WO2014073703A1 - アンテナ及び無線通信装置 - Google Patents

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ring resonator
split ring
split
antenna
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博 鳥屋尾
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日本電気株式会社
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    • H01Q9/26—Resonant antennas with feed intermediate between the extremities of the antenna, e.g. centre-fed dipole with folded element or elements, the folded parts being spaced apart a small fraction of operating wavelength
    • H01Q9/265—Open ring dipoles; Circular dipoles

Definitions

  • the present invention relates to an antenna having a split ring resonator that operates in a plurality of frequency bands, and a radio communication apparatus using the antenna.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2012-248169 for which it applied to Japan on November 12, 2012, and uses the content here.
  • Patent Document 1 discloses an antenna device that can adjust the resonance frequency with high accuracy.
  • Patent document 2 (corresponding to WO 98/44590) discloses a feeding network for an antenna.
  • Patent Document 3 discloses an electromagnetic wave propagation medium having a broadband phase response.
  • Patent Document 4 discloses an antenna device using a microwave resonator device.
  • Patent Document 5 (corresponding to WO 2006/023195) discloses a metamaterial including a lens having a negative refractive index over a wide band, a diffractive optical element, and a gradient refractive index optical element.
  • Patent Document 6 discloses a microwave transmission line.
  • Non-Patent Document 1 and Non-Patent Document 2 disclose split ring resonator antennas.
  • metamaterials have been developed that artificially control the propagation characteristics of electromagnetic waves propagating through the structure by periodically arranging conductor patterns having a specific structure.
  • a resonator using a C-shaped split ring in which an annular conductor is cut at a part in the circumferential direction is known.
  • the split ring resonator can control the effective permeability by interacting with the magnetic field.
  • Non-Patent Document 1 discloses a technique for increasing the effective magnetic permeability by disposing a split ring resonator in the vicinity of a monopole antenna and reducing the size of the monopole antenna.
  • Non-Patent Document 2 discloses a technique for increasing the effective permeability by periodically disposing a split ring resonator in a region between a patch antenna patch and a ground plane, thereby reducing the size of the patch antenna. Yes.
  • Patent Document 1 forms a slot in a conductor plate provided on the surface of a dielectric substrate, and forms a stub through a via on the other surface of the dielectric substrate so as to straddle the slot.
  • an antenna device that can adjust the resonance frequency with high accuracy is disclosed.
  • JP 2012-85262 A JP 2007-306585 A JP 2010-103609 A JP 2011-41100 A JP 2011-254482 A WO2008 / 111460A1
  • Non-Patent Document 1 and Non-Patent Document 2 Since the antenna using the split ring resonator disclosed in Non-Patent Document 1 and Non-Patent Document 2 operates only in one frequency band, it corresponds to a wireless communication standard using a plurality of frequency bands like a wireless LAN. Is difficult.
  • an electronic device equipped with a GPS and a wireless LAN needs to operate in a plurality of frequency bands, but it is difficult for the conventional technology to support a plurality of wireless communication standards.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and provides an antenna configured by combining a plurality of split ring resonators to operate in a plurality of frequency bands, and a radio communication apparatus using the antenna.
  • the purpose is to do.
  • the first aspect of the present invention includes a first conductor plane in which a first split ring resonator and a second split ring resonator having different resonance frequencies are formed, a first branch line, a second split line, An antenna including a branch line and a feed line having a branch part.
  • the first split ring resonator includes a first conductor region formed along the opening edge of the first opening formed in the first conductor plane, and a first split portion that cuts a part of the first conductor region. It comprises.
  • the second split ring resonator includes a second conductor region along the opening edge of the second opening formed in the first conductor plane, and a second split portion that cuts a part of the second conductor region. It comprises.
  • first branch line is connected to the first split ring resonator, the other end extends across the first conductor region to the branch portion, and one end of the second branch line is connected to the second branch line.
  • the other end is connected to the split ring resonator and extends to the branching portion across the second conductor region.
  • the second embodiment of the present invention is a wireless communication device that transmits and receives wireless signals using electromagnetic waves including two or more frequencies.
  • the wireless communication apparatus includes the antenna configured as described above.
  • the present invention provides a small antenna in which a plurality of split ring resonators having different resonance frequencies are arranged in a compact manner.
  • wireless signals can be transmitted and received in accordance with a plurality of communication standards without increasing the overall size.
  • FIG. 6 is a perspective view showing a first modification of the antenna of Example 1.
  • FIG. 6 is a plan view showing a second modification of the antenna of Example 1.
  • FIG. 6 is a plan view illustrating a third modification of the antenna of Example 1.
  • FIG. 10 is a plan view illustrating a fourth modification of the antenna according to the first embodiment. It is a perspective view of the antenna which concerns on Example 2 of this invention. It is a perspective view of the antenna which concerns on Example 3 of this invention. It is a perspective view which shows the modification of the antenna of Example 3 of this invention. It is a perspective view of the antenna which concerns on Example 4 of this invention. It is a perspective view of the antenna which concerns on Example 5 of this invention.
  • FIG. 10 is a perspective view showing a modification of the antenna of Example 5.
  • FIG. 10 is a plan view showing a modification of the antenna of the fifth embodiment. It is a top view of the radio
  • wireless communication apparatus which concerns on Example 6 of this invention. It is a perspective view which shows the minimum structure of the antenna which concerns on the above-mentioned Example. 3 is a graph showing electromagnetic field simulation results of the antenna according to Example 1. 6 is a graph showing an electromagnetic field simulation result of an antenna according to a first modification of Example 1. It is a perspective view of the antenna which concerns on Example 7 of this invention. 10 is a perspective view of an antenna according to a first modification example of Example 7. FIG. FIG. 10 is a perspective view of an antenna according to a second modification example of Example 7.
  • FIG. 12 is a perspective view of an antenna according to a third modification example of Example 7.
  • FIG. 1 is a perspective view of an antenna 10 according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the antenna 10 includes a first conductor plane 1 having a first split ring resonator 2 and a second split ring resonator 3, and a feeder line 5.
  • the power supply line 5 includes a first branch line 5a, a second branch line 5b, and a branch portion 5c that electrically connects the first branch line 5a and the second branch line 5b.
  • the first split ring resonator 2 includes a first conductor region 12 along the opening edge of the first opening 11 formed in the first conductor plane 1 and a part of the first conductor region 12. And a cut first split portion 13.
  • the second split ring resonator 3 includes a second conductor region 15 along the opening edge of the second opening 14 formed in the first conductor plane 1 and a part of the second conductor region 15. And a cut second split portion 16.
  • the first split ring resonator 2 is a specific conductor region that occupies a part of the first conductor plane 1, and is a band-shaped annular region along the opening edge of the first opening 11.
  • region 12 which is and the 1st split part 13 which cuts a part is shown.
  • the first split ring resonator 2 does not have a clear boundary with other regions in the first conductor plane 1.
  • the second split ring resonator 3 is a specific conductor region that occupies a part of the first conductor plane 1, and is a second annular region that extends along the opening edge of the second opening 14.
  • a C-shaped conductor region including a conductor region 15 and a second split portion 16 that cuts a part of the conductor region 15 is shown.
  • the first opening 11 and the second opening 14 are formed in the vicinity of the edge of the first conductor plane 1 as shown in FIG. Although preferable, it is not limited to this.
  • the first conductor plane 1 is formed in a rectangular shape in plan view, and the first split portion 13 and the second split portion 16 are formed on the same side of the first conductor plane 1, It is not limited to this.
  • the 1st conductor plane 1 at least one part of the outer periphery has comprised the side on a straight line, and the 1st split part 13 and the 2nd split part 16 should just be formed on the same side. .
  • the first conductor region 12 has a first left arm portion 12a and a first right arm portion 12b with a first split portion 13 as a boundary.
  • the second conductor region 15 has a second left arm portion 15a and a second right arm portion 15b with the second split portion 16 as a boundary.
  • the first left arm portion 12 a and the first right arm portion 12 b may be formed in an L shape inside the first conductor plane 1. This is a device for adjusting the capacitance formed by juxtaposing the first left arm portion 12a and the first right arm portion 12b via the first split portion 13 to a desired value, but is not limited thereto. Is not to be done.
  • the configuration in FIG. 1 may be appropriately changed according to the capacitance value.
  • first branch line 5 a of the power supply unit 5 is connected to the first split ring resonator 2, and the other end extends over the first conductor region 12 to the branch line 5 c.
  • the first branch line 5 b of the power supply unit 5 has one end connected to the second split ring resonator 3 and the other end extending over the second conductor region 15 to the branch part c.
  • the first conductor plane 1 has a clearance 8 communicating with the first opening 1 and the second opening 14.
  • the clearance 8 has a first branch clearance 8 a that communicates with the first opening 11, and a second branch clearance 8 b that communicates with the second opening 14.
  • the branch clearances 8a and 8b are formed so as to extend in one direction after extending and joining.
  • the power feeding unit 5 is formed on the same plane as the above-described components in the first conductor plane 1 and extends inside the clearance 8 while maintaining a predetermined distance from the first conductor plane 1 at both ends thereof. is doing.
  • first branch line 5a is connected to the first right arm portion 12b disposed in the vicinity of the second split ring resonator 3 with respect to the first split portion 13, and the other end is connected to the first split portion 5a.
  • the inside of the first clearance 8a is extended across the first conductor region 12 on the opposite side through the opening 11 and connected to the branch portion 5c.
  • One end of the second branch line 5b is connected to the second left arm portion 15a disposed close to the first split ring resonator 2 with respect to the second split portion 16, and the other end is a second opening.
  • the inside of the 2nd clearance 8b is extended across the 2nd conductor area
  • the first branch line 5a and the second branch line 5b extend to connect to the branch part 5c, and the clearance 8 extends in one direction therefrom. Thereafter, the end of the feeder 5 is connected to a radio frequency circuit (RF circuit, not shown).
  • RF circuit radio frequency circuit
  • the feeding line 5 forms a transmission line by being electrically coupled to the first conductor planes 1 arranged at both ends thereof via the clearance 8.
  • the characteristic impedance of this transmission line is the line width of the first branch line 5a and the second branch line 5b of the feeder line 5, or the first branch line 5a and the second branch line 5b and the first conductor plane 1. Can be set by appropriately adjusting the interval. Therefore, by matching the characteristic impedance of the transmission line with the impedance of the RF circuit, the signal of the RF circuit can be supplied to the antenna without reflection. However, whether or not the characteristic impedance of the transmission line matches the impedance of the RF circuit does not affect the operation of this embodiment.
  • the first branch line 5 a is connected to the first right arm portion 12 b of the first split ring resonator 2, and the second branch line 5 b is the second left arm of the second split ring resonator 3. It is connected to the part 15a.
  • good impedance matching can be achieved at the resonance frequency for the split ring resonators 2 and 3.
  • the first branch line 5a and the first split ring resonance can be achieved without inserting an impedance matching circuit. It is possible to adjust the impedance matching with the device 2.
  • the second branch line 5b and the second left arm portion 15a can be achieved without inserting an impedance matching circuit. It is possible to adjust the impedance matching with the device 3.
  • the first conductor plane 1 and the feeder line 5 are formed of copper foil on an arbitrary layer of a multilayer printed wiring board, whereby a dielectric substrate (not shown) is connected to the first conductor plane 1 and the supply line.
  • the electric wire 5 is supported.
  • the antenna 10 according to the first embodiment is not necessarily formed on the multilayer printed wiring board, and may be formed on a sheet metal, for example.
  • the first conductor plane 1 and the feeder line 5 may be formed of a material other than copper foil as long as they have conductivity, and may be formed of the same material or different materials.
  • the resonance frequency of the first split ring resonator 2 is f1
  • the resonance frequency of the second split ring resonator 3 is f2.
  • the characteristic impedance of the transmission line constituted by the feeder line 5, the clearance 8, and the first conductor plane 1 is appropriately adjusted so that the reflection of the radio frequency signal (RF signal) does not occur.
