JP2016010110A - アンテナ装置、無線通信装置および帯域調整方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 装置を大型化することなく、簡単な構造でもって無線通信可能な周波数帯域の広帯域化を容易に実現可能なアンテナの技術を提供する。【解決手段】 アンテナ装置１は、給電アンテナ素子２と、無給電アンテナ素子３とを備えている。給電アンテナ素子２は、回路基板６に設けられ、当該回路基板６に備えられている給電源７に電気的に接続する。無給電アンテナ素子３は、給電アンテナ素子２と電磁結合する。無給電アンテナ素子３は、回路基板６に形成されている基準電位を持つグラウンド層８に接続する接地部１０を有する。接地部１０は、誘導性を示す誘導性素子４に接続し、誘導性素子４を介してグラウンド層８に電気的に接続されている。【選択図】 図１

Description

本発明は、無線通信を行う通信装置に備えられるアンテナの技術に関する。

携帯型電話機や可搬タイプのルータなどのモバイル通信装置においては、近年、装置の小型化が進んでおり、これに伴って、当該装置に内蔵されるアンテナも小型化が進んでいる。この小型化に起因して、アンテナは、良好に通信を行う通信性能を得ることが難しくなってきている。すなわち、アンテナは、無線通信を行う周波数として設定されている設定周波数を持つ電波を送受信するためには、その設定周波数を持つ電波の波長に応じた電気的な長さ（電気長）を持つ必要が有る。しかしながら、アンテナを小型化すると、当該アンテナがその必要な電気長を得ることが難しくなってくる。特に、小型化が進むと、アンテナは、波長が長くなる低い周波数帯域の電波を良好に通信することが難しくなってくる。このようなことから、アンテナの通信性能を保ちつつアンテナの小型化を図ることが難しいという問題がある。

特許文献１（国際公開第２００５／０２９６３８号）には、第一回路基板に給電アンテナが設けられ、第二回路基板に無給電アンテナが設けられている構成が表されている。また、この特許文献１には、無給電アンテナがコイルを介してＧＮＤ（Ground）部に接続する構成が表されている。

特許文献２（国際公開第２００９／１４７８８５号）には、給電素子と無給電素子を備えているマルチバンドアンテナにおいて、給電素子と無給電素子には、それぞれ、ＬＣ共振回路が介設されている構成が表されている。

特許文献３（特開２０１１−１１９９４９号公報）には、無線ＬＡＮ（Local Area Network）カードを構成する回路基板の表裏の一方側の面に給電アンテナ素子が形成され、回路基板の他方側の面に無給電アンテナ素子が形成されている構成が表されている。

国際公開第２００５／０２９６３８号 国際公開第２００９／１４７８８５号 特開２０１１−１１９９４９号公報

アンテナの通信性能を保ちつつアンテナの小型化を図るために様々な技術が提案されているが、それら提案されている技術には、アンテナ素子の形状が複雑になるという問題や、アンテナ送受信する電波の周波数の調整が難しいという問題などの様々な問題がある。

本発明は上記課題を解決するために考え出された。すなわち、本発明の主な目的は、装置を大型化することなく、簡単な構造でもって無線通信可能な周波数帯域の広帯域化を容易に実現可能なアンテナの技術を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明のアンテナ装置は、
無線通信する信号を供給する給電源に電気的に接続する給電アンテナ素子と、
当該給電アンテナ素子と電磁結合する無給電アンテナ素子と
を備え、
前記給電アンテナ素子は、前記給電源を備えた回路基板に設けられ、
前記無給電アンテナ素子は、前記回路基板に形成されている基準電位を持つグラウンド層に接続する接地部を有し、前記接地部は、誘導性を示す誘導性素子に接続し、当該誘導性素子を介して前記グラウンド層に電気的に接続されている。

また、本発明の無線通信装置は、
無線通信する信号を供給する給電源と、
当該給電源を備える回路基板と、
本発明のアンテナ装置と
を備えている。

さらに、本発明の帯域調整方法は、
無線通信する信号を供給する給電源に電気的に接続する給電アンテナ素子と電磁結合する無給電アンテナ素子を、前記給電アンテナ素子が設けられている回路基板と共通の回路基板に設け、
前記回路基板に形成されている基準電位を持つグラウンド層に接続する前記無給電アンテナ素子の接地部は、誘導性を示す誘導性素子に接続し、当該誘導性素子を介して前記グラウンド層に電気的に接続され、前記誘導性素子の誘導リアクタンスを調整することによって、前記給電アンテナ素子および前記無給電アンテナ素子による無線通信の周波数帯域の帯域幅を調整する。

