JP4987846B2

JP4987846B2 - アンテナ装置

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Publication number: JP4987846B2
Application number: JP2008334644A
Authority: JP
Inventors: 寛島崎; 彰宏辻村; 聡溝口; 耕二林
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2008-12-26
Filing date: 2008-12-26
Publication date: 2012-07-25
Anticipated expiration: 2028-12-26
Also published as: JP2010157872A

Description

この発明は、近接させた無線通信に用いられるアンテナ装置に関する。

近時、ユーザが携帯型の無線通信機器を持ち歩き、必要に応じて相手側無線通信機器に近接させて、無線通信を行わせるシステムの普及が進んでいる。このようなシステムの無線通信機器で用いられるアンテナ装置は、安定した通信が行えるように様々な工夫が為されている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、従来は、この種の無線通信機器では、近接させた場合にのみ安定した通信を行えることが望ましく、無線通信機器同士を近接させない場合には、通信が行われないようにすることが望ましい。
また近時、新たな近接無線通信方式であるTransfer-JETの開発が進められており、この方式においても、同様の要望がある。
特開２００７−０５８６６６公報

至近距離通信で用いられるアンテナ装置は、通信相手側端末に近接させた場合に、安定した通信品質が得られることが求められている。
この発明は上記の要望に応えるべくなされたもので、通信相手側端末に近接させた場合に、安定した通信品質が得られるアンテナ装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、請求項１に係る発明は、平面状のアンテナ素子を用い、近接無線通信に用いるアンテナ装置において、前記アンテナ素子の外周の１辺上のほぼ中央に位置する給電点と誘電体基板のグランドパターンに無線信号を給電する給電手段と、前記給電点が位置する前記１辺上における前記給電点の近傍の位置と、前記誘電体基板のグランドパターンとを短絡させる短絡手段とを具備し、前記給電点が位置する前記１辺と当該１辺の両端に接続される前記外周内の２つの辺とを合わせた長さが前記無線信号の２分の１波長であり、前記給電点が位置する前記１辺に対向する前記外周内の辺が開放端となることを特徴とする。

以上述べたように、この発明では、アンテナ素子の外周の１辺上のほぼ中央に位置する給電点と誘電体基板のグランドパターンに無線信号を給電する給電手段と、給電点の近傍と、誘電体基板のグランドパターンとを短絡させる短絡手段とを備え、アンテナ素子の開放端を除く外周の長さを無線信号の２分の１波長となるように構成している。

したがって、この発明によれば、給電点がアンテナ素子の外周の１辺のほぼ中央にあり、アンテナ素子の開放端を除く外周の長さを無線信号の２分の１波長となるようにしているので、通信相手側端末に近接させた場合に、安定した通信品質を得ることが可能なアンテナ装置を提供できる。

以下、図面を参照して、この発明の実施形態について説明する。
（第１の実施形態）
図１は、この発明の第１の実施形態に係わるアンテナ装置の構成を示すものである。このアンテナ装置は、無線回路などを設けた誘電体基板１００と、無線信号を空間に放射するための金属などの導電材質からなる平面のアンテナ素子３０１と、このアンテナ素子３０１と誘電体基板１００とを接続する給電回路２００および短絡線２０１とを備える。

アンテナ素子３０１は、例えば図１に示すように、長辺長ａ、短辺長ｂの長方形の形状の平板であって、誘電体基板１００と平行するように設けられている。そして、外周の１辺、例えば１つの長辺のほぼ中央には、給電回路２００を介して誘電体基板１００のグランドパターンに接続される給電点が設けられ、給電回路２００で発振された無線信号が供給される。なお、アンテナ素子３０１で受信された無線信号は、図示しない受信回路に供給される。

また上記給電点が設けられる近傍の辺上に、短絡線２０１が接続されており、その他端は誘電体基板１００のグランドパターンに接続される。そして、上記給電点が設けられる長辺の長さａと、この辺に隣り合う２つの短辺の長さｂ×２を合わせた長さａ＋ｂ×２が、上記無線信号の波長λの１／２となっており、上記給電点が設けられる長辺に対向する長辺が開放端となる。

