JP5712361B2 - アンテナ装置及びこれを搭載した携帯無線端末 - Google Patents

Description

本発明はアンテナ装置及びこれを搭載した携帯無線端末に係り、特に、携帯端末用アレーアンテナに関する技術であって、近接した２つの素子間で低結合化を行い、結果として高いアンテナ効率を実現するものである。

携帯電話などの携帯無線端末は、電話機能や電子メール機能、インターネット等へのアクセス機能だけに留まらず、近距離無線通信機能、無線ＬＡＮ機能、ＧＰＳ機能、ＴＶ視聴機能、ＩＣカード決済機能など、ますます多機能化が進んでいる。加えて、セルラー通信においては、高速かつ大容量の無線通信システムを実現する技術として、送信側、受信側に複数のアンテナを用いて通信を行う空間多重伝送（ＭＩＭＯ：Multi-Input Multi-Output）の搭載が予定されている。これは、複数の送信アンテナから時空間符号化した同じ信号を同帯域で送信することで空間多重を行い、複数の受信アンテナで受信して信号を分離することにより情報を抽出する。これにより、転送速度を向上させ、かつ大容量通信が可能となる。このような多機能化に伴って、携帯無線端末に搭載されるアンテナの数は増加傾向にあり、複数のアンテナ素子間の結合に伴うアンテナ性能の劣化が深刻な課題となっている。

一方、携帯無線端末では、デザイン性及び携帯性の観点からさらなる小型化、高集積化が望まれる中、装置の小型化を図りつつ、良好なアンテナ特性を維持するためには、アンテナ素子の配置及びアンテナ素子同士の結合に対して種々の工夫が必要となる。また、給電経路やアンテナ素子数をできる限り少なくし、結合劣化対策を施した高性能のアンテナシステムが求められる。

このようなアンテナ素子間の結合の問題に対応する従来の携帯無線機としては、例えば特許文献１及び非特許文献１に開示されているように、アレーアンテナ素子の給電部間を接続するように接続回路を挿入し、アンテナ間の相互結合インピーダンスをキャンセルすることで、アンテナ間の低相関を実現する構成が知られている。

米国特許出願公開第２００８／０２５８９９１号明細書 国際公開第０９／１１３１４２号パンフレット 日本国特開平７-２８８４２３号公報

"Decoupling and descattering networks for antennas", IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol.24 Issue 6, Nov. 1976

しかしながら、特許文献１及び非特許文献１に記載の従来構成では、接続素子６０６は、素子間の結合位相が逆位相となる電流分布を作り出すように動作させる為、素子間、または給電点間をキャパシタ、インダクタ、その他伝送線路、その組み合わせ等を接続し、低結合なアレーアンテナを得ていた。そのため、アンテナ間を接続する部品を配置しなくてはならず、構造的な制限、コスト増加という課題があった。

また、特許文献２に記載の従来構成では、アンテナ素子５のように箱型構成とすることで広帯域特性を実現していたが、ＭＩＭＯ実現のために必要な低結合化技術に関しては言及されていない。

また、特許文献３に記載の従来構成では、スリットの長さを調整することで、アンテナ素子そのものの共振周波数を調整しているが、２つのアンテナを近接させた時の低結合周波数を調整する手段については言及されていない。

本発明は、ＭＩＭＯ等への対応を目的とした２素子以上のアンテナがアレー状に搭載される携帯無線端末において、上記課題を解決するために、平面を折り返して構成した直方体型のアンテナ素子を複数、略平行に近接配置し、各直方体型のアンテナ素子にスリットを入れる構成により、アンテナ間を部品等で接続することなく低結合を実現し、低いアンテナ間相関係数、高いアンテナ効率を実現できるアレーアンテナ装置及びこれを搭載した携帯無線端末を提供することを目的とする。