本発明によれば、装置を大型化することなく、簡単な構造でもって無線通信可能な周波数帯域の広帯域化を容易に実現できるアンテナを提供できる。

本発明に係る第１実施形態のアンテナ装置の構成を説明する図である。 図１のアンテナ装置を備えた無線通信装置を模式的に表す図である。 本発明に係る第２実施形態のアンテナ装置の構成を説明する図である。 図３に表されているアンテナ装置の実験により得られたインピーダンス特性を表すスミスチャートである。 図３に表されているアンテナ装置の実験により得られたリターンロス特性を表すグラフである。 図３に表されているアンテナ装置の実験により得られた放射効率特性を表すグラフである。 比較例のアンテナ装置の構成を説明する図である。 図７に表されているアンテナ装置の実験により得られたインピーダンス特性を表すスミスチャートである。 図７に表されているアンテナ装置の実験により得られたリターンロス特性を表すグラフである。 図７に表されているアンテナ装置の実験により得られた放射効率特性を表すグラフである。 図３に表されているアンテナ装置において、周波数７０４ＭHzを持つ信号が供給された場合の電流分布を説明する図である。 図３に表されているアンテナ装置において、周波数９６０ＭHzを持つ信号が供給された場合の電流分布を説明する図である。 １．５ＧHz帯と２．６ＧHz帯の無線通信に適用するように構成した場合における第２実施形態のアンテナ装置のインピーダンス特性を表すスミスチャートである。 １．５ＧHz帯と２．６ＧHz帯の無線通信に適用するように構成した場合における第２実施形態のアンテナ装置の実験により得られたリターンロス特性を表すグラフである。 １．５ＧHz帯と２．６ＧHz帯の無線通信に適用するように構成した場合における第２実施形態のアンテナ装置の実験により得られた放射効率特性を表すグラフである。 比較例２のアンテナ装置の実験により得られたインピーダンス特性を表すスミスチャートである。 比較例２のアンテナ装置の実験により得られたリターンロス特性を表すグラフである。 比較例２のアンテナ装置の実験により得られた放射効率特性を表すグラフである。 本発明に係る第３実施形態のアンテナ装置の実験により得られたインピーダンス特性を表すスミスチャートである。 第３実施形態のアンテナ装置の実験により得られたリターンロス特性を表すグラフである。 第３実施形態のアンテナ装置の実験により得られた放射効率特性を表すグラフである。 その他の実施形態のアンテナ装置の構成を説明する図である。 図２２に表されているアンテナ装置の実験により得られたインピーダンス特性を表すグラフである。 図２２に表されているアンテナ装置の実験により得られたリターンロス特性を表すグラフである。 図２２に表されているアンテナ装置の実験により得られた放射効率特性を表すグラフである。

以下に、本発明に係る実施形態を図面を参照しながら説明する。

（第１実施形態）
図１は、本発明に係る第１実施形態のアンテナ装置を説明する図である。この第１実施形態のアンテナ装置１は、図１では、無線通信装置を構成する回路基板６に設けられた状態で表されている。当該第１実施形態のアンテナ装置１は、給電アンテナ素子２と、無給電アンテナ素子３とを備えている。これら給電アンテナ素子２および無給電アンテナ素子３は、無線通信装置の回路基板６に搭載（接続）される素子である。給電アンテナ素子２は、回路基板６に形成されている給電源７に電気的に接続され、当該給電源７から無線通信する信号が供給される。無給電アンテナ素子３は、給電源７と直接には接続せず、給電アンテナ素子２と電磁結合することによって、給電アンテナ素子２から信号が供給される。この無給電アンテナ素子３は、回路基板６に形成されているグラウンド層８に電気的に接続される接地部１０を有し、当該接地部１０は、誘導性を示す誘導性素子４に接続し、当該誘導性素子４を介してグラウンド層８に電気的に接続されている。

