JP6924945B2 - アンテナモジュールおよび無線通信装置 - Google Patents

Description

本発明は、アンテナモジュールおよびそれを備えた無線通信装置に関する。

従来から、たとえば、特許文献１に開示されているようなアンテナモジュールが開発されている。この特許文献１に開示されているアンテナモジュールにおいては、電波を送受信する２つのアンテナ素子は、グランド素子が互いの間に介在する状態で、互いに反対側を向くように配置されている。

特開２０１６−１４６５６４号公報

特許文献１に開示された従来のアンテナモジュールによれば、所望の方向に対するアンテナの指向性を高めることはできるが、アンテナの指向性の程度を低減することはできない。

本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものである。そして、本発明の目的は、アンテナの指向性の程度を低減することができるアンテナモジュールを提供することである。また、本発明の他の目的は、通信の相手方が存在する位置に依存せず、所望の通信を行うことができる無線通信装置を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明の第１の態様に係るアンテナモジュールは、第１の仮想面に沿って広がる板状の第１の導電性部と、前記第１の導電性部に電気的に接続された給電点を有し、前記第１の仮想面に沿って延びる線状の第１のアンテナ部と、前記第１のアンテナ部に対してほぼ垂直な方向に沿って延び、かつ、前記第１のアンテナ部とともに一組の角度ダイバーシティアンテナを構成する第２のアンテナ部を含み、前記第１の仮想面に対して垂直に交差する第２の仮想面に沿って広がる板状の第２の導電性部と、前記第１の導電性部と前記第２の導電性部とに電気的に接続され、前記第１の導電性部と前記第２の導電性部との間で流れる電流を中継する導電性の中継部と、を備え、前記給電点と前記中継部との位置関係は、前記第１のアンテナ部が前記第２の導電性部に直接接続された場合に比較して、前記第１の仮想面における前記一組の角度ダイバーシティアンテナに関する水平偏波および垂直偏波のそれぞれの指向性の程度が低減されるように設定されている。

本発明の第２の態様に係る無線通信装置は、第１の態様のアンテナモジュールを含み、前記アンテナモジュールを構成する第１の導電性部および第２の導電性部のそれぞれは、電子回路部品が電気的に接続された多層配線基板のうちの１つの層を構成する導電層である。

本発明のアンテナモジュールによれば、アンテナの指向性の程度を低減することができる。また、本発明の無線通信装置によれば、通信の相手方が存在する位置に依存せず、所望の通信を行うことができる。

本発明の実施の形態１の無線通信装置の設置状況を説明するための断面模式図である。 本発明の実施の形態１の無線通信装置の設置状況を説明するための平面模式図である。 本発明の実施の形態１の無線通信装置の内部に設けられたアンテナモジュールの斜視図である。 本発明の実施の形態１の無線通信装置の内部に設けられたアンテナモジュールの底面図である。 本発明の実施の形態１の無線通信装置の内部に設けられたアンテナモジュールの右側面図である。 本発明の実施の形態１の無線通信装置の内部に設けられたアンテナモジュールの左側面図である。 本発明の実施の形態１の無線通信装置の内部に設けられたアンテナモジュールの正面図である。 本発明の実施の形態１の無線通信装置の内部に設けられたアンテナモジュールの背面図である。 本発明の実施の形態１の無線通信装置の内部に設けられたアンテナモジュールの２つのアンテナのｘｙ平面、ｙｚ平面、およびｚｘ平面のそれぞれの両偏波（Ｅθ，Ｅφ）の指向性を示すグラフである。 本発明の実施の形態１のアンテナモジュールにおいて、中央部、給電点側の端部、および給電点のいずれかに中継部を設けた場合の水平面（ｘｙ平面）における４種類のアンテナの平均利得を示すグラフである。 本発明の実施の形態１のアンテナモジュールにおいて、中央部、給電点側の端部、および給電点のいずれかに中継部を設けた場合の第１のアンテナ部および第２のアンテナ部のそれぞれのアンテナ効率を示すグラフである。 本発明の実施の形態１のアンテナモジュールにおいて、中央部、給電点側の端部、および給電点のいずれかに中継部を設けた場合の第１のアンテナ部と第２のアンテナ部とのアイソレーション特性を示すグラフである。 本発明の実施の形態１のアンテナモジュールにおける一方のアンテナに電流が流れたときの（ａ）第２の電電性部側および（ｂ）第３の電電性部側の電流分布図である。 本発明の実施の形態１のアンテナモジュールにおける他方のアンテナに電流が流れたときの（ａ）第２の導電部側および（ｂ）第３の導電性側の電流分布図である。 比較例の無線通信装置の内部に設けられたアンテナモジュールの斜視図である。 比較例の無線通信装置の内部に設けられたアンテナモジュールのｘｙ平面、ｙｚ平面、およびｚｘ平面のそれぞれの両偏波（Ｅθ，Ｅφ）の指向性を示すグラフである。 本発明の実施の形態２の無線通信装置の内部に設けられたアンテナモジュールの斜視図である。 本発明の実施の形態２の無線通信装置の内部に設けられたアンテナモジュールの底面図である。 本発明の実施の形態２の無線通信装置の内部に設けられたアンテナモジュールの右側面図である。 本発明の実施の形態２の無線通信装置の内部に設けられたアンテナモジュールの左側面図である。 本発明の実施の形態２の無線通信装置の内部に設けられたアンテナモジュールの正面図である。 本発明の実施の形態２の無線通信装置の内部に設けられたアンテナモジュールの背面図である。 本発明の実施の形態２の無線通信装置の内部に設けられたアンテナモジュールのｘｙ平面、ｙｚ平面、およびｚｘ平面のそれぞれの両偏波（Ｅθ，Ｅφ）の指向性を示すグラフである。 本発明の実施の形態３の無線通信装置の内部に設けられたアンテナモジュールの斜視図である。 本発明の実施の形態３の無線通信装置の内部に設けられたアンテナモジュールの底面図である。 本発明の実施の形態３の無線通信装置の内部に設けられたアンテナモジュールの右側面図である。 本発明の実施の形態３の無線通信装置の内部に設けられたアンテナモジュールの左側面図である。 本発明の実施の形態３の無線通信装置の内部に設けられたアンテナモジュールの正面図である。 本発明の実施の形態３の無線通信装置の内部に設けられたアンテナモジュールの背面図である。 本発明の実施の形態３の無線通信装置の内部に設けられたアンテナモジュールの２つのアンテナのｘｙ平面、ｙｚ平面、およびｚｘ平面のそれぞれの両偏波（Ｅθ，Ｅφ）の指向性を示すグラフである。 本発明の実施の形態４の無線通信装置の内部に設けられたアンテナモジュールの斜視図である。 本発明の実施の形態４の無線通信装置の内部に設けられたアンテナモジュールを含む一組の多層配線基板の写真である。 本発明の実施の形態４の無線通信装置の内部に設けられたアンテナモジュールの２つのアンテナのｘｙ平面、ｙｚ平面、およびｚｘ平面のそれぞれの両偏波（Ｅθ，Ｅφ）の指向性を示すグラフである。 本発明の実施の形態５の無線通信装置の内部に設けられたアンテナモジュールの底面図である。

