JP6885508B2 - アンテナ装置 - Google Patents

Description

本発明は、互いに周波数が異なる複数の信号を送受信するアンテナ装置に関する。

従来、地板（導体板）に切り込み部を設けた、いわゆるノッチアンテナが提案されている（特許文献１参照）。

特許文献１の平面アンテナ（アンテナ装置）は、所定形状の切り込み部が形成された地板（導体板）と、地板と分離して切り込み部の内部に配置される導体部（導体パターン）と、地板の端辺上に配置されて導体部に給電を行う給電点と、地板と導体部とを電気的に分離する開放端とを備えている。

この構成により、特許文献１の平面アンテナは、所望の動作周波数で共振し、アンテナとして動作することができる。

特開２００６−１４０７３５号公報

近年、１つの平面アンテナで、互いに周波数が異なる複数の信号を送受信することが望まれている。しかしながら、特許文献１の平面アンテナ（アンテナ装置）は、１つの周波数に対して共振するので、複数の周波数のそれぞれに対応する共振はできない。そのため、複数の周波数の信号を送受信するアンテナとしては利用できない。

本発明は上記の点に鑑みてなされた発明であり、本発明の目的は、複数の周波数のそれぞれに対応する共振を行い、互いに周波数が異なる複数の信号を送受信するアンテナ装置を提供することにある。

本発明の一態様に係るアンテナ装置は、第１周波数の信号及び前記第１周波数より周波数が高い第２周波数の信号を送信する。前記アンテナ装置は、一端に開口端、他端に閉口端及び前記開口端と前記閉口端との間に一対の側端を有する切り込み部が設けられた導体板と、導体パターンと、給電部と、を備える。前記導体パターンは、前記切り込み部に設けられ、共通導体、第１導体及び第２導体を含む。前記給電部は、前記導体板と前記導体パターンとの接続部に配置され、前記導体パターンに給電を行う。前記第１導体及び前記第２導体のそれぞれは、前記共通導体を介して前記給電部に接続されている。前記給電部は、前記一対の側端のうち一方の側端において、前記開口端までの距離が前記閉口端までの距離よりも短くなる位置に配置されている。前記第１導体の一部は、前記第２導体と前記一対の側端のうち他方の側端との間に位置している。前記他方の側端に沿った方向の前記第１導体の長さは、前記他方の側端に沿った方向の前記第２導体の長さよりも長い。

本発明の上記態様に係るアンテナ装置によれば、複数の周波数のそれぞれに対応する共振を行い、互いに周波数が異なる複数の信号を送受信することができる。

図１Ａは、実施形態１に係るアンテナ装置を模式的に示す図である。図１Ｂは、同上のアンテナ装置の要部を模式的に示す図である。 図２Ａは、同上のアンテナ装置に第１周波数の電流が流れた際の電流分布を示す図である。図２Ｂは、同上のアンテナ装置に第２周波数の電流が流れた際の電流分布を示す図である。 図３は、同上のアンテナ装置におけるリターンロスの計測結果を示す図である。 図４は、同上のアンテナ装置における第１部分導体と側端との距離と帯域幅との関係を示す図である。 図５は、実施形態１の変形例に係るアンテナ装置の要部を模式的に示す図である。 図６Ａは、実施形態２に係るアンテナ装置の要部を模式的に示す図である。図６Ｂは、実施形態２の変形例１に係るアンテナ装置の要部を模式的に示す図である。 図７は、実施形態２の変形例２に係るアンテナ装置の要部を模式的に示す図である。 図８は、実施形態２の変形例３に係るアンテナ装置の要部を模式的に示す図である。 図９Ａは、同上のアンテナ装置に第１周波数の電流が流れた際の電流分布を示す図である。図９Ｂは、同上のアンテナ装置に第２周波数の電流が流れた際の電流分布を示す図である。 図１０は、同上のアンテナ装置におけるリターンロスの計測結果を示す図である。 図１１Ａは、実施形態２の変形例４に係るアンテナ装置の要部を模式的に示す図である。図１１Ｂは、実施形態２の変形例５に係るアンテナ装置の要部を模式的に示す図である。 図１２は、実施形態２の変形例６に係るアンテナ装置の要部を模式的に示す図である。 図１３は、実施形態２の変形例７に係るアンテナ装置の要部を模式的に示す図である。

以下に説明する各実施形態及び変形例は、本発明の一例に過ぎず、本発明は、各実施形態及び変形例に限定されない。これらの実施形態及び変形例以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。また、下記の各実施形態及び変形例において、説明する各図は、模式的な図であり、図中の各構成要素の大きさや厚さそれぞれの比が必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。

（実施形態１）
以下、本実施形態に係るアンテナ装置について、図１Ａ〜図４を用いて説明する。

（１）概要
本実施形態のアンテナ装置１は、各周波数帯の信号を送受信するアンテナ装置として携帯電話機、スマートフォンなどに用いられる。例えば、本実施形態のアンテナ装置１は、ノッチアンテナである。

アンテナ装置１は、複数の周波数で信号の送受信を行うように構成されている。アンテナ装置１は、２．４ＧＨｚを第１周波数として、５．５ＧＨｚを第２周波数として、それぞれの周波数で信号の送受信を行うように構成されている。すなわち、アンテナ装置１は、複数の周波数で共振が可能となるように構成されている。

（２）構成
本実施形態のアンテナ装置１は、図１Ａに示すように、矩形状（ここでは、正方形状）であって一端部に切り込み部１１を有する導体板１０を含む（図１Ａ参照）。導体板１０は、導電性の材料（例えば、銅）で形成され、例えば樹脂基板（プリント基板）に設けられている。導体板１０の電位は接地電位である。つまり、導体板１０は、接地されている。なお、導体板１０は、単層であってもよいし、多層であってもよい。導体板１０は、多層に設けられる場合、例えばプリント基板の両面に設けられる場合、一の面における導体板１０の形状と他の面に設けられる導体板１０の形状は同一である。

