JP6787041B2

JP6787041B2 - アンテナ

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Publication number: JP6787041B2
Application number: JP2016211176A
Authority: JP
Inventors: 晃平河合
Original assignee: Denso Wave Inc
Current assignee: Denso Wave Inc
Priority date: 2016-10-28
Filing date: 2016-10-28
Publication date: 2020-11-18
Anticipated expiration: 2036-10-28
Also published as: JP2018074345A

Description

本発明は、アンテナに関するものである。

非接触通信端末などの端末装置では、様々なアンテナが提供されており、その一例としては、例えば特許文献１のようなものがある。この特許文献１に開示されるアンテナは、誘電体基板の上下の面に設けられる配線をそれぞれメアンダ形状に配置してその配線長を長くすることで、アンテナ用電極の小型化を図っている。

特開２０１２−０６５１０４号公報

ところで、携帯端末等では、特に小型化が求められており、アンテナを搭載する携帯端末などでは、端末全体の中でアンテナの占めるスペースが大きくなりやすいため、アンテナ部分のさらなる小型化が強く求められている。その一方で、アンテナとしては、様々な周波数帯域での使用も求められており、例えば、エレメント基板に環状に設けられる各配線を複数のアンテナ用エレメントとして用いるアンテナでは、その配線部分の配線長さを調整することで、対応可能な周波数を変更して汎用性を高めている。

しかしながら、小型化を図りつつ調整可能な配線長さを有するエレメントを設けるために、特許文献１に開示されるようにアンテナ用エレメントとして機能する配線を単にメアンダ状に形成するだけでは、その配線を流れる電流に応じて発生した磁界の干渉等によって利得が低下する場合がある。このように利得が低下してしまうと、アンテナとして必要な性能を確保できなくなるという問題がある。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、小型化を図りつつ必要なアンテナ性能を確保し得る構成を提供することにある。

上記目的を達成するため、特許請求の範囲の請求項１に記載のアンテナ（１０）は、
複数のエレメント（１１ａ〜１１ｄ）を備え、
前記エレメントは、給電点側に位置する給電点側導電部（３１ａ〜３１ｄ）と、開放端側に位置する開放端側導電部（３２ａ〜３２ｄ）と、前記給電点側導電部及び前記開放端側導電部をメアンダ状に接続するメアンダ導電部（３３ａ〜３３ｄ）とが、同一平面状に配置されるように構成され、
前記複数のエレメントは、前記給電点側導電部同士が離隔するように環状に配置され、
前記給電点側導電部は、前記開放端側導電部よりも前記複数のエレメントにより囲われる領域の中心側に配置されることを特徴とする。

また、請求項２に記載のアンテナ（１０）は、
複数のエレメント（１１ａ〜１１ｄ）を備え、
前記エレメントは、給電点側に位置する給電点側導電部（３１ａ〜３１ｄ）と、開放端側に位置する開放端側導電部（３２ａ〜３２ｄ）と、前記給電点側導電部及び前記開放端側導電部をメアンダ状に接続するメアンダ導電部（３３ａ〜３３ｄ）とが、同一平面状に配置されるように構成され、
前記複数のエレメントは、前記給電点側導電部同士が離隔するように環状に配置され、
前記給電点側導電部は、前記メアンダ導電部に向かう方向の長さ（Ｌ１）が、前記開放端側導電部の前記メアンダ導電部に向かう方向の長さ（Ｌ２）よりも長くなるように形成されることを特徴とする。
なお、上記各括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

請求項１の発明では、各エレメントは、給電点側に位置する給電点側導電部と、開放端側に位置する開放端側導電部と、給電点側導電部及び開放端側導電部をメアンダ状に接続するメアンダ導電部とが、同一平面状に配置されるように構成され、給電点側導電部同士が離隔するように環状に配置される。そして、給電点側導電部は、開放端側導電部よりも複数のエレメントにより囲われる領域の中心側に配置される。

これにより、例えば、開放端側導電部のメアンダ導電部に向かう方向の長さを調整することで、対応可能な周波数を容易に変更することができる。特に、グランドが設けられる基板端から所定距離離すように各エレメントを環状に配置してアンテナを構成する場合でも、各エレメントの給電点に近い部位（給電点側導電部）が上記基板の中心側に配置されることとなる。このため、小型化を図るためにメアンダ導電部を設ける場合でも、より給電点側に位置する給電点側導電部が上記基板の外縁よりも中心側に配置されることとなり、給電点側導電部が上記基板の外縁近傍に位置する場合と比較して、背面への放射が抑制されることから、利得の低下を抑制することができる。したがって、小型化を図りつつ必要なアンテナ性能を確保することができる。

