JP5061124B2 - アンテナ装置及び通信装置 - Google Patents

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Description

本発明は、アンテナ装置及び通信装置に関する。
近年、携帯無線機等の通信装置が普及の一途を辿り、さらなる小型化が要望されている。これに伴って、アンテナの内蔵化が要望されている。従来、この種のアンテナ装置としては、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。即ち、このアンテナ装置は、図１０に示すように、人体の影響による特性劣化を防止するために、給電素子１０１の上方に無給電素子１０２を配置することにより、回路基板１０３上に電流を誘起させないようにした内蔵アンテナで構成されている。なお、同図中符号１０４は給電線を示す。
ところが、この従来の内蔵アンテナは、人体方向への放射が大きいため、その指向性から人体からの影響を受けることがあるとともに、通話時の損失が大きく、利得を向上させる上で好ましくない。そこで、通話時の利得を向上させるためには、人体と逆方向の指向性を持たせることが望ましい。
このような事情から、高利得化を図るとともに広帯域化を図ることができる携帯無線機用アンテナ装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。即ち、これは、図１１に示すように、携帯無線機の各種回路を配置するための回路基板２０１と、一端部が給電点を介して回路基板２０１のいずれか一方の板面に接続される線状の給電アンテナ素子（給電素子）２０２と、回路基板２０１のいずれか他方の板面に対向して配置され、長手方向の電気長が波長の略２分の１で反射器として動作する無給電の板状アンテナ素子２０３とを有するものである。このようなアンテナ装置によれば、給電アンテナ素子（第１アンテナ）２０２と電磁界結合を有する板状アンテナ素子（第２アンテナ）２０３を無給電素子として動作させることで、広帯域、高利得を図ることができる。
特開２００１−２４４７１５号公報 特開２００４−３２２４２号公報
しかしながら、前述した構成のアンテナでは、無給電素子と給電素子の都合２つのアンテナ素子で２つの共振周波数帯に対応する構成であるため、周波数帯の異なる電波を受信させようとすると、この受信させようとする周波数帯と同数のアンテナ素子が必要になる。
一方、携帯電話機などにあっては、近年、特に、周波数帯の異なる複数の無線システムに対応したマルチバンドアンテナのニーズが年々高まっており、これに対応した技術開発が強く求められている。ところが、例えば、周波数の異なる３つの無線システムに、３つのアンテナ素子を用いる構成では、無線システムの数と同数のアンテナの実装スペースが必要になり、携帯電話機を小型する上で不利である。さらに、３つの周波数に対応したアンテナ素子を１つの給電系で給電すると、ある無線システムによって通信処理されるべき信号が、別の無線システムによっても受信されてしまい、その結果、別の無線システムが本来通信処理すべき信号の受信を妨げるという不都合を生じてしまう。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、２つのアンテナ素子で３周波数以上の無線システムに対応可能で、複数の無線システムの周波数構成に適応した自由度の高いアンテナ構成を実現できるアンテナ装置及び通信装置を提供することを目的とする。
また、本発明のアンテナ装置は、第１周波数帯域で動作する第１無線システムに接続給電される第１アンテナ素子と、第２周波数帯域及び第３周波数帯域で動作する第２無線システムに接続給電される第２アンテナ素子とを有し、前記第１アンテナ素子は、前記第３周波数帯域での通信において前記第２アンテナ素子の無給電素子として動作するべく前記第２アンテナ素子に対し所定の距離を隔てかつ略平行に配置されるとともに、前記第１無線システムとの接続を前記第３周波数帯域の通信において電気的に切り離す手段を前記第１アンテナ素子の給電部に設けたものである。
また、前記第１無線システムとの接続を前記第３周波数帯域の通信において電気的に切り離す手段は、ＬＣ回路であるものが好ましい。
また、前記第２アンテナ素子の給電部と前記第１アンテナ素子の中央部とを結ぶ直線が、前記第１アンテナ素子および前記第２アンテナ素子と略直角となるように配置したものが好ましい。