切り込み部１１は、導体板１０の一端部側に開口端１１１を有している。切り込み部１１は、開口端１１１に対向し、開口端１１１よりも内側に閉口端１１２を有している。さらに、切り込み部１１は、開口端１１１と閉口端１１２との間に側端１１３，１１４を有し、側端１１３，１１４は互いに対向するように設けられている（図１Ｂ参照）。ここで、閉口端１１２の長さと側端１１３，１１４の長さとの合計長は、第１周波数の波長の半分となるように、切り込み部１１は構成されている。

アンテナ装置１は、図１Ｂに示すように、切り込み部１１内において、導体パターン２０と、給電部３０と、第１周波数調整素子３１及び第２周波数調整素子３２とを備える。

導体パターン２０は、導体板１０が形成されたプリント基板に導電性の材料（例えば、銅）でパターン形成されている。導体パターン２０は、導体板１０の一部を用いて形成されてもよい。導体パターン２０は、導体板１０と電気的に絶縁されている。

導体パターン２０は、共通導体２１と、第１導体２２と、第２導体２３とを有している。第１導体２２及び第２導体２３のそれぞれは、共通導体２１を介して給電部３０に接続されている。

共通導体２１は、開口端１１１側において、側端１１３から側端１１４に向う方向に延びて存在するように設けられている。共通導体２１の両端のうち一端と側端１１３との間には、給電部３０が設けられている。共通導体２１の両端のうち他端は、側端１１４に向う方向に延びて存在する第１部位１００と、閉口端１１２に向う方向に延びて存在する第２部位１０１とを有する。

第１導体２２は、図１Ｂに示すように、第１部分導体２２１と、第２部分導体２２２と、第３部分導体２２３とを有する。

第１部分導体２２１は、開口端１１１から閉口端１１２に向う方向、つまり側端１１３，１１４に沿って延びて存在するように設けられている。第１部分導体２２１の一端は、第１周波数調整素子３１を介して共通導体２１の第１部位１００と接続している。第２部分導体２２２は、側端１１４から側端１１３に沿う方向、つまり閉口端１１２に沿って延びて存在するように設けられている。第２部分導体２２２の一端は、第１部分導体２２１の他端と結合している。第３部分導体２２３は、閉口端１１２から開口端１１１に向う方向、つまり側端１１３，１１４に沿って延びて存在するように設けられている。第３部分導体２２３の一端は、第２部分導体２２２の他端と結合している。つまり、第１導体２２は角ばったＪ字状である。

第２導体２３は、開口端１１１から閉口端１１２に向う方向に沿って延びて存在するように設けられている。第２導体２３の一端は、第２周波数調整素子３２を介して共通導体２１の第２部位１０１と接続している。第２導体２３の他端である開放端２３１は、第３部分導体２２３の他端である開放端２２４と対向するように設けられている。つまり、第１導体２２の開放端２２４と、第２導体２３の開放端２３１とは、対向してキャパシタを構成する。言い換えると、第１導体２２の開放端２２４と、第２導体２３の開放端２３１とは、キャパシタを構成するように対向している。第１導体２２の開放端２２４と第２導体２３の開放端２３１との間は、エアギャップとして形成されている。なお、第１導体２２の開放端２２４と第２導体２３の開放端２３１との間には、樹脂が設けられてもよい。

第１導体２２の一部（第１部分導体２２１）は、第２導体２３と側端１１４との間に配置されている。つまり、第１部分導体２２１と側端１１４との間の距離ｄ１は、第２導体２３と側端１１４との間の距離ｄ２よりも短い。ここで、第１部分導体２２１と側端１１４との間の距離ｄ１は、側端１１３と側端１１４とが対向する方向において、第１部分導体２２１と側端１１４との間における最短の長さである。なお、第１部分導体２２１と側端１１４との間の距離ｄ１は、上記方向において、第１部分導体２２１と側端１１４との間における最長の長さであってもよいし、平均の長さであってもよい。同様に、第２導体２３と側端１１４との間の距離ｄ２は、上記方向において、第２導体２３と側端１１４との間における最短の長さである。なお、第２導体２３と側端１１４との距離ｄ２は、上記方向において、第２導体２３と側端１１４との間における最長の長さであってもよいし、平均の長さであってもよい。

第２部分導体２２２と閉口端１１２との間の距離ｄ３は、第１部分導体２２１と側端１１４との間の距離ｄ１よりも長くなるように、第１導体２２は構成されている。

第２導体２３の先端部（上述した第２導体２３の他端）と閉口端１１２との間の距離ｄ４は、第２導体２３と側端１１４との間の距離ｄ２よりも長くなるように、第２導体２３は構成されている。

また、第１導体２２の長さ（第１部分導体２２１の長尺方向の長さと、第２部分導体２２２の長尺方向の長さと第３部分導体２２３の長尺方向の長さとの合計値）は、第２導体２３の長さ（第２導体２３の長尺方向の長さ）よりも長い。

給電部３０は、導体板１０と導体パターン２０とが接続される接続部（接続位置）に配置され、導体パターン２０に給電を行う。具体的には、給電部３０は、開口端１１１側であって共通導体２１と側端１１３との間に設けられ、導体パターン２０（共通導体２１）に給電を行う。なお、給電部３０は、側端１１３の中点に対して開口端１１１側に設けられていればよい。言い換えると、給電部３０から開口端１１１までの距離が給電部３０から閉口端１１２までの距離よりも短くなるように、給電部３０は側端１１３側に設けられている。

第１周波数調整素子３１及び第２周波数調整素子３２は、チップ素子、具体的にはセラミックスのチップインダクタである。第１周波数調整素子３１のインダクタンスは、１ｎＨ〜３ｎＨの範囲で設定される。第２周波数調整素子３２のインダクタンスは、第１周波数調整素子のインダクタンスよりも小さい。

第１周波数調整素子３１は、第１周波数（２．４ＧＨｚ）において、給電部３０から第１導体２２を見たインピーダンスが給電部３０から第２導体２３を見たインピーダンスよりも低くなるように構成される。

第２周波数調整素子３２は、第２周波数（５．５ＧＨｚ）において、給電部３０から第２導体２３を見たインピーダンスが給電部３０から第１導体２２を見たインピーダンスよりも低くなるように構成される。

