(57)【要約】【課題】高インピーダンス基板を用いたアンテナ装置を広帯域化または薄型化する。【解決手段】本発明の一態様としてのアンテナ装置は、地板と、前記地板の面に略平行に配置された複数の導体素子と、前記複数の導体素子を前記地板に接続する複数の線状素子と、電波を放射するアンテナと、を備え、前記地板における前記複数の導体素子の配置領域に、前記アンテナから放射された電波を反射させる複数の隙間が形成されたことを特徴とする。【選択図】図１
2010130095.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地板と、
前記地板の面に略平行に配置された複数の導体素子と、
前記複数の導体素子を前記地板に接続する複数の線状素子と、
電波を放射するアンテナと、を備え、
前記地板における前記複数の導体素子の配置領域に、前記アンテナから放射された電波を反射させる複数の隙間が形成されたことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
前記複数の隙間はメッシュ状に配置されたことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項３】
各前記導体素子にそれぞれ、前記地板で反射した電波を地板へ反射させる複数の隙間が形成されたことを特徴とする請求項１または２に記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記複数の隙間がメッシュ状に形成されたことを特徴とする請求項３に記載のアンテナ装置。
【請求項５】
前記複数の導体素子はマトリクス状に配置され、
マトリクスの縦方向または横方向である第１の方向に平行な複数の帯状の前記隙間が、前記第１の方向に直交する第２の方向に所定間隔で形成され、
前記アンテナの長さ方向は、前記第１の方向に一致する
ことを特徴とする請求項３に記載のアンテナ装置。
【請求項６】
前記複数の帯状の隙間に隣接する複数の帯状の素子部分にそれぞれ前記線状素子が接続されたことを特徴とする請求項５に記載のアンテナ装置。
【請求項７】
前記複数の導体素子はマトリクス状に配置され、
マトリクスの縦方向または横方向である第１の方向に平行な複数のジグザグ状の前記隙間が、前記第１の方向に直交する第２の方向に所定間隔で形成され、
前記アンテナの長さ方向は、前記第１の方向に一致する
ことを特徴とする請求項３に記載のアンテナ装置。
【請求項８】
前記複数のジグザグ状の隙間に隣接する複数のジグザグ状の素子部分にそれぞれ前記線状素子が接続されたことを特徴とする請求項７に記載のアンテナ装置。
【請求項９】
前記複数の導体素子はマトリクス状に配置され、
マトリクスの縦方向または横方向である第１の方向に平行な複数のメアンダ状の隙間が、前記第１の方向に直交する第２の方向に所定間隔で形成され、
前記アンテナの長さ方向は、前記第１の方向に一致する
ことを特徴とする請求項３に記載のアンテナ装置。
【請求項１０】
前記複数のメアンダ状の隙間に隣接する複数のメアンダ状の素子部分にそれぞれ前記線状素子が接続されたことを特徴とする請求項９に記載のアンテナ装置。
【請求項１１】
地板と、
前記地板の面に略平行に配置された複数の導体素子と、
前記複数の導体素子を前記地板に接続する複数の線状素子と、
電波を放射するアンテナと、を備え、
各前記導体素子にそれぞれ、前記地板で反射した電波を地板へ反射させる複数の隙間が形成されたことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項１２】
前記複数の隙間がメッシュ状に形成されたことを特徴とする請求項１１に記載のアンテナ装置。
【請求項１３】
前記複数の導体素子はマトリクス状に配置され、
マトリクスの縦方向または横方向である第１の方向に平行な複数の帯状の前記隙間が、前記第１の方向に直交する第２の方向に所定間隔で形成され、
前記アンテナの長さ方向は、前記第１の方向に一致する
ことを特徴とする請求項１１に記載のアンテナ装置。
