アンテナ
【課題】小型で広帯域の通信をカバーする。
【解決手段】アンテナ１０の放射部１１は、接続部１１ａ，１１ｂを有し、板状のループ形状を有している。スイッチ部１２は、例えば、外部から入力される信号により、接続部１１ｂを接続部１１ａに接続する。また、スイッチ部１２は、外部から入力される信号により、接続部１１ｂを、例えば、基板３０の裏面に形成されたグランドに接続する。
【解決手段】アンテナ１０の放射部１１は、接続部１１ａ，１１ｂを有し、板状のループ形状を有している。スイッチ部１２は、例えば、外部から入力される信号により、接続部１１ｂを接続部１１ａに接続する。また、スイッチ部１２は、外部から入力される信号により、接続部１１ｂを、例えば、基板３０の裏面に形成されたグランドに接続する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本件は、携帯端末に用いられるアンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話などの携帯端末は高機能化し、例えば、複数の無線通信システムの周波数帯域に対応できるよう広帯域化が要求されている。また、携帯端末は、例えば、持ち運びがしやすいよう小型化が要求されている。
【０００３】
携帯端末は、広帯域化に対応するために複数のアンテナを有しているものがある。例えば、携帯端末は、通信帯域の各帯域を複数のアンテナのそれぞれでカバーし、広帯域化を実現する。この場合、アンテナの携帯端末の実装スペースを占める部分が大きくなり、携帯端末のサイズが大きくなる。
【０００４】
また、アンテナは、無線通信の周波数とアンテナサイズに、トレードオフの関係にある。例えば、板状アンテナで低周波数帯をカバーするには、そのサイズが大きくなり、携帯端末のサイズが大きくなってしまう。
【０００５】
なお、従来、小型化され、低周波数化かつ広帯域化したアンテナ装置と該アンテナ装置を備えた携帯型電子機器が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２７９５３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このようにアンテナは、広帯域の通信をカバーするにはサイズが大きくなるという問題点があった。
本件はこのような点に鑑みてなされたものであり、小型で広帯域の通信をカバーすることができるアンテナを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、アンテナが提供される。このアンテナは、第１の接続部と第２の接続部とを備えた板状のループ形状を有した放射部と、前記第２の接続部を前記第１の接続部に接続しまたは前記第２の接続部をグランドに接続するスイッチ部と、を有する。
【発明の効果】
【０００９】
開示のアンテナによれば、小型で広帯域の通信をカバーすることできる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施の形態に係るアンテナの一例を示す平面図である。
【図２】図１に示すアンテナの一例の底面図である。
【図３】図１に示すアンテナの一例の断面図である。
【図４】板状アンテナの一例を示す平面図である。
【図５】図４に示す板状アンテナの一例の底面図である。
【図６】図４の板状アンテナの中央部分をくり貫いた板状アンテナの一例を示す平面図である。
【図７】板状アンテナと中央部分がくり貫かれた板状アンテナの反射波特性を示した図である。
【図８】板状アンテナに流れる電流を説明する図である。
【図９】中央部分をくり貫いた板状アンテナに流れる電流を説明する図である。
【図１０】ループアンテナの一例を示した平面図である。
【図１１】ループアンテナの反射波特性を示した図である。
【図１２】アンテナのスイッチ部の一例を示した図である。
【図１３】スイッチ部の接続を説明する図である。
【図１４】図１２で説明したアンテナの反射波特性を示した図である。
【図１５】アンテナ整合を説明する図である。
【図１６】第２の実施の形態に係るアンテナの一例を示す斜視図である。
【図１７】図１６に示すアンテナの一例の底面図である。
【図１８】図１６、図１７に示したアンテナの反射波特性を示した図である。
【図１９】図１６に示すアンテナの平面図である。
【図２０】図１６に示す給電部の拡大図である。
【図２１】図１６のアンテナの正面図である。
【図２２】図１〜３で説明したアンテナの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
［第１の実施の形態］
図１は、第１の実施の形態に係るアンテナの一例を示す平面図である。図１には、アンテナ１０が示してある。また、図１には、給電部２０および基板３０が示してある。アンテナ１０および給電部２０は、例えば、基板３０上に形成される。
【００１２】
アンテナ１０は、放射部１１およびスイッチ部１２を有している。放射部１１は、接続部１１ａ，１１ｂを有し、例えば、三角形状のループ形状を有している。ループ形状の辺（例えば、三角形状の各辺）は、板状となっており、ある程度の幅を有している。接続部１１ａ，１１ｂは、例えば、ループ形状の開放端部分に設けられる。なお、放射部１１の形状は、三角形状に限定されず、例えば、四角形状や円形状であってもよい。
【００１３】
スイッチ部１２は、例えば、外部から入力される信号により、接続部１１ｂを接続部１１ａに接続する。また、スイッチ部１２は、外部から入力される信号により、接続部１１ｂを、例えば、基板３０の裏面に形成されたグランドに接続する。スイッチ部１２は、例えば、接続部１１ａ，１１ｂの間に設けられる。
【００１４】
給電部２０は、アンテナ１０で無線送信する信号を放射部１１に給電する。給電部２０は、例えば、図１に示していない半導体デバイスから信号を受信し、その信号を放射部１１に給電する。給電部２０は、例えば、マイクロストリップ線路で形成される。
【００１５】
基板３０は、例えば、厚さ１ｍｍのＰＣＢ（Printed Circuit Board）である。基板３０の比誘電率は、例えば、４．３であり、誘電正接は０．０１５である。また、基板３０上に形成されるアンテナ１０、給電部２０、およびグランドは、例えば、銅箔であり、その厚さは、例えば、３５μｍである。基板３０は、例えば、携帯電話などの携帯端末に内蔵される。
【００１６】
図２は、図１に示すアンテナの一例の底面図である。図２において図１と同じものには同じ符号を付し、その説明を省略する。
図２に示すように、グランド４０は、基板３０のアンテナ１０が形成される面とは反対の面に形成されている。グランド４０は、例えば、基板３０上にベタに形成される。
【００１７】
グランド４０は、放射部１１と重ならないように形成されている。例えば、放射部１１は、図２のグランド４０が形成されていない部分の反対側の面に形成されている。
図３は、図１に示すアンテナの一例の断面図である。図３には、図１のａ−ａ線に沿った断面の一部が示してある。図３において図１、図２と同じものには同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００１８】
図３に示すように、基板３０には、スルーホール３１が形成されている。スルーホール３１は、スイッチ部１２とグランド４０とを接続している。これにより、放射部１１の接続部１１ｂは、スイッチ部１２の接続切替えによってスルーホール３１を介し、グランド４０に接続される。
【００１９】
ところで、携帯電話などの携帯端末は、例えば、通話による無線通信やＬＡＮ（Local Area Network）による無線データ通信など、通信の多様化に伴い、使用する周波数帯域が広帯域化している。例えば、携帯電話は、０．７ＧＨｚから６ＧＨｚの帯域の通信が要求される場合がある。
