JPWO2014115227A1 - アンテナ装置 - Google Patents

Abstract

アンテナ装置（１０７）は、外部の金属部品に近接して設けられる。アンテナ装置（１０７）は、アンテナ（１〜４）と、接地導体板（１０４）とを備える。接地導体板（１０４）は、当該接地導体板（１０４）が金属部品に電磁的に結合するように金属部品に近接し、かつ金属部品に対向するように設けられる。接地導体板（１０４）は少なくとも１つの開口部（１０８）を有する。

Description

本開示は、アンテナ装置と、当該アンテナ装置を備えた無線通信装置と、当該無線通信装置を備えた電子機器とに関する。

地上デジタルテレビジョン放送などの放送信号を受信する無線通信装置と、受信された放送信号の内容を表示する表示装置とを備えた電子機器が普及してきている。無線通信装置のアンテナ装置のために、さまざまな形状及び配置が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。

特開２００７−２８１９０６号公報

無線通信装置を備えた電子機器を携帯型装置として構成する場合、電子機器の筐体の限られたサイズに起因して、アンテナ装置が電子機器内の他の金属部品と接近する可能性がある。このとき、アンテナ装置に流れる電流とは逆位相の電流が金属部品に流れ、アンテナ装置の利得が低下する可能性がある。

また、受信感度を向上するために、例えば、複数のアンテナを電子機器の筐体の内側又は外側に設けて、複数のアンテナで受信した受信信号を同相合成する合成ダイバーシティ方式等のアダプティブ制御を行うことがある。このとき、アンテナ装置の利得の低下の問題は、１つのアンテナを用いる場合よりも顕著になる可能性がある。

本開示は、利得の低下を緩和するのに有効なアンテナ装置を提供する。また、本開示は、当該アンテナ装置を備えた無線通信装置と、当該無線通信装置を備えた電子機器とを提供する。

本開示に係るアンテナ装置は、
外部の金属部品に近接して設けられるアンテナ装置であって、
アンテナ装置は、少なくとも１つのアンテナと、接地導体板とを備え、
接地導体板は、当該接地導体板が金属部品に電磁的に結合するように金属部品に近接し、かつ金属部品に対向するように設けられ、
接地導体板は少なくとも１つの開口部を有する。

本開示に係るアンテナ装置、無線通信装置、及び電子機器は、アンテナ装置の利得の低下を緩和するのに有効である。

実施形態に係る電子機器１００を示す斜視図である。 図１の電子機器１００の分解斜視図である。 図１のＡ−Ａ線で切断した電子機器１００の断面図である。 図２のアンテナ装置１０７を前面側から見た平面図である。 図２のアンテナ装置１０７を後面側から見た平面図である。 比較例のアンテナ装置１０７Ａ及び液晶ディスプレイ１０２に流れる電流を示す斜視図である。 図２のアンテナ装置１０７及び液晶ディスプレイ１０２に流れる電流を示す斜視図である。 実施形態の変形例に係るアンテナ装置１０７Ｂ及び液晶ディスプレイ１０２に流れる電流を示す斜視図である。 図２のアンテナ１の垂直偏波の電波の放射パターン図である。 図２のアンテナ２の垂直偏波の電波の放射パターン図である。 図２のアンテナ３の垂直偏波の電波の放射パターン図である。 図２のアンテナ４の垂直偏波の電波の放射パターン図である。 図２のアンテナ１の水平偏波の電波の放射パターン図である。 図２のアンテナ２の水平偏波の電波の放射パターン図である。 図２のアンテナ３の水平偏波の電波の放射パターン図である。 図２のアンテナ４の水平偏波の電波の放射パターン図である。 図２のアンテナ１及び図６のアンテナ１の平均利得の周波数特性を示すグラフである。

以下、図面を適宜に参照しながら、実施形態を詳細に説明する。ただし、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明、及び実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。

なお、出願人は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。

［１．実施形態］
以下、図１〜図１７を参照して、本開示の実施形態について説明する。

［１−１．構成］
図１は、実施形態に係る電子機器１００を示す斜視図である。図２は、図１の電子機器１００の分解斜視図である。図３は、図１のＡ−Ａ線で切断した電子機器１００の断面図である。各図面において、図面内に示すＸＹＺ座標を参照する。図１他において、電子機器１００の＋Ｚ側を「前面」と呼び、電子機器１００の−Ｚ側を「後面」と呼ぶ。また、電子機器１００の動作帯域に含まれる動作周波数ｆに対応する動作波長をλとする。

図１〜図３に示すように、電子機器１００は、フロントパネル１０１及びバックカバー１０５を含む外装筐体内に、テレビジョン受信装置１０６を収容することにより構成されている。テレビジョン受信装置１０６は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）１０２、主回路基板１０３、及びアンテナ装置１０７を含む。アンテナ装置１０７は、誘電体基板１０，２０，３０上にそれぞれ形成されたアンテナ１〜４と、接地導体板１０４とを備える。接地導体板１０４は、例えば、電子機器１００の板状導体部品である。接地導体板１０４は、例えば、液晶ディスプレイ１０２と同等の大きさを有し、例えば、Ｘ方向の長さλ／２及びＹ方向の長さλ／４を有する矩形形状を有する。接地導体板１０４は、例えば、液晶ディスプレイ１０２に平行かつ近接した位置に配置される。

バックカバー１０５は、後面の＋Ｘ側、−Ｘ側、＋Ｙ側、及び−Ｙ側のエッジを面取りして構成してもよい（図２及び図３を参照）。この場合、誘電体基板１０，２０，３０は、バックカバー１０５の面取りした位置に配置されてもよい。図２に示すように、例えば、誘電体基板１０は、バックカバー１０５の＋Ｘ側の面取りした部分に配置され、誘電体基板２０及び３０は、バックカバー１０５の＋Ｙ側の面取りした部分に配置されてもよい。

図１の電子機器１００は、例えば、地上デジタルテレビジョン放送の周波数帯（４７３ＭＨｚ〜７６７ＭＨｚ）の放送信号を受信してその内容を表示するための携帯型装置である。

主回路基板１０３は、電子機器１００全体の動作を制御する回路を含む。具体的には、主回路基板１０３は、例えばプリント配線基板であって、主回路基板１０３上の各回路に電源電圧を供給する電源回路と、無線受信回路（チューナ）と、ＬＣＤ駆動回路とを備える。ここで、無線受信回路は、アンテナ１〜４にそれぞれ接続され、アンテナ１〜４で受信された４つの受信信号に対して偏波ダイバーシティ処理を行って（すなわち、信号対雑音比に応じて各受信信号に重み付けして）１つの受信信号に合成する。無線受信回路は、合成後の受信信号に含まれる映像信号及び音声信号を出力する。また、ＬＣＤ駆動回路は、無線受信回路からの映像信号に対して所定の画像処理を行って液晶ディスプレイ１０２を駆動し、画像を表示する。さらに、電子機器１００は、無線受信回路からの音声信号に対して所定の処理を行う音声処理回路、処理された音声信号を出力するスピーカ、映像信号及び音声信号のための記録装置及び再生装置、及び上述した主回路基板１０３などの部品から発生する熱を低減するための放熱用金属部材などの部品を備える（図示せず）。

アンテナ１〜４を備えたアンテナ装置１０７と、主回路基板１０３上の無線受信回路とは、無線信号を受信する無線通信装置を構成する。

図４は、図２のアンテナ装置１０７を前面側から見た平面図である。図５は、図２のアンテナ装置１０７を後面側から見た平面図である。アンテナ装置１０７は、前面において主回路基板１０３と対向し、後面においてバックカバー１０５と対向する。

液晶ディスプレイ１０２は、例えばその後面の全体にわたって広がる金属部品を含む。接地導体板１０４は、当該接地導体板１０４の全面にわたって、接地導体板１０４が液晶ディスプレイ１０２の金属部品に電磁的に結合するように金属部品に近接し、かつ金属部品に対向するように設けられる。アンテナ装置１０７（特に接地導体板１０４）が液晶ディスプレイ１０２の金属部品と接近しているので、接地導体板１０４に流れる電流とは逆位相の電流が金属部品に流れ、アンテナ装置１０７の利得が低下する可能性がある。この利得の低下を緩和するために、接地導体板１０４は、当該接地導体板１０４の内部に、少なくとも１つの開口部１０８を有する。従って、接地導体板１０４は、閉ループ形状を有する。開口部１０８の周は、例えばアンテナ装置１０７の動作波長λに等しい長さを有する。液晶ディスプレイ１０２の金属部品は、所定形状の外周を有する導体板であり、接地導体板１０４は、金属部品の外周と実質的に同一の形状及び実質的に同一の大きさの外周を有する。

