JP2019004344A - アンテナ装置、及び、無線通信装置 - Google Patents

アンテナ装置、及び、無線通信装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2019004344A
JP2019004344A JP2017118088A JP2017118088A JP2019004344A JP 2019004344 A JP2019004344 A JP 2019004344A JP 2017118088 A JP2017118088 A JP 2017118088A JP 2017118088 A JP2017118088 A JP 2017118088A JP 2019004344 A JP2019004344 A JP 2019004344A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
connection line
frequency
line
antenna device
ground plane
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2017118088A
Other languages
English (en)
Inventor
洋平 古賀
Yohei Koga
洋平 古賀
尚志 山ヶ城
Hisashi Yamagashiro
尚志 山ヶ城
甲斐　学
Manabu Kai
学 甲斐
旅人 殿岡
Takato Tonooka
旅人 殿岡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP2017118088A priority Critical patent/JP2019004344A/ja
Priority to PCT/JP2018/012696 priority patent/WO2018230096A1/ja
Priority to CN201880003596.7A priority patent/CN109716587A/zh
Publication of JP2019004344A publication Critical patent/JP2019004344A/ja
Priority to US16/286,419 priority patent/US11024946B2/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/24—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
    • H01Q1/241—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM
    • H01Q1/242—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for hand-held use
    • H01Q1/243—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for hand-held use with built-in antennas
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/48—Earthing means; Earth screens; Counterpoises
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/10—Resonant antennas
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/30—Arrangements for providing operation on different wavebands
    • H01Q5/307—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way
    • H01Q5/342—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way for different propagation modes
    • H01Q5/357—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way for different propagation modes using a single feed point
    • H01Q5/364—Creating multiple current paths
    • H01Q5/371—Branching current paths
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/30—Arrangements for providing operation on different wavebands
    • H01Q5/378—Combination of fed elements with parasitic elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q7/00—Loop antennas with a substantially uniform current distribution around the loop and having a directional radiation pattern in a plane perpendicular to the plane of the loop
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/30—Resonant antennas with feed to end of elongated active element, e.g. unipole
    • H01Q9/42—Resonant antennas with feed to end of elongated active element, e.g. unipole with folded element, the folded parts being spaced apart a small fraction of the operating wavelength

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Support Of Aerials (AREA)

Abstract

【課題】簡易な構成のアンテナ装置、及び、無線通信装置を提供する。【解決手段】アンテナ装置は、端辺を有するグランドプレーンと、前記グランドプレーンの端辺に沿って配置される金属部材と、前記金属部材と前記グランドプレーンとを接続する第１接続線路と、前記金属部材と前記グランドプレーンとを接続する第２接続線路と、給電点を有し、前記第１接続線路と前記第２接続線路との間で前記給電点から前記金属部材に沿って延在し、前記金属部材に電磁界結合される、給電素子とを含む。【選択図】図４