【００２０】
ここで、板状アンテナは、以下で説明するように、１つのアンテナで広帯域の通信をカバーできる。例えば、０．８５ＧＨｚから６ＧＨｚの広帯域の通信をカバーできる。また、ループアンテナは、以下で説明するように、狭帯域であるが、そのサイズを大きくすることなく、低域での通信をカバーできる。例えば、ループアンテナは、０．７ＧＨｚから０．８５ＧＨｚの通信をカバーできる。
【００２１】
図１〜図３に示したアンテナ１０は、スイッチ部１２によって接続部１１ｂと接続部１１ａとが接続された場合、板状アンテナとしての特性を有する。また、アンテナ１０は、スイッチ部１２によって接続部１１ｂとグランドとが接続された場合、ループアンテナとしての特性を有する。
【００２２】
すなわち、アンテナ１０は、スイッチ部１２の接続切替えによって、板状アンテナの特性とループアンテナの特性とを有することができる。これにより、アンテナ１０は、小型で広帯域の通信をカバーすることができる。例えば、アンテナ１０は１つで、サイズを大きくすることなく０．７ＧＨｚから６ＧＨｚの通信をカバーすることができる。
【００２３】
以下、板状アンテナとループアンテナの特性について説明する。まず、板状アンテナの特性について説明する。
図４は、板状アンテナの一例を示す平面図である。図４には、板状アンテナ５１、給電部５２、および基板５３が示してある。板状アンテナ５１および給電部５２は、例えば、基板５３上に形成される。
【００２４】
給電部５２は、板状アンテナ５１で無線送信する信号を板状アンテナ５１に給電する。給電部５２は、例えば、図４に示していない半導体デバイスから信号を受信し、その信号を板状アンテナ５１に給電する。
【００２５】
図５は、図４に示す板状アンテナの一例の底面図である。図５において図４と同じものには同じ符号を付し、その説明を省略する。
図５に示すように、グランド５４は、基板５３の板状アンテナ５１が形成される面とは反対の面に形成されている。グランド５４は、例えば、基板５３上にベタに形成される。板状アンテナ５１は、図５のグランド５４が形成されていない部分の反対側の面に形成されている。
【００２６】
図６は、図４の板状アンテナの中央部分をくり貫いた板状アンテナの一例を示す平面図である。図６において図４と同じものには同じ符号を付し、その説明を省略する。
図６に示す板状アンテナ５５は、図４に示した板状アンテナ５１の中央部分をくり貫いたアンテナである。板状アンテナ５５は、開口部５５ａを有し、図１に示したアンテナ１０と同様の三角形状を有している。基板５３の板状アンテナ５５が形成された面の反対の面には、図５と同様のグランド５４が形成されている。
【００２７】
図７は、板状アンテナと中央部分がくり貫かれた板状アンテナの反射波特性を示した図である。図７の横軸は周波数を示し、縦軸は反射損失（Ｓ１１パラメータ）を示している。ここでは、アンテナの反射損失の目標値を−６ｄＢ以下とする。
【００２８】
図７に示す波形Ｗ１１は、図４に示した板状アンテナ５１の反射損失を示している。波形Ｗ１２は、図６に示した中央部分がくり貫かれた板状アンテナ５５の反射損失を示している。
【００２９】
波形Ｗ１１に示すように、板状アンテナ５１は、０．８５ＧＨｚから６ＧＨｚの広帯域で目標の反射損失を満たすことができる。なお、図７では、一部の周波数において、目標の反射損失を１ｄＢほど超えている部分があるが、これは、例えば、インピーダンス整合やアンテナ形状により、板状アンテナ５１を最適化することによって、−６ｄＢ以下にすることができる。
【００３０】
波形Ｗ１２に示すように、板状アンテナ５５は、その中央部分がくり貫かれても、板状アンテナ５１と同様の広帯域特性を有する。すなわち、板状アンテナ５１を板状アンテナ５５のように中央部分をくり貫いても、０．８５ＧＨｚから６ＧＨｚの広帯域で目標の反射損失を満たすことができる。なお、図７では、一部の周波数において、目標の反射損失を２ｄＢほど超えている部分があるが、上記したように板状アンテナ５５を最適化することによって、−６ｄＢ以下にすることができる。
【００３１】
図８は、板状アンテナに流れる電流を説明する図である。図８において、図４と同じものには同じ符号を付し、その説明を省略する。図８に示す矢印Ａ１１，Ａ１２は、板状アンテナ５１に流れる信号電流を示している。板状アンテナ５１では、信号電流の多くは、矢印Ａ１１，Ａ１２に示すようにエッジ部分を流れる。
【００３２】
図９は、中央部分をくり貫いた板状アンテナに流れる電流を説明する図である。図９において、図６と同じものには同じ符号を付し、その説明を省略する。図９に示す矢印Ａ２１，Ａ２２は、板状アンテナ５５に流れる信号電力を示している。
【００３３】
図８で説明したように、信号電流の多くは板状アンテナ５１のエッジ部分を流れる。そして、図９の板状アンテナ５５に示すように、中央部分がくり貫かれても、図８と同様の信号電流が流れる。つまり、中央部分がくり貫かれた板状アンテナ５５は、図７で説明したように、板状アンテナ５１と同様の広帯域特性を有することができる。
【００３４】
なお、信号電流は、板状アンテナ５１のエッジ部分からある程度の幅をもって流れる。従って、板状アンテナ５５のくり貫き部分を大きくし、エッジ部分（三角形状の各辺）の幅を狭くすると、板状アンテナ５１を流れる電流分布と大きく変わってしまう。よって、板状アンテナ５５は、板状アンテナ５１の電流分布と大きく変わらないよう、ループ形状が板状で幅を有するように中心部分をくり貫き、板状アンテナ５１と同様の広帯域特性を有するようにする。
【００３５】
次に、ループアンテナの特性について説明する。
図１０は、ループアンテナの一例を示した平面図である。図１０に示すように、ループアンテナ６１は、接続部６１ａ、インダクタ６１ｂ、およびパターン６１ｃを有している。図１０には、給電部６２も示している。ループアンテナ６１、給電部６２、およびパターン６１ｃは、例えば、基板に形成される。また、基板のループアンテナ６１および給電部６２が形成された面の反対の面には、グランドが形成されている。
【００３６】
ループアンテナ６１は、給電部６２を介して、無線送信しようとする信号が給電される。ループアンテナ６１の接続部６１ａは、インダクタ６１ｂを介してパターン６１ｃに接続されている。パターン６１ｃは、例えば、スルーホールによって、基板の反対面に形成されたグランドと接続されている。
【００３７】
図１１は、ループアンテナの反射波特性を示した図である。図１１の横軸は周波数を示し、縦軸は反射損失を示している。ここでは、アンテナの反射損失の目標を−６ｄＢ以下とする。
【００３８】
図１１に示す波形Ｗ２１，Ｗ２２は、図１０に示したループアンテナ６１の反射損失を示している。波形Ｗ２１は、インダクタ６１ｂのインダクタンス値を２４ｎＨとした場合の、ループアンテナ６１の反射損失を示している。波形Ｗ２２は、インダクタ６１ｂのインダクタンス値を５０ｎＨとした場合の、ループアンテナ６１の反射損失を示している。
【００３９】
波形Ｗ２１，Ｗ２２に示すように、ループアンテナ６１では、０．７ＧＨｚから０．８５ＧＨｚの帯域内で、−６ｄＢ以下の反射損失を満たすことができる。例えば、ループアンテナ６１は、インダクタ６１ｂのインダクタンス値を切替えれば、０．７ＧＨｚから０．８５ＧＨｚの連続した帯域で、−６ｄＢ以下の反射損失を満たすことができる。
【００４０】
