JP7216263B2 - アンテナ装置および携帯端末 - Google Patents

Description

本発明は、アンテナ装置および携帯端末に関する。

近年、ＩｏＴ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇｓ）といった新たな通信サービスの取り組みが行われている。ＩｏＴは、すべてのものをインターネットに接続するインテリジェントネットワークであり、既存システムの動作や役割を変える新しい技術として期待されている。このため、無線インターフェースの重要な役割を果たすアンテナも、そのニーズに応えるように開発していくことが必要である。アンテナは、モバイル性、デザイン性等の観点から小型、薄型化が求められる。また、アンテナは、人体の近くに配置されたり、無線機器等の金属物上に配置されたりするなど、さまざまな状況で使用される。人体や金属物などの周囲物体からの影響を少なくするためには、単方向の指向性を有するアンテナが有効である。したがって、ＩｏＴ用のアンテナは、小型、薄型、および単方向指向性を有することが望ましい。また、システムによってはさらなる広帯域化、またはマルチバンド化が必要とされる場合もある。従来、この種のアンテナとして、例えば、特許第４２６３９６１号明細書に開示されたものがある。このアンテナは、励振素子と対向して板状の無給電素子を設け、励振素子と無給電素子との電磁結合により、無給電素子を反射器および広帯域化素子として動作させるものである。また、広帯域で動作するアンテナとして、例えば、特許第３９８１６７８号明細書に開示されたものがある。このアンテナは、モノポールアンテナを軸対称型の自己補対形状とすることにより広帯域化を図っている。

特許第４２６３９６１号明細書 特許第３９８１６７８号明細書

しかしながら、特許文献１のアンテナは、一方のアンテナ素子が使用する周波数の波長の１／４程度の長さの逆Ｌアンテナであるため、アンテナの短手方向の小型化が困難である。また、給電部はアンテナの端部に設けられるため、放射パターンが左右対称にならないという課題もある。なお、左右対称の放射パターンは、高利得でＦＢ比（前方対後方比）の良い放射特性を得ることができるため、通信品質の向上を図ることできる。特許文献２のアンテナは、モノポールアンテナ、ノッチアンテナ、および６０πΩの抵抗素子を用いた自己補対アンテナである。このモノポールノッチアンテナは、原理的には無限の大きさの導体板を必要とするが、モノポールアンテナとノッチアンテナの間に６０πΩの抵抗素子を配置することにより有限の導体板での構成が可能となる。ただし、インピーダンス特性においては広帯域であるが、放射特性においては周波数に依存することが知られている。すなわち、モノポールアンテナおよびノッチアンテナの長さが波長の１／４となる周波数で効率よく動作する。このため、切替回路を設け、各アンテナを波長の１／４となる長さに切り替えることにより、複数の周波数における高効率動作を図っている。また、モノポールアンテナおよびノッチアンテナは同一形状および同一サイズにすることが必要である。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、一方のアンテナ素子の長さを波長の１／４よりも短縮し、また、切替回路を設けることなく、小型、薄型、および広帯域で左右対称の単方向指向性を有するアンテナ装置を提供するものである。

本発明の第１の態様においては、第１切り欠き部を有する板状の第１アンテナ素子、第１アンテナ素子に対向して配置され第１アンテナ素子の幅よりも小さい幅を有する第２アンテナ素子、給電部、および抵抗素子を有する放射部と放射部の裏面に対向して配置された反射板とを備え、給電部は第１切り欠き部の第1の外端部分と第２アンテナ素子との間に接続され、抵抗素子は第１切り欠き部の第２の外端部分と第２アンテナ素子との間に接続されるアンテナ装置が提供される。

