(57)【要約】      （修正有）【課題】設計が容易かつ小型なマルチバンドに対応することのできる平面アンテナを提供する。【解決手段】平面アンテナは、平板状アンテナと線状アンテナを備え、これらアンテナは、検出する周波数帯域の中心周波数が互いに異なるように構成されている。平板状アンテナは、円板状に形成されており、線条アンテナの線形状に沿った全長は、線条アンテナが検出する周波数帯域の中心周波数における検出電波の４分の１波長となるように構成され、平板状アンテナの円周は、平板状アンテナが検出する周波数帯域の中心周波数における検出電波の２分の１波長となるように構成されている。【選択図】図１
2014110561.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板状アンテナと、
前記平板状アンテナと電気的に接続された線状アンテナと、
を備え、
前記平板状アンテナと前記線状アンテナは、検出する周波数帯域の中心周波数が互いに異なるように構成されている
ことを特徴とする平面アンテナ。
【請求項２】
前記線状アンテナは、前記平板状アンテナに電力を供給する給電線から分岐する線形状に形成されている
ことを特徴とする請求項１記載の平面アンテナ。
【請求項３】
前記平板状アンテナは、円板状に形成されており、
前記線状アンテナの前記線形状に沿った全長は、前記線状アンテナが検出する周波数帯域の中心周波数における検出電波の４分の１波長となるように構成され、
前記平板状アンテナの円周は、前記平板状アンテナが検出する周波数帯域の中心周波数における検出電波の２分の１波長となるように構成されている
ことを特徴とする請求項２記載の平面アンテナ。
【請求項４】
前記平面アンテナは、
前記給電線を介して前記平板状アンテナと電気的に接続された円板状の第２平板アンテナと、
前記給電線から分岐する線形状の第２線状アンテナと、
を備え、
前記線状アンテナおよび前記第２線状アンテナは、前記平板状アンテナと前記第２平板状アンテナの間において、それぞれ前記給電線から分岐しており、
前記第２線状アンテナの前記線形状に沿った全長は、前記第２線状アンテナが検出する周波数帯域の中心周波数における検出電波の４分の１波長となるように構成され、
前記第２平板状アンテナの円周は、前記第２平板状アンテナが検出する周波数帯域の中心周波数における検出電波の２分の１波長となるように構成されている
ことを特徴とする請求項３記載の平面アンテナ。
【請求項５】
前記平面アンテナは、前記給電線を介して前記平板状アンテナと電気的に接続されたグランド導体を備え、
前記線状アンテナは、前記平板状アンテナと前記グランド導体の間において、前記給電線から分岐している
ことを特徴とする請求項３記載の平面アンテナ。
【請求項６】
前記平面アンテナは、前記平板状アンテナ上であって前記給電線と前記平板状アンテナの接点から最も離れた部位において前記平板状アンテナと接続された線形状の第２線状アンテナを備え、
前記第２線状アンテナの前記線形状に沿った全長は、前記第２線状アンテナが検出する周波数帯域の中心周波数における検出電波の４分の１波長となるように構成され、
前記線状アンテナが検出する周波数帯域の中心周波数と、前記第２線状アンテナが検出する周波数帯域の中心周波数は、互いに異なるように構成されている
ことを特徴とする請求項３記載の平面アンテナ。
【請求項７】
前記平面アンテナは、前記給電線を介して前記平板状アンテナと電気的に接続されたグランド導体を備え、
前記線状アンテナは、前記平板状アンテナと前記グランド導体の間において、前記給電線から分岐している
ことを特徴とする請求項６記載の平面アンテナ。
【請求項８】
前記線状アンテナは、前記平板状アンテナの外周のうち少なくとも一部を囲むコの字型に形成されていることを特徴とする請求項１記載の平面アンテナ。
【請求項９】
