JP2012089978A - Antenna device and radio terminal - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a downsized antenna device while achieving a wider bandwidth.SOLUTION: An antenna device 51 includes a first antenna element unit 511 that acts as a first planar antenna and a second antenna unit 512 that acts as a monopole antenna and a second planar antenna having an antenna length greater than that of the first planar antenna. Thus, it is possible to provide the antenna device and a radio terminal that are downsized while achieving a wider bandwidth so that all radio signals in the frequency band can be transmitted and received.

Description

本発明は、例えば電波を放射する又は受信するアンテナ装置及びアンテナ装置を備える無線端末の技術分野に関する。   The present invention relates to a technical field of, for example, an antenna device that radiates or receives radio waves and a wireless terminal including the antenna device.

電波を用いて無線信号の送信及び受信を行うことで通信を行う無線通信では、サービスの種類毎に固有の周波数帯域が使用されることが多い。例えば、携帯電話等の無線端末を例にあげれば、第３世代（３Ｇ：Third Generation）システムでは、８１０ＭＨｚから９５８ＭＨｚ、１．４２８ＧＨｚから１．５２５ＧＨｚ、１．７５０ＧＨｚから１．７８５ＧＨｚ、１．８４５ＧＨｚから１．８８０ＧＨｚ及び２．１１０ＧＨｚから２．１７０ＧＨｚの周波数帯域が使用される。或いは、３ＧＰＰ（第３世代パートナーシッププロジェクト：Third Generation Partnership Project）により標準化が進められているＬＴＥ（Long Term Evolution）では、７００ＭＨｚ帯及び２．５ＧＨｚ帯の周波数帯域も使用される予定である。従って、無線端末が備えるアンテナは、これらの周波数帯域の無線信号の送信及び受信を無線基地局との間で行うことにより、音声通話やパケット通信を行うことができる。   In wireless communication that performs communication by transmitting and receiving wireless signals using radio waves, a unique frequency band is often used for each type of service. For example, taking a wireless terminal such as a mobile phone as an example, in a third generation (3G) system, from 810 MHz to 958 MHz, 1.428 GHz to 1.525 GHz, 1.750 GHz to 1.785 GHz, 1.845 GHz Frequency bands from 1.880 GHz and 2.110 GHz to 2.170 GHz are used. Alternatively, in LTE (Long Term Evolution), which is being standardized by 3GPP (Third Generation Partnership Project), frequency bands of 700 MHz band and 2.5 GHz band will also be used. Therefore, the antenna provided in the wireless terminal can perform voice communication and packet communication by transmitting and receiving wireless signals in these frequency bands to and from the wireless base station.

特開２００６−２７９５３０号公報JP 2006-279530 A

一方で、近年の無線端末は、ユーザの利便性の向上のため、無線基地局を介して行う音声通話及びパケット通信のみならず、その他の無線通信サービスを利用するための機能を備えていることが多い。例えば、近年の無線端末は、無線基地局を介した無線通信を利用する機能に加えて、ＧＰＳ（Global Positioning System：全地球測位システム）や無線ＬＡＮを利用するための機能を備えていることが多い。この場合、無線端末は、無線基地局との間で行う無線通信用の周波数帯域のみならず、ＧＰＳ衛星との間で行う無線通信用の周波数帯域や、無線ＬＡＮアクセスポイントとの間で行う無線通信用の周波数帯域を使用する必要がある。具体的には、ＧＰＳでは、１５６３ＭＨｚから１５７８ＭＨｚの周波数帯域が使用される。無線ＬＡＮでは、２．４ＧＨｚから２．５ＧＨｚ及び５．４７ＧＨｚから５．７２５ＧＨｚの周波数帯域が使用される。   On the other hand, recent wireless terminals have functions for using other wireless communication services as well as voice calls and packet communications performed through wireless base stations in order to improve user convenience. There are many. For example, recent wireless terminals have a function for using GPS (Global Positioning System) and a wireless LAN in addition to a function for using wireless communication via a wireless base station. Many. In this case, the wireless terminal performs not only the frequency band for wireless communication performed with the wireless base station but also the frequency band for wireless communication performed with the GPS satellite or wireless communication performed with the wireless LAN access point. It is necessary to use a frequency band for communication. Specifically, in GPS, a frequency band from 1563 MHz to 1578 MHz is used. In the wireless LAN, frequency bands of 2.4 GHz to 2.5 GHz and 5.47 GHz to 5.725 GHz are used.

この場合、無線端末は、これらの周波数帯域の全ての無線信号（つまり、広帯域の無線信号）の送信及び受信が可能であることが好ましい。このような無線端末として、周波数帯域ごとに異なる複数のアンテナを備える無線端末が一例としてあげられる。しかしながら、アンテナの数が増えれば増えるほど無線端末のサイズが大きくなってしまう。   In this case, it is preferable that the wireless terminal can transmit and receive all wireless signals in these frequency bands (that is, a broadband wireless signal). An example of such a wireless terminal is a wireless terminal including a plurality of antennas that differ for each frequency band. However, as the number of antennas increases, the size of the wireless terminal increases.

本発明が解決しようとする課題には上記のようなものが一例として挙げられる。本発明は、例えば広帯域化を図りつつも小型化を図ることが可能なアンテナ装置及び無線端末を提供することを目的とする。   Examples of problems to be solved by the present invention include the above. For example, an object of the present invention is to provide an antenna device and a wireless terminal that can be reduced in size while achieving a wide band.

上記課題は、第１アンテナ素子部と、第２アンテナ素子部とを備えるアンテナ装置によって解決される。第１アンテナ素子は、第１板状アンテナとして動作する。第２アンテナ素子は、モノポールアンテナ及び第１板状アンテナよりもアンテナ長が長い第２板状アンテナとして動作する。   The above problem is solved by an antenna device including a first antenna element unit and a second antenna element unit. The first antenna element operates as a first plate antenna. The second antenna element operates as a second plate antenna having a longer antenna length than the monopole antenna and the first plate antenna.

上記課題はまた、上記アンテナ装置を備える無線端末によって解決される。   The above problem can also be solved by a wireless terminal including the antenna device.

以上説明したアンテナ装置及び無線端末によれば、広帯域化を図りつつも小型化を図ることができる。   According to the antenna device and the wireless terminal described above, it is possible to reduce the size while achieving a wide band.

本実施形態の無線端末の構成の一例を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows an example of a structure of the radio | wireless terminal of this embodiment. 本実施形態のアンテナ装置の構成の一例を示す斜視図及び断面図である。It is the perspective view and sectional drawing which show an example of a structure of the antenna device of this embodiment. 本実施形態のアンテナ装置の構成の一例を平面的に示す平面図である。It is a top view which shows an example of a structure of the antenna device of this embodiment planarly. 本実施形態のアンテナ装置のサイズの一例を示す平面図である。It is a top view which shows an example of the size of the antenna apparatus of this embodiment. 本実施形態のアンテナ装置が備える第１アンテナ素子が板状アンテナとして動作する場合の電流の流れを示す平面図及び第１アンテナ素子が板状アンテナとして動作する場合のアンテナ装置のＳ１１特性を示すグラフである。The top view which shows the flow of an electric current when the 1st antenna element with which the antenna device of this embodiment is provided operates as a plate antenna, and the graph which shows the S11 characteristic of the antenna device when the 1st antenna element operates as a plate antenna It is. 本実施形態のアンテナ装置が備える第２アンテナ素子がモノポールアンテナとして動作する場合の電流の流れを示す平面図及び第２アンテナ素子がモノポールアンテナとして動作する場合のアンテナ装置のＳ１１特性を示すグラフである。The top view which shows the flow of an electric current when the 2nd antenna element with which the antenna apparatus of this embodiment is provided operate | moves as a monopole antenna, and the graph which shows the S11 characteristic of the antenna apparatus when the 2nd antenna element operate | moves as a monopole antenna It is. 本実施形態のアンテナ装置が備える第２アンテナ素子が板状アンテナとして動作する場合の電流の流れを示す平面図及び第２アンテナ素子が板状アンテナとして動作する場合のアンテナ装置のＳ１１特性を示すグラフである。The top view which shows the flow of an electric current when the 2nd antenna element with which the antenna device of this embodiment is provided operates as a plate-shaped antenna, and the graph which shows the S11 characteristic of the antenna device when the 2nd antenna element operates as a plate-shaped antenna It is. 本実施形態のアンテナ装置のアンテナ効率を示すグラフである。It is a graph which shows the antenna efficiency of the antenna device of this embodiment. 本実施形態のアンテナ装置の動作利得を示すグラフである。It is a graph which shows the operation gain of the antenna device of this embodiment.

以下、本発明を実施するための形態を、図面に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.

