JP2014022782A - アンテナ回路基板およびアンテナ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のアンテナを備えたアンテナ装置において、意図しない特性変化を防止することが可能な構成を実現する。
【解決手段】第１のアンテナ回路１０２と、第２のアンテナ回路１０４と、を備えたアンテナ回路基板１００において、第１のアンテナおよび第２のアンテナの各々は、一方の給電点から他方の給電点に至る直流電流路を有しており、第１のアンテナ回路１０２のグランド板と、第２のアンテナ回路１０４のグランド板とは、互いに離隔されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、アンテナ回路基板およびアンテナ装置に関する。

無線通信の用途拡大に伴い、種々の周波数帯域で動作するアンテナが求められている。例えば、車載用アンテナとしては、ＦＭ／ＡＭ放送、ＤＡＢ（Digital Audio Broadcast）等の地上デジタル放送、３Ｇ（3rd Generation：第３世代携帯電話）、ＬＴＥ（Long Term Evolution）、ＧＰＳ（Global Positioning System：全地球測位システム）、ＶＩＣＳ（登録商標）（Vehicle Information and Communication System：道路交通情報通信システム）、ＥＴＣ（Electronic Toll Collection：電子料金徴収システム）等の周波数帯域で動作するアンテナ等が求められている。

従来、相異なる周波数帯域で動作するアンテナは、別体のアンテナ装置として実現されることが多かった。例えば、ＦＭ／ＡＭ放送用のアンテナは、ルーフトップに載せ置くホイップアンテナとして実現され、地上デジタル放送用のアンテナは、フロントガラスに貼り付けるフィルムアンテナとして実現されるといった具合である。

しかし、自動車においてアンテナ装置を取り付け可能な部位は限られている。また、取り付けるアンテナ装置の個数が増えると、意匠が損なわれたり、取り付けコストが増大したりするといった問題を生じる。このような問題を回避するためには、統合アンテナ装置の使用が効果的である。ここで、統合アンテナ装置とは、相異なる周波数帯域で動作する複数のアンテナを備えたアンテナ装置のことを指す。

このような統合アンテナ装置としては、例えば、特許文献１〜５に記載のものなどが挙げられる。特許文献１に記載の統合アンテナ装置は、ＧＰＳ用及びＥＴＣ用を備えたものである。特許文献２に記載の統合アンテナ装置は、３Ｇ用及びＧＰＳ用のアンテナを備えたものである。特許文献３に記載の統合アンテナ装置は、ＥＴＣ用、ＧＰＳ用、ＶＩＣＳ用、電話用メイン、及び電話用サブのアンテナを備えたものである。特許文献４に記載の統合アンテナ装置は、ＧＰＳ用、ＥＴＣ用、第１電話用、及び第２電話用のアンテナを備えたものである。特許文献５に記載の統合アンテナ装置は、１００ｋＨｚ以上１ＧＨｚ以下の帯域（ＦＭ／ＡＭ放送、ＤＡＢ等の地上デジタル放送、ＶＩＣＳ等）で動作するアンテナと、１ＧＨｚ以上の帯域（ＧＰＳ、衛星ＤＡＢ等）で動作するアンテナとを備えたものである。

特開２００７−１５８９５７号公報（２００７年６月２１日公開） 特開２００９−１７１１６号公報（２００９年１月２２日公開） 特開２００９−２６７７６５号公報（２００９年１１月１２日公開） 特開２０１０−８１５００号公報（２０１０年４月８日公開） 米国特許６、３９６、４４７号明細書（２００２年５月２８日登録）

アンテナ装置において、アンテナを動作させるためのアンテナ回路を設ける場合がある。アンテナ回路の代表的なものとしては、アンテナによって生成された電気信号を増幅する増幅回路が挙げられる。特に、上記したような複数のアンテナを備えた統合アンテナ装置においては、アンテナ毎の、複数のアンテナ回路を設ける場合がある。

このような複数のアンテナ回路の実装方法としては、同一の基板上に複数のアンテナ回路を並べて配置する方法が考えられる。これにより、複数のアンテナ回路を一枚の基板上に集約することができ、アンテナ装置の小型化、取り扱いの容易化、コスト削減等の効果を期待することができる。

しかしながら、複数のアンテナ回路を同一の基板上に配置した場合、或るアンテナの特性を変化させるためにそのアンテナの設計変更を行うと、他のアンテナの特性に意図しない変化が生じてしまうという問題があった。例えば、或るアンテナの共振周波数を所望の周波数に近づけるように設計変更した場合に、他のアンテナに、意図しない共振周波数のシフトが生じる場合があった。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数のアンテナを備えたアンテナ装置において、意図しない特性変化を防止することが可能な構成を実現することにある。

