JP7006495B2 - アンテナ装置 - Google Patents

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Description

本発明は、アンテナ装置に関する。
従来より、高周波電流が給電される給電素子と、当該給電素子と所定間隔を介して配されたループ状の無給電素子と、を含むことを特徴とするアンテナ装置がある（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４－０５６６６５号公報
ところで、従来のアンテナ装置は、単一の周波数帯で通信するものであり、複数の周波数帯で通信することはできない。
そこで、複数の周波数帯で通信するアンテナ装置を提供することを目的とする。
本発明の実施の形態のアンテナ装置は、端辺と、表面とを有するグランドプレーンと、前記グランドプレーンに接続される第１点及び第２点を有し、前記端辺から延出し、前記端辺を含む第１ループを構築する延出部と、前記第１ループの前記第１点及び前記第２点の間で前記表面の近傍に配置される給電点から前記端辺に沿って第１端部及び第２端部まで延在するＴ字型のアンテナエレメントとを含み、前記第１ループの長さは、第１周波数における１波長の電気長に対応するとともに、前記第１周波数の２倍波の第２周波数における２波長の電気長に対応し、前記アンテナエレメントの前記給電点から前記第１端部又は前記第２端部までの長さは、前記第３周波数における四半波長の電気長に対応する。
複数の周波数帯で通信するアンテナ装置を提供することができる。
実施の形態１のアンテナ装置を含むタブレットコンピュータ５００の正面側を示す斜視図である。 タブレットコンピュータ５００の配線基板５０５を示す図である。 実施の形態１のアンテナ装置１００を示す斜視図である。 図３の一部を拡大して示す平面図である。 図３の一部を拡大して示す斜視図である。 図４及び図５に拡大して示す部分の側面を示す図である。 アンテナ装置１００における電流経路のループを示す図である。 アンテナ装置１００のシミュレーションモデルの各パラメータを示す図である。 図８に示すシミュレーションモデルで得たアンテナ装置１００のＳ１１パラメータと、トータル効率の周波数特性を示す図である。 グランドプレーン５０、枠部５５、無給電ループ５６、アンテナエレメント１１０の電流分布を示す図である。 実施の形態１の変形例のアンテナ装置１００Ｍを示す図である。 実施の形態１の変形例のアンテナ装置１００Ｍを示す図である。 実施の形態１の変形例のアンテナ装置１００Ｍを示す図である。 アンテナ装置１００Ｍのシミュレーションモデルの各パラメータを示す図である。 実施の形態２のアンテナ装置２００を示す斜視図である。 図１５の一部を拡大して示す平面図である。 図１５の一部を拡大して示す斜視図である。 アンテナ装置２００における電流経路のループを示す図である。 アンテナ装置２００のシミュレーションモデルの各パラメータを示す図である。 図１９に示すシミュレーションモデルで得たアンテナ装置２００のＳ１１パラメータと、トータル効率の周波数特性を示す図である。 グランドプレーン２５０、枠部５５、無給電ループ５６、アンテナエレメント２１０の電流分布を示す図である。 実施の形態３のアンテナ装置３００を示す斜視図である。 図２２の一部を拡大して示す平面図であ 図２２の一部を拡大して示す斜視図である。 図２４からアンテナエレメント３１０と無給電素子３３０を取り除いた状態を示す図である。 アンテナ装置３００における電流経路のループを示す図である。 アンテナ装置３００のＳ１１パラメータと、トータル効率の周波数特性をのシミュレーション結果を示す図である。 グランドプレーン２５０、枠部５５、アンテナエレメント３１０、及び無給電素子３３０の電流分布を示す図である。 折り曲げ部３１４と端部３１５との間の区間の長さが異なるアンテナエレメント３１０を示す図である。 折り曲げ部３１４と端部３１５との間の区間の長さの違いによるトータル効率の周波数特性の違いを示す図である。 実施の形態３の変形例のアンテナエレメント３１０Ｍを示す図である。 実施の形態３の変形例のアンテナエレメント３１０Ｍを含むアンテナ装置のＳ１１パラメータと、トータル効率の周波数特性をのシミュレーション結果を示す図である。 実施の形態４のアンテナ装置４００を示す斜視図である。 実施の形態４のアンテナ装置４００を示す平面図である。
以下、本発明のアンテナ装置を適用した実施の形態について説明する。
＜実施の形態１＞
図１は、実施の形態１のアンテナ装置を含むタブレットコンピュータ５００の正面側を示す斜視図である。タブレットコンピュータ５００は、実施の形態１のアンテナ装置を含む電子機器の一例である。
実施の形態１のアンテナ装置を含む電子機器は、タブレットコンピュータ５００に限らず、スマートフォン端末機であってもよい。また、タブレットコンピュータ及びスマートフォン端末機に限らず、例えば、ＩｏＴ(Internet of Things)に用いられるセンサ、又は、無線中継器であってもよい。
例えば、ＩｏＴに用いられるセンサの場合には、作業者の行動を監視し、取得したデータを無線通信でサーバに送信するセンサであればよい。また、無線中継器の場合には、例えば、携帯電話網を構築する基地局からデータを受信し、通信機能を有するコンピュータ等に無線ＬＡＮ(Local Area Network)でデータを送信するとともに、この逆の動作を行う無線中継器であればよい。また、実施の形態１のアンテナ装置を含む電子機器は、上述以外の用途に利用される機器であってもよい。
タブレットコンピュータ５００の筐体５００Ａには、正面側にタッチパネル５０１及びディスプレイパネル５０２が配設され、タッチパネル５０１の下側には、ホームボタン５０３とスイッチ５０４が配設される。タッチパネル５０１は、ディスプレイパネル５０２の表面側に設けられている。
なお、実施の形態１のアンテナ装置を含む電子機器は、タブレットコンピュータ５００に限られず、スマートフォン端末機、携帯電話端末機、又はゲーム機等であってもよい。
図２は、タブレットコンピュータ５００の配線基板５０５を示す図である。
配線基板５０５は、筐体５００Ａ（図１参照）の内部に配設される。配線基板５０５には、ＤＵＰ(Duplexer)５１０、ＬＮＡ(Low Noise Amplifier)／ＰＡ(Power Amplifier)５２０、変調／復調器５３０、及びＣＰＵ(Central Processing Unit：中央演算処理装置)チップ５４０が実装される。
また、配線基板５０５のＤＵＰ５１０、ＬＮＡ／ＰＡ５２０、変調／復調器５３０、及びＣＰＵチップ５４０が実装される面とは反対側の面には、実施の形態１のアンテナ装置１００が配設される。アンテナ装置１００の詳細な構成については後述するため、図２では、アンテナ装置１００の位置を破線で示す。
ＤＵＰ５１０、ＬＮＡ／ＰＡ５２０、変調／復調器５３０、及びＣＰＵチップ５４０は、配線５６５を介して接続されている。
ＤＵＰ５１０は、配線５６０から図示しないビアを経て配線基板５０５の反対側に設けられる同軸ケーブル５７０を介してアンテナ装置１００のアンテナエレメントに接続されており、送信又は受信の切り替えを行う。ＤＵＰ５１０は、フィルタとしての機能を有するため、アンテナ装置１００が複数の周波数の信号を受信した場合に、それぞれの周波数の信号を内部で分離することができる。
ＬＮＡ／ＰＡ５２０は、送信波及び受信波の電力の増幅を行う。変調／復調器５３０は、送信波の変調と受信波の復調を行う。ＣＰＵチップ５４０は、タブレットコンピュータ５００の通信処理を行う通信用プロセッサとしての機能と、アプリケーションプログラムを実行するアプリケーションプロセッサとしての機能とを有する。なお、ＣＰＵチップ５４０は、送信するデータ又は受信したデータ等を格納する内部メモリを有する。
なお、配線５６０、５６５は、例えば、配線基板５０５の表面の銅箔をパターニングすることによって形成される。また、図２では図示を省くが、アンテナ装置１００とＤＵＰ５１０との間には、インピーダンス特性を調整するための整合回路が設けられる。
図３は、実施の形態１のアンテナ装置１００を示す斜視図である。図４は、図３の一部を拡大して示す平面図であり、図５は、図３の一部を拡大して示す斜視図であり、図６は、図４及び図５に拡大して示す部分の側面を示す図である。図７は、アンテナ装置１００における電流経路のループを示す図である。図７は、図５に対応する部分を示し、ループを示す符号以外の符号を省略する。
アンテナ装置１００は、配線基板５０５、グランドプレーン５０、枠部５５、アンテナエレメント１１０、整合回路１２０を含む。アンテナ装置１００は、通信機能を有するタブレットコンピュータ５００(図1参照)に設けられる。
アンテナ装置１００は、一例として、少なくとも、ＷＬＡＮ(Wireless Local Area Network)用の２．４５ＧＨｚ帯及び５ＧＨｚ帯と、３．５ＧＨｚ帯との３つの周波数帯で通信を行う。以下では、２．４５ＧＨｚ帯をｆ１帯、５ＧＨｚ帯をｆ２帯、３．５ＧＨｚ帯をｆ３帯と称す。２．４５ＧＨｚ帯に含まれる周波数は第１周波数の一例であり、５ＧＨｚ帯に含まれる周波数は第２周波数の一例であり、３．５ＧＨｚ帯に含まれる周波数は第３周端数の一例である。
なお、２．４５ＧＨｚ帯とは、ＷＬＡＮ用に割り当てられている２．４５ＧＨｚ前後の周波数を含む帯域であり、５ＧＨｚ帯とは、ＷＬＡＮ用に割り当てられている５ＧＨｚ前後の周波数を含む帯域である。また、３．５ＧＨｚ帯とは、第４世代移動通信システム用に割り当てられている３．５ＧＨｚ前後の周波数を含む帯域である。
グランドプレーン５０は、接地電位に保持される金属層であり、頂点５１、５２、５３、５４を有する矩形状の金属層であり、銅箔等の薄膜状の金属層で実現される。グランドプレーン５０は、接地板又は地板として取り扱うことができるものである。
グランドプレーン５０は、例えば、ＦＲ－４(Flame Retardant type 4)規格の配線基板５０５に配置される金属層である。ここでは、一例として、グランドプレーン５０は、配線基板５０５のＤＵＰ５１０、ＬＮＡ／ＰＡ５２０、変調／復調器５３０、ＣＰＵチップ５４０、配線５６０、５６５が配置される面とは反対側の面（Ｚ軸正方向側の表面）に設けられているが、配線基板５０５の内層に設けられる金属層であってもよい。
図１では、頂点５１と５２の間、頂点５３と５４の間、及び、頂点５４と５１の間がそれぞれ直線状の端辺であるグランドプレーン５０を示すが、例えば、アンテナ装置１００を含む電子機器の筐体の内部形状等に合わせて、凹凸が設けられていることによって直線状ではない場合があり得る。なお、以下では、グランドプレーン５０の頂点５２と５３の間の辺を端辺５０Ａと称す。端辺５０Ａは、配線基板５０５のＸ軸正方向側においてＹ軸方向に延在する端辺５０５Ａと、平面視で一致する位置にある。
