JP2021158643A - アンテナ装置および通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アンテナが可動可能でアンテナの位置あるいは向きを通信に有利な位置あるいは向きにすることができるアンテナ装置および通信装置を提供する。【解決手段】アンテナ装置は、第１導波路を有する第１導波部と、アンテナが搭載され、当該アンテナに繋がった第２導波路を有し、上記第１導波部に対して移動可能な第２導波部と、上記第１導波部および上記第２導波部の少なくとも一方に設けられ、当該一方に対する他方が有する導波路に上記第２導波部の移動範囲内の少なくとも１箇所で対向し、上記第１導波路および上記第２導波路を互いに電磁的に繋ぐ接続部と、を備え、上記第１導波部および上記第２導波部のうち上記他方は、上記接続部と対向する対向箇所を含んだ導波路部分に対して導波路の少なくとも両側に配置された人工磁気導体を有する。【選択図】 図２

Description

本発明は、アンテナ装置および通信装置に関する。

従来のＷ−ＣＤＭＡに代表される第３世代移動通信システムやＬＴＥに代表される第４世代移動通信システムでは、主に３ＧＨｚ以下の周波数の電波が使用されており、スマートフォン等の端末内のＲＦ伝送線路としては、誘電体基板上にマイクロストリップ線路や同軸ケーブルを使用することが一般的であった。また、基地局との電波の送受信用のアンテナとしては、逆Ｌ、逆Ｆアンテナのような広い指向性を持つアンテナが広く使用されている。

また一方、特に３ＧＨｚ以上のマイクロ波帯と呼ばれる高周波の信号を効率よく伝達する信号伝達路としては導波管が知られる。また、例えば特許文献１には、互いに非接触な部材で導波路を形成する技術の提案がある。

特許６５４９３３１号公報

周波数が高くなるにつれ、電波は直進性が鋭くなり、電波が飛びにくくなる性質を持つため、特にマイクロ波、ミリ波帯以上の高い周波数の通信では、伝送線路のロスを抑え、高利得のアンテナを送信、受信側とも最も利得の高い方向に合わせてアンテナを配置する必要が出てくる。
そのため、高周波電波による通信では、電波の送受信における効率向上のため、アンテナの位置や向きが可動可能であることが望ましい。
しかし、導波管の導波部は通常密閉構造が必要であるため信号伝達路の変更が難しく、特許文献１にはアンテナの位置や向きを移動させる構造の提案がない。

そこで、本発明は、アンテナを可動可能な構成とすることで、アンテナの位置を通信に有利な位置に移動し、あるいは通信に有利な向きに変更することができるアンテナ装置および通信装置を提供することを目的とする。

本発明に係るアンテナ装置の一態様は、第１導波路を有する第１導波部と、アンテナが搭載され、当該アンテナに繋がった第２導波路を有し、上記第１導波部に対して移動可能な第２導波部と、上記第１導波部および上記第２導波部の少なくとも一方に設けられ、当該一方に対する他方が有する導波路に上記第２導波部の移動範囲内の少なくとも１箇所で対向し、上記第１導波路および上記第２導波路を互いに電磁的に繋ぐ接続部と、を備え、上記第１導波部および上記第２導波部のうち上記他方は、上記接続部と対向する対向箇所を含んだ導波路部分に対して導波路の両側に配置された人工磁気導体を有する。
また、本発明に係る通信装置の一態様は、上記アンテナ装置と、上記アンテナ装置によって通信を行う通信回路と、を備える。

本発明のアンテナ装置および通信装置によれば、アンテナが可動可能でアンテナの位置あるいは向きを通信に有利な位置あるいは向きにすることができる。

図１は、通信装置の第１実施形態に相当するスマートフォンを示す外観図である。 図２は、スマートフォンの可動部の拡大図である。 図３は、可動部が本体から突出した状態を示す模式的な断面図である。 図４は、可動部が本体に収容された状態を示す模式的な断面図である。 図５は、可動部の可動構造を模式的に示す図である。 図６ａは、可動構造を実現するための具体的な第１の構造例を示す図である。 図６ｂは、可動構造を実現するための具体的な第２の構造例を示す図である。 図６ｃは、可動構造を実現するための具体的な第３の構造例を示す図である。 図７は、変形例における可動部が本体から突出した状態を示す模式的な断面図である。 図８は、変形例における可動部が本体に収容された状態を示す模式的な断面図である。 図９は、アンテナ構造の変形例を示す図である。 図１０は、通信装置の第２実施形態に相当するスマートフォンを示す外観図である。 図１１は、第２実施形態における可動部の拡大図である。 図１２は、第２実施形態の可動部が本体から突出した状態を示す模式的な内部構成図である。 図１３は、第２実施形態の可動部が本体に収容された状態を示す模式的な内部構成図である。 図１４は、第２実施形態の可動部の可動構造を模式的に示す図である。 図１５は、可動部が回転する可動構造を実現するための具体的な構造例を示す図である。 図１６は、通信装置の第３実施形態に相当するスマートフォンを示す外観図である。 図１７は、第３実施形態の可動部が本体から突出した状態を示す模式的な内部構成図である。 図１８は、第３実施形態の可動部が本体に収容された状態を示す模式的な内部構成図である。 図１９は、第２導波部の移動形態が異なる変形例における第１の状態を示す図である。 図２０は、第２導波部の移動形態が異なる変形例における第２の状態を示す図である。 図２１は、第２導波部の移動形態が更に異なる変形例における第１の状態を示す図である。 図２２は、第２導波部の移動形態が更に異なる変形例における第２の状態を示す図である。 図２３は、複数の第２導波部を備える変形例における第１の状態を示す図である。 図２４は、複数の第２導波部を備える変形例における第２の状態を示す図である。 図２５は、導波路を複数有する変形例を示す図である。 図２６は、アンテナを複数有する変形例を示す図である。 図２７は、パッチアンテナを有する変形例を示す図である。

