JP6810004B2 - アンテナ装置 - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、アンテナ装置に関する。
ＬＴＥ(Long Term Evolution)規格、ＷｉＭＡＸ(Worldwide Interoperability for Microwave Access)規格等の通信規格が適用される無線通信システムでは、通信品質を向上させるため、ＭＩＭＯ(multiple-input and multiple-output)技術が利用されている。ＭＩＭＯ技術は、送信機側と受信機側の双方において複数のアンテナ素子を備え、空間多重した伝送路を実現することにより、伝送容量の拡大を図り、通信速度向上を達成する技術である。
屋内では、二本のアンテナ素子を使用し、その二本のアンテナ素子を見えないようにした可視光アンテナ装置が使用されている。この可視光アンテナ装置は、天井などに取り付けられ、２ＭＩＭＯ通信を行う。
屋内では、二本のアンテナ素子を使用し、その二本のアンテナ素子を見えないようにした可視光アンテナ装置が使用されている。この可視光アンテナ装置は、天井などに取り付けられ、２ＭＩＭＯ通信を行う。
２ＭＩＭＯ通信で使用するアンテナ装置に関して、設置に必要な空間を小さくし、基板の垂線方向への電界強度も変化させることができるアンテナ装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
この技術では、互いに平行な第１及び第２の面を有する第１の誘電体基板と、互いに平行な第１及び第２の面を有する第２の誘電体基板と、第１の誘電体基板の第１及び第２の面のうちの少なくとも一方に設けられ、無線信号を送受信する第１の給電素子と、第１の誘電体基板の第１及び第２の面のうちの少なくとも一方に設けられた第１の無給電素子と、第２の誘電体基板の第１及び第２の面のうちの少なくとも一方に設けられ、無線信号を送受信する第２の給電素子と、第２の誘電体基板の第１及び第２の面のうちの少なくとも一方に設けられた第２の無給電素子と、各第１及び第２の無給電素子を反射器として動作させるか否かを切り換える制御手段とを備える。第１の無給電素子は、第１及び第２の給電素子と電磁的に結合するように近接して配置され、第２の無給電素子は、第１及び第２の給電素子と電磁的に結合するように近接して配置される。
この技術では、互いに平行な第１及び第２の面を有する第１の誘電体基板と、互いに平行な第１及び第２の面を有する第２の誘電体基板と、第１の誘電体基板の第１及び第２の面のうちの少なくとも一方に設けられ、無線信号を送受信する第１の給電素子と、第１の誘電体基板の第１及び第２の面のうちの少なくとも一方に設けられた第１の無給電素子と、第２の誘電体基板の第１及び第２の面のうちの少なくとも一方に設けられ、無線信号を送受信する第２の給電素子と、第２の誘電体基板の第１及び第２の面のうちの少なくとも一方に設けられた第２の無給電素子と、各第１及び第２の無給電素子を反射器として動作させるか否かを切り換える制御手段とを備える。第１の無給電素子は、第１及び第２の給電素子と電磁的に結合するように近接して配置され、第２の無給電素子は、第１及び第２の給電素子と電磁的に結合するように近接して配置される。
通信速度（スループット）を高めるために、四本のアンテナ素子を使用する４ＭＩＭＯが検討されている。四本のアンテナ素子を使用することにより取り付ける面積が増大することが懸念される。アンテナ装置を取り付ける面積が増大した場合、オフィスの天井には、照明や、スピーカなどがあるために、取り付ける位置が制約される。
一方、取り付ける面積を狭くするために、アンテナ素子を近づけると、アンテナ素子間の相関係数が増大し、ＭＩＭＯ効果が低下する。
一方、取り付ける面積を狭くするために、アンテナ素子を近づけると、アンテナ素子間の相関係数が増大し、ＭＩＭＯ効果が低下する。
本発明は、前述した問題を解決すべくなされたもので、ＭＩＭＯ通信で、アンテナ素子の数が増大した場合でも、ＭＩＭＯ効果を改善できるアンテナ装置を提供することを目的とする。
（１）本発明の一態様は、第一アンテナ素子と、前記第一アンテナ素子と平行に、且つ対向して配置された第二アンテナ素子とを含むアンテナ素子ペアを複数備え、複数の前記アンテナ素子ペアの各々は、前記第一アンテナ素子と前記第二アンテナ素子とを含む平面が、前記第一アンテナ素子と前記第二アンテナ素子と平行な中心軸で互いに同じ角度で交差し、前記第一アンテナ素子と前記第二アンテナ素子との間に一又は複数の無給電素子を備える。
（２）本発明の一態様は、上記（１）に記載のアンテナ装置において、前記無給電素子は、矩形の形状を有し、前記無給電素子の短辺は、共振周波数に対する波長をλ１とした場合に、０．０５λ１から０．１５λ１の長さを有する。
（３）本発明の一態様は、上記（１）又は上記（２）に記載のアンテナ装置において、前記無給電素子は、矩形の形状を有し、前記無給電素子の長手方向は、共振周波数に対する波長をλ１とした場合に、０．１５λ１から０．２５λ１の長さを有する。
（４）本発明の一態様は、上記（１）から上記（３）のいずれか一項に記載のアンテナ装置において、前記第一アンテナ素子と前記第二アンテナ素子とは、デュアルバンドアンテナである。
（５）本発明の一態様は、上記（１）から上記（４）のいずれか一項に記載のアンテナ装置において、前記第一アンテナ素子と、前記第二アンテナ素子とへ給電する給電回路を備える。
（２）本発明の一態様は、上記（１）に記載のアンテナ装置において、前記無給電素子は、矩形の形状を有し、前記無給電素子の短辺は、共振周波数に対する波長をλ１とした場合に、０．０５λ１から０．１５λ１の長さを有する。
（３）本発明の一態様は、上記（１）又は上記（２）に記載のアンテナ装置において、前記無給電素子は、矩形の形状を有し、前記無給電素子の長手方向は、共振周波数に対する波長をλ１とした場合に、０．１５λ１から０．２５λ１の長さを有する。
（４）本発明の一態様は、上記（１）から上記（３）のいずれか一項に記載のアンテナ装置において、前記第一アンテナ素子と前記第二アンテナ素子とは、デュアルバンドアンテナである。
（５）本発明の一態様は、上記（１）から上記（４）のいずれか一項に記載のアンテナ装置において、前記第一アンテナ素子と、前記第二アンテナ素子とへ給電する給電回路を備える。
本発明の実施形態によれば、ＭＩＭＯ通信で、アンテナ素子の数が増大した場合でも、ＭＩＭＯ効果を改善できるアンテナ装置を提供することができる。
次に、本発明を実施するための形態を、図面を参照しつつ説明する。以下で説明する実施形態は一例に過ぎず、本発明が適用される実施形態は、以下の実施形態に限られない。
なお、実施形態を説明するための全図において、同一の機能を有するものは同一符号を用い、繰り返しの説明は省略する。
なお、実施形態を説明するための全図において、同一の機能を有するものは同一符号を用い、繰り返しの説明は省略する。
［第１の実施形態］
（アンテナ装置の構成）
図１は、第１の実施形態のアンテナ装置を示す図である。図１において、（ａ）は、第１の実施形態のアンテナ装置１００の斜視図を示す。
アンテナ装置１００は、アンテナ素子１０２−１と、グランド部１０４−１と、無給電素子１０６−１と、フィルム１０８−１と、アンテナ素子１０２−２と、グランド部１０４−２と、無給電素子１０６−２と、フィルム１０８−２と、アンテナ素子１０２−３と、グランド部１０４−３と、無給電素子１０６−３と、フィルム１０８−３と、アンテナ素子１０２−４と、グランド部１０４−４と、無給電素子１０６−４と、フィルム１０８−４とを備える。
（アンテナ装置の構成）
図１は、第１の実施形態のアンテナ装置を示す図である。図１において、（ａ）は、第１の実施形態のアンテナ装置１００の斜視図を示す。
アンテナ装置１００は、アンテナ素子１０２−１と、グランド部１０４−１と、無給電素子１０６−１と、フィルム１０８−１と、アンテナ素子１０２−２と、グランド部１０４−２と、無給電素子１０６−２と、フィルム１０８−２と、アンテナ素子１０２−３と、グランド部１０４−３と、無給電素子１０６−３と、フィルム１０８−３と、アンテナ素子１０２−４と、グランド部１０４−４と、無給電素子１０６−４と、フィルム１０８−４とを備える。
アンテナ素子１０２−１と、アンテナ素子１０２−２と、アンテナ素子１０２−３と、アンテナ素子１０２−４とは、光透過性の高い透明導電材で構成される。アンテナ素子１０２−１はフィルム１０８−１に形成され、アンテナ素子１０２−２はフィルム１０８−２に形成され、アンテナ素子１０２−３はフィルム１０８−３に形成され、アンテナ素子１０２−４はフィルム１０８−４に形成される。
図１では、フィルム１０８−１と、フィルム１０８−２と、フィルム１０８−３と、フィルム１０８−４とに分けられているが、フィルム１０８−１と、フィルム１０８−２とは一体成型される。フィルム１０８−１と、フィルム１０８−２とが一体成型されたフィルムをフィルム１０８−ａという。また、フィルム１０８−３と、フィルム１０８−４とは一体成型される。フィルム１０８−３と、フィルム１０８−４とが一体成型されたフィルムをフィルム１０８−ｂという。
アンテナ素子１０２−１と、アンテナ素子１０２−２とは、それらの長手方向が、平行で、且つ対向して配置される。アンテナ素子１０２−３と、アンテナ素子１０２−４とは、それらの長手方向が、平行で、且つ対向して配置される。
図１では、フィルム１０８−１と、フィルム１０８−２と、フィルム１０８−３と、フィルム１０８−４とに分けられているが、フィルム１０８−１と、フィルム１０８−２とは一体成型される。フィルム１０８−１と、フィルム１０８−２とが一体成型されたフィルムをフィルム１０８−ａという。また、フィルム１０８−３と、フィルム１０８−４とは一体成型される。フィルム１０８−３と、フィルム１０８−４とが一体成型されたフィルムをフィルム１０８−ｂという。
