(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに補対の関係にある２つの自己補対型の電流源アンテナ素子および磁流源アンテナ素子を、所定の方向を軸として９０度回転させた状態で組み合わせるとともに、前記電流源アンテナ素子に対する電流源の給電点および前記磁流源アンテナ素子に対する電圧源の給電点をこれら２つのアンテナ素子を重ね合わせた状態のときに重なる位置に設けたことを特徴とするアンテナ。
【請求項２】
請求項１記載のアンテナに対して、前記２つの電流源アンテナ素子および磁流源アンテナ素子の前記所定の方向における同一距離および同一時刻における放射電界および放射磁界の位相が逆相となるように、前記電流源アンテナ素子に対して電流を、前記磁流源アンテナ素子に対して電圧をそれぞれ給電することを特徴とするアンテナの給電方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は携帯電話やＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｈａｎｄｙｐｈｏｎｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）等の携帯通信機器に使用されるアンテナに関し、特にアンテナから放射される電磁波が人体に与える影響を最小限に抑えたアンテナに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、携帯電話やＰＨＳ等の携帯通信機器に使用されるアンテナは、大きさ・感度・指向性を特性上の重要項目として設計されていた。そして、それら特性上の要求に合うもので、小型で比較的利得の大きいアンテナとして、モノポールアンテナ・パッチアンテナ・逆Ｆ型アンテナ等が使用されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のようなアンテナにおいては、携帯通信機器に使用された場合にアンテナから放射される電磁波が人体へ与える影響については考慮されていなかった。そのため、携帯通信機器の高出力化に伴って、使用時に機器本体を手で保持し頭部に近づけることによりアンテナが人体に近接して使用されるときに頭部にも強力な電磁波が放射されることとなり、この電磁波が人体へ悪影響を及ぼすという問題点が指摘されるようになっている。
【０００４】
これに対し、携帯通信機器から放射される電磁波が機器使用者の人体の頭部に与える影響を減少させる方法やそのためのアンテナの設計法はこれまで知られていなかった。
【０００５】
本発明は問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的は、携帯通信機器を人体の頭部に近接させて使用する際に携帯通信機器のアンテナから放射される電磁波が人体の頭部に与える影響を最小限に抑えることができるアンテナを提供することにある。
【０００６】
また、本発明の目的は、携帯通信機器を人体の頭部に近接させて使用する際に携帯通信機器のアンテナから放射される電磁波が人体の頭部に与える影響を最小限に抑えることができるアンテナの給電方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のアンテナは、互いに補対の関係にある２つの自己補対型の電流源アンテナ素子および磁流源アンテナ素子を、所定の方向を軸として90度回転させた状態で組み合わせるとともに、前記電流源アンテナ素子に対する電流源の給電点および前記磁流源アンテナ素子に対する電圧源の給電点をこれら２つのアンテナ素子を重ね合わせた状態のときに重なる位置に設けたことを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明のアンテナの給電方法は、上記構成のアンテナに対して、前記２つの電流源アンテナ素子および磁流源アンテナ素子の前記所定の方向における同一距離および同一時刻における放射電界および放射磁界の位相が逆相となるように、前記電流源アンテナ素子に対して電流を、前記磁流源アンテナ素子に対して電圧をそれぞれ給電することを特徴とするものである。
