JP3454151B2

JP3454151B2 - アンテナ装置

Info

Publication number: JP3454151B2
Application number: JP16276898A
Authority: JP
Inventors: 秀直松島; 明和豊田; 浩次内田; 信智酒井
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1998-05-28
Filing date: 1998-05-28
Publication date: 2003-10-06
Anticipated expiration: 2018-05-28
Also published as: JPH11340719A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、携帯通信機器等に
用いられるアンテナ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、携帯通信機器の小型化、薄型化に
伴い、携帯通信機器に用いられるアンテナ装置も、小型
化、薄型化が求められている。小型化、薄型化が可能な
アンテナ装置として、マイクロストリップアンテナ装置
（以下、ＭＳＡと呼ぶ）が知られている。ＭＳＡは、接
地導体と、その接地導体に対し所定の間隔を隔てて設置
された放射導体と、その放射導体を励振するための電力
を供給する給電導体と、これら接地導体、放射導体、お
よび給電導体を支持する誘電体基体とから構成される。
このＭＳＡの放射導体には、円形状、または方形状のも
のがよく用いられる。放射導体の形状が方形状であると
きは、その放射導体の１辺の長さを概ね１／２波長とす
る電波が送受信されるときに共振しＭＳＡとして動作す
る。さらに、上記方形状の放射導体の一辺全体あるいは
その一辺の一部を接地導体に短絡すると、ＭＳＡは、方
形状の放射導体の、その短絡導体により接地導体と短絡
した短絡辺から、その方形状の放射導体の、その短絡辺
とは反対側の辺までの長さを概ね１／４波長とする電波
が送受信されるときに共振し、１／４波長短絡型ＭＳＡ
として作用する。このように、放射導体の一辺を接地導
体に短絡してＭＳＡを１／４波長短絡型ＭＳＡとして作
用させることにより、ＭＳＡの小型化が可能である。さ
らに、ＭＳＡを１／４波長短絡型ＭＳＡとして作用させ
る場合（すなわち、放射導体の、短絡辺とその短絡辺と
は反対側の辺までの長さを、概ね電波の共振波長の１／
４波長の長さとする場合）、その放射導体の、短絡辺と
その短絡辺とは反対側の辺までの長さは、１／√（ε
_r ）に比例する（ε_r ；ＭＳＡの誘電体基体を構成する
誘電体材料の比誘電率）。したがって、比誘電率の大き
な材料を用いることによりマイクロストリップアンテナ
装置の大幅な小型化が可能となる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】以上の考え方に基づ
き、アンテナ装置の大幅な小型化を図るために、高誘電
率材料からなる誘電体基体を備えたチップ形状のアンテ
ナ装置を用いることが考えられている（特願平９−２７
１１８６号参照）。この特願平９−２７１１８６号に示
されたアンテナ装置は回路基板上に直接実装可能なもの
であり、このアンテナ装置が備えている誘電体基体は、
例えば高誘電率セラミック材料等の高誘電率材料を用い
て作製される。このように、誘電体基体の材料として、
高誘電率の材料を用いることにより、上述した１／４波
長短絡型のアンテナ装置が構成され、アンテナ装置の大
幅な小型化が達成できる。ところが、アンテナ装置の諸
特性はそのアンテナ装置の体積に比例することが知られ
ており、１／４波長短絡形ＭＳＡ等のＭＳＡは、その体
積を小型化することにより通過帯域幅が狭くなる。つま
り、アンテナ装置を大幅に小型化した場合、通信に必要
な通過帯域幅を十分に確保できず、アンテナ装置の広帯
域化が図れないという問題が生じる。

【０００４】ところで、この通過帯域幅と、アンテナ装
置の無負荷Ｑとは反比例の関係にあることが知られてい
る。従って、アンテナ装置の無負荷Ｑが小さいほど通過
帯域幅は広くなる。このアンテナ装置の無負荷Ｑは、電
磁波の放射によるＱｒ、誘電体材料の損失によるＱｄ、
導体損失によるＱｃにより式（１）で表される。１／Ｑ＝（１／Ｑｒ＋１／Ｑｄ＋１／Ｑｃ） …（１）したがって、損失の大きな導体材料あるいは損失の大き
な誘電体材料を用いて、ＱｄあるいはＱｃを小さくする
ことにより、アンテナの無負荷Ｑを低下させ、通過帯域
幅を広げることができる。ところが、損失の大きな導体
材料、あるいは損失の大きな誘電体材料を用いると、ア
ンテナ装置に供給される電力の一部が電磁波として放射
されずアンテナ装置自身で消費され、放射効率が低下す
るという問題がある。特に携帯型通信機器のようなバッ
テリーが主電源であるような機器には、省電力化の観点
から好ましくない。本発明は、上記事情に鑑み、小型の
形状および高い放射効率を確保したまま広帯域化が図ら
れたアンテナ装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の第１のアンテナ装置は、接地導体と、その接地導体
に対し所定の間隔を隔てて設置された放射導体と、その
放射導体を励振するための電力を供給する給電導体と、
これら接地導体、放射導体、および給電導体を支持する
誘電体基体とを備え、直線偏波を放射するアンテナブロ
ック、および上記アンテナブロックが搭載され、そのア
ンテナブロックの上記接地導体に接して広がる接地板を
具備し、上記接地板が、主偏波の方向を向いたときの上
記アンテナブロックの左もしくは右に近接する部分のう
ちの少なくとも一部分を除いた領域に広がるものである
ことを特徴とする。