上記したように、図１〜図３に示したアンテナ１０は、接続部１１ｂと接続部１１ａとが接続された場合、中央部分がくり貫かれた板状アンテナとしての特性を有する。また、アンテナ１０は、接続部１１ｂとグランドとが接続された場合、ループアンテナとしての特性を有する。これにより、アンテナ１０は、板状アンテナでカバーできない低帯域部分を、ループアンテナでカバーすることができ、小型で広帯域の通信をカバーすることができる。
【００４１】
次に、アンテナ１０のスイッチ部１２の一例について説明する。
図１２は、アンテナのスイッチ部の一例を示した図である。図１２において、図１と同じものには同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００４２】
図１２に示すように、スイッチ部１２は、スイッチ１２ａ〜１２ｃを有している。基板３０には、インダクタ７１ａ，７１ｂが実装され、パターン７２が形成されている。スイッチ１２ａは、接続部１１ａ，１１ｂの間に設けられ、接続部１１ａ，１１ｂの間の接続をオン・オフする。スイッチ１２ｂは、接続部１１ｂとインダクタ７１ａの間に設けられ、接続部１１ｂとインダクタ７１ａの一端との接続をオン・オフする。スイッチ１２ｃは、接続部１１ｂとインダクタ７１ｂの間に設けられ、接続部１１ｂとインダクタ７１ｂの一端との接続をオン・オフする。
【００４３】
インダクタ７１ａ，７１ｂの他端は、パターン７２に接続されている。インダクタ７１ａは、例えば、２４ｎＨのインダクタンスを有し、インダクタ７１ｂは、例えば、５０ｎＨのインダクタンスを有する。
【００４４】
パターン７２は、スルーホールによって、基板３０の反対の面に形成されているグランド４０と接続されている。よって、接続部１１ｂは、スイッチ１２ｂ，１２ｃのオン・オフによって、インダクタ７１ａ，７１ｂの一方を介し、グランド４０に接続される。
【００４５】
スイッチ１２ａ〜１２ｃは、例えば、図示しない基板３０に実装されているＣＰＵ（Central Processing Unit）から出力される信号によって、オン・オフされる。ＣＰＵは、例えば、携帯電話が無線通信しようとする通信モードに応じて、スイッチ１２ａ〜１２ｃのオン・オフを制御する。例えば、ＣＰＵは、通話による無線通信やＬＡＮ（Local Area Network）による無線データ通信などの通信モードに応じて、スイッチ１２ａ〜１２ｃを制御する。
【００４６】
なお、スイッチ部１２は、例えば、ＳＰ３Ｔ（Single-Pole three-throw）のＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）スイッチで形成することができる。また、スイッチ部１２は、例えば、ＰＩＮダイオード（P-Intrinsic-n Diode）で形成することもできる。
【００４７】
図１３は、スイッチ部の接続を説明する図である。図１３に示す端子８１は、図１２に示す接続部１１ｂに対応する。端子８２ａは、図１２に示す接続部１１ａに対応する。端子８２ｂは、図１２に示すスイッチ１２ｂのインダクタ７１ａとの接続部に対応する。端子８２ｃは、図１２に示すスイッチ１２ｃのインダクタ７１ｂとの接続部に対応する。
【００４８】
信号源８３は、例えば、給電部２０に信号を給電するデバイスに対応する。インダクタ８４ａは、図１２に示すインダクタ７１ａに対応し、インダクタ８４ｂは、図１２に示すインダクタ７１ｂに対応する。グランド８５は、グランド４０に対応する。
【００４９】
矢印８６は、スイッチ１２ａ〜１２ｃのオン・オフ状態（接続状態）を示している。図１３では、矢印８６は、スイッチ１２ａがオンし、スイッチ１２ｂ，１２ｃがオフしている状態を示している。なお、スイッチ１２ｂがオンし、スイッチ１２ａ，１２ｃがオフした場合、矢印８６の矢先は、端子８２ｂに接続されることになる。また、スイッチ１２ｃがオンし、スイッチ１２ａ，１２ｂがオフした場合、矢印８６の矢先は、端子８２ｃに接続されることになる。
【００５０】
スイッチ１２ａ〜１２ｃは、いずれか１つがオンする。従って、スイッチ１２ａがオンする場合、スイッチ１２ｂ，１２ｃはオフしている。また、スイッチ１２ｂがオンする場合、スイッチ１２ａ，１２ｃはオフしている。スイッチ１２ｃがオンする場合、スイッチ１２ａ，１２ｂはオフしている。
【００５１】
すなわち、矢印８６に示すように、スイッチ１２ａがオンした場合、アンテナ１０は、中央部分がくり貫かれた板状アンテナとなる。また、スイッチ１２ｂがオンした場合、アンテナ１０は、ループアンテナとなる。また、スイッチ１２ｃがオンした場合、アンテナ１０は、スイッチ１２ｂがオンした場合と異なる帯域特性を有するループアンテナとなる。
【００５２】
図１４は、図１２で説明したアンテナの反射波特性を示した図である。図１４の横軸は周波数を示し、縦軸は反射損失を示している。ここでは、アンテナの反射損失の目標を−６ｄＢ以下とする。
【００５３】
図１４に示す波形Ｗ３１は、図１２で説明したスイッチ１２ａをオンし、スイッチ１２ｂ，１２ｃをオフした場合のアンテナ１０の反射損失を示している。図１３で言えば、波形Ｗ３１は、端子８１と端子８２ａを接続した場合のアンテナ１０の反射損失を示している。
【００５４】
この場合、アンテナ１０は、板状アンテナの特性を有し、図１４の矢印９１に示すように、０．８５ＧＨｚから６ＧＨｚの帯域で目標の反射損失を満たすことができる。なお、図１４では、波形Ｗ３１の一部の周波数において、目標の反射損失を１ｄＢほど超えている部分があるが、上記したようにアンテナ１０を最適化することによって、−６ｄＢ以下にすることができる。
【００５５】
波形Ｗ３２は、図１２で説明したスイッチ１２ｂをオンし、スイッチ１２ａ，１２ｃをオフした場合のアンテナ１０の反射損失を示している。図１３で言えば、波形Ｗ３２は、端子８１と端子８２ｂを接続した場合のアンテナ１０の反射損失を示している。この場合、アンテナ１０は、ループアンテナの特性を有し、０．７ＧＨｚから０．７５ＧＨｚの帯域で目標の反射損失を満たすことができる。
【００５６】
波形Ｗ３３は、図１２で説明したスイッチ１２ｃをオンし、スイッチ１２ａ，１２ｂをオフした場合のアンテナ１０の反射損失を示している。図１３で言えば、波形Ｗ３３は、端子８１と端子８２ｃを接続した場合のアンテナ１０の反射損失を示している。この場合、アンテナ１０は、ループアンテナの特性を有し、０．７５ＧＨｚから０．８５ＧＨｚの帯域で目標の反射損失を満たすことができる。
【００５７】
すなわち、アンテナ１０は、スイッチ１２ｂ，１２ｃのいずれか一方をオンすることによって、図１４の矢印９２に示すように、０．７ＧＨｚから０．８５ＧＨｚの帯域で目標の反射損失を満たすことができる。そして、上記したようにアンテナ１０は、スイッチ１２ａをオンすることによって、０．８５ＧＨｚから６ＧＨｚの帯域で目標の反射損失を満たすことができる。つまり、アンテナ１０は、中央部分をくり貫かない板状アンテナおよびループアンテナのサイズを大きくすることなく、１つで０．７ＧＨｚから６ＧＨｚの帯域の通信をカバーすることができる。
【００５８】
次に、アンテナ整合について説明する。
図１５は、アンテナ整合を説明する図である。図１５において図３と同じものには同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００５９】
図１５では、図３に対し、スイッチ部１２にパターン１０１が接続されている。パターン１０１は、放射部１１から離れる方向に伸びている。パターン１０１の一端はスイッチ部１２と接続され、他端は、スルーホール１０２を介して、グランド４０と接続されている。
【００６０】
信号を出力するデバイスのインピーダンスと、給電部２０の信号を受信するポイントのインピーダンス（以下、アンテナ１０のインピーダンス）は、整合をとるようにする。例えば、信号を出力するデバイスのインピーダンスと、アンテナ１０のインピーダンスは、５０Ωとなるようにする。
