WO2012086530A1 - アンテナ装置、アンテナモジュールおよび携帯端末 - Google Patents

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WO2012086530A1
WO2012086530A1 PCT/JP2011/079136 JP2011079136W WO2012086530A1 WO 2012086530 A1 WO2012086530 A1 WO 2012086530A1 JP 2011079136 W JP2011079136 W JP 2011079136W WO 2012086530 A1 WO2012086530 A1 WO 2012086530A1
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power supply
point
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antenna
antenna device
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PCT/JP2011/079136
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小村良
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Murata Manufacturing Co Ltd
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H01Q9/045—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna with particular feeding means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/24—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
    • H01Q1/241—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM
    • H01Q1/242—Supports; 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
    • H01Q1/243—Supports; 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H01Q9/045—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna with particular feeding means
    • H01Q9/0457—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna with particular feeding means electromagnetically coupled to the feed line

Definitions

  • the present invention relates to an antenna device, and more particularly to an antenna device that can switch antenna characteristics, an antenna module including the antenna device, and a portable terminal.
  • Patent Documents 1 and 2 disclose antenna devices that use a single antenna (radiating element) and change the antenna characteristics by changing the feeding method.
  • the antenna device of Patent Document 1 includes means for changing the direction of the current flowing through the substrate by changing the position of feeding, whether to ground, or whether to feed or ground by using one or more switches. It is provided.
  • Patent Document 1 relates to a surface mount antenna.
  • FIG. 1 is a perspective view of the surface mount antenna shown in Patent Document 2.
  • the surface-mounted antenna 10 includes a base 1, and a ground terminal 2 and a power supply terminal 3 are formed on an end surface 1 a of the base 1 in a divided manner, and a capacitive loading electrode 4 is formed on the end surface 1 b.
  • a stripline-shaped radiation electrode 5 is formed on the surface of the substrate 1 so that both ends thereof are connected to the ground terminal 2 and the capacitor loading electrode 4, respectively, and the matching portion 5 d of the radiation electrode 5 and the feeding terminal 3 are connected.
  • a power supply electrode 6 is formed.
  • the antenna device of Patent Document 1 has a configuration in which the direction of the substrate current is changed by changing the power feeding position and the grounding position with a switch. For this reason, since the antenna structure itself does not change, the direction of the substrate current does not change so much, and depending on the position of the antenna, it is presumed that the direction of directivity changes only slightly.
  • Patent Document 2 selects whether to use direct feed or capacitive feed for the surface mount antenna, directivity does not change.
  • the directivity is changed in an arbitrary direction, a plurality of antennas corresponding to each direction must be mounted and switched, which increases the mounting area and raises the problem of cost increase.
  • an object of the present invention is to provide an antenna device provided with a single radiating element so that the directivity direction of the antenna can be switched, an antenna module provided with the antenna device, and a portable terminal.
  • An antenna device of the present invention includes a radiating element including a direct feeding point, a capacitive feeding point, and a grounding point; A first switch for switching power supply from a power supply line to the direct power supply point of the radiating element or the capacitive power supply point; A second switch that switches between conduction and non-conduction between a ground point of the radiating element and a ground;
  • An antenna device includes a radiating element including a connection point serving as a direct feeding point or a grounding point and a capacitive feeding point; A first switch for switching power supply from a power supply line to the direct power supply point of the radiating element or the capacitive power supply point; And a second switch that switches between conduction and non-conduction between the connection point of the radiating element and the ground.
  • An antenna device includes a radiating element including a first connection point serving as a direct feeding point or a grounding point (direct grounding point) and a second connection point serving as a capacitive feeding point; A first switch for switching a connection between the first connection point of the radiating element and a first power supply line or ground; A second switch for switching connection / release of the second connection point of the radiating element and a second power supply line;
  • At least one of the first switch and the second switch is a PIN diode (p-intrinsic-n Diode) or MESFET (Metal Semiconductor Field Effect Transistor). Preferably, it is configured.
  • an impedance matching circuit is disposed in the feeder line.
  • a third switch is provided to switch the connection of the impedance matching circuit to the power supply line.
  • the third switch is configured by a PIN diode or MESFET.
  • the radiating element has a cuboid-shaped dielectric or magnetic substrate on which a radiating electrode is formed.
  • An antenna module of the present invention includes the antenna device according to any one of (5) to (7), and includes at least the radiating element, the first switch, the second switch of the antenna device, In addition, the impedance matching circuit is formed on one substrate, and an electrode for mounting on a mounting destination substrate is formed on this substrate.
  • a portable terminal includes the antenna device according to any one of claims 1 to 9 or the antenna module according to claim 10, and a power feeding circuit that feeds power to the antenna device or the antenna module.
  • the directivity direction of the antenna can be switched with a single radiating element, and the directivity of the antenna can be optimized as necessary.
  • FIG. 1 is a perspective view of a surface mount antenna shown in Patent Document 2.
  • FIG. 2A and 2B are perspective views of main parts of the antenna device 201 according to the first embodiment.
  • 3A is a plan view of a main part of the antenna device 201, and
  • FIG. 3B is an equivalent circuit diagram thereof.
  • FIG. 4A shows the return loss characteristic during the direct power supply operation
  • FIG. 4B shows the return loss characteristic during the capacity power supply operation.
  • FIG. 5 is a diagram showing the current distribution and directivity of the substrate in the direct power feeding operation.
  • FIG. 6 is a diagram showing the current distribution and directivity of the substrate in the capacity feeding operation.
  • FIGS. 7A and 7B are perspective views of the main part of the antenna device 202 according to the second embodiment.
  • FIG. 8A is a plan view of a main part of the antenna device 202, and FIG. 8B is an equivalent circuit diagram thereof.
  • FIGS. 9A and 9B are perspective views of the main part of the antenna device 203 according to the third embodiment.
  • FIG. 10A is a plan view of the main part of the antenna device 203, and FIG. 10B is an equivalent circuit diagram thereof.
  • FIG. 11A is a plan view of the main part of the antenna device 204 according to the fourth embodiment, and FIG. 11B is an equivalent circuit diagram thereof.
  • FIG. 12A is a plan view of the main part of the antenna device 205 according to the fifth embodiment, and FIG. 12B is an equivalent circuit diagram thereof.
  • FIG. 13 is a perspective view of a main part of an antenna device 206 according to the sixth embodiment.
  • FIG. 14 is an equivalent circuit diagram of the antenna device 206.
  • FIG. 15 is a perspective view showing the antenna module 301 of the seventh embodiment and the mounting state of the antenna module 301.
  • FIG. 16
  • FIG. 2A and 2B are perspective views of main parts of the antenna device 201 according to the first embodiment. The viewpoint is different between FIG. 2A and FIG.
  • the antenna device 201 includes a substrate 131 and an antenna chip 121 mounted on the substrate 131.