【０００６】ここで、上記接地板は、回路基板上に形成
された接地導体パターンであってもよく、本発明にいう
接地板は、回路基板とは別体の接地板と回路基板上に形
成された接地導体パターンとの双方を含む概念である。
本発明の第１のアンテナ装置の作用について、図１〜図
６を参照しながら説明する。尚、簡単のため給電手段は
図示しない。図１は、マイクロストリップアンテナ構造
を有するアンテナブロックを備えたアンテナ装置の一例
を単純化して示した斜視図、図２は、その平面図であ
る。

【０００７】この図１、図２には、水平に広がる接地板
１と、長さＬ１、幅Ｗ１の方形状の放射導体２が示され
ている。この放射導体２は、接地板１から所定の間隔ｈ
を隔てて接地板１にほぼ平行に広がっている。この放射
導体２は、アンテナブロック（図示せず）に備えられて
いる。放射導体２の長さＬ１が電波の実行波長λｇの概
ね１／２の長さであるとき、アンテナブロックは基本モ
ード（ＴＭ₀₁₀ モード）で共振する。基本モードで共振
するときの電磁波の放射は、図２に示すように、放射導
体２周端部を流れる磁流Ｍ１〜Ｍ６からの放射により説
明されることはよく知られている。

【０００８】図２において、磁流Ｍ３と磁流Ｍ５、磁流
Ｍ４と磁流Ｍ６は、それぞれ互いに逆向きである。従っ
て、磁流が互いに打ち消し合い、これら磁流Ｍ３〜Ｍ６
は電磁波の放射には大きく寄与しない。一方、磁流Ｍ１
と磁流Ｍ２は互いに同一の向きである。従って、この磁
流Ｍ１，Ｍ２がアンテナブロックからの電磁波の放射の
主因であり、このアンテナブロックからは、磁流Ｍ１，
Ｍ２に直交する直線偏波で表わされる主偏波Ａ（図２の
点線で示した矢印）が放射される。磁流Ｍ３〜Ｍ６は、
磁流Ｍ１，Ｍ２と直交することから、主偏波Ａと直交す
る偏波（交差偏波）を放射するが、上述の通り、磁流Ｍ
３〜Ｍ６は互いに打ち消しあうため、アンテナブロック
からは、磁流Ｍ３〜Ｍ６による偏波はほとんど放射され
ない。次に、放射導体が接地板に短絡されたアンテナ装
置の作用について説明する。

【０００９】図３、図４は、そのアンテナ装置の作用説
明図である。図３は、そのアンテナ装置の一例を単純化
して示した斜視図、図４は、その平面図である。図３に
示す放射導体２の１辺は短絡導体３により接地板１に電
気的に短絡されている。放射導体２が接地板１に短絡さ
れた構造のアンテナ装置は、放射導体２の長さＬ２が電
波の実行波長λｇの概ね１／４の長さであるとき共振す
るものであり、この構造を有するアンテナ装置は、１／
４波長短絡型アンテナとして知られている。実行波長λ
ｇの概ね１／４の長さで共振するときの磁流分布は、図
４に示す分布で表わされる。磁流Ｍ８，Ｍ９は互いに打
ち消し合うため放射には大きく寄与せず、アンテナブロ
ックからは、磁流Ｍ７に直交する直線偏波で表わされる
主偏波Ａ（図４の点線で示した矢印）が放射される。

