JP2008072382A

JP2008072382A - アンテナ装置及び無線装置

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Publication number: JP2008072382A
Application number: JP2006248595A
Authority: JP
Inventors: Isao Oba; 功大場; Hiromichi Suzuki; 裕道鈴木
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2006-09-13
Filing date: 2006-09-13
Publication date: 2008-03-27
Also published as: US7554497B2; US20080211721A1

Abstract

【課題】無線装置に内蔵されたアンテナ装置のビームダイバーシチを、通信用周波数より低い周波数帯にも適用可能に、かつ、回路構成又は制御を複雑にしないで実現する。
【解決手段】無線装置に内蔵するアンテナ装置２は、スライド式の２筐体にそれぞれ内蔵された第１基板１１及び第２基板２１、第１基板１１の上辺近傍の第１給電点１２から給電される第１アンテナ素子１３及び第２基板２１の左辺近傍の第２給電点２２から給電される第２アンテナ素子２３を備える。上記の２筐体をスライドさせて、第１基板１１及び第２基板２１のそれぞれ略半分の領域を重ねた状態をとることができ、第２給電点２２はそのとき第１基板１１の上辺及び第２基板２１の下辺の略中央に位置する。第１基板１１の接地パターンと第２基板２１の接地パターンどうしを、接続線３により電気的に接続する。
【選択図】図３

Description

本発明はアンテナ装置及び無線装置に係り、特に携帯可能な無線装置とこれに使用されるアンテナ装置に関する。

携帯電話機に代表される無線装置の普及と共に、その応用範囲も拡大してきた。例えば、地上波デジタルテレビジョン（ＴＶ）放送を受信することができる無線装置が開発されている。また、無線装置に使用されるアンテナ装置は、デザインや使い勝手に優れた筐体内蔵型に移行しつつあり、地上波デジタルＴＶ放送受信用のアンテナ装置も例外ではない。

携帯電話機向けの地上波デジタルＴＶ放送は、通信用の周波数よりも低いＵＨＦ帯の周波数を使用するから、その波長は通常の携帯電話機のサイズに比べて大きい。したがって、地上波デジタルＴＶ放送受信用のアンテナ装置においては、筐体内蔵型のアンテナ素子だけでは放射素子として十分ではなく、基板を主な放射素子として利用する必要がある。しかしそのようなアンテナ装置では、アンテナ電流が基板上で一方向を向いて分布する傾向があるため、その電流の向きに放射パターンのヌル点を生じやすい。

このような問題に対応するため、放射パターンのヌル点の方向が互いに異なる２以上のアンテナを用いてビームダイバーシチを行う技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。また、補助的なアンテナ素子又はインピーダンス整合素子を併用して放射パターンの形状を可変にする技術が知られている（例えば、特許文献２又は特許文献３参照。）。

上記の特許文献１には、基板上の隣接する２の角部にそれぞれチップアンテナを設け、各チップアンテナから基板上に励振される対角線方向の共振電流を互いに略直交させることにより、各共振電流により生成される放射パターンを相互に補完させて無指向性の放射パターンを形成するという技術が記載されている。

上記の特許文献２には、チップアンテナに半波長の補正アンテナを対置し、上記の補正アンテナの一端を切り換えて開放又は接地することにより、チップアンテナと補正アンテナとで形成する放射パターンの形状を可変とする技術が記載されている。

上記の特許文献３には、可変インピーダンス素子を途中に装荷したアンテナ素子の先端を基板上で接地し、上記のインピーダンスを変化させることにより、上記のアンテナ素子により形成される放射パターンの形状を可変とする技術が記載されている。
特開２００４−９６２０９号公報（第２、５、６ページ、図１）特開２００５−２７７８６５号公報（第２、４乃至６ページ、図２）特開２００５−２１７６２３号公報（第２、５、６ページ、図１）

上述した特許文献１に開示された技術によれば、チップアンテナが角部に設けられる基板の対角方向の長さを少なくとも４分の１波長相当だけ確保する必要があるため、例えば携帯電話機のような小型の無線装置において通信用よりも低い周波数帯の送信又は受信への適用は制約されるという問題があった。

上述した特許文献２に開示された技術は、実施形態に記載の通り、専ら２．４ＧＨｚ帯又はそれ以上の周波数帯への適用を目的とするものであって、例えば携帯電話機のような小型の無線装置において通信用よりも低い周波数帯の送信又は受信への適用は制約されるという問題があった。上述した特許文献３に開示された技術は、可変リアクティブ素子及びその制御回路を必要とするため、回路構成又は制御が複雑化する可能性の問題があった。

