JP2023132750A

JP2023132750A - アンテナ装置及び無線端末

Info

Publication number: JP2023132750A
Application number: JP2022038260A
Authority: JP
Inventors: 洋平古賀; Yohei Koga
Original assignee: FCNT Ltd
Current assignee: FCNT Ltd
Priority date: 2022-03-11
Filing date: 2022-03-11
Publication date: 2023-09-22
Also published as: US20230291116A1

Abstract

【課題】パッチアンテナを広帯域化可能にする。
【解決手段】アンテナ装置は、所定の平面形状のアンテナ素子を形成する金属層と、金属層の下側に配置されるグランドと、を備え、金属層は、平面形状を形成する第１金属と、第１金属に形成されており、平面形状の縁を一部切り欠く切欠部と、切欠部の内側において第１金属から所定の間隔を空けて配置される電磁界結合素子である第２金属と、平面形状の外側に形成されており、切欠部の開口部分を通じて第２金属に接続される給電線路と、を形成し、第２金属は、開口部分における幅が、開口部分よりも切欠部の内側部分における最大幅より小さい。
【選択図】図１

Description

本発明は、アンテナ装置及び無線端末に関する。

無線端末には、各種のアンテナが用いられている（特許文献１－５を参照）。

特開２０１０－１３６２９６号公報特開２０１２－１９５０３号公報特開２０１５－０４３５４２号公報特開２００６－０３３０６９号公報特表２０１３－５３２４３６号公報

薄型のアンテナの一例として、パッチアンテナが知られている。パッチアンテナは、例えば、平面上に複数配列したいような場合に好適である。しかしながら、パッチアンテナは、帯域が比較的狭い。

開示の技術の１つの側面は、パッチアンテナを広帯域化可能にすることを目的とする。

開示の技術の１つの側面は、次のようなアンテナ装置によって例示される。
所定の平面形状のアンテナ素子を形成する金属層と、
金属層の下側に配置されるグランドと、を備え、
金属層は、
平面形状を形成する第１金属と、
第１金属に形成されており、平面形状の縁を一部切り欠く切欠部と、
切欠部の内側において第１金属から所定の間隔を空けて配置される電磁界結合素子である第２金属と、
平面形状の外側に形成されており、切欠部の開口部分を通じて第２金属に接続される給電線路と、を形成し、
第２金属は、開口部分における幅が、開口部分よりも切欠部の内側部分における最大幅より小さい、
アンテナ装置。

開示の技術によれば、パッチアンテナを広帯域化可能である。

図１は、実施形態に係るアンテナ装置を示した図である。図２は、比較例に係るアンテナ装置を示した図である。図３は、帯域幅の比較結果を示したグラフである。図４は、帯域幅の検証結果を示した表である。図５は、Ｓパラメータ（スミスチャート）の比較結果を示した図である。図６は、Ｚパラメータ（実部）の比較結果を示した図である。図７は、Ｚパラメータ（虚部）の比較結果を示した図である。図８は、アンテナ装置における電流分布を表したイメージ図である。図９は、第１金属と第２金属との間の間隔を変化させた場合のトータル効率を示したグラフである。図１０は、整合回路を追加したアンテナ装置を示した図である。図１１は、整合回路を追加したアンテナ装置のトータル効率の一例を示したグラフである。図１２は、第１金属の形状に関するバリエーションを示した図である。図１３は、第２金属の形状に関するバリエーションを示した図である。図１４は、測距用にアンテナ装置を複数配列した形態の一例を示した図である。図１５は、アンテナ装置同士の距離を変化させた場合のＳパラメータを示したグラフである。図１６は、アンテナ装置同士の距離を変化させた場合の動作利得を示したグラフである。図１７は、スマートフォンの一例を示した図である。

＜実施形態＞
以下に示す実施形態の構成は例示であり、開示の技術は実施形態の構成に限定されない。

実施形態に係るアンテナ装置は、例えば、以下の構成を備える。すなわち、アンテナ装置は、所定の平面形状のアンテナ素子を形成する金属層と、金属層の下側に配置されるグランドと、を備え、金属層は、平面形状を形成する第１金属と、第１金属に形成されており、平面形状の縁を一部切り欠く切欠部と、切欠部の内側において第１金属から所定の間隔を空けて配置される電磁界結合素子である第２金属と、平面形状の外側に形成されており、切欠部の開口部分を通じて第２金属に接続される給電線路と、を形成し、第２金属は、開口部分における幅が、開口部分よりも切欠部の内側部分における最大幅より小さい。

