(57)【要約】【課題】様々な方向に対して指向性を制御することができるアンテナ装置や、このアンテナ装置を備えた通信装置を提供する。【解決手段】アンテナ装置２０は、略直線状の導体から成る給電導体部２１ａを備える給電素子２１と、第１寄生素子２２と、を備える。第１寄生素子２２は、給電導体部２１ａの長手方向に対して略平行となる略直線状の導体から成る平行部２２ａと、平行部２２ａに一端が接続されるとともに給電導体部２１ａの長手方向に対して略垂直となる略直線状の導体から成る垂直部２２ｂと、垂直部２２ｂに一端が接続されるとともに給電導体部２２ａの長手方向に対して略垂直となる略直線状の導体から成る接地部２２ｃと、一端が接地されるとともに他端が前記接地部の他端に接続される第１可変リアクタンス素子２４と、を備える。【選択図】図３
2010056731.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁波の通信を行うアンテナ装置において、
略直線状の導体から成る給電導体部を備える給電素子と、
当該給電素子の周囲に配置される複数の寄生素子と、を備え、
前記寄生素子の少なくとも１つが、
前記給電導体部の長手方向に対して略平行となる略直線状の導体から成る接地部と、
前記給電導体部の長手方向に対して略垂直となる略直線状の導体から成り前記接地部に接続される垂直部と、
一端が接地されるとともに他端が前記接地部の他端に接続された可変リアクタンス素子である第１可変リアクタンス素子と、を備える第１寄生素子であり、
前記給電導体部の一端である給電点と、前記接地部の他端と、がそれぞれの同一側の端部となることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
前記第１寄生素子が、
前記給電導体部の長手方向に対して略平行となる略直線状の導体から成る平行部と、
当該平行部に一端が接続される前記垂直部と、
当該垂直部に一端が接続される前記接地部と、
前記第１可変リアクタンス素子と、
を備える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】
前記第１寄生素子が、
前記接地部と、
当該接地部に一端が接続される前記垂直部と、
前記第１可変リアクタンス素子と、
を備える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４】
前記給電素子の前記給電導体部の長手方向の長さをＬとするとき、前記第１寄生素子の前記平行部と前記接地部との距離Ｌ2が、
Ｌ／１０≦Ｌ2
となる関係を満たすことを特徴とする請求項２に記載のアンテナ装置。
【請求項５】
前記給電素子の前記給電導体部の長手方向の長さをＬとするとき、前記第１寄生素子の前記垂直部の長手方向の長さＬ1が、
Ｌ／２≦Ｌ1≦２Ｌ
となる関係を満たすことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載のアンテナ装置。
【請求項６】
前記給電素子の前記給電導体部の長手方向の長さをＬとするとき、前記第１寄生素子の前記垂直部と前記第１可変リアクタンスの一端に接続される接地用の導体との距離Ｌ3が、
Ｌ／１０≦Ｌ3≦Ｌ／２
となる関係を満たすことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載のアンテナ装置。
【請求項７】
前記給電素子及び前記寄生素子の少なくとも１つに備えられる導体が、輪郭部分が残されて内側が除外された略ループ状であることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載のアンテナ装置。
【請求項８】
前記寄生素子の少なくとも１つが、
前記給電導体部の長手方向に対して略平行となる略直線状の導体から成る寄生導体部と、
一端が接地されるとともに他端が前記寄生導体部の一端に接続された可変リアクタンス素子である第２可変リアクタンス素子と、を備える第２寄生素子であり、
前記給電素子と、前記第１寄生素子と、当該第２寄生素子とが略同一平面内に配置されるとともに、前記第１寄生素子と前記第２寄生素子との間に前記給電素子が配置され、
前記給電導体部の一端である給電点と、前記接地部の他端と、前記寄生導体部の一端と、がそれぞれの同一側の端部となることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかに記載のアンテナ装置。
【請求項９】
請求項１〜請求項８のいずれかに記載のアンテナ装置と、
当該アンテナ装置に備えられる前記可変リアクタンス素子のリアクタンスを制御する指向性制御部と、
を備えることを特徴とする通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁波の送信または受信を行うアンテナ装置や、このアンテナ装置を備えた通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話や、自動車などの移動体に備えられる通信装置によって、様々な場所や状況下で移動体通信が行われている。例えば、地上デジタル放送などの放送信号を、自動車に備えられた受信装置で受信する場合などである。このような通信装置には、多様な状況下においても良好な通信を行うために、アンテナ装置が備えられる。特に、特定の通信方向に対する指向性を強くしたり弱くしたりすることができるアンテナ装置が備えられることがある。このようなアンテナ装置を備えることとすると、通信状況が良好となる方向（例えば、通信相手となる放送局が存在する方向など）の指向性を強くして、通信状況の改善を図ることが可能となる。
【０００３】
このようなアンテナ装置として、例えば、図１５に示すようなものがある。図１５は、従来のアンテナ装置の構成例について示す模式図である。図１５に示すように、アンテナ装置１００は、電磁波を通信する給電素子１０１と、反射または導波を行う２つの寄生素子１０２，１０３と、を備える。
【０００４】
給電素子１０１及び寄生素子１０２，１０３は、それぞれ直線状の導体１０１ａ〜１０３ａを１つ備える。そして、給電素子１０１及び寄生素子１０２，１０３は同一平面内に配置されるとともに、それぞれの導体１０１ａ〜１０３ａの長手方向が平行となるように配置される。また、２つの寄生素子１０２，１０３の間に１つの給電素子１０１が配置される。
【０００５】
寄生素子１０２の導体１０２ａの一端には、一端が接地された可変リアクタンス素子１０４の他端が接続される。寄生素子１０３の導体１０３ａの一端にも同様に、一端が接地された可変リアクタンス素子１０５の他端が接続される。また、給電素子１０１の導体１０１ａの一端は給電点１０６となる。また、給電点１０６と通信装置（不図示）とは同軸線（不図示）などによって接続される。そして、可変リアクタンス素子１０４，１０５のリアクタンスを適宜制御することにより、指向性を制御する。
【０００６】
例えば、可変リアクタンス素子１０４，１０５を容量性リアクタンス素子であるとする。この場合、可変リアクタンス素子１０４のリアクタンスを大きくして可変リアクタンス素子の１０５のリアクタンスを小さくすると、寄生素子１０２が導波素子、寄生素子１０３が反射素子となり、寄生素子１０２側の指向性を強くすることができる。反対に、可変リアクタンス素子１０４のリアクタンスを小さくして可変リアクタンス素子１０５のリアクタンスを大きくすると、寄生素子１０２が反射素子、寄生素子１０３が導波素子となり、寄生素子１０３側の指向性を強くすることができる。
【０００７】
また、上記したアンテナの他にも、指向性を制御することができるアンテナ装置（特許文献１参照）や、指向性を備える線状のアンテナ装置（特許文献２参照）などが、種々提案されている。
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−２５３０４３号公報
【特許文献２】特開２００７−９６４７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、図１５に示したアンテナ装置１００では、指向性を制御できる方向が限られていることが問題となる。例えば、図１５に示すアンテナ装置１００は、給電素子１０１の導体１０１ａの長手方向に対して垂直となる方向に関しては指向性を制御することができるが、長手方向と平行な方向に関しては指向性を制御することができない。そのため、アンテナ装置１００の実装方法に応じて、指向性を制御できる方向が限られてしまうことが問題となる。
【００１０】
具体的に、従来のアンテナ装置を自動車のフロントガラスに実装する場合を例に挙げて説明する。図１６は、自動車のフロントガラスに従来のアンテナ装置を実装した構成を示す模式的な斜視図である。なお、以下の説明において、自動車５０が進行及び後退する方向を前後方向、前後方向及び鉛直方向と垂直な方向を水平方向とする。
【００１１】
図１６（ａ）に示すように、給電素子１０１の導体１０１ａの長手方向が水平方向と垂直となるようにアンテナ装置１００がフロントガラス５１に実装されると、指向性を制御できる方向は水平方向のみとなる。そのため、前後方向に対する指向性を強くして電磁波を通信することが困難となる。一方、図１６（ｂ）に示すように、給電素子１０１の長手方向が水平方向と平行となるようにフロントガラス５１に実装されると、前後方向の指向性は制御可能となるが、水平方向の指向性を制御することが困難となる。したがって、どのように実装したとしても指向性を制御できない方向が生じる。即ち、通信状況を改善できない方向が存在することとなる。
【００１２】
なお、特許文献１に記載のアンテナ装置であっても、指向性を制御する方向が限られたものとなる。さらに、自動車５０などに実装する場合、特許文献１に記載のようなスロット型のアンテナ装置では、スロットが形成される導体によって運転者の視界が遮られる問題が生じ得る。
【００１３】
一方、小型かつ線状である特許文献２に記載のようなアンテナ装置では、運転者の視界を遮りにくくすることができる。しかしながら、特許文献２に記載のアンテナ装置では、実装後に指向性を制御することが困難であるため、様々な場面に対応して通信状況を改善することが困難となる。
【００１４】
以上の問題を鑑みて、本発明は、様々な方向に対して指向性を制御することができるアンテナ装置や、このアンテナ装置を備えた通信装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために、本発明におけるアンテナ装置は、電磁波の通信を行うアンテナ装置において、略直線状の導体から成る給電導体部を備える給電素子と、当該給電素子の周囲に配置される複数の寄生素子と、を備え、前記寄生素子の少なくとも１つが、前記給電導体部の長手方向に対して略平行となる略直線状の導体から成る接地部と、前記給電導体部の長手方向に対して略垂直となる略直線状の導体から成り前記接地部に接続される垂直部と、一端が接地されるとともに他端が前記接地部の他端に接続された可変リアクタンス素子である第１可変リアクタンス素子と、を備える第１寄生素子であり、前記給電導体部の一端である給電点と、前記接地部の他端と、がそれぞれの同一側の端部となることを特徴とする。
【００１６】
