JP2014116834A - アンテナ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 複共振化した各共振周波数のフレキシブルな調整が可能なおよびアンテナ装置を提供する。
【解決手段】 基板本体２と、基板本体の表面に形成されたグランドパターンＧＮＤ、第１エレメント３及び第２エレメント４とを備え、第１エレメントが、基端側に給電点ＦＰが設けられてグランドパターンから離間する方向に延在した第１延在部Ｅ１と、第１延在部の先端からグランドパターンに沿って延在する第２延在部Ｅ２と、第２延在部に基端が接続されグランドパターンから離間する方向に延在する第３延在部Ｅ３とを有し、第２エレメントが、第２延在部の途中に接続されグランドパターンから離間する方向に延在する第４延在部Ｅ４と、第４延在部の先端から第３延在部に向けて第２延在部に沿って延在すると共に第１アンテナ素子ＡＴ１が接続されている第５延在部Ｅ５とを有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数共振化が可能なアンテナ装置に関する。

従来、通信機器において、アンテナの共振周波数を複共振化するためには、放射電極と誘電体ブロックとを備えたアンテナや、スイッチ，制御電圧源を用いたアンテナ装置が提案されている。
例えば、誘電体ブロックによる従来技術としては、特許文献１では、放射電極を樹脂成型体に形成し、さらに誘電体ブロックを接着剤で一体化することで高効率を得る複合アンテナが提案されている。

また、スイッチ，制御電圧源を用いた従来技術としては、特許文献２では、第１の放射電極と、第２の放射電極と、第１の放射電極の途中部と第２の放射電極の基端部との間に介設され、第２の放射電極を第１の放射電極と電気的に接続又は切断させるためのスイッチと、を備えるアンテナ装置が提案されている。

特開２０１０−８１０００号公報 特開２０１０−１６６２８７号公報

しかしながら、上記従来の技術においても、以下の課題が残されている。
すなわち、特許文献１に記載のような誘電体ブロックによる技術では、放射電極を励振する誘電体ブロックを使用しており、機器毎に誘電体ブロック、放射電極パターン等の設計が必要になり、その設計条件によってアンテナ性能が劣化したり、不安定要素が増加する不都合がある。また、放射電極が樹脂成型体の表面に形成されているため、樹脂成型体上に放射電極パターンを設計する必要があり、実装する通信機器やその用途に応じて、アンテナ設計、金型設計が必要になり、大幅なコストの増大を招いてしまう。さらに、誘電体ブロックと樹脂成型体とを接着剤で一体化するので、接着剤のＱ値以外にも接着条件（接着剤の厚み、接着面積等）により、アンテナ性能が劣化したり、不安定要素が増加する不都合がある。
また、特許文献２に記載のようなスイッチ，制御電圧源を用いたアンテナ装置の場合、スイッチで共振周波数を切り替えを行うために、制御電圧源の構成やリアクタンス回路等が必要であり、アンテナ構成が機器毎に複雑化し、設計の自由度が無く、容易なアンテナ調整が困難であるという問題があった。

本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、複共振化した各共振周波数のフレキシブルな調整が可能で、用途や機器毎に応じたアンテナ性能を安価かつ容易に確保できると共に小型化や薄型化が可能なアンテナ装置を提供することを目的とする。

本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、第１の発明に係るアンテナ装置は、絶縁性の基板本体と、該基板本体の表面にそれぞれ金属箔でパターン形成されたグランドパターン、第１エレメント及び第２エレメントとを備え、前記第１エレメントが、前記グランドパターンに近接した基端側に給電点が設けられて前記グランドパターンから離間する方向に延在した第１延在部と、該第１延在部の先端から前記グランドパターンに沿って延在すると共に途中に第１受動素子が接続されている第２延在部と、該第２延在部の先端に基端が接続され前記グランドパターンから離間する方向に延在する第３延在部とを有し、前記第２エレメントが、前記第２延在部の途中に基端が接続され前記グランドパターンから離間する方向に延在する第４延在部と、該第４延在部の先端から前記第３延在部に向けて前記第２延在部に沿って延在すると共に途中に第２受動素子及び誘電体アンテナの第１アンテナ素子がこの順に接続されている第５延在部とを有していることを特徴とする。