【００１０】次に、方形状の放射導体に代えて円形の放
射導体を備えたアンテナ装置の作用について説明する。
図５、図６は、そのアンテナ装置の作用説明図である。
図５、図６には、そのアンテナ装置の一例を単純化して
示した平面図が示されている。この図５、図６には、水
平に広がる接地板１と、アンテナブロックが備えている
円形状の放射導体２が示されている。この放射導体２
は、接地板１から所定の間隔ｈを隔てて接地板１にほぼ
平行に広がっている。円形の放射導体２がＴＭ₁₁ ₀ モー
ドで共振しているときは、図５に示すように、放射導体
２の周縁部に沿って磁流Ｍ１０，Ｍ１１が流れ、この磁
流Ｍ１０，Ｍ１１がアンテナブロックから放射される電
磁波の放射源となる。図６には、磁流Ｍ１０，Ｍ１１
を、ｘ方向とｙ方向とに分解した様子が示されている。
磁流Ｍ１０をｘ，ｙ方向に分解すると、３つの磁流Ｍ１
２，Ｍ１４，Ｍ１６で表わされ、磁流Ｍ１１は、３つの
磁流Ｍ１３，Ｍ１５，Ｍ１７で表わされる。従って、こ
の円形の放射導体２を備えたアンテナブロックからは、
磁流Ｍ１２，Ｍ１３に直交する直線偏波で表わされる主
偏波Ａ（図６の点線で示した矢印）が放射される。

【００１１】上述した、図１，図２に示す構造を有する
アンテナ装置、図３，図４に示す構造を有するアンテナ
装置、および図５，図６に示す構造を有するアンテナ装
置は、いずれも直線偏波で表わされる主偏波Ａを放射す
るアンテナブロックを具備しており、これらアンテナ装
置は、十分な広がりをもつ接地板を備えることにより、
その接地板裏面側への電磁波の放射はほとんどなく、単
指向性の放射パターンを示すことが知られている。

【００１２】本発明の第１のアンテナ装置は、上述した
ような直線偏波で表わされる主偏波が放射されるアンテ
ナブロックと、図１〜図６に示す接地板１とは異なる構
造の接地板とを具備している。つまり、この本発明の第
１のアンテナ装置が具備している接地板は、主偏波Ａと
直交する偏波（以下、交差偏波と呼ぶ）の放射源であ
る、放射導体の両側を流れる磁流（図１，図２のアンテ
ナブロックについては磁流Ｍ３〜磁流Ｍ６、図３，図４
のアンテナブロックについては磁流Ｍ８，Ｍ９、図５，
図６のアンテナブロックについては磁流Ｍ１４〜Ｍ１
７）に近接する部分のうち、少なくとも一部分には広が
らないように具備されている。つまり、本発明の第１の
アンテナ装置において、接地板は、主偏波Ａの方向を向
いたときのアンテナブロックの左もしくは右に近接する
部分のうちの少なくとも一部分を除いた領域に広がるも
のである。

【００１３】このように、交差偏波（主偏波Ａと直交す
る偏波）の放射源である磁流に近接する部分のうち、少
なくとも一部分には広がらないように接地板を設けると
（つまり、主偏波Ａの方向を向いたときのアンテナブロ
ックの左もしくは右に近接する部分のうちの少なくとも
一部分を除いた領域に広がるように接地板を設ける
と）、交差偏波の放射源である磁流のうち、接地板が広
がっていない領域を流れる磁流から放射される電磁波が
増大する。これにより、前述した式（１）の右辺におけ
る電磁波の放射によるＱｒが低下する。したがってアン
テナ装置の無負荷Ｑが低下し、通過帯域幅が広がる。こ
のように、本発明の第１のアンテナ装置では、接地板を
設ける領域を工夫することにより、式（１）の無負荷Ｑ
を低下させている。式（１）について説明するときに、
アンテナ装置を広帯域化する方法として、損失の大きな
導体材料、あるいは損失の大きな誘電体材料を用いて無
負荷Ｑを低下させる方法があるものの、この方法では、
高い放射効率の確保は難しいということについて述べた
が、本発明の第１のアンテナ装置では、損失の大きな導
体材料、あるいは損失の大きな誘電体材料を用いること
は不要であり、高い放射効率を確保したまま広帯域化が
図られる（広帯域化が図られる様子については、後述す
る図１６を参照しながら説明する）。

【００１４】また、本発明の第１のアンテナ装置が具備
しているアンテナブロックは、誘電体基体が、接地導
体、放射導体、および給電導体を支持して構成されてい
る。従って、アンテナブロックはチップ構造を有してお
り、小型のアンテナ装置が得られる。ここで、本発明の
第１のアンテナ装置は、上記アンテナブロックが、上記
放射導体の一部を上記接地導体に電気的に短絡する短絡
導体を備えたものであることが好ましい。

【００１５】放射導体の一部を接地導体に電気的に短絡
する短絡導体を備えると、１／４波長短絡型のアンテナ
装置を構成することができ、さらにアンテナ装置の小型
化が図られる。また、本発明の第１のアンテナ装置は、
上記アンテナブロックが、概ね方形状の放射導体を備え
たものであることも好ましい。放射導体を方形状にする
と、アンテナブロックから、その放射導体の１辺の長さ
に応じた実行波長の電波が放射される。従って、放射導
体の１辺の長さを調整することにより、アンテナブロッ
クから放射される電波の実行波長を調整することができ
る。