アンテナ素子１０２−１と、アンテナ素子１０２−２とは、それらの長手方向が、平行で、且つ対向して配置される。アンテナ素子１０２−３と、アンテナ素子１０２−４とは、それらの長手方向が、平行で、且つ対向して配置される。
図１おいて、アンテナ素子１０２−１とグランド部１０４−１と無給電素子１０６−１とが形成されるフィルム１０８−１と、アンテナ素子１０２−２とグランド部１０４−２と無給電素子１０６−２とが形成されるフィルム１０８−２とによって、ｘｙ平面が構成される。アンテナ素子１０２−１及びアンテナ素子１０２−２の長手方向をｙ軸とし、ｙ軸に直交するｘｙ平面における方向をｘ軸とする。
また、アンテナ素子１０２−３とグランド部１０４−３と無給電素子１０６−３とが形成されるフィルム１０８−３と、アンテナ素子１０２−４とグランド部１０４−４と無給電素子１０６−４とが形成されるフィルム１０８−４とによって、ｙｚ平面が構成される。アンテナ素子１０２−３及びアンテナ素子１０２−４の長手方向を、ｙ軸とし、ｙ軸及びｘ軸とに直交するｙｚ平面における方向をｚ軸とする。
また、アンテナ素子１０２−３とグランド部１０４−３と無給電素子１０６−３とが形成されるフィルム１０８−３と、アンテナ素子１０２−４とグランド部１０４−４と無給電素子１０６−４とが形成されるフィルム１０８−４とによって、ｙｚ平面が構成される。アンテナ素子１０２−３及びアンテナ素子１０２−４の長手方向を、ｙ軸とし、ｙ軸及びｘ軸とに直交するｙｚ平面における方向をｚ軸とする。
無給電素子１０６−１と、無給電素子１０６−２と、無給電素子１０６−３と、無給電素子１０６−４とは、矩形の形状を有し、導電性を有する材料で構成される。無給電素子１０６−１は、フィルム１０８−１において、アンテナ素子１０２−１に対して、プラスｘ側に形成される。無給電素子１０６−２は、フィルム１０８−２において、アンテナ素子１０２−２に対して、マイナスｘ側に形成される。つまり、無給電素子１０６−１と、無給電素子１０６−２とは、アンテナ素子１０２−１と、アンテナ素子１０２−２との間に形成される。
無給電素子１０６−３は、フィルム１０８−３において、アンテナ素子１０２−３に対して、マイナスｚ側に形成される。無給電素子１０６−４は、フィルム１０８−４において、アンテナ素子１０２−４に対して、プラスｚ側に形成される。つまり、無給電素子１０６−３と、無給電素子１０６−４とは、アンテナ素子１０２−３と、アンテナ素子１０２−４との間に形成される。
無給電素子１０６−３は、フィルム１０８−３において、アンテナ素子１０２−３に対して、マイナスｚ側に形成される。無給電素子１０６−４は、フィルム１０８−４において、アンテナ素子１０２−４に対して、プラスｚ側に形成される。つまり、無給電素子１０６−３と、無給電素子１０６−４とは、アンテナ素子１０２−３と、アンテナ素子１０２−４との間に形成される。
以下、アンテナ素子１０２−１と、アンテナ素子１０２−２と、アンテナ素子１０２−３と、アンテナ素子１０２−４とのうち、任意のアンテナ素子を、アンテナ素子１０２と記載する。
また、グランド部１０４−１と、グランド部１０４−２と、グランド部１０４−３と、グランド部１０４−４とのうち、任意のグランド部を、グランド部１０４と記載する。
また、無給電素子１０６−１と、無給電素子１０６−２と、無給電素子１０６−３と、無給電素子１０６−４とのうち、任意の無給電素子を、無給電素子１０６と記載する。
また、フィルム１０８−１と、フィルム１０８−２と、フィルム１０８−３と、フィルム１０８−４とのうち、任意のフィルムを、フィルム１０８と記載する。
また、グランド部１０４−１と、グランド部１０４−２と、グランド部１０４−３と、グランド部１０４−４とのうち、任意のグランド部を、グランド部１０４と記載する。
また、無給電素子１０６−１と、無給電素子１０６−２と、無給電素子１０６−３と、無給電素子１０６−４とのうち、任意の無給電素子を、無給電素子１０６と記載する。
また、フィルム１０８−１と、フィルム１０８−２と、フィルム１０８−３と、フィルム１０８−４とのうち、任意のフィルムを、フィルム１０８と記載する。
アンテナ素子１０２は、例えば８００ＭＨｚ帯と、２．１ＧＨｚ帯との二周波を共用する二周波共用アンテナ（デュアルバンドアンテナ）である。
グランド部１０４は、グランド（ＧＮＤ）に接続される。
フィルム１０８は、ＰＥＴ（Ｐｏｌｙ Ｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）樹脂などの光透過性の高い透明な樹脂製素材によって作製される。
図１において、給電点は省略される。実際には、給電点は反射板（図示なし）において、アンテナ素子１０２を配置した面とは反対の裏面に設けられる。給電回路が給電点に供給した電流は、アンテナ素子１０２に給電される。
グランド部１０４は、グランド（ＧＮＤ）に接続される。
フィルム１０８は、ＰＥＴ（Ｐｏｌｙ Ｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）樹脂などの光透過性の高い透明な樹脂製素材によって作製される。
図１において、給電点は省略される。実際には、給電点は反射板（図示なし）において、アンテナ素子１０２を配置した面とは反対の裏面に設けられる。給電回路が給電点に供給した電流は、アンテナ素子１０２に給電される。
図１において、（ｂ）は、（ａ）のプラスｙ方向から、マイナスｙ方向を見た図である。
図１の（ｂ）によれば、フィルム１０８−１に形成されるアンテナ素子１０２−１と、フィルム１０８−２に形成されるアンテナ素子１０２−２とを結んだ線分の中心と、フィルム１０８−３に形成されるアンテナ素子１０２−３と、フィルム１０８−４に形成されるアンテナ素子１０２−４とを結んだ線分の中心とが直角に交わることが分かる。
ここで、フィルム１０８−ａに形成されたアンテナ素子１０２−１の長手方向と、アンテナ素子１０２−２の長手方向と平行な中心軸を考える。また、フィルム１０８−ｂに形成されたアンテナ素子１０２−３の長手方向と、アンテナ素子１０２−４の長手方向と平行な中心軸を考える。この場合、フィルム１０８−ａの中心軸と、フィルム１０８−ｂの中心軸とが直角に交差する。
図１の（ｂ）によれば、フィルム１０８−１に形成されるアンテナ素子１０２−１と、フィルム１０８−２に形成されるアンテナ素子１０２−２とを結んだ線分の中心と、フィルム１０８−３に形成されるアンテナ素子１０２−３と、フィルム１０８−４に形成されるアンテナ素子１０２−４とを結んだ線分の中心とが直角に交わることが分かる。
ここで、フィルム１０８−ａに形成されたアンテナ素子１０２−１の長手方向と、アンテナ素子１０２−２の長手方向と平行な中心軸を考える。また、フィルム１０８−ｂに形成されたアンテナ素子１０２−３の長手方向と、アンテナ素子１０２−４の長手方向と平行な中心軸を考える。この場合、フィルム１０８−ａの中心軸と、フィルム１０８−ｂの中心軸とが直角に交差する。
図１において、（ｃ）は、（ａ）のプラスｘ方向から、マイナスｘ方向を見た図である。
図１の（ｃ）によれば、無給電素子１０６−３と、無給電素子１０６−４とは、隣接して、アンテナ素子１０２−３と、アンテナ素子１０２−４との間に形成される。無給電素子１０６−１と、無給電素子１０６−２についても同様に、隣接して、アンテナ素子１０２−１と、アンテナ素子１０２−２との間に形成される。
グランド部１０４−３は、アンテナ素子１０２−３の下方（マイナスｙ側）に形成される。アンテナ素子１０２−３の下方に形成されるグランド部１０４−３は、マイナスｚ方向に延長される。ただし、無給電素子１０６−３の下方（マイナスｙ側）にはグランド部１０４−３が形成されない。同様に、グランド部１０４−４は、アンテナ素子１０２−４の下方（マイナスｙ側）に形成される。アンテナ素子１０２−４の下方に形成されるグランド部１０４−４は、プラスｚ方向に延長される。ただし、無給電素子１０６−４の下方（マイナスｙ側）にはグランド部１０４−３が形成されない。
グランド部１０４−１と、グランド部１０４−２についても同様である。
図１の（ｃ）によれば、無給電素子１０６−３と、無給電素子１０６−４とは、隣接して、アンテナ素子１０２−３と、アンテナ素子１０２−４との間に形成される。無給電素子１０６−１と、無給電素子１０６−２についても同様に、隣接して、アンテナ素子１０２−１と、アンテナ素子１０２−２との間に形成される。
グランド部１０４−３は、アンテナ素子１０２−３の下方（マイナスｙ側）に形成される。アンテナ素子１０２−３の下方に形成されるグランド部１０４−３は、マイナスｚ方向に延長される。ただし、無給電素子１０６−３の下方（マイナスｙ側）にはグランド部１０４−３が形成されない。同様に、グランド部１０４−４は、アンテナ素子１０２−４の下方（マイナスｙ側）に形成される。アンテナ素子１０２−４の下方に形成されるグランド部１０４−４は、プラスｚ方向に延長される。ただし、無給電素子１０６−４の下方（マイナスｙ側）にはグランド部１０４−３が形成されない。
グランド部１０４−１と、グランド部１０４−２についても同様である。
図２は、第１の実施形態のアンテナ装置の特性の一例を示す図である。図２に示される例では、アンテナ装置の特性として、相関係数（Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）と、多重効率（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）とが示される。
相関係数と、多重効率とを示すに当たり、アンテナ素子１０２−１のアンテナポートをポート（Ｐｏｒｔ）１と呼び、アンテナ素子１０２−２のアンテナポートをポート２と呼び、アンテナ素子１０２−３のアンテナポートをポート３と呼び、アンテナ素子１０２−４のアンテナポートをポート４と呼ぶ。