（１）無線端末
図１を参照して、本実施形態の無線端末１について説明する。図１は、本実施形態の無線端末１の構成の一例を示す分解断面図である。尚、以下では、無線端末１の一例として、携帯電話を例にあげて説明を進める。しかしながら、携帯電話以外の無線通信機能を有する各種無線端末（例えば、ＰＤＡや、ミニパソコンや、ノートパソコンや、デスクトップパソコン等）に対して、後述するアンテナ装置５１を適用してもよい。 (1) Wireless terminal With reference to FIG. 1, the wireless terminal 1 of this embodiment is demonstrated. FIG. 1 is an exploded cross-sectional view showing an example of the configuration of the wireless terminal 1 of the present embodiment. In the following, description will be given by taking a mobile phone as an example of the wireless terminal 1. However, the antenna device 51 described later may be applied to various wireless terminals (for example, a PDA, a mini personal computer, a notebook personal computer, a desktop personal computer, etc.) having a wireless communication function other than the cellular phone.

図１に示すように、本実施形態の無線端末１は、表側筐体２と、裏側筐体６とを備えている。表側筐体２は、ディスプレイ３を収容するための表示窓２１や、操作ボタン４を収容するための開口２２や、通話用のスピーカを収容するための受話口２３や、通話用のマイクを収容するための送話口２４等を備えている。ディスプレイ３及び操作ボタン４は、表側筐体２と裏側筐体６との間に挟持される。   As shown in FIG. 1, the wireless terminal 1 of the present embodiment includes a front case 2 and a back case 6. The front housing 2 houses a display window 21 for housing the display 3, an opening 22 for housing the operation buttons 4, an earpiece 23 for housing a speaker for calling, and a microphone for calling. A mouthpiece 24 and the like are provided. The display 3 and the operation buttons 4 are sandwiched between the front housing 2 and the back housing 6.

表側筐体２と裏側筐体６との間には、例えばガラスエポキシ樹脂を材料として含む誘電体基板等の回路基板５が更に収容される。回路基板５上には、アンテナ装置５１と、演算処理回路５２とが形成される。アンテナ装置５１は、電波の放出を行うことで、演算処理回路５２から出力される無線信号を、無線回線を介して他の無線端末（例えば、無線基地局や、無線ＬＡＮアクセスポイント等）に送信する。同様に、アンテナ装置５１は、電波の受信を行うことで、無線回線を介して他の無線端末（例えば、無線基地局や、無線ＬＡＮアクセスポイント等）から送信される無線信号を受信する。演算処理回路５２は、無線端末１の動作を制御すると共に、無線端末１の動作に必要な各種信号処理を行う。   Between the front case 2 and the back case 6, a circuit board 5 such as a dielectric substrate containing glass epoxy resin as a material is further accommodated. An antenna device 51 and an arithmetic processing circuit 52 are formed on the circuit board 5. The antenna device 51 transmits a radio signal output from the arithmetic processing circuit 52 to another wireless terminal (for example, a wireless base station, a wireless LAN access point, etc.) via a wireless line by emitting radio waves. To do. Similarly, the antenna device 51 receives a radio signal transmitted from another wireless terminal (for example, a wireless base station or a wireless LAN access point) via a wireless line by receiving a radio wave. The arithmetic processing circuit 52 controls the operation of the wireless terminal 1 and performs various signal processes necessary for the operation of the wireless terminal 1.

表側筐体２と裏側筐体６との間にディスプレイ３及び操作ボタン４並びに回路基板５が収容された状態で、表側筐体２と裏側筐体６とが接合される。その結果、無線端末１が完成する。   The front case 2 and the back case 6 are joined in a state where the display 3, the operation buttons 4, and the circuit board 5 are accommodated between the front case 2 and the back case 6. As a result, the wireless terminal 1 is completed.

尚、図１では、本実施形態の無線端末１が備えるべき構成の一部を選択的に明示している。従って、本実施形態の無線端末１は、無線端末１としての機能に必要な不図示の他の構成を適宜備えていてもよい。   In FIG. 1, a part of the configuration that the wireless terminal 1 of the present embodiment should have is selectively shown. Therefore, the wireless terminal 1 of the present embodiment may be appropriately provided with another configuration (not shown) necessary for the function as the wireless terminal 1.

（２）アンテナ装置
図２から図９を参照して、本実施形態のアンテナ装置５１について説明する。 (2) Antenna Device The antenna device 51 of this embodiment will be described with reference to FIGS.

（２−１）アンテナ装置の構成
図２から図４を参照して、本実施形態のアンテナ装置５１の構成の一例について説明する。図２は、本実施形態のアンテナ装置５１の構成の一例を示す斜視図及び断面図である。図３は、本実施形態のアンテナ装置５１の構成の一例を平面的に示す平面図である。図４は、本実施形態のアンテナ装置５１のサイズの一例を示す平面図である。 (2-1) Configuration of Antenna Device An example of the configuration of the antenna device 51 of the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a perspective view and a cross-sectional view showing an example of the configuration of the antenna device 51 of the present embodiment. FIG. 3 is a plan view illustrating an example of the configuration of the antenna device 51 of the present embodiment in a plan view. FIG. 4 is a plan view showing an example of the size of the antenna device 51 of the present embodiment.

図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、本実施形態のアンテナ装置５１は、第１アンテナ素子５１１と、第２アンテナ素子５１２と、マイクロストリップ線路５１３と、アンテナ結合用ＭＥＭＳ５１４とを備えている。尚、図２は、回路基板５のサイズが縦１１１．５ｍｍ×横５０ｍｍであり且つアンテナ装置５１のサイズが縦２０．６ｍｍ×横５０ｍｍ×奥行１０ｍｍである例を示している。   As shown in FIGS. 2A and 2B, the antenna device 51 of the present embodiment includes a first antenna element 511, a second antenna element 512, a microstrip line 513, an antenna coupling MEMS 514, and the like. It has. 2 shows an example in which the size of the circuit board 5 is 111.5 mm long × 50 mm wide, and the size of the antenna device 51 is 20.6 mm long × 50 mm wide × 10 mm deep.

第１アンテナ素子５１１は、「第１アンテナ素子部」の一具体例であって、例えば板状の導体板から構成される。従って、第１アンテナ素子５１１は、板状アンテナとして動作する。或いは、第１アンテナ素子５１１は、板状の導体板に加えて又は代えて、板状の導体板を実質的に形成する線状の導体の集合体から構成されてもよい。いずれにせよ、第１アンテナ素子５１１が板状アンテナとして動作するのであれば、第１アンテナ素子５１１の形状やサイズは任意でよい。   The first antenna element 511 is a specific example of a “first antenna element portion”, and is constituted by, for example, a plate-shaped conductor plate. Accordingly, the first antenna element 511 operates as a plate antenna. Alternatively, the first antenna element 511 may be composed of an assembly of linear conductors that substantially form a plate-like conductor plate in addition to or instead of the plate-like conductor plate. In any case, as long as the first antenna element 511 operates as a plate antenna, the shape and size of the first antenna element 511 may be arbitrary.

第１アンテナ素子５１１は、その長さ方向のサイズ（具体的には、回路基板５の表面に沿った方向のサイズ）を小さくするために、回路基板５の表面に突き出るように立体的に回路基板５上に形成されることが好ましい。具体的には、図３（ａ）に示す平面形状の第１アンテナ素子５１１を、図３（ａ）に示す一点鎖線で湾曲させる（或いは、折り曲げる）ことで、立体的な第１アンテナ素子５１１が回路基板５上に形成されることが好ましい。尚、図２（ａ）及び図２（ｂ）は、第１アンテナ素子５１１がコの字型の立体形状を有するように折り曲げられる例を示しているが、例えば第１アンテナ素子５１１がＬ字型又はその他の態様の立体形状を有するように折り曲げられてもよい。但し、第１アンテナ素子５１１は、回路基板５上に平面上に形成されてもよい。尚、図２（ｂ）に示すように、第１アンテナ素子５１１の立体化によって形成されたスペースには、ディスプレイ３等が収容されてもよい。   The first antenna element 511 has a three-dimensional circuit that protrudes from the surface of the circuit board 5 in order to reduce the size in the length direction (specifically, the size in the direction along the surface of the circuit board 5). It is preferably formed on the substrate 5. Specifically, the planar first antenna element 511 shown in FIG. 3A is curved (or bent) along the alternate long and short dash line shown in FIG. Is preferably formed on the circuit board 5. 2A and 2B show an example in which the first antenna element 511 is bent so as to have a U-shaped solid shape. For example, the first antenna element 511 is L-shaped. You may bend | fold so that it may have a solid shape of a type | mold or another aspect. However, the first antenna element 511 may be formed on the circuit board 5 on a plane. As shown in FIG. 2B, the display 3 or the like may be accommodated in the space formed by the three-dimensionalization of the first antenna element 511.

