WO2021161803A1 - アンテナ装置 - Google Patents

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WO2021161803A1
WO2021161803A1 PCT/JP2021/003185 JP2021003185W WO2021161803A1 WO 2021161803 A1 WO2021161803 A1 WO 2021161803A1 JP 2021003185 W JP2021003185 W JP 2021003185W WO 2021161803 A1 WO2021161803 A1 WO 2021161803A1
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WO
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antenna
ground
antenna device
ground wire
feeding point
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PCT/JP2021/003185
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金崎　善宏
隆宏 越智
和也 谷
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パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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Priority to US17/877,894 priority patent/US20220368035A1/en

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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
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    • H01Q21/28—Combinations of substantially independent non-interacting antenna units or systems
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/30—Resonant antennas with feed to end of elongated active element, e.g. unipole
    • H01Q9/42—Resonant antennas with feed to end of elongated active element, e.g. unipole with folded element, the folded parts being spaced apart a small fraction of the operating wavelength
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    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
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    • H01Q1/52—Means for reducing coupling between antennas; Means for reducing coupling between an antenna and another structure
    • H01Q1/521—Means for reducing coupling between antennas; Means for reducing coupling between an antenna and another structure reducing the coupling between adjacent antennas
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    • H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/30—Arrangements for providing operation on different wavebands
    • H01Q5/307—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way
    • H01Q5/342—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way for different propagation modes
    • H01Q5/35—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way for different propagation modes using two or more simultaneously fed points
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    • H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/30—Arrangements for providing operation on different wavebands
    • H01Q5/378—Combination of fed elements with parasitic elements
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    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H01Q9/0421—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna with a shorting wall or a shorting pin at one end of the element
    • H—ELECTRICITY
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    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/30—Resonant antennas with feed to end of elongated active element, e.g. unipole

Definitions

  • This disclosure relates to an antenna device.
  • an antenna device compatible with multi-band is known (see, for example, Patent Document 1).
  • the antenna device disclosed in Patent Document 1 resonates with the first antenna element connected to the first feeding unit in a frequency band different from that of the first antenna element, and is connected to the second feeding unit. It comprises a second antenna element and a ground wire selectively connected to two different reactance elements via a switch.
  • the antenna device described in Patent Document 1 attempts to improve the antenna efficiency in each frequency band by switching the reactance value of the reactance element connected to the ground line.
  • the present disclosure provides an antenna device including two antennas, which can be miniaturized while ensuring isolation between the two antennas.
  • the antenna device includes a first surface, a second surface parallel to the first surface, and the first surface and the second surface connecting the first surface and the second surface.
  • An antenna device arranged on a third surface perpendicular to the first surface, the first antenna arranged on the first surface and the third surface, a second antenna arranged on the second surface, and the first surface. It includes a ground line arranged on one surface.
  • the first antenna includes a first feeding point arranged on the first surface, a conductive first element arranged on the first surface and extending from the first feeding point to the third surface. It has a conductive second element that is arranged on the third surface and extends from the end of the first element along the first surface.
  • the second antenna has a second feeding point arranged so as to be separated from the first feeding point in a direction parallel to the first surface and the second surface, and a conductivity extending from the second feeding point. It has an antenna element of.
  • the ground wire includes a ground point to be grounded, a portion connected to the ground point and extending along the first antenna, and a conductive ground wire element capacitively coupled to the first antenna. ..
  • an antenna device including two antennas, which can realize miniaturization while ensuring isolation between the two antennas.
  • FIG. 1 is a schematic view showing the overall configuration of the antenna device according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic view of the first surface of the antenna device according to the first embodiment in a plan view.
  • FIG. 3 is a schematic view of the second surface of the antenna device according to the first embodiment in a plan view.
  • FIG. 4 is a schematic view of the third surface of the antenna device according to the first embodiment in a plan view.
  • FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a loop antenna formed in the first embodiment.
  • FIG. 6 is a graph showing a simulation result of the passage characteristics of the antenna device according to the comparative example.
  • FIG. 7 is a graph showing a simulation result of the passage characteristics of the antenna device according to the first embodiment.
  • FIG. 8 is a graph showing a simulation result of the antenna efficiency of the antenna device according to the comparative example.
  • FIG. 9 is a graph showing a simulation result of the antenna efficiency of the antenna device according to the first embodiment.
  • FIG. 10 is a schematic view showing the appearance of the communication terminal according to the second embodiment.
  • FIG. 11 is a schematic view showing the overall configuration of the antenna device according to the second embodiment.
  • FIG. 12 is a schematic view of the first surface of the antenna device according to the second embodiment in a plan view.
  • FIG. 13 is a schematic view of the second surface of the antenna device according to the second embodiment in a plan view.
  • FIG. 14 is a schematic view of the third surface of the antenna device according to the second embodiment in a plan view.
  • each figure is a schematic view and is not necessarily exactly illustrated. Further, in each figure, the same components are designated by the same reference numerals.
  • FIG. 1 is a schematic view showing the overall configuration of the antenna device 1 according to the present embodiment.
  • FIG. 1 a perspective view of the antenna device 1 as seen from the first surface P1 side is shown.
  • 2, 3 and 4 respectively, are schematic views of the first surface P1, the second surface P2, and the third surface P3 of the antenna device 1 according to the present embodiment in a plan view.
  • the antenna device 1 is a wireless communication device that transmits and receives a signal in the first frequency band and a signal in the second frequency band.
  • the first frequency band and the second frequency band are not particularly limited.
  • the first frequency band is a band including the second frequency band.
  • the first frequency band is a band of 1.2 GHz or more and 6 GHz or less
  • the second frequency band is a band of 2.4 GHz or more and 6 GHz or less.
  • the antenna device 1 is arranged on a ground member 50 which is a grounded conductive member.
  • the ground member 50 is not particularly limited, but is, for example, a frame of a terminal on which the antenna device 1 is arranged.
  • the gland member 50 is made of a conductive metal such as magnesium.
  • the antenna device 1 is arranged on the first surface P1, the second surface P2, and the third surface P3.
  • the second surface P2 is a surface parallel to the first surface P1.
  • the third surface P3 is a surface that connects the first surface P1 and the second surface P2 and is perpendicular to the first surface P1 and the second surface P2.
  • parallel means not only a completely parallel state but also a substantially parallel state. Specifically, a state in which the other surface is tilted by about 10 ° or less from a state in which the other surface is completely parallel to one surface is also referred to as "parallel”.
  • the description of "vertical” means not only a completely vertical state but also a substantially vertical state. Specifically, a state in which the other surface is tilted by about 10 ° or less from a state in which the other surface is completely perpendicular to one surface is also referred to as "vertical".
  • the antenna device 1 includes a first antenna 10, a second antenna 20, and a ground wire 30.
  • the antenna device 1 is arranged on, for example, an insulating substrate having a first surface P1, a second surface P2, and a third surface P3 (insulating substrate is not shown).
  • an insulating substrate for example, a flexible printed circuit (FPC) substrate or the like can be used.
  • FPC flexible printed circuit
  • the insulating substrate may be placed on a holder made of an insulating material such as resin. Thereby, the shape of the insulating substrate can be stabilized.
  • the first antenna 10 is an antenna that resonates in the first frequency band. As shown in FIGS. 1, 2 and 4, the first antenna 10 is arranged so as to straddle the first surface P1 and the third surface P3.
  • the first antenna 10 has a first feeding point 14, a first element 11, and a second element 12.
  • the electric length of the first antenna 10, that is, the electric length of the element in which the first element 11 and the second element 12 are combined is about 1/8 of the wavelength corresponding to the first frequency band. In the present embodiment, the electric length of the first antenna 10 is 31.25 mm, which is 1/8 of the wavelength of 250 mm corresponding to 1.2 GHz.
  • the wavelength includes an effective wavelength (a wavelength in consideration of wavelength shortening due to a dielectric around the antenna element).
  • the first antenna 10 can be used as an antenna for a wide area data communication network by wireless communication such as a communication network for mobile phones.
  • the first feeding point 14 is a feeding point arranged on the first surface P1, and a signal in the first frequency band is supplied. Specifically, a signal in the first frequency band is supplied to the first feeding point 14 by a coaxial cable, a feeding pin, or the like.
  • a coaxial cable When a coaxial cable is used, the inner conductor of the coaxial cable is connected to the first feeding point 14, and the outer conductor of the coaxial cable is connected to the ground member 50.
  • the first element 11 is a conductive element arranged on the first surface P1 and extending from the first feeding point 14 to the third surface P3.
  • the first element 11 extends from the first feeding point 14 in the direction perpendicular to the third surface P3.
  • the second element 12 is arranged on the third surface P3 as shown in FIGS. 1, 2 and 4, and is far from the end of the first element 11 (that is, the first feeding point 14 of the first element 11). It is a conductive element extending from the end portion) along the first surface P1.
  • the second element 12 has an elongated shape extending from the end of the first element 11 in a direction parallel to the first surface P1.