以上のような構成のアンテナ装置では、給電点と開放端を結ぶ線に対して対称形のアンテナ素子３０１を用い、そして外周に設けた給電点と開放端までの外周長を無線信号の半波長としている。このため、同様の構成のアンテナ装置を有する通信相手側端末に近接させた場合に、放射抵抗の低下を抑制し、ハイインピーダンス化が図れるので、安定した通信品質が得られる。

なお、上記の説明では、アンテナ素子３０１の形状が長方形の場合を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。図２乃至図４に示すように、円盤状の平面のアンテナ素子から弧の一部を切り取った形状（アンテナ素子３０２，３０３）であったり、円盤状の平面のアンテナ素子からそれよりも小さな直径の円盤を切り取った形状（アンテナ素子３０４）であってもよい。

図２の例では、アンテナ素子３０２の弧のほぼ中央に、給電回路２００を介して誘電体基板１００のグランドパターンに接続される給電点が設けられ、給電回路２００で発振された無線信号が供給される。また上記給電点が設けられる近傍の辺（弧）上に、短絡線２０２が接続されており、その他端は誘電体基板１００のグランドパターンに接続される。そして、上記弧の長さが、上記無線信号の波長λの１／２となっており、上記弧に対向する辺（弦）が開放端となる。

図３の例では、アンテナ素子３０２の弦のほぼ中央に、給電回路２００を介して誘電体基板１００のグランドパターンに接続される給電点が設けられ、給電回路２００で発振された無線信号が供給される。また上記給電点が設けられる近傍の辺（弦）上に、短絡線２０３が接続されており、その他端は誘電体基板１００のグランドパターンに接続される。そして、上記弦の長さが、上記無線信号の波長λの１／２となっており、上記弦に対向する辺（弧）が開放端となる。

図４の例では、アンテナ素子３０４の切り取られた部分の弧のほぼ中央に、給電回路２００を介して誘電体基板１００のグランドパターンに接続される給電点が設けられ、給電回路２００で発振された無線信号が供給される。また上記給電点が設けられる近傍の弧上に、短絡線２０４が接続されており、その他端は誘電体基板１００のグランドパターンに接続される。そして、上記弧の長さが、上記無線信号の波長λの１／２となっており、上記弧に対向する辺（弦）が開放端となる。

図２乃至図４のいずれに示すアンテナ素子３０２，３０３，３０４であっても、上述したように給電回路２００と短絡線２０２〜２０４を設け、その設けられた辺の長さが無線信号の波長λの１／２となるようにしているので、通信相手側端末に近接させた場合に、放射抵抗の低下を抑制し、ハイインピーダンス化が図れるので、安定した通信品質が得られる。

（第２の実施形態）
図５は、この発明の第２の実施形態に係わるアンテナ装置の構成を示すものである。このアンテナ装置は、無線回路などを設けた誘電体基板１００と、無線信号を空間に放射するための金属などの導電材質からなる平面のアンテナ素子３０１ａ、３０１ｂと、アンテナ素子３０１ａと誘電体基板１００とを接続する給電回路２００ａおよび短絡線２０１ａと、アンテナ素子３０１ｂと誘電体基板１００とを接続する給電回路２００ｂおよび短絡線２０１ｂとを備える。

アンテナ素子３０１ａとアンテナ素子３０１ｂは、誘電体基板１００上で対称形を為しており、例えば図５に示すように、それぞれ長辺長ａ、短辺長ｂの長方形の形状の平板であって、それぞれ誘電体基板１００と平行し、同一平面上で長辺が近接して平行するように設けられている。

そして、アンテナ素子３０１ａは、アンテナ素子３０１ｂに近接する辺、例えば図５に示すように、１つの長辺のほぼ中央には、給電回路２００ａを介して誘電体基板１００のグランドパターンに接続される給電点が設けられ、給電回路２００ａで発振された無線信号が供給される。なお、アンテナ素子３０１ａで受信された無線信号は、図示しない受信回路に供給される。