以下、図面を参照しながら、実施の形態の無線通信装置を説明する。

各実施の形態において、同一の参照符号が付されている部位は、同一の機能を有するものとする。したがって、特に必要がなければ、同一参照符号が付された部位の機能の説明は繰り返さない。

（実施の形態１）
図１および図２を用いて、実施の形態１の無線通信装置１００が使用されるときの周辺の状況を説明する。

本実施の形態においては、図１に示されるように、無線通信装置１００は、複数の照明器具２００を制御するために用いられる。図２に示されるように、複数の照明器具２００は、平面視において、１つの無線通信装置１００を取り囲むように分散して設けられている。照明器具２００は、天井部３００の下面に露出するように設置されている。したがって、照明器具２００は、天井部３００の下側の空間に光を照射する。本実施の形態の無線通信装置１００は、箱形状を有しており、天井部３００の下側の空間に露出するように設置されている。

無線通信装置１００は、天井部３００の下側の空間においてリモートコントローラ１０００から発信されて電波を受信する。それにより、無線通信装置１００は、たとえば、受信した電波によって特定される指令に基づいて、その周辺に設けられた照明器具２００の調光および調色を制御する。したがって、無線通信装置１００は、天井部３００に極力近い部分にアンテナを有している。また、無線通信装置１００は、複数の照明器具２００のそれぞれに同様の状態の電波を送信するために、水平面において指向性を有することなく、電波を発するアンテナを有している。本明細書では、水平面をｘｙ平面とする。また、鉛直方向をｚ軸とする。

図３〜図９を用いて、実施の形態１の無線通信装置１００内のアンテナモジュール５０を具体的に説明する。

アンテナモジュール５０は、板状の第１の導電性部１、線状の第１のアンテナ部２０、板状の第２の導電性部２、および導電性の中継部１２を備えている。アンテナモジュール５０は、必須ではないが、線状の第３のアンテナ部３０、板状の第３の導電性部３、および導電性の他の中継部１３を備えている。

ここでは、アンテナモジュール５０の原理を説明するため、各図においては、多層配線基板からアンテナモジュール５０の部分のみが抽出して描かれ、多層配線基板の他の導電層および全ての絶縁層は描かれていない。しかしながら、実際には、第１の導電性部１、第２の導電性部２、および第３の導電性部３のそれぞれは、複数の絶縁層と複数の導電層とが積み重ねられた多層構造のプリント配線基板の１つの導電層である。したがって、第１の導電性部１、第２の導電性部２、および第３の導電性部３のそれぞれは、絶縁層に挟まれ、その絶縁層上に電子回路としてのコンデンサ、抵抗器、メモリ、および演算回路等が搭載され、プリント配線がプリントされている。

板状の第１の導電性部１は、実質的に矩形の輪郭を有している。板状の第１の導電性部１は、第１の仮想面に沿って広がるものとする。一方、線状の第１のアンテナ部２０は、第１の導電性部１に電気的に接続された給電点２１を有している。本実施の形態においては、第１のアンテナ部２０は、第１の導電性部１から第１の導電性部１に対して実質的に垂直な方向に延びる鉛直部２０Ａと、第１の導電性部１に実質的に平行に延びる水平部２０Ｂと、を有している。

