WO2012029759A1 - アンテナ装置 - Google Patents

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WO2012029759A1
WO2012029759A1 PCT/JP2011/069563 JP2011069563W WO2012029759A1 WO 2012029759 A1 WO2012029759 A1 WO 2012029759A1 JP 2011069563 W JP2011069563 W JP 2011069563W WO 2012029759 A1 WO2012029759 A1 WO 2012029759A1
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antenna element
antenna
feeding unit
ground conductor
power feeding
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PCT/JP2011/069563
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English (en)
French (fr)
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和彦 池畑
Original Assignee
シャープ株式会社
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/24Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the orientation by switching energy from one active radiating element to another, e.g. for beam switching
    • H01Q3/247Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the orientation by switching energy from one active radiating element to another, e.g. for beam switching by switching different parts of a primary active element
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12Supports; Mounting means
    • H01Q1/22Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/24Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
    • H01Q1/241Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM
    • H01Q1/242Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for hand-held use
    • H01Q1/243Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for hand-held use with built-in antennas
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00Antenna arrays or systems
    • H01Q21/24Combinations of antenna units polarised in different directions for transmitting or receiving circularly and elliptically polarised waves or waves linearly polarised in any direction

Definitions

  • the present invention relates to an antenna device provided with an antenna element, and more particularly to an antenna device that realizes polarization diversity.
  • the appropriate polarization can be obtained. You can select and send / receive. Such a technique is known as polarization diversity.
  • Patent Document 1 describes an antenna device that realizes polarization diversity with a single antenna element.
  • the antenna device described in Patent Document 1 is shown in FIGS.
  • FIG. 20 includes an X-shaped antenna element 1020.
  • the antenna device 10 shown in FIG. 20A when the antenna element 1020 is fed from the feeding unit 1030, a high-frequency current flows in the antenna element 1020 in the direction indicated by the arrow 1031.
  • FIG. 20B when the antenna element 1020 is fed from the feeding unit 1040, a high frequency current flows in the direction indicated by the arrow 1041 in the antenna element 1020.
  • the antenna device 11 shown in FIG. 21 includes an L-shaped antenna element 1120.
  • a central portion 1150 of the antenna element 1120 is connected to the ground.
  • FIG. 21A when the antenna element 1020 is fed from the feeding unit 1130, a high-frequency current flows in the direction indicated by the arrow 1131 in the antenna element 1020.
  • FIG. 21B when the antenna element 1020 is fed from the feeding unit 1140, a high-frequency current flows in the direction indicated by the arrow 1041 in the antenna element 1020.
  • the direction of the high-frequency current flowing on the antenna element is switched by switching the position of the power feeding unit, and the main polarization of radio waves transmitted and received in the antenna device is switched.
  • the antenna device described in Patent Literature 1 since polarization diversity is realized by one antenna element, it is possible to reduce the cost, occupied volume, and the like of the antenna element.
  • the antenna element described in Patent Document 1 requires shapes such as an X shape and an L shape in order to flow a high-frequency current corresponding to each of a plurality of polarized waves. Therefore, the shape of the entire antenna element is restricted, and the degree of freedom in designing the device is lost. In particular, when the electronic component and the ground are retracted from the lower part of the antenna element in order to ensure the characteristics of the antenna element, the degree of freedom in designing the device is further lost, and miniaturization and the like become difficult.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and a main object of the present invention is to provide a technique for improving the degree of freedom in designing an antenna device that realizes polarization diversity.
  • an antenna device is provided with an antenna element, a substrate on which a ground conductor is formed, and a first and a second that are provided on the substrate and feed power to the antenna element. And a switching unit that switches which of the first and second feeding units feeds the antenna element, and the first feeding unit feeds the antenna element, The main direction of the high-frequency current flowing through the ground conductor is different from that when the two power feeding units feed the antenna element.
  • one of the first power feeding unit and the second power feeding unit feeds the antenna element. Which of the first feeding unit and the second feeding unit feeds power to the antenna element is switched by the switching unit. Since the first power feeding unit and the second power feeding unit are provided on the substrate, and a ground conductor is formed on the substrate, the first power feeding unit or the second power feeding unit may be configured to connect the antenna element. When power is supplied, a high-frequency current flows through the ground conductor.
  • radio waves having a polarization direction along the main direction of the high-frequency current flowing through the ground conductor can be suitably transmitted and received. By controlling the main direction, it is possible to switch the main polarization of radio waves to be transmitted and received.
  • the main direction of the high-frequency current flowing through the ground conductor is different between when the first feeding unit feeds the antenna element and when the second feeding unit feeds the antenna element.
  • the switching unit it is possible to switch the main polarization of the radio wave to be transmitted and received, thereby realizing polarization diversity.
  • the shape of the antenna element is not limited, it is possible to improve the degree of design freedom in a device that realizes polarization diversity.
  • the antenna device can switch the direction of the main polarization of radio waves to be transmitted and received without making the shape of the antenna element special. Thereby, the freedom degree of the design in the apparatus which implement
  • the present invention includes an antenna element, a substrate on which a ground conductor is formed, a first and a second feeding unit that are provided on the substrate and feeds the antenna element, and a first and a second feeding.
  • a switching unit that switches which of the unit supplies power to the antenna element, when the first power supply unit supplies power to the antenna element, and when the second power supply unit supplies power to the antenna element.
  • An antenna device is provided in which the main direction of the high-frequency current flowing through the ground conductor is different.
  • the first conductor feeds the antenna element
  • the second feeder feeds the antenna element, and flows through the ground conductor. Since the main direction of the high-frequency current is different, the main polarization of the radio wave to be transmitted and received can be switched using the switching unit. Thus, polarization diversity can be realized without using a special antenna shape.
  • the antenna device has a main component of the high-frequency current flowing through the ground conductor when the first feeding unit feeds the antenna element and when the second feeding unit feeds the antenna element.
  • Any device may be used as long as it is designed to have different directions.
  • a device in which the first and second power feeding units are arranged as described below can be suitably used.
  • the main polarization when the second feeding unit feeds the antenna element is the first direction
  • the main polarization when the first feeding unit feeds the antenna element is the first direction.
  • the first and second feeding parts are arranged so as to be shorter than the electrical length of the first, and (2) in the third path passing through the first feeding part and crossing the ground conductor in the second direction, The sum of the difference between the electrical lengths on both sides of the feeding part and the electrical length of the antenna element passes through the second feeding part. In the fourth path traversing the ground conductor in the second direction, the difference between the electrical lengths on both sides sandwiching the second power feeding portion and the sum of the electrical lengths of the antenna element is greater than the frequency band used by the antenna element.
  • the first and second feeding parts are arranged so as to be close to a half wavelength, and (3) the difference between the electrical lengths on both sides sandwiching the second feeding part in the second path, and the electrical length of the antenna element Is closer to the half wavelength of the used frequency band of the antenna element than the sum of the difference between the electrical lengths of both sides sandwiching the second feeding portion in the fourth path and the electrical length of the antenna element. It is preferable to arrange the second power feeding unit.
  • the first power feeding unit is arranged closer to the center of the electrical length of the first path.
  • the first feeding unit feeds the antenna element, the currents flowing in the first direction from the first feeding unit are opposite to each other from the first feeding unit toward both ends of the first path. Since the flows cancel out so as to be in phase, the second direction can be successfully made the main polarization.
  • the second power feeding unit is arranged so as to be away from the center of the electrical length of the second path.
  • the current flowing in the second direction from the second power feeding unit has a small or no cancellation as described above. Therefore, when the second feeding unit feeds the antenna element, the first direction can be successfully set as the main polarization.
  • the effective electrical length in the second direction in the ground conductor considering the cancellation due to the reverse phase current is the first in the third path.
  • the second power feeding part feeds the antenna element, the effective electric power in the second direction in the ground conductor considering the cancellation due to the reverse phase current is obtained.
  • the length is the difference between the electrical lengths on both sides sandwiching the second power feeding unit in the fourth path.
  • the effective electrical length in the second direction when the first power feeding portion feeds the antenna element and the antenna element is longer than the sum of the effective electrical length in the second direction and the electrical length of the antenna element when the second feeding unit feeds the antenna element. Near half wavelength.
  • the current flowing in the second direction is the second direction when the second feeding unit is feeding the antenna element.
  • the polarization in the second direction when the first feeding unit feeds the antenna element is polarized in the second direction when the second feeding unit feeds the antenna element. Can be stronger than the wave.
  • the effective electrical length in the first direction and the electrical length of the antenna element Is closer to the half wavelength of the operating frequency band than the sum of the effective electrical length in the second direction and the electrical length of the antenna element, so that the current flowing in the first direction is , Larger than the current flowing in the second direction. Therefore, when the second feeding unit feeds the antenna element, the first direction can be successfully set as the main polarization.
  • the main polarization when the first feeding unit feeds the antenna element is set to the second direction by arranging the feeding unit as in (1) to (3). Can be made stronger than the polarization in the second direction when the second feeding portion feeds the antenna element.
  • the main polarization when the second feeding unit feeds the antenna element can be the first direction. Therefore, switching of the main polarization can be suitably realized.
  • the first power feeding unit is arranged at the center of one side of the substrate on which the ground (ground conductor) is formed, and the second power feeding is arranged at the end of the same side. May be arranged, and as shown in the eighth and ninth embodiments, the feeding unit may be arranged at other positions. Further, as in the first to seventh and ninth embodiments, the direction in which the power feeding parts are connected may overlap with one of the polarization directions, or the direction in which the power feeding parts are connected to each other as in the eighth embodiment. The wave direction may be different.
  • FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a configuration of an antenna device 1 according to an embodiment (first embodiment) of the present invention
  • FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a high-frequency current flowing through the antenna device 1. It is. In both figures, (a) and (b) show the situation when the antenna element is fed from different feeding sections.
  • the antenna device 1 includes a substrate 100 on which a ground (ground conductor) is formed and an antenna element 120.
  • a transmission / reception circuit 110 On the substrate 100, a transmission / reception circuit 110, a first power feeding unit 130, A first matching circuit 132, a second power feeding unit 140, and a second matching circuit 142 are provided.
  • the antenna element 120 has a linear shape, and the first power supply unit 130 and the second power supply unit 140 are connected to different ends of the antenna element 120, respectively.
  • a first direction and a second direction orthogonal to each other are defined on the substrate surface of the substrate 100.
  • the short direction and the long direction can be used as the first and second directions.
  • which of the short side direction and the long side direction is set as the first direction can be determined according to the following conditions.
  • the antenna element 120 when the electrical length in the first direction of the ground conductor of the substrate 100 is the first electrical length and the electrical length in the second direction of the ground conductor of the substrate 100 is the second electrical length, the antenna element 120 The sum of the electrical length and the first electrical length is closer to the half wavelength of the used frequency band of the antenna element 120 than the sum of the electrical length of the antenna element 120 and the second electrical length. What is necessary is just to define the 1st and 2nd direction.
  • the use frequency band of the antenna element 120 is not particularly limited, and may be set as appropriate according to the application.
  • the first feeding unit 130 is configured such that when the first feeding unit 130 feeds the antenna element 120, the main polarization of the dipole antenna formed by the ground conductor of the substrate 100 and the antenna element 120 is in the second direction. It is provided at such a position. Such a position exists on the substrate 100 near the center in the first direction and near the end in the second direction. As will be described later, when power is supplied near the center in the first direction, a reverse-phase current flows in the first direction, and the characteristics of the dipole antenna in the first direction are weakened. On the other hand, the reverse-phase current flowing in the second direction is suppressed, and the main polarization of the dipole antenna is in the second direction.
  • the second power feeding unit 140 when the second power feeding unit 140 feeds the antenna element 120, the second power feeding unit 140 has the main polarization of the dipole antenna constituted by the ground conductor of the substrate 100 and the antenna element 120 as the first polarization. It is provided in the position which becomes the direction of. Such a position exists on the substrate 100 near the end in the first and second directions.
  • the sum of the electrical length of the antenna element 120 and the first electrical length is closer to the half wavelength of the used frequency band of the antenna element 120 than the sum of the electrical length of the antenna element 120 and the second electrical length.
  • the current flowing in the first direction on the ground conductor is stronger (power is larger) than the current flowing in the second direction on the ground conductor, and the main polarization of the dipole antenna is in the first direction. It becomes.
  • the position of the first power feeding unit 130 can be the central part in the first direction on the substrate 100 and the end in the second direction.
  • “the central portion in the first direction and the end portion in the second direction” means the vicinity of the center in the first direction and the vicinity of the end in the second direction, and , A position where the main polarization of the dipole antenna composed of the ground conductor of the substrate 100 and the antenna element 120 is in the second direction, for example, the distance from one end in the first direction of the substrate 100 However, it is preferably 40% or more and 60% or less of the total electrical length in the first direction, and particularly preferably 45% or more and 55% or less. Further, in the second direction of the substrate 100, the distance from one end is preferably 0% or more and 10% or less of the entire electrical length in the second direction, and is 0% or more and 5% or less. It is particularly preferred.
  • the position of the second power feeding unit 140 can be an end of the substrate 100 in the first and second directions.
  • the “end portion in the first and second directions” is a dipole antenna that is near the end in the first and second directions and includes the ground conductor of the substrate 100 and the antenna element 120.
  • the distance from one end is 0% or more of the total electrical length in the first direction, It is preferably 10% or less, particularly preferably 0% or more and 5% or less.
  • the distance from one end is preferably 0% or more and 10% or less of the entire electrical length in the second direction, and is preferably 0% or more and 5% or less. It is particularly preferred that
  • a substrate on which no ground conductor is formed may be added to or integrated with the substrate 100.
  • the above-described “substrate on which the ground conductor is formed”, that is, the substrate 100 is formed with the ground conductor. It is intended to refer to an area.
  • the central part in the first direction is The first power supply unit 130 should be located closer to the second power supply unit 140 than the position shown in FIG. 1.
  • the transmission / reception circuit 110 is a circuit that performs signal processing (A / D D / A conversion, modulation / demodulation, multiplexing / separation, control of a switch unit as described later, etc.) for transmission / reception of radio waves.
  • the antenna element 120 is fed by the unit 130 or the second feeding unit 140.
  • the transmission / reception circuit 110, the first matching circuit 132, and the second matching circuit 142 are connected by a first switch unit (switching unit) 111.
  • the first switch unit 111 can switch which matching circuit is connected to the transmission / reception circuit 110. That is, when the first feeding unit 130 feeds the antenna element 120, the transmission / reception circuit 110 and the first matching circuit 132 are connected, and when the second feeding unit 140 feeds the antenna element 120, the transmission / reception circuit 110 is connected. Are connected to the second matching circuit 142.
  • first power supply unit 130 and the first matching circuit 132 are connected via a second switch unit (switching unit, first switching element) 131.
  • the second switch unit 131 connects the first matching circuit 132 and the first power feeding unit 130 when the first power feeding unit 130 feeds the antenna element 120, and otherwise the first matching circuit. 132 and the first power supply unit 130 are not connected.
  • the second power feeding unit 140 and the second matching circuit 142 are connected via a third switch unit (switching unit, second switching element) 141.
  • the third switch unit 141 connects the second matching circuit 142 and the second feeding unit 140 when the second feeding unit 140 feeds the antenna element 120, and otherwise the second matching circuit. 142 and the second power supply unit 140 are not connected.
  • the antenna device 1 which of the first power feeding unit 130 and the second power feeding unit 140 feeds the antenna element 120 is switched by the first to third switch units (switching units). Can do.
  • the switching in these switch units may be controlled by the transmission / reception circuit 110, for example.
  • FIG. 1A shows a configuration when the first power feeding unit 130 feeds the antenna element 120.
  • the first switch unit 111 connects the transmission / reception circuit 110 and the first matching circuit 132
  • the second switch unit 131 connects the first matching circuit 132 and the first power feeding unit 130.
  • the third switch unit 141 is connected to disconnect the second matching circuit 142 and the second power feeding unit 140.
  • FIG. 2 shows the direction of the high-frequency current when the first feeding unit 130 feeds the antenna element 120.
  • the high-frequency current excited by the first power feeding unit 130 also flows through the ground conductor of the substrate 100.
  • the first power supply unit 130 is located at the end of the substrate 100 in the second direction, the high-frequency current 134 that flows toward the other end in the second direction flows. Further, as described above, since the first power feeding unit 130 is located in the central portion in the first direction of the substrate 100, the high-frequency currents 135 and 136 directed to the both end portions in the first direction, respectively. Flows.
  • the high-frequency currents 135 and 136 are in opposite phases to each other, they cancel each other and become very weak. Therefore, the main direction of the high-frequency current when the first feeding unit 130 feeds the antenna element 120 is the second direction.