また、上記構成のアンテナ装置において、前記第１寄生素子が、前記給電導体部の長手方向に対して略平行となる略直線状の導体から成る平行部と、当該平行部に一端が接続される前記垂直部と、当該垂直部に一端が接続される前記接地部と、前記第１可変リアクタンス素子と、を備えることとしても構わない。
【００１７】
また、上記構成のアンテナ装置において、前記第１寄生素子が、前記接地部と、当該接地部に一端が接続される前記垂直部と、前記第１可変リアクタンス素子と、を備えることとしても構わない。
【００１８】
このように構成すると、第１寄生素子が必要とする略直線状の導体の数を２つにすることが可能となる。そのため、簡易な構成とすることができる。
【００１９】
また、上記構成のアンテナ装置において、前記給電素子の前記給電導体部の長手方向の長さをＬとするとき、前記第１寄生素子の前記平行部と前記接地部との距離Ｌ2が、Ｌ／１０≦Ｌ2となる関係を満たすこととしても構わない。
【００２０】
このように構成すると、平行部と接地部との間隔を十分大きなものにすることができる。そのため、平行部を流れる電流と、接地部及び第１可変リアクタンス素子を通過して接地用の導体に流れる電流と、が作用して打ち消しあうことを抑制することが可能となる。そのため、給電導体部の長手方向に対して略垂直な方向における通信を良好なものにすることが可能となる。なお、距離Ｌ2を垂直部の長手方向の長さＬ1より小さくなるように設定しても構わない。
【００２１】
また、上記構成のアンテナ装置において、前記給電素子の前記給電導体部の長手方向の長さをＬとするとき、前記第１寄生素子の前記垂直部の長手方向の長さＬ1が、Ｌ／２≦Ｌ1≦２Ｌとなる関係を満たすこととしても構わない。
【００２２】
このように構成すると、垂直部の長手方向の長さＬ1が、給電導体部の長さ（即ち、通信する周波数帯域に見合った長さ）Ｌから大幅にずれた長さになることを抑制することができる。そのため、給電導体部の長手方向に対して略平行となる方向における通信を良好なものにすることが可能となる。
【００２３】
また、上記構成のアンテナ装置において、前記給電素子の前記給電導体部の長手方向の長さをＬとするとき、前記第１寄生素子の前記垂直部と前記第１可変リアクタンスの一端に接続される接地用の導体との距離Ｌ3が、Ｌ／１０≦Ｌ3≦Ｌ／２となる関係を満たすこととしても構わない。
【００２４】
距離Ｌ3をＬ／１０以上とすると、垂直部を接地用の導体から十分離すことが可能となる。そのため、垂直部を流れる電流と接地用の導体を流れる電流とが作用して打ち消しあうことを抑制することが可能となる。したがって、給電導体部の長手方向に対して略平行となる方向における通信を良好なものにすることが可能となる。さらに、距離Ｌ3をＬ／２以下とすることにより、給電導体部の長手方向に対して略垂直となる方向における通信を良好なものとすることが可能となる。
【００２５】
また、上記構成のアンテナ装置において、前記給電素子及び前記寄生素子の少なくとも１つに備えられる導体が、輪郭部分が残されて内側が除外された略ループ状であることとしても構わない。
【００２６】
このように構成すると、ループ状の導体を備えない給電素子や寄生素子を備えないアンテナ装置と比較して、良好に通信することができる電磁波の周波数の帯域を広くすることが可能となる。さらに、導体をループ状にすると、例えば自動車のフロントガラスにアンテナ装置を実装したときに、運転者の視界を遮りにくくすることが可能となる。
【００２７】
また、上記構成のアンテナ装置において、前記寄生素子の少なくとも１つが、前記給電導体部の長手方向に対して略平行となる略直線状の導体から成る寄生導体部と、一端が接地されるとともに他端が前記寄生導体部の一端に接続された可変リアクタンス素子である第２可変リアクタンス素子と、を備える第２寄生素子であり、前記給電素子と、前記第１寄生素子と、当該第２寄生素子とが略同一平面内に配置されるとともに、前記第１寄生素子と前記第２寄生素子との間に前記給電素子が配置され、前記給電導体部の一端である給電点と、前記接地部の他端と、前記寄生導体部の一端と、がそれぞれの同一側の端部となることとしても構わない。
【００２８】
このように構成すると、簡易な構成である第２寄生素子を用いて、給電導体部の長手方向に対して略垂直となる方向の指向性の制御を行うことが可能となる。また、給電素子及び第１寄生素子の接地を要する端部だけでなく、第２寄生素子の接地を要する端部も、アンテナ装置の同じ側とすることが可能となる。そのため、アンテナ装置の実装をさらに容易かつ正確に行うことが可能となる。
【００２９】
また、上記構成のアンテナ装置において、前記寄生素子の少なくとも１つが、前記給電導体部の長手方向に対して略平行となる略直線状の導体から成る接地部と、前記給電導体部の長手方向に対して略垂直となる略直線状の導体から成り一端が前記接地部に接続される垂直部と、一端が接地されるとともに他端が前記接地部の他端に接続された可変リアクタンス素子である第３可変リアクタンス素子と、を備える第３寄生素子であり、前記給電素子と、前記第１寄生素子と、当該第３寄生素子とが略同一平面内に配置されるとともに、前記第１寄生素子と前記第３寄生素子との間に前記給電素子が配置され、前記給電導体部の一端である給電点と、前記第１寄生素子の前記接地部の他端と、前記第３寄生素子の前記接地部の他端と、がそれぞれの同一側の端部となることとしても構わない。
【００３０】
このように構成すると、第１寄生素子及び第３寄生素子どちらを導波素子（反射素子）として動作させても、給電導体部の長手方向に対して略平行となる方向の指向性を強くすることができる。そのため、当該方向から到来する電磁波を好適に通信することが可能となる。
【００３１】
また、上記構成のアンテナ装置において、前記第１寄生素子が、前記接地部に一端が接続されるとともに前記給電導体部の長手方向に対して略垂直となる略直線状の導体から成る追加垂直部を備えることとしても構わない。
【００３２】
このように構成すると、給電導体部の長手方向に対して略平行となる方向から到来する電磁波によって電流が励起される箇所を増大させることが可能となる。そのため、給電導体部の長手方向に対して略平行となる方向の指向性を強くして、当該方向から到来する電磁波を好適に通信することが可能となる。
【００３３】
また、上記構成のアンテナ装置において、前記可変リアクタンス素子が、バラクタダイオードであることとしても構わない。
【００３４】
このように構成すると、バラクタダイオードにバイアスをかけるだけで、容易にリアクタンスを変化させることが可能となる。そのため、アンテナ装置の構成を簡素なものとすることが可能となる。
【００３５】
また、上記構成のアンテナ装置において、前記第１可変リアクタンス素子が第１バラクタダイオードであるとともに、前記第２可変リアクタンス素子が第２バラクタダイオードであり、前記第１バラクタダイオード及び前記第２バラクタダイオードの接地される側が、ともにカソード側またはアノード側となることとしても構わない。
【００３６】
このように構成すると、第１バラクタダイオードと第２バラクタダイオードとのそれぞれにバイアスをかけて、それぞれのリアクタンスを厳密に制御することが可能となる。そのため、アンテナ装置の指向性を厳密に制御することが可能となる。
【００３７】
また、上記構成のアンテナ装置において、前記第１可変リアクタンス素子が第１バラクタダイオードであるとともに、前記第２可変リアクタンス素子が第２バラクタダイオードであり、前記第１バラクタダイオードの接地される側が、カソード側及びアノード側のいずれかであり、前記第２バラクタダイオードの接地される側が、前記第１バラクタダイオードとは異なる側であることとしても構わない。
【００３８】
このように構成すると、第１バラクタダイオードと第２バラクタダイオードとにかけるバイアスを共通にすることが可能となる。そのため、アンテナ装置の構成の簡素化を図ることが可能となる。
【００３９】
また、本発明の通信装置は、上記のいずれかに記載のアンテナ装置と、当該アンテナ装置に備えられる前記可変リアクタンス素子のリアクタンスを制御する指向性制御部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００４０】
本発明によると、給電導体部の長手方向に対して略垂直な方向の指向性だけでなく、略平行な方向の指向性も制御することが可能となる。そのため、様々な方向に対する指向性の制御が可能となる。また、備える給電素子及び寄生素子の構成を簡易なものとすることが可能となる。
【００４１】
さらに、給電点に接続する電線（例えば、同軸線など）の接地や、第１可変リアクタンス素子の接地を、アンテナ装置の同じ側で行うことが可能となる。そのため、接地用の導体と接地を要するそれぞれの部材との接続を、容易なものにすることが可能となる。したがって、アンテナ装置を容易に実装することが可能となる。また、接地用の導体の一辺を基準として、給電素子及び第１寄生素子の配置を規定することが可能となる。そのため、アンテナ装置を実装する際に、給電素子及び第１寄生素子の相対的な位置関係がずれることを抑制することが可能となる。したがって、アンテナ装置を正確に実装することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
＜＜通信装置＞＞
＜送信装置＞
最初に、本発明におけるアンテナ装置が備えられる通信装置の一例として送信装置を挙げるとともに、その構成の概略について図１を用いて説明する。図１は、本発明の実施形態に係る送信装置の概略構成を示すブロック図である。
【００４３】
図１に示す送信装置１は、送信対象の信号である入力信号に対して所定の処理を施す信号処理部３と、信号処理部３から出力される信号を変調する変調部４と、変調部４から出力される信号を送信に適した信号に変換する送信部５と、送信部５から出力される信号を電磁波として空間中に放射するアンテナ装置２と、アンテナ装置２の指向性を制御する指向性制御部６と、を備える。なお、アンテナ装置２は、送信方向の指向性が可変となるアンテナ装置である。
【００４４】
また、送信装置１の送信動作について説明する。最初に、送信すべき入力信号が信号処理部３に入力される。信号処理部３は、例えば、入力信号の暗号化を行ったり、受信装置において誤り訂正を行うための処理などを行ったりする。なお、誤り訂正を行うための処理として、例えば、リード・ソロモン符合化処理や、ビタビ符号化処理などを行っても構わない。
【００４５】
信号処理部３から出力される信号は、次に変調部４に入力されて所定の変調方式で変調される。このとき、変調方式として例えば、ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）、ＤＱＰＳＫ（Differential Quadrature Phase Shift Keying）などの種々の方式が用いられる。
【００４６】
変調部４によって変調された信号は、次に送信部５に入力されて送信に適した信号に変換される。送信部５は、例えば、変調部４から出力される信号の周波数変換（例えば、ベースバンド周波数から高周波数への変換）を行ったり、強度の制御を行ったりする。そして、送信部５から出力される信号がアンテナ装置２に入力され、空間中に電磁波として放射される。
【００４７】