上記アンテナ装置によれば、広帯域化可能である。また、上記アンテナ装置は、例えば、無線端末に実装することができる。無線端末としては、スマートフォン、タブレット端末、ウェアラブルコンピュータ、携帯電話、ノートブック型パーソナルコンピュータ等を挙げることができる。

＜実施形態＞
以下、上記アンテナ装置の詳細を説明する。図１は、実施形態に係るアンテナ装置を示した図である。図１ではアンテナ装置１の外観を示すために全体視矩形の形態を例示しているが、アンテナ装置１は、このような外観を呈する形態に限定されるものではない。アンテナ装置１は、各種の処理を司る電子回路の配線基板の一部であってもよいし、その他の部材の一部であってもよい。配線基板は、硬質なリジッド基板であっても屈曲可能なフレキシブル基板であってもよい。

アンテナ装置１は、グランド４、グランド４に積層される誘電体層３、誘電体層３に積層される金属層２を備える。金属層２は、平面形状のアンテナ素子を形成する金属層であり、第１金属５や第２金属６、給電線路７を形成する。すなわち、金属層２は、第１金属５や第２金属６を備えたパッチアンテナを形成する。金属層２としては、例えば、銅箔の層が挙げられる。

第１金属５は、全体的に略長方形の平面形状を形成する金属層である。第１金属５は、
所定の設計周波数帯の電波を放射する放射素子として機能する。第１金属５は、長方形の平面形状の縁に存在する２つの短辺のうちの一辺の中央部付近に、当該縁を一部切り欠く切欠部５Ａを有している。また、第１金属５は、長方形の平面形状の縁に存在する２つの長辺の各中央部付近に、当該縁を一部切り欠くような形態のスリット５Ｃを有している。スリット５Ｃは、例えば、周波数の調整用に形成される。

第２金属６は、全体的に台形の平面形状を形成する金属層である。第２金属６は、切欠部５Ａの内側において第１金属５から所定の間隔（Ｗ３）を空けて配置されている。第２金属６は、第１金属５に高調波信号の給電を行う電磁界結合素子として機能する。

給電線路７は、第１金属５が形成する略長方形の平面形状の外側に形成されており、切欠部５Ａの開口部分５Ｂを通じて第２金属６に接続される金属層である。給電線路７は、第２金属６に高調波信号を直接給電する。

ところで、全体的に台形の平面形状を形成する第２金属６は、台形の上底に相当する部分である始端部分６Ａにおいて給電線路７と接続されている。そして、第２金属６は、始端部分６Ａの部分で最小幅（Ｗ１）となっており、開口部分５Ｂから切欠部５Ａの内部へ向かうに従って徐々に拡幅し、台形の下底に相当する部分である終端部分６Ｂにおいて最大幅（Ｗ２）となっている。そして、切欠部５Ａは、このような形態の第２金属６に合わせる形となっている。故に、第１金属５の縁を切り欠く切欠部５Ａは、略長方形の平面形状を形作る第１金属５の外縁部分から第１金属５の中心部へ向かうに従って徐々に広がる形態の切り欠きとなっている。また、第１金属５は、開口部分５Ｂにおける幅が、開口部分５Ｂよりも切欠部５Ａの内側部分における切欠部５Ａの最大幅より小さくなっている。

また、第１金属５は、第２金属６が存在する一方の側から他方の側へ至る部分の長さ（Ｌ１）、換言すると、長手方向における長さ（Ｌ１）が、第１金属５から放射する所定の設計周波数帯に応じた長さになっている。そして、第１金属５は、長辺の中央部付近に、所定の幅（Ｗ４）のスリット５Ｃを有する形態となっている。

このような形態のアンテナ装置１では、給電線路７から第２金属６へ給電された高調波信号が、第２金属６と第１金属５との間における電磁界結合によって第１金属５へ伝わる。そして、第１金属５から電波が放射されることになる。

