JP5321290B2

JP5321290B2 - アンテナ構造

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Publication number: JP5321290B2
Application number: JP2009155629A
Authority: JP
Inventors: 浩西田; 健一石塚
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2009-06-30
Filing date: 2009-06-30
Publication date: 2013-10-23
Anticipated expiration: 2029-06-30
Also published as: JP2011015034A

Description

本発明は、携帯型電話機等に適用される小型のアンテナ構造に関するものである。

近年、携帯型電話機等の無線装置において、マルチバンドのアンテナモジュールが使用されるようになり、性能の向上が望まれている。図８には、マルチバンドのアンテナ構造の一例が示されている（特許文献１、参照。）。同図において、給電点３９に接続された給電素子（メインエレメント）４０の開放端４０ａ付近に、無給電素子（サブエレメント）４１が近接配置されている。無給電素子４１は複数の折り返し部を備えている。このアンテナ構造においては、無給電素子４１の基端部４１ｂと接地導体５０との間に配置されているスイッチ素子４０を切り替えることにより、複数の周波数に対応するアンテナ動作を可能としている。

図９には、アンテナ構造の別の例が示されている（特許文献２、参照。）。同図において、地板４４の給電点４５に接続された線状放射素子４６が、その形状を折り返し形状として形成されており、線状放射素子４６の途中にスイッチ素子４７が配置されている。このアンテナ構造は、スイッチ素子４７を切り替え、線状放射素子４６のうち、スイッチ素子４７を挟む両側の素片４６ａ，４６ｂが共に給電点４５に接続された状態と、素片４６ｂを給電点４５から切り離した状態とを切り替えて、複数の共振周波数に対応するアンテナ動作を可能としている。また、このアンテナ構造においては、スイッチ素子４７によって素片４６ｂを給電点４５から切り離した際に、その線状放射素子が無給電反射素子として機能し、この無給電反射素子（素片４６ｂ）と、給電点４５に接続されている側の素片４６ａにより形成される線状放射素子とが共振する構成と成している。

Ｗ０２００５／０６９４３９特開２００６−５４６３９号公報

ところで、８００ＭＨｚ帯のような低い周波数帯で、アンテナ素子を効率良く動作させるためには、アンテナサイズを大きくする必要があるが、携帯電話機の端末等においては、アンテナサイズの小型化が求められるために、アンテナ効率の向上が難しい。特に、図８に示したアンテナ構造のように、給電素子（メインエレメント）４０の配置スペースに加え、給電素子４０とは独立して設けた無給電素子４１を配置するスペースを確保する必要があると、給電素子４０の面積を小さくせざるを得ず、それにより、アンテナ効率がさらに劣化してしまうといった問題が生じる。

また、図９に示したアンテナ構造においては、給電点４５につながる線状放射素子からスイッチ素子４７によって素片４６ｂ（無給電反射素子）が切り離される構成であり、この長さがλ／２（λは波長）となる周波数で動作する。この素片４６ｂのアンテナサイズは、片端が接地されるλ／４で動作する無給電素子に比べると大きくなるため、アンテナサイズの小型化の実現が難しいといった問題があった。

本発明は上記課題を解決するために成されたものであり、その目的は、小型でアンテナ効率が高く、複数の周波数のアンテナ動作が可能なアンテナ構造を提供することにある。

上記目的を達成するために、この発明は次に示す構成をもって前記課題を解決するための手段としている。すなわち、本発明は、接地導体が形成されているグランド領域と接地導体が形成されていない非グランド領域とを有する基板の前記非グランド領域に配置される帯状または線状の電極により形成された第一と第二と第三の放射素子を有し、前記第一の放射素子は一端側が給電点に接続される給電接続部と成して他端側にはスイッチ素子が設けられ、前記第二の放射素子は一端側が接地導体に接続される導体接続部と成して他端側が前記スイッチ素子に接続され、前記第三の放射素子は一端側が前記スイッチ素子に接続されて他端側は開放端と成しており、前記スイッチ素子を切り替えることにより、前記第一の放射素子と前記第三の放射素子とが前記スイッチ素子を介して電気的に結合して行う低周波側のアンテナ動作と、前記第二の放射素子と前記第三の放射素子とが前記スイッチ素子を介して電気的に結合して行う高周波側のアンテナ動作とを切り替える構成としたことを特徴とする。

