WO2016186091A1

WO2016186091A1 - アンテナ装置および電子機器

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Publication number: WO2016186091A1
Application number: PCT/JP2016/064544
Authority: WO
Inventors: 伊藤宏充
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
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Priority date: 2015-05-19
Filing date: 2016-05-17
Publication date: 2016-11-24
Anticipated expiration: 2017-11-19
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Abstract

第１周波数帯用の第１給電回路（９１）が接続される、第１周波数帯用の定在波型アンテナの放射素子である第１導体部（１）と、一部または全部が回路基板に形成され、第１導体部（１）の少なくとも２箇所（Ｐ１，Ｐ２）に接続される線状導体（２０）と、を備える。また、第２周波数帯用の第２給電回路（９２）が接続され、第１導体部（１）の一部と線状導体（２０）とによって、第２周波数帯用の磁界型アンテナのループ部が構成される。ループ部の開口幅Ｗ２は、放射素子の接続箇所（Ｐ１，Ｐ２）間の放射素子（１）上の長さＷ１よりも大きい。

Description

アンテナ装置および電子機器

　本発明は、アンテナ装置に関し、特に、周波数帯の異なる通信信号を用いる通信システムで兼用されるアンテナ装置に関する。また、本発明は、そのアンテナ装置を備える電子機器に関する。

　近年の通信機器の高機能化に伴い、例えば携帯電話端末やいわゆるスマートフォンは、通信用のアンテナだけではなく、ＧＰＳ、無線ＬＡＮ、地デジ放送など様々な通信（放送）システムのためのアンテナを備えるようになってきている。

　例えば、特許文献１には周波数帯の異なる複数のシステムで兼用できる小型のアンテナ装置が開示されている。このアンテナ装置は、電界型アンテナの放射素子と、放射素子に接続された第１周波数帯の給電回路と、放射素子に対向配置されたグランド導体と、放射素子とグランド導体との間を接続するインダクタと、給電コイルと、給電コイルに接続された第２周波数帯の給電回路とを備える。

　これら放射素子、インダクタおよびグランド導体は直列に接続されてループが構成され、このループは給電コイルと結合する。また、上記インダクタは、第１周波数帯でインピーダンスがオープン状態に近づき、第２周波数帯でショート状態に近づく素子である。そのため、上記放射素子は第１周波数帯用の電界型アンテナ素子として作用し、上記ループは第２周波数帯用のアンテナ素子として作用する。

国際公開第２０１４／０９８０２４号

　特許文献１に示されているアンテナ装置においては、第１周波数帯（ＵＨＦ帯）用の電界型アンテナの放射素子が、グランド導体パターンおよびリアクタンス素子からなる、第２周波数帯（ＨＦ帯）用の磁界型アンテナのループの一部に兼用されるので、限られたスペースに異なる周波数帯のアンテナを構成できる。

　しかし、第１周波数帯のために設けられるアンテナの放射素子とグランド導体パターンとだけでは、第２周波数帯のアンテナとして必要な共振周波数を定めて、必要な磁束の放射を得ることが困難な場合がある。例えば、第１周波数帯のためのアンテナの放射素子には、放射素子上の電流分布を形成するためや、給電回路と放射素子とを整合させるために、付加回路を設けることがあるが、そのことにより、第２周波数帯アンテナ用のリアクタンス素子等の回路を設ける位置が限られる。

　本発明の目的は、第１周波数帯のために設けられるアンテナの放射素子を兼用し、且つ第２周波数帯用の所定のアンテナ特性を得られるようにしたアンテナ装置、およびそれを備える電子機器を提供することにある。

（１）本発明のアンテナ装置は、
　第１周波数帯用の第１給電回路が接続される、第１周波数帯用の定在波型アンテナの放射素子と、
　前記放射素子の少なくとも２箇所に接続される線状導体と、
　を備え、
　第２周波数帯用の第２給電回路が接続され、前記放射素子の一部と前記線状導体とによって、第２周波数帯用の磁界型アンテナのループ部が構成され、
　前記ループ部の開口幅は、前記放射素子の前記２箇所の接続箇所の間の前記放射素子上の長さよりも大きい、ことを特徴とする。

　上記構成により、第２周波数帯のアンテナとして必要な共振周波数を定めることができる。また、第１周波数帯のためのアンテナの放射素子に、放射素子上の電流分布を形成するためや給電回路と放射素子とを整合させるための付加回路を容易に設けることができる。

（２）上記（１）において、前記第１周波数帯は前記第２周波数帯より周波数が高く、前記放射素子と前記線状導体との間に、前記第２周波数帯に比べ、前記第１周波数帯でより高インピーダンスとなる第１周波数帯遮断素子を備えることが好ましい。これにより、第１周波数帯では、放射素子が線状導体の影響を殆ど受けることなく、放射素子は第１周波数帯のアンテナとして作用する。