  • the “high-frequency current flowing through the ground conductor” refers to a current excited by the first power supply unit 130 or the second power supply unit 140, and the frequency is basically the frequency band used by the antenna element 120. Is the same.
  • the main direction of the high-frequency current is intended to indicate the direction in which the largest current flows in consideration of cancellation due to the reverse-phase current.
  • the main direction of the high-frequency current flowing through the ground conductor corresponds to the direction of the main polarization that can be suitably transmitted and received in the antenna device.
  • FIG. 1B shows a configuration when the second power feeding unit 140 feeds the antenna element 120.
  • the first switch unit 111 connects the transmission / reception circuit 110 and the second matching circuit 142
  • the third switch unit 141 connects the second matching circuit 142 and the second power feeding unit 140.
  • the second switch unit 131 is disconnected from the first matching circuit 132 and the first power supply unit 130.
  • the direction of the high-frequency current when the second power feeding unit 140 feeds the antenna element 120 is shown in FIG. As shown in FIG. 2B, in addition to the high-frequency current 143 flowing through the antenna element 120, the high-frequency current excited by the second power feeding unit 140 also flows through the ground conductor of the substrate 100.
  • the second power feeding unit 140 is located at the end of the substrate 100 in the second direction, the high-frequency current 144 that flows toward the other end in the second direction flows. Moreover, since the 2nd electric power feeding part 140 is located in the edge part in the 1st direction of the board
  • the sum of the electrical length of the antenna element 120 and the first electrical length is greater than the sum of the electrical length of the antenna element 120 and the second electrical length. Close to half the wavelength band. Since the antenna element 120 and the ground conductor constitute a dipole antenna, a large current flows in a direction in which the electrical length is close to a half wavelength of the use frequency band of the antenna element 120. Therefore, the high-frequency current 145 is larger than the high-frequency current 144, and the main direction of the high-frequency current when the second power feeding unit 140 feeds the antenna element 120 is the first direction.
  • the main direction of the high-frequency current flowing through the ground conductor differs between when the first feeding unit 130 feeds the antenna element 120 and when the second feeding unit 140 feeds the antenna element 120. Therefore, by switching which feeding unit feeds the antenna element 120, the main direction of the high-frequency current can be switched, and the main polarization of the radio wave to be transmitted and received can be switched. Therefore, in the antenna device 1 according to the present embodiment, polarization diversity can be suitably realized.
  • FIG. 19 shows a case where the antenna device 1 according to this embodiment is applied to a mobile phone terminal (FIG. 19A), and instead of the antenna element 120 according to this embodiment, Patent Document 1 It is a figure compared with the case ((b) of FIG. 19) when the antenna element 1020 described in 1 is used.
  • FIG. 19 compared to the case where the antenna element 1020 described in Patent Document 1 is used, by using the antenna element 120 according to the present embodiment, the area, volume, etc. occupied by the antenna element in the apparatus are small.
  • the degree of freedom in designing the apparatus is improved, and that the apparatus can be easily downsized.
  • the antenna device according to the present invention is not limited to the linear antenna element, and may include any antenna element, and may include the antenna element described in Patent Document 1. Good. That is, in the present invention, the shape of the antenna element is not particularly limited as long as the main direction of the high-frequency current flowing through the ground conductor formed on the substrate is controlled by switching the power feeding unit.
  • the antenna element 120 may be provided at a position where power can be supplied from the first power supply unit 130 and the second power supply unit 140. However, as described above, a ground conductor is formed below the antenna element 120. It is preferable that it is not provided, and it may be provided outside the substrate 100 as shown in FIG. When the antenna element 120 is provided on the substrate as shown in FIG. 19A, the ground conductor may not be formed from the lower portion of the antenna element 120 on the substrate.
  • the antenna device according to the present invention is not particularly limited as long as it is a device having an antenna, and performs wireless communication, for example, a mobile phone terminal, a portable wireless terminal such as a PDA, or an attached wireless communication device. It can be applied to devices in general.
  • the antenna device according to the present invention may naturally include a member other than the above-described constituent members according to the application.
  • a circuit unit or a CPU unit for executing a communication application a voice, Voice input unit (sending unit) for receiving input, speaker (receiving unit) for outputting voice, buttons for receiving operation input, input unit such as touch panel, display unit such as LCD for display, housing, battery Etc.
  • a circuit unit or a CPU unit for executing a communication application, a voice, Voice input unit (sending unit) for receiving input, speaker (receiving unit) for outputting voice, buttons for receiving operation input, input unit such as touch panel, display unit such as LCD for display, housing, battery Etc.
  • FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a configuration of the antenna device 2 according to an embodiment (second embodiment) of the present invention
  • FIG. 4 is a diagram schematically illustrating a high-frequency current flowing through the antenna device 2. It is. In both figures, (a) and (b) show the situation when the antenna element is fed from different feeding sections.
  • the antenna device 2 includes a substrate 200 and an antenna element 220, similar to the antenna device 1 according to the first embodiment.
  • a transmission / reception circuit 210 On the substrate 200, a first switch Unit (switching unit) 211, first power feeding unit 230, second switch unit (switching unit, first switching element) 231, first matching circuit 232, second power feeding unit 240, third switch unit (Switching unit, second switching element) 241 and a second matching circuit 242 are provided.
  • the antenna device 2 further includes a third matching circuit (antenna ground conductor matching circuit) 252, a fourth switch part (antenna ground conductor switching part) 251, and a fourth matching circuit (antenna ground conductor matching). Circuit) 262 and a fifth switch unit (antenna ground conductor switching unit) 261, which is different from the antenna device 1 according to the first embodiment in this respect.
  • the fourth switch unit 251 connects the antenna element 220 and the third matching circuit 252, and switches between conduction and non-conduction between the antenna element 220 and the third matching circuit 252.
  • the third matching circuit 252 is a matching circuit for matching the impedance of the antenna element 220.
  • the third matching circuit 252 is connected to the antenna element 220 via the fourth switch unit 251, and is grounded to the ground conductor on the other side. .
  • the fifth switch unit 261 connects the antenna element 220 and the fourth matching circuit 262, and switches between conduction and non-conduction between the antenna element 220 and the fourth matching circuit 262.
  • the fourth matching circuit 262 is a matching circuit for matching the impedance of the antenna element 220.
  • the fourth matching circuit 262 is connected to the antenna element 220 through the fifth switch unit 261, and is grounded to the ground conductor on the other side. .
  • the both ends of the antenna element 220 are connected to the first power feeding unit 230 and the second power feeding unit 240, respectively, and the inside is connected to the fourth switch unit 251 and the fifth switch unit 261, respectively. ing.
  • FIG. 3A shows a configuration when the first power feeding unit 230 feeds the antenna element 220.
  • the first switch unit 211 connects the transmission / reception circuit 210 and the first matching circuit 232
  • the second switch unit 231 connects the first matching circuit 232 and the first power feeding unit 230 to each other.
  • the third switch unit 241 disconnects the second matching circuit 242 and the second power feeding unit 240
  • the fourth switch unit 251 connects the third matching circuit 252 and the antenna element 220.
  • the fifth switch unit 261 disconnects the fourth matching circuit 262 and the antenna element 220.
  • FIG. 4A The direction of the high-frequency current when the first power feeding unit 230 feeds the antenna element 220 is shown in FIG. As shown in FIG. 4A, a high-frequency current 233 flows through the antenna element 220. At this time, a high-frequency current 234 flows to the ground conductor of the substrate 200 via the fourth switch unit 251 and the third matching circuit 252. Thus, when the first power feeding unit 230 feeds the antenna element 220, the antenna element operates as an inverted F antenna.
  • a high-frequency current excited by the first power supply unit 230 flows also in the ground conductor of the substrate 200. Since the 1st electric power feeding part 230 is located in the edge part in the 2nd direction of the board
  • the high-frequency currents 236 and 237 and the high-frequency currents 238 and 239 are in opposite phases to each other, they cancel each other and become very weak. Therefore, the main direction of the high-frequency current when the first power feeding unit 230 feeds the antenna element 220 is the second direction.
  • FIG. 3B shows a configuration when the second power feeding unit 240 feeds the antenna element 220.
  • the first switch unit 211 connects the transmission / reception circuit 210 and the second matching circuit 242
  • the second switch unit 231 connects the first matching circuit 232 and the first power feeding unit 230.
  • the third switch unit 241 connects the second matching circuit 242 and the second power feeding unit 240
  • the fourth switch unit 251 disconnects the third matching circuit 252 and the antenna element 220.
  • the fifth switch unit 261 connects the fourth matching circuit 262 and the antenna element 220.
  • FIG. 4B The direction of the high-frequency current when the second power feeding unit 240 feeds the antenna element 220 is shown in FIG. As shown in FIG. 4B, a high frequency current 243 flows through the antenna element 220. At this time, a high-frequency current 244 flows to the ground conductor of the substrate 200 via the fifth switch unit 261 and the fourth matching circuit 262. Thus, when the second power feeding unit 240 feeds the antenna element 220, the antenna element operates as an inverted F antenna.
  • the second power feeding unit 240 Since the second power feeding unit 240 is located at the end of the substrate 200 in the second direction, a high-frequency current 245 flows toward the other end in the second direction. Moreover, since the 2nd electric power feeding part 240 is located in the edge part in the 1st direction of the board
  • the sum of the electrical length of the antenna element 220 and the first electrical length is greater than the sum of the electrical length of the antenna element 220 and the second electrical length. Since the high frequency current 246 is larger than the high frequency current 245 and the high frequency current 247 also flows in the first direction because it is close to a half wavelength of the frequency band, the second power feeding unit 240 feeds the antenna element 220. In this case, the main direction of the high-frequency current is the first direction.
  • the main direction of the high-frequency current flowing through the ground conductor differs between when the first power supply unit 230 supplies power to the antenna element 220 and when the second power supply unit 240 supplies power to the antenna element 220. Therefore, by switching which power feeding unit feeds the antenna element 220, the main direction of the high-frequency current can be switched, and the main polarization of the radio wave to be transmitted and received can be switched.
  • the antenna element 220 can be configured as an inverted-F antenna, the antenna characteristics can be improved in some cases. For example, it may be possible to suppress deterioration of antenna characteristics when the housing of the antenna device 2 is held by hand.
  • FIG. 5 is a diagram schematically showing the configuration of the antenna device 3 according to one embodiment (third embodiment) of the present invention.
  • (a) and (b) show the state when the antenna element is fed from different feeding sections.
  • the antenna device 3 includes a substrate 300 and an antenna element 320, similar to the antenna device 2 according to the second embodiment.
  • a transmission / reception circuit 310 On the substrate 300, a first switch Unit (switching unit) 311, first power feeding unit 330, second switch unit (switching unit, first switching element) 331, first matching circuit 332, second power feeding unit 340, third switch unit (Switching unit, second switching element) 341, second matching circuit 342, fourth switch unit (antenna ground conductor switching unit) 351, and third matching circuit (antenna ground conductor matching circuit) 352 I have.
  • the antenna device 3 does not include the fifth switch unit and the fourth matching circuit, and is different from the antenna device 2 according to the second embodiment in this respect.
  • the antenna element 220 operates as an inverted F antenna only when the first power feeding unit 330 feeds the antenna element 320.
  • the antenna element may be configured to operate as an inverted F antenna only when the antenna element is fed from any one of the feeding units.
  • FIG. 6 is a diagram schematically showing the configuration of the antenna device 4 according to one embodiment (fourth embodiment) of the present invention.
  • (a) and (b) show the state when the antenna element is fed from different feeding sections.
  • the antenna device 4 includes a substrate 400 and an antenna element 420 as in the antenna device 2 according to the second embodiment, and a transmission / reception circuit 410 and a first switch are provided on the substrate 400.
  • Unit (switching unit) 411, first power feeding unit 430, second switch unit (switching unit, second switching element) 431, first matching circuit 432, second power feeding unit 440, third switch unit (Switching unit, second switching element) 441, second matching circuit 442, fifth switch unit (antenna ground conductor switching unit) 461, and fourth matching circuit (antenna ground conductor matching circuit) 462 I have.
  • the antenna device 3 does not include the fourth switch unit and the third matching circuit, and is different from the antenna device 2 according to the second embodiment in this respect.
  • the antenna element 420 operates as an inverted F antenna only when the second power feeding unit 440 feeds the antenna element 420.
  • the antenna element may be configured to operate as an inverted F antenna only when the antenna element is fed from any one of the feeding units.
  • FIG. 7 is a diagram schematically illustrating a configuration of the antenna device 5 according to one embodiment (fifth embodiment) of the present invention
  • FIG. 8 is a diagram schematically illustrating a high-frequency current flowing through the antenna device 5. It is. In both figures, (a) and (b) show the situation when the antenna element is fed from different feeding sections.
  • the antenna device 5 includes a substrate 500 and an antenna element 520, similarly to the antenna device 2 according to the second embodiment, and a transmission / reception circuit 510 and a first switch are provided on the substrate 500.
  • Both ends of the antenna element 520 are connected to the fourth switch unit 551 and the fifth switch unit 561, respectively, and on the inside thereof, the first power supply unit 530 and the second power supply unit 540 are connected, respectively. ing. This point is different from the antenna device 2 according to the second embodiment.
  • description of the same parts as those of the second embodiment will be omitted, and parts different from those of the second embodiment will be described in detail.
  • FIG. 7 has shown the structure when the 1st electric power feeding part 530 feeds the antenna element 520.
  • the first switch unit 511 connects the transmission / reception circuit 510 and the first matching circuit 532
  • the second switch unit 531 connects the first matching circuit 532 and the first power feeding unit 530.
  • the third switch unit 541 disconnects the second matching circuit 542 and the second power feeding unit 540
  • the fourth switch unit 551 connects the third matching circuit 552 and the antenna element 520.
  • the fifth switch unit 561 disconnects the fourth matching circuit 562 and the antenna element 520.
  • FIG. 8A shows the direction of the high-frequency current when the first power feeding unit 530 feeds the antenna element 520.
  • a high-frequency current 533 flows through the antenna element 520.
  • a high-frequency current 534 flows to the ground conductor of the substrate 500 via the fourth switch unit 551 and the third matching circuit 552.
  • the antenna element operates as a modified inverted F antenna.
  • a high-frequency current excited by the first power feeding unit 530 flows also in the ground conductor of the substrate 500. Since the first power supply unit 530 is located at the end of the substrate 500 in the second direction, a high-frequency current 535 flows toward the other end in the second direction. Moreover, since the 1st electric power feeding part 530 is located in the center part in the 1st direction of the board
  • the high-frequency currents 536 and 537 and the high-frequency currents 538 and 239 are in an opposite phase relationship, they cancel each other and become very weak. Therefore, the main direction of the high-frequency current when the first feeding unit 530 feeds the antenna element 520 is the second direction.
  • FIG. 7B shows a configuration when the second power feeding unit 540 feeds the antenna element 520.
  • the first switch unit 511 connects the transmission / reception circuit 510 and the second matching circuit 542, and the second switch unit 531 connects the first matching circuit 532 and the first power feeding unit 530.
  • the third switch unit 541 connects the second matching circuit 542 and the second power feeding unit 540, and the fourth switch unit 551 disconnects the third matching circuit 552 and the antenna element 520.
  • the fifth switch unit 561 connects the fourth matching circuit 562 and the antenna element 520.
  • FIG. 8B The direction of the high-frequency current when the second power feeding unit 540 feeds the antenna element 520 is shown in FIG. As shown in FIG. 8B, a high-frequency current 543 flows through the antenna element 520. At this time, a high-frequency current 544 flows to the ground conductor of the substrate 500 via the fifth switch unit 561 and the fourth matching circuit 562. Thus, when the second power feeding unit 540 feeds the antenna element 520, the antenna element operates as a modified inverted F antenna.
  • a high-frequency current 545 flows toward the other end in the second direction.
  • a high-frequency current 546 flows toward the other end in the first direction.
  • the high-frequency current that has flowed from the antenna element 520 to the substrate 500 via the fifth switch portion 561 becomes a high-frequency current 547 directed toward the other end portion in the first direction.
  • the sum of the electrical length of the antenna element 520 and the first electrical length is greater than the sum of the electrical length of the antenna element 520 and the second electrical length. Since the high-frequency current 546 is larger than the high-frequency current 545 and the high-frequency current 547 also flows in the first direction because it is close to a half wavelength of the frequency band, the second power feeding unit 540 feeds the antenna element 520. In this case, the main direction of the high-frequency current is the first direction.
