JPWO2020158651A1 - アンテナモジュールおよびそれを搭載した通信装置 - Google Patents

Abstract

アンテナモジュール（１０）は、外周に沿って開口が形成されるスリット（３３）が形成された接地電極（３０）と、接地電極（３０）に配置された第１アンテナ（１１０）および第２アンテナ（１１０Ａ）と、スリット（３３）の内部において接地電極（３０）に接続された低結合化電極（２００）とを備える。スリット（３３）は、接地電極の外周に沿って、第１アンテナ（１１０）から第２アンテナ（１１０Ａ）に至る経路に形成されている。低結合化電極（２００）は、第１周波数に対応する長さを有する第１導体（２２０）と、第１周波数よりも高い第２周波数に対応する長さを有する第２導体（２３０）とを含む。

Description

本開示は、アンテナモジュールおよびそれを搭載した通信装置に関し、より特定的には、複数のアンテナを有するアンテナモジュールにおいて、アンテナ間のアイソレーションを確保しつつ、接地電極の面積を有効に利用することである。

２つのアンテナを有するアンテナモジュールにおいては、アンテナ間における電波の干渉を低減することが必要とされる。特開２００８−２８３４６４号公報（特許文献１）においては、導電層（接地電極）の同一辺上に配置された２つのアンテナ間に、各アンテナの共振周波数に対応する波長の１／４の長さの切り欠き（スリット）を形成する構成が開示されている。このような構成によって、一方のアンテナからの信号が他方のアンテナに伝達されることを抑制し、アンテナ間のアイソレーションを確保することができる。

特開２００８−２８３４６４号公報

近年、スマートフォンなどの携帯端末における通信品質の向上のために、複数の周波数帯域の信号を用いたマルチバンド通信が進められている。このようなマルチバンド通信に対応した通信装置において、複数の周波数帯域の信号に対してアンテナ間のアイソレーションを確保することが必要とされる。特許文献１のようなスリットの形成によりアイソレーションを確保する場合、使用される信号の周波数帯域に対応したスリットを接地電極に個別に形成することが必要となる。そうすると、アンテナが配置される接地電極におけるスリットの占有面積が大きくなり、接地電極に実装される部品の配置が制約される場合が生じ得る。

本開示は、このような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、複数のアンテナを有するアンテナモジュールにおいて、アンテナ間のアイソレーションを確保しつつ、接地電極の面積を有効に利用することである。

本開示のある局面に従うアンテナモジュールは、外周に開口が形成される第１スリットが形成された接地電極と、接地電極に配置された第１アンテナおよび第２アンテナと、第１スリットの内部において接地電極に接続された低結合化電極とを備える。第１スリットは、接地電極の外周に沿って、第１アンテナから第２アンテナに至る経路に形成されている。低結合化電極は、第１周波数に対応する長さを有する第１導体と、第１周波数よりも高い第２周波数に対応する長さを有する第２導体とを含む。

本開示によるアンテナモジュールによれば、２つのアンテナ間に形成された１つのスリットの内部に設けられた低結合化電極が、２つの周波数に対応して共振することによって、一方のアンテナからの信号が他方のアンテナに伝達されることが抑制される。したがって、アンテナ間のアイソレーションを確保しつつ、接地電極の面積を有効に利用することが可能となる。

実施の形態１に係るアンテナモジュールが適用される通信装置のブロック図である。 実施の形態１に係るアンテナ装置の平面図である。 図２のアンテナ素子の構造の詳細を示す図である。 図２の低結合部の構造の詳細を示す図である。 比較例１のアンテナ装置の平面図である。 実施の形態１および比較例１のアンテナ装置におけるアンテナ素子間のアイソレーションを説明するための第１図である。 実施の形態１および比較例１のアンテナ装置におけるアンテナ素子間のアイソレーションを説明するための第２図である。 実施の形態２に係るアンテナ装置の平面図である。 比較例２のアンテナ装置の平面図である。 実施の形態２および比較例２のアンテナ装置におけるアンテナ素子間のアイソレーションを説明するための第１図である。 実施の形態２および比較例２のアンテナ装置におけるアンテナ素子間のアイソレーションを説明するための第２図である。 変形例１のアンテナ装置の平面図である。 実施の形態３に係るアンテナ装置の平面図である。 比較例３のアンテナ装置の平面図である。 実施の形態３および比較例３のアンテナ装置におけるアンテナ素子間のアイソレーションを説明するための第１図である。 実施の形態３および比較例３のアンテナ装置におけるアンテナ素子間のアイソレーションを説明するための第２図である。 変形例２のアンテナ装置の平面図である。 実施の形態４の第１例における低結合部を示す図である。 実施の形態４の第１例および比較例１のアンテナ装置におけるアンテナ素子間のアイソレーションを説明するための第１図である。 実施の形態４の第１例および比較例１のアンテナ装置におけるアンテナ素子間のアイソレーションを説明するための第２図である。 実施の形態４の第２例における低結合部を示す図である。 実施の形態４の第２例および比較例１のアンテナ装置におけるアンテナ素子間のアイソレーションを説明するための第１図である。 実施の形態４の第２例および比較例１のアンテナ装置におけるアンテナ素子間のアイソレーションを説明するための第２図である。

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

［実施の形態１］
（通信装置の基本構成）
図１は、実施の形態１に係るアンテナモジュール１０が搭載された通信装置１のブロック図の一例である。通信装置１は、たとえば、携帯電話、スマートフォンあるいはタブレットなどの携帯端末や、通信機能を備えたパーソナルコンピュータのような端末装置である。本実施の形態に係るアンテナモジュール１０に用いられる電波の周波数帯域の一例は、たとえばＷｉ−ＦｉまたはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）に用いられる２．４ＧＨｚ（２４００ＭＨｚ〜２５００ＭＨｚ）付近および５ＧＨｚ（５１５０ＭＨｚ〜５８００ＭＨｚ）付近を中心周波数とする電波であるが、上記以外の周波数帯域の電波についても適用可能である。