この第１実施形態のアンテナ装置１は、無給電アンテナ素子３の接地部１０が誘導性素子４に接続されていることにより、次のような効果を得ることができる。すなわち、この第１実施形態のアンテナ装置１は、無給電アンテナ素子３の物理的な長さを変化させることなく、誘電性素子４の誘導性によって、無給電アンテナ素子３の電気的な長さ（電気長）を長くすることができる。これにより、アンテナ装置１は、無給電アンテナ素子３の共振周波数を下げる方向に調整することができる。このため、アンテナ装置１は、給電アンテナ素子２と無給電アンテナ素子３による無線通信の周波数帯域を周波数の低い方に拡大すること、つまり、周波数帯域の広帯域化を図ることが容易にできる。

さらに、この第１実施形態では、誘導性素子４は無給電アンテナ素子３の接地部１０に接続する位置に設けられている。このため、誘導性素子４は、無給電アンテナ素子３の例えば中央部や開放端側に介設される場合に比べて、小さい回路定数（誘導リアクタンス）でもって無給電アンテナ素子３の電気長を長くすることができる。換言すれば、無給電アンテナ素子３の例えば中央部に誘導性素子４が介設されている場合には、接地部１０に誘導性素子４が接続されている場合に比べて、無給電アンテナ素子３の同様な電気長を得るためには誘導性素子４の回路定数は大きくなる。誘導性素子４の回路定数が大きくなると、誘導性素子４が持つ抵抗成分が大きくなり、これにより、誘導性素子４は、アンテナ特性が劣化するという問題を招いてしまう。また、誘導性素子４は、その回路定数が大きいために、無給電アンテナ素子３における誘導性素子４の介設位置が開放端に見えてしまうという不都合を招いてしまう。この第１実施形態のアンテナ装置１は、誘導性素子４を無給電アンテナ素子３の接地部１０に接続することによって、そのような問題の発生を防止しつつ、無給電アンテナ素子３の電気長を長くできる。

よって、この第１実施形態のアンテナ装置１は、当該装置１を大型化することなく、簡単な構造でもって無線通信可能な周波数帯域の広帯域化を容易に実現できるという効果を得ることができる。

この第１実施形態のアンテナ装置１は、図２に表されているように、給電源７を備えた回路基板６と共に、無線通信装置１２を構成することができる。この無線通信装置１２は、アンテナ装置１を備えることにより、当該アンテナ装置１の小型化に伴って、小型化を図ることが容易となる。

（第２実施形態）
以下に、本発明に係る第２実施形態を説明する。

図３は、第２実施形態のアンテナ装置の構成を説明する図である。この第２実施形態のアンテナ装置２０は、無線通信装置（例えば携帯型電話機や可搬タイプのルータ）の回路基板２３に搭載（接続）され無線通信装置を構成するアンテナ装置である。当該アンテナ装置２０は、給電アンテナ素子２１と、無給電アンテナ素子２２とを備えている。

給電アンテナ素子２１は、回路基板２３に形成されている給電源２６に電気的に接続されるアンテナ素子であり、給電源２６から無線通信する信号が供給される。この第２実施形態では、給電アンテナ素子２１は、回路基板２３の基板面に形成された導体パターンにより構成されている。この第２実施形態では、給電アンテナ素子（導体パターン）２１が形成される回路基板２３の部位は非グラウンド領域である。すなわち、回路基板２３は複数の層が積層形成されている多層基板であり、当該回路基板２３は基準電位を持つグラウンド層２４を有している。この第２実施形態では、回路基板２３の端縁側には、グランド層２４が形成されていない非グラウンド領域２５がある。この非グラウンド領域２５の基板面に、給電アンテナ素子２１として機能する導体パターンが形成されている。この導体パターンは、Ｌ字形状となっている。なお、導体パターン（給電アンテナ素子２１）の形状はＬ字形状に限定されず、Ｌ字形状以外の形状（例えばミアンダ形状など）であってもよいが、ここでは、形状の複雑化を避けるために単純な形状となっている。

給電アンテナ素子２１における、給電源２６に接続する給電側の端部から開放端までの長さは、次のような長さに設定されている。つまり、給電アンテナ素子２１は、アンテナ装置２０が無線通信する設定された電波の周波数帯域の周波数でもって共振できる電気的な長さ（電気長）を持つことができるように、その長さが設定されている。

