JP3958110B2 - 逆ｆ型アンテナ装置及び携帯無線通信装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として携帯電話機等の移動体通信用の携帯無線通信装置のための逆Ｆ型アンテナ装置、及び上記逆Ｆ型アンテナ装置を備えた携帯無線通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話機などの携帯無線通信装置を用いた移動体通信システムが急速に発達している。この携帯電話機は、これまでの音声端末装置としての位置付けから、データや画像の伝送を行う情報端末装置へと変貌を遂げつつある。これに伴い、大画面化により適した折り畳みタイプの携帯電話機が普及してきている。
【０００３】
図３１（ａ）は従来技術に係るストレートタイプの携帯電話機である携帯無線通信装置１００１の構成を示す平面図であり、図３１（ｂ）は図３１（ａ）の逆Ｆ型アンテナ装置１００５を備えた誘電体基板１００４の概略構成を示す平面図である。
【０００４】
図３１（ａ）において、当該携帯無線通信装置１００１の筐体１００２の中央部の上側付近に、液晶表示部１００３が設けられる一方、筐体１００２の内部全体にわたって誘電体基板１００４が設けられている。ここで、誘電体基板１００４の図上上部に内蔵アンテナ１００５が配置されている。この内蔵アンテナ１００５は、図３１（ｂ）に示すように、矩形平板形状のアンテナ素子１００６と、アンテナ素子１００６を接地導体（図示せず。）に接続するための円柱ピン形状の短絡導体１００７と、アンテナ素子１００６を給電用同軸ケーブル（図示せず。）に給電点において接続する円柱ピン形状の給電導体１００８とにより構成される。内蔵アンテナ１００５は、通常、板状逆Ｆアンテナ（Planar Inverted F Antenna:PIFA）と呼ばれる、低背で小型な逆Ｆ型アンテナ装置で構成されている。この逆Ｆ型アンテナ装置は、不平衡型アンテナであるために、誘電体基板１００４の裏面に形成された接地導体上に大きな電流が流れることでアンテナとして動作する。この場合、接地導体の長辺方向の長さと、短辺方向の長さとを加算した寸法が使用する電波の周波数帯の波長λに対して、そのλ／４より大きい場合に電流の定在波が立つため、広帯域な特性を得ることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、折り畳みタイプの携帯無線通信装置に内蔵された逆Ｆ型アンテナ装置の場合、ストレートタイプの携帯無線通信装置１００１に内蔵された逆Ｆ型アンテナ装置と比べて、誘電体基板の寸法、すなわち接地導体の寸法が短くなってしまう。この場合、使用する電波の周波数帯が比較的低い場合には、接地導体の長辺方向の長さと、短辺方向の長さとを加算した寸法が使用する電波の周波数帯の波長λに対して、そのλ／４より小さくなってしまうため、接地導体がアンテナの励振に寄与しなくなり、狭帯域な特性になってしまうという問題点があった。
【０００６】
本発明の目的は、以上の問題点を解決し、折り畳みタイプの携帯無線通信装置で内蔵される逆Ｆ型アンテナ装置において、使用する電波の周波数帯が比較的低く、接地導体がアンテナの励振に寄与しない場合においても、比較的広帯域な特性を実現できるアンテナ装置、及びそのアンテナ装置を用いた携帯無線通信装置を提供することにある。
【０００７】
また、本発明の別の目的は、折り畳みタイプの携帯無線通信装置で内蔵される逆Ｆ型アンテナ装置において、人体からの影響を少なくし、アンテナ装置からの放射損失を軽減することができるアンテナ装置、及びそのアンテナ装置を用いた携帯無線通信装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る逆Ｆ型アンテナ装置は、
接地導体と、
上記接地導体上に上記接地導体と対向するように配置されたアンテナ素子と、
上記接地導体と上記アンテナ素子との間に、上記接地導体及び上記アンテナ素子と対向するように設けられた結合素子と、
上記アンテナ素子上の第１接続部で、上記アンテナ素子と上記結合素子とを接続する接続導体と、
上記アンテナ素子上の第２接続部で、上記アンテナ素子と上記接地導体とを接続する短絡素子と、
一端が上記アンテナ素子と第３接続部で接続され、他端が給電点に接続された給電導体とを備え、
上記第１接続部は、上記逆Ｆ型アンテナ装置を所定の波長の無線信号により励振したときに、上記アンテナ素子及び上記結合素子において発生する電流定在波の腹の部分に配設されており、
上記給電点から上記給電導体、上記接続導体及び上記結合素子を介して上記結合素子の開放端部に至り、そこから上記結合素子、上記接続導体、上記アンテナ素子の一部及び上記短絡導体を介して上記接地導体までに至る第１ループ回路の長さと、
上記給電点から上記給電導体、及び上記アンテナ素子を介して上記アンテナ素子の開放端部に至り、そこから上記アンテナ素子及び上記短絡導体を介して上記接地導体までに至る第２ループ回路の長さとは、
上記第１ループ回路からなる第１アンテナと上記第２ループ回路からなる第２アンテナとが複共振を起こすよう設定して上記第１接続部と上記第２接続部を配設したことを特徴とする。
【０００９】
上記逆Ｆ型アンテナ装置において、好ましくは、上記接地導体と上記アンテナ素子と上記結合素子とは互いに実質的に平行となるように設けられたことを特徴とする。
【００１０】
また、上記逆Ｆ型アンテナ装置において、好ましくは、上記アンテナ素子と上記接地導体とが上記短絡素子により電気的に接続されている端部における上記アンテナ素子と上記接地導体との間の距離が、上記端部に対して反対側の他端部における上記アンテナ素子と上記接地導体との間の距離と異なるように、上記アンテナ素子及び上記接続導体とを設けたことを特徴とする。
【００１１】
さらに、上記逆Ｆ型アンテナ装置において、好ましくは、上記結合素子は上記接地導体に対して傾いて設けられたことを特徴とする。
【００１２】
またさらに、上記逆Ｆ型アンテナ装置において、好ましくは、上記アンテナ素子は、上記逆Ｆ型アンテナ装置を収容する筐体の形状に沿って曲げられた形状を有することを特徴とする。
【００１３】
また、上記逆Ｆ型アンテナ装置において、好ましくは、上記結合素子と上記アンテナ素子のうちの少なくとも一方の一部を折り曲げて設けたことを特徴とする。
【００１４】
さらに、上記逆Ｆ型アンテナ装置において、好ましくは、上記接地導体の一部を折り曲げて設けたことを特徴とする。
【００１５】
またさらに、上記逆Ｆ型アンテナ装置において、好ましくは、上記接地導体の互いに異なる２辺の長さの合計の長さは、当該逆Ｆ型アンテナ装置を用いる携帯無線通信装置で使用される周波数帯のうち、最も低い周波数帯に対応した波長の１／４以下であることを特徴とする。
【００１６】
また、上記逆Ｆ型アンテナ装置において、好ましくは、上記接続導体は、上記アンテナ素子と上記結合素子を電気的に接続する共通の給電導体で構成されていることを特徴とする。
【００１７】
さらに、上記逆Ｆ型アンテナ装置において、好ましくは、上記接続導体は、上記アンテナ素子と上記結合素子を電気的に接続する共通の短絡導体で構成されていることを特徴とする。
【００２１】
上記逆Ｆ型アンテナ装置において、好ましくは、上記逆Ｆ型アンテナ装置の共振周波数を、上記アンテナ素子にスリットを形成することにより調整したことを特徴とする。
【００２２】
また、上記逆Ｆ型アンテナ装置において、好ましくは、上記逆Ｆ型アンテナ装置の共振周波数を、上記結合素子にスリットを形成することにより調整したことを特徴とする。
【００２３】
さらに、上記逆Ｆ型アンテナ装置において、好ましくは、上記逆Ｆ型アンテナ装置の共振周波数を、上記アンテナ素子にスロットを形成することにより調整したことを特徴とする。
【００２４】
またさらに、上記逆Ｆ型アンテナ装置において、好ましくは、上記逆Ｆ型アンテナ装置の共振周波数を、上記結合素子にスロットを形成することにより調整したことを特徴とする。
【００２５】
また、上記逆Ｆ型アンテナ装置において、好ましくは、上記アンテナ素子と上記結合素子の少なくとも一方の面積を変化することにより、上記アンテナ素子と上記接地導体との間の電磁界結合量を調整したことを特徴とする。
【００２６】
さらに、上記逆Ｆ型アンテナ装置において、好ましくは、上記逆Ｆ型アンテナ装置において、上記逆Ｆ型アンテナ装置の内部の一部又は全部に誘電体を充填したことを特徴とする。
【００２７】
またさらに、上記逆Ｆ型アンテナ装置において、好ましくは、複数の周波数帯で共振するように、上記アンテナ素子及び結合素子の寸法を設定したことを特徴とする。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明に係る種々の実施形態について説明する。なお、図面において、同様の構成要素については同一の符号を付しており、その詳細な説明を省略している。
【００３１】
第１の実施形態．
図１（ａ）は本発明の第１の実施形態に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０１の構成を示す平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ’線についての縦断面図である。図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、本実施形態に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０１は、それぞれ互いに平行となるように配置してなる接地導体１１とアンテナ素子１２との間に、結合素子１３を挿入し、かつ上記結合素子１３を接続導体２３によりアンテナ素子１２に電気的に接続したことを特徴としている。
【００３２】
図１（ａ）及び図１（ｂ）において、逆Ｆ型アンテナ装置１０１は、矩形平板形状の接地導体１１と、その接地導体１１の所定の箇所に設けられた給電点２５とを備えるとともに、矩形平板形状の導体にてなるアンテナ素子１２と、円柱ピン形状の短絡導体２２と、円柱ピン形状の給電導体２１と、矩形平板形状の導体にてなる結合素子１３と、円柱ピン形状の接続導体２３とを備えて構成される。
【００３３】
アンテナ素子１２は接地導体１１及び結合素子１３と互いに実質的に平行となりかつ互いに対向するように、接続導体２３、短絡導体２２及び給電導体２１により支持されて配置され、アンテナ素子１２は短絡導体２２を介して接地導体１１に電気的に接続される。また、給電導体２１の一端はアンテナ素子１２と電気的に接続され、給電導体２１の他端は接地導体１１上の給電点２５に接続される。さらに、結合素子１３は接地導体１１とアンテナ素子１２との間に、接地導体１１及びアンテナ素子１２と実質的に平行となるように配置され、結合素子１３は接続導体２３によりアンテナ素子１２と電気的に接続される。この場合、接続導体２３は短絡導体２２又は給電導体２１の近傍に配置されていることが重要である。
【００３４】
給電用同軸ケーブル３０は、中心導体３１と、中心導体３１の回りに誘電体３２を介して巻回された接地導体３３とを備えて構成され、当該給電用同軸ケーブル３０は、携帯無線通信装置の無線機（図示せず。）から当該逆Ｆ型アンテナ装置１０１の給電点２５まで配線される。なお、給電用同軸ケーブル３０の接地導体３３の回りには、保護用被覆が形成されるが、図面においては省略している。給電点２５において、給電用同軸ケーブル３０の中心導体３１は給電導体２１の一端に接続され、給電用同軸ケーブル３０の接地導体３３は接地導体１１に接続される。
【００３５】
次いで、本実施形態に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０１の動作原理について説明する。この逆Ｆ型アンテナ装置１０１は、アンテナ素子１２と、短絡導体２２と、給電導体２１とから構成されるＰＩＦＡ部に、接地導体１１とアンテナ素子１２との間に結合素子１３を挿入し、接続導体２３によりアンテナ素子１２と結合素子１３とを電気的に接続した構造を有する。当該逆Ｆ型アンテナ装置１０１を所定の波長の無線信号で励振したときに、接続導体２３がアンテナ素子１２上に発生する電流定在波における腹となる部分の近傍に配置されていることが重要である。すなわち、短絡導体２２又は給電導体２１のいずれかの近傍で接続導体２３の一端がアンテナ素子１２に接続されていることが重要であり、これによって、結合素子１３は接続導体２３との接続点付近が電流定在波の腹（電流最大点）となってλ／４共振器として動作する。すなわち、このように動作するようにアンテナ素子１２及び結合素子１３の長さを設定することが好ましい。
【００３６】
すなわち、当該逆Ｆ型アンテナ装置１０１においては、以下の２つのループ回路を有するアンテナ装置が存在する。
（ａ）給電点２５から給電導体２１、接続導体２３及び結合素子１３を介して結合素子１３の終端部（図１（ｂ）の図の下側）に至り、そこから結合素子１３、接続導体２３、アンテナ素子１２の一部及び短絡導体２２を介して接地導体１１までに至るループ回路の長さを１／２波長とする第１のアンテナ装置。
（ｂ）給電点２５から給電導体２１、及びアンテナ素子１２を介してアンテナ素子１２の終端部（図１（ｂ）の図の下側）に至り、そこからアンテナ素子１２、及び短絡導体２２を介して接地導体１１までに至るループ回路の長さを１／２波長とする第２のアンテナ装置。
従って、これら２つのアンテナ装置の共振周波数において、アンテナ素子１２及び結合素子１３はそれぞれ、好ましくは、１／４波長共振器を構成することになる。
【００３７】
給電点２５を介して入力された無線信号は給電導体２１を介してアンテナ素子１２及び結合素子１３から主として放射されるが、このとき、上述の第１のアンテナ装置の共振周波数と、第２のアンテナ装置の共振周波数をわずかにずらすことで、広帯域な周波数特性を得ることが可能となる。
【００３８】
図２（ａ）の２０１は図１の逆Ｆ型アンテナ装置１０１における第１のアンテナ装置の反射係数Ｓ１１の周波数特性を示すグラフであり、図２（ｂ）の２０２は図１（ａ）及び図１（ｂ）の逆Ｆ型アンテナ装置１０１における第２のアンテナ装置の反射係数Ｓ１１の周波数特性を示すグラフであり、図２（ｃ）の２０３は図１の逆Ｆ型アンテナ装置１０１において第１と第２のアンテナ装置を合成したときの反射係数Ｓ１１の周波数特性を示すグラフである。
【００３９】
ここで、結合素子１３を含む第１のアンテナ装置の周波数特性が図２（ａ）の２０１に示すように共振周波数ｆ１で反射損失量が最小となっており、アンテナ素子１２を含む第２のアンテナ装置の周波数特性が図２（ｂ）の２０２に示すように共振周波数ｆ２で反射損失量が最小となっている場合を考える。このとき、共振周波数ｆ１と共振周波数ｆ２とが互いにわずかに異なるように、アンテナ素子１２と結合素子１３の面積や接地導体１１からの距離を調整することにより、給電点２５から本アンテナを見込んだ反射損失量の周波数特性は、図２（ｃ）の２０３に示すように、共振周波数ｆ１と共振周波数ｆ２で２つのピークを持つようになり、その結果、全体のアンテナ装置としての反射損失量の周波数特性は、各１つのアンテナ装置のその特性に比較してきわめて広帯域な周波数特性を実現できる。
【００４０】
以上の本実施形態では、結合素子１３をλ／４共振器として動作する場合について説明したが、本発明はこれに限らず、結合素子１３をλ／４の奇数倍の共振波長を有する共振器として動作させてもよい。また、結合素子１３をλ／４の偶数倍の共振波長を有する共振器として動作させてもよく、最も好ましくは、結合素子１３をλ／２共振器として動作させる。この場合には、アンテナ素子１２の電流分布の節（電流最小点）となる部分、すなわち開放端で接続導体２３と接続することが好ましい。
【００４１】
また、接地導体１１とアンテナ素子１２で囲まれた領域の一部あるいは全部に誘電体を充填することにより、共振周波数を低減できるとともに、同一の共振周波数に対して小型・軽量化でき、また、アンテナ装置の形状を安定に固定することが可能となるため、量産時の特性ばらつきを抑えることができる。
【００４２】
以上の実施形態においては、給電導体２１、短絡導体２２及び接続導体２３はそれぞれの各端部を、接地導体１１、アンテナ素子１２及び結合素子１３に形成された各孔に圧入することにより固定して支持するとともに、電気的に接続するように構成しているが、本発明はこれに限らず、はんだ付けによりこれらを固定して支持してもよい。これらの変形例は後述する各実施形態においても適用できる。
【００４３】
以上の実施形態においては、給電導体２１、短絡導体２２及び接続導体２３はそれぞれ、円柱ピン形状を有して形成しているが、本発明はこれに限らず、矩形柱ピン形状、矩形平板形状、又はストリップ板形状を有して形成してもよい。これらの変形例は後述する各実施形態においても適用できる。
【００４４】
第２の実施形態．
図３（ａ）は本発明の第２の実施形態に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０２の構成を示す平面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）のＢ−Ｂ’線についての縦断面図である。図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、本実施形態に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０２は、接地導体１１及び給電点２５を備えるとともに、矩形平板形状の導体にてなるアンテナ素子１２と、短絡導体２２と、給電導体２１と、矩形平板形状の導体にてなる結合素子１３とを備えて構成される。
【００４５】
図３（ａ）及び図３（ｂ）において、アンテナ素子１２は接地導体１１と実質的に平行となり互いに対向するように配置され、アンテナ素子１２は短絡導体２２により接地導体１１と電気的に接続される。給電導体２１の一端はアンテナ素子１２と電気的に接続され、給電導体２１の他端は接地導体１１上の給電点２５において、第１の実施形態と同様に、給電用同軸ケーブル３０に接続される。また、アンテナ素子１２と接地導体１１との間には結合素子１３が挿入されて配置されており、給電導体２１と電気的に接続される。
【００４６】