図１を参照して、通信装置１は、アンテナモジュール１０と、ベースバンド信号処理回路を構成するＢＢＩＣ５０とを備える。アンテナモジュール１０は、アンテナ装置１００と、給電回路の一例であるＲＦＩＣ１５０とを備える。通信装置１は、ＢＢＩＣ５０からアンテナモジュール１０へ伝達された信号を高周波信号にアップコンバートしてアンテナ装置１００から放射するとともに、アンテナ装置１００で受信した高周波信号をダウンコンバートしてＢＢＩＣ５０にて信号を処理する。

アンテナ装置１００においては、基板上に複数のアンテナ素子（放射素子）が形成される。図１の例においては、２つのアンテナ素子１１０，１１０Ａが形成されている。また、アンテナ装置１００においては、一方のアンテナ素子からの信号が他方のアンテナ素子へ伝達されることを抑制するための低結合部２００が形成されている。アンテナ装置１００の詳細な構成については、図２〜図４で後述する。なお、実施の形態における「アンテナ素子」は、本開示における「アンテナ」に対応する。

ＲＦＩＣ１５０は、スイッチ１５１Ａ，１５１Ｂ，１５３Ａ，１５３Ｂ，１５７と、パワーアンプ１５２ＡＴ，１５２ＢＴと、ローノイズアンプ１５２ＡＲ，１５２ＢＲと、減衰器１５４Ａ，１５４Ｂと、信号合成／分波器１５６と、ミキサ１５８と、増幅回路１５９とを備える。

高周波信号を送信する場合には、スイッチ１５１Ａ，１５１Ｂ，１５３Ａ，１５３Ｂ，がパワーアンプ１５２ＡＴ，１５２ＢＴ側へ切換えられるとともに、スイッチ１５７が増幅回路１５９の送信側アンプに接続される。高周波信号を受信する場合には、スイッチ１５１Ａ，１５１Ｂ，１５３Ａ，１５３Ｂがローノイズアンプ１５２ＡＲ，１５２ＢＲ側へ切換えられるとともに、スイッチ１５７が増幅回路１５９の受信側アンプに接続される。

ＢＢＩＣ５０から伝達された信号は、増幅回路１５９で増幅され、ミキサ１５８でアップコンバートされる。アップコンバートされた高周波信号である送信信号は、信号合成／分波器１５６で２分波され、２つの信号経路を通過して、アンテナ素子１１０，１１０Ａに給電される。

各アンテナ素子で受信された高周波信号である受信信号は、それぞれ、異なる信号経路を経由し、信号合成／分波器１５６で合波される。合波された受信信号は、ミキサ１５８でダウンコンバートされ、増幅回路１５９で増幅されてＢＢＩＣ５０へ伝達される。

ＲＦＩＣ１５０は、例えば、上記回路構成を含む１チップの集積回路部品として形成される。あるいは、ＲＦＩＣ１５０における各アンテナ素子に対応する機器（スイッチ、パワーアンプ、ローノイズアンプ、減衰器）については、対応するアンテナ素子毎に１チップの集積回路部品として形成されてもよい。

（アンテナ装置の構成）
図２〜図４を用いて、アンテナ装置１００の詳細な構成について説明する。図２は、図１のアンテナ装置１００の平面図である。図３は、アンテナ素子１１０（１１０Ａ）の構造の詳細を示す図であり、図４は、低結合部２００の構造の詳細を示す図である。

図２〜図４を参照して、アンテナ装置１００は、基板を構成する導体部３０を有する。導体部３０は、たとえば樹脂基板上に銅などの導電性材料が配置された構成を有しており、接地電極ＧＮＤとして機能する。導体部３０は、略矩形形状を有しており、互いに隣り合う辺４０および辺４１とを有している。実施の形態１のアンテナ装置１００においては、辺４０にアンテナ素子１１０が形成され、辺４１にアンテナ素子１１０Ａが形成されている。また、辺４０および辺４１に沿って、アンテナ素子１１０からアンテナ素子１１０Ａに至る経路に、低結合部２００が形成されている。図２においては、低結合部２００は、辺４０に形成されている。言い換えれば、低結合部２００は、接地電極ＧＮＤとして機能する導体部３０の外周に沿った、アンテナ素子１１０からアンテナ素子１１０Ａに至る経路のうち、より短い経路に形成されている。

実施の形態１においては、アンテナ素子１１０，１１０Ａは、いわゆるノッチアンテナであり、導体部３０の周囲に沿って開口が形成されたスリット３１，３２の内部に配置された放射電極１１１に高周波信号が供給されることによって、アンテナとして機能する。

図３は、アンテナ素子１１０の詳細な構造を示す図である。なお、アンテナ素子１１０Ａについても同様の構成であるため、その詳細な説明は繰り返さない。

図３を参照して、スリット３１は、導体部３０の辺４０に沿って開口が形成されている。以下の説明において、導体部３０（接地電極）の外周に開口が形成されたスリットにおける、導体部３０の辺に沿ったこの開口部分を、以下では「開口端」とも称する。スリット３１は、開口端３１１に対向し、開口端３１１よりも導体部３０の内側に閉口端３１２を有している。さらに、スリット３１は、開口端３１１と閉口端３１２との間に、互いに対向する側端３１３，３１４を有している。

アンテナ素子１１０は、上述のスリット３１内に、導体パターンと、周波数調整素子１１５，１１５と、給電部ＳＰとを含む。なお、導体パターンおよび周波数調整素子で形成される構成が上述の「放射電極１１１」に対応する。

導体パターンは、導体部３０が形成される樹脂基板上に、銅などの導電性材料を用いて形成されている。なお、導体パターンは、導体部３０をエッチング等によってパターニングすることによって形成してもよい。導体パターンは、導体部３０とは電気的に絶縁されている。