板状の第２の導電性部２は、第１のアンテナ部２０に対してほぼ垂直な方向に沿って延び、かつ、第１のアンテナ部２０とともに一組の角度ダイバーシティアンテナ２０２Ａを構成する第２のアンテナ部２Ａを含んでいる。つまり、第２のアンテナ部２Ａは、鉛直方向に沿って延びる板状の第２の導電性部２の一部である。板状の第２の導電性部２は、実質的に矩形の輪郭を有している。板状の第２の導電性部２は、第１の仮想面に対して垂直に交差する第２の仮想面に沿って広がっているものとする。

線状の第３のアンテナ部３０は、第１の導電性部１に電気的に接続された他の給電点３１を有している。一方、線状の第３のアンテナ部３０は、前述の第１の仮想面に沿って延びている。第３のアンテナ部３０は、第１の導電性部１から第１の導電性部１に対して実質的に垂直な方向に延びる鉛直部３０Ａと、第１の導電性部１に実質的に平行に延びる水平部３０Ｂと、を有している。

板状の第３の導電性部３は、第３のアンテナ部３０に対してほぼ垂直な方向に沿って延び、かつ、第３のアンテナ部３０とともに他の一組の角度ダイバーシティアンテナ３０３Ａを構成する第４のアンテナ部３Ａを含んでいる。つまり、第４のアンテナ部３Ａは、鉛直方向に沿って延びる板状の第３の導電性部３の一部である。板状の第３の導電性部３は、実質的に矩形の輪郭を有している。板状の第３の導電性部３は、前述の第１の仮想面に対して垂直に交差する第３の仮想面に沿って広がっているものとする。

本明細書において、「実質的に矩形」とは、角部が丸まっていたり、一部に切欠きを有していたりして、数学的な意味での矩形そのものとは若干異なっているものの、それでもなお矩形を想起できる程度に矩形の輪郭に類似した輪郭を有する形状を含む。また、「仮想面に沿って広がる」および「仮想面に沿って延びる」とは、仮想面に対して数学的な意味で平行でなくてもよく、以下に説明される本実施の形態のアンテナモジュール５０の効果が得られる範囲で、おおよそ平行であればよいことを意味している。

本実施の形態においては、第１の仮想平面（図３のｘｙ平面に平行）と第２の仮想平面（図３のｙｚ平面に平行）および第３の仮想平面（図３のｙｚ平面に平行）のそれぞれとは、直交している。したがって、板状の第１の導電性部１は、板状の第２の導電性部２および第３の導電性部３のそれぞれに実質的に垂直に設けられている。板状の第２の導電性部２と板状の第３の導電性部とは互いに実質的に平行に設けられている。本明細書において、「実質的に垂直」とは、数学的な意味での垂直な関係に加えて、垂直な関係を構築しようとする意図を有するものの、製造上の誤差に基づいて厳密には垂直ではないものも含むものとする。本明細書において、「実質的に平行」とは、数学的な意味での平行な関係に加えて、平行な関係を構築しようとする意図を有するものの、製造上の誤差に基づいて厳密には平行ではないものも含むものとする。

図８に示されるように、背面図において、第１の導電性部１、第２の導電性部２、および第３の導電性部３が全体としてＵ字またはＪ字を構成するように配置されているのは、無線通信装置１００の外形をコンパクトにするためである。

第１のアンテナ部２０、第２のアンテナ部２Ａ、第３のアンテナ部３０、および第４のアンテナ部３Ａは、それぞれ、無線通信装置１００が送受信する通信電波の波長の１／４の物理長を有していることが理想的である。しかしながら、第１のアンテナ部２０、第２のアンテナ部２Ａ、第３のアンテナ部３０、および第４のアンテナ部３Ａのそれぞれの物理長は、予め定められた通信電波の波長の１／４から若干ずれた値であってもよい。ただし、この場合も、一組の角度ダイバーシティアンテナ２０２Ａおよび他の一組の角度ダイバーシティアンテナ３０３Ａのそれぞれが、アンテナとして所望の機能を発揮することができる要求される。

本実施の形態においては、第１のアンテナ部２０および第３のアンテナ部３０は、それぞれ、屈曲しているが、これは制限されたスペース内で所望の物理長を確保するためである。第１のアンテナ部２０および第３のアンテナ部３０は、それぞれ、必要な物理長および電気長を確保できるのであれば、いかなる形状を有していてもよい。第１のアンテナ部２０および第３のアンテナ部３０は、それぞれ、たとえば、半円周に沿って延びる形状であってもよいし、また、直線状であってもよい。

第１の導電性部１、第２の導電性部２、および第３の導電性部３のそれぞれは、実際には、絶縁層同士の間に挟まれた状態で、絶縁層上にプリントされたプリント配線に電気的に接続され、電子回路のグランド素子を構成している。

導電性の中継部１２は、第１の導電性部１と第２の導電性部２とに電気的に接続され、第１の導電性部１と第２の導電性部２との間で流れる電流を中継する。給電点２１と中継部１２とは、所望の第１の条件が成立する位置関係を有するように配置される。その第１の条件は、第１のアンテナ部２０が第２の導電性部２に直接接続された場合に比較して、第１の仮想面における一組の角度ダイバーシティアンテナ２０２Ａに関する水平偏波Ｅθおよび垂直偏波Ｅφのそれぞれの指向性の程度が低減されることである。このようにするのは、第１のアンテナ部２０が第１の導電性部１および中継部１２を介して第２の導電性部２に電気的に接続され、給電点２１と中継部１２とが特定の位置関係にある場合には、前述の指向性の程度が低減されることが判明したからである。これは、後述される指向性のシミュレーションによって判明した。

