グランド一体型アンテナ
【課題】幅方向のみならず高さ方向においてアンテナの小型化を図ることができ、かつ隣接するアンテナ間の干渉を抑制できるグランド一体型アンテナを実現する。
【解決手段】グランド一体型アンテナは、異なる２つの共振周波数帯域を有するアンテナ素子１１，１２を、同一のグランド部材１０に複数個配置してなる。アンテナ素子１１，１２のそれぞれは、一方の共振周波数帯域に対応する第１の放射部１１Ａ，１２Ａと、他方の共振周波数帯域に対応する第２の放射部１１Ｂ，１２Ｂとを備えており、２つのアンテナ素子が隣接する箇所では、その隣接部に対してそれぞれのアンテナ素子の内側に位置する放射部の一方に、該放射部と接するように誘電体１３が配置される。
【解決手段】グランド一体型アンテナは、異なる２つの共振周波数帯域を有するアンテナ素子１１，１２を、同一のグランド部材１０に複数個配置してなる。アンテナ素子１１，１２のそれぞれは、一方の共振周波数帯域に対応する第１の放射部１１Ａ，１２Ａと、他方の共振周波数帯域に対応する第２の放射部１１Ｂ，１２Ｂとを備えており、２つのアンテナ素子が隣接する箇所では、その隣接部に対してそれぞれのアンテナ素子の内側に位置する放射部の一方に、該放射部と接するように誘電体１３が配置される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、互いに異なる周波数帯域に対して共振するアンテナを、同一のグランド部材に複数個配置してなるグランド一体型アンテナに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、移動用情報通信機器の普及・高度化に伴い、大容量のデータを確実に短時間で通信することが求められてきている。これらの無線通信品質の向上・高速化を実現するために、複数の受信アンテナを配置してマルチパス・フェージングの低減を図ったダイバシティー技術や複数の送受信アンテナを配置して通信伝送線路を増やして高速化を図ったＭＩＭＯ(Multiple Input Multiple Output)技術が実用化されている。
【０００３】
これらの技術の適用に伴い、移動用情報端末機器に搭載されるアンテナの数も増えてきている。例えば従来のノートパソコンでは、図１１（ａ）に示すように、無線ＬＡＮ用に２つのアンテナが実装されていたものが、近年では、図１１（ｂ）に示すように、無線ＬＡＮ用に３つのアンテナを実装したり、図１１（ｃ）に示すように、無線ＬＡＮ用に２つのアンテナと他システム（Bluetooth / ＵＷＢ(Ultra Wide Band) / ＧＰＳ）用のアンテナとを実装したりすることが求められるようになっている。また、今後のさらなる要求により、実装されるアンテナの数がさらに多くなっていくことも予想される。このように多数のアンテナを実装する場合には、１つのグランド部材に対して２つ以上のアンテナ素子を搭載することも必要となる。
【０００４】
一方、これらの移動用情報端末機器は、年々小型化が進んでおり、１つのグランド部材に対して複数のアンテナ素子を搭載する場合、アンテナ素子間の干渉を抑制するだけの十分な素子間距離を確保することが困難となってきている。アンテナ素子間の干渉が発生すると、ある一つのアンテナ素子から本来放射される電波が他方のアンテナ素子において吸収されるため、電波の輻射効率の低減に繋がり、通信速度の低下を招く。
【０００５】
上記の問題に対し、特許文献１では、複数個のアンテナ素子が、接地導電部の形成範囲とは重ならない領域内に、互いに離間して実装される構成が開示されている。具体的には、２つのアンテナ素子の間に接地導電部（グランド部材の一部）が配置され、該接地導電部が各アンテナ素子を囲むような形状となっている。この構成では、２つのアンテナ素子の間に配置された接地導電部がアンテナ素子間の干渉を抑制する。このように、アンテナ素子周りのスペースを有効に利用して接地導電部を設けることで、誘電体基板の大型化を伴うことなく、２個のアンテナ素子間での干渉を抑制することが可能となっている。
【０００６】
また、特許文献２では、端部に切り欠き部が形成されたグランド・パターン（グランド部材の一部）と、前記切り欠き部の一方の側に配置され給電部を備える第１のアンテナ素子と、前記切り欠き部の他方の側に配置され給電部を備える第２のアンテナ素子とを有する一体型平板多素子アンテナが開示されている。この構成では、グランド・パターンに切り欠き部を設けることによって、アンテナ素子の特性を分離し、アンテナ素子間の干渉を抑制することが可能となっている。
【特許文献１】特開２００６−７４４４６号公報（２００６年３月１６日公開）
【特許文献２】特開２００７−１３６４３号公報（２００７年１月１８日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１の構成では、２つのアンテナ素子の間に配置される接地導電部が、各アンテナ素子を囲むような形状とされるため、アンテナ素子の上部にも接地導電部が存在することになり、高さ方向の寸法増加といった問題を生じる。
【０００８】
また、上記特許文献２の構成では、グランド部材に切り欠き部を形成するため、該切り欠き部を設けるための高さ方向の寸法が必要となり、やはり高さ方向の寸法増加といった問題を生じる。
【０００９】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、幅方向のみならず高さ方向においてアンテナの小型化を図ることができ、かつ隣接するアンテナ間の干渉を抑制できるグランド一体型アンテナを実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係るグランド一体型アンテナは、上記課題を解決するために、異なる２つの共振周波数帯域を有するアンテナ素子を、同一のグランド部材に複数個配置してなるグランド一体型アンテナにおいて、上記各アンテナ素子は、一方の共振周波数帯域に対応する第１の放射部と、他方の共振周波数帯域に対応する第２の放射部とを備えており、２つのアンテナ素子が隣接する箇所では、その隣接部に対してそれぞれのアンテナ素子の内側に位置する放射部の一方に、該放射部と接するように誘電体が配置されることを特徴としている。
【００１１】
上記の構成によれば、隣接する２つのアンテナ素子の距離をとらなくても、この誘電体によって一方のアンテナ素子から他方のアンテナ素子に伝達する高周波信号をその途中で大きく減衰させることができ、アンテナ素子間の干渉を抑制することができる。また、このような誘電体の配置は、幅方向のみならず高さ方向においてもアンテナの寸法増加を招かず、アンテナの小型化に大きく寄与できる。なお、グランド部材とは、接地された導電部を有するプリント基板や、少なくとも一部が接地された金属部材を含む。
【００１２】
また、上記グランド一体型アンテナにおいては、上記誘電体が配置される放射部は、その隣接部に対してそれぞれのアンテナ素子の内側に位置する２つの放射部のうち、より低い方の共振周波数帯域に対応する放射部である構成とすることができる。
【００１３】
上記の構成によれば、上記誘電体の体積を大きく取ることができ、該誘電体による高周波信号の減衰効果が向上するため、アンテナ素子間の干渉を抑制する効果も向上できる。
【００１４】
また、上記グランド一体型アンテナにおいては、上記２つの共振周波数帯域が無線ＬＡＮ規格のIEEE802.11 a/b/gに対応するものであり、上記誘電体が配置される放射部は、２．４ＧＨｚ帯域の共振に対応する放射部である構成とすることができる。
【００１５】
また、上記グランド一体型アンテナにおいては、隣接する２つのアンテナ素子は、一方のアンテナ素子において５ＧＨｚ帯域の共振数に対応する放射部を内側とし、他方のアンテナ素子において２．４ＧＨｚ帯域の共振に対応する放射部を内側として配置される構成とすることができる。