また、本発明のアンテナ装置は、第１周波数帯域で動作する第１無線システムに接続給電される第１アンテナ素子と、第２周波数帯域及び第３周波数帯域で動作する第２無線システムに接続給電される第２アンテナ素子とを有し、前記第１アンテナ素子は，前記第３周波数帯域での通信において前記第２アンテナ素子の無給電素子として動作するべく前記第２アンテナ素子に対し所定の距離を隔てかつ略平行に配置されるとともに、前記第３周波数帯域の通信において電気的に接地する手段を前記第１アンテナ素子の開放端から前記第３周波数の４分の１波長の奇数倍の位置に設けたものである。
また、前記第３周波数帯域の通信において電気的に接地する手段は、ＬＣ回路であることが好ましい。
また、前記第２アンテナ素子の給電部と、前記第３周波数帯域の通信において電気的に接地する手段とを結ぶ直線が、前記第１アンテナ素子および前記第２アンテナ素子と略直角となるように配置することが好ましい。
また、本発明のアンテナ装置は、第１周波数帯域で動作する第１無線システムに接続給電される第１アンテナ素子と、第２周波数帯域及び第３周波数帯域で動作する第２の無線システムに接続給電される第２のアンテナ素子とを有し、前記第１アンテナ素子は、前記第３周波数帯域での通信において前記第２アンテナ素子の無給電素子として動作するべく前記第２アンテナ素子に対し所定の距離を隔てかつ略平行に配置されるとともに、前記第１無線システムとの接続を前記第３周波数帯域の通信において電気的に切り離す手段を前記第１アンテナ素子の給電部に設け、かつ、前記第３周波数帯域の通信において電気的に接地する手段を前記第１アンテナ素子の給電部から前記第３周波数の４分の１波長の奇数倍の位置に設けたものである。
また、前記第１無線システムとの接続を前記第３周波数帯域の通信において電気的に切り離す手段は、ＬＣ回路であることが好ましい。
また、前記第３周波数帯域の通信において電気的に接地する手段は、ＬＣ回路であることが好ましい。
本発明の通信装置は、上記のいずれかに記載のアンテナ装置を用いて通信を行うものである。
本発明によれば、２つのアンテナ素子が別々の無線システムで同時動作可能なように、別々の無線システムのアンテナ素子にそれぞれ接続給電がなされており、片側のアンテナ素子がもう一方のアンテナ素子にとっての無給電素子としても動作させることで複数周波数に対応したアンテナ装置とするように構成されている。また、無給電素子を有効に機能させるため、給電側の給電部と所望周波数での無給電素子の電流最大部を近接配置するようになっている。従って、１本のアンテナを給電を分けて使うように構成することで、換言すればアプリケーション別に給電するように構成することで、２つのアンテナ素子で３つ以上の無線システムに対応可能となり、延いては複数の無線システムの周波数構成に適応した自由度の高いアンテナ装置及び通信装置を提供できる。
本発明の第１の実施形態に係る通信端末装置に適用したアンテナ装置を示す概略構成図 本発明の第１の実施形態に係アンテナ装置の原理を示す説明図 本発明の第１の実施形態に係るアンテナ装置のＶＳＷＲ特性を示すグラフ 本発明の第２の実施形態に係るアンテナ装置を示す説明図 本発明の第３の実施形態に係るアンテナ装置を示す説明図 本発明の第４の実施形態に係るアンテナ装置を示す説明図 本発明の第５の実施形態に係るアンテナ装置を示す説明図 本発明の第６の実施形態に係るアンテナ装置を示す説明図 本発明の第８の実施形態に係るアンテナ装置を示す説明図 従来のアンテナ装置の一例を示す説明図 従来の他のアンテナ装置の一例を示す説明図
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
（第１の実施形態）
図１及び図２は、本発明に係る通信装置の１つである携帯無線端末機に搭載した、本発明の第１の実施形態に係るアンテナ装置１を示すものであり、このアンテナ装置１は、第１周波数帯域（Ｆ１；但し波長λ１）で動作する第１無線システムと、第２周波数帯域（Ｆ２；但し波長λ２）及び第３周波数帯域（Ｆ３；但し波長λ３）で動作する第２無線システムとを備えている。即ち、本実施形態のアンテナ装置１は、図示外の携帯無線端末機の筐体内部に、第１アンテナ素子１１及び第２アンテナ素子１２と、第１無線部１３と、第２無線部１４及び第３無線部１５と、スイッチ（ＳＷ）１６と、切り替え回路１７と、グランド基板１８とを備えている。
