JP2014233032A - 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面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が設けられていると共に第１延在部Ｅ１から第４延在部Ｅ４を有し、第２エレメントが、第５延在部Ｅ５から第６延在部Ｅ６を有し、第３延在部Ｅ３、第５延在部Ｅ５及び第６延在部Ｅ６の少なくとも一つから、これら延在部で囲まれた開口領域内に突出した容量装荷部（第１突出部Ｅ１１、第２突出部Ｅ１２）が形成されている。【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、前記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面、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、基端側に給電点が設けられていると共に前記グランド面から離間する方向に向けて延在する第１延在部と、前記第１延在部の先端から前記第１延在部に直交する方向に延在する第２延在部と、前記第２延在部の先端から前記第２延在部に直交する方向であって前記グランド面側以外の方向に向けて延在する第３延在部と、前記第３延在部の先端から前記第３延在部に直交する方向に延在する第４延在部とを有し、前記第２エレメントが、前記第３延在部の途中に基端が接続され前記第４延在部とは逆方向に延在する第５延在部と、前記第５延在部の先端から前記第３延在部に沿って前記第３延在部の先端側へ延在する第６延在部とを有し、前記第３延在部、前記第５延在部及び前記第６延在部の少なくとも一つから、これら延在部で囲まれた開口領域内に突出した容量装荷部が形成されていることを特徴とする。

このアンテナ装置では、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上記の第１エレメント及び第２エレメントを備えているので、各エレメント間やグランド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。
特に、第３延在部、第５延在部及び第６延在部の少なくとも一つから、これら延在部で囲まれた開口領域内に突出した容量装荷部が形成されているので、開口領域で発生する浮遊容量を、容量装荷部の突出量や突出位置に応じて調整することができ、インピーダンスをフレキシブルに調整することができる。また、給電側に近くインピーダンスの低い開口領域において容量装荷部で浮遊容量を装荷するので、各共振周波数に対する影響を抑制しつつインピーダンス調整することができる。さらに、容量装荷部によって、主に第１エレメントで得られる共振周波数と主に第２エレメントで得られる共振周波数とは別の共振周波数を得ることができる。

第２の発明に係るアンテナ装置は、第１の発明において、前記容量装荷部が、前記第４延在部の基端から前記第４延在部と逆方向に突出する第１突出部と、前記第５延在部の途中から前記第１突出部に向けて突出する第２突出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、容量装荷部が、第４延在部の基端から第４延在部と逆方向に突出する第１突出部と、第５延在部の途中から第１突出部に向けて突出する第２突出部とを有しているので、第１突出部と第２突出部との両方で開口領域内の浮遊容量をさらにフレキシブルに調整することができる。また、主に第１エレメントと第２エレメントとで得られる２つの共振周波数とは別に、主に第１突出部で得られる共振周波数と、主に第２突出部で得られる共振周波数とを追加することができ、４つの共振周波数で複共振化を図ることが可能になる。

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、前記第２エレメントの先端部が、前記第４延在部の基端側の仮想延長線を越えて配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エレメントの先端部が、第４延在部の基端側の仮想延長線を越えて配されているので、高インピーダンス部となる第２エレメントの先端部と第１エレメントの第４延在部とが互いにずれて配置されることで干渉し難くなる。

第４の発明に係るアンテナ装置は、第１から第３の発明のいずれかにおいて、前記基板本体が、前記グランド面と前記第１延在部と前記第２延在部と前記第３延在部の基端側を有するグランド側基板と、前記第３延在部の先端側と前記第４延在部と前記第２エレメントとを有するエレメント側基板とに分割され、前記第３延在部の基端側と前記第３延在部の先端側とが、導電性部材を介して電気的に接続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、基板本体が、グランド側基板とエレメント側基板とに分割されているので、グランド面を配するスペースがない場合でも、グランド面側のグランド側基板をエレメント側基板と分離して別途設置することで、装置の設置自由度が大幅に向上し、少ないスペースにも対応することができる。

