WO2012164793A1 - アンテナ装置 - Google Patents

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弘之 万木
渡 野口
方彦 名越
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  • the antenna device 100C according to this modification has the same operational effects as the antenna device 100 according to the first embodiment.

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Abstract

　第４のストリップ導体（２４）及び第７のストリップ導体（２７）は誘電体基板（１０）の表面から所定の高さ（Ｈ１）を有するように形成される。第４のストリップ導体（２４）と第７のストリップ導体（２７）とは互いに実質的に平行である。第１のアンテナ素子（１２）は波長（λｈ）で共振するループアンテナとして動作し、アンテナ装置（１００）は波長（λｌ）で共振する逆Ｆ型アンテナとして動作する。

Description

アンテナ装置
　本発明は、アンテナ装置に関し、特にデュアルバンドのアンテナ装置に関するものである。
　近年、テレビジョン放送受信装置及びブルーレイディスクプレーヤなどのＡＶ（Audio and Visual）機器ならびにパーソナルコンピュータの分野では、通信規格ＩＥＥＥ８０２．１１に準拠した無線ＬＡＮ（Local Area Network）技術を利用して、複数の装置を無線接続するスタイルが浸透してきている。これにより、オフィス内又は家庭内のＬＡＮネットワークをワイヤレス化でき、ユーザは、配線に煩わされることなくテレビジョン放送を視聴したり、インターネットを楽しんだりできる。
　ところで、携帯電話機に代表される無線通信機器が急速に普及し、無線ＬＡＮに使用される周波数帯域は複数の周波数帯域に渡っている。例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ及びＩＥＥＥ８０２．１１ｇでは２．４ＧＨｚ帯が使用され、ＩＥＥＥ８０２．１１ａでは５ＧＨｚ帯が使用され、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎでは２．４ＧＨｚ帯及び５ＧＨｚ帯が使用されている。従って、無線通信機器に搭載されるアンテナ装置は、例えば２．４ＧＨｚ帯及び５ＧＨｚ帯の両方の周波数帯域で使用できるデュアルバンドのアンテナ装置であることが望まれる。さらに、アンテナ装置を無線通信機器に内蔵する場合、無線通信機器の小型化及び多機能化に伴い、機器内における占有スペースを低減できるように小型であることが求められている。
　例えば、特許文献１は、上述した要求に応えるための従来技術に係るアンテナを開示している。図１４は、従来技術に係るアンテナの構成を示す平面図である。図１４において、従来技術に係るアンテナは、２つの周波数帯のうちの低い周波数帯用の第１のアンテナエレメント４０１と、高い周波数帯用の第２のアンテナエレメント４０２とを備えて構成される。第１及び第２のアンテナエレメント４０１及び４０２の各一端は、給電点４０３に接続される。ここで、第１のアンテナエレメント４０１の他端は開放端であり、第１のアンテナエレメント４０１の電気長は高い周波数帯の電波の１／２波長に設定される。また、第２のアンテナエレメント４０２の他端は接地導体４０４に接続され、第２のアンテナエレメント４０２の電気長は低い周波数帯の電波の１／４波長に設定される。
　図１４において、低い周波数帯において第２のアンテナエレメント４０２のインピーダンスは無限大であり、高い周波数帯において第１のアンテナエレメント４０１のインピーダンスは無限大である。このため、第１及び第２のアンテナエレメント４０１及び４０２は相互に干渉せず、各周波数帯における利得の劣化を防止できる。例えば、携帯電話機に代表される移動体通信において、主に９００ＭＨｚ帯を使用するＧＳＭ（登録商標）（Global System for Mobile communication）と、１．８ＧＨｚ帯を使用するＤＣＳ（Digital Cellular System）又は１．９Ｈｚ帯を使用するＰＣＳ（Personal Communication Service）とが使用されている。特に、このように高い周波数帯の周波数が低い周波数帯の周波数の２倍である周波数帯の組み合わせで図１４のアンテナを用いる場合、高い周波数帯の電波の１波長が低い周波数帯の電波の波長の１／２となるので、第１及び第２のアンテナエレメント４０１及び４０２の電気長の調整が容易であり、かつ大きな効果が得られる。
特開２００７－２８８６４９号公報 米国特許第６００８７６２号明細書 米国特許出願公開第２０１０／０２８９７０９号明細書 米国特許出願公開第２００５／００９３７５１号明細書 特開２００４－２０１２７８号公報 特開２００９－１１１９９９号公報 特開２００８－１４１７３９号公報 特許第３９５８１１０号公報
　従来技術に係るアンテナでは、高い周波数帯の周波数は低い周波数帯の周波数の２倍であることが望ましい。一方、２．４ＧＨｚから２．４８３ＧＨｚまでの２．４ＧＨｚ帯と、５．１５ＧＨｚから５．８５ＧＨｚまでの５ＧＨｚ帯との組合せの場合、５ＧＨｚ帯の周波数は２．４ＧＨｚ帯の周波数の約２．５倍にまでなる。このため、従来技術に係るアンテナを、２．４ＧＨｚ帯及び５ＧＨｚ帯のためのアンテナにそのまま適用することはできなかった。
　また、従来技術に係るアンテナでは、低い周波数帯用の第１のアンテナエレメント４０１は逆Ｌ型のアンテナであるので、一般に、低い周波数帯において十分な比帯域幅を確保できない。
　また、テレビジョン放送受信装置、ブルーレイディスク又はＤＶＤのプレーヤ及びレコーダなどのＡＶ機器は、一旦設置されると、ほとんど動かされることがない。このため、このようなＡＶ機器に搭載されるアンテナの指向特性に偏りがあると、当該アンテナの性能を十分に引き出せない可能性がある。例えば、図１４において、第１及び第２のアンテナエレメント４０１及び４０２を、誘電体基板上の接地導体１４と同一の平面上に導体パターンで形成した場合、誘電体基板に垂直な垂直偏波の指向特性に偏りが生じる可能性があった。このため、従来技術に係るアンテナはＡＶ機器には適していなかった。
　本発明の目的は以上の問題点を解決し、デュアルバンドのアンテナ装置において、低い周波数帯において所望の比帯域幅を確保でき、各周波数帯で良好なアンテナゲインを得ることができ、かつ高い周波数帯において実質的に無指向の指向特性を得ることができる従来技術に比較して小型のアンテナ装置を提供することにある。
　第１の発明に係るアンテナ装置は、
　第１の給電点に接続された一端と、誘電体基板上に形成された接地導体に接続された他端とを有し、所定の第１の波長で共振するループアンテナである第１のアンテナ素子と、
　上記第１のアンテナ素子の所定の接続部に接続された一端と、開放端である他端とを有する第２のアンテナ素子とを備え、
　上記第１の波長より長い所定の第２の波長で共振する逆Ｆ型アンテナであるアンテナ装置であって、
　上記第１のアンテナ素子は、上記誘電体基板の表面から所定の第１の高さを有するように形成された第１の素子部分を含み、
　上記第２のアンテナ素子は、上記誘電体基板の表面から上記第１の高さを有するように形成された第２の素子部分であって、上記第１の素子部分との間に所定の間隔を有して上記第１の素子部分に実質的に平行に形成された第２の素子部分を含むことを特徴とする。
　上記第１のアンテナ装置において、
　上記第１のアンテナ素子は、
　上記第１の給電点に接続された一端を有し、上記誘電体基板上において、当該一端から所定の第１の方向に延在する第１のストリップ導体と、