また、指向性制御部６は、入力される指向性制御信号に基づいてアンテナ装置２の指向性を制御し、受信装置に対して良好な送信が行われるようにする。良好な送信とは、例えば、受信装置が電磁波を受信して得る信号の強度が十分大きい、受信装置で得られる信号のノイズが少ない、受信装置で復調された信号の誤りが少ない、などの状況が実現され得る送信を意味する。なお、アンテナ装置２の構成や指向性の制御方法の詳細については後述する。
【００４８】
＜受信装置＞
また、本発明におけるアンテナ装置が備えられる通信装置の別例として受信装置を挙げるとともに、その構成の概略について図２を用いて説明する。図２は、本発明の実施形態に係る受信装置の概略構成を示すブロック図である。
【００４９】
図２に示す受信装置１０は、電磁波を受信して信号を得るアンテナ装置２と、アンテナ装置２で得られた信号から所望の周波数帯の信号を選択して取得するとともに周波数変換や増幅などを行う受信部１１と、受信部１１で取得された信号を復調する復調部１２と、復調部１２で復調されて得られた信号に所定の処理を施して出力信号を得る信号処理部１３と、アンテナ装置２の指向性を制御する指向性制御部６と、を備える。なお、アンテナ装置２は、受信方向の指向性が可変となるアンテナ装置である。
【００５０】
また、受信装置１０の受信動作について説明する。最初に、アンテナ装置２は、空間を伝播する電磁波を受信して信号を得る。そして、得られた信号を受信部１１に出力する。受信部１１は、アンテナ装置２から入力される信号から所望の周波数帯の信号を選択して増幅する。また、信号の周波数変換（例えば、高周波数からベースバンド周波数への変換）を行う。
【００５１】
受信部１１によって処理されて出力される信号は、次に復調部１２に入力される。復調部１２は、送信装置で用いられた信号の変調方式に対応した方式により、入力される信号の復調を行う。
【００５２】
復調部１２で復調された信号は、次に信号処理部１３に入力される、信号処理部１３は、例えば、入力される信号の誤り訂正を行ったり、受信装置１０において暗号化された信号の復号化などを行ったりして出力信号を生成し、出力する。なお、誤り訂正として、例えば、リード・ソロモン復号化処理や、ビタビ復号化処理などを行っても構わない。
【００５３】
また、指向性制御部６は、入力される指向性制御信号に基づいてアンテナ装置２の指向性を制御し、良好な受信が行われるようにする。良好な受信とは、例えば、電磁波を受信して得られる信号の強度が十分大きい、ノイズが少ない、復調後の信号の誤りが少ない、などの状況が実現され得る受信を意味する。なお、アンテナ装置２の構成や指向性の制御方法の詳細については後述する。
【００５４】
なお、図１に示した送信装置１や図２に示した受信装置１０は、通信装置の一例を示したものに過ぎない。そのため、本発明のアンテナ装置は、このような構成の通信装置にのみ用いられるものには限られない。また、本発明の通信装置も、送信装置１または受信装置１０のような構成の通信装置に限られるものではない。
【００５５】
また、送信装置１と受信装置１０とを分けて説明したが、送信及び受信の両方を行うことが可能な送受信装置であったとしても、本発明のアンテナ装置を適用することができる。特に、送信用のアンテナ装置と受信用のアンテナ装置とが同一のものである（共用である）場合でも、本発明のアンテナ装置を適用することができる。
【００５６】
＜＜アンテナ装置＞＞
（第１実施例）
アンテナ装置の第１実施例について図面を参照して説明する。図３は、本発明の実施形態に係るアンテナ装置の第１実施例の構成について示す模式図である。
【００５７】
図３に示すように、本実施例のアンテナ装置２０は、電磁波の通信を行う給電素子２１と、反射または導波を行う第１寄生素子２２及び第２寄生素子２３と、を備える。また、給電素子２１、第１寄生素子２２及び第２寄生素子２３は、略同一平面内に配置されるとともに、第１寄生素子２２及び第２寄生素子２３の間に、１つの給電素子２１が配置される。
【００５８】
給電素子２１は、略直線状の導体（例えば金属など、以下同様とする）から成る給電導体部２１ａを備える。給電導体部２１ａの一端は給電点２６となり、給電点２６及び通信装置（不図示）は例えば同軸線（不図示）などの電線によって接続される。同軸線を給電点２６に接続する場合、給電点２６と同軸線の内部導体とを接続するとともに、同軸線の外部導体を接地する。
【００５９】
第１寄生素子２２は、給電導体部２１ａの長手方向に対して略平行となる略直線状の導体から成る平行部２２ａと、平行部２２ａに一端が接続されるとともに給電導体部２１ａの長手方向に対して略垂直となる略直線状の導体から成る垂直部２２ｂと、垂直部２２ｂに一端が接続されるとともに給電導体部２１ａの長手方向に対して略平行となる略直線状の導体から成る接地部２２ｃと、一端及び他端間のリアクタンスが可変となる第１可変リアクタンス素子２４と、を備える。第１可変リアクタンス素子２４は、一端が接地されるとともに他端が接地部２２ｃの他端に接続される。
【００６０】
第２寄生素子２３は、給電導体部２１ａの長手方向に対して略平行となる略直線状の導体から成る寄生導体部２３ａと、一端及び他端間のリアクタンスが可変となる第２可変リアクタンス素子２５と、を備える。第２可変リアクタンス素子の一端は接地されており、第２可変リアクタンス素子の他端は寄生導体部２３ａの一端に接続される。
【００６１】
ここで、第１寄生素子２２の垂直部２２ｂは、平行部２２ａの長手方向に対して略垂直となると解釈することや、第２寄生素子２３の寄生導体部２３ａの長手方向に対して略垂直となると解釈することも可能であるものとする。同様に、接地部２２ｃは、平行部２２ａの長手方向に対して略平行となると解釈することや、第２寄生素子２３の寄生導体部２３ａの長手方向に対して略垂直となると解釈すること、さらに垂直部２２ｂの長手方向に対して略垂直となると解釈することも可能であるものとする。
【００６２】
また、給電素子２１の給電導体部２１ａの一端と、第２寄生素子２３の寄生導体部２３ａの一端と、第１寄生素子２２の接地部２２ｃの他端と、はそれぞれの同じ側の端部となる。即ち、給電素子２１、第１寄生素子２２及び第２寄生素子２３において、接地が必要な同軸線などの電線が接続される給電点２６が設けられる端部と、接地が必要な第１可変リアクタンス素子２４及び第２可変リアクタンス素子２５が設けられるそれぞれの端部と、がそれぞれの同じ側の端部となる。
【００６３】
具体的に例えば、給電素子２１の給電導体部２１ａの長手方向について一端を下側の端部にするとともに他端を上側の端部とするように上下方向を規定する場合、第２寄生素子２３の寄生導体部２３ａの一端は下側の端部となる。さらに、第１寄生素子２２の接地部２２ｃの他端は下側の端部となり、一端は上側の端部となる。そのため、第１寄生素子２２の接地部２２ｃは、垂直部２２ｂから下側に突出するように配置される。
【００６４】
また、給電素子２１の給電導体部２１ａの長手方向の長さをＬとする。また、第１寄生素子２２の垂直部２２ｂの長手方向の長さをＬ1とする。また、平行部２２ａと接地部２２ｃとの距離をＬ2とする。また、垂直部２２ｂと接地用の導体との距離（例えば、接地部２２ｃの長手方向の長さ）をＬ3とする。なお、これらの長さＬ，Ｌ1及び距離Ｌ2，Ｌ3の関係の詳細については、後述する。
【００６５】
次に、アンテナ装置２０の実装例について図面を参照して説明する。図４は、本発明の実施形態に係るアンテナ装置の第１実施例の実装例について示す平面図である。また、図４は、アンテナ装置２０を自動車のフロントガラス５１に実装した例について示したものであり、アンテナ装置２０が実装される部分とその近傍について示したものである。なお、この自動車は、図１６に示した自動車５０と同様のものとする。
【００６６】
図４に示すように、アンテナ装置２０が実装されるフロントガラス５１の上端には、導体（例えば金属など）から成る天板５２が設けられている。また、フロントガラス５１の水平方向の端部には、導体から成るピラー５３が設けられている。上記のようにアンテナ装置２０は、第１可変リアクタンス素子２４の一端と、第２可変リアクタンス素子２５の一端と、をそれぞれ接地する必要がある。また、給電点２６に接続される同軸線などの電線も接地する必要がある。そのため、図４に示す例では、天板５２にこれらを高周波的に接続させることにより接地することとしている。
【００６７】
また、アンテナ装置２０は、例えばフロントガラス５１に貼り付けられたり、フロントガラス５１中に埋め込まれたりするなどして実装される。なお、貼り付けによって実装される場合、例えば透明のフィルムなどを用いてアンテナ装置２０を一体化しても構わない。また、図４では天板５２に第１可変リアクタンス素子２４の一端と、第２可変リアクタンス素子２５の一端と、給電点２６と、をそれぞれ接続させることとしたが、ピラー５３にそれぞれを接続させることとしても構わない。また、上記の実装例は一例に過ぎず、他の部分や他の方法によって実装しても構わない。
【００６８】
次に、アンテナ装置２０の動作について図面を参照して説明する。図５〜図７のそれぞれは、本発明の実施形態に係るアンテナ装置の第１実施例の動作例について示す模式図である。なお、以下の説明において、給電素子２１の給電導体部２１ａの長手方向に対して略垂直な方向であり、給電素子２１から第１寄生素子２２に向かう方向を第１方向とする。また、給電素子２１の給電導体部２１ａの長手方向に対して略垂直な方向であり、給電素子２１から第２寄生素子２３に向かう方向（即ち、第１方向の反対方向）を第２方向とする。また、給電素子２１の給電導体部２１ａの長手方向に対して略平行な方向であり、給電導体部２１ａの一端から他端に向かう方向を第３方向とする。
【００６９】
図５は、第１可変リアクタンス素子２４及び第２可変リアクタンス素子２５のリアクタンスを共に小さくした場合（例えば、数十Ω程度まで小さくした場合）のアンテナ装置の動作例について示している。また、アンテナ装置２０の指向性を破線で示す。なお、以降の説明（他の実施例の説明も含む）においては、可変リアクタンス素子が容量性の可変リアクタンス素子であるものとする。
【００７０】
図５に示すように、第１可変リアクタンス素子２４及び第２可変リアクタンス素子２５のリアクタンスを共に小さくすると、通信する電磁波に誘起されて第１寄生素子２２及び第２寄生素子２３を流れる交流電流が、第１可変リアクタンス素子２４及び第２可変リアクタンス素子２５をそれぞれ通過して接地されやすくなる。この場合、第２寄生素子２３は反射素子として動作し、第１寄生素子２２は導波素子として動作することとなる。そのため、第２方向の指向性は弱くなり、第１方向及び第３方向の指向性が強くなる。
【００７１】
特に、上記のように第１可変リアクタンス素子２４及び第２可変リアクタンス素子２５のリアクタンスを設定すると、第１寄生素子２２の平行部２２ａを流れる電流と給電素子２１の給電導体部２１ａを流れる電流との電磁気的な結合が、第１寄生素子２２の垂直部２２ｂを流れる電流と給電素子２１の給電導体部２１ａを流れる電流との電磁的な結合よりも強くなる。そのため、第１方向に対する指向性が、第３方向に対する指向性よりも強いものとなる。
【００７２】
また、図６は、第２可変リアクタンス素子２５のリアクタンスを、図５に示した場合と同様に小さくしたまま、第１可変リアクタンス素子２４のリアクタンスを、図５に示した場合よりも大きくした場合のアンテナ装置の動作例について示している。また、図５と同様に図６においても、アンテナ装置２０の指向性を破線で示す。