【００１６】
また、上記グランド一体型アンテナにおいては、上記各アンテナ素子のアンテナ形状は、上記第１および第２の放射部をグランド部材に接続する短絡部の一部が、上記第１および第２の放射部と平行に配置される逆Ｆ字型である構成とすることができる。
【００１７】
また、上記グランド一体型アンテナにおいては、上記各アンテナ素子のアンテナ形状は、上記第１および第２の放射部をグランド部材に接続する短絡部が、上記第１および第２の放射部と垂直に配置されるＴ字型である構成とすることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係るグランド一体型アンテナは、以上のように、異なる２つの共振周波数帯域を有するアンテナ素子を、同一のグランド部材に複数個配置してなるグランド一体型アンテナにおいて、上記各アンテナ素子は、一方の共振周波数帯域に対応する第１の放射部と、他方の共振周波数帯域に対応する第２の放射部とを備えており、２つのアンテナ素子が隣接する箇所では、その隣接部に対してそれぞれのアンテナ素子の内側に位置する放射部の一方に、該放射部と接するように誘電体が配置される構成である。
【００１９】
それゆえ、隣接する２つのアンテナ素子の距離をとらなくても、この誘電体によって一方のアンテナ素子から他方のアンテナ素子に伝達する高周波信号をその途中で大きく減衰させることができ、アンテナ素子間の干渉を抑制することができる。また、このような誘電体の配置は、幅方向のみならず高さ方向においてもアンテナの寸法増加を招かず、アンテナの小型化に大きく寄与できるといった効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の一実施形態について図１ないし図１０に基づいて説明すると以下の通りである。先ずは、本実施の形態に係るグランド一体型アンテナの概略構成を図１を参照して説明する。
【００２１】
図１に示すグランド一体型アンテナは、グランド部材１０に２つのアンテナ素子１１，１２を搭載して構成されている。アンテナ素子１１は、第１の放射部１１Ａ、第２の放射部１１Ｂ、および短絡部１１Ｃから構成される。短絡部１１Ｃは、第１の放射部１１Ａおよび第２の放射部１１Ｂとグランド部材１０とを接続する部分であり、短絡部１１Ｃに給電点がある。第１の放射部１１Ａと第２の放射部１１Ｂとは、それぞれ異なる共振周波数帯域を有しており、給電点から放射部先端までの長さが対応する共振周波数の電波における１／４波長に相当している。
【００２２】
アンテナ素子１２は、アンテナ素子１１と同様の構成を有するものであり、第１の放射部１２Ａ、第２の放射部１２Ｂ、および短絡部１２Ｃから構成されている。
【００２３】
このように、アンテナ素子１１，１２は、それぞれ異なる共振周波数帯域を有する２つの放射部を有しているため、２種類の周波数帯域に対応する電波信号を放射または吸収できるようになっている。図１の例では、上記２種類の周波数帯域が無線ＬＡＮ規格のIEEE802.11 a/b/gに対応しており、第１の放射部１１Ａ，１２Ａが２．４ＧＨｚ帯域の共振に対応し、第２の放射部１１Ｂ，１２Ｂが５ＧＨｚ帯域の共振に対応している。この場合、第１の放射部１１Ａ，１２Ａの方が対応周波数帯域が低い（波長が長い）ため、第１の放射部１１Ａ，１２Ａが第２の放射部１１Ｂ，１２Ｂに比べて長くなるように形成されている。
【００２４】
同一のグランド部材１０に対して備えられ、隣接して配置される２つのアンテナ素子１１，１２は、アンテナの小型化を図るためにこれらを近接して配置すると。アンテナ素子間での干渉の問題が生じることは従来技術において述べたとおりである。すなわち、図２（ａ）に示すように、２つのアンテナ素子を十分に離間して配置した場合には、一方のアンテナ素子から発信される高周波信号はグランド部材１０等を伝わって他方のアンテナ素子に到達するまでに減衰するため、アンテナ素子間での干渉は生じない。しかしながら、図２（ｂ）に示すように、２つのアンテナ素子を近接して配置した場合には、一方のアンテナ素子から発信される高周波信号は十分に減衰しきれずに他方のアンテナ素子に到達し、アンテナ素子間での干渉が生じる。
【００２５】
本実施の形態に係るグランド一体型アンテナでは、隣接する２つのアンテナ素子１１，１２において、それぞれの素子の内側に位置する放射部の一方側に誘電体１３を備えた構成としている。これにより隣接する２つのアンテナ素子の距離をとらなくても、図３に示すように、この誘電体１３によって高周波信号を大きく減衰させることができ、素子間の干渉を抑制することができる。
【００２６】
上記のようなグランド一体型アンテナは、基本的には材料となる導体板に対して、打ち抜きや折り曲げ等の板金加工を施すことによって製造されるものである。図４は、こうして形成されるグランド一体型アンテナの具体例を示す斜視図である。尚、図４において、１４は同軸ケーブルからなる給電用配線であり、アンテナ素子１１，１２のそれぞれの給電点に接続される。
【００２７】
以下の説明では、本発明のグランド一体型アンテナに対してさらに詳細な考察を加える。まずは、隣接する２つのアンテナ素子の配置関係と誘電体の配置箇所とを変更した場合の効果について考察する。すなわち、図１の例では、アンテナ素子１１における５ＧＨｚ帯域の共振に対応する第２の放射部１１Ｂと、アンテナ素子１２における２．４ＧＨｚ帯域の共振に対応する第１の放射部１２Ａとが内側になるように配置され、誘電体１３はこれら２つの放射部のうち低周波側である放射部１２Ａ側に備えられている。しかしながら、本発明はこのような例に限定されるものではなく、隣接する２つのアンテナ素子の配置関係と誘電体の配置箇所とを変更してもよい。
【００２８】
図５（ａ），（ｂ）に示す例では、アンテナ素子１１における５ＧＨｚ帯域の共振に対応する第２の放射部１１Ｂと、アンテナ素子１２における５ＧＨｚ帯域の共振に対応する第２の放射部１２Ｂとが内側になるように配置されている。また、図５（ａ）は誘電体１３を備えていない例であり、図５（ｂ）は誘電体１３を放射部１１Ｂ側において備えている例である。図５（ａ），（ｂ）の例においてアイソレーション係数を計算した結果を以下の表１に示す。尚、アイソレーション係数Ａは、下式によって計算できる。
【００２９】
Ａ＝Ｓ２１／（１−Ｓ１１）（１−Ｓ２２）
Ｓ２１：アンテナ１からアンテナ２へ漏れた信号量
Ｓ１１：アンテナ１の反射量
Ｓ２２：アンテナ２の反射量
【００３０】
【表１】
【００３１】
先ず、誘電体１３を備えない図５（ａ）の構成では、２．４ＧＨｚ帯域の共振に対応する２つのアンテナ素子間距離は２.４ＧＨｚ帯域の周波数の波長と比較して小さい（近接している）ため、２．４ＧＨｚ帯域に関するアイソレーション係数は比較的大きい値となっている。また、５ＧＨｚ帯域の共振に対応する２つのアンテナ素子間距離は５ＧＨｚ帯域の周波数の波長と比較して小さいため５ＧＨｚ帯域に関するアイソレーション係数も比較的大きい値となっている。
【００３２】
一方、誘電体１３を放射部１１Ｂ側において備えた図５（ｂ）の構成では、２．４ＧＨｚ帯域および５ＧＨｚ帯域共にアイソレーション係数が低減していることが分かる。すなわち、誘電体１３を備えたことによって隣接するアンテナ素子間での干渉が抑制されている。
【００３３】
次に、図６（ａ），（ｂ）に示す例では、アンテナ素子１１における５ＧＨｚ帯域の共振に対応する第２の放射部１１Ｂと、アンテナ素子１２における２．４ＧＨｚ帯域の共振に対応する第１の放射部１２Ａとが内側になるように配置されている。また、図６（ａ）は誘電体１３を備えていない例であり、図６（ｂ）は誘電体１３を放射部１１Ｂ側において備えている例である。図６（ａ），（ｂ）の例においてアイソレーション係数を計算した結果を以下の表２に示す。
【００３４】
【表２】
【００３５】