また、本発明は、接地導体が形成されているグランド領域と接地導体が形成されていない非グランド領域とを有する基板の前記非グランド領域に配置される帯状または線状の電極により形成された第一と第二と第三と第四の放射素子を有し、前記第一の放射素子は一端側が給電点に接続される給電接続部と成して他端側には第一のスイッチ素子が設けられ、前記第二の放射素子は一端側が接地導体に接続される導体接続部と成して他端側は二つに分岐され、一方の分岐端は前記第一のスイッチ素子に接続されて他方の分岐端は第二のスイッチ素子に接続され、前記第三の放射素子は一端側が前記第二のスイッチ素子に接続されて他端側は開放端と成し、前記第四の放射素子は一端側が前記第一のスイッチ素子に接続されて他端側は前記第二のスイッチ素子に接続され、また、前記第二の放射素子の導体接続部には、該導体接続部に接続される接地導体と前記第二の放射素子との接続の有無を切り替える第三のスイッチ素子が設けられており、前記第一と第二と第三のスイッチ素子を切り替えることにより、前記接地導体との接続を切り離した前記第二の放射素子と前記第一の放射素子と前記第三の放射素子とが前記第一と第二のスイッチ素子を介して電気的に結合して行う低周波側のアンテナ動作と、前記第一の放射素子と前記第三の放射素子と前記第四の放射素子とが前記第一と第二のスイッチ素子を介して電気的に結合して行う高周波側のアンテナ動作とを切り替える構成としたことをも特徴とする。

本発明において、帯状または線状の電極により形成された第一と第二と第三の放射素子を有する構成によれば、第一の放射素子の他端側と第二の放射素子の他端側と第三の放射素子の一端側とに接続されたスイッチ素子を切り替えることにより、低周波側と高周波側のアンテナ動作を切り替えて行うことができる。つまり、前記スイッチ素子の切り替えにより、第一の放射素子と第三の放射素子とがスイッチ素子を介して電気的に結合して行う低周波側のアンテナ動作と、第二の放射素子と第三の放射素子とが前記スイッチ素子を介して電気的に結合して行う高周波側のアンテナ動作とを、切り替えることができる。

このように、低周波側のアンテナ動作時に第一の放射素子と結合して給電素子の一部を形成する第三の放射素子を、高周波側のアンテナ動作を行うときには第二の放射素子に結合して無給電素子として機能させることにより、給電素子と無給電素子を別個に形成して高周波側と低周波側のアンテナ動作時にそれぞれ動作させる構成に比べ、小さいスペースでも十分なアンテナ長さを得やすい。

なお、低周波側のアンテナ動作を行うときには、一端側が給電点に接続された第一の放射素子と第三の放射素子とを結合して、この結合構成を給電素子として動作を行うので、給電素子が許容されるアンテナスペース内を最大限利用できるように形成し、十分な長さのアンテナサイズを得ることができる。したがって、低周波側のアンテナ動作において、高いアンテナ効率を得ることができる。

一方、高周波側のアンテナ動作を行う時には、アンテナサイズが低周波側に比べて短くても比較的高いアンテナ効率が得られるので、第一の放射素子のみで形成される給電素子により、十分なアンテナ効率を得ることができる。また、高周波側のアンテナ動作を行う時には、第二の放射素子の一端側を接地導体に接続し、その第二の放射素子と第三の放射素子とを結合して無給電素子とし、この無給電素子を、給電素子として機能する第一の放射素子と容量結合することで複共振化でき、広帯域化を可能とすることができる。

さらに、第二の放射素子の導体接続部に、該導体接続部に接続される接地導体と前記第二の放射素子との接続の有無を切り替える導体接続用スイッチ素子と、低周波側の励振周波数において並列共振する並列共振回路と、のいずれか一方を設けることにより、第二の放射素子が、低周波側のアンテナ動作に、そのアンテナ動作の放射特性を劣化させることを防ぐことができる。特に、並列共振回路を設けた構成は、導体接続用スイッチ素子を設ける構成のように、スイッチ素子を動作させる機能を設けて適宜動作させることなしに、回路設置により同様の効果を奏することができ、構成の簡略化を図ることができる。