  • a radiating electrode 21 is formed on the first end surface of the rectangular parallelepiped dielectric base 20, a radiating electrode 22 is formed on the upper surface, and a radiating electrode 23 is formed on the second end surface. These radiation electrodes 21, 22, and 23 are continuous.
  • a capacitive power supply electrode 24 is formed on the first end face of the dielectric substrate 20. Mounting electrodes connected to the radiation electrodes 21 and 23 and the capacitive power supply electrode 24 are formed on the lower surface of the dielectric substrate 20.
  • the antenna chip 121 is constituted by the dielectric substrate 20 and the various electrodes formed on the outer surface thereof.
  • a ground electrode 31, a power supply circuit connection electrode 32, power supply lines 33, 34, 35, a tip electrode 36, and the like are formed on the upper surface of the base material 30.
  • a substrate 131 is constituted by the base material 30 and the various electrodes formed on the base material 30.
  • the antenna chip 121 is mounted on the non-ground region NGA where the ground electrode of the substrate 131 is not formed.
  • the radiation electrode 21 is electrically connected to the power supply line 35, and the capacitive power supply electrode 24 is electrically connected to the power supply line 34.
  • the radiation electrode 23 is electrically connected to the tip electrode 36.
  • a first switch element 41 is connected (mounted) between the power supply line 33 and the power supply lines 34 and 35.
  • a second switch element 42 is connected (mounted) between the tip electrode 36 and the ground electrode 31.
  • a matching circuit 51 is connected between the power supply line 33 and the ground electrode 31 at a predetermined position.
  • the power supply circuit connection electrode 32 is represented as a floating island pattern in order to clearly indicate the power supply line, but generally, a power supply circuit line (coplanar line) formed on the substrate 131 is connected. The same applies to other embodiments described later.
  • the antenna chip 121 corresponds to a “radiating element” recited in the claims of the present invention.
  • the lower end of the radiation electrode 21 is a direct feeding point PDF.
  • the opposing portion (capacitance forming portion) between the capacitive power supply electrode 24 and the radiation electrode 21 is a capacitive power supply point Pcf.
  • the lower end of the radiation electrode 23 is a ground point Pg.
  • FIG. 3A is a plan view of the main part of the antenna device 201, and FIG. 3B is an equivalent circuit diagram thereof.
  • the first switch element 41 shown in FIG. 3A selectively connects the power supply line 33 to one of the power supply lines 34 or 35. Further, the second switch element 42 switches between grounding / opening of the tip electrode 36.
  • the radiation electrode RE corresponds to the radiation electrodes 21, 22, and 23.
  • the power feeding capacity CF corresponds to the capacity of the capacity feeding point.
  • the second switch element 42 When the first switch element 41 shown in FIGS. 3 (A) and 3 (B) selects the power supply line 34 side, the second switch element 42 is turned on. In this state, the radiation electrode RE is capacitively fed. On the contrary, when the first switch element 41 selects the power supply line 35 side, the second switch element 42 is opened. In this state, the radiation electrode RE is directly supplied with power.
  • the first switch element 41 and the second switch element 42 are configured by PIN diodes (p-intrinsic-nodeDiode) or MESFETs (Metal Semiconductor Field Effect Transistor). Since these switch elements are small in shape, the area occupied by the antenna can be saved. Moreover, since the switching speed is fast, the antenna operation can be switched instantaneously. When high speed is not required for switching, a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) element may be used. Control signals for these switch elements are given from a control circuit (not shown) formed on the substrate 131. The same applies to other embodiments described later.
  • FIG. 4A shows the return loss characteristic during the direct power supply operation
  • FIG. 4B shows the return loss characteristic during the capacity power supply operation.
  • the resonance frequency of the radiation electrode of the antenna chip 121 is a frequency in the 1.5 GHz band. In any power feeding operation, the return loss at the same frequency is ⁇ 10 dB or less in the operating frequency band, and it can be seen that sufficient return loss characteristics can be obtained.
  • FIG. 5 is a diagram showing the current distribution and directivity of the substrate in the direct power supply operation
  • FIG. 6 is a diagram showing the current distribution and directivity of the substrate in the capacitive power supply operation
  • FIGS. 5A and 6A are diagrams showing the intensity distribution of the current flowing through the ground electrode 31 of the substrate 131 (the density distribution of the substrate current). The higher the current density, the higher the density.
  • the substrate is disposed on the xy plane, and the mounting position of the antenna chip 121 is directed to the x-axis direction with respect to the substrate. In this example, the antenna chip 121 is mounted at a substantially central position on the long side of the substrate 131.
  • FIGS. 5B and 6B are directivities on the xy plane (substrate surface direction) of the substrate, and FIGS. 5C and 6C are yz surfaces of the substrate (on the substrate). Directivity in a plane perpendicular to the surface). In both cases, the higher the radiation efficiency, the higher the concentration.
  • the current density of the substrate current is different between the direct feeding operation and the capacitive feeding operation.
  • the current density of the side SF of the substrate 131 on which the antenna chip 121 is mounted is high in both the direct feeding operation and the capacitive feeding conductor, in the direct feeding operation, the current in the side SC orthogonal to the side SF on which the antenna chip 121 is mounted. The density also tends to increase.
  • a current is widely distributed on the side SF of the substrate 131 along the mounting position of the antenna chip 121.
  • the antenna directivity is directed toward the side where the substrate current density is high. Therefore, the direct power supply operation is directed in the x direction, and the capacitive power supply operation is directed in the y direction.
  • the directivity diagrams of FIGS. 5B, 5C, 6B, and 6C That is, in the direct power feeding operation, as shown in FIG. 5B and FIG. 5C, the direction in which the radiated electric field intensity is high is substantially in the y-axis direction. In the capacitive power supply operation, as shown in FIGS. 6B and 6C, the direction in which the radiated electric field intensity is high is substantially in the x-axis direction.
  • the antenna device Since the switching between the direct power feeding operation and the capacitive power feeding operation is performed by switching between the first switch element 41 and the second switch element 42, the antenna device is switched by switching between the first switch element 41 and the second switch element 42.
  • the directivity of 201 can be switched.
  • FIGS. 7A and 7B are perspective views of the main part of the antenna device 202 according to the second embodiment. 7A and FIG. 7B have different viewpoints.
  • the antenna device 202 includes a substrate 132 and an antenna chip 122 mounted on the substrate 132.
  • a radiating electrode 21 is formed on the first end surface of the rectangular parallelepiped dielectric base 20, a radiating electrode 22 is formed on the upper surface, and a radiating electrode 23 is formed on the second end surface. These radiation electrodes 21, 22, and 23 are continuous.
  • a capacitive power supply electrode 24 is formed on the first end face of the dielectric substrate 20.
  • a mounting electrode connected to the radiation electrode 23 and the capacitive power supply electrode 24 is formed on the lower surface of the dielectric substrate 20.
