(57)【要約】【課題】使用する周波数帯域幅を拡大し、または利得を上げることができ、しかも構造が簡単で小さく薄型化でき、装着時に場所をとならない複合型アンテナを提供する。【解決手段】導体の導電板３０と、導電板３０の開口部３１に離間して配設される導体のロッド２０と、導電板３０と離間して配設され、ロッド２０の上端２１に接続している接続部２２より下部１４の外側輪郭１５が上方に向かうに従い外側方向に漸次拡大していく形状を有する導体の板状アンテナ素子１０とを備える平面アンテナ２が、同一の絶縁基板上４０に複数配設された複合型アンテナ１とした。
2012144084.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体の導電板と、
前記導電板の開口部に離間して配設される導体のロッドと、
前記導電板と離間して配設され、前記ロッドの上端に接続している接続部より下部の外側輪郭が上方に向かうに従い外側方向に漸次拡大していく形状を有する導体の板状アンテナ素子と、を備える平面アンテナが、
同一の絶縁基板上に、複数配設されていることを特徴とする複合型アンテナ。
【請求項２】
請求項１に記載の複合型アンテナにおいて、
前記ロッドは、前記導電板の開口部に配設される基端部と、前記基端部の上部に接続し前記導電板より上方に突設している突設部とを有することを特徴とする複合型アンテナ。
【請求項３】
請求項２に記載の複合型アンテナにおいて、
前記ロッドは、前記突設部の幅が前記基端部の幅より広いことを特徴とする複合型アンテナ。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の複合型アンテナにおいて、
少なくとも一の前記平面アンテナが備える前記板状アンテナ素子の大きさは、他の前記平面アンテナが備える前記板状アンテナ素子の大きさと異なることを特徴とする複合型アンテナ。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれかに記載の複合型アンテナにおいて、
前記平面アンテナが備える前記板状アンテナ素子の大きさが全て同一であることを特徴とする複合型アンテナ。
【請求項６】
請求項４に記載の複合型アンテナにおいて、
少なくとも一の前記平面アンテナは、電気的に接続されていることを特徴とする複合型アンテナ。
【請求項７】
基端部と前記基端部の幅より広い突設部とを有するロッドと、
前記突設部の上端と接続している接続部より下部の外側輪郭が上方に向かうに従い外側方向に漸次拡大していく形状を有する導体のアンテナ素子と、を備える立体アンテナが複数、同一の導電板の各開口部に絶縁体を介し前記ロッドの基端部が立設していることを特徴とする複合型アンテナ。
【請求項８】
請求項７に記載の複合型アンテナにおいて、
少なくとも一の前記立体アンテナが備える前記アンテナ素子の大きさは、他の前記立体アンテナが備える前記アンテナ素子の大きさと異なることを特徴とする複合型アンテナ。
【請求項９】
請求項７に記載の複合型アンテナにおいて、
前記立体アンテナが備える前記アンテナ素子の大きさが全て同一であることを特徴とする複合型アンテナ。
【請求項１０】
請求項８に記載の複合型アンテナにおいて、
少なくとも一の前記立体アンテナは、電気的に接続されていることを特徴とする複合型アンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ  Ｗｉｄｅ  Ｂａｎｄ）通信、放送、自動車、物流、ＩＣチップ、ミリ波次世代放送通信システム等に用いて好適な広帯域の複合型アンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
本願出願人は、先に、下記特許文献１に示されるように、数ＧＨｚに亘る広帯域の電波を確実に受発信することが可能な３次元のアンテナを提案している。このアンテナ２００は、図１５に示すように、外周面上に円周方向に沿って６０度間隔で幅が０．５ｍｍのスリット２０２が形成されている球形状のアンテナ素子２０１と、円板状をなす導電円形板２０３と、その導電円形板２０３の中央に形成された開口部２０７に絶縁ブッシュ２０４を介して立設されているロッド２０５を備え、アンテナ素子２０１は、上下にそれぞれ形成される直径２．５ｍｍの貫通孔２０６によって、ロッド２０５に串刺し状に取り付けられている。そして、ロッド２０５は、コネクター２０８により同軸ケーブル２０９の芯線と接続されるので、アンテナ素子２０１はロッド２０５を介して電気的に接続される。導電板２０３は、同軸ケーブル２０９のシールド線に接続されている。【０００３】