無給電アンテナ素子２２は、給電アンテナ素子２１と電磁結合することによって、給電アンテナ素子２１から無線通信する信号が供給される構成を備えている。つまり、無給電アンテナ素子２１は、回路基板２３の厚み方向に給電アンテナ素子２１と間隔を介して配置されている。この第２実施形態では、誘電体基板２７が、回路基板２３の非グラウンド領域２５に間隔を介して並設されている。無給電アンテナ素子２２として機能する導体パターンは、その誘電体基板２７の基板面（図３では裏面）に給電アンテナ素子２１と向き合うように形成されている。この無給電アンテナ素子（導体パターン）２２は、給電アンテナ素子２１と同一又は略同一の形状および大きさを備えている。

無給電アンテナ素子２２の一端側（換言すれば、給電アンテナ素子２１の給電側の端部と向き合う部分）は回路基板２３のグラウンド層２４と電気的に接続する接地部２８と成している。この無給電アンテナ素子２２の接地部２８は、回路基板２３に形成されているコイル３０に接続されており、当該コイル３０を介してグラウンド層２４に電気的に接続されている。コイル３０は、誘導性を示す誘導性素子であり、仕様等によりアンテナ装置２０に対して要求されているアンテナ特性を満たすことができるように調整された回路定数（インダクタンス）を持つ。

つまり、無給電アンテナ素子２２は、給電アンテナ素子２１と物理的に同様な長さを有するが、コイル３０に接続することにより、給電アンテナ素子２１よりも長い電気長（電気的な長さ）を持つことができる。このため、無給電アンテナ素子２２は、給電アンテナ素子２１よりも低い共振周波数を持つことになり、アンテナ装置２０が無線通信する電波の周波数帯域の広帯域化を図ることができる。すなわち、コイル３０のインダクタンスを調整することにより、アンテナ装置２０の無線通信の周波数帯域幅を可変調整することができる。また、コイル３０のインダクタンスを調整することにより、アンテナ装置２０におけるそれ以外のアンテナ特性をも可変調整することができる。このようなことから、アンテナ装置２０が要求されるアンテナ特性を持つことができるように、コイル３０のインダクタンスは設定される。

この第２実施形態のアンテナ装置２０は上記のように構成されている。これにより、第２実施形態のアンテナ装置２０は次のような効果を得ることができる。すなわち、この第２実施形態のアンテナ装置２０は、当該装置２０を大型化することなく、簡単な構造でもって無線通信する周波数帯域の広帯域化を容易に実現できるという効果を得ることができる。このことを本発明者は実験により確認している。その実験では、給電アンテナ素子２１における給電端部（給電源２６に接続している端部）から給電アンテナ素子２１および無給電アンテナ素子２２を見た場合のインピーダンス（入力インピーダンス）はシミュレーションにより求められている。また、アンテナ装置２０におけるリターンロスおよび放射効率もシミュレーションにより求められている。さらに、このアンテナ装置２０と比較する比較例のアンテナ装置についても、上記同様に、アンテナ装置の入力インピーダンスとリターンロスと放射効率はシミュレーションにより求められている。その比較例のアンテナ装置は、図７に表されているように、アンテナ装置２０から、コイル３０を含む無給電アンテナ素子２２が省略され、それ以外はアンテナ装置２０と同様な構成を備えている。

この実験では、第２実施形態のアンテナ装置２０（比較例のアンテナ装置３２）が搭載される回路基板２３の長辺方向の長さＬaは９７．５ｍｍであり、回路基板２３の短辺方向の長さＬbは５４ｍｍである。さらに、回路基板２３における非グラウンド領域２５の長さＬcは１０．５ｍｍである。さらにまた、給電アンテナ素子２１と無給電アンテナ素子２２との間の間隔は４ｍｍである。この実験では、コイル３０のインダクタンスは、２４ｎＨ（ナノヘンリー）である。