また、グランドプレーン５０の表面５０ＢのＺ軸正方向側には、アンテナエレメント１１０が設けられており、端辺５０Ａには枠部５５が接続されている。なお、図６では、枠部５５を省略する。
枠部５５は、グランドプレーン５０の端辺５０ＡからＸ軸正方向側に突出するように設けられている。枠部５５は、グランドプレーン５０の端辺５０ＡからＸ軸正方向側に突出する枠状の金属部材である。枠部５５は、接続端５５Ａ、折り曲げ部５５Ｂ、５５Ｃ、及び接続端５５Ｄを有する。枠部５５は、グランドプレーン５０と同様にグランド電位に保持される。
枠部５５は、接続端５５Ａで端辺５０Ａに接続され、接続端５５Ａから折り曲げ部５５ＢまでＸ軸正方向側に伸延し、折り曲げ部５５ＢでＹ軸負方向側に折り曲げられて折り曲げ部５５Ｂから折り曲げ部５５Ｃまで伸延し、折り曲げ部５５ＣでＸ軸負方向側に折り曲げられて、折り曲げ部５５Ｃから接続端５５Ｄまで伸延している。接続端５５Ｄは端辺５０Ａに接続されている。
枠部５５は、突出金属部材の一例であり、接続端５５Ａは第１接続部の一例であり、折り曲げ部５５Ｂ、５５Ｃは、それぞれ、第１折り曲げ部、第２折り曲げ部の一例であり、接続端５５Ｄは第２接続部の一例の一例である。また、接続端５５Ａと折り曲げ部５５Ｂとの間の区間は第１区間の一例であり、折り曲げ部５５Ｂ、５５Ｃの間の区間は第２区間の一例であり、折り曲げ部５５Ｃと接続端５５Ｄとの間の区間は第３区間の一例である。
また、枠部５５は、端辺５０Ａとで形成する矩形状のループが無給電素子としてアンテナエレメント１１０と結合して一体的に動作する。枠部５５と端辺５０Ａとで形成されるループは、第１ループの一例である。
以下では、端辺５０Ａの接続端５５Ａ及び５５Ｄの間の区間と、枠部５５とによって構築されるループ（第１ループの一例）を無給電ループ５６（図７参照）と称す。無給電ループ５６の長さは、ｆ１帯における１波長の電気長に設定されるとともに、ｆ１帯の２倍波であるｆ２帯における２波長の電気長に設定される。
アンテナエレメント１１０は、給電点１１１、端部１１２Ａ及び１１２Ｂを有し、グランドプレーン５０の表面５０Ｂの近傍に、整合回路１２０を介して設けられる。アンテナエレメント１１０は、例えば、銅箔等の薄膜状で線状の金属層で実現される。端部１１２Ａ及び１１２Ｂは、それぞれ、第１端部及び第２端部の一例である。
アンテナエレメント１１０は、給電点１１１から分岐点１１３までＺ軸正方向に延在し、分岐点１１３から端部１１２Ａ及び１１２Ｂに向かってＹ軸正方向及びＹ軸負方向にそれぞれ延在している。このようなアンテナエレメント１１０は、例えば、筐体５００Ａ（図１参照）の内面に固定されている。
アンテナエレメント１１０は、Ｔ字型のアンテナエレメントであり、端部１１２Ａ及び１１２Ｂの間の区間のグランドプレーン５０の表面５０Ｂとの間の間隔（表面５０Ｂに対する高さ）は、一定である。また、給電点１１１及び分岐点１１３の間の線路と、分岐点１１３及び端部１１２Ａの間の線路と、分岐点１１３及び端部１１２Ｂの間の線路との線幅（Ｘ軸方向の幅）は、すべて等しい。
アンテナエレメント１１０の給電点１１１から分岐点１１３を経て端部１１２Ｂに至るまでの長さは、整合回路１２０による波長の短縮効果を含めて、ｆ３帯における波長の電気長(λ)の１／４に設定されている。
なお、給電点１１１から分岐点１１３を経て端部１１２Ａに至るまでの長さは、給電点１１１から分岐点１１３を経て端部１１２Ｂに至るまでの長さよりも短い。このため、分岐点１１３は、端部１１２Ａ及び１１２Ｂの中点よりもＹ軸正方向側にオフセットした位置にある。
給電点１１１は、枠部５５の接続端５５Ａ及び５５Ｄの間の区間の端辺５０Ａに接する位置において、グランドプレーン５０の表面５０Ｂから離間して、表面５０Ｂの近傍に設けられている。
給電点１１１には、整合回路１２０を介して同軸ケーブル５７０の芯線が接続されている。同軸ケーブル５７０のシールド線は、給電点１１１の近傍でグランドプレーン５０に接続されている。給電点１１１は、整合回路１２０を介して、同軸ケーブル５７０（図２参照）の芯線に接続され、給電される。
アンテナ装置１００では、アンテナエレメント１１０を介して無給電ループ５６に給電するため、アンテナエレメント１１０を無給電ループ５６になるべく近づけるために、整合回路１２０を端辺５０Ａに接する位置に配置し、平面視で端部１１２Ａ及び１１２Ｂの間の線路のＸ軸正方向側の端辺が、端辺５０Ａと一致するように配置している。
整合回路１２０は、給電点１１１と同軸ケーブル５７０の芯線とグランドプレーン５０との間に接続されている。整合回路１２０は、インダクタ及び／又はコンデンサを有し、給電点１１１と同軸ケーブル５７０の芯線及びグランドプレーン５０との間のインピーダンス整合を取るために設けられている。
整合回路１２０は、給電点１１１と同軸ケーブル５７０の芯線との間から分岐して、グランドプレーン５０との間に設けられており、ｆ３帯のインピーダンスを調整し、ｆ１帯及びｆ２帯に対しては、オープン（開放／ハイインピーダンス（Ｈｉ－Ｚ））に見える特性を有する。
なお、各部の寸法は、一例として、次の通りである。ここに示す寸法は、アンテナエレメント１１０でｆ３帯(３．５ＧＨｚ帯)での通信を行うとともに、無給電ループでｆ１帯(２．４５ＧＨｚ帯)及びｆ２帯（５ＧＨｚ帯）での通信を行うことを前提としたものである。
図４に示すように、枠部５５の接続端５５Ａ及び５５Ｄの間のＹ軸方向の長さは、５７ｍｍである。接続端５５Ａ及び５５Ｄの間のＹ軸方向の長さは、折り曲げ部５５Ｂ及び５５Ｃの間の長さに等しい。また、接続端５５Ａ及び折り曲げ部５５Ｂの間の長さは、４ｍｍであり、これは、折り曲げ部５５Ｃ及び接続端５５Ｄの間の長さに等しい。
このため、無給電ループ５６のループ長は、１２２ｍｍであり、この長さは、ｆ１帯の１波長の電気長であるとともに、ｆ２帯の２波長の電気長である。なお、図４に示さないが、枠部５５の幅（ＸＹ平面に現れる幅）は、２ｍｍである。
また、図４及び図５に示すように、アンテナエレメント１１０の端部１１２Ａ及び１１２Ｂの間の長さは、３０ｍｍであり、分岐点１１３及び端部１１２Ａの間の長さは、１３ｍｍであり、分岐点１１３及び端部１１２Ｂの間の長さは、１７ｍｍである。また、端部１１２Ａ及び１１２Ｂの間の区間のグランドプレーン５０の表面５０Ｂに対する高さ（Ｚ軸方向の距離）は、１．５ｍｍである。また、図４及び図５には示さないが、アンテナエレメント１１０の線幅（線状の金属層の幅）は、１ｍｍである。
図８は、アンテナ装置１００のシミュレーションモデルの各パラメータを示す図である。図８では、グランドプレーン５０、枠部５５、及びアンテナエレメント１１０を簡略化して１つのブロックとして示す。ポート１は、給電点１１１である。また、図８では、整合回路１２０のコンデンサ及びインダクタを示す。また、波源６１は、給電点１１１（ポート１）に高周波電力を供給する高周波源であり、内部インピーダンスは５０Ωである。
また、シミュレーションモデルでは、グランドプレーン５０は、端辺５０Ａを除く３辺の方向（Ｘ軸負方向、Ｙ軸正方向、Ｙ軸負方向）に無限に伸延するものであることを条件にした。また、グランドプレーン５０、アンテナエレメント１１０等の導体は、完全導体とした。
整合回路１２０は、給電点１１１と波源６１との間の線路から分岐して設けられており、コンデンサ（１．８ｐＦ）及びインダクタンス（０．７ｎＨ）の並列回路と、コンデンサ（４ｐＦ）及びインダクタンス（１ｎＨ）の並列回路とを直列に接続した回路構成を有する。
図９は、図８に示すシミュレーションモデルで得たアンテナ装置１００のＳ１１パラメータと、トータル効率の周波数特性を示す図である。
図９（Ａ）では、横軸に周波数、縦軸にＳ１１パラメータの値を示す。図９（Ａ）に示すように、シミュレーションモデルのアンテナ装置１００のＳ１１パラメータは、２．４５ＧＨｚで約－２１ｄＢ以下であり、３．５ＧＨｚで約－１１ｄＢであり、５ＧＨｚで約－２１ｄＢ以下であった。
３つの周波数の前後においてＳ１１パラメータの値がある程度低い帯域が得られたことから、ｆ１帯（２．４５ＧＨｚ帯）、ｆ２帯（５ＧＨｚ帯）、ｆ３帯（３．５ＧＨｚ帯）の３つの帯域において、通信可能であることを確認することができた。
また、図９（Ｂ）に示すように、トータル効率は、２．４５ＧＨｚ、５ＧＨｚ、３．５ＧＨｚのいずれにおいても約－１ｄＢの良好な値が得られており、３つの周波数の前後においてもトータル効率がある程度高い帯域が得られた。
図１０は、グランドプレーン５０、枠部５５、無給電ループ５６、アンテナエレメント１１０の電流分布を示す図である。この電流分布は、電磁界シミュレーションにおいて、アンテナエレメント１１０の給電点１１１に給電を行う条件で求めたものであり、矢印は電流の向きを示し、矢印が濃い（黒い）ほど電流値が高く、矢印が薄い（白い）ほど電流値が低いことを表す。なお、図１０では符号を省略する。
図１０（Ａ）は、２．４５ＧＨｚで給電した場合の電流分布を示す。図１０（Ａ）に示すように、無給電ループ５６の電流値が高く、無給電ループ５６に電流が流れていることが分かる。無給電ループ５６のＹ軸方向の両端（接続端５５Ａと接続端５５Ｄ）に電流の腹（合計２つの腹）が生じていることから、無給電ループ５６に１波長分の定在波が生じていることが分かる。
アンテナエレメント１１０は、グランドプレーンの端辺５０Ａに沿って配置されるＴ字型のアンテナエレメントであるため、モノポールアンテナに含まれる分岐点１１３及び端部１１２Ｂの間の区間から無給電ループ５６に給電が行われるだけでなく、分岐点１１３及び端部１１２Ａの間の区間からも無給電ループ５６に給電が行われたものと考えられる。なお、このような共振は、２．４５ＧＨｚの前後（ｆ１帯に含まれる周波数帯）においても確認できた。
図１０（Ｂ）は、５ＧＨｚで給電した場合の電流分布を示す。図１０（Ｂ）に示すように、無給電ループ５６の電流値が高く、無給電ループ５６に電流が流れていることが分かる。無給電ループ５６のＹ軸方向の両端（接続端５５Ａと接続端５５Ｄ）と、Ｙ軸方向における中間部とに電流の腹（合計４つの腹）が生じていることから、無給電ループ５６に２波長分の定在波が生じていることが分かる。
５ＧＨｚの場合も２．４５ＧＨｚの場合と同様に、アンテナエレメント１１０の分岐点１１３及び端部１１２Ｂの間の区間だけでなく、分岐点１１３及び端部１１２Ａの間の区間からも無給電ループ５６に給電が行われたものと考えられる。なお、このような共振は、５ＧＨｚの前後（ｆ２帯に含まれる周波数帯）においても確認できた。
図１０（Ｃ）は、３．５ＧＨｚで給電した場合の電流分布を示す。図１０（Ｃ）に示すように、アンテナエレメント１１０の給電点１１１と端部１１２Ｂとの間の区間の電流値が高く、特に、給電点１１１に近い区間の電流値が最も高いことが分かる。このことから、アンテナエレメント１１０の給電点１１１から分岐点１１３を経て端部１１２Ｂに至るまでの区間が、モノポールアンテナとして機能していることが確認できる。なお、このような共振は、３．５ＧＨｚの前後（ｆ３帯に含まれる周波数帯）においても確認できた。