この構成においては、アンテナ素子２０１はロッド２０５に対して摺動自在に取り付けられるので、アンテナ素子２０１を摺動させて導電円形板２０３からアンテナ素子２０１までの距離を変動させることができ、これによりインピーダンスが変わり、マッチング調整が可能となり、数ＧＨｚに亘る広帯域の電波を確実に受信することが可能となっている。【０００４】
しかしながら、近年、ＵＷＢ通信が脚光を浴びており、ＵＷＢ通信により一層好適な広帯域のアンテナが要望されていた。また、テレビ用、携帯電話用等と用途ごとに設置する必要があるアンテナを統合し、一つのアンテナで拾ＧＨｚレベル以上の非常に広帯域をカバーできるアンテナが要望されていた。更に、広帯域のアンテナであると共に、パラボラアンテナのような反射器を使用することなく微弱な電波を受発信することができるアンテナ、微弱な電波の到達距離を長くすることのできるアンテナ、及び指向性の高いアンテナが要望されていた。また、自動車用や家電製品等に装着して使用する場合には、小さく且つ薄型であることも要望されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許４２６３７２２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上述の課題に鑑みなされたものであって、その目的とするところは、使用することのできる周波数帯域幅が著しく広い複合型アンテナを提供することである。【０００７】
更に、広帯域で、且つ微弱な電波であっても受信することができ、若しくは遠くまで発信することができる到達距離の長い複合型アンテナを提供することである。【０００８】
更に、広帯域で、且つ指向性が高い複合型アンテナを提供することである。【０００９】
更に、広帯域で、且つ構造が簡単で容易に製造できる複合型アンテナを提供することである。【００１０】
更に、広帯域で、且つ小さく且つ薄型化で、装着時に場所をとならない複合型アンテナを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１に係る複合型アンテナは、導体の導電板と、前記導電板の開口部に離間して配設される導体のロッドと、前記導電板と離間して配設され、前記ロッドの上端に接続している接続部より下部の外側輪郭が上方に向かうに従い外側方向に漸次拡大していく形状を有する導体の板状アンテナ素子と、を備える平面アンテナが、同一の絶縁基板上に、複数配設されていることを特徴とするものである。【００１２】
また、本発明の請求項２に係る複合型アンテナは、請求項１に記載の複合型アンテナにおいて、前記ロッドは、前記導電板の開口部に配設される基端部と、前記基端部の上部に接続し前記導電板より上方に突設している突設部とを有することを特徴とするものである。【００１３】
また、本発明の請求項３に係る複合型アンテナは、請求項２に記載の複合型アンテナにおいて、前記ロッドは、前記突設部の幅が前記基端部の幅より広いことを特徴とするものである。【００１４】
また、本発明の請求項４に係る複合型アンテナは、請求項１乃至３のいずれかに記載の複合型アンテナにおいて、少なくとも一の前記平面アンテナが備える前記板状アンテナ素子の大きさは、他の前記平面アンテナが備える前記板状アンテナ素子の大きさと異なることを特徴とするものである。【００１５】
また、本発明の請求項５に係る複合型アンテナは、請求項１乃至３のいずれかに記載の複合型アンテナにおいて、前記平面アンテナが備える前記板状アンテナ素子の大きさが全て同一であることを特徴とするものである。【００１６】
また、本発明の請求項６に係る複合型アンテナは、請求項４に記載の複合型アンテナにおいて、少なくとも一の前記平面アンテナは、電気的に接続されていることを特徴とするものである。【００１７】
