WO2012133508A1

WO2012133508A1 - アンテナ装置及びその製造方法

Info

Publication number: WO2012133508A1
Application number: PCT/JP2012/058095
Authority: WO
Inventors: 博育田山; 官　寧
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 2011-03-31
Filing date: 2012-03-28
Publication date: 2012-10-04
Anticipated expiration: 2013-09-30
Also published as: JPWO2012133508A1

Abstract

　アンテナ装置（１）は、アンテナ（１２）と、アンテナ（１２）を挟み込む２枚の誘電体シート（１４）とを備えている。アンテナ装置（１）は、一方の誘電体シート（１４）のアンテナ（１２）側と反対側の面同士が互いに対向するよう、直線Ｌでアンテナ（１２）及び誘電体シート（１４）を折畳んだ構造を有している。

Description

アンテナ装置及びその製造方法

　本発明は、薄膜状の放射素子を有するアンテナ装置に関する。また、そのようなアンテナ装置の製造方法に関する。

　アンテナ装置を薄型化するために、薄膜状の放射素子を有するアンテナ装置が広く用いられている。このようなアンテナ装置は、普及の著しい小型無線装置、例えば携帯電話端末、スマートフォン、ＰＤＡ、電子ブックリーダ等において、欠くことのできないデバイスになりつつある。

　このようなアンテナ装置は、通常、２枚の誘電体シートの間に薄膜状の放射素子を挟み込んだ構造を有している。また、特許文献１に記載のように、誘電体である基体の表面に薄膜状の放射素子を貼付けた構造も知られている。

日本国公開特許公報「特開２００３－４６３２２号公報」（公開日：２００３年２月１４日）

　しかしながら、２枚の誘電体シートの間に薄膜状の放射素子を挟み込む構造を採用した場合、アンテナ装置の実装面積が大きくなり、小型無線装置への搭載が困難になるという問題があった。特に、広帯域化を実現するためには、放射素子の長さを長くしたり放射素子の幅を広くしたりする必要がある。しかしながら、放射素子の長さを長くしたり放射素子の幅を広くしたりするほど、この問題は深刻になる。

　また、特許文献１に記載のように、誘電体である基体の表面に薄膜状の放射素子を貼付ける構造を採用した場合、アンテナ装置の厚み大きくなり、小型無線装置への実装が困難になるという問題があった。また、このような構造を採用したアンテナ装置を製造する場合、薄膜状の放射素子を基体の表面に貼付ける工程が必要となる。しかしながら、薄膜状の放射素子に物理的損傷を与えることなくこの工程を実行するのは容易ではなく、その結果、製造コストの上昇を免れないという問題があった。

　本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、薄膜状の放射素子を有するアンテナ装置において、製造が容易でありながら実装面積の小さいアンテナ装置を実現することにある。

　上記課題を解決するために、本発明に係るアンテナ装置は、薄膜状の放射素子と、上記放射素子を挟み込む２枚の誘電体シートとを備え、上記２枚の誘電体シートの何れか一方の上記放射素子側と反対側の面同士が互いに対向するように、上記放射素子及び上記２枚の誘電体シートを折畳んだ構造を有している、ことを特徴とする。

　上記の構成によれば、上記放射素子の導体としての長さ及び幅を小さくすることなく、上記アンテナ装置の実装面積を小さくすることができる。

　また、上記アンテナ装置を製造する場合、特許文献１に記載のアンテナ装置を製造する場合のように、薄膜状の放射素子を基体の表面に貼り付ける工程を要さない。また、上記放射素子は上記２枚の誘電体シートに挟み込まれているため、薄膜状の放射素子に物理的損傷を与えることなく、上記放射及び上記２枚の誘電体シートを折畳むことができる。すなわち、製造が容易である。

　また、上記課題を解決するために、本発明に係るアンテナ装置の製造方法は、薄膜状の放射素子を２枚の誘電体シートで挟み込む工程と、上記２枚の誘電体シートの何れか一方の上記放射素子側と反対側の面同士が互いに対向するように、上記放射素子及び上記２枚の誘電体シートを折畳む工程を含んでいる、ことを特徴とする。