【００６１】
アンテナ１０のインピーダンスは、放射部１１とグランド４０との距離によって調整することができる。例えば、図１５に示す距離Ｌ１１を変化させることによって、アンテナ１０のインピーダンスを調整することができる。
【００６２】
なお、給電部２０の幅および長さによってもアンテナ１０のインピーダンスを調整することができる。また、アンテナ１０は、放射部１１のループ形状やくり貫く大きさによって、インピーダンスを調整することができる。
【００６３】
このように、アンテナ１０は、接続部１１ａ，１１ｂを備えた板状のループ形状を有した放射部１１と、接続部１１ｂを接続部１１ａに接続し、または、接続部１１ｂをグランドに接続するスイッチ部１２とを有する。これにより、アンテナ１０は、スイッチ部１２の接続切替えによって、板状アンテナの特性とループアンテナの特性とを有することができ、小型で広帯域の通信をカバーすることができる。
【００６４】
なお、上記では、インダクタを２つ備えた場合を説明したが、これに限るものではない。例えば、インダクタの数は１個でもよいし、３個以上であってもよい。また、所望の低帯域部分が得られる場合は、インダクタを設けなくてもよい。
【００６５】
［第２の実施の形態］
次に、第２の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。第２の実施の形態では放射部の一部を、例えば、直角に折り曲げてアンテナをさらに小型化する。
【００６６】
図１６は、第２の実施の形態に係るアンテナの一例を示す斜視図である。図１６において、図１と同じものには同じ符号を付し、その説明を省略する。
図１６のアンテナ１０では、放射部１１は、板状の平面部１１１に対し、所定の角度で折り曲げられた折り曲げ部１１２を有している。折り曲げ部１１２は、例えば、基板３０の放射部１１が形成されている端の部分で、基板３０の放射部１１が形成されている側の面方向に、９０度の角度で折り曲げられている。
【００６７】
図１７は、図１６に示すアンテナの一例の底面図である。図１７において図２と同じものには同じ符号を付し、その説明を省略する。
図１７に示すように、グランド４０は、基板３０のアンテナ１０が形成される面とは反対の面に形成されている。グランド４０は、例えば、基板３０上にベタに形成される。
【００６８】
グランド４０は、放射部１１と重ならないように形成されている。例えば、図１６に示した放射部１１は、図１７のグランド４０が形成されていない部分の反対側に形成されている。
【００６９】
図１８は、図１６、図１７に示したアンテナの反射波特性を示した図である。図１８の横軸は周波数を示し、縦軸は反射損失を示している。ここでは、アンテナの反射損失の目標を−６ｄＢ以下とする。
【００７０】
図１８に示す波形Ｗ４１は、スイッチ部１２によって、図１６に示す接続部１１ａ，１１ｂを接続した場合のアンテナ１０の反射損失を示している。波形Ｗ４２は、スイッチ部１２によって、図１６に示す接続部１１ｂを、インダクタンス値３０ｎＨのインダクタを介してグランド４０に接続した場合のアンテナ１０の反射損失を示している。波形Ｗ４３は、スイッチ部１２によって、図１６に示す接続部１１ｂを、インダクタンス値５６ｎＨのインダクタを介してグランド４０に接続した場合のアンテナ１０の反射損失を示している。
【００７１】
すなわち、アンテナ１０は、接続部１１ｂと接続部１１ａを接続することによって、０．８５ＧＨｚから６ＧＨｚの帯域で目標の反射損失を満たすことができる。また、アンテナ１０は、接続部１１ｂを異なるインダクタンス値のインダクタを介してグランド４０に接続することにより、０．７ＧＨｚから０．８５ＧＨｚの帯域で目標の反射損失を満たすことができる。つまり、アンテナ１０は、放射部１１の一部を折り曲げても、広帯域の通信をカバーでき、さらに放射部１１を３次元構造にすることにより、小型化することができる。また、アンテナ１０を小型化することにより、基板３０の実装面積を広くすることができる。
【００７２】
以下、図１６に示すアンテナ１０の大きさの一例について説明する。図１６に示すアンテナ１０の基板の大きさは、例えば、横５０ｍｍ、縦１２０ｍｍである。また、図１７に示す基板３０のグランド４０が形成されない部分の大きさは、例えば、横５０ｍｍ、縦２０ｍｍである。
【００７３】
図１９は、図１６に示すアンテナの平面図である。図１９において、図１６と同じものには同じ符号を付し、その説明を省略する。図１９に示すａ〜ｃのそれぞれの値は、例えば、２０ｍｍ，４．６ｍｍ，３２．０６ｍｍである。
【００７４】
図２０は、図１６に示す給電部の拡大図である。図２０において、図１６と同じものには同じ符号を付し、その説明を省略する。図２０に示すａ〜ｅのそれぞれの値は、例えば、９ｍｍ，４．４ｍｍ，１ｍｍ，１ｍｍ，１．８ｍｍである。なお、ａ〜ｅの値は、第１の実施の形態で説明したアンテナ１０についても適用することができる。
【００７５】
図２１は、図１６のアンテナの正面図である。図２１において、図１６と同じものには同じ符号を付し、その説明を省略する。図２１に示すａ〜ｆのそれぞれの値は、例えば、３．２ｍｍ，５．４ｍｍ，５０ｍｍ，４ｍｍ，９．６ｍｍ，５ｍｍである。
【００７６】
図２２は、図１〜３で説明したアンテナの平面図である。図２２において、図１と同じものには同じ符号を付し、その説明を省略する。図２２に示すａの値は、例えば、３２．４ｍｍである。
【００７７】
図２２に示すａの長さは、図１９に示すａの長さに対応する。よって、図１６に示す折り曲げ部１１２を有するアンテナ１０は、例えば、折り曲げ部を有さない図１に示すアンテナ１０に対し、その長さを約４０％縮小することができる。
【００７８】
このように、アンテナ１０は、放射部１１に折り曲げ部１１２を設けることにより、サイズを小型化することができる。
なお、本件は、ＡＳＥＴ（Association of Super-advanced Electronics Technologies）の業務の一環に係るものである。
【符号の説明】
【００７９】
１０ アンテナ
１１ 放射部
１１ａ，１１ｂ 接続部
１２ スイッチ部
２０ 給電部
３０ 基板
【技術分野】
【０００１】
本件は、携帯端末に用いられるアンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話などの携帯端末は高機能化し、例えば、複数の無線通信システムの周波数帯域に対応できるよう広帯域化が要求されている。また、携帯端末は、例えば、持ち運びがしやすいよう小型化が要求されている。
【０００３】
携帯端末は、広帯域化に対応するために複数のアンテナを有しているものがある。例えば、携帯端末は、通信帯域の各帯域を複数のアンテナのそれぞれでカバーし、広帯域化を実現する。この場合、アンテナの携帯端末の実装スペースを占める部分が大きくなり、携帯端末のサイズが大きくなる。
【０００４】
また、アンテナは、無線通信の周波数とアンテナサイズに、トレードオフの関係にある。例えば、板状アンテナで低周波数帯をカバーするには、そのサイズが大きくなり、携帯端末のサイズが大きくなってしまう。
【０００５】
なお、従来、小型化され、低周波数化かつ広帯域化したアンテナ装置と該アンテナ装置を備えた携帯型電子機器が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２７９５３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このようにアンテナは、広帯域の通信をカバーするにはサイズが大きくなるという問題点があった。