上記目的を達成するため、本発明の請求項７に係る複合型アンテナは、基端部と前記基端部の幅より広い突設部とを有するロッドと、前記突設部の上端と接続している接続部より下部の外側輪郭が上方に向かうに従い外側方向に漸次拡大していく形状を有する導体のアンテナ素子と、を備える立体アンテナが複数、同一の導電板の各開口部に絶縁体を介し前記ロッドの基端部が立設していることを特徴とするものである。【００１８】
また、本発明の請求項８に係る複合型アンテナは、請求項７に記載の複合型アンテナにおいて、少なくとも一の前記立体アンテナが備える前記アンテナ素子の大きさは、他の前記立体アンテナが備える前記アンテナ素子の大きさと異なることを特徴とするものである。【００１９】
また、本発明の請求項９に係る複合型アンテナは、請求項７に記載の複合型アンテナにおいて、前記立体アンテナが備える前記アンテナ素子の大きさが全て同一であることを特徴とするものである。【００２０】
また、本発明の請求項１０に係る複合型アンテナは、請求項８に記載の複合型アンテナにおいて、少なくとも一の前記立体アンテナは、電気的に接続されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は、以下の効果を奏する。【００２２】
すなわち、上記構成を備えた本発明に係る複合型アンテナは、各アンテナのアンテナ素子が接続部より下部の外側輪郭が上方に向かうに従い外側方向に漸次拡大していく形状を有し、各アンテナが著しく広い周波数帯域を確保することができるので、複合型アンテナとしても著しく広い周波数大域を確保することができる。【００２３】
更に、各アンテナのロッドが導電板の開口部に配設される基端部と導電板より上方に突設している突設部とを有し、アンテナ素子と導電板との間に所定の距離を確保し、しかも突設部の幅を基端部の幅より広くしているので、各アンテナが著しく広い周波数帯域を確保することができ、複合型アンテナとしても広い周波数大域を確保することができる。【００２４】
更に、アンテナ素子の大きさが同じアンテナが複数で複合型アンテナを構成している場合には、複数のアンテナで受信するので、複合型アンテナとしては微弱な電波であっても受信でき、また、送信時には各アンテナの電波を合成し送信電力を増加することができるので、複合型アンテナとしては、微弱な電波であっても遠くまで送信することができ到達距離を伸ばすことができる。【００２５】
また、アンテナ素子の大きさが異なるアンテナが複数で複合型アンテナを構成している場合には、アンテナ素子の大きさが異なると異なる周波数帯の電波を送受信するので、各アンテナより複合型アンテナとしては、確保できる周波数帯域を更に広げることができ、著しく広い周波数帯域を確保することができる。【００２６】
更に、アンテナ素子の大きさが異なるアンテナが複数で複合型アンテナを構成している場合であって、特定のアンテナを電気的に接続した状態にすると、電気的に接続されていないアンテナが電気的に接続されているアンテナの電波の利得を上げることができるので、指向性を強めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る複合型アンテナの説明図である。
【図２】本発明に係る複合型アンテナの平面アンテナが備える板状アンテナ素子の他の形状を説明するための説明図である。
【図３】本発明に係る複合型アンテナの平面アンテナが備えるロッドの他の形状を説明するための説明図である。
【図４】第１実施形態の放射特性を示すグラフである。
【図５】第１実施形態の放射特性を示すグラフである。
【図６】本発明の第２実施形態に係る複合型アンテナの説明図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係る複合型アンテナの説明図である。
【図８】本発明の第４実施形態に係る複合型アンテナの説明図である。
【図９】本発明の別の第４実施形態に係る複合型アンテナの説明図である。
【図１０】本発明に係る複合型アンテナにおいて、平面アンテナの配設状態の説明図である
【図１１】本発明に係る複合型アンテナにおいて、平面アンテナの配設状態の説明図である
【図１２】本発明に係る複合型アンテナにおいて、平面アンテナの配設状態の説明図である