  • an RF circuit (not shown) supplies an RF signal having a frequency f1 to the feed line 5 as an RF transmission source (or feed point) connected to the feed line 5.
  • the feeder line 5 propagates the RF signal having the frequency f ⁇ b> 1 input from the RF circuit without reflection, and supplies the radio frequency power (RF power) to the first split ring resonator 2. Since the transmission line constituted by the second split ring resonator 3 and the branch line 5b does not achieve impedance matching at the frequency f1, the feed line 5 sends the RF signal at the frequency f1 to the second split ring resonator 3. Do not transmit to.
  • the first split ring resonator 2 to which the RF signal having the frequency f1 is input includes an inductance formed by the first conductor region 12 along the opening edge of the first opening 11 and the first split portion 13. It functions as an LC series resonance circuit including a capacitance formed by juxtaposing the first left arm portion 12a and the first right arm portion 12b, and resonates the input RF signal. And the antenna 10 radiates
  • the feeder line 5 propagates the RF signal of the frequency f2 input from the RF circuit without reflection, and supplies the RF power to the second split ring resonator 3.
  • impedance matching is not performed with respect to the frequency f2. Therefore, the feed line 5 transmits the RF signal of the frequency f2 to the first split ring resonator. No transmission to 2.
  • the second split ring resonator 3 to which the RF signal having the frequency f2 is input has an inductance formed by the second conductor region 15 along the opening edge of the second opening 14 and the second split portion 16. It functions as an LC series resonance circuit composed of a capacitance formed by juxtaposing the second left arm portion 15a and the second right arm portion 15b, and resonates the input RF signal. And the antenna 10 radiates
  • FIG. 15 is a graph showing electromagnetic field simulation results of the antenna 10 according to the first embodiment.
  • the electromagnetic field simulation result of FIG. 15 shows the power reflection amount S11 (dB) seen from the feeder line 5 in the antenna 10 of the first embodiment.
  • the power reflection amount S11 is smaller, impedance matching between the feeder line 5 and the split ring resonators 2 and 3 is established, and power is more favorably supplied from the feeder line 5 to the split ring resonators 2 and 3.
  • the power reflection amount S11 is reduced in both the 2.4 GHz band and the 5 GHz band used in the wireless LAN, and it is demonstrated that the antenna 10 of the first embodiment operates well as a multiband antenna. ing.
  • the RF circuit outputs RF signals of frequencies f1 and f2 in different periods, but the RF circuit may output RF signals of frequencies f1 and f2 simultaneously and simultaneously.
  • the antenna 10 demonstrated as what reflects an electromagnetic wave as the transmission side of a radio signal, it is not limited to this. That is, it is possible for the antenna 10 to receive an electromagnetic wave as a radio signal receiving side. That is, the antenna can receive an electromagnetic wave (for example, an RF signal) having a frequency f1 or f2 transmitted from an external device and propagating in the air, and can transmit the RF signal to an RF circuit (or a receiving circuit). is there. In this case, the antenna 10 performs an operation procedure opposite to that described above.
  • the openings 11 and 14 are enlarged and the annular current path is lengthened, whereby the inductance is increased and the resonance frequency can be reduced.
  • the inductance is increased and the resonance frequency can be reduced.
  • the left arm portion 12a and the right arm portion 12b or the left arm portion 15a and the right arm portion 15b.
  • Capacitance increases and the resonant frequency can be reduced.
  • the capacitance can be increased and the resonance frequency can be reduced.
  • the method of increasing the capacitance formed via the split portions 13 and 16 can be realized without increasing the overall size of the antenna 10 and can reduce the resonance frequency. And can be miniaturized.
  • the antenna 10 can function as a multiband antenna by setting the resonance frequencies of the split ring resonators 2 and 3 to be different from each other.
  • the split ring resonators 2 and 3 can be reduced in size compared to the wavelength of the electromagnetic wave, and a separate impedance is required to realize impedance matching with a specific frequency. There is no need to introduce a matching circuit.
  • the antenna 10 according to the first embodiment is smaller in size and has a plurality of frequencies compared to an antenna configured by arranging a plurality of structures in which one split ring resonator, one transmission line, and one RF circuit are combined. Can work with belts. For this reason, it is possible to reduce the overall size of the wireless communication device by providing at least one antenna 10 described above.
  • the structure of the antenna 10 according to the first embodiment is not limited to the structure shown in FIG. 1, and the antenna 10 may be changed to the structure shown in FIGS.
  • the connection between the branch lines 5a and 5b and the split ring resonators 2 and 3 is not limited to that shown in FIG.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a first modification of the antenna 10.
  • the first branch line 5 a is a first left arm located on the far side from the second split ring resonator 3 with respect to the first split portion 13 of the first split ring resonator 2. You may connect to the part 12a.
  • the second branch line 5 b is connected to the second right arm portion 15 b located on the far side from the first split ring resonator 2 with respect to the second split portion 16 of the second split ring resonator 3. May be. Also in the structure shown in FIG. 2, good impedance matching can be achieved at the resonance frequency of the split ring resonators 2 and 3.
  • FIG. 16 is a graph showing an electromagnetic field simulation result of the antenna 10 according to the first modification of the first embodiment.
  • the electromagnetic field simulation result shown in FIG. 16 shows the power reflection amount S11 (dB) viewed from the feeder line 5 in the antenna 10 of FIG.
  • the power reflection amount S11 is reduced in both the 2.4 GHz band and the 5 GHz band used in the wireless LAN, and it is proved that the antenna 10 in FIG. 2 also works well as a multiband antenna. .
  • the first branch line 5a and the first split ring are not introduced by separately introducing an impedance matching circuit by adjusting the connection position of the first branch line 5a and the first left arm portion 12a.
  • the impedance matching with the resonator 2 can be adjusted.
  • the connection position of the second branch line 5b and the second left arm portion 15b the second branch line 5b and the second split ring resonator 3 can be connected without introducing an impedance matching circuit. It is possible to adjust the impedance matching.
  • connection mode between the branch lines 5a and 5b and the split ring resonators 2 and 3 is not limited to that shown in FIGS. 1 and 2, and does not affect the effect of the present embodiment.
  • the first branch line 5a may be connected to the first right arm portion 12b
  • the second branch line 5b may be connected to the second right arm portion 15b.
  • the first branch line 5a may be connected to the first left arm part 12a
  • the second branch line 5b may be connected to the second left arm part 15a.
  • the connection mode between the branch line 5 and the split ring resonators 2 and 3 in the antenna 10 is preferably as shown in FIGS. 1 and 2, but other connection modes may be used.
  • the components and wirings are not arranged in the region of the first conductor plane 1.
  • LSI components, IC components and wirings are arranged in the region of the first conductor plane 1.
  • the RF circuit connected to the feeder line 5 may be arranged in a partial region of the first conductor plane 1.
  • the current flowing through the antenna 10 according to the first embodiment flows not only around the split ring resonators 2 and 3 but also throughout the first conductor plane 1, and it is assumed that the opening is larger than the openings 11 and 14. If this is present, another antenna function is formed by the current flowing around the opening, and there is a risk that electromagnetic radiation that is not intended by the designer may occur.
  • the size of the opening for arranging components and wiring separately formed on the first conductor plane 1 in the antenna 10 of the first embodiment is smaller than the openings 11 and 14.
  • the size of the opening for arranging components and wiring separately formed on the first conductor plane 1 in the antenna 10 of the first embodiment is smaller than the openings 11 and 14.
  • FIG. 3 is a plan view showing a second modification of the antenna 10 of the first embodiment. 1 and 2, in order to ensure a predetermined length for the left arm portions 12a and 15a and the right arm portions 12b and 15b juxtaposed via the split portions 13 and 16, the left arm portions 12a and 15a and the right arm portion 12b, 15b is bent at a right angle and extends inward of the split ring resonators 2 and 3 to form an L shape.
  • the left arm portion 12a and the right arm portion 12b may be formed so as not to be bent as shown in FIG.
  • FIG. 4 is a plan view showing a third modification of the antenna 10 of the first embodiment.
  • the split portions 13 and 16 are formed in the center in the longitudinal direction of the openings 11 and 14, but the present invention is not limited to this.
  • the split portion 13 may be formed at a position deviated from the central portion in the longitudinal direction of the opening portion 11 (for example, a position on the left side in plan view).
  • the first split portion 13 may be formed at two places on the circumference of the first conductor region 12.
  • FIG. 5 is a plan view showing a fourth modification of the antenna of the first embodiment.
  • the openings 11 and 14 are formed in a rectangular shape, but the present invention is not limited to this.
  • the first opening 11 may be formed in a circular shape, or may be formed in another shape.
  • the second opening 14 of the second split ring resonator 3 is made larger than the first opening 11 of the first split ring resonator 2, but the present invention is not limited to this. It is not a thing. That is, the first opening 11 of the first split ring resonator 2 may be made larger than the second opening 14 of the second split ring resonator 3.
  • FIG. 6 is a perspective view of the antenna 20 according to the second embodiment of the present invention.
  • the feeder line 5 is arranged on a plane different from the first conductor plane 1 and facing the first conductor plane 1.
  • one end of the first branch line 5 a is connected to the first right arm portion 12 b of the first split ring resonator 2 via the first feed conductor via 21, and the other end is A plane facing the first conductor plane 1 is extended across the one opening 11 and the first conductor region 12, and is connected to the branch portion 5c.
  • the feeder line 5 extends in one direction from a branch portion 5c to which the first branch line 5a and the second branch line 5b are connected, and is connected to an RF circuit (not shown).
  • the feeder line 5 is formed of a copper foil in a layer different from the first conductor plane 1 of the multilayer printed wiring board, and the dielectric substrate (not shown) includes the first conductor plane 1 and the feeder line 5. It is inserted between and supports each.
  • the component formed of sheet metal may be partially supported by the dielectric support member. In this case, since the portion other than the dielectric support member is hollow, the dielectric loss can be reduced and the radiation efficiency of the antenna can be improved.
  • the first power supply conductor via 21 and the second power supply conductor via 22 are formed by plating through holes formed in a dielectric substrate with a drill, but the present invention is not limited thereto. . That is, the power supply conductor vias 21 and 22 may have a structure capable of electrically connecting the first conductor plane 1 and the interlayer between the opposing planes.
  • the antenna 20 in FIG. 6 has a connection mode between the branch lines 5a and 5b and the split ring resonators 2 and 3 similar to the antenna 10 in FIG. 1, and one end of the first branch line 5a is the first right arm portion 12b. Although one end of the second branch line 5b is connected to the second left arm portion 15a, it is not limited to this. For example, as in the configuration of FIG. 2, one end of the first branch line 5a is connected to the first left arm portion 12a, and one end of the second branch line 5b is connected to the second left arm portion 15b. May be. Since it is not necessary to provide a clearance in the first conductor plane 1 in the antenna 20 of the second embodiment, unnecessary electromagnetic radiation from the feeder line 5 to the outside can be reduced compared to the antenna 10 of the first embodiment.
  • FIG. 7 is a perspective view of the antenna 30 according to the third embodiment of the present invention.
  • the antenna 30 according to the third embodiment is designed based on the antenna 10 according to the first embodiment.
  • the second conductor plane 31 includes the third split ring resonator 35 and the fourth split ring resonator 36. Are arranged opposite to the first conductor plane 1.
  • the third split ring resonator 35 is overlapped with the first split ring resonator 2 in plan view.
  • a plurality of conductor vias 37 are provided at predetermined intervals in the circumferential direction (that is, in the direction along the opening edge of the first opening 11). ing.
  • the first split ring resonator 2 is electrically connected to the third split ring resonator 35 through the plurality of conductor vias 37.
  • the fourth split ring resonator 36 is disposed so as to overlap the second split ring resonator 3 in plan view.
  • a plurality of conductor vias 38 are provided at predetermined intervals in the circumferential direction (that is, in the direction along the opening edge of the second opening 14). ing.