また上記給電点が設けられる近傍の辺上に、短絡線２０１ａが接続されており、その他端は誘電体基板１００のグランドパターンに接続される。そして、上記給電点が設けられる長辺の長さａと、この辺に隣り合う２つの短辺ｂを合わせた長さａ＋ｂ×２が、上記無線信号の波長λの１／２となっており、上記給電点が設けられる長辺に対向する長辺が開放端となる。

同様に、アンテナ素子３０１ｂは、アンテナ素子３０１ａに近接する長辺のほぼ中央には、給電回路２００ｂを介して誘電体基板１００のグランドパターンに接続される給電点が設けられ、給電回路２００ｂで発振された無線信号が供給される。なお、アンテナ素子３０１ｂで受信された無線信号は、図示しない受信回路に供給される。

また上記給電点が設けられる近傍の辺上に、アンテナ素子３０１ａとは点対称に、短絡線２０１ｂが接続されており、その他端は誘電体基板１００のグランドパターンに接続される。そして、上記給電点が設けられる長辺の長さａと、この辺に隣り合う２つの短辺ｂを合わせた長さａ＋ｂ×２が、上記無線信号の波長λの１／２となっており、上記給電点が設けられる長辺に対向する長辺が開放端となる。

以上のような構成のアンテナ装置では、アンテナ素子３０１ａ、３０１ｂがそれぞれ給電点と開放端を結ぶ線に対して対称形のアンテナ素子３０１を用い、そして外周に設けた給電点と開放端までの外周長を無線信号の半波長としている。そして、このようなアンテナ素子３０１ａ、３０１ｂを開放端が外側になるように同一平面上で点対称に配置するようにしている。このため、同様の構成のアンテナ装置を有する通信相手側端末に近接させた場合に、放射抵抗の低下を抑制し、ハイインピーダンス化が図れ、開放端を広く展開しているので、安定した通信品質が得られる。

なお、上記の説明では、アンテナ素子３０１ａ、３０１ｂを形状を図１に示したアンテナ素子と同様に長方形として説明したが、図２乃至図４に示したアンテナ素子３０２乃至３０４を適用するようにしてもよい。その場合には、開放端が外側になるように、２つのアンテナ素子を同一平面上で点対称に配置する。

また図６に示すように、一方のアンテナ素子３０１ａにのみ給電回路２００ａおよび短絡線２０１ａを設け、アンテナ素子３０１ｂには給電回路２００ｂおよび短絡線２０１ｂは設けないようにしても、一定の効果が得られる。これは、アンテナ素子３０１ａ上に生じるイメージ電流Imにより、アンテナ素子３０１ａとアンテナ素子３０１ｂとの間を線対称に、アンテナ素子３０１ｂ上にもイメージ電流Imが生じるからである。

（第３の実施形態）
図７は、この発明の第３の実施形態に係わるアンテナ装置の構成を示すものである。このアンテナ装置は、無線信号を空間に放射するための金属などの導電材質からなる平面のアンテナ素子３０５ａと、地板であるグランド３０５ｂと、アンテナ素子３０５ａとグランド３０５ｂに無線信号を給電する給電回路２００と、アンテナ素子３０５ａとグランド３０５ｂを短絡する短絡面２０５とを備える。なお、図示しない受信回路を備え、アンテナ素子３０５ａに接続される。

アンテナ素子３０５ａとグランド３０５ｂは、異なる大きさの方形の平板であって、互いに平面が対向して平行に設けられ、グランド３０５ｂは、アンテナ素子３０５ａよりも大きい。そしてアンテナ素子３０５ａの一辺（以下、接続辺と称する）上には、給電回路２００と短絡面２０５が設けられ、アンテナ素子３０５ａとグランド３０５ｂが電気的に接続される。アンテナ素子３０５ａとグランド３０５ｂの間には、誘電体で満たすようにしてもよい。これにより、誘電体による波長短縮が行えるので、装置の小型化に寄与する。