  • the second antenna 20 is an antenna that resonates in the second frequency band.
  • the second antenna 20 is arranged on the second surface P2 as shown in FIGS. 1 and 3.
  • the second antenna 20 has a second feeding point 24 and an antenna element 21.
  • the electrical length of the second antenna 20 is about 1/4 of the wavelength corresponding to the second frequency band.
  • the electric length of the second antenna 20 is 31.25 mm, which is 1/4 of the wavelength of 125 mm corresponding to 2.4 GHz.
  • the second antenna 20 can be used, for example, as an antenna that resonates in the 2.4 GHz band and the 5 GHz band for a wireless LAN (Local Area Network).
  • the second feeding point 24 is a feeding point arranged on the second surface P2, and a signal in the second frequency band is supplied.
  • the second feeding point 24 is arranged apart from the first feeding point 14 in a direction parallel to the first surface P1 and the second surface P2.
  • a signal in the second frequency band is supplied to the second feeding point 24 by a coaxial cable, a feeding pin, or the like.
  • a coaxial cable When a coaxial cable is used, the inner conductor of the coaxial cable is connected to the second feeding point 24, and the outer conductor of the coaxial cable is connected to the ground member 50.
  • the second feeding point 24 may be arranged at a position as far as possible from the first feeding point 14.
  • the second feeding point 24 is arranged apart from the first feeding point 14 in a direction parallel to the first surface P1 and the second surface P2 (that is, in the X-axis direction).
  • the distance between the first surface P1 and the second surface P2 is 1/10 or less of the wavelength corresponding to the resonance frequency band of the first antenna 10.
  • the antenna element 21 is a conductive element arranged on the second surface P2 and extending from the second feeding point 24.
  • the antenna element 21 has an L-shaped shape. Specifically, the antenna element 21 has a portion extending from the second feeding point 24 in the direction intersecting the third surface P3, and a portion of the portion far from the second feeding point 24 to the third surface P3. It has a portion extending along. In the present embodiment, the portion of the antenna element 21 extending in the direction intersecting the third surface P3 from the second feeding point 24 extends in the direction perpendicular to the third surface P3 from the second feeding point 24. do.
  • the ground wire 30 is a conductive element that is grounded, and is arranged on the first surface P1 as shown in FIGS. 1 and 2.
  • the ground wire 30 has a ground point 34 and a ground wire element 31.
  • the ground point 34 is a point that is grounded by being connected to the ground member 50.
  • the ground wire element 31 is a conductive element that is connected to the ground point 34, includes a portion extending along the first antenna 10, and is capacitively coupled to the first antenna 10.
  • the ground wire element 31 has an L-shaped shape. Specifically, the ground wire element 31 extends along a portion extending from the ground point 34 in the direction intersecting the third surface P3 and an end portion of the portion far from the ground point 34 along the third surface P3. It has an extending part.
  • the portion of the ground wire element 31 extending in the direction intersecting the third surface P3 from the ground point 34 extends in the direction perpendicular to the third surface P3 from the ground point 34.
  • the ground wire element 31 is capacitively coupled to the first antenna 10. More specifically, at least a part of the ground wire element 31 extending along the third surface P3 extends along the portion including the open end of the second element 12 of the first antenna 10.
  • the electric field strength corresponding to the signal in the first frequency band becomes high. Therefore, by extending the ground wire element 31 along the portion including the open end of the second element 12, the ground wire element 31 can be reliably capacitively coupled to the second element 12.
  • ground wire element 31 and the second element 12 of the first antenna 10 are strongly capacitively coupled at a short distance, so that the second antenna 20 and the first antenna are arranged slightly apart from each other on the second surface P2 different from these. Capacitive coupling with 10 is weakened.
  • the distance between the portion of the ground wire element 31 extending along the second element 12 and the second element 12 is 1/100 or less of the wavelength corresponding to the resonance frequency band of the first antenna 10. ..
  • the ground wire element 31 can be reliably capacitively coupled to the first antenna 10.
  • the ground wire 30 is connected to the ground member 50, the first antenna 10, the ground member 50, and the ground wire 30 form a loop antenna.
  • this loop antenna will be described with reference to FIG.
  • FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a loop antenna formed in the antenna device 1 according to the present embodiment.
  • the first antenna 10, the ground wire 30, and the ground member 50 form a loop antenna.
  • the electric length of this loop antenna is about 3/8 of the wavelength corresponding to the resonance frequency band of the first antenna 10. More specifically, the electrical length of the loop antenna is 93.75 mm, which is 3/8 of the wavelength of 250 mm corresponding to 1.2 GHz.
  • the directions from the end connected to the first element 11 toward the open end of the second element 12 are opposite to each other.
  • the open end of the ground wire element 31 is the end of the ground wire element 31 farther from the ground point
  • the open end of the second element 12 is the end of the second element 12. , The end farther from the first element 11.
  • the electrical length of the ground wire element 31 is not particularly limited, but in the present embodiment, it is about 1/4 of the wavelength corresponding to the second frequency band. More specifically, the electrical length of the ground wire element 31 is 31.25 mm, which is 1/4 of the wavelength of 125 mm corresponding to 2.4 GHz.
  • the ground wire 30 is arranged at a position facing the second antenna 20. Further, the ground wire element 31 includes a portion extending along the extending direction of the antenna element 21 of the second antenna 20. Specifically, the ground wire element 31 includes a portion extending in a direction intersecting the third surface P3 and a portion extending along the third surface P3.
  • the first element 11 and the second element 12 of the first antenna 10, the antenna element 21 of the second antenna 20, and the ground wire element 31 of the ground wire 30 are, for example, metals such as Cu, Al, and Au. Alternatively, it is formed by using an alloy containing a plurality of metals. Further, for each element, for example, printed wiring arranged on an insulating substrate can be used. The configuration of each of these elements is not limited to this. As each of these elements, for example, a rod-shaped, plate-shaped, sheet-shaped conductive member or the like may be used. Further, the manufacturing method of each element is not particularly limited, and may be formed by sheet metal, plating, vapor deposition, LDS (Laser Direct Structuring), or the like.
  • each antenna and the ground wire 30 are dispersed and three-dimensionally arranged on the first surface P1, the second surface P2, and the third surface P3.
  • the shortest distance between the first antenna 10 and the second antenna 20 can be brought close to about 1/20 of the wavelength corresponding to the second frequency band.
  • the shortest distance between the first antenna 10 and the second antenna 20 can be set to about 6 mm.
  • the antenna device 1 by arranging a part of the first antenna 10 on the third surface P3, the first antenna 10 and the ground line 30 arranged on the first surface P1 are arranged.
  • the electrical length of the first antenna 10 can be secured while avoiding structural interference.
  • the second antenna 20 by arranging the second antenna 20 on the second surface P2, the electric length of the second antenna 20 can be increased while avoiding structural interference between the second antenna 20 and the first antenna 10 and the ground wire 30. Can be secured.
  • FIGS. 6 and 7 are graphs showing the simulation results of the passage characteristics of the antenna device according to the comparative example and the present embodiment, respectively.
  • the vertical axis represents the passing characteristic and the horizontal axis represents the frequency.
  • the passage characteristics shown in FIGS. 6 and 7 are indexes indicating the ratio of the signal applied to the first antenna 10 passing through the second antenna 20. That is, the lower the passage characteristic, the better the isolation characteristic.
  • the antenna device of the comparative example is different from the antenna device 1 according to the present embodiment in that it does not include the ground wire 30, and is an antenna device that is consistent in other respects.
  • the passing characteristic is about -8 dB to -9 dB in the 2.4 GHz band, which is the resonance frequency band of both the first antenna 10 and the second antenna 20.
  • the first antenna 10 and the second antenna 20 share a ground member 50 that functions as a ground, and the distance between these two antennas is small.
  • the electromagnetic waves resonating with these two antennas are coupled via the ground member 50. Therefore, sufficient isolation between these two antennas cannot be ensured.
  • the passing characteristic is about -17 dB to -19 dB. That is, the isolation characteristic of the antenna device 1 according to the present embodiment is improved in the 2.4 GHz band as compared with the antenna device of the comparative example.
  • the degree of isolation characteristics required in a wireless communication device depends on the specifications of each device, but generally, the pass characteristics are required to be -10 dB or less. According to the antenna device 1 according to the present embodiment, it is possible to satisfy the required specifications of such general isolation characteristics.
  • the improvement of the isolation characteristic in the antenna device 1 according to the present embodiment is due to the fact that the ground wire 30 affects the radiation directivity of the first antenna 10 and the second antenna 20. Specifically, the positional relationship between the ground line 30 and the first antenna 10 and the second antenna 20 is different from each other. Therefore, the ground wire 30 has different effects on the radiation directivity of the first antenna 10 and the second antenna 20. Along with this, the similarity of the radiation directivity of the first antenna 10 and the second antenna 20 is reduced. Therefore, it is presumed that the isolation characteristics between the first antenna 10 and the second antenna 20 are improved because the coupling efficiency between the first antenna 10 and the second antenna 20 is lowered.