言い換えると、第１周波数では、第１周波数調整素子３１のリアクタンスは第２周波数調整素子３２のリアクタンスよりも小さくなるように、第１周波数調整素子３１及び第２周波数調整素子３２はそれぞれ構成される。さらに、第２周波数では、第２周波数調整素子３２のリアクタンスは第１周波数調整素子３１のリアクタンスよりも小さくなるように、第１周波数調整素子３１及び第２周波数調整素子３２はそれぞれ構成される。

つまり、共通導体２１に第１周波数の信号が給電部３０から入力されると、第１周波数の信号は、第１周波数調整素子３１を通過するが、第２周波数調整素子３２は通過しにくい。共通導体２１に第２周波数の信号が給電部３０から入力されると、第２周波数の信号は、第２周波数調整素子３２を通過するが、第１周波数調整素子３１は通過しにくい。第１周波数調整素子３１及び第２周波数調整素子３２は、所定の周波数の信号を通過させるフィルタとして機能する。

（３）動作
次に、アンテナ装置１の動作として、第１周波数の信号が導体パターン２０に入力されたときの共振動作、及び第２周波数の信号が導体パターン２０に入力されたときの共振動作について、説明する。

（３−１）第１周波数の信号が入力された場合
第１周波数の信号（電流）が導体パターン２０の共通導体２１に入力されると、第１周波数の電流は第１周波数調整素子３１を通過するが、第２周波数調整素子３２は通過しにくいので、第１周波数の電流は、第１導体２２に流れる。

第１導体２２の第１部分導体２２１と側端１１４とでキャパシタが形成されるので、第１周波数の電流は、第１部分導体２２１と側端１１４とで形成されるキャパシタを介して側端１１４に流れる。第１周波数の電流は、さらに、閉口端１１２、側端１１３の順に流れる。図２Ａに、第１周波数（２．４ＧＨｚ）の電流が共通導体２１に入力された場合の電流分布を示す。図２Ａ中の黒く表された領域は、電流がより多く流れている箇所を表している。図２Ａによると、上述したように、共通導体２１、第１導体２２、側端１１４、閉口端１１２及び側端１１３により多くの第１周波数の電流が流れていることが分かる。

第１周波数の電流が流れると、共通導体２１及び第１導体２２と第１周波数調整素子３１とはインダクタを形成する。さらに、上述したように、第１部分導体２２１と側端１１４とは、キャパシタを形成する。これにより、ＬＣ共振が発生し、この共振に基づいて導体板１０及び切り込み部１１の内部の導体パターン２０がアンテナ領域となるので、アンテナ装置１はアンテナとして動作する。

このとき、共振周波数は、上記インダクタのインダクタンスと上記キャパシタのキャパシタンスとの平方根と“２π”とを乗算した値の逆数として算出される。第１導体２２の長さは、第２導体２３の長さよりも長い。そのため、第１周波数の電流が共通導体２１に流れた場合において、共通導体２１、第１導体２２と第１周波数調整素子３１とが形成するインダクタのインダクタンスは、共通導体２１、第２導体２３及び第２周波数調整素子３２とが形成するインダクタのインダクタンスよりも大きい。さらに、第１導体２２(特に、第１部分導体２２１)と側端１１４との間の距離ｄ１が第２導体２３と側端１１４との間の距離ｄ２よりも短いので、第１導体２２と側端１１４とが形成するキャパシタの容量は、比較的大きい。第１周波数の電流が共通導体２１に流れる場合における共通導体２１、第１導体２２と第１周波数調整素子３１とが形成するインダクタ及び第１導体２２と側端１１４とが形成するキャパシタとにより、共振周波数は、比較的小さい値となる。その結果、アンテナ装置１は、低周波の信号を送受信する。

（３−２）第２周波数の信号が入力された場合
第２周波数の信号（電流）が導体パターン２０の共通導体２１に入力されると、第２周波数の電流は第２周波数調整素子３２を通過するが、第１周波数調整素子３１は通過しにくいので、第２周波数の電流は、第２導体２３に流れる。

第２導体２３と側端１１４とでキャパシタが形成されるので、第２周波数の電流は、第２導体２３と側端１１４とで形成されるキャパシタを介して側端１１４に流れる。第２周波数の電流は、さらに、閉口端１１２、側端１１３の順に流れる。図２Ｂに、第２周波数（５．５ＧＨｚ）の電流が共通導体２１に入力された場合の電流分布を示す。図２Ｂ中の黒く表された領域は、電流がより多く流れている箇所を表している。図２Ｂによると、上述したように、共通導体２１、第２導体２３、側端１１４、閉口端１１２及び側端１１３により多くの第２周波数の電流が流れていることが分かる。

第２周波数の電流が流れると、共通導体２１及び第２導体２３と第１周波数調整素子３１とはインダクタを形成する。さらに、上述したように、第２導体２３と側端１１４とは、キャパシタを形成する。これにより、ＬＣ共振が発生し、この共振に基づいて導体板１０及び切り込み部１１の内部の導体パターン２０がアンテナ領域となるので、アンテナ装置１はアンテナとして動作する。

第２周波数の電流が共通導体２１に流れる場合において、共通導体２１と第２導体２３と第２周波数調整素子３２とが形成するインダクタは、共通導体２１と第１導体２２及び第１周波数調整素子３１とが形成するインダクタよりも小さい。さらに、第２導体２３と側端１１４との間の距離ｄ２が第１導体２２の第１部分導体２２１と側端１１４との間の距離ｄ１よりも長いので、第２導体２３と側端１１４とが形成するキャパシタの容量は、比較的小さい。このとき、第１導体２２は浮き電極として見え、第２導体２３は、第１導体２２を介して側端１１４と電気的に接続される。第２周波数の電流が共通導体２１に流れる場合における共通導体２１と第２導体２３と第２周波数調整素子３２とが形成するインダクタのインダクタンス及び第２導体２３と側端１１４とが形成するキャパシタのキャパシタンスにより、共振周波数は、比較的大きい値となる。その結果、アンテナ装置１は、高周波の信号を送受信する。

