JP6476464B2

JP6476464B2 - 通信装置

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Publication number: JP6476464B2
Application number: JP2014183674A
Authority: JP
Inventors: 公司添川; 櫻井　実; 実櫻井; 旅人殿岡
Original assignee: Fujitsu Connected Technologies Ltd
Current assignee: Fujitsu Connected Technologies Ltd
Priority date: 2014-09-09
Filing date: 2014-09-09
Publication date: 2019-03-06
Anticipated expiration: 2034-09-09
Also published as: JP2016058884A

Description

本発明は、通信装置に関する。

近年、携帯電話機等の通信装置では、互いに異なる複数の周波数帯の電波を送受信することができるマルチバンドアンテナが注目されている。具体的には、現在の無線通信システムでは、例えば８００ＭＨｚ帯及び２ＧＨｚ帯に加えて、１．５ＧＨｚ帯等の複数の周波数帯の使用が想定されているため、それぞれの周波数帯に対応したマルチバンドアンテナが検討されている。

通常、このようなマルチバンドアンテナは、複数の周波数帯の電波それぞれに対して共振するアンテナ素子を備えている。このため、使用される周波数帯が増えるほど、アンテナ素子の数が増加し、マルチバンドアンテナが大型化してしまう。

そこで、アンテナ素子の形状を工夫することにより、マルチバンドアンテナの小型化が図られている。例えば、容量結合により複数の周波数帯に対応するために、形状の異なる２つのアンテナ素子を近接配置させたアンテナ形状が提案されている。

なお、１つの周波数帯に対応するアンテナ構造として、筐体の外周を囲む金属フレームの一端を回路基板の給電点に接続し、金属フレームの中途部及び他端を回路基板のグラウンドに接地することで、金属フレームをアンテナとして用いる構造が提案されている。

特開２０１２−１２９６２３号公報特開２０１２−２２２７０１号公報

しかしながら、形状の異なる２つのアンテナ素子を近接配置させた従来技術では、アンテナ形状が複雑化するため、実装性に欠ける。

また、筐体の外周を囲む金属フレームの一端を回路基板の給電点に接続し、金属フレームの中途部及び他端を回路基板のグラウンドに接地する従来技術では、金属フレームが１つの周波数帯に共振するので、複数の周波数帯に共振するアンテナ性能が得られない。

開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、簡易な構造で複数の周波数帯に共振するアンテナ性能を実現することができる通信装置を提供することを目的とする。

本願の開示する通信装置は、一つの態様において、接地電圧を有するグラウンドが形成された回路基板を備える。また、通信装置は、一端が給電素子を介して前記回路基板の給電点に接続されるアンテナ素子を備える。また、通信装置は、前記アンテナ素子における前記一端と他端との間に位置する中間部と、前記回路基板の前記グラウンドとを接続する第一の接続素子を備える。また、通信装置は、前記アンテナ素子における前記他端と、前記回路基板の前記グラウンドとを接続する第二の接続素子とを備える。第１の周波数帯の電波の波長がλ_１であり、前記第１の周波数帯よりも高い第２の周波数帯の電波の波長がλ_２であり、前記第２の周波数帯よりも高い第３の周波数帯の電波の波長がλ_３である場合を想定する。この場合、前記給電素子の長さと、前記アンテナ素子における前記一端から前記中間部までの長さと、前記第一の接続素子の長さとの和は、０．５λ_１であり、かつ、０．８５λ_２以上λ_２以下である。また、前記第一の接続素子の長さと、前記アンテナ素子における前記中間部から前記他端までの長さと、前記第二の接続素子の長さとの和は、０．４λ_２以上０．５λ_２以下である。また、前記第一の接続素子の長さは、０．２５λ_３である。また、前記給電素子の長さと、前記アンテナ素子における前記一端から前記他端までの長さと、前記第二の接続素子の長さとの和は、１．３λ_３以上１．５λ_３以下である。