【請求項１４】
前記複数の帯状の隙間に隣接する複数の帯状の素子部分にそれぞれ前記線状素子が接続されたことを特徴とする請求項１３に記載のアンテナ装置。
【請求項１５】
前記複数の導体素子はマトリクス状に配置され、
マトリクスの縦方向または横方向である第１の方向に平行な複数のジグザグ状の前記隙間が、前記第１の方向に直交する第２の方向に所定間隔で形成され、
前記アンテナの長さ方向は、前記第１の方向に一致する
ことを特徴とする請求項１１に記載のアンテナ装置。
【請求項１６】
前記複数のジグザグ状の隙間に隣接する複数のジグザグ状の素子部分にそれぞれ前記線状素子が接続されたことを特徴とする請求項１５に記載のアンテナ装置。
【請求項１７】
前記複数の導体素子はマトリクス状に配置され、
マトリクスの縦方向または横方向である第１の方向に平行な複数のメアンダ状の隙間が、前記第１の方向に直交する第２の方向に所定間隔で形成され、
前記アンテナの長さ方向は、前記第１の方向に一致する
ことを特徴とする請求項１１に記載のアンテナ装置。
【請求項１８】
前記複数のメアンダ状の隙間に隣接する複数のメアンダ状の素子部分にそれぞれ前記線状素子が接続されたことを特徴とする請求項１７に記載のアンテナ装置。
【請求項１９】
請求項１ないし１８のいずれか一項に記載のアンテナ装置と、
前記アンテナ装置における前記アンテナの給電点に接続された給電線路と、
前記給電線路を介して前記アンテナに高周波電流を供給する無線回路と、
を備えた無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、アンテナ装置および無線通信装置に関し、特に高インピーダンス基板を用いたアンテナ装置および当該アンテナ装置を備えた無線通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
アンテナ装置の薄型化のために金属板（地板）とアンテナを近接させる技術としてEBG（Electromagnetic Band Gap）基板が知られている（特許文献１、２参照）。EBG基板は、金属板上のある高さに導体素子（板状素子）をマトリクス状に配置し、各板状素子と金属板とを線状素子により接続したものである。このEBG基板は、分布定数回路によってLCの並列共振回路を作ることにより、高インピーダンスを実現し、金属板上に発生する不要な電流分布を抑圧するものである。
【０００３】
アンテナ装置の薄型化を目的とした用途にこのEBG基板を採用する場合、EBG基板へのアンテナの近接配置とEBG基板自体の薄型化とが重要である。EGB基板自体の薄型化に関して、EBG基板の帯域特性は、基板の厚さに比例することが知られており、単に基板を薄型化していくと狭帯域化し、実用上、帯域が不足してしまう。このため薄型化には限界がある。特許文献１、２記載のEBG基板では、例えば、携帯電話の周波数・帯域ではEBG基板が厚くなって(800MHz帯で6mm程度以上、2GHz帯で2.5mm程度以上)しまい、グランド面から見たEBG基板を含むアンテナ全体の究極的な薄型化が実現できない。
【０００４】
またEGB基板の薄型化の際に生じる別の問題として、動作周波数を保持したまま高インピーダンス基板を薄型化していくと、高インピーダンス基板を構成する周期構造の単位セルの大きさが増大（すなわち板状素子のサイズが増大）してしまう。アンテナの低姿勢化のためにはそれに応じた個数の単位セルが必要であり、したがって単位セルの大きさが増大すると、基板が大面積化してしまう。
【０００５】
さらに、誘電体を用いて高インピーダンス基板を小型化した場合には、基板の帯域特性が狭帯域化してしまうなどの問題がある。さらに、高インピーダンス基板を構成する地板の曲面化に困難が生じる、などの問題がある。
【特許文献１】米国特許第6262495号明細書
【特許文献２】特許第3653470号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、広帯域化または薄型化された、高インピーダンス基板を用いたアンテナ装置および無線通信装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様としてのアンテナ装置は、
