JP5794300B2 - アンテナ装置および通信端末装置 - Google Patents

Description

本発明はアンテナ装置およびアンテナ装置を備えた通信端末装置に関し、特に無線通信、無線ＬＡＮ、移動体通信システム、衛星信号の受信等で用いられるアンテナ装置および通信端末装置に関する。

機器の筐体内に配置される基板の導体パターンによって放射素子等が構成されたアンテナ装置として特許文献１〜３が開示されている。

特許文献１には、不平衡線路を容量やインダクタ回路を通すことにより平衡モードの信号に変換して、二つのグランド電極をダイポールアンテナとして励振することが示されている。

特許文献２には、不平衡線路（同軸線路）によって、板状のダイポールアンテナに給電を行う構成が示されている。

特許文献３には、グランド電極に設けられたノッチアンテナの根元側に給電が行われ、ノッチの開放端側にノッチを跨ぐようにリアクタンス素子が形成され、多共振特性を得るようにした構成が示されている。

特開２００８−２７０９２１号公報 特開２０１０−１１４７９７号公報 特開２０１０−６２９７６号公報

特許文献１〜３に開示されている構成では次のような問題がある。
特許文献１のアンテナ装置においては、モジュールおよび平衡回路部分のグランド電極をそれ以外のグランド電極から分割する必要がある。また、平衡回路を構成する集中定数回路素子のばらつきおよび損失が発生する。

特許文献２のアンテナ装置においては、ホット側の素子とアース側の素子とを分離する必要がある。また、二つの素子間の間隙の精度によって整合特性にばらつきが生じやすい。また、高周波電流の強いエリアに接続された給電ケーブルに漏洩電流が発生しやすい。

特許文献３のアンテナ装置においては、ある程度のノッチの長さが必要になる。ノッチを短くし、装荷容量で共振周波数を強制的に低下しようとすると狭帯域特性になる。また、第１、第２周波数で複共振をもたせるために三つのリアクタンス素子を要し、これらの周波数特性により帯域が狭くなりやすい。さらに、周波数特性が急峻なため、素子ばらつきによる共振周波数ばらつき発生しやすい。

そこで、本発明は、基板の導体パターンによって放射素子等が構成されたアンテナ装置において、上述の問題を解消し、基板上の導体パターンが複雑化せず、広帯域で特性ばらつきの少ないアンテナ装置およびそれを備えた通信端末装置を提供することを目的としている。

（１）本発明のアンテナ装置は、長辺である第１の辺と前記第１の辺に対向する第２の辺を有する長方形状の放射用グランド導体が形成された基板と、
前記第１の辺の両端部を除く他の位置に沿って、前記第１の辺より内側に設けられたグランド導体非形成領域と、
前記基板内に設けられ、前記グランド導体非形成領域の前記第１の辺に沿った方向の両端に接続され、前記第２の辺よりも前記第１の辺に近い位置で前記グランド導体非形成領域を跨ぐように配置された、放射電極およびキャパシタンス素子を含む直列回路と、
伝送線路と、を備え、
前記伝送線路の第１端の中心導体は前記キャパシタンス素子の第１端または前記放射電極に接続され、前記伝送線路の第１端の外導体は前記放射用グランド導体の一部であるか、もしくは前記放射用グランド導体に接続され、前記伝送線路の第２端は給電回路に接続され、
前記伝送線路は前記グランド導体非形成領域から前記放射用グランド導体の前記第２の辺方向へ引き出されたことを特徴とする。

（２）前記基板の一部または全部は可撓性材料で構成されていることが好ましい。

（３）前記伝送線路は可撓性の同軸ケーブルを含むことが好ましい。

（４）前記伝送線路の少なくとも一部は、前記基板に形成された導体パターンで構成されていることが好ましい。

（５）前記放射用グランド導体は、前記基板の外縁の一部に沿って、前記基板に形成された主グランド導体とは分離形成されていることが好ましい。

（６）前記基板には前記放射用グランド導体とともに主グランド導体が形成されていて、
前記放射用グランド導体の一部は前記主グランド導体に対してグランド接続部を介して接続されていて、
前記グランド接続部に、適用周波数帯の高周波信号に対して共振する電気長のチョークを備えていることが好ましい。