本願の開示する通信装置の一つの態様によれば、簡易な構造で複数の周波数帯に共振するアンテナ性能を実現することができるという効果を奏する。

図１は、実施例１の通信装置の外観の一例を示す斜視図である。図２は、実施例１の通信装置に含まれるアンテナ装置の一例を示す斜視図である。図３は、実施例１における給電素子、アンテナ素子、接続素子及び接続素子の形状を示す図である。図４は、図３に示した給電素子、アンテナ素子、接続素子及び接続素子の寸法を示す図である。図５は、実施例１のアンテナ素子の中間部から他端までの部分と、第２の接続素子とが存在しないと仮定した場合のアンテナ装置を示す模式図である。図６は、図５に示したアンテナ装置に関わるＶＳＷＲ（Voltage Standing Wave Ratio）特性を示す説明図である。図７は、実施例１の第１の接続素子が存在しないと仮定した場合のアンテナ装置を示す模式図である。図８は、図７に示したアンテナ装置に関わるＶＳＷＲ特性を示す説明図である。図９は、実施例１のアンテナ装置に関わるＶＳＷＲ特性を示す説明図である。図１０は、実施例１の整合回路による整合を行った場合のアンテナ装置に関わるＶＳＷＲ特性を示す説明図である。図１１は、実施例２のアンテナ装置の一例を示す斜視図である。図１２は、図１１に示したアンテナ装置のＰ−Ｐ線における断面図である。図１３は、実施例２の板金が存在しないと仮定した場合のアンテナ装置の電流の流れの一例を示す図である。図１４は、実施例２のアンテナ装置の電流の流れの一例を示す図である。図１５は、実施例２のアンテナ装置に関わるアンテナ放射特性の一例を示す説明図である。

以下に、本願の開示する通信装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例により開示技術が限定されるものではない。

図１は、実施例１の通信装置の外観の一例を示す斜視図である。図２は、実施例１の通信装置に含まれるアンテナ装置の一例を示す斜視図である。図１及び図２に示すように、実施例１の通信装置１は、アンテナ装置１０と、アンテナ装置１０を収容する筐体２０とを有する。アンテナ装置１０は、回路基板１１と、表示機器１２と、給電素子１３と、アンテナ素子１４と、第１の接続素子１５と、第２の接続素子１６とを有する。

回路基板１１は、例えば誘電体と導体からなる板状の部材である。ここでは、回路基板１１を両面プリント基板であると仮定して説明する。回路基板１１の一方の面には、高周波回路１１１と、整合回路１１２とが配置される。高周波回路１１１は、アンテナ素子１４に高周波電力を供給する回路である。整合回路１１２は、アンテナ素子１４側のインピーダンスと高周波回路１１１側のインピーダンスとを整合する回路である。また、回路基板１１の他方の面には、グラウンド１１４が形成される。グラウンド１１４は、接地電圧を有する導体であり、図２では図示されていない回路基板１１の奥側の面に形成されている。なおここでは回路基板１１を両面プリント基板として説明したが、３層以上の多層プリント基板であってもよい。

表示機器１２は、例えばＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等の表示機器である。表示機器１２は、回路基板１１上に実装される。

給電素子１３は、高周波回路１１１から出力される高周波電力をアンテナ素子１４へ供給するための素子である。給電素子１３の一端は、回路基板１１の給電点１１３に接続され、他端は、アンテナ素子１４に接続される。

アンテナ素子１４は、給電素子１３に接続するループアンテナを形成する素子である。アンテナ素子１４は、筐体２０の外面に装着される。具体的には、アンテナ素子１４は、筐体２０の外側面に沿って屈曲して装着される。アンテナ素子１４の一端１４ａは、給電素子１３を介して給電点１１３に接続されている。アンテナ素子１４の一部又は全体は、給電素子１３、第１の接続素子１５及び第２の接続素子１６と協働することによって、８００ＭＨｚ帯、１．５ＧＨｚ帯及び２ＧＨｚ帯に共振する共振特性を有する。

第１の接続素子１５は、アンテナ素子１４の一端１４ａと他端１４ｂとの間に位置する中間部１４ｃと、回路基板１１のグラウンド１１４とを接続する。

第２の接続素子１６は、アンテナ素子１４の他端１４ｂと、回路基板１１のグラウンド１１４とを接続する。

次に、実施例１における給電素子１３、アンテナ素子１４、第１の接続素子１５及び第２の接続素子１６の形状について具体的に説明する。図３は、実施例１における給電素子、アンテナ素子、接続素子及び接続素子の形状を示す図である。