以上のように構成された本実施形態に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０２においても、アンテナ素子１２及び結合素子１３の面積や、接地導体１１からのアンテナ素子１２までの距離及び／又は接地導体１１からの結合素子１３までの距離を調整して、２つのループ回路のアンテナ装置の共振周波数を互いにわずかにずらすことによって広帯域な周波数特性を得ることができるとともに、給電導体２１を第１の実施形態に係る接続導体２３として機能させることにより、アンテナ構造を簡素化することが可能となり、量産化に好適である。
【００４７】
第２の実施形態の変形例．
図４は、本発明の第２の実施形態の第１の変形例に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０２ａの構成を示す縦断面図である。この逆Ｆ型アンテナ装置１０２ａは、第２の実施形態に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０２と比較して、誘電体基板４１上の互いに異なる２つの面にそれぞれ形成された接地導体１１及び結合素子１３と、誘電体基板４２上に形成されたアンテナ素子１２とにより構成し、給電導体２１及び短絡導体２２をそれぞれ、誘電体基板４１，４２を厚さ方向に貫通するスルーホールに金属導体を充填してなるスルーホール導体を用いて構成されることを特徴としている。ここで、結合素子１３は給電導体２１と電気的に接続されるが、短絡導体２２と電気的に接続されない。なお、結合素子１３は誘電体基板４２上に形成されたものであってもよい。以上のように構成された逆Ｆ型アンテナ装置１０２ａにおいては、第１と第２の実施形態と同様の作用効果を有するとともに、誘電体基板４１，４２の各厚さを変更することにより、接地導体１１と結合導体１３との間の距離と、結合導体１３とアンテナ素子１２との間の距離とを変更することができ、これらの間の電磁界結合量を調整することができる。
【００４８】
図５は、本発明の第２の実施形態の第２の変形例に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０２ｂの構成を示す縦断面図である。この逆Ｆ型アンテナ装置１０２ｂは、第２の実施形態に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０２と比較して、接地導体１１とアンテナ素子１２との間の空間部分に、誘電体４５を充填することにより、当該逆Ｆ型アンテナ装置１０２ｂの各構成要素を確実に固定して支持することができる。
【００４９】
図６は、本発明の第２の実施形態の第３の変形例に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０２ｃの構成を示す縦断面図である。この逆Ｆ型アンテナ装置１０２ｃは、第２の実施形態に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０２と比較して、誘電体基板４３上に形成された接地導体１１を用いて構成し、結合素子１３の図の下側の一部の領域と誘電体基板４３との間の空間部分に誘電体４６を充填するとともに、結合素子１３の図の下側の一部の領域とアンテナ素子１２との間の空間部分に誘電体４７を充填することにより、当該逆Ｆ型アンテナ装置１０２ｃの各構成要素を確実に固定して支持することができる。
【００５０】
図７は、本発明の第２の実施形態の第４の変形例に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０２ｄの構成を示す縦断面図である。この逆Ｆ型アンテナ装置１０２ｄは、第２の実施形態に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０２と比較して、結合素子１３の図の下側の一部の領域と接地導体１１との間の空間部分に誘電体４６を充填するとともに、結合素子１３の図の下側の一部の領域とアンテナ素子１２との間の空間部分に誘電体４７を充填することにより、当該逆Ｆ型アンテナ装置１０２ｄの各構成要素を確実に固定して支持することができる。
【００５１】
第３の実施形態．
図８（ａ）は本発明の第３の実施形態に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０３の構成を示す平面図であり、図８（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ’線についての縦断面図である。図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、本実施形態に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０３は、接地導体１１及び給電点２５を備えるとともに、矩形平板形状の導体にてなるアンテナ素子１２と、短絡導体２２と、給電導体２１と、矩形平板形状の導体にてなる結合素子１３とを備えて構成される。ここで、短絡導体２２を接続導体として用いることを特徴としている。
【００５２】
図８（ａ）及び図８（ｂ）において、アンテナ素子１２は接地導体１１と実質的に平行となり互いに対向するように配置され、アンテナ素子１２は短絡導体２２により接地導体１１と電気的に接続される。給電導体２１の一端はアンテナ素子１２と電気的に接続され、給電導体２１の他端は接地導体１１上の給電点２５において、第１の実施形態と同様に、給電用同軸ケーブル３０に接続される。また、アンテナ素子１２と接地導体１１との間には結合素子１３が挿入されて配置されており、短絡導体２２と電気的に接続される。
【００５３】
以上のように構成された本実施形態に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０３においても、アンテナ素子１２及び結合素子１３の面積や、接地導体１１からのアンテナ素子１２までの距離及び／又は接地導体１１からの結合素子１３までの距離を調整して、２つのループ回路のアンテナ装置の共振周波数を互いにわずかにずらすことによって広帯域な周波数特性を得ることができるとともに、短絡導体２２を第１の実施形態に係る接続導体２３として機能させることにより、アンテナ構造を簡素化することが可能となり、量産化に好適である。
【００５４】
第３の実施形態の変形例．
図９は本発明の第３の実施形態の第１の変形例に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０３ａの構成を示す縦断面図である。この逆Ｆ型アンテナ装置１０３ａは、第３の実施形態に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０３と比較して、誘電体基板４１上の互いに異なる２つの面にそれぞれ形成された接地導体１１及び結合素子１３と、誘電体基板４２上に形成されたアンテナ素子１２とにより構成し、給電導体２１及び短絡導体２２をそれぞれ、誘電体基板４１，４２を厚さ方向に貫通するスルーホールに金属導体を充填してなるスルーホール導体を用いて構成されることを特徴としている。ここで、結合素子１３は短絡導体２２と電気的に接続されるが、給電導体２１と電気的に接続されない。なお、結合素子１３は誘電体基板４２上に形成されたものであってもよい。以上のように構成された逆Ｆ型アンテナ装置１０３ａにおいては、第１乃至第３の実施形態と同様の作用効果を有するとともに、誘電体基板４１，４２の各厚さを変更することにより、接地導体１１と結合導体１３との間の距離と、結合導体１３とアンテナ素子１２との間の距離とを変更することができ、これらの間の電磁界結合量を調整することができる。
【００５５】
図１０は本発明の第３の実施形態の第２の変形例に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０３ｂの構成を示す縦断面図である。この逆Ｆ型アンテナ装置１０３ｂは、第３の実施形態に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０３と比較して、接地導体１１とアンテナ素子１２との間の空間部分に、誘電体４５を充填することにより、当該逆Ｆ型アンテナ装置１０３ｂの各構成要素を確実に固定して支持することができる。
【００５６】
図１１は本発明の第３の実施形態の第３の変形例に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０３ｃの構成を示す縦断面図である。この逆Ｆ型アンテナ装置１０３ｃは、第３の実施形態に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０３と比較して、誘電体基板４３上に形成された接地導体１１を用いて構成し、結合素子１３の図の下側の一部の領域と誘電体基板４３との間の空間部分に誘電体４６を充填するとともに、結合素子１３の図の下側の一部の領域とアンテナ素子１２との間の空間部分に誘電体４７を充填することにより、当該逆Ｆ型アンテナ装置１０３ｃの各構成要素を確実に固定して支持することができる。
【００５７】
図１２は本発明の第３の実施形態の第４の変形例に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０３ｄの構成を示す縦断面図である。この逆Ｆ型アンテナ装置１０３ｄは、第３の実施形態に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０３と比較して、結合素子１３の図の下側の一部の領域と接地導体１１との間の空間部分に誘電体４６を充填するとともに、結合素子１３の図の下側の一部の領域とアンテナ素子１２との間の空間部分に誘電体４７を充填することにより、当該逆Ｆ型アンテナ装置１０３ｄの各構成要素を確実に固定して支持することができる。
【００５８】
第４の実施形態．
図１３（ａ）は本発明の第４の実施形態に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０４の構成を示す平面図であり、図１３（ｂ）は図１３（ａ）のＤ−Ｄ’線についての縦断面図である。図１３（ａ）及び図１３（ｂ）に示すように、この逆Ｆ型アンテナ装置１０４は、図３（ａ）及び図３（ｂ）に図示した第２の実施形態に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０３に比較して、結合素子１３と接地導体１１との間に、別の結合素子１４を挿入して配置したことを特徴としている。ここで、結合素子１４は給電導体２１に電気的に接続されるが、短絡導体２２に電気的に接続されていない。
【００５９】
以上のように構成された逆Ｆ型アンテナ装置１０４においては、アンテナ素子１２、結合素子１３，１４の面積や、接地導体１１から結合素子１３，１４又はアンテナ素子１２への各距離を調整して、複数のループ回路を形成する複数のアンテナ装置の共振周波数を互いにわずかにずらすことによって広帯域な特性を得ることができる。また、複数の結合素子１３，１４を用いることによって、複数の周波数帯をカバーするように、アンテナ装置１０４と給電用同軸ケーブル３０との間のインピーダンス整合を行うことが可能となる。さらに、第２の実施形態の第１乃至第４の変形例と同様に、接地導体１１とアンテナ素子１２との間の空間の一部又は全部に誘電体を充填し又は誘電体基板を配置してもよく、この場合において、共振周波数の低減効果が期待できるとともに、形状を安定に固定することにより、量産時の特性ばらつきを抑えることができる。
【００６０】
第５の実施形態．
図１４（ａ）は本発明の第５の実施形態に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０５の構成を示す平面図であり、図１４（ｂ）は図１４（ａ）のＥ−Ｅ’線についての縦断面図である。図１４（ａ）及び図１４（ｂ）に示すように、この逆Ｆ型アンテナ装置１０５は、第２の実施形態に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０２と比較して、アンテナ素子１２ａにその短辺方向に平行な複数のスリット１２ｓを形成することによりアンテナ素子１２ａの図の下側部分をメアンダ形状に形成するとともに、結合素子１３ａにその短辺方向に平行な複数のスリット１３ｓを形成することにより結合素子１３ａの図の下側部分をメアンダ形状に形成したことを特徴とする。
【００６１】
以上のように構成された逆Ｆ型アンテナ装置１０５においては、アンテナ素子１２ａと給電素子１３ａにそれぞれ複数のスリット１２ｓ，１３ｓを形成することにより、それぞれの経路長の増加による共振周波数の低減効果とリアクタンス成分の増加と、それぞれの面積の減少にともなう結合量の低減によるリアクタンス成分の増加効果を得ることができる。これを利用して、アンテナ装置１０５と給電用同軸ケーブル３０との間のインピーダンス整合及び、アンテナ装置１０５の共振周波数の調整を行うことが容易になることに加えて、アンテナ装置１０５の共振周波数の低減が可能となり、アンテナ装置１０５の小型・軽量化が実現できる。すなわち、アンテナ素子１２ａと結合素子１３ａとの間の容量性結合と、結合素子１３ａと接地導体１１との間の容量性結合が比較的大きい場合には、経路長を一定に保持したまま対向する面積が縮小されるようにスリット１２ｓ，１３ｓの面積を調整することにより、これらの容量性結合を小さくしてインピーダンス整合をとることが可能となる。さらに、アンテナ素子１２ａと結合素子１３ａとの間の距離と、結合素子１３ａと接地導体１１との間の距離とを調整することにより、インピーダンス整合の調整を容易に行うことができる。
【００６２】
以上の実施形態においては、アンテナ素子１２ａと結合素子１３ａの両方にそれぞれスリット１２ｓ，１３ｓを設けた場合の構成例を示したが、本発明はこれに限定されず、アンテナ素子１２ａと結合素子１３ａとのうちの少なくとも一方にスリット１２ｓ，１３ｓを設けてもよい。また、アンテナ素子１２ａと結合素子１３ａの少なくとも一方にスロットを設けて、アンテナ素子１２ａと結合素子１３ａとの間の電磁界結合量と、結合素子１３ａと接地導体１１との電磁界結合量とを調整することにより、当該アンテナ装置１０５の入力インピーダンスと給電用同軸ケーブル３０との間のインピーダンス整合の調整が容易となる。また、アンテナ素子１２ａと結合素子１３ａの少なくとも一方にスロットを設けて、当該アンテナ素子の共振周波数を調整することができる。
【００６３】
以上の実施形態においては、１個の結合素子１３ａを備えているが、本発明はこれに限らず、アンテナ素子１２ａと接地導体１１との間に、２個以上の結合素子１３ａを挿入して配置することにより、より広帯域な周波数特性を実現することができる。この場合、複数の結合素子１３ａを用いることによって、複数の周波数帯をカバーするようにインピーダンス整合することが可能となる。
【００６４】
また、接地導体１１にスリットを形成して、接地導体１１とアンテナ素子１２ａとの間の電磁界結合量を調整しても同様の作用効果を得ることができる。さらに、以上の実施形態においては、給電導体２１を接続導体として機能させる場合の構成例を示したが、本発明はこれに限らず、短絡導体２２を接続導体として用いてもよいし、結合素子１３ａとアンテナ素子１２ａとを接続するための接続導体を別に備えてもよい。さらに、接地導体１１とアンテナ素子１２ａとで囲まれた空間の一部又は全部に誘電体を充填してもよく、この場合において、共振周波数の低減効果が得ることができ、形状を安定に固定することが可能となるため、量産時の電気的特性のばらつきを抑えることができる。
【００６５】
第５の実施形態の変形例．
図１５（ａ）は本発明の第５の実施形態の変形例に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０５ａの構成を示す平面図であり、図１５（ｂ）は図１５（ａ）のＦ−Ｆ’線についての縦断面図である。図１５（ａ）及び図１５（ｂ）に示すように、この逆Ｆ型アンテナ装置１０５ａは、第５の実施形態に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０５と比較して、アンテナ素子１２ｂに形成される複数のスリット１２ｓと、結合素子１３ｂに形成される複数のスリット１３ｓとをそれぞれ互いに対向するように形成したことを特徴としている。以上のように構成された逆Ｆ型アンテナ装置１０５ａにおいては、図１５（ａ）に示すように、アンテナ素子１２ｂ上を流れる電流の方向９０１，９０２がそれぞれ、結合素子１３ｂ上に流れる電流の方向９１１，９１２に一致させることができ、これらの電流の方向を揃えることにより，当該逆Ｆ型アンテナ装置１０５ａの放射効率を向上させることができ、そのアンテナ利得を向上させることができる。
【００６６】
第６の実施形態．
図１６（ａ）は本発明の第６の実施形態に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０６の構成を示す平面図であり、図１６（ｂ）は図１６（ａ）のＧ−Ｇ’線についての縦断面図である。図１６（ａ）及び図１６（ｂ）に示すように、この逆Ｆ型アンテナ装置１０６は、図３（ａ）及び図３（ｂ）に図示された逆Ｆ型アンテナ装置１０２に比較して、結合素子１３ｃがその短辺方向に平行な２箇所において直角に折り曲げられて構成され、結合素子１３ｃは、
（ｉ）接地導体１１及びアンテナ素子１２に平行な部分１３ｃａと、
（ii）接地導体１１及びアンテナ素子１２に対して直交する部分１３ｃｂと、
（iii）接地導体１１及びアンテナ素子１２に平行な部分１３ｃｃと、
から構成される。ここで、部分１３ｃｃとアンテナ素子１２との間の距離は、部分１３ｃａとアンテナ素子１２との間の距離よりも短くなり、アンテナ素子１２と結合素子１３ｃとの間の電磁界結合量が大きくなるように設定されている。
【００６７】
すなわち、結合素子１３ｃはその一部分が折り曲げられており、段差を有した階段ステップ形状を有し、これにより、接地導体１１と結合素子１３ｃとの間の距離及びアンテナ素子１２と結合素子１３ｃとの間の距離が、それらの長手方向の位置によって変更されており、アンテナ素子１２と接地導体１１とが短絡導体２２により電気的に接続されている側（短絡導体２２側）の部分１３ｃａと、その反対側の開放端側の部分１３ｃｃにおいて、それぞれ異なった距離になっている。これにより、アンテナ素子１２と結合素子１３ｃとの間の距離及び接地導体１１と結合素子１３ｃとの間の距離を、これらの長手方向の位置によって変更することが可能となり、結合素子１３ｃとアンテナ素子１２との間の電磁界結合量と、結合素子１３ｃと接地導体１１との間の電磁界結合量を調整することが可能となるため、製造時の周波数調整が容易となり、大量生産に好適である。また、結合素子１３ｃを折り曲げて３次元的に変形を加えることによって結合素子１３ｃの電気長を平面構造の場合と比べて長くすることが可能となるため、アンテナ装置１０６の共振周波数を低下することができ、アンテナ装置１０６の小型・軽量化を実現できる。