次に、アンテナ１について説明する。

アンテナ１は、誘電体基板１０と、誘電体基板１０の前面（図４）に形成されたストリップ形状の給電素子１１と、誘電体基板１０の後面（図５）に形成されたストリップ形状の無給電素子１２とを備える。給電素子１１及び無給電素子１２は、銅又は銀などの導体箔にてなる。誘電体基板１０、給電素子１１、及び無給電素子１２は、例えば、両面に導体層を有するプリント配線基板として構成される。

図４及び図５に示すように、給電素子１１及び無給電素子１２は、例えば逆Ｌ型に形成されてもよい。図４を参照すると、給電素子１１は、接続点１１ｃにおいて互いに接続された素子部分１１ａ及び１１ｂを含む。素子部分１１ａは、接地導体板１０４に近接した位置から実質的に＋Ｘ方向に向かって延在し、その一端において給電点１３に接続され、その他端の接続点１１ｃにおいて素子部分１１ｂに接続されている。素子部分１１ｂは、接続点１１ｃから実質的に−Ｙ方向に向かって延在し、その一端の開放端１１ｄにおいて開放され、その他端の接続点１１ｃにおいて素子部分１１ａに接続されている。図５を参照すると、無給電素子１２は、接続点１２ｃにおいて互いに接続された素子部分１２ａ及び１２ｂを含む。素子部分１２ａは、接地導体板１０４に近接した位置から実質的に＋Ｘ方向に向かって延在し、その一端の接続点１４ａにおいて接続導体１４に接続され、接続導体１４を介して接地導体板１０４のエッジに接地され、その他端の接続点１２ｃにおいて素子部分１２ｂに接続されている。素子部分１２ｂは、接続点１２ｃから実質的に−Ｙ方向に向かって延在し、その一端の開放端１２ｄにおいて開放され、その他端の接続点１２ｃにおいて素子部分１２ａに接続されている。

上述のように、給電素子１１は、給電点１３に接続された端部（第１の端部）と、開放端１１ｄ（第２の端部）とを有する。無給電素子１２は、接地導体板１０４に接続された端部（第１の端部）と、開放端１２ｄ（第２の端部）とを有する。給電素子１１及び無給電素子１２は、給電素子１１の開放端１１ｄ及び無給電素子１２の開放端１２ｄを含む少なくとも一部において互いに対向して配置される。

給電素子１１及び無給電素子１２は、給電素子１１の開放端１１ｄ及び無給電素子１２の開放端１２ｄを含む少なくとも一部において互いに容量結合するように配置されてもよい。この場合、給電素子１１の開放端１１ｄ及び無給電素子１２の開放端１２ｄが容量結合することにより、アンテナ１は、給電素子１１及び無給電素子１２を含み、開放端１１ｄ及び１２ｄで折り返された折り返しアンテナとして動作する。互いに容量結合した給電素子１１及び無給電素子１２の電気長Ｌ１０はそれぞれλ／４に設定され、従って、折り返しアンテナの電気長はλ／２に設定され、折り返しアンテナは周波数ｆで共振する。このように、給電素子１１及び無給電素子１２は、給電素子１１の電気長Ｌ１０及び無給電素子１２の電気長Ｌ１０の和によって決まる波長λに対応する周波数ｆで共振する。

給電素子１１及び無給電素子１２は、給電素子１１の開放端１１ｄ及び無給電素子１２の開放端１２ｄを含む少なくとも一部において互いに重なり合うように配置されてもよい。

次に、アンテナ２について説明する。

アンテナ２は、誘電体基板１０と、誘電体基板１０の前面（図４）に形成されたストリップ形状の給電素子２１と、誘電体基板１０の後面（図５）に形成されたストリップ形状の無給電素子２２とを備える。給電素子２１及び無給電素子２２は、銅又は銀などの導体箔にてなる。誘電体基板１０、給電素子２１、及び無給電素子２２は、例えば、両面に導体層を有するプリント配線基板として構成される。

図４及び図５に示すように、給電素子２１及び無給電素子２２は、例えば逆Ｌ型に形成されてもよい。図４を参照すると、給電素子２１は、接続点２１ｃにおいて互いに接続された素子部分２１ａ及び２１ｂを含む。素子部分２１ａは、接地導体板１０４に近接した位置から実質的に＋Ｙ方向に向かって延在し、その一端において給電点２３に接続され、その他端の接続点２１ｃにおいて素子部分２１ｂに接続されている。素子部分２１ｂは、接続点２１ｃから実質的に−Ｘ方向に向かって延在し、その一端の開放端２１ｄにおいて開放され、その他端の接続点２１ｃにおいて素子部分２１ａに接続されている。図５を参照すると、無給電素子２２は、接続点２２ｃにおいて互いに接続された素子部分２２ａ及び２２ｂを含む。素子部分２２ａは、接地導体板１０４に近接した位置から実質的に＋Ｙ方向に向かって延在し、その一端の接続点２４ａにおいて接続導体２４に接続され、接続導体２４を介して接地導体板１０４のエッジに接地され、その他端の接続点２２ｃにおいて素子部分２２ｂに接続されている。素子部分２２ｂは、接続点２２ｃから実質的に−Ｘ方向に向かって延在し、その一端の開放端２２ｄにおいて開放され、その他端の接続点２２ｃにおいて素子部分２２ａに接続されている。

上述のように、給電素子２１は、給電点２３に接続された端部（第１の端部）と、開放端２１ｄ（第２の端部）とを有する。無給電素子２２は、接地導体板１０４に接続された端部（第１の端部）と、開放端２２ｄ（第２の端部）とを有する。給電素子２１及び無給電素子２２は、給電素子２１の開放端２１ｄ及び無給電素子２２の開放端２２ｄを含む少なくとも一部において互いに対向して配置される。

給電素子２１及び無給電素子２２は、給電素子２１の開放端２１ｄ及び無給電素子２２の開放端２２ｄを含む少なくとも一部において互いに容量結合するように配置されてもよい。この場合、給電素子２１の開放端２１ｄ及び無給電素子２２の開放端２２ｄが容量結合することにより、アンテナ２は、給電素子２１及び無給電素子２２を含み、開放端２１ｄ及び２２ｄで折り返された折り返しアンテナとして動作する。互いに容量結合した給電素子２１及び無給電素子２２の電気長Ｌ２０はそれぞれλ／４に設定され、従って、折り返しアンテナの電気長はλ／２に設定され、折り返しアンテナは周波数ｆで共振する。このように、給電素子２１及び無給電素子２２は、給電素子２１の電気長Ｌ２０及び無給電素子２２の電気長Ｌ２０の和によって決まる波長λに対応する周波数ｆで共振する。

給電素子２１及び無給電素子２２は、給電素子２１の開放端２１ｄ及び無給電素子２２の開放端２２ｄを含む少なくとも一部において互いに重なり合うように配置されてもよい。

次に、アンテナ３について説明する。

アンテナ３は、誘電体基板１０と、誘電体基板１０の前面（図４）に形成されたストリップ形状の給電素子３１と、誘電体基板１０の後面（図５）に形成されたストリップ形状の無給電素子３２とを備える。給電素子３１及び無給電素子３２は、銅又は銀などの導体箔にてなる。誘電体基板１０、給電素子３１、及び無給電素子３２は、例えば、両面に導体層を有するプリント配線基板として構成される。

図４及び図５に示すように、給電素子３１及び無給電素子３２は、例えば逆Ｌ型に形成されてもよい。図４を参照すると、給電素子３１は、接続点３１ｃにおいて互いに接続された素子部分３１ａ及び３１ｂを含む。素子部分３１ａは、接地導体板１０４に近接した位置から実質的に＋Ｙ方向に向かって延在し、その一端において給電点３３に接続され、その他端の接続点３１ｃにおいて素子部分３１ｂに接続されている。素子部分３１ｂは、接続点３１ｃから実質的に＋Ｘ方向に向かって延在し、その一端の開放端３１ｄにおいて開放され、その他端の接続点３１ｃにおいて素子部分３１ａに接続されている。図５を参照すると、無給電素子３２は、接続点３２ｃにおいて互いに接続された素子部分３２ａ及び３２ｂを含む。素子部分３２ａは、接地導体板１０４に近接した位置から実質的に＋Ｙ方向に向かって延在し、その一端の接続点３４ａにおいて接続導体３４に接続され、接続導体３４を介して接地導体板１０４のエッジに接地され、その他端の接続点３２ｃにおいて素子部分３２ｂに接続されている。素子部分３２ｂは、接続点３２ｃから実質的に＋Ｘ方向に向かって延在し、その一端の開放端３２ｄにおいて開放され、その他端の接続点３２ｃにおいて素子部分３２ａに接続されている。