図３に示すように、アンテナ素子１４は、回路基板１１の側面に沿って帯状の金属をＣ字状に折り返して形成されている。具体的には、アンテナ素子１４は、延伸部１４ｄと、折り返し部１４ｅと、折り返し部１４ｆとを有する。延伸部１４ｄは、給電素子１３に接続されたアンテナ素子１４の一端１４ａから回路基板１１の２つの長辺のうち一方の長辺に沿って延伸されている。折り返し部１４ｅは、延伸部１４ｄから回路基板１１の他方の長辺に向けて折り返されている。折り返し部１４ｅには、第１の接続素子１５と接続される中間部１４ｃが配置される。折り返し部１４ｆは、折り返し部１４ｅから回路基板１１の他方の長辺に沿って折り返され、アンテナ素子１４の他端１４ｂまで延伸されている。このように、延伸部１４ｄ、折り返し部１４ｅ及び折り返し部１４ｆが形成されることによって、限られた空間内で比較的に長い素子長が１つのアンテナ素子１４を用いて確保されるので、アンテナ形状の複雑化が抑えられる。

また、給電素子１３と、アンテナ素子１４の一端１４ａから中間部１４ｃまでの部分と、第１の接続素子１５とは、例えば、８００ＭＨｚ帯及び１．５ＧＨｚ帯の電波に共振する素子長を有する。

また、第１の接続素子１５と、アンテナ素子１４の中間部１４ｃから他端１４ｂまでの部分と、第２の接続素子１６とは、例えば、１．５ＧＨｚ帯の電波に共振する素子長を有する。

また、第１の接続素子１５は、例えば、２ＧＨｚ帯の電波を打ち消す１／４波長ショートスタブを形成する素子長を有する。

また、給電素子１３と、アンテナ素子１４の一端１４ａから他端１４ｂまでの部分と、第２の接続素子１６とは、例えば、２ＧＨｚ帯の電波に共振する素子長を有する。

図４は、図３に示した給電素子、アンテナ素子、接続素子及び接続素子の寸法を示す図である。図４において、給電素子１３の長さがＡであるものとする。また、図４において、アンテナ素子１４の延伸部１４ｄの長さがＢであり、折り返し部１４ｅのうち中間部１４ｃよりも延伸部１４ｄ側に位置する部分の長さがＣであり、中間部１４ｃよりも折り返し部１４ｆ側に位置する部分の長さがＥであるものとする。また、図４において、アンテナ素子１４の折り返し部１４ｆの長さがＦであるものとする。また、図４において、第１の接続素子１５の長さがＤであり、第２の接続素子１６の長さがＧであるものとする。

以下では、８００ＭＨｚ帯の電波の波長がλ_１であり、１．５ＧＨｚ帯の電波の波長がλ_２であり、２ＧＨｚ帯の電波の波長がλ_３である場合を想定する。８００ＭＨｚ帯、１．５ＧＨｚ帯及び２ＧＨｚ帯は、それぞれ、第１の周波数帯、第２の周波数帯及び第３の周波数帯の一例である。

給電素子１３の長さと、アンテナ素子１４の一端１４ａから中間部１４ｃまでの長さと、第１の接続素子１５の長さとの和は、０．５λ_１であり、かつ、０．８５λ_２以上λ_２以下である。すなわち、図４の例では、「Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ」は、０．５λ_１であり、かつ、０．８５λ_２以上λ_２以下である。このように、給電素子１３の長さと、アンテナ素子１４の一端１４ａから中間部１４ｃまでの長さと、第１の接続素子１５の長さとの和が設定されることにより、８００ＭＨｚ帯及び１．５ＧＨｚ帯の電波に共振する素子長が得られる。

また、第１の接続素子１５の長さと、アンテナ素子１４の中間部１４ｃから他端１４ｂまでの長さと、第２の接続素子１６の長さとの和は、０．４λ_２以上０．５λ_２以下である。すなわち、図４の例では、「Ｄ＋Ｅ＋Ｆ＋Ｇ」は、０．４λ_２以上０．５λ_２以下である。このように、第１の接続素子１５の長さと、アンテナ素子１４の中間部１４ｃから他端１４ｂまでの長さと、第２の接続素子１６の長さとの和が設定されることにより、１．５ＧＨｚ帯の電波に共振する素子長が得られる。