前記中心周波数は１ＧＨｚ以下の周波数帯に配置されていることを特徴とする請求項１記載の平面アンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平面アンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、無線通信端末のマルチバンド化が急速に進んでいる。スマートフォンを例に挙げると、８００ＭＨｚ帯セルラシステム、２ＧＨｚ帯セルラシステム、ＷＬＡＮ（２．４ＧＨｚ帯）、およびＧＰＳへ対応することはすでに標準的である。今後はさらに、７００ＭＨｚ帯や９００ＭＨｚ帯の近距離無線、ミリ波通信、ＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄ、等への対応も進んでいくと思われる。しかしながら、装置の実装スペースには制約があることから、複数の無線システムにおいて共用できるマルチバンドアンテナの重要性が高まっている。特に装置の筐体内に内蔵でき、かつ低コストで作製できる小型・平面アンテナが注目されている。
【０００３】
下記特許文献１には、マルチバンド平面アンテナとして、複数の周波数帯域に対応して離散的に共振点を持つ「多共振アンテナ」が記載されている。下記特許文献２には、広い周波数範囲に渡って連続的にインピーダンス整合の取れた「広帯域アンテナ」が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２７８５８６号公報
【特許文献２】特開２００６−３３０６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載されているような多共振アンテナは、それぞれの共振周波数に対応した寸法を有する複数のアンテナエレメントを連結することによって実現される。これら複数のアンテナエレメントは、電磁界的に相互干渉するため、例えば３つ以上の共振周波数を所望の周波数帯域に合わせこむための設計は容易ではない。したがって、多共振アンテナの設計には熟練を要するという課題がある。
【０００６】
上記特許文献２に記載されているような広帯域アンテナは、対応したい全ての周波数帯域を含むようにアンテナ帯域の下限と上限を設定すればよいため、設計は比較的簡単である。しかしながら、広帯域アンテナの寸法はアンテナ帯域の下限周波数に対応する電波の波長に関連して決まるため（一般的には波長の１／４から１／２程度）、アンテナが大型になりやすいという課題がある。
【０００７】
本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであり、設計が容易かつ小型なマルチバンドに対応することのできる平面アンテナ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】
【０００８】
本発明に係る平面アンテナは、平板状アンテナと線状アンテナを備え、これらアンテナは、検出する周波数帯域の中心周波数が互いに異なるように構成されている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の平面アンテナは、互いに検出する周波数帯域の中心周波数が異なる複数のアンテナを用いてマルチバンドに対応しているので、小型でありながら設計が容易である。
【００１０】
上記した以外の課題、構成、および効果は、以下の実施形態の説明により明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態１に係る平面アンテナの上面図である。
【図２】従来の広帯域アンテナの１例である円板アンテナの上面図である。
【図３】従来の狭帯域アンテナの１例であるダイポールアンテナの上面図である。
【図４】図３に示すダイポールアンテナを変形したアンテナの上面図である。
【図５】実施形態１に係る平面アンテナの設計レイアウト図面である。
【図６】図５に示した平面アンテナの反射特性のシミュレーション結果および試作したサンプルを用いた測定結果を示す図である。
【図７】実施形態１に係る平面アンテナの作製例を模式的に示す斜視図である。
【図８】実施形態１に係る平面アンテナを内蔵した無線通信端末ユニットの模式図である。
【図９】実施形態１に係る平面アンテナを適用することができる無線通信端末の１例を示す機能ブロック図である。
【図１０】実施形態２に係る平面アンテナの上面図である。
【図１１】実施形態２に係る平面アンテナを無線通信端末モジュールと一体化した構成例を模式的に示す図である。
【図１２】実施形態３に係る平面アンテナの上面図である。
【図１３】実施形態３に係る平面アンテナの設計レイアウト図面である。