Description

本発明は、アンテナ装置、及び、無線通信装置に関する。
従来より、給電素子と、前記給電素子と高周波的に結合することが可能な無給電素子と、前記給電素子および前記無給電素子の電気影像を生成する基板と、前記無給電素子の予め定められた複数の切替箇所のそれぞれについて、該切替箇所と前記基板とを短絡した短絡状態と、該切替箇所を開放した開放状態とを切り替える切替手段と、を含むアンテナ装置がある（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１０−０２８５２１号公報
ところで、従来のアンテナ装置は、切替手段（スイッチ）を切り替えることによって複数の共振周波数を実現しており、構成が簡易ではない。
そこで、簡易な構成のアンテナ装置、及び、無線通信装置を提供することを目的とする。
本発明の実施の形態のアンテナ装置は、端辺を有するグランドプレーンと、前記グランドプレーンの端辺に沿って配置される金属部材と、前記金属部材と前記グランドプレーンとを接続する第１接続線路と、前記金属部材と前記グランドプレーンとを接続する第２接続線路と、給電点を有し、前記第１接続線路と前記第２接続線路との間で前記給電点から前記金属部材に沿って延在し、前記金属部材に電磁界結合される、給電素子とを含む。
簡易な構成のアンテナ装置、及び、無線通信装置を提供することができる。
実施の形態のアンテナ装置１００を含む無線通信装置２００を示す図である。 実施の形態のアンテナ装置１００を含む無線通信装置２００を示す図である。 アンテナ装置１００を示す図である。 アンテナ装置１００を拡大して示す平面図である。 アンテナ装置１００を拡大して示す斜視図である。 実施の形態のアンテナ装置１００を含む無線通信装置２００の各部の寸法を示す図である。 実施の形態のアンテナ装置１００の各部の寸法を示す図である。 アンテナ装置１００のＳ１１パラメータの周波数特性を示す図である。 アンテナ装置１００のトータル効率の周波数特性を示す図である。 アンテナ装置１００の電流分布を示す図である。 アンテナ装置１００の電流分布を示す図である。 アンテナ装置１００の電流分布を示す図である。 アンテナ装置１００の電流分布を示す図である。 給電素子１１０の長さに対するＳ１１パラメータの周波数特性の依存性を示す図である。 筐体２１０の有無によるＳ１１パラメータの周波数特性の違いを示す図である。 接続線路１３２の位置を変えた場合のＳ１１パラメータの周波数特性を示す図である。 接続線路１３３の位置を変えた場合のＳ１１パラメータの周波数特性を示す図である。 接続線路１３１の位置を変えた場合のＳ１１パラメータの周波数特性を示す図である。 実施の形態の変形例のアンテナ装置１００Ａを示す図である。 実施の形態の変形例のアンテナ装置１００Ｂを示す図である。 アンテナ装置１００、１００Ａ、１００ＢのＳ１１パラメータの周波数特性を示す図である。 実施の形態の変形例のアンテナ装置１００Ｃを示す図である。 調整回路１５２のインピーダンスを変更した場合におけるアンテナ装置１００ＣのＳ１１パラメータの周波数特性を示す図である。 調整回路１５３のインピーダンスを変更した場合におけるアンテナ装置１００ＣのＳ１１パラメータの周波数特性を示す図である。
以下、本発明のアンテナ装置、及び、無線通信装置を適用した実施の形態について説明する。
＜実施の形態＞
図１及び図２は、実施の形態のアンテナ装置１００を含む無線通信装置２００を示す図である。図３は、アンテナ装置１００を示す図である。図４及び図５は、アンテナ装置１００を拡大して示す平面図及び斜視図である。以下では、ＸＹＺ座標系を定義して説明する。また、平面視とはＸＹ平面視をいう。
無線通信装置２００は、配線基板１０、アンテナ装置１００、筐体２１０、ＤＵＰ(Duplexer)３１０、ＬＮＡ(Low Noise Amplifier)／ＰＡ(Power Amplifier)３２０、変調／復調器３３０、及びＣＰＵ(Central Processing Unit：中央演算処理装置)チップ３４０を含む。無線通信装置２００は、例えば、スマートフォン端末機又はタブレットコンピュータのような電子機器に含まれる。
アンテナ装置１００は、グランドプレーン５０、接点ばね１０１、給電素子１１０、金属プレート１２０、及び接続線路１３１、１３２、１３３、１３４Ａ、１３４Ｂ、１３４Ｃ、１３４Ｄ、１３５Ａ、１３５Ｂ、１３５Ｃ、１３５Ｄを含む。
図１に示す筐体２１０は、平面視で矩形環状であり、配線基板１０の外周を囲むように配置されている。図１では、筐体２１０をグレーで示す。筐体２１０は、樹脂製であり、Ｘ軸正方向側（右側）とＸ軸負方向側（左側）は、グランドプレーン５０と金属プレート１２０とによって挟まれた状態で固定されている。図１では、図示を省略するが、無線通信装置２００を含む電子機器が組み立てられた状態では、グランドプレーン５０のＺ軸正方向側にはカバーが設けられ、筐体２１０に固定される。また、無線通信装置２００を含む電子機器がディスプレイパネル及び／又はタッチパネルを含む場合には、一例として、ディスプレイパネル及び／又はタッチパネルは、配線基板１０のＺ軸負方向側に配置される。
図２に示すＤＵＰ３１０、ＬＮＡ／ＰＡ３２０、変調／復調器３３０、及びＣＰＵチップ３４０は、配線基板１０のアンテナ装置１００が実装される面とは反対側の面に設けられるため、図２では、アンテナ装置１００の位置を破線で示す。
ここでは、まず、ＤＵＰ３１０、ＬＮＡ／ＰＡ３２０、変調／復調器３３０、及びＣＰＵチップ３４０について説明する。ＤＵＰ３１０、ＬＮＡ／ＰＡ３２０、変調／復調器３３０、及びＣＰＵチップ３４０は、配線３６０を介して接続されている。
ＤＵＰ３１０は、配線３５０と図示しないビアとを介してアンテナ装置１００に接続されており、送信又は受信の切り替えを行う。ＤＵＰ３１０は、フィルタとしての機能を有するため、アンテナ装置１００が複数の周波数の信号を受信した場合に、それぞれの周波数の信号を内部で分離することができる。
ＬＮＡ／ＰＡ３２０は、送信波及び受信波の電力の増幅を行う。変調／復調器３３０は、送信波の変調と受信波の復調を行う。ＣＰＵチップ３４０は、無線通信装置２００を含む電子機器の通信処理を行う通信用プロセッサとしての機能と、アプリケーションプログラムを実行するアプリケーションプロセッサとしての機能とを有する。なお、ＣＰＵチップ３４０は、送信するデータ又は受信したデータ等を格納する内部メモリを有する。
なお、配線３５０、３６０は、例えば、配線基板１０の表面の銅箔をパターニングすることによって形成される。また、図２では図示を省くが、アンテナ装置１００とＤＵＰ３１０との間には、インピーダンス特性を調整するための整合回路が設けられる。
次に、アンテナ装置１００について説明する。
配線基板１０は、例えば、ＦＲ−４(Flame Retardant type 4)規格の配線基板であり、絶縁層１０Ａとグランドプレーン５０を有する。絶縁層１０Ａは、例えば、プリプレグ層である。配線基板１０は、複数の絶縁層１０Ａを有する構成であってもよい。配線基板１０の外周には、筐体２１０と金属プレート１２０が設けられている。
グランドプレーン５０は、配線基板１０の表面又は内層に配置される金属層である。ここでは、一例として、グランドプレーン５０は、配線基板１０の裏面に設けられている。配線基板１０は、平面視で矩形状であり、頂点１１、１２、１３、１４を有する。配線基板１０のＺ軸正方向側の表面のＹ軸正方向側の端部と、Ｙ軸負方向側の端部とには、グランドプレーン５０が設けられておらず、配線基板１０の絶縁層１０Ａが表出している。
グランドプレーン５０は、接地電位に保持される金属層であり、頂点５１、５２、５３、５４を有する矩形状の金属層である。頂点５１、５２、５３、５４は、それぞれ、配線基板１０の頂点１１、１２、１３、１４の近くに位置している。グランドプレーン５０は、グランド層、接地板、又は地板として取り扱うことができるものである。
グランドプレーン５０は、端辺５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄを有する。端辺５０Ａは、頂点５１と５２を結ぶ辺であり、端辺５０Ｂは、頂点５１と５４を結ぶ辺であり、端辺５０Ｃは、頂点５２と５３を結ぶ辺であり、端辺５０Ｄは、頂点５３と５４を結ぶ辺である。端辺５０Ａと５０Ｄは、配線基板１０のＹ軸正方向側の端辺（頂点１１と１２の間の端辺）とＹ軸負方向側の端辺（頂点１３と１４の間の端辺）とからオフセットした位置にある。このため、端辺５０Ａ及び５０ＤのＹ軸正方向側及びＹ軸負方向側では、配線基板１０の絶縁層１０Ａが表出している。また、端辺５０Ｂと５０Ｃは、配線基板１０のＸ軸正方向側の端辺（頂点１２と１３の間の端辺）とＸ軸負方向側の端辺（頂点１１と１４の間の端辺）と略同一の位置にある。
また、グランドプレーン５０の端辺５０Ａにおいて、Ｘ軸方向で給電素子１１０の給電点１１１に対応する点（以下、接地点５５と称す）は、例えば、給電素子１１０の給電点に同軸ケーブルの芯線を接続する場合に、同軸ケーブルのシールド線が接続される点である。
なお、ここでは、端辺５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄがそれぞれ直線状であるグランドプレーン５０を示すが、例えば、アンテナ装置１００を含む電子機器の筐体の内部形状等に合わせて、凹凸が設けられていることによって直線状ではない場合があり得る。