アンテナ素子１０２−１、アンテナ素子１０２−２、アンテナ素子１０２−３、及びアンテナ素子１０２−４の組み合わせの全てについて、相関係数を求めることによって、各アンテナ素子から放射される電波の相関を見ることができる。
ポート１とポート２との相関係数（Ｐ１−Ｐ２）と、ポート３とポート４との相関係数（Ｐ３−Ｐ４）とは同じ値である。このため、図２には、代表して、ポート１とポート２との相関係数（Ｐ１−Ｐ２）を示す。
また、ポート１とポート３との相関係数（Ｐ１−Ｐ３）と、ポート２とポート３との相関係数（Ｐ２−Ｐ３）と、ポート２とポート４との相関係数（Ｐ２−Ｐ４）と、ポート１とポート４（Ｐ１−Ｐ４）との相関係数は同じ値である。このため、図２には、代表して、ポート１とポート３との相関係数（Ｐ１−Ｐ３）を示す。
相関係数と、多重効率とを示すに当たり、アンテナ素子１０２−１のアンテナポートをポート（Ｐｏｒｔ）１と呼び、アンテナ素子１０２−２のアンテナポートをポート２と呼び、アンテナ素子１０２−３のアンテナポートをポート３と呼び、アンテナ素子１０２−４のアンテナポートをポート４と呼ぶ。
アンテナ素子１０２−１、アンテナ素子１０２−２、アンテナ素子１０２−３、及びアンテナ素子１０２−４の組み合わせの全てについて、相関係数を求めることによって、各アンテナ素子から放射される電波の相関を見ることができる。
ポート１とポート２との相関係数（Ｐ１−Ｐ２）と、ポート３とポート４との相関係数（Ｐ３−Ｐ４）とは同じ値である。このため、図２には、代表して、ポート１とポート２との相関係数（Ｐ１−Ｐ２）を示す。
また、ポート１とポート３との相関係数（Ｐ１−Ｐ３）と、ポート２とポート３との相関係数（Ｐ２−Ｐ３）と、ポート２とポート４との相関係数（Ｐ２−Ｐ４）と、ポート１とポート４（Ｐ１−Ｐ４）との相関係数は同じ値である。このため、図２には、代表して、ポート１とポート３との相関係数（Ｐ１−Ｐ３）を示す。
ＭＩＭＯ効果を高めるには、各アンテナ素子から放射される電波の相関が低いことが好ましい。しかし、各アンテナ素子から放射される電波の相関が低い場合であっても、各アンテナ素子の指向性利得が低いと、ＭＩＭＯ効果を高めることができない。このため、第１の実施形態では、相関係数に加えて、ＭＩＭＯ効果を表す指標である多重効率を求めた。後述する第２の実施形態、及び第３の実施形態についても同様である。アンテナ素子１と、アンテナ素子２との間の多重効率ＭＥ［ｄＢ］は、式（１）で表される。
ＭＥ＝√（Ｇ１×Ｇ２（１−ρｅｎｖ）） （１）
式（１）において、Ｇ１はアンテナ素子１の指向性利得であり、Ｇ２はアンテナ素子２の指向性利得である。ρｅｎｖは、アンテナ素子１とアンテナ素子２との指向性の差による相関係数であり、０から１の値をとる。ρｅｎｖが０である場合には、無相関で、独立して電波を送受信できることを示す。ρｅｎｖが１である場合には、ＭＩＭＯ効果がないことを示す。
ポート１とポート２との多重効率（Ｐ１−Ｐ２）と、ポート３とポート４との多重効率（Ｐ３−Ｐ４）とは同じ値である。このため、図２には、代表して、ポート１とポート２との多重効率（Ｐ１−Ｐ２）を示す。
また、ポート１とポート３との多重効率（Ｐ１−Ｐ３）と、ポート２とポート３との多重効率（Ｐ２−Ｐ３）と、ポート２とポート４との多重効率（Ｐ２−Ｐ４）と、ポート１とポート４（Ｐ１−Ｐ４）との多重効率とは同じ値である。このため、図２には、代表して、ポート１とポート３との多重効率（Ｐ１−Ｐ３）を示す。
ポート１とポート２との多重効率（Ｐ１−Ｐ２）と、ポート３とポート４との多重効率（Ｐ３−Ｐ４）とは同じ値である。このため、図２には、代表して、ポート１とポート２との多重効率（Ｐ１−Ｐ２）を示す。
また、ポート１とポート３との多重効率（Ｐ１−Ｐ３）と、ポート２とポート３との多重効率（Ｐ２−Ｐ３）と、ポート２とポート４との多重効率（Ｐ２−Ｐ４）と、ポート１とポート４（Ｐ１−Ｐ４）との多重効率とは同じ値である。このため、図２には、代表して、ポート１とポート３との多重効率（Ｐ１−Ｐ３）を示す。
共振周波数が８６８ＭＨｚなどの８００ＭＨｚ帯の場合について説明する。
この場合、図２に示されるように、Ｐ１−Ｐ２の相関係数は０．４７であり、Ｐ１−Ｐ３の相関係数は０である。Ｐ１−Ｐ２の多重効率は−２．４７であり、Ｐ１−Ｐ３の多重効率は−１．１である。
仮に、８００ＭＨｚ帯の場合の４ＭＩＭＯにおける相関係数の目標値を０．５以下、多重効率の目標値を−２．５ｄＢ以上とした場合、相関係数、及び多重効率の両方において、目標値を満たしていることが分かる。
この場合、図２に示されるように、Ｐ１−Ｐ２の相関係数は０．４７であり、Ｐ１−Ｐ３の相関係数は０である。Ｐ１−Ｐ２の多重効率は−２．４７であり、Ｐ１−Ｐ３の多重効率は−１．１である。
仮に、８００ＭＨｚ帯の場合の４ＭＩＭＯにおける相関係数の目標値を０．５以下、多重効率の目標値を−２．５ｄＢ以上とした場合、相関係数、及び多重効率の両方において、目標値を満たしていることが分かる。
共振周波数が２１２０ＭＨｚなどの２ＧＨｚ帯の場合について説明する。この場合、図２に示されるように、Ｐ１−Ｐ２の相関係数は０．１２であり、Ｐ１−Ｐ３の相関係数は０である。Ｐ１−Ｐ２の多重効率は−１であり、Ｐ１−Ｐ３の多重効率は−０．７５である。
仮に、２ＧＨｚ帯の場合の４ＭＩＭＯにおける相関係数の目標値を０．５以下、多重効率の目標値を−１．０ｄＢ以上とした場合、相関係数、及び多重効率の両方において、目標値を満たしていることが分かる。
仮に、２ＧＨｚ帯の場合の４ＭＩＭＯにおける相関係数の目標値を０．５以下、多重効率の目標値を−１．０ｄＢ以上とした場合、相関係数、及び多重効率の両方において、目標値を満たしていることが分かる。
ここで、第１の実施形態のアンテナ装置１００の効果について説明するために、従来の２ＭＩＭＯに対応するアンテナ装置を使用して、４ＭＩＭＯのアンテナ装置を構成することを考える。
図３は、４ＭＩＭＯアンテナ装置の一例（その１）を示す図である。図３に示される例では、アンテナ装置１０は、アンテナ素子１２−１と、グランド部１４−１と、アンテナ素子１２−２と、グランド部１４−２と、フィルム１８−ａと、アンテナ素子１２−３と、グランド部１４−３と、アンテナ素子１２−４と、グランド部１４−４と、フィルム１８−ｂとを備える。
アンテナ素子１２−１と、アンテナ素子１２−２と、グランド部１４−１と、グランド部１４−２とは、フィルム１８−ａに形成される。アンテナ素子１２−３と、アンテナ素子１２−４と、グランド部１４−３と、グランド部１４−４とは、フィルム１８−ｂに形成される。フィルム１８−ａと、フィルム１８−ｂとは、並行に配置される。
アンテナ装置１０は、フィルム１８−ａと、フィルム１８−ｂとの間の距離を離すことによって、ＭＩＭＯ効果を向上させる。しかし、前述した相関係数の目標値や、多重効率の目標値を達成しようとした場合には、フィルム１８−ａと、フィルム１８−ｂとの間の距離が長くなり、アンテナ装置１００と比較して、設置面積が増大する。したがって、第１の実施形態のアンテナ装置１００は、アンテナ装置１０や、アンテナ装置２０と比較して、ＭＩＭＯ効果を改善できるとともに、設置面積を狭くできる。
図３は、４ＭＩＭＯアンテナ装置の一例（その１）を示す図である。図３に示される例では、アンテナ装置１０は、アンテナ素子１２−１と、グランド部１４−１と、アンテナ素子１２−２と、グランド部１４−２と、フィルム１８−ａと、アンテナ素子１２−３と、グランド部１４−３と、アンテナ素子１２−４と、グランド部１４−４と、フィルム１８−ｂとを備える。
アンテナ素子１２−１と、アンテナ素子１２−２と、グランド部１４−１と、グランド部１４−２とは、フィルム１８−ａに形成される。アンテナ素子１２−３と、アンテナ素子１２−４と、グランド部１４−３と、グランド部１４−４とは、フィルム１８−ｂに形成される。フィルム１８−ａと、フィルム１８−ｂとは、並行に配置される。
アンテナ装置１０は、フィルム１８−ａと、フィルム１８−ｂとの間の距離を離すことによって、ＭＩＭＯ効果を向上させる。しかし、前述した相関係数の目標値や、多重効率の目標値を達成しようとした場合には、フィルム１８−ａと、フィルム１８−ｂとの間の距離が長くなり、アンテナ装置１００と比較して、設置面積が増大する。したがって、第１の実施形態のアンテナ装置１００は、アンテナ装置１０や、アンテナ装置２０と比較して、ＭＩＭＯ効果を改善できるとともに、設置面積を狭くできる。
図４は、４ＭＩＭＯアンテナ装置の一例（その２）を示す図である。図４に示される例では、図３に示したフィルム１８−ａと、フィルム１８−ｂとが、一方向に並べて配置される。
この例においても、アンテナ装置２０は、フィルム１８−ａと、フィルム１８−ｂとの間の距離を離すことによって、ＭＩＭＯ効果を向上させる。しかし、前述した相関係数の目標値や、多重効率の目標値を達成しようとした場合には、フィルム１８−ａと、フィルム１８−ｂとの間の距離が長くなり、アンテナ装置１０や、アンテナ装置２０と比較して、設置面積が増大する。したがって、第１の実施形態のアンテナ装置１００は、アンテナ装置１０や、アンテナ装置２０と比較して、ＭＩＭＯ効果を改善できるとともに、設置面積を狭くできる。
この例においても、アンテナ装置２０は、フィルム１８−ａと、フィルム１８−ｂとの間の距離を離すことによって、ＭＩＭＯ効果を向上させる。しかし、前述した相関係数の目標値や、多重効率の目標値を達成しようとした場合には、フィルム１８−ａと、フィルム１８−ｂとの間の距離が長くなり、アンテナ装置１０や、アンテナ装置２０と比較して、設置面積が増大する。したがって、第１の実施形態のアンテナ装置１００は、アンテナ装置１０や、アンテナ装置２０と比較して、ＭＩＭＯ効果を改善できるとともに、設置面積を狭くできる。
