JPH11214914A

JPH11214914A - アンテナ装置

Info

Publication number: JPH11214914A
Application number: JP1309098A
Authority: JP
Inventors: Toshiichi Endo; 敏一遠藤; Nobunori Mochizuki; 宣典望月
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1998-01-26
Filing date: 1998-01-26
Publication date: 1999-08-06

Abstract

(57)【要約】【課題】アンテナ素子を最大電力点で動作させ得るア
ンテナ装置を提供する。【解決手段】整合線路３は、使用周波数波長をλとし
たとき、約λ／２の長さを有し、一端部３１がアンテナ
素子２に接続され、他端３３が開放されており、一端部
３１より約λ／８の位置に給電点３２が設定されてい
る。または、整合線路３は、約λ／４の長さを有し、一
端３１がアンテナ素子２に接続され、他端が短絡されて
おり、一端部３１より約λ／８の位置に給電点３２が設
定されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アンテナ装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、移動体通信に用いられる通信機器
や、ローカル・エリア・ネットワーク等の通信システム
では、各種のタイプのアンテナが用いられている。例と
して、モノポールホイップアンテナ、空心ヘリカルアン
テナ、モノポール及び空心ヘリカルアンテナの組み合わ
せでなる複合アンテナ、変形空心ヘリカルアンテナ、誘
電体棒に巻かれたヘリカルアンテナ、モノポールアンテ
ナの給電に同軸線を用いたもの、ループアンテナ、逆Ｆ
アンテナ、パッチアンテナ（マイクロストリップアンテ
ナ）及びチップアンテナ等が挙げられる。このようなア
ンテナに関する具体的な公知文献としては、特開平６−
３１８８１０号公報、特開平７−１２２９１７号公報、
特開平７−２８８４１２号公報、特開平８−３３０８２
９号公報、特開平９ー５１２２１号公報等がある。

【０００３】この種のアンテナ装置では、共振現象を利
用して、アンテナに大きな電流を流す。ところが、移動
体通信機器等では、小型、軽量化を図ることが重要な課
題であり、その要求に応えるために、充分な接地が取れ
ないモノポールアンテナや、垂直モードのヘリカルアン
テナ等が主に用いられる。このため、アンテナの共振現
象を利用する構成にはなっていても、実際には、共振現
象を充分に利用することができず、アンテナを最大電力
点で動作させることができなかった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、アン
テナ素子を、最大電力点で動作させ得るアンテナ装置を
提供することである。

【０００５】本発明のもう一つの課題は、外部からの電
波の影響を受けにくいアンテナ装置を提供することであ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は２つの異なる態様のアンテナ装置を開示す
る。第１の発明に係るアンテナ装置は、アンテナ素子
と、整合線路と、給電点とを含む。前記整合線路は、使
用周波数波長λに対しλ／２の長さを有し、一端が前記
アンテナ素子に接続され、他端が開放されている。前記
整合線路は、前記一端部より約λ／８の位置に設定され
た給電点を有する。

【０００７】本発明の整合線路は全長が使用周波数波長
λに対しλ／２となるため、整合線路はλ／２の定在波
で共振する。この場合、整合線路上の電流分布特性は、
アンテナ素子と接続される整合線路の一端部、及び、開
放端部である他端部で、電流値がほぼゼロとなり、整合
線路の中心部で最大となる正弦波状分布特性を示す。電
圧分布特性は、アンテナ素子と接続される整合線路の一
端部、及び、開放端部である他端部で、電圧値が最大
（互いに逆位相）となり、整合線路の中心部で電圧値が
ほぼゼロとなる正弦波状分布特性を示す。上述した電流
分布特性及び電圧分布特性のために、アンテナ素子と整
合線路の接続部からλ／８の位置で、電圧分布と電流分
布は、同位相となり、電圧と電流との積で与えられる電
力が、整合線路上で最大となる。

【０００８】このように、アンテナ素子と整合線路の接
続部からλ／８の位置では電圧分布と電流分布が、整合
線路では唯一同位相となり、かつ、両者の積が最大とな
るため、この位置に給電点を設けて送信、受信の接続部
とすれば、位相ずれのない最大電力で、送信及び受信を
行なうことが可能となる。

【０００９】さらに、前記整合線路を特性インピーダン
ス線路としているので、安定した整合線路となり、他の
線路からの干渉、放射で外部からの電波の影響が無くな
る。

【００１０】本発明に係るもう一つのアンテナ装置は、
アンテナ素子と、整合線路と、給電点とを含む。前記整
合線路は、使用周波数波長λに対しλ／４の長さを有
し、一端が前記アンテナ素子に接続され、他端が短絡さ
れている。前記給電点は、前記整合線路の前記一端部よ
り約λ／８の位置に設定されている。