【００６８】
当該実施形態においては、図１６（ｂ）に示すように結合素子１３ｃの一部を折り曲げてアンテナ素子１２の開放端近傍との距離を近づけることにより、結合素子１３ｃとアンテナ素子１２との間の電磁界結合量を大きくすることが可能となり、当該アンテナ装置の共振周波数をさらに低下させることができる。また、図１６（ｂ）に示すように、当該逆Ｆ型アンテナ装置１０６の端部で、結合素子１３ｃと接地導体１１の間の距離を離すことにより、当該アンテナ装置１０６の近傍に配置された送受信機などの部品との電磁界結合を小さくすることが可能となり、送受信機などにおける誤動作を防止できる。
【００６９】
第６の実施形態の変形例．
図１７（ａ）は本発明の第６の実施形態の第１の変形例に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０６ａの構成を示す平面図であり、図１７（ｂ）は図１７（ａ）のＨ−Ｈ’線についての縦断面図である。この逆Ｆ型アンテナ装置１０６ａは、図１６（ｂ）に図示された第６の実施形態に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０６に比較して、結合素子１３を折り曲げず、アンテナ素子１２ｃがその短辺方向に平行な２箇所において直角に折り曲げられて構成され、アンテナ素子１２ｃは、
（ｉ）接地導体１１及び結合素子１３に平行な部分１２ｃａと、
（ii）接地導体１１及び結合素子１３に対して直交する部分１２ｃｂと、
（iii）接地導体１１及び結合素子１３に平行な部分１２ｃｃと、
から構成される。ここで、部分１２ｃｃと結合素子１３との間の距離は、部分１２ｃａと結合素子１３との間の距離よりも短くなり、アンテナ素子１２ｃと結合素子１３ｃとの間の電磁界結合量が大きくなるように設定されている。以上のように構成された第６の実施形態の第１の変形例に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０６ａは、第６の実施形態に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０６と同様の作用効果を有する。
【００７０】
図１８は本発明の第６の実施形態の第２の変形例に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０６ｂの構成を示す縦断面図である。図１８において、折り畳みタイプの携帯無線通信装置の上側筐体４０の長手方向の中央部のおもて表面側に液晶表示部４１が配置されている。この液晶表示部４１の裏側に誘電体基板４３が配置され、誘電体基板４３の液晶表示部４１側の面において接地導体１１が形成されている。この誘電体基板４３の上側に以下の構成を有する逆Ｆ型アンテナ装置１０６ｂが設けられる。この逆Ｆ型アンテナ装置１０６ｂは、基本的には、図３（ｂ）に図示された第２の実施形態に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０２の構造と同様に、接地導体１１及び給電点２５を備えるとともに、矩形平板形状の導体にてなるアンテナ素子１２ｄと、短絡導体２２と、給電導体２１と、矩形平板形状の導体にてなる結合素子１３とを備えて構成される。ここで、アンテナ素子１２ｄは、上側筐体４０の筺体形状に沿って曲線形状で曲げられていることを特徴としている。これにより、逆Ｆ型アンテナ装置１０６ｂを上側筐体４０内にコンパクトに収容することができるという特有の効果を有する。
【００７１】
図１９は本発明の第６の実施形態の第３の変形例に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０６ｃの構成を示す縦断面図である。図１９において、折り畳みタイプの携帯無線通信装置の上側筐体４０の長手方向の中央部のおもて表面側に液晶表示部４１が配置されている。この液晶表示部４１の裏側に、例えば矩形金属板にてなる接地導体１１が液晶表示部４１の形状に沿って折り曲げられて配置されている。この接地導体１１を用いて、上側筐体４０の上側に以下の構成を有する逆Ｆ型アンテナ装置１０６ｃが設けられる。この逆Ｆ型アンテナ装置１０６ｃは、基本的には、図３（ｂ）に図示された第２の実施形態に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０２の構造と同様に、接地導体１１及び給電点２５を備えるとともに、矩形平板形状の導体にてなるアンテナ素子１２ｄと、短絡導体２２と、給電導体２１と、矩形平板形状の導体にてなる結合素子１３とを備えて構成される。ここで、アンテナ素子１２ｄは、上側筐体４０の筺体形状に沿って曲線形状で曲げられていることを特徴としている。これにより、逆Ｆ型アンテナ装置１０６ｃを上側筐体４０内にコンパクトに収容することができるという特有の効果を有する。
【００７２】
以上の第６の実施形態及びその変形例においては、少なくともアンテナ素子１２，１２ｃ，１２ｄ又は結合素子１３，１３ｃのいずれかを接地導体１１に対して傾けて配置することにより、アンテナ素子１２，１２ｃ，１２ｄと結合素子１３，１３ｃとの間の電磁界結合量と、結合素子１３，１３ｃと接続導体１１との間の電磁界結合量を調整することが可能となる。この場合にも、インピーダンス整合及び共振周波数の調整を行うことができる。
【００７３】
以上の第６の実施形態及びその変形例においては、１個の結合素子１３，１３ｃを備えて構成しているが、本発明はこれに限らず、２個以上の結合素子１３，１３ｃを備えて構成することにより、より広帯域な周波数特性を実現することができる。この場合、複数の結合素子１３，１３ｃを用いることによって、複数の周波数帯をカバーするようにインピーダンス整合することができる。
【００７４】
以上の第６の実施形態及びその変形例において、アンテナ素子１２，１２ｃ，１２ｄと、結合素子１３，１３ｃと、接地導体１１のうちの少なくともいずれかにスリット又はスロットを形成してもよい。この場合、上述と同様の作用効果を得ることができる。また、以上の第６の実施形態及びその変形例においては、給電導体２１が接続導体の機能を備えているが、これに代えて、短絡導体２１が接続導体の機能を備えてもよいし、もしくは別の接続導体を備えてもよい。
【００７５】
さらに、図４乃至図７に図示された第２の実施形態の種々の変形例と同様に、接地導体１１とアンテナ素子１２，１２ｃ，１２ｄで囲まれた空間の一部又は全部に誘電体を充填してもよく、この場合において、アンテナ装置の共振周波数の低減効果が得ることができるとともに、アンテナ装置の各構成要素を安定に固定することが可能となるため、量産時の電気的な特性ばらつきを抑えることができる。
【００７６】
第７の実施形態．
図２０（ａ）は本発明の第７の実施形態に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０７の構成を示す平面図であり、図２０（ｂ）は図２０（ａ）のアンテナ素子１２ｅの平面図であり、図２０（ｃ）は図２０（ａ）の結合素子１３ｅの平面図であり、図２０（ｄ）は図２０（ａ）の結合素子１４ｅの平面図である。また、図２１は図２０（ａ）のＩ−Ｉ’線についての縦断面図である。この逆Ｆ型アンテナ装置１０７は本発明者らに試作された実施例に係るものであり、これらの図面において、各構成要素の寸法（単位：ｍｍ）を示している。
【００７７】
図２０（ａ）乃至図２０（ｄ）及び図２１において、長さ７０ｍｍ及び幅４３ｍｍを有する接地導体１１上に、給電点２５を有する逆Ｆ型アンテナ装置１０７が設けられ、この逆Ｆ型アンテナ装置１０７は、
（ｉ）図２０（ｂ）に図示され長さ１７ｍｍ及び幅４３ｍｍを有するアンテナ素子１２ｅと、
（ii）図２０（ｃ）に図示された結合素子１３ｅと、
（iii）図２０（ｄ）に図示された結合素子１４ｅと、
（iv）アンテナ素子１２ｅを接地導体１１に電気的に接続するための短絡導体２２と、
（ｖ）給電用同軸ケーブル３０の中心導体３１を２個の結合素子１３ｅ，１４ｅを介してアンテナ素子１２ｅに電気的に接続するための給電導体２１と
を備えて構成される。ここで、アンテナ素子１２ｅにはＬ字型ストリップ形状のスリット１２ｅｓが形成され、結合素子１３ｅには直線型ストリップ形状のスリット１３ｅｓが形成されており、これらのスリット１２ｅｓ，１３ｅｓの長さや面積を調整して、アンテナ装置の素子長と電磁界結合量を変化させることにより、アンテナ装置の入力インピーダンスと、給電用同軸ケーブル３０の特性インピーダンスとの間のインピーダンス整合を容易に調整することができる。
【００７８】
また、図２１に示すように、アンテナ素子１２ｅは、給電導体２１側の接地導体１１からの高さが９．２ｍｍとなり、開放端側の接地導体１１からの高さが７．９ｍｍとなるように接地導体１１に対して傾けて配置されている。同様に、結合素子１３ｅ，１４ｅも接地導体１１に対して傾けて配置されており、結合素子１３ｅ，１４ｅにおいて、給電導体２１側の接地導体１１からの高さはそれぞれ８．１ｍｍ、６．６ｍｍであり、開放端側の接地導体１１からの高さはそれぞれ６．７ｍｍ、４．７ｍｍである。アンテナ素子１２ｅ及び結合素子１３ｅ，１４ｅのそれぞれと、接地導体１１との間の距離を、それらの長手方向の位置によって変化させることにより、アンテナ素子１２ｅと、結合素子１３ｅ，１４ｅ及び接地導体１１のそれぞれとの間の電磁界結合量を調整することができ、アンテナ装置１０７の共振周波数が低下するよう調整することが可能となることに加えて、アンテナ装置１０７と給電用同軸ケーブル３０との間のインピーダンス整合を容易に調整することができ、さらには、より広帯域な特性を実現することができる。
【００７９】
以上の第７の実施形態において、給電導体２１の一端はアンテナ素子１２ｅと電気的に接続され、給電導体２１の他端は接地導体１１上の給電点２５を介して給電用同軸ケーブル３０の中心導体３１に接続されている。なお、結合素子１３ｅ，１４ｅはそれぞれ給電導体２１と電気的に接続されているが、短絡導体２２とは電気的に接続されていないことが重要である。すなわち、短絡導体２２の直径は、結合素子１３ｅ，１４ｅにそれぞれ形成されたスルーホール１３ｅｈ，１４ｅｈよりも小さく、これらスルーホール１３ｅｈ，１４ｅｈの中心部を通過するために、短絡導体２２は結合素子１３ｅ，１４ｅと電気的に接続されない。
【００８０】
図２２は図２０（ａ）及び図２１に図示された逆Ｆ型アンテナ装置１０７の入力インピーダンスの周波数特性を示すスミスチャートであり、図２３は図２０（ａ）及び図２１に図示された逆Ｆ型アンテナ装置１０７の電圧定在波比（ＶＳＷＲ）の周波数特性を示すグラフである。
【００８１】
図２２から明らかなように、複数の共振円が存在しており、当該アンテナ装置が複共振していることがわかる。図２３において、ＶＳＷＲが３以下を満たす周波数範囲は９０５〜１０２４ＭＨｚであり、比帯域は１２．３％となっており、広帯域な周波数特性を得ることができた。
【００８２】
以上の実施形態において、接地導体１１の短辺及び長辺を加算した寸法が波長の１／４以下と非常に小さい場合においても、広帯域な特性を実現することができる。また、アンテナ装置１０７のインピーダンス特性の調整を容易に行うことが可能となるため、折り畳みタイプの携帯電話機などの携帯無線通信装置において、波長に対して比較的小さな寸法を有する接地導体１１上にアンテナ装置を構成する場合に好適である。
【００８３】
以上の実施形態において、接地導体１１とアンテナ素子１２ｅで囲まれた空間の一部又は全部に誘電体を充填してもよく、この場合において、アンテナ装置の共振周波数の低減効果が得ることができるとともに、アンテナ装置の形状を安定に固定することが可能となるため、量産時の特性ばらつきを抑えることができる。
【００８４】
第７の実施形態の変形例．
図２４は図２０（ａ）及び図２１に図示された逆Ｆ型アンテナ装置１０７におけるアンテナ素子の変形例であって、第７の実施形態の第１の変形例に係るアンテナ素子１２ｆの構成を示す平面図である。アンテナ素子１２ｆは、図２４に示すように、所定の形状のスロット１２ｓｓを有するように形成され、当該アンテナ素子１２ｆは、矩形リング形状の導体部分１２ｆａと、矩形パッチ形状の導体部分１２ｆｃと、これらの導体部分１２ｆａと導体部分１２ｆｃとを連結するストリップ形状の導体部分１２ｆｂとを備えて構成される。以上のような形状のアンテナ素子１２ｆは、実質的な素子長を長くすることができ、しかも他の導体との電磁界結合量を大きくすることができるという特有の効果を有する。また、上記アンテナ素子１２ｆにおいてスロット１２ｓｓを形成することにより、当該アンテナ装置の共振周波数を調整することができる。
【００８５】
図２５は図２０（ａ）及び図２１に図示された逆Ｆ型アンテナ装置１０７における結合素子の変形例であって、第７の実施形態の第２の変形例に係る結合素子１３ｆの構成を示す平面図である。結合素子１３ｆは、図２５に示すように、所定の形状のスロット１３ｓｓを有するように形成され、当該結合素子１３ｆは、矩形リング形状の導体部分１３ｆａと、矩形パッチ形状の導体部分１３ｆｃと、これらの導体部分１３ｆａと導体部分１３ｆｃとを連結するストリップ形状の導体部分１３ｆｂとを備えて構成される。以上のような形状の結合素子１３ｆは、実質的な素子長を長くすることができ、しかも他の導体との電磁界結合量を大きくすることができるという特有の効果を有する。また、上記結合素子１３ｆにおいてスロット１３ｓｓを形成することにより、当該アンテナ装置の共振周波数を調整することができる。
【００８６】
第８の実施形態．
図２６（ａ）は本発明の第８の実施形態に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０８の構成を示す平面図であり、図２６（ｂ）は図２６（ａ）のＪ−Ｊ’線についての縦断面図である。この逆Ｆ型アンテナ装置１０８は、図３（ａ）及び図３（ｂ）に図示された第２の実施形態に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０２に比較して、アンテナ素子１２を、接地導体１１と結合素子１３との間に挿入して配置したことを特徴としており、その他の構成は第２の実施形態と同様である。なお、給電導体２１の一端は結合素子１３に電気的に接続され、給電導体２１の略中央部においてアンテナ素子１２に電気的に接続され、給電導体２１の他端は給電用同軸ケーブル３０の中心導体３１に接続される。また、短絡導体２２の一端はアンテナ素子１２に接続され、その他端は接地導体１１に電気的に接続される。
【００８７】
以上のように構成された第８の実施形態に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０８は、第２の実施形態に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０２と同様の作用効果を有する。また、この逆Ｆ型アンテナ装置１０８においても、第２の実施形態の各変形例に示すように、結合素子１３と接地導体１１との間の空間の一部又は全部に誘電体を充填してもよく、この場合において、アンテナ装置の共振周波数の低減効果と量産時の特性ばらつき抑制効果が得ることができる。
【００８８】
第９の実施形態．
図２７（ａ）は本発明の第９の実施形態に係る携帯無線通信装置１１０１の構成を示す平面図であり、図２７（ｂ）は図２７（ａ）の側面図である。図２７（ａ）及び図２７（ｂ）において、携帯無線通信装置１１０１は折り畳みタイプの携帯電話機の構成例であって、上側筐体１１０２と、下側筐体１１０３と、上側筐体１１０２と下側筐体１１０３とを連結しかつ折り畳んで互いに重ねる機構部であるヒンジ部１１０４を備えて構成される。ここで、上側筐体１１０２の略中央部には、液晶表示部１１０５が設けられ、その厚さ方向の下側に上側誘電体基板１１０８が配置され、その誘電体基板１１０８の図の上部に内蔵アンテナ１１１０が図示しない給電部から給電されて設けられる。また、下側筐体１００３の略中央部には、テンキー部１１０６が設けられ、その厚さ方向の下側に下側誘電体基板１１０９が配置され、下側筐体１００３の図の左側長手方向に沿って、ヘリカルアンテナ１１０７ａとモノポールアンテナ１１０７ｂとからなるホイップアンテナ１１０７が下側筐体１００３に対して伸縮自在に設けられ、図示しない給電部から給電される。
【００８９】
当該実施形態において、内蔵アンテナ１１１０は、上述した第１乃至第８の実施形態又はその変形例にいずれかで構成することができる。ここで、内蔵アンテナ１１１０と、ホイップアンテナ１１０７とは、送受信時において、空間ダイバーシティ技術を用いて、これら２つのアンテナのうち少なくとも一方を用いるように制御することができる。
【００９０】
以上のように構成された携帯無線通信装置１１０１において、内蔵アンテナ１１１０は上側誘電体基板１１０８の裏面に形成される接地導体の寸法が波長に対して１／４以下の場合においても広帯域な特性を実現することができるため、良好な通信品質を得ることができる。また、内蔵アンテナ１１１０を上側筐体１１０２の内部上部に配置することにより、通話時に指などの人体影響を受けにくくすることができ、これにより当該携帯無線通信装置１１０１からの電波の放射損失を低減でき、しかも内蔵アンテナ１１１０のアンテナ利得を高めることができる。
【００９１】
以上の実施形態においては、ホイップアンテナ１１０７は下側筐体１１０３に設けられているが、本発明はこれに限らず、上側筐体に設けてもよい。また、内蔵アンテナ１１１０は上側筐体１１０２の下部や下側筐体１１０３の下部に配置してもよい。
【００９２】
第９の実施形態の変形例．
図２８（ａ）は本発明の第９の実施形態の変形例に係る携帯無線通信装置１１０１ａの構成を示す平面図であり、図２８（ｂ）は図２８（ａ）の側面図である。図２８（ａ）及び図２８（ｂ）において、この携帯無線通信装置１１０１ａは、第９の実施形態に係る携帯無線通信装置１１０１に比較して、下側筐体１１０３におけるホイップアンテナ１１０７を除去したことを特徴としている。
