JPWO2019049553A1 - デュアルバンド対応アンテナ装置 - Google Patents

Abstract

高域周波数の共振動作において広帯域のアンテナとなり、安定して優れた特性を有するデュアルバンド対応アンテナ装置を提供するために、デュアルバンド対応アンテナ装置は、第１調整素子を介して共有電極に接続される第１電極部を有する第１分岐電極と、第２調整素子を介して共有電極に接続される第２電極部を有する第２分岐電極とを備え、第１電極部と第２電極部が第１分岐電極と第２分岐電極の電気長の２／３以上の長さを有して一直線上に配設され、低域周波数の信号が共有電極に供給されると、第１電極部に流れる電流が、第２電極部に流れる電流より多く流れ、高域周波数の信号が給電点から共有電極に供給されると、第１電極部に流れる電流と第２電極部に流れる電流が同相の電流となるよう構成されている。

Description

本発明は、無線通信に用いられるアンテナ装置に関し、特に低域周波数と高域周波数の２つの周波数帯域で動作するデュアルバンド対応のアンテナ装置に関する。

従来のデュアルバンド対応のアンテナ装置としては、例えば２つの放射素子を設けた分岐アンテナを有するアンテナ装置の構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。図１１は、特許文献１に開示されたアンテナ装置５０の構成を示す平面図である。特許文献１のアンテナ装置５０は、誘電性基板５１上に給電点５３で分岐した２つの放射素子５２ａ、５２ｂが形成されている。２つの放射素子５２ａ、５２ｂのそれぞれは、蛇行したミアンダ形状の導電体パターンに形成されており、低域周波数または高域周波数でそれぞれが共振する構成となっている。例えば、一方の放射素子５２ａが８２４ＭＨｚと９６０ＭＨｚとの間の低域周波数で共振し、他方の放射素子５２ｂが１７１０ＭＨｚと１９９０ＭＨｚとの間の高域周波数で共振するよう構成されている。２つの放射素子５２ａ、５２ｂは、無線通信装置のＲＦ回路に接続された給電点５３に対して集中電気的素子５４ａ、５４ｂを介してそれぞれが直列接続されている。

図１１に示す従来のアンテナ装置の構成においては、給電点５３で分岐したミアンダ形状に形成されたそれぞれの放射素子５２ａ、５２ｂにより低域周波数または高域周波数のそれぞれの周波数帯域を送信する構成である。即ち、放射素子５２ａ、５２ｂのそれぞれの素子がモノポールアンテナとして機能する構成である。

特表２００３−５０５９６２号公報

上記のように、図１１に示す従来のアンテナ装置においては、２つの放射素子５２ａ、５２ｂがモノポールアンテナとして機能し、アンテナ装置の特性は、基板の形状および給電点の位置に大きく影響を受ける。また、図１１に示す従来のアンテナ装置の構成においては、放射素子５２ａ、５２ｂをモノポールアンテナとして機能させる構成であるため、帯域幅が狭くなっていた。

本発明は、低域周波数および高域周波数のいずれの共振動作においても高いアンテナ性能を有すると共に、特に高域周波数の共振動作においては実質的にダイポールアンテナとして機能する構成を有して、基板の形状および給電点の位置に大きく影響を受けることがなく、広帯域化を図ることができる安定して優れた特性を有するデュアルバンド対応のアンテナ装置の提供を目的とする。

前記目的を達成するために、本発明に係る一態様のデュアルバンド対応アンテナ装置は、
一端が給電点に接続されて、前記給電点からの低域周波数の信号および高域周波数の信号が供給され、他端に分岐部が形成された共有電極、
前記分岐部の一端に接続された第１調整素子、
前記分岐部の一端に対して反対側の他端に接続された第２調整素子、
前記第１調整素子を介して前記共有電極に接続される第１電極部を有する第１分岐電極、
前記第２調整素子を介して前記共有電極に接続される第２電極部を有する第２分岐電極、を備えたデュアルバンド対応アンテナ装置であって、
前記第１電極部と前記第２電極部は、前記第１分岐電極と前記第２分岐電極の電気長の２／３以上の長さを有して一直線上に配設され、
前記低域周波数の信号が前記給電点から前記共有電極に供給されると、第１調整素子を介して前記第１電極部に流れる電流が、前記第２調整素子を介して前記第２電極部に流れる電流より多く流れるように構成され、
前記高域周波数の信号が前記給電点から前記共有電極に供給されると、前記第１調整素子が誘導性リアクタンスとして機能し、前記第２調整素子が容量性リアクタンスとして機能し、前記第１調整素子を介して前記第１電極部に流れる電流と前記第２調整素子を介して前記第２電極部に流れる電流が同相となり、前記第１分岐電極と前記第２分岐電極が前記高域周波数の信号によりダイポールアンテナとして共振するよう構成されている。