＜シミュレーションによる検証＞
上記実施形態のアンテナ装置１は、第２金属６を切欠部５Ａ内で拡幅させない形態のパッチアンテナよりも広帯域化可能である。第２金属６を切欠部５Ａ内で拡幅させることによる効果について電磁界シミュレータで検証したので、以下、検証内容について説明する。以下の検証においては、設計周波数を７．５ＧＨｚとしている。

本検証においては、上記実施形態に係るアンテナ装置１の第２金属６を切欠部５Ａ内で拡幅させない形態のものを比較例として用意した。図２は、比較例に係るアンテナ装置を示した図である。

比較例に係るアンテナ装置１０１は、実施形態に係るアンテナ装置１と同様に、グランド１０４、グランド１０４に積層される誘電体層１０３、誘電体層１０３に積層される金属層１０２を備える。金属層１０２は、平面形状のアンテナ素子を形成する金属層であり、第１金属１０５や第２金属１０６、給電線路１０７を形成する。

第１金属１０５は、第１金属５と同様、全体的に略長方形の平面形状を形成する金属層である。そして、第１金属１０５は、切欠部１０５Ａやスリット１０５Ｃを有している。

第２金属１０６は、第２金属６と同様、切欠部１０５Ａの内側において第１金属１０５から所定の間隔（Ｗ１０３）を空けて配置される金属層である。そして、第２金属１０６は、第１金属１０５に高調波信号の給電を行う電磁界結合素子として機能する。しかし、第２金属１０６は、第２金属６とは異なり、始端部分１０６Ａから終端部分１０６Ｂまで一定の横幅を有する全体視長方形の平面形状を形成する。第２金属１０６は、始端部分１０６Ａの部分において給電線路１０７と接続されており、給電線路１０７から高調波信号が直接給電される。

本シミュレーションでは、比較例としてこのようなアンテナ装置１０１を用意し、実施形態に係るアンテナ装置１との比較を行った。図３は、帯域幅の比較結果を示したグラフである。図３のグラフでは、効率が－４ｄＢ以上となる帯域幅について着目している。本シミュレーションにおいては、各部の寸法を下記の設定条件に設定したアンテナ装置１及びアンテナ装置１０１を模擬している。
＜設定条件＞
Ｗ１，Ｗ１０１（ｍｍ）＝０．５０
Ｗ２（ｍｍ）＝３．５０
Ｗ３，Ｗ１０３（ｍｍ）＝０．２５
Ｗ４，Ｗ１０４（ｍｍ）＝０．５０
Ｗ５，Ｗ１０５（ｍｍ）＝８．００
Ｗ６，Ｗ１０６（ｍｍ）＝１０．００
Ｗ７，Ｗ１０７（ｍｍ）＝０．９０
Ｌ１，Ｌ１０１（ｍｍ）＝１０．００
Ｌ２（ｍｍ）＝２．５０
Ｌ１０２（ｍｍ）＝３．００
Ｌ３，Ｌ１０３（ｍｍ）＝１．００
Ｌ４，Ｌ１０４（ｍｍ）＝１２．００
Ｌ５，Ｌ１０５（ｍｍ）＝４．７５
誘電体層の比誘電率＝３．４
誘電体層における誘電損失＝０．００２

図３のグラフを見ると判るように、効率が－４ｄＢとなる帯域幅は、比較例に係るアンテナ装置１０１では１３０ＭＨｚであるのに対し、実施形態に係るアンテナ装置１では１６０ＭＨｚであった。よって、実施形態に係るアンテナ装置１は、比較例に係るアンテナ装置１０１に比べて最大２３％程度の広帯域化が可能であると言える。

また、比較例に係るアンテナ装置１０１の帯域幅（１３０ＭＨｚ）以上の帯域幅が得られる寸法条件を確認するため、Ｗ２を２．００ｍｍから６．００ｍｍまでの範囲内で０．５０ｍｍ刻みに変化させた場合と、Ｌ２を１．００ｍｍから３．５０ｍｍまでの範囲内で０．５０ｍｍ刻みに変化させた場合における、効率が－４ｄＢとなる帯域幅についても検証を行った。図４は、帯域幅の検証結果を示した表である。