（４）利点
以上説明したように、本実施形態のアンテナ装置１は、導体板１０に設けられた切り込み部１１に、共通導体２１、第１導体２２及び第２導体２３を含む導体パターン２０と、給電部３０と、第１周波数調整素子３１と、第２周波数調整素子３２とを備える。

本実施形態のアンテナ装置１では、第１周波数の電流が共通導体２１に流れると共通導体２１、第１導体２２、切り込み部１１の側端１１４、閉口端１１２及び側端１１３の順に電流が流れる。このとき、共通導体２１、第１導体２２及び第１周波数調整素子３１がインダクタを形成し、さらに第１導体２２の第１部分導体２２１と側端１１４とがキャパシタを構成する。この結果、比較的低周波のＬＣ共振が発生する。一方、第２周波数の電流が共通導体２１に流れると共通導体２１、第２導体２３、切り込み部１１の側端１１４、閉口端１１２及び側端１１３の順に電流が流れる。このとき、共通導体２１、第２導体２３及び第２周波数調整素子３２がインダクタを形成し、さらに第２導体２３と側端１１４とがキャパシタを構成する。この結果、比較的高周波のＬＣ共振が発生する。

したがって、本実施形態のアンテナ装置１では、複数の周波数（第１周波数、第２周波数）の各々でＬＣ共振する複共振化が可能となる。

ここで、図３に示すグラフＧ１は、導体パターン２０に入力される信号（電流）の周波数を２ＧＨｚから７ＧＨｚまで変更した場合のリターンロスの計測結果を示している。図３のグラフＧ１の横軸は周波数（ＧＨｚ）であり、縦軸はリターンロス（ｄＢ）である。グラフＧ１における座標Ｍ１では、周波数の値が“２．２１ＧＨｚ”であり、これに対応するリターンロスの値が“−６．０ｄＢ”である。グラフＧ１における座標Ｍ２では、周波数の値が“２．６９ＧＨｚ”であり、これに対応するリターンロスの値が“−６．０ｄＢ”である。グラフＧ１における座標Ｍ３では、周波数の値が“４．７５ＧＨｚ”であり、これに対応するリターンロスの値が“−６．０ｄＢ”である。グラフＧ１における座標Ｍ４では、周波数の値が“６．７２ＧＨｚ”であり、これに対応するリターンロスの値が“−６．０ｄＢ”である。

この計測結果によると、周波数“２．２１ＧＨｚ”〜“２．６９ＧＨｚ”、及び周波数“４．７５ＧＨｚ”〜“６．７２ＧＨｚ”では、安定した通信が可能であることが分かる。つまり、本実施形態のアンテナ装置１では、第１周波数（２．４ＧＨｚ）の電流及び第２周波数（５．５ＧＨｚ）の電流では、安定した通信を行うことが可能となる。

また、リターンロスの値が“−６．０ｄＢ”以下となる帯域幅は、第１部分導体２２１と側端１１４との間の距離ｄ１の値に応じて変化する。以下、第１部分導体２２１と側端１１４との間の距離ｄ１について、説明する。図４は、距離ｄ１と、２ＧＨｚ帯及び５ＧＨｚ帯の各々のリターンロスの値が“−６．０ｄＢ”となる帯域幅との関係を示す。例えば、５ＧＨｚ帯における帯域幅の基準を１５００ＭＨｚとすると、距離ｄ１は、０．４ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であることが好ましい。これにより、第１部分導体２２１と側端１１４との間の距離ｄ１を、０．４ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の範囲内で設定することにより、第１部分導体２２１と側端１１４との間で形成されるキャパシタの容量、及び第２導体２３と側端１１４との間で形成されるキャパシタの容量を大きくすることができるので、通信の高効率化を図ることができる。

（５）変形例
実施形態１において、切り込み部１１の形状は、正方形としたが、正方形に限定されない。切り込み部１１の形状は、例えば、図５に示すように、側端１１３，１１４の長さが開口端１１１及び閉口端１１２の長さよりも長い長方形の形状であってもよい。切り込み部１１の形状が図５に示すような長方形であるアンテナ装置１は、切り込み部１１の形状が正方形である実施形態１のアンテナ装置１と同様の効果を有する。

（実施形態２）
本実施形態では、切り込み部の形状が実施形態１の切り込み部１１とは異なる。以下、実施形態１と異なる点を中心に、図６Ａを用いて説明する。なお、実施形態１と同様の構成要素については、同一に符号を用いて適宜説明を省略する。

本実施形態の切り込み部１１ａは、側端１１３において、側端１１３と直交する方向にスリット１２０を有している。本実施形態の切り込み部１１ａにおいて開口端１１１を除く全周の長さが第１周波数の波長の半分となるように、切り込み部１１ａは構成されている。

本実施形態の導体パターン２０の共通導体２１に第１周波数の電流が流れた場合、第１周波数の電流は、実施形態１と同様に、第１部分導体２２１と側端１１４とで形成されるキャパシタを介して側端１１４に流れる。第１周波数の電流は、さらに、閉口端１１２、側端１１３の順に流れる。側端１１３では、第１周波数の電流はスリット１２０の周囲を通る。さらに、実施形態１と同様に、第１周波数の電流が共通導体２１に流れる場合における共通導体２１と第１導体２２と第１周波数調整素子３１とが形成するインダクタのインダクタンス及び第１導体２２と側端１１４とが形成するキャパシタのキャパシタンスとにより、共振周波数は、比較的小さい値となる。その結果、アンテナ装置１ａは、低周波の信号を送受信する。

本実施形態の導体パターン２０の共通導体２１に第２周波数の電流が流れた場合、第２周波数の電流は、実施形態１と同様に、第２導体２３と側端１１４とで形成されるキャパシタを介して側端１１４に流れる。第２周波数の電流は、さらに、閉口端１１２、側端１１３の順に流れる。側端１１３では、第２周波数の電流はスリット１２０の周囲を通る。さらに、実施形態１と同様に、第２周波数の電流が共通導体２１に流れた場合における共通導体２１と第２導体２３と第２周波数調整素子３２とが形成するインダクタのインダクタンス及び第２導体２３と側端１１４とが形成するキャパシタのキャパシタンスにより、共振周波数は、比較的大きい値となる。その結果、アンテナ装置１ａは、高周波の信号を送受信する。