本発明のアンテナ装置は、筐体と、前記筐体に設けられグランドパターンを有する回路基板と、前記筐体内に近接して配置され、導電性の略長方形の第一導体板と、前記第１導体板の幅方向の一辺を共有し、前記第一導体板に対して略９０度に配置される略長方形の第二導体板と、前記第二導体板の前記第一導体板と共有する前記一辺に対向する幅方向の他の一辺を共有し、前記第一導体板と対向するように略９０度に配置される略長方形の第三導体板とで構成された、第一アンテナ素子と、前記筐体内に近接して配置され、導電性の略長方形の第四導体板と、前記第四導体板の幅方向の一辺を共有し、前記第四導体板に対して略９０度に配置される略長方形の第五導体板と、前記第五導体板の前記第四導体板と共有する前記一辺に対向する幅方向の他の一辺を共有し、前記第四導体板と対向するように略９０度に配置される略長方形の第六導体板とで構成された、第二アンテナ素子と、を有し、前記第一アンテナ素子の前記第一導体板又は前記第二導体板又は前記第三導体板のいずれか１つ以上に所定の長さのスリットを少なくとも１つ設け、前記第二アンテナ素子の前記第四導体板又は前記第五導体板又は前記第六導体板のいずれか１つ以上に所定の長さのスリットを少なくとも１つ設け、前記第１アンテナ素子及び前記第２アンテナ素子は、前記回路基板上のグランドパターンと所定の間隔を隔てて互いに近接して略平行に配置されるとともに、前記回路基板に配置される第１の給電部及び第２の給電部に前記回路基板の1辺の両端にて電気的に接続され、前記スリットの位置及び長さが、第一の周波数帯域における前記第一アンテナ素子と前記第二アンテナ素子との間の相互結合をキャンセルするように調節される。

この構成により、アンテナ素子間を部品等で接続しなくとも、第一の周波数帯域で低結合なアレーアンテナを実現することができ、かつ、低いアンテナ間相関係数を実現することができ、かつ、アンテナ上を流れる電流経路を長くすることが可能となり、同等なアンテナ体積を有するアンテナと比較し、高いアンテナ効率を実現することが出来る。

また、本発明のアンテナ装置は、前記第一アンテナ素子が、第一インピーダンス整合回路を介して前記第一給電部と電気的に接続されるとともに、前記第二アンテナ素子が、第二インピーダンス整合回路を介して前記第二給電部と電気的に接続される。

この構成により、所望の周波数帯域において、より低結合かつ、整合が得られた、低いアンテナ間相関係数、高いアンテナ効率を得られる、アンテナ特性を実現できる。

また、本発明のアンテナ装置は、ＭＩＭＯ用のアンテナ装置である。

また、本発明のアンテナ装置を携帯無線端末に搭載する。

この構成により、携帯無線端末のアンテナ特性を向上させることができ、小型化を図ることができる。

本発明のアンテナ装置及びこれを搭載した携帯無線端末によれば、アンテナ素子間を近接配置した場合においても、アンテナ素子間を部品等で接続することなく、低結合なアレーアンテナ装置及びこれを搭載した携帯無線端末を実現することができる。

（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施の形態１における携帯無線端末の構成図 （ａ）及び（ｂ）は、本発明の実施の形態１における携帯無線端末の特性解析モデルを示す図 （ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施の形態１における携帯無線端末の第１の特性図 （ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施の形態１における携帯無線端末の第２の特性図 （ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施の形態２における携帯無線端末の構成図 従来の低結合アレーアンテナの構成図

以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施の形態１における携帯無線端末の構成図である。図１（ａ）は、携帯端末を左側面から見た構成図であり、図１（ｂ）は正面から見た図である。また、図１（ｃ）は右側面から見た構成図である。

図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、携帯無線端末１００の内部に配置された回路基板１０１には第一無線回路部１０２が構成されており、第一給電部１０４を通じて、導電性の金属で構成された第一アンテナ素子１５０に高周波信号が供給されている。

ここで、第一アンテナ素子１５０は、導電性の略長方形の第一導体板１０６と、第一導体板１０６の幅方向の一辺を共有し、略９０度に配置される略長方形の第二導体板１０７と、第二導体板１０７の第一導体板１０６と共有する一辺に対向する幅方向の他の一辺を共有し、第一導体板１０６と対向するように略９０度に配置される略長方形の第三導体板１０８とで構成される。

さらに、回路基板１０１には第二無線回路部１０３が構成されており、第二給電部１０５を通じて、導電性の金属で構成された第二アンテナ素子１５１に高周波信号が供給されている。

ここで、第二アンテナ素子１５１は、導電性の略長方形の第四導体板１０９と、第四導体板１０９の幅方向の一辺を共有し、略９０度に配置される略長方形の第五導体板１１０と、第五導体板１１０の第四導体板１０９と共有する一辺に対向する幅方向の他の一辺を共有し、第一導体板１０６と対向するように略９０度に配置される略長方形の第六導体板１１１とで構成される。

