JP2008252156A - アンテナ装置及びこれを用いた無線通信機器 - Google Patents

Abstract

【課題】放射導体と給電導体を誘導結合させたアンテナ装置において、放射電流と誘導電流との打ち消し合いを防止することによって、高い放射効率を獲得する。
【解決手段】基体１１０と、基体１１０に形成された放射導体１２１、給電導体１２２及び結合用導体１２３を含む導体パターンを備える。給電導体１２２及び結合用導体１２３は、Ｂ方向に延在する結合部１２２ｃ，１２３ｃをそれぞれ有しており、これらは一定間隔をおいて平行に配置されている。これにより、給電導体１２２に給電電流を流すと、結合用導体１２３にはＢ方向に誘導電流が流れ、放射導体１２１にはＡ方向に放射電流が流れる。このように、放射電流の方向と給電電流及び誘導電流の方向が互いに異なっていることから、これらが互いに打ち消し合う現象を抑制することが可能となる。その結果、高い放射効率を得ることが可能となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、アンテナ装置に関し、特に、携帯電話等に用いられる表面実装型アンテナの導体パターン形状に関するものである。また、本発明は、このアンテナ装置を用いた無線通信機器に関するものである。

携帯電話等の小型無線通信機器には、小型のアンテナ装置が内蔵されている。図１７及び図１８は、従来のアンテナ装置の構成の一例を示す略斜視図である。

図１７に示すアンテナ装置は、直方体状の誘電体からなる基体１と、基体の上面の幅方向中央に設けられた直線状の放射導体２とを備えており、放射導体２の一端はギャップ３を介して給電ラインに接続され、放射導体２の他端は開放されている（特許文献１参照）。また、図１８に示すアンテナ装置は、放射導体２の他端を折り曲げてＬ字状に構成したものである。これによれば、チップサイズに対してアンテナの共振波長を大きくすることができる（特許文献２参照）。
特許第３１１４５８２号公報 特許第３１１４６０５号公報 特許第３３３１８５２号公報 特開２００３−６９３３０号公報 特開２００４−５６５０６号公報

しかしながら、特許文献１，２に記載されたアンテナ装置は、プリント基板上における搭載位置によってアンテナ特性が大きく変化するという問題があった。このような問題は特許文献３において言及されており、プリント基板上のグランドパターンとアンテナ装置との位置関係が変化することによって、アンテナ特性が変化するとされている。

搭載位置によってアンテナ特性が変化するという現象は、ギャップを用いて放射導体と給電導体を容量結合させる場合に顕著となる。このため、搭載位置によるアンテナ特性の変化を抑制するためには、放射導体と給電導体を容量結合以外の方法で結合させればよいと考えられる。

このような観点から本発明者が鋭意検討を重ねた結果、放射導体と給電導体を誘導結合させることにより、搭載位置によるアンテナ特性の変化を抑制できることを見いだした。放射導体と給電導体を誘導結合させたアンテナ装置としては、特許文献４及び５に記載されたアンテナ装置が知られている。

しかしながら、特許文献４及び５に記載されたアンテナ装置では、放射導体と給電導体とが直接誘導結合していることから、これに伴って種々の問題が生じる。例えば、放射導体に効率よく誘導電流を供給するためには、放射導体の長手方向と給電導体の延在方向を一致させる必要があり、この場合、放射導体に流れる放射電流の方向と、給電電流の方向がほぼ同一となってしまう。その結果、放射電流と給電電流とが互いに打ち消し合い、放射効率が低減するという問題があった。

また、放射導体と給電導体とを直接誘導結合させる場合、所望の特性を得るためには、放射導体と給電導体を基体の同一表面に形成する必要も生じる。この場合には、基体の主面が効率よく利用されないことから、アンテナ装置全体が大型化するという問題も生じる。

本発明は、このような課題を解決すべくなされたものである。したがって、本発明は、誘導結合により放射電流を供給するタイプのアンテナ装置において、放射電流と給電電流との打ち消し合いを防止することによって、高い放射効率を獲得することを目的とする。

また、本発明は、誘導結合により放射電流を供給するタイプのアンテナ装置において、基体の主面を効率よく利用することによりアンテナ装置全体を小型化することを目的とする。