第１アンテナ素子１１は、第１周波数帯域で動作する第１無線システムに用いるものであり、スイッチ１６を介して第１無線部１３と接続されている。本実施形態の第１アンテナ素子１１は、第１周波数帯域（Ｆ１）である１．５ＧＨｚ帯で動作するような固有長さに形成されている。具体的には、幅８ｍｍの銅板で形成されているとともに、高さ１０ｍｍのところでＬ字に折り曲げられ、長さ５０ｍｍの水平素子部と合わせて合計長さが６０ｍｍの板状素子（Ｌ型アンテナ）を構成している。従って、この第１アンテナ素子１１は、線路長が６０ｍｍで１．５ＧＨｚ帯での電波波長（λ１）のおよそ１／３、つまりλ１／３の長さを有しているが、折り曲げによる電気長短縮効果により、実際には略λ１／４の電気長として動作している。また２．７ＧＨｚ帯では線路長が波長（λ３）の０．５４倍となり、電気的には略λ３／２（半波長）の長さで動作している。
第２アンテナ素子１２は、第２周波数帯域及び第３周波数帯域で動作する第２無線システムに用いるものであり、切り替え回路１７を介して第２無線部１４及び第３無線部１５と接続されている。本実施形態の第２アンテナ素子１１は、第２周波数帯域（Ｆ２）である８００ＭＨｚ帯及で動作するような長さに形成されるとともに、第３周波数帯域（Ｆ３）ある２．７ＧＨｚ帯でも動作するように第一アンテナ素子と容量結合している。具体的には、幅８ｍｍのメアンダ状の線状素子であり、高さ８ｍｍでＬ字に折り曲げられるとともに、３０ｍｍの水平素子部の先端でさらにＬ字に折り曲げられて３５ｍｍ延長されることで、合計長さが７３ｍｍ、メアンダの折り返し回数が１１回、合計線路長が２５０ｍｍの線状素子となっている。従って、この第２アンテナ素子１２は、合計長さが７３ｍｍあるが、メアンダ形状にしているために合計線路長が２５０ｍｍ、折り曲げによる電気長短縮効果を加味すると、８００ＭＨｚでは略λ２／４（１／４波長）として動作している。
第１アンテナ素子１１と第２アンテナ素子１２は水平素子部が２ｍｍの間隔で略平行に配置されており、特に、第２アンテナ素子１２の図１のポートＰ２は第１アンテナ素子１１の中央部と近接して配置されている。具体的には、第１アンテナ素子１１を第３周波数帯域において第２アンテナ素子１２の無給電素子として効果的に動作させるために、第３周波数帯域で給電されるポートＰ２部と第１アンテナ素子の中央部（素子の両端からそれぞれλ３／４となる場所）を近接して配置し、結果的に第３周波数帯域の電流分布が第１アンテナ素子の中央部付近で大きくなるようにしている。また、第２アンテナ素子１２のポートＰ２と第１アンテナ素子１１の中央部を結ぶ線は、第２アンテナ素子１２の水平素子部と略直角になっており、ポートＰ２部が第１アンテナ素子１１の中央部に対して最も近接するため、電磁誘導作用により高周波電流が効果的に第１アンテナ素子に発生可能な位置関係としている。
また、第１アンテナ素子１１は、スイッチ１６を介して１．５ＧＨｚ帯の第１無線部１３に接続されており、ポートＰ１が給電部（以下、「第１給電部Ｐ１」とよぶ）とみなすことができる。前述したように、第２アンテナ素子１２は、切り替え回路１７を介して８００ＭＨｚ帯の第２無線部１４あるいは２．７ＧＨｚ帯の第３無線部１５のいずれかに接続可能に構成されており、ポートＰ２が給電部（以下、「第２給電部Ｐ２」とよぶ）とみなすことができる。
スイッチ１６は、第１アンテナ素子１１の第１給電部Ｐ１と第１無線部１３との間に設置されており、第１アンテナ素子１１と第１無線システムとの接続を第３周波数帯域において電気的に切り離すものである。即ち、本実施形態のスイッチ１６は、第１アンテナ素子１１と第１無線部１３との間を、１．５ＧＨｚ帯での使用のときにＯＮさせるとともに、２．７ＧＨｚ帯での使用のときにＯＦＦにして電気的に切り離すようにするため、機械的なスイッチで構成してある。
第１無線部１３は、周波数Ｆ１（１．５〔ＧＨｚ〕）にて第１アンテナ素子１１に給電し、第２無線部１４及び第３無線部１５はそれぞれ、Ｆ２（８００〔ＭＨｚ〕）、Ｆ３（２．７〔ＧＨｚ〕）にて第２アンテナ素子１２に給電するものである。
切り替え回路１７は、第２アンテナ素子１２と第２無線部１４及び第３無線部１５との間の接続状態を導通あるいは非導通のいずれかに切り替えるスイッチによって構成されている。
グランド基板１８は、携帯無線端末機の図示しない筐体内に配置してある。本実施形態では、縦横の寸法が１４０×５０ｍｍを有しており、この上端部寄りに第１アンテナ素子１１と第２アンテナ素子１２とを配置している。
