JP2003273638A

JP2003273638A - 広帯域アンテナ装置

Info

Publication number: JP2003273638A
Application number: JP2002067990A
Authority: JP
Inventors: Tomoya Yamaura; 智也山浦; Shinichi Kuroda; 慎一黒田
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2002-03-13
Filing date: 2002-03-13
Publication date: 2003-09-26

Abstract

(57)【要約】【課題】目的とする周波数特性に合わせ込んだ広帯域
アンテナ装置を形成し、不必要な周波数帯域からの被干
渉、目的外の周波数帯域への与干渉を低減させることが
できる広帯域アンテナ装置を提供する。【解決手段】放射導体１の外周部分に切り欠き２Ｎ
Ｌ、２ＮＲを設ける。切り欠き２ＮＬ、２ＮＲの幅Ｎｄ
を変えることにより、放射導体上の高周波電流の流れを
適切に制御して、当該広帯域アンテナ装置の周波数特性
を目的とする周波数特性に合わせ込み、不必要な周波数
帯域からの被干渉、目的外の周波数帯域への与干渉を低
減する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば、ＵＷＢ
（Ultra Wide Band）技術を利用したＢｒｏａｄｂａｎ
ｄ−ＰＡＮ（Personal Area Network）などの、超広帯
域かつ小型なアンテナ装置が必要とされる通信システム
に用いられる広帯域アンテナ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＵＷＢ技術を利用したＢｒｏａｄｂａｎ
ｄ−ＰＡＮを実現するには、「超広帯域」かつ「小型」
なアンテナが必要とされる。この課題に対し、一つの解
を与えるものとして、「円形平板型モノポールアンテ
ナ」がある。

【０００３】モノポールアンテナの極一般的な構成法
は、使用波長程度の大きさを持つ平板導体をグラウンド
とし、このグラウンドの上に１／４波長程度の長さを持
つ線状導体を垂直に立て、これを放射素子とするもので
ある。グラウンドと放射素子の間には任意の空隙が設け
られ、この空隙間に給電する。このモノポールアンテナ
の動作可能帯域は、中心周波数に対して、せいぜい十数
％であって、このままではＵＷＢには不適である。

【０００４】そこで、放射導体として、図２０Ａ、Ｂに
示すように、円形平板を用いることが提案されている。
放射導体の形状を円形平板にすると、非常な広帯域特性
を呈すためである。

【０００５】図２０において、図２０Ａは、放射導体と
して単に円形平板を用いた円形平板型モノポールアンテ
ナであり、図２０Ｂは、放射導体として円形平板を半分
に折り曲げたものを用いた折り曲げ円形平板型モノポー
ルアンテナである。また、図２０において、符号１０
は、導体地板を示し、符号２０は、放射導体（円形平板
放射導体）を示している。また、符号１０ｆは導体地板
１０へのグラウンド給電点、符号２０ｆは放射導体２０
への信号給電点を示している。

【０００６】以下、円形平板型モノポールアンテナと折
り曲げ円形平板型モノポールアンテナとのそれぞれにつ
いて、その構成と特性について説明する。まず、円形平
板型モノポールアンテナについて説明する。

【０００７】図２１は、円形平板型モノポールアンテナ
の構成を示す図である。図２１Ａは、円形平板型モノポ
ールアンテナの側面図であり、図２１Ｂは、円形平板型
モノポールアンテナの上面図である。この図２１からも
分かるように、円形平板型モノポールアンテナは、円形
平板である放射導体２０を導体地板１０上にほぼ垂直に
配置したものである。

【０００８】そして、図２０Ａ、図２１に示した円形平
板型モノポールアンテナの動作可能帯域の下限は、直径
が約１／４波長となる周波数で、上限はその数倍にまで
達する。図２３に、図２０Ａ、図２１に示した円形平板
型モノポールアンテナのＶＳＷＲ（Voltage Standing W
ave Ratio：電圧定在波比）特性の実測例を示す。

【０００９】ここでは、直径ｈが、２３．５［ｍｍ］の
円形平板を放射導体２０として用いている。この図２３
のＶＳＷＲ特性図からも分かるように、ほぼ３ＧＨｚか
ら７ＧＨｚの範囲に渡って安定した特性を示しており、
この広範囲な帯域で円形平板型モノポールアンテナの使
用が可能であることが確認できる。

【００１０】また、図２０Ａ、図２１に示した円形平板
型モノポールアンテナの放射指向性については、通常の
モノポールアンテナと同様に、水平面内無指向性とな
る。この円形平板型モノポールアンテナは、ディスクモ
ノポールアンテナとも呼ばれている。

【００１１】次に、折り曲げ円形平板型モノポールアン
テナについて説明する。図２２は、折り曲げ円形平板型
モノポールアンテナの構成を示す図である。図２２Ａ
は、この折り曲げ円形平板型モノポールアンテナのｘ−
ｚ平面側の側面図であり、図２２Ｂは、この折り曲げ円
形平板型モノポールアンテナのｙ−ｚ平面側の側面図で
ある。また、図２２Ｃは、この折り曲げ円形平板型モノ
ポールアンテナの上面図である。

【００１２】図２２からも分かるように、折り曲げ円形
平板型モノポールアンテナは、円形平板の放射導体２０
を導体地板１０上に垂直に配置し、その放射導体を半分
に折り曲げるようにして形成したものである。図２４
に、図２０Ｂ、図２２に示した折り曲げ円形平板型モノ
ポールアンテナのＶＳＷＲ特性の実測例を示す。この場
合も、直径ｈが、２３．５［ｍｍ］の円形平板を放射導
体として用いている。