  • the second split ring resonator 3 is electrically connected to the fourth split ring resonator 36 through the plurality of conductor vias 38.
  • the first split ring resonator 2 and the third split ring resonator 35 are connected via a plurality of conductor vias 37, and thus operate as one split ring resonator. . Since the split ring resonators 2 and 35 are connected in parallel with the capacitance formed by the split portion (that is, the first split portion 13 and the third split portion 13X), the split ring resonator is an embodiment. The resonance frequency can be further reduced as compared with the first antenna 10. Further, since the second split ring resonator 3 and the fourth split ring resonator 36 are connected via a plurality of conductor vias 38, they operate as one split ring resonator.
  • the split ring resonator is an embodiment.
  • the resonance frequency can be further reduced as compared with the first antenna 10.
  • the second conductor plane 31 is formed of a copper foil in a layer different from the first conductor plane 1 of the multilayer printed wiring board, and the dielectric substrate (not shown) is the first conductor plane 1. And the second conductor plane 31 to support each of them.
  • the antenna 30 according to the third embodiment is not necessarily formed on the multilayer printed wiring board.
  • a component formed of sheet metal may be partially supported by a dielectric support member.
  • the conductor vias 37 and 38 are formed by plating through holes formed in a dielectric substrate by a drill, but are not limited thereto. That is, the conductor vias 37 and 38 may have a structure that can electrically connect the layers of the first conductor plane 1 and the second conductor plane 31.
  • the branch lines 5a and 5b are connected to the split ring resonators 2 and 3 similarly to the antenna 10 of FIG. 1, and one end of the first branch line 5a is the first right arm portion 12b.
  • one end of the second branch line 5b is connected to the second left arm portion 15a, it is not limited to this.
  • one end of the first branch line 5a is connected to the first left arm portion 12a
  • one end of the second branch line 5b is connected to the second left arm portion 15b. May be.
  • FIG. 8 is a perspective view illustrating a modification of the antenna 30 according to the third embodiment.
  • the second conductor plane 31 has the same shape and the same size as the first conductor plane 1, but is not limited thereto. That is, the second conductor plane 31 may have a shape that includes the third split ring resonator 35 and the fourth split ring resonator 36.
  • the second conductor plane 31 is divided into two regions, leaving only the strip-shaped conductor portions, and the split ring resonators 35 and 36 are formed respectively.
  • the second conductor plane 31 is a single layer, but a plurality of conductor planes 31 may be provided in different layers. For example, a plurality of layouts similar to the second conductor plane 31 shown in FIG. 7 may be arranged in different layers. Alternatively, in the second conductor plane 31 shown in FIG. 8, the region disposed facing the split ring resonator 2 and the region disposed facing the split ring resonator 3 may be provided in different layers. Further, the second conductor plane 31 of FIG. 7 and the second conductor plane 31 of FIG. 8 may be combined and disposed in different layers.
  • FIG. 9 is a perspective view of an antenna 40 according to Embodiment 4 of the present invention.
  • the same components as those of the antenna 10 of FIG. 1 and the antenna 30 of FIG. 7 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is simplified.
  • the antenna 40 according to the fourth embodiment is designed based on the antenna 30 according to the third embodiment. However, in the plane where the feeder line 5 is sandwiched between the first conductor plane 1 and the second conductor plane 31, The conductor plane 1 and the second conductor plane 31 are opposed to each other.
  • one end of the first branch line 5 a is connected to the first split ring resonator 2 and the third split ring resonator 35 via the first feed conductor via 41 and the other end. Is extended across a plane facing the first conductor plane 1 and the second conductor plane 31 across the first opening 11 and the first conductor region 12, and is connected to the branch portion 5c.
  • One end of the second branch line 5b is connected to the second split ring resonator 3 and the fourth split ring resonator 36 via the second power supply conductor via 42, and the other end is connected to the second branch line 5b.
  • a plane facing the first conductor plane 1 and the second conductor plane 31 is extended across the opening 14 and the second conductor region 15 and connected to the branch portion 5c.
  • the power supply line 5 includes a first branch line 5a and a second branch line 5b that are extended to be connected to the branch portion 5c, and further extended in one direction to be connected to an RF circuit (not shown).
  • the feeder 5 is formed of a copper foil between the first conductor plane 1 and the second conductor plane 31 of the multilayer printed wiring board, and a dielectric substrate (not shown) is the first conductor. It is inserted between the plane 1 and the feeder line 5 and between the feeder line 5 and the second conductor plane 31 to support them.
  • the antenna 40 according to the fourth embodiment is not necessarily formed on the multilayer printed wiring board.
  • a component formed of sheet metal may be partially supported by a dielectric support member. In this case, since the portion other than the dielectric support member is hollow, the dielectric loss can be reduced and the radiation efficiency of the antenna can be improved.
  • the first power supply conductor via 41 and the second power supply conductor via 42 are formed by plating through holes formed in a dielectric substrate with a drill, but the present invention is not limited to this. . That is, the power supply conductor vias 41 and 42 may have a structure that can electrically connect the layers of the first conductor plane 1 and the second conductor plane 31.
  • the branch lines 5a and 5b are connected to the split ring resonators 2 and 3 similarly to the antenna 10 of FIG. 1, and one end of the first branch line 5a is the first right arm portion 12b.
  • one end of the second branch line 5b is connected to the second left arm portion 15a, it is not limited to this.
  • one end of the first branch line 5a is connected to the first left arm portion 12a
  • one end of the second branch line 5b is connected to the second left arm portion 15b. May be.
  • the feeder line 5 is formed on a different plane from the first conductor plane 1 and the second conductor plane 31, so that a clearance is provided in the first conductor plane 1 and the second conductor plane 31. Since there is no need, unnecessary electromagnetic radiation from the feeder 5 to the outside can be reduced compared to the antenna 10 of the first embodiment.
  • FIG. 10 is a perspective view of an antenna 50 according to Embodiment 5 of the present invention.
  • the same components as those of the antenna 10 of FIG. 1 and the antenna 30 of FIG.
  • the antenna 50 and the antennas 10 and 30 have the same configuration, the difference between them will be described.
  • the first auxiliary conductor 51 and the second auxiliary conductor 52 are arranged opposite to the first conductor plane 1 in a plane different from the first conductor plane 1.
  • the first auxiliary conductor 51 is composed of two divided conductor pieces, which are connected to the first left arm portion 12a and the first right arm portion 12b through the conductor vias 37, respectively. Since the first auxiliary conductor 51 is disposed opposite to the first split ring resonator 2, the capacitance formed by the first split portion 13 can be increased. The resonance frequency can be reduced without increasing the size.
  • the second auxiliary conductor 52 is composed of two divided conductor pieces, and is connected to the second left arm portion 15a and the second right arm portion 15b through the conductor vias 38, respectively. Since the second auxiliary conductor 52 is disposed opposite to the second split ring resonator 3, the capacitance formed by the second split portion 16 can be increased. The resonance frequency can be reduced without increasing the size.
  • the first auxiliary conductor 51 and the second auxiliary conductor 52 are formed of a copper foil in a layer different from the first conductor plane 1 of the multilayer printed wiring board, and a dielectric substrate (not shown) is the first. 1 conductor plane 1 and auxiliary conductors 51 and 52 are supported.
  • the antenna 50 according to the fifth embodiment is not necessarily formed on the multilayer printed wiring board.
  • a component formed of sheet metal may be partially supported by a dielectric support member. In this case, since the portion other than the dielectric support member is hollow, the dielectric loss can be reduced and the radiation efficiency of the antenna can be improved.
  • the conductor vias 37 and 38 are formed by plating through holes formed in a dielectric substrate by a drill, but are not limited thereto. That is, the conductor vias 37 and 38 may have a structure that can electrically connect the layers between the first conductor plane 1 and the auxiliary conductors 51 and 52.
  • auxiliary conductors 51 and 52 are each composed of two conductor pieces, but the present invention is not limited to this. That is, the auxiliary conductors 51 and 52 may be configured and shaped so as to increase the capacitance formed by the split portions 13 and 16.
  • the layer on which the first auxiliary conductor 51 is disposed is indicated by a solid line, and the layer on which the first conductor plane 1 is disposed is indicated by a broken line.
  • the first auxiliary conductor 51 is connected to one end of the first conductor region 12 cut by the first split portion 13 (that is, the first left arm portion 12a).
  • capacitance formation part 51b which is opposingly arranged so that it may overlap with the other end (namely, 1st right arm part 12b) of the 1st conductor area
  • the second auxiliary conductor 52 includes a second connection portion 52a connected to one end (that is, the second left arm portion 15a) of the second conductor region 15 cut by the second split portion 16, and a second conductor.
  • a second capacitance forming portion 52b is provided so as to face the other end of the region 15 (that is, the second right arm portion 15b) so as to overlap in plan view and form a predetermined capacitance.
  • a capacitor is formed between the first auxiliary conductor 51 and the first right arm portion 12b, and the capacitance formed in the first split portion 13 can be increased. Further, a capacitor is formed between the second auxiliary conductor 52 and the second right arm portion 15b, and the capacitance formed in the second split portion 16 can be increased.
  • the connecting portions 51a and 52a of the auxiliary conductors 51 and 52 are connected to the other ends of the conductor regions 12 and 15 (that is, the first right arm portion 12b and the second right arm portion 15b) to form a capacitance. Also good. Note that only one of the auxiliary conductors 51 and 52 may be provided according to the resonance frequency of the split ring resonators 2 and 3.
  • the antenna 50 shown in FIGS. 10, 11, and 12 has a connection mode between the branch lines 5a and 5b similar to the antenna 10 of FIG. 1 and the split ring resonators 2 and 3, and the first branch line 5a One end is connected to the first right arm portion 12b and one end of the second branch line 5b is connected to the second left arm portion 15a.
  • the present invention is not limited to this.
  • one end of the first branch line 5a is connected to the first left arm portion 12a
  • one end of the second branch line 5b is connected to the second left arm portion 15b. May be.
  • FIG. 13 is a plan view of the wireless communication device 60 according to the sixth embodiment of the present invention.
  • a wireless communication device 60 according to the sixth embodiment includes two antennas 10 according to the first embodiment. Since the wireless transmission device 60 according to the sixth embodiment includes the first antenna 62 and the second antenna 63 having the same configuration as the antenna 10 according to the first embodiment in any layer of the multilayer printed wiring board 61, for example, MIMO It can be used for a communication method that requires a plurality of antennas such as (Multiple Input Multiple Output). In the MIMO communication system, it is desirable that the correlation coefficient between a plurality of antennas is low in order to obtain high throughput. For this reason, as shown in FIG. 13, the correlation coefficient of both can be reduced by making the direction of the 1st antenna 62 and the 2nd antenna 63 orthogonal.
  • the first antenna 62 and the second antenna 63 are configured so that the directions thereof are orthogonal to each other, but whether or not the directions of the two antennas are orthogonal affects the effect of the present embodiment. It is not a thing.
  • the antennas 62 and 63 having the same configuration as the antenna 10 of the first embodiment are used, but the present invention is not limited to this. That is, the antennas 20 to 50 according to the second to fifth embodiments may be used as the antennas 62 and 63 constituting the wireless communication device 60.
  • the plurality of antennas 62 and 63 mounted on the wireless communication device 60 do not have to have the same configuration, and the antennas according to the above-described embodiments may be selectively used.
  • the two antennas 62 and 63 are mounted, but three or more antennas may be mounted.
  • FIG. 14 is a perspective view showing the minimum configuration of the antenna 10 according to the present invention.
  • the antenna 10 of the present invention includes a first conductor plane 1 having at least a first split ring resonator 2 and a second split ring resonator 3, a first branch line 5a, and a second branch line 5a.
  • a branch line 5b and a feeder line 5 having a branch part 5c are provided.
  • the first split ring resonator 2 includes a first conductor region 12 along the opening edge of the first opening 11 formed in the first conductor plane 1 and a part of the first conductor region 12 cut.
