JPWO2017141601A1 - アンテナ装置及び電子機器 - Google Patents

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Abstract

アンテナ装置は、接地導体（ＧＮＤ）と、第１アンテナ素子（１）と、第２アンテナ素子（２）とを備える。第１アンテナ素子（１）は、給電点（１１）に接続された第１端部と、開放端を有する第２端部とを有し、第１アンテナ素子（１）の一部は接地導体（ＧＮＤ）に沿って配置されている。第２アンテナ素子（２）は、第１アンテナ素子（１）上の分岐点（Ｐ２）において第１アンテナ素子（１）から分岐し、第２アンテナ素子（２）は、第１アンテナ素子（１）の接地導体（ＧＮＤ）に沿って配置された部分と、接地導体（ＧＮＤ）との間に配置されている。第１アンテナ素子（１）は周波数ｆ１で共振するように構成されている。第１アンテナ素子（１）の第１端部から分岐点（Ｐ２）までの部分と、第２アンテナ素子（２）とは、周波数ｆ１より高い周波数ｆ２で共振するように構成されている。

Description

本開示は、マルチバンドで動作可能なアンテナ装置に関する。本開示は、そのようなアンテナ装置を備えた電子機器に関する。
携帯型の無線通信装置として動作する電子機器のためのアンテナ装置は、小型であること、及び、マルチバンドで動作することが求められる。
例えば、特許文献１は、異なる共振周波数を有する第１のアンテナ素子及び第２のアンテナ素子を含むアンテナ構成部材を備えた無線装置を開示している。
特許第４２３３１００号公報
本開示の一態様に係るアンテナ装置は、接地導体板と、第１アンテナ素子と、第２アンテナ素子とを備えている。第１アンテナ素子は、給電点に接続された第１端部と、開放端を有する第２端部とを有し、第１アンテナ素子の一部は接地導体板に沿って配置されている。第２アンテナ素子は、第１アンテナ素子上の分岐点において第１アンテナ素子から分岐し、第２アンテナ素子は、第１アンテナ素子の接地導体板に沿って配置された部分と、接地導体板との間に配置されている。第１アンテナ素子は第１周波数で共振するように構成されている。第１アンテナ素子の第１端部から分岐点までの部分と、第２アンテナ素子とは、第１周波数より高い第２周波数で共振するように構成されている。
図１は、実施形態１に係るアンテナ装置の構成を示す概略図である。 図２は、図１のアンテナ装置のＶＳＷＲの周波数特性を概略的に示すグラフである。 図３は、実施形態２に係るアンテナ装置の構成を示す概略図である。 図４は、図３のアンテナ装置のＶＳＷＲの周波数特性を概略的に示すグラフである。 図５は、図３のアンテナ装置が周波数ｆ２で動作するときの電流の流れを示す図である。 図６は、図３のアンテナ装置が周波数ｆ３で動作するときの電流の流れを示す図である。 図７は、実施形態３に係るアンテナ装置の構成を示す概略図である。 図８は、図７のアンテナ装置のＶＳＷＲの周波数特性を概略的に示すグラフである。 図９は、図７のアンテナ装置が周波数ｆ２で動作するときの電流の流れを示す図である。 図１０は、図７のアンテナ装置が周波数ｆ４で動作するときの電流の流れを示す図である。 図１１は、実施形態３の変形例に係るアンテナ装置の構成を示す概略図である。 図１２は、実施形態４に係るアンテナ装置の構成を示す概略図である。 図１３は、図１２のアンテナ装置のＶＳＷＲの周波数特性を概略的に示すグラフである。 図１４は、実施形態５に係るアンテナ装置の構成を示す概略図である。 図１５は、図１４のリアクタンス回路１５の構成を示す回路図である。 図１６は、図１４のリアクタンス回路１５のリアクタンスの周波数特性を概略的に示すグラフである。 図１７は、実施形態６に係る電子機器の構成を示す概略図である。 図１８は、実施形態４に係るアンテナ装置の実装例を示す斜視図である。 図１９は、実施形態５に係るアンテナ装置の実装例を示す斜視図である。 図２０は、実施形態１に係るアンテナ装置が周波数ｆ２で動作するときのＳＡＲ分布を示すグラフである。 図２１は、実施形態２に係るアンテナ装置が周波数ｆ２で動作するときのＳＡＲ分布を示すグラフである。
以下、適宜図面を参照しながら、実施形態を詳細に説明する。但し、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や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、発明者（ら）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。
各実施形態の説明において、図面に示すＸＹＺ座標を参照する。
［１．実施形態１］
以下、図１〜図２を参照して、実施形態１に係るアンテナ装置について説明する。
［１−１．構成］
図１は、実施形態１に係るアンテナ装置の構成を示す概略図である。図１のアンテナ装置は、接地導体ＧＮＤと、第１アンテナ素子１と、第２アンテナ素子２とを備えている。
接地導体ＧＮＤは、板状の接地導体板である。本明細書では、接地導体ＧＮＤを「接地導体板」ともいう。図１の例では、接地導体ＧＮＤは、図中のＸＹ平面に平行に設けられる。
第１アンテナ素子１及び第２アンテナ素子２はそれぞれ、線状又はストリップ状の導体からなり、先端開放型のモノポールアンテナとして構成される。第１アンテナ素子１は、給電点１１に接続された第１端部と、開放端を有する第２端部とを有する。図１のアンテナ装置は、給電点１１の位置において、例えば同軸ケーブルである給電線を介して不平衡給電される。このとき、給電線の内部導体は第１アンテナ素子１の第１端部に接続され、給電線の外部導体は接地導体ＧＮＤ上の接続点Ｐ１に接続される。第１アンテナ素子１の一部は、接地導体ＧＮＤに沿って配置される。図１の例では、第１アンテナ素子１は途中で屈曲し、第１アンテナ素子１の開放端を含む所定長さの区間はＸ軸方向に沿って配置される。第２アンテナ素子２は、第１アンテナ素子１上の分岐点Ｐ２において第１アンテナ素子１から分岐している。第２アンテナ素子２は、第１アンテナ素子１の接地導体ＧＮＤに沿って配置された部分と、接地導体ＧＮＤとの間に配置される。図１の例では、第２アンテナ素子２はＸ軸方向に沿って配置される。
図１のアンテナ装置は、給電点１１と第１アンテナ素子１の分岐点Ｐ２との間に、整合回路１２をさらに備えてもよい。
第１アンテナ素子１は周波数ｆ１（本明細書では「第１周波数」ともいう）で共振するように構成されている。このため、第１アンテナ素子１は、周波数ｆ１に対応する波長λ１の略１／４の電気長を有する。また、第１アンテナ素子１の第１端部から分岐点Ｐ２までの部分と、第２アンテナ素子２とは、周波数ｆ１より高い周波数ｆ２（本明細書では「第２周波数」ともいう）で共振するように構成されている。このため、第１アンテナ素子１の第１端部から分岐点Ｐ２までの部分と、第２アンテナ素子２とは、周波数ｆ２に対応する波長λ２の略１／４の電気長を有する。
［１−２．動作］
図２は、図１のアンテナ装置のＶＳＷＲの周波数特性を概略的に示すグラフである。図１のアンテナ装置は、第１アンテナ素子１及び第２アンテナ素子２を備えたことにより、２つの周波数帯（周波数ｆ１，ｆ２をそれぞれ含む各周波数帯）において動作することができる。
次に、図１のアンテナ装置における比吸収率（specific absorption rate：ＳＡＲ）の低減について説明する。
携帯型の無線通信装置として動作する電子機器は人体の近傍で使用されるので、アンテナからの放射電力の一部は人体に吸収される。ＳＡＲは、この吸収量の指標の１つであり、導電率σ、比重ρ、及び磁界強度Ｅを用いて、次式（１）のように表される。
ＳＡＲ＝σ／（２ρ）×｜Ｅ｜２ （１）
ＳＡＲは、導体上で高周波電流が集中する部分（ピーク）の近傍において高くなる。すなわち、高周波電流のピークを分散させることがＳＡＲ低減につながる。周波数が高くなるほど波長が短くなるので、導体上で電流が狭い領域に集中し、その近傍のＳＡＲも高くなる。従って、図１のアンテナ装置では、周波数ｆ１で共振する第１アンテナ素子１よりも、より高い周波数ｆ２で共振する第２アンテナ素子２の方が、局所に電流が集中しやすくなる。
ただし、磁界強度Ｅは距離に反比例するので、式（１）によれば、アンテナを人体から遠ざけることによりＳＡＲを小さくすることができる。図１のアンテナ装置が何らかの電子機器に搭載されるとき、接地導体ＧＮＤよりも−Ｚ側に電子機器の内部部品があり、第１アンテナ素子１よりも＋Ｚ側に電子機器の筐体及びその外部（すなわち、ユーザーの人体）があると考えられる。図１のアンテナ装置では、第２アンテナ素子２を第１アンテナ素子１と接地導体ＧＮＤとの間に配置したことで、第２アンテナ素子２は人体から遠ざけられている。これにより、第２アンテナ素子２に周波数ｆ２の電流が流れても、周波数ｆ２を含む周波数帯におけるＳＡＲは増大しにくくなる。
［１−３．効果等］
実施形態１のアンテナ装置は、接地導体ＧＮＤと、第１アンテナ素子１と、第２アンテナ素子２とを備えている。第１アンテナ素子１は、給電点１１に接続された第１端部と、開放端を有する第２端部とを有し、第１アンテナ素子１の一部は接地導体ＧＮＤに沿って配置されている。第２アンテナ素子２は、第１アンテナ素子１上の分岐点Ｐ２において第１アンテナ素子１から分岐し、第２アンテナ素子２は、第１アンテナ素子１の接地導体ＧＮＤに沿って配置された部分と、接地導体ＧＮＤとの間に配置されている。第１アンテナ素子１は周波数ｆ１で共振するように構成されている。第１アンテナ素子１の第１端部から分岐点Ｐ２までの部分と、第２アンテナ素子２とは、周波数ｆ１より高い周波数ｆ２で共振するように構成されている。
実施形態１のアンテナ装置によれば、第１アンテナ素子１及び第２アンテナ素子２を備えたことにより、２つの周波数帯で動作可能である。実施形態１のアンテナ装置によれば、第２アンテナ素子２を第１アンテナ素子１と接地導体ＧＮＤとの間に配置したことにより、どの周波数帯で動作するときであってもＳＡＲを低減することができる。