以下、添付の図面を参照しながら、本開示のアンテナ装置および通信装置の実施形態を詳細に説明する。但し、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするため、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。また、先に説明した図に記載の要素については、後の図の説明において適宜に参照する場合がある。
図１は、通信装置の第１実施形態に相当するスマートフォンを示す外観図であり、図２は、スマートフォンの可動部の拡大図である。
スマートフォン１００は、本体１０１と、表示画面１０２と、可動部１０３とを備える。
本体１０１には、通信制御や表示制御を担う制御基板や電源としての電池などが収容される。
表示画面１０２は、本体１０１の正面側のほぼ全面に及ぶ。

可動部１０３は、本体１０１に対して突出・収容可能である。可動部１０３には、カメラ１０４とアンテナアレイ１０６が搭載される。アンテナアレイ１０６は、アンテナ素子が複数配列された構造を有する。アンテナ素子は例えばホーンアンテナ１０５である。また、ここに示す例では、カメラ１０４を挟んで２つのアンテナアレイ１０６が設けられる。可動部１０３は、円柱形状を有している。アンテナをアレイ状に配置することで、１つのアンテナを配置した場合と比較して高いアンテナ利得を実現することが可能になり、また、各アンテナに入力される電力の位相を制御し、ビームフォーミングアンテナとして動作させることにより、任意の位置にビームを向けることが可能となる。

可動部１０３は、撮影時や通信上の必要時などに本体１０１から突出し、不要時には本体１０１内に収容される。なお、可動部１０３の形状としては、ここに示す円柱形状の他に角柱形状なども考えられる。

図３および図４は、表示画面１０２に垂直な面で切断した場合の可動部１０３の模式的な断面図であり、図３には可動部１０３が本体１０１から突出した状態が示され、図４には可動部１０３が本体１０１に収容された状態が示される。

本体１０１の内部には、可動部１０３が収容される収容空間１０７が、表示画面１０２の裏側に設けられる。可動部１０３には、上述したカメラ１０４およびホーンアンテナ１０５の他に、可動導波路１０８およびポート１１０も搭載される。一方、本体１０１内には、可動部１０３を挟んで表示画面１０２とは反対側(即ちスマートフォン１００の背面側)に、通信部１２０と本体導波路１０９が設けられる。なお、可動部１０３の移動方式としては、手動方式でも自動方式でもよい。
可動導波路１０８は各ホーンアンテナ１０５に繋がり、各ホーンアンテナ１０５へと送信信号を伝送し、各ホーンアンテナ１０５からの受信信号を伝送する。
本体導波路１０９は通信部１２０に繋がり、通信部１２０からの送信信号を伝送し、通信部１２０へと受信信号を伝送する。
ポート１１０は可動導波路１０８と本体導波路１０９とを電磁的に繋ぐ。
ポート１１０では電波が空気中を伝送されるが、可動導波路１０８と本体導波路１０９の送受箇所で偏波面を一致させることが望ましい。つまり、直線偏波の場合、偏波面の向きを合わせることが望ましく、円偏波の場合は右旋、左旋の偏波の回転方向を合わせることが望ましい。
通信部１２０は送信信号を発信し、受信信号を受信して通信を行う。
本体導波路１０９は、本発明にいう第１導波路の一例に相当し、本体１０１は、第１導波路を有する第１導波部の一例に相当する。

可動導波路１０８は、本発明にいう第２導波路の一例に相当する。可動部１０３は、本発明にいう第２導波部の一例に相当し、可動部１０３には本発明にいうアンテナとしてホーンアンテナ１０５が搭載される。つまり、可動部１０３は、当該アンテナに繋がった第２導波路を有し、上記第１導波部に対して移動可能である。

ポート１１０は、本発明にいう接続部の一例に相当する。即ち、ポート１１０は、上記第１導波部および上記第２導波部の少なくとも一方に設けられ、当該一方に対する他方が有する導波路に上記第２導波部の移動範囲内の少なくとも１箇所で対向し、上記第１導波路および上記第２導波路を互いに電磁的に繋ぐ。ここに示す例では、ポート１１０は、可動部１０３に設けられて可動部１０３とともに移動する。また、ここに示す例では、後で詳述するように、ポート１１０が、可動部１０３の移動範囲内の各箇所で本体導波路１０９に対向し、各箇所で可動導波路１０８と本体導波路１０９とを電磁的に繋ぐ。このため、スマートフォン１００は、可動部１０３が図３に示す状態から図４に示す状態までのいずれの状態であっても通信が可能である。