したがって、本実施形態のアンテナ装置１ａでは、複共振化が可能となる。

また、導体板１０が設けられるプリント基板には、他の部品が設けられる場合がある。そのため、部品の配置によっては、矩形状の切り込み部を形成する際に切り込み部１１ａの開口端１１１を除く全周の長さが第１周波数の波長の半分となるように形成することが困難となることがある。そこで、本実施形態のアンテナ装置１ａのように、切り込み部１１ａにスリット１２０を設けることで、切り込み部１１ａの開口端１１１を除く全周の長さが第１周波数の波長の半分となるように構成することができる。

ここで、本実施形態の変形例１について説明する。

実施形態２では、スリット１２０は側端１１３に設けられている構成としたが、この構成に限定されない。変形例１のアンテナ装置１ｂの切り込み部１１ｂは、図６Ｂに示すように、側端１１４において、側端１１４と直交する方向にスリット１２１を有している。切り込み部１１ｂにおいて開口端１１１を除く全周の長さが第１周波数の波長の半分となるように、切り込み部１１ｂは構成されている。

変形例１のアンテナ装置１ｂは、スリット１２１の位置が実施形態２のスリット１２０の位置と異なるのみであるので、実施形態２のアンテナ装置１ａと同等の効果を有する。

次に、本実施形態の変形例２について説明する。

変形例２のアンテナ装置１ｃの切り込み部１１ｃは、図７に示すように、閉口端１１２において、閉口端１１２と直交する方向にスリット１２２を有している。切り込み部１１ｃにおいて開口端１１１を除く全周の長さが第１周波数の波長の半分となるように、切り込み部１１ｃは構成されている。

変形例２のアンテナ装置１ｃは、スリット１２２の位置が実施形態２のスリット１２０の位置と異なるのみであるので、実施形態２のアンテナ装置１ａと同等の効果を有する。

次に、本実施形態の変形例３について説明する。

変形例３のアンテナ装置１ｄの切り込み部１１ｄは、図８に示すように、実施形態２で説明したスリット１２０、変形例１で説明したスリット１２１及び変形例２で説明したスリット１２２を有している。切り込み部１１ｄにおいて開口端１１１を除く全周の長さが第１周波数の波長の半分となるように、切り込み部１１ｄは構成されている。

第１周波数の信号（電流）が変形例３の導体パターン２０の共通導体２１に入力されると、第１周波数の電流は第１周波数調整素子３１を通過するが、第２周波数調整素子３２は通過しにくい。さらに、第１導体２２の第１部分導体２２１と側端１１４とでキャパシタンスが形成される。そのため、第１周波数の電流は、共通導体２１、第１周波数調整素子３１、第１導体２２（特に、第１部分導体２２１）、側端１１４、閉口端１１２、側端１１３の順に流れる。図９Ａに、第１周波数（２．４ＧＨｚ）の電流が共通導体２１に入力された場合の電流分布を示す。図９Ａ中の黒く表された領域は、電流がより多く流れている箇所を表している。図９Ａによると、上述したように、共通導体２１、第１導体２２、側端１１４、閉口端１１２及び側端１１３により多くの第１周波数の電流が流れていることが分かる。

したがって、変形例３のアンテナ装置１ｄでは、第１周波数の電流が流れると、実施形態１のアンテナ装置１と同様に、共通導体２１及び第１導体２２と第１周波数調整素子３１とで形成されるインダクタンス、及び第１部分導体２２１と側端１１４とで形成されるキャパシタンスによるＬＣ共振が発生する。この共振に基づいて導体板１０及び切り込み部１１ｄの内部の導体パターン２０がアンテナ領域となるので、アンテナ装置１ｄはアンテナとして動作する。このとき、共振周波数は、実施形態１と同様に比較的小さい値となる。その結果、アンテナ装置１ｄは、低周波の信号を送受信する。

第２周波数の信号（電流）が変形例３の導体パターン２０の共通導体２１に入力されると、第２周波数の電流は第２周波数調整素子３２を通過するが、第１周波数調整素子３１は通過しにくい。さらに、第２導体２３と側端１１４とでキャパシタンスが形成される。そのため、第２周波数の電流は、共通導体２１、第２周波数調整素子３２、第２導体２３、側端１１４、閉口端１１２、側端１１３の順に流れる。図９Ｂに、第２周波数（５．５ＧＨｚ）の電流が共通導体２１に入力された場合の電流分布を示す。図９Ｂ中の黒く表された領域は、電流がより多く流れている箇所を表している。図９Ｂによると、上述したように、共通導体２１、第２導体２３、側端１１４、閉口端１１２及び側端１１３により多くの第１周波数の電流が流れていることが分かる。

したがって、変形例３のアンテナ装置１ｄでは、第２周波数の電流が流れると、実施形態１のアンテナ装置１と同様に、共通導体２１及び第２導体２３と第２周波数調整素子３２とで形成されるインダクタンス、及び第２導体２３と側端１１４とで形成されるキャパシタンスによるＬＣ共振が発生する。この共振に基づいて導体板１０及び切り込み部１１ｄの内部の導体パターン２０がアンテナ領域となるので、アンテナ装置１ｄはアンテナとして動作する。このとき、共振周波数は、実施形態１と同様に比較的大きい値となる。その結果、アンテナ装置１ｄは、高周波の信号を送受信する。