【００１３】この図２４のＶＳＷＲ特性図からも分かる
ように、折り曲げ円形平板型モノポールアンテナは、図
２０Ａに示した円形平板型モノポールアンテナに比べ、
動作可能帯域は狭くなるが、依然として通常のモノポー
ルアンテナよりは広帯域であり、低姿勢（低背位）な広
帯域アンテナとして利用できるものである。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うに、従来の円形平板を用いたディスクモノポールアン
テナにおいては、広帯域特性が実現されている。しか
し、ＵＷＢのような通信方式の場合、他の無線システム
との共存が必要であり、他の無線システムから受ける被
干渉や他の無線システムに与える与干渉に対する考慮が
必要である。

【００１５】優先度が高い無線システムが有り、その帯
域へのＵＳＢシステムからの与干渉を十分小さくするよ
うにシステム設計する必要がある。例えばＧＰＳや気象
レーダなどが例として考えられる。このような被干渉・
与干渉を低減するために、従来のディスクモノポールア
ンテナを使用する場合には、アンテナ後段にバンドエリ
ミネーションフィルタやバンドパスフィルタといった、
何らかのフィルタ手段が必要とされていた。

【００１６】しかし、フィルタを付加することは、無線
通信装置の小型化、低価格化に対する要求に相反するも
のであった。また、挿入したフィルタ自体の帯域内挿入
損失により受信感度の低下など、特性の劣化も引き起こ
されていた。

【００１７】以上のことにかんがみ、この発明は、上記
問題点を一掃し、目的とする周波数特性に合わせ込んだ
広帯域アンテナ装置を形成し、不必要な周波数帯域から
の被干渉、目的外の周波数帯域への与干渉を低減させる
ことができる広帯域アンテナ装置を提供することを目的
とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１に記載の発明の広帯域アンテナ装置は、平
面導体地板と、前記平面導体地板の面上に当該平面導体
地板と交差する方向に立てられて使用される平板放射導
体とを有し、前記平板放射導体の外周部、あるいは、そ
の近傍に給電点が設けられる広帯域アンテナ装置であっ
て、前記平板放射導体には、当該平板放射導体の一部分
を切り取ることにより形成する切取部分を１つ以上設け
るようにすることを特徴とする。

【００１９】この請求項１に記載の広帯域アンテナ装置
によれば、平板放射導体の一部分を切り取って１つ以上
の切取部分を設けることにより、平板放射導体の形状や
平板放射導体の面積が変えられるようにされる。

【００２０】これにより、平板放射導体上の高周波電流
の流れを適切に制御して、当該広帯域アンテナ装置の周
波数特性を目的とする周波数特性に合わせ込み、不必要
な周波数帯域からの被干渉、目的外の周波数帯域への与
干渉が低減される。

【００２１】そして、このように周波数特性が目的とす
る特性に合わせ込まれた広帯域アンテナ装置を用いるこ
とにより、帯域制限用フィルタの不必要化、あるいは、
帯域制限用フィルタのへの要求仕様の緩和が実現でき、
当該広帯域アンテナ装置を採用する無線通信装置の小型
化、低価格化、高性能化を実現することができるように
される。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、図を参照しながら、この発
明による広帯域アンテナ装置の一実施の形態について説
明する。

【００２３】［第１の実施の形態］（請求項１〜４、
６、７、図１〜図９、切り欠きの利用）図１は、第１の実施の形態の広帯域アンテナ装置を説明
するための図である。図１に示すように、この第１の実
施の形態の広帯域アンテナ装置は、円形平板の放射導体
２を、導体地板１の面上にほぼ垂直となるように配置し
て形成したものである。導体地板１と放射導体２との間
には、任意の高さｄの空隙が設けられ、図１に示すよう
に、導体地板１へのグラウンド給電点１ｆ、放射導体２
への信号給電点２ｆが設けられる。

【００２４】そして、この第１の実施の形態の広帯域ア
ンテナ装置の場合には、円形平板の放射導体２には、そ
の外周部の２箇所に長方形状の切り欠き（ノッチ）２Ｎ
Ｌ、２ＮＲを設けている。切り欠き２ＮＬ、２ＮＲは、
放射導体２の外周部分に放射導体２を貫通するように設
けられ、外周の外側方向に解放口を有するいわゆる貫通
溝である。

【００２５】この図１に示す例の場合、放射導体２に設
けられる２つの切り欠き２ＮＬ、２ＮＲは、放射導体２
において、導体地板１に対して平行な直径の両端に設け
ている。つまり、切り欠き２ＮＬ、２ＮＲは、放射導体
２の中心を挟んで、ちょうど対象となる位置に設けてい
る。

【００２６】また、図１においては、切り欠き２ＮＬ、
２ＮＲの高さをＮｈ、幅をＮｄで示している。換言すれ
ば、高さＮｈは、切り欠き２ＮＬ、２ＮＲの導体地板１
と交差する方向の長さであり、幅Ｎｄは、切り欠き２Ｎ
Ｌ、２ＮＲの導体地板１と平行となる方向の長さであ
る。