【００１１】本発明の前記整合線路は全長が使用周波数
波長λに対しλ／４とするため、λ／４の定在波で共振
する。この場合、整合線路上の電流分布特性は、アンテ
ナ素子と接続される整合線路の一端部で電流値がほぼゼ
ロとなり、短絡端で電流値が最大となる正弦半波状の分
布特性を示す。電圧分布特性は、アンテナ素子と接続さ
れる整合線路の一端部で最大となり、短絡端である他端
部で、ほぼゼロになる正弦半波状の分布特性を示す。上
述した電流分布特性及び電圧分布特性のために、アンテ
ナ素子と整合線路との接続部からλ／８の位置で、電圧
分布と電流分布が同位相となり、かつ、電圧と電流との
積で与えられる電力が、整合線路上で最大となる。

【００１２】このように、電圧分布と電流分布とが、ア
ンテナ素子と整合線路との接続部からλ／８の位置で、
同位相となり、かつ、両者の積が最大となるため、この
位置に給電点を設けて送信、受信の接続部とすれば、位
相ずれのない最大電力で、送信及び受信を行なうことが
可能となる。

【００１３】さらに、整合線路は特性インピーダンス線
路であるので、安定した整合線路となり、他の線路から
の干渉、放射で外部からの電波の影響が無くなる。

【００１４】本発明の他の目的、構成及び利点について
は、添付図を参照して、更に詳しく説明する。図面は単
なる実施例にすぎない。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１は本発明に係るアンテナ装置
の平面図、図２は図１の２ー２線に沿った断面図であ
る。図示するように、本発明に係るアンテナ装置は、ア
ンテナ素子２と、整合線路３とを含む。

【００１６】アンテナ素子２は筐体１に収納されてい
る。アンテナ素子２は、例えば、ヘリカル、ジグザグ、
棒状またはそれらの組み合わせ等、各種の形状を取るこ
とができる。アンテナ素子２は、一端が筐体１の外部に
導かれ、整合線路３の一端である接続部３１に接続され
ている。

【００１７】整合線路３は、使用周波数波長λ（電気波
長）に対し全長Ｌがλ／２の長さとなっていて、接続部
３１からλ／８の位置に給電点３２があり、給電点３２
に給電路３４が接続されている。整合線路３の他方の端
部は開放端３３となっている。ＰＨＳ等では１．９GHz
の送受信波を用いているので、ＰＨＳ用アンテナ装置と
して用いる場合、λ／８で与えられる給電点３２の位置
は、周波数１．９GHzから計算できる。

【００１８】実施例において、整合線路３は、誘電体基
体３５と、金属ストリップ線路３６と、接地導体３７１
とを含んでいる。金属ストリップ線路３６及び接地導体
３７１は、誘電体基体３５を介して対向している。更に
具体的には、金属ストリップ線路３６及び接地導体３７
１は、板状の誘電体基体３５の表面及び裏面にそれぞれ
設けられ、両者３６ー３７１間にある誘電体基体３５を
誘電体層として利用する構造になっている。実施例で
は、誘電体基体３５の表面にも、金属ストリップ線路３
６を囲むように、接地導体３７２が設けられている。

【００１９】誘電体基体３５は、有機系誘電体、無機系
誘電体の何れによって構成してもよい。有機系誘電体の
具体例としては、エポキシ樹脂、４弗化エチレン樹脂等
がある。無機系誘電体の具体例は、セラミック誘電体で
ある。金属ストリップ線路３６はこの誘電体基体３５上
に銅、ニッケル、銀または金等の導電性のよい材料を用
いて形成され、規定の線幅に設定して、特性インピーダ
ンス線路としてある。接地導体３７１、３７２は金属ス
トリップ線路３６と同様の材料によって構成できる。

【００２０】図３は本発明のアンテナ装置の使用状態に
おける動作原理を示す図である。使用に当たっては、給
電点３２に接続された給電路３４に通信機器４を接続す
る。上述したように、整合線路３は全長Ｌが、使用周波
数波長（電気波長）λに関して、λ／２に設定されてい
るため、λ／２の共振定在波がこの整合線路３上に存在
する。この場合、整合線路３上の電流分布特性Ｉは、ア
ンテナ素子２との接続部３１である整合線路３の一端
部、及び、開放端部３３である他端部で、電流値がほぼ
ゼロとなり、整合線路３の中心部Ｃ１で最大となる正弦
波状分布特性を示す。電圧分布特性Ｖは、アンテナ素子
２との接続部３１である整合線路３の一端部、及び、開
放端部３３である他端部で、最大（互いに逆位相）とな
り、整合線路３の中心部Ｃ１でほぼゼロとなる正弦波状
分布特性を示す。上述した電流分布特性Ｉ及び電圧分布
特性Ｖのために、アンテナ素子２と整合線路３の接続部
３１からλ／８の位置で、電圧及び電流は、同位相とな
り、電圧と電流との積で与えられる電力が、整合線路３
上で最大となる。

【００２１】したがって、通信機器４を、接続部３１か
らλ／８の位置にある給電点３２に接続することによ
り、通信機器４からアンテナ素子２に最大電力を給電で
き、または、アンテナ素子２から最大電力で受信するこ
とができる。

【００２２】さらに、整合線路３を特性インピーダンス
線路として構成してあるので、安定した整合線路とな
り、他の線路からの干渉、放射で外部からの電波の影響
が無くなる。