請求項２の発明では、各エレメントは、給電点側に位置する給電点側導電部と、開放端側に位置する開放端側導電部と、給電点側導電部及び開放端側導電部をメアンダ状に接続するメアンダ導電部とが、同一平面状に配置されるように構成され、給電点側導電部同士が離隔するように環状に配置される。そして、給電点側導電部は、メアンダ導電部に向かう方向の長さが、開放端側導電部のメアンダ導電部に向かう方向の長さよりも長くなるように形成される。

これにより、例えば、開放端側導電部のメアンダ導電部に向かう方向の長さを調整することで、対応可能な周波数を容易に変更することができる。特に、給電点側導電部は、開放端側導電部よりも給電点に近いことからより大きな電流が流れやすく利得に影響しやすいため、給電点側導電部のメアンダ導電部に向かう方向の長さが開放端側導電部のメアンダ導電部に向かう方向の長さよりも長くなることで、開放端側導電部の方が長くなる場合と比較して、エレメントとして同じ全長でも、利得の低下を抑制することができる。したがって、小型化を図りつつ必要なアンテナ性能を確保することができる。

請求項３の発明では、給電点側導電部は、開放端側導電部よりも複数のエレメントにより囲われる領域の中心側に配置される。これにより、グランドが設けられる基板端から所定距離離すように各エレメントを環状に配置してアンテナを構成する場合でも、各エレメントの給電点に近い部位（給電点側導電部）が上記基板の中心側に配置されることとなる。このため、小型化を図るためにメアンダ導電部を設ける場合でも、より給電点側に位置する給電点側導電部が上記基板の外縁よりも中心側に配置されることとなり、給電点側導電部が上記基板の外縁近傍に位置する場合と比較して、背面への放射が抑制されることから、利得の低下を抑制することができる。

請求項４の発明では、給電点側の端部と、隣接する他のエレメントの開放端側導電部のうち当該給電点側の端部に最も近づく部位との距離が、給電点側導電部の幅よりも長くなるように形成される。これにより、給電点側の端部を流れる電流に応じて発生した磁界が他のエレメントを流れる電流に応じて発生した磁界に干渉等し難くなるので、利得の低下を確実に抑制することができる。

請求項５の発明では、メアンダ導電部は、給電点側導電部に対して直交する第１導電部とこの第１導電部の端部に対して直交するように接続する第２導電部とが交互に複数連結して形成され、第２導電部を介して対向する第１導電部間の距離が当該第１導電部の幅よりも長くなるように形成される。このため、第２導電部を介して対向する一方の第１導電部を流れる電流に応じて発生した磁界と他方の第１導電部を逆方向に流れる電流に応じて発生した磁界とが干渉し難くなるので、メアンダ構造を採用する場合でも利得の低下を抑制することができる。

本発明の第１実施形態に係るアンテナを搭載した携帯端末を示す側面図である。図２（Ａ）は、図１の携帯端末の平面図であり、図２（Ｂ）は、図１の携帯端末の裏面図である。図３（Ａ）は、図１の携帯端末の電気的構成を例示するブロック図であり、図３（Ｂ）は、その携帯端末の情報コード読取部を概略的に例示するブロックであり、図３（Ｃ）は、その携帯端末の非接触通信部を概略的に例示するブロック図である。第１実施形態に係るアンテナの斜視図である。図４のアンテナの正面図である。図４のアンテナの背面図である。図４のアンテナの平面図である。図４のアンテナの底面図である。図４のアンテナの右側面図である。図４のアンテナの左側面図である。図５におけるエレメント１１ａ近傍を拡大して示す拡大図である。図４のアンテナの各エレメントに電力を分配する電力分配回路等を概略的に例示するブロック図である。