本発明の第２の態様においては、第１の態様のアンテナ装置を備える携帯端末が提供される。

なお、上記の発明の概要は、本発明の特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

本発明によれば、左右対称の単方向指向性を有するアンテナ装置および携帯端末の小型化、薄型化、および広帯域化を図ることができる。

実施例１に係るアンテナ装置１０の概要を示す斜視図である。 図２（ａ）は、Ｌ３を１５ｍｍから１ｍｍまで、Ｌ５を１６ｍｍから２ｍｍまで２ｍｍずつ変更したアンテナ装置１０の入力インピーダンス特性を示すスミスチャートである。図２（ｂ）は、Ｌ３を１５ｍｍから１ｍｍまで、Ｌ５を１６ｍｍから２ｍｍまで２ｍｍずつ変更したアンテナ装置１０の入力インピーダンス特性である。図２（ｃ）は、Ｌ３を１１ｍｍ、Ｌ５を１２ｍｍとしたアンテナ装置１０のＶＳＷＲ（電圧定在波比）特性である。 Ｌ３を１１ｍｍ、Ｌ５を１２ｍｍとしたアンテナ装置１０のＸ－Ｚ面およびＹ－Ｚ面の放射パターンである。 図４（ａ）は、Ｌ２を５７．５ｍｍから５３．５ｍｍまで２ｍｍずつ変更したアンテナ装置１０の入力インピーダンス特性を示すスミスチャートである。図４（ｂ）は、Ｌ２を５７．５ｍｍから５３．５ｍｍまで２ｍｍずつ変更したアンテナ装置１０の入力インピーダンス特性である。図４（ｃ）は、Ｌ２を５７．５ｍｍから５３．５ｍｍまで２ｍｍずつ変更したアンテナ装置１０のＶＳＷＲ（電圧定在波比）特性である。 実施例２に係るアンテナ装置２０の概要を示す斜視図である。 図６（ａ）は、Ｌ３を１５ｍｍから１ｍｍまで、Ｌ５を１６ｍｍから２ｍｍまで２ｍｍずつ変更したアンテナ装置２０の入力インピーダンス特性を示すスミスチャートである。図６（ｂ）は、Ｌ３を１５ｍｍから１ｍｍまで、Ｌ５を１６ｍｍから２ｍｍまで２ｍｍずつ変更したアンテナ装置２０の入力インピーダンス特性である。 図７（ａ）は、Ｌ６を１４ｍｍから４ｍｍまで２ｍｍずつ変更したアンテナ装置２０の入力インピーダンス特性を示すスミスチャートである。図７（ｂ）は、Ｌ６を１４ｍｍから４ｍｍまで２ｍｍずつ変更したアンテナ装置２０の入力インピーダンス特性である。 図８（ａ）は、アンテナ装置２０の入力インピーダンス特性を示すスミスチャートである。図８（ｂ）は、アンテナ装置２０の入力インピーダンス特性である。図８（ｃ）は、アンテナ装置２０のＶＳＷＲ（電圧定在波比）特性である。 アンテナ装置２０のＸ－Ｚ面およびＹ－Ｚ面の放射パターンである。 図１０（ａ）は、Ｗ１を変更したアンテナ装置２０の入力インピーダンス特性を示すスミスチャートである。図１０（ｂ）は、Ｗ１を変更したアンテナ装置２０の入力インピーダンス特性である。図１０（ｃ）は、Ｗ１を変更したアンテナ装置２０のＶＳＷＲ（電圧定在波比）特性である。 Ｗ１を変更したアンテナ装置２０のＸ－Ｚ面およびＹ－Ｚ面の放射パターンである。 実施例３に係るアンテナ装置３０の概要を示す斜視図である。 図１３（ａ）は、抵抗素子４３の抵抗値を０Ωから１ｋΩまで変更し、その後、抵抗素子４３を外したアンテナ装置３０の入力インピーダンス特性を示すスミスチャートである。図１３（ｂ）は、抵抗素子４３の抵抗値を０Ωから１ｋΩまで変更し、その後、抵抗素子４３を外したアンテナ装置３０の入力インピーダンス特性である。 図１４（ａ）は、Ｌ３を１６ｍｍから２ｍｍまで２ｍｍずつ変更したアンテナ装置３０の入力インピーダンス特性を示すスミスチャートである。図１４（ｂ）は、Ｌ３を１６ｍｍから２ｍｍまで２ｍｍずつ変更したアンテナ装置３０の入力インピーダンス特性である。 図１５（ａ）は、Ｌ５を１６ｍｍから０ｍｍまで２ｍｍずつ変更したアンテナ装置３０の入力インピーダンス特性を示すスミスチャートである。図１５（ｂ）は、Ｌ３を１６ｍｍから０ｍｍまで２ｍｍずつ変更したアンテナ装置３０の入力インピーダンス特性である。 図１６（ａ）は、アンテナ装置３０の入力インピーダンス特性を示すスミスチャートである。図１６（ｂ）は、アンテナ装置３０の入力インピーダンス特性である。図１６（ｃ）は、アンテナ装置３０のＶＳＷＲ（電圧定在波比）特性である。 アンテナ装置３０のＸ－Ｚ面およびＹ－Ｚ面の放射パターンである。 実施例４に係るアンテナ装置４０の概要を示す斜視図である。 ２．４ＧＨｚ帯の電流を通過させ、５ＧＨｚ帯の電流を遮断するフィルタ回路５４の一例である。 図２０（ａ）は、アンテナ装置４０の入力インピーダンス特性を示すスミスチャートである。図２０（ｂ）は、アンテナ装置４０の入力インピーダンス特性である。図２０（ｃ）は、アンテナ装置４０のＶＳＷＲ（電圧定在波比）特性である。 図２１（ａ）は、２．４ＧＨｚ帯の略中心周波数２．４４ＧＨｚにおけるアンテナ装置４０のＸ－Ｚ面およびＹ－Ｚ面の放射パターンである。図２１（ｂ）は、５ＧＨｚ帯の中心周波数５．２ＧＨｚおよび５．６ＧＨｚにおけるアンテナ装置４０のＸ－Ｚ面およびＹ－Ｚ面の放射パターンである。 図２２（ａ）は、第２切り欠き部５２の代わりに空隙部５６を備えたアンテナ装置の概要を示す斜視図である。図２２（ｂ）は、第２切り欠き部５２の代わりに空隙部５６を２つ備えたアンテナ装置の概要を示す斜視図である。 図２３（ａ）は、Ｌ１を５５．５ｍｍに変更したアンテナ装置４０の入力インピーダンス特性を示すスミスチャートである。図２３（ｂ）は、Ｌ１を５５．５ｍｍに変更したアンテナ装置４０の入力インピーダンス特性である。図２３（ｃ）は、Ｌ１を５５．５ｍｍに変更したアンテナ装置４０のＶＳＷＲ（電圧定在波比）特性である。 図２４（ａ）は、Ｌ１を５５．５ｍｍに変更した２．４ＧＨｚ帯の略中心周波数２．４４ＧＨｚにおけるアンテナ装置４０のＸ－Ｚ面およびＹ－Ｚ面の放射パターンである。図２４（ｂ）は、Ｌ１を５５．５ｍｍに変更した５ＧＨｚ帯の中心周波数５．２ＧＨｚおよび５．６ＧＨｚにおけるアンテナ装置４０のＸ－Ｚ面およびＹ－Ｚ面の放射パターンである。 図２５（ａ）は、第２アンテナ素子５３、フィルタ回路５４、および第３アンテナ素子５５の変形例であるＹ軸に対して左右非対称のＴ形を示す正面図である。図２５（ｂ）は、第２アンテナ素子５３、フィルタ回路５４、および第３アンテナ素子５５の変形例である逆Ｌ形を示す正面図である。 実施例５に係る携帯端末１０００の概要を示す断面図である。 比較例として示すアンテナ装置１００の概要を示す斜視図である。 図２８（ａ）は、アンテナ装置１００の入力インピーダンス特性を示すスミスチャートである。図２８（ｂ）は、アンテナ装置１００の入力インピーダンス特性である。図２８（ｃ）は、アンテナ装置１００のＶＳＷＲ（電圧定在波比）特性である。 アンテナ装置１００のＸ－Ｚ面およびＹ－Ｚ面の放射パターンである。 広帯域化されたアンテナ装置１００の整合回路である。 図３１（ａ）は、広帯域化されたアンテナ装置１００の入力インピーダンス特性を示すスミスチャートである。図３１（ｂ）は、広帯域化されたアンテナ装置１００の入力インピーダンス特性である。図３１（ｃ）は、広帯域化されたアンテナ装置１００のＶＳＷＲ（電圧定在波比）特性である。 広帯域化されたアンテナ装置１００のＸ－Ｚ面およびＹ－Ｚ面の放射パターンである。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。なお、特に明記していない場合、各図において同一の符号を付した構成要素等は、同一の構成および機能を有する。このため、各図に示した構成要素の説明を省略する場合がある。

図２７は、比較例として示すアンテナ装置１００の概要を示す斜視図である。アンテナ装置１００は、放射部１１および反射板１２を備える。放射部１１は、第１アンテナ素子１３、第２アンテナ素子１４、および給電部１５を有する。第１アンテナ素子１３は、板状の導体である。なお、板状とは、長さおよび幅が、厚みに比べて十分大きい形状を指す。一例として、長さおよび幅のそれぞれが、厚みの２倍以上である形状を板状としてよい。

第２アンテナ素子１４は、第１アンテナ素子１３よりも幅が小さい導体である。第２アンテナ素子１４は、板状であってよく、板状でなくともよい。本例において第２アンテナ素子１４は線状である。線状とは、幅および厚みが、長さに比べて十分小さい形状を指す。一例として、幅および厚みのそれぞれが、長さの半分以下である形状を線状としてよい。第２アンテナ素子１４は、第１アンテナ素子１３と同一材料で形成されてよく、異なる材料で形成されてもよい。例えば第１アンテナ素子１３および第２アンテナ素子１４は、所定の誘電体基板１６上に形成された銅箔である。

放射部１１は、一方のアンテナ素子が電気的なグランドとして機能するモノポールアンテナであってよい。また、放射部１１は、いわゆるダイポールアンテナにおける２つのアンテナ素子の形状を変形した変形ダイポールアンテナであってもよい。

給電部１５は、第１アンテナ素子１３および第２アンテナ素子１４の間に設けられ、第１アンテナ素子１３および第２アンテナ素子１４と電気的に接続される。第２アンテナ素子１４は、図示しないアンテナの入力インピーダンスを調整する整合回路等を介して給電部１５と接続されてもよい。

反射板１２は、板状の導体であって、放射部１１の裏面に対向して配置される。つまり、放射部１１の少なくとも一部は、反射板１２と重なる位置に配置される。本例では、放射部１１の全体が、反射板１２と重なる位置に配置される。一例として反射板１２は、薄い銅板である。

一例として、放射部１１は誘電体基板１６の表面に形成される。また、誘電体基板１６の裏面側に反射板１２が配置される。反射板１２は、誘電体基板１６の裏面（すなわち、放射部１１が設けられた面とは逆側の面）とは離間して設けられてよく、裏面上に設けられてもよい。反射板１２が誘電体基板１６の裏面上に設けられる場合、誘電体基板１６の厚みが、放射部１１および反射板１２の間隔Ｄに相当する。なお、比較例および実施例１から実施例４において、誘電体基板１６の厚みを１ｍｍ、間隔Ｄを３ｍｍとしている。

誘電体基板１６と反射板１２は図示しない保持部材で支持されている。アンテナの特性劣化を軽減するために、保持部材は低誘電率および低誘電正接を有する樹脂等が好ましく、また、小型で、誘電体基板１６および／または反射板１２の四隅に配置されることが好ましい。