実施形態１のアンテナ装置によれば、第２アンテナ素子２を第１アンテナ素子１と接地導体ＧＮＤとの間に配置したことにより、アンテナ装置を小型化することができ、特に、図１のＺ方向に低背化することができる。
［２．実施形態２］
以下、図３〜図６を参照して、実施形態２に係るアンテナ装置について説明する。
［２−１．構成］
図３は、実施形態２に係るアンテナ装置の構成を示す概略図である。図３のアンテナ装置は、図１のアンテナ装置の構成要素に加えて、寄生素子３をさらに備えている。本明細書では、寄生素子３を「第１無給電素子」ともいう。寄生素子３は、第１アンテナ素子１の開放端と電磁的に結合するように配置された第１端部と、第１端部よりも給電点１１から遠隔するように第１アンテナ素子１に対して配置された第２端部とを有する。寄生素子３は接地導体ＧＮＤ及び他の導体に電気的に接続されていない。
寄生素子３は接地導体ＧＮＤに沿って配置されてもよい。図３の例では、寄生素子３はＸ軸方向に沿って配置される。
寄生素子３は、周波数ｆ１とも周波数ｆ２とも異なる周波数ｆ３（本明細書では「第３周波数」ともいう）で共振するように構成されている。このため、寄生素子３は、周波数ｆ３に対応する波長λ３の略１／４〜略１／２の電気長を有する。周波数ｆ３は、寄生素子３が周波数ｆ２でもある程度は共振するように、周波数ｆ２に近接している。周波数ｆ３は周波数ｆ１より高い。
［２−２．動作］
図４は、図３のアンテナ装置のＶＳＷＲの周波数特性を概略的に示すグラフである。図３のアンテナ装置は、第１アンテナ素子１、第２アンテナ素子２、及び寄生素子３を備えたことにより、３つの周波数帯において動作することができる。
次に、図３のアンテナ装置におけるＳＡＲの低減について説明する。
図５は、図３のアンテナ装置が周波数ｆ２で動作するときの電流の流れを示す図である。周波数ｆ２の電流は、給電点１１から分岐点Ｐ２を経由して第２アンテナ素子２に流れるだけでなく、第１アンテナ素子１にも流れる。周波数ｆ２及びｆ３が互いに近接している場合、第１アンテナ素子１に流れた周波数ｆ２の電流は、第１アンテナ素子１及び寄生素子３の間の電磁的結合により、寄生素子３まで流れる。前述のように、寄生素子３は、その一端が給電点１１から遠隔するように第１アンテナ素子１に対して配置されている。従って、給電点１１から遠隔した寄生素子３の端部まで周波数ｆ２の電流が流れることにより、周波数ｆ２の電流が分布する範囲は、寄生素子３が存在しない場合と比較して広くなる。周波数ｆ２の電流が寄生素子３まで流れることにより、第２アンテナ素子２への電流の集中が緩和され、図１のアンテナ装置の場合よりもＳＡＲは増大しにくくなる。
なお、第２アンテナ素子２自体が周波数ｆ２で共振することを妨げないために、寄生素子３と第２アンテナ素子２との距離は、寄生素子３と第１アンテナ素子１との距離よりも大きくされる。これにより、周波数ｆ２の電流は、第２アンテナ素子２から寄生素子３に直接には流れにくくなる。
図６は、図３のアンテナ装置が周波数ｆ３で動作するときの電流の流れを示す図である。周波数ｆ３の電流は、給電点１１から第１アンテナ素子１に流れ、第１アンテナ素子１及び寄生素子３の間の電磁的結合により、寄生素子３まで流れる。これにより、寄生素子３は周波数ｆ３で共振する。また、周波数ｆ３の電流は、寄生素子３のみに集中せず、第１アンテナ素子１にも流れるので、電流のピークが分散されることでＳＡＲは増大しにくくなる。
また、図３のアンテナ装置が周波数ｆ１で動作するとき、周波数ｆ１の電流は、給電点１１から第１アンテナ素子１に流れる。周波数ｆ１及びｆ３が互いに近接していない場合、寄生素子３は周波数ｆ１で共振せず、第１アンテナ素子１に流れた周波数ｆ１の電流は、寄生素子３までは流れない。ただし、周波数ｆ１に対応する波長λ１は、周波数ｆ２，ｆ３に対応する波長λ２，λ３よりも長いので、周波数ｆ１で共振する第１アンテナ素子１には、第２アンテナ素子２が周波数ｆ２で共振するとき及び寄生素子３が周波数ｆ３で共振するときよりも電流が集中しにくい。従って、第１アンテナ素子１に周波数ｆ１の電流が流れても、ＳＡＲは増大しにくい。
［２−３．効果等］
実施形態２のアンテナ装置は、第１アンテナ素子１の開放端と電磁的に結合するように配置された第１端部と、第１端部よりも給電点１１から遠隔するように第１アンテナ素子１に対して配置された第２端部とを有する寄生素子３をさらに備えている。寄生素子３は接地導体ＧＮＤに電気的に接続されない。寄生素子３は、周波数ｆ１とも周波数ｆ２とも異なる周波数ｆ３で共振するように構成されている。
実施形態２のアンテナ装置によれば、第１アンテナ素子１、第２アンテナ素子２、及び寄生素子３を備えたことにより、小型でありながら３つの周波数帯で動作可能である。実施形態２のアンテナ装置によれば、寄生素子３を備えたことにより、どの周波数帯域で動作するときであってもＳＡＲを低くすることができる。
［３．実施形態３］
以下、図７〜図１１を参照して、実施形態３に係るアンテナ装置について説明する。
［３−１．構成］
図７は、実施形態３に係るアンテナ装置の構成を示す概略図である。図７のアンテナ装置は、図１のアンテナ装置の構成要素に加えて、接地素子４をさらに備えている。本明細書では、接地素子４を「第２無給電素子」ともいう。接地素子４は、接地導体ＧＮＤ上の接続点Ｐ３に電気的に接続された第１端部と、第１アンテナ素子１の開放端と電磁的に結合するように配置された第２端部とを有する。接地素子４は、接地素子４の第１端部が接地素子４の第２端部よりも給電点１１から遠隔するように、第１アンテナ素子１に対して配置されている。
接地素子４の一部は接地導体ＧＮＤに沿って配置されてもよい。図７の例では、接地素子４は途中で屈曲し、接地素子４の第２端部（第１アンテナ素子１の開放端と電磁的に結合するように配置された端部）を含む所定長さの区間はＸ軸方向に沿って配置される。
接地素子４は、周波数ｆ１において高インピーダンスを有するリアクタンス回路１３を介して接地導体ＧＮＤに接続されてもよい。
接地素子４は、周波数ｆ１とも周波数ｆ２とも異なる周波数ｆ４（本明細書では「第４周波数」ともいう）で共振するように構成されている。このため、接地素子４は、周波数ｆ４に対応する波長λ４の略１／４の電気長を有する。周波数ｆ４は、接地素子４が周波数ｆ２でもある程度は共振するように、周波数ｆ２に近接している。周波数ｆ４は周波数ｆ１より高い。
周波数ｆ４は、例えば、周波数ｆ１の約１．５倍に設定される。
［３−２．動作］
図８は、図７のアンテナ装置のＶＳＷＲの周波数特性を概略的に示すグラフである。図７のアンテナ装置は、第１アンテナ素子１、第２アンテナ素子２、及び接地素子４を備えたことにより、３つの周波数帯において動作することができる。
次に、図７のアンテナ装置におけるＳＡＲの低減について説明する。
図９は、図７のアンテナ装置が周波数ｆ２で動作するときの電流の流れを示す図である。周波数ｆ２の電流は、給電点１１から第１アンテナ素子１及び第２アンテナ素子２に流れる。周波数ｆ２及びｆ４が互いに近接している場合、第１アンテナ素子１に流れた周波数ｆ２の電流は、第１アンテナ素子１及び接地素子４の間の電磁的結合により、接地素子４まで流れる。接地素子４に流れた周波数ｆ２の電流は、接続点Ｐ３を介して接地導体ＧＮＤまで流れる。前述のように、接地素子４は、その一端が給電点１１から遠隔するように第１アンテナ素子１に対して配置されている。従って、給電点１１から遠隔した接地素子４の端部まで周波数ｆ２の電流が流れることにより、周波数ｆ２の電流が分布する範囲は、接地素子４が存在しない場合と比較して広くなる。周波数ｆ２の電流が接地素子４及び接地導体ＧＮＤまで流れることにより、第２アンテナ素子２への電流の集中が緩和され、図１のアンテナ装置の場合及び図３のアンテナ装置の場合よりもＳＡＲは増大しにくくなる。
なお、第２アンテナ素子２自体が周波数ｆ２で共振することを妨げないために、接地素子４と第２アンテナ素子２との距離は、接地素子４と第１アンテナ素子１との距離よりも大きくされる。これにより、周波数ｆ２の電流は、第２アンテナ素子２から接地素子４に直接には流れにくくなる。
図１０は、図７のアンテナ装置が周波数ｆ４で動作するときの電流の流れを示す図である。周波数ｆ４の電流は、給電点１１から第１アンテナ素子１に流れ、第１アンテナ素子１及び接地素子４の間の電磁的結合により、接地素子４まで流れる。さらに、周波数ｆ４の電流は、接地導体ＧＮＤを流れ、接続点Ｐ３を介して接地素子４に流れる。これにより、接地素子４は周波数ｆ４で共振する。また、周波数ｆ４の電流は、接地素子４のみに集中せず、第１アンテナ素子１及び接地導体ＧＮＤにも流れるので、電流のピークが分散され、ＳＡＲは増大しにくい。
また、図７のアンテナ装置が周波数ｆ１で動作するとき、周波数ｆ１の電流は、給電点１１から第１アンテナ素子１に流れる。周波数ｆ１及びｆ４が互いに近接していない場合、接地素子４は周波数ｆ１で共振せず、第１アンテナ素子１に流れた周波数ｆ１の電流は、接地素子４までは流れない。周波数ｆ１及びｆ４が互いに近接している場合には、周波数ｆ１において高インピーダンスを有するリアクタンス回路１３を介して接地素子４を接地導体ＧＮＤに接続することにより、接地素子４は周波数ｆ１で共振せず、周波数ｆ４でのみ共振する。前述のように、第１アンテナ素子１に周波数ｆ１の電流が流れても、ＳＡＲは増大しにくい。
［３−３．変形例］
図１１は、実施形態３の変形例に係るアンテナ装置の構成を示す概略図である。図１１のアンテナ装置は、図７のアンテナ装置において、第１アンテナ素子１及び接地素子４の間に容量結合部１４を有する。ここで、接地素子４は、接地素子４の第２端部（第１アンテナ素子１の開放端と電磁的に結合するように配置された端部）を含む部分において、第１アンテナ素子１の開放端を含む部分と、所定長さにわたって容量的に結合している。リアクタンス回路１３は、周波数ｆ４において、接地素子４の電気長を短縮するように動作する。従って、リアクタンス回路１３はキャパシタを含む。