また、本発明において、帯状または線状の電極により形成された第一と第二と第三と第四の放射素子を有する構成によれば、第二の放射素子の他端側を二つに分岐し、各分岐端に設けた第一と第二のスイッチ素子および第二の放射素子の一端側（導体接続部側）に設けた第三のスイッチ素子を切り替えることにより、低周波側と高周波側のアンテナ動作を切り替えて行うことができる。また、低周波側のアンテナ動作時には第一の放射素子と結合して給電素子の一部を形成する第二の放射素子を、高周波側のアンテナ動作時には無給電素子として機能させることにより、前記第一と第二と第三の放射素子を有する本発明と同様に、小さいスペースでも十分なアンテナ長さを得ることができる。

なお、低周波側のアンテナ動作を行うときには、第二の放射素子の接地導体との接続を切り離し、一端側が給電点に接続された第一の放射素子と、他端側が開放端の第三の放射素子と、他端側が分岐された第二の放射素子とを結合して行うが、分岐部を有している第二の放射素子は、その長さを長くとりやすい。そのため、第二の放射素子と第一、第三の放射素子を接続することにより、給電素子が許容されるアンテナスペース内を最大限利用できるような長さのアンテナサイズを形成しやすくなり、低周波側のアンテナ動作において、高いアンテナ効率を得ることができる。

一方、高周波側のアンテナ動作を行う時には、アンテナサイズが低周波側に比べて短くても比較的高いアンテナ効率が得られるので、第二の放射素子を切り離しても、十分なアンテナ効率を得ることができる。また、高周波側のアンテナ動作を行う時には、第一と第三と第四の放射素子を結合してその結合構成を給電素子とし、第二の放射素子は接地導体と接続して無給電素子とする。そして、この無給電素子（第二の放射素子）を給電素子（第一、第三、第四の放射素子の結合構成）と容量結合することで複共振化でき、広帯域化を可能とすることができる。

また、少なくも一つの放射素子に、リアクタンス素子を一つ以上設けることにより、たとえ放射素子の長さの設定のみでは、アンテナ動作の動作周波数の調整が難しい場合であっても、リアクタンス素子の配設数や配設態様に応じ、低周波側と高周波側のアンテナ動作の少なくとも一方の動作において、動作周波数を所望の周波数に合わせることができる。

さらに、放射素子とスイッチ素子との接続部の少なくとも一つに、互いに異なる周波数に対応する複数のリアクタンス素子を並列に介設し、スイッチ素子をいずれかのリアクタンス素子と選択的に接続することにより、アンテナ動作の周波数範囲を、より広い周波数範囲とすることができる。

さらに、第一の放射素子の給電接続部に、低周波側のアンテナ動作を複共振動作にするリアクタンス回路を設けることにより、低周波側のアンテナ動作を複共振させて、アンテナ動作の広帯域化を図ることができる。

さらに、放射素子とスイッチ素子を、誘電率または誘磁率をもつ基体またはフィルムに形成することにより、放射素子を給電点と接続して形成する給電素子と放射素子を接地導体と接続して形成する無給電素子との間の必要な結合を生じさせやすくすることができる。

第１実施例のアンテナ構造を説明するための模式的な説明図である。第２実施例のアンテナ構造を説明するための模式的な説明図である。第３実施例のアンテナ構造を説明するための模式的な説明図である。第４実施例のアンテナ構造を説明するための模式的な説明図である。第５実施例のアンテナ構造を説明するための模式的な説明図である。第６実施例のアンテナ構造を説明するための模式的な説明図である。その他の実施例のアンテナ構造を説明するための模式的な説明図である。従来のマルチバンドアンテナ構造の例を示す説明図である。従来のマルチバンドアンテナ構造の別の例を示す説明図である。

以下に、この発明に係る実施例を図面に基づいて説明する。

図１（ａ）には、本発明に係るアンテナ構造の第１実施例の構成が模式的な平面図により示されている。同図に示すように、第１実施例のアンテナ構造は、帯状の電極により形成された第一と第二と第三の放射素子１，２，３を有しており、これら第一と第二と第三の放射電極１，２，３は、基板１０の非グランド領域Ｚpに配置されている。基板１０は、例えば携帯型電話機の筐体内等に配置されており、接地導体（グランド電極）が形成されているグランド領域Ｚgと、接地導体が形成されていない前記非グランド領域Ｚpとを有している。