【００２７】このように、切り欠き２ＮＬ、２ＮＲを設
けることにより、放射導体２上の高周波電流の流れを適
切に制御し、この広帯域アンテナ装置の周波数特性を目
的とする周波数特性に合わせ込むようにしている。具体
的には、切り欠き２ＮＬ、２ＮＲの幅Ｎｄを調整するこ
とにより、この実施の形態の広帯域アンテナ装置の周波
数特性を調整するようにしている。

【００２８】そして、図１を用いて上述したように構成
されるこの実施の形態の広帯域アンテナ装置であって、
正方形の導体地板１の一辺の長さｗｇを５５［ｍｍ］、
その厚みを１［ｍｍ］、円形平板の放射導体２の直径ｈ
を２５［ｍｍ］、その厚みを０．８［ｍｍ］、給電空隙
ｄを１．３［ｍｍ］とする広帯域アンテナ装置におい
て、ノッチ幅Ｎｄを異なるようにした広帯域アンテナ装
置の周波数特性について以下に具体的に説明する。

【００２９】図２は、導体地板１、放射導体２の基本的
な規格は上述した所定の規格を有するが、切り欠きのノ
ッチ幅Ｎｄが異なる複数の広帯域アンテナ装置の周波数
特性についてまとめた図であり、図３、図４、図５は、
ノッチ幅Ｎｄの異なる広帯域アンテナ装置のＶＳＷＲ特
性を示す図である。図２の各行と図３、図４、図５のＶ
ＳＷＲ特性の図とは１対１に対応している。

【００３０】図２に示すように、切り欠きを設けない広
帯域アンテナ装置（ノッチ高Ｎｈ、ノッチ幅Ｎｄが共に
０．０［ｍｍ］のもの）と、ノッチ高Ｎｈは、０．８
［ｍｍ］と同じであるが、ノッチ幅Ｎｄが、９．８２
［ｍｍ］、１０．７１［ｍｍ］、１１．６１［ｍｍ］、
１２．４５［ｍｍ］と異なる４種類の広帯域アンテナ装
置とについてＶＳＷＲ特性を計測した。

【００３１】この結果、ノッチ幅Ｎｄに応じて、放射し
ない周波数帯域を変えることが確認できた。すなわち、
切り欠き（ノッチ）を装荷しない、従来の円形平板のモ
ノポールアンテナ（ディスクモノポールアンテナ）のＶ
ＳＷＲの計測結果が、図３（ａ）である。図３（ａ）に
示したように、切り欠きを有しない従来の円形平板のモ
ノポールアンテナの場合には、広帯域に渡って均一なＶ
ＳＷＲ特性を有していることが分かる。

【００３２】これに対し、切り欠きを装荷し、しかもそ
のノッチ幅Ｎｄを調整することによって、放射しない周
波数を合わせ込めることが、図４、図５から明らかであ
る。すなわち、ノッチ幅Ｎｄを９．８２［ｍｍ］とした
広帯域アンテナ装置のＶＳＷＲ特性は、図４（ｂ）に示
すように、５．９ＧＨｚ近辺において大きくなってお
り、それらの周波数での放射が抑制されていることが判
る。

【００３３】また、ノッチ幅Ｎｄを１０．７１［ｍｍ］
とした広帯域アンテナ装置のＶＳＷＲ特性は、図４
（ｃ）に示すように、５．５ＧＨｚ近辺において大きく
なっており、それらの周波数での放射が抑制されている
ことが判る。さらに、ノッチ幅Ｎｄを１１．６１［ｍ
ｍ］とした広帯域アンテナ装置のＶＳＷＲ特性は、図５
（ｄ）に示すように、５．２ＧＨｚ近辺において、ま
た、ノッチ幅Ｎｄを１２．４５［ｍｍ］とした広帯域ア
ンテナ装置のＶＳＷＲ特性は、図５（ｅ）に示すよう
に、４．７ＧＨｚ近辺において、それぞれＶＳＷＲが大
きくなっており、それらの周波数での放射が抑制されて
いることが判る。

【００３４】このように、ノッチ幅Ｎｄを大きく（深
く）して行くことにより、放射が抑制される周波数帯域
を低域側にシフトさせることができる。また、ノッチ高
Ｎｈを調整することにより放射が抑制される周波数帯域
幅を調整することも可能である。これらのことを利用し
て、ノッチ幅Ｎｄ、ノッチ高Ｎｈを調整し、目的とする
周波数帯域においては、放射を抑制した、目的とする周
波数特性の広帯域アンテナ装置を構成することができ
る。

【００３５】そして、このように、周波数特性が調整さ
れた広帯域アンテナ装置を用いることによって、帯域制
限フィルタを無線通信装置に搭載しなくてもよくなった
り、あるいは、帯域制限フィルタについての要求仕様を
緩和したりすることができ、無線通信装置の小型化、低
価格化、高性能化を達成することが可能となる。

【００３６】なお、この第１の実施の形態において、円
形平板の放射導体２の両側の高さ方向における中点付近
に、左右対称に１つづつ切り欠き２ＮＬ、２ＮＲを設け
る場合を例にして説明したが、これに限るものではな
い。切り欠きは、放射導体２の外周部分のいずれの部分
にも設けることが可能であり、しかかも切り欠きの数も
２箇所に限るものではなく、１箇所でもよいし、２箇所
以上の任意の箇所に切り欠きを設けるようにしてもよ
い。