この第１の条件が成立する場合には、第１の仮想面における一組の角度ダイバーシティアンテナ２０２Ａの実質的に無指向性を実現することが可能になっている。つまり、一組の角度ダイバーシティアンテナ２０２Ａは、水平面（ｘｙ平面）においてどの方向にも所望の電波を送信することがきる。その結果、無線通信装置１００は、複数の照明器具２００のいずれとも、所望の通信を行うことができる。

また、本実施の形態においては、給電点２１と中継部１２とは、所望の第２の条件が成立する位置関係に配置されている。その第２の条件は、第１の導電性部１に流れる第１の電流１Ｉと、第１の電流が流れる方向と逆方向に向かって第２の導電性部２に流れる第２の電流２Ｉとが、水平偏波Ｅθおよび垂直偏波Ｅφのそれぞれの指向性に与える互いの影響を打ち消し合うことである。たとえば、第１の電流１Ｉと第２の電流２Ｉとは、図４に示されるように流れることによって、互いに打ち消し合うことができる。この第２の条件が成立する場合、水平偏波Ｅθおよび垂直偏波Ｅφのそれぞれの指向性の程度をさらに低減することができる。なお、「互いの影響を打ち消し合う」とは、おおよそ互いの影響を打ち消し合えればよいことを意味しており、完全に互いの影響を打ち消し合うことまでも必要とすることを意味していない。

なお、他の給電点３１と他の中継部１３とも、所望の第２の条件と同様の条件が成立する位置関係に配置されていることが好ましい。つまり、図示されていないが、第１の導電性部１に流れる第１の電流と、第１の電流が流れる方向と逆方向に向かって第３の導電性部に流れる第３の電流とが、水平偏波Ｅθおよび垂直偏波Ｅφのそれぞれの指向性に与える互いの影響を打ち消し合うことである。

導電性の他の中継部１３は、第１の導電性部１と第３の導電性部３とに電気的に接続され、第１の導電性部１と第３の導電性部３との間で流れる電流を中継する。他の給電点３１と他の中継部１３とは、所望の第３の条件が成立する位置関係に配置されている。その第３の条件は、第３のアンテナ部３０が第３の導電性部３に直接接続された場合に比較して、第１の仮想面における他の一組の角度ダイバーシティアンテナ３０３Ａについての垂直偏波Ｅφおよび水平偏波Ｅθのそれぞれの指向性の程度が低減されることである。この第３の条件が成立すると、第１の仮想面における他の一組の角度ダイバーシティアンテナ３０３Ａの無指向性を実現することが可能になっている。つまり、他の一組の角度ダイバーシティアンテナ３０３Ａは、水平面（ｘｙ平面）においてどの方向にも所望の電波を送信することがきる。その結果、無線通信装置１００は、複数の照明器具２００のいずれとも、所望の通信を行うことができる。

また、本実施の形態においては、一組の角度ダイバーシティアンテナ２０２Ａと他の一組の角度ダイバーシティアンテナ３０３Ａとが一組の空間ダイバーシティアンテナを構成する。このため、空間ダイバーシティの効果が得られる。空間ダイバーシティアンテナとは、複数のアンテナ部が異なる位置に設置されており、複数のアンテナ部の受信信号同士を合成するか、または、複数のアンテナ部の受信信号のうちの出力が大きいほうを利用して通信を行うためのものである。

図４に示されるように、給電点２１が第１の導電性部１のある一辺の中央部Ｃ１２よりもある一辺の端部Ｅ１２に相対的に近い位置に設けられている。中継部１２が、第１の導電性部１のある一辺の端部Ｅ１２よりもある一辺の中央部Ｃ１２に相対的に近い位置に設けられている。中継部１２が、前述の第１の導電性部１のある一辺に対向する第２の導電性部２のある一辺の端部Ｅ２よりも中央部Ｃ２に近い位置に設けられている。そのため、一組の角度ダイバーシティアンテナ２０２Ａの水平偏波Ｅθおよび垂直偏波Ｅφのそれぞれの指向性の程度を極力低減することができる。このことは、後述される指向性のシミュレーションの結果から把握することができる。

図４に示されるように、他の給電点３１が第１の導電性部１の他のある一辺の中央部Ｃ１３よりもある一辺の端部Ｅ１３に相対的に近い位置に設けられている。他の中継部１３が、第１の導電性部１のある一辺の端部Ｅ１３よりもある一辺の中央部Ｃ１３に相対的に近い位置に設けられている。他の中継部１３が、前述の第１の導電性部１のある一辺に対向する第３の導電性部３の他のある一辺の端部Ｅ３よりも中央部Ｃ３に近い位置に設けられている。そのため、他の一組の角度ダイバーシティアンテナ３０３Ａの水平偏波Ｅθおよび垂直偏波Ｅφのそれぞれの指向性の程度を極力低減することができる。このことは、後述される指向性のシミュレーションの結果から把握することができる。