第１アンテナ素子５１１の一端には、マイクロストリップ線路５１３の一端が接続されている。マイクロストリップ線路５１３は、「給電部」の一具体例であって、不図示の給電源からマイクロストリップ線路５１３の他端に供給される電流を第１アンテナ素子５１１に対して供給する。尚、図２（ａ）では、マイクロストリップ線路５１３の形状がテーパ状になる例を示しているが、マイクロストリップ線路５１３の形状は任意の形状であってもよい。例えば、第１アンテナ素子５１１と第２アンテナ素子５１２との間で整合をとることができるのであれば、マイクロストリップ線路５１３の形状は任意の形状であってもよい。マイクロストップ線路５１３と並行する回路基板５上には、間に回路保護用の保護抵抗５１３１を介在させた状態で、回路基板５を貫通するスルーホール５１３２を介して回路基板５の裏面に形成されるグランド５１８と電気的に接続されるインダクタ素子５１３１が形成される（図３（ａ）及び図３（ｂ）参照）。インダクタ素子５１８は、アンテナ装置５１のマッチング用の素子であって、本実施形態では例えば７．５ｎＨのインダクタンスを有している。また、保護抵抗５１３１は、例えば１０ｋΩの抵抗値を有している。   One end of the microstrip line 513 is connected to one end of the first antenna element 511. The microstrip line 513 is a specific example of a “feeding unit”, and supplies a current supplied to the other end of the microstrip line 513 from a power supply (not shown) to the first antenna element 511. 2A illustrates an example in which the shape of the microstrip line 513 is tapered, the shape of the microstrip line 513 may be any shape. For example, the microstrip line 513 may have any shape as long as matching can be achieved between the first antenna element 511 and the second antenna element 512. On the circuit board 5 in parallel with the micro stop line 513, the circuit board 5 is formed on the back surface of the circuit board 5 through a through hole 5132 penetrating the circuit board 5 with a protection resistor 5131 for circuit protection interposed therebetween. An inductor element 5131 electrically connected to the ground 518 is formed (see FIGS. 3A and 3B). The inductor element 518 is an element for matching the antenna device 51, and has an inductance of, for example, 7.5 nH in this embodiment. The protective resistor 5131 has a resistance value of 10 kΩ, for example.

尚、グランド５１８は、回路基板５の裏面であって且つ演算処理回路５２が形成される側に形成される。図２（ｂ）は、グランド５１８のサイズが縦１００ｍｍ×横５０ｍｍである例を示している。   The ground 518 is formed on the back surface of the circuit board 5 and on the side where the arithmetic processing circuit 52 is formed. FIG. 2B shows an example in which the size of the ground 518 is 100 mm long × 50 mm wide.

第２アンテナ素子５１２は、「第２アンテナ素子部」の一具体例であって、例えば一部に切り欠きが形成されたループ状の（言い換えれば、環状）の導線から構成される。   The second antenna element 512 is a specific example of the “second antenna element portion”, and includes, for example, a loop-like (in other words, annular) conductor having a notch formed in part.

第２アンテナ素子５１２は、後述するアンテナ結合用ＭＥＭＳ５１４によって切り欠きの両端が電気的に接続されていない場合には、そのアンテナ長（つまり、マイクロストリップ線路５１３から供給される電流が流れる電気長）がλ／４となることが好ましい。尚、図２及び図３では、第２アンテナ素子５１２の占める面積を小さくするために、第２アンテナ素子５１２が、そのアンテナ素子の伸長方向に対して折り曲げられた構造を有している。但し、図２及び図３に示す第２アンテナ素子５１２の折り曲げ構造は一例であって、第２アンテナ素子５１２は、メアンダ構造を採用してもよい。   The second antenna element 512 has an antenna length (that is, an electrical length through which a current supplied from the microstrip line 513 flows) when both ends of the notch are not electrically connected by an antenna coupling MEMS 514 described later. Is preferably λ / 4. 2 and 3, in order to reduce the area occupied by the second antenna element 512, the second antenna element 512 has a structure bent with respect to the extending direction of the antenna element. However, the bent structure of the second antenna element 512 shown in FIGS. 2 and 3 is an example, and the second antenna element 512 may adopt a meander structure.

一方で、第２アンテナ素子５１２は、後述するアンテナ結合用ＭＥＭＳ５１４によって切り欠きの両端が電気的に接続されている場合には、そのアンテナ長が、第１アンテナ素子５１１のアンテナ長よりも長くなる形状を有していることが好ましい。或いは、第２アンテナ素子５１２は、当該第２アンテナ素子５１２を構成する導線が取り囲む部分の面積（つまり、第２アンテナ素子５１２そのものの面積と当該第２アンテナ素子５１２のループ内部の空隙の面積との和）が、第１アンテナ素子５１１の面積よりも大きくなる形状を有していることが好ましい。   On the other hand, the second antenna element 512 has an antenna length longer than the antenna length of the first antenna element 511 when both ends of the cutout are electrically connected by an antenna coupling MEMS 514 described later. It preferably has a shape. Alternatively, the second antenna element 512 has an area of a portion that is surrounded by a conductor constituting the second antenna element 512 (that is, an area of the second antenna element 512 itself and an area of a gap inside the loop of the second antenna element 512). Is preferably larger than the area of the first antenna element 511.

第２アンテナ素子５１２は、第１アンテナ素子５１１と同様に、その長さ方向のサイズ（具体的には、回路基板５の表面に沿った方向のサイズ）を小さくするために、回路基板５の表面に突き出るように立体的に回路基板５上に形成されることが好ましい。具体的には、図３（ａ）に示す平面形状の第２アンテナ素子５１２を、図３（ａ）に示す一点鎖線で湾曲させる（或いは、折り曲げる）ことで、立体的な第２アンテナ素子５１２が回路基板５上に形成されることが好ましい。尚、図２（ａ）及び図２（ｂ）は、第２アンテナ素子５１２がコの字型の立体形状を有するように折り曲げられる例を示しているが、例えば第２アンテナ素子５１２がＬ字型又はその他の態様の立体形状を有するように折り曲げられてもよい。但し、第２アンテナ素子５１２は、回路基板５上に平面上に形成されてもよい。尚、図２（ｂ）に示すように、第２アンテナ素子５１２の立体化によって形成されたスペースには、ディスプレイ３等が収容されてもよい。   Similarly to the first antenna element 511, the second antenna element 512 has a size in the length direction (specifically, a size in the direction along the surface of the circuit board 5). It is preferably formed on the circuit board 5 in a three-dimensional manner so as to protrude from the surface. Specifically, the planar second antenna element 512 shown in FIG. 3A is curved (or bent) along the alternate long and short dash line shown in FIG. Is preferably formed on the circuit board 5. 2A and 2B show an example in which the second antenna element 512 is bent so as to have a U-shaped three-dimensional shape. For example, the second antenna element 512 is L-shaped. You may bend | fold so that it may have a solid shape of a type | mold or another aspect. However, the second antenna element 512 may be formed on the circuit board 5 on a plane. As shown in FIG. 2B, the display 3 or the like may be accommodated in the space formed by the three-dimensionalization of the second antenna element 512.

第２アンテナ素子５１２は、アンテナ結合用ＭＥＭＳ５１４によって第１アンテナ素子５１１（或いは、第１アンテナ素子５１１と電気的に接続されているマイクロストリップ線路５１３）と電気的に接続される又は切り離される。より具体的には、第２アンテナ素子５１２の切り欠きの両端のうちの一方は、アンテナ結合用ＭＥＭＳ５１４によって第１アンテナ素子５１１（或いは、第１アンテナ素子５１１と電気的に接続されているマイクロストリップ線路５１３）と電気的に接続される又は切り離される。加えて、第２アンテナ素子５１２の切り欠きの両端は、アンテナ結合用ＭＥＭＳ５１４によって電気的に接続される又は切り離される。尚、アンテナ結合用ＭＥＭＳ５１４には、上述した接続及び切り離しを制御するためのＭＥＭＳ制御信号が、ＭＥＭＳ給電路５１５及び５１６を介して供給される。   The second antenna element 512 is electrically connected to or disconnected from the first antenna element 511 (or the microstrip line 513 electrically connected to the first antenna element 511) by the antenna coupling MEMS 514. More specifically, one of both ends of the cutout of the second antenna element 512 is a microstrip that is electrically connected to the first antenna element 511 (or the first antenna element 511) by the antenna coupling MEMS 514. Line 513) is electrically connected or disconnected. In addition, both ends of the notch of the second antenna element 512 are electrically connected or disconnected by the antenna coupling MEMS 514. Note that the MEMS control signal for controlling the connection and disconnection described above is supplied to the antenna coupling MEMS 514 via the MEMS power supply paths 515 and 516.