以上、実施の形態１によれば、アンテナエレメント１１０の給電点１１１と端部１１２Ｂとの間がｆ３帯におけるモノポールアンテナとして機能するとともに、Ｔ字型のアンテナエレメント１１０を介して、無給電ループ５６が給電されてｆ１帯及びｆ２帯の２つの周波数帯で通信するため、３つの周波数帯で通信可能なアンテナ装置１００を提供することができる。
従って、複数の周波数帯で通信するアンテナ装置１００を提供することができる。アンテナエレメント１１０は、例えば、ＭＩＭＯ(Multi-Input Multi-Output)形式の通信に用いることができる。
例えば、グランドプレーン５０のＸ軸正方向側の端辺（端辺５０Ａの対辺）にもう１つのアンテナエレメント１１０を設けるとともに、グランドプレーン５０のＹ軸正方向側の端部と、Ｙ軸負方向側の端部とに、それぞれ３．５ＧＨｚで通信可能なアンテナエレメントを設けてもよい。このようにすれば、アンテナ装置１００は、３．５ＧＨｚで通信可能な４つのアンテナエレメントを含むことになり、例えば、４×４のＭＩＭＯ形式の通信を実現することができる。グランドプレーン５０のＹ軸正方向側及びＹ軸負方向側の端部に配設される２つのアンテナエレメントと、２つのアンテナエレメント１１０とは、十分に離れているため、結合の問題は生じないものと考えられる。
また、アンテナ装置１００は、グランドプレーン５０からＸ軸正方向に突出する枠部５５を利用して、無給電ループ５６を構築している。無給電ループ５６とは、給電点を有さず、他のアンテナエレメント等から給電を受けて通信するエレメントである。
電子機器５００のように、アンテナエレメント１１０を配置するスペースに制約がある場合には、無給電ループ５６を利用して通信周波数を増やすことが、電子機器５００の筐体５００Ａの内部のスペースを様々な部品に割り当てる上で効率的である。
なお、以上では、アンテナエレメント１１０の端部１１２Ａ及び１１２Ｂの間の線路のＸ軸正方向側の端辺が、平面視で端辺５０Ａと一致するように配置される形態について説明した。しかしながら、必ずしも一致していなくてもよい。例えば、アンテナエレメント１１０を筐体５００Ａに設ける場合には、構造上の理由等から一致させることができない場合、又は、製造誤差等で少しずれる場合が有り得る。また、その他の理由で少し間隔を空けておいてもよい。
図１１乃至図１３は、実施の形態１の変形例のアンテナ装置１００Ｍを示す図である。アンテナ装置１００Ｍは、図３乃至図６に示すアンテナ装置１００に、分岐線路５７及び整合回路１２０Ａを追加したものである。すなわち、アンテナ装置１００Ｍは、グランドプレーン５０、枠部５５、分岐線路５７、アンテナエレメント１１０、整合回路１２０及び１２０Ａを含む。
アンテナ装置１００Ｍでは、枠部５５はＹ軸方向に少し長くなっており、接続端５５Ａは、図３乃至図５に示す接続端５５Ａよりも少しＹ軸正方向側に位置する。
分岐線路５７は、枠部５５の折り曲げ部５５Ｂと折り曲げ部５５Ｃの間で、折り曲げ部５５Ｂに近い位置（折り曲げ部５５Ｂ及び５５Ｃの中点よりも折り曲げ部５５Ｂ側の位置）にある点５５Ｅにおいて、枠部５５から分岐して端辺５０Ａに向かってＸ軸負方向に延在している。分岐線路５７の先端は、端辺５０Ａの所定距離手前に位置しており、分岐線路５７の先端と端辺５０Ａとの間には、整合回路１２０Ａが挿入されている。
整合回路１２０Ａは、分岐線路５７の先端と、グランドプレーン５０の端辺５０Ａとの間に設けられる。整合回路１２０Ａは、分岐線路５７、整合回路１２０Ａ、グランドプレーン５０の端辺５０Ａのうちの整合回路１２０Ａが接続される点５０Ａ１と接続端５５Ｄとの間の区間、及び、枠部５５の接続端５５Ｄと点５５Ｅとの間の区間によって構築されるループの電気長を調整するために設けられている。整合回路１２０Ａは、例えば、分岐線路５７の先端と、端辺５０Ａの点５０Ａ１との間に直列に挿入されるコンデンサである。
ここでは、分岐線路５７、グランドプレーン５０の端辺５０Ａのうちの整合回路１２０Ａが接続される点と接続端５５Ｄとの間の区間、及び、枠部５５の接続端５５Ｄと点５５Ｅとの間の区間によって構築されるループを無給電ループ５６Ａ(図１２参照)と称す。
無給電ループ５６Ａの長さは、ｆ１帯における１波長の電気長に設定されるとともに、ｆ１帯の２倍波であるｆ２帯における２波長の電気長に設定される。無給電ループ５６Ａは、第２ループの一例である。
例えば、アンテナ装置１００を含む電子機器５００において、枠部５５の接続端５５Ａから折り曲げ部５５Ｂを経て点５５Ｅに至るまでの区間が存在する場合には、分岐線路５７を追加することによって、無給電ループ５６Ａを構築することができる。
より具体的には、図１２に示すように、枠部５５の接続端５５Ａ及び５５Ｄの間のＹ軸方向の長さが６２ｍｍである場合には、折り曲げ部５５ＢからＹ軸負方向に５ｍｍの位置に分岐線路５７を接続すればよい。このようにすれば、分岐線路５７が接続される点５５Ｅと折り曲げ部５５Ｃとの間の長さを５７ｍｍに設定することができ、無給電ループ５６Ａは、図４に示す無給電ループ５６と等しいループ長を有することになる。
なお、接続端５５Ａと端部１１２Ａとの間のＹ軸方向の長さは１０ｍｍであり、図６と同様に、アンテナエレメント１１０の分岐点１１３及び端部１１２Ａの間の長さは、１３ｍｍであり、分岐点１１３及び端部１１２Ｂの間の長さは、１７ｍｍである。また、アンテナエレメント１１０Ｍの線幅（線状の金属層の幅）は、２ｍｍである。
図１４は、アンテナ装置１００Ｍのシミュレーションモデルの各パラメータを示す図である。図１４では、グランドプレーン５０、枠部５５、分岐線路５７、及びアンテナエレメント１１０を簡略化して１つのブロックとして示す。ポート１は、給電点１１１であり、ポート２は、分岐線路５７の先端である。
また、波源６１は、給電点１１１（ポート１）に高周波電力を供給する高周波源であり、内部インピーダンスは５０Ωである。
シミュレーションモデルでは、グランドプレーン５０は、端辺５０Ａを除く３辺の方向（Ｘ軸負方向、Ｙ軸正方向、Ｙ軸負方向）に無限に伸延するものであることを条件にした。また、グランドプレーン５０、枠部５５、分岐線路５７、アンテナエレメント１１０等の導体は、完全導体とした。
整合回路１２０は、給電点１１１と波源６１との間の線路から分岐して設けられており、コンデンサ（１．７ｐＦ）及びインダクタンス（０．７５ｎＨ）の並列回路と、コンデンサ（４ｐＦ）及びインダクタンス（１ｎＨ）の並列回路とを直列に接続した回路構成を有する。整合回路１２０Ａは、接地点との間に、接地点との間に直列に接続されるインダクタンス（５ｎＨ）を有する。
以上、アンテナ装置１００Ｍでは、図３乃至図６に示すアンテナ装置１００と同様に、アンテナエレメント１１０の給電点１１１と端部１１２Ｂとの間がｆ３帯におけるモノポールアンテナとして機能するとともに、Ｔ字型のアンテナエレメント１１０を介して、無給電ループ５６Ａが給電されてｆ１帯及びｆ２帯の２つの周波数帯で通信する。すなわち、実施の形態１の変形例では、３つの周波数帯で通信可能なアンテナ装置１００Ｍを提供することができる。
従って、実施の形態１の変形例では、複数の周波数帯で通信するアンテナ装置１００Ｍを提供することができる。
なお、分岐線路５７は、枠部５５の折り曲げ部５５Ｂと折り曲げ部５５Ｃの間で、折り曲げ部５５Ｃに近い位置（折り曲げ部５５Ｂ及び５５Ｃの中点よりも折り曲げ部５５Ｃ側の位置）において、枠部５５から分岐して端辺５０Ａに向かうように延在していてもよい。
＜実施の形態２＞
図１５は、実施の形態２のアンテナ装置２００を示す斜視図である。図１６は、図１５の一部を拡大して示す平面図であり、図１７は、図１５の一部を拡大して示す斜視図である。図１８は、アンテナ装置２００における電流経路のループを示す図である。
アンテナ装置２００は、配線基板５０５、グランドプレーン２５０、枠部５５、分岐線路２５７、アンテナエレメント２１０、整合回路２２０Ａ、２２０Ｂを含む。アンテナ装置２００は、通信機能を有するタブレットコンピュータ５００(図1参照)に設けられる。アンテナ装置２００は、一例として、少なくともｆ１帯、ｆ２帯、ｆ３帯の３つの周波数帯で通信する。以下では、実施の形態１のアンテナ装置１００の構成要素と同様の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
グランドプレーン２５０は、実施の形態１のグランドプレーン５０と同様に、頂点５１、５２、５３、５４を有する矩形状の金属層であり、頂点５２と５３の間に端辺２５０Ａを有する。
端辺２５０Ａは、端辺２５０Ａ１及び２５０Ａ２を有する。端辺２５０Ａ１は、接続端５５ＡよりもＹ軸正方向側と、接続端５５Ａ及び端部２５１の間の区間と、接続端５５ＤよりもＹ軸負方向側とに位置する。端部２５１は、接続端５５ＡよりもＹ軸負方向側の所定の短距離の位置にあり、端辺５０５Ａに対してオフセットされる端辺２５０Ａ２との境界のＹ軸正方向側の端部である。
端辺２５０Ａ２は、端部２５１及び接続端５５Ｄの間に位置し、配線基板５０５の端辺５０５Ａに対してＸ軸負方向側にオフセットしている。このため、接続端５５Ａ及び５５Ｄの間では、配線基板５０５の表面が表出している。端辺２５０Ａ２は、オフセット区間の一例である。
分岐線路２５７は、枠部５５の折り曲げ部５５Ｂと折り曲げ部５５Ｃの間で、折り曲げ部５５Ｃに近い位置（折り曲げ部５５Ｂ及び５５Ｃの中点よりも折り曲げ部５５Ｃ側の位置）にある点５５Ｆにおいて、枠部５５から分岐して端辺２５０Ａ２に向かうように延在している。分岐線路２５７の先端は、端辺２５０Ａ２の所定距離手前に位置しており、分岐線路５７の先端と端辺２５０Ａ２との間には、整合回路２２０Ｂが挿入されている。
整合回路２２０Ａは、アンテナエレメント２１０とグランドプレーン２５０とのインピーダンス整合を取るために、同軸ケーブル５７０の芯線と、アンテナエレメント２１０の給電点２１１との間に接続されている。
整合回路２２０Ｂは、分岐線路２５７の先端と、グランドプレーン２５０の端辺２５０Ａ２の整合回路２２０Ｂが接続される点２５０Ａ２Ａとの間に直列に挿入される。整合回路２２０Ｂは、分岐線路２５７、整合回路２２０Ｂ、端辺２５０Ａ２の点２５０Ａ２Ａから端部２５１を経て端辺２５０Ａ１の接続端５５Ａに至る区間、及び、枠部５５の接続端５５Ａと点５５Ｆとの間の区間によって構築されるループの電気長を調整するために設けられている。
ここでは、分岐線路２５７、整合回路２２０Ｂ、枠部５５の点５５Ｆと接続端５５Ａとの間の区間、及び、端辺２５０Ａ１の接続端５５Ａから端部２５１を経て端辺２５０Ａ２の点２５０Ａ２Ａに至る区間によって構築されるループを無給電ループ２５６Ｃ（図１８参照）と称す。無給電ループ２５６Ｃの長さは、ｆ３帯における１波長の電気長に設定される。
また、端辺２５０Ａ１及び２５０Ａ２の接続端５５Ａ及び５５Ｄの間の区間と、枠部５５とによって構築される無給電ループ２５６Ａ（図１８参照）の長さは、ｆ１帯における１波長の電気長に設定される。無給電ループ２５６Ａは、第１ループの一例であり、無給電ループ２５６Ｃは、第３ループの一例であり、