本実施の形態においては、アンテナモジュール５０を構成する第１の導電性部１、第２の導電性部２、および第３の導電性部３のそれぞれは、電子回路部品が電気的に接続された多層配線基板のうちの１つの層を構成する導電層である。これによれば、角度ダイバーシティおよび空間ダイバーシティの効果が高いアンテナを有する無線通信装置１００の外形をコンパクトにすることができる。

図９は、一組の角度ダイバーシティアンテナ２０２Ａ（左側）および他の一組の角度ダイバーシティアンテナ３０３Ａ(右側)のそれぞれの両偏波（Ｅθ，Ｅφ）の指向性のシミュレーション結果を示すグラフである。図９から分かるように、一組の角度ダイバーシティアンテナ２０２Ａ（左側）および他の一組の角度ダイバーシティアンテナ３０３Ａ(右側)のいずれも、少なくとも水平面（ｘｙ平面）における偏波（Ｅθ，Ｅφ）のそれぞれの指向性はほぼないと言える。つまり、無線通信装置１００は、自身と同一の水平面（ｘｙ平面）内に存在する複数の照明器具２００のそれぞれと所望の通信を行うことができる。

平面視におけるアンテナモジュール５０の占有領域を極力小さくする観点から、第１のアンテナ部２０の給電点２１が第1の導電性部１の端部Ｅ１２により近いことが好ましい。同様の観点から、第３のアンテナ部３０の他の給電点３１が第１の導電性部１の端部Ｅ１３により近いことが好ましい。その理由は、たとえば、第１のアンテナ部２０の給電点２１が第１の導電性部１のある一辺の中央部Ｃ１２に設けられていると、平面視（図４参照）において、第１の導電性部１の占有領域をはみ出して突出する部分の長さが長くなってしまうためである。同様に、第３のアンテナ部３０の他の給電点３１が第１の導電性部１のある一辺の中央部Ｃ１３に設けられていると、平面視（図４参照）において、第１の導電性部１の占有領域をはみ出して突出する部分の長さが長くなってしまうためである。

また、アンテナモジュール５０の外形を極力小さくするという観点から、矩形の第１の導電性部１のある一辺とそのある一辺に対向する矩形の第２の導電性部２の他のある一辺とが実質的に平行かつ実質的に同一の長さであることが好ましい。同様に、矩形の第１の導電性部１のある一辺とそのある一辺に対向する矩形の第３の導電性部３の他のある一辺とが実質的に平行かつ実質的に同一の長さであることが好ましい。

好ましい給電点２１の位置ならびに第１の導電性部１、第２の導電性部２、および第３の導電性部３の配置を前提条件として、中継部１２が第１の導電性部１と第２の導電性部２とのいずれの位置同士を接続すればよいのかをシミュレーションで確認した。また、同様の前提条件の下で、他の中継部１３が第１の導電性部１と第３の導電性部３とのいずれの位置同士を接続すればよいのかをシミュレーションで確認した。そのシミュレーション結果を図１０〜図１２を用いて説明する。

図１０から、次のことが分かる。つまり、水平面（ｘｙ平面）における平均利得は、中継部１２が第１の導電性部１の１つの辺の中央部Ｃ１２と前述の第１の導電性部１の１つの辺に対向する第２の導電性部２の１つの辺の中央部Ｃ２とを接続している場合に、最も高い。また、水平面（ｘｙ平面）における平均利得は、他の中継部１３が第１の導電性部１のある１つの辺の中央部Ｃ１３と前述の第１の導電性部１のある１つの辺に対向する第２の導電性部２の他のある１つの辺の中央部Ｃ３とを接続している場合に、最も高い。

図１１から分かるように、アンテナ効率は、中継部１２が第１の導電性部１の１つの辺の中央部Ｃ１２と前述の第１の導電性部１のある１つの辺に対向する第２の導電性部２の１つの辺の中央部Ｃ２とを接続している場合に、最も高い値になる。また、アンテナ効率は、他の中継部１３が第１の導電性部１のある１つの辺の中央部Ｃ１３と前述の第１の導電性部１の他のある１つの辺に対向する第３の導電性部３の他の１つの辺の中央部Ｃ３とを接続している場合に、最も高い値になる。

図１２から分かるように、アイソレーション特性は、中継部１２が第１の導電性部１のある１つの辺の中央部Ｃ１２と前述の第１の導電性部１の１つの辺に対向する第２の導電性部２の１つの辺の中央部Ｃ２とを接続している場合に、最も高い値になる。また、アイソレーション特性は、他の中継部１３が、第１の導電性部１のある１つの辺の中央部Ｃ１３と前述の第１の導電性部１のある１つの辺に対向する第２の導電性部２の他のある１つの辺の中央部Ｃ３とを接続している場合に、最も高い値になる。アイソレーション特性とは、一組の角度ダイバーシティアンテナ２０２Ａおよび他の一組の角度ダイバーシティアンテナ３０３Ａの一方が受送信する電波が他方のアンテナに影響を与える程度を意味する。アイソレーション特性の程度が高いほど、一組の角度ダイバーシティアンテナ２０２Ａおよび他の一組の角度ダイバーシティアンテナ３０３Ａの一方が受送信する電波が他方のアンテナに与える影響が小さいものとする。