また、第１の接続素子１５の長さは、０．２５λ_３である。すなわち、図４の例では、「Ｄ」は、０．２５λ_３である。このように、第１の接続素子１５の長さが設定されることにより、２ＧＨｚ帯の電波を打ち消す１／４波長ショートスタブを形成する素子長が得られる。

また、給電素子１３の長さと、アンテナ素子１４の一端１４ａから他端１４ｂまでの長さと、第２の接続素子１６の長さとの和は、１．３λ_３以上１．５λ_３以下である。すなわち、図４の例では、「Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｅ＋Ｆ＋Ｇ」は、１．３λ_３以上１．５λ_３以下である。このように、給電素子１３の長さと、アンテナ素子１４の一端１４ａから他端１４ｂまでの長さと、第２の接続素子１６の長さとの和が設定されることにより、２ＧＨｚ帯の電波に共振する素子長が得られる。

次に、実施例１のアンテナ装置１０の動作について説明する。図５は、実施例１のアンテナ素子の中間部から他端までの部分と、第２の接続素子とが存在しないと仮定した場合のアンテナ装置を示す模式図である。図６は、図５に示したアンテナ装置に関わるＶＳＷＲ（Voltage Standing Wave Ratio）特性を示す説明図である。図６において、横軸は、周波数（ＭＨｚ）を示し、縦軸は、ＶＳＷＲを示している。なお、ＶＳＷＲは、値が小さいほどアンテナ性能が高いことを示す指標である。

図５に示すアンテナ装置１０ａでは、給電素子１３の長さと、アンテナ素子１４の一端１４ａから中間部１４ｃまでの長さと、第１の接続素子１５の長さとの和は、０．５λ_１であり、かつ、０．８５λ_２以上λ_２以下である。このため、給電素子１３と、アンテナ素子１４の一端１４ａから中間部１４ｃまでの部分と、第１の接続素子１５とは、８００ＭＨｚ帯及び１．５ＧＨｚ帯の電波に対して、回路基板１１に鏡像電流（イメージ電流）を発生させる。すると、鏡像電流によって回路基板１１に電流ループが形成される。すると、アンテナ装置１０ａのＶＳＷＲ値は、図６に示すように、８００ＭＨｚ付近で「３．５」程度まで小さくなる。また、アンテナ装置１０ａのＶＳＷＲ値は、１．５ＧＨｚ付近で「１．５」程度まで小さくなる。

すなわち、図５に示すアンテナ装置１０ａでは、給電素子１３と、アンテナ素子１４の一端１４ａから中間部１４ｃまでの部分と、第１の接続素子１５とが、８００ＭＨｚ帯及び１．５ＧＨｚ帯の電波に共振するループアンテナとして動作する。

図７は、実施例１の第１の接続素子が存在しないと仮定した場合のアンテナ装置を示す模式図である。図８は、図７に示したアンテナ装置に関わるＶＳＷＲ特性を示す説明図である。図８において、横軸は、周波数（ＭＨｚ）を示し、縦軸は、ＶＳＷＲを示している。

図７に示すアンテナ装置１０ｂでは、給電素子１３の長さと、アンテナ素子１４の一端１４ａから他端１４ｂまでの長さと、第２の接続素子１６の長さとの和は、１．３λ_３以上１．５λ_３以下である。このため、給電素子１３と、アンテナ素子１４の一端１４ａから他端１４ｂまでの部分と、第２の接続素子１６とは、２ＧＨｚ帯の電波に対して、回路基板１１に鏡像電流（イメージ電流）を発生させる。すると、鏡像電流によって回路基板１１に電流ループが形成される。すると、アンテナ装置１０ｂのＶＳＷＲ値は、図８に示すように、２ＧＨｚ付近で「１」程度まで小さくなる。