【００１６】また、本発明の第１のアンテナ装置は、上
記アンテナブロックが、概ね円形状の放射導体を備えた
ものであってもよい。放射導体が円形状であっても、小
型の形状および高い放射効率を確保したまま広帯域化が
図られたアンテナ装置が得られる。また、本発明の第１
のアンテナ装置は、上記アンテナブロックが、マイクロ
ストリップアンテナあるいは１／４波長短絡型マイクロ
ストリップアンテナとして作用するものであることが好
ましい。

【００１７】アンテナブロックを、マイクロストリップ
アンテナあるいは１／４波長短絡型マイクロストリップ
アンテナとして作用させると、そのアンテナブロックか
らは単指向性の放射パターンを示す電波が放射される。
また、本発明の第１のアンテナ装置は、上記接地板の広
がる領域から除かれた上記少なくとも一部分が、その接
地板に形成されたスリット、切り欠き、あるいは穴であ
ることが好ましい。接地板に、スリット、切り欠き、あ
るいは穴を形成すると、接地板の広がる領域を容易に調
整することができる。また、本発明の第１のアンテナ装
置は、上記接地板の広がる領域から除かれた上記少なく
とも一部分に、電磁波を吸収しあるいは損失させる材料
が設置されてなるものであってもよい。電磁波を吸収し
あるいは損失させる材料を設置することにより、接地板
裏面への電波の放射が抑制される。従って、アンテナ装
置の用途によっては、接地板の裏面への電波の放射が好
ましくない場合があるが、電磁波を吸収しあるいは損失
させる材料を設置することにより、用途に最も適したア
ンテナ装置が構成される。

【００１８】また、上記目的を達成する本発明の第２の
アンテナ装置は、回路基板と、その回路基板の裏面に形
成された接地導体と、その回路基板の表面に形成された
放射導体と、その放射導体を励振するための電力を供給
する給電手段とを備え、直線偏波を放射するアンテナ装
置において、上記接地導体が、上記回路基板裏面の、主
偏波の方向を向いたときの上記放射導体の左もしくは右
に近接する部分のうちの少なくとも一部分を除いた領域
に広がるものであることを特徴とする。回路基板裏面
の、上記一部分を除いた領域に接地導体が広がるように
することにより、本発明の第１のアンテナ装置と同様
に、やはり、広帯域化が図られたアンテナ装置が得られ
る。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。図７は、本発明の第１のアンテナ装置の第１
実施形態を示す斜視図、図８は、その平面図である。図
７，図８に示すアンテナ装置１０は、アンテナブロック
２０および接地板１１を備えている。図９は、図７，図
８に示すアンテナ装置が備えているアンテナブロックを
示す斜視図である。

【００２０】このアンテナブロック２０は誘電体基体２
１を備えている。この誘電体基体２１の下面には、一辺
の一部が切り欠かれた形状の接地導体２２が形成されて
おり、誘電体基体２１の上面には放射導体２３が形成さ
れている。この放射導体２３は、互いの間に所定の間隔
を隔てた２つの端２３ａ，２３ｂを有しており、これら
２つの端２３ａ，２３ｂをこの上面の縁に沿って周回し
て結んでいる。また、誘電体基体２１が有する４つの側
面２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄのうちの１つの側面
２１ａには、放射導体２３の２つの端２３ａ，２３ｂそ
れぞれと接地導体２２とを電気的に短絡する一対の短絡
導体２６が形成されている。この一対の短絡導体２６は
互いの間に所定の間隔を隔てて上下方向に延び、一対の
短絡導体２６のうちの一方の短絡導体２４は、放射導体
２３の端２３ａと接地導体２２とを結び、他方の短絡導
体２５は放射導体２３の端２３ｂと接地導体２２とを結
んでいる。この誘電体基体２１には、誘電体基体２１の
下面から側面２１ａを経由し上面まで延在する給電導体
２７が形成されている。この給電導体２７は、誘電体基
体２１側面２１ａの一対の短絡導体２６に挟まれた領域
内を上下方向に延びる部分を有し、誘電体基体２１上面
の、放射導体２３で囲まれた領域内に延在するとともに
誘電体基体２１下面にも達している。