本発明によれば、低域周波数および高域周波数のいずれの共振動作においても高いアンテナ性能を有するデュアルバンド対応アンテナ装置を提供することができ、特に、高域周波数の共振動作においては基板の形状および給電点の位置に大きく影響を受けることがなく、広帯域化を図ることができる安定して優れた特性を有するデュアルバンド対応のアンテナ装置を提供することができる。

本発明の実施の形態１に係るデュアルバンド対応アンテナ装置の構成を示す平面図 実施の形態１のデュアルバンド対応アンテナ装置に関して行ったシミュレーション実験の結果を示す周波数特性図 実施の形態１のデュアルバンド対応アンテナ装置に関して行ったシミュレーション実験の電極パターンにおける電流密度を示すコンター図 シミュレーション実験を実施した比較例の電極パターンの構成を示す平面図 比較例の構成に対して行ったシミュレーション実験の結果を示す周波数特性図 図１に示した実施の形態１のデュアルバンド対応アンテナ装置の変形例を示す平面図 変形例に対して行ったシミュレーション実験の結果を示す周波数特性図 実施の形態１のデュアルバンド対応アンテナ装置の変形例を示す平面図 本発明の実施の形態２に係るデュアルバンド対応アンテナ装置の構成を示す平面図 実施の形態２の構成において、第３調整素子を設けた場合（ａ）および第３調整素子を設けなかった場合（ｂ）の結果を示す周波数特性図 従来のアンテナ装置の構成を示す平面図

先ず始めに、本発明に係るデュアルバンド対応アンテナ装置における各種態様の構成について記載する。
本発明に係る第１の態様のデュアルバンド対応アンテナ装置は、
一端が給電点に接続されて、前記給電点からの低域周波数の信号および高域周波数の信号が供給され、他端に分岐部が形成された共有電極、
前記分岐部の一端に接続された第１調整素子、
前記分岐部の一端に対して反対側の他端に接続された第２調整素子、
前記第１調整素子を介して前記共有電極に接続される第１電極部を有する第１分岐電極、
前記第２調整素子を介して前記共有電極に接続される第２電極部を有する第２分岐電極、を備えたデュアルバンド対応アンテナ装置であって、
前記第１電極部と前記第２電極部は、前記第１分岐電極と前記第２分岐電極の電気長の２／３以上の長さを有して一直線上に配設され、
前記低域周波数の信号が前記給電点から前記共有電極に供給されると、第１調整素子を介して前記第１電極部に流れる電流が、前記第２調整素子を介して前記第２電極部に流れる電流より多く流れるように構成され、
前記高域周波数の信号が前記給電点から前記共有電極に供給されると、前記第１調整素子が誘導性リアクタンスとして機能し、前記第２調整素子が容量性リアクタンスとして機能し、前記第１調整素子を介して前記第１電極部に流れる電流と前記第２調整素子を介して前記第２電極部に流れる電流が同相となり、前記第１分岐電極と前記第２分岐電極が前記高域周波数の信号によりダイポールアンテナとして共振するよう構成されている。

上記のように構成された第１の態様のデュアルバンド対応アンテナ装置は、低域周波数および高域周波数のいずれの共振動作においても高いアンテナ性能を有するデュアルバンド対応アンテナ装置を提供することができ、特に、高域周波数の共振動作においては基板の形状および給電点の位置に大きく影響を受けることがなく、広帯域化を図ることができる安定して優れた特性を有する。

本発明に係る第２の態様のデュアルバンド対応アンテナ装置は、前記の第１の態様において、前記第１分岐電極の分岐部側の基端に対して反対側の先端から前記第２分岐電極の分岐部側の基端に対して反対側の先端までの電気長が、前記高域周波数の波長の約１／２の長さでもよい。

本発明に係る第３の態様のデュアルバンド対応アンテナ装置は、前記の第１または第２の態様において、前記共有電極に第３調整素子を設けてもよい。

本発明に係る第４の態様のデュアルバンド対応アンテナ装置は、前記の第３の態様において、前記第３調整素子が誘導性リアクタンス、容量性リアクタンスまたは誘導性リアクタンスと容量性リアクタンスとの組み合わせで構成されてもよい。

本発明に係る第５の態様のデュアルバンド対応アンテナ装置は、前記の第１から第４の態様におけるいずれかの態様において、前記低域周波数の信号が前記給電点から前記共有電極に供給されると、前記第１調整素子が誘導性リアクタンスとして機能し、前記共有電極および前記第１分岐電極が前記低域周波数の信号によりモノポールアンテナとして共振するよう構成されてもよい。