第１アンテナ素子１及び接地素子４の間に容量結合部１４を設けることにより、第１アンテナ素子１及び接地素子４の間の電磁的結合が強くなる。この結果、第１アンテナ素子１及び接地素子４の間で、周波数ｆ２の電流及び周波数ｆ４の電流が流れやすくなり、電流の集中が生じにくくなる。
ある周波数の電流を狭い範囲に集中させず、より広い範囲にわたって分布させるために、接地素子４の寸法を増大させることがある。また、給電点１１から接地素子４の第１端部（接地導体ＧＮＤ上の接続点Ｐ３に電気的に接続された端部）までの距離を増大させ、アンテナ装置を広帯域化するために、接地素子４の寸法を増大させることがある。また、容量結合部１４を設けるためにも、接地素子４の寸法を増大させる必要がある。これらの目的で接地素子４の寸法が周波数ｆ４に対応する波長λ４の略１／４より長くても、リアクタンス回路１３により接地素子４の電気長が短縮されるので、接地素子４は周波数ｆ４で共振する。
［３−４．効果等］
実施形態３のアンテナ装置は、接地導体ＧＮＤ上の接続点に電気的に接続された第１端部と、第１アンテナ素子１の開放端と電磁的に結合するように配置された第２端部とを有する接地素子４をさらに備えている。接地素子４は、接地素子４の第１端部が接地素子４の第２端部よりも給電点１１から遠隔するように、第１アンテナ素子１に対して配置されている。接地素子４は、周波数ｆ１とも周波数ｆ２とも異なる周波数ｆ４で共振するように構成されている。
実施形態３のアンテナ装置において、接地素子４はリアクタンス回路１３を介して接地導体ＧＮＤに接続されていてもよい。リアクタンス回路１３は、周波数ｆ１において高インピーダンスを有する。
実施形態３のアンテナ装置において、接地素子４は、接地素子４の第２端部を含む部分において、第１アンテナ素子１の開放端を含む部分と、所定長さにわたって容量的に結合していてもよい。リアクタンス回路１３は、周波数ｆ４において、接地素子４の電気長を短縮するように動作する。
実施形態３のアンテナ装置によれば、第１アンテナ素子１、第２アンテナ素子２、及び接地素子４を備えたことにより、小型でありながら３つの周波数帯で動作可能である。実施形態３のアンテナ装置によれば、接地素子４を備えたことにより、どの周波数帯（周波数ｆ２及びｆ４をそれぞれ含む各周波数帯）で動作するときであってもＳＡＲの増大を生じにくくすることができる。さらに、リアクタンス回路１３を備えたことにより、接地素子４を第１アンテナ素子１とオーバーラップして配置することができるので、接地素子４への電流を強く流すことができ、より電流のピーク分散効果が得られることで、更なるＳＡＲの低減を実現することができる。
［４．実施形態４］
以下、図１２〜図１３を参照して、実施形態４に係るアンテナ装置について説明する。
［４−１．構成］
図１２は、実施形態４に係るアンテナ装置の構成を示す概略図である。図１２のアンテナ装置は、実施形態２及び３の組み合わせであり、図３の寄生素子３及び図７の接地素子４の両方を備えている。
寄生素子３は接地導体ＧＮＤに沿って配置され、接地素子４の一部は接地導体ＧＮＤに沿って配置されている。寄生素子３は、接地素子４の接地導体ＧＮＤに沿って配置された部分と、接地導体ＧＮＤとの間に配置されている。
［４−２．動作］
図１３は、図１２のアンテナ装置のＶＳＷＲの周波数特性を概略的に示すグラフである。周波数ｆ２及びｆ４は周波数ｆ１よりも高く、周波数ｆ３は周波数ｆ２及びｆ４よりも高い。図１２のアンテナ装置は、第１アンテナ素子１、第２アンテナ素子２、寄生素子３、及び接地素子４を備えたことにより、４つの周波数帯において動作することができる。
図１２のアンテナ装置が周波数ｆ２で動作するとき、周波数ｆ２の電流が寄生素子３及び接地素子４まで流れることにより、第２アンテナ素子２への電流の集中が緩和され、ＳＡＲは増大しにくくなる。
図１２のアンテナ装置が周波数ｆ３及びｆ４でそれぞれ動作するときも、実施形態２及び３で説明したように、ＳＡＲは増大しにくい。
前述のように、寄生素子３は、周波数ｆ３に対応する波長λ３の略１／４〜略１／２の電気長を有し、接地素子４は、周波数ｆ４に対応する波長λ４の略１／４の電気長を有する。従って、寄生素子３及び接地素子４の寸法が同程度である場合、寄生素子３の方が接地素子４よりも高い周波数（約２倍の周波数）で共振し、電流が集中しやすくなる。図１２のアンテナ装置では、寄生素子３に周波数ｆ３の電流が流れてもＳＡＲの増大を生じにくくするために、寄生素子３を、接地素子４の接地導体ＧＮＤに沿って配置された部分と、接地導体ＧＮＤとの間に配置する。寄生素子３を人体から遠ざけることで、寄生素子３に周波数ｆ３の電流が流れても、ＳＡＲは増大しにくくなる。
［４−３．効果等］
実施形態４のアンテナ装置は、寄生素子３及び接地素子４の両方を備える。
実施形態４のアンテナ装置において、寄生素子３は接地導体ＧＮＤに沿って配置され、接地素子４の一部は接地導体ＧＮＤに沿って配置されていてもよい。寄生素子３は、接地素子４の接地導体ＧＮＤに沿って配置された部分と、接地導体ＧＮＤとの間に配置されている。
実施形態４のアンテナ装置によれば、第１アンテナ素子１、第２アンテナ素子２、寄生素子３、及び接地素子４を備えたことにより、小型でありながら４つの周波数帯で動作可能である。実施形態４のアンテナ装置によれば、寄生素子３及び接地素子４を備えたことにより、どの周波数帯（周波数ｆ２、ｆ３、及びｆ４をそれぞれ含む各周波数帯）で動作するときであってもＳＡＲを低減することができる。
［５．実施形態５］
以下、図１４〜図１６を参照して、実施形態５に係るアンテナ装置について説明する。
［５−１．構成］
図１４は、実施形態５に係るアンテナ装置の構成を示す概略図である。図１５のアンテナ装置は、図１のアンテナ装置の構成要素に加えて、無給電素子５をさらに備えている。無給電素子５は、リアクタンス回路１５を介して接地導体ＧＮＤ上の接続点Ｐ３に電気的に接続された第１端部と、第１アンテナ素子１の開放端と電磁的に結合するように配置された第２端部とを有する。無給電素子５は、無給電素子５の第１端部が無給電素子５の第２端部よりも給電点１１から遠隔するように、第１アンテナ素子１に対して配置されている。リアクタンス回路１５は、周波数ｆ１とも周波数ｆ２とも異なる周波数ｆ３において高インピーダンスを有し、周波数ｆ１とも周波数ｆ２とも周波数ｆ３とも異なる周波数ｆ４において低インピーダンスを有する。リアクタンス回路１５は、周波数ｆ４の電流を実質的に遮断するフィルタ回路として動作する。
図１５は、図１４のリアクタンス回路１５の構成を示す回路図である。リアクタンス回路１５は、並列接続されたキャパシタＣ１及びインダクタＬ１と、これらに直列接続されたもう１つのキャパシタＣ２とを備えている。図１６は、図１４のリアクタンス回路１５のリアクタンスの周波数特性を概略的に示すグラフである。リアクタンス回路１５のリアクタンスは、リアクタンス回路１５のインピーダンスを表す。図１６によれば、リアクタンス回路１５は、周波数ｆ３を含む周波数帯Ｆ３において高インピーダンスを有し、周波数ｆ４を含む周波数帯Ｆ４において低インピーダンスを有する。リアクタンス回路１５が高インピーダンスを有するとき、無給電素子５は実施形態２の寄生素子３として動作し、リアクタンス回路１５が低インピーダンスを有するとき、無給電素子５は実施形態３の接地素子４として動作する。
無給電素子５は、周波数ｆ３及び周波数ｆ４で共振するように構成されている。このため、無給電素子５は、周波数ｆ３に対応する波長λ３の約１／４〜約１／２かつ周波数ｆ４に対応する波長λ４の約１／４の電気長を有する。
［５−２．動作］
図１４のアンテナ装置が周波数ｆ３で動作するとき、無給電素子５は実施形態２の寄生素子３として動作し、図１４のアンテナ装置が周波数ｆ４で動作するとき、無給電素子５は実施形態３の接地素子４として動作する。従って、図１４のアンテナ装置は、第１アンテナ素子１、第２アンテナ素子２、及び無給電素子５を備えたことにより、実施形態４と同様に、４つの周波数帯において動作することができる。
図１４のアンテナ装置が周波数ｆ２で動作するとき、周波数ｆ２の電流が無給電素子５まで流れることにより、第２アンテナ素子２への電流の集中が緩和され、ＳＡＲは増大しにくくなる。
図１４のアンテナ装置が周波数ｆ３及びｆ４でそれぞれ動作するときも、実施形態２及び３で説明したように、ＳＡＲは増大しにくい。
［５−３．効果等］
実施形態５のアンテナ装置は、リアクタンス回路１５を介して接地導体ＧＮＤ上の接続点に電気的に接続された第１端部と、第１アンテナ素子１の開放端と電磁的に結合するように配置された第２端部とを有する無給電素子５をさらに備えている。無給電素子５は、無給電素子５の第１端部が無給電素子５の第２端部よりも給電点１１から遠隔するように、第１アンテナ素子１に対して配置されている。リアクタンス回路１５は、周波数ｆ１とも周波数ｆ２とも異なる周波数ｆ３において高インピーダンスを有し、周波数ｆ１とも周波数ｆ２とも周波数ｆ３とも異なる周波数ｆ４において低インピーダンスを有する。無給電素子５は、周波数ｆ３及び周波数ｆ４で共振するように構成されている。
実施形態５のアンテナ装置によれば、第１アンテナ素子１、第２アンテナ素子２、及び無給電素子５を備えたことにより、小型でありながら４つの周波数帯で動作可能である。実施形態５のアンテナ装置によれば、無給電素子５を備えたことにより、どの周波数帯（周波数ｆ２、ｆ３、及びｆ４をそれぞれ含む各周波数帯）で動作するときであってもＳＡＲを低減することができる。実施形態５のアンテナ装置によれば、実施形態２の寄生素子３と実施形態３の接地素子４とを１つの無給電素子５に一体化することにより、アンテナ装置を小型化することができる。
［６．実施形態６］
以下、図１７を参照して、実施形態６に係る電子機器について説明する。
［６−１．構成］
図１７は、実施形態６に係る電子機器の構成を示す概略図である。図１７の電子機器は、実施形態１〜５のいずれかのアンテナ装置と、互いに対向する第１面及び第２面を有する筐体２１と、筐体２１の第１面に設けられたディスプレイ装置２２とを備えている。以下、筐体２１の第１面（図１７の−Ｙ側の面）を「前面」といい、筐体２１の第２面（図１７の＋Ｙ側の面）を「後面」という。図１７の例では、電子機器は実施形態４のアンテナ装置を備えている。