以下、アンテナ結合用ＭＥＭＳ５１４について、図３を参照して詳細に説明する。図３（ａ）に示すように、第１アンテナ素子５１１と第２アンテナ素子５１２とは、物理的に切り離されている（つまり、接続されていない）。アンテナ結合用ＭＥＭＳ５１４が備える導通用電極５１４１は、第１アンテナ素子５１１と第２アンテナ素子５１２との間の電気的な接続及び切り離しが可能に構成されている。具体的には、アンテナ結合用ＭＥＭＳ５１４が備える導通用電極５１４１は、第２アンテナ素子５１２の切り欠きの両端のうちの一方と第１アンテナ素子５１１との間の電気的な接続及び切り離しが可能に構成されている。より具体的には、ＭＥＭＳ給電路５１６にＭＥＭＳ制御信号が供給されると、図３（ａ）中点線で示されると共に回路基板５の上部（具体的には、図３（ａ）中手前側）に形成される導通用電極５１４１には静電力（或いは、電磁力等のその他の力）が作用する。その結果、導通用電極５１４１は、図３（ａ）中奥側に移動することで、導通用電極５１４２と共に、第２アンテナ素子５１２の切り欠きの両端のうちの一方と第１アンテナ素子５１１との間を電気的に接続する。結果、第２アンテナ素子５１２には、マイクロストリップ線路５１３を介して不図示の給電源から電流が供給される。従って、第２アンテナ素子５１２は、モノポールアンテナ（具体的には、λ／４モノポールアンテナ）として動作する。尚、第１アンテナ素子５１１と第２アンテナ素子５１２との間を電気的に切り離す場合には、逆の動作が行われる。   Hereinafter, the antenna coupling MEMS 514 will be described in detail with reference to FIG. As shown in FIG. 3A, the first antenna element 511 and the second antenna element 512 are physically separated (that is, not connected). The conducting electrode 5141 included in the antenna coupling MEMS 514 is configured to be capable of electrical connection and disconnection between the first antenna element 511 and the second antenna element 512. Specifically, the conductive electrode 5141 included in the antenna coupling MEMS 514 can electrically connect and disconnect between the first antenna element 511 and one of the two ends of the cutout of the second antenna element 512. It is configured. More specifically, when a MEMS control signal is supplied to the MEMS power supply path 516, it is indicated by a dotted line in FIG. 3A and the upper part of the circuit board 5 (specifically, the front side in FIG. 3A). The electrostatic force (or other force such as an electromagnetic force) acts on the conductive electrode 5141 formed in (). As a result, the conduction electrode 5141 moves to the back side in FIG. 3A, and together with the conduction electrode 5142, one of both ends of the notch of the second antenna element 512 and the first antenna element 511. Is electrically connected. As a result, current is supplied to the second antenna element 512 from a power supply (not shown) via the microstrip line 513. Therefore, the second antenna element 512 operates as a monopole antenna (specifically, a λ / 4 monopole antenna). Note that when the first antenna element 511 and the second antenna element 512 are electrically disconnected, the reverse operation is performed.

図３（ａ）に示すように、第２アンテナ素子５１２の切り欠きの両端は、物理的に切り離されている（つまり、接続されていない）。アンテナ結合用ＭＥＭＳ５１４が備える導通用電極５１４５は、第２アンテナ素子５１２の切り欠きの両端の間の電気的な接続及び切り離しが可能に構成されている。より具体的には、ＭＥＭＳ給電路５１５にＭＥＭＳ制御信号が供給されると、当該ＭＥＭＳ制御信号は、回路基板５を貫通するスルーホール５１４３及び５１４４、並びにスルーホール５１４３及び５１４４を回路基板５の裏面で電気的に接続する線路５１４９（図３（ｂ）参照）を介して伝搬する。その結果、図３（ａ）中点線で示されると共に回路基板５の上部（具体的には、図３（ａ）中手前側）に形成される導通用電極５１４５には静電力（或いは、電磁力等のその他の力）が作用する。その結果、導通用電極５１４５は、図３（ａ）中奥側に移動することで、導通用電極５１４２と共に、第２アンテナ素子５１２の切り欠きの両端の間を電気的に接続する。結果、第２アンテナ素子５１２の形状が、モノポール形状から閉ループ形状に変化する。従って、第２アンテナ素子５１２は、実質的には板状アンテナとして動作する。第２アンテナ素子５１２の切り欠きの両端の間を電気的に切り離す場合には、逆の動作が行われる。   As shown in FIG. 3A, both ends of the cutout of the second antenna element 512 are physically separated (that is, not connected). The conductive electrode 5145 included in the antenna coupling MEMS 514 is configured to be capable of electrical connection and disconnection between both ends of the cutout of the second antenna element 512. More specifically, when a MEMS control signal is supplied to the MEMS power supply path 515, the MEMS control signal passes through holes 5143 and 5144 that penetrate the circuit board 5, and through holes 5143 and 5144 through the back surface of the circuit board 5. It propagates via the line 5149 (refer FIG.3 (b)) electrically connected. As a result, the electrostatic force (or electromagnetic) is applied to the conductive electrode 5145 shown by the dotted line in FIG. 3A and formed on the upper portion of the circuit board 5 (specifically, the front side in FIG. 3A). Other forces such as force) act. As a result, the conducting electrode 5145 moves to the back side in FIG. 3A to electrically connect both ends of the notch of the second antenna element 512 together with the conducting electrode 5142. As a result, the shape of the second antenna element 512 changes from a monopole shape to a closed loop shape. Therefore, the second antenna element 512 substantially operates as a plate antenna. When electrically disconnecting both ends of the notch of the second antenna element 512, the reverse operation is performed.

尚、第２アンテナ素子５１２がモノポールアンテナ及び板状アンテナとして動作することができるのであれば、第２アンテナ素子５１２の形状やサイズは任意でよい。   Note that the shape and size of the second antenna element 512 may be arbitrary as long as the second antenna element 512 can operate as a monopole antenna and a plate antenna.

加えて、上述したアンテナ結合用ＭＥＭＳ５１４の構成は一例であって、この構成に限定されない。第１アンテナ素子５１１と第２アンテナ素子５１２との間の電気的な接続及び切り離し並びに第２アンテナ素子５１２の切り欠きの両端の電気的な接続及び切り離しの制御が可能であれば、アンテナ結合用ＭＥＭＳ５１４としてどのような構成を採用してもよい。或いは、アンテナ結合用ＭＥＭＳ５１４に代えて、第１アンテナ素子５１１と第２アンテナ素子５１２との間の電気的な接続及び切り離し並びに第２アンテナ素子５１２の切り欠きの両端の電気的な接続及び切り離しを制御する任意の機械的な、電気的な、磁気的な又はその他の態様の処理部を採用してもよい。   In addition, the configuration of the antenna coupling MEMS 514 described above is an example, and is not limited to this configuration. If it is possible to control electrical connection and disconnection between the first antenna element 511 and the second antenna element 512 and electrical connection and disconnection at both ends of the notch of the second antenna element 512, the antenna coupling is possible. Any configuration may be adopted as the MEMS 514. Alternatively, instead of the antenna coupling MEMS 514, electrical connection and disconnection between the first antenna element 511 and the second antenna element 512 and electrical connection and disconnection at both ends of the notch of the second antenna element 512 are performed. Any mechanical, electrical, magnetic or other manner of processing that is controlled may be employed.

尚、ＭＥＭＳ給電路５１５及びＭＥＭＳ給電路５１６の夫々の線路上には、回路保護用の保護抵抗５１７が形成されている。言い換えれば、ＭＥＭＳ給電路５１５及びＭＥＭＳ給電路５１６の夫々は、回路保護用の保護抵抗５１７によって分断されている。保護抵抗５１７の抵抗値は、例えば１０ｋΩであるが、その他の抵抗値を有していてもよい。   A protection resistor 517 for circuit protection is formed on each of the MEMS power supply path 515 and the MEMS power supply path 516. In other words, each of the MEMS power supply path 515 and the MEMS power supply path 516 is divided by the protective resistor 517 for circuit protection. The resistance value of the protective resistor 517 is, for example, 10 kΩ, but may have other resistance values.

また、導通用電極５１４２は、回路保護用の保護抵抗５１４７及び回路基板５を貫通するスルーホール５１４６を介してグランド５１８に電気的に接続されている。保護抵抗５１４７の抵抗値は、例えば１０ｋΩである。   The conductive electrode 5142 is electrically connected to the ground 518 through a protective resistor 5147 for circuit protection and a through hole 5146 that penetrates the circuit board 5. The resistance value of the protective resistor 5147 is, for example, 10 kΩ.

以上のような構成を有するアンテナ装置５１のサイズの一例が、図４に示される。   An example of the size of the antenna device 51 having the above configuration is shown in FIG.