先ず、誘電体１３を備えない図６（ａ）の構成では、２．４ＧＨｚ帯域の共振に対応する２つのアンテナ素子間距離は２．４ＧＨｚ帯域の周波数の波長と比較して小さいため、２．４ＧＨｚ帯域に関するアイソレーション係数は比較的大きい値となっている。一方、５ＧＨｚ帯域の共振に対応する２つのアンテナ素子間距離は５ＧＨｚ帯域の周波数の波長と比較して大きいため５ＧＨｚ帯域に関するアイソレーション係数は比較的小さい値となっている。
【００３６】
一方、誘電体１３を放射部１１Ｂ側において備えた図６（ｂ）の構成では、特に、誘電体１３を備えない場合にアイソレーション係数の大きかった２．４ＧＨｚ帯域でアイソレーション係数が低減していることが分かる。すなわち、誘電体１３を備えたことによって隣接するアンテナ素子間での干渉が抑制されている。尚、元々アイソレーション係数の小さかった５ＧＨｚ帯域では、誘電体１３を入れたことによる干渉の抑制効果は小さい。
【００３７】
次に、図７（ａ），（ｂ）に示す例では、アンテナ素子１１における２．４ＧＨｚ帯域の共振に対応する第１の放射部１１Ａと、アンテナ素子１２における２．４ＧＨｚ帯域の共振に対応する第１の放射部１２Ａとが内側になるように配置されている。また、図７（ａ）は誘電体１３を備えていない例であり、図７（ｂ）は誘電体１３を放射部１２Ａ側において備えている例である。図７（ａ），（ｂ）の例においてアイソレーション係数を計算した結果を以下の表３に示す。
【００３８】
【表３】
【００３９】
先ず、誘電体１３を備えない図７（ａ）の構成では、２．４ＧＨｚ帯域の共振に対応する２つのアンテナ素子間距離は２.４ＧＨｚ帯域の周波数の波長と比較して小さいため、２．４ＧＨｚ帯域に関するアイソレーション係数は比較的大きい値となっている。一方、５ＧＨｚ帯域の共振に対応する２つのアンテナ素子間距離は５ＧＨｚ帯域の周波数の波長と比較して大きいため５ＧＨｚ帯域に関するアイソレーション係数は比較的小さい値となっている。
【００４０】
一方、誘電体１３を放射部１１Ａ側において備えた図７（ｂ）の構成では、特に、誘電体１３を備えない場合にアイソレーション係数の大きかった２．４ＧＨｚ帯域でアイソレーション係数が低減していることが分かる。すなわち、誘電体１３を備えたことによって隣接するアンテナ素子間での干渉が抑制されている。尚、元々アイソレーション係数の小さかった５ＧＨｚ帯域では、誘電体１３を入れたことによる干渉の抑制効果は殆ど無い。
【００４１】
また、２．４ＧＨｚ帯域でのアイソレーション係数の低減量は、図５（ｂ）の例や図６（ｂ）の例に比べてはるかに大きい。これは、図７（ｂ）の例では、誘電体１３を２．４ＧＨｚ帯域の共振に対応する第１の放射部１２Ａ側に設けたことによって誘電体１３の体積を大きく取ることができ、該誘電体１３による高周波信号の減衰効果が向上したためと考えられる。つまり、５ＧＨｚ帯域の共振に対応する放射部側に誘電体１３を設けた場合、５ＧＨｚ帯域の共振に対応する放射部は２．４ＧＨｚ帯域の共振に対応する放射部に比べてその長さが短いため、誘電体１３も小さくせざるを得なくなり、高周波信号の減衰効果が小さい。
【００４２】
次に、図８（ａ），（ｂ）に示す例では、アンテナ素子１１における５ＧＨｚ帯域の共振に対応する第２の放射部１１Ｂと、アンテナ素子１２における２．４ＧＨｚ帯域の共振に対応する第１の放射部１２Ａとが内側になるように配置されている。また、図８（ａ）は誘電体１３を備えていない例であり、図８（ｂ）は誘電体１３を放射部１２Ａ側において備えている例である。図８（ａ），（ｂ）の例においてアイソレーション係数を計算した結果を以下の表４に示す。
【００４３】
【表４】
【００４４】
先ず、誘電体１３を備えない図８（ａ）の構成では、２．４ＧＨｚ帯域の共振に対応する２つのアンテナ素子間距離は２．４ＧＨｚ帯域の周波数の波長と比較して小さいため、２．４ＧＨｚ帯域に関するアイソレーション係数は比較的大きい値となっている。一方、５ＧＨｚ帯域の共振に対応する２つのアンテナ素子間距離は５ＧＨｚ帯域の周波数の波長と比較して大きいため５ＧＨｚ帯域に関するアイソレーション係数は比較的小さい値となっている。
【００４５】
一方、誘電体１３を放射部１２Ａ側において備えた図８（ｂ）の構成では、特に、誘電体１３を備えない場合にアイソレーション係数の大きかった２．４ＧＨｚ帯域でアイソレーション係数が低減していることが分かる。すなわち、誘電体１３を備えたことによって隣接するアンテナ素子間での干渉が抑制されている。尚、元々アイソレーション係数の小さかった５ＧＨｚ帯域では、誘電体１３を入れたことによる干渉の抑制効果は殆ど無い。
【００４６】
また、２．４ＧＨｚ帯域でのアイソレーション係数の低減量は、図８（ｂ）の例よりも図７（ｂ）の例の方が大きい。しかしながら、これは、図７（ｂ）の例では、２．４ＧＨｚ帯域の共振に対応する２つのアンテナ素子間距離が図８（ｂ）の例よりも小さく、誘電体１３を備えない場合のアイソレーション係数が元々大きかったためである。但し、誘電体１３を備えた場合での２．４ＧＨｚ帯域でのアイソレーション係数のみを比べれば、図７（ｂ）の例よりも図８（ｂ）の例の方が小さい。
【００４７】
上記図５〜図８および表１〜表４の結果から明らかなように、アンテナ素子間の干渉をよく制するために設けられる誘電体１３は、その体積が大きい方が効果が高い。したがって、誘電体１３は、隣接する２つのアンテナ素子１１，１２において、それぞれの素子の内側に位置する放射部のうち、低周波数帯域の共振周波数帯域を有する放射部側に設けることが好ましい。
【００４８】
また、隣接するアンテナ素子間の干渉は、５ＧＨｚ帯域の高周波信号よりも、対応波長の長い２．４ＧＨｚ帯域の高周波信号で生じ易い（すなわち低周波数側の信号で生じ易い）。したがって、低周波数側の共振周波数を有する放射部同士を内側に配置することは好ましくなく、一方のアンテナ素子では低周波数側の共振周波数を有する放射部を内側とし、他方のアンテナ素子では高周波数側の共振周波数を有する放射部を内側とし。そして、誘電体１３は、それぞれの素子の内側に位置する放射部のうち、低周波数の共振周波数を有する放射部側に設けることが最も好ましい。以上の結果より、図５（ｂ）〜図８（ｂ）に示す例の中で、図８（ｂ）に示す例が最も好適であるといえる。
【００４９】
上記の説明においては、アンテナ素子１１，１２は、高周波数側の共振周波数として５ＧＨｚ帯域を有し、低周波数側の共振周波数として２．４ＧＨｚ帯域を有しているが本発明はこれに限定されるものではない。以下の表５は、１．５ＧＨｚ帯域と３．５ＧＨｚ帯域の共振に対応するグランド一体型アンテナにおいてアイソレーション係数を計算した結果を示すものである。尚、表５の結果は、隣接する２つのアンテナ素子の配置関係と誘電体の配置箇所とを、図８（ｂ）に示す配置例に合わせた場合に対応している。
【００５０】
【表５】
【００５１】
先ず、誘電体１３を備えない場合では、１．５ＧＨｚ帯域の共振に対応する２つのアンテナ素子間距離は１．５ＧＨｚ帯域の周波数の波長と比較して小さいため、１．５ＧＨｚ帯域に関するアイソレーション係数は比較的大きい値となっている。一方、３．５ＧＨｚ帯域の共振に対応する２つのアンテナ素子間距離は３．５Ｇの波長と比較して大きいため３．５ＧＨｚ帯域に関するアイソレーション係数は比較的小さい値となっている。
【００５２】
一方、誘電体１３を備えた場合では、特に、誘電体１３を備えない場合にアイソレーション係数の大きかった１．５ＧＨｚ帯域でアイソレーション係数が低減していることが分かる。また、３．５ＧＨｚ帯域でもアイソレーション係数は低減している。すなわち、誘電体１３を備えたことによって隣接するアンテナ素子間での干渉が抑制されている。
【００５３】
次に、誘電体１３を設ける場合において、誘電体１３とアンテナ素子との配置関係について考察する。
【００５４】