電子機器が例えばタブレット型電子機器のようにディスプレイ装置を備えている場合、電子機器は使用時にその後面からユーザーの手などにより保持されると考えられる。従って、電子機器の前面よりも後面においてＳＡＲを増大しにくくする必要性が高い。第１アンテナ素子１が共振する周波数ｆ１よりも、第２アンテナ素子２が共振する周波数ｆ２の方が高いので、第２アンテナ素子２は筐体２１の後面よりも前面に近接して設けられる。これにより、第２アンテナ素子２は人体から遠ざけられる。筐体２１の内部の寸法に余裕がないときは、第１アンテナ素子１は筐体２１の前面よりも後面に近接して設けられてもよい。また、筐体２１の内部の寸法に余裕があるときは、第１アンテナ素子１は筐体２１の後面よりも前面に近接して設けられてもよい。
電子機器が実施形態２のアンテナ装置を備えている場合、寄生素子３は筐体２１の後面よりも前面に近接して設けられてもよい。
電子機器が実施形態３のアンテナ装置を備えている場合、接地素子４は筐体２１の後面よりも前面に近接して設けられてもよい。
電子機器が実施形態４のアンテナ装置を備えている場合、寄生素子３及び接地素子４のうち、より高い周波数で共振する素子が筐体２１の後面よりも前面に近接して設けられてもよい。筐体２１の内部の寸法に余裕があるときは、寄生素子３及び接地素子４の両方が筐体２１の後面よりも前面に近接して設けられてもよい。
電子機器が実施形態５のアンテナ装置を備えている場合、無給電素子５は筐体２１の後面よりも前面に近接して設けられてもよい。
［６−２．効果等］
実施形態６の電子機器は、実施形態１〜５のうちの１つのアンテナ装置を備えている。
実施形態６の電子機器は、互いに対向する第１面及び第２面を有する筐体２１と、筐体２１の第１面に設けられたディスプレイ装置２２とを備えていてもよい。第２アンテナ素子２は筐体２１の第２面よりも第１面に近接して設けられる。
実施形態６の電子機器において、寄生素子３は筐体２１の第２面よりも第１面に近接して設けられてもよい。
実施形態６の電子機器において、接地素子４は筐体２１の第２面よりも第１面に近接して設けられてもよい。
実施形態６の電子機器において、無給電素子５は筐体２１の第２面よりも第１面に近接して設けられてもよい。
実施形態６の電子機器によれば、実施形態１〜５のいずれかのアンテナ装置を備えたことにより、小型でありながら複数の周波数帯で動作可能である。実施形態６の電子機器によれば、第２アンテナ素子２、寄生素子３、接地素子４、及び無給電素子５の少なくとも１つを筐体２１の後面よりも前面に近接して設けたことにより、どの周波数帯で動作するときであってもＳＡＲの増大を生じにくくすることができる。実施形態６の電子機器によれば、特に筐体２１の後面において、ＳＡＲを低減することができる。
［７．実施例］
図１８は、実施形態４に係るアンテナ装置の実装例を示す斜視図である。図１９は、実施形態５に係るアンテナ装置の実装例を示す斜視図である。実施形態１〜５のアンテナ装置の各構成要素は、例えば、フレキシブル基板である誘電体基板３１上に形成される。誘電体基板３１は折り曲げられてもよい。これにより、図１８のアンテナ装置を実施形態６の電子機器に搭載するとき、第２アンテナ素子２及び寄生素子３は筐体２１の後面よりも前面に近接して設けられ、第１アンテナ素子１及び接地素子４は筐体２１の前面よりも後面に近接して設けられる。同様に、図１９のアンテナ装置を実施形態６の電子機器に搭載するとき、第２アンテナ素子２及び無給電素子５は筐体２１の後面よりも前面に近接して設けられ、第１アンテナ素子１は筐体２１の前面よりも後面に近接して設けられる。図１８及び図１９の接地導体ＧＮＤは、電子機器の筐体２１内における金属シャーシなどの導体部品に接続される。
図２０は、実施形態１に係るアンテナ装置が周波数ｆ２で動作するときのＳＡＲ分布を示すグラフである。図２０のアンテナ装置は、実施形態６の電子機器の筐体２１内に設けられる。第１アンテナ素子１は、図２０のＸＹ面に平行に設けられたストリップ状の導体からなる。第２アンテナ素子２は誘電体基板３２上に形成される。第２アンテナ素子２を第１アンテナ素子１と接地導体ＧＮＤとの間に配置したことにより、筐体２１の外部において、筐体２１からの距離が小さいごく限られた範囲でのみＳＡＲが高くなる。従って、人体が筐体２１から十分に離れていれば、ＳＡＲは低くなる。
図２１は、実施形態２に係るアンテナ装置が周波数ｆ２で動作するときのＳＡＲ分布を示すグラフである。図２１のアンテナ装置は、実施形態６の電子機器の筐体２１内に設けられる。第１アンテナ素子１は、図２１のＸＹ面に平行に設けられたストリップ状の導体からなる。第２アンテナ素子２及び寄生素子３は誘電体基板３２上に形成される。寄生素子３を備えたことにより、周波数ｆ２の電流が分布する範囲は、図２０の場合と比較して広くなる。周波数ｆ２の電流が寄生素子３まで流れることにより、第２アンテナ素子２への電流の集中が緩和され、図２０の場合よりもＳＡＲは低減する。
図２０及び図２１のアンテナ装置が周波数ｆ２で動作するとき、厳密には、第１アンテナ素子１にも周波数ｆ２の電流が流れ、この電流がＳＡＲに寄与する。しかしながら、第１アンテナ素子１が共振する周波数ｆ１は周波数ｆ２から離れているので、アンテナ装置が周波数ｆ２で動作するときの第１アンテナ素子１によるＳＡＲへの寄与分は小さい。従って、図２０及び図２１では、第１アンテナ素子１によるＳＡＲへの寄与分を省略した。
［他の実施形態］
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施形態１〜６を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施形態にも適用可能である。また、上記実施形態１〜６で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。
そこで、以下、他の実施形態を例示する。
実施形態１〜６では、接地導体板の例として、平板状の接地導体ＧＮＤを示した。しかしながら、接地導体板は、第２アンテナ素子を第１アンテナ素子及び接地導体板の間に配置できるのであれば、電子機器の金属シャーシの所定領域など、平板に限らない任意の形状を有してもよい。
図４では、周波数ｆ３が周波数ｆ２よりも高い場合を示したが、周波数ｆ３は周波数ｆ２より低くてもよい。同様に、図８では、周波数ｆ４が周波数ｆ２よりも高い場合を示したが、周波数ｆ４は周波数ｆ２より低くてもよい。図１３では、周波数ｆ３が周波数ｆ４よりも高い場合を示したが、周波数ｆ４が周波数ｆ３より高くてもよい。
以上のように、本開示における技術の例示として、実施形態を説明した。そのために、添付図面および詳細な説明を提供した。
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、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない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ことをもって、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するべきではない。
また、上述の実施形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。
本開示に係るアンテナ装置は、マルチバンドで動作可能であり、マルチバンドアンテナの中でも、より広帯域での動作を要求される場合に非常に有効である。本開示に係るアンテナ装置は、ＳＡＲの増大を生じにくくすることができ、ＳＡＲの関連法令の規制を容易に満たすことができる。
１ 第１アンテナ素子
２ 第２アンテナ素子
３ 寄生素子
４ 接地素子
５ 無給電素子
１１ 給電点
１２ 整合回路
１３，１５ リアクタンス回路
１４ 容量結合部
２１ 筐体
２２ ディスプレイ装置
３１，３２ 誘電体基板
ＧＮＤ 接地導体
Ｐ１，Ｐ３ 接続点
Ｐ２ 分岐点
本開示は、マルチバンドで動作可能なアンテナ装置に関する。本開示は、そのようなアンテナ装置を備えた電子機器に関する。
携帯型の無線通信装置として動作する電子機器のためのアンテナ装置は、小型であること、及び、マルチバンドで動作することが求められる。
例えば、特許文献１は、異なる共振周波数を有する第１のアンテナ素子及び第２のアンテナ素子を含むアンテナ構成部材を備えた無線装置を開示している。
特許第４２３３１００号公報
本開示の一態様に係るアンテナ装置は、接地導体板と、第１アンテナ素子と、第２アンテナ素子とを備えている。第１アンテナ素子は、給電点に接続された第１端部と、開放端を有する第２端部とを有し、第１アンテナ素子の一部は接地導体板に沿って配置されている。第２アンテナ素子は、第１アンテナ素子上の分岐点において第１アンテナ素子から分岐し、第２アンテナ素子は、第１アンテナ素子の接地導体板に沿って配置された部分と、接地導体板との間に配置されている。第１アンテナ素子は第１周波数で共振するように構成されている。第１アンテナ素子の第１端部から分岐点までの部分と、第２アンテナ素子とは、第１周波数より高い第２周波数で共振するように構成されている。