【００２１】図７，図８に戻って説明を続ける。アンテ
ナ装置１０は接地板１１を具備している。この接地板１
１には、４つの角のうちの２つの角を切り欠く切欠部１
２が形成されており、この切欠部１２により、この接地
板１１には突出部１３が設けられている。アンテナブロ
ック２０の接地導体２２はこの突出部１３に半田付けさ
れており、これにより、アンテナブロック２０が接地板
１１の突出部１３に搭載されている。アンテナブロック
２０がこの突出部１３に搭載されていることから、アン
テナブロック２０の周囲の領域のうち、アンテナブロッ
ク２０の側面２１ａ，２１ｂ，２１ｃに近接する領域に
は接地板１１は広がっておらず、側面２１ｄに近接する
領域にのみ接地板１１が広がっている。また、この接地
板１１の突出部１３にはＳＭＡコネクタ１４が半田付け
されており、アンテナブロック２０はそのＳＭＡコネク
タ１４により電力が供給される。

【００２２】このように構成されたアンテナ装置１０の
アンテナブロック２０は、放射導体２３と接地導体２２
とを電気的に短絡する一対の短絡導体２６を備えてお
り、１／４波長短絡型マイクロストリップアンテナとし
て作用し、アンテナブロック２０から、直線偏波で表さ
れる主偏波Ａ（図８に示す点線で示す矢印）が放射され
る。このアンテナ装置１０が具備している接地板１１
は、２つの切欠部１２が形成されており、この切欠部１
２により、接地板１１は、アンテナブロック２０の側面
２１ｄに近接する部分には広がっているが、主偏波Ａの
方向を向いたときのアンテナブロック２０の左右に近接
する部分（アンテナブロック２０の側面２１ｂ，２１ｃ
に近接する部分）には広がっていない。このように、接
地板１１に切欠部１２を形成すると、主偏波Ａの方向を
向いたときのアンテナブロック２０の左右に近接する部
分（アンテナブロック２０の側面２１ｂ，２１ｃに近接
する部分）の領域が、接地板１１が広がらない領域とな
る。このように、主偏波Ａの方向を向いたときのアンテ
ナブロック２０の左右に近接した部分の領域を、接地板
１１が広がらない領域とすると、放射導体２３の周端部
に発生する磁流のうち、このアンテナブロック２０の左
右に近接する部分（アンテナブロック２０の側面２１
ｂ，２１ｃに近接する部分）を流れる磁流による電磁波
が増大する。これにより、交差偏波（主偏波Ａと直交す
る偏波）が増大し、通過帯域幅が広げられてアンテナ装
置の広帯域化が図られる（広帯域化が図られる様子につ
いては、後述する図１６を参照しながら説明する）。

【００２３】尚、このアンテナ装置１０は、短絡導体２
６を備えたアンテナブロック２０を１／４波長短絡型マ
イクロストリップアンテナとして作用させているが、こ
のアンテナブロック２０の代わりに、短絡導体を備えて
いないアンテナブロックを備え、このアンテナブロック
を、例えば実行波長の１／２波長で共振するアンテナと
して作用させてもよく、やはり、広帯域化が図られたア
ンテナ装置が得られる。また、このアンテナ装置１０の
アンテナブロック２０は、誘電体基体２１の上面の縁に
沿って延在する放射導体２３を備えているが、この放射
導体２３の代わりに、例えば円形の放射導体を備えても
よい。図１０は、本発明の第１のアンテナ装置の第２実
施形態を示す平面図である。図１０に示すアンテナ装置
５０は、接地板５１の隅にＳＭＡコネクタ５２が取り付
けられており、このＳＭＡコネクタ５２の左横に切欠部
５３が設けられている。アンテナブロック５４はその切
欠部５３の右側に搭載されている。

【００２４】このようにアンテナブロック５４を接地板
５１の隅に搭載すると、主偏波Ａの方向を向いたときの
アンテナブロック５４の左右に近接する部分の領域を、
接地板５１が広がらない領域とするには、接地板５１に
切欠部５３を一か所設けるだけでよい。図１１、図１２
は、それぞれ、本発明の第１のアンテナ装置の第３，第
４実施形態を示す平面図である。図１１に示すアンテナ
装置６０は、接地板６１の中央部にＳＭＡコネクタ６２
が取り付けられており、この接地板６１には、その接地
板６１の左右の辺から接地板６１の中央に向かって切り
欠かれた２つの切欠部６３が設けられている。アンテナ
ブロック６４はこれら２つの切欠部６３の間に搭載され
ている。また、図１２に示すアンテナ装置７０は、接地
板７１の中央付近にＳＭＡコネクタ７２が取り付けられ
ており、そのＳＭＡコネクタ７２の両側には、四角形状
の２つの貫通穴７３が形成されている。アンテナブロッ
ク７４はこれら２つの切欠部７３の間に搭載されてい
る。