このアンテナ装置では、第１エレメントが、第２延在部の先端に基端が接続されグランドパターンから離間する方向に延在する第３延在部を有し、第２エレメントが、第３延在部に向けて第２延在部に沿って延在すると共に途中に第１アンテナ素子が接続されている第５延在部を有しているので、所望の共振周波数に自己共振しないローディング素子の第１アンテナ素子と各エレメント間やグランドパターンとの間の各浮遊容量とを効果的に利用することで、複共振化させることができる。
具体的には、第２延在部とグランドパターンとの間の浮遊容量と、第２延在部と第５延在部との間の浮遊容量と、第５延在部と第３延在部との間の浮遊容量とを少なくとも発生させることができ、少なくとも第１エレメントを主として得られる共振周波数と第２エレメントを主として得られる共振周波数との各共振周波数において高い調整自由度を得ることができると共に、アンテナ性能と人体や周辺部品の影響の低減との両立を図ることができる。
特に、先端が高インピーダンスとなる第３延在部がグランドパターンから離間する方向に延在することで、グランドパターン側に高周波電流が流れ難くなると共に、第３延在部と第５延在部との間で浮遊容量を装荷することができ、第２エレメントを主として得られる共振周波数よりも低い共振周波数を得ることができる。

また、アンテナ素子および受動素子の選択によって、各共振周波数をフレキシブルに調整可能であり、設計条件に応じた複共振化が可能なアンテナ装置を得ることができる。このように、アンテナ構成上、各共振周波数をフレキシブルに調整できるため、共振周波数の入れ替えが可能になり、用途や機器に応じて受動素子等による調整箇所を変更可能になっている。
また、基板本体の平面内で設計が可能であり、従来の誘電体ブロックや樹脂成型体等を使用する場合に比べて薄型化が可能であると共に、誘電体アンテナである第１アンテナ素子の選択によって、小型化および高性能化が可能になる。また、金型、設計変更等によるコストが必要なく、低コストを実現することができる。
なお、第１受動素子に高インピーダンスとなるものを選択することで、第２延在部の基端から第１受動素子との間で、別の共振周波数を得ることも可能である。

第２の発明に係るアンテナ装置は、第１の発明において、前記基板本体の表面に金属箔でパターン形成された第３エレメントを備え、該第３エレメントが、前記第２延在部の途中に基端が接続され前記グランドパターンから離間する方向に延在すると共に途中に第3受動素子が接続されている第６延在部と、該第６延在部の先端から前記第４延在部に向けて前記第２延在部に沿って延在すると共に途中に誘電体アンテナの第２アンテナ素子が接続されている第７延在部とを有していることを特徴とする。
すなわち、このアンテナ装置では、第３エレメントが、第２延在部の途中に基端が接続されグランドパターンから離間する方向に延在する第６延在部と、該第６延在部の先端から第４延在部に向けて延在すると共に途中に第２アンテナ素子が接続されている第７延在部とを有しているので、隣接する他のエレメントとの間の浮遊容量を利用することで、第３エレメントを主として別の共振周波数を得ることができる。したがって、第１エレメントを主として得られる共振周波数と、第２エレメントを主として得られる共振周波数と、第３エレメントを主として得られる共振周波数との３つの周波数を少なくとも有した複共振化が可能になる。なお、十分なスペースがある場合、第２延在部の途中に第３エレメントを複数並べて設けることで、さらに多くの共振周波数を得ることも可能になる。

第３の発明に係るアンテナ装置は、第１又は第２の発明において、前記基板本体の表面に金属箔でパターン形成された第４エレメントを備え、該第４エレメントが、前記第４延在部の先端に第４受動素子を介して基端が接続され前記第１アンテナ素子に向けて前記第５延在部の基端側に沿って延在していることを特徴とする。
すなわち、このアンテナ装置では、第４エレメントが、第４延在部の先端に第４受動素子を介して基端が接続され第１アンテナ素子に向けて第５延在部の基端側に沿って延在しているので、隣接する他のエレメントとの間の浮遊容量を利用することで、第４エレメントを主として別の共振周波数を得ることができる。したがって、第１エレメントを主として得られる共振周波数と、第２エレメントを主として得られる共振周波数と、第４エレメントを主として得られる共振周波数との３つの周波数を少なくとも有した複共振化が可能になる。

第４の発明に係るアンテナ装置は、第３の発明において、前記基板本体の表面に金属箔でパターン形成された第５エレメントを備え、該第５エレメントが、前記第２延在部の基端側に第５受動素子を介して基端が接続され前記第２アンテナ素子の反対方向に向けて前記第２延在部に沿って延在していることを特徴とする。
すなわち、このアンテナ装置では、第５エレメントが、第２延在部の基端側に第５受動素子を介して基端が接続され第２アンテナ素子の反対方向に向けて第２延在部に沿って延在しているので、隣接する他のエレメントとの間の浮遊容量を利用することで、第５エレメントを主として別の共振周波数を得ることができる。したがって、第１エレメントを主として得られる共振周波数と、第２エレメントを主として得られる共振周波数と、第５エレメントを主として得られる共振周波数との３つの周波数を少なくとも有した複共振化が可能になる。