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エレメントが、前記第６延在部の先端から前記第４延在部とは逆の方向に延在する第７延在部と、前記第７延在部の先端から前記第６延在部に沿って延在する第８延在部と、前記第８延在部の先端から前記第５延在部の延在方向に延在する第９延在部と、前記第９延在部の先端から前記第８延在部に沿って延在する第１０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２エレメントが第７延在部から第１０延在部を有しているので、第２エレメントがジグザグに折り返したミアンダ形状となり、第６延在部と第８延在部との間や第８延在部と第１０延在部との間にさらに浮遊容量を得ることができると共に、スペースが小さくても第２エレメントに必要な電気長を得ることができる。

第６の発明に係るアンテナ装置は、第１から第５の発明のいずれかにおいて、前記第２延在部に誘電体アンテナのアンテナ素子が接続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、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アンテナ素子によってエレメント長の短縮化及び高インピーダンス化と、浮遊容量の増大とが可能になり、複共振化の調整が容易になると共に小型化とアンテナ特性の向上とを図ることができる。
また、第２延在部に誘電体アンテナのアンテナ素子が接続されていることで、第２延在部の先端側のエレメント全体を短縮することができ、装置を小型化することができると共にエレメントを高インピーダンスにすることができる。
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。

第７の発明に係るアンテナ装置は、第１から第６の発明のいずれかにおいて、前記第２延在部に受動素子が接続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延在部に受動素子が接続されているので、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。

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、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上記の第１エレメント及び第２エレメントを備えているので、各エレメント間やグランドとの間の各浮遊容量とを効果的に利用することで、少なくとも２つ以上の共振周波数による複共振化させることができる。
特に、第３延在部、第５延在部及び第６延在部の少なくとも一つから、これら延在部で囲まれた開口領域内に突出した容量装荷部が形成されているので、開口領域で発生する浮遊容量を容量装荷部で調整してインピーダンスをフレキシブルに調整することができると共に、主に第１エレメントや第２エレメントで得られる共振周波数とは別の共振周波数を得ることができる。
また、エレメントに接続するアンテナ素子や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第１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。 第１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。 第１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。 第１実施形態において、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。 第１実施形態において、４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。 本発明に係るアンテナ装置の第２実施形態において、各エレメントの位置関係を示す分解平面図である。 本発明に係るアンテナ装置の第３実施形態において、各エレメントの位置関係を示す配線図である。 本発明に係るアンテナ装置の第４実施形態において、各エレメントの位置関係を示す配線図である。 本発明に係るアンテナ装置の第５実施形態において、各エレメントの位置関係を示す配線図である。 本発明に係るアンテナ装置の第６実施形態において、各エレメントの位置関係を示す配線図である。

以下、本発明に係るアンテナ装置の第１実施形態を、図１から図５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、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面ＧＮＤ、第１エレメント３及び第２エレメント４とを備えている。
上記第１エレメント３は、基端側に給電点ＦＰが設けられていると共にグランド面ＧＮＤから離間する方向に向けて延在する第１延在部Ｅ１と、第１延在部Ｅ１の先端から第１延在部Ｅ１に直交する方向に延在する第２延在部Ｅ２と、第２延在部Ｅ２の先端から第２延在部Ｅ２に直交する方向であってグランド面ＧＮＤ側以外の方向に向けて延在する第３延在部Ｅ３と、第３延在部Ｅ３の先端から第３延在部Ｅ３に直交する方向に延在する第４延在部Ｅ４とを有している。

上記第２エレメント４は、第３延在部Ｅ３の途中に基端が接続され第４延在部Ｅ４とは逆方向に延在する第５延在部Ｅ５と、第５延在部Ｅ５の先端から第３延在部Ｅ３に沿って第３延在部Ｅ３の先端側へ延在する第６延在部Ｅ６とを有している。
また、第２エレメント４は、第６延在部Ｅ６の先端から第４延在部Ｅ４とは逆の方向に延在する第７延在部Ｅ７と、第７延在部Ｅ７の先端から第６延在部Ｅ６に沿って延在する第８延在部Ｅ８と、第８延在部Ｅ８の先端から第５延在部Ｅ５の延在方向に延在する第９延在部Ｅ９と、第９延在部Ｅ９の先端から第８延在部Ｅ８に沿って延在する第１０延在部Ｅ１０とを有している。