図１は、実施形態１に係るアンテナ装置の構成を示す概略図である。 図２は、図１のアンテナ装置のＶＳＷＲの周波数特性を概略的に示すグラフである。 図３は、実施形態２に係るアンテナ装置の構成を示す概略図である。 図４は、図３のアンテナ装置のＶＳＷＲの周波数特性を概略的に示すグラフである。 図５は、図３のアンテナ装置が周波数ｆ２で動作するときの電流の流れを示す図である。 図６は、図３のアンテナ装置が周波数ｆ３で動作するときの電流の流れを示す図である。 図７は、実施形態３に係るアンテナ装置の構成を示す概略図である。 図８は、図７のアンテナ装置のＶＳＷＲの周波数特性を概略的に示すグラフである。 図９は、図７のアンテナ装置が周波数ｆ２で動作するときの電流の流れを示す図である。 図１０は、図７のアンテナ装置が周波数ｆ４で動作するときの電流の流れを示す図である。 図１１は、実施形態３の変形例に係るアンテナ装置の構成を示す概略図である。 図１２は、実施形態４に係るアンテナ装置の構成を示す概略図である。 図１３は、図１２のアンテナ装置のＶＳＷＲの周波数特性を概略的に示すグラフである。 図１４は、実施形態５に係るアンテナ装置の構成を示す概略図である。 図１５は、図１４のリアクタンス回路１５の構成を示す回路図である。 図１６は、図１４のリアクタンス回路１５のリアクタンスの周波数特性を概略的に示すグラフである。 図１７は、実施形態６に係る電子機器の構成を示す概略図である。 図１８は、実施形態４に係るアンテナ装置の実装例を示す斜視図である。 図１９は、実施形態５に係るアンテナ装置の実装例を示す斜視図である。 図２０は、実施形態１に係るアンテナ装置が周波数ｆ２で動作するときのＳＡＲ分布を示すグラフである。 図２１は、実施形態２に係るアンテナ装置が周波数ｆ２で動作するときのＳＡＲ分布を示すグラフである。
以下、適宜図面を参照しながら、実施形態を詳細に説明する。但し、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や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、発明者（ら）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。
各実施形態の説明において、図面に示すＸＹＺ座標を参照する。
［１．実施形態１］
以下、図１〜図２を参照して、実施形態１に係るアンテナ装置について説明する。
［１−１．構成］
図１は、実施形態１に係るアンテナ装置の構成を示す概略図である。図１のアンテナ装置は、接地導体ＧＮＤと、第１アンテナ素子１と、第２アンテナ素子２とを備えている。
接地導体ＧＮＤは、板状の接地導体板である。本明細書では、接地導体ＧＮＤを「接地導体板」ともいう。図１の例では、接地導体ＧＮＤは、図中のＸＹ平面に平行に設けられる。
第１アンテナ素子１及び第２アンテナ素子２はそれぞれ、線状又はストリップ状の導体からなり、先端開放型のモノポールアンテナとして構成される。第１アンテナ素子１は、給電点１１に接続された第１端部と、開放端を有する第２端部とを有する。図１のアンテナ装置は、給電点１１の位置において、例えば同軸ケーブルである給電線を介して不平衡給電される。このとき、給電線の内部導体は第１アンテナ素子１の第１端部に接続され、給電線の外部導体は接地導体ＧＮＤ上の接続点Ｐ１に接続される。第１アンテナ素子１の一部は、接地導体ＧＮＤに沿って配置される。図１の例では、第１アンテナ素子１は途中で屈曲し、第１アンテナ素子１の開放端を含む所定長さの区間はＸ軸方向に沿って配置される。第２アンテナ素子２は、第１アンテナ素子１上の分岐点Ｐ２において第１アンテナ素子１から分岐している。第２アンテナ素子２は、第１アンテナ素子１の接地導体ＧＮＤに沿って配置された部分と、接地導体ＧＮＤとの間に配置される。図１の例では、第２アンテナ素子２はＸ軸方向に沿って配置される。
図１のアンテナ装置は、給電点１１と第１アンテナ素子１の分岐点Ｐ２との間に、整合回路１２をさらに備えてもよい。
第１アンテナ素子１は周波数ｆ１（本明細書では「第１周波数」ともいう）で共振するように構成されている。このため、第１アンテナ素子１は、周波数ｆ１に対応する波長λ１の略１／４の電気長を有する。また、第１アンテナ素子１の第１端部から分岐点Ｐ２までの部分と、第２アンテナ素子２とは、周波数ｆ１より高い周波数ｆ２（本明細書では「第２周波数」ともいう）で共振するように構成されている。このため、第１アンテナ素子１の第１端部から分岐点Ｐ２までの部分と、第２アンテナ素子２とは、周波数ｆ２に対応する波長λ２の略１／４の電気長を有する。
［１−２．動作］
図２は、図１のアンテナ装置のＶＳＷＲの周波数特性を概略的に示すグラフである。図１のアンテナ装置は、第１アンテナ素子１及び第２アンテナ素子２を備えたことにより、２つの周波数帯（周波数ｆ１，ｆ２をそれぞれ含む各周波数帯）において動作することができる。
次に、図１のアンテナ装置における比吸収率（specific absorption rate：ＳＡＲ）の低減について説明する。
携帯型の無線通信装置として動作する電子機器は人体の近傍で使用されるので、アンテナからの放射電力の一部は人体に吸収される。ＳＡＲは、この吸収量の指標の１つであり、導電率σ、比重ρ、及び磁界強度Ｅを用いて、次式（１）のように表される。
ＳＡＲ＝σ／（２ρ）×｜Ｅ｜２ （１）
ＳＡＲは、導体上で高周波電流が集中する部分（ピーク）の近傍において高くなる。すなわち、高周波電流のピークを分散させることがＳＡＲ低減につながる。周波数が高くなるほど波長が短くなるので、導体上で電流が狭い領域に集中し、その近傍のＳＡＲも高くなる。従って、図１のアンテナ装置では、周波数ｆ１で共振する第１アンテナ素子１よりも、より高い周波数ｆ２で共振する第２アンテナ素子２の方が、局所に電流が集中しやすくなる。
ただし、磁界強度Ｅは距離に反比例するので、式（１）によれば、アンテナを人体から遠ざけることによりＳＡＲを小さくすることができる。図１のアンテナ装置が何らかの電子機器に搭載されるとき、接地導体ＧＮＤよりも−Ｚ側に電子機器の内部部品があり、第１アンテナ素子１よりも＋Ｚ側に電子機器の筐体及びその外部（すなわち、ユーザーの人体）があると考えられる。図１のアンテナ装置では、第２アンテナ素子２を第１アンテナ素子１と接地導体ＧＮＤとの間に配置したことで、第２アンテナ素子２は人体から遠ざけられている。これにより、第２アンテナ素子２に周波数ｆ２の電流が流れても、周波数ｆ２を含む周波数帯におけるＳＡＲは増大しにくくなる。
［１−３．効果等］
実施形態１のアンテナ装置は、接地導体ＧＮＤと、第１アンテナ素子１と、第２アンテナ素子２とを備えている。第１アンテナ素子１は、給電点１１に接続された第１端部と、開放端を有する第２端部とを有し、第１アンテナ素子１の一部は接地導体ＧＮＤに沿って配置されている。第２アンテナ素子２は、第１アンテナ素子１上の分岐点Ｐ２において第１アンテナ素子１から分岐し、第２アンテナ素子２は、第１アンテナ素子１の接地導体ＧＮＤに沿って配置された部分と、接地導体ＧＮＤとの間に配置されている。第１アンテナ素子１は周波数ｆ１で共振するように構成されている。第１アンテナ素子１の第１端部から分岐点Ｐ２までの部分と、第２アンテナ素子２とは、周波数ｆ１より高い周波数ｆ２で共振するように構成されている。
実施形態１のアンテナ装置によれば、第１アンテナ素子１及び第２アンテナ素子２を備えたことにより、２つの周波数帯で動作可能である。実施形態１のアンテナ装置によれば、第２アンテナ素子２を第１アンテナ素子１と接地導体ＧＮＤとの間に配置したことにより、どの周波数帯で動作するときであってもＳＡＲを低減することができる。
実施形態１のアンテナ装置によれば、第２アンテナ素子２を第１アンテナ素子１と接地導体ＧＮＤとの間に配置したことにより、アンテナ装置を小型化することができ、特に、図１のＺ方向に低背化することができる。
［２．実施形態２］
以下、図３〜図６を参照して、実施形態２に係るアンテナ装置について説明する。
［２−１．構成］
図３は、実施形態２に係るアンテナ装置の構成を示す概略図である。図３のアンテナ装置は、図１のアンテナ装置の構成要素に加えて、寄生素子３をさらに備えている。本明細書では、寄生素子３を「第１無給電素子」ともいう。寄生素子３は、第１アンテナ素子１の開放端と電磁的に結合するように配置された第１端部と、第１端部よりも給電点１１から遠隔するように第１アンテナ素子１に対して配置された第２端部とを有する。寄生素子３は接地導体ＧＮＤ及び他の導体に電気的に接続されていない。
寄生素子３は接地導体ＧＮＤに沿って配置されてもよい。図３の例では、寄生素子３はＸ軸方向に沿って配置される。
寄生素子３は、周波数ｆ１とも周波数ｆ２とも異なる周波数ｆ３（本明細書では「第３周波数」ともいう）で共振するように構成されている。このため、寄生素子３は、周波数ｆ３に対応する波長λ３の略１／４〜略１／２の電気長を有する。周波数ｆ３は、寄生素子３が周波数ｆ２でもある程度は共振するように、周波数ｆ２に近接している。周波数ｆ３は周波数ｆ１より高い。
［２−２．動作］
図４は、図３のアンテナ装置のＶＳＷＲの周波数特性を概略的に示すグラフである。図３のアンテナ装置は、第１アンテナ素子１、第２アンテナ素子２、及び寄生素子３を備えたことにより、３つの周波数帯において動作することができる。
次に、図３のアンテナ装置におけるＳＡＲの低減について説明する。
図５は、図３のアンテナ装置が周波数ｆ２で動作するときの電流の流れを示す図である。周波数ｆ２の電流は、給電点１１から分岐点Ｐ２を経由して第２アンテナ素子２に流れるだけでなく、第１アンテナ素子１にも流れる。周波数ｆ２及びｆ３が互いに近接している場合、第１アンテナ素子１に流れた周波数ｆ２の電流は、第１アンテナ素子１及び寄生素子３の間の電磁的結合により、寄生素子３まで流れる。前述のように、寄生素子３は、その一端が給電点１１から遠隔するように第１アンテナ素子１に対して配置されている。従って、給電点１１から遠隔した寄生素子３の端部まで周波数ｆ２の電流が流れることにより、周波数ｆ２の電流が分布する範囲は、寄生素子３が存在しない場合と比較して広くなる。周波数ｆ２の電流が寄生素子３まで流れることにより、第２アンテナ素子２への電流の集中が緩和され、図１のアンテナ装置の場合よりもＳＡＲは増大しにくくなる。
なお、第２アンテナ素子２自体が周波数ｆ２で共振することを妨げないために、寄生素子３と第２アンテナ素子２との距離は、寄生素子３と第１アンテナ素子１との距離よりも大きくされる。これにより、周波数ｆ２の電流は、第２アンテナ素子２から寄生素子３に直接には流れにくくなる。