従って、本実施形態によれば、第１アンテナ素子１１は１．５ＧＨｚ帯では略１／４波長（＝λ１／４）であるが、２．７ＧＨｚ帯では０．５４波長であるので略１／２波長（≒λ３／２）の長さとなっている。このため、スイッチ１６をＯＮとしたときは、第１アンテナ素子１１は１．５ＧＨｚ帯のモノポールアンテナとして動作する。一方、切り替え回路１７を介して第２アンテナ素子１２と第３無線部１５を電気的に接続し、かつ、スイッチ１６をＯＦＦとすると、第１アンテナ素子１１が第３無線部１５と電磁的に接続され、２．７ＧＨｚ帯（第３周波数帯域）の１／２波長無給電素子として動作する。即ち、第１アンテナ素子１１と第２アンテナ素子１２が同時動作可能な別の無線システムに接続給電され、第１アンテナ素子１１を第２アンテナ素子１２にとっての無給電素子として動作させることで、第３周波数帯域での通信システムとして対応可能になっている。
一般に、物理的な長さが一定の１つの素子を複数の周波数でアンテナ共用する条件は、いずれか最低周波数のものに対して、他がその奇数倍の周波数である必要があるが、本実施形態によれば、これに制約されず、自由度の高いアンテナ構成を実現できる。即ち、本実施形態の構成によれば、２つのアンテナ素子が同時動作可能な別々の無線システムに接続給電可能となるので、片側のアンテナ素子がもう一方のアンテナ素子にとっての無給電素子としても動作させることで、複数周波数に対応したアンテナ装置を実現できる。
また、本実施形態によれば、給電側の給電部と所望周波数での無給電素子の電流最大部とを近接配置して、無給電素子を有効に機能させるようになっており、複共振整合回路による損失が低減できるため、効率の高いマルチバンド対応アンテナが実現できる。例えば、本実施形態によれば、第１周波数帯域〜第３周波数帯域のいずれについても、信号ロス（反射波の発生度合い）を示す定在波比（ＶＳＷＲ；Voltage Standing Wave Ratio）について、図３に示すような良好な特性を得ることができる。つまりＶＳＷＲ値が、良好なアンテナ特性とされる１．５(反射電力が４%以下)から１．７５程度に抑えることができるわけである。なお、ポートＰ１とスイッチ１６の間あるいはポートＰ２とスイッチ１７の間に整合回路を設けることでさらに良好なVSWR値を実現できる構成としても良い。なお、図３中において、Ｐ１はポートＰ１における第１アンテナ素子１１のＶＳＷＲ値を表しており、このときスイッチ１６はＯＮとしている。Ｐ２は、ポートＰ２における第２アンテナ素子１２のＶＳＷＲ値を表しており、このときスイッチ１６はＯＦＦとしている。
なお、本実施形態では、スイッチ１６は、第１アンテナ素子１１と第１無線部１３との間を、２．７ＧＨｚ帯で電気的に切り離すことができれば、後述する図４に示すように、ＬＣ回路等の手段で構成してもよい。一方、切り替え回路１７は、８００ＭＨｚ帯無線回路を構成する第２無線部１４と２．７ＧＨｚ帯無線回路を構成する第３無線部１５が同時に使用可能となるように、共用器や結合器を用いても良い。あるいは、８００ＭＨｚ帯と２．７ＧＨｚ帯が共用可能な無線回路を用いれば、切り替え回路１７は不要になる。
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について、図４を参照しながら説明する。なお、本実施形態において、第１の実施形態と同一部分には、同一符号を付して重複説明を避ける。
本実施形態のアンテナ装置２では、第１の実施形態と異なり、第１アンテナ素子１１を第２アンテナ素子１２にとっての無給電素子としても動作させるために、ＬＣ回路２１によって８００ＭＨｚと２．７ＧＨｚの高周波電流では、第１アンテナ素子１１と第１無線部１３との間を電気的に切り離す構成となっている。
また、第１の実施形態では、切り替え回路１７と第２無線部１４及び第３無線部１５とを設置していたが、本実施形態では、第２アンテナ素子１２に常時接続させた第４無線部２２を備えている。この第４無線部２２は、第２周波数帯域（Ｆ２）と第３周波数帯域（Ｆ３）の各高周波電流を同時に発生させて、双方の高周波電流を重畳させるように構成されている。