【００３７】要は、目的とする周波数特性に合わせ込む
ために、円形放射導体の外周部分の種々の位置に、１個
以上の切り欠きを設けるようにすることができる。ま
た、切り欠きの形状も長方形に限るものでなく、半円形
状や、三角形、他の多角形、あるいは、種々の形状の組
合せなど、様々な形状の切り欠きを設けるようにするこ
とができる。

【００３８】（第１の実施の形態の他の例）また、この
第１の実施の形態においては、図１に示したように、放
射導体２として円形平板を用いるようにしたが、これに
限るものではない。例えば、四角形などの多角形を用い
るようにしてもよい。

【００３９】図６、図７は、例えば正方形の放射導体を
用いるようにして形成したこの発明による広帯域アンテ
ナ装置の一実施の形態を説明するための図である。

【００４０】図６に示す広帯域アンテナ装置は、一辺の
長さが長さｈである正方形の放射導体２を、１辺の長さ
が長さｗｇである正方形の導体地板１の面上にほぼ垂直
に立てるように配置して形成したものである。この場
合、導体地板１と放射導体２との間には、高さｄの空隙
を設け、導体地板１に最も近い放射導体２の辺上に放射
導体２側の信号給電点２ｆを設けている。なお、符号１
ｆは、導体地板１側のグラウンド給電点である。

【００４１】そして、図６に示すように、放射導体２の
両側辺の高さ方向の中点付近に切り欠き２ＮＬ、２ＮＲ
を設けている。このようにした場合であっても、比較的
に広い帯域が使用可能帯域となる広帯域アンテナ装置を
構成することができると共に、切り欠き２ＮＬ、２ＮＲ
のノッチ幅Ｎｄ、ノッチ高Ｎｈを調整することにより、
目的とする周波数特性の広帯域アンテナ装置を構成する
ことができる。

【００４２】また、図７に示す、広帯域アンテナ装置
は、一辺の長さが長さｈである正方形の放射導体２を、
１辺の長さが長さｗｇである正方形の導体地板１の面上
にほぼ垂直に立てるように配置して形成したものであ
る。この場合にも、導体地板１と放射導体２との間に
は、高さｄの空隙を設けている。

【００４３】しかし、図６に示した広帯域アンテナ装置
とは異なり、この図７に示す広帯域アンテナ装置の場合
には、信号給電点２ｆとして放射導体２の頂点を用いる
ようにしたものである。そして、図７に示すように、導
体地板１に平行となる対角線上であって、放射導体の外
縁に切り欠き２ＮＬ、２ＮＲを設けている。つまり、導
体地板１に平行となる対角線を結ぶ対角部分に切り欠き
２ＮＬ、２ＮＲを設けたものである。

【００４４】このようにした場合であっても、比較的に
広い帯域が使用可能帯域となる広帯域アンテナ装置を構
成することができると共に、切り欠き２ＮＬ、２ＮＲの
ノッチ幅Ｎｄ、ノッチ高Ｎｈを調整することにより、目
的とする周波数特性の広帯域アンテナ装置を構成するこ
とができる。なお、このように、頂点を信号給電点とし
て用いた場合には、頂点を信号給電点として用いない同
じ形状の放射導体を用いた場合に比べて、低域側に使用
可能帯域を広げることができる。

【００４５】なお、図６、図７に示した例においては、
正方形の放射導体２を用い、放射導体の側辺の高さ方向
の中点付近に、左右対称（線対称）となる切り欠き２Ｎ
Ｌ、２ＮＲを設けるようにしたが、これに限るものでは
ない。切り欠きは、放射導体２の辺のいずれの部分にも
形成することができるし、必要に応じて切り欠きの数を
変えるようにすることができる。すなわち、切り欠き
は、目的とする周波数特性に合わせ込むために、１個か
ら複数個を放射導体の外縁部分の任意の位置に設けるこ
とができる。

【００４６】また、ここでは、放射導体として正方形を
用いる場合を例にして説明したが、これに限るものでは
ない。長方形や台形などの種々の四角形を用いることが
できるほか、三角形、五角形、六角形などの任意の多角
形を放射導体として用いることができる。そして、それ
ら多角形のうちの外縁部分の任意の位置に任意の数の切
り欠きを設けることにより、広帯域アンテナ装置の周波
数特性を目的とする周波数特性に合わせ込むように調整
することができる。

【００４７】また、放射導体２として、多角形のものを
用いることにより、金属板からの放射導体の抜き取り効
率を良くし、広帯域アンテナ装置の低価格化を促進する
ことが可能である。

【００４８】（広帯域アンテナ装置の低背位化）ところ
で、図１、図６、図７に示した広帯域アンテナ装置の場
合には、広帯域アンテナ装置自体の背が高くなり、これ
を搭載する装置の小型化を阻害する。そこで、図８、図
９に示すように、切り欠きを設けた放射導体２を高さ方
向の中心、あるいは、その近傍において、導体地板１側
に折り曲げることにより、背の低い（低背位の）広帯域
アンテナ装置を構成することができる。

【００４９】なお、図８に示した広帯域アンテナ装置
は、図１を用いて前述した広帯域アンテナ装置の円形平
板の放射導体２を導体地板１に平行となる直径、あるい
は、その直径近傍において、当該放射導体２を導体地板
１側に折り曲げて、折り曲げた部分が導体地板１と平行
あるいはほぼ平行となるように構成したものである。

【００５０】また、図９に示した広帯域アンテナ装置
は、図７を用いて前述した広帯域アンテナ装置の正方形
の放射導体２を導体地板１に平行となる対角線、あるい
は、その対角線の近傍において、当該放射導体２を導体
地板１側に折り曲げて、折り曲げた部分が導体地板１と
平行あるいはほぼ平行となるように構成したものであ
る。