図４は、第２実施形態のアンテナ装置２０におけるインピーダンス特性を表すスミスチャートである。換言すれば、図４は、第２実施形態のアンテナ装置２０における給電アンテナ素子２１の給電端部での入力インピーダンスが、給電源２６から給電アンテナ素子２１に供給される信号の周波数の変化によってどのように変化するかを実線Ｚにより表している。図４において、実線Ｚの一端側Ａは、給電源２６からの信号の周波数が５００ＭHz（メガヘルツ）である場合の入力インピーダンスを表している。この一端側Ａから実線Ｚに沿って他端側Ｂに向かうに従って信号の周波数は高くなり、実線Ｚの他端側Ｂは給電源２６からの信号の周波数が１２００ＭHzである場合の入力インピーダンスを表している。

図５は、第２実施形態のアンテナ装置２０におけるリターンロス特性を表すグラフである。換言すれば、図５は、第２実施形態のアンテナ装置２０におけるリターンロスが、給電源２６から給電アンテナ素子２１に供給される信号の周波数の変化によってどのように変化するかを実線Ｒにより表すグラフである。さらに、図６は、第２実施形態のアンテナ装置２０における放射効率特性を表すグラフである。換言すれば、図６は、第２実施形態のアンテナ装置２０における放射効率が、給電源２６から給電アンテナ素子２１に供給される信号の周波数の変化によってどのように変化するかを実線Ｈにより表すグラフである。

図８は、比較例のアンテナ装置３２におけるインピーダンス特性を実線Ｚにより表すスミスチャートである。図８においても、図４と同様に、実線Ｚの一端側Ａは、給電源２６からの信号の周波数が５００ＭHzである場合の入力インピーダンスを表している。この一端側Ａから実線Ｚに沿って他端側Ｂに向かうに従って信号の周波数は高くなり、実線Ｚの他端側Ｂは給電源２６からの信号の周波数が１２００ＭHzである場合の入力インピーダンスを表している。

図９は、比較例のアンテナ装置３２におけるリターンロス特性を実線Ｍにより表すグラフである。この図９においては、第２実施形態のアンテナ装置２０におけるリターンロス特性が鎖線Ｒにより表されている。図１０は、比較例のアンテナ装置３２における放射効率特性を実線Ｎにより表すグラフである。この図１０においては、第２実施形態のアンテナ装置２０における放射効率特性が鎖線Ｈにより表されている。

この実験結果にも表されているように、第２実施形態のアンテナ装置２０は、比較例のアンテナ装置３２に比べて、インピーダンス特性も、リターンロスも、放射効率も向上している。すなわち、アンテナ装置が良好に電波の送受信を行うためには、リターンロスが−５dBよりも小さい方が好ましいとされている。比較例のアンテナ装置３２のリターンロスは、図９のグラフを見ると、電波の送受信の周波数として設定されている７００ＭHzや８００ＭHzの周波数帯において、−５dBよりも悪い値となっている。これに対し、第２実施形態のアンテナ装置２０においては、７００ＭHzや８００ＭHzの周波数帯において、リターンロスは、−５dBよりも通信に良い値となっている。換言すれば、アンテナ装置２０は、比較例のアンテナ装置３２に比べて、良好に電波の送受信を行うことが可能であるし、また、その電波を送受信する周波数帯域の広帯域化を図ることができる。

このような第２実施形態のアンテナ装置２０における電波の送受信における周波数帯域の広帯域化は次のような理由によるものと考えられている。図１１は、第２実施形態のアンテナ装置２０における給電アンテナ素子２１に給電源２６から周波数７０４ＭHzの信号（電流）が供給された場合における給電アンテナ素子２１と無給電アンテナ素子２２の電流分布を模式的に表す図である。図１２は、第２実施形態のアンテナ装置２０における給電アンテナ素子２１に給電源２６から周波数９６０ＭHzの信号（電流）が供給された場合における給電アンテナ素子２１と無給電アンテナ素子２２の電流分布を模式的に表す図である。図１１および図１２において、電流分布は色の濃淡によって表されており、色が濃くなるに従って電流分布が高くなっている。

