JP2012213231A - アンテナ装置とこのアンテナ装置を備えた電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の直列共振帯域間で並列共振が発生しないようにして共振帯域のさらなる広帯域化を可能にする。
【解決手段】実施形態に係るアンテナ装置は、一端が給電端子に接続されると共に他端が第１の接地端子に接続されかつ中間部が折り返されてこの折り返しにより形成される往路部と復路部との間にスタブが設けられた折り返し型のモノポール素子により構成される第１のアンテナ素子と、一端が上記給電端子に対し直接又は上記第１のアンテナ素子の一部を介して間接的に接続されると共に他端が開放されたモノポール素子により構成される第２のアンテナ素子と、上記第１の接地端子に対し上記給電端子を介して反対側となる位置に設けられた第２の接地端子に一端が接続されると共に他端が開放された無給電素子により構成される第３のアンテナ素子とを備えたものである。
【選択図】図１

Description

この発明の実施形態は、アンテナ装置とこのアンテナ装置を備えた電子機器に関する。

近年、携帯電話機やスマートホン、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、電子書籍端末等に代表される携帯端末機器では、小型軽量化の観点から筐体のさらなる軽薄短小化が求められており、それに伴いアンテナ装置についても小型化が望まれている。また、最近では１台の携帯端末機器で異なる周波数帯を使用する複数の無線システムと通信できるようにすることが要求されている。

そこで従来では、例えば特許文献１や特許文献２に記載されているように、スタブ付の折り返し型の素子からなる第１のアンテナ素子の給電点と近い位置に、当該第１のアンテナ素子とは反対の方向にモノポール素子からなる第２のアンテナ素子を設けた多周波アンテナ装置が提案されている。

特開２００６−１９６９９４号公報 特開２００８−１７７６６８号公報

ところが、これらの従来提案されている多周波アンテナ装置では、折り返し型の素子による第１の共振とモノポール素子による第２の共振とを独立に調整することができるが、第１の共振と第２の共振との間に並列共振により放射効率が劣化する帯域ができるため、さらなる広帯域化が困難である。

この発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、複数の直列共振帯域間で並列共振が発生しないようにして共振帯域のさらなる広帯域化を可能にしたアンテナ装置とこのアンテナ装置を備えた電子機器を提供することにある。

実施形態によれば、アンテナ装置は、一端が給電端子に接続されると共に他端が第１の接地端子に接続されかつ中間部が折り返されてこの折り返しにより形成される往路部と復路部との間にスタブが設けられた折り返し型のモノポール素子により構成される第１のアンテナ素子と、一端が上記給電端子に対し直接又は上記第１のアンテナ素子の一部を介して間接的に接続されると共に他端が開放されたモノポール素子により構成される第２のアンテナ素子と、上記第１の接地端子に対し上記給電端子を介して反対側となる位置に設けられた第２の接地端子に一端が接続されると共に他端が開放された無給電素子により構成される第３のアンテナ素子とを備える。このうち、第１のアンテナ素子は、上記給電端子から上記折り返し部の他端を経て第１の接地端子に至る電気長が予め設定した第１の共振周波数に対応する波長の略１／２に設定される。第２のアンテナ素子は、上記給電端子から他端までの電気長が予め設定された第２の共振周波数に対応する波長の略１／４の長さに設定される。第３のアンテナ素子は、素子の少なくとも一部が上記第２のアンテナ素子に対し容量結合が可能な状態に並行配置されると共に、当該無給電素子の先端部が前記第２のアンテナ素子の先端部より突出するように形成され、上記第２の接地端子から他端までの電気長が予め設定された第３の共振周波数に対応する波長の略１／４の長さに設定される。

第１の実施形態に係るアンテナ装置を備えた電子機器の構成を示す図。 図１に示したアンテナ装置の実施例を示す図。 図２に示したアンテナ装置によるアンテナインピーダンスの虚部の周波数特性を示す図。 図１に示したアンテナ装置の無給電素子の長さを異ならせた複数のモデルを示す図。 図４に示した複数のモデルによるアンテナインピーダンスの虚部の周波数特性を示す図。 図４に示した複数のモデルによるＶＳＷＲ周波数特性を示す図。 図１に示したアンテナ装置の条件の１つを説明するための図。 図７に示したアンテナ装置の折り返し型素子の長さを異ならせた複数のモデルを示す図。 図８に示した複数のモデルによるアンテナインピーダンスの虚部の周波数特性を示す図。 第２の実施形態に係るアンテナ装置の構成を示す図。 第３の実施形態に係るアンテナ装置の構成を示す図。 図１１に示したアンテナ装置の実施例を示す図。 図１２に示した実施例におけるアンテナインピーダンスの虚部の周波数特性を示す図。 図１２に示した実施例におけるＶＳＷＲ周波数特性を示す図。 第４の実施形態に係るアンテナ装置の構成を示す斜視図。 第５の実施形態に係るアンテナ装置の構成を示す斜視図。 図１６に示したアンテナ装置の横断面図。 第６の実施形態に係るアンテナ装置の構成を示す斜視図。 図１８に示したアンテナ装置によるアンテナインピーダンスの虚部の周波数特性を示す図。 図１８に示したアンテナ装置によるＶＳＷＲ周波数特性を示す図。 第７の実施形態に係るアンテナ装置の構成を示す斜視図。 図２１に示したアンテナ装置によるアンテナインピーダンスの虚部の周波数特性を示す図。 図２１に示したアンテナ装置によるＶＳＷＲ周波数特性を示す図。 第８の実施形態に係るアンテナ装置の構成を示す斜視図。 図２４に示したアンテナ装置によるアンテナインピーダンスの虚部の周波数特性を示す図。 図２４に示したアンテナ装置によるＶＳＷＲ周波数特性を示す図。 第９の実施形態に係るアンテナ装置の構成を示す斜視図。 図２７に示したアンテナ装置によるアンテナインピーダンスの虚部の周波数特性を示す図。 図２７に示したアンテナ装置によるＶＳＷＲ周波数特性を示す図。 第１０の実施形態に係るアンテナ装置の構成を示す斜視図。 図３０に示したアンテナ装置によるアンテナインピーダンスの虚部の周波数特性を示す図。 図３０に示したアンテナ装置によるＶＳＷＲ周波数特性を示す図。 折り返し型素子の第１の変形例群を示す図。 折り返し型素子の第２の変形例群を示す図。 モノポール素子の第１の変形例群を示す図。 モノポール素子の第２の変形例群を示す図。 無給電素子の第１の変形例群を示す図。 無給電素子の第２の変形例群を示す図。 第２の無給電素子を追加した変形例群を示す図。