アンテナエレメント２１０は、給電点２１１、折り曲げ部２１２、２１３、２１４、及び端部２１５を有し、グランドプレーン２５０の表面２５０Ｂの近傍に、整合回路２２０Ａを介して設けられる。
アンテナエレメント２１０は、給電点２１１から折り曲げ部２１２までＺ軸正方向に延在し、折り曲げ部２１２から折り曲げ部２１３に向かってＹ軸負方向に延在し、折り曲げ部２１３から折り曲げ部２１４に向かってＸ軸正方向に延在し、折り曲げ部２１４から端部２１５に向かってＹ軸正方向に延在している。このようなアンテナエレメント２１０は、例えば、筐体５００Ａ（図１参照）の内面に固定されている。
アンテナエレメント２１０は、ヘアピン型のアンテナエレメントであり、折り曲げ部２１２及び２１３の間の区間に対して、折り曲げ部２１４及び端部２１５の間の区間が枠部５５に沿って戻るように延在する構成を有する。また、アンテナエレメント２１０は、銅箔等の薄膜状で線状の金属層が折り曲げられた構成を有する。
ここで、給電点２１１から折り曲げ部２１３までの区間（線路）は、第１線路の一例であり、折り曲げ部２１３及び２１４の間の区間（線路）は、第２線路の一例であり、折り曲げ部２１４及び端部２１５の間の区間（線路）は、第３線路の一例である。
給電点２１１は、端部２５１において、グランドプレーン２５０の表面２５０Ｂから離間して、表面２５０Ｂの近傍に設けられている。給電点２１１には、整合回路２２０Ａを介して同軸ケーブル５７０の芯線が接続されている。給電点２１１は、整合回路２２０Ａを介して、同軸ケーブル５７０の芯線に接続され、給電される。
給電点２１１から折り曲げ部２１２までの区間は、ＸＺ平面に平行な金属層であり、折り曲げ部２１２から折り曲げ部２１３を経て折り曲げ部２１４までの区間は、ＸＹ平面に平行な金属層であり、折り曲げ部２１４から端部２１５までの区間は、ＹＺ平面に平行な金属層である。
このため、折り曲げ部２１２から折り曲げ部２１４までの区間のグランドプレーン２５０の表面２５０Ｂとの間の間隔（表面２５０Ｂに対する高さ）は、一定である。また、折り曲げ部２１４から端部２１５までの区間のグランドプレーン２５０の表面２５０Ｂとの間の間隔（表面２５０Ｂに対する高さ）は、一定である。
ここで、枠部５５の折り曲げ部５５Ｂ及び５５Ｃの間の区間において、Ｙ軸方向において折り曲げ部２１４のＹ軸負方向側の端部と一致する点を点５５Ｇと称す。また、枠部５５の折り曲げ部５５Ｂ及び５５Ｃの間の区間において、Ｙ軸方向において端部２１５と一致する点を点５５Ｈと称す。
折り曲げ部２１４では、ＸＹ平面に平行な金属層をＺ軸負方向に折り曲げてＹＺ平面に平行にしているため、折り曲げ部２１２から折り曲げ部２１４までの区間に対して、折り曲げ部２１４から端部２１５までの区間は、グランドプレーン２５０の表面２５０Ｂ及び枠部５５の表面に対する高さが低く（Ｚ軸方向の間隔が小さく）なっている。
また、折り曲げ部２１２から折り曲げ部２１３までの区間のＸ軸負方向側の端辺と、端辺２５０Ａ２との間には、平面視でＸ軸方向の間隔（図１６で約１ｍｍ）があるが、折り曲げ部２１４から端部２１５までの区間は、平面視でＸ軸方向において、枠部５５のＸ軸負方向側の端辺と一致している。
このため、折り曲げ部２１４から端部２１５までの区間は、枠部５５の折り曲げ部５５Ｂ及び点５５Ｇの間の区間とＺ軸方向において近接している。このような構成にするのは、折り曲げ部２１４から端部２１５までの区間と、枠部５５とを結合（電磁界結合）させるためである。
また、給電点２１１から折り曲げ部２１２まで線路のＸ軸方向の線幅と、折り曲げ部２１３から折り曲げ部２１４までのＹ軸方向の線幅と、折り曲げ部２１４から端部２１５までのＺ軸方向の線幅とは、すべて等しい。
アンテナエレメント２１０と、枠部５５の点５５Ｈから接続端５５Ａまでの区間と、接続端５５Ａと端部２５１との間の端辺２５０Ａ１と、整合回路２２０Ａとは、ループ２５６Ｂ（図１８参照）を構築する。ループ２５６Ｂの長さは、整合回路２２０Ａによる波長の短縮効果を含めて、ｆ２帯における１波長の電気長(λ)に設定されている。折り曲げ部２１４から端部２１５までの区間と、枠部５５とが結合しているため、このようなループ２５６Ｂが構築される。ループ２５６Ｂは、第２ループの一例である。
アンテナ装置２００では、アンテナエレメント２１０の折り曲げ部２１４及び端部２１５の間の区間を枠部５５に結合させて、ｆ１帯及びｆ３帯の無給電ループ２５６Ａ及び２５６Ｃに給電する。このため、折り曲げ部２１４及び端部２１５の間の区間を無給電ループ２５６Ａ及び２５６Ｃになるべく近づけるために、折り曲げ部２１４及び端部２１５の間の区間を折り曲げ部２１２から折り曲げ部２１４までの区間よりも低い位置に（Ｚ軸方向においてグランドプレーン２５０に近い位置に）配置している。
図１６に示すように、アンテナエレメント２１０の給電点２１１から折り曲げ部２１３までの区間のＸ軸負方向側の端辺と、枠部５５の折り曲げ部５５Ｂ及び５５Ｃの間の区間のＸ軸負方向側の端辺との間の間隔は、２．８ｍｍである。
また、折り曲げ部５５ＢのＹ軸正方向側の端部と、点５５Ｈとの間の長さは、４ｍｍであり、点５５Ｈ及び５５Ｇの間の長さは、１８．０ｍｍであり、点５５Ｇ及び５５Ｆの間の長さは、１８．０ｍｍである。また、図１６には示さないが、アンテナエレメント２１０の線幅（線状の金属層の幅）は、１ｍｍであり、折り曲げ部２１２及び２１３の間の区間の配線基板５０５の表面との間隔（高さ）は、１．５ｍｍである。また、折り曲げ部２１４及び端部２１５の間の区間と、枠部５５の点５５Ｇ及び５５Ｈの間の区間とのＸ軸方向の間隔は、０．２ｍｍである。すなわち、折り曲げ部２１４及び端部２１５の間の区間は、枠部５５のＸ軸負方向側の端辺に対して、Ｘ軸負方向側に０．２ｍｍオフセットしている。
また、図１６に示さないが、枠部５５の幅（ＸＹ平面に現れる幅）は、２ｍｍであり、折り曲げ部５５Ｂ及び５５Ｃの間の区間の長さは、６２ｍｍである。
図１９は、アンテナ装置２００のシミュレーションモデルの各パラメータを示す図である。図１９では、グランドプレーン２５０、枠部５５、分岐線路２５７、及びアンテナエレメント２１０を簡略化して１つのブロックとして示す。ポート１は、給電点２１１であり、ポート２は、分岐線路２５７の先端である。
また、波源６１は、給電点２１１（ポート１）に高周波電力を供給する高周波源であり、内部インピーダンスは５０Ωである。
シミュレーションモデルでは、グランドプレーン２５０は、端辺２５０Ａ１及び２５０Ａ２を除く３辺の方向（Ｘ軸負方向、Ｙ軸正方向、Ｙ軸負方向）に無限に伸延するものであることを条件にした。また、グランドプレーン２５０、枠部５５、分岐線路２５７、アンテナエレメント２１０等の導体は、完全導体とした。
整合回路２２０Ａは、給電点２１１と波源６１との間の線路から分岐して設けられており、接地点との間に直列に接続されるインダクタンス（５ｎＨ）を有する。整合回路２２０Ｂは、接地点との間に、コンデンサ（２ｐＦ）及びインダクタンス（２ｎＨ）の並列回路と、インダクタンス（０．５ｎＨ）とを直列に接続した回路構成を有する。
図２０は、図１９に示すシミュレーションモデルで得たアンテナ装置２００のＳ１１パラメータと、トータル効率の周波数特性を示す図である。
図２０（Ａ）では、横軸に周波数、縦軸にＳ１１パラメータの値を示す。図２０（Ａ）に示すように、シミュレーションモデルのアンテナ装置２００のＳ１１パラメータは、ｆ１帯のうちの２．４５ＧＨｚで約－１５ｄＢであり、ｆ２帯のうちの５．５ＧＨｚで約－７ｄＢであり、ｆ３帯のうちの３．５ＧＨｚで約－８ｄＢであった。
３つの周波数の前後においてＳ１１パラメータの値がある程度低い帯域が得られたことから、ｆ１帯（２．４５ＧＨｚ帯）、ｆ２帯（５ＧＨｚ帯）、ｆ３帯（３．５ＧＨｚ帯）の３つの帯域において、通信可能であることを確認することができた。
また、図２０（Ｂ）に示すように、トータル効率は、２．４５ＧＨｚで約－２．５ｄＢ、５ＧＨｚで約－３ｄＢ、３．５ＧＨｚで約－１．５ｄＢという良好な値が得られており、３つの周波数の前後においてもトータル効率がある程度高い帯域が得られた。
図２１は、グランドプレーン２５０、枠部５５、無給電ループ５６、アンテナエレメント２１０の電流分布を示す図である。この電流分布は、電磁界シミュレーションにおいて、アンテナエレメント２１０の給電点２１１に給電を行う条件で求めたものであり、色が濃い（黒い）ほど電流値が高く、色が薄い（白い）ほど電流値が低いことを表す。なお、図２１では符号を省略する。
図２１（Ａ）は、２．４５ＧＨｚで給電した場合の電流分布を示す。図２１（Ａ）に示すように、端辺２５０Ａ１及び２５０Ａ２と、枠部５５の接続端５５Ａ及び５５Ｄとによって構築される無給電ループ２５６Ａ（図１８参照）のＹ軸方向における両端に、定在波の腹が１つずつ（合計２つ）生じていることから、無給電ループ２５６Ａに１波長分の定在波が生じていることが分かる。
アンテナエレメント２１０の折り曲げ部２１４と端部２１５との間の区間が枠部５５と結合しているため、アンテナエレメント２１０を介して無給電ループ２５６Ａが給電され、２．４５ＧＨｚにおける共振が生じたものと考えられる。なお、このような共振は、２．４５ＧＨｚの前後（ｆ１帯に含まれる周波数帯）においても確認できた。
図２１（Ｂ）は、５．５ＧＨｚで給電した場合の電流分布を示す。図２１（Ｂ）に示すように、アンテナエレメント２１０と、枠部５５の接続端５５Ａ及び点５５Ｈの間の区間とを含むループ２５６Ｂ（図１８参照）において、給電点２１１の付近と、折り曲げ部２１４及び端部２１５の間の区間の中央付近とに腹（合計２つの腹）が生じており、１波長分の定在波が生じていることが分かる。
アンテナエレメント２１０の折り曲げ部２１４と端部２１５との間の区間が枠部５５と結合しているため、アンテナエレメント２１０と、枠部５５の接続端５５Ａ及び点５５Ｈの間の区間とを含むループ２５６Ｂに５．５ＧＨｚの共振電流が流れたものと考えられる。なお、このような共振は、５．５ＧＨｚの前後（ｆ２帯に含まれる周波数帯）においても確認できた。
図２１（Ｃ）は、３．５ＧＨｚで給電した場合の電流分布を示す。図２１（Ｃ）に示すように、分岐線路２５７、整合回路２２０Ｂ、枠部５５の点５５Ｆと接続端５５Ａとの間の区間、及び、端辺２５０Ａ１の接続端５５Ａから端部２５１を経て端辺２５０Ａ２の点２５０Ａ２Ａに至る区間によって構築される無給電ループ２５６Ｃ（図１８参照）に定在波の腹が２つ生じていることから、無給電ループ２５６Ｃに３．５ＧＨｚの１波長分の定在波が生じていることが分かる。なお、このような共振は、３．５ＧＨｚの前後（ｆ３帯に含まれる周波数帯）においても確認できた。
以上、実施の形態２によれば、アンテナエレメント２１０の折り曲げ部２１４と端部２１５との間の区間が枠部５５と結合することにより、端辺２５０Ａ１及び２５０Ａ２と、枠部５５の全体とを含む無給電ループ２５６Ａにｆ１帯の共振電流が流れる。
