JPWO2008069165A1 - アンテナ装置と、これを用いた電子機器 - Google Patents

Abstract

複数のアンテナ装置を備えた電子機器において、受信品質を向上させる。その為に本発明の電子機器（７）における第１アンテナ装置（８）は、グランド形成体（１０）と、グランド形成体（１０）に設けられた給電部（１１）と、給電部（１１）に一端が接続された第１アンテナ導体（１２）と、第１アンテナ導体（１２）の他端に分岐接続された第２アンテナ導体（１３）と第３アンテナ導体（１４）とを有し、第１アンテナ導体（１２）の長さと第２アンテナ導体（１３）の長さとの和が第１周波数帯の信号の波長の略（１／４＋ｎ／２）倍であると共に、第２アンテナ導体（１３）の長さと第３アンテナ導体（１４）の長さとの和が第２周波数帯の信号の波長の略（１／２＋ｍ／２）倍である。

Description

本発明は、アンテナ装置と、これを用いた電子機器に関するものである。

以下、従来の移動体通信端末などの電子機器について、図１７を用いて説明する。図１７において、従来の電子機器１は、第１周波数帯を用いて通信する第１アンテナ装置２と、第１周波数帯と異なる第２周波数帯を用いて通信する第２アンテナ装置３とを備える。そして、第１アンテナ装置２と第２アンテナ装置３は、グランド形成体４に形成されると共に、各周波数帯の信号のアンテナ導体上での波長の略１／４である長さを有するアンテナ導体５、６をそれぞれ備える。

なお、この発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。

しかしながら、近年、電子機器１は小型化され、第１アンテナ装置２と第２アンテナ装置３とは非常に近接したものとなっている。これにより、アンテナ導体５、６同士のアイソレーションが低下し、受信品質が劣化するという問題があった。
特開平１１−２６１３６３号公報

本発明は、複数のアンテナ装置を備えた電子機器において、受信品質を向上させるものである。

その為に本発明の電子機器は、第１周波数帯を用いて通信する第１アンテナ装置と、第１周波数帯と異なる第２周波数帯を用いて通信する第２アンテナ装置とを備え、第１アンテナ装置は、グランド形成体と、このグランド形成体に設けられた給電部と、この給電部に一端が接続された第１アンテナ導体と、この第１アンテナ導体の他端に分岐接続された第２アンテナ導体と第３アンテナ導体とを有し、第１アンテナ導体の長さと第２アンテナ導体の長さとの和が第１周波数帯の信号のアンテナ導体上での波長の略（１／４＋ｎ／２）倍（ｎは０以上の整数）であると共に、第２アンテナ導体の長さと第３アンテナ導体の長さとの和が第２周波数帯の信号のアンテナ導体上での波長の略（１／２＋ｍ／２）倍（ｍは０以上の整数）である。

上記第１アンテナ装置における第２アンテナ導体と第３アンテナ導体とからなる導体において、第２周波数帯の（ｍ＋１）λ／２共振が起こる。この為、この共振電流はグランド形成体にはほとんど流れず、第２アンテナ導体と第３アンテナ導体のみに大半の電流が分布する。このとき、これらのアンテナ導体をメアンダ形状等に小型化すると、アンテナ導体における放射抵抗が低下し、損失抵抗の影響が大きくなる。その結果、第１アンテナ装置において、妨害波帯域である第２周波数帯の受信電力を減衰することが可能となり、第１アンテナ装置における受信品質を向上させることができる。

図１は、本発明の実施の形態１における電子機器の概略図である。 図２は、同実施の形態１における電子機器の斜視図である。 図３は、同実施の形態１における電子機器の他の概略図である。 図４は、同実施の形態１におけるスミスチャートである。 図５は、同実施の形態１における電子機器の他の概略図である。 図６は、同実施の形態１におけるスミスチャートである。 図７は、同実施の形態１における電子機器の他の概略図である。 図８は、同実施の形態１におけるスミスチャートである。 図９は、同実施の形態１における電子機器の回路図である。 図１０は、同実施の形態１における他の電子機器の斜視図である。 図１１は、同実施の形態１における他の電子機器の斜視図である。 図１２は、同実施の形態１におけるアンテナ導体の斜視図である。 図１３は、同実施の形態１におけるアンテナ導体の他の斜視図である。 図１４は、同実施の形態１における電子機器の他の斜視図である。 図１５は、同実施の形態１における電子機器の他の斜視図である。 図１６は、同実施の形態１におけるアンテナ導体の他の斜視図である。 図１７は、従来の電子機器の概略図である。

符号の説明

７ 電子機器
８ 第１アンテナ装置
９ 第２アンテナ装置
１０ グランド形成体
１１ 給電部
１２ 第１アンテナ導体
１３ 第２アンテナ導体
１４ 第３アンテナ導体
１５ 第４アンテナ導体
１６ 電界効果トランジスタ
１７ ノッチフィルタ
１８ モジュール
１９ 固定部材
２０ 誘電体フィルム
２１ フレキシブル配線板

（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１について、図面を用いて説明する。図１は、実施の形態１における電子機器の概略図である。図２は、実施の形態１における電子機器の斜視図である。図１において、電子機器７は、第１周波数帯を用いて通信する第１通信部である第１アンテナ装置８と、第１周波数帯と異なる第２周波数帯を用いて通信する第２通信部である第２アンテナ装置９とを備える。

そして、第１アンテナ装置８は、グランド形成体１０と、このグランド形成体１０に設けられた給電部１１と、この給電部１１に一端が接続された第１アンテナ導体１２と、この第１アンテナ導体１２の他端に分岐接続された第２アンテナ導体１３と第３アンテナ導体１４とを有する。また、第１アンテナ導体１２の長さと第２アンテナ導体１３の長さとの和が第１周波数帯の信号のアンテナ導体上での波長、すなわちアンテナ導体周辺の部材やグランド形成体などの影響による波長短縮後の波長の略１／４である。それと共に、第２アンテナ導体１３の長さと第３アンテナ導体１４の長さとの和が第２周波数帯の信号のアンテナ導体上での波長の略１／２である。尚、第２アンテナ装置９は、第２周波数帯の信号のアンテナ導体上での波長の略１／４の長さの第４アンテナ導体１５を有する。