［第１実施形態］
以下、本発明に係るアンテナが搭載される携帯端末を具現化した第１実施形態について、図面を参照して説明する。
（携帯端末の全体構成）
まず、本発明に係るアンテナが搭載される携帯端末について概説する。
図１及び図２に示す携帯端末１は、ユーザによって携帯されて様々な場所で所定の情報を読み取る情報読取装置として構成されており、アンテナ部を介して送受信される電波を媒介として無線タグ（ＲＦＩＤタグ）に記憶されている情報を読み書きする無線タグリーダライタとしての機能に加えて、バーコードや二次元コードなどの情報コードを光学的に読み取る情報コードリーダとしての機能を兼ね備え、読み取りを二方式で行いうる構成となっている。

図１及び図２に示すように、携帯端末１は、ＡＢＳ樹脂等の合成樹脂材料により形成される筐体によってその外郭が形成されており、本体部２とこの本体部２に組み付けられる把持部３及び無線通信部４を備えるように構成されている。本体部２の表面２ａには、所定の情報を入力する際に操作されるファンクションキー及びテンキー等のキー操作部１０５の一部や、所定の情報を表示するための表示部１０４等が配置されている。また、把持部３の外面には、本体部２の裏面２ｂ近傍であって無線通信部４に対向する部位に、無線タグ等に対する読取処理を開始する際に操作されるトリガースイッチ１０５ａが配置されている。また、本体部２の読取側（図１の左側）の端部には、情報コードからの反射光を取り込むための読取口２ｃが設けられている。

無線通信部４は、送信電波の高出力化を図るためのものであって、読取口２ｃの下方に位置するように、本体部２の裏面２ｂの読取側に組み付けられている。この無線通信部４は、その内部に後述するアンテナ１０や非接触通信部１２０の機能の一部が収容されるように構成されている。

次に、携帯端末１の電気的構成について、図３（Ａ）〜（Ｃ）を参照して説明する。
本体部２は、携帯端末１全体を制御する制御部１０１を備えている。この制御部１０１は、マイコンを主体として構成されるものであり、ＣＰＵ、システムバス、入出力インタフェース等を有し、メモリ１０２とともに情報処理装置を構成している。また、制御部１０１には、図３（Ａ）に示すように、発光部１０３、表示部１０４、キー操作部１０５、バイブレータ１０６、スピーカ１０７、外部インタフェース１０８などが接続されている。

キー操作部１０５は、トリガースイッチ１０５ａやテンキー等を備えてその操作に応じた操作信号を制御部１０１に対して与える構成をなしており、制御部１０１は、この操作信号を受けて操作信号の内容に応じた動作を行う。発光部１０３は、例えばＬＥＤであって、制御部１０１による制御に応じて点灯・点滅するように構成されている。表示部１０４は、公知の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）によって構成されており、制御部１０１による制御に応じて表示内容が制御されるようになっている。バイブレータ１０６は、携帯機器に搭載される公知のバイブレータによって構成されており、制御部１０１による制御に応じて振動を発生させるように構成されている。スピーカ１０７は、公知のスピーカによって構成されており、制御部１０１による制御に応じて予め設定された音声やアラーム音等の所定の音を放音（発音）するように構成されている。外部インタフェース１０８は、外部機器等との間でのデータ通信を行うためのインタフェースとして構成されており、制御部１０１と協働して通信処理を行う構成をなしている。また、本体部２の筐体内には、電源部１０９が設けられており、この電源部１０９やバッテリ１０９ａによって制御部１０１や各種電気部品に電力が供給されるようになっている。

また、制御部１０１には、非接触通信部１２０及び情報コード読取部１３０がそれぞれ接続されている。このうち情報コード読取部１３０は、図３（Ｂ）に示すように、ＣＣＤエリアセンサからなる受光センサ１３３、結像レンズ１３７、複数個のＬＥＤやレンズ等から構成される照明部１３１などを備えた構成をなしており、制御部１０１と協働して読取対象Ｒに付された情報コードＣ（バーコードや二次元コード）を読み取るように機能する。

非接触通信部１２０は、アンテナ１０及び制御部１０１と協働して無線タグ等の非接触通信媒体との間で電磁波による通信を行ない、無線タグ等に記憶されるデータの読み取り、或いは無線タグ等に対するデータの書込みを行うように機能するものである。この非接触通信部１２０は、例えば公知の電波方式で伝送を行う回路として構成されており、発振器や変調器などに加えて、図３（Ｃ）にて概略的に示すように、制御部１０１で生成されたデータ信号を公知の方法で高周波信号（交流信号）に変換する信号生成部１２２と、この信号生成部１２２で生成された信号を分配する分配部１２３とを備えており、これらによって送信回路が構成されている。また、アンテナ１０で受信された電波を入力させて復調する受信回路１２４も設けられている。