導体パターンは、共通導体１１２と、第１導体１１３と、第２導体１１４とを含んで構成される。共通導体１１２は、スリット３１の開口端３１１側において、側端３１４から側端３１３に向かう方向に、辺４０と平行に延在している。共通導体１１２の一方端は、周波数調整素子１１５を介して、第１導体１１３の一方端に接続されている。また、共通導体１１２の他方端と側端３１４との間には給電部ＳＰが配置されている。

第１導体１１３は、側端３１３に沿って延在する第１部分１１３１と、第１部分１１３１の端部に一方端が接続され、閉口端３１２に沿って側端３１３から側端３１４に向かう方向に延在する第２部分１１３２とを有する。また、第１導体１１３は、第２部分１１３２の端部に一方端が接続され、側端３１４に沿って閉口端３１２から開口端３１１に向かう方向に延在する第３部分１１３３をさらに有する。第３部分１１３３の他方端は開放端となっている。すなわち、第１導体１１３は、角ばったＪ字形状に形成されている。

第２導体１１４は、第１導体１１３と平行に、開口端３１１から閉口端３１２に向かう方向に延在している。第２導体１１４の一方端は、周波数調整素子１１６を介して、共通導体１１２に接続されている。第２導体１１４の他方端は開放端とされており、第１導体１１３における第３部分１１３３の開放端と対向している。

給電部ＳＰは、図１のＲＦＩＣ１５０に接続されており、ＲＦＩＣ１５０からの高周波信号を放射電極１１１に供給する。周波数調整素子は、たとえばインダクタおよび／またはキャパシタを含んで構成されるチップ素子である。

導体パターンを構成する共通導体１１２，第１導体１１３，第２導体１１４の各々は、インダクタとして機能する。導体パターンは、対向する導体部３０との間でキャパシタを形成する。また、第１導体１１３の開放端と、対向する第２導体１１４の開放端との間でもキャパシタが形成される。第１導体１１３および第２導体１１４の開放端では、他の部分に比べて電界強度が大きくなるので、双方の開放端を対向させることによって、キャパシタンスを効率的に稼ぐことができる。

共通導体１１２、周波数調整素子１１５および第１導体１１３で形成される部分は、ＲＦＩＣ１５０から供給される第１周波数（たとえば、２．４ＧＨｚ）で共振するように、各部のインダクタンスおよびキャパシタンスが調整される。また、共通導体１１２，周波数調整素子１１６および第２導体１１４で形成される部分は、ＲＦＩＣ１５０から供給される第２周波数（たとえば、５ＧＨｚ）で共振するように、各部のインダクタンスおよびキャパシタンスが調整される。

このとき、周波数調整素子１１５は、第１周波数において、給電部ＳＰから第１導体１１３を見たときのインピーダンスが、給電部ＳＰから第２導体１１４を見たときのインピーダンスよりも低くなるように構成される。また、周波数調整素子１１６は、第２周波数において、給電部ＳＰから第２導体１１４を見たときのインピーダンスが、給電部ＳＰから第１導体１１３を見たときのインピーダンスよりも低くなるように構成される。

このような構成とすることによって、給電部ＳＰから第１周波数の信号が供給された場合には、第１周波数の信号は周波数調整素子１１５を通過するが、周波数調整素子１１６は通過しにくくなる。一方、給電部ＳＰから第２周波数の信号が供給された場合には、第２周波数の信号は周波数調整素子１１６を通過するが、周波数調整素子１１５は通過しにくくなる。すなわち、周波数調整素子１１５および周波数調整素子１１６は、所定の周波数の信号を選択的に通過させるフィルタとして機能する。これによって、アンテナ素子１１０は、第１周波数の信号および第２周波数の信号を放射可能な、いわゆるデュアルバンド型のアンテナとして機能する。

ノッチアンテナにおいては、一般的には、スリット長（側端の長さ）が放射すべき電波に対応する波長λの１／４の長さであるスリットに対して高周波信号を供給することによって、電波が放射される。図３に示すような放射電極をスリット内に配置することによって、スリット長を短くすることができる。

なお、図３においては、周波数調整素子１１５，１１６は必須の構成ではない。第１導体１１３および第２導体１１４に対して、２つの高周波信号を選択的に供給することができるように各部のインピーダンスが調整できれば、周波数調整素子１１５，１１６の一方あるいは双方が設けられなくてもよい。

図４は、図２の低結合部２００の構造の詳細を示す図である。低結合部２００は、開口端３３１、閉口端３３２および側端３３３，３３４を有するスリット３３の内部に低結合化電極２０５が配置された構成を有している。

低結合化電極２０５は、共通導体２１０、第１導体２２０および第２導体２３０を含む導体パターンと、周波数調整素子２４０，２５０とで構成されている。低結合化電極２０５は、図３で説明したアンテナ素子１１０，１１０Ａとほぼ同様の構成を有しているが、共通導体２１０が導体部３０に接続されている点が異なっている。

すなわち、共通導体２１０は、スリット３３の開口端３３１側において、側端３３４から側端３３３に向かう方向に、辺４０と平行に延在している。共通導体２１０の一方端は、周波数調整素子２４０を介して第１導体２２０の一方端に接続されている。共通導体２１０の他方端は、導体部３０に接続されている。

第１導体２２０は、側端３３３に沿って延在する第１部分２２１と、第１部分２２１の端部に一方端が接続され、閉口端３３２に沿って側端３３３から側端３３４に向かう方向に延在する第２部分２２２とを有する。また、第１導体２２０は、第２部分２２２の端部に一方端が接続され、側端３３４に沿って閉口端３３２から開口端３３１に向かう方向に延在する第３部分２２３をさらに有する。第３部分２２３の他方端は開放端となっている。すなわち、第１導体２２０は、角ばったＪ字形状に形成されている。

第２導体２３０は、第１導体２２０と平行に、開口端３３１から閉口端３３２に向かう方向に延在している。第２導体２３０の一方端は、周波数調整素子２５０を介して、共通導体２１０に接続されている。第２導体２３０の他方端は開放端とされており、第１導体２２０における第３部分２２３の開放端と対向している。

