(57)【要約】【課題】  ループ状のスロットからなり、指向性を切換え可能なアンテナ装置を提供する。【解決手段】  アンテナ装置１０は、ループ状スロット３と、可変容量素子４，５と、同軸ケーブル８と、直流電源９と、交流電源１１とを備える。ループ状スロット３は、誘電体基板の全面に貼着された導体２の所定の領域を削除して作成され、導体２は、導体２１，２２に分割される。可変容量素子４，５は、基軸ＡＸ１に対称にループ状スロット３に装荷される。直流電源９は、同軸ケーブル８を介して極性の異なる直流電圧を選択的に導体２１，２２間に印加し、可変容量素子４，５の一方をほぼ短絡またはほぼ開放するとともに、可変容量素子４，５の他方をほぼ開放またはほぼ短絡する。交流電源１１は、同軸ケーブル８を介して導体２１，２２間に交流電圧を印加し、ループ状スロット３に給電する。【選択図】        図１
2006310927.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体基板の一主面に形成され、各々がループ形状からなるｍ（ｍは正の整数）個のループ状スロットと、
前記ｍ個のループ状スロットに装荷されたｎ（ｎは２以上の整数）個の可変容量素子と、
略平行な第１および第２の導線からなるケーブルと、
前記ケーブルを介して前記ｍ個のループ状スロットに給電するとともに前記ｎ個の可変容量素子の容量を制御して指向性または周波数を制御するアンテナ制御部とを備える、アンテナ装置。
【請求項２】
前記一主面に設けられ、前記ケーブルが接続される給電部を更に備え、
前記ｎ個の可変容量素子は、前記一主面において前記給電部を通過する基軸を中心とした両側にそれぞれ少なくとも１個以上配置される、請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項３】
前記ｍ個のループ状スロットの内側領域に形成された第１の導体と、
前記ｍ個のループ状スロットの外側領域に形成された第２の導体とを更に備え、
前記給電部は、
前記第１の導体に形成された第１の給電部と、
前記第２の導体に形成された第２の給電部とを含む、請求項２に記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記アンテナ制御部は、
前記第１の導線と前記第２の導線との間に直流電圧を印加する直流電源と、
前記第１の導線と前記第２の導線との間に交流電圧を印加する交流電源とを含み、
前記第１の導線は、前記第１の給電部に接続され、
前記第２の導線は、前記第２の給電部に接続される、請求項３に記載のアンテナ装置。
【請求項５】
前記ｎ個の可変容量素子の各々は、バラクタダイオードを含み、
前記ｎ個の可変容量素子のうち、前記基軸に対して一方側に配置された可変容量素子は、装荷されるべきループ状スロットの外側領域から内側領域への第１の方向および前記内側領域から前記外側領域への第２の方向のいずれか一方の方向へ電流を流すように、前記装荷されるべきループ状スロットの両側に形成された２つの導体間に接続され、
前記ｎ個の可変容量素子のうち、前記基軸に対して他方側に配置された可変容量素子は、装荷されるべきループ状スロットの前記第１および第２の方向のいずれか他方の方向へ電流を流すように、前記装荷されるべきループ状スロットの両側に形成された２つの導体間に接続される、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
【請求項６】
前記ｎ個の可変容量素子は、各々がバラクタダイオードを含む２（ｉ＋ｊ）（ｉ，ｊは正の整数）個の可変容量素子からなり、
前記ｍ個のループ状スロットは、２個以上のループ状スロットからなり、
前記２（ｉ＋ｊ）個の可変容量素子のうち、最外周側に形成されたループ状スロットに装荷された２ｉ個の可変容量素子は、装荷されるべきループ状スロットの外側領域から内側領域への第１の方向および前記内側領域から前記外側領域への第２の方向のいずれか一方の方向へ電流を流すように、前記装荷されるべきループ状スロットの両側に形成された２つの導体間に接続され、
前記２（ｉ＋ｊ）個の可変容量素子のうち、最内周側に形成されたループ状スロットに装荷された２ｊ個の可変容量素子は、装荷されるべきループ状スロットの前記第１および第２の方向のいずれか他方の方向へ電流を流すように、前記装荷されるべきループ状スロットの両側に形成された２つの導体間に接続される、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、指向性を電気的に切換え可能なアンテナ装置に関するものである。また、この発明は、最適周波数を切換え可能なアンテナ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、平面基板上に構成されるアンテナとして、ループ状のスロットからなるスロットループアンテナが知られている（非特許文献１）。このスロットループアンテナは、誘電体基板と、誘電体基板の表面に形成された第１のスロットと、誘電体基板の裏面に形成された第２のスロットとを備える。