　上記第１のストリップ導体の他端に接続された一端を有し、当該一端から上記誘電体基板の表面に直交する所定の第２の方向に延在する第２のストリップ導体と、
　上記第２のストリップ導体の他端に接続された一端を有し、当該一端から上記第１の方向と反対の方向に延在する第３のストリップ導体と、
　上記第３のストリップ導体の他端に接続された一端を有し、当該一端から上記第１及び第２の方向に直交する第３の方向に延在する第４のストリップ導体と、
　上記第４のストリップ導体の他端に接続された一端を有し、当該一端から上記第２の方向と反対の方向に上記誘電体基板の表面まで延在する第５のストリップ導体と、
　上記第５のストリップ導体の他端に接続された一端と上記接地導体に接続された他端とを有する第６のストリップ導体とを備え、
　上記第２のアンテナ素子は、
　上記第２のストリップ導体と上記第３のストリップ導体との間の上記接続点に接続された一端を有し、当該一端から上記第３の方向に延在する第７のストリップ導体と、
　上記第７のストリップ導体の他端に接続された一端を有し、当該一端から上記第２の方向と反対の方向に上記誘電体基板の表面まで延在する第８のストリップ導体と、
　上記第８のストリップ導体の他端に接続された一端を有し、当該一端から上記開放端まで、上記第３の方向と反対の方向に延在する第９のストリップ導体とを備え、
　上記第１の素子部分は上記第４のストリップ導体であり、
　上記第２の素子部分は上記第７のストリップ導体であることを特徴とする。
　第２の発明に係るアンテナ装置は、
　第１の給電点に接続された一端と、誘電体基板上に形成された接地導体に接続された他端とを有し、所定の第１の波長で共振するループアンテナである第１のアンテナ素子と、
　上記第１のアンテナ素子の所定の接続部に接続された一端と、開放端である他端とを有する第２のアンテナ素子とを備え、
　上記第１の波長より長い所定の第２の波長で共振する逆Ｆ型アンテナであるアンテナ装置であって、
　上記第１のアンテナ素子は、上記誘電体基板の表面からの高さが所定の第１の高さから上記第１の高さより高い所定の第２の高さまで変化するように形成された第１の素子部分を含み、
　上記第２のアンテナ素子は、上記誘電体基板の表面から上記第２の高さを有するように形成された第２の素子部分であって、上記第１の素子部分との間に少なくとも所定の間隔を有するように形成された第２の素子部分を含むことを特徴とする。
　第３の発明に係るアンテナ装置は、
　第１の給電点に接続された一端と、誘電体基板上に形成された接地導体に接続された他端とを有し、所定の第１の波長で共振するループアンテナである第１のアンテナ素子と、
　上記第１のアンテナ素子の所定の接続部に接続された一端と、開放端である他端とを有する第２のアンテナ素子とを備え、
　上記第１の波長より長い所定の第２の波長で共振する逆Ｆ型アンテナであるアンテナ装置であって、
　上記第１のアンテナ素子は、上記誘電体基板の表面から所定の第１の高さを有するように形成された第１の素子部分を含み、
　上記第２のアンテナ素子は、上記誘電体基板の表面に形成された第２の素子部分であって、上記第１の素子部分との間に所定の間隔を有して上記第１の素子部分に実質的に平行に形成された第２の素子部分を含むことを特徴とする。
　上記アンテナ装置において、上記間隔は、上記第２の波長の１／２５０以上に設定されたことを特徴とする。
　また、上記アンテナ装置において、上記第１の高さは、上記第１の波長の１／２０以上に設定されたことを特徴とする請求項１から５のうちのいずれか１つに記載のアンテナ装置。
　第４の発明に係るアンテナシステムは、上記アンテナ装置である第１のアンテナ装置と、
　第２のアンテナ装置とを備えたアンテナシステムであって、
　上記第２のアンテナ装置は、
　上記接地導体に接続された一端を有する接地アンテナ素子と、
　上記接地導体の縁端部に対して実質的に平行となるように形成され、上記接地アンテナ素子の他端に接続された一端を有する第３のアンテナ素子と、
　第２の給電点と上記第３のアンテナ素子上の所定の接続点とを接続する給電アンテナ素子と、
　上記第３のアンテナ素子の他端に接続された一端を有する第５のアンテナ素子と、
　上記第５のアンテナ素子の他端に接続された一端を有する第４のアンテナ素子とを備え、
　上記第４のアンテナ素子の他端を折り曲げて、上記接地アンテナ素子の他端に電磁的に結合するように近接して形成することにより、上記第４のアンテナ素子と上記接地アンテナ素子との間に結合容量を形成し、
　上記第２の給電点から、上記給電アンテナ素子と、上記第３のアンテナ素子上の接続点と、上記第３のアンテナ素子を介して、上記第３のアンテナ素子の他端までの第１の長さを第１の共振周波数の１／４波長の長さに設定し、上記第１の長さを有する第１の放射素子により第１の共振周波数で共振させ、
　上記第２の給電点から、上記給電アンテナ素子と、上記第３のアンテナ素子上の接続点と、上記第３のアンテナ素子と、上記第５のアンテナ素子と、上記第４のアンテナ素子と、第４のアンテナ素子の他端までの第２の長さを第２の共振周波数の１／４波長の長さに設定し、上記第２の長さを有する第２の放射素子により第２の共振周波数で共振させ、
　上記第２の給電点から、上記給電アンテナ素子と、上記第３のアンテナ素子上の接続点と、上記第３のアンテナ素子と、上記第５のアンテナ素子と、上記第４のアンテナ素子と、上記結合容量と、上記接地アンテナ素子までの第３の長さを第１の共振周波数の１／２波長又は３／４波長の長さに設定し、上記第３の長さを有しかつループアンテナを構成する第３の放射素子により第１の共振周波数で共振させ、
　上記第３のアンテナ素子の他端から、上記第３のアンテナ素子と上記給電アンテナ素子との間の接続点までの幅を、当該接続点に向かって徐々にテーパー形状で広げるように、上記第３のアンテナ素子を形成したことを特徴とする。
　本発明に係るアンテナ装置によれば、第１のアンテナ素子は第１の素子部分を含み、第２のアンテナ素子は第２の素子部分を含むので、デュアルバンドのアンテナ装置において、低い周波数帯において所望の比帯域幅を確保でき、各周波数帯で良好なアンテナゲインを得ることができ、かつ高い周波数帯において実質的に無指向の指向特性を得ることができる従来技術に比較して小型のアンテナ装置を提供できる。
本発明の第１の実施形態に係るアンテナ装置１００の構成を示す斜視図である。 図１のアンテナ装置１００を拡大して示す斜視図である。 図２の間隔Ｄと２．４ＧＨｚ帯における比帯域幅との関係を示すグラフである。 図２の間隔Ｄを１．０ｍｍに設定したときのアンテナ装置１００の電圧定在波比（ＶＳＷＲ：Voltage Standing Wave Ratio）の周波数特性を示すグラフである。 図１のアンテナ装置の５ＧＨｚにおける垂直偏波及び水平偏波のＸＹ面における指向特性を示すグラフである。 本発明の第１の実施形態の第１の変形例に係るアンテナ装置１００Ａの構成を示す斜視図である。 本発明の第１の実施形態の第２の変形例に係るアンテナ装置１００Ｂの構成を示す斜視図である。 本発明の第１の実施形態の第３の変形例に係るアンテナ装置１００Ｃの構成を示す斜視図である。 本発明の第２の実施形態に係るアンテナ装置１００Ｄの構成を示す斜視図である。 本発明の第３の実施形態に係るアンテナ装置１００Ｅの構成を示す斜視図である。 本発明の第１の実施形態の第４の変形例に係るアンテナ装置１００Ｆの構成を示す斜視図である。 本発明の第４の実施形態に係る無線通信装置３００の構成を示す斜視図である。 図１２のアンテナ装置２００の構成を示す平面図である。 従来技術に係るアンテナの構成を示す平面図である。
　以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。なお、同様の構成要素については同一の符号を付している。
第１の実施形態．