  • the main direction of the high-frequency current flowing through the ground conductor differs between when the first power supply unit 530 supplies power to the antenna element 520 and when the second power supply unit 540 supplies power to the antenna element 520. Therefore, by switching which feeding unit feeds the antenna element 520, the main direction of the high-frequency current can be switched, and the main polarization of the radio wave to be transmitted and received can be switched. Further, since the antenna element 520 can be configured as a modified inverted-F antenna, the antenna characteristics can be improved as in the case where the antenna element 520 is configured as an inverted-F antenna. For example, it may be possible to suppress deterioration of the antenna characteristics when the housing of the antenna device 5 is held by hand.
  • FIG. 9 is a diagram schematically showing the configuration of the antenna device 6 according to one embodiment (sixth embodiment) of the present invention.
  • (a) and (b) show the state when the antenna element is fed from different feeding sections.
  • the antenna device 6 includes a substrate 600 and an antenna element 620 as in the antenna device 5 according to the fifth embodiment.
  • a transmission / reception circuit 610 and a first switch are provided on the substrate 600.
  • Unit (switching unit) 611, first power feeding unit 630, second switch unit (switching unit, first switching element) 631, first matching circuit 632, second power feeding unit 640, third switch unit (Switching unit, second switching element) 641, second matching circuit 642, fourth switch unit (antenna ground conductor switching unit) 651, and third matching circuit (antenna ground conductor matching circuit) 652 I have.
  • the antenna device 6 does not include the fifth switch unit and the fourth matching circuit, and is different from the antenna device 5 according to the fifth embodiment in this respect.
  • the antenna element 620 operates as a modified inverted-F antenna only when the first power feeding unit 630 feeds the antenna element 620.
  • the antenna element may be configured to operate as a modified inverted F antenna only when the antenna element is fed from any one of the feeding units.
  • FIG. 10 is a diagram schematically showing the configuration of the antenna device 7 according to one embodiment (seventh embodiment) of the present invention.
  • (a) and (b) show the state when the antenna element is fed from different feeding sections.
  • the antenna device 7 includes a substrate 700 and an antenna element 720, similar to the antenna device 5 according to the fifth embodiment.
  • the transmission / reception circuit 710 and the first switch are provided on the substrate 700.
  • Unit (switching unit) 711, first power feeding unit 730, second switch unit (switching unit, first switching element) 731, first matching circuit 732, second power feeding unit 740, third switch unit (Switching unit, second switching element) 741, second matching circuit 742, fifth switch unit (antenna ground conductor switching unit) 761, and fourth matching circuit (antenna ground conductor matching circuit) 762 I have.
  • the antenna device 7 does not include the fourth switch unit and the third matching circuit, and is different from the antenna device 5 according to the fifth embodiment in this respect.
  • the antenna element 720 operates as a modified inverted-F antenna only when the second power feeding unit 740 feeds the antenna element 720.
  • the antenna element may be configured to operate as a modified inverted F antenna only when the antenna element is fed from any one of the feeding units.
  • the antenna element When the antenna element is fed from one of the feeding sections, the antenna element operates as an inverted F antenna, and when the antenna element is fed from the other feeding section, the antenna element operates as a modified inverted F antenna.
  • You may comprise as follows.
  • FIG. 11 is a diagram schematically showing the configuration of the antenna device 8 according to one embodiment (eighth embodiment) of the present invention.
  • the antenna device 8 includes a substrate 800 on which a ground (ground conductor) is formed and an antenna element 820.
  • a transmission / reception circuit 810 and a first switch unit (switching) are provided on the substrate 800.
  • the antenna element 820 has a linear shape, and the first power supply unit 830 and the second power supply unit 840 are connected to different ends of the antenna element 820, respectively.
  • the configuration of each part is the same as that of the first embodiment except for the arrangement thereof, and the description thereof is omitted.
  • 11A shows a state when the antenna element 820 is fed from the first feeding unit 830
  • FIG. 11B shows a state when the antenna element 820 is fed from the second feeding unit 840. Indicates.
  • a first direction and a second direction orthogonal to each other are defined on the substrate surface of the substrate 800.
  • the first direction and the second direction are defined so as to be different from the longitudinal direction and the short direction of the substrate 800.
  • the direction parallel to the route A (first route) and the route C (second route) in FIG. 11 is defined as the first direction
  • the direction parallel to the second path) is the second direction.
  • the path A is a path that passes through the first power feeding unit 830 and crosses the ground conductor of the substrate 800 in the first direction.
  • the path B is a path that passes through the first power supply unit 830 and crosses the ground conductor of the substrate 800 in the second direction.
  • the path C is a path that passes through the second feeder 840 and crosses the ground conductor of the substrate 800 in the first direction.
  • the path D is a path that passes through the second feeder 840 and crosses the ground conductor of the substrate 800 in the second direction.
  • the main polarization is changed.
  • the main polarization can be set to the first direction.
  • FIG. 12 to 14 are diagrams partially showing the configuration of the antenna device 8. 13A and 13B, FIG. 13A shows a state where the antenna element 820 is fed from the first feeding unit 830, and FIG. 13B shows a case where the antenna element 820 is fed from the second feeding unit 840. The state of is shown.
  • the electrical length between the first power feeding unit 830 and the center E of the electrical length of the path A is greater than that of the second power feeding unit 840 and the path C.
  • the first power feeding unit 830 and the second power feeding unit 840 are arranged so as to be shorter than the electrical length between the long center F.
  • the center of the electrical length in the path refers to a position where the electrical length from both ends of the path is equal.
  • the second feeding unit 840 cancels the antenna element 820 by canceling out the current in the first direction. This is larger than the cancellation of current in the first direction when power is supplied. For this reason, when the first power feeding unit 830 feeds the antenna element 820, the negative current in the first direction cancels out greatly, and the second direction becomes the main polarization.
  • the second power feeding unit 840 feeds the antenna element 820, since the cancellation of the reverse phase current in the first direction is small (or absent), the first direction should be successfully set as the main polarization. Can do.
  • the effective frequency band in the second direction in the ground conductor and the electrical length of the antenna element 820 are used. It is close to a half wavelength.
  • the antenna element 820 and the ground conductor constitute a dipole antenna, a large current flows in a direction in which the electrical length is close to a half wavelength of the used frequency band.
  • the current that flows in the second direction supplies power to the antenna element 820 from the second power supply unit 840.
  • the main polarization when the first feeding unit 830 feeds the antenna element 820 can be successfully set to the second direction.
  • the main polarization when the second feeding unit 840 feeds the antenna element 820 can be successfully changed to a direction other than the second direction.
  • the effective electrical length in the second direction in the ground conductor when the first feeding unit 830 feeds the antenna element 820 refers to the electrical length in consideration of cancellation due to the reverse phase current, This is the difference (absolute value) between the electrical lengths on both sides of the first power supply unit 830 in the path B. Specifically, the difference between the electrical lengths of the path B1 and the path B2 in FIG. Similarly, the effective electrical length in the second direction of the ground conductor when the second power feeding unit 840 feeds the antenna element 820 is the electrical length of both sides sandwiching the second power feeding unit 840 in the path D. (The absolute value thereof), and indicates the difference between the electrical lengths of the path D1 and the path D2 in FIG. 13B. Therefore, the first power supply unit 830 and the second power supply unit 840 may be arranged so that the paths B1, B2, D1, and D2 satisfy the above-described conditions.
  • the effective frequency band in the second direction in the ground conductor and the electrical length of the antenna element 820 are used. It is close to a half wavelength. Therefore, when the second power supply unit 840 supplies power to the antenna element 820, the current flowing in the first direction is larger than the current flowing in the second direction. Therefore, the main polarization when the second feeding unit 840 feeds the antenna element 820 can be successfully set to the first direction.
  • the effective electrical length in the first direction of the ground conductor when the second feeding unit 840 feeds the antenna element 820 is the electrical length on both sides of the second feeding unit 840 in the path C. This is the difference (absolute value), and indicates the difference between the electrical lengths of the path C1 and the path C2 in FIG. Therefore, the second power feeding unit 840 may be arranged so that the paths C1, C2, D1, and D2 satisfy the above-described conditions.
  • switching of the main polarization can be suitably realized.
  • the antenna element 820 may be configured as an inverted F antenna or a modified inverted F antenna, as in the second to seventh embodiments. That is, the antenna device 8 may further include one or two antenna ground conductor matching circuits and an antenna ground conductor switching unit.
  • the antenna ground conductor matching circuit is a matching circuit for matching the impedance of the antenna element 820 to the ground conductor, and may be any circuit connected to the ground conductor and the antenna ground conductor switching unit.
  • the first power feeding unit 830 and the second power feeding unit 840 are connected to both ends of the antenna element 820, respectively. Just connect.
  • FIG. 15 is a diagram schematically showing the configuration of the antenna device 9 according to one embodiment (9th embodiment) of the present invention.
  • FIGS. 16 to 18 are diagrams partially showing the configuration of the antenna device 9.
  • the antenna device 9 includes a substrate 900 on which a ground (ground conductor) is formed, and an antenna element 920.
  • a transmission / reception circuit 910 On the substrate 900, a transmission / reception circuit 910, a first switch unit (switching) Part) 911, first power feeding part 930, second switch part (switching part, first switching element) 931, first matching circuit 932, second power feeding part 940, third switch part (switching part) , A second switching element) 941 and a second matching circuit 942.
  • the antenna element 920 has a linear shape, and the first power feeding unit 930 and the second power feeding unit 940 are connected to different ends of the antenna element 920, respectively.
  • the configuration of each part is the same as that of the first embodiment except for the arrangement thereof, and the description thereof is omitted.
  • FIGS. 15, 17, and 18 (a) show a state when the antenna element 920 is fed from the first feeding unit 930, and (b) shows the antenna element 920 from the second feeding unit 940. The state when power is supplied.
  • a first direction and a second direction orthogonal to each other are defined on the substrate surface of the substrate 900.
  • the first direction and the second direction are defined so as to be different from the longitudinal direction and the short direction of the substrate 900.
  • the direction parallel to the route A (first route) and the route C (second route) in FIG. 15 is defined as the first direction
  • the direction parallel to the second path) is the second direction.
  • the path A is a path that passes through the first power supply unit 930 and crosses the ground conductor of the substrate 900 in the first direction.
  • the path B is a path that passes through the first power feeding unit 930 and crosses the ground conductor of the substrate 900 in the second direction.
  • the path C is a path that passes through the second power feeding unit 940 and crosses the ground conductor of the substrate 900 in the first direction.
  • the path D is a path that passes through the second power feeding unit 940 and crosses the ground conductor of the substrate 900 in the second direction.
  • the first power feeding unit 930 disposes the antenna element 920 by arranging the first power feeding unit 930 and the second power feeding unit 940 so as to satisfy the same conditions as in the eighth embodiment.
  • the main polarization can be in the second direction
  • the second power supply unit 940 supplies the antenna element 920
  • the main polarization can be in the first direction.
  • the electrical length between the first power feeding unit 930 and the center E of the electrical length of the path A is greater than the second power feeding unit 940 and the center F of the electrical length of the path C.
  • the first power supply unit 930 and the second power supply unit 940 are arranged to be shorter than the electrical length between the first power supply unit 930 and the second power supply unit 940.
  • the first feeding unit 930 feeds the antenna element 920
  • the sum of the effective electrical length in the second direction of the ground conductor and the electrical length of the antenna element 920 is the second.
  • the power feeding unit 940 feeds the antenna element 920, it is closer to a half wavelength of the used frequency band than the sum of the effective electrical length in the second direction of the ground conductor and the electrical length of the antenna element 920. It is like that. That is, the sum of the difference between the electrical lengths of the paths B1 and B2 in FIG. 17A and the electrical length of the antenna element 920 is the difference between the electrical lengths of the paths D1 and D2 in FIG.
  • the first power feeding unit 930 and the second power feeding unit 940 are arranged so as to be closer to the half wavelength of the used frequency band than the sum of the electrical length of the antenna element 920 and the antenna element 920.
  • the second feeding unit 940 feeds the antenna element 920
  • the sum of the effective electrical length in the first direction of the ground conductor and the electrical length of the antenna element 920 is the first in the ground conductor. It is closer to the half wavelength of the used frequency band than the sum of the effective electrical length in the direction 2 and the electrical length of the antenna element 920. That is, the sum of the difference between the electrical lengths of the paths C1 and C2 in FIG. 18A and the electrical length of the antenna element 920 is the difference between the electrical lengths of the paths D1 and D2 in FIG. And the electric length of the antenna element 920, the second power feeding unit 940 is disposed so as to be closer to a half wavelength of the used frequency band.
  • the antenna element 920 may be configured as an inverted F antenna or a modified inverted F antenna as in the second to eighth embodiments. That is, the antenna device 9 may further include one or two antenna ground conductor matching circuits and an antenna ground conductor switching unit.
  • the antenna ground conductor matching circuit is a matching circuit for matching the impedance of the antenna element 920 to the ground conductor, and may be any circuit connected to the ground conductor and the antenna ground conductor switching unit.
  • the first power feeding unit 930 and the second power feeding unit 940 are connected to both ends of the antenna element 920, respectively. Just connect.
  • the antenna device includes the antenna element, the substrate on which the ground conductor is formed, and the first and second power supply units provided on the substrate and supplying power to the antenna element. And a switching unit that switches which of the first and second power feeding units feeds the antenna element, the first power feeding unit feeding power to the antenna element, and the second power feeding The main direction of the high-frequency current flowing through the ground conductor is different from that when the portion is feeding the antenna element.
  • one of the first power feeding unit and the second power feeding unit feeds the antenna element. Which of the first feeding unit and the second feeding unit feeds power to the antenna element is switched by the switching unit. Since the first power feeding unit and the second power feeding unit are provided on the substrate, and a ground conductor is formed on the substrate, the first power feeding unit or the second power feeding unit may be configured to connect the antenna element. When power is supplied, a high-frequency current flows through the ground conductor.
  • radio waves having a polarization direction along the main direction of the high-frequency current flowing through the ground conductor can be suitably transmitted and received. By controlling the main direction, it is possible to switch the main polarization of radio waves to be transmitted and received.
  • the main direction of the high-frequency current flowing through the ground conductor is different between when the first feeding unit feeds the antenna element and when the second feeding unit feeds the antenna element.
  • the switching unit it is possible to switch the main polarization of the radio wave to be transmitted and received, thereby realizing polarization diversity.
  • the shape of the antenna element is not limited, it is possible to improve the degree of design freedom in a device that realizes polarization diversity.
  • the main direction of the high-frequency current flowing through the ground conductor is the first direction
  • the first feeding unit feeds the antenna element.
  • the main direction of the high-frequency current flowing through the ground conductor is a second direction orthogonal to the first direction, and passes through the first power supply section and crosses the ground conductor in the first direction.
  • the electrical length between the center of the electrical length and the first power supply unit is the center of the electrical length of the second path passing through the second power supply unit and crossing the ground conductor in the first direction. It is preferable that the 1st and 2nd electric power feeding part is arrange
  • the main polarization when the second feeding unit feeds the antenna element, the main polarization is in the first direction, and when the first feeding unit feeds the antenna element, the main polarization Is in the second direction, so that the main polarization of the radio wave to be transmitted and received can be switched to suitably realize polarization diversity.
  • the first power feeding unit is arranged so as to be closer to the center of the electrical length of the first path.
  • the second power feeding unit is arranged so as to be away from the center of the electrical length of the second path.
  • the current flowing in the second direction from the second power feeding unit has a small or no cancellation as described above. Therefore, the first direction can be successfully set as the main polarization.
  • the difference between the electrical lengths on both sides sandwiching the first feeding part in the third path passing through the first feeding part and crossing the ground conductor in the second direction, and the electrical length of the antenna element Is the difference between the electrical lengths of both sides sandwiching the second feeding part in the fourth path passing through the second feeding part and crossing the ground conductor in the second direction, and the electrical length of the antenna element.
  • the first and second power feeding units are arranged so as to be closer to the half wavelength of the use frequency band of the antenna element than the sum of the above.
  • the effective electrical length in the second direction in the ground conductor considering the cancellation due to the reverse phase current is the first in the third path.
  • the difference between the electrical lengths on both sides sandwiching the power feeding portion is.
  • the effective electrical length in the second direction in the ground conductor considering the cancellation due to the reverse phase current is the second path in the fourth path.
  • the difference between the electrical lengths on both sides sandwiching the power feeding portion is.