この構成により、第一アンテナ素子１５０及び第二アンテナ素子１５１は、各単体では、広帯域な周波数特性を得ることができる。しかしながら、第一アンテナ素子１５０及び第二アンテナ素子１５１は、携帯無線端末１００の幅方向中央部で素子先端部分が所望中心周波数３．５ＧＨｚに対して０．０２波長以下の距離で略平行に配置されている。このため、アンテナ素子間に相互結合が生じ、片方のアンテナ素子に流れた高周波電流が、もう片方のアンテナ素子に誘導電流として流れてしまうことで、結果としてアンテナの放射性能に劣化が生じてしまう。

そこで、第二導体板１０７及び第五導体板１１０に第一スリット１１６及び第二スリット１１７を設け、第三導体板１０８及び第六導体板１１１に第三スリット１１８及び第四スリット１１９を設けることで、アンテナ間の所望周波数帯域の相互結合をキャンセルする手段を用いる。第一スリット１１６及び第二スリット１１７は、第一アンテナ素子１５０と第二アンテナ素子１５１が近接する辺と対向する辺を開口としたスリットであり、第三スリット１１８及び第四スリット１１９は、第一アンテナ素子１５０と第二アンテナ素子１５１が近接する辺を開口としたスリットである。これらのスリットを設けることで、第一アンテナ素子１５０と第二アンテナ素子１５１の近接部分の任意の場所に素子間容量を形成でき、所定の周波数帯域における相互結合をキャンセルすることで、アンテナ素子間の結合劣化を改善できる。

さらに、第一アンテナ素子１５０は第一インピーダンス整合回路１１２を介して第一給電部１０４に接続されるとともに、第二アンテナ素子１５１は第二インピーダンス整合回路１１３を介して第二給電部１０５に接続される。第一インピーダンス整合回路１１２及び第二インピーダンス整合回路１１３を配置することで、第一アンテナ素子１５０のインピーダンス整合と第二アンテナ素子１５１のインピーダンス整合と、アンテナ素子間の相互結合の調整をより細かく行うことができ、より結合劣化を軽減する効果が高まる。

なお、図１（ａ）〜（ｃ）の構成では第一アンテナ素子１５０及び第二アンテナ素子１５１を導電性の金属部品として説明しているが、一部もしくは全てをプリント基板上に構成した銅箔のパターンで構成しても同様な効果が得られる。

以上の構成により、所望周波数帯域において、第一給電部１０４と第二給電部１０５の間の通過特性であるＳパラメータＳ１２及びＳ２１を低く抑えることができ、結合劣化を改善できる。

続いて、図１（ａ）〜（ｃ）の具体的な構成について、性能を解析した事例を示す。

図２（ａ）及び（ｂ）は、本発明の実施の形態１における携帯無線端末の特性解析モデルを示す図である。図２（ａ）は、正面から見た図である。また、図２（ｂ）は、第一アンテナ素子１５０及び第二アンテナ素子１５１の展開図である。

図２（ａ）に示すように、回路基板１０１は、ガラスエポキシ（ガラエポ）製のプリント基板で構成されるが、ここでは長さ８５ｍｍ、幅４２ｍｍの銅箔にて構成されていることとしてモデル化し、解析を行った。回路基板１０１では、第一給電部１０４及び第二給電部１０５を通じて、導電性の銅板で構成された第一アンテナ素子１５０及び第二アンテナ素子１５１に高周波信号が供給されている。

第一給電部１０４及び第二給電部１０５からは、第一の周波数帯域である２．０ＧＨｚ及び第二の周波数帯域である５．０ＧＨｚを含む高周波信号が供給され、アンテナ素子間の相関係数、放射効率、Ｓパラメータである通過特性Ｓ２１及び反射特性Ｓ１１の解析を行った。

第一アンテナ素子１５０は、長さ６ｍｍ、幅１９ｍｍの第一導体板１０６と、長さ５．７ｍｍ、幅１９ｍｍの第二導体板１０７と、長さ６ｍｍ、幅１９ｍｍの第三導体板１０８とで構成される。第二導体板１０７は、第一導体板１０６に対して９０度に配置されており、第二導体板１０７の幅方向の一辺は、第一導体板１０６の幅方向の一辺と共有されている。第三導体板１０８は、第一導体板１０６と対向するように配置されており、第三導体板１０８の幅方向の一辺は、第二導体板１０７の第一導体板１０６と共有する一辺に対向する幅方向の他の一辺と共有されている。

