JP5104131B2 - 無線装置および無線装置が備えるアンテナ - Google Patents

Description

本発明は、無線装置および無線装置が備えるアンテナの構造に係わる。

近年、無線通信の普及に伴い、様々な無線通信装置（例えば、携帯電話機、コードレス電話機、ワイヤレス通信ＰＣカード、小型無線機器、移動体無線装置）が広く実用化されてきている。これらの中で、特に小型の無線装置は、筐体内にアンテナが内蔵されていることが望まれている。このため、小型化・軽量化・薄型化を実現するために、回路基板を利用してアンテナを形成する構成が実用化されている。

公知の技術の１つとして、特許文献１には、誘電体基板上にアンテナを形成する構成が記載されている。誘電体基板の表面および裏面には、一対のマイクロストリップ線およびＧＮＤ線が形成されている。誘電体基板の表面においては、マイクロストリップ線の先端にアンテナ素子が形成されている。また、誘電体基板の裏面においては、ＧＮＤ線の先端にアンテナ素子が形成されている。そして、これらのアンテナ素子によりダイポールアンテナが構成されている。なお、回路基板を利用してアンテナを形成する構成は、一般に、部品数が少なく、実装工数が少ないので、実装時間が短くなる。
特開平８−２０４４３３号公報

従来のアンテナは、共振周波数帯域が十分に広いとは言えなかった。特に、将来の無線通信において広く普及することが期待されているＷｉＭＡＸにおいては、未だ、共振周波数帯域の広いアンテナは開発されていない。ここで、共振周波数帯域は、一義的ではないが、例えば、反射係数（ＶＳＷＲ：Voltage Standing Wave Ratio）が２以下に小さくなる周波数帯の幅により規定される。

アンテナの共振周波数帯域が狭いと、僅かな外的要因によってアンテナ特性が劣化してしまう。例えば、アンテナの近傍に金属導体が存在する場合（例えば、無線装置を金属のテーブルの上に置いた場合）には、そのアンテナの共振周波数が変化することがある。この場合、希望波の周波数がアンテナの共振周波数帯域から外れてしまう。そうすると、希望波を受信できなくなってしまう。また、無線装置の小型化を図るためには、高周波回路の近傍にアンテナを配置せざるを得ない場合がある。この場合、アンテナ特性は、その高周波回路のノイズの影響を受ける。このためシールドカバー等の対策を行う。このとき、アンテナの共振周波数帯域が狭いと、アンテナ特性が得られない。また、送信特性／受信特性が容易に劣化してしまう。或いは、所望の送信特性／受信特性を確保するためには、信号を増幅することにより大きな電流が必要となり、無線装置の低消費電力化において問題となる。
本発明の課題は、共振周波数帯域の広いアンテナを備えた無線装置を提供することである。

本発明の無線装置は、無線通信に使用されるものであり、アンテナと、前記アンテナと接続される回路と、前記アンテナおよび前記回路が搭載される基板であって該アンテナと該回路との間の少なくとも一部は該基板が存在せず、該基板よりも誘電率が低い物質が存在する基板、を有する。

上記構成の無線装置においては、アンテナと回路との間に、基板よりも誘電率が低い物質が存在する。このため、アンテナと回路との間の容量が大きくなり、その間での電磁波の影響が抑えられる。したがって、アンテナが回路から受ける影響は小さくなり、アンテナの特性が向上する。

本発明の他の態様の無線装置は、無線通信に使用されるものであり、アンテナと、前記アンテナが搭載される基板と、前記基板の少なくとも一部を覆う金属製のカバー、を有する。そして、前記アンテナと前記カバーとの間の少なくとも一部は、該基板が存在せず、該基板よりも誘電率が低い物質が存在する。

この構成においては、アンテナとカバーとの間に、基板よりも誘電率が低い物質が存在する。このため、アンテナとカバーとの間の容量が大きくなり、アンテナがカバーから受ける電磁的な影響は小さくなり、アンテナの特性が向上する。

基板よりも誘電率が低い物質は、例えば、その基板に空けられたスリット中に存在する空気である。また、前記アンテナは、基板の第１の表面に形成される給電素子、および基板の第２の表面に形成される無給電素子から構成されるようにしてもよい。