第１のアンテナを動作させるための第１のアンテナ回路と、第２のアンテナを動作させるための第２のアンテナ回路とが共通の基板上に形成されているとき、以下のような場合に上記の問題が生じることを発明者は見出した。すなわち、上記第１のアンテナおよび上記第２のアンテナの各々が、一方の給電点から他方の給電点に到る直流電流路を有する場合に上記の問題が生じることを発明者は見出した。一方の給電点から他方の給電点に到る放射素子を持つループアンテナ、放射素子間が短絡されたダイポールアンテナ、放射素子と地板とが短絡されたモノポールアンテナ（逆Ｆアンテナ）などは、一方の給電点から他方の給電点に到る直流電流路を有するアンテナの例である。

第１のアンテナおよび第２のアンテナが一方の給電点から他方の給電点に到る直流電流路を有する場合、第１のアンテナのグランド板と第２のアンテナのグランド板とが一体であると、第１のアンテナと第２のアンテナとが１本のループ状電流路によって繋がれることになる。上記の問題が生じる原因は、この点にある。

そこで、上記課題を解決するために、本発明に係るアンテナ回路基板は、基板と、上記基板上に形成され、第１のアンテナを動作させるための第１のアンテナ回路と、上記基板上に形成され、第２のアンテナを動作させるための第２のアンテナ回路と、を備え、上記第１のアンテナおよび上記第２のアンテナの各々は、一方の給電点から他方の給電点に至る直流電流路を有しており、上記第１のアンテナ回路のグランド板と、上記第２のアンテナ回路のグランド板とは、互いに離隔されていることを特徴とする。

本アンテナ回路基板によれば、第１のアンテナ回路と第２のアンテナ回路とが同一基板上に形成されながらも、第１のアンテナの上記直流電流路と、第２のアンテナの上記直流電流路とが、離隔されるため、これら２つの直流電流路が、互いに連結されることによって１本のループ状電流路を形成することはない。したがって、第１のアンテナおよび第２のアンテナが互いにアンテナ特性に影響を及ぼすことを抑制することができる。すなわち、上記両アンテナにおける、意図しない特性変化（例えば、共振周波数のシフト）を防止することができる。

上記アンテナ回路基板において、上記第１のアンテナ回路のグランド板と、上記第２のアンテナ回路のグランド板とは、互いに電気的に切断されていることが好ましい。

この構成によれば、第１のアンテナ回路のグランド板と、第２のアンテナ回路のグランド板が電気的に切断されていることにより、両者間の直流電流路は確実に断たれる。したがって、より確実に、上記両アンテナにおける、意図しない特性変化を防止することができる。

上記アンテナ回路基板において、上記基板上に形成され、上記第１のアンテナおよび上記第２のアンテナの一方のアンテナと積層されることにより、積層された上記一方のアンテナの入力インピーダンスの整合を図るマッチング部、をさらに備え、上記第１のアンテナ回路のグランド板、上記第２のアンテナ回路のグランド板、および、上記マッチング部は、互いに離隔されていることが好ましい。

この構成によれば、上記両アンテナにおいて、上記マッチング部の影響による、意図しない特性変化を防止することができる。

また、本発明に係るアンテナ装置は、上記第１のアンテナと、上記第２のアンテナと、上記アンテナ回路基板とを備えたことを特徴とする。

本アンテナ装置によれば、第１のアンテナおよび第２のアンテナが互いにアンテナ特性に影響を及ぼすことを抑制することができる。すなわち、上記両アンテナにおける、意図しない特性変化を防止することができる。

本発明によれば、複数のアンテナを備えたアンテナ装置において、意図しない特性変化を防止することが可能な構成を実現することができる。

本発明の実施形態に係るアンテナ装置の一部の構成を示す斜視図である。（ａ）は、アンテナ装置１０が分解された状態を示す。（ｂ）は、アンテナ装置１０が組み立てられた状態を示す。 本実施形態に係るアンテナ回路基板の表面側の構成を示す平面図である。 本実施形態に係るアンテナ回路基板の裏面側の構成を示す平面図である。 本実施形態の変形例に係るアンテナ回路基板の表面側の構成を示す平面図である。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置について説明する。

〔アンテナ装置１０の構成〕
まず、図１を参照して、本実施形態に係るアンテナ装置１０の構成について説明する。

図１は、本発明の実施形態に係るアンテナ装置１０の一部の構成を示す斜視図である。図１（ａ）は、アンテナ装置１０が分解された状態を示す。図１（ｂ）は、アンテナ装置１０が組み立てられた状態を示す。