　上記の構成によれば、放射素子の導体としての長さ及び幅を小さくすることなく、実装面積を小さくしたアンテナ装置を、容易に製造することができる。

　本発明によれば、製造が容易でありながら実装面積の小さいアンテナ装置を実現することができる。

（ａ）は、展開された状態のアンテナ装置の上面図である。（ｂ）は、折畳まれた状態のアンテナ装置の上面図である。（ａ）は、展開された状態のアンテナ装置の断面図であり、（ｂ）は、折畳まれた状態のアンテナ装置の断面図である、（ｃ）は、折畳まれた状態のアンテナ装置の他の断面図である。（ａ）は、折畳まれた状態の第１のアンテナの斜視図である。（ｂ）は、折畳まれた状態の第２アンテナの斜視図である。（ａ）は、第１アンテナの給電部の上面図である。（ｂ）は、第２アンテナの給電部の上面図である。（ｃ）は、これらの給電部に接続される同軸ケーブルの斜視図である。展開されたアンテナ装置の上面図であり、各部の寸法を示す図である。図５に示すアンテナ装置のＶＳＷＲ特性を示すグラフである。（ａ）は、図５に示すアンテナ装置のＷＷＡＮ帯域（低周波側帯域及び中間帯域）における効率（３次元放射効率）を示すグラフである。（ｂ）は、図５に示すアンテナ装置のＷＬＡＮ帯域（高周波側帯域）における効率（３次元放射効率）を示すグラフである。図５に示すアンテナ装置の利得を示すグラフである。太線は展開された状態の利得を示し、細線は折畳まれた状態における利得を示す。図５に示すアンテナ装置の利得を示すグラフである。太線は切欠を形成した場合の利得を示し、細線は及び切欠を形成しない場合の利得を示す。

　本発明の一実施形態に係るアンテナ装置について、図面に基づいて説明すれば以下のとおりである。

　〔アンテナ装置の構造〕
　アンテナ装置１の構造について、図１を参照して説明する。

　図１（ａ）は、展開された状態のアンテナ装置１の上面図であり、図１（ｂ）は、折畳まれた状態のアンテナ装置１の上面図である。図１（ａ）に示すアンテナ装置１を直線Ｌで折畳むと、図１（ｂ）に示すアンテナ装置１が得られる。本実施形態に係るアンテナ装置は、図１（ｂ）に示す折畳まれた状態のアンテナ装置１である。図１（ａ）に示す展開された状態のアンテナ装置１は、本実施形態に係るアンテナ装置を製造する過程で得られる中間生成物である。なお、「直線Ｌで折畳む」とは、「直線Ｌが稜線となるように折畳む」ことを指す。

　アンテナ装置１は、３つの動作帯域を有するものであり、２つのアンテナ１２～１３を備えている。第１のアンテナ１２は、アンテナ装置１の３つの動作帯域のうち、低周波側の２つの帯域で動作する。一方、第２のアンテナ１３は、アンテナ装置１の３つの動作帯域のうち、高周波側の１つの帯域で動作する。本実施形態においては、アンテナ装置１の３つの動作帯域として、（１）８２４ＭＨｚ～９２５ＭＨｚ（以下「低周波側帯域」と記載）、（２）１９２０～２１７０ＭＨｚ（以下「中間帯域」と記載）、及び、（３）２４１２ＭＨｚ～２４８４ＭＨｚ（以下「高周波側帯域」と記載）を想定する。低周波側帯域及び中間帯域は、ＷＷＡＮ（無線アクセス）用の帯域であり、高周波側帯域は、ＷＬＡＮ（無線ＬＡＮ）用の帯域である。

　アンテナ装置１は、更に、２枚の誘電体シート１４を備えている。第１のアンテナ１２及び第２のアンテナ１３は、それぞれ、打ち抜き、エッチング、又はプレス加工等により形成された薄膜状の導体（具体的には金属、より具体的には銅又はアルミニウム）であり、これら２枚の誘電体シート１４の間に挟み込まれている。なお、アンテナ装置１の断面構造については、参照する図面を代えて後述する。

　第１のアンテナ１２は、逆Ｆ型モノポールアンテナであり、図１（ａ）に示すように、（１）給電点Ｐ１からｙ軸正方向に伸びる直線部１２ａ１と、（２）直線部１２ａ１の給電点Ｐ１側と反対側の端部からｘ軸正方向に伸びる直線部１２ｂと、（３）直線部１２ａ１の給電点Ｐ１側と反対側の端部からｘ軸負方向に伸びる直線部１２ｃと、（４）給電点Ｐ２からｙ軸負方向に伸びる直線部１２ａ２と、（５）直線部１２ａ１と直線部１２ａ２とを短絡する短絡部１２ｄとにより構成される。直線部１２ａ２は、直線部１２ａ１と互いに対向するように配置され、直線部１２ａ１と共に給電部１２ａを構成する。なお、給電部１２ａの構造の詳細については、参照する図面を代えて後述する。

　第１のアンテナ１２において、直線部１２ａ１、直線部１２ｂ、及び直線部１２ｃは、逆Ｆ型モノポールアンテナの放射素子として機能する。中間帯域において共振が生じるよう、直線部１２ｂの長さＬｂは、直線部１２ａ１の長さＬａ１との和Ｌａ１＋Ｌｂが概ねｃ／（４ｆmid）に一致するように設定される。ここで、ｃは光速であり、ｆmidは中間帯域の中心周波数である。また、低周波側帯域において共振が生じるよう、直線部１２ｃの長さＬｃは、直線部１２ａ１との長さの和Ｌａ１＋Ｌｃが概ねｃ／（４ｆlow）に一致するように設定される。ここで、ｃは光速であり、ｆlowは低周波側帯域内の中心周波数である。なお、動作帯域を変えずにアンテナ１２のサイズ（特にｘ軸方向のサイズ）を小さくするために、直線部１２ｂ及び／又は直線部１２ｃを折り曲げて、メンアダ化してもよい。