第５の発明に係るアンテナ装置は、第１から第４の発明のいずれかにおいて、前記第２延在部の先端に中間部分よりも幅広に形成された幅広部が形成されていることを特徴とする。
すなわち、このアンテナ装置では、第２延在部の先端に中間部分よりも幅広に形成された幅広部が形成されているので、第２延在部の先端とグランドパターンとの間の浮遊容量を大きくし、第２延在部の先端を低インピーダンス化することで第２延在部の中間部分とグランドパターンとの間の浮遊容量の影響を抑え、グランドパターン側に流れる高周波電流を抑制することができる。なお、第３延在部の先端が高インピーダンスであるため、第１エレメント全体としては高インピーダンスを維持することができる。

本発明によれば、以下の効果を奏する。
本発明のアンテナ装置によれば、第１エレメントが、第２延在部の先端に基端が接続されグランドパターンから離間する方向に延在する第３延在部を有し、第２エレメントが、第３延在部に向けてグランドパターンに沿って延在すると共に途中に第１アンテナ素子が接続されている第５延在部を有しているので、エレメント間やグランドパターンとの間で浮遊容量が発生し、少なくとも２つ以上の共振周波数による複共振化が可能になる。特に、先端が高インピーダンスとなる第３延在部と第５延在部との間で浮遊容量を装荷することができ、第２エレメントを主として得られる共振周波数よりも低い共振周波数を得ることができる。
また、アンテナ素子および受動素子の選択によって、各共振周波数をフレキシブルに調整可能であり、設計条件に応じた複共振化が可能になると共に、小型化および高性能化が可能になる。
したがって、本発明のアンテナ装置は、多様な用途や機器に対応した複共振化が容易に可能になると共に、省スペース化を図ることができる。

本発明に係るアンテナ装置の一実施形態において、各エレメントの位置関係を示す平面図である。 本実施形態において、各共振周波数に寄与する主な領域を示す配線図である。 本実施形態において、アンテナ装置で生じる浮遊容量を示す配線図である。 本実施形態において、第１アンテナ素子を示す斜視図（ａ）、平面図（ｂ）、正面図（ｃ）および底面図（ｄ）である。 本実施形態において、第２アンテナ素子を示す斜視図（ａ）、平面図（ｂ）、正面図（ｃ）、底面図（ｄ）及び背面図（ｅ）である。 本実施形態において、６共振化した際のＶＳＷＲ特性（電圧定在波比）を示すグラフである。

以下、本発明に係るアンテナ装置の一実施形態を、図１から図６を参照しながら説明する。

本実施形態におけるアンテナ装置１は、図１及び図２に示すように、絶縁性の基板本体２と、該基板本体２の表面にそれぞれ銅箔等の金属箔でパターン形成されたグランドパターンＧＮＤ、第１エレメント３、第２エレメント４、第３エレメント５、第４エレメント６及び第５エレメント７とを備えている。

上記第１エレメント３は、グランドパターンＧＮＤに近接した基端側に給電点ＦＰが設けられてグランドパターンＧＮＤから離間する方向に延在した第１延在部Ｅ１と、該第１延在部Ｅ１の先端からグランドパターンＧＮＤに沿って延在すると共に途中に第１受動素子Ｐ１が接続されている第２延在部Ｅ２と、該第２延在部Ｅ２の先端に基端が接続されグランドパターンＧＮＤから離間する方向に延在する第３延在部Ｅ３とを有している。
また、第２延在部Ｅ２の先端には、中間部分（第１受動素子Ｐ１よりも先端側の中間部分）よりも幅広に形成された幅広部Ｅ２ａが形成されている。
なお、グランドパターンＧＮＤに沿った方向とは、対向するグランドパターンＧＮＤの端辺に沿った方向である。

上記第２エレメント４は、第２延在部Ｅ２の途中に基端が接続されグランドパターンＧＮＤから離間する方向に延在する第４延在部Ｅ４と、該第４延在部Ｅ４の先端から第３延在部Ｅ３に向けて第２延在部Ｅ２に沿って延在すると共に途中に第２受動素子Ｐ２ａ．Ｐ２ｂ及び誘電体アンテナの第１アンテナ素子ＡＴ１がこの順に接続されている第５延在部Ｅ５とを有している。
すなわち、第５延在部Ｅ５の先端部は、第３延在部Ｅ３に対向している。また、第４延在部Ｅ４は、第１受動素子Ｐ１より基端側の第２延在部Ｅ２に接続されている。なお、第５延在部Ｅ５の先端部は、基端側よりも幅広に形成されている。