【図１３】本発明の第５実施形態に係る複合型アンテナの斜視図である。
【図１４】本発明の第５実施形態に係る複合型アンテナの断面図である。
【図１５】従来の広帯域の３次元のアンテナ素子を用いたアンテナの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下に図面を参照して、この発明の実施の形態を例示して説明する。ただし、この発明の範囲は、特に限定的記載がない限り、この実施の形態に記載されている内容に限定する趣旨のものではない。
【００２９】
第１実施形態
図１は、本発明の第１実施形態に係る複合型アンテナの説明図であり、図２は、平面アンテナが備える板状アンテナ素子の他の形状を説明するための説明図である。図３は、平面アンテナが備えるロッドの他の形状を説明するための説明図である。
【００３０】
本発明に係る複合型アンテナ１は、板状アンテナ素子１０、ロッド２０、導電板３０を備える平面アンテナ２が２個（２Ａ１，２Ａ２）、テフロン（登録商標）等の絶縁体で形成されている同一の基板４０上に配設されている。平面アンテナ２Ａ１及び平面アンテナ２Ａ２が各々備える板状アンテナ素子１０、ロッド２０、導電板３０は、同一の構成である。即ち、同一の平面アンテナ２が２個（２Ａ１，２Ａ２）配設されているので、双方を纏めて説明する。
【００３１】
平面アンテナ２Ａ１及び平面アンテナ２Ａ２は、共に電気的に接続され、絶縁基板上の同一面であって、横方向Ｘに並んで配設されている。
【００３２】
板状アンテナ素子１０は、板状の導体であって、銅、真鍮等の金属により形成されていて、後述する導電板３０とは電気的に絶縁されている。内部１１も金属等の導体で形成されているが、図２（１）に示すように、内部１１は中空で、周辺部１２が太い枠体１３で形成されている場合であっても良い。
【００３３】
板状アンテナ素子１０の形状は、下部１４の外側輪郭１５が後述するロッド２０の上端２１と接続している接続部２２より上方に向かうに従い外側方向に漸次拡大していく形状となっていて、本実施形態では円形となっている。この外側輪郭１５が上方に向かうに従い外側方向に漸次拡大していく形状としては、図２（２）に示すように、外側輪郭１５が上方に向かうに従い外側方向に曲線的に漸次拡大していく形状であっても良く、また図２（３）に示すように、外側輪郭１５が上方に向かうに従い外側方向に直線的に漸次拡大していく形状であっても良い。尚、板状アンテナ素子１０の形状は、下部１４の外側輪郭１５が接続部２２より上方に向かうに従い外側方向に漸次拡大していく形状であることが重要であって、上部１６の外側輪郭１５は、図２（４）乃至（６）に示すように、平坦な形状、楕円形状、三角形状等の如何なる形状であっても良い。
【００３４】
即ち、板状アンテナ素子１０は、下部１４の外側輪郭１５が接続部２２より上方に向かうに従い外側方向に漸次拡大していく形状となっていることで、板状アンテナ素子１０の下方に位置する給電部より電波が上方に向かって徐々に拡大するようになっている。
【００３５】
ロッド２０は、板状の導体であって、銅、真鍮等の金属により形成されていて、導電板３０より上方に突設している突設部２３と、導電板３０の開口部３１に配設されている基端部２４とを有し、突設部２３の幅ｗ１が、基端部２４の幅ｗ２より広くなり、境界部２５には、段付２６が形成されている。尚、本実施形態では、突設部２３が形成されている場合について説明したが、図３（１）に示すように突設部が形成されていないで、基端部２４のみの場合であっても良い。また図３（２）に示すように突設部２３が形成されているが、突設部２３の幅ｗ１が基端部２４の幅ｗ２と同じであっても良い。更に、本実施形態では、突設部２３の幅ｗ１が基端部２４の幅ｗ２より広く、境界部２５に段付２６が形成されている場合について説明したが、図３（３）に示すように突設部２３の幅ｗ１が徐々に狭くなり基端部２４との境界部２５に段付が形成されていない場合であっても良い。突設部２３を形成し、しかも突設部２３の幅ｗ１を基端部２４の幅ｗ２より大きくすることで、平面アンテナ１０が広い周波数帯を確保することができるようになっている。尚、ｗ１／ｗ２の比を最適化することで、更に広い周波数帯域を確保することが可能となる。
