JP6385583B2 - アンテナ装置 - Google Patents

Description

本発明は複数のアンテナを備えるアンテナ装置に関する。

近年、無線データ通信の高速大容量通信に対応するため、複数のアンテナを備えるアンテナ装置が求められている。このようなアンテナ装置では、複数のアンテナがそれぞれ信号を受信できるように、複数のアンテナの互いの相関を低く保つことが重要であり、そのための技術が開発されている。特許文献１には、微小アンテナと、ＭＳＡ（マイクロストリップアンテナ）と、ＧＮＤパターンを有するモジュール基板と、を備える無線データ通信モジュールが開示されている。当該無線データ通信モジュールでは、微小アンテナによる放射に主として寄与する電流がＧＮＤパターンの長手方向に流れるようになっている。ＭＳＡが構成される平面は、モジュール基板と平行に配置されている。また、ＭＳＡがモジュール基板の長手方向と直交する幅方向に共振するように形成されている。以上により、微小アンテナによる共振方向が、ＭＳＡによる共振方向と直交する。

日本国公開特許公報「特開２０１２−７５０２１号公報（２０１２年４月１２日公開）」

しかしながら、上述の従来技術では、微小アンテナによる放射に伴いＧＮＤパターンを流れる電流は、主方向であるＧＮＤパターンの長手方向以外の方向にも流れる。すなわち、ＭＳＡの共振方向と直交しない方向にも電流は流れるため、微小アンテナとＭＳＡとが相互干渉してしまうという問題がある。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、複数のアンテナを備えるアンテナ装置において、複数のアンテナ間の相互干渉を従来に比べて低減することができる技術を提供することを主たる目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るアンテナ装置は、地導体を有する第１の基板と、上記第１の基板から給電される第１のアンテナと、地導体を有する第２の基板と、上記第２の基板から給電される第２のアンテナと、を備え、上記第１の基板の主面と上記第２の基板の主面とのなす角が直角になるように配置され、上記第１のアンテナが給電されているときに第１の基板の地導体を流れる高周波電流の主方向は、上記第２の基板の主面の垂線に平行な第１の方向である。

また、上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るアンテナ装置は、地導体を有する第１の基板と、上記第１の基板から給電される第１のアンテナと、地導体を有する第２の基板と、上記第２の基板から給電される第２のアンテナと、を備え、上記第１の基板の主面と上記第２の基板の主面とのなす角が直角になるように配置され、上記第１のアンテナおよび上記第２のアンテナは、それぞれ第１の周波数、および当該第１の周波数より高い周波数である第２の周波数で共振し、上記第１のアンテナが上記第１の周波数で給電される場合に上記第１の基板の地導体を流れる高周波電流の主方向は、上記第２の基板の主面の垂線に平行な第１の方向であり、上記第２のアンテナが上記第２の周波数で給電される場合に上記第２の基板の地導体を流れる高周波電流の主方向は、上記第１の基板の主面の垂線に平行な第２の方向である。

本発明の一態様によれば、複数のアンテナを備えるアンテナ装置において、複数のアンテナ間の相互干渉を従来に比べて低減することができる。

本発明の実施形態１に係るアンテナ装置の外観を模式的に示す図である。 本発明の変形例１に係るアンテナ装置を模式的に示す図である。 本発明の実施形態２に係るアンテナ装置の外観を模式的に示す図である。 本実施形態に係るアンテナ装置を示す図である。 本発明の変形例２に係るアンテナ装置を示す図である。 本発明の実施形態３における第２の基板の構成を示す図である。 本発明の実施形態３に係るアンテナ装置を示す図である。

以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。

〔実施形態１〕
本発明の一実施形態（実施形態１）について、図１に基づいて説明すれば、以下のとおりである。図１は、本発明の実施形態１に係るアンテナ装置１の外観を模式的に示す図であり、（ａ）は、アンテナ装置１の正面図であり、（ｂ）は、アンテナ装置１の左側面図であり、（ｃ）は、アンテナ装置１の上面図である。なお、本明細書では、ｘ軸、ｙ軸、およびｚ軸はそれぞれ、図１の（ａ）に示すように、後述する第１の基板１１の主面の垂線方向（第２の方向）に沿った軸をｘ軸、後述する第２の基板２１の主面の垂線方向（第１の方向）に沿った軸をｚ軸、ｘ軸およびｚ軸の双方に直角な軸をｙ軸とする。

アンテナ装置１は、図１の（ａ）に示すように、第１の筐体１０および第２の筐体２０を備えている。また、第１の筐体１０には、グランド（地導体）を有する第１の基板１１と、第１の基板１１から第１の給電部１２によって給電される第１のアンテナ１３とが内蔵されている。また、第２の筐体２０は、図１の（ｃ）に示すように、グランドを有する第２の基板２１と、第２の基板２１から第２の給電部２２によって給電される第２のアンテナ２３とが内蔵されている。図１に示すように、第１の基板１１がｙｚ平面と平行に配置されており、第２の基板２１がｘｙ平面と平行に配置されている。換言すると、第１の基板１１および第２の基板２１は、互いの主面のなす角が直角になるように配置されている。第１の基板１１のグランドは、これに限定されないが、例えば、ｚ軸方向が長手方向であり、ｙ軸方向が短手方向である略矩形の形状を有するものであり得る。また、第２の基板２１のグランドは、これに限定されないが、例えば、ｘ軸方向およびｙ軸方向の一方が長手方向であり、他方が短手方向である略矩形の形状または略方形の形状を有するものであり得る。なお、本発明における「直角」とは、対象となる２つの面が厳密に直角である場合に限定されるものではなく、例えば、一方の面の垂線と他方の面とのなす角が、０度以上〜１０度以下であれば、上述した「直角」に含まれる。