低結合化電極２０５においては、共通導体２１０、周波数調整素子２４０および第１導体２２０で形成される部分の共振周波数が第１周波数（２．４ＧＨｚ）となるように、各部のインダクタンスおよびキャパシタンスが調整される。また、共通導体２１０、周波数調整素子２５０および第２導体２３０で形成される部分の共振周波数が第２周波数（５ＧＨｚ）となるように、各部のインダクタンスおよびキャパシタンスが調整される。

なお、低結合化電極２０５においても、周波数調整素子２４０，２５０は必須の構成ではない。第１導体２２０および第２導体２３０が、２つの高周波信号に対応して選択されるように各部のインピーダンスが調整できれば、周波数調整素子２４０，２５０の一方あるいは双方が設けられなくてもよい。

このような構成とすることによって、スリット３３が形成されている導体部３０の辺４０に沿って流れる第１周波数を有する電流、および第２周波数を有する電流が、スリット３３の開口端３３１においてキャンセルされる。すなわち、低結合部２００は、特定の周波数帯域の信号を遮断するフィルタとして機能し、アンテナ素子１１０，１１０Ａに第１周波数の信号および第２周波数の信号が供給された場合に、一方のアンテナ素子から他方のアンテナ素子に信号が伝達されることを抑制することができる。したがって、低結合部２００によって、アンテナ素子１１０，１１０Ａ間のアイソレーションを確保することができる。

複数のアンテナ素子を有するアンテナモジュールにおいて、２つのアンテナ素子間の信号の干渉防止（アイソレーションの確保）のために、アンテナ素子間の接地電極に、放射すべき高周波信号の波長の１／４の長さのスリットを形成する構成が知られている。このような構成において、アンテナ素子から複数の周波数帯域の信号を放射する場合、各周波数帯域に対応したスリットを接地電極に個別に形成することが必要となる。そうすると、アンテナ素子が配置される接地電極におけるスリットの占有面積が大きくなり、接地電極に実装される部品の配置が制約される場合が生じ得る。

本実施の形態１に係るアンテナモジュールにおいては、接地電極の外周に沿って開口が形成されたスリットの内部に、アンテナ素子から放射される２つの信号に対応する周波数帯域で共振するように構成された低結合化電極を形成することによって、一方のアンテナ素子から他方のアンテナ素子に信号が伝達されることを抑制する。このような構成とすることで、上述のような、放射される２つの信号に対応したスリットを個別に形成する場合と比べて、接地電極において、より少ない占有面積を用いて同等以上のアイソレーションを確保することができる。

以下、スリットを個別に形成した場合（比較例１）と、実施の形態１の構成の場合とにおける、アンテナ素子間のアイソレーションについて比較する。

図５は、比較例１のアンテナ装置１００＃の平面図である。アンテナ装置１００＃においては、実施の形態１の低結合部２００に代えて、２つのスリット３４，３５が導体部３０に形成されている。スリット３４の開口端から閉口端までの長さ（スリット長）は、アンテナ素子１１０，１１０Ａから放射される電波のうち、低周波数側の第１周波数に対応する波長λ_ＬＢの１／４とされている。これにより、スリット３４は開口端における導体部３０の端部間で、導体部３０を流れる電流が互いに逆位相となり、辺４０に沿って導体部３０を流れる電流がキャンセルされるので、一方のアンテナ素子から他方のアンテナ素子への第１周波数の高周波信号の伝達を抑制できる。また、スリット３５については、そのスリット長は、高周波数側の第２周波数に対応する波長λ_HＢの１／４とされている。これにより、スリット３４と同様に、一方のアンテナ素子から他方のアンテナ素子への第２周波数の高周波信号の伝達を抑制できる。

このように、比較例１のようなスリット３４，３５を有する構成のアンテナ装置１００＃においても、実施の形態１の低結合部２００と同様の機能が奏される。しかしながら、図２と図５との比較からわかるように、比較例１においては、実施の形態１の構成に比べて導体部３０を切り欠く面積が大きくなる。これにより、接地電極ＧＮＤである導体部３０への各種部品の配置の自由度が制限されてしまい、アンテナモジュールおよび通信装置の小型化を妨げる要因となり得る。

実施の形態１における低結合部２００のような構成では、第１周波数および第２周波数の２つの周波数に対して１つのスリット３３のみが形成されており、さらに、スリット３３内部に配置された低結合化電極２０５によってインダクタンスおよびキャパ心タンスが調整されて、スリット３３のスリット長ｄを、少なくとも低周波数側の第１周波数に対応する波長λ_ＬＢの１／４よりも小さくすることができる（ｄ＜λ_ＬＢ／４）。したがって、実施の形態１のような低結合部の構成を採用することによって、アンテナ素子間のアイソレーションを確保しつつ、接地電極（導体部３０）の面積を有効に利用することが可能となる。

図６および図７は、実施の形態１のアンテナ装置１００および比較例１のアンテナ装置１００＃におけるアンテナ素子間のアイソレーションを説明するための図である。図６においては、周波数に対するアイソレーションの変化を示すグラフであり、横軸には周波数が示され縦軸にはアイソレーションが示される。図７は、対象となる２つの周波数帯域（２．４ＧＨｚ帯，５ＧＨｚ帯）におけるアイソレーションを数値で示した表である。なお、図６において、実線ＬＮ１０が実施の形態１の場合のアイソレーションを示しており、破線ＬＮ１１が比較例の場合のアイソレーションを示している。

図６および図７に示されるように、対象となる第１周波数の帯域（２．４ＧＨｚ帯）および第２周波数の帯域（５ＧＨｚ帯）においては、実施の形態１の低結合部２００の場合、比較例１の場合に比べて同等あるいはそれ以上のアイソレーションが確保できていることがわかる。すなわち、実施の形態１の低結合部２００のような構成を用いることで、導体部３０において、より少ない占有面積を用いて同等以上のアイソレーションを確保することができる。これにより、導体部３０の面積を有効に利用することが可能となり、さらにはアンテナ装置の小型化にも寄与することができる。