本件はこのような点に鑑みてなされたものであり、小型で広帯域の通信をカバーすることができるアンテナを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、アンテナが提供される。このアンテナは、第１の接続部と第２の接続部とを備えた板状のループ形状を有した放射部と、前記第２の接続部を前記第１の接続部に接続しまたは前記第２の接続部をグランドに接続するスイッチ部と、を有する。
【発明の効果】
【０００９】
開示のアンテナによれば、小型で広帯域の通信をカバーすることできる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施の形態に係るアンテナの一例を示す平面図である。
【図２】図１に示すアンテナの一例の底面図である。
【図３】図１に示すアンテナの一例の断面図である。
【図４】板状アンテナの一例を示す平面図である。
【図５】図４に示す板状アンテナの一例の底面図である。
【図６】図４の板状アンテナの中央部分をくり貫いた板状アンテナの一例を示す平面図である。
【図７】板状アンテナと中央部分がくり貫かれた板状アンテナの反射波特性を示した図である。
【図８】板状アンテナに流れる電流を説明する図である。
【図９】中央部分をくり貫いた板状アンテナに流れる電流を説明する図である。
【図１０】ループアンテナの一例を示した平面図である。
【図１１】ループアンテナの反射波特性を示した図である。
【図１２】アンテナのスイッチ部の一例を示した図である。
【図１３】スイッチ部の接続を説明する図である。
【図１４】図１２で説明したアンテナの反射波特性を示した図である。
【図１５】アンテナ整合を説明する図である。
【図１６】第２の実施の形態に係るアンテナの一例を示す斜視図である。
【図１７】図１６に示すアンテナの一例の底面図である。
【図１８】図１６、図１７に示したアンテナの反射波特性を示した図である。
【図１９】図１６に示すアンテナの平面図である。
【図２０】図１６に示す給電部の拡大図である。
【図２１】図１６のアンテナの正面図である。
【図２２】図１〜３で説明したアンテナの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
［第１の実施の形態］
図１は、第１の実施の形態に係るアンテナの一例を示す平面図である。図１には、アンテナ１０が示してある。また、図１には、給電部２０および基板３０が示してある。アンテナ１０および給電部２０は、例えば、基板３０上に形成される。
【００１２】
アンテナ１０は、放射部１１およびスイッチ部１２を有している。放射部１１は、接続部１１ａ，１１ｂを有し、例えば、三角形状のループ形状を有している。ループ形状の辺（例えば、三角形状の各辺）は、板状となっており、ある程度の幅を有している。接続部１１ａ，１１ｂは、例えば、ループ形状の開放端部分に設けられる。なお、放射部１１の形状は、三角形状に限定されず、例えば、四角形状や円形状であってもよい。
【００１３】
スイッチ部１２は、例えば、外部から入力される信号により、接続部１１ｂを接続部１１ａに接続する。また、スイッチ部１２は、外部から入力される信号により、接続部１１ｂを、例えば、基板３０の裏面に形成されたグランドに接続する。スイッチ部１２は、例えば、接続部１１ａ，１１ｂの間に設けられる。
【００１４】
給電部２０は、アンテナ１０で無線送信する信号を放射部１１に給電する。給電部２０は、例えば、図１に示していない半導体デバイスから信号を受信し、その信号を放射部１１に給電する。給電部２０は、例えば、マイクロストリップ線路で形成される。
【００１５】
基板３０は、例えば、厚さ１ｍｍのＰＣＢ（Printed Circuit Board）である。基板３０の比誘電率は、例えば、４．３であり、誘電正接は０．０１５である。また、基板３０上に形成されるアンテナ１０、給電部２０、およびグランドは、例えば、銅箔であり、その厚さは、例えば、３５μｍである。基板３０は、例えば、携帯電話などの携帯端末に内蔵される。
【００１６】
図２は、図１に示すアンテナの一例の底面図である。図２において図１と同じものには同じ符号を付し、その説明を省略する。
図２に示すように、グランド４０は、基板３０のアンテナ１０が形成される面とは反対の面に形成されている。グランド４０は、例えば、基板３０上にベタに形成される。
【００１７】
グランド４０は、放射部１１と重ならないように形成されている。例えば、放射部１１は、図２のグランド４０が形成されていない部分の反対側の面に形成されている。
図３は、図１に示すアンテナの一例の断面図である。図３には、図１のａ−ａ線に沿った断面の一部が示してある。図３において図１、図２と同じものには同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００１８】
図３に示すように、基板３０には、スルーホール３１が形成されている。スルーホール３１は、スイッチ部１２とグランド４０とを接続している。これにより、放射部１１の接続部１１ｂは、スイッチ部１２の接続切替えによってスルーホール３１を介し、グランド４０に接続される。
【００１９】
ところで、携帯電話などの携帯端末は、例えば、通話による無線通信やＬＡＮ（Local Area Network）による無線データ通信など、通信の多様化に伴い、使用する周波数帯域が広帯域化している。例えば、携帯電話は、０．７ＧＨｚから６ＧＨｚの帯域の通信が要求される場合がある。
【００２０】
ここで、板状アンテナは、以下で説明するように、１つのアンテナで広帯域の通信をカバーできる。例えば、０．８５ＧＨｚから６ＧＨｚの広帯域の通信をカバーできる。また、ループアンテナは、以下で説明するように、狭帯域であるが、そのサイズを大きくすることなく、低域での通信をカバーできる。例えば、ループアンテナは、０．７ＧＨｚから０．８５ＧＨｚの通信をカバーできる。
【００２１】
図１〜図３に示したアンテナ１０は、スイッチ部１２によって接続部１１ｂと接続部１１ａとが接続された場合、板状アンテナとしての特性を有する。また、アンテナ１０は、スイッチ部１２によって接続部１１ｂとグランドとが接続された場合、ループアンテナとしての特性を有する。
【００２２】
すなわち、アンテナ１０は、スイッチ部１２の接続切替えによって、板状アンテナの特性とループアンテナの特性とを有することができる。これにより、アンテナ１０は、小型で広帯域の通信をカバーすることができる。例えば、アンテナ１０は１つで、サイズを大きくすることなく０．７ＧＨｚから６ＧＨｚの通信をカバーすることができる。
【００２３】
以下、板状アンテナとループアンテナの特性について説明する。まず、板状アンテナの特性について説明する。
図４は、板状アンテナの一例を示す平面図である。図４には、板状アンテナ５１、給電部５２、および基板５３が示してある。板状アンテナ５１および給電部５２は、例えば、基板５３上に形成される。
【００２４】
給電部５２は、板状アンテナ５１で無線送信する信号を板状アンテナ５１に給電する。給電部５２は、例えば、図４に示していない半導体デバイスから信号を受信し、その信号を板状アンテナ５１に給電する。
【００２５】
図５は、図４に示す板状アンテナの一例の底面図である。図５において図４と同じものには同じ符号を付し、その説明を省略する。
図５に示すように、グランド５４は、基板５３の板状アンテナ５１が形成される面とは反対の面に形成されている。グランド５４は、例えば、基板５３上にベタに形成される。板状アンテナ５１は、図５のグランド５４が形成されていない部分の反対側の面に形成されている。
【００２６】
図６は、図４の板状アンテナの中央部分をくり貫いた板状アンテナの一例を示す平面図である。図６において図４と同じものには同じ符号を付し、その説明を省略する。