　第１のアンテナ１２において、直線部１２ａ２は、逆Ｆ型モノポールアンテナの地板の一部として機能する。直線部１２ａ２には、後述するように、同軸ケーブルの外側導体が接続される。この同軸ケーブルは、アンテナ装置１と共に無線機器（例えば携帯型情報端末）に搭載された金属部品（例えばディスプレイの金属フレーム）に沿って配線される。これにより、アンテナ装置１と共に無線機器に搭載された金属部品も、逆Ｆ型モノポールアンテナの地板として機能する。このように、アンテナ装置１と共に搭載された金属部品を直線部１２ａ２と共に地板として利用することによって、アンテナ装置１の大幅な小型化が実現される。

　第１のアンテナ１２において、短絡部１２ｄは、給電部１２ａを構成する２つの直線部１２ａ１～１２ａ２を短絡することによって、給電点Ｐ１～Ｐ２に接続される同軸ケーブルと第１のアンテナ１２との間のインピーダンス整合を図るための構成である。なお、同軸ケーブルは、通常、５０Ω系列か７５Ω系列かの何れかである。

　短絡部１２ｄは、例えば、図１（ａ）に示すように、（１）直線部１２ａ２の給電点Ｑ２側と反対側の端部からｘ軸正方向に伸びる直線部１２ｄ１と、（２）略Ｓ字状に屈曲した屈曲部１２ｄ２であって、一方の端部が直線部１２ｄ１の直線部１２ａ２側と反対側の端部に接続された屈曲部１２ｄ２と、（３）屈曲部１２ｄ２の直線部１２ｄ１側と反対側の端部からｘ軸正方向に伸びる直線部１２ｄ３と、（４）直線部１２ｄ３の屈曲部１２ｄ２側と反対側の端部からｙ軸正方向に伸びる直線部１２ｄ４と、（５）直線部１２ｄ４の直線部１２ｄ３側と反対側の端部からｘ軸負方向に伸びる直線部１２ｄ５とにより構成することができる。直線部１２ｄ５の直線部１２ｄ４側と反対側の端部は、直線部１２ａ１の給電点Ｐ１側の端部に接続され、これにより、給電部１２ａを構成する２つの直線部１２ａ１～１２ａ２を短絡する短絡路が形成される。

　なお、本実施形態に係るアンテナ装置１においては、短絡部１２ｄを直線部１２ａ１より直線部１２ｂ側に配置している。これにより、短絡部１２ｄを直線部１２ａ１より直線部１２ｃ側に配置した場合に生じ得る低周波側帯域における利得の低下及び動作帯域の狭小化を回避することができる。

　また、本実施形態に係るアンテナ装置１においては、直線部１２ｂに、直線部１２ａ側と反対側の端辺からその（直線部１２ｂの）長手方向（ｘ軸方向）に伸びる矩形状の切欠１２ｂ１が形成されている。また、本実施形態に係るアンテナ装置１においては、直線部１２ｃに、直線部１２ａ側と反対側の端辺からその（直線部１２ｃの）長手方向（ｘ軸方向）に伸びる矩形状の切欠１２ｃ１が形成されている。このような切欠１２ｂ１～１２ｃ１によって、中間帯域及び低周波側帯域の帯域幅を広げることができる。なぜなら、直線部１２ｂ～１２ｃ内に長さの異なる複数の電流路が生じ、その結果、これら複数の電流路の各々に対応する共振周波数が生じるためである。また、これらの切欠１２ｂ１～１２ｃ１を形成することによって、中間帯域及び低周波側帯域における利得を上げることができる。この事実を実証する実験結果については後述する。

　なお、切欠１２ｂ１を深くするほど、中間帯域の帯域幅は広がるが、同時に、中間帯域内にヌル点が現れたり、切欠１２ｂ１を起点とするクラックにより直線部１２ｂが断裂し易くなったりする。このため、切欠１２ｂの深さは、５ｍｍ以下であることが好ましい。同様の理由により、切欠１２ｃ１の深さは、１０ｍｍ以下であることが好ましい。

　また、本実施形態に係るアンテナ装置１においては、直線部１２ｃに、その（直線部１２ｃの）長手方向（ｘ軸方向）に伸びる矩形状の開口（スロット）１２ｃ２が形成されている。このような開口１２ｃ２を形成することによって、直線部１２ｃにクラックが発生することを防止できる。

　第２のアンテナ１３は、逆Ｆ型モノポールアンテナであり、図１（ａ）に示すように、（１）給電点Ｑ１からｙ軸正方向に伸びる直線部１３ａ１と、（２）直線部１３ａ１の給電点Ｑ１側と反対側の端部からｘ軸正方向に伸びる直線部１３ｂ１と、（３）直線部１３ｂ１の直線部１３ａ１側と反対側の端部からｙ軸正方向に伸びる直線部１３ｂ２と、（４）直線部１３ｂ２の直線部１３ｂ１側と反対側の端部からｘ軸負方向に伸びる直線部１３ｂ３と、（５）給電点Ｑ２からｙ軸負方向に伸びる直線部１３ａ２と、（６）直線部１３ａ１と直線部１３ａ２とを短絡する短絡部１３ｃとにより構成される。ここで、直線部１３ａ２は、直線部１３ａ１と互いに対向するように配置され、直線部１３ａ１と共に給電部１３ａを構成する。なお、給電部１３ａの構造の詳細については、参照する図面を代えて後述する。