  • FIGS. 8 and 9 are graphs showing the simulation results of the antenna efficiency of the antenna device according to the comparative example and the present embodiment, respectively.
  • the solid and dotted curves shown in FIGS. 8 and 9 indicate the antenna efficiencies of the first antenna 10 and the second antenna 20, respectively.
  • the vertical axis represents the antenna efficiency and the horizontal axis represents the frequency.
  • the antenna efficiency shown in FIGS. 8 and 9 means the ratio of the radiated power to the power supplied to the antenna.
  • the antenna efficiency of the first antenna 10 according to the comparative example is about ⁇ 5 dB
  • the antenna device 1 according to the present embodiment has the antenna device 1 according to the present embodiment.
  • the antenna efficiency of the first antenna 10 is about ⁇ 1.6 dB. This is because the resonance frequency of the first antenna is lowered from 1.5 GHz to 1.2 GHz, and the first antenna 10 according to the present embodiment is in the 1.2 GHz band between the ground wire 30 and the ground member 50. This is due to the formation of a loop antenna that resonates with.
  • the antenna efficiency of the first antenna 10 in the 1.2 GHz band can be improved as compared with the antenna device according to the comparative example.
  • the antenna efficiency of the second antenna 20 according to the comparative example is about ⁇ 3.5 dB, whereas the antenna according to the present embodiment.
  • the antenna efficiency of the second antenna 20 is about ⁇ 1.5 dB.
  • the antenna efficiency of the second antenna 20 in the 2.4 GHz band is higher than that of the antenna device according to the comparative example.
  • the electrical length of the ground wire 30 according to the present embodiment is about 1/4 of the wavelength corresponding to the 2.4 GHz band which is the second frequency band, so that the signal in the 2.4 GHz band is generated in the ground wire 30. It is presumed that it is caused by resonance. That is, in the present embodiment, it is presumed that not only the second antenna 20 but also the ground wire 30 contributes to the radiation of the signal in the 2.4 GHz band.
  • the antenna device 1 including the first antenna 10 and the second antenna 20 can be miniaturized while ensuring isolation between these antennas. Can be provided. Further, according to the present embodiment, the antenna efficiency of each antenna of the antenna device 1 can be increased. As described above, in the present embodiment, the antenna efficiency of each antenna can be improved while ensuring the isolation between the two antennas.
  • the ground line 30 is arranged at a position facing the second antenna 20, the second feeding point 24 and the ground point 34 are close to each other, and the second antenna 20 and the ground line 30 It is possible to increase the binding efficiency of. Therefore, the radiation efficiency in the 2.4 GHz band from the ground line 30 can be increased. Further, since the ground wire 30 includes a portion extending along the extending direction of the antenna element 21 of the second antenna 20, the ground wire 30 can be arranged in a limited space, and the antenna can be miniaturized.
  • the antenna device according to the second embodiment and a communication terminal including the antenna device will be described.
  • the antenna device according to the present embodiment is different from the antenna device 1 according to the first embodiment mainly in that the first antenna and the second antenna each have a short-circuit line.
  • the antenna device and the communication terminal according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 10 to 14, but a part of the configuration common to the antenna device 1 according to the first embodiment will be omitted.
  • FIG. 10 is a schematic view showing the appearance of the communication terminal 102 according to the present embodiment.
  • the communication terminal 102 according to the present embodiment is a terminal that performs wireless communication, and includes an antenna device 101 as shown in FIG.
  • the communication terminal 102 further includes a display unit 190 and a housing 192.
  • the communication terminal 102 is, for example, a tablet type terminal.
  • the display unit 190 is a monitor that displays an image on the communication terminal 102.
  • a liquid crystal display panel for example, an organic EL (Electro-Luminescence) display panel, or the like can be used.
  • the housing 192 is a case for accommodating the antenna device 101 and other circuits and parts included in the communication terminal 102.
  • the housing 192 at least the periphery of the antenna device 101 is formed of an insulating material such as resin.
  • the electromagnetic wave radiated from the antenna device 101 can be radiated to the outside of the housing 192, and the electromagnetic wave incident from the outside can pass through the housing 192 and propagate to the antenna device 101.
  • the antenna device 101 is a wireless communication device that transmits and receives signals in the first frequency band and the second frequency band, similarly to the antenna device 1 according to the first embodiment. As shown in FIG. 10, the antenna device 101 is arranged inside the housing 192. Hereinafter, the antenna device 101 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 11 to 14.
  • FIG. 11 is a schematic view showing the overall configuration of the antenna device 101 according to the present embodiment. In FIG. 11, a perspective view of the antenna device 101 seen from the first surface P1 side is shown. 12, 13 and 14, respectively, are schematic views of the first surface P1, the second surface P2 and the third surface P3 of the antenna device 101 according to the present embodiment in a plan view. 11 to 14 show a state in which the housing 192 of the communication terminal 102 is removed. As shown in FIG. 11, the antenna device 101 is arranged on the ground member 150.
  • the ground member 150 is a grounded conductive member.
  • the ground member 150 is a member that functions as a frame of the communication terminal 102.
  • the antenna device 101 is arranged and connected to the recess formed on the outer edge of the ground member 150.
  • the gland member 150 is made of a conductive material.
  • the gland member 150 is made of, for example, magnesium.
  • the antenna device 101 connects the first surface P1, the second surface P2 parallel to the first surface P1, and the first surface P1 and the second surface P2. It is arranged on a third surface P3 perpendicular to the first surface P1 and the second surface P2, and includes a first antenna 110, a second antenna 120, and a ground line 130.
  • the antenna device 101 is arranged, for example, on an insulating substrate having a first surface P1, a second surface P2, and a third surface P3 (insulating substrate is not shown).
  • the first surface P1 is a surface arranged at a position closer to the surface on the back side of the display unit 190 (that is, the back surface of the communication terminal 102) than the display unit 190 on the communication terminal 102.
  • the second surface P2 is a surface arranged at a position closer to the display unit 190 than the surface on the back side of the display unit 190 in the communication terminal 102 (that is, the back surface of the communication terminal 102).
  • the first antenna 110 is an antenna arranged on the first surface P1 and the third surface P3, and as shown in FIG. 12, the first feeding point 114, the first element 111, the second element 112, and the like. It has a first short-circuit element 113, a first slit 115, and a first ground element 116.
  • the first feeding point 114 is a point where a signal in the first frequency band is supplied.
  • the first feeding point 114 has the same configuration as the first feeding point 14 according to the first embodiment.
  • the first element 111 is a conductive element arranged on the first surface P1 and extending from the first feeding point 114 to the third surface P3.
  • the first element 111 has a rectangular flat plate shape.
  • the second element 112 is a conductive element arranged on the third surface P3 and extending from the end of the first element 111 along the first surface P1.
  • the second element 112 has a rectangular flat plate shape.
  • the first short-circuit element 113 is connected to the end of the second element 112 farther from the first element 111.
  • the first short-circuit element 113 is a conductive element that short-circuits the first antenna 110 and the ground member 150.
  • the first short-circuit element 113 is arranged on the first surface P1 and the third surface P3, and the end portion of the second element 112 farther from the first element 111 and the first ground element 116 are arranged. Connecting.
  • the first short-circuit element 113 short-circuits the second element 112 of the first antenna 110 and the ground member 150 via the first ground element 116.
  • the first short-circuit element 113 is arranged along the first element 111 and the second element 112.
  • the first slit 115 is arranged between the first short-circuit element 113 and the first element 111 and the second element 112. As shown in FIG.
  • the first short-circuit element 113 has an elongated portion arranged along the first element 111 on the first surface P1. Further, as shown in FIG. 14, the first short-circuit element 113 has an L-shaped portion arranged along the second element 112 on the third surface P3.
  • the first slit 115 is a slit that separates the first element 111 and the second element 112 of the first antenna 110 from the first short-circuit element 113.
  • the first ground element 116 is an element connected to the ground member 150.
  • the first short-circuit element 113 is connected to the first ground element 116.
  • the connection mode between the first ground element 116 and the ground member 150 is not particularly limited.
  • the first ground element 116 is connected to the ground member 150 by being sandwiched between the conductive screw 118 screwed into the screw hole provided in the ground member 150 and the ground member 150. It is fixed.
  • the second antenna 120 is an antenna arranged on the second surface P2, and as shown in FIG. 13, the second feeding point 124, the antenna element 121, the second short-circuit element 123, and the second slit 125 , A second ground element 126.
  • the second feeding point 124 is a point where a signal in the second frequency band is supplied.
  • the second feeding point 124 has the same configuration as the second feeding point 24 according to the first embodiment.
  • the antenna element 121 is a conductive element arranged on the second surface P2 and extending from the second feeding point 124.
  • the antenna element 121 extends from the second feeding point 124 along the third surface P3.
  • the antenna element 121 has a rectangular flat plate shape.
  • a second short-circuit element 123 is connected to an end portion of the antenna element 121 far from the second feeding point 124.