以下、本発明に係るデュアルバンド対応アンテナ装置について、各種構成を示す複数の実施の形態を用いて図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明するデュアルバンド対応アンテナ装置として、２ＧＨｚ〜３ＧＨｚ帯（２ＧＨｚ帯と略称）／５ＧＨｚ〜６ＧＨｚ帯（５ＧＨｚ帯と略称）の周波数を低域／高域の共振周波数として動作するアンテナ装置の構成について説明するが、本発明はこの周波数帯域に限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るデュアルバンド対応アンテナ装置の構成を示す平面図である。図１に示すように、実施の形態１のデュアルバンド対応アンテナ装置は、誘電体材料などで構成された矩形状平板の基板である基体１の上に電極パターン（２、３、４、５）が形成され、給電点６および各種調整素子（７、８、９）が設けられた構成である。

実施の形態１のデュアルバンド対応アンテナ装置において、電極パターンに対する低域周波数／高域周波数の給電点６の一端は、基体１の表面の半分以上を覆うように形成された矩形状の接地電極（ＧＮＤ）５に電気的に接続されている。一方、給電点６の他端には、直線状に延びる共有電極４が電気的に接続されている。なお、本明細書において、電気的に接続するとは、直接的に接触して接続された構成だけではなく、容量性リアクタンス、誘導性リアクタンスなどの電気的要素を介して接続された構成も含まれる。

共有電極４におけるアンテナ側の導出端部である分岐部４ａ（図１における上端）の一端には第１分岐電極２が第１調整素子７を介して電気的に接続されている。また、共有電極４の分岐部４ａの他端には第２分岐電極３が第２調整素子８を介して電気的に接続されている。即ち、共有電極４の分岐部４ａの一端には、第１調整素子７を介して第１分岐電極２が直列接続され、分岐部４ａの他端には、第２調整素子８を介して第２分岐電極３が直列接続されている。

図１に示すように、第１分岐電極２および第２分岐電極３は、それぞれが直線状に形成されており、且つ一直線上に配設されている。実施の形態１の構成においては、図１に示すように、直線状に延びる共有電極４と、一直線上に配設された第１分岐電極２と第２分岐電極３とにより、「Ｔ」字形状に形成されている。また、一直線上に配設されている第１分岐電極２と第２分岐電極３の延設方向は、接地電極５における対向する縁部分と略平行となっており、第１分岐電極２および第２分岐電極３の接地電極５に対する対向距離は一定となっている。

上記のように構成された電極パターンにおいて、共有電極４と第１分岐電極２とを接続する第１調整素子７としては、インダクタンスを有する誘導性リアクタンス（インダクタチップ）が用いられる。一方、共有電極４と第２分岐電極３とを接続する第２調整素子８としては、キャパシタンスを有する容量性リアクタンス（キャパシタチップ）が用いられる。なお、本発明において用いる第１調整素子７および第２調整素子８としては、高域周波数帯域おいて誘導性リアクタンスと容量性リアクタンスとしてそれぞれが機能するデバイスを用いれば、後述するように高域周波数帯域おいて第１分岐電極２および第２分岐電極３がダイポールアンテナとして機能する構成となる。

なお、実施の形態１のデュアルバンド対応アンテナ装置の構成においては、共有電極４と第１分岐電極２との間の第１調整素子７、共有電極４と第２分岐電極３との間の第２調整素子８の他に、共有電極４の中間部分に第３調整素子９を設けてもよい。第３調整素子９は、第１調整素子７および第２調整素子８による整合調整を補填する機能を有するものであり、実施の形態１のデュアルバンド対応アンテナ装置の共振動作におけるより微細な調整動作を可能とするものである。

実施の形態１のデュアルバンド対応アンテナ装置において、高域周波数の共振動作ではダイポールアンテナとして機能させるために、上記のように構成すると共に、第１分岐電極２の先端２ａ（導出端部）から第２分岐電極３の先端３ａ（導出端部）までの全分岐電極の電気長は、共振する高域周波数（ｆｈ）の波長（λｈ）の約１／２に設定されている(図１参照)。

なお、第１分岐電極２の延設方向（図１における左右方向）の電気長に関しては、モノポールアンテナとして機能する特定の低域周波数（ｆｌ）で共振するように、所望の長さに設定されると共に、第１調整素子７、そして必要であれば第３調整素子９が設定される。