本発明によれば、共振周波数帯域の広いアンテナを備えた無線装置を提供することができる。

本発明の実施形態の無線装置およびその無線装置が備えるアンテナの構造について説明する。以下では、一実施形態として、給電素子および無給電素子を備えるダイポールアンテナについて説明する。また、ダイポールアンテナは、無線通信のための回路を搭載する基板に設けられるものとする。

はじめに、本発明の実施形態のアンテナの設計思想について説明する。
（１）図１に示すように、アンテナ素子を構成する給電素子２および無給電素子３は、基板１の同一の表面層に形成してもよい。また、基板１の一方の表面層に給電素子２を形成し、基板１の他方の表面層に無給電素子３を形成するようにしてもよい。ただし、基板１が誘電体材料で形成されている場合には、給電素子２および無給電素子３を同一の表面層に形成する構成と比べて、給電素子２および無給電素子３を互いに異なる表面層に形成する構成において、所定の共振周波数を得るために必要な各アンテナ素子の長さを短くすることができる。したがって、アンテナの小型化を図るためには、給電素子２および無給電素子３を基板１の互いに異なる表面層に形成する構成が好ましい。

（２）給電素子２および無給電素子３を基板１の互いに異なる表面層に形成する構成においては、図２（ａ）に示すように、給電素子２および無給電素子３が互いに重なり合うように配置することができる。この構成においては、アンテナのサイズを小さくできる。しかし、この構成においては、アンテナの共振周波数帯域が狭くなってしまう。これに対して、図２（ｂ）に示すように、給電素子２および無給電素子３との間に間隔ｄを設ければ、アンテナの共振周波数帯域が広くなる。例えば、基板１の比誘電率εr が約４．８である場合、間隔ｄをλ／２３０よりも大きくすれば、十分に大きな共振周波数帯域を確保することができる。なお、「λ」は、アンテナを介して送受信される搬送波の波長である。例えば、２．５〜２．７ＧＨｚ帯においては、概ね「ｄ≧０．５ｍｍ」で設計される。したがって、アンテナの共振周波数帯域を広くするためには、給電素子２および無給電素子３との間に所定の間隔ｄを設けることが好ましい。

アンテナの共振周波数帯域は、この明細書では、反射係数（ＶＳＷＲ）を利用して定義される。すなわち、共振周波数帯域は、例えば、図３に示すように「ＶＳＷＲが２以下となる周波数帯域」として定義される。あるいは、共振周波数帯域に関する指標として、下記（１）式により帯域幅特性が定義される。
帯域幅特性（％）＝100×(f2−f1)/(f1＋(f2−f1)/2)・・・（１）

（３）図４（ａ）において、給電素子２の長さＬ１および無給電素子３の長さＬ２は、互いに同じであってもよいし、互いに異なっていてもよい。ただし、アンテナの共振周波数は、各アンテナ（給電素子２および無給電素子３）の長さＬ１、Ｌ２に依存する。すなわち、長さＬ１、Ｌ２が互いに異なると、異なる共振点が得られるので、アンテナ全体として共振周波数帯域が広くなる。したがって、共振周波数帯域を広くするためには、給電素子２の長さＬ１および無給電素子３の長さＬ２が互いに異なっていることが好ましい。なお、この場合、給電素子２の長さＬ１が無給電素子３の長さＬ２より長くなるようにしてもよいし、給電素子２の長さＬ１が無給電素子３の長さＬ２より短くなるようにしてもよい。

（４）給電素子２および無給電素子３は、図４（ａ）に示すように直線上に配置されてもよいし、図４（ｂ）に示すように互いに所定の角度（実施例では、直交）を持って配置されるようにしてもよい。なお、給電素子２および無給電素子３を互いに所定の角度を持って配置すると、給電素子２および無給電素子３を直線上に配置した場合と比較して、一般に、共振周波数帯域が広くなる。