（７）本発明の通信端末装置は、筐体内にアンテナ装置を備え、
前記アンテナ装置は、長辺である第１の辺と前記第１の辺に対向する第２の辺を有する長方形状の放射用グランド導体が形成された基板と、
前記第１の辺の両端部を除く他の位置に沿って、前記第１の辺より内側に設けられたグランド導体非形成領域と、
前記基板内に設けられ、前記グランド導体非形成領域の前記第１の辺に沿った方向の両端に接続され、前記第２の辺よりも前記第１の辺に近い位置で前記グランド導体非形成領域を跨ぐように配置された、放射電極およびキャパシタンス素子を含む直列回路と、
伝送線路と、を備え、
前記伝送線路の第１端の中心導体は前記キャパシタンス素子の第１端または前記放射電極に接続され、前記伝送線路の第１端の外導体は前記放射用グランド導体の一部であるか、もしくは前記放射用グランド導体に接続され、前記伝送線路の第２端は給電回路に接続され、
前記伝送線路は前記グランド導体非形成領域から前記放射用グランド導体の前記第２の辺方向へ引き出されたことを特徴とする。

本発明によれば、基板上の導体パターンが複雑化せず、特性ばらつきが少なく、広帯域特性のアンテナ装置およびそれを備えた通信端末装置が得られる。

図１は第１の実施形態のアンテナ装置１０１の平面図である。 図２は同軸コネクタのレセプタクルを取り付ける前の状態での第１の実施形態のアンテナ装置の部分斜視図である。 図３はアンテナ装置１０１の等価回路図である。 図４は第１の実施形態のアンテナ装置１０１の放射用グランド導体１１に分布する電流密度を表す図である。 図５（Ａ）は比較対照のアンテナ装置の構造を表す平面図である。図５（Ｂ）は、その放射用グランド導体に分布する電流密度を表す図である。 図６は、第１の実施形態のアンテナ装置１０１および図５に示した比較対照のアンテナ装置の指向性を示す図である。 図７はアンテナ装置１０１の放射用グランド導体１１の長さ寸法Ｌを変化させたときの指向性の変化を示す図であり、図７（Ａ）はＬ＝５０ｍｍ、図７（Ｂ）はＬ＝６０ｍｍ、図７（Ｃ）はＬ＝７０ｍｍの場合の特性である。 図８（Ａ）は放射用グランド導体１１の長さ寸法Ｌをさらに広範囲に変化させたときの放射効率の変化、図８（Ｂ）は長さＬを変化させたときのリターンロス特性の変化を示す図である。図８（Ｃ）は長さＬを変化させたときの指向性の変化を示す図である。 図９（Ａ）は放射用グランド導体１１の幅寸法Ｗを変化させたときの放射効率の変化、図９（Ｂ）は幅Ｗを変化させたときのリターンロス特性の変化を示す図である。図９（Ｃ）は幅Ｗを変化させたときの指向性の変化を示す図である。 図１０は第２の実施形態のアンテナ装置１０２の平面図である。 図１１は、通信端末装置内の親基板４０とアンテナ装置１０１との位置関係を示す斜視図である。 図１２は、通信端末装置内の親基板４０とアンテナ装置１０１との距離ｄの変化によるリターンロスの変化の例を示す図である。 図１３は第４の実施形態のアンテナ装置１０４を含む回路基板の平面図である。 図１４（Ａ）は親基板４０の大きさ（主グランド導体４１の大きさ）の変化に対するアンテナ装置１０４のリターンロス特性の変化を示す図である。図１４（Ｂ）は図１３に示したグランド導体分離領域４２を設けない場合の特性である。 図１５は第５の実施形態のアンテナ装置１０５を含む回路基板の平面図である。 図１６は、チョーク用導体パターン４３の有無による効果を示す図であり、図１６（Ａ）はチョーク用導体パターン４３が有るときの電流密度分布、図１６（Ｂ）はチョーク用導体パターン４３が無いときの電流密度分布をそれぞれ表している。 図１７はチョーク用導体パターン４３の有無による指向性の違いを示す図である。 図１８は第６の実施形態である通信端末装置２０１の斜視図である。

《第１の実施形態》
第１の実施形態のアンテナ装置について各図を参照して説明する。図１は第１の実施形態のアンテナ装置１０１の平面図である。図１（Ａ）は同軸ケーブルを取り付ける前の状態、図１（Ｂ）は同軸ケーブルを取り付けた状態である。また、図２は同軸コネクタのレセプタクルを取り付ける前の状態での第１の実施形態のアンテナ装置の部分斜視図である。