  • the sum of the effective electrical length in the second direction and the electrical length of the antenna element when the first feeding unit feeds the antenna element is the second. Is closer to the half wavelength of the used frequency band than the sum of the effective electrical length in the second direction and the electrical length of the antenna element when the power feeding unit feeds the antenna element. Therefore, the current that flows in the second direction when the first feeding unit feeds the antenna element is the current that flows in the second direction when the second feeding unit feeds the antenna element. Bigger than. Therefore, the polarization in the second direction becomes stronger when the first feeding unit feeds the antenna element, and the switching of the main polarization described above (the second feeding unit feeds the antenna element). In this case, the main polarization is in the first direction, and the main polarization is in the second direction when the first feeding unit feeds the antenna element.
  • the sum of the difference between the electrical lengths of both sides sandwiching the second feeding unit in the second path and the electrical length of the antenna element sandwiches the second feeding unit in the fourth path. It is preferable that the second feeding unit is arranged so that it is closer to a half wavelength of the use frequency band of the antenna element than the sum of the difference between the electrical lengths on both sides and the electrical length of the antenna element.
  • the effective electrical length in the first direction in the ground conductor considering the cancellation due to the reverse phase current is the second in the second path.
  • the effective electrical length in the second direction of the ground conductor in consideration of cancellation due to the reverse phase current sandwiches the second feeding part in the fourth path. It is the difference between the electrical lengths on both sides.
  • the second feeding unit when the second feeding unit feeds the antenna element, the sum of the effective electrical length in the first direction and the electrical length of the antenna element is the second. It is closer to the half wavelength of the used frequency band than the sum of the effective electrical length in the direction of and the electrical length of the antenna element. For this reason, the current flowing in the first direction is larger than the current flowing in the second direction. Therefore, when the second feeding unit feeds the antenna element, the first direction becomes the main polarization, and the main polarization switching described above (when the second feeding unit feeds the antenna element). The main polarization is in the first direction, and when the first feeding unit feeds the antenna element, the main polarization is in the second direction).
  • the substrate surface of the substrate is defined by a first direction and a second direction orthogonal to the first direction, and the ground conductor has a first electrical length in the first direction.
  • the sum of the electrical length of the antenna element and the first electrical length is the sum of the electrical length of the antenna element and the second electrical length. Is closer to the half wavelength of the used frequency band of the antenna element than the sum of the first and the first feeding part, when the first feeding part feeds the antenna element, in the first direction of the ground conductor.
  • the dipole antenna composed of the antenna element and the ground conductor is provided at a position where a negative phase current is generated and the main polarization is in the second direction.
  • the second feeding unit is the second feeding unit.
  • the first power feeding unit is provided at a center portion in the first direction on the substrate in an end portion in the second direction, and the second power feeding unit is provided on the substrate. It is more preferable to be provided at the end portions in the first and second directions.
  • the main direction of the high-frequency current flowing through the ground conductor when the antenna element is fed is as follows. First, the case where the first feeding unit feeds the antenna element will be described. At this time, when the first power feeding unit is located near the center of the electrical length in the first direction of the substrate, the high-frequency currents in the first direction are opposite to each other from the power feeding unit in the first direction. Since the phase current flows, it cancels out and weakens. On the other hand, when the first power feeding unit is located near the end of the substrate in the second direction, the high-frequency current in the second direction is excited toward the other end in the second direction. There is almost no cancellation. As described above, by generating a negative phase current in the first direction and suppressing the negative phase current in the second direction, the main direction of the high-frequency current flowing through the ground conductor is the second direction. Can do.
  • the first and second power feeding parts are located near the ends of the substrate in the first and second directions. High-frequency currents are excited in the directions 2 and almost cancel each other. By the way, the substrate and the antenna element are combined to work as a dipole antenna. Therefore, the sum of the electrical length of the antenna element and the first electrical length is half the wavelength of the frequency band used by the antenna element, rather than the sum of the electrical length of the antenna element and the second electrical length.
  • the high-frequency current flowing in the first direction is larger than the high-frequency current flowing in the second direction. In this way, by suppressing the reverse-phase current in the first and second directions, the current flowing in the first direction of the ground conductor becomes stronger than the current flowing in the second direction, and the ground conductor The main direction of the high-frequency current flowing through is the first direction.
  • the ground conductor is used when the first feeding unit feeds the antenna element and when the second feeding unit feeds the antenna element.
  • the main direction of the high-frequency current flowing through can be successfully varied.
  • the antenna device includes a first matching circuit connected to a first power feeding unit and a second matching circuit connected to a second power feeding unit as matching circuits for matching impedance of the antenna element.
  • a first matching circuit connected to a first power feeding unit and a second matching circuit connected to a second power feeding unit as matching circuits for matching impedance of the antenna element.
  • the impedance of the antenna element is matched by the first matching circuit.
  • the impedance of the antenna element is matched by the second matching circuit.
  • the ground Since the electric length of the dipole antenna composed of the conductor and the element looks different, the impedance is also different, and it is preferable to use a separate matching circuit as a matching circuit for matching the impedance of the antenna element.
  • the switching unit is a first switching element that switches conduction or non-conduction between the first feeding unit and the first matching circuit between the first feeding unit and the first matching circuit. It is preferable that a second switching element that switches between conduction and non-conduction between the second power feeding unit and the second matching circuit is provided between the second power feeding unit and the second matching circuit. .
  • the antenna element can be connected to the matching circuit via the power feeding unit not used. An unintended current can be avoided and transmission / reception using the antenna element can be suitably performed.
  • the antenna device may further include an antenna ground conductor switching unit that connects the antenna element and the ground conductor and switches between conduction and non-conduction between the antenna element and the ground conductor.
  • the antenna element can be conducted to the ground conductor as necessary. Accordingly, the antenna element can be successfully operated as an inverted F antenna or a modified inverted F antenna.
  • an antenna ground conductor switching unit is provided near one side of an arbitrary power feeding unit, and when the power feeding unit feeds the antenna element, the antenna element and the ground conductor are electrically connected in the antenna ground conductor switching unit.
  • the antenna element can be operated as an inverted F antenna or a modified inverted F antenna.
  • the other power feeding unit feeds the antenna element, the other power feeding unit feeds the antenna element by making the antenna element and the ground conductor non-conductive at the antenna ground conductor switching unit.
  • the operation of the antenna element is not hindered.
  • the antenna characteristics can be improved by operating the antenna element as an inverted F antenna or a modified inverted F antenna.
