JP2013093643A - Antenna device and radio communication apparatus - Google Patents

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Nobuyasu Takemura
暢康 竹村
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Samsung R&D Institute Japan Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To realize an antenna device equipped with a frequency variable function which can further be reduced in size, and a radio communication apparatus incorporating the antenna device.SOLUTION: There is provided an antenna device comprising: an inverted L-shaped element conductor which is formed on one face of a dielectric substrate; an annular first conductor having an opening which is formed on one face of the dielectric substrate; an annular second conductor, formed on the other face of the dielectric substrate, which has an opening facing the opposite direction to the direction which the opening of the first conductor faces and is opposed to the first conductor across the dielectric substrate; a ground conductor which is formed in a region on the other face of the dielectric substrate corresponding to a region opposed to the element conductor across the first conductor on the one face of the dielectric substrate; a capacitance element which is formed so as to close up the opening in the first or the second conductor; and a variable capacitance element which is formed so as to close up the opening in the first or the second conductor whichever does not have the capacitance element in the opening thereof.

Description

本発明は、アンテナ装置、及び無線通信装置に関し、特に移動体通信端末に適用可能なアンテナ装置、及び無線通信装置に関する。   The present invention relates to an antenna device and a radio communication device, and more particularly to an antenna device and a radio communication device applicable to a mobile communication terminal.

近年、無線通信装置には、複数の無線通信システムへの対応が要求されるようになってきた。そのため、こうした無線通信装置に搭載されるアンテナ装置には、小型化に加え、複数の周波数帯或いは広帯域で動作する機能が要求されるようになった。複数の周波数帯で動作するアンテナ装置としては、例えば、周波数帯域を可変するチューナブル・アンテナ(Tunable antenna)がある。また、モノポール・アンテナ(Monopole antenna)の給電部分に複数の異なる長さの導体線路を組み合わせた調整回路を設けて周波数帯域を可変するアンテナ装置がある(例えば、下記の特許文献1を参照)。さらに、アンテナ装置の寄生素子に接続された選択回路を切り替えることで周波数帯域を可変するアンテナ装置がある(例えば、下記の特許文献2を参照)。   In recent years, wireless communication devices have been required to support a plurality of wireless communication systems. Therefore, an antenna device mounted on such a wireless communication device is required to have a function of operating in a plurality of frequency bands or a wide band in addition to downsizing. As an antenna apparatus that operates in a plurality of frequency bands, for example, there is a tunable antenna that can change the frequency band. In addition, there is an antenna device in which an adjustment circuit combining a plurality of conductor lines having different lengths is provided in a feeding portion of a monopole antenna to vary the frequency band (for example, see Patent Document 1 below) . Furthermore, there is an antenna device that changes a frequency band by switching a selection circuit connected to a parasitic element of the antenna device (see, for example, Patent Document 2 below).

国際公開第07/042615号パンフレットInternational Publication No. 07/042615 Pamphlet 特表2009−510900号公報Special table 2009-510900

しかしながら、上記の特許文献1に記載のアンテナ装置は複数の異なる長さの導体線路をスイッチで切り替えて周波数帯域を可変する仕組みであるため、可変する周波数帯域の数に応じた導体線路が必要となる。そのため、可変周波数帯域の数が増えた場合、必要な導体線路の数が多くなり、アンテナ装置の小型化が困難になる。また、上記の特許文献2に記載のアンテナ装置は、寄生素子に選択回路を接続し、スイッチの切り替えで周波数帯域を可変する仕組みである。そのため、可変周波数帯域の数が増えた場合に寄生素子の数を増やす必要が生じ、アンテナ装置の小型化が困難になる。   However, since the antenna device described in Patent Document 1 has a mechanism for changing a frequency band by switching a plurality of conductor lines having different lengths with a switch, a conductor line corresponding to the number of variable frequency bands is required. Become. Therefore, when the number of variable frequency bands increases, the number of necessary conductor lines increases, and it becomes difficult to reduce the size of the antenna device. In addition, the antenna device described in Patent Document 2 has a mechanism in which a selection circuit is connected to a parasitic element and a frequency band is changed by switching a switch. Therefore, when the number of variable frequency bands increases, it is necessary to increase the number of parasitic elements, and it is difficult to reduce the size of the antenna device.

こうした問題点に鑑み、本件発明者は、SRR導体上に設けたスイッチの短絡/開放を切り替えることにより共振周波数を可変にしたアンテナ装置を考案した(特開2011−103630号公報を参照)。このアンテナ装置は、逆L形状のエレメント導体と、グラウンド導体との間にSRR導体を配置し、SRR導体上に設けた複数のスイッチの短絡/開放を制御することで共振周波数を可変する構成を有する。この構成を適用することで、上記の特許文献1及び2に記載のアンテナ装置に比べ、小型化で所望の周波数帯域に共振周波数を容易に可変することが可能なアンテナ装置(従来例)を実現することができる。   In view of these problems, the present inventor has devised an antenna device in which the resonance frequency is made variable by switching between short-circuiting / opening of a switch provided on the SRR conductor (see JP 2011-103630 A). This antenna device has a configuration in which an SRR conductor is disposed between an inverted L-shaped element conductor and a ground conductor, and a resonance frequency is varied by controlling short-circuiting / opening of a plurality of switches provided on the SRR conductor. Have. By applying this configuration, an antenna device (conventional example) can be realized that can be reduced in size and easily change the resonance frequency to a desired frequency band as compared with the antenna devices described in Patent Documents 1 and 2 above. can do.

しかしながら、上記従来例に係るアンテナ装置においても、共振周波数の可変範囲に応じて複数のスイッチをSRR導体上に設けねばならず、可変範囲が広がると部品点数の増加が避けられない。さらに、スイッチの数が増加することでスイッチの制御が複雑化してしまう。そこで、本発明は、このような問題点に鑑みて考案されたものであり、本発明の目的とするところは、より小型化が可能な周波数可変機能を備えたアンテナ装置及びこのアンテナ装置を搭載した無線通信装置を実現することにある。   However, also in the antenna device according to the above-described conventional example, a plurality of switches must be provided on the SRR conductor according to the variable range of the resonance frequency. If the variable range is widened, an increase in the number of components is inevitable. Furthermore, the control of the switch becomes complicated by increasing the number of switches. Accordingly, the present invention has been devised in view of such problems, and an object of the present invention is to mount an antenna device having a frequency variable function capable of further miniaturization and the antenna device. It is to realize a wireless communication apparatus.