（アンテナの構成）
次に、本発明に係るアンテナ１０について詳述する。アンテナ１０は、携帯端末１の無線通信部４内に収容されており、携帯端末１を把持するユーザから見て前方向（図１の左方向）に向けて電磁波を放射するように、後述するエレメント基板３０の表面３０ｅが携帯端末１の本体部２の長手方向（図１の左右方向）と略直交する構成で配されるようになっている。なお、アンテナ１０は、例えば、エレメント基板３０の表面３０ｅが本体部２の長手方向に対して所定の角度で傾斜するように無線通信部４内に収容されてもよいし、無線通信部４を廃止して本体部２内にてエレメント基板３０の表面３０ｅが本体部２の長手方向に略平行となるように収容されてもよい。

図４〜図１０に示すように、アンテナ１０は、平行に配置されるＧＮＤ基板２０及びエレメント基板３０と給電側連結部４１及び接地側連結部４２とを備え、エレメント基板３０に形成される配線パターン等を利用して４つのアンテナ用のエレメント１１ａ〜１１ｄを有するように構成されている。

ＧＮＤ基板２０は、例えば樹脂製或いはセラミック製の基板として構成されており、このＧＮＤ基板２０の基板面や内部には、導電層によって構成されるパターンが形成されている。なお、図４等では図示を省略しているが、例えばＧＮＤ基板２０の基板面に電子部品が実装されていてもよい。また、ＧＮＤ基板２０は、図６に示すように正面視したときの外形が正方形或いは長方形などの矩形状に構成されており、ＧＮＤ基板２０の外縁を構成する４つの縁部は、いずれも全体或いは大部分が直線状に構成されている。

また、ＧＮＤ基板２０においてエレメント基板３０に対向する表面２１側とは反対の裏面２２側には、その裏面２２の少なくとも一部（裏面の過半領域又は略全領域）を覆う構成で導電材からなるグランド層２５が所定の厚さで設けられている。このグランド層２５は、電位が所定のグランドレベルに設定される導電層であり、各エレメント１１ａ〜１１ｄを裏面２２に正投影した各領域のほぼ全体を網羅するように、且つ裏面２２の中央部付近も網羅するように配されている。

エレメント基板３０は、例えば樹脂製或いはセラミック製の基板であって、図５に示すように正面視したときの外形が正方形或いは長方形などの矩形状に構成されており、エレメント基板３０の外縁を構成する４つの縁部３０ａ〜３０ｄは、いずれも全体或いは大部分が直線状に構成されている。エレメント基板３０のＧＮＤ基板２０に対向する裏面側とは反対の表面３０ｅ側には、各エレメント１１ａ〜１１ｄを構成するための導電部が配線パターンとして形成されている。

具体的には、エレメント１１ａは、給電点側に位置する給電点側導電部３１ａと、開放端側に位置する開放端側導電部３２ａと、給電点側導電部３１ａ及び開放端側導電部３２ａをメアンダ状に接続するメアンダ導電部３３ａとが、同一平面状に配置されるように構成されている。給電点側導電部３１ａ及び開放端側導電部３２ａは、縁部３０ａに沿って延伸するように形成されている。

そして、図１１に示すように、給電点側導電部３１ａは、縁部３０ａからの距離Ｘ１が開放端側導電部３２ａに対する縁部３０ａからの距離Ｘ２よりも長くなるように配置されている。また、給電点側導電部３１ａは、メアンダ導電部３３ａに向かう方向の長さＬ１が、開放端側導電部３２ａのメアンダ導電部３３ａに向かう方向の長さＬ２よりも長くなるように形成されている。

メアンダ導電部３３ａは、給電点側導電部３１ａ及び開放端側導電部３２ａに対して直交する第１導電部３４と第１導電部３４の端部に対して直交するように接続する第２導電部３５とが交互に複数連結して形成されている。特に、本実施形態では、メアンダ導電部３３ａは、第２導電部３５を介して対向する第１導電部３４間の距離Ｓ１が当該第１導電部３４の幅Ｗ１よりもわずかに長くなるように、例えば、距離Ｓ１が幅Ｗ１の１．５倍以下となるように、形成されている。