接点ばね１０１は、絶縁層１０Ａの表面に配置され、給電素子１１０の給電点１１１と、絶縁層１０Ａを貫通するビアとを接続する。絶縁層１０Ａを貫通するビアは、配線３５０に接続されている。接点ばね１０１のばね自体は、樹脂製の筐体に囲まれており、外側からは見えない。
給電素子１１０は、給電点１１１と開放端１１２とを有する。給電素子１１０は、金属プレート１２０の線路１２１に沿って、給電点１１１から開放端１１２に沿って延在する直線状の給電素子である。給電素子１１０は、線路１２１と平行にＸ軸方向に伸延しており、線路１２１と電磁界結合される。給電素子１１０は、金属プレート１２０に給電するために設けられている。なお、給電素子１１０をアンテナエレメントとして取り扱ってもよい。
金属プレート１２０は、線路１２１、１２２、１２３、１２４を有する、平面視で矩形環状の金属部材である。線路１２１、１２２、１２３、１２４は、それぞれ、平面視で側面が見えている方向（Ｘ軸方向又はＹ軸方向）に長手方向を有する、薄板状で細長い金属部材である。
線路１２１、１２２、１２３、１２４は、それぞれ、配線基板１０の頂点１１と１２の間の端辺、頂点１１と１４の間の端辺、頂点１２と１３の間の端辺、頂点１３と１４の間の端辺に対向するように配置されている。線路１２１、１２２、１２３、１２４は、平面視で線路１２１、１２３、１２４、１２２の順に時計回りに矩形環状に接続されている。
金属プレート１２０は、配線基板１０の外周を囲むように配置されており、筐体２１０を補強する役割と、給電素子１１０と協働して、放射素子として機能する役割とを有する。金属プレート１２０は、金属部材の一例である。
線路１２１は、配線基板１０のＹ軸正方向側でＸ軸方向に延在しており、接続線路１３１によってグランドプレーン５０の端辺５０Ａに接続されている。また、線路１２１の両端には、線路１２２と１２３が接続されている。
線路１２１に接続線路１３１が接続されるのは、線路１２１のＸ軸正方向側の端部（線路１２３との接続点）に近い側である。また、線路１２１は、Ｘ軸負方向側の端部（線路１２２との接続点）に近い側において、給電素子１１０と平行に配置されている。
線路１２１と給電素子１１０との間のＹ軸方向の間隔は、給電素子１１０が給電された場合に、給電素子１１０と線路１２１とに電磁界結合が生じる程度の間隔である。線路１２１は、給電素子１１０によって給電される。なお、給電素子１１０によって線路１２１が給電されることは、給電素子１１０によって金属プレート１２０の少なくとも一部が給電されることと同義である。
線路１２２は、配線基板１０のＸ軸負方向側でＹ軸方向に延在しており、接続線路１３２、１３５Ａ、１３５Ｂ、１３５Ｃ、１３５Ｄによってグランドプレーン５０の端辺５０Ｂに接続されている。また、線路１２２の両端には、線路１２１と１２４が接続されている。
接続線路１３２、１３５Ａ、１３５Ｂ、１３５Ｃ、１３５Ｄの位置は、線路１２１及び接続線路１３１との関係と、線路１２３及び接続線路１３３との関係で決められている。接続線路１３２、１３５Ａ、１３５Ｂ、１３５Ｃ、１３５Ｄの位置の詳細については後述する。
線路１２３は、配線基板１０のＸ軸正方向側でＹ軸方向に延在しており、接続線路１３３、１３４Ａ、１３４Ｂ、１３４Ｃ、１３４Ｄによってグランドプレーン５０の端辺５０Ｃに接続されている。また、線路１２３の両端には、線路１２１と１２４が接続されている。
接続線路１３３、１３４Ａ、１３４Ｂ、１３４Ｃ、１３４Ｄの位置は、線路１２１及び接続線路１３１との関係と、線路１２２及び接続線路１３２との関係で決められている。接続線路１３３、１３４Ａ、１３４Ｂ、１３４Ｃ、１３４Ｄの位置の詳細については後述する。
線路１２４は、配線基板１０のＹ軸負方向側でＸ軸方向に延在しており、両端に配線１２２と１２３が接続されている。線路１２４は、線路１２２と１２３によって保持されており、接続線路１３１、１３２、及び１３３等のような接続線路は接続されていない。
接続線路１３１は、グランドプレーン５０の頂点５１よりも頂点５２に近い側（Ｘ軸正方向側）において、端辺５０ＡからＹ軸正方向に延在し、線路１２１に接続されている。接続線路１３１は、第１接続線路の一例である。
給電素子１１０に給電を行うと、接続線路１３１、線路１２１、給電素子１１０、及び端辺５０Ａ（接地点５５と、グランドプレーン５０及び接続線路１３１の接続点との間の部分）に、ループ電流が流れる。給電素子１１０と金属プレート１２０の主に線路１２１及び１２２とが電磁界結合し、給電点１１１は同軸ケーブルの芯線に接続され、接地点５５は同軸ケーブルのシールド線に接続されるため、交流的にループが生じるからである。
このため、接地点５５と、グランドプレーン５０及び接続線路１３１の接続点との間の距離は、周波数ｆ４における波長の電気長の１／２の長さで表される距離に設定されている。ここで、グランドプレーン５０の端辺５０Ａは、上述したように、直線状ではない場合があり得る。このような場合でも、接地点５５と、グランドプレーン５０及び接続線路１３１の接続点との間の距離が、周波数ｆ４における波長λ４の電気長の１／２の長さ（λ４／２）で表される距離に設定されていればよい。なお、周波数ｆ４は、一例として、２．４ＧＨｚであり、後述する周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３よりも高い周波数である。
また、周波数ｆ４における波長λ４の電気長の１／２の長さ（λ４／２）は、周波数ｆ４における波長λ４の１／２の長さに対応する長さの一例である。
接続線路１３２は、接続線路１３１、金属プレート１２０の線路１２１及び１２２、端辺５０Ａ、及び端辺５０Ｂと協働して、ループアンテナを構築する。接続線路１３２は、第２接続線路の一例である。
ここでは、接続線路１３１及び１３２、金属プレート１２０の線路１２１及び１２２、端辺５０Ａ、及び端辺５０Ｂで構築されるループの長さは、周波数ｆ１における波長の電気長（λ１）であるとともに、周波数ｆ１の２倍の周波数ｆ２における波長の電気長（λ２）の２倍の長さである。このループは、第１ループの一例である。
周波数ｆ１で共振するループアンテナを構築するために、金属プレート１２０の接続線路１３１と接続線路１３２との間の長さは、周波数ｆ１における波長λ１の電気長の１／２の長さ（λ１／２）に設定される。周波数ｆ１は、一例として、０．８５ＧＨｚであり、周波数ｆ２、ｆ３、ｆ４よりも低い周波数である。
周波数ｆ１における波長の電気長（λ１）の１／２の長さ（λ１／２）は、周波数ｆ１における第１波長の１／２に対応する長さの一例である。
なお、金属プレート１２０の接続線路１３１と接続線路１３２との間の長さとは、金属プレート１２０（線路１２１）が接続線路１３１に接続される接続点と、金属プレート１２０（線路１２２）が接続線路１３２に接続される接続点との間の長さであるが、接続線路１３１及び／又は接続線路１３２の長さのうちの少なくとも一部を含めてもよい。
周波数ｆ２で共振するループアンテナを構築するために、金属プレート１２０の接続線路１３１と接続線路１３２との間の長さは、周波数ｆ２における波長λ２の電気長（λ２）に設定される。周波数ｆ２は、一例として、１．６５ＧＨｚであり、周波数ｆ３、ｆ４よりも低い周波数である。
周波数ｆ２における波長の電気長（λ２）は、第２周波数における第２波長に対応する長さの一例である。
接続線路１３３は、接続線路１３１、金属プレート１２０の線路１２１及び１２３、端辺５０Ａ、及び端辺５０Ｃと協働して、ループアンテナを構築する。接続線路１３３は、第３接続線路の一例である。
給電素子１１０に給電すると、金属プレート１２０の線路１２１と接続線路１３１に電流が流れるため、接続線路１３１及び１３３を含むループにも電流が流れるからである。このループは、第２ループの一例である。
ここでは、接続線路１３１及び１３３、金属プレート１２０の線路１２１及び１２３、端辺５０Ａ、及び端辺５０Ｃで構築されるループの長さは、周波数ｆ３における波長の電気長（λ３）である。
周波数ｆ３で共振するループアンテナを構築するために、金属プレート１２０の接続線路１３１と接続線路１３３との間の長さは、周波数ｆ３における波長λ３の電気長の１／２の長さ（λ３／２）に設定される。周波数ｆ３は、一例として、２．０ＧＨｚである。
また、周波数ｆ３における波長λ３の電気長の１／２の長さ（λ３／２）は、第３周波数における第３波長の１／２に対応する長さの一例である。
なお、金属プレート１２０の接続線路１３１と接続線路１３３との間の長さとは、金属プレート１２０（線路１２１）が接続線路１３１に接続される接続点と、金属プレート１２０（線路１２３）が接続線路１３３に接続される接続点との間の長さであるが、接続線路１３１及び／又は接続線路１３３の長さのうちの少なくとも一部を含めて考えてもよい。
接続線路１３４Ａ、１３４Ｂ、１３４Ｃ、１３４Ｄは、接続線路１３３よりもＹ軸負方向側において、この順に、グランドプレーン５０の端辺５０Ｃと金属プレート１２０の線路１２３との間を接続するように設けられている。
接続線路１３４Ａの位置は、接続線路１３３、接続線路１３４Ａ、金属プレート１２０の線路１２３、及び端辺５０Ｃで構築されるループの長さが、周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４
のうち最も高い周波数ｆ４における波長λ４の電気長（λ４）未満になるように、設定されている。