  • the first split portion 13 is provided.
  • the second split ring resonator 3 includes a second conductor region 15 along the opening edge of the second opening 14 formed in the first conductor plane 1 and the second conductor region 15. And a second split portion 16 that is partially cut.
  • One end of the first branch line 5 a is connected to the first split ring resonator 2, and the other end extends over the first conductor region 12 to the branch portion 5 c.
  • One end of the second branch line 5 b is connected to the second split ring resonator 3, and the other end extends over the second conductor region 15 to the branch portion 5 c.
  • FIG. 17 is a perspective view of an antenna 70 according to Embodiment 7 of the present invention.
  • a multiband antenna operating at a plurality of frequencies is shown, but the present invention is not limited to this. That is, the present invention can be applied to a single band antenna having only one split ring resonator.
  • a seventh embodiment in which the present invention is applied to a single band antenna will be described below.
  • the antenna 70 of the seventh embodiment corresponds to a configuration in which only the first split ring resonator 2 is used in the antenna 20 of the second embodiment, but has the following structural features. . That is, only the first split ring resonator 2 is provided on the first conductor plane 1, and the second split ring resonator 3 is not provided. Further, the feeder 5 does not have a branch portion, and one end thereof is connected to the first right arm portion 12b on the circumference of the first split ring resonator 2 through the first feeder conductor via 21. The other end extends across a region facing the first conductor plane 1 across the first opening 11 in plan view and is connected to the branch portion.
  • a high-frequency signal from an RF circuit (not shown) is supplied to the first split ring resonator 2 via a feeder line 5. Similar to the second embodiment, the antenna 70 of the seventh embodiment operates near the resonance frequency of the first split ring resonator 2.
  • An electronic device having a communication function can be provided with at least one antenna 70. In this case, since the antenna 70 can be reduced in size, the overall size of the electronic device including the antenna 70 can be reduced.
  • the configuration of the single band antenna 70 according to the seventh embodiment is not limited to that shown in FIG. That is, in FIG. 17, the antenna 70 is designed based on the configuration of the second embodiment, but the antenna 70 may be designed based on the configuration of another embodiment.
  • FIG. 18 is a perspective view of an antenna 70 according to a first modification of the seventh embodiment.
  • the antenna 70 is designed based on the configuration of the fifth embodiment. That is, the antenna 70 may be provided with the first auxiliary conductor 51.
  • the first auxiliary conductor is composed of two separated conductor pieces, and these conductor pieces are connected to the first left arm portion 12 a and the first right arm portion 12 b through the conductor via 37. Since the capacitance formed in the first split portion 13 can be increased by the configuration of FIG. 18, the resonance frequency of the first split ring resonator 2 can be reduced without increasing the overall size of the antenna 70. it can.
  • FIG. 19 is a perspective view of an antenna 70 according to a second modification of the seventh embodiment.
  • the first auxiliary conductor 51 only needs to have a large capacitance formed in the first split portion 13, and it is not always necessary to dispose the first auxiliary conductor 51 on the side opposite to the feeder line 5 with respect to the first conductor plane 1 as shown in FIG. Absent.
  • the first auxiliary conductor 51 and the feeder line 5 may be arranged in the same layer.
  • FIG. 20 is a perspective view of an antenna 70 according to a third modification of the seventh embodiment.
  • the antenna 70 in FIG. 20 is designed based on the first embodiment, and the first conductor plane 1 and the feed line 5 are formed in the same layer.
  • One end of the feeder 5 is connected to the first right arm 12b on the circumference of the first split ring resonator 2, and the other end of the feeder 5 straddles the first opening 11 in plan view.
  • the inside of the clearance 8 formed toward the opposite side of 1 is extended and connected to the branch portion.
  • the other end of the feeder 5 is connected to an RF circuit (not shown).
  • the antenna 70 can be formed in one conductor layer, so that the electronic device including the antenna 70 can be thinned.
  • the antenna and the wireless communication apparatus are not limited to the above-described embodiments, but also include various design changes and modifications within the scope of the invention as defined in the appended claims. Is.
  • the present invention provides an antenna in which a plurality of split ring resonators operating in a plurality of frequency bands are arranged in a compact manner, and is suitably applied to a wireless communication apparatus such as a portable terminal of various wireless LANs or MIMO communication systems. It is what is done.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Waveguide Aerials (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

複数の周波数帯で動作する小型のアンテナは、それぞれ異なる共振周波数を有する第１のスプリットリング共振器と第２のスプリットリング共振器とが形成された第１の導体プレーンと、第１の分岐線、第２の分岐線、及び分岐部を有する給電線とを具備する。各スプリットリング共振器は第１の導体プレーンに形成された開口部の開口縁に沿う導体領域と、当該導体領域の一部を切断するスプリット部とを具備する。また、第１の分岐線の一端は第１のスプリットリング共振器に接続され、他端は導体領域を跨いで分岐部まで延伸し、第２の分岐線の一端は第２のスプリットリング共振器に接続され、他端は前記導体領域を跨いで分岐部まで延伸する。

Description

アンテナ及び無線通信装置
　本発明は、複数の周波数帯で動作するスプリットリング共振器を有するアンテナ及び当該アンテナを用いた無線通信装置に関する。