そして、図２に示す様に、第２アンテナ導体１３又は第３アンテナ導体１４の少なくとも一部がメアンダ状又はヘリカル状又はスパイラル状又はジグザグ形状である。即ち、第１アンテナ導体１２の給電点端から第３アンテナ導体１４の先端までの距離が、第２周波数帯の信号のアンテナ導体上での波長の１／２倍の長さよりも短い。

ここで例えば、第１周波数帯が４７０ＭＨｚから７５０ＭＨｚ、第２周波数帯が８２４ＭＨｚから８３９ＭＨｚとなる場合において、上記の構成を考える。図３の矢印により示される、第１アンテナ導体１２を含めたアンテナ導体を見込んだインピーダンスのスミスチャート上での１００ＭＨｚから１ＧＨｚまでの周波数での軌跡を図４に示す。また、図４において、Ｆ４７０、Ｆ７５０、Ｆｒｅｓ１、Ｆａｎｔｉ１はそれぞれ、４７０ＭＨｚ、７５０ＭＨｚ、７００ＭＨｚ、８３９ＭＨｚの周波数を示す。第１周波数帯の途中にλ／４共振点、つまりインピーダンスが容量性から誘導性に変化する点Ｆｒｅｓ１が存在し、第２周波数帯内にλ／２共振点、つまりインピーダンスが誘導性から容量性に変化する点Ｆａｎｔｉ１が存在する。この時、第２周波数帯付近ではλ／２共振でありアンテナ導体を見込んだインピーダンスが非常に大きくなる。そのため、この共振電流はグランド形成体にはほとんど流れず、アンテナ導体のみに大半の電流が分布する。

また、このアンテナ導体を構成する第１アンテナ導体１２、第２アンテナ導体１３、第３アンテナ導体１４がメアンダ形状等であるため、アンテナ導体１２、１３、１４における放射抵抗が低下し、損失抵抗の影響が大きくなる。その結果、第１アンテナ装置８において、妨害波帯域である第２周波数帯の受信電力を減衰させることが可能となり、第１アンテナ装置８における受信品質を向上させることができる。尚、このような放射抵抗の低下による受信電力の減衰は、Ｆａｎｔｉ１付近の周波数において連続的に起こっている。つまり、Ｆａｎｔｉ１が第２周波数帯の外にあったとしても第２周波数帯においてある程度の減衰量を得ることができる。

また、図５の矢印により示される、第１アンテナ導体１２を含まないアンテナ導体を見込んだインピーダンスのスミスチャート上での１００ＭＨｚから１ＧＨｚまでの周波数での軌跡を図６に示す。図６において、Ｆｒｅｓ２、Ｆａｎｔｉ２はそれぞれ、７２０ＭＨｚ、８８５ＭＨｚの周波数を示す。図５の矢印により示される位置からのアンテナ導体を見込んだ場合のインピーダンスは、図６のように、第１アンテナ導体１２の長さの分だけ、Ｆｒｅｓ１およびＦａｎｔｉ１が図４に示した位置からシフトする。そして、Ｆｒｅｓ２においてλ／４共振が、Ｆａｎｔｉ２においてλ／２共振がおこる。

つまり、妨害波帯域における最も減衰させたい周波数がＦａｎｔｉ１である場合、Ｆａｎｔｉ１よりも第１アンテナ導体１２の長さを考慮した分だけ高い周波数（Ｆａｎｔｉ２）に合わせて、第２アンテナ導体１３と第３アンテナ導体１４の長さを決定することにより、減衰周波数をＦａｎｔｉ１に調整することが可能となる。この第１アンテナ導体１２はグランド形成体の基板上に実装され給電に使用される板ばねやポゴピンなどを含んでいても良い。

ここで、図１において第３アンテナ導体１４がない場合を考える。図７に図１から第３アンテナ導体１４を省いた図を、図８にその時のスミスチャート上での給電点からアンテナ側を見込んだインピーダンスの１００ＭＨｚから１ＧＨｚまでの周波数での軌跡を示す。ここで、図８にて示されるように、Ｆｒｅｓ１はλ／４共振点から約４ＭＨｚ、Ｆａｎｔｉ１はλ／２共振点から約１２ＭＨｚ、図４の位置からそれぞれシフトしている。このことから、所望波帯域である第１周波数帯における周波数シフトよりも、妨害波帯域である第２周波数帯の周波数シフトの方が大きく、第３アンテナ導体１４の長さはλ／２共振周波数に大きく影響することがわかる。

したがって、第３アンテナ導体１４の長さを変化させることにより、λ／２共振となる減衰帯域を所望波帯域から独立して調整することができる。尚、第１アンテナ装置８は第１周波数帯の信号のアンテナ導体上での波長が第２周波数帯の信号のアンテナ導体上での波長の略２ｋ（ｋは１以上の整数）倍の長さである時、第３アンテナ導体１４の長さは０であっても良い。この場合、第１アンテナ装置８は、第１アンテナ導体１２と第２アンテナ導体１３とを用いて、第１周波数帯において（２ｎ＋１）λ／４（ｎは０以上の整数）共振し、第２アンテナ導体１３を用いて、第２周波数帯において、（ｍ＋１）λ／２（ｍは０以上の整数）共振する構成となり、上記と同様の効果を得ることができる。

また、第１アンテナ装置８は、第１アンテナ導体１２と第２アンテナ導体１３とを用いて、第１周波数帯において（２ｎ＋１）λ／４（ｎは０以上の整数）共振し、第２アンテナ導体１３と第３アンテナ導体１４とを用いて、第２周波数帯において、（ｍ＋１）λ／２（ｍは０以上の整数）共振する構成であっても良い。即ち、第１アンテナ導体１２の長さと第２アンテナ導体１３の長さとの和が第１周波数帯の信号のアンテナ導体上での波長の略（１／４＋ｎ／２）倍であると共に、第２アンテナ導体１３の長さと第３アンテナ導体１４の長さとの和が第２周波数帯の信号のアンテナ導体上での波長の略（１／２＋ｍ／２）倍であっても、上記と同様の効果を得ることができる。