換言すれば、金属プレート１２０の接続線路１３４Ａと接続線路１３３との間の長さは、周波数ｆ４における波長λ４の電気長の１／２の長さ（λ４／２）未満になるように、設定されている。
これは、接続線路１３３、接続線路１３４Ａ、金属プレート１２０の線路１２３、及び端辺５０Ｃで構築されるループにおいて、周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４の帯域に隣接する共振が生じないようにするためである。例えば、周波数ｆ４の帯域に隣接する共振が生じると、周波数ｆ４の特性自体が劣化する場合があるからである。これは、周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３についても同様である。
なお、接続線路１３４Ｂ、１３４Ｃ、１３４Ｄの位置についても、それぞれ、Ｙ軸正方向側に隣接する接続線路１３４Ａ、１３４Ｂ、１３４Ｃとの間の金属プレート１２０の長さが周波数ｆ４における波長λ４の電気長の１／２の長さ（λ４／２）未満になるように、設定すればよい。ただし、接続線路１３４Ｂ、１３４Ｃ、１３４Ｄは、接続線路１３４Ａに比べると、接続線路１３３から、より遠くに位置するため、共振の発生による特性の劣化のおそれが生じないような場合には、このような位置の制約を設けなくてもよい。
接続線路１３５Ａ、１３５Ｂ、１３５Ｃ、１３５Ｄは、接続線路１３２よりもＹ軸負方向側において、この順に、グランドプレーン５０の端辺５０Ｂと金属プレート１２０の線路１２２との間を接続するように設けられている。
接続線路１３５Ａの位置は、接続線路１３２、接続線路１３５Ａ、金属プレート１２０の線路１２２、及び端辺５０Ｂで構築されるループの長さが、周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４
のうち最も高い周波数ｆ４における波長λ４の電気長（λ４）未満になるように、設定されている。
換言すれば、金属プレート１２０の接続線路１３５Ａと接続線路１３２との間の長さは、周波数ｆ４における波長λ４の電気長の１／２の長さ（λ４／２）未満になるように、設定されている。これは、接続線路１３４Ａの接続線路１３３に対する位置を設定する理由と同様である。また、接続線路１３５Ｂ、１３５Ｃ、１３５Ｄの位置についても、接続線路１３４Ｂ、１３４Ｃ、１３４Ｄの位置と同様である。
図６及び図７は、実施の形態のアンテナ装置１００を含む無線通信装置２００の各部の寸法を示す図である。
図６に示すように、金属プレート１２０のＸ軸方向の長さ（線路１２１及び１２４の長さ）は、７４ｍｍである。金属プレート１２０のＹ軸方向の長さ（線路１２２及び１２３の長さ）は、１５６ｍｍである。また、金属プレート１２０のＺ軸方向の幅は、４．５ｍｍである。
図７に示すように、給電素子１１０のＸ軸方向の長さは、２０ｍｍである。接続線路１３１のＹ軸方向の長さは、９ｍｍである。線路１２１の接続線路１３１よりもＸ軸正方向側の長さは、７ｍｍである。
金属プレート１２０の線路１２１及び１２３の接合部と接続線路１３３との間の長さは、４６ｍｍである。金属プレート１２０の接続線路１３３と１３４Ａとの間の長さは、２４ｍｍである。金属プレート１２０の接続線路１３４Ａと１３４Ｂとの間、接続線路１３４Ｂと１３４Ｃとの間、及び、接続線路１３４Ｃと１３４Ｄとの間の長さは、２４ｍｍである。
金属プレート１２０の線路１２１及び１２２の接合部と接続線路１３２との間の長さは、６５ｍｍである。金属プレート１２０の接続線路１３２と１３５Ａとの間、接続線路１３５Ａと１３５Ｂとの間、接続線路１３５Ｂと１３５Ｃとの間、及び、接続線路１３５Ｃと１３５Ｄとの間の長さは、２０ｍｍである。また、グランドプレーン５０のＸ軸方向の幅は、６８ｍｍである。
図８は、アンテナ装置１００のＳ１１パラメータの周波数特性を示す図である。図９は、アンテナ装置１００のトータル効率の周波数特性を示す図である。図８及び図９には、電磁界シミュレーションで得た結果を示す。
図８に示すように、Ｓ１１パラメータの周波数特性では、周波数ｆ１（０．８５ＧＨｚ）、ｆ２（１．６５ＧＨｚ）、ｆ３（２．０ＧＨｚ）、ｆ４（２．４ＧＨｚ）において−６ｄＢ以下であり、反射の少ない良好な放射特性が得られることが分かった。
また、図９に示すように、トータル効率の周波数特性では、周波数ｆ１（０．８５ＧＨｚ）、ｆ２（１．６５ＧＨｚ）、ｆ３（２．０ＧＨｚ）、ｆ４（２．４ＧＨｚ）において−３ｄＢ以上であり、良好な放射特性が得られることが分かった。
図１０乃至図１３は、アンテナ装置１００の電流分布を示す図である。図１０乃至図１３
電流分布は、電磁界シミュレーションで得られたものであり、それぞれ、周波数ｆ１（０．８５ＧＨｚ）、ｆ２（１．６５ＧＨｚ）、ｆ３（２．０ＧＨｚ）、ｆ４（２．４ＧＨｚ）における電流分布を示す。なお、電流分布は、黒い（濃い）ほど電流密度が高いことを表し、白い（薄い）ほど電流密度が低いことを表す。
図１０に示す周波数ｆ１（０．８５ＧＨｚ）では、給電素子１１０に電流が流れ、接続線路１３１、線路１２１、線路１２２、接続線路１３２、端辺５０Ｂ、及び端辺５０Ａで構築されるループに電流が流れていることが分かる。特に、接続線路１３１及び１３２の電流密度が高いことから、接続線路１３１及び１３２の２箇所に共振電流の腹が生じており、また、線路１２１及び１２２の接続部と、頂点５１との電流密度が低いことから、線路１２１及び１２２の接続部と、頂点５１との２箇所に共振電流の節が生じていることが分かる。
すなわち、図１０に示す電流分布から、接続線路１３１、線路１２１、線路１２２、接続線路１３２、端辺５０Ｂ、及び端辺５０Ａで構築されるループに、１波長分の共振が生じていることが分かる。換言すれば、金属プレート１２０の接続線路１３１と接続線路１３２との間に、周波数ｆ１における波長λ１の電気長の１／２の長さ（λ１／２）の部分が延在していることが分かる。
図１１に示す周波数ｆ２（１．６５ＧＨｚ）では、給電素子１１０に電流が流れ、接続線路１３１、線路１２１、線路１２２、接続線路１３２、端辺５０Ｂ、及び端辺５０Ａで構築されるループに電流が流れていることが分かる。特に、接続線路１３１及び１３２と、線路１２１及び１２２の接続部と、頂点５１との電流密度が高いことから、接続線路１３１及び１３２と、線路１２１及び１２２の接続部と、頂点５１との４箇所に共振電流の腹が生じており、また、これらの間の４箇所において電流密度が低く、共振電流の節が生じていることが分かる。
すなわち、図１１に示す電流分布からは、接続線路１３１、線路１２１、線路１２２、接続線路１３２、端辺５０Ｂ、及び端辺５０Ａで構築されるループに、２波長分の共振が生じていることが分かる。換言すれば、金属プレート１２０の接続線路１３１と接続線路１３２との間に、周波数ｆ２における波長λ２の電気長（λ２）の部分が延在していることが分かる。
図１０及び図１１より、接続線路１３１、線路１２１、線路１２２、接続線路１３２、端辺５０Ｂ、及び端辺５０Ａで構築されるループには、１波長分の共振と２波長分の共振とが生じており、周波数ｆ１（０．８５ＧＨｚ）と、その約２倍である周波数ｆ２（１．６５ＧＨｚ）との共振が生じることが確認できた。
図１２に示す周波数ｆ３（２．０ＧＨｚ）では、給電素子１１０に電流が流れ、接続線路１３１、線路１２１、線路１２３、接続線路１３３、端辺５０Ｃ、及び端辺５０Ａで構築されるループに電流が流れていることが分かる。特に、接続線路１３１及び１３３の電流密度が高いことから、接続線路１３１及び１３３の２箇所に共振電流の腹が生じており、２箇所の腹の間の部分で電流密度が低いことから、共振電流の２つの腹と２つの節が生じていることが分かる。
すなわち、図１２に示す電流分布から、接続線路１３１、線路１２１、線路１２３、接続線路１３３、端辺５０Ｃ、及び端辺５０Ａで構築されるループに、１波長分の共振が生じていることが分かる。換言すれば、金属プレート１２０の接続線路１３１と接続線路１３２との間に、周波数ｆ３における波長λ３の電気長の１／２の長さ（λ３／２）の部分が延在していることが分かる。
図１３に示す周波数ｆ４（２．４ＧＨｚ）では、給電素子１１０に電流が流れ、線路１２１、接続線路１３１、端辺５０Ａ、及び給電素子１１０にループ電流が流れていることが分かる。特に、給電素子１１０と接続線路１３１の電流密度が高いことから、給電素子１１０と接続線路１３１の２箇所に共振電流の腹が生じており、２箇所の腹の間の部分で電流密度が低いことから、共振電流の２つの腹と２つの節が生じていることが分かる。
すなわち、図１３に示す電流分布から、線路１２１、接続線路１３１、端辺５０Ａ、及び給電素子１１０のループ状の部分に、１波長分の共振が生じていることが分かる。換言すれば、端辺５０Ａの給電素子１１０と接続線路１３１との間の部分に、周波数ｆ４における波長λ４の電気長の１／２の長さ（λ４／２）の部分が延在していることが分かる。
図１４は、給電素子１１０の長さに対するＳ１１パラメータの周波数特性の依存性を示す図である。ここでは、シミュレーションにおいて、給電素子１１０の開放端１１２の位置を固定して給電点１１１の位置を変更することによって、給電素子１１０の長さを１０ｍｍ、１５ｍｍ、２０ｍｍ、２５ｍｍ、３０ｍｍに設定した場合のＳ１１パラメータの周波数特性について説明する。
給電素子１１０の長さが１５ｍｍ、２０ｍｍ、２５ｍｍの場合には、周波数ｆ１（０．８５ＧＨｚ）、ｆ２（１．６５ＧＨｚ）、ｆ３（２．０ＧＨｚ）、ｆ４（２．４ＧＨｚ）において、ほぼ良好な値が得られたが、給電素子１１０の長さが１０ｍｍと３０ｍｍの場合には、反射が大きくなる傾向が見られた。