すなわち、図７に示すアンテナ装置１０ｂでは、給電素子１３と、アンテナ素子１４の一端１４ａから他端１４ｂまでの部分と、第２の接続素子１６とが、２ＧＨｚ帯の電波に共振するループアンテナとして動作する。

図９は、実施例１のアンテナ装置に関わるＶＳＷＲ特性を示す説明図である。図９において、横軸は、周波数（ＭＨｚ）を示し、縦軸は、ＶＳＷＲを示している。

実施例１のアンテナ装置１０では、図５に示したアンテナ装置１０ａと同様に、給電素子１３の長さと、アンテナ素子１４の一端１４ａから中間部１４ｃまでの長さと、第１の接続素子１５の長さとの和は、０．５λ_１であり、かつ、０．８５λ_２以上λ_２以下である。このため、給電素子１３と、アンテナ素子１４の一端１４ａから中間部１４ｃまでの部分と、第１の接続素子１５とは、８００ＭＨｚ帯及び１．５ＧＨｚ帯の電波に対して、回路基板１１に鏡像電流（イメージ電流）を発生させる。すると、鏡像電流によって回路基板１１に第１の電流ループが形成される。

また、アンテナ装置１０では、第１の接続素子１５の長さと、アンテナ素子１４の中間部１４ｃから他端１４ｂまでの長さと、第２の接続素子１６の長さとの和は、０．４λ_２以上０．５λ_２以下である。このため、第１の接続素子１５と、アンテナ素子１４の中間部１４ｃから他端１４ｂまでの部分と、第２の接続素子１６とは、１．５ＧＨｚ帯の電波に対して、回路基板１１の鏡像電流（イメージ電流）を発生させる。すると、鏡像電流によって回路基板１１に第２の電流ループが形成される。

また、アンテナ装置１０では、第１の接続素子１５の長さは、０．２５λ_３であり、かつ、給電素子１３の長さと、アンテナ素子１４の一端１４ａから他端１４ｂまでの長さと、第２の接続素子１６の長さとの和は、１．３λ_３以上１．５λ_３以下である。このため、給電素子１３と、アンテナ素子１４の一端１４ａから他端１４ｂまでの部分と、第２の接続素子１６とは、２ＧＨｚ帯の電波に対して、回路基板１１の鏡像電流（イメージ電流）を発生させる。このとき、第１の接続素子１５は、例えば、２ＧＨｚ帯の電波を打ち消す１／４波長ショートスタブを形成するので、第１の接続素子１５に流れる電流が抑制される。すると、鏡像電流によって回路基板１１に第３の電流ループが形成される。

アンテナ装置１０のＶＳＷＲ値は、上述した第１の電流ループが形成されるため、図９に示すように、８００ＭＨｚ付近で「３．５」程度まで小さくなる。また、アンテナ装置１０のＶＳＷＲ値は、上述した第１の電流ループと第２の電流ループとが合成されるため、図９に示すように、１．５ＧＨｚ付近で「１」程度まで小さくなる。さらに、アンテナ装置１０のＶＳＷＲ値は、上述した第３の電流ループが形成されるため、図９に示すように、２ＧＨｚ付近で「１．５」程度まで小さくなる。

すなわち、実施例１のアンテナ装置１０では、給電素子１３と、アンテナ素子１４の一端１４ａから中間部１４ｃまでの部分と、第１の接続素子１５とは、８００ＭＨｚ帯及び１．５ＧＨｚ帯の電波に共振するループアンテナとして動作する。また、第１の接続素子１５と、アンテナ素子１４の中間部１４ｃから他端１４ｂまでの部分と、第２の接続素子１６とは、１．５ＧＨｚ帯の電波に共振するループアンテナとして動作する。さらに、給電素子１３と、アンテナ素子１４の一端１４ａから他端１４ｂまでの部分と、第２の接続素子１６とは、２ＧＨｚ帯の電波に共振するループアンテナとして動作する。

図１０は、実施例１の整合回路による整合を行った場合のアンテナ装置に関わるＶＳＷＲ特性を示す説明図である。図１０において、横軸は、周波数（ＭＨｚ）を示し、縦軸は、ＶＳＷＲを示している。