【００３６】
ロッド２０は、導電板３０とは電気的に絶縁されているが、突設部２３の上端２１で板状アンテナ素子１０と電気的に接続され、基端部２４の下端２７で同軸ケーブル５０の芯線に接続され、給電部となっている。突設部２３と基端部２４との境界部２５が給電点となるが、突設部２３は給電部としてもアンテナとしても機能している。
【００３７】
導電板３０は、板状の導体であって、銅、真鍮等の金属により形成されていて、中央には、ロッド２０の基端部２４を配設できるように開口部３１が形成されている。導電板３０はグランド板となり、図示しないが同軸ケーブルのシールド線に接続されている。導電板３０は、板状アンテナ素子１０及びロッド２０とは間隙を有して配設されているので、電気的に絶縁された状態となっている。
【００３８】
以上の通り、第１実施形態の複合型アンテナ１においては、同一の大きさの板状アンテナ素子１０を備える平面アンテナ２が横方向Ｘに並んで２個（２Ａ１，２Ａ２）配設されているので、各々の平面アンテナ（２Ａ１，２Ａ２）が受信した電波を集め利得を上げることができるので、複合型アンテナ１としては微弱な電波でも受信することが可能となる。尚、平面アンテナ２は、板状アンテナ素子１０の形状が、下部１４の外側輪郭１５がロッド２０の上端２１と接続している接続部２２より上方に向かうに従い外側方向に漸次拡大していく形状となっているので、広い周波数帯域を確保することが可能であり、しかも、ロッド２０に突設部２３が形成され、更にロッド２０の突設部２３の幅ｗ１が基端部２４の幅ｗ２より広いので、より一層広い周波数帯域を確保することが可能となる。従って広い周波数帯域の平面アンテナ２が２個（２Ａ１，２Ａ２）集まっているので、複合型アンテナ１としても平面アンテナ２Ａまたは平面アンテナ２Ｂと同じ広い周波数帯域のアンテナとすることが可能となる
【００３９】
図４は、複合型アンテナ１における１０００ＭＨｚでの垂直偏波水平面（Ｘ−Ｚ面）指向性を示すものである。
【００４０】
図５は、複合型アンテナ１における１０００ＭＨｚでの垂直偏波垂直面（Ｘ−Ｙ面）指向性を示すものである。
【００４１】
第２実施形態
図６は、本発明の第２実施形態に係る複合型アンテナの説明図である。以下第１実施形態と異なる点について説明する。
【００４２】
本発明の第２実施形態に係る複合型アンテナ１は、同一の絶縁基板４０に平面アンテナ２が４個（２Ａ１，２Ａ２，２Ａ３，２Ａ４）横方向Ｘに並んで配設されていて、その絶縁基板４０が中央４１で折れ曲がり、平面アンテナ２が２個づつ２組（Ｍ（２Ａ１，２Ａ２）とＮ（２Ａ３，２Ａ４））になって、斜めに向き合っている状態であり、その他は第１実施形態と同じである。即ち、平面アンテナ２Ａ１乃至平面アンテナ２Ａ４が各々備える板状アンテナ素子１０、ロッド２０、導電板３０は、同一の構成である。
【００４３】
第２実施形態では、斜めに向き合った２組の平面アンテナ（Ｍ（２Ａ１，２Ａ２）とＮ（２Ａ３，２Ａ４））の電波が合成され送信電力が増加されるので、個々の平面アンテナ２の電波は微弱であっても複合型アンテナ１としては遠くまで送信することができ到達距離を伸ばすことができる。
【００４４】
第３実施形態
図７は、本発明の第３実施形態に係る複合型アンテナの説明図である。以下第１実施形態と異なる点について説明する。
【００４５】
本発明の第３実施形態に係る複合型アンテナ１は、平面アンテナ２Ａが備えるアンテナ素子１０Ａの大きさ（実効高さｈ１）及びロッド２０Ａの幅（ｗ１１，ｗ２１）が、平面アンテナ２Ｂが備えるアンテナ素子１０Ｂの大きさ（実効高さｈ２）及びロッド２０Ｂの幅（ｗ１２，ｗ２２）と異なっているが、その他は第１実施形態と同じである。アンテナ素子１０は、大きさ（実効高さｈ）が異なると送受信可能な電波の周波数帯域が異なり、アンテナ素子１０の大きさ（実効高さｈ）が小さくなるほど高周波帯域に移行する。従って、大きさ（実効高さｈ）の異なるアンテナ素子１０を備える平面アンテナを２個（２Ａ，２Ｂ）配設した複合型アンテナ１は、異なる周波数帯域で広い周波数帯域を確保することができる平面アンテナが２個（２Ａ，２Ｂ）配設されていることになるので、複合型アンテナ１としては、２個（２Ａ，２Ｂ）の平面アンテナの各周波数帯域を合わせた周波数帯域とすることができ、より一層広い周波数帯域を確保することができるようになっている。尚、ロッドの幅（ｗ１，ｗ２）は、アンテナ素子１０の大きさ（実効高さｈ）に比例して変化させるのが良い。