特に、給電素子１１０の長さが１０ｍｍ、１５ｍｍ、２０ｍｍ、２５ｍｍ、３０ｍｍの場合を周波数ｆ２（１．６５ＧＨｚ）において比較すると、Ｓ１１パラメータの変動が顕著であった。給電素子１１０の長さが１０ｍｍと３０ｍｍの場合には、−６ｄＢを大きく上回ってしまい、良好な放射特性が得られなかった。このことから、給電素子１１０の長さは、１０ｍｍより長く３０ｍｍ未満の範囲内に設定することが好ましいことが分かった。
ここで、金属プレート１２０は、筐体２１０の近傍に位置するため、波長の短縮効果が生じる。波長の短縮率を０．７とし、１．６５ＧＨｚにおける波長（電気長λ２）を求めると、λ２は約１３１ｍｍになる。１０ｍｍより長く３０ｍｍ未満の範囲内は、１．６５ＧＨｚの波長で規格化すると、０．０７λ２＜給電素子１１０の長さ＜０．２λ２と表すことができる。
図１５は、筐体２１０の有無によるＳ１１パラメータの周波数特性の違いを示す図である。筐体２１０ありの特性を実線で示し、筐体２１０なしの特性を破線で示す。ここでは、筐体２１０がない場合に比べて、筐体２１０がある場合のＳ１１パラメータは、全体的に低周波数側にシフトすることを確認できた。このことから、筐体２１０がある場合には、波長の短縮効果が生じることを確認できた。
筐体２１０がある場合の周波数ｆ１（０．８５ＧＨｚ）、ｆ２（１．６５ＧＨｚ）、ｆ３（２．０ＧＨｚ）、ｆ４（２．４ＧＨｚ）は、筐体２１０がない場合の４つの周波数（約１．２ＧＨｚ、約２．２ＧＨｚ、約２．７ＧＨｚ、約３．０ＧＨｚ）に比べて３０％程低くなっている。これは、波長短縮効果が約３０％であることを示しており、図１４を用いて説明した波長の短縮率（０．７）とほぼ一致する結果である。
図１６は、接続線路１３２の位置を変えた場合のＳ１１パラメータの周波数特性を示す図である。接続線路１３２の位置を変えるとは、線路１２２のＹ軸正方向の端部（線路１２１と１２２との接続部）から接続線路１３２までの距離を変えることである。図７には６５ｍｍの形態を示したが、ここでは、６５ｍｍに加えて６０ｍｍと５５ｍｍの場合のＳ１１パラメータの周波数特性を求めた。なお、６５ｍｍの特性を実線で示し、６０ｍｍの特性を破線で示し、５５ｍｍの特性を一点鎖線で示す。
接続線路１３２は、周波数ｆ１（０．８５ＧＨｚ）とｆ２（１．６５ＧＨｚ）に関連するため、図１６に示すように、周波数ｆ１（０．８５ＧＨｚ）とｆ２（１．６５ＧＨｚ）が変動した。具体的には、接続線路１３２の位置を６５ｍｍ、６０ｍｍ、５５ｍｍと線路１２２のＹ軸正方向の端部に近づけると、周波数ｆ１（０．８５ＧＨｚ）及びｆ２（１．６５ＧＨｚ）は、高周波数側にシフトした。
これは、接続線路１３２の位置を線路１２２のＹ軸正方向の端部に近づけると、接続線路１３１及び１３２、金属プレート１２０の線路１２１及び１２２、端辺５０Ａ、及び端辺５０Ｂで構築されるループの長さが短くなり、ループアンテナの共振周波数が高周波数側にシフトするために生じたことであると考えられる。
図１７は、接続線路１３３の位置を変えた場合のＳ１１パラメータの周波数特性を示す図である。接続線路１３３の位置を変えるとは、線路１２３のＹ軸正方向の端部（線路１２１と１２３との接続部）から接続線路１３３までの距離を変えることである。図７には４６ｍｍの形態を示したが、ここでは、４６ｍｍに加えて４４ｍｍと４２ｍｍの場合のＳ１１パラメータの周波数特性を求めた。なお、４６ｍｍの特性を実線で示し、４４ｍｍの特性を破線で示し、４２ｍｍの特性を一点鎖線で示す。
接続線路１３３は、周波数ｆ３（２．０ＧＨｚ）に関連するため、図１７に示すように、周波数ｆ３（２．０ＧＨｚ）が変動した。具体的には、接続線路１３３の位置を４６ｍｍ、４４ｍｍ、４２ｍｍと線路１２３のＹ軸正方向の端部に近づけると、周波数ｆ３（２．０ＧＨｚ）は、高周波数側にシフトした。
これは、接続線路１３３の位置を線路１２３のＹ軸正方向の端部に近づけると、接続線路１３１及び１３３、金属プレート１２０の線路１２１及び１２３、端辺５０Ａ、及び端辺５０Ｃで構築されるループの長さが短くなり、ループアンテナの共振周波数が高周波数側にシフトするために生じたことであると考えられる。
図１８は、接続線路１３１の位置を変えた場合のＳ１１パラメータの周波数特性を示す図である。接続線路１３１の位置を変えるとは、線路１２１のＸ軸正方向の端部（線路１２１と１２３との接続部）から接続線路１３１までの距離を変えることである。図７には７ｍｍの形態を示したが、ここでは、７ｍｍに加えて１０ｍｍと１３ｍｍの場合のＳ１１パラメータの周波数特性を示す。なお、７ｍｍの特性を実線で示し、１０ｍｍの特性を破線で示し、１３ｍｍの特性を一点鎖線で示す。
接続線路１３１は、周波数ｆ１（０．８５ＧＨｚ）、ｆ２（１．６５ＧＨｚ）、ｆ３（２．０ＧＨｚ）、ｆ４（２．４ＧＨｚ）のすべてに関連するため、図１８に示すように、周波数ｆ１（０．８５ＧＨｚ）、ｆ２（１．６５ＧＨｚ）、ｆ３（２．０ＧＨｚ）、ｆ４（２．４ＧＨｚ）が変動した。具体的には、接続線路１３１の位置を１３ｍｍ、１０ｍｍ、７ｍｍと線路１２１のＸ軸正方向の端部に近づけると、周波数ｆ１（０．８５ＧＨｚ）、ｆ２（１．６５ＧＨｚ）、ｆ４（２．４ＧＨｚ）は、低周波数側にシフトし、周波数ｆ３（２．０ＧＨｚ）は高周波数側にシフトした。
これは、接続線路１３１の位置を線路１２１のＸ軸正方向の端部に近づけると、周波数ｆ１（０．８５ＧＨｚ）、ｆ２（１．６５ＧＨｚ）、ｆ４（２．４ＧＨｚ）で共振するループは長くなるため、共振周波数が低周波数側にシフトし、周波数ｆ３（２．０ＧＨｚ）で共振するループは短くなるため、高周波数側にシフトしたものと考えられる。
これらの結果は、上述した４つの周波数ｆ１（０．８５ＧＨｚ）、ｆ２（１．６５ＧＨｚ）、ｆ３（２．０ＧＨｚ）、ｆ４（２．４ＧＨｚ）におけるループ電流が得られていることと一致する。
以上のように、実施の形態によれば、グランドプレーン５０、給電素子１１０、金属プレート１２０、及び接続線路１３１、１３２、１３３を用いた簡易な構成で、４つの周波数ｆ１（０．８５ＧＨｚ）、ｆ２（１．６５ＧＨｚ）、ｆ３（２．０ＧＨｚ）、ｆ４（２．４ＧＨｚ）で通信が可能なアンテナ装置１００が得られる。
アンテナ装置１００は、スイッチ等で接続を切り替えることなく、給電素子１１０、金属プレート１２０、及び接続線路１３１、１３２、１３３による固定的で簡易な構成で、４つの帯域での通信が可能である。すなわち、簡易な構成でマルチバンド化を図ったアンテナ装置１００を提供することができる。
また、４つの帯域での通信は、スイッチ等による切り替えで実現されるのではなく、常時利用可能であるため、キャリアアグリゲーションに容易に対応することができる。
また、金属プレート１２０は、アンテナ装置１００を含む無線通信装置２００及び電子機器の外装表面に存在し、筐体２１０を補強する役割を有する。これは、補強部材（金属プレート１２０）をアンテナエレメントとして利用していることを意味する。すなわち、補強部材をアンテナエレメントとして利用するという簡易な構成で、キャリアアグリゲーションに対応可能なマルチバンドのアンテナ装置１００を提供することができる。
また、金属プレート１２０の接続線路１３４Ａと接続線路１３３との間の長さを、周波数ｆ４における波長λ４の電気長の１／２の長さ（λ４／２）未満に設定することによって、周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４の帯域における通信特性の劣化を防いでいる。これは、接続線路１３５Ａの位置についても同様である。接続線路１３４Ａ及び１３５Ａは、金属プレート１２０を支える金属部材であるため、金属プレート１２０を支える金属部材の位置を最適化することによって、簡易な構成でマルチバンド化を図ったアンテナ装置１００を実現している。
なお、以上では、金属プレート１２０の四隅（線路１２１〜１２４の接合部）が直角に折れ曲げられている形態について説明したが、四隅は丸くラウンドする形状であってもよい。
また、給電素子１１０に分岐素子を負荷することによって、５番目の通信帯域を有する構成にしてもよい。図１９は、実施の形態の変形例のアンテナ装置１００Ａを示す図である。図２０は、実施の形態の変形例のアンテナ装置１００Ｂを示す図である。
図１９に示すアンテナ装置１００Ａは、図１乃至図５に示すアンテナ装置１００の給電素子１１０に分岐素子１４０Ａを付け加えた構成を有する。分岐素子１４０Ａは、接続端１４１Ａと開放端１４２Ａを有する直線状のアンテナエレメントである。
分岐素子１４０Ａは、接続端１４１Ａが給電点１１１に接続され、Ｘ軸方向に開放端１４２Ａまで延在している。分岐素子１４０Ａの接続端１４１Ａから開放端１４２Ａまでの長さは、周波数ｆ５における波長λ５の電気長の１／４の長さ（λ５／４）に設定される。
周波数ｆ５は、一例として、３．５ＧＨｚであり、周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４よりも高い周波数である。分岐素子１４０Ａは、グランドプレーン５０と協働してモノポールアンテナとして機能し、周波数ｆ５での通信を可能にする。なお、分岐素子１４０Ａの長さは、一例として、８．５ｍｍである。
また、図２０に示すアンテナ装置１００Ｂは、図１乃至図５に示すアンテナ装置１００の給電素子１１０に分岐素子１４０Ｂを付け加えた構成を有する。分岐素子１４０Ｂは、接続端１４１Ｂと開放端１４２Ｂと折り曲げ部１４３Ｂを有するＬ字型のアンテナエレメントである。