【図１４】図１３に示した平面アンテナの反射特性のシミュレーション結果および試作したサンプルの測定結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜実施の形態１＞
図１は、本発明の実施形態１に係る平面アンテナの上面図である。図１に示す平面アンテナは、給電点１、第１円板状導体２ａ、第２円板状導体２ｂ、第１コの字型線状導体３ａ、第２コの字型線状導体３ｂ、第１給電線路４ａ、第２給電線路４ｂを備える。第１円板状導体２ａと第２円板状導体２ｂは、平板状アンテナとして構成されている。第１コの字型線状導体３ａと第２コの字型線状導体３ｂは、線状アンテナとして構成されている。
【００１３】
給電点１の両側には、第１円板状導体２ａと第２円板状導体２ｂがそれぞれ第１給電線路４ａと第２給電線路４ｂを介して接続されている。第１コの字型線状導体３ａは第１給電線路４ａから分岐するように配置され、第２コの字型線状導体３ｂは第２給電線路４ｂから分岐するように配置されている。
【００１４】
第１コの字型線状導体３ａは、第１直線部分３ａ−１、第２直線部分３ａ−２、第３直線部分３ａ−３を有する。第１直線部分３ａ−１と第２直線部分３ａ−２は略直角に接合され、第２直線部分３ａ−２と第３直線部分３ａ−３は略直角に接合され、これにより第１コの字型線状導体３ａはコの字型に形成される。第２コの字型線状導体３ｂは、第１直線部分３ｂ−１、第２直線部分３ｂ−２、第３直線部分３ｂ−３を有する。第１直線部分３ｂ−１と第２直線部分３ｂ−２は略直角に接合され、第２直線部分３ｂ−２と第３直線部分３ｂ−３は略直角に接合され、これにより第２コの字型線状導体３ｂはコの字型に形成される。
【００１５】
第１コの字型線状導体３ａの長さと第２コの字型線状導体３ｂの長さは、それぞれこれら線状アンテナが検出（および送信、以下同様）する周波数帯域の中心周波数Ｆ１における電波波長の４分の１となるように構成されている。第１コの字型線状導体３ａの長さとは、第１直線部分３ａ−１の長さと第２直線部分３ａ−２の長さと第３直線部分３ａ−３の長さの合計である。第２コの字型線状導体３ｂの長さとは、第１直線部分３ｂ−１の長さと第２直線部分３ｂ−２の長さと第３直線部分３ｂ−３の長さの合計である。すなわちこれら線状導体は、ダイポール型のアンテナとして設計されている。
【００１６】
第１円板状導体２ａの円周と第２円板状導体２ｂの円周は、それぞれこれら平板状アンテナが検出する周波数帯域の中心周波数Ｆ２における電波波長の２分の１となるように構成されている。ただし、円板の円周に沿った経路以外の経路によって電波を検出することもできるので、実際にはこれら平板状アンテナは、中心周波数Ｆ３がＦ２よりも大きい周波数帯域の電波を検出することができる。
【００１７】
上述した各周波数帯域の中心周波数Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３は、Ｆ１＜Ｆ２＜Ｆ３の関係にある。したがって、本実施形態１に係る平面アンテナは、これら３つの周波数帯域を検出することができるマルチバンドアンテナとして機能する。
【００１８】
なお、電波波長はアンテナを作製する基板の材料や寸法により変化するため、前述の導体寸法は単純に真空中における電波波長を基準として決定されるものではない。さらに、各放射素子の周囲に存在する導体の影響、給電線路の長さの延長分、特にコの字型線状導体に関しては折り曲げたことによる影響も加味する必要があるため、実際に本発明に係るアンテナを設計する際には、シミュレーションや試作による評価検討を要する。また、図１では第１円板状導体２ａと第２円板状導体２ｂは真円形状としたが、楕円形状や半円形状とすることもできる。
【００１９】
以下では本実施形態１に係る平面アンテナと比較するため、図２〜図４を用いて、従来の平板状アンテナおよび従来の線状アンテナの構成、さらにはこれら従来のアンテナの検出特性について説明する。
【００２０】
図２は、従来の広帯域アンテナの１例である円板アンテナの上面図である。図２に示す広帯域アンテナは、給電点１、第１円板状導体２ａ、第２円板状導体２ｂ、第１給電線路４ａ、第２給電線路４ｂを備える。
【００２１】