上記のように構成された実施の形態１のデュアルバンド対応アンテナ装置において、共有電極４と第１分岐電極２との間には誘導性リアクタンスとして機能する第１調整素子７が設けられているため、第１分岐電極２に流れる電流は給電電圧に対して位相が９０°進んでいる。一方、共有電極４と第２分岐電極３との間には容量性リアクタンスとして機能する第２調整素子８が設けられているため、第２分岐電極３に流れる電流は給電電圧に対して位相が９０°遅れている。また、第１分岐電極２と第２分岐電極３は、共有電極４の分岐部４ａからそれぞれが互いに逆方向に配置され、一直線上に延設されている。このため、実施の形態１のデュアルバンド対応アンテナ装置において、共有電極４から高域周波数の信号が給電されたとき、結果的に、第１分岐電極２と第２分岐電極３においては同相の電流が流れることになり、第１分岐電極２と第２分岐電極３とにおいてダイポールアンテナ（非対称ダイポールアンテナ）として機能する。

上記のように実施の形態１のデュアルバンド対応アンテナ装置においては、直線状に延びる第１分岐電極２の全体である第１電極部２Ａと、第２分岐電極３の全体である第２電極部３Ａが、高域周波数の信号が給電点６から共有電極４に供給されたとき、第１電極部２Ａと第２電極部３Ａに同相の電流が流れて当該アンテナ装置における放射体の主体として機能する構成である。

実施の形態１のデュアルバンド対応アンテナ装置において、第１電極部２Ａと第２電極部３Ａに同相の電流が流れることは、例えば、以下のように測定することにより検証することが可能である。

高域周波数の共振帯域にて、第１電極部２Ａにおける第１調整素子７側の基端２ｄと、第２電極部３Ａにおける第２調整素子８側の基端３ｄとにおいて、オシロスコープで同時に電流の位相差分を測定する。この際、第１電極部２Ａにおける第１調整素子７側の基端２ｄに流れる電流と、第２電極部３Ａにおける第２調整素子８側の基端３ｄに流れる電流とに位相差がなければ、第１電極部２Ａと第２電極部３Ａとに流れる電流が同相であることを検証することができる。

図２は、上記のように構成された実施の形態１のデュアルバンド対応アンテナ装置に関して行ったシミュレーション実験の結果を示す周波数特性図である。図２の周波数特性図において、縦軸がリターンロスを示し、横軸が周波数を示している。このシミュレーション実験においては、周波数帯域を２．０ＧＨｚ〜７．０ＧＨｚとした。図２の周波数特性図に示すように、低域周波数（２ＧＨｚ帯）および高域周波数（５ＧＨｚ帯）の２つの周波数帯域において、リターンロスが少なくなっており、特にダイポールアンテナとして機能する高域周波数の信号が給電されたときには、広帯域において効率の高い放射動作が行われている。

図３は、実施の形態１のデュアルバンド対応アンテナ装置に関して行ったシミュレーション実験において、電極パターンにおける電流密度を示すコンター図である。図３の（ａ）は、実施の形態１のデュアルバンド対応アンテナ装置において、低域周波数（２ＧＨｚ帯）の信号が給電されたときの電流密度を示したコンター図である。図３の（ｂ）は、高域周波数（５ＧＨｚ帯）の信号が給電されたときの電流密度を示したコンター図である。図３に示すコンター図においては、電極パターンに流れる電流密度の大きさをカラー色のコンター図で示された領域を白黒の点密度の濃淡にて示したものであり、点密度の濃い領域ほど電流密度が高く、電流が流れていることを示している。

図３の（ａ）に示すように、低域周波数（２ＧＨｚ帯）の信号が給電されたとき、第１分岐電極２および共有電極４と共に、接地電極５にも電流が流れていることが示されている。即ち、実施の形態１のデュアルバンド対応アンテナ装置の構成において低域周波数（２ＧＨｚ帯）の信号が給電されたとき、第１分岐電極２はモノポールアンテナとして機能している。

一方、図３の（ｂ）に示すように、高域周波数（５ＧＨｚ帯）の信号が給電されたとき、接地電極５には殆ど電流が流れておらず、第１分岐電極２、第２分岐電極３および共有電極４に電流が流れていることが示されている。即ち、実施の形態１のデュアルバンド対応アンテナ装置の構成においては、第１分岐電極２および第２分岐電極３が実質的にダイポールアンテナとして機能している。このため、実施の形態１のデュアルバンド対応アンテナ装置は、高域周波数帯域においては、基板の形状および給電点の位置に影響を受けることなく、広帯域化を達成することができる構成となる。

［比較例］
発明者は、実施の形態１のデュアルバンド対応アンテナ装置の構成に対する比較例として、図４に示す電極パターンの構成を用いてシミュレーション実験を行った。比較例の構成としては、電極パターンを低域周波数（２ＧＨｚ帯）および高域周波数（５ＧＨｚ帯）のいずれの周波数帯域の信号が給電されたときもモノポールアンテナとして機能する構成とした。図４に示す電極パターンを有する比較例の構成においては、給電点６に接続された共有電極４の分岐部が略直角に分岐されており、第１分岐電極１２および第２分岐電極１３に電気的に接続されている。共有電極４の分岐部から第１調整素子７を介して延設される第１分岐電極１２の形状は、複数回屈曲する線状の電極パターンを有している。第１分岐電極１２の主体となる電極パターンは、図４に示すように、四角形を構成する４辺における３辺および残りの１辺の一部により構成された線状の電極パターンである。一方、第２分岐電極１３は、直線状の電極パターンであり、図４に示すように、第１分岐電極１２および第２分岐電極１３により、実質的に四角形の４辺が構成されている。なお、接地電極５は、基体１における表面の半分以上を覆うように形成されており、接地電極５と共有電極４との間に給電点６が設けられている。