地板と、
前記地板の面に略平行に配置された複数の導体素子と、
前記複数の導体素子を前記地板に接続する複数の線状素子と、
電波を放射するアンテナと、を備え、
前記地板における前記複数の導体素子の配置領域に、前記アンテナから放射された電波を反射させる複数の隙間が形成されたことを特徴とする。
【０００８】
本発明の一態様としてのアンテナ装置は、
地板と、
前記地板の面に略平行に配置された複数の導体素子と、
前記複数の導体素子を前記地板に接続する複数の線状素子と、
電波を放射するアンテナと、を備え、
各前記導体素子にそれぞれ、前記地板で反射した電波を地板へ反射させる複数の隙間が形成されたことを特徴とする。
【０００９】
本発明の無線通信装置は、
上記のいずれかのアンテナ装置と、
前記アンテナ装置における前記アンテナの給電点に接続された給電線路と、
前記給電線路を介して前記アンテナに高周波電流を供給することにより無線通信を行う無線回路と、
を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明により高ピーダンス基板を用いたアンテナ装置を薄型化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照しながら本実施の形態について詳細に説明する。
【００１２】
（第１の実施形態）
図１（A）は、本発明の第１の実施形態に係る高インピーダンス基板の構成を示す上面図である。図１（B）は図１（A）の高インピーダンス基板の地板を取り出して示した図である。図２は図１（A）の高インピーダンス基板の側面図である。
【００１３】
有限地板（地板）１００からある高さにおいて、板状の導体素子１０１がマトリクス状に配置されている。ここでは２横列×２縦列のマトリクスが形成されている。ただし本発明は、２横列×２縦列に限定されず、２以上の整数ｎ、ｍを用いて、ｎ横列×ｍ縦列によって形成されるマトリクスを含む。導体素子１０１はたとえば平面的に矩形を有し、ここでは正方形を有する。
【００１４】
各導体素子１０１の面はそれぞれ地板１００に対して略平行である。各導体素子１０１は、それぞれ中央において線状素子１０２を介して地板１００に接続されている。導体素子１０１と線状素子１０２との接続位置は導体素子１０１の中央でなくともよく、所望する通信特性に応じて任意の位置でよい。
【００１５】
線状素子１０２の長さｈは、使用波長λに比べて非常に小さい（ｈ＜＜λ）。図２に示すように、隣接する導体素子１０１間の浮遊キャパシタと、線状素子１０２の浮遊インダクタとの組み合わせにより並列共振回路が形成され、これが周期的に配置されることで、地板面全体が高インピーダンス化されている。
【００１６】
導体素子１０１の一辺の長さと線状素子１０２の長さの和は、動作周波数の四分の一波長程度の長さとなるように調整されている。この四分の一波長という長さは、電気的な長さのことを意味している。導体素子１０１の近傍に配置されている媒質や、導体素子１０１間の距離や、導体素子１０１と地板１００間の距離などにより変化する。
【００１７】
ここで地板１００には、従来のベタ状の地板と異なり、導体素子１０１の配置領域に、メッシュ状に隙間が形成されている。地板にメッシュ状の隙間を形成することで、高インピーダンス基板上に設けたアンテナ（後述する図１２〜図１５参照）から放射された近傍電磁界が地板１００のメッシュから膨れ出すことにより、高インピーダンス基板の厚さが電磁気的には実効的に厚く見えて、構造上の基板薄型化を実現させることができる。ただし隙間は必ずしもメッシュ状に形成されている必要はなく、導体素子１０１の配置領域内に複数形成されていれば、本実施形態の効果を得ることができる。
【００１８】
なお、ここでいう地板における導体素子１０１の配置領域とは、地板と導体素子１０１を、地板と垂直な方向からみたときに、地板と導体素子１０１とが重なる領域を含む領域のことを指す（図１の点線で囲まれた部分）。