第一の放射素子１はＬ字形状を呈し、その一端側は給電点５に接続される給電接続部１ａと成している。この給電接続部１ａには、リアクタンス素子１１が介設されている。第一の放射素子１は、給電接続部１ａから基板１０の辺２０に沿って基板１０の角部まで伸設され、該角部で折れ曲がり、基板１０の端部（非グランド領域Ｚpの端部）の辺２１に沿って、その中央部まで伸設されている。この第一の放射素子１の他端側には、リアクタンス素子１２を介してスイッチ素子７が設けられている。

第二の放射素子２は直線状に形成されており、その一端側は前記接地導体（グランド領域Ｚg側）に接続される導体接続部２ａと成している。この導体接続部２ａには、リアクタンス素子１３を介して導体接続用スイッチ素子６が設けられている。第二の放射素子２は、基板１０の非グランド領域Ｚpの中央部に設けられ、該非グランド領域Ｚpを図１（ａ）の縦方向に横切る方向に、基板１０の辺２０と平行に形成されている。第二の放射素子２の他端側は前記スイッチ素子７に接続されている。第三の放射素子３は、その一端側がスイッチ素子７に接続され、基板１０の辺２１に沿って直線状に形成されている。第三の放射電極３の他端側は開放端３ａと成している。

図１（ｂ）、（ｃ）は、第１実施例のアンテナ動作時における放射素子接続状態を説明するための模式的な平面図であり、本実施例では、スイッチ素子７を切り替えることにより、図１（ｂ）に示すように、第一の放射素子１と第三の放射素子３とがスイッチ素子７を介して電気的に結合して行う低周波側のアンテナ動作と、図１（ｃ）に示すように、第二の放射素子２と第三の放射素子３とがスイッチ素子７を介して電気的に結合して行う高周波側のアンテナ動作とを切り替える構成としたことを特徴とする。

前記導体接続用スイッチ素子６は、第二の放射素子２と接地導体の接続の有無を切り替えるスイッチであり、低周波側のアンテナ動作を行うときには、図１（ａ）の実線に示すようにする。このように導体接続用スイッチ素子６を第二の放射素子２と切り離すことにより、図１（ｂ）に示すように、第二の放射素子２を接地導体と非接続状態とする。一方、高周波側のアンテナ動作を行うときには、図１（ａ）の破線に示すように、導体接続用スイッチ素子６を第二の放射素子２と接続することにより、図１（ｃ）に示すように、第二の放射素子２を接地導体と接続状態とする。このことにより、第二の放射素子２と第三の放射素子３との結合構成が無給電素子となり、この無給電素子を給電素子として機能する第一の放射素子１と容量結合する。

なお、第一の放射素子１と第三の放射素子３の長さの合計が、低周波側の波長λ_Ｌのアンテナ動作においてλ_Ｌ／４で共振する長さであり、第一と第三の放射素子１，３が電気的に結合して形成される給電素子が波長λ_Ｌの周波数において共振する。また、第一の放射素子１の長さは、高周波側の波長λ_Ｈ１のアンテナ動作においてλ_Ｈ１／４で共振する長さであり、給電素子として機能する第一の放射素子１が波長λ_Ｈ１において共振する。また、第二の放射素子２と第三の放射素子３の長さの合計が、波長λ_Ｈ２のアンテナ動作においてλ_Ｈ２／４で共振する長さであり、第二と第三の放射素子２，３が電気的に結合して形成される無給電素子が波長λ_Ｈ２において共振する。以上より、波長λ_Ｈ１、λ_Ｈ２の周波数で複共振する。

さらに、本実施例において、各アンテナ動作時の周波数は、リアクタンス素子１１〜１３により、微調整される。低周波側のアンテナ動作時の周波数が、リアクタンス素子１１，１２によって調整され、高周波側のアンテナ動作時に給電素子と無給電素子とで複共振したときの共振周波数が、リアクタンス素子１１によって給電素子側で調整され、リアクタンス素子１３によって無給電素子側で調整される。

図２（ａ）には、本発明に係るアンテナ構造の第２実施例の構成が模式的な平面図により示されている。なお、第２実施例の説明を始め、以下の実施例の説明において、前記第１実施例と同一名称部分には同一符号を付し、その重複説明は省略または簡略化する。