【００２５】図１１，図１２に示すアンテナ装置６０，
７０の接地板６１，７１は、それぞれ、切欠部６３およ
び貫通穴７３により、主偏波Ａの方向を向いたときのア
ンテナブロック６４，７４の左右に近接する部分を除い
た領域に広がるように設けられている。図１１，図１
２に示すように、アンテナブロック６４，７４が接地板
６１，７１の中央に搭載される場合であっても、接地板
６１，７１に、切欠部６３や貫通穴７３を形成すること
により、主偏波Ａの方向を向いたときのアンテナブロッ
ク６４，７４の左右に近接する部分の領域を、接地板６
１，７１が広がらない領域とすることができ、やはり、
アンテナ装置６０，７０の広帯域化が図られる。図１３
は、本発明の第１のアンテナ装置の第５実施形態を示す
平面図である。この図１３に示すアンテナ装置の説明に
あたっては、図１２に示すアンテナ装置の構成要素と同
一の構成要素には同一符号を付して示し、図１２に示す
アンテナ装置との相違点のみについて説明する。

【００２６】この図１３に示すアンテナ装置８０と、図
１２に示すアンテナ装置７０との相違点は、図１３に示
すアンテナ装置８０の接地板７１に、その接地板７１に
形成された貫通穴７３全体を覆うように、高周波で損失
の大きなフェライトシート８１が貼り付けられている点
のみである。上述した、図７〜図１２を参照しながら説
明したアンテナ装置は、接地板に切欠部や貫通穴を形成
することにより、交差偏波（主偏波Ａと直交する偏波）
を増大させ、アンテナ装置の広帯域化を図っているが、
このとき、交差偏波（主偏波Ａと直交する偏波）は接地
板の表裏面にわたって放射される。アンテナ装置の用途
によっては、接地板の裏面への交差偏波の放射が好まし
くない場合があるが、図１３に示すように、貫通穴７３
をフェライトシート８１で覆うと、接地板裏面への交差
偏波の放射が抑制され、用途に最も適したアンテナ装置
が構成される。

【００２７】尚、上述した、図７〜図１３を参照しなが
ら説明した各実施形態のアンテナ装置では、アンテナ装
置の広帯域化を図るために、主偏波Ａの方向を向いたと
きのアンテナブロックの左右に近接する部分の領域を、
接地板が広がらない領域としているが、接地板は、主偏
波Ａの方向を向いたときのアンテナブロックの左もしく
は右に近接する部分のうちのいずれか一方の部分に広が
っていてもよく、本発明の第１のアンテナ装置において
は、接地板が、アンテナブロックの左もしくは右に近接
する部分のうちの少なくとも一部分を除いた領域に広が
るものであれば、広帯域化には効果がある。また本発明
の第１のアンテナ装置においては、接地板の切欠きや貫
通穴の大きさ、位置等を調整することによっても、通過
帯域幅はある程度調整可能である。

【００２８】また、上述した各実施形態では、接地板
に、切欠き部、あるいは貫通穴を設けることにより、接
地板の広がる範囲を調整しているが、接地板に、例えば
スリットを形成することにより、接地板の広がる範囲を
調整してもよい。尚、アンテナ装置が回路基板上に搭載
された場合は、その回路基板に形成された接地導体パタ
ーンが上記の接地板に相当し、その接地導体パターンを
上述のごとく形成することにより広帯域化が図られる。
図１４は、本発明の第２のアンテナ装置の一実施形態を
示す斜視図である。このアンテナ装置９０はプリント基
板９１を備えている。このプリント基板９１表面には円
形の放射導体９２、裏面には接地導体９３が形成されて
おり、このアンテナ装置９０は、プリント基板９１裏面
から同軸ケーブル９５により電力が給電され、直線偏波
で表される主偏波Ａが放射される。接地導体９３は、図
１４において、プリント基板９１裏面の、直線偏波で表
される主偏波Ａの方向を向いたときの放射導体９２の右
側に近接する正方形の領域９４を除いた領域に広がるよ
うに形成されている。このように、アンテナ装置９０
が、プリント基板９１裏面に、領域９４を除いた領域に
広がる接地導体９３を備えることにより、広帯域化が図
られる。

【００２９】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。実
施例として、図７，図８に示すアンテナ装置を用いた。
また、比較例として、アンテナブロック周囲に広がる接
地板を具備したアンテナ装置を用いた。図１５は、その
比較例のアンテナ装置を示す平面図である。この図１５
に示すアンテナ装置１００は、図９に示すアンテナブロ
ック２０と同一構造のアンテナブロック１１０と、正方
形状の接地板１２０とを備えている。このアンテナブロ
ック１１０は、接地板１２０表面の一辺１２０ａに寄っ
た位置に搭載されている。このアンテナブロック１１０
への電力の供給は、接地板１２０に取り付けられたＳＭ
Ａコネクタ１２１により行なわれる。