図１０に示すアンテナ装置１０のＶＳＷＲ値は、整合回路１１２による整合が行われたため、８００ＭＨｚ付近で「１．５」程度まで小さくなる。また、アンテナ装置１０のＶＳＷＲ値は、整合回路１１２による整合が行われたため、１．５ＧＨｚ付近で「１」程度まで小さくなる。また、アンテナ装置１０のＶＳＷＲ値は、整合回路１１２による整合が行われたため、２ＧＨｚ付近で「１」程度まで小さくなる。さらに、アンテナ装置１０のＶＳＷＲ値は、整合回路１１２による整合が行われたため、１．８ＧＨｚ付近で「３」程度まで小さくなる。図１０から明らかなように、整合回路１１２による整合が行われることによって、アンテナ装置１０は、８００ＭＨｚ帯、１．５ＧＨｚ帯及び２ＧＨｚ帯の電波に加えて、１．８ＧＨｚ帯の電波に共振するループアンテナとして動作する。

以上、実施例１のアンテナ装置１０では、一端が給電素子１３を介して給電点１１３に接続されるアンテナ素子１４の中間部及び他端を第１の接続素子１５及び第２の接続素子１６を介して接地させ、複数の周波数帯の電波に共振する素子長を設定した。このため、１つのアンテナ素子１４を用いて限られた空間内で比較的に長い素子長を確保することができるとともに、給電素子１３、アンテナ素子１４の一部又は全体、第１の接続素子１５及び第２の接続素子１６を複数の周波数帯の電波に共振させることができる。結果として、実施例１によれば、簡易な構造で複数の周波数帯に共振するアンテナ性能を実現することができる。

実施例２のアンテナ装置１００は、回路基板１１と表示機器１２との間に板金が介挿される点が実施例１と異なるだけであり、その他の構成は実施例１と同様である。したがって、以下では、実施例１と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

図１１は、実施例２のアンテナ装置の一例を示す斜視図である。図１２は、図１１に示したアンテナ装置のＰ−Ｐ線における断面図である。なお、実施例２の通信装置１の外観は、図１と同様であるため、その説明を省略する。

図１１及び図１２に示すように、実施例２のアンテナ装置１００では、回路基板１１と表示機器１２との間に板金２１が介挿されている。板金２１は、表示機器１２の底面を覆う板状部２１ａと、板状部２１ａから立ち上がり、表示機器１２の側面とアンテナ素子１４との間に延在する立ち上がり部２１ｂとを有する。そして、板状部２１ａを基準とした立ち上がり部２１ｂの高さは、板状部２１ａを基準とした表示機器１２の高さ以上である。

次に、実施例２のアンテナ装置１００の動作について説明する。図１３は、実施例２の板金が存在しないと仮定した場合のアンテナ装置の電流の流れの一例を示す図である。図１４は、実施例２のアンテナ装置の電流の流れの一例を示す図である。なお、図１３及び図１４では、給電素子１３と、アンテナ素子１４の一端１４ａから中間部１４ｃまでの部分と、第１の接続素子１５とが、８００ＭＨｚ帯の電波に共振するループアンテナとして動作しているものとする。

板金２１が存在しないアンテナ装置では、表示機器１２とアンテナ素子１４とが近接するため、表示機器１２がループアンテナの一部として動作する。すると、図１３の矢印に示すように、給電素子１３と、アンテナ素子１４の一端１４ａから中間部１４ｃまでの部分と、第１の接続素子１５とに加えて、表示機器１２にも電流が流れる。その結果、表示機器１２の損失に起因してアンテナ性能が劣化する恐れがある。

これに対して、実施例２のアンテナ装置１００では、板金２１の立ち上がり部２１ｂが、表示機器１２の側面とアンテナ素子１４との間を電気的に遮断している。すると、図１４の矢印に示すように、給電素子１３と、アンテナ素子１４の一端１４ａから中間部１４ｃまでの部分と、第１の接続素子１５とを流れる電流は、表示機器１２に代えて、板金２１に流れる。ここで、板金２１は、表示機器１２と比較して損失が小さい。その結果、表示機器１２の損失に起因したアンテナ性能の劣化が改善される。