ただし、電子機器７を例えば携帯電話に搭載させる場合、小型化のため、ｎ＝０とするのが望ましい。また、このように電子機器７を携帯電話に搭載させる場合において、第２周波数帯における所望波の帯域をデジタルテレビ帯域と考えると、想定される妨害波はセルラー通信用帯域となるため、ｍの値はセルラー帯域の存在するｍ≦２とするのが望ましい。なお、第１アンテナ導体１２の長さと第２アンテナ導体１３の長さとの和及び第２アンテナ導体１３の長さと第３アンテナ導体１４の長さとの和は、それぞれ厳密に第１周波数帯の信号のアンテナ導体上での波長の（１／４＋ｎ／２）倍及び第２周波数帯の信号のアンテナ導体上での波長の（１／２＋ｍ／２）倍でなくともよい。すなわち、それぞれ第１周波数帯の信号のアンテナ導体上での波長の（１／４＋ｎ／２）倍及び第２周波数帯の信号のアンテナ導体上での波長の（１／２＋ｍ／２）倍の長さの前後１５％ほどの範囲であれば、第２周波数帯の受信電力を減衰することが可能であり、上記と同等の効果を得ることができる。

また、第１アンテナ装置８は、第１アンテナ導体１２と第３アンテナ導体１４とを用いて、妨害波帯域である第２周波数帯の受信電力を減衰しても良い。即ち、第１アンテナ導体１２の長さと第３アンテナ導体１４の長さとの和が第２周波数帯の信号のアンテナ導体上での波長の略（１／２＋ｍ／２）倍（ｍは０以上の整数）であっても、上記と同様の効果を得ることができる。この場合、第１アンテナ導体１２又は第３アンテナ導体１４の少なくとも一部がメアンダ状又はヘリカル状又はジグザグ形状である。即ち、給電部１１から第３アンテナ導体１４の先端までの距離が、第２周波数帯の信号のアンテナ導体上での波長の（ｍ＋１）／２倍の長さよりも短い構成となる。

また、図９に示す様に、電子機器７は、給電部１１にゲートＧが接続されると共にソース接地型又はドレイン接地型の電界効果トランジスタ１６と、給電部１１と電界効果トランジスタ１６との間にシャントに接地接続されると共に第二周波数帯の信号を減衰させるノッチフィルタ１７とを有することが望ましい。これにより、妨害波帯域である第２周波数帯において、給電部１１から見たアンテナ導体１２、１３、１４の入力インピーダンスは大きく、さらにソース接地型又はドレイン接地型の電界効果トランジスタ１６の入力インピーダンスも大きい。さらにまた、給電部１１と電界効果トランジスタ１６との間に接続されたノッチフィルタ１７のインピーダンスが小さいことにより、アンテナ導体１２、１３、１４とノッチフィルタ１７間、及びノッチフィルタ１７と電界効果トランジスタ１６間に大きなインピーダンスの差が生じる。その結果、ノッチフィルタ１７の妨害帯域除去効果に加えて、大きなフィルタ効果を得ることができる。また、電界効果トランジスタ１６の代わりにコレクタ接地型のトランジスタ（図示せず）を用いても同様の効果が得られる。

さらにまた、図１０に示す様に、電界効果トランジスタ１６とノッチフィルタ１７とがアンテナ導体１２、１３、１４とグランド形成体１０との間に配置されていることが望ましい。例えば、電界効果トランジスタ１６とノッチフィルタ１７とからなるモジュール１８をアンテナ導体１２、１３、１４が形成される固定部材１９の側面に実装することにより、電子機器７の小型化を実現する。また、電子機器７のアンテナ性能はグランド形成体１０とアンテナ導体１２、１３、１４の位置関係により主に決定される。そこで、アンテナ導体１２、１３、１４よりグランド形成体１０に近接する面にモジュール１８を実装することにより、アンテナ性能への影響を低減しつつ、電子機器７を小型化することができる。なお、グランド形成体１０上にはモジュール１８を駆動するための電源端子３１を備えている。

また、図１１に示す様に、グランド形成体１０から第２アンテナ導体１３の最遠点までの距離Ｄ１と、グランド形成体１０から第３アンテナ導体１４の最遠点までの距離Ｄ２と、第１アンテナ導体１２の長さと第２アンテナ導体１３の長さとの和の略４倍の長さλ１と、第１アンテナ導体１２の長さと第３アンテナ導体１４の長さとの和の略４倍の長さλ２との関係が、Ｄ１／λ１≧Ｄ２／λ２の条件を満たすことが望ましい。この構成により、第３アンテナ導体１４とグランドが近接することになる。これにより、第１アンテナ導体１２及び第３アンテナ導体１４の長さの略４倍の波長の信号が有する周波数帯における放射効率が低下する。その結果、給電部１１に接続される回路に悪影響を及ぼす不要波を低減することができる。

さらに、図１２に示す様に、第３アンテナ導体１４の幅が不均一であっても良い。例えば、第３アンテナ導体１４をテーパ状にすることにより、第２周波数帯において様々な波長で共振することとなる。これにより、妨害除去帯域である第２周波数帯を広く取ることができ、安定した通信が可能になる。

さらにまた、図１３に示す様に、第２アンテナ導体１３の主偏波方向と第３アンテナ導体１４の主偏波方向とが互いに略直交しても良い。この構成により、第２アンテナ導体１３と第３アンテナ導体１４上の電流の進行方向が直交し、互いの電磁的結合が弱まる。その結果、第１周波数帯及び第２周波数帯の周波数を調整する際、第２アンテナ導体１３と第３アンテナ導体の設計独立性を高めることができ、調整が容易になる。