【００４６】
即ち、第３実施形態に係る複合型アンテナ１は、第１実施形態の複合型アンテナ１と同様に、平面アンテナ２は、板状アンテナ素子１０の形状が、下部１４の外側輪郭１５がロッド２０の上端２１と接続している接続部２２より上方に向かうに従い外側方向に漸次拡大していく形状となっているので、広い周波数帯域を確保することが可能であり、しかも、ロッド２０には突設部２３が形成され、更にロッド２０の突設部２３の幅ｗ１が基端部２４の幅ｗ２より広いので、より一層広い周波数帯域を確保することが可能となる。その上で、第１実施形態とは異なり、平面アンテナ２Ａが備える板状アンテナ素子１０Ａの大きさ（実効高さｈ１）と平面アンテナ２Ｂが備える板状アンテナ素子１０Ｂの大きさ（実効高さｈ２）とが異なり、平面アンテナ２Ａと平面アンテナ２Ｂとでは確保できる周波数帯域が異なるので、同じ大きさ（実効高さｈ）の板状アンテナ素子１０を備えた平面アンテナを２個配設した第１実施形態の複合型アンテナ１より更に広い周波数帯域を確保することができる複合型アンテナ１とすることが可能となる。
【００４７】
第４実施形態
図８は、本発明の第４実施形態に係る複合型アンテナの説明図である。以下第３実施形態と異なる点について説明する。
【００４８】
本発明の第４実施形態に係る複合型アンテナ１は、第３実施形態と異なり、Ｘ方向に並んで配設されている２個の平面アンテナ２の中、アンテナ素子１０Ａの大きさ（実効高さｈ１）が大きい平面アンテナ２Ａは、電気的に接続されているが、アンテナ素子１０Ｂの大きさ（実効高さｈ２）が小さい平面アンテナ２Ｂは、電気的に接続されていない。
【００４９】
従って、第４実施形態に係る複合型アンテナ１は、平面アンテナ２Ａがいわゆる送受信器として機能し、平面アンテナ２Ｂがいわゆる導波器として機能するので、広い周波数帯を確保した平面アンテナ２Ａの電波を、平面アンテナ２Ｂが導波器としてＸ方向に対して指向性を高めるので、複合型アンテナ１としては広い周波数帯を確保でき、且つ指向性を高めたアンテナとすることが可能となる。
【００５０】
尚、第４実施形態では、平面アンテナが２個の場合について説明したが、図９に示すように、アンテナ素子１０の大きさ（実効高さｈ）及びロッド２０の幅（ｗ１，ｗ２）が各々異なる平面アンテナ２が４個（２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ）配設されていて、中央の平面アンテナ２Ｂのみが電気的に接続されている場合でも良い。この場合には、送受信器として機能する平面アンテナ２Ｂに対し、平面アンテナ２Ａが反射器として機能し、平面アンテナ２Ｃ及び平面アンテナ２Ｄが導波器として機能するので、Ｘ方向に指向性を更に高めることが可能となる。
【００５１】
尚、第１実施形態、第３実施形態では、平面アンテナが２個配設された場合について説明したが、平面アンテナ２の個数はいくつであっても良く、アンテナ素子１０の大きさ（実効高さｈ）及びロッド２０の幅（ｗ１，ｗ２）についても、どのような場合であっても良い。即ち、図１０に示すように、アンテナ素子１０の大きさ（実効高さｈ）及びロッド２０の幅（ｗ１，ｗ２）が全て異なる平面アンテナが３個配設されている場合であっても良い。
【００５２】
更に、平面アンテナ２がＸ方向に並んでいる場合だけでなく、図１１に示すように、アンテナ素子１０の大きさ（実効高さｈ）及びロッド２０の幅（ｗ１，ｗ２）が同じ平面アンテナ２がＸ方向に３個づつ並び、Ｙ方向にはアンテナ素子１０の大きさ（実効高さｈ）及びロッド２０の幅（ｗ１，ｗ２）が異なる平面アンテナ２が３個づつ並んでいる場合、または図１２に示すように、アンテナ素子１０の大きさ（実効高さｈ）及びロッド２０の幅（ｗ１，ｗ２）が異なる平面アンテナ２がＸ方向に３個づつ並び、Ｙ方向にはアンテナ素子１０の大きさ（実効高さｈ）及びロッド２０の幅（ｗ１，ｗ２）が同じ平面アンテナ２が３個づつ並んでいる場合であっても良い。
【００５３】
第５実施形態