本実施形態では、第１のアンテナ１３が給電されているときに第１の基板１１のグランドを流れるグランド電流（高周波電流）Ｄ１は、図１の（ａ）および（ｂ）に示すように、ｚ軸方向になるように調整されている。第１のアンテナ１３のグランド電流Ｄ１がｚ軸方向になるように調整する方法の例として、グランドのｚ軸方向の電気長を、第１のアンテナ１３の使用周波数に対応する波長の１／４にする方法が挙げられる。なお、第１のアンテナ１３のグランド電流Ｄ１をｚ軸方向に流れるように調整する方法はこれに限定されず、他にも、ＢＰＦ（Band Pass Filter）、切り欠きなどを用いる方法であってもよい。

一方、第２のアンテナ２３が給電されているときにグランドを流れるグランド電流は、図１の（ｃ）に示すように、主方向となるグランド電流Ｄ２１に加えて、グランド電流Ｄ２２およびグランド電流Ｄ２３といったグランド電流が流れる。しかしながら、上述したように、第１のアンテナ１３のグランド電流Ｄ１の主方向はｚ軸方向であるため、第２のアンテナ２３のグランド電流Ｄ２１、グランド電流Ｄ２２、およびグランド電流Ｄ２３の流れる方向は何れも、グランド電流Ｄ１の流れる方向に直角である。

このように、本実施形態に係るアンテナ装置１は、グランドを有する第１の基板１１と、第１の基板１１から給電される第１のアンテナ１３と、グランドを有する第２の基板２１と、第２の基板２１から給電される第２のアンテナ２３を備え、第１の基板１１の主面と第２の基板２１の主面とのなす角が直角になるように配置されている。また、アンテナ装置１では、第１のアンテナ１３が給電されているときに第１の基板１１のグランドを流れるグランド電流Ｄ１の主方向は、ｚ軸方向である。そのため、アンテナ装置１では、第１の基板１１のグランドを流れるグランド電流Ｄ１の方向は、第２の基板２１のグランドを流れるグランド電流の方向に直角になるため、第１のアンテナ１３および第２のアンテナ２３との間の相互干渉を従来に比べて低減することができる。

〔変形例１〕
実施形態１の変形例について、図２に基づいて説明すれば、以下の通りである。図２は、本発明の変形例１に係るアンテナ装置１ａを模式的に示す図であり、（ａ）は、アンテナ装置１ａの正面図であり、（ｂ）は、アンテナ装置１ａの左側面図であり、（ｃ）は、アンテナ装置１ａの上面図である。本変形例では、第１のアンテナ１３ａおよび第２のアンテナ２３ａは、それぞれ第１の周波数（Low band）、および第１の周波数より高い周波数である第２の周波数（High band）で共振する。なお、以下の実施形態および変形例においても、アンテナが複数の周波数にて共振する場合は、第１の周波数（Low band）および第２の周波数（High band）にて共振する構成とする。

アンテナ装置１ａでは、図２の（ａ）に示すように、第１の筐体１０ａには、グランドを有する第１の基板１１ａと、第１の基板１１ａから第１の給電部１２ａによって給電される第１のアンテナ１３ａとが内蔵されている。また、第２の筐体２０ａには、図２の（ｃ）に示すように、グランドを有する第２の基板２１ａと、第２の基板２１ａから第２の給電部２２ａによって給電される第２のアンテナ２３ａとが内蔵されている。

本変形例では、第１のアンテナ１３ａが第１の周波数で給電される場合のグランド電流Ｄ１１ａは、図２に示すように、ｚ軸方向に流れるように調整されている。また、第２のアンテナ２３ａが第２の周波数で給電される場合のグランド電流Ｄ２２ａは、図２に示すように、ｘ軸方向に流れるように調整されている。なお、所定の方向にグランド電流が流れるように調整する方法は、実施形態１と同じである。

この場合、第１のアンテナ１３ａが第２の周波数で給電される場合のグランド電流Ｄ１２ａが、例えば、図２に示すようにｙ軸方向に流れたとしても、グランド電流Ｄ１２ａが流れる方向は、第２のアンテナ２３ａが第２の周波数で給電される場合のグランド電流Ｄ２２ａの流れる方向とは直角である。また、第２のアンテナ２３ａが第１の周波数で給電される場合のグランド電流Ｄ２１ａが、例えば、図２に示すようにｘ軸方向に流れたとしても、グランド電流Ｄ２１ａが流れる方向は、第１のアンテナ１３ａが第１の周波数で給電される場合のグランド電流Ｄ１１ａの流れる方向とは直角である。

このように、本変形例に係るアンテナ装置１ａは、グランドを有する第１の基板１１ａと、第１の基板１１ａから給電される第１のアンテナ１３ａと、グランドを有する第２の基板２１ａと、第２の基板２１ａから給電される第２のアンテナ２３ａとを備え、第１の基板１１ａの主面と第２の基板２１ａの主面とのなす角が直角になるように配置されている。また、第１のアンテナ１３ａおよび第２のアンテナ２３ａは、それぞれ第１の周波数および第２の周波数で共振し、第１のアンテナが第１の周波数で給電される場合にグランドを流れるグランド電流の主方向はｚ軸方向である。また、第２のアンテナ２３ａが第２の周波数で給電される場合にグランドを流れるグランド電流の主方向はｘ軸方向である。そのため、アンテナ装置１ａは、第１のアンテナ１３ａおよび第２のアンテナ２３ａが、それぞれ、何れの周波数で通信する場合であっても、互いのグランド電流の方向が直角になる。そのため、アンテナ装置１ａは、複数の周波数で通信する場合であっても、第１のアンテナ１３ａおよび第２のアンテナ２３ａとの間の相互干渉を低減することができる。

〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態（実施形態２）について、図３および図４に基づいて説明すれば、以下のとおりである。図３は、本発明の実施形態２に係るアンテナ装置１ｂの外観を模式的に示す図であり、（ａ）は、アンテナ装置１ｂの正面図であり、（ｂ）は、アンテナ装置１ｂの左側面図であり、（ｃ）は、アンテナ装置１ｂの上面図である。本実施形態に係るアンテナ装置１ｂは、図３に示すように、第１の筐体１０ｂが胴体、第２の筐体２０ｂが頭部である人型ロボットである。また、アンテナ装置１ｂは、第１の筐体１０ｂと第２の筐体２０ｂとを繋ぐ部位（首）に設けられた可動部（不図示）によって、第２の筐体２０ｂを、ｚ軸に平行な回転軸を中心に回転させることができる。

アンテナ装置１ｂでは、第１の筐体１０ｂに、グランドを有する第１の基板１１ｂと、第１の基板１１ｂから第１の給電部１２ｂによって給電される第１のアンテナ１３ｂとが内蔵されている。また、第２の筐体２０ｂには、図２の（ｃ）に示すように、グランドを有する第２の基板２１ｂと、第２の基板２１ｂから第２の給電部２２ｂによって給電される第２のアンテナ２３ｂとが内蔵されている。第１のアンテナ１３ｂおよび第２のアンテナ２３ｂは、それぞれ第１の周波数および第２の周波数で共振する。

本実施形態では、第１のアンテナ１３ｂが第１の周波数で給電される場合のグランド電流Ｄ１１ｂと、第２の周波数で給電される場合のグランド電流Ｄ１２ｂとが、ｚ軸方向に流れるように調整されている。具体的な調整方法について、図４の（ａ）を用いて説明する。図４は、本実施形態に係るアンテナ装置１ｂを示す図であり、（ａ）は、第１の基板１１ｂの構成を示す図である。

図４の（ａ）に示すように、第１の基板１１ｂは、第３の基板１１ｂ１、第４の基板１１ｂ２、およびＢＰＦ（第１のフィルタ）を備えている。また、第１の基板１１ｂにおけるグランドは、図４の（ａ）に示すように、ｚ軸方向に沿って２つのグランドに分離されており、分離されたグランドはそれぞれ、第３の基板１１ｂ１および第４の基板１１ｂ２上に配置されている。また、ＢＰＦは、ｚ軸方向に沿って、第３の基板１１ｂ１のグランドと第４の基板１１ｂ２のグランドとを接続している。また、ＢＰＦは、第１の周波数は通し、第２の周波数は通さないフィルタである。なお、本実施形態では、分離されたグランドはそれぞれ第３の基板、第４の基板に配置されているが、本発明ではこの構成に限定されない。例えば、第１の基板が一枚の基板であり、当該第１の基板上においてグランドがｚ軸方向に沿って分離される構成としてもよい。また、第１の基板におけるグランドは、２つのグランドに分離される構成に限定されず、３つ以上のグランドに分離される構成であってもよい。

第３の基板１１ｂ１のグランドのｚ軸方向に沿った電気的な長さは、第１の周波数に対応する波長の１／４の長さであるＬ１１ｂより短く、第２の周波数に対応する波長の１／４の長さであるＬ１２ｂである。そのため、図４の（ａ）に示すように、第３の基板１１ｂ１に配置されたグランドと第４の基板１１ｂ２に配置されたグランドとをＢＰＦで接続することにより、第１の基板１１ｂでは、第１のアンテナ１３ｂが第１の周波数で給電される場合に流れるグランド電流Ｄ１１ｂもｚ軸方向に流すように調整することができる。

続いて、アンテナ装置１ｂの第２の筐体２０ｂが動いた場合について、図４の（ｂ）を用いて説明する。図４の（ｂ）は、アンテナ装置１ｂの一動作を示す図である。上述したように、第１の基板１１ｂでは、グランド電流Ｄ１１ｂおよびグランド電流Ｄ１２ｂが流れる主方向はｚ軸方向であるため、第１の基板１１ｂを流れるグランド電流の方向は、図４の（ｂ）に示すグランド電流Ｄ１３ｂの方向である。そのため、図４の（ｂ）に示すように、第２の基板のグランドに流れるグランド電流Ｄ２１ｂおよびグランド電流Ｄ２２ｂが、それぞれｘ軸方向およびｙ軸方向に流れている状態において、アンテナ装置１ｂの第２の筐体２０ｂが動いても、グランド電流Ｄ２１ｂおよびグランド電流Ｄ２２ｂの流れる方向は、グランド電流Ｄ１３ｂの流れる方向に直角である。

このように、本実施形態に係るアンテナ装置１ｂでは、第１のアンテナ１３ｂが第１の周波数で給電される場合にグランドを流れるグランド電流Ｄ１１ｂの主方向と、第１のアンテナ１３ｂが第２の周波数で給電される場合にグランドを流れるグランド電流Ｄ１２ｂの主方向とが、ｚ軸方向になっている。そのため、第２の基板２１ｂがｚ軸に平行な回転軸を中心に回転しても、第１の基板１１ｂと第２の基板２１ｂとをそれぞれ流れるグランド電流の方向は、互いに直角になる。そのため、アンテナ装置１ｂは、第２の基板２１ｂがｚ軸に平行な回転軸を中心に回転する場合であっても、第１のアンテナ１３ｂおよび第２のアンテナ２３ｂとの間の相互干渉を低減することができる。

〔変形例２〕
実施形態２の変形例について、図５に基づいて説明すれば、以下の通りである。図５は、本発明の変形例２に係るアンテナ装置１ｃを示す図である。本変形例に係るアンテナ装置１は、第１の筐体１０ｃと第２の筐体２０ｃとを繋ぐ部位（首）に設けられた可動部（不図示）によって、第２の筐体２０ｃを、ｙ軸またはｚ軸に平行な回転軸を中心に回転させることができる。また、第１の基板１１ｃのグランドを流れるグランド電流は、実施形態２と同様、ｚ軸方向に流れるように調整されている。