【００２３】また、実施例に示したように、整合線路３
の構造を、板状の誘電体基体３５上に金属ストリップ線
路３６及び接地導体３７１を設けた構造の場合は、小型
化、薄型化が可能である。

【００２４】図４〜図６は本発明に係るアンテナ装置の
他の実施例を示す図である。図において、図１〜図３と
同一の構成部分については、同一の参照符号を付してあ
る。図４〜図６の実施例は、アンテナ素子２の具体的態
様を示している。アンテナ素子２は、図４の実施例では
棒状であり、図５の実施例ではヘリカル状であり、図６
の実施例ではジグザグ状である。図示は省略するが、図
４〜図６のアンテナ素子２を組み合わせた複合アンテナ
素子とすることもできる。

【００２５】図７は本発明に係るアンテナ装置の更に別
の実施例を示す平面図である。この実施例では、整合線
路３を構成する金属ストリップ線路３６をつづら折れに
形成している。かかる構造であれば、誘電体基体３５の
長さ方向を短縮し、小型化できる。整合線路３の全長Ｌ
（＝λ／２）及び接続点３１から給電点３２までの距離
（λ／８）は金属ストリップ線路３６の幅中心を通る経
路Ｐ１の全長で与えれる。実施例の場合、整合線路３の
全長Ｌ（λ／２）は、 λ／２≒Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３＋Ｌ４＋Ｌ５＋Ｌ６＋Ｌ７＋
Ｌ８となる。また、接続点３１から給電点３２までの距離
（λ／８）は λ／８≒Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３となる。但し、近似値である。

【００２６】筐体１には、図４〜図６に図示されたアン
テナ素子２またはその複合アンテナ素子から選ばれた少
なくとも一種が入っている。

【００２７】図７に示した構造のアンテナ装置において
も、整合線路３について、図３で説明したような電圧分
布特性Ｖ及び電流分布特性Ｉを得ることができる。

【００２８】図８は本発明に係るアンテナ装置の更に別
の実施例を示す平面図である。この実施例では、整合線
路３を構成する金属ストリップ線路３６をジクザグに形
成している。かかる構造であれば、誘電体基体３５の長
さ方向を短縮し、小型化できる。

【００２９】図９は本発明に係るアンテナ装置の更に別
の実施例を示す透視図、図１０は図９に示したアンテナ
装置の断面図である。実施例において、誘電体基体３５
の内部に、金属ストリップ線路３６が設けられている。
図示された金属ストリップ線路３６は直線状である。ま
た、２つの接地導体３７１、３７２を含み、２つの接地
導体３７１、３７２は金属ストリップ線路３６の両側に
おいて、誘電体基体３５の表面及び裏面にそれぞれ設け
られている。接地導体３７１、３７２は誘電体基体３５
の内部に設けてもよい。

【００３０】更に実施例では、アンテナ素子２は、誘電
体基体３５の内部に埋設されている。アンテナ素子２
は、ヘリカルに巻回されている。

【００３１】金属ストリップ線路３６及び接地導体３７
１、３７２を支持する誘電体基体３５１と、アンテナ素
子２を支持する誘電体基体３５２とは、互いに誘電率の
異なる誘電率材料で構成されていることが望ましい。例
えば、誘電体基体３５を有機系誘電体材料で構成する場
合を想定すると、誘電体基体３５１は４弗化エチレン樹
脂で構成し、誘電体基体３５２はエポキシ樹脂等で構成
する等である。誘電体基体３５を無機系誘電体材料で構
成する場合、誘電体基体３５１はCaTiO₃系、BaXTiO
₃系、CaTiO₃−SrTiO₃系等のチタン酸バリウム系セラミ
ック材料によって構成し、誘電体基体３５２は誘電率の
低い他のセラミック材料を用いて構成できる。BaXTiO₃
系において、Ｘは代表的にはＣａ、Ｓｒ、Ｍｇ等であ
る。

【００３２】上述した有機系誘電体材料または無機系誘
電体材料でなる誘電体基体３５の内部に金属ストリップ
線路３６やアンテナ素子２を埋設する構造は、既存の積
層技術を適用すれば、容易に実現できる。

【００３３】整合線路３の電気波長λは、誘電体基体３
５１の比誘電率により、実際の寸法より短くなるので、
整合線路３の長さλ／２も、誘電体基体３５１の比誘電
率により算出された電気波長λを用いて、λ／２及びλ
／８を算出する。

【００３４】給電点３２は、金属ストリップ線路３６上
のアンテナ接続部３１からλ／８の位置に設けられてい
る。給電点３２は誘電体基体３５１に貫通して設けられ
た給電路３４を通して、誘電体基体３５１の外面に導出
され、誘電体基体３５１の外面に設けられた外部端子３
８と接続されている。外部端子３８は接地導体３７１と
の間にギャップ部３７３を設け離間している。

【００３５】アンテナ素子２は、周囲で誘電体で充填し
なくてもよいが、固定のためと、小型化のため、比較的
比誘電率が低い材料で構成された誘電体基体３５２によ
って支持してある。