以下、図面を参照して実施形態を説明する。
［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態に係るアンテナ装置を備えた電子機器の要部構成を示す図である。この電子機器は、無線インタフェースを備えたノート型のパーソナル・コンピュータやテレビジョン受信機からなり、図示しない筐体内には印刷配線基板１が収容される。

なお、電子機器は、ノート型のパーソナル・コンピュータやテレビジョン受信機以外に、携帯電話機やスマートホン、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、電子書籍端末等の携帯端末であってもよい。また印刷配線基板１は、金属筐体の一部として構成したり、銅箔などの金属部材で構成してもよい。

上記印刷配線基板１は、第１のエリア１ａと第２のエリア１ｂとを有する。第１のエリア１ａにはアンテナ装置４が設けられる。第２のエリア１ｂには接地パターン３が形成され、さらに第１及び第２の接地端子３１，３２が設けられている。なお、印刷配線基板１の裏面側には、電子機器を構成するために必要な複数の回路モジュールが実装される。回路モジュールの中には無線ユニット２が含まれる。無線ユニット２は、通信対象となる無線システムに割り当てられたチャネル周波数を用いて無線信号を送受信する機能を有する。また、上記第１のエリア１ａには給電端子２２が設けられ、この給電端子２２には給電パターン２１を介して上記無線ユニット２が接続される。

ところで、上記アンテナ装置４は次のように構成される。
すなわち、このアンテナ装置４は、第１のアンテナ素子としての折り返し型のモノポール素子４１と、第２のアンテナ素子としてのモノポール素子４２と、第３のアンテナ素子としての無給電素子４３とを備えている。これらの素子４１，４２，４３は、接地パターン３に対し最も近い位置に折り返し型のモノポール素子４１が配置され、その外側に接地パターン３から離間するに従いモノポール素子４２及び無給電素子４３が順に配置される。

折り返し型のモノポール素子４１は、全体をほぼ二分する位置でヘアピン状に折曲形成された形状を有する導電パターンからなり、その一端が上記給電端子２２に接続されると共に、他端が上記第１の接地端子３１に接続される。また、上記折り返しにより形成される往路部と復路部との間にはスタブ４１１が設けられている。折り返し型のモノポール素子４１の素子長は、上記給電端子２２から折り返し位置を経て第１の接地端子３１に至る電気長が、予め設定された第１の共振周波数ｆ１に対応する波長の略１／２に設定されている。

モノポール素子４２は、基端が上記折り返し型のモノポール素子４１の一部を介して給電端子２２に接続されると共に先端が開放されたＬ字型をなす導電パターンからなる。このモノポール素子４２の素子長は、上記給電端子２２から先端までの電気長が予め設定された第２の共振周波数ｆ２に対応する波長の略１／４の長さに設定されている。

無給電素子４３は、基端が第２の接地端子３２に接続されると共に先端が開放されたＬ字型をなす導電パターンからなる。この無給電素子４３の素子長は、上記第２の接地端子３２から先端までの電気長が予め設定された第３の共振周波数ｆ３に対応する波長の略１／４の長さに設定されている。またこの無給電素子４３は、その先端側の水平部位の少なくとも一部が上記モノポール素子４２の水平部位と容量結合が可能な状態に並行して配置される。

ところで、上記第１の共振周波数ｆ１は、例えばＬＴＥ（Long Term Evolution）を採用した無線システムが使用する帯域（７００MHz 〜９００MHz ）に設定される。第２の共振周波数ｆ２は、例えば３Ｇ規格の無線システムが使用する帯域（１．７GHz 〜１．９GHz ）に設定される。第３の共振周波数ｆ３は、例えば上記ＬＴＥ用の無線システムが使用する帯域又は３Ｇ規格の無線システムが使用する帯域を広帯域化するために、第１の共振周波数ｆ１又は第２の共振周波数ｆ２と近接する帯域に設定される。

そして、上記スタブ付の折り返し型モノポール素子４１、モノポール素子４２及び無給電素子４３の各素子長とその相対位置は、上記第１、第２及び第３の各共振周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３を発生するために必要な長さに設定される。図２は、この条件を満たすために構成したアンテナ装置の実施例を示すもので、図中の数字はアンテナ素子各部の寸法（単位はmm）を示している。

無給電素子４３に上記共振周波数ｆ３を発生させるためには、無給電素子４３を、その先端水平部位の少なくとも一部が上記モノポール素子４２の水平部位に対し並行する状態に配置する必要がある。この条件を確認するために出願人は、給電端子２２と無給電素子４３が接地される第２の接地端子３２との間の距離（図２のｄ）を５mm、１０mm、１５mm、２０mmに設定し、それぞれの場合のアンテナインピーダンスの虚部の周波数特性をモーメント法によって解析した。その解析結果の一例を図３に示す。

同図から明らかなように、距離ｄが１５mmより大きくなると、つまり無給電素子４３のモノポール素子４２と並行している部位の長さが０mm以下になると、無給電素子４３はモノポール素子４２との間で容量結合された状態を維持できなくなり、その結果図２中Ａに示すように共振できなくなる。したがって、無給電素子４３は、少なくともその先端部位がモノポール素子４２の水平部位に対し並行する状態を維持するように配置する必要があることが分かる。