【００５１】このようにすることにより、低背位でしか
も目的とする周波数特性に合わせこんだ広帯域アンテナ
装置を実現することができる。そして、このように、周
波数特性が調整された広帯域アンテナ装置を用いること
によって、帯域制限フィルタを無線通信装置に搭載しな
くてもよくなったり、あるいは、帯域制限フィルタにつ
いての要求仕様を緩和したりすることができ、無線通信
装置の小型化、低価格化、高性能化を達成することが可
能となる。

【００５２】なお、多角形の放射導体を用いる場合に
は、図９に示したように頂点給電とするほか、任意の辺
に給電するようにしてももちろんよい。すなわち、図６
に示した広帯域アンテナ装置の放射導体２を折り曲げる
構成とすることも可能である。

【００５３】また、放射導体を折り曲げる構成とする場
合、折り曲げる位置や折り曲げ角度は、目的とする特性
が得られるように、任意の位置から折り曲げることがで
きる。また、放射導体の折り曲げ角度も、９０度（導体
地板に対して平行）に限ることなく、８５度、８０度、
７５度など種々の角度とすることができる。

【００５４】［第２の実施の形態］（請求項１〜３、４
〜７、図１０〜図１７、開孔の利用）図１０は、この第２の実施の形態の広帯域アンテナ装置
を説明するための図である。図１０に示すように、この
第２の実施の形態の広帯域アンテナ装置は、図１を用い
て前述した第１の実施の形態の場合と同様に、円形平板
の放射導体２を、導体地板１の面上にほぼ垂直となるよ
うに配置して形成したものである。導体地板１と放射導
体２との間には、任意の高さの空隙が設けられ、図１０
に示すように、導体地板１へのグラウンド給電点１ｆ、
放射導体２への信号給電点２ｆが設けられる。

【００５５】そして、この第２の実施の形態の広帯域ア
ンテナ装置の場合には、円形平板の放射導体２には、そ
の内側に長方形状の開孔（スロット）２Ｓを設けてい
る。開孔２Ｓは、放射導体２の中心部分に放射導体２を
貫通するように設けられた貫通孔である。

【００５６】また、図１０においては、開孔２Ｓの高さ
（スロット高）をＳｈ、幅（スロット幅）をＳｄで示し
ている。換言すれば、高さＳｈは、開孔２Ｓの導体地板
１と交差する方向の長さであり、幅Ｓｄは、開孔２Ｓの
導体地板１と平行となる方向の長さである。

【００５７】このように、開孔２Ｓを設けることによ
り、前述した第１の実施の形態の場合と同様に、放射導
体２上の高周波電流の流れを適切に制御し、この広帯域
アンテナ装置の周波数特性を目的とする周波数特性に合
わせ込むようにしている。具体的には、開孔２Ｓのスロ
ット幅Ｓｄを調整することにより、この実施の形態の広
帯域アンテナ装置の周波数特性を調整するようにしてい
る。

【００５８】そして、図１０を用いて上述したように構
成されるこの実施の形態の広帯域アンテナ装置であっ
て、正方形の導体地板１の一辺の長さｗｇを５５［ｍ
ｍ］、その厚みを１［ｍｍ］、円形平板の放射導体２の
直径ｈを２５［ｍｍ］、その厚みを０．８［ｍｍ］、給
電空隙ｄを１．３［ｍｍ］とする広帯域アンテナ装置に
おいて、スロット幅Ｓｄを異なるようにした広帯域アン
テナ装置の周波数特性について以下に具体的に説明す
る。

【００５９】図１１は、導体地板１、放射導体２の基本
的な規格は上述した所定の規格を有するが、スロット幅
Ｓｄが異なる複数の広帯域アンテナ装置の周波数特性に
ついてまとめた図であり、図１２、図１３は、スロット
幅Ｓｄの異なる広帯域アンテナ装置のＶＳＷＲ特性を示
す図である。図１１の各行と図１２、図１３のＶＳＷＲ
特性の図とは１対１に対応している。

【００６０】すなわち、導体地板１、放射導体２の基本
的な規格は上述した所定の規格を有するが、図１１に示
すように、開孔を設けない広帯域アンテナ装置（スロッ
ト高Ｓｈ、スロット幅Ｓｄが共に０．０［ｍｍ］のも
の）と、スロット高Ｓｈは、０．８［ｍｍ］と同じであ
るが、スロット幅Ｎｄが、２３．２１［ｍｍ］、２４．
９［ｍｍ］と異なる２種類の広帯域アンテナ装置とにつ
いてＶＳＷＲ特性を計測した。

【００６１】この結果、スロット幅Ｓｄに応じて、放射
しない周波数帯域を変えることが確認できた。すなわ
ち、開孔（スロット）を装荷しない、従来の円形平板の
モノポールアンテナ（ディスクモノポールアンテナ）の
ＶＳＷＲの計測結果が、図１２（ａ）である。図１２
（ａ）に示したように、開孔を有しない従来の円形平板
のモノポールアンテナの場合には、広帯域に渡って均一
なＶＳＷＲ特性を有していることが判る。