図１に示すように、アンテナ装置１０は、その設置面側から順に、アンテナベース１１０、アンテナ回路基板１００、および統合アンテナ１２０を備えて構成されている。本実施形態のアンテナ装置１０は、複数の平面アンテナを備えた、いわゆる統合アンテナ装置である。具体的には、本実施形態のアンテナ装置１０は、自動車のルーフへの搭載に適した車載用アンテナ装置である。

ここでは、説明を分かり易くするために、アンテナ装置１０の構成要素のうち、アンテナベース１１０、アンテナ回路基板１００、および統合アンテナ１２０を図示及び説明しているが、実際には、本実施形態のアンテナ装置１０は、これ以外にも、アンテナ装置１０の全体を覆うレドーム、統合アンテナ１２０を支持する支持体、各構成部材間の間隔を規定するスペーサ等、その利用に則した他の構成要素を備えている。

（アンテナベース１１０）
アンテナベース１１０は、統合アンテナ１２０の底面（上記設置面との接触面）となる板状の部材である。アンテナベース１１０は、統合アンテナ１２０の各構成部材が載置および固定され、これら各構成部材を、統合アンテナ１２０の設置面側から支持する。アンテナベース１１０の素材には、アルミニウム等の金属が用いられている。図１に示すように、アンテナベース１１０の平面の形状は、角丸矩形状をなしている。

（統合アンテナ１２０）
統合アンテナ１２０は、アンテナ回路基板１００の上方に配置される。具体的には、統合アンテナ１２０は、アンテナ装置１０内において、アンテナ回路基板１００に積層された状態で、図示を省略する支持体によって支持される。統合アンテナ１２０は、共振周波数が互いに異なる複数の平面アンテナを有する。具体的には、統合アンテナ１２０は、平面アンテナ１２１、平面アンテナ１２２、および平面アンテナ１２３を有している。

平面アンテナ１２１は、ＤＡＢ（Digital Audio Broadcast）用である。また、平面アンテナ１２２は、ＧＰＳ(Global Positioning System)用である。また、平面アンテナ１２３は、３Ｇ（3rd Generation）／ＬＴＥ（Long Term Evolution）用である。

例えば、平面アンテナ１２１（ＤＡＢ用アンテナ）は、１７４ＭＨＺ以上２４０ＭＨｚ以下の周波数帯域で動作するダイポールアンテナである。また、例えば、平面アンテナ１２２（ＧＰＳ用アンテナ）は、１５７５．４２ＭＨｚで動作するループアンテナである。また、例えば、平面アンテナ１２３（３Ｇ／ＬＴＥ用アンテナ）は、７６１ＭＨｚ以上９６０ＭＨｚ以下の周波数帯域と、１７１０ＭＨｚ以上２１３０ＭＨｚ以下の周波数帯域との両方において動作する逆Ｆ型アンテナである。

上記各平面アンテナは、目的の周波数帯域で動作するためのアンテナパターン（例えば、地板、放射素子、給電点等を含んで構成されている）が、基板上に形成されたものである。例えば、上記アンテナパターンの素材には、薄板状の導体箔（例えば、銅箔）が用いられており、上記基板の素材には、薄板状の誘電体フィルム（例えば、ポリイミドフィルム）が用いられている。統合アンテナ１２０は、このような薄板状の平面アンテナ１２１，１２２，１２３が互いに組み合わされ、図１に示すようなアンテナ構造体をなしている。

特に、注目すべきは、上記平面アンテナ１２１，１２２，１２３は、いずれも、一方の給電点から他方の給電点に至る直流電流路を有する点である。

例えば、平面アンテナ１２１（ＤＡＢ用アンテナ）は、ダイポールアンテナである。ここで、「ダイポールアンテナ」とは、第１の放射素子および第２の放射素子を備え、第１の放射素子に一方の給電点が設けられ、第２の放射素子に他方の給電点が設けられたもののことを指す。特に、平面アンテナ１２１は、ＶＳＷＲの値が規定値（例えば、２．５）を超える領域が要求帯域内に形成されることを防止するために、第１の放射素子と第２の放射素子とを短絡する短絡部が設けられている。したがって、平面アンテナ１２２は、上記第１の放射素子に設けられた一方の給電点から、上記第２の放射素子に設けられた他方の給電点に至る、直流電流路を有する。

