JP2013172281A - アンテナ装置および無線通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】設置に要する実質的なサイズを大きくすることなく、複数の周波数帯に適応可能なアンテナ装置、およびそれを備えた無線通信装置を構成する。
【解決手段】中央導体パターン１１は、給電端部Ｐ１，Ｐ２に給電されることで、例えばUHF帯を利用する第１通信システム用のループアンテナとして作用し、中央導体パターン１１および周囲導体パターン１２ａ，１２ｂは、給電端部Ｐ２，Ｐ３に給電されることで、例えばVHF帯を利用する第２通信システム用のループアンテナとして作用する。また、中央導体パターン１１は、給電コイル２２に給電されることで、例えばHF帯を利用する第３通信システム用のアンテナとして作用する。
【選択図】図５

Description

本発明は複数の周波数帯に適応するアンテナ装置およびそのアンテナ装置を備えた無線通信装置に関するものである。

近年、携帯電話端末等の無線通信装置には、（NFC：Near Field Communication）、GPS（Global Positioning System）、Bluetooth（登録商標）、無線LAN（Wireless Local Area Network）のように、いわゆるセルラー通信以外の通信システムが搭載されている。

例えば、特許文献１、特許文献２等に開示されているように、通常、無線通信装置には、各種の通信システムに対応したアンテナが備えられており、搭載される通信システムの数だけ、アンテナが必要になる。

また、特許文献３には複数の周波数帯に適応するアンテナ装置が開示されている。特許文献３に記載のアンテナ装置は、スパイラル形状のアンテナ（コイルアンテナ）兼、折り返しダイポール構造を有するアンテナである。このアンテナは、HF帯およびUHF帯の二つの周波数による通信が可能な線路長に設定されていて、HF帯ではコイルアンテナとして作用し、UHF帯ではダイポールアンテナとして作用する。

特開２００７−３１８６７８号公報 特開２０１０−１３００４９号公報 特許第４５２９７８６号公報

しかしながら、小型化が進んでいる無線通信装置においては、特許文献１，２のように周波数帯毎あるいは通信システム毎にアンテナを設置するスペースを確保することが難しい。また、特許文献３に記載のアンテナ装置においては、１つのスパイラル状導体パターンをHF帯用とUHF帯用とに兼用するものであるので、HF帯でコイルアンテナとして作用させ、UHF帯でダイポールアンテナとして作用させるには、導体パターンを最適化する必要がある。また、２つの周波数帯の関係によっては、そもそも最適化できない場合もある。すなわち、HF帯に適する導体パターンとUHF帯に適する導体パターンとは本来異なるので、１つの導体パターンをHF帯用の放射素子とUHF帯用の放射素子として兼用させると、通常は何れか一方の特性が犠牲になる。

また、HF帯用の放射効率を高めるためには放射素子のサイズを相対的に大きくする必要があるが、組み込み先のスペースに制限があると、UHF帯用の放射素子を兼ねるHF帯用アンテナとしての利得はますます低下することになる。

そこで、本発明の目的は、設置に要する実質的なサイズを大きくすることなく、複数の周波数帯に適応可能なアンテナ装置、およびそれを備えた無線通信装置を提供することにある。

（１）本発明に係るアンテナ装置は、少なくとも、第１周波数帯を利用する第１通信システムおよび第２周波数帯を利用する第２通信システムに用いられるアンテナ装置であって、
第１通信システムで用いる第１放射素子が第１導体パターンで構成され、第２通信システムで用いる第２放射素子が第２導体パターンで構成され、前記第１導体パターンと前記第２導体パターンとが連続する導体パターンであり、
前記第１導体パターンはループ状または渦巻状の導体パターンであり、前記第２導体パターンは前記第１導体パターンの周囲を囲むように設けられていることを特徴としている。

また、この発明の無線通信装置は、上記構成のアンテナ装置とこのアンテナ装置に接続される第１給電回路および第２給電回路を備える。

この構成により、限られた平面領域に放射素子を設けることができ、実質的に少ない数の放射素子で複数の周波数帯に適応する小型のアンテナ装置および無線通信装置が構成できる。