　本願は、２０１２年１１月１２日に日本国に出願された特願２０１２－２４８１６９号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　従来、無線通信装置に適用されるアンテナや構造体について種々の技術が開発されている。例えば、特許文献１は、共振周波数を高精度に調整することができるアンテナ装置を開示している。特許文献２（ＷＯ９８／４４５９０に相当する）は、アンテナ用の給電ネットワークを開示している。特許文献３は、広帯域の位相応答性を有する電磁波伝搬媒質を開示している。特許文献４は、マイクロ波共振器装置を用いたアンテナ装置を開示している。特許文献５（ＷＯ２００６／０２３１９５に相当する）は、広帯域にわたり負の屈折率を持つレンズ、回折光学素子、勾配屈折率光学素子を含むメタマテリアルを開示している。特許文献６は、マイクロ波伝送線路を開示している。また、非特許文献１及び非特許文献２はスプリットリング共振器アンテナを開示している。
　近年、特定の構造を有する導体パターンを周期的に配列することで当該構造中を伝搬する電磁波の伝搬特性を人工的に制御するメタマテリアルが開発されている。このメタマテリアルの基本的構成要素として環状の導体を周方向の一部で切断したＣ字状のスプリットリングを用いた共振器が知られている。スプリットリング共振器は、磁界と相互作用することで実効的な透磁率を制御することができる。
　一方、通信機能を有した電子装置（例えば、無線通信装置）において全体サイズの小型化が求められているため、アンテナも小型化する必要がある。そこで、スプリットリング共振器を利用してアンテナを小型化することが提案されている。例えば、非特許文献１はスプリットリング共振器をモノポールアンテナの近傍に配置することで実効透磁率を大きくし、モノポールアンテナを小型化する技術を開示している。また、非特許文献２はスプリットリング共振器をパッチアンテナのパッチとグランドプレーンとの間の領域に周期的に配置することで実効透磁率を増大し、パッチアンテナを小型化する技術を開示している。
　上記の技術に関連して、特許文献１は誘電体基板の表面に設けられた導体板にスロットを形成し、当該誘電体基板の他方の面にスロットを跨ぐようにビアを介してスタブを形成することで共振周波数を高精度に調整することを可能とするアンテナ装置を開示している。
特開２０１２－８５２６２号公報 特開２００７－３０６５８５号公報 特開２０１０－１０３６０９号公報 特開２０１１－４１１００号公報 特開２０１１－２５４４８２号公報 ＷＯ２００８／１１１４６０Ａ１
"Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ　Ｓｍａｌｌ　Ｓｐｌｉｔ　Ｒｉｎｇ　Ｒｅｓｏｎａｔｏｒ　Ａｎｔｅｎｎａｓ"、Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｐｈｙｓｉｃｓ、１０１、０８３１０４（２００７） "Ｐａｔｃｈ　Ａｎｔｅｎｎａ　Ｗｉｔｈ　Ｓｔａｃｋｅｄ　Ｓｐｌｉｔ－Ｒｉｎｇ　Ｒｅｓｏｎａｔｏｒｓ　Ａｓ　Ａｎ　Ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ　Ｍａｇｎｅｔｏ－Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ"、Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ　ａｎｄ　Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｌｅｔｔｅｒｓ、Ｖｏｌ．４６、Ｎｏ．６、Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ　２０　２００５
　非特許文献１及び非特許文献２に開示されたスプリットリング共振器を用いたアンテナは、１つの周波数帯でしか動作しないため、無線ＬＡＮのように複数の周波数帯を用いる無線通信規格に対応することが困難である。また、ＧＰＳと無線ＬＡＮとを搭載した電子機器では複数の周波数帯で動作する必要があるが、従来技術では複数の無線通信規格に対応することが困難である。
　本発明は、上述の問題点を解決するためになされたものであり、複数の周波数帯で動作すべく複数のスプリットリング共振器を組み合わせて構成したアンテナ及び当該アンテナを用いた無線通信装置を提供することを目的とする。
　本発明の第１の形態は、異なる共振周波数を有する第１のスプリットリング共振器と第２のスプリットリング共振器とが形成された第１の導体プレーンと、第１の分岐線、第２の分岐線、及び分岐部を有する給電線とを具備したアンテナである。第１のスプリットリング共振器は第１の導体プレーンに形成された第１の開口部の開口縁に沿う第１の導体領域と、第１の導体領域の一部を切断する第１のスプリット部とを具備する。第２のスプリットリング共振器は第１の導体プレーンに形成された第２の開口部の開口縁に沿う第２の導体領域と、第２の導体領域の一部を切断する第２のスプリット部とを具備する。また、第１の分岐線の一端は第１のスプリットリング共振器に接続され、他端は第１の導体領域を跨いで前記分岐部まで延伸し、第２の分岐線の一端は第２のスプリットリング共振器に接続され、他端は第２の導体領域を跨いで分岐部まで延伸する。
　本発明の第２の形態は、２以上の周波数を含む電磁波を用いて無線信号を送受信する無線通信装置である。無線通信装置は上記構成のアンテナを具備する。
　本発明は、異なる共振周波数を有する複数のスプリットリング共振器をコンパクトに配置した小型のアンテナを提供するものである。当該アンテナを無線通信装置に適用した場合、その全体サイズを増大することなく複数の通信規格に準拠して無線信号を送受信することができる。
本発明の実施例１に係るアンテナの斜視図である。 実施例１のアンテナの第１変形例を示す斜視図である。 実施例１のアンテナの第２変形例を示す平面図である。 実施例１のアンテナの第３変形例を示す平面図である。 実施例１のアンテナの第４変形例を示す平面図である。 本発明の実施例２に係るアンテナの斜視図である。 本発明の実施例３に係るアンテナの斜視図である。 本発明の実施例３のアンテナの変形例を示す斜視図である。 本発明の実施例４に係るアンテナの斜視図である。 本発明の実施例５に係るアンテナの斜視図である。 実施例５のアンテナの変形例を示す斜視図である。 実施例５のアンテナの変形例を示す平面図である。 本発明の実施例６に係る無線通信装置の平面図である。 上述の実施例に係るアンテナの最小構成を示す斜視図である。 実施例１に係るアンテナの電磁界シミュレーション結果を示すグラフである。 実施例１の第１変形例に係るアンテナの電磁界シミュレーション結果を示すグラフである。 本発明の実施例７に係るアンテナの斜視図である。 実施例７の第１変形例に係るアンテナの斜視図である。 実施例７の第２変形例に係るアンテナの斜視図である。 実施例７の第３変形例に係るアンテナの斜視図である。
　本発明に係るアンテナ及び無線通信装置について実施例とともに添付図面を参照して詳細に説明する。尚、図面中の同一構成要素には同一の符号を付して、その説明を適宜割愛する。
　図１は、本発明の実施例１に係るアンテナ１０の斜視図である。アンテナ１０は、第１のスプリットリング共振器２と第２のスプリットリング共振器３とを有する第１の導体プレーン１と、給電線５とを具備する。給電線５は、第１の分岐線５ａ、第２の分岐線５ｂ、及び第１の分岐線５ａと第２の分岐線５ｂとを電気的に接続する分岐部５ｃとを具備する。
　第１のスプリットリング共振器２は、第１の導体プレーン１に形成された第１の開口部１１の開口縁に沿う第１の導体領域１２と、当該第１の導体領域１２の一部を切断した第１のスプリット部１３とを具備する。第２のスプリットリング共振器３は、第１の導体プレーン１に形成された第２の開口部１４の開口縁に沿う第２の導体領域１５と、当該第２の導体領域１５の一部を切断した第２のスプリット部１６とを具備する。具体的には、第１のスプリットリング共振器２とは第１の導体プレーン１の一部を占める特定の導体領域であって、第１の開口部１１の開口縁に沿った帯状環状の領域である第１の導体領域１２と、その一部を切断する第１のスプリット部１３からなるＣ字状の導体領域を示す。但し、第１のスプリットリング共振器２は第１の導体プレーン１における他の領域との明確な境界を有するものではない。第２のスプリットリング共振器３とは第１の導体プレーン１の一部を占める特定の導体領域であって、第２の開口部１４の開口縁に沿った帯状環状の領域である第２の導体領域１５と、その一部を切断する第２のスプリット部１６からなるＣ字状の導体領域を示す。アンテナ１０において所望の共振特性を設定するため、図１に示すように、第１の開口部１１及び第２の開口部１４は第１の導体プレーン１の縁の近辺に形成されていることが好ましいが、これに限定されるものではない。
　第１の導体プレーン１は平面視矩形状に形成されており、第１のスプリット部１３と第２のスプリット部１６とは第１の導体プレーン１の同一の辺上に形成されているが、これに限定されるものではない。第１の導体プレーン１は、少なくともその外周の一部が直線上の辺をなしており、第１のスプリット部１３と第２のスプリット部１６とは同一の辺上に形成されていればよい。
　図１に示す通り、第１の導体領域１２は第１のスプリット部１３を境に第１の左腕部１２ａ及び第１の右腕部１２ｂを有している。第２の導体領域１５は第２のスプリット部１６を境に第２の左腕部１５ａ及び第２の右腕部１５ｂを有している。ここで、第１の左腕部１２ａ及び第１の右腕部１２ｂは第１の導体プレーン１の内側にＬ字型に形成してもよい。これは、第１のスプリット部１３を介して第１の左腕部１２ａ及び第１の右腕部１２ｂを並置することで形成するキャパシタンスを所望の値に調整するための工夫であるが、これに限定されるものではない。図１の構成を容量値に応じて適宜変更してもよい。第２の左腕部１５ａ及び第２の右腕部１５ｂについても同様である。
　給電部５の第１の分岐線５ａは、一端が第１のスプリットリング共振器２に接続され、他端が第１の導体領域１２を跨いで分岐線５ｃまで延伸している。給電部５の第１の分岐線５ｂは、一端が第２のスプリットリング共振器３に接続され、他端が第２の導体領域１５を跨いで分岐部ｃまで延伸している。
　第１の導体プレーン１は、第１の開口部１及び第２の開口部１４に連通するクリアランス８を有している。具体的には、クリアランス８は第１の開口部１１に連通する第１の分岐クリアランス８ａと、第２の開口部１４に連通する第２の分岐クリアランス８ｂとを有している。分岐クリアランス８ａ、８ｂは延伸して合流した後、さらに一方向に延伸するよう形成されている。給電部５は、第１の導体プレーン１において上記の構成要素と同一平面上に形成されており、かつ、クリアランス８の内部をその両端の第１の導体プレーン１と所定の間隔を保ちながら延伸している。すなわち、第１の分岐線５ａの一端は第１のスプリット部１３に対して第２のスプリットリング共振器３に近接配置された第１の右腕部１２ｂに接続しており、他端は第１の開口部１１を通過して反対側の第１の導体領域１２を跨いで第１のクリアランス８ａの内部を延伸して分岐部５ｃに接続している。第２の分岐線５ｂの一端は第２のスプリット部１６に対して第１のスプリットリング共振器２に近接配置された第２の左腕部１５ａに接続しており、他端は第２の開口部１４を通過して反対側の第２の導体領域１５を跨いで第２のクリアランス８ｂの内部を延伸して分岐部５ｃに接続している。
　給電線５において、第１の分岐線５ａと第２の分岐線５ｂとが延伸して分岐部５ｃに接続し、そこからクリアランス８の内部を一方向に延伸する。その後、給電線５の端部は無線周波数回路（ＲＦ回路、不図示）に接続している。尚、「第１の分岐線５ａ（又は第２の分岐線５ｂ）が第１の導体領域１２（又は第２の導体領域１５）を跨いで延伸する」とは、第１の分岐線５ａ（又は第２の分岐線５ｂ）が第１の導体領域１２（又は第２の導体領域１５）において導体が一部欠落する箇所である第１の分岐クリアランス８ａ（又は第２の分岐クリアランス８ｂ）の間を通過して延伸することを意味する。
　給電線５は、クリアランス８を介してその両端に配置されている第１の導体プレーン１と電気的に結合することで伝送線路を形成している。この伝送線路の特性インピーダンスは、給電線５の第１の分岐線５ａ及び第２の分岐線５ｂの線幅、または第１の分岐線５ａ及び第２の分岐線５ｂと第１の導体プレーン１との間隔を適宜調整することにより設定することができる。従って、伝送線路の特性インピーダンスをＲＦ回路のインピーダンスに整合させることで当該ＲＦ回路の信号を反射無くアンテナに供給することが可能となる。但し、伝送線路の特性インピーダンスがＲＦ回路のインピーダンスに整合するか否かは本実施例の動作に影響を及ぼすものではない。
　アンテナ１０では、第１の分岐線５ａが第１のスプリットリング共振器２の第１の右腕部１２ｂに接続し、第２の分岐線５ｂが第２のスプリットリング共振器３の第２の左腕部１５ａに接続している。これにより、スプリットリング共振器２、３に対して共振周波数において良好なインピーダンス整合をとることができる。また、アンテナ１０では第１の分岐線５ａと第１の右腕部１２ｂとの接続位置を調整することで、インピーダンス整合回路を挿入することなく、第１の分岐線５ａと第１のスプリットリング共振器２とのインピーダンス整合を調整することが可能となる。更に、アンテナ１０では第２の分岐線５ｂと第２の左腕部１５ａとの接続位置を調整することで、インピーダンス整合回路を挿入することなく、第２の分岐線５ｂと第２のスプリットリング共振器３とのインピーダンス整合を調整することが可能となる。