図１３は、本発明の第５実施形態に係る複合型アンテナの斜視図であり、図１４は、その断面図である。
【００５４】
本発明の第５実施形態に係る複合型アンテナ１００は、上述の第１乃至第４実施形態と異なり、立体アンテナ１０１により複合型アンテナ１００が構成されている場合である。
【００５５】
本発明に係る複合型アンテナ１００は、アンテナ素子１１０とロッド１２０を備える立体アンテナ１０１が４個（１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｃ，１０１Ｄ）、同一の導体の導電板１３０に立設されている。立体アンテナ１０１Ａ１乃至１０１Ｄが各々備えるアンテナ素子（１１０Ａ，１１０Ｂ，１１０Ｃ，１１０Ｄ）及びロッド（１２０Ａ，１２０Ｂ，１２０Ｃ，１２０Ｄ）は、アンテナ素子１１０の大きさ（実効高さｈ）及びロッド１２０の径（ｒ１，ｒ２）が順次小さくなる以外は同一の構成である。また、立体アンテナ１０１Ｂは電気的に接続されているが、その他の立体アンテナ（１０１Ａ，１０１Ｃ，１０１Ｄ）は電気的に接続されていない。以下、立体アンテナ１０１Ａを代表して共通する内容について初めに説明する。
【００５６】
アンテナ素子１１０Ａは、形状が後述するロッド１２０Ａの上端１２１Ａと接続している接続部１２２Ａより下部１１４Ａの外側輪郭１１５Ａが上方に向かうに従い四方の外側方向に漸次拡大していく立体形状であり、本実施形態では球体としている。アンテナ素子１１０Ａの内部１１１Ａは中空とすることができ、周辺部１１２Ａが金属（例えば銅、真鍮）等の導体で成形されている。尚、内部１１１Ａを絶縁体で成形し、周面に金属薄膜メッキを施しても良い。アンテナ素子１１０Ａの形状が、接続部１２２Ａより下部１１４Ａの外側輪郭１１５Ａが上方に向かうに従い四方の外側方向に漸次拡大していく立体形状であるので、広い周波数帯域を確保することができるようになっている。
【００５７】
ロッド１２０Ａは、金属（例えば銅、真鍮）の導体で成形され、突設部１２３Ａと基端部１２４Ａとを有している。突設部１２３Ａの径ｒ１１は基端部１２４Ａの径ｒ２１より太くなっていて、境界部１２５Ａに段付１２６Ａが形成されている。尚、突設部１２３Ａの径ｒ１１が徐々に狭くなり基端部１２４Ａとの境界部１２５Ａに段付が形成されていない場合であっても良い。突設部１２３Ａを形成し、しかも突設部１２３Ａの径ｒ１１を基端部１２４Ａの径ｒ２１より大きくすることで、立体アンテナ１０１Ａが広い周波数帯を確保することができるようになっている。尚、ｒ１１／ｒ２１の比を最適化することで、更に広い周波数帯域を確保することが可能となる。
【００５８】
導電板１３０は、導体から形成され、立体アンテナ１０１を立設するための開口部１３１が立体アンテナ１０１の数（図１３では、４個）だけ開設されている。導電板１３０は、金属（例えば銅、真鍮）から成形されている。
【００５９】
立体アンテナ１０１は、導電板１３０の開口部１３１にテフロン（登録商標）等の絶縁体１４０を介して、ロッド１２０の基端部１２４が立設されている。導電板１３０はグランド板となっている。
【００６０】
次に電気的に接続されている立体アンテナ１０１Ｂについて、立体アンテナ１０１Ａと異なるところを主に説明する。立体アンテナ１０１Ｂのアンテナ素子１１０Ｂの大きさ（実効高さｈ２）は、立体アンテナ１０１Ａのアンテナ素子１１０Ａの大きさ（実効高さｈ１）より小さく形成されていて、それに伴いロッドの径（ｒ１２，ｒ２２）も立体アンテナ１０１Ａのロッドの径（ｒ１１，ｒ２１）より細くなっている。
【００６１】
立体アンテナ１０１Ｂのロッド１２０Ｂは、絶縁体１４０を介しているので導電板１３０とは電気的に絶縁されているが、基端部１２４Ｂの下端１２７Ｂで、同軸ケーブル５０の芯線に接続され、電気的に接続され、給電部となっている。また、アンテナ素子１１０Ｂとは、上端１２１Ｂの接続部１２２Ｂで接続されているので、アンテナ素子１１０Ｂとロッド１２０Ｂは電気的に接続される。ロッド１２０Ｂの突設部１２３Ｂと基端部１２４Ｂとの境界部１２５Ｂが給電点となるが、突設部１２３Ｂは給電部としてもアンテナとしても機能している。導電板１３０には、図示しないが同軸ケーブルのシールド線が接続されている。
【００６２】