ここで、第１の実施形態のアンテナ装置１００が備える無給電素子１０６のサイズについて検討する。
図５は、第１の実施形態のアンテナ装置のパラメータの一例を示す図である。ここでは、無給電素子１０６が長方形であり、無給電素子１０６の長手方向が、アンテナ素子１０２の長手方向と平行である場合について説明する。図５に示される例では、無給電素子１０６−１と、無給電素子１０６−２のｚ軸方向の長さを、ｘｍｉｎとする。ｘｍｉｎは、無給電素子１０６−２の短辺方向の長さである。また、ｙ軸方向において、グランド部１０４の最低部分から無給電素子１０６の最低部分までの長さをｙｍｉｎとし、無給電素子１０６の最高部分までの長さをｙｍａｘとする。ここでは、一例として、ｘｍｉｎ＝３．３０ｍｍ、ｙｍｉｎ＝９．４２ｍｍ、ｙｍａｘ＝７８．６ｍｍとした。そして、ｘｍｉｎ×ｒ０、ｙｍｉｎ×ｒ１、ｙｍａｘ×ｒ２について、ｒ０、ｒ１、及びｒ２の各々について、０（零）より大きい値から２の範囲で変化させた場合について、多重効率を比較した。
図５は、第１の実施形態のアンテナ装置のパラメータの一例を示す図である。ここでは、無給電素子１０６が長方形であり、無給電素子１０６の長手方向が、アンテナ素子１０２の長手方向と平行である場合について説明する。図５に示される例では、無給電素子１０６−１と、無給電素子１０６−２のｚ軸方向の長さを、ｘｍｉｎとする。ｘｍｉｎは、無給電素子１０６−２の短辺方向の長さである。また、ｙ軸方向において、グランド部１０４の最低部分から無給電素子１０６の最低部分までの長さをｙｍｉｎとし、無給電素子１０６の最高部分までの長さをｙｍａｘとする。ここでは、一例として、ｘｍｉｎ＝３．３０ｍｍ、ｙｍｉｎ＝９．４２ｍｍ、ｙｍａｘ＝７８．６ｍｍとした。そして、ｘｍｉｎ×ｒ０、ｙｍｉｎ×ｒ１、ｙｍａｘ×ｒ２について、ｒ０、ｒ１、及びｒ２の各々について、０（零）より大きい値から２の範囲で変化させた場合について、多重効率を比較した。
図６は、第１の実施形態のアンテナ装置の特性の比較例を示す図である。図６に示される比較例では、図１に示されるアンテナ装置１００の多重効率が示される。
図６において、８６８ＭＨｚ（Ｐ１−Ｐ２）は、共振周波数が８６８ＭＨｚでのポートＰ１と、ポートＰ２との間の多重効果を示す。８６８ＭＨｚ（Ｐ１−Ｐ３）は、共振周波数が８６８ＭＨｚでのポートＰ１と、ポートＰ３との間の多重効果を示す。２１２０ＭＨｚ（Ｐ１−Ｐ２）は、共振周波数が２１２０ＭＨｚでのポートＰ１と、ポートＰ２との間の多重効果を示す。２１２０ＭＨｚ（Ｐ１−Ｐ３）は、共振周波数が２１２０ＭＨｚでのポートＰ１と、ポートＰ３との間の多重効果を示す。
ｒ０を、０．５、１．５と変化させた場合について説明する。
共振周波数が８６８ＭＨｚの場合、ｒ０＝０．５の場合には、Ｐ１−Ｐ２の多重効率は−２．５であり、Ｐ１−Ｐ３の多重効率は−１．１２である。ｒ０＝１．０の場合、Ｐ１−Ｐ２の多重効率は−２．５であり、Ｐ１−Ｐ３の多重効率は−１．１３である。ｒ０＝１．５の場合、Ｐ１−Ｐ２の多重効率は−２．５であり、Ｐ１−Ｐ３の多重効率は−１．１６である。
共振周波数が２１２０ＭＨｚの場合、ｒ０＝０．５の場合には、Ｐ１−Ｐ２の多重効率は−１であり、Ｐ１−Ｐ３の多重効率は−０．７５である。ｒ０＝１．０の場合、Ｐ１−Ｐ２の多重効率は−１であり、Ｐ１−Ｐ３の多重効率は−０．７４である。ｒ０＝１．５の場合、Ｐ１−Ｐ２の多重効率は−０．９であり、Ｐ１−Ｐ３の多重効率は−０．７２である。
これらの結果から、ｒ０が０．５から１．５の範囲で、多重効率の目標値を達成できることが分かる。
図６において、８６８ＭＨｚ（Ｐ１−Ｐ２）は、共振周波数が８６８ＭＨｚでのポートＰ１と、ポートＰ２との間の多重効果を示す。８６８ＭＨｚ（Ｐ１−Ｐ３）は、共振周波数が８６８ＭＨｚでのポートＰ１と、ポートＰ３との間の多重効果を示す。２１２０ＭＨｚ（Ｐ１−Ｐ２）は、共振周波数が２１２０ＭＨｚでのポートＰ１と、ポートＰ２との間の多重効果を示す。２１２０ＭＨｚ（Ｐ１−Ｐ３）は、共振周波数が２１２０ＭＨｚでのポートＰ１と、ポートＰ３との間の多重効果を示す。
ｒ０を、０．５、１．５と変化させた場合について説明する。
共振周波数が８６８ＭＨｚの場合、ｒ０＝０．５の場合には、Ｐ１−Ｐ２の多重効率は−２．５であり、Ｐ１−Ｐ３の多重効率は−１．１２である。ｒ０＝１．０の場合、Ｐ１−Ｐ２の多重効率は−２．５であり、Ｐ１−Ｐ３の多重効率は−１．１３である。ｒ０＝１．５の場合、Ｐ１−Ｐ２の多重効率は−２．５であり、Ｐ１−Ｐ３の多重効率は−１．１６である。
共振周波数が２１２０ＭＨｚの場合、ｒ０＝０．５の場合には、Ｐ１−Ｐ２の多重効率は−１であり、Ｐ１−Ｐ３の多重効率は−０．７５である。ｒ０＝１．０の場合、Ｐ１−Ｐ２の多重効率は−１であり、Ｐ１−Ｐ３の多重効率は−０．７４である。ｒ０＝１．５の場合、Ｐ１−Ｐ２の多重効率は−０．９であり、Ｐ１−Ｐ３の多重効率は−０．７２である。
これらの結果から、ｒ０が０．５から１．５の範囲で、多重効率の目標値を達成できることが分かる。
ｒ１を変化させた場合について説明する。
共振周波数が８６８ＭＨｚの場合、ｒ１＝０．８の場合には、Ｐ１−Ｐ２の多重効率は−２．５であり、Ｐ１−Ｐ３の多重効率は−１．２である。ｒ１＝１．０の場合、Ｐ１−Ｐ２の多重効率は−２．５であり、Ｐ１−Ｐ３の多重効率は−１．１３である。ｒ１＝１．５の場合、Ｐ１−Ｐ２の多重効率は−２．６であり、Ｐ１−Ｐ３の多重効率は−１．２４である。
共振周波数が２１２０ＭＨｚの場合、ｒ１＝０．８の場合には、Ｐ１−Ｐ２の多重効率は−１であり、Ｐ１−Ｐ３の多重効率は−０．７５である。ｒ１＝１．０の場合、Ｐ１−Ｐ２の多重効率は−１であり、Ｐ１−Ｐ３の多重効率は−０．７４である。ｒ１＝１．５の場合、Ｐ１−Ｐ２の多重効率は−０．９７であり、Ｐ１−Ｐ３の多重効率は−０．７２である。
これらの結果から、ｒ１が０．８から１．５の範囲で、多重効率の目標値を達成できることが分かる。
共振周波数が８６８ＭＨｚの場合、ｒ１＝０．８の場合には、Ｐ１−Ｐ２の多重効率は−２．５であり、Ｐ１−Ｐ３の多重効率は−１．２である。ｒ１＝１．０の場合、Ｐ１−Ｐ２の多重効率は−２．５であり、Ｐ１−Ｐ３の多重効率は−１．１３である。ｒ１＝１．５の場合、Ｐ１−Ｐ２の多重効率は−２．６であり、Ｐ１−Ｐ３の多重効率は−１．２４である。
共振周波数が２１２０ＭＨｚの場合、ｒ１＝０．８の場合には、Ｐ１−Ｐ２の多重効率は−１であり、Ｐ１−Ｐ３の多重効率は−０．７５である。ｒ１＝１．０の場合、Ｐ１−Ｐ２の多重効率は−１であり、Ｐ１−Ｐ３の多重効率は−０．７４である。ｒ１＝１．５の場合、Ｐ１−Ｐ２の多重効率は−０．９７であり、Ｐ１−Ｐ３の多重効率は−０．７２である。
これらの結果から、ｒ１が０．８から１．５の範囲で、多重効率の目標値を達成できることが分かる。
ｒ２を変化させた場合について説明する。
共振周波数が８６８ＭＨｚの場合、ｒ２＝０．８の場合には、Ｐ１−Ｐ２の多重効率は−２．７５であり、Ｐ１−Ｐ３の多重効率は−１．３である。ｒ２＝１．０の場合、Ｐ１−Ｐ２の多重効率は−２．５であり、Ｐ１−Ｐ３の多重効率は−１．１３である。ｒ２＝１．５の場合、Ｐ１−Ｐ２の多重効率は−２．７であり、Ｐ１−Ｐ３の多重効率は−０．７５である。
共振周波数が２１２０ＭＨｚの場合、ｒ２＝０．８の場合には、Ｐ１−Ｐ２の多重効率は−０．５であり、Ｐ１−Ｐ３の多重効率は−０．４である。ｒ２＝１．０の場合、Ｐ１−Ｐ２の多重効率は−１であり、Ｐ１−Ｐ３の多重効率は−０．７４である。ｒ２＝１．５の場合、Ｐ１−Ｐ２の多重効率は−０．９であり、Ｐ１−Ｐ３の多重効率は−０．７５である。
これらの結果から、ｒ２が０．８から１．５の範囲で、前述した多重効率の目標値を達成できることが分かる。
共振周波数が８６８ＭＨｚの場合、ｒ２＝０．８の場合には、Ｐ１−Ｐ２の多重効率は−２．７５であり、Ｐ１−Ｐ３の多重効率は−１．３である。ｒ２＝１．０の場合、Ｐ１−Ｐ２の多重効率は−２．５であり、Ｐ１−Ｐ３の多重効率は−１．１３である。ｒ２＝１．５の場合、Ｐ１−Ｐ２の多重効率は−２．７であり、Ｐ１−Ｐ３の多重効率は−０．７５である。
共振周波数が２１２０ＭＨｚの場合、ｒ２＝０．８の場合には、Ｐ１−Ｐ２の多重効率は−０．５であり、Ｐ１−Ｐ３の多重効率は−０．４である。ｒ２＝１．０の場合、Ｐ１−Ｐ２の多重効率は−１であり、Ｐ１−Ｐ３の多重効率は−０．７４である。ｒ２＝１．５の場合、Ｐ１−Ｐ２の多重効率は−０．９であり、Ｐ１−Ｐ３の多重効率は−０．７５である。
これらの結果から、ｒ２が０．８から１．５の範囲で、前述した多重効率の目標値を達成できることが分かる。
図７は、無給電素子のサイズの一例を示す図である。図７に示される例では、共振周波数に対応する波長で、ｘｍｉｎ、ｙｍｉｎ、及びｙｍａｘ＝７８を規格化した結果を示す。
共振周波数が８００ＭＨｚ帯の場合には、一例として、共振周波数８６８ＭＨｚに対応する波長をλ１とした場合、ｘｍｉｎは０．１０λ１となり、ｙｍｉｎは０．９９λ１となり、ｙｍａｘは０．８０λ１となる。
一方で、共振周波数が２ＧＨｚ帯の場合には、一例として、共振周波数２１２０ＭＨｚに対応する波長をλ２とした場合、ｘｍｉｎは０．０１λ２となり、ｙｍｉｎは１．４６λ２となり、ｙｍａｘは０．０１λ２となる。
共振周波数が８００ＭＨｚ帯の場合には、一例として、共振周波数８６８ＭＨｚに対応する波長をλ１とした場合、ｘｍｉｎは０．１０λ１となり、ｙｍｉｎは０．９９λ１となり、ｙｍａｘは０．８０λ１となる。
一方で、共振周波数が２ＧＨｚ帯の場合には、一例として、共振周波数２１２０ＭＨｚに対応する波長をλ２とした場合、ｘｍｉｎは０．０１λ２となり、ｙｍｉｎは１．４６λ２となり、ｙｍａｘは０．０１λ２となる。