アンテナ装置１ｃにおける第２の基板２１ｃでは、図５の（ａ）に示すように、第２のアンテナ２３ｃが第１の周波数で給電される場合に流れるグランド電流Ｄ２１ｃの主方向と、第２のアンテナ２３ｃが第２の周波数で給電される場合に流れるグランド電流Ｄ２２ｃの主方向とは、ｙ軸方向になるように調整されている。具体的な調整方法について図５の（ｂ）を用いて説明する。図５の（ｂ）は、第２の基板２１ｃの構成を示す図である。

図５の（ｂ）に示すように、第２の基板２１ｃは、第５の基板２１ｃ１、第６の基板２１ｃ２、およびＢＰＦ１（第２のフィルタ）を備えている。また、第２の基板２１ｃにおけるグランドは、図５の（ｂ）に示すように、ｙ軸方向に沿って２つのグランドに分離されており、分離されたグランドはそれぞれ、第５の基板２１ｃ１および第６の基板２１ｃ２上に配置されている。また、ＢＰＦ１は、ｙ軸方向に沿って、第５の基板２１ｃ１のグランドと第６の基板２１ｃ２のグランドとを接続している。また、ＢＰＦ１は、上述のＢＰＦと同様、第１の周波数は通し、第２の周波数は通さないフィルタである。なお、本実施形態においても、分離されたグランドはそれぞれ第３の基板、第４の基板に配置されているが、本発明ではこの構成に限定されない。例えば、第２の基板が一枚の基板であり、当該第２の基板上においてグランドがｙ軸方向に沿って分離される構成としてもよい。また、第２の基板におけるグランドは、２つのグランドに分離される構成に限定されず、３つ以上のグランドに分離される構成であってもよい。

第５の基板２１ｃ１のグランドのｙ軸方向に沿った電気的な長さは、第１の周波数に対応する波長の１／４の長さであるＬ２１ｃより短く、第２の周波数に対応する波長の１／４の長さであるＬ２２ｃである。そのため、図５の（ｂ）に示すように、第５の基板２１ｃ１と第６の基板２１ｃ２とをＢＰＦ１で接続することにより、第２の基板２１ｃでは、第２のアンテナ２３ｃが第１の周波数で給電される場合に流れるグランド電流Ｄ２１ｃもｙ軸方向に流れるように調整することができる。

続いて、アンテナ装置１ｃの第２の筐体２０ｃを、ｙ軸に平行な回転軸を中心に回転させた場合について、図５の（ｃ）を用いて説明する。図５の（ｃ）は、アンテナ装置１ｃの一動作を示す図である。上述したように、第１の基板１１ｃでは、グランド電流Ｄ１１ｃおよびグランド電流Ｄ１２ｃが流れる主方向はｚ軸方向であるため、第１の基板１１ｃを流れるグランド電流の方向は、図５の（ｃ）に示すグランド電流Ｄ１３ｃの方向である。また、第２の基板２１ｃに流れるグランド電流Ｄ２３ｃはｙ軸方向である。そのため、第２の筐体２０ｃが、ｙ軸に平行な回転軸を中心に回転した場合であっても、グランド電流Ｄ１３ｃの流れる方向は、グランド電流Ｄ２３ｃの流れる方向に直角である。

次に、アンテナ装置１ｃの第２の筐体２０ｃをｚ軸に平行な回転軸を中心に回転させた場合について、図５の（ｄ）を用いて説明する。図５の（ｄ）は、アンテナ装置１ｃの他の動作を示す図である。上述したように、第１の基板１１ｃを流れるグランド電流Ｄ１３ｃの方向はｚ軸方向であり、第２の基板２１ｃを流れるグランド電流Ｄ２３ｃの方向はｙ軸方向であるため、第２の筐体２０ｃがｚ軸に平行な回転軸を中心に回転しても、グランド電流Ｄ１３ｃの流れる方向は、グランド電流Ｄ２３ｃの流れる方向に直角である。

このように、本変形例に係るアンテナ装置１ｃでは、第２のアンテナ２３ｃが第１の周波数で給電される場合にグランドを流れるグランド電流Ｄ２１ｃの主方向と、第２のアンテナ２３ｃが第２の周波数で給電される場合にグランドに流れるグランド電流Ｄ２２ｃの主方向とが、ｙ軸方向になっている。そのため、第２の基板２１ｃがｚ軸およびｙ軸の何れの軸に平行な回転軸を中心に回転しても、第１の基板１１ｃと第２の基板２１ｃとをそれぞれ流れるグランド電流の方向は、互いに直角になる。そのため、アンテナ装置１ｃでは、第２の基板がｚ軸およびｙ軸の何れを中心に回転する場合であっても、第１のアンテナ１３ｂおよび第２のアンテナ２３ｂとの間の相互干渉を低減することができる。

〔実施形態３〕
本発明のさらに他の実施形態（実施形態３）について、図６および図７に基づいて説明すれば、以下の通りである。本実施形態に係るアンテナ装置１ｄは、第１の筐体１０ｄと第２の筐体２０ｄとを繋ぐ部位（首）に設けられた可動部（不図示）によって、第２の筐体２０ｄを、ｘ軸、ｙ軸、またはｚ軸に平行な回転軸を中心に回転させることができる。また、第１の基板１１ｄのグランドを流れるグランド電流は、実施形態２と同様、ｚ軸方向に流れるように調整されている。