さらに、第２エレメント４の先端部は、第４延在部Ｅ４の基端側の仮想延長線Ｋを越えて配されている。すなわち、第１０延在部Ｅ１０が、第３延在部Ｅ３の第５延在部Ｅ５の接続部から先端までの長さより長く設定されており、その先端が、第４延在部Ｅ４とは逆方向に第４延在部Ｅ４を仮想的に延長させた仮想延長線Ｋを越えて延在している。

また、第３延在部Ｅ３、第５延在部Ｅ５及び第６延在部Ｅ６の少なくとも一つから、これら延在部で囲まれた開口領域内に突出した容量装荷部が形成されている。本実施形態では、容量装荷部として第１突出部Ｅ１１と第２突出部Ｅ１２とが形成されている。
すなわち、上記容量装荷部は、第４延在部Ｅ４の基端から第４延在部Ｅ４と逆方向に突出する第１突出部Ｅ１１と、第５延在部Ｅ５の途中から第１突出部Ｅ１１に向けて突出する第２突出部Ｅ１２とを有している。なお、第２突出部Ｅ１２は、第１突出部Ｅ１１や第５延在部Ｅ５よりも幅広に形成されている。
このように、グランド面ＧＮＤに対向する基板本体２の一辺２ａとグランド面ＧＮＤとの間には、上記各エレメントが形成され、アンテナ占有領域となっている。

また、第２延在部Ｅ２の途中には、誘電体アンテナのアンテナ素子ＡＴが接続されている。
さらに、第２延在部Ｅ２には、第１受動素子Ｐ１〜第５受動素子Ｐ５が接続されている。すなわち、第１受動素子Ｐ１、第３受動素子Ｐ３及び第５受動素子Ｐ５は、第２延在部Ｅ２に直列に接続されており、第２受動素子Ｐ２は、第１受動素子Ｐ１と第３受動素子Ｐ３との間とグランド面ＧＮＤとの間に接続され、第４受動素子Ｐ４は、第３受動素子Ｐ３と第５受動素子Ｐ５との間とグランド面ＧＮＤとの間に接続されている。このように、第１受動素子Ｐ１〜第５受動素子Ｐ５によってＴ型の調整回路を２段接続した構成を得ている。なお、本実施形態では、２段のＴ型の調整回路としているが、少なくともＴ型調整回路を１段構成するように３つの受動素子を接続していればよい。

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、それぞれ高周波回路（図示略）の給電点に接続される。この給電点ＦＰには、例えば高周波回路に接続された同軸ケーブル（図示略）の芯線が接続され、該同軸ケーブルのグランド線は、近傍のグランド面ＧＮＤに接続される。また、グランド面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。

上記アンテナ素子ＡＴ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１２１の表面にＡｇ等の導体パターン１２２が形成されたチップアンテナである。この導体パターン１２２の両端部が、実装用に第２延在部Ｅ２の分断された部分の対向端に接続されることで、アンテナ素子ＡＴが第２延在部Ｅ２の一部とされる。
このアンテナ素子ＡＴ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。また、所望の周波数によっては、アンテナ素子ＡＴに使用している誘電体１２１を、磁性体、若しくは誘電体と磁性体とを混合した複合材料としても構わない。

上記第１エレメント３と第２エレメント４とは、互いの間の浮遊容量と、グランド面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１０延在部Ｅ１０と第８延在部Ｅ８との間の浮遊容量Ｃａと、第８延在部Ｅ８と第６延在部Ｅ６との間の浮遊容量Ｃｂと、第６延在部Ｅ６と第１突出部Ｅ１１との間の浮遊容量Ｃｃと、第６延在部Ｅ６と第２突出部Ｅ１２との間の浮遊容量Ｃｄと、第１突出部Ｅ１１と第２突出部Ｅ１２との間の浮遊容量Ｃｅと、第２突出部Ｅ１２と第３延在部Ｅ３との間の浮遊容量Ｃｆと、グランド面ＧＮＤと第５延在部Ｅ５との間の浮遊容量Ｃｇと、アンテナ素子ＡＴとグランド面ＧＮＤとの間の浮遊容量Ｃｈと、グランド面ＧＮＤと第９延在部Ｅ９との間の浮遊容量Ｃｉと、第４延在部Ｅ４とグランド面ＧＮＤとの間の浮遊容量Ｃｊとが発生可能である。