【０００９】
本発明のアンテナによれば、互いに補対の関係にある２つの自己補対型の電流源アンテナ素子および磁流源アンテナ素子を、所定の方向を軸として90度回転させた状態で組み合わせるとともに、電流源アンテナ素子に対する電流源の給電点および磁流源アンテナ素子に対する電圧源の給電点をこれら２つのアンテナ素子を重ね合わせた状態のときに重なる位置に設けたことにより、アンテナの周りにはほぼ放射に寄与する電界あるいは磁界成分のみが存在することとなり、放射されずにアンテナの周りに蓄えられる電界あるいは磁界エネルギーに寄与する電界あるいは磁界成分が最小となるので、全体としてアンテナの周りの電界あるいは磁界成分の総和が最小となる。その結果、従来のようにアンテナの周辺に放射に寄与しない強い電界あるいは磁界成分が存在するアンテナと比較して、最小の電界あるいは磁界成分のみで動作することができる。そして、アンテナからの前記所定の方向への放射に寄与する電界あるいは磁界成分をほぼゼロとすることができ、希望する特定の放射方向に鋭いヌルポイントを設けることができるので、このアンテナを具備した携帯通信機器が使用者の人体へ与える電界および磁界成分の影響を最小化することができる。
【００１０】
また、本発明のアンテナの給電方法によれば、上記構成の本発明のアンテナに対して、２つの電流源アンテナ素子および磁流源アンテナ素子の前記所定の方向における同一距離および同一時刻における放射電界および放射磁界の位相が逆相となるように、電流源アンテナ素子に対して電流を、磁流源アンテナ素子に対して電圧をそれぞれ給電することから、前記所定の方向を指向特性におけるヌルポイントとすることができ、その方向におけるアンテナ周りの電界あるいは磁界成分をほとんどゼロとすることができる。その結果、本発明のアンテナを具備した携帯通信機器についてその所定の方向を使用者の頭部の方向に設定することにより、従来のようにアンテナの周りを強い電界および磁界成分が取り巻くようなアンテナの構成および給電方法と比較して、携帯通信機器の使用者の人体へ向かう電界および磁界成分を大幅に減少させることができ、このアンテナを具備した携帯通信機器が人体に与える電磁波の影響を最小限に抑えることができる。
【００１１】
また，一般的には、ヌルポイントの無いアンテナでも、実使用状態では人体により人体方向にヌルポイントができている。このため、意図的に人体方向にヌルポイントを作っておくのと変わらず、ヌルポントを設けたことによる実使用上での不利な点は生じない。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明を詳細に説明する。まず、図３は一般的なアンテナ素子上の電流・電荷などのソースおよびアンテナの周りの電界・磁界の関係を図示した概念図である。図３において１は送信アンテナにおけるアンテナ素子上の電流・電荷などのソースを示し、２はその周りの電界または磁界を表わしている。
【００１３】
ここで、ソース１を原点とした三次元直交座標系を考えると、ソース１からの距離ｒのアンテナ素子の周りの点Ｐ（ｘ，ｙ，ｚ）における電界Ｅ（ベクトル値）・磁界Ｈ（ベクトル値）は、
【００１４】
【数１】
0003548456.tif 000002
【００１５】
および
【００１６】
【数２】
0003548456.tif 000003
【００１７】
と表わされる。
【００１８】
これらの成分の中で、１／ｒに比例する電界・磁界成分、すなわち上記各式の右辺第１項は、電磁波として遠方に放射される成分を示す項である。これらの成分はアンテナインピーダンスの中の実部の放射抵抗ｒｒａｄ  に寄与する。アンテナから放射される電力は、次式に示すように、この成分についてのアンテナ素子をすっぽり含む体積区間の表面積分区間におけるこれらの電界・磁界によるポインティングベクトルの閉区間表面積分で定められる。
【００１９】
【数３】
0003548456.tif 000004
【００２０】
一方、それ以外の１／ｒ２  および１／ｒ３  に比例する成分は、アンテナから放射されずにアンテナ素子の周りに蓄えられる電界あるいは磁界エネルギーとしての電界・磁界成分を示す項である。これらの成分はアンテナインピーダンスのリアクタンス分に寄与する。これらアンテナ素子の周りに蓄えられる電界あるいは磁界のエネルギーは、次式のように、