上記の課題を解決するために、本発明のある観点によれば、給電点を有し、誘電体基板の一面上に形成された逆L字形状のエレメント導体と、前記誘電体基板の一面上に形成された、開口を有する環状の第1導体と、前記誘電体基板の他面上に形成され、前記第1導体の開口が向く方向と逆方向を向く位置に開口を有し、前記誘電体基板を挟んで前記第1導体に対向する環状の第2導体と、前記誘電体基板の一面上において前記第1導体を挟んで前記エレメント導体と対向する領域に対応する前記誘電体基板の他面上の領域に形成されるグラウンド導体と、前記第1又は第2導体の開口を塞ぐように形成された容量素子と、前記第1又は第2導体のうち、開口に前記容量素子が形成されていない導体の開口を塞ぐように形成された可変容量素子と、を備える、アンテナ装置が提供される。   In order to solve the above problems, according to one aspect of the present invention, an inverted L-shaped element conductor having a feeding point and formed on one surface of a dielectric substrate, and one surface of the dielectric substrate is provided. An annular first conductor having an opening formed on the other surface of the dielectric substrate and having an opening in a direction opposite to a direction in which the opening of the first conductor faces; An annular second conductor facing the first conductor across the body substrate, and the dielectric substrate corresponding to a region facing the element conductor across the first conductor on one surface of the dielectric substrate Of the ground conductor formed in the region on the surface, the capacitive element formed so as to close the opening of the first or second conductor, and the capacitive element is formed in the opening of the first or second conductor. Variable capacitance element formed so as to close the opening of the non-conductive conductor It comprises, when the antenna device is provided.

かかる構成により、第1導体と第2導体とでSRRが形成され、SRRの共振周波数付近における実効透磁率の変化と掛け合わせて大きな波長短縮効果が得られるため、アンテナ装置の小型化が可能になる。また、可変容量素子の容量値を制御することにより、LC共振回路を形成するアンテナ装置の共振周波数を自由に切り替えることが可能になり、複数の周波数帯域に対応することが可能になる。さらに、共振周波数の可変を容量値の制御で行うため、スイッチなどで共振周波数を切り替える構成とは異なり、対応すべき周波数帯の数が増加しても部品点数の増加がなく、装置のサイズが大きくならずに済む。その結果、アンテナ装置及びこれを搭載した無線通信装置の更なる小型化が可能になる。また、対応すべき周波数帯の数が増加しても、可変容量素子の容量値を制御するだけで済むため、制御の複雑化を招かずに済む。   With this configuration, an SRR is formed by the first conductor and the second conductor, and a large wavelength shortening effect can be obtained by multiplying it with a change in effective permeability in the vicinity of the resonance frequency of the SRR. Therefore, the antenna device can be downsized. Become. In addition, by controlling the capacitance value of the variable capacitance element, the resonance frequency of the antenna device forming the LC resonance circuit can be freely switched, and a plurality of frequency bands can be handled. Furthermore, since the resonance frequency is varied by controlling the capacitance value, unlike the configuration in which the resonance frequency is switched by a switch or the like, the number of parts does not increase even if the number of frequency bands to be supported increases, and the size of the device is reduced. It doesn't get bigger. As a result, the antenna device and the wireless communication device equipped with the antenna device can be further reduced in size. Further, even if the number of frequency bands to be handled increases, it is only necessary to control the capacitance value of the variable capacitance element, so that the control is not complicated.

また、前記容量素子は、前記第1導体の開口に形成されていてもよく、この場合には前記可変容量素子は、前記第2導体の開口に形成される。さらに、上記のアンテナ装置は、所望の共振周波数となるように前記可変容量素子の容量値を調整する制御部をさらに備えていてもよい。また、前記制御部は、前記容量素子の容量値を上回る所定範囲内で前記可変容量素子の容量値を変化させるように構成されていてもよい。なお、前記第1導体及び前記第2導体は、SRR(Split Ring Resonator)を形成する。   The capacitive element may be formed in the opening of the first conductor. In this case, the variable capacitive element is formed in the opening of the second conductor. Furthermore, the antenna device may further include a control unit that adjusts the capacitance value of the variable capacitance element so as to obtain a desired resonance frequency. Further, the control unit may be configured to change the capacitance value of the variable capacitance element within a predetermined range that exceeds the capacitance value of the capacitance element. The first conductor and the second conductor form an SRR (Split Ring Resonator).

また、上記の課題を解決するために、本発明のある観点によれば、上記のアンテナ装置を搭載した無線通信装置が提供される。かかる構成により、複数の周波数帯域に対応可能な小型の無線通信装置が実現される。なお、上記の制御部は、無線通信装置の制御機能であってもよい。   In order to solve the above-described problem, according to an aspect of the present invention, a wireless communication device equipped with the antenna device is provided. With this configuration, a small wireless communication apparatus that can support a plurality of frequency bands is realized. Note that the control unit may be a control function of the wireless communication device.

以上説明したように本発明によれば、より小型化が可能な周波数可変機能を備えたアンテナ装置及びこのアンテナ装置を搭載した無線通信装置を実現することが可能になる。   As described above, according to the present invention, it is possible to realize an antenna device having a frequency variable function that can be further reduced in size and a wireless communication device equipped with this antenna device.

SRRを搭載したアンテナ装置の構成例を示した図である。It is the figure which showed the example of a structure of the antenna apparatus carrying SRR. 本実施形態に係るアンテナ装置の構成例を示した図である。It is the figure which showed the structural example of the antenna apparatus which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るアンテナ装置の構成例を示した図である。It is the figure which showed the structural example of the antenna apparatus which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るアンテナ装置の構成例を示した図である。It is the figure which showed the structural example of the antenna apparatus which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るアンテナ装置を構成するSRR導体の構成例を示した図である。It is the figure which showed the structural example of the SRR conductor which comprises the antenna apparatus which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るアンテナ装置を構成するSRR導体の構成例を示した図である。It is the figure which showed the structural example of the SRR conductor which comprises the antenna apparatus which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るアンテナ装置を構成するSRR導体の構成例を示した図である。It is the figure which showed the structural example of the SRR conductor which comprises the antenna apparatus which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るアンテナ装置の誘電率特性を示した図である。It is the figure which showed the dielectric constant characteristic of the antenna device which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るアンテナ装置の透磁率特性を示した図である。It is the figure which showed the magnetic permeability characteristic of the antenna device which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るアンテナ装置のVSWR特性を示した図である。It is the figure which showed the VSWR characteristic of the antenna device which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るアンテナ装置を構成するSRR導体の構成例を示した図である。It is the figure which showed the structural example of the SRR conductor which comprises the antenna apparatus which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るアンテナ装置を構成するSRR導体の構成例を示した図である。It is the figure which showed the structural example of the SRR conductor which comprises the antenna apparatus which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るアンテナ装置を構成するSRR導体の構成例を示した図である。It is the figure which showed the structural example of the SRR conductor which comprises the antenna apparatus which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るアンテナ装置を構成するSRR導体の構成例を示した図である。It is the figure which showed the structural example of the SRR conductor which comprises the antenna apparatus which concerns on this embodiment.