  • the antenna chip 122 is composed of the dielectric base 20 and various electrodes formed on the outer surface thereof.
  • a ground electrode 31, a power supply circuit connection electrode 32, power supply lines 33, 34, 35, a tip electrode 36, and the like are formed on the upper surface of the base material 30.
  • a substrate 132 is configured by the base material 30 and the above-described various electrodes formed on the base material 30.
  • the antenna chip 122 is mounted on the non-ground region NGA where the ground electrode of the substrate 132 is not formed.
  • the radiation electrode 23 is electrically connected to the power supply line 35, and the capacitive power supply electrode 24 is electrically connected to the power supply line 34.
  • the radiation electrode 23 is electrically connected to the tip electrode 36.
  • a first switch element 41 is connected (mounted) between the power supply line 33 and the power supply lines 34 and 35.
  • a second switch element 42 is connected (mounted) between the tip electrode 36 and the ground electrode 31.
  • a matching circuit 51 is connected between the power supply line 33 and the ground electrode 31 at a predetermined position.
  • the antenna chip 122 corresponds to a “radiating element” recited in the claims of the present invention.
  • the opposing portion (capacitance forming portion) between the capacitive power supply electrode 24 and the radiation electrode 21 is a capacitive power supply point Pcf.
  • the lower end of the radiation electrode 23 is a connection point Pdg that is a direct feeding point or a grounding point.
  • FIG. 8A is a plan view of the main part of the antenna device 202
  • FIG. 8B is an equivalent circuit diagram thereof.
  • the first switch element 41 shown in FIG. 8A selectively connects the power supply line 33 to one of the power supply lines 34 or 35. Further, the second switch element 42 switches between grounding / opening of the tip electrode 36.
  • the radiation electrode RE corresponds to the radiation electrodes 21, 22, and 23.
  • the power feeding capacity CF corresponds to the capacity of the capacity feeding point.
  • the second switch element 42 When the first switch element 41 shown in FIGS. 8A and 8B selects the power supply line 34 side, the second switch element 42 is turned on. In this state, the radiation electrode RE is capacitively fed. On the contrary, when the first switch element 41 selects the power supply line 35 side, the second switch element 42 is opened. In this state, the radiation electrode RE is directly supplied with power.
  • the first switch element 41 and the second switch element 42 since the direct power feeding operation and the capacitive power feeding operation are switched by switching the first switch element 41 and the second switch element 42, the first switch element 41 and the second switch element 41 The directivity of the antenna device 202 can be switched by switching the switch element 42.
  • FIGS. 9A and 9B are perspective views of the main part of the antenna device 203 according to the third embodiment. The viewpoint is different between FIG. 9A and FIG.
  • the antenna device 203 includes a substrate 133 and an antenna chip 123 mounted on the substrate 133.
  • a radiating electrode 21 is formed on the first end surface of the rectangular parallelepiped dielectric base 20, a radiating electrode 22 is formed on the upper surface, and a radiating electrode 23 is formed on the second end surface. These radiation electrodes 21, 22, and 23 are continuous.
  • a capacitive power supply electrode 24 is formed on the first end face of the dielectric substrate 20.
  • a mounting electrode connected to the radiation electrode 23 and the capacitive power supply electrode 24 is formed on the lower surface of the dielectric substrate 20.
  • the antenna chip 123 is constituted by the dielectric base 20 and the various electrodes formed on the outer surface thereof.
  • a ground electrode 31, power supply circuit connection electrodes 32A and 32B, power supply lines 33A and 33B, tip electrodes 36A and 36B, and the like are formed on the upper surface of the base material 30.
  • a substrate 133 is constituted by the base material 30 and the above-described various electrodes formed on the base material 30.
  • the antenna chip 123 is mounted on the non-ground region NGA where the ground electrode of the substrate 133 is not formed.
  • the radiation electrode 23 is electrically connected to the tip electrode 36A, and the capacitive power supply electrode 24 is electrically connected to the tip electrode 36B.
  • a first switch element 41 is connected (mounted) to the tip electrode 36 ⁇ / b> A, the power supply line 33 ⁇ / b> A, and the ground electrode 31.
  • a second switch element 42 is connected (mounted) between the feed line 33B and the tip electrode 36B.
  • Matching circuits 51A and 51B are connected to the ground electrode 31 at predetermined positions of the power supply lines 33A and 33B, respectively.
  • the antenna chip 123 corresponds to a “radiating element” described in the claims of the present invention.
  • the opposing portion (capacitance forming portion) between the capacitive power supply electrode 24 and the radiation electrode 21 is a capacitive power supply point Pcf.
  • the lower end of the radiation electrode 23 is a connection point Pdg that is a direct feeding point or a grounding point.
  • FIG. 10A is a plan view of the main part of the antenna device 203, and FIG. 10B is an equivalent circuit diagram thereof.
  • the first switch element 41 shown in FIG. 10A selectively connects the tip electrode 36A to one of the feed line 33A and the ground electrode.
  • the second switch element 42 switches whether the tip electrode 36B is connected to the power supply line 33B or opened.
  • the radiation electrode RE corresponds to the radiation electrodes 21, 22, and 23.
  • the power feeding capacity CF corresponds to the capacity of the capacity feeding point.
  • the direct power feeding operation and the capacitive power feeding operation are switched by switching the first switch element 41 and the second switch element 42, the first switch element 41 and the second switch element 41
  • the directivity of the antenna device 201 can be switched by switching the switch element 42.
  • the power feeding from the two power feeding circuits is switched by switching the first switch element 41 and the second switch element 42, the direct power feeding operation and the capacity power feeding operation can be fed by separate power feeding circuits.
  • FIG. 11A is a plan view of the main part of the antenna device 204 according to the fourth embodiment, and FIG. 11B is an equivalent circuit diagram thereof.
  • the antenna device 204 includes a substrate 134 and an antenna chip 121 mounted on the substrate 134. This antenna chip 121 is the same as the antenna chip shown in the first embodiment.
  • a switching matching circuit 52 is connected to the ground electrode 31 at a predetermined position of the power supply line 33 provided on the substrate 134.
  • the switching matching circuit 52 includes a plurality (two in this example) of matching circuit elements 52a and 52b and a third switch element 43.
  • the third switch element 43 By switching the third switch element 43, one of the matching circuit elements 52a and 52b is connected between the feed line 33 and the ground.
  • These matching circuit elements 52a and 52b are selected according to direct feeding and capacitive feeding to the radiation electrode RE. That is, the third switch element 43 is switched in conjunction with the switching of the first switch element 41 and the second switch element 42.
  • FIG. 12A is a plan view of the main part of the antenna device 205 according to the fifth embodiment, and FIG. 12B is an equivalent circuit diagram thereof.
  • the antenna device 205 includes a substrate 135 and an antenna chip 122 mounted on the substrate 135. This antenna chip 122 is the same as the antenna chip shown in the second embodiment.