【００９３】
第１０の実施形態．
図２９（ａ）は本発明の第１０の実施形態に係る携帯無線通信装置２１００の構成を示す一部破断平面図であり、図２９（ｂ）は図２９（ａ）の側面図である。これらの図２９（ａ）及び図２９（ｂ）において、図２８（ａ）及び図２８（ｂ）と同様のものについては同一の符号を付している。図２９（ａ）及び図２９（ｂ）において、上側筐体１１０２の誘電体基板１１０８上に形成された上述の内蔵アンテナ１１１０が設けられ、ヒンジ部１１０４において、導体パターン２７０２ａ，２７０２ｂが形成されたフレキシブル誘電体基板２７０２が設けられ、導体パターン２７０２ａ，２７０２ｂの各一端は、上側誘電体基板１１０８上に形成されたコネクタ２１０９に接続される一方、導体パターン２７０２ａ，２７０２ｂの各他端は、下側誘電体基板１１０９上に形成されたコネクタ２１１０に接続される。
【００９４】
ここで、上側誘電体基板１１０８上に形成されたストリップ形状の導体パターン２７０３はコネクタ２１０９を介して導体パターン２７０２ａに接続され、当該導体パターン２７０２ａはさらにコネクタ２１１０を介して給電点２１１１に接続されている。この導体パターン２７０３から給電点２１１１までの導体パターンにより一方のモノポールアンテナを構成している。そして、当該モノポールアンテナと、内蔵アンテナ１１１０とは、送受信時において、空間ダイバーシティ技術を用いて、これら２つのアンテナのうち少なくとも一方を用いるように制御することができる。
【００９５】
第１１の実施形態．
図３０（ａ）は本発明の第１１の実施形態に係る内蔵アンテナ装置２２００の構成を示す平面図であり、図３０（ｂ）は図３０（ａ）の内蔵アンテナ装置２２００の構成を示す側面図である。この第１１の実施形態の内蔵アンテナ装置２２００は、上述の内蔵アンテナ装置１１１０に代わって用いられるものであり、折り曲げられた接地導体１１ａと、誘電体基板４２上にメアンダ形状で形成されたアンテナ素子１２ｇ（上述のアンテナ素子１２等と同様に動作する）と、誘電体基板４２上にアンテナ１２ｇと接続されて形成されかつモノポールアンテナとして動作するストリップ形状のアンテナ素子１２ｈと、アンテナ素子１２ｇと接地導体１１ａとの間に挿入して配置された結合素子１３と、給電点とアンテナ素子１２ｇとを接続するための給電導体２１と、アンテナ素子１２ｇと結合素子１３とを接続するための接続導体２２とを備えて構成される。ここで、給電導体２１は結合導体１３及びアンテナ素子１２ｇに接続される一方、短絡導体２２は結合導体１３に接続されない状態でアンテナ素子１２ｇに接続されている。そして、結合素子１３を備えたアンテナ素子１２ｇと、アンテナ素子１２ｈのそれぞれの共振周波数を互いに異ならせることにより複数の周波数帯をカバーすることができる広帯域な内蔵アンテナ装置２２００として用いることができる。
【００９６】
以上のように構成された実施形態において、内蔵アンテナ装置２２００を上側筐体１１０２の内部上部に配置することにより、通話時に指などの人体影響を受けにくくすることができ、これにより当該携帯無線通信装置からの電波の放射損失を低減でき、しかも内蔵アンテナ装置２２００のアンテナ利得を実質的に高めることができる。
【００９７】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明に係る逆Ｆ型アンテナ装置によれば、接地導体と、上記接地導体上に上記接地導体と対向するように配置されたアンテナ素子と、上記接地導体と上記アンテナ素子との間に、上記接地導体及び上記アンテナ素子と対向するように設けられた結合素子と、上記アンテナ素子上の第１接続部で、上記アンテナ素子と上記結合素子とを接続する接続導体と、上記アンテナ素子上の第２接続部で、上記アンテナ素子と上記接地導体とを接続する短絡素子と、一端が上記アンテナ素子と第３接続部で接続され、他端が給電点に接続された給電導体とを備え、上記第１接続部は、上記逆Ｆ型アンテナ装置を所定の波長の無線信号により励振したときに、上記アンテナ素子及び上記結合素子において発生する電流定在波の腹の部分に配設されており、上記給電点から上記給電導体、上記接続導体及び上記結合素子を介して上記結合素子の開放端部に至り、そこから上記結合素子、上記接続導体、上記アンテナ素子の一部及び上記短絡導体を介して上記接地導体までに至る第１ループ回路の長さと、上記給電点から上記給電導体、及び上記アンテナ素子を介して上記アンテナ素子の開放端部に至り、そこから上記アンテナ素子及び上記短絡導体を介して上記接地導体までに至る第２ループ回路の長さとは、上記第１ループ回路からなる第１アンテナと上記第２ループ回路からなる第２アンテナとが複共振を起こすよう設定して上記第１接続部と上記第２接続部を配設したことを特徴としている。
【００９８】
上記結合素子により、上記アンテナ素子と上記結合素子との間の結合量、あるいは上記アンテナ素子と上記接地導体との間の結合量、あるいは上記結合素子と上記接地導体との間の結合量を調整することにより、結合素子を備えたアンテナ装置の共振周波数と、結合素子を備えないときのアンテナ装置の共振周波数とを互いに異ならせ、これにより、広帯域な周波数特性を得ることが可能となる。また、複数の周波数帯に対応するように、アンテナ装置の共振周波数をずらして調整することが可能となる。また、上記接続手段を給電導体又は短絡導体と共通とすることにより、構造の簡素化を図ることが出来るため、大量生産に好適である。さらに、スリット又はスロットを設けることにより、共振周波数を低下することが可能となる上、上記アンテナ素子と、上記結合素子及び／又は上記接地導体との間の結合量を調整することができる。なお、上記結合素子を上記アンテナ素子又は接続導体に対して傾斜させたり、上記結合素子又は上記アンテナ素子において段差を持たせることで、アンテナ素子と接地導体との間の結合量を調整することが可能となる。
【００９９】
以上のように構成されたアンテナ装置を、折り畳みタイプの携帯無線通信装置の上側筐体内部に配置することにより、通話時に指などの人体からの影響を受けにくくすることが期待でき、人体による放射損失を軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 （ａ）は本発明の第１の実施形態に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０１の構成を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’線についての縦断面図である。
【図２】 （ａ）は図１の逆Ｆ型アンテナ装置１０１における第１のアンテナ装置の反射係数Ｓ１１の周波数特性を示すグラフであり、（ｂ）は図１（ａ）及び図１（ｂ）の逆Ｆ型アンテナ装置１０１における第２のアンテナ装置の反射係数Ｓ１１の周波数特性を示すグラフであり、（ｃ）は図１（ａ）及び図１（ｂ）の逆Ｆ型アンテナ装置１０１において第１と第２のアンテナ装置を合成したときの反射係数Ｓ１１の周波数特性を示すグラフである。
【図３】 （ａ）は本発明の第２の実施形態に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０２の構成を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ’線についての縦断面図である。
【図４】 本発明の第２の実施形態の第１の変形例に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０２ａの構成を示す縦断面図である。
【図５】 本発明の第２の実施形態の第２の変形例に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０２ｂの構成を示す縦断面図である。
【図６】 本発明の第２の実施形態の第３の変形例に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０２ｃの構成を示す縦断面図である。
【図７】 本発明の第２の実施形態の第４の変形例に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０２ｄの構成を示す縦断面図である。
【図８】 （ａ）は本発明の第３の実施形態に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０３の構成を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ’線についての縦断面図である。
【図９】 本発明の第３の実施形態の第１の変形例に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０３ａの構成を示す縦断面図である。
【図１０】 本発明の第３の実施形態の第２の変形例に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０３ｂの構成を示す縦断面図である。
【図１１】 本発明の第３の実施形態の第３の変形例に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０３ｃの構成を示す縦断面図である。
【図１２】 本発明の第３の実施形態の第４の変形例に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０３ｄの構成を示す縦断面図である。
【図１３】 （ａ）は本発明の第４の実施形態に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０４の構成を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ’線についての縦断面図である。
【図１４】 （ａ）は本発明の第５の実施形態に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０５の構成を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＥ−Ｅ’線についての縦断面図である。
【図１５】 （ａ）は本発明の第５の実施形態の変形例に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０５ａの構成を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＦ−Ｆ’線についての縦断面図である。
【図１６】 （ａ）は本発明の第６の実施形態に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０６の構成を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＧ−Ｇ’線についての縦断面図である。
【図１７】 （ａ）は本発明の第６の実施形態の第１の変形例に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０６ａの構成を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＨ−Ｈ’線についての縦断面図である。
【図１８】 本発明の第６の実施形態の第２の変形例に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０６ｂの構成を示す縦断面図である。
【図１９】 本発明の第６の実施形態の第３の変形例に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０６ｃの構成を示す縦断面図である。
【図２０】 （ａ）は本発明の第７の実施形態に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０７の構成を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のアンテナ素子１２ｅの平面図であり、（ｃ）は（ａ）の結合素子１３ｅの平面図であり、（ｄ）は（ａ）の結合素子１４ｅの平面図である。
【図２１】 図２０（ａ）のＩ−Ｉ’線についての縦断面図である。
【図２２】 図２０（ａ）及び図２１に図示された逆Ｆ型アンテナ装置１０７の入力インピーダンスの周波数特性を示すスミスチャートである。
【図２３】 図２０（ａ）及び図２１に図示された逆Ｆ型アンテナ装置１０７の電圧定在波比（ＶＳＷＲ）の周波数特性を示すグラフである。
【図２４】 図２０（ａ）及び図２１に図示された逆Ｆ型アンテナ装置１０７におけるアンテナ素子の変形例であって、第７の実施形態の第１の変形例に係るアンテナ素子１２ｆの構成を示す平面図である。
【図２５】 図２０（ａ）及び図２１に図示された逆Ｆ型アンテナ装置１０７における結合素子の変形例であって、第７の実施形態の第２の変形例に係る結合素子１３ｆの構成を示す平面図である。
【図２６】 （ａ）は本発明の第８の実施形態に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０８の構成を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＪ−Ｊ’線についての縦断面図である。
【図２７】 （ａ）は本発明の第９の実施形態に係る携帯無線通信装置１１０１の構成を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）の側面図である。
【図２８】 （ａ）は本発明の第９の実施形態の変形例に係る携帯無線通信装置１１０１ａの構成を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）の側面図である。
【図２９】 （ａ）は本発明の第１０の実施形態に係る携帯無線通信装置２１００の構成を示す一部破断平面図であり、（ｂ）は（ａ）の側面図である。
【図３０】 （ａ）は本発明の第１１の実施形態に係る内蔵アンテナ装置２２００の構成を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）の内蔵アンテナ装置２２００の構成を示す側面図である。
【図３１】 （ａ）従来技術に係る携帯無線通信装置１００１の構成を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）の逆Ｆ型アンテナ装置１００５を備えた誘電体基板１００４の概略構成を示す平面図である。
【符号の説明】
１０１，１０２，１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄ，１０３，１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ，１０３ｄ，１０４，１０５，１０５ａ，１０６，１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃ，１０７，１０８，…逆Ｆ型アンテナ装置、
１１…接地導体、
１２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆ，１２ｇ，１２ｈ…アンテナ素子、
１２ｓ，１２ｅｓ…スリット、
１３，１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｅ，１３ｆ，１４，１４ｅ…結合素子、
１３ｓ，１３ｅｓ…スリット、
２１…給電導体、
２２…短絡導体、
２３…接続導体、
２５…給電点、
３０…給電用同軸ケーブル、
４１，４２，４３…誘電体基板、
４５，４６，４７…誘電体、
１１０１，１１０１ａ，２１００…携帯無線通信装置、
１１０２…上側筐体、
１１０３…下側筐体、
１１０４…ヒンジ部、
１１０７…ホイップアンテナ、
１１０８…上側誘電体基板、
１１０９…下側誘電体基板、
１１１０…内蔵アンテナ
２１０９，２１１０…コネクタ、
２１１１…給電点、
２２００…内蔵アンテナ装置、
２７０２ａ，２７０３…導体パターン。
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として携帯電話機等の移動体通信用の携帯無線通信装置のための逆Ｆ型アンテナ装置、及び上記逆Ｆ型アンテナ装置を備えた携帯無線通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話機などの携帯無線通信装置を用いた移動体通信システムが急速に発達している。この携帯電話機は、これまでの音声端末装置としての位置付けから、データや画像の伝送を行う情報端末装置へと変貌を遂げつつある。これに伴い、大画面化により適した折り畳みタイプの携帯電話機が普及してきている。
【０００３】
図３１（ａ）は従来技術に係るストレートタイプの携帯電話機である携帯無線通信装置１００１の構成を示す平面図であり、図３１（ｂ）は図３１（ａ）の逆Ｆ型アンテナ装置１００５を備えた誘電体基板１００４の概略構成を示す平面図である。
【０００４】
図３１（ａ）において、当該携帯無線通信装置１００１の筐体１００２の中央部の上側付近に、液晶表示部１００３が設けられる一方、筐体１００２の内部全体にわたって誘電体基板１００４が設けられている。ここで、誘電体基板１００４の図上上部に内蔵アンテナ１００５が配置されている。この内蔵アンテナ１００５は、図３１（ｂ）に示すように、矩形平板形状のアンテナ素子１００６と、アンテナ素子１００６を接地導体（図示せず。）に接続するための円柱ピン形状の短絡導体１００７と、アンテナ素子１００６を給電用同軸ケーブル（図示せず。）に給電点において接続する円柱ピン形状の給電導体１００８とにより構成される。内蔵アンテナ１００５は、通常、板状逆Ｆアンテナ（Planar Inverted F Antenna:PIFA）と呼ばれる、低背で小型な逆Ｆ型アンテナ装置で構成されている。この逆Ｆ型アンテナ装置は、不平衡型アンテナであるために、誘電体基板１００４の裏面に形成された接地導体上に大きな電流が流れることでアンテナとして動作する。この場合、接地導体の長辺方向の長さと、短辺方向の長さとを加算した寸法が使用する電波の周波数帯の波長λに対して、そのλ／４より大きい場合に電流の定在波が立つため、広帯域な特性を得ることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、折り畳みタイプの携帯無線通信装置に内蔵された逆Ｆ型アンテナ装置の場合、ストレートタイプの携帯無線通信装置１００１に内蔵された逆Ｆ型アンテナ装置と比べて、誘電体基板の寸法、すなわち接地導体の寸法が短くなってしまう。この場合、使用する電波の周波数帯が比較的低い場合には、接地導体の長辺方向の長さと、短辺方向の長さとを加算した寸法が使用する電波の周波数帯の波長λに対して、そのλ／４より小さくなってしまうため、接地導体がアンテナの励振に寄与しなくなり、狭帯域な特性になってしまうという問題点があった。