（３）上記（１）または（２）において、前記第２周波数帯用の給電回路に接続され、前記ループ部と磁界結合する給電コイルを備えることが好ましい。これにより、給電コイルのインダクタンスや磁束の集磁や放射効果を利用できる。

（４）本発明の電子機器は、アンテナ装置と筐体を備え、
　前記アンテナ装置は、
　第１周波数帯用の第１給電回路が接続される、第１周波数帯用の定在波型アンテナの放射素子と、
　前記放射素子の少なくとも２箇所に接続される線状導体と、
　を備え、
　第２周波数帯用の第２給電回路が接続され、前記放射素子の一部と前記線状導体とによって、第２周波数帯用の磁界型アンテナのループ部が構成され、
　前記ループ部の開口幅は、前記放射素子の前記２箇所の接続箇所の間の前記放射素子上の長さよりも大きい、ことを特徴とする。

　上記構成により、限られたスペースに第１周波数帯および第２周波数帯のアンテナを備えた、小型の電子機器を構成できる。

（５）上記（４）において、前記回路基板はグランド導体を有し、前記線状導体は前記グランド導体に接続されていてもよい。このことで、グランド導体を第２周波数帯用の磁界型アンテナのループ部の一部に兼ねることができる。

（６）上記（４）または（５）において、導体部を有し、前記回路基板を収める筐体を備え、前記線状導体の一部は前記導体部であってもよい。このことで、筐体の導体部を第２周波数帯用の磁界型アンテナのループ部の一部に兼ねることができる。

（７）上記（６）において、前記導体部は、前記筐体の第１導体部と、当該第１導体部に対向する辺を有し前記第１導体部に導通する第２導体部とを含んでいてもよい。このことで、筐体の導体部の長い経路を第２周波数帯用の磁界型アンテナのループ部の一部に兼ねることができる。また、線状導体と筐体との接続箇所を削減できる。

（８）上記（４）または（５）において、導体部を有し、前記回路基板を収める筐体を備え、前記放射素子の一部または全部は前記導体部であってもよい。このことで、筐体の導体部を放射素子の一部または全部に兼ねることができる。

　本発明によれば、第２周波数帯のアンテナとして必要な共振周波数を定めることができる。また、第１周波数帯のためのアンテナの放射素子に、放射素子上の電流分布を形成するためや給電回路と放射素子とを整合させるための付加回路を容易に設けることができる。

図１は第１の実施形態に係るアンテナ装置１０１Ａおよびこのアンテナ装置１０１Ａを備える電子機器２０１Ａの構成を示す平面図である。図２は、電子機器２０１Ａの筐体の第１導体部１、第２導体部２および回路基板１０の構成を示す斜視図である。図３（Ａ）は、第１周波数帯でのアンテナ装置１０１Ａの作用を示す等価回路図である。図３（Ｂ）は、第２周波数帯でのアンテナ装置１０１Ａの作用を示す等価回路図である。図４は第１の実施形態の変形例としてのアンテナ装置１０１Ｂおよび電子機器２０１Ｂの構成を示す平面図である。図５は第２の実施形態に係るアンテナ装置１０２およびこのアンテナ装置１０２を備える電子機器２０２の構成を示す平面図である。図６は、第２周波数帯でのアンテナ装置１０２の作用を示す等価回路図である。図７は第３の実施形態に係るアンテナ装置１０３およびこのアンテナ装置１０３を備える電子機器２０３の構成を示す平面図である。図８は第４の実施形態に係るアンテナ装置１０４およびこのアンテナ装置１０４を備える電子機器２０４の構成を示す平面図である。図９は第５の実施形態に係るアンテナ装置１０５およびこのアンテナ装置１０５を備える電子機器２０５の構成を示す平面図である。図１０は、第２周波数帯でのアンテナ装置１０５の作用を示す等価回路図である。図１１は第６の実施形態に係るアンテナ装置１０６およびこのアンテナ装置１０６を備える電子機器２０６の構成を示す平面図である。図１２（Ａ）は、第１周波数帯でのアンテナ装置１０６の作用を示す等価回路図である。図１２（Ｂ）は、第２周波数帯でのアンテナ装置１０６の作用を示す等価回路図である。図１３（Ａ）（Ｂ）は第７の実施形態に係る電子機器の筐体の第１導体部１および第２導体部２について示す斜視図である。

　以降、図を参照して幾つかの具体的な例を挙げて、本発明を実施するための複数の形態を示す。各図中には同一箇所に同一符号を付している。要点の説明または理解の容易性を考慮して、便宜上実施形態を分けて示すが、異なる実施形態で示した構成の部分的な置換または組み合わせが可能である。第２の実施形態以降では第１の実施形態と共通の事柄についての記述を省略し、異なる点についてのみ説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については実施形態毎には逐次言及しない。