給電回路２００は、図示しない無線回路から無線信号を給電する回路であって、例えば上記接続辺のほぼ中央に設けられた給電点Sa，Sbに接続される。また上記給電点Saの近傍の接続辺上に、短絡面２０５が接続されて、アンテナ素子３０５ａとグランド３０５ｂが接続される。短絡面２０５は、金属などの導電材料からなる。

また給電点Saと給電点Sbを結ぶ距離Sと、給電点Saから短絡面２０５とは反対側の辺を通じた開放端までの長さの和が、上記無線信号の波長λの１／４となっている。ただし、波長の0.2〜0.3でも構わない。そして、距離Sを、無線信号が4.5GHzの場合に、6mm以下、すなわち波長換算でλ／１１以下としている。

以上のような構成のアンテナ装置では、アンテナ素子３０５ａとグランド３０５ｂが互いに平面が平行して設けられ、給電点Saと給電点Sbを結ぶ距離Sと、給電点Saから短絡面２０５とは反対側の辺を通じた開放端までの長さの和を、上記無線信号の波長λの１／４とし、距離Sを波長換算でλ／１１以下としている。このように距離Sを波長換算でλ／１１以下としているため、アンテナ単体時では、図示しない無線回路とアンテナとのインピーダンス整合の取れない状態となるものの、通信相手側端末に近接させた場合には、上記インピーダンス整合が取れ、S21が向上する。すなわち、安定した通信品質が得られる。

なお、上記の説明では、給電回路２００を介したアンテナ素子３０５ａとグランド３０５ｂとを用いた構成としたが、これに限定されるものではない。
例えば、図８に示すように、給電点Saと給電点Sbを結ぶ距離Sと、給電点Saから短絡面２０５とは反対側の辺を通じた第１アンテナ素子３０６ａの開放端までの長さと、給電点Sbから短絡面２０５とは反対側の辺を通じた第２アンテナ素子３０６ｂの開放端までの長さの和が、上記無線信号の波長λの１／２とし、そして、距離Sを波長換算でλ／１１以下としている。またこの場合も、第１アンテナ素子３０６ａと第２アンテナ素子３０６ｂの間を、誘電体で満たすようにしてもよい。これにより、誘電体による波長短縮が行えるので、装置の小型化に寄与する。

このような長さ設定（波長設定）によっても、アンテナ単体時では、図示しない無線回路とアンテナとのインピーダンス整合の取れない状態となるものの、通信相手側端末に近接させた場合には、上記インピーダンス整合が取れ、S21が向上する。すなわち、安定した通信品質が得られる。

また例えば、図９に示すような構成でもよい。第１アンテナ素子３０６ａと第２アンテナ素子３０６ｃを図８と同様にして配置、接続する。第２アンテナ素子３０６ｃの接続辺に対向する辺には、切り欠き部Ｃ１を設ける。またこの場合も、第１アンテナ素子３０６ａと第２アンテナ素子３０６ｃの間を、誘電体で満たすようにしてもよい。これにより、誘電体による波長短縮が行えるので、装置の小型化に寄与する。
このように第２アンテナ素子３０６ｃに切り欠きが設けられても、図示したような長さ設定（波長設定）により、アンテナ単体時では、図示しない無線回路とアンテナとのインピーダンス整合の取れない状態となるものの、通信相手側端末に近接させた場合には、上記インピーダンス整合が取れ、S21が向上する。すなわち、安定した通信品質が得られる。また、切り欠き部Ｃ１の空間に、受信回路などを搭載した無線モジュールを４００を配置することができ、装置の小型化に寄与する。

また例えば、図１０に示すように、第１アンテナ素子３０７ａと第２アンテナ素子３０７ｂを図８と同様にして配置、接続し、第１アンテナ素子３０７ａを第２アンテナ素子３０７ｂと同じ大きさにし、第１アンテナ素子３０７ａがコの字型になるように、切り欠き部Ｃ２を設けるようにしてもよい。コの字の対向する２辺は、給電点Saから見て短絡面２０５とは反対側で開放端に通じる辺で接続するように、上記切り欠き部Ｃ２を設ける。