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。   Exemplary embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, in this specification and drawing, about the component which has the substantially same function structure, duplication description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol.

(概要)
本実施形態に係るアンテナ装置は、SRR(Split Ring Resonator;分割リング共振器)の共振周波数付近の材料特性を利用し、SRRを構成する各導体の開口部分に可変容量素子を設け、その容量値を変化させることにより、共振周波数を可変するものである。なお、ここで言うSRRとは、少なくとも一部が分離された環状の金属(導電性部材)から成る構造体であり、後述する特性を発現するものである。
(Overview)
The antenna device according to the present embodiment uses a material characteristic in the vicinity of the resonance frequency of an SRR (Split Ring Resonator), provides a variable capacitance element at the opening of each conductor constituting the SRR, and its capacitance value The resonance frequency can be varied by changing. The SRR referred to here is a structure made of an annular metal (conductive member) separated at least partially, and expresses the characteristics described later.

(SRRの特性)
まず、SRRの一般的な特性について簡単に説明する。
(Characteristics of SRR)
First, general characteristics of the SRR will be briefly described.

一般に、SRRはリングの一部に「Split(開口部)」を有する二つの金属リングが同心円状に配置された構造をしている。こうした構造的特徴から「2重リングSRR」とも呼ばれる。SRRのリング部分はインダクタンス(L)として機能し、リング間の間隙部分はキャパシタンス(C)として機能する。   In general, the SRR has a structure in which two metal rings having “Split (opening)” in a part of the ring are arranged concentrically. Because of these structural features, it is also called “double ring SRR”. The ring portion of the SRR functions as an inductance (L), and the gap portion between the rings functions as a capacitance (C).

例えば、リングを含む平面に垂直な磁場成分を含む電磁波(入射磁場)がSRRに入射すると、電磁誘導の原理に従い、入射磁場を打ち消す反抗磁場を作り出す誘導電流(J)がリング上に誘起される。この誘導電流は各リングに沿って流れるが、リングの一部に設けられた開口部で誘導電流の流れが遮られ、2つのリング間に等しい量の正負の電荷が蓄積される。さらに、2つのリング間に蓄積された電荷がリング間のキャパシタンス(C)を介して内側から外側(及び外側から内側)のリングへと流れることでSRRにLC共振の閉回路が形成される。従って、SRRの共振周波数fは、SRRを形成するキャパシタンス(C)及びインダクタンス(L)に基づいて下記の式(1)のように表される。 For example, when an electromagnetic wave (incident magnetic field) including a magnetic field component perpendicular to the plane including the ring is incident on the SRR, an induced current (J) that creates a repulsive magnetic field that cancels the incident magnetic field is induced on the ring according to the principle of electromagnetic induction. . This induced current flows along each ring, but the flow of the induced current is blocked by an opening provided in a part of the ring, and an equal amount of positive and negative charges is accumulated between the two rings. Furthermore, the charge accumulated between the two rings flows from the inner side to the outer side (and from the outer side to the inner side) via the capacitance (C) between the rings, thereby forming a closed circuit of LC resonance in the SRR. Accordingly, the resonance frequency f 0 of the SRR is expressed as the following equation (1) based on the capacitance (C) and the inductance (L) that form the SRR.

Figure 2013093643
…(1)
Figure 2013093643
... (1)

この共振周波数付近において大きな誘導電流が誘起され、大きな反抗磁場が作り出される。そのため、SRRの実効的な透磁率は大きく変化する。上記の共振周波数に近い周波数を有する電磁波が入射すると、その電磁波はSRRに共鳴して大きく吸収される。つまり、電磁波の吸収に対応する透磁率の虚部(Imaginary)は、電磁波の周波数がSRRの共振周波数に近づくにつれて増大する。また、虚部の変化に応じて透磁率の実部(Real)も変化する。実部の変化量は、虚部の変化量が大きいほど(即ち、SRRのQ値が高いほど)大きくなり、適当な条件に調整すると、共振周波数の高周波数側において負の透磁率を実現することができる。   A large induced current is induced in the vicinity of this resonance frequency, and a large repulsive magnetic field is created. Therefore, the effective permeability of the SRR changes greatly. When an electromagnetic wave having a frequency close to the resonance frequency is incident, the electromagnetic wave resonates with the SRR and is largely absorbed. That is, the imaginary part of the magnetic permeability corresponding to the absorption of the electromagnetic wave increases as the frequency of the electromagnetic wave approaches the resonance frequency of the SRR. Further, the real part (Real) of the magnetic permeability changes according to the change of the imaginary part. The amount of change in the real part increases as the amount of change in the imaginary part increases (that is, the Q value of the SRR increases). When adjusted to an appropriate condition, a negative permeability is realized on the high frequency side of the resonance frequency. be able to.

以上、SRRの特性について説明した。上記のように、SRRは磁気駆動のLC共振回路がその動作原理となっており、共振器構造の設計次第でSRRの共振周波数を自由に設計することが可能である。   The characteristics of SRR have been described above. As described above, the SRR is based on the principle of operation of a magnetically driven LC resonance circuit, and the resonance frequency of the SRR can be freely designed depending on the design of the resonator structure.

(従来例:SRRを利用したアンテナ装置100の構成)
次に、図1を参照しながら、SRRを利用したアンテナ装置100の構成について説明する。図1は、SRRを利用したアンテナ装置100の構成を示した図である。
(Conventional example: Configuration of antenna device 100 using SRR)
Next, the configuration of the antenna device 100 using SRR will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an antenna device 100 using SRR.

図1に示すように、アンテナ装置100は、第1SRR導体101と、第2SRR導体102と、誘電体基板103と、エレメント導体104と、給電点105と、グラウンド導体106とを含む。なお、エレメント導体104は、例えば、L字型に形成される。また、エレメント導体104は、給電点105を介してグラウンド導体106と接続される。そして、エレメント導体104は、逆L型アンテナ(Inverted−L antenna)として機能する。   As shown in FIG. 1, the antenna device 100 includes a first SRR conductor 101, a second SRR conductor 102, a dielectric substrate 103, an element conductor 104, a feeding point 105, and a ground conductor 106. The element conductor 104 is formed in an L shape, for example. Further, the element conductor 104 is connected to the ground conductor 106 through the feeding point 105. The element conductor 104 functions as an inverted L-type antenna (Inverted-L antenna).