また、例えば、平面アンテナ１２２（ＧＰＳ用アンテナ）は、ループアンテナである。ここで、「ループアンテナ」とは、環状の放射素子の一端に一方の給電点が設けられ、環状の放射素子の他端に他方の給電点が設けられたもののことを指す。したがって、平面アンテナ１２２は、上記放射素子の一端に設けられた一方の給電点から、上記放射素子の他端に設けられた他方の給電点に至る、直流電流路を有する。

また、例えば、平面アンテナ１２３（３Ｇ／ＬＴＥ用アンテナ）は、逆Ｆ型アンテナである。ここで、「逆Ｆアンテナ」とは、接地された面状導体である地板と、上記地板から離間した接地されていない線状又は帯状導体である放射素子とを備えた「モノポールアンテナ」のうち、短絡部を更に備え、当該短絡部によって上記地板と上記放射素子とが短絡されているもののことを指す。したがって、平面アンテナ１２３は、上記放射素子に設けられた一方の給電点から、上記地板に設けられた他方の給電点に至る、直流電流路を有する。

以下、統合アンテナ１２０における平面アンテナ１２１，１２２，１２３の配置について、具体的に説明する。統合アンテナ１２０は、基板１２０−１および基板１２０−２を備えて構成されている。そして、基板１２０−１には、平面アンテナ１２１が形成されており、基板１２０−２には、平面アンテナ１２２および１２３が形成されている。

（基板１２０−１）
基板１２０−１は、平面を有する。当該平面は、上記設置面に対して平行となる面である。当該平面には、平面アンテナ１２１が形成されている。

（基板１２０−２）
基板１２０−２は、平面、第１の側面、および第２の側面を有する。平面は、上記設置面に対して平行となる面である。第１の側面は、平面に対して直交する面である。第２の側面は、平面に対して直交し、第１の側面に対しても直交する面である。すなわち、第１の側面および第２の側面は、上記設置面に対して垂直となる面である。上記平面には、平面アンテナ１２２と、平面アンテナ１２３の主面１２３Ａとが形成されている。上記第１の側面には、平面アンテナ１２３の拡張面１２３Ｂが形成されている。上記第２の側面には、平面アンテナ１２３の拡張面１２３Ｃが形成されている。

基板１２０−２は、上記平面、上記第１の側面、および上記第２の側面が、一体的に形成されている。基板１２０−２は、展開された状態では、上記平面、上記第１の側面、および上記第２の側面が同一平面上に配置された、一枚の平板状となる。そして、基板１２０−２は、上記各直交部分（互いに隣接する面の境界線部分）において折り曲げられることにより、図１に示す状態に変形する。これにより、平面アンテナ１２３の拡張面１２３Ｂ，Ｃは、平面アンテナ１２３の主面１２３Ａに対して垂直に配置されることとなる。

図１に示すように、統合アンテナ１２０においては、基板１２０−１の平面と、基板１２０−２の平面とが、上記設置面に対して平行するように、且つ、互いに所定の間隔を有するように、基板１２０−１と基板１２０−２とが互いに積層される。

これにより、アンテナ装置１０における各平面アンテナの配置は、以下（１）〜（３）となる。

（１）平面アンテナ１２１と平面アンテナ１２２とが、上記設置面に対して平行に、且つ、互いに所定の間隔を有して、互いに積層されて配置される。

（２）平面アンテナ１２２と平面アンテナ１２３の主面１２３Ａとが、同一平面上に並んで配置される。

（３）平面アンテナ１２３の拡張面１２３Ｂ，Ｃが、上記設置面に対して垂直に配置される。

このように、本実施形態の統合アンテナ１２０は、複数の平面アンテナが互いに積層されて配置されているため、少ない設置スペースでの、これら複数の平面アンテナの配置が実現されている。これによって、本実施形態の統合アンテナ１２０は、アンテナ装置１０の小型化に貢献している。

また、本実施形態の平面アンテナ１２３は、上記設置面に対して垂直な拡張面１２３Ｂ，Ｃを有しているため、アンテナ装置１０の上方からの電磁波を良好に受信することができるだけでなく、アンテナ装置１０の側方からの電磁波を良好に受信することもできる。

（アンテナ回路基板１００）
アンテナ回路基板１００は、アンテナベース１１０の上面（具体的には、アンテナベース１１０の上面に形成された台座１１１）に載置され、アンテナベース１１０に対してネジ止め等によって固定される、板状の部材である。アンテナ回路基板１００には、アンテナ回路１０２、アンテナ回路１０４、および、マッチング部１０６が形成されている。