また、本発明は、このようなアンテナ装置を用いた無線通信機器を提供することを目的とする。

本発明によるアンテナ装置は、誘電体又は磁性体からなる基体と、前記基体に形成された導体パターンとを備えるアンテナ装置であって、前記導体パターンは、放射導体と、前記放射導体と誘導結合可能な給電導体と、前記放射電極に接続され前記給電導体と平行に延在する結合用導体とを少なくとも含み、前記給電導体及び前記結合用導体は、前記放射導体が形成された面とは異なる面に形成されており、前記放射導体に流れる放射電流の方向と、前記給電導体に流れる給電電流及び給電電流によって前記結合用導体に誘導される誘導電流の方向が互いに異なっていることを特徴とする。

また、本発明による無線通信機器は、プリント基板と、プリント基板に搭載された上記のアンテナ装置とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、放射電流の方向と給電電流及び誘導電流の方向が互いに異なっていることから、これらが互いに打ち消し合う現象を抑制することが可能となる。その結果、高い放射効率を得ることが可能となる。また、放射導体と給電導体が誘導結合していることから、搭載位置によるアンテナ特性の変化も少ない。また、給電導体及び結合用導体は、放射導体が形成された面とは異なる面に形成されていることから、放射導体の長さや面積を十分に確保することが可能となる。これにより、基体の主面を効率よく利用することができることから、アンテナ装置全体を小型化することができる。

本発明において、放射電流が流れる方向と給電電流及び誘導電流が流れる方向は、ほぼ直交していることが好ましい。これによれば、放射電流と給電電流及び誘導電流の打ち消し合いをより効果的に抑制することが可能となる。

本発明において、基体はほぼ直方体であり、放射導体の少なくとも一部は、基体の長手方向と平行な第１の面に形成されており、給電導体及び結合用導体のうち少なくとも互いに誘導結合する部分は、長手方向とほぼ直交する方向に延在していることが好ましい。これによれば、放射導体の長さや面積を確保しつつ、放射電流と誘導電流の打ち消し合いを抑制することが可能となる。特に、放射電極を基体の第１の面のほぼ全面に形成すれば、放射導体の電気抵抗を低減することも可能となる。

この場合、給電導体及び結合用導体の少なくとも一部は、長手方向とほぼ直交する第２の面に形成されていても構わないし、基体の内面に形成されていても構わない。前者の場合、基体に貫通孔などを形成する必要がないことから、製造コストを抑制することが可能となる。また、後者の場合、誘導結合する部分が基体によって覆われることから、より強い結合を得ることが可能となる。

また、第１及び第２の面とほぼ直交し、基体の長手方向と平行な第３の面のほぼ全面を露出されれば、放射電流と給電電流及び誘導電流は、どの部分においても方向が一致しない。これにより、放射電流と給電電流との打ち消し合いをより効果的に防止することが可能となる。

このように、本発明によれば、搭載位置によるアンテナ特性の変化が少なく、且つ、高い放射効率を有する小型なアンテナ装置及びこれを用いた無線通信機器を提供することが可能となる。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。

図１は、本発明の好ましい第１の実施形態によるアンテナ装置１００の構造を示す略斜視図である。また、図２は、アンテナ装置１００の展開図である。

図１及び図２に示すように、本実施形態によるアンテナ装置１００は、誘電体からなる基体１１０と、基体１１０に形成された複数の導体パターンによって構成されている。基体１１０は、Ａ方向を長手方向とする直方体形状を有している。したがって基体１１０は、Ａ方向と平行な４つの面１１１〜１１４と、Ａ方向と直交する２つの面１１５，１１６とを有している。このうち面１１２は、プリント基板に対する搭載面である。

基体１１０の材料としては、特に限定されるものではないが、Ｂａ−Ｎｄ−Ｔｉ系材料（比誘電率８０〜１２０）、Ｎｄ−Ａｌ−Ｃａ−Ｔｉ系材料（比誘電率４３〜４６）、Ｌｉ−Ａｌ−Ｓｒ−Ｔｉ（比誘電率３８〜４１）、Ｂａ−Ｔｉ系材料（比誘電率３４〜３６）、Ｂａ−Ｍｇ−Ｗ系材料（比誘電率２０〜２２）、Ｍｇ−Ｃａ−Ｔｉ系材料（比誘電率１９〜２１）、サファイヤ（比誘電率９〜１０）、アルミナセラミックス（比誘電率９〜１０）、コージライトセラミックス（比誘電率４〜６）などを用いることができる。基体１１０は、型枠を用いてこれらの材料を焼成することによって作製される。