（２）前記第１導体パターンは、前記第２導体パターンの一部を兼ねていることが好ましい。この構成により、限られた平面領域に所定長の放射素子を設けることができ、より小型のアンテナ装置が構成できる。

（３）前記第２導体パターンはインダクタンス成分とキャパシタンス成分とによる共振回路を構成していることが好ましい。この構成により、第２導体パターンの放射効率を高めることができる。

（４）前記第２導体パターンは、層間で容量結合する少なくとも２層のループ状導体部の積層体であることが好ましい。この構成により、キャパシタンス素子を外部に接続することなく導体パターンのみで共振回路が構成できる。

（５）前記第１導体パターンはスリット部および開口部を備えた導体パターンであり、この第１導体パターンの開口部に近接し、第３周波数帯を利用する第３通信システムに用いられる給電コイルを備えていることが好ましい。この構成により、第１導体パターンはHF帯などの比較的低い周波数帯のブースターアンテナとしても用いることができる。

（６）前記給電コイルは、前記給電コイルのコイル開口と前記第１導体パターンの開口部とが平面視で少なくとも一部で重なるように、前記第１導体パターンに対向配置されていることが好ましい。この構成により、給電コイルと第１導体パターンとが強く電磁界結合して、アンテナの効率が高まる。

（７）前記第２導体パターンと電磁界結合する位置に、第３周波数帯を利用する第３通信システムに用いられる給電コイルを備えていることが好ましい。この構成により、第２導体パターンはHF帯などの比較的低い周波数帯のブースターアンテナとしても用いることができる。

（８）前記第１周波数帯の中心周波数をｆ１，前記第２周波数帯の中心周波数をｆ２，前記第３周波数帯の中心周波数をｆ３で表すと、ｆ１＞ｆ２＞ｆ３の関係であることが好ましい。例えば第１周波数帯はGPS（1.5GHz）、Bluetooth（登録商標）（2.4GHz）、WLAN（2.4GHz）等のUHF帯、第２周波数帯はFM放送（70〜90MHz）等のVHF帯、第３周波数帯はNFC（13.56MHz）等のHF帯である。

（９）前記第１通信システム用の給電回路と前記第１導体パターンの給電端部との間に接続される整合回路と、前記第２通信システム用の給電回路と前記第２導体パターンの給電端部との間に接続される整合回路と、を更に備えていることが好ましい。この構成により、整合回路付きのアンテナ装置として組み込み先の無線通信装置へ容易に設けることができる。

（１０）前記整合回路と前記給電端部とは電磁界結合によって接続されるように構成されていてもよい。この構成により、アンテナ装置が構成された基板などへの、整合回路（整合素子）を実装が容易となる。

（１１）本発明に係るアンテナ装置は、少なくとも、第１周波数帯を利用する第１通信システムおよび第２周波数帯を利用する第２通信システムに用いられるアンテナ装置であって、
前記第１通信システムで用いる第１放射素子が第１導体パターンで構成され、
前記第１導体パターンはスリット部および開口部を備えた導体パターンであり、
この第１導体パターンの開口部に近接し、前記第２通信システムに用いられる給電コイルを備え、
前記給電コイルは前記第１導体パターンと電磁界結合している、ことを特徴とする。

また、この発明の無線通信装置は、上記構成のアンテナ装置とこのアンテナ装置に接続される第１給電回路および第２給電回路を備える。

この構成により、限られた平面領域に放射素子を設けることができ、実質的に少ない数の放射素子で複数の周波数帯に適応する小型のアンテナ装置および無線通信装置が構成できる。