【００１９】
図３は、メッシュ状に形成された隙間における電磁界の膨れ出し現象を模式的に表した図である。
【００２０】
高インピーダンス基板を使用波長に比べて非常に薄く作製すると、使用波長に比べて非常に近接した距離で、地板と導体素子が対向する。これらの間を反射する電磁波は、地板が従来のようなベタの場合は地板表面で反射を繰り返すが、金属板にメッシュ状の隙間を形成すると反射点が隙間の外側に等価的に膨れ出る現象が観測される。対向する二枚の金属板間の距離（地板と導体素子との間の距離）が波長に比べて非常に小さいので、この膨れ出しによる電磁波の位相変化量が反射点間伝搬の位相変化量と比較して有意な量となり、等価的に金属板間の厚さが厚くなったように見える。具体的には、実際の幅D1から、幅D2へ厚くなったように見える。メッシュ状の隙間での近傍電磁界の膨れ出しは、隙間自体の大きさおよび隙間の密度に依存する。ただし、電磁波を有効に反射するためには、この隙間の大きさを、導体素子１０１の大きさよりも小さくする。また、対向する金属板間の距離が狭くなると、電磁界の膨れ出しによる電磁波の位相変化の効果は相対的に大きくなる。
【００２１】
図４は、図１（A）の高インピーダンス基板の効果を実際に確認するべく、本発明者らにより独自に行った電磁界シミュレーションの結果に基づき作成したグラフである。このグラフは、図１（A）の高インピーダンス基板に垂直入射する平面電磁波の反射位相変化量の周波数特性を示す。図中の実線Ｓが、本実施形態に係わる地板にメッシュ状の隙間を形成した高インピーダンス基板の特性を示し、破線Ｂは、従来のベタ地板による高インピーダンス基板の特性を示す。ここで、横軸が周波数[GHz]、縦軸が反射位相変化量[deg]である。
【００２２】
高インピーダンス基板を実現するEBG基板の場合、高インピーダンス特性を示すバンドギャップ周波数と、反射位相変化量との間には相関があることが知られており、反射位相変化量が0±90°あるいは90±45°の範囲でEBG基板が動作すると考える立場がある。いずれの範囲で評価するにしても、メッシュ状の隙間を形成すると低周波化することが分かり、また本実施形態の係わる実線Ｓは、従来の破線Ｂに比べて上述の範囲で横に広く広がっており、広帯域化していることが分かる。したがって、同じ動作周波数では本実施形態では、従来よりもEBG基板を小型化することができ、また同じ厚さでは本実施形態では従来よりも広帯域化（すなわち同じ周波数帯域では薄型化）されたEGB基板を実現することができる。
【００２３】
以上のように、本実施の形態によれば、高インピーダンス基板をなす地板にメッシュ化の隙間を形成したことにより、高インピーダンス基板の小型化、および広帯域化（薄型化）が可能となる。また地板をメッシュ化することにより、高インピーダンス基板の屈曲性が向上するので、高インピーダンス基板の曲面化が可能となる。
【００２４】
（第２の実施形態）
図５は、本発明の第２の実施形態に係る高インピーダンス基板の構成を示す上面図である。
【００２５】
本実施形態が第１の実施形態と大きく異なっているのは、地板２００の上方に配置された各導体素子２０１に、地板２００で反射した電磁波を地板２００へ反射させる隙間２０２がメッシュ状に形成されている点と、地板２００がベタ状である点である。
【００２６】
このように導体素子２０１にメッシュ状に隙間を形成しても、図３で説明したようなメッシュ近傍での電磁界の膨れ出し現象により、高インピーダンス基板の厚さが電磁気的には実効的に厚く見えて、基板の薄型化が実現する。電磁界の膨れ出し現象を模式的に図６に示す。
【００２７】
ここで、第１の実施形態ではメッシュ状の地板１００の下方向への電磁界の膨れ出し現象のため地板１００の下側方に電子回路部品等を近接または接触して配置すると高インピーダンス基板の特性に影響が生じてしまうが、本実施形態では地板２００はベタ状であり電磁界の膨れ出し現象は地板２００の下方へはないため地板２００の下面に電子回路部品等を近接あるいは接触して配置しても、高インピーダンス基板の特性に何ら影響を及ぼさない利点がある。