誘電体材料は、目的とする周波数に応じて適宜選択すればよい。比誘電率ε_ｒが大きくなるほど大きな波長短縮効果が得られるので、放射導体の長さをより短くすることができるが、効率が低下するため、必ずしも比誘電率ε_ｒが大きければよいという分けではなく、適切な値が存在する。したがって、例えば、目的とする周波数が２．４５ＧＨｚである場合、比誘電率ε_ｒが２０〜２５程度の材料を用いることが好ましい。これによれば、十分な効率を確保しつつ放射導体の小型化を図ることができる。比誘電率ε_ｒが２０〜２５程度である材料としては、Ｍｇ−Ｃａ−Ｔｉ系誘電体セラミックを好ましく挙げることができる。Ｍｇ−Ｃａ−Ｔｉ系誘電体セラミックとしては、ＴｉＯ_２、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＭｎＯ、ＳｉＯ_２を含有するＭｇ−Ｃａ−Ｔｉ系誘電体セラミックを用いることが特に好ましい。

導体パターンは、放射導体１２１と、給電導体１２２と、結合用導体１２３と、調整用導体１２４とを含んでいる。これらの導体パターンは、電極用ペースト材をスクリーン印刷や転写などの方法によって塗布した後、所定の温度条件下で焼き付けを行うことによって形成することができる。電極用ペースト材としては、銀、銀−パラジウム、銀−白金、銅などを用いることができる。導体パターンは、この他にメッキやスパッタなどでも形成することが可能である。

放射導体１２１は、基体１１０の面１１１，１１６のほぼ全面と、面１１２の一部に形成されており、連続した帯状構造を有している。放射導体１２１の一端１２１ａは結合用導体１２３に接続されており、他端１２１ｂはプリント基板上においてグランドパターンに接続される。

また、給電導体１２２は、基体１１０の面１１２〜１１５の一部に形成されており、連続した帯状構造を有している。給電導体１２２の一端１２２ａはプリント基板上において給電ラインに接続され、他端１２２ｂはプリント基板上においてグランドパターンに接続される。

また、結合用導体１２３は、基体１１０の面１１３〜１１５の一部に形成されており、連続した帯状構造を有している。結合用導体１２３の一端１２３ａは、上述の通り放射導体１２１に接続されており、他端１２３ｂは開放されている。

また、調整用導体１２４は、基体１１０の面１１２の一部に形成されており、プリント基板上において特性調整用のランドに接続される。

図１に示すように、給電導体１２２及び結合用導体１２３は、Ｂ方向に延在する結合部１２２ｃ，１２３ｃをそれぞれ有している。Ｂ方向とは、長手方向と直交する方向である。これら結合部１２２ｃ，１２３ｃはいずれも面１１５に形成されており、一定間隔をおいて平行に配置されている。これにより、給電導体１２２と結合用導体１２３は、結合部１２２ｃ，１２３ｃにおいて誘導結合する。

図３は、アンテナ装置１００が実装されるプリント基板上のパターンレイアウトを示す略平面図である。

図３に示すように、プリント基板２０上には周囲３方向がグランドパターン２２に囲まれたアンテナ実装領域２１が設けられている。アンテナ実装領域２１内には４つのランド３１〜３４が形成されており、アンテナ装置１００はこれらのランド３１〜３４上に半田付けされる。

ランド３１は、放射導体１２１の他端１２１ｂに接続されるランドである。ランド３２は、給電導体１２２の一端１２２ａに接続されるランドである。ランド３３は、給電導体１２２の他端１２２ｂに接続されるランドである。ランド３４は、調整用導体１２４に接続されるランドである。図３に示すように、ランド３１，３３はグランドパターン２２に接続されており、ランド３２は給電ライン４１に接続されている。また、ランド３４は、調整用素子４２を介してグランドパターン２２に接続されている。

調整用素子４２としては、インダクタンス素子やキャパシタンス素子を用いることができる。後述するように、調整用素子４２は、アンテナ特性を変化させる場合に付加される素子である。したがって、このような調整用素子４２を接続することは必須でない。調整用素子４２を使用しない場合には、ランド３４はグランドパターン２２に直接接続しても構わないし、フローティング状態としても構わない。

図４は、プリント基板２０にアンテナ装置１００を実装した状態を示す略斜視図であり、本実施形態によるアンテナ装置１００を用いた無線通信機器の一部を示している。

図４に示すように、プリント基板２０上にアンテナ装置１００を実装すると、放射導体１２１の他端１２１ｂは、ランド３１を介してグランドパターン２２に接続される。一方、放射導体１２１の一端１２１ａには、結合用導体１２３を介して信号電流が供給されることから、放射導体１２１には、主に基体１１０の長手方向であるＡ方向に放射電流Ｉａが流れることになる。