本発明によれば、実質的に少ない数の放射素子で複数の周波数帯に適応する小型のアンテナ装置および無線通信装置が構成できる。

図１は第１の実施形態に係るアンテナ装置１０１の斜視図である。 図２（Ａ）は、アンテナ装置１０１の分解斜視図、図２（Ｂ）はアンテナ装置１０１の平面図である。 図３はアンテナ装置１０１に給電回路が接続された状態での回路図である。 図４は、図１〜図３に示したアンテナ装置１０１の３つの周波数帯における放射素子１０の作用について示す図である。図４（Ａ）はUHF帯のアンテナとしての作用、図４（Ｂ）はVHF帯のアンテナとしての作用、図４（Ｃ）はHF帯のアンテナとしての作用を示す図である。 図５はアンテナ装置１０１が備える整合回路の構成を示す図である。 図６はアンテナ装置１０１に給電回路が接続された状態での、周波数帯毎の等価回路図である。図６（Ａ）はUHF帯のアンテナとしての等価回路図、図６（Ｂ）はVHF帯のアンテナとしての等価回路図、図６（Ｃ）はHF帯のアンテナとしての等価回路図である。 図７は第１の実施形態の別のアンテナ装置の構成を示す図である。 図８は図７に示すアンテナ装置のVHF帯のアンテナとしての等価回路図である。 図９（Ａ）は第２の実施形態のアンテナ装置１０２の平面図である。図９（Ｂ）は上層の中央導体パターン１１および第１周囲導体パターン１２ａを示す図、図９（Ｃ）は下層の第２周囲導体パターン１２ｂを示す図である。 図１０は、第３の実施形態のアンテナ装置１０３の構成を示す図である。 、図１１はアンテナ装置１０３に給電回路が接続された状態での、周波数帯毎の等価回路図である。図１１（Ａ）はUHF帯のアンテナとしての等価回路図、図１１（Ｂ）はVHF帯のアンテナとしての等価回路図、図１１（Ｃ）はHF帯のアンテナとしての等価回路図である。 図１２は、第４の実施形態のアンテナ装置１０４の構成を示す図である。 図１３はアンテナ装置１０４に給電回路が接続された状態での、周波数帯毎の等価回路図である。 図１４（Ａ）は第５の実施形態のアンテナ装置１０５の導体パターンの分解平面図、図１４（Ｂ）はアンテナ装置の導体パターンのUHF帯での等価的なパターンを示す図である。 図１５は第６の実施形態のアンテナ装置１０６の導体パターンの平面図である。

以下の各実施形態では、本発明に係るアンテナ装置およびそれを備えた携帯電話端末について示す。各実施形態に係るアンテナ装置は、第１周波数帯はUHF帯であり、この周波数帯を利用する第１通信システムは例えばGPS（1.5GHz）、Bluetooth（登録商標）（2.4GHz）、WLAN（2.4GHz）等である。第２周波数帯はVHF帯であり、この周波数帯を利用する第２通信システムは例えばFM放送（70〜90MHz）である。第３周波数帯はHF帯であり、この周波数帯を利用する第３通信システムは例えばNFC（13.56MHz）等である。

《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１０１の斜視図である。図２（Ａ）は、アンテナ装置１０１の分解斜視図、図２（Ｂ）はアンテナ装置１０１の平面図である。

図１においては、携帯端末内のプリント配線板５０にアンテナ装置１０１が搭載された状態を示している。

アンテナ装置１０１は、モジュール化された整合回路２１、給電コイル２２および放射素子１０を備えている。放射素子１０は、整合回路２１が接続される給電端部Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３、給電コイル２２が電磁界結合する中央導体パターン１１、および周囲導体パターン１２ａ，１２ｂを備えている。

図２（Ａ）に示すように、中央導体パターン１１は開口部１１Ｗを有する平面導体部分である。周囲導体パターン１２ａと中央導体パターン１１は連続している。中央導体パターン１１および第１周囲導体パターン１２ａ等の上層パターンと第２周囲導体パターン１２ｂとは別の層に形成されていて、後に示すように中央導体パターン１１および第１周囲導体パターン１２ａと第２周囲導体パターン１２ｂとは電磁界結合する。周囲導体パターン１２ａ，１２ｂは開口部１１Ｗを囲むように巻回されている。中央導体パターン１１および第１周囲導体パターン１２ａ等は例えばフレキシブル基板の上面に形成されていて、第２周囲導体パターン１２ｂはフレキシブル基板の下面に形成されている。

開口部１１Ｗは、平面視で放射素子１０の外形線より内側にあり、開口部１１Ｗを外形線に連接させるスリット部１１Ｓを備えている。

図２（Ｂ）に示すように、給電コイル２２は、給電コイル２２のコイル開口ＣＷと平面導体部分の開口部１１Ｗとは、平面視で少なくとも一部で重なるように、中央導体パターン１１に対向配置されている。