上記第３エレメント５は、第２延在部Ｅ２の途中に基端が接続されグランドパターンＧＮＤから離間する方向に延在すると共に途中に第３受動素子Ｐ３ａ，Ｐ３ｂが接続されている第６延在部Ｅ６と、該第６延在部Ｅ６の先端から第４延在部Ｅ４に向けて第２延在部Ｅ２に沿って延在すると共に途中に誘電体アンテナの第２アンテナ素子ＡＴ２が接続されている第７延在部Ｅ７とを有している。

上記第４エレメント６は、途中に第４受動素子Ｐ４ａが接続されていると共に第４延在部Ｅ４の先端に第４受動素子Ｐ４ｂを介して基端が接続され第１アンテナ素子ＡＴ１に向けて第５延在部Ｅ５の基端側に沿って延在している。なお、この第４エレメント６の先端部は、第５延在部Ｅ５の先端部の幅広部分に対向している。
上記第５エレメント７は、第２延在部Ｅ２の基端側に第５受動素子Ｐ５を介して基端が接続され第２アンテナ素子ＡＴ２の反対方向に向けて第２延在部Ｅ２に沿って延在している。

上記第１延在部Ｅ１には、第６受動素子Ｐ６が接続されている。
また、上記グランドパターンＧＮＤは、第２延在部Ｅ２に向けて突出し第１延在部Ｅ１に沿って延在しているグランド突出部Ｇ１を有している。このグランド突出部Ｇ１と第１延在部Ｅ１とは、第６受動素子Ｐ６の両側に配された２つの第７受動素子Ｐ７ａ，Ｐ７ｂで接続されている。すなわち、第６受動素子Ｐ６と２つの第７受動素子Ｐ７ａ，Ｐ７ｂとで、π型のインピーダンス調整回路部を構成している。

上記基板本体２は、一般的なプリント基板であって、本実施形態では、ガラスエポキシ樹脂等からなるプリント基板を採用している。
なお、上記給電点ＦＰは、高周波回路（図示略）の給電点に接続される。また、グランドパターンＧＮＤの領域には、高周波回路が実装される。
上記各受動素子は、例えばインダクタ、コンデンサ、抵抗又はジャンパー線が採用される。

上記第１アンテナ素子ＡＴ１は、所望の共振周波数に自己共振しないローディング素子であって、例えば図４に示すように、セラミックス等の誘電体２１の表面にＡｇ等の導体パターン２２が形成されたチップアンテナである。
また、上記第２アンテナ素子ＡＴ２は、所望の共振周波数に自己共振しないローディング素子であって、例えば図５に示すように、セラミックス等の誘電体３１の表面にＡｇ等の導体パターン３２が形成されたチップアンテナである。
これらの第１アンテナ素子ＡＴ１及び第２アンテナ素子ＡＴ２は、共振周波数等の設定に応じて、その長さ、幅、導体パターン等が異なる素子を選択しても構わないと共に、同じ素子を選択しても構わない。

上記第１エレメント３と第２エレメント４と第３エレメント５と第４エレメント６と第５エレメント７とは、互いの間の浮遊容量と、グランドパターンＧＮＤとの間の浮遊容量とを発生可能に、互いに間隔を空けて延在している。
すなわち、図３に示すように、第５延在部Ｅ５と第３延在部Ｅ３との間の浮遊容量Ｃａと、幅広部Ｅ２ａとグランドパターンＧＮＤとの間の浮遊容量Ｃｂと、幅広部Ｅ２ａより基端側であって第１受動素子Ｐ１までの第２延在部Ｅ２とグランドパターンＧＮＤとの間の浮遊容量Ｃｃと、第１受動素子Ｐ１から基端側の第２延在部Ｅ２とグランドパターンＧＮＤとの間の浮遊容量Ｃｄと、第５延在部Ｅ５の先端部と第２延在部Ｅ２との間の浮遊容量Ｃｅと、第１アンテナ素子ＡＴ１と第２延在部Ｅ２の浮遊容量Ｃｆと、第５延在部Ｅ５の基端側と第２延在部Ｅ２との間の浮遊容量Ｃｇと、第２アンテナ素子ＡＴ２と第２延在部Ｅ２の基端側との間の浮遊容量Ｃｈと、第３エレメント５と第４エレメント６との間の浮遊容量Ｃｉと、第５エレメント７と第３エレメント５との間の浮遊容量Ｃｊと、第５エレメント７と第２延在部Ｅ２との間の浮遊容量Ｃｋと、第４エレメント６の先端部と第５延在部Ｅ５の先端側（第１アンテナ素子ＡＴ１側）との間の浮遊容量Ｃｌと、第４エレメント６と第５延在部Ｅ５の基端側との間の浮遊容量Ｃｍとが発生可能である。