また、給電導体１２２については、一端１２２ａがランド３２を介して給電ライン４１に接続され、他端１２２ｂがランド３３を介してグランドパターン２２に接続される。このため、給電ライン４１を介して供給される給電電流Ｉｂは、結合部１２２ｃを経由してグランドパターン２２に流れることになる。結合部１２２ｃに給電電流Ｉｂが流れると、結合用導体１２３の結合部１２３ｃには、給電電流Ｉｂに応じた誘導電流Ｉｃが流れる。図４に示すように、給電導体１２２及び結合用導体１２３の結合部１２２ｃ，１２３ｃは、長手方向と直交するＢ方向に延在していることから、誘導電流Ｉｃの流れる方向もＢ方向となる。Ｂ方向に流れる誘導電流Ｉｃは、結合用導体１２３を経由して放射導体１２１に供給され、その結果、放射導体１２１にはＡ方向に放射電流Ｉａが流れることになる。

このように、本実施形態によるアンテナ装置１００では、放射電流Ｉａの流れる方向と給電電流Ｉｂ及び誘導電流Ｉｃの流れる方向が９０°異なっていることから、これらが互いに打ち消し合うことが少ない。このため、打ち消し合いによる放射効率の低下を防止することが可能となる。

また、図４に示すように、結合用導体１２３の一端１２３ａがプリント基板２０の内側を向き、結合用導体１２３の他端１２３ｂがプリント基板２０の外側を向くように載置すれば、帯域が広くなるという効果を得ることも可能となる。しかもこの場合、給電導体の一端１２２ａがプリント基板２０の内側を向くことになることから、プリント基板２０上における給電ライン４１の引き回しも容易となる。

図５は、プリント基板２０に実装した状態におけるアンテナ装置１００の等価回路図である。

図５に示すように、本実施形態によるアンテナ装置１００は、誘導結合により給電される一種の逆Ｆアンテナを構成する。誘導結合は、給電導体１２２の結合部１２２ｃを一次側とし、結合用導体１２３の結合部１２３ｃを二次側とするトランスＭによって行われる。

また、給電導体１２２と結合用導体１２３は、互いに近接して配置されていることから、両者間にはキャパシタンスＣ１が生じる。さらに、結合用導体１２３の他端１２３ｂは開放されていることから、グランドとの間でキャパシタンスＣ２が生じる。さらに、放射導体１２１と調整用導体１２４は、基体１１０を介して対向していることから、これらの間にもキャパシタンスＣ３が生じる。したがって、所望のアンテナ特性を得るためには、トランスＭの結合特性に加え、これらキャパシタンスＣ１〜Ｃ３の値を考慮する必要がある。

調整用導体１２４については、上述の通り、グランドパターン２２に直接接続しても構わないし、フローティング状態としても構わないが、アンテナ特性を変化させたい場合には、図４に示したように調整用素子４２を接続すればよい。調整用素子４２を接続すれば、放射導体１２１とグランドとの間のリアクタンスが変化することから、これに応じてアンテナ特性を変化させることが可能となる。

以上説明したように、本実施形態によるアンテナ装置１００は、誘導結合により給電される逆Ｆアンテナであり、放射電流Ｉａの流れる方向と給電電流Ｉｂ及び誘導電流Ｉｃの流れる方向が９０°異なっている。これにより、放射電流Ｉａと給電電流Ｉｂ及び誘導電流Ｉｃが互いに打ち消し合いにくくなることから、放射効率の低下を防止することが可能となる。

また、本実施形態によるアンテナ装置１００は結合用導体１２３を有しており、結合用導体１２３を介して放射導体１２１と給電導体１２２とが誘導結合している。これにより、放射導体１２１には誘導電流Ｉｃが直接流れないことから、放射電流Ｉａと誘導電流Ｉｃの打ち消し合いをより効果的に防止することが可能となる。

また、本実施形態によるアンテナ装置１００では、放射導体１２１が長手方向と平行な面１１１の全面に形成されており、給電導体１２２及び結合用導体１２３が面１１１とは異なる面に形成されていることから、放射導体１２１の長さや面積を十分に確保することが可能となる。これにより、基体の主面を効率よく利用することができることから、アンテナ装置全体を小型化することができる。また、放射導体１２１の電気抵抗を低減することも可能となる。

しかも、給電導体１２２及び結合用導体１２３が基体１１０の表面に形成されていることから、基体１１０に貫通孔などを形成する必要がなく、製造コストを抑制することが可能となる。