図４の表に示すように、効率が－４ｄＢとなる帯域幅が１３０ＭＨｚ以上となるのは、表においてグレー表示で示すように、概ねＷ２が２．００ｍｍから５．００ｍｍまでの範囲内で、Ｌ２が１．００ｍｍから２．５０ｍｍまでの範囲内であると言える。そして、効率が－４ｄＢとなる帯域幅が１３０ＭＨｚより大きくなるのは、概ねＷ２が２．５０ｍｍから４．５０ｍｍまでの範囲内で、Ｌ２が１．００ｍｍから２．５０ｍｍまでの範囲内であると言える。また、効率が－４ｄＢとなる帯域幅が最も大きくなるのは、Ｗ２が３．５０ｍｍで、Ｌ２が２．５０ｍｍの場合であると言える。

図５は、Ｓパラメータ（スミスチャート）の比較結果を示した図である。また、図６は、Ｚパラメータ（実部）の比較結果を示した図である。また、図７は、Ｚパラメータ（虚部）の比較結果を示した図である。図５から図７までに示す各図では、Ｗ２を１．０ｍｍから６．０ｍｍまでの範囲内で１．０ｍｍ刻みに変化させた場合におけるパラメータをそれぞれ示している。図６では、特性インピーダンス５０Ωを基準にしたものを表している。

図６を見ると判るように、Ｗ２が大きくなるにつれてレジスタンス成分が増加することが判る。また、図７のグラフにおいて７．５ＧＨｚの部分に着目すると判るように、Ｗ２が１．０ｍｍから５．０ｍｍまでの範囲内においては、Ｗ２が大きくなるにつれてインダクタンス成分が０Ωに近づくことが判る。よって、Ｗ２を適宜の大きさに調整することにより、アンテナ装置１を適当なレジスタンス成分とインダクタンス成分を有するアンテナにすることができることが判る。

図８は、アンテナ装置１における電流分布を表したイメージ図である。図８に示す微細なブロック矢印は、電流分布のシミュレーション結果を示している。また、図８に示す太線の矢印（Ｋ１およびＫ２）は、シミュレーション結果から読み取れる全体的な電流分布の傾向を示している。図８に示す太線の矢印を見ると判るように、アンテナ装置１においては、第２金属６が配置されている切欠部５Ａから第１金属５の長手方向（図８における下方向）へ向かって真っ直ぐに進む電流経路Ｋ１の他に、切欠部５Ａから第１金属５の短手方向（図８における左右方向）へやや向かいつつ徐々に長手方向へ進む電流経路Ｋ２が存在する。説明を単純化するために、以下、電流経路Ｋ１と電流経路Ｋ２の２つに着目する形で説明を行うが、アンテナ装置１に発生する実際の電流経路はこのように２つを明確に区別できるものではない。アンテナ装置１では、第１金属５において切欠部５Ａが存在する箇所から流れ始める電流経路が無数に存在する。

電流経路Ｋ１は、切欠部５Ａから第１金属５の長手方向へ向かって真っ直ぐに進む経路であるから、第１金属５における最短の電流経路であると言える。これに対し、電流経路Ｋ２は、切欠部５Ａから第１金属５の短手方向へやや向かいつつ徐々に長手方向へ進む経路であるから、電流経路Ｋ１よりも長い電流経路であると言える。そして、電流経路Ｋ２の長さは、Ｗ２の長さを大きくすれば長くなることが構造的に明らかである。

実施形態に係るアンテナ装置１が比較例のアンテナ装置１０１よりインダクタンス成分を０Ωに近づけることができるのは、電流経路Ｋ２のように経路の長い電流経路が生ずるためと考えられる。また、実施形態に係るアンテナ装置１が比較例のアンテナ装置１０１より広帯域化できるのは、経路の短い電流経路Ｋ１の他に経路の長い電流経路Ｋ２が発生するためと考えられる。よって、第２金属６の開口部分５Ｂにおける幅（Ｗ１）を、開口部分５Ｂよりも切欠部５Ａの内側部分における第２金属６の最大幅（Ｗ２）より小さくすることで、開口部分５Ｂ付近で第１金属５に発生する電流が第１金属５の短手方向へ向かい、経路の短い電流経路Ｋ１の他に経路の長い電流経路Ｋ２が第１金属５に発生し、アンテナ装置１がアンテナ装置１０１より広帯域化することになると言える。