第１円板状導体２ａと第２円板状導体２ｂは、これら円板の円周が２分の１波長となる周波数を下限周波数として広範な周波数帯域の電波を検出する平板状アンテナとして動作する。広帯域であるため、複数の無線システムの周波数帯域をまとめてカバーすることができるが、寸法が大型となる課題がある。例えば、動作周波数の下限値を１ＧＨｚに設定すると、一般的なプリント基板上にこれら平板状アンテナを作成した場合、円板アンテナの長軸方向の寸法は８５ｍｍ前後となる。したがって、携帯型の無線通信端末装置に内蔵することを考えた場合、１ＧＨｚよりも低い周波数帯域に対して円板アンテナを適用することは現実的ではない。
【００２２】
図３は、従来の狭帯域アンテナの１例であるダイポールアンテナの上面図である。図３に示すダイポールアンテナは、給電点１、第１線状導体０ａ、第２線状導体０ｂを備える。第１線状導体０ａと第２線状導体０ｂは、これら線状導体の長さが４分の１波長となる周波数の電波を検出する線状アンテナとして動作する。
【００２３】
図４は、図３に示すダイポールアンテナを変形したアンテナの上面図である。図４に示すダイポールアンテナは、給電点１、第１コの字型線状導体３ａ、第２コの字型線状導体３ｂを備える。第１コの字型線状導体３ａと第２コの字型線状導体３ｂは、これら線状導体の長さが４分の１波長となる周波数の電波を検出するアンテナとして動作する。
【００２４】
図４に示すようにダイポールアンテナを折り曲げることにより、同程度の動作周波数でアンテナ寸法を小型化することができる。しかしながら、図３および図４に示すダイポールアンテナは狭帯域であるため、複数の無線システムの周波数帯域をまとめてカバーすることは困難である。
【００２５】
以上説明した従来のアンテナの課題を解決するため、本発明に係る平面アンテナが考案された。図１に示した平面アンテナは、例えば、１ＧＨｚ以下の周波数帯域を持つ無線システムについては第１コの字型線状導体３ａと第２コの字型線状導体３ｂを放射素子として利用し、１ＧＨｚ以上の周波数帯域を持つ複数の無線システムについては第１円板状導体２ａと第２円板状導体２ｂを放射素子として利用するように設計する。
【００２６】
波長が長い１ＧＨｚ以下の周波数帯域については折り曲げた線状導体を用いて処理することにより、アンテナ寸法を小型化することができる。１ＧＨｚ以上の複数の周波数帯域については、広帯域をカバーする円板状導体を用いてまとめてカバーすることにより、周波数の変動に対してロバストなアンテナを構成することができる。これについて以下に補足する。
【００２７】
アンテナ設計の過程において、第１コの字型線状導体３ａと第２コの字型線状導体３ｂの寸法を調整して１ＧＨｚ以下の周波数帯域に線状アンテナの共振周波数を合わせこむ際に、その影響を受けて１ＧＨｚ以上の複数の周波数帯域をカバーする第１円板状導体２ａと第２円板状導体２ｂによる平板状アンテナの動作周波数も変動するが、平板状アンテナの動作周波数は広帯域であるため、反射減衰量に対する影響は小さい。したがって、アンテナ全体としては周波数の変動に対してロバストにすることができる。
【００２８】
図５と図６は、本実施形態１に係る平面アンテナの具体的な設計事例を示す。本設計事例においては、ｃｄｍａ２０００のＢＣ０（８２５−８７５ＭＨｚ）とＢＣ６（１９２０−２１３０ＭＨｚ）およびＧＰＳ帯（１５７５ＭＨｚ）を動作周波数帯域とし、反射減衰量が９．５ｄＢ以上となることを目標仕様とした。
【００２９】
図５は、本実施形態１に係る平面アンテナの設計レイアウト図面である。円板状導体の直径は３３ｍｍ、コの字型線状導体の長さは９６ｍｍ、コの字型線状導体の線幅は１ｍｍである。
【００３０】
図６は、図５に示した平面アンテナの反射特性のシミュレーション結果および試作したサンプルを用いた測定結果を示す図である。サンプルは板厚０．２ｍｍのＦＲ４の片面銅張基板を用いて試作した。測定結果は、ｃｄｍａ２０００のＢＣ０については低域側の端で若干目標仕様を下回ったが、ｃｄｍａ２０００のＢＣ６およびＧＰＳ帯については十分なマージンをもって目標仕様を満足した。
【００３１】
図７は、本実施形態１に係る平面アンテナの作製例を模式的に示す斜視図である。図７において、平面アンテナは基板５の上の導体パターン６によって作製される。電気信号は給電線７およびコネクタ８を介して入出力される。
【００３２】