次に、本実施形態のアンテナ装置１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５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及び第４の共振周波数ｆ４の順に４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２エレメント４と第１突出部Ｅ１１と第２突出部Ｅ１２とアンテナ素子ＡＴと浮遊容量とで決定される。また、上記第２の共振周波数ｆ２は、第１エレメント３とアンテナ素子ＡＴ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２突出部Ｅ１２とアンテナ素子ＡＴと浮遊容量とで決定される。さらに、上記第４の共振周波数ｆ４は、第１突出部Ｅ１１とアンテナ素子ＡＴ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２エレメント４と第１突出部Ｅ１１と第２突出部Ｅ１２とアンテナ素子ＡＴと浮遊容量Ｃａ，Ｃｂ，Ｃｃ，Ｃｄ，Ｃｅ，Ｃｆ，Ｃｇ，Ｃｈ，Ｃｉ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，Ｃｆ，Ｃｇ，Ｃｈ，Ｃｉ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。なお、最終的なインピーダンス調整は、第２受動素子Ｐ２の選択によりグランド面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。
このように第１の共振周波数ｆ１は、主に図２中の破線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１エレメント３とアンテナ素子ＡＴと浮遊容量Ｃｃ，Ｃｄ，Ｃｅ，Ｃｆ，Ｃｇ，Ｃｈ，Ｃｊ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Ｃｃ，Ｃｄ，Ｃｅ，Ｃｆ，Ｃｇ，Ｃｈ，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１受動素子Ｐ１及び第３受動素子Ｐ３の選択によりフレキシブルに行うことが可能である。なお、最終的なインピーダンス調整は、第４受動素子Ｐ４の選択によりグランド面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。
このように第２の共振周波数ｆ２は、主に図２中の一点鎖線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２突出部Ｅ１２とアンテナ素子ＡＴと浮遊容量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３の共振周波数ｆ３のインピーダンス調整は、浮遊容量Ｃｃ，Ｃｄ，Ｃｅ，Ｃｆ，Ｃｇ，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３受動素子Ｐ３の選択によりフレキシブルに行うことが可能である。なお、最終的なインピーダンス調整は、第４受動素子Ｐ４の選択によりグランド面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。
このように第３の共振周波数ｆ３は、主に図２中の二点鎖線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１突出部Ｅ１１とアンテナ素子ＡＴと浮遊容量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４の共振周波数ｆ４のインピーダンス調整は、浮遊容量Ｃｃ，Ｃｄ，Ｃｅ，Ｃｆ，Ｃｇ，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３受動素子Ｐ３及び第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。なお、最終的なインピーダンス調整は、第２受動素子Ｐ２及び第４受動素子Ｐ４の選択によりグランド面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。
このように第４の共振周波数ｆ４は、主に図２中の点線Ａ４の部分で調整される。

このように本実施形態のアンテナ装置１では、基板本体２の表面にそれぞれ金属箔でパターン形成された上記の第１エレメント３及び第２エレメント４を備えているので、各エレメント間やグランド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。
特に、第３延在部Ｅ３、第５延在部Ｅ５及び第６延在部Ｅ６の少なくとも一つから、これら延在部で囲まれた開口領域内に突出した容量装荷部（第１突出部Ｅ１１及び第２突出部Ｅ１２）が形成されているので、開口領域で発生する浮遊容量を、容量装荷部の突出量や突出位置に応じて調整することができ、インピーダンスをフレキシブルに調整することができる。また、給電側に近くインピーダンスの低い開口領域において容量装荷部（第１突出部Ｅ１１及び第２突出部Ｅ１２）で浮遊容量を装荷するので、各共振周波数に対する影響を抑制しつつインピーダンス調整することができる。