そして、本検証では、設計周波数を７．５ＧＨｚとし、第２金属６の開口部分５Ｂにおける幅（Ｗ１）を０．５０ｍｍと仮定しているから、特定の設計周波数における波長をλ（ｍｍ）と仮定した場合、幅（Ｗ１）の条件式としては、例えば、下記の式（１）が導き出せる。
Ｗ１≦０．０１２５λ （１）

また、図４に示した帯域幅の検証結果に鑑みると、開口部分５Ｂよりも切欠部５Ａの内側部分における第２金属６の最大幅（Ｗ２）の条件式としては、例えば、下記の式（２）
が導き出せる。
Ｗ２≦０．１２５λ （２）

また、図４に示した帯域幅の検証結果に鑑みると、開口部分５Ｂから開口部分５Ｂの反対側までの長さ（Ｌ２）の条件式としては、例えば、下記の式（３）が導き出せる。
Ｌ２≦０．０６２５λ （３）

ところで、アンテナ装置１を実際に製造する際は、第１金属５と第２金属６との間の間隔（Ｗ３）がエッチングの精度等によりばらつく可能性があるため、間隔（Ｗ３）を変化させた場合についてもシミュレーションで検証を行った。図９は、第１金属５と第２金属６との間の間隔を変化させた場合のトータル効率を示したグラフである。図９では、前述した＜設定条件＞に従ったアンテナ装置１において、Ｗ３を０．１５ｍｍから０．３５ｍｍまでの範囲内で０．０５ｍｍ刻みに変化させた場合のトータル効率を示している。図９のグラフにおいて７．５ＧＨｚ付近に着目すると判るように、設計上のＷ３の寸法が０．２５ｍｍである場合に、実際のＷ３が±０．０５ｍｍ程度の誤差を有していても、ピーク効率は±０．８ｄＢ程度しか変化しないことが判る。この程度のピーク効率の変化であれば、実機の電界強度を測定する測定機の計測誤差と同程度である。また、アンテナ装置１を実際に製造する際においても、Ｗ３が設計値に対し±０．０５ｍｍよりも大きくなるような製造上の誤差を生じる可能性は極めて低い。したがって、アンテナ装置１の製造時に第１金属５と第２金属６との間の間隔（Ｗ３）が多少ばらついても、アンテナ装置１の性能に影響は無いと言える。

＜変形例＞
なお、上記実施形態に係るアンテナ装置１には、例えば、整合回路を設けてもよい。図１０は、整合回路を追加したアンテナ装置１を示した図である。また、図１１は、整合回路を追加したアンテナ装置１のトータル効率の一例を示したグラフである。アンテナ装置１には、例えば、図１０に示すように、給電線路７に整合回路７Ａ，７Ｂを追加してもよい。整合回路７Ａ，７Ｂを用いれば、アンテナ装置１のアンテナ形状を変更するよりも容易にインピーダンスの整合をとることが可能である。

また、第１金属５の形状は、例えば、次のように変形してもよい。図１２は、第１金属５の形状に関するバリエーションを示した図である。図１２（Ａ）では、第１金属５からスリット５Ｃを省略したアンテナ装置１を示している。また、図１２（Ｂ）では、スリット５Ｃを上記実施形態よりも長くしたアンテナ装置１を示している。また、図１２（Ｃ）では、第１金属５からスリット５Ｃを省略する代わりに、第１金属５の中心部付近に第１金属５を貫通するスリット８を設けたアンテナ装置１を示している。また、図１２（Ｄ）では、スリット５Ｃを上記実施形態よりも長くし、更に、第１金属５の中心部付近に第１金属５を貫通するスリット８を設けたアンテナ装置１を示している。第１金属５の形状をこのように変形すれば、電流経路Ｋ１の長さや電流経路Ｋ２の長さが上記実施形態から変化することになるため、帯域幅をより広げたり狭めたりすることが可能となる。