また、第１の実施形態のアンテナ装置４によれば、無給電素子４３の素子長を変化させることで、第３の共振周波数ｆ３を独立して調整することが可能である。この効果を確認するために出願人は、例えば図４（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように無給電素子４３の素子長を異なる長さに設定した３種類のモデル０１，０２，０３を用意し、それぞれのモデルについてアンテナインピーダンスの虚部の周波数特性と、電圧定在波比（ＶＳＷＲ）周波数特性を解析した。図５及び図６はそれぞれその解析結果の一例を示すものである。

図５及び図６の各特性から明らかなように、無給電素子４３の水平部位の長さを図４（ａ）に示すように比較的長い値（例えば４０mm）に設定すると、第３の共振周波数ｆ３を低い帯域Ｋ３１（例えば１．２GHz 付近）に発生させることができる。また、無給電素子４３の水平部位の長さを図４（ｂ）に示すように上記４０mmより短い値（例えば２７．５mm）に設定すると、第３の共振周波数ｆ３を上記１．２GHz よりも高い帯域Ｋ３２（２GHz 付近）に発生させることができる。さらに、無給電素子４３の水平部位の長さを図４（ｃ）に示すように上記２７．５mmよりさらに短い値（例えば１２．５mm）に設定すると、第３の共振周波数ｆ３を上記２GHz よりもさらに高い帯域Ｋ３３（３．２GHz 付近）に発生させることができる。なお、図中のＫ１，Ｋ２はそれぞれ折り返し型のモノポール素子４１及びモノポール素子４２により発生される第１及び第２の共振周波数ｆ１，ｆ２を示している。

また、無給電素子４３は、折り返し型のモノポール素子４１及びモノポール素子４２との間で干渉を生じない。これは、折り返し型のモノポール素子４１、モノポール素子４２及び無給電素子４３を図１に示したような位置関係で配置したことにより、折り返し型のモノポール素子４１及びモノポール素子４２と無給電素子４３との間において、その直列共振間の帯域で並列共振が発生せず、これにより不整合損失の増加や放射効率の劣化が生じないからである。

すなわち、上記アンテナ装置４によれば、無給電素子４３の素子長を任意の長さに設定するだけで、第３の共振周波数ｆ３を折り返し型のモノポール素子４１及びモノポール素子４２との間で干渉を生じることなく、独立して上記第１又は第２の共振周波数ｆ１，ｆ２近傍の任意の帯域に設定することが可能となり、これにより第１又は第２の共振周波数ｆ１，ｆ２のさらなる広帯域化が可能となる。

なお、以上述べた効果を効果的に得るには、図７に示すように折り返し型のモノポール素子４１の給電端子２２と第１の接地端子３１との間の距離Ｃを、第１の共振周波数ｆ１に対応する波長の１／５以下になるように設定するとよい。この条件を確認するために出願人は、例えば図８（ａ）〜（ｄ）に示すように距離Ｃの長さの異なる４種類のモデル０４〜０７を用意し、それぞれのモデルについてアンテナインピーダンスの虚部の周波数特性を解析した。図９はその解析結果の一例を示すものである。

図９の解析結果から明らかなように、距離Ｃを比較的短く設定したモデル０４〜０６では、折り返し型のモノポール素子４１による直列共振Ｋ１１，Ｋ１２，Ｋ１３が発生する。しかし、距離Ｃをさらに長く設定したモデル０７では十分な直列共振が発生せず、第１の共振周波数ｆ１を設定できなくなる。

以上詳述したように第１の実施形態では、接地パターン３に近い順にスタブ付の折り返し型のモノポール素子４１、モノポール素子４２及び無給電素子４３を配置し、無給電素子４３を、その先端水平部位の少なくとも一部が上記モノポール素子４２の水平部位に対し並行する状態に配置し、これにより無給電素子４３において第３の共振周波数ｆ３を発生させるようにしている。

したがって、上記したように無給電素子４３の素子長を任意の長さに設定するだけで、第３の共振周波数ｆ３を折り返し型のモノポール素子４１及びモノポール素子４２との間で干渉を生じることなく、独立して上記第１又は第２の共振周波数ｆ１，ｆ２近傍の任意の帯域に設定することが可能となり、これにより第１又は第２の共振周波数ｆ１，ｆ２のさらなる広帯域化が可能となる。

［第２の実施形態］
図１０は、第２の実施形態に係るアンテナ装置の構成を示す図である。なお、同図において前記図１と同一部分には同一符号を付して詳しい説明は省略する。
スタブ付の折り返し型モノポールアンテナ４１は、そのスタブ設置位置から折り返し位置までの区間を、板状をなす１つの素子４１２で構成している。なお、この１つの素子４１２は板状以外にロッド状に構成してもよい。

このように構成すると、折り返し型のモノポール素子４１のスタブから折り返し位置までの区間の構造的強度高めることが可能となり、アンテナ装置４を作成する際の歩留まりを高めることが可能となる。

［第３の実施形態］
図１１は、第３の実施形態に係るアンテナ装置の構成を示す図である。なお、同図においても前記図１と同一部分には同一符号を付して詳しい説明は省略する。
折り返し型のモノポールアンテナ４１は、そのスタブ設置位置から折り返し位置までの区間をクランク状に曲げて形成し、かつこのクランク状に曲げた根元となる位置に１本の追加素子４４を設けたものとなっている。

図１２はその具体的な構成を示したものである。なお、同図における数字は素子各部位の寸法を示すもので、単位はmmである。この具体例においてアンテナインピーダンスの虚部の周波数特性及び電圧定在波比（ＶＳＷＲ）周波数特性を解析した結果を、図１３及び図１４に示す。なお、図１３及び図１４には、追加素子４４を設けていない場合の特性を併せて示している。

同図から明らかなように、追加素子４４を設けると２．５GHz 付近にも共振周波数を発生させることが可能となり、これによりアンテナ装置４をさらに多共振化することができ、さらに２．０GHz から２．５GHz にかけて共振帯域を連続して広帯域化することが可能となる。