【００２８】
（第３の実施形態）
本実施形態は第１および第２の実施形態を組み合わせたことを特徴とする。すなわち本実施形態では、地板にメッシュ状の隙間を形成するとともに、地板の上方に配置する各導体素子もメッシュ状の隙間を形成する。このように高インピーダンス基板を構成する地板と各導体素子との両方にメッシュ状に隙間を形成することにより、メッシュ近傍における電磁界の膨れ出し現象が顕著となり、高インピーダンス基板の構造上の薄型化効果が最大となる。本実施形態に係る電磁界の膨れ出し現象を模式的に図７に示す。
【００２９】
（第４の実施形態）
図８は、本発明の第４の実施形態に係る高インピーダンス基板の構成を示す上面図である。
【００３０】
本実施形態の導体素子３０１は、ベタ状の導体素子にマトリクスの縦方向である方向Ｄ１に平行な帯状（スリット状）の隙間３０２を、方向Ｄ１と直交する方向Ｄ２（マトリクスの横方向）に一定間隔で複数形成したものである。すなわち方向Ｄ１に平行な複数の帯状素子３０３の一端が方向Ｄ２に平行な第１の接続素子３０４で共通に接続され、他端が方向Ｄ２に平行な第２の接続素子３０５で共通に接続されている。帯状素子３０３と帯状隙間３０２とは隣接している。帯状の隙間３０２は地板２００で反射した電波を地板２００へ反射させる。地板２００は第２の実施形態と同様にベタ状の金属板であるが、メッシュ状に隙間が形成された地板１００を用いてもよい。
【００３１】
このように導体素子に帯状の隙間３０２を方向Ｄ２に複数形成することで、電磁界の膨れ出し現象に加えて、導体素子を流れる電流経路の制限を方向Ｄ１に強化し、等価回路で表現したときのインダクタンス成分Lの増大を生じさせることで、広帯域化の効果を増大させることが可能となる。ただし、この場合、方向Ｄ２における高インピーダンス特性は失われることとなる。
【００３２】
（第５の実施形態）
図９は、本発明の第５の実施形態に係る高インピーダンス基板の構成を示す上面図である。この第５の実施形態は第４の実施形態における帯状の隙間の形状をジグザグ状にしたことを特徴とする。
【００３３】
図９に示すように、本実施形態の導体素子４０１は、ベタ状の導体素子にマトリクスの方向Ｄ１に平行な複数のジグザグ状の隙間４０２を方向Ｄ２に複数形成したものである。つまり、方向Ｄ１に平行なジグザグ状素子４０３が方向Ｄ２に一定間隔で複数形成され、ジグザグ状素子４０３の一端が、方向Ｄ２に平行な第１の接続素子４０４で共通に接続され、他端が第２の接続素子４０５で共通に接続されている。ジグザグ状の隙間４０２とジグザグ状素子４０３とは隣接している。ジグザグ状の隙間４０２は地板２００で反射した電波を地板２００に反射させる。
【００３４】
地板２００は第２の実施形態と同様にベタ状の金属板であるが、メッシュ状に隙間が形成された地板１００を用いてもよい。
【００３５】
このように導体素子４０１の隙間をジグザグ状に形成することにより、第４の実施形態と比較して、導体素子４０１を流れる電流の経路が延長されるので、高インピーダンス基板の周期構造を構成する単位セルとなっている導体素子の小型化が実現する。
【００３６】
（第６の実施形態）
図１０は、本発明の第６の実施形態に係る高インピーダンス基板の構成を示す上面図である。この第６の実施形態は第４の実施形態における帯状の隙間の形状をメアンダ状にするとともに、メアンダ状の隙間に隣接するメアンダ状素子のそれぞれに線状素子１０２を接続したことを特徴とする。
【００３７】
図１０に示すように、本実施形態の導体素子５０１は、ベタ状の導体素子にマトリクスの方向Ｄ１に平行なメタンダ状の隙間５０２を方向Ｄ２に複数形成したものである。すなわち、方向Ｄ１に平行な複数のメアンダ状素子５０３が方向Ｄ２に複数形成され、メアンダ状素子５０３の一端が、方向Ｄ２に平行な第１の接続素子５０４で共通に接続され、他端が方向Ｄ２に平行な第２の接続素子５０５で共通に接続されている。そして各メアンダ状素子５０３にはそれぞれ全部に線状素子１０２が接続されている。