【００２１】
【数４】
0003548456.tif 000005
【００２２】
で求められるこれらの電界あるいは磁界成分によるエネルギー密度の体積積分で定められる。
【００２３】
アンテナから放射される電波の波長に比べてアンテナ素子からの距離が比較的小さいところでは、１／ｒ２  あるいは１／ｒ３  の項が優勢となることから、アンテナ素子の周りの電界・磁界の中で放射に寄与せずにアンテナ素子の周りに蓄えられるエネルギーに寄与する電界・磁界成分がアンテナ素子の近くの物体に大きく影響を与える。このことより、アンテナ素子に近接する人体へ影響を与えるのは、アンテナ素子から放射される電磁波の電界・磁界成分ではなく、主にアンテナ素子の周りに蓄えられる電界・磁界のエネルギーの電界・磁界成分であることが分かる。
【００２４】
次に、アンテナインピーダンスのＱ値は、アンテナから放射される電波の周波数の１周期分の電力と、アンテナの周りに蓄えられる同じく１周期分の電界あるいは磁界エネルギーとの比で示される。すなわち、アンテナ素子の周りに蓄えられるエネルギーが多いと、アンテナインピーダンスのＱ値が高くなり、アンテナインピーダンスは狭帯域の急峻な周波数特性を持つ。逆に、アンテナ素子の周りに蓄えられる電界あるいは磁界のエネルギーが少なければ、アンテナインピーダンスのＱ値が小さくなり、アンテナインピーダンスは実部のみに近づいて周波数依存性は穏やかなものとなる。
【００２５】
従って、本発明の目的とするアンテナには、アンテナ素子の周りに蓄えられるエネルギーの少ないアンテナ素子として、アンテナインピーダンスのＱ値の小さい、あるいはアンテナインピーダンスができるだけ実数で周波数依存性の小さいアンテナ素子を選ぶようにするとよい。
【００２６】
次に、本発明のアンテナを構成するための、このような特性を有する具体的なアンテナ素子について説明する。
【００２７】
本発明のアンテナを構成する自己補対型のアンテナ素子は、平面状のアンテナ素子であり、導体板とスロットで構成されるアンテナ素子であって、導体部の形状とスロット部の形状とが線対称あるいは回転対称で全く同じ形をしているものである。そのようなアンテナ素子の例を図４に平面図で示す。
【００２８】
図４において３・６・８は導体板から成る導体部を、４・５・７は導体板に設けたスロットから成る空間を示している。ここで、導体部３は空間４と線対称の補対をなしており、同様に導体部６と空間５とが、および導体部８と空間７とが線対称の補対をなしている。９は導体部８と導体３の間に接続された駆動のソース（信号源）としての給電点である。
【００２９】
こうしたアンテナが自己補対アンテナと呼ばれている。そのアンテナインピーダンスは実数でかつ周波数に依存せず一定値で６０πΩであることが知られており、このアンテナインピーダンスはアンテナの形状に依存せず常にこの値となる。
【００３０】
この性質はアンテナ素子からの電波の放射に寄与せずにアンテナ素子の周りに放射せずに蓄えられる電界あるいは磁界のエネルギーの総和がゼロとなることを示しており、本発明の目的に好適な性質である。
【００３１】
このように互いに補対の関係にある導体板あるいはスロットに関しては、原理・理論上は、補対関係の条件から導体板あるいはスロットの少なくとも一方は無限に広い面積が必要となる。しかし、実際にはアンテナの特性とのトレードオフにより有限の大きさとされ、特定の面積のアンテナ素子とすることにより、それに応じた特定の周波数以上の周波数を放射・受信する自己補対型のアンテナ素子として利用することができる。その際、導体板あるいはスロットの形状を細かいパターン形状に選ぶと、アンテナ素子の周りに蓄えられる電界あるいは磁界のエネルギーに寄与する電界および磁界は局在せずに均一的に分散するようになり、アンテナ素子の周りに放射せずに蓄えられる電界あるいは磁界のエネルギーを均一に低下させることができる。
【００３２】
そのような自己補対型のアンテナ素子を用いた本発明のアンテナの実施の形態の一例について、図５および図６にその平面図を示す。
【００３３】