［実施の形態２］
実施の形態１においては、２つのアンテナ装置がノッチアンテナである場合の例について説明したが、導体部に形成されるアンテナ装置はノッチアンテナ以外の構成であってもよい。

実施の形態２においては、アンテナ装置の少なくとも一方が、ノッチアンテナ以外の構成である場合の例について説明する。

図８は、実施の形態２に係るアンテナ装置１００Ａの平面図である。図８を参照して、アンテナ装置１００Ａにおいては、実施の形態１におけるノッチアンテナのアンテナ素子１１０，１１０Ａに代えて、線状アンテナとして形成されたアンテナ素子１２０，１２０Ａが配置されている。

アンテナ装置１００Ａにおいては、導体部３０の辺４０，４１の部分の樹脂基板６０が導体部分よりも大きくなっている。この樹脂基板６０の部分において、辺４０にアンテナ素子１２０を構成する導体パターンが形成されており、辺４１にアンテナ素子１２０Ａを構成する導体パターンが形成されている。

図８の例においては、アンテナ素子１２０，１２０Ａの各々は、２つの周波数帯域（第１周波数，第２周波数）の電波を放射することができるモノポールアンテナである。アンテナ素子１２０，１２０Ａの各々は、概略的には、実施の形態１のノッチアンテナのスリット内部に設けられる放射電極と類似の構成を有しており、共通導体に対して、周波数調整素子を介して第１周波数に対応した第１導体および第２周波数に対応した第２導体が接続されている。共通導体には給電部によりＲＦＩＣ１５０からの高周波信号が供給される。

図９は、比較例２のアンテナ装置１００Ａ＃の平面図である。アンテナ装置１００Ａ＃においては、比較例１と同様に、図８のアンテナ装置１００Ａの低結合部２００が２つのスリット３４，３５に置き換わった構成となっている。

図１０および図１１は、実施の形態２のアンテナ装置１００Ａおよび比較例２のアンテナ装置１００Ａ＃におけるアンテナ素子間のアイソレーションを説明するための図である。図１０および図１１についても、実施の形態１の図６および図７と同様に、図１０には周波数に対するアイソレーションの変化を示すグラフが示されており、図１１には対象となる２つの周波数帯域におけるアイソレーションが数値で示されている。なお、図１０においては、実線ＬＮ２０が実施の形態２の場合を示しており、破線ＬＮ２１が比較例２の場合を示している。

図１０および図１１に示されるように、対象となる２．４ＧＨｚ帯および５ＧＨｚ帯の周波数帯域のいずれにおいても、実施の形態２の低結合部２００の場合には、比較例２の場合に比べて同等あるいはそれ以上のアイソレーションが確保できている。

このように、実施の形態１および実施の形態２で示した低結合部の機能は、アンテナ装置におけるアンテナ素子の構成には依存しない。そのため、たとえば図１２に示される変形例１のアンテナ装置１００Ｂのように、２つのアンテナ素子のうち一方のアンテナ素子がノッチアンテナとして形成され、他方のアンテナ素子が線状アンテナとして形成されるような構成であってもよい。

［実施の形態３］
実施の形態１および実施の形態２においては、２つのアンテナ素子が、導体部（接地電極）の互いに隣り合う異なる辺に配置される構成について説明した。

実施の形態３においては、２つのアンテナ素子が導体部の同じ辺に配置される構成の例について説明する。

図１３は、実施の形態３に係るアンテナ装置１００Ｃの平面図である。アンテナ装置１００Ｃにおいては、実施の形態２において辺４１に配置されていたアンテナ素子１２０Ａが、アンテナ素子１２０と同じ辺４０に配置された構成となっている。アンテナ素子１２０は辺４０の一方の端部に配置され、アンテナ素子１２０Ａは辺４０の他方の端部に配置されている。また、アンテナ素子１２０とアンテナ素子１２０Ａとは、辺４０の中央を通る仮想線ＣＬ１に対して対称となるように配置されている。

低結合部２００は、辺４０において、アンテナ素子１２０とアンテナ素子１２０Ａとの間に形成されている。なお、図１３の例においては、低結合部２００は、辺４０の中央部に配置されている。

なお、図１３においては、２つのアンテナ素子が線状アンテナである場合の例について示しているが、アンテナ素子の構成についてはこれに限定されない。実施の形態１のように、２つのアンテナ素子がノッチアンテナであってもよいし、図１２の変形例１のように一方がノッチアンテナで他方が線状アンテナである構成であってもよい。

図１４は、比較例３のアンテナ装置１００Ｃ＃の平面図である。アンテナ装置１００Ｃ＃においては、図１３のアンテナ装置１００Ｃの低結合部２００が２つのスリット３４，３５に置き換わった構成となっている。

図１５および図１６は、実施の形態３のアンテナ装置１００Ｃおよび比較例３のアンテナ装置１００Ｃ＃におけるアンテナ間のアイソレーションを説明するための図である。図１５には周波数に対するアイソレーションの変化を示すグラフが示されており、図１６には対象となる２つの周波数帯域におけるアイソレーションが数値で示されている。なお、図１５においては、実線ＬＮ３０が実施の形態３の場合を示しており、破線ＬＮ３１が比較例３の場合を示している。

図１５および図１６に示されるように、対象となる２．４ＧＨｚ帯および５ＧＨｚ帯の周波数帯域のいずれにおいても、実施の形態３の低結合部２００の場合には、比較例３の場合に比べて同等あるいはそれ以上のアイソレーションが確保できている。

なお、図１３においては、矩形状の導体部の同じ辺に形成された２つのアンテナ素子が、導体部（接地電極）に対して対称に配置される例について示したが、実施の形態１および実施の形態２のように、互いに隣り合う２つの辺の各々にアンテナ素子が配置される場合において、２つの辺が接する角部に対して、２つのアンテナ素子が対称に配置される構成であってもよい。具体的には、図１７に示される変形例２のアンテナ装置１００Ｄのように、辺４０と辺４１とが接する角部Ｃ１を２等分する仮想線ＣＬ２に対して、アンテナ素子１２０とアンテナ素子１２０Ａとが対称配置される構成であってもよい。