図６は、本発明の実施形態３における第２の基板２１ｄの構成を示す図であり、（ａ）は、第２の基板２１ｄの第１の状態を示す図であり、（ｂ）は、第２の基板２１ｄの第２の状態を示す図である。図６に示すように、第２の基板２１ｄは、第７の基板２１ｄ１、第８の基板２１ｄ２、および２つのＢＰＦ（第３のフィルタ）を備えている。ここで、２つのＢＰＦはそれぞれ、ｙ軸方向、ｘ軸方向に沿って、第７の基板２１ｄ１のグランドと第８の基板２１ｄ２のグランドとを接続している。

第２の基板２１ｄにおけるグランドは、ｙ軸方向およびｘ軸方向に沿って２つのグランドに分離されており、分離されたグランドはそれぞれ、第７の基板２１ｄ１及び第８の基板２１ｄ２上に配置されている。なお、本実施形態においても、分離されたグランドはそれぞれ第７の基板、第８の基板に配置されているが、本発明ではこの構成に限定されない。例えば、第２の基板が一枚の基板であり、当該第２の基板上においてグランドがｙ軸方向、ｘ軸方向に沿って分離される構成としてもよい。また、第２の基板におけるグランドは、２つのグランドに分離される構成に限定されず、３つ以上のグランドに分離される構成であってもよい。

なお、上記２つのＢＰＦの一方は、共振周波数が互いに異なるＢＰＦ２およびＢＰＦ４であって、ｙ軸方向に沿って、第７の基板２１ｄ１のグランドと第８の基板２１ｄ２のグランドとに対して選択的に接続されるＢＰＦ２およびＢＰＦ４を備え、２つのＢＰＦの他方が、共振周波数が互い異なるＢＰＦ３およびＢＰＦ５であって、ｘ軸方向に沿って、第７の基板２１ｄ１のグランドと第８の基板２１ｄ２のグランドとに対して選択的に接続されるＢＰＦ３およびＢＰＦ５を備える構成とすることができる。

ここで、第７の基板２１ｄ１および第８の基板２１ｄ２が、ＢＰＦ２およびＢＰＦ３を介して接続されている状態を第１の状態と称し、第７の基板２１ｄ１および第８の基板２１ｄ２が、ＢＰＦ４およびＢＰＦ５を介して接続されている状態を第２の状態と称する。第１の状態と第２の状態とは、スイッチ等によって切り替え可能である。

（第１の状態）
第１の状態について、図６の（ａ）を用いて説明する。図６の（ａ）に示すように、第７の基板２１ｄ１のｙ軸方向に沿った長さは、第１の周波数に対応する波長の１／４の長さであるＬ２１ｄより短く、第２の周波数に対応する波長の１／４の長さであるＬ２２ｄより長い。そのため、上述した実施形態と同様、第１の周波数を通し、第２の周波数を通さないＢＰＦ２を介して、第７の基板２１ｄ１および第８の基板２１ｄ２を接続する。さらに、ｘ軸方向にグランド電流が流れないよう、第１の周波数を通さず、第２の周波数を通すＢＰＦ３を介して、第７の基板２１ｄ１および第８の基板２１ｄ２を接続する。そのため、第１の状態では、第２のアンテナ２３ｄが第１の周波数で通信する場合に流れるグランド電流Ｄ２１ｄと、第２のアンテナ２３ｄが第２の周波数で通信する場合に流れるグランド電流Ｄ２２ｄとが流れる方向は、何れもｙ軸方向になる。

（第２の状態）
第２の状態について、図６の（ｂ）を用いて説明する。図６の（ｂ）に示すように、第７の基板２１ｄ１のｘ軸方向に沿った長さは、第１の周波数に対応する波長の１／４の長さであるＬ２１ｄより短く、第２の周波数に対応する波長の１／４の長さであるＬ２２ｄより長い。そのため、上述した実施形態と同様、第１の周波数を通し、第２の周波数を通さないＢＰＦ５を介して、第７の基板２１ｄ１および第８の基板２１ｄ２を接続する。さらに、ｙ軸方向にグランド電流が流れないよう、第１の周波数を通さず、第２の周波数を通すＢＰＦ４を介して、第７の基板２１ｄ１および第８の基板２１ｄ２を接続する。そのため、第２の状態では、第２のアンテナ２３ｄが第１の周波数で通信する場合に流れるグランド電流Ｄ２１ｄと、第２のアンテナ２３ｄが第２の周波数で通信する場合に流れるグランド電流Ｄ２２ｄとが流れる方向は、何れもｘ軸方向になる。

（アンテナ装置１ｄの動作）
アンテナ装置１ｄが動作した場合について、図７を用いて説明する。図７は、本発明の実施形態３に係るアンテナ装置１ｄを示す図である。なお、上述したように、第１の基板１１ｄでは、グランド電流Ｄ１３ｄの流れる主方向はｚ軸方向である。

まず、第２の筐体２０ｄを、ｙ軸に平行な回転軸を中心に回転させた場合について、図７の（ａ）を用いて説明する。図７の（ａ）は、アンテナ装置１ｄの一動作を示す図である。図７の（ａ）に示すように、第２の筐体２０ｄを、ｙ軸に平行な回転軸を中心に回転させた場合、第２の基板２１ｄを、第１の状態に切り替える。こうすることにより、第２の筐体２０ｄを、ｙ軸に平行な回転軸を中心に回転させた場合であっても、グランド電流Ｄ１３ｄの流れる方向は、グランド電流Ｄ２３ｄの流れる方向に直角になる。