図６は、グランドパターンを配した複数のアンテナ実装領域を有するオングランド型のプリント基板５０にアンテナ装置１００を搭載した例を示す模式的な平面図である。

図６に示すプリント基板５０は、２つのアンテナ実装領域５１，５２を有している。アンテナ実装領域５１は、プリント基板５０のコーナー部に位置しており、このため２方向からグランドパターン５３に囲まれている。一方、アンテナ実装領域５２は、プリント基板５０の辺に沿って位置しており、このため３方向からグランドパターン５３に囲まれている。

図７は、アンテナ実装領域５１，５２に搭載したアンテナのアンテナ特性を示すグラフであり、（ａ）は図１７に示したギャップを用いた容量結合型のアンテナ装置を搭載した場合の特性を示し、（ｂ）は図１に示したアンテナ装置１００を搭載した場合の特性を示している。図７において、アンテナ実装領域５１に搭載した場合の特性は実線で示されており、アンテナ実装領域５２に搭載した場合の特性は破線で示されている。

図７（ａ）に示すように、ギャップを用いた容量結合型のアンテナ装置の場合、実装位置によってアンテナ特性（ここでは放射効率とＶＳＷＲ）が大きく変化していることが分かる。これは、アンテナ実装領域５１に実装した場合には、ギャップからみたグランドパターン５３の長さＧ１が相対的に長いのに対し、アンテナ実装領域５２に実装した場合には、ギャップからみたグランドパターン５３の長さＧ２が相対的に短くなるからである。

これに対し、図７（ｂ）に示すように、図１に示したアンテナ装置１００を用いた場合には、実装位置によるアンテナ特性の差が非常に少ないことが分かる。これは、ギャップを用いた容量結合によって給電するのではなく、誘導結合によって給電しているためである。このように、本実施形態によるアンテナ装置１００によれば、プリント基板上の搭載位置によるアンテナ特性の変化を抑制することも可能となる。

尚、アンテナ装置１００のアンテナ特性を調整するためには、斜視図である図８及び展開図である図９に示すように、放射導体１２１に拡大部１２１ｅを設けたり、結合用導体１２３に拡大部１２３ｅを設けたりしても構わない。

以下、本発明の好ましい他の実施形態について説明する。

図１０は、本発明の好ましい第２の実施形態によるアンテナ装置２００の構造を示す略斜視図である。

本実施形態によるアンテナ装置２００は、給電導体及び結合用導体のパターン形状が異なる点において、上述したアンテナ装置１００と相違している。その他の点はアンテナ装置１００と同一であることから、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

図１０に示すように、本実施形態によるアンテナ装置２００においては、給電導体２２２が基体１１０の面１１２，１１５にのみ形成されており、結合用導体２２３が基体１１０の面１１５にのみ形成されている。したがって、面１１３，１１４には導体パターンは形成されていない。

本実施形態においても、給電導体２２２及び結合用導体２２３は、Ｂ方向に延在する結合部２２２ｃ，２２３ｃをそれぞれ有しており、これら結合部２２２ｃ，２２３ｃは一定間隔をおいて平行に配置されている。これにより、給電導体２２２と結合用導体２２３は、結合部２２２ｃ，２２３ｃにおいて誘導結合する。

本実施形態によるアンテナ装置２００は、上述したアンテナ装置１００と基本的に同じ効果を得ることができる。これに加え、本実施形態によるアンテナ装置２００では、Ａ方向と平行な基体１１０の面１１３，１１４に給電導体２２２及び結合用導体２２３が形成されていないことから、放射電流と給電電流及び誘導電流は、どの部分においても方向が一致しない。これにより、放射電流と給電電流との打ち消し合いをより効果的に防止することが可能となる。しかも、基体１１０の面１１３，１１４に導体パターンを形成する必要がないことから、製造コストを低減することが可能となる。

図１１は、本発明の好ましい第３の実施形態によるアンテナ装置３００の構造を示す略斜視図である。

本実施形態によるアンテナ装置３００は、給電導体及び結合用導体のパターン形状が異なる点において、上述したアンテナ装置２００と相違している。その他の点はアンテナ装置２００とほぼ同一であることから、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

図１１に示すように、本実施形態によるアンテナ装置３００においては、給電導体３２２及び結合用導体３２３が基体の面１１５においてＶ字型に折り曲げられたパターン形状を有している。折り曲げられた部分は、いずれも一定間隔をおいて平行に配置されていることから、給電導体３２２と結合用導体３２３は、結合部３２２ｃ，３２３ｃにおいて誘導結合する。