アンテナ装置１０１は放射用グランド導体１１が形成された基板１０を備えている。放射用グランド導体１１は長方形状であり、長辺である第１の辺Ｓ１とこれに対向する第２の辺Ｓ２を有する。放射用グランド導体１１の第１の辺Ｓ１に沿って、この第１の辺Ｓ１の両端部を除く他の位置（中央位置）にグランド導体非形成領域１２が設けられている。グランド導体非形成領域１２の第１の辺Ｓ１に沿った方向の両端に、放射電極１３，１４およびキャパシタンス素子２１を含む直列回路が接続されている。すなわち、前記直列回路がグランド導体非形成領域１２を跨ぐように配置されている。このキャパシタンス素子２１は放射電極１３，１４間の間隙容量を構成する。

なお、基板１０の裏面には前記放射用グランド導体１１に対向するパターンの放射用グランド導体が形成されている。したがって、表面のグランド導体非形成領域１２に対向する位置にもグランド導体非形成領域が形成されている。

基板１０には同軸コネクタのレセプタクル３１が取り付けられている。基板１０には、第１端がキャパシタンス素子２１の第１端に導通し、第２端が同軸コネクタのレセプタクル３１の中心導体の接続部に導通する給電線１５が形成されている。同軸コネクタのレセプタクル３１の外導体は放射用グランド導体１１に接続されている。

図１（Ｂ）に表れているように、前記レセプタクル３１に同軸コネクタのプラグ３２が装着され、同軸ケーブル３３は基板１０のグランド導体非形成領域から放射用グランド導体の第２の辺Ｓ２の中央付近へ引き出されている。そして、基板１０に重ならないように外方へ配線されている。

前記レセプタクル３１、プラグ３２および同軸ケーブルは本発明に係る「伝送線路」に相当する。すなわち、伝送線路の第１端の中心導体（レセプタクル３１の中心導体）は給電線１５を介してキャパシタンス素子２１の第１端に接続されている。また、伝送線路の第１端の外導体（レセプタクル３１の外導体）は放射用グランド導体１１に接続されている。また、伝送線路の第２端（同軸ケーブル３３の引き出された側の先端）は給電回路に接続されている。

なお、図１（Ａ）、図１（Ｂ）に示した例では、伝送線路の第１端の中心導体（レセプタクル３１の中心導体）は給電線１５を介して放射電極１３にも接続されている。伝送線路の第１端の中心導体（レセプタクル３１の中心導体）は、給電線１５を介してキャパシタンス素子２１の第１端から離れた位置で放射電極１３に接続されていてもよい。

図３は前記アンテナ装置１０１の等価回路図である。このアンテナ装置１０１は、グランド導体非形成領域１２の両端に、放射電極１３，１４およびキャパシタンス素子２１を含む直列回路が接続され、キャパシタンス素子２１の第１端（放射電極１３）に給電されるように構成された回路である。

このようにキャパシタンス素子２１の第１端（放射電極１３）に給電することで、放射用グランド導体にダイポールアンテナと同様の（ダイポールアンテナ的な）電流が誘起される。図３中の矢印はその電流を表している。

図４は第１の実施形態のアンテナ装置１０１の放射用グランド導体１１に分布する電流密度を表す図である。また、図５（Ａ）は比較対照のアンテナ装置の構造を表す平面図である。図５（Ｂ）は、その放射用グランド導体に分布する電流密度を表す図である。

図５（Ａ）に示した比較対照のアンテナ装置は、基板の角部にグランド導体非形成領域１２が設けられ、このグランド導体非形成領域１２にヘリカル状の放射電極が形成されたモノポールアンテナチップ２２が配置されている。

図４に表れているように、本発明の第１の実施形態のアンテナ装置１０１では、放射用グランド導体１１のキャパシタンス素子２１が配置された第１の辺Ｓ１側の電流密度が第２の辺Ｓ２側よりも高い。一方、図５（Ｂ）に表れているように、モノポールアンテナチップ２２が基板の角部に配置されたアンテナ装置においては、放射用グランド導体１１の第１の辺Ｓ１の中央部と第２の辺Ｓ２の中央部の電流密度はほぼ均等である。

図６は、第１の実施形態のアンテナ装置１０１および図５に示した比較対照のアンテナ装置の指向性を示す図である。ここで、０°は放射用グランド導体１１の第１の辺Ｓ１方向、１８０°は放射用グランド導体１１の第２の辺Ｓ２方向である。曲線Ｄ１は第１の実施形態のアンテナ装置１０１の指向性、曲線Ｄ２は比較対照のアンテナ装置の指向性を表している。

このように、本発明のアンテナ装置では、放射用グランド導体１１の第１の辺Ｓ１側の電流密度が第２の辺Ｓ２側よりも高いため、第１の辺Ｓ１方向（０°方向）への指向性が強い。比較対照のアンテナ装置では０°方向と１８０°方向の両方にほぼ均等な指向性が表れる。