次に、第２の筐体２０ｄを、ｚ軸に平行な回転軸を中心に回転させた場合について、図７の（ｂ）を用いて説明する。図７の（ｂ）は、アンテナ装置１ｄの他の動作を示す図である。図７の（ｂ）に示すように、第２の筐体２０ｄを、ｚ軸に平行な回転軸を中心に回転させた場合、第２の基板２１ｄを、第１の状態に切り替える。こうすることにより、第２の筐体２０ｄを、ｚ軸に平行な回転軸を中心に回転させた場合であっても、グランド電流Ｄ１３ｄの流れる方向は、グランド電流Ｄ２３ｄの流れる方向に直角になる。

続いて、第２の筐体２０ｄを、ｘ軸に平行な回転軸を中心に回転させた場合について、図７の（ｃ）を用いて説明する。図７の（ｃ）は、アンテナ装置１ｄのさらに他の動作を示す図である。図７の（ｃ）に示すように、第２の筐体２０ｄを、ｘ軸に平行な回転軸を中心に回転させた場合、第２の基板２１ｄを、第２の状態に切り替える。こうすることにより、第２の筐体２０ｄを、ｘ軸に平行な回転軸を中心に回転させた場合であっても、グランド電流Ｄ１３ｄの流れる方向は、グランド電流Ｄ２３ｄの流れる方向に直角になる。

なお、第２の筐体２０ｄを、第２の筐体２０ｄの中心を通るｚ軸を中心に回転させた場合、第１の状態に切り替えるように説明したが、第２の状態に切り替えてもよい。この構成について、図７の（ｄ）を用いて説明する。図７の（ｄ）は、アンテナ装置１ｄのさらに他の動作を示す図である。図７の（ｄ）に示すように、第２の筐体２０ｄを、第２の筐体２０ｄの中心を通るｘ軸を中心に回転させる場合、第２の基板２１ｄを、第２の状態に切り替える。こうすることにより、第２の筐体２０ｄを、第２の筐体２０ｄの中心を通るｘ軸を中心に回転させた場合であっても、グランド電流Ｄ１３ｄの流れる方向は、グランド電流Ｄ２３ｄの流れる方向に直角になる。

このように、本実施形態に係るアンテナ装置１ｄでは、第２のアンテナ２３ｄが第１の周波数で給電される場合に第２の基板２１ｄのグランドを流れる高周波電流の主方向、および第２のアンテナが第２の周波数で給電される場合に第２の基板２１ｄのグランドを流れる高周波電流の主方向は、ｙ軸方向またはｘ軸方向である。そのため、第２の基板２１ｄが、ｘ軸、ｙ軸、およびｚ軸の何れの軸に平行な回転軸を中心に回転しても、第１の基板１１ｄと第２の基板２１ｄとをそれぞれ流れるグランド電流の方向を、互いに直角にすることができる。そのため、アンテナ装置１ｄでは、第２の基板２１ｄがｘ軸、ｙ軸、およびｚ軸の何れの軸に平行な回転軸を中心に回転する場合であっても、第１のアンテナ１３ｄおよび第２のアンテナ２３ｄとの間の相互干渉を低減することができる。

なお、本実施形態における２つのＢＰＦ（第３のフィルタ）は、それぞれ、共振周波数が互いに異なる２つのＢＰＦを備えていたが、本実施形態における２つのＢＰＦはこの構成に限定されない。例えば、本実施形態における２つのＢＰＦは、２つのＢＰＦのそれぞれを構成する定数を変化させ、上述したＢＰＦ２およびＢＰＦ４（または、ＢＰＦ３およびＢＰＦ５）の何れかの共振周波数に切り替え可能な構成であってもよい。このような構成であっても、上述した動作と同様の動作を行うことができるので、上述した作用効果と同様の作用効果を奏する。

〔まとめ〕
本発明の態様１に係るアンテナ装置（１、１ｂ〜１ｄ）は、地導体を有する第１の基板（１１、１１ｂ〜１１ｄ）と、上記第１の基板から給電される第１のアンテナ（１３〜１３ｄ）と、地導体を有する第２の基板（２１、２１ｂ〜２１ｄ）と、上記第２の基板から給電される第２のアンテナ（２３、２３ｂ〜２３ｄ）と、を備え、上記第１の基板の主面と上記第２の基板の主面とのなす角が直角になるように配置され、上記第１のアンテナが給電されているときに第１の基板の地導体を流れる高周波電流の主方向は、上記第２の基板の主面の垂線に平行な第１の方向（ｚ軸方向）である。上記の構成によれば、本態様に係るアンテナ装置では、第１のアンテナが給電されているときに第１の基板の地導体を流れる高周波電流の方向は、第２のアンテナが給電されているときに第２の基板の地導体を流れる高周波電流の方向に直角になるため、第１のアンテナおよび第２のアンテナとの間の相互干渉を従来に比べて低減することができる。

本発明の態様２に係るアンテナ装置（１ａ）は、地導体を有する第１の基板（１１ａ）と、上記第１の基板から給電される第１のアンテナ（１３ａ）と、地導体を有する第２の基板（２１ａ）と、上記第２の基板から給電される第２のアンテナ（２３ａ）と、を備え、上記第１の基板の主面と上記第２の基板の主面とのなす角が直角になるように配置され、上記第１のアンテナおよび上記第２のアンテナは、それぞれ第１の周波数、および当該第１の周波数より高い周波数である第２の周波数で共振し、上記第１のアンテナが上記第１の周波数で給電される場合に上記第１の基板の地導体を流れる高周波電流の主方向は、上記第２の基板の主面の垂線に平行な第１の方向であり、上記第２のアンテナが上記第２の周波数で給電される場合に上記第２の基板の地導体を流れる高周波電流の主方向は、上記第１の基板の主面の垂線に平行な第２の方向である。上記の構成によれば、本態様に係るアンテナ装置では、複数の周波数で通信する場合であっても、第１の基板の地導体を流れる高周波電流の方向は、第２の基板の地導体を流れる高周波電流の方向に直角になるため、第１のアンテナおよび第２のアンテナとの間の相互干渉を低減することができる。