  • a switching matching circuit 52 is connected to the ground electrode 31 at a predetermined position of the power supply line 33 provided on the substrate 135.
  • the switching matching circuit 52 includes matching circuit elements 52a and 52b and a third switch element 43.
  • one of the matching circuit elements 52a and 52b is connected between the power supply line 33 and the ground by switching the third switch element 43.
  • These matching circuit elements 52a and 52b are selected according to direct feeding and capacitive feeding to the radiation electrode RE. That is, the third switch element 43 is switched in conjunction with the switching of the first switch element 41 and the second switch element 42.
  • FIG. 13 is a perspective view of a main part of an antenna device 206 according to the sixth embodiment.
  • the antenna device 206 includes a substrate 136 and an antenna chip 126 mounted on the substrate 136.
  • a radiating electrode 21 is formed on the first end face of the rectangular parallelepiped dielectric substrate 20, a radiating electrode 22 is formed on the upper surface, and a radiating electrode 23 (hidden on the rear face in FIG. 13) is formed on the second end face. These radiation electrodes 21, 22, and 23 are continuous.
  • a capacitive power supply electrode 24 is formed on the first end face of the dielectric substrate 20, and a first switch element 41 is provided between the capacitive power supply electrode 24 and the radiation electrode 21.
  • An electrode connected to the ground electrode 31 of the substrate is formed on the second end face of the dielectric substrate 20, and a second switch element is provided between the electrode and the radiation electrode 23.
  • a switch symbol is shown in the switch element 41 portion.
  • FIG. 14 is an equivalent circuit diagram of the antenna device 206.
  • the radiation electrode RE corresponds to the radiation electrodes 21, 22, and 23.
  • the power feeding capacity CF corresponds to the capacity of the capacity feeding point.
  • the first switch element 41 switches between conduction / opening at both ends of the power supply capacitor CF.
  • the second switch element 42 switches between grounding / opening of the tip of the radiation electrode 23.
  • the second switch element 42 When the first switch element 41 shown in FIGS. 13 and 14 is turned on, the second switch element 42 is opened. In this state, the radiation electrode RE is directly supplied with power. Conversely, when the first switch element 41 is opened, the second switch element 42 is brought into conduction. In this state, the radiation electrode RE is capacitively fed.
  • the first switch element 41 and the second switch element 42 are provided in the antenna chip 126, the number of components mounted on the substrate 136 can be reduced and the whole can be simplified. Further, the space occupied by the antenna with respect to the substrate can be reduced.
  • FIG. 15 is a perspective view showing the antenna module 301 of the seventh embodiment and the mounting state of the antenna module 301.
  • the antenna module 301 is configured by configuring the antenna device shown in the first embodiment on a module substrate 137. On the lower surface of the module substrate 137, electrodes for mounting on the mounting destination substrate 141 are formed.
  • the antenna device is configured by mounting the antenna module 301 on the substrate 141.
  • FIG. 16 is a plan view of a mobile terminal according to the eighth embodiment.