上述のように、給電素子３１は、給電点３３に接続された端部（第１の端部）と、開放端３１ｄ（第２の端部）とを有する。無給電素子３２は、接地導体板１０４に接続された端部（第１の端部）と、開放端３２ｄ（第２の端部）とを有する。給電素子３１及び無給電素子３２は、給電素子３１の開放端３１ｄ及び無給電素子３２の開放端３２ｄを含む少なくとも一部において互いに対向して配置される。

給電素子３１及び無給電素子３２は、給電素子３１の開放端３１ｄ及び無給電素子３２の開放端３２ｄを含む少なくとも一部において互いに容量結合するように配置されてもよい。この場合、給電素子３１の開放端３１ｄ及び無給電素子３２の開放端３２ｄが容量結合することにより、アンテナ３は、給電素子３１及び無給電素子３２を含み、開放端３１ｄ及び３２ｄで折り返された折り返しアンテナとして動作する。互いに容量結合した給電素子３１及び無給電素子３２の電気長Ｌ３０はそれぞれλ／４に設定され、従って、折り返しアンテナの電気長はλ／２に設定され、折り返しアンテナは周波数ｆで共振する。このように、給電素子３１及び無給電素子３２は、給電素子３１の電気長Ｌ３０及び無給電素子３２の電気長Ｌ３０の和によって決まる波長λに対応する周波数ｆで共振する。

給電素子３１及び無給電素子３２は、給電素子３１の開放端３１ｄ及び無給電素子３２の開放端３２ｄを含む少なくとも一部において互いに重なり合うように配置されてもよい。

次に、アンテナ４について説明する。

図４及び図５を参照すると、アンテナ４は、ストリップ形状の給電素子４１を備えたモノポールアンテナであり、給電点４３に接続されている。給電素子４１は、電子機器１００の筐体から−Ｘ方向又は他の方向に突出してもよい。給電素子４１の電気長Ｌ４０はλ／４に設定され、アンテナ４は周波数ｆで共振する。

以上説明したように、アンテナ装置１０７は、給電点１３，２３，３３，４３と、各給電点にそれぞれ接続されたアンテナ１〜４とを備える。アンテナ１〜４は、例えば５０オームのインピーダンスを有する給電線路を介して、主回路基板１０３の無線受信回路にそれぞれ接続される。無線受信回路は、アンテナ１〜４を用いて、周波数ｆを有する無線信号を受信する。

アンテナ１〜４のうちの少なくとも１つは、他のアンテナとは異なる偏波方向を有してもよい。このため、例えば、アンテナ１〜４は以下のように設けられる。アンテナ１は接地導体板１０４の＋Ｘ側の辺に近接して設けられ、給電点１３は接地導体板１０４の＋Ｘ側かつ＋Ｙ側のコーナーに近接して設けられる。アンテナ２は接地導体板１０４の＋Ｙ側の辺に近接して設けられ、給電点２３は接地導体板１０４の＋Ｘ側かつ＋Ｙ側のコーナーに近接して設けられる。アンテナ３は接地導体板１０４の＋Ｙ側の辺に近接して設けられ、給電点３３は接地導体板１０４の−Ｘ側かつ＋Ｙ側のコーナーに近接して設けられる。アンテナ４は接地導体板１０４の−Ｘ側かつ＋Ｙ側のコーナーに近接して設けられ、給電点４３は接地導体板１０４の−Ｘ側かつ＋Ｙ側のコーナーに近接して設けられる。アンテナ１は、Ｘ軸に平行な偏波方向を有する垂直偏波の電波を受信する。アンテナ２は、Ｙ軸に平行な偏波方向を有する垂直偏波の電波を受信する。アンテナ３は、Ｙ軸に平行な偏波方向を有する垂直偏波の電波を受信する。アンテナ４は、水平偏波の電波を受信する。

偏波ダイバーシティ処理を行うために、アンテナ１〜４は、アンテナ１〜４の共振周波数が同一になるように構成される。アンテナ１〜３は、電子機器１００の他の部品からの影響を考慮しながら同一の共振周波数を実現するために、互いに異なる寸法を有していてもよい。

［１−２．動作］
以上のように構成されたアンテナ装置１０７の動作について、以下に説明する。

図６は、比較例のアンテナ装置１０７Ａ及び液晶ディスプレイ１０２に流れる電流を示す斜視図である。図６のアンテナ装置１０７Ａは、図２の開口部１０８を有するアンテナ装置１０４に代えて、開口部を持たない接地導体板１０４Ａを備える。例えばアンテナ１の励振により接地導体板１０４Ａ上に電流Ｉ１が流れるとき、電流Ｉ１とは逆位相の電流Ｉ２が液晶ディスプレイ１０２の金属部品に流れる。電流Ｉ１及びＩ２は互いに相殺し、アンテナ装置１０７Ａの利得が低下する可能性がある。

図７は、図２のアンテナ装置１０７及び液晶ディスプレイ１０２に流れる電流を示す斜視図である。例えばアンテナ１の励振により接地導体板１０４上に電流Ｉ１が流れるとき、図６のアンテナ装置１０７Ａと同様に、電流Ｉ１とは逆位相の電流Ｉ２が液晶ディスプレイ１０２の金属部品に流れる。このとき、さらに、電流Ｉ１とは逆位相の電流Ｉ３が、接地導体板１０４上において開口部１０８の周囲に流れる。電流Ｉ１及びＩ２が互いに相殺しても、電流Ｉ３がアンテナ装置１０７の放射に寄与し、アンテナ装置１０７の利得の低下を緩和することができる。

図８は、実施形態の変形例に係るアンテナ装置１０７Ｂ及び液晶ディスプレイ１０２に流れる電流を示す斜視図である。アンテナ装置の接地導体板は複数の開口部を有していてもよい。図８のアンテナ装置１０７Ｂは、２つの開口部１０８Ａ及び１０８Ｂを有する接地導体板１０４Ｂを備える。例えばアンテナ１の励振により接地導体板１０４Ｂ上に電流Ｉ１が流れるとき、図６のアンテナ装置１０７Ａと同様に、電流Ｉ１とは逆位相の電流Ｉ２が液晶ディスプレイ１０２の金属部品に流れる。このとき、さらに、電流Ｉ１とは逆位相の電流Ｉ３ａ及びＩ３ｂが、接地導体板１０４Ｂ上において開口部１０８ａ及び１０８ｂの周囲にそれぞれ流れる。電流Ｉ１及びＩ２は互いに相殺するが、電流Ｉ３ａ及びＩ３ｂはアンテナ装置１０７Ｂの放射に寄与し、アンテナ装置１０７Ｂの利得の低下を緩和することができる。

図９は、図２のアンテナ１の垂直偏波の電波の放射パターン図である。図１０は、図２のアンテナ２の垂直偏波の電波の放射パターン図である。図１１は、図２のアンテナ３の垂直偏波の電波の放射パターン図である。図１２は、図２のアンテナ４の垂直偏波の電波の放射パターン図である。図１３は、図２のアンテナ１の水平偏波の電波の放射パターン図である。図１４は、図２のアンテナ２の水平偏波の電波の放射パターン図である。図１５は、図２のアンテナ３の水平偏波の電波の放射パターン図である。図１６は、図２のアンテナ４の水平偏波の電波の放射パターン図である。図９〜図１２に示すように、アンテナ１〜４は、地上デジタルテレビジョン放送の周波数帯全体にわたって、垂直偏波の電波について実質的に無指向である。

図１７は、図２のアンテナ１及び図６のアンテナ１の平均利得の周波数特性を示すグラフである。グラフの縦軸は、交差偏波が−６ｄＢであるとき（水平偏波の利得＋（垂直偏波の利得−６））の平均利得を示す。図１７において、「実施例」は図２のアンテナ１の平均利得を示し、「比較例」は図６のアンテナ１の平均利得を示す。図１７に示すように、開口部を持たない接地導体板１０８Ａ（図６）を用いる場合よりも、開口部１０８を有する接地導体板１０８（図２）を用いる場合のほうが、低域周波数の利得が向上している。

［１−３．効果等］
以上説明したように、実施形態に係るアンテナ装置１０７は、液晶ディスプレイ１０２の金属部品に近接して設けられ、少なくとも１つのアンテナ１〜４と、接地導体板１０４とを備える。接地導体板１０４は、当該接地導体板１０４が金属部品に電磁的に結合するように金属部品に近接し、かつ金属部品に対向するように設けられる。接地導体板１０４は少なくとも１つの開口部１０８を有する。これにより、アンテナ装置１０７は、液晶ディスプレイ１０２の金属部品の共振を利用して広帯域で動作することができる。