【０００３】
誘電体基板は、１０．２の比誘電率と、０．６３５ｍｍの厚さとを有する。第１のスロットは、０．５ｍｍの幅を有し、略正方形のループ形状からなる。また、第２のスロットは、０．５ｍｍの幅を有し、略長方形のループ形状からなる。
【０００４】
そして、第２のスロットにおいて、略長方形の長辺方向に形成されたスロット間の距離を所定の距離に設定することにより、スロットループアンテナは、アンテナの前方に強い放射特性を示す。
【非特許文献１】堀井康史、北村敏明、下代雅啓，「スロットループアンテナの小型化に関する検討」，２００１年電子情報通信学会通信ソサイエティ大会，ｐ１６６．
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来のスロットループアンテナは、無指向性に近い放射パターン特性を有するので、指向性を切換えることができないという問題がある。
【０００６】
また、周波数を切換えることができないという問題がある。
【０００７】
そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、ループ状のスロットからなり、指向性を切換え可能なアンテナ装置を提供することである。
【０００８】
また、この発明の別の目的は、周波数を切換えることが可能なアンテナ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明によれば、アンテナ装置は、ｍ（ｍは正の整数）個のループ状スロットと、ｎ（ｎは２以上の整数）個の可変容量素子と、ケーブルと、アンテナ制御部とを備える。ｍ個のループ状スロットは、誘電体基板の一主面に形成され、各々がループ形状からなる。ｎ個の可変容量素子は、ｍ個のループ状スロットに装荷される。ケーブルは、略平行な第１および第２の導線からなる。アンテナ制御部は、ケーブルを介してｍ個のループ状スロットに給電するとともにｎ個の可変容量素子の容量を制御して指向性または周波数を制御する。
【００１０】
好ましくは、アンテナ装置は、給電部を更に備える。給電部は、誘電体基板の一主面に設けられ、ケーブルが接続される。そして、ｎ個の可変容量素子は、誘電体基板の一主面において給電部を通過する基軸を中心とした両側にそれぞれ少なくとも１個以上配置される。
【００１１】
好ましくは、アンテナ装置は、第１および第２の導体を更に備える。第１の導体は、ｍ個のループ状スロットの内側領域に形成される。第２の導体は、ｍ個のループ状スロットの外側領域に形成される。そして、給電部は、第１の導体に形成された第１の給電部と、第２の導体に形成された第２の給電部とを含む。
【００１２】
好ましくは、アンテナ制御部は、第１の導線と第２の導線との間に直流電圧を印加する直流電源と、第１の導線と第２の導線との間に交流電圧を印加する交流電源とを含む。第１の導線は、第１の給電部に接続され、第２の導線は、第２の給電部に接続される。
【００１３】
好ましくは、ｎ個の可変容量素子の各々は、バラクタダイオードを含む。ｎ個の可変容量素子のうち、基軸に対して一方側に配置された可変容量素子は、装荷されるべきループ状スロットの外側領域から内側領域への第１の方向および内側領域から外側領域への第２の方向のいずれか一方の方向へ電流を流すように、装荷されるべきループ状スロットの両側に形成された２つの導体間に接続される。また、ｎ個の可変容量素子のうち、基軸に対して他方側に配置された可変容量素子は、装荷されるべきループ状スロットの第１および第２の方向のいずれか他方の方向へ電流を流すように、装荷されるべきループ状スロットの両側に形成された２つの導体間に接続される。
【００１４】
好ましくは、ｎ個の可変容量素子は、各々がバラクタダイオードを含む２（ｉ＋ｊ）（ｉ，ｊは正の整数）個の可変容量素子からなる。ｍ個のループ状スロットは、２個以上のループ状スロットからなる。２（ｉ＋ｊ）個の可変容量素子のうち、最外周側に形成されたループ状スロットに装荷された２ｉ個の可変容量素子は、装荷されるべきループ状スロットの外側領域から内側領域への第１の方向および内側領域から外側領域への第２の方向のいずれか一方の方向へ電流を流すように、装荷されるべきループ状スロットの両側に形成された２つの導体間に接続される。２（ｉ＋ｊ）個の可変容量素子のうち、最内周側に形成されたループ状スロットに装荷された２ｊ個の可変容量素子は、装荷されるべきループ状スロットの第１および第２の方向のいずれか他方の方向へ電流を流すように、装荷されるべきループ状スロットの両側に形成された２つの導体間に接続される。