【００３８】
地板２００は第２の実施形態と同様にベタ状の金属板であるが、メッシュ状に隙間が形成された地板１００を用いてもよい。
【００３９】
導体素子の隙間形状をメアンダ状にすることで、第５の実施形態と同様の効果が得られるとともに、各メアンダ状素子５０３のそれぞれ全部に線状素子１０２を接続することで、導体素子１０１を流れる電流経路の複線化が生じる（すなわち隣接する導体素子間で線状素子の多数の組み合わせが生じる）。これにより、等価回路で表現したときのインダクタンス成分Lの多様化による多共振化が発生して、広帯域化の効果を増大させることができる。なお図８または図９に示した第４または第５の実施形態において、各導体素子の帯状素子またはジグザグ状素子すべてに線状素子１０２を接続しても本第６の実施形態と同様の効果を得ることもできる。
【００４０】
（第７の実施形態）
図１１に、本発明の第７の実施形態に係る高インピーダンス基板の構成を示す上面図である。
【００４１】
この高インピーダンス基板は、第４の実施形態で示した高ピーダンス基板（図８参照）の変形例である。図８では正方形の導体素子を６行×６列のマトリクス状に配置していたが、本実施形態では６行×１列のマトリクス状に導体素子６０１を配置するとともに、１つ１つの導体素子を、帯状の隙間（スリット）３０２の短手方向が長く、スリットの長手方向が短い、横長の矩形を有するものとしている。そして、１つの導体素子６０１におけるすべての帯状素子３０３はそれぞれ線状素子１０２を介して地板２００と接続されている。つまり本実施形態は、図８の構成において高インピーダンス特性が失われている方向Ｄ２（スリットの短手方向）における導体素子を互いに寄せてつなぎあわせ、１つの導体素子におけるすべての帯状素子を線状素子１０２を介して地板２００に接続した構成になっている。
【００４２】
地板２００は第２の実施形態と同様にベタ状の金属板であるが、メッシュ状に隙間が形成された地板１００を用いてもよい。
【００４３】
このように導体素子の横幅を広く構成し、線状素子１０２を多数設置したことにより、広帯域化の効果を一層増大させることができる。
【００４４】
（第８の実施形態）
図１２は、本発明の第８の実施形態に係るアンテナ装置および無線通信装置の構成を示す。図１２（Ａ）は上面図、図１２（Ｂ）は側面図である。
【００４５】
このアンテナ装置は、第２の実施形態に係る高インピーダンス基板とダイポールタイプのアンテナとを組み合わせた構成を有する。
【００４６】
第２の実施形態に係る高インピーダンス基板の上方に、線状素子２００１、２００２と、給電点２００３とを含むダイポールアンテナが配置されている。給電点２００３は、給電線路２００４との接続点となる。ダイポールアンテナの長さ（線状素子２００１、２００２の合計長）は動作周波数の二分の一波長程度である。ダイポールアンテナは、２つの導体素子列の間の間隙ラインに配置され、給電点２００３は、互いに直交する間隙ラインの交差部に位置している。給電線路２００４には高周波電流を生成する無線回路２００５が接続されている。
【００４７】
給電線路２００４から上記動作周波数の高周波電流が給電点２００３を介して供給されると、ダイポールアンテナが共振し、空間に使用波長の電波が放射される。前述したように導体素子２０１のメッシュ状の隙間２０２からの電磁界の膨れ出し現象により、高インピーダンス基板の厚さが実際よりも大きく見えるため、薄型のアンテナ装置を実現することができる。地板２００はベタの金属板であり、したがって地板２００の下方向への電磁界の膨れ出し現象はない。よって上述したように、地板２００の下方に電子回路部品等を極近接してあるいは接触して配置しても、高インピーダンス基板の特性および搭載したアンテナの特性に何ら影響を及ぼさないので、図１２の構成は、小型無線端末の薄型内蔵アンテナに適する。
【００４８】
ここでは第２の実施形態に係る高インピーダンス基板とダイポールアンテナとを組み合わせた例を示したが、第１、第３〜第７の実施形態に係る高インピーダンス基板とダイポールアンテナとを組み合わせることも当然に可能である。