第１の実施形態によれば、図１（Ｂ）に示したように、同軸ケーブル３３は基板１０のグランド導体非形成領域から放射用グランド導体の第２の辺Ｓ２の中央付近へ引き出されている。すなわち電流密度の低い位置から伝送線路が引き出されているので、放射用グランド導体１１と同軸ケーブル３３との不要な結合が殆ど生じない。そのため、同軸ケーブルを含めた範囲まで電流が分布することがなく、アンテナの放射効率、指向性および給電回路とのインピーダンス整合が同軸ケーブルの引き出し方によっては殆ど変化しない。

次に、放射用グランド導体１１の寸法とアンテナの指向性との関係について示す。
図７はアンテナ装置１０１の放射用グランド導体１１の長さ寸法Ｌを変化させたときの指向性の変化を示す図である。図７（Ａ）はＬ＝５０ｍｍ、図７（Ｂ）はＬ＝６０ｍｍ、図７（Ｃ）はＬ＝７０ｍｍの場合の特性である。いずれも放射用グランド導体１１の幅寸法Ｗは１０ｍｍとしている。ここで適用周波数は２．４５ＧＨｚ、基板の比誘電率は４．９であり、Ｌ＝６０ｍｍで１／２波長に相当する。このように、放射用グランド導体１１の長さ寸法Ｌが異なっても、放射用グランド導体１１の第１の辺Ｓ１側の電流密度が第２の辺Ｓ２側よりも高いため、第１の辺Ｓ１方向（０°方向）への強く放射することがわかる。

図８（Ａ）は前記放射用グランド導体１１の長さ寸法Ｌをさらに広範囲に変化させたときの放射効率の変化、図８（Ｂ）は前記長さＬを変化させたときのリターンロス特性の変化を示す図である。図８（Ｃ）は前記長さＬを変化させたときの指向性の変化を示す図である。ここで、各特性曲線と寸法Ｌとの関係は次のとおりである。

Ｌ１：Ｌ＝２０ｍｍ
Ｌ２：Ｌ＝４０ｍｍ
Ｌ３：Ｌ＝６０ｍｍ
Ｌ４：Ｌ＝８０ｍｍ
Ｌ５：Ｌ＝１００ｍｍ
放射効率は、図８（Ａ）に表れているように、長さＬが４０ｍｍより短くなると低下する。リターンロスについても、図８（Ｂ）に表れているように、長さＬが４０ｍｍより短くなると狭帯域特性となる。さらに、指向性についても、図８（Ｃ）に表れているように、長さＬが４０ｍｍより短くなると前方（０°）方向への利得が低下する。

これらのことから、放射用グランド導体１１の長さ寸法Ｌは、１／２波長共振するダイポールアンテナと同等の性能（指向性・放射効率・リターンロス）を得るために、その電気長がほぼ１／２波長であることが好ましい。

図９（Ａ）は前記放射用グランド導体１１の幅寸法Ｗを変化させたときの放射効率の変化、図９（Ｂ）は前記幅Ｗを変化させたときのリターンロス特性の変化を示す図である。図９（Ｃ）は前記幅Ｗを変化させたときの指向性の変化を示す図である。ここで、各特性曲線と寸法Ｌとの関係は次のとおりである。

Ｗ１：Ｗ＝１０ｍｍ
Ｗ２：Ｗ＝３０ｍｍ
Ｗ３：Ｗ＝５０ｍｍ
Ｗ４：Ｗ＝７０ｍｍ
Ｗ５：Ｗ＝９０ｍｍ
放射効率は、図９（Ａ）に表れているように、幅Ｗに関わらず殆ど一定である。リターンロスについては、図９（Ｂ）に表れているように、幅Ｗが短いほどリターンロスが小さくなる傾向はあるが殆ど変化しない。指向性については、図９（Ｃ）に表れているように、幅Ｗの変化による前方（０°）方向への利得変化は小さいが、幅Ｗが小さいほど８の字形状に近くなる。９０°〜２７０°の１８０範囲で利得を得るためには、幅Ｗが１／２波長またはそれ以上にすればよいことがわかる。

上述した効果以外に、第１の実施形態によれば次のような効果を奏する。
（１）グランド導体に適用周波数の波長に対してかなり小さい（一辺が１／１０波長未満の）グランド導体非形成領域を設けることでダイポール的に動作するアンテ装置を容易に構成できる。グランド導体の形状についても特別な設計を必要としない。

（２）放射用グランド導体の電流密度の相対的に低い側から給電用の伝送線路を取り出すので、通信端末装置などの電子機器へのアセンブリにおいても、伝送線路の配置に構造上の無理が生じにくい。