  • the second short-circuit element 123 is a conductive element that short-circuits the second antenna 120 and the ground member 150.
  • the second short-circuit element 123 is arranged on the second surface P2, and connects the end portion of the antenna element 121 far from the second feeding point 124 and the second ground element 126.
  • the second short-circuit element 123 short-circuits the antenna element 121 of the second antenna 120 and the ground member 150 via the second ground element 126.
  • the second short-circuit element 123 is arranged along the antenna element 121.
  • a second slit 125 is arranged between the second short-circuit element 123 and the antenna element 121. As shown in FIG. 13, the second short-circuit element 123 has an elongated portion arranged along the antenna element 121 on the second surface P2.
  • the second slit 125 is a slit that separates the antenna element 121 of the second antenna 120 and the second short-circuit element 123.
  • the second ground element 126 is an element connected to the ground member 150.
  • the second short-circuit element 123 is connected to the second ground element 126.
  • the connection mode between the second ground element 126 and the ground member 150 is not particularly limited.
  • the second gland element 126 is connected to the gland member 150 by being sandwiched between the conductive screw 128 screwed into the screw hole provided in the gland member 150 and the gland member 150. It is fixed.
  • the ground wire 130 is a conductive element that is grounded, and is arranged on the first surface P1 as shown in FIG.
  • the ground wire 130 has a ground point 134 and a ground wire element 131 as shown in FIG.
  • the ground point 134 is a point that is grounded by being connected to the ground member 150.
  • the ground wire element 131 is a conductive element that is connected to the ground point 134, includes a portion extending along the first antenna 110, and is capacitively coupled to the first antenna 110.
  • the ground wire element 131 has an L-shaped shape. Specifically, the ground wire element 131 extends along a portion extending from the ground point 134 in the direction intersecting the third surface P3 and an end portion of the portion far from the ground point 134 along the third surface P3. It has an extending part.
  • the portion of the ground wire element 131 extending in the direction intersecting the third surface P3 from the ground point 134 extends in the direction perpendicular to the third surface P3 from the ground point 134.
  • the ground wire element 131 At least a part extending along the third surface P3 extends along the second element 112 of the first antenna 110. As a result, the ground wire element 131 is capacitively coupled to the first antenna 110. More specifically, at least a part of the ground wire element 131 extending along the third surface P3 extends along the portion including the open end of the second element 112 of the first antenna 110. As a result, the ground wire element 131 can be reliably capacitively coupled to the second element 112.
  • the distance between the portion of the ground wire element 131 extending along the second element 112 and the second element 112 is 1/100 or less of the wavelength corresponding to the resonance frequency band of the first antenna 110. ..
  • the ground wire element 131 can be reliably capacitively coupled to the first antenna 110.
  • the ground wire 130 is connected to the ground member 150, the first antenna 110, the ground member 150, and the ground wire 130 form a loop antenna.
  • the ground wire 130 is arranged at a position facing the second antenna 120. Further, the ground wire element 131 includes a portion extending along the extending direction of the antenna element 121 of the second antenna 120. Specifically, the ground wire element 131 includes a portion extending along the third surface P3.
  • connection mode between the ground wire 130 and the ground member 150 is not particularly limited.
  • the ground wire 130 is connected to and fixed to the ground member 150 by being sandwiched between the conductive screw 138 screwed into the screw hole provided in the ground member 150 and the ground member 150. NS.
  • the antenna device 101 according to the present embodiment also has the same operations and effects as the antenna device 1 according to the first embodiment. Further, since the communication terminal 102 according to the present embodiment includes the antenna device 101, the same effect as that of the antenna device 101 can be obtained.
  • the ground line is arranged only on the first surface P1, but the ground line may also be arranged on the third surface P3.