【００４９】
たとえば第３の実施形態に係る高インピーダンス基板を用いた場合は、地板と導体素子群との両方にメッシュ状の隙間が形成されることとなり、メッシュ近傍における電磁界の膨れ出し現象が一層顕著となる。このため高インピーダンス基板の構造上の薄型化効果が最大となるので、超薄型アンテナが実現できる。よって第３の実施形態に係る高インピーダンス基板とダイポールアンテナとを組み合わせたアンテナ装置は、設置スペースの限られる薄型無線端末の内蔵アンテナに適する。
【００５０】
また、第４の実施形態に係る高ピンーダンス基板とダイポールアンテナとを組み合わせたアンテナ装置および無線通信装置の例を図１３に示す。図１３（Ａ）は上面図、図１３（Ｂ）は側面図である。ダイポールアンテナは導体素子のスリットの長手方向に沿った間隙ラインに配置されている（短手方向は高インピーダンス特性が失われている）。この構成では、図１２の場合と同様な効果が得られるが、インダクタンス成分Lの増大により高インピーダンス基板を薄型化できるので、更なるアンテナ装置の薄型化を実現できる。
【００５１】
（第９の実施形態）
図１４は、本発明の第９の実施形態に係るアンテナ装置および無線通信装置の構成を示す。図１４（Ａ）は上面図、図１４（Ｂ）は側面図である。
【００５２】
このアンテナ装置は、第２の実施形態に係る高インピーダンス基板とモノポールタイプのアンテナとを組み合わせた構成を有する。図１２に示した第８の実施形態よりもアンテナ装置の小型化が実現される。
【００５３】
地板２００に略平行な線状素子３００１と、地板２００に略垂直な線状素子３００２とによってモノポールアンテナが形成されている。線状素子３００１の一端に線状素子３００２の一端が略垂直に接続されることによりモノポールアンテナは全体としてＬ字状をなす。モノポールアンテナの長さ（線状素子３００１、３００２の合計長）は動作周波数の四分の一波長程度であり、線状素子３００２の長さは、線状素子１０２の長さと同じか、やや長い程度である。
【００５４】
線状素子３００２の他端は、給電点３００３に接続されている。給電点３００３は、給電線路３００４との接続点である。ここでは給電線路３００４は同軸線によって形成されている。給電線路３００４の外導体は地板２００に接続され、内導体は線状素子３００２に接続されている。モノポールアンテナでは地板に電流を流すことで電波の放射を良好に行うことができるため、モノポールアンテナの給電点３００３を、地板２００の端部に位置させることで、地板２００の周囲（地板２００の端辺）、つまり、導体素子２０１と線状素子１０２とによる高インピーダンス特性が現れない部分に電流を流し、放射を行うようになっている。給電線路３００４には高周波電流を生成する無線回路３００５が接続されている。
【００５５】
図１４の構成では、前述したように導体素子２０１のメッシュ状の隙間からの電磁界の膨れ出し現象により、高インピーダンス基板の厚さが実際よりも大きく見えるため、薄型のアンテナ装置を実現することができる。地板２００はベタの金属板であり、したがって地板２００の下方向への電磁界の膨れ出し現象はない。よって上述したように、地板２００の下方に電子回路部品等を極近接してあるいは接触して配置しても、高インピーダンス基板の特性および搭載したアンテナの特性に何ら影響を及ぼさないので、図１４の構成は、小型無線端末の薄型内蔵アンテナに適する。
【００５６】
ここでは第２の実施形態に係る高インピーダンス基板とモノポールアンテナとを組み合わせた例を示したが、第１、第３〜第７の実施形態に係る高インピーダンス基板とモノポールアンテナとを組み合わせることも当然に可能である。
【００５７】
たとえば第３の実施形態に係る高インピーダンス基板を用いた場合は、地板２００と導体素子２０１群との両方にメッシュ状の隙間が形成されることとなり、メッシュ近傍における電磁界の膨れ出し現象が一層顕著となる。このため高インピーダンス基板の構造上の薄型化効果が最大となるので、超薄型アンテナが実現できる。よって第３の実施形態に係る高インピーダンス基板とモノポールアンテナとを組み合わせたアンテナ装置は、設置スペースの限られる薄型無線端末の内蔵アンテナに適する。