（３）可撓性を有する（フレキシブルな）同軸ケーブルを用いれば、アンテナにとって条件のよい場所を選択できるため、組み込み先電子機器の電源などのノイズ源から遠ざけることができ、またグランド導体から分離できるため、ノイズの影響が抑制できる。

《第２の実施形態》
図１０は第２の実施形態のアンテナ装置１０２の平面図である。アンテナ装置１０２は、第１の辺Ｓ１とこれに対向する第２の辺Ｓ２を有する放射用グランド導体１１が形成された基板１０を備えている。この放射用グランド導体１１の第１の辺Ｓ１に沿って、この第１の辺Ｓ１の両端部を除く他の位置（中央位置）にグランド導体非形成領域１２が設けられている。グランド導体非形成領域１２の第１の辺Ｓ１に沿った方向の両端に、放射電極１３，１４およびキャパシタンス素子２１を含む直列回路がグランド導体非形成領域１２を跨ぐように配置されている。基板１０には、第１端がキャパシタンス素子２１の第１端（放射電極１３）に導通する給電線１５が形成されている。この給電線１５とグランド導体との間にインピーダンス整合用のリアクタンス素子２４が接続（実装）されている。また、放射電極１４とグランド導体１１との間にリアクタンス素子２３が接続（実装）されている。このリアクタンス素子２３のインダクタンス値またはキャパシタンス値によってキャパシタンス素子２１および放射電極１３，１４による回路の共振周波数を所定値に定めるために装荷されたものである。

給電線１５の端部には、図１（Ａ）、図１（Ｂ）に示したものと同様に同軸コネクタのレセプタクルが設けられ、同軸ケーブルの端部に設けられた同軸コネクタがレセプタクルに装着される。

《第３の実施形態》
第３の実施形態では、通信端末装置内の親基板に対するアンテナ装置の配置および特性の差異について示す。

図１１は、通信端末装置内の親基板４０とアンテナ装置１０１との位置関係を示す斜視図である。図１１（Ａ）の例では、親基板４０に主グランド導体４１が形成されていて、アンテナ装置１０１のグランド導体１１と親基板４０の主グランド導体４１から距離ｄだけ離れた位置に配置されている。図１１（Ｂ）は前記距離ｄ＝０の例、すなわちアンテナ装置１０１のグランド導体１１が親基板４０の主グランド導体４１に導通している状態である。

図１２は前記距離ｄの変化によるリターンロスの変化の例を示す図である。図１２において、各特性曲線と寸法ｄとの関係は次のとおりである。

ｄ０：ｄ＝０ｍｍ
ｄ２：ｄ＝２ｍｍ
ｄ５：ｄ＝５ｍｍ
ｄ１０：ｄ＝１０ｍｍ
このように、アンテナ装置１０１のグランド導体１１が親基板４０の主グランド導体４１から離れている限り、リターンロスの変化は小さいが、アンテナ装置１０１のグランド導体１１が親基板４０の主グランド導体４１に導通しているとリターンロスは大きく低域側へシフトする。このことから、アンテナ装置のグランド導体１１は親基板４０の主グランド導体４１から離れた状態で配置することで、安定したアンテナ性能が得られることがわかる。

《第４の実施形態》
図１３は第４の実施形態のアンテナ装置１０４を含む回路基板の平面図である。この回路基板は親基板４０に各種導体パターンおよび各種素子が実装されたものである。アンテナ装置１０４の放射用グランド導体１１は、第１の辺Ｓ１とこれに対向する第２の辺Ｓ２を有する。この放射用グランド導体１１は親基板４０の外縁の一部に沿って形成されている。親基板４０には主グランド導体４１が形成されていて、この主グランド導体４１と放射用グランド導体１１との間にグランド導体分離領域４２が設けられている。放射用グランド導体１１の一部は主グランド導体４１に対してグランド接続部ＣＳを介して接続されている。

アンテナ装置１０４には、第１の辺Ｓ１に沿って、この第１の辺Ｓ１の両端部を除く他の位置（中央位置）にグランド導体非形成領域１２が設けられている。グランド導体非形成領域１２の第１の辺Ｓ１に沿った方向の両端に、放射電極１３，１４およびキャパシタンス素子２１を含む直列回路がグランド導体非形成領域１２を跨ぐように配置されている。親基板４０には、第１端がキャパシタンス素子２１の第１端（放射電極１３）に導通する給電線１５が形成されている。