【００６２】これに対し、開孔を装荷し、しかもそのス
ロット幅Ｓｄを調整することによって、放射しない周波
数を合わせ込めることが、図１２、図１３から明らかで
ある。すなわち、スロット幅Ｎｄを２３．２１［ｍｍ］
とした広帯域アンテナ装置のＶＳＷＲ特性は、図１３
（ｂ）に示すように、６．１ＧＨｚ近辺において大きく
なっており、それらの周波数での放射が抑制されている
ことが判る。また、スロット幅Ｓｄを２４．９［ｍｍ］
とした広帯域アンテナ装置のＶＳＷＲ特性は、図１３
（ｃ）に示すように、５．８ＧＨｚ近辺において、ＶＳ
ＷＲが大きくなっており、それらの周波数での放射が抑
制されていることが判る。

【００６３】このように、スロット幅Ｓｄを広くして行
くことにより、放射が抑制される周波数帯域を低域側に
シフトさせることができる。また、スロット高Ｓｈを調
整することにより放射が抑制される周波数帯域幅を調整
することも可能である。これらのことを利用して、スロ
ット幅Ｓｄ、スロット高Ｓｈを調整し、目的とする周波
数帯域においては、放射を抑制した、目的とする周波数
特性の広帯域アンテナ装置を構成することができる。

【００６４】そして、このように、周波数特性が調整さ
れた広帯域アンテナ装置を用いることによって、帯域制
限フィルタを無線通信装置に搭載しなくてもよくなった
り、あるいは、帯域制限フィルタについての要求仕様を
緩和したりすることができ、無線通信装置の小型化、低
価格化、高性能化を達成することが可能となる。

【００６５】なお、この第２の実施の形態において、開
孔２Ｓは、円形平板の放射導体２の中心部分に設ける場
合を例にして説明したが、これに限るものではない。開
孔は、放射導体２の内側のいずれの部分にも設けること
が可能であり、しかかも開孔の数も１箇所に限るもので
はなく、２箇所以上の任意の箇所に開孔を設けるように
してもよい。

【００６６】要は、目的とする周波数特性に合わせ込む
ために、円形放射導体の内側の種々の位置に、種々の大
きさの１個以上の開孔を設けるようにすることができ
る。また、開孔の形状も長方形に限るものでなく、円形
状、半円形状、三角形、他の多角形、あるいは、種々の
形状の組合せなど種々の形状の開孔を設けるようにする
ことができる。

【００６７】（第２の実施の形態の他の例）また、この
第２の実施の形態においては、図１０に示したように、
放射導体２として円形平板を用いるようにしたが、これ
に限るものではない。例えば、四角形などの多角形を用
いるようにしてもよい。

【００６８】図１４、図１５は、例えば正方形の放射導
体を用いるようにして形成したこの第２の実施の形態の
広帯域アンテナ装置の一実施の形態を説明するための図
である。

【００６９】図１４に示す広帯域アンテナ装置は、一辺
の長さが長さｈである正方形の放射導体２を、１辺の長
さが長さｗｇである正方形の導体地板１の面上にほぼ垂
直に立てるように配置して形成したものである。この場
合、導体地板１と放射導体２との間には、高さｄの空隙
を設け、導体地板１に最も近い放射導体２の辺上に放射
導体２側の信号給電点２ｆを設けている。なお、符号１
ｆは、導体地板１側のグラウンド給電点である。

【００７０】そして、図１４に示すように、放射導体２
の中心部分に開孔２Ｓを設けている。このようにした場
合であっても、比較的に広い帯域が使用可能帯域となる
広帯域アンテナ装置を構成することができると共に、開
孔２Ｓのスロット幅Ｓｄ、スロット高Ｓｈを調整するこ
とにより、目的とする周波数特性の広帯域アンテナ装置
を構成することができる。

【００７１】また、図１５に示す、広帯域アンテナ装置
は、一辺の長さが長さｈである正方形の放射導体２を、
１辺の長さが長さｗｇである正方形の導体地板１の面上
にほぼ垂直に立てるように配置して形成したものであ
る。この場合にも、導体地板１と放射導体２との間に
は、高さｄの空隙を設けている。

【００７２】しかし、図１４に示した広帯域アンテナ装
置とは異なり、この図１５に示す広帯域アンテナ装置の
場合には、信号給電点２ｆとして放射導体２の頂点を用
いるようにしたものである。そして、図１５に示すよう
に、放射導体２の中心部分に開孔２Ｓを設けている。

【００７３】このようにした場合であっても、比較的に
広い帯域が使用可能帯域となる広帯域アンテナ装置を構
成することができると共に、開孔２Ｓのスロット幅Ｎ
ｄ、スロット高Ｎｈを調整することにより、目的とする
周波数特性の広帯域アンテナ装置を構成することができ
る。なお、このように、頂点を信号給電点として用いた
場合には、頂点を信号給電点として用いない同じ形状の
放射導体を用いた場合に比べて、低域側に使用可能帯域
を広げることができる。

【００７４】なお、図１４、図１５に示した例において
は、正方形の放射導体２を用い、放射導体２の中心部分
に開孔２Ｓを設けるようにしたが、これに限るものでは
ない。開孔は、放射導体２の内側のいずれの部分にも形
成することができるし、必要に応じて開孔の大きさや数
を変えるようにすることもできる。すなわち、開孔は、
目的とする周波数特性に合わせ込むために、１個から複
数個を放射導体２の内側の任意の位置に設けることがで
きる。