　第２のアンテナ１３において、直線部１３ａ１及び直線部１３ｂ１～１３ｂ３は、逆Ｆ型モノポールアンテナの放射素子として機能する。高周波側帯域において共振が生じるよう、直線部１３ｂ１～１３ｂ３の長さＬ’ｂ１～Ｌ’ｂ３は、直線部１３ａの長さＬ’ａ１との和Ｌ’ａ１＋Ｌ’ｂ１＋Ｌ’ｂ２＋Ｌ’ｂ３が概ねｃ／（４ｆhigh）に一致するように設定される。ここで、ｃは光速であり、ｆhighは高周波側帯域の中心周波数である。

　第２のアンテナ１３において、直線部１３ａ２は、逆Ｆ型モノポールアンテナの地板の一部として機能する。直線部１３ａ２には、後述するように、同軸ケーブルの外側導体が接続される。この同軸ケーブルは、アンテナ装置１と共に無線機器（例えば携帯型情報端末）に搭載された金属部品（例えばディスプレイの金属フレーム）に沿って配線される。これにより、アンテナ装置１と共に無線機器に搭載された金属部品も、逆Ｆ型モノポールアンテナの地板として機能する。このように、アンテナ装置１と共に搭載された金属部品を直線部１３ａ２と共に地板として利用することによって、アンテナ装置１の大幅な小型化が実現される。

　第２のアンテナ１３において、短絡部１３ｃは、給電部１２を構成する２つの直線部１３ａ１～１３ａ２を短絡することによって、給電点Ｑ１～Ｑ２に接続される同軸ケーブルと第２のアンテナ１３との間のインピーダンス整合を図るための構成である。

　短絡部１３ｃは、例えば、図１（ａ）に示すように、（１）直線部１３ａ２の給電点Ｑ２側と反対側の端部からｘ軸正方向に伸びる直線部１３ｃ１と、（２）直線部１３ｃ１の直線部１３ａ２側と反対側の端部からｙ軸正方向に伸びる直線部１３ｃ２と、（３）直線部１３ｃ２の直線部１３ｃ１側と反対側の端部からｘ軸負方向に伸びる直線部１３ｃ３とにより構成することができる。直線部１３ｃ３の直線部１３ｃ２側の端部は、直線部１３ａ１の給電点Ｑ１側の端部に接続され、これにより、給電部１３ａを構成する２つの直線部１３ａ１～１３ａ２を短絡する短絡路が形成される。

　なお、本実施形態に係るアンテナ装置１においては、直線部１３ｂ３に、その長手方向に伸びる矩形状の開口（スロット）１３ｂ４が形成されている。このような開口１３ｂ４を形成することによって、直線部１３ｂ３にクラックが発生することを防止できる。

　なお、第１のアンテナ１２における直線部１２ｂ～１２ｃ、及び、第２のアンテナ１３における直線部１３ｂ３は、それら（直線部１２ｂ～１２ｃ及び直線部１３ｂ３）の長手方向に伸びる中心軸が直線Ｌと一致するように配置されている。したがって、アンテナ装置１を直線Ｌで折畳むと、直線部１２ｂ～１２ｃ及び直線部１３ｂ３が、それらの長手方向に伸びる中心軸で折畳まれることになる。これにより、直線部１２ｂ～１２ｃ及び直線部１３ｂ３の導体としての幅（展開した状態での幅）を保ちながら、実装物としての幅（折畳まれた状態での幅）を半分にすることができる。すなわち、動作帯域の広さを保ちながら、コンパクト化を図ることができる。

　〔アンテナ装置の断面構造〕
　次に、アンテナ装置１の断面構造について、図２～図３を参照して説明する。

　図２（ａ）は、展開された状態のアンテナ装置１におけるＡ－Ａ’断面（図１（ａ）参照）の断面図であり、図２（ｂ）～図２（ｃ）は、それぞれ、折畳まれた状態のアンテナ装置１におけるＡ－Ａ’断面（図１（ｂ）参照）の断面図である。図３（ａ）は、折畳まれた状態のアンテナ装置１のうち、第１のアンテナ１２が配置された部分の斜視図であり、図３（ｂ）は、折畳まれた状態のアンテナ装置１のうち、第２のアンテナ１３が配置された部分の斜視図である。

　展開された状態のアンテナ装置１は、図２（ａ）に示すように、２枚の誘電体シート１４ａ～１４ｂの間にアンテナ１２が挟みこまれた断面構造を有している。２枚の誘電体シート１４ａ～１４ｂとアンテナ１２とは、例えば接着剤１５によって互いに接着されている。２枚の誘電体シート１４ａ～１４ｂは、それぞれ、可撓性を有する材料、例えばポリイミドやポリエチレン等により構成するとよい。