【発明の効果】
【００１５】
この発明によるアンテナ装置においては、ループ状スロットに装荷されたｎ個の可変容量素子の容量が制御され、ループ状スロットのうち、ほぼ短絡される一部分が変えられる。そして、ループ状スロットの励振状態が制御される。
【００１６】
従って、この発明によれば、ループ状スロットを用いたアンテナ装置の指向性を変えることができる。また、周波数を切換えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００１８】
［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１によるアンテナ装置の平面図である。また、図２は、図１に示す線ＩＩ−ＩＩ間におけるアンテナ装置の断面図である。この発明の実施の形態１によるアンテナ装置１０は、誘電体基板１と、導体２と、ループ状スロット３と、可変容量素子４，５と、導線６，７と、同軸ケーブル８と、直流電源９と、交流電源１１とを備える。
【００１９】
誘電体基板１は、略四角形の平板形状を有し、例えば、プリント基板からなる。この誘電体基板１の一主面１Ａの全面に導体２が貼着されており、この導体２の所定の箇所を削除してループ状スロット３が形成される。
【００２０】
その結果、導体２は、導体２１，２２に分割される。そして、導体２１は、ループ状スロット３の内側領域に形成され、導体２２は、ループ状スロット３の外側領域に形成される。導体２１は、給電部２１Ａを有し、導体２２は、給電部２２Ａを有する。
【００２１】
ループ状スロット３は、概略、正方形のループ形状からなる。そして、ループ状スロット３は、より具体的には、直線スロット３１〜３７を有する。直線スロット３１〜３７の各々は、誘電体基板１のいずれかの１辺に略平行に配置される。そして、直線スロット３３，３５は、相互に略平行に配置され、直線スロット３４は、直線スロット３２，３６に略平行に配置され、直線スロット３１，３７は、相互に略平行に配置される。
【００２２】
アンテナ装置１０が送受信する電波の波長をλとすると、直線スロット３１，３２，３６，３７の各々は、λ／３２の長さを有し、直線スロット３３〜３５の各々は、λ／８の長さを有する。その結果、ループ状スロット３は、λ／２の全長を有する。また、直線スロット３１〜３７の各々は、λ／１０以下の幅Ｗを有する。
【００２３】
可変容量素子４は、ループ状スロット３の直線スロット３３の略中点に装荷され、直線スロット３３の両側の導体２１，２２間に接続される。また、可変容量素子５は、ループ状スロット３の直線スロット３５の略中点に装荷され、直線スロット３５の両側の導体２１，２２間に接続される。その結果、可変容量素子４，５は、給電部２１Ａを通過する基軸ＡＸ１に対して対称にループ状スロット３に装荷される。
【００２４】
同軸ケーブル８は、芯導体８１と、絶縁体８２と、被覆導体８３とを含む。絶縁体８２は、芯導体８１と被覆導体８３との間に設けられ、芯導体８１を覆う。被覆導体８３は、絶縁体８２を覆う。その結果、芯導体８１および被覆導体８３は、略平行に配置される。
【００２５】
導線６は、一方端が同軸ケーブル８の芯導体８１に接続され、他方端が導体２１の給電部２１Ａに接続される。導線７は、一方端が同軸ケーブ部８の被覆導体８３に接続され、他方端が導体２２の給電部２２Ａに接続される。
【００２６】
直流電源９は、同軸ケーブル８の芯導体８１と被覆導体８３との間に接続される。そして、直流電源９は、芯導体８１と被覆導体８３との間に極性が異なる２つの直流電圧ＤＣＶ１，ＤＣＶ２を選択的に印加する。
【００２７】
交流電源１１は、同軸ケーブル８の芯導体８１と被覆導体８３との間に接続される。そして、交流電源１１は、芯導体８１と被覆導体８３との間に交流電圧ＲＦＶを印加する。
【００２８】
同軸ケーブル８は、直流電圧ＤＣＶ１，ＤＣＶ２を芯導体８１および被覆導体８３から導線６，７に供給するとともに、交流電圧ＲＦＶを芯導体８１および被覆導体８３から導線６，７に供給する。つまり、同軸ケーブル８は、直流電圧ＤＣＶ１またはＤＣＶ２に交流電圧ＲＦＶを重畳して芯導体８１および被覆導体８３から導線６，７に供給する。この場合、直流電圧ＤＣＶ１は、直流電圧ＤＣＶ２と極性が異なる直流電圧である。
【００２９】