図５（ａ）は直径が異なる円形ループアンテナおよび円形スロットアンテナの組合せによる自己補対型のアンテナ素子の例を示す平面図であり、図５（ｂ）はそれと補対になる自己補対型のアンテナ素子の例を示す平面図である。
【００３４】
図５（ａ）において１０は自己補対型のアンテナ素子であり、１１はこのアンテナ素子１０の基板となる長方形の誘電体基板である。１２は誘電体基板１０の上面の右半面に導体パターン（図中に斜線を施して示す）として形成された円形ループアンテナ群であり、１３は上面の左半面に同じく導体パターンとして形成されたベース導体、１４はベース導体１３中にスロットパターン（導体パターン中に白抜き部分で示す）により形成された、円形ループアンテナ群１２と補対となる円形スロットアンテナ群である。
【００３５】
円形ループアンテナ群１２は電流源アンテナであり、一方、それと補対となる円形スロットアンテナ群１４は磁流源アンテナである。これらはいずれも、ある直径を最大とした円形ループまたは円形スロットと、さらにそれに隣接して軸対称となるように形成された、直径がその１／２ｉ  倍（ｉは自然数）の円形ループまたは円形スロットとにより構成している。この場合、その大きさが有限であるため、本来は周波数特性を持たない自己補対型のアンテナ素子１０に周波数特性が生じることとなり、この大きさで下限の周波数特性が決まることとなる。そのため、アンテナの目的に応じて、周波数特性が十分低い周波数で生じるものとなるように、最大の円形ループまたは円形スロットの直径を決定する。
【００３６】
図５（ｂ）に示す自己補対型のアンテナ素子１５も同様に有限の大きさの自己補対アンテナとなっており、長方形の誘電体基板１６の上面の左半面に円形ループアンテナ群１７が形成され、上面の右半面にベース導体１８およびその中に円形ループアンテナ群１７と補対となる円形スロットアンテナ群１９が形成されている。これにより、図５（ａ）に示すアンテナ素子１０と互いに補対の関係にある自己補対型のアンテナ素子１５となっている。
【００３７】
また、図６（ａ）および（ｂ）は、それぞれ直径が異なる円形ループアンテナおよび円形スロットアンテナの組合せによる互いに補対の関係にある自己補対型のアンテナ素子の他の例を示す平面図である。
【００３８】
図６（ａ）に示す自己補対型のアンテナ素子２０においては、長方形の誘電体基板２１の上面を４分割した右端部分と中央左側部分にはそれぞれ円形ループアンテナ群２２および２３が形成されており、左端部分と中央右側部分にはそれぞれベース導体２４および２５が形成され、その中にそれぞれ円形スロットアンテナ群２６および２７が形成されている。
【００３９】
また、図６（ｂ）に示す自己補対型のアンテナ素子２８においては、長方形の誘電体基板２９の上面を４分割した左端部分と中央右側部分にはそれぞれ円形ループアンテナ群３０および３１が形成されており、右端部分と中央左側部分にはそれぞれベース導体３２および３３が形成され、その中にそれぞれ円形スロットアンテナ群３４および３５が形成されている。これにより、図６（ａ）に示すアンテナ素子２０と互いに補対の関係にある自己補対型のアンテナ素子２８となっている。
【００４０】
このようなアンテナ素子１０・１５・２０・２８は、通常の平面アンテナ素子に用いられる金属材料から成る導体板に打ち抜き加工やエッチング加工によりスロット部を形成したり、あるいは各導体部の形状に加工した導体板を互いに接続して形成したり、または誘電体基板上に所定パターンの導体層を被着したり、誘電体基板上に被着した導体層に所定パターンのエッチング加工を施してスロット部を形成したりすることにより形成される。
【００４１】
なお、アンテナ素子１０・１５・２０・２８の自己補対型の導体パターン形状およびスロットパターン形状としては、図５および図６に示したような円形を基本としたパターンの他にも、例えば正方形状の導体部と正方形状のスロット部とを交互に配列して第１の直線軸およびそれに直交する第２の直線軸に軸対称とした、市松模様のようなパターンであってもよい。このように、導体パターン形状およびスロットパターン形状は、アンテナが使用される携帯通信機器の仕様に応じて適宜選択し設計すればよい。
【００４２】