図６は、図３のアンテナ装置が周波数ｆ３で動作するときの電流の流れを示す図である。周波数ｆ３の電流は、給電点１１から第１アンテナ素子１に流れ、第１アンテナ素子１及び寄生素子３の間の電磁的結合により、寄生素子３まで流れる。これにより、寄生素子３は周波数ｆ３で共振する。また、周波数ｆ３の電流は、寄生素子３のみに集中せず、第１アンテナ素子１にも流れるので、電流のピークが分散されることでＳＡＲは増大しにくくなる。
また、図３のアンテナ装置が周波数ｆ１で動作するとき、周波数ｆ１の電流は、給電点１１から第１アンテナ素子１に流れる。周波数ｆ１及びｆ３が互いに近接していない場合、寄生素子３は周波数ｆ１で共振せず、第１アンテナ素子１に流れた周波数ｆ１の電流は、寄生素子３までは流れない。ただし、周波数ｆ１に対応する波長λ１は、周波数ｆ２，ｆ３に対応する波長λ２，λ３よりも長いので、周波数ｆ１で共振する第１アンテナ素子１には、第２アンテナ素子２が周波数ｆ２で共振するとき及び寄生素子３が周波数ｆ３で共振するときよりも電流が集中しにくい。従って、第１アンテナ素子１に周波数ｆ１の電流が流れても、ＳＡＲは増大しにくい。
［２−３．効果等］
実施形態２のアンテナ装置は、第１アンテナ素子１の開放端と電磁的に結合するように配置された第１端部と、第１端部よりも給電点１１から遠隔するように第１アンテナ素子１に対して配置された第２端部とを有する寄生素子３をさらに備えている。寄生素子３は接地導体ＧＮＤに電気的に接続されない。寄生素子３は、周波数ｆ１とも周波数ｆ２とも異なる周波数ｆ３で共振するように構成されている。
実施形態２のアンテナ装置によれば、第１アンテナ素子１、第２アンテナ素子２、及び寄生素子３を備えたことにより、小型でありながら３つの周波数帯で動作可能である。実施形態２のアンテナ装置によれば、寄生素子３を備えたことにより、どの周波数帯域で動作するときであってもＳＡＲを低くすることができる。
［３．実施形態３］
以下、図７〜図１１を参照して、実施形態３に係るアンテナ装置について説明する。
［３−１．構成］
図７は、実施形態３に係るアンテナ装置の構成を示す概略図である。図７のアンテナ装置は、図１のアンテナ装置の構成要素に加えて、接地素子４をさらに備えている。本明細書では、接地素子４を「第２無給電素子」ともいう。接地素子４は、接地導体ＧＮＤ上の接続点Ｐ３に電気的に接続された第１端部と、第１アンテナ素子１の開放端と電磁的に結合するように配置された第２端部とを有する。接地素子４は、接地素子４の第１端部が接地素子４の第２端部よりも給電点１１から遠隔するように、第１アンテナ素子１に対して配置されている。
接地素子４の一部は接地導体ＧＮＤに沿って配置されてもよい。図７の例では、接地素子４は途中で屈曲し、接地素子４の第２端部（第１アンテナ素子１の開放端と電磁的に結合するように配置された端部）を含む所定長さの区間はＸ軸方向に沿って配置される。
接地素子４は、周波数ｆ１において高インピーダンスを有するリアクタンス回路１３を介して接地導体ＧＮＤに接続されてもよい。
接地素子４は、周波数ｆ１とも周波数ｆ２とも異なる周波数ｆ４（本明細書では「第４周波数」ともいう）で共振するように構成されている。このため、接地素子４は、周波数ｆ４に対応する波長λ４の略１／４の電気長を有する。周波数ｆ４は、接地素子４が周波数ｆ２でもある程度は共振するように、周波数ｆ２に近接している。周波数ｆ４は周波数ｆ１より高い。
周波数ｆ４は、例えば、周波数ｆ１の約１．５倍に設定される。
［３−２．動作］
図８は、図７のアンテナ装置のＶＳＷＲの周波数特性を概略的に示すグラフである。図７のアンテナ装置は、第１アンテナ素子１、第２アンテナ素子２、及び接地素子４を備えたことにより、３つの周波数帯において動作することができる。
次に、図７のアンテナ装置におけるＳＡＲの低減について説明する。
図９は、図７のアンテナ装置が周波数ｆ２で動作するときの電流の流れを示す図である。周波数ｆ２の電流は、給電点１１から第１アンテナ素子１及び第２アンテナ素子２に流れる。周波数ｆ２及びｆ４が互いに近接している場合、第１アンテナ素子１に流れた周波数ｆ２の電流は、第１アンテナ素子１及び接地素子４の間の電磁的結合により、接地素子４まで流れる。接地素子４に流れた周波数ｆ２の電流は、接続点Ｐ３を介して接地導体ＧＮＤまで流れる。前述のように、接地素子４は、その一端が給電点１１から遠隔するように第１アンテナ素子１に対して配置されている。従って、給電点１１から遠隔した接地素子４の端部まで周波数ｆ２の電流が流れることにより、周波数ｆ２の電流が分布する範囲は、接地素子４が存在しない場合と比較して広くなる。周波数ｆ２の電流が接地素子４及び接地導体ＧＮＤまで流れることにより、第２アンテナ素子２への電流の集中が緩和され、図１のアンテナ装置の場合及び図３のアンテナ装置の場合よりもＳＡＲは増大しにくくなる。
なお、第２アンテナ素子２自体が周波数ｆ２で共振することを妨げないために、接地素子４と第２アンテナ素子２との距離は、接地素子４と第１アンテナ素子１との距離よりも大きくされる。これにより、周波数ｆ２の電流は、第２アンテナ素子２から接地素子４に直接には流れにくくなる。
図１０は、図７のアンテナ装置が周波数ｆ４で動作するときの電流の流れを示す図である。周波数ｆ４の電流は、給電点１１から第１アンテナ素子１に流れ、第１アンテナ素子１及び接地素子４の間の電磁的結合により、接地素子４まで流れる。さらに、周波数ｆ４の電流は、接地導体ＧＮＤを流れ、接続点Ｐ３を介して接地素子４に流れる。これにより、接地素子４は周波数ｆ４で共振する。また、周波数ｆ４の電流は、接地素子４のみに集中せず、第１アンテナ素子１及び接地導体ＧＮＤにも流れるので、電流のピークが分散され、ＳＡＲは増大しにくい。
また、図７のアンテナ装置が周波数ｆ１で動作するとき、周波数ｆ１の電流は、給電点１１から第１アンテナ素子１に流れる。周波数ｆ１及びｆ４が互いに近接していない場合、接地素子４は周波数ｆ１で共振せず、第１アンテナ素子１に流れた周波数ｆ１の電流は、接地素子４までは流れない。周波数ｆ１及びｆ４が互いに近接している場合には、周波数ｆ１において高インピーダンスを有するリアクタンス回路１３を介して接地素子４を接地導体ＧＮＤに接続することにより、接地素子４は周波数ｆ１で共振せず、周波数ｆ４でのみ共振する。前述のように、第１アンテナ素子１に周波数ｆ１の電流が流れても、ＳＡＲは増大しにくい。
［３−３．変形例］
図１１は、実施形態３の変形例に係るアンテナ装置の構成を示す概略図である。図１１のアンテナ装置は、図７のアンテナ装置において、第１アンテナ素子１及び接地素子４の間に容量結合部１４を有する。ここで、接地素子４は、接地素子４の第２端部（第１アンテナ素子１の開放端と電磁的に結合するように配置された端部）を含む部分において、第１アンテナ素子１の開放端を含む部分と、所定長さにわたって容量的に結合している。リアクタンス回路１３は、周波数ｆ４において、接地素子４の電気長を短縮するように動作する。従って、リアクタンス回路１３はキャパシタを含む。
第１アンテナ素子１及び接地素子４の間に容量結合部１４を設けることにより、第１アンテナ素子１及び接地素子４の間の電磁的結合が強くなる。この結果、第１アンテナ素子１及び接地素子４の間で、周波数ｆ２の電流及び周波数ｆ４の電流が流れやすくなり、電流の集中が生じにくくなる。
ある周波数の電流を狭い範囲に集中させず、より広い範囲にわたって分布させるために、接地素子４の寸法を増大させることがある。また、給電点１１から接地素子４の第１端部（接地導体ＧＮＤ上の接続点Ｐ３に電気的に接続された端部）までの距離を増大させ、アンテナ装置を広帯域化するために、接地素子４の寸法を増大させることがある。また、容量結合部１４を設けるためにも、接地素子４の寸法を増大させる必要がある。これらの目的で接地素子４の寸法が周波数ｆ４に対応する波長λ４の略１／４より長くても、リアクタンス回路１３により接地素子４の電気長が短縮されるので、接地素子４は周波数ｆ４で共振する。
［３−４．効果等］
実施形態３のアンテナ装置は、接地導体ＧＮＤ上の接続点に電気的に接続された第１端部と、第１アンテナ素子１の開放端と電磁的に結合するように配置された第２端部とを有する接地素子４をさらに備えている。接地素子４は、接地素子４の第１端部が接地素子４の第２端部よりも給電点１１から遠隔するように、第１アンテナ素子１に対して配置されている。接地素子４は、周波数ｆ１とも周波数ｆ２とも異なる周波数ｆ４で共振するように構成されている。
実施形態３のアンテナ装置において、接地素子４はリアクタンス回路１３を介して接地導体ＧＮＤに接続されていてもよい。リアクタンス回路１３は、周波数ｆ１において高インピーダンスを有する。
実施形態３のアンテナ装置において、接地素子４は、接地素子４の第２端部を含む部分において、第１アンテナ素子１の開放端を含む部分と、所定長さにわたって容量的に結合していてもよい。リアクタンス回路１３は、周波数ｆ４において、接地素子４の電気長を短縮するように動作する。
実施形態３のアンテナ装置によれば、第１アンテナ素子１、第２アンテナ素子２、及び接地素子４を備えたことにより、小型でありながら３つの周波数帯で動作可能である。実施形態３のアンテナ装置によれば、接地素子４を備えたことにより、どの周波数帯（周波数ｆ２及びｆ４をそれぞれ含む各周波数帯）で動作するときであってもＳＡＲの増大を生じにくくすることができる。さらに、リアクタンス回路１３を備えたことにより、接地素子４を第１アンテナ素子１とオーバーラップして配置することができるので、接地素子４への電流を強く流すことができ、より電流のピーク分散効果が得られることで、更なるＳＡＲの低減を実現することができる。
［４．実施形態４］
以下、図１２〜図１３を参照して、実施形態４に係るアンテナ装置について説明する。
［４−１．構成］
図１２は、実施形態４に係るアンテナ装置の構成を示す概略図である。図１２のアンテナ装置は、実施形態２及び３の組み合わせであり、図３の寄生素子３及び図７の接地素子４の両方を備えている。