可動部１０３と、本体１０１の本体導波路１０９が設けられた部分とを併せたものが、本発明のアンテナ装置の一実施形態に相当する。通信部１２０は、アンテナ装置によって通信を行う、本発明にいう通信回路の一例に相当する。
可動部１０３が本体１０１に対して移動可能であるため、通信時には、通信に有利な位置にホーンアンテナ１０５が移動可能となり、通信の質が向上する。
図５は、可動部１０３の可動構造を模式的に示す図である。

図５に示す例では、可動部１０３側の可動導波路１０８と本体１０１側の本体導波路１０９が互いに同じ方向に延びる。そして、可動部１０３は、本体導波路１０９および可動導波路１０８の双方が延びる方向に沿って移動可能である。可動部１０３が、本体導波路１０９および可動導波路１０８の少なくとも一方が延びる方向に沿って移動可能であると、ホーンアンテナ１０５の直線的な移動が実現される。

図５に示す例では、可動部１０３の移動に伴いポート１１０が、本体１０１側の本体導波路１０９に沿って移動する。このため、可動部１０３の移動範囲内のいずれの箇所でもポート１１０が本体導波路１０９に対面し、ポート１１０は本体導波路１０９および可動導波路１０８を電磁的に常時繋ぐ。
図６ａは、可動構造を実現するための具体的な第１の構造例を示す図である。

可動部１０３側および本体１０１側の双方に、基板１１１とリッジ１１２とロッド１１３が備えられ、可動部１０３側の基板１１１には開口穴１１４が設けられる。また、可動部１０３は、基板１１１に対向した対向板１１７を備える。図６ａでは図示の便宜上、可動部１０３側と本体１０１側との距離、および可動部１０３における基板１１１と対向板１１７との距離が大きく開いて示されるが、実際には可動部１０３側と本体１０１側とは近接して配置され、基板１１１と対向板１１７も近接して配置される。但し、可動部１０３側と本体１０１側とは接触せず、基板１１１と対向板１１７も接触せず、微少な距離を開けて互いに対向する。

基板１１１は例えば、ガラスエポキシ、ＢＴレジン等を誘電体として用いた多層構造のプリント基板、樹脂表面を金属でメッキしたもの、または金属製であり、可動部１０３側の基板１１１の、本体１０１側に対向する面は、本発明にいう第１導電性表面の一例に相当する。即ち、可動部１０３側の基板１１１は、第１導電性表面を有する第１導電部材の一例に相当する。

本体１０１側の基板１１１の、可動部１０３側に対向する面は、本発明にいう第２導電性表面の一例に相当する。即ち、本体１０１側の基板１１１は、上記第１導電性表面に対向した第２導電性表面を有する第２導電部材の一例に相当する。
対向板１１７は基板１１１と同様に、ガラスエポキシ、ＢＴレジン等を誘電体として用いた多層構造のプリント基板、樹脂表面を金属でメッキしたもの、または金属製である。

リッジ１１２およびロッド１１３も例えば金属製であり、ここに示す例では、リッジ１１２およびロッド１１３が基板１１１と一体で形成される。リッジ１１２は、基板１１１の表面から突き出し、基板１１１の表面に沿って直線状に延びる。ロッド１１３は、基板１１１の表面から突き出し、基板１１１の表面には複数のロッド１１３が２次元的に配列される。また、可動部１０３側に設けられた開口穴１１４が、上記ポート１１０として機能する。

本体１０１側のリッジ１１２は、第２導電性表面から突出したリッジ状の導波部材の一例に相当し、基板１１１の表面から突き出した先端部に、可動部１０３側の基板１１１の表面に対向して延びる導波面を有する。そして、上記第１導電性表面と上記導波面との間に本体導波路１０９が規定される。一方、可動部１０３側のリッジ１１２は、基板１１１の表面から突き出した先端部に、対向板１１７の表面に対向して延びる導波面を有し、対向板１１７の表面と当該導波面との間に可動導波路１０８が規定される。