第２実施例は第１実施例とその基本構成は同様であり、第２実施例が第１実施例と異なることは、第一、第二、第三の放射素子１，２，３の形状と長さを異なるものとしたことである。つまり、第２実施例において、第一の放射素子１は、Ｌ字形状を呈しているが、給電側接続部１ａから基板１０の辺２０に沿って非グランド領域Ｚpの途中部まで伸設され、その後、基板１０の辺２１と平行に形成されて、非グランド領域Ｚpを図２（ａ）の横方向に横切る態様で形成されている。第一の放射素子１の他端側は、基板１０の辺２２（辺２０の反対側の辺）の近傍まで伸設され、スイッチ素子７に接続されている。

また、第二の放射素子２は、導体接続部２ａから基板１０の辺２２に沿って非グランド領域Ｚpの途中部まで伸設され、他端側がスイッチ素子７に接続されている。リアクタンス素子１３は、第二の放射素子２の中央部に設けられている。第三の放射素子３は、一端側が基板１０の辺２２側において非グランド領域Ｚｐの途中部に形成されており、スイッチ素子７に接続されている。そして、第三の放射素子３は、辺２２に沿って非グランド領域Ｚpの角部まで形成された後、折れ曲がり、基板１０の辺２１に沿って辺２０の近傍まで形成され、辺２２に沿って形成された領域には、リアクタンス素子１４が介設されている。

図２（ｂ）、（ｃ）は、第２実施例のアンテナ動作時における放射素子接続状態を説明するための模式的な平面図であり、第２実施例では、スイッチ素子７を切り替えることにより、図２（ｂ）に示すように、第一の放射素子１と第三の放射素子３とがスイッチ素子７を介して電気的に結合して行う低周波側のアンテナ動作と、図２（ｃ）に示すように、第二の放射素子２と第三の放射素子３とがスイッチ素子７を介して電気的に結合して行う高周波側のアンテナ動作とを切り替える。なお、第２実施例においても、第一、第二、第三の放射素子１，２，３の長さとアンテナ動作波長λ_Ｌ、λ_Ｈ１、λ_Ｈ２との関係は、第１実施例と同様である。

また、低周波側のアンテナ動作時の周波数が、リアクタンス素子１１，１４によって調整され、高周波側のアンテナ動作時に給電素子と無給電素子とで複共振したときの共振周波数が、リアクタンス素子１１によって給電素子側で調整され、リアクタンス素子１３，１４によって無給電素子側で調整される。

図３（ａ）には、本発明に係るアンテナ構造の第３実施例の構成が模式的な平面図により示されている。第３実施例では、第一と第二と第三の放射素子１，２，３に加え、第四の放射素子４を有している。第一の放射素子１はＬ字形状を呈しており、第２実施例と同様に、給電側接続部１ａから基板１０の辺２０に沿って非グランド領域Ｚpの途中部まで伸設され、その後、基板１０の辺２１と平行に形成されて、非グランド領域Ｚpの中央部まで形成されている。第一の放射素子１の他端側には第一のスイッチ素子８が設けられている。

第二の放射素子２は、一端側が接地導体に接続される導体接続部２ａと成しており、その一端側にはリアクタンス素子１３と第三のスイッチ素子２３とが介設されている。第三のスイッチ素子２３は、第二の放射素子２と接地導体の接続の有無を切り替えるスイッチである。第二の放射素子２は、その一端側から基板１０の角部に向けて辺２２に沿って伸設され、非グランド領域Ｚpの途中部に形成された分岐部で二つに分岐されている。該分岐部の近傍には、リアクタンス素子１８，１９が介設されている。

第二の放射素子２の分岐された一方側は、基板１０の辺２１と平行に形成されて、非グランド領域Ｚpを図３（ａ）の横方向に横切る態様で、非グランド領域Ｚpの中央部まで伸設され、その端部（分岐端）は第一のスイッチ素子８に接続されている。また、第二の放射素子２のうち、前記分岐部で分岐された他方側は、基板２１の辺２２に沿って基板１０の角部まで伸設され、角部で折れ曲がって基板１０の辺２１に沿って形成され、辺２１の中央部まで伸設されている。その端部（分岐端）は第二のスイッチ素子９に接続されている。