（２−２）アンテナ装置の特性
図５から図１０を参照して、本実施形態のアンテナ装置５１の特性について説明する。図５は、本実施形態のアンテナ装置５１が備える第１アンテナ素子５１１が板状アンテナとして動作する場合の電流の流れを示す平面図及び第１アンテナ素子５１１が板状アンテナとして動作する場合のアンテナ装置５１のＳ１１特性を示すグラフである。図６は、本実施形態のアンテナ装置５１が備える第２アンテナ素子５１２がモノポールアンテナとして動作する場合の電流の流れを示す平面図及び第２アンテナ素子５１２がモノポールアンテナとして動作する場合のアンテナ装置５１のＳ１１特性を示すグラフである。図７は、本実施形態のアンテナ装置５１が備える第２アンテナ素子５１２が板状アンテナとして動作する場合の電流の流れを示す平面図及び第２アンテナ素子５１２が板状アンテナとして動作する場合のアンテナ装置５１のＳ１１特性を示すグラフである。図８は、本実施形態のアンテナ装置５１のアンテナ効率を示すグラフである。図９は、本実施形態のアンテナ装置５１の動作利得を示すグラフである。 (2-2) Characteristics of Antenna Device With reference to FIGS. 5 to 10, the characteristics of the antenna device 51 of the present embodiment will be described. FIG. 5 is a plan view showing a current flow when the first antenna element 511 included in the antenna device 51 of the present embodiment operates as a plate antenna, and the antenna when the first antenna element 511 operates as a plate antenna. 4 is a graph showing S11 characteristics of the device 51. FIG. 6 is a plan view showing a current flow when the second antenna element 512 included in the antenna device 51 of the present embodiment operates as a monopole antenna, and an antenna when the second antenna element 512 operates as a monopole antenna. 4 is a graph showing S11 characteristics of the device 51. FIG. 7 is a plan view showing a current flow when the second antenna element 512 included in the antenna device 51 of the present embodiment operates as a plate antenna, and an antenna when the second antenna element 512 operates as a plate antenna. 4 is a graph showing S11 characteristics of the device 51. FIG. 8 is a graph showing the antenna efficiency of the antenna device 51 of the present embodiment. FIG. 9 is a graph showing the operating gain of the antenna device 51 of the present embodiment.

図５（ａ）に示すように、アンテナ結合用ＭＥＭＳ５１４によって第１アンテナ素子５１１と第２アンテナ素子５１２とが電気的に切り離され且つ第２アンテナ素子５１２の切り欠きの両端が電気的に切り離されている場合について説明する。この場合には、図５（ａ）中の矢印で示すように、マイクロストリップ線路５１３から供給される電流は、第１アンテナ素子５１１に流れる。つまり、マイクロストリップ線路５１３から供給される電流は、第２アンテナ素子５１２に流れない。従って、第１アンテナ素子５１１が板状アンテナとして動作すると共に、第２アンテナ素子５１２はアンテナとしては動作しない。このため、アンテナ装置５１全体としては、板状アンテナとして動作する。   As shown in FIG. 5A, the first antenna element 511 and the second antenna element 512 are electrically separated by the antenna coupling MEMS 514, and both ends of the notch of the second antenna element 512 are electrically separated. The case will be described. In this case, the current supplied from the microstrip line 513 flows to the first antenna element 511 as indicated by the arrow in FIG. That is, the current supplied from the microstrip line 513 does not flow through the second antenna element 512. Accordingly, the first antenna element 511 operates as a plate antenna, and the second antenna element 512 does not operate as an antenna. For this reason, the antenna device 51 as a whole operates as a plate antenna.

図５（ｂ）に示すように、アンテナ装置５１が板状アンテナとして動作する（具体的には、第１アンテナ素子５１１が板状アンテナとして動作する）場合のアンテナ装置５１のＳ１１特性は、１．４ＧＨｚ以上且つ５．５ＧＨｚ以下の範囲で良好な値（例えば、−６ｄＢ以下の値）をとる。従って、１．４ＧＨｚ以上且つ５．５ＧＨｚ以下範囲の周波数を使用して無線信号を好適に送信又は受信したい場合には、図５（ａ）に示す状態の板状アンテナとして動作するアンテナ装置５１を用いることが好ましい。言い換えれば、アンテナ結合用ＭＥＭＳ５１４によって第１アンテナ素子５１１と第２アンテナ素子５１２とが電気的に切り離され且つ第２アンテナ素子５１２が備える切り欠きの両端が電気的に切り離されている場合には、１．４ＧＨｚ以上且つ５．５ＧＨｚ以下の範囲の周波数を使用して無線信号を好適に送信又は受信することができる。   As shown in FIG. 5B, the S11 characteristic of the antenna device 51 when the antenna device 51 operates as a plate antenna (specifically, the first antenna element 511 operates as a plate antenna) is 1 Good values (for example, values of −6 dB or less) are obtained in the range of 4 GHz or more and 5.5 GHz or less. Therefore, when it is desired to suitably transmit or receive a radio signal using a frequency in the range of 1.4 GHz or more and 5.5 GHz or less, the antenna device 51 that operates as a plate antenna in the state shown in FIG. It is preferable to use it. In other words, when the first antenna element 511 and the second antenna element 512 are electrically separated by the antenna coupling MEMS 514 and both ends of the notch included in the second antenna element 512 are electrically separated, A radio signal can be suitably transmitted or received using a frequency in a range of 1.4 GHz or more and 5.5 GHz or less.

加えて、図８（ａ）に示すように、第１アンテナ素子５１１が板状アンテナとして動作する場合のアンテナ装置５１のアンテナ効率は、１．４ＧＨｚ以上且つ５．５ＧＨｚ以下の範囲で良好な値（例えば、６０％以上の値）をとる。更に、図９（ａ）に示すように、アンテナ装置５１が板状アンテナとして動作する（具体的には、第１アンテナ素子５１１が板状アンテナとして動作する）場合のアンテナ装置５１の動作利得は、１．４ＧＨｚ以上且つ５．５ＧＨｚ以下の範囲で良好な値（例えば、０ｄＢｉないしは２ｄＢｉ以上の値）をとる。従って、アンテナ効率及び動作利得という観点から見ても、第１アンテナ素子５１１が板状アンテナとして動作する場合には、１．４ＧＨｚ以上且つ５．５ＧＨｚ以下の範囲の周波数を使用して無線信号を好適に送信又は受信することができることが分かる。   In addition, as shown in FIG. 8A, the antenna efficiency of the antenna device 51 when the first antenna element 511 operates as a plate antenna is a good value in the range of 1.4 GHz or more and 5.5 GHz or less. (For example, a value of 60% or more). Furthermore, as shown in FIG. 9A, the operating gain of the antenna device 51 when the antenna device 51 operates as a plate antenna (specifically, the first antenna element 511 operates as a plate antenna) is A good value (for example, a value of 0 dBi or 2 dBi or more) is obtained in the range of 1.4 GHz or more and 5.5 GHz or less. Therefore, also from the viewpoint of antenna efficiency and operating gain, when the first antenna element 511 operates as a plate antenna, a radio signal is transmitted using a frequency in the range of 1.4 GHz to 5.5 GHz. It can be seen that transmission or reception can be suitably performed.

図６（ａ）に示すように、アンテナ結合用ＭＥＭＳ５１４によって第１アンテナ素子５１１と第２アンテナ素子５１２とが電気的に接続され且つ第２アンテナ素子５１２の切り欠きの両端が電気的に切り離されている場合について説明する。この場合には、図６（ａ）中の矢印で示すように、マイクロストリップ線路５１３から供給される電流は、第２アンテナ素子５１２に流れる。第２アンテナ素子５１２の切り欠きの両端が電気的に切り離されているため、第２アンテナ素子５１２はモノポールアンテナとして動作する。このため、アンテナ装置５１全体としては、モノポールアンテナとして動作する。   As shown in FIG. 6A, the first antenna element 511 and the second antenna element 512 are electrically connected by the antenna coupling MEMS 514, and both ends of the notch of the second antenna element 512 are electrically disconnected. The case will be described. In this case, the current supplied from the microstrip line 513 flows to the second antenna element 512 as indicated by the arrow in FIG. Since both ends of the cutout of the second antenna element 512 are electrically separated, the second antenna element 512 operates as a monopole antenna. For this reason, the antenna device 51 as a whole operates as a monopole antenna.