  • the portable terminal 411 is provided with a liquid crystal display panel LCD on the front surface of the housing 401.
  • a housing 131 is provided inside the housing 401, and an antenna chip 121 is mounted on the substrate 131.
  • the substrate 131 and the antenna chip 121 constitute the antenna device shown in the first embodiment.
  • a communication circuit including a power feeding circuit for the antenna device is formed on the substrate 131.
  • the antenna chip is configured by forming various electrodes on the dielectric substrate 20, but the antenna chip may be configured by forming various electrodes on the magnetic substrate. In either case, the antenna can be miniaturized because the electrode length can be designed short by the wavelength shortening effect.
  • CF feeding capacity NGA ... non-ground region Pcf ... capacity feeding point PDF ... direct feeding point Pdg ... connection point Pg ... grounding point RE ... radiation electrode 20 ... dielectric substrates 21, 22, 23 ... radiation electrode 24 ... capacity feeding electrode 30 ... Substrate 31 ... Ground electrode 32 ... Feed circuit connection electrodes 32A, 32B ... Feed circuit connection electrodes 33, 34, 35 ... Feed line 33A, 33B ... Feed line 36 ... Tip electrodes 36A, 36B ... Tip electrode 41 ... First Switch element 42 ... Second switch element 43 ... Third switch element 51 ... Matching circuits 51A, 51B ... Matching circuit 52 ... Switching matching circuits 52a, 52b ...

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Abstract

　アンテナチップ（１２１）の誘電体基体（２０）に放射電極（２１，２２，２３）がそれぞれ形成されている。誘電体基体（２０）の第１端面には容量給電電極（２４）が形成されている。基板（１３１）の基材（３０）の上面にはグランド電極（３１）、給電回路接続電極（３２）、給電ライン（３３，３４，３５）、先端電極（３６）等が形成されている。第１のスイッチ素子（４１）が給電ライン（３４）側を選択するとき、第２のスイッチ素子（４２）は導通状態にされる。この状態で、放射電極（２１，２２，２３）に対して容量給電される。第１のスイッチ素子（４１）が給電ライン（３５）側を選択するとき、第２のスイッチ素子（４２）は開放状態にされる。この状態で、放射電極（２１，２２，２３）に対して直接給電される。このようにして、単一の放射素子を備えてアンテナの指向方向を切り替えられるようにする。

Description

アンテナ装置、アンテナモジュールおよび携帯端末
　この発明は、アンテナ装置に関し、特にアンテナの特性を切り替えられるようにしたアンテナ装置、それを備えたアンテナモジュールおよび携帯端末に関するものである。
　単一のアンテナ（放射素子）を用い、給電方法を変えることによってアンテナの特性を変更するようにしたアンテナ装置が特許文献１，２に開示されている。特許文献１のアンテナ装置は、給電する位置の変更、接地させるか否か、もしくは給電させるか接地させるかを、1つまたは複数のスイッチによって切り替えることで基板に流れる電流の方向を変更する手段を備えたものである。特許文献１は表面実装型アンテナに関するものである。
　図１は特許文献２に示されている表面実装型アンテナの斜視図である。表面実装型アンテナ１０は基体１を備え、この基体１の端面１ａにグランド端子２と給電端子３とが分割して形成されていて、端面１ｂに容量装荷電極４が形成されている。基体１の表面には、グランド端子２および容量装荷電極４に両端がそれぞれ接続されるストリップライン状の放射電極５が形成されていて、放射電極５の整合部５ｄと給電端子３とを接続する給電用電極６が形成されている。
国際公開２００２／０３９５４４号 特開平９－１５３７３４号公報
　ところが、特許文献１のアンテナ装置においては、スイッチで給電位置と接地位置を変更することによって基板電流の方向を変更する構成である。そのため、アンテナ構造自体は変わらないので、基板電流の方向はそれほど大きく変わらず、アンテナの位置によっては指向性の向きも微妙に傾く程度の変化しかしないと推測される。
　特許文献２は表面実装型アンテナについて給電方法を直接給電にするか容量給電にするかを選択するものであるので指向性は変化しない。任意の方向に指向性を変化させる場合にはそれぞれに応じたアンテナを複数実装して切り替えなければならず、実装面積が拡大し、コストアップの問題が生じる。
　そこで、本発明の目的は、単一の放射素子を備えてアンテナの指向方向を切り替えられるようにしたアンテナ装置、それを備えたアンテナモジュールおよび携帯端末を提供することにある。
（１）本発明のアンテナ装置は、直接給電点、容量給電点および接地点を備える放射素子と、
　給電ラインから前記放射素子の直接給電点または前記容量給電点に対する給電を切り替える第１のスイッチと、
　前記放射素子の接地点とグランドとの間に導通／非導通を切り替える第２のスイッチとを備える。
（２）本発明のアンテナ装置は、直接給電点または接地点となる接続点と容量給電点とを備える放射素子と、
　給電ラインから前記放射素子の直接給電点または前記容量給電点に対する給電を切り替える第１のスイッチと、
　前記放射素子の前記接続点とグランドとの間に導通／非導通を切り替える第２のスイッチとを備える。
（３）本発明のアンテナ装置は、直接給電点または接地点（直接接地点）となる第１の接続点と容量給電点となる第２の接続点とを備える放射素子と、
　前記放射素子の前記第１の接続点と第１の給電ラインまたはグランドとの接続を切り替える第１のスイッチと、
　前記放射素子の前記第２の接続点と第２の給電ラインの接続／開放を切り替える第２のスイッチとを備える。
（４）上記（１）～（３）に記載の構成で、第１のスイッチまたは第２のスイッチの少なくとも一方はＰＩＮダイオード(p-intrinsic-n Diode) またはＭＥＳＦＥＴ(Metal Semiconductor Field Effect Transistor) で構成されることが好ましい。
（５）上記（１）～（４）に記載の構成で、前記給電ラインにインピーダンス整合回路が配置されることが好ましい。