また、第２金属６の形状は、例えば、次のように変形してもよい。図１３は、第２金属６の形状に関するバリエーションを示した図である。図１３（Ａ）では、第２金属６を六角形に変形したアンテナ装置１を示している。また、図１３（Ｂ）では、第２金属６を五角形に変形したアンテナ装置１を示している。また、図１３（Ｃ）では、第２金属６を２つの台形を連ねたような形態に変形したアンテナ装置１を示している。また、図１３（Ｄ）では、第２金属６を一部が欠けた三角形のような形態に変形したアンテナ装置１を示している。また、図１３（Ｅ）では、第２金属６を下底に一部切り欠きを設けたような形態に変形したアンテナ装置１を示している。また、図１３（Ｆ）では、第２金属６を円形に変形したアンテナ装置１を示している。これらの変形例に係る第２金属６は、何れも、開
口部分５Ｂにおける幅が、開口部分５Ｂよりも切欠部５Ａの内側部分における最大幅より小さい。よって、第２金属６を変形したこれらのアンテナ装置１は、何れも、上記実施形態で示した電流経路Ｋ１及び電流経路Ｋ２に相当するような電流経路を発生し、比較例に係るアンテナ装置１０１より広帯域化する。これらの変形例は、例えば、設計周波数を７．５ＧＨｚとする場合であれば、開口部分５Ｂから開口部分５Ｂの反対側までの長さ（Ｌ２）を２．５ｍｍ（＝０．０６２５λ）以下とし、開口部分５Ｂよりも切欠部５Ａの内側部分における第２金属６の最大幅（Ｗ２）を５ｍｍ（＝０．１２５λ）とすることにより、上記実施形態と同様に最大２３％程度の広帯域化を図ることが可能と考えられる。

＜適用例１＞
上記実施形態のアンテナ装置１は、一般的な無線通信にも適用可能であるが、比較例のアンテナ装置１０１より広帯域化可能であるため、例えば、広帯域の信号を取り扱うＵＷＢ（Ultra Wide Band）への適用に好適である。ＵＷＢでは、例えば、高精度な距離測定
（測距）等も可能であるため、アンテナ装置１の配置の仕方として、複数のアンテナ装置１を縦横に並べたような使用形態が考えられる。図１４は、測距用にアンテナ装置１を複数配列した形態の一例を示した図である。例えば、図１４に示すように、３つのアンテナ装置１を同一基板上の同一平面内に用意する。当該平面を例えば垂直面に見立てた場合に、アンテナ装置１が上下に２つ（Ａｎｔ１，２）と、アンテナ装置１が左右に２つ（Ａｎｔ１，３）並ぶような形態で配置すれば、当該平面に対峙する無線識別子（タグ）から各アンテナ装置１へ入射する無線信号の位相を使って上下方向の測角及び左右方向の測角を行い、当該無線識別子が存在する方向や距離を特定することができる。

比較例のアンテナ装置１０１よりも広帯域化可能なアンテナ装置１を、ＵＷＢにおける距離測定に適用した場合におけるアンテナ装置１同士の距離の特性を確認するため、図１４に示した３つのアンテナ装置１のうち、左右に配置した２つのアンテナ装置１（Ａｎｔ１，３）の中心点間の距離を１８．７５ｍｍ（＝λ／２）と１２．５０ｍｍ（＝λ／３）と９．３８ｍｍ（＝λ／４）の３段階で配置した場合のシミュレーションを行った。なお、上下に配置した２つのアンテナ装置１（Ａｎｔ１，２）の中心点間の距離については、給電線路７を配置する都合でスペースが無いため、１８．７５ｍｍ（＝λ／２）で固定した。

図１５は、アンテナ装置１同士の距離を変化させた場合のＳパラメータを示したグラフである。図１５のグラフに示すように、アンテナの結合を表すＳ３１（Ｓ３，１）は２つのアンテナ装置１（Ａｎｔ１，３）が近づくにしたがって－２５ｄＢから－１０ｄＢまで増加した。実用上はＳ３１が－９ｄＢ以下であれば支障がない。よって、Ｓ３１に着目した場合、２つのアンテナ装置１（Ａｎｔ１，３）の中心点間の距離は９．３８ｍｍ（＝λ／４）以上であれば問題無いと言える。