第三の放射素子３は、一端側が第二のスイッチ素子９に接続され、基板１０の辺２１に沿って直線状に形成されて、その他端側は開放端３ａと成している。第四の放射素子４は、非グランド領域Ｚpの中央部に、非グランド領域Ｚpを図３（ａ）の縦方向に横切る方向に直線状に形成され、一端側が第一のスイッチ素子８に接続されて他端側は第二のスイッチ素子９に接続されている。第四の放射素子４の中央部には、リアクタンス素子１５が介設されている。

図３（ｂ）、（ｃ）は、第３実施例のアンテナ動作時における放射素子接続状態を説明するための模式的な平面図であり、第３実施例では、第一と第二のスイッチ素子８，９を切り替えることにより、図３（ｂ）に示すように、第一の放射素子１と第二の放射素子２と第三の放射素子３とが第一と第二のスイッチ素子８，９を介して電気的に結合して行う低周波側のアンテナ動作と、図３（ｃ）に示すように、第一の放射素子１と第三の放射素子３と第四の放射素子４とが第一と第二のスイッチ素子８，９を介して電気的に結合して行う高周波側のアンテナ動作とを切り替える構成としたことを特徴とする。

なお、低周波側のアンテナ動作を行うときには、図３（ａ）の実線に示すように、第三のスイッチ素子２３を第二の放射素子２と切り離すことにより、図３（ｂ）に示すように、第一の放射素子１と第二の放射素子２と第三の放射素子３の結合構成を接地導体と非接続状態とする。一方、高周波側のアンテナ動作を行うときには、図３（ａ）の破線に示すように、第三のスイッチ素子２３を第二の放射素子２と接続することにより、図３（ｃ）に示すように、第二の放射素子２を接地導体と接続状態とする。このことにより、第二の放射素子２を無給電素子とし、この無給電素子（第二の放射素子２）を、第一の放射素子１と第三の放射素子３と第四の放射素子４の結合構成（給電素子）と容量結合する。

第３実施例において、第一の放射素子１と第二の放射素子２と第三の放射素子３の長さの合計が、低周波側の波長λ_Ｌのアンテナ動作においてλ_Ｌ／４で共振する長さであり、第一と第二と第三の放射素子１，２，３が電気的に結合して形成される給電素子が波長λ_Ｌの周波数において共振する。また、第一の放射素子１と第三の放射素子３と第四の放射素子４の長さの合計が、高周波側の波長λ_Ｈ１のアンテナ動作においてλ_Ｈ１／４で共振する長さであり、第一と第三と第四の放射素子１，３，４が電気的に結合して形成される給電素子が波長λ_Ｈ１において共振する。また、第二の放射素子２の導体接続部２ａから各分岐端までの長さは、波長λ_Ｈ２、λ_Ｈ３のアンテナ動作においてλ_Ｈ２／４、λ_Ｈ３／４で共振する長さであり、無給電素子として機能する第二の放射素子２が波長λ_Ｈ２、λ_Ｈ３において共振する。

第３実施例においては、低周波側のアンテナ動作時の周波数が、リアクタンス素子１１，１３，１８，１９によって調整され、高周波側のアンテナ動作時に給電素子と無給電素子とで複共振したときの共振周波数が、リアクタンス素子１１，１５によって給電素子側で調整され、リアクタンス素子１３，１８，１９によって無給電素子側で調整される。

なお、第１、第２実施例においては低周波側のアンテナ動作を行う際には、第一の放射素子１と第三の放射素子３の結合構成が給電素子として機能し、低周波側のアンテナ動作時において、その給電素子の開放端は第三の放射素子３の開放端３ａと成すので、非グランド領域Ｚpの角部に形成される。一方、高周波側のアンテナ動作を行う際には、第一の放射素子１が給電素子として機能するので、高周波側のアンテナ動作時における給電素子の開放端は、第一の放射素子１の他端側のスイッチ素子７との接続部となり、基板１０の非グランド領域Ｚpの端部中央部となる。