また、第１アンテナ導体１２、第２アンテナ導体１３、及び第３アンテナ導体１４を固定する固定部材１９が誘電体と磁性体の少なくとも一つの材料を含むことが望ましい。誘電体および磁性体等は損失材料である。その結果、図１４に示す様に、妨害波帯域（第２周波数帯）においては領域３２内に電流が集中し、主にアンテナ導体のみからの放射となるため、損失材料の損失成分が顕著に影響する。これにより、妨害波帯域の放射効率が低下する。一方、所望波帯域（第１周波数帯）において、電流分布は給電部１１で腹となる。そのため、図１５に示す様に、所望波帯域（第１周波数帯）においては領域３３内に電流が集中し、グランド形成体１０への電流の流入が大きくグランド形成体１０からの放射が支配的となる。よって、固定部材１９の損失材料の影響は小さく、所望波帯域での放射効率低下を極めて小さく抑えることができる。

また、図１６に示す様に、第１アンテナ導体１２、第２アンテナ導体１３、及び第３アンテナ導体１４を含むアンテナ素子が、誘電体フィルムの片面に導体を印刷することにより形成されたフレキシブル配線板２０よりなるフィルムアンテナ２１であっても良い。このフィルムアンテナ２１の導体の厚さは通常１μｍ以上３０μｍ以下であり、板金加工により形成される通常２００μｍ程度の厚さのアンテナ導体に比べ、薄いものである。すなわち、フィルムアンテナ２１の断面積は板金アンテナよりも小さいため、フィルムアンテナ２１は板金アンテナに比べ、導体抵抗が大きく、導電率は１桁程度低下する。したがって、図１４に示す様に、アンテナ導体の導体抵抗が顕著に影響する妨害波帯域（第２周波数帯）においては、アンテナの放射効率を低下させることが可能となる。

一方、所望波帯域（第１周波数帯）において、電流分布は給電部１１で腹となるため、図１５に示す様に、グランド形成体１０への電流の流入が大きくグランド形成体１０からの放射が支配的となる。すなわち、所望波帯域（第１周波数帯）においてはアンテナ導体の導体抵抗の影響は小さいものであり、導体抵抗の大きいフィルムアンテナ２１を用いたとしても、所望波帯域における放射効率の低下は極めて小さいものである。また、このようなフィルムアンテナ２１を使用することによりアンテナ素子は極めて小さな領域しか占有せず、さらにフィルムアンテナ２１は柔軟性を有するため、配置の自由度が増し、電子機器全体を小型化することができる。

さらに、図９に示す電界効果トランジスタ１６とノッチフィルタ１７はフレキシブル配線板２０上に実装されていても良い。これにより、アンテナ素子から電界効果トランジスタ１６、及びノッチフィルタ１７までの距離を短くすることができ、アンテナ素子からノッチフィルタ１７にかけてのインピーダンスの変化を小さくすることができる。その結果、第２アンテナ導体１３、及び第３アンテナ導体１４上でλ／２共振することにより起こる妨害波帯域の除去周波数とノッチフィルタ１７の除去周波数のずれが極めて小さくなる。これにより、妨害波帯域である第２周波数帯の受信電力を効率よく減衰させることが可能となり、第１アンテナ装置８における受信品質を向上させることができる。

尚、前記フレキシブル配線板２０は電界効果トランジスタ１６とノッチフィルタ１７が実装される部位のみリジッド基板となる、フレックスリジッド配線板であっても同様の効果が得られる。

本発明は、複数のアンテナ装置を備えた電子機器において、受信品質を向上させることができ、携帯電話等の電子機器に有用である。

本発明は、アンテナ装置と、これを用いた電子機器に関するものである。

以下、従来の移動体通信端末などの電子機器について、図１７を用いて説明する。図１７において、従来の電子機器１は、第１周波数帯を用いて通信する第１アンテナ装置２と、第１周波数帯と異なる第２周波数帯を用いて通信する第２アンテナ装置３とを備える。そして、第１アンテナ装置２と第２アンテナ装置３は、グランド形成体４に形成されると共に、各周波数帯の信号のアンテナ導体上での波長の略１／４である長さを有するアンテナ導体５、６をそれぞれ備える。

なお、この発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。

しかしながら、近年、電子機器１は小型化され、第１アンテナ装置２と第２アンテナ装置３とは非常に近接したものとなっている。これにより、アンテナ導体５、６同士のアイソレーションが低下し、受信品質が劣化するという問題があった。
特開平１１−２６１３６３号公報

本発明は、複数のアンテナ装置を備えた電子機器において、受信品質を向上させるものである。

その為に本発明の電子機器は、第１周波数帯を用いて通信する第１アンテナ装置と、第１周波数帯と異なる第２周波数帯を用いて通信する第２アンテナ装置とを備え、第１アンテナ装置は、グランド形成体と、このグランド形成体に設けられた給電部と、この給電部に一端が接続された第１アンテナ導体と、この第１アンテナ導体の他端に分岐接続された第２アンテナ導体と第３アンテナ導体とを有し、第１アンテナ導体の長さと第２アンテナ導体の長さとの和が第１周波数帯の信号のアンテナ導体上での波長の略（１／４＋ｎ／２）倍（ｎは０以上の整数）であると共に、第２アンテナ導体の長さと第３アンテナ導体の長さとの和が第２周波数帯の信号のアンテナ導体上での波長の略（１／２＋ｍ／２）倍（ｍは０以上の整数）である。

上記第１アンテナ装置における第２アンテナ導体と第３アンテナ導体とからなる導体において、第２周波数帯の（ｍ＋１）λ／２共振が起こる。この為、この共振電流はグランド形成体にはほとんど流れず、第２アンテナ導体と第３アンテナ導体のみに大半の電流が分布する。このとき、これらのアンテナ導体をメアンダ形状等に小型化すると、アンテナ導体における放射抵抗が低下し、損失抵抗の影響が大きくなる。その結果、第１アンテナ装置において、妨害波帯域である第２周波数帯の受信電力を減衰することが可能となり、第１アンテナ装置における受信品質を向上させることができる。

（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１について、図面を用いて説明する。図１は、実施の形態１における電子機器の概略図である。図２は、実施の形態１における電子機器の斜視図である。図１において、電子機器７は、第１周波数帯を用いて通信する第１通信部である第１アンテナ装置８と、第１周波数帯と異なる第２周波数帯を用いて通信する第２通信部である第２アンテナ装置９とを備える。