前述したように、０．５ｘｍｉｎから１．５ｘｍｉｎの範囲で、多重効率が目標値を満たすため、ｘｍｉｎの代わりに０．１０λ１又は０．０１λ２を用いることによって、共振周波数の波長で、ｘｍｉｎを表すことができる。ｘｍｉｎの代わりに０．１０λ１を用いた場合には、０．０５λ１から０．１５λ１の範囲で、多重効率が目標値を満たす。ｘｍｉｎの代わりに０．０１λ２を用いた場合には、０．００５λ２から０．０１５λ２の範囲で、多重効率が目標値を満たす。
また、前述したように、０．８ｙｍｉｎから１．５ｙｍｉｎの範囲で、多重効率が目標値を満たすため、ｙｍｉｎの代わりに０．９９λ１又は１．４６λ２を用いることによって、共振周波数の波長で、ｙｍｉｎを表すことができる。ｙｍｉｎの代わりに０．９９λ１を用いた場合には、０．７９λ１から１．４５λ１の範囲で、多重効率が目標値を満たす。ｙｍｉｎの代わりに１．４６λ２を用いた場合には、１．１７λ２から２．１９λ２の範囲で、多重効率が目標値を満たす。
また、前述したように、０．８ｙｍａｘから１．５ｙｍａｘの範囲で、多重効率が目標値を満たすため、ｙｍａｘの代わりに０．８０λ１又は０．０１λ２を用いることによって、共振周波数の波長で、ｙｍａｘを表すことができる。ｙｍａｘの代わりに０．８０λ１を用いた場合には、０．６４λ１から１．２λ１の範囲で、多重効率が目標値を満たす。ｙｍａｘの代わりに０．０１λ２を用いた場合には、０．０８λ２から０．１５λ２の範囲で、多重効率が目標値を満たす。
以上から、無給電素子１０６の長手方向のサイズは、ｙｍｉｎの代わりに０．９９λ１を用い、ｙｍａｘの代わりに０．８０λ１を用いた場合に、０．１５λ１から０．２５λ１で表される。また、無給電素子１０６の長手方向のサイズは、ｙｍｉｎの代わりに１．４６λ２を用い、ｙｍａｘの代わりに０．０１λ２を用いた場合に、１．０９λ２から２．０４λ２で表される。
また、前述したように、０．８ｙｍｉｎから１．５ｙｍｉｎの範囲で、多重効率が目標値を満たすため、ｙｍｉｎの代わりに０．９９λ１又は１．４６λ２を用いることによって、共振周波数の波長で、ｙｍｉｎを表すことができる。ｙｍｉｎの代わりに０．９９λ１を用いた場合には、０．７９λ１から１．４５λ１の範囲で、多重効率が目標値を満たす。ｙｍｉｎの代わりに１．４６λ２を用いた場合には、１．１７λ２から２．１９λ２の範囲で、多重効率が目標値を満たす。
また、前述したように、０．８ｙｍａｘから１．５ｙｍａｘの範囲で、多重効率が目標値を満たすため、ｙｍａｘの代わりに０．８０λ１又は０．０１λ２を用いることによって、共振周波数の波長で、ｙｍａｘを表すことができる。ｙｍａｘの代わりに０．８０λ１を用いた場合には、０．６４λ１から１．２λ１の範囲で、多重効率が目標値を満たす。ｙｍａｘの代わりに０．０１λ２を用いた場合には、０．０８λ２から０．１５λ２の範囲で、多重効率が目標値を満たす。
以上から、無給電素子１０６の長手方向のサイズは、ｙｍｉｎの代わりに０．９９λ１を用い、ｙｍａｘの代わりに０．８０λ１を用いた場合に、０．１５λ１から０．２５λ１で表される。また、無給電素子１０６の長手方向のサイズは、ｙｍｉｎの代わりに１．４６λ２を用い、ｙｍａｘの代わりに０．０１λ２を用いた場合に、１．０９λ２から２．０４λ２で表される。
図８は、第１の実施形態のアンテナ装置の電流分布を示す図である。
図８は、アンテナ素子１０２−１に給電し、アンテナ素子１０２−２、アンテナ素子１０２−３、及びアンテナ素子１０２−４には給電しない場合を示す。
図８によれば、アンテナ素子１０２−１から、アンテナ素子１０２−２、アンテナ素子１０２−３、及びアンテナ素子１０２−４へ流れる電流が小さいことが分かる。このため、アンテナ素子１０２−１から、アンテナ素子１０２−２、アンテナ素子１０２−３、及びアンテナ素子１０２−４への電流の励起を抑制できることが分かる。
アンテナ素子１０２−２、アンテナ素子１０２−３、及びアンテナ素子１０２−４への電流の励起を抑制できることによって、各アンテナ間の相互結合を弱くすることができるため、ＭＩＭＯ効果を高めることができる。これは、アンテナ素子１０２−２、アンテナ素子１０２−３、及びアンテナ素子１０２−４の各々に給電し、給電したアンテナ素子以外のアンテナ素子には給電しない場合でも同様である。
図８は、アンテナ素子１０２−１に給電し、アンテナ素子１０２−２、アンテナ素子１０２−３、及びアンテナ素子１０２−４には給電しない場合を示す。
図８によれば、アンテナ素子１０２−１から、アンテナ素子１０２−２、アンテナ素子１０２−３、及びアンテナ素子１０２−４へ流れる電流が小さいことが分かる。このため、アンテナ素子１０２−１から、アンテナ素子１０２−２、アンテナ素子１０２−３、及びアンテナ素子１０２−４への電流の励起を抑制できることが分かる。
アンテナ素子１０２−２、アンテナ素子１０２−３、及びアンテナ素子１０２−４への電流の励起を抑制できることによって、各アンテナ間の相互結合を弱くすることができるため、ＭＩＭＯ効果を高めることができる。これは、アンテナ素子１０２−２、アンテナ素子１０２−３、及びアンテナ素子１０２−４の各々に給電し、給電したアンテナ素子以外のアンテナ素子には給電しない場合でも同様である。
前述した第１の実施形態では、アンテナ装置１００が、二周波共用アンテナを備える場合について説明したが、この例に限られない。例えば、アンテナ装置１００が、モノポールアンテナを備えるようにしてもよいし、ダイポールアンテナを備えるようにしてもよい。
前述した第１の実施形態では、アンテナ装置１００が、四本のアンテナ素子１０２を備える場合について説明したが、この例に限られない。例えば、アンテナ装置１００が、四本以上のアンテナ素子を備えるようにしてもよい。この場合、アンテナ装置１００は、アンテナ素子１０２−１と、グランド部１０４−１と、無給電素子１０６−１と、アンテナ素子１０２−２と、グランド部１０４−２と、無給電素子１０６−２とが形成されたフィルム１０８−ａを複数備えるようにしてもよい。そして、各フィルム１０８−ａが、アンテナ素子１０２−１と、アンテナ素子１０２−２と平行な中心軸で、同じ角度で交差するようにしてもよい。
前述した第１の実施形態では、アンテナ装置１００が、四本のアンテナ素子１０２を備える場合について説明したが、この例に限られない。例えば、アンテナ装置１００が、四本以上のアンテナ素子を備えるようにしてもよい。この場合、アンテナ装置１００は、アンテナ素子１０２−１と、グランド部１０４−１と、無給電素子１０６−１と、アンテナ素子１０２−２と、グランド部１０４−２と、無給電素子１０６−２とが形成されたフィルム１０８−ａを複数備えるようにしてもよい。そして、各フィルム１０８−ａが、アンテナ素子１０２−１と、アンテナ素子１０２−２と平行な中心軸で、同じ角度で交差するようにしてもよい。
一般的な無給電素子は、高利得化を図ったり、広帯域化を図ったりする場合に使用されることが多い。広義で、八木宇田アンテナの導波器も無給電素子ということができる。例えば、導波器は、高利得化を図る効果がある。一方、低姿勢ではあるが狭帯域なパッチアンテナは、パッチの上面に無給電素子を配置することによって、広帯域化を図る効果がある。
第１の実施形態では、無給電素子は、ＭＩＭＯ効果を高めるために使用される。無給電素子は、カップリング低減のために素子間を遮蔽するという効果もある。しかし、遮蔽を完璧にするのであれば、大きな導体板を使うほうが効果は高い。前述した実施形態によれば、アンテナ装置１００は、無給電素子を備えることによって、遮蔽効果も得られ、かつＭＩＭＯ効果も高めることができる。
第１の実施形態では、無給電素子は、ＭＩＭＯ効果を高めるために使用される。無給電素子は、カップリング低減のために素子間を遮蔽するという効果もある。しかし、遮蔽を完璧にするのであれば、大きな導体板を使うほうが効果は高い。前述した実施形態によれば、アンテナ装置１００は、無給電素子を備えることによって、遮蔽効果も得られ、かつＭＩＭＯ効果も高めることができる。
第１の実施形態のアンテナ装置によれば、フィルム１０８−ａに形成されるアンテナ素子１０２−１と、アンテナ素子１０２−２との間に、無給電素子１０６−１及び１０６−２を配置する。さらに、フィルム１０８−ｂに形成されるアンテナ素子１０２−３と、アンテナ素子１０２−４との間に、無給電素子１０６−３及び１０６−４を配置する。そして、フィルム１０８−ａのアンテナ素子１０２−１の長手方向とアンテナ素子１０２−２の長手方向と平行な中心軸同士を９０度で交差させる。このように構成することによって、アンテナ装置１００は、ＭＩＭＯ効果を向上させることができる。このため、特に屋内エリアの通信スループットを改善することができる。
［第２の実施形態］
（アンテナ装置の構成）
図９は、第２の実施形態のアンテナ装置を示す図である。第２の実施形態のアンテナ装置２００は、第１の実施形態のアンテナ装置１００において、無給電素子１０６を無くしたものである。
アンテナ装置２００は、アンテナ素子２０２−１と、グランド部２０４−１と、フィルム２０８−１と、アンテナ素子２０２−２と、グランド部２０４−２と、フィルム２０８−２と、アンテナ素子２０２−３と、グランド部２０４−３と、フィルム２０８−３と、アンテナ素子２０２−４と、グランド部２０４−４と、フィルム２０８−４とを備える。
アンテナ素子２０２−１と、アンテナ素子２０２−２と、アンテナ素子２０２−３と、アンテナ素子２０２−４とは、光透過性の高い透明導電材で構成される。アンテナ素子２０２−１はフィルム２０８−１に形成され、アンテナ素子２０２−２はフィルム２０８−２に形成され、アンテナ素子２０２−３はフィルム２０８−３に形成され、アンテナ素子２０２−４はフィルム２０８−４に形成される。
フィルム２０８−１と、フィルム２０８−２とが一体成型されたフィルムをフィルム２０８−ａと呼ぶ。フィルム２０８−３と、フィルム２０８−４とが一体成型されたフィルムをフィルム２０８−ｂと呼ぶ。
（アンテナ装置の構成）