（６）上記（５）に記載の構成で、前記給電ラインに対する前記インピーダンス整合回路の接続を切り替えるために第３のスイッチを備えることが好ましい。
（７）上記（６）に記載の構成で、前記第３のスイッチはＰＩＮダイオードまたはＭＥＳＦＥＴで構成されていることが好ましい。
（８）上記（１）～（７）に記載の構成で、前記放射素子は直方体形状の誘電体または磁性体の基体に放射電極が形成されたものであることが好ましい。
（９）上記（８）に記載の構成で、前記第１のスイッチまたは第２のスイッチは前記基体に設けられていることが好ましい。
（１０）本発明のアンテナモジュールは、上記（５）～（７）のいずれかに記載のアンテナ装置を備え、当該アンテナ装置の少なくとも前記放射素子、前記第１のスイッチ、前記第２のスイッチ、および前記インピーダンス整合回路は一つの基板に構成され、この基板に実装先基板への実装用電極が形成されたものである。
（１１）本発明の携帯端末は、請求項１～９のいずれかに記載のアンテナ装置または請求項１０に記載のアンテナモジュールと、前記アンテナ装置またはアンテナモジュールに給電する給電回路とを備える。
　この発明によれば、単一の放射素子でアンテナの指向方向を切り替えることができ、必要に応じてアンテナの指向性を適正化できる。
図１は特許文献２に示されている表面実装型アンテナの斜視図である。 図２（Ａ）、図２（Ｂ）は第１の実施形態に係るアンテナ装置２０１の主要部の斜視図である。 図３（Ａ）はアンテナ装置２０１の主要部の平面図、図３（Ｂ）はその等価回路図である。 図４（Ａ）は直接給電動作時のリターンロス特性、図４（Ｂ）は容量給電動作時のリターンロス特性である。 図５は直接給電動作での基板の電流分布と指向性について示す図である。 図６は容量給電動作での基板の電流分布と指向性について示す図である。 図７（Ａ）、図７（Ｂ）は第２の実施形態に係るアンテナ装置２０２の主要部の斜視図である。 図８（Ａ）はアンテナ装置２０２の主要部の平面図、図８（Ｂ）はその等価回路図である。 図９（Ａ）、図９（Ｂ）は第３の実施形態に係るアンテナ装置２０３の主要部の斜視図である。 図１０（Ａ）はアンテナ装置２０３の主要部の平面図、図１０（Ｂ）はその等価回路図である。 図１１（Ａ）は第４の実施形態に係るアンテナ装置２０４の主要部の平面図、図１１（Ｂ）はその等価回路図である。 図１２（Ａ）は第５の実施形態に係るアンテナ装置２０５の主要部の平面図、図１２（Ｂ）はその等価回路図である。 図１３は第６の実施形態に係るアンテナ装置２０６の主要部の斜視図である。 図１４はアンテナ装置２０６の等価回路図である。 図１５は第７の実施形態のアンテナモジュール３０１およびアンテナモジュール３０１の実装状態を示す斜視図である。 図１６は第８の実施形態の携帯端末の平面図である。
《第１の実施形態》
　図２（Ａ）、図２（Ｂ）は第１の実施形態に係るアンテナ装置２０１の主要部の斜視図である。図２（Ａ）と図２（Ｂ）とでは視点が異なる。アンテナ装置２０１は基板１３１と基板１３１に実装されたアンテナチップ１２１とで構成されている。
　直方体形状の誘電体基体２０の第１端面には放射電極２１、上面には放射電極２２、第２端面には放射電極２３がそれぞれ形成されている。これらの放射電極２１，２２，２３は連続している。誘電体基体２０の第１端面には容量給電電極２４が形成されている。誘電体基体２０の下面には前記放射電極２１，２３および容量給電電極２４につながる実装用電極が形成されている。上述した誘電体基体２０およびその外面に形成された各種電極によってアンテナチップ１２１が構成されている。
　基材３０の上面にはグランド電極３１、給電回路接続電極３２、給電ライン３３，３４，３５、先端電極３６等が形成されている。この基材３０および基材３０に形成された上述の各種電極によって基板１３１が構成されている。この基板１３１のグランド電極が形成されていない非グランド領域ＮＧＡに前記アンテナチップ１２１が実装されている。
　放射電極２１は給電ライン３５に導通していて、容量給電電極２４は給電ライン３４に導通している。また、放射電極２３は先端電極３６に導通している。
　給電ライン３３と給電ライン３４，３５との間には第１のスイッチ素子４１が接続（実装）されている。先端電極３６とグランド電極３１との間には第２のスイッチ素子４２が接続（実装）されている。給電ライン３３の所定位置にはグランド電極３１との間に整合回路５１が接続されている。
　給電回路接続電極３２は給電ラインを明確に示すために浮島状のパターンとして表したが、一般的には基板１３１に構成されている給電回路の線路（コプレーナライン）がつながっている。このことは以降の別の実施形態についても同様である。
　アンテナチップ１２１は本発明の特許請求の範囲に記載の「放射素子」に相当する。放射電極２１の下端は直接給電点Ｐｄｆである。容量給電電極２４と放射電極２１との対向部分（容量形成部）は容量給電点Ｐｃｆである。放射電極２３の下端部は接地点Ｐｇである。
　図３（Ａ）はアンテナ装置２０１の主要部の平面図、図３（Ｂ）はその等価回路図である。図３（Ａ）に示す第１のスイッチ素子４１は給電ライン３３を給電ライン３４または３５の一方に選択的に接続する。また、第２のスイッチ素子４２は先端電極３６の接地／開放を切り替える。図３（Ｂ）において放射電極ＲＥは前記放射電極２１，２２，２３に相当する。給電容量ＣＦは容量給電点の容量に相当する。
　図３（Ａ）、図３（Ｂ）に示されている第１のスイッチ素子４１が給電ライン３４側を選択するとき、第２のスイッチ素子４２は導通状態にされる。この状態で、放射電極ＲＥは容量給電されることになる。逆に、第１のスイッチ素子４１が給電ライン３５側を選択するとき、第２のスイッチ素子４２は開放状態にされる。この状態で、放射電極ＲＥは直接給電されることになる。
　なお、第１のスイッチ素子４１および第２のスイッチ素子４２はＰＩＮダイオード(p-intrinsic-n Diode) またはＭＥＳＦＥＴ(Metal Semiconductor Field Effect Transistor) で構成される。これらのスイッチ素子は形状が小さいため、アンテナの占有面積を省スペースとすることができる。またスイッチング速度が速いため、アンテナ動作の切替を瞬時におこなうことができる。スイッチングに高速性が要求されない場合にはＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）素子で構成してもよい。これらのスイッチ素子に対する制御信号は基板１３１に構成されている制御回路（不図示）から与えられる。これらのことは以降の別の実施形態についても同様である。
　図４（Ａ）は直接給電動作時のリターンロス特性、図４（Ｂ）は容量給電動作時のリターンロス特性である。アンテナチップ１２１の放射電極の共振周波数は１．５ＧＨｚ帯の周波数である。いずれの給電動作においても、同じ周波数でリターンロスは使用周波数帯域で－１０ｄＢ以下となっていて、充分なリターンロス特性が得られることがわかる。
　図５は直接給電動作での基板の電流分布と指向性について示す図、図６は容量給電動作での基板の電流分布と指向性について示す図である。図５（Ａ）、図６（Ａ）は基板１３１のグランド電極３１に流れる電流の強度分布（基板電流の密度分布）を示す図であり、電流密度の高い箇所ほど高濃度で表している。基板はｘ－ｙ面に配置されていて、基板に対してアンテナチップ１２１の実装位置はｘ軸方向に向いている。この例では、基板１３１の長辺のほぼ中央位置にアンテナチップ１２１が実装されている。
　図５（Ｂ）、図６（Ｂ）は基板のｘ－ｙ面（基板の面方向）での指向性、図５（Ｃ）、図６（Ｃ）は基板のｙ－ｚ面（基板に対して垂直な面）での指向性である。いずれも放射効率の高い箇所ほど高濃度で表している。
　図５（Ａ）と図６（Ａ）を対比すれば明らかなように、直接給電動作と容量給電動作とでは基板電流の電流密度が異なる。直接給電動作でも容量給電導体でもアンテナチップ１２１が実装された基板１３１の辺ＳＦの電流密度は高いが、直接給電動作では、アンテナチップ１２１が実装された辺ＳＦに対して直交する辺ＳＣの電流密度も高くなる傾向がある。容量給電動作ではアンテナチップ１２１の実装位置に沿った基板１３１の辺ＳＦに電流が広く分布する。