反射板１２は、放射部１１と所定の間隔を有して配置される。当該間隔は、反射板１２および放射部１１が電磁結合できるように設定する。なお、図２７に示すＸ軸が放射部１１の短手方向に対応し、Ｙ軸が放射部１１の長手方向に対応し、Ｚ軸がアンテナ装置１００の厚み方向に対応する。

反射板１２は、アンテナ装置１００が使用する使用周波数の波長λの略１／２以上の長さを有する。反射板１２は、アンテナ装置１００を小型化する場合は波長の略１／２の長さでよいが、それ以上の長さを有してもよい。反射板１２は、アンテナ装置１００が取り付けられる物体の金属体であってよい。例えば、自動車に取り付けられる場合は、車体のボディの一部等の金属体であってよい。また、形状は方形であっても円形であってもよく、形状は限定されない。アンテナ装置１００が所定の範囲の使用周波数を使用する場合、使用周波数の波長λとは、当該所定の範囲の中央の周波数の波長を指す。

本明細書では、使用周波数の波長を単に波長λと記載する場合がある。使用周波数は、例えば２ＧＨｚである。また、波長λの略１／２とは、例えばλ／２またはλ／２よりもわずかに長い程度を指す。また、波長λの略１／２とは、反射板１２が使用周波数において放射部１１と電磁結合し、反射板として機能できる範囲の長さを指してもよい。例えば波長λの略１／２とは、λ／２の１倍以上、１．３倍以下の範囲である。また、波長λを用いて各部材の長さまたは幅を規定する場合、波長λは各部材の比誘電率に応じて定まる波長短縮率を乗じた値を用いてよい。

反射板１２を有することで、アンテナ装置１００は、反射板１２とは逆側のＺ軸方向の指向性を有する。このため、反射板１２を人体や金属物などの周囲物体側に配置することで、周囲の物体からの影響を少なくすることができる。なお、放射部１１の全体が、反射板１２と重なる位置に配置されることで、周囲の物体からの影響をさらに少なくすることができる

第１アンテナ素子１３、第２アンテナ素子１４、および反射板１２の長さ、幅、間隔等は、反射板１２が反射板として機能し、所定の使用周波数で共振するように定められる。

アンテナ装置１００は、放射部１１および反射板１２を備える。放射部１１は、第１アンテナ素子１３、第２アンテナ素子１４、および給電部１５から構成され、第１アンテナ素子１３および第２アンテナ素子１４は、給電部１５と電気的に接続される。一例として、給電部１５は、第１アンテナ素子１３のＸ軸方向の辺の中央に配置される。

また、一例として、誘電体基板１６と反射板１２は同一サイズとし、誘電体基板１６は、反射板１２と重なる位置に配置されている。反射板１２および誘電体基板１６の長さをＬ１、第１アンテナ素子１３の長さをＬ２、第２アンテナ素子１４の長さをＬ３、Ｙ軸における第１アンテナ素子１３の端部と反射板１２の端部との距離をＬ４、反射板１２、誘電体基板１６、および第１アンテナ素子１３の幅をＷ１、第２アンテナ素子１４の幅をＷ２、放射部１１と反射板１２との間隔をＤとする。第２アンテナ素子１４は、第１アンテナ素子１３の所定の辺の中央から、Ｙ軸方向に伸長している。

アンテナ装置１００の放射部１１と反射板１２は、電磁結合されるように配置され、第１アンテナ素子１３の長さＬ２により主として共振周波数を調整し、第２アンテナ素子１４の長さＬ３により主として入力インピーダンスのリアクタンス成分を調整し、インピーダンスマッチングを行う。すなわち、共振周波数は第１アンテナ素子１３の長さＬ２で決定されるため、第１アンテナ素子１３は放射素子として動作する。入力リアクタンスは、第２アンテナ素子１４の長さＬ３で決定されるため、第２アンテナ素子１４はスタブとして動作する。

アンテナ装置１００において、周波数２ＧＨｚで共振するように、一例として、Ｌ１＝８０ｍｍ（０．５３λ）、Ｌ４＝２０ｍｍ（０．１３λ）、Ｗ１＝５０ｍｍ（０．３３λ）、Ｗ２＝１ｍｍ（０．００６７λ）、Ｄ＝３ｍｍ（０．０２０λ）の条件でチューニングを行った。周波数２ＧＨｚに対応する波長λは約１５０ｍｍである。なお、誘電体基板１６の周波数２ＧＨｚにおける比誘電率を４．３、厚みを１ｍｍとする。また、第１アンテナ素子１３および第２アンテナ素子１４は銅箔から形成され、反射板１２は銅板から形成されており、どちらも厚みは無視できるほど小さいものとする。第１アンテナ素子１３および第２アンテナ素子１４は、Ｙ軸方向に１ｍｍの間隙を有しており、当該間隙に給電部１５が配置される。また、インピーダンス整合回路は用いていない。

その結果、Ｌ２＝５５．５ｍｍ（０．３７λ）、Ｌ３＝１５ｍｍ（０．１０λ）となった。

図２８（ａ）は、アンテナ装置１００の入力インピーダンス特性を示すスミスチャートである。図２８（ｂ）は、アンテナ装置１００の入力インピーダンス特性である。図２８（ｃ）は、アンテナ装置１００のＶＳＷＲ（電圧定在波比）特性である。図２９は、アンテナ装置１００のＸ－Ｚ面およびＹ－Ｚ面の放射パターンである。なお、各面の放射パターンは、最大値で正規化されている。

図２８（ａ）、図２８（ｂ）、および図２８（ｃ）に示すように、アンテナ装置１００は周波数２ＧＨｚで共振している。また、図２９に示すように、反射板１２が反射板として動作するので、単方向指向性を有している。すなわち、反射板１２側の放射パターン強度（Ｚ軸負側）を、Ｚ軸正側の放射パターン強度に比べて小さくすることができる。このため、反射板１２を人体や金属物などの周囲物体側に配置することで、周囲の物体からの影響を少なくすることができる。

次に、第２アンテナ素子１４の長さＬ３を更に小さくしていくことによりスミスチャート上にキンク（ｋｉｎｋ：結び目状の軌跡）を生じさせ、その後、整合回路を用いてインピーダンスマッチングを行うことによりアンテナ装置１００の広帯域化を図った。

一例として、Ｌ１＝８０ｍｍ（０．５３λ）、Ｌ２＝５７．６ｍｍ（０．３８λ）、Ｌ３＝４．５ｍｍ（０．０３０λ）、Ｌ４＝１４ｍｍ（０．０９３λ）、Ｗ１＝５０ｍｍ（０．３３λ）、Ｗ２＝１ｍｍ（０．００６７λ）、Ｄ＝３ｍｍ（０．０２０λ）とした。また、第１アンテナ素子１３をグランドプレーン、第２アンテナ素子１４をモノポールアンテナ素子とみなし、図３０に示す整合回路を装荷した。整合は、第２アンテナ素子１４と給電部１５との間に並列キャパシタンス０．０３３ｐＦおよび直列インダクタンス１９ｎＨを装荷して取得する。

図３０は、広帯域化されたアンテナ装置１００の整合回路である。図３１（ａ）は、広帯域化されたアンテナ装置１００の入力インピーダンス特性を示すスミスチャートである。図３１（ｂ）は、広帯域化されたアンテナ装置１００の入力インピーダンス特性である。図３１（ｃ）は、広帯域化されたアンテナ装置１００のＶＳＷＲ（電圧定在波比）特性である。図３２は、広帯域化されたアンテナ装置１００のＸ－Ｚ面およびＹ－Ｚ面の放射パターンである。なお、各面の放射パターンは、最大値で正規化されている。