図９（ａ）は、誘電体１３がアンテナ素子におけるグランド部材と短絡部とを覆う位置に配置された場合を示す。図９（ｂ）は、誘電体１３がアンテナ素子における放射部のみを覆う位置に配置された場合を示す。図９（ｃ）は、誘電体１３がアンテナ素子における放射部とグランド部材と短絡部とを覆う位置に配置された場合を示す。図９（ａ）〜（ｃ）の例においてアイソレーション係数を計算した結果（比較のために誘電体無しの場合も示す）を以下の表６に示す。
【００５５】
【表６】
【００５６】
先ず、誘電体１３がグランド部材と短絡部とを覆う（放射部を覆わない）場合には、誘電体無しの場合と比べてアイソレーションの抑制効果は殆ど無い。一方、誘電体１３が放射部のみを覆う場合には、誘電体無しの場合と比べてアイソレーションが抑制されており、誘電体１３は少なくともアンテナ素子の放射部を覆うように形成されていることが好ましい。また、誘電体１３が放射部とグランド部材と短絡部とのすべてを覆う場合には、アイソレーション係数が最も低く、最も好適である。尚、誘電体１３は、例えば樹脂を材料とし、板金からなるアンテナ素子を両側から挟みこむように形成することが好適である。
【００５７】
次に、誘電体１３を設ける場合において、誘電体１３とアンテナ素子との配置関係について考察する。
【００５８】
また、以上の説明では、アンテナ素子の形状は、短絡部の一部が放射部と平行に配置される、いわゆる逆Ｆ字型であるが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図１０（ｂ）に示すように、短絡部が放射部と垂直に配置されるＴ字型のアンテナ素子２１，２２を用いたグランド一体型アンテナにも本発明は適用可能である。アンテナ素子２１，２２のそれぞれは、２．４ＧＨｚ帯域の共振に対応する第１の放射部２１Ａ，２２Ａ、５ＧＨｚ帯域の共振に対応する第２の放射部２１Ｂ，２２Ｂ、短絡部２１Ｃ，２２Ｃを備えている。図１０（ａ）は誘電体１３を備えていない例であり、図１０（ｂ）は誘電体１３を放射部２２Ａ側において備えている例である。図１０（ａ），（ｂ）の例においてアイソレーション係数を計算した結果を以下の表７に示す。
【００５９】
【表７】
【００６０】
先ず、誘電体１３を備えない図１０（ａ）の構成では、２．４ＧＨｚ帯域の共振に対応する２つのアンテナ素子間距離は２．４ＧＨｚ帯域の周波数の波長と比較して小さいため、２．４ＧＨｚ帯域に関するアイソレーション係数は比較的大きい値となっている。また、５ＧＨｚ帯域の共振に対応する２つのアンテナ素子間距離は５ＧＨｚ帯域の周波数の波長と比較して大きいため５ＧＨｚ帯域に関するアイソレーション係数は比較的小さい値となっている。
【００６１】
一方、誘電体１３を放射部２２Ａ側において備えた図１０（ｂ）の構成では、２．４ＧＨｚ帯域および５ＧＨｚ帯域共にアイソレーション係数が低減していることが分かる。すなわち、誘電体１３を備えたことによって隣接するアンテナ素子間での干渉が抑制されている。
【００６２】
また、上記説明においては、グランド部材に対して２つのアンテナ素子を搭載して場合を例示してきたが、グランド部材に対して３つ以上のアンテナ素子を搭載する場合であっても本発明は適用可能である。この場合は、２つのアンテナ素子が隣接する少なくとも一箇所において誘電体が配置されればよい。
【００６３】
本発明に係るグランド一体型アンテナは、例えば移動用情報通信機器等の送受信機器において好適に使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の実施形態を示すものであり、グランド一体型アンテナの概略構成を示す正面図である。
【図２】グランド一体型アンテナにおいて隣接する２つのアンテナ素子間での信号の干渉を示す図であり、（ａ）は２つのアンテナ素子を離して配置した場合の正面図、（ｂ）の２つのアンテナ素子を近接して配置した場合の正面図である。
【図３】グランド一体型アンテナにおいて隣接する２つのアンテナ素子間での信号の干渉を示す図であり、一方のアンテナ素子に誘電体を配置した場合の正面図である。
【図４】本発明に係るグランド一体型アンテナの形状例を示す斜視図である。
【図５】グランド一体型アンテナにおいて、隣接する２つのアンテナ素子の配置関係と誘電体の配置箇所との一例を示す正面図であり、（ａ）は誘電体を備えない場合の図、（ｂ）は誘電体を備えた場合の図である。
【図６】グランド一体型アンテナにおいて、隣接する２つのアンテナ素子の配置関係と誘電体の配置箇所との一例を示す正面図であり、（ａ）は誘電体を備えない場合の図、（ｂ）は誘電体を備えた場合の図である。
【図７】グランド一体型アンテナにおいて、隣接する２つのアンテナ素子の配置関係と誘電体の配置箇所との一例を示す正面図であり、（ａ）は誘電体を備えない場合の図、（ｂ）は誘電体を備えた場合の図である。
【図８】グランド一体型アンテナにおいて、隣接する２つのアンテナ素子の配置関係と誘電体の配置箇所との一例を示す正面図であり、（ａ）は誘電体を備えない場合の図、（ｂ）は誘電体を備えた場合の図である。
【図９】（ａ）〜（ｃ）は、誘電体とアンテナ素子との配置関係の例を示す正面図である。
【図１０】グランド一体型アンテナにおいて、隣接する２つのアンテナ素子をＴ字型形状とした場合のアンテナ素子の配置関係と誘電体の配置箇所との一例を示す正面図であり、（ａ）は誘電体を備えない場合の図、（ｂ）は誘電体を備えた場合の図である。
【図１１】（ａ）〜（ｃ）は、ノートパソコンにおける複数のアンテナのは一例を示す図である。
【符号の説明】
【００６５】
１０ グランド部材
１１，１２，２１，２２ アンテナ素子
１１Ａ，１２Ａ，２１Ａ，２２Ａ 第１の放射部
１１Ｂ，１２Ｂ，２１Ｂ，２２Ｂ 第２の放射部
１１Ｃ，１２Ｃ，２１Ｃ，２２Ｃ 短絡部
１３ 誘電体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、互いに異なる周波数帯域に対して共振するアンテナを、同一のグランド部材に複数個配置してなるグランド一体型アンテナに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、移動用情報通信機器の普及・高度化に伴い、大容量のデータを確実に短時間で通信することが求められてきている。これらの無線通信品質の向上・高速化を実現するために、複数の受信アンテナを配置してマルチパス・フェージングの低減を図ったダイバシティー技術や複数の送受信アンテナを配置して通信伝送線路を増やして高速化を図ったＭＩＭＯ(Multiple Input Multiple Output)技術が実用化されている。
【０００３】
これらの技術の適用に伴い、移動用情報端末機器に搭載されるアンテナの数も増えてきている。例えば従来のノートパソコンでは、図１１（ａ）に示すように、無線ＬＡＮ用に２つのアンテナが実装されていたものが、近年では、図１１（ｂ）に示すように、無線ＬＡＮ用に３つのアンテナを実装したり、図１１（ｃ）に示すように、無線ＬＡＮ用に２つのアンテナと他システム（Bluetooth / ＵＷＢ(Ultra Wide Band) / ＧＰＳ）用のアンテナとを実装したりすることが求められるようになっている。また、今後のさらなる要求により、実装されるアンテナの数がさらに多くなっていくことも予想される。このように多数のアンテナを実装する場合には、１つのグランド部材に対して２つ以上のアンテナ素子を搭載することも必要となる。
【０００４】
一方、これらの移動用情報端末機器は、年々小型化が進んでおり、１つのグランド部材に対して複数のアンテナ素子を搭載する場合、アンテナ素子間の干渉を抑制するだけの十分な素子間距離を確保することが困難となってきている。アンテナ素子間の干渉が発生すると、ある一つのアンテナ素子から本来放射される電波が他方のアンテナ素子において吸収されるため、電波の輻射効率の低減に繋がり、通信速度の低下を招く。
【０００５】