基板５は、好適にはガラスエポキシ材料などのプリント基板であるが、その他の樹脂材料、アクリル材料、セラミックス材料、等でもよい。導体パターン６は、好適には銅、アルミニウム、金、銀、またはそれらの合金からなる薄膜もしくは厚膜である。最も一般的には、板厚０．２〜２．０ｍｍのＦＲ４基板上に膜厚１８〜３６μｍの銅箔によって作製される。給電線７は、好適には直径が１ｍｍ程度の細線同軸ケーブルが使用されるが、平行二線を用いてもよい。コネクタ８は、好適にはＵ．ＦＬ、Ｗ．ＦＬ、Ｈ．ＦＬ、等の小型同軸コネクタが使用されるが、ＳＭＡ、Ｎ型、ＢＮＣ、ＰＣ７、ＰＣ−３．５、平行二線用のコネクタを用いてもよい。コネクタを用いず、無線通信端末のアンテナ端子にハンダ等によって給電線７を直接取り付けてもよい。
【００３３】
本実施形態１に係る平面アンテナは、給電点１を中心として対称に構成されているので平衡信号を取り扱うことを想定したものである。しかし一般的には、無線通信端末のアンテナ端子から入出力される信号は不平衡信号であるため、基板５上の給電点のすぐ近くにチップバランを実装することにより、平衡−不平衡変換を実施してもよい。また、アンテナ性能は多少低下するが、部品コストの低減や設計の簡略化のため、バランを用いずに給電点１に不平衡信号を直接入力することも可能である。
【００３４】
図８は、本実施形態１に係る平面アンテナを内蔵した無線通信端末ユニットの模式図である。図８に示す無線通信端末ユニットは、筐体９の中にアンテナ基板１０と無線通信端末モジュール１１を収め、アンテナ基板１０は無線通信端末モジュール上のアンテナ端子１２と給電線を介して接合されている。アンテナ基板１０上には、本実施形態１に係る平面アンテナが実装されている。筐体９は、好適にはＡＢＳ樹脂等のプラスチックや、アルミケイ酸ガラス等の強化ガラスで作製される。
【００３５】
図９は、本実施形態１に係る平面アンテナを適用することができる無線通信端末の１例を示す機能ブロック図である。情報信号はベースバンドＩＣ１７とＲＦＩＣ１８の間でやり取りされ、ＲＦＩＣ１８は各無線システムに対応した変復調を実施する。図９に示す例においては、ＲＦＩＣ１８はｃｄｍａ２０００のＢＣ０とＢＣ６を送受信し、ＧＰＳ信号を受信する。ＲＦＩＣ１８から出力されたＢＣ０およびＢＣ６の送信信号は、それぞれパワーアンプ１９およびパワーアンプ２０によって増幅され、デュプレクサ２１およびデュプレクサ２２に送られる。デュプレクサ２１とデュプレクサ２２は、一般的にはＳＡＷフィルタや誘電体フィルタ等の高周波フィルタを用いて構成され、ＦＤＤ等の送受信信号を弁別する役割を担う。送信信号はデュプレクサ２１およびデュプレクサ２２を介してトリプレクサ２３に送られる。トリプレクサ２３は、一般的にはＳＡＷフィルタ等の高周波フィルタやＧａＡｓスイッチ等の高周波スイッチを用いて構成される。送信信号はトリプレクサ２３を介してアンテナ２４にて電波として外界に放射される。受信信号は、送信信号とは逆のパスを通る。例えばＧＰＳ信号について説明すると、アンテナ２４から取り込まれたＧＰＳ信号はトリプレクサ２３を介して低雑音増幅器２５によって増幅され、帯域通過フィルタ２６によって不要信号を除去された上でＲＦＩＣ１８に送られる。
【００３６】
＜実施の形態１：まとめ＞
以上のように、本実施形態１に係る平面アンテナは、平板状アンテナと線状アンテナを備え、これらアンテナが検出する電波の中心周波数Ｆ１とＦ２は互いに異なるように構成されている。これにより、平板状アンテナを用いて高周波数領域の広い帯域をカバーしつつ、線状アンテナを用いて低周波数領域の電波を検出することができる。
【００３７】
また、本実施形態１に係る平面アンテナによれば、平板状アンテナと線状アンテナを併用しているので、平板状アンテナが全ての周波数帯域をカバーする必要はない。したがって、平板状アンテナを過剰に大型とする必要がなくなり、アンテナ全体として小型に構成することができる。さらには、線状アンテナをコの字型に折り曲げて構成しているので、アンテナ全体のサイズをさらに小型化することができる。
【００３８】
＜実施の形態２＞
本発明の実施形態２では、不平衡信号を検出する平面アンテナの１例として、アンテナの一部がグランド導体に接続されている構成例を説明する。グランド導体は、平面アンテナを実装する基板の内層に形成されたグランド層などによって構成することができる。
【００３９】