  • each element included in the antenna device according to each of the above embodiments is not limited to the shape exemplified in each of the above embodiments.
  • the shape of each element may be an ellipse or the like, or may be curved.
  • a meander structure may be adopted as a part of each element of the antenna device according to each of the above embodiments.
  • the antenna device 101 is applied to the tablet type terminal
  • the antenna device according to each of the above embodiments can be applied to other than the tablet type terminal.
  • the antenna device according to each of the above embodiments can be applied to other communication terminals such as a notebook PC (Personal Computer) and a smartphone.
  • the present disclosure also includes a form realized by arbitrarily combining the components and functions in each embodiment without departing from the purpose of the present disclosure.
  • the antenna device of the present disclosure is provided with two antennas, and as an antenna device capable of achieving miniaturization while ensuring isolation between these two antennas, for example, a communication terminal such as a tablet terminal, a notebook PC, or a smartphone. It is available for.

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Abstract

アンテナ装置は、第１面、第１面と平行な第２面、並びに、第１面と第２面とを接続し第１面及び第２面と垂直な第３面、に配置されるアンテナ装置であって、第１面及び第３面に配置される第１アンテナと、第２面に配置される第２アンテナと、第１面に配置される地線とを備える。第１アンテナは、第１面に配置される第１給電点と、第１面に配置され、第１給電点から第３面まで延在する導電性の第１素子と、第３面に配置され、第１素子の端部から第１面に沿って延在する導電性の第２素子とを有する。第２アンテナは、第１給電点から、第１面及び第２面に平行な方向に離隔して配置される第２給電点と、第２給電点から延在する導電性のアンテナ素子とを有する。地線は、接地されるグランド点と、グランド点に接続され、第１アンテナに沿って延在する部分を含み、第１アンテナと容量結合する導電性の地線素子とを有する。

Description

アンテナ装置
　本開示は、アンテナ装置に関する。
　従来、マルチバンドに対応するアンテナ装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示されたアンテナ装置は、第１の給電部に接続された第１のアンテナ素子と、第１のアンテナ素子とは異なる周波数帯域において共振し、第２の給電部に接続された第２のアンテナ素子と、スイッチを介して二つの異なるリアクタンス素子に選択的に接続される地線とを備える。特許文献１に記載されたアンテナ装置では、地線に接続されるリアクタンス素子のリアクタンス値を切り替えることで、各周波数帯域におけるアンテナ効率を高めようとしている。
特開２０１１－１２００７１号公報
　本開示は、二つのアンテナを備えるアンテナ装置であって、二つのアンテナ間のアイソレーションを確保しつつ、小型化を実現できるアンテナ装置を提供する。
　本開示の一態様に係るアンテナ装置は、第１面、前記第１面と平行な第２面、並びに、前記第１面と前記第２面とを接続し前記第１面及び前記第２面と垂直な第３面、に配置されるアンテナ装置であって、前記第１面及び前記第３面に配置される第１アンテナと、前記第２面に配置される第２アンテナと、前記第１面に配置される地線とを備える。前記第１アンテナは、前記第１面に配置される第１給電点と、前記第１面に配置され、前記第１給電点から前記第３面まで延在する導電性の第１素子と、前記第３面に配置され、前記第１素子の端部から前記第１面に沿って延在する導電性の第２素子とを有する。前記第２アンテナは、前記第１給電点から、前記第１面及び前記第２面に平行な方向に離隔して配置される第２給電点と、前記第２給電点から延在する導電性のアンテナ素子とを有する。前記地線は、接地されるグランド点と、前記グランド点に接続され、前記第１アンテナに沿って延在する部分を含み、前記第１アンテナと容量結合する導電性の地線素子とを有する。
　本開示によれば、二つのアンテナを備えるアンテナ装置であって、二つのアンテナ間のアイソレーションを確保しつつ、小型化を実現できるアンテナ装置を提供できる。
図１は、実施の形態１に係るアンテナ装置の全体構成を示す模式図である。 図２は、実施の形態１に係るアンテナ装置の第１面の平面視における模式図である。 図３は、実施の形態１に係るアンテナ装置の第２面の平面視における模式図である。 図４は、実施の形態１に係るアンテナ装置の第３面の平面視における模式図である。 図５は、実施の形態１において形成されるループアンテナを説明する模式図である。 図６は、比較例に係るアンテナ装置の通過特性のシミュレーション結果を示すグラフである。 図７は、実施の形態１に係るアンテナ装置の通過特性のシミュレーション結果を示すグラフである。 図８は、比較例に係るアンテナ装置のアンテナ効率のシミュレーション結果を示すグラフである。 図９は、実施の形態１に係るアンテナ装置のアンテナ効率のシミュレーション結果を示すグラフである。 図１０は、実施の形態２に係る通信端末の外観を示す模式図である。 図１１は、実施の形態２に係るアンテナ装置の全体構成を示す模式図である。 図１２は、実施の形態２に係るアンテナ装置の第１面の平面視における模式図である。 図１３は、実施の形態２に係るアンテナ装置の第２面の平面視における模式図である。 図１４は、実施の形態２に係るアンテナ装置の第３面の平面視における模式図である。
　以下、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。
　なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的又は具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。
　また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、同じ構成部材については同じ符号を付している。
　（実施の形態１）
　実施の形態１に係るアンテナ装置について説明する。
　［１－１．全体構成］
　まず、実施の形態１に係るアンテナ装置の全体構成について、図１～図４を用いて説明する。図１は、本実施の形態に係るアンテナ装置１の全体構成を示す模式図である。図１においては、第１面Ｐ１側から見たアンテナ装置１の斜視図が示されている。図２、図３及び図４は、それぞれ、本実施の形態に係るアンテナ装置１の第１面Ｐ１、第２面Ｐ２及び第３面Ｐ３の平面視における模式図である。
　アンテナ装置１は、第１周波数帯域の信号及び第２周波数帯域の信号を送受信する無線通信装置である。第１周波数帯域及び第２周波数帯域は、特に限定されない。本実施の形態では、第１周波数帯域は、第２周波数帯域を含む帯域である。具体的には、第１周波数帯域は、１．２ＧＨｚ以上６ＧＨｚ以下の帯域であり、第２周波数帯域は、２．４ＧＨｚ以上６ＧＨｚ以下の帯域である。図１に示されるように、アンテナ装置１は、接地された導電性部材であるグランド部材５０に配置される。グランド部材５０は、特に限定されないが、例えば、アンテナ装置１が配置される端末のフレームなどである。グランド部材５０は、例えば、マグネシウムなどの導電性金属で形成される。
　図１に示されるように、アンテナ装置１は、第１面Ｐ１、第２面Ｐ２、及び、第３面Ｐ３に配置される。第２面Ｐ２は、第１面Ｐ１と平行な面である。第３面Ｐ３は、第１面Ｐ１と第２面Ｐ２とを接続し第１面Ｐ１及び第２面Ｐ２と垂直な面である。なお、ここで、「平行」との記載は、完全に平行な状態だけでなく、実質的に平行な状態も意味する。具体的には、一方の面に対して他方の面が完全に平行な状態から１０°以下程度傾いている状態も「平行」という。また、「垂直」との記載は、完全に垂直な状態だけでなく実質的に垂直な状態も意味する。具体的には、一方の面に対して他方の面が完全に垂直な状態から１０°以下程度傾いている状態も「垂直」という。
　アンテナ装置１は、第１アンテナ１０と、第２アンテナ２０と、地線３０とを備える。アンテナ装置１は、例えば、第１面Ｐ１、第２面Ｐ２及び第３面Ｐ３を有する絶縁性基板上に配置される（絶縁性基板は不図示）。絶縁性基板として、例えば、フレキシブルプリント回路（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ　Ｐｒｉｎｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ；ＦＰＣ）基板などを用いることができる。なお、フレキシブルプリント回路基板などの可撓性を有する絶縁性基板を用いる場合には、樹脂などの絶縁性材料で形成されたホルダ上に絶縁性基板を配置してもよい。これにより、絶縁性基板の形状を安定化することができる。
　第１アンテナ１０は、第１周波数帯域で共振するアンテナである。第１アンテナ１０は、図１、図２及び図４に示されるように、第１面Ｐ１及び第３面Ｐ３に跨って配置される。第１アンテナ１０は、第１給電点１４と、第１素子１１と、第２素子１２とを有する。第１アンテナ１０の電気長、つまり、第１素子１１と第２素子１２とを組み合わせた素子の電気長は、第１周波数帯域に対応する波長の約１／８である。本実施の形態では、第１アンテナ１０の電気長は、１．２ＧＨｚに対応する波長２５０ｍｍの１／８の３１．２５ｍｍである。なお、波長には実効波長（アンテナ素子周辺の誘電体による波長短縮を考慮した波長）を含む。第１アンテナ１０は、例えば、携帯電話用通信ネットワークなどの無線通信による広域データ通信ネットワーク用のアンテナとして利用できる。