【００３０】以下に、実施例および比較例のアンテナ装
置の製造方法について説明する。実施例および比較例の
アンテナ装置の製造にあたり、アンテナブロックを製造
した。このアンテナブロックは、直方体形状のアルミナ
系誘電体セラミックス基体（２ＧＨｚにおいてε＝８．
０、Ｑ＝１０００、τｆ＝−・３８ｐｐｍ／℃、以下、
セラミックス基体と呼ぶ）の上面、下面、および側面
に、図９に示すように、放射導体、接地導体、および給
電導体を形成することにより作製した。セラミックス基
体のサイズ（長さ×幅×高さ）は、１６ｍｍ×１４ｍｍ
×４ｍｍとした。また、放射導体、接地導体、および給
電導体は、セラミックス基体外面に銀−白金の膜厚導体
をスクリーン印刷法に印刷することにより形成した。こ
のように作製されたアンテナブロックは、１／４波長短
絡型マイクロストリップアンテナと同様のモードで共振
し、直線偏波を放射するものである。

【００３１】さらに、比較例のアンテナ装置１００を製
造するにあたり、接地板１２０として、１００ｍｍ×１
００ｍｍの正方形状の銅板を用意した。その銅板にＳＭ
Ａコネクタ１２１を取り付け、作製したアンテナブロッ
クの接地導体と接地板とを半田付けすることによりその
アンテナブロック１１０を接地板１２０に搭載した。こ
こでは、接地板１２０の一辺１２０ａと、アンテナブロ
ック１１０の、給電導体が形成された側面１１１とが３
ｍｍの間隔あけて平行になるようにアンテナブロック１
１０を搭載した。このようにして、比較例のアンテナ装
置を製造した。また、実施例のアンテナ装置１０につい
ては、前述した比較例のアンテナ装置１００と同様の方
法で、銅板にアンテナブロック２０を搭載した後、図８
に示すように、接地板１１の突出部１３の辺１３ｂ，１
３ｃそれぞれと、アンテナブロック２０の側面２１ｂ，
２１ｃそれぞれとの間の間隔が２ｍｍ、かつ、突出部１
３の長さが１９ｍｍとなるように、その銅板の２つの角
を切り欠いた。このようにして、実施例のアンテナ装置
１０を製造した。

【００３２】図１６は、実施例および比較例のアンテナ
装置のリターンロスの周波数特性を示すグラフである。
グラフの横軸は、共振周波数ｆ０で規格化した周波数を
示し、縦軸はリターンロスを示す。グラフ中の点線は比
較例のアンテナ装置のリターンロスを示し、実線は実施
例のアンテナ装置のリターンロスを示す。このグラフよ
り、リターンロス−１０ｄβ以下の通過帯域幅は、比較
例のアンテナ装置の場合０．８％であるのに対し、実施
例のアンテナ装置では２．４％を示し、接地板に切欠き
部を設けることにより、通過帯域幅が３倍に広がったこ
とがわかる。

【００３３】図１７は、実施例および比較例のアンテナ
装置の交差偏波（主偏波Ａと直交する偏波）の放射パタ
ーンを示す図である。この図１７には、Ｙ−Ｚ面内（図
８，図１５において、Ｙ軸を含み図８，図１５が示され
る紙面に垂直な面内）の交差偏波の放射パターンが示さ
れている。角θは、そのＹ−Ｚ面内におけるＺ軸（図
８，図１５が示される紙面に垂直な軸）とのなす角であ
る。実線および点線は、それぞれ実施例および比較例の
アンテナ装置の交差偏波の放射パターンを示す。実施例
のアンテナ装置は、比較例のアンテナ装置と比較して、
交差偏波の放射強度が大きく、利得が大きいことがわか
る。この放射パターンの結果から、交差偏波の放射強度
が大きくなることにより、図１６に示すように通過帯域
幅が広がることがわかる。

【００３４】

【発明の効果】本発明のアンテナ装置によれば、小型の
形状および高い放射効率を確保したまま広帯域化が図ら
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】マイクロストリップアンテナ構造を有するアン
テナブロックを備えたアンテナ装置の一例を単純化して
示した斜視図である。