また、液晶ディスプレイ１０２の金属部品は、所定形状の外周を有する導体板であり、接地導体板１０４は、金属部品の外周と実質的に同一の形状及び実質的に同一の大きさの外周を有する。これにより、接地導体板１０４に流れる電流Ｉ１が金属部品に流れる電流Ｉ２と相殺しても、接地導体板１０４上において開口部１０８の周囲に流れる電流Ｉ３により、利得の低下を緩和することができる。アンテナ装置１０７は、特に、低域周波数における利得の低下を緩和することができる。

また、アンテナ１〜３は、給電素子及び無給電素子の間の容量結合と、接地導体板１０４に電流が流れることによる接地導体板１０４の共振とを利用することで、広帯域化を実現することができる。給電素子及び無給電素子の間の並列共振を用いた逆Ｌ型の折り返しアンテナをアンテナ１〜３として用いることにより、利得の低下及び帯域幅の減少を緩和することができる。

また、図４及び図５に示すようにアンテナ１及び２が互いに隣接して設けられるとき、アンテナ１は水平偏波の電波を受信する一方、アンテナ２は垂直偏波の電波を受信する。従って、アンテナ１の受信動作に起因するグランド電流の向きと、アンテナ２の受信動作に起因するグランド電流の向きとは、互いに直交する。この結果、アンテナ１及び２の間のアイソレーションを大きくすることができる。従って、アンテナ１及び２の一方から他方に信号が流れ、アンテナ１及び２の受信信号の信号対雑音比が低下することにより生じる利得の低下を、実質的に防止することができる。

また、アンテナ２の給電点２３及びアンテナ３の給電点３３の間の距離はλ／４以上に設定されているので、アンテナ２の受信動作に起因するグランド電流が流れているとき、アンテナ３の受信動作に起因するグランド電流は流れない。この結果、アンテナ２及び３の間のアイソレーションを大きくすることができる。従って、アンテナ２及び３の一方から他方に信号が流れ、アンテナ２及び３の受信信号の信号対雑音比が低下することにより生じる利得の低下を、実質的に防止することができる。

また、アンテナ３は垂直偏波の電波を受信する一方、アンテナ４は水平偏波の電波を受信する。従って、アンテナ３及び４が同一の偏波方向を有する電波を受信する場合に比較して、アンテナ３及び４の間のアイソレーションを大きくすることができる。従って、アンテナ３及び４の一方から他方に信号が流れ、アンテナ３及び４の受信信号の信号対雑音比が低下することにより生じる利得の低下を、実質的に防止することができる。

また、実施形態に係るアンテナ装置によれば、アンテナ１〜４を接地導体板１０４の近傍に設けることができるので、電子機器１００を小型化できる。また、アンテナ１〜４を備えたアンテナ装置を格納するための筐体を、電子機器１００自体の筐体の他に設ける必要がないので、安価かつ耐水性に優れた電子機器１００を提供することができる。また、アンテナ１〜３をバックカバー１０５の面取りした部分に配置することができるので、電子機器１００の外観の薄さを強調することができ、また、筐体構造を強化することができる。

［３．他の実施形態］
以上のように、本開示に係る実装の例示として、実施形態に係る電子機器１００を説明した。しかしながら、本開示の実施形態は、これに限定されず、適宜に、変更、置き換え、付加、省略などを行った構成にも適用できる。また、説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施形態とすることも可能である。

以下、他の実施形態についてまとめて説明する。

図４及び図５では、接地導体板１０４は、その中央に開口部１０８を有しているが、開口部の位置は接地導体板１０４の中央でなくてもよい。例えば、接地導体板１０４を、主回路基板１０３上の回路及び部品から発生する熱を低減するための放熱部材としても用いる場合には、接地導体板１０４の放熱領域以外の部分に開口部を設ける。

説明した実施形態では、液晶ディスプレイ１０２の金属部品及び接地導体板１０４の外周の形状及び大きさが実質的に同一であったが、形状及び大きさの少なくとも一方が異なっていてもよい。例えば、液晶ディスプレイ１０２の金属部品が接地導体板１０４の外周よりも大きい場合であっても、アンテナ装置１０７の利得の低下を緩和することができる。

また、説明した実施形態では、３つのアンテナ１〜３、１つのモノポールアンテナ、及び接地導体板１０４を備えたアンテナ装置１０７を開示したが、図４及び図５のアンテナ１と同様に構成された少なくとも１つのアンテナと、接地導体板とを備えたアンテナ装置を提供してもよい。また、モノポールアンテナを省略してもよく、２つ以上のモノポールアンテナを備えたアンテナ装置を提供してもよい。また、アンテナ１〜３とは異なる、任意の少なくとも１つのアンテナを備えたアンテナ装置を提供してもよい。

また、接地導体板１０４は、専用の部品として設けられることに限定されず、電子機器１００のシールド板などの他の部品をアンテナ装置の接地導体板１０４として用いてもよい。また、接地導体板１０４は、矩形形状に限られず、任意の形状を有していてもよい。

また、図１の実施形態では、誘電体基板１０，２０，３０を、バックカバー１０５の面取りした場所に配置したが、本開示の実施形態はこれに限られない。誘電体基板１０，２０，３０を、接地導体板１０４と同一の面上において接地導体板１０４に平行にそれぞれ配置してもよい。また、誘電体基板１０，２０，３０を、接地導体板１０４とは異なる面（例えば、液晶ディスプレイ１０２を含む面と同一の面）上において当該面に平行にそれぞれ配置してもよい。

また、説明した実施形態では、電子機器１００は、地上デジタルテレビジョン放送の周波数帯の放送信号を受信したが、本開示の実施形態はこれに限られない。主回路基板１０３は、アンテナ装置１０７を用いて無線信号を送信する無線送信回路を備えてもよく、アンテナ装置１０７を用いて無線信号の送信及び受信の少なくとも一方を行う無線通信回路とを備えてもよい。アンテナ１〜４を備えたアンテナ装置１０７と、主回路基板１０３上の無線受信回路とは、無線信号の送信及び受信の少なくとも一方を行う無線通信装置を構成する。また、説明した実施形態では、地上デジタルテレビジョン放送の周波数帯の放送信号を受信してその内容を表示するための携帯型装置である電子機器を例に挙げて説明したが、本開示の実施形態はこれに限られない。本開示の実施形態は、上述したアンテナ装置と、当該アンテナ装置を用いて無線信号の送信及び受信の少なくとも一方を行う無線通信装置に適用できる。また、本開示の実施形態は、上述した無線通信装置と、当該無線通信装置によって受信された無線信号に含まれる映像信号を表示する表示装置とを備えた携帯電話機などの電子機器に適用できる。

以上のように、添付図面および詳細な説明によって、出願人がベストモードと考える実施形態と他の実施形態とを提供した。これらは、特定の実施形態を参照することにより、当業者に対して、特許請求の範囲に記載の主題を例証するために提供されるものである。したがって、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、それ以外の構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されているからといって、直ちにそれらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定を受けるべきではない。また、特許請求の範囲またはその均等の範囲において、上述の実施形態に対して、種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。

本開示は、無線信号を受信し、受信した無線信号に含まれる映像信号を表示する電子機器に適用可能である。本開示は、具体的には、携帯型のテレビジョン放送受信装置、携帯電話機、スマートフォン、パーソナルコンピュータなどに適用可能である。

１〜４…アンテナ、
１０，２０，３０…誘電体基板、
１１，２１，３１，４１…給電素子、
１２，２２，３２…無給電素子、
１３，２３，３３，４３…給電点、
１４，２４，３４…接続導体、
１４ａ，２４ａ，３４ａ…接続点、
１００…電子機器、
１０１…フロントパネル、
１０２…液晶ディスプレイ、
１０３…主回路基板、
１０４，１０４Ａ，１０４Ｂ…接地導体板、
１０５…バックカバー、
１０６…テレビジョン受信装置、
１０７，１０７Ａ，１０７Ｂ…アンテナ装置、
１０８，１０８Ａ，１０８Ｂ…開口部。

本開示は、アンテナ装置と、当該アンテナ装置を備えた無線通信装置と、当該無線通信装置を備えた電子機器とに関する。

地上デジタルテレビジョン放送などの放送信号を受信する無線通信装置と、受信された放送信号の内容を表示する表示装置とを備えた電子機器が普及してきている。無線通信装置のアンテナ装置のために、さまざまな形状及び配置が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。