【０００６】
本発明の目的は、以上の問題点を解決し、折り畳みタイプの携帯無線通信装置で内蔵される逆Ｆ型アンテナ装置において、使用する電波の周波数帯が比較的低く、接地導体がアンテナの励振に寄与しない場合においても、比較的広帯域な特性を実現できるアンテナ装置、及びそのアンテナ装置を用いた携帯無線通信装置を提供することにある。
【０００７】
また、本発明の別の目的は、折り畳みタイプの携帯無線通信装置で内蔵される逆Ｆ型アンテナ装置において、人体からの影響を少なくし、アンテナ装置からの放射損失を軽減することができるアンテナ装置、及びそのアンテナ装置を用いた携帯無線通信装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る逆Ｆ型アンテナ装置は、
接地導体と、
上記接地導体上に上記接地導体と対向するように配置されたアンテナ素子と、
上記接地導体と上記アンテナ素子との間に、上記接地導体及び上記アンテナ素子と対向するように設けられた結合素子と、
上記アンテナ素子上の第１接続部で、上記アンテナ素子と上記結合素子とを接続する接続導体と、
上記アンテナ素子上の第２接続部で、上記アンテナ素子と上記接地導体とを接続する短絡素子と、
一端が上記アンテナ素子と第３接続部で接続され、他端が給電点に接続された給電導体とを備え、
上記第１接続部は、上記逆Ｆ型アンテナ装置を所定の波長の無線信号により励振したときに、上記アンテナ素子及び上記結合素子において発生する電流定在波の腹の部分に配設されており、
上記給電点から上記給電導体、上記接続導体及び上記結合素子を介して上記結合素子の開放端部に至り、そこから上記結合素子、上記接続導体、上記アンテナ素子の一部及び上記短絡導体を介して上記接地導体までに至る第１ループ回路の長さと、
上記給電点から上記給電導体、及び上記アンテナ素子を介して上記アンテナ素子の開放端部に至り、そこから上記アンテナ素子及び上記短絡導体を介して上記接地導体までに至る第２ループ回路の長さとは、
上記第１ループ回路からなる第１アンテナと上記第２ループ回路からなる第２アンテナとが複共振を起こすよう設定して上記第１接続部と上記第２接続部を配設したことを特徴とする。
【０００９】
上記逆Ｆ型アンテナ装置において、好ましくは、上記接地導体と上記アンテナ素子と上記結合素子とは互いに実質的に平行となるように設けられたことを特徴とする。
【００１０】
また、上記逆Ｆ型アンテナ装置において、好ましくは、上記アンテナ素子と上記接地導体とが上記短絡素子により電気的に接続されている端部における上記アンテナ素子と上記接地導体との間の距離が、上記端部に対して反対側の他端部における上記アンテナ素子と上記接地導体との間の距離と異なるように、上記アンテナ素子及び上記接続導体とを設けたことを特徴とする。
【００１１】
さらに、上記逆Ｆ型アンテナ装置において、好ましくは、上記結合素子は上記接地導体に対して傾いて設けられたことを特徴とする。
【００１２】
またさらに、上記逆Ｆ型アンテナ装置において、好ましくは、上記アンテナ素子は、上記逆Ｆ型アンテナ装置を収容する筐体の形状に沿って曲げられた形状を有することを特徴とする。
【００１３】
また、上記逆Ｆ型アンテナ装置において、好ましくは、上記結合素子と上記アンテナ素子のうちの少なくとも一方の一部を折り曲げて設けたことを特徴とする。
【００１４】
さらに、上記逆Ｆ型アンテナ装置において、好ましくは、上記接地導体の一部を折り曲げて設けたことを特徴とする。
【００１５】
またさらに、上記逆Ｆ型アンテナ装置において、好ましくは、上記接地導体の互いに異なる２辺の長さの合計の長さは、当該逆Ｆ型アンテナ装置を用いる携帯無線通信装置で使用される周波数帯のうち、最も低い周波数帯に対応した波長の１／４以下であることを特徴とする。
【００１６】
また、上記逆Ｆ型アンテナ装置において、好ましくは、上記接続導体は、上記アンテナ素子と上記結合素子を電気的に接続する共通の給電導体で構成されていることを特徴とする。
【００１７】
さらに、上記逆Ｆ型アンテナ装置において、好ましくは、上記接続導体は、上記アンテナ素子と上記結合素子を電気的に接続する共通の短絡導体で構成されていることを特徴とする。
【００２１】
上記逆Ｆ型アンテナ装置において、好ましくは、上記逆Ｆ型アンテナ装置の共振周波数を、上記アンテナ素子にスリットを形成することにより調整したことを特徴とする。
【００２２】
また、上記逆Ｆ型アンテナ装置において、好ましくは、上記逆Ｆ型アンテナ装置の共振周波数を、上記結合素子にスリットを形成することにより調整したことを特徴とする。
【００２３】
さらに、上記逆Ｆ型アンテナ装置において、好ましくは、上記逆Ｆ型アンテナ装置の共振周波数を、上記アンテナ素子にスロットを形成することにより調整したことを特徴とする。
【００２４】
またさらに、上記逆Ｆ型アンテナ装置において、好ましくは、上記逆Ｆ型アンテナ装置の共振周波数を、上記結合素子にスロットを形成することにより調整したことを特徴とする。
【００２５】
また、上記逆Ｆ型アンテナ装置において、好ましくは、上記アンテナ素子と上記結合素子の少なくとも一方の面積を変化することにより、上記アンテナ素子と上記接地導体との間の電磁界結合量を調整したことを特徴とする。
【００２６】
さらに、上記逆Ｆ型アンテナ装置において、好ましくは、上記逆Ｆ型アンテナ装置において、上記逆Ｆ型アンテナ装置の内部の一部又は全部に誘電体を充填したことを特徴とする。
【００２７】
またさらに、上記逆Ｆ型アンテナ装置において、好ましくは、複数の周波数帯で共振するように、上記アンテナ素子及び結合素子の寸法を設定したことを特徴とする。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明に係る種々の実施形態について説明する。なお、図面において、同様の構成要素については同一の符号を付しており、その詳細な説明を省略している。
【００３１】
第１の実施形態．
図１（ａ）は本発明の第１の実施形態に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０１の構成を示す平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ’線についての縦断面図である。図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、本実施形態に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０１は、それぞれ互いに平行となるように配置してなる接地導体１１とアンテナ素子１２との間に、結合素子１３を挿入し、かつ上記結合素子１３を接続導体２３によりアンテナ素子１２に電気的に接続したことを特徴としている。
【００３２】
図１（ａ）及び図１（ｂ）において、逆Ｆ型アンテナ装置１０１は、矩形平板形状の接地導体１１と、その接地導体１１の所定の箇所に設けられた給電点２５とを備えるとともに、矩形平板形状の導体にてなるアンテナ素子１２と、円柱ピン形状の短絡導体２２と、円柱ピン形状の給電導体２１と、矩形平板形状の導体にてなる結合素子１３と、円柱ピン形状の接続導体２３とを備えて構成される。
【００３３】
アンテナ素子１２は接地導体１１及び結合素子１３と互いに実質的に平行となりかつ互いに対向するように、接続導体２３、短絡導体２２及び給電導体２１により支持されて配置され、アンテナ素子１２は短絡導体２２を介して接地導体１１に電気的に接続される。また、給電導体２１の一端はアンテナ素子１２と電気的に接続され、給電導体２１の他端は接地導体１１上の給電点２５に接続される。さらに、結合素子１３は接地導体１１とアンテナ素子１２との間に、接地導体１１及びアンテナ素子１２と実質的に平行となるように配置され、結合素子１３は接続導体２３によりアンテナ素子１２と電気的に接続される。この場合、接続導体２３は短絡導体２２又は給電導体２１の近傍に配置されていることが重要である。
【００３４】
給電用同軸ケーブル３０は、中心導体３１と、中心導体３１の回りに誘電体３２を介して巻回された接地導体３３とを備えて構成され、当該給電用同軸ケーブル３０は、携帯無線通信装置の無線機（図示せず。）から当該逆Ｆ型アンテナ装置１０１の給電点２５まで配線される。なお、給電用同軸ケーブル３０の接地導体３３の回りには、保護用被覆が形成されるが、図面においては省略している。給電点２５において、給電用同軸ケーブル３０の中心導体３１は給電導体２１の一端に接続され、給電用同軸ケーブル３０の接地導体３３は接地導体１１に接続される。
【００３５】
次いで、本実施形態に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０１の動作原理について説明する。この逆Ｆ型アンテナ装置１０１は、アンテナ素子１２と、短絡導体２２と、給電導体２１とから構成されるＰＩＦＡ部に、接地導体１１とアンテナ素子１２との間に結合素子１３を挿入し、接続導体２３によりアンテナ素子１２と結合素子１３とを電気的に接続した構造を有する。当該逆Ｆ型アンテナ装置１０１を所定の波長の無線信号で励振したときに、接続導体２３がアンテナ素子１２上に発生する電流定在波における腹となる部分の近傍に配置されていることが重要である。すなわち、短絡導体２２又は給電導体２１のいずれかの近傍で接続導体２３の一端がアンテナ素子１２に接続されていることが重要であり、これによって、結合素子１３は接続導体２３との接続点付近が電流定在波の腹（電流最大点）となってλ／４共振器として動作する。すなわち、このように動作するようにアンテナ素子１２及び結合素子１３の長さを設定することが好ましい。
【００３６】
すなわち、当該逆Ｆ型アンテナ装置１０１においては、以下の２つのループ回路を有するアンテナ装置が存在する。
（ａ）給電点２５から給電導体２１、接続導体２３及び結合素子１３を介して結合素子１３の終端部（図１（ｂ）の図の下側）に至り、そこから結合素子１３、接続導体２３、アンテナ素子１２の一部及び短絡導体２２を介して接地導体１１までに至るループ回路の長さを１／２波長とする第１のアンテナ装置。
（ｂ）給電点２５から給電導体２１、及びアンテナ素子１２を介してアンテナ素子１２の終端部（図１（ｂ）の図の下側）に至り、そこからアンテナ素子１２、及び短絡導体２２を介して接地導体１１までに至るループ回路の長さを１／２波長とする第２のアンテナ装置。
従って、これら２つのアンテナ装置の共振周波数において、アンテナ素子１２及び結合素子１３はそれぞれ、好ましくは、１／４波長共振器を構成することになる。
【００３７】
給電点２５を介して入力された無線信号は給電導体２１を介してアンテナ素子１２及び結合素子１３から主として放射されるが、このとき、上述の第１のアンテナ装置の共振周波数と、第２のアンテナ装置の共振周波数をわずかにずらすことで、広帯域な周波数特性を得ることが可能となる。
【００３８】
図２（ａ）の２０１は図１の逆Ｆ型アンテナ装置１０１における第１のアンテナ装置の反射係数Ｓ１１の周波数特性を示すグラフであり、図２（ｂ）の２０２は図１（ａ）及び図１（ｂ）の逆Ｆ型アンテナ装置１０１における第２のアンテナ装置の反射係数Ｓ１１の周波数特性を示すグラフであり、図２（ｃ）の２０３は図１の逆Ｆ型アンテナ装置１０１において第１と第２のアンテナ装置を合成したときの反射係数Ｓ１１の周波数特性を示すグラフである。
【００３９】
ここで、結合素子１３を含む第１のアンテナ装置の周波数特性が図２（ａ）の２０１に示すように共振周波数ｆ１で反射損失量が最小となっており、アンテナ素子１２を含む第２のアンテナ装置の周波数特性が図２（ｂ）の２０２に示すように共振周波数ｆ２で反射損失量が最小となっている場合を考える。このとき、共振周波数ｆ１と共振周波数ｆ２とが互いにわずかに異なるように、アンテナ素子１２と結合素子１３の面積や接地導体１１からの距離を調整することにより、給電点２５から本アンテナを見込んだ反射損失量の周波数特性は、図２（ｃ）の２０３に示すように、共振周波数ｆ１と共振周波数ｆ２で２つのピークを持つようになり、その結果、全体のアンテナ装置としての反射損失量の周波数特性は、各１つのアンテナ装置のその特性に比較してきわめて広帯域な周波数特性を実現できる。
【００４０】
以上の本実施形態では、結合素子１３をλ／４共振器として動作する場合について説明したが、本発明はこれに限らず、結合素子１３をλ／４の奇数倍の共振波長を有する共振器として動作させてもよい。また、結合素子１３をλ／４の偶数倍の共振波長を有する共振器として動作させてもよく、最も好ましくは、結合素子１３をλ／２共振器として動作させる。この場合には、アンテナ素子１２の電流分布の節（電流最小点）となる部分、すなわち開放端で接続導体２３と接続することが好ましい。
【００４１】
また、接地導体１１とアンテナ素子１２で囲まれた領域の一部あるいは全部に誘電体を充填することにより、共振周波数を低減できるとともに、同一の共振周波数に対して小型・軽量化でき、また、アンテナ装置の形状を安定に固定することが可能となるため、量産時の特性ばらつきを抑えることができる。
【００４２】
以上の実施形態においては、給電導体２１、短絡導体２２及び接続導体２３はそれぞれの各端部を、接地導体１１、アンテナ素子１２及び結合素子１３に形成された各孔に圧入することにより固定して支持するとともに、電気的に接続するように構成しているが、本発明はこれに限らず、はんだ付けによりこれらを固定して支持してもよい。これらの変形例は後述する各実施形態においても適用できる。
【００４３】
以上の実施形態においては、給電導体２１、短絡導体２２及び接続導体２３はそれぞれ、円柱ピン形状を有して形成しているが、本発明はこれに限らず、矩形柱ピン形状、矩形平板形状、又はストリップ板形状を有して形成してもよい。これらの変形例は後述する各実施形態においても適用できる。
【００４４】
第２の実施形態．
図３（ａ）は本発明の第２の実施形態に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０２の構成を示す平面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）のＢ−Ｂ’線についての縦断面図である。図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、本実施形態に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０２は、接地導体１１及び給電点２５を備えるとともに、矩形平板形状の導体にてなるアンテナ素子１２と、短絡導体２２と、給電導体２１と、矩形平板形状の導体にてなる結合素子１３とを備えて構成される。
【００４５】
図３（ａ）及び図３（ｂ）において、アンテナ素子１２は接地導体１１と実質的に平行となり互いに対向するように配置され、アンテナ素子１２は短絡導体２２により接地導体１１と電気的に接続される。給電導体２１の一端はアンテナ素子１２と電気的に接続され、給電導体２１の他端は接地導体１１上の給電点２５において、第１の実施形態と同様に、給電用同軸ケーブル３０に接続される。また、アンテナ素子１２と接地導体１１との間には結合素子１３が挿入されて配置されており、給電導体２１と電気的に接続される。
【００４６】
以上のように構成された本実施形態に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０２においても、アンテナ素子１２及び結合素子１３の面積や、接地導体１１からのアンテナ素子１２までの距離及び／又は接地導体１１からの結合素子１３までの距離を調整して、２つのループ回路のアンテナ装置の共振周波数を互いにわずかにずらすことによって広帯域な周波数特性を得ることができるとともに、給電導体２１を第１の実施形態に係る接続導体２３として機能させることにより、アンテナ構造を簡素化することが可能となり、量産化に好適である。
【００４７】
第２の実施形態の変形例．
図４は、本発明の第２の実施形態の第１の変形例に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０２ａの構成を示す縦断面図である。この逆Ｆ型アンテナ装置１０２ａは、第２の実施形態に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０２と比較して、誘電体基板４１上の互いに異なる２つの面にそれぞれ形成された接地導体１１及び結合素子１３と、誘電体基板４２上に形成されたアンテナ素子１２とにより構成し、給電導体２１及び短絡導体２２をそれぞれ、誘電体基板４１，４２を厚さ方向に貫通するスルーホールに金属導体を充填してなるスルーホール導体を用いて構成されることを特徴としている。ここで、結合素子１３は給電導体２１と電気的に接続されるが、短絡導体２２と電気的に接続されない。なお、結合素子１３は誘電体基板４２上に形成されたものであってもよい。以上のように構成された逆Ｆ型アンテナ装置１０２ａにおいては、第１と第２の実施形態と同様の作用効果を有するとともに、誘電体基板４１，４２の各厚さを変更することにより、接地導体１１と結合導体１３との間の距離と、結合導体１３とアンテナ素子１２との間の距離とを変更することができ、これらの間の電磁界結合量を調整することができる。
【００４８】
図５は、本発明の第２の実施形態の第２の変形例に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０２ｂの構成を示す縦断面図である。この逆Ｆ型アンテナ装置１０２ｂは、第２の実施形態に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０２と比較して、接地導体１１とアンテナ素子１２との間の空間部分に、誘電体４５を充填することにより、当該逆Ｆ型アンテナ装置１０２ｂの各構成要素を確実に固定して支持することができる。