また、アンテナエレメント２１０と枠部５５との結合により、アンテナエレメント２１０と、枠部５５の点５５Ｈ及び接続端５５Ａの間の区間とが構築するループ２５６Ｂにｆ２帯の共振電流が流れる。
さらに、アンテナエレメント２１０と枠部５５との結合により、分岐線路２５７、整合回路２２０Ｂ、枠部５５の点５５Ｆと接続端５５Ａとの間の区間、及び、端辺２５０Ａ１の接続端５５Ａから端部２５１を経て端辺２５０Ａ２の点２５０Ａ２Ａに至る区間によって構築される無給電ループ２５６Ｃにｆ３帯の共振電流が流れる。
従って、複数の周波数帯で通信するアンテナ装置２００を提供することができる。アンテナエレメント２１０を利用した無給電ループ２５６Ｃは、例えば、ＭＩＭＯ形式の通信に用いることができる。実施の形態２のアンテナ装置２００は、実施の形態１のアンテナ装置１００と同様に、４×４のＭＩＭＯ形式の通信を実現することも可能である。
また、アンテナ装置２００は、グランドプレーン２５０からＸ軸正方向に突出する枠部５５を利用して、無給電ループ２５６Ａ及び２５６Ｃを構築している。電子機器５００のように、アンテナエレメント２１０を配置するスペースに制約がある場合には、無給電ループ２５６Ａ及び２５６Ｃを利用して通信周波数を増やすことが、電子機器５００の筐体５００Ａの内部のスペースを様々な部品に割り当てる上で効率的である。
なお、以上では、折り曲げ部２１４及び端部２１５の間の区間と、枠部５５の点５５Ｇ及び５５Ｈの間の区間とがＸ軸方向において一致しておらず、間隔が０．２ｍｍである形態について説明した。例えば、アンテナエレメント２１０を筐体５００Ａに設ける場合に、構造上の理由等から一致させることができない場合、又は、製造誤差等で少しずれる場合が有り得るためである。また、その他の理由で少し間隔を空けておいてもよい。
しかしながら、折り曲げ部２１４から端部２１５までの区間は、枠部５５の点５５Ｇ及び５５Ｈの間の区間と一致するように配置されていてもよい。一致する場合には、折り曲げ部２１４から端部２１５までの区間と、枠部５５とが最も近くなるので、結合が強くなり、より枠部５５における電流を増大させることができる。
＜実施の形態３＞
図２２は、実施の形態３のアンテナ装置３００を示す斜視図である。図２３は、図２２の一部を拡大して示す平面図であり、図２４は、図２２の一部を拡大して示す斜視図である。図２５は、図２４からアンテナエレメント３１０と無給電素子３３０を取り除いた状態を示す図である。図２６は、アンテナ装置３００における電流経路のループを示す図である。
アンテナ装置３００は、配線基板５０５、グランドプレーン２５０、枠部５５、アンテナエレメント３１０、及び無給電素子３３０を含む。アンテナ装置３００は、通信機能を有するタブレットコンピュータ５００(図1参照)に設けられる。アンテナ装置３００は、一例として、少なくともｆ１帯、ｆ２帯、ｆ３帯の３つの周波数帯で通信する。以下では、実施の形態１、２のアンテナ装置１００、２００の構成要素と同様の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。なお、アンテナ装置３００は、整合回路を含まない。
グランドプレーン２５０及び枠部５５は、実施の形態２のものと同様であり、端辺２５０Ａ１及び２５０Ａ２の接続端５５Ａ及び５５Ｄの間の区間と、枠部５５とによって構築される無給電ループ２５６Ａ（図２６参照）の長さは、ｆ１帯における１波長の電気長に設定される。
アンテナエレメント３１０は、給電点３１１、折り曲げ部３１２、３１３、３１４、及び端部３１５を有し、グランドプレーン２５０の表面２５０Ｂの近傍に設けられる。給電点３１１には、整合回路を介さずに給電するが、インピーダンスの調整を行う場合には整合回路を設けてもよい。
アンテナエレメント３１０は、給電点３１１から折り曲げ部３１２までＸ軸負方向に延在し、折り曲げ部３１２から折り曲げ部３１３に向かってＹ軸負方向に延在し、折り曲げ部３１３から折り曲げ部３１４に向かってＸ軸正方向に延在し、折り曲げ部３１４から端部３１５に向かってＹ軸正方向に延在している。このようなアンテナエレメント３１０は、例えば、筐体５００Ａ（図１参照）の内面に固定されている。
アンテナエレメント３１０は、ヘアピン型のアンテナエレメントであり、折り曲げ部３１２及び３１３の間の区間に対して、折り曲げ部３１４及び端部３１５の間の区間が枠部５５に沿って戻るように延在する構成を有する。また、アンテナエレメント３１０は、銅箔等の薄膜状で線状の金属層が折り曲げられた構成を有する。
ここで、給電点３１１から折り曲げ部３１３までの区間（線路）は、第１線路の一例であり、折り曲げ部３１３及び３１４の間の区間（線路）は、第２線路の一例であり、折り曲げ部３１４及び端部３１５の間の区間（線路）は、第３線路の一例である。
給電点３１１は、端部２５１において、グランドプレーン２５０の表面２５０Ｂから離間して、表面２５０Ｂの近傍に設けられている。給電点３１１には、同軸ケーブル５７０の芯線が接続され、給電される。
給電点３１１から折り曲げ部３１２までの区間は、ＸＺ平面に平行な金属層であり、折り曲げ部３１２から折り曲げ部３１３までの区間は、ＹＺ平面に平行な金属層であり、折り曲げ部３１３から折り曲げ部３１４までの区間は、ＸＺ平面に平行な金属層であり、折り曲げ部３１４から端部３１５までの区間は、ＹＺ平面に平行な金属層である。
このため、給電点３１１から端部３１５までの全区間のグランドプレーン２５０の表面２５０Ｂとの間の間隔（表面２５０Ｂに対する高さ）は、一定である。
ここで、枠部５５の折り曲げ部５５Ｂ及び５５Ｃの間の区間において、Ｙ軸方向において折り曲げ部３１４のＹ軸負方向側の端部と一致する点を点５５Ｇと称す。また、枠部５５の折り曲げ部５５Ｂ及び５５Ｃの間の区間において、Ｙ軸方向において端部３１５と一致する点を点５５Ｈと称す。
折り曲げ部３１２から折り曲げ部３１３までの区間は、平面視で端辺２５０Ａ２よりもＸ軸正方向側にオフセットしており、折り曲げ部３１４から端部３１５までの区間は、枠部５５の点５５Ｇ及び５５Ｈの間の区間のＸ軸負方向側の端辺と平面視で一致している。
このため、折り曲げ部３１４から端部３１５までの区間は、枠部５５の点５５Ｇ及び５５Ｈの間の区間とＺ軸方向において近接している。このような構成にするのは、折り曲げ部３１４から端部３１５までの区間と、枠部５５とを結合（電磁界結合）させるためである。このような構成で、折り曲げ部３１４から端部３１５までの区間と、枠部５５とを結合（電磁界結合）させて、アンテナエレメント３１０から枠部５５に給電する。
また、給電点３１１から端部３１５までのＺ軸方向の線幅は、すべて等しい。なお、一例として、給電点３１１から端部３１５までの全区間のＺ軸正方向側の端辺の基板５０５の表面との間隔（基板５０５の表面に対する高さ）は、１．５ｍｍである。
アンテナエレメント３１０と、枠部５５の点５５Ｈから接続端５５Ａまでの区間と、接続端５５Ａと端部２５１との間の端辺２５０Ａ１に沿った区間とは、ループ３５６Ｂ（図２６参照）を構築する。ループ３５６Ｂの長さは、ｆ２帯における１波長の電気長(λ)に設定されている。折り曲げ部３１４から端部３１５までの区間と、枠部５５とが結合しているため、このようなループ３５６Ｂが構築される。
アンテナ装置３００では、アンテナエレメント３１０の折り曲げ部３１４及び端部３１５の間の区間を枠部５５に結合させて、ｆ１帯の無給電ループ２５６Ａに給電する。このため、折り曲げ部３１２及び３１３の間の区間を平面視で端辺２５０Ａ２よりもＸ軸正方向側にオフセットさせるとともに、折り曲げ部３１４及び端部３１５の間の区間を平面視で枠部５５の点５５Ｇ及び５５Ｈの間の区間のＸ軸負方向側の端辺と一致させている。折り曲げ部３１４及び端部３１５の間の区間を無給電ループ２５６Ａと結合させるためである。
なお、給電点３１１から折り曲げ部３１２までをＸ軸負方向に延在させているのは、端部２５１に接続される無給電素子３３０を避けるためである。
また、無給電ループ２５６Ａは、第１ループの一例であり、ループ３５６Ｂは、第２ループの一例である。
無給電素子３３０は、逆Ｌ字型の無給電エレメントであり、接続部３３１、折り曲げ部３３２、及び端部３３３を有する。無給電素子３３０は、接続部３３１が端部２５１の表面（すなわちグランドプレーン２５０の表面）に接続され、接続部３３１から折り曲げ部３３２に向けてＺ軸正方向に延在し、折り曲げ部３３２から端部３３３に向けてＹ軸負方向に延在している。無給電素子３３０は、平面視でアンテナエレメント３１０によって囲まれた領域内をＹ軸方向に延在している。
無給電素子３３０は、銅箔等の薄膜状で線状の金属層が折り曲げられた構成を有する。接続部３３１及び折り曲げ部３３２の間の区間は、ＸＺ平面に平行な金属層であり、折り曲げ部３３２及び端部３３３の間の区間は、ＸＹ平面に平行な金属層である。一例として、折り曲げ部３３２及び端部３３３の間の区間の基板５０５の表面との間隔（基板５０５の表面に対する高さ）は、１．７ｍｍである。
端部３３３と、アンテナエレメント３１０の折り曲げ部３１３及び３１４の間の区間とは、Ｙ軸方向における位置が等しく、端部３３３は、アンテナエレメント３１０の折り曲げ部３１３及び３１４の間の区間のＺ軸正方向側に位置する。
無給電素子３３０の接続部３３１から端部３３３までの長さは、ｆ３帯の四半波長の電気長に設定されている。モノポール型の無給電素子として機能させるためである。無給電素子３３０は、アンテナエレメント３１０の折り曲げ部３１２及び３１３の間の区間と結合されており、アンテナエレメント３１０から給電を受ける。
図２３に示すように、一例として、アンテナエレメント３１０の折り曲げ部３１２及び３１３の間の区間の長さは、１７．０５ｍｍである。無給電素子３３０の折り曲げ部３３２及び接続部３３１の間の区間の長さは、１８ｍｍである。折り曲げ部３１３の端部と、接続部３３１の端部とのＹ軸負方向側の位置は等しい。
なお、図２３には寸法を示していないが、折り曲げ部３１４及び端部３１５の間の区間と、枠部５５の点５５Ｇ及び５５Ｈの間の区間とのＸ軸方向の間隔は、０．２ｍｍである。すなわち、折り曲げ部３１４及び端部３１５の間の区間は、枠部５５のＸ軸負方向側の端辺に対して、Ｘ軸負方向側に０．２ｍｍオフセットしている。
また、アンテナエレメント３１０の折り曲げ部３１３及び３１４の間の区間の長さは、３．３ｍｍである。また、枠部５５の折り曲げ部５５Ｂ及び５５Ｃの間の区間の長さは、５６ｍｍであり、枠部５５の幅（ＸＹ平面に現れる幅）は、２ｍｍであり、端辺２５０Ａ２と枠部５５の折り曲げ部５５Ｂ及び５５Ｃの間の区間のＸ軸負方向側の端辺との間隔は、４ｍｍである。
図２７は、アンテナ装置３００のＳ１１パラメータと、トータル効率の周波数特性をのシミュレーション結果を示す図である。
図２７（Ａ）では、横軸に周波数、縦軸にＳ１１パラメータの値を示す。図２７（Ａ）に示すように、アンテナ装置３００のＳ１１パラメータは、ｆ１帯のうちの２．４５ＧＨｚで約－５ｄＢであり、ｆ２帯のうちの４．９ＧＨｚ及び５．５ＧＨｚでそれぞれ約－１５ｄＢ及び約－６ｄＢであり、ｆ３帯のうちの３．５ＧＨｚで約－１８ｄＢ以下であった。