特開２００７−２８１９０６号公報

無線通信装置を備えた電子機器を携帯型装置として構成する場合、電子機器の筐体の限られたサイズに起因して、アンテナ装置が電子機器内の他の金属部品と接近する可能性がある。このとき、アンテナ装置に流れる電流とは逆位相の電流が金属部品に流れ、アンテナ装置の利得が低下する可能性がある。

また、受信感度を向上するために、例えば、複数のアンテナを電子機器の筐体の内側又は外側に設けて、複数のアンテナで受信した受信信号を同相合成する合成ダイバーシティ方式等のアダプティブ制御を行うことがある。このとき、アンテナ装置の利得の低下の問題は、１つのアンテナを用いる場合よりも顕著になる可能性がある。

本開示は、利得の低下を緩和するのに有効なアンテナ装置を提供する。また、本開示は、当該アンテナ装置を備えた無線通信装置と、当該無線通信装置を備えた電子機器とを提供する。

本開示に係るアンテナ装置は、
外部の金属部品に近接して設けられるアンテナ装置であって、
アンテナ装置は、少なくとも１つのアンテナと、接地導体板とを備え、
接地導体板は、当該接地導体板が金属部品に電磁的に結合するように金属部品に近接し、かつ金属部品に対向するように設けられ、
接地導体板は少なくとも１つの開口部を有する。

本開示に係るアンテナ装置、無線通信装置、及び電子機器は、アンテナ装置の利得の低下を緩和するのに有効である。

実施形態に係る電子機器１００を示す斜視図である。 図１の電子機器１００の分解斜視図である。 図１のＡ−Ａ線で切断した電子機器１００の断面図である。 図２のアンテナ装置１０７を前面側から見た平面図である。 図２のアンテナ装置１０７を後面側から見た平面図である。 比較例のアンテナ装置１０７Ａ及び液晶ディスプレイ１０２に流れる電流を示す斜視図である。 図２のアンテナ装置１０７及び液晶ディスプレイ１０２に流れる電流を示す斜視図である。 実施形態の変形例に係るアンテナ装置１０７Ｂ及び液晶ディスプレイ１０２に流れる電流を示す斜視図である。 図２のアンテナ１の垂直偏波の電波の放射パターン図である。 図２のアンテナ２の垂直偏波の電波の放射パターン図である。 図２のアンテナ３の垂直偏波の電波の放射パターン図である。 図２のアンテナ４の垂直偏波の電波の放射パターン図である。 図２のアンテナ１の水平偏波の電波の放射パターン図である。 図２のアンテナ２の水平偏波の電波の放射パターン図である。 図２のアンテナ３の水平偏波の電波の放射パターン図である。 図２のアンテナ４の水平偏波の電波の放射パターン図である。 図２のアンテナ１及び図６のアンテナ１の平均利得の周波数特性を示すグラフである。

以下、図面を適宜に参照しながら、実施形態を詳細に説明する。ただし、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明、及び実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。

なお、出願人は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。

［１．実施形態］
以下、図１〜図１７を参照して、本開示の実施形態について説明する。

［１−１．構成］
図１は、実施形態に係る電子機器１００を示す斜視図である。図２は、図１の電子機器１００の分解斜視図である。図３は、図１のＡ−Ａ線で切断した電子機器１００の断面図である。各図面において、図面内に示すＸＹＺ座標を参照する。図１他において、電子機器１００の＋Ｚ側を「前面」と呼び、電子機器１００の−Ｚ側を「後面」と呼ぶ。また、電子機器１００の動作帯域に含まれる動作周波数ｆに対応する動作波長をλとする。

図１〜図３に示すように、電子機器１００は、フロントパネル１０１及びバックカバー１０５を含む外装筐体内に、テレビジョン受信装置１０６を収容することにより構成されている。テレビジョン受信装置１０６は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）１０２、主回路基板１０３、及びアンテナ装置１０７を含む。アンテナ装置１０７は、誘電体基板１０，２０，３０上にそれぞれ形成されたアンテナ１〜４と、接地導体板１０４とを備える。接地導体板１０４は、例えば、電子機器１００の板状導体部品である。接地導体板１０４は、例えば、液晶ディスプレイ１０２と同等の大きさを有し、例えば、Ｘ方向の長さλ／２及びＹ方向の長さλ／４を有する矩形形状を有する。接地導体板１０４は、例えば、液晶ディスプレイ１０２に平行かつ近接した位置に配置される。

バックカバー１０５は、後面の＋Ｘ側、−Ｘ側、＋Ｙ側、及び−Ｙ側のエッジを面取りして構成してもよい（図２及び図３を参照）。この場合、誘電体基板１０，２０，３０は、バックカバー１０５の面取りした位置に配置されてもよい。図２に示すように、例えば、誘電体基板１０は、バックカバー１０５の＋Ｘ側の面取りした部分に配置され、誘電体基板２０及び３０は、バックカバー１０５の＋Ｙ側の面取りした部分に配置されてもよい。

図１の電子機器１００は、例えば、地上デジタルテレビジョン放送の周波数帯（４７３ＭＨｚ〜７６７ＭＨｚ）の放送信号を受信してその内容を表示するための携帯型装置である。

主回路基板１０３は、電子機器１００全体の動作を制御する回路を含む。具体的には、主回路基板１０３は、例えばプリント配線基板であって、主回路基板１０３上の各回路に電源電圧を供給する電源回路と、無線受信回路（チューナ）と、ＬＣＤ駆動回路とを備える。ここで、無線受信回路は、アンテナ１〜４にそれぞれ接続され、アンテナ１〜４で受信された４つの受信信号に対して偏波ダイバーシティ処理を行って（すなわち、信号対雑音比に応じて各受信信号に重み付けして）１つの受信信号に合成する。無線受信回路は、合成後の受信信号に含まれる映像信号及び音声信号を出力する。また、ＬＣＤ駆動回路は、無線受信回路からの映像信号に対して所定の画像処理を行って液晶ディスプレイ１０２を駆動し、画像を表示する。さらに、電子機器１００は、無線受信回路からの音声信号に対して所定の処理を行う音声処理回路、処理された音声信号を出力するスピーカ、映像信号及び音声信号のための記録装置及び再生装置、及び上述した主回路基板１０３などの部品から発生する熱を低減するための放熱用金属部材などの部品を備える（図示せず）。

アンテナ１〜４を備えたアンテナ装置１０７と、主回路基板１０３上の無線受信回路とは、無線信号を受信する無線通信装置を構成する。

図４は、図２のアンテナ装置１０７を前面側から見た平面図である。図５は、図２のアンテナ装置１０７を後面側から見た平面図である。アンテナ装置１０７は、前面において主回路基板１０３と対向し、後面においてバックカバー１０５と対向する。

液晶ディスプレイ１０２は、例えばその後面の全体にわたって広がる金属部品を含む。接地導体板１０４は、当該接地導体板１０４の全面にわたって、接地導体板１０４が液晶ディスプレイ１０２の金属部品に電磁的に結合するように金属部品に近接し、かつ金属部品に対向するように設けられる。アンテナ装置１０７（特に接地導体板１０４）が液晶ディスプレイ１０２の金属部品と接近しているので、接地導体板１０４に流れる電流とは逆位相の電流が金属部品に流れ、アンテナ装置１０７の利得が低下する可能性がある。この利得の低下を緩和するために、接地導体板１０４は、当該接地導体板１０４の内部に、少なくとも１つの開口部１０８を有する。従って、接地導体板１０４は、閉ループ形状を有する。開口部１０８の周は、例えばアンテナ装置１０７の動作波長λに等しい長さを有する。液晶ディスプレイ１０２の金属部品は、所定形状の外周を有する導体板であり、接地導体板１０４は、金属部品の外周と実質的に同一の形状及び実質的に同一の大きさの外周を有する。

次に、アンテナ１について説明する。

アンテナ１は、誘電体基板１０と、誘電体基板１０の前面（図４）に形成されたストリップ形状の給電素子１１と、誘電体基板１０の後面（図５）に形成されたストリップ形状の無給電素子１２とを備える。給電素子１１及び無給電素子１２は、銅又は銀などの導体箔にてなる。誘電体基板１０、給電素子１１、及び無給電素子１２は、例えば、両面に導体層を有するプリント配線基板として構成される。