図１０〜図１２のシミュレーション結果から、前述の前提条件の下では、中継部１２が、第１の導電性部１のある一辺の端部Ｅ１２よりもある一辺の中央部Ｃ１２に相対的に近い位置に設けられていることが好ましいことが理解される。また、中継部１２が、第１の導電性部１のある一辺に対向する第２の導電性部２のある一辺の端部Ｅ２よりも中央部Ｃ２に近い位置に設けられていることが好ましいことが理解される。

同様に、図１０〜図１２のシミュレーション結果から、他の中継部１３が第１の導電性部１のある一辺の端部Ｅ１３よりもある一辺の中央部Ｃ１３に相対的に近い位置に設けられていることが好ましいことが理解される。また、他の中継部１３が、前述の第１の導電性部１のある一辺に対向する第３の導電性部３の他のある一辺の端部Ｅ３よりも中央部Ｃ３に近い位置に設けられていることが好ましいことが理解される。

また、図１３および図１４に示されるシミュレーション結果から、次のことが分かる。つまり、第２の導電性部および第３の導電性部３のそれぞれにおいて、電流は、給電点２１および他の給電点３１からそれぞれ遠ざかるように第２の導電性部２のある一辺および第３の導電性部３の他のある一辺のそれぞれに沿って流れる。

図１５を用いて、比較例の無線通信装置の内部に設けられたアンテナモジュール５０の構造を説明する。

比較例のアンテナモジュール５０においては、線状の第１のアンテナ部２０および他のアンテナ部４０が第２の導電性部２に電気的に接続されている。第１のアンテナ部２０と他のアンテナ部４０とは、アンテナの指向性に関しては、互いに多少影響するが、ほとんど影響を与えないものとして考えられ得る。第１のアンテナ部２０と第２のアンテナ部２Ａとは、一組の角度ダイバーシティアンテナ２０２Ａとして機能する。他のアンテナ部４０と第２のアンテナ部２Ａとは、別の一組の角度ダイバーシティアンテナ４０２Ａとして機能する。

図１６を用いて、比較例の無線通信装置の内部に設けられたアンテナモジュール５０のｘｙ平面、ｙｚ平面、およびｚｘ平面のそれぞれの両偏波（Ｅθ，Ｅφ）の指向性を説明する。図１６から分かるように、一組の角度ダイバーシティアンテナ２０２Ａおよび別の一組の角度ダイバーシティアンテナ４０２Ａは、いずれも、水平面（ｘｙ平面）における両偏波（Ｅθ，Ｅφ）のそれぞれが指向性を有している。

図３および図９の組合せと図１５および図１６の組合せとの比較から、第１の仮想面（ｘｙ平面）における一組の角度ダイバーシティアンテナ２０２Ａについての垂直偏波Ｅφおよび水平偏波Ｅθのそれぞれの指向性の程度について、次のことが分かる。つまり、第１のアンテナ部２０が、第１の導電性部１および中継部１２を介して、第２の導電性部２に電気的に接続された場合には、第１のアンテナ部２０が第２の導電性部２に直接接続された場合に比較して、前述の指向性の程度が低減されている。ただし、給電点２１と中継部１２とが、前述のように指向性の程度が低減されている位置関係に配置されていることが前提条件である。

（実施の形態２）
図１７〜図２３を用いて、実施の形態２の無線通信装置１００のアンテナモジュール５０を説明する。

本実施の形態のアンテナモジュール５０は、次の点において、実施の形態２のアンテナモジュール５０と異なっている。

図１７〜図２３に示されるように、線状の第１のアンテナ部２０および線状の第３のアンテナ部３０が、それぞれ、鉛直部を有していない。本実施の形態の線状の第１のアンテナ部２０および線状の第３のアンテナ部３０は、それぞれ、水平部のみからなる点において、実施の形態１の線状の第１のアンテナ部２０および線状の第３のアンテナ部３０と異なっている。

図２３から分かるように、上記した本実施の形態のアンテナモジュール５０によっても、実施の形態１のアンテナモジュール５０とほぼ同様に、水平面（ｘｙ平面）における両偏波（Ｅθ，Ｅφ）の指向性の程度が低減されている。

（実施の形態３）
図１７〜図２３を用いて、実施の形態３の無線通信装置１００のアンテナモジュール５０を説明する。

本実施の形態のアンテナモジュール５０は、次の点において、実施の形態１のアンテナモジュール５０と異なっている。

図２４〜図３０に示されるように、本実施の形態のアンテナモジュール５０は、第１の導電性部１がその側方に延長された絶縁性の延長部４，５を有している。第１のアンテナ部２０および第３のアンテナ部３０が、それぞれ、延長部４および延長部５にプリントされた膜状のプリント配線である。

図２３ら分かるように、上記した本実施の形態のアンテナモジュール５０によっても、実施の形態１のアンテナモジュール５０とほぼ同様に、水平面（ｘｙ平面）における両偏波（Ｅθ，Ｅφ）の指向性の程度が低減されている。