また、図２（Ａ）、図２（Ｂ）に表れているように、上層の中央導体パターン１１および第１周囲導体パターン１２ａと下層の第２周囲導体パターン１２ｂとは、巻回方向が互いに逆（透視状態では同一方向）のパターンであり、電磁界的に結合する。

図３はアンテナ装置１０１に給電回路が接続された状態での回路図である。第１周波数帯（UHF帯）を利用する第１通信システム用の第１給電回路３１および第２周波数帯（VHF帯）を利用する第２通信システム用の第２給電回路３２が整合回路２１に接続される。また、第３周波数帯（HF帯）を利用する第３通信システム用の第３給電回路３３が給電コイル２２に接続される。

図４は、図１〜図３に示したアンテナ装置１０１の３つの周波数帯における放射素子１０の作用について示す図である。

図４（Ａ）に示す給電端部Ｐ１，Ｐ２には、図３に示したUHF帯の第１給電回路３１が整合回路２１を介して接続される。中央導体パターン１１は本発明の「第１導体パターン」に相当し、UHF帯の通信システムで用いる第１放射素子であり、ループアンテナとして作用する。

図４（Ｂ）に示す給電端部Ｐ２，Ｐ３には、図３に示したVHF帯の第２給電回路３２が整合回路２１を介して接続される。VHF帯において、第１周囲導体パターン１２ａ、中央導体パターン１１および第２周囲導体パターン１２ｂは、本発明の「第２導体パターン」に相当し、VHF帯の通信システムで用いる第２放射素子である。

また、HF帯においては、図４（Ｃ）に破線の矢印で示すように給電コイル２２に電流が流れると、この給電コイル２２と中央導体パターン１１とが電磁界結合して、中央導体パターン１１に実線の矢印で示す電流が誘起される。すなわち、開口部１１Ｗの周囲に電流が誘起され、この電流は縁端効果により中央導体パターン１１の周縁部を周回する。このように中央導体パターン１１の周縁部に流れる電流によって発生する磁界は給電コイル２２に流れる電流によって発生する磁界と同方向（同極性）であるので、中央導体パターン１１は給電コイル２２のブースターアンテナとして作用する。

図５はアンテナ装置１０１が備える整合回路の構成を示す図である。また、図６はアンテナ装置１０１に給電回路が接続された状態での、周波数帯毎の等価回路図である。

図５に示すように、UHF帯の第１給電回路３１と給電端部Ｐ１，Ｐ２との間にキャパシタＣ１，Ｃ２，Ｃ５およびインダクタＬ１による整合回路が構成されている。UHF帯の第１給電回路３１は、整合回路を介してスリット部１１Ｓを跨ぐように接続されている。キャパシタＣ５およびインダクタＬ１は、GPSの1.5GHzおよびBluetooth（登録商標），無線LANの2.4GHzのそれぞれで共振（２共振）させて、この２周波で整合させる。キャパシタＣ１，Ｃ２は、HF帯ではキャパシタンスとして作用し、UHF帯ではインダクタンスとして作用する素子である。このキャパシタＣ１，Ｃ２を挿入せずにインダクタＬ１を給電端部Ｐ１，Ｐ２に直接接続すると、中央導体パターン１１がHF帯のブースターアンテナとして作用する際に、中央導体パターン１１の周縁部を流れようとする電流がインダクタＬ１で短絡される。すなわち、キャパシタＣ１，Ｃ２は第１給電回路３１からのUHF帯の信号を供給し、中央導体パターン１１に流れるHF帯の電流を給電端部Ｐ１−Ｐ２間で短絡しないようにするために挿入されている。