図９は、第２の実施形態のアンテナ装置を示す図である。第２の実施形態のアンテナ装置２００は、第１の実施形態のアンテナ装置１００において、無給電素子１０６を無くしたものである。
アンテナ装置２００は、アンテナ素子２０２−１と、グランド部２０４−１と、フィルム２０８−１と、アンテナ素子２０２−２と、グランド部２０４−２と、フィルム２０８−２と、アンテナ素子２０２−３と、グランド部２０４−３と、フィルム２０８−３と、アンテナ素子２０２−４と、グランド部２０４−４と、フィルム２０８−４とを備える。
アンテナ素子２０２−１と、アンテナ素子２０２−２と、アンテナ素子２０２−３と、アンテナ素子２０２−４とは、光透過性の高い透明導電材で構成される。アンテナ素子２０２−１はフィルム２０８−１に形成され、アンテナ素子２０２−２はフィルム２０８−２に形成され、アンテナ素子２０２−３はフィルム２０８−３に形成され、アンテナ素子２０２−４はフィルム２０８−４に形成される。
フィルム２０８−１と、フィルム２０８−２とが一体成型されたフィルムをフィルム２０８−ａと呼ぶ。フィルム２０８−３と、フィルム２０８−４とが一体成型されたフィルムをフィルム２０８−ｂと呼ぶ。
アンテナ素子２０２−１と、アンテナ素子２０２−２とは、それらの長手方向が、平行で、且つ対向して配置される。アンテナ素子２０２−３と、アンテナ素子２０２−４とは、それらの長手方向が、平行で、且つ対向して配置される。
アンテナ素子２０２−１、アンテナ素子２０２−２、アンテナ素子２０２−３、及びアンテナ素子２０２−４は、前述したアンテナ素子１０２−１、アンテナ素子１０２−２、アンテナ素子１０２−３、及びアンテナ素子１０２−４を、それぞれ適用できる。
グランド部２０４−１、グランド部２０４−２、グランド部２０４−３、及びグランド部２０４−４は、前述したグランド部１０４−１、グランド部１０４−２、グランド部１０４−３、及びグランド部１０４−４を、それぞれ適用できる。
フィルム２０８−１、フィルム２０８−２、フィルム２０８−３、及びグランド部２０４−４は、前述したフィルム１０８−１、フィルム１０８−２、フィルム１０８−３、及びグランド部１０４−４を、それぞれ適用できる。
アンテナ素子２０２−１、アンテナ素子２０２−２、アンテナ素子２０２−３、及びアンテナ素子２０２−４は、前述したアンテナ素子１０２−１、アンテナ素子１０２−２、アンテナ素子１０２−３、及びアンテナ素子１０２−４を、それぞれ適用できる。
グランド部２０４−１、グランド部２０４−２、グランド部２０４−３、及びグランド部２０４−４は、前述したグランド部１０４−１、グランド部１０４−２、グランド部１０４−３、及びグランド部１０４−４を、それぞれ適用できる。
フィルム２０８−１、フィルム２０８−２、フィルム２０８−３、及びグランド部２０４−４は、前述したフィルム１０８−１、フィルム１０８−２、フィルム１０８−３、及びグランド部１０４−４を、それぞれ適用できる。
図１０は、第２の実施形態のアンテナ装置の特性の一例を示す図である。図９に示される例では、アンテナ装置の特性として、第１の実施形態と同様に、相関係数と、多重効率とが示される。
相関係数と、多重効率とを示すに当たり、アンテナ素子２０２−１のアンテナポートをポート１と呼び、アンテナ素子２０２−２のアンテナポートをポート２と呼び、アンテナ素子２０２−３のアンテナポートをポート３と呼び、アンテナ素子２０２−４のアンテナポートをポート４と呼ぶ。
ポート１とポート２との相関係数（Ｐ１−Ｐ２）と、ポート３とポート４との相関係数（Ｐ３−Ｐ４）は同じ値である。このため、図１０には、代表して、ポート１とポート２との相関係数（Ｐ１−Ｐ２）を示す。
また、ポート１とポート３との相関係数（Ｐ１−Ｐ３）と、ポート２とポート３との相関係数（Ｐ２−Ｐ３）と、ポート２とポート４との相関係数（Ｐ２−Ｐ４）と、ポート１とポート４（Ｐ１−Ｐ４）との相関係数は同じ値である。このため、図１０には、代表して、ポート１とポート３との相関係数（Ｐ１−Ｐ３）を示す。
相関係数と、多重効率とを示すに当たり、アンテナ素子２０２−１のアンテナポートをポート１と呼び、アンテナ素子２０２−２のアンテナポートをポート２と呼び、アンテナ素子２０２−３のアンテナポートをポート３と呼び、アンテナ素子２０２−４のアンテナポートをポート４と呼ぶ。
ポート１とポート２との相関係数（Ｐ１−Ｐ２）と、ポート３とポート４との相関係数（Ｐ３−Ｐ４）は同じ値である。このため、図１０には、代表して、ポート１とポート２との相関係数（Ｐ１−Ｐ２）を示す。
また、ポート１とポート３との相関係数（Ｐ１−Ｐ３）と、ポート２とポート３との相関係数（Ｐ２−Ｐ３）と、ポート２とポート４との相関係数（Ｐ２−Ｐ４）と、ポート１とポート４（Ｐ１−Ｐ４）との相関係数は同じ値である。このため、図１０には、代表して、ポート１とポート３との相関係数（Ｐ１−Ｐ３）を示す。
ポート１とポート２との多重効率（Ｐ１−Ｐ２）と、ポート３とポート４との多重効率（Ｐ３−Ｐ４）は同じ値である。このため、図１０には、代表して、ポート１とポート２との多重効率（Ｐ１−Ｐ２）を示す。
また、ポート１とポート３との多重効率（Ｐ１−Ｐ３）と、ポート２とポート３との多重効率（Ｐ２−Ｐ３）と、ポート２とポート４との多重効率（Ｐ２−Ｐ４）と、ポート１とポート４（Ｐ１−Ｐ４）との多重効率は同じ値である。このため、図１０には、代表して、ポート１とポート３との多重効率（Ｐ１−Ｐ３）を示す。
また、ポート１とポート３との多重効率（Ｐ１−Ｐ３）と、ポート２とポート３との多重効率（Ｐ２−Ｐ３）と、ポート２とポート４との多重効率（Ｐ２−Ｐ４）と、ポート１とポート４（Ｐ１−Ｐ４）との多重効率は同じ値である。このため、図１０には、代表して、ポート１とポート３との多重効率（Ｐ１−Ｐ３）を示す。
共振周波数が８００ＭＨｚ帯の場合について説明する。
この場合、図１０に示されるように、Ｐ１−Ｐ２の相関係数は０．５１であり、Ｐ１−Ｐ３の相関係数は０である。Ｐ１−Ｐ２の多重効率は−２．９であり、Ｐ１−Ｐ３の多重効率は−１．３２５である。これらの値は、図３を参照して説明したアンテナ装置１０の多重効率と、図４を参照して説明したアンテナ装置２０の多重効率と比較して、特性が改善している。
この場合、図１０に示されるように、Ｐ１−Ｐ２の相関係数は０．５１であり、Ｐ１−Ｐ３の相関係数は０である。Ｐ１−Ｐ２の多重効率は−２．９であり、Ｐ１−Ｐ３の多重効率は−１．３２５である。これらの値は、図３を参照して説明したアンテナ装置１０の多重効率と、図４を参照して説明したアンテナ装置２０の多重効率と比較して、特性が改善している。
共振周波数が２ＧＨｚ帯の場合について説明する。
この場合、図１０に示されるように、Ｐ１−Ｐ２の相関係数は０．１４であり、Ｐ１−Ｐ３の相関係数は０.０３９である。Ｐ１−Ｐ２の多重効率は−１.１８であり、Ｐ１−Ｐ３の多重効率は−０．９２５である。これらの値は、図３を参照して説明したアンテナ装置１０の多重効率と、図４を参照して説明したアンテナ装置２０の多重効率と比較して、特性が改善している。
この場合、図１０に示されるように、Ｐ１−Ｐ２の相関係数は０．１４であり、Ｐ１−Ｐ３の相関係数は０.０３９である。Ｐ１−Ｐ２の多重効率は−１.１８であり、Ｐ１−Ｐ３の多重効率は−０．９２５である。これらの値は、図３を参照して説明したアンテナ装置１０の多重効率と、図４を参照して説明したアンテナ装置２０の多重効率と比較して、特性が改善している。
図１１は、第２の実施形態のアンテナ装置の電流分布を示す図である。
図１１は、アンテナ素子２０２−１に給電し、アンテナ素子２０２−２、アンテナ素子２０２−３、及びアンテナ素子２０２−４には給電しない場合を示す。
図１１によれば、アンテナ素子２０２−１から、アンテナ素子２０２−２、アンテナ素子２０２−３、及びアンテナ素子２０２−４へ電流が流れるものの、その電流の値が、前述したアンテナ装置１０や、アンテナ装置２０と比較して、小さいことが分かる。このため、アンテナ素子２０２−１から、アンテナ素子２０２−２、アンテナ素子２０２−３、及びアンテナ素子２０２−４への電流の励起を抑制できることが分かる。
アンテナ素子２０２−２、アンテナ素子２０２−３、及びアンテナ素子２０２−４への電流の励起を抑制できることによって、各アンテナ素子間の相互結合を弱くすることができるため、ＭＩＭＯ効果を高めることができる。これは、アンテナ素子２０２−２、アンテナ素子２０２−３、及びアンテナ素子２０２−４の各々に給電し、給電したアンテナ素子以外のアンテナ素子には給電しない場合でも同様である。
図１１は、アンテナ素子２０２−１に給電し、アンテナ素子２０２−２、アンテナ素子２０２−３、及びアンテナ素子２０２−４には給電しない場合を示す。
図１１によれば、アンテナ素子２０２−１から、アンテナ素子２０２−２、アンテナ素子２０２−３、及びアンテナ素子２０２−４へ電流が流れるものの、その電流の値が、前述したアンテナ装置１０や、アンテナ装置２０と比較して、小さいことが分かる。このため、アンテナ素子２０２−１から、アンテナ素子２０２−２、アンテナ素子２０２−３、及びアンテナ素子２０２−４への電流の励起を抑制できることが分かる。
アンテナ素子２０２−２、アンテナ素子２０２−３、及びアンテナ素子２０２−４への電流の励起を抑制できることによって、各アンテナ素子間の相互結合を弱くすることができるため、ＭＩＭＯ効果を高めることができる。これは、アンテナ素子２０２−２、アンテナ素子２０２−３、及びアンテナ素子２０２−４の各々に給電し、給電したアンテナ素子以外のアンテナ素子には給電しない場合でも同様である。
前述した第２の実施形態では、アンテナ装置２００が、二周波共用アンテナを備える場合について説明したが、この例に限られない。例えば、アンテナ装置２００が、モノポールアンテナを備えるようにしてもよいし、ダイポールアンテナを備えるようにしてもよい。