本体１０１側に設けられた複数のロッド１１３は、人工磁気導体を成す導電性の複数の導電性ロッドの一例に相当する。即ち、複数のロッド１１３は、各々が上記第２導電性表面から突出して各々の先端部が上記第１導電性表面に対向し、上記導波部材の両側に配置される。また、人工磁気導体は、上記ポート１１０として機能する開口穴１１４と対向する対向箇所１１５を含んだ導波路部分に対して導波路(ここでは例えば本体導波路１０９)の少なくとも両側に配置される。図６ａに示す例では人工磁気導体が、本体導波路１０９の両側と更に先端部にも配置される。
人工磁気導体は、自然界には存在しない完全磁気導体（ＰＭＣ: Ｐｅｒｆｅｃｔ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）の性質を人工的に実現した構造体である。完全磁気導体は、「表面における磁界の接線成分がゼロになる」という性質を有する。これは、完全導体（ＰＥＣ: Ｐｅｒｆｅｃｔ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）の性質、すなわち、「表面における電界の接線成分がゼロになる」という性質とは反対の性質である。完全磁気導体は、自然界には存在しないが、例えば複数の導電性ロッドの配列のような人工的な構造によって実現され得る。人工磁気導体は、その構造によって定まる特定の周波数帯域において、完全磁気導体として機能する。人工磁気導体は、特定の周波数帯域（伝搬阻止帯域）に含まれる周波数を有する電磁波が人工磁気導体の表面に沿って伝搬することを抑制または阻止する。このため、人工磁気導体の表面は、高インピーダンス面と呼ばれることがある。そして、行および列方向に配列された複数の導電性ロッドによって人工磁気導体が実現される。

図５に示すように可動部１０３が移動すると、開口穴１１４および対向箇所１１５は本体導波路１０９に沿って移動するので、図６ａに示す例では、本体導波路１０９を規定するリッジ１１２の全体に亘って両側にロッド１１３が設けられる。

本体１０１側の基板１１１に配列された複数のロッド１１３が成す人工磁気導体は、可動部１０３側の基板１１１と非接触で対向することによって本体導波路１０９を電磁的に封止する。また、可動部１０３側の基板１１１に配列された複数のロッド１１３が成す人工磁気導体は、対向板１１７の表面と非接触で対向することによって可動導波路１０８を電磁的に封止する。人工磁気導体は、ポート１１０も電磁的に封止する。このような構造とすることで、電磁波は、ロッド１１３と導電性表面との間の空間を伝搬することはできず、リッジ１１２の導波面と第１導電性表面との間の空間をリッジ１１２に沿って伝搬する。このため、本体導波路１０９および可動導波路１０８は、中空導波管と同様に、高周波信号を効率よく伝送することができる。また、導電性表面と人工磁気導体が非接触で対向した封止構造の採用により、電磁的な封止が保たれたままでの可動部１０３の移動が容易に実現される。

基板１１１とリッジ１１２とロッド１１３とを有し、リッジ１１２で導波路が規定され、ロッド１１３の配列で電磁的に封止された構造を、以下ではワッフルアイアンリッジ導波路構造（ＷＲＧ構造：Ｗａｆｆｌｅ−ｉｒｏｎ Ｒｉｄｇｅ ＷａｖｅＧｕｉｄｅ 構造）と称する場合がある。ＷＲＧ構造は、マイクロ波またはミリ波帯において、損失の低いアンテナ給電路を実現できる。また、このような構造を利用することにより、アンテナ素子を高密度に配置することが可能である。

図６ｂは、可動構造を実現するための具体的な第２の構造例を示す図である。
第２の構造例では、可動部１０３側におけるＷＲＧ構造の天地が逆になり、対向板１１７が本体１０１側と対向する。従って、第２の構造例では、対向板１１７の、本体１０１側に対向する面が、本発明にいう第１導電性表面の一例に相当する。即ち、第２の構造例では対向板１１７が、第１導電性表面を有する第１導電部材の一例に相当する。
また、第２の構造例では、上記ポート１１０として機能する開口穴１１４が対向板１１７に設けられ、その開口穴１１４を介して、可動導波路１０８と本体導波路１０９が金属を隔てることなく対向する。
図６ｃは、可動構造を実現するための具体的な第３の構造例を示す図である。
第３の構造例では、可動部１０３側における導波路が、ＷＲＧ構造ではなく、マイクロストリップライン１１８である。このように、導波路がＷＲＧ構造でなくても可動構造が実現可能である。なお、第３の構造例でも、可動部１０３側の移動に伴って開口穴１１４と対向する対向箇所１１５が本体１０１側の本体導波路１０９上を移動するので、本体１０１側のリッジ１１２全体に亘って、リッジ１１２の両側にはロッド１１３からなる人工磁気導体が設けられる。即ち、本体１０１側の本体導波路１０９は全体がＷＲＧ構造となる。
なお、図６ａ、図６ｂ、図６ｃでは、図の上側が可動部１０３側であり、図の下側が本体１０１側であるとして説明したが、図６ａ、図６ｂ、図６ｃに図示された構造のまま、図の上側が本体１０１側で、図の下側が可動部１０３側であるとする構成も可能である。この場合、図の下側に示された基板１１１の方にアンテナが搭載され、図の下側が上側に対して移動することになる。この場合にも、信号の伝送、電磁的な封止能力、可動性といった機能は上述した説明と全く同様である。
次に、図３、図４に示す構造に対する変形例について説明する。

図７および図８は、変形例における可動部１０３の模式的な断面図であり、図７には可動部１０３が本体１０１から突出した状態が示され、図８には可動部１０３が本体１０１に収容された状態が示される。