一方、第二アンテナ素子１５１は、長さ６ｍｍ、幅１９ｍｍの第四導体板１０９と、長さ５．７ｍｍ、幅１９ｍｍの第五導体板１１０と、長さ６ｍｍ、幅１９ｍｍの第六導体板１１１とで構成される。第五導体板１１０は、第四導体板１０９に対して９０度に配置されており、第五導体板１１０の幅方向の一辺は、第四導体板１０９の幅方向の一辺と共有されている。第六導体板１１１は、第四導体板１０９と対向するように配置されており、第六導体板１１１の幅方向の一辺は、第五導体板１１０の第四導体板１０９と共有する一辺に対向する幅方向の他の一辺と共有されている。

第一アンテナ素子１５０及び第二アンテナ素子１５１は、回路基板１０１の端部に配置され、第一導体板１０６と第四導体板１０９は回路基板１０１と同一の平面に構成されている。第一アンテナ素子１５０と第二アンテナ素子１５１の素子が最も近接する平行部分の間隔は２ｍｍであり、第一の周波数帯域２．０ＧＨｚと第二の周波数帯域５．０ＧＨｚの中心周波数である３．５ＧＨｚに対して０．０２波長と極めて近接した間隔で配置されている。

図２（ｂ）に示すように、第一アンテナ素子１５０及び第二アンテナ素子１５１にはスリットが配置される。

第二導体板１０７には第一スリット１１６が、第五導体板１１０には第二スリット１１７が配置されており、第一スリット１１６及び第二スリット１１７は第一アンテナ素子１５０と第二アンテナ素子１５１が近接する辺と対向する辺を開口としたスリットである。また、第三導体板１０８には第三スリット１１８が、第六導体板１１１には第四スリット１１９が配置されており、第三スリット１１８及び第四スリット１１９は第一アンテナ素子１５０と第二アンテナ素子１５１が近接する辺を開口としたスリットである。

これらのスリットは、第二導体板１０７、第五導体板１１０、第三導体板１０８及び第六導体板１１１の各短辺の中央に配置され、サイズはすべて１ｍｍ×１８ｍｍである。第一アンテナ素子１５０と第二アンテナ素子１５１は対称構造とし、スリット形状及び挿入位置においても第一スリット１１６と第二スリット１１７、第三スリット１１８と第四スリット１１９は対象形状となる。

スリットを導体板に設けることで、第一アンテナ素子１５０と第二アンテナ素子１５１はメアンダ形状となり、アンテナ素子全長が長くなるため共振周波数を低く出来る効果がある。

さらに、これらのスリットを設けることで、給電部から見た第一アンテナ素子１５０と第二アンテナ素子１５１の近接部分の位置が変化し、素子間の近接部分に構成される素子間容量を任意の位置に形成できる。このため、素子間容量を調整して所定の周波数帯域における相互結合をキャンセルすることで、アンテナ素子間の結合劣化を改善できる。

さらに、第一インピーダンス整合回路１１２及び第二インピーダンス整合回路１１３を各アンテナ素子の根元に配置することで、第一アンテナ素子１５０のインピーダンス整合と第二アンテナ素子１５１のインピーダンス整合と、アンテナ素子間の相互結合の調整をより細かく行うことができ、より結合劣化を軽減する効果を高めている。

図３（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施の形態１における携帯無線端末の第１の特性図であり、図４（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施の形態１における携帯無線端末の第２の特性図である。

図３（ａ）は、第一インピーダンス整合回路１１２と第二インピーダンス整合回路１１３を示したものである。第一インピーダンス整合回路１１２と第二インピーダンス整合回路１１３は同一構成である。図３（ｂ）は、第一給電部１０４から見たＳ１１波形、第一給電部１０４から第二給電部１０５への通過特性であるＳ１２波形である。図３（ｃ）は、第一アンテナ素子１５０におけるアンテナ効率であり、図３（ｄ）は、第一アンテナ素子１５０と第二アンテナ素子１５１の間における相関係数を示したものであり、いずれも横軸は２ＧＨｚから５ＧＨｚまでの周波数特性を示している。