そして、第１アンテナ装置８は、グランド形成体１０と、このグランド形成体１０に設けられた給電部１１と、この給電部１１に一端が接続された第１アンテナ導体１２と、この第１アンテナ導体１２の他端に分岐接続された第２アンテナ導体１３と第３アンテナ導体１４とを有する。また、第１アンテナ導体１２の長さと第２アンテナ導体１３の長さとの和が第１周波数帯の信号のアンテナ導体上での波長、すなわちアンテナ導体周辺の部材やグランド形成体などの影響による波長短縮後の波長の略１／４である。それと共に、第２アンテナ導体１３の長さと第３アンテナ導体１４の長さとの和が第２周波数帯の信号のアンテナ導体上での波長の略１／２である。尚、第２アンテナ装置９は、第２周波数帯の信号のアンテナ導体上での波長の略１／４の長さの第４アンテナ導体１５を有する。

そして、図２に示す様に、第２アンテナ導体１３又は第３アンテナ導体１４の少なくとも一部がメアンダ状又はヘリカル状又はスパイラル状又はジグザグ形状である。即ち、第１アンテナ導体１２の給電点端から第３アンテナ導体１４の先端までの距離が、第２周波数帯の信号のアンテナ導体上での波長の１／２倍の長さよりも短い。

ここで例えば、第１周波数帯が４７０ＭＨｚから７５０ＭＨｚ、第２周波数帯が８２４ＭＨｚから８３９ＭＨｚとなる場合において、上記の構成を考える。図３の矢印により示される、第１アンテナ導体１２を含めたアンテナ導体を見込んだインピーダンスのスミスチャート上での１００ＭＨｚから１ＧＨｚまでの周波数での軌跡を図４に示す。また、図４において、Ｆ４７０、Ｆ７５０、Ｆｒｅｓ１、Ｆａｎｔｉ１はそれぞれ、４７０ＭＨｚ、７５０ＭＨｚ、７００ＭＨｚ、８３９ＭＨｚの周波数を示す。第１周波数帯の途中にλ／４共振点、つまりインピーダンスが容量性から誘導性に変化する点Ｆｒｅｓ１が存在し、第２周波数帯内にλ／２共振点、つまりインピーダンスが誘導性から容量性に変化する点Ｆａｎｔｉ１が存在する。この時、第２周波数帯付近ではλ／２共振でありアンテナ導体を見込んだインピーダンスが非常に大きくなる。そのため、この共振電流はグランド形成体にはほとんど流れず、アンテナ導体のみに大半の電流が分布する。

また、このアンテナ導体を構成する第１アンテナ導体１２、第２アンテナ導体１３、第３アンテナ導体１４がメアンダ形状等であるため、アンテナ導体１２、１３、１４における放射抵抗が低下し、損失抵抗の影響が大きくなる。その結果、第１アンテナ装置８において、妨害波帯域である第２周波数帯の受信電力を減衰させることが可能となり、第１アンテナ装置８における受信品質を向上させることができる。尚、このような放射抵抗の低下による受信電力の減衰は、Ｆａｎｔｉ１付近の周波数において連続的に起こっている。つまり、Ｆａｎｔｉ１が第２周波数帯の外にあったとしても第２周波数帯においてある程度の減衰量を得ることができる。

また、図５の矢印により示される、第１アンテナ導体１２を含まないアンテナ導体を見込んだインピーダンスのスミスチャート上での１００ＭＨｚから１ＧＨｚまでの周波数での軌跡を図６に示す。図６において、Ｆｒｅｓ２、Ｆａｎｔｉ２はそれぞれ、７２０ＭＨｚ、８８５ＭＨｚの周波数を示す。図５の矢印により示される位置からのアンテナ導体を見込んだ場合のインピーダンスは、図６のように、第１アンテナ導体１２の長さの分だけ、Ｆｒｅｓ１およびＦａｎｔｉ１が図４に示した位置からシフトする。そして、Ｆｒｅｓ２においてλ／４共振が、Ｆａｎｔｉ２においてλ／２共振がおこる。

つまり、妨害波帯域における最も減衰させたい周波数がＦａｎｔｉ１である場合、Ｆａｎｔｉ１よりも第１アンテナ導体１２の長さを考慮した分だけ高い周波数（Ｆａｎｔｉ２）に合わせて、第２アンテナ導体１３と第３アンテナ導体１４の長さを決定することにより、減衰周波数をＦａｎｔｉ１に調整することが可能となる。この第１アンテナ導体１２はグランド形成体の基板上に実装され給電に使用される板ばねやポゴピンなどを含んでいても良い。

ここで、図１において第３アンテナ導体１４がない場合を考える。図７に図１から第３アンテナ導体１４を省いた図を、図８にその時のスミスチャート上での給電点からアンテナ側を見込んだインピーダンスの１００ＭＨｚから１ＧＨｚまでの周波数での軌跡を示す。ここで、図８にて示されるように、Ｆｒｅｓ１はλ／４共振点から約４ＭＨｚ、Ｆａｎｔｉ１はλ／２共振点から約１２ＭＨｚ、図４の位置からそれぞれシフトしている。このことから、所望波帯域である第１周波数帯における周波数シフトよりも、妨害波帯域である第２周波数帯の周波数シフトの方が大きく、第３アンテナ導体１４の長さはλ／２共振周波数に大きく影響することがわかる。

したがって、第３アンテナ導体１４の長さを変化させることにより、λ／２共振となる減衰帯域を所望波帯域から独立して調整することができる。尚、第１アンテナ装置８は第１周波数帯の信号のアンテナ導体上での波長が第２周波数帯の信号のアンテナ導体上での波長の略２ｋ（ｋは１以上の整数）倍の長さである時、第３アンテナ導体１４の長さは０であっても良い。この場合、第１アンテナ装置８は、第１アンテナ導体１２と第２アンテナ導体１３とを用いて、第１周波数帯において（２ｎ＋１）λ／４（ｎは０以上の整数）共振し、第２アンテナ導体１３を用いて、第２周波数帯において、（ｍ＋１）λ／２（ｍは０以上の整数）共振する構成となり、上記と同様の効果を得ることができる。