分岐素子１４０Ｂは、接続端１４１Ｂが給電点１１１に接続され、接続端１４１ＢからＹ軸負方向側に折り曲げ部１４３Ｂまで伸延し、折り曲げ部１４３Ｂで直角にＸ軸正方向に折り曲げられ、Ｘ軸方向に開放端１４２Ｂまで延在している。
分岐素子１４０Ｂの接続端１４１Ｂから折り曲げ部１４３Ｂを経て開放端１４２Ｂに至るまでの長さは、周波数ｆ５における波長λ５の電気長の１／４の長さ（λ５／４）に設定される。周波数ｆ５は、一例として、３．５ＧＨｚである。分岐素子１４０Ｂは、グランドプレーン５０と協働してモノポールアンテナとして機能し、周波数ｆ５での通信を可能にする。なお、分岐素子１４０Ｂの長さは、一例として、接続端１４１Ｂと折り曲げ部１４３Ｂとの間が４ｍｍであり、折り曲げ部１４３Ｂと開放端１４２Ｂとの間が１０ｍｍである。
図２１は、アンテナ装置１００、１００Ａ、１００ＢのＳ１１パラメータの周波数特性を示す図である。アンテナ装置１００の特性を実線で示し、アンテナ装置１００Ａの特性を破線で示し、アンテナ装置１００Ｂの特性を一点鎖線で示す。アンテナ装置１００の特性は、図８に示す特性と同一である。
アンテナ装置１００に比べて、アンテナ装置１００Ａ及び１００Ｂでは、周波数ｆ４よりも高い周波数における共振が得られた。アンテナ装置１００Ａは、約４ＧＨｚで共振が生じ、アンテナ装置１００Ｂは、３．５ＧＨｚ（ｆ５）で共振が生じた。アンテナ装置１００Ａの共振周波数がｆ５よりも高くなったが、整合回路を用いることによって、３．５ＧＨｚ（ｆ５）に調整可能であることと考えられる。
図１９乃至図２１に示すように、分岐素子１４０Ａ及び１４０Ｂを含むアンテナ装置１００Ａ及び１００Ｂは、固定的で簡易な構成で、５つの帯域での通信が可能である。すなわち、簡易な構成でマルチバンド化を図ったアンテナ装置１００Ａ及び１００Ｂを提供することができる。
図２２は、実施の形態の変形例のアンテナ装置１００Ｃを示す図である。アンテナ装置１００Ｃは、図４に示すアンテナ装置１００に対して、分岐素子１４０Ｂ（図２０参照）を追加するとともに、接続線路１３２及び１３３とグランドプレーン５０との間に、調整回路１５２及び１５３を挿入した構成を有する。なお、接続線路１３２と線路１２２のＹ軸正方向側の端部との間の長さは６５ｍｍであり、接続線路１３３と線路１２３のＹ軸正方向側の端部との間の長さは４１ｍｍである。
図２３は、調整回路１５２のインピーダンスを変更した場合におけるアンテナ装置１００ＣのＳ１１パラメータの周波数特性を示す図である。調整回路１５２を短絡にした場合（実線）と、２ｎＨのインダクタを接続線路１３２に直列に挿入した場合（破線）と、１０ｐＦのキャパシタを接続線路１３２に直列に挿入した場合（一点鎖線）とにおけるＳ１１パラメータを求めた。なお、調整回路１５２を短絡にした場合とは、調整回路１５２を挿入せずに、図４に示すように接続線路１３２でグランドプレーン５０と金属プレート１２０とを接続した場合である。
調整回路１５２を短絡にした場合に比べて、インダクタにした場合には８００ＭＨｚ帯と１．５ＧＨｚ帯が低周波数側にシフトし、キャパシタにした場合には８００ＭＨｚ帯と１．５ＧＨｚ帯が高周波数側にシフトした。これにより、接続線路１３２にインダクタ又はキャパシタの調整回路１５２を挿入することにより、共振周波数を調整できることが確認できた。
図２４は、調整回路１５３のインピーダンスを変更した場合におけるアンテナ装置１００ＣのＳ１１パラメータの周波数特性を示す図である。調整回路１５３を短絡にした場合（実線）と、２ｎＨのインダクタを接続線路１３３に直列に挿入した場合（破線）と、１０ｐＦのキャパシタを接続線路１３３に直列に挿入した場合（一点鎖線）とにおけるＳ１１パラメータを求めた。なお、調整回路１５３を短絡にした場合とは、調整回路１５３を挿入せずに、図４に示すように接続線路１３３でグランドプレーン５０と金属プレート１２０とを接続した場合である。
調整回路１５３を短絡にした場合に比べて、インダクタにした場合には１．９ＧＨｚ帯が低周波数側にシフトし、キャパシタにした場合には１．９ＧＨｚ帯が高周波数側にシフトした。これにより、接続線路１３３にインダクタ又はキャパシタの調整回路１５３を挿入することにより、共振周波数を調整できることが確認できた。
また、これより、接続線路１３３の位置をＹ軸方向に変更せずに、調整回路１５３を挿入することで、共振周波数を調整できることを確認できた。例えば、電子機器に含まれる回路部品等との位置関係によって、接続線路１３３の位置に制約がある場合には、調整回路１５３を用いることにより、所望の共振周波数でインピーダンス整合を取ることができる。
また、以上では、周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４、ｆ５の基本波の波長λ１、λ２、λ３、λ４、λ５を用いて説明したが、周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４、ｆ５の２次以上の高調波の波長が上述した条件を満たすようにすることにより、周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４、ｆ５での通信を可能にしてもよい。
以上、本発明の例示的な実施の形態のアンテナ装置、及び、無線通信装置について説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。
以上の実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１）
端辺を有するグランドプレーンと、
前記グランドプレーンの端辺に沿って配置される金属部材と、
前記金属部材と前記グランドプレーンとを接続する第１接続線路と、
前記金属部材と前記グランドプレーンとを接続する第２接続線路と、
給電点を有し、前記第１接続線路と前記第２接続線路との間で前記給電点から前記金属部材に沿って延在し、前記金属部材に電磁界結合される、給電素子と
を含む、アンテナ装置。
（付記２）
前記第１接続線路と前記第２接続線路との間の前記金属部材の長さは、第１周波数における第１波長の１／２に対応する長さであり、かつ、前記第１周波数の２倍の第２周波数における第２波長に対応する長さである、付記１記載のアンテナ装置。
（付記３）
前記金属部材、前記第１接続線路、前記第２接続線路、及び前記グランドプレーンで構築される第１ループは、前記第１周波数と、前記第２周波数とで共振するループアンテナを構築する、付記２記載のアンテナ装置。
（付記４）
前記給電素子の長さは、前記第２周波数の波長の０．０７倍の長さよりも長く、０．２倍の長さよりも短い、付記２又は３記載のアンテナ装置。
（付記５）
前記第２接続線路に装荷される、インダクタ又はコンデンサをさらに含む、付記１乃至４のいずれか一項記載のアンテナ装置。
（付記６）
前記第１接続線路に対して前記第２接続線路とは反対側で前記金属部材と前記グランドプレーンとを接続する第３接続線路をさらに含む、付記１乃至５のいずれか一項記載のアンテナ装置。
（付記７）
前記第３接続線路に装荷される、インダクタ又はコンデンサをさらに含む、付記６記載のアンテナ装置。
（付記８）
前記第１接続線路と前記第３接続線路との間の前記金属部材の長さは、第３周波数における第３波長の１／２に対応する長さである、付記６又は７記載のアンテナ装置。
（付記９）
前記金属部材、前記第１接続線路、前記第３接続線路、及び前記グランドプレーンで構築される第２ループは、前記第３周波数で共振するループアンテナを構築する、付記８記載のアンテナ装置。
（付記１０）
前記グランドプレーンの前記端辺で前記給電点に対応する位置と、前記グランドプレーンに前記第１接続線路が接続される位置との間の距離は、第４周波数における第４波長の１／２に対応する長さで表される距離に設定される、付記１乃至９のいずれか一項記載のアンテナ装置。
（付記１１）
前記給電点で前記給電素子に接続され、前記金属部材に沿って前記給電点から前記給電素子とは反対の方向に延在し、第５周波数の波長の１／４に対応する長さを有する分岐素子をさらに含む、付記１乃至１０のいずれか一項記載のアンテナ装置。
（付記１２）
基板と、
前記基板に配設されるアンテナ装置と
を含み、
前記アンテナ装置は、
端辺を有するグランドプレーンと、
前記グランドプレーンの端辺に沿って配置される金属部材と、
前記金属部材と前記グランドプレーンとを接続する第１接続線路と、
前記金属部材と前記グランドプレーンとを接続する第２接続線路と、
給電点を有し、前記第１接続線路と前記第２接続線路との間で前記給電点から前記金属部材に沿って延在し、前記金属部材に電磁界結合される、給電素子と
を有する、無線通信装置。
１０ 配線基板
５０ グランドプレーン
５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄ 端辺
１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ アンテナ装置
１０１ 接点ばね
１１０ 給電素子
１１１ 給電点
１１２ 開放端
１２０ 金属プレート
１２１、１２２、１２３、１２４ 線路
１３１、１３２、１３３、１３４Ａ、１３４Ｂ、１３４Ｃ、１３４Ｄ、１３５Ａ、１３５Ｂ、１３５Ｃ、１３５Ｄ 接続線路
２００ 無線通信装置
２１０ 筐体