VHF帯の第２給電回路３２と給電端部Ｐ２，Ｐ３との間にキャパシタＣ３，Ｃ４およびインダクタＬ２による整合回路が構成されている。キャパシタＣ３，Ｃ４は、HF帯ではキャパシタンスとして作用し、VHF帯ではインダクタンス（UHF帯では高インダクタンス）として作用する素子である。すなわち、キャパシタＣ３，Ｃ４は第２給電回路３２からのVHF帯の信号を供給し、中央導体パターン１１に流れるHF帯の電流を給電端部Ｐ２−Ｐ３間で短絡しないようにするために挿入されている。但し、HF帯の電流が給電端部Ｐ３まで伝搬しない場合には、キャパシタＣ３，Ｃ４を挿入せず、直接接続してもよい。

HF帯の第３給電回路３３にはキャパシタＣ６が接続されている。このキャパシタＣ６のキャパシタンスと給電コイル２２のインダクタンスとでＬＣ共振回路が構成されている。

UHF帯では、図６（Ａ）に示すように、第１給電回路３１にインダクタＬ１および中央導体パターン１１のインダクタンスとキャパシタＣ５のキャパシタンスとによる共振回路が接続された構成となる。

VHF帯では、図６（Ｂ）に示すように、第２給電回路３２に、中央導体パターン１１、周囲導体パターン１２ａ，１２ｂおよびインダクタＬ２のインダクタンスと導体間容量Ｃ１２ａ，Ｃ１２ｂのキャパシタンスによるＬＣ並列共振回路が接続された構成となる。インダクタＬ２はインピーダンス整合用の素子であり、中央導体パターン１１、周囲導体パターン１２ａ，１２ｂのサイズや形状によっては、この部分がキャパシタとなることもある。

HF帯では、図６（Ｃ）に示すように、第３給電回路３３に、給電コイル２２のインダクタＬ１とキャパシタＣ６のキャパシタンスとによる共振回路が接続され、中央導体パターン１１のインダクタンスと給電端部Ｐ１−Ｐ２間のキャパシタンスＣ１２ｐとによる共振回路が結合した構成となる。

以上の構成により、１つの放射素子１０を有するアンテナ装置１０１によって、複数の放射素子を用意する必要がなく、複数の周波数帯（UHF帯、VHF帯、HF帯）に適応する小型のアンテナ装置が構成できる。

なお、本実施形態では、UHF帯、VHF帯、HF帯の３つの周波数帯に用いたが、このうち２つの周波数帯のみに用いてもよい。すなわち、アンテナ装置１０１をUHF帯とHF帯に用いるアンテナ装置として用いてもよいし、VHF帯とHF帯に用いるアンテナ装置としても構わない。また、給電コイル２２や第３給電回路３３を設けずにUHF帯とVHF帯に用いるアンテナ装置とすることも可能である。

図７は第１の実施形態のアンテナ装置の別の構成例である。図５に示したアンテナ装置と異なるのは、整合回路２１のうち、給電端部Ｐ２，Ｐ３に接続されたVHF帯用整合回路の構成である。図８はこの場合のVHF帯のアンテナとしての等価回路図である。図７、図８に示すように、インピーダンス整合用のインダクタＬ２をキャパシタンスＣ３，Ｃ４を介して給電端部Ｐ２，Ｐ３間に接続し、第２給電回路３２から不平衡で給電するようにしてもよい。

《第２の実施形態》
図９（Ａ）は第２の実施形態のアンテナ装置１０２の平面図である。図９（Ｂ）は上層の中央導体パターン１１および第１周囲導体パターン１２ａを示す図、図９（Ｃ）は下層の第２周囲導体パターン１２ｂを示す図である。

第１の実施形態で示したアンテナ装置１０１と異なるのは、第２周囲導体パターン１２ｂの形状である。この第２の実施形態では第２周囲導体パターン１２ｂの線路長を長くし、上層の中央導体パターン１１と対向する部分（破線で囲んだ部分）を延長している。このように、下層の第２周囲導体パターン１２ｂを上層の中央導体パターン１１および第１周囲導体パターン１２ａのほぼ全長に亘って対向させてもよい。

《第３の実施形態》
図１０は、第３の実施形態のアンテナ装置１０３の構成を示す図である。また、図１１はアンテナ装置１０３に給電回路が接続された状態での、周波数帯毎の等価回路図である。