立体アンテナ１０１Ｃ、１０１Ｄは、電気的に接続されていない。立体アンテナ１０１Ｃのアンテナ素子１１０Ｃの大きさ（実効高さｈ３）は、立体アンテナ１０１Ｂのアンテナ素子１１０Ｂの大きさ（実効高さｈ２）より小さく成形されていて、それに伴いロッドの径（ｒ１３，ｒ２３）も立体アンテナ１０１Ｂのロッドの径（ｒ１２，ｒ２２）より細くなっている。また、立体アンテナ１０１Ｄのアンテナ素子１１０Ｄの大きさ（実効高さｈ４）は、立体アンテナ１０１Ｃのアンテナ素子１１０Ｃの大きさ（実効高さｈ３）より小さく成形されていて、それに伴いロッドの径（ｒ１４，ｒ２４）も立体アンテナ１０１Ｃのロッドの径（ｒ１３，ｒ２３）より細くなっている。
【００６３】
上記構成の複合型アンテナ１００は、立体アンテナ１０１Ｂが電気的に接続されているが、その他の立体アンテナ（１０１Ａ，１０１Ｃ，１０１Ｄ）は電気的に接続されていないので、立体アンテナ１０１Ｂが送受信器として機能するのに対し、立体アンテナ１０１Ａが反射器として、立体アンテナ１０１Ｃ及び立体アンテナ１０１Ｄが導波器として機能するので、立体アンテナ１０１Ｃ及び立体アンテナ１０１Ｄの方向、即ちＸ方向に指向性を高めることが可能となっている。
【００６４】
更に、立体アンテナ１０１Ｂのアンテナ素子１１０Ｂの形状は、接続部１２２Ｂより下部１１４Ｂの外側輪郭１１５Ｂが上方に向かうに従い四方の外側方向に漸次拡大していく立体形状であるので、広い周波数帯域を確保することが可能となり、更に、ロッド１２０Ｂは、突設部１２３Ｂが形成され、しかも突設部１２３Ｂの径ｒ１２が基端部１２４Ｂの径ｒ２２より大きくなっているので、広い周波数帯を確保することができるようになっているので、立体アンテナ１０１Ｂは広い周波数帯域を確保できるアンテナであり、従って、複合型アンテナ１００は、広い周波数帯域を確保できる指向性の高いアンテナとすることが可能となる。
【００６５】
尚、立体アンテナ１０１が複数同一の導電板に立設している複合型アンテナ１００についても、平面アンテナ２が複数同一の絶縁基板に配設されている複合型アンテナ１と同様なバリエーションが可能である。即ち、アンテナ素子１１０の大きさの異なる複数の立体アンテナ１０１を全て電気的に接続しても良く、また、アンテナ素子１１０の大きさを全て同じにし、その立体アンテナ１０１を全て電気的に接続しても良いことは言うまでもなく、その作用効果は平面アンテナ２から構成される複合型アンテナ１と同じである。
【符号の説明】
【００６６】
１，１００      複合型アンテナ
２（２Ａ，２Ｂ，２Ｃ等を含む、以下同じ）  平面アンテナ
１０            板状アンテナ素子
１１，１１１    内部
１２，１１２    周辺部
１３            枠体
１４，１１４    下部
１５，１１５    外側輪郭
１６            上部
２０，１２０    ロッド
２１，１２１    上端
２２，１２２    接続部
２３，１２３    突設部
２４，１２４    基端部
２６，１２５    境界部
２６，１２６    段付
２７，１２７    下端
３０，１３０    導電板
３１，１３１    開口部
４０            基板
５０            同軸ケーブル
１０１          立体アンテナ
１１０          アンテナ素子
１４０          絶縁体
ｈ（ｈ１，ｈ２，ｈ３，ｈ４を含む）            アンテナ素子の大きさ（実効高さ）
ｗ１（ｗ１１，ｗ１２，ｗ１３，ｗ１４等を含む）  平面アンテナの突設部の幅
ｗ２（ｗ２１，ｗ２２，ｗ２３，ｗ２４等を含む）  平面アンテナの基端部の幅
ｒ１（ｒ１１，ｒ１２，ｒ１３，ｒ１４等を含む）  立体アンテナの突設部の径
ｒ２（ｒ２１，ｒ２２，ｒ２３，ｒ２４等を含む）  立体アンテナの基端部の径
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図５】
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【国際調査報告】
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