図６に示す板状アンテナ５５は、図４に示した板状アンテナ５１の中央部分をくり貫いたアンテナである。板状アンテナ５５は、開口部５５ａを有し、図１に示したアンテナ１０と同様の三角形状を有している。基板５３の板状アンテナ５５が形成された面の反対の面には、図５と同様のグランド５４が形成されている。
【００２７】
図７は、板状アンテナと中央部分がくり貫かれた板状アンテナの反射波特性を示した図である。図７の横軸は周波数を示し、縦軸は反射損失（Ｓ１１パラメータ）を示している。ここでは、アンテナの反射損失の目標値を−６ｄＢ以下とする。
【００２８】
図７に示す波形Ｗ１１は、図４に示した板状アンテナ５１の反射損失を示している。波形Ｗ１２は、図６に示した中央部分がくり貫かれた板状アンテナ５５の反射損失を示している。
【００２９】
波形Ｗ１１に示すように、板状アンテナ５１は、０．８５ＧＨｚから６ＧＨｚの広帯域で目標の反射損失を満たすことができる。なお、図７では、一部の周波数において、目標の反射損失を１ｄＢほど超えている部分があるが、これは、例えば、インピーダンス整合やアンテナ形状により、板状アンテナ５１を最適化することによって、−６ｄＢ以下にすることができる。
【００３０】
波形Ｗ１２に示すように、板状アンテナ５５は、その中央部分がくり貫かれても、板状アンテナ５１と同様の広帯域特性を有する。すなわち、板状アンテナ５１を板状アンテナ５５のように中央部分をくり貫いても、０．８５ＧＨｚから６ＧＨｚの広帯域で目標の反射損失を満たすことができる。なお、図７では、一部の周波数において、目標の反射損失を２ｄＢほど超えている部分があるが、上記したように板状アンテナ５５を最適化することによって、−６ｄＢ以下にすることができる。
【００３１】
図８は、板状アンテナに流れる電流を説明する図である。図８において、図４と同じものには同じ符号を付し、その説明を省略する。図８に示す矢印Ａ１１，Ａ１２は、板状アンテナ５１に流れる信号電流を示している。板状アンテナ５１では、信号電流の多くは、矢印Ａ１１，Ａ１２に示すようにエッジ部分を流れる。
【００３２】
図９は、中央部分をくり貫いた板状アンテナに流れる電流を説明する図である。図９において、図６と同じものには同じ符号を付し、その説明を省略する。図９に示す矢印Ａ２１，Ａ２２は、板状アンテナ５５に流れる信号電力を示している。
【００３３】
図８で説明したように、信号電流の多くは板状アンテナ５１のエッジ部分を流れる。そして、図９の板状アンテナ５５に示すように、中央部分がくり貫かれても、図８と同様の信号電流が流れる。つまり、中央部分がくり貫かれた板状アンテナ５５は、図７で説明したように、板状アンテナ５１と同様の広帯域特性を有することができる。
【００３４】
なお、信号電流は、板状アンテナ５１のエッジ部分からある程度の幅をもって流れる。従って、板状アンテナ５５のくり貫き部分を大きくし、エッジ部分（三角形状の各辺）の幅を狭くすると、板状アンテナ５１を流れる電流分布と大きく変わってしまう。よって、板状アンテナ５５は、板状アンテナ５１の電流分布と大きく変わらないよう、ループ形状が板状で幅を有するように中心部分をくり貫き、板状アンテナ５１と同様の広帯域特性を有するようにする。
【００３５】
次に、ループアンテナの特性について説明する。
図１０は、ループアンテナの一例を示した平面図である。図１０に示すように、ループアンテナ６１は、接続部６１ａ、インダクタ６１ｂ、およびパターン６１ｃを有している。図１０には、給電部６２も示している。ループアンテナ６１、給電部６２、およびパターン６１ｃは、例えば、基板に形成される。また、基板のループアンテナ６１および給電部６２が形成された面の反対の面には、グランドが形成されている。
【００３６】
ループアンテナ６１は、給電部６２を介して、無線送信しようとする信号が給電される。ループアンテナ６１の接続部６１ａは、インダクタ６１ｂを介してパターン６１ｃに接続されている。パターン６１ｃは、例えば、スルーホールによって、基板の反対面に形成されたグランドと接続されている。
【００３７】
図１１は、ループアンテナの反射波特性を示した図である。図１１の横軸は周波数を示し、縦軸は反射損失を示している。ここでは、アンテナの反射損失の目標を−６ｄＢ以下とする。
【００３８】
図１１に示す波形Ｗ２１，Ｗ２２は、図１０に示したループアンテナ６１の反射損失を示している。波形Ｗ２１は、インダクタ６１ｂのインダクタンス値を２４ｎＨとした場合の、ループアンテナ６１の反射損失を示している。波形Ｗ２２は、インダクタ６１ｂのインダクタンス値を５０ｎＨとした場合の、ループアンテナ６１の反射損失を示している。
【００３９】
波形Ｗ２１，Ｗ２２に示すように、ループアンテナ６１では、０．７ＧＨｚから０．８５ＧＨｚの帯域内で、−６ｄＢ以下の反射損失を満たすことができる。例えば、ループアンテナ６１は、インダクタ６１ｂのインダクタンス値を切替えれば、０．７ＧＨｚから０．８５ＧＨｚの連続した帯域で、−６ｄＢ以下の反射損失を満たすことができる。
【００４０】
上記したように、図１〜図３に示したアンテナ１０は、接続部１１ｂと接続部１１ａとが接続された場合、中央部分がくり貫かれた板状アンテナとしての特性を有する。また、アンテナ１０は、接続部１１ｂとグランドとが接続された場合、ループアンテナとしての特性を有する。これにより、アンテナ１０は、板状アンテナでカバーできない低帯域部分を、ループアンテナでカバーすることができ、小型で広帯域の通信をカバーすることができる。
【００４１】
次に、アンテナ１０のスイッチ部１２の一例について説明する。
図１２は、アンテナのスイッチ部の一例を示した図である。図１２において、図１と同じものには同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００４２】
図１２に示すように、スイッチ部１２は、スイッチ１２ａ〜１２ｃを有している。基板３０には、インダクタ７１ａ，７１ｂが実装され、パターン７２が形成されている。スイッチ１２ａは、接続部１１ａ，１１ｂの間に設けられ、接続部１１ａ，１１ｂの間の接続をオン・オフする。スイッチ１２ｂは、接続部１１ｂとインダクタ７１ａの間に設けられ、接続部１１ｂとインダクタ７１ａの一端との接続をオン・オフする。スイッチ１２ｃは、接続部１１ｂとインダクタ７１ｂの間に設けられ、接続部１１ｂとインダクタ７１ｂの一端との接続をオン・オフする。
【００４３】
インダクタ７１ａ，７１ｂの他端は、パターン７２に接続されている。インダクタ７１ａは、例えば、２４ｎＨのインダクタンスを有し、インダクタ７１ｂは、例えば、５０ｎＨのインダクタンスを有する。
【００４４】
パターン７２は、スルーホールによって、基板３０の反対の面に形成されているグランド４０と接続されている。よって、接続部１１ｂは、スイッチ１２ｂ，１２ｃのオン・オフによって、インダクタ７１ａ，７１ｂの一方を介し、グランド４０に接続される。
【００４５】
スイッチ１２ａ〜１２ｃは、例えば、図示しない基板３０に実装されているＣＰＵ（Central Processing Unit）から出力される信号によって、オン・オフされる。ＣＰＵは、例えば、携帯電話が無線通信しようとする通信モードに応じて、スイッチ１２ａ〜１２ｃのオン・オフを制御する。例えば、ＣＰＵは、通話による無線通信やＬＡＮ（Local Area Network）による無線データ通信などの通信モードに応じて、スイッチ１２ａ〜１２ｃを制御する。
【００４６】