親基板４０にはアンテナ装置にとっての給電回路である高周波モジュール３４が実装されている。この高周波モジュール３４とアンテナ装置１０４とは給電線１５で接続されている。この給電線１５はグランド導体とともにコプレーナラインを構成している。

前記コプレーナラインは本発明の係る「伝送線路」に相当し、前記給電線１５は本発明に係る「伝送線路」の中心導体に相当する。また、放射用グランド導体１１の一部および主グランド導体４１の一部は発明に係る「伝送線路」の外導体に相当する。すなわち、伝送線路の第１端の中心導体（給電線１５の第１端）は放射電極１３に接続されている。また、伝送線路の第１端の外導体は放射用グランド導体１１の一部である。また、伝送線路の第２端（給電線１５の第２端）は給電回路に接続されている。

図１４（Ａ）は主グランド導体４１の大きさの変化に対するアンテナ装置１０４のリターンロス特性の変化を示す図である。

図１４（Ａ）において、各特性曲線と各部の寸法との関係は次のとおりである。
Ａ０：Ｌ＝４１ｍｍ，Ｗ＝１０ｍｍ，ｔ＝１ｍｍ
Ａ１：Ｌ＝８０ｍｍ，Ｗ＝４０ｍｍ，ｔ＝１ｍｍ
Ａ２：Ｌ＝１２０ｍｍ，Ｗ＝７０ｍｍ，ｔ＝１ｍｍ
ここで、Ａ０は親基板の無い、アンテナ装置単独の（第１の実施形態で示したアンテナ装置１０１の）特性である。また、Ａ１，Ａ２は図１３に示したように親基板４０に構成されたアンテナ装置１０４の特性であり、寸法Ｌは主グランド導体４１の長さ（左右方向の寸法）、寸法Ｗは主グランド導体４１の幅（上下方向の寸法）、寸法ｔは基板の厚みである。

なお、グランド導体分離領域４２で分離された放射用グランド導体１１と主グランド導体４１との接続部の幅は３ｍｍ、グランド導体分離領域４２の間隔は５ｍｍとした。

図１４（Ｂ）は図１３に示したグランド導体分離領域４２を設けない場合の特性である。すなわち、放射用グランド導体１１が親基板４０の主グランド導体４１と連続している場合の、主グランド導体４１の大きさの変化に対するアンテナ装置１０４のリターンロス特性の変化を示す図である。

図１４（Ｂ）において、各特性曲線と各部の寸法との関係は次のとおりである。
Ｂ０：Ｌ＝４１ｍｍ，Ｗ＝１０ｍｍ，ｔ＝１ｍｍ
Ｂ１：Ｌ＝８０ｍｍ，Ｗ＝４０ｍｍ，ｔ＝１ｍｍ
Ｂ２：Ｌ＝１２０ｍｍ，Ｗ＝７０ｍｍ，ｔ＝１ｍｍ
ここで、寸法Ｌは放射用グランド導体１１の長さ（左右方向の寸法）、寸法Ｗは放射用グランド導体１１の幅（上下方向の寸法）、寸法ｔは基板の厚みである。

図１４（Ｂ）から明らかなように、基板サイズの変化に伴って放射用グランド導体１１のサイズが変化すると、アンテナの共振周波数が変化してしまう。これに対し、図１４（Ａ）に表れているように、アンテナのリターンロス特性は親基板４０の主グランド導体４１のサイズに殆ど影響を受けないことがわかる。したがって、第４の実施形態で示したアンテナ装置の構造によれば、親基板の導体パターンの影響を受けることなく、アンテナ装置の設計が可能となる。

第４の実施形態によれば、伝送線路部のグランド導体以外は、親基板４０の主グランド導体４１から放射用グランド導体１１が分離されているので、親基板４０で生じるノイズの影響を抑制することができる。そのため、親基板に組み込まれるタイプのアンテナ装置としての汎用性も高い。

《第５の実施形態》
図１５は第５の実施形態のアンテナ装置１０５を含む回路基板の平面図である。この回路基板は親基板４０に各種導体パターンおよび各種素子が実装されたものである。アンテナ装置１０５の放射用グランド導体１１は、第１の辺Ｓ１とこれに対向する第２の辺Ｓ２を有し、この放射用グランド導体１１が親基板４０に形成されている。親基板４０には主グランド導体４１が形成されていて、この主グランド導体４１と放射用グランド導体１１との間にグランド導体分離領域４２が設けられている。