寄生素子３は接地導体ＧＮＤに沿って配置され、接地素子４の一部は接地導体ＧＮＤに沿って配置されている。寄生素子３は、接地素子４の接地導体ＧＮＤに沿って配置された部分と、接地導体ＧＮＤとの間に配置されている。
［４−２．動作］
図１３は、図１２のアンテナ装置のＶＳＷＲの周波数特性を概略的に示すグラフである。周波数ｆ２及びｆ４は周波数ｆ１よりも高く、周波数ｆ３は周波数ｆ２及びｆ４よりも高い。図１２のアンテナ装置は、第１アンテナ素子１、第２アンテナ素子２、寄生素子３、及び接地素子４を備えたことにより、４つの周波数帯において動作することができる。
図１２のアンテナ装置が周波数ｆ２で動作するとき、周波数ｆ２の電流が寄生素子３及び接地素子４まで流れることにより、第２アンテナ素子２への電流の集中が緩和され、ＳＡＲは増大しにくくなる。
図１２のアンテナ装置が周波数ｆ３及びｆ４でそれぞれ動作するときも、実施形態２及び３で説明したように、ＳＡＲは増大しにくい。
前述のように、寄生素子３は、周波数ｆ３に対応する波長λ３の略１／４〜略１／２の電気長を有し、接地素子４は、周波数ｆ４に対応する波長λ４の略１／４の電気長を有する。従って、寄生素子３及び接地素子４の寸法が同程度である場合、寄生素子３の方が接地素子４よりも高い周波数（約２倍の周波数）で共振し、電流が集中しやすくなる。図１２のアンテナ装置では、寄生素子３に周波数ｆ３の電流が流れてもＳＡＲの増大を生じにくくするために、寄生素子３を、接地素子４の接地導体ＧＮＤに沿って配置された部分と、接地導体ＧＮＤとの間に配置する。寄生素子３を人体から遠ざけることで、寄生素子３に周波数ｆ３の電流が流れても、ＳＡＲは増大しにくくなる。
［４−３．効果等］
実施形態４のアンテナ装置は、寄生素子３及び接地素子４の両方を備える。
実施形態４のアンテナ装置において、寄生素子３は接地導体ＧＮＤに沿って配置され、接地素子４の一部は接地導体ＧＮＤに沿って配置されていてもよい。寄生素子３は、接地素子４の接地導体ＧＮＤに沿って配置された部分と、接地導体ＧＮＤとの間に配置されている。
実施形態４のアンテナ装置によれば、第１アンテナ素子１、第２アンテナ素子２、寄生素子３、及び接地素子４を備えたことにより、小型でありながら４つの周波数帯で動作可能である。実施形態４のアンテナ装置によれば、寄生素子３及び接地素子４を備えたことにより、どの周波数帯（周波数ｆ２、ｆ３、及びｆ４をそれぞれ含む各周波数帯）で動作するときであってもＳＡＲを低減することができる。
［５．実施形態５］
以下、図１４〜図１６を参照して、実施形態５に係るアンテナ装置について説明する。
［５−１．構成］
図１４は、実施形態５に係るアンテナ装置の構成を示す概略図である。図１５のアンテナ装置は、図１のアンテナ装置の構成要素に加えて、無給電素子５をさらに備えている。無給電素子５は、リアクタンス回路１５を介して接地導体ＧＮＤ上の接続点Ｐ３に電気的に接続された第１端部と、第１アンテナ素子１の開放端と電磁的に結合するように配置された第２端部とを有する。無給電素子５は、無給電素子５の第１端部が無給電素子５の第２端部よりも給電点１１から遠隔するように、第１アンテナ素子１に対して配置されている。リアクタンス回路１５は、周波数ｆ１とも周波数ｆ２とも異なる周波数ｆ３において高インピーダンスを有し、周波数ｆ１とも周波数ｆ２とも周波数ｆ３とも異なる周波数ｆ４において低インピーダンスを有する。リアクタンス回路１５は、周波数ｆ４の電流を実質的に遮断するフィルタ回路として動作する。
図１５は、図１４のリアクタンス回路１５の構成を示す回路図である。リアクタンス回路１５は、並列接続されたキャパシタＣ１及びインダクタＬ１と、これらに直列接続されたもう１つのキャパシタＣ２とを備えている。図１６は、図１４のリアクタンス回路１５のリアクタンスの周波数特性を概略的に示すグラフである。リアクタンス回路１５のリアクタンスは、リアクタンス回路１５のインピーダンスを表す。図１６によれば、リアクタンス回路１５は、周波数ｆ３を含む周波数帯Ｆ３において高インピーダンスを有し、周波数ｆ４を含む周波数帯Ｆ４において低インピーダンスを有する。リアクタンス回路１５が高インピーダンスを有するとき、無給電素子５は実施形態２の寄生素子３として動作し、リアクタンス回路１５が低インピーダンスを有するとき、無給電素子５は実施形態３の接地素子４として動作する。
無給電素子５は、周波数ｆ３及び周波数ｆ４で共振するように構成されている。このため、無給電素子５は、周波数ｆ３に対応する波長λ３の約１／４〜約１／２かつ周波数ｆ４に対応する波長λ４の約１／４の電気長を有する。
［５−２．動作］
図１４のアンテナ装置が周波数ｆ３で動作するとき、無給電素子５は実施形態２の寄生素子３として動作し、図１４のアンテナ装置が周波数ｆ４で動作するとき、無給電素子５は実施形態３の接地素子４として動作する。従って、図１４のアンテナ装置は、第１アンテナ素子１、第２アンテナ素子２、及び無給電素子５を備えたことにより、実施形態４と同様に、４つの周波数帯において動作することができる。
図１４のアンテナ装置が周波数ｆ２で動作するとき、周波数ｆ２の電流が無給電素子５まで流れることにより、第２アンテナ素子２への電流の集中が緩和され、ＳＡＲは増大しにくくなる。
図１４のアンテナ装置が周波数ｆ３及びｆ４でそれぞれ動作するときも、実施形態２及び３で説明したように、ＳＡＲは増大しにくい。
［５−３．効果等］
実施形態５のアンテナ装置は、リアクタンス回路１５を介して接地導体ＧＮＤ上の接続点に電気的に接続された第１端部と、第１アンテナ素子１の開放端と電磁的に結合するように配置された第２端部とを有する無給電素子５をさらに備えている。無給電素子５は、無給電素子５の第１端部が無給電素子５の第２端部よりも給電点１１から遠隔するように、第１アンテナ素子１に対して配置されている。リアクタンス回路１５は、周波数ｆ１とも周波数ｆ２とも異なる周波数ｆ３において高インピーダンスを有し、周波数ｆ１とも周波数ｆ２とも周波数ｆ３とも異なる周波数ｆ４において低インピーダンスを有する。無給電素子５は、周波数ｆ３及び周波数ｆ４で共振するように構成されている。
実施形態５のアンテナ装置によれば、第１アンテナ素子１、第２アンテナ素子２、及び無給電素子５を備えたことにより、小型でありながら４つの周波数帯で動作可能である。実施形態５のアンテナ装置によれば、無給電素子５を備えたことにより、どの周波数帯（周波数ｆ２、ｆ３、及びｆ４をそれぞれ含む各周波数帯）で動作するときであってもＳＡＲを低減することができる。実施形態５のアンテナ装置によれば、実施形態２の寄生素子３と実施形態３の接地素子４とを１つの無給電素子５に一体化することにより、アンテナ装置を小型化することができる。
［６．実施形態６］
以下、図１７を参照して、実施形態６に係る電子機器について説明する。
［６−１．構成］
図１７は、実施形態６に係る電子機器の構成を示す概略図である。図１７の電子機器は、実施形態１〜５のいずれかのアンテナ装置と、互いに対向する第１面及び第２面を有する筐体２１と、筐体２１の第１面に設けられたディスプレイ装置２２とを備えている。以下、筐体２１の第１面（図１７の−Ｙ側の面）を「前面」といい、筐体２１の第２面（図１７の＋Ｙ側の面）を「後面」という。図１７の例では、電子機器は実施形態４のアンテナ装置を備えている。
電子機器が例えばタブレット型電子機器のようにディスプレイ装置を備えている場合、電子機器は使用時にその後面からユーザーの手などにより保持されると考えられる。従って、電子機器の前面よりも後面においてＳＡＲを増大しにくくする必要性が高い。第１アンテナ素子１が共振する周波数ｆ１よりも、第２アンテナ素子２が共振する周波数ｆ２の方が高いので、第２アンテナ素子２は筐体２１の後面よりも前面に近接して設けられる。これにより、第２アンテナ素子２は人体から遠ざけられる。筐体２１の内部の寸法に余裕がないときは、第１アンテナ素子１は筐体２１の前面よりも後面に近接して設けられてもよい。また、筐体２１の内部の寸法に余裕があるときは、第１アンテナ素子１は筐体２１の後面よりも前面に近接して設けられてもよい。
電子機器が実施形態２のアンテナ装置を備えている場合、寄生素子３は筐体２１の後面よりも前面に近接して設けられてもよい。
電子機器が実施形態３のアンテナ装置を備えている場合、接地素子４は筐体２１の後面よりも前面に近接して設けられてもよい。
電子機器が実施形態４のアンテナ装置を備えている場合、寄生素子３及び接地素子４のうち、より高い周波数で共振する素子が筐体２１の後面よりも前面に近接して設けられてもよい。筐体２１の内部の寸法に余裕があるときは、寄生素子３及び接地素子４の両方が筐体２１の後面よりも前面に近接して設けられてもよい。
電子機器が実施形態５のアンテナ装置を備えている場合、無給電素子５は筐体２１の後面よりも前面に近接して設けられてもよい。
［６−２．効果等］
実施形態６の電子機器は、実施形態１〜５のうちの１つのアンテナ装置を備えている。
実施形態６の電子機器は、互いに対向する第１面及び第２面を有する筐体２１と、筐体２１の第１面に設けられたディスプレイ装置２２とを備えていてもよい。第２アンテナ素子２は筐体２１の第２面よりも第１面に近接して設けられる。
実施形態６の電子機器において、寄生素子３は筐体２１の第２面よりも第１面に近接して設けられてもよい。
実施形態６の電子機器において、接地素子４は筐体２１の第２面よりも第１面に近接して設けられてもよい。
実施形態６の電子機器において、無給電素子５は筐体２１の第２面よりも第１面に近接して設けられてもよい。
実施形態６の電子機器によれば、実施形態１〜５のいずれかのアンテナ装置を備えたことにより、小型でありながら複数の周波数帯で動作可能である。実施形態６の電子機器によれば、第２アンテナ素子２、寄生素子３、接地素子４、及び無給電素子５の少なくとも１つを筐体２１の後面よりも前面に近接して設けたことにより、どの周波数帯で動作するときであってもＳＡＲの増大を生じにくくすることができる。実施形態６の電子機器によれば、特に筐体２１の後面において、ＳＡＲを低減することができる。