エレメント１１ｂ〜１１ｄは、エレメント１１ａと同様に、それぞれ給電点側導電部３１ｂ〜３１ｄと開放端側導電部３２ｂ〜３２ｄとメアンダ導電部３３ｂ〜３３ｄとが、同一平面状に配置されるように構成されている。そして、給電点側導電部３１ｂ〜３１ｄは、給電点側導電部３１ａと同様に、隣接する縁部３０ｂ〜３０ｄからの距離Ｘ１が開放端側導電部３２ｂ〜３２ｄに対する縁部３０ｂ〜３０ｄからの距離Ｘ２よりも長くなり、給電点側導電部３１ｂ〜３１ｄの長さＬ１はそれぞれ開放端側導電部３２ｂ〜３２ｄの長さＬ２よりも長くなるように配置されている。また、メアンダ導電部３３ｂ〜３３ｄは、メアンダ導電部３３ａと同様に、第２導電部３５を介して対向する第１導電部３４間の距離Ｓ１が当該第１導電部３４の幅Ｗ１よりもわずかに長くなるように形成されている。

そして、各エレメント１１ａ〜１１ｄは、対応する縁部３０ａ〜３０ｄに対して沿い、給電点側導電部同士が離隔するように環状に配置されている。具体的には、エレメント１１ａは、給電点側導電部３１ａの給電点側の端部３６ａにてエレメント１１ｄの開放端側導電部３２ｄに対して距離Ｓ２（図１１参照）だけ離れるように対向し、開放端側導電部３２ａの開放端３７ａが縁部３０ａと縁部３０ｂとによって構成される隅部に向かうように配置されている。また、エレメント１１ｂは、給電点側導電部３１ｂの給電点側の端部３６ｂにてエレメント１１ａの開放端側導電部３２ａに対して距離Ｓ２だけ離れるように対向し、開放端側導電部３２ｂの開放端３７ｂが縁部３０ｂと縁部３０ｃとによって構成される隅部に向かうように配置されている。また、エレメント１１ｃは、給電点側導電部３１ｃの給電点側の端部３６ｃにてエレメント１１ｂの開放端側導電部３２ｂに対して距離Ｓ２だけ離れるように対向し、開放端側導電部３２ｃの開放端３７ｃが縁部３０ｃと縁部３０ｄとによって構成される隅部に向かうように配置されている。また、エレメント１１ｄは、給電点側導電部３１ｄの給電点側の端部３６ｄにてエレメント１１ｃの開放端側導電部３２ｃに対して距離Ｓ２だけ離れるように対向し、開放端側導電部３２ｄの開放端３７ｄが縁部３０ｄと縁部３０ａとによって構成される隅部に向かうように配置されている。

このため、給電点側導電部３１ａは、縁部３０ａからの距離Ｘ１が開放端側導電部３２ａに対する縁部３０ａからの距離Ｘ２よりも長くなることから、開放端側導電部３２ａよりも各エレメント１１ａ〜１１ｄにより囲われる領域の中心側に配置されることとなる。また、各給電点側導電部３１ｂ〜３１ｄも同様に、縁部３０ｂ〜３０ｄからの距離Ｘ１が開放端側導電部３２ｂ〜３２ｄに対する縁部３０ｂ〜３０ｄからの距離Ｘ２よりも長くなることから、開放端側導電部３２ｂ〜３２ｄよりも各エレメント１１ａ〜１１ｄにより囲われる領域の中心側にそれぞれ配置されることとなる。

そして、上記距離Ｓ２は、給電点側導電部３１ａ〜３１ｄの給電点側の端部３６ａ〜３６ｄと、隣接する他のエレメントの開放端側導電部３２ｄ，３２ａ〜３２ｃのうち給電点側の端部３６ａ〜３６ｄに最も近づく部位との距離となる。この距離Ｓ２は、給電点側導電部３１ａ〜３１ｄの幅Ｗ２よりもわずかに長くなるように、例えば、距離Ｓ２が幅Ｗ２の１．５倍以下となるように、形成されている。