また、第１アンテナ装置８は、第１アンテナ導体１２と第２アンテナ導体１３とを用いて、第１周波数帯において（２ｎ＋１）λ／４（ｎは０以上の整数）共振し、第２アンテナ導体１３と第３アンテナ導体１４とを用いて、第２周波数帯において、（ｍ＋１）λ／２（ｍは０以上の整数）共振する構成であっても良い。即ち、第１アンテナ導体１２の長さと第２アンテナ導体１３の長さとの和が第１周波数帯の信号のアンテナ導体上での波長の略（１／４＋ｎ／２）倍であると共に、第２アンテナ導体１３の長さと第３アンテナ導体１４の長さとの和が第２周波数帯の信号のアンテナ導体上での波長の略（１／２＋ｍ／２）倍であっても、上記と同様の効果を得ることができる。

ただし、電子機器７を例えば携帯電話に搭載させる場合、小型化のため、ｎ＝０とするのが望ましい。また、このように電子機器７を携帯電話に搭載させる場合において、第２周波数帯における所望波の帯域をデジタルテレビ帯域と考えると、想定される妨害波はセルラー通信用帯域となるため、ｍの値はセルラー帯域の存在するｍ≦２とするのが望ましい。なお、第１アンテナ導体１２の長さと第２アンテナ導体１３の長さとの和及び第２アンテナ導体１３の長さと第３アンテナ導体１４の長さとの和は、それぞれ厳密に第１周波数帯の信号のアンテナ導体上での波長の（１／４＋ｎ／２）倍及び第２周波数帯の信号のアンテナ導体上での波長の（１／２＋ｍ／２）倍でなくともよい。すなわち、それぞれ第１周波数帯の信号のアンテナ導体上での波長の（１／４＋ｎ／２）倍及び第２周波数帯の信号のアンテナ導体上での波長の（１／２＋ｍ／２）倍の長さの前後１５％ほどの範囲であれば、第２周波数帯の受信電力を減衰することが可能であり、上記と同等の効果を得ることができる。

また、第１アンテナ装置８は、第１アンテナ導体１２と第３アンテナ導体１４とを用いて、妨害波帯域である第２周波数帯の受信電力を減衰しても良い。即ち、第１アンテナ導体１２の長さと第３アンテナ導体１４の長さとの和が第２周波数帯の信号のアンテナ導体上での波長の略（１／２＋ｍ／２）倍（ｍは０以上の整数）であっても、上記と同様の効果を得ることができる。この場合、第１アンテナ導体１２又は第３アンテナ導体１４の少なくとも一部がメアンダ状又はヘリカル状又はジグザグ形状である。即ち、給電部１１から第３アンテナ導体１４の先端までの距離が、第２周波数帯の信号のアンテナ導体上での波長の（ｍ＋１）／２倍の長さよりも短い構成となる。

また、図９に示す様に、電子機器７は、給電部１１にゲートＧが接続されると共にソース接地型又はドレイン接地型の電界効果トランジスタ１６と、給電部１１と電界効果トランジスタ１６との間にシャントに接地接続されると共に第二周波数帯の信号を減衰させるノッチフィルタ１７とを有することが望ましい。これにより、妨害波帯域である第２周波数帯において、給電部１１から見たアンテナ導体１２、１３、１４の入力インピーダンスは大きく、さらにソース接地型又はドレイン接地型の電界効果トランジスタ１６の入力インピーダンスも大きい。さらにまた、給電部１１と電界効果トランジスタ１６との間に接続されたノッチフィルタ１７のインピーダンスが小さいことにより、アンテナ導体１２、１３、１４とノッチフィルタ１７間、及びノッチフィルタ１７と電界効果トランジスタ１６間に大きなインピーダンスの差が生じる。その結果、ノッチフィルタ１７の妨害帯域除去効果に加えて、大きなフィルタ効果を得ることができる。また、電界効果トランジスタ１６の代わりにコレクタ接地型のトランジスタ（図示せず）を用いても同様の効果が得られる。

さらにまた、図１０に示す様に、電界効果トランジスタ１６とノッチフィルタ１７とがアンテナ導体１２、１３、１４とグランド形成体１０との間に配置されていることが望ましい。例えば、電界効果トランジスタ１６とノッチフィルタ１７とからなるモジュール１８をアンテナ導体１２、１３、１４が形成される固定部材１９の側面に実装することにより、電子機器７の小型化を実現する。また、電子機器７のアンテナ性能はグランド形成体１０とアンテナ導体１２、１３、１４の位置関係により主に決定される。そこで、アンテナ導体１２、１３、１４よりグランド形成体１０に近接する面にモジュール１８を実装することにより、アンテナ性能への影響を低減しつつ、電子機器７を小型化することができる。なお、グランド形成体１０上にはモジュール１８を駆動するための電源端子３１を備えている。

また、図１１に示す様に、グランド形成体１０から第２アンテナ導体１３の最遠点までの距離Ｄ１と、グランド形成体１０から第３アンテナ導体１４の最遠点までの距離Ｄ２と、第１アンテナ導体１２の長さと第２アンテナ導体１３の長さとの和の略４倍の長さλ１と、第１アンテナ導体１２の長さと第３アンテナ導体１４の長さとの和の略４倍の長さλ２との関係が、Ｄ１／λ１≧Ｄ２／λ２の条件を満たすことが望ましい。この構成により、第３アンテナ導体１４とグランドが近接することになる。これにより、第１アンテナ導体１２及び第３アンテナ導体１４の長さの略４倍の波長の信号が有する周波数帯における放射効率が低下する。その結果、給電部１１に接続される回路に悪影響を及ぼす不要波を低減することができる。