図７および図８に示す変形例では、可動部１０３に、可動導波路１０８と固定導波路１１６が設けられる。固定導波路１１６は可動部１０３内に位置するが、可動部１０３が移動しても固定導波路１１６は移動しない。本体導波路１０９は、固定導波路１１６とポート１１０で繋がった位置に固定される。図７および図８に示す変形例では、可動部１０３のうち可動導波路１０８を有する部分が、本発明にいう第２導波部の一例に相当し、可動部１０３のうち固定導波路１１６を有する部分が、本発明にいう第１導波部の一例に相当する。

本発明にいう第１導波部および本発明にいう第２導波部の少なくとも一方は、前記接続部が複数箇所に設けられてもよい。図７および図８に示す変形例では、可動導波路１０８に２つのポート１１０が設けられ、どちらのポート１１０も、可動導波路１０８と固定導波路１１６とを電磁的に繋ぐ。

可動導波路１０８は固定導波路１１６に対して移動する。図７に示す状態では、可動導波路１０８に設けられた２つのポート１１０のうち、図の左側に示されたポート１１０が可動導波路１０８と固定導波路１１６とを繋ぐ。図８に示す状態では、可動導波路１０８に設けられた２つのポート１１０のうち、図の右側に示されたポート１１０が可動導波路１０８と固定導波路１１６とを繋ぐ。可動導波路１０８と固定導波路１１６とを繋ぐポート１１０が切り替わることで、通信部１２０からホーンアンテナ１０５に至る伝送線路が切り替わる。つまり、可動導波路１０８に複数のポート１１０が設けられることで伝送線路の変更が可能となる。
図７および図８に示す変形例でも、ホーンアンテナ１０５の直線的な移動が実現される。
図９は、アンテナ構造の変形例を示す図である。

図９に示す変形例では、複数のホーンアンテナ１０５からなるアンテナアレイ１０６が、可動部１０３の正面側と裏面側との双方に設けられる。正面側と裏面側の双方のホーンアンテナ１０５は可動導波路１０８に繋がるので、図９に示す変形例は通信能力が高い。
次に、通信装置の第２実施形態について説明する。
図１０は、通信装置の第２実施形態に相当するスマートフォンを示す外観図であり、図１１は、スマートフォンの可動部の拡大図である。以下の説明において、第１実施形態と同様な構成要素には、同じ参照符号を付ける。
第２実施形態のスマートフォン２００も、第１実施形態のスマートフォン１００と同様に、本体１０１と、表示画面１０２と、可動部２０３とを備える。

第２実施形態における可動部２０３も、本体１０１に対して突出・収容可能である。可動部２０３には、カメラ１０４とアンテナアレイ１０６が搭載される。可動部２０３は、撮影時や通信上の必要時などに本体１０１から突出し、不要時には本体１０１内に収容される。

図１２および図１３は、第２実施形態の可動部２０３の模式的な内部構成図であり、図１２には可動部２０３が本体１０１から突出した状態が示され、図１３には可動部２０３が本体１０１に収容された状態が示される。

本体１０１の内部には、可動部２０３を収容する収容空間２０７が、表示画面１０２の裏側に設けられる。可動部２０３には、上述したカメラ１０４およびホーンアンテナ１０５の他に、可動導波路２０８およびポート２１０も搭載される。一方、本体１０１内には通信部１２０と本体導波路２０９が設けられる。
可動導波路２０８は各ホーンアンテナ１０５に繋がり、各ホーンアンテナ１０５へと送信信号を伝送し、各ホーンアンテナ１０５からの受信信号を伝送する。
本体導波路２０９は通信部１２０に繋がり、通信部１２０からの送信信号を伝送し、通信部１２０へと受信信号を伝送する。
ポート２１０は可動導波路２０８と本体導波路２０９とを電磁的に繋ぐ。
図１４は、第２実施形態の可動部２０３の可動構造を模式的に示す図である。

第２実施形態の可動部２０３は、ポート２１０を中心に回転移動可能である。ポート２１０は、可動部２０３が回転しても位置が移動せず、可動導波路２０８と本体導波路２０９とを電磁的に常時繋ぐ。このため、スマートフォン１００は、可動部２０３がどの位置に移動しても通信可能である。このとき、可動導波路２０８と本体導波路２０９間の電波の伝送は、互いに円偏波に設定することが望ましい。そうすることにより、任意の回転角度においても、損失が少ない電波の伝送が可能となる。可動部２０３がポート２１０を中心に回転移動することでホーンアンテナ１０５の位置も回転移動するのでホーンアンテナ１０５は、通信に有利な位置に移動することができる。
図１５は、可動部２０３が回転する可動構造を実現するための具体的な構造例を示す図である。

第２実施形態では、ポート２１０の箇所で上記ＷＲＧ構造が用いられ、図６ａと同様の構造がポート２１０の箇所に適用される。即ち、可動部２０３側および本体１０１側の双方に、基板１１１とリッジ１１２とロッド１１３が備えられ、可動部２０３側の基板１１１にはポート２１０となる開口穴１１４が設けられる。但し、図１５では図示の便宜上、可動部２０３側についてはロッド１１３の図示が省略される。また、可動部２０３側のリッジ１１２およびロッド１１３と対向した対向板１１７も備えられるが、対向板１１７も図１５では図示が省略される。
なお、ポート２１０周辺の構造および可動部２０３側の構造としては、図６ｂと同様の構造や図６ｃと同様の構造が用いられてもよい。