そして、給電点Saと給電点Sbを結ぶ距離Sと、給電点Saから短絡面２０５とは反対側の辺を通じた開放端までの長さと、給電点Sbから短絡面２０５とは反対側の辺を通じた開放端までの長さの和が、上記無線信号の波長λの１／２とし、そして、距離Sを波長換算でλ／１１以下としている。

このような構成によれば、同様の構成のアンテナ装置を有する通信相手側端末に近接させた場合に、アンテナの向きによらないS21が得られる。またこの場合も、第１アンテナ素子３０７ａと第２アンテナ素子３０７ｂの間を、誘電体で満たすようにしてもよい。なお、図１０では、第１アンテナ素子３０７ａの開放端の長さを給電点Saが設けられる接続辺の長さと同じものとしているが、これよりも短くてもよく、コの字型ではなく、Ｌ字型であってもよい。また、コの字型やＬ字型は、図７にも適用できる。この場合は、第２アンテナ素子３０７ｂに代わって、グランド３０５ｂが用いられるが、給電点Saと給電点Sbを結ぶ距離Sと、給電点Saから短絡面２０５とは反対側の辺を通じた開放端までの長さの和を、上記無線信号の波長λの１／４とし、距離Sを波長換算でλ／１１以下とすればよい。

（第４の実施形態）
図１１は、この発明の第４の実施形態に係わるアンテナ装置の構成を示すものである。この実施形態では、第３の実施形態で説明したアンテナ装置を、より実装状態に近い構成で説明する。

図１１（ａ）に、当該アンテナ装置を側面方向から見た断面図を示す。このアンテナ装置は、無線信号を空間に放射するための金属などの導電材質からなる平面の第１アンテナ素子３０８ａおよび第２アンテナ素子３０８ｂと、これらのアンテナ素子に無線信号を給電する給電部６０１と、両アンテナ素子を短絡する短絡素子６０２と、給電部６０１と細線同軸ケーブル５００を接続する同軸コネクタ（UFL）６００と、誘電体４００とを備える。給電部６０１と短絡素子６０２は、それぞれ、金属などの導電材料を用いたスルーホールを形成している。

図１１（ｂ）は、当該アンテナ装置を第２アンテナ素子３０８ｂ側から見た図である。第１アンテナ素子３０８ａと第２アンテナ素子３０８ｂは、異なる大きさの長方形の平板であって、長方形の２対の対辺のうち、短い方の１対が同じ長さとなっており、互いに平面が対向して平行に設けられる。

またアンテナ素子間で対向する同じ長さの２短辺のうち、一方の短辺（以下、接続辺と称する）の間に、上記給電部６０１と短絡素子６０２が設けられ、第１アンテナ素子３０８ａと第２アンテナ素子３０８ｂが電気的に接続される。また接続辺側に同軸コネクタ（UFL）６００を設けるため、第２アンテナ素子３０８ｂは長辺方向にも長くなっている。

そして第１アンテナ素子３０８ａと第２アンテナ素子３０８ｂの間の空間は、誘電体４００が満たされており、短辺方向には、誘電体４００がアンテナ素子の大きさと面一となっているが、長辺方向には誘電体４００が外部にはみ出している。

また、第２アンテナ素子３０８ｂには、第１アンテナ素子３０８ａの反対側に、細線同軸ケーブル５００や同軸コネクタ６００を設けるため、これらの厚みに合わせて、図１１（ｃ）に示すように、誘電材料からなる段差調整用パッド７００を設ける。なお、各辺の長さは、第３の実施形態と同様にして、無線信号の波長λに基づいて決定する。