さらに、図１２に示す様に、第３アンテナ導体１４の幅が不均一であっても良い。例えば、第３アンテナ導体１４をテーパ状にすることにより、第２周波数帯において様々な波長で共振することとなる。これにより、妨害除去帯域である第２周波数帯を広く取ることができ、安定した通信が可能になる。

さらにまた、図１３に示す様に、第２アンテナ導体１３の主偏波方向と第３アンテナ導体１４の主偏波方向とが互いに略直交しても良い。この構成により、第２アンテナ導体１３と第３アンテナ導体１４上の電流の進行方向が直交し、互いの電磁的結合が弱まる。その結果、第１周波数帯及び第２周波数帯の周波数を調整する際、第２アンテナ導体１３と第３アンテナ導体の設計独立性を高めることができ、調整が容易になる。

また、第１アンテナ導体１２、第２アンテナ導体１３、及び第３アンテナ導体１４を固定する固定部材１９が誘電体と磁性体の少なくとも一つの材料を含むことが望ましい。誘電体および磁性体等は損失材料である。その結果、図１４に示す様に、妨害波帯域（第２周波数帯）においては領域３２内に電流が集中し、主にアンテナ導体のみからの放射となるため、損失材料の損失成分が顕著に影響する。これにより、妨害波帯域の放射効率が低下する。一方、所望波帯域（第１周波数帯）において、電流分布は給電部１１で腹となる。そのため、図１５に示す様に、所望波帯域（第１周波数帯）においては領域３３内に電流が集中し、グランド形成体１０への電流の流入が大きくグランド形成体１０からの放射が支配的となる。よって、固定部材１９の損失材料の影響は小さく、所望波帯域での放射効率低下を極めて小さく抑えることができる。

また、図１６に示す様に、第１アンテナ導体１２、第２アンテナ導体１３、及び第３アンテナ導体１４を含むアンテナ素子が、誘電体フィルムの片面に導体を印刷することにより形成されたフレキシブル配線板２０よりなるフィルムアンテナ２１であっても良い。このフィルムアンテナ２１の導体の厚さは通常１μｍ以上３０μｍ以下であり、板金加工により形成される通常２００μｍ程度の厚さのアンテナ導体に比べ、薄いものである。すなわち、フィルムアンテナ２１の断面積は板金アンテナよりも小さいため、フィルムアンテナ２１は板金アンテナに比べ、導体抵抗が大きく、導電率は１桁程度低下する。したがって、図１４に示す様に、アンテナ導体の導体抵抗が顕著に影響する妨害波帯域（第２周波数帯）においては、アンテナの放射効率を低下させることが可能となる。

一方、所望波帯域（第１周波数帯）において、電流分布は給電部１１で腹となるため、図１５に示す様に、グランド形成体１０への電流の流入が大きくグランド形成体１０からの放射が支配的となる。すなわち、所望波帯域（第１周波数帯）においてはアンテナ導体の導体抵抗の影響は小さいものであり、導体抵抗の大きいフィルムアンテナ２１を用いたとしても、所望波帯域における放射効率の低下は極めて小さいものである。また、このようなフィルムアンテナ２１を使用することによりアンテナ素子は極めて小さな領域しか占有せず、さらにフィルムアンテナ２１は柔軟性を有するため、配置の自由度が増し、電子機器全体を小型化することができる。

さらに、図９に示す電界効果トランジスタ１６とノッチフィルタ１７はフレキシブル配線板２０上に実装されていても良い。これにより、アンテナ素子から電界効果トランジスタ１６、及びノッチフィルタ１７までの距離を短くすることができ、アンテナ素子からノッチフィルタ１７にかけてのインピーダンスの変化を小さくすることができる。その結果、第２アンテナ導体１３、及び第３アンテナ導体１４上でλ／２共振することにより起こる妨害波帯域の除去周波数とノッチフィルタ１７の除去周波数のずれが極めて小さくなる。これにより、妨害波帯域である第２周波数帯の受信電力を効率よく減衰させることが可能となり、第１アンテナ装置８における受信品質を向上させることができる。

尚、前記フレキシブル配線板２０は電界効果トランジスタ１６とノッチフィルタ１７が実装される部位のみリジッド基板となる、フレックスリジッド配線板であっても同様の効果が得られる。

本発明は、複数のアンテナ装置を備えた電子機器において、受信品質を向上させることができ、携帯電話等の電子機器に有用である。

本発明の実施の形態１における電子機器の概略図 同実施の形態１における電子機器の斜視図 同実施の形態１における電子機器の他の概略図 同実施の形態１におけるスミスチャート 同実施の形態１における電子機器の他の概略図 同実施の形態１におけるスミスチャート 同実施の形態１における電子機器の他の概略図 同実施の形態１におけるスミスチャート 同実施の形態１における電子機器の回路図 同実施の形態１における他の電子機器の斜視図 同実施の形態１における他の電子機器の斜視図 同実施の形態１におけるアンテナ導体の斜視図 同実施の形態１におけるアンテナ導体の他の斜視図 同実施の形態１における電子機器の他の斜視図 同実施の形態１における電子機器の他の斜視図 同実施の形態１におけるアンテナ導体の他の斜視図 従来の電子機器の概略図

７ 電子機器
８ 第１アンテナ装置
９ 第２アンテナ装置
１０ グランド形成体
１１ 給電部
１２ 第１アンテナ導体
１３ 第２アンテナ導体
１４ 第３アンテナ導体
１５ 第４アンテナ導体
１６ 電界効果トランジスタ
１７ ノッチフィルタ
１８ モジュール
１９ 固定部材
２０ 誘電体フィルム
２１ フレキシブル配線板

Claims (18)