可動部２０３側と本体１０１側とは接触せず、微少な距離を開けて互いに対向し、開口穴１１４はリッジ１１２の端部と対向する。可動部２０３側の基板１１１は、開口穴１１４を中心とした円弧状の外形を有する。このため第２実施形態では、可動部２０３側が移動しても、開口穴１１４を中心とした部分についてはワッフル構造が保たれ、電磁的な封止も保たれることになる。

図１５に示す例では、本体導波路２０９が、ＷＲＧ構造のリッジ１１２で規定された部分と、リッジ１１２に電磁的に繋がった中空導波管２１５の部分とを有する。中空導波管２１５の部分は、可動部２０３側に設けられてもよい。つまり、本体導波路２０９および可動導波路２０８の少なくとも一方は、ポート２１０との対向箇所を除く全部もしくは一部が中空導波管２１５であってもよい。
次に、通信装置の第３実施形態について説明する。
図１６は、通信装置の第３実施形態に相当するスマートフォンを示す外観図である。以下の説明において、説明済みの実施形態と同様な構成要素には、同じ参照符号を付ける。
第３実施形態のスマートフォン３００も、第１実施形態のスマートフォン１００と同様に、本体１０１と、表示画面１０２と、可動部３０３とを備える。

第３実施形態における可動部３０３も、本体１０１に対して突出・収容可能である。可動部３０３にはカメラ１０４が搭載され、複数のホーンアンテナ１０５からなるアンテナアレイ１０６がカメラ１０４の両側に搭載される。可動部３０３は、カメラ１０４やホーンアンテナ１０５が正面に向けられる場合には本体１０１内に収容され、カメラ１０４やホーンアンテナ１０５が正面以外に向けられる場合には本体１０１から突出する。

図１７および図１８は、第３実施形態の可動部３０３の模式的な内部構成図であり、図１７には可動部３０３が本体１０１から突出した状態が示され、図１８には可動部３０３が本体１０１に収容された状態が示される。

本体１０１の内部には、可動部３０３が収容される収容空間３０７が設けられる。可動部３０３には、上述したカメラ１０４およびホーンアンテナ１０５の他に、可動導波路２０８およびポート２１０も搭載される。一方、本体１０１内には通信部１２０と本体導波路２０９が設けられる。

第３実施形態の可動部３０３も、ポート２１０を中心に回転移動可能である。ポート２１０は、可動部２０３が回転しても位置が移動せず、可動導波路２０８と本体導波路２０９とを電磁的に常時繋ぐ。このため、スマートフォン１００は、可動部３０３がどの向きに移動しても通信可能である。可動部３０３がポート２１０を中心に回転移動することでホーンアンテナ１０５およびカメラ１０４の向きが変わるのでホーンアンテナ１０５は、通信に有利な方向を向くことができる。
以下、本発明にいう第１導波部および第２導波部の変形例について説明する。
図１９および図２０は、第２導波部の移動形態が異なる変形例を示す図である。
図１９および図２０に示す変形例では、第１の固定部４０１と、第２の固定部４０２と、可動部４０３が備えられる。

第１の固定部４０１は第１の固定導波路４０４を有し、第２の固定部４０２は第２の固定導波路４０５とホーンアンテナ１０５とポート４１０を有し、可動部４０３は可動導波路４０６とホーンアンテナ１０５とポート４１０を有する。第２の固定導波路４０５は、第１の固定導波路４０４が延びる方向に対して交わる方向へと延びる。可動導波路４０６は、第１の固定導波路４０４が延びる方向に沿って延びる。
可動部４０３は、可動導波路４０６および第１の固定導波路４０４が延びる方向に沿って移動可能である。

可動部４０３のポート４１０が第２の固定部４０２のポート４１０と重なった図１９に示す位置に可動部４０３が来ると、可動部４０３のポート４１０は第１の固定導波路４０４と対向する。その結果、可動導波路４０６が第１の固定導波路４０４と電磁的に繋がり、例えば送信信号が、第１の固定導波路４０４から可動部４０３のポート４１０および可動導波路４０６を介して可動部４０３のホーンアンテナ１０５へと伝送される。

可動部４０３のポート４１０が第２の固定部４０２のポート４１０とズレた図２０に示す位置に可動部４０３が来ると、可動部４０３のポート４１０は第１の固定導波路４０４とは対向しない。その結果、第１の固定導波路４０４と第２の固定導波路４０５と電磁的に繋がり、例えば送信信号が、第１の固定導波路４０４から第２の固定部４０２のポート４１０および第２の固定導波路４０５を介して第２の固定部４０２のホーンアンテナ１０５へと伝送される。