【００４９】
図６は、本発明の第２の実施形態の第３の変形例に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０２ｃの構成を示す縦断面図である。この逆Ｆ型アンテナ装置１０２ｃは、第２の実施形態に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０２と比較して、誘電体基板４３上に形成された接地導体１１を用いて構成し、結合素子１３の図の下側の一部の領域と誘電体基板４３との間の空間部分に誘電体４６を充填するとともに、結合素子１３の図の下側の一部の領域とアンテナ素子１２との間の空間部分に誘電体４７を充填することにより、当該逆Ｆ型アンテナ装置１０２ｃの各構成要素を確実に固定して支持することができる。
【００５０】
図７は、本発明の第２の実施形態の第４の変形例に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０２ｄの構成を示す縦断面図である。この逆Ｆ型アンテナ装置１０２ｄは、第２の実施形態に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０２と比較して、結合素子１３の図の下側の一部の領域と接地導体１１との間の空間部分に誘電体４６を充填するとともに、結合素子１３の図の下側の一部の領域とアンテナ素子１２との間の空間部分に誘電体４７を充填することにより、当該逆Ｆ型アンテナ装置１０２ｄの各構成要素を確実に固定して支持することができる。
【００５１】
第３の実施形態．
図８（ａ）は本発明の第３の実施形態に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０３の構成を示す平面図であり、図８（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ’線についての縦断面図である。図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、本実施形態に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０３は、接地導体１１及び給電点２５を備えるとともに、矩形平板形状の導体にてなるアンテナ素子１２と、短絡導体２２と、給電導体２１と、矩形平板形状の導体にてなる結合素子１３とを備えて構成される。ここで、短絡導体２２を接続導体として用いることを特徴としている。
【００５２】
図８（ａ）及び図８（ｂ）において、アンテナ素子１２は接地導体１１と実質的に平行となり互いに対向するように配置され、アンテナ素子１２は短絡導体２２により接地導体１１と電気的に接続される。給電導体２１の一端はアンテナ素子１２と電気的に接続され、給電導体２１の他端は接地導体１１上の給電点２５において、第１の実施形態と同様に、給電用同軸ケーブル３０に接続される。また、アンテナ素子１２と接地導体１１との間には結合素子１３が挿入されて配置されており、短絡導体２２と電気的に接続される。
【００５３】
以上のように構成された本実施形態に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０３においても、アンテナ素子１２及び結合素子１３の面積や、接地導体１１からのアンテナ素子１２までの距離及び／又は接地導体１１からの結合素子１３までの距離を調整して、２つのループ回路のアンテナ装置の共振周波数を互いにわずかにずらすことによって広帯域な周波数特性を得ることができるとともに、短絡導体２２を第１の実施形態に係る接続導体２３として機能させることにより、アンテナ構造を簡素化することが可能となり、量産化に好適である。
【００５４】
第３の実施形態の変形例．
図９は本発明の第３の実施形態の第１の変形例に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０３ａの構成を示す縦断面図である。この逆Ｆ型アンテナ装置１０３ａは、第３の実施形態に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０３と比較して、誘電体基板４１上の互いに異なる２つの面にそれぞれ形成された接地導体１１及び結合素子１３と、誘電体基板４２上に形成されたアンテナ素子１２とにより構成し、給電導体２１及び短絡導体２２をそれぞれ、誘電体基板４１，４２を厚さ方向に貫通するスルーホールに金属導体を充填してなるスルーホール導体を用いて構成されることを特徴としている。ここで、結合素子１３は短絡導体２２と電気的に接続されるが、給電導体２１と電気的に接続されない。なお、結合素子１３は誘電体基板４２上に形成されたものであってもよい。以上のように構成された逆Ｆ型アンテナ装置１０３ａにおいては、第１乃至第３の実施形態と同様の作用効果を有するとともに、誘電体基板４１，４２の各厚さを変更することにより、接地導体１１と結合導体１３との間の距離と、結合導体１３とアンテナ素子１２との間の距離とを変更することができ、これらの間の電磁界結合量を調整することができる。
【００５５】
図１０は本発明の第３の実施形態の第２の変形例に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０３ｂの構成を示す縦断面図である。この逆Ｆ型アンテナ装置１０３ｂは、第３の実施形態に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０３と比較して、接地導体１１とアンテナ素子１２との間の空間部分に、誘電体４５を充填することにより、当該逆Ｆ型アンテナ装置１０３ｂの各構成要素を確実に固定して支持することができる。
【００５６】
図１１は本発明の第３の実施形態の第３の変形例に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０３ｃの構成を示す縦断面図である。この逆Ｆ型アンテナ装置１０３ｃは、第３の実施形態に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０３と比較して、誘電体基板４３上に形成された接地導体１１を用いて構成し、結合素子１３の図の下側の一部の領域と誘電体基板４３との間の空間部分に誘電体４６を充填するとともに、結合素子１３の図の下側の一部の領域とアンテナ素子１２との間の空間部分に誘電体４７を充填することにより、当該逆Ｆ型アンテナ装置１０３ｃの各構成要素を確実に固定して支持することができる。
【００５７】
図１２は本発明の第３の実施形態の第４の変形例に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０３ｄの構成を示す縦断面図である。この逆Ｆ型アンテナ装置１０３ｄは、第３の実施形態に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０３と比較して、結合素子１３の図の下側の一部の領域と接地導体１１との間の空間部分に誘電体４６を充填するとともに、結合素子１３の図の下側の一部の領域とアンテナ素子１２との間の空間部分に誘電体４７を充填することにより、当該逆Ｆ型アンテナ装置１０３ｄの各構成要素を確実に固定して支持することができる。
【００５８】
第４の実施形態．
図１３（ａ）は本発明の第４の実施形態に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０４の構成を示す平面図であり、図１３（ｂ）は図１３（ａ）のＤ−Ｄ’線についての縦断面図である。図１３（ａ）及び図１３（ｂ）に示すように、この逆Ｆ型アンテナ装置１０４は、図３（ａ）及び図３（ｂ）に図示した第２の実施形態に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０３に比較して、結合素子１３と接地導体１１との間に、別の結合素子１４を挿入して配置したことを特徴としている。ここで、結合素子１４は給電導体２１に電気的に接続されるが、短絡導体２２に電気的に接続されていない。
【００５９】
以上のように構成された逆Ｆ型アンテナ装置１０４においては、アンテナ素子１２、結合素子１３，１４の面積や、接地導体１１から結合素子１３，１４又はアンテナ素子１２への各距離を調整して、複数のループ回路を形成する複数のアンテナ装置の共振周波数を互いにわずかにずらすことによって広帯域な特性を得ることができる。また、複数の結合素子１３，１４を用いることによって、複数の周波数帯をカバーするように、アンテナ装置１０４と給電用同軸ケーブル３０との間のインピーダンス整合を行うことが可能となる。さらに、第２の実施形態の第１乃至第４の変形例と同様に、接地導体１１とアンテナ素子１２との間の空間の一部又は全部に誘電体を充填し又は誘電体基板を配置してもよく、この場合において、共振周波数の低減効果が期待できるとともに、形状を安定に固定することにより、量産時の特性ばらつきを抑えることができる。
【００６０】
第５の実施形態．
図１４（ａ）は本発明の第５の実施形態に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０５の構成を示す平面図であり、図１４（ｂ）は図１４（ａ）のＥ−Ｅ’線についての縦断面図である。図１４（ａ）及び図１４（ｂ）に示すように、この逆Ｆ型アンテナ装置１０５は、第２の実施形態に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０２と比較して、アンテナ素子１２ａにその短辺方向に平行な複数のスリット１２ｓを形成することによりアンテナ素子１２ａの図の下側部分をメアンダ形状に形成するとともに、結合素子１３ａにその短辺方向に平行な複数のスリット１３ｓを形成することにより結合素子１３ａの図の下側部分をメアンダ形状に形成したことを特徴とする。
【００６１】
以上のように構成された逆Ｆ型アンテナ装置１０５においては、アンテナ素子１２ａと給電素子１３ａにそれぞれ複数のスリット１２ｓ，１３ｓを形成することにより、それぞれの経路長の増加による共振周波数の低減効果とリアクタンス成分の増加と、それぞれの面積の減少にともなう結合量の低減によるリアクタンス成分の増加効果を得ることができる。これを利用して、アンテナ装置１０５と給電用同軸ケーブル３０との間のインピーダンス整合及び、アンテナ装置１０５の共振周波数の調整を行うことが容易になることに加えて、アンテナ装置１０５の共振周波数の低減が可能となり、アンテナ装置１０５の小型・軽量化が実現できる。すなわち、アンテナ素子１２ａと結合素子１３ａとの間の容量性結合と、結合素子１３ａと接地導体１１との間の容量性結合が比較的大きい場合には、経路長を一定に保持したまま対向する面積が縮小されるようにスリット１２ｓ，１３ｓの面積を調整することにより、これらの容量性結合を小さくしてインピーダンス整合をとることが可能となる。さらに、アンテナ素子１２ａと結合素子１３ａとの間の距離と、結合素子１３ａと接地導体１１との間の距離とを調整することにより、インピーダンス整合の調整を容易に行うことができる。
【００６２】
以上の実施形態においては、アンテナ素子１２ａと結合素子１３ａの両方にそれぞれスリット１２ｓ，１３ｓを設けた場合の構成例を示したが、本発明はこれに限定されず、アンテナ素子１２ａと結合素子１３ａとのうちの少なくとも一方にスリット１２ｓ，１３ｓを設けてもよい。また、アンテナ素子１２ａと結合素子１３ａの少なくとも一方にスロットを設けて、アンテナ素子１２ａと結合素子１３ａとの間の電磁界結合量と、結合素子１３ａと接地導体１１との電磁界結合量とを調整することにより、当該アンテナ装置１０５の入力インピーダンスと給電用同軸ケーブル３０との間のインピーダンス整合の調整が容易となる。また、アンテナ素子１２ａと結合素子１３ａの少なくとも一方にスロットを設けて、当該アンテナ素子の共振周波数を調整することができる。
【００６３】
以上の実施形態においては、１個の結合素子１３ａを備えているが、本発明はこれに限らず、アンテナ素子１２ａと接地導体１１との間に、２個以上の結合素子１３ａを挿入して配置することにより、より広帯域な周波数特性を実現することができる。この場合、複数の結合素子１３ａを用いることによって、複数の周波数帯をカバーするようにインピーダンス整合することが可能となる。
【００６４】
また、接地導体１１にスリットを形成して、接地導体１１とアンテナ素子１２ａとの間の電磁界結合量を調整しても同様の作用効果を得ることができる。さらに、以上の実施形態においては、給電導体２１を接続導体として機能させる場合の構成例を示したが、本発明はこれに限らず、短絡導体２２を接続導体として用いてもよいし、結合素子１３ａとアンテナ素子１２ａとを接続するための接続導体を別に備えてもよい。さらに、接地導体１１とアンテナ素子１２ａとで囲まれた空間の一部又は全部に誘電体を充填してもよく、この場合において、共振周波数の低減効果が得ることができ、形状を安定に固定することが可能となるため、量産時の電気的特性のばらつきを抑えることができる。
【００６５】
第５の実施形態の変形例．
図１５（ａ）は本発明の第５の実施形態の変形例に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０５ａの構成を示す平面図であり、図１５（ｂ）は図１５（ａ）のＦ−Ｆ’線についての縦断面図である。図１５（ａ）及び図１５（ｂ）に示すように、この逆Ｆ型アンテナ装置１０５ａは、第５の実施形態に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０５と比較して、アンテナ素子１２ｂに形成される複数のスリット１２ｓと、結合素子１３ｂに形成される複数のスリット１３ｓとをそれぞれ互いに対向するように形成したことを特徴としている。以上のように構成された逆Ｆ型アンテナ装置１０５ａにおいては、図１５（ａ）に示すように、アンテナ素子１２ｂ上を流れる電流の方向９０１，９０２がそれぞれ、結合素子１３ｂ上に流れる電流の方向９１１，９１２に一致させることができ、これらの電流の方向を揃えることにより，当該逆Ｆ型アンテナ装置１０５ａの放射効率を向上させることができ、そのアンテナ利得を向上させることができる。
【００６６】
第６の実施形態．
図１６（ａ）は本発明の第６の実施形態に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０６の構成を示す平面図であり、図１６（ｂ）は図１６（ａ）のＧ−Ｇ’線についての縦断面図である。図１６（ａ）及び図１６（ｂ）に示すように、この逆Ｆ型アンテナ装置１０６は、図３（ａ）及び図３（ｂ）に図示された逆Ｆ型アンテナ装置１０２に比較して、結合素子１３ｃがその短辺方向に平行な２箇所において直角に折り曲げられて構成され、結合素子１３ｃは、
（ｉ）接地導体１１及びアンテナ素子１２に平行な部分１３ｃａと、
（ii）接地導体１１及びアンテナ素子１２に対して直交する部分１３ｃｂと、
（iii）接地導体１１及びアンテナ素子１２に平行な部分１３ｃｃと、
から構成される。ここで、部分１３ｃｃとアンテナ素子１２との間の距離は、部分１３ｃａとアンテナ素子１２との間の距離よりも短くなり、アンテナ素子１２と結合素子１３ｃとの間の電磁界結合量が大きくなるように設定されている。
【００６７】
すなわち、結合素子１３ｃはその一部分が折り曲げられており、段差を有した階段ステップ形状を有し、これにより、接地導体１１と結合素子１３ｃとの間の距離及びアンテナ素子１２と結合素子１３ｃとの間の距離が、それらの長手方向の位置によって変更されており、アンテナ素子１２と接地導体１１とが短絡導体２２により電気的に接続されている側（短絡導体２２側）の部分１３ｃａと、その反対側の開放端側の部分１３ｃｃにおいて、それぞれ異なった距離になっている。これにより、アンテナ素子１２と結合素子１３ｃとの間の距離及び接地導体１１と結合素子１３ｃとの間の距離を、これらの長手方向の位置によって変更することが可能となり、結合素子１３ｃとアンテナ素子１２との間の電磁界結合量と、結合素子１３ｃと接地導体１１との間の電磁界結合量を調整することが可能となるため、製造時の周波数調整が容易となり、大量生産に好適である。また、結合素子１３ｃを折り曲げて３次元的に変形を加えることによって結合素子１３ｃの電気長を平面構造の場合と比べて長くすることが可能となるため、アンテナ装置１０６の共振周波数を低下することができ、アンテナ装置１０６の小型・軽量化を実現できる。
【００６８】
当該実施形態においては、図１６（ｂ）に示すように結合素子１３ｃの一部を折り曲げてアンテナ素子１２の開放端近傍との距離を近づけることにより、結合素子１３ｃとアンテナ素子１２との間の電磁界結合量を大きくすることが可能となり、当該アンテナ装置の共振周波数をさらに低下させることができる。また、図１６（ｂ）に示すように、当該逆Ｆ型アンテナ装置１０６の端部で、結合素子１３ｃと接地導体１１の間の距離を離すことにより、当該アンテナ装置１０６の近傍に配置された送受信機などの部品との電磁界結合を小さくすることが可能となり、送受信機などにおける誤動作を防止できる。
【００６９】
第６の実施形態の変形例．
図１７（ａ）は本発明の第６の実施形態の第１の変形例に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０６ａの構成を示す平面図であり、図１７（ｂ）は図１７（ａ）のＨ−Ｈ’線についての縦断面図である。この逆Ｆ型アンテナ装置１０６ａは、図１６（ｂ）に図示された第６の実施形態に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０６に比較して、結合素子１３を折り曲げず、アンテナ素子１２ｃがその短辺方向に平行な２箇所において直角に折り曲げられて構成され、アンテナ素子１２ｃは、
（ｉ）接地導体１１及び結合素子１３に平行な部分１２ｃａと、
（ii）接地導体１１及び結合素子１３に対して直交する部分１２ｃｂと、
（iii）接地導体１１及び結合素子１３に平行な部分１２ｃｃと、