尚、アンテナ結合用ＭＥＭＳ５１４によって第１アンテナ素子５１１と第２アンテナ素子５１２とが電気的に接続されている場合（つまり、アンテナ装置５１が図６（ａ）に示す状態で動作する場合）には、マイクロストリップ線路５１３から供給される電流は、第１アンテナ素子５１１に流れていてもよいし、流れていなくともよい。このため、アンテナ結合用ＭＥＭＳ５１４は、第１アンテナ素子５１１とマイクロストリップ線路５１３との間の電気的な接続及び切り離しを行ってもよい。   When the first antenna element 511 and the second antenna element 512 are electrically connected by the antenna coupling MEMS 514 (that is, when the antenna device 51 operates in the state shown in FIG. 6A). The current supplied from the microstrip line 513 may or may not flow through the first antenna element 511. For this reason, the antenna coupling MEMS 514 may perform electrical connection and disconnection between the first antenna element 511 and the microstrip line 513.

図６（ｂ）に示すように、アンテナ装置５１がモノポールアンテナとして動作する（具体的には、第２アンテナ素子５１２がモノポールアンテナとして動作する）場合のアンテナ装置５１のＳ１１特性は、少なくとも７００ＭＨｚ以上且つ７５０ＭＨｚ以下の範囲及び１．２ＧＨｚ以上且つ１．４ＧＨｚ以下の範囲で良好な値（例えば、−６ｄＢ以下の値）をとる。従って、少なくとも７００ＭＨｚ以上且つ７５０ＭＨｚ以下の範囲及び１．２ＧＨｚ以上且つ１．４ＧＨｚ以下の範囲の周波数を使用して無線信号を好適に送信又は受信したい場合には、図６（ａ）に示す状態のモノポールアンテナとして動作するアンテナ装置５１を用いることが好ましい。言い換えれば、アンテナ結合用ＭＥＭＳ５１４によって第１アンテナ素子５１１と第２アンテナ素子５１２とが電気的に接続され且つ第２アンテナ素子５１２の切り欠きの両端が電気的に切り離されている場合には、少なくとも７００ＭＨｚ以上且つ７５０ＭＨｚ以下の範囲及び１．２ＧＨｚ以上且つ１．４ＧＨｚ以下の範囲の周波数を使用して無線信号を好適に送信又は受信することができる。   As shown in FIG. 6B, the S11 characteristic of the antenna device 51 when the antenna device 51 operates as a monopole antenna (specifically, the second antenna element 512 operates as a monopole antenna) is at least Good values (for example, values of −6 dB or less) are obtained in the range of 700 MHz to 750 MHz and 1.2 GHz to 1.4 GHz. Therefore, when it is desired to transmit or receive a radio signal suitably using a frequency of at least 700 MHz and 750 MHz and a frequency of 1.2 GHz and 1.4 GHz, the state shown in FIG. It is preferable to use an antenna device 51 that operates as a monopole antenna. In other words, when the first antenna element 511 and the second antenna element 512 are electrically connected by the antenna coupling MEMS 514 and both ends of the cutout of the second antenna element 512 are electrically disconnected, at least Wireless signals can be suitably transmitted or received using frequencies in the range of 700 MHz to 750 MHz and frequencies in the range of 1.2 GHz to 1.4 GHz.

加えて、図８（ｂ）に示すように、第２アンテナ素子５１２がモノポールアンテナとして動作する場合のアンテナ装置５１のアンテナ効率は、少なくとも７００ＭＨｚ以上且つ７５０ＭＨｚ以下の範囲及び１．２ＧＨｚ以上且つ１．４ＧＨｚ以下の範囲で良好な値（例えば、６０％以上の値）をとる。更に、図９（ｂ）に示すように、アンテナ装置５１がモノポールアンテナとして動作する（具体的には、第２アンテナ素子５１２がモノポールアンテナとして動作する）場合のアンテナ装置５１の動作利得は、少なくとも７３０ＭＨｚ以上且つ７５０ＭＨｚ以下の範囲及び１．２ＧＨｚ以上且つ１．４ＧＨｚ以下の範囲で良好な値（例えば、０ｄＢｉ以上の値）をとる。従って、アンテナ効率及び動作利得という観点から見ても、第２アンテナ素子５１２がモノポールアンテナとして動作する場合には、少なくとも７００ＭＨｚ以上且つ１．２ＧＨｚ以下の範囲及び５．５ＧＨｚ以上の範囲の周波数を使用して無線信号を好適に送信又は受信することができることが分かる。   In addition, as shown in FIG. 8B, the antenna efficiency of the antenna device 51 when the second antenna element 512 operates as a monopole antenna is at least in the range of 700 MHz to 750 MHz and 1.2 GHz to 1 A good value (for example, a value of 60% or more) is obtained in a range of 4 GHz or less. Further, as shown in FIG. 9B, the operating gain of the antenna device 51 when the antenna device 51 operates as a monopole antenna (specifically, the second antenna element 512 operates as a monopole antenna) is Good values (for example, values of 0 dBi or more) are obtained at least in the range of 730 MHz to 750 MHz and in the range of 1.2 GHz to 1.4 GHz. Therefore, also from the viewpoint of antenna efficiency and operating gain, when the second antenna element 512 operates as a monopole antenna, a frequency in the range of at least 700 MHz and 1.2 GHz and in the range of 5.5 GHz and above is set. It can be seen that a radio signal can be suitably used to transmit or receive.

図７（ａ）に示すように、アンテナ結合用ＭＥＭＳ５１４によって第１アンテナ素子５１１と第２アンテナ素子５１２とが電気的に接続され且つ第２アンテナ素子５１２の切り欠きの両端が電気的に接続されている場合について説明する。この場合には、図７（ａ）中の矢印で示すように、マイクロストリップ線路５１３から供給される電流は、第２アンテナ素子５１２に流れる。第２アンテナ素子５１２の切り欠きの両端が電気的に接続されているため、第２アンテナ素子５１２は実質的には板状アンテナ（言い換えれば、近似的な板状アンテナ）として動作する。このため、アンテナ装置５１全体としては、板状アンテナとして動作する。   As shown in FIG. 7A, the first antenna element 511 and the second antenna element 512 are electrically connected by the antenna coupling MEMS 514, and both ends of the notch of the second antenna element 512 are electrically connected. The case will be described. In this case, the current supplied from the microstrip line 513 flows to the second antenna element 512 as indicated by the arrow in FIG. Since both ends of the cutout of the second antenna element 512 are electrically connected, the second antenna element 512 substantially operates as a plate antenna (in other words, an approximate plate antenna). For this reason, the antenna device 51 as a whole operates as a plate antenna.

尚、アンテナ結合用ＭＥＭＳ５１４によって第１アンテナ素子５１１と第２アンテナ素子５１２とが電気的に接続されている場合（つまり、アンテナ装置５１が図７（ａ）に示す状態で動作する場合）には、マイクロストリップ線路５１３から供給される電流は、第１アンテナ素子５１１に流れていてもよいし、流れていなくともよい。このため、アンテナ結合用ＭＥＭＳ５１４は、第１アンテナ素子５１１とマイクロストリップ線路５１３との間の電気的な接続及び切り離しを行ってもよい。   When the first antenna element 511 and the second antenna element 512 are electrically connected by the antenna coupling MEMS 514 (that is, when the antenna device 51 operates in the state shown in FIG. 7A). The current supplied from the microstrip line 513 may or may not flow through the first antenna element 511. For this reason, the antenna coupling MEMS 514 may perform electrical connection and disconnection between the first antenna element 511 and the microstrip line 513.

上述したように、第２アンテナ素子５１２のアンテナ長は、第１アンテナ素子５１１のアンテナ長よりも長い。このため、第２アンテナ素子５１２が板状アンテナとして動作する場合には、第１アンテナ素子５１１が板状アンテナとして動作する場合と比較して、低域側での好適な動作が可能になる。具体的には、図７（ｂ）に示すように、アンテナ装置５１が板状アンテナとして動作する（具体的には、第２アンテナ素子５１２が板状アンテナとして動作する）場合のアンテナ装置５１のＳ１１特性は、少なくとも７３０ＭＨｚ以上且つ１．２ＧＨｚ以下の範囲及び５．５ＧＨｚ以上の範囲で良好な値（例えば、−６ｄＢ以下の値）をとる。従って、少なくとも７３０ＭＨｚ以上且つ１．２ＧＨｚ以下の範囲及び５．５ＧＨｚ以上の範囲の周波数を使用して無線信号を好適に送信又は受信したい場合には、図７（ａ）に示す状態の板状アンテナとして動作するアンテナ装置５１を用いることが好ましい。言い換えれば、アンテナ結合用ＭＥＭＳ５１４によって第１アンテナ素子５１１と第２アンテナ素子５１２とが電気的に接続され且つ第２アンテナ素子５１２が備える切り欠きの両端が電気的に接続されている場合には、少なくとも７３０ＭＨｚ以上且つ１．２ＧＨｚ以下の範囲及び５．５ＧＨｚ以上の範囲の周波数を使用して無線信号を好適に送信又は受信することができる。   As described above, the antenna length of the second antenna element 512 is longer than the antenna length of the first antenna element 511. For this reason, when the 2nd antenna element 512 operate | moves as a plate-shaped antenna, compared with the case where the 1st antenna element 511 operate | moves as a plate-shaped antenna, the suitable operation | movement by the low frequency side is attained. Specifically, as shown in FIG. 7B, the antenna device 51 when the antenna device 51 operates as a plate antenna (specifically, the second antenna element 512 operates as a plate antenna). The S11 characteristic takes a good value (for example, a value of -6 dB or less) at least in the range of 730 MHz or more and 1.2 GHz or less and in the range of 5.5 GHz or more. Accordingly, when it is desired to transmit or receive a radio signal suitably using a frequency of at least 730 MHz or more and 1.2 GHz or less and a frequency of 5.5 GHz or more, a plate-like antenna in the state shown in FIG. It is preferable to use the antenna device 51 that operates as: In other words, when the first antenna element 511 and the second antenna element 512 are electrically connected by the antenna coupling MEMS 514 and both ends of the notch included in the second antenna element 512 are electrically connected, A radio signal can be suitably transmitted or received using a frequency of at least 730 MHz or more and 1.2 GHz or less and a frequency of 5.5 GHz or more.