（５）図５に示すように、各アンテナ素子（給電素子２および無給電素子３）と回路領域４との間に、それぞれ対応するスリット（空隙）５、６を設ける。ここで、回路領域４は、無線通信のための回路（例えば、ＲＦ帯の信号を送信および／または受信するためのＲＦ回路など）が搭載される領域であり、回路ＧＮＤを含むものとする。スリット５、６を設けることにより、アンテナ素子２、３と回路領域４との間に、基板１と比べて誘電率の低い領域が形成される。この結果、アンテナ素子２、３と回路領域４との間の容量が大きくなり、アンテナ素子２、３と回路領域４との間の電気的／磁気的な相互作用（特に、回路領域４からアンテナ素子２、３への影響）は小さくなる。また、無線装置の周辺に存在するＧＮＤと高周波回路との間の結合が粗になるので、アンテナ素子２、３は、高周波ノイズの影響を受けにくくなる。さらに、アンテナ素子２、３間に発生する容量はアンテナと結合するので、所定の共振周波数を得るために必要な各アンテナ素子２、３の長さは短くなる。

所望のアンテナ特性（例えば、共振周波数帯域）を得るために必要なスリット５、６の形状（主に、スリット幅）は、基板１の誘電率、スリット５、６を設けた領域の誘電率、および無線通信に利用する信号の波長に依存する。ここで、基板１の誘電率は、基板１を形成する材料により決まる。また、スリット５、６を設けた領域は、「空気」により満たされるので、その領域の比誘電率εr は約１．０となる。スリットに低誘電材を入れた場合、空気εr＝１．０のときより帯域中は狭くなる。よって、アンテナを介して送受信する無線信号の波長が決まれば、スリット５、６の幅を算出することができる。ただし、スリット５、６の幅は、シミュレーションまたは実験により、所望の特性が得られるように決定してもよい。

スリット５、６が形成される領域の比誘電率εr は約１．０である。これに対して、基板１は、例えばガラスエポキシ材料で形成した場合、その比誘電率εr は４〜５程度である。すなわち、「スリット５、６を設けること」は、「基板１と比べて誘電率の低い低誘電率領域を設けること」の一形態である。したがって、スリット５、６が形成された領域に、基板１と比べて誘電率の低い材料でその領域を満たすようにしてもよい。

なお、図５に示す例では、給電素子２と回路領域４との間にスリット５が形成され、且つ、無給電素子３と回路領域４との間にスリット６が形成されている。しかし、必ずしもスリット５、６の双方が形成される必要はない、すなわち、スリット５、６の一方のみが形成されるだけでもある程度の効果は得られる。

（６）図６に示すように、給電素子２には、無線通信回路の信号線１１が接続される。無給電素子３は、ＧＮＤ線１２を介して無線通信回路のＧＮＤ（すなわち、回路ＧＮＤ）に接続される。信号線１１およびＧＮＤ線１２は、図６（ａ）に示すように、互いに平行に伸びるように形成される。ＧＮＤ線１２の幅は、信号線１１の幅の３倍またはそれ以上である。信号線１１およびＧＮＤ線１２は、それらの間で所定のインピーダンス（例えば、５０オーム）が得られるように、互いに異なる層に形成される。図６（ｂ）に示す例では、信号線１１が基板１の表面層に形成され、ＧＮＤ線１２は基板１の内層に形成されている。回路ＧＮＤおよびＧＮＤ線１２が異なる層に形成される場合には、層間の接続は、例えば、スルーホールにより実現される。そして、図６に示す構成を導入することにより、信号線１１からの信号（または、電磁波）の漏洩が抑制され、また、反射も抑えられる。

図７は、アンテナの指向性について説明する図である。実施形態のダイポールアンテナは、１組のアンテナ素子が互いにほぼ直交するように配置されているが、基本的に、無指向性特性を有する。なお、各アンテナ素子（給電素子２および無給電素子３）の先端部からの放射は非常に少ない。すなわち、各アンテナ素子の長手方向にそれぞれヌル点が存在する。また、図５の各アンテナ素子から回路領域４に向かう方向には、スリット５、６が設けられているので、信号の伝搬が抑制される。したがって、アンテナ素子において共振する信号は効率よく外部空間へ放射され、また、外部空間からの信号を効率よく受信できる。

図８は、実施形態の無線装置の構成を示す図である。無線装置は、特に限定されるものではないが、この実施例では、パーソナルコンピュータ等に挿入される無線通信装置である。無線通信は、特に限定されるものではないが、例えば、ＷｉＭＡＸあるいは無線ＬＡＮである。