以上のような構成のアンテナ装置では、第１アンテナ素子３０８ａと第２アンテナ素子３０８ｂの間の空間を、誘電体４００で満たし、そして第１アンテナ素子３０８ａと第２アンテナ素子３０８ｂの接続は、２つのスルーホール６０１，６０２で行われているので、第１アンテナ素子３０８ａと第２アンテナ素子３０８ｂの位置が物理的に安定し、第１アンテナ素子３０８ａを搭載する装置の筐体の内壁に密着させることができる。またスルーホールを用いているので、第２アンテナ素子３０８ｂから第１アンテナ素子３０８ａに給電を行うことができる。

次に、上述した実施形態のアンテナ装置のアンテナ特性について説明する。
図８に示したアンテナ装置の各部の寸法を、図１２に示すように設定する。この場合、アンテナ単体についてのスミスチャートを図１３に示す。

そして、図１４に示すように、図１２に示したアンテナ装置を、第１アンテナ素子３０５ａを内側にして、送信側アンテナＡｎｔ１と受信側アンテナＡｎｔ２を対向させる。なお、受信側アンテナＡｎｔ２は、図１２に示したアンテナ装置そのものであるが、送信側アンテナＡｎｔ１は、同様の構成であるが、受信側アンテナＡｎｔ２を対向させるために、受信側アンテナＡｎｔ２と線対称な構成としている。そして図１５に示すように、２つのアンテナの距離、すなわち、送信側アンテナＡｎｔ１の第１アンテナ素子３０５ａと、受信側アンテナＡｎｔ２の第１アンテナ素子３０５ａの距離をＬとする。距離Ｌを可変した場合のスミスチャートを図１６に示す。そして図１７に、S21特性を示す。

図１６からわかるように、アンテナ距離Lが１０［ｍｍ］の場合には、アンテナ単体時と同様の特性となるが、アンテナ距離Lを３［ｍｍ］とした場合には、すなわち、送信側アンテナＡｎｔ１と受信側アンテナＡｎｔ２を近接させた場合には、特性がチャート中心に近づいて、アンテナ整合が改善することがわかる。このため、図１７に示すように、送信側アンテナＡｎｔ１と受信側アンテナＡｎｔ２を近接させることにより、S21特性が向上する。

次に、図１２に示したアンテナ装置において、給電回路２００と短絡面２０５の間の距離Ｄを可変した場合のスミスチャートを図１８に示す。また、図１２に示したアンテナ装置において、短絡面２０５の幅Ｗを可変した場合のスミスチャートを図１９に示す。これらの特性からわかるように、距離Dあるいは幅Wを可変することで、インピーダンスを可変することができる。

次に、図９に示したアンテナ装置において、切り欠き部Ｃ１の大きさ（深さ）を可変した場合の特性を調べた。すなわち、図２０に示すように、切り欠き部Ｃ１の深さを０［mm］とした場合（図７と同じ）、図２１に示すように、切り欠き部Ｃ１の深さを５．０［mm］とした場合について調べた。その結果を、図２２に示す。

次に、図１０に示したアンテナ装置を、送信側アンテナＡｎｔ１と受信側アンテナＡｎｔ２として２つ用いて、図２３に示すように対向させた場合について調べた。互いに、第１アンテナ素子３０７ａを対向させている。この時、図２４に示すスミスチャートの特性が得られた。このスミスチャートには、アンテナ単体時と、図２３に示すように、２つのアンテナを対向させた場合について示している。

また図２３に示すように、正面で対向させた場合と、９０度、１８０度、２７０度の角度を成すように、送信側アンテナＡｎｔ１と受信側アンテナＡｎｔ２を配置した場合のＳ２１特性を調べた。この結果を図２５に示す。この特性からわかるように、アンテナを回転させても、S21特性の変化が少ないことがわかる。

なお、この発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また上記実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって種々の発明を形成できる。また例えば、実施形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除した構成も考えられる。さらに、異なる実施形態に記載した構成要素を適宜組み合わせてもよい。