給電側連結部４１及び接地側連結部４２は、金属板金等からなる略平板状の導電部材であって、ＧＮＤ基板２０とエレメント基板３０との間にて所定の隙間を介すように立設して設けられており、ＧＮＤ基板２０とエレメント基板３０とが所定距離離れて平行となるように配置されている。そして、給電点側導電部３１ａの給電点側の端部３６ａに接続される給電側連結部４１と接地側連結部４２とは、ＧＮＤ基板２０の表面２１に設けられる所定の給電路とＧＮＤ基板２０のグランド層２５とにそれぞれ接続されている。また、給電点側導電部３１ｂ〜３１ｄの給電点側の端部３６ｂ〜３６ｄに接続される給電側連結部４１及び接地側連結部４２も同様に、ＧＮＤ基板２０の表面２１に設けられる所定の給電路とＧＮＤ基板２０のグランド層２５とにそれぞれ接続されている。

このように配置されることで、各エレメント１１ａ〜１１ｄは、対応する給電側連結部４１を介してそれぞれ給電されるように構成される。なお、例えば、各給電側連結部４１と対応するＧＮＤ基板２０の所定の給電路とは、はんだを介して電気的に接続されている。また、本実施形態に係るアンテナ１０では、各エレメント１１ａ〜１１ｄは、同一形状となっているが、いずれか又はそれぞれの形状が他のエレメントと若干異なっていてもよい。

次に、各エレメント１１ａ〜１１ｄに電力を分配する回路について説明する。
上述のように構成される各エレメント１１ａ〜１１ｄに対して図３（Ｃ）、図１２に示す分配部１２３によって信号生成部１２２からの高周波信号（交流信号）が分配されることで、各エレメント１１ａ〜１１ｄから所定の電磁波が放射される。分配部１２３は、信号生成部１２２で生成された高周波信号が分配回路１４１に入力されるようになっており、この分配回路１４１からは、入力信号と同位相の高周波信号（第１中間信号）と、入力信号から９０°位相がずれた高周波信号（第２中間信号）とが出力されるようになっている。また、分配回路１４１から出力される同位相（０°）の第１中間信号は、分配回路１４２に入力されるようになっており、分配回路１４２からは、入力信号（第１中間信号）と同位相の高周波信号（第１出力信号）と、入力信号（第１中間信号）から９０°位相がずれた高周波信号（第２出力信号）とが出力されるようになっている。また、分配回路１４１から出力される９０°位相がずれた第２中間信号は９０°位相器１４９に入力されるようになっており、この９０°位相器１４９からは入力信号（第２中間信号）の位相を９０°ずらした高周波信号（第３中間信号）が出力されるようになっている。更に、９０°位相器１４９から出力される第３中間信号は、分配回路１４３に入力されるようになっており、分配回路１４３からは、入力信号（第３中間信号）と同位相の高周波信号（第３出力信号）と、入力信号（第３中間信号）から９０°位相がずれた高周波信号（第４出力信号）とが出力されるようになっている。なお、各分配回路１４１、１４２、１４３は、例えば公知のウィルキンソン型の分配回路として構成されており、５０Ωの抵抗１４５、１４６、１４７が接続されている。

このように分配部（分配回路）１２３では、信号生成部１２２から出力された高周波信号（入力信号）から、当該入力信号と同位相（０°）の信号、当該入力信号から位相が９０°ずれた信号、当該入力信号から位相が１８０°ずれた信号、当該入力信号から位相が２７０°ずれた信号をそれぞれ生成し、各給電側連結部４１を介して各エレメント１１ａ〜１１ｄに出力するようになっている。例えば、信号生成部１２２から出力される入力信号と同位相（０°）の信号（第１出力信号）については、給電路１５１を介してエレメント１１ａに出力し、信号生成部１２２から出力される入力信号から位相が９０°ずれた信号（第２出力信号）については、給電路１５３を介してエレメント１１ｂに出力し、信号生成部１２２から出力される入力信号から位相が１８０°ずれた信号（第３出力信号）については、給電路１５２を介してエレメント１１ｃに出力し、信号生成部１２２から出力される入力信号から位相が２７０°ずれた信号（第４出力信号）については、給電路１５４を介してエレメント１１ｄに出力している。