アンテナ回路１０２は、平面アンテナ１２１を動作させるためのものであり、主に、平面アンテナ１２１によって生成された電気信号を増幅するためのものである。アンテナ回路１０２は、同軸ケーブルによって、平面アンテナ１２１と接続される。

アンテナ回路１０４は、平面アンテナ１２２を動作させるためのものであり、主に、平面アンテナ１２２によって生成された電気信号を増幅するためのものである。アンテナ回路１０４は、同軸ケーブルによって、平面アンテナ１２２と接続される。

マッチング部１０６は、平面アンテナ１２１と重なり合うことで、平面アンテナ１２１の入力インピーダンスを整合させるために設けられている。

本実施形態のアンテナ装置１０は、平面アンテナ１２３によって生成された電気信号は十分な強度となっているため、この電気信号を増幅する必要がなく、したがって、平面アンテナ１２３用のアンテナ回路は設けられていない。

〔アンテナ回路基板１００の構成〕
次に、図２よび図３を参照して、本実施形態に係るアンテナ回路基板１００の具体的な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回路基板１００の表面側の構成を示す平面図である。図３は、本実施形態に係るアンテナ回路基板１００の裏面側の構成を示す平面図である。

アンテナ回路基板１００は、基板１０１、アンテナ回路１０２、アンテナ回路１０４、およびマッチング部１０６を備える。

（基板１０１）
基板１０１は、プリント基板であり、具体的には、リジット基板である。基板１０１には、アンテナ回路１０２およびアンテナ回路１０４が形成されている。すなわち、アンテナ回路１０２およびアンテナ回路１０４は、同一の基板上に形成されている。特に、基板１０１においては、アンテナ回路１０２とアンテナ回路１０４とが、並んで設けられている。

（アンテナ回路１０２）
アンテナ回路１０２は、平面アンテナ１２１を動作させるためのものであり、主に、平面アンテナ１２１によって生成された電気信号を増幅するためのものである。アンテナ回路１０２は、基板１０１の表面に形成された面状の導体膜１０２Ａと、基板１０１の裏面に形成された面状の導体膜１０２Ｂとを備えている。

導体膜１０２Ａには、アンテナ回路１０２の機能を実現するための配線パターン１０２Ａ−１が形成されている。配線パターン１０２Ａ−１上には、コイル、コンデンサ、抵抗、スイッチ素子等の各種素子が実装されている。導体膜１０２Ａにおいて、配線パターン１０２Ａ−１の周囲には、グランド板１０２Ａ−２（接地板）が形成されている。

導体膜１０２Ｂは、導体膜１０２Ａと略同一の外形状を有している。導体膜１０２Ｂは、基板１０１を貫通する複数のスルーホールによって、導体膜１０２Ａのグランド板１０２Ａ−２と電気的に接続されている。すなわち、導体膜１０２Ｂは、グランド板１０２Ａ−２と同様に、アンテナ回路１０２のグランド板（接地板）として機能する。基板１０１の裏面にも、アンテナ回路１０２のグランド板を設けた理由は、平面アンテナ１２１の入力インピーダンスと、同軸ケーブルの入力インピーダンス（例えば５０Ω）との整合をとるためである。

アンテナ回路１０２における基板１０１の裏側には、接続端子（図示省略）が設けられている。この接続端子には、アンテナ回路１０２用の同軸ケーブル（図示省略）の先端部分に取り付けられたコネクタが挿し込まれる。この接続端子の一方の端子は、導体膜１０２Ｂに接続されており、他方の端子は、基板１０１を貫通して、配線パターン１０２Ａ−１に接続されている。すなわち、当該接続端子に上記コネクタが接続されると、同軸ケーブルの一方の導体（例えば、外側導体）は、アンテナ回路１０２のグランド板に接続され、同軸ケーブルの他方の導体（例えば、内側導体）は、アンテナ回路１０２の配線パターン１０２Ａ−１に接続される。

（アンテナ回路１０４）
アンテナ回路１０４は、平面アンテナ１２２を動作させるためのものであり、主に、平面アンテナ１２２によって生成された電気信号を増幅するためのものである。アンテナ回路１０４は、基板１０１の表面に形成された面状の導体膜１０４Ａと、基板１０１の裏面に形成された面状の導体膜１０４Ｂとを備えている。

導体膜１０４Ａには、アンテナ回路１０４の機能を実現するための配線パターン１０４Ａ−１が形成されている。配線パターン１０４Ａ−１上には、コイル、コンデンサ、抵抗、スイッチ素子等の各種素子が実装されている。導体膜１０４Ａにおいて、配線パターン１０４Ａ−１の周囲には、グランド板１０４Ａ−２（接地板）が形成されている。