前述した第２の実施形態では、アンテナ装置２００が、四本のアンテナ素子２０２を備える場合について説明したが、この例に限られない。例えば、アンテナ装置２００が、四本以上のアンテナ素子を備えるようにしてもよい。この場合、アンテナ装置２００は、アンテナ素子２０２−１と、グランド部２０４−１と、アンテナ素子２０２−２と、グランド部２０４−２とが形成されたフィルム２０８−ａを複数備えるようにしてもよい。そして、各フィルム２０８−ａが、アンテナ素子２０２−１と、アンテナ素子２０２−２と平行な中心軸で、同じ角度で交差するようにしてもよい。
前述した第２の実施形態では、アンテナ装置２００が、四本のアンテナ素子２０２を備える場合について説明したが、この例に限られない。例えば、アンテナ装置２００が、四本以上のアンテナ素子を備えるようにしてもよい。この場合、アンテナ装置２００は、アンテナ素子２０２−１と、グランド部２０４−１と、アンテナ素子２０２−２と、グランド部２０４−２とが形成されたフィルム２０８−ａを複数備えるようにしてもよい。そして、各フィルム２０８−ａが、アンテナ素子２０２−１と、アンテナ素子２０２−２と平行な中心軸で、同じ角度で交差するようにしてもよい。
第２の実施形態のアンテナ装置によれば、フィルム１０８−ａに、アンテナ素子１０２−１とアンテナ素子１０２−２とを形成する。フィルム１０８−ｂに、アンテナ素子１０２−３とアンテナ素子１０２−４とを形成する。そして、フィルム１０８−ａのアンテナ素子１０２−１の長手方向とアンテナ素子１０２−２の長手方向と平行な中心軸同士を９０度で交差させる。このように構成することによって、アンテナ装置１００の特性を改善できる。
［第３の実施形態］
（アンテナ装置の構成）
図１２は、第３の実施形態のアンテナ装置を示す図である。第３の実施形態のアンテナ装置３００は、第１の実施形態のアンテナ装置１００において、アンテナ素子１０２−１と、アンテナ素子１０２−２との間に、無給電素子を一つ備え、アンテナ素子１０２−３と、アンテナ素子１０２−４との間に、無給電素子を一つ備えるようにしたものである。
アンテナ装置３００は、アンテナ素子３０２−１と、グランド部３０４−１と、フィルム３０８−１と、アンテナ素子３０２−２と、グランド部３０４−２と、無給電素子３０６−２と、フィルム３０８−２と、アンテナ素子３０２−３と、グランド部３０４−３と、無給電素子３０６−３と、フィルム３０８−３と、アンテナ素子３０２−４と、グランド部３０４−４と、フィルム３０８−４とを備える。
（アンテナ装置の構成）
図１２は、第３の実施形態のアンテナ装置を示す図である。第３の実施形態のアンテナ装置３００は、第１の実施形態のアンテナ装置１００において、アンテナ素子１０２−１と、アンテナ素子１０２−２との間に、無給電素子を一つ備え、アンテナ素子１０２−３と、アンテナ素子１０２−４との間に、無給電素子を一つ備えるようにしたものである。
アンテナ装置３００は、アンテナ素子３０２−１と、グランド部３０４−１と、フィルム３０８−１と、アンテナ素子３０２−２と、グランド部３０４−２と、無給電素子３０６−２と、フィルム３０８−２と、アンテナ素子３０２−３と、グランド部３０４−３と、無給電素子３０６−３と、フィルム３０８−３と、アンテナ素子３０２−４と、グランド部３０４−４と、フィルム３０８−４とを備える。
アンテナ素子３０２−１と、アンテナ素子３０２−２と、アンテナ素子３０２−３と、アンテナ素子３０２−４とは、光透過性の高い透明導電材で構成される。アンテナ素子３０２−１はフィルム３０８−１に形成され、アンテナ素子３０２−２はフィルム３０８−２に形成され、アンテナ素子３０２−３はフィルム３０８−３に形成され、アンテナ素子３０２−４はフィルム３０８−４に形成される。
フィルム３０８−１と、フィルム３０８−２とが一体成型されたフィルムをフィルム３０８−ａという。フィルム３０８−３と、フィルム３０８−４とが一体成型されたフィルムをフィルム３０８−ｂという。
フィルム３０８−１と、フィルム３０８−２とが一体成型されたフィルムをフィルム３０８−ａという。フィルム３０８−３と、フィルム３０８−４とが一体成型されたフィルムをフィルム３０８−ｂという。
アンテナ素子３０２−１と、アンテナ素子３０２−２とは、それらの長手方向が、平行で、且つ対向して配置される。アンテナ素子３０２−３と、アンテナ素子３０２−４とは、それらの長手方向が、平行で、且つ対向して配置される。
無給電素子３０６−２と、無給電素子３０６−３とは、矩形の形状を有し、導電材で構成される。無給電素子３０６−２のサイズと、無給電素子３０６−３のサイズは、前述した第１の実施形態を適用できる。
無給電素子３０６−２は、フィルム３０８−２に、アンテナ素子３０２−２に対して、マイナスｘ側に形成される。無給電素子３０６−３は、フィルム３０８−３に、アンテナ素子３０２−３に対して、マイナスｚ側に形成される。
無給電素子３０６−２と、無給電素子３０６−３とは、矩形の形状を有し、導電材で構成される。無給電素子３０６−２のサイズと、無給電素子３０６−３のサイズは、前述した第１の実施形態を適用できる。
無給電素子３０６−２は、フィルム３０８−２に、アンテナ素子３０２−２に対して、マイナスｘ側に形成される。無給電素子３０６−３は、フィルム３０８−３に、アンテナ素子３０２−３に対して、マイナスｚ側に形成される。
アンテナ素子３０２−１、アンテナ素子３０２−２、アンテナ素子３０２−３、及びアンテナ素子３０２−４は、前述したアンテナ素子１０２−１、アンテナ素子１０２−２、アンテナ素子１０２−３、及びアンテナ素子１０２−４を、それぞれ適用できる。
グランド部３０４−１、グランド部３０４−２、グランド部３０４−３、及びグランド部３０４−４は、前述したグランド部１０４−１、グランド部１０４−２、グランド部１０４−３、及びグランド部１０４−４を、それぞれ適用できる。
フィルム３０８−１、フィルム３０８−２、フィルム３０８−３、及びフィルム３０８−４は、前述したフィルム１０８−１、フィルム１０８−２、フィルム１０８−３、及びグランド部１０４−４を、それぞれ適用できる。
グランド部３０４−１、グランド部３０４−２、グランド部３０４−３、及びグランド部３０４−４は、前述したグランド部１０４−１、グランド部１０４−２、グランド部１０４−３、及びグランド部１０４−４を、それぞれ適用できる。
フィルム３０８−１、フィルム３０８−２、フィルム３０８−３、及びフィルム３０８−４は、前述したフィルム１０８−１、フィルム１０８−２、フィルム１０８−３、及びグランド部１０４−４を、それぞれ適用できる。
図１３は、第３の実施形態のアンテナ装置の側面図である。図１３に示される例は、図１２を参照して説明したアンテナ装置３００を、プラスｚ側からマイナスｚ側を見た図である。アンテナ素子３０２−１と、アンテナ素子３０２−２との間に、一つの無給電素子３０６−２が、フィルム３０２−ａに形成される。
無給電素子３０６−３についても同様に、アンテナ素子３０２−３と、アンテナ素子３０２−４との間に、一つの無給電素子３０６−３が、フィルム３０２−ａに形成される。
無給電素子３０６−３についても同様に、アンテナ素子３０２−３と、アンテナ素子３０２−４との間に、一つの無給電素子３０６−３が、フィルム３０２−ａに形成される。
図１４は、第３の実施形態のアンテナ装置の特性の一例を示す図である。図１４に示される例では、アンテナ装置の特性として、第１の実施形態と同様に、相関係数と、多重効率とが示される。
相関係数と、多重効率とを示すに当たり、アンテナ素子３０２−１のアンテナポートをポート１と呼び、アンテナ素子３０２−２のアンテナポートをポート２と呼び、アンテナ素子３０２−３のアンテナポートをポート３と呼び、アンテナ素子３０２−４のアンテナポートをポート４と呼ぶ。
ポート１とポート２との相関係数（Ｐ１−Ｐ２）と、ポート３とポート４との相関係数（Ｐ３−Ｐ４）は同じ値である。このため、図１４には、代表して、ポート１とポート２との相関係数（Ｐ１−Ｐ２）を示す。
また、ポート１とポート３との相関係数（Ｐ１−Ｐ３）と、ポート２とポート３との相関係数（Ｐ２−Ｐ３）と、ポート２とポート４との相関係数（Ｐ２−Ｐ４）と、ポート１とポート４（Ｐ１−Ｐ４）との相関係数は同じ値である。このため、図１４には、代表して、ポート１とポート３との相関係数（Ｐ１−Ｐ３）を示す。
相関係数と、多重効率とを示すに当たり、アンテナ素子３０２−１のアンテナポートをポート１と呼び、アンテナ素子３０２−２のアンテナポートをポート２と呼び、アンテナ素子３０２−３のアンテナポートをポート３と呼び、アンテナ素子３０２−４のアンテナポートをポート４と呼ぶ。
ポート１とポート２との相関係数（Ｐ１−Ｐ２）と、ポート３とポート４との相関係数（Ｐ３−Ｐ４）は同じ値である。このため、図１４には、代表して、ポート１とポート２との相関係数（Ｐ１−Ｐ２）を示す。
また、ポート１とポート３との相関係数（Ｐ１−Ｐ３）と、ポート２とポート３との相関係数（Ｐ２−Ｐ３）と、ポート２とポート４との相関係数（Ｐ２−Ｐ４）と、ポート１とポート４（Ｐ１−Ｐ４）との相関係数は同じ値である。このため、図１４には、代表して、ポート１とポート３との相関係数（Ｐ１−Ｐ３）を示す。
ポート１とポート２との多重効率（Ｐ１−Ｐ２）と、ポート３とポート４との多重効率（Ｐ３−Ｐ４）は同じ値である。このため、図１４には、代表して、ポート１とポート２との多重効率（Ｐ１−Ｐ２）を示す。
また、ポート１とポート３との多重効率（Ｐ１−Ｐ３）と、ポート２とポート３との多重効率（Ｐ２−Ｐ３）と、ポート２とポート４との多重効率（Ｐ２−Ｐ４）と、ポート１とポート４（Ｐ１−Ｐ４）との多重効率は同じ値である。このため、図１４には、代表して、ポート１とポート３との多重効率（Ｐ１−Ｐ３）を示す。