第１・第２の実施形態と異なり、中央導体パターン１１および周囲導体パターン１２は単一面に形成されている。

UHF帯の第１給電回路３１と給電端部Ｐ１，Ｐ２との間にキャパシタＣ１，Ｃ２，Ｃ５およびインダクタＬ１による整合回路が構成されている。

VHF帯の第２給電回路３２と給電端部Ｐ２，Ｐ３との間にキャパシタＣ３，Ｃ４およびインダクタＬ２による整合回路が構成されている。

HF帯の第３給電回路３３にはキャパシタＣ６が接続されている。このキャパシタＣ６のキャパシタンスと給電コイル２２のインダクタンスとでＬＣ共振回路が構成されている。

第２給電回路３２に接続される整合回路は、第１の実施形態で図５に示した例と異なる。ここでキャパシタＣ４はインピーダンス整合用の素子であるが、キャパシタＣ４がキャパシタＣ３と同様の周波数特性をもつ場合にはキャパシタＣ３を省略してもよい。

なお、この第３の実施形態のアンテナ装置１０３においても、UHF帯、VHF帯、HF帯のうち２つの周波数帯のみに用いてもよい。すなわち、UHF帯とHF帯に用いるアンテナ装置として用いてもよいし、アンテナ装置１０３をVHF帯とHF帯に用いるアンテナ装置としても構わない。また、給電コイル２２や第３給電回路３３を設けずにUHF帯とVHF帯に用いるアンテナ装置とすることも可能である。

《第４の実施形態》
図１２は、第４の実施形態のアンテナ装置１０４の構成を示す図である。また、図１３はアンテナ装置１０４に給電回路が接続された状態での、周波数帯毎の等価回路図である。

図１２に示すように、アンテナ装置１０４は、整合回路２１、給電コイル２２および放射素子１０を備えている。中央導体パターン１１および第１周囲導体パターン１２ａは上層、第２周囲導体パターン１２ｂは下層に形成されていて、第１周囲導体パターン１２ａと第２周囲導体パターン１２ｂとは電磁界結合する。第１周囲導体パターン１２ａおよび第２周囲導体パターン１２ｂは中央導体パターン１１を囲むように配置されている。中央導体パターン１１および第１周囲導体パターン１２ａ等は例えばフレキシブル基板の上面に形成されていて、第２周囲導体パターン１２ｂはフレキシブル基板の下面に形成されている。

給電コイル２２は周囲導体パターン１２ａ，１２ｂの角部に近接配置されていて、給電コイル２２は周囲導体パターン１２ａ，１２ｂと電磁界結合する。

UHF帯の第１給電回路３１と給電端部Ｐ１，Ｐ２との間にはキャパシタＣ１，Ｃ２，Ｃ５およびインダクタＬ１による整合回路が構成されている。

VHF帯の第２給電回路３２と給電端部Ｐ２，Ｐ３との間にはキャパシタＣ３，Ｃ４およびインダクタＬ２による整合回路が構成されている。

HF帯の第３給電回路３３にはキャパシタＣ６が接続されている。

図１３に示すUHF帯およびVHF帯における等価回路は第１の実施形態で示したものと同じである。HF帯では、図１３（Ｃ）に示すように、第１周囲導体パターン１２ａと第２周囲導体パターン１２ｂとの間に生じる容量Ｃ１２ａ，Ｃ１２ｂのキャパシタンスと周囲導体パターン１２ａ，１２ｂのインダクタンスとで共振回路が構成され、共振ブースターとして作用する。

なお、この第４の実施形態のアンテナ装置１０４においても、UHF帯、VHF帯、HF帯のうち２つの周波数帯のみに用いてもよい。すなわち、UHF帯とHF帯に用いるアンテナ装置として用いてもよいし、アンテナ装置１０４をVHF帯とHF帯に用いるアンテナ装置としても構わない。また、給電コイル２２や第３給電回路３３を設けずにUHF帯とVHF帯に用いるアンテナ装置とすることも可能である。

《第５の実施形態》
図１４（Ａ）は第５の実施形態のアンテナ装置１０５の導体パターンの分解平面図、図１４（Ｂ）はアンテナ装置の導体パターンのUHF帯での等価的なパターンを示す図である。