本発明は上記問題を解決するためになされたもので、例えば携帯電話機における通信用よりも低い周波数帯の送受信等にも適用可能であって、複雑な回路構成又は制御を必要とせずにビームダイバーシチを行うことのできるアンテナ装置及び無線装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のアンテナ装置は、第１の筐体及び第２の筐体が相互に重なりスライドすることにより開閉可能に連結されて構成された無線装置に内蔵されるアンテナ装置において、前記第１の筐体に内蔵された第１の基板と、前記第１の基板の端辺のうち前記第１の筐体及び前記第２の筐体が開く向きにスライドしたとき前記第２の筐体から遠ざかる側の第１の端辺の近傍に位置する第１の給電点に接続された、不平衡型の第１のアンテナ素子と、前記第２の筐体に内蔵され、前記第１の基板と電気的に接続された第２の基板と、前記第２の基板の端辺のうち前記第１の端辺に略直交する向きの第２の端辺の近傍に位置する第２の給電点に接続された、不平衡型の第２のアンテナ素子とを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、携帯電話機のような小型の無線装置の構造上の特徴を生かしてアンテナ装置を構成し、通信用周波数より低い周波数帯の送受信等にも複雑な制御を要することなく適用することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

以下、図１乃至図９を参照して、本発明の実施例１を説明する。図１は、本発明の実施例１に係る無線装置の構成を表す図である。実施例１に係る無線装置１は、第１筐体１０と第２筐体２０が相互に重なってスライドすることにより、開閉可能に連結されて構成される。図１（ａ）は、第１筐体１０と第２筐体２０が相互に閉じられた状態（閉状態という。）を表す。図１（ｂ）は、第１筐体１０と第２筐体２０が相互に半開にされた状態（半開状態という。）を表す。図１（ｃ）は、第１筐体１０と第２筐体２０が相互に開かれた状態（開状態という。）を表す。図１（ａ）乃至（ｃ）の両向きの矢印は、第１筐体１０及び第２筐体２０が相互にスライドする向きを表す。

第１筐体１０又は第２筐体２０の各面には、表示装置、キー入力装置、送話器、受話器又はカメラ等を取り付けることができるが、図１（ａ）乃至（ｃ）においてはそれらの図示を省略する。

図２は、第１筐体１０及び第２筐体２０がそれぞれ内蔵する基板の構成を表す図である。第１筐体１０は、破線で表された第１基板１１を内蔵している。第２筐体２０は、破線で表された第２基板２１を内蔵している。図２に表された第１筐体１０と第２筐体２０の位置関係は、図１（ｂ）に表された半開状態のものと同じである。

図３は、無線装置１に内蔵されるアンテナ装置２の構成を表す図である。アンテナ装置２は、第１基板１１と、第１基板１１に設けられた第１給電点１２に接続された第１アンテナ素子１３と、第２基板２１と、第２基板２１に設けられた第２給電点２２に接続された第２アンテナ素子２３とを有してなる。図３に表した第１基板１１と第２基板２１の位置関係は、図２に表された半開状態のものと同じである。第１アンテナ素子１３又は第２アンテナ素子２３は、それぞれ第１筐体１０又は第２筐体２０に内蔵されている（なお図２においては、煩雑を避けるために、第１給電点１２、第１アンテナ素子１３、第２給電点２２及び第２アンテナ素子２３の図示を省略したものである。）。

第１給電点１２は、第１基板１１の端辺のうち、第１筐体１０及び第２筐体２０が開く向きにスライドしたとき第２筐体２０から遠ざかる側の端辺（説明の便宜上、第１基板１１の上辺という。）の近傍に設けられる。第２給電点２２は、第２基板２１の端辺のうち、第１基板１１の上辺に略直交すると共に第１筐体１０及び第２筐体２０が相互にスライドする向きに略平行な１の端辺（説明の便宜上、第２基板２１の左辺という。）の近傍に設けられる。

第１アンテナ素子１３及び第２アンテナ素子２３は、不平衡型のアンテナ素子である。第１基板１１は図示しない接地パターンを有し、第１アンテナ素子１３が励振されると当該接地パターンに電流が流れる。第２基板２１は図示しない接地パターンを有し、第１アンテナ素子２３が励振されると当該接地パターンに電流が流れる。第１基板１１の接地パターンと、第２基板２１の接地パターンとは、接続線３によって電気的に接続されている。第１基板１１及び第２基板１２の各接地パターンは空間的に近接すると共に電気的に接続されているから、第１アンテナ素子１３又は第２アンテナ素子２３の何れに対しても、合わせて１個の地板として作用する。