第１の固定部４０１は、本発明にいう第１導波部の一例に相当し、可動部４０３は、本発明にいう第２導波部の一例に相当する。そして、可動部４０３は、可動部４０３のポート４１０が第１の固定導波路４０４の対向箇所と対向した第１の位置と、当該ポート４１０が当該対向箇所とは非対向の第２の位置とに移動可能である。図１９および図２０に示す変形例では、可動部４０３の移動により伝送経路の切り替えが実現する。
図１９および図２０に示す変形例では、可動部４０３のポート４１０が第１の固定導波路４０４とは対向しない場合には送信信号が第２の固定部４０２へと伝送されるので、送信信号は停止されない。これに対し、例えば、第２の固定部４０２がポート４１０のみを有して第２の固定導波路４０５を有さない場合には、可動部４０３のポート４１０が第１の固定導波路４０４とは対向しない位置に可動部４０３が移動すると送信信号の伝送先がなくなる。このため、通信部１２０は、可動部４０３が上記第２の位置に移動した場合に通信を停止することが望ましい。
図２１および図２２は、第２導波部の移動形態が更に異なる変形例を示す図である。

図２１および図２２に示す変形例では、第１の固定部４０１と可動部４０３が備えられ、第１の固定部４０１は、本発明にいう第１導波部の一例に相当し、可動部４０３は、本発明にいう第２導波部の一例に相当する。

第１の固定部４０１は第１の固定導波路４０４とポート４１０を有し、可動部４０３は可動導波路４０６とホーンアンテナ１０５とポート４１０を有する。可動導波路４０６は、第１の固定導波路４０４が延びる方向とは交わる方向に延びる。

図２１および図２２に示す変形例では、可動部４０３は、第１の固定導波路４０４が延びる方向に沿って移動可能である。また、可動部４０３のポート４１０は、可動部４０３の移動範囲内の各箇所で第１の固定導波路４０４と対向して第１の固定導波路４０４と可動導波路４０６とを電磁的に常時繋ぐ。この結果、ホーンアンテナ１０５の直線的な移動が実現され、ホーンアンテナ１０５は通信に有利な位置に移動することができる。
図２３および図２４は、複数の第２導波部を備える変形例を示す図である。

図２３および図２４に示す変形例では、第１の固定部４０１と複数(ここでは例えば３つ)の可動部４０３が備えられる。第１の固定部４０１は、本発明にいう第１導波部の一例に相当し、可動部４０３は、本発明にいう第２導波部の一例に相当する。

３つの可動部４０３は互いに連結され、一体となって第１の固定部４０１に対して移動可能である。一体となった３つの可動部４０３は、本発明にいう第２導波部が本発明にいう第２導波路および接続部を複数セット有した例と観念することもできる。

可動部４０３は、第１の固定導波路４０４の延びる方向とは交わる方向に移動可能である。この結果、３つの可動部４０３が有する３つのポート４１０のうち高々１つが第１の固定導波路４０４と対向する。図２３に示す状態では、３つの可動部４０３のうち最も手前側に示された可動部４０３の可動導波路４０６が第１の固定導波路４０４と繋がる。図２４に示す状態では、３つの可動部４０３のうち中央に示された可動部４０３の可動導波路４０６が第１の固定導波路４０４と繋がる。

つまり、図２３および図２４に示す変形例では、１つの可動部４０３に着目すると、可動部４０３は、可動部４０３のポート４１０が第１の固定導波路４０４の対向箇所と対向した第１の位置と、当該ポート４１０が当該対向箇所とは非対向の第２の位置とに移動可能である。また、３つの可動部４０３に着目すると、複数の可動部４０３は、それぞれの前記第２導波路が前記第１導波路と入れ替わりに繋がる方向に移動可能である。この結果、伝送経路やアンテナの切り替えが可能となる。
図２５は、導波路を複数有する変形例を示す図である。

図２５に示す変形例では、第１の固定部４０１と可動部４０３が備えられ、第１の固定部４０１が複数(ここでは例えば２つ)の第１の固定導波路４０４を有し、可動部４０３も複数の可動導波路４０６を有する。複数の可動導波路４０６は、複数のポート４１０によって複数の第１の固定導波路４０４に個別に繋がる。

可動部４０３は、可動導波路４０６および第１の固定導波路４０４が延びる方向に沿って移動可能であり、可動部４０３の移動範囲内の各箇所でポート４１０は可動導波路４０６と第１の固定導波路４０４とを電磁的に繋ぐ。

図２５に示す変形例では、複数のホーンアンテナ１０５それぞれに対する個別の伝送経路が備えられるとともに、各ホーンアンテナ１０５の位置が移動可能である。
図２６は、アンテナを複数有する変形例を示す図である。

図２６に示す変形例では、第１の固定部４０１と可動部４０３が備えられ、可動部４０３は、複数(ここでは例えば４つ)のホーンアンテナ１０５を有する。また、可動部４０３は、複数のホーンアンテナ１０５へと枝分かれして繋がる可動導波路４０６を有する。複数のホーンアンテナ１０５は例えばアンテナアレイを成す。