なお、ここでは、信号生成部１２２によって生成された高周波信号（交流信号）を、位相を９０°ずつずらして各エレメント１１ａ〜１１ｄに供給する一例を示したが、信号生成部１２２によって生成された交流信号を各エレメント１１ａ〜１１ｄに供給し得る構成であればこのような構成に限られず、他の分配方法を用いてもよい。或いは、信号生成部１２２によって生成された交流信号を各エレメント１１ａ〜１１ｄに順番に供給するような切替回路を設けるようにしてもよい。

以上説明したように、本実施形態に係るアンテナ１０では、各エレメント１１ａ〜１１ｄは、給電点側に位置する給電点側導電部３１ａ〜３１ｄと、開放端側に位置する開放端側導電部３２ａ〜３２ｄと、給電点側導電部及び開放端側導電部をメアンダ状に接続するメアンダ導電部３３ａ〜３３ｄとが、同一平面状に配置されるように構成され、給電点側導電部同士が離隔するように環状に配置される。そして、給電点側導電部３１ａ〜３１ｄは、開放端側導電部３２ａ〜３２ｄよりも複数のエレメント１１ａ〜１１ｄにより囲われる領域の中心側に配置される。そして、給電点側導電部３１ａ〜３１ｄは、メアンダ導電部３３ａ〜３３ｄに向かう方向の長さＬ１が、開放端側導電部３２ａ〜３２ｄのメアンダ導電部３３ａ〜３３ｄに向かう方向の長さＬ２よりも長くなるように形成される。

これにより、例えば、開放端側導電部３２ａ〜３２ｄのメアンダ導電部３３ａ〜３３ｄに向かう方向の長さを調整することで、対応可能な周波数を容易に変更することができる。なお、給電点側導電部３１ａ〜３１ｄのメアンダ導電部３３ａ〜３３ｄに向かう方向の長さを調整しても対応可能な周波数を調整することができ、メアンダ導電部３３ａ〜３３ｄの第１導電部３４や第２導電部３５の形状に応じて電気長を調整しても対応可能な周波数を調整することができる。

特に、グランド層２５が設けられるＧＮＤ基板２０の外縁から所定距離離すように各エレメント１１ａ〜１１ｄを環状に配置してアンテナ１０を構成する場合でも、各給電点側導電部３１ａ〜３１ｄは、縁部３０ａ〜３０ｄからの距離Ｘ１が開放端側導電部３２ａ〜３２ｄに対する縁部３０ａ〜３０ｄからの距離Ｘ２よりも長くなることから、各エレメント１１ａ〜１１ｄにおける給電点側導電部３１ａ〜３１ｄの給電点側の端部３６ａ〜３６ｄがＧＮＤ基板２０の中心側に配置されることとなる。このため、小型化を図るためにメアンダ導電部３３ａ〜３３ｄを設ける場合でも、より給電点側に位置する給電点側導電部３１ａ〜３１ｄがＧＮＤ基板２０の外縁よりも中心側に配置されることとなり、給電点側導電部３１ａ〜３１ｄがＧＮＤ基板２０の外縁近傍に位置する場合と比較して、背面への放射が抑制されることから、利得の低下を抑制することができる。

そして、給電点側導電部３１ａ〜３１ｄは、開放端側導電部３２ａ〜３２ｄよりも給電点に近いことからより大きな電流が流れやすく利得に影響しやすいため、給電点側導電部３１ａ〜３１ｄのメアンダ導電部３３ａ〜３３ｄに向かう方向の長さＬ１が開放端側導電部３２ａ〜３２ｄのメアンダ導電部３３ａ〜３３ｄに向かう方向の長さＬ２よりも長くなることで、開放端側導電部３２ａ〜３２ｄの方が長くなる場合と比較して、エレメントとして同じ全長でも、利得の低下を抑制することができる。したがって、小型化を図りつつ必要なアンテナ性能を確保することができる。

特に、給電点側導電部３１ａ〜３１ｄにおける給電点側の端部３６ａ〜３６ｄと、隣接する他のエレメントの開放端側導電部３２ｄ，３２ａ〜３２ｃのうち当該給電点側の端部３６ａ〜３６ｄに最も近づく部位との距離Ｓ２が、給電点側導電部３１ａ〜３１ｄの幅Ｗ２よりもわずかに長くなるように形成される。これにより、給電点側の端部３６ａ〜３６ｄを流れる電流に応じて発生した磁界が他のエレメントを流れる電流に応じて発生した磁界に干渉等し難くなるので、利得の低下を確実に抑制することができる。