　以降で示す各実施形態において、「定在波型アンテナ」とは、放射素子上で電流や電圧（電位）の定在波が生じるアンテナである。すなわち、放射素子上に電流や電圧（電位）の強度の節や腹が生じるように共振する。例えば、放射素子上の電流や電圧（電位）の境界条件のため、放射素子の端部で電流が０となり、グランドに接続される場合はグランドとの接続部で電圧が０となる。代表的な定在波アンテナとしては、ダイポールアンテナ、モノポールアンテナ、逆Ｌ型アンテナ、逆Ｆ型アンテナ（IFA）、１波長ループアンテナ、折り返しダイポールアンテナ、折り返しモノポールアンテナ、マイクロストリップアンテナ、パッチアンテナ、板状逆Ｆ型アンテナ（PIFA）、スロットアンテナ、ノッチアンテナ、各アンテナの亜種（放射素子が複数並列につながっていたり、スタブが複数あったり、放射素子の形が場所によって変わったりなど）である。

　定在波型アンテナは遠方界において、電磁波（電波）による通信のために用いられる。例えば携帯電話端末における通話やデータ通信、無線LANの通信、GPSにおける衛星信号の受信等に利用される。

　また、以降で示す各実施形態において、「磁界型アンテナ」とは、微小ループアンテナの一種であり、磁束を放射するアンテナである。

　磁界型アンテナは、近傍界において、磁界結合による通信のために用いられる。例えば、NFC（Near field communication）等の通信に利用される。

　本発明における「電子機器」は、上記定在波型アンテナおよび磁界型アンテナを備える装置である。例えば、携帯電話端末、いわゆるスマートフォン、タブレット端末、ノートPC、ウェアラブル端末（いわゆるスマートウォッチやスマートグラス等）である。

《第１の実施形態》
　図１は第１の実施形態に係るアンテナ装置１０１Ａおよびこのアンテナ装置１０１Ａを備える電子機器２０１Ａの構成を示す平面図である。図２は、電子機器２０１Ａの筐体の第１導体部１、第２導体部２および回路基板１０の構成を示す斜視図である。

　電子機器２０１Ａは例えばいわゆるスマートフォンやタブレット端末等の、通信機能を有する携帯電子機器である。

　電子機器２０１Ａの筐体は第１導体部１と第２導体部２を有する。図１では、筐体の第１導体部１および第２導体部２以外の部分（例えば樹脂部分）については図示を省略している。第１導体部１および第２導体部２は例えば、陽極酸化処理されたアルミニウム板等の金属板の成型体である。第１導体部１はＺ方向に平行な三面を有し、第２導体部２はＹ方向に平行な三面を有する。筐体の内部には回路基板１０が設けられている。図１に示す例では、回路基板１０に形成される回路と筐体の第１導体部１とでアンテナ装置１０１Ａが構成される。

　筐体の第１導体部１は第１周波数帯用の定在波型アンテナの放射素子として利用される。回路基板１０には、第１給電部回路１１、第１周波数帯用の第１給電回路９１、第２周波数帯遮断素子１２，１３が設けられている。第１導体部１の接続箇所Ｐ９には、第１給電部回路１１を介して第１周波数帯用の第１給電回路９１が接続されている。また、第１導体部１の接続箇所Ｐ１，Ｐ２とグランドとの間に第２周波数帯遮断素子１２，１３が接続されている。

　回路基板１０には、線状導体２０、第１周波数帯遮断素子２５，２６、共振用キャパシタ２９および第２周波数帯用の第２給電回路９２がさらに設けられている。線状導体２０の第１端は接続導体４１を介して第１導体部１の接続箇所Ｐ１に接続されている。また、線状導体２０の第２端は接続導体４２を介して第１導体部１の接続箇所Ｐ２に接続されている。接続導体４１，４２は例えば可動型プローブピンや導電性ネジ等である。線状導体２０と接続導体４１，４２が、本発明における「線状導体」に相当する。

　線状導体２０には第２給電回路９２、第１周波数帯遮断素子２５，２６が直列接続されている。さらに、共振用キャパシタ２９は第２給電回路９２に並列接続されている。

　筐体の第１導体部１の一部と線状導体２０とを含んで、第２周波数帯用の磁界型アンテナのループ部が構成される。このループ部のインダクタンスと共振用キャパシタ２９とによってＬＣ並列共振回路が構成される。

　ループ部の開口幅Ｗ２は、第１周波数帯用の放射素子である第１導体部１の接続箇所Ｐ１，Ｐ２間の幅（第１導体部１上の長さ）Ｗ１よりも大きい。

　筐体の第１導体部１および回路基板１０に形成された上記回路によってアンテナ装置１０１Ａは構成される。以降に示すように、このアンテナ装置１０１Ａは、第１周波数帯用給電回路９１による給電で第１周波数用のアンテナとして作用し、第２周波数帯用給電回路９２による給電で第２周波数用のアンテナとして作用する。