なお、スイッチ部１２は、例えば、ＳＰ３Ｔ（Single-Pole three-throw）のＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）スイッチで形成することができる。また、スイッチ部１２は、例えば、ＰＩＮダイオード（P-Intrinsic-n Diode）で形成することもできる。
【００４７】
図１３は、スイッチ部の接続を説明する図である。図１３に示す端子８１は、図１２に示す接続部１１ｂに対応する。端子８２ａは、図１２に示す接続部１１ａに対応する。端子８２ｂは、図１２に示すスイッチ１２ｂのインダクタ７１ａとの接続部に対応する。端子８２ｃは、図１２に示すスイッチ１２ｃのインダクタ７１ｂとの接続部に対応する。
【００４８】
信号源８３は、例えば、給電部２０に信号を給電するデバイスに対応する。インダクタ８４ａは、図１２に示すインダクタ７１ａに対応し、インダクタ８４ｂは、図１２に示すインダクタ７１ｂに対応する。グランド８５は、グランド４０に対応する。
【００４９】
矢印８６は、スイッチ１２ａ〜１２ｃのオン・オフ状態（接続状態）を示している。図１３では、矢印８６は、スイッチ１２ａがオンし、スイッチ１２ｂ，１２ｃがオフしている状態を示している。なお、スイッチ１２ｂがオンし、スイッチ１２ａ，１２ｃがオフした場合、矢印８６の矢先は、端子８２ｂに接続されることになる。また、スイッチ１２ｃがオンし、スイッチ１２ａ，１２ｂがオフした場合、矢印８６の矢先は、端子８２ｃに接続されることになる。
【００５０】
スイッチ１２ａ〜１２ｃは、いずれか１つがオンする。従って、スイッチ１２ａがオンする場合、スイッチ１２ｂ，１２ｃはオフしている。また、スイッチ１２ｂがオンする場合、スイッチ１２ａ，１２ｃはオフしている。スイッチ１２ｃがオンする場合、スイッチ１２ａ，１２ｂはオフしている。
【００５１】
すなわち、矢印８６に示すように、スイッチ１２ａがオンした場合、アンテナ１０は、中央部分がくり貫かれた板状アンテナとなる。また、スイッチ１２ｂがオンした場合、アンテナ１０は、ループアンテナとなる。また、スイッチ１２ｃがオンした場合、アンテナ１０は、スイッチ１２ｂがオンした場合と異なる帯域特性を有するループアンテナとなる。
【００５２】
図１４は、図１２で説明したアンテナの反射波特性を示した図である。図１４の横軸は周波数を示し、縦軸は反射損失を示している。ここでは、アンテナの反射損失の目標を−６ｄＢ以下とする。
【００５３】
図１４に示す波形Ｗ３１は、図１２で説明したスイッチ１２ａをオンし、スイッチ１２ｂ，１２ｃをオフした場合のアンテナ１０の反射損失を示している。図１３で言えば、波形Ｗ３１は、端子８１と端子８２ａを接続した場合のアンテナ１０の反射損失を示している。
【００５４】
この場合、アンテナ１０は、板状アンテナの特性を有し、図１４の矢印９１に示すように、０．８５ＧＨｚから６ＧＨｚの帯域で目標の反射損失を満たすことができる。なお、図１４では、波形Ｗ３１の一部の周波数において、目標の反射損失を１ｄＢほど超えている部分があるが、上記したようにアンテナ１０を最適化することによって、−６ｄＢ以下にすることができる。
【００５５】
波形Ｗ３２は、図１２で説明したスイッチ１２ｂをオンし、スイッチ１２ａ，１２ｃをオフした場合のアンテナ１０の反射損失を示している。図１３で言えば、波形Ｗ３２は、端子８１と端子８２ｂを接続した場合のアンテナ１０の反射損失を示している。この場合、アンテナ１０は、ループアンテナの特性を有し、０．７ＧＨｚから０．７５ＧＨｚの帯域で目標の反射損失を満たすことができる。
【００５６】
波形Ｗ３３は、図１２で説明したスイッチ１２ｃをオンし、スイッチ１２ａ，１２ｂをオフした場合のアンテナ１０の反射損失を示している。図１３で言えば、波形Ｗ３３は、端子８１と端子８２ｃを接続した場合のアンテナ１０の反射損失を示している。この場合、アンテナ１０は、ループアンテナの特性を有し、０．７５ＧＨｚから０．８５ＧＨｚの帯域で目標の反射損失を満たすことができる。
【００５７】
すなわち、アンテナ１０は、スイッチ１２ｂ，１２ｃのいずれか一方をオンすることによって、図１４の矢印９２に示すように、０．７ＧＨｚから０．８５ＧＨｚの帯域で目標の反射損失を満たすことができる。そして、上記したようにアンテナ１０は、スイッチ１２ａをオンすることによって、０．８５ＧＨｚから６ＧＨｚの帯域で目標の反射損失を満たすことができる。つまり、アンテナ１０は、中央部分をくり貫かない板状アンテナおよびループアンテナのサイズを大きくすることなく、１つで０．７ＧＨｚから６ＧＨｚの帯域の通信をカバーすることができる。
【００５８】
次に、アンテナ整合について説明する。
図１５は、アンテナ整合を説明する図である。図１５において図３と同じものには同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００５９】
図１５では、図３に対し、スイッチ部１２にパターン１０１が接続されている。パターン１０１は、放射部１１から離れる方向に伸びている。パターン１０１の一端はスイッチ部１２と接続され、他端は、スルーホール１０２を介して、グランド４０と接続されている。
【００６０】
信号を出力するデバイスのインピーダンスと、給電部２０の信号を受信するポイントのインピーダンス（以下、アンテナ１０のインピーダンス）は、整合をとるようにする。例えば、信号を出力するデバイスのインピーダンスと、アンテナ１０のインピーダンスは、５０Ωとなるようにする。
【００６１】
アンテナ１０のインピーダンスは、放射部１１とグランド４０との距離によって調整することができる。例えば、図１５に示す距離Ｌ１１を変化させることによって、アンテナ１０のインピーダンスを調整することができる。
【００６２】
なお、給電部２０の幅および長さによってもアンテナ１０のインピーダンスを調整することができる。また、アンテナ１０は、放射部１１のループ形状やくり貫く大きさによって、インピーダンスを調整することができる。
【００６３】
このように、アンテナ１０は、接続部１１ａ，１１ｂを備えた板状のループ形状を有した放射部１１と、接続部１１ｂを接続部１１ａに接続し、または、接続部１１ｂをグランドに接続するスイッチ部１２とを有する。これにより、アンテナ１０は、スイッチ部１２の接続切替えによって、板状アンテナの特性とループアンテナの特性とを有することができ、小型で広帯域の通信をカバーすることができる。
【００６４】
なお、上記では、インダクタを２つ備えた場合を説明したが、これに限るものではない。例えば、インダクタの数は１個でもよいし、３個以上であってもよい。また、所望の低帯域部分が得られる場合は、インダクタを設けなくてもよい。
【００６５】
［第２の実施の形態］
次に、第２の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。第２の実施の形態では放射部の一部を、例えば、直角に折り曲げてアンテナをさらに小型化する。
【００６６】
図１６は、第２の実施の形態に係るアンテナの一例を示す斜視図である。図１６において、図１と同じものには同じ符号を付し、その説明を省略する。
図１６のアンテナ１０では、放射部１１は、板状の平面部１１１に対し、所定の角度で折り曲げられた折り曲げ部１１２を有している。折り曲げ部１１２は、例えば、基板３０の放射部１１が形成されている端の部分で、基板３０の放射部１１が形成されている側の面方向に、９０度の角度で折り曲げられている。
【００６７】
図１７は、図１６に示すアンテナの一例の底面図である。図１７において図２と同じものには同じ符号を付し、その説明を省略する。
図１７に示すように、グランド４０は、基板３０のアンテナ１０が形成される面とは反対の面に形成されている。グランド４０は、例えば、基板３０上にベタに形成される。
【００６８】