1. 第１周波数帯を用いて受信又は送信する第１通信部と、
   前記第１周波数帯と異なる第２周波数帯を用いて受信又は送信する第２通信部とを備え、
   前記第１通信部は、
   グランド形成体と、
   前記グランド形成体に設けられた給電部と、
   前記給電部に一端が接続された第１アンテナ導体と前記第１アンテナ導体の他端に分岐接続された第２アンテナ導体及び第３アンテナ導体からなるアンテナとを有し、
   ｎとｍを０以上の整数とするとき、
   前記第１アンテナ導体の長さと前記第２アンテナ導体の長さとの和が前記第１周波数帯の信号のアンテナ導体上での波長の略（１／４＋ｎ／２）倍であると共に、
   前記第２アンテナ導体の長さと前記第３アンテナ導体の長さとの和が前記第２周波数帯の信号のアンテナ導体上での波長の略（１／２＋ｍ／２）倍である電子機器。
2. 前記第２アンテナ導体の先端から前記第３アンテナ導体の先端までの距離が、前記第２周波数帯の信号のアンテナ導体上での波長の（ｍ＋１）／２倍の長さよりも短い、請求項１に記載の電子機器。
3. 前記第２アンテナ導体又は前記第３アンテナ導体の少なくとも一部がメアンダ状又はヘリカル状又はジグザグ形状に形成された、請求項１に記載の電子機器。
4. 第１周波数帯を用いて通信する第１アンテナ装置と、
   前記第１周波数帯と異なる第２周波数帯を用いて通信する第２アンテナ装置とを備え、
   前記第１アンテナ装置は、
   グランド形成体と、
   前記グランド形成体に設けられた給電部と、
   前記給電部に一端が接続された第１アンテナ導体と、
   前記第１アンテナ導体の他端に分岐接続された第２アンテナ導体と第３アンテナ導体とを有し、
   ｎとｍを０以上の整数とするとき、
   前記第１アンテナ導体の長さと前記第２アンテナ導体の長さとの和が前記第１周波数帯の信号のアンテナ導体上での波長の略（１／４＋ｎ／２）倍であると共に、前記第１アンテナ導体の長さと前記第３アンテナ導体の長さとの和が前記第２周波数帯の信号のアンテナ導体上での波長の略（１／２＋ｍ／２）倍である電子機器。
5. 前記給電部から前記第３アンテナ導体の先端までの距離が、前記第２周波数帯の信号のアンテナ導体上での波長の（ｍ＋１）／２倍の長さよりも短い、請求項４に記載の電子機器。
6. 前記第１アンテナ導体又は前記第３アンテナ導体の少なくとも一部がメアンダ状又はヘリカル状又はスパイラル状又はジグザグ形状に形成された、請求項４に記載の電子機器。
7. 前記給電部にゲートが接続された電界効果トランジスタと、
   前記給電部と前記電界効果トランジスタとの間にシャントに接地接続されると共に、
   前記第二周波数帯の信号を減衰させるノッチフィルタを有する、請求項１又は請求項４に記載の電子機器。
8. 前記給電部にベースが接続されたコレクタ接地型トランジスタと、
   前記給電部と前記コレクタ接地型トランジスタとの間にシャントに接地接続されると共に、
   前記第二周波数帯の信号を減衰させるノッチフィルタを有する、請求項１又は請求項４に記載の電子機器。
9. 前記電界効果トランジスタ又は前記コレクタ接地型トランジスタと前記ノッチフィルタとが前記第１、第２、第３アンテナ導体と前記グランド形成体との間に配置された、請求項７に記載の電子機器。
10. 前記電界効果トランジスタ又は前記コレクタ接地型トランジスタと前記ノッチフィルタとが前記第１、第２、第３アンテナ導体よりグランド形成体に近接した、請求項９に記載の電子機器。
11. 前記グランド形成体から前記第２アンテナ導体の最遠点までの距離Ｄ１と、前記グランド形成体から前記第３アンテナ導体の最遠点までの距離Ｄ２と、前記第１アンテナ導体の長さと前記第２アンテナ導体の長さとの和の略４倍の長さλ１と、前記第１アンテナ導体の長さと前記第３アンテナ導体の長さとの和の略４倍の長さλ２との関係が、Ｄ１／λ１≧Ｄ２／λ２の条件を満たす、請求項１に記載の電子機器。
12. 前記第３アンテナ導体の幅が不均一である、請求項１に記載の電子機器。
13. 前記第２アンテナ導体の主偏波方向と前記第３アンテナ導体の主偏波方向とが互いに略直交する、請求項１に記載の電子機器。
14. 前記第１、第２、第３アンテナ導体を固定する固定部材が誘電体と磁性体の少なくとも一つの材料を含む、請求項１に記載の電子機器。
15. 前記第１、第２、第３アンテナ導体を含むアンテナ素子が、誘電体フィルムの片面に導体を印刷することにより形成されたフレキシブル配線板よりなる、請求項１に記載の電子機器。
16. 前記電界効果トランジスタ又は前記コレクタ接地型トランジスタと前記ノッチフィルタとが前記フレキシブル配線板上に実装された、請求項７に記載の電子機器。
17. グランド形成体と、
    前記グランド形成体に設けられた給電部と、
    前記給電部に一端が接続された第１アンテナ導体と、
    前記第１アンテナ導体の他端に分岐接続された第２アンテナ導体と第３アンテナ導体とを有し、
    ｎとｍを０以上の整数とするとき、
    前記第１アンテナ導体の長さと前記第２アンテナ導体の長さとの和が前記第１周波数帯の信号のアンテナ導体上での波長の略（１／４＋ｎ／２）倍であると共に、前記第２アンテナ導体の長さと前記第３アンテナ導体の長さとの和が前記第２周波数帯の信号のアンテナ導体上での波長の略（１／２＋ｍ／２）倍である、アンテナ装置。
18. グランド形成体と、
    前記グランド形成体に設けられた給電部と、
    前記給電部に一端が接続された第１アンテナ導体と、
    前記第１アンテナ導体の他端に分岐接続された第２アンテナ導体と第３アンテナ導体とを有し、
    ｎとｍを０以上の整数とするとき、
    前記第１アンテナ導体の長さと前記第２アンテナ導体の長さとの和が前記第１周波数帯の信号のアンテナ導体上での波長の略（１／４＋ｎ／２）倍であると共に、前記第１アンテナ導体の長さと前記第３アンテナ導体の長さとの和が前記第２周波数帯の信号のアンテナ導体上での波長の略（１／２＋ｍ／２）倍である、アンテナ装置。

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