図３１（ａ）、図３１（ｂ）、および図３１（ｃ）に示すように、アンテナ装置１００は周波数２ＧＨｚで共振しており、図２８（ａ）、図２８（ｂ）、および図２８（ｃ）と比較すると広帯域化されていることが分かる。また、図３２に示すように、単方向指向性を有している。

これに対し、本発明はアンテナ装置１００の特徴を維持しつつ、さらなる広帯域化および／またはマルチバンド化を図ることのできるアンテナ装置および携帯端末を提供するものである。なお、使用周波数は、一例として、実施例１から実施例３までは２ＧＨｚとし、実施例４では無線ＬＡＮシステムの２．４ＧＨｚ帯（２．４００－２．４８３５ＧＨｚ）および５ＧＨｚ帯（５．１５－５．３５ＧＨｚ、５．４７ＧＨｚ－５．７３Ｇｚ）とした。

図１は、実施例１に係るアンテナ装置１０の概要を示す斜視図である。アンテナ装置１０は、アンテナ装置１００の構成に加えて、第１切り欠き部２１および抵抗素子２２を備える。

アンテナ装置１０は、第１切り欠き部２１を有する板状の第１アンテナ素子１３、第１アンテナ素子１３に対向して配置され第１アンテナ素子１３の幅よりも小さい幅を有する第２アンテナ素子１４、給電部１５、および抵抗素子２２を有する放射部１１と、放射部１１の裏面に対向して配置された反射板１２とを備える。

給電部１５は、第１アンテナ素子１３の外周と第１切り欠き部２１との一方の境界部分である第１の外端部分と第２アンテナ素子１４との間に接続される。また、抵抗素子２２は、第１アンテナ素子１３の外周と第１切り欠き部２１との他方の境界部分である第２の外端部分と第２アンテナ素子１４との間に接続される。第１アンテナ素子１３の第１の外端部分と第２の外端部分とは、第１切り欠き部２１を介して対向して配置されている。また、放射部１１は、一例として誘電体基板１６上に構成される。なお、抵抗素子２２は、一般的な２端子抵抗部品であってよく、チップ抵抗と呼ばれる小型の素子であってもよい。

一例として、第１切り欠き部２１の長さと幅をＬ５、Ｗ２とする。なお、アンテナ装置１０は、第１切り欠き部２１および抵抗素子２２を追加した点以外は、アンテナ装置１００と同様の構造を有する。また、第１切り欠き部２１は方形としたが、形状はこれに限定されない。

アンテナ装置１０において、一例として、Ｌ１＝８０ｍｍ（０．５３λ）、Ｌ２＝５５．５ｍｍ（０．３７λ）、Ｌ４＝２０ｍｍ（０．１３λ）、Ｗ１＝５０ｍｍ（０．３３λ）、Ｗ２＝１ｍｍ（０．００６７λ）、Ｄ＝３ｍｍ（０．０２０λ）、抵抗素子２２の抵抗値は６０πΩの条件で、第２アンテナ素子１４の長さＬ３を１５ｍｍから１ｍｍまで、第１切り欠き部２１の長さＬ５を１６ｍｍから２ｍｍまで変更した。

図２（ａ）は、Ｌ３を１５ｍｍから１ｍｍまで、Ｌ５を１６ｍｍから２ｍｍまで２ｍｍずつ変更したアンテナ装置１０の入力インピーダンス特性を示すスミスチャートである。図２（ｂ）は、Ｌ３を１５ｍｍから１ｍｍまで、Ｌ５を１６ｍｍから２ｍｍまで２ｍｍずつ変更したアンテナ装置１０の入力インピーダンス特性である。

図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、Ｌ３およびＬ５を小さくすると、周波数に依存することなく、一定の入力インピーダンスに近づいていく傾向がある。このため、この一定の入力インピーダンスと整合がとれたストリップラインまたは同軸線路などの給電線路を用いて給電することにより、広帯域化を実現することが可能となる。なお、第２アンテナ素子１４および第１切り欠き部２１は、主としてインピーダンスマッチングを行うスタブとして動作するため、第２アンテナ素子１４および第１切り欠き部２１が放射特性に与える影響は小さい。

５０Ωの給電線路に整合させる場合は、例えば、Ｌ３＝１１ｍｍ（０．００７３λ）、Ｌ５＝１２ｍｍ（０．００８０λ）とすればよい。

図２（ｃ）は、Ｌ３を１１ｍｍ、Ｌ５を１２ｍｍとしたアンテナ装置１０のＶＳＷＲ（電圧定在波比）特性である。図３は、Ｌ３を１１ｍｍ、Ｌ５を１２ｍｍとしたアンテナ装置１０のＸ－Ｚ面およびＹ－Ｚ面の放射パターンである。なお、各面の放射パターンは、最大値で正規化されている。

図２（ｃ）に示すように、アンテナ装置１０は周波数２ＧＨｚで共振しており、図２８（ｃ）と比較すると広帯域化されていることが分かる。なお、第２アンテナ素子１４の長さＬ３は１１ｍｍ（０．００７３λ）、第１切り欠き部２１の長さＬ５は１２ｍｍ（０．００８０λ）であり、波長の１／４よりも小さい。また、図３に示すように、単方向指向性となり、Ｘ－Ｚ面ではＺ軸に対して左右対称の放射パターンを有している。

次に、アンテナ装置１０において、一例として、Ｌ１＝８０ｍｍ（０．５３λ）、Ｌ３＝１１ｍｍ（０．０７３λ）、Ｌ４＝２０ｍｍ（０．１３λ）、Ｌ５＝１２ｍｍ（０．０８０λ）、Ｗ１＝５０ｍｍ（０．３３λ）、Ｗ２＝１ｍｍ（０．００６７λ）、Ｄ＝３ｍｍ（０．０２０λ）、抵抗素子２２の抵抗値は６０πΩの条件で、第１アンテナ素子１３の長さＬ２を５７．５ｍｍから５３．５ｍｍまで変更した。

図４（ａ）は、Ｌ２を５７．５ｍｍから５３．５ｍｍまで２ｍｍずつ変更したアンテナ装置１０の入力インピーダンス特性を示すスミスチャートである。図４（ｂ）は、Ｌ２を５７．５ｍｍから５３．５ｍｍまで２ｍｍずつ変更したアンテナ装置１０の入力インピーダンス特性である。図４（ｃ）は、Ｌ２を５７．５ｍｍから５３．５ｍｍまで２ｍｍずつ変更したアンテナ装置１０のＶＳＷＲ（電圧定在波比）特性である。

図４（ａ）、図４（ｂ）、および図４（ｃ）に示すように、アンテナ装置１０の共振周波数は、アンテナ装置１００と同様に、第１アンテナ素子１３の長さＬ２で変更することができる。

アンテナ装置１０は、第１アンテナ素子の長さＬ２により共振周波数が調整され、第２アンテナ素子の長さＬ３、第１切り欠き部の長さＬ５、および抵抗素子２２の抵抗値により入力インピーダンスが調整され、インピーダンスマッチングが行われる。

このように、本実施例によれば、アンテナ装置１００に第１切り欠き部２１および抵抗素子２２を追加することにより、さらなる広帯域化を図ることができる。また、第２アンテナ素子１４の長さＬ３は１１ｍｍ（０．０７３λ）、第１切り欠き部２１の長さＬ５は１５ｍｍ（０．０８０λ）であり、波長の１／４よりも小さい。

図５は、実施例２に係るアンテナ装置２０の概要を示す斜視図である。アンテナ装置２０は、放射部１１および反射板１２を備え、放射部１１は、第１アンテナ素子１３、第２アンテナ素子３１、給電部１５、第１切り欠き部２１、抵抗素子２２、および誘電体基板１６から構成される。