【００５８】
また、第４の実施形態に係る高ピンーダンス基板とモノポールアンテナとを組み合わせたアンテナ装置および無線通信装置の例を図１５に示す。図１５（Ａ）は上面図、図１５（Ｂ）は側面図である。モノポールアンテナの線状素子３００１は導体素子３０１の帯状の隙間（スリット）３０２の長手方向に沿った間隙ラインに配置されている（短手方向は高インピーダンス特性が失われている）。この構成では、図１４の場合と同様な効果が得られるが、インダクタンス成分Lの増大により高インピーダンス基板を薄型化できるので、更なるアンテナ装置の薄型化を実現できる。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明は、携帯電話や無線ＬＡＮ（Local Area Network）を用いたＰＣ（Personal Computer）などの無線端末に代表される無線通信や、地デジ受信用アンテナ、これ以外にもレーダ用のアンテナなどへの適用も可能である。特に薄型化が必要になる移動体の表面に配置されるアンテナに適している。また、曲面構造への適合性にも優れており、いわゆるコンフォーマルアンテナへの適用が可能である。
【００６０】
なお、本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の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る高インピーダンス基板の構成を示す図。
【図２】図１の高インピーダンス基板の側面図。
【図３】地板にメッシュ状に形成された隙間における電磁界の膨れ出し現象を模式的に表した図。
【図４】図１の高インピーダンス基板の効果を実際に確認するべく、本発明者らにより独自に行った電磁界シミュレーションの結果に基づき作成したグラフ。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る高インピーダンス基板の構成を示す上面図。
【図６】第２の実施形態における電磁界の膨れ出し現象を模式的に示す図。
【図７】第３の実施形態における電磁界の膨れ出し現象を模式的に示す図。
【図８】本発明の第４の実施形態に係る高インピーダンス基板の構成を示す上面図。
【図９】本発明の第５の実施形態に係る高インピーダンス基板の構成を示す上面図。
【図１０】本発明の第６の実施形態に係る高インピーダンス基板の構成を示す上面図。
【図１１】本発明の第７の実施形態に係る高インピーダンス基板の構成を示す上面図。
【図１２】本発明の第８の実施形態に係るアンテナ装置および無線通信装置の構成を示す図。
【図１３】第４の実施形態に係る高ピンーダンス基板とダイポールアンテナとを組み合わせたアンテナ装置および無線通信装置の例を示す図。
【図１４】本発明の第９の実施形態に係るアンテナ装置および無線通信装置の構成を示す図。
【図１５】第４の実施形態に係る高ピンーダンス基板とモノポールアンテナとを組み合わせたアンテナ装置および無線通信装置の例を示す図。
【符号の説明】
【００６２】
１００：地板
１０１：導体素子
１０３：隙間
２００：地板
２０１：導体素子
２０２：隙間
３０１：導体素子
３０２：帯状の隙間
３０３：帯状素子
３０４、３０５：接続素子
４０１：導体素子
４０２：ジグザグ状の隙間
４０３：ジグザグ状素子
５０１：導体素子
５０２：隙間
５０３：メアンダ状素子
６０１：導体素子
【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５】
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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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