可動部４０３は、可動導波路４０６および第１の固定導波路４０４が延びる方向に沿って移動可能であり、可動部４０３の移動に伴って複数のホーンアンテナ１０５は直線的に移動する。これにより、複数のホーンアンテナ１０５からなるアンテナアレイが通信に有利な位置に移動することができる。
図２７は、パッチアンテナを有する変形例を示す図である。

図２７に示す変形例では、第１の固定部４０１と可動部４０３が備えられ、可動部４０３は、パッチアンテナ４１５を有する。パッチアンテナ４１５でもホーンアンテナ１０５と同様の送受信が可能である。パッチアンテナ４１５は表面実装されるのでアンテナ装置の製造が容易である。

なお、上記説明では、本発明のアンテナ装置および通信装置の使用方法の一例としてスマートフォンが挙げられるが、本発明のアンテナ装置および通信装置の使用方法は上記に限定されず、他のモバイル機器や据え置き型の通信機器など広範囲に使用可能である。また、通信機器に限定されることなく、レーダー等の用途に用いることも可能である。

上述した実施形態や変形例は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１００、２００、３００ ：スマートフォン
１０１ ：本体
１０２ ：表示画面
１０３、２０３、３０３、４０３ ：可動部
１０４ ：カメラ
１０５ ：ホーンアンテナ
１０６ ：アンテナアレイ
１０７ ：収容空間
１０８、２０８、４０６ ：可動導波路
１０９、２０９ ：本体導波路
１１０、２１０ ：ポート
１１１ ：基板
１１２ ：リッジ
１１３ ：ロッド
１１４ ：開口穴
１１５ ：対向箇所
１１６ ：固定導波路
１１７ ：対向板
１２０ ：通信部
４０１ ：第１の固定部
４０２ ：第２の固定部
４０４ ：第１の固定導波路
４０５ ：第２の固定導波路
４１５ ：パッチアンテナ

Claims (13)

1. 第１導波路を有する第１導波部と、
   アンテナが搭載され、当該アンテナに繋がった第２導波路を有し、前記第１導波部に対して移動可能な第２導波部と、
   前記第１導波部および前記第２導波部の少なくとも一方に設けられ、当該一方に対する他方が有する導波路に前記第２導波部の移動範囲内の少なくとも１箇所で対向し、前記第１導波路および前記第２導波路を互いに電磁的に繋ぐ接続部と、を備え、
   前記第１導波部および前記第２導波部のうち前記他方は、前記接続部と対向する対向箇所を含んだ導波路部分に対して導波路の少なくとも両側に配置された人工磁気導体を有するアンテナ装置。
2. 前記第２導波部は、前記第１導波路および前記第２導波路の少なくとも一方が延びる方向に沿って移動可能である請求項１に記載のアンテナ装置。
3. 前記第２導波部は、前記接続部を中心に回転移動可能である請求項１に記載のアンテナ装置。
4. 前記第２導波部は、前記接続部が前記対向箇所と対向した第１の位置と、当該接続部が当該対向箇所とは非対向の第２の位置とに移動可能である請求項１に記載のアンテナ装置。
5. 前記第２導波部を複数備え、
   複数の前記第２導波部は、それぞれの前記第２導波路が前記第１導波路と入れ替わりに繋がる方向に移動可能である請求項１に記載のアンテナ装置。
6. 前記第１導波部、前記第２導波部間は円偏波で伝送する請求項１から５のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
7. 前記第２導波部には、前記アンテナとしてホーンアンテナが搭載された請求項１から６のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
8. 前記第２導波部には、前記アンテナとしてパッチアンテナが搭載された請求項１から６のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
9. 前記第１導波部および前記第２導波部の少なくとも一方は、第１導電性表面を有する第１導電部材を備え、
   前記一方に対する他方は、
   前記第１導電性表面に対向した第２導電性表面を有する第２導電部材と、
   前記第２導電性表面から突出したリッジ状の導波部材であって、前記第１導電性表面に対向して延びる導波面を有した導電性の導波部材と、
   各々が前記第２導電性表面から突出して各々の先端部が前記第１導電性表面に対向し、前記導波部材の両側に配置された、前記人工磁気導体を成す導電性の複数の導電性ロッドと、を備え、
   前記第１導波路および前記第２導波路の少なくとも一方は、前記第１導電性表面と前記導波面との間に規定される請求項１から８のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
10. 前記第１導波路および前記第２導波路の少なくとも一方は、前記対向箇所を除く全部もしくは一部が中空導波管である請求項１から９のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
11. 前記第１導波部および前記第２導波部の少なくとも一方は、前記接続部が複数箇所に設けられた請求項１から１０のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
12. 請求項１から１１のいずれか１項に記載のアンテナ装置と、
    前記アンテナ装置によって通信を行う通信回路と、
    を備える通信装置。
13. 請求項４に記載のアンテナ装置を備え、
    前記通信回路は、前記第２導波部が前記第２の位置に移動した場合に通信を停止する請求項１２に記載の通信装置。

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