アンテナ装置２０は、第２アンテナ素子３１を放射部１１の長手方向に延伸する第１部材３１１および第１部材３１１に接続され放射部１１の長手方向に交差する短手方向に延伸する第２部材３１２から構成した点以外は、アンテナ装置１０と同様の構造を有する。一例として、第２アンテナ素子３１は、Ｙ軸に対して左右対称のＴ形とし、第１部材３１１および第２部材３１２の幅をＷ２、第１部材３１１のＹ軸方向の長さをＬ３、第２部材３１２のＸ軸方向の長さをＬ６とする。

アンテナ装置２０において、一例として、Ｌ１＝８０ｍｍ（０．５３λ）、Ｌ２＝５５．５ｍｍ（０．３７λ）、Ｌ４＝２０ｍｍ（０．１３λ）、Ｌ６＝１０ｍｍ（０．０６７λ）、Ｗ１＝５０ｍｍ（０．３３λ）、Ｗ２＝１ｍｍ（０．００６７λ）、Ｄ＝３ｍｍ（０．０２０λ）、抵抗素子２２の抵抗値は６０πΩの条件で、第２アンテナ素子３１のＹ軸方向の長さＬ３を１５ｍｍから１ｍｍまで、第１切り欠き部２１の長さＬ５を１６ｍｍから２ｍｍまで変更した。

図６（ａ）は、Ｌ３を１５ｍｍから１ｍｍまで、Ｌ５を１６ｍｍから２ｍｍまで２ｍｍずつ変更したアンテナ装置２０の入力インピーダンス特性を示すスミスチャートである。図６（ｂ）は、Ｌ３を１５ｍｍから１ｍｍまで、Ｌ５を１６ｍｍから２ｍｍまで２ｍｍずつ変更したアンテナ装置２０の入力インピーダンス特性である。

図６（ａ）および図６（ｂ）に示すように、アンテナ装置２０の周波数２ＧＨｚにおける入力抵抗は、図２（ａ）および図２（ｂ）と比較すると低下する傾向にある。なお、モノポールアンテナの先端を折り曲げることにより入力抵抗が低下することは一般的に知られている。このため、第２アンテナ素子３１は、放射部１１の長手方向に延伸する第１部材３１１および第１部材３１１に接続され放射部１１の長手方向に交差する短手方向に延伸する第２部材３１２から構成される。なお、第２アンテナ素子３１は、放射部１１の長手方向に延伸する第１部材３１１と第１部材に接続され放射部１１の長手方向に交差する短手方向に延伸する第２部材３１２から構成されていれば、Ｙ軸に対して左右非対称のＴ形であってよく、逆Ｌ形等であってもよい。

次に、アンテナ装置２０において、一例として、Ｌ１＝８０ｍｍ（０．５３λ）、Ｌ２＝５５．５ｍｍ（０．３７λ）、Ｌ３＝６ｍｍ（０．０４０λ）、Ｌ４＝２０ｍｍ（０．１３λ）、Ｌ５＝７ｍｍ（０．０４７λ）、Ｗ１＝５０ｍｍ（０．３３λ）、Ｗ２＝１ｍｍ（０．００６７λ）、Ｄ＝３ｍｍ（０．０２０λ）、抵抗素子２２の抵抗値は６０πΩの条件で、第２部材３１２の長さＬ６を１４ｍｍから４ｍｍまで変更した。

図７（ａ）は、Ｌ６を１４ｍｍから４ｍｍまで２ｍｍずつ変更したアンテナ装置２０の入力インピーダンス特性を示すスミスチャートである。図７（ｂ）は、Ｌ６を１４ｍｍから４ｍｍまで２ｍｍずつ変更したアンテナ装置２０の入力インピーダンス特性である。

図７（ａ）および図７（ｂ）に示すように、アンテナ装置２０の周波数２ＧＨｚにおける入力リアクタンスは、Ｌ６が小さくなると低下する傾向にある。

このように、第１部材３１１および第２部材３１２を有する第２アンテナ素子３１と第１切り欠き部２１は、インピーダンス整合において重要な役割を果たし、Ｌ３、Ｌ５、およびＬ６を調整することにより、広帯域に５０Ω整合させることが可能となる。なお、共振周波数は、第１アンテナ素子１３の長さＬ２により調整すればよい。

アンテナ装置２０において、一例として、Ｌ１＝８０ｍｍ（０．５３λ）、Ｌ４＝１５ｍｍ（０．１０λ）、Ｗ１＝５０ｍｍ（０．３３λ）、Ｗ２＝１ｍｍ（０．００６７λ）、Ｄ＝３ｍｍ（０．０２０λ）、抵抗素子２２の抵抗値は６０πΩの条件で、周波数２ＧＨｚで共振するようにチューニングを行った。

その結果、Ｌ２＝５５．５ｍｍ（０．３７λ）、Ｌ３＝６ｍｍ（０．０４０λ）、Ｌ５＝７ｍｍ（０．０４７λ）、Ｌ６＝１０ｍｍ（０．０６７λ）となった。

図８（ａ）は、アンテナ装置２０の入力インピーダンス特性を示すスミスチャートである。図８（ｂ）は、アンテナ装置２０の入力インピーダンス特性である。図８（ｃ）は、アンテナ装置２０のＶＳＷＲ（電圧定在波比）特性である。図９は、アンテナ装置２０のＸ－Ｚ面およびＹ－Ｚ面の放射パターンである。なお、各面の放射パターンは、最大値で正規化されている。

図８（ａ）、図８（ｂ）、および図８（ｃ）に示すように、アンテナ装置２０は周波数２ＧＨｚで共振しており、図８（ｃ）を図２（ｃ）と比較すると、アンテナ装置１０よりも広帯域化されていることが分かる。また、図９に示すように、単方向指向性となり、Ｘ－Ｚ面ではＺ軸に対して左右対称の放射パターンを有している。

さらに、このチューニングを行ったアンテナ装置２０において、放射部１１、反射板１２、および誘電体基板１６の幅Ｗ１を５０ｍｍ（０．３３λ）から波長の１／４よりも短い２５ｍｍ（０．１７λ）に変更した。その他のパラメータは同じ条件、すなわち、Ｌ１＝８０ｍｍ（０．５３λ）、Ｌ２＝５５．５ｍｍ（０．３７λ）、Ｌ３＝６ｍｍ（０．０４０λ）、Ｌ４＝１５ｍｍ（０．１０λ）、Ｌ５＝７ｍｍ（０．０４７λ）、Ｌ６＝１０ｍｍ（０．０６７λ）、Ｗ２＝１ｍｍ（０．００６７λ）、Ｄ＝３ｍｍ（０．０２０λ）、抵抗素子２２の抵抗値は６０πΩとした。

図１０（ａ）は、Ｗ１を変更したアンテナ装置２０の入力インピーダンス特性を示すスミスチャートである。図１０（ｂ）は、Ｗ１を変更したアンテナ装置２０の入力インピーダンス特性である。図１０（ｃ）は、Ｗ１を変更したアンテナ装置２０のＶＳＷＲ（電圧定在波比）特性である。図１１は、Ｗ１を変更したアンテナ装置２０のＸ－Ｚ面およびＹ－Ｚ面の放射パターンである。なお、各面の放射パターンは、最大値で正規化されている。

図１０（ａ）、図１０（ｂ）、および図１（ｃ）に示すように、アンテナ装置２０は周波数２ＧＨｚで共振しており、また、図１１に示すように、単方向指向性となり、Ｚ軸方向で左右対称の放射パターンを有している。

このように、本実施例によれば、第２アンテナ素子３１を折り曲げた形状、すなわち、第１部材３１１および第１部材３１２を有する構成とすることにより、さらなる広帯域化を図ることが可能となる。また、放射部１１および反射板１２の幅Ｗ１を波長の１／４よりも短くすることもできる。Ｗ１は、一例として、２５ｍｍ（０．１７λ）としたが、波長の１／５以下でもよく、波長の１／１０以下の長さでもよい。