　折畳まれた状態のアンテナ装置１は、図２（ｂ）及び図２（ｃ）並びに図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、展開された状態のアンテナ装置１を２つ折にすることにより得られる。

　この際、図２（ｂ）に示すように、誘電体シート１４ｂの内向面（放射素子１２側の面と反対側の面）同士を接着剤１６によって接着する構成を採用してもよいし、図２（ｃ）に示すように、誘電体シート１４ｂの間に誘電体基板１７を挟み込み、誘電体シート１４ｂの内向面を接着剤１６によって誘電体基板１７に接着する構成を採用してもよい。何れの構成においても、接着剤１６の誘電率を変化させることによって、アンテナ１２の特性を調整することができる。更に、後者の構成においては、誘電体基板１７の誘電率を変化させることによっても、アンテナ１２の特性を調整することができる。また、後者の構成においては、誘電体基板１７によって、アンテナ装置１の反りを防止し、アンテナ装置１の強度を高めることができる。

　また、誘電体シート１４ａにおいては、給電部１２を構成する直線部１２ａ１～１２ａ２を覆う部分が剥ぎ取られ、当該部分に半田１８が注入される。直線部１２ａ１～１２ａ２において、この半田１８に接触する部分が、アンテナ１２に高周波電流を供給するための給電点Ｐ１～Ｐ２となる。

　なお、図２及び図３は、アンテナ装置１の断面構造を説明するための模式的なものであり、各部の寸法を限定するものではない。また、図２及び図３においては、展開された状態のアンテナ装置１を、直線Ｌに平行な２本の直線を稜線としてＵ字状に折り曲げる構成を示しているが、これに限定されるものではない。例えば、展開された状態のアンテナ装置１を、直線Ｌを稜線としてＶ字状に折り曲げる構成を採用してもよい。後者の構成の場合、誘電体シート１４ｂの内向面同士が互いに密着し、折畳まれた状態のアンテナ装置１の厚みは、展開された状態のアンテナ装置１の厚みの約２倍になる。

　前者の構成において、図２（ｂ）に示す断面構造を採用した場合、誘電体シート１４ａ～１４ｂの厚みを０．０２５ｍｍ、接着剤（層）１５～１６の厚みを０．０３ｍｍとすると、折畳まれた状態のアンテナ装置１の厚みは、０．１９ｍｍとなる。また、前者の構成において、図２（ｃ）に示す断面構造を採用した場合、誘電体シート１４ａ～１４ｂの厚みを０．０２５ｍｍ、接着剤（層）１５～１６の厚みを０．０３ｍｍ、誘電体基板１７の厚みを０．３ｍｍとすると、折畳まれた状態のアンテナ装置１の厚みは、０．５２ｍｍとなる。なお、図２（ｂ）及び図２（ｃ）においては、アンテナ１２（の放射素子部分）の厚みを接着剤（層）１５の厚みと同じにしているが、アンテナ１２（の放射素子部分）の実際の厚みは０．００９ｍｍと薄く、アンテナ１２（の放射素子部分）は接着剤（層）１５に埋設される。したがって、アンテナ１２（の放射素子部分）の厚みは、折畳まれた状態のアンテナ装置１の厚みに寄与しない。

　なお、本実施形態においては、２枚の誘電体シート１４ａ～１４ｂに挟まれたアンテナ１２～１３を２つ折にして得られるアンテナ装置１について説明したが、これに限定されるものではない。すなわち、２枚の誘電体シートに挟まれたアンテナを３つ折にして得られるアンテナ装置や４つ折にして得られるアンテナ装置など多重折のアンテナ装置も本発明の範疇に含まれる。

　〔アンテナ装置の給電部の構造〕
　次に、第１のアンテナ１２の給電部１２ａ及び第２のアンテナ１３の給電部１３ａについて、図４を参照して説明する。図４（ａ）は、給電部１２ａの上面図であり、図４（ｂ）は、給電部１３ａの上面図である。また、図４（ｃ）は、給電部１２ａ及び給電部１３ａに接続される同軸ケーブルの斜視図である。

　図４（ａ）に示すように、第１のアンテナ１２の給電部１２ａは、互いに対向する２つの直線部１２ａ１～１２ａ２により構成される。直線部１２ａ１には、同軸ケーブル２０の内部導体２１が接続される給電点Ｐ１が設けられ、直線部１２ａ２には、同軸ケーブル２０の外部導体２３が接続される給電点Ｐ２が設けられる。

　これらの給電点Ｐ１～Ｐ２の配置から明らかなように、同軸ケーブル２０は、給電部１２ａからｘ軸負方向に引き出される。短絡部１２ｄは、給電部１２ａからｘ軸正方向に引き出されるので、同軸ケーブル２０と短絡部１２ｄとは、給電部１２ａから互いに反対向きに引き出されることになる。これにより、同軸ケーブル２０の引き回し（配置）がアンテナ特性に与える影響を小さくすることができる。つまり、同軸ケーブル２０が固定されていない場合でも、アンテナ１２の特性を安定化させることができる。