図４は、アンテナ装置２を含むダイバーシチ回路の接続の一例を表す図である。図４に表したスイッチ４、受信部５、ビット誤り率（ＢＥＲ）測定部６は、第１基板１１又は第２基板２１に設けられたものとする。受信部５は、スイッチ４により第１給電点１２又は第２給電点２２の何れか一方に切り換え可能に接続される。

図４においては、第１アンテナ素子１３に到来した無線波が第１給電点１２を経て受信部５によって受信される。ＢＥＲ測定部６は受信部５の出力信号のＢＥＲを測定し、一定のしきい値を下回る場合にスイッチ４を切り換えるための制御信号を出力する（図中の矢印付き破線で表す。）。スイッチ４の切り換え後には、第２アンテナ素子２３が第２給電点２２及びスイッチ４を経て受信部５に接続され、ＢＥＲ測定部６により同様の制御動作が行われる。

なおダイバーシチ回路は、図４に表したものに限らない。例えば、スイッチ４の切り換えを自動ではなく手動操作により行ってもよい。例えば、第１アンテナ１３及び第２アンテナ２３各々への到来波をスイッチ４の切り換えにより選択するのではなく、合成してもよい。例えば、受信部５だけでなく図示しない送信部に接続されて、送信波のダイバーシチが行えるものであってもよい。

図５及び図６を参照して、第１アンテナ素子１３が励振されたとき形成される放射パターンについて説明する。図５は、第１筐体１０及び第２筐体２０の半開状態において、第１アンテナ素子１３が励振されたときの第１基板１１及び第２基板２１の接地パターン上の電流分布をシミュレーションにより求めた一例を表す図である。第１基板１１及び第２基板２１は、少なくとも一層の全面を接地パターンにより覆うものと仮定する。図中の各符号を付した構成は、図３に同じ符号を付して表したものと同じである。

図５において、第１基板１１又は第２基板２１の面に垂直な座標軸をＸ軸とする。第１基板１１の面内にあって、第１給電点１２が近傍に設けられた端辺に平行な座標軸をＹ軸とする。第１基板１１の面内にあって、第１筐体１０及び第２筐体２０が相互にスライドする向きに平行な座標軸をＺ軸とする。

上記の各座標軸は、矢印の向きを正方向、その逆の向きを負方向とする。前述した第１基板１１の上辺は、Ｚ軸の負方向側の端辺である。第１基板１１のその他の端辺についても同様に、Ｚ軸の正方向側、Ｙ軸の正方向側、Ｙ軸の負方向側の各端辺をそれぞれ、下辺、左辺、右辺とする。前述した第２基板２１の左辺は、Ｙ軸の正方向側の端辺である。第２基板２１のその他の端辺についても同様に、Ｚ軸の負方向側、Ｚ軸の正方向側、Ｙ軸の負方向側の各端辺をそれぞれ、上辺、下辺、右辺とする。

図５において、第１基板１１及び第２基板１２の各接地パターンは、上述したように第１アンテナ素子１３に対し、合わせて１の地板として作用する。第１基板１１又は第２基板２１の面上に分布した黒色の矢印は、それぞれの位置における電流の向きを表す。第１基板１１又は第２基板２１の面上に分布した電流は、白抜きのブロック矢印で表すように、全体として上辺から下辺へ、すなわちＺ軸の正方向を向くように分布することがわかる。

図６は、図５に表した電流分布により形成される放射パターンを三次元的に表す図である。図中のＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸は、それぞれ図５に表したＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸に一致する。図５に表した電流分布は、電流の向きにヌル点を有するドーナツ状の放射パターンを形成するダイポールアンテナの電流分布に近い。そのため、図６に表すように、電流の向きであるＺ軸の方向にヌル点を有するドーナツ状の放射パターンが形成される。なお、図６以降の放射パターンを三次元的に表す各図においては、グラデーションで表されたアンテナ利得の値は図ごとに異なるから、複数の図を対比してアンテナ利得の大小を比較することはできない。