UHF帯の第１給電回路３１は、キャパシタＣ１，Ｃ２，Ｃ５およびインダクタＬ１による整合回路を介して給電端部Ｐ１，Ｐ２に接続される。UHF帯については、中央導体パターン１１および周囲導体パターン１２が線間容量で繋がって等価的には図１４（Ｂ）に表されるような、開口部１１Ｗおよびスリット部１１Ｓを有する１枚の導体板のように作用する。したがって、図１４（Ａ）に示すように、整合回路２１を介してUHF帯の給電回路が給電端部Ｐ１，Ｐ２に接続されることで、前記等価的な導体板がUHF帯のループアンテナとして、またはスロットアンテナとして作用する。

また、HF帯の第３給電回路３３と給電端部Ｐ２，Ｐ３との間にキャパシタＣ６による整合回路が構成されている。この第３給電回路３３は例えばNFC用のRF-ICである。中央導体パターン１１および周囲導体パターン１２の一連のパターンがHF帯のコイルアンテナとして作用する。

《第６の実施形態》
図１５は第６の実施形態のアンテナ装置１０６の導体パターンの平面図である。

UHF帯については、第５の実施形態のアンテナ装置と同様に、中央導体パターン１１および周囲導体パターン１２が線間容量で繋がって等価的には図１４（Ｂ）に表されるような、開口部１１Ｗおよびスリット部１１Ｓを有する１枚の導体板のように作用する。したがって、図１５に示すように、整合回路２１を介してUHF帯の給電回路が給電端部Ｐ１，Ｐ２に接続されることで、前記等価的な導体板がUHF帯のループアンテナとして、またはスロットアンテナとして作用する。

HF帯については、HF帯の給電回路３３（例えばNFC用のRF-IC）が給電端部Ｐ２，Ｐ３に接続されることで、中央導体パターン１１および周囲導体パターン１２がHF帯のコイルアンテナとして作用する。

VHF帯については、VHF帯の給電回路３２がキャパシタＣ４を介して給電端部Ｐ３に接続され、周囲導体部１２の途中の接地端部Ｐ４と接地との間にインダクタＬ３およびキャパシタＣ７が接続されているので、周囲導体部１２のうち、第３給電端部Ｐ３から接地端部Ｐ４までがVHF帯用のループアンテナとして作用する。

前記インダクタＬ３はUHF帯においてハイインピーダンスであるので、UHF帯のアンテナとしては影響を与えない。また、HF帯において前記キャパシタＣ７はハイインピーダンスであるので、HF帯のアンテナとしては影響を与えない。

なお、NFC用のRF-ICを給電端部Ｐ２，Ｐ３に直接接続する代わりに、中央導体パターン１１または周囲導体パターン１２に電磁界結合する給電コイルを設け、その給電コイルにNFC用のRF-ICを接続するようにしてもよい。

《他の実施形態》
以上に示した各実施形態では、給電端部Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に対して整合回路２１やRF-ICを直接導通させるようにしたが、給電端部Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に対して整合素子やRF-ICを電磁界結合させるようにしてもよい。例えば、容量結合用の電極を備えたモジュール基板にRF-ICを搭載し、このモジュール基板をアンテナ装置の基板に実装（絶縁性接着剤で接着）することで、容量結合用電極を給電端部に対向させ、容量結合させるようにしてもよい。

Ｃ１２ａ，Ｃ１２ｂ…導体間容量
ＣＷ…コイル開口
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３…給電端部
１０…放射素子
１１…中央導体パターン
１１Ｓ…スリット部
１１Ｗ…開口部
１２…周囲導体パターン
１２ａ…第１周囲導体パターン
１２ｂ…第２周囲導体パターン
２１…整合素子
２２…給電コイル
３１…第１給電回路
３２…第２給電回路
３３…第３給電回路
５０…プリント配線板
１０１〜１０６…アンテナ装置

Claims (13)