［第４の実施形態］
図１５は、第４の実施形態に係るアンテナ装置の構成を示す図である。なお、同図においても前記図１と同一部分には同一符号を付して詳しい説明は省略する。
印刷配線基板１に形成された接地パターン３は、その第１のエリア１ａと接する辺がクランク状に形成されている。そして、接地パターン３上の、上記クランク状に形成されたことにより第１のエリア１ａに突出した部位には、その辺に沿って給電ケーブル２３が配置される。給電ケーブル２３は導電線２４をシールドした同軸ケーブルからなり、そのシールド線は接地パターン３に設けた接地端子３３において接地されている。

また、第１のエリア１ａの、上記接地パターン３がクランク状に形成されたことにより第２のエリア１ｂへ突出した部位には、給電端子２２が設けられている。上記給電ケーブル２３の導電線２４の先端部は、この給電端子２２に対しはんだ付け等の手段により電気的に接続される。

このような構成であるから、給電ケーブル２３を無理な形状に曲げることなく接地パターン３の辺に沿って配置することが可能となり、これにより印刷配線基板１のスペースを有効に利用して単位面積当たりの電子部品の実装効率を高めることができ、さらに装置の信頼性を高めることができる。また、給電ケーブル２３が無給電素子４３と重なることが防げるため、給電ケーブル２３の引き回しのばらつきによるアンテナ特性のばらつきを低減することができる。

［第５の実施形態］
図１６は第５の実施形態に係るアンテナ装置の構成を示す斜視図、図１７は図１６の横断面図である。なお、同図においても前記図１と同一部分には同一符号を付して詳しい説明は省略する。
第５の実施形態に係るアンテナ装置は、樹脂製のアンテナ基材（樹脂基材）５を備え、この樹脂基材５の周面に、スタブ付の折り返し型のモノポール素子４１、モノポール素子４２及び無給電素子４３を配置したものである。

具体的には、印刷配線基板１をフレキシブル基板により構成し、このフレキシブル基板からなる印刷配線基板１の第１のエリア１ａに、上記スタブ付の折り返し型のモノポール素子４１、モノポール素子４２及び無給電素子４３を構成する各導電パターンを形成する。一方、樹脂基材５は断面が長方形をなす角柱体からなる。そして、この角柱体からなる樹脂基材５の周面に、図１７に示すように上記フレキシブル基板からなる印刷配線基板１を巻き付けるように配置する。

なお、図１７では図示の便宜上印刷配線基板１が樹脂基材５の周面から離間しているように示しているが、実際には両面テープ等の粘着剤又は接着剤により密着するように設けられる。また、樹脂基材５としては角柱体に限らず、円柱体や楕円柱体、板状体を使用することも可能である。

このように構成すると、印刷配線基板１の平面方向の寸法を短縮することができ、これによりアンテナ装置４、延いては電子機器の小型化を図ることが可能となる。また、樹脂基材５の周面に、スタブ付の折り返し型のモノポール素子４１、モノポール素子４２及び無給電素子４３を配置することで、構造的にも安定した信頼性の高い装置を提供することができる。

［第６の実施形態］
図１８は第６の実施形態に係るアンテナ装置の構成を示す斜視図である。なお、同図において前記図１５乃至図１７と同一部分には同一符号を付して詳しい説明は省略する。
フレキシブル基板からなる印刷配線基板１には、スタブ付の折り返し型モノポール素子４１、モノポール素子４２及び無給電素子４３を構成する各導電パターンが形成されている。このうち、スタブ付の折り返し型モノポール素子４１は、そのスタブ設置位置から折り返し位置までの区間を、板状をなす１つの素子４１２で構成している。モノポール素子４２は、その中間位置が接続素子４２４を介して折り返し型モノポール素子４１と接続されている。無給電素子４３は、その基端部が面状に形成されている。また、上記スタブ付の折り返し型モノポール素子４１及びモノポール素子４２に対する給電は、同軸ケーブルからなる給電ケーブル２３を介して行われるようになっている。

このように構成されたアンテナ装置による、アンテナインピーダンスの虚部の周波数特性及び電圧定在波比（ＶＳＷＲ）周波数特性の解析結果の一例をそれぞれ図１９及び図２０に示す。この例によれば、スタブ付の折り返し型モノポール素子４１による第１の共振Ｋ１が８００MHz 付近に発生し、無給電素子４３による第３の共振Ｋ３が上記第１の共振Ｋ１の近傍の１．０GHz 付近に発生する。これにより８００MHz から１．０GHz にかけて共振帯域を広帯域化することが可能となる。また、モノポール素子４２による第２の共振Ｋ２は１．９GHz 付近に発生する。

［第７の実施形態］
図２１は第７の実施形態に係るアンテナ装置の構成を示す斜視図である。なお、同図において前記図１５乃至図１８と同一部分には同一符号を付して詳しい説明は省略する。
フレキシブル基板からなる印刷配線基板１には、スタブ付の折り返し型モノポール素子４１、モノポール素子４２及び無給電素子４３を構成する各導電パターンが形成されている。このうち、スタブ付の折り返し型モノポール素子４１は、そのスタブ設置位置から折り返し位置までの区間を板状をなす１つの素子４１２で構成している。また、この板状の素子４１２の幅を、スタブ設置位置と給電端子２２との間の区間の幅より広く構成している。無給電素子４３は、その基端部が面状に形成されている。また、上記スタブ付の折り返し型モノポール素子４１及びモノポール素子４２に対する給電は、同軸ケーブルからなる給電ケーブル２３を介して行われるようになっている。

このように構成されたアンテナ装置による、アンテナインピーダンスの虚部の周波数特性及び電圧定在波比（ＶＳＷＲ）周波数特性の解析結果の一例をそれぞれ図２２及び図２３に示す。この例によれば、スタブ付の折り返し型モノポール素子４１による第１の共振Ｋ１は９００MHz 付近に発生する。また、モノポール素子４２による第２の共振Ｋ２は１．９GHz 付近に発生し、無給電素子４３による第３の共振Ｋ３が上記第２の共振Ｋ２に隣接して２．３MHz 付近に発生する。これにより１．９GHz から２．３GHz にかけて共振帯域を広帯域化することが可能となる。