（実施の形態４）
図３１〜図３３を用いて、実施の形態４の無線通信装置１００のアンテナモジュール５０を説明する。

本実施の形態のアンテナモジュール５０は、次の点において、実施の形態３のアンテナモジュール５０と異なっている。

図３１〜図３３に示されるように、本実施の形態においては、第２の導電性部２に貼り付けられた絶縁層８上にプリント配線８１がプリントされている。また、本実施の形態においては、本実施の形態１の第２のアンテナ部２Ａの代わりに、第２の導電性部２に電気的に接続されたプリント配線８１が、第２のアンテナ部２Ａと同様の機能を発揮する。また、第３の導電性部３に貼り付けられた絶縁層９上にプリント配線９１がプリントされている。また、前述の各実施の形態の第４のアンテナ部３Ａの代わりに、第３の導電性部３に電気的に接続されたプリント配線９１が、第４のアンテナ部３Ａと同様の機能を発揮している。

本実施の形態においては、第１のアンテナ部２０および第２のアンテナ部２Ａとしてのプリント配線８１が一組の角度ダイバーシティアンテナ２０８１を構成する。第３のアンテナ部３０および第４のアンテナ部としてのプリント配線９１が一組の角度ダイバーシティアンテナ３０９１を構成する。

図３３から分かるように、上記した本実施の形態のアンテナモジュール５０によっても、実施の形態１のアンテナモジュール５０とほぼ同様に、水平面（ｘｙ平面）における両偏波（Ｅθ，Ｅφ）の指向性の程度が低減されている。

（実施の形態５）
図３４を用いて、実施の形態５の無線通信装置１００のアンテナモジュール５０を説明する。

本実施の形態のアンテナモジュール５０は、次の点において、実施の形態４のアンテナモジュール５０と異なっている。

図３４に示されるように、本実施の形態のアンテナモジュール５０は、第１のアンテナ部２０が矩形の第１の導電性部１の１つの角部の近傍に給電点２１を有している。また、第３のアンテナ部３０が矩形の第１の導電性部１の前述の１つの角部の対角線上にある角部の近傍に他の給電点３１を有している。

上記した本実施の形態のアンテナモジュール５０によっても、実施の形態１のアンテナモジュール５０とほぼ同様に、水平面（ｘｙ平面）における両偏波（Ｅθ，Ｅφ）の指向性の程度が低減される。

以下、実施の形態のアンテナモジュール５０および無線通信装置１００の特徴的構成およびそれにより得られる効果を記載する。

（１） アンテナモジュール５０は、板状の第１の導電性部１、線状の第１のアンテナ部２０、板状の第２の導電性部２、および導電性の中継部１２を備えている。板状の第１の導電性部１は、第１の仮想面に沿って広がる。線状の第１のアンテナ部２０は、第１の導電性部１に電気的に接続された給電点２１を有し、第１の仮想面に沿って延びる。板状の第２の導電性部２は、第１のアンテナ部２０に対してほぼ垂直な方向に沿って延び、かつ、第１のアンテナ部２０とともに一組の角度ダイバーシティアンテナ２０２Ａを構成する第２のアンテナ部２Ａを含む。板状の第２の導電性部２は、第１の仮想面に対して垂直に交差する第２の仮想面に沿って広がる。導電性の中継部１２は、第１の導電性部１と第２の導電性部２とに電気的に接続され、第１の導電性部１と第２の導電性部２との間で流れる電流を中継する。給電点２１と中継部１２との位置関係は、次の第１の条件が成立するような位置関係に設定されている。その第１の条件は、第１のアンテナ部２０が第２の導電性部２に直接接続された場合に比較して、第１の仮想面における一組の角度ダイバーシティアンテナ２０２Ａに関する水平偏波Ｅθおよび垂直偏波Ｅφのそれぞれの指向性の程度が低減されることである。これによれば、無指向性のアンテナモジュールを提供することが可能になる。

（２） 給電点２１と中継部１２との位置関係は、次の第２の条件が成立するような位置関係に設定されていることが好ましい。その第２の条件は、第１の導電性部１に流れる第１の電流１Ｉと、第１の電流が流れる方向と逆方向に向かって第２の導電性部２に流れる第２の電流２Ｉとが、水平偏波Ｅθおよび垂直偏波Ｅφのそれぞれの指向性に与える互いの影響を打ち消し合うことである。これによれば、水平偏波Ｅθおよび垂直偏波Ｅφのそれぞれの指向性の程度をさらに低減することができる。

（３） 給電点２１が第１の導電性部１のある一辺の中央部Ｃ１２よりもある一辺の端部Ｅ１２に相対的に近い位置に設けられていてもよい。中継部１２が、ある一辺の端部Ｅ２よりもある一辺の中央部Ｃ２に相対的に近い位置に設けられていてもよい。これによれば、水平偏波Ｅθおよび垂直偏波Ｅφのそれぞれの指向性の程度を極力低減することができる。