図３（ａ）に示すように、第一インピーダンス整合回路１１２、第二インピーダンス整合回路１１３では、アンテナ素子から給電部に対して順に、直列接続に１２ｎＨ、回路基板のグランドパターンに対して９．８ｎＨ、直列接続に０．３ｐＦを配置している。第一アンテナ素子１５０と第二アンテナ素子１５１は、対称構造である。また、第一アンテナ素子１５０及び第二アンテナ素子１５１が、同じインピーダンス特性を得るため、第一インピーダンス整合回路１１２及び第二インピーダンス整合回路１１３は、対称な回路構成としている。これにより、第一周波数帯域である２．６６ＧＨｚ及び第二周波数帯域である４．４ＧＨｚにおいて、アンテナのインピーダンス整合をとっている。

図３（ｂ）は、Ｓパラメータである反射特性Ｓ１１及び通過特性Ｓ２１である。第一周波数帯域２．６６ＧＨｚ、第二周波数帯域４．４ＧＨｚにおいて、Ｓ１１が−５ｄＢ以下であり、整合が得られていることが確認できる。図２（ａ）及び（ｂ）の解析モデルは左右対称であることから、Ｓ２２も同じく−５ｄＢ以下の低い値となっているが、ここではグラフを省略する。

さらに、通過特性であるＳ２１も第一周波数帯域２．６６ＧＨｚ、第二周波数帯域４．４ＧＨｚにおいて、−５ｄＢ以下の低い値となっている。図２（ａ）及び（ｂ）の解析モデルは左右対称であることから、Ｓ１２も同じく−５ｄＢ以下の低い値となっているが、ここではグラフを省略する。

このように第一周波数帯域２．６６ＧＨｚ、第二周波数帯域４．４ＧＨｚにおいて、インピーダンス整合及びアイソレーションが確保でき、結合劣化が軽減されている様子が分かる。

図３（ｃ）は、第一アンテナ素子１５０におけるアンテナ効率である。第一周波数帯域２．６６ＧＨｚで−０．６ｄＢ、第二周波数帯域４．４ＧＨｚで−１．６ｄＢのアンテナ効率が得られている。第一周波数帯域２．６６ＧＨｚ、第二周波数帯域４．４ＧＨｚにおいて、インピーダンス整合及びアイソレーションが確保できているため、−３ｄＢ以上の高いアンテナ効率が得られることが確認できる。

図２（ａ）及び（ｂ）の解析モデルは左右対称であることから、第二アンテナ素子１５１も同等のアンテナ効率が確保できているが、ここではグラフを省略する。

図３（ｄ）は、第一アンテナ素子１５０と第二アンテナ素子１５１の間における相関係数である。第一周波数帯域２．６６ＧＨｚ、第二周波数帯域４．４ＧＨｚにおいて、相関係数が０．２以下の低い値となっており、アレーアンテナとして優れた特性となっている。

このように、実施の形態１において、図３（ａ）の整合回路を用いた場合、第一アンテナ素子１５０及び第二アンテナ素子１５１を動作させて使用する第一周波数帯域、第二周波数帯域において低結合、整合を同時に満たすことが可能であり、高いアンテナ効率が得られる。さらに、低い相関係数も得られるため、通信容量の高いアレーアンテナを構成できる。

図４（ａ）は、図３（ａ）と異なる回路構成及び定数にて、第一インピーダンス整合回路１１２と第二インピーダンス整合回路１１３を構成したものである。図４（ｂ）、図４（ｃ）、図４（ｄ）は、図３（ｂ）、図３（ｃ）、図３（ｄ）と同一な特性を示しているため、ここでは説明を省略する。

図４（ａ）において、第一インピーダンス整合回路１１２及び第二インピーダンス整合回路１１３は、アンテナ素子から給電部に対して順に、回路基板のグランドパターンに対して４．０ｎＨ、直列接続に０．６ｐＦを配置している。これは、周波数帯域２．７ＧＨｚから４．０ＧＨｚにおいて広帯域にインピーダンス整合が得られる構成である。

図４（ｂ）より、周波数帯域２．７ＧＨｚから４．０ＧＨｚにおいて、Ｓ１１が−１０ｄＢ以下であり、広帯域に渡ってインピーダンス整合が得られていることが確認できる。図２（ａ）及び（ｂ）の解析モデルは左右対称であることから、Ｓ２２も−１０ｄＢ以下の低い値となっているが、ここではグラフを省略する。