加えて、図８（ｃ）に示すように、第２アンテナ素子５１２が板状アンテナとして動作する場合のアンテナ装置５１のアンテナ効率は、少なくとも７３０ＭＨｚ以上且つ１．２ＧＨｚ以下の範囲及び５．５ＧＨｚ以上の範囲で良好な値（例えば、６０％以上の値）をとる。更に、図９（ｃ）に示すように、第２アンテナ素子５１２が板状アンテナとして動作する場合のアンテナ装置５１の動作利得は、少なくとも７３０ＭＨｚ以上且つ１．２ＧＨｚ以下の範囲及び５．５ＧＨｚ以上の範囲で良好な値（例えば、０ｄＢｉ以上の値）をとる。従って、アンテナ効率及び動作利得という観点から見ても、第２アンテナ素子５１２が板状アンテナとして動作する場合には、少なくとも７３０ＭＨｚ以上且つ１．２ＧＨｚ以下の範囲及び５．５ＧＨｚ以上の範囲の周波数を使用して無線信号を好適に送信又は受信することができる。   In addition, as shown in FIG. 8C, the antenna efficiency of the antenna device 51 when the second antenna element 512 operates as a plate-like antenna is at least in the range of 730 MHz to 1.2 GHz and 5.5 GHz or more. In this range, a good value (for example, a value of 60% or more) is taken. Furthermore, as shown in FIG. 9C, the operating gain of the antenna device 51 when the second antenna element 512 operates as a plate antenna is at least in the range of 730 MHz to 1.2 GHz and 5.5 GHz or more. A good value in the range (for example, a value of 0 dBi or more) is taken. Therefore, also from the viewpoint of antenna efficiency and operation gain, when the second antenna element 512 operates as a plate antenna, a frequency in the range of at least 730 MHz and 1.2 GHz and a frequency of 5.5 GHz and higher is set. It can be used to transmit or receive radio signals.

以上説明したように、本実施形態のアンテナ装置５１によれば、第１アンテナ素子５１１及び第２アンテナ素子５１２を用いて、アンテナ装置５１の動作モードを切り替えることができる。具体的には、アンテナ装置５１の動作モードを、板状アンテナとして動作する動作モード、モノポールアンテナとして動作する動作モード及び低域での好適な動作が可能な板状アンテナとして動作する動作モードのいずれかに切り替えることができる。これにより、本実施形態のアンテナ装置５１は、７００ＭＨｚから６．０ＧＨｚの周波数帯域に含まれるいずれの周波数を使用する場合であっても、無線信号の送信及び受信を好適に行うことができる。従って、アンテナ装置５１の広帯域化を図りつつも小型化を図ることができる。   As described above, according to the antenna device 51 of the present embodiment, the operation mode of the antenna device 51 can be switched using the first antenna element 511 and the second antenna element 512. Specifically, the operation mode of the antenna device 51 includes an operation mode that operates as a plate antenna, an operation mode that operates as a monopole antenna, and an operation mode that operates as a plate antenna capable of suitable operation in a low frequency range. You can switch to either. As a result, the antenna device 51 of the present embodiment can suitably perform transmission and reception of a radio signal even when using any frequency included in the frequency band from 700 MHz to 6.0 GHz. Therefore, it is possible to reduce the size of the antenna device 51 while increasing the bandwidth.

加えて、本実施形態のアンテナ装置５１によれば、２つのアンテナ素子（つまり、第１アンテナ素子５１１及び第２アンテナ素子５１２）によって、３つの動作モード（つまり、図５（ａ）に示す板状アンテナとして動作する動作モード、図６（ａ）に示すモノポールアンテナとして動作する動作モード、図７（ａ）に示す板状アンテナとして動作する動作モード）を実現することができる。従って、各動作モードを個別のアンテナ素子で実現する場合（つまり、３つの動作モードを３つのアンテナ素子で実現する場合）と比較して、アンテナ素子の数を減らすことができる。従って、アンテナ装置５１の小型化を図ることができる。   In addition, according to the antenna device 51 of the present embodiment, the three antenna modes (that is, the first antenna element 511 and the second antenna element 512) are used to generate three operation modes (that is, the plate shown in FIG. 5A). An operation mode that operates as a rectangular antenna, an operation mode that operates as a monopole antenna shown in FIG. 6A, and an operation mode that operates as a plate antenna shown in FIG. 7A can be realized. Therefore, the number of antenna elements can be reduced as compared with the case where each operation mode is realized by individual antenna elements (that is, when the three operation modes are realized by three antenna elements). Therefore, the antenna device 51 can be downsized.

加えて、本実施形態のアンテナ装置５１によれば、第１アンテナ素子５１１及び第２アンテナ素子５１２の夫々を立体的に折り曲げている。このため、アンテナ装置５１の更なる小型化を図ることができる。   In addition, according to the antenna device 51 of the present embodiment, each of the first antenna element 511 and the second antenna element 512 is bent three-dimensionally. For this reason, the antenna device 51 can be further reduced in size.

尚、上述した例では、７００ＭＨｚから６．０ＧＨｚの周波数帯に着目して説明を進めている。しかしながら、他の周波数帯に対して上述したアンテナ装置５１の構成を適用してもよい。   In the above-described example, the description is advanced focusing on the frequency band from 700 MHz to 6.0 GHz. However, the configuration of the antenna device 51 described above may be applied to other frequency bands.

以上説明した実施形態に関して、更に以下の付記を開示する。   Regarding the embodiment described above, the following additional notes are disclosed.

（付記１）
第１板状アンテナとして動作する第１アンテナ素子部と、
モノポールアンテナ及び前記第１板状アンテナよりもアンテナ長が長い第２板状アンテナとして動作する第２アンテナ素子部と
を備えることを特徴とするアンテナ装置。 (Appendix 1)
A first antenna element unit operating as a first plate antenna;
An antenna device comprising: a monopole antenna; and a second antenna element unit that operates as a second plate antenna having an antenna length longer than that of the first plate antenna.

（付記２）
前記第１アンテナ素子部は、板状の形状を有するアンテナ素子を含んでおり、
前記第２アンテナ素子部は、一部に切り欠きが形成されたループ状の形状を有するアンテナ素子を含んでいることを特徴とする付記１に記載のアンテナ装置。 (Appendix 2)
The first antenna element portion includes an antenna element having a plate shape,
The antenna device according to appendix 1, wherein the second antenna element portion includes an antenna element having a loop shape in which a notch is partially formed.

（付記３）
前記第１アンテナ素子部に対する給電を行う給電部と、
前記第２アンテナ素子部と前記給電部とを電気的に接続する第１スイッチと、
前記切り欠きの両端部を電気的に接続する第２スイッチと
を更に備え、
前記第１スイッチにより前記第２アンテナ素子部と前記給電部とが電気的に接続され且つ前記第２スイッチにより前記切り欠きの両端部が電気的に接続されていない場合に、前記第２アンテナ素子部は、前記モノポールアンテナとして動作し、
前記第１スイッチにより前記第２アンテナ素子部と前記給電部とが電気的に接続され且つ前記第２スイッチにより前記切り欠きの両端部が電気的に接続されている場合に、前記第２アンテナ素子部は、前記第２板状アンテナとして動作することを特徴とする付記１又は２に記載のアンテナ装置。 (Appendix 3)
A power feeding unit that feeds power to the first antenna element unit;
A first switch that electrically connects the second antenna element unit and the power feeding unit;
A second switch for electrically connecting both ends of the notch,
The second antenna element when the second antenna element part and the power feeding part are electrically connected by the first switch and both ends of the notch are not electrically connected by the second switch. The part operates as the monopole antenna,
The second antenna element when the second antenna element part and the power feeding part are electrically connected by the first switch and both ends of the notch are electrically connected by the second switch. The antenna device according to appendix 1 or 2, wherein the unit operates as the second plate antenna.