上記の問題に対し、特許文献１では、複数個のアンテナ素子が、接地導電部の形成範囲とは重ならない領域内に、互いに離間して実装される構成が開示されている。具体的には、２つのアンテナ素子の間に接地導電部（グランド部材の一部）が配置され、該接地導電部が各アンテナ素子を囲むような形状となっている。この構成では、２つのアンテナ素子の間に配置された接地導電部がアンテナ素子間の干渉を抑制する。このように、アンテナ素子周りのスペースを有効に利用して接地導電部を設けることで、誘電体基板の大型化を伴うことなく、２個のアンテナ素子間での干渉を抑制することが可能となっている。
【０００６】
また、特許文献２では、端部に切り欠き部が形成されたグランド・パターン（グランド部材の一部）と、前記切り欠き部の一方の側に配置され給電部を備える第１のアンテナ素子と、前記切り欠き部の他方の側に配置され給電部を備える第２のアンテナ素子とを有する一体型平板多素子アンテナが開示されている。この構成では、グランド・パターンに切り欠き部を設けることによって、アンテナ素子の特性を分離し、アンテナ素子間の干渉を抑制することが可能となっている。
【特許文献１】特開２００６−７４４４６号公報（２００６年３月１６日公開）
【特許文献２】特開２００７−１３６４３号公報（２００７年１月１８日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１の構成では、２つのアンテナ素子の間に配置される接地導電部が、各アンテナ素子を囲むような形状とされるため、アンテナ素子の上部にも接地導電部が存在することになり、高さ方向の寸法増加といった問題を生じる。
【０００８】
また、上記特許文献２の構成では、グランド部材に切り欠き部を形成するため、該切り欠き部を設けるための高さ方向の寸法が必要となり、やはり高さ方向の寸法増加といった問題を生じる。
【０００９】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、幅方向のみならず高さ方向においてアンテナの小型化を図ることができ、かつ隣接するアンテナ間の干渉を抑制できるグランド一体型アンテナを実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係るグランド一体型アンテナは、上記課題を解決するために、異なる２つの共振周波数帯域を有するアンテナ素子を、同一のグランド部材に複数個配置してなるグランド一体型アンテナにおいて、上記各アンテナ素子は、一方の共振周波数帯域に対応する第１の放射部と、他方の共振周波数帯域に対応する第２の放射部とを備えており、２つのアンテナ素子が隣接する箇所では、その隣接部に対してそれぞれのアンテナ素子の内側に位置する放射部の一方に、該放射部と接するように誘電体が配置されることを特徴としている。
【００１１】
上記の構成によれば、隣接する２つのアンテナ素子の距離をとらなくても、この誘電体によって一方のアンテナ素子から他方のアンテナ素子に伝達する高周波信号をその途中で大きく減衰させることができ、アンテナ素子間の干渉を抑制することができる。また、このような誘電体の配置は、幅方向のみならず高さ方向においてもアンテナの寸法増加を招かず、アンテナの小型化に大きく寄与できる。なお、グランド部材とは、接地された導電部を有するプリント基板や、少なくとも一部が接地された金属部材を含む。
【００１２】
また、上記グランド一体型アンテナにおいては、上記誘電体が配置される放射部は、その隣接部に対してそれぞれのアンテナ素子の内側に位置する２つの放射部のうち、より低い方の共振周波数帯域に対応する放射部である構成とすることができる。
【００１３】
上記の構成によれば、上記誘電体の体積を大きく取ることができ、該誘電体による高周波信号の減衰効果が向上するため、アンテナ素子間の干渉を抑制する効果も向上できる。
【００１４】
また、上記グランド一体型アンテナにおいては、上記２つの共振周波数帯域が無線ＬＡＮ規格のIEEE802.11 a/b/gに対応するものであり、上記誘電体が配置される放射部は、２．４ＧＨｚ帯域の共振に対応する放射部である構成とすることができる。
【００１５】
また、上記グランド一体型アンテナにおいては、隣接する２つのアンテナ素子は、一方のアンテナ素子において５ＧＨｚ帯域の共振数に対応する放射部を内側とし、他方のアンテナ素子において２．４ＧＨｚ帯域の共振に対応する放射部を内側として配置される構成とすることができる。
【００１６】
また、上記グランド一体型アンテナにおいては、上記各アンテナ素子のアンテナ形状は、上記第１および第２の放射部をグランド部材に接続する短絡部の一部が、上記第１および第２の放射部と平行に配置される逆Ｆ字型である構成とすることができる。
【００１７】
また、上記グランド一体型アンテナにおいては、上記各アンテナ素子のアンテナ形状は、上記第１および第２の放射部をグランド部材に接続する短絡部が、上記第１および第２の放射部と垂直に配置されるＴ字型である構成とすることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係るグランド一体型アンテナは、以上のように、異なる２つの共振周波数帯域を有するアンテナ素子を、同一のグランド部材に複数個配置してなるグランド一体型アンテナにおいて、上記各アンテナ素子は、一方の共振周波数帯域に対応する第１の放射部と、他方の共振周波数帯域に対応する第２の放射部とを備えており、２つのアンテナ素子が隣接する箇所では、その隣接部に対してそれぞれのアンテナ素子の内側に位置する放射部の一方に、該放射部と接するように誘電体が配置される構成である。
【００１９】
それゆえ、隣接する２つのアンテナ素子の距離をとらなくても、この誘電体によって一方のアンテナ素子から他方のアンテナ素子に伝達する高周波信号をその途中で大きく減衰させることができ、アンテナ素子間の干渉を抑制することができる。また、このような誘電体の配置は、幅方向のみならず高さ方向においてもアンテナの寸法増加を招かず、アンテナの小型化に大きく寄与できるといった効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の一実施形態について図１ないし図１０に基づいて説明すると以下の通りである。先ずは、本実施の形態に係るグランド一体型アンテナの概略構成を図１を参照して説明する。
【００２１】
図１に示すグランド一体型アンテナは、グランド部材１０に２つのアンテナ素子１１，１２を搭載して構成されている。アンテナ素子１１は、第１の放射部１１Ａ、第２の放射部１１Ｂ、および短絡部１１Ｃから構成される。短絡部１１Ｃは、第１の放射部１１Ａおよび第２の放射部１１Ｂとグランド部材１０とを接続する部分であり、短絡部１１Ｃに給電点がある。第１の放射部１１Ａと第２の放射部１１Ｂとは、それぞれ異なる共振周波数帯域を有しており、給電点から放射部先端までの長さが対応する共振周波数の電波における１／４波長に相当している。
【００２２】
アンテナ素子１２は、アンテナ素子１１と同様の構成を有するものであり、第１の放射部１２Ａ、第２の放射部１２Ｂ、および短絡部１２Ｃから構成されている。
【００２３】
このように、アンテナ素子１１，１２は、それぞれ異なる共振周波数帯域を有する２つの放射部を有しているため、２種類の周波数帯域に対応する電波信号を放射または吸収できるようになっている。図１の例では、上記２種類の周波数帯域が無線ＬＡＮ規格のIEEE802.11 a/b/gに対応しており、第１の放射部１１Ａ，１２Ａが２．４ＧＨｚ帯域の共振に対応し、第２の放射部１１Ｂ，１２Ｂが５ＧＨｚ帯域の共振に対応している。この場合、第１の放射部１１Ａ，１２Ａの方が対応周波数帯域が低い（波長が長い）ため、第１の放射部１１Ａ，１２Ａが第２の放射部１１Ｂ，１２Ｂに比べて長くなるように形成されている。
【００２４】