以上説明したように、変形例３のアンテナ装置１ｄは、実施形態１と同様に複共振化が可能となる。

ここで、変形例３のアンテナ装置１ｄにおけるリターンロスの計測結果を図１０に示す。図１０に示すグラフＧ１１は、導体パターン２０に入力する信号（電流）の周波数を２ＧＨｚから７ＧＨｚまで変更した場合のリターンロスの計測結果を示す。図１０のグラフＧ１１の横軸は周波数（ＧＨｚ）であり、縦軸はリターンロス（ｄＢ）である。グラフＧ１１における座標Ｍ１１では、周波数の値が“２．１３ＧＨｚ”であり、これに対応するリターンロスの値が“−６．０ｄＢ”である。グラフＧ１１における座標Ｍ１２では、周波数の値が“２．５８ＧＨｚ”であり、これに対応するリターンロスの値が“−６．０ｄＢ”である。グラフＧ１１における座標Ｍ１３では、周波数の値が“４．６９ＧＨｚ”であり、これに対応するリターンロスの値が“−６．０ｄＢ”である。グラフＧ１１における座標Ｍ１４では、周波数の値が“６．６５ＧＨｚ”であり、これに対応するリターンロスの値が“−６．０ｄＢ”である。

この計測結果によると、周波数“２．１３ＧＨｚ”〜“２．５８ＧＨｚ”、及び周波数“４．６９ＧＨｚ”〜“６．６５ＧＨｚ”では、安定した通信が可能であることが分かる。つまり、変形例３のアンテナ装置１ｄは、第１周波数（２．４ＧＨｚ）の電流及び第２周波数（５．５ＧＨｚ）の電流では、安定した通信を行うことが可能となる。

次に、本実施形態の変形例４〜変形例６について説明する。

変形例４のアンテナ装置１ｅの切り込み部１１ｅは、図１１Ａに示すように、実施形態２で説明したスリット１２０、変形例１で説明したスリット１２１を有している。切り込み部１１ｅは、切り込み部１１ｅにおいて開口端１１１を除く全周の長さが第１周波数の波長の半分となるように、切り込み部１１ｅは構成されている。

変形例５のアンテナ装置１ｆの切り込み部１１ｆは、図１１Ｂに示すように、実施形態２で説明したスリット１２０、変形例２で説明したスリット１２２を有している。切り込み部１１ｆは、切り込み部１１ｆにおいて開口端１１１を除く全周の長さが第１周波数の波長の半分となるように、切り込み部１１ｆは構成されている。

変形例６のアンテナ装置１ｇの切り込み部１１ｇは、図１２に示すように、変形例１で説明したスリット１２１、変形例２で説明したスリット１２２を有している。切り込み部１１ｇは、切り込み部１１ｇにおいて開口端１１１を除く全周の長さが第１周波数の波長の半分となるように、切り込み部１１ｇは構成されている。

これらの変形例のアンテナ装置１ｅ〜１ｇは、実施形態１及び変形例１〜３のアンテナ装置１ａ〜１ｄと同等の効果を有する。

次に、本実施形態の変形例７について説明する。

変形例７のアンテナ装置１ｈでは、側端１１３に設ける切り込み部の位置が、実施形態２で説明したスリット１２０の位置と異なる。変形例７のアンテナ装置１ｈでは、切り込み部１１ｈが有するスリット１３０（側端１１３に設けるスリット１３０）は、図１３に示すように、側端１１３の中点に対して開口端１１１側に設けられる。言い換えると、スリット１３０から開口端１１１までの距離がスリット１３０から閉口端１１２までの距離よりも短くなるように、スリット１３０は側端１１３に設けられている。

変形例７のアンテナ装置１ｈは、スリット１３０の位置が実施形態２のスリット１２０の位置と異なるのみであるので、実施形態２のアンテナ装置１ａと同等の効果を有する。つまり、側端１１３に設けられる切り込み部は、側端１１３の中点に対して開口端１１１側に設けられてもよいし、閉口端１１２側に設けられてもよい。もちろん、側端１１３に設けられる切り込み部は、側端１１３の中点に設けられてもよい。

なお、変形例１で説明したスリット１２１についても側端１１４に設けられる位置は、限定されない。側端１１３に設けられるスリット１２１は、側端１１４の中点に対して開口端１１１側に設けられてもよいし、閉口端１１２側に設けられてもよい。または、側端１１３に設けられるスリット１２１は、側端１１４の中点に設けられてもよい。

同様に、変形例２で説明したスリット１２２は、閉口端１１２の中点に対して側端１１３側に設けられてもよいし、側端１１４側に設けられてもよい。または、閉口端１１２に設けられるスリット１２２は、閉口端１１２の中点に設けられてもよい。

（その他の変形例）
以下に、その他の変形例について列記する。なお、以下に説明する変形例は、上記各実施形態と適宜組み合わせて適用可能である。

上記各実施形態において、切り込み部１１の形状は、矩形状に限らず、台形、曲線形状（例えば、半円形状）であってもよい。

上記各実施形態において、第２周波数調整素子３２をセラミックスのチップインダクタとする構成としたが、これに限定されない。第２周波数調整素子３２は、セラミックスのチップキャパシタでもよい。

また、第１周波数調整素子３１及び第２周波数調整素子３２は、チップインダクタで構成される場合、セラミックスの代わりに巻線タイプのチップインダクタであってもよい。

または、共通導体２１において第１導体２２と対向する先端部（第１部位１００）、及び第１導体２２において共通導体２１（第１部位１００）と対向する先端部を、それぞれ幅を細くしてインダクタを形成する構成であってもよい。同様に、共通導体２１において第２導体２３と対向する先端部（第２部位１０１）、及び第２導体２３において共通導体２１（第２部位１０１）と対向する先端部を、それぞれ幅を細くしてインダクタ又はキャパシタを形成する構成であってもよい。

また、上記各実施形態において、アンテナ装置１，１ａ〜１ｈは、第１周波数調整素子３１及び第２周波数調整素子３２を備える構成としたが、この構成に限定されない。第１周波数調整素子３１及び第２周波数調整素子３２は、アンテナ装置１，１ａ〜１ｈの必須の構成要素ではない。例えば、アンテナ装置１，１ａ〜１ｈが、第１周波数調整素子３１を備えない構成、つまり第１導体２２が共通導体２１に直接接続されている場合であっても、第１導体２２の長さを適切に調整すれば第１周波数（２．４ＧＨｚ）での放射が可能である。同様に、アンテナ装置１，１ａ〜１ｈが、第２周波数調整素子３２を備えない構成、つまり第２導体２３が共通導体２１に直接接続されている場合であっても、第２導体２３の長さを適切に調整すれば第２周波数（５．５ＧＨｚ）での放射が可能である。