　図１は、本発明の第１の実施形態に係るアンテナ装置１００の構成を示す斜視図であり、図２は、図１のアンテナ装置１００を拡大して示す斜視図である。図１において、アンテナ装置１００は携帯電話機などの無線通信装置に搭載される。また、アンテナ装置１００は、無線ＬＡＮで使用される２つの周波数帯に対応できるデュアルバンドアンテナであって、低い周波数帯の共振周波数ｆｌ及び高い周波数帯の共振周波数ｆｈ（ただし、ｆｌ＜ｆｈである。）で共振する。本実施形態において、例えば、低い周波数帯は２．４ＧＨｚから２．４８３ＧＨｚまでの２．４ＧＨｚ帯であり、高い周波数帯は５．１５ＧＨｚから５．８５ＧＨｚまでの５ＧＨｚ帯であり、共振周波数ｆｌは２．４ＧＨｚであり、共振周波数ｆｈは５ＧＨｚである。
　図１において、アンテナ装置１００は、誘電体基板１０と、接地導体（グランド部）１１と、第１のアンテナ素子１２と、第２のアンテナ素子１３とを備えて構成される。図１において、接地導体１１は例えばプリント配線基板などの誘電体基板１０の表面上の手前側の縁端部に形成される。また、接地導体１１は図１の奥側の縁端部１１ａを有する。以下、図１ならびに後述する図２～図１１において、各アンテナ装置について、誘電体基板１０上の給電点１４を座標原点ＯとするＸＹＺ座標系を用いて説明する。ここで、図１において、座標原点Ｏから図１の右方向へ向かいかつ縁端部１１ａに平行な軸をＸ軸とし、座標原点Ｏから図１の左上方向へ向かいかつ誘電体基板１０に垂直な軸をＺ軸とし、座標原点Ｏから図１の右上方向へ向かいかつＸ軸及びＺ軸に垂直な軸をＹ軸とする。また、Ｘ軸方向と反対方向を－Ｘ軸方向といい、Ｙ軸方向と反対方向を－Ｙ軸方向といい、Ｚ軸方向と反対方向を－Ｚ軸方向という。
　図２において、第１のアンテナ素子１２は、第１のストリップ導体２１と、第２のストリップ導体２２と、第３のストリップ導体２３と、第４のストリップ導体２４と、第５のストリップ導体２５と、第６のストリップ導体２６とを備えて構成される。また、第２のアンテナ素子１３は、第７のストリップ導体２７と、第８のストリップ導体２８と、第９のストリップ導体２９とを備えて構成される。
　ここで、図２において、第１のストリップ導体２１は、誘電体基板１０上において、給電点１４に接続された一端からＹ軸方向に延在する。また、第２のストリップ導体２２は、ＺＸ平面に平行な面内において、第１のストリップ導体２１の他端に接続された一端からＺ軸方向に延在する。さらに、第３のストリップ導体２３は、ＸＹ平面（誘電体基板１０の表面である。）に平行な面内において、第２のストリップ導体２２の他端に接続された一端から－Ｙ軸方向に延在する。第４のストリップ導体２４は、ＸＹ平面に平行な面内において、第３のストリップ導体２３の他端に接続された一端から－Ｘ軸方向に延在する。また、第５のストリップ導体２５は、ＺＸ平面に平行な面内において、第４のストリップ導体２４の他端に接続された一端から誘電体基板１０の表面上の他端まで、－Ｚ軸方向に延在する。そして、第６のストリップ導体２６は、誘電体基板１０上において、第５のストリップ導体２５の他端に接続された一端から－Ｙ軸方向に延在し、第６のストリップ導体２６の他端は、接地導体１１の縁端部１１ａ上の所定の接地点１５に接続されて接地されている。
　また、図２において、第７のストリップ導体２７は、ＸＹ平面に平行な面内において、第３のストリップ導体２３の一端の接続部１７に接続された一端から、－Ｘ軸方向に延在する。また、第８のストリップ導体２８は、ＹＺ平面に平行な面内において、第７のストリップ導体２７の他端に接続された一端から誘電体基板１０の表面上の他端まで、－Ｚ軸方向に延在する。そして、第９のストリップ導体２９は、誘電体基板１０上において、第８のストリップ導体２８の他端に接続された一端から開放端１６である他端まで、Ｘ軸方向に延在する。
　ここで、第１のストリップ導体２１と、第６のストリップ導体２６と、第９のストリップ導体２９とは、誘電体基板１０の表面に導体パターンとして形成される。また、第２～第５のストリップ導体２２～２５と、第７のストリップ導体２７と、第８のストリップ導体２８とは、例えば誘電体から形成された１つの直方体（図示せず。）の各面に導体パターンとして形成される。
　以上説明したように構成された第１のアンテナ素子１２は、給電点１４から第１～第６のストリップ導体２１～２６を介して接地点１５までの折り返しループ形状を有し、特に、第１～第３のストリップ導体２１～２３は、誘電体基板１０に垂直なＣの字型に形成される。また、第１のアンテナ素子１２は、第２のストリップ導体２２の長さと実質的に同一の高さＨ１を有する。さらに、第５のストリップ導体２５と、第８のストリップ導体２８とは、それぞれ第２のストリップ導体２２の長さと同一の長さを有する。また、第４のストリップ導体２４と、第７のストリップ導体２７とは、所定の間隔Ｄを有して互いに実質的に平行に形成され、第４のストリップ導体２４の誘電体基板１０の表面からの高さＨ１と、第７のストリップ導体の誘電体基板１０の表面からの高さとは、実質的に同一である。
　以上説明したように構成されたアンテナ装置１００は、共振周波数ｆｈを有する無線周波数の無線信号を送受信できる第１の放射素子と、共振周波数ｆｌを有する無線周波数の無線信号を送受信できる第２の放射素子とを備える。ここで、第１の放射素子は第１のアンテナ素子１２であって、給電点１４から、第１～第６のストリップ導体２１～２６を介して第６のストリップ導体２６の接地点１５に接続された他端までの部分を含み、共振周波数ｆｈに対応する波長λｈ（正弦波で言うと０～３６０度（２π）までの長さ）で共振するループアンテナである。第１の放射素子の電気長は実質的に波長λｈの半分であるλｈ／２に設定される。
　また、第２の放射素子は、第２のアンテナ素子１３である本体部と、給電点１４から第１のストリップ導体２１及び第２のストリップ導体２２を介して第３のストリップ導体２３の接続部１７までの給電部と、接続部１７から第３～第６のストリップ導体２３～２６を介して接地点１５までの短絡部とを備えた逆Ｆ型アンテナである。ここで、給電点１４から第１のストリップ導体２１と、第２のストリップ導体２２と、第７のストリップ導体２７と、第８のストリップ導体２８と、第９のストリップ導体２９とを介して開放端１６までの部分の電気長は実質的に波長λｌの１／４であるλｌ／４に設定される。
　次に、高さＨ１の設定方法を説明する。高さＨ１を、波長λｈの１／２０以上に設定することにより、共振周波数ｆｈを有する垂直偏波の電波について、実質的に無指向の指向特性を得ることができる。特に、アンテナ装置１００を小型化するためには、高さＨ１を、λｈ／２０に設定すればよい。例えば、共振周波数ｆｈが５ＧＨｚであるときは、高さＨ１の最小値は、光速ｃ（＝３×１０８［ｍ／ｓ］）を用いて以下のように計算される。
Ｈ１＝λｈ／２０＝（ｃ／ｆｈ）／２０＝３［ｍｍ］
　次に、間隔Ｄの設定方法を説明する。図３は、図２の間隔Ｄと２．４ＧＨｚ帯における比帯域幅との関係を示すグラフである。図３において、比帯域幅は、２．４ＧＨｚ近傍において電圧定在波比（ＶＳＷＲ：Voltage Standing Wave Ratio）が２以下になる帯域幅を、２．４ＧＨｚ帯の実質的な中心値である２．４５ＧＨｚで除した百分率である。共振周波数ｆｌで共振する逆Ｆ型アンテナである第２の放射素子において、第２のアンテナ素子１３である本体部と、接続部１７から第３～第６のストリップ導体２３～２６を介して接地点１５までの短絡部とが近づくと、本体部と短絡部との相互結合が強くなり、共振周波数ｆｌを含む帯域の帯域幅が狭くなり、所望の比帯域幅を得られない可能性がある。例えば、無線ＬＡＮで使用する２．４ＧＨｚ帯では、所望の比帯域幅は約３．５％以上である。
　図３から明らかであるように、比帯域幅が３．５％になるのは間隔Ｄが約０．５ｍｍのときであり、間隔Ｄが大きいほど比帯域幅が大きくなる。従って、図３のグラフから、２．４ＧＨｚ帯全域にわたってＶＳＷＲを２以下にするためには、間隔Ｄを約０．５ｍｍ以上にする必要があることがわかる。
　例えば、共振周波数ｆｌが２．４ＧＨｚであるときは、波長λｌは、ｃ／ｆｌ＝３×１０８／（２．４×１０９）＝１２５［ｍｍ］である。従って、波長λｌと間隔Ｄとの間の関係は、次式で表される。
λｌ／Ｄ＝１２５［ｍｍ］／０．５［ｍｍ］＝２５０