図４及び図５に示すように、給電素子１１及び無給電素子１２は、例えば逆Ｌ型に形成されてもよい。図４を参照すると、給電素子１１は、接続点１１ｃにおいて互いに接続された素子部分１１ａ及び１１ｂを含む。素子部分１１ａは、接地導体板１０４に近接した位置から実質的に＋Ｘ方向に向かって延在し、その一端において給電点１３に接続され、その他端の接続点１１ｃにおいて素子部分１１ｂに接続されている。素子部分１１ｂは、接続点１１ｃから実質的に−Ｙ方向に向かって延在し、その一端の開放端１１ｄにおいて開放され、その他端の接続点１１ｃにおいて素子部分１１ａに接続されている。図５を参照すると、無給電素子１２は、接続点１２ｃにおいて互いに接続された素子部分１２ａ及び１２ｂを含む。素子部分１２ａは、接地導体板１０４に近接した位置から実質的に＋Ｘ方向に向かって延在し、その一端の接続点１４ａにおいて接続導体１４に接続され、接続導体１４を介して接地導体板１０４のエッジに接地され、その他端の接続点１２ｃにおいて素子部分１２ｂに接続されている。素子部分１２ｂは、接続点１２ｃから実質的に−Ｙ方向に向かって延在し、その一端の開放端１２ｄにおいて開放され、その他端の接続点１２ｃにおいて素子部分１２ａに接続されている。

上述のように、給電素子１１は、給電点１３に接続された端部（第１の端部）と、開放端１１ｄ（第２の端部）とを有する。無給電素子１２は、接地導体板１０４に接続された端部（第１の端部）と、開放端１２ｄ（第２の端部）とを有する。給電素子１１及び無給電素子１２は、給電素子１１の開放端１１ｄ及び無給電素子１２の開放端１２ｄを含む少なくとも一部において互いに対向して配置される。

給電素子１１及び無給電素子１２は、給電素子１１の開放端１１ｄ及び無給電素子１２の開放端１２ｄを含む少なくとも一部において互いに容量結合するように配置されてもよい。この場合、給電素子１１の開放端１１ｄ及び無給電素子１２の開放端１２ｄが容量結合することにより、アンテナ１は、給電素子１１及び無給電素子１２を含み、開放端１１ｄ及び１２ｄで折り返された折り返しアンテナとして動作する。互いに容量結合した給電素子１１及び無給電素子１２の電気長Ｌ１０はそれぞれλ／４に設定され、従って、折り返しアンテナの電気長はλ／２に設定され、折り返しアンテナは周波数ｆで共振する。このように、給電素子１１及び無給電素子１２は、給電素子１１の電気長Ｌ１０及び無給電素子１２の電気長Ｌ１０の和によって決まる波長λに対応する周波数ｆで共振する。

給電素子１１及び無給電素子１２は、給電素子１１の開放端１１ｄ及び無給電素子１２の開放端１２ｄを含む少なくとも一部において互いに重なり合うように配置されてもよい。

次に、アンテナ２について説明する。

アンテナ２は、誘電体基板２０と、誘電体基板２０の前面（図４）に形成されたストリップ形状の給電素子２１と、誘電体基板２０の後面（図５）に形成されたストリップ形状の無給電素子２２とを備える。給電素子２１及び無給電素子２２は、銅又は銀などの導体箔にてなる。誘電体基板２０、給電素子２１、及び無給電素子２２は、例えば、両面に導体層を有するプリント配線基板として構成される。

図４及び図５に示すように、給電素子２１及び無給電素子２２は、例えば逆Ｌ型に形成されてもよい。図４を参照すると、給電素子２１は、接続点２１ｃにおいて互いに接続された素子部分２１ａ及び２１ｂを含む。素子部分２１ａは、接地導体板１０４に近接した位置から実質的に＋Ｙ方向に向かって延在し、その一端において給電点２３に接続され、その他端の接続点２１ｃにおいて素子部分２１ｂに接続されている。素子部分２１ｂは、接続点２１ｃから実質的に−Ｘ方向に向かって延在し、その一端の開放端２１ｄにおいて開放され、その他端の接続点２１ｃにおいて素子部分２１ａに接続されている。図５を参照すると、無給電素子２２は、接続点２２ｃにおいて互いに接続された素子部分２２ａ及び２２ｂを含む。素子部分２２ａは、接地導体板１０４に近接した位置から実質的に＋Ｙ方向に向かって延在し、その一端の接続点２４ａにおいて接続導体２４に接続され、接続導体２４を介して接地導体板１０４のエッジに接地され、その他端の接続点２２ｃにおいて素子部分２２ｂに接続されている。素子部分２２ｂは、接続点２２ｃから実質的に−Ｘ方向に向かって延在し、その一端の開放端２２ｄにおいて開放され、その他端の接続点２２ｃにおいて素子部分２２ａに接続されている。

上述のように、給電素子２１は、給電点２３に接続された端部（第１の端部）と、開放端２１ｄ（第２の端部）とを有する。無給電素子２２は、接地導体板１０４に接続された端部（第１の端部）と、開放端２２ｄ（第２の端部）とを有する。給電素子２１及び無給電素子２２は、給電素子２１の開放端２１ｄ及び無給電素子２２の開放端２２ｄを含む少なくとも一部において互いに対向して配置される。

給電素子２１及び無給電素子２２は、給電素子２１の開放端２１ｄ及び無給電素子２２の開放端２２ｄを含む少なくとも一部において互いに容量結合するように配置されてもよい。この場合、給電素子２１の開放端２１ｄ及び無給電素子２２の開放端２２ｄが容量結合することにより、アンテナ２は、給電素子２１及び無給電素子２２を含み、開放端２１ｄ及び２２ｄで折り返された折り返しアンテナとして動作する。互いに容量結合した給電素子２１及び無給電素子２２の電気長Ｌ２０はそれぞれλ／４に設定され、従って、折り返しアンテナの電気長はλ／２に設定され、折り返しアンテナは周波数ｆで共振する。このように、給電素子２１及び無給電素子２２は、給電素子２１の電気長Ｌ２０及び無給電素子２２の電気長Ｌ２０の和によって決まる波長λに対応する周波数ｆで共振する。

給電素子２１及び無給電素子２２は、給電素子２１の開放端２１ｄ及び無給電素子２２の開放端２２ｄを含む少なくとも一部において互いに重なり合うように配置されてもよい。

次に、アンテナ３について説明する。

アンテナ３は、誘電体基板３０と、誘電体基板３０の前面（図４）に形成されたストリップ形状の給電素子３１と、誘電体基板３０の後面（図５）に形成されたストリップ形状の無給電素子３２とを備える。給電素子３１及び無給電素子３２は、銅又は銀などの導体箔にてなる。誘電体基板３０、給電素子３１、及び無給電素子３２は、例えば、両面に導体層を有するプリント配線基板として構成される。

図４及び図５に示すように、給電素子３１及び無給電素子３２は、例えば逆Ｌ型に形成されてもよい。図４を参照すると、給電素子３１は、接続点３１ｃにおいて互いに接続された素子部分３１ａ及び３１ｂを含む。素子部分３１ａは、接地導体板１０４に近接した位置から実質的に＋Ｙ方向に向かって延在し、その一端において給電点３３に接続され、その他端の接続点３１ｃにおいて素子部分３１ｂに接続されている。素子部分３１ｂは、接続点３１ｃから実質的に＋Ｘ方向に向かって延在し、その一端の開放端３１ｄにおいて開放され、その他端の接続点３１ｃにおいて素子部分３１ａに接続されている。図５を参照すると、無給電素子３２は、接続点３２ｃにおいて互いに接続された素子部分３２ａ及び３２ｂを含む。素子部分３２ａは、接地導体板１０４に近接した位置から実質的に＋Ｙ方向に向かって延在し、その一端の接続点３４ａにおいて接続導体３４に接続され、接続導体３４を介して接地導体板１０４のエッジに接地され、その他端の接続点３２ｃにおいて素子部分３２ｂに接続されている。素子部分３２ｂは、接続点３２ｃから実質的に＋Ｘ方向に向かって延在し、その一端の開放端３２ｄにおいて開放され、その他端の接続点３２ｃにおいて素子部分３２ａに接続されている。

上述のように、給電素子３１は、給電点３３に接続された端部（第１の端部）と、開放端３１ｄ（第２の端部）とを有する。無給電素子３２は、接地導体板１０４に接続された端部（第１の端部）と、開放端３２ｄ（第２の端部）とを有する。給電素子３１及び無給電素子３２は、給電素子３１の開放端３１ｄ及び無給電素子３２の開放端３２ｄを含む少なくとも一部において互いに対向して配置される。