第1SRR導体101は、誘電体基板103の一面(以下、表面)に形成される。また、第2SRR102は、誘電体基板103の他面(以下、裏面)に形成される。図1の例において、第1SRR導体101及び第2SRR導体102は、矩形リング状に形成されている。また、第1SRR導体101は、矩形リングの一部を分離した開口部101aを有する。同様に、第2SRR導体102は、矩形リングの一部を分離した開口部102aを有する。なお、第1SRR導体101及び第2SRR導体102の形状は、矩形リング形状に限らず、任意のリング形状に変形することが可能である(例えば、図5A〜図5Cを参照)。また、第1SRR導体101と第2SRR導体102とは、異なる形状であってもよい。   The first SRR conductor 101 is formed on one surface (hereinafter, the front surface) of the dielectric substrate 103. The second SRR 102 is formed on the other surface (hereinafter referred to as the back surface) of the dielectric substrate 103. In the example of FIG. 1, the first SRR conductor 101 and the second SRR conductor 102 are formed in a rectangular ring shape. The first SRR conductor 101 has an opening 101a that separates a part of the rectangular ring. Similarly, the 2nd SRR conductor 102 has the opening part 102a which isolate | separated a part of rectangular ring. Note that the shapes of the first SRR conductor 101 and the second SRR conductor 102 are not limited to the rectangular ring shape, and can be deformed into an arbitrary ring shape (see, for example, FIGS. 5A to 5C). Further, the first SRR conductor 101 and the second SRR conductor 102 may have different shapes.

第1SRR導体101と第2SRR導体102とは、誘電体基板103を挟んで対向する位置に配置される。また、第1SRR導体101と第2SRR導体102とは、第1SRR導体101の開口部101aと第2SRR導体102の開口部102aとが互いに反対を向くように互い違いに配置される。例えば、第1SRR導体101の開口部101aが誘電体基板103の表面において右側に向く場合、第2SRR導体102の開口部102aは誘電体基板103の裏面において左側に向く。   The first SRR conductor 101 and the second SRR conductor 102 are disposed at positions facing each other with the dielectric substrate 103 interposed therebetween. Further, the first SRR conductor 101 and the second SRR conductor 102 are alternately arranged such that the opening 101a of the first SRR conductor 101 and the opening 102a of the second SRR conductor 102 face each other. For example, when the opening 101 a of the first SRR conductor 101 faces the right side on the surface of the dielectric substrate 103, the opening 102 a of the second SRR conductor 102 faces the left side on the back surface of the dielectric substrate 103.

上記のような構造により、第1SRR導体101及び第2SRR導体102は、それぞれ一般的なSRRの各リングと同様にインダクタンス(L)として機能する。また、誘電体基板103を挟んで対向配置された第1SRR導体101と第2SRR導体102との間でキャパシタンス(C)が形成される。そのため、第1SRR導体101及び第2SRR導体102はSRRとして機能する。従って、アンテナ装置100は、第1SRR導体101及び第2SRR導体102の長さに依存するインダクタンス(L)、及び、第1SRR導体101及び第2SRR導体102の配置と誘電体基板103の誘電率及び厚みとに依存するキャパシタンス(C)によって決まる共振周波数で動作する。   With the above-described structure, the first SRR conductor 101 and the second SRR conductor 102 each function as an inductance (L) similarly to each ring of a general SRR. In addition, a capacitance (C) is formed between the first SRR conductor 101 and the second SRR conductor 102 that are arranged to face each other with the dielectric substrate 103 interposed therebetween. Therefore, the first SRR conductor 101 and the second SRR conductor 102 function as an SRR. Therefore, the antenna device 100 includes the inductance (L) depending on the lengths of the first SRR conductor 101 and the second SRR conductor 102, the arrangement of the first SRR conductor 101 and the second SRR conductor 102, and the dielectric constant and thickness of the dielectric substrate 103. It operates at a resonance frequency determined by a capacitance (C) that depends on.

以上、SRRを利用したアンテナ装置100の構成について説明した。なお、アンテナ装置100は、設計時にインダクタンス(L)及びキャパシタンス(C)が固定されてしまう。そのため、共振周波数を可変にするには、インダクタンス(L)又はキャパシタンス(C)を可変にする仕組みを設ける必要がある。そこで、本件発明者は、第1SRR導体101及び第2SRR導体102の長さをスイッチで切り替えられるようにする仕組みを考案した(特開2011−103630号公報)。しかし、スイッチを利用する場合、利用する周波数帯の数が増加するにつれて多くのスイッチが必要になる。多くのスイッチを設けると、装置のサイズが大きくなる上、制御が複雑化してしまう。   The configuration of the antenna device 100 using SRR has been described above. In the antenna device 100, the inductance (L) and the capacitance (C) are fixed at the time of design. Therefore, in order to make the resonance frequency variable, it is necessary to provide a mechanism for making the inductance (L) or the capacitance (C) variable. Therefore, the present inventor has devised a mechanism that allows the lengths of the first SRR conductor 101 and the second SRR conductor 102 to be switched by a switch (Japanese Patent Laid-Open No. 2011-103630). However, when switches are used, more switches are required as the number of frequency bands to be used increases. When many switches are provided, the size of the apparatus increases and the control becomes complicated.

こうした問題点に鑑み、本件発明者は、スイッチを用いずに共振周波数を可変にする仕組みを考案した。この仕組みを適用すると、より小型で制御が容易なアンテナ装置(後述するアンテナ装置200)が実現される。以下、本実施形態に係るアンテナ装置200の構成について詳細に説明する。   In view of these problems, the present inventors have devised a mechanism for making the resonance frequency variable without using a switch. When this mechanism is applied, an antenna device (an antenna device 200 described later) that is smaller and easy to control is realized. Hereinafter, the configuration of the antenna device 200 according to the present embodiment will be described in detail.

(実施形態:アンテナ装置200の構成)
図2を参照しながら、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置200の構成について説明する。図2は、本実施形態に係るアンテナ装置200の構成例を示した説明図である。
(Embodiment: Configuration of Antenna Device 200)
The configuration of the antenna device 200 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2 is an explanatory diagram showing a configuration example of the antenna device 200 according to the present embodiment.

図2に示すように、アンテナ装置200は、第1SRR導体201と、第2SRR導体202と、誘電体基板203と、エレメント導体204と、給電点205と、グラウンド導体206と、第1容量素子211と、第2可変容量素子212とを有する。   As shown in FIG. 2, the antenna device 200 includes a first SRR conductor 201, a second SRR conductor 202, a dielectric substrate 203, an element conductor 204, a feeding point 205, a ground conductor 206, and a first capacitive element 211. And a second variable capacitance element 212.