導体膜１０４Ｂは、導体膜１０４Ａと略同一の外形状を有している。導体膜１０４Ｂは、基板１０１を貫通する複数のスルーホールによって、導体膜１０４Ａのグランド板１０４Ａ−２と電気的に接続されている。すなわち、導体膜１０４Ｂは、グランド板１０４Ａ−２と同様に、アンテナ回路１０４のグランド板（接地板）として機能する。基板１０１の裏面にも、アンテナ回路１０４のグランド板を設けた理由は、平面アンテナ１２２の入力インピーダンスと、同軸ケーブルの入力インピーダンス（例えば５０Ω）との整合をとるためである。

アンテナ回路１０４における基板１０１の裏側には、接続端子（図示省略）が設けられている。この接続端子には、アンテナ回路１０４用の同軸ケーブル（図示省略）の先端部分に取り付けられたコネクタが挿し込まれる。この接続端子の一方の端子は、導体膜１０４Ｂに接続されており、他方の端子は、基板１０１を貫通して、配線パターン１０４Ａ−１に接続されている。すなわち、当該接続端子に上記コネクタが接続されると、同軸ケーブルの一方の導体（例えば、外側導体）は、アンテナ回路１０４のグランド板に接続され、同軸ケーブルの他方の導体（例えば、内側導体）は、アンテナ回路１０４の配線パターン１０４Ａ−１に接続される。

なお、上記例では、基板と同軸ケーブルとが、コネクタ接続される構成を採用しているが、基板と同軸ケーブルの接続方法は、これに限らない。例えば、基板に対し、同軸ケーブルの内側導体および外側導体を半田付け等によって直接接続する方法を採用してもよい。

（マッチング部１０６）
マッチング部１０６は、平面アンテナ１２１と重なり合うことで、平面アンテナ１２１の入力インピーダンスを整合させるために設けられている。マッチング部１０６は、基板１０１の表面に、平面アンテナ１２１の入力インピーダンスを整合させるために設計された形状およびサイズを有する面状の導体膜を備える。

この導体膜と平面アンテナ１２１とが互いに重なり合うことにより、両者の間に電磁結合が生じる。電磁結合の強さは、上記導体膜の形状およびサイズに応じて、変化する。したがって、上記導体膜の形状およびサイズの少なくとも一方を変更すれば、この電磁結合の強さが変化し、その結果、平面アンテナ１２１の入力インピーダンスが変化する。すなわち、上記導体膜の形状およびサイズを適切に調整することで、平面アンテナ１２１の入力インピーダンスを整合させることができる。

なお、マッチング部１０６においては、必要に応じて、基板１０１の裏面にも導体膜を備え、基板１０１の表面に形成された導体膜と、基板１０１の裏面に形成された導体膜とを、基板１０１を貫通する複数のスルーホールによって、電気的に接続する構成を採用することもできる。

アンテナ回路基板１００において、特に注目すべきは、アンテナ回路１０２のグランド板（グランド板１０２Ａ−２および導体膜１０２Ｂ）と、アンテナ回路１０４のグランド板（グランド板１０４Ａ−２および導体膜１０４Ｂ）とが、互いに離隔されており、特に、互いに電気的に接続されていない点である。

発明者らは、２つのアンテナに対応する２つのアンテナ回路を同一基板上に形成した場合において、一方のアンテナ回路のグランド板が、他方のアンテナ回路のグランド板に対して電気的に接続されていることに起因して、意図しない共振周波数のシフトが、上記２つのアンテナの双方に生じることを見出した。特に、上記２つのアンテナの双方が、一方の給電点から他方の給電点に至る直流電流路を有する場合に、上記シフトの発生が顕著であることを見出した。これは、上記グランド板同士の接続によって、一方のアンテナの上記直流電流路と、他方のアンテナの上記直流電流路とが、互いに接続され、１本のループ状電流路を形成するからであると考えられる。

そこで、本実施形態のアンテナ回路基板１００は、平面アンテナ１２１に対応するアンテナ回路１０２のグランド板と、平面アンテナ１２２に対応するアンテナ回路１０４のグランド板とが、互いに電気的に切断されている構成を採用したのである。