ＬＣ回路２１は、第１周波数帯域（Ｆ１）の周波数帯域でのみ高周波信号を透過し、第２周波数帯域（Ｆ２）と第３周波数帯域（Ｆ３）の周波数帯域の高周波信号を遮断させるように構成している。即ち、本実施形態のＬＣ回路２１は、コイルＬとコンデンサＣとにより高周波（ＬＣ）フィルタを構成しており、ここでは、特に第１周波数帯域（１．５ＧＨｚ）のみを通過させ、それより低い第２周波数帯域（８００ＭＨｚ）と高い第３周波数帯域（２．７ＧＨｚ）を減衰させるバンドパスフィルタで構成されている。
また、本実施形態では、第２アンテナ素子１２の第２給電部Ｐ２を第１アンテナ素子１１の第３周波数帯域（Ｆ３）における電流最大部（第１アンテナ素子１１の中央付近、つまり第１アンテナ素子の両端からそれぞれλ３／４となる場所）に近接させて設置している。これにより、第１アンテナ素子１１には電磁誘導作用によって２．７ＧＨｚの高周波電流が発生する。一方、第１アンテナ素子１１上に第3周波数帯域の高周波電流が発生しても、ＬＣ回路２１が動作して、第１アンテナ素子１１と第１無線部１３との間が遮断される。これにより、第１アンテナ素子１１は、特に電気長の関係から、第３周波数帯（Ｆ３）である２．７ＧＨｚの無線周波数で無給電アンテナ素子として動作する。なお、第２周波数帯域においては第１アンテナ素子１１は波長に対してλ2／２より十分短いため、第２周波数帯域の高周波電流は第１アンテナ素子に積極的に電磁誘導されず、第２アンテナ素子が第１アンテナ素子からの影響を受けることなく良好に動作できる。
従って、本実施形態によれば、第１アンテナ素子１１は第１周波数帯域（Ｆ１）の無線周波数で作動し、第２アンテナ素子１２は第２周波数帯域（Ｆ２）の無線周波数で作動する。さらに、第１アンテナ素子１１は、第３周波数帯域（Ｆ３）の無線周波数でも作動するので、本実施形態のアンテナ装置２は、同時に３つの無線周波数帯で同時に動作可能となる。
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について、図５を参照しながら説明する。なお、本実施形態において、第１、第２の実施形態と同一部分には、同一符号を付して重複説明を避ける。
本実施形態のアンテナ装置３では、第２の実施形態と同様に、第１アンテナ素子１１を第２アンテナ素子１２にとっての無給電素子としても動作可能にするため、ＬＣ回路３１によって第３の周波数帯域である２．７ＧＨｚの高周波電流では電気的に切り離すように構成している。本実施形態のＬＣ回路３１は、第１周波数帯域である１．５GHｚの高周波電流は透過するが、第３周波数帯域の高周波電流は遮断するローパスフィルタで構成されている。なお、第２周波数帯域である８００MHｚは透過させても遮断させてもどちらでも構わない。また、ＬＣ回路３１と第１無線部１３との間には、第１の実施形態と同じスイッチ１６が設けられている。
さらに、本実施形態のアンテナ装置３では、第１の実施形態と同一構成となっており、第２アンテナ素子１２が、切り替え回路１７を介して８００ＭＨｚ帯の第２無線部１４あるいは２．７ＧＨｚ帯の第３無線部１５のいずれかと接続可能になっている。即ち、本実施形態でも、第１アンテナ素子１１を第３周波数帯域において第２アンテナ素子１２の無給電素子として効果的に動作させるために、第３周波数帯域で給電されるポートＰ２部と第１アンテナ素子の中央部（素子の両端からそれぞれλ３／４となる場所）を近接して配置し、結果的に第３周波数帯域の電流分布が第１アンテナ素子の中央部付近で大きくなるようにしている。
従って、例えば、スイッチ１６をオンにすると、第１アンテナ素子１１は第１周波数帯域である１．５ＧＨｚ帯のモノポールアンテナとして動作する。一方、切り替え回路１７を介して第２アンテナ素子１２と第２無線部１４を電気的に接続すると、第２アンテナ素子１２が第２周波数帯域である８００ＭＨｚ帯のアンテナとして動作する。
また、切り替え回路１７を介して第２アンテナ素子１２と２．７ＧＨｚ帯の第３無線部１５とを電気的に接続すると、かりにスイッチ１６がＯＮとなっていて第１アンテナ素子１１に誘導電流が発生しても、ＬＣ回路３１がその第３周波数帯域の高周波電流を遮断し、第１無線部１３には第３周波数帯域の高周波電流は流れ込まず、電気的にＯＦＦの状態が保持される。その結果、第１アンテナ素子１１は、無給電素子として機能し、電磁誘導される２．７ＧＨｚ帯（第３周波数帯域）における１／２波長無給電素子として動作する。
このように、本実施形態によれば、スイッチ１６及び切り替え回路１７の切替操作によって、３つの無線システムに選択的に対応できるようになっている。