　図３（Ａ）は、第１周波数帯でのアンテナ装置１０１Ａの作用を示す等価回路図である。この例では、図１に示した第１給電部回路１１および第２周波数帯遮断素子１２，１３はそれぞれ第２周波数帯遮断用のキャパシタである。第１周波数帯は例えばＵＨＦ帯またはＳＨＦ帯であり、第２周波数帯はＨＦ帯である。すなわち、第１周波数帯は第２周波数帯より周波数が高い。第１周波数帯（ＵＨＦ帯またはＳＨＦ帯）において、第１給電部回路１１および第２周波数帯遮断素子１２，１３はそれぞれ低インピーダンスとなるので、図３（Ａ）においては、直接接続された回路として表している。また、この例では、第１周波数帯遮断素子２５，２６はインダクタである。第１周波数帯において、第１周波数帯遮断素子２５，２６は高インピーダンスとなるので、図３（Ａ）においては回路としては示していない。

　放射素子としての第１導体部１の接続箇所Ｐ１，Ｐ２はグランドに接地される。第１給電回路９１は、例えばＵＨＦ帯またはＳＨＦ帯のＲＦＩＣである。この第１給電回路９１は第１導体部１の接続箇所Ｐ９に第１周波数帯の信号を給電する。第２周波数帯遮断素子１２，１３を介した、放射素子としての第１導体部１とグランドとの接続は、第１周波数帯でスタブとして作用し、第１導体部１は逆Ｆ型アンテナ等の定在波型アンテナとして作用する。

　第２周波数帯遮断素子１２，１３を介した、放射素子としての第１導体部１とグランドとの接続部を、上述のようにスタブとして作用させる場合には、このスタブによって、給電回路９１とアンテナとがインピーダンス整合される。

　図３（Ｂ）は、第２周波数帯でのアンテナ装置１０１Ａの作用を示す等価回路図である。この例では、第２周波数帯（ＨＦ帯）において、第１給電部回路１１は高インピーダンスとなるので、図３（Ｂ）においては、第１給電部回路１１および第１給電回路９１は示していない。

　第１導体部１の接続箇所Ｐ１，Ｐ２間、接続導体４１，４２、第１周波数帯遮断素子２５，２６および線状導体２０によって、第２周波数帯用の磁界型アンテナのループ部が構成される。このループ部のインダクタンスと共振用キャパシタ２９とによってＬＣ並列共振回路が構成される。第２給電回路９２は、例えばＨＦ帯のＲＦＩＣである。この第２給電回路９２は上記ＬＣ並列共振回路に給電する。

　第２周波数帯遮断素子（キャパシタ）１２，１３は第２周波数帯において高インピーダンスであるので、第２周波数帯においては上記並列ＬＣ共振回路に影響を殆ど与えない。

　上記ループ部は第２周波数帯用の磁界型アンテナとして作用する。ここで、第２周波数帯（HF帯）ではループ部の長さは波長に対して十分に短い、好ましくは波長の１０分の１以下であるため、ループ部は磁界結合による通信のための微小ループアンテナとなっている。なお、第２周波数帯（HF帯）ではループ部の長さは波長に対して十分に短いため放射抵抗が低く、第２周波数帯（HF帯）においてループ部は電磁波を放射し難い。

　図４は第１の実施形態の変形例としてのアンテナ装置１０１Ｂおよび電子機器２０１Ｂの構成を示す平面図である。図１に示した例とは線状導体２０の形状が異なる。アンテナ装置１０１Ａでは、第１導体部１の主たる延伸方向に沿って、接続箇所Ｐ１，Ｐ２間より両側に、線状導体２０の形成範囲が広がっている。アンテナ装置１０１Ｂでは、第１導体部１の主たる延伸方向に沿って、接続箇所Ｐ１，Ｐ２間より片側に、線状導体２０の形成範囲が広がっている。このアンテナ装置１０１Ｂも、ループ部の開口幅Ｗ２は、第１周波数帯用の放射素子である第１導体部１の接続箇所Ｐ１，Ｐ２間の幅（第１導体部１上の長さ）Ｗ１より大きい。

　なお、上記定在波型アンテナおよび磁界型アンテナは、アンテナの可逆定理（相反定理）により、送受が反転しても成り立つ。すなわち、上記定在波型アンテナおよび磁界型アンテナは、送信、受信、またはその両方で使用される。受信の際は、第１給電回路９１は第１周波数帯の受信回路であり、第２給電回路９２は第２周波数帯の受信回路である。

　第１給電部回路１１は、第２周波数帯（ＨＦ帯）を遮断するキャパシタ以外に、インピーダンス整合回路、フィルタ、スイッチ、またはこれらを含む回路であってもよい。

　第２周波数帯遮断素子１２，１３は、第２周波数帯（ＨＦ帯）で高インピーダンスになるキャパシタ以外に、第１周波数でのインピーダンス整合回路、フィルタ、スイッチ、またはこれらを含む回路であってもよい。