これにより、本実施形態のアンテナ装置１０は、平面アンテナ１２１，１２２の各々が上記直流電流路を有し、且つ、アンテナ回路１０２，１０４が同一基板上に形成されているにも関わらず、上記ループ状電流路が形成されることはないため、平面アンテナ１２１，１２２が互いにアンテナ特性に影響を及ぼさないものとなっている。このため、本実施形態のアンテナ装置１０は、例えば、一方のアンテナの共振周波数を所望の周波数に近づけるように設計変更した場合に、他方のアンテナに、意図しない共振周波数のシフトが生じることもない。

なお、アンテナ回路基板１００は、導体膜１０２Ｂおよび導体膜１０４Ｂが、アンテナベース１１０に対して電気的に絶縁された状態で、アンテナベース１１０の上面（具体的には、アンテナベース１１０の上面に形成された台座１１１）に載置される。したがって、アンテナ回路１０２のグランド板と、アンテナ回路１０４のグランド板とが、アンテナベース１１０を通じて電気的に接続することはない。

また、アンテナ回路基板１００において、さらに注目すべきは、マッチング部１０６が、アンテナ回路１０２のグランド板およびアンテナ回路１０４のグランド板のいずれとも離隔されており、特に、アンテナ回路１０２のグランド板およびアンテナ回路１０４のグランド板のいずれとも電気的に接続されていない点である。

これにより、本実施形態のアンテナ装置１０は、アンテナ回路１０２、アンテナ回路１０４、およびマッチング部１０６が同一基板上に形成されているにも関わらず、平面アンテナ１２１の上記直流電流路、および、平面アンテナ１２２の上記直流電流路のいずれも、マッチング部１０６と確実に離隔されるため、平面アンテナ１２１および平面アンテナ１２２の各々において、マッチング部１０６によるアンテナ特性の影響を抑制することができる。

このため、本実施形態のアンテナ装置１０は、例えば、平面アンテナ１２１の入力インピーダンスを整合させるために、マッチング部１０６が備える導体膜の形状およびサイズの一方または双方を変更した場合であっても、平面アンテナ１２１および平面アンテナ１２２のいずれにおいても、意図しない共振周波数のシフトが生じることはない。

以下、本実施形態の変形例について説明する。図４は、本実施形態の変形例に係るアンテナ回路基板１００の表面側の構成を示す平面図である。

図４のアンテナ回路基板１００は、接続部１０８Ａ、接続部１０８Ｂ、および接続部１０８Ｃを更に備える点で、図１のアンテナ回路基板１００と異なる。その他の点については、図１のアンテナ回路基板１００と同様である。

接続部１０８Ａは、アンテナ回路１０２のグランド板と、アンテナ回路１０２のグランド板とを接続する。接続部１０８Ｂは、アンテナ回路１０２のグランド板と、マッチング部１０６の導体膜とを接続する。接続部１０８Ｃは、アンテナ回路１０４のグランド板と、マッチング部１０６の導体膜とを接続する。

接続部１０８Ａ，Ｂ，Ｃは、平面アンテナ１２１，１２２の入力インピーダンスに対して十分に大きいインピーダンスを有する構成となっている。例えば、平面アンテナ１２１，１２２の入力インピーダンスが５０Ωまたは７５Ωの場合、接続部１０８Ａ，Ｂ，Ｃに１０ｋΩの抵抗器を用いる、といった具合である。

このように接続部１０８Ａ，Ｂ，Ｃを設けた理由は、次のとおりである。例えば、２つのグランド板同士が近接している場合、両グランド板間に無視できない容量結合が生じる場合がある。そこで、両グランド板を高抵抗で接続し、両グランド板間を高インピーダンスとすることにより、両グランド板間の容量結合の影響を最小限に抑えることができるからである。

この変形例のように、隣接しつつも離隔された２つの回路が互いに電気的に接続されていても、その接続部を高インピーダンスの構成とし、両者の間に電流が流れ難い構成とすることで、実質的に、両者間の不要な電流路を断つことができる。この場合も、平面アンテナ１２１の直流電流路および平面アンテナ１２２の直流電流路に、不要な電流が流入する虞はないため、平面アンテナ１２１，１２２のアンテナ特性への影響を抑制することができる。

なお、接続部１０８Ａ，Ｂ，Ｃは、少なくとも、平面アンテナ１２１，１２２の要求帯域の高周波に対して高インピーダンスな構成であればよく、例えば、接続部１０８Ａ，Ｂ，Ｃには、抵抗器の代わりに、平面アンテナ１２１，１２２の要求帯域の高周波に対して高インピーダンスとなるように、フェライトなどの素子を組み合わせたものを設けてもよい。