本実施形態によるアンテナ装置３００は、上述したアンテナ装置２００と基本的に同じ効果を得ることができる。これに加え、本実施形態によるアンテナ装置３００では、給電導体３２２及び結合用導体３２３がＶ字型に折り曲げられていることから、一定間隔をおいて平行に配置される距離を長くすることが可能となる。これにより、より強い誘導結合を得ることが可能となる。尚、給電導体３２２及び結合用導体３２３の折り曲げはＶ字型以外に、Ｕ字型などであっても構わない。

尚、第２及び第３の実施形態のように、基体１１０の面１１３，１１４に導体パターンを形成しない場合であっても、結合用導体２２３，３２３の一端から他端がプリント基板の外側へ向かって延在するよう搭載することが好ましい。これによれば、上述の通り、広帯域化することができるとともに、プリント基板上における給電ラインの引き回しが容易となる。

図１２は、本発明の好ましい第４の実施形態によるアンテナ装置４００の構造を示す略斜視図である。

本実施形態によるアンテナ装置４００は、給電導体及び結合用導体の一部が基体１１０の内面に形成されている点において、上述したアンテナ装置１００と相違している。その他の点はアンテナ装置１００とほぼ同一であることから、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

図１２に示すように、本実施形態によるアンテナ装置４００においては、基体１１０に２つの貫通孔が設けられている。これら貫通孔は、一定間隔をおいてＢ方向に平行に延在している。一方の貫通孔の内面に形成された導体パターンは、給電導体４２２の結合部４２２ｃを構成する。同様に、他方の貫通孔の内面に形成された導体パターンは、結合用導体４２３の結合部４２３ｃを構成する。

このような構成により、給電導体４２２と結合用導体４２３は、結合部４２２ｃ，４２３ｃにおいて誘導結合し、誘導電流がＢ方向に流れることになる。これにより、本実施形態によるアンテナ装置４００は、上述したアンテナ装置１００と基本的に同じ効果を得ることができる。これに加え、本実施形態によるアンテナ装置４００では、結合部４２２ｃ，４２３ｃが基体によって覆われることから、より強い結合を得ることが可能となる。

また、本実施形態においても、結合用導体４２３の一端がプリント基板の内側を向き、結合用導体４２３の他端がプリント基板の外側を向くように載置することが好ましい。

図１３は、本発明の好ましい第５の実施形態によるアンテナ装置５００の構造を示す略斜視図である。

本実施形態によるアンテナ装置５００は、結合用導体が基体１１０の表面に形成されている点において、上述したアンテナ装置４００と相違している。その他の点はアンテナ装置４００とほぼ同一であることから、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

図１３に示すように、本実施形態によるアンテナ装置５００においては、結合用導体５２３が基体１１０の内部に形成されておらず、結合用導体５２３の全部が基体１１０の面１１５に形成されている。結合用導体５２３のうち、Ｂ方向に延在する結合部５２３ｃは、給電導体４２２の結合部４２２ｃに沿って配置されている。

このような構成により、本実施形態によるアンテナ装置５００は、上述したアンテナ装置４００と基本的に同じ効果を得ることができる。

尚、本実施形態においても、結合用導体５２３の一端から他端がプリント基板の外側へ向かって延在するよう搭載することが好ましい。

図１４は、本発明の好ましい第６の実施形態によるアンテナ装置６００の構造を示す略斜視図である。

本実施形態によるアンテナ装置６００は、給電導体が基体１１０の表面に形成されている点において、上述したアンテナ装置４００と相違している。その他の点はアンテナ装置４００とほぼ同一であることから、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

図１４に示すように、本実施形態によるアンテナ装置６００においては、給電導体６２２が基体１１０の内部に形成されておらず、給電導体６２２の全部が基体１１０の表面（面１１３〜１１５）に形成されている。給電導体６２２のうち、Ｂ方向に延在する結合部６２２ｃは、結合用導体４２３の結合部４２３ｃに沿って配置されている。

このような構成により、本実施形態によるアンテナ装置６００も、上述したアンテナ装置４００と基本的に同じ効果を得ることができる。

図１５は、本発明の好ましい第７の実施形態によるアンテナ装置７００の構造を示す略斜視図である。

本実施形態によるアンテナ装置７００は、給電導体と結合用導体がＣ方向において誘導結合している点において、上述したアンテナ装置１００と相違している。Ｃ方向とは、Ａ方向及びＢ方向と直交する方向であり、実装後においてプリント基板に対して垂直な方向である。その他の点はアンテナ装置１００とほぼ同一であることから、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