【００３６】図９及び図１０に示した実施例の特徴は、
面実装チップ部品として使用できることである。また、
整合線路３を構成する金属ストリップ線路３６の両側
に、接地導体３７１、３７２が配置されているので、接
地導体３７１、３７２が金属ストリップ線路３６に対す
るシールド導体として機能する。このため、ノイズに対
して安定したアンテナ装置が得られる。

【００３７】図１１は本発明に係るアンテナ装置の更に
別の実施例を示す透視図、図１２は図１１に示したアン
テナ装置の断面図である。図において、図９及び図１０
と同一の構成部分については、同一の参照符号を付して
ある。実施例において、金属ストリップ線路３６はつづ
ら折れになっている。また、２つの接地導体３７１、３
７２は、金属ストリップ線路３６の両側において、誘電
体基体３５１に設けられている。

【００３８】更に、この実施例でも、アンテナ素子２
は、誘電体基体３５２の内部に埋設されている。アンテ
ナ素子２は、ジグザグに形成されている。

【００３９】金属ストリップ線路３６と、アンテナ素子
２とは、接続部３１において、互いに接続されている。
接続部３１から約λ／８の位置に給電点３２が設定され
ており、給電点３２に給電路３４が接続されている。給
電点３２は誘電体基体３５１の側面に付着された給電路
３４により、誘電体基体３５の外部に引き出される。

【００４０】図１１及び図１２に示した実施例の場合
も、図９及び図１０に示した実施例と同様の作用効果を
奏する。金属ストリップ線路３６及び接地導体３７１、
３７２を支持する誘電体基体３５１と、アンテナ素子２
を支持する誘電体基体３５２とは、互いに誘電率の異な
る誘電率材料で構成されていることが望ましいは、前述
した通りである。

【００４１】図１３は本発明に係るアンテナ装置の更に
別の実施例を示す透視図である。図において、図１１及
び図１２と同一の構成部分については、同一の参照符号
を付してある。実施例において、金属ストリップ線路３
６はつづら折れ状に形成されている。また、２つの接地
導体３７１、３７２は、金属ストリップ線路３６の両側
において、誘電体基体３５に設けられている。アンテナ
素子２は、誘電体基体３５の内部に埋設されている。ア
ンテナ素子２は、誘電体基体３５の部分でヘリカル状に
巻回されている。

【００４２】金属ストリップ線路３６と、アンテナ素子
２とは、接続部３１において、互いに接続されている。
接続部３１から約λ／８の位置に給電点３２が設定され
ており、給電点３２に給電路３４が接続されている。給
電路３４は誘電体基体３５の側面に付着された給電路３
４により、誘電体基体３５の外部に引き出される。図示
はされていないが、誘電体基体３５は、金属ストリップ
線路３６及び接地導体３７１、３７２を支持する誘電体
基体と、アンテナ素子２を支持する誘電体基体とに分か
れていて、両誘電体基体は互いに誘電率の異なる誘電率
材料で構成されていることが望ましいことは前述した通
りである。図１３に示した実施例の場合も、図９〜図１
２に示した実施例と同様の作用効果を奏する。

【００４３】図１４は図１１〜図１３に示した実施例に
おける整合線路３の「長さ」の定義を説明する図であ
る。即ち、整合線路３の全長Ｌ（＝λ／２）及び接続点
３１から給電点３２までの距離（λ／８）は金属ストリ
ップ線路３６の幅中心を通る経路Ｐ１の全長で与えられ
る。まず、整合線路３の全長Ｌ（λ／２）は、 λ／２≒Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３＋Ｌ４＋Ｌ５＋Ｌ６＋Ｌ７となる。次に、接続点３１から給電点３２までの距離
（λ／８）は λ／８≒Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３となる。但し近似値である。

【００４４】図１５は本発明に係るアンテナ装置及び比
較例となるアンテナ装置の構成を示す図である。図１５
（ａ）は本発明に係るアンテナ装置の実施例を示し、整
合線路３の長さをλ／２とし、整合線路３とアンテナ素
子２との接続部３１からλ／８の位置に給電点３２を設
け、給電点３２に、給電路３４を介して、通信機器４に
接続してある。

【００４５】図１５（ｂ）は比較例１を示す図で、整合
線路３の長さをλ／２とし、整合線路３とアンテナ素子
２との接続部３１からλ／４の位置に給電点３２を設
け、給電点３２に，給電路３４を介して、通信機器４を
接続してある。

【００４６】図１５（ｃ）は比較例２を示す図で、整合
線路３の長さをλ／４とし、整合線路３の開放端に給電
点３２を設け、給電点３２に、給電路３４を介して、通
信機器４を接続してある。

【００４７】図１５（ｄ）は比較例３を示す図で、整合
線路を用いることなく、アンテナ素子２の一端に設定さ
れた給電点３２に、給電路３４を直接に接続して給電す
る構造となっている。

【００４８】図１６は図１５（ａ）〜（ｄ）の各アンテ
ナ装置の指向性利得グラフを示している。図において、
曲線（ａ）は本発明にかかる実施例（図１５（ａ）参
照）の指向性利得特性、曲線（ｂ）は比較例１（図１５
（ｂ）参照）の指向性利得特性、曲線（ｃ）は比較例２
（図１５（ｃ）参照）の指向性利得特性、曲線（ｄ）は
比較例３（図１５（ｄ）参照）の指向性利得特性をそれ
ぞれ示している。