［第８の実施形態］
図２４は第８の実施形態に係るアンテナ装置の構成を示す斜視図である。なお、同図においても前記図１５乃至図１７と同一部分には同一符号を付して詳しい説明は省略する。
フレキシブル基板からなる印刷配線基板１には、スタブ付の折り返し型モノポール素子４１、モノポール素子４２及び無給電素子４３を構成する各導電パターンが形成されている。このうち、スタブ付の折り返し型モノポール素子４１は、図１１に示したようにそのスタブ設置位置から折り返し位置までの区間をクランク状に曲げて形成し、かつこのスタブ設置位置から折り返し位置までの区間を板状をなす１つの素子４１２で構成すると共に、当該素子４１２の幅をスタブ設置位置と給電端子２２との間の区間の幅より広くなるように構成している。また、クランク状に曲げた根元となる位置に１本の追加素子４４を設けている。さらに、無給電素子４３はその基端部が面状に形成されている。また、上記スタブ付の折り返し型モノポール素子４１及びモノポール素子４２に対する給電は、同軸ケーブルからなる給電ケーブル２３を介して行われるようになっている。

このように構成されたアンテナ装置による、アンテナインピーダンスの虚部の周波数特性及び電圧定在波比（ＶＳＷＲ）周波数特性の解析結果の一例をそれぞれ図２５及び図２６に示す。この例によれば、スタブ付の折り返し型モノポール素子４１による第１の共振Ｋ１は９００MHz 付近に発生する。また、モノポール素子４２による第２の共振Ｋ２は２．０GHz 付近に発生し、無給電素子４３による第３の共振Ｋ３が上記第２の共振Ｋ２に隣接して２．６MHz 付近に発生する。これにより２．０GHz から２．６GHz にかけて共振帯域を広帯域化することが可能となる。さらに、追加素子４４による第４の共振Ｋ４が３．２GHz 付近に発生する。
すなわち、この構成によれば、さらに多共振でかつ２．０GHz から２．６GHz にかけての共振帯域を広帯域化したアンテナ装置を提供することができる。

［第９の実施形態］
図２７は第９の実施形態に係るアンテナ装置の構成を示す斜視図である。なお、同図において前記図２４と同一部分には同一符号を付して詳しい説明は省略する。
この第９の実施形態の前記第８の実施形態と異なる点は、モノポール素子４２の素子長を長くした点である。

このように構成されたアンテナ装置による、アンテナインピーダンスの虚部の周波数特性及び電圧定在波比（ＶＳＷＲ）周波数特性の解析結果の一例をそれぞれ図２８及び図２９に示す。この例によれば、モノポール素子４２による第２の共振Ｋ２の周波数を１．８５GHz 付近に低下させることができる。したがって、このモノポール素子４２による第２の共振Ｋ２と無給電素子４３による第３の共振Ｋ３により、２GHz 帯の共振帯域をさらに広帯域化することが可能となる。

［第１０の実施形態］
図３０は、第１０の実施形態に係るアンテナ装置の構成を示す斜視図である。なお、同図において前記図１８と同一部分には同一符号を付して詳しい説明は省略する。
この第１０の実施形態の前記第６の実施形態と異なる点は、無給電素子４３を途中で二分岐して長さの異なる２本の素子４３７１，４３７２を形成し、かつこれらの素子４３７１，４３７２のうち一方の素子４３７１の先端部４３３を板状に形成した点である。

このように構成されたアンテナ装置による、アンテナインピーダンスの虚部の周波数特性及び電圧定在波比（ＶＳＷＲ）周波数特性の解析結果の一例をそれぞれ図３１及び図３２に示す。この例によれば、スタブ付の折り返し型モノポール素子４１による第１の共振Ｋ１が８００MHz 付近に発生し、一方の無給電素子４３７１による第３の共振Ｋ３が上記第１の共振Ｋ１の近傍の１．０GHz 付近に発生する。これにより８００MHz から１．０GHz にかけて共振帯域を広帯域化することが可能となる。また、モノポール素子４２による第２の共振Ｋ２は１．９GHz 付近に発生し、他方の無給電素子４３７２による第４の共振Ｋ４が上記第２の共振Ｋ２の近傍の２．２GHz 付近に発生する。これにより１．９GHz から２．２GHz にかけて共振帯域を広帯域化することが可能となる。

［別の実施形態］
（１）スタブ付の折り返し型モノポール素子４１の変形例
図３３（ａ）〜（ｅ）及び図３４（ａ）〜（ｅ）は、スタブ付の折り返し型モノポール素子４１の各種変形例を示すものである。
図３３（ａ）に示すアンテナ装置は、スタブ付の折り返し型モノポール素子４１のスタブ４１１の設置位置から折り返し端までの区間を折り返し形成したものである。このようにすると、スタブ付の折り返し型モノポール素子４１の素子長が長い場合でも、アンテナ装置の素子の長さ方向の設置スペースを小型化することが可能となる。

図３３（ｂ）に示すアンテナ装置は、スタブ付の折り返し型モノポール素子４１の、折り返しにより形成された往路部と復路部との間に、複数（同図では２個の場合を例示）のスタブ４１１１，４１１２を設けたものである。この構成により、さらなる多共振化が可能となる。

図３３（ｃ）に示すアンテナ装置は、スタブ付の折り返し型モノポール素子４１の給電端子２２に近い部位を幅広に形成したものである。
図３３（ｄ）に示すアンテナ装置は、スタブ付の折り返し型モノポール素子４１の第１の接地端子３１に近い部位を幅広に形成したものである。
図３３（ｅ）に示すアンテナ装置は、スタブ付の折り返し型モノポール素子４１の接地パターン３に対する接地位置、つまり第１の接地端子３１の位置を、当該スタブ付の折り返し型モノポール素子４１の先端方向にオフセットしたものである。

図３４（ａ）に示すアンテナ装置は、スタブ付の折り返し型モノポール素子４１のスタブ４１１の設置位置から折り返し端までの区間を１本の素子により構成し、かつこの１本の素子をメアンダ型に構成したものである。
図３４（ｂ）に示すアンテナ装置は、スタブ付の折り返し型モノポール素子４１のスタブ４１１の設置位置から折り返し端までの区間のうちの中間部から先端部までを１本の素子により構成したものである。