４つの周波数の前後においてＳ１１パラメータの値がある程度低い帯域が得られたことから、ｆ１帯（２．４５ＧＨｚ帯）、ｆ２帯（５ＧＨｚ帯）、ｆ３帯（３．５ＧＨｚ帯）の３つの帯域において、通信可能であることを確認することができた。
また、図２７（Ｂ）に示すように、トータル効率は、２．４５ＧＨｚで約－２．５ｄＢ、４．９ＧＨｚで約－０．５ｄＢ、５．５ＧＨｚで約－２ｄＢ、３．５ＧＨｚで約－３ｄＢという良好な値が得られており、４つの周波数の前後においてもトータル効率がある程度高い帯域が得られた。
図２８は、グランドプレーン２５０、枠部５５、アンテナエレメント３１０、及び無給電素子３３０の電流分布を示す図である。この電流分布は、電磁界シミュレーションにおいて、アンテナエレメント３１０の給電点３１１に給電を行う条件で求めたものであり、色が濃い（黒い）ほど電流値が高く、色が薄い（白い）ほど電流値が低いことを表す。なお、図２８では符号を省略する。
図２８（Ａ）は、２．５ＧＨｚで給電した場合の電流分布を示す。図２８（Ａ）に示すように、端辺２５０Ａ１及び２５０Ａ２と、枠部５５の接続端５５Ａ及び５５Ｄとによって構築される無給電ループ２５６Ａ（図２６参照）のＹ軸方向における両端に、定在波の腹が１つずつ（合計２つ）生じていることから、無給電ループ２５６Ａに１波長分の定在波が生じていることが分かる。
アンテナエレメント３１０の折り曲げ部３１４と端部３１５との間の区間が枠部５５と結合しているため、アンテナエレメント３１０を介して無給電ループ２５６Ａが給電され、２．５ＧＨｚにおける共振が生じたものと考えられる。なお、このような共振は、２．５ＧＨｚの前後（ｆ１帯に含まれる周波数帯）においても確認できた。
図２８（Ｂ）は、４．９ＧＨｚで給電した場合の電流分布を示す。図２８（Ｂ）に示すように、無給電ループ２５６Ａ（図２６参照）に定在波の４つの腹が生じており、２波長分の定在波が生じていることが分かる。４つの腹のうちの２つは接続端５５Ａ、５５Ｄにあり、残りの２つは端辺２５０Ａ２のＹ軸方向の中央付近と、枠部５５のＹ軸方向の中央付近にある。これは、２．５ＧＨｚの２倍波の共振が生じたことを示している。
図２８（Ｃ）は、５．５ＧＨｚで給電した場合の電流分布を示す。図２８（Ｃ）に示すように、アンテナエレメント３１０と、枠部５５の接続端５５Ａ及び点５５Ｈの間の区間とを含むループ３５６Ｂ（図２６参照）において、給電点３１１の付近と、折り曲げ部３１４及び端部３１５の間の区間の中央付近とに腹（合計２つの腹）が生じており、１波長分の定在波が生じていることが分かる。
アンテナエレメント３１０の折り曲げ部３１４と端部３１５との間の区間が枠部５５と結合しているため、アンテナエレメント３１０と、枠部５５の接続端５５Ａ及び点５５Ｈの間の区間とを含むループ３５６Ｂに５．５ＧＨｚの共振電流が流れたものと考えられる。なお、このような共振は、５．５ＧＨｚの前後（ｆ２帯に含まれる周波数帯）においても確認できた。
図２８（Ｄ）は、３．５ＧＨｚで給電した場合の電流分布を示す。図２８（Ｄ）に示すように、無給電素子３３０の折り曲げ部３３２付近の矢印で示す点で電流値が最も高くなっており、無給電素子３３０がモノポール素子として動作して共振が生じていることが分かる。なお、このような共振は、３．５ＧＨｚの前後（ｆ３帯に含まれる周波数帯）においても確認できた。
以上、実施の形態３によれば、アンテナエレメント３１０の折り曲げ部３１４と端部３１５との間の区間が枠部５５と結合することにより、端辺２５０Ａ１及び２５０Ａ２と、枠部５５の全体とを含む無給電ループ２５６Ａにｆ１帯とｆ２帯の４．９ＧＨｚの共振電流が流れる。
また、アンテナエレメント３１０と枠部５５との結合により、アンテナエレメント３１０と、枠部５５の点５５Ｈ及び接続端５５Ａの間の区間とが構築するループ３５６Ｂにｆ２帯の５．５ＧＨｚの共振電流が流れる。
さらに、無給電素子３３０は、アンテナエレメント３１０の折り曲げ部３１２及び３１３の間の区間と結合されており、アンテナエレメント３１０から給電を受けることにより、無給電素子３３０にｆ３帯の共振電流が流れる。
従って、複数の周波数帯で通信するアンテナ装置３００を提供することができる。無給電素子３３０は、例えば、ＭＩＭＯ形式の通信に用いることができる。実施の形態３のアンテナ装置３００は、実施の形態１のアンテナ装置１００と同様に、４×４のＭＩＭＯ形式の通信を実現することも可能である。
また、アンテナ装置３００は、グランドプレーン２５０からＸ軸正方向に突出する枠部５５を利用して、無給電ループ２５６Ａを構築している。電子機器５００のように、アンテナエレメント３１０を配置するスペースに制約がある場合には、無給電ループ２５６Ａを利用して通信周波数を増やすことが、電子機器５００の筐体５００Ａの内部のスペースを様々な部品に割り当てる上で効率的である。
なお、以上では、折り曲げ部３１４及び端部３１５の間の区間と、枠部５５の点５５Ｇ及び５５Ｈの間の区間とがＸ軸方向において一致しておらず、間隔が０．２ｍｍである形態について説明した。例えば、アンテナエレメント３１０を筐体５００Ａに設ける場合に、構造上の理由等から一致させることができない場合、又は、製造誤差等で少しずれる場合が有り得るためである。また、その他の理由で少し間隔を空けておいてもよい。
しかしながら、折り曲げ部３１４から端部３１５までの区間は、枠部５５の点５５Ｇ及び５５Ｈの間の区間と一致するように配置されていてもよい。一致する場合には、折り曲げ部３１４から端部３１５までの区間と、枠部５５とが最も近くなるので、結合が強くなり、より枠部５５における電流を増大させることができる。
次に、図２９及び図３０を用いて、折り曲げ部３１４と端部３１５との間の区間の長さが通信に与える影響について説明する。図２９は、折り曲げ部３１４と端部３１５との間の区間の長さが異なるアンテナエレメント３１０を示す図である。なお、折り曲げ部３１２及び３１３の間の区間の長さは、１７．０５ｍｍである。
折り曲げ部３１４と端部３１５との間の区間の長さを、１３ｍｍ（図２９（Ａ）参照）と、１５ｍｍ（図２９（Ｂ）参照）と、１７ｍｍ（図２９（Ｃ）参照）とに設定したところ、図３０に示すようなトータル効率の周波数特性のシミュレーション結果を得た。図３０は、折り曲げ部３１４と端部３１５との間の区間の長さの違いによるトータル効率の周波数特性の違いを示す図である。
図３０に示すように、２．４５ＧＨｚ前後のｆ１帯、５ＧＨｚ前後のｆ２帯、及び、３．５ＧＨｚ前後のｆ３帯では、すべて折り曲げ部３１４と端部３１５との間の区間の長さが長くなる方が、より高いトータル効率が得られた。このことから、折り曲げ部３１４と端部３１５との間の区間の長さは、１７ｍｍに設定する場合が最も良いことが分かった。これは、アンテナエレメント３１０と枠部５５との結合が生じる区間が長くなることによって、特性が改善されたためと考えられる。
図３１は、実施の形態３の変形例のアンテナエレメント３１０Ｍを示す図である。図３１は、図２４に対応する図であり、アンテナエレメント３１０Ｍ以外の周囲の構成要素も示す。
アンテナエレメント３１０Ｍは、給電点３１１、折り曲げ部３１２、３１３、３１４、３１５Ｍ、及び端部３１６Ｍを有する。
アンテナエレメント３１０Ｍは、図２４に示すアンテナエレメント３１０の端部３１５の代わりに折り曲げ部３１５Ｍを有し、折り曲げ部３１５ＭでＸ軸負方向に折り曲げられて端部３１６Ｍまで延在している。
折り曲げ部３１５Ｍ及び端部３１６Ｍの間の区間は、ＸＺ平面に平行な金属層である。端部３１６Ｍは、平面視で端辺２５０Ａ１及び無給電素子３３０の手前まで延在している。
図３２は、実施の形態３の変形例のアンテナエレメント３１０Ｍを含むアンテナ装置のＳ１１パラメータと、トータル効率の周波数特性をのシミュレーション結果を示す図である。
図３２（Ａ）では、横軸に周波数、縦軸にＳ１１パラメータの値を示す。図３２（Ａ）に示すように、Ｓ１１パラメータは、ｆ１帯のうちの２．６ＧＨｚで約－６ｄＢであり、ｆ２帯のうちの４．８ＧＨｚで－２０ｄＢ以下であり、ｆ３帯のうちの３．５ＧＨｚで－２０ｄＢ以下であった。
３つの周波数の前後においてＳ１１パラメータの値がある程度低い帯域が得られたことから、ｆ１帯（２．４５ＧＨｚ帯）、ｆ２帯（５ＧＨｚ帯）、ｆ３帯（３．５ＧＨｚ帯）の３つの帯域において、通信可能であることを確認することができた。
また、図３２（Ｂ）に示すように、トータル効率は、２．６ＧＨｚで約－２．５ｄＢ、４．８ＧＨｚで約－１．２ｄＢ、３．５ＧＨｚで約－２．５ｄＢという良好な値が得られており、３つの周波数の前後においてもトータル効率がある程度高い帯域が得られた。
このように、折り曲げ部３１５Ｍ及び端部３１６Ｍの間の区間を有するアンテナエレメント３１０Ｍを用いても、３つの周波数帯で通信することができる。
なお、実施の形態２のアンテナエレメント２１０の端部２１５に、折り曲げ部３１５Ｍ及び端部３１６Ｍの間の区間を追加してもよい。
＜実施の形態４＞
図３３及び図３４は、実施の形態４のアンテナ装置４００を示す斜視図及び平面図である。
アンテナ装置４００は、グランドプレーン４５０、金属プレート４３０、アンテナエレメント１１０、整合回路１２０を含む。アンテナ装置４００は、通信機能を有するタブレットコンピュータ５００(図１参照)に設けられる。なお、図１６、図１７では、配線基板５０５を省略する。
実施の形態４００のアンテナ装置４００は、実施の形態１００のアンテナ装置１００のグランドプレーン５０をグランドプレーン４５０に置き換え、グランドプレーン４５０の周囲に金属プレート４３０を取り付けたものである。
グランドプレーン４５０のＹ軸負方向側の表面５０Ｂ側には、バッテリ４６０が配置されている。その他の構成は、実施の形態１のアンテナ装置１００と同様である。同様の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
金属プレート４３０は、グランドプレーン４５０の周囲を囲む矩形環状の金属板である。金属プレート４３０は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に薄く、Ｚ軸方向に所定の幅を有する。金属プレート４３０は、１８個の接続部４３１によってグランドプレーン４５０の周囲に接続されている。このため、金属プレート４３０は、グランド電位に保持される。金属プレート４３０は、一部又は全体が筐体５００Ａ（図１参照）の側面に表出していてもよい。金属プレート４３０は、配線基板５０５の四辺を覆うように配設される。
１８個の接続部４３１のうち、アンテナエレメント１１０に最も近い２つの接続部４３１を接続部４３１Ａ、４３１Ｂと称す。接続部４３１Ａは、アンテナエレメント１１０よりもＹ軸正方向側に位置し、接続部４３１Ｂは、アンテナエレメント１１０よりもＹ軸負方向側に位置する。