〔実施形態の補足説明〕
（平面アンテナの種類について）
実施形態のアンテナ装置１０において、実装されるアンテナの種類は、適宜変更され得るものである。例えば、実施形態のアンテナ装置１０においては、３Ｇ／ＬＴＥ用アンテナ、ＤＡＢ用アンテナ、およびＧＰＳ用アンテナが実装された構成を採用しているが、ＩＴＳ用（７００ＭＨｚ）、Ｗｉ−Ｆｉ用（２．４ＧＨｚ、５ＧＨｚ）、Bluetooth（登録商標）用（２．４ＧＨｚ）、エンジンスタータ用（８００ＭＨｚ）用アンテナ等の高周波アンテナを実装する構成に変更することも可能である。

（平面アンテナの数について）
実施形態のアンテナ装置１０において、実装されるアンテナの数は、適宜変更され得るものである。例えば、実施形態のアンテナ装置１０においては、３つのアンテナ（平面アンテナ１２１，１２２，１２３）が実装された構成を採用しているが、２つのアンテナを実装する構成、および、４つ以上のアンテナを実装する構成に変更することも可能である。

（アンテナ回路の数について）
実施形態のアンテナ装置１０において、アンテナ回路基板１００の基板１０１に実装されるアンテナ回路の数は、適宜変更され得るものである。例えば、実施形態のアンテナ装置１０においては、基板１０１に２つのアンテナ回路が実装された構成を採用しているが、３つ以上のアンテナ回路を実装する構成に変更することも可能である。この場合でも、複数のアンテナ回路の接地を互いに電気的に分離することにより、３つ以上の平面アンテナが、互いに影響を及ぼすことを防止することができる。

（グランド板の構成について）
なお、本実施形態では、アンテナ回路１０２のグランド板を、基板１０１の表面および裏面の双方に形成しているが、基板１０１の表面にのみ形成してもよく、基板１０１の裏面にのみ形成してもよい。同様に、本実施形態では、アンテナ回路１０４のグランド板を、基板１０１の表面および裏面の双方に形成しているが、基板１０１の表面にのみ形成してもよく、基板１０１の裏面にのみ形成してもよい。

（接続端子の設置位置について）
また、本実施形態では、アンテナ回路１０２用の同軸ケーブルの接続端子を、基板１０１の裏面に設けているが、基板１０１の表面に設けてもよい。同様に、本実施形態では、アンテナ回路１０４用の同軸ケーブルの接続端子を、基板１０１の裏面に設けているが、基板１０１の表面に設けてもよい。

〔付記事項〕
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明は、複数種類の無線通信が可能な無線通信機器に利用可能であり、特に、自動車、鉄道車両、船舶などの移動体に搭載される無線通信機器、および、携帯電話端末、ＰＤＡ（Personal Digital Assistance）、タブレット型ＰＣ（Personal Computer）等の移動端末に好適に利用可能である。

１０ アンテナ装置
１００ アンテナ回路基板
１０１ 基板
１０２ アンテナ回路（第１のアンテナ回路）
１０４ アンテナ回路（第２のアンテナ回路）
１０６ マッチング部
１１０ アンテナベース
１２０ 統合アンテナ
１２１ 平面アンテナ（第１のアンテナ）
１２２ 平面アンテナ（第２のアンテナ）
１２３ 平面アンテナ（第３のアンテナ）

Claims (4)

1. 基板と、
   前記基板上に形成され、第１のアンテナを動作させるための第１のアンテナ回路と、
   前記基板上に形成され、第２のアンテナを動作させるための第２のアンテナ回路と、
   を備え、
   前記第１のアンテナおよび前記第２のアンテナの各々は、一方の給電点から他方の給電点に至る直流電流路を有しており、
   前記第１のアンテナ回路のグランド板と、前記第２のアンテナ回路のグランド板とは、互いに離隔されている
   ことを特徴とするアンテナ回路基板。
2. 前記第１のアンテナ回路のグランド板と、前記第２のアンテナ回路のグランド板とは、互いに電気的に切断されている
   ことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ回路基板。
3. 前記基板上に形成され、前記第１のアンテナおよび前記第２のアンテナの一方のアンテナと積層されることにより、積層された前記一方のアンテナの入力インピーダンスの整合を図るマッチング部、をさらに備え、
   前記第１のアンテナ回路のグランド板、前記第２のアンテナ回路のグランド板、および、前記マッチング部は互いに離隔されている
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のアンテナ回路基板。
4. 前記第１のアンテナと、
   前記第２のアンテナと、
   請求項１から３のいずれか一項に記載のアンテナ回路基板と
   を備えたことを特徴とするアンテナ装置。

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