グランド４０は、放射部１１と重ならないように形成されている。例えば、図１６に示した放射部１１は、図１７のグランド４０が形成されていない部分の反対側に形成されている。
【００６９】
図１８は、図１６、図１７に示したアンテナの反射波特性を示した図である。図１８の横軸は周波数を示し、縦軸は反射損失を示している。ここでは、アンテナの反射損失の目標を−６ｄＢ以下とする。
【００７０】
図１８に示す波形Ｗ４１は、スイッチ部１２によって、図１６に示す接続部１１ａ，１１ｂを接続した場合のアンテナ１０の反射損失を示している。波形Ｗ４２は、スイッチ部１２によって、図１６に示す接続部１１ｂを、インダクタンス値３０ｎＨのインダクタを介してグランド４０に接続した場合のアンテナ１０の反射損失を示している。波形Ｗ４３は、スイッチ部１２によって、図１６に示す接続部１１ｂを、インダクタンス値５６ｎＨのインダクタを介してグランド４０に接続した場合のアンテナ１０の反射損失を示している。
【００７１】
すなわち、アンテナ１０は、接続部１１ｂと接続部１１ａを接続することによって、０．８５ＧＨｚから６ＧＨｚの帯域で目標の反射損失を満たすことができる。また、アンテナ１０は、接続部１１ｂを異なるインダクタンス値のインダクタを介してグランド４０に接続することにより、０．７ＧＨｚから０．８５ＧＨｚの帯域で目標の反射損失を満たすことができる。つまり、アンテナ１０は、放射部１１の一部を折り曲げても、広帯域の通信をカバーでき、さらに放射部１１を３次元構造にすることにより、小型化することができる。また、アンテナ１０を小型化することにより、基板３０の実装面積を広くすることができる。
【００７２】
以下、図１６に示すアンテナ１０の大きさの一例について説明する。図１６に示すアンテナ１０の基板の大きさは、例えば、横５０ｍｍ、縦１２０ｍｍである。また、図１７に示す基板３０のグランド４０が形成されない部分の大きさは、例えば、横５０ｍｍ、縦２０ｍｍである。
【００７３】
図１９は、図１６に示すアンテナの平面図である。図１９において、図１６と同じものには同じ符号を付し、その説明を省略する。図１９に示すａ〜ｃのそれぞれの値は、例えば、２０ｍｍ，４．６ｍｍ，３２．０６ｍｍである。
【００７４】
図２０は、図１６に示す給電部の拡大図である。図２０において、図１６と同じものには同じ符号を付し、その説明を省略する。図２０に示すａ〜ｅのそれぞれの値は、例えば、９ｍｍ，４．４ｍｍ，１ｍｍ，１ｍｍ，１．８ｍｍである。なお、ａ〜ｅの値は、第１の実施の形態で説明したアンテナ１０についても適用することができる。
【００７５】
図２１は、図１６のアンテナの正面図である。図２１において、図１６と同じものには同じ符号を付し、その説明を省略する。図２１に示すａ〜ｆのそれぞれの値は、例えば、３．２ｍｍ，５．４ｍｍ，５０ｍｍ，４ｍｍ，９．６ｍｍ，５ｍｍである。
【００７６】
図２２は、図１〜３で説明したアンテナの平面図である。図２２において、図１と同じものには同じ符号を付し、その説明を省略する。図２２に示すａの値は、例えば、３２．４ｍｍである。
【００７７】
図２２に示すａの長さは、図１９に示すａの長さに対応する。よって、図１６に示す折り曲げ部１１２を有するアンテナ１０は、例えば、折り曲げ部を有さない図１に示すアンテナ１０に対し、その長さを約４０％縮小することができる。
【００７８】
このように、アンテナ１０は、放射部１１に折り曲げ部１１２を設けることにより、サイズを小型化することができる。
なお、本件は、ＡＳＥＴ（Association of Super-advanced Electronics Technologies）の業務の一環に係るものである。
【符号の説明】
【００７９】
１０ アンテナ
１１ 放射部
１１ａ，１１ｂ 接続部
１２ スイッチ部
２０ 給電部
３０ 基板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の接続部と第２の接続部とを備えた板状のループ形状を有した放射部と、
前記第２の接続部を前記第１の接続部に接続しまたは前記第２の接続部をグランドに接続するスイッチ部と、
を有することを特徴とするアンテナ。
【請求項２】
前記第２の接続部は、インダクタを介して前記グランドに接続されることを特徴とする請求項１記載のアンテナ。
【請求項３】
前記インダクタは複数であり、前記スイッチ部によっていずれかが選択されることを特徴とする請求項２記載のアンテナ。
【請求項４】
前記放射部は、前記板状の平面部に対し、所定の角度で折り曲げられた折り曲げ部を有していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のアンテナ。
【請求項５】
当該アンテナのインピーダンスは、前記放射部に信号を供給する給電部の幅および長さ、前記放射部の前記ループ形状、または前記放射部と前記グランドとの距離によって調整されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のアンテナ。
【請求項１】
第１の接続部と第２の接続部とを備えた板状のループ形状を有した放射部と、
前記第２の接続部を前記第１の接続部に接続しまたは前記第２の接続部をグランドに接続するスイッチ部と、
を有することを特徴とするアンテナ。
【請求項２】
前記第２の接続部は、インダクタを介して前記グランドに接続されることを特徴とする請求項１記載のアンテナ。
【請求項３】
前記インダクタは複数であり、前記スイッチ部によっていずれかが選択されることを特徴とする請求項２記載のアンテナ。
【請求項４】
前記放射部は、前記板状の平面部に対し、所定の角度で折り曲げられた折り曲げ部を有していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のアンテナ。
【請求項５】
当該アンテナのインピーダンスは、前記放射部に信号を供給する給電部の幅および長さ、前記放射部の前記ループ形状、または前記放射部と前記グランドとの距離によって調整されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のアンテナ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【公開番号】特開２０１２−１２９５９８（Ｐ２０１２−１２９５９８Ａ）
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２７６７３６（Ｐ２０１０−２７６７３６）
【出願日】平成２２年１２月１３日（２０１０．１２．１３）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２２年度、独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構、「立体構造新機能集積回路（ドリームチップ）技術開発／多機能高密度三次元集積化技術」委託研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月１３日（２０１０．１２．１３）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２２年度、独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構、「立体構造新機能集積回路（ドリームチップ）技術開発／多機能高密度三次元集積化技術」委託研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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