図１０は、本実施形態２に係る平面アンテナの上面図である。本実施形態２に係る平面アンテナは、給電点１、円板状導体２、コの字型線状導体３、グランド導体１３を備える。円板状導体２は平板状アンテナとして構成され、コの字型線状導体３は線状アンテナとして構成されている。
【００４０】
給電点１の一方の端子は円板状導体２と給電線路４を介して接続され、給電点１の他方の端子はグランド導体１３と接続され、コの字型線状導体３は給電線路４から分岐するように配置されている。コの字型線状導体３は、第１直線部分３−１、第２直線部分３−２、第３直線部分３−３を有する。第１直線部分３−１と第２直線部分３−２は略直角に接合され、第２直線部分３−２と第３直線部分３−３は略直角に接合され、これによりコの字型線状導体３はコの字型に構成される。
【００４１】
コの字型線状導体３の長さは、同線状アンテナが検出する周波数帯域の中心周波数Ｆ１における電波波長の４分の１となるように構成されている。コの字型線状導体３の長さとは、第１直線部分３−１の長さと第２直線部分３−２の長さと第３直線部分３−３の長さの合計である。すなわちコの字型線状導体３は、モノポール型のアンテナとして設計されている。
【００４２】
円板状導体２の円周は、同平板状アンテナが検出する周波数帯域の中心周波数Ｆ２における電波波長の２分の１となるように構成されている。ただし実施形態１と同様に、中心周波数Ｆ３がＦ２よりも大きい周波数帯域の電波を検出することもできる。
【００４３】
上述した各周波数帯域の中心周波数Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３は、Ｆ１＜Ｆ２＜Ｆ３の関係にある。したがって、本実施形態２に係る平面アンテナは、これら３つの周波数帯域を検出することができるマルチバンドアンテナとして機能する。本実施形態２においては、好適には、中心周波数Ｆ１が１ＧＨｚ以下の周波数帯に配置され、中心周波数Ｆ２が１ＧＨｚ以上の周波数帯に配置されることにより、携帯型の無線通信端末装置に対して最適な寸法のアンテナを実現することができる。
【００４４】
図１１は、本実施形態２に係る平面アンテナを無線通信端末モジュールと一体化した構成例を模式的に示す図である。無線通信端末モジュール１４は、トランシーバＩＣ、マイコン、ＰＡ、等を集積した部品実装部２７と、本実施形態２に係る平面アンテナパターンが形成されたアンテナ部１５を備える。無線通信端末モジュール１４は、一般的には多層基板を用いて作製される。部品実装部２７は例えば４層からなり、第２層をグランド層とする。図１０に示すグランド導体１３は、図１１においては部品実装部２７のグランド層により代用される。アンテナ部１５は例えば４層基板の第１層上に形成され、第２〜４層は完全に除去される。アンテナ部１５の給電点は、部品実装部２７のアンテナ端子と直接接続することができる。図１１のように平面アンテナを無線通信端末モジュールと一体化することにより、小型化、低コスト化を実現することができる。
【００４５】
本実施形態２において、グランド導体１３は四角形としたが、グランド導体１３の形状はこれに限られるものではない。例えば台形などの形状であってもよい。以下に説明する実施形態３においても同様である。
【００４６】
＜実施の形態３＞
図１２は、本発明の実施形態３に係る平面アンテナの上面図である。本実施形態３に係る平面アンテナは、給電点１、円板状導体２、第１コの字型線状導体３ａ、第２コの字型線状導体３ｂ、グランド導体１３を備える。円板状導体２は平板状アンテナとして構成され、第１コの字型線状導体３ａと第２コの字型線状導体３ｂは線状アンテナとして構成されている。
【００４７】
給電点１の一方の端子は円板状導体２と給電線路４を介して接続され、給電点１の他方の端子はグランド導体１３と接続されている。第１コの字型線状導体３ａは、給電線路４から分岐するように配置されている。第２コの字型導体３ｂは、円板状導体２のうち給電線路４が接続された点から最も放れた点において、円板状導体２と接続されている。
【００４８】