次に、本実施形態のアンテナ装置における各共振周波数について、図を参照して説明する。

本実施形態のアンテナ装置１では、図６に示すように、周波数の低い方から、第１の共振周波数ｆ１、第２の共振周波数ｆ２、第３の共振周波数ｆ３、第４の共振周波数ｆ４、第５の共振周波数ｆ５及び第６の共振周波数ｆ６の順に６つの周波数帯に複共振化される。
上記第１の共振周波数ｆ１は、第１エレメント３と第１受動素子Ｐ１と浮遊容量とで決定されると共に、上記第２の共振周波数ｆ２は、第２エレメント４と第１アンテナ素子ＡＴ１と第２受動素子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂと浮遊容量とで決定される。また、上記第３の共振周波数ｆ３は、第４エレメント６と第４受動素子Ｐ４ａ，Ｐ４ｂと浮遊容量とで決定されると共に、上記第４の共振周波数ｆ４は、第５エレメント７と第２アンテナ素子ＡＴ２と第３受動素子Ｐ３ａ，Ｐ３ｂと浮遊容量とで決定される。さらに、上記第５の共振周波数ｆ５は、第２延在部Ｅ２の第１受動素子Ｐ１よりも基端側と浮遊容量とで決定される。なお、第１受動素子Ｐ１は、この周波数で高インピーダンスとなるように設定される。また、上記第６の共振周波数ｆ６は、第５エレメント７と第５受動素子Ｐ５と浮遊容量とで決定される。

以下、これら共振周波数について、より詳しく説明する。
「第１の共振周波数ｆ１について」
上記第１の共振周波数ｆ１の周波数は、第１エレメント３、第１受動素子Ｐ１及び浮遊容量Ｃａ，Ｃｂ，Ｃｃ，Ｃｄ，Ｃｅ，Ｃｆ，Ｃｇ，Ｃｈにより設定および調整することができる。
また、第１の共振周波数ｆ１のインピーダンス調整は、浮遊容量Ｃａ，Ｃｂ，Ｃｃ，Ｃｄ，Ｃｅ，Ｃｈの各浮遊容量の設定で行うことができる。
さらに、最終的な周波数調整は、第１受動素子Ｐ１の選択によりフレキシブルに行うことが可能である。
このように第１の共振周波数ｆ１は、主に図２中の一点鎖線Ａ１の部分で調整される。

「第２の共振周波数ｆ２について」
上記第２の共振周波数ｆ２の周波数は、第２エレメント４、第１アンテナ素子ＡＴ１、第２受動素子Ｐ２ａ．Ｐ２ｂ及び浮遊容量Ｃａ，Ｃｅ，Ｃｆ，Ｃｇ，Ｃｌ，Ｃｍにより設定および調整することができる。
また、第２の共振周波数ｆ２のインピーダンス調整は、浮遊容量Ｃａ，Ｃｅ，Ｃｆ，Ｃｇ，Ｃｌ，Ｃｍの各浮遊容量の設定で行うことができる。
さらに、最終的な周波数調整は、第２受動素子Ｐ２ａ．Ｐ２ｂの選択によりフレキシブルに行うことが可能である。
このように第２の共振周波数ｆ２は、主に図２中の二点鎖線Ａ２の部分で調整される。

「第３の共振周波数ｆ３について」
上記第３の共振周波数ｆ３の周波数は、第４エレメント６、第２延在部Ｅ２の第１受動素子Ｐ１より基端側、第４受動素子Ｐ４ａ，Ｐ４ｂ及び浮遊容量Ｃｌ，Ｃｍ，Ｃｉ，Ｃｈ，Ｃｄにより設定および調整することができる。
また、第３の共振周波数ｆ３のインピーダンス調整は、浮遊容量Ｃｌ，Ｃｍ，Ｃｉ，Ｃｈ，Ｃｄの各浮遊容量の設定で行うことができる。
さらに、最終的な周波数調整は、第４受動素子Ｐ４ａ，Ｐ４ｂの選択によりフレキシブルに行うことが可能である。
このように第３の共振周波数ｆ３は、主に図２中の点線Ａ３の部分で調整される。