（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態について、図６を参照しながら説明する。なお、本実施形態において、第１、第２の実施形態と同一部分には、同一符号を付して重複説明を避ける。
本実施形態のアンテナ装置４では、第２の実施形態と同じように第２アンテナ素子１２に常時接続させた第４無線部２２を備えているが、第２の実施形態のＬＣ回路２１とは異なり、ＬＣ回路４１をグランド基板１８（図１参照）に接地させている。
ＬＣ回路４１は、第１アンテナ素子１１を第２アンテナ素子１２にとっての無給電素子としても動作させるために、第１アンテナ素子１１を所望の周波数帯のときにグランド基板１８（図１参照）に電気的に接地させるものである。本実施形態のＬＣ回路４１は、第１アンテナ素子１１の中間部に設置させており、低い周波数帯域である第１、第２周波数帯（Ｆ１、Ｆ２）は通過させず、高い周波数帯域である第３周波数帯（Ｆ３）のみをグランド基板１８へ通過させるハイパスフィルタ（ＨＰＦ）で構成されている。即ち、本発明のＬＣ回路４１は、第３周波数帯域の通信において電気的に接地する手段を第１アンテナ素子１１の開放端から第３周波数帯の４分の１波長（λ３／４）の奇数倍の位置に設けた構成であればよい。
なお、本実施形態でも、第２給電部Ｐ２を第１アンテナ素子１１の第３周波数帯域における電流最大部（近接地部）に近接配置してある。
従って、本実施形態によれば、第１アンテナ素子１１は第１周波数帯域である１．５ＧＨｚの無線周波数で作動し、第２アンテナ素子１２は第２周波数帯域である８００ＭＨｚの無線周波数で作動する。さらに、第１アンテナ素子１１は、第３周波数帯域である２．７ＧＨｚの無線周波数でも無給電素子として同時に動作するので、本実施形態のアンテナ装置２は、同時に３つの無線周波数帯で動作可能となる。
（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態について、図７を参照しながら説明する。
本実施形態のアンテナ装置５では、第１アンテナ素子５１を、第１周波数帯（Ｆ１）として２．７ＧＨの周波数帯で給電素子として動作せるとともに、第３周波数帯（Ｆ３）として８００ＧＨｚの周波数帯で無給電素子として動作させるようになっている。このため、第１アンテナ素子５１は、第１周波数帯では（３／４）波長、かつ、第３周波数帯では（１／４）波長の電気長に相当する長さに形成されているとともに、この下端部にＬＣ回路５５を介して第１無線部５３と接続されている。
第１無線部５３は、第１周波数帯である２．７ＧＨの高周波電流を発生するように構成されている。また、ＬＣ回路５５は、第１アンテナ素子１１の下端部に設置されており、高い周波数帯域である第１、第２周波数帯（２．７ＧＨ、１．５ＧＨ）は通過させず、低い周波数帯域である第３周波数帯（８００ＭＨｚ）は通過させてグランド基板１８へ逃がす、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）で構成されている。
一方、第２アンテナ素子５２は、第２周波数帯として１．５ＧＨの周波数帯で給電素子として動作せるため、１．５ＧＨの周波数帯で（１／２）波長の電気長に相当する長さに形成されているとともに、第２無線部５４と接続されている。この第２無線部５４は、第２周波数帯である１．５ＧＨと第３周波数帯である８００ＭＨｚの高周波電流を発生するように構成されている。なお、１．５ＧＨの周波数帯で（１／２）波長の電気長に相当する長さの第２アンテナ素子では、インピーダンスが高くなってしまうので、整合をとるためにポイントP2と第２無線部５４の間に整合回路を設けても良い。
従って、本実施形態によれば、第１アンテナ素子５１を第３周波数帯として８００ＭＨｚで第２アンテナ素子５２の無給電素子としても動作可能にするため、第１給電部Ｐ１にＬＣ回路５５を設けて第３周波数帯のときに接地させるようにしている。また、第２給電部Ｐ２を第１素子５１の第１周波数帯における電流最大部(接地部付近)、つまり開放端からλ１／４の長さのところに近接させている。これにより、本実施形態でも、第４の実施形態と同様に３つの無線周波数を同時に動作可能となる。
（第６の実施形態）
次に、本発明の第６の実施形態について、図８を参照しながら説明する。なお、本実施形態において、第５の実施形態と同一部分には、同一符号を付して重複説明を避ける。