さらに、容量装荷部（第１突出部Ｅ１１及び第２突出部Ｅ１２）によって、主に第１エレメントで得られる共振周波数と主に第２エレメントで得られる共振周波数とは別の共振周波数を得ることができる。
すなわち、主に第１エレメント３と第２エレメント４とで得られる２つの共振周波数とは別に、主に第１突出部Ｅ１１で得られる共振周波数と、主に第２突出部Ｅ１２で得られる共振周波数とを追加することができ、４つの共振周波数で複共振化を図ることが可能になる。

また、第２エレメント４の先端部が、第４延在部Ｅ４の基端側の仮想延長線Ｋを越えて配されているので、高インピーダンス部となる第２エレメント４の先端部と第１エレメント３の第４延在部Ｅ４とが互いにずれて配置されることで干渉し難くなる。
さらに、第２エレメント４が第７延在部Ｅ７から第１０延在部Ｅ１０を有しているので、第２エレメント４がジグザグに折り返したミアンダ形状となり、第６延在部Ｅ６と第８延在部Ｅ８との間や第８延在部Ｅ８と第１０延在部Ｅ１０との間にさらに浮遊容量を得ることができると共に、スペースが小さくても第２エレメント４に必要な電気長を得ることができる。

また、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アンテナ素子ＡＴによってエレメント長の短縮化及び高インピーダンス化と、浮遊容量の増大とが可能になり、複共振化の調整が容易になると共に小型化とアンテナ特性の向上とを図ることができる。
また、第２延在部Ｅ２に誘電体アンテナのアンテナ素子ＡＴが接続されていることで、第２延在部Ｅ２の先端側のエレメント全体を短縮することができ、装置を小型化することができると共にエレメントを高インピーダンスにすることができる。
さらに、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アンテナ素子ＡＴ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２延在部Ｅ２に第１受動素子Ｐ１〜第５受動素子Ｐ５が接続されているので、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。

次に、本発明に係るアンテナ装置の第２から第６実施形態について、図６から図１０を参照して以下に説明する。なお、以下の各実施形態の説明において、上記実施形態において説明した同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。

第２実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では、１枚の基板本体２上にグランド面ＧＮＤ、第１エレメント３及び第２エレメント４等の各エレメントが設けられているのに対し、第２実施形態のアンテナ装置２１は、図６に示すように、基板本体が、グランド面ＧＮＤと第１延在部Ｅ１と第２延在部Ｅ２と第３延在部Ｅ３の基端側を有するグランド側基板２Ａと、第３延在部Ｅ３の先端側と第４延在部Ｅ４と第２エレメント４とを有するエレメント側基板２Ｂとに分割されている点である。なお、エレメント側基板２Ｂには、第５延在部Ｅ５の接続部から先端側の第３延在部Ｅ３が形成され、グランド側基板２Ａには、第３延在部Ｅ３の基端部のみが形成されている。

また、第２実施形態では、第３延在部Ｅ３の基端側と第３延在部Ｅ３の先端側とが、導電性部材２２を介して電気的に接続されている。すなわち、グランド側基板２Ａの第３延在部Ｅ３の基端側に設けられた第１接続点Ｓ１と、エレメント側基板２Ｂの第３延在部Ｅ３の先端側に設けられた第２接続点Ｓ２とが、板バネやＦＰＣ等の導電性部材２２で接続されている。このように導電性部材２２が、第３延在部Ｅ３の一部として機能する。
上記グランド側基板２Ａは、導電性部材２２で接続された状態で、グランド側基板２Ａ上に対向するように設置可能である。すなわち、導電性部材２２を介してアンテナ装置２１を折り返した状態とすることが可能である。これによって、同一平面上にそれぞれ設置した場合よりも平面上の占有面積を小さくすることができる。

上記グランド側基板２Ａは例えばプリント基板で形成され、エレメント側基板２Ｂは例えばＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）で形成されている。
このように第２実施形態のアンテナ装置２１では、基板本体が、グランド側基板２Ａとエレメント側基板２Ｂとに分割されているので、グランド面ＧＮＤを配するスペースがない場合でも、グランド面ＧＮＤ側のグランド側基板２Ａをエレメント側基板２Ｂと分離して別途設置することで、装置の設置自由度が大幅に向上し、少ないスペースにも対応することができる。