　図４（ｂ）に示すように、第２のアンテナ１３の給電部１３ａは、互いに対向する２つの直線部１３ａ１～１３ａ２により構成される。直線部１３ａ１には、同軸ケーブル２０（給電部１２ａに接続される同軸ケーブルとは別の同軸ケーブル）の内部導体２１が接続される給電点Ｑ１が設けられ、直線部１３ａ２には、同軸ケーブル２０の外部導体２３が接続される給電点Ｑ２が設けられる。

　これらの給電点Ｑ１～Ｑ２の配置から明らかなように、同軸ケーブル２０は、同軸ケーブル２０は、給電部１３ａからｘ軸負方向に引き出される。短絡部１３ｃは、給電部１３ａからｘ軸正方向に引き出されるので、同軸ケーブル２０と短絡部１３ｃとは、給電部１３ａから互いに反対方向に引き出されることになる。これにより、同軸ケーブル２０の引き回し（配置）がアンテナ特性に与える影響を小さくすることができる。つまり、同軸ケーブル２０が固定されていない場合でも、アンテナ１３の特性を安定化させることができる。

　〔アンテナ装置の特性〕
　次に、アンテナ装置１の特性について、図５～図９を参照して説明する。図６～図９に示す特性は、図５に示すアンテナ装置１を折畳んだものの特性である。

　図５に示すアンテナ装置１が備える第１のアンテナ１２の各部の寸法は以下のとおりである。

　直線部１２ａ１：幅Ｗａ１＝　２．０ｍｍ　／　長さＬａ１＝　６．５ｍｍ
　直線部１２ａ２：幅Ｗａ２＝　２．０ｍｍ　／　長さＬａ２＝　３．０ｍｍ
　直線部１２ｂ　：幅Ｗｂ　＝　３．０ｍｍ　／　長さＬｂ　＝１８．０ｍｍ
　直線部１２ｃ　：幅Ｗｃ　＝　３．０ｍｍ　／　長さＬｃ　＝５２．０ｍｍ
　切欠１２ｂ１　：幅Ｗｂ１＝　１．０ｍｍ　／　長さＬｂ１＝　１．０ｍｍ
　切欠１２ｃ１　：幅Ｗｃ１＝　１．０ｍｍ　／　長さＬｃ１＝　３．８ｍｍ
　開口１２ｃ２　：幅Ｗｃ２＝　１．０ｍｍ　／　長さＬｃ２＝１９．０ｍｍ
　短絡部１２ｄ　：幅Ｗｄ　＝　０．５ｍｍ
　直線部１２ｄ１：長さＬｄ１　＝　３．６ｍｍ
　直線部１２ｄ３：長さＬｄ３　＝１４．１ｍｍ
　直線部１２ｄ４：長さＬｄ４　＝　０．５ｍｍ
　直線部１２ｄ５：長さＬｄ５　＝１６．２ｍｍ
　図５に示すアンテナ装置１が備える第２のアンテナ１３の各部の寸法は以下のとおりである。

　直線部１３ａ１：幅Ｗ’ａ１＝　２．１ｍｍ　／　長さＬ’ａ１＝２．０ｍｍ
　直線部１３ａ２：幅Ｗ’ａ２＝　３．３ｍｍ　／　長さＬ’ａ２＝２．１ｍｍ
　直線部１３ｂ１：幅Ｗ’ｂ１＝　０．７ｍｍ　／　長さＬ’ｂ１＝４．１ｍｍ
　直線部１３ｂ２：幅Ｗ’ｂ２＝　２．０ｍｍ　／　長さＬ’ｂ２＝３．２ｍｍ
　直線部１３ｂ３：幅Ｗ’ｂ３＝　２．０ｍｍ　／　長さＬ’ｂ３＝８．１ｍｍ
　直線部１３ｂ４：幅Ｗ’ｂ４＝　１．０ｍｍ　／　長さＬ’ｂ４＝６．７ｍｍ
　短絡部１３ｃ　：幅Ｗ’ｃ　＝　０．５ｍｍ
　直線部１３ｃ１：長さＬ’ｃ１＝６．７　ｍｍ
　直線部１３ｃ２：長さＬ’ｃ２＝０．５　ｍｍ
　直線部１３ｃ３：長さＬ’ｃ３＝４．１　ｍｍ
　図６は、アンテナ装置１のＶＳＷＲ特性を示すグラフである。図６から、低周波側帯域におけるＶＳＷＲ値は３を、中間帯域におけるＶＳＷＲ値は３を、高周波側帯域におけるＶＳＷＲ値は２を下回っており、アンテナ装置１が極めて良好なＶＳＷＲ特性を有することが分かる。

　図７（ａ）は、ＷＷＡＮ帯域（低周波側帯域及び中間帯域）におけるアンテナ装置１の効率（３次元放射効率）を示すグラフである。図７（ａ）から、低周波側帯域における効率は－２．３ｄＢを、中間帯域における効率は－２．７ｄＢを上回っており、規格に定められた条件（－３．５ｄＢ以上）を充足することが分かる。