基板１は、無線通信回路およびアンテナを搭載する。無線通信回路は、図５に示す回路領域４に形成されている。また、アンテナを構成するアンテナ素子は、基板１の端部に形成されている。なお、アンテナは、上述の設計思想（１）〜（６）のうちの少なくとも１つを採用して構成されているものとする。シールドカバー２１は、金属板等により形成されており、無線通信回路から放射される電磁波を遮蔽する。なお、アンテナ素子は、このシールドカバー２１の外側に配置される。すなわち、シールドカバー２１は、無線通信回路とアンテナ素子との間の電磁気的作用を遮蔽する。メタルカバー２２は、基板１の裏面側に取り付けられる。筐体２３は、シールドカバー２１およびメタルカバー２２が取り付けられた基板１を収容する。

図９は、実施形態の無線装置のアンテナの構成を示す図である。この実施例では、基板１に２個のダイポールアンテナが設けられている。第１のアンテナは、給電素子２ａおよび無給電素子３ａを含んで構成され、第２のアンテナは、給電素子２ｂおよび無給電素子３ｂを含んで構成される。給電素子２ａ、２ｂは、基板１の表面層に形成され、無給電素子３ａ、３ｂは、基板１の裏面層に形成されている。また、給電素子２ａ、２ｂと回路領域４との間には、それぞれスリット５ａ、５ｂが形成されており、無給電素子３ａ、３ｂと回路領域４との間には、それぞれスリット６ａ、６ｂが形成されている。

第１および第２のアンテナは、互いに異なる信号（または、互いに独立した信号）を送受信してもよい。また、第１および第２のアンテナは、同一の信号を送受信してもよい。この場合、第１および第２のアンテナは、空間ダイバシティアンテナを構成する。

基板１は、誘電体材料で形成される多層基板である。誘電体材料は、この実施例では、ＦＲ−４である。ＦＲ−４は、ガラス繊維およびエポキシ樹脂の複合材料である。ＦＲ−４の比誘電率εr は、１ｋＨｚにおいて４．７〜４．８であり、１ＭＨｚにおいて４．２〜４．３である。なお、基板１を形成するための誘電体材料は、ＦＲ−４に限定されるものではなく、他の物質であってもよい。すなわち、基板１の材料としては、ＦＲ−４の他にも、例えば、アルミ、アルミナ、セラミック、テフロン（登録商標）、ガラスエポキシ材料（ＣＥＭ−３、ＢＴレンジ）、ＰＰＥ、ＦＰＣを採用することができる。

スリット５（５ａ、５ｂ）およびスリット６（６ａ、６ｂ）が形成されている領域は、この実施例では、空隙である。したがって、この領域の比誘電率εr は、１．０であるものとする。

給電素子２（２ａ、２ｂ）および無給電素子３（３ａ、３ｂ）は、この実施例では、導体箔により形成される。導体箔は、特に限定されるものではないが、例えば、銅箔またはアルミ箔である。給電素子２および無給電素子３を導体箔で形成する構成においては、それらの素子２、３を非常に高い精度で所望の形状に作成できる。すなわち、ＣＡＤを利用して設計したアンテナ素子を正確に形成することが可能である。よって、所望のアンテナ特性を実現できる。また、無線通信装置のサイズ（特に、その厚さ）を小さくできる。なお、アンテナ素子の幅を広くすることは、アンテナの広帯域化に寄与する。すなわち、アンテナ素子の幅に概ね比例した帯域幅が得られる。

アンテナ素子２、３は、それぞれ、例えば、その両先端部で基板１に固定される。ここで、各アンテナ素子の先端部からの放射は非常に少なく、ヌル点を構成する。すなわち、この場合、各アンテナ素子は、ヌル点位置で基板１に固定されることになる。なお、アンテナ素子２、３は、それぞれ、基板１の表面に貼り付けられるようにしてもよい。

実施形態のアンテナのサイズは、以下の通りである。なお、この実施例では、基板１の比誘電率εr が４．８であり、スリット領域の比誘電率εr が１．０であるものとしている。そして、以下では、無線信号の搬送波の波長λを用いてサイズを表す。ここで、無線周波数は２．５〜２．７ＧＨｚであるものとする。すなわち、波長λは、約１２０ｍｍである。