この第２実施形態では、給電アンテナ素子２１と無給電アンテナ素子２２は、同一又は略同一の物理的な長さを備えているが、無給電アンテナ素子２２の接地部２８はコイル３０に接続されている。これにより、無給電アンテナ素子２２は給電アンテナ素子２１よりも長い電気長を持つため、給電アンテナ素子２１よりも低い共振周波数を持つ。このため、給電アンテナ素子２１と無給電アンテナ素子２２の電流分布には、通電している信号の周波数によって、相違が見られる。すなわち、図１２に表されているように、信号の周波数が９６０ＭHzである場合には、無給電アンテナ素子２２よりも給電アンテナ素子２１に電流が流れている。これに対し、図１１に表されているように、信号の周波数が９６０ＭHzよりも低い７０４ＭHzである場合には、無給電アンテナ素子２２には給電アンテナ素子２１よりも電流が多く流れる。これにより、無給電アンテナ素子２２によって、７００ＭHz〜８００ＭHzの周波数帯における低い側のアンテナ特性が向上していると考えられる。

この第２実施形態のアンテナ装置２０は、前記の如く、給電アンテナ素子２１と無給電アンテナ素子２２が同一又は略同一の形状を備えているので、無線通信にとっては良好な電磁結合状態が得られやすい。この構成も、アンテナ特性の向上に寄与している。

さらに、この第２実施形態では、コイル３０は、無給電アンテナ素子２２の接地部２８に接続されている。この構成は、無給電アンテナ素子２２の例えば中央部や開放端側にコイルを介設する場合に比べて、次のような優れた効果を得ることができる。すなわち、無給電アンテナ素子２２の接地部側は、例えば中央部と比べて、電流密度が密であるために、コイル３０が無給電アンテナ素子２２の電気的な特性に与える影響が大きい。このため、コイル３０は、その回路定数（インダクタンス）が大きくなくとも、無給電アンテナ素子２２に、要求の電気的な特性を持たせることができる。これに対して、無給電アンテナ素子２２の中央部等にコイルを介設する場合には、接地部２８にコイル３０を接続する場合に比べて、無給電アンテナ素子２２が同じ電気長を持つためには、コイル３０は、大きな回路定数（インダクタンス）を持つ必要がある。回路定数の大きなコイルは、当該コイルが持つ抵抗成分の大きさも大きくなることから、アンテナ特性が劣化するという問題を招く虞がある。また、回路定数の大きなコイルは、無給電アンテナ素子２２に流れる信号の周波数によって、そのコイルが介設されている部分が開放端に見えてしまうという不具合を招く虞がある。

この第２実施形態では、コイル３０は、無給電アンテナ素子２２の接地部２８に接続されていることから、上記のような問題を招くことなく、アンテナ装置２０のアンテナ特性の向上に寄与することができる。

なお、この第２実施形態では、アンテナ装置２０が７００ＭHz〜８００ＭHzの周波数帯に適用する例を述べているが、この第２実施形態のアンテナ装置２０は、他の周波数帯にも適用可能である。例えば、無線通信に設定された周波数帯の電波を送受信できるように、給電アンテナ素子２１および無給電アンテナ素子２２の長さおよび間隔を調整することにより、アンテナ装置２０は、設定の周波数帯の通信に適用することが可能である。

図１３は、１．５ＧHz〜２．６ＧHzの周波数帯に適用するように給電アンテナ素子２１および無給電アンテナ素子２２の長さ、間隔およびコイル３０の回路定数が調整されたアンテナ装置２０の実験によるインピーダンス特性を実線Ｚにより表すスミスチャートである。この図１３においては、実線Ｚの一端側Ａは、給電源２６からの信号の周波数が１２００ＭHz（メガヘルツ）である場合の入力インピーダンスを表している。この一端側Ａから実線Ｚに沿って他端側Ｂに向かうに従って信号の周波数は高くなり、実線Ｚの他端側Ｂは給電源２６からの信号の周波数が３ＧHzである場合の入力インピーダンスを表している。

なお、その１．５ＧHz〜２．６ＧHzの周波数帯に適用するアンテナ装置２０におけるコイル３０のインダクタンスは、例えば６．８ｎＨである。また、給電アンテナ素子２１と無給電アンテナ素子２２との間の間隔は、２．５ｍｍである。

図１４は、１．５ＧHz〜２．６ＧHzの周波数帯に適用するアンテナ装置２０の実験によるリターンロス特性を実線Ｒにより表すグラフである。図１５は、１．５ＧHz〜２．６ＧHzの周波数帯に適用するアンテナ装置２０の実験による反射効率特性を実線Ｈにより表すグラフである。