「第４の共振周波数ｆ４について」
上記第４の共振周波数ｆ４の周波数は、第５エレメント７、第２アンテナ素子ＡＴ２、第３受動素子Ｐ３ａ，Ｐ３ｂ及び浮遊容量Ｃｈ，Ｃｉ，Ｃｊにより設定および調整することができる。
また、第４の共振周波数ｆ４のインピーダンス調整は、浮遊容量Ｃｈ，Ｃｉ，Ｃｊの各浮遊容量の設定で行うことができる。
さらに、最終的な周波数調整は、第３受動素子Ｐ３ａ，Ｐ３ｂの選択によりフレキシブルに行うことが可能である。
このように第４の共振周波数ｆ４は、主に図２中の一点鎖線Ａ４の部分で調整される。

「第５の共振周波数ｆ５について」
上記第５の共振周波数ｆ５の周波数は、第２延在部Ｅ２の第１受動素子Ｐ１より基端側及び浮遊容量Ｃｄ，Ｃｈにより設定および調整することができる。
また、第５の共振周波数ｆ５のインピーダンス調整は、浮遊容量Ｃｄ，Ｃｈの各浮遊容量の設定で行うことができる。
このように第５の共振周波数ｆ５は、主に図２中の破線Ａ５の部分で調整される。

「第６の共振周波数ｆ６について」
上記第６の共振周波数ｆ６の周波数は、第５エレメント７、第５受動素子Ｐ５及び浮遊容量Ｃｋ，Ｃｊにより設定および調整することができる。
また、第６の共振周波数ｆ６のインピーダンス調整は、浮遊容量Ｃｋ，Ｃｊの各浮遊容量の設定で行うことができる。
さらに、最終的な周波数調整は、第５受動素子Ｐ５の選択によりフレキシブルに行うことが可能である。
このように第６の共振周波数ｆ６は、主に図２中の一点鎖線Ａ６の部分で調整される。

なお、各共振周波数における最終的なインピーダンス調整は、第６受動素子Ｐ６及び第７受動素子Ｐ７ａ，Ｐ７ｂの選択によりグランドパターンＧＮＤ側に流れる高周波電流の流れをコントロールすることで、フレキシブルに行うことが可能である。

このように本実施形態のアンテナ装置１では、第１エレメント３が、第２延在部Ｅ２の先端に基端が接続されグランドパターンＧＮＤから離間する方向に延在する第３延在部Ｅ３を有し、第２エレメント４が、第３延在部Ｅ３に向けて第２延在部Ｅ２に沿って延在すると共に途中に第１アンテナ素子ＡＴ１が接続されている第５延在部Ｅ５を有しているので、所望の共振周波数に自己共振しないローディング素子の第１アンテナ素子ＡＴ１と各エレメント間やグランドパターンＧＮＤとの間の各浮遊容量とを効果的に利用することで、複共振化させることができる。

すなわち、少なくとも第１エレメント３を主として得られる第１の共振周波数ｆ１と第２エレメント４を主として得られる第２の共振周波数ｆ２との各共振周波数において高い調整自由度を得ることができると共に、アンテナ性能と人体や周辺部品の影響の低減との両立を図ることができる。
特に、先端が高インピーダンスとなる第３延在部Ｅ３がグランドパターンＧＮＤから離間する方向に延在することで、グランドパターンＧＮＤ側に高周波電流が流れ難くなると共に、第３延在部Ｅ３と第５延在部Ｅ５との間で浮遊容量Ｃａを装荷することができ、第２エレメント４を主として得られる第２の共振周波数ｆ２よりも低い共振周波数を得ることができる。なお、第３延在部Ｅ３が無く、第１エレメント３の開放端がグランドパターンＧＮＤに沿った第２延在部Ｅ２であると、グランドパターンＧＮＤ側に高周波電流が流れ易くなってしまい、第２の共振周波数ｆ２よりも低い共振周波数を得ることが困難である。また、第２エレメント４は、第２延在部Ｅ２があるため、グランドパターンＧＮＤとの間に直接的な浮遊容量が生じず、高いインピーダンスとすることができる。

また、第１受動素子Ｐ１に高インピーダンスとなるものを選択することで、第２延在部Ｅ２の基端から第１受動素子Ｐ１との間で、別の共振周波数を得ることも可能である。
このように高インピーダンスに選択する受動素子としては、一番低い共振周波数（本実施形態では第１の共振周波数ｆ１）に使用する受動素子（本実施形態の第１受動素子Ｐ１）であることが望ましい。また、この受動素子は、所望の共振周波数（前述の別の共振周波数：第５の共振周波数ｆ５）に対して高インピーダンスにすることが望ましい。この理由としては、所望の共振周波数に対して高インピーダンスになる場合においても、一番低い共振周波数に対して良好なインピーダンスを確保できるからである。そのため、本実施形態では、第１受動素子Ｐ１に対して高インピーダンスに選択する設定としている。

