実現された第１のアンテナ回路が準備されてもよい。この場合には、ステップＳ２０４では、高周波数帯域におけるインピーダンスの整合状態を維持しつつ、低周波数帯域におけるインピーダンスの整合状態が実現されるように、整合回路が設けられる。整合回路の構成は、整合回路が設けられていない状態での低周波数帯域におけるアンテナ回路のインピーダンスの値に応じて決定される。

図９は、整合回路が設けられていない状態で、インピーダンスの整合状態が高周波数帯域において実現されている場合のアンテナ回路の構成例を示す説明図である。

図９（Ａ）に示すアンテナ回路１００ｄでは、整合回路１４０ｄは、アンテナ１２０と並列に接続されたインダクタＬｄを備えている。図７（Ｂ）の説明から分かるように、この整合回路１４０ｄは、整合回路が設けられていない状態で、アンテナ回路の低周波数帯域におけるインピーダンスの値が、伝送回路のインピーダンスの値を含む等コンダクタンス円上に概ね位置する場合に、採用される。

図９（Ｂ）に示すアンテナ回路１００ｅでは、整合回路１４０ｅは、アンテナ１２０と直列に接続されたコンデンサＣｅを備えている。この整合回路１４０ｅは、整合回路が設けられていない状態で、アンテナ回路の低周波数帯域におけるインピーダンスの値が、伝送回路のインピーダンスの値を含む等レジスタンス円上に概ね位置する場合に、採用される。

図９（Ｃ）に示すアンテナ回路１００ｆでは、整合回路１４０ｆは、アンテナ１２０と並列に接続されたインダクタＬｆと、アンテナ１２０と直列に接続されたコンデンサＣｆと、を備えている。この整合回路１４０ｃは、整合回路が設けられていない状態で、アンテナ回路の低周波数帯域におけるインピーダンスの値が、伝送回路のインピーダンスの値を含む等コンダクタンス円および等レジスタンス円から離れている場合に、採用される。

上記のようにして整合回路を採用すれば、整合回路が設けられていない状態で、インピーダンスの整合状態が高周波数帯域において実現されている場合に、整合回路を比較的簡単に設計することができる。

なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。

（１）上記実施例では、第１および第２の導体１２１，１２２は、略ミアンダ形状を有しているが、これに代えて、螺旋状などの他の形状を有していてもよい。

また、上記実施例では、アンテナは、分岐した２つの導体１２１，１２２を備えているが、これに代えて、１つの導体または分岐した３つ以上の導体を備えていてもよい。

一般には、アンテナは、１つの給電部を有し、第１の周波数帯域と、前記第１の周波数帯域と異なる第２の周波数帯域と、で共振すればよい。

（２）上記実施例では、伝送回路２００が設けられているが、これに代えて、あるいは、これと共に、整合回路と接続される伝送線路が設けられていてもよい。伝送線路は、例えば、マイクロストリップラインや同軸ケーブルで構成される。

一般には、アンテナは、整合回路を介して、伝送手段と接続されればよい。

（３）上記実施例では、伝送回路２００は、２つの周波数帯域において同じインピーダンスを有しているが、これに代えて、２つの周波数帯域において異なるインピーダンスを有していてもよい。この場合にも、上記実施例の手順に従って、アンテナ回路を作製することができる。

通信装置の内部構成の概略を示す説明図である。 アンテナ回路の作製手順を示すフローチャートである。 図２の作製手順に従って作製されるアンテナ回路を模式的に示す説明図である。 アンテナ回路１００’，１００の反射特性を示すグラフである。 アンテナ回路１００’，１００のインピーダンス特性を示すスミスチャートである。 スミスチャート上でのインピーダンスの変化を示す説明図である。 整合回路の構成の決定手法を示す説明図である。 整合回路が設けられていない状態で、インピーダンスの整合状態が低周波数帯域において実現されている場合のアンテナ回路の構成例を示す説明図である。 整合回路が設けられていない状態で、インピーダンスの整合状態が高周波数帯域において実現されている場合のアンテナ回路の構成例を示す説明図である。