　すなわち、２．４ＧＨｚ帯全域にわたってＶＳＷＲが２以下になるときの間隔Ｄは、波長λｌの１／２５０である。また、図３から明らかであるように、間隔Ｄを大きくするほど比帯域幅は大きくなるので、実際のアンテナ設計では、できる限り間隔Ｄを広げられるように設計することが望ましい。すなわち、間隔Ｄを波長λｌの１／２５０以上に設定することが望ましい。
　図４は、図２の間隔Ｄを１．０ｍｍに設定したときのアンテナ装置１００の電圧定在波比の周波数特性を示すグラフである。無線ＬＡＮで使用する周波数帯域は２．４ＧＨｚ～２．４８３ＧＨｚ、及び５．１５ＧＨｚ～５．８５ＧＨｚの範囲である。図４より、間隔Ｄが１．０ｍｍである場合、２．４ＧＨｚ～２．４８３ＧＨｚ、及び５．１５ＧＨｚ～５．８５ＧＨｚの範囲でアンテナ装置１００のＶＳＷＲは２以下であり、本実施形態に係るアンテナ装置１００は、無線ＬＡＮ用のデュアルバンドアンテナとして十分に利用可能であることがわかる。
　図５は、図１のアンテナ装置の５ＧＨｚにおける垂直偏波及び水平偏波のＸＹ面における指向特性を示すグラフである。図５において、実線は垂直偏波の指向特性を示し、破線は水平偏波の指向特性を示す。図５に示すように、誘電体基板１０上に形成した導体パターンのみから構成されたアンテナ装置ではアンテナゲインを確保しにくいＸＹ面における垂直偏波であっても、平均して－１０ｄＢｉ程度のゲインを確保できていることがわかる。また、垂直偏波の電波の指向特性は実質的に無指向であることがわかる。
　以上説明したように構成されたアンテナ装置１００において、共振周波数ｆｌが２．４ＧＨｚであり、共振周波数ｆｈが５ＧＨｚである場合、波長λｌは０．１２５［ｍ］であり、波長λｈは０．０６［ｍ］であるので、上述したループアンテナとして動作する第１のアンテナ素子１２の電気長を、実質的に、λｈ／２＝０．０６［ｍ］／２＝３０［ｍｍ］に設定すればよい。また、給電点１４から第１のストリップ導体２１、第２のストリップ導体２２、第７～第９のストリップ導体２７～２９を介して開放端１６までの電気長を、実質的に、λｌ／２＝０．１２５［ｍ］／４≒３０［ｍｍ］に設定すればよい。
　具体的には、例えば、第１のストリップ導体２１の長さを６［ｍｍ］に設定し、第２のストリップ導体２２、第５のストリップ導体２５及び第８のストリップ導体２８の各長さを３［ｍｍ］に設定し、第３のストリップ導体２３の長さを２［ｍｍ］に設定し、第４のストリップ導体２４の長さを１７［ｍｍ］に設定し、第６のストリップ導体２６の長さを３［ｍｍ］してもよい。この場合、アンテナ装置１００のＸ軸方向のサイズは１７［ｍｍ］になり、Ｙ軸方向のサイズは６［ｍｍ］になる。一方、第１のアンテナ素子１２及び第２のアンテナ素子１３を誘電体基板１０上に図１４の従来技術に係るアンテナのように形成した場合、図１４の横方向のサイズは２２［ｍｍ］になり、図１４の縦方向のサイズは８［ｍｍ］になる。従って、本実施形態によれば、従来技術に比較して、誘電体基板１０上のアンテナサイズを小型化できる。
　以上説明したように、本実施形態によれば、２つの周波数帯のうち低い周波数帯において所望の比帯域幅を確保でき、各周波数帯で良好なアンテナゲインを得ることができ、しかも、高い周波数帯において実質的に無指向の指向特性を得ることができる小型のアンテナ装置を提供できる。特に、本実施形態に係るアンテナ装置１００は、高い周波数帯において実質的に無指向の指向特性を得ることができるので、ＡＶ機器のためのアンテナ装置として十分に利用可能である。
第１の実施形態の第１の変形例．
　図６は、本発明の第１の実施形態の第１の変形例に係るアンテナ装置１００Ａの構成を示す斜視図である。第１の実施形態に係るアンテナ装置１００において、第１のアンテナ素子１２の一部はＣの字型に形成されたが、本発明はこれに限られない。本変形例に係るアンテナ装置１００Ａは、アンテナ装置１００に比較して第１のアンテナ素子１２及び第２のアンテナ素子１３に代えて、第１のアンテナ素子１２Ａ及び第２のアンテナ素子１３Ａを備えて構成される。
　図６において、アンテナ装置１００Ａは、誘電体基板１０と、接地導体１１と、第１のアンテナ素子１２Ａと、第２のアンテナ素子１３Ａとを備えて構成される。さらに、第１のアンテナ素子１２Ａは、第２のストリップ導体２２と、第４のストリップ導体２４と、第５のストリップ導体２５とを備えて構成される。また、第２のアンテナ素子１３Ａは、第３のストリップ導体２３と、第７のストリップ導体２７と、第８のストリップ導体２８と、第９のストリップ導体２９とを備えて構成される。
　図６において、第２のストリップ導体２２は、ＺＸ平面に平行な面内において、給電点１４に接続された一端からＺ軸方向に延在する。また、第４のストリップ導体２４は、ＸＹ平面に平行な面内において、第２のストリップ導体２２の他端に接続された一端から－Ｘ軸方向に延在する。さらに、第５のストリップ導体２５は、ＺＸ平面に平行な面内において、第４のストリップ導体２４の他端に接続された一端から－Ｚ軸方向に延在し、第５のストリップ導体２５の他端は、第６のストリップ導体２６（図２参照。）を介することなく接地点１５に直接接続されて接地されている。
　また、図６において、第３のストリップ導体２３は、ＸＹ平面に平行な面内において、第４のストリップ導体２４の一端に接続された一端からＹ軸方向に延在する。第７のストリップ導体２７は、ＸＹ平面に平行な面内において、第３のストリップ導体２３の他端の接続部１７に接続された一端から、－Ｘ軸方向に延在する。また、第８のストリップ導体２８は、ＹＺ平面に平行な面内において、第７のストリップ導体２７の他端に接続された一端から誘電体基板１０の表面上の他端まで、－Ｚ軸方向に延在する。そして、第９のストリップ導体２９は、誘電体基板１０上において、第８のストリップ導体２８の他端に接続された一端から開放端１６である他端まで、Ｘ軸方向に延在する。
　図６において、第１のアンテナ素子１２Ａは、第２のストリップ導体２２の長さと実質的に同一の高さＨ１を有する。さらに、第５のストリップ導体２５と、第８のストリップ導体２８とは、それぞれ第２のストリップ導体２２の長さと同一の長さを有する。また、第４のストリップ導体２４と、第７のストリップ導体２７とは、所定の間隔Ｄを有して互いに実質的に平行に形成され、第４のストリップ導体２４の誘電体基板１０の表面からの高さＨ１と、第７のストリップ導体の誘電体基板１０の表面からの高さとは、実質的に同一である。なお、間隔Ｄ及び高さＨ１は、それぞれ第１の実施形態と同様に設定される。
　以上説明したように構成されたアンテナ装置１００Ａは、共振周波数ｆｈを有する無線周波数の無線信号を送受信できる第１の放射素子と、共振周波数ｆｌを有する無線周波数の無線信号を送受信できる第２の放射素子とを備える。ここで、第１の放射素子は第１のアンテナ素子１２Ａであって、共振周波数ｆｈに対応する波長λｈで共振するループアンテナである。第１の放射素子の電気長は実質的に波長λｈの半分であるλｈ／２に設定される。
　また、第２の放射素子は、第２のアンテナ素子１３Ａである本体部と、第２のストリップ導体２２である給電部と、第２のストリップ導体２２と第４のストリップ導体２４との間の接続点から第４のストリップ導体２４及び第５のストリップ導体２５を介して接地点１５までの短絡部とを備えた逆Ｆ型アンテナである。ここで、給電点１４から第２のストリップ導体２２と、第３のストリップ導体２３と、第７のストリップ導体２７と、第８のストリップ導体２８と、第９のストリップ導体２９とを介して開放端１６までの部分の電気長は実質的に波長λｌの１／４であるλｌ／４に設定される。
　本変形例に係るアンテナ装置１００Ａは、第１の実施形態に係るアンテナ装置１００と同様の作用効果を奏する。
第１の実施形態の第２の変形例．
　第１の実施形態に係るアンテナ装置１００において、第２のアンテナ素子１３はＣの字型に折り返された形状を有し、開放端１６は誘電体基板１０上に設けられたが、本発明はこれに限られない。図７は、本発明の第１の実施形態の第２の変形例に係るアンテナ装置１００Ｂの構成を示す斜視図である。本変形例に係るアンテナ装置１００Ｂは、第１の実施形態に係るアンテナ装置１００に比較して、第２のアンテナ素子１３に代えて第２のアンテナ素子１３Ｂを備えた点が異なる。