さらに、通過特性であるＳ２１も周波数帯域２．７ＧＨｚから４．０ＧＨｚにおいて、略−５ｄＢ程度の低い値となっている。このように周波数帯域２．７ＧＨｚから４．０ＧＨｚにおいて、広帯域に渡ってインピーダンス整合及びアイソレーションが確保でき、結合劣化が軽減されている様子が分かる。

図４（ｃ）は、第一アンテナ素子１５０におけるアンテナ効率である。周波数帯域２．７ＧＨｚから４．０ＧＨｚで−３ｄＢ以上である。周波数帯域２．７ＧＨｚから４．０ＧＨｚにおいて、Ｓ１１が−１０ｄＢ以下、Ｓ２１が略−５ｄＢ程度とインピーダンス整合及びアイソレーションが確保できているため、広帯域で高いアンテナ効率が得られることが確認できる。

図２（ａ）及び（ｂ）の解析モデルは左右対称であることから、第二アンテナ素子１５１も同等のアンテナ効率が確保できているが、ここではグラフを省略する。

図４（ｄ）より、周波数帯域２．７ＧＨｚから４．０ＧＨｚにおいて、相関係数が０．３以下の低い値となっており、アレーアンテナとして優れた特性となっている。

このように、実施の形態１において、図４（ａ）の整合回路を用いた場合、第一アンテナ素子１５０及び第二アンテナ素子１５１を動作させて使用する広帯域な周波数帯域において低結合、整合を同時に満たすことが可能であり、高いアンテナ効率が得られる。さらに、低い相関係数も得られるため、通信容量の高いアレーアンテナを構成できる。

（実施の形態２）
図５（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施の形態２における携帯無線端末の構成図である。図５（ａ）は、正面から見た図である。

図５（ａ）〜（ｄ）において、図１（ａ）〜（ｃ）と同じ構成については同じ符号を用い、説明を省略する。

第一アンテナ素子１５０及び第二アンテナ素子１５１に配置する、結合を低減させるためのスロット配置位置のバリエーションを図５（ｂ）、図５（ｃ）、図５（ｄ）に示している。

図５（ａ）に示すように、回路基板１０１は、ガラスエポキシ（ガラエポ）製のプリント基板で構成されるが、ここでは長さ８５ｍｍ、幅４２ｍｍの銅箔にて構成されている。

回路基板１０１では、第一給電部１０４及び第二給電部１０５を通じて、導電性の銅板で構成された第一アンテナ素子１５０及び第二アンテナ素子１５１に高周波信号が供給されている。

図５（ｂ）は、第一アンテナ素子１５０の展開図であり、第一アンテナ素子１５０と第二アンテナ素子１５１のスロットは線対称に構成している。

図５（ｂ）の構成では、第二導体板１０７に第一スリット１１６を設け、第五導体板１１０に第二スリット１１７を設ける。これらは第一アンテナ素子１５０と第二アンテナ素子１５１が近接する辺を開口としたスリットである。また、第三導体板１０８に第三スリット１１８を設け、第六導体板１１１に第四スリット１１９を設ける。これらは第一アンテナ素子１５０と第二アンテナ素子１５１が近接する辺と対向する辺を開口としたスリットである。

図５（ｃ）の構成では、第二導体板１０７に第一スリット１１６を設け、第五導体板１１０に第二スリット１１７を設ける。これらは第一アンテナ素子１５０と第二アンテナ素子１５１が近接する辺と対向する辺を開口としたスリットである。また、第三導体板１０８に第三スリット１１８を設け、第六導体板１１１に第四スリット１１９を設ける。これらは第一アンテナ素子１５０と第二アンテナ素子１５１が近接する辺を開口としたスリットである。さらに、第一導体板１０６に第五スリット１２０を設け、第四導体板１０９に第六スリット１２１を設ける。これらは第一アンテナ素子１５０と第二アンテナ素子１５１が近接する辺を開口としたスリットである。

図５（ｄ）の構成では、第二導体板１０７に第一スリット１１６を設け、第五導体板１１０に第二スリット１１７を設ける。これらは第一アンテナ素子１５０と第二アンテナ素子１５１が近接する辺を開口としたスリットである。また、第三導体板１０８に第三スリット１１８を設け、第六導体板１１１に第四スリット１１９を設ける。これらは第一アンテナ素子１５０と第二アンテナ素子１５１が近接する辺を開口としたスリットである。さらに、第一導体板１０６に第五スリット１２０を設け、第四導体板１０９に第六スリット１２１を設ける。これらは第一アンテナ素子１５０と第二アンテナ素子１５１が近接する辺と対向する辺を開口としたスリットである。