本発明の態様３に係るアンテナ装置は、上記態様１または２において、地導体を流れる高周波電流の主方向に沿った上記第１の基板の長さは、上記第１のアンテナの使用周波数に対応する波長の１／４の長さであってもよい。上記の構成によれば、本態様に係るアンテナ装置では、より好適に、第１の基板の地導体を流れる高周波電流の主方向を、第１の方向に調整することができる。

本発明の態様４に係るアンテナ装置（１ｂ）は、上記態様１または３において、上記第１のアンテナ（１３ｂ）および上記第２のアンテナ（２３ｂ）は、それぞれ第１の周波数、および当該第１の周波数より低い周波数である第２の周波数で共振し、上記第１のアンテナが上記第１の周波数で通信する場合における、上記第１の基板（１１ｂ）の地導体を流れる高周波電流の主方向、および上記第１のアンテナが上記第２の周波数で通信する場合における、上記第１の基板の地導体を流れる高周波電流の主方向は、上記第１の方向であり、上記第２の基板は、上記第１の方向に平行な回転軸を中心に回転するようになっていてもよい。上記の構成によれば、本態様に係るアンテナ装置では、第２の基板が、第１の方向と平行な回転軸を中心に回転する場合であっても、第１の基板の地導体を流れる高周波電流の方向は、第２の基板の地導体を流れる高周波電流の方向に直角になるため、第１のアンテナおよび第２のアンテナとの間の相互干渉を低減することができる。

本発明の態様５に係るアンテナ装置は、上記態様４において、上記第１の基板における地導体は、上記第１の方向に沿って複数の地導体に分離されており、上記第１の基板において分離された複数の地導体は、上記第１の周波数の高周波電流を通し、上記第２の周波数の高周波電流を通さない第１のフィルタ（ＢＰＦ）を介して互いに接続されていてもよい。上記の構成によれば、本態様に係るアンテナ装置では、第１のアンテナが第１の周波数で給電される場合に第１の基板の地導体を流れる高周波電流の主方向、および第１のアンテナが第２の周波数で給電される場合に第１の基板の地導体を流れる高周波電流の主方向が、第１の方向になる構成を容易に実現することができる。

本発明の態様６に係るアンテナ装置（１ｃ）は、上記態様４または５において、上記第２のアンテナが上記第１の周波数で給電される場合における、上記第２の基板の地導体を流れる高周波電流の主方向、および上記第２のアンテナが上記第２の周波数で給電される場合における、上記第２の基板の地導体を流れる高周波電流の主方向は、上記第１の基板の主面の垂線に平行な第２の方向（ｘ軸方向）および上記第１の方向の双方に直角な方向（ｙ軸方向）であり、上記第２の基板は、更に、上記第１の方向および上記第２の方向の双方に直角な回転軸（ｙ軸）を中心に回転するようになっていてもよい。上記の構成によれば、本態様に係るアンテナ装置では、第２の基板が、第１の方向および第２の方向に直角な回転軸を中心に回転する場合であっても、第１の基板の地導体を流れる高周波電流の方向は、第２の基板の地導体を流れる高周波電流の方向に直角になるため、第１のアンテナおよび第２のアンテナとの間の相互干渉を低減することができる。

本発明の態様７に係るアンテナ装置は、上記態様６において、上記第２の基板における地導体は、上記第１の方向および上記第２の方向の双方に直角な方向に沿って複数の地導体に分離されており、上記第２の基板において分離された複数の地導体は、上記第１の周波数の高周波電流を通し、上記第２の周波数の高周波電流を通さない第２のフィルタを介して接続されていてもよい。上記の構成によれば、本態様に係るアンテナ装置では、第２のアンテナが第１の周波数で給電される場合に第２の基板の地導体を流れる高周波電流の主方向、および第２のアンテナが第２の周波数で給電される場合に第２の基板の地導体を流れる高周波電流の主方向が、第１の方向および第２の方向の双方に直角な方向になる構成を容易に実現することができる。

本発明の態様８に係るアンテナ装置（１ｄ）は、上記態様４または５において、上記第２のアンテナが上記第１の周波数で給電される場合における、上記第２の基板の地導体を流れる高周波電流の主方向、および上記第２のアンテナが上記第２の周波数で給電される場合における、上記第２の基板の地導体を流れる高周波電流の主方向は、上記第１の方向および上記第１の基板の主面の垂線に平行な第２の方向の双方に直角な方向、または上記第２の方向であり、上記第２の基板は、更に、上記第１の方向および上記第２の方向の双方に直角な回転軸、および、上記第２の方向に平行な回転軸を中心に回転するようになっていてもよい。上記の構成によれば、本態様に係るアンテナ装置では、第１の方向および第２の方向の双方に直角な回転軸、および、上記第２の方向に平行な回転軸を中心に回転する場合であっても、第１の基板の地導体を流れる高周波電流の方向は、第２の基板の地導体を流れる高周波電流の方向に直角になるため、第１のアンテナおよび第２のアンテナとの間の相互干渉を低減することができる。

本発明の態様９に係るアンテナ装置は、上記態様８において、上記第２の基板における地導体は、上記第２の方向と、上記第１の方向および上記第２の方向の双方に直角な方向とに沿って複数の地導体に分離されており、上記第２の基板において分離された複数の地導体は、上記第２の方向と、上記第１の方向および上記第２の方向の双方に直角な方向とに沿って、それぞれ、上記第１の周波数の高周波電流を通し、上記第２の周波数の高周波電流を通さないフィルタ、および、上記第２の周波数の高周波電流を通し、上記第１の周波数の高周波電流を通さないフィルタの何れかに切り替え可能な第３のフィルタによって接続され、上記第３のフィルタは、上記第２の基板が回転する回転軸に応じて切り替わってもよい。上記の構成によれば、本態様に係るアンテナ装置では、第２の基板が回転する回転軸に応じて、第２の基板の地導体を流れる高周波電流の主方向を切り替えるので、第１の基板の地導体を流れる高周波電流の方向が、第２の基板の地導体を流れる高周波電流の方向に直角になる構成を容易に実現することができる。