　図７において、アンテナ装置１００Ｂは、誘電体基板１０と、接地導体１１と、第１のアンテナ素子１２と、第２のアンテナ素子１３Ｂとを備えて構成される。ここで、図７の第１のアンテナ素子１２は、アンテナ装置１００の第１のアンテナ素子１２と同様に構成されるので説明を省略する。第２のアンテナ素子１３Ｂは、第７のストリップ導体２７と、第８のストリップ導体２８Ａとを備えて構成される。第７のストリップ導体２７は、ＸＹ平面に平行な面内において、第３のストリップ導体２３の一端の接続部１７に接続された一端から、－Ｘ軸方向に延在する。また、第８のストリップ導体２８Ａは、ＹＺ平面に平行な面内において、第７のストリップ導体２７の他端に接続された開放端１６Ａである他端まで、－Ｚ軸方向に延在する。図７に示すように、第８のストリップ導体２８Ａの長さは、第２のストリップ導体２２の長さＨ１より短く、開放端１６Ａは誘電体基板１０と第７のストリップ導体２７の他端との間に設けられる。
　図７において、アンテナ素子１００と同様に、第４のストリップ導体２４と、第７のストリップ導体２７とは、所定の間隔Ｄを有して互いに実質的に平行に形成され、第４のストリップ導体２４の誘電体基板１０の表面からの高さＨ１と、第７のストリップ導体の誘電体基板１０の表面からの高さとは、実質的に同一である。また、間隔Ｄ及び高さＨ１は、それぞれ第１の実施形態と同様に設定される。
　以上説明したように構成されたアンテナ装置１００Ｂは、共振周波数ｆｈを有する無線周波数の無線信号を送受信できる第１の放射素子と、共振周波数ｆｌを有する無線周波数の無線信号を送受信できる第２の放射素子とを備える。ここで、第１の放射素子は、アンテナ装置１００の第１の放射素子と同様に構成されるので説明を省略する。第２の放射素子は、第２のアンテナ素子１３Ｂである本体部と、給電点１４から第１のストリップ導体２１及び第２のストリップ導体２２を介して第３のストリップ導体２３の接続部１７までの給電部と、接続部１７から第３～第６のストリップ導体２３～２６を介して接地点１５までの短絡部とを備えた逆Ｆ型アンテナである。ここで、給電点１４から第１のストリップ導体２１と、第２のストリップ導体２２と、第７のストリップ導体２７と、第８のストリップ導体２８Ａとを介して開放端１６Ａまでの部分の電気長は実質的に波長λｌの１／４であるλｌ／４に設定される。
　本変形例に係るアンテナ装置１００Ｂは、第１の実施形態に係るアンテナ装置１００と同様の作用効果を奏する。
第１の実施形態の第３の変形例．
　第１の実施形態に係るアンテナ装置１００は、第８のストリップ導体２８及び第９のストリップ導体２９を備え、第１のアンテナ素子１２のＸ軸方向のサイズと第２のアンテナ素子のＸ軸方向のサイズは実質的に等しかったが、本発明はこれに限られない。図８は、本発明の第１の実施形態の第３の変形例に係るアンテナ装置１００Ｃの構成を示す斜視図である。本変形例に係るアンテナ装置１００Ｃは、第１の実施形態に係るアンテナ装置１００に比較して、第２のアンテナ素子１３に代えて第２のアンテナ素子１３Ｃを備えた点が異なる。
　図８において、アンテナ装置１００Ｃは、第１のアンテナ素子１２と、第２のアンテナ素子１３Ｃとを備えて構成される。ここで、図８の第１のアンテナ素子１２は、アンテナ装置１００の第１のアンテナ素子１２と同様に構成されるので説明を省略する。第２のアンテナ素子１３Ｃは第７のストリップ導体２７Ａを備えて構成される。第７のストリップ導体２７Ａは、ＸＹ平面に平行な面内において、第３のストリップ導体２３の一端の接続部１７に接続された一端から他端である開放端１６Ｂまで、－Ｘ軸方向に延在する。図８に示すように、開放端１６Ｂは、第４のストリップ導体２４と第５のストリップ導体２５との接続点より－Ｘ軸方向に位置する。
　図８において、アンテナ素子１００と同様に、第４のストリップ導体２４と、第７のストリップ導体２７とは、所定の間隔Ｄを有して互いに実質的に平行に形成され、第４のストリップ導体２４の誘電体基板１０の表面からの高さＨ１と、第７のストリップ導体の誘電体基板１０の表面からの高さとは、実質的に同一である。また、間隔Ｄ及び高さＨ１は、それぞれ第１の実施形態と同様に設定される。
　以上説明したように構成されたアンテナ装置１００Ｃは、共振周波数ｆｈを有する無線周波数の無線信号を送受信できる第１の放射素子と、共振周波数ｆｌを有する無線周波数の無線信号を送受信できる第２の放射素子とを備える。ここで、第１の放射素子は、アンテナ装置１００の第１の放射素子と同様に構成されるので説明を省略する。第２の放射素子は、第２のアンテナ素子１３Ｃである本体部と、給電点１４から第１のストリップ導体２１及び第２のストリップ導体２２を介して第３のストリップ導体２３の接続部１７までの給電部と、接続部１７から第３～第６のストリップ導体２３～２６を介して接地点１５までの短絡部とを備えた逆Ｆ型アンテナである。ここで、給電点１４から第１のストリップ導体２１と、第２のストリップ導体２２と、第７のストリップ導体２７Ａとを介して開放端１６Ｂまでの部分の電気長は実質的に波長λｌの１／４であるλｌ／４に設定される。
　本変形例に係るアンテナ装置１００Ｃは、第１の実施形態に係るアンテナ装置１００と同様の作用効果を奏する。
第２の実施形態．
　第１の実施形態及びその変形例において、第４のストリップ導体２４は誘電体基板１０から高さＨ１の位置に形成されたが、本発明はこれに限られない。図９は、本発明の第２の実施形態に係るアンテナ装置１００Ｄの構成を示す斜視図である。第２の実施形態に係るアンテナ装置１００Ｄは、第１の実施形態に係るアンテナ装置１００に比較して、第１のアンテナ素子１２に代えて第１のアンテナ素子１２Ｂを備えた点が異なる。
　図９において、アンテナ装置１００Ｄは、誘電体基板１０と、接地導体１１と、第１のアンテナ素子１２Ｂと、第２のアンテナ素子１３とを備えて構成される。ここで、図９の第２のアンテナ素子１３は、アンテナ装置１００の第２のアンテナ素子１３と同様に構成されるので説明を省略する。第１のアンテナ素子１２Ｂは、第１のストリップ導体２１と、第２のストリップ導体２２と、第２のストリップ導体２３と、第４のストリップ導体２４Ａと、第５のストリップ導体２５Ａと、第６のストリップ導体２６とを備えて構成される。
　図９において、第１のストリップ導体２１は、誘電体基板１０上において、給電点１４に接続された一端からＹ軸方向に延在する。また、第２のストリップ導体２２は、ＺＸ平面に平行な面内において、第１のストリップ導体２１の他端に接続された一端からＺ軸方向に延在する。さらに、第３のストリップ導体２３は、ＸＹ平面に平行な面内において、第２のストリップ導体２２の他端に接続された一端から－Ｙ軸方向に延在する。第４のストリップ導体２４Ａは、第３のストリップ導体２３の他端に接続された一端から－Ｘ軸方向及びＺ軸方向に延在する。また、第５のストリップ導体２５Ａは、ＺＸ平面に平行な面内において、第４のストリップ導体２４Ａの他端に接続された一端から誘電体基板１０の表面上の他端まで、－Ｚ軸方向に延在する。そして、第６のストリップ導体２６は、誘電体基板１０上において、第５のストリップ導体２５Ａの他端に接続された一端から－Ｙ軸方向に延在し、第６のストリップ導体２６の他端は、接地導体１１の縁端部１１ａ上の所定の接地点１５に接続されて接地されている。なお、第５のストリップ導体２５Ａの長さはＨ２（＞Ｈ１）に設定される。
　図９において、第３のストリップ導体２３の一端と第７のストリップ導体２７との接続点と、第３のストリップ導体２３の他端と第４のストリップ導体２４との接続点との間の間隔Ｄは、第１の実施形態に係る間隔Ｄと同様に設定される。また、第４のストリップ導体２４Ａの一端は高さＨ１を有する一方、他端は高さＨ１２を有しており、４のストリップ導体２４Ａは誘電体基板１０に対してＸ軸方向に傾斜している。ここで、高さＨ１は、第１の実施形態に係る高さＨ１と同様に設定される。