Claims (10)

  1. 端辺を有するグランドプレーンと、
    前記グランドプレーンの端辺に沿って配置される金属部材と、
    前記金属部材と前記グランドプレーンとを接続する第１接続線路と、
    前記金属部材と前記グランドプレーンとを接続する第２接続線路と、
    給電点を有し、前記第１接続線路と前記第２接続線路との間で前記給電点から前記金属部材に沿って延在し、前記金属部材に電磁界結合される、給電素子と
    を含む、アンテナ装置。
  2. 前記第１接続線路と前記第２接続線路との間の前記金属部材の長さは、第１周波数における第１波長の１／２に対応する長さであり、かつ、前記第１周波数の２倍の第２周波数における第２波長の１／２に対応する長さである、請求項１記載のアンテナ装置。
  3. 前記金属部材、前記第１接続線路、前記第２接続線路、及び前記グランドプレーンで構築される第１ループは、前記第１周波数と、前記第２周波数とで共振するループアンテナを構築する、請求項２記載のアンテナ装置。
  4. 前記給電素子の長さは、前記第２周波数の波長の０．０７倍の長さよりも長く、０．２倍の長さよりも短い、請求項２又は３記載のアンテナ装置。
  5. 前記第１接続線路に対して前記第２接続線路とは反対側で前記金属部材と前記グランドプレーンとを接続する第３接続線路をさらに含む、請求項１乃至４のいずれか一項記載のアンテナ装置。
  6. 前記第１接続線路と前記第３接続線路との間の前記金属部材の長さは、第３周波数における第３波長の１／２に対応する長さである、請求項５記載のアンテナ装置。
  7. 前記金属部材、前記第１接続線路、前記第３接続線路、及び前記グランドプレーンで構築される第２ループは、前記第３周波数で共振するループアンテナを構築する、請求項６記載のアンテナ装置。
  8. 前記グランドプレーンの前記端辺で前記給電点に対応する位置と、前記グランドプレーンに前記第１接続線路が接続される位置との間の距離は、第４周波数における第４波長の１／２に対応する長さで表される距離に設定される、請求項１乃至７のいずれか一項記載のアンテナ装置。
  9. 前記給電点で前記給電素子に接続され、前記金属部材に沿って前記給電点から前記給電素子とは反対の方向に延在し、第５周波数の波長の１／４に対応する長さを有する分岐素子をさらに含む、請求項１乃至８のいずれか一項記載のアンテナ装置。
  10. 基板と、
    前記基板に配設されるアンテナ装置と
    を含み、
    前記アンテナ装置は、
    端辺を有するグランドプレーンと、
    前記グランドプレーンの端辺に沿って配置される金属部材と、
    前記金属部材と前記グランドプレーンとを接続する第１接続線路と、
    前記金属部材と前記グランドプレーンとを接続する第２接続線路と、
    給電点を有し、前記第１接続線路と前記第２接続線路との間で前記給電点から前記金属部材に沿って延在し、前記金属部材に電磁界結合される、給電素子と
    を有する、無線通信装置。
JP2017118088A 2017-06-15 2017-06-15 アンテナ装置、及び、無線通信装置 Pending JP2019004344A (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017118088A JP2019004344A (ja) 2017-06-15 2017-06-15 アンテナ装置、及び、無線通信装置
PCT/JP2018/012696 WO2018230096A1 (ja) 2017-06-15 2018-03-28 アンテナ装置、及び、無線通信装置
CN201880003596.7A CN109716587A (zh) 2017-06-15 2018-03-28 天线装置、以及无线通信装置
US16/286,419 US11024946B2 (en) 2017-06-15 2019-02-26 Antenna device and wireless communication device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017118088A JP2019004344A (ja) 2017-06-15 2017-06-15 アンテナ装置、及び、無線通信装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2019004344A true JP2019004344A (ja) 2019-01-10