　図７（ｂ）は、ＷＬＡＮ帯域（高周波側帯域）におけるアンテナ装置１の効率（３次元放射効率）を示すグラフである。図７（ｂ）から、高周波側帯域における効率は－１．８ｄＢを上回っており、規格に定められた条件（－２ｄＢ以上）を充足することが分かる。

　図８は、展開された状態及び折畳まれた状態におけるアンテナ装置１の利得を示すグラフである。図８に示すように、アンテナ装置１の利得は、アンテナ装置１を折畳むことによって低下する。ただし、折畳まれた状態においても、動作帯域の全てにおいて－４ｄＢ以上（動作帯域の殆ど全てにおいて－４．５ｄＢ以上）の利得が確保されており、アンテナ装置１が折畳まれた状態でも使用可能であることが分かる。

　図９は、直線部１２ｂ及び直線部１２ｃの先端に切欠１２ｂ１及び１２ｃ２を形成した場合の利得と、形成しなかった場合の利得を示すグラフである。図９から、直線部１２ｂ及び直線部１２ｃの先端に切欠１２ｂ１及び１２ｃ２を形成することによって、低周波側帯域及び中間帯域において利得が上昇すること、特に、中間帯域において著しく利得が上昇することが分かる。

　〔まとめ〕
　以上のように、本実施形態に係るアンテナ装置は、薄膜状の放射素子と、上記放射素子を挟み込む２枚の誘電体シートとを備え、上記２枚の誘電体シートの何れか一方の上記放射素子側と反対側の面同士が互いに対向するように、上記放射素子及び上記２枚の誘電体シートを折畳んだ構造を有している、ことを特徴とする。

　本実施形態に係るアンテナ装置において、上記放射素子及び上記２枚の誘電体シートは、上記放射素子を構成する直線部の中心軸を含む直線で折畳まれている、ことが好ましい。

　上記の構成によれば、上記直線部の導体としての幅を保ったまま、上記直線部の実装上の幅を半分にすることができる。したがって、上記アンテナ装置の帯域幅を保ったまま、上記アンテナ装置のサイズをよりコンパクトにすることができる。

　本実施形態に係るアンテナ装置において、上記放射素子及び上記２枚の誘電体シートは、上記放射素子を構成する直線部のうち、給電点から最も遠い場所に配置された直線部の中心軸を含む直線で折畳まれている、ことが好ましい。

　上記の構成によれば、給電点から最も遠い場所に配置された直線部の幅が半分になるので、当該直線部の幅の半分だけアンテナ装置を低姿勢化することができる。

　本実施形態に係るアンテナ装置において、上記放射素子は、上記給電点から第１の方向に伸びる第１直線部と、上記第１直線部の上記給電点側と反対側の端部から上記第１の方向に直交する第２の方向に伸びる第２直線部と、上記第１直線部の上記給電部側と反対側の端部から上記第２の方向と反対方向に伸びる第３直線部とを含み、上記放射素子及び上記２枚の誘電体シートは、上記第２直線部の中心軸及び上記第３の直線の中心軸を含む直線で折畳まれている、ことが好ましい。

　上記の構成によれば、少なくとも２つの帯域において、上記アンテナ装置を動作させることが可能になる。

　本実施形態に係るアンテナ装置において、上記第２の放射素子の先端に、当該先端から上記第２の方向と反対方向に伸びる切欠が形成されているか、又は、上記第３の放射素子の先端に、当該先端から上記第２の方向に伸びる切欠が形成されている、ことが好ましい。

　上記の構成によれば、上記２つの帯域の少なくとも何れかの帯域幅を拡大することができる。

　本実施形態に係るアンテナ装置において、上記第３直線部の長さは、上記第２直線部の長さよりも長く、上記第１直線部と共に給電部を構成する第４直線部と上記第１直線部とを短絡する短絡部が、上記第１直線部よりも上記第２直線部側に配置されている、ことが好ましい。

　上記の構成によれば、上記２つの帯域のうち、低周波側の帯域（上記第３の直線部の長さに対応する帯域）において生じえる利得の低下及び帯域の狭小化を回避することができる。

　本実施形態に係るアンテナ装置において、上記２枚の誘電体シートの間には、薄膜状の他の放射素子が挟み込まれており、上記他の放射素子は、給電点から上記第１の方向に伸びる第５直線部と、上記第５直線部の上記給電点側と反対側の端部から上記第２の方向に伸びる第６直線部と、上記第６直線部の上記第５直線部側とは反対側の端部から上記第１の方向に伸びる第７直線部と、上記第７直線部の上記第６直線部側と反対側の端部から上記第２の方向の反対方向に伸びる第８直線部とを含み、上記放射素子及び上記２枚の誘電体シートは、上記第２直線部の中心軸、上記第３直線部の中心軸、及び上記第８直線部の中心軸を含む直線で折畳まれている、ことが好ましい。