　第２給電回路９２は、第２周波数帯用ＲＦＩＣ以外に、第２周波数帯でのインピーダンス整合回路、フィルタ、バラン等も含む給電回路であってもよい。

　本実施形態によれば、第１周波数帯の放射素子として用いられる第１導体部１の全体ではなく、その一部を第２周波数帯用磁界型アンテナのループの一部に用いるので、ループ部のインダクタンスを所定値に定め易く、第２周波数帯のアンテナとして必要な共振周波数を容易に定めることができる。しかも、少なくとも放射素子上の接続箇所Ｐ１，Ｐ２よりも一辺が大きいループが形成されるので、コイルの開口が大きくなり、磁束の放射および集磁の領域が広がる。また、第１周波数帯の放射素子として用いられる第１導体部１に、放射素子上の電流分布を形成するための回路や給電回路と放射素子とを整合させるための回路等の付加回路を容易に設けることができる。また、放射素子として用いられる第１導体部１は電子機器２０１Ａの先端に配置されている。よって第２周波数帯用磁界型アンテナのループも電子機器２０１Ａの先端となるため、第２周波数帯用磁界型アンテナのループを外部の電子機器の磁界型アンテナに近接させ易くなり、通信し易くなる。

《第２の実施形態》
　第２の実施形態では、第１の実施形態に対比して線状導体の構成が異なるアンテナ装置および電子機器について示す。

　図５は第２の実施形態に係るアンテナ装置１０２およびこのアンテナ装置１０２を備える電子機器２０２の構成を示す平面図である。回路基板１０には、第１給電部回路１１、第１周波数帯用の第１給電回路９１、第２周波数帯遮断素子１２，１３、線状導体２１，２２、第１周波数帯遮断素子２５，２６、共振用キャパシタ２９および第２周波数帯用の第２給電回路９２が設けられている。

　線状導体２１の第１端は接続導体４１を介して第１導体部１の接続箇所Ｐ１に接続され、第２端はグランドに接地されている。線状導体２２の第１端は接続導体４２を介して第１導体部１の接続箇所Ｐ２に接続され、第２端はグランドに接地されている。第２給電回路９２は線状導体２２に直列接続されている。したがって、第１導体部１の接続箇所Ｐ１，Ｐ２間、接続導体４１，４２、第１周波数帯遮断素子２５，２６、線状導体２１，２２および回路基板１０のグランド導体によって、第２周波数帯用の磁界型アンテナのループ部が構成される。なお、回路基板１０には、上記ループ部内に面状に広がるグランド導体が重ならないように、グランド導体が形成されている。そのため、グランド導体が上記ループ部の開口を電磁気的に塞ぐことがなく、上記ループ部は磁界型アンテナとして作用する。

　ループ部の開口幅Ｗ２は、第１周波数帯用の放射素子である第１導体部１の接続箇所Ｐ１，Ｐ２間の幅（第１導体部１上の長さ）Ｗ１よりも大きい。その他の構成は第１の実施形態で図１に示したアンテナ装置１０１Ａと同じである。

　図６は、第２周波数帯でのアンテナ装置１０２の作用を示す等価回路図である。第１の実施形態で図３（Ｂ）に示した等価回路と異なり、第１導体部１の接続箇所Ｐ１，Ｐ２間、第１周波数帯遮断素子２５，２６、線状導体２１，２２およびグランド導体によって、第２周波数帯用の磁界型アンテナのループ部が構成される。また、このループ部はグランドに接地されている。

　本実施形態のように、線状導体２１，２２が接地されていても、上記ループ部は第２周波数帯用の磁界型アンテナとして作用する。

　本実施形態よれば、回路基板に形成されたグランド導体がループ部の一部として兼用されるので、線状導体の形成領域を縮小化できる。

　なお、本実施形態においては、線状導体２１の第１端は接続導体４１を介して第１導体部１の接続箇所Ｐ１に接続され、第２端はグランドに接地されている。線状導体２２の第１端は接続導体４２を介して第１導体部１の接続箇所Ｐ２に接続され、第２端はグランドに接地されている。すなわち、接続導体４１，４２および線状導体２１，２２を介して、第１導体部１とグランドとが接続されている。しかしながら、線状導体２１，２２を用いず、可動型プローブピンや導電性ネジ等からなる接続導体４１，４２により、第１導体部１とグランドとを接続してもよい。その場合、接続導体４１，４２が本発明における「線状導体」に相当する。

《第３の実施形態》
　第３の実施形態では、第１の実施形態に対比して線状導体の構成が異なるアンテナ装置および電子機器について示す。

　図７は第３の実施形態に係るアンテナ装置１０３およびこのアンテナ装置１０３を備える電子機器２０３の構成を示す平面図である。回路基板１０には、第１給電部回路１１、第１周波数帯用の第１給電回路９１、第２周波数帯遮断素子１２，１３、線状導体２１，２２、第１周波数帯遮断素子２５，２６、共振用キャパシタ２９および第２周波数帯用の第２給電回路９２が設けられている。