【００４９】図１６から明らかなように、本発明にかか
る実施例の場合、指向性利得平均は、約−２．５である
（特性（ａ）参照）。これに対して、比較例１〜３の指
向性利得平均は、比較例１では約−２２．５（特性
（ｂ）参照）であり、比較例２では約−８．５（特性
（ｃ）参照）であり、比較例３では約−１１．５（特性
（ｄ）参照）である。この結果からわかるように、本発
明によれば、極めて優れた指向性利得特性を有するアン
テナ装置を得ることができる。

【００５０】図１７は本発明に係るアンテナ装置の更に
別の実施例を示す平面図、図１８は図１７の１８ー１８
線に沿った断面図である。図において、図１〜図１５と
同一の構成部分については同一の参照符号を付してあ
る。この実施例の特徴は、整合線路３が同軸線路でなる
ことである。同軸線路は固有の特性インピーダンスを持
った線路であり、線路の電気損失の少ないものが多いの
で、品質の高い整合線路３を実現できる。

【００５１】図１７及び図１８に示した実施例におい
て、同軸線路で構成された整合線路３は長さＬがλ／２
となっている。筐体１に収納されているアンテナ素子２
と、整合線路３との接続部３１から、λ／８の位置に給
電点３２があり、給電点３２に、通信機器と接続するた
めの給電路３４が接続されている。接続部３１とは反対
側の他端部は開放端部３３となっている。

【００５２】整合線路３を構成する同軸線は、中心導体
３６０の周りに、誘電体層３５０及び接地導体３７０
を、順次に同軸状に配置した構造となっている。中心導
体３６０の一端は、アンテナ素子２との接続部３１を構
成し、他端は開放端３３となっている。同軸線路は、接
続部３１からλ／８の位置にある給電点３２において、
誘電体層３５０を貫通する導体３４０が備えられ、導体
３４０の一端を中心導体３６０に導通させると共に、他
端を支持基板７に形成された給電路３４に導通させてあ
る。同軸線路で構成された整合線路３及びアンテナ素子
２を収納した筐体１は、支持基板７の上に搭載されてい
る。支持基板７の搭載面には接地導体８が設けられてい
る。同軸線の接地導体３７０は、半田３７３により支持
基板７の接地導体８に接続され、アース電位に保たれ
る。

【００５３】図１９は図１７及び図１８に示したアンテ
ナ装置の動作を説明する図である。同軸線路を用いた整
合線路３の場合も、金属ストリップ線路を用いた図３の
動作特性と異なるところはない。即ち、図１９に示すよ
うに、使用に当たっては、給電点３２に接続された給電
路３４に通信機器４を接続する。

【００５４】上述したように、整合線路３は全長Ｌが、
使用周波数波長（電気波長）λに関して、λ／２に設定
されているため、λ／２の共振定在波がこの整合線路３
上に存在する。この場合、整合線路３上の電流分布特性
Ｉは、アンテナ素子２との接続部３１である整合線路３
の一端部、及び、開放端部３３である他端部で、電流値
がほぼゼロとなり、整合線路３の中心部Ｃ１で最大とな
る正弦波状分布特性を示す。電圧分布特性Ｖは、アンテ
ナ素子２との接続部３１である整合線路３の一端部、及
び、開放端部３３である他端部で、最大（互いに逆位
相）となり、整合線路３の中心部Ｃ１でほぼゼロとなる
正弦波状分布特性を示す。上述した電流分布特性Ｉ及び
電圧分布特性Ｖのために、アンテナ素子２と整合線路３
の接続部３１からλ／８の位置で、電圧及び電流は、同
位相となり、電圧と電流との積で与えられる電力が、整
合線路３上で最大となる。

【００５５】したがって、通信機器４を、接続部３１か
らλ／８の位置にある給電点３２に接続することによ
り、通信機器４からアンテナ素子２に最大電力を給電で
き、または、アンテナ素子２から最大電力で受信するこ
とができる。

【００５６】さらに、整合線路３を同軸線路として構成
してあるので、安定した整合線路となり、他の線路から
の干渉、放射で外部からの電波の影響が無くなる。

【００５７】図２０は本発明に係るアンテナ装置の更に
別の実施例を示す平面図である。図において、図１７〜
図１９に図示された構成部分と同一の構成部分について
は同一の参照符号を付してある。この実施例の特徴は、
同軸線路でなる整合線路３を屈曲して、長さ方向を短縮
したことである。屈曲個所は任意である。この実施例で
も、屈曲された同軸線路でなる整合線路３は、全長がλ
／２であり、接続部３１から給電点３２までの距離はλ
／８である。このような構造でも、整合線路３では、図
１９に図示した電圧分布特性Ｖ及び電流分布特性Ｉが得
られる。