1. 少なくとも、第１周波数帯を利用する第１通信システムおよび第２周波数帯を利用する第２通信システムに用いられるアンテナ装置であって、
   前記第１通信システムで用いる第１放射素子が第１導体パターンで構成され、前記第２通信システムで用いる第２放射素子が第２導体パターンで構成され、前記第１導体パターンと前記第２導体パターンとが連続する導体パターンであり、
   前記第１導体パターンはループ状または渦巻状の導体パターンであり、前記第２導体パターンは前記第１導体パターンの周囲を囲むように設けられていることを特徴とするアンテナ装置。
2. 前記第１導体パターンは、前記第２導体パターンの一部を兼ねている、請求項１に記載のアンテナ装置。
3. 前記第２導体パターンはインダクタンス成分とキャパシタンス成分とによる共振回路を構成している、請求項１または２に記載のアンテナ装置。
4. 前記第２導体パターンは、層間で容量結合する少なくとも２層のループ状導体部の積層体である、請求項３に記載のアンテナ装置。
5. 前記第１導体パターンはスリット部および開口部を備えた導体パターンであり、この第１導体パターンの開口部に近接し、第３周波数帯を利用する第３通信システムに用いられる給電コイルを備えた、請求項１〜４のいずれかに記載のアンテナ装置。
6. 前記給電コイルは、前記給電コイルのコイル開口と前記第１導体パターンの開口部とが平面視で少なくとも一部で重なるように、前記第１導体パターンに対向配置されている、請求項５に記載のアンテナ装置。
7. 前記第２導体パターンと電磁界結合する位置に、第３周波数帯を利用する第３通信システムに用いられる給電コイルを備えた、請求項１〜４のいずれかに記載のアンテナ装置。
8. 前記第１周波数帯の中心周波数をｆ１，前記第２周波数帯の中心周波数をｆ２，前記第３周波数帯の中心周波数をｆ３で表すと、ｆ１＞ｆ２＞ｆ３の関係である、請求項５〜７のいずれかに記載のアンテナ装置。
9. 前記第１通信システム用の給電回路と前記第１導体パターンの給電端部との間に接続される整合回路と、前記第２通信システム用の給電回路と前記第２導体パターンの給電端部との間に接続される整合回路と、を更に備えた、請求項１〜８のいずれかに記載のアンテナ装置。
10. 前記整合回路と前記給電端部とは電磁界結合によって接続されている、請求項９に記載のアンテナ装置。
11. 少なくとも、第１周波数帯を利用する第１通信システムおよび第２周波数帯を利用する第２通信システムに用いられるアンテナ装置であって、
    前記第１通信システムで用いる第１放射素子が第１導体パターンで構成され、
    前記第１導体パターンはスリット部および開口部を備えた導体パターンであり、
    この第１導体パターンの開口部に近接し、前記第２通信システムに用いられる給電コイルを備え、
    前記給電コイルは前記第１導体パターンと電磁界結合している、ことを特徴とするアンテナ装置。
12. 第１周波数帯を利用する第１通信システム用の第１給電回路と、
    第２周波数帯を利用する第２通信システム用の第２給電回路と、
    前記第１給電回路および前記第２給電回路が接続されたアンテナ装置と、を備えた無線通信装置であって、
    前記アンテナ装置は、
    第１通信システムで用いる第１放射素子が第１導体パターンで構成され、第２通信システムで用いる第２放射素子が第２導体パターンで構成され、前記第１導体パターンと前記第２導体パターンとが連続する導体パターンであり、
    前記第１導体パターンはループ状または渦巻状の導体パターンであり、前記第２導体パターンは前記第１導体パターンの周囲を囲むように設けられていることを特徴とする無線通信装置。
13. 第１周波数帯を利用する第１通信システム用の第１給電回路と、
    第２周波数帯を利用する第２通信システム用の第２給電回路と、
    前記第１給電回路および前記第２給電回路が接続されたアンテナ装置と、を備えた無線通信装置であって、
    前記アンテナ装置は、
    前記第１通信システムで用いる第１放射素子が第１導体パターンで構成され、
    前記第１導体パターンはスリット部および開口部を備えた導体パターンであり、
    前記第１導体パターンの開口部に近接し、前記第２通信システムに用いられる給電コイルを備え、
    前記給電コイルは前記第１導体パターンと電磁界結合している、ことを特徴とする無線通信装置。

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