アンテナ装置１０５には、第１の辺Ｓ１に沿って、この第１の辺Ｓ１の両端部を除く他の位置（中央位置）にグランド導体非形成領域１２が設けられている。グランド導体非形成領域１２の第１の辺Ｓ１に沿った方向の両端に、放射電極１３，１４およびキャパシタンス素子２１を含む直列回路がグランド導体非形成領域１２を跨ぐように配置されている。親基板４０には、第１端がキャパシタンス素子２１の第１端（放射電極１３）に導通する給電線１５が形成されている。

グランド導体分離領域４２には、給電線１５の近傍にチョーク用導体パターン４３が形成されている。このチョーク用導体パターン４３の基部ＳＥは親基板４０の主グランド導体４１側に短絡端として接続されている。チョーク用導体パターン４３の先端部ＯＥは開放されていて、且つ給電線１５に近接されている。

例えば、チョーク用導体パターン４３の線幅は１ｍｍ、主グランド導体４１との間隔は１ｍｍ、折り返された部分の線間は１ｍｍ、基部ＳＥから折り返し部までの長さは９ｍｍである。また、給電線１５両側のグランド導体とチョーク用導体パターン４３の先端部ＯＥとの間隔は０．５ｍｍである。このチョーク用導体パターン４３は１／４波長共振するオープンスタブのような形状である。上記寸法のチョーク用導体パターン４３の線路長は１／４波長に満たないが、これは、先端部ＯＥとグランド導体との間などに生じる浮遊容量が装荷されるためであるものと考えられる。要は、放射用グランド導体１１と主グランド導体との接続部分に、適用周波数帯の高周波信号に対して共振する（チョークとして作用する）電気長のチョークを備えればよい。

図１６は、前記チョーク用導体パターン４３の有無による効果を示す図であり、図１６（Ａ）はチョーク用導体パターン４３が有るときの電流密度分布、図１６（Ｂ）はチョーク用導体パターン４３が無いときの電流密度分布をそれぞれ表している。

このように、チョーク用導体パターン４３が存在すると、アンテナ装置の放射用グランド導体１１から親基板４０の主グランド導体４１へ流れ込もうとする電流が抑制される。このことにより、親基板４０の主グランド導体４１による影響をより受けることなく、アンテナ装置１０５の特性が安定したものとなる。

図１７は前記チョーク用導体パターン４３の有無による指向性の違いを示す図である。図１７において、特性Ａは前記チョーク用導体パターン４３が有るときの特性、特性Ｂは前記チョーク用導体パターン４３が無いときの特性である。このように、チョーク用導体パターン４３が有ると、親基板４０の主グランド導体４１へ流れ込もうとする電流が抑制されるので、アンテナ装置１０５側（０°方向）への放射が強くなることがわかる。

《第６の実施形態》
図１８は第６の実施形態である通信端末装置２０１の斜視図である。この通信端末装置２０１は、ほぼ直方体形状の筐体内に親基板とともにアンテナ装置１０１Ａおよび１０１Ｂを備えている。親基板は表示パネル５１の背後に、筐体に沿って配置されている。アンテナ装置１０１Ａおよび１０１Ｂは、先の実施形態で図１１（Ａ）に示したように、親基板４０に対して垂直の関係にある。そのため、通信端末装置２０１の表示パネル５１に対して垂直で且つ表示パネル５１の前面方向を指向することになる。

なお、アンテナ装置の放射用グランド導体を形成する基板を、可撓性材料で構成されたフレキシブル基板とすることにより、アンテナ装置１０１Ｂのように、筐体の角部で二面に亘って屈曲させた状態で配置することも可能となる。

《他の実施形態》
以上に示した各実施形態のアンテナ装置では、キャパシタンス素子２１を設けたが、この素子はチップコンデンサであってもよい、また、基板に形成した導体パターンで構成されていてもよい。

また、以上に示した各実施形態のアンテナ装置では、キャパシタンス素子２１の両側に放射電極１３，１４が設けられた例を示したが、キャパシタンス素子２１の第１端を放射用グランド導体１１に直接接続し、第２端のみを放射電極に接続するようにしてもよい。

また、以上に示した各実施形態のアンテナ装置では、給電線１５を介して直接給電する例を示したが、給電線１５の途中にキャパシタンス素子を直列に挿入するか、基板上の導体パターンによって容量を形成して、容量給電するように構成してもよい。

また、以上に示した各実施形態のアンテナ装置では、同軸コネクタを用いて給電する例および基板上の導体パターンによって給電する例を示したが、本発明はこれに限らない。フレキシブルな同軸ケーブルの中心導体がキャパシタンス素子の第１端または放射電極に直接接続され、外導体が放射用グランド導体に直接接続されてもよい。