金属プレート４３０のうち、接続部４３１Ａ及び４３１Ｂの間の区間は、図３及び図４に示す枠部５５の接続端５５Ａ及び５５Ｄと同様の構成を有する。このため、アンテナ装置４００では、実施の形態１のアンテナ装置１００と同様に、金属プレート４３０のうち、接続部４３１Ａ及び４３１Ｂの間の区間に電流が流れ、アンテナエレメント１１０と金属プレート４３０とが結合する。金属プレート４３０のうち、少なくとも、接続部４３１Ａ及び４３１Ｂの間の区間は、突出金属部材の一例である。
以上のように、アンテナ装置１００の枠部５５を金属プレート４３０に置き換えた構成であってもよい。ここでは、実施の形態１のアンテナ装置１００の枠部５５を金属プレート４３０に置き換えた形態について説明したが、実施の形態２、３のアンテナ装置２００、３００の枠部５５を置き換えてもよい。
なお、以上では、金属プレート４３０がグランドプレーン４５０の周囲を囲む矩形環状の部材である形態について説明した。しかしながら、金属プレート４３０は、グランドプレーン４５０の周囲において分割されていてもよく、一部がアンテナエレメントとして、あるいは、アンテナエレメントの一部として機能する構成であってもよい。
以上、本発明の例示的な実施の形態のアンテナ装置について説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。
以上の実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１）
端辺と、表面とを有するグランドプレーンと、
前記グランドプレーンに接続される第１接続部及び第２接続部を有し、前記端辺から突出し、前記端辺を含む第１ループを構築する突出金属部材と、
前記第１ループの前記第１接続部及び前記第２接続部の間で前記表面の近傍に配置される給電点から前記端辺に沿って第１端部及び第２端部まで延在するＴ字型のアンテナエレメントと
を含み、
前記第１ループの長さは、第１周波数における１波長の電気長に対応するとともに、前記第１周波数の２倍波の第２周波数における２波長の電気長に対応し、
前記アンテナエレメントの前記給電点から前記第１端部又は前記第２端部までの長さは、第３周波数における四半波長の電気長に対応する、アンテナ装置。
（付記２）
前記突出金属部材の前記第１接続部及び前記第２接続部の中点よりも前記第１接続部に近い分岐点で分岐して前記端辺に向かって延在する分岐線路と、
前記分岐線路の先端と、前記端辺との間に設けられる整合回路と
をさらに含み、
前記突出金属部材のうちの前記第２接続部及び前記分岐点の間の区間と、前記分岐線路と、前記整合回路と、前記端辺のうちの前記整合回路及び前記第２接続部の間の区間とによって構築される第２ループの長さは、前記第１周波数における１波長の電気長に対応するとともに、前記第２周波数における２波長の電気長に対応する、付記１記載のアンテナ装置。
（付記３）
前記アンテナエレメントの前記第１端部及び前記第２端部の間の区間は、前記給電点に対して、前記グランドプレーンの表面から一定距離の位置にあり、当該区間の前記突出金属部材側の辺は、平面視で前記端辺と一致する、付記１又は２記載のアンテナ装置。
（付記４）
端辺と、表面とを有するグランドプレーンと、
前記グランドプレーンに接続される第１接続部及び第２接続部を有し、前記端辺から突出し、前記端辺を含む第１ループを構築する突出金属部材と、
前記第１ループの前記第１接続部の近傍で前記グランドプレーン又は前記突出金属部材の表面の近傍に配置される給電点から前記端辺に沿って前記第２接続部に向かって延在する第１線路と、前記第１線路の端部から平面視で前記端辺から離間する方向に延在する第２線路と、前記第２線路の端部から平面視で前記突出金属部材に沿って戻る方向に延在し、前記突出金属部材に結合する第３線路とを有するアンテナエレメントと、
前記突出金属部材の前記第１接続部及び前記第２接続部の間に位置する分岐点であって、平面視で前記第２線路よりも前記第２接続部側に位置する分岐点から前記端辺に向かって延在する分岐線路と、
前記分岐線路の先端と前記端辺との間に設けられる整合回路と
を含み、
前記第１ループの長さは、第１周波数における１波長の電気長に対応し、
前記アンテナエレメントと、前記突出金属部材の前記第１接続部側の区間とで構築される第２ループの長さは、前記第１周波数の２倍波の第２周波数における１波長の電気長に対応し、
前記端辺の前記第１接続部と前記整合回路との間の区間と、前記整合回路と、前記分岐線路と、前記突出金属部材の前記分岐点及び前記第１接続部の間の区間とによって構築される第３ループの長さは、第３周波数における１波長の電気長に対応する、アンテナ装置。
（付記５）
端辺と、表面とを有するグランドプレーンと、
前記グランドプレーンに接続される第１接続部及び第２接続部を有し、前記端辺から突出し、前記端辺を含む第１ループを構築する突出金属部材と、
前記第１ループの前記第１接続部の近傍で前記グランドプレーン又は前記突出金属部材の表面の近傍に配置される給電点から前記端辺に沿って前記第２接続部に向かって延在する第１線路と、前記第１線路の端部から平面視で前記端辺から離間する方向に延在する第２線路と、前記第２線路の端部から平面視で前記突出金属部材に沿って戻る方向に延在し、前記突出金属部材に結合する第３線路とを有するアンテナエレメントと、
平面視で前記アンテナエレメントで囲まれる領域内に延在する無給電素子と
を含み、
前記第１ループの長さは、第１周波数における１波長の電気長に対応し、
前記第１ループの長さは、前記第１周波数の２倍波の第２周波数における２波長の電気長に対応し、又は、前記アンテナエレメントと、前記突出金属部材の前記第１接続部側の区間とで構築される第２ループの長さは、前記第１周波数の２倍波の第２周波数における１波長の電気長に対応し、
前記無給電素子の長さは、第３周波数における四半波長の電気長に対応する、アンテナ装置。
（付記６）
前記無給電素子は、逆Ｌ型である、付記５記載のアンテナ装置。
（付記７）
前記第３線路と前記グランドプレーンとの間隔は、前記第１線路及び前記第２線路と前記グランドプレーンとの間隔よりも短い、付記４乃至６のいずれか一項記載のアンテナ装置。
（付記８）
前記第１線路及び前記第２線路は、前記グランドプレーンの表面に沿った長さ方向及び幅方向を有し、前記グランドプレーンの厚さ方向に沿った厚さ方向を有する第１の薄板状の線状金属層であり、
前記第３線路は、前記第１の薄板状の線状金属層に連続する第２の薄板状の線状金属層であって、前記第２線路の先端から前記グランドプレーンの表面に向けて折り曲げられて、前記グランドプレーンの表面に沿った長さ方向及び厚さ方向を有し、前記グランドプレーンの厚さ方向に沿った幅方向を有する第２の薄板状の線状金属層である、付記４乃至７のいずれか一項記載のアンテナ装置。
（付記９）
前記端辺は、前記第１接続部及び前記第２接続部の間において、平面視で前記グランドプレーンの内側にオフセットするオフセット区間を有し、
前記給電点は、オフセットしていない区間において前記グランドプレーンの表面の近傍に配置され、
前記第１線路は、前記オフセット区間において前記端辺に沿って前記第２接続部に向かって延在する、付記４乃至８のいずれか一項記載のアンテナ装置。
（付記１０）
前記グランドプレーンが設けられる基板をさらに含み、
前記端辺は、前記第１接続部及び前記第２接続部の間において、平面視で前記グランドプレーンの内側にオフセットするオフセット区間を有し、
前記給電点は、オフセットしていない区間において前記グランドプレーンの表面の近傍に配置され、
前記第１線路は、前記オフセット区間において前記端辺に沿って前記第２接続部に向かって延在し、
前記アンテナエレメントの前記第１線路、前記第２線路、及び前記第３線路は、前記グランドプレーンの表面に沿った長さ方向及び厚さ方向を有し、前記グランドプレーンの厚さ方向に沿った幅方向を有する薄板状の線状金属層が折り曲げられた線路であり、
前記第１線路、前記第２線路、及び前記第３線路の前記基板の表面からの距離は一定であり、
前記第１線路は、平面視で前記オフセット区間の端辺よりも前記突出金属部材側に位置し、
前記第３線路は、平面視で前記突出金属部材の前記端辺側の辺と一致する、付記５又は６記載のアンテナ装置。
（付記１１）
前記第３線路は、平面視で前記突出金属部材の前記端辺側の辺と一致する、付記８又は１０記載のアンテナ装置。
（付記１２）
前記アンテナエレメントは、前記第３線路の端部から平面視で前記端辺に近づく方向に延在する第４線路をさらに有する、付記４乃至１１のいずれか一項記載のアンテナ装置。
（付記１３）
前記突出金属部材は、前記端辺から離間する方向に前記第１接続部から第１折り曲げ部まで伸延する第１区間と、前記第１折り曲げ部で前記端辺に沿って折り曲げられて第２折り曲げ部まで伸延する第２区間と、前記第２折り曲げ部で前記端辺に向かって折り曲げられて前記第２接続部まで伸延する第３区間とを有する、付記１乃至１２のいずれか一項記載のアンテナ装置。
（付記１４）
筐体と、
前記筐体に配設されるアンテナ装置と
を含み、
前記アンテナ装置は、
端辺と、表面とを有するグランドプレーンと、
前記グランドプレーンに接続される第１接続部及び第２接続部を有し、前記端辺から突出し、前記端辺を含む第１ループを構築する突出金属部材と、
前記第１ループの前記第１接続部及び前記第２接続部の間で前記表面の近傍に配置される給電点から前記端辺に沿って第１端部及び第２端部まで延在するＴ字型のアンテナエレメントと
を有し、
前記第１ループの長さは、第１周波数における１波長の電気長に対応するとともに、前記第１周波数の２倍波の第２周波数における２波長の電気長に対応し、
前記アンテナエレメントの前記給電点から前記第１端部又は前記第２端部までの長さは、第３周波数における四半波長の電気長に対応する、電子機器。
（付記１５）
筐体と、
前記筐体に配設されるアンテナ装置と
を含み、
前記アンテナ装置は、
端辺と、表面とを有するグランドプレーンと、
前記グランドプレーンに接続される第１接続部及び第２接続部を有し、前記端辺から突出し、前記端辺を含む第１ループを構築する突出金属部材と、
前記第１ループの前記第１接続部の近傍で前記グランドプレーン又は前記突出金属部材の表面の近傍に配置される給電点から前記端辺に沿って前記第２接続部に向かって延在する第１線路と、前記第１線路の端部から平面視で前記端辺から離間する方向に延在する第２線路と、前記第２線路の端部から平面視で前記突出金属部材に沿って戻る方向に延在し、前記突出金属部材に結合する第３線路とを有するアンテナエレメントと、
前記突出金属部材の前記第１接続部及び前記第２接続部の間に位置する分岐点であって、平面視で前記第２線路よりも前記第２接続部側に位置する分岐点から前記端辺に向かって延在する分岐線路と、
前記分岐線路の先端と前記端辺との間に設けられる整合回路と
を有し、
前記第１ループの長さは、第１周波数における１波長の電気長に対応し、