エレメント導体204は、例えば、L字型に形成される。また、エレメント導体204は、給電点205を介してグラウンド導体206と接続される。そして、エレメント導体204は、逆L型アンテナ(Inverted−L antenna)として機能する。また、エレメント導体204で形成される逆L型アンテナは、自由空間における長さが概ね1/4波長となる周波数で動作する。なお、誘電体基板203上に配置されたエレメント導体204で形成される逆L型アンテナは、誘電体基板203の材料定数に対応する波長短縮効果の影響を受ける。   The element conductor 204 is formed in an L shape, for example. The element conductor 204 is connected to the ground conductor 206 via the feeding point 205. The element conductor 204 functions as an inverted L-type antenna (Inverted-L antenna). Further, the inverted L-shaped antenna formed by the element conductor 204 operates at a frequency whose length in free space is approximately ¼ wavelength. Note that the inverted L-shaped antenna formed by the element conductor 204 disposed on the dielectric substrate 203 is affected by the wavelength shortening effect corresponding to the material constant of the dielectric substrate 203.

第1SRR導体201は、誘電体基板203の一面(以下、表面)に形成される。また、第2SRR202は、誘電体基板203の他面(以下、裏面)に形成される。図2の例において、第1SRR導体201及び第2SRR導体202は、矩形リング状に形成されている。また、第1SRR導体201は、矩形リングの一部を分離した開口部201aを有する。同様に、第2SRR導体202は、矩形リングの一部を分離した開口部202aを有する。なお、第1SRR導体201及び第2SRR導体202の形状は、矩形リング形状に限らず、任意のリング形状に変形することが可能である。また、第1SRR導体201と第2SRR導体202とは、異なる形状であってもよい。   The first SRR conductor 201 is formed on one surface (hereinafter, surface) of the dielectric substrate 203. The second SRR 202 is formed on the other surface (hereinafter referred to as the back surface) of the dielectric substrate 203. In the example of FIG. 2, the first SRR conductor 201 and the second SRR conductor 202 are formed in a rectangular ring shape. The first SRR conductor 201 has an opening 201a that separates a part of the rectangular ring. Similarly, the second SRR conductor 202 has an opening 202a that separates a part of the rectangular ring. Note that the shapes of the first SRR conductor 201 and the second SRR conductor 202 are not limited to the rectangular ring shape, and can be deformed to an arbitrary ring shape. Further, the first SRR conductor 201 and the second SRR conductor 202 may have different shapes.

第1SRR導体201と第2SRR導体202とは、誘電体基板203を挟んで対向する位置に配置される。また、第1SRR導体201と第2SRR導体202とは、第1SRR導体201の開口部201aと第2SRR導体202の開口部202aとが互いに反対を向くように互い違いに配置される。例えば、第1SRR導体201の開口部201aが誘電体基板203の表面において右側に向く場合、第2SRR導体202の開口部202aは誘電体基板203の裏面において左側に向く。このように、第1SRR導体201及び第2SRR導体202で形成されるSRRを設けることで、SRRの共振周波数付近における実効透磁率の変化と掛け合わせて大きな波長短縮効果が得られ、アンテナ装置の小型化が可能になる。   The first SRR conductor 201 and the second SRR conductor 202 are disposed at positions facing each other with the dielectric substrate 203 interposed therebetween. Further, the first SRR conductor 201 and the second SRR conductor 202 are alternately arranged such that the opening 201a of the first SRR conductor 201 and the opening 202a of the second SRR conductor 202 face each other. For example, when the opening 201 a of the first SRR conductor 201 faces the right side on the surface of the dielectric substrate 203, the opening 202 a of the second SRR conductor 202 faces the left side on the back surface of the dielectric substrate 203. Thus, by providing the SRR formed by the first SRR conductor 201 and the second SRR conductor 202, a large wavelength shortening effect can be obtained by multiplying with the change of the effective magnetic permeability in the vicinity of the resonance frequency of the SRR, and the antenna device can be made compact. Can be realized.

言い換えると、SRRの共振周波数付近における実効透磁率の変化が十分に大きくなるのであれば、第1SRR導体201と第2SRR導体202との位置関係は、ある程度自由に設計することができる。例えば、X方向に見た場合に、図9Aに示すように、第1SRR導体201と第2SRR導体202とが重なるように配置されていてもよいし、図9Bに示すように、第1SRR導体201と第2SRR導体202とが部分的に重なるように配置されていてもよい。或いは、図9C及び図9Dに示すように、第1SRR導体201と第2SRR導体202とが全く重ならないように配置されていてもよい。   In other words, the positional relationship between the first SRR conductor 201 and the second SRR conductor 202 can be freely designed to some extent if the change in effective permeability near the resonance frequency of the SRR becomes sufficiently large. For example, when viewed in the X direction, the first SRR conductor 201 and the second SRR conductor 202 may overlap each other as shown in FIG. 9A, or as shown in FIG. 9B. And the second SRR conductor 202 may be partially overlapped. Alternatively, as shown in FIGS. 9C and 9D, the first SRR conductor 201 and the second SRR conductor 202 may be arranged so as not to overlap at all.

さて、第1SRR導体201の開口部201aには、開口部201aを塞ぐように容量素子211が形成される。つまり、第1SRR導体201の各端部に容量素子211の各端部が接続され、第1SRR導体201の両端部を容量素子211が電気的に接続している。同様に、第2SRR導体202の開口部202aには、開口部202aを塞ぐように可変容量素子212が形成される。つまり、第2SRR導体202の各端部に可変容量素子212の各端部が接続され、第2SRR導体202の両端部を可変容量素子212が電気的に接続している。可変容量素子212は、第2SRR導体202の容量値を可変する。そのため、可変容量素子212の容量値を制御することにより、LC共振回路を形成するアンテナ装置200の共振周波数を自由に切り替えることが可能になる。   A capacitive element 211 is formed in the opening 201a of the first SRR conductor 201 so as to close the opening 201a. That is, each end of the capacitive element 211 is connected to each end of the first SRR conductor 201, and the capacitive element 211 is electrically connected to both ends of the first SRR conductor 201. Similarly, a variable capacitance element 212 is formed in the opening 202a of the second SRR conductor 202 so as to close the opening 202a. That is, each end of the variable capacitance element 212 is connected to each end of the second SRR conductor 202, and both ends of the second SRR conductor 202 are electrically connected to the variable capacitance element 212. The variable capacitance element 212 varies the capacitance value of the second SRR conductor 202. Therefore, by controlling the capacitance value of the variable capacitance element 212, it becomes possible to freely switch the resonance frequency of the antenna device 200 that forms the LC resonance circuit.