【図２】図１に示すアンテナ装置の平面図である。

【図３】放射導体が接地板に短絡されたアンテナ装置の
一例を単純化して示した斜視図である。

【図４】図３に示すアンテナ装置の平面図である。

【図５】方形状の放射導体に代えて円形の放射導体を備
えたアンテナ装置の一例を単純化して示した平面図を示
す。

【図６】磁流Ｍ１０，Ｍ１１を、ｘ方向とｙ方向とに分
解した様子を示す図である。

【図７】本発明の第１のアンテナ装置の第１実施形態を
示す斜視図である。

【図８】図７に示すアンテナ装置の平面図である。

【図９】図７，図８に示すアンテナ装置が備えているア
ンテナブロックを示す斜視図である。

【図１０】本発明の第１のアンテナ装置の第２実施形態
を示す平面図である。

【図１１】本発明の第１のアンテナ装置の第３実施形態
を示す平面図である。

【図１２】本発明の第１のアンテナ装置の第４実施形態
を示す平面図である。

【図１３】本発明の第１のアンテナ装置の第５実施形態
を示す平面図である。

【図１４】本発明の第２のアンテナ装置の一実施形態を
示す斜視図である。

【図１５】比較例のアンテナ装置を示す平面図である。

【図１６】実施例および比較例のアンテナ装置のリター
ンロスの周波数特性を示すグラフである。

【図１７】実施例および比較例のアンテナ装置の交差偏
波の放射パターンを示す図である。

【符号の説明】

１，１１，５１，６１，７１，１２０接地板２，２３，９２放射導体３，２４，２５短絡導体１０，５０，６０，７０，９０，１００アンテナ装置１１接地板１２，５３，６３，７３切欠部１３突出部１３ｂ，１３ｃ，１２０ａ辺１４，５２，６２，７２，１２１ＳＭＡコネクタ２０，５４，６４，７４，１１０アンテナブロック２３ａ，２３ｂ端２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，１１１側面２６一対の接地導体２７給電導体７３貫通穴９１プリント基板９３接地導体９４領域９５同軸ケーブル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者内田浩次埼玉県秩父郡横瀬町大字横瀬2270番地三菱マテリアル株式会社電子技術研究所内 (72)発明者酒井信智埼玉県秩父郡横瀬町大字横瀬2270番地三菱マテリアル株式会社電子技術研究所内 (56)参考文献特開平９−153734（ＪＰ，Ａ) 特開平10−112608（ＪＰ，Ａ) 特開平５−327527（ＪＰ，Ａ) 特開平７−74535（ＪＰ，Ａ) 特開平３−159326（ＪＰ，Ａ) 特開平10−163738（ＪＰ，Ａ) 特開平３−60205（ＪＰ，Ａ) 特開平10−93329（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−26006（ＪＰ，Ａ) 特開平10−261914（ＪＰ，Ａ) 特開平10−256819（ＪＰ，Ａ) 特開平９−223916（ＪＰ，Ａ) 特開平７−326922（ＪＰ，Ａ) 国際公開96／034426（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01Q 1/24 H01Q 1/48 H01Q 13/08

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】接地導体と、該接地導体に対し所定の間
隔を隔てて設置された放射導体と、該放射導体を励振す
るための電力を供給する給電導体と、これら接地導体、
放射導体、および給電導体を支持する誘電体基体とを備
え、直線偏波を放射するアンテナブロック、および前記
アンテナブロックが搭載され、該アンテナブロックの前
記接地導体に接して広がる接地板を具備し、前記接地板が、主偏波の方向を向いたときの前記アンテ
ナブロックの左もしくは右に近接する部分のうちの少な
くとも一部分を除いた領域に広がるものであることを特
徴とするアンテナ装置。
【請求項２】前記アンテナブロックが、前記放射導体
の一部を前記接地導体に電気的に短絡する短絡導体を備
えたものであることを特徴とする請求項１記載のアンテ
ナ装置。
【請求項３】前記アンテナブロックが、概ね方形状の
放射導体を備えたものであることを特徴とする請求項１
記載のアンテナ装置。
【請求項４】前記アンテナブロックが、概ね円形状の
放射導体を備えたものであることを特徴とする請求項１
記載のアンテナ装置。
【請求項５】前記アンテナブロックが、マイクロスト
リップアンテナあるいは１／４波長短絡型マイクロスト
リップアンテナとして作用するものであることを特徴と
する請求項１記載のアンテナ装置。
【請求項６】前記接地板の広がる領域から除かれた前
記少なくとも一部分が、該接地板に形成されたスリッ
ト、切り欠き、あるいは穴であることを特徴とする請求
項１記載のアンテナ装置。
【請求項７】前記接地板の広がる領域から除かれた前
記少なくとも一部分に、電磁波を吸収しあるいは損失さ
せる材料が設置されてなることを特徴とする請求項１記
載のアンテナ装置。
【請求項８】回路基板と、該回路基板の裏面に形成さ
れた接地導体と、該回路基板の表面に形成された放射導
体と、該放射導体を励振するための電力を供給する給電
手段とを備え、直線偏波を放射するアンテナ装置におい
て、前記接地導体が、前記回路基板裏面の、主偏波の方向を
向いたときの前記放射導体の左もしくは右に近接する部
分のうちの少なくとも一部分を除いた領域に広がるもの
であることを特徴とするアンテナ装置。