図７及び図８を参照して、第２アンテナ素子２３が励振されたとき形成される放射パターンについて説明する。図７は、第１筐体１０及び第２筐体２０の半開状態において、第２アンテナ素子２３が励振されたときの第１基板１１及び第２基板２１の接地パターン上の電流分布をシミュレーションにより求めた一例を表す図である。第１基板１１及び第２基板２１は、少なくとも一層の全面を接地パターンにより覆うものと仮定する。

図中の各符号を付した構成は、図３に同じ符号を付して表したものと同じである。なお、第２基板２１に設けられた第２給電点２２は、図７のような第１基板１１の斜め上方からの視角においては第１基板１１の陰に位置するから、点線で表している。図7に表した座標軸は、図５に表した座標軸と同じとする。

図７において、第１基板１１及び第２基板１２の各接地パターンは、上述したように第２アンテナ素子２３に対し、合わせて１の地板として作用する。第１基板１１又は第２基板２１の面上に分布した黒色の矢印は、それぞれの位置における電流の向きを表す。

第１基板１１の接地パターン上の電流は、まず左辺の第２給電点２２付近から右辺へ、すなわちＹ軸の負方向を向くように分布する（Ｙ軸の負方向を向く白抜きのブロック矢印で表す。）。当該電流はその後に向きを変え、上辺の方向すなわちＺ軸の負方向を向くように分布する（Ｚ軸の負方向を向く白抜きのブロック矢印で表す。）。

第２基板２１の接地パターン上の電流は、第１基板１１におけるのと同様に、まず左辺の第２給電点２２付近から右辺へ、すなわちＹ軸の負方向を向くように分布する（Ｙ軸の負方向を向く第１基板１１の場合と同じ白抜きのブロック矢印で表す。）。当該電流はその後に向きを変え、下辺の方向すなわちＺ軸の正方向を向くように分布する（Ｚ軸の正方向を向く白抜きのブロック矢印で表す。）。

図８は、図７に表した電流分布により形成される放射パターンの特徴を三次元的に表す図である。図中のＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸は、それぞれ図７に表したＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸に一致する。図７に表した電流分布において、第１基板１１の上辺（Ｚ軸の負方向）を向いて分布する電流と、第２基板２１の下辺を（Ｚ軸の正方向を）向いて分布する電流は、互いに逆相であって相殺するため放射パターン形成への寄与が低下する。したがって、主に第１基板１１及び第２基板２１のそれぞれ右辺（Ｙ軸の負方向）を向いて分布する同相の電流により、図８に表すようにＹ軸の方向にヌル点を有するドーナツ状の放射パターンが形成される。

図６に表した第１アンテナ素子１３を励振したときの放射パターンと、図８に表した第２アンテナ素子２３を励振したときの放射パターンとは、ヌル点の方向がほぼ直交するから、相互に補完し得る関係にある。したがって、例えば図４に表したように第１アンテナ素子１３及び第２アンテナ素子２３を含むダイバーシチ回路を構成すれば、第１筐体１０及び第２筐体２０を半開状態にするという簡単な操作のみでビームダイバーシチを実現することができる。

第１筐体１０及び第２筐体２０の開状態、半開状態又は閉状態の相違により、第２アンテナ素子２３を励振したとき形成される放射パターンは変化する。この変化の一例を、図９を参照して説明する。図９（ａ）、同（ｂ）及び同（ｃ）は、それぞれ第１筐体１０及び第２筐体２０を開状態、ほぼ半開状態、又は閉状態におき、それ以外は図８と同様の条件を与えて、第２アンテナ素子２３が励振されたときの放射パターンの特徴を三次元的に表す図である。

図９（ａ）の開状態の放射パターンにおいては、Ｙ軸方向にヌル点が形成されるがＺ軸方向の利得も下がる。この放射パターンは、上記の逆相電流が同相電流を上回る電流分布の結果として形成され、第１アンテナ素子１３を励振したときの放射パターンとの補完関係は十分でない。図９（ｂ）のほぼ半開状態の放射パターンは図８に表した放射パターンに近い（逆相電流と同相電流の分布が概ね均衡する。）が、図９（ｃ）の閉状態の放射パターンはヌル点の方向がＹ軸からずれるため第１アンテナ素子１３を励振したときの放射パターンとの補完関係は十分でない。したがって、図８に放射パターンを表した半開状態の設定が適切である。