【００７５】また、ここでは、放射導体として正方形を
用いる場合を例にして説明したが、これに限るものでは
ない。長方形や台形などの種々の四角形を用いることが
できるほか、三角形、五角形、六角形などの任意の多角
形を放射導体として用いることができる。そして、それ
ら、多角形の内側部分の任意の位置に任意の大きさの任
意の数の開孔を設けることにより、広帯域アンテナ装置
の周波数特性を目的とする周波数特性に合わせ込むこと
ができる。

【００７６】また、放射導体２として、多角形のものを
用いることにより、金属板からの放射導体の抜き取り効
率を良くし、広帯域アンテナ装置の低価格化を促進する
ことが可能である。

【００７７】（広帯域アンテナ装置の低背位化）また、
図１０、図１４、図１５に示した広帯域アンテナ装置の
場合には、広帯域アンテナ装置自体の背が高くなり、こ
れを搭載する装置の小型化を阻害する。そこで、図１
６、図１７に示すように、開孔を設けた放射導体２を高
さ方向の中心、あるいは、その近傍において、導体地板
１側に折り曲げることにより、背の低い（低背位）の広
帯域アンテナ装置を構成することができる。

【００７８】なお、図１６に示した広帯域アンテナ装置
は、図１０を用いて前述した広帯域アンテナ装置の円形
平板の放射導体２を導体地板１に平行となる直径、ある
いは、その直径近傍において、当該放射導体２を導体地
板１側に折り曲げて構成したものである。

【００７９】また、図１７に示した広帯域アンテナ装置
は、図１５を用いて前述した広帯域アンテナ装置の正方
形の放射導体２を導体地板１に平行となる対角線、ある
いは、その対角線の近傍において、当該放射導体２を導
体地板１側に折り曲げて構成したものである。

【００８０】このようにすることにより、低背位でしか
も目的とする周波数特性に合わせこんだ広帯域アンテナ
装置を実現することができる。そして、このように、周
波数特性が調整された広帯域アンテナ装置を用いること
によって、帯域制限フィルタを無線通信装置に搭載しな
くてもよくなったり、あるいは、帯域制限フィルタにつ
いての要求仕様を緩和したりすることができ、無線通信
装置の小型化、低価格化、高性能化を達成することが可
能となる。

【００８１】なお、多角形の放射導体を用いる場合に
は、図１７に示したように、頂点給電とするほか、任意
の辺に給電するようにしてももちろんよい。すなわち、
図１４に示した広帯域アンテナ装置の放射導体２を折り
曲げる構成とすることも可能である。

【００８２】また、放射導体を折り曲げる構成とする場
合、折り曲げる位置や折り曲げ角度は、目的とする特性
が得られるように、任意の位置から折り曲げることがで
きる。また、放射導体の折り曲げ角度も、９０度（導体
地板に対して平行）に限ることなく、８５度、８０度、
７５度など種々の角度とすることができる。

【００８３】なお、上述の第１の実施の形態において
は、切り欠き（ノッチ）を設けた場合を、また、第２の
実施の形態においては、開孔（スロット）を設けた場合
をそれぞれ別個に説明したが、必要に応じて切り欠きと
スロットの両方を設けることにより、周波数特性を目的
とする周波数特性に合わせ込むようにすることもでき
る。

【００８４】また、前述の実施の形態においては、放射
導体２は、円形平板や四角形などの多角形とされる場合
を説明したが、これらに限るものではなく、例えば、半
円形などの円弧と弦とで囲まれた形状や扇形など円の一
部の形状等であってもよい。

【００８５】例えば、図１８に示すように、放射導体を
半円形状とし、１つの切り欠き（ノッチ）２Ｎを設ける
ようにしたり、開口（スロット）を設けるようにしたり
することもできる。このように半円形状の放射導体を用
いることにより、小型化、低コスト化をさらに進めるこ
とができる。

【００８６】また、上述の実施の形態においては、切り
欠き（ノッチ）、開孔（スロット）を放射導体に設ける
切取部分であるものとして説明した。しかし、放射導体
の一部分に設ける切取部分は、切り欠き（ノッチ）、開
孔（スロット）に限るものではない。

【００８７】例えば、図１９に示すように、円形平板の
放射導体の左右両側の一部分である円弧と弦とからなる
半円形状部分を切り取って、周波数特性を合わせ込むよ
うにしてももちろんよい。すなわち、放射導体の形状を
元の形状と異ならせるように、放射導体の一部分を切り
取るようにすることも切取部分の形成に相当する。

【００８８】また、導体地板、放射導体の大きさや厚
さ、導体地板と放射導体との間の空隙の広さなどは、前
述した実施の形態に限るものではなく、種々のものを用
いることができることは言うまでもない。

【００８９】

【発明の効果】以上説明したように、目的とする周波数
特性の広帯域アンテナ装置を比較的に容易に構成するこ
とができる。そして、目的とする周波数特性の広帯域ア
ンテナ装置を用いることにより、外付けのフィルタを不
要にしたり、或いは、フィルタへの要求仕様を緩和した
りすることが出来るので、広帯域アンテナ装置を使用す
る無線通信装置全体の小型化、低価格化、高性能化を達
成できる。

【００９０】また、放射導体（放射電極）からその一部
を切り取るので、僅かでは有るが広帯域モノポールアン
テナを採用する無線通信装置全体の軽量化を達成でき
る。

【００９１】また、放射導体として円形平板ではなく多
角形を使用した場合には、一枚の平板金属から放射電極
を抜き取る際の抜き取り効率を向上させることが出来る
ので、アンテナの製造コスト低減させることができる。