上記のように構成された比較例に対して、実施の形態１のデュアルバンド対応アンテナ装置に対して実施したシミュレーション実験と同様の実験（周波数帯域：２．０ＧＨｚ〜７．０ＧＨｚ）を行った。図５は、比較例の構成に対して行ったシミュレーション実験の結果を示す周波数特性図である。図５の周波数特性図において、縦軸がリターンロスを示し、横軸が周波数を示している。図５の周波数特性図に示すように、低域周波数帯域（２ＧＨｚ帯）および高域周波数帯域（５ＧＨｚ帯）の２つの周波数帯域において共振しているが、高域周波数の周波数帯域（５ＧＨｚ帯）の共振帯域が狭くなっている。例えば、高域周波数帯域（５ＧＨｚ帯）において、リターンロスが−１０ｄＢ以下となる高域周波数帯域（ＨＢ）としては、図５の周波数特性図において約５．１ＧＨｚ〜約５．５ＧＨｚの範囲であり、その幅は約０．４ＧＨｚである。一方、実施の形態１のデュアルバンド対応アンテナ装置においては、図２の周波数特性図に示したように、リターンロスが−１０ｄＢ以下となる高域周波数帯域（ＨＢ）としては、約４．９ＧＨｚ〜６．０ＧＨｚ以上の範囲である。従って、実施の形態１のデュアルバンド対応アンテナ装置の構成においては、高域周波数帯域（ＨＢ）における広帯域化が図られている。

［変形例］
図６は、図１に示した実施の形態１のデュアルバンド対応アンテナ装置の変形例を示す平面図である。図６に示す変形例は、第１分岐電極２２および第２分岐電極２３における導出端部（２２ａ、２３ａ）が直角に屈曲した構成である。但し、図６に示す変形例においても、第１分岐電極２２および第２分岐電極２３において高域周波数の信号が給電されたときの主体となる放射体は、共有電極４の分岐部４ａから調整素子（７、８）を介して互いに逆方向に同一直線上を導出する第１電極部２２Ａおよび第２電極部２３Ａである。図６に示す変形例においては、第１分岐電極２２が第１電極部２２Ａおよび第１導出端部２２ａを有する。一方、第２分岐電極２３が第２電極部２３Ａおよび第２導出端部２３ａを有する。

第１分岐電極２２および第２分岐電極２３において、屈曲位置で画定される第１導出端部２２ａおよび第２導出端部２３ａは、それぞれの分岐電極（２２、２３）の電気長における１／３未満の長さである。即ち、第１分岐電極２２および第２電極２３における分岐部４ａから延びる導出部分である第１電極部２２Ａおよび第２電極部２３Ａは、それぞれの電気長の２／３以上が一直線上に配設されている。また、第１分岐電極２２と第２分岐電極２３の全分岐電極の電気長は、高域周波数（ｆｈ）の波長（λｈ）の約１／２である。

上記のように構成された変形例に対して、実施の形態１のデュアルバンド対応アンテナ装置に対して実施したシミュレーション実験と同様の実験（周波数帯域：２．０ＧＨｚ〜７ＧＨｚ）を行った。図７は、図６に示した変形例に対して行ったシミュレーション実験の結果を示す周波数特性図である。図７の周波数特性図において、縦軸がリターンロスを示し、横軸が周波数を示している。図７の周波数特性図に示すように、低域周波数（２ＧＨｚ帯）および高域周波数（５ＧＨｚ帯）の２つの周波数帯域において共振している。特に、高域周波数の周波数帯域（５ＧＨｚ帯）の共振帯域が広いものとなっている。図７の周波数特性図において、例えば、リターンロスが−１０ｄＢ以下となる高域周波数帯域（ＨＢ）としては、約５．０ＧＨｚ〜約６．７ＧＨｚの範囲である。従って、この変形例のデュアルバンド対応アンテナ装置においても、高域周波数帯域（ＨＢ）における広帯域化が図られる構成となる。