また、以上に示した各実施形態のアンテナ装置では、長方形状の放射用グランド導体の第１の辺に沿って、その第１の辺の中央部にグランド導体非形成領域が設けられた例を示したが、グランド導体非形成領域は第１の辺の中央部でなくてもよい。放射用グランド導体および放射電極にダイポールアンテナと同様の電流が誘起されればよいので、このグランド導体非形成領域は、前記第１の辺の両端部を除く他の位置（両端部から離れた位置）に形成されていればよい。

また、図１３に示した例では、基板に放射用グランド導体１１とともに主グランド導体４１が形成され、放射用グランド導体１１の一部が主グランド導体４１に対してグランド接続部ＣＳを介して接続された例を示したが、放射用グランド導体１１は主グランド導体４１とは分離形成されていてもよい。

ＣＳ…グランド接続部
Ｓ１…第１の辺
Ｓ２…第２の辺
ＳＥ…基部
１０…基板
１１…放射用グランド導体
１２…グランド導体非形成領域
１３，１４…放射電極
１５…給電線
２１…キャパシタンス素子
２３，２４…リアクタンス素子
３１…レセプタクル
３２…プラグ
３３…同軸ケーブル
３４…高周波モジュール
４０…親基板
４１…主グランド導体
４２…グランド導体分離領域
４３…チョーク用導体パターン
５１…表示パネル
１０１…アンテナ装置
１０１Ａ，１０１Ｂ…アンテナ装置
１０２，１０４，１０５…アンテナ装置
２０１…通信端末装置

Claims (7)

1. 長辺である第１の辺と前記第１の辺に対向する第２の辺を有する長方形状の放射用グランド導体が形成された基板と、
   前記第１の辺の両端部を除く他の位置に沿って、前記第１の辺より内側に設けられたグランド導体非形成領域と、
   前記基板内に設けられ、前記グランド導体非形成領域の前記第１の辺に沿った方向の両端に接続され、前記第２の辺よりも前記第１の辺に近い位置で前記グランド導体非形成領域を跨ぐように配置された、放射電極およびキャパシタンス素子を含む直列回路と、
   伝送線路と、を備え、
   前記伝送線路の第１端の中心導体は前記キャパシタンス素子の第１端または前記放射電極に接続され、前記伝送線路の第１端の外導体は前記放射用グランド導体の一部であるか、もしくは前記放射用グランド導体に接続され、前記伝送線路の第２端は給電回路に接続され、
   前記伝送線路は前記グランド導体非形成領域から前記放射用グランド導体の前記第２の辺方向へ引き出されたことを特徴とするアンテナ装置。
2. 前記基板の一部または全部が可撓性材料で構成された、請求項１に記載のアンテナ装置。
3. 前記伝送線路は可撓性の同軸ケーブルを含む、請求項１または２に記載のアンテナ装置。
4. 前記伝送線路の少なくとも一部は、前記基板に形成された導体パターンで構成された、請求項１〜３のいずれかに記載のアンテナ装置。
5. 前記放射用グランド導体は、前記基板の外縁の一部に沿って、前記基板に形成された主グランド導体とは分離形成されている、請求項１〜４のいずれかに記載のアンテナ装置。
6. 前記基板には前記放射用グランド導体とともに主グランド導体が形成されていて、
   前記放射用グランド導体の一部は前記主グランド導体に対してグランド接続部を介して接続されていて、
   前記グランド接続部に、適用周波数帯の高周波信号に対して共振する電気長のチョークを備えた、請求項１〜４のいずれかに記載のアンテナ装置。
7. 筐体内にアンテナ装置を備えた通信端末装置において、
   前記アンテナ装置は、長辺である第１の辺と前記第１の辺に対向する第２の辺を有する長方形状の放射用グランド導体が形成された基板と、
   前記第１の辺の両端部を除く他の位置に沿って、前記第１の辺より内側に設けられたグランド導体非形成領域と、
   前記基板内に設けられ、前記グランド導体非形成領域の前記第１の辺に沿った方向の両端に接続され、前記第２の辺よりも前記第１の辺に近い位置で前記グランド導体非形成領域を跨ぐように配置された、放射電極およびキャパシタンス素子を含む直列回路と、
   伝送線路と、を備え、
   前記伝送線路の第１端の中心導体は前記キャパシタンス素子の第１端または前記放射電極に接続され、前記伝送線路の第１端の外導体は前記放射用グランド導体の一部であるか、もしくは前記放射用グランド導体に接続され、前記伝送線路の第２端は給電回路に接続され、
   前記伝送線路は前記グランド導体非形成領域から前記放射用グランド導体の前記第２の辺方向へ引き出されたことを特徴とする通信端末装置。