同一のグランド部材１０に対して備えられ、隣接して配置される２つのアンテナ素子１１，１２は、アンテナの小型化を図るためにこれらを近接して配置すると。アンテナ素子間での干渉の問題が生じることは従来技術において述べたとおりである。すなわち、図２（ａ）に示すように、２つのアンテナ素子を十分に離間して配置した場合には、一方のアンテナ素子から発信される高周波信号はグランド部材１０等を伝わって他方のアンテナ素子に到達するまでに減衰するため、アンテナ素子間での干渉は生じない。しかしながら、図２（ｂ）に示すように、２つのアンテナ素子を近接して配置した場合には、一方のアンテナ素子から発信される高周波信号は十分に減衰しきれずに他方のアンテナ素子に到達し、アンテナ素子間での干渉が生じる。
【００２５】
本実施の形態に係るグランド一体型アンテナでは、隣接する２つのアンテナ素子１１，１２において、それぞれの素子の内側に位置する放射部の一方側に誘電体１３を備えた構成としている。これにより隣接する２つのアンテナ素子の距離をとらなくても、図３に示すように、この誘電体１３によって高周波信号を大きく減衰させることができ、素子間の干渉を抑制することができる。
【００２６】
上記のようなグランド一体型アンテナは、基本的には材料となる導体板に対して、打ち抜きや折り曲げ等の板金加工を施すことによって製造されるものである。図４は、こうして形成されるグランド一体型アンテナの具体例を示す斜視図である。尚、図４において、１４は同軸ケーブルからなる給電用配線であり、アンテナ素子１１，１２のそれぞれの給電点に接続される。
【００２７】
以下の説明では、本発明のグランド一体型アンテナに対してさらに詳細な考察を加える。まずは、隣接する２つのアンテナ素子の配置関係と誘電体の配置箇所とを変更した場合の効果について考察する。すなわち、図１の例では、アンテナ素子１１における５ＧＨｚ帯域の共振に対応する第２の放射部１１Ｂと、アンテナ素子１２における２．４ＧＨｚ帯域の共振に対応する第１の放射部１２Ａとが内側になるように配置され、誘電体１３はこれら２つの放射部のうち低周波側である放射部１２Ａ側に備えられている。しかしながら、本発明はこのような例に限定されるものではなく、隣接する２つのアンテナ素子の配置関係と誘電体の配置箇所とを変更してもよい。
【００２８】
図５（ａ），（ｂ）に示す例では、アンテナ素子１１における５ＧＨｚ帯域の共振に対応する第２の放射部１１Ｂと、アンテナ素子１２における５ＧＨｚ帯域の共振に対応する第２の放射部１２Ｂとが内側になるように配置されている。また、図５（ａ）は誘電体１３を備えていない例であり、図５（ｂ）は誘電体１３を放射部１１Ｂ側において備えている例である。図５（ａ），（ｂ）の例においてアイソレーション係数を計算した結果を以下の表１に示す。尚、アイソレーション係数Ａは、下式によって計算できる。
【００２９】
Ａ＝Ｓ２１／（１−Ｓ１１）（１−Ｓ２２）
Ｓ２１：アンテナ１からアンテナ２へ漏れた信号量
Ｓ１１：アンテナ１の反射量
Ｓ２２：アンテナ２の反射量
【００３０】
【表１】
【００３１】
先ず、誘電体１３を備えない図５（ａ）の構成では、２．４ＧＨｚ帯域の共振に対応する２つのアンテナ素子間距離は２.４ＧＨｚ帯域の周波数の波長と比較して小さい（近接している）ため、２．４ＧＨｚ帯域に関するアイソレーション係数は比較的大きい値となっている。また、５ＧＨｚ帯域の共振に対応する２つのアンテナ素子間距離は５ＧＨｚ帯域の周波数の波長と比較して小さいため５ＧＨｚ帯域に関するアイソレーション係数も比較的大きい値となっている。
【００３２】
一方、誘電体１３を放射部１１Ｂ側において備えた図５（ｂ）の構成では、２．４ＧＨｚ帯域および５ＧＨｚ帯域共にアイソレーション係数が低減していることが分かる。すなわち、誘電体１３を備えたことによって隣接するアンテナ素子間での干渉が抑制されている。
【００３３】
次に、図６（ａ），（ｂ）に示す例では、アンテナ素子１１における５ＧＨｚ帯域の共振に対応する第２の放射部１１Ｂと、アンテナ素子１２における２．４ＧＨｚ帯域の共振に対応する第１の放射部１２Ａとが内側になるように配置されている。また、図６（ａ）は誘電体１３を備えていない例であり、図６（ｂ）は誘電体１３を放射部１１Ｂ側において備えている例である。図６（ａ），（ｂ）の例においてアイソレーション係数を計算した結果を以下の表２に示す。
【００３４】
【表２】
【００３５】
先ず、誘電体１３を備えない図６（ａ）の構成では、２．４ＧＨｚ帯域の共振に対応する２つのアンテナ素子間距離は２．４ＧＨｚ帯域の周波数の波長と比較して小さいため、２．４ＧＨｚ帯域に関するアイソレーション係数は比較的大きい値となっている。一方、５ＧＨｚ帯域の共振に対応する２つのアンテナ素子間距離は５ＧＨｚ帯域の周波数の波長と比較して大きいため５ＧＨｚ帯域に関するアイソレーション係数は比較的小さい値となっている。
【００３６】
一方、誘電体１３を放射部１１Ｂ側において備えた図６（ｂ）の構成では、特に、誘電体１３を備えない場合にアイソレーション係数の大きかった２．４ＧＨｚ帯域でアイソレーション係数が低減していることが分かる。すなわち、誘電体１３を備えたことによって隣接するアンテナ素子間での干渉が抑制されている。尚、元々アイソレーション係数の小さかった５ＧＨｚ帯域では、誘電体１３を入れたことによる干渉の抑制効果は小さい。
【００３７】
次に、図７（ａ），（ｂ）に示す例では、アンテナ素子１１における２．４ＧＨｚ帯域の共振に対応する第１の放射部１１Ａと、アンテナ素子１２における２．４ＧＨｚ帯域の共振に対応する第１の放射部１２Ａとが内側になるように配置されている。また、図７（ａ）は誘電体１３を備えていない例であり、図７（ｂ）は誘電体１３を放射部１２Ａ側において備えている例である。図７（ａ），（ｂ）の例においてアイソレーション係数を計算した結果を以下の表３に示す。
【００３８】
【表３】
【００３９】
先ず、誘電体１３を備えない図７（ａ）の構成では、２．４ＧＨｚ帯域の共振に対応する２つのアンテナ素子間距離は２.４ＧＨｚ帯域の周波数の波長と比較して小さいため、２．４ＧＨｚ帯域に関するアイソレーション係数は比較的大きい値となっている。一方、５ＧＨｚ帯域の共振に対応する２つのアンテナ素子間距離は５ＧＨｚ帯域の周波数の波長と比較して大きいため５ＧＨｚ帯域に関するアイソレーション係数は比較的小さい値となっている。
【００４０】
一方、誘電体１３を放射部１１Ａ側において備えた図７（ｂ）の構成では、特に、誘電体１３を備えない場合にアイソレーション係数の大きかった２．４ＧＨｚ帯域でアイソレーション係数が低減していることが分かる。すなわち、誘電体１３を備えたことによって隣接するアンテナ素子間での干渉が抑制されている。尚、元々アイソレーション係数の小さかった５ＧＨｚ帯域では、誘電体１３を入れたことによる干渉の抑制効果は殆ど無い。
【００４１】
また、２．４ＧＨｚ帯域でのアイソレーション係数の低減量は、図５（ｂ）の例や図６（ｂ）の例に比べてはるかに大きい。これは、図７（ｂ）の例では、誘電体１３を２．４ＧＨｚ帯域の共振に対応する第１の放射部１２Ａ側に設けたことによって誘電体１３の体積を大きく取ることができ、該誘電体１３による高周波信号の減衰効果が向上したためと考えられる。つまり、５ＧＨｚ帯域の共振に対応する放射部側に誘電体１３を設けた場合、５ＧＨｚ帯域の共振に対応する放射部は２．４ＧＨｚ帯域の共振に対応する放射部に比べてその長さが短いため、誘電体１３も小さくせざるを得なくなり、高周波信号の減衰効果が小さい。
【００４２】
次に、図８（ａ），（ｂ）に示す例では、アンテナ素子１１における５ＧＨｚ帯域の共振に対応する第２の放射部１１Ｂと、アンテナ素子１２における２．４ＧＨｚ帯域の共振に対応する第１の放射部１２Ａとが内側になるように配置されている。また、図８（ａ）は誘電体１３を備えていない例であり、図８（ｂ）は誘電体１３を放射部１２Ａ側において備えている例である。図８（ａ），（ｂ）の例においてアイソレーション係数を計算した結果を以下の表４に示す。