符号の説明

５０…プリント基板
１００，２００…回路
１００’…第１のアンテナ回路
１００…第２のアンテナ回路
１２０…アンテナ
１２１…第１の導体
１２２…第２の導体
１２４…電極
１２６…パターン
１２９…サブ基板
１４０，１４０ｂ〜１４０ｆ…整合回路
１４２…パターン
１４４…パターン
２００…伝送回路
２１０…アンテナスイッチモジュール
ＣＣ…等コンダクタンス円
ＲＣ…等レジスタンス円
ＧＰＴ…グランドパターン

Claims (5)

1. 伝送手段と接続されるアンテナ装置であって、
   １つの給電部を有し、第１の周波数帯域と、前記第１の周波数帯域と異なる第２の周波数帯域と、で共振するアンテナと、
   インダクタとコンデンサとのうちの少なくとも一方を含み、前記アンテナ装置のインピーダンスと前記伝送手段のインピーダンスとを整合させるための整合回路であって、前記伝送手段は前記整合回路を介して前記給電部と接続される、前記整合回路と、
   を備え、
   前記アンテナ装置のインピーダンスは、前記第１の周波数帯域において、前記伝送手段のインピーダンスとほぼ整合していると共に、前記第２の周波数帯域において、前記伝送手段のインピーダンスとほぼ整合しており、
   前記整合回路が設けられていない仮想状態の前記アンテナ装置のインピーダンスは、前記第１の周波数帯域において、前記伝送手段のインピーダンスとほぼ整合していることを特徴とするアンテナ装置。
2. 請求項１記載のアンテナ装置であって、
   前記第１の周波数帯域は、前記第２の周波数帯域よりも低く、
   前記整合回路は、
   前記アンテナと直列に接続された前記インダクタと、前記アンテナと並列に接続された前記コンデンサと、のうちの少なくとも一方を含む、アンテナ装置。
3. 請求項１記載のアンテナ装置であって、
   前記第１の周波数帯域は、前記第２の周波数帯域よりも高く、
   前記整合回路は、
   前記アンテナと並列に接続された前記インダクタと、前記アンテナと直列に接続された前記コンデンサと、のうちの少なくとも一方を含む、アンテナ装置。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載のアンテナ装置であって、
   前記アンテナは、
   前記給電部と電気的に接続された前記第１の周波数帯域用の第１の導体と、
   前記給電部と電気的に接続された前記第２の周波数帯域用の第２の導体と、
   を備える、アンテナ装置。
5. 伝送手段と接続されるアンテナ装置の製造方法であって、前記アンテナ装置は、１つの給電部を有し、第１の周波数帯域と、前記第１の周波数帯域と異なる第２の周波数帯域と、で共振するアンテナと、インダクタとコンデンサとのうちの少なくとも一方を含み、前記アンテナ装置のインピーダンスと前記伝送手段のインピーダンスとを整合させるための整合回路であって、前記伝送手段は前記整合回路を介して前記給電部と接続される、前記整合回路と、を備える、前記製造方法は、
   （ａ）前記整合回路が設けられていない状態の前記アンテナ装置のインピーダンスを、前記第１の周波数帯域において、前記伝送手段のインピーダンスとほぼ整合させる工程と、
   （ｂ）前記整合回路が設けられた状態の前記アンテナ装置のインピーダンスが、前記第１の周波数帯域において、前記伝送手段のインピーダンスとほぼ整合した状態を維持しつつ、前記整合回路が設けられた状態の前記アンテナ装置のインピーダンスが、前記第２の周波数帯域において、前記伝送手段のインピーダンスとほぼ整合するように、前記整合回路を設ける工程と、
   を備えることを特徴とする製造方法。

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