　線状導体２１の第１端は接続導体４１を介して第１導体部１の接続箇所Ｐ１に接続され、第２端は可動型プローブピン３１を介して、筐体の第２導体部２に接続されている。線状導体２２の第１端は接続導体４２を介して第１導体部１の接続箇所Ｐ２に接続され、第２端は可動型プローブピン３２を介して、筐体の第２導体部２に接続されている。第２給電回路９２は線状導体２２に直列接続されている。したがって、第１導体部１の接続箇所Ｐ１，Ｐ２間、接続導体４１，４２、第１周波数帯遮断素子２５，２６、線状導体２１，２２および筐体の第２導体部２によって、第２周波数帯用の磁界型アンテナのループ部が構成される。ループ部の開口幅Ｗ２は、第１周波数帯用の放射素子である第１導体部１の接続箇所Ｐ１，Ｐ２間の幅（第１導体部１上の長さ）Ｗ１よりも大きい。その他の構成は第１の実施形態で図１に示したアンテナ装置１０１Ａと同じである。

　本実施形態のように、筐体の第２導体部の一部がループ部の一部であっても、ループ部は第２周波数帯用の磁界型アンテナとして作用する。

　本実施形態よれば、筐体の第２導体部２がループ部の一部として兼用されるので、回路基板１０への線状導体の形成領域を縮小化できる。

《第４の実施形態》
　第４の実施形態では、第２の実施形態に対比して線状導体の構成が異なるアンテナ装置および電子機器について示す。

　図８は第４の実施形態に係るアンテナ装置１０４およびこのアンテナ装置１０４を備える電子機器２０４の構成を示す平面図である。回路基板１０には、線状導体２１Ａ，２１Ｂ，２２が形成されている。線状導体２１Ａ、２２は回路基板１０の表面に形成されていて、線状導体２１Ｂは回路基板１０の内部または裏面に形成されている。その他の構成は、第２の実施形態で図５に示したアンテナ装置１０２と同じである。

　本実施形態によれば、線状導体の全長が長くなり、ループ部のターン数が多くなるので、ループ部の占有面積を大きくすることなく所定のインダクタンスを得ることができる。また、第２周波数帯用アンテナにおける磁束の放射および集磁効果を大きくすることができる。

《第５の実施形態》
　第５の実施形態では、第１から第４の実施形態に対比して第２給電回路の構成が異なるアンテナ装置および電子機器について示す。

　図９は第５の実施形態に係るアンテナ装置１０５およびこのアンテナ装置１０５を備える電子機器２０５の構成を示す平面図である。但し、図９では主に第２周波数帯用の磁界型アンテナについて示し、第１周波数帯用のアンテナについてはこれまでに示した実施形態と同じであるので、ここでは、その図示を省略している。

　回路基板１０には、線状導体２１，２２、第１周波数帯遮断素子２５，２６、共振用キャパシタ２９および第２周波数帯用の第２給電回路９２が設けられている。第２給電回路９２は、給電コイル９２Ｃと、給電コイル９２Ｃに接続された第２給電回路部９２Ａとで構成される。

　給電コイル９２Ｃは、磁性体層の積層による積層体に導体パターンによるヘリカル状のコイルが構成されたものである。給電コイル９２Ｃは、上記ヘリカル状のコイルが線状導体２１と磁界結合および電界結合するように、回路基板１０上に実装されている。

　線状導体２１の第１端は接続導体４１を介して第１導体部１の接続箇所Ｐ１に接続され、第２端はグランドに接地されている。線状導体２２の第１端は接続導体４２を介して第１導体部１の接続箇所Ｐ２に接続され、第２端はグランドに接地されている。共振用キャパシタ２９は線状導体２１に直列接続されている。したがって、第１導体部１の接続箇所Ｐ１，Ｐ２間、接続導体４１，４２、第１周波数帯遮断素子２５，２６、線状導体２１，２２および回路基板１０のグランド導体によって、第２周波数帯用の磁界型アンテナのループ部が構成される。このループ部と共振用キャパシタ２９とでＬＣ直列共振回路が構成される。

　図１０は、第２周波数帯でのアンテナ装置１０５の作用を示す等価回路図である。図１０においては、給電コイル９２Ｃと結合する線状導体２１の部分をコイル２１Ｃで表している。このコイル２１Ｃと給電コイル９２Ｃとの結合により、上記ループ部に第２周波数帯の信号が給電される。本実施形態によれば、ループ部のインダクタンスと共振用キャパシタ２９のキャパシタとでＬＣ直列共振回路が構成されるので、共振周波数で低インピーダンスとなって、ループ部に強い電流を流すことができる。

　給電コイル９２Ｃが結合する箇所はループ部上であればどこでも可能である。例えば第１導体部１の接続箇所Ｐ１，Ｐ２間や接続導体４１，４２であってもよい。但し、線状導体２１，２２や接続導体４１，４２は第１導体部１に比べて細いので、強く結合させることができる。さらに配線パターンが周回していれば、より強く結合させることができる。