から構成される。ここで、部分１２ｃｃと結合素子１３との間の距離は、部分１２ｃａと結合素子１３との間の距離よりも短くなり、アンテナ素子１２ｃと結合素子１３ｃとの間の電磁界結合量が大きくなるように設定されている。以上のように構成された第６の実施形態の第１の変形例に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０６ａは、第６の実施形態に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０６と同様の作用効果を有する。
【００７０】
図１８は本発明の第６の実施形態の第２の変形例に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０６ｂの構成を示す縦断面図である。図１８において、折り畳みタイプの携帯無線通信装置の上側筐体４０の長手方向の中央部のおもて表面側に液晶表示部４１が配置されている。この液晶表示部４１の裏側に誘電体基板４３が配置され、誘電体基板４３の液晶表示部４１側の面において接地導体１１が形成されている。この誘電体基板４３の上側に以下の構成を有する逆Ｆ型アンテナ装置１０６ｂが設けられる。この逆Ｆ型アンテナ装置１０６ｂは、基本的には、図３（ｂ）に図示された第２の実施形態に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０２の構造と同様に、接地導体１１及び給電点２５を備えるとともに、矩形平板形状の導体にてなるアンテナ素子１２ｄと、短絡導体２２と、給電導体２１と、矩形平板形状の導体にてなる結合素子１３とを備えて構成される。ここで、アンテナ素子１２ｄは、上側筐体４０の筺体形状に沿って曲線形状で曲げられていることを特徴としている。これにより、逆Ｆ型アンテナ装置１０６ｂを上側筐体４０内にコンパクトに収容することができるという特有の効果を有する。
【００７１】
図１９は本発明の第６の実施形態の第３の変形例に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０６ｃの構成を示す縦断面図である。図１９において、折り畳みタイプの携帯無線通信装置の上側筐体４０の長手方向の中央部のおもて表面側に液晶表示部４１が配置されている。この液晶表示部４１の裏側に、例えば矩形金属板にてなる接地導体１１が液晶表示部４１の形状に沿って折り曲げられて配置されている。この接地導体１１を用いて、上側筐体４０の上側に以下の構成を有する逆Ｆ型アンテナ装置１０６ｃが設けられる。この逆Ｆ型アンテナ装置１０６ｃは、基本的には、図３（ｂ）に図示された第２の実施形態に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０２の構造と同様に、接地導体１１及び給電点２５を備えるとともに、矩形平板形状の導体にてなるアンテナ素子１２ｄと、短絡導体２２と、給電導体２１と、矩形平板形状の導体にてなる結合素子１３とを備えて構成される。ここで、アンテナ素子１２ｄは、上側筐体４０の筺体形状に沿って曲線形状で曲げられていることを特徴としている。これにより、逆Ｆ型アンテナ装置１０６ｃを上側筐体４０内にコンパクトに収容することができるという特有の効果を有する。
【００７２】
以上の第６の実施形態及びその変形例においては、少なくともアンテナ素子１２，１２ｃ，１２ｄ又は結合素子１３，１３ｃのいずれかを接地導体１１に対して傾けて配置することにより、アンテナ素子１２，１２ｃ，１２ｄと結合素子１３，１３ｃとの間の電磁界結合量と、結合素子１３，１３ｃと接続導体１１との間の電磁界結合量を調整することが可能となる。この場合にも、インピーダンス整合及び共振周波数の調整を行うことができる。
【００７３】
以上の第６の実施形態及びその変形例においては、１個の結合素子１３，１３ｃを備えて構成しているが、本発明はこれに限らず、２個以上の結合素子１３，１３ｃを備えて構成することにより、より広帯域な周波数特性を実現することができる。この場合、複数の結合素子１３，１３ｃを用いることによって、複数の周波数帯をカバーするようにインピーダンス整合することができる。
【００７４】
以上の第６の実施形態及びその変形例において、アンテナ素子１２，１２ｃ，１２ｄと、結合素子１３，１３ｃと、接地導体１１のうちの少なくともいずれかにスリット又はスロットを形成してもよい。この場合、上述と同様の作用効果を得ることができる。また、以上の第６の実施形態及びその変形例においては、給電導体２１が接続導体の機能を備えているが、これに代えて、短絡導体２１が接続導体の機能を備えてもよいし、もしくは別の接続導体を備えてもよい。
【００７５】
さらに、図４乃至図７に図示された第２の実施形態の種々の変形例と同様に、接地導体１１とアンテナ素子１２，１２ｃ，１２ｄで囲まれた空間の一部又は全部に誘電体を充填してもよく、この場合において、アンテナ装置の共振周波数の低減効果が得ることができるとともに、アンテナ装置の各構成要素を安定に固定することが可能となるため、量産時の電気的な特性ばらつきを抑えることができる。
【００７６】
第７の実施形態．
図２０（ａ）は本発明の第７の実施形態に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０７の構成を示す平面図であり、図２０（ｂ）は図２０（ａ）のアンテナ素子１２ｅの平面図であり、図２０（ｃ）は図２０（ａ）の結合素子１３ｅの平面図であり、図２０（ｄ）は図２０（ａ）の結合素子１４ｅの平面図である。また、図２１は図２０（ａ）のＩ−Ｉ’線についての縦断面図である。この逆Ｆ型アンテナ装置１０７は本発明者らに試作された実施例に係るものであり、これらの図面において、各構成要素の寸法（単位：ｍｍ）を示している。
【００７７】
図２０（ａ）乃至図２０（ｄ）及び図２１において、長さ７０ｍｍ及び幅４３ｍｍを有する接地導体１１上に、給電点２５を有する逆Ｆ型アンテナ装置１０７が設けられ、この逆Ｆ型アンテナ装置１０７は、
（ｉ）図２０（ｂ）に図示され長さ１７ｍｍ及び幅４３ｍｍを有するアンテナ素子１２ｅと、
（ii）図２０（ｃ）に図示された結合素子１３ｅと、
（iii）図２０（ｄ）に図示された結合素子１４ｅと、
（iv）アンテナ素子１２ｅを接地導体１１に電気的に接続するための短絡導体２２と、
（ｖ）給電用同軸ケーブル３０の中心導体３１を２個の結合素子１３ｅ，１４ｅを介してアンテナ素子１２ｅに電気的に接続するための給電導体２１と
を備えて構成される。ここで、アンテナ素子１２ｅにはＬ字型ストリップ形状のスリット１２ｅｓが形成され、結合素子１３ｅには直線型ストリップ形状のスリット１３ｅｓが形成されており、これらのスリット１２ｅｓ，１３ｅｓの長さや面積を調整して、アンテナ装置の素子長と電磁界結合量を変化させることにより、アンテナ装置の入力インピーダンスと、給電用同軸ケーブル３０の特性インピーダンスとの間のインピーダンス整合を容易に調整することができる。
【００７８】
また、図２１に示すように、アンテナ素子１２ｅは、給電導体２１側の接地導体１１からの高さが９．２ｍｍとなり、開放端側の接地導体１１からの高さが７．９ｍｍとなるように接地導体１１に対して傾けて配置されている。同様に、結合素子１３ｅ，１４ｅも接地導体１１に対して傾けて配置されており、結合素子１３ｅ，１４ｅにおいて、給電導体２１側の接地導体１１からの高さはそれぞれ８．１ｍｍ、６．６ｍｍであり、開放端側の接地導体１１からの高さはそれぞれ６．７ｍｍ、４．７ｍｍである。アンテナ素子１２ｅ及び結合素子１３ｅ，１４ｅのそれぞれと、接地導体１１との間の距離を、それらの長手方向の位置によって変化させることにより、アンテナ素子１２ｅと、結合素子１３ｅ，１４ｅ及び接地導体１１のそれぞれとの間の電磁界結合量を調整することができ、アンテナ装置１０７の共振周波数が低下するよう調整することが可能となることに加えて、アンテナ装置１０７と給電用同軸ケーブル３０との間のインピーダンス整合を容易に調整することができ、さらには、より広帯域な特性を実現することができる。
【００７９】
以上の第７の実施形態において、給電導体２１の一端はアンテナ素子１２ｅと電気的に接続され、給電導体２１の他端は接地導体１１上の給電点２５を介して給電用同軸ケーブル３０の中心導体３１に接続されている。なお、結合素子１３ｅ，１４ｅはそれぞれ給電導体２１と電気的に接続されているが、短絡導体２２とは電気的に接続されていないことが重要である。すなわち、短絡導体２２の直径は、結合素子１３ｅ，１４ｅにそれぞれ形成されたスルーホール１３ｅｈ，１４ｅｈよりも小さく、これらスルーホール１３ｅｈ，１４ｅｈの中心部を通過するために、短絡導体２２は結合素子１３ｅ，１４ｅと電気的に接続されない。
【００８０】
図２２は図２０（ａ）及び図２１に図示された逆Ｆ型アンテナ装置１０７の入力インピーダンスの周波数特性を示すスミスチャートであり、図２３は図２０（ａ）及び図２１に図示された逆Ｆ型アンテナ装置１０７の電圧定在波比（ＶＳＷＲ）の周波数特性を示すグラフである。
【００８１】
図２２から明らかなように、複数の共振円が存在しており、当該アンテナ装置が複共振していることがわかる。図２３において、ＶＳＷＲが３以下を満たす周波数範囲は９０５〜１０２４ＭＨｚであり、比帯域は１２．３％となっており、広帯域な周波数特性を得ることができた。
【００８２】
以上の実施形態において、接地導体１１の短辺及び長辺を加算した寸法が波長の１／４以下と非常に小さい場合においても、広帯域な特性を実現することができる。また、アンテナ装置１０７のインピーダンス特性の調整を容易に行うことが可能となるため、折り畳みタイプの携帯電話機などの携帯無線通信装置において、波長に対して比較的小さな寸法を有する接地導体１１上にアンテナ装置を構成する場合に好適である。
【００８３】
以上の実施形態において、接地導体１１とアンテナ素子１２ｅで囲まれた空間の一部又は全部に誘電体を充填してもよく、この場合において、アンテナ装置の共振周波数の低減効果が得ることができるとともに、アンテナ装置の形状を安定に固定することが可能となるため、量産時の特性ばらつきを抑えることができる。
【００８４】
第７の実施形態の変形例．
図２４は図２０（ａ）及び図２１に図示された逆Ｆ型アンテナ装置１０７におけるアンテナ素子の変形例であって、第７の実施形態の第１の変形例に係るアンテナ素子１２ｆの構成を示す平面図である。アンテナ素子１２ｆは、図２４に示すように、所定の形状のスロット１２ｓｓを有するように形成され、当該アンテナ素子１２ｆは、矩形リング形状の導体部分１２ｆａと、矩形パッチ形状の導体部分１２ｆｃと、これらの導体部分１２ｆａと導体部分１２ｆｃとを連結するストリップ形状の導体部分１２ｆｂとを備えて構成される。以上のような形状のアンテナ素子１２ｆは、実質的な素子長を長くすることができ、しかも他の導体との電磁界結合量を大きくすることができるという特有の効果を有する。また、上記アンテナ素子１２ｆにおいてスロット１２ｓｓを形成することにより、当該アンテナ装置の共振周波数を調整することができる。
【００８５】
図２５は図２０（ａ）及び図２１に図示された逆Ｆ型アンテナ装置１０７における結合素子の変形例であって、第７の実施形態の第２の変形例に係る結合素子１３ｆの構成を示す平面図である。結合素子１３ｆは、図２５に示すように、所定の形状のスロット１３ｓｓを有するように形成され、当該結合素子１３ｆは、矩形リング形状の導体部分１３ｆａと、矩形パッチ形状の導体部分１３ｆｃと、これらの導体部分１３ｆａと導体部分１３ｆｃとを連結するストリップ形状の導体部分１３ｆｂとを備えて構成される。以上のような形状の結合素子１３ｆは、実質的な素子長を長くすることができ、しかも他の導体との電磁界結合量を大きくすることができるという特有の効果を有する。また、上記結合素子１３ｆにおいてスロット１３ｓｓを形成することにより、当該アンテナ装置の共振周波数を調整することができる。
【００８６】
第８の実施形態．
図２６（ａ）は本発明の第８の実施形態に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０８の構成を示す平面図であり、図２６（ｂ）は図２６（ａ）のＪ−Ｊ’線についての縦断面図である。この逆Ｆ型アンテナ装置１０８は、図３（ａ）及び図３（ｂ）に図示された第２の実施形態に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０２に比較して、アンテナ素子１２を、接地導体１１と結合素子１３との間に挿入して配置したことを特徴としており、その他の構成は第２の実施形態と同様である。なお、給電導体２１の一端は結合素子１３に電気的に接続され、給電導体２１の略中央部においてアンテナ素子１２に電気的に接続され、給電導体２１の他端は給電用同軸ケーブル３０の中心導体３１に接続される。また、短絡導体２２の一端はアンテナ素子１２に接続され、その他端は接地導体１１に電気的に接続される。
【００８７】
以上のように構成された第８の実施形態に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０８は、第２の実施形態に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０２と同様の作用効果を有する。また、この逆Ｆ型アンテナ装置１０８においても、第２の実施形態の各変形例に示すように、結合素子１３と接地導体１１との間の空間の一部又は全部に誘電体を充填してもよく、この場合において、アンテナ装置の共振周波数の低減効果と量産時の特性ばらつき抑制効果が得ることができる。
【００８８】
第９の実施形態．
図２７（ａ）は本発明の第９の実施形態に係る携帯無線通信装置１１０１の構成を示す平面図であり、図２７（ｂ）は図２７（ａ）の側面図である。図２７（ａ）及び図２７（ｂ）において、携帯無線通信装置１１０１は折り畳みタイプの携帯電話機の構成例であって、上側筐体１１０２と、下側筐体１１０３と、上側筐体１１０２と下側筐体１１０３とを連結しかつ折り畳んで互いに重ねる機構部であるヒンジ部１１０４を備えて構成される。ここで、上側筐体１１０２の略中央部には、液晶表示部１１０５が設けられ、その厚さ方向の下側に上側誘電体基板１１０８が配置され、その誘電体基板１１０８の図の上部に内蔵アンテナ１１１０が図示しない給電部から給電されて設けられる。また、下側筐体１００３の略中央部には、テンキー部１１０６が設けられ、その厚さ方向の下側に下側誘電体基板１１０９が配置され、下側筐体１００３の図の左側長手方向に沿って、ヘリカルアンテナ１１０７ａとモノポールアンテナ１１０７ｂとからなるホイップアンテナ１１０７が下側筐体１００３に対して伸縮自在に設けられ、図示しない給電部から給電される。
【００８９】
当該実施形態において、内蔵アンテナ１１１０は、上述した第１乃至第８の実施形態又はその変形例にいずれかで構成することができる。ここで、内蔵アンテナ１１１０と、ホイップアンテナ１１０７とは、送受信時において、空間ダイバーシティ技術を用いて、これら２つのアンテナのうち少なくとも一方を用いるように制御することができる。
【００９０】
以上のように構成された携帯無線通信装置１１０１において、内蔵アンテナ１１１０は上側誘電体基板１１０８の裏面に形成される接地導体の寸法が波長に対して１／４以下の場合においても広帯域な特性を実現することができるため、良好な通信品質を得ることができる。また、内蔵アンテナ１１１０を上側筐体１１０２の内部上部に配置することにより、通話時に指などの人体影響を受けにくくすることができ、これにより当該携帯無線通信装置１１０１からの電波の放射損失を低減でき、しかも内蔵アンテナ１１１０のアンテナ利得を高めることができる。
【００９１】
以上の実施形態においては、ホイップアンテナ１１０７は下側筐体１１０３に設けられているが、本発明はこれに限らず、上側筐体に設けてもよい。また、内蔵アンテナ１１１０は上側筐体１１０２の下部や下側筐体１１０３の下部に配置してもよい。
【００９２】
第９の実施形態の変形例．
図２８（ａ）は本発明の第９の実施形態の変形例に係る携帯無線通信装置１１０１ａの構成を示す平面図であり、図２８（ｂ）は図２８（ａ）の側面図である。図２８（ａ）及び図２８（ｂ）において、この携帯無線通信装置１１０１ａは、第９の実施形態に係る携帯無線通信装置１１０１に比較して、下側筐体１１０３におけるホイップアンテナ１１０７を除去したことを特徴としている。
【００９３】
第１０の実施形態．
図２９（ａ）は本発明の第１０の実施形態に係る携帯無線通信装置２１００の構成を示す一部破断平面図であり、図２９（ｂ）は図２９（ａ）の側面図である。これらの図２９（ａ）及び図２９（ｂ）において、図２８（ａ）及び図２８（ｂ）と同様のものについては同一の符号を付している。図２９（ａ）及び図２９（ｂ）において、上側筐体１１０２の誘電体基板１１０８上に形成された上述の内蔵アンテナ１１１０が設けられ、ヒンジ部１１０４において、導体パターン２７０２ａ，２７０２ｂが形成されたフレキシブル誘電体基板２７０２が設けられ、導体パターン２７０２ａ，２７０２ｂの各一端は、上側誘電体基板１１０８上に形成されたコネクタ２１０９に接続される一方、導体パターン２７０２ａ，２７０２ｂの各他端は、下側誘電体基板１１０９上に形成されたコネクタ２１１０に接続される。
【００９４】
ここで、上側誘電体基板１１０８上に形成されたストリップ形状の導体パターン２７０３はコネクタ２１０９を介して導体パターン２７０２ａに接続され、当該導体パターン２７０２ａはさらにコネクタ２１１０を介して給電点２１１１に接続されている。この導体パターン２７０３から給電点２１１１までの導体パターンにより一方のモノポールアンテナを構成している。そして、当該モノポールアンテナと、内蔵アンテナ１１１０とは、送受信時において、空間ダイバーシティ技術を用いて、これら２つのアンテナのうち少なくとも一方を用いるように制御することができる。
【００９５】
第１１の実施形態．
図３０（ａ）は本発明の第１１の実施形態に係る内蔵アンテナ装置２２００の構成を示す平面図であり、図３０（ｂ）は図３０（ａ）の内蔵アンテナ装置２２００の構成を示す側面図である。この第１１の実施形態の内蔵アンテナ装置２２００は、上述の内蔵アンテナ装置１１１０に代わって用いられるものであり、折り曲げられた接地導体１１ａと、誘電体基板４２上にメアンダ形状で形成されたアンテナ素子１２ｇ（上述のアンテナ素子１２等と同様に動作する）と、誘電体基板４２上にアンテナ１２ｇと接続されて形成されかつモノポールアンテナとして動作するストリップ形状のアンテナ素子１２ｈと、アンテナ素子１２ｇと接地導体１１ａとの間に挿入して配置された結合素子１３と、給電点とアンテナ素子１２ｇとを接続するための給電導体２１と、アンテナ素子１２ｇと結合素子１３とを接続するための接続導体２２とを備えて構成される。ここで、給電導体２１は結合導体１３及びアンテナ素子１２ｇに接続される一方、短絡導体２２は結合導体１３に接続されない状態でアンテナ素子１２ｇに接続されている。そして、結合素子１３を備えたアンテナ素子１２ｇと、アンテナ素子１２ｈのそれぞれの共振周波数を互いに異ならせることにより複数の周波数帯をカバーすることができる広帯域な内蔵アンテナ装置２２００として用いることができる。