図１２は、実施例３に係るアンテナ装置３０の概要を示す斜視図である。アンテナ装置３０は、放射部１１および反射板１２を備え、放射部１１は、第１アンテナ素子１３、第２アンテナ素子４１、給電部１５、第１切り欠き部４２、抵抗素子４３、および誘電体基板１６から構成される。

アンテナ装置３０は、第２アンテナ素子４１と第１切り欠き部４２が同一形状で同一サイズとなる自己補対構造に限定しない点および／または抵抗素子４３の抵抗値を６０πΩに限定しない点以外は、アンテナ装置１０と同様の構造を有する。

アンテナ装置３０において、一例として、Ｌ１＝８０ｍｍ（０．５３λ）、Ｌ２＝５５．５ｍｍ（０．３７λ）、Ｌ３＝１１ｍｍ（０．０７３λ）、Ｌ４＝２０ｍｍ（０．１３λ）、Ｌ５＝１２ｍｍ（０．１３λ）、Ｗ１＝５０ｍｍ（０．３３λ）、Ｗ２＝１ｍｍ（０．００６７λ）、Ｄ＝３ｍｍ（０．０２０λ）の条件で、抵抗素子４３の抵抗値を０Ωから１ｋΩまで変更した。さらに、抵抗素子４３を外したオープンな状態に変更した。なお、抵抗素子４３は、一般的な２端子抵抗部品であってよく、チップ抵抗と呼ばれる小型の素子であってもよい。

図１３（ａ）は、抵抗素子４３の抵抗値を０Ωから１ｋΩまで変更し、その後、抵抗素子４３を外したアンテナ装置３０の入力インピーダンス特性を示すスミスチャートである。図１３（ｂ）は、抵抗素子４３の抵抗値を０Ωから１ｋΩまで変更し、その後、抵抗素子４３を外したアンテナ装置３０の入力インピーダンス特性である。

図１３（ａ）および図１３（ｂ）に示すように、アンテナ装置３０の周波数２ＧＨｚにおける入力リアクタンスは、抵抗素子４３の抵抗値が大きくなると低下する傾向にある。

アンテナ装置３０において、一例として、Ｌ１＝８０ｍｍ（０．５３λ）、Ｌ２＝５５．５ｍｍ（０．３７λ）、Ｌ４＝２０ｍｍ（０．１３λ）、Ｌ５＝１２ｍｍ（０．０８０λ）、Ｗ１＝５０ｍｍ（０．３３λ）、Ｗ２＝１ｍｍ（０．００６７λ）、Ｄ＝３ｍｍ（０．０２０λ）、および抵抗素子４３の抵抗値は６０πΩの条件で、第２アンテナ素子４１の長さＬ３を１６ｍｍから２ｍｍまで変更した。

図１４（ａ）は、Ｌ３を１６ｍｍから２ｍｍまで２ｍｍずつ変更したアンテナ装置３０の入力インピーダンス特性を示すスミスチャートである。図１４（ｂ）は、Ｌ３を１６ｍｍから２ｍｍまで２ｍｍずつ変更したアンテナ装置３０の入力インピーダンス特性である。

図１４（ａ）および図１４（ｂ）に示すように、アンテナ装置３０の周波数２ＧＨｚにおける入力抵抗は、Ｌ３が小さくなると低下する傾向にある。

アンテナ装置３０において、一例として、Ｌ１＝８０ｍｍ（０．５３λ）、Ｌ２＝５５．５ｍｍ（０．３７λ）、Ｌ３＝１１ｍｍ（０．０７３λ）、Ｌ４＝２０ｍｍ（０．１３λ）、Ｗ１＝５０ｍｍ（０．３３λ）、Ｗ２＝１ｍｍ（０．００６７λ）、Ｄ＝３ｍｍ（０．０２０λ）、および抵抗素子４３の抵抗値は６０πΩの条件で、第１切り欠き部４２の長さＬ５を１６ｍｍから０ｍｍまで変更した。

図１５（ａ）は、Ｌ５を１６ｍｍから０ｍｍまで２ｍｍずつ変更したアンテナ装置３０の入力インピーダンス特性を示すスミスチャートである。図１５（ｂ）は、Ｌ３を１６ｍｍから０ｍｍまで２ｍｍずつ変更したアンテナ装置３０の入力インピーダンス特性である。

図１５（ａ）および図１５（ｂ）に示すように、アンテナ装置３０の周波数２ＧＨｚにおける入力リアクタンスは、Ｌ５が小さくなると低下する傾向にある。

このように、第２アンテナ素子４１の長さＬ３、第１切り欠き部４２の長さＬ５、および抵抗素子４３の抵抗値を変更することにより、アンテナ装置３０の入力インピーダンスを変えることが可能となる。なお、共振周波数は、第１アンテナ素子１３の長さＬ２により調整すればよい。

アンテナ装置３０において、一例として、Ｌ１＝８０ｍｍ（０．５３λ）、Ｌ４＝１９．５ｍｍ（０．１３λ）、Ｗ１＝５０ｍｍ（０．３３λ）、Ｗ２＝１ｍｍ（０．００６７λ）、Ｄ＝３ｍｍ（０．０２０λ）の条件で、周波数２ＧＨｚで共振するようにチューニングを行った。

その結果、一例として、Ｌ２＝５５．５ｍｍ（０．３７λ）、Ｌ３＝１３．５ｍｍ（０．０９０λ）、Ｌ５＝６ｍｍ（０．０４０λ）、抵抗素子４３の抵抗値は４３０Ωとなった。

図１６（ａ）は、アンテナ装置３０の入力インピーダンス特性を示すスミスチャートである。図１６（ｂ）は、アンテナ装置３０の入力インピーダンス特性である。図１６（ｃ）は、アンテナ装置３０のＶＳＷＲ（電圧定在波比）特性である。図１７は、アンテナ装置３０のＸ－Ｚ面およびＹ－Ｚ面の放射パターンである。なお、各面の放射パターンは、最大値で正規化されている。

図１６（ａ）、図１６（ｂ）、および図１６（ｃ）に示すように、アンテナ装置３０は周波数２ＧＨｚで共振しており、図１６（ａ）、図１６（ｂ）、および図１６（ｃ）を図２８（ａ）、図２８（ｂ）、および図２８（ｃ）と比較すると、アンテナ装置１００よりも広帯域化されていることが分かる。また、図１７に示すように、単方向指向性となり、Ｘ－Ｚ面ではＺ軸に対して左右対称の放射パターンを有している。

このように、本実施例によれば、アンテナ装置３０の第２アンテナ素子４１と第１切り欠き部４２は同一形状で同一サイズとなる自己補対構造に限定することなく、また、抵抗素子４３の抵抗値を６０πΩに限定することなく、さらに、抵抗素子４３を用いなくても、広帯域化を図ることができる。なお、実施例２のように、第２アンテナ素子４１は折り曲げられた形状であってもよい。また、給電部１５と第２アンテナ素子４１の間に整合回路を装荷して整合を取得してもよい。

図１８は、実施例４に係るアンテナ装置４０の概要を示す斜視図である。アンテナ装置４０は、放射部１１および反射板１２を備え、放射部１１は、第１アンテナ素子５１、第２切り欠き部５２、給電部１５、第２アンテナ素子５３、フィルタ回路５４、第３アンテナ素子５５、第１切り欠き部４２、抵抗素子４３、および誘電体基板１６から構成される。