図１６は、アンテナ装置１同士の距離を変化させた場合の動作利得を示したグラフである。図１６のグラフに示すように、アンテナの利得は２つのアンテナ装置１（Ａｎｔ１，３）が近づくにしたがって低下し、２つのアンテナ装置１（Ａｎｔ１，３）の中心点間の距離が９．３８ｍｍ（＝λ／４）の場合には動作利得が０．５ｄＢｉまで下がることが判る。よって、アンテナ装置１同士の間隔については、アンテナ装置１に対する動作利得の要求性能に応じて決定する必要があることが判る。

＜適用例２＞
上記実施形態や変形例は、適宜変形可能である。また、各種の無線端末に適用することもできる。図１７は、スマートフォンの一例を示した図である。例えば、上記実施形態のアンテナ装置１は、無線端末の一種であるスマートフォン１１に内蔵させてもよい。アンテナ装置１をスマートフォン１１に適用すれば、アンテナ装置１を使って高速の無線通信
やＵＷＢにおける距離測定等を行うことが可能となる。

１，１０１・・アンテナ装置
２，１０２・・金属層
３，１０３・・誘電体層
４，１０４・・グランド
５，１０５・・第１金属
６，１０６・・第２金属
７，１０７・・給電線路
８・・スリット
５Ａ，１０５Ａ・・切欠部
５Ｂ，１０５Ｂ・・開口部分
５Ｃ，１０５Ｃ・・スリット
６Ａ，１０６Ａ・・始端部分
６Ｂ，１０６Ｂ・・終端部分
７Ａ・・整合回路
７Ｂ・・整合回路
Ｋ１・・電流経路
Ｋ２・・電流経路
１１・・スマートフォン

Claims

所定の平面形状のアンテナ素子を形成する金属層と、
前記金属層の下側に配置されるグランドと、を備え、
前記金属層は、
前記平面形状を形成する第１金属と、
前記第１金属に形成されており、前記平面形状の縁を一部切り欠く切欠部と、
前記切欠部の内側において前記第１金属から所定の間隔を空けて配置される電磁界結合素子である第２金属と、
前記平面形状の外側に形成されており、前記切欠部の開口部分を通じて前記第２金属に接続される給電線路と、を形成し、
前記第２金属は、前記開口部分における幅が、前記開口部分よりも前記切欠部の内側部分における最大幅より小さい、
アンテナ装置。
前記第２金属は、前記アンテナ素子の設計周波数における波長をλ（ｍｍ）とした場合に、前記開口部分における幅Ｗ１（ｍｍ）が式（１）
Ｗ１≦０．０１２５×λ （１）
を満たすことを特徴とする、
請求項１に記載のアンテナ装置。
前記第２金属は、前記アンテナ素子の設計周波数における波長をλ（ｍｍ）とした場合に、前記開口部分よりも前記切欠部の内側部分における最大幅Ｗ２（ｍｍ）が式（２）
Ｗ２≦０．１２５×λ （２）
を満たすことを特徴とする、
請求項１又は２に記載のアンテナ装置。
前記第２金属は、前記アンテナ素子の設計周波数における波長をλ（ｍｍ）とした場合に、前記開口部分から前記開口部分の反対側までの長さＬ２（ｍｍ）が式（３）
Ｌ２≦０．０６２５×λ （３）
を満たすことを特徴とする、
請求項１から３の何れか一項に記載のアンテナ装置。
前記第２金属は、前記開口部分における幅方向の部分に台形の上底が位置する台形状の金属である、
請求項１から４の何れか一項に記載のアンテナ装置。
前記第１金属は、前記平面形状の縁にスリットを有する、
請求項１から５の何れか一項に記載のアンテナ装置。
前記第１金属は、前記平面形状の内側部分にスリットを有する、
請求項１から６の何れか一項に記載のアンテナ装置。
前記給電線路は、前記第２金属に接続される部分の幅が、前記第２金属に向かって一定又は徐々に細くなる、
請求項１から７の何れか一項に記載のアンテナ装置。
前記金属層と前記グランドとの間に配置される誘電体層を更に備える、
請求項１から８の何れか一項に記載のアンテナ装置。
前記給電線路に整合回路を設けた、
請求項１から９の何れか一項に記載のアンテナ装置。
請求項１から１０の何れか一項に記載のアンテナ装置を備える無線端末。