図１５に示すように、本実施形態によるアンテナ装置７００においては、給電導体７２２及び結合用導体７２３はＣ方向に延在する結合部７２２ｃ，７２３ｃをそれぞれ有している。これら結合部７２２ｃ，７２３ｃはいずれも面１１５に形成されており、一定間隔をおいて平行に配置されている。

このような構成により、給電導体７２２と結合用導体７２３は、結合部７２２ｃ，７２３ｃにおいて誘導結合し、誘導電流がＣ方向に流れることになる。Ｃ方向は、放射電流の流れるＡ方向に対して直交する方向であることから、本実施形態によるアンテナ装置７００は、上述したアンテナ装置１００と基本的に同じ効果を得ることができる。このように、誘導電流が流れる方向は、実装後においてプリント基板に対して垂直な方向であっても構わない。

図１６は、本発明の好ましい第８の実施形態によるアンテナ装置８００の構造を示す略斜視図である。

本実施形態によるアンテナ装置８００は、結合用導体が基体１１０の内面に設けられている点において、上述したアンテナ装置７００と相違している。その他の点はアンテナ装置７００とほぼ同一であることから、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

図１６に示すように、本実施形態によるアンテナ装置８００においては、結合用導体８２３が基体１１０の表面に形成されておらず、基体１１０の内面に形成されている。結合用導体８２３のうち、Ｃ方向に延在する結合部８２３ｃは、給電導体７２２の結合部７２２ｃに沿って配置されている。

このような構成により、本実施形態によるアンテナ装置８００は、上述したアンテナ装置７００と基本的に同じ効果を得ることができる。これに加え、本実施形態によるアンテナ装置８００では、結合部８２３ｃが基体によって覆われることから、より強い誘導結合を得ることが可能となる。

尚、アンテナ装置８００においては、結合用導体を基体１１０の内面に設けているが、これに代えて、或いはこれに加えて、給電導体を基体１１０の内面に設けても構わない。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。

例えば、上記各実施形態におけるアンテナ装置は、基体がいずれも直方体形状を有しているが、本発明においてこの点は必須でない。したがって、基体が立方体形状や円柱形状などであっても構わない。また、直方体の角部にその向きを特定するためのテーパーが設けられていても構わない。

また、上記実施形態においては、基体の材料として誘電体を用いているが、誘電体以外に誘電性を有する磁性体を用いてもよい。この場合、１／｛（ε×μ）^１／２｝の波長短縮効果が得られるので、透磁率μの高い磁性体を用いることによって、大きな波長短縮効果を得ることができる。

また、上記各実施形態によるアンテナ装置においては、放射電流Ｉａが流れる方向と給電電流Ｉｂ及び誘導電流Ｉｃが流れる方向が９０°の角度を成しているが、本発明においてこれらの成す角が９０°であることは必須でなく、少なくともこれらの電流方向が異なっていれば足りる。しかしながら、放射電流Ｉａと給電電流Ｉｂ及び誘導電流Ｉｃの打ち消し合いを最も効果的に防止するためには、上記各実施形態のように、これらのなす角を９０°に設定することが最も好ましい。

また、上記各実施形態によるアンテナ装置はいずれも調整用導体１２４を備えているが、本発明において調整用導体１２４を設けることは必須でなく、これを省略しても構わない。

また、上記各実施形態によるアンテナ装置はいずれも逆Ｆアンテナであるが、本発明によるアンテナ装置が逆Ｆアンテナであることは必須でなく、他のタイプであっても構わない。

図１は、本発明の好ましい第１の実施形態によるアンテナ装置１００の構造を示す略斜視図である。 図２は、アンテナ装置１００の展開図である。 図３は、アンテナ装置１００が実装されるプリント基板上のパターンレイアウトを示す略平面図である。 図４は、プリント基板２０にアンテナ装置１００を実装した状態を示す略斜視図である。 図５は、プリント基板２０に実装した状態におけるアンテナ装置１００の等価回路図である。 図６は、複数のアンテナ実装領域を有するオングランド型のプリント基板５０にアンテナ装置１００を搭載した例を示す模式的な平面図である。 図７は、アンテナ実装領域５１，５２に搭載したアンテナのアンテナ特性を示すグラフであり、（ａ）はギャップを用いた容量結合型のアンテナ装置を搭載した場合の特性を示し、（ｂ）は図１に示したアンテナ装置１００を搭載した場合の特性を示している。 図８は、アンテナ装置１００の変形例による構造を示す略斜視図である。 図９は、図８に示すアンテナ装置の展開図である。 図１０は、本発明の好ましい第２の実施形態によるアンテナ装置２００の構造を示す略斜視図である。 図１１は、本発明の好ましい第３の実施形態によるアンテナ装置３００の構造を示す略斜視図である。 図１２は、本発明の好ましい第４の実施形態によるアンテナ装置４００の構造を示す略斜視図である。 図１３は、本発明の好ましい第５の実施形態によるアンテナ装置５００の構造を示す略斜視図である。 図１４は、本発明の好ましい第６の実施形態によるアンテナ装置６００の構造を示す略斜視図である。 図１５は、本発明の好ましい第７の実施形態によるアンテナ装置７００の構造を示す略斜視図である。 図１６は、本発明の好ましい第８の実施形態によるアンテナ装置８００の構造を示す略斜視図である。 図１７は、従来のアンテナ装置の構成の一例を示す略斜視図である。 図１８は、従来のアンテナ装置の構成の他の例を示す略斜視図である。