前記アンテナエレメントと、前記突出金属部材の前記第１接続部側の区間とで構築される第２ループの長さは、前記第１周波数の２倍波の第２周波数における１波長の電気長に対応し、
前記端辺の前記第１接続部と前記整合回路との間の区間と、前記整合回路と、前記分岐線路と、前記突出金属部材の前記分岐点及び前記第１接続部の間の区間とによって構築される第３ループの長さは、第３周波数における１波長の電気長に対応する、電子機器。
（付記１６）
筐体と、
前記筐体に配設されるアンテナ装置と
を含み、
前記アンテナ装置は、
端辺と、表面とを有するグランドプレーンと、
前記グランドプレーンに接続される第１接続部及び第２接続部を有し、前記端辺から突出し、前記端辺を含む第１ループを構築する突出金属部材と、
前記第１ループの前記第１接続部の近傍で前記グランドプレーン又は前記突出金属部材の表面の近傍に配置される給電点から前記端辺に沿って前記第２接続部に向かって延在する第１線路と、前記第１線路の端部から平面視で前記端辺から離間する方向に延在する第２線路と、前記第２線路の端部から平面視で前記突出金属部材に沿って戻る方向に延在し、前記突出金属部材に結合する第３線路とを有するアンテナエレメントと、
平面視で前記アンテナエレメントで囲まれる領域内に延在する無給電素子と
を有し、
前記第１ループの長さは、第１周波数における１波長の電気長に対応し、
前記第１ループの長さは、前記第１周波数の２倍波の第２周波数における２波長の電気長に対応し、又は、前記アンテナエレメントと、前記突出金属部材の前記第１接続部側の区間とで構築される第２ループの長さは、前記第１周波数の２倍波の第２周波数における１波長の電気長に対応し、
前記無給電素子の長さは、第３周波数における四半波長の電気長に対応する、電子機器。
５００ タブレットコンピュータ
５００Ａ 筐体
５０５ 配線基板
１００ アンテナ装置
５０ グランドプレーン
５５ 枠部
５５Ａ 接続端
５５Ｂ、５５Ｃ 折り曲げ部
５５Ｄ 接続端
１１０ アンテナエレメント
１１１ 給電点
１１２Ａ、１１２Ｂ 端部
１２０ 整合回路
１２０Ａ 整合回路
１００Ｍ アンテナ装置
５７ 分岐線路
２００ アンテナ装置
２１０ アンテナエレメント
２１１ 給電点
２１２、２１３、２１４ 折り曲げ部
２１５ 端部
２２０Ａ、２２０Ｂ 整合回路
２５０ グランドプレーン
２５７ 分岐線路
３００ アンテナ装置
３１０ アンテナエレメント
３１１ 給電点
３１２、３１３、３１４ 折り曲げ部
３１５ 端部
３３０ 無給電素子
３３１ 接続部
３３２ 折り曲げ部
３３３ 端部

Claims (15)

  1. 端辺と、表面とを有するグランドプレーンと、
    前記グランドプレーンに接続される第１接続部及び第２接続部を有し、前記端辺から突出し、前記端辺を含む第１ループを構築する突出金属部材と、
    前記第１ループの前記第１接続部及び前記第２接続部の間で前記表面の近傍に配置される給電点から前記端辺に沿って第１端部及び第２端部まで延在するＴ字型のアンテナエレメントと
    を含み、
    前記第１ループの長さは、第１周波数における１波長の電気長に対応するとともに、前記第１周波数の２倍波の第２周波数における２波長の電気長に対応し、
    前記アンテナエレメントの前記給電点から前記第１端部又は前記第２端部までの長さは、第３周波数における四半波長の電気長に対応する、アンテナ装置。
  2. 前記突出金属部材の前記第１接続部及び前記第２接続部の中点よりも前記第１接続部に近い分岐点で分岐して前記端辺に向かって延在する分岐線路と、
    前記分岐線路の先端と、前記端辺との間に設けられる整合回路と
    をさらに含み、
    前記突出金属部材のうちの前記第２接続部及び前記分岐点の間の区間と、前記分岐線路と、前記整合回路と、前記端辺のうちの前記整合回路及び前記第２接続部の間の区間とによって構築される第２ループの長さは、前記第１周波数における１波長の電気長に対応するとともに、前記第２周波数における２波長の電気長に対応する、請求項１記載のアンテナ装置。
  3. 前記突出金属部材は、前記端辺から離間する方向に前記第１接続部から第１折り曲げ部まで伸延する第１区間と、前記第１折り曲げ部で前記端辺に沿って折り曲げられて第２折り曲げ部まで伸延する第２区間と、前記第２折り曲げ部で前記端辺に向かって折り曲げられて前記第２接続部まで伸延する第３区間とを有する、請求項１記載のアンテナ装置。
  4. 端辺と、表面とを有するグランドプレーンと、
    前記グランドプレーンに接続される第１接続部及び第２接続部を有し、前記端辺から突出し、前記端辺を含む第１ループを構築する突出金属部材と、
    前記第１ループの前記第１接続部の近傍で前記グランドプレーン又は前記突出金属部材の表面の近傍に配置される給電点から前記端辺に沿って前記第２接続部に向かって延在する第１線路と、前記第１線路の端部から平面視で前記端辺から離間する方向に延在する第２線路と、前記第２線路の端部から平面視で前記突出金属部材に沿って戻る方向に延在し、前記突出金属部材に結合する第３線路とを有するアンテナエレメントと、
    前記突出金属部材の前記第１接続部及び前記第２接続部の間に位置する分岐点であって、平面視で前記第２線路よりも前記第２接続部側に位置する分岐点から前記端辺に向かって延在する分岐線路と、
    前記分岐線路の先端と前記端辺との間に設けられる整合回路と
    を含み、
    前記第１ループの長さは、第１周波数における１波長の電気長に対応し、
    前記アンテナエレメントと、前記突出金属部材の前記第１接続部側の区間とで構築される第２ループの長さは、前記第１周波数の２倍波の第２周波数における１波長の電気長に対応し、
    前記端辺の前記第１接続部と前記整合回路との間の区間と、前記整合回路と、前記分岐線路と、前記突出金属部材の前記分岐点及び前記第１接続部の間の区間とによって構築される第３ループの長さは、第３周波数における１波長の電気長に対応する、アンテナ装置。
  5. 端辺と、表面とを有するグランドプレーンと、
    前記グランドプレーンに接続される第１接続部及び第２接続部を有し、前記端辺から突出し、前記端辺を含む第１ループを構築する突出金属部材と、
    前記第１ループの前記第１接続部の近傍で前記グランドプレーン又は前記突出金属部材の表面の近傍に配置される給電点から前記端辺に沿って前記第２接続部に向かって延在する第１線路と、前記第１線路の端部から平面視で前記端辺から離間する方向に延在する第２線路と、前記第２線路の端部から平面視で前記突出金属部材に沿って戻る方向に延在し、前記突出金属部材に結合する第３線路とを有するアンテナエレメントと、
    平面視で前記アンテナエレメントで囲まれる領域内に延在する無給電素子と
    を含み、
    前記第１ループの長さは、第１周波数における１波長の電気長に対応し、
    前記第１ループの長さは、前記第１周波数の２倍波の第２周波数における２波長の電気長に対応し、又は、前記アンテナエレメントと、前記突出金属部材の前記第１接続部側の区間とで構築される第２ループの長さは、前記第１周波数の２倍波の第２周波数における１波長の電気長に対応し、
    前記無給電素子の長さは、第３周波数における四半波長の電気長に対応する、アンテナ装置。
  6. 前記第３線路と前記グランドプレーンとの間隔は、前記第１線路及び前記第２線路と前記グランドプレーンとの間隔よりも短い、請求項４記載のアンテナ装置。
  7. 前記第１線路及び前記第２線路は、前記グランドプレーンの表面に沿った長さ方向及び幅方向を有し、前記グランドプレーンの厚さ方向に沿った厚さ方向を有する第１の薄板状の線状金属層であり、
    前記第３線路は、前記第１の薄板状の線状金属層に連続する第２の薄板状の線状金属層であって、前記第２線路の先端から前記グランドプレーンの表面に向けて折り曲げられて、前記グランドプレーンの表面に沿った長さ方向及び厚さ方向を有し、前記グランドプレーンの厚さ方向に沿った幅方向を有する第２の薄板状の線状金属層である、請求項４記載のアンテナ装置。
  8. 前記端辺は、前記第１接続部及び前記第２接続部の間において、平面視で前記グランドプレーンの内側にオフセットするオフセット区間を有し、
    前記給電点は、オフセットしていない区間において前記グランドプレーンの表面の近傍に配置され、
    前記第１線路は、前記オフセット区間において前記端辺に沿って前記第２接続部に向かって延在する、請求項４記載のアンテナ装置。
  9. 前記アンテナエレメントは、前記第３線路の端部から平面視で前記端辺に近づく方向に延在する第４線路をさらに有する、請求項４記載のアンテナ装置。
  10. 前記突出金属部材は、前記端辺から離間する方向に前記第１接続部から第１折り曲げ部まで伸延する第１区間と、前記第１折り曲げ部で前記端辺に沿って折り曲げられて第２折り曲げ部まで伸延する第２区間と、前記第２折り曲げ部で前記端辺に向かって折り曲げられて前記第２接続部まで伸延する第３区間とを有する、請求項４記載のアンテナ装置。
  11. 前記第３線路と前記グランドプレーンとの間隔は、前記第１線路及び前記第２線路と前記グランドプレーンとの間隔よりも短い、請求項５記載のアンテナ装置。
  12. 前記第１線路及び前記第２線路は、前記グランドプレーンの表面に沿った長さ方向及び幅方向を有し、前記グランドプレーンの厚さ方向に沿った厚さ方向を有する第１の薄板状の線状金属層であり、
    前記第３線路は、前記第１の薄板状の線状金属層に連続する第２の薄板状の線状金属層であって、前記第２線路の先端から前記グランドプレーンの表面に向けて折り曲げられて、前記グランドプレーンの表面に沿った長さ方向及び厚さ方向を有し、前記グランドプレーンの厚さ方向に沿った幅方向を有する第２の薄板状の線状金属層である、請求項５記載のアンテナ装置。
  13. 前記端辺は、前記第１接続部及び前記第２接続部の間において、平面視で前記グランドプレーンの内側にオフセットするオフセット区間を有し、
    前記給電点は、オフセットしていない区間において前記グランドプレーンの表面の近傍に配置され、
    前記第１線路は、前記オフセット区間において前記端辺に沿って前記第２接続部に向かって延在する、請求項５記載のアンテナ装置。
  14. 前記アンテナエレメントは、前記第３線路の端部から平面視で前記端辺に近づく方向に延在する第４線路をさらに有する、請求項５記載のアンテナ装置。
  15. 前記突出金属部材は、前記端辺から離間する方向に前記第１接続部から第１折り曲げ部まで伸延する第１区間と、前記第１折り曲げ部で前記端辺に沿って折り曲げられて第２折り曲げ部まで伸延する第２区間と、前記第２折り曲げ部で前記端辺に向かって折り曲げられて前記第２接続部まで伸延する第３区間とを有する、請求項５記載のアンテナ装置。
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