次に、ある自己補対型のアンテナ素子に対して互いに補対の関係にある自己補対型のアンテナ素子について説明する。
【００４３】
まず、図７（ａ）および（ｂ）にそれぞれ概略構成図で示すように、単位アンテナ素子として、ある直径の１つの円形ループアンテナ３６と円形スロットアンテナ３８とを考える。円形ループアンテナ３６はループ状の導体で形成されており、電流源３７で給電されている。一方、円形スロットアンテナ３８は、導体板３９等の上に形成され、そのスロットは電圧源４０で給電されている。
【００４４】
これら円形ループアンテナ３６と円形スロットアンテナ３８とは互いに補対の関係にあるアンテナ素子であり、それぞれ図８（ａ）および（ｂ）に対応する概略構成図で示すように、電流源アンテナ４１および磁流源アンテナ４２となっている。
【００４５】
すなわち、これらのアンテナ３６・３８を放射ソースとし見ると、単位円形ループアンテナ３６は円形の電流源４１によるアンテナであり、単位円形スロットアンテナ３８は磁流源４２によるアンテナとなっており、両者は互いに補対の関係になっている。これらの補対アンテナの放射パターンは全く同じ形となっており、電界Ｅと磁界Ｈとが入れ替わった形となっている。なお、図８においてｉは電流の向きを、Ｍは磁流の向きを、σは電荷を表わしている。
【００４６】
ここで、単位円形ループアンテナ３６の放射パターンがこのループを取り巻くドーナツ形状であるとする。すると、補対の関係にある単位円形スロットアンテナ３８の放射パターンも、全く同じドーナツ形状となる。そして、これらのアンテナ３６・３８からの所定の方向における放射電界および放射磁界は、図９（ａ）および（ｂ）に示すようなものとなる。
【００４７】
図９（ａ）は単位円形ループアンテナ３６からの所定の方向における放射電界を示す図であり、同図（ｂ）は単位円形スロットアンテナ３８からの所定の方向における放射磁界を示す図である。
【００４８】
図９（ａ）に示すように、単位円形ループアンテナ３６からはそのラジアル方向に電波（ポインティングベクトル）が放射されており、点Ｐ（ｒ０  ，α０  ，θ０  ）における電界ベクトルＥと磁界ベクトルＨのベクトル積Ｓが放射方向となっている。また、図９（ｂ）に示すように、単位円形ループアンテナ３６と補対の関係にある単位円形スロットアンテナ３８から同じ所定のラジアル方向に放射される電波では、同じく点Ｐ（ｒ０  ，α０  ，θ０  ）における放射電界および放射磁界は（ａ）とは電界ベクトルＥと磁界ベクトルＨとが入れ替わった形となっている。
【００４９】
さらに、これらの単位円形ループアンテナ３６および単位円形スロットアンテナ３８の放射電界と放射磁界との関係については、これらアンテナ３６・３８を種々の形状で有限の大きさの自己補対型のアンテナ素子に拡大しても、このような放射パターンの相似性と電界と磁界を入れ替えた補対関係は保たれる。そのため、この性質を利用すれば、放射指向特性において所望の方向にヌルポイントを設けたり、あるいは偏波面を制御したり、円偏波を実現したりできるものとなる。
【００５０】
次に、このような自己補対型のアンテナ素子を組み合わせたアンテナにより、所望の方向にヌルポイントを作る構成について説明する。
【００５１】
ここでは、アンテナからある所定の方向、例えば極座標系で（ｒ，α０  ，θ０  ）にヌルポイントを作る場合を考える。そのため、その方向に対して互いに補対の関係にある２つの自己補対型のアンテナ素子を、まず同一平面の同一場所に配置する。ただし、ここでは説明を簡素化するために、２つのアンテナ素子は互いに影響を与えないものとする。
【００５２】
まず、図９（ａ）および（ｂ）に示したような補対の関係にあるアンテナ素子の対を同じ位置に重ね合わせた状態で配置する。次に、そのいずれか一方のアンテナ素子を方径ベクトル（ｒ，α０  ，θ０  ）すなわちヌルポイントを作りたい所定の方向を軸として９０度回転させる。これにより、その方径ベクトル（ｒ，α０  ，θ０  ）の方向における２つの自己補対型のアンテナ素子の放射電界ベクトルＥおよび放射磁界ベクトルＨの成分の方向は一致することとなる。
【００５３】