図７においてＺ軸の負方向及び正方向をそれぞれ向く逆相電流の対称性が高いほど、お互いに相殺する程度が高まるから、上記の放射パターンの補完関係がより向上する。そのためには、第１基板１１及び第２基板２１が略等しいサイズに形成されることが望ましい。また、第１筐体１０及び第２筐体２０を半開状態にして第１基板１１の略半分の領域と第２基板２１の略半分の領域が重なった状態において、第２給電点２２が第１基板１１の上辺と第２基板２１の下辺の間の略中央に位置することが望ましい。

以上の説明において、無線装置１の第１筐体１０及び第２筐体２０は相互にスライドするものとしたが、これに限らず、例えば図１（ｂ）の半開状態を常にとるような形で固定された（スライドによる開閉をしない。）ものであってもよい。

本発明の実施例１によれば、２の筐体を相互に重ねてスライドさせることにより開閉可能に構成した無線装置において、開閉状態の設定だけでビームダイバーシチを実現することができる。

以下、図１０を参照して、本発明の実施例２を説明する。本発明の実施例２に係る無線装置及びアンテナ装置は、それぞれ実施例１に係る無線装置１及びアンテナ装置２に同じとし、実施例１で参照した各図も参照する。なお、図３、図５又は図７において、第１基板１１の上辺と下辺の間隔は１０ｃｍ、第２基板２１の上辺と下辺の間隔は１０ｃｍとする。第１基板１１と第２基板２１の位置関係は図２又は図３に表したものと同じとして、以下の説明を行う。

図１０（ａ）乃至（ｄ）は、周波数を４通りに変化させる以外は図８と同様の条件を与えて、第２アンテナ素子２３が励振されたときの放射パターンの特徴を三次元的に表す図である。図１０（ａ）は、周波数が４８５ＭＨｚで４分の１波長が約１５ｃｍに相当する場合の放射パターンを表す。図１０（ｂ）は、周波数が５７０ＭＨｚで４分の１波長が約１３ｃｍに相当する場合の放射パターンを表す。図１０（ｃ）は、周波数が６５０ＭＨｚで４分の１波長が約１１ｃｍに相当する場合の放射パターンを表す。図１０（ｄ）は、周波数が７２５ＭＨｚで４分の１波長が約１０ｃｍに相当する場合の放射パターンを表す。

図１０（ａ）乃至（ｃ）においては、図８の場合と同様にＹ軸の方向にヌル点を有するドーナツ状の放射パターンが形成され、周波数の値による相違は目立たない（なお、アンテナ利得又は放射効率は（ａ）が最も低く、（ｃ）が最も高い。）。これは、第１基板１１又は第２基板２１の上辺と下辺の間隔（１０ｃｍ）が４分の１波長よりも短いために、図７に表したのと近く逆相電流の対称性が高い電流分布が得られるからである。

図１０（ｄ）においては、Ｙ軸方向のヌル点がやや不明確になっている。この場合、第１基板１１又は第２基板２１の上辺と下辺の間隔（１０ｃｍ）が４分の１波長に等しく、第１基板１１又は第２基板２１のいずれか一方（例えば第１基板１１）だけで第２アンテナ素子２３とアンテナを構成することができる。このため、他方の基板（例えば第２基板２１）の電流分布が変化して逆相電流の対称性が損なわれ、結果としてヌル点のやや不明確な放射パターンが形成される。

同様の理由から、第１基板１１又は第２基板２１の左辺と右辺の間隔も、無線装置１の使用周波数の４分の１波長より短いことが望ましい。これら第１基板１１又は第２基板２１のサイズが小さいほど、第２アンテナ素子２３の共振条件から遠ざかるために放射効率が低下する。しかし、例えば第２給電点２２へのリアクタンス素子の装荷により、このような共振条件からの乖離又は不整合を周波数ごとに補うことができる。

以上述べたように、アンテナ装置２は第１基板１１又は第２基板２１の接地パターンに分布する電流を主な放射源とし、その電流分布を変化させてビームダイバーシチ効果を得る。したがって、第１アンテナ素子１３又は第２アンテナ素子２３は、例えばチップアンテナのように、そのサイズが無線装置１の使用周波数の４分の１波長より小さいものであっても差し支えない。

第１アンテナ素子１３又は第２アンテナ素子２３を周波数チューナブル型にすることもできる。スイッチ４により第１アンテナ素子１３又は第２アンテナ素子２３の何れか一方が選択されたとき、選択されていない方のアンテナ素子の共振周波数を選択された方のアンテナ素子の共振周波数と異ならせることにより、選択されていない方のアンテナ素子による不要な共振を抑制することができる（なお、周波数チューナブルアンテナについては、例えば峯邑、鈴木、大場、「チューナブルアンテナ技術」、東芝レビューＶｏｌ．６１、Ｎｏ．７、２００６年７月、ｐｐ．３３−３６参照。）。