給電素子３１及び無給電素子３２は、給電素子３１の開放端３１ｄ及び無給電素子３２の開放端３２ｄを含む少なくとも一部において互いに容量結合するように配置されてもよい。この場合、給電素子３１の開放端３１ｄ及び無給電素子３２の開放端３２ｄが容量結合することにより、アンテナ３は、給電素子３１及び無給電素子３２を含み、開放端３１ｄ及び３２ｄで折り返された折り返しアンテナとして動作する。互いに容量結合した給電素子３１及び無給電素子３２の電気長Ｌ３０はそれぞれλ／４に設定され、従って、折り返しアンテナの電気長はλ／２に設定され、折り返しアンテナは周波数ｆで共振する。このように、給電素子３１及び無給電素子３２は、給電素子３１の電気長Ｌ３０及び無給電素子３２の電気長Ｌ３０の和によって決まる波長λに対応する周波数ｆで共振する。

給電素子３１及び無給電素子３２は、給電素子３１の開放端３１ｄ及び無給電素子３２の開放端３２ｄを含む少なくとも一部において互いに重なり合うように配置されてもよい。

次に、アンテナ４について説明する。

図４及び図５を参照すると、アンテナ４は、ストリップ形状の給電素子４１を備えたモノポールアンテナであり、給電点４３に接続されている。給電素子４１は、電子機器１００の筐体から−Ｘ方向又は他の方向に突出してもよい。給電素子４１の電気長Ｌ４０はλ／４に設定され、アンテナ４は周波数ｆで共振する。

以上説明したように、アンテナ装置１０７は、給電点１３，２３，３３，４３と、各給電点にそれぞれ接続されたアンテナ１〜４とを備える。アンテナ１〜４は、例えば５０オームのインピーダンスを有する給電線路を介して、主回路基板１０３の無線受信回路にそれぞれ接続される。無線受信回路は、アンテナ１〜４を用いて、周波数ｆを有する無線信号を受信する。

アンテナ１〜４のうちの少なくとも１つは、他のアンテナとは異なる偏波方向を有してもよい。このため、例えば、アンテナ１〜４は以下のように設けられる。アンテナ１は接地導体板１０４の＋Ｘ側の辺に近接して設けられ、給電点１３は接地導体板１０４の＋Ｘ側かつ＋Ｙ側のコーナーに近接して設けられる。アンテナ２は接地導体板１０４の＋Ｙ側の辺に近接して設けられ、給電点２３は接地導体板１０４の＋Ｘ側かつ＋Ｙ側のコーナーに近接して設けられる。アンテナ３は接地導体板１０４の＋Ｙ側の辺に近接して設けられ、給電点３３は接地導体板１０４の−Ｘ側かつ＋Ｙ側のコーナーに近接して設けられる。アンテナ４は接地導体板１０４の−Ｘ側かつ＋Ｙ側のコーナーに近接して設けられ、給電点４３は接地導体板１０４の−Ｘ側かつ＋Ｙ側のコーナーに近接して設けられる。アンテナ１は、Ｘ軸に平行な偏波方向を有する垂直偏波の電波を受信する。アンテナ２は、Ｙ軸に平行な偏波方向を有する垂直偏波の電波を受信する。アンテナ３は、Ｙ軸に平行な偏波方向を有する垂直偏波の電波を受信する。アンテナ４は、水平偏波の電波を受信する。

偏波ダイバーシティ処理を行うために、アンテナ１〜４は、アンテナ１〜４の共振周波数が同一になるように構成される。アンテナ１〜３は、電子機器１００の他の部品からの影響を考慮しながら同一の共振周波数を実現するために、互いに異なる寸法を有していてもよい。

［１−２．動作］
以上のように構成されたアンテナ装置１０７の動作について、以下に説明する。

図６は、比較例のアンテナ装置１０７Ａ及び液晶ディスプレイ１０２に流れる電流を示す斜視図である。図６のアンテナ装置１０７Ａは、図２の開口部１０８を有するアンテナ装置１０４に代えて、開口部を持たない接地導体板１０４Ａを備える。例えばアンテナ１の励振により接地導体板１０４Ａ上に電流Ｉ１が流れるとき、電流Ｉ１とは逆位相の電流Ｉ２が液晶ディスプレイ１０２の金属部品に流れる。電流Ｉ１及びＩ２は互いに相殺し、アンテナ装置１０７Ａの利得が低下する可能性がある。

図７は、図２のアンテナ装置１０７及び液晶ディスプレイ１０２に流れる電流を示す斜視図である。例えばアンテナ１の励振により接地導体板１０４上に電流Ｉ１が流れるとき、図６のアンテナ装置１０７Ａと同様に、電流Ｉ１とは逆位相の電流Ｉ２が液晶ディスプレイ１０２の金属部品に流れる。このとき、さらに、電流Ｉ１とは逆位相の電流Ｉ３が、接地導体板１０４上において開口部１０８の周囲に流れる。電流Ｉ１及びＩ２が互いに相殺しても、電流Ｉ３がアンテナ装置１０７の放射に寄与し、アンテナ装置１０７の利得の低下を緩和することができる。

図８は、実施形態の変形例に係るアンテナ装置１０７Ｂ及び液晶ディスプレイ１０２に流れる電流を示す斜視図である。アンテナ装置の接地導体板は複数の開口部を有していてもよい。図８のアンテナ装置１０７Ｂは、２つの開口部１０８ａ及び１０８ｂを有する接地導体板１０４Ｂを備える。例えばアンテナ１の励振により接地導体板１０４Ｂ上に電流Ｉ１が流れるとき、図６のアンテナ装置１０７Ａと同様に、電流Ｉ１とは逆位相の電流Ｉ２が液晶ディスプレイ１０２の金属部品に流れる。このとき、さらに、電流Ｉ１とは逆位相の電流Ｉ３ａ及びＩ３ｂが、接地導体板１０４Ｂ上において開口部１０８ａ及び１０８ｂの周囲にそれぞれ流れる。電流Ｉ１及びＩ２は互いに相殺するが、電流Ｉ３ａ及びＩ３ｂはアンテナ装置１０７Ｂの放射に寄与し、アンテナ装置１０７Ｂの利得の低下を緩和することができる。

図９は、図２のアンテナ１の垂直偏波の電波の放射パターン図である。図１０は、図２のアンテナ２の垂直偏波の電波の放射パターン図である。図１１は、図２のアンテナ３の垂直偏波の電波の放射パターン図である。図１２は、図２のアンテナ４の垂直偏波の電波の放射パターン図である。図１３は、図２のアンテナ１の水平偏波の電波の放射パターン図である。図１４は、図２のアンテナ２の水平偏波の電波の放射パターン図である。図１５は、図２のアンテナ３の水平偏波の電波の放射パターン図である。図１６は、図２のアンテナ４の水平偏波の電波の放射パターン図である。図９〜図１２に示すように、アンテナ１〜４は、地上デジタルテレビジョン放送の周波数帯全体にわたって、垂直偏波の電波について実質的に無指向である。

図１７は、図２のアンテナ１及び図６のアンテナ１の平均利得の周波数特性を示すグラフである。グラフの縦軸は、交差偏波が−６ｄＢであるとき（水平偏波の利得＋（垂直偏波の利得−６））の平均利得を示す。図１７において、「実施例」は図２のアンテナ１の平均利得を示し、「比較例」は図６のアンテナ１の平均利得を示す。図１７に示すように、開口部を持たない接地導体板１０４Ａ（図６）を用いる場合よりも、開口部１０８を有する接地導体板１０４（図２）を用いる場合のほうが、低域周波数の利得が向上している。

［１−３．効果等］
以上説明したように、実施形態に係るアンテナ装置１０７は、液晶ディスプレイ１０２の金属部品に近接して設けられ、少なくとも１つのアンテナ１〜４と、接地導体板１０４とを備える。接地導体板１０４は、当該接地導体板１０４が金属部品に電磁的に結合するように金属部品に近接し、かつ金属部品に対向するように設けられる。接地導体板１０４は少なくとも１つの開口部１０８を有する。これにより、アンテナ装置１０７は、液晶ディスプレイ１０２の金属部品の共振を利用して広帯域で動作することができる。

また、液晶ディスプレイ１０２の金属部品は、所定形状の外周を有する導体板であり、接地導体板１０４は、金属部品の外周と実質的に同一の形状及び実質的に同一の大きさの外周を有する。これにより、接地導体板１０４に流れる電流Ｉ１が金属部品に流れる電流Ｉ２と相殺しても、接地導体板１０４上において開口部１０８の周囲に流れる電流Ｉ３により、利得の低下を緩和することができる。アンテナ装置１０７は、特に、低域周波数における利得の低下を緩和することができる。