  • the vicinity of both sides of the antenna element and the ground conductor may be connected via separate antenna ground conductor switching sections.
  • the antenna element is inverted F regardless of which power is fed from any power feeding section. It can be operated as an antenna or a modified inverted F antenna.
  • the antenna device may further include an antenna ground conductor matching circuit for matching impedance between the antenna element and the ground conductor between the antenna ground conductor switching unit and the ground conductor. Good.
  • the antenna element can be suitably operated as an inverted F antenna or a modified inverted F antenna.
  • the present invention can be used in the general manufacturing field of devices that perform wireless communication, such as mobile phone terminals, portable wireless terminals such as PDAs, or equipped wireless communication devices.
  • wireless communication such as mobile phone terminals, portable wireless terminals such as PDAs, or equipped wireless communication devices.
  • Antenna device 100 200,..., 900 Substrate 110, 210,. 120, 220,..., 920 Antenna elements 130, 230,..., 930 First power feeding units 131, 231,..., 931 Second switch unit (switching unit, first switching element) 132, 232,...

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Abstract

アンテナエレメント(120)と、基板(100)と、第1の給電部(130)および第2の給電部(140)と、スイッチ部(111、131、141)とを備え、第1の給電部(130)がアンテナエレメント(120)に給電しているときと、第2の給電部(140)がアンテナエレメント(120)に給電しているときとでは、基板(100)の地導体を流れる高周波電流の主方向が異なるアンテナ装置(1)を提供する。

Description

アンテナ装置
 本発明は、アンテナエレメントを備えたアンテナ装置に関するものであり、特に、偏波ダイバーシチを実現するアンテナ装置に関するものである。
 複数の互いに異なる偏波を送受信可能なアンテナ装置を用いることにより、到来する電波の偏波が変動した場合や、携帯電話のようにアンテナ装置の向きが変動した場合にも、適切な偏波を選択して送受信することができる。このような技術は偏波ダイバーシチとして知られている。
 特許文献1には、一つのアンテナエレメントによって偏波ダイバーシチを実現するアンテナ装置が記載されている。特許文献1に記載のアンテナ装置を、図20および図21に示す。
 図20に示すアンテナ装置10は、X字型のアンテナエレメント1020を備えている。図20の(a)に示すように、給電部1030からアンテナエレメント1020を給電した場合、アンテナエレメント1020において、矢印1031が示す方向に高周波電流が流れる。また、図20の(b)に示すように、給電部1040からアンテナエレメント1020を給電した場合、アンテナエレメント1020において、矢印1041が示す方向に高周波電流が流れる。
 図21に示すアンテナ装置11は、L字型のアンテナエレメント1120を備えている。アンテナエレメント1120の中央部1150は、グランドに接続されている。図21の(a)に示すように、給電部1130からアンテナエレメント1020を給電した場合、アンテナエレメント1020において、矢印1131が示す方向に高周波電流が流れる。また、図21の(b)に示すように、給電部1140からアンテナエレメント1020を給電した場合、アンテナエレメント1020において、矢印1041が示す方向に高周波電流が流れる。
 以上のように、特許文献1に記載のアンテナ装置では、給電部の位置を切り替えることにより、アンテナエレメント上に流れる高周波電流の向きを切り替え、アンテナ装置において送受信する電波の主偏波を切り替えている。このようなアンテナ装置によれば、一つのアンテナエレメントにより偏波ダイバーシチが実現されるため、アンテナエレメントのコスト、占有体積等を削減することができる。
日本国公開特許公報「特開2003-338783号公報(平成15年11月28日公開)」
 しかしながら、特許文献1に記載のアンテナエレメントでは、複数の偏波の各々に対応する高周波電流を流すために、X字、L字等の形状が必要となる。そのため、アンテナエレメント全体の形状が制約され、装置の設計の自由度が失われる。特に、アンテナエレメントの特性を確保するために、アンテナエレメントの下部から電子部品およびグランドを退避させる場合、装置の設計の自由度がさらに失われてしまい、小型化等も困難となる。
 本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、偏波ダイバーシチを実現するアンテナ装置において、装置の設計の自由度を向上させるための技術を提供することを主たる目的とする。
 本発明に係るアンテナ装置は、上記課題を解決するために、アンテナエレメントと、地導体が形成されている基板と、該基板上に設けられており、該アンテナエレメントに給電する第1および第2の給電部と、第1および第2の給電部の何れが該アンテナエレメントに給電するかを切り替える切り替え部と、を備え、第1の給電部が該アンテナエレメントに給電しているときと、第2の給電部が該アンテナエレメントに給電しているときとでは、該地導体を流れる高周波電流の主方向が異なることを特徴としている。
 上記の構成によれば、第1の給電部および第2の給電部の何れか一方が、上記アンテナエレメントを給電する。第1の給電部および第2の給電部の何れが上記アンテナエレメントに給電するかは、上記切り替え部によって切り替えられる。第1の給電部および第2の給電部は上記基板上に設けられており、当該基板には地導体が形成されているため、第1の給電部または第2の給電部が上記アンテナエレメントを給電する際には、当該地導体に高周波電流が流れる。本発明に係るアンテナ装置では、この地導体を流れる高周波電流の主方向に沿った偏波方向を有する電波を好適に送受信することができるため、切り換え部にて給電位置を切り換えて当該高周波電流の主方向を制御することにより、送受信する電波の主偏波を切り替えることができる。すなわち、第1の給電部が上記アンテナエレメントに給電しているときと、第2の給電部が上記アンテナエレメントに給電しているときとで、上記地導体を流れる高周波電流の主方向を異ならせることにより、上記切り替え部を用いて、送受信する電波の主偏波を切り替え、偏波ダイバーシチを実現することができる。このとき、アンテナエレメントの形状に制限がないため、偏波ダイバーシチを実現する装置における設計の自由度を向上させることができる。
 本発明に係るアンテナ装置によれば、アンテナエレメントの形状を特別な形状にすることなく、送受信する電波の主偏波の方向を切り替えることができる。これにより、偏波ダイバーシチを実現する装置における設計の自由度を向上させることができる。
本発明の一実施形態(第1の実施形態)に係るアンテナ装置の構成を模式的に示す図であり、(a)および(b)はそれぞれ異なる給電部からアンテナエレメントを給電するときの様子を示す。 本発明の一実施形態(第1の実施形態)に係るアンテナ装置に流れる高周波電流を模式的に示す図であり、(a)および(b)はそれぞれ異なる給電部からアンテナエレメントを給電するときの様子を示す。 本発明の一実施形態(第2の実施形態)に係るアンテナ装置の構成を模式的に示す図であり、(a)および(b)はそれぞれ異なる給電部からアンテナエレメントを給電するときの様子を示す。 本発明の一実施形態(第2の実施形態)に係るアンテナ装置に流れる高周波電流を模式的に示す図であり、(a)および(b)はそれぞれ異なる給電部からアンテナエレメントを給電するときの様子を示す。 本発明の一実施形態(第3の実施形態)に係るアンテナ装置の構成を模式的に示す図であり、(a)および(b)はそれぞれ異なる給電部からアンテナエレメントを給電するときの様子を示す。 本発明の一実施形態(第4の実施形態)に係るアンテナ装置の構成を模式的に示す図であり、(a)および(b)はそれぞれ異なる給電部からアンテナエレメントを給電するときの様子を示す。 本発明の一実施形態(第5の実施形態)に係るアンテナ装置の構成を模式的に示す図であり、(a)および(b)はそれぞれ異なる給電部からアンテナエレメントを給電するときの様子を示す。 本発明の一実施形態(第5の実施形態)に係るアンテナ装置に流れる高周波電流を模式的に示す図であり、(a)および(b)はそれぞれ異なる給電部からアンテナエレメントを給電するときの様子を示す。 本発明の一実施形態(第6の実施形態)に係るアンテナ装置の構成を模式的に示す図であり、(a)および(b)はそれぞれ異なる給電部からアンテナエレメントを給電するときの様子を示す。 本発明の一実施形態(第7の実施形態)に係るアンテナ装置の構成を模式的に示す図であり、(a)および(b)はそれぞれ異なる給電部からアンテナエレメントを給電するときの様子を示す。 本発明の一実施形態(第8の実施形態)に係るアンテナ装置の構成を模式的に示す図であり、(a)および(b)はそれぞれ異なる給電部からアンテナエレメントを給電するときの様子を示す。 本発明の一実施形態(第8の実施形態)に係るアンテナ装置の構成を部分的に示す図である。 本発明の一実施形態(第8の実施形態)に係るアンテナ装置の構成を部分的に示す図であり、(a)および(b)はそれぞれ異なる給電部からアンテナエレメントを給電するときの様子を示す。 本発明の一実施形態(第8の実施形態)に係るアンテナ装置の構成を部分的に示す図であり、(a)および(b)はそれぞれ異なる給電部からアンテナエレメントを給電するときの様子を示す。 本発明の一実施形態(第9の実施形態)に係るアンテナ装置の構成を模式的に示す図であり、(a)および(b)はそれぞれ異なる給電部からアンテナエレメントを給電するときの様子を示す。 本発明の一実施形態(第9の実施形態)に係るアンテナ装置の構成を部分的に示す図である。 本発明の一実施形態(第9の実施形態)に係るアンテナ装置の構成を部分的に示す図であり、(a)および(b)はそれぞれ異なる給電部からアンテナエレメントを給電するときの様子を示す。 本発明の一実施形態(第9の実施形態)に係るアンテナ装置の構成を部分的に示す図であり、(a)および(b)はそれぞれ異なる給電部からアンテナエレメントを給電するときの様子を示す。 本発明の一実施形態に係るアンテナエレメントと、従来技術に係るアンテナエレメントとを対比する図であり、(a)は本発明の一実施形態に係るアンテナエレメントを示し、(b)は従来技術に係るアンテナエレメントを示す。 従来技術に係るX字型のアンテナエレメントを有するアンテナ装置の概要を示す図であり、(a)および(b)はそれぞれ異なる給電部からアンテナエレメントを給電するときの様子を示す。 従来技術に係るL字型のアンテナエレメントを有するアンテナ装置の概要を示す図であり、(a)および(b)はそれぞれ異なる給電部からアンテナエレメントを給電するときの様子を示す。
 本発明は、アンテナエレメントと、地導体が形成されている基板と、該基板上に設けられており、該アンテナエレメントに給電する第1および第2の給電部と、第1および第2の給電部の何れが該アンテナエレメントに給電するかを切り替える切り替え部と、を備え、第1の給電部が該アンテナエレメントに給電しているときと、第2の給電部が該アンテナエレメントに給電しているときとでは、該地導体を流れる高周波電流の主方向が異なるアンテナ装置を提供する。
 このように、本発明に係るアンテナ装置では、第1の給電部がアンテナエレメントに給電しているときと、第2の給電部がアンテナエレメントに給電しているときとで、上記地導体を流れる高周波電流の主方向が異なっているため、切り替え部を用いて、送受信する電波の主偏波を切り替えることができる。これにより、特殊なアンテナ形状を用いずとも、偏波ダイバーシチを実現することができる。
 本発明に係るアンテナ装置は、第1の給電部がアンテナエレメントに給電しているときと、第2の給電部がアンテナエレメントに給電しているときとで、上記地導体を流れる高周波電流の主方向が異なっているように設計されているものであればよいが、例えば、以下のように第1および第2の給電部が配置されたものを好適に用いることができる。
 すなわち、第2の給電部が上記アンテナエレメントに給電しているときの主偏波が第1の方向であり、第1の給電部が上記アンテナエレメントに給電しているときの主偏波が第1の方向と直交する第2の方向であるアンテナ装置を構成するときには、(1)第1の給電部を通り地導体を第1の方向に横断する第1の経路の電気長の中心と、第1の給電部との間の電気長の方が、第2の給電部を通り地導体を第1の方向に横断する第2の経路の電気長の中心と第2の給電部との間の電気長よりも短くなるように、第1および第2の給電部を配置し、(2)第1の給電部を通り地導体を第2の方向に横断する第3の経路において第1の給電部を挟む両側の電気長の差分と、上記アンテナエレメントの電気長との和の方が、第2の給電部を通り上記地導体を第2の方向に横断する第4の経路において第2の給電部を挟む両側の電気長の差分と、上記アンテナエレメントの電気長との和よりも、上記アンテナエレメントの使用周波数帯の半波長に近くなるように、第1および第2の給電部を配置し、(3)第2の経路において第2の給電部を挟む両側の電気長の差分と、上記アンテナエレメントの電気長との和の方が、第4の経路において第2の給電部を挟む両側の電気長の差分と、上記アンテナエレメントの電気長との和よりも、上記アンテナエレメントの使用周波数帯の半波長に近くなるように、第2の給電部を配置することが好ましい。
 ここで、(1)のように第1および第2の給電部を配置することにより、第1の給電部が、第1の経路の電気長の中心により近くなるように配置される。これにより、第1の給電部がアンテナエレメントに給電しているとき、第1の給電部から第1の方向に流れる電流は、第1の給電部から第1の経路の両端に向けて互いに逆相になるように流れ打ち消し合うため、首尾よく第2の方向を主偏波とすることができる。
 一方、第2の給電部は、第2の経路の電気長の中心から離れるように配置される。これにより、第2の給電部がアンテナエレメントに給電しているとき、第2の給電部から第2の方向に流れる電流では、上述したような打ち消し合いが小さいか、生じない。それゆえ、第2の給電部がアンテナエレメントに給電しているとき、首尾よく第1の方向を主偏波とすることができる。
 ここで、第1の給電部がアンテナエレメントに給電しているとき、逆相電流による打消し合いを考慮した地導体における第2の方向の実効的な電気長は、第3の経路において第1の給電部を挟む両側の電気長の差分となり、第2の給電部がアンテナエレメントに給電しているとき、逆相電流による打消し合いを考慮した地導体における第2の方向の実効的な電気長は、第4の経路において第2の給電部を挟む両側の電気長の差分となる。
 そのため、(2)のように第1および第2の給電部を配置することにより、第1の給電部がアンテナエレメントに給電しているときの第2の方向の実効的な電気長とアンテナエレメントの電気長との和の方が、第2の給電部がアンテナエレメントに給電しているときの第2の方向の実効的な電気長とアンテナエレメントの電気長との和よりも、使用周波数帯の半波長に近くなる。
 これにより、第1の給電部がアンテナエレメントに給電しているときに、第2の方向に流れる電流の方が、第2の給電部がアンテナエレメントに給電しているときに、第2の方向に流れる電流よりも大きくなる。それゆえ、第1の給電部がアンテナエレメントに給電しているときの第2の方向への偏波を、第2の給電部がアンテナエレメントに給電しているときの第2の方向への偏波よりも強くすることができる。
 また、(3)のように第2の給電部を配置することにより、第2の給電部がアンテナエレメントに給電しているとき、第1の方向の実効的な電気長とアンテナエレメントの電気長との和の方が、第2の方向の実効的な電気長とアンテナエレメントの電気長との和よりも、使用周波数帯の半波長に近くなるため、第1の方向に流れる電流の方が、第2の方向に流れる電流よりも大きくなる。それゆえ、第2の給電部がアンテナエレメントに給電しているとき、首尾よく、第1の方向を主偏波とすることができる。
 以上のように、(1)~(3)のように給電部を配置することにより、第1の給電部がアンテナエレメントに給電しているときの主偏波を、第2の方向とすることができるとともに、第2の給電部がアンテナエレメントに給電しているときの第2の方向への偏波よりも強くすることができる。また、第2の給電部がアンテナエレメントに給電しているときの主偏波を、第1の方向とすることができる。よって、主偏波の切り換えを好適に実現することができる。
 以下、いくつかの実施形態によって本発明の構成のバリーエーションを説明する。本発明では、実施形態1~7に示すように、グランド(地導体)が形成されている基板の一つの辺の中央に第1の給電部を配置し、同じ辺の端に第2の給電部を配置してもよし、実施形態8、9に示すように、その他の位置に給電部を配置してもよい。また、実施形態1~7および9のように、給電部同士を結ぶ方向が、偏波方向の一つと重なっていてもよいし、実施形態8のように、給電部同士を結ぶ方向と、偏波方向とが異なっていてもよい。
 (第1の実施形態)
 図1は、本発明の一実施形態(第1の実施形態)に係るアンテナ装置1の構成を模式的に示す図であり、図2は、アンテナ装置1に流れる高周波電流を模式的に示す図である。両図において、(a)および(b)はそれぞれ異なる給電部からアンテナエレメントを給電するときの様子を示す。
 図1に示すように、アンテナ装置1は、グランド(地導体)が形成されている基板100、およびアンテナエレメント120を備えており、基板100上に、送受信回路110、第1の給電部130、第1の整合回路132、第2の給電部140、および第2の整合回路142を備えている。アンテナエレメント120は線状の形状を有しており、第1の給電部130および第2の給電部140は、それぞれ、アンテナエレメント120の互いに異なる端部に接続されている。
 ここで、地導体を流れる高周波電流の方向および各給電部の位置を規定するために、基板100の基板面上に、互いに直交する第1の方向と第2の方向とを規定する。例えば、本実施形態の基板100のように、略矩形の基板を用いる場合には、例えば、短手方向および長手方向を、第1および第2の方向として用いることができる。このとき、短手方向および長手方向の何れを第1の方向とするかは、以下の条件によって定めることができる。
 すなわち、基板100の地導体の第1の方向における電気長を第1の電気長とし、基板100の地導体の第2の方向における電気長を第2の電気長としたとき、アンテナエレメント120の電気長と第1の電気長との和の方が、アンテナエレメント120の電気長と第2の電気長との和よりも、アンテナエレメント120の使用周波数帯の半波長に近くなるように、第1および第2の方向を定めればよい。
 アンテナエレメント120の使用周波数帯は、特に限定されず、用途に応じて適宜設定すればよい。
 第1の給電部130は、第1の給電部130がアンテナエレメント120に給電しているときに、基板100の地導体とアンテナエレメント120とで構成するダイポールアンテナの主偏波が第2の方向となるような位置に設けられている。このような位置は、基板100上の、第1の方向における中央付近であって、第2の方向における末端付近に存在する。後述するように、第1の方向における中央付近において給電すると、第1の方向において逆相電流が流れ、上記ダイポールアンテナの第1の方向の特性が弱くなる。一方、第2の方向へ流れる逆相電流は抑えられ、上記ダイポールアンテナの主偏波は、第2の方向となる。