　アンテナの指向性は基板電流密度の高い辺の方向を向くことは周知である。したがって、直接給電動作ではｘ方向を指向し、容量給電動作ではｙ方向を指向する。このことは図５（Ｂ），図５（Ｃ）、図６（Ｂ），図６（Ｃ）の指向性図からも明らかである。すなわち、直接給電動作では、図５（Ｂ），図５（Ｃ）に表れているように、放射電界強度の高い方向はほぼｙ軸方向を向いている。また、容量給電動作では、図６（Ｂ），図６（Ｃ）に表れているように、放射電界強度の高い方向はほぼｘ軸方向を向いている。
　直接給電動作と容量給電動作の切替は前記第１のスイッチ素子４１と第２のスイッチ素子４２の切替によって行われるので、この第１のスイッチ素子４１と第２のスイッチ素子４２の切替によってアンテナ装置２０１の指向性を切り替えることができる。
《第２の実施形態》
　図７（Ａ）、図７（Ｂ）は第２の実施形態に係るアンテナ装置２０２の主要部の斜視図である。図７（Ａ）と図７（Ｂ）とでは視点が異なる。アンテナ装置２０２は基板１３２と基板１３２に実装されたアンテナチップ１２２とで構成されている。
　直方体形状の誘電体基体２０の第１端面には放射電極２１、上面には放射電極２２、第２端面には放射電極２３がそれぞれ形成されている。これらの放射電極２１，２２，２３は連続している。誘電体基体２０の第１端面には容量給電電極２４が形成されている。誘電体基体２０の下面には放射電極２３および容量給電電極２４につながる実装用電極が形成されている。上述した誘電体基体２０およびその外面に形成された各種電極によってアンテナチップ１２２が構成されている。
　基材３０の上面にはグランド電極３１、給電回路接続電極３２、給電ライン３３，３４，３５、先端電極３６等が形成されている。この基材３０および基材３０に形成された上述の各種電極によって基板１３２が構成されている。この基板１３２のグランド電極が形成されていない非グランド領域ＮＧＡに前記アンテナチップ１２２が実装されている。
　放射電極２３は給電ライン３５に導通していて、容量給電電極２４は給電ライン３４に導通している。また、放射電極２３は先端電極３６に導通している。
　給電ライン３３と給電ライン３４，３５との間には第１のスイッチ素子４１が接続（実装）されている。先端電極３６とグランド電極３１との間には第２のスイッチ素子４２が接続（実装）されている。給電ライン３３の所定位置にはグランド電極３１との間に整合回路５１が接続されている。
　アンテナチップ１２２は本発明の特許請求の範囲に記載の「放射素子」に相当する。容量給電電極２４と放射電極２１との対向部分（容量形成部）は容量給電点Ｐｃｆである。放射電極２３の下端部は直接給電点または接地点となる接続点Ｐｄｇである。
　図８（Ａ）はアンテナ装置２０２の主要部の平面図、図８（Ｂ）はその等価回路図である。図８（Ａ）に示す第１のスイッチ素子４１は給電ライン３３を給電ライン３４または３５の一方に選択的に接続する。また、第２のスイッチ素子４２は先端電極３６の接地／開放を切り替える。図８（Ｂ）において放射電極ＲＥは前記放射電極２１，２２，２３に相当する。給電容量ＣＦは容量給電点の容量に相当する。
　図８（Ａ）、図８（Ｂ）に示されている第１のスイッチ素子４１が給電ライン３４側を選択するとき、第２のスイッチ素子４２は導通状態にされる。この状態で、放射電極ＲＥは容量給電されることになる。逆に、第１のスイッチ素子４１が給電ライン３５側を選択するとき、第２のスイッチ素子４２は開放状態にされる。この状態で、放射電極ＲＥは直接給電されることになる。
　第１の実施形態で示したように、第１のスイッチ素子４１と第２のスイッチ素子４２の切替によって直接給電動作と容量給電動作が切り替えられるので、その第１のスイッチ素子４１と第２のスイッチ素子４２の切替によってアンテナ装置２０２の指向性を切り替えることができる。
《第３の実施形態》
　図９（Ａ）、図９（Ｂ）は第３の実施形態に係るアンテナ装置２０３の主要部の斜視図である。図９（Ａ）と図９（Ｂ）とでは視点が異なる。アンテナ装置２０３は基板１３３と基板１３３に実装されたアンテナチップ１２３とで構成されている。
　直方体形状の誘電体基体２０の第１端面には放射電極２１、上面には放射電極２２、第２端面には放射電極２３がそれぞれ形成されている。これらの放射電極２１，２２，２３は連続している。誘電体基体２０の第１端面には容量給電電極２４が形成されている。誘電体基体２０の下面には放射電極２３および容量給電電極２４につながる実装用電極が形成されている。上述した誘電体基体２０およびその外面に形成された各種電極によってアンテナチップ１２３が構成されている。
　基材３０の上面にはグランド電極３１、給電回路接続電極３２Ａ，３２Ｂ、給電ライン３３Ａ，３３Ｂ、先端電極３６Ａ，３６Ｂ等が形成されている。この基材３０および基材３０に形成された上述の各種電極によって基板１３３が構成されている。この基板１３３のグランド電極が形成されていない非グランド領域ＮＧＡに前記アンテナチップ１２３が実装されている。
　放射電極２３は先端電極３６Ａに導通していて、容量給電電極２４は先端電極３６Ｂに導通している。
　先端電極３６Ａ、給電ライン３３Ａおよびグランド電極３１には第１のスイッチ素子４１が接続（実装）されている。給電ライン３３Ｂと先端電極３６Ｂとの間には第２のスイッチ素子４２が接続（実装）されている。給電ライン３３Ａ，３３Ｂの所定位置にはグランド電極３１との間に整合回路５１Ａ，５１Ｂがそれぞれ接続されている。
　アンテナチップ１２３は本発明の特許請求の範囲に記載の「放射素子」に相当する。容量給電電極２４と放射電極２１との対向部分（容量形成部）は容量給電点Ｐｃｆである。放射電極２３の下端部は直接給電点または接地点となる接続点Ｐｄｇである。
　図１０（Ａ）はアンテナ装置２０３の主要部の平面図、図１０（Ｂ）はその等価回路図である。図１０（Ａ）に示す第１のスイッチ素子４１は先端電極３６Ａを給電ライン３３Ａまたは接地電極の一方に選択的に接続する。また、第２のスイッチ素子４２は先端電極３６Ｂを給電ライン３３Ｂに接続するか開放するかを切り替える。図１０（Ｂ）において放射電極ＲＥは前記放射電極２１，２２，２３に相当する。給電容量ＣＦは容量給電点の容量に相当する。
　図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）に示されている第１のスイッチ素子４１が給電ライン３３Ａ側を選択するとき、第２のスイッチ素子４２は開放状態にされる。この状態で、放射電極ＲＥは直接給電されることになる。逆に、第１のスイッチ素子４１が接地電極側を選択するとき、第２のスイッチ素子４２は給電ライン３３Ｂ側を選択する。この状態で、放射電極ＲＥは容量給電されることになる。
　第１の実施形態で示したように、第１のスイッチ素子４１と第２のスイッチ素子４２の切替によって直接給電動作と容量給電動作が切り替えられるので、その第１のスイッチ素子４１と第２のスイッチ素子４２の切替によってアンテナ装置２０１の指向性を切り替えることができる。また、第１のスイッチ素子４１と第２のスイッチ素子４２の切替によって２つの給電回路からの給電が切り替えられるので、直接給電動作と容量給電動作を別々の給電回路の給電を行うことができる。
《第４の実施形態》
　図１１（Ａ）は第４の実施形態に係るアンテナ装置２０４の主要部の平面図、図１１（Ｂ）はその等価回路図である。アンテナ装置２０４は基板１３４と基板１３４に実装されたアンテナチップ１２１とで構成されている。このアンテナチップ１２１は第１の実施形態で示したアンテナチップと同じものである。基板１３４に設けられている給電ライン３３の所定位置にはグランド電極３１との間に切替整合回路５２が接続されている。