　第１給電点１４は、図１及び図２に示されるように、第１面Ｐ１に配置される給電点であり、第１周波数帯域の信号が供給される。具体的には、第１給電点１４には、同軸ケーブル、給電ピンなどによって第１周波数帯域の信号が供給される。同軸ケーブルを用いる場合、同軸ケーブルの内部導体が第１給電点１４に接続され、同軸ケーブルの外部導体が、グランド部材５０に接続される。
　第１素子１１は、図１及び図２に示されるように、第１面Ｐ１に配置され、第１給電点１４から第３面Ｐ３まで延在する導電性の素子である。本実施の形態では、第１素子１１は、第１給電点１４から第３面Ｐ３に垂直な方向に延在する。
　第２素子１２は、図１、図２及び図４に示されるように、第３面Ｐ３に配置され、第１素子１１の端部（つまり、第１素子１１の第１給電点１４から遠い方の端部）から第１面Ｐ１に沿って延在する導電性の素子である。本実施の形態では、第２素子１２は、第１素子１１の端部から第１面Ｐ１に平行な方向に延在する長尺状の形状を有する。
　第２アンテナ２０は、第２周波数帯域で共振するアンテナである。第２アンテナ２０は、図１及び図３に示されるように、第２面Ｐ２に配置される。第２アンテナ２０は、第２給電点２４と、アンテナ素子２１とを有する。第２アンテナ２０の電気長は、第２周波数帯域に対応する波長の約１／４である。本実施の形態では、第２アンテナ２０の電気長は、２．４ＧＨｚに対応する波長１２５ｍｍの１／４の３１．２５ｍｍである。第２アンテナ２０は、例えば、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）用の、２．４ＧＨｚ帯及び５ＧＨｚ帯で共振するアンテナとして利用できる。
　第２給電点２４は、第２面Ｐ２に配置される給電点であり、第２周波数帯域の信号が供給される。第２給電点２４は、第１給電点１４から、第１面Ｐ１及び第２面Ｐ２に平行な方向に離隔して配置される。具体的には、第２給電点２４には、同軸ケーブル、給電ピンなどによって第２周波数帯域の信号が供給される。同軸ケーブルを用いる場合、同軸ケーブルの内部導体が第２給電点２４に接続され、同軸ケーブルの外部導体が、グランド部材５０に接続される。第２給電点２４は、第１給電点１４からできるだけ離れた位置に配置されてもよい。これにより、第１給電点１４に供給される信号と、第２給電点２４に供給される信号との干渉を低減できる。本実施の形態では、第２給電点２４は、第１給電点１４から、第１面Ｐ１及び第２面Ｐ２に平行な方向（つまり、Ｘ軸方向）に離隔して配置される。
　また、第１面Ｐ１と第２面Ｐ２との間の距離は、第１アンテナ１０の共振周波数帯域に対応する波長の１／１０以下である。
　アンテナ素子２１は、図１及び図３に示されるように、第２面Ｐ２に配置され、第２給電点２４から延在する導電性の素子である。本実施の形態では、アンテナ素子２１は、Ｌ字状の形状を有する。具体的には、アンテナ素子２１は、第２給電点２４から第３面Ｐ３と交差する方向に延在する部分と、当該部分の第２給電点２４から遠い方の端部から第３面Ｐ３に沿って延在する部分とを有する。本実施の形態では、アンテナ素子２１のうち、第２給電点２４から第３面Ｐ３と交差する方向に延在する部分は、第２給電点２４から第３面Ｐ３に垂直な方向に延在する。
　地線３０は、接地される導電性素子であり、図１及び図２に示されるように、第１面Ｐ１に配置される。地線３０は、グランド点３４と、地線素子３１とを有する。
　グランド点３４は、グランド部材５０に接続されることで接地される点である。
　地線素子３１は、グランド点３４に接続され、第１アンテナ１０に沿って延在する部分を含み、第１アンテナ１０と容量結合する導電性の素子である。本実施の形態では、地線素子３１は、Ｌ字状の形状を有する。具体的には、地線素子３１は、グランド点３４から第３面Ｐ３と交差する方向に延在する部分と、当該部分のグランド点３４から遠い方の端部から第３面Ｐ３に沿って延在する部分とを有する。本実施の形態では、地線素子３１のうち、グランド点３４から第３面Ｐ３と交差する方向に延在する部分は、グランド点３４から第３面Ｐ３に垂直な方向に延在する。
　地線素子３１のうち、第３面Ｐ３に沿って延在する部分の少なくとも一部は、第１アンテナ１０の第２素子１２に沿って延在する。これにより、地線素子３１は、第１アンテナ１０と容量結合する。より詳しくは、地線素子３１のうち、第３面Ｐ３に沿って延在する部分の少なくとも一部は、第１アンテナ１０の第２素子１２の開放端を含む部分に沿って延在する。ここで、第２素子１２の開放端の周辺において、第１周波数帯域の信号に対応する電界強度が高くなる。したがって、このような第２素子１２の開放端を含む部分に沿って、地線素子３１が延在することで、地線素子３１は、第２素子１２と確実に容量結合できる。
　また、地線素子３１と第１アンテナ１０の第２素子１２とが近い距離で強く容量結合することにより、これらと異なる第２面Ｐ２に少し離れて配置された第２アンテナ２０と第１アンテナ１０との容量結合は弱くなる。
　また、地線素子３１の第２素子１２に沿って延在する部分と、第２素子１２との間の距離は、第１アンテナ１０の共振周波数帯域に対応する波長の１／１００以下である。これにより、地線素子３１は、第１アンテナ１０と確実に容量結合できる。ここで、地線３０は、グランド部材５０に接続されていることから、第１アンテナ１０と、グランド部材５０と、地線３０とは、ループアンテナを形成する。ここで、このループアンテナについて、図５を用いて説明する。
　図５は、本実施の形態に係るアンテナ装置１において形成されるループアンテナを説明する模式図である。図５に破線の矢印で示されるように、本実施の形態に係るアンテナ装置１では、第１アンテナ１０と、地線３０と、グランド部材５０とがループアンテナを形成する。このループアンテナの電気長を、第１アンテナ１０の共振周波数帯域（つまり、第１周波数帯域）で共振するような電気長に設定することで、第１アンテナ１０の共振周波数帯域におけるアンテナ効率を高めることができる。本実施の形態では、上記ループアンテナの電気長は、第１アンテナ１０の共振周波数帯域に対応する波長の約３／８である。より具体的には、上記ループアンテナの電気長は、１．２ＧＨｚに対応する波長２５０ｍｍの３／８の９３．７５ｍｍである。
　また、地線素子３１のうち第２素子１２に沿って延在する部分において、地線素子３１のグランド点３４に近い方の端部から、地線素子３１の開放端へ向かう向きと、第２素子１２において、第１素子１１と接続される端部から、第２素子１２の開放端へ向かう向きとは、互いに逆向きである。ここで、地線素子３１の開放端とは、地線素子３１のうち、グランド点から遠い方の端部であり、第２素子１２の開放端とは、第２素子１２の端部のうち、第１素子１１から遠い方の端部である。
　地線素子３１の電気長は、特に限定されないが、本実施の形態では、第２周波数帯域に対応する波長の約１／４である。より具体的には、地線素子３１の電気長は、２．４ＧＨｚに対応する波長１２５ｍｍの１／４の３１．２５ｍｍである。
　本実施の形態では、地線３０は、第２アンテナ２０と対向する位置に配置される。また、地線素子３１は、第２アンテナ２０のアンテナ素子２１が延在する方向に沿って延在する部分を含む。具体的には、地線素子３１は、第３面Ｐ３に交差する方向に延在する部分と、第３面Ｐ３に沿って延在する部分とを含む。
　第１アンテナ１０の第１素子１１及び第２素子１２、第２アンテナ２０のアンテナ素子２１、並びに、地線３０の地線素子３１の各素子は、例えば、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｕなどの金属、又は、複数の金属を含む合金などを用いて形成される。また、各素子は、例えば、絶縁性基板上に配置されるプリント配線などを用いることができる。なお、これらの各素子の構成は、これに限定されない。これらの各素子として、例えば、棒状、板状、シート状の導電性部材などを用いてもよい。また、各素子の製造方法は、特に限定されず、板金によって形成されてもよいし、メッキ、蒸着、ＬＤＳ（Ｌａｓｅｒ　Ｄｉｒｅｃｔ　Ｓｔｒｕｃｔｕｒｉｎｇ）などによって形成されてもよい。
　［１－２．作用及び効果］
　次に、本実施の形態に係るアンテナ装置１の作用及び効果について説明する。まず、本実施の形態に係るアンテナ装置１の構造上の効果について説明する。図１などに示されるように、本実施の形態に係るアンテナ装置１においては、第１面Ｐ１、第２面Ｐ２及び第３面Ｐ３に各アンテナ及び地線３０を分散させて立体的に配置することで、平面上に各アンテナ及び地線３０を配置する場合より、小型化を実現できる。本実施の形態では、第１アンテナ１０と第２アンテナ２０との間の最短距離を第２周波数帯域に対応する波長の１／２０程度まで近づけることができる。第２周波数帯域として２．４ＧＨｚ帯を用いる場合には、第１アンテナ１０と第２アンテナ２０との間の最短距離を６ｍｍ程度とすることができる。
　また、本実施の形態に係るアンテナ装置１では、第１アンテナ１０の一部を第３面Ｐ３に配置することで、第１アンテナ１０と、第１面Ｐ１に配置される地線３０との構造上の干渉を回避しつつ、第１アンテナ１０の電気長を確保できる。また、第２アンテナ２０を第２面Ｐ２に配置することで、第２アンテナ２０と、第１アンテナ１０及び地線３０との構造上の干渉を回避しつつ、第２アンテナ２０の電気長を確保することができる。
　次に、本実施の形態に係るアンテナ装置１の第１アンテナ１０と第２アンテナ２０とのアイソレーション特性について、比較例と比較しながら図６及び図７を用いて説明する。図６及び図７は、それぞれ、比較例及び本実施の形態に係るアンテナ装置の通過特性のシミュレーション結果を示すグラフである。図６及び図７において、縦軸が通過特性を示し、横軸が周波数を示す。図６及び図７に示される通過特性は、第１アンテナ１０に印加された信号が第２アンテナ２０に通過する割合を示す指標である。つまり、通過特性が低いほど、アイソレーション特性が良いことを示す。
　比較例のアンテナ装置は、地線３０を備えない点において、本実施の形態に係るアンテナ装置１と相違し、その他の点において一致するアンテナ装置である。
　図６に示される比較例に係るアンテナ装置では、第１アンテナ１０及び第２アンテナ２０の双方の共振周波数帯域である２．４ＧＨｚ帯において、通過特性が－８ｄＢから－９ｄＢ程度である。比較例に係るアンテナ装置では、第１アンテナ１０及び第２アンテナ２０がグランドとして機能するグランド部材５０を共有しており、かつ、これらの二つのアンテナ間の距離が小さい。これに伴い、これら二つのアンテナで共振する電磁波が、グランド部材５０を介して結合する。したがって、これら二つのアンテナのアイソレーションを十分に確保できない。