 一方、第2の給電部140は、第2の給電部140がアンテナエレメント120に給電しているときに、基板100の地導体とアンテナエレメント120とで構成するダイポールアンテナの主偏波が第1の方向となるような位置に設けられている。このような位置は、基板100上の、第1および第2の方向における末端付近に存在する。アンテナエレメント120の電気長と第1の電気長との和の方が、アンテナエレメント120の電気長と第2の電気長との和よりも、アンテナエレメント120の使用周波数帯の半波長に近いため、地導体上を第1の方向に流れる電流の方が、地導体上を第2の方向に流れる電流よりも強く(電力が大きく)なり、上記ダイポールアンテナの主偏波は、第1の方向となる。
 したがって、第1の給電部130の位置は、基板100上の、第1の方向における中央部であって、第2の方向における端部とすることができる。本明細書において、「第1の方向における中央部であって、第2の方向における端部」とは、第1の方向における中央付近であって、第2の方向における末端付近であり、かつ、基板100の地導体とアンテナエレメント120とで構成するダイポールアンテナの主偏波が第2の方向となるような位置を指し、例えば、基板100の第1の方向において、一方の末端からの距離が、第1の方向における全体の電気長の40%以上、60%以下であることが好ましく、45%以上、55%以下であることが特に好ましい。また、基板100の第2の方向において、一方の末端からの距離が、第2の方向における全体の電気長の0%以上、10%以下であることが好ましく、0%以上、5%以下であることが特に好ましい。
 また、第2の給電部140の位置は、基板100上の、第1および第2の方向における端部とすることができる。本明細書において、「第1および第2の方向における端部」とは、第1および第2の方向における末端付近であり、かつ、基板100の地導体とアンテナエレメント120とで構成するダイポールアンテナの主偏波が第1の方向となるような位置を指し、例えば、基板100の第1の方向において、一方の末端からの距離が、第1の方向における全体の電気長の0%以上、10%以下であることが好ましく、0%以上、5%以下であることが特に好ましい。また、基板100の第2の方向において、一方の端部からの距離が、第2の方向における全体の電気長の0%以上、10%以下であることが好ましく、0%以上、5%以下であることが特に好ましい。
 なお、基板100には、地導体が形成されていない基板が付加または一体化されていてもよい。言い換えれば、アンテナ装置1が備える基板の一部の領域にしか地導体が形成されていない場合、上述した「地導体が形成されている基板」、すなわち基板100は、地導体が形成されている領域を指すことが意図される。例えば、図1に示す基板100において、地導体が、第1の方向における半分(第2の給電部140が存在する側)にしか存在しない場合には、第1の方向における中央部は、地導体が存在する部分の中央部を指し、第1の給電部130は、図1に示す位置よりも第2の給電部140よりに配置すべきである。
 送受信回路110は、電波の送受信のための信号処理(A/D D/A変換、変復調、多重化/分離、および後述するようなスイッチ部の制御等)を行う回路であり、第1の給電部130または第2の給電部140においてアンテナエレメント120を給電する。
 送受信回路110と、第1の整合回路132および第2の整合回路142とは、第1のスイッチ部(切り替え部)111によって接続されている。第1のスイッチ部111は、何れの整合回路を送受信回路110に接続するかを切り替えることができる。すなわち、第1の給電部130がアンテナエレメント120を給電するとき、送受信回路110と第1の整合回路132とを接続し、第2の給電部140がアンテナエレメント120を給電するとき、送受信回路110と第2の整合回路142とを接続する。
 また、第1の給電部130と第1の整合回路132とは、第2のスイッチ部(切り替え部、第1の切り替え要素)131を介して接続されている。第2のスイッチ部131は、第1の給電部130がアンテナエレメント120を給電するとき、第1の整合回路132と第1の給電部130とを接続し、そうでないとき、第1の整合回路132と第1の給電部130との間を非接続とする。また、第2の給電部140と第2の整合回路142とは、第3のスイッチ部(切り替え部、第2の切り替え要素)141を介して接続されている。第3のスイッチ部141は、第2の給電部140がアンテナエレメント120を給電するとき、第2の整合回路142と第2の給電部140とを接続し、そうでないとき、第2の整合回路142と第2の給電部140との間を非接続とする。
 以上のように、アンテナ装置1では、第1~第3のスイッチ部(切り替え部)によって、第1の給電部130および第2の給電部140の何れがアンテナエレメント120を給電するかを切り替えることができる。これらのスイッチ部における切り替えは、例えば、送受信回路110が制御すればよい。
 図1の(a)は、第1の給電部130がアンテナエレメント120を給電するときの構成を示している。示すように、第1のスイッチ部111は、送受信回路110と第1の整合回路132とを接続し、第2のスイッチ部131は、第1の整合回路132と第1の給電部130とを接続し、第3のスイッチ部141は、第2の整合回路142と第2の給電部140とを切断する。
 第1の給電部130がアンテナエレメント120を給電するときの高周波電流の向きを図2の(a)に示す。図2の(a)に示すように、アンテナエレメント120を高周波電流133が流れるほか、基板100の地導体においても、第1の給電部130によって励起された高周波電流が流れる。
 第1の給電部130は、上述したように、基板100の第2の方向における端部に位置しているため、第2の方向における他方の端部へ向かう高周波電流134が流れる。また、第1の給電部130は、上述したように、基板100の第1の方向における中央部に位置しているため、第1の方向における両端部へのそれぞれへと向かう高周波電流135および136が流れる。
 ここで、高周波電流135および136は、互いに逆相の関係であるため、互いに打ち消し合い、非常に弱くなる。それゆえ、第1の給電部130がアンテナエレメント120を給電するときの高周波電流の主方向は、第2の方向となる。
 なお、「地導体を流れる高周波電流」とは、第1の給電部130または第2の給電部140によって励起される電流を指し、その周波数は、基本的には、アンテナエレメント120の使用周波数帯と同じである。
 また、本明細書において、高周波電流の主方向とは、逆相電流による打ち消し合いを考慮し、最も大きい電流が流れる方向を指すことが意図される。地導体を流れる高周波電流の主方向は、アンテナ装置において好適に送受信し得る主偏波の方向に対応する。
 図1の(b)は、第2の給電部140がアンテナエレメント120を給電するときの構成を示している。示すように、第1のスイッチ部111は、送受信回路110と第2の整合回路142とを接続し、第3のスイッチ部141は、第2の整合回路142と第2の給電部140とを接続し、第2のスイッチ部131は、第1の整合回路132と第1の給電部130とを切断する。
 第2の給電部140がアンテナエレメント120を給電するときの高周波電流の向きを図2の(b)に示す。図2の(b)に示すように、アンテナエレメント120を高周波電流143が流れるほか、基板100の地導体においても、第2の給電部140によって励起された高周波電流が流れる。
 第2の給電部140は、上述したように、基板100の第2の方向における端部に位置しているため、第2の方向における他方の端部へ向かう高周波電流144が流れる。また、第2の給電部140は、上述したように、基板100の第1の方向における端部に位置しているため、第1の方向における他方の端部へ向かう高周波電流145が流れる。
 ここで、上述したように、アンテナエレメント120の電気長と第1の電気長との和の方が、アンテナエレメント120の電気長と第2の電気長との和よりも、アンテナエレメント120の使用周波数帯の半波長に近い。アンテナエレメント120と、地導体とでダイポールアンテナを構成するため、その電気長がアンテナエレメント120の使用周波数帯の半波長に近い方向に、大きい電流が流れることになる。それゆえ、高周波電流145の方が、高周波電流144よりも大きくなり、第2の給電部140がアンテナエレメント120を給電するときの高周波電流の主方向は、第1の方向となる。
 以上のように、第1の給電部130がアンテナエレメント120に給電するときと、第2の給電部140がアンテナエレメント120に給電するときとでは、地導体を流れる高周波電流の主方向が異なる。よって、何れの給電部がアンテナエレメント120を給電するかを切り替えることにより、上記高周波電流の主方向を切り替え、送受信する電波の主偏波を切り替えることができる。よって、本実施形態に係るアンテナ装置1では、偏波ダイバーシチを好適に実現することができる。
 本実施形態に係るアンテナ装置1ではまた、アンテナエレメント120の形状が線状である。図19は、説明のために、本実施形態に係るアンテナ装置1を携帯電話端末に適用した場合(図19の(a))と、本実施形態に係るアンテナエレメント120に代えて、特許文献1に記載のアンテナエレメント1020を用いた場合(図19の(b))とを比較する図である。図19に示すように、特許文献1に記載のアンテナエレメント1020を用いた場合に比べ、本実施形態に係るアンテナエレメント120を用いることにより、装置内でアンテナエレメントが占有する面積、体積等が小さくなり、装置の設計の自由度が向上し、また、装置の小型化が容易になっていることがわかる。
 もちろん、本発明に係るアンテナ装置は、上述したように、線状のアンテナエレメントに限定されず、どのようなアンテナエレメントを備えていてもよく、特許文献1に記載のアンテナエレメントを備えていてもよい。すなわち、本発明は、給電部を切り替えることにより、基板に形成された地導体を流れる高周波電流の主方向を制御するものであればよく、アンテナエレメントの形状は特に限定されない。
 なお、アンテナエレメント120は、第1の給電部130および第2の給電部140から給電可能な位置に設ければよいが、上述したように、アンテナエレメント120の下部に、地導体が形成されていないことが好ましく、図1に示すように、基板100の外側に設けてもよい。また、図19の(a)に示すように基板上にアンテナエレメント120を設ける場合は、基板のアンテナエレメント120の下部からは地導体を形成しないようにしてもよい。
 なお、本発明に係るアンテナ装置は、アンテナを備えている装置であれば特に限定されず、例えば、携帯電話端末、PDA等の携帯無線端末、または、備え付けの無線通信装置等、無線通信を行う装置一般に適用することができる。また、本発明に係るアンテナ装置は、当然、用途に合わせ、上述した構成部材以外の部材を備えていてもよく、例えば、通信用のアプリケーションの実行等を行うための回路部またはCPU部、音声入力を受け付ける音声入力部(送話部)、音声を出力するためのスピーカ(受話部)、操作入力を受け付けるボタン、タッチパネル等の入力部、表示のためのLCD等の表示部、筐体、バッテリー等を適宜備えることができる。
 (第2の実施形態)
 図3は、本発明の一実施形態(第2の実施形態)に係るアンテナ装置2の構成を模式的に示す図であり、図4は、アンテナ装置2に流れる高周波電流を模式的に示す図である。両図において、(a)および(b)はそれぞれ異なる給電部からアンテナエレメントを給電するときの様子を示す。
 図3に示すように、アンテナ装置2は、第1の実施形態に係るアンテナ装置1と同様、基板200、およびアンテナエレメント220を備えており、基板200上に、送受信回路210、第1のスイッチ部(切り替え部)211、第1の給電部230、第2のスイッチ部(切り替え部、第1の切り替え要素)231、第1の整合回路232、第2の給電部240、第3のスイッチ部(切り替え部、第2の切り替え要素)241および第2の整合回路242を備えている。
 また、アンテナ装置2は、さらに、第3の整合回路(アンテナ地導体間整合回路)252、第4のスイッチ部(アンテナ地導体間切り替え部)251、第4の整合回路(アンテナ地導体間整合回路)262、および第5のスイッチ部(アンテナ地導体間切り替え部)261を備えており、この点において、第1の実施形態に係るアンテナ装置1と異なっている。以下、第1の実施形態と同様の部分については説明を省略し、第1の実施形態と異なる部分について詳細に説明する。
 第4のスイッチ部251は、アンテナエレメント220と、第3の整合回路252とをつなぎ、アンテナエレメント220と、第3の整合回路252との間の導通または非導通を切り替える。第3の整合回路252は、アンテナエレメント220のインピーダンスを整合させるための整合回路であり、第4のスイッチ部251を介して、アンテナエレメント220につながっており、他方で地導体に接地されている。
 第5のスイッチ部261は、アンテナエレメント220と、第4の整合回路262とをつなぎ、アンテナエレメント220と、第4の整合回路262との間の導通または非導通を切り替える。第4の整合回路262は、アンテナエレメント220のインピーダンスを整合させるための整合回路であり、第5のスイッチ部261を介して、アンテナエレメント220につながっており、他方で地導体に接地されている。
 アンテナエレメント220の両端部には、それぞれ第1の給電部230および第2の給電部240と接続しており、その内側において、それぞれ第4のスイッチ部251および第5のスイッチ部261と接続している。
 図3の(a)は、第1の給電部230がアンテナエレメント220を給電するときの構成を示している。示すように、第1のスイッチ部211は、送受信回路210と第1の整合回路232とを接続し、第2のスイッチ部231は、第1の整合回路232と第1の給電部230とを接続し、第3のスイッチ部241は、第2の整合回路242と第2の給電部240とを切断し、第4のスイッチ部251は、第3の整合回路252とアンテナエレメント220とを接続し、第5のスイッチ部261は、第4の整合回路262とアンテナエレメント220とを切断する。
 第1の給電部230がアンテナエレメント220を給電するときの高周波電流の向きを図4の(a)に示す。図4の(a)に示すように、アンテナエレメント220を高周波電流233が流れる。このとき、第4のスイッチ部251および第3の整合回路252を介して基板200の地導体へと高周波電流234が流れる。このように、第1の給電部230がアンテナエレメント220を給電するとき、アンテナエレメントは逆Fアンテナとして動作する。
 また、基板200の地導体においても、第1の給電部230によって励起された高周波電流が流れる。第1の給電部230は、基板200の第2の方向における端部に位置しているため、第2の方向における他方の端部へ向かう高周波電流235が流れる。また、第1の給電部230は、基板200の第1の方向における中央部に位置しているため、第1の方向における両端部へのそれぞれへと向かう高周波電流236および237が流れる。また、アンテナエレメント220から第4のスイッチ部251を介して基板200に流れた高周波電流は、第1の方向における両端部へのそれぞれへと向かう高周波電流238および239となる。
 ここで、高周波電流236と237、および、高周波電流238と239は、互いに逆相の関係であるため、互いに打ち消し合い非常に弱くなる。それゆえ、第1の給電部230がアンテナエレメント220を給電するときの高周波電流の主方向は、第2の方向となる。
 図3の(b)は、第2の給電部240がアンテナエレメント220を給電するときの構成を示している。示すように、第1のスイッチ部211は、送受信回路210と第2の整合回路242とを接続し、第2のスイッチ部231は、第1の整合回路232と第1の給電部230とを切断し、第3のスイッチ部241は、第2の整合回路242と第2の給電部240とを接続し、第4のスイッチ部251は、第3の整合回路252とアンテナエレメント220とを切断し、第5のスイッチ部261は、第4の整合回路262とアンテナエレメント220とを接続する。
 第2の給電部240がアンテナエレメント220を給電するときの高周波電流の向きを図4の(b)に示す。図4の(b)に示すように、アンテナエレメント220を高周波電流243が流れる。このとき、第5のスイッチ部261および第4の整合回路262を介して基板200の地導体へと高周波電流244が流れる。このように、第2の給電部240がアンテナエレメント220を給電するとき、アンテナエレメントは逆Fアンテナとして動作する。
 第2の給電部240は、基板200の第2の方向における端部に位置しているため、第2の方向における他方の端部へ向かう高周波電流245が流れる。また、第2の給電部240は、基板200の第1の方向における端部に位置しているため、第1の方向における他方の端部へ向かう高周波電流246が流れる。また、アンテナエレメント220から第5のスイッチ部261を介して基板200に流れた高周波電流は、第1の方向における他方の端部へ向かう高周波電流247となる。
 ここで、上述したように、アンテナエレメント220の電気長と第1の電気長との和の方が、アンテナエレメント220の電気長と第2の電気長との和よりも、アンテナエレメント220の使用周波数帯の半波長に近いため、高周波電流246の方が、高周波電流245よりも大きくなり、また、第1の方向に高周波電流247も流れるため、第2の給電部240がアンテナエレメント220を給電するときの高周波電流の主方向は、第1の方向となる。
 以上のように、第1の給電部230がアンテナエレメント220に給電するときと、第2の給電部240がアンテナエレメント220に給電するときとでは、地導体を流れる高周波電流の主方向が異なる。よって、何れの給電部がアンテナエレメント220を給電するかを切り替えることにより、上記高周波電流の主方向を切り替え、送受信する電波の主偏波を切り替えることができる。また、アンテナエレメント220を逆Fアンテナとして構成することができるため、アンテナの特性を向上させることができる場合がある。例えば、アンテナ装置2の筐体が手で持たれた場合のアンテナの特性の劣化を抑制することが可能である場合もある。
 (第3の実施形態)
 図5は、本発明の一実施形態(第3の実施形態)に係るアンテナ装置3の構成を模式的に示す図である。同図において、(a)および(b)はそれぞれ異なる給電部からアンテナエレメントを給電するときの様子を示す。
 図5に示すように、アンテナ装置3は、第2の実施形態に係るアンテナ装置2と同様、基板300、およびアンテナエレメント320を備えており、基板300上に、送受信回路310、第1のスイッチ部(切り替え部)311、第1の給電部330、第2のスイッチ部(切り替え部、第1の切り替え要素)331、第1の整合回路332、第2の給電部340、第3のスイッチ部(切り替え部、第2の切り替え要素)341、第2の整合回路342、第4のスイッチ部(アンテナ地導体間切り替え部)351、および第3の整合回路(アンテナ地導体間整合回路)352を備えている。ただし、アンテナ装置3は、第5のスイッチ部および第4の整合回路を備えておらず、この点において、第2の実施形態に係るアンテナ装置2と異なっている。
 アンテナ装置3では、第1の給電部330がアンテナエレメント320を給電するときのみ、アンテナエレメント220が逆Fアンテナとして動作する。このように、何れか一方の給電部からアンテナエレメントを給電するときのみ、アンテナエレメントが逆Fアンテナとして動作するように構成してもよい。
 (第4の実施形態)
 図6は、本発明の一実施形態(第4の実施形態)に係るアンテナ装置4の構成を模式的に示す図である。同図において、(a)および(b)はそれぞれ異なる給電部からアンテナエレメントを給電するときの様子を示す。
 図6に示すように、アンテナ装置4は、第2の実施形態に係るアンテナ装置2と同様、基板400、およびアンテナエレメント420を備えており、基板400上に、送受信回路410、第1のスイッチ部(切り替え部)411、第1の給電部430、第2のスイッチ部(切り替え部、第2の切り替え要素)431、第1の整合回路432、第2の給電部440、第3のスイッチ部(切り替え部、第2の切り替え要素)441、第2の整合回路442、第5のスイッチ部(アンテナ地導体間切り替え部)461、および第4の整合回路(アンテナ地導体間整合回路)462を備えている。ただし、アンテナ装置3は、第4のスイッチ部および第3の整合回路を備えておらず、この点において、第2の実施形態に係るアンテナ装置2と異なっている。