本発明の実施例２によれば、基板を小型化して同時にビームダイバーシチの効果を高めることができる。

以下、図１１乃至図１７を参照して、本発明の実施例３を説明する。図１１は、本発明の実施例３に係るアンテナ装置７の構成を表す図である。アンテナ装置７は、図３に表したアンテナ装置３に含む第２アンテナ素子２３に誘電体２５を装荷したものである。誘電体２５以外のアンテナ装置７の構成は、すべて図３に表したアンテナ装置３の構成と同じであるから、それぞれ同じ符号を付して説明を省略する。なお、放射パターンを説明するための座標軸は実施例１又は実施例２と同じとし、実施例１又は実施例２において参照した図も適宜参照する。第１基板１１と第２基板２１の位置関係は図２又は図３に表したものと同じとして、以下の説明を行う。

実施例１で説明したように、図３に表したアンテナ装置３の構成において第１基板１１の略半分の領域と第２基板２１の略半分の領域が重なった状態をとるときは、二層に重なった両基板の接地パターンと第２アンテナ素子２３とが近接して電界結合を生じて第２アンテナ素子２３のインピーダンスが過度に低下することがある。

これに対して、第２アンテナ素子２３を挟んで第２基板２１と反対の側に、第２アンテナ素子２３に接して誘電体２５を配設することにより、第２アンテナ素子２３から第１基板１１及び第２基板２１の側に向いていた電界を逆（誘電体２５の側）に向けることができる。そうすると第２アンテナ素子２３と第１基板１１及び第２基板２１の間の電界結合が抑制され、第２アンテナ素子２３の過度のインピーダンス低下を防ぐことができる。

なお、誘電体を装荷することにより波長短縮の効果が得られるから、アンテナ素子を小型化することが可能になる。すなわち、第１アンテナ素子１３に誘電体を装荷して小型化してもよい。

図１２乃至図１７を参照して、図１１に表したアンテナ装置７に類似する実験用のアンテナ装置を構成し、周波数６００ＭＨｚにおいて放射パターンを測定した結果について説明する。以下の説明では、便宜上、図７の符号を用いる。実験用アンテナ装置の第１基板１１のサイズは、上辺及び下辺がそれぞれ５０ｍｍ長、左辺及び右辺がそれぞれ１００ｍｍ長である。

実験用アンテナ装置の第２基板２１のサイズは、上辺及び下辺がそれぞれ５０ｍｍ長、サ変及び右辺がそれぞれ１００ｍｍ長である。第１基板１１と第２基板２１は、４ｍｍの間隔を置いて配設される。接続線３は、線長５５ｍｍ、幅１０ｍｍのフレキシブル基板である。

実験用アンテナ装置の第１アンテナ素子１３は、線状導体が第１基板１１の上辺から７ｍｍの距離を隔てて３８ｍｍ×８ｍｍの矩形をなすように折り曲げられると共に、先端が第１基板１１の接地パターンに接続された折り返しモノポール型アンテナである。実験用アンテナ装置の第２アンテナ素子２３は、線状導体が第２基板２１の左辺から７ｍｍの距離を隔てて３８ｍｍ×８ｍｍの矩形をなすように折り曲げられると共に、先端が第２基板２１の接地パターンに接続された折り返しモノポール型アンテナである。

第２アンテナ素子２３に装荷された誘電体２５は、上記の第２アンテナ素子の矩形をなす部分に合わせた形状で３ｍｍの厚みを有する略直方体（サイズは３８ｍｍ×８ｍｍ×３ｍｍ。）をなし、比誘電率は１２である。第１アンテナ素子１３は、第１基板１１に近い側に図示しない誘電体を装荷される。当該第１アンテナ素子１３に装荷された誘電体は、上記の第１アンテナ素子の矩形をなす部分に合わせた形状で２ｍｍの厚みを有する略直方体（サイズは３８ｍｍ×８ｍｍ×２ｍｍ。）をなし、比誘電率は１２である。