図８は、図１に示した実施の形態１のデュアルバンド対応アンテナ装置の更なる変形例を示す平面図である。図８に示す変形例は、第１分岐電極２２および第２分岐電極２３における導出基部（第１導出基部２２ｂ、第２導出基部２３ｂ）が直角に屈曲した構成である。図８に示す変形例においては、第１導出基部２２ｂおよび第２導出基部２３ｂは、共有電極４の分岐部４ａから調整素子（７、８）を介して接地電極５から遠ざかるように同一方向に平行に導出（図８においては上側に導出）する構成である。第１導出基部２２ｂと第２導出基部２３ｂは、近接して配設されて、同一方向に並行に延設されており、第１導出基部２２ｂと第２導出基部２３ｂとの間の距離（Ｗ）は所定間隔に規定されている。第１導出基部２２ｂと第２導出基部２３ｂとの間の距離（Ｗ）は、第１分岐電極２２と第２分岐電極２３の全長（Ａ）の１／３以下に設定されている。また、第１導出基部２２ｂと第２導出基部２３ｂの延設方向の長さは、それぞれの分岐電極（２２、２３）の電気長における１／３未満の長さである。

従って、図８に示した変形例の構成は、第１分岐電極２２および第２分岐電極２３において、高域周波数の信号が給電されたときの放射体の主体が、第１導出基部２２ｂおよび第２導出基部２３ｂの端部から互いに逆方向に同一直線上を導出する第１電極部２２Ａおよび第２電極部２３Ａである。上記のように第１分岐電極２２および第２分岐電極２３が構成されているため、第１分岐電極２２および第２分岐電極２３に対して共有電極４から高域周波数の信号が給電されたとき、結果的に、他の実施の形態の構成と同様に、第１分岐電極２２の第１電極部２２Ａと第２分岐電極２３の第２電極部２３Ａにおいては同相の電流が流れることになり、第１分岐電極２２と第２分岐電極２３がダイポールアンテナ（非対称ダイポールアンテナ）として機能する。

上記のように構成された図８のデュアルバンド対応アンテナ装置においては、調整素子（７、８）が基体１の縁の近くに配設されていないため、基体１を取り扱うときの衝撃などにより調整素子（７、８）が破損したり、外れることが防止される構成である。また、図８のデュアルバンド対応アンテナ装置は、第１導出基部２２ｂと第２導出基部２３ｂとの間の距離（Ｗ）が、第１分岐電極２２の第１電極部２２Ａと第２分岐電極２３の第２電極部２３Ａの配設位置における全長（Ａ）の１／３以下に設定されており、近接して配設されているため、通信特性を劣化させることがなく、調整素子（７、８）を基体１の縁側から遠ざけて配設すること可能な構成である。

上記のように、実施の形態１のデュアルバンド対応アンテナ装置においては、以下のように構成することにより、高域周波数の信号が給電されたとき、第１分岐電極２、２２と第２分岐電極３、２３とにおいてダイポールアンテナとして機能する構成となる。
（１）第１分岐電極２、２２および第２分岐電極３、２３が共有電極４の分岐部４ａから調整素子７、８を介して互いに逆方向に導出する第１電極部２Ａ、２２Ａおよび第２電極部３Ａ、２３Ａを有する構成であり、高域周波数の信号が給電されたときにおいて、第１分岐電極２、２２および第２分岐電極３、２３の放射体の主体となる第１電極部２Ａ、２２Ａおよび第２電極部３Ａ、２３Ａが略一直線上に配設される。
（２）共有電極４の導出端部である分岐部４ａに接続した第１調整素子７および第２調整素子８により、互いに逆方向に導出する第１分岐電極２、２２の第１電極部２Ａ、２２Ａおよび第２分岐電極３、２３の第２電極部３Ａ、２３Ａに流れる電流の位相を給電電圧に対して一方を９０°遅らせ、他方を９０°進ませることにより、第１分岐電極２、２２および第２分岐電極３、２３に流れる電流の向きを実質的に同じとして、結果的に２つの分岐電極において同相の電流を流す構成とする。
（３）第１分岐電極２、２２の導出方向の先端から第２分岐電極３、２３の導出方向の先端までの全分岐電極の電気長が、高域周波数（ｆｈ）の波長（λｈ）の約１／２である。

従って、本発明に係る実施の形態１のデュアルバンド対応アンテナ装置は、低域周波数および高域周波数のいずれの共振動作においても高いアンテナ性能を有すると共に、特に高域周波数の共振動作においてはダイポールアンテナとして機能する構成を有して、基板の形状およびアンテナパターンに対する給電点の位置に関して大きく影響を受けることなく広帯域化を図ることができる安定して優れた特性を有するデュアルバンド対応のアンテナ装置となる。