本実施形態のアンテナ装置６では、第５の実施形態と異なり、第１アンテナ素子５１と第1無線部５３との間である、第１アンテナ素子５１の下端部にＬＣ回路５５の代わりにスイッチ６１を設けており、第１無線部５３とグランド基板１８（図１参照）への接地とのいずれかを選択できる構成となっている。
一方、第２アンテナ素子５２は、第５の実施形態と同様、第２無線部５４と接続されており、第３周波数８００ＭＨｚの高周波電流が第２給電部Ｐ２を介して給電されている。
従って、スイッチ６１により第１アンテナ素子５１と第１無線部５３とを接続すると、第１アンテナ素子５１が第１周波数帯である２．７ＧＨｚのアンテナとして動作する。
一方、第１スイッチ６１を操作して第１アンテナ素子５１とグランド基板１８とを接続すると、第1無線部５３から第１アンテナ素子５１への給電が絶たれる。一方、このときこの第１アンテナ素子５１に近接する第２給電部Ｐ２を介して、第２無線部５４からの８００ＭＨｚの高周波電流が第１アンテナ素子５１に励起されるので、第１アンテナ素子５１が第２アンテナ素子５２の無給電素子としても動作可能となる。
従って、本実施形態によれば、スイッチ６１の切替によって、第１周波数帯域（Ｆ１；２．７ＧＨｚ）及び第２周波数帯域（Ｆ２；１．５ＧＨｚ）で動作するアンテナ、又は第２周波数帯域（Ｆ２；１．５ＧＨｚ）及び第３周波数帯域（Ｆ３；８００ＭＨｚ）で動作するアンテナとのいずれかのアンテナシステムを構成できるので、３つの無線システムに対応することができる。
（第７の実施形態）
次に、本発明の第７の実施形態について、図９を参照しながら説明する。なお、本実施形態において、第５の実施形態と同一部分には、同一符号を付して重複説明を避ける。
本実施形態のアンテナ装置７では、第１アンテナ素子５１の一端部に第５の実施形態と同じＬＣ回路５５（以下、「第１ＬＣ回路５５」とよぶ）を設けている。第１ＬＣ回路５５は、第５の実施形態と同様、低い周波数帯域である第３周波数帯（Ｆ３；８００ＭＨｚ）は通過させ、高い周波数帯域である第１、第２周波数帯（Ｆ１；２．７ＧＨｚ、Ｆ２；１．５ＧＨｚ、）は通過させない、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）で構成されている。なお、本実施形態の第１ＬＣ回路５５は、第５の実施形態と同様、第３周波数帯域の通信において電気的に接地する手段であるが、第５の実施形態と異なり、第１給電部Ｐ１から第３周波数の４分の１波長の奇数倍寄りの開放端位置に設けてある。
また、このアンテナ装置７では、第５の実施形態とは異なり、第１アンテナ素子５１と第１無線部５３との間である、第１アンテナ素子５１の下端部に第２ＬＣ回路７１を設けている。第１無線部５３は、第５の実施形態と同様、第１周波数帯である２．７ＧＨの高周波電流を発生する。第２ＬＣ回路７１は、高い周波数帯域である第１周波数帯（Ｆ１；２．７ＧＨｚ）は通過させ、低い周波数帯域である第２、第３周波数帯（Ｆ２；１．５ＧＨｚ、Ｆ３；８００ＭＨｚ）は減衰させて透過させない、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）で構成されている。
さらに、第２アンテナ素子５２の上端部には、第５の実施形態と同じ第２無線部５４が接続されており、第２周波数帯域である１．５ＧＨと第３周波数帯域である８００ＭＨｚの高周波電流を発生するように構成されている。また、第２給電部Ｐ２と第１アンテナ素子５１の第２周波数帯域における電流最大部(接地部付近)とが電磁誘導作用が発生可能な程度に近接した状態で配置されている。
従って、第１アンテナ素子５１は、第１無線部５３からの給電により第１周波数帯で動作する。一方、第２アンテナ素子５２は、第２無線部５４からの給電により第２周波数帯で動作する。さらに、第１アンテナ素子５１は、この第１アンテナ素子５１に近接する第２給電部Ｐ２を介して、第２無線部５４からの第３周波数帯である８００ＭＨｚの高周波電流が励起されるので、第１アンテナ素子５１が第２アンテナ素子５２の無給電素子としても動作可能となる。
このように、本実施形態では、第１アンテナ素子５１の第１給電部Ｐ１に第２のＬＣ回路７１を設けて、第２周波数帯及び第３周波数帯の周波数では、第１アンテナ素子５１と第１無線部５３との間を切り離し、第１アンテナ素子５１を第２アンテナ素子５２にとっての無給電素子としても動作可能なように構成している。即ち、第１アンテナ素子５１の上端部に所望の周波数で接地する第１ＬＣ回路５５を設けて、第３周波数帯の周波数では、第１アンテナ素子５１の上端部をグランド基板１８（図１参照）接地させているので、第１アンテナ素子５１が無給電素子として動作するようになる。