ここで、図3及び図4を参照しながら、誘電体基板203の表面に形成された第1SRR導体201の構成及び誘電体基板203の裏面に形成された第2SRR導体202の構成について、より詳細に説明する。   Here, with reference to FIG. 3 and FIG. 4, the configuration of the first SRR conductor 201 formed on the surface of the dielectric substrate 203 and the configuration of the second SRR conductor 202 formed on the back surface of the dielectric substrate 203 will be described in more detail. Explained.

図3に示すように、誘電体基板203の表面には、開口部201aが容量素子211で塞がれた第1SRR導体201、及び逆L形状のエレメント導体204が形成されている。一方、誘電体基板203の裏面には、図4に示すように、開口部202aが可変容量素子212で塞がれた第2SRR導体202、及びグラウンド導体206が形成されている。第1SRR導体201及び第2SRR導体202で形成されるSRRは、Z方向について、エレメント導体204とグラウンド導体206とで挟まれた領域に配置される。容量素子211の容量値は、例えば、1pFなどに設定される。この場合、可変容量素子212の容量値は、1pF〜2.4pFなどの範囲に設定される。   As shown in FIG. 3, a first SRR conductor 201 whose opening 201 a is closed by a capacitive element 211 and an inverted L-shaped element conductor 204 are formed on the surface of the dielectric substrate 203. On the other hand, as shown in FIG. 4, a second SRR conductor 202 in which an opening 202 a is closed with a variable capacitor 212 and a ground conductor 206 are formed on the back surface of the dielectric substrate 203. The SRR formed by the first SRR conductor 201 and the second SRR conductor 202 is disposed in a region sandwiched between the element conductor 204 and the ground conductor 206 in the Z direction. The capacitance value of the capacitive element 211 is set to 1 pF, for example. In this case, the capacitance value of the variable capacitance element 212 is set to a range of 1 pF to 2.4 pF.

以上、アンテナ装置200の構成について説明した。なお、図2の例では、第2SRR導体202の開口部202aに形成した素子の容量値を可変する構成を示したが、第1SRR導体201の開口部201aに形成した素子の容量値を可変する構成にしてもよい。   The configuration of the antenna device 200 has been described above. In the example of FIG. 2, the configuration is shown in which the capacitance value of the element formed in the opening 202 a of the second SRR conductor 202 is varied. However, the capacitance value of the element formed in the opening 201 a of the first SRR conductor 201 is varied. It may be configured.

(アンテナ装置200の特性)
次に、図6及び図7を参照しながら、アンテナ装置200の特性について説明する。図6は、アンテナ装置200の誘電率特性を示す図である。一方、図7は、アンテナ装置200の透磁率特性を示す図である。図6及び図7では、実線が実部(Real)の特性を示し、破線が虚部(Imaginary)の特性を示している。
(Characteristics of antenna device 200)
Next, the characteristics of the antenna device 200 will be described with reference to FIGS. 6 and 7. FIG. 6 is a diagram illustrating a dielectric constant characteristic of the antenna device 200. On the other hand, FIG. 7 is a diagram showing the magnetic permeability characteristics of the antenna device 200. 6 and 7, the solid line indicates the characteristic of the real part (Real), and the broken line indicates the characteristic of the imaginary part (Imaginary).

cを真空中の光速、μγを媒質の比透磁率、εγを媒質の比誘電率とすると、一般に、位相速度Vは下記の式(2)で表現される。つまり、材料定数μγ及びεγに応じて、下記の式(3)で表現される(εγμγ−1/2倍の波長短縮効果が得られる。そのため、誘電体基板203の材料定数μγ及びεγに対してSRRの共振周波数付近における実効透磁率の変化を掛け合わせた波長短縮効果が得られる。 When c is the speed of light in vacuum, μ γ is the relative permeability of the medium, and ε γ is the relative permittivity of the medium, the phase velocity V p is generally expressed by the following equation (2). That is, according to the material constants μ γ and ε γ , a wavelength shortening effect of (ε γ μ γ ) −1/2 times expressed by the following formula (3) is obtained. Therefore, the wavelength shortening effect obtained by multiplying the material constants μ γ and ε γ of the dielectric substrate 203 by the change in the effective magnetic permeability in the vicinity of the resonance frequency of the SRR can be obtained.

Figure 2013093643
…(2)
Figure 2013093643
... (2)

また、SRRの共振周波数は、第1SRR導体201及び第2SRR導体202の導体長を調整することで設定できる。そのため、第1SRR導体201及び第2SRR導体202の導体長を調整して、図6及び図7にハッチングで示したLTEの周波数帯域付近に共振周波数を設定することができる。このような設定にすると、図7に示すように、LTEの周波数帯域内で実効透磁率が大きく変化する特性が得られる。   The resonance frequency of the SRR can be set by adjusting the conductor lengths of the first SRR conductor 201 and the second SRR conductor 202. Therefore, by adjusting the conductor lengths of the first SRR conductor 201 and the second SRR conductor 202, the resonance frequency can be set in the vicinity of the LTE frequency band indicated by hatching in FIGS. With such a setting, as shown in FIG. 7, a characteristic that the effective permeability greatly changes within the LTE frequency band can be obtained.

上記のように、逆L形状のエレメント導体204とグラウンド導体206との間に、誘電体基板203を挟んで配置された第1SRR導体201及び第2SRR導体202で形成されたSRRを設けることで、SRRの共振周波数付近における実効透磁率の変化が誘電体基板203の材料係数と掛け合わされ、誘電体基板203の材料定数に起因する波長短縮効果よりも大きな波長短縮効果が得られる。そのため、共振周波数が低周波数域へとシフトする。また、第2SRR導体202の開口部202aに設けられた可変容量素子212の容量値を変化させることにより、共振周波数を可変することができる。例えば、図8(VSWR特性)に示すように、LTEの周波数帯域とGSMの周波数帯域との間で共振周波数を可変することが可能になる。   As described above, by providing the SRR formed by the first SRR conductor 201 and the second SRR conductor 202 with the dielectric substrate 203 sandwiched between the inverted L-shaped element conductor 204 and the ground conductor 206, A change in effective permeability in the vicinity of the resonance frequency of the SRR is multiplied by the material coefficient of the dielectric substrate 203, and a wavelength shortening effect larger than the wavelength shortening effect caused by the material constant of the dielectric substrate 203 is obtained. Therefore, the resonance frequency shifts to a low frequency range. Further, the resonance frequency can be varied by changing the capacitance value of the variable capacitance element 212 provided in the opening 202 a of the second SRR conductor 202. For example, as shown in FIG. 8 (VSWR characteristics), the resonance frequency can be varied between the LTE frequency band and the GSM frequency band.