図５（ｂ）、図５（ｃ）、図５（ｄ）に示す各アンテナ素子の構成により、給電部から見た第一アンテナ素子１５０と第二アンテナ素子１５１の近接部分の位置及び数が変化するとともに、素子間の近接部分に構成される素子間容量を任意の位置に形成できる。このため、素子間容量を調整して所定の周波数帯域における相互結合をキャンセルすることで、アンテナ素子間の結合劣化を改善できる。スリットは各導体板に２つ以上構成することも可能である。

以上の構成により、アンテナ素子間を部品等で接続することなく低結合化し、低アンテナ間相関、高アンテナ効率化する周波数の調整をより細かく行うことができ、より結合劣化を軽減する効果が高まる。

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。

本出願は、2010年5月17日出願の日本特許出願（特願2010-112852）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

本発明のアンテナ装置及びこれを搭載した携帯無線端末は、広い周波数帯域で低結合な特性が得られるアレーアンテナを実現することができるため、ＭＩＭＯ用携帯電話などの携帯無線端末に有用である。

１００ 携帯無線端末
１０１ 回路基板
１０２ 第一無線回路部
１０３ 第二無線回路部
１０４ 第一給電部
１０５ 第二給電部
１０６ 第一導体板
１０７ 第二導体板
１０８ 第三導体板
１０９ 第四導体板
１１０ 第五導体板
１１１ 第六導体板
１１２ 第一インピーダンス整合回路
１１３ 第二インピーダンス整合回路
１１６ 第一スリット
１１７ 第二スリット
１１８ 第三スリット
１１９ 第四スリット
１２０ 第五スリット
１２１ 第六スリット
１５０ 第一アンテナ素子
１５１ 第二アンテナ素子

Claims (4)

1. 筐体と、
   前記筐体に設けられグランドパターンを有する回路基板と、
   前記筐体内に近接して配置され、導電性の略長方形の第一導体板と、前記第一導体板の幅方向の一辺を共有し、前記第一導体板に対して略９０度に配置される略長方形の第二導体板と、前記第二導体板の前記第一導体板と共有する前記一辺に対向する幅方向の他の一辺を共有し、前記第一導体板と対向するように略９０度に配置される略長方形の第三導体板と、で構成された第一アンテナ素子と、
   前記筐体内に近接して配置され、導電性の略長方形の第四導体板と、前記第四導体板の幅方向の一辺を共有し、前記第四導体板に対して略９０度に配置される略長方形の第五導体板と、前記第五導体板の前記第四導体板と共有する前記一辺に対向する幅方向の他の一辺を共有し、前記第四導体板と対向するように略９０度に配置される略長方形の第六導体板と、で構成された第二アンテナ素子と、を備え、
   前記第一アンテナ素子の前記第一導体板又は前記第二導体板又は前記第三導体板のいずれか１つ以上に所定の長さのスリットを少なくとも１つ設け、
   前記第二アンテナ素子の前記第四導体板又は前記第五導体板又は前記第六導体板のいずれか１つ以上に所定の長さのスリットを少なくとも１つ設け、
   前記第一アンテナ素子と前記第二アンテナ素子とを対称構造とするとともに、各アンテナ素子を構成するいずれかの導体板に設けられる前記スリットを対称形状とし、
   前記第一アンテナ素子及び前記第二アンテナ素子は、前記回路基板上のグランドパターンと所定の間隔を隔てて互いに近接して略平行に配置されるとともに、前記回路基板に配置される第一給電部及び第二給電部に前記回路基板の1辺の両端にて電気的に接続され、
   前記スリットの位置及び長さが、第一の周波数帯域における前記第一アンテナ素子と前記第二アンテナ素子との間の相互結合をキャンセルするように調節されたことを特徴とするアンテナ装置。
2. 前記第一アンテナ素子が、第一インピーダンス整合回路を介して前記第一給電部と電気的に接続されるとともに、前記第二アンテナ素子が、第二インピーダンス整合回路を介して前記第二給電部と電気的に接続される請求項１記載のアンテナ装置。
3. 前記アンテナ装置は、ＭＩＭＯ用のアンテナ装置であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のアンテナ装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のアンテナ装置を備えた携帯無線端末。

Images