さらに、メアンダ導電部３３ａ〜３３ｄは、給電点側導電部３１ａ〜３１ｄに対して直交する第１導電部３４とこの第１導電部３４の端部に対して直交するように接続する第２導電部３５とが交互に複数連結して形成され、第２導電部３５を介して対向する第１導電部３４間の距離Ｓ１が当該第１導電部３４の幅Ｗ１よりもわずかに長くなるように形成される。このため、第２導電部３５を介して対向する一方の第１導電部３４を流れる電流に応じて発生した磁界と他方の第１導電部３４を逆方向に流れる電流に応じて発生した磁界とが干渉し難くなるので、メアンダ構造を採用する場合でも利得の低下を抑制することができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下のように具体化してもよい。
（１）上記実施形態では、アンテナ１０を構成するエレメントの数が４つである例を示したが、これに限らず、多角形状のエレメント基板の外縁（各縁部）に沿い、給電点側導電部同士が離隔するように各エレメントが環状に配置される構成であれば、エレメントの数はこれ以上であっても、これ以下であってもよい。

（２）各エレメント１１ａ〜１１ｄは、エレメント基板に設けられる配線パターンを利用して形成されることに限らず、例えば、ＧＮＤ基板２０に保持される金属板やＧＮＤ基板２０に対して対向する筐体内面等に蒸着された導電体を利用して形成されてもよい。この場合でも、各エレメントが、給電点側導電部及び開放端側導電部とこれらをメアンダ状に接続するメアンダ導電部とを備えて上述のように形成されることで、上記効果を奏する。

（３）開放端側導電部３２ａは、対応すべき周波数に応じて、開放端３７ａが縁部３０ａと縁部３０ｂとによって構成される隅部まで延出するように配置されてもよいし、さらにその隅部から縁部３０ｂに沿ってＬ字状に延出するように配置されてもよい。他の開放端側導電部３２ｂ〜３２ｄの開放端３７ｂ〜３７ｄについても同様である。

１…携帯端末
１０…アンテナ
１１ａ〜１１ｄ…エレメント
２０…ＧＮＤ基板
３０…エレメント基板
３１ａ〜３１ｄ…給電点側導電部
３２ａ〜３２ｄ…開放端側導電部
３３ａ〜３３ｄ…メアンダ導電部
３４…第１導電部
３５…第２導電部
３６ａ〜３６ｄ…給電点側の端部
３７ａ〜３７ｄ…開放端

Claims

複数のエレメントを備え、
前記エレメントは、給電点側に位置する給電点側導電部と、開放端側に位置する開放端側導電部と、前記給電点側導電部及び前記開放端側導電部をメアンダ状に接続するメアンダ導電部とが、同一平面状に配置されるように構成され、
前記複数のエレメントは、前記給電点側導電部同士が離隔するように環状に配置され、
前記給電点側導電部は、前記開放端側導電部よりも前記複数のエレメントにより囲われる領域の中心側に配置されることを特徴とするアンテナ。
複数のエレメントを備え、
前記エレメントは、給電点側に位置する給電点側導電部と、開放端側に位置する開放端側導電部と、前記給電点側導電部及び前記開放端側導電部をメアンダ状に接続するメアンダ導電部とが、同一平面状に配置されるように構成され、
前記複数のエレメントは、前記給電点側導電部同士が離隔するように環状に配置され、
前記給電点側導電部は、前記メアンダ導電部に向かう方向の長さが、前記開放端側導電部の前記メアンダ導電部に向かう方向の長さよりも長くなるように形成されることを特徴とするアンテナ。
前記給電点側導電部は、前記開放端側導電部よりも前記複数のエレメントにより囲われる領域の中心側に配置されることを特徴とする請求項２に記載のアンテナ。
前記給電点側導電部は、給電点側の端部と、隣接する他の前記エレメントの前記開放端側導電部のうち前記給電点側の端部に最も近づく部位との距離が、前記給電点側導電部の幅よりも長くなるように形成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のアンテナ。
前記メアンダ導電部は、前記給電点側導電部に対して直交する第１導電部と前記第１導電部の端部に対して直交するように接続する第２導電部とが交互に複数連結して形成され、前記第２導電部を介して対向する前記第１導電部間の距離が当該第１導電部の幅よりも長くなるように形成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のアンテナ。