　以上説明したように構成されたアンテナ装置１００Ｄは、共振周波数ｆｈを有する無線周波数の無線信号を送受信できる第１の放射素子と、共振周波数ｆｌを有する無線周波数の無線信号を送受信できる第２の放射素子とを備える。ここで、本実施形態に係る第２の放射素子は、第１の実施形態に係るアンテナ装置１００の第１の放射素子に比較して、第４のストリップ導体及び第５のストリップ導体２５に代えて第４のストリップ導体２４Ａ及び第５のストリップ導体２５Ａを備えた点のみが異なるので、説明を省略する。
　本実施形態において、第１の放射素子は第１のアンテナ素子１２Ｂであって、給電点１４から、第１～第３のストリップ導体２１～２３と、第４のストリップ導体２４Ａと、第５のストリップ導体２５Ａと、第６のストリップ導体２６とを介して第６のストリップ導体２６の接地点１５に接続された他端までの部分を含み、共振周波数ｆｈに対応する波長λｈで共振するループアンテナである。第１の放射素子の電気長は実質的に波長λｈの半分であるλｈ／２に設定される。
　本実施形態に係るアンテナ装置１００Ｄは、第１の実施形態に係るアンテナ装置１００と同様の作用効果を奏する。さらに、本実施形態によれば、第４のストリップ導体２４Ａ及び第５のストリップ導体２５Ａを備えたので、第１の実施形態に比較してアンテナ装置１００ＤのＸＹ面内でのサイズを変えることなく、第１の放射素子の電気長を長くし、共振周波数ｆｈを低くできる。
第３の実施形態．
　上記各実施形態及び変形例において、第７のストリップ導体２７及び２７Ａは、誘電体基板１０から高さＨ１の位置に形成されたが、本発明はこれに限られず、誘電体基板１０上に形成されてもよい。本発明の第３の実施形態に係るアンテナ装置１００Ｅの構成を示す斜視図である。図１０は、本発明の第３の実施形態に係るアンテナ装置１００Ｅの構成を示す斜視図である。
　図１０において、アンテナ装置１００Ｅは、誘電体基板１０と、接地導体１１と、第１のアンテナ素子１２Ａと、第２のアンテナ素子１３Ｄとを備えて構成される。ここで、第１のアンテナ素子１２Ａは、第２のストリップ導体２２と、第４のストリップ導体２４と、第５のストリップ導体２５とを備えて構成される。本実施形態に係る第１のアンテナ素子１２Ａは第１の実施形態の第１の変形例に係るアンテナ装置１００Ａの第１のアンテナ素子１２Ａ（図６参照。）と同様に構成されるので、説明を省略する。また、第２のアンテナ素子１３Ｄは第３のストリップ導体２３Ａと、第７のストリップ導体２７Ｂを備えて構成される。
　図１０において、第２のアンテナ素子１３Ｄは第３のストリップ導体２３Ａと、第７のストリップ導体２７Ｂを備えて構成される。第３のストリップ導体２３Ａは、第４のストリップ導体２４の一端に接続された一端からＹ軸上に設けられる他端まで、Ｙ軸方向及び－Ｚ軸方向に延在する。第３のストリップ導体２３Ａは、誘電体基板１０に対してＹ軸方向に傾斜している。さらに、第７のストリップ導体２７Ｂは、誘電体基板１０上において、第３のストリップ導体２３Ａの他端に接続された一端から開放端１６Ｃである他端まで、－Ｘ軸方向に延在する。
　図１０において、第４のストリップ導体２４と第７のストリップ導体２７Ｂとは、間隔Ｄを有して実質的に平行に形成される。ここで、間隔Ｄは第３のストリップ導体２３Ａの長さに等しい。間隔Ｄ及び第４のストリップ導体２４の誘電体基板１０からの高さＨ１とは、それぞれ第１の実施形態と同様に設定される。
　以上説明したように構成されたアンテナ装置１００Ｅは、共振周波数ｆｈを有する無線周波数の無線信号を送受信できる第１の放射素子と、共振周波数ｆｌを有する無線周波数の無線信号を送受信できる第２の放射素子とを備える。ここで、本実施形態に係る第１の放射素子は、第１の実施形態の第１の変形例に係るアンテナ装置１００Ａの第１の放射素子と同一であるので説明を省略する。また、第２の放射素子は、第２のアンテナ素子１３Ｄである本体部と、第２のストリップ導体２２である給電部と、第２のストリップ導体２２と第４のストリップ導体２４との間の接続点から第４のストリップ導体２４及び第５のストリップ導体２５を介して接地点１５までの短絡部とを備えた逆Ｆ型アンテナである。ここで、給電点１４から第２のストリップ導体２２と、第３のストリップ導体２３Ａと、第７のストリップ導体２７Ｂとを介して開放端１６までの部分の電気長は実質的に波長λｌの１／４であるλｌ／４に設定される。
　本実施形態に係るアンテナ装置１００Ｄは、第１の実施形態に係るアンテナ装置１００と同様の作用効果を奏する。さらに、本実施形態によれば、第７のストリップ導体２７Ｂを誘電体基板１０上に形成したので、第１の実施形態に比較して、アンテナ装置１００Ｅ全体のサイズを小さくできる。
第１の実施形態の第４の変形例．
　図１１は、本発明の第１の実施形態の第４の変形例に係るアンテナ装置１００Ｆの構成を示す斜視図である。本変形例に係るアンテナ装置１００Ｆは、第１の実施形態に係るアンテナ装置１００のＹＺ平面に関する鏡像である。ただし、アンテナ装置１００において、第２のストリップ導体２２及び第５のストリップ導体２５はＺＸ平面に平行な各面内に形成されたが、アンテナ装置１００Ｆでは、第２のストリップ導体２２及び第５のストリップ導体２５はＹＺ平面に平行な各面内に形成されている。これ以外の点において、アンテナ装置１００Ｆは、アンテナ装置１００と同様に構成される。本実施形態に係るアンテナ装置１００Ｆは、第１の実施形態に係るアンテナ装置１００と同様の作用効果を奏する。
第４の実施形態．
　図１２は、本発明の第４の実施形態に係る無線通信装置３００の構成を示す斜視図である。図１２において、無線通信装置３００は、例えば無線ＬＡＮの通信規格ＩＥＥＥ８０２．１１ｎに準拠した２×２のＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）伝送方式の無線通信装置であって、誘電体基板１１と、アンテナ装置１００Ｆと、アンテナ装置２００と、無線送受信回路３０１とを備えて構成される。無線送受信回路３０１は誘電体基板１０上に搭載され、アンテナ装置１００Ｆ及び２００によって送受信される各無線信号に対して、ＭＩＭＯ処理を行う。また、図１２に示すように、アンテナ装置１００Ｆは誘電体にてなる直方体４０を備え、第２～第５のストリップ導体２２～２５と、第７のストリップ導体２７と、第８のストリップ導体２８とは、直方体４０の各面に導体パターンとして形成される。
　また、図１２において、アンテナ装置１００Ｆの給電点１４は、テーパー導体からなるインピーダンス変換回路４０と、コプレーナ線路のストリップ導体４１とを介して、同軸ケーブルの中心導体４２に接続される。さらに、アンテナ装置２００の給電点２０は、テーパー導体からなるインピーダンス変換回路３０と、コプレーナ線路のストリップ導体３１とを介して、同軸ケーブルの中心導体３２に接続される。
　図１３は、図１２のアンテナ装置２００の構成を示す平面図である。図１３において、各アンテナ装置について、誘電体基板１０上に形成された接地導体１１の上面の一点を座標原点Ｏ２とするＸＹ座標を用いて以下説明し、接地導体１１の縁端部１１ａに沿った軸をＸ２軸とし、座標原点Ｏ２から接地導体１１の縁端部１１ａから図１３の上方向への軸をＹ２軸とする。ここで、Ｘ２軸方向と反対方向を－Ｘ２軸方向といい、Ｙ２軸方向と反対方向を－Ｙ２軸方向という。
　図１３において、アンテナ装置２００は、接地導体１１、アンテナ素子２、接地アンテナ素子３、給電アンテナ素子４、給電点２０、アンテナ素子６、アンテナ素子７を備えて構成され、各アンテナ素子２～７及び接地導体１１は誘電体基板１０上に形成されたＣｕ又はＡｇなどの導体箔にてなる。なお、接地導体１１の誘電体基板１０を介した裏面は、接地導体を形成してもよいし、形成しなくてもよい。また、各アンテナ素子２～７を含むアンテナ装置を形成した部分の誘電体基板１０を介した裏面は接地導体を形成しない。さらに、接地導体１１は好ましくは、Ｙ２軸方向の延在長さが波長λｌの長さよりも長くなるように形成される。しかしながら、給電点２０から給電線路を介して給電するときに、給電線路の他端で接地する場合は、接地導体１１を形成しなくてもよいが、当該アンテナ装置からの放射を比較的高い効率で行う場合は接地導体１１を形成することが好ましい。