なお、LTE(Long Term Evolution)とは、携帯電話の高速なデータ通信仕様の一つである第3世代携帯電話方式「W−CDMA」の標準化団体3GPPが標準化を進めている次世代の通信システムであり、例えば、700MHzの周波数帯を利用する。また、GSM(Global System for Mobile Communications)とは、携帯電話に使われる無線通信方式の一つであり、例えば、850MHz、900MHzなどの周波数帯を利用する。   Note that LTE (Long Term Evolution) is a next-generation communication system that is being standardized by the standardization organization 3GPP for the third-generation mobile phone system “W-CDMA”, which is one of high-speed data communication specifications for mobile phones. For example, a frequency band of 700 MHz is used. GSM (Global System for Mobile Communications) is one of wireless communication systems used for mobile phones, and uses, for example, frequency bands such as 850 MHz and 900 MHz.

(制御方法について)
ところで、可変容量素子212の容量値は、アンテナ装置200を搭載した無線通信装置の制御部(非図示)により制御される。例えば、制御部は、受信信号の周波数を検出し、検出した周波数に応じて可変容量素子212の容量値を制御する。例えば、制御部は、LTEに対応する受信信号の周波数を検出した場合、共振周波数がLTEの周波数帯域付近になるように可変容量素子212の容量値を制御する。一方、GSMに対応する受信信号の周波数を検出した場合、制御部は、共振周波数がGSMの周波数帯域付近になるように可変容量素子212の容量値を制御する。
(About control method)
By the way, the capacitance value of the variable capacitance element 212 is controlled by a control unit (not shown) of a wireless communication device in which the antenna device 200 is mounted. For example, the control unit detects the frequency of the received signal and controls the capacitance value of the variable capacitance element 212 according to the detected frequency. For example, when detecting the frequency of the received signal corresponding to LTE, the control unit controls the capacitance value of the variable capacitance element 212 so that the resonance frequency is in the vicinity of the LTE frequency band. On the other hand, when the frequency of the received signal corresponding to GSM is detected, the control unit controls the capacitance value of the variable capacitance element 212 so that the resonance frequency is in the vicinity of the GSM frequency band.

容量素子211の容量値を1pF、特性インピーダンスを50Ωとし、可変容量素子212の容量値を1pF〜2.4pFに可変した場合、アンテナ装置200のVSWR特性は、図8に示すように変化する。可変容量素子212の容量値が1pFの場合、高域側に共振周波数(VSWRの最小値)が位置する。そして、可変容量素子212の容量値が増加するにつれて低域側に共振周波数がシフトする。図8に示すように、この例においては、可変容量素子212の容量値を1pF〜2.4pFの範囲で可変することにより、GSMの周波数帯域とLTEの周波数帯域とがカバーされる。   When the capacitance value of the capacitive element 211 is 1 pF, the characteristic impedance is 50Ω, and the capacitance value of the variable capacitive element 212 is varied from 1 pF to 2.4 pF, the VSWR characteristic of the antenna device 200 changes as shown in FIG. When the capacitance value of the variable capacitance element 212 is 1 pF, the resonance frequency (minimum value of VSWR) is located on the high frequency side. As the capacitance value of the variable capacitance element 212 increases, the resonance frequency shifts to the low frequency side. As shown in FIG. 8, in this example, the GSM frequency band and the LTE frequency band are covered by varying the capacitance value of the variable capacitance element 212 in the range of 1 pF to 2.4 pF.

以上、アンテナ装置200の特性について説明した。上記のように、可変容量素子212の容量値を可変することにより、所望の周波数帯域において共振周波数を可変することが可能である。また、可変容量素子212の容量値を切り替えることで周波数帯域を可変しているため、利用する無線通信システムの周波数帯の数が増えた場合でも装置のサイズが大きくなることは無い。そのため、複数の無線通信システムに適用可能な小型の無線通信装置を提供することが可能になる。さらに、可変容量素子212の容量値を調整するだけで共振周波数を自由に変更できるため、制御が容易である。   The characteristics of the antenna device 200 have been described above. As described above, it is possible to vary the resonance frequency in a desired frequency band by varying the capacitance value of the variable capacitance element 212. In addition, since the frequency band is changed by switching the capacitance value of the variable capacitance element 212, the size of the apparatus does not increase even when the number of frequency bands of the wireless communication system to be used increases. Therefore, it is possible to provide a small wireless communication apparatus that can be applied to a plurality of wireless communication systems. Furthermore, since the resonance frequency can be freely changed simply by adjusting the capacitance value of the variable capacitance element 212, the control is easy.

ところで、共振周波数の可変動作を利用することにより、無線通信装置の制御部においてオートチューニング動作を行うことも可能である。この場合、初期状態として、例えば、可変容量素子212の容量値を容量素子211の容量値と同じに設定しておく。そして、制御部は、可変容量素子212の容量値を徐々に変化させつつ、共振周波数を低域側又は高域側に徐々にシフトさせて所望の受信信号に自動的に同調するようにしてもよい。   By the way, it is also possible to perform an auto-tuning operation in the control unit of the wireless communication device by using the variable operation of the resonance frequency. In this case, as an initial state, for example, the capacitance value of the variable capacitance element 212 is set to be the same as the capacitance value of the capacitance element 211. The control unit may be configured to automatically tune to a desired reception signal by gradually shifting the resonance frequency to the low frequency side or the high frequency side while gradually changing the capacitance value of the variable capacitance element 212. Good.

(変形例:SRRの形状について)
次に、アンテナ装置200に適用可能なSRRの他の形状について、図5A〜図5Cを参照しながら説明する。図5Aは多角形状の一部が分離された開口部401aを有するSRR導体401の形状を示す。また、図5Bは四角形状の一部が分離された開口部402aを有するSRR導体402の形状を示す。また、図5Cはリング形状の一部が分離された開口部403aを有するSRR導体403の形状を示す。なお、上述したSRRの特性を実現できる形状であれば、これに限定されない。
(Modification: SRR shape)
Next, other shapes of the SRR applicable to the antenna device 200 will be described with reference to FIGS. 5A to 5C. FIG. 5A shows the shape of the SRR conductor 401 having the opening 401a from which a part of the polygonal shape is separated. FIG. 5B shows the shape of the SRR conductor 402 having the opening 402a from which a part of the quadrangular shape is separated. FIG. 5C shows the shape of the SRR conductor 403 having an opening 403a from which a part of the ring shape is separated. Note that the shape is not limited to this as long as the above-described SRR characteristics can be realized.