　一般的に、第１の導体プレーン１及び給電線５は多層プリント配線板の任意の層に銅箔で形成されており、これにより誘電体基板（不図示）が第１の導体プレーン１及び給電線５を支持している。但し、実施例１に係るアンテナ１０は必ずしも多層プリント配線板上に形成される必要はなく、例えば、板金などに形成してもよい。また、第１の導体プレーン１及び給電線５は導電性を有していれば銅箔以外の素材で形成してもよく、それぞれ同一の素材或いは異なる素材で形成してもよい。
　次に、実施例１に係るアンテナ１０の具体的な動作について説明する。アンテナ１０において、第１のスプリットリング共振器２の共振周波数をｆ１とし、第２のスプリットリング共振器３の共振周波数をｆ２とする。また、給電線５、クリアランス８、及び第１の導体プレーン１により構成される伝送線路の特性インピーダンスは無線周波数信号（ＲＦ信号）の反射が生じないように適切に調整されているものとする。
　まず、ＲＦ回路（不図示）が給電線５に接続されたＲＦ発信源（又は給電点）として給電線５へ周波数ｆ１のＲＦ信号を供給する。給電線５は、ＲＦ回路から入力した周波数ｆ１のＲＦ信号を反射無く伝搬して、無線周波電力（ＲＦ電力）を第１のスプリットリング共振器２へ供給する。尚、第２のスプリットリング共振器３及び分岐線５ｂにより構成された伝送線路では周波数ｆ１のインピーダンス整合を取っていないため、給電線５は周波数ｆ１のＲＦ信号を第２のスプリットリング共振器３へ伝送しない。
　周波数ｆ１のＲＦ信号を入力した第１のスプリットリング共振器２は、第１の開口部１１の開口縁に沿った第１の導体領域１２により形成されるインダクタンスと、第１のスプリット部１３を介して第１の左腕部１２ａ及び第１の右腕部１２ｂを並置することで形成されるキャパシタンスとからなるＬＣ直列共振回路として機能し、入力したＲＦ信号を共振させる。そして、アンテナ１０は第１のスプリットリング共振器２において生じる共振現象に基づいて周波数ｆ１の電磁波信号を空中に放射する。
　次に、ＲＦ回路が給電線５へ周波数ｆ２のＲＦ信号を伝送する動作について説明する。給電線５は、ＲＦ回路から入力した周波数ｆ２のＲＦ信号を反射無く伝搬して、ＲＦ電力を第２のスプリットリング共振器３に供給する。尚、第１のスプリットリング共振器２及び分岐線５ａにより構成される伝送線路においては周波数ｆ２についてインピーダンス整合を取っていないため、給電線５は周波数ｆ２のＲＦ信号を第１のスプリットリング共振器２へ伝送しない。
　周波数ｆ２のＲＦ信号を入力した第２のスプリットリング共振器３は、第２の開口部１４の開口縁に沿った第２の導体領域１５により形成されるインダクタンスと、第２のスプリット部１６を介して第２の左腕部１５ａ及び第２の右腕部１５ｂを並置することで形成されるキャパシタンスとからなるＬＣ直列共振回路として機能し、入力したＲＦ信号を共振させる。そして、アンテナ１０は第２のスプリットリング共振器３において生じる共振現象に基づいて周波数ｆ２の電磁波信号を空中に放射する。
　図１５は、実施例１に係るアンテナ１０の電磁界シミュレーション結果を示すグラフである。図１５の電磁界シミュレーション結果は、実施例１のアンテナ１０において給電線５から見た電力反射量Ｓ１１（ｄＢ）を示している。ここで、電力反射量Ｓ１１が小さいほど給電線５とスプリットリング共振器２、３とのインピーダンス整合が成立し、給電線５から電力が良好にスプリットリング共振器２、３に供給されていることを表している。図１５に示す通り、無線ＬＡＮで用いられる２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯の両方で電力反射量Ｓ１１が減少しており、実施例１のアンテナ１０がマルチバンドアンテナとして良好に動作することが実証されている。
　上記の説明において、ＲＦ回路は周波数ｆ１、ｆ２のＲＦ信号をそれぞれ異なる期間に出力するものとしたが、当該ＲＦ回路が周波数ｆ１、ｆ２のＲＦ信号を重複して同時に出力するものとしてもよい。また、アンテナ１０が無線信号の送信側として電磁波を反射するものとして説明したが、これに限定されるものではない。すなわち、アンテナ１０が無線信号の受信側として電磁波を受信することも可能である。すなわち、アンテナは外部装置から送信されて空中を伝搬する周波数ｆ１又はｆ２の電磁波（例えば、ＲＦ信号）を受信して、当該ＲＦ信号をＲＦ回路（或いは、受信回路）へ送出することも可能である。この場合、アンテナ１０は上記の説明とは逆の動作手順を行なうこととなる。
　スプリットリング共振器２、３では、開口部１１、１４を拡大して環状の電流経路を長くすることでインダクタンスが増大して、共振周波数を低減することができる。また、アンテナ１０においてスプリット部１３（或いは、スプリット部１６）を介して並置している導体、即ち左腕部１２ａ及び右腕部１２ｂ（或いは、左腕部１５ａ及び右腕部１５ｂ）の間隔を狭くすることでキャパシタンスが増大し、共振周波数を低減することができる。或いは、アンテナ１０においてスプリット部１３、１６を介して並置している導体の幅を大きくすることでキャパシタンスが増大し、共振周波数を低減することができる。
　特に、スプリット部１３、１６を介して形成されるキャパシタンスを増大する手法はアンテナ１０の全体サイズを大きくすることなく実現して共振周波数を低減することができるので、アンテナ１０を電磁波の波長に比べて小型化することが可能である。また、アンテナ１０においてスプリットリング共振器２、３の共振周波数を互いに異なるように設定することでマルチバンドアンテナとして機能させることができる。このように、実施例１のアンテナ１０によればスプリットリング共振器２、３を電磁波の波長に比べて小型化することができ、また、特定の周波数とのインピーダンス整合を実現するのに別途インピーダンス整合回路を導入する必要がない。従って、一つのスプリットリング共振器、一つの伝送線路、及び一つのＲＦ回路を組み合わせた構造を複数個配置して構成したアンテナに比べて、実施例１のアンテナ１０は小型でありながら複数の周波数帯で動作することができる。このため、無線通信装置に上述のアンテナ１０を少なくとも一つ備えることにより、その全体サイズを小さくすることができる。
　実施例１に係るアンテナ１０の構造は図１に示した構造に限定されるものではなく、当該アンテナ１０を図２乃至図５に示す構造に変更してもよい。例えば、アンテナ１０において分岐線５ａ、５ｂとスプリットリング共振器２、３との接続は図１に示すものに限定されない。図２は、アンテナ１０の第１変形例を示す斜視図である。図２に示すように、第１の分岐線５ａは第１のスプリットリング共振器２の第１のスプリット部１３に対して第２のスプリットリング共振器３から遠い側に位置する第１の左腕部１２ａに接続してもよい。また、第２の分岐線５ｂは第２のスプリットリング共振器３の第２のスプリット部１６に対して第１のスプリットリング共振器２から遠い側に位置する第２の右腕部１５ｂに接続してもよい。図２に示す構造においてもスプリットリング共振器２、３の共振周波数において良好なインピーダンス整合をとることができる。
　図１６は、実施例１の第１変形例に係るアンテナ１０の電磁界シミュレーション結果を示すグラフである。図１６に示す電磁界シミュレーション結果は、図２のアンテナ１０において給電線５から見た電力反射量Ｓ１１（ｄＢ）を示している。図１６に示す通り、無線ＬＡＮで用いられる２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯の両方で電力反射量Ｓ１１が低減されており、図２のアンテナ１０もマルチバンドアンテナとして良好に動作することが実証される。
　図２のアンテナ１０において、第１の分岐線５ａと第１の左腕部１２ａとの接続位置を調整することで別途インピーダンス整合回路を導入することなく第１の分岐線５ａと第１のスプリットリング共振器２とのインピーダンス整合を調整することが可能である。また、第２の分岐線５ｂと第２の左腕部１５ｂとの接続位置を調整することで別途インピーダンス整合回路を導入することなく第２の分岐線５ｂと第２のスプリットリング共振器３とのインピーダンス整合を調整することが可能である。
　尚、分岐線５ａ、５ｂとスプリットリング共振器２、３との接続態様は図１、図２に示すものに限定されるものではなく、本実施例の効果に影響を及ぼすものではない。例えば、第１の分岐線５ａを第１の右腕部１２ｂに接続し、第２の分岐線５ｂを第２の右腕部１５ｂに接続してもよい。或いは、第１の分岐線５ａを第１の左腕部１２ａに接続し、第２の分岐線５ｂを第２の左腕部１５ａに接続してもよい。アンテナ１０における分岐線５とスプリットリング共振器２、３との接続態様は図１、図２に示すものが好ましいが、これ以外の接続態様とすることもできる。
　図１、図２では第１の導体プレーン１の領域に部品や配線が配置されていない構成としたが、第１の導体プレーン１の領域にＬＳＩ部品、ＩＣ部品や配線を配置するようにしてもよい。例えば、給電線５に接続されるＲＦ回路を第１の導体プレーン１の一部領域に配置してもよい。但し、実施例１に係るアンテナ１０に流れる電流はスプリットリング共振器２、３の周囲だけでなく、第１の導体プレーン１の全体に流れており、仮に、開口部１１、１４より大きな開口部が存在すれば、当該開口部周囲に電流が流れることにより別のアンテナ機能が形成されることとなり、設計者が意図しない電磁波放射が発生する虞がある。従って、実施例１のアンテナ１０において第１の導体プレーン１に別途形成される部品や配線を配置するための開口部の大きさは開口部１１、１４より小さいことが好ましい。但し、第１の導体プレーン１上において部品や配線を配置するための開口部を設けたとしても、実施例１のアンテナ１０の動作には影響を及ぼすものではない。
　図３は、実施例１のアンテナ１０の第２変形例を示す平面図である。図１、図２では、スプリット部１３、１６を介して並置している左腕部１２ａ、１５ａ及び右腕部１２ｂ、１５ｂについて所定の長さを確保するため、左腕部１２ａ、１５ａ及び右腕部１２ｂ、１５ｂがそれぞれ直角に折れ曲がってスプリットリング共振器２、３の内側に延伸してＬ字状に形成されている。しかし、左腕部１２ａ、１５ａ及び右腕部１２ｂ、１５ｂをＬ字状に形成する必要はない。例えば、アンテナ１０においてキャパシタンスを小さくできる場合には、図３に示すように、左腕部１２ａ及び右腕部１２ｂが折れ曲がらないように形成してもよい。
　図４は、実施例１のアンテナ１０の第３変形例を示す平面図である。図１、図２では、スプリット部１３、１６が開口部１１、１４の長手方向中央部に形成しているが、これに限定されるものではない。図４に示すように、スプリット部１３を開口部１１の長手方向中央部から外れた位置（例えば、平面視左側の位置）に形成してもよい。或いは、第１の導体領域１２の周上において第１のスプリット部１３を２箇所に形成するようにしてもよい。
　図５は、実施例１のアンテナの第４変形例を示す平面図である。図１、図２では、開口部１１、１４を長方形に形成したが、これに限定されるものではない。図５に示すように、第１の開口部１１を円形に形成してもよく、或いは、他の形状に形成してもよい。図１、図２では、第１のスプリットリング共振器２の第１の開口部１１より第２のスプリットリング共振器３の第２の開口部１４の方を大きくしたが、これに限定されるものではない。すなわち、第２のスプリットリング共振器３の第２の開口部１４より第１のスプリットリング共振器２の第１の開口部１１の方を大きくしてもよい。
　図６は、本発明の実施例２に係るアンテナ２０の斜視図である。図６のアンテナ２０において、図１のアンテナ１０と同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を簡略化する。アンテナ２０とアンテナ１０とは同様の構成であるが、両者の相違点について説明する。アンテナ２０において、給電線５を第１の導体プレーン１とは異なる平面であって当該第１の導体プレーン１と対向する平面上に配置している。給電線５において、第１の分岐線５ａの一端は第１の給電用導体ビア２１を介して第１のスプリットリング共振器２の第１の右腕部１２ｂに接続しており、他端は第１の開口部１１及び第１の導体領域１２を跨いで第１の導体プレーン１と対向する平面を延伸して分岐部５ｃに接続する。第２の分岐線５ｂの一端は第２の給電用導体ビア２２を介して第２のスプリットリング共振器３の第２の左腕部１５ａに接続しており、他端は第２の開口部１４及び第２の導体領域１５を跨いで第１の導体プレーン１と対向する平面を延伸して分岐部５ｃに接続する。また、給電線５は第１の分岐線５ａと第２の分岐線５ｂとが接続された分岐部５ｃから一方向に延伸してＲＦ回路（不図示）に接続される。
　一般的に、給電線５は多層プリント配線板の第１の導体プレーン１と異なる層に銅箔で形成されており、誘電体基板（不図示）が第１の導体プレーン１と給電線５との間に挿入されてそれぞれを支持している。但し、実施例２のアンテナ２０は必ずしも多層プリント配線板上に形成する必要はなく、例えば、板金で形成した構成要素を誘電体支持部材で部分的に支持するようにしてもよい。この場合、誘電体支持部材以外の部分は中空となるため、誘電損失を低減することができ、アンテナの放射効率を向上することができる。一般的に、第１の給電用導体ビア２１及び第２の給電用導体ビア２２は誘電体基板にドリルで形成した貫通孔にメッキを施して形成されるが、これに限定されるものではない。すなわち、給電用導体ビア２１、２２は第１の導体プレーン１及びその対向平面の層間を電気的に接続できる構造であればよい。