次に、その方径ベクトル（ｒ，α０  ，θ０  ）の方向における互いの電界ベクトルおよび磁界ベクトルが逆相となるように互いのアンテナ給電の位相を調整する。すると、２つのアンテナ素子の放射電界ベクトルおよび放射磁界ベクトルは互いに打ち消されることとなり、その結果、その方径ベクトル（ｒ，α０  ，θ０  ）方向にヌルポイントが生じる。
【００５４】
なお、これら２つのアンテナ素子の給電点は、互いに重ね合わせた状態のときに重なる位置に設けることが好ましい。これは、アンテナ上の電流・電荷の分布は給電条件により異なり、同じあるいは同じ補対の分布を得るには同じ場所で同じあるいは同じ補対の条件で駆動しなければならないことによるものである。
【００５５】
なお、このような給電点に対しては、従来の平面アンテナ素子に対するのと同様にして電流源・電圧源を接続すればよい。また、アンテナ素子１０とアンテナ素子１５とに給電する電力について位相差を変える方法としては、例えば移相器を利用する方法がある。
【００５６】
この原理をさらに互いに補対の関係にある自己補対型のアンテナ素子の対に拡張することにより、同様に指向特性において所望の方向にヌルポイントを設定することができる。そのようなアンテナ素子の組合せの例を図１０に概略構成図で示す。
【００５７】
図１０（ａ）は、自己補対型のアンテナ素子４３に対して補対の関係にある自己補対型のアンテナ素子４４を重ね合わせた状態からｚ軸方向を軸として９０度回転させた例である。この場合はヌルポイントはｚ軸方向にできる。図１０（ｂ）は自己補対型のアンテナ素子４３に対して補対の関係にある自己補対型のアンテナ素子４５を重ね合わせた状態からｙ軸方向を軸として９０度回転させた例である。この場合はヌルポイントはｙ軸方向にできる。図１０（ｃ）は自己補対型のアンテナ素子４３に対して補対の関係にある自己補対型のアンテナ素子４６を重ね合わせた状態からｘ軸方向を軸として９０度回転させた例である。この場合はヌルポイントはｘ軸方向にできる。そして、図１０（ｄ）は自己補対型のアンテナ素子４３に対して補対の関係にある自己補対型のアンテナ素子４６を重ね合わせた状態から所定のラジアル方向（ｒ，α０  ，θ０  ）を軸として９０度回転させた例である。この場合はヌルポイントはラジアル方向（ｒ，α０  ，θ０  ）に生じることとなる。
【００５８】
このようにヌルポイントを生じさせる動径ベクトル（ｒ，α０  ，θ０  ）の方向は、所定の方向として任意に選ぶことができる。ただし、各々のアンテナ上の電流・電荷が互いに影響し合って変化するのは好ましくないことから、実際には２つのアンテナ素子の結合を最小にする配置となる方向に選ぶことが望ましく、図１０に示す例でいえば（ｂ）または（ｃ）の例のように選ぶことが望ましい。
【００５９】
なお、このような２つの自己補対型のアンテナ素子の組合せによれば、その状態ではその所定の方向に向かう動径ベクトル（ｒ，α０  ，θ０  ）の反対側の方向（ｒ，α０  ＋π，π−θ０  ）においては、互いの放射電界ベクトルおよび放射磁界ベクトルの位相は同相となり、互いに加算されることとなるので、その動径ベクトル方向（ｒ，α０  ＋π，π−θ０  ）の指向特性は個々のアンテナ素子によるものの２倍となる。
【００６０】
次に、このように２つの自己補対型のアンテナ素子を組み合わせてなる本発明のアンテナについて具体例を説明する。
【００６１】
まず、本発明の目的に沿う近傍界の電界および磁界成分の少ないアンテナとして、アンテナインピーダンスのＱの低いアンテナ素子を選ぶ。この点からも自己補対型のアンテナ素子が適している。そこで、有限の大きさの自己補対型のアンテナ素子を組み合わせる例として、例えば図５（ａ）および（ｂ）に示す円形ループアンテナ群およびそれと補対の関係にある円形スロットアンテナ群からなるアンテナ素子１０・１５を用いた本発明のアンテナの実施の形態の一例を図１に斜視図で示す。
【００６２】
図１に示す本発明のアンテナ４８においては、まず図５（ａ）に示したアンテナ素子１０と図５（ｂ）に示したアンテナ素子１５とを重ね合わせた状態でその中心をｘ−ｙ平面の原点に位置させるとともに、誘電体基板１１・１６の短辺をｘ軸に平行に、また長辺をｙ軸に平行になるようにして配置する。次に、アンテナ素子１５をｙ軸方向を軸として９０度回転させて組み合わせる。この配置が互いのアンテナの結合が最も小さい配置となる。そして、各アンテナ素子１０・１５に対して、重ね合わせた状態で重なる位置、例えば図１中に示す位置にそれぞれの給電点４９および５０を設ける。