第1SRR導体201及び第2SRR導体202は、図5A〜図5Cに示したSRR導体401、402、403のように様々なリング形状に変形することが可能である。このような形状に変形した場合も、SRR導体401、402、403の開口部401a、402a、403aには、容量素子211又は可変容量素子212が設けられる。そのため、可変容量素子212の容量値を可変することにより、アンテナ装置200の共振周波数を可変することが可能である。   The first SRR conductor 201 and the second SRR conductor 202 can be transformed into various ring shapes like the SRR conductors 401, 402, and 403 shown in FIGS. 5A to 5C. Even when the shape is changed to such a shape, the capacitive element 211 or the variable capacitive element 212 is provided in the openings 401a, 402a, and 403a of the SRR conductors 401, 402, and 403. Therefore, the resonance frequency of the antenna device 200 can be varied by varying the capacitance value of the variable capacitance element 212.

(製造方法について)
アンテナ装置200は、逆L形状のエレメント導体204とグラウンド導体206との間に位置する誘電体基板203の表裏面に、第1SRR導体201と第2SRR導体202とをそれぞれ形成したものであるため、簡易な製造方法で製造することができる。例えば、誘電体基板203の表裏面をエッチングして、第1SRR導体201及び第2SRR導体202を形成したり、或いは、誘電体基板203の表裏面に第1SRR導体201及び第2SRR導体202を貼り付けて形成したりすることができる。製造方法が簡易であるため、アンテナ装置200に設計変更が発生した場合にも容易に対応可能になり、製造コストの抑制に寄与する。
(About manufacturing method)
Since the antenna device 200 is formed by forming the first SRR conductor 201 and the second SRR conductor 202 on the front and back surfaces of the dielectric substrate 203 positioned between the inverted L-shaped element conductor 204 and the ground conductor 206, respectively. It can be manufactured by a simple manufacturing method. For example, the front and back surfaces of the dielectric substrate 203 are etched to form the first SRR conductor 201 and the second SRR conductor 202, or the first SRR conductor 201 and the second SRR conductor 202 are attached to the front and back surfaces of the dielectric substrate 203. Or can be formed. Since the manufacturing method is simple, it is possible to easily cope with a change in design of the antenna device 200, which contributes to a reduction in manufacturing cost.

また、誘電体基板203は、フレキシブルな誘電体フィルムなどで製作してもよい。誘電体基板203をフレキシブルな誘電体フィルムで製作した場合、誘電体基板203は折り曲げることが可能となるため、無線通信装置への実装が容易となる。なお、誘電体基板203以外にもエレメント導体204やグラウンド導体206をフレキシブルな素材で製作してもよい。   Further, the dielectric substrate 203 may be made of a flexible dielectric film or the like. When the dielectric substrate 203 is made of a flexible dielectric film, the dielectric substrate 203 can be bent, so that it can be easily mounted on a wireless communication device. In addition to the dielectric substrate 203, the element conductor 204 and the ground conductor 206 may be made of a flexible material.

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。例えば、上記説明においては、エレメント導体を逆L形状としたが、エレメント導体の開放端をさらに屈折させてコの字形状としてもよい。つまり、SRRをコの字形状のエレメント導体で囲み、グラウンド導体とエレメント導体とで囲うように配置してもよい。この場合、エレメント導体の配置面積が少なくなるため、アンテナ装置の更なる小型化に寄与する。   As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to the example which concerns. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. Understood. For example, in the above description, the element conductor has an inverted L shape, but the open end of the element conductor may be further refracted to have a U shape. In other words, the SRR may be surrounded by a U-shaped element conductor and surrounded by a ground conductor and an element conductor. In this case, the arrangement area of the element conductor is reduced, which contributes to further miniaturization of the antenna device.

100、200 アンテナ装置
101、201 第1SRR導体
102、202 第2SRR導体
103、203 誘電体基板
104、204 エレメント導体
105、205 給電点
106、206 グラウンド導体
211 容量素子
212 可変容量素子
100, 200 Antenna device 101, 201 First SRR conductor 102, 202 Second SRR conductor 103, 203 Dielectric substrate 104, 204 Element conductor 105, 205 Feed point 106, 206 Ground conductor 211 Capacitor element 212 Variable capacitor element

Claims (6)

給電点を有し、誘電体基板の一面上に形成された逆L字形状のエレメント導体と、
前記誘電体基板の一面上に形成された、開口を有する環状の第1導体と、
前記誘電体基板の他面上に形成され、前記第1導体の開口が向く方向と逆方向を向く位置に開口を有し、前記誘電体基板を挟んで前記第1導体に対向する環状の第2導体と、
前記誘電体基板の一面上において前記第1導体を挟んで前記エレメント導体と対向する領域に対応する前記誘電体基板の他面上の領域に形成されるグラウンド導体と、
前記第1又は第2導体の開口を塞ぐように形成された容量素子と、
前記第1又は第2導体のうち、開口に前記容量素子が形成されていない導体の開口を塞ぐように形成された可変容量素子と、
を備える
ことを特徴とする、アンテナ装置。
An inverted L-shaped element conductor having a feeding point and formed on one surface of a dielectric substrate;
An annular first conductor having an opening formed on one surface of the dielectric substrate;
An annular first electrode formed on the other surface of the dielectric substrate, having an opening at a position facing a direction opposite to the direction in which the opening of the first conductor faces, and facing the first conductor across the dielectric substrate. Two conductors,
A ground conductor formed in a region on the other surface of the dielectric substrate corresponding to a region facing the element conductor across the first conductor on one surface of the dielectric substrate;
A capacitive element formed so as to close the opening of the first or second conductor;
Of the first or second conductor, a variable capacitance element formed so as to close an opening of a conductor in which the capacitance element is not formed in an opening;
An antenna device comprising:
前記容量素子は、前記第1導体の開口に形成され、
前記可変容量素子は、前記第2導体の開口に形成される
ことを特徴とする、請求項1に記載のアンテナ装置。
The capacitive element is formed in an opening of the first conductor,
The antenna device according to claim 1, wherein the variable capacitance element is formed in an opening of the second conductor.
所望の共振周波数となるように前記可変容量素子の容量値を調整する制御部をさらに備える
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。
The antenna device according to claim 1, further comprising a control unit that adjusts a capacitance value of the variable capacitance element so as to obtain a desired resonance frequency.
前記制御部は、前記容量素子の容量値を上回る所定範囲内で前記可変容量素子の容量値を変化させる
ことを特徴とする、請求項3に記載のアンテナ装置。
The antenna device according to claim 3, wherein the control unit changes a capacitance value of the variable capacitance element within a predetermined range that exceeds a capacitance value of the capacitance element.
前記第1導体及び前記第2導体は、SRR(Split Ring Resonator)を形成する
ことを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載のアンテナ装置。
The antenna device according to claim 1, wherein the first conductor and the second conductor form an SRR (Split Ring Resonator).
請求項1〜5のいずれか1項に記載のアンテナ装置を搭載した
ことを特徴とする、無線通信装置。
A wireless communication device comprising the antenna device according to any one of claims 1 to 5.
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