図１３〜図１５に表されるように、アンテナ装置２０は、１．５ＧHz〜２．６ＧHzの周波数帯にも適用可能である。

図１６〜図１８に、その１．５ＧHz〜２．６ＧHzの周波数帯に適用するアンテナ装置２０と比較する比較例２としてのアンテナ装置のアンテナ特性が表されている。その比較例２のアンテナ装置は、１．５ＧHz〜２．６ＧHzの周波数帯に適用するアンテナ装置２０から無給電アンテナ素子２２およびコイル３０を省略したアンテナ装置である。

つまり、図１６は、比較例２のアンテナ装置の実験によるインピーダンス特性を実線Ｚにより表すスミスチャートである。この図１６においても、図１３と同様に、実線Ｚの一端側Ａは、給電源２６からの信号の周波数が１２００ＭHzである場合の入力インピーダンスを表している。この一端側Ａから実線Ｚに沿って他端側Ｂに向かうに従って信号の周波数は高くなり、実線Ｚの他端側Ｂは給電源２６からの信号の周波数が３ＧHzである場合の入力インピーダンスを表している。図１７は、比較例２のアンテナ装置の実験によるリターンロス特性を実線Ｍにより表すグラフである。図１８は、比較例２のアンテナ装置の実験による反射効率特性を実線Ｎにより表すグラフである。

図１６〜図１８に表される比較例２のアンテナ装置のアンテナ特性に比べて、第２実施形態のアンテナ装置２０は、図１３〜図１５に表されているように、アンテナ特性を向上できる。

（第３実施形態）
以下に、本発明に係る第３実施形態を説明する。なお、この第３実施形態の説明において、第２実施形態と同一名称部分には同一符号を付し、その共通部分の構成の重複説明は省略する。

この第３実施形態では、給電アンテナ素子２１は、回路基板２３の表裏の一方側の基板面に形成され、無給電アンテナ素子２２は、回路基板２３の他方側の基板面に形成されている。第３実施形態のアンテナ装置２０におけるそれ以外の構成は第２実施形態のアンテナ装置２０と同様である。

この第３実施形態のアンテナ装置２０は、第２実施形態と同様な効果を得ることができる。図１９は、第３実施形態のアンテナ装置２０の実験により得られたインピーダンス特性を実線Ｚにより表すスミスチャートである。この図１９のスミスチャートにおいても、図１３のスミスチャートと同様に、実線Ｚの一端側Ａは、給電源２６からの信号の周波数が１２００ＭHzである場合の入力インピーダンスを表している。この一端側Ａから実線Ｚに沿って他端側Ｂに向かうに従って信号の周波数は高くなり、実線Ｚの他端側Ｂは給電源２６からの信号の周波数が３ＧHzである場合の入力インピーダンスを表している。図２０は、第３実施形態のアンテナ装置の実験によるリターンロス特性を実線Ｒにより表すグラフである。この図２０において、鎖線Ｍは、図１７に表されている比較例２のアンテナ装置におけるリターンロス特性を表している。図２１は、第３実施形態のアンテナ装置の実験による反射効率特性を実線Ｈにより表すグラフである。この図２１において、鎖線Ｎは、図１７に表されている比較例２のアンテナ装置における反射効率特性を表している。なお、図１９〜図２１の結果が得られる実験では、回路基板２３の大きさは、第２実施形態で述べた実験での大きさと同じである。また、コイル３０のインダクタンスは、５．６ｎＨである。