　なお、本実施形態では、給電コイル９２Ｃがループ部と少なくとも磁界結合することにより、給電コイルとループ部とが電気的に接続された例を示したが、本発明はこの構成に限定されるものではない。ループ部を構成する電極の一部と給電コイル９２Ｃの電極とが絶縁体に形成されトランス素子として一体の部品として構成されてもよい。少なくとも第２給電回路９２とループ部とが磁界結合を介して接続されることにより、ループ部および第２給電回路９２が平衡回路であるか不平衡回路であるかに依存せず、第２給電回路９２はループ部に給電することができる。

《第６の実施形態》
　第６の実施形態では、第１～第５の実施形態に対比して筐体の導体部の構成が異なるアンテナ装置および電子機器について示す。

　図１１は第６の実施形態に係るアンテナ装置１０６およびこのアンテナ装置１０６を備える電子機器２０６の構成を示す平面図である。

　筐体の第１導体部１と第２導体部２とは、線状導体２１を介して連結されている。この線状導体２１は筐体の第１導体部１および第２導体部２に一体的に設けられている。

　回路基板１０には、第１給電部回路１１、第１周波数帯用の第１給電回路９１、線状導体２２、第１周波数帯遮断素子２６、共振用キャパシタ２９および第２周波数帯用の第２給電回路９２が設けられている。

　線状導体２２の第１端は接続導体４２を介して第１導体部１の接続箇所Ｐ２に接続され、第２端は可動型プローブピン３２を介して、筐体の第２導体部２に接続されている。第２給電回路９２は線状導体２２に直列接続されている。したがって、第１導体部１の接続箇所Ｐ１と接続箇所Ｐ２との間、接続導体４２、第１周波数帯遮断素子２６、線状導体２２および筐体の第２導体部２によって、第２周波数帯用の磁界型アンテナのループ部が構成される。ループ部の開口幅Ｗ２は、第１導体部１の接続箇所Ｐ１，Ｐ２間の幅（第１導体部１上の長さ）Ｗ１よりも大きい。

　図１２（Ａ）は、第１周波数帯でのアンテナ装置１０６の作用を示す等価回路図である。この例では、図１１に示した第１給電部回路１１第２周波数帯遮断用のキャパシタである。第１周波数帯（ＵＨＦ帯またはＳＨＦ帯）において、第１給電部回路１１は低インピーダンスとなるので、図１２（Ａ）においては、直接接続された回路として表している。また、この例では、第１周波数帯遮断素子２６はインダクタである。第１周波数帯において、第１周波数帯遮断素子２６は高インピーダンスとなるので、図１２（Ａ）においては回路としては示していない。

　放射素子としての第１導体部１の接続箇所Ｐ１はグランドに接地される。第１給電回路９１は、例えばＵＨＦ帯またはＳＨＦ帯のＲＦＩＣである。この第１給電回路９１は第１導体部１の接続箇所Ｐ９に第１周波数帯の信号を給電する。このように第１周波数帯では、第１導体部１は逆Ｆ型アンテナとして作用する。

　図１２（Ｂ）は、第２周波数帯でのアンテナ装置１０６の作用を示す等価回路図である。この例では、第２周波数帯（ＨＦ帯）において、第１給電部回路１１は高インピーダンスとなるので、図１２（Ｂ）においては、第１給電部回路１１および第１給電回路９１は示していない。

　第１導体部１の接続箇所Ｐ１，Ｐ２間、第１周波数帯遮断素子２６および線状導体２２を含んで、第２周波数帯用の磁界型アンテナのループ部が構成される。このループ部のインダクタンスと共振用キャパシタ２９とによってＬＣ並列共振回路が構成される。第２給電回路９２は、例えばＨＦ帯のＲＦＩＣである。この第２給電回路９２は上記ＬＣ並列共振回路に給電する。

　本実施形態のように、筐体の第１導体部１と第２導体部２との連結部が線状導体の一部であってもよい。

《第７の実施形態》
　第７の実施形態では、以上に示した各実施形態とは異なる、筐体の第１導体部１および第２導体部２の構成について示す。

　図１３（Ａ）（Ｂ）は第７の実施形態に係る電子機器の筐体の第１導体部１および第２導体部２について示す斜視図である。筐体の第１導体部１および第２導体部２以外の部分（例えば樹脂部分）については図示を省略している。筐体の内部には回路基板１０が設けられている。

　図１３（Ａ）に示す例では、第１導体部１は、Ｙ方向に平行な三面を有し、回路基板１０の一方端の周囲を三面に亘って覆う。図１３（Ｂ）に示す例では、第１導体部１は回路基板１０の一方端の周囲を四面に亘って覆う。いずれも、第１導体部１はＹ軸回りに分布する成分を有する。

　本実施形態に示すように、筐体の第１導体部１および第２導体部２の形状は、第１周波数帯用の定在波型アンテナの放射素子として作用し、且つ第２周波数帯用の磁界型アンテナのループ部が構成される範囲において、適宜変更可能である。

　本実施形態で示したように、第１導体部１がＹ軸回りに分布する形状であれば、第２周波数帯用の磁界型アンテナのループ部のループ面はＸ－Ｙ面から傾斜した成分を有する。このことによって、磁界型アンテナの指向性を定めることもできる。