［実施の形態４］
上述の実施の形態２，３においては、アンテナ素子の配置が異なる例について説明した。以下の実施の形態４においては、低結合部２００における低結合化電極の異なる構成について説明する。なお、実施の形態４のアンテナ装置は、図２に示した実施の形態１のアンテナ装置１００の構成をベースとし、低結合部２００の低結合化電極２０５の構成のみを変更したものである。そのため、実施の形態４においては、アンテナ装置における低結合部の構成のみを説明し、他の構成についての説明は繰り返さない。

（第１例）
図１８は、実施の形態４の第１例における低結合部２００Ａを示す図である。低結合部２００Ａの低結合化電極２０５Ａにおいては、実施の形態１の低結合化電極２０５に比べて共通導体の部分が短くなっている。

図１８を参照して、低結合部２００Ａの低結合化電極２０５Ａにおける共通導体２１０Ａは、スリット３３の側端３３４から側端３３３に向かう方向に辺４０と平行に延在する第１部分２１１と、第１部分２１１の端部から閉口端３３２の方向に屈曲した第２部分２１２とを有する、略Ｌ字形状を有している。

共通導体２１０Ａの屈曲部分には、周波数調整素子２４０を介して第１導体２２０Ａが接続されている。第１導体２２０Ａは、実施の形態１の低結合化電極２０５における第１導体２２０の構成（第１部分２２１，第２部分２２２，第３部分２２３）に加えて、側端３３３に沿った第１部分２２１の開口端３３１側の端部から共通導体２１０Ａに向かう方向に延在する第４部分２２４をさらに含む。

また、共通導体２１０Ａの第２部分２１２における閉口端３３２側の端部には、周波数調整素子２５０を介して第２導体２３０Ａが接続されている。第２導体２３０Ａは、周波数調整素子２５０から側端３３３に向かう方向に延在する第１部分２３１と、第１部分２３１の側端３３３側の端部から屈曲し、側端３３３に平行に延在する第２部分２３２とを含む。第２部分２３２の開放端は、第１導体２２０Ａの第３部分２２３の開放端と対向している。

低結合化電極２０５Ａの構成においても、共通導体２１０Ａ、周波数調整素子２４０および第１導体２２０Ａで形成される部分の共振周波数が第１周波数（２．４ＧＨｚ）となるように、各部のインダクタンスおよびキャパシタンスが調整される。また、共通導体２１０Ａ、周波数調整素子２５０および第２導体２３０Ａで形成される部分の共振周波数が第２周波数（５ＧＨｚ）となるように、各部のインダクタンスおよびキャパシタンスが調整される。これにより、低結合部２００Ａは、実施の形態１の低結合部２００と同様の機能を奏する。なお、低結合化電極２０５Ａにおいても、周波数調整素子２４０，２５０の一方あるいは双方が設けられなくてもよい。

図１９および図２０は、第１例の低結合部２００Ａを含むアンテナ装置および比較例１のアンテナ装置１００＃におけるアンテナ素子間のアイソレーションを説明するための図である。図１９には周波数に対するアイソレーションの変化を示すグラフが示されており、図２０には対象となる２つの周波数帯域におけるアイソレーションが数値で示されている。なお、図１９においては、実線ＬＮ４０が第１例の場合を示しており、破線ＬＮ４１が比較例１の場合を示している。

図１９および図２０に示されるように、対象となる２．４ＧＨｚ帯および５ＧＨｚ帯の周波数帯域のいずれにおいても、実施の形態４の第１例における低結合部２００Ａの場合には、比較例１の場合に比べて同等あるいはそれ以上のアイソレーションが確保できている。

なお、低結合電極における第１導体および第２導体を共通導体を介して接地電極に接続することによって、共通導体を用いない場合に比べて、第１導体と第２導体の導体間の容量バラツキを低減することができる。また、共通導体の長さを調整することで、周波数調整素子の感度を調整することができる。

（第２例）
実施の形態１の低結合部２００および実施の形態４の第１例の低結合部２００Ａにおいては、低結合化電極２０５，２０５Ａには、第１周波数および第２周波数の双方の場合に電流が通過する共通導体２１０，２１０Ａが含まれる構成の例について説明した。

実施の形態４の第２例においては、低結合化電極に共通導体を含まない構成の例について説明する。

図２１は、実施の形態４の第２例における低結合部２００Ｂを示す図である。低結合部２００Ｂの低結合化電極２０５Ｂにおいては、第１周波数に対応する第１導体２２０Ｂと、第２周波数に対応する第２導体２３０Ｂとが、個別に導体部３０に接続される構成となっている。

第１導体２２０Ｂは、第１例の第１導体２２０Ａと同様に、第１部分２２１〜第４部分２２４を含む。第１導体２２０Ｂの第４部分２２４は、第１部分２２１の開口端３３１側の端部から側端３３４に向かう方向に辺４０に沿って延在し、周波数調整素子２４０を介して導体部３０に接続される。

第２導体２３０Ｂも、実施の形態４の第２導体２３０Ａと同様に、第１部分２３１および第２部分２３２を含む。第１部分２３１は、第２部分２３２の開口端３３１側の端部から側端３３４に向かう方向に辺４０に沿って延在し、周波数調整素子２５０を介して導体部３０に接続される。

低結合化電極２０５Ｂの構成においても、第１導体２２０Ｂおよび周波数調整素子２４０で形成される部分の共振周波数が第１周波数（２．４ＧＨｚ）となるように、各部のインダクタンスおよびキャパシタンスが調整される。また、第２導体２３０Ｂおよび周波数調整素子２５０で形成される部分の共振周波数が第２周波数（５ＧＨｚ）となるように、各部のインダクタンスおよびキャパシタンスが調整される。これにより、低結合部２００Ｂは、実施の形態１の低結合部２００と同様の機能を奏する。なお、低結合化電極２０５Ｂにおいても、周波数調整素子２４０，２５０の一方あるいは双方が設けられなくてもよい。