 アンテナ装置4では、第2の給電部440がアンテナエレメント420を給電するときのみ、アンテナエレメント420が逆Fアンテナとして動作する。このように、何れか一方の給電部からアンテナエレメントを給電するときのみ、アンテナエレメントが逆Fアンテナとして動作するように構成してもよい。
 (第5の実施形態)
 図7は、本発明の一実施形態(第5の実施形態)に係るアンテナ装置5の構成を模式的に示す図であり、図8は、アンテナ装置5に流れる高周波電流を模式的に示す図である。両図において、(a)および(b)はそれぞれ異なる給電部からアンテナエレメントを給電するときの様子を示す。
 図7に示すように、アンテナ装置5は、第2の実施形態に係るアンテナ装置2と同様、基板500、およびアンテナエレメント520を備えており、基板500上に、送受信回路510、第1のスイッチ部(切り替え部)511、第1の給電部530、第2のスイッチ部(切り替え部、第1の切り替え要素)531、第1の整合回路532、第2の給電部540、第3のスイッチ部(切り替え部、第2の切り替え要素)541、第2の整合回路542、第3の整合回路(アンテナ地導体間整合回路)552、第4のスイッチ部(アンテナ地導体間切り替え部)551、第4の整合回路(アンテナ地導体間整合回路)562、および第5のスイッチ部(アンテナ地導体間切り替え部)561を備えている。
 アンテナエレメント520の両端部には、それぞれ第4のスイッチ部551および第5のスイッチ部561と接続しており、その内側において、それぞれ第1の給電部530および第2の給電部540と接続している。この点において、第2の実施形態に係るアンテナ装置2と異なっている。以下、第2の実施形態と同様の部分については説明を省略し、第2の実施形態と異なる部分について詳細に説明する。
 図7の(a)は、第1の給電部530がアンテナエレメント520を給電するときの構成を示している。示すように、第1のスイッチ部511は、送受信回路510と第1の整合回路532とを接続し、第2のスイッチ部531は、第1の整合回路532と第1の給電部530とを接続し、第3のスイッチ部541は、第2の整合回路542と第2の給電部540とを切断し、第4のスイッチ部551は、第3の整合回路552とアンテナエレメント520とを接続し、第5のスイッチ部561は、第4の整合回路562とアンテナエレメント520とを切断する。
 第1の給電部530がアンテナエレメント520を給電するときの高周波電流の向きを図8の(a)に示す。図8の(a)に示すように、アンテナエレメント520を高周波電流533が流れる。このとき、第4のスイッチ部551および第3の整合回路552を介して基板500の地導体へと高周波電流534が流れる。このように、第1の給電部530がアンテナエレメント520を給電するとき、アンテナエレメントは変形逆Fアンテナとして動作する。
 また、基板500の地導体においても、第1の給電部530によって励起された高周波電流が流れる。第1の給電部530は、基板500の第2の方向における端部に位置しているため、第2の方向における他方の端部へ向かう高周波電流535が流れる。また、第1の給電部530は、基板500の第1の方向における中央部に位置しているため、第1の方向における両端部へのそれぞれへと向かう高周波電流536および537が流れる。また、アンテナエレメント520から第4のスイッチ部551を介して基板500に流れた高周波電流は、第1の方向における両端部へのそれぞれへと向かう高周波電流538および539となる。
 ここで、高周波電流536と537、および、高周波電流538と239は、互いに逆相の関係であるため、互いに打ち消し合い非常に弱くなる。それゆえ、第1の給電部530がアンテナエレメント520を給電するときの高周波電流の主方向は、第2の方向となる。
 図7の(b)は、第2の給電部540がアンテナエレメント520を給電するときの構成を示している。示すように、第1のスイッチ部511は、送受信回路510と第2の整合回路542とを接続し、第2のスイッチ部531は、第1の整合回路532と第1の給電部530とを切断し、第3のスイッチ部541は、第2の整合回路542と第2の給電部540とを接続し、第4のスイッチ部551は、第3の整合回路552とアンテナエレメント520とを切断し、第5のスイッチ部561は、第4の整合回路562とアンテナエレメント520とを接続する。
 第2の給電部540がアンテナエレメント520を給電するときの高周波電流の向きを図8の(b)に示す。図8の(b)に示すように、アンテナエレメント520を高周波電流543が流れる。このとき、第5のスイッチ部561および第4の整合回路562を介して基板500の地導体へと高周波電流544が流れる。このように、第2の給電部540がアンテナエレメント520を給電するとき、アンテナエレメントは変形逆Fアンテナとして動作する。
 第2の給電部540は、基板500の第2の方向における端部に位置しているため、第2の方向における他方の端部へ向かう高周波電流545が流れる。また、第2の給電部540は、基板500の第1の方向における端部に位置しているため、第1の方向における他方の端部へ向かう高周波電流546が流れる。また、アンテナエレメント520から第5のスイッチ部561を介して基板500に流れた高周波電流は、第1の方向における他方の端部へ向かう高周波電流547となる。
 ここで、上述したように、アンテナエレメント520の電気長と第1の電気長との和の方が、アンテナエレメント520の電気長と第2の電気長との和よりも、アンテナエレメント520の使用周波数帯の半波長に近いため、高周波電流546の方が、高周波電流545よりも大きくなり、また、第1の方向に高周波電流547も流れるため、第2の給電部540がアンテナエレメント520を給電するときの高周波電流の主方向は、第1の方向となる。
 以上のように、第1の給電部530がアンテナエレメント520に給電するときと、第2の給電部540がアンテナエレメント520に給電するときとでは、地導体を流れる高周波電流の主方向が異なる。よって、何れの給電部がアンテナエレメント520を給電するかを切り替えることにより、上記高周波電流の主方向を切り替え、送受信する電波の主偏波を切り替えることができる。また、アンテナエレメント520を変形逆Fアンテナとして構成することができるため、アンテナエレメント520を逆Fアンテナとして構成した場合と同様、アンテナの特性を向上させることができる場合がある。例えば、アンテナ装置5の筐体が手で持たれた場合のアンテナの特性の劣化を抑制することが可能である場合もある。
 (第6の実施形態)
 図9は、本発明の一実施形態(第6の実施形態)に係るアンテナ装置6の構成を模式的に示す図である。同図において、(a)および(b)はそれぞれ異なる給電部からアンテナエレメントを給電するときの様子を示す。
 図9に示すように、アンテナ装置6は、第5の実施形態に係るアンテナ装置5と同様、基板600、およびアンテナエレメント620を備えており、基板600上に、送受信回路610、第1のスイッチ部(切り替え部)611、第1の給電部630、第2のスイッチ部(切り替え部、第1の切り替え要素)631、第1の整合回路632、第2の給電部640、第3のスイッチ部(切り替え部、第2の切り替え要素)641、第2の整合回路642、第4のスイッチ部(アンテナ地導体間切り替え部)651、および第3の整合回路(アンテナ地導体間整合回路)652を備えている。ただし、アンテナ装置6は、第5のスイッチ部および第4の整合回路を備えておらず、この点において、第5の実施形態に係るアンテナ装置5と異なっている。
 アンテナ装置6では、第1の給電部630がアンテナエレメント620を給電するときのみ、アンテナエレメント620が変形逆Fアンテナとして動作する。このように、何れか一方の給電部からアンテナエレメントを給電するときのみ、アンテナエレメントが変形逆Fアンテナとして動作するように構成してもよい。
 (第7の実施形態)
 図10は、本発明の一実施形態(第7の実施形態)に係るアンテナ装置7の構成を模式的に示す図である。同図において、(a)および(b)はそれぞれ異なる給電部からアンテナエレメントを給電するときの様子を示す。
 図10に示すように、アンテナ装置7は、第5の実施形態に係るアンテナ装置5と同様、基板700、およびアンテナエレメント720を備えており、基板700上に、送受信回路710、第1のスイッチ部(切り替え部)711、第1の給電部730、第2のスイッチ部(切り替え部、第1の切り替え要素)731、第1の整合回路732、第2の給電部740、第3のスイッチ部(切り替え部、第2の切り替え要素)741、第2の整合回路742、第5のスイッチ部(アンテナ地導体間切り替え部)761、および第4の整合回路(アンテナ地導体間整合回路)762を備えている。ただし、アンテナ装置7は、第4のスイッチ部および第3の整合回路を備えておらず、この点において、第5の実施形態に係るアンテナ装置5と異なっている。
 アンテナ装置7では、第2の給電部740がアンテナエレメント720を給電するときのみ、アンテナエレメント720が変形逆Fアンテナとして動作する。このように、何れか一方の給電部からアンテナエレメントを給電するときのみ、アンテナエレメントが変形逆Fアンテナとして動作するように構成してもよい。
 また、何れか一方の給電部からアンテナエレメントを給電するときは、アンテナエレメントが逆Fアンテナとして動作し、他方の給電部からアンテナエレメントを給電するときは、アンテナエレメントが変形逆Fアンテナとして動作するように構成してもよい。
 (第8の実施形態)
 図11は、本発明の一実施形態(第8の実施形態)に係るアンテナ装置8の構成を模式的に示す図である。
 図11に示すように、アンテナ装置8は、グランド(地導体)が形成されている基板800、およびアンテナエレメント820を備えており、基板800上に、送受信回路810、第1のスイッチ部(切り替え部)811、第1の給電部830、第2のスイッチ部(切り替え部、第1の切り替え要素)831、第1の整合回路832、第2の給電部840、第3のスイッチ部(切り替え部、第2の切り替え要素)841、および第2の整合回路842を備えている。
 アンテナエレメント820は線状の形状を有しており、第1の給電部830および第2の給電部840は、それぞれ、アンテナエレメント820の互いに異なる端部に接続されている。各部の構成は、その配置以外は第1の実施形態と同様であり、説明を省略する。また、図11の(a)は、第1の給電部830からアンテナエレメント820を給電するときの様子を示し、(b)は、第2の給電部840からアンテナエレメント820を給電するときの様子を示す。
 ここで、地導体を流れる高周波電流の方向および各給電部の位置を規定するために、基板800の基板面上に、互いに直交する第1の方向と第2の方向とを規定する。本実施形態においては、基板800の長手方向および短手方向とは異なるように、第1の方向と第2の方向とを規定する。具体的には、図11における経路A(第1の経路)および経路C(第2の経路)に平行な方向を第1の方向とし、経路B(第3の経路)および経路D(第4の経路)に平行な方向を第2の方向とする。
 なお、経路Aは、第1の給電部830を通り、第1の方向に基板800の地導体を横断する経路である。経路Bは、第1の給電部830を通り、第2の方向に基板800の地導体を横断する経路である。経路Cは、第2の給電部840を通り、第1の方向に基板800の地導体を横断する経路である。経路Dは、第2の給電部840を通り、第2の方向に基板800の地導体を横断する経路である。
 そして、本実施形態では、以下のように第1の給電部830および第2の給電部840を配置することにより、第1の給電部830がアンテナエレメント820を給電するときは主偏波を第2の方向とし、第2の給電部840がアンテナエレメント820を給電するときは主偏波を第1の方向とすることができる。
 なお、図12~図14は、アンテナ装置8の構成を部分的に示す図である。図13および図14において、(a)は、第1の給電部830からアンテナエレメント820を給電するときの様子を示し、(b)は、第2の給電部840からアンテナエレメント820を給電するときの様子を示す。
 まず、本実施形態では、図12に示すように、第1の給電部830と経路Aの電気長の中心Eとの間の電気長の方が、第2の給電部840と経路Cの電気長の中心Fとの間の電気長よりも短くなるように第1の給電部830および第2の給電部840が配置されている。なお、経路における電気長の中心とは、経路の両端からの電気長が等しい位置を指す。
 経路における電気長の中心付近に給電部を設けた場合、当該給電部から経路の両側へ流れる電流が互いに逆相となり、打ち消しあう。それゆえ、上記のように構成することにより、第1の給電部830がアンテナエレメント820を給電するときにおける第1の方向の電流の打ち消しあいの方が、第2の給電部840がアンテナエレメント820を給電するときにおける第1の方向の電流の打ち消しあいよりも大きくなる。そのため、第1の給電部830がアンテナエレメント820を給電するときは、第1の方向における逆相電流の打ち消しあいが大きく、第2の方向が主偏波となる。一方、第2の給電部840がアンテナエレメント820を給電するときは、第1の方向における逆相電流の打ち消しあいが小さい(または無い)ため、第1の方向を首尾よく主偏波とすることができる。
 また、本実施形態では、第1の給電部830がアンテナエレメント820に給電しているときの、地導体における第2の方向の実効的な電気長とアンテナエレメント820の電気長との和の方が、第2の給電部840がアンテナエレメント820に給電しているときの、地導体における第2の方向の実効的な電気長とアンテナエレメント820の電気長との和よりも、使用周波数帯の半波長に近くなるようになっている。ここで、アンテナエレメント820と地導体とはダイポールアンテナを構成するため、その電気長が使用周波数帯の半波長に近い方向に、大きい電流が流れることになる。したがって、本実施形態では、第1の給電部830がアンテナエレメント820に給電しているときに第2の方向に流れる電流の方が、第2の給電部840がアンテナエレメント820に給電しているときに第2の方向に流れる電流よりも大きくなる。それゆえ、第1の給電部830がアンテナエレメント820に給電しているときの主偏波を首尾よく第2の方向にすることができる。また、第2の給電部840がアンテナエレメント820に給電しているときの主偏波を、首尾よく第2の方向以外の方向にすることができる。
 なお、第1の給電部830がアンテナエレメント820に給電しているときの地導体における第2の方向の実効的な電気長とは、逆相電流による打消し合いを考慮した電気長を指し、経路Bにおいて第1の給電部830を挟む両側の電気長の差分(の絶対値)となる。具体的には、図13の(a)における、経路B1および経路B2の電気長の差分を指す。同様に、第2の給電部840がアンテナエレメント820に給電しているときの地導体における第2の方向の実効的な電気長は、経路Dにおいて第2の給電部840を挟む両側の電気長の差分(の絶対値)となり、図13の(b)における、経路D1および経路D2の電気長の差分を指す。従って、経路B1、B2、D1およびD2が上述した条件を満たすように、第1の給電部830および第2の給電部840を配置すればよい。
 また、本実施形態では、第2の給電部840がアンテナエレメント820に給電しているときの、地導体における第1の方向の実効的な電気長とアンテナエレメント820の電気長との和の方が、第2の給電部840がアンテナエレメント820に給電しているときの、地導体における第2の方向の実効的な電気長とアンテナエレメント820の電気長との和よりも、使用周波数帯の半波長に近くなるようになっている。従って、第2の給電部840がアンテナエレメント820に給電しているとき、第1の方向に流れる電流の方が、第2の方向に流れる電流よりも大きくなる。それゆえ、第2の給電部840がアンテナエレメント820に給電しているときの主偏波を、首尾よく第1の方向にすることができる。
 なお、第2の給電部840がアンテナエレメント820に給電しているときの地導体における第1の方向の実効的な電気長は、経路Cにおいて第2の給電部840を挟む両側の電気長の差分(の絶対値)となり、図14の(a)における、経路C1および経路C2の電気長の差分を指す。従って、経路C1、C2、D1およびD2が上述した条件を満たすように、第2の給電部840を配置すればよい。
 以上のように、本実施形態では、主偏波の切り換えを好適に実現することができる。
 なお、本実施形態においても、第2~第7の実施形態と同様に、アンテナエレメント820を逆Fアンテナまたは変形逆Fアンテナとして構成してもよい。すなわち、アンテナ装置8は、さらに、一つまたは二つのアンテナ地導体間整合回路およびアンテナ地導体間切り替え部を備えていてもよい。アンテナ地導体間整合回路は、アンテナエレメント820のインピーダンスを地導体に対して整合させるための整合回路であり、地導体およびアンテナ地導体間切り替え部に接続するものであればよい。また、アンテナエレメント820の両端部には、上述したように、それぞれ第1の給電部830および第2の給電部840が接続しているので、アンテナ地導体間切り替え部は、その内側または外側に接続すればよい。
 (第9の実施形態)
 図15は、本発明の一実施形態(第9の実施形態)に係るアンテナ装置9の構成を模式的に示す図である。また、図16~図18は、アンテナ装置9の構成を部分的に示す図である。
 図15に示すように、アンテナ装置9は、グランド(地導体)が形成されている基板900、およびアンテナエレメント920を備えており、基板900上に、送受信回路910、第1のスイッチ部(切り替え部)911、第1の給電部930、第2のスイッチ部(切り替え部、第1の切り替え要素)931、第1の整合回路932、第2の給電部940、第3のスイッチ部(切り替え部、第2の切り替え要素)941、および第2の整合回路942を備えている。
 アンテナエレメント920は線状の形状を有しており、第1の給電部930および第2の給電部940は、それぞれ、アンテナエレメント920の互いに異なる端部に接続されている。各部の構成は、その配置以外は第1の実施形態と同様であり、説明を省略する。また、図15、図17および図18の(a)は、第1の給電部930からアンテナエレメント920を給電するときの様子を示し、(b)は、第2の給電部940からアンテナエレメント920を給電するときの様子を示す。
 ここで、地導体を流れる高周波電流の方向および各給電部の位置を規定するために、基板900の基板面上に、互いに直交する第1の方向と第2の方向とを規定する。本実施形態においては、基板900の長手方向および短手方向とは異なるように、第1の方向と第2の方向とを規定する。具体的には、図15における経路A(第1の経路)および経路C(第2の経路)に平行な方向を第1の方向とし、経路B(第3の経路)および経路D(第4の経路)に平行な方向を第2の方向とする。
 なお、経路Aは、第1の給電部930を通り、第1の方向に基板900の地導体を横断する経路である。経路Bは、第1の給電部930を通り、第2の方向に基板900の地導体を横断する経路である。経路Cは、第2の給電部940を通り、第1の方向に基板900の地導体を横断する経路である。経路Dは、第2の給電部940を通り、第2の方向に基板900の地導体を横断する経路である。
 そして、本実施形態でも、第8の実施形態と同様の条件を満たすように第1の給電部930および第2の給電部940を配置することにより、第1の給電部930がアンテナエレメント920を給電するときは主偏波を第2の方向とし、第2の給電部940がアンテナエレメント920を給電するときは主偏波を第1の方向とすることができる。
 すなわち、図16に示すように、第1の給電部930と経路Aの電気長の中心Eとの間の電気長の方が、第2の給電部940と経路Cの電気長の中心Fとの間の電気長よりも短くなるように第1の給電部930および第2の給電部940が配置されている。
 また、第1の給電部930がアンテナエレメント920に給電しているときの、地導体における第2の方向の実効的な電気長とアンテナエレメント920の電気長との和の方が、第2の給電部940がアンテナエレメント920に給電しているときの、地導体における第2の方向の実効的な電気長とアンテナエレメント920の電気長との和よりも、使用周波数帯の半波長に近くなるようになっている。すなわち、図17の(a)における経路B1および経路B2の電気長の差分とアンテナエレメント920の電気長との和の方が、図17の(b)における経路D1および経路D2の電気長の差分とアンテナエレメント920の電気長との和よりも、使用周波数帯の半波長に近くなるように第1の給電部930および第2の給電部940が配置されている。
 また、第2の給電部940がアンテナエレメント920に給電しているとき、地導体における第1の方向の実効的な電気長とアンテナエレメント920の電気長との和の方が、地導体における第2の方向の実効的な電気長とアンテナエレメント920の電気長との和よりも、使用周波数帯の半波長に近くなるようになっている。すなわち、図18の(a)における経路C1および経路C2の電気長の差分とアンテナエレメント920の電気長との和の方が、図18の(b)における経路D1および経路D2の電気長の差分とアンテナエレメント920の電気長との和よりも、使用周波数帯の半波長に近くなるように第2の給電部940が配置されている。