　なお、以上に示した各実施形態では、筐体の第１導体部１、第２導体部２、回路基板１０の平面形状が矩形である例を示したが、この形状に限定されるものではない。これらは一部または全部が曲面状でもよい。

　また、第５の実施形態を除く各実施形態では、線状導体に給電回路を直接接続したが、第２給電回路９２であるＨＦ帯のＲＦＩＣと線状導体との間をトランス（バラン）を介して接続してもよい。そのことで、平衡非平衡変換やインピーダンス整合を行ってもよい。

　さらに、以上に示した各実施形態では、線状導体の一部または全部が回路基板に形成された例を示したが、この構成に限定されるものではない。例えば、第１給電部回路１１、第１周波数帯用の第１給電回路、第２周波数帯用の第２給電回路等が実装された回路基板とは別の基板に線状導体を形成してもよいし、線状導体をワイヤ等で構成してもよい。

　なお、上述の実施形態では、ループ部がHF帯（第２周波数帯）において近傍界通信のための磁界放射に寄与する磁界放射型アンテナとして作用する例を示したが、本発明はこの構成に限定されるものではない。ループ部が電磁誘導方式非接触電力伝送システムや磁界共鳴方式非接触電力伝送システム等の少なくとも磁界結合を利用した非接触電力伝送システムの受電アンテナや送電アンテナとしても使用できる。送電装置に上述の実施形態のアンテナ装置を用いる場合、ループ部は送電アンテナとなり、第２給電回路は送電アンテナに電力を供給する送電回路となる。受電装置に上述の実施形態のアンテナ装置を用いる場合、ループ部は受電アンテナとなり、第２給電回路は受電装置内の負荷に受電アンテナからの電力を供給する受電回路となる。

　最後に、上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではない。当業者にとって変形および変更が適宜可能である。例えば、異なる実施形態で示した構成の部分的な置換または組み合わせが可能である。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

Ｐ１，Ｐ２，Ｐ９…接続箇所
１…第１導体部
２…第２導体部
１０…回路基板
１１…第１給電部回路
１２，１３…第２周波数帯遮断素子
２０，２１，２２…線状導体
２１Ａ，２１Ｂ…線状導体
２１Ｃ…コイル
２２…線状導体
２５，２６…第１周波数帯遮断素子
２９…共振用キャパシタ
３１，３２…可動型プローブピン
４１，４２…接続導体
９１…第１周波数帯用給電回路
９２…第２周波数帯用給電回路
９２Ａ…第２給電回路部
９２Ｃ…給電コイル
１０１Ａ，１０１Ｂ…アンテナ装置
１０２～１０６…アンテナ装置
２０１Ａ，２０１Ｂ…電子機器
２０２～２０６…電子機器

Claims

　第１周波数帯用の第１給電回路が接続される、第１周波数帯用の定在波型アンテナの放射素子と、
　前記放射素子の少なくとも２箇所に接続される線状導体と、
　を備え、
　第２周波数帯用の第２給電回路が接続され、前記放射素子の一部と前記線状導体とによって、第２周波数帯用の磁界型アンテナのループ部が構成され、
　前記ループ部の開口幅は、前記放射素子の前記２箇所の接続箇所の間の前記放射素子上の長さよりも大きい、アンテナ装置。
　前記第１周波数帯は前記第２周波数帯より周波数が高く、
　前記放射素子と前記線状導体との間に、前記第２周波数帯に比べ、前記第１周波数帯でより高インピーダンスとなる第１周波数帯遮断素子を備える、請求項１に記載のアンテナ装置。
　前記第２給電回路は、前記ループ部と磁界結合する給電コイルを備える、請求項１または２に記載のアンテナ装置。
　アンテナ装置と筐体を備える電子機器であって、
　前記アンテナ装置は、
　第１周波数帯用の第１給電回路が接続される、第１周波数帯用の定在波型アンテナの放射素子と、
　前記放射素子の少なくとも２箇所に接続される線状導体と、
　を備え、
　第２周波数帯用の第２給電回路が接続され、前記放射素子の一部と前記線状導体とによって、第２周波数帯用の磁界型アンテナのループ部が構成され、
　前記ループ部の開口幅は、前記放射素子の前記２箇所の接続箇所の間の前記放射素子上の長さよりも大きい、ことを特徴とする電子機器。
　前記回路基板はグランド導体を有し、
　前記線状導体は前記グランド導体に接続されている、請求項４に記載の電子機器。
　導体部を有し、前記回路基板を収める筐体を備え、
　前記線状導体の一部は前記導体部である、請求項４または５に記載の電子機器。
　前記導体部は、前記筐体の第１導体部と、当該第１導体部に対向する辺を有し前記第１導体部に導通する第２導体部とを含む、請求項６に記載の電子機器。
　導体部を有し、前記回路基板を収める筐体を備え、
　前記放射素子の一部または全部は前記導体部である、請求項４または５に記載の電子機器。