【００７３】
図６に示すように、第２可変リアクタンス素子２５のリアクタンスを小さくし、第１可変リアクタンス素子２４のリアクタンスを大きくした場合（例えば、数百Ω程度まで大きくした場合）においても、第２寄生素子２３が反射素子として動作し、第１寄生素子２２は導波素子として動作する。そのため、第２方向の指向性は弱くなり、第１方向及び第３方向の指向性が強くなる。
【００７４】
特に、上記のように第１可変リアクタンス素子２４及び第２可変リアクタンス素子２５のリアクタンスを設定すると、第１寄生素子２２の垂直部２２ｂを流れる電流と給電素子２１の給電導体部２１ａを流れる電流との電磁気的な結合が、第１寄生素子２２の平行部２２ａを流れる電流と給電素子２１の給電導体部２１ａを流れる電流との電磁気的な結合よりも強くなる。そのため、第３方向に対する指向性が、第１方向に対する指向性よりも強くなる。
【００７５】
また、図７は、第１可変リアクタンス素子２４のリアクタンスを小さくして、第２可変リアクタンス素子２５のリアクタンスを大きくした場合のアンテナ装置の動作例について示している。また、図５及び図６と同様に図７においても、アンテナ装置２０の指向性を破線で示す。
【００７６】
図７に示すように、第１可変リアクタンス素子２４のリアクタンスを小さくし、第２可変リアクタンス素子２５のリアクタンスを大きくした場合、図５及び図６に示した場合とは逆に、第１寄生素子２２が反射素子として動作し、第２寄生素子２３が導波素子として動作する。そのため、第１方向及び第３方向の指向性は弱くなり、第２方向の指向性が強くなる。
【００７７】
以上のようにアンテナ装置２０を構成すると、給電素子２１の給電導体部２１ａの長手方向に対して略垂直となる方向（即ち、第１方向及び第２方向）の指向性だけでなく、給電導体部２１ａの長手方向に対して略平行となる方向（即ち、第３方向）の指向性までも制御することが可能となる。したがって、様々な方向に対して指向性を制御することが可能となる。
【００７８】
特に、通信相手との位置関係や周囲の遮蔽物などに応じて通信状況が変化し得る移動体にこのアンテナ装置２０を実装することとすると、様々な状況下においても良好な通信を行うことが可能となるため好適である。
【００７９】
また、給電素子２１の給電導体部２１ａの一端と、第１寄生素子２２の接地部２２ｃの他端と、第２寄生素子２３の寄生導体部２３ａの一端と、がそれぞれの同じ側の端部となる。そのため、給電点２６に接続する同軸線などの電線の接地や、第１可変リアクタンス素子２４及び第２可変リアクタンス素子２５の接地を、アンテナ装置２０の同じ側で行うことが可能となる。
【００８０】
このような構成とすると、接地用の導体（例えば、天板５２やピラー５３）と接地を要するそれぞれの部材との接続を、容易なものにすることが可能となる。そのため、アンテナ装置２０の実装を容易なものにすることが可能となる。
【００８１】
さらに、接地用の導体の一辺を基準として、給電素子２１、第１寄生素子２２及び第２寄生素子２３の配置を規定することができる。そのため、アンテナ装置２０の実装の際に、給電素子２１、第１寄生素子２２及び第２寄生素子２３の相対的な位置関係がずれることを抑制することが可能となる。したがって、アンテナ装置２０の実装を正確に行うことが可能となる。
【００８２】
また、第１寄生素子２２の垂直部２２ｂの長さＬ1は、Ｌ／２≦Ｌ1≦２Ｌとすると好適である。長さＬ1をこのように設定すると、長さＬ1が、給電素子２１の給電導体部２１ａの長さ（即ち、通信する周波数帯域に見合った長さ（特に、中心周波数の１／４程度の長さ））Ｌから大幅にずれた長さになることを抑制することができる。そのため、特に第３方向における通信を良好なものにすることが可能となる。
【００８３】
また、第１寄生素子２２の平行部２２ａと接地部２２ｃとの距離であるＬ2は、Ｌ／１０≦Ｌ2とすると好適である。距離Ｌ2をこのように設定すると、平行部２２ａと接地部２２ｃとの間隔を十分大きなものにすることができる。そのため、平行部２２ａを流れる電流と、接地部２２ｃ及び第１可変リアクタンス素子２４を通過して接地用の導体に流れる電流と、が作用して打ち消しあうことを抑制することが可能となる。したがって、特に第１方向における通信を良好なものにすることが可能となる。なお、接地部２２ｃを垂直部２２ｂに接続するため、距離Ｌ2を垂直部２２ｂの長さＬ1より小さくなるように設定しても構わない。
【００８４】
また、第１寄生素子２２の垂直部２２ｂと接地用の導体との距離（例えば、接地部２２ｃの長手方向の長さ）であるＬ3は、Ｌ／１０≦Ｌ3≦Ｌ／２とすると好適である。まず、距離Ｌ3をＬ／１０以上とすると、垂直部２２ｂを接地用の導体から十分離すことが可能となる。そのため、垂直部２２ｂを流れる電流と接地用の導体を流れる電流とが作用して打ち消しあうことを抑制することが可能となる。したがって、特に第３方向における通信を良好なものにすることが可能となる。さらに、距離Ｌ3をＬ／２以下とすることにより、第１方向における通信を良好なものとすることが可能となる。
【００８５】
なお、第１寄生素子２２の平行部２２ａの長手方向の長さや第２寄生素子２３の長手方向の長さを、給電素子２１の長手方向の長さＬと略等しいものとしても構わない。また、第１寄生素子２２の平行部２２ａにおける垂直部２２ｂが接続する位置から第３方向と逆の方向の端部までの長さを、長さＬ3と略等しいものとしても構わないし、長さＬ3以下としても構わない。
【００８６】
また、アンテナ装置２０が２つの寄生素子２２，２３を備えるとともに、一方の寄生素子（第１寄生素子２２）のみが平行部２２ａと垂直部２２ｂと接地部２２ｃとを備える構成を例に挙げて説明したが、本実施例はこの構成例に限られるものではない。例えば、給電素子２１を中心として周囲に３つ以上の寄生素子を配置するような、立体的な構成としても構わない。
【００８７】
（第２実施例）
アンテナ装置の第２実施例について図面を参照して説明する。図８は、本発明の実施形態に係るアンテナ装置の第２実施例の構成について示す模式図であり、第１実施例について示した図３に相当するものである。第２実施例は第１実施例の具体例である。特に、第１実施例の第１可変リアクタンス素子２４及び第２可変リアクタンス素子２５として、バラクタダイオードを用いた具体例について示したものであり、バラクタダイオードを用いる以外は第１実施例と同様の構成となる。なお、第１実施例と同様の構成となる部分には同様の符号を付し、その詳細な説明については省略するものとする。
【００８８】
図８に示すように、本実施例のアンテナ装置２０ｘは、第１寄生素子２２の接地部２２ｃの他端にカソードが接続されるとともにアノードが接地されるバラクタダイオード２４ｘと、第２寄生素子２３の一端にカソードが接続されるとともにアノードが接地されるバラクタダイオード２５ｘと、が備えられる。また、バラクタダイオード２４ｘ，２５ｘのそれぞれのカソード側には指向性制御部６から直流電位が与えられ、バラクタダイオード２４ｘ，２５ｘのそれぞれに個別にバイアスがかけられる。
【００８９】
ここで、指向性制御部６から正の直流電位が与えられることにより、バラクタダイオード２４ｘ，２５ｘに十分大きな逆バイアスがかけられると、その容量は小さくなる。即ち、リアクタンスが大きくなる。一方、指向性制御部６から負の直流電位が与えられたり、わずかな直流電位が与えられたり、直流電位が与えられなかったりすることなどにより、十分大きな逆バイアスがかけられない状態になると、その容量は大きくなる。即ち、リアクタンスが小さくなる。
【００９０】
例えば、通信する電磁波の周波数が数百ＭＨｚ程度である場合、バラクタダイオード２４ｘ，２５ｘの容量を０．数ｐＦ程度まで小さくすると、リアクタンスが数百Ω程度まで大きくなる。一方、バラクタダイオード２４ｘ，２５ｘの容量を数ｐＦ程度まで大きくすると、リアクタンスが数十Ω程度まで小さくなる。
【００９１】
さらに例えば、バラクタダイオード２４ｘ及びバラクタダイオード２５ｘに十分大きな逆バイアスをかけないようにすると、それぞれの容量が大きくなりリアクタンスが小さくなる。そして、第２寄生素子２３が反射素子として動作し、第１寄生素子２２は導波素子として動作する。したがって、図５に示したように、第２方向の指向性は弱くなり、第１方向及び第３方向の指向性が強くなる。特に、第１方向に対する指向性が、第３方向に対する指向性よりも強くなる。
【００９２】
また、バラクタダイオード２４ｘに十分大きな逆バイアスをかけ、バラクタダイオード２５ｘに十分大きな逆バイアスをかけないようにすると、バラクタダイオード２４ｘの容量が小さくなりリアクタンスが大きくなるとともに、バラクタダイオード２５ｘの容量が大きくなりリアクタンスが小さくなる。そして、第２寄生素子２３が反射素子として動作し、第１寄生素子２２は導波素子として動作する。したがって、図６に示したように、第２方向の指向性は弱くなり、第１方向及び第３方向の指向性が強くなる。特に、第３方向に対する指向性が、第１方向に対する指向性よりも強くなる。
【００９３】
また、バラクタダイオード２４ｘに十分大きな逆バイアスをかけず、バラクタダイオード２５ｘに十分大きな逆バイアスをかけることとすると、バラクタダイオード２４ｘの容量が大きくなりリアクタンスが小さくなるとともに、バラクタダイオード２５ｘの容量が小さくなりリアクタンスが大きくなる。そのため、第１寄生素子２２が反射素子として動作し、第２寄生素子２３が導波素子として動作する。したがって、図７に示したように、第１方向及び第３方向の指向性は弱くなり、第２方向の指向性が強くなる。
【００９４】
このような構成とすると、アンテナ装置２０ｘの指向性を制御するために、直流電位をバラクタダイオード２４ｘ，２５ｘに与えるだけとなる。そのため、アンテナ装置２０ｘの指向性を容易に制御することが可能となる。また、バラクタダイオード２４ｘ，２５ｘのそれぞれのリアクタンスを厳密に制御することが可能となる。そのため、アンテナ装置２０ｘの指向性を厳密に制御することが可能となる。
【００９５】
また、このような構成としても、第１実施例と同様に、様々な方向に対して指向性を制御することが可能となるとともに、アンテナ装置２０の実装を容易かつ正確に行うことが可能となる。また、第１実施例と同様に、第１寄生素子２２の垂直部２２ｂの長さＬ1をＬ／２≦Ｌ1≦２Ｌ、第１寄生素子２２の平行部２２ａと接地部２２ｃとの距離であるＬ2をＬ／１０≦Ｌ2、第１寄生素子２２の垂直部２２ｂと接地用の導体との距離であるＬ3をＬ／１０≦Ｌ3≦Ｌ／２とすると、それぞれの方向の通信を良好なものとすることができるため、好適である。
【００９６】
なお、それぞれのバラクタダイオード２４ｘ，２５ｘの接続方向を図８と逆にしても構わない。即ち、バラクタダイオード２４ｘのアノードを第１寄生素子２２の接地部２２ｃの他端に接続するとともにカソードを接地し、バラクタダイオード２５ｘのアノードを第２寄生素子２３の一端に接続するとともにカソードを接地しても構わない。この場合、バラクタダイオード２４ｘ，２５ｘのそれぞれのアノード側に指向性制御部６から直流電位が与えられることとする。また、この場合、指向性制御部６から負の直流電位がバラクタダイオード２４ｘ，２５ｘに与えられるときに、逆バイアスがかけられることとなる。
【００９７】