 上述したそれぞれの条件の効果は、第8の実施形態において説明したとおりである。これにより、本実施形態でも、主偏波の切り換えを好適に実現することができる。
 なお、本実施形態においても、第2~第8の実施形態と同様に、アンテナエレメント920を逆Fアンテナまたは変形逆Fアンテナとして構成してもよい。すなわち、アンテナ装置9は、さらに、一つまたは二つのアンテナ地導体間整合回路およびアンテナ地導体間切り替え部を備えていてもよい。アンテナ地導体間整合回路は、アンテナエレメント920のインピーダンスを地導体に対して整合させるための整合回路であり、地導体およびアンテナ地導体間切り替え部に接続するものであればよい。また、アンテナエレメント920の両端部には、上述したように、それぞれ第1の給電部930および第2の給電部940が接続しているので、アンテナ地導体間切り替え部は、その内側または外側に接続すればよい。
 (まとめ)
 以上のように、本発明に係るアンテナ装置は、アンテナエレメントと、地導体が形成されている基板と、該基板上に設けられており、該アンテナエレメントに給電する第1および第2の給電部と、第1および第2の給電部の何れが該アンテナエレメントに給電するかを切り替える切り替え部と、を備え、第1の給電部が該アンテナエレメントに給電しているときと、第2の給電部が該アンテナエレメントに給電しているときとでは、該地導体を流れる高周波電流の主方向が異なることを特徴としている。
 上記の構成によれば、第1の給電部および第2の給電部の何れか一方が、上記アンテナエレメントを給電する。第1の給電部および第2の給電部の何れが上記アンテナエレメントに給電するかは、上記切り替え部によって切り替えられる。第1の給電部および第2の給電部は上記基板上に設けられており、当該基板には地導体が形成されているため、第1の給電部または第2の給電部が上記アンテナエレメントを給電する際には、当該地導体に高周波電流が流れる。本発明に係るアンテナ装置では、この地導体を流れる高周波電流の主方向に沿った偏波方向を有する電波を好適に送受信することができるため、切り換え部にて給電位置を切り換えて当該高周波電流の主方向を制御することにより、送受信する電波の主偏波を切り替えることができる。すなわち、第1の給電部が上記アンテナエレメントに給電しているときと、第2の給電部が上記アンテナエレメントに給電しているときとで、上記地導体を流れる高周波電流の主方向を異ならせることにより、上記切り替え部を用いて、送受信する電波の主偏波を切り替え、偏波ダイバーシチを実現することができる。このとき、アンテナエレメントの形状に制限がないため、偏波ダイバーシチを実現する装置における設計の自由度を向上させることができる。
 上記アンテナ装置では、第2の給電部が上記アンテナエレメントに給電しているとき、上記地導体を流れる高周波電流の主方向は第1の方向となり、第1の給電部が上記アンテナエレメントに給電しているとき、上記地導体を流れる高周波電流の主方向は第1の方向と直交する第2の方向となり、第1の給電部を通り上記地導体を第1の方向に横断する第1の経路の電気長の中心と、第1の給電部との間の電気長の方が、第2の給電部を通り上記地導体を第1の方向に横断する第2の経路の電気長の中心と第2の給電部との間の電気長よりも短くなるように、第1および第2の給電部が配置されていることが好ましい。
 上記の構成によれば、第2の給電部がアンテナエレメントに給電しているとき、主偏波は第1の方向となり、第1の給電部がアンテナエレメントに給電しているとき、主偏波は第2の方向となるため、送受信する電波の主偏波を切り替え、偏波ダイバーシチを好適に実現することができる。
 ここで、上記の構成によれば、第1の給電部が、第1の経路の電気長の中心により近くなるように配置される。これにより、第1の給電部がアンテナエレメントに給電しているとき、第1の給電部から第1の方向に流れる電流は、第1の給電部から第1の経路の両端に向けて互いに逆相になるように流れ打ち消し合うため、首尾よく第2の方向を主偏波とすることができる。
 一方、第2の給電部は、第2の経路の電気長の中心から離れるように配置される。これにより、第2の給電部がアンテナエレメントに給電しているとき、第2の給電部から第2の方向に流れる電流では、上述したような打ち消し合いが小さいか、生じない。それゆえ、首尾よく第1の方向を主偏波とすることができる。
 よって、上記の構成によれば、上述した主偏波の切り換え(第2の給電部がアンテナエレメントに給電しているとき、主偏波は第1の方向となり、第1の給電部がアンテナエレメントに給電しているとき、主偏波は第2の方向となる)を好適に実現することができる。
 上記アンテナ装置では、第1の給電部を通り上記地導体を第2の方向に横断する第3の経路において第1の給電部を挟む両側の電気長の差分と、上記アンテナエレメントの電気長との和の方が、第2の給電部を通り上記地導体を第2の方向に横断する第4の経路において第2の給電部を挟む両側の電気長の差分と、上記アンテナエレメントの電気長との和よりも、上記アンテナエレメントの使用周波数帯の半波長に近くなるように、第1および第2の給電部が配置されていることが好ましい。
 ここで、第1の給電部がアンテナエレメントに給電しているとき、逆相電流による打消し合いを考慮した地導体における第2の方向の実効的な電気長は、第3の経路において第1の給電部を挟む両側の電気長の差分となる。同様に、第2の給電部がアンテナエレメントに給電しているとき、逆相電流による打消し合いを考慮した地導体における第2の方向の実効的な電気長は、第4の経路において第2の給電部を挟む両側の電気長の差分となる。
 それゆえ、上記の構成によれば、第1の給電部がアンテナエレメントに給電しているときの第2の方向の実効的な電気長とアンテナエレメントの電気長との和の方が、第2の給電部がアンテナエレメントに給電しているときの第2の方向の実効的な電気長とアンテナエレメントの電気長との和よりも、使用周波数帯の半波長に近くなる。そのため、第1の給電部がアンテナエレメントに給電しているときに第2の方向に流れる電流の方が、第2の給電部がアンテナエレメントに給電しているときに第2の方向に流れる電流よりも大きくなる。それゆえ、第1の給電部がアンテナエレメントに給電しているときの方が第2の方向への偏波が強くなり、上述した主偏波の切り換え(第2の給電部がアンテナエレメントに給電しているとき、主偏波は第1の方向となり、第1の給電部がアンテナエレメントに給電しているとき、主偏波は第2の方向となる)を好適に実現することができる。
 上記アンテナ装置では、第2の経路において第2の給電部を挟む両側の電気長の差分と、上記アンテナエレメントの電気長との和の方が、第4の経路において第2の給電部を挟む両側の電気長の差分と、上記アンテナエレメントの電気長との和よりも、上記アンテナエレメントの使用周波数帯の半波長に近くなるように、第2の給電部が配置されていることが好ましい。
 ここで、第2の給電部がアンテナエレメントに給電しているとき、逆相電流による打消し合いを考慮した地導体における第1の方向の実効的な電気長は、第2の経路において第2の給電部を挟む両側の電気長の差分となり、逆相電流による打消し合いを考慮した地導体における第2の方向の実効的な電気長は、第4の経路において第2の給電部を挟む両側の電気長の差分となる。
 それゆえ、上記の構成によれば、第2の給電部がアンテナエレメントに給電しているとき、第1の方向の実効的な電気長とアンテナエレメントの電気長との和の方が、第2の方向の実効的な電気長とアンテナエレメントの電気長との和よりも、使用周波数帯の半波長に近くなる。そのため、第1の方向に流れる電流の方が、第2の方向に流れる電流よりも大きくなる。それゆえ、第2の給電部がアンテナエレメントに給電しているとき、第1の方向が主偏波となり、上述した主偏波の切り換え(第2の給電部がアンテナエレメントに給電しているとき、主偏波は第1の方向となり、第1の給電部がアンテナエレメントに給電しているとき、主偏波は第2の方向となる)を好適に実現することができる。
 上記アンテナ装置では、上記基板の基板面は、第1の方向、および第1の方向と直交する第2の方向によって規定され、上記地導体は、第1の方向に第1の電気長を有し、第2の方向に第2の電気長を有しており、上記アンテナエレメントの電気長と第1の電気長との和の方が、上記アンテナエレメントの電気長と第2の電気長との和よりも、上記アンテナエレメントの使用周波数帯の半波長に近く、第1の給電部は、第1の給電部が上記アンテナエレメントに給電しているとき、上記地導体の第1の方向に逆相電流が生じ、上記アンテナエレメントおよび地導体によって構成されるダイポールアンテナの主偏波が第2の方向になるような位置に設けられており、第2の給電部は、第2の給電部が上記アンテナエレメントに給電しているとき、上記地導体の第1の方向に流れる電流の方が、第2の方向に流れる電流よりも強くなり、上記ダイポールアンテナの主偏波が第1の方向になるような位置に設けられていることが好ましく、第1の給電部は、上記基板上の、第1の方向における中央部であって、第2の方向における端部に設けられており、第2の給電部は、上記基板上の、第1および第2の方向における端部に設けられていることがより好ましい。
 上記の構成によれば、上記アンテナエレメントが給電されているときに、上記地導体を流れる高周波電流の主方向は、以下のようなものとなる。まず、第1の給電部が上記アンテナエレメントを給電しているときについて説明する。このとき、第1の給電部が、上記基板の第1の方向における電気長の中央付近に位置している場合、第1の方向における上記高周波電流は、第1の方向において給電部から互いに逆相となる電流が流れるため打ち消しあい弱くなる。一方、第1の給電部が、上記基板の第2の方向における末端付近に位置している場合、第2の方向における上記高周波電流は、第2の方向における他方の端部へ向けて励起され、打ち消し合いはほとんど生じない。このように、第1の方向には逆相電流を生じさせ、第2の方向への逆相電流を抑制することにより、上記地導体を流れる高周波電流の主方向は第2の方向とすることができる。
 一方、第2の給電部が上記アンテナエレメントを給電しているときは、第2の給電部が、上記基板の第1および第2の方向における末端付近に位置している場合、第1および第2の方向へそれぞれ高周波電流が励起され、打ち消し合いはほとんど生じない。ところで、上記基板と上記アンテナエレメントとは結合してダイポールアンテナとして働く。そのため、上記アンテナエレメントの電気長と第1の電気長との和の方が、上記アンテナエレメントの電気長と第2の電気長との和よりも、上記アンテナエレメントの使用周波数帯の半波長に近い場合、第1の方向に流れる高周波電流の方が、第2の方向に流れる高周波電流よりも大きくなる。このように、第1および第2の方向へ逆相電流を抑制することにより、地導体の第1の方向に流れる電流の方が、第2の方向に流れる電流よりも強くなり、上記地導体を流れる高周波電流の主方向は第1の方向となる。
 以上のように、上記の構成によれば、第1の給電部が上記アンテナエレメントに給電しているときと、第2の給電部が上記アンテナエレメントに給電しているときとで、上記地導体を流れる高周波電流の主方向を首尾よく異ならせることができる。
 上記アンテナ装置は、上記アンテナエレメントのインピーダンスの整合をとるための整合回路として、第1の給電部につながっている第1の整合回路と、第2の給電部につながっている第2の整合回路とを備えていることが好ましい。
 上記の構成によれば、第1の給電部が上記アンテナエレメントに給電しているとき、上記アンテナエレメントは、第1の整合回路によってインピーダンスが整合される。また、第2の給電部が上記アンテナエレメントに給電しているとき、上記アンテナエレメントは、第2の整合回路によってインピーダンスが整合される。上述したように、本発明に係るアンテナ装置では、第1の給電部が上記アンテナエレメントに給電しているときと、第2の給電部が上記アンテナエレメントに給電しているときとで、上記地導体とエレメントで構成されるダイポールアンテナの電気長が異って見えるため、インピーダンスも異なり、上記アンテナエレメントのインピーダンスの整合のための整合回路としては、別々の整合回路を用いることが好ましい。
 上記アンテナ装置では、上記切り替え部は、第1の給電部と第1の整合回路との間に、第1の給電部と第1の整合回路との導通または非導通を切り替える第1の切り替え要素を備え、第2の給電部と第2の整合回路との間に、第2の給電部と第2の整合回路との導通または非導通を切り替える第2の切り替え要素を備えていることが好ましい。
 上記の構成によれば、使用する給電部と整合回路とを導通し、使用しない給電部と整合回路とを非導通とすることができるため、アンテナエレメントから使用しない給電部を介して整合回路に意図しない電流が流れることを避け、アンテナエレメントを用いた送受信を好適に行うことができる。
 上記アンテナ装置は、上記アンテナエレメントと上記地導体とをつなぎ、上記アンテナエレメントと上記地導体との導通または非導通を切り替えるアンテナ地導体間切り替え部をさらに備えていてもよい。
 上記の構成によれば、必要に応じて上記アンテナエレメントを上記地導体に導通させることができる。これにより、上記アンテナエレメントを逆Fアンテナまたは変形逆Fアンテナとして首尾よく動作させることができる。
 すなわち、任意の給電部の片側の近傍にアンテナ地導体間切り替え部を設け、当該給電部が上記アンテナエレメントを給電するときには、当該アンテナ地導体間切り替え部において上記アンテナエレメントと上記地導体とを導通させることにより、上記アンテナエレメントを逆Fアンテナまたは変形逆Fアンテナとして動作させることができる。そして、他方の給電部が上記アンテナエレメントを給電するときには、当該アンテナ地導体間切り替え部において上記アンテナエレメントと上記地導体とを非導通とすることにより、他方の給電部が上記アンテナエレメントを給電するときの、上記アンテナエレメントの動作を妨げない。以上のように、上記アンテナエレメントを逆Fアンテナまたは変形逆Fアンテナとして動作させることにより、アンテナの特性を向上させることができる。なお、アンテナエレメントの両側の近傍と地導体とを、それぞれ別個のアンテナ地導体間切り替え部を介して接続してもよく、この場合、何れの給電部から給電した場合も、アンテナエレメントを逆Fアンテナまたは変形逆Fアンテナとして動作させることができる。
 上記アンテナ装置は、上記アンテナ地導体間切り替え部と上記地導体との間に、上記アンテナエレメントと上記地導体との間でインピーダンスを整合させるためのアンテナ地導体間整合回路をさらに備えていてもよい。
 上記の構成によれば、アンテナエレメントを逆Fアンテナまたは変形逆Fアンテナとして好適に動作させることができる。
 本発明は、例えば、携帯電話端末、PDA等の携帯無線端末、または、備え付けの無線通信装置等、無線通信を行う装置一般の製造分野において利用可能である。
 1、2、・・・、9       アンテナ装置
 100、200、・・・、900 基板
 110、210、・・・、910 送受信回路
 111、211、・・・、911 第1のスイッチ部(切り替え部)
 120、220、・・・、920 アンテナエレメント
 130、230、・・・、930 第1の給電部
 131、231、・・・、931 第2のスイッチ部(切り替え部、第1の切り替え要素)
 132、232、・・・、932 第1の整合回路
 140、240、・・・、940 第2の給電部
 141、241、・・・、941 第3のスイッチ部(切り替え部、第2の切り替え要素)
 142、242、・・・、942 第2の整合回路
 251、351、551、751 第4のスイッチ部(アンテナ地導体間切り替え部)
 252、352、552、752 第3の整合回路(アンテナ地導体間整合回路)
 261、461、561、661 第5のスイッチ部(アンテナ地導体間切り替え部)
 262、462、562、662 第4の整合回路(アンテナ地導体間整合回路)
 133~136、143~145、
 233~239、243~247、
 533~539、543~547 高周波電流
 

Claims (10)

  1.  アンテナエレメントと、
     地導体が形成されている基板と、
     該基板上に設けられており、該アンテナエレメントに給電する第1および第2の給電部と、
     第1および第2の給電部の何れが該アンテナエレメントに給電するかを切り替える切り替え部と、を備え、
     第1の給電部が該アンテナエレメントに給電しているときと、第2の給電部が該アンテナエレメントに給電しているときとでは、該地導体を流れる高周波電流の主方向が異なることを特徴とするアンテナ装置。
  2.  第2の給電部が上記アンテナエレメントに給電しているとき、上記地導体を流れる高周波電流の主方向は第1の方向となり、
     第1の給電部が上記アンテナエレメントに給電しているとき、上記地導体を流れる高周波電流の主方向は第1の方向と直交する第2の方向となり、
     第1の給電部を通り上記地導体を第1の方向に横断する第1の経路の電気長の中心と、第1の給電部との間の電気長の方が、第2の給電部を通り上記地導体を第1の方向に横断する第2の経路の電気長の中心と第2の給電部との間の電気長よりも短くなるように、第1および第2の給電部が配置されていることを特徴とする請求項1に記載のアンテナ装置。
  3.  第1の給電部を通り上記地導体を第2の方向に横断する第3の経路において第1の給電部を挟む両側の電気長の差分と、上記アンテナエレメントの電気長との和の方が、第2の給電部を通り上記地導体を第2の方向に横断する第4の経路において第2の給電部を挟む両側の電気長の差分と、上記アンテナエレメントの電気長との和よりも、上記アンテナエレメントの使用周波数帯の半波長に近くなるように、第1および第2の給電部が配置されていることを特徴とする請求項2に記載のアンテナ装置。
  4.  第2の経路において第2の給電部を挟む両側の電気長の差分と、上記アンテナエレメントの電気長との和の方が、第4の経路において第2の給電部を挟む両側の電気長の差分と、上記アンテナエレメントの電気長との和よりも、上記アンテナエレメントの使用周波数帯の半波長に近くなるように、第2の給電部が配置されていることを特徴とする請求項3に記載のアンテナ装置。
  5.  上記基板の基板面は、第1の方向、および第1の方向と直交する第2の方向によって規定され、
     上記地導体は、第1の方向に第1の電気長を有し、第2の方向に第2の電気長を有しており、
     上記アンテナエレメントの電気長と第1の電気長との和の方が、上記アンテナエレメントの電気長と第2の電気長との和よりも、上記アンテナエレメントの使用周波数帯の半波長に近く、
     第1の給電部は、第1の給電部が上記アンテナエレメントに給電しているとき、上記地導体の第1の方向に逆相電流が生じ、上記アンテナエレメントおよび地導体によって構成されるダイポールアンテナの主偏波が第2の方向になるような位置に設けられており、
     第2の給電部は、第2の給電部が上記アンテナエレメントに給電しているとき、上記地導体の第1の方向に流れる電流の方が、第2の方向に流れる電流よりも強くなり、上記ダイポールアンテナの主偏波が第1の方向になるような位置に設けられていることを特徴とする請求項1に記載のアンテナ装置。
  6.  第1の給電部は、上記基板上の、第1の方向における中央部であって、第2の方向における端部に設けられており、
     第2の給電部は、上記基板上の、第1および第2の方向における端部に設けられていることを特徴とする請求項2~5の何れか1項に記載のアンテナ装置。
  7.  上記アンテナエレメントのインピーダンスの整合をとるための整合回路として、第1の給電部につながっている第1の整合回路と、第2の給電部につながっている第2の整合回路とを備えていることを特徴とする請求項1~6の何れか1項に記載のアンテナ装置。
  8.  上記切り替え部は、第1の給電部と第1の整合回路との間に、第1の給電部と第1の整合回路との導通または非導通を切り替える第1の切り替え要素を備え、第2の給電部と第2の整合回路との間に、第2の給電部と第2の整合回路との導通または非導通を切り替える第2の切り替え要素を備えていることを特徴とする請求項7に記載のアンテナ装置。
  9.  上記アンテナエレメントと上記地導体とをつなぎ、上記アンテナエレメントと上記地導体との導通または非導通を切り替えるアンテナ地導体間切り替え部をさらに備えていることを特徴とする請求項1~8の何れか1項に記載のアンテナ装置。
  10.  上記アンテナ地導体間切り替え部と上記地導体との間に、上記アンテナエレメントと上記地導体との間でインピーダンスを整合させるためのアンテナ地導体間整合回路をさらに備えていることを特徴とする請求項9に記載のアンテナ装置。
     
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