アンテナ装置４０は、第１アンテナ素子５１に第２切り欠き部５２を追加した点、第２アンテナ素子５３を放射部１１の長手方向に延伸する第１部材５３１と第１部材５３１に接続され放射部１１の長手方向に交差する短手方向に延伸する第２部材５３２から構成した点、フィルタ回路５４を追加した点、および第３アンテナ素子５５を追加した点以外は、アンテナ装置３０と同様の構造を有する。第２切り欠き部５２は、放射部１１の長手方向に交差する短手方向に延伸する切り欠き形状を有する。フィルタ回路５４は第２部材５３２に接続され、第３アンテナ素子５５はフィルタ回路５４に接続される。

一例として、第２切り欠き部５２は、Ｙ軸に対して対称となる２箇所に形成され、Ｘ軸方向の長さをＬ７、Ｙ軸における第１アンテナ素子５１の端部との距離をＬ８、幅をＷ３とする。第２アンテナ素子５３は、Ｙ軸に対して左右対称のＴ形とし、第１部材５３１および第２部材５３２の幅をＷ２、第１部材５３１のＹ軸方向の長さをＬ３、第２部材５３２のＸ軸方向の長さをＬ６とする。また、フィルタ回路５４および第３アンテナ素子５５はそれぞれ２つずつ備え、第２アンテナ素子５３とともにＹ軸に対して左右対称の形状となるように配置され、第２アンテナ素子５３、フィルタ回路５４、および第３アンテナ素子５５のＹ軸方向の長さをＬ３、Ｘ軸方向の長さをＬ９とする。なお、一例として、第２部材５３２および第３アンテナ素子５５はＸ軸方向に１ｍｍの間隙を有し、当該間隙にフィルタ回路５４が配置されている。また、第３アンテナ素子５５の幅をＷ２とする。

アンテナ装置４０は、マルチバンド化に対応するものである。一例として、無線ＬＡＮシステムの２．４ＧＨｚ帯（２．４００－２．４８３５ＧＨｚ）および５ＧＨｚ帯（５．１５－５．３５ＧＨｚ、５．４７ＧＨｚ－５．７３Ｇｚ）の周波数におけるマルチバンド化を図る。

アンテナ装置４０において、一例として、Ｌ１＝６３．５ｍｍ（２．４ＧＨｚ帯の略中心周波数２．４４ＧＨｚにおいて０．５２λ）、Ｌ４＝１６ｍｍ（周波数２．４４ＧＨｚにおいて０．１３λ）、Ｌ７＝１２ｍｍ（周波数２．４４ＧＨｚにおいて０．０９８λ）、Ｗ１＝２５ｍｍ（周波数２．４４ＧＨｚにおいて０．２０λ）、Ｗ２＝１ｍｍ（周波数２．４４ＧＨｚにおいて０．００８１λ）、Ｗ３＝１ｍｍ（周波数２．４４ＧＨｚにおいて０．００８１λ）、Ｄ＝３ｍｍ（周波数２．４４ＧＨｚにおいて０．０２４λ）、および抵抗素子４３の抵抗値は６０πΩの条件で、無線ＬＡＮシステムの２．４ＧＨｚ帯および５ＧＨｚ帯で共振するようにチューニングを行った。なお、第２切り欠き部５２およびフィルタ回路５４は、無線ＬＡＮシステムの２．４ＧＨｚ帯および５ＧＨｚ帯のマルチバンド化を図るために設けられたものである。ここで、フィルタ回路５４は、２．４ＧＨｚ帯の電流を通過させ、５ＧＨｚ帯の電流を遮断するものであり、一例として、図１９に示すように、インダクタンス４ｎＨ、キャパシタンス０．２ｐＦの並列共振回路とした。なお、フィルタ回路５４は直列共振回路、ローパスフィルタ、またはバンドパスフィルタ等で構成されてもよい。

５ＧＨｚ帯の共振周波数は、第１アンテナ素子５１の端部と第２切り欠き部５２までの長さＬ８で調整され、２．４ＧＨｚ帯の共振周波数は、第２切り欠き部５２を備えた第１アンテナ素子５１の長さＬ２で調整される。また、５ＧＨｚ帯の入力インピーダンスは、第１切り欠き部４２の長さＬ５、第１部材５３１のＹ軸方向の長さＬ３、および第１部材５３１のＸ軸方向の長さＬ６で調整される。２．４ＧＨｚ帯の入力インピーダンスは、第１切り欠き部４２の長さＬ５と第１部材５３１の長さＬ３と第１部材５３２、フィルタ回路５４、および第３アンテナ素子５５のＸ軸方向の長さＬ９で調整される。

その結果、Ｌ２＝３３．５ｍｍ（周波数２．４４ＧＨｚにおいて０．２７λ）、Ｌ３＝２ｍｍ（周波数２．４４ＧＨｚにおいて０．０１６λ）、Ｌ５＝４．５ｍｍ（周波数２．４４ＧＨｚにおいて０．０３７λ）、Ｌ６＝２ｍｍ（周波数２．４４ＧＨｚにおいて０．０１６λ）、Ｌ８＝１８．５ｍｍ（周波数２．４４ＧＨｚにおいて０．１５λ）、Ｌ９＝７ｍｍ（周波数２．４４ＧＨｚにおいて０．０５７λ）となった。なお、２．４ＧＨｚ帯の略中心周波数２.４４ＧＨｚに対応する波長は略１２２．９５ｍｍである。

図１９は、２．４ＧＨｚ帯の電流を通過させ、５ＧＨｚ帯の電流を遮断するフィルタ回路５４の一例である。図２０（ａ）は、アンテナ装置４０の入力インピーダンス特性を示すスミスチャートである。図２０（ｂ）は、アンテナ装置４０の入力インピーダンス特性である。図２０（ｃ）は、アンテナ装置４０のＶＳＷＲ（電圧定在波比）特性である。図２１（ａ）は、２．４ＧＨｚ帯の略中心周波数２．４４ＧＨｚにおけるアンテナ装置４０のＸ－Ｚ面およびＹ－Ｚ面の放射パターンである。なお、各面の放射パターンは、最大値で正規化されている。図２１（ｂ）は、５ＧＨｚ帯の中心周波数５．２ＧＨｚおよび５．６ＧＨｚにおけるアンテナ装置４０のＸ－Ｚ面およびＹ－Ｚ面の放射パターンである。なお、各面の放射パターンは、最大値で正規化されている。

図２０（ａ）、図２０（ｂ）、および図２０（ｃ）に示すように、アンテナ装置４０は無線ＬＡＮシステムの２．４ＧＨｚ帯（２．４００－２．４８３５ＧＨｚ）および５ＧＨｚ帯（５．１５－５．３５ＧＨｚ、５．４７ＧＨｚ－５．７３Ｇｚ）の周波数で共振している。また、図２１（ａ）および図２１（ｂ）に示すように、単方向指向性を有している。

なお、一例として、第１アンテナ素子５１に第２切り欠き部５２を設ける構成としたが、第２切り欠き部５２の代わりに、図２２（ａ）に示すように、スロット形状を有する空隙部５６から構成されてもよい。また、図２２（ｂ）に示すように、スロット形状を有する空隙部５６を２つ備える構成であってよく、３つ以上備える構成であってもよい。

次に、反射板１２の長さおよび誘電体基板１６の長さＬ１を６３．５ｍｍ（周波数２．４４ＧＨｚにおいて０．５２λ）から５５．５ｍｍ（周波数２．４４ＧＨｚにおいて０．４５λ）に変更した。その他のパラメータは同じ条件、すなわち、Ｌ２＝３３．５ｍｍ、Ｌ３＝２ｍｍ、Ｌ４＝１６ｍｍ、Ｌ５＝４．５ｍｍ、Ｌ６＝２ｍｍ、Ｌ７＝１２ｍｍ、Ｌ８＝１８．５ｍｍ、Ｌ９＝７ｍｍ、Ｗ１＝２５ｍｍ、Ｗ２＝１ｍｍ、Ｗ３＝１ｍｍ、Ｄ＝３ｍｍ、および抗素子４３の抵抗値は６０πΩとした。