　図１１（Ｂ）に示すように切替整合回路５２は複数（この例では二つ）の整合回路素子５２ａ，５２ｂおよび第３のスイッチ素子４３を備えている。この第３のスイッチ素子４３の切替によって整合回路素子５２ａ，５２ｂの一方が給電ライン３３と接地との間に接続される。これらの整合回路素子５２ａ，５２ｂは放射電極ＲＥに対する直接給電と容量給電とに応じて選択される。すなわち第１のスイッチ素子４１および第２のスイッチ素子４２の切替に連動して第３のスイッチ素子４３が切り替えられる。
《第５の実施形態》
　図１２（Ａ）は第５の実施形態に係るアンテナ装置２０５の主要部の平面図、図１２（Ｂ）はその等価回路図である。アンテナ装置２０５は基板１３５と基板１３５に実装されたアンテナチップ１２２とで構成されている。このアンテナチップ１２２は第２の実施形態で示したアンテナチップと同じものである。基板１３５に設けられている給電ライン３３の所定位置にはグランド電極３１との間に切替整合回路５２が接続されている。
　図１２（Ｂ）に示すように切替整合回路５２は整合回路素子５２ａ，５２ｂおよび第３のスイッチ素子４３を備えている。第４の実施形態と同様に、第３のスイッチ素子４３の切替によって整合回路素子５２ａ，５２ｂの一方が給電ライン３３と接地との間に接続される。これらの整合回路素子５２ａ，５２ｂは放射電極ＲＥに対する直接給電と容量給電とに応じて選択される。すなわち第１のスイッチ素子４１および第２のスイッチ素子４２の切替に連動して第３のスイッチ素子４３が切り替えられる。
《第６の実施形態》
　図１３は第６の実施形態に係るアンテナ装置２０６の主要部の斜視図である。アンテナ装置２０６は基板１３６と基板１３６に実装されたアンテナチップ１２６とで構成されている。
　直方体形状の誘電体基体２０の第１端面には放射電極２１、上面には放射電極２２、第２端面には放射電極２３（図１３では後面に隠れている）がそれぞれ形成されている。これらの放射電極２１，２２，２３は連続している。
　誘電体基体２０の第１端面には容量給電電極２４が形成されていて、さらに容量給電電極２４と放射電極２１との間に第１のスイッチ素子４１が設けられている。誘電体基体２０の第２端面には基板のグランド電極３１につながる電極が形成されていて、さらにこの電極と放射電極２３との間に第２のスイッチ素子が設けられている。
　なお、図１３ではスイッチ素子４１部分にスイッチ記号を表している。
　図１４は前記アンテナ装置２０６の等価回路図である。図１４において放射電極ＲＥは前記放射電極２１，２２，２３に相当する。給電容量ＣＦは容量給電点の容量に相当する。第１のスイッチ素子４１は給電容量ＣＦの両端の導通／開放を切り替える。また、第２のスイッチ素子４２は放射電極２３の先端の接地／開放を切り替える。
　図１３、図１４に示されている第１のスイッチ素子４１が導通するとき、第２のスイッチ素子４２は開放状態にされる。この状態で、放射電極ＲＥは直接給電されることになる。逆に、第１のスイッチ素子４１が開放されるとき、第２のスイッチ素子４２は導通状態にされる。この状態で、放射電極ＲＥは容量給電されることになる。
　前記第１のスイッチ素子４１と第２のスイッチ素子４２とがアンテナチップ１２６に設けられているので、基板１３６への実装部品点数が削減されて全体に簡素化できる。また、基板に対するアンテナの占有スペースを削減できる。
《第７の実施形態》
　図１５は第７の実施形態のアンテナモジュール３０１およびアンテナモジュール３０１の実装状態を示す斜視図である。このアンテナモジュール３０１は、モジュール基板１３７に第１の実施形態で示したアンテナ装置が構成されたものである。モジュール基板１３７の下面には実装先基板１４１への実装用電極が形成されている。アンテナモジュール３０１が基板１４１に実装されることによってアンテナ装置が構成される。
　このようにアンテナ装置をモジュール化して一部品にすることで、アンテナの特性確認が容易となる。
《第８の実施形態》
　図１６は第８の実施形態の携帯端末の平面図である。携帯端末４１１は筐体４０１の前面に液晶表示パネルＬＣＤが設けられている。筐体４０１の内部には基板１３１を備えていて、この基板１３１にアンテナチップ１２１が実装されている。この基板１３１とアンテナチップ１２１とによって第１の実施形態で示したアンテナ装置が構成されている。基板１３１にはアンテナ装置に対する給電回路を含む通信回路が構成されている。
《他の実施形態》
　以上に示した各実施形態では誘電体基体２０に各種電極を形成してアンテナチップを構成したが、磁性体基体に各種電極を形成することによってアンテナチップを構成してもよい。いずれの場合でも波長短縮効果によって電極長を短く設計できることから、アンテナを小型化できる。
ＣＦ…給電容量
ＮＧＡ…非グランド領域
Ｐｃｆ…容量給電点
Ｐｄｆ…直接給電点
Ｐｄｇ…接続点
Ｐｇ…接地点
ＲＥ…放射電極
２０…誘電体基体
２１，２２，２３…放射電極
２４…容量給電電極
３０…基材
３１…グランド電極
３２…給電回路接続電極
３２Ａ，３２Ｂ…給電回路接続電極
３３，３４，３５…給電ライン
３３Ａ，３３Ｂ…給電ライン
３６…先端電極
３６Ａ，３６Ｂ…先端電極
４１…第１のスイッチ素子
４２…第２のスイッチ素子
４３…第３のスイッチ素子
５１…整合回路
５１Ａ，５１Ｂ…整合回路
５２…切替整合回路
５２ａ，５２ｂ…整合回路素子
１２１～１２３，１２６…アンテナチップ
１３１～１３６…基板
１３７…モジュール基板
１４１…基板
２０１～２０６…アンテナ装置
３０１…アンテナモジュール
４０１…筐体
４１１…携帯端末

Claims (11)

  1. 　直接給電点、容量給電点および接地点を備える放射素子と、
    　給電ラインから前記放射素子の直接給電点または前記容量給電点に対する給電を切り替える第１のスイッチと、
    　前記放射素子の接地点とグランドとの間に導通／非導通を切り替える第２のスイッチとを備えたことを特徴とするアンテナ装置。
  2. 　直接給電点または接地点となる接続点と容量給電点とを備える放射素子と、
    　給電ラインから前記放射素子の直接給電点または前記容量給電点に対する給電を切り替える第１のスイッチと、
    　前記放射素子の前記接続点とグランドとの間に導通／非導通を切り替える第２のスイッチとを備えたことを特徴とするアンテナ装置。
  3. 　直接給電点または接地点となる第１の接続点と容量給電点となる第２の接続点とを備える放射素子と、
    　前記放射素子の前記第１の接続点と第１の給電ラインまたはグランドとの接続を切り替える第１のスイッチと、
    　前記放射素子の前記第２の接続点と第２の給電ラインの接続／開放を切り替える第２のスイッチとを備えたことを特徴とするアンテナ装置。
  4. 　前記第１のスイッチまたは第２のスイッチの少なくとも一方はＰＩＮダイオードまたはＭＥＳＦＥＴで構成されている、請求項１～３のいずれかに記載のアンテナ装置。
  5. 　前記給電ラインにインピーダンス整合回路が配置された、請求項１～４のいずれかに記載のアンテナ装置。
  6. 　前記給電ラインに対する前記インピーダンス整合回路の接続を切り替える第３のスイッチを備えた、請求項５に記載のアンテナ装置。
  7. 　前記第３のスイッチはＰＩＮダイオードまたはＭＥＳＦＥＴで構成されている、請求項６に記載のアンテナ装置。
  8. 　前記放射素子は直方体形状の誘電体または磁性体の基体に放射電極が形成されたものである、請求項１～７のいずれかに記載のアンテナ装置。
  9. 　前記基体に前記第１のスイッチまたは第２のスイッチが設けられた、請求項８に記載のアンテナ装置。
  10. 　請求項５～７のいずれかに記載のアンテナ装置を備え、当該アンテナ装置の少なくとも前記放射素子、前記第１のスイッチ、前記第２のスイッチ、および前記インピーダンス整合回路は一つの基板に構成され、実装先基板への実装用電極が前記基板に形成されたアンテナモジュール。
  11. 　請求項１～９のいずれかに記載のアンテナ装置または請求項１０に記載のアンテナモジュールと、前記アンテナ装置またはアンテナモジュールに給電する給電回路とを備えた携帯端末。
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