［７．実施例］
図１８は、実施形態４に係るアンテナ装置の実装例を示す斜視図である。図１９は、実施形態５に係るアンテナ装置の実装例を示す斜視図である。実施形態１〜５のアンテナ装置の各構成要素は、例えば、フレキシブル基板である誘電体基板３１上に形成される。誘電体基板３１は折り曲げられてもよい。これにより、図１８のアンテナ装置を実施形態６の電子機器に搭載するとき、第２アンテナ素子２及び寄生素子３は筐体２１の後面よりも前面に近接して設けられ、第１アンテナ素子１及び接地素子４は筐体２１の前面よりも後面に近接して設けられる。同様に、図１９のアンテナ装置を実施形態６の電子機器に搭載するとき、第２アンテナ素子２及び無給電素子５は筐体２１の後面よりも前面に近接して設けられ、第１アンテナ素子１は筐体２１の前面よりも後面に近接して設けられる。図１８及び図１９の接地導体ＧＮＤは、電子機器の筐体２１内における金属シャーシなどの導体部品に接続される。
図２０は、実施形態１に係るアンテナ装置が周波数ｆ２で動作するときのＳＡＲ分布を示すグラフである。図２０のアンテナ装置は、実施形態６の電子機器の筐体２１内に設けられる。第１アンテナ素子１は、図２０のＸＹ面に平行に設けられたストリップ状の導体からなる。第２アンテナ素子２は誘電体基板３２上に形成される。第２アンテナ素子２を第１アンテナ素子１と接地導体ＧＮＤとの間に配置したことにより、筐体２１の外部において、筐体２１からの距離が小さいごく限られた範囲でのみＳＡＲが高くなる。従って、人体が筐体２１から十分に離れていれば、ＳＡＲは低くなる。
図２１は、実施形態２に係るアンテナ装置が周波数ｆ２で動作するときのＳＡＲ分布を示すグラフである。図２１のアンテナ装置は、実施形態６の電子機器の筐体２１内に設けられる。第１アンテナ素子１は、図２１のＸＹ面に平行に設けられたストリップ状の導体からなる。第２アンテナ素子２及び寄生素子３は誘電体基板３２上に形成される。寄生素子３を備えたことにより、周波数ｆ２の電流が分布する範囲は、図２０の場合と比較して広くなる。周波数ｆ２の電流が寄生素子３まで流れることにより、第２アンテナ素子２への電流の集中が緩和され、図２０の場合よりもＳＡＲは低減する。
図２０及び図２１のアンテナ装置が周波数ｆ２で動作するとき、厳密には、第１アンテナ素子１にも周波数ｆ２の電流が流れ、この電流がＳＡＲに寄与する。しかしながら、第１アンテナ素子１が共振する周波数ｆ１は周波数ｆ２から離れているので、アンテナ装置が周波数ｆ２で動作するときの第１アンテナ素子１によるＳＡＲへの寄与分は小さい。従って、図２０及び図２１では、第１アンテナ素子１によるＳＡＲへの寄与分を省略した。
［他の実施形態］
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施形態１〜６を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施形態にも適用可能である。また、上記実施形態１〜６で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。
そこで、以下、他の実施形態を例示する。
実施形態１〜６では、接地導体板の例として、平板状の接地導体ＧＮＤを示した。しかしながら、接地導体板は、第２アンテナ素子を第１アンテナ素子及び接地導体板の間に配置できるのであれば、電子機器の金属シャーシの所定領域など、平板に限らない任意の形状を有してもよい。
図４では、周波数ｆ３が周波数ｆ２よりも高い場合を示したが、周波数ｆ３は周波数ｆ２より低くてもよい。同様に、図８では、周波数ｆ４が周波数ｆ２よりも高い場合を示したが、周波数ｆ４は周波数ｆ２より低くてもよい。図１３では、周波数ｆ３が周波数ｆ４よりも高い場合を示したが、周波数ｆ４が周波数ｆ３より高くてもよい。
以上のように、本開示における技術の例示として、実施形態を説明した。そのために、添付図面および詳細な説明を提供した。
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、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない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ことをもって、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するべきではない。
また、上述の実施形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。
本開示に係るアンテナ装置は、マルチバンドで動作可能であり、マルチバンドアンテナの中でも、より広帯域での動作を要求される場合に非常に有効である。本開示に係るアンテナ装置は、ＳＡＲの増大を生じにくくすることができ、ＳＡＲの関連法令の規制を容易に満たすことができる。
１ 第１アンテナ素子
２ 第２アンテナ素子
３ 寄生素子
４ 接地素子
５ 無給電素子
１１ 給電点
１２ 整合回路
１３，１５ リアクタンス回路
１４ 容量結合部
２１ 筐体
２２ ディスプレイ装置
３１，３２ 誘電体基板
ＧＮＤ 接地導体
Ｐ１，Ｐ３ 接続点
Ｐ２ 分岐点

Claims (12)

  1. 接地導体板と、
    第１アンテナ素子と、
    第２アンテナ素子とを備え、
    前記第１アンテナ素子は、給電点に接続された第１端部と、開放端を有する第２端部とを有し、前記第１アンテナ素子の一部は前記接地導体板に沿って配置され、
    前記第２アンテナ素子は、前記第１アンテナ素子上の分岐点において前記第１アンテナ素子から分岐し、前記第２アンテナ素子は、前記第１アンテナ素子の前記接地導体板に沿って配置された部分と、前記接地導体板との間に配置され、
    前記第１アンテナ素子は第１周波数で共振するように構成され、
    前記第１アンテナ素子の第１端部から前記分岐点までの部分と、前記第２アンテナ素子とは、前記第１周波数より高い第２周波数で共振するように構成されている、
    アンテナ装置。
  2. 前記アンテナ装置は、前記第１アンテナ素子の開放端と電磁的に結合するように配置された第１端部と、前記第１端部よりも前記給電点から遠隔するように前記第１アンテナ素子に対して配置された第２端部とを有する第１無給電素子をさらに備え、
    前記第１無給電素子は前記接地導体板に電気的に接続されず、
    前記第１無給電素子は、前記第１周波数とも前記第２周波数とも異なる第３周波数で共振するように構成されている、
    請求項１記載のアンテナ装置。
  3. 前記アンテナ装置は、前記接地導体板上の接続点に電気的に接続された第１端部と、前記第１アンテナ素子の開放端と電磁的に結合するように配置された第２端部とを有する第２無給電素子をさらに備え、
    前記第２無給電素子は、前記第２無給電素子の第１端部が前記第２無給電素子の第２端部よりも前記給電点から遠隔するように、前記第１アンテナ素子に対して配置され、
    前記第２無給電素子は、前記第１周波数とも前記第２周波数とも異なる第４周波数で共振するように構成されている、
    請求項１又は２記載のアンテナ装置。
  4. 前記第２無給電素子はリアクタンス回路を介して前記接地導体板に接続され、
    前記リアクタンス回路は、前記第１周波数において高インピーダンスを有する、
    請求項３記載のアンテナ装置。
  5. 前記第２無給電素子は、前記第２無給電素子の第２端部を含む部分において、前記第１アンテナ素子の開放端を含む部分と、所定長さにわたって容量的に結合し、
    前記リアクタンス回路は、前記第４周波数において、前記第２無給電素子の電気長を短縮するように動作する、
    請求項４記載のアンテナ装置。
  6. 前記第１無給電素子は前記接地導体板に沿って配置され、
    前記第２無給電素子の一部は前記接地導体板に沿って配置され、
    前記第１無給電素子は、前記第２無給電素子の前記接地導体板に沿って配置された部分と、前記接地導体板との間に配置されている、
    請求項２に従属した請求項３〜５のうちの１つに記載のアンテナ装置。
  7. 前記アンテナ装置は、リアクタンス回路を介して前記接地導体板上の接続点に電気的に接続された第１端部と、前記第１アンテナ素子の開放端と電磁的に結合するように配置された第２端部とを有する無給電素子をさらに備え、
    前記無給電素子は、前記無給電素子の第１端部が前記無給電素子の第２端部よりも前記給電点から遠隔するように、前記第１アンテナ素子に対して配置され、
    前記リアクタンス回路は、前記第１周波数とも前記第２周波数とも異なる第３周波数において高インピーダンスを有し、前記第１周波数とも前記第２周波数とも前記第３周波数とも異なる第４周波数において低インピーダンスを有し、
    前記無給電素子は、前記第３周波数及び前記第４周波数で共振するように構成されている、
    請求項１記載のアンテナ装置。
  8. 請求項１〜７のうちの１つに記載のアンテナ装置を備えた電子機器。
  9. 前記電子機器は、
    互いに対向する第１面及び第２面を有する筐体と、
    前記筐体の第１面に設けられたディスプレイ装置とを備え、
    前記第２アンテナ素子は前記筐体の第２面よりも第１面に近接して設けられる、
    請求項８記載の電子機器。
  10. 前記第１無給電素子は前記筐体の第２面よりも第１面に近接して設けられる、
    請求項２又は６に従属した請求項９記載の電子機器。
  11. 前記第２無給電素子は前記筐体の第２面よりも第１面に近接して設けられる、
    請求項３〜６のうちの１つに従属した請求項９記載の電子機器。
  12. 前記無給電素子は前記筐体の第２面よりも第１面に近接して設けられる、
    請求項７に従属した請求項９記載の電子機器。
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