図１５は、実施例２のアンテナ装置に関わるアンテナ放射特性の一例を示す説明図である。図１５において、横軸は、周波数（ＭＨｚ）を示し、縦軸は、アンテナ放射効率（ｄＢ）を示している。なお、アンテナ放射効率は、値が大きいほどアンテナ性能が高いことを示す指標である。

また、図１５において、グラフ５０１は、表示機器１２及び板金２１が共に存在しないと仮定した場合のアンテナ装置のアンテナ放射効率を示すシミュレーション結果である。グラフ５０２は、表示機器１２が存在し、かつ、板金２１が存在しないと仮定した場合のアンテナ装置のアンテナ放射効率を示すシミュレーション結果である。グラフ５０３は、表示機器１２が存在し、かつ、板金２１が存在する場合のアンテナ装置、すなわち、実施例２のアンテナ装置１００のアンテナ放射効率を示すシミュレーション結果である。

図１５のグラフ５０１及びグラフ５０２に示すように、表示機器１２及び板金２１が共に存在しないアンテナ装置と比較して、表示機器１２が存在し、かつ、板金２１が存在しないアンテナ装置は、アンテナ放射効率が低下した。これは、表示機器１２の損失に起因してアンテナ性能が劣化したことを意味する。

これに対して、図１５のグラフ５０３に示すように、表示機器１２が存在し、かつ、板金２１が存在しないアンテナ装置と比較して、実施例２のアンテナ装置１００は、アンテナ放射効率の劣化が改善した。すなわち、板金２１によって、表示機器１２の損失に起因したアンテナ性能の劣化が改善されることが分かった。

以上、実施例２のアンテナ装置１００では、回路基板１１と表示機器１２との間に板金２１を介挿し、板金２１の立ち上がり部２１ｂを表示機器１２の側面とアンテナ素子１４との間に延在させた。このため、給電素子１３、アンテナ素子１４の一部又は全体、第１の接続素子１５及び第２の接続素子１６を複数の周波数帯の電波に共振させる場合に、表示機器１２に代えて、板金２１に電流を流すことができる。結果として、実施例１によれば、表示機器１２の損失に起因したアンテナ性能の劣化を改善することができる。

なお、上記実施例１及び２では、第１の接続素子１５及び第２の接続素子１６を回路基板１１のグラウンド１１４に接続した。しかしながら、開示の技術はこれには限られない。第１の接続素子１５及び第２の接続素子１６の一方が、リアクタンス素子を介して回路基板１１のグラウンド１１４に接続されても良い。例えば、第１の接続素子１５及び第２の接続素子１６の一方は、リアクタンス素子と直列に接続され、直列に接続されたリアクタンス素子を介して回路基板１１のグラウンド１１４に接続されても良い。このように、第１の接続素子１５及び第２の接続素子１６の一方が、リアクタンス素子を介して回路基板１１のグラウンド１１４に接続されることによって、第１の接続素子１５及び第２の接続素子１６の一方の素子長がリアクタンス素子によって微調整される。

また、上記実施例１及び２では、アンテナ素子１４が、筐体２０の外面に装着される例を示したが、アンテナ素子１４は、筐体２０の内面に装着されても良い。

また、上記実施例１及び２では、主として、８００ＭＨｚ帯、１．５ＧＨｚ帯及び２ＧＨｚ帯の３つの周波数帯に共振するアンテナ性能を有するアンテナ装置について説明したが、周波数帯は３つに限定されない。例えば、８００ＭＨｚ帯よりも低い７００ＭＨｚ帯に対して共振を実現する場合にも、上記実施例１及び２と同様に、７００ＭＨｚ帯の電波に共振する素子長を設定する構成を採用することができる。７００ＭＨｚ帯は、第４の周波数帯の一例である。７００ＭＨｚ帯の電波の波長λ_４である場合を想定する。この場合、給電素子１３の長さと、アンテナ素子１４の一端１４ａから他端１４ｂまでの長さと、第２の接続素子１６の長さとの和は、１．３λ_３以上１．５λ_３以下であり、かつ、０．５λ_４である。このように、給電素子１３の長さと、アンテナ素子１４の一端１４ａから他端１４ｂまでの長さと、第２の接続素子１６の長さとの和が設定されることにより、２ＧＨｚ帯及び７００ＭＨｚ帯の電波に共振する素子長が得られる。