Family

ID=64659183

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017118088A Pending JP2019004344A (ja) 2017-06-15 2017-06-15 アンテナ装置、及び、無線通信装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11024946B2 (ja)
JP (1) JP2019004344A (ja)
CN (1) CN109716587A (ja)
WO (1) WO2018230096A1 (ja)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130057437A1 (en) * 2011-09-06 2013-03-07 Quanta Computer Inc. Portable electronic device
US20150207211A1 (en) * 2014-01-22 2015-07-23 Matti Martiskainen Conductive Loop Antennas

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3690375B2 (ja) 2002-07-09 2005-08-31 日立電線株式会社 板状多重アンテナおよびそれを備えた電気機器
US6850192B2 (en) * 2003-04-01 2005-02-01 D-Link Corporation Planar L-shaped antenna of dual frequency
CN100414771C (zh) * 2003-06-30 2008-08-27 日本电气株式会社 天线结构和通信装置
JP2007180656A (ja) 2005-12-27 2007-07-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd アンテナ装置及び無線通信装置
JP5062888B2 (ja) 2008-01-09 2012-10-31 パナソニック株式会社 無線通信端末
JP2010028521A (ja) 2008-07-22 2010-02-04 Nec Corp アンテナ装置
CN101997166B (zh) * 2010-10-27 2013-12-11 惠州Tcl移动通信有限公司 一种环形多频段天线及其无线通讯装置
JP2012227850A (ja) * 2011-04-22 2012-11-15 Panasonic Corp 携帯無線端末
US9123990B2 (en) * 2011-10-07 2015-09-01 Pulse Finland Oy Multi-feed antenna apparatus and methods
US9276317B1 (en) * 2012-03-02 2016-03-01 Amazon Technologies, Inc. Quad-mode antenna
US9954281B2 (en) 2012-10-24 2018-04-24 Sony Interactive Entertainment Inc. Antenna device and portable information terminal
US9484621B2 (en) * 2012-11-02 2016-11-01 Nokia Technologies Oy Portable electronic device body having laser perforation apertures and associated fabrication method
US9142879B2 (en) * 2012-11-13 2015-09-22 Sony Corporation Wireless electronic devices with a metal perimeter including a plurality of antennas
KR101467196B1 (ko) * 2013-03-29 2014-12-01 주식회사 팬택 전도성 테두리를 이용한 다중 대역 안테나를 포함하는 단말기
CN103474751B (zh) * 2013-05-24 2015-12-23 瑞声科技（南京）有限公司 天线模组及应用该天线模组的移动终端
US9444141B2 (en) * 2013-08-19 2016-09-13 Google Technology Holdings LLC Antenna system for a smart portable device using a continuous metal band
US9711841B2 (en) * 2013-09-20 2017-07-18 Sony Corporation Apparatus for tuning multi-band frame antenna
US20160112551A1 (en) * 2015-01-06 2016-04-21 Mediatek Inc. Metal-Frame Slot Antenna With Matching Circuit And Apparatus Thereof
CN105870578A (zh) * 2015-02-11 2016-08-17 三星电机株式会社 包括利用连续导电边框的多频带天线的电子装置
CN205595453U (zh) * 2016-03-10 2016-09-21 深圳市垦鑫达科技有限公司 一种金属边框手机天线
CN106058436A (zh) * 2016-08-04 2016-10-26 北京小米移动软件有限公司 天线模块及电子设备

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130057437A1 (en) * 2011-09-06 2013-03-07 Quanta Computer Inc. Portable electronic device
US20150207211A1 (en) * 2014-01-22 2015-07-23 Matti Martiskainen Conductive Loop Antennas

Also Published As

Publication number Publication date
US11024946B2 (en) 2021-06-01
CN109716587A (zh) 2019-05-03
US20190190124A1 (en) 2019-06-20
WO2018230096A1 (ja) 2018-12-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI425713B (zh) 諧振產生之三頻段天線
JP5162012B1 (ja) アンテナ装置とこのアンテナ装置を備えた電子機器
JP2007081712A (ja) 携帯無線機およびアンテナ装置
US9620863B2 (en) Antenna device
US9780456B2 (en) Antenna system
TWI628857B (zh) 天線系統
US20180287249A1 (en) Antenna apparatus and electronic device
TWI714369B (zh) 天線結構
US11240909B2 (en) Antenna device
JP2018061093A (ja) アンテナ装置、及び、電子機器
US9306274B2 (en) Antenna device and antenna mounting method
US11296400B2 (en) Antenna device
WO2018163695A1 (ja) マルチバンドアンテナ及び無線通信装置
WO2018230096A1 (ja) アンテナ装置、及び、無線通信装置
JP7158606B2 (ja) アンテナ装置および無線通信機能付きセンサ
US11424536B2 (en) Multiband compatible antenna and radio communication device
JP6947357B2 (ja) 無線通信装置
TWI736285B (zh) 天線結構
US10847891B2 (en) Antenna device and wireless communication apparatus
US20070241968A1 (en) Printed antenna
TWI784678B (zh) 支援寬頻操作之行動裝置
US20240039157A1 (en) Mobile device supporting wideband operation
WO2024046199A1 (zh) 一种电子设备
US20240014548A1 (en) Highly isolated and barely separated antennas integrated with noise free RF-transparent Printed Circuit Board (PCB) for enhanced radiated sensitivity
WO2021161803A1 (ja) アンテナ装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200310

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210629

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20211221