　給電アンテナ素子４の一端は給電点２０に接続され、当該給電アンテナ素子４はＹ２軸方向と実質的に平行に形成され、Ｙ２軸方向へ延在した後、その他端はアンテナ素子２の所定の接続点２ａに接続されている。接地アンテナ素子３の一端は座標原点Ｏ２で接地導体１１へ接地され、当該接地アンテナ素子３はＹ２軸に沿って形成され、Ｙ２軸方向へ延在した後、その他端はアンテナ素子２の一端に接続されている。アンテナ素子２はＸ２軸と実質的に平行に形成され、接地アンテナ素子３の他端（図の上端）に接続された一端から接続点２ａを介して－Ｘ２軸方向へ延在した後、当該アンテナ素子２の他端はアンテナ素子７の一端に接続されている。当該アンテナ素子７は、アンテナ素子２の他端からＹ２軸方向へ延在した後、アンテナ素子６の一端９ａに接続されている。アンテナ素子６はＸ２軸方向と実質的に平行に形成され、アンテナ素子７の他端から－Ｘ２軸方向へ延在した後、Ｙ２軸と交差する点で－Ｙ２軸方向に折り曲げられかつ延在し、その開放端は接地アンテナ素子３の他端３ａに電磁的に結合するように近接して形成されている。ここで、アンテナ素子６は、Ｘ２軸方向に平行な素子部分６Ａと、Ｙ２軸方向に平行な素子部分６Ｂとを備えて構成され、素子部分６Ｂの開放端と、接地アンテナ素子３の他端との間に結合容量が発生する。なお、アンテナ素子２が－Ｘ２軸方向へ伸びる形状を一例として示したが、Ｘ２軸方向へ伸びる形状としても良い。
　以上のように構成されたアンテナ装置において、アンテナ素子２及びアンテナ素子６は、－Ｘ２軸に沿って形成された接地導体１１の縁端部１１ａのラインと実質的に平行にかつ互いに実質的に平行に形成されている。また、給電アンテナ素子４と接地アンテナ素子３とアンテナ素子７とはＹ２軸方向に実質的に平行に形成されている。
　以上説明したように構成されたアンテナ装置２００は、第３～第５の放射素子を備える。図１３に示すように、第３の放射素子は、給電点２０から給電アンテナ素子４を介して、さらに接続点２ａからアンテナ素子２を介してその他端までのアンテナ素子を備えて構成され、その長さ（電気長）は波長λｈの１／４波長であるλｈ／４に設定され、当該第３の放射素子は共振周波数ｆｈで共振し、共振周波数ｆｈを有する無線周波数の無線信号を送受信することができる。なお、共振周波数ｆｈは給電点２０からアンテナ素子２の例えばエッジ沿ってアンテナ素子７との接続点までの電気長で設定される。
　また、第４の放射素子は、給電点２０から給電アンテナ素子４を介して、さらに接続点２ａからアンテナ素子２を介してその他端まで、さらに、アンテナ素子７及びアンテナ素子６を介してその他端の開放端までのアンテナ素子を備えて構成され、その長さ（電気長）は波長λｌの１／４波長であるλｌ／４に設定され、当該第４の放射素子は共振周波数ｆｌで共振し、共振周波数ｆｌを有する無線周波数の無線信号を送受信することができる。なお、共振周波数ｆｌは給電点２０からアンテナ素子２の例えばエッジ沿ってアンテナ素子７との接続点、アンテナ素子７及びアンテナ素子６の先端までの電気長で設定される。
　さらに、第５の放射素子は、給電点２０から給電アンテナ素子４、アンテナ素子２（接続点２ａから図の右側部分に限る。）、アンテナ素子７、アンテナ素子６、上記結合容量、接地アンテナ素子３を経由して接地導体１１に至るまでのアンテナ素子を備えて構成され、その長さ（電気長）は波長λｈの１／２波長であるλｈ／２（なお、当該長さは３λｈ／４であってもよい。）となるように設定され、当該第５の放射素子は、接地導体１１に生じる鏡像を利用しかつ第３の放射素子と同様に共振周波数ｆｈを有する無線周波数の無線信号を送受信する、いわゆるループアンテナとして動作することができる。
　また、各アンテナ素子２，３，４，６は所定の幅ｗ１を有し、アンテナ素子７は所定のｗ２を有する。ここで、ループアンテナの機能を使用するときは、幅ｗ１，ｗ２は例えば互いに同一の幅に設定され、なお、ループアンテナの機能を使用しないときは、アンテナ素子７が共振周波数ｆｈの周波数に対しては所定のしきい値インピーダンスよりも高いインピーダンスとなるが、共振周波数ｆｌに対しては上記しきい値インピーダンスよりも低いインピーダンスとなるように設定されることが好ましい。さらに、アンテナ素子２において、その他端（左端）からＸ２軸方向のその一端に向かって接続点２ａまでの間で、その幅ｗ３を徐々に大きくなるようなテーパー形状とする。
　さらに、接続点１１ａのアンテナ素子２上の位置及び幅ｗ１は、給電点２０から給電線路（図示せず。）を介して無線送受信回路３０１を見たときのインピーダンスが、給電点２０からアンテナ素子２側のアンテナ装置２００を見たときのインピーダンスに実質的に一致するように設定される。なお、給電線路としては、例えば同軸ケーブル、もしくはマイクロストリップ線路などが用いられる。
　以上説明したように、アンテナ装置２００は、アンテナ装置１００Ｆと同様に、無線ＬＡＮで使用される２つの周波数帯に対応できるデュアルバンドアンテナであって、低い周波数帯の共振周波数ｆｌ及び高い周波数帯の共振周波数ｆｈ（ただし、ｆｌ＜ｆｈである。）で共振する。従って、本実施形態によれば、アンテナ装置１００Ｆ及び２００によって受信された各無線信号に対して、ＭＩＭＯ処理を行うことができる。
　なお、本実施形態において、無線通信装置３００はアンテナ装置１００Ｆを備えたが、本発明はこれに限られず、アンテナ装置１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ又は１００Ｅを備えてもよい。
　なお、第１のアンテナ素子１２と第２のアンテナ素子１３Ｄとを組み合わせてアンテナ装置を構成してもよく、第１のアンテナ素子１２Ａと第２のアンテナ素子１３Ｄとを組み合わせてアンテナ装置を構成してもよく、第１のアンテナ素子１２Ｂと第２のアンテナ素子１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ又は１３Ｄとを組み合わせてアンテナ装置を構成してもよい。
　また、上記各実施形態及び変形例において、アンテナ装置１００～１００Ｆは、２．４ＧＨｚ帯及び５ＧＨｚ帯の電波を送受信したが、本発明はこれに限られず、任意の２つの周波数帯の電波を送受信してよい。
　さらに、上記各実施形態及び変形例において、接地導体１０は誘電体基板１１の表面に形成されたが、本発明はこれに限られない。接地導体１０を誘電体基板１１の裏面に形成し、接地点１５と接地導体１０とを例えばビア導体を用いて接続してもよい。
　以上説明したように、本発明に係るアンテナ装置によれば、第１のアンテナ素子は第１の素子部分を含み、第２のアンテナ素子は第２の素子部分を含むので、デュアルバンドのアンテナ装置において、低い周波数帯において所望の比帯域幅を確保でき、各周波数帯で良好なアンテナゲインを得ることができ、かつ高い周波数帯において実質的に無指向の指向特性を得ることができる従来技術に比較して小型のアンテナ装置を提供できる。
　本発明に係るアンテナ装置は、無線ＬＡＮ機能を搭載した機器に限らず、ＧＳＭ（登録商標）・Ｗ－ＣＤＭＡ（Wideband Code Division Multiple Access）方式を採用した移動体通信機器など、複数の周波数帯を利用する無線通信機器のためのアンテナ装置に、広く適用可能である。
１０…誘電体基板、
１１…接地導体、
１２，１２Ａ，１２Ｂ…第１のアンテナ素子、
１３，１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄ…第２のアンテナ素子、
１４…給電点、
１５…接地点、
１６，１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ…開放端、
１７…接続部、
２１…第１のストリップ導体、