（４） アンテナモジュール５０は、線状の第３のアンテナ部３０、板状の第３の導電性部３、および導電性の他の中継部１３を備えていてもよい。線状の第３のアンテナ部３０は、第１の導電性部１に電気的に接続された他の給電点３１を有し、第１の仮想面に沿って延びる。板状の第３の導電性部３は、第３のアンテナ部３０に対してほぼ垂直な方向に沿って延び、かつ、第３のアンテナ部３０とともに他の一組の角度ダイバーシティアンテナ３０３Ａを構成する第４のアンテナ部３Ａを含む。板状の第３の導電性部３は、第１の仮想面に対して垂直に交差する第３の仮想面に沿って広がる。導電性の他の中継部１３は、第１の導電性部１と第３の導電性部３とに電気的に接続され、第１の導電性部１と第３の導電性部３との間で流れる電流を中継する。他の給電点３１と他の中継部１３との位置関係は、次の第３の条件が成立する位置関係に設定されていることが好ましい。その第３の条件は、第３のアンテナ部３０が第３の導電性部３に直接接続された場合に比較して、第１の仮想面における他の一組の角度ダイバーシティアンテナ３０３Ａについての垂直偏波Ｅφおよび水平偏波Ｅθのそれぞれの指向性の程度が低減されることである。一組の角度ダイバーシティアンテナ２０２Ａと他の一組の角度ダイバーシティアンテナ３０３Ａとが一組の空間ダイバーシティアンテナを構成する。これによれば、空間ダイバーシティの効果が高いアンテナモジュールが得られる。

（５） 無線通信装置１００は、前述の（１）〜（３）のいずれかに記載のアンテナモジュール５０を含む。アンテナモジュール５０を構成する前述の（１）〜（３）のいずれかに記載の第１の導電性部１および第２の導電性部２のそれぞれは、電子回路部品が電気的に接続された多層配線基板のうちの１つの層を構成する導電層である。これによれば、アンテナの角度ダイバーシティの効果が高い無線通信装置１００をコンパクトな外形にすることができる。

１ 第１の導電性部
１Ｉ 第１の電流
２ 第２の導電性部
２Ｉ 第２の電流
２Ａ 第２のアンテナ部
３Ａ 第４のアンテナ部
１２ 中継部
１３ 他の中継部
２０ 第１のアンテナ部
２１ 給電点
３０ 第３のアンテナ部
３１ 他の給電点
５０ アンテナモジュール
１００ 無線通信装置
２０２Ａ 一組の角度ダイバーシティアンテナ
３０３Ａ 他の一組の角度ダイバーシティアンテナ
Ｃ１２，Ｃ１３，Ｃ２，Ｃ３ 中央部
Ｅ１２，Ｅ１３，Ｅ２，Ｅ３ 端部

Claims (5)

1. 第１の仮想面に沿って広がる板状の第１の導電性部と、
   前記第１の導電性部に電気的に接続された給電点を有し、前記第１の仮想面に沿って延びる線状の第１のアンテナ部と、
   前記第１のアンテナ部に対してほぼ垂直な方向に沿って延び、かつ、前記第１のアンテナ部とともに一組の角度ダイバーシティアンテナを構成する第２のアンテナ部を含み、前記第１の仮想面に対して垂直に交差する第２の仮想面に沿って広がる板状の第２の導電性部と、
   前記第１の導電性部と前記第２の導電性部とに電気的に接続され、前記第１の導電性部と前記第２の導電性部との間で流れる電流を中継する導電性の中継部と、を備え、
   前記給電点と前記中継部との位置関係は、前記第１のアンテナ部が前記第２の導電性部に直接接続された場合に比較して、前記第１の仮想面における前記一組の角度ダイバーシティアンテナに関する水平偏波および垂直偏波のそれぞれの指向性の程度が低減されるように設定されている、アンテナモジュール。
2. 前記第１の導電性部に流れる第１の電流と、前記第１の電流が流れる方向と逆方向に向かって前記第２の導電性部に流れる第２の電流とが、前記水平偏波および垂直偏波のそれぞれの指向性に与える互いの影響を打ち消し合うように、前記給電点と前記中継部との位置関係が設定された、請求項１に記載のアンテナモジュール。
3. 前記給電点が前記第１の導電性部のある一辺の中央部よりも前記ある一辺の端部に相対的に近い位置に設けられ、
   前記中継部が、前記ある一辺の端部よりも前記ある一辺の中央部に相対的に近い位置に設けられた、請求項１または２に記載のアンテナモジュール。
4. 前記第１の導電性部に電気的に接続された他の給電点を有し、前記第１の仮想面に沿って延びる線状の第３のアンテナ部と、
   前記第３のアンテナ部に対してほぼ垂直な方向に沿って延び、かつ、前記第３のアンテナ部とともに他の一組の角度ダイバーシティアンテナを構成する第４のアンテナ部を含み、前記第１の仮想面に対して垂直に交差する第３の仮想面に沿って広がる板状の第３の導電性部と、
   前記第１の導電性部と前記第３の導電性部とに電気的に接続され、前記第１の導電性部と前記第３の導電性部との間で流れる電流を中継する導電性の他の中継部と、を備え、
   前記他の給電点と前記他の中継部との位置関係は、前記第３のアンテナ部が前記第３の導電性部に直接接続された場合に比較して、前記第１の仮想面における前記他の一組の角度ダイバーシティアンテナについての垂直偏波および水平偏波のそれぞれの指向性の程度が低減されるように設定され、
   前記一組の角度ダイバーシティアンテナと前記他の一組の角度ダイバーシティアンテナとが一組の空間ダイバーシティアンテナを構成する、請求項１〜３のいずれかに記載のアンテナモジュール。
5. 請求項１〜３のいずれかに記載のアンテナモジュールを含み、
   前記アンテナモジュールを構成する前記第１の導電性部および前記第２の導電性部のそれぞれは、電子回路部品が電気的に接続された多層配線基板のうちの１つの層を構成する導電層である、無線通信装置。

Images