従って、本実施形態によれば、第２給電部Ｐ２を第１アンテナ素子５１の第３周波数帯における電流最大部(接地部付近)に近接させていることで、第１アンテナ素子５１には第２無線部５４の第３周波数帯の高周波電流が励起されて、第３周波数帯のアンテナとしても動作する。これにより、第１アンテナ素子５１と第２アンテナ素子５２との２つのアンテナ素子により、同時に３つの無線周波数帯での動作が可能となる。
本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
本発明のアンテナ装置は、２つのアンテナ素子で３周波数以上の無線システムに対応可能となるので、複数の無線システムの周波数構成に適応した自由度の高いアンテナ構成を実現できる効果を有し、携帯電話機、ＰＨＳ、ＰＤＡ等の通信装置用アンテナとして有用である。
１〜７ アンテナ装置
１１ 第１アンテナ素子
１２ 第２アンテナ素子
１３ 第１無線部
１４ 第２無線部
１５ 第３無線部
１６ スイッチ（ＳＷ）
１７ 切り替え回路
１８ グランド基板
２１ ＬＣ回路
２２ 第４無線部
３１ ＬＣ回路
４１ ＬＣ回路
５１ 第１アンテナ素子
５２ 第２アンテナ素子
５３ 第１無線部
５４ 第２無線部
５５ （第１）ＬＣ回路
６１ スイッチ（ＳＷ）
７１ 第２ＬＣ回路
Ｐ１ 第１給電部（第１ポート）
Ｐ２ 第２給電部（第２ポート）
Ｆ１ 第１周波数帯域
Ｆ２ 第２周波数帯域
Ｆ３ 第３周波数帯域

Claims (6)

  1. 第１周波数帯域で動作する第１無線システムに接続給電される第１アンテナ素子と、第２周波数帯域及び第３周波数帯域で動作する第２無線システムに接続給電される第２アンテナ素子とを有し、
    前記第１アンテナ素子は、前記第３周波数帯域での通信において前記第２アンテナ素子の無給電素子として動作するべく前記第２アンテナ素子に対し所定の距離を隔てかつ略平行に配置されるとともに、
    前記第１無線システムとの接続を前記第３周波数帯域の通信において電気的に切り離すＬＣ回路を前記第１アンテナ素子の給電部に設けたアンテナ装置。
  2. 前記第２アンテナ素子の給電部と前記第１アンテナ素子の中央部とを結ぶ直線が、前記第１アンテナ素子および前記第２アンテナ素子と略直角となるように配置した請求項１に記載のアンテナ装置。
  3. 第１周波数帯域で動作する第１無線システムに接続給電される第１アンテナ素子と、第２周波数帯域及び第３周波数帯域で動作する第２無線システムに接続給電される第２アンテナ素子とを有し、
    前記第１アンテナ素子は、前記第３周波数帯域での通信において前記第２アンテナ素子の無給電素子として動作するべく前記第２アンテナ素子に対し所定の距離を隔てかつ略平行に配置されるとともに、
    前記第３周波数帯域の通信において電気的に接地するＬＣ回路を前記第１アンテナ素子の開放端から前記第３周波数帯の４分の１波長の奇数倍の位置に設けたアンテナ装置。
  4. 前記第２アンテナ素子の給電部と、前記第３周波数帯域の通信において電気的に接地する手段とを結ぶ直線が、前記第１アンテナ素子および前記第２アンテナ素子と略直角となるように配置した請求項３に記載のアンテナ装置。
  5. 第１周波数帯域で動作する第１無線システムに接続給電される第１アンテナ素子と、第２周波数帯域及び第３周波数帯域で動作する第２の無線システムに接続給電される第２のアンテナ素子とを有し、
    前記第１アンテナ素子は、前記第３周波数帯域での通信において前記第２アンテナ素子の無給電素子として動作するべく前記第２アンテナ素子に対し所定の距離を隔てかつ略平行に配置されるとともに、
    前記第１無線システムとの接続を前記第３周波数帯域の通信において電気的に切り離すＬＣ回路を前記第１アンテナ素子の給電部に設け、かつ、前記第３周波数帯域の通信において電気的に接地するＬＣ回路を前記第１アンテナ素子の給電部から前記第３周波数の４分の１波長の奇数倍の位置に設けたアンテナ装置。
  6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載のアンテナ装置を用いて通信を行う通信装置。
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