それに対し、第３実施例では、低周波側のアンテナ動作を行う際には、第一と第二と第三の放射素子１，２，３の結合構成が給電素子として機能し、高周波側のアンテナ動作を行う際には、第一と第三と第四の放射素子１，３，４の結合構成が給電素子として機能する構成であり、いずれの動作においても、給電素子として機能する構成の開放端が第三の放射素子３の開放端３ａである。この開放端３ａの形成位置は、基板１０のグランド領域Ｚgから最も離れた非グランド領域Ｚｐの角部であるので、第３実施例では、高周波側のアンテナ動作時にグランド（接地導体）の影響を第１、第２実施例よりも受けにくく、そのため、より一層放射効率の向上を果たすことができる。

図４（ａ）には、本発明に係るアンテナ構造の第４実施例の構成が模式的な平面図により示されている。第４実施例は第１実施例とその基本構成は同様であり、第４実施例が第１実施例と異なることは、第二の放射素子２の導体接続部２ａに、導体接続用スイッチ素子６の代わりに、低周波側の励振周波数において並列共振する並列共振回路２４を設けたことである。この並列共振回路２４の回路図が、図４（ｂ）に示されている。

図５（ａ）には、本発明に係るアンテナ構造の第５実施例の構成が模式的な平面図により示されている。第５実施例は第１実施例とその基本構成は同様であり、第５実施例が第１実施例と異なることは、第一の放射素子１とスイッチ素子７との接続部に、図５（ｂ）に示すように、互いに異なる周波数に対応する複数のリアクタンス素子Ｌ１，Ｌ２が並列に介設された回路部２５を設け、同図に示す構成のスイッチ素子７がいずれかのリアクタンス素子Ｌ１，Ｌ２と選択的に接続されるように構成したことである。

図６（ａ）には、本発明に係るアンテナ構造の第６実施例の構成が模式的な平面図により示されている。第６実施例は第１実施例とその基本構成は同様であり、第６実施例が第１実施例と異なることは、第一の放射素子１の給電接続部１ａに、低周波側のアンテナ動作を複共振動作にするリアクタンス回路２６が設けられていることである。図６（ｂ）に、リアクタンス回路２６の構成を示す。

なお、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、様々な実施の形態を採り得る。例えば、第１、第２、第５、第６実施例において、低周波側のアンテナ動作時に、第二の放射素子２による特性変動を無視できる場合は、導体接続用スイッチ素子６は省略することもできる。

また、放射素子１〜４やスイッチ素子７〜９は、基板１０の非グランド領域Ｚpに直接的に形成してもよいが、誘電体または誘磁率をもつ基体またはフィルムに形成して、非グランド領域Ｚpに配置してもよい。

さらに、前記各実施例では、リアクタンス素子１１〜１５，１８，１９のいずれかを適宜の位置に設けたが、リアクタンス素子の配置態様は、前記各実施例に限定されることはなく、様々な態様を採り得るものであり、少なくも一つの放射素子に、リアクタンス素子を一つ以上設けることにより、低周波側と高周波側のアンテナ動作の少なくとも一方の動作において、動作周波数を必要に応じて所望の周波数に合わせることができる。

例えば、図７（ａ）に示すように、前記第１実施例において、第三の放射素子３にも、リアクタンス素子１６を介設してもよい。この場合、リアクタンス素子１６の配設によって、低周波側のアンテナ動作時の周波数と、高周波側のアンテナ動作時に給電素子と無給電素子とで複共振したときの無給電素子側の共振周波数が調整される。また、図７（ｂ）に示すように、前記第２実施例において、第一の放射素子１のスイッチ素子７との接続端側にも、リアクタンス素子１７を介設してもよい。リアクタンス素子１７の配設によって、低周波側のアンテナ動作時の周波数が調整される。

なお、放射素子に介設するリアクタンス素子の配設位置は、特に限定されるものではなく、適宜設定されるものであるが、給電点５や接地導体側に近い位置にリアクタンス素子を設けると、放射素子上の電流量が大きいので、小さなリアクタンス値で周波数を大きく変化させることができるが、その分だけ、リアクタンス素子の持つ抵抗成分によるアンテナ効率の劣化が大きくなる。したがって、周波数調整効率とアンテナ効率との兼ね合いを考慮し、適宜の位置に、適宜の値を持つリアクタンス素子を設けることが望ましい。

さらに、前記各実施例では、放射素子は帯状の電極により形成したが、放射素子は線状の電極により形成してもよい。また、その長さや形状は、動作周波数等を考慮して、適宜設定されるものである。