図１２は、上記の実験用アンテナ装置から第２アンテナ素子２３と誘電体２５を取り外し、第１基板１１と第２基板２１の位置関係が実施例１において説明した第１筐体１０と第２筐体２０の半開状態に相当する場合に、第１アンテナ素子１３を励振することにより得られた放射パターンを表す図である。図の０度から１８０度の向き又はその逆の向きが、図５又は図７のＺ軸に相当する。図の９０度から２７０度の向き又はその逆の向きが、図５又は図７のＹ軸に相当する。放射パターンを表す曲線のうち、実線は水平偏波、破線は垂直偏波に対応する（座標軸及び偏波の区別については、以下の図１３乃至図１７も同様である。）。

図１３は、上記の実験用アンテナ装置から第１アンテナ素子１３及び装荷された図示しない誘電体を取り外し、第１基板１１と第２基板２１の位置関係が上述した半開状態に相当する場合に、第２アンテナ素子２３を励振することにより得られた放射パターンを表す図である。上記の半開状態に相当する場合は、図１２の水平偏波の放射パターンがほぼＺ軸方向にヌル点を有するのに対して、図１３の水平偏波の放射パターンがほぼＹ軸方向にヌル点を有し、互いに直交する関係にあることがわかる。

図１４は、上記の実験用アンテナ装置から第２アンテナ素子２３と誘電体２５を取り外し、第１基板１１と第２基板２１の位置関係が実施例１において説明した第１筐体１０と第２筐体２０の閉状態に相当する場合に、第１アンテナ素子１３を励振することにより得られた放射パターンを表す図である。図１５は、上記の実験用アンテナ装置から第１アンテナ素子１３及び装荷された図示しない誘電体を取り外し、第１基板１１と第２基板２１の位置関係が上述した閉状態に相当する場合に、第２アンテナ素子２３を励振することにより得られた放射パターンを表す図である。

図１４の水平偏波の放射パターンがほぼＺ軸方向にヌル点を有し、図１５の水平偏波の放射パターンもほぼＺ軸方向にヌル点を有する。すなわち、上記の閉状態に相当する場合は、第１アンテナ素子１３と第２アンテナ素子２３を切り換えても、放射パターンの直交関係が得られないことがわかる。

図１６は、上記の実験用アンテナ装置において、第１基板１１と第２基板２１の位置関係が上述した半開状態に相当する場合に、第１アンテナ素子１３を励振すると共に第２アンテナ素子２３を第２給電点２２において終端することにより得られた放射パターンを表す図である。図１５は、上記の実験用アンテナ装置において、第１基板１１と第２基板２１が上述した半開状態に相当する場合に、第２アンテナ素子２３を励振すると共に第１アンテナ素子１３を第１給電点１２において終端することにより得られた放射パターンを表す図である。

図１６においては、水平偏波の放射パターンが図１２と同様にほぼＺ軸方向にヌル点を有する。一方、図１７においては、水平偏波の放射パターンのＹ軸方向のヌル点が図１３の場合ほど明確ではないが、Ｚ軸方向に一定の利得が形成されて図１６におけるヌル点を補完することがわかる。以上の実験結果は、実施例１乃至実施例３において述べた本発明の効果を裏付けるものである。

本発明の実施例３によれば、基板どうしの重なりによって生じることのあるアンテナ素子の過度のインピーダンス低下を防ぐことができるという付加的な効果が得られる。また、実施例１以降において説明した本発明の効果を実験的に示した。なお、以上の実施例１乃至実施例３において説明した無線装置１又はアンテナ装置２の各構成の形状、配置等は例示であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲でさまざまな変形が可能である。

（ａ）は本発明の実施例１に係る無線装置の構成を閉状態において表す図、（ｂ）は同じく半開状態の図、（ｃ）は同じく開状態の図。実施例１に係る無線装置又はアンテナ装置に含む基板の構成を表す図。実施例１に係るアンテナ装置の構成を表す図。実施例１に係るダイバーシチ回路の接続の一例を表す図。実施例１に係る第１アンテナ素子励振時の基板上の電流分布をシミュレーションにより表す図。図５に表した電流分布により形成される放射パターンを三次元的に表す図。実施例１に係る第２アンテナ素子励振時の基板上の電流分布をシミュレーションにより表す図。図７に表した電流分布により形成される放射パターンを三次元的に表す図。実施例１に係る第２アンテナ素子励振時の放射パターンを、無線装置の筐体の開状態（ａ）、半開状態（ｂ）又は閉状態（ｃ）それぞれにおいて三次元的に表す図。本発明の実施例２に係る第２アンテナ素子励振時の放射パターンを、４通りの周波数（（ａ）乃至（ｄ））のそれぞれにおいて三次元的に表す図。本発明の実施例３に係るアンテナ装置の構成を表す図。実施例３で説明した実験による放射パターン（第１アンテナ素子のみ装備、半開状態の場合。）。実施例３で説明した実験による放射パターン（第２アンテナ素子のみ装備、半開状態の場合。）。実施例３で説明した実験による放射パターン（第１アンテナ素子のみ装備、閉状態の場合。）。実施例３で説明した実験による放射パターン（第２アンテナ素子のみ装備、閉状態の場合。）。実施例３で説明した実験による放射パターン（第１及び第２アンテナ素子装備、半開状態、第１アンテナ素子励振の場合。）。実施例３で説明した実験による放射パターン（第１及び第２アンテナ素子装備、半開状態、第２アンテナ素子励振の場合。）。