（実施の形態２）
図９は、本発明の実施の形態２に係るデュアルバンド対応アンテナ装置の構成を示す平面図である。図９に示すように、実施の形態２のデュアルバンド対応アンテナ装置の構成において、前述の実施の形態１の構成と大きく異なる点は、給電点６から第１分岐電極２および第２分岐電極３を電気的に接続する共有電極２４の形状および配置である。なお、実施の形態２の説明においては、実施の形態１において説明した構成要素と同じ機能、構成、動作を有するものには同じ符号を付してその説明を省略する場合がある。

実施の形態２に係るデュアルバンド対応アンテナ装置の構成における共有電極２４は、図９に示すように、屈曲した形状を有しており、実施の形態１の構成における直線状の共有電極４に比べて線路長が長くなっている。また、共有電極２４が電気的に接続され、低域周波数／高域周波数の信号が供給される給電点６は、矩形状の接地電極５における分岐電極（２、３）に対向する辺の端部、即ち接地電極５における角近傍部分に接続されている。

共有電極２４は、給電点６から第１分岐電極２および第２分岐電極３の接続部分（分岐部分）までを電気的に接続するように配設された屈曲した線状の電極パターンである。共有電極２４の中間部分には第３調整素子９が設けられている。従って、共有電極２４は、給電点６と第３調整素子９とを接続するＬ字状に屈曲した第１共有電極２４ａと、第３調整素子９から分岐部２４ｃまで直線状に延びる第２共有電極２４ｂとを含む。

電極パターンに設けられている第１調整素子７、第２調整素子８および第３調整素子９は、使用する低域周波数／高域周波数の帯域および電極パターン形状などが考慮されて所望の値に適宜設定される。なお、低域周波数／高域周波数の信号が給電されたとき、第１調整素子７は誘導性リアクタンスとして機能し、第２調整素子８は容量性リアクタンスとして機能する構成である。特に、高域周波数の信号が給電されたとき、第１調整素子７が誘導性リアクタンスとして機能し、第２調整素子８が容量性リアクタンスとして機能する構成であればよい。

なお、実施の形態２のデュアルバンド対応アンテナ装置において、直線状に延びる第１分岐電極２の全体である第１電極部２Ａと、第２分岐電極３の全体である第２電極部３Ａが、高域周波数の信号が給電点６から共有電極２４（２４ａ、２４ｂ）に供給されたとき、アンテナ装置における放射体の主体として機能する構成である。

例えば、上記のように共有電極２４の線路長が、前述の実施の形態１の構成に比べて長い場合などにおいては、第１調整素子７として容量性リアクタンスを含む素子を設ける必要があるが、第３調整素子９に容量性リアクタンスを有する素子を設けることにより、第１調整素子７に容量性リアクタンスを含む素子を設ける必要がなくなり、第１調整素子７を誘導性リアクタンスの機能のみを有する構成とすることが可能となる。この結果、実施の形態２に係るデュアルバンド対応アンテナ装置の構成においては、高域周波数の信号が給電されたとき、第１分岐電極２の第１電極部２Ａおよび第２分岐電極３の第２電極部３Ａにおいて実質的に同相の電流が流れる状態となり、ダイポールアンテナとして機能する構成となる。

発明者は、実施の形態２のデュアルバンド対応アンテナ装置の構成において、第３調整素子９を設けた構成と、第３調整素子９を設けなかった場合の構成を比較するシミュレーション実験を行った。このシミュレーション実験においては、前述の実施の形態１におけるシミュレーション実験と同様に、周波数帯域を２．０ＧＨｚ〜７．０ＧＨｚとした。

図１０において、（ａ）は第３調整素子９を設けた場合の結果を示す周波数特性図であり、（ｂ）は第３調整素子９を設けなかった場合の結果を示す周波数特性図である。図１０の（ａ）に示す周波数特性図においては、図１０の（ｂ）に示す周波数特性図に比べて、ダイポールアンテナとして機能する高域周波数の帯域においては、広い帯域で動作する構成となっている。図１０の（ａ）に示す第３調整素子９を設けた場合の周波数特性図において、例えば、リターンロスが−１０ｄＢ以下となる高域周波数帯域（ＨＢ）としては、約４．９ＧＨｚ〜約６．３ＧＨｚの範囲である。一方、図１０の（ｂ）に示す第３調整素子９を設けなかった場合の周波数特性図において、例えば、リターンロスが−１０ｄＢ以下となる高域周波数帯域（ＨＢ）としては、約５．２ＧＨｚ〜約６．０ＧＨｚの範囲である。このように、第３調整素子９を設けて整合させて、高域周波数の信号が給電されたとき、第１調整素子７を誘導性リアクタンスの機能とし、第２調整素子８を容量性リアクタンスの機能とすることにより、第１分岐電極２および第２分岐電極３がダイポールアンテナとして機能する構成となる。従って、実施の形態２のデュアルバンド対応アンテナ装置の構成においても、高域周波数帯域（ＨＢ）における広帯域化が確実に図られる構成となる。