【００９６】
以上のように構成された実施形態において、内蔵アンテナ装置２２００を上側筐体１１０２の内部上部に配置することにより、通話時に指などの人体影響を受けにくくすることができ、これにより当該携帯無線通信装置からの電波の放射損失を低減でき、しかも内蔵アンテナ装置２２００のアンテナ利得を実質的に高めることができる。
【００９７】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明に係る逆Ｆ型アンテナ装置によれば、接地導体と、上記接地導体上に上記接地導体と対向するように配置されたアンテナ素子と、上記接地導体と上記アンテナ素子との間に、上記接地導体及び上記アンテナ素子と対向するように設けられた結合素子と、上記アンテナ素子上の第１接続部で、上記アンテナ素子と上記結合素子とを接続する接続導体と、上記アンテナ素子上の第２接続部で、上記アンテナ素子と上記接地導体とを接続する短絡素子と、一端が上記アンテナ素子と第３接続部で接続され、他端が給電点に接続された給電導体とを備え、上記第１接続部は、上記逆Ｆ型アンテナ装置を所定の波長の無線信号により励振したときに、上記アンテナ素子及び上記結合素子において発生する電流定在波の腹の部分に配設されており、上記給電点から上記給電導体、上記接続導体及び上記結合素子を介して上記結合素子の開放端部に至り、そこから上記結合素子、上記接続導体、上記アンテナ素子の一部及び上記短絡導体を介して上記接地導体までに至る第１ループ回路の長さと、上記給電点から上記給電導体、及び上記アンテナ素子を介して上記アンテナ素子の開放端部に至り、そこから上記アンテナ素子及び上記短絡導体を介して上記接地導体までに至る第２ループ回路の長さとは、上記第１ループ回路からなる第１アンテナと上記第２ループ回路からなる第２アンテナとが複共振を起こすよう設定して上記第１接続部と上記第２接続部を配設したことを特徴としている。
【００９８】
上記結合素子により、上記アンテナ素子と上記結合素子との間の結合量、あるいは上記アンテナ素子と上記接地導体との間の結合量、あるいは上記結合素子と上記接地導体との間の結合量を調整することにより、結合素子を備えたアンテナ装置の共振周波数と、結合素子を備えないときのアンテナ装置の共振周波数とを互いに異ならせ、これにより、広帯域な周波数特性を得ることが可能となる。また、複数の周波数帯に対応するように、アンテナ装置の共振周波数をずらして調整することが可能となる。また、上記接続手段を給電導体又は短絡導体と共通とすることにより、構造の簡素化を図ることが出来るため、大量生産に好適である。さらに、スリット又はスロットを設けることにより、共振周波数を低下することが可能となる上、上記アンテナ素子と、上記結合素子及び／又は上記接地導体との間の結合量を調整することができる。なお、上記結合素子を上記アンテナ素子又は接続導体に対して傾斜させたり、上記結合素子又は上記アンテナ素子において段差を持たせることで、アンテナ素子と接地導体との間の結合量を調整することが可能となる。
【００９９】
以上のように構成されたアンテナ装置を、折り畳みタイプの携帯無線通信装置の上側筐体内部に配置することにより、通話時に指などの人体からの影響を受けにくくすることが期待でき、人体による放射損失を軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 （ａ）は本発明の第１の実施形態に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０１の構成を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’線についての縦断面図である。
【図２】 （ａ）は図１の逆Ｆ型アンテナ装置１０１における第１のアンテナ装置の反射係数Ｓ１１の周波数特性を示すグラフであり、（ｂ）は図１（ａ）及び図１（ｂ）の逆Ｆ型アンテナ装置１０１における第２のアンテナ装置の反射係数Ｓ１１の周波数特性を示すグラフであり、（ｃ）は図１（ａ）及び図１（ｂ）の逆Ｆ型アンテナ装置１０１において第１と第２のアンテナ装置を合成したときの反射係数Ｓ１１の周波数特性を示すグラフである。
【図３】 （ａ）は本発明の第２の実施形態に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０２の構成を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ’線についての縦断面図である。
【図４】 本発明の第２の実施形態の第１の変形例に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０２ａの構成を示す縦断面図である。
【図５】 本発明の第２の実施形態の第２の変形例に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０２ｂの構成を示す縦断面図である。
【図６】 本発明の第２の実施形態の第３の変形例に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０２ｃの構成を示す縦断面図である。
【図７】 本発明の第２の実施形態の第４の変形例に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０２ｄの構成を示す縦断面図である。
【図８】 （ａ）は本発明の第３の実施形態に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０３の構成を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ’線についての縦断面図である。
【図９】 本発明の第３の実施形態の第１の変形例に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０３ａの構成を示す縦断面図である。
【図１０】 本発明の第３の実施形態の第２の変形例に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０３ｂの構成を示す縦断面図である。
【図１１】 本発明の第３の実施形態の第３の変形例に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０３ｃの構成を示す縦断面図である。
【図１２】 本発明の第３の実施形態の第４の変形例に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０３ｄの構成を示す縦断面図である。
【図１３】 （ａ）は本発明の第４の実施形態に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０４の構成を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ’線についての縦断面図である。
【図１４】 （ａ）は本発明の第５の実施形態に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０５の構成を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＥ−Ｅ’線についての縦断面図である。
【図１５】 （ａ）は本発明の第５の実施形態の変形例に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０５ａの構成を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＦ−Ｆ’線についての縦断面図である。
【図１６】 （ａ）は本発明の第６の実施形態に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０６の構成を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＧ−Ｇ’線についての縦断面図である。
【図１７】 （ａ）は本発明の第６の実施形態の第１の変形例に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０６ａの構成を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＨ−Ｈ’線についての縦断面図である。
【図１８】 本発明の第６の実施形態の第２の変形例に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０６ｂの構成を示す縦断面図である。
【図１９】 本発明の第６の実施形態の第３の変形例に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０６ｃの構成を示す縦断面図である。
【図２０】 （ａ）は本発明の第７の実施形態に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０７の構成を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のアンテナ素子１２ｅの平面図であり、（ｃ）は（ａ）の結合素子１３ｅの平面図であり、（ｄ）は（ａ）の結合素子１４ｅの平面図である。
【図２１】 図２０（ａ）のＩ−Ｉ’線についての縦断面図である。
【図２２】 図２０（ａ）及び図２１に図示された逆Ｆ型アンテナ装置１０７の入力インピーダンスの周波数特性を示すスミスチャートである。
【図２３】 図２０（ａ）及び図２１に図示された逆Ｆ型アンテナ装置１０７の電圧定在波比（ＶＳＷＲ）の周波数特性を示すグラフである。
【図２４】 図２０（ａ）及び図２１に図示された逆Ｆ型アンテナ装置１０７におけるアンテナ素子の変形例であって、第７の実施形態の第１の変形例に係るアンテナ素子１２ｆの構成を示す平面図である。
【図２５】 図２０（ａ）及び図２１に図示された逆Ｆ型アンテナ装置１０７における結合素子の変形例であって、第７の実施形態の第２の変形例に係る結合素子１３ｆの構成を示す平面図である。
【図２６】 （ａ）は本発明の第８の実施形態に係る逆Ｆ型アンテナ装置１０８の構成を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＪ−Ｊ’線についての縦断面図である。
【図２７】 （ａ）は本発明の第９の実施形態に係る携帯無線通信装置１１０１の構成を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）の側面図である。
【図２８】 （ａ）は本発明の第９の実施形態の変形例に係る携帯無線通信装置１１０１ａの構成を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）の側面図である。
【図２９】 （ａ）は本発明の第１０の実施形態に係る携帯無線通信装置２１００の構成を示す一部破断平面図であり、（ｂ）は（ａ）の側面図である。
【図３０】 （ａ）は本発明の第１１の実施形態に係る内蔵アンテナ装置２２００の構成を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）の内蔵アンテナ装置２２００の構成を示す側面図である。
【図３１】 （ａ）従来技術に係る携帯無線通信装置１００１の構成を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）の逆Ｆ型アンテナ装置１００５を備えた誘電体基板１００４の概略構成を示す平面図である。
【符号の説明】
１０１，１０２，１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄ，１０３，１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ，１０３ｄ，１０４，１０５，１０５ａ，１０６，１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃ，１０７，１０８，…逆Ｆ型アンテナ装置、
１１…接地導体、
１２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆ，１２ｇ，１２ｈ…アンテナ素子、
１２ｓ，１２ｅｓ…スリット、
１３，１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｅ，１３ｆ，１４，１４ｅ…結合素子、
１３ｓ，１３ｅｓ…スリット、
２１…給電導体、
２２…短絡導体、
２３…接続導体、
２５…給電点、
３０…給電用同軸ケーブル、
４１，４２，４３…誘電体基板、
４５，４６，４７…誘電体、
１１０１，１１０１ａ，２１００…携帯無線通信装置、
１１０２…上側筐体、
１１０３…下側筐体、
１１０４…ヒンジ部、
１１０７…ホイップアンテナ、
１１０８…上側誘電体基板、
１１０９…下側誘電体基板、
１１１０…内蔵アンテナ
２１０９，２１１０…コネクタ、
２１１１…給電点、
２２００…内蔵アンテナ装置、
２７０２ａ，２７０３…導体パターン。
Claims (17)
- 接地導体と、
上記接地導体上に上記接地導体と対向するように配置されたアンテナ素子と、
上記接地導体と上記アンテナ素子との間に、上記接地導体及び上記アンテナ素子と対向するように設けられた結合素子と、
上記アンテナ素子上の第１接続部で、上記アンテナ素子と上記結合素子とを接続する接続導体と、
上記アンテナ素子上の第２接続部で、上記アンテナ素子と上記接地導体とを接続する短絡素子と、
一端が上記アンテナ素子と第３接続部で接続され、他端が給電点に接続された給電導体とを備え、
上記第１接続部は、上記逆Ｆ型アンテナ装置を所定の波長の無線信号により励振したときに、上記アンテナ素子及び上記結合素子において発生する電流定在波の腹の部分に配設されており、
上記給電点から上記給電導体、上記接続導体及び上記結合素子を介して上記結合素子の開放端部に至り、そこから上記結合素子、上記接続導体、上記アンテナ素子の一部及び上記短絡導体を介して上記接地導体までに至る第１ループ回路の長さと、
上記給電点から上記給電導体、及び上記アンテナ素子を介して上記アンテナ素子の開放端部に至り、そこから上記アンテナ素子及び上記短絡導体を介して上記接地導体までに至る第２ループ回路の長さとは、
上記第１ループ回路からなる第１アンテナと上記第２ループ回路からなる第２アンテナとが複共振を起こすよう設定して上記第１接続部と上記第２接続部を配設したことを特徴とする逆Ｆ型アンテナ装置。 - 上記接地導体と上記アンテナ素子と上記結合素子とは互いに実質的に平行となるように設けられたことを特徴とする請求項１記載の逆Ｆ型アンテナ装置。
- 上記アンテナ素子と上記接地導体とが上記短絡素子により電気的に接続されている端部における上記アンテナ素子と上記接地導体との間の距離が、上記端部に対して反対側の他端部における上記アンテナ素子と上記接地導体との間の距離と異なるように、上記アンテナ素子及び上記接続導体とを設けたことを特徴とする請求項１記載の逆Ｆ型アンテナ装置。
- 上記結合素子は上記接地導体に対して傾いて設けられたことを特徴とする請求項３記載の逆Ｆ型アンテナ装置。
- 上記アンテナ素子は、上記逆Ｆ型アンテナ装置を収容する筐体の形状に沿って曲げられた形状を有することを特徴とする請求項１記載の逆Ｆ型アンテナ装置。
- 上記結合素子と上記アンテナ素子のうちの少なくとも一方の一部を折り曲げて設けたことを特徴とする請求項１記載の逆Ｆ型アンテナ装置。
- 上記接地導体の一部を折り曲げて設けたことを特徴とする請求項１記載の逆Ｆ型アンテナ装置。
- 上記接地導体の互いに異なる２辺の長さの合計の長さは、当該逆Ｆ型アンテナ装置を用いる携帯無線通信装置で使用される周波数帯のうち、最も低い周波数帯に対応した波長の１／４以下であることを特徴とする請求項１乃至７のうちのいずれか１つに記載の逆Ｆ型アンテナ装置。
- 上記接続導体は、上記アンテナ素子と上記結合素子を電気的に接続する共通の給電導体で構成されていることを特徴とする請求項１乃至８のうちのいずれか１つに記載の逆Ｆ型アンテナ装置。
- 上記接続導体は、上記アンテナ素子と上記結合素子を電気的に接続する共通の短絡導体で構成されていることを特徴とする請求項１乃至８のうちのいずれか１つに記載の逆Ｆ型アンテナ装置。
- 請求項１乃至１０のうちのいずれか１つに記載の逆Ｆ型アンテナ装置の共振周波数を、上記アンテナ素子に形成したスリットにより調整したことを特徴とする逆Ｆ型アンテナ装置。
- 請求項１乃至１０のうちのいずれか１つに記載の逆Ｆ型アンテナ装置の共振周波数を、上記結合素子に形成したスリットにより調整したことを特徴とする逆Ｆ型アンテナ装置。
- 請求項１乃至１０のうちのいずれか１つに記載の逆Ｆ型アンテナ装置の共振周波数を、上記アンテナ素子に形成したスロットにより調整したことを特徴とする逆Ｆ型アンテナ装置。
- 請求項１乃至１０のうちのいずれか１つに記載の逆Ｆ型アンテナ装置の共振周波数を、上記結合素子に形成したスロットにより調整したことを特徴とする逆Ｆ型アンテナ装置。
- 上記アンテナ素子と上記結合素子の少なくとも一方の面積を変化することにより、上記アンテナ素子と上記接地導体との間の電磁界結合量を調整したことを特徴とする請求項１乃至１４のうちのいずれか１つに記載の逆Ｆ型アンテナ装置。
- 請求項１乃至１５のいずれか１つに記載の逆Ｆ型アンテナ装置において、さらに上記逆Ｆ型アンテナ装置の内部の一部に誘電体を充填したことを特徴とする逆Ｆ型アンテナ装置。
- 複数の周波数帯で共振するように、上記アンテナ素子及び上記結合素子の寸法を設定したことを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか１つに記載の逆Ｆ型アンテナ装置。
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