第１コの字型線状導体３ａは、第１直線部分３ａ−１、第２直線部分３ａ−２、第３直線部分３ａ−３を有する。第１直線部分３ａ−１と第２直線部分３ａ−２は略直角に接合され、第２直線部分３ａ−２と第３直線部分３ａ−３は略直角に接合され、これにより第１コの字型線状導体３ａはコの字型に形成されている。第２コの字型線状導体３ｂは、第１直線部分３ｂ−１、第２直線部分３ｂ−２、第３直線部分３ｂ−３を有する。第１直線部分３ｂ−１と第２直線部分３ｂ−２は略直角に接合され、第２直線部分３ｂ−２と第３直線部分３ｂ−３は略直角に接合され、これにより第２コの字型線状導体３ｂはコの字型に形成されている。
【００４９】
第１コの字型線状導体３ａの長さは、同線状アンテナが検出する周波数帯域の中心周波数Ｆ１Ｕにおける電波波長の４分の１となるように構成されている。第２コの字型線状導体３ｂの長さは、同線状アンテナが検出する周波数帯域の中心周波数Ｆ１Ｌにおける電波波長の４分の１となるように構成されている。第１コの字型線状導体３ａの長さとは、第１直線部分３ａ−１の長さと第２直線部分３ａ−２の長さと第３直線部分３ａ−３の長さの合計である。第２コの字型線状導体３ｂの長さとは、第１直線部分３ｂ−１の長さと第２直線部分３ｂ−２の長さと第３直線部分３ｂ−３の長さの合計である。
【００５０】
円板状導体２の円周は、同平板状アンテナが検出する周波数帯域の中心周波数Ｆ２における電波波長の２分の１となるように構成されている。ただし実施形態１と同様に、中心周波数Ｆ３がＦ２よりも大きい周波数帯域の電波を検出することもできる。
【００５１】
上述した各周波数帯域の中心周波数Ｆ１Ｕ、Ｆ１Ｌ、Ｆ２、Ｆ３は、Ｆ１Ｌ＜Ｆ１Ｕ＜＜Ｆ２＜Ｆ３の関係にある。したがって、本実施形態３に係る平面アンテナは、これら４つの周波数帯域を検出することができるマルチバンドアンテナとして機能する。本実施形態３においては、第１コの字型線状導体３ａの長さと第２コの字型線状導体３ｂの長さが互いに異なるようにすることにより、各線状アンテナが互いに異なる周波数帯域に対応する。これにより、アンテナの動作周波数を広帯域化することができる。
【００５２】
本実施形態３においては、好適には、中心周波数Ｆ１Ｕが１ＧＨｚ以下の周波数帯に配置され、中心周波数Ｆ２が１ＧＨｚ以上の周波数帯に配置されることにより、携帯型の無線通信端末装置に対して最適な寸法の平面アンテナを実現することができる。
【００５３】
図１３と図１４は、本実施形態３に係る平面アンテナの具体的な設計事例を示す。本設計事例においては、ｃｄｍａ２０００のＢＣ０（８２５−８７５ＭＨｚ）とＢＣ６（１９２０−２１３０ＭＨｚ）およびＧＰＳ帯（１５７５ＭＨｚ）を動作周波数帯域とし、反射減衰量が９．５ｄＢ以上となることを目標仕様とした。
【００５４】
図１３は、本実施形態３に係る平面アンテナの設計レイアウト図面である。円板状導体２の直径は２９ｍｍ、第１コの字型線状導体３ａの長さと線幅はそれぞれ７４ｍｍと１ｍｍ、第２コの字型線状導体３ｂの長さと線幅はそれぞれ９７ｍｍと１ｍｍである。
【００５５】
図１４は、図１３に示した平面アンテナの反射特性のシミュレーション結果および試作したサンプルの測定結果を示す図である。サンプルは板厚２．０ｍｍのアクリル板に銅箔テープを貼り付けて試作した。シミュレーション結果と測定結果はともに３つの周波数帯域の全てに対して目標仕様を満足した。
【００５６】
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。上記実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることもできる。また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることもできる。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成を追加・削除・置換することもできる。例えば、以上の実施形態１〜３においてミリ波通信用途の平面アンテナを作製する場合は、半導体基板上に成膜プロセスやフォトリソグラフィー技術を用いてアンテナパターンを形成することもできる。
【符号の説明】
【００５７】
１：給電点、２：円板状導体、３：コの字型線状導体、４：給電線路、１３：グランド導体。
【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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