給電素子２の長さ：λ／６（１９．５ｍｍ）
無給電素子３の長さ：λ／５（２３ｍｍ）
アンテナ素子２、３の幅：λ／３８（３ｍｍ）
給電素子２と無給電素子３との間の間隔：λ／２３０（０．５ｍｍ）
アンテナ素子２、３とスリット５、６との間の間隔：λ／２３０（０．５ｍｍ）
スリット５、６の幅：λ／１１５（１ｍｍ）
スリット５、６の長さ：λ／７（１７ｍｍ）
スリット５、６から回路領域４までの距離：λ／４６（２．５ｍｍ）
給電素子２の先端部から回路領域４までの距離：λ／２３０（０．５ｍｍ）
無給電素子３の先端部から回路領域４までの距離：λ／１１５（１ｍｍ）

空間ダイバシティ効果を得るためには、互いにλ／４以上の間隔を隔てて第１および第２のアンテナを配置する必要がある。また、第１および第２のアンテナの偏波面が互いに異なるように形成すれば、偏波ダイバシティ効果が得られる。

なお、基板１の両側面に配置された第１および第２のダイポールアンテナをダイバシテ
ィアンテナとして使用する場合には、アンテナ間結合の影響が生じる。このため、一方のアンテナの特性を測定する場合は、他方のアンテナには５０Ωの無反射終端抵抗が接続される。これにより、アンテナ間結合の影響を抑えることが出来る。

このように、実施形態の無線装置のアンテナは、アンテナ素子（給電素子２、無給電素子３）と回路領域４との間にスロット５、６が形成されている。この構成は、スロットを設けない場合と比較して、アンテナ素子２、３と回路領域４との間の容量が大きくなる。このため、アンテナ特性は、回路領域４の影響を受けにくくなる。

なお、スリット５、６を設けた領域は、低誘電率材料を充填するようにしてもよい。この場合、低誘電率材料としては、特に限定されるものではないが、例えば、下記の材料を採用することができる。なお、これらの材料の比誘電率εr は、１ｋＨｚ〜１ＭＨｚにおいて、概ね２．１〜２．７である。

ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン（４フッ化））
ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体（４．６フッ化））
ＥＴＦＥ（テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体）
ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）
ＰＣＴＦＥ（ポリクロロトリフルオロエチレン（３フッ化））

また、低誘電率材料として、ＰＶＤＦ（ポリビリニデンフルオライド（２フッ化））を使用することもできる。ただし、ＰＶＤＦの比誘電率εr は、１ｋＨｚ〜１ＭＨｚにおいて、約６．４〜７．７である。よって、ＰＶＤＦは、帯域中を狭くする場合に有効となる。

次に、図１０〜図１３を参照しながら、スリットを形成した場合の効果について説明する。図１０は、実施形態のアンテナを採用した場合のスミスチャートである。ここでは、５０オーム系について１ＧＨｚ〜４ＧＨｚの範囲で特性が測定されている。また、チャート上の点Ａ、Ｂ、Ｃは、それぞれ無線信号が２．５ＧＨｚ、２．６ＧＨｚ、２．７ＧＨｚである場合の特性を示している。

図１１は、実施形態のアンテナを採用した場合のＶＳＷＲを示す図である。なお、図１１に示すＶＳＷＲは、図１０のスミスチャートに対応している。図１１において、横軸は周波数であり、縦軸はＶＳＷＲである。ＶＳＷＲは、アンテナの反射波の大きさを表す指標である。すなわち、アンテナは、ＶＳＷＲの小さい値で使用されることが好ましい。この実施例では、「ＶＳＷＲ＜２」である周波数帯域（「共振周波数帯域」に相当する。）でアンテナが使用されるものとする。

実施形態のアンテナを採用した場合、「ＶＳＷＲ＜２」である周波数帯域は、約２．４〜３．０ＧＨｚである。上記（１）式で帯域幅特性を計算すると、約２２パーセントとなる。

図１２は、スリットの無い場合のスミスチャートである。チャート上の点Ｄ、Ｅ、Ｆは、それぞれ無線信号が２．５ＧＨｚ、２．６ＧＨｚ、２．７ＧＨｚである場合の特性を示している。特性点Ｄ〜Ｆは、図１０に示す特性点Ａ〜Ｃと比較すると、ばらつきが大きくなっている。特に、特性点Ｆは、チャートの中心から遠く離れた位置に現れている。

図１３は、スリットの無い場合のＶＳＷＲを示す図である。なお、図１３に示すＶＳＷＲは、図１２のスミスチャートに対応している。図１３に示すように、スリットを設けない場合、「ＶＳＷＲ＜２」である周波数帯域は、約２．４５〜２．６５ＧＨｚである。上記（１）式で帯域幅特性を計算すると、約８パーセントとなる。