【００５８】図２１は本発明に係るアンテナ装置の更に
別の実施例を示す図、図２２は図２１の２２ー２２線に
沿った部分断面図である。この実施例では、整合線路３
は、使用周波数波長λに対しλ／４の長さを有する。整
合線路３の一端が、接続部３１において、アンテナ素子
２に接続され、他端３３が、短絡導体３９によって短絡
されている。整合線路３に対する給電点３２は、整合線
路３の一端部である接続部３１より約λ／８の位置に接
続されている。

【００５９】上記実施例において、整合線路３の全長Ｌ
が使用周波数波長λに対しλ／４とするため、λ／４の
定在波で共振動作をする。この場合、図２２に図示する
ように、整合線路３上の電流分布特性Ｉは、アンテナ素
子２との接続部３１である整合線路３の一端部で、電流
値がほぼゼロとなる。また、短絡導体３９のある他端で
最大となる正弦半波状の分布特性を示す。電圧分布特性
Ｖは、アンテナ素子２との接続部３１である整合線路３
の一端部で最大となり、短絡導体３９のある他端部で、
ほぼゼロなる正弦半波状の分布特性を示す。上述した電
流分布特性Ｉ及び電圧分布特性Ｖのために、アンテナ素
子３と整合線路３との接続部３１からλ／８の位置にあ
る給電点３２で、電圧分布特性Ｖと電流分布特性Ｉは、
同位相となり、電圧と電流との積で与えられる電力が、
整合線路３上で最大となる。

【００６０】このように、電圧分布特性Ｖと電流分布特
性Ｉが整合線路３では同位相となり、かつ、両者の積が
最大となるため、この位置に給電点３２を設けて送信、
受信の接続部とすれば、位相ずれのない最大電力での送
信と受信が可能となる。

【００６１】しかも、整合線路３の長さＬがλ／４とな
るため、小型化が可能になる。さらに、整合線路３を特
性インピーダンス線路としてあるので、安定した整合線
路となり、他の線路からの干渉、放射で外部からの電波
の影響が無くなる。

【００６２】図２１及び図２２の実施例では、整合線路
３は、金属ストリップ線路３６、誘電体基板３５及び接
地導体３７１の組み合わせによって構成されているが、
同軸線路を用いて構成してもよいことは言うまでもな
い。

【００６３】図２３は本発明に係るアンテナ装置の更に
別の実施例を示す透視図、図２４は図２３に示したアン
テナ装置の断面図である。実施例において、誘電体基体
３５の内部に、金属ストリップ線路３６が設けられてい
る。図示された金属ストリップ線路３６は直線状であ
る。２つの接地導体３７１、３７２は金属ストリップ線
路３６の両側において、誘電体基体３５の表面及び裏面
にそれぞれ設けられている。アンテナ素子２は、誘電体
基体３５の内部に埋設され、ヘリカルに巻回されてい
る。

【００６４】金属ストリップ線路３６は、接続部３１の
ある一端側とは反対側の他端部が、短絡導体３９によっ
て、接地導体３７１、３７２と短絡されている。金属ス
トリップ線路３６の一端である接続部３１から短絡導体
３９のある他端部までの長さＬはλ／４である。また、
給電点３２は接続部３１からλ／８の位置に設定されて
いる。給電点３２は、誘電体基体３５１に貫通して設け
られた給電路３４を通して、誘電体基体３５１の外面に
導出され、誘電体基体３５１の外面に設けられた外部端
子３８と接続されている。外部端子３８は接地導体３７
１との間にギャップ部３７３を設け離間している。

【００６５】図２３及び図２４に図示された実施例は、
短絡導体３９の点を除けば、図９及び図１０に図示され
た実施例と異なることはない。従って、図９及び図１０
の実施例に関連する記載は、全て、図２３及び図２４に
おいても適用される。また、図示は省略するが、短絡タ
イプのものであっても、図７、図８、図１１〜図１４、
図１７〜図２０に示した実施例から変形された態様を取
り得ることは、当業者に自明である。

【００６６】図２５は本発明に係るアンテナ装置の別の
実施例を示す平面図である。この実施例では、誘電体基
体３５の一面に、直線状の金属ストリップ線路でなるア
ンテナ素子２を形成すると共に、アンテナ素子２の一端
部の接続部３１において、アンテナ素子２から直角方向
に、整合線路３を構成する金属ストリップ線路３６を配
置してある。金属ストリップ線路３６の全長Ｌはλ／２
であり、接続部３１からλ／８の位置に給電点３２が設
定されている。給電点３２には給電路３４が接続されて
いる。図示はされていないが、誘電体基体３５の裏面側
において、金属ストリップ線路３６と対向する位置に接
地導体がある。

【００６７】図２６は本発明に係るアンテナ装置の更に
別の実施例を示す斜視図である。この実施例は、図２５
に図示されたアンテナ装置において、誘電体基体３５が
可撓性シートからなる場合に有効な手段を開示してい
る。可撓性シートは、可撓性の誘電体材料、例えば有機
系誘電体材料によって構成される。即ち、誘電体基体３
５を、可撓性のある誘電体材料で構成し、この誘電体基
体３５をアンテナ素子２を構成する金属ストリップ線路
２の長さ方向に沿って巻回し、必要によっては押しつぶ
す。これにより、小型化されたアンテナ装置を得ること
ができる。アンテナ素子２はスパイラル状になる。整合
線路３を構成する金属ストリップ線路３６は、誘電体基
体３５を巻回した時に、直線状配置を保ったままで、最
表面側に現れる。