また、各アンテナ素子および各受動素子の選択によって、各共振周波数をフレキシブルに調整可能であり、設計条件に応じた複共振化が可能なアンテナ装置を得ることができる。このように、アンテナ構成上、各共振周波数をフレキシブルに調整できるため、共振周波数の入れ替えが可能になり、用途や機器に応じて受動素子等による調整箇所を変更可能になっている。

また、基板本体２の平面内で設計が可能であり、従来の誘電体ブロックや樹脂成型体等を使用する場合に比べて薄型化が可能であると共に、誘電体アンテナである各アンテナ素子の選択によって、小型化および高性能化が可能になる。また、金型、設計変更等によるコストが必要なく、低コストを実現することができる。

また、第３エレメント５が、第２延在部Ｅ２の途中に基端が接続されグランドパターンＧＮＤから離間する方向に延在する第６延在部Ｅ６と、該第６延在部Ｅ６の先端から第４延在部Ｅ４に向けて延在すると共に途中に第２アンテナ素子ＡＴ２が接続されている第７延在部Ｅ７とを有しているので、隣接する他のエレメントとの間の浮遊容量を利用することで、第３エレメント５を主として別の共振周波数を得ることができる。
なお、十分なスペースがある場合、第２延在部Ｅ２の途中に第３エレメント５を複数並べて設けることで、さらに多くの共振周波数を得ることも可能になる。

また、第４エレメント６が、第４延在部Ｅ４の先端に第４受動素子Ｐ４ａ，Ｐ４ｂを介して基端が接続され第１アンテナ素子ＡＴ１に向けて第５延在部Ｅ５の基端側に沿って延在しているので、隣接する他のエレメントとの間の浮遊容量を利用することで、第４エレメント６を主として別の共振周波数を得ることができる。
さらに、第５エレメント７が、第２延在部Ｅ２の基端側に第５受動素子Ｐ５を介して基端が接続され第２アンテナ素子ＡＴ２の反対方向に向けて第２延在部Ｅ２に沿って延在しているので、隣接する他のエレメントとの間の浮遊容量を利用することで、第５エレメント７を主として別の共振周波数を得ることができる。

なお、第５エレメント７を第２アンテナ素子ＡＴ２の反対側に向けて延在させた理由は、第２アンテナ素子ＡＴ２に向けて延在させると高インピーダンスとなる第２アンテナ素子ＡＴ２に高インピーダンスとなる第５エレメント７の先端が対向するため、互いに影響が大きくなってしまうためである。
このように、第１エレメント３を主として得られる共振周波数と、第２エレメント４を主として得られる共振周波数と、第３エレメント５を主として得られる共振周波数と、第４エレメント６を主として得られる共振周波数と、第５エレメント７を主として得られる共振周波数との５つの周波数を少なくとも有した複共振化が可能になる。

また、第２延在部Ｅ２の先端に中間部分よりも幅広に形成された幅広部Ｅ２ａが形成されているので、第２延在部Ｅ２の先端とグランドパターンＧＮＤとの間の浮遊容量Ｃｂを大きくし、第２延在部Ｅ２の先端を低インピーダンス化することで第２延在部Ｅ２の中間部分とグランドパターンＧＮＤとの間の浮遊容量Ｃｆの影響を抑え、グランドパターンＧＮＤ側に流れる高周波電流を抑制することができる。なお、第３延在部Ｅ３の先端が高インピーダンスであるため、第１エレメント３全体としては高インピーダンスを維持することができる。

次に、本実施形態のアンテナ装置を実際に作製した実施例について、ＶＳＷＲ特性（電圧定在波比）を測定した結果を、図６に示す。

なお、図６の測定においては、各受動素子は以下のものを用いた。
第１受動素子Ｐ１ ：Ｌ＝１５ｎＨのインダクタ
第２受動素子Ｐ２ａ：Ｌ＝６．８ｎＨのインダクタ
第２受動素子Ｐ２ｂ：Ｌ＝８．２ｎＨのインダクタ
第３受動素子Ｐ３ａ：Ｌ＝５．６ｎＨのインダクタ
第３受動素子Ｐ３ｂ：Ｌ＝８．２ｎＨのインダクタ
第４受動素子Ｐ４ａ：Ｌ＝５．６ｎＨのインダクタ
第４受動素子Ｐ４ｂ：Ｌ＝１０ｎＨのインダクタ
第５受動素子Ｐ５ ：Ｌ＝４．７ｎＨのインダクタ
第６受動素子Ｐ６ ：Ｒ＝０Ωの抵抗
第７受動素子Ｐ７ａ：Ｌ＝６．８ｎＨのインダクタ
第７受動素子Ｐ７ｂ：Ｃ＝１．０ｐＦのコンデンサ