その一例として例えば、上記実施の形態では、図７乃至図９において、第１アンテナ素子３０５ａまたは３０６ａの短絡面２０５よりも先の部分を残しているが、図２６に示すように、短絡面２０５よりも先の部分を無くして、小型化してもよい。このような小型化を行う前後の特性を調べ、図２７のスミスチャートに示す。この図に示されるように、小型化を行っても、特性に大きな影響はない。

また上記実施の形態では、２つのアンテナ素子、またはアンテナ素子と誘電体基板とを平行にした場合を例に挙げて説明したが、平行でなくてもよい。また給電点Sa、Sbをアンテナ素子や誘電体基板の外周に設けた図を例示したが、外周の近傍であれば、同様の効果が得られる。

そしてまた、上記実施の形態では、4.5GHzの場合に距離Sが6mm、すなわち波長換算でλ／１１としたが、1mm（波長換算でλ／６７）、4mm（波長換算でλ／１７）、現状のセルラー及びUWBアンテナの限界高さである8mm（波長換算でλ／８．４）でも有効である。特に、Transfer-JETにおいては、センター周波数が4.48GHz（帯域内は4.2-4.8GHz)であることより、λ／１７以下が有効である。
その他、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を施しても同様に実施可能であることはいうまでもない。

この発明に係わるアンテナ装置の第１の実施の形態の構成を示す図。図１に示したアンテナ装置の変形例を示す図。図１に示したアンテナ装置の変形例を示す図。図１に示したアンテナ装置の変形例を示す図。この発明に係わるアンテナ装置の第２の実施の形態の構成を示す図。図５に示したアンテナ装置の変形例を示す図。この発明に係わるアンテナ装置の第３の実施の形態の構成を示す図。図７に示したアンテナ装置の変形例を示す図。図７に示したアンテナ装置の変形例を示す図。図７に示したアンテナ装置の変形例を示す図。この発明に係わるアンテナ装置の第４の実施の形態の構成を示す図。図７に示したアンテナ装置により具体的な寸法を設定した図。図１２に示したアンテナ装置の特性を説明するための図。図１２に示したアンテナ装置を対向させて運用する状態の例を示す図。図１４に示したアンテナ装置をＡ方向から見た図。図１４に示したアンテナ装置の特性の変化を説明するための図。図１４に示したアンテナ装置の特性を説明するための図。図１２に示したアンテナ装置の特性の変化を説明するための図。図１２に示したアンテナ装置の特性の変化説明するための図。図９に示したアンテナ装置の特性を説明するための図。図９に示したアンテナ装置の特性を説明するための図。図９に示したアンテナ装置の特性の変化を説明するための図。図１０に示したアンテナ装置を対向させて運用する状態の例を示す図。図２３に示したアンテナ装置の特性を説明するための図。図２３に示したアンテナ装置の特性を説明するための図。図９に示したアンテナ装置の変形例を示す図。図２６に示したアンテナ装置の特性を説明するための図。

符号の説明

１００…誘電体基板、２００，２００ａ，２００ｂ…給電回路、２０１，２０１ａ，２０１ｂ，２０２，２０３，２０４，２０５…短絡面、３０１，３０１ａ，３０１ｂ，３０２，３０３，３０４，３０５ａ，３０６ａ，３０６ｂ，３０７ａ，３０７ｂ，３０８ａ，３０８ｂ…アンテナ素子、３０５ｂ…グランド、４００…誘電体、５００…細線同軸ケーブル、６００…同軸コネクタ、６０１…給電部、６０２…短絡素子、７００…段差調整用パッド、Ａｎｔ０１，Ａｎｔ１…送信側アンテナ、Ａｎｔ０２，Ａｎｔ２…受信側アンテナ、Sa，Sb…給電点。