また、図９に示す構成としても構わない。図９は、本発明の実施形態に係るアンテナ装置の第２実施例の別例の構成について示す模式図であり、第２実施例について示した図８に相当するものである。図９と図８とでは、バラクタダイオードの接続のみが異なり、他の部分については同様の構成となる。そのため、バラクタダイオード以外の詳細な説明については省略する。
【００９８】
図９に示すアンテナ装置２０ｙは、第１寄生素子２２の接地部２２ｃの他端にカソードが接続されるとともにアノードが接地されるバラクタダイオード２４ｙと、第２寄生素子２３の寄生導体部２３ａの一端にアノードが接続されるとともにカソードが接地されるバラクタダイオード２５ｙと、が備えられる。また、バラクタダイオード２４ｙのカソード側と、バラクタダイオード２５ｙのアノード側とのそれぞれに、指向性制御部６から共通（略等しい大きさ）の直流電位が与えられ、バラクタダイオード２４ｙ，２５ｙにバイアスがかけられる。
【００９９】
このように構成する場合、例えば、指向性制御部６が直流電位を与えないか非常に小さい直流電位を与える場合は、バラクタダイオード２４ｙ，２５ｙのそれぞれの容量が大きくなりリアクタンスが小さくなる。そのため、第２寄生素子２３が反射素子として動作し、第１寄生素子２２は導波素子として動作する。したがって、図５に示したように、第２方向の指向性は弱くなり、第１方向及び第３方向の指向性が強くなる。特に、第１方向に対する指向性が、第３方向に対する指向性よりも強くなる。
【０１００】
また、指向性制御部６が正の直流電位を与える場合、バラクタダイオード２４ｙの容量が小さくなりリアクタンスが大きくなるとともに、バラクタダイオード２５ｙの容量が大きくなりリアクタンスが小さくなる。そのため、第２寄生素子２３が反射素子として動作し、第１寄生素子２２は導波素子として動作する。したがって、図６に示したように、第２方向の指向性は弱くなり、第１方向及び第３方向の指向性が強くなる。特に、第３方向に対する指向性が、第１方向に対する指向性よりも強くなる。
【０１０１】
また、指向性制御部６が負の直流電位を与える場合、バラクタダイオード２４ｙの容量が大きくなりリアクタンスが小さくなるとともに、バラクタダイオード２５ｙの容量が小さくなりリアクタンスが大きくなる。そのため、第１寄生素子２２が反射素子として動作し、第２寄生素子２３が導波素子として動作する。したがって、図７に示したように、第１方向及び第３方向の指向性は弱くなり、第２方向の指向性が強くなる。
【０１０２】
図９に示すように、バラクタダイオード２４ｙ，２５ｙの接地する端子の種類（アノード及びカソード）を揃えないものとすると、指向性制御部６からそれぞれのバラクタダイオードに共通の直流電位を出力するだけで、アンテナ装置２０の指向性を制御することが可能となる。そのため、構成を簡略化することが可能となる。
【０１０３】
また、図９に示す構成について、それぞれのバラクタダイオード２４ｙ，２５ｙの接続方向を逆にしても構わない。即ち、バラクタダイオード２４ｙのアノードを第１寄生素子２２の接地部２２ｃの他端に接続するとともにカソードを接地し、バラクタダイオード２５ｙのカソードを第２寄生素子２３の一端に接続するとともにアノードを接地しても構わない。この場合、バラクタダイオード２４ｙのアノード側と、バラクタダイオード２５ｙのカソード側と、にそれぞれ指向性制御部６から直流電位が与えられ、バラクタダイオード２４ｙ，２５ｙにバイアスがかけられることとする。
【０１０４】
また、第１寄生素子２２の平行部２２ａの長手方向の長さや第２寄生素子２３の長手方向の長さを、給電素子２１の長手方向の長さＬと略等しいものとしても構わない。また、第１寄生素子２２の平行部２２ａにおける垂直部２２ｂが接続する位置から第３方向と逆の方向の端部までの長さを、長さＬ3と略等しいものとしても構わないし、長さＬ3以下としても構わない。
【０１０５】
また、アンテナ装置２０ｘ，２０ｙが２つの寄生素子２２，２３を備えるとともに、一方の寄生素子（第１寄生素子２２）のみが平行部２２ａと垂直部２２ｂと接地部２２ｃとを備える構成を例に挙げて説明したが、本実施例はこの構成例に限られるものではない。例えば、給電素子２１を中心として周囲に３つ以上の寄生素子を配置するような、立体的な構成としても構わない。
【０１０６】
（第３実施例）
アンテナ装置の第３実施例について図面を参照して説明する。図１０は、本発明の実施形態に係るアンテナ装置の第３実施例の構成について示す模式図であり、第１実施例について示した図３に相当するものである。なお、第１実施例と同様の構成となる部分には同様の符号を付し、その詳細な説明については省略するものとする。
【０１０７】
本実施例のアンテナ装置２０ｚは、給電素子２１ｚ、第１寄生素子２２ｚ及び第２寄生素子２３ｚの少なくとも１つが、ループ状の導体を備えるものとする。ただし、以下においては、これらのすべてがループ状の導体を備える場合について説明する。
【０１０８】
給電素子２１ｚの給電導体部２１ｚａは、上記のようにループ状の導体から成る。より具体的には、所定の幅を有するとともに略直線状となる導体の輪郭部分が残されて内側が除外されたループ状の導体から成るものとする。なお、給電点２６ｚを、閉じたループ状の導体から外側に突出する１本の導体の端部としても構わない。そして、この突出した導体の端部に同軸線（不図示）の内部導体を接続するとともに、同軸線の外部導体を接地することとしても構わない。
【０１０９】
第２寄生素子２３ｚの寄生導体部２３ｚａも、給電導体部２１ｚａと同様にループ状の導体から成る。より具体的には、所定の幅を有するとともに略直線状となる導体の輪郭部分が残されて内側が除外されたループ状の導体から成るものとする。なお、寄生導体部２３ｚａの端部と第２可変リアクタンス素子２５との接続部において、寄生導体部２３ｚａの該端部が途切れたものになるとともに、該端部が第２可変リアクタンス素子２５にそれぞれ接続されることによって、寄生導体部２３ｚａが閉じたものになることとしても構わない。
【０１１０】
第１寄生素子２２ｚの平行部２２ｚａ、垂直部２２ｚｂ及び接地部２２ｚｃを組み合わせた構成も、給電導体部２１ｚａ及び寄生導体部２３ｚａと同様にループ状の導体から成る。より具体的には、所定の幅を有するとともに略直線状となる導体を接続した形状（ただし、第１及び第２実施例の第１寄生素子と同様の接続状態となる形状）となる導体の輪郭部分が残されて内側が除外されたループ状の導体から成るものとする。ここで、第１寄生素子２２ｚにおいて、第１及び第２実施例の平行部の輪郭部分に相当する部分を平行部２２ｚａとする。同様に、垂直部の輪郭部分に相当する部分を垂直部２２ｚｂとするとともに、接地部の輪郭部分に相当する部分を垂直部２２ｚｃとする。なお、接地部２２ｚｃの端部と第１可変リアクタンス素子２４との接続部において、接地部２２ｚｃの該端部が途切れたものになるとともに、該端部が第１可変リアクタンス素子２４にそれぞれ接続されることによって、平行部２２ｚａ、垂直部２２ｚｂ及び接地部２２ｚｃを組み合わせたループ状の導体が閉じたものになることとしても構わない。
【０１１１】
アンテナ装置２０ｚのように、導体の輪郭部分を残すとともに内側を除外して略ループ状とすると、上述した第１及び第２実施例のアンテナ装置２０，２０ｘ，２０ｙと比較して、良好に通信することができる電磁波の周波数の帯域を広くすることが可能となる。具体的には、導体をループ状にすることで、導体の長手方向の長さに応じた波長（例えば、この長さの略４倍の波長）の電磁波だけでなく、対角線方向などの長さに応じた波長の電磁波でも精度よく共振させることが可能となる。
【０１１２】
また、導体をループ状にすると、自動車のフロントガラスにアンテナ装置２０ｚを実装したとしても、運転者の視界を遮りにくくすることが可能となる。特に、導体の幅を広いものとしても、運転者の視界を遮りにくくすることが可能となる。
【０１１３】
また、このような構成としても、第１及び第２実施例と同様に、様々な方向に対して指向性を制御することが可能となるとともに、アンテナ装置２０ｚの実装を容易かつ正確に行うことが可能となる。また、第１寄生素子２２ｚの垂直部２２ｚｂの長さＬ1をＬ／２≦Ｌ1≦２Ｌ、第１寄生素子２２ｚの平行部２２ｚａと接地部２２ｚｃとの距離であるＬ2をＬ／１０≦Ｌ2、第１寄生素子２２ｚの垂直部２２ｚａと接地用の導体との距離であるＬ3をＬ／１０≦Ｌ3≦Ｌ／２とすると、それぞれの方向の通信を良好なものとすることができるため、好適である。
【０１１４】
なお、特に第１寄生素子２２ｚをループ状にする場合、導体の所定の箇所を接続するブリッジを設けることとしても構わない。このブリッジの一例について、図１１を参照して説明する。図１１は、本発明の実施形態に係るアンテナ装置の第３実施例の別例の構成について示す模式図であり、第１寄生素子２２ｚのみを示したものである。
【０１１５】
図１１に示すように、ブリッジＢ１，Ｂ２は、ループ状となる導体の所定の箇所を接続する導体であり、電流が流れる新たな経路を形成するものである。具体的に、ブリッジＢ１は、接地部２２ｚｃの一端（即ち、接地部２２ｚｃと垂直部２２ｚｂとの接続部分）であり平行部２２ｚａから遠い方の端部と、垂直部２２ｚｂにおける長手方向に対して略平行となる２辺のうち接地部２２ｚｃから遠い方の辺と、を接続する。なお、ブリッジＢ１を、図１０に示した給電導体部２１ｚａの長手方向に対して略平行となるように構成しても構わない。
【０１１６】
また、ブリッジＢ２は、垂直部２２ｚｂの一端（即ち、平行部２２ｚａと垂直部２２ｚｂとの接続部分）を成す２つの端部を接続する。なお、ブリッジＢ２を、図１０に示した給電導体部２１ｚａの長手方向に対して略平行となるように構成しても構わない。
【０１１７】
このようなブリッジＢ１やブリッジＢ２を設けることとすると、通信する電磁波によって誘起される交流電流の分布を変化させることが可能となる。より具体的には、ブリッジＢ１，Ｂ２の有無により、アンテナ装置２０ｚの指向性をさらに変化させることが可能となる。例えば、ブリッジＢ１を設けることとすると、ブリッジＢ１を設けない場合よりも第３方向の指向性を鋭くする（指向角を狭くする）ことが可能となる。反対に、ブリッジＢ２を設けることとすると、ブリッジＢ２を設けない場合よりも第３方向の指向性を鈍くする（指向角を広くする）ことが可能となる。
【０１１８】
そのため、通信環境に応じてブリッジＢ１，Ｂ２をそれぞれアンテナ装置２０ｚに設けることにより、さらに良好な通信を行うことが可能となる。具体的に例えば、自動車などにアンテナ装置２０ｚを実装する場合に、車種による通信環境の相違（例えば、車両のノイズ発生源の位置や車体による電磁波の反射など）に応じて、ブリッジＢ１，Ｂ２の要否を決定することとしても構わない。
【０１１９】
また、ブリッジＢ１，Ｂ２の接続を、スイッチなどによって切替可能としても構わない。このように構成すると、アンテナ装置２０ｚを実装した後に、良好な通信を行うことができるように構成を変更することが可能となる。また、ブリッジＢ１，Ｂ２は一例に過ぎず、導体の他の箇所を接続する他のブリッジを用いることとしても構わない。
【０１２０】
また、第２実施例と同様に、第１可変リアクタンス素子２４及び第２可変リアクタンス素子２５として、バラクタダイオードを用いても構わない。
【０１２１】