図３４（ｃ）に示すアンテナ装置は、スタブ付の折り返し型モノポール素子４１及びモノポール素子４２の給電端子２２に近い部位を幅広に形成したものである。
図３４（ｄ）に示すアンテナ装置は、スタブ付の折り返し型モノポール素子４１のスタブ４１１の設置位置から折り返し端までの区間のうちの中間部から先端部までを、板状をなしかつ幅広の素子により構成したものである。

図３４（ｅ）に示すアンテナ装置は、スタブ付の折り返し型モノポール素子４１及びモノポール素子４２の給電端子２２に近い部位、スタブ付の折り返し型モノポール素子４１のモノポール素子４２との分岐位置からスタブ４１１の設置位置までの間、及びスタブ付の折り返し型モノポール素子４１の第１の接地端子３１に近い部位に、それぞれ集中定数素子６１，６２，６３を挿入したものである。集中定数素子６１，６２，６３はインダクタからなり、スタブ付の折り返し型モノポール素子４１の電気長を長くする機能を有する。

（２）モノポール素子４２の変形例
図３５（ａ）〜（ｅ）及び図３６（ａ）〜（ｄ）は、モノポール素子４２の各種変形例を示すものである。
図３５（ａ）に示すアンテナ装置は、モノポール素子４２の先端部位を折り返し形成したものである。このようにすると、モノポール素子４２の素子長が長い場合でも、アンテナ装置の素子の長さ方向の設置スペースを小型化することが可能となる。

図３５（ｂ）に示すアンテナ装置は、モノポール素子４２の先端部位を幅広に形成したものである。
図３５（ｃ）に示すアンテナ装置は、モノポール素子４２とスタブ付の折り返し型モノポール素子４１との間を、その互いに並行する位置において、接続素子４２４により接続したものである。
図３５（ｄ）に示すアンテナ装置は、モノポール素子４２の先端部位を分岐して追加素子４２５を設けたものである。なお、同図では追加素子４２５を１本設けた場合を例示したが、２本以上設けてもよい。
図３５（ｅ）に示すアンテナ装置は、モノポール素子４２をスタブ付の折り返し型モノポール素子４１の途中で分岐させずに、給電端子２２もしくはそれに近い位置で分岐させるようにしたものである。

図３６（ａ）に示すアンテナ装置は、モノポール素子４２の先端部位をメアンダ型に構成したものである。
図３６（ｂ）に示すアンテナ装置は、モノポール素子４２のスタブ付の折り返し型モノポール素子４１の接続部位４２７を幅広に形成したものである。
図３６（ｃ）に示すアンテナ装置は、モノポール素子４２に対し当該モノポール素子４２の折曲方向とは逆の方向に第２のモノポール素子４２８を設けたものである。なお、同図では第２のモノポール素子４２８を１本設けた場合を例示したが、２本以上設けてもよい。

図３６（ｄ）に示すアンテナ装置は、モノポール素子４２の、スタブ付の折り返し型モノポール素子４１との接続部位近傍に、集中定数素子６４を挿入したものである。集中定数素子６４はインダクタからなり、モノポール素子４２の電気長を長くする機能を有する。

（３）無給電素子４３の変形例
図３７（ａ）〜（ｅ）及び図３８（ａ）〜（ｄ）は、無給電素子４３の各種変形例を示すものである。
図３７（ａ）に示すアンテナ装置は、無給電素子４３の先端部位を折り返し形成したものである。
図３７（ｂ）に示すアンテナ装置は、無給電素子４３の先端部位をメアンダ型に構成したものである。これらのように構成すると、無給電素子４３の素子長が長い場合でも、アンテナ装置の素子の長さ方向の設置スペースを小型化することが可能となる。
図３７（ｃ）に示すアンテナ装置は、無給電素子４３の先端部位を幅広に形成したものである。
図３７（ｄ）に示すアンテナ装置は、無給電素子４３の先端部位を複数に分岐して複数の素子４３４１，４３４２を設けたものである。なお、同図では先端部位を２本に分岐した場合を例示したが、３本以上に分岐してもよい。
図３７（ｅ）に示すアンテナ装置は、給電端子２２と第２の接地端子３２との間に、複数の無給電素子４３，４５を設けたものである。

図３８（ａ）に示すアンテナ装置は、無給電素子４３の中間部位をメアンダ型に構成したものである。これらのように構成することによっても、無給電素子４３の素子長が長い場合に、アンテナ装置の素子の長さ方向の設置スペースを小型化することが可能となる。

図３８（ｂ）に示すアンテナ装置は、無給電素子４３の第２の接地端子３２に近い基端部を幅広に形成したものである。
図３８（ｃ）に示すアンテナ装置は、無給電素子４３をそのＬ字型に折曲した位置において複数に分岐して複数の素子４３７１，４３７２を設けたものである。なお、同図では２本に分岐した場合を例示したが、３本以上に分岐してもよい。
図３８（ｄ）に示すアンテナ装置は、無給電素子４３の、第２の接地端子３２との接続位置近傍に、集中定数素子６５を挿入したものである。集中定数素子６５はインダクタからなり、無給電素子４３の電気長を長くする機能を有する。

（４）無給電素子を追加する場合
図３９（ａ），（ｂ）はその構成の一例を示すものである。
図３９（ａ）は、スタブ付の折り返し型モノポール素子４１と接地パターン３との間に、スタブ付の折り返し型モノポール素子４１とは独立して第２の無給電素子４６を配置したものである。
図３９（ｂ）は、スタブ付の折り返し型モノポール素子４１と接地パターン３との間に第２の無給電素子４６を配置し、かつこの第２の無給電素子４７の接地端子をスタブ付の折り返し型モノポール素子４１の接地端子３１と共用化したものである。
以上のように構成することで、さらなる多共振化及び広帯域化が可能となる。