Claims

平面状のアンテナ素子を用い、近接無線通信に用いるアンテナ装置において、
前記アンテナ素子の外周の１辺上のほぼ中央に位置する給電点と誘電体基板のグランドパターンに無線信号を給電する給電手段と、
前記給電点が位置する前記１辺上における前記給電点の近傍の位置と、前記誘電体基板のグランドパターンとを短絡させる短絡手段とを具備し、
前記給電点が位置する前記１辺と当該１辺の両端に接続される前記外周内の２つの辺とを合わせた長さが前記無線信号の２分の１波長であり、前記給電点が位置する前記１辺に対向する前記外周内の辺が開放端となることを特徴とするアンテナ装置。
前記アンテナ素子と前記誘電体基板を平行に設けることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
平面状のアンテナ素子を用い、近接無線通信に用いるアンテナ装置において、
前記アンテナ素子の外周の一部である弧のほぼ中央に位置する給電点と誘電体基板のグランドパターンに無線信号を給電する給電手段と、
前記給電点が位置する前記弧上における前記給電点の近傍の位置と、前記誘電体基板のグランドパターンとを短絡させる短絡手段とを具備し、
前記給電点が位置する前記弧の長さが前記無線信号の２分の１波長であり、前記弧に対向し且つ前記弧の両端間に接続される前記外周内の辺が開放端となることを特徴とするアンテナ装置。
前記アンテナ素子と前記誘電体基板を平行に設けることを特徴とする請求項３に記載のアンテナ装置。
第１アンテナと第２アンテナを備え、近接無線通信に用いるアンテナ装置において、
前記第１アンテナは、
平面状の第１アンテナ素子と、
前記第１アンテナ素子の外周の１辺上のほぼ中央に位置する第１給電点と誘電体基板のグランドパターンに無線信号を給電する第１給電手段と、
前記第１給電点が位置する前記１辺上における前記第１給電点の近傍の位置と、前記誘電体基板のグランドパターンとを短絡させる第１短絡手段とを備え、
前記第１給電点が位置する前記１辺と当該１辺の両端に接続される前記外周内の２つの辺とを合わせた長さが前記無線信号の２分の１波長であり、前記第１給電点が位置する前記１辺に対向する前記外周内の辺が開放端となり、
前記第２アンテナは、
前記第１アンテナ素子とほぼ同じ形状の第２アンテナ素子と、
前記第２アンテナ素子の外周の１辺上のほぼ中央に位置する第２給電点と前記誘電体基板のグランドパターンに無線信号を給電する第２給電手段と、
前記第２給電点が位置する前記１辺上における前記第２給電点の近傍の位置と、前記誘電体基板のグランドパターンとを短絡させる第２短絡手段とを備えた第２アンテナとを具備し、
前記第２給電点が位置する前記１辺と当該１辺の両端に接続される前記外周内の２つの辺とを合わせた長さが前記無線信号の２分の１波長であり、前記第２給電点が位置する前記１辺に対向する前記外周内の辺が開放端となり、
前記第１アンテナ素子と前記第２アンテナ素子とが同一平面を形成し、かつ前記第１給電点と前記第２給電点を近接させて前記第１アンテナ素子の開放端と前記第２アンテナ素子の開放端を最遠に配置したことを特徴するアンテナ装置。
第１アンテナと第２アンテナを備え、近接無線通信に用いるアンテナ装置において、
前記第１アンテナは、
平面状の第１アンテナ素子と、
前記第１アンテナ素子の外周の１辺上のほぼ中央に位置する第１給電点と誘電体基板のグランドパターンに無線信号を給電する第１給電手段と、
前記第１給電点が位置する前記１辺上における前記第１給電点の近傍の位置と、前記誘電体基板のグランドパターンとを短絡させる第１短絡手段とを備え、
前記第１給電点が位置する前記１辺と当該１辺の両端に接続される前記外周内の２つの辺とを合わせた長さが前記無線信号の２分の１波長であり、前記第１給電点が位置する前記１辺に対向する前記外周内の辺が開放端となり、
前記第２アンテナは、
前記第１アンテナ素子とほぼ同じ形状の第２アンテナ素子を具備し、
前記第１アンテナ素子と前記第２アンテナ素子とが同一平面を形成し、かつ同一方向に並べて配置したことを特徴するアンテナ装置。