（まとめ）
以上説明した実施形態等から以下の態様が発明されていることは明らかである。

第１の態様のアンテナ装置（１；１ａ〜１ｈ）は、第１周波数の信号及び第１周波数より周波数が高い第２周波数の信号を送信する。アンテナ装置（１；１ａ〜１ｈ）は、一端に開口端（１１１）、他端に閉口端（１１２）及び開口端（１１１）と閉口端（１１２）との間に一対の側端（１１３；１１４）を有する切り込み部（１１；１１ａ〜１１ｈ）が設けられた導体板（１０）と、導体パターン（２０）と、給電部（３０）と、を備える。導体パターン（２０）は、切り込み部（１１；１１ａ〜１１ｈ）に設けられ、共通導体（２１）、第１導体（２２）及び第２導体（２３）を含む。給電部（３０）は、導体板（１０）と導体パターン（２０）との接続部に配置され、導体パターン（２０）に給電を行う。第１導体（２２）及び第２導体（２３）のそれぞれは、共通導体（２１）を介して給電部（３０）に接続されている。給電部（３０）は、一対の側端（１１３；１１４）のうち一方の側端（１１３）において、開口端（１１１）までの距離が閉口端（１１２）までの距離よりも短くなる位置に配置されている。第１導体（２２）の一部（第１部分導体２２１）は、第２導体（２３）と一対の側端（１１３；１１４）のうち他方の側端（１１４）との間に位置している。他方の側端（１１４）に沿った方向の第１導体（２２）の長さは、他方の側端（１１４）に沿った方向の第２導体（２３）の長さよりも長い。

この構成によると、第１周波数と第２周波数とで共振させることが可能となる。したがって、複数の周波数のそれぞれに対応する共振を行い、互いに周波数が異なる複数の信号を送受信することができる。さらに、導体板（１０）及び導体パターン（２０）がアンテナとして動作する面積が大きいのでアンテナとしての効率を向上させることができる。

第２の態様のアンテナ装置（１；１ａ〜１ｈ）では、第１の態様において、第１導体（２２）の開放端（２２４）と、第２導体（２３）の開放端（２３１）とは、対向してキャパシタを構成する。

この構成によると、第１導体（２２）の開放端（２２４）と、第２導体（２３）の開放端（２３１）とでキャパシタを構成することで、開放端（２２４）と開放端（２３１）との間で容量を有することとなる。これにより、第１周波数調整素子（３１）と第２周波数調整素子（３２）とのそれぞれの定数を容易に設定することができる。

第３の態様のアンテナ装置（１；１ａ〜１ｈ）では、第１又は第２の態様において、切り込み部（１１；１１ａ〜１１ｈ）は矩形状である。

この構成によると、他方の側端（１１４）と第１導体（２２）との間における容量、及び他方の側端（１１４）と第２導体（２３）との間における容量の調整が容易になる。

第４の態様のアンテナ装置（１）では、第１〜第３のいずれかの態様において、一対の側端（１１３；１１４）と閉口端（１１２）との長さの合計は、第１周波数に対する波長の半分である。

この構成によると、導体板（１０）及び導体パターン（２０）において、第１周波数での電流分布、及び第２周波数での電流分布について、所望する電流分布を得やすくなる。

第５の態様のアンテナ装置（１ａ〜１ｈ）では、第１〜第３のいずれかの態様において、切り込み部（１１ａ〜１１ｈ）は、少なくとも１つのスリット（１２０〜１２２；１３０）を有する。切り込み部（１１ａ〜１１ｈ）において開口端（１１１）を除く全周の長さは、第１周波数に対する波長の半分である。

この構成によると、導体板（１０）及び導体パターン（２０）において、第１周波数での電流分布、及び第２周波数での電流分布について、所望する電流分布を得やすくなる。

第６の態様のアンテナ装置（１；１ａ〜１ｈ）では、第１〜第５のいずれかの態様において、第１導体（２２）と閉口端（１１２）との間の距離は、第１導体（２２）と他方の側端（１１４）との距離よりも長い。

この構成によると、第１導体（２２）と閉口端（１１２）との間よりも第１導体（２２）と他方の側端（１１４）との間で容量を得やすくなる。これにより、第１導体（２２）と他方の側端（１１４）との間で電流を集中させることができる。その結果、所望する電流の分布を得やすくなる。

第７の態様のアンテナ装置（１；１ａ〜１ｈ）では、第１〜第６のいずれかの態様において、第２導体（２３）と閉口端（１１２）との間の距離は、第１周波数において第２導体（２３）と他方の側端（１１４）との距離よりも長い。

この構成によると、第２導体（２３）と閉口端（１１２）との間よりも第２導体（２３）と他方の側端（１１４）との間で容量を得やすくなる。これにより、第２導体（２３）と他方の側端（１１４）との間で電流を集中させることができる。その結果、第２周波数において所望する電流の分布を得やすくなる。

第８の態様のアンテナ装置（１；１ａ〜１ｈ）では、第１〜第７のいずれかの態様において、給電部（３０）は、一方の側端（１１３）の開口端（１１１）の側に配置されている。

この構成によると、給電部（３０）から共通導体（２１）までの電流の経路において、第１導体（２２）及び第２導体（２３）に流れる電流の向きと逆向きの経路が存在しなくなる。言い換えると、第１導体（２２）及び第２導体（２３）に流れる電流の位相と逆位相の電流が流れないので、安定した通信を行うことができる。

第９の態様のアンテナ装置（１；１ａ〜１ｈ）では、第１〜第８のいずれかの態様において、第１導体（２２）と他方の側端（１１４）との間で形成されるキャパシタの容量は、第２導体（２３）と他方の側端（１１４）との間で形成されるキャパシタの容量よりも大きい。