　これに対して、図７に示される本実施の形態に係るアンテナ装置１では、通過特性が－１７ｄＢから－１９ｄＢ程度である。つまり、比較例のアンテナ装置と比べて、本実施の形態に係るアンテナ装置１の方が２．４ＧＨｚ帯におけるアイソレーション特性が改善されている。無線通信装置において必要とされるアイソレーション特性の程度は、各装置の仕様に依存するが、一般に通過特性が－１０ｄＢ以下であることが要求される。本実施の形態に係るアンテナ装置１によれば、このような一般的なアイソレーション特性の要求仕様を満たすことができる。
　本実施の形態に係るアンテナ装置１におけるアイソレーション特性の改善は、地線３０が、第１アンテナ１０及び第２アンテナ２０の放射指向性に影響を与えることに起因する。具体的には、地線３０と、第１アンテナ１０及び第２アンテナ２０との位置関係などが互いに異なる。このため、地線３０は、第１アンテナ１０及び第２アンテナ２０の放射指向性にそれぞれ異なる影響を与える。これに伴い、第１アンテナ１０及び第２アンテナ２０の放射指向性の類似性が低減される。したがって、第１アンテナ１０と第２アンテナ２０との結合効率が低下するため、第１アンテナ１０と第２アンテナ２０とのアイソレーション特性が改善されると推測される。
　次に、本実施の形態に係るアンテナ装置１の第１アンテナ１０及び第２アンテナ２０のアンテナ効率について、上記比較例と比較しながら図８及び図９を用いて説明する。図８及び図９は、それぞれ、比較例及び本実施の形態に係るアンテナ装置のアンテナ効率のシミュレーション結果を示すグラフである。図８及び図９に示される実線及び点線の曲線がそれぞれ第１アンテナ１０及び第２アンテナ２０のアンテナ効率を示す。図８及び図９において、縦軸がアンテナ効率を示し、横軸が周波数を示す。図８及び図９に示されるアンテナ効率は、アンテナに供給された電力に対する放射された電力の比を意味する。
　図８及び図９に示されるように、１．２ＧＨｚ帯において、比較例に係る第１アンテナ１０のアンテナ効率は－５ｄＢ程度であるのに対して、本実施の形態に係るアンテナ装置１では、第１アンテナ１０のアンテナ効率は、－１．６ｄＢ程度である。これは、第１アンテナの共振周波数が１．５ＧＨｚから１．２ＧＨｚに低下しているためであり、本実施の形態に係る第１アンテナ１０が地線３０とグランド部材５０とで１．２ＧＨｚ帯で共振するループアンテナを形成することに起因する。
　つまり、本実施の形態においては、第１アンテナ１０と第２アンテナ２０のアイソレーションを改善するだけでなく、このようなループアンテナも同時に構成することにより、第１アンテナの低周波化（つまり、アンテナの小型化）を実現することができる。このように本実施の形態に係るアンテナ装置１においては、比較例に係るアンテナ装置より、１．２ＧＨｚ帯における第１アンテナ１０のアンテナ効率を高めることができる。
　また、図８及び図９に示されるように、２．４ＧＨｚ帯において、比較例に係る第２アンテナ２０のアンテナ効率は－３．５ｄＢ程度であるのに対して、本実施の形態に係るアンテナ装置１では、第２アンテナ２０のアンテナ効率は、－１．５ｄＢ程度である。このように本実施の形態に係るアンテナ装置１においては、比較例に係るアンテナ装置より、２．４ＧＨｚ帯における第２アンテナ２０のアンテナ効率が高められる。これは、本実施の形態に係る地線３０の電気長が第２周波数帯域である２．４ＧＨｚ帯に対応する波長の約１／４であるため、地線３０において２．４ＧＨｚ帯の信号が共振することに起因すると推測される。つまり、本実施の形態においては、第２アンテナ２０だけでなく、地線３０も、２．４ＧＨｚ帯の信号の放射に寄与していると推測される。
　以上のように、本実施の形態によれば、第１アンテナ１０及び第２アンテナ２０を備えるアンテナ装置１であって、これらのアンテナ間のアイソレーションを確保しつつ、小型化を実現できるアンテナ装置を提供できる。さらに、本実施の形態によれば、アンテナ装置１の各アンテナのアンテナ効率も高めることができる。このように、本実施の形態では、二つのアンテナ間のアイソレーションを確保しつつ、各アンテナのアンテナ効率を高めることができる。
　また、本実施の形態では、地線３０は、第２アンテナ２０と対向する位置に配置されるため、第２給電点２４とグランド点３４とが近くなり、第２アンテナ２０と地線３０との結合効率を高めることができる。したがって、地線３０からの２．４ＧＨｚ帯における放射効率を高めることができる。さらに、地線３０は、第２アンテナ２０のアンテナ素子２１が延在する方向に沿って延在する部分を含むため、限られたスペースに配置可能となり、アンテナを小型化することができる。
　（実施の形態２）
　実施の形態２に係るアンテナ装置及びアンテナ装置を備える通信端末について説明する。本実施の形態に係るアンテナ装置は、主に、第１アンテナ及び第２アンテナがそれぞれ短絡線を備える点において、実施の形態１に係るアンテナ装置１と相違する。以下、本実施の形態に係るアンテナ装置及び通信端末について図１０～図１４を用いて説明するが、実施の形態１に係るアンテナ装置１と共通する構成の一部については、説明を省略する。
　図１０は、本実施の形態に係る通信端末１０２の外観を示す模式図である。本実施の形態に係る通信端末１０２は、無線通信を行う端末であり、図１０に示されるように、アンテナ装置１０１を備える。通信端末１０２は、さらに、表示部１９０と、筐体１９２とを備える。通信端末１０２は、例えば、タブレット型端末である。
　表示部１９０は、通信端末１０２において、画像を表示するモニタである。表示部１９０として、例えば、液晶表示パネル、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ－Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）表示パネルなどを用いることができる。
　筐体１９２は、通信端末１０２が備えるアンテナ装置１０１及びその他の回路及び部品を収容するケースである。筐体１９２のうち、少なくともアンテナ装置１０１の周辺は、樹脂などの絶縁性材料によって形成される。これにより、アンテナ装置１０１から放射される電磁波を筐体１９２の外部に放射することができ、外部から入射する電磁波が筐体１９２を通過してアンテナ装置１０１に伝播することができる。
　アンテナ装置１０１は、実施の形態１に係るアンテナ装置１と同様に、第１周波数帯域及び第２周波数帯域の信号を送受信する無線通信装置である。図１０に示されるように、アンテナ装置１０１は、筐体１９２の内部に配置される。以下、本実施の形態に係るアンテナ装置１０１について、図１１～図１４を用いて説明する。図１１は、本実施の形態に係るアンテナ装置１０１の全体構成を示す模式図である。図１１においては、第１面Ｐ１側から見たアンテナ装置１０１の斜視図が示されている。図１２、図１３及び図１４は、それぞれ、本実施の形態に係るアンテナ装置１０１の第１面Ｐ１、第２面Ｐ２及び第３面Ｐ３の平面視における模式図である。図１１～図１４においては、通信端末１０２の筐体１９２を取り外した状態が示されている。図１１に示されるように、アンテナ装置１０１は、グランド部材１５０に配置される。
　グランド部材１５０は、接地された導電性部材である。本実施の形態では、グランド部材１５０は、通信端末１０２のフレームとして機能する部材である。グランド部材１５０の外縁に形成された凹部にアンテナ装置１０１が配置及び接続される。グランド部材１５０は、導電性の材料で形成される。グランド部材１５０は、例えば、マグネシウムなどで形成される。
　図１１に示されるように、本実施の形態に係るアンテナ装置１０１は、第１面Ｐ１、第１面Ｐ１と平行な第２面Ｐ２、並びに、第１面Ｐ１と第２面Ｐ２とを接続し第１面Ｐ１及び第２面Ｐ２と垂直な第３面Ｐ３に配置され、第１アンテナ１１０と、第２アンテナ１２０と、地線１３０とを備える。アンテナ装置１０１は、例えば、第１面Ｐ１、第２面Ｐ２及び第３面Ｐ３を有する絶縁性基板上に配置される（絶縁性基板は不図示）。なお、本実施の形態では、第１面Ｐ１は、通信端末１０２における表示部１９０より、表示部１９０の裏側の面（つまり、通信端末１０２の背面）に近い位置に配置される面である。また、第２面Ｐ２は、通信端末１０２における表示部１９０の裏側の面（つまり、通信端末１０２の背面）より、表示部１９０に近い位置に配置される面である。
　第１アンテナ１１０は、第１面Ｐ１及び第３面Ｐ３に配置されるアンテナであり、図１２に示されるように、第１給電点１１４と、第１素子１１１と、第２素子１１２と、第１短絡素子１１３と、第１スリット１１５と、第１グランド素子１１６とを有する。
　第１給電点１１４は、第１周波数帯域の信号が供給される点である。第１給電点１１４は、実施の形態１に係る第１給電点１４と同様の構成を有する。
　第１素子１１１は、図１２に示されるように、第１面Ｐ１に配置され、第１給電点１１４から第３面Ｐ３まで延在する導電性の素子である。本実施の形態では、第１素子１１１は、矩形平板状の形状を有する。
　第２素子１１２は、図１２及び図１４に示されるように、第３面Ｐ３に配置され、第１素子１１１の端部から第１面Ｐ１に沿って延在する導電性の素子である。本実施の形態では、第２素子１１２は、矩形平板状の形状を有する。第２素子１１２の第１素子１１１から遠い方の端部には、第１短絡素子１１３が接続されている。
　第１短絡素子１１３は、第１アンテナ１１０とグランド部材１５０とを短絡する導電性の素子である。本実施の形態では、第１短絡素子１１３は、第１面Ｐ１及び第３面Ｐ３に配置され、第２素子１１２の第１素子１１１から遠い方の端部と、第１グランド素子１１６とを接続する。第１短絡素子１１３は、第１グランド素子１１６を介して第１アンテナ１１０の第２素子１１２とグランド部材１５０とを短絡する。第１短絡素子１１３は、第１素子１１１及び第２素子１１２に沿って配置される。第１短絡素子１１３と、第１素子１１１及び第２素子１１２との間に第１スリット１１５が配置される。図１２に示されるように、第１短絡素子１１３は、第１面Ｐ１において、第１素子１１１に沿って配置される長尺状の部分を有する。また、図１４に示されるように、第１短絡素子１１３は、第３面Ｐ３において、第２素子１１２に沿って配置されるＬ字状の部分を有する。
　第１スリット１１５は、図１２及び図１４に示されるように、第１アンテナ１１０の第１素子１１１及び第２素子１１２と、第１短絡素子１１３とを分離するスリットである。
　第１グランド素子１１６は、グランド部材１５０に接続される素子である。第１グランド素子１１６には、第１短絡素子１１３が接続される。第１グランド素子１１６とグランド部材１５０との接続態様は特に限定されない。本実施の形態では、第１グランド素子１１６は、グランド部材１５０に設けられたネジ孔にねじ込まれた導電性のネジ１１８と、グランド部材１５０とによって挟持されることで、グランド部材１５０に接続及び固定される。