（付記４）
前記第１スイッチは、前記第２アンテナ素子部のうち前記切り欠きの一端と前記給電部とを電気的に接続することを特徴とする付記３に記載のアンテナ装置。 (Appendix 4)
The antenna device according to appendix 3, wherein the first switch electrically connects one end of the notch of the second antenna element portion and the power feeding portion.

（付記５）
前記第１アンテナ素子部及び前記第２アンテナ素子部の夫々が形成される基板部を更に備えており、
前記第１アンテナ素子部及び前記第２アンテナ素子部の少なくとも一方は、一又は複数の屈折部を有することで前記基板部上に立体的に形成されていることを特徴とする付記１から４のいずれか一項に記載のアンテナ装置。 (Appendix 5)
A substrate portion on which each of the first antenna element portion and the second antenna element portion is formed;
Additional remarks 1 to 4, wherein at least one of the first antenna element part and the second antenna element part is three-dimensionally formed on the substrate part by having one or a plurality of refracting parts. The antenna apparatus as described in any one.

（付記６）
第１板状アンテナとして動作する第１動作モードと、
モノポールアンテナとして動作する第２動作モードと、
前記第１板状アンテナよりもアンテナ長が長い第２板状アンテナとして動作する第３動作モードと
を切り替えながら動作することを特徴とするアンテナ装置。 (Appendix 6)
A first operation mode that operates as a first plate antenna;
A second mode of operation that operates as a monopole antenna;
An antenna device that operates while switching between a third operation mode that operates as a second plate antenna having an antenna length longer than that of the first plate antenna.

（付記７）
前記第１動作モードで動作する第１アンテナ素子部と、
前記第２動作モード及び前記第３動作モードで動作する第２アンテナ素子部と
を備えることを特徴とする付記６に記載のアンテナ装置。 (Appendix 7)
A first antenna element unit operating in the first operation mode;
The antenna apparatus according to appendix 6, further comprising: a second antenna element unit that operates in the second operation mode and the third operation mode.

（付記８）
前記第１アンテナ素子部は、板状の形状を有するアンテナ素子を含んでおり、
前記第２アンテナ素子部は、一部に切り欠きが形成されたループ状の形状を有するアンテナ素子を含んでいることを特徴とする付記７に記載のアンテナ装置。 (Appendix 8)
The first antenna element portion includes an antenna element having a plate shape,
The antenna device according to appendix 7, wherein the second antenna element portion includes an antenna element having a loop shape in which a notch is partially formed.

（付記９）
前記第１アンテナ素子部に対する給電を行う給電部と、
前記第２アンテナ素子部と前記給電部とを電気的に接続する第１スイッチと、
前記切り欠きの両端部を電気的に接続する第２スイッチと
を更に備え、
前記第１スイッチにより前記第２アンテナ素子部と前記給電部とが電気的に接続され且つ前記第２スイッチにより前記切り欠きの両端部が電気的に接続されていない場合に、前記第２アンテナ素子部は、前記第２動作モードで動作し、
前記第１スイッチにより前記第２アンテナ素子部と前記給電部とが電気的に接続され且つ前記第２スイッチにより前記切り欠きの両端部が電気的に接続されている場合に、前記第２アンテナ素子部は、前記第３動作モードで動作することを特徴とする付記７又は８に記載のアンテナ装置。 (Appendix 9)
A power feeding unit that feeds power to the first antenna element unit;
A first switch that electrically connects the second antenna element unit and the power feeding unit;
A second switch for electrically connecting both ends of the notch,
The second antenna element when the second antenna element part and the power feeding part are electrically connected by the first switch and both ends of the notch are not electrically connected by the second switch. Part operates in the second operation mode,
The second antenna element when the second antenna element part and the power feeding part are electrically connected by the first switch and both ends of the notch are electrically connected by the second switch. The antenna device according to appendix 7 or 8, wherein the unit operates in the third operation mode.

（付記１０）
前記第１スイッチは、前記第２アンテナ素子部のうち前記切り欠きの一端と前記給電部とを電気的に接続することを特徴とする付記９に記載のアンテナ装置。 (Appendix 10)
The antenna device according to appendix 9, wherein the first switch electrically connects one end of the notch of the second antenna element unit and the power feeding unit.

（付記１１）
前記第１アンテナ素子部及び前記第２アンテナ素子部の夫々が形成される基板部を更に備えており、
前記第１アンテナ素子部及び前記第２アンテナ素子部の少なくとも一方は、一又は複数の屈折部を有することで前記基板部上に立体的に形成されていることを特徴とする付記７から１０のいずれか一項に記載のアンテナ装置。 (Appendix 11)
A substrate portion on which each of the first antenna element portion and the second antenna element portion is formed;
Additional notes 7 to 10, wherein at least one of the first antenna element part and the second antenna element part is three-dimensionally formed on the substrate part by including one or a plurality of refracting parts. The antenna apparatus as described in any one.

（付記１２）
付記１から１１のいずれか一項に記載のアンテナ装置を備えることを特徴とする無線端末。 (Appendix 12)
A wireless terminal comprising the antenna device according to any one of appendices 1 to 11.

本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うアンテナ装置及び無線端末もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately changed without departing from the spirit or concept of the invention that can be read from the claims and the entire specification. Terminals are also included in the technical scope of the present invention.

１ 無線端末
５ 回路基板
５１ アンテナ装置
５１１ 第１アンテナ素子
５１２ 第２アンテナ素子
５１４ アンテナ結合用ＭＥＭＳ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Wireless terminal 5 Circuit board 51 Antenna apparatus 511 1st antenna element 512 2nd antenna element 514 Antenna coupling | bonding MEMS

Claims (5)

第１板状アンテナとして動作する第１アンテナ素子部と、
モノポールアンテナ及び前記第１板状アンテナよりもアンテナ長が長い第２板状アンテナとして動作する第２アンテナ素子部と
を備えることを特徴とするアンテナ装置。 A first antenna element unit operating as a first plate antenna;
An antenna device comprising: a monopole antenna; and a second antenna element unit that operates as a second plate antenna having an antenna length longer than that of the first plate antenna. 前記第１アンテナ素子部は、板状の形状を有するアンテナ素子を含んでおり、
前記第２アンテナ素子部は、一部に切り欠きが形成されたループ状の形状を有するアンテナ素子を含んでいることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。 The first antenna element portion includes an antenna element having a plate shape,
The antenna device according to claim 1, wherein the second antenna element portion includes an antenna element having a loop shape in which a notch is partially formed. 前記第１アンテナ素子部に対する給電を行う給電部と、
前記第２アンテナ素子部と前記給電部とを電気的に接続する第１スイッチと、
前記切り欠きの両端部を電気的に接続する第２スイッチと
を更に備え、
前記第１スイッチにより前記第２アンテナ素子部と前記給電部とが電気的に接続され且つ前記第２スイッチにより前記切り欠きの両端部が電気的に接続されていない場合に、前記第２アンテナ素子部は、前記モノポールアンテナとして動作し、
前記第１スイッチにより前記第２アンテナ素子部と前記給電部とが電気的に接続され且つ前記第２スイッチにより前記切り欠きの両端部が電気的に接続されている場合に、前記第２アンテナ素子部は、前記第２板状アンテナとして動作することを特徴とする請求項１又は２に記載のアンテナ装置。 A power feeding unit that feeds power to the first antenna element unit;
A first switch that electrically connects the second antenna element unit and the power feeding unit;
A second switch for electrically connecting both ends of the notch,
The second antenna element when the second antenna element part and the power feeding part are electrically connected by the first switch and both ends of the notch are not electrically connected by the second switch. The part operates as the monopole antenna,
The second antenna element when the second antenna element part and the power feeding part are electrically connected by the first switch and both ends of the notch are electrically connected by the second switch. 3. The antenna device according to claim 1, wherein the unit operates as the second plate antenna. 前記第１アンテナ素子部及び前記第２アンテナ素子部の夫々が形成される基板部を更に備えており、
前記第１アンテナ素子部及び前記第２アンテナ素子部の少なくとも一方は、一又は複数の屈折部を有することで前記基板部上に立体的に形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のアンテナ装置。 A substrate portion on which each of the first antenna element portion and the second antenna element portion is formed;
4. At least one of the first antenna element part and the second antenna element part is formed three-dimensionally on the substrate part by having one or a plurality of refracting parts. The antenna device according to any one of the above. 請求項１から４のいずれか一項に記載のアンテナ装置を備えることを特徴とする無線端末。   A wireless terminal comprising the antenna device according to claim 1.
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