この測定結果からわかるように、第１〜第６の共振周波数ｆ１〜ｆ６が、以下の表１に示すように、良好な帯域幅を有して得られている。なお、第１の共振周波数ｆ１の周波数帯は７４０ＭＨｚ、第２の共振周波数ｆ２の周波数帯は８９３ＭＨｚ、第３の共振周波数ｆ３の周波数帯は１５３０ＭＨｚ、第４の共振周波数ｆ４の周波数帯は１９９０ＭＨｚ、第６の共振周波数ｆ６の周波数帯は２６５５ＭＨｚである。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることができる。
例えば、上記実施形態では、第２エレメントと第３エレメントとにアンテナ素子を設けているが、第１エレメントの第３延在部や第４エレメントにアンテナ素子を設けて各エレメントの短縮化を行い、装置全体の小型化を図っても構わない。

１…アンテナ装置、２…基板本体、３…第１エレメント、４…第２エレメント、５…第３エレメント、６…第４エレメント、７…第５エレメント、ＡＴ１…第１アンテナ素子、ＡＴ２…第２アンテナ素子、Ｅ１…第１延在部、Ｅ２…第２延在部、Ｅ２ａ…幅広部、Ｅ３…第３延在部、Ｅ４…第４延在部、Ｅ５…第５延在部、Ｅ６…第６延在部、Ｅ７…第７延在部、ＧＮＤ…グランドパターン、Ｇ１…グランド突出部、Ｐ１…第１受動素子、Ｐ２ａ．Ｐ２ｂ…第２受動素子、Ｐ３ａ，Ｐ３ｂ…第３受動素子、Ｐ４ａ，Ｐ４ｂ…第４受動素子、Ｐ５…第５受動素子、Ｐ６…第６受動素子、Ｐ７ａ，Ｐ７ｂ…第７受動素子、ＦＰ…給電点

Claims (5)

1. 絶縁性の基板本体と、
   該基板本体の表面にそれぞれ金属箔でパターン形成されたグランドパターン、第１エレメント及び第２エレメントとを備え、
   前記第１エレメントが、前記グランドパターンに近接した基端側に給電点が設けられて前記グランドパターンから離間する方向に延在した第１延在部と、該第１延在部の先端から前記グランドパターンに沿って延在すると共に途中に第１受動素子が接続されている第２延在部と、該第２延在部の先端に基端が接続され前記グランドパターンから離間する方向に延在する第３延在部とを有し、
   前記第２エレメントが、前記第２延在部の途中に基端が接続され前記グランドパターンから離間する方向に延在する第４延在部と、該第４延在部の先端から前記第３延在部に向けて前記第２延在部に沿って延在すると共に途中に第２受動素子及び誘電体アンテナの第１アンテナ素子がこの順に接続されている第５延在部とを有していることを特徴とするアンテナ装置。
2. 請求項１に記載のアンテナ装置において、
   前記基板本体の表面に金属箔でパターン形成された第３エレメントを備え、
   該第３エレメントが、前記第２延在部の途中に基端が接続され前記グランドパターンから離間する方向に延在すると共に途中に第３受動素子が接続されている第６延在部と、該第６延在部の先端から前記第４延在部に向けて前記第２延在部に沿って延在すると共に途中に誘電体アンテナの第２アンテナ素子が接続されている第７延在部とを有していることを特徴とするアンテナ装置。
3. 請求項１又は２に記載のアンテナ装置において、
   前記基板本体の表面に金属箔でパターン形成された第４エレメントを備え、
   該第４エレメントが、前記第４延在部の先端に第４受動素子を介して基端が接続され前記第１アンテナ素子に向けて前記第５延在部の基端側に沿って延在していることを特徴とするアンテナ装置。
4. 請求項３に記載のアンテナ装置において、
   前記基板本体の表面に金属箔でパターン形成された第５エレメントを備え、
   該第５エレメントが、前記第２延在部の基端側に第５受動素子を介して基端が接続され前記第２アンテナ素子の反対方向に向けて前記第２延在部に沿って延在していることを特徴とするアンテナ装置。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載のアンテナ装置において、
   前記第２延在部の先端に中間部分よりも幅広に形成された幅広部が形成されていることを特徴とするアンテナ装置。