符号の説明

１無線装置
２、７アンテナ装置
４スイッチ
５受信部
６ＢＥＲ測定部
１０第１筐体
１１第１基板
１２第１給電点
１３第１アンテナ素子
２０第２筐体
２１第２基板
２２第２給電点
２３第２アンテナ素子
２５誘電体

Claims

第１の筐体及び第２の筐体が相互に重なりスライドすることにより開閉可能に連結されて構成された無線装置に内蔵されるアンテナ装置において、
前記第１の筐体に内蔵された第１の基板と、
前記第１の基板の端辺のうち前記第１の筐体及び前記第２の筐体が開く向きにスライドしたとき前記第２の筐体から遠ざかる側の第１の端辺の近傍に位置する第１の給電点に接続された、不平衡型の第１のアンテナ素子と、
前記第２の筐体に内蔵され、前記第１の基板と電気的に接続された第２の基板と、
前記第２の基板の端辺のうち前記第１の端辺に略直交する向きの第２の端辺の近傍に位置する第２の給電点に接続された、不平衡型の第２のアンテナ素子とを
備えたことを特徴とするアンテナ装置。
前記第１の基板及び前記第２の基板は略等しいサイズに形成され、
前記第２の給電点は、前記第１の筐体及び前記第２の筐体が相互にスライドすることにより前記第２の基板の略半分の領域が前記第１の基板の略半分の領域に重なった状態において、前記第２の基板の前記第１の筐体から遠い側の端辺と前記第１の端辺の間の略中央に位置するように設けられたことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
第１の筐体及び第２の筐体がそれぞれの一部を相互に重ねるように連結されて構成された無線装置に内蔵されるアンテナ装置において、
前記第１の筐体に内蔵された第１の基板と、
前記第１の基板の端辺のうち前記第２の筐体から遠い側にある第１の端辺の近傍に位置する第１の給電点に接続された、不平衡型の第１のアンテナ素子と、
前記第１の基板と略等しいサイズに形成されて前記第２の筐体に内蔵されると共に略半分の領域が前記第１の基板の略半分の領域に重なるように配設され、かつ、前記第１の基板と電気的に接続された第２の基板と、
前記第２の基板の端辺のうち前記第１の端辺に略直交する向きの第２の端辺の近傍にあって、前記第２の基板の前記第１の筐体から遠い側にある端辺と前記第１の端辺の間の略中央に位置するように設けられた第２の給電点に接続された、不平衡型の第２のアンテナ素子とを
備えたことを特徴とするアンテナ装置。
前記第１の基板及び前記第２の基板の前記第１の端辺に直交する向きのサイズ、前記第１のアンテナ素子のサイズ、前記第２のアンテナ素子のサイズの少なくとも一が、前記無線装置の使用周波数の４分の１波長より小さいことを特徴とする請求項１又は請求項３に記載のアンテナ装置。
第１の筐体と、
前記第１の筐体と相互に重なりスライドすることにより開閉可能に連結された第２の筐体と、
前記第１の筐体に内蔵された第１の基板と、
前記第１の基板の端辺のうち前記第１の筐体及び前記第２の筐体が開く向きにスライドしたとき前記第２の筐体から遠ざかる側の第１の端辺の近傍に位置する第１の給電点に接続された、不平衡形の第１のアンテナ素子と、
前記第２の筐体に内蔵され、前記第１の基板と電気的に接続された第２の基板と、
前記第２の基板の端辺のうち前記第１の端辺に略直交する向きの第２の端辺の近傍に位置する第２の給電点に接続された、不平衡形の第２のアンテナ素子と、
前記第１のアンテナ素子及び前記第２のアンテナ素子に接続されたダイバーシチ回路とを
備えたことを特徴とする無線装置。