このように、実施形態のアンテナを採用した無線装置は、共振周波数帯域が広くなる。このため、電波環境の変化により共振周波数帯域がシフトしたとしても、特性の良好な状態で無線信号を送受信できる。すなわち、例えば、アンテナの周辺に存在する導体（例えば、金属製のテーブル）の影響が少なくなる。また、アンテナを収容する筐体を薄くすることも可能であり、設計自由度が高く、低価格で、ばらつきの少ない高精度なアンテナを製作することが出来る。

なお、上述の実施例では、給電素子２および無給電素子３は、基板１の異なる辺に沿って配置されているが、本発明のアンテナはこのような構造に限定されるものではない。例えば、図１４に示すように、各組の給電素子２および無給電素子３が基板１の同一の辺に沿って配置されるようにしてもよい。なお、この構成においても、各組の給電素子２および無給電素子３の一方を表面層に形成し、他方を裏面層に形成することが好ましい。

また、上述した実施形態の無線装置はダイポールアンテナを備えるが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、本発明は、他の形態のアンテナ（例えば、ボータイアンテナ）にも適用可能である。

さらに、上述の実施例では、アンテナ素子２、３と回路領域４との間にスリット５、６を設ける構成を示したが、本発明はこの構成に限定されるものではない。すなわち、本発明は、アンテナ素子２、３とその近傍に位置する金属部材との間に基板１よりも誘電率の低い低誘電率領域を設ける構成に適用可能である。例えば、基板１上に回路領域４を覆うシールドカバー２１を設ける場合には、図１５（ａ）に示すように、アンテナ素子２、（３）とシールドカバー２１との間に領域にスリット５、（６）を設けるようにしてもよい。また、基板１が図８に示す筐体（金属製のカバー）２３に収容される場合には、図１５（ｂ）に示すように、アンテナ素子２、３と筐体２３との間の領域にスリット７を設けるようにしてもよい。なお、この場合、スリット７は、基板１の端部を切り欠くことによって形成するようにしてもよい。

（付記１）
無線通信に使用される無線装置であって、
アンテナと、
前記アンテナと接続される回路と、
前記アンテナおよび前記回路が搭載される基板であって、該アンテナと該回路との間の少なくとも一部は該基板が存在せず、該基板よりも誘電率が低い物質が存在する基板と、
を有することを特徴とする無線装置。
（付記２）
無線通信に使用される無線装置であって、
アンテナと、
前記アンテナが搭載される基板と、
前記基板の少なくとも一部を覆う金属製のカバーと、を有し、
前記アンテナと前記カバーとの間の少なくとも一部は、該基板が存在せず、該基板よりも誘電率が低い物質が存在する
ことを特徴とする無線装置。
（付記３）
付記１または２に記載の無線装置であって、
前記基板よりも誘電率が低い物質は、該基板に空けられたスリット中に存在することを特徴とする無線装置。
（付記４）
付記１または２に記載の無線装置であって、
前記基板よりも誘電率が低い物質は、該基板に空けられたスリット中に存在する空気であることを特徴とする無線装置。
（付記５）
付記１または２に記載の無線装置であって、
前記基板よりも誘電率が低い物質は、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ、ＥＴＦＥ、ＰＦＡ、ＰＣＴＦＥ、またはＰＶＤＦであることを特徴とする無線装置。
（付記６）
付記３に記載の無線装置であって、
前記アンテナは、放射のないヌルの部分で前記基板に固定されていることを特徴とする無線装置。
（付記７）
付記１または２に記載の無線装置であって、
前記アンテナは、前記基板の第１の表面に形成される給電素子、および前記基板の第２の表面に形成される無給電素子から構成されることを特徴とする無線装置。
（付記８）
付記１または２に記載の無線装置であって、
前記給電素子に接続される信号線および前記無給電線に接続されるＧＮＤ線は、互いに近接して所定のインピーダンスを維持するように、前記基板の異なる層に形成される
ことを特徴とする無線装置。
（付記９）
無線通信のための回路を搭載する基板に設けられるアンテナであって、
前記基板の端部に形成される給電素子と、
前記基板の端部に形成される無給電素子、を有し、
前記給電素子と前記回路が形成されている回路領域との間、または前記無給電素子と前記回路領域との間の少なくとも一方に、前記基板よりも誘電率の低い低誘電率領域が設けられている
ことを特徴とするアンテナ。
（付記１０）
付記９に記載のアンテナであって、
前記低誘電率領域は、前記基板にスリットを形成することにより得られる空隙であることを特徴とするアンテナ。
（付記１１）
付記９に記載のアンテナであって、
前記給電素子および前記無給電素子の長さが互いに異なっていることを特徴とするアンテナ。