さらに、本発明のアンテナ構造が配置される基板１０の態様は特に限定されるものでなく、適宜設定されるものであり、グランド領域Ｚgと非グランド領域Ｚpとを有する適宜の基板１０において、その非グランド領域Ｚpに本発明のアンテナ構造を配置して、前記各実施例のような優れた効果を奏することができる。

本発明のアンテナ構造は、小型でアンテナ効率が高く、複数の周波数のアンテナ動作が可能であるので、携帯型電話機等の無線装置用のアンテナ構造として適用できる。

１第一の放射素子
２第二の放射素子
３第三の放射素子
４第四の放射素子
５給電点
６導体接続用スイッチ素子
７スイッチ素子
８第一のスイッチ素子
９第二のスイッチ素子
１０基板
１１〜１７リアクタンス素子
２４並列共振回路
２６リアクタンス回路

Claims

接地導体が形成されているグランド領域と接地導体が形成されていない非グランド領域とを有する基板の前記非グランド領域に配置される帯状または線状の電極により形成された第一と第二と第三の放射素子を有し、前記第一の放射素子は一端側が給電点に接続される給電接続部と成して他端側にはスイッチ素子が設けられ、前記第二の放射素子は一端側が接地導体に接続される導体接続部と成して他端側が前記スイッチ素子に接続され、前記第三の放射素子は一端側が前記スイッチ素子に接続されて他端側は開放端と成しており、前記スイッチ素子を切り替えることにより、前記第一の放射素子と前記第三の放射素子とが前記スイッチ素子を介して電気的に結合して行う低周波側のアンテナ動作と、前記第二の放射素子と前記第三の放射素子とが前記スイッチ素子を介して電気的に結合して行う高周波側のアンテナ動作とを切り替える構成としたことを特徴とするアンテナ構造。
第二の放射素子の導体接続部には、該導体接続部に接続される接地導体と前記第二の放射素子との接続の有無を切り替える導体接続用スイッチ素子と、低周波側の励振周波数において並列共振する並列共振回路と、のいずれか一方が設けられていることを特徴とする請求項１記載のアンテナ構造。
接地導体が形成されているグランド領域と接地導体が形成されていない非グランド領域とを有する基板の前記非グランド領域に配置される帯状または線状の電極により形成された第一と第二と第三と第四の放射素子を有し、前記第一の放射素子は一端側が給電点に接続される給電接続部と成して他端側には第一のスイッチ素子が設けられ、前記第二の放射素子は一端側が接地導体に接続される導体接続部と成して他端側は二つに分岐され、一方の分岐端は前記第一のスイッチ素子に接続されて他方の分岐端は第二のスイッチ素子に接続され、前記第三の放射素子は一端側が前記第二のスイッチ素子に接続されて他端側は開放端と成し、前記第四の放射素子は一端側が前記第一のスイッチ素子に接続されて他端側は前記第二のスイッチ素子に接続され、また、前記第二の放射素子の導体接続部には、該導体接続部に接続される接地導体と前記第二の放射素子との接続の有無を切り替える第三のスイッチ素子が設けられており、前記第一と第二と第三のスイッチ素子を切り替えることにより、前記接地導体との接続を切り離した前記第二の放射素子と前記第一の放射素子と前記第三の放射素子とが前記第一と第二のスイッチ素子を介して電気的に結合して行う低周波側のアンテナ動作と、前記第一の放射素子と前記第三の放射素子と前記第四の放射素子とが前記第一と第二のスイッチ素子を介して電気的に結合して行う高周波側のアンテナ動作とを切り替える構成としたことを特徴とするアンテナ構造。
少なくも一つの放射素子にはリアクタンス素子が一つ以上設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２または請求項３記載のアンテナ構造。
放射素子とスイッチ素子との接続部の少なくとも一つには、互いに異なる周波数に対応する複数のリアクタンス素子が並列に介設され、前記スイッチ素子はいずれかのリアクタンス素子と選択的に接続される構成としたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一つに記載のアンテナ構造。
第一の放射素子の給電接続部には低周波側のアンテナ動作を複共振させるリアクタンス回路が設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一つに記載のアンテナ構造。
放射素子とスイッチ素子は、誘電率または誘磁率をもつ基体またはフィルムに形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一つに記載のアンテナ構造。