【００９２】更に、アンテナの放射導体を折り曲げるこ
とによりアンテナの低背化を図ることが出来て、広帯域
アンテナ装置を採用する無線通信装置の小型化にも貢献
することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による広帯域アンテナ装置の一実施の
形態を説明するための図である。

【図２】切り欠きの幅（ノッチ幅）を変えて行ったＶＳ
ＷＲ特性の計測結果について説明するための図である。

【図３】切り欠きの幅（ノッチ幅）を変えて測定したＶ
ＳＷＲ特性を示す図である。

【図４】切り欠きの幅（ノッチ幅）を変えて測定したＶ
ＳＷＲ特性を示す図である。

【図５】切り欠きの幅（ノッチ幅）を変えて測定したＶ
ＳＷＲ特性を示す図である。

【図６】この発明による広帯域アンテナ装置の一実施の
形態の他の例を説明するための図である。

【図７】この発明による広帯域アンテナ装置の一実施の
形態の他の例を説明するための図である。

【図８】この発明による広帯域アンテナ装置の一実施の
形態の他の例を説明するための図である。

【図９】この発明による広帯域アンテナ装置の一実施の
形態の他の例を説明するための図である。

【図１０】この発明による広帯域アンテナ装置の他の実
施の形態を説明するための図である。

【図１１】開孔の幅（スロット幅）を変えて行ったＶＳ
ＷＲ特性の計測結果について説明するための図である。

【図１２】開孔の幅（スロット幅）を変えて測定したＶ
ＳＷＲ特性を示す図である。

【図１３】開孔の幅（スロット幅）を変えて測定したＶ
ＳＷＲ特性を示す図である。

【図１４】この発明による広帯域アンテナ装置の他の実
施の形態の他の例を説明するための図である。

【図１５】この発明による広帯域アンテナ装置の他の実
施の形態の他の例を説明するための図である。

【図１６】この発明による広帯域アンテナ装置の他の実
施の形態の他の例を説明するための図である。

【図１７】この発明による広帯域アンテナ装置の他の実
施の形態の他の例を説明するための図である。

【図１８】この発明による広帯域アンテナ装置の他の実
施の形態の他の例を説明するための図である。

【図１９】この発明による広帯域アンテナ装置の他の実
施の形態の他の例を説明するための図である。

【図２０】従来の広帯域アンテナ装置の例である円形平
板型モノポールアンテナと折り曲げ円形平板型モノポー
ルアンテナの外観を説明するための図である。

【図２１】従来の広帯域アンテナ装置の例である円形平
板型モノポールアンテナの構成を説明するための図であ
る。

【図２２】従来の広帯域アンテナ装置の例である折り曲
げ円形平板型モノポールアンテナの構成を説明するため
の図である。

【図２３】図２１に示した円形平板型モノポールアンテ
ナのＶＳＷＲ特性を示す図である。

【図２４】図２２に示した折り曲げ円形平板型モノポー
ルアンテナのＶＳＷＲ特性を示す図である。

【符号の説明】

１…導体地板、２…放射導体、２ＮＬ、２ＮＲ…切り欠
き（ノッチ）、２Ｓ…開孔（スロット）、２Ｎ…切り欠
き（ノッチ）、１ｆ…グラウンド給電点、２ｆ…信号給
電点、Ｎｈ…ノッチ高、Ｎｄ…ノッチ幅、Ｓｈ…スロッ
ト高、Ｓｄ…スロット幅

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】平面導体地板と、前記平面導体地板の面上
に当該平面導体地板と交差する方向に立てられて使用さ
れる平板放射導体とを有し、前記平板放射導体の外周
部、あるいは、その近傍に給電点が設けられる広帯域ア
ンテナ装置であって、前記平板放射導体には、当該平板放射導体の一部分を切
り取ることにより形成する切取部分を１つ以上設けるよ
うにすることを特徴とする広帯域アンテナ装置。
【請求項２】請求項１に記載の広帯域アンテナ装置であ
って、前記平板放射導体は、円形状、あるいは、円形状の一部
分の形状であることを特徴とする広帯域アンテナ装置。
【請求項３】請求項１に記載の広帯域アンテナ装置であ
って、前記平板放射導体は、多角形形状であることを特徴とす
る広帯域アンテナ装置。
【請求項４】請求項１、請求項２または請求項３に記載
の広帯域アンテナ装置であって、前記平板放射導体に設けられる１つ以上の前記切取部分
は、前記平板放射導体の外周部分に設けられた切り欠き
であることを特徴とする広帯域アンテナ装置。
【請求項５】請求項１、請求項２、請求項３または請求
項４に記載の広帯域アンテナ装置であって、前記平板放射導体に設けられる１つ以上の前記切取部分
は、前記平板放射導体の内側部分に設けられた開孔であ
ることを特徴とする広帯域アンテナ装置。
【請求項６】請求項１、請求項２、請求項３、請求項４
または請求項５に記載の広帯域アンテナ装置であって、前記平板放射導体の一部分を前記平面導体地板に近付け
る方向に折り曲げて形成することを特徴とする広帯域ア
ンテナ装置。
【請求項７】請求項６に記載の広帯域アンテナ装置であ
って、折り曲げられる前記平板放射導体の一部分は、前記平面
導体地板に対して、平行、あるいは、ほぼ平行に折り曲
げられることを特徴とする広帯域アンテナ装置。