図２３（ａ）は、Ｌ１を５５．５ｍｍに変更したアンテナ装置４０の入力インピーダンス特性を示すスミスチャートである。図２３（ｂ）は、Ｌ１を５５．５ｍｍに変更したアンテナ装置４０の入力インピーダンス特性である。図２３（ｃ）は、Ｌ１を５５．５ｍｍに変更したアンテナ装置４０のＶＳＷＲ（電圧定在波比）特性である。図２４（ａ）は、２．４ＧＨｚ帯の略中心周波数２．４４ＧＨｚにおけるＬ１を５５．５ｍｍに変更したアンテナ装置４０のＸ－Ｚ面およびＹ－Ｚ面の放射パターンである。なお、各面の放射パターンは、最大値で正規化されている。図２４（ｂ）は、５ＧＨｚ帯の中心周波数５．２ＧＨｚおよび５．６ＧＨｚにおけるＬ１を５５．５ｍｍに変更したアンテナ装置４０のＸ－Ｚ面およびＹ－Ｚ面の放射パターンである。なお、各面の放射パターンは、最大値で正規化されている。

図２３（ａ）、図２３（ｂ）、および図２３（ｃ）に示すように、アンテナ装置４０は無線ＬＡＮシステムの２．４ＧＨｚ帯（２．４００－２．４８３５ＧＨｚ）および５ＧＨｚ帯（５．１５－５．３５ＧＨｚ、５．４７ＧＨｚ－５．７３Ｇｚ）の周波数で共振している。また、図２４（ａ）および図２４（ｂ）に示すように、反射板１２の長さＬ３が２．４ＧＨｚ帯の略中心周波数２．４４ＧＨｚにおいて波長の１／２よりも短いが所望通り単方向指向性を有している。

これは、第１アンテナ素子５１に第２切り欠き部５２が設けられ、そこに流れる電流が湾曲されたことにより第１アンテナ素子５１の長さＬ２が短縮され、これに伴い、反射板１２の長さＬ１が短縮されるためである。このように、第１アンテナ素子５１に第２切り欠き部５２を設けることにより、小型化を図ることも可能である。

このように、本実施例によれば、アンテナ装置４０の第１アンテナ素子５１に第２切り欠き部５２を設け、第２アンテナ素子５３と第３アンテナ素子５５との間にフィルタ回路５４を設けることにより、マルチバンド化を図ることができる。また、第１アンテナ素子５１に第２切り欠き部５２を設けたことにより、第１アンテナ素子５１の長さＬ２を短縮するとともに、反射板１２の長さＬ１を短縮すること、すなわちアンテナ装置４０の小型化も可能となる。

なお、一例として、第２アンテナ素子５３、フィルタ回路５４、および第３アンテナ素子５５から構成される形状は、Ｙ軸に対して左右対称のＴ形としたが、これに限定されない。例えば、図２５（ａ）に示す左右非対称のＴ形であってよく、図２５（ｂ）に示す逆Ｌ形等であってもよい。また、先端を折り曲げないストレート型の形状でもよく、その形状は問わない。また、一例として抵抗素子４３の抵抗値は６０πΩの条件で整合をとったが、抵抗素子４３の抵抗値をパラメータとして整合を取得してもよいし、抵抗素子４３を搭載しなくてもよい。また、給電部１５と第２アンテナ素子５３の間に整合回路を装荷して整合を取得してもよい。

図２６は、本発明の一つの実施形態に係る携帯端末１０００の概要を示す断面図である。携帯端末１０００は、実施例１から実施例４に係るいずれかのアンテナ装置１００と、筐体１０１とを備える。筐体１０１は、アンテナ装置１００を収納する。アンテナ装置１００は、放射部１０２と反射板１０３を備える。ここで、放射部１０２は、一例として、誘電体基板１０４上に形成され、誘電体基板１０４および反射板１０３は保持部材１０５で支持され、所定の間隔を有して配置される。当該間隔は、放射部１０２および反射板１０３が電磁結合されるように設定される。

アンテナ装置１００は、筐体１０１内部において無線回路等の電気回路と電気的に接続されている。また、筐体１０１は表面１００１および裏面１００２を有する。アンテナ装置１００は、放射部１０２が表面１００１側となるように配置される

携帯端末１０００を人体または機器等に取り付けて使用する場合は、裏面１００２を人体または機器等側に配置することで、人体または機器等からの影響を少なくすることができ、通信品質の向上を図ることができる。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることは当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

１０、２０、３０、４０、１００ アンテナ装置
１１、１０２ 放射部
１２、１０３ 反射板
１３、５１ 第１アンテナ素子
１４、３１、４１、５３ 第２アンテナ素子
１５ 給電部
１６、１０４ 誘電体基板
２１、４２ 第１切り欠き部
２２、４３ 抵抗素子
５２ 第２切り欠き部
５４ フィルタ回路
５５ 第３アンテナ素子
５６ 空隙部
１０１ 筐体
１０５ 保持部材
３１１、５３１ 第１部材
３１２、５３２ 第２部材
１０００ 携帯端末
１００１ 表面
１００２ 裏面

Claims (8)

1. 第１切り欠き部を有する板状の第１アンテナ素子、前記第１アンテナ素子に対向して配置され前記第１アンテナ素子の幅よりも小さい幅を有する第２アンテナ素子、および給電部を有する放射部と、
   前記放射部の裏面に対向して配置された反射板と、
   を備え、
   前記給電部は、前記第１切り欠き部の第1の外端部分と前記第２アンテナ素子との間に接続され、
   前記第２アンテナの素子は、波長の１／４よりも小さい長さを有するアンテナ装置。
2. 前記第２アンテナ素子は、前記放射部の長手方向に延伸する第１部材と、前記第１部材に接続され前記長手方向に交差する短手方向に延伸する第２部材から構成される請求項１に記載のアンテナ装置。
3. 前記第１切り欠き部は、第２アンテナ素子と異なる形状および／または異なるサイズを有し、
   前記第１切り欠き部と前記第２アンテナ素子とは、物理的および電気的に自己補対アンテナと異なる構成を有する請求項１または２に記載のアンテナ装置。
4. 前記第１切り欠き部の第1の外端部分と異なる第２の外端部分と前記第２アンテナ素子との間に接続された抵抗素子を有する請求項１～３のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
5. 前記第１アンテナ素子は、前記放射部の長手方向に交差する短手方向に延伸する切り欠き形状を有する第２切り欠き部又はスロット形状を有する空隙部を更に備える請求項１～４のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
6. 前記第２アンテナ素子に接続されるフィルタ回路と、前記フィルタ回路に接続される第３アンテナ素子を備える請求項１～５のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
7. 金属体の表面に取り付けられて使用されるアンテナ装置であって、
   第１切り欠き部を有する板状の第１アンテナ素子、前記第１アンテナ素子に対向して配置され前記第１アンテナ素子の幅よりも小さい幅を有する第２アンテナ素子、および給電部を有する放射部を備え、
   前記放射部の裏面は、前記金属体の表面に対向して配置されており、
   前記給電部は、前記第１切り欠き部の第1の外端部分と前記第２アンテナ素子との間に接続され、
   前記第２アンテナの素子は、波長の１／４よりも小さい長さを有し、
   前記第１切り欠き部は、第２アンテナ素子と異なる形状および／または異なるサイズを有し、
   前記第１切り欠き部と前記第２アンテナ素子とは、物理的および電気的に自己補対アンテナと異なる構成を有するアンテナ装置。
8. 請求項１～７のいずれか１項に記載のアンテナ装置を備える携帯端末。
   

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