【００６３】
そして、これまでの説明で明らかなように、それぞれのアンテナ素子１０・１５に対する給電の位相を、ｙ軸方向における同一距離および同一時刻における放射電界および放射磁界の位相が互いに逆相となるように調整することで、ｙ軸方向にヌルポイントを作ることができる。
【００６４】
このときの指向特性を図２（ａ）および（ｂ）にそれぞれ線図で示す。同図（ａ）はｘ−ｙ平面における指向特性を、（ｂ）はｙ−ｚ平面における指向特性を示しており、図１に示すアンテナ４８によればｙ軸上に立体的にヌルポイントができることから、ｘ−ｙ平面およびｙ−ｚ平面のいずれにおいてもｙ軸上でヌルポイントが生じることとなる。
【００６５】
この他にも、ｘ軸方向を軸として９０度回転させて組み合わせればｘ軸方向にヌルポイントを作ることが可能であるし、それ以外の動径ベクトルの方向を軸として９０度回転させて組み合わせればその動径ベクトルの方向にヌルポイントを作ることができ、いずれも同様の効果が得られるものとなる。
【００６６】
また、全く同様に、図６（ａ）に示すアンテナ素子２０と図６（ｂ）に示すアンテナ素子２８とを組み合わせても、所定の方向にヌルポイントを設定した本発明のアンテナを構成することができる。
【００６７】
このような本発明のアンテナ４８によれば、アンテナ素子２０・２８の周りにはほぼ放射に寄与する電界および磁界成分のみが存在するように動作させることができて、アンテナ素子２０・２８の周りの放射に寄与しない電界および磁界成分を最小化でき、最小の電界および磁界成分のみで動作させることができる。従って、アンテナ４８から放射されずにアンテナ素子２０・２８の周りに蓄えられる電界あるいは磁界エネルギーに寄与する電界および磁界成分を最小とすることができ、アンテナ全体としてアンテナ素子２０・２８の周りの電界および磁界成分の総和を最小とすることができる。
【００６８】
そして、アンテナ４８からの所定の方向への放射に寄与する電界および磁界成分をほぼゼロとすることができ、放射指向特性において希望する特定の放射方向に鋭いヌルポイントを設けることができるので、このアンテナ４８を具備した携帯通信機器が使用者の人体へ与える電界および磁界成分の影響を最小化することができる。
【００６９】
すなわち、２つの自己補対型アンテナ素子２０・２８の一方を９０度回転させる軸となる方向には電磁波が放射されないため、放射電界および放射磁界が存在しないものとすることができ、このアンテナ４８を具備した携帯通信機器においては、この所定の方向を人体の頭部に向かう方向に設定することにより、携帯通信機器が発する電磁波あるいは誘導磁界や電界を人体の頭部の方向で最小限に抑えることができる。
【００７０】
なお、以上はあくまで本発明の実施の形態の例示であって、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更や改良を加えることは何ら差し支えない。例えば、給電点が複数箇所であってもよい。また、給電点を図１に示すアンテナにおける原点に設けるようにしてもよい。
【００７１】
【発明の効果】
以上のように、本発明のアンテナによれば、互いに補対の関係にある２つの自己補対型の電流源アンテナ素子および磁流源アンテナ素子を、所定の方向を軸として一方のアンテナ素子を90度回転させた状態で組み合わせるとともに、これら２つのアンテナ素子を重ね合わせた状態のときに重なる位置に電流源アンテナ素子に対する電流源の給電点および磁流源アンテナ素子に対する電圧源の給電点を設けたことから、アンテナの周りにはほぼ放射に寄与する電界あるいは磁界成分のみが存在することとなり、放射されずにアンテナの周りに蓄えられる電界あるいは磁界エネルギーに寄与する電界あるいは磁界成分が最小となるので、全体としてアンテナの周りの電界あるいは磁界成分の総和が最小となる。その結果、アンテナの周辺に放射に寄与しない強い電界あるいは磁界成分が存在する従来のアンテナと比較して、最小の電界あるいは磁界成分のみで動作することができる。そして、アンテナからの前記所定の方向への放射に寄与する電界あるいは磁界成分をほぼゼロとすることができ、希望する特定の放射方向に鋭いヌルポイントを設けることができるので、このアンテナを具備した携帯通信機器が使用者の人体へ与える電界および磁界成分の影響を最小化することができる。