これらの実験結果にも表されているように、第３実施形態のアンテナ装置２０は、第２実施形態と同様に、アンテナ特性を向上できる。

また、誘電体基板２７を省略できるので、第３実施形態のアンテナ装置２０は、第２実施形態のアンテナ装置２０よりも構造の簡略化を図ることができる。

（その他の実施形態）
なお、この発明は第１〜第３の実施形態に限定されず、様々な実施の形態を採り得る。例えば、第２や第３の実施形態では、給電アンテナ素子２１と無給電アンテナ素子２２は、回路基板２３の厚み方向に間隔を介して並設されている。これに対し、図２２に表されるように、給電アンテナ素子２１と無給電アンテナ素子２２は、回路基板２３の同一基板面に間隔を介して並設されていてもよい。この構成においても、第２や第３の実施形態と同様の効果を得ることができる。図２３は、図２２に表されるその他の実施形態のアンテナ装置２０における実験により得られたインピーダンス特性を実線Ｚにより表すスミスチャートである。この図２３のスミスチャートにおいても、図１３や図１９のスミスチャートと同様に、実線Ｚの一端側Ａは、給電源２６からの信号の周波数が１２００ＭHzである場合の入力インピーダンスを表している。この一端側Ａから実線Ｚに沿って他端側Ｂに向かうに従って信号の周波数は高くなり、実線Ｚの他端側Ｂは給電源２６からの信号の周波数が３ＧHzである場合の入力インピーダンスを表している。図２４は、図２２に表されるアンテナ装置の実験によるリターンロス特性を実線Ｒにより表すグラフである。この図２４において、鎖線Ｍは、図１７に表されている比較例２のアンテナ装置におけるリターンロス特性を表している。図２５は、図２２に表されるアンテナ装置の実験による反射効率特性を実線Ｈにより表すグラフである。この図２５において、鎖線Ｎは、図１７に表されている比較例２のアンテナ装置における反射効率特性を表している。なお、図２３〜図２５の結果が得られる実験では、回路基板２３の大きさは、第２や第３の実施形態で述べた実験での大きさと同じである。また、コイル３０のインダクタンスは５．６ｎＨである。これらの実験結果にも表されているように、図２２のアンテナ装置２０も、第２や第３の実施形態と同様に、アンテナ特性を向上できる。

１，２０ アンテナ装置
２，２１ 給電アンテナ素子
３，２２ 無給電アンテナ素子
４ 誘導性素子
６，２３ 回路基板
７，２６ 給電源
８，２４ グラウンド層
１２ 無線通信装置
３０ コイル

Claims (7)

1. 無線通信する信号を供給する給電源に電気的に接続する給電アンテナ素子と、
   当該給電アンテナ素子と電磁結合する無給電アンテナ素子と
   を備え、
   前記給電アンテナ素子は、前記給電源を備えた回路基板に設けられ、
   前記無給電アンテナ素子は、前記回路基板に形成されている基準電位を持つグラウンド層に接続する接地部を有し、前記接地部は、誘導性を示す誘導性素子に接続し、当該誘導性素子を介して前記グラウンド層に電気的に接続されているアンテナ装置。
2. 前記給電アンテナ素子と前記無給電アンテナ素子は、前記回路基板の厚み方向に間隔を介して並設されている請求項１に記載のアンテナ装置。
3. 前記給電アンテナ素子と前記無給電アンテナ素子は、前記回路基板の基板面に沿う方向に間隔を介して並設されている請求項１に記載のアンテナ装置。
4. 前記給電アンテナ素子と前記無給電アンテナ素子は同一形状あるいは略同一形状である請求項１又は請求項２又は請求項３に記載のアンテナ装置。
5. 前記誘導性素子は、前記無給電アンテナ素子の共振周波数を前記給電アンテナ素子の共振周波数よりも低くする方向に調整し前記無給電アンテナ素子および前記給電アンテナ素子による無線通信の周波数帯域を広帯域化する回路定数を持つ請求項１乃至請求項４の何れか一つに記載のアンテナ装置。
6. 無線通信する信号を供給する給電源と、
   当該給電源を備える回路基板と、
   請求項１乃至請求項５の何れか一つに記載のアンテナ装置と
   を備えている無線通信装置。
7. 無線通信する信号を供給する給電源に電気的に接続する給電アンテナ素子と電磁結合する無給電アンテナ素子を、前記給電アンテナ素子が設けられている回路基板と共通の回路基板に設け、
   前記回路基板に形成されている基準電位を持つグラウンド層に接続する前記無給電アンテナ素子の接地部は、誘導性を示す誘導性素子に接続し、当該誘導性素子を介して前記グラウンド層に電気的に接続され、前記誘導性素子の誘導リアクタンスを調整することによって、前記給電アンテナ素子および前記無給電アンテナ素子による無線通信の周波数帯域の帯域幅を調整する帯域調整方法。

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