【００４３】
【表４】
【００４４】
先ず、誘電体１３を備えない図８（ａ）の構成では、２．４ＧＨｚ帯域の共振に対応する２つのアンテナ素子間距離は２．４ＧＨｚ帯域の周波数の波長と比較して小さいため、２．４ＧＨｚ帯域に関するアイソレーション係数は比較的大きい値となっている。一方、５ＧＨｚ帯域の共振に対応する２つのアンテナ素子間距離は５ＧＨｚ帯域の周波数の波長と比較して大きいため５ＧＨｚ帯域に関するアイソレーション係数は比較的小さい値となっている。
【００４５】
一方、誘電体１３を放射部１２Ａ側において備えた図８（ｂ）の構成では、特に、誘電体１３を備えない場合にアイソレーション係数の大きかった２．４ＧＨｚ帯域でアイソレーション係数が低減していることが分かる。すなわち、誘電体１３を備えたことによって隣接するアンテナ素子間での干渉が抑制されている。尚、元々アイソレーション係数の小さかった５ＧＨｚ帯域では、誘電体１３を入れたことによる干渉の抑制効果は殆ど無い。
【００４６】
また、２．４ＧＨｚ帯域でのアイソレーション係数の低減量は、図８（ｂ）の例よりも図７（ｂ）の例の方が大きい。しかしながら、これは、図７（ｂ）の例では、２．４ＧＨｚ帯域の共振に対応する２つのアンテナ素子間距離が図８（ｂ）の例よりも小さく、誘電体１３を備えない場合のアイソレーション係数が元々大きかったためである。但し、誘電体１３を備えた場合での２．４ＧＨｚ帯域でのアイソレーション係数のみを比べれば、図７（ｂ）の例よりも図８（ｂ）の例の方が小さい。
【００４７】
上記図５〜図８および表１〜表４の結果から明らかなように、アンテナ素子間の干渉をよく制するために設けられる誘電体１３は、その体積が大きい方が効果が高い。したがって、誘電体１３は、隣接する２つのアンテナ素子１１，１２において、それぞれの素子の内側に位置する放射部のうち、低周波数帯域の共振周波数帯域を有する放射部側に設けることが好ましい。
【００４８】
また、隣接するアンテナ素子間の干渉は、５ＧＨｚ帯域の高周波信号よりも、対応波長の長い２．４ＧＨｚ帯域の高周波信号で生じ易い（すなわち低周波数側の信号で生じ易い）。したがって、低周波数側の共振周波数を有する放射部同士を内側に配置することは好ましくなく、一方のアンテナ素子では低周波数側の共振周波数を有する放射部を内側とし、他方のアンテナ素子では高周波数側の共振周波数を有する放射部を内側とし。そして、誘電体１３は、それぞれの素子の内側に位置する放射部のうち、低周波数の共振周波数を有する放射部側に設けることが最も好ましい。以上の結果より、図５（ｂ）〜図８（ｂ）に示す例の中で、図８（ｂ）に示す例が最も好適であるといえる。
【００４９】
上記の説明においては、アンテナ素子１１，１２は、高周波数側の共振周波数として５ＧＨｚ帯域を有し、低周波数側の共振周波数として２．４ＧＨｚ帯域を有しているが本発明はこれに限定されるものではない。以下の表５は、１．５ＧＨｚ帯域と３．５ＧＨｚ帯域の共振に対応するグランド一体型アンテナにおいてアイソレーション係数を計算した結果を示すものである。尚、表５の結果は、隣接する２つのアンテナ素子の配置関係と誘電体の配置箇所とを、図８（ｂ）に示す配置例に合わせた場合に対応している。
【００５０】
【表５】
【００５１】
先ず、誘電体１３を備えない場合では、１．５ＧＨｚ帯域の共振に対応する２つのアンテナ素子間距離は１．５ＧＨｚ帯域の周波数の波長と比較して小さいため、１．５ＧＨｚ帯域に関するアイソレーション係数は比較的大きい値となっている。一方、３．５ＧＨｚ帯域の共振に対応する２つのアンテナ素子間距離は３．５Ｇの波長と比較して大きいため３．５ＧＨｚ帯域に関するアイソレーション係数は比較的小さい値となっている。
【００５２】
一方、誘電体１３を備えた場合では、特に、誘電体１３を備えない場合にアイソレーション係数の大きかった１．５ＧＨｚ帯域でアイソレーション係数が低減していることが分かる。また、３．５ＧＨｚ帯域でもアイソレーション係数は低減している。すなわち、誘電体１３を備えたことによって隣接するアンテナ素子間での干渉が抑制されている。
【００５３】
次に、誘電体１３を設ける場合において、誘電体１３とアンテナ素子との配置関係について考察する。
【００５４】
図９（ａ）は、誘電体１３がアンテナ素子におけるグランド部材と短絡部とを覆う位置に配置された場合を示す。図９（ｂ）は、誘電体１３がアンテナ素子における放射部のみを覆う位置に配置された場合を示す。図９（ｃ）は、誘電体１３がアンテナ素子における放射部とグランド部材と短絡部とを覆う位置に配置された場合を示す。図９（ａ）〜（ｃ）の例においてアイソレーション係数を計算した結果（比較のために誘電体無しの場合も示す）を以下の表６に示す。
【００５５】
【表６】
【００５６】
先ず、誘電体１３がグランド部材と短絡部とを覆う（放射部を覆わない）場合には、誘電体無しの場合と比べてアイソレーションの抑制効果は殆ど無い。一方、誘電体１３が放射部のみを覆う場合には、誘電体無しの場合と比べてアイソレーションが抑制されており、誘電体１３は少なくともアンテナ素子の放射部を覆うように形成されていることが好ましい。また、誘電体１３が放射部とグランド部材と短絡部とのすべてを覆う場合には、アイソレーション係数が最も低く、最も好適である。尚、誘電体１３は、例えば樹脂を材料とし、板金からなるアンテナ素子を両側から挟みこむように形成することが好適である。
【００５７】
次に、誘電体１３を設ける場合において、誘電体１３とアンテナ素子との配置関係について考察する。
【００５８】
また、以上の説明では、アンテナ素子の形状は、短絡部の一部が放射部と平行に配置される、いわゆる逆Ｆ字型であるが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図１０（ｂ）に示すように、短絡部が放射部と垂直に配置されるＴ字型のアンテナ素子２１，２２を用いたグランド一体型アンテナにも本発明は適用可能である。アンテナ素子２１，２２のそれぞれは、２．４ＧＨｚ帯域の共振に対応する第１の放射部２１Ａ，２２Ａ、５ＧＨｚ帯域の共振に対応する第２の放射部２１Ｂ，２２Ｂ、短絡部２１Ｃ，２２Ｃを備えている。図１０（ａ）は誘電体１３を備えていない例であり、図１０（ｂ）は誘電体１３を放射部２２Ａ側において備えている例である。図１０（ａ），（ｂ）の例においてアイソレーション係数を計算した結果を以下の表７に示す。
【００５９】
【表７】
【００６０】
先ず、誘電体１３を備えない図１０（ａ）の構成では、２．４ＧＨｚ帯域の共振に対応する２つのアンテナ素子間距離は２．４ＧＨｚ帯域の周波数の波長と比較して小さいため、２．４ＧＨｚ帯域に関するアイソレーション係数は比較的大きい値となっている。また、５ＧＨｚ帯域の共振に対応する２つのアンテナ素子間距離は５ＧＨｚ帯域の周波数の波長と比較して大きいため５ＧＨｚ帯域に関するアイソレーション係数は比較的小さい値となっている。
【００６１】
一方、誘電体１３を放射部２２Ａ側において備えた図１０（ｂ）の構成では、２．４ＧＨｚ帯域および５ＧＨｚ帯域共にアイソレーション係数が低減していることが分かる。すなわち、誘電体１３を備えたことによって隣接するアンテナ素子間での干渉が抑制されている。
【００６２】
また、上記説明においては、グランド部材に対して２つのアンテナ素子を搭載して場合を例示してきたが、グランド部材に対して３つ以上のアンテナ素子を搭載する場合であっても本発明は適用可能である。この場合は、２つのアンテナ素子が隣接する少なくとも一箇所において誘電体が配置されればよい。
【００６３】
本発明に係るグランド一体型アンテナは、例えば移動用情報通信機器等の送受信機器において好適に使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の実施形態を示すものであり、グランド一体型アンテナの概略構成を示す正面図である。