アンテナ素子の配置について説明する図（その１）である。 アンテナ素子の配置について説明する図（その２）である。 共振周波数帯域について説明する図である。 アンテナ素子の構成および配置について説明する図である。 アンテナ素子と回路領域との間にスリットを設ける構成を示す図である。 信号線およびＧＮＤ線について説明する図である。 ダイポールアンテナの指向性について説明する図である。 実施形態の無線装置の構成を示す図である。 実施形態の無線装置のアンテナ構成を示す図である。 実施形態のアンテナを採用した場合のスミスチャートである。 実施形態のアンテナを採用した場合のＶＳＷＲを示す図である。 スリットの無い場合のスミスチャートである。 スリットの無い場合のＶＳＷＲを示す図である。 他の実施形態におけるアンテナ素子の配置を示す図である。 アンテナ素子とカバーとの間にスリットを設けた構成を示す図である。

符号の説明

１ 基板
２ 給電素子
３ 無給電素子
４ 回路領域
５、６ スリット
７ スリット
１１ 信号線
１２ ＧＮＤ線
２１ シールドカバー
２２ メタルカバー
２３ 筐体

Claims (7)

1. 無線通信に使用される無線装置であって、
   各々の先端部が互いに所定の間隔だけ離れるように配置された給電素子および無給電素子を含むアンテナと、
   前記アンテナと接続される回路と、
   前記アンテナおよび前記回路が搭載される基板であって、前記アンテナと前記回路との間の少なくとも一部は前記基板が存在せず、前記基板よりも誘電率が低い物質が存在する基板と、
   を有し、
   前記基板よりも誘電率が低い物質は、前記基板に空けられたスリット中に存在し、
   前記アンテナは、放射のないヌルの部分である、前記給電素子および前記無給電素子の前記先端部において、前記回路と電気的に接続され、かつ、前記基板に固定されている
   ことを特徴とする無線装置。
2. 無線通信に使用される無線装置であって、
   各々の先端部が互いに所定の間隔だけ離れるように配置された給電素子および無給電素子を含むアンテナと、
   前記アンテナが搭載される基板と、
   前記基板の少なくとも一部を覆う金属製のカバーと、を有し、
   前記アンテナと前記カバーとの間の少なくとも一部は、前記基板が存在せず、前記基板よりも誘電率が低い物質が存在し、
   前記基板よりも誘電率が低い物質は、前記基板に空けられたスリット中に存在し、
   前記アンテナは、放射のないヌルの部分である、前記給電素子および前記無給電素子の前記先端部において、前記回路と電気的に接続され、かつ、前記基板に固定されている
   ことを特徴とする無線装置。
3. 請求項１または２に記載の無線装置であって、
   前記アンテナは、給電素子および無給電素子の長さが互いに異なっている
   ことを特徴とする無線装置。
4. 請求項１または２に記載の無線装置であって、
   前記基板よりも誘電率が低い物質は、該基板に空けられたスリット中に存在する空気であることを特徴とする無線装置。
5. 請求項１または２に記載の無線装置であって、
   前記基板よりも誘電率が低い物質は、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ、ＥＴＦＥ、ＰＦＡ、ＰＣＴＦＥ、またはＰＶＤＦであることを特徴とする無線装置。
6. 請求項１または２に記載の無線装置であって、
   前記アンテナは、前記基板の第１の表面に形成される給電素子、および前記基板の第２の表面に形成される無給電素子から構成されることを特徴とする無線装置。
7. 請求項１または２に記載の無線装置であって、
   前記給電素子に接続される信号線および前記無給電線に接続されるＧＮＤ線は、互いに近接して所定のインピーダンスを維持するように、前記基板の異なる層に形成される
   ことを特徴とする無線装置。

Images