【００７２】
また、本発明のアンテナの給電方法によれば、上記構成の本発明のアンテナに対して、２つの電流源アンテナ素子および磁流源アンテナ素子の前記所定の方向における同一距離および同一時刻における放射電界および放射磁界の位相が逆相となるように、電流源アンテナ素子に対して電流を、磁流源アンテナ素子に対して電圧をそれぞれ給電することから、前記所定の方向を指向特性におけるヌルポイントとすることができ、その方向におけるアンテナ周りの電界あるいは磁界成分をほとんどゼロとすることができる。その結果、本発明のアンテナを具備した携帯通信機器についてその所定の方向を使用者の頭部の方向に設定することにより、携帯通信機器の使用者の人体へ向かう電界および磁界成分を大幅に減少させることができ、このアンテナを具備した携帯通信機器が人体に与える電磁波の影響を最小限に抑えることができる。
【００７３】
以上のように、本発明によれば、携帯通信機器を人体の頭部に近接させて使用する際に携帯通信機器のアンテナから放射される電磁波が人体の頭部に与える影響を最小限に抑えることができるアンテナおよびその給電方法を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のアンテナの実施の形態の一例を示す斜視図である。
【図２】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ図１に示すアンテナのｘ−ｙ平面およびｙ−ｚ平面における指向特性を示す線図である。
【図３】一般的なアンテナ素子上の電流・電荷などのソースおよびアンテナの周りの電界・磁界の関係を図示した概念図である。
【図４】自己補対型のアンテナ素子の例を示す平面図である。
【図５】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ本発明のアンテナに係る互いに補対の関係にある自己補対型のアンテナ素子の実施の形態の一例を示す平面図である。
【図６】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ本発明のアンテナに係る互いに補対の関係にある自己補対型のアンテナ素子の実施の形態の他の例を示す平面図である。
【図７】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ円形ループアンテナおよび円形スロットアンテナの例を示す概略構成図である。
【図８】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ図７（ａ）および（ｂ）に対応する電流源アンテナおよび磁流源アンテナを示す概略構成図である。
【図９】（ａ）は単位円形ループアンテナからの所定の方向における放射電界を示す図であり、（ｂ）は単位円形スロットアンテナからの所定の方向における放射磁界を示す図である。
【図１０】（ａ）は自己補対型のアンテナ素子に対して補対の関係にある自己補対型のアンテナ素子を重ね合わせた状態からｚ軸方向を軸として９０度回転させた例を示す概略構成図、（ｂ）は同じくｙ軸方向を軸として９０度回転させた例を、（ｃ）は同じくｘ軸方向を軸として９０度回転させた例を、（ｄ）は同じく所定のラジアル方向（ｒ，α０  ，θ０  ）を軸として９０度回転させた例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１０、１５、２０、２８、４３〜４７・・・自己補対型のアンテナ素子
４８・・・・・・・・・・・・・アンテナ
４９、５０・・・・・・・・・・・給電点
【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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