　図６のアンテナ２０では、図１のアンテナ１０と同様の分岐線５ａ、５ｂとスプリットリング共振器２、３との接続態様としており、第１の分岐線５ａの一端が第１の右腕部１２ｂに接続され、第２の分岐線５ｂの一端が第２の左腕部１５ａに接続されているが、これに限定されるものではない。例えば、図２の構成と同様に、第１の分岐線５ａの一端が第１の左腕部１２ａに接続され、第２の分岐線５ｂの一端が第２の左腕部１５ｂに接続されるようにしてもよい。実施例２のアンテナ２０では第１の導体プレーン１にクリアランスを設ける必要がないため、実施例１のアンテナ１０に比べて給電線５から外部への不要な電磁放射を低減することができる。
　図７は、本発明の実施例３に係るアンテナ３０の斜視図である。図７のアンテナ３０において、図１のアンテナ１０と同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を簡略化する。アンテナ３０とアンテナ１０とは同様の構成であるが、両者の相違点について説明する。実施例３のアンテナ３０は、実施例１のアンテナ１０を基本として設計しているが、第３のスプリットリング共振器３５と第４のスプリットリング共振器３６とを具備する第２の導体プレーン３１を第１の導体プレーン１と対向配置している。
　図７のアンテナ３０において、第３のスプリットリング共振器３５は第１のスプリットリング共振器２と平面視重複配置されている。第１のスプリットリング共振器２の第１の導体領域１２には、周方向（即ち、第１の開口部１１の開口縁に沿う方向）に複数の導体ビア３７が所定間隔を隔てて設けられている。これにより、第１のスプリットリング共振器２は複数の導体ビア３７を介して第３のスプリットリング共振器３５と電気的に接続されている。また、第４のスプリットリング共振器３６は第２のスプリットリング共振器３と平面視重複配置されている。第２のスプリットリング共振器３の第２の導体領域１５には、周方向（即ち、第２の開口部１４の開口縁に沿う方向）に複数の導体ビア３８が所定間隔を隔てて設けられている。これにより、第２のスプリットリング共振器３は複数の導体ビア３８を介して第４のスプリットリング共振器３６と電気的に接続されている。
　実施例３のアンテナ３０において、第１のスプリットリング共振器２と第３のスプリットリング共振器３５とは複数の導体ビア３７を介して接続されているため、一つのスプリットリング共振器として動作する。スプリットリング共振器２、３５は、スプリット部（即ち、第１のスプリット部１３及び第３のスプリット部１３Ｘ）により形成されるキャパシタンスを並列に接続しているため、当該スプリットリング共振器は実施例１のアンテナ１０に比べて共振周波数を更に低下させることができる。また、第２のスプリットリング共振器３と第４のスプリットリング共振器３６とは複数の導体ビア３８を介して接続されているため、一つのスプリットリング共振器として動作する。スプリットリング共振器３、３６は、スプリット部（即ち、第２のスプリット部１６及び第４のスプリット部１６Ｘ）により形成されるキャパシタンスを並列に接続しているため、当該スプリットリング共振器は実施例１のアンテナ１０に比べて共振周波数を更に低下させることができる。
　一般的に、第２の導体プレーン３１は多層プリント配線板の第１の導体プレーン１と異なる層に銅箔で形成されるものであり、誘電体基板（不図示）が第１の導体プレーン１と第２の導体プレーン３１との間に介在してそれぞれを支持する。但し、実施例３のアンテナ３０は必ずしも多層プリント配線板上に形成する必要はなく、例えば、板金で形成した構成要素を誘電体支持部材で部分的に支持するようにしてもよい。この場合、誘電体支持部材以外の部分は中空となるため、誘電損失を低減することができ、アンテナの放射効率を向上することができる。一般的に、導体ビア３７、３８は誘電体基板にドリルで形成した貫通孔にメッキを施して形成されるが、これに限定されるものではない。すなわち、導体ビア３７、３８は第１の導体プレーン１及び第２の導体プレーン３１の層間を電気的に接続できる構造であればよい。
　図７のアンテナ３０では、図１のアンテナ１０と同様の分岐線５ａ、５ｂとスプリットリング共振器２、３との接続態様としており、第１の分岐線５ａの一端が第１の右腕部１２ｂに接続され、第２の分岐線５ｂの一端が第２の左腕部１５ａに接続されているが、これに限定されるものではない。例えば、図２の構成と同様に、第１の分岐線５ａの一端が第１の左腕部１２ａに接続され、第２の分岐線５ｂの一端が第２の左腕部１５ｂに接続されるようにしてもよい。
　図８は、実施例３に係るアンテナ３０の変形例を示す斜視図である。図７の構成では、第２の導体プレーン３１が第１の導体プレーン１と同一形状、同一の大きさとしたが、これに限定されるものではない。すなわち、第２の導体プレーン３１は第３のスプリットリング共振器３５及び第４のスプリットリング共振器３６を具備するような形状であればよい。図８の構成では、第２の導体プレーン３１は２つの領域に分かれて帯状の導体部のみを残しており、それぞれにスプリットリング共振器３５、３６を形成している。
　図７、図８では、第２の導体プレーン３１を一層としたが、複数の導体プレーン３１を異なる層に設けてもよい。例えば、図７に示す第２の導体プレーン３１と同様のレイアウトを異なる層に複数配置するようにしてもよい。或いは、図８に示す第２の導体プレーン３１において、スプリットリング共振器２に対向配置される領域とスプリットリング共振器３に対向配置される領域とを異なる層に設けてもよい。また、図７の第２の導体プレーン３１と図８の第２の導体プレーン３１とを組み合わせて、それぞれ異なる層に配置してもよい。
　図９は、本発明の実施例４に係るアンテナ４０の斜視図である。図９のアンテナ４０において、図１のアンテナ１０及び図７のアンテナ３０と同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を簡略化する。アンテナ４０とアンテナ１０、３０とは同様の構成であるが、両者の相違点について説明する。実施例４のアンテナ４０は、実施例３のアンテナ３０を基本として設計しているが、給電線５が第１の導体プレーン１と第２の導体プレーン３１に挟まれた平面において、第１の導体プレーン１と第２の導体プレーン３１とに対抗配置されている。
　給電線５において、第１の分岐線５ａの一端は第１の給電用導体ビア４１を介して第１のスプリットリング共振器２及び第３のスプリットリング共振器３５に接続されており、他端は第１の開口部１１及び第１の導体領域１２を跨いで第１の導体プレーン１及び第２の導体プレーン３１と対向する平面を延伸して分岐部５ｃに接続される。また、第２の分岐線５ｂの一端は第２の給電用導体ビア４２を介して第２のスプリットリング共振器３及び第４のスプリットリング共振器３６に接続されており、他端は第２の開口部１４及び第２の導体領域１５を跨いで第１の導体プレーン１及び第２の導体プレーン３１と対向する平面を延伸して分岐部５ｃに接続される。給電線５は、第１の分岐線５ａと第２の分岐線５ｂとが延伸して分岐部５ｃに接続され、さらに一方向に延伸してＲＦ回路（不図示）に接続される。
　一般的に、給電線５は多層プリント配線板の第１の導体プレーン１及び第２の導体プレーン３１との層間に銅箔で形成されており、誘電体基板（不図示）が第１の導体プレーン１と給電線５との間、及び給電線５と第２の導体プレーン３１との間に挿入されてそれぞれを支持している。但し、実施例４のアンテナ４０は必ずしも多層プリント配線板上に形成する必要はなく、例えば、板金で形成した構成要素を誘電体支持部材で部分的に支持するようにしてもよい。この場合、誘電体支持部材以外の部分は中空となるため、誘電損失を低減することができ、アンテナの放射効率を向上することができる。一般的に、第１の給電用導体ビア４１及び第２の給電用導体ビア４２は誘電体基板にドリルで形成した貫通孔にメッキを施して形成されるが、これに限定されるものではない。すなわち、給電用導体ビア４１、４２は第１の導体プレーン１及び第２の導体プレーン３１の層間を電気的に接続できる構造であればよい。
　図９のアンテナ４０では、図１のアンテナ１０と同様の分岐線５ａ、５ｂとスプリットリング共振器２、３との接続態様としており、第１の分岐線５ａの一端が第１の右腕部１２ｂに接続され、第２の分岐線５ｂの一端が第２の左腕部１５ａに接続されているが、これに限定されるものではない。例えば、図２の構成と同様に、第１の分岐線５ａの一端が第１の左腕部１２ａに接続され、第２の分岐線５ｂの一端が第２の左腕部１５ｂに接続されるようにしてもよい。実施例４のアンテナ４０では給電線５が第１の導体プレーン１及び第２の導体プレーン３１と異なる平面に形成されるため、第１の導体プレーン１及び第２の導体プレーン３１にクリアランスを設ける必要がないため、実施例１のアンテナ１０に比べて給電線５から外部への不要な電磁放射を低減することができる。
　図１０は、本発明の実施例５に係るアンテナ５０の斜視図である。図１０のアンテナ５０において、図１のアンテナ１０及び図８のアンテナ３０と同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を簡略化する。アンテナ５０とアンテナ１０、３０とは同様の構成であるが、両者の相違点について説明する。
　図１０のアンテナ５０では、第１の導体プレーン１と異なる平面において第１の補助導体５１と第２の補助導体５２とを第１の導体プレーン１と対向配置している。第１の補助導体５１は分割された２つの導体片より構成されており、それぞれ導体ビア３７を介して第１の左腕部１２ａ及び第１の右腕部１２ｂと接続されている。第１の補助導体５１を第１のスプリットリング共振器２と対向配置したことにより、第１のスプリット部１３で形成されるキャパシタンスを増大することができるため、第１のスプリットリング共振器２のサイズを大きくすることなく共振周波数を低下させることができる。また、第２の補助導体５２は分割された２つの導体片より構成されており、それぞれ導体ビア３８を介して第２の左腕部１５ａ及び第２の右腕部１５ｂと接続されている。第２の補助導体５２を第２のスプリットリング共振器３と対向配置したことにより、第２のスプリット部１６で形成されるキャパシタンスを増大することができるため、第２のスプリットリング共振器３のサイズを大きくすることなく共振周波数を低下させることができる。
　一般的に、第１の補助導体５１及び第２の補助導体５２は多層プリント配線板の第１の導体プレーン１と異なる層に銅箔で形成されており、誘電体基板（不図示）が第１の導体プレーン１及び補助導体５１、５２をそれぞれ支持している。但し、実施例５のアンテナ５０は必ずしも多層プリント配線板上に形成する必要はなく、例えば、板金で形成した構成要素を誘電体支持部材で部分的に支持するようにしてもよい。この場合、誘電体支持部材以外の部分は中空となるため、誘電損失を低減することができ、アンテナの放射効率を向上することができる。一般的に、導体ビア３７、３８は誘電体基板にドリルで形成した貫通孔にメッキを施して形成されるが、これに限定されるものではない。すなわち、導体ビア３７、３８は第１の導体プレーン１及び補助導体５１、５２の層間を電気的に接続できる構造であればよい。
　図１１及び図１２は実施例５の変形例に係るアンテナ５０の斜視図及び平面図である。図１０のアンテナ５０では、補助導体５１、５２をそれぞれ２つの導体片で構成したが、これに限定されるものではない。すなわち、補助導体５１、５２はスプリット部１３、１６により形成されるキャパシタンスを増大するような構成及び形状であればよい。
　図１２の平面図において、第１補助導体５１を配置する層を実線で示し、第１の導体プレーン１を配置する層を破線で示している。図１１及び図１２で示すように、第１の補助導体５１は第１のスプリット部１３により切断された第１の導体領域１２の一端（即ち、第１の左腕部１２ａ）と接続される第１接続部５１ａと、第１の導体領域１２の他端（即ち、第１の右腕部１２ｂ）と平面視重複するように対向配置され所定の容量を形成する第１容量形成部５１ｂとを具備する。第２の補助導体５２は第２のスプリット部１６により切断された第２の導体領域１５の一端（即ち、第２の左腕部１５ａ）と接続される第２接続部５２ａと、第２の導体領域１５の他端（即ち、第２の右腕部１５ｂ）と平面視重複するように対向配置され所定の容量を形成する第２容量形成部５２ｂとを具備する。
　このように、第１の補助導体５１と第１の右腕部１２ｂとの間にキャパシタが形成されており、第１のスプリット部１３に形成されるキャパシタンスを増加させることができる。また、第２の補助導体５２と第２の右腕部１５ｂとの間にキャパシタが形成されており、第２のスプリット部１６に形成されるキャパシタンスを増加させることができる。或いは、補助導体５１、５２の接続部５１ａ、５２ａを導体領域１２、１５の他端（即ち、第１の右腕部１２ｂ、第２の右腕部１５ｂ）に接続して容量を形成するようにしてもよい。尚、スプリットリング共振器２、３の共振周波数に応じて補助導体５１、５２の何れか一方のみを設けるようにしてもよい。
　図１０、図１１、図１２に示されるアンテナ５０では、図１のアンテナ１０と同様の分岐線５ａ、５ｂとスプリットリング共振器２、３との接続態様としており、第１の分岐線５ａの一端が第１の右腕部１２ｂに接続され、第２の分岐線５ｂの一端が第２の左腕部１５ａに接続されているが、これに限定されるものではない。例えば、図２の構成と同様に、第１の分岐線５ａの一端が第１の左腕部１２ａに接続され、第２の分岐線５ｂの一端が第２の左腕部１５ｂに接続されるようにしてもよい。