また、アンテナ１〜３は、給電素子及び無給電素子の間の容量結合と、接地導体板１０４に電流が流れることによる接地導体板１０４の共振とを利用することで、広帯域化を実現することができる。給電素子及び無給電素子の間の並列共振を用いた逆Ｌ型の折り返しアンテナをアンテナ１〜３として用いることにより、利得の低下及び帯域幅の減少を緩和することができる。

また、図４及び図５に示すようにアンテナ１及び２が互いに隣接して設けられるとき、アンテナ１は水平偏波の電波を受信する一方、アンテナ２は垂直偏波の電波を受信する。従って、アンテナ１の受信動作に起因するグランド電流の向きと、アンテナ２の受信動作に起因するグランド電流の向きとは、互いに直交する。この結果、アンテナ１及び２の間のアイソレーションを大きくすることができる。従って、アンテナ１及び２の一方から他方に信号が流れ、アンテナ１及び２の受信信号の信号対雑音比が低下することにより生じる利得の低下を、実質的に防止することができる。

また、アンテナ２の給電点２３及びアンテナ３の給電点３３の間の距離はλ／４以上に設定されているので、アンテナ２の受信動作に起因するグランド電流が流れているとき、アンテナ３の受信動作に起因するグランド電流は流れない。この結果、アンテナ２及び３の間のアイソレーションを大きくすることができる。従って、アンテナ２及び３の一方から他方に信号が流れ、アンテナ２及び３の受信信号の信号対雑音比が低下することにより生じる利得の低下を、実質的に防止することができる。

また、アンテナ３は垂直偏波の電波を受信する一方、アンテナ４は水平偏波の電波を受信する。従って、アンテナ３及び４が同一の偏波方向を有する電波を受信する場合に比較して、アンテナ３及び４の間のアイソレーションを大きくすることができる。従って、アンテナ３及び４の一方から他方に信号が流れ、アンテナ３及び４の受信信号の信号対雑音比が低下することにより生じる利得の低下を、実質的に防止することができる。

また、実施形態に係るアンテナ装置によれば、アンテナ１〜４を接地導体板１０４の近傍に設けることができるので、電子機器１００を小型化できる。また、アンテナ１〜４を備えたアンテナ装置を格納するための筐体を、電子機器１００自体の筐体の他に設ける必要がないので、安価かつ耐水性に優れた電子機器１００を提供することができる。また、アンテナ１〜３をバックカバー１０５の面取りした部分に配置することができるので、電子機器１００の外観の薄さを強調することができ、また、筐体構造を強化することができる。

［２．他の実施形態］
以上のように、本開示に係る実装の例示として、実施形態に係る電子機器１００を説明した。しかしながら、本開示の実施形態は、これに限定されず、適宜に、変更、置き換え、付加、省略などを行った構成にも適用できる。また、説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施形態とすることも可能である。

以下、他の実施形態についてまとめて説明する。

図４及び図５では、接地導体板１０４は、その中央に開口部１０８を有しているが、開口部の位置は接地導体板１０４の中央でなくてもよい。例えば、接地導体板１０４を、主回路基板１０３上の回路及び部品から発生する熱を低減するための放熱部材としても用いる場合には、接地導体板１０４の放熱領域以外の部分に開口部を設ける。

説明した実施形態では、液晶ディスプレイ１０２の金属部品及び接地導体板１０４の外周の形状及び大きさが実質的に同一であったが、形状及び大きさの少なくとも一方が異なっていてもよい。例えば、液晶ディスプレイ１０２の金属部品が接地導体板１０４の外周よりも大きい場合であっても、アンテナ装置１０７の利得の低下を緩和することができる。

また、説明した実施形態では、３つのアンテナ１〜３、１つのモノポールアンテナ、及び接地導体板１０４を備えたアンテナ装置１０７を開示したが、図４及び図５のアンテナ１と同様に構成された少なくとも１つのアンテナと、接地導体板とを備えたアンテナ装置を提供してもよい。また、モノポールアンテナを省略してもよく、２つ以上のモノポールアンテナを備えたアンテナ装置を提供してもよい。また、アンテナ１〜３とは異なる、任意の少なくとも１つのアンテナを備えたアンテナ装置を提供してもよい。

また、接地導体板１０４は、専用の部品として設けられることに限定されず、電子機器１００のシールド板などの他の部品をアンテナ装置の接地導体板１０４として用いてもよい。また、接地導体板１０４は、矩形形状に限られず、任意の形状を有していてもよい。

また、図１の実施形態では、誘電体基板１０，２０，３０を、バックカバー１０５の面取りした場所に配置したが、本開示の実施形態はこれに限られない。誘電体基板１０，２０，３０を、接地導体板１０４と同一の面上において接地導体板１０４に平行にそれぞれ配置してもよい。また、誘電体基板１０，２０，３０を、接地導体板１０４とは異なる面（例えば、液晶ディスプレイ１０２を含む面と同一の面）上において当該面に平行にそれぞれ配置してもよい。

また、説明した実施形態では、電子機器１００は、地上デジタルテレビジョン放送の周波数帯の放送信号を受信したが、本開示の実施形態はこれに限られない。主回路基板１０３は、アンテナ装置１０７を用いて無線信号を送信する無線送信回路を備えてもよく、アンテナ装置１０７を用いて無線信号の送信及び受信の少なくとも一方を行う無線通信回路とを備えてもよい。アンテナ１〜４を備えたアンテナ装置１０７と、主回路基板１０３上の無線受信回路とは、無線信号の送信及び受信の少なくとも一方を行う無線通信装置を構成する。また、説明した実施形態では、地上デジタルテレビジョン放送の周波数帯の放送信号を受信してその内容を表示するための携帯型装置である電子機器を例に挙げて説明したが、本開示の実施形態はこれに限られない。本開示の実施形態は、上述したアンテナ装置と、当該アンテナ装置を用いて無線信号の送信及び受信の少なくとも一方を行う無線通信装置に適用できる。また、本開示の実施形態は、上述した無線通信装置と、当該無線通信装置によって受信された無線信号に含まれる映像信号を表示する表示装置とを備えた携帯電話機などの電子機器に適用できる。

以上のように、添付図面および詳細な説明によって、出願人がベストモードと考える実施形態と他の実施形態とを提供した。これらは、特定の実施形態を参照することにより、当業者に対して、特許請求の範囲に記載の主題を例証するために提供されるものである。したがって、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、それ以外の構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されているからといって、直ちにそれらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定を受けるべきではない。また、特許請求の範囲またはその均等の範囲において、上述の実施形態に対して、種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。

本開示は、無線信号を受信し、受信した無線信号に含まれる映像信号を表示する電子機器に適用可能である。本開示は、具体的には、携帯型のテレビジョン放送受信装置、携帯電話機、スマートフォン、パーソナルコンピュータなどに適用可能である。

１〜４…アンテナ、
１０，２０，３０…誘電体基板、
１１，２１，３１，４１…給電素子、
１２，２２，３２…無給電素子、
１３，２３，３３，４３…給電点、
１４，２４，３４…接続導体、
１４ａ，２４ａ，３４ａ…接続点、
１００…電子機器、
１０１…フロントパネル、
１０２…液晶ディスプレイ、
１０３…主回路基板、
１０４，１０４Ａ，１０４Ｂ…接地導体板、
１０５…バックカバー、
１０６…テレビジョン受信装置、
１０７，１０７Ａ，１０７Ｂ…アンテナ装置、
１０８，１０８Ａ，１０８Ｂ…開口部。

Claims (6)

1. 外部の金属部品に近接して設けられるアンテナ装置であって、
   上記アンテナ装置は、少なくとも１つのアンテナと、接地導体板とを備え、
   上記接地導体板は、当該接地導体板が上記金属部品に電磁的に結合するように上記金属部品に近接し、かつ上記金属部品に対向するように設けられ、
   上記接地導体板は少なくとも１つの開口部を有するアンテナ装置。
2. 上記金属部品は、所定形状の外周を有する導体板であり、
   上記接地導体板は、上記金属部品の外周と実質的に同一の形状及び実質的に同一の大きさの外周を有する、請求項１記載のアンテナ装置。
3. 上記アンテナ装置は、板状導体部品を備えた電子機器に設けられ、
   上記接地導体板は上記板状導体部品である、請求項１又は２記載のアンテナ装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１つに記載のアンテナ装置と、
   上記アンテナ装置を用いて無線信号の送信及び受信の少なくとも一方を行う無線通信回路とを備えた無線通信装置。
5. 請求項４記載の無線通信装置を備えた電子機器。
6. 上記電子機器は表示装置をさらに備え、
   上記金属部品は上記表示装置の一部である、請求項５記載の電子機器。

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