【図２】グランド一体型アンテナにおいて隣接する２つのアンテナ素子間での信号の干渉を示す図であり、（ａ）は２つのアンテナ素子を離して配置した場合の正面図、（ｂ）の２つのアンテナ素子を近接して配置した場合の正面図である。
【図３】グランド一体型アンテナにおいて隣接する２つのアンテナ素子間での信号の干渉を示す図であり、一方のアンテナ素子に誘電体を配置した場合の正面図である。
【図４】本発明に係るグランド一体型アンテナの形状例を示す斜視図である。
【図５】グランド一体型アンテナにおいて、隣接する２つのアンテナ素子の配置関係と誘電体の配置箇所との一例を示す正面図であり、（ａ）は誘電体を備えない場合の図、（ｂ）は誘電体を備えた場合の図である。
【図６】グランド一体型アンテナにおいて、隣接する２つのアンテナ素子の配置関係と誘電体の配置箇所との一例を示す正面図であり、（ａ）は誘電体を備えない場合の図、（ｂ）は誘電体を備えた場合の図である。
【図７】グランド一体型アンテナにおいて、隣接する２つのアンテナ素子の配置関係と誘電体の配置箇所との一例を示す正面図であり、（ａ）は誘電体を備えない場合の図、（ｂ）は誘電体を備えた場合の図である。
【図８】グランド一体型アンテナにおいて、隣接する２つのアンテナ素子の配置関係と誘電体の配置箇所との一例を示す正面図であり、（ａ）は誘電体を備えない場合の図、（ｂ）は誘電体を備えた場合の図である。
【図９】（ａ）〜（ｃ）は、誘電体とアンテナ素子との配置関係の例を示す正面図である。
【図１０】グランド一体型アンテナにおいて、隣接する２つのアンテナ素子をＴ字型形状とした場合のアンテナ素子の配置関係と誘電体の配置箇所との一例を示す正面図であり、（ａ）は誘電体を備えない場合の図、（ｂ）は誘電体を備えた場合の図である。
【図１１】（ａ）〜（ｃ）は、ノートパソコンにおける複数のアンテナのは一例を示す図である。
【符号の説明】
【００６５】
１０ グランド部材
１１，１２，２１，２２ アンテナ素子
１１Ａ，１２Ａ，２１Ａ，２２Ａ 第１の放射部
１１Ｂ，１２Ｂ，２１Ｂ，２２Ｂ 第２の放射部
１１Ｃ，１２Ｃ，２１Ｃ，２２Ｃ 短絡部
１３ 誘電体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる２つの共振周波数帯域を有するアンテナ素子を、同一のグランド部材に複数個配置してなるグランド一体型アンテナにおいて、
上記各アンテナ素子は、一方の共振周波数帯域に対応する第１の放射部と、他方の共振周波数帯域に対応する第２の放射部とを備えており、
２つのアンテナ素子が隣接する箇所では、その隣接部に対してそれぞれのアンテナ素子の内側に位置する放射部の一方に、該放射部と接するように誘電体が配置されることを特徴とするグランド一体型アンテナ。
【請求項２】
上記誘電体が配置される放射部は、その隣接部に対してそれぞれのアンテナ素子の内側に位置する２つの放射部のうち、より低い方の共振周波数帯域に対応する放射部であることを特徴とする請求項１に記載のグランド一体型アンテナ。
【請求項３】
上記２つの共振周波数帯域がIEEE802.11 a/b/gに対応するものであり、
上記誘電体が配置される放射部は、２．４ＧＨｚ帯域の共振に対応する放射部であることを特徴とする請求項２に記載のグランド一体型アンテナ。
【請求項４】
隣接する２つのアンテナ素子は、一方のアンテナ素子において５ＧＨｚ帯域の共振に対応する放射部を内側とし、他方のアンテナ素子において２．４ＧＨｚ帯域の共振に対応する放射部を内側として配置されることを特徴とする請求項３に記載のグランド一体型アンテナ。
【請求項５】
上記各アンテナ素子のアンテナ形状は、上記第１および第２の放射部をグランド部材に接続する短絡部の一部が、上記第１および第２の放射部と平行に配置される逆Ｆ字型であることを特徴とする請求項４に記載のグランド一体型アンテナ。
【請求項６】
上記各アンテナ素子のアンテナ形状は、上記第１および第２の放射部をグランド部材に接続する短絡部が、上記第１および第２の放射部と垂直に配置されるＴ字型であることを特徴とする請求項３に記載のグランド一体型アンテナ。
【請求項７】
上記請求項１から６の何れかに記載のグランド一体型アンテナを備えたことを特徴とする送受信機器。
【請求項１】
異なる２つの共振周波数帯域を有するアンテナ素子を、同一のグランド部材に複数個配置してなるグランド一体型アンテナにおいて、
上記各アンテナ素子は、一方の共振周波数帯域に対応する第１の放射部と、他方の共振周波数帯域に対応する第２の放射部とを備えており、
２つのアンテナ素子が隣接する箇所では、その隣接部に対してそれぞれのアンテナ素子の内側に位置する放射部の一方に、該放射部と接するように誘電体が配置されることを特徴とするグランド一体型アンテナ。
【請求項２】
上記誘電体が配置される放射部は、その隣接部に対してそれぞれのアンテナ素子の内側に位置する２つの放射部のうち、より低い方の共振周波数帯域に対応する放射部であることを特徴とする請求項１に記載のグランド一体型アンテナ。
【請求項３】
上記２つの共振周波数帯域がIEEE802.11 a/b/gに対応するものであり、
上記誘電体が配置される放射部は、２．４ＧＨｚ帯域の共振に対応する放射部であることを特徴とする請求項２に記載のグランド一体型アンテナ。
【請求項４】
隣接する２つのアンテナ素子は、一方のアンテナ素子において５ＧＨｚ帯域の共振に対応する放射部を内側とし、他方のアンテナ素子において２．４ＧＨｚ帯域の共振に対応する放射部を内側として配置されることを特徴とする請求項３に記載のグランド一体型アンテナ。
【請求項５】
上記各アンテナ素子のアンテナ形状は、上記第１および第２の放射部をグランド部材に接続する短絡部の一部が、上記第１および第２の放射部と平行に配置される逆Ｆ字型であることを特徴とする請求項４に記載のグランド一体型アンテナ。
【請求項６】
上記各アンテナ素子のアンテナ形状は、上記第１および第２の放射部をグランド部材に接続する短絡部が、上記第１および第２の放射部と垂直に配置されるＴ字型であることを特徴とする請求項３に記載のグランド一体型アンテナ。
【請求項７】
上記請求項１から６の何れかに記載のグランド一体型アンテナを備えたことを特徴とする送受信機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図４】
【図２】
【図３】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図４】
【公開番号】特開２００９−４４６０４（Ｐ２００９−４４６０４Ａ）
【公開日】平成２１年２月２６日（２００９．２．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２０９１６７（Ｐ２００７−２０９１６７）
【出願日】平成１９年８月１０日（２００７．８．１０）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ
【出願人】（０００００２９４５）オムロン株式会社 (3,542)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年２月２６日（２００９．２．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月１０日（２００７．８．１０）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ
【出願人】（０００００２９４５）オムロン株式会社 (3,542)
【Ｆターム（参考）】
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