また、ポート１とポート３との多重効率（Ｐ１−Ｐ３）と、ポート２とポート３との多重効率（Ｐ２−Ｐ３）と、ポート２とポート４との多重効率（Ｐ２−Ｐ４）と、ポート１とポート４（Ｐ１−Ｐ４）との多重効率は同じ値である。このため、図１４には、代表して、ポート１とポート３との多重効率（Ｐ１−Ｐ３）を示す。
共振周波数が８００ＭＨｚ帯の場合について説明する。
この場合、図１４に示されるように、Ｐ１−Ｐ２の相関係数は０．４７であり、Ｐ１−Ｐ３の相関係数は０である。Ｐ１−Ｐ２の多重効率は−２．６であり、Ｐ１−Ｐ３の多重効率は−１．２８である。これらの値は、図３を参照して説明したアンテナ装置１０の多重効率と、図４を参照して説明したアンテナ装置２０の多重効率と比較して、特性が改善している。仮に、相関係数の目標値を０．５以下、多重効率の目標値を−２．５ｄＢ以上とした場合、相関係数、及び多重効率の両方において、目標値を満たしていることが分かる。
この場合、図１４に示されるように、Ｐ１−Ｐ２の相関係数は０．４７であり、Ｐ１−Ｐ３の相関係数は０である。Ｐ１−Ｐ２の多重効率は−２．６であり、Ｐ１−Ｐ３の多重効率は−１．２８である。これらの値は、図３を参照して説明したアンテナ装置１０の多重効率と、図４を参照して説明したアンテナ装置２０の多重効率と比較して、特性が改善している。仮に、相関係数の目標値を０．５以下、多重効率の目標値を−２．５ｄＢ以上とした場合、相関係数、及び多重効率の両方において、目標値を満たしていることが分かる。
共振周波数が２ＧＨｚ帯の場合について説明する。
この場合、図１４に示されるように、Ｐ１−Ｐ２の相関係数は０．１２であり、Ｐ１−Ｐ３の相関係数は０である。Ｐ１−Ｐ２の多重効率は−１.２であり、Ｐ１−Ｐ３の多重効率は−０．９４である。これらの値は、図３を参照して説明したアンテナ装置１０の多重効率と、図４を参照して説明したアンテナ装置２０の多重効率と比較して、特性が改善している。しかし、仮に、相関係数の目標値を０．５以下、多重効率の目標値を−１．０ｄＢ以上とした場合、相関係数、及び多重効率の両方において、目標値を満たしていないことが分かる。
したがって、アンテナ装置３００は、８００ＭＨｚ帯と、２ＧＨｚのうち、低周波数帯である８００ＭＨｚ帯で、ＭＩＭＯ効果を向上させることができる。
この場合、図１４に示されるように、Ｐ１−Ｐ２の相関係数は０．１２であり、Ｐ１−Ｐ３の相関係数は０である。Ｐ１−Ｐ２の多重効率は−１.２であり、Ｐ１−Ｐ３の多重効率は−０．９４である。これらの値は、図３を参照して説明したアンテナ装置１０の多重効率と、図４を参照して説明したアンテナ装置２０の多重効率と比較して、特性が改善している。しかし、仮に、相関係数の目標値を０．５以下、多重効率の目標値を−１．０ｄＢ以上とした場合、相関係数、及び多重効率の両方において、目標値を満たしていないことが分かる。
したがって、アンテナ装置３００は、８００ＭＨｚ帯と、２ＧＨｚのうち、低周波数帯である８００ＭＨｚ帯で、ＭＩＭＯ効果を向上させることができる。
前述した第３の実施形態では、アンテナ装置３００が、二周波共用アンテナを備える場合について説明したが、この例に限られない。例えば、アンテナ装置３００が、モノポールアンテナを備えるようにしてもよいし、ダイポールアンテナを備えるようにしてもよい。
前述した第３の実施形態では、アンテナ装置３００が、四本のアンテナ素子３０２を備える場合について説明したが、この例に限られない。例えば、アンテナ装置３００が、四本以上のアンテナ素子を備えるようにしてもよい。この場合、アンテナ装置３００は、アンテナ素子３０２−１と、グランド部３０４−１と、アンテナ素子３０２−２と、グランド部３０４−２と、無給電素子３０６−２とが形成されたフィルム３０８−ａを複数備えるようにしてもよい。そして、各フィルム３０８−ａが、アンテナ素子３０２−１と、アンテナ素子３０２−２と平行な中心軸で、同じ角度で交差するようにしてもよい。
前述した第３の実施形態では、アンテナ装置３００が、四本のアンテナ素子３０２を備える場合について説明したが、この例に限られない。例えば、アンテナ装置３００が、四本以上のアンテナ素子を備えるようにしてもよい。この場合、アンテナ装置３００は、アンテナ素子３０２−１と、グランド部３０４−１と、アンテナ素子３０２−２と、グランド部３０４−２と、無給電素子３０６−２とが形成されたフィルム３０８−ａを複数備えるようにしてもよい。そして、各フィルム３０８−ａが、アンテナ素子３０２−１と、アンテナ素子３０２−２と平行な中心軸で、同じ角度で交差するようにしてもよい。
第３の実施形態のアンテナ装置３００によれば、フィルム３０８−ａに形成されるアンテナ素子３０２−１と、アンテナ素子３０２−２との間に、無給電素子３０６−２を配置する。さらに、フィルム３０８−ｂに形成されるアンテナ素子３０２−３と、アンテナ素子３０２−４との間に、無給電素子３０６−３を配置する。そして、フィルム３０８−ａのアンテナ素子３０２−１の長手方向とアンテナ素子３０２−２の長手方向と平行な中心軸同士を９０度で交差させる。このように構成することによって、アンテナ装置３００は、８００ＭＨｚ帯と、２ＧＨｚのうち、低周波数帯である８００ＭＨｚ帯で、ＭＩＭＯ効果を向上させることができる。このため、特に屋内エリアの通信スループットを改善することができる。
前述した実施形態では、共振周波数が８００ＭＨｚ帯の一例として、８６８ＭＨｚについて説明したが、この例に限られない。例えば、８００ＭＨｚ帯の８６８ＭＨｚ以外の周波数についても同様である。
前述した実施形態では、共振周波数が２ＧＨｚ帯の一例として、２１２０ＭＨｚについて説明したが、この例に限られない。例えば、２ＧＨｚ帯の２１２０ＭＨｚ以外の周波数についても同様である。
上述した実施形態において、アンテナ素子１０２−１、アンテナ素子２０２−１、アンテナ素子３０２−１、アンテナ素子１０２−３、アンテナ素子２０２−３、及びアンテナ素子３０２−３は第一アンテナ素子の一例である。また、アンテナ素子１０２−２、アンテナ素子２０２−２、アンテナ素子３０２−２、アンテナ素子１０２−４、アンテナ素子２０２−４、及びアンテナ素子３０２−４は第二アンテナ素子の一例である。また、アンテナ素子１０２−１と、アンテナ素子１０２−２とのペアと、アンテナ素子１０２−３と、アンテナ素子１０２−４とのペアとは、アンテナ素子ペアの一例である。
前述した実施形態では、共振周波数が２ＧＨｚ帯の一例として、２１２０ＭＨｚについて説明したが、この例に限られない。例えば、２ＧＨｚ帯の２１２０ＭＨｚ以外の周波数についても同様である。
上述した実施形態において、アンテナ素子１０２−１、アンテナ素子２０２−１、アンテナ素子３０２−１、アンテナ素子１０２−３、アンテナ素子２０２−３、及びアンテナ素子３０２−３は第一アンテナ素子の一例である。また、アンテナ素子１０２−２、アンテナ素子２０２−２、アンテナ素子３０２−２、アンテナ素子１０２−４、アンテナ素子２０２−４、及びアンテナ素子３０２−４は第二アンテナ素子の一例である。また、アンテナ素子１０２−１と、アンテナ素子１０２−２とのペアと、アンテナ素子１０２−３と、アンテナ素子１０２−４とのペアとは、アンテナ素子ペアの一例である。
本発明は特定の実施例、変形例を参照しながら説明されてきたが、各実施例、変形例は単なる例示に過ぎず、当業者は様々な変形例、修正例、代替例、置換例等を理解するであろう。本発明は上記実施例に限定されず、本発明の精神から逸脱することなく、様々な変形例、修正例、代替例、置換例等が包含される。
１０、２０…アンテナ装置、 １２、１２−１、１２−２、１２−３、１２−４…アンテナ素子、 １４−１、１４−２、１４−３、１４−４…グランド部、 １８−ａ、１８−ｂ…フィルム、 １００、２００、３００…アンテナ装置、 １０２、１０２−１、１０２−２、１０２−３、１０２−４、２０２、２０２−１、２０２−２、２０２−３、２０２−４、３０２、３０２−１、３０２−２、３０２−３、３０２−４…アンテナ素子、 １０４、１０４−１、１０４−２、１０４−３、１０４−４、２０４−１、２０４−２、２０４−３、２０４−４、３０４−１、３０４−２、３０４−３、３０４−４…グランド部、 １０６、１０６−１、１０６−２、１０６−３、１０６−４、３０６−２、３０６−３…無給電素子、 １０８−１、１０８−２、１０８−３、１０８−４、１０８−ａ、１０８−ｂ、２０８−１、２０８−２、２０８−３、２０８−４、３０８−１、３０８−２、３０８−３、３０８−４、３０８−ａ、３０８−ｂ…フィルム
Claims (5)
- 第一アンテナ素子と、
前記第一アンテナ素子と平行に、且つ対向して配置された第二アンテナ素子とを含むアンテナ素子ペアを複数備え、
複数の前記アンテナ素子ペアの各々は、
前記第一アンテナ素子と前記第二アンテナ素子とを含む平面が、前記第一アンテナ素子と前記第二アンテナ素子と平行な中心軸で互いに同じ角度で交差し、
前記第一アンテナ素子と前記第二アンテナ素子との間に一又は複数の無給電素子を備える、アンテナ装置。 - 前記無給電素子は、矩形の形状を有し、前記無給電素子の短辺は、共振周波数に対する波長をλ１とした場合に、０．０５λ１から０．１５λ１の長さを有する、請求項１に記載のアンテナ装置。
- 前記無給電素子は、矩形の形状を有し、前記無給電素子の長手方向は、共振周波数に対する波長をλ１とした場合に、０．１５λ１から０．２５λ１の長さを有する、請求項１又は請求項２に記載のアンテナ装置。
- 前記第一アンテナ素子と前記第二アンテナ素子とは、デュアルバンドアンテナである、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
- 前記第一アンテナ素子と、前記第二アンテナ素子とへ給電する給電回路
を備える、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
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