図２２および図２３は、第２例の低結合部２００Ｂを含むアンテナ装置および比較例１のアンテナ装置１００＃におけるアンテナ間のアイソレーションを説明するための図である。図２２には周波数に対するアイソレーションの変化を示すグラフが示されており、図２０には対象となる２つの周波数帯域におけるアイソレーションが数値で示されている。なお、図２３においては、実線ＬＮ５０が第２例の場合を示しており、破線ＬＮ５１が比較例１の場合を示している。

図２２および図２３に示されるように、対象となる２．４ＧＨｚ帯および５ＧＨｚ帯の周波数帯域のいずれにおいても、実施の形態４の第２例における低結合部２００Ｂの場合には、比較例１の場合に比べて同等あるいはそれ以上のアイソレーションが確保できている。また、このように、共通導体を用いずに低結合化電極を個別に接地電極に接続することで、周波数調整素子の感度が高くなり、周波数の調整範囲を拡大することができる。

以上説明したように、導体部（接地電極）に配置された２つのアンテナ素子を有するアンテナモジュールにおいて、一方のアンテナ素子から他方のアンテナ素子に至る経路において、スリット内部に２つの周波数（第１周波数，第２周波数）に対してそれぞれ共振する低結合化電極を形成することによって、２つのアンテナ素子間のアイソレーションを確保しつつ、導体部の面積を有効に利用することができる。このとき、低結合化電極における、第１周波数に対応する第１導体の開放端と、第２周波数に対応する第２導体の開放端とを対向させて、効率的にキャパシタンスを得ることによって、低結合化電極を小型化することができる。

なお、上記の説明においては、２つのアンテナ素子の双方が２つの異なる周波数帯域の高周波信号を放出することが可能な、いわゆるデュアルバンド型のアンテナ素子である場合を例として説明したが、各アンテナ素子は必ずしもデュアルバンド型のアンテナ素子でなくてもよい。

たとえば、一方のアンテナ素子が第１周波数および第２周波数の２つの周波数帯域の信号を放射可能なデュアルバンド型のアンテナ素子であり、他方のアンテナ素子が第１周波数および第２周波数のどちらか一方のみの信号を放射可能なシングルバンド型のアンテナ素子であってもよい。

あるいは、２つのアンテナ素子がいずれもシングルバンド型のアンテナ素子であり、一方のアンテナ素子が第１周波数の信号を放射可能なアンテナ素子であり、他方のアンテナ素子が第２周波数の信号を放射可能なアンテナ素子であるような場合であってもよい。

さらに、２つのアンテナ素子がいずれもシングルバンド型のアンテナ素子であり、双方が同じ周波数帯域の信号を放射するような場合であっても、上述のような低結合部を採用することができる。より詳細には、放射される信号の周波数帯域幅が広く、当該周波数帯域内に２つの減衰域が必要となるような、いわゆるマルチバンド型のアンテナ装置の場合には、この２つの減衰域に対応する周波数の信号を遮断するように低結合部を形成することで、アンテナ素子間のアイソレーションを確保することができる。

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 通信装置、１０ アンテナモジュール、１１２，２１０，２１０Ａ 共通導体、３０ 導体部、３１〜３５ スリット、４０，４１ 辺、６０ 樹脂基板、１００，１００Ａ〜１００Ｄ，１００Ａ＃，１００Ｃ＃ アンテナ装置、１１０，１１０Ａ，１２０，１２０Ａ アンテナ素子、１１１ 放射電極、１１３，２２０，２２０Ａ，２２０Ｂ 第１導体、１１４，２３０，２３０Ａ，２３０Ｂ 第２導体、１１５，１１６，２４０，２５０ 周波数調整素子、１５１Ａ，１５１Ｂ，１５３Ａ，１５３Ｂ，１５７ スイッチ、１５２ＡＲ，１５２ＢＲ ローノイズアンプ、１５２ＡＴ，１５２ＢＴ パワーアンプ、１５４Ａ，１５４Ｂ 減衰器、１５６ 信号合成／分波器、１５８ ミキサ、１５９ 増幅回路、２００，２００Ａ，２００Ｂ 低結合部、２０５，２０５Ａ，２０５Ｂ 低結合化電極、２１１，２２１，２３１，１１３１ 第１部分、２１２，２２２，２３２，１１３２ 第２部分、２２３，１１３３ 第３部分、２２４ 第４部分、３１１，３３１ 開口端、３１２，３３２ 閉口端、３１３，３１４，３３３，３３４ 側端、Ｃ１ 角部、ＧＮＤ 接地電極、ＳＰ 給電部。

［実施の形態１］
（通信装置の基本構成）
図１は、実施の形態１に係るアンテナモジュール１０が搭載された通信装置１のブロック図の一例である。通信装置１は、たとえば、携帯電話、スマートフォンあるいはタブレットなどの携帯端末や、通信機能を備えたパーソナルコンピュータのような端末装置である。本実施の形態に係るアンテナモジュール１０に用いられる電波の周波数帯域の一例は、たとえばＷｉ−ＦｉまたはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）に用いられる２．４ＧＨｚ（２４００ＭＨｚ〜２５００ＭＨｚ）付近および５ＧＨｚ（５１５０ＭＨｚ〜５８００ＭＨｚ）付近を中心周波数とする帯域であるが、上記以外の周波数帯域の電波についても適用可能である。

アンテナ素子１１０は、上述のスリット３１内に、導体パターンと、周波数調整素子１１５，１１６と、給電部ＳＰとを含む。なお、導体パターンおよび周波数調整素子で形成される構成が上述の「放射電極１１１」に対応する。