本発明の態様１０に係るアンテナ装置（１ｂ〜１ｄ）は、上記態様１〜９の何れかにおいて、上記第１の基板を胴体に備え、上記第２の基板を頭部に備えた人型ロボットであってもよい。上記の構成によれば、上記各態様に係るアンテナ装置として機能する人型ロボットを実現できる。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。

１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ アンテナ装置 １１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ 第１の基板 １３、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ 第１のアンテナ ２１、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ 第２の基板 ２３、２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ 第２のアンテナ １、２、３、４、５ ＢＰＦ（フィルタ）

Claims (9)

1. 地導体を有する第１の基板と、
   上記第１の基板から給電される第１のアンテナと、
   地導体を有する第２の基板と、
   上記第２の基板から給電される第２のアンテナと、を備え、
   上記第１の基板の主面と上記第２の基板の主面とのなす角が直角になるように配置され、
   上記第１のアンテナが給電されているときに第１の基板の地導体を流れる高周波電流の主方向は、上記第２の基板の主面の垂線に平行な第１の方向である、ことを特徴とするアンテナ装置。
2. 地導体を有する第１の基板と、
   上記第１の基板から給電される第１のアンテナと、
   地導体を有する第２の基板と、
   上記第２の基板から給電される第２のアンテナと、を備え、
   上記第１の基板の主面と上記第２の基板の主面とのなす角が直角になるように配置され、
   上記第１のアンテナおよび上記第２のアンテナは、それぞれ第１の周波数、および当該第１の周波数より高い周波数である第２の周波数で共振し、
   上記第１のアンテナが上記第１の周波数で給電される場合に上記第１の基板の地導体を流れる高周波電流の主方向は、上記第２の基板の主面の垂線に平行な第１の方向であり、
   上記第２のアンテナが上記第２の周波数で給電される場合に上記第２の基板の地導体を流れる高周波電流の主方向は、上記第１の基板の主面の垂線に平行な第２の方向である、ことを特徴とするアンテナ装置。
3. 上記第１のアンテナおよび上記第２のアンテナは、それぞれ第１の周波数、および当該第１の周波数より高い周波数である第２の周波数で共振し、
   上記第１のアンテナが上記第１の周波数で給電される場合における、上記第１の基板の地導体を流れる高周波電流の主方向、および上記第１のアンテナが上記第２の周波数で給電される場合における、上記第１の基板の地導体を流れる高周波電流の主方向は、上記第１の方向であり、
   上記第２の基板は、上記第１の方向に平行な回転軸を中心に回転するようになっている、ことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
4. 上記第１の基板における地導体は、上記第１の方向に沿って複数の地導体に分離されており、
   上記第１の基板において分離された複数の地導体は、上記第１の周波数の高周波電流を通し、上記第２の周波数の高周波電流を通さない第１のフィルタを介して互いに接続されている、ことを特徴とする請求項３に記載のアンテナ装置。
5. 上記第２のアンテナが上記第１の周波数で給電される場合における、上記第２の基板の地導体を流れる高周波電流の主方向、および上記第２のアンテナが上記第２の周波数で給電される場合における、上記第２の基板の地導体を流れる高周波電流の主方向は、上記第１の基板の主面の垂線に平行な第２の方向および上記第１の方向の双方に直角な方向であり、
   上記第２の基板は、更に、上記第１の方向および上記第２の方向の双方に直角な回転軸を中心に回転するようになっている、ことを特徴とする請求項３または４に記載のアンテナ装置。
6. 上記第２の基板における地導体は、上記第１の方向および上記第２の方向の双方に直角な方向に沿って複数の地導体に分離されており、
   上記第２の基板において分離された複数の地導体は、上記第１の周波数の高周波電流を通し、上記第２の周波数の高周波電流を通さない第２のフィルタを介して接続されている、ことを特徴とする請求項５に記載のアンテナ装置。
7. 上記第２のアンテナが上記第１の周波数で給電される場合における、上記第２の基板の地導体を流れる高周波電流の主方向、および上記第２のアンテナが上記第２の周波数で給電される場合における、上記第２の基板の地導体を流れる高周波電流の主方向は、上記第１の方向および上記第１の基板の主面の垂線に平行な第２の方向の双方に直角な方向、または上記第２の方向であり、
   上記第２の基板は、更に、上記第１の方向および上記第２の方向の双方に直角な回転軸、および、上記第２の方向に平行な回転軸を中心に回転するようになっている、ことを特徴とする請求項３または４に記載のアンテナ装置。
8. 上記第２の基板における地導体は、上記第２の方向と、上記第１の方向および上記第２の方向の双方に直角な方向とに沿って複数の地導体に分離されており、
   上記第２の基板において分離された複数の地導体は、上記第２の方向と、上記第１の方向および上記第２の方向の双方に直角な方向とに沿って、それぞれ、上記第１の周波数の高周波電流を通し、上記第２の周波数の高周波電流を通さないフィルタ、および、上記第２の周波数の高周波電流を通し、上記第１の周波数の高周波電流を通さないフィルタの何れかに切り替え可能な第３のフィルタによって接続され、
   上記第３のフィルタは、上記第２の基板が回転する回転軸に応じて切り替わることを特徴とする請求項７に記載のアンテナ装置。
9. 上記第１の基板を胴体に備え、上記第２の基板を頭部に備えた人型ロボットであることを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載のアンテナ装置。

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