［その他の実施形態］
その他、スタブ付の折り返し型モノポール素子、モノポール素子及び無給電素子の形状や設置位置、サイズ、電子機器の種類や構成等についても、種々変形して実施可能である。
以上、いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

なお、以下に、本願の基礎出願の分割直前の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］
一端が給電端子に接続されると共に他端が第１の接地端子に接続されかつ中間部が折り返されてこの折り返しにより形成された往路部と復路部との間にスタブが設けられた折り返し型のモノポール素子により構成され、前記給電端子から前記折り返し部の他端を経て第１の接地端子に至る電気長が予め設定した第１の共振周波数に対応する波長の略１／２に設定された第１のアンテナ素子と、
一端が前記給電端子に対し直接又は前記第１のアンテナ素子の一部を介して間接的に接続されると共に他端が開放されたモノポール素子により構成され、前記給電端子から他端までの電気長が予め設定された第２の共振周波数に対応する波長の略１／４の長さに設定された第２のアンテナ素子と、
前記第１の接地端子に対し前記給電端子を介して反対側となる位置に設けられた第２の接地端子に一端が接続されると共に他端が開放された無給電素子により構成され、当該無給電素子の少なくとも先端部を含む部位が前記第２のアンテナ素子に対し容量結合が可能な状態に並行配置され、前記第２の接地端子から他端までの電気長が予め設定された第３の共振周波数に対応する波長の略１／４の長さに設定された第３のアンテナ素子と
を具備するアンテナ装置。

［２］
前記第１のアンテナ素子の電気長は、前記第１の共振周波数が前記第２及び第３の共振周波数よりも低い周波数となるように設定される請求項１記載のアンテナ装置。

［３］
前記第１のアンテナ素子の他端は、前記給電端子からの距離が前記第１の共振周波数に対応する波長の略１／５以下となる位置に配置された第１の接地端子に接続される請求項１記載のアンテナ装置。

［４］
前記第１のアンテナ素子は、前記スタブの設置位置から折り返し端部までの区間が１本の線状又は板状の素子により構成される請求項１記載のアンテナ装置。

［５］
前記第１のアンテナ素子は、前記スタブの設置位置から折り返し端部までの区間に、先端が開放された少なくとも１本の追加素子をさらに備える請求項１記載のアンテナ装置。

［６］
前記第１、第２及び第３のアンテナ素子の各導電パターンと前記給電端子が形成される第１のエリアと、辺の一部が略クランク状に形成された接地パターンと前記第１及び第２の接地端子が形成される第２のエリアとを有する印刷配線基板と、
導電線の先端部が前記クランク状に形成された辺から前記第１のエリアに突出するように前記第２のエリア上に配置され、前記突出された導電線の先端部が前記第１のエリアに形成された給電端子に接続される給電ケーブルと
を、さらに具備する請求項１記載のアンテナ装置。

［７］
前記第１、第２及び第３のアンテナ素子の各導電パターンと前記給電端子が形成される第１のエリアと、辺の一部が略クランク状に形成された接地パターンと前記第１及び第２の接地端子が形成される第２のエリアとを有する印刷配線基板と、
非導電材料による構成されるアンテナ基材と
を、さらに具備し、
前記印刷配線基板はフレキシブル基板からなり、このフレキシブル基板の前記第１のエリアが前記アンテナ基材の周面に巻き付けられて設置される請求項１記載のアンテナ装置。

［８］
無線信号を送受信する無線回路と、
前記無線回路に対し給電端子及び接地端子を介して接続されるアンテナ装置と
を具備し、
前記アンテナ装置は、
一端が給電端子に接続されると共に他端が第１の接地端子に接続されかつ中間部が折り返されてこの折り返しにより形成された往路部と復路部との間にスタブが設けられた折り返し型のモノポール素子により構成され、前記給電端子から前記折り返し部の他端を経て第１の接地端子に至る電気長が予め設定した第１の共振周波数に対応する波長の略１／２に設定された第１のアンテナ素子と、
一端が前記給電端子に対し直接又は前記第１のアンテナ素子の一部を介して間接的に接続されると共に他端が開放されたモノポール素子により構成され、前記給電端子から他端までの電気長が予め設定された第２の共振周波数に対応する波長の略１／４の長さに設定された第２のアンテナ素子と、
前記第１の接地端子に対し前記給電端子を介して反対側となる位置に設けられた第２の接地端子に一端が接続されると共に他端が開放された無給電素子により構成され、当該無給電素子の少なくとも先端部を含む部位が前記第２のアンテナ素子に対し容量結合が可能な状態に並行配置され、前記第２の接地端子から他端までの電気長が予め設定された第３の共振周波数に対応する波長の略１／４の長さに設定された第３のアンテナ素子と
を備える電子機器。

［９］
前記第１のアンテナ素子の電気長は、前記第１の共振周波数が前記第２及び第３の共振周波数よりも低い周波数となるように設定される請求項８記載の電子機器。

［１０］
前記第１のアンテナ素子の他端は、前記給電端子からの距離が前記第１の共振周波数に対応する波長の略１／５以下となる位置に配置された第１の接地端子に接続される請求項８記載の電子機器。

［１１］
前記第１のアンテナ素子は、前記スタブの設置位置から折り返し端部までの区間が１本の線状又は板状の素子により構成される請求項８記載の電子機器。

［１２］
前記第１のアンテナ素子は、前記スタブの設置位置から折り返し端部までの区間に、先端が開放された少なくとも１本の追加素子をさらに備える請求項８記載の電子機器。

［１３］
前記第１、第２及び第３のアンテナ素子の各導電パターンと前記給電端子が形成される第１のエリアと、辺の一部が略クランク状に形成された接地パターンと前記第１及び第２の接地端子が形成される第２のエリアとを有する印刷配線基板と、
導電線の先端部が前記クランク状に形成された辺から前記第１のエリアに突出するように前記第２のエリア上に配置され、前記突出された導電線の先端部が前記第１のエリアに形成された給電端子に接続される給電ケーブルと
を、さらに具備する請求項８記載の電子機器。