図６および図７は、実施の形態１のアンテナ装置１００および比較例１のアンテナ装置１００＃におけるアンテナ素子間のアイソレーションを説明するための図である。図６においては、周波数に対するアイソレーションの変化を示すグラフであり、横軸には周波数が示され縦軸にはアイソレーションが示される。図７は、対象となる２つの周波数帯域（２．４ＧＨｚ帯，５ＧＨｚ帯）におけるアイソレーションを数値で示した表である。なお、図６において、実線ＬＮ１０が実施の形態１の場合のアイソレーションを示しており、破線ＬＮ１１が比較例１の場合のアイソレーションを示している。

［実施の形態２］
実施の形態１においては、２つのアンテナ素子がノッチアンテナである場合の例について説明したが、導体部に形成されるアンテナ素子はノッチアンテナ以外の構成であってもよい。

実施の形態２においては、アンテナ素子の少なくとも一方が、ノッチアンテナ以外の構成である場合の例について説明する。

なお、低結合化電極における第１導体および第２導体を共通導体を介して接地電極に接続することによって、共通導体を用いない場合に比べて、第１導体と第２導体の導体間の容量バラツキを低減することができる。また、共通導体の長さを調整することで、周波数調整素子の感度を調整することができる。

図２２および図２３は、第２例の低結合部２００Ｂを含むアンテナ装置および比較例１のアンテナ装置１００＃におけるアンテナ間のアイソレーションを説明するための図である。図２２には周波数に対するアイソレーションの変化を示すグラフが示されており、図２２には対象となる２つの周波数帯域におけるアイソレーションが数値で示されている。なお、図２３においては、実線ＬＮ５０が第２例の場合を示しており、破線ＬＮ５１が比較例１の場合を示している。

Claims (17)

1. 外周に沿って開口が形成される第１スリットが形成された接地電極と、
   前記接地電極に配置された第１アンテナおよび第２アンテナと、
   前記第１スリットの内部において前記接地電極に接続された低結合化電極とを備え、
   前記第１スリットは、前記接地電極の外周に沿って、前記第１アンテナから前記第２アンテナに至る経路に形成されており、
   前記低結合化電極は、第１周波数に対応する長さを有する第１導体と、前記第１周波数よりも高い第２周波数に対応する長さを有する第２導体とを含む、アンテナモジュール。
2. 前記第１導体および前記第２導体は、前記接地電極に接続される第１端部と、開放状態の第２端部とを有しており、
   前記第１導体の第２端部と前記第２導体の第２端部とは互いに対向している、請求項１に記載のアンテナモジュール。
3. 前記第１アンテナおよび前記第２アンテナの少なくとも一方は、前記第１周波数および前記第２周波数の双方の信号を送信可能に構成される、請求項１に記載のアンテナモジュール。
4. 前記第１アンテナは、少なくとも前記第１周波数の信号を送信可能に構成され、
   前記第２アンテナは、少なくとも前記第２周波数の信号を送信可能に構成される、請求項１に記載のアンテナモジュール。
5. 前記第１導体の第１端部および前記第２導体の第１端部の少なくとも一方は、周波数調整素子を介して前記接地電極に接続される、請求項２に記載のアンテナモジュール。
6. 前記低結合化電極は、前記接地電極に接続された共通導体をさらに含み、
   前記第１導体および前記第２導体は、前記共通導体を介して前記接地電極に接続される、請求項２に記載のアンテナモジュール。
7. 前記第１導体の第１端部および前記第２導体の第１端部の少なくとも一方は、周波数調整素子を介して前記共通導体に接続される、請求項６に記載のアンテナモジュール。
8. 前記第１導体に接続される周波数調整素子は、前記第１周波数において、前記接地電極から前記第１導体を見た時のインピーダンスが、前記接地電極から前記第２導体を見た時のインピーダンスよりも低くなるように構成され、
   前記第２導体に接続される周波数調整素子は、前記第２周波数において、前記接地電極から前記第２導体を見た時のインピーダンスが、前記接地電極から前記第１導体を見た時のインピーダンスよりも低くなるように構成される、請求項５または７に記載のアンテナモジュール。
9. 前記第１アンテナおよび前記第２アンテナの少なくとも一方は、ノッチアンテナである、請求項１〜８のいずれか１項に記載のアンテナモジュール。
10. 前記ノッチアンテナは、
    前記接地電極の外周に沿って開口が形成される第２スリットの内部に配置された放射電極と、
    前記放射電極に高周波信号を供給する給電部とを含み、
    前記放射電極は、前記低結合化電極と同様の構成を有している、請求項９に記載のアンテナモジュール。
11. 前記第１アンテナおよび前記第２アンテナの少なくとも一方は、線状アンテナである、請求項１〜８のいずれか１項に記載のアンテナモジュール。
12. 前記接地電極は、第１辺と、前記第１辺に隣接する第２辺とを含む略矩形形状を有しており、
    前記第１アンテナは、前記第１辺に配置され、
    前記第２アンテナは、前記第２辺に配置され、
    前記第１スリットは、前記第１辺および前記第２辺に沿って、前記第１アンテナから前記第２アンテナに至る経路に形成されている、請求項１〜１１のいずれか１項に記載のアンテナモジュール。
13. 前記接地電極は、第１辺と、前記第１辺に隣接する第２辺とを含む略矩形形状を有しており、
    前記第１アンテナおよび前記第２アンテナは、前記接地電極における前記第１辺に配置されており、
    前記第１スリットは、前記第１辺において、前記第１アンテナから前記第２アンテナに至る経路に形成されている、請求項１〜１１のいずれか１項に記載のアンテナモジュール。
14. 前記低結合化電極は、前記第１周波数および前記第２周波数において減衰域が形成されるように構成される、請求項１〜１３のいずれか１項に記載のアンテナモジュール。
15. 前記第１スリットの開口から閉口端までの長さは、前記第１周波数に対応する波長の１／４よりも短い、請求項１〜１４のいずれか１項に記載のアンテナモジュール。
16. 前記第１アンテナおよび前記第２アンテナに高周波信号を供給するように構成された給電回路をさらに備える、請求項１〜１５のいずれか１項に記載のアンテナモジュール。
17. 請求項１〜１６のいずれか１項に記載のアンテナモジュールを搭載した、通信装置。

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