また、第１寄生素子２２ｚの平行部２２ｚａの長手方向の長さや第２寄生素子２３ｚの寄生導体部２３ｚａの長手方向の長さを、給電素子２１ｚの給電導体部２１ｚａの長手方向の長さＬと略等しいものとしても構わない。また、第１寄生素子２２ｚの平行部２２ｚａにおける垂直部２２ｚｂが接続する位置から第３方向と逆の方向の端部までの長さを、長さＬ3と略等しいものとしても構わないし、長さＬ3以下としても構わない。
【０１２２】
また、アンテナ装置２０ｚが２つの寄生素子２２ｚ，２３ｚを備えるとともに、一方の寄生素子（第１寄生素子２２ｚ）のみが平行部２２ｚａと垂直部２２ｚｂと接地部２２ｚｃとを備える構成を例に挙げて説明したが、本実施例はこの構成例に限られるものではない。例えば、給電素子２１を中心として周囲に３つ以上の寄生素子を配置するような、立体的な構成としても構わない。
【０１２３】
（第４実施例）
アンテナ装置の第４実施例について図面を参照して説明する。図１２は、本発明の実施形態に係るアンテナ装置の第４実施例の構成について示す模式図であり、第１実施例について示した図３に相当するものである。なお、第１実施例と同様の構成となる部分には同様の符号を付し、その詳細な説明については省略するものとする。
【０１２４】
本実施例のアンテナ装置２０ｆは、第１実施例のアンテナ装置２０と同様に、給電素子２１と、第１寄生素子２２ｆと、第２寄生素子２３と、を備える。ただし、本実施例のアンテナ装置２０ｆの第１寄生素子２２ｆの構成は、第１実施例のアンテナ装置２０の第１寄生素子２２の構成とは異なるものとなる。なお、給電素子２１及び第２寄生素子２３の構成については同様のものとなる。
【０１２５】
本実施例のアンテナ装置２０ｆの第１寄生素子２２ｆは、給電導体部２１ａの長手方向に対して略平行となる略直線状の導体から成る接地部２２ｆｃと、接地部２２ｆｃに一端が接続されるとともに給電導体部２１ａの長手方向に対して略垂直となる略直線状の導体から成る垂直部２２ｆｂと、一端及び他端間のリアクタンスが可変となる第１可変リアクタンス素子２４と、を備える。第１可変リアクタンス素子２４は、一端が接地されるとともに他端が接地部２２ｆｃの他端に接続される。なお、垂直部２２ｆｂは、接地部２２ｆｃの長手方向に対して略垂直と解釈することも可能であるものとする。
【０１２６】
給電素子２１の給電導体部２１ａの一端と、第２寄生素子２３の寄生導体部２３ａの一端と、第１寄生素子２２ｆの接地部２２ｆｃの他端と、はそれぞれの同じ側の端部となる。即ち、給電素子２１、第１寄生素子２２ｆ及び第２寄生素子２３において、接地が必要な同軸線などの電線が接続される給電点２６が設けられる端部と、接地が必要な第１可変リアクタンス素子２４及び第２可変リアクタンス素子２５が設けられるそれぞれの端部と、がそれぞれの同じ側の端部となる。
【０１２７】
また、第１実施例と同様に、給電素子２１の給電導体部２１ａの長手方向の長さをＬとする。さらに、第１寄生素子２２ｆの垂直部２２ｆｂの長手方向の長さをＬ1とし、垂直部２２ｆｂと接地用の導体との距離（例えば、接地部２２ｆｃの他端から、接地部２２ｆｃの垂直部２２ｆｂが接続される部分までの長さ）をＬ3とする。
【０１２８】
本実施例のアンテナ装置２０ｆも、第１実施例のアンテナ装置２０と同様の動作を行うことができる。即ち、図５〜図７で示したような指向性の制御を行うことが可能となる。なお、以下の説明における第１〜第３方向は、第１実施例の説明において規定した第１〜第３方向とそれぞれ同様の方向を示すものとする。
【０１２９】
まず、図５に示した場合と同様に、第１可変リアクタンス素子２４及び第２可変リアクタンス素子２５のリアクタンスを共に小さく（例えば、数十Ω程度まで小さく）すると、第２寄生素子２３が反射素子として動作し、第１寄生素子２２ｆは導波素子として動作することとなる。そのため、第２方向の指向性は弱くなり、第１方向及び第３方向の指向性が強くなる。
【０１３０】
特に、上記のように第１可変リアクタンス素子２４及び第２可変リアクタンス素子２５のリアクタンスを設定すると、第１寄生素子２２ｆの接地部２２ｆｃを流れる電流と給電素子２１の給電導体部２１ａを流れる電流との電磁気的な結合が、第１寄生素子２２ｆの垂直部２２ｆｂを流れる電流と給電素子２１の給電導体部２１ａを流れる電流との電磁的な結合よりも強くなる。そのため、第１方向に対する指向性が、第３方向に対する指向性よりも強くなる。
【０１３１】
また、図６に示した場合と同様に、第２可変リアクタンス素子２５のリアクタンスを上記の場合と同様に小さくし、第１可変リアクタンス素子２４のリアクタンスを大きく（例えば、数百Ω程度まで大きく）しても、第２寄生素子２３は反射素子として動作し、第１寄生素子２２ｆは導波素子として動作する。そのため、第２方向の指向性は弱くなり、第１方向及び第３方向の指向性が強くなる。
【０１３２】
特に、上記のように第１可変リアクタンス素子２４及び第２可変リアクタンス素子２５のリアクタンスを設定すると、第１寄生素子２２ｆの垂直部２２ｆｂを流れる電流と給電素子２１の給電導体部２１ａを流れる電流との電磁気的な結合が、第１寄生素子２２ｆの接地部２２ｆｃを流れる電流と給電素子２１の給電導体部２１ａを流れる電流との電磁気的な結合よりも強くなる。そのため、第３方向に対する指向性が、第１方向に対する指向性よりも強くなる。
【０１３３】
また、図７に示した場合と同様に、第１可変リアクタンス素子２４のリアクタンスを小さくし、第２可変リアクタンス素子２５のリアクタンスを大きくした場合、上記の２つの場合とは逆に、第１寄生素子２２ｆが反射素子として動作し、第２寄生素子２３が導波素子として動作する。そのため、第１方向及び第３方向の指向性は弱くなり、第２方向の指向性が強くなる。
【０１３４】
本実施例のアンテナ装置２０ｆのような構成としても、給電素子２１の給電導体部２１ａの長手方向に対して略垂直となる方向（即ち、第１方向及び第２方向）の指向性だけでなく、給電導体部２１ａの長手方向に対して略平行となる方向（即ち、第３方向）の指向性までも制御することが可能となる。したがって、様々な方向に対して指向性を制御することが可能となる。
【０１３５】
また、給電素子２１の給電導体部２１ａの一端と、第１寄生素子２２ｆの接地部２２ｆｃの他端と、第２寄生素子２３の寄生導体部２３ａの一端と、がそれぞれの同じ側の端部となる。そのため、給電点２６に接続する同軸線などの電線の接地や、第１可変リアクタンス素子２４及び第２可変リアクタンス素子２５の接地を、アンテナ装置２０ｆの同じ側で行うことが可能となる。そのため、接地用の導体（例えば、図４の天板５２やピラー５３）と接地を要するそれぞれの部材との接続を、容易なものにすることが可能となる。したがって、アンテナ装置２０ｆの実装を容易なものにすることが可能となる。
【０１３６】
さらに、接地用の導体の一辺を基準として、給電素子２１、第１寄生素子２２ｆ及び第２寄生素子２３の配置を規定することができる。そのため、アンテナ装置２０ｆの実装の際に、給電素子２１、第１寄生素子２２ｆ及び第２寄生素子２３の相対的な位置関係がずれることを抑制することが可能となる。したがって、アンテナ装置２０ｆの実装を正確に行うことが可能となる。
【０１３７】
また、本実施例のアンテナ装置２０ｆの第１寄生素子２２ｆは、第１〜第３の第１寄生素子２０，２０ｘ〜２０ｚと比較して、簡易な構成となる。具体的には、必要とする略直線状の導体の数を２つにすることができる。そのため、アンテナ装置２０ｆを容易に製造することが可能になるとともに、自動車のフロントガラスなどに実装する場合、運転者の視界をさらに良好にすることが可能となる。
【０１３８】
また、第１寄生素子２２ｆの垂直部２２ｆｂの長さＬ1は、Ｌ／２≦Ｌ1≦２Ｌとすると好適である。長さＬ1をこのように設定すると、長さＬ1が、給電素子２１の給電導体部２１ａの長さＬから大幅にずれた長さになることを抑制することができる。そのため、特に第３方向における通信を良好なものにすることが可能となる。
【０１３９】
また、第１寄生素子２２の垂直部２２ｂと接地用の導体との距離であるＬ3は、Ｌ／１０≦Ｌ3≦Ｌ／２とすると好適である。距離Ｌ3をＬ／１０以上とすると、垂直部２２ｆｂを接地用の導体から十分離すことが可能となる。そのため、垂直部２２ｆｂを流れる電流と接地用の導体を流れる電流とが作用して打ち消しあうことを抑制することが可能となる。したがって、特に第３方向における通信を良好なものにすることが可能となる。さらに、距離Ｌ3をＬ／２以下とすることにより、第１方向における通信を良好なものとすることが可能となる。
【０１４０】
なお、第１寄生素子２２ｆの接地部２２ｆｃの長手方向の長さや第２寄生素子２３の寄生導体部２３ａの長手方向の長さを、給電素子２１の長手方向の長さＬと略等しいものとしても構わない。
【０１４１】
また、アンテナ装置２０ｆが２つの寄生素子２２ｆ，２３を備えるとともに、一方の寄生素子（第１寄生素子２２ｆ）のみが垂直部２２ｆｂと接地部２２ｆｃとを備える構成を例に挙げて説明したが、本実施例はこの構成例に限られるものではない。例えば、給電素子２１を中心として周囲に３つ以上の寄生素子を配置するような、立体的な構成としても構わない。
【０１４２】
また、第２実施例や第３実施例と組み合わせても構わない。即ち、第２実施例と同様に、可変リアクタンスとしてバラクタダイオードを用いるとともに、指向性制御部６がバラクタダイオードにバイアスを印加することでアンテナ装置２０ｆの指向性を制御することとしても構わない。また、第３実施例と同様に、アンテナ装置２０ｆの給電素子２１や寄生素子２２ｆ，２３に備えられる導体をループ状としても構わない。
【０１４３】
（第５実施例）
アンテナ装置の第５実施例について図面を参照して説明する。図１３は、本発明の実施形態に係るアンテナ装置の第５実施例の構成について示す模式図であり、第４実施例について示した図１２に相当するものである。なお、本実施例は、第４実施例の変形例である。また、以下の説明において、第４実施例と同様の構成となる部分には同様の符号を付し、その詳細な説明については省略するものとする。
【０１４４】
本実施例のアンテナ装置２０ｇは、第４実施例のアンテナ装置２０ｆと同様に、給電素子２１と、第１寄生素子２２ｆとを備える。ただし、本実施例のアンテナ装置２０ｇは、第２寄生素子２３を備える代わりに第３寄生素子２７を備える。なお、給電素子２１及び第１寄生素子２２ｆの構成については、第４実施例と同様のものとなる。
【０１４５】
本実施例の第３寄生素子２７は、第１寄生素子２２ｆと同様の構成となる。即ち、給電導体部２１ａの長手方向に対して略平行となる略直線状の導体から成る接地部２７ｃと、接地部２７ｃに一端が接続されるとともに給電導体部２１ａの長手方向に対して略垂直となる略直線状の導体から成る垂直部２７ｂと、一端及び他端間のリアクタンスが可変となる第３可変リアクタンス素子２８と、を備える。第３可変リアクタンス素子２８は、一端が接地されるとともに他端が接地部２７ｃの他端に接続される。なお、垂直部２７ｂは、接地部２７ｃの長手方向に対して略垂直と解釈することも可能であるものとする。
【０１４６】
給電素子２１の給電導体部２１ａの一端と、第１寄生素子２２ｆの接地部２２ｆｃの他端と、第３寄生素子２７の接地部２７ｃの他端とはそれぞれの同じ側の端部となる。即ち、給電素子２１、第１寄生素子２２ｆ及び第３寄生素子２７において、接地が必要な同軸線などの電線が接続される給電点２６が設けられる端部と、接地が必要な第１可変リアクタンス素子２４及び第３可変リアクタンス素子２８が設けられるそれぞれの端部と、がそれぞれの同じ側の端部となる。