　図１３は、本発明の実施例６に係る無線通信装置６０の平面図である。実施例６に係る無線通信装置６０は、実施例１に係るアンテナ１０を２つ具備している。実施例６の無線伝送装置６０は多層プリント配線板６１の任意の層にそれぞれ実施例１のアンテナ１０と同一構成の第１のアンテナ６２と第２のアンテナ６３とを具備するため、例えば、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ｉｎｐｕｔ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ｏｕｔｐｕｔ）のような複数のアンテナを必要とする通信方式に用いることができる。ＭＩＭＯ通信方式において、高いスループットを得るには複数のアンテナ間の相関係数が低いことが望ましい。このため、図１３に示すように、第１のアンテナ６２と第２のアンテナ６３の向きを直交させることで両者の相関係数を低減することができる。
　図１３の無線伝送装置６０では、第１のアンテナ６２と第２のアンテナ６３の向きを直交するように構成したが、両者の向きを直交させるか否かは本実施例の効果に影響を及ぼすものではない。また、実施例６の無線伝送装置６０ではそれぞれ実施例１のアンテナ１０と同一構成のアンテナ６２、６３を用いたが、これに限定されるものではない。すなわち、無線通信装置６０を構成するアンテナ６２、６３として実施例２乃至実施例５のアンテナ２０乃至５０を用いてもよい。また、無線通信装置６０に搭載される複数のアンテナ６２、６３を同一構成とする必要はなく、前述の実施例に係るアンテナを選択的に用いるようにしてもよい。実施例６の無線伝送装置６０では２つのアンテナ６２、６３を搭載したが、３つ以上のアンテナを搭載してもよい。
　図１４は、本発明に係るアンテナ１０の最小構成を示す斜視図である。図１４に示す通り、本発明のアンテナ１０は少なくとも第１のスプリットリング共振器２及び第２のスプリットリング共振器３を有する第１の導体プレーン１と、第１の分岐線５ａ、第２の分岐線５ｂ、及び分岐部５ｃを有する給電線５とを具備する。第１のスプリットリング共振器２は、第１の導体プレーン１に形成された第１の開口部１１の開口縁に沿う第１の導体領域１２と、当該第１の導体領域１２を一部切断した第１のスプリット部１３とを具備する。また、第２のスプリットリング共振器３は、第１の導体プレーン１に形成された第２の開口部１４の開口縁に沿う第２の導体領域１５と、当該第２の導体領域１５を一部切断した第２のスプリット部１６とを具備する。第１の分岐線５ａの一端は第１のスプリットリング共振器２に接続されており、他端は第１の導体領域１２を跨いで分岐部５ｃまで延伸している。また、第２の分岐線５ｂの一端は第２のスプリットリング共振器３に接続されており、他端は第２の導体領域１５を跨いで分岐部５ｃまで延伸している。
　図１７は、本発明の実施例７に係るアンテナ７０の斜視図である。上述の実施例では複数周波数で動作するマルチバンドアンテナを示したが、これに限定されものではない。すなわち、本発明は１つのスプリットリング共振器のみを備えるシングルバンドアンテナにも適用可能である。以下、本発明をシングルバンドアンテナに適用した実施例７について説明する。
　図１７に示すように、実施例７のアンテナ７０は実施例２のアンテナ２０において第１のスプリットリング共振器２のみを用いた構成に相当するが、下記の構造的特徴を具備するものである。すなわち、第１の導体プレーン１に第１のスプリットリング共振器２のみが備えられており、第２のスプリットリング共振器３が備えられていない。また、給電線５は分岐部を持たず、その一端が第１の給電用導体ビア２１を介して第１のスプリットリング共振器２の周上の第１の右腕部１２ｂに接続されており、他端は平面視で第１の開口部１１を跨いで第１の導体プレーン１と対向する領域を延伸して分岐部に接続される。第１のスプリットリング共振器２にＲＦ回路（不図示）からの高周波信号が給電線５を介して供給される。実施例２と同様に、実施例７のアンテナ７０は第１のスプリットリング共振器２の共振周波数付近で動作する。通信機能を備えた電子装置にアンテナ７０を少なくとも１つ備えることができる。この場合、アンテナ７０の小型化を図ることができるので、当該アンテナ７０を備えた電子装置の全体サイズを小型化することが可能となる。
　実施例７に係るシングルバンドアンテナ７０の構成は図１７に示すものに限定されるものではない。すなわち、図１７では実施例２の構成に基づいてアンテナ７０を設計したが、他の実施例の構成に基づいてアンテナ７０を設計してもよい。
　図１８は実施例７の第１変形例に係るアンテナ７０の斜視図であり、当該アンテナ７０は実施例５の構成に基づいて設計されている。すなわち、アンテナ７０に第１の補助導体５１を具備してもよい。第１の補助導体は分離した２つの導体片からなっており、それらの導体片は導体ビア３７を介して第１の左腕部１２ａ及び第１の右腕部１２ｂと接続される。図１８の構成により第１のスプリット部１３に形成されるキャパシタンスを大きくすることができるため、アンテナ７０の全体サイズを大きくすることなく第１のスプリットリング共振器２の共振周波数を低下させることができる。
　図１９は実施例７の第２変形例に係るアンテナ７０の斜視図である。第１の補助導体５１は第１のスプリット部１３に形成されるキャパシタンスを大きくできればよく、必ずしも図１８に示すように第１の導体プレーン１に対して給電線５と反対側に配置する必要はない。図１９に示すように、第１の補助導体５１と給電線５とを同一の層に配置してもよい。
　図２０は実施例７の第３変形例に係るアンテナ７０の斜視図である。図２０のアンテナ７０は実施例１に基づいて設計されており、第１の導体プレーン１と給電線５とを同一の層に形成している。給電線５の一端は第１のスプリットリング共振器２の周上の第１の右腕部１２ｂに接続されており、他端は平面視で第１の開口部１１を跨いで第１の導体プレーン１の反対側に向けて形成されたクリアランス８の内部を延伸して分岐部に接続される。給電線５の他端はＲＦ回路（不図示）に接続される。図２０の構成により、アンテナ７０を１つの導体層に形成することができるため、当該アンテナ７０を具備した電子装置を薄型化することができる。
　最後に、本発明に係るアンテナ及び無線通信装置は上述の実施例に限定されるものではなく、添付した特許請求の範囲に定義される発明の範囲内の種々の設計変更や改造をも包含するものである。
　本発明は、複数の周波数帯で動作する複数のスプリットリング共振器をコンパクトに配置したアンテナを提供するものであり、種々の無線ＬＡＮやＭＩＭＯ通信方式の携帯端末などの無線通信装置に好適に適用されるものである。
　１　　第１の導体プレーン
　２　　第１のスプリットリング共振器
　３　　第２のスプリットリング共振器
　５　　給電線
　５ａ　第１の分岐線
　５ｂ　第２の分岐線
　５ｃ　分岐部
　８　　クリアランス
　８ａ　第１の分岐クリアランス
　８ｂ　第２の分岐クリアランス
　１０、２０、３０、４０、５０　アンテナ
　１１　第１の開口部
　１２　第１の導体領域
　１２ａ　第１の左腕部
　１２ｂ　第１の右腕部
　１３　第１のスプリット部
　１５　第２の導体領域
　１５ａ　第２の左腕部
　１５ｂ　第２の右腕部
　１６　第２のスプリット部
　２１、４１　第１の給電用導体ビア
　２２、４２　第２の給電用導体ビア
　３１　第２の導体プレーン
　３５　第３のスプリットリング共振器
　３６　第４のスプリットリング共振器
　３７、３８　導体ビア
　５１　第１の補助導体
　５１ａ　第１の接続部
　５１ｂ　第１の容量形成部
　５２　第２の補助導体
　５２ａ　第２の接続部
　５２ｂ　第２の容量形成部
　６０　無線通信装置
　６１　多層プリント配線板
　６２　第１のアンテナ
　６３　第２のアンテナ

Claims (12)

  1. 　第１のスプリットリング共振器と第２のスプリットリング共振器とが形成された第１の導体プレーンと、
    　第１の分岐線、第２の分岐線、及び分岐部を有する給電線とを具備したアンテナであって、
    　前記第１のスプリットリング共振器は前記第１の導体プレーンに形成された第１の開口部の開口縁に沿う第１の導体領域と、
    　前記第１の導体領域の一部を切断する第１のスプリット部とを具備し、
    　前記第２のスプリットリング共振器は前記第１の導体プレーンに形成された第２の開口部の開口縁に沿う第２の導体領域と、
    　前記第２の導体領域の一部を切断する第２のスプリット部とを具備し、
    　前記第１の分岐線の一端は前記第１のスプリットリング共振器に接続され、他端は前記第１の導体領域を跨いで前記分岐部まで延伸し、
    　前記第２の分岐線の一端は前記第２のスプリットリング共振器に接続され、他端は前記第２の導体領域を跨いで前記分岐部まで延伸するようにしたアンテナ。
  2. 　前記第１のスプリットリング共振器は第１の共振周波数を有し、前記第２のスプリットリング共振器は第２の共振周波数を有するようにした請求項１記載のアンテナ。
  3. 　前記第１の導体プレーンは、少なくともその外周の一部に直線上の辺が形成されており、前記第１のスプリット部と前記第２のスプリット部は前記第１の導体プレーンの直線上の辺上に形成するようにした請求項１記載のアンテナ。
  4. 　前記第１の分岐線と前記第１のスプリットリング共振器との接続点が前記第１のスプリット部に対して前記第２のスプリットリング共振器に近い側に位置し、
    　前記第２の分岐線と前記第２のスプリットリング共振器との接続点が前記第２のスプリット部に対して前記第１のスプリットリング共振器に近い側に位置するようにした請求項３記載のアンテナ。
  5. 　前記第１の分岐線と前記第１のスプリットリング共振器との接続点が前記第１のスプリット部に対して前記第２のスプリットリング共振器に遠い側に位置し、
    　前記第２の分岐線と前記第２のスプリットリング共振器との接続点が前記第２のスプリット部に対して前記第１のスプリットリング共振器に遠い側に位置するようにした請求項３記載のアンテナ。
  6. 　前記第１の導体プレーンは前記第１の開口部及び前記第２の開口部に連通するクリアランスを更に具備し、
    　前記給電線は前記第１の導体プレーンと同一平面上に配置され、かつ、前記クリアランスの内部をその両側と所定の間隔を保ちながら延伸するようにした請求項１記載のアンテナ。
  7. 　前記給電線が前記第１の導体プレーンと異なる平面であって、前記第１の導体プレーンと対向配置される平面上を延伸するよう形成された請求項１記載のアンテナ。
  8. 　前記第１の導体プレーンと異なる第２の導体プレーンであって、前記第１の導体プレーンと対向配置される第２の導体プレーンを更に具備するとともに、前記第２の導体プレーンに第３のスプリットリング共振器と第４のスプリットリング共振器とを設けて、
    　前記第１のスプリットリング共振器は前記第３のスプリットリング共振器と周方向に所定の間隔を隔てた複数個所で接続され、
    　前記第２のスプリットリング共振器は前記第４のスプリットリング共振器と周方向に所定の間隔を隔てた複数個所で接続されるようにした請求項１記載のアンテナ。
  9. 　前記第１の導体プレーンと異なる平面であって、前記第１の導体プレーンと対向配置される平面上に少なくとも第１の補助導体と第２の補助導体の一方を配置し、
    　前記第１の補助導体は前記第１のスプリット部により切断された前記第１の導体領域の一端と接続される第１接続部と、前記第１の導体領域の他端と対向配置して容量を形成する第１容量形成部とを具備し、
    　前記第２の補助導体は前記第２のスプリット部により切断された前記第２の導体領域の一端と接続される第２接続部と、前記第２の導体領域の他端と対向配置して容量を形成する第２容量形成部とを具備するようにした請求項１記載のアンテナ。
  10. 　２以上の周波数を含む電磁波を用いて無線信号を送受信する無線通信装置であって、
    　前記無線通信装置は
    　第１のスプリットリング共振器と第２のスプリットリング共振器とが形成された第１の導体プレーンと、
    　第１の分岐線、第２の分岐線、及び分岐部を有する給電線とを具備し、
    　前記第１のスプリットリング共振器は前記第１の導体プレーンに形成された第１の開口部の開口縁に沿う第１の導体領域と、
    　前記第１の導体領域の一部を切断する第１のスプリット部とを具備し、
    　前記第２のスプリットリング共振器は前記第１の導体プレーンに形成された第２の開口部の開口縁に沿う第２の導体領域と、
    　前記第２の導体領域の一部を切断する第２のスプリット部とを具備し、
    　前記第１の分岐線の一端は前記第１のスプリットリング共振器に接続され、他端は前記第１の導体領域を跨いで前記分岐部まで延伸し、
    　前記第２の分岐線の一端は前記第２のスプリットリング共振器に接続され、他端は前記第２の導体領域を跨いで前記分岐部まで延伸するようにした無線通信装置。
  11. 　１つのスプリットリング共振器を有する導体プレーンと、
    　給電線とを具備するアンテナであって、
    　前記スプリットリング共振器は前記導体プレーンに形成された開口部の開口縁を囲むとともに周上の一部を切断するスプリット部が形成された導体領域を具備し、
    　前記給電線の一端は前記スプリットリング共振器に接続され、他端は前記開口部を跨いで前記分岐部まで延伸するようにしたアンテナ。
  12. 　前記導体プレーンと異なる平面において前記スプリットリング共振器の前記スプリット部と対向配置された補助導体であって、前記スプリットリング共振器の前記スプリット部に近接する部分に接続されることによりキャパシタンスを増大するようにした請求項１１記載のアンテナ。
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