符号の説明

２０，５０ プリント基板
２１，５１，５２ アンテナ実装領域
２２，５３ グランドパターン
３１〜３４ ランド
４１ 給電ライン
４２ 調整用素子
１００，２００，３００，４００，５００，６００，７００，８００ アンテナ装置
１１０ 基体
１１１〜１１６ 面
１２１ 放射導体
１２１ａ 放射導体の一端
１２１ｂ 放射導体の他端
１２１ｃ 放射導体の結合部
１２１ｅ 放射導体の拡大部
１２２，２２２，３２２，４２２，６２２，７２２ 給電導体
１２２ａ 給電導体の一端
１２２ｂ 給電導体の他端
１２２ｃ，２２２ｃ，３２２ｃ，４２２ｃ，６２２ｃ，７２２ｃ 給電導体の結合部
１２３，２２３，４２３，５２３，７２３，８２３ 結合用導体
１２３ａ 結合用導体の一端
１２３ｂ 結合用導体の他端
１２３ｃ，２２３ｃ，４２３ｃ，５２３ｃ，７２３ｃ，８２３ｃ 結合用導体の結合部
１２４ 調整用導体
Ｃ１〜Ｃ３ キャパシタンス
Ｉａ 放射電流
Ｉｂ 給電電流
Ｉｃ 誘導電流
Ｍ トランス

Claims (10)

1. 誘電体又は磁性体からなる基体と、前記基体に形成された導体パターンとを備えるアンテナ装置であって、
   前記導体パターンは、放射導体と、給電導体と、前記放射電極に接続され前記給電導体と平行に延在する結合用導体とを少なくとも含み、
   前記給電導体及び前記結合用導体は、前記放射導体が形成された面とは異なる面に形成されており、
   前記放射導体に流れる放射電流の方向と、前記給電導体に流れる給電電流及び給電電流によって前記結合用導体に誘導される誘導電流の方向が互いに異なっていることを特徴とするアンテナ装置。
2. 前記放射電流が流れる方向と前記給電電流及び前記誘導電流が流れる方向は、ほぼ直交していることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
3. 前記基体はほぼ直方体であり、前記放射導体の少なくとも一部は、前記基体の長手方向と平行な第１の面に形成されており、前記給電導体及び前記結合用導体のうち少なくとも互いに誘導結合する部分は、前記長手方向とほぼ直交する方向に延在していることを特徴とする請求項２に記載のアンテナ装置。
4. 前記放射電極は、前記基体の前記第１の面のほぼ全面に形成されていることを特徴とする請求項３に記載のアンテナ装置。
5. 前記給電導体及び前記結合用導体の少なくとも一部は、前記長手方向とほぼ直交する前記基体の第２の面に形成されていることを特徴とする請求項３又は４に記載のアンテナ装置。
6. 前記第１及び第２の面とほぼ直交し、前記基体の長手方向と平行な前記基体の第３の面は、ほぼ全面が露出されていることを特徴とする請求項３乃至５のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
7. 前記給電導体及び前記結合用導体の少なくとも一部は、前記基体の内面に形成されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
8. プリント基板と、前記プリント基板に搭載された請求項１乃至７のいずれか一項に記載のアンテナ装置とを備えることを特徴とする無線通信機器。
9. 前記プリント基板は、グランドパターンを有し、前記放射導体は、前記プリント基板上において前記グランドパターンに接続されていることを特徴とする請求項８に記載の無線通信機器。
10. 前記プリント基板は、前記アンテナ装置が搭載されたアンテナ実装領域をさらに有し、前記アンテナ実装領域は、前記グランドパターンによって少なくとも２方向から囲まれていることを特徴とする請求項８又は９に記載の無線通信機器。

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