【００６８】図２７は本発明に係るアンテナ装置の別の
実施例を示す斜視図、図２８は図２７に図示されたアン
テナ装置の展開平面図である。この実施例では、アンテ
ナ素子２は、ヘリカルに巻回されている。図２７におい
て、可撓性シートでなる誘電体基体３５の上に、その長
手方向に沿って、斜めにアンテナ素子２を設けてある。
金属ストリップ線路３６は、可撓性シートでなる誘電体
基体３５の長手方向の一辺において、長手方向と直交す
る幅方向に設けられ、一端がアンテナ素子２の一端に接
続されている。誘電体基体３５をその長手方向に沿って
巻回し、必要によっては押しつぶす。これにより、図２
８に示すアンテナ装置を得ることができる。

【００６９】図示は省略するが、短絡タイプのアンテナ
装置であっても、図２５〜図２８の技術が適用できるこ
とは自明である。

【００７０】図２９は本発明に係るアンテナ装置の更に
別の実施例を示す部分断面図である。整合線路３は、一
端部が容量性要素９、具体的にはコンデンサを介してア
ンテナ素子２に接続されている。容量性要素９は、誘電
体基体３５を利用したコンデンサ、またはチップコンデ
ンサによって構成できる。

【００７１】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、次
のような効果を得ることができる。（ａ）アンテナ素子を、最大電力点で動作させ得るアン
テナ装置を提供することができる。（ｂ）外部からの電波の影響を受けにくいアンテナ装置
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るアンテナ装置の平面図である。