［１４］
前記第１、第２及び第３のアンテナ素子の各導電パターンと前記給電端子が形成される第１のエリアと、辺の一部が略クランク状に形成された接地パターンと前記第１及び第２の接地端子が形成される第２のエリアとを有する印刷配線基板と、
非導電材料による構成されるアンテナ基材と
を、さらに具備し、
前記印刷配線基板はフレキシブル基板からなり、このフレキシブル基板の前記第１のエリアが前記アンテナ基材の周面に巻き付けられて設置される請求項８記載の電子機器。

［１５］
前記第３のアンテナ素子と第２のアンテナ素子の、前記容量結合が可能な状態に並行配置された部位間の間隔が、前記第２の接地端子と前記給電端子との間の間隔より短い値に設定される請求項１記載のアンテナ装置。

［１６］
前記第３のアンテナ素子と第２のアンテナ素子の、前記容量結合が可能な状態に並行配置された部位間の間隔が、前記第２の接地端子と前記給電端子との間の間隔より短い値に設定される請求項８記載の電子機器。

１…印刷配線基板、２…無線回路、３…接地パターン、４…アンテナ装置、５…樹脂基材、２１…給電パターン、２２…給電点、２３…同軸給電線路、３１，３２…短絡点、４１，４１ａ〜４１ｄ…折り返し型素子、４２…モノポール素子、４３，４３ａ〜４３ｃ…無給電素子、４４…追加素子、４５，４６…追加無給電素子、６１〜６４…集中定数素子、４１１，４１１１，４１１２…スタブ。

Claims (10)

1. 一端が給電端子に接続されると共に他端が第１の接地端子に接続されかつ中間部が折り返されてこの折り返しにより形成された往路部と復路部との間にスタブが設けられた折り返し型のモノポール素子により構成され、前記給電端子から前記折り返し部の他端を経て第１の接地端子に至る電気長が予め設定した第１の共振周波数に対応する波長の略１／２に設定された第１のアンテナ素子と、
   一端が前記給電端子に対し直接又は前記第１のアンテナ素子の一部を介して間接的に接続されると共に他端が開放されたモノポール素子により構成され、前記給電端子から他端までの電気長が予め設定された第２の共振周波数に対応する波長の略１／４の長さに設定された第２のアンテナ素子と、
   前記第１の接地端子に対し前記給電端子を介して反対側となる位置に設けられた第２の接地端子に一端が接続されると共に他端が開放された無給電素子により構成され、当該無給電素子の少なくとも一部が前記第２のアンテナ素子に対し容量結合が可能な状態に並行配置されると共に、当該無給電素子の先端部が前記第２のアンテナ素子の先端部より突出するように形成され、前記第２の接地端子から他端までの電気長が予め設定された第３の共振周波数に対応する波長の略１／４の長さに設定された第３のアンテナ素子と
   を具備するアンテナ装置。
2. 前記第３のアンテナ素子は、無給電素子の先端部が前記第２のアンテナ素子の先端部より突出し、かつ当該突出された部位が前記第２のアンテナ素子の方向に折り返し形成されてなる請求項１記載のアンテナ装置。
3. 前記第３のアンテナ素子は、無給電素子の先端部が前記第２のアンテナ素子の先端部より突出し、かつ当該突出された部位がメアンダ型に構成されてなる請求項１記載のアンテナ装置。
4. 前記第３のアンテナ素子は、無給電素子の先端部が前記第２のアンテナ素子の先端部より突出し、かつ当該突出された部位が突出されていない部位よりも幅広の板状に構成されてなる請求項１記載のアンテナ装置。
5. 前記第３のアンテナ素子は、無給電素子の先端部が前記第２のアンテナ素子の先端部より突出し、かつ当該突出された部位が複数に分岐されてなる請求項１記載のアンテナ装置。
6. 無線信号を送受信する無線回路と、
   前記無線回路に対し給電端子及び接地端子を介して接続されるアンテナ装置と
   を具備し、
   前記アンテナ装置は、
   一端が給電端子に接続されると共に他端が第１の接地端子に接続されかつ中間部が折り返されてこの折り返しにより形成された往路部と復路部との間にスタブが設けられた折り返し型のモノポール素子により構成され、前記給電端子から前記折り返し部の他端を経て第１の接地端子に至る電気長が予め設定した第１の共振周波数に対応する波長の略１／２に設定された第１のアンテナ素子と、
   一端が前記給電端子に対し直接又は前記第１のアンテナ素子の一部を介して間接的に接続されると共に他端が開放されたモノポール素子により構成され、前記給電端子から他端までの電気長が予め設定された第２の共振周波数に対応する波長の略１／４の長さに設定された第２のアンテナ素子と、
   前記第１の接地端子に対し前記給電端子を介して反対側となる位置に設けられた第２の接地端子に一端が接続されると共に他端が開放された無給電素子により構成され、当該無給電素子の少なくとも一部が前記第２のアンテナ素子に対し容量結合が可能な状態に並行配置されると共に、当該無給電素子の先端部が前記第２のアンテナ素子の先端部より突出するように形成され、前記第２の接地端子から他端までの電気長が予め設定された第３の共振周波数に対応する波長の略１／４の長さに設定された第３のアンテナ素子と
   を備える電子機器。
7. 前記第３のアンテナ素子は、無給電素子の先端部が前記第２のアンテナ素子の先端部より突出し、かつ当該突出された部位が前記第２のアンテナ素子の方向に折り返し形成されてなる請求項６記載の電子機器。
8. 前記第３のアンテナ素子は、無給電素子の先端部が前記第２のアンテナ素子の先端部より突出し、かつ当該突出された部位がメアンダ型に構成されてなる請求項６記載の電子機器。
9. 前記第３のアンテナ素子は、無給電素子の先端部が前記第２のアンテナ素子の先端部より突出し、かつ当該突出された部位が突出されていない部位よりも幅広の板状に構成されてなる請求項６記載の電子機器。
10. 前記第３のアンテナ素子は、無給電素子の先端部が前記第２のアンテナ素子の先端部より突出し、かつ当該突出された部位が複数に分岐されてなる請求項６記載の電子機器。

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