次に、第３実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では、容量装荷部として第１突出部Ｅ１１と第２突出部Ｅ１２とを設けているのに対し、第３実施形態のアンテナ装置３１は、図７に示すように、第１突出部Ｅ１１が無く、第２突出部Ｅ３２だけ設けられている点である。また、この第２突出部Ｅ３２は、第３延在部Ｅ３の先端まで延びており、先端部が第３延在部Ｅ３の先端に向けて折り曲げられている。
このように第３実施形態のアンテナ装置３１では、第２突出部Ｅ３２と第３延在部Ｅ３との間の浮遊容量Ｃｆと、第２突出部Ｅ３２と第６延在部Ｅ６との間の浮遊容量Ｃｄとを第１実施形態よりも大きく得ることで、インピーダンスを調整することができる。

次に、第４実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では、容量装荷部として第１突出部Ｅ１１と第２突出部Ｅ１２とを設けているのに対し、第４実施形態のアンテナ装置４１は、図８に示すように、第２突出部Ｅ１２が無く、第１突出部Ｅ４１だけ設けられている点である。
また、この第１突出部Ｅ４１は、途中で第５延在部Ｅ５に向けて折り曲がったコ字状の部分を有して第１実施形態よりも長く設けられている。
このように第４実施形態のアンテナ装置４１では、第１突出部Ｅ４１と第６延在部Ｅ６との間の浮遊容量Ｃｃと、第１突出部Ｅ４１と第５延在部Ｅ５との間の浮遊容量とを第１実施形態よりも大きく得ることで、インピーダンスを調整することができる。

次に、第５実施形態と第４実施形態との異なる点は、第１実施形態では、容量装荷部として第１突出部Ｅ１１を設けているのに対し、第５実施形態のアンテナ装置５１は、図９に示すように、第１突出部Ｅ１１が無く、第６延在部Ｅ６の先端から第３延在部Ｅ３に向けて突出する第３突出部Ｅ５１が設けられている点である。
また、この第３突出部Ｅ５１は、途中で第５延在部Ｅ５に向けて折り曲がったコ字状の部分を有している。
このように第５実施形態のアンテナ装置５１では、第３突出部Ｅ５１と第６延在部Ｅ６との間の浮遊容量と、第３突出部Ｅ５１と第３延在部Ｅ３との間の浮遊容量と、第３突出部Ｅ５１と第５延在部Ｅ５との間の浮遊容量とを得ることで、インピーダンスを調整することができる。

次に、第６実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では、第２エレメント４の先端部が第１０延在部Ｅ１０だけであるのに対し、第６実施形態のアンテナ装置６１は、図１０に示すように、第１０延在部Ｅ１０の先端に第９延在部Ｅ９に沿って第３延在部Ｅ３側に向けて延在した第１３延在部Ｅ１３が設けられている点である。
このように第６実施形態のアンテナ装置６１では、第１０延在部Ｅ１０の先端に第１３延在部Ｅ１３が設けられているので、第１３延在部Ｅ１３と第７延在部Ｅ７との間で得られる浮遊容量を利用して、インピーダンスを調整することができる。

次に、上記第１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５を参照して説明する。

なお、これらの測定においては、各受動素子は以下のものを用いた。
第１受動素子Ｐ１：Ｃ＝１．９ｐＦのコンデンサ
第２受動素子Ｐ２：Ｌ＝１．５ｎＨのインダクタ
第３受動素子Ｐ３：Ｌ＝１．０ｎＨのインダクタ
第４受動素子Ｐ４：Ｃ＝０．５ｐＦのコンデンサ
第５受動素子Ｐ５：Ｒ＝０Ω（ジャンパー線）

この測定結果からわかるように、以下の表１に示すように、第１〜第４の共振周波数ｆ１〜ｆ４のいずれも良好な特性が得られている。
なお、表１において、第１の共振周波数ｆ１の周波数帯は１５７５ＭＨｚ、第２の共振周波数ｆ２の周波数帯は２４４０ＭＨｚ、第３の共振周波数ｆ３の周波数帯は４０００ＭＨｚ、第４の共振周波数ｆ４の周波数帯は５２００ＭＨｚである。