　上記の構成によれば、合計して少なくとも３つの帯域において、上記アンテナ装置を動作させること可能になる。

　本実施形態に係る製造方法は、薄膜状の放射素子と上記放射素子を挟み込む２枚の誘電体シートとを備えたアンテナ装置の製造方法であって、上記２枚の誘電体シートの何れか一方の上記放射素子側と反対側の面同士が互いに対向するように、上記放射素子及び上記２枚の誘電体シートを折り畳む工程を含んでいる、ことを特徴とする。

　本発明のアンテナ装置は、小型無線機器に搭載するアンテナ装置として、好適に利用することができる。例えば、携帯電話端末、スマートフォン、ＰＤＡ、電子ブックリーダ等に搭載するアンテナ装置として、好適に利用することができる。

１　　　　　アンテナ装置
１２　　　　第１のアンテナ
１２ａ　　　給電部
Ｐ１，Ｐ２　給電点
１２ａ１　　直線部（第１直線部、放射素子）
１２ａ２　　直線部（第４直線部）
１２ｂ　　　直線部（第２直線部、放射素子）
１２ｂ１　　切欠
１２ｃ　　　直線部（第３直線部、放射素子）
１２ｃ１　　切欠
１２ｃ２　　開口
１２ｄ　　　短絡部
１３　　　　第２のアンテナ
１３ａ　　　給電部
Ｑ１，Ｑ２　給電点
１３ａ１　　直線部（第５の直線部、他の放射素子）
１３ａ２　　直線部
１３ｂ１　　直線部（第６直線部、他の放射素子）
１３ｂ２　　直線部（第７直線部、他の放射素子）
１３ｂ３　　直線部（第８直線部、他の放射素子）
１３ｂ４　　開口
１３ｃ　　　短絡部
１４　　　　２枚の誘電体シート
１４ａ　　　誘電体シート
１４ｂ　　　誘電体シート
１５、１６　接着材
１７　　　　誘電体基板（誘電体層）
１８　　　　半田

Claims

　薄膜状の放射素子と、
　上記放射素子を挟み込む２枚の誘電体シートとを備え、
　上記２枚の誘電体シートの何れか一方の上記放射素子側と反対側の面同士が互いに対向するように、上記放射素子及び上記２枚の誘電体シートを折畳んだ構造を有している、ことを特徴とするアンテナ装置。
　上記放射素子及び上記２枚の誘電体シートは、上記放射素子を構成する直線部の中心軸を含む直線で折畳まれている、ことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
　上記放射素子及び上記２枚の誘電体シートは、上記放射素子を構成する直線部のうち、給電点から最も遠い場所に配置された直線部の中心軸を含む直線で折畳まれている、ことを特徴とする請求項２に記載のアンテナ装置。
　上記放射素子は、
　　上記給電点から第１の方向に伸びる第１直線部と、
　　上記第１直線部の上記給電点側と反対側の端部から上記第１の方向に直交する第２の方向に伸びる第２直線部と、
　　上記第１直線部の上記給電点側と反対側の端部から上記第２の方向と反対方向に伸びる第３直線部とを含み、
　上記放射素子及び上記２枚の誘電体シートは、上記第２直線部の中心軸及び上記第３直線部の中心軸を含む直線で折畳まれている、ことを特徴とする請求項３に記載のアンテナ装置。
　上記第２直線部の先端に上記第２の方向と反対方向に伸びる切欠が形成されているか、又は、上記第３直線部の先端に上記第２の方向に伸びる切欠が形成されている、ことを特徴とする請求項４に記載のアンテナ装置。
　上記第３直線部の長さは、上記第２直線部の長さよりも長く、
　上記第１直線部と共に給電部を構成する第４直線部と上記第１直線部とを短絡する短絡部が、上記第１直線部よりも上記第２直線部側に配置されている、ことを特徴とする請求項４又は５に記載のアンテナ装置。
　上記２枚の誘電体シートの間には、薄膜状の他の放射素子が挟み込まれており、
　上記他の放射素子は、
　　給電点から上記第１の方向に伸びる第５直線部と、
　　上記第５直線部の上記給電点側と反対側の端部から上記第２の方向に伸びる第６直線部と、
　　上記第６直線部の上記第５直線部側とは反対側の端部から上記第１の方向に伸びる第７直線部と、
　　上記第７直線部の上記第６直線部側と反対側の端部から上記第２の方向の反対方向に伸びる第８直線部とを含み、
　上記放射素子及び上記２枚の誘電体シートは、上記第２直線部の中心軸、上記第３直線部の中心軸、及び上記第８直線部の中心軸を含む直線で折畳まれている、ことを特徴とする請求項４から６までの何れか一項に記載のアンテナ装置。
　薄膜状の放射素子を２枚の誘電体シートで挟み込む工程と、
　上記２枚の誘電体シートの何れか一方の上記放射素子側と反対側の面同士が互いに対向するように、上記放射素子及び上記２枚の誘電体シートを折り畳む工程を含んでいる、ことを特徴とするアンテナ装置の製造方法。