　第２アンテナ１２０は、第２面Ｐ２に配置されるアンテナであり、図１３に示されるように、第２給電点１２４と、アンテナ素子１２１と、第２短絡素子１２３と、第２スリット１２５と、第２グランド素子１２６とを有する。
　第２給電点１２４は、第２周波数帯域の信号が供給される点である。第２給電点１２４は、実施の形態１に係る第２給電点２４と同様の構成を有する。
　アンテナ素子１２１は、図１３に示されるように、第２面Ｐ２に配置され、第２給電点１２４から延在する導電性の素子である。本実施の形態では、アンテナ素子１２１は、第２給電点１２４から、第３面Ｐ３に沿って延在する。アンテナ素子１２１は、矩形平板状の形状を有する。アンテナ素子１２１の第２給電点１２４から遠い方の端部には、第２短絡素子１２３が接続されている。
　第２短絡素子１２３は、第２アンテナ１２０とグランド部材１５０とを短絡する導電性の素子である。本実施の形態では、第２短絡素子１２３は、第２面Ｐ２に配置され、アンテナ素子１２１の第２給電点１２４から遠い方の端部と、第２グランド素子１２６とを接続する。第２短絡素子１２３は、第２グランド素子１２６を介して第２アンテナ１２０のアンテナ素子１２１とグランド部材１５０とを短絡する。第２短絡素子１２３は、アンテナ素子１２１に沿って配置される。第２短絡素子１２３と、アンテナ素子１２１との間に第２スリット１２５が配置される。図１３に示されるように、第２短絡素子１２３は、第２面Ｐ２において、アンテナ素子１２１に沿って配置される長尺状の部分を有する。
　第２スリット１２５は、図１３に示されるように、第２アンテナ１２０のアンテナ素子１２１と、第２短絡素子１２３とを分離するスリットである。
　第２グランド素子１２６は、グランド部材１５０に接続される素子である。第２グランド素子１２６には、第２短絡素子１２３が接続される。第２グランド素子１２６とグランド部材１５０との接続態様は特に限定されない。本実施の形態では、第２グランド素子１２６は、グランド部材１５０に設けられたネジ孔にねじ込まれた導電性のネジ１２８と、グランド部材１５０とによって挟持されることで、グランド部材１５０に接続及び固定される。
　地線１３０は、接地される導電性素子であり、図１１に示されるように、第１面Ｐ１に配置される。地線１３０は、図１２に示されるように、グランド点１３４と、地線素子１３１とを有する。
　グランド点１３４は、グランド部材１５０に接続されることで接地される点である。
　地線素子１３１は、グランド点１３４に接続され、第１アンテナ１１０に沿って延在する部分を含み、第１アンテナ１１０と容量結合する導電性の素子である。本実施の形態では、地線素子１３１は、Ｌ字状の形状を有する。具体的には、地線素子１３１は、グランド点１３４から第３面Ｐ３と交差する方向に延在する部分と、当該部分のグランド点１３４から遠い方の端部から第３面Ｐ３に沿って延在する部分とを有する。本実施の形態では、地線素子１３１のうち、グランド点１３４から第３面Ｐ３と交差する方向に延在する部分は、グランド点１３４から第３面Ｐ３に垂直な方向に延在する。
　地線素子１３１のうち、第３面Ｐ３に沿って延在する部分の少なくとも一部は、第１アンテナ１１０の第２素子１１２に沿って延在する。これにより、地線素子１３１は、第１アンテナ１１０と容量結合する。より詳しくは、地線素子１３１のうち、第３面Ｐ３に沿って延在する部分の少なくとも一部は、第１アンテナ１１０の第２素子１１２の開放端を含む部分に沿って延在する。これにより、地線素子１３１は、第２素子１１２と確実に容量結合できる。
　また、地線素子１３１の第２素子１１２に沿って延在する部分と、第２素子１１２との間の距離は、第１アンテナ１１０の共振周波数帯域に対応する波長の１／１００以下である。これにより、地線素子１３１は、第１アンテナ１１０と確実に容量結合できる。ここで、地線１３０は、グランド部材１５０に接続されていることから、第１アンテナ１１０と、グランド部材１５０と、地線１３０とは、ループアンテナを形成する。
　本実施の形態では、地線１３０は、第２アンテナ１２０と対向する位置に配置される。また、地線素子１３１は、第２アンテナ１２０のアンテナ素子１２１が延在する方向に沿って延在する部分を含む。具体的には、地線素子１３１は、第３面Ｐ３に沿って延在する部分を含む。
　地線１３０とグランド部材１５０との接続態様は特に限定されない。本実施の形態では、地線１３０は、グランド部材１５０に設けられたネジ孔にねじ込まれた導電性のネジ１３８と、グランド部材１５０とによって挟持されることで、グランド部材１５０に接続及び固定される。
　本実施の形態に係るアンテナ装置１０１においても、実施の形態１に係るアンテナ装置１と同様の作用及び効果が奏される。また、本実施の形態に係る通信端末１０２では、アンテナ装置１０１を備えるため、アンテナ装置１０１と同様の効果が奏される。
　（変形例など）
　以上、本開示について、上記各実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、上記各実施の形態に限定されるものではない。本開示の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を上記各実施の形態に施したものも、本開示の範囲内に含まれてもよい。
　例えば、上記各実施の形態において、地線は、第１面Ｐ１だけに配置されたが、地線は、第３面Ｐ３にも配置されてもよい。
　また、上記各実施の形態に係るアンテナ装置が備える各素子の形状は、上記各実施の形態で例示した形状に限定されない。各素子の形状は、楕円などであってもよいし、湾曲していてもよい。
　また、上記各実施の形態に係るアンテナ装置の各素子の一部に、ミアンダ構造が採用されてもよい。
　また、上記実施の形態２では、アンテナ装置１０１をタブレット型端末に適用する例について説明したが、上記各実施の形態に係るアンテナ装置は、タブレット型端末以外にも適用可能である。例えば、上記各実施の形態に係るアンテナ装置は、ノート型ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ　Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）、スマートフォンなどの他の通信端末にも適用可能である。
　その他、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態なども本開示に含まれる。
　本開示のアンテナ装置は、二つのアンテナを備え、これらの二つのアンテナ間のアイソレーションを確保しつつ小型化を実現できるアンテナ装置として、例えば、タブレット型端末、ノート型ＰＣ、スマートフォンなどの通信端末に利用可能である。
　１、１０１　アンテナ装置
　１０、１１０　第１アンテナ
　１１、１１１　第１素子
　１２、１１２　第２素子
　１４、１１４　第１給電点
　２０、１２０　第２アンテナ
　２１、１２１　アンテナ素子
　２４、１２４　第２給電点
　３０、１３０　地線
　３１、１３１　地線素子
　３４、１３４　グランド点
　５０、１５０　グランド部材
　１０２　通信端末
　１１３　第１短絡素子
　１１５　第１スリット
　１１６　第１グランド素子
　１１８、１２８、１３８　ネジ
　１２３　第２短絡素子
　１２５　第２スリット
　１２６　第２グランド素子
　１９０　表示部
　１９２　筐体
　Ｐ１　第１面
　Ｐ２　第２面
　Ｐ３　第３面

Claims (8)

  1. 　第１面、前記第１面と平行な第２面、並びに、前記第１面と前記第２面とを接続し前記第１面及び前記第２面と垂直な第３面、に配置されるアンテナ装置であって、
    　前記第１面及び前記第３面に配置される第１アンテナと、
    　前記第２面に配置される第２アンテナと、
    　前記第１面に配置される地線とを備え、
    　前記第１アンテナは、
    　前記第１面に配置される第１給電点と、
    　前記第１面に配置され、前記第１給電点から前記第３面まで延在する導電性の第１素子と、
    　前記第３面に配置され、前記第１素子の端部から前記第１面に沿って延在する導電性の第２素子とを有し、
    　前記第２アンテナは、
    　前記第１給電点から、前記第１面及び前記第２面に平行な方向に離隔して配置される第２給電点と、
    　前記第２給電点から延在する導電性のアンテナ素子とを有し、
    　前記地線は、
    　接地されるグランド点と、
    　前記グランド点に接続され、前記第１アンテナに沿って延在する部分を含み、前記第１アンテナと容量結合する導電性の地線素子とを有する
    　アンテナ装置。
  2. 　前記地線素子の前記第１アンテナに沿って延在する部分は、前記第２素子に沿って延在する部分を含み、
    　前記第２素子に沿って延在する部分と、前記第２素子との間の距離は、前記第１アンテナの共振周波数帯域に対応する波長の１／１００以下であり、
    　前記グランド点は、接地されたグランド部材に接続され、かつ、前記第１アンテナと、前記地線素子と、前記グランド部材とは、ループアンテナを形成する
    　請求項１に記載のアンテナ装置。
  3. 　前記ループアンテナの電気長は、前記第１アンテナの共振周波数帯域に対応する波長の３／８である
    　請求項２に記載のアンテナ装置。
  4. 　前記地線は、前記第２アンテナと対向する位置に配置される
    　請求項１～３のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
  5. 　前記地線素子の電気長は、前記第２アンテナの共振周波数帯域に対応する波長の１／４である
    　請求項１～４のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
  6. 　前記地線素子は、前記第２素子の開放端を含む部分に沿って延在する部分を含む
    　請求項１～５のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
  7. 　前記地線素子のうち前記第２素子の開放端を含む部分に沿って延在する部分において、前記地線素子の前記グランド点に近い方の端部から、前記地線素子の開放端へ向かう向きと、前記第２素子において、前記第１素子と接続される端部から、前記第２素子の開放端へ向かう向きとは、互いに逆向きである
    　請求項６に記載のアンテナ装置。
  8. 　前記第１面と前記第２面との間の距離は、前記第１アンテナの共振周波数帯域に対応する波長の１／１０以下である
    　請求項１～７のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
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