１通信装置
１０、１００アンテナ装置
１１回路基板
１２表示機器
１３給電素子
１４アンテナ素子
１４ａ一端
１４ｂ他端
１４ｃ中間部
１４ｄ延伸部
１４ｅ折り返し部
１４ｆ折り返し部
１５第１の接続素子
１６第２の接続素子
２０筐体
２１板金
２１ａ板状部
２１ｂ立ち上がり部
１１１高周波回路
１１２整合回路
１１３給電点
１１４グラウンド

Claims

接地電圧を有するグラウンドが形成された回路基板と、
前記回路基板の端部近くに設けたアンテナ給電点と、
一端が電気的長さを有する給電素子によって前記アンテナ給電点に接続され、前記回路基板の側面に沿って延伸し、少なくとも１回は屈曲して前記回路基板の少なくとも２つの側面に沿う、線状または帯状のアンテナ素子と、
前記アンテナ素子の一端と他端との間に位置する中間部と、
前記アンテナ素子の前記中間部と前記回路基板の前記グラウンドとを、電気的長さを持って接続する第一の接続素子と、
前記アンテナ素子の他端と、前記回路基板の前記グラウンドとを、電気的長さを持って接続する第二の接続素子と
を備え、
第１の周波数帯の電波の波長がλ_１であり、前記第１の周波数帯よりも高い第２の周波数帯の電波の波長がλ_２であり、前記第２の周波数帯よりも高い第３の周波数帯の電波の波長がλ_３である場合に、前記給電素子の電気的長さと、前記アンテナ素子における前記一端から前記中間部までの電気的長さと、前記第一の接続素子の電気的長さとの和は、０．５λ_１であり、かつ、０．８５λ_２以上λ_２以下であり、
前記第一の接続素子の電気的長さと、前記アンテナ素子の前記中間部から前記他端までの電気的長さと、前記第二の接続素子の電気的長さとの和は、０．４λ_２以上０．５λ_２以下であり、
前記第一の接続素子の電気的長さは、０．２５λ_３であり、
前記給電素子の電気的長さと、前記アンテナ素子の前記一端から前記他端までの電気的長さと、前記第二の接続素子の電気的長さとの和は、１．３λ_３以上１．５λ_３以下であることを特徴とする通信装置。
前記第一の接続素子及び前記第二の接続素子の少なくともいずれか一方は、リアクタンス素子を介して前記回路基板の前記グラウンドと接続されることを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
前記回路基板、前記アンテナ素子、前記第一の接続素子及び前記第二の接続素子を収容
する筐体をさらに備え、
前記アンテナ素子は、前記筐体の外面に装着されることを特徴とする請求項１又は２に記載の通信装置。
前記回路基板、前記アンテナ素子、前記第一の接続素子及び前記第二の接続素子を収容する筐体をさらに備え、
前記アンテナ素子は、前記筐体の内面に装着されることを特徴とする請求項１又は２に記載の通信装置。
前記第１の周波数帯は、８００ＭＨｚ帯であり、前記第２の周波数帯は、１．５ＧＨｚ帯であり、前記第３の周波数帯は、２ＧＨｚ帯であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の通信装置。
前記第１の周波数帯よりも低い第４の周波数帯の電波の波長がλ_４である場合に、
前記給電素子の電気的長さと、前記アンテナ素子の前記一端から前記他端までの電気的長さと、前記第二の接続素子の電気的長さとの和は、１．３λ_３以上１．５λ_３以下であり、かつ、０．５λ_４であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の通信装置。
前記第４の周波数帯は、７００ＭＨｚ帯であることを特徴とする請求項６に記載の通信装置。
前記回路基板に実装される表示機器と、
前記回路基板と前記表示機器との間に介挿され、前記表示機器の底面を覆う板状部と、前記板状部から立ち上がり、前記表示機器の側面と前記アンテナ素子との間に延在する立ち上がり部とを有する板金と
をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の通信装置。
前記板状部を基準とした前記立ち上がり部の高さは、前記板状部を基準とした前記表示機器の高さ以上であることを特徴とする請求項８に記載の通信装置。