本発明に係る実施の形態２のデュアルバンド対応アンテナ装置においては、例えば、給電点６から分岐電極（２、３）までの線路長が長い構成であっても、若しくは各種の電極パターン形状において、第３調整素子９として所望の機能を有する素子を設定することにより、高域周波数の信号が給電されたとき、第１調整素子７を誘導性リアクタンスおよび第２調整素子８を容量性リアクタンスとして確実に機能させることが可能となり、高域周波数の帯域においてはダイポールアンテナとして機能させて、広い帯域で確実に動作する構成となる。

上記のように、本発明のデュアルバンド対応アンテナ装置は、低域周波数および高域周波数のいずれの共振動作においても高いアンテナ性能を有すると共に、特に高域周波数の共振動作においてはダイポールアンテナとして機能する構成を有して、基板の形状およびアンテナパターンに対する給電点の位置に影響を受けることのない広帯域の安定して優れた特性を有するデュアルバンド対応のアンテナ装置となる。

本発明をある程度の詳細さをもって各実施の形態において説明したが、これらの構成は例示であり、これらの実施の形態の開示内容は構成の細部において変化してしかるべきものである。本発明においては、各実施の形態における要素の置換、組合せ、および順序の変更は請求された本発明の範囲及び思想を逸脱することなく実現し得るものである。

本発明は、添付図面を参照しながら好ましい実施の形態に関連して十分に記載されているが、この技術に熟練した人々にとっては種々の変形や修正は明白である。そのような変形や修正は、添付した特許請求の範囲による本発明の範囲から外れない限りにおいて、その中に含まれると理解されるべきである。

本発明は、優れたアンテナ特性を有するデュアルバンド対応アンテナ装置を提供することができるため、無線通信装置における各種製品のアンテナとして適用することができ、汎用性が高いものである。

１ 基体
２、２２ 第１分岐電極
２ａ 先端
２Ａ、２２Ａ 第１電極部
３、２３ 第２分岐電極
３ａ 先端
３Ａ、２３Ａ 第２電極部
４、２４ 共有電極
４ａ、２４ｃ 分岐部（導出端部）
５ 接地電極
６ 給電点
７ 第１調整素子
８ 第２調整素子
９ 第３調整素子

Claims (5)

1. 一端が給電点に接続されて、前記給電点からの低域周波数の信号および高域周波数の信号が供給され、他端に分岐部が形成された共有電極、
   前記分岐部の一端に接続された第１調整素子、
   前記分岐部の一端に対して反対側の他端に接続された第２調整素子、
   前記第１調整素子を介して前記共有電極に接続される第１電極部を有する第１分岐電極、
   前記第２調整素子を介して前記共有電極に接続される第２電極部を有する第２分岐電極、を備えたデュアルバンド対応アンテナ装置であって、
   前記第１電極部と前記第２電極部は、前記第１分岐電極と前記第２分岐電極の電気長の２／３以上の長さを有して一直線上に配設され、
   前記低域周波数の信号が前記給電点から前記共有電極に供給されると、第１調整素子を介して前記第１電極部に流れる電流が、前記第２調整素子を介して前記第２電極部に流れる電流より多く流れるように構成され、
   前記高域周波数の信号が前記給電点から前記共有電極に供給されると、前記第１調整素子が誘導性リアクタンスとして機能し、前記第２調整素子が容量性リアクタンスとして機能し、前記第１調整素子を介して前記第１電極部に流れる電流と前記第２調整素子を介して前記第２電極部に流れる電流が同相となり、前記第１分岐電極と前記第２分岐電極が前記高域周波数の信号によりダイポールアンテナとして共振するよう構成されたデュアルバンド対応アンテナ装置。
2. 前記第１分岐電極の分岐部側の基端に対して反対側の先端から前記第２分岐電極の分岐部側の基端に対して反対側の先端までの電気長が、前記高域周波数の波長の約１／２の長さである、請求項１に記載のデュアルバンド対応アンテナ装置。
3. 前記共有電極に第３調整素子を設けた、請求項１または請求項２に記載のデュアルバンド対応アンテナ装置。
4. 前記第３調整素子が誘導性リアクタンス、容量性リアクタンスまたは誘導性リアクタンスと容量性リアクタンスとの組み合わせで構成された、請求項３に記載のデュアルバンド対応アンテナ装置。
5. 前記低域周波数の信号が前記給電点から前記共有電極に供給されると、前記第１調整素子が誘導性リアクタンスとして機能し、前記共有電極および前記第１分岐電極が前記低域周波数の信号によりモノポールアンテナとして共振するよう構成された、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のデュアルバンド対応アンテナ装置。

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