【０１４７】
また、第４実施例と同様に、給電素子２１の給電導体部２１ａの長手方向の長さをＬとする。さらに、第１寄生素子２２ｆの垂直部２２ｆｂの長手方向の長さをＬ1とし、垂直部２２ｆｂと接地用の導体との距離（例えば、接地部２２ｆｃの他端から、接地部２２ｆｃの垂直部２２ｆｂが接続される部分までの長さ）をＬ3とする。また、第３寄生素子２７の垂直部２７ｂの長手方向の長さをＬ4とし、垂直部２７ｂと接地用の導体との距離（例えば、接地部２７ｃの他端から、接地部２７ｃの垂直部２７ｂが接続される部分までの長さ）をＬ5とする。
【０１４８】
本実施例のアンテナ装置２０ｇも、第４実施例のアンテナ装置２０ｆと同様に指向性の制御を行うことができる。なお、以下の説明における第１〜第３方向は、第１実施例の説明において規定した第１〜第３方向とそれぞれ同様の方向を示すものとする。
【０１４９】
例えば、第１可変リアクタンス素子２４のリアクタンスを大きく（例えば、数百Ω程度まで大きく）し、第３可変リアクタンス素子２８のリアクタンスを小さく（例えば、数十Ω程度まで小さく）すると、第１寄生素子２２ｆが導波素子として動作し、第３寄生素子２７が反射素子として動作する。そのため、第２方向の指向性は弱くなり、第１方向及び第３方向の指向性が強くなる。
【０１５０】
また、上記の場合と逆に、第１可変リアクタンス素子２４のリアクタンスを小さくし、第３可変リアクタンス素子２８のリアクタンスを大きくした場合、第１寄生素子２２ｆが反射素子として動作し、第３寄生素子２７が導波素子として動作する。そのため、第１方向の指向性は弱くなり、第２方向及び第３方向の指向性が強くなる。
【０１５１】
本実施例のアンテナ装置２０ｇのような構成としても、給電素子２１の給電導体部２１ａの長手方向に対して略垂直となる方向（即ち、第１方向及び第２方向）の指向性だけでなく、給電導体部２１ａの長手方向に対して略平行となる方向（即ち、第３方向）の指向性までも制御することが可能となる。したがって、様々な方向に対して指向性を制御することが可能となる。
【０１５２】
さらに、本実施例のアンテナ装置２０ｇでは、第１寄生素子２２ｆ及び第３寄生素子２７のどちらを導波素子（反射素子）としても、第３方向の指向性を強くすることができる。そのため、第３方向から到来する電磁波を好適に受信することが可能となる。
【０１５３】
また、給電素子２１の給電導体部２１ａの一端と、第１寄生素子２２ｆの接地部２２ｆｃの他端と、第３寄生素子２７の接地部２７ｃの他端と、がそれぞれの同じ側の端部となる。そのため、給電点２６に接続する同軸線などの電線の接地や、第１可変リアクタンス素子２４及び第３可変リアクタンス素子２８の接地を、アンテナ装置２０ｇの同じ側で行うことが可能となる。そのため、接地用の導体（例えば、図４の天板５２やピラー５３）と接地を要するそれぞれの部材との接続を、容易なものにすることが可能となる。したがって、アンテナ装置２０ｇの実装を容易なものにすることが可能となる。
【０１５４】
さらに、接地用の導体の一辺を基準として、給電素子２１、第１寄生素子２２ｆ及び第３寄生素子２７の配置を規定することができる。そのため、アンテナ装置２０ｇの実装の際に、給電素子２１、第１寄生素子２２ｆ及び第３寄生素子２７の相対的な位置関係がずれることを抑制することが可能となる。したがって、アンテナ装置２０ｇの実装を正確に行うことが可能となる。
【０１５５】
また、本実施例のアンテナ装置２０ｆの第１寄生素子２２ｆ及び第３寄生素子２７は、それぞれ必要とする略直線状の導体の数を２つにすることができる。そのため、アンテナ装置２０ｇを容易に製造することが可能になる。
【０１５６】
また、第１寄生素子２２ｆの垂直部２２ｆｂの長さＬ1及び第３寄生素子２７の垂直部２７ｂの長さＬ4を、Ｌ／２≦Ｌ1，Ｌ4≦２Ｌとすると好適である。長さＬ1及びＬ4をこのように設定すると、長さＬ1及びＬ4が、給電素子２１の給電導体部２１ａの長さＬから大幅にずれた長さになることを抑制することができる。そのため、特に第３方向における通信を良好なものにすることが可能となる。
【０１５７】
また、第１寄生素子２２ｆの垂直部２２ｆｂと接地用の導体との距離であるＬ3及び第３寄生素子２７の垂直部２７ｂと接地用の導体との距離であるＬ5は、Ｌ／１０≦Ｌ3，Ｌ5≦Ｌ／２とすると好適である。距離Ｌ3及びＬ5をＬ／１０以上とすると、垂直部２２ｆｂ及び垂直部２７ｂを接地用の導体から十分離すことが可能となる。そのため、垂直部２２ｆｂ及び垂直部２７を流れる電流と接地用の導体を流れる電流とが作用して打ち消しあうことを抑制することが可能となる。したがって、特に第３方向における通信を良好なものにすることが可能となる。さらに、距離Ｌ3及びＬ5をＬ／２以下とすることにより、第１方向及び第３方向における通信を良好なものとすることが可能となる。
【０１５８】
なお、第１寄生素子２２ｆの接地部２２ｆｃの長手方向の長さや、第３寄生素子２７の接地部２７ｃの長手方向の長さを、給電素子２１の長手方向の長さＬと略等しいものとしても構わない。
【０１５９】
また、アンテナ装置２０ｇが２つの寄生素子２２ｆ，２７を備えるとともに、両方の寄生素子２２ｆ，２７が垂直部２２ｆｂ，２７ｂと接地部２２ｆｃ，２７ｃとを備える構成を例に挙げて説明したが、本実施例はこの構成例に限られるものではない。例えば、給電素子２１を中心として周囲に３つ以上の寄生素子を配置するような、立体的な構成としても構わない。
【０１６０】
また、第２実施例や第３実施例と組み合わせても構わない。即ち、第２実施例と同様に、可変リアクタンスとしてバラクタダイオードを用いるとともに、指向性制御部６がバラクタダイオードにバイアスを印加することでアンテナ装置２０ｇの指向性を制御することとしても構わない。また、第３実施例と同様に、アンテナ装置２０ｇの給電素子２１や寄生素子２２ｆｃ，２７ｃに備えられる導体をループ状としても構わない。
【０１６１】
（第６実施例）
アンテナ装置の第６実施例について図面を参照して説明する。図１４は、本発明の実施形態に係るアンテナ装置の第６実施例の構成について示す模式図であり、第４実施例について示した図１２に相当するものである。なお、本実施例は、第４実施例の変形例である。また、以下の説明において、第４実施例と同様の構成となる部分には同様の符号を付し、その詳細な説明については省略するものとする。
【０１６２】
本実施例のアンテナ装置２０ｈは、第４実施例のアンテナ装置２０ｆと同様に、給電素子２１と、第２寄生素子２３とを備える。ただし、本実施例のアンテナ装置２０ｈは、第１寄生素子２２ｈの構成が、第４実施例のアンテナ装置２０ｆとは異なる。なお、給電素子２１及び第２寄生素子２３の構成については、第４実施例と同様のものとなる。
【０１６３】
本実施例の第１寄生素子２２ｈは、給電導体部２１ａの長手方向に対して略平行となる略直線状の導体から成る接地部２２ｈｃと、接地部２２ｈｃに一端が接続されるとともに給電導体部２１ａの長手方向に対して略垂直となる略直線状の導体から成る垂直部２２ｈｂと、接地部２２ｈｃに一端が接続されるとともに給電導体部２１ａの長手方向に対して略垂直となる略直線状の導体から成る追加垂直部２２ｈｄと、一端及び他端間のリアクタンスが可変となる第１可変リアクタンス素子２４と、を備える。
【０１６４】
追加垂直部２２ｈｄは、接地部２２ｈｃにおける垂直部２２ｈｂの接続部分よりも一端側で接地部２２ｈｃに接続される。また、第２可変リアクタンス素子２５は、一端が接地されるとともに他端が接地部２２ｈｃの他端に接続される。なお、垂直部２２ｈｂ及び追加垂直部２２ｈｄは、接地部２２ｈｃの長手方向に対して略垂直と解釈することも可能であるものとする。
【０１６５】
給電素子２１の給電導体部２１ａの一端と、第２寄生素子２３の寄生導体部２３ａの一端と、第１寄生素子２２ｈの接地部２２ｈｃの他端と、はそれぞれの同じ側の端部となる。即ち、給電素子２１、第１寄生素子２２ｈ及び第２寄生素子２３において、接地が必要な同軸線などの電線が接続される給電点２６が設けられる端部と、接地が必要な第１可変リアクタンス素子２４及び第２可変リアクタンス素子２５が設けられるそれぞれの端部と、がそれぞれの同じ側の端部となる。
【０１６６】
また、第４実施例と同様に、給電素子２１の給電導体部２１ａの長手方向の長さをＬとする。さらに、第１寄生素子２２ｈの垂直部２２ｈｂの長手方向の長さをＬ1とし、追加垂直部２２ｈｄの長手方向の長さをＬ6とする。また、垂直部２２ｈｂと接地用の導体との距離（例えば、接地部２２ｈｃの他端から、接地部２２ｈｃの垂直部２２ｈｂが接続される部分までの長さ）をＬ3とする。さらに、第１寄生素子２２ｈの垂直部２２ｈｂと追加垂直部２２ｈｄとの距離（例えば、接地部２２ｈｃにおける、垂直部２２ｈｂが接続される部分から追加垂直部２２ｈｄが接続される部分までの長さ）をＬ7とする。
【０１６７】
本実施例のアンテナ装置２０ｈも、第４実施例のアンテナ装置２０ｆと同様の動作を行うことができる。即ち、図５〜図７で示したような指向性の制御を行うことが可能となる。なお、以下の説明における第１〜第３方向は、第１実施例の説明において規定した第１〜第３方向とそれぞれ同様の方向を示すものとする。
【０１６８】
まず、図５に示した場合と同様に、第１可変リアクタンス素子２４及び第２可変リアクタンス素子２５のリアクタンスを共に小さく（例えば、数十Ω程度まで小さく）すると、第２寄生素子２３が反射素子として動作し、第１寄生素子２２ｆは導波素子として動作することとなる。そのため、第２方向の指向性は弱くなり、第１方向及び第３方向の指向性が強くなる。このとき、第１寄生素子２２ｈの接地部２２ｈｃを流れる電流と給電素子２１の給電導体部２１ａを流れる電流との電磁気的な結合が、第１寄生素子２２ｈの垂直部２２ｈｂ及び追加垂直部２２ｈｄを流れる電流と給電素子２１の給電導体部２１ａを流れる電流との電磁的な結合よりも強くなる。そのため、第１方向に対する指向性が、第３方向に対する指向性よりも強くなる。
【０１６９】
また、図６に示した場合と同様に、第２可変リアクタンス素子２５のリアクタンスを上記の場合と同様に小さくし、第１可変リアクタンス素子２４のリアクタンスを大きく（例えば、数百Ω程度まで大きく）しても、第２寄生素子２３は反射素子として動作し、第１寄生素子２２ｈは導波素子として動作する。そのため、第２方向の指向性は弱くなり、第１方向及び第３方向の指向性が強くなる。このとき、第１寄生素子２２ｈの垂直部２２ｈｂ及び追加垂直部２２ｈｄを流れる電流と給電素子２１の給電導体部２１ａを流れる電流との電磁気的な結合が、第１寄生素子２２ｈの接地部２２ｈｃを流れる電流と給電素子２１の給電導体部２１ａを流れる電流との電磁気的な結合よりも強くなる。そのため、第３方向に対する指向性が、第１方向に対する指向性よりも強くなる。
【０１７０】
また、図７に示した場合と同様に、第１可変リアクタンス素子２４のリアクタンスを小さくし、第２可変リアクタンス素子２５のリアクタンスを大きくした場合、上記の２つの場合とは逆に、第１寄生素子２２ｈが反射素子として動作し、第２寄生素子２３が導波素子として動作する。そのため、第１方向及び第３方向の指向性は弱くなり、第２方向の指向性が強くなる。
【０１７１】