この構成によると、第１導体（２２）を用いて低周波の共振を発生させ、第２導体（２３）を用いて高周波の共振を発生させることができる。

第１０の態様のアンテナ装置（１；１ａ〜１ｈ）では、第１〜第９のいずれかの態様において、第１周波数調整素子（３１）と、第２周波数調整素子（３２）と、を更に備える。第１周波数調整素子（３１）は、共通導体（２１）と、第１導体（２２）とを接続する。第２周波数調整素子（３２）は、共通導体（２１）と、第２導体（２３）とを接続する。

この構成によると、第１周波数調整素子（３１）は第１周波数を調整でき、第２周波数調整素子（３２）は第２周波数を調整できる。

第１１の態様のアンテナ装置（１；１ａ〜１ｈ）では、第１０の態様において、第１周波数では、第１周波数調整素子（３１）のリアクタンスが第２周波数調整素子（３２）のリアクタンスよりも小さくなるように、第２周波数では、第２周波数調整素子（３２）のリアクタンスが第１周波数調整素子（３１）のリアクタンスよりも小さくなるように、第１周波数調整素子（３１）及び第２周波数調整素子（３２）はそれぞれ構成される。

この構成によると、低周波の電流が第１導体（２２）に、高周波の電流が第２導体（２３）に、それぞれ流れるように構成することができる。

第１２の態様のアンテナ装置（１；１ａ〜１ｈ）では、第１０又は第１１の態様において、第１周波数調整素子（３１）は、第１周波数において、給電部（３０）から第１導体（２２）を見たインピーダンスが給電部（３０）から第２導体（２３）を見たインピーダンスよりも低くなるように構成される。

この構成によると、第１周波数調整素子（３１）を、所定の周波数の信号を通過させるフィルタとして機能させることができる。

第１３の態様のアンテナ装置（１；１ａ〜１ｈ）では、第１０〜第１２のいずれかの態様において、第２周波数調整素子（３２）は、第２周波数において、給電部（３０）から第２導体（２３）を見たインピーダンスが給電部（３０）から第１導体（２２）を見たインピーダンスよりも低くなるように構成される。

この構成によると、第２周波数調整素子（３２）を、所定の周波数の信号を通過させるフィルタとして機能させることができる。

１，１ａ〜１ｈ アンテナ装置
１０ 導体板
１１，１１ａ〜１１ｈ 切り込み部
２０ 導体パターン
２１ 共通導体
２２ 第１導体
２３ 第２導体
３０ 給電部
３１ 第１周波数調整素子
３２ 第２周波数調整素子
１１１ 開口端
１１２ 閉口端
１１３，１１４ 側端
１２０〜１２２，１３０ スリット
２２４，２３１ 開放端

Claims (13)

1. 第１周波数の信号及び前記第１周波数より周波数が高い第２周波数の信号を送信するアンテナ装置であって、
   一端に開口端、他端に閉口端及び前記開口端と前記閉口端との間に一対の側端を有する切り込み部が設けられた導体板と、
   前記切り込み部に設けられ、共通導体、第１導体及び第２導体を含む導体パターンと、
   前記導体板と前記導体パターンとの接続部に配置され、前記導体パターンに給電を行う給電部と、を備え、
   前記第１導体及び前記第２導体のそれぞれは、前記共通導体を介して前記給電部に接続されており、
   前記給電部は、前記一対の側端のうち一方の側端において、前記開口端までの距離が前記閉口端までの距離よりも短くなる位置に配置されており、
   前記第１導体の一部は、前記第２導体と前記一対の側端のうち他方の側端との間に位置しており、
   前記他方の側端に沿った方向の前記第１導体の長さは、前記他方の側端に沿った方向の前記第２導体の長さよりも長い、
   アンテナ装置。
2. 前記第１導体の開放端と、前記第２導体の開放端とは、対向してキャパシタを構成する、
   請求項１に記載のアンテナ装置。
3. 前記切り込み部は矩形状である、
   請求項１又は２に記載のアンテナ装置。
4. 前記一対の側端と前記閉口端との長さの合計は、第１周波数に対する波長の半分である、
   請求項１〜３のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
5. 前記切り込み部は、少なくとも１つのスリットを有し、
   前記切り込み部において前記開口端を除く全周の長さは、第１周波数に対する波長の半分である、
   請求項１〜３のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
6. 前記第１導体と前記閉口端との間の距離は、前記第１導体と前記他方の側端との距離よりも長い、
   請求項１〜５のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
7. 前記第２導体と前記閉口端との間の距離は、前記第２導体と前記他方の側端との距離よりも長い、
   請求項１〜６のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
8. 前記給電部は、前記一方の側端の前記開口端の側に配置されている、
   請求項１〜７のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
9. 前記第１導体と前記他方の側端との間で形成されるキャパシタの容量は、前記第２導体と前記他方の側端との間で形成されるキャパシタの容量よりも大きい、
   請求項１〜８のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
10. 前記共通導体と、前記第１導体とを接続する第１周波数調整素子と、
    前記共通導体と、前記第２導体とを接続する第２周波数調整素子と、を更に備える、
    請求項１〜９のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
11. 前記第１周波数では、前記第１周波数調整素子のリアクタンスが前記第２周波数調整素子のリアクタンスよりも小さくなるように、
    前記第２周波数では、前記第２周波数調整素子のリアクタンスが前記第１周波数調整素子のリアクタンスよりも小さくなるように、
    前記第１周波数調整素子及び前記第２周波数調整素子はそれぞれ構成される、
    請求項１０に記載のアンテナ装置。
12. 前記第１周波数調整素子は、前記第１周波数において、前記給電部から前記第１導体を見たインピーダンスが前記給電部から前記第２導体を見たインピーダンスよりも低くなるように構成される、
    請求項１０又は１１に記載のアンテナ装置。
13. 前記第２周波数調整素子は、前記第２周波数において、前記給電部から前記第２導体を見たインピーダンスが前記給電部から前記第１導体を見たインピーダンスよりも低くなるように構成される、
    請求項１０〜１２のいずれか一項に記載のアンテナ装置。

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