２２…第２のストリップ導体、
２３，２３Ａ…第３のストリップ導体、
２４，２４Ａ…第４のストリップ導体、
２５，２５Ａ…第５のストリップ導体、
２６…第６のストリップ導体、
２７，２７Ａ，２７Ｂ…第７のストリップ導体、
２８，２８Ａ…第８のストリップ導体、
２９…第９のストリップ導体、
１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｅ，１００Ｆ，２００…アンテナ装置、
３００…無線通信装置。

Claims (7)

  1. 　第１の給電点に接続された一端と、誘電体基板上に形成された接地導体に接続された他端とを有し、所定の第１の波長で共振するループアンテナである第１のアンテナ素子と、
    　上記第１のアンテナ素子の所定の接続部に接続された一端と、開放端である他端とを有する第２のアンテナ素子とを備え、
    　上記第１の波長より長い所定の第２の波長で共振する逆Ｆ型アンテナであるアンテナ装置であって、
    　上記第１のアンテナ素子は、上記誘電体基板の表面から所定の第１の高さを有するように形成された第１の素子部分を含み、
    　上記第２のアンテナ素子は、上記誘電体基板の表面から上記第１の高さを有するように形成された第２の素子部分であって、上記第１の素子部分との間に所定の間隔を有して上記第１の素子部分に実質的に平行に形成された第２の素子部分を含むことを特徴とするアンテナ装置。
  2. 　上記第１のアンテナ素子は、
    　上記第１の給電点に接続された一端を有し、上記誘電体基板上において、当該一端から所定の第１の方向に延在する第１のストリップ導体と、
    　上記第１のストリップ導体の他端に接続された一端を有し、当該一端から上記誘電体基板の表面に直交する所定の第２の方向に延在する第２のストリップ導体と、
    　上記第２のストリップ導体の他端に接続された一端を有し、当該一端から上記第１の方向と反対の方向に延在する第３のストリップ導体と、
    　上記第３のストリップ導体の他端に接続された一端を有し、当該一端から上記第１及び第２の方向に直交する第３の方向に延在する第４のストリップ導体と、
    　上記第４のストリップ導体の他端に接続された一端を有し、当該一端から上記第２の方向と反対の方向に上記誘電体基板の表面まで延在する第５のストリップ導体と、
    　上記第５のストリップ導体の他端に接続された一端と上記接地導体に接続された他端とを有する第６のストリップ導体とを備え、
    　上記第２のアンテナ素子は、
    　上記第２のストリップ導体と上記第３のストリップ導体との間の上記接続点に接続された一端を有し、当該一端から上記第３の方向に延在する第７のストリップ導体と、
    　上記第７のストリップ導体の他端に接続された一端を有し、当該一端から上記第２の方向と反対の方向に上記誘電体基板の表面まで延在する第８のストリップ導体と、
    　上記第８のストリップ導体の他端に接続された一端を有し、当該一端から上記開放端まで、上記第３の方向と反対の方向に延在する第９のストリップ導体とを備え、
    　上記第１の素子部分は上記第４のストリップ導体であり、
    　上記第２の素子部分は上記第７のストリップ導体であることを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
  3. 　第１の給電点に接続された一端と、誘電体基板上に形成された接地導体に接続された他端とを有し、所定の第１の波長で共振するループアンテナである第１のアンテナ素子と、
    　上記第１のアンテナ素子の所定の接続部に接続された一端と、開放端である他端とを有する第２のアンテナ素子とを備え、
    　上記第１の波長より長い所定の第２の波長で共振する逆Ｆ型アンテナであるアンテナ装置であって、
    　上記第１のアンテナ素子は、上記誘電体基板の表面からの高さが所定の第１の高さから上記第１の高さより高い所定の第２の高さまで変化するように形成された第１の素子部分を含み、
    　上記第２のアンテナ素子は、上記誘電体基板の表面から上記第２の高さを有するように形成された第２の素子部分であって、上記第１の素子部分との間に少なくとも所定の間隔を有するように形成された第２の素子部分を含むことを特徴とするアンテナ装置。
  4. 　第１の給電点に接続された一端と、誘電体基板上に形成された接地導体に接続された他端とを有し、所定の第１の波長で共振するループアンテナである第１のアンテナ素子と、
    　上記第１のアンテナ素子の所定の接続部に接続された一端と、開放端である他端とを有する第２のアンテナ素子とを備え、
    　上記第１の波長より長い所定の第２の波長で共振する逆Ｆ型アンテナであるアンテナ装置であって、
    　上記第１のアンテナ素子は、上記誘電体基板の表面から所定の第１の高さを有するように形成された第１の素子部分を含み、
    　上記第２のアンテナ素子は、上記誘電体基板の表面に形成された第２の素子部分であって、上記第１の素子部分との間に所定の間隔を有して上記第１の素子部分に実質的に平行に形成された第２の素子部分を含むことを特徴とするアンテナ装置。
  5. 　上記間隔は、上記第２の波長の１／２５０以上に設定されたことを特徴とする請求項１から４のうちのいずれか１つに記載のアンテナ装置。
  6. 　上記第１の高さは、上記第１の波長の１／２０以上に設定されたことを特徴とする請求項１から５のうちのいずれか１つに記載のアンテナ装置。
  7. 　請求項１から６のうちのいずれか１つに記載のアンテナ装置である第１のアンテナ装置と、
    　第２のアンテナ装置とを備えたアンテナシステムであって、
    　上記第２のアンテナ装置は、
    　上記接地導体に接続された一端を有する接地アンテナ素子と、
    　上記接地導体の縁端部に対して実質的に平行となるように形成され、上記接地アンテナ素子の他端に接続された一端を有する第３のアンテナ素子と、
    　第２の給電点と上記第３のアンテナ素子上の所定の接続点とを接続する給電アンテナ素子と、
    　上記第３のアンテナ素子の他端に接続された一端を有する第５のアンテナ素子と、
    　上記第５のアンテナ素子の他端に接続された一端を有する第４のアンテナ素子とを備え、
    　上記第４のアンテナ素子の他端を折り曲げて、上記接地アンテナ素子の他端に電磁的に結合するように近接して形成することにより、上記第４のアンテナ素子と上記接地アンテナ素子との間に結合容量を形成し、
    　上記第２の給電点から、上記給電アンテナ素子と、上記第３のアンテナ素子上の接続点と、上記第３のアンテナ素子を介して、上記第３のアンテナ素子の他端までの第１の長さを第１の共振周波数の１／４波長の長さに設定し、上記第１の長さを有する第１の放射素子により第１の共振周波数で共振させ、
    　上記第２の給電点から、上記給電アンテナ素子と、上記第３のアンテナ素子上の接続点と、上記第３のアンテナ素子と、上記第５のアンテナ素子と、上記第４のアンテナ素子と、第４のアンテナ素子の他端までの第２の長さを第２の共振周波数の１／４波長の長さに設定し、上記第２の長さを有する第２の放射素子により第２の共振周波数で共振させ、
    　上記第２の給電点から、上記給電アンテナ素子と、上記第３のアンテナ素子上の接続点と、上記第３のアンテナ素子と、上記第５のアンテナ素子と、上記第４のアンテナ素子と、上記結合容量と、上記接地アンテナ素子までの第３の長さを第１の共振周波数の１／２波長又は３／４波長の長さに設定し、上記第３の長さを有しかつループアンテナを構成する第３の放射素子により第１の共振周波数で共振させ、
    　上記第３のアンテナ素子の他端から、上記第３のアンテナ素子と上記給電アンテナ素子との間の接続点までの幅を、当該接続点に向かって徐々にテーパー形状で広げるように、上記第３のアンテナ素子を形成したことを特徴とするアンテナシステム。
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