本実施例のアンテナ装置２０ｈのような構成としても、給電素子２１の給電導体部２１ａの長手方向に対して略垂直となる方向（即ち、第１方向及び第２方向）の指向性だけでなく、給電導体部２１ａの長手方向に対して略平行となる方向（即ち、第３方向）の指向性までも制御することが可能となる。したがって、様々な方向に対して指向性を制御することが可能となる。
【０１７２】
さらに、本実施例のアンテナ装置２０ｈでは、第１寄生素子２２ｈが垂直部２２ｈｂの他に追加垂直部２２ｈｄを備える構成であるため、第３方向から到来する電磁波によって電流が励起される箇所が、第４実施例のアンテナ装置２０ｆよりも増大する。そのため、第４実施例のアンテナ装置２０ｆよりも第３方向の指向性を強くして、第３方向から到来する電磁波を好適に受信することが可能となる。
【０１７３】
また、給電素子２１の給電導体部２１ａの一端と、第１寄生素子２２ｈの接地部２２ｈｃの他端と、第２寄生素子２３の寄生導体部２３ａの一端と、がそれぞれの同じ側の端部となる。そのため、給電点２６に接続する同軸線などの電線の接地や、第１可変リアクタンス素子２４及び第２可変リアクタンス素子２５の接地を、アンテナ装置２０ｈの同じ側で行うことが可能となる。そのため、接地用の導体（例えば、図４の天板５２やピラー５３）と接地を要するそれぞれの部材との接続を、容易なものにすることが可能となる。したがって、アンテナ装置２０ｈの実装を容易なものにすることが可能となる。
【０１７４】
さらに、接地用の導体の一辺を基準として、給電素子２１、第１寄生素子２２ｈ及び第２寄生素子２３の配置を規定することができる。そのため、アンテナ装置２０ｈの実装の際に、給電素子２１、第１寄生素子２２ｈ及び第２寄生素子２３の相対的な位置関係がずれることを抑制することが可能となる。したがって、アンテナ装置２０ｈの実装を正確に行うことが可能となる。
【０１７５】
また、第１寄生素子２２ｈの垂直部２２ｈｂの長さＬ1及び追加垂直部２２ｈｄの長さＬ6を、Ｌ／２≦Ｌ1，Ｌ6≦２Ｌとすると好適である。長さＬ1及びＬ6をこのように設定すると、長さＬ1及びＬ6が、給電素子２１の給電導体部２１ａの長さＬから大幅にずれた長さになることを抑制することができる。そのため、特に第３方向における通信を良好なものにすることが可能となる。
【０１７６】
また、第１寄生素子２２ｈの垂直部２２ｈｂと接地用の導体との距離であるＬ3は、Ｌ／１０≦Ｌ3≦Ｌ／２とすると好適である。距離Ｌ3をＬ／１０以上とすると、垂直部２２ｆｂ及び垂直部２７ｂを接地用の導体から十分離すことが可能となる。そのため、垂直部２２ｆｂ及び垂直部２７を流れる電流と接地用の導体を流れる電流とが作用して打ち消しあうことを抑制することが可能となる。したがって、特に第３方向における通信を良好なものにすることが可能となる。さらに、距離Ｌ3をＬ／２以下とすることにより、第１方向及び第３方向における通信を良好なものとすることが可能となる。
【０１７７】
同様に、第１寄生素子２２ｈの垂直部２２ｈｂと追加垂直部２２ｈｄとの距離であるＬ7は、Ｌ／１０≦Ｌ7≦Ｌ／２とすると好適である。距離Ｌ7をＬ／１０以上とすると、垂直部２２ｈｂから追加垂直部２２ｈｄを十分離すことが可能となる。そのため、垂直部２２ｈｂを流れる電流と追加垂直部２２ｈｄを流れる電流とが作用して打ち消しあうことを抑制することが可能となる。したがって、特に第３方向における通信を良好なものにすることが可能となる。さらに、距離Ｌ7をＬ／２以下とすることにより、第１方向及び第３方向における通信を良好なものとすることが可能となる。
【０１７８】
なお、第１寄生素子２２ｈの接地部２２ｈｃの長手方向の長さや第２寄生素子２３の寄生導体部２３ａの長手方向の長さを、給電素子２１の長手方向の長さＬと略等しいものとしても構わない。
【０１７９】
また、アンテナ装置２０ｈが２つの寄生素子２２ｈ，２３を備えるとともに、一方の寄生素子（第１寄生素子２２ｈ）のみが垂直部２２ｈｂと接地部２２ｈｃと追加垂直部２２ｈｄとを備える構成を例に挙げて説明したが、本実施例はこの構成例に限られるものではない。例えば、給電素子２１を中心として周囲に３つ以上の寄生素子を配置するような、立体的な構成としても構わない。
【０１８０】
また、第２実施例や第３実施例や、第５実施例と組み合わせても構わない。即ち、第２実施例と同様に、可変リアクタンスとしてバラクタダイオードを用いるとともに、指向性制御部６がバラクタダイオードにバイアスを印加することでアンテナ装置２０ｈの指向性を制御することとしても構わない。また、第３実施例と同様に、アンテナ装置２０ｈの給電素子２１や寄生素子２２ｈｃ，２３に備えられる導体をループ状としても構わない。また、第５実施例と同様に、第３寄生素子２７を第２寄生素子２３の代わりに設けたり、第１寄生素子２２ｈと同様の構成となる寄生素子を第２寄生素子２３の代わりに設けたりしても構わない。
【０１８１】
＜＜アンテナ装置の指向性の制御例＞＞
以下において、上述した第１〜第６実施例のアンテナ装置の指向性の制御例について説明する。また、以下に示す制御例は、図１に示す送信装置１や図２に示す受信装置１０などの通信装置が、通信状況に基づいて指向性制御信号を生成するとともに指向性制御部６に出力することで、指向性制御部６が入力される指向性制御信号に基づいてアンテナ装置２の指向性を切り替える（例えば、第１可変リアクタンス素子や第２可変リアクタンス素子のリアクタンスを制御する）、一連の制御の具体例について示すものである。
【０１８２】
まず、図１に示すような送信装置１が、アンテナ装置２の指向性の制御を行う場合の制御例について説明する。この場合、例えば、受信装置から送信装置１に送信される受信が良好に行われたことを示す信号（電磁波）を、送信装置１が確認できるか否かに基づいて、良好な送信を行うことができるアンテナ装置２の指向性の状態を決定することとしても構わない。また、送信装置１が上記の信号を確認するまで、順次指向性を切り替えることとしても構わない。
【０１８３】
また例えば、送信装置１が受信装置の存在する方向を特定する（例えば、ナビゲーションシステムの位置情報などを利用して特定する）とともに、その特定した方向に対する指向性が強くなるように、アンテナ装置２の指向性を制御しても構わない。
【０１８４】
また、図２に示すような受信装置１０が、アンテナ装置２の指向性の制御を行う場合の制御例について説明する。この場合、例えば、アンテナ装置２で受信した信号の状態に基づいて、アンテナ装置２の指向性を制御することとしても構わない。信号の状態として例えば、受信した信号の電力（例えば平均電力）や、搬送波とノイズとの大きさの比であるＣＮ（Carrier-Noise）比、誤り訂正を行う際の信号の誤り率などを用いても構わない。このような信号の状態に基づいて、良好な信号が得られる場合のアンテナ装置２の指向性の状態を、良好な受信を行うことができる指向性の状態とみなしても構わない。
【０１８５】
また、送信装置が存在する方向を特定する（例えば、ナビゲーションシステムの位置情報などを利用して特定する）とともに、その特定した方向に対する指向性が強くなるように、アンテナ装置２の指向性を制御しても構わない。
【０１８６】
なお、ユーザが通信装置を操作することにより、手動的にアンテナ装置２の指向性が制御される構成としても構わない。
【０１８７】
以上、本発明における実施形態についてそれぞれ説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実行することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１８８】
本発明は、電磁波の送信または受信を行うアンテナ装置や、このアンテナ装置を備えた通信装置に関する。
【図面の簡単な説明】
【０１８９】
【図１】は、本発明の実施形態に係る送信装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】は、本発明の実施形態に係る受信装置の概略構成を示すブロック図である。
【図３】は、本発明の実施形態に係るアンテナ装置の第１実施例の構成について示す模式図である。
【図４】は、本発明の実施形態に係るアンテナ装置の第１実施例の実装例について示す平面図である。
【図５】は、本発明の実施形態に係るアンテナ装置の第１実施例の動作例について示す模式図である。
【図６】は、本発明の実施形態に係るアンテナ装置の第１実施例の動作例について示す模式図である。
【図７】は、本発明の実施形態に係るアンテナ装置の第１実施例の動作例について示す模式図である。
【図８】は、本発明の実施形態に係るアンテナ装置の第２実施例の構成について示す模式図である。
【図９】は、本発明の実施形態に係るアンテナ装置の第２実施例の別例の構成について示す模式図である。
【図１０】は、本発明の実施形態に係るアンテナ装置の第３実施例の構成について示す模式図である。
【図１１】は、本発明の実施形態に係るアンテナ装置の第３実施例の別例の構成について示す模式図である
【図１２】は、本発明の実施形態に係るアンテナ装置の第４実施例の構成について示す模式図である。
【図１３】は、本発明の実施形態に係るアンテナ装置の第５実施例の構成について示す模式図である。
【図１４】は、本発明の実施形態に係るアンテナ装置の第６実施例の構成について示す模式図である。
【図１５】は、従来のアンテナ装置の構成例について示す模式図である。
【図１６】は、自動車のフロントガラスに従来のアンテナ装置を実装した構成を示す模式的な斜視図である。
【符号の説明】
【０１９０】
１    送信装置
２，２０，２０ｘ〜２０ｚ，２０ｆ〜２０ｈ  アンテナ装置
２１，２１ｚ  給電素子
２１ａ  給電導体部
２２，２２ｚ，２２ｆ，２２ｈ  第１寄生素子
２２ａ，２２ｚａ  平行部
２２ｂ，２２ｚｂ，２２ｆｂ，２２ｈｂ  垂直部
２２ｃ，２２ｚｃ，２２ｆｃ，２２ｈｃ  接地部
２２ｈｄ  追加垂直部
２３，２３ｚ  第２寄生素子
２３ａ  寄生導体部
２４  第１可変リアクタンス素子
２５  第２可変リアクタンス素子
２４ｘ，２４ｙ，２５ｘ，２５ｙ  バラクタダイオード
２６  給電点
２７  第３寄生素子
２７ｂ  垂直部
２７ｃ  接地部
２８  第３可変リアクタンス素子
３    信号処理部
４    変調部
５    送信部
６    指向性制御部
１０    受信装置
１１    受信部
１２    復調部
５１    フロントガラス
５２    天板
５３    ピラー
Ｂ１，Ｂ２  ブリッジ
【図１】
2010056731.tif 000003
【図２】
2010056731.tif 000004
【図３】
2010056731.tif 000005
【図４】
2010056731.tif 000006
【図５】
2010056731.tif 000007
【図６】
2010056731.tif 000008
【図７】
2010056731.tif 000009
【図８】
2010056731.tif 000010
【図９】
2010056731.tif 000011
【図１０】
2010056731.tif 000012
【図１１】
2010056731.tif 000013
【図１２】
2010056731.tif 000014
【図１３】
2010056731.tif 000015
【図１４】
2010056731.tif 000016
【図１５】
2010056731.tif 000017
【図１６】
2010056731.tif 000018