なお、本発明は上記各実施形態及び実施例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、上述したように、第２延在部にアンテナ素子を設けていることが好ましいが、が、第４延在部や第２エレメントにアンテナ素子を設けて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。

また、上述したようにアンテナ素子を接続してエレメントの一部とすることが好ましいが、アンテナ素子を接続せずに、銅箔等の金属箔のみで延在した第２延在部でも構わない。この際、高インピーダンス化するために、第２延在部の少なくとも一部を他の部分よりも幅狭の細いパターンにしたり、ジグザグに折り返しながら全体として一定方向に延在するミアンダパターンとしたりすることが好ましい。
さらに、基板サイズに余裕がある場合には、上記エレメントの一部を、線状若しくは板状の金属を折り返した形状のパターンに置き換えても構わない。また、同一の基板本体の表裏面に対してスルーホールを用いて、螺旋状などの形状に旋回させたパターンにしても構わない。

１…アンテナ装置、２…基板本体、２ａ…基板本体の一辺、３…第１エレメント、４…第２エレメント、ＡＴ…アンテナ素子、Ｅ１…第１延在部、Ｅ２…第２延在部、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、Ｅ８…第８延在部、Ｅ９…第９延在部、Ｅ１０…第１０延在部、Ｅ１１，Ｅ４１…第１突出部、Ｅ１２，Ｅ３２…第２突出部、Ｅ５１…第３突出部、Ｅ１３…第１３延在部、ＧＮＤ…グランド面、Ｐ１…第１受動素子、Ｐ２…第２受動素子、Ｐ３…第３受動素子、Ｐ４…第４受動素子、Ｐ５…第５受動素子、ＦＰ…給電点

Claims (7)

1. 絶縁性の基板本体と、前記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面、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、基端側に給電点が設けられていると共に前記グランド面から離間する方向に向けて延在する第１延在部と、前記第１延在部の先端から前記第１延在部に直交する方向に延在する第２延在部と、前記第２延在部の先端から前記第２延在部に直交する方向であって前記グランド面側以外の方向に向けて延在する第３延在部と、前記第３延在部の先端から前記第３延在部に直交する方向に延在する第４延在部とを有し、
   前記第２エレメントが、前記第３延在部の途中に基端が接続され前記第４延在部とは逆方向に延在する第５延在部と、前記第５延在部の先端から前記第３延在部に沿って前記第３延在部の先端側へ延在する第６延在部とを有し、
   前記第３延在部、前記第５延在部及び前記第６延在部の少なくとも一つから、これら延在部で囲まれた開口領域内に突出した容量装荷部が形成され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、
   前記容量装荷部が、前記第４延在部の基端から前記第４延在部と逆方向に突出する第１突出部と、
   前記第５延在部の途中から前記第１突出部に向けて突出する第２突出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、
   前記第２エレメントの先端部が、前記第４延在部の基端側の仮想延長線を越えて配されていることを特徴とするアンテナ装置。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載のアンテナ装置において、
   前記基板本体が、前記グランド面と前記第１延在部と前記第２延在部と前記第３延在部の基端側を有するグランド側基板と、
   前記第３延在部の先端側と前記第４延在部と前記第２エレメントとを有するエレメント側基板とに分割され、
   前記第３延在部の基端側と前記第３延在部の先端側とが、導電性部材を介して電気的に接続され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エレメントが、前記第６延在部の先端から前記第４延在部とは逆の方向に延在する第７延在部と、前記第７延在部の先端から前記第６延在部に沿って延在する第８延在部と、前記第８延在部の先端から前記第５延在部の延在方向に延在する第９延在部と、前記第９延在部の先端から前記第８延在部に沿って延在する第１０延在部とを有していることを特徴とするアンテナ装置。
6. 請求項１から５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延在部に誘電体アンテナのアンテナ素子が接続されていることを特徴とするアンテナ装置。
7. 請求項１から６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延在部に受動素子が接続されていることを特徴とするアンテナ装置。