【図２】図１の２ー２線に沿った断面図である。

【図３】図１及び図２に図示した本発明に係るアンテナ
装置の使用状態における動作原理を示す図である。

【図４】本発明に係るアンテナ装置の別の実施例を示す
部分断面図である。

【図５】本発明に係るアンテナ装置の更に別の実施例を
示す部分断面図である。

【図６】本発明に係るアンテナ装置の更に別の実施例を
示す部分断面図である。

【図７】本発明に係るアンテナ装置の更に別の実施例を
示す平面図である。

【図８】本発明に係るアンテナ装置の更に別の実施例を
示す平面図である。

【図９】本発明に係るアンテナ装置の更に別の実施例を
示す透視図である。

【図１０】図９に示したアンテナ装置の断面図である。

【図１１】本発明に係るアンテナ装置の更に別の実施例
を示す透視図である。

【図１２】図１１に示したアンテナ装置の断面図であ
る。

【図１３】本発明に係るアンテナ装置の更に別の実施例
を示す透視図である。

【図１４】図１１〜図１３に示した実施例における整合
線路の「長さ」の定義を説明する図である。

【図１５】本発明に係るアンテナ装置及び比較例となる
アンテナ装置の構成を示す図である。

【図１６】図１５に図示された各アンテナ装置の指向性
利得を示すグラフである。

【図１７】本発明に係るアンテナ装置の更に別の実施例
を示す平面図である。

【図１８】図１７の１８ー１８線に沿った断面図であ
る。

【図１９】図１７及び図１８に示したアンテナ装置の動
作を説明する図である。

【図２０】本発明に係るアンテナ装置の更に別の実施例
を示す平面図である。

【図２１】本発明に係るアンテナ装置の更に別の実施例
を示す平面図である。

【図２２】図２１の２２ー２２線に沿った部分断面図で
ある。

【図２３】本発明に係るアンテナ装置の更に別の実施例
を示す透視図である。

【図２４】図２３に示したアンテナ装置の断面図であ
る。

【図２５】本発明に係るアンテナ装置の別の実施例を示
す平面図である。

【図２６】本発明に係るアンテナ装置の更に別の実施例
を示す斜視図である。

【図２７】本発明に係るアンテナ装置の別の実施例を示
す平面図である。

【図２８】図２７に示したアンテナ装置から得られるア
ンテナ装置を示す斜視図である。

【図２９】本発明に係るアンテナ装置の更に別の実施例
を示す部分断面図である。

【符号の説明】

１筐体２アンテナ素子３整合線路３１アンテナ素子との接続部３２給電点３３開放端３４給電路３５誘電体基体３６金属ストリップ線路３７１、３７２接地導体３９短絡導体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アンテナ素子と、整合線路とを含むアン
テナ装置であって、前記整合線路は、使用周波数波長をλとしたとき、約λ
／２の長さを有し、一端部が前記アンテナ素子に接続さ
れ、他端が開放されており、前記一端部より約λ／８の
位置に給電点が設定されているアンテナ装置。
【請求項２】アンテナ素子と、整合線路とを含むアン
テナ装置であって、前記整合線路は、使用周波数波長をλとしたとき、約λ
／４の長さを有し、一端が前記アンテナ素子に接続さ
れ、他端が短絡されており、前記一端部より約λ／８の
位置に、給電点が設定されているアンテナ装置。
【請求項３】請求項１または請求項２に記載されたア
ンテナ装置であって、前記整合線路は、誘電体基体と、金属ストリップ線路
と、接地導体とを含んでおり、前記金属ストリップ線路及び前記接地導体は、前記誘電
体基体を介して対向するアンテナ装置。
【請求項４】請求項３に記載されたアンテナ装置であ
って、前記金属ストリップ線路及び前記接地導体は、誘電体基
体によって支持されているアンテナ装置。
【請求項５】請求項４に記載されたアンテナ装置であ
って、前記金属ストリップ線路及び前記接地導体は、前記誘電
体基体の表面及び裏面にそれぞれ設けられているアンテ
ナ装置。
【請求項６】請求項４に記載されたアンテナ装置であ
って、前記金属ストリップ線路は、前記誘電体基体の内部に設
けられているアンテナ装置。
【請求項７】請求項６に記載されたアンテナ装置であ
って、前記接地導体は、前記金属ストリップ線路の両側におい
て、前記誘電体基体に設けられているアンテナ装置。
【請求項８】請求項３、４、５、６または７の何れか
に記載されたアンテナ装置であって、前記金属ストリップ線路は、曲路を構成するアンテナ装
置。
【請求項９】請求項４、５、６、７または８の何れか
に記載されたアンテナ装置であって、前記アンテナ素子は、前記誘電体基体によって支持され
ているアンテナ装置。
【請求項１０】請求項９に記載されたアンテナ装置で
あって、前記アンテナ素子は、前記誘電体基体の内部に埋設され
ているアンテナ装置。
【請求項１１】請求項９または請求項１０の何れかに
記載されたアンテナ装置であって、前記アンテナ素子を支持する前記誘電体基体と、前記金
属ストリップ線路及び前記接地導体を支持する前記誘電
体基体は、互いに誘電率の異なる誘電率材料で構成され
ているアンテナ装置。
【請求項１２】請求項９、１０または１１の何れかに
記載されたアンテナ装置であって、前記アンテナ素子は、曲路を構成するアンテナ装置。
【請求項１３】請求項８、９または１０の何れかに記
載されたアンテナ装置であって、前記アンテナ素子は、ヘリカルに巻回されているアンテ
ナ装置。
【請求項１４】請求項１または請求項２の何れかに記
載されたアンテナ装置であって、前記整合線路は、同軸線路であるアンテナ装置。
【請求項１５】請求項１３に記載されたアンテナ装置
であって、前記同軸線路は、曲路を構成しているアンテナ装置。
【請求項１６】請求項３に記載されたアンテナ装置で
あって、前記誘電体基体は、可撓性シートからなるアンテナ装
置。
【請求項１７】請求項１６に記載されたアンテナ装置
であって、前記可撓性シートは、巻回され、または、折り畳まれて
いるアンテナ装置。
【請求項１８】請求項１または請求項２に記載された
アンテナ装置であって、前記整合線路は、前記一端部が容量性要素を介して前記
アンテナ素子に接続されるアンテナ装置。
【請求項１９】アンテナ装置に用いられる整合線路で
あって、使用周波数波長をλとしたとき、約λ／２の長さを有
し、一端がアンテナ素子接続端を構成し、他端が開放さ
れ、前記一端部より約λ／８の位置に、給電点が設定さ
れているアンテナ装置用整合線路。
【請求項２０】アンテナ装置に用いられる整合線路で
あって、使用周波数波長をλとしたとき、約λ／４の長さを有
し、一端がアンテナ素子接続端を構成し、他端が短絡さ
れ、前記一端部より約λ／８の位置に給電点が設定され
ているアンテナ装置用整合線路。
【請求項２１】請求項１９または請求項２０の何れか
に記載されたアンテナ装置用整合線路であって、誘電体基体と、金属ストリップ線路と、接地導体とを含
んでおり、前記金属ストリップ線路及び前記接地導体は、前記誘電
体基体を介して対向するアンテナ装置用整合線路。
【請求項２２】請求項２１に記載されたアンテナ装置
用整合線路であって、前記金属ストリップ線路及び前記接地導体は、誘電体基
体によって支持されているアンテナ装置用整合線路。
【請求項２３】請求項２２に記載されたアンテナ装置
用整合線路であって、前記金属ストリップ線路及び前記接地導体は、前記誘電
体基体の表面及び裏面にそれぞれ設けられているアンテ
ナ装置用整合線路。
【請求項２４】請求項２２に記載されたアンテナ装置
用整合線路であって、前記金属ストリップ線路及び前記接地導体は、前記誘電
体基体の内部に設けられているアンテナ装置用整合線
路。
【請求項２５】請求項１９、２０、２１、２２、２３
または２４の何れかに記載されたアンテナ装置用整合線
路であって、前記金属ストリップ線路は、曲路になっているアンテナ
装置用整合線路。
【請求項２６】請求項１９または請求項２０の何れか
に記載されたアンテナ装置用整合線路であって、前記整合線路は、同軸線路であるアンテナ装置用整合線
路。
【請求項２７】請求項２６に記載されたアンテナ装置
用整合線路であって、前記同軸線路は、曲路になっている。アンテナ装置用整
合線路。