図３は、図１および図２に示す可変容量素子４の構成図である。可変容量素子４は、抵抗４１と、キャパシタ４２と、バラクタダイオード４３とを含む。抵抗４１およびキャパシタ４２は、ノードＮ３，Ｎ４間に並列に接続される。バラクタダイオード４３は、カソードがノードＮ４側に配置され、アノードがノードＮ２側に配置されるようにノードＮ２，Ｎ４間に接続される。その結果、並列接続された抵抗４１およびキャパシタ４２と、バラクタダイオード４３とは、ノードＮ１，Ｎ２間に直列に接続される。
【００３０】
抵抗４１は、例えば、１００ｋΩの抵抗値を有し、キャパシタ４２は、例えば、１０００ｐＦの容量を有する。抵抗４１が１００ｋΩの抵抗値を有するのは、ノードＮ１に印加される直流電圧を遮断するためである。
【００３１】
図１および図２に示す可変容量素子５も、図３に示す可変容量素子４と同じ構成からなる。
【００３２】
可変容量素子４がループ状スロット３の直線スロット３３に装荷される場合、可変容量素子４のノードＮ１が導体２２に接続され、ノードＮ２が導体２１に接続される。即ち、可変容量素子４は、ループ状スロット３の外側領域から内側領域へ電流を流すように導体２１，２２間に接続される。
【００３３】
また、可変容量素子５がループ状スロット３の直線スロット３５に装荷される場合、可変容量素子５のノードＮ１が導体２１に接続され、ノードＮ２が導体２２に接続される。即ち、可変容量素子５は、ループ状スロット３の内側領域から外側領域へ電流を流すように導体２１，２２間に接続される。
【００３４】
このように、基軸ＡＸ１に対して対称にループ状スロット３に装荷される可変容量素子４，５のうち、基軸ＡＸ１に対して一方側に装荷される可変容量素子４は、装荷されるべきループ状スロット３の外側領域から内側領域へ電流を流すように導体２１，２２間に接続され、基軸ＡＸ１に対して対称にループ状スロット３に装荷される可変容量素子４，５のうち、基軸ＡＸ１に対して他方側に装荷される可変容量素子５は、装荷されるべきループ状スロット３の内側領域から外側領域へ電流を流すように導体２１，２２間に接続される。
【００３５】
また、可変容量素子４，５を基軸ＡＸ１に対して対称にループ状スロット３に装荷することにより、アンテナ装置１０は、可変容量素子４，５に印加する直流電圧の向きを変えても、交流的な整合変化がないという特徴を有する。
【００３６】
図４および図５は、それぞれ、図１および図２に示すアンテナ装置１０の動作を説明するための第１および第２の概念図である。同軸ケーブル８の芯導体８１が負になり、被覆導体８３が正になるように、直流電圧ＤＣＶ１が芯導体８１および被覆導体８３間に印加されると、導体２１が負になり、導体２２が正になるように直流電圧ＤＣＶ１が導体２１，２２間に印加される。
【００３７】
そうすると、可変容量素子４のバラクタダイオード４３には、逆方向の直流電圧が印加され、可変容量素子４の容量は、小さくなり、直線スロット３３は、ほぼ開放された状態になり、よく励振する。また、可変容量素子５のバラクタダイオード４３には、順方向の直流電圧が印加され、可変容量素子５の容量は、大きくなり、直線スロット３５は、ほぼ短絡された状態になり、あまり励振しない。
【００３８】
その結果、ループ状スロット３は、直線スロット３１〜３４，３５１と、直線スロット３５２，３６，３７とに分離される（図４参照）。
【００３９】
一方、同軸ケーブル８の芯導体８１が正になり、被覆導体８３が負になるように、直流電圧ＤＣＶ２が芯導体８１および被覆導体８３間に印加されると、導体２１が正になり、導体２２が負になるように直流電圧ＤＣＶ２が導体２１，２２間に印加される。
【００４０】
そうすると、可変容量素子４のバラクタダイオード４３には、順方向の直流電圧が印加され、可変容量素子４の容量は、大きくなり、直線スロット３３は、ほぼ短絡された状態になり、あまり励振しない。また、可変容量素子５のバラクタダイオード４３には、逆方向の直流電圧が印加され、可変容量素子５の容量は、小さくなり、直線スロット３５は、ほぼ開放された状態になり、よく励振する。
【００４１】
その結果、ループ状スロット３は、直線スロット３１，３２，３３１と、直線スロット３３２，３４〜３７とに分離される（図５参照）。
【００４２】
このように、芯導体８１と被覆導体８３との間に印加する直流電圧の極性を切換えることによって、可変容量素子４，５のうち、一方の可変容量素子４（または可変容量素子５）が装荷された直線スロット３３（または直線スロット３５）をほぼ開放（またはほぼ短絡）し、他方の可変容量素子５（または可変容量素子４）が装荷された直線スロット３５（または直線スロット３３）をほぼ短絡（またはほぼ開放）できる。
【００４３】
これは、次の理由による。上述したように、基軸ＡＸ１に対して対称にループ状スロット３に装荷される可変容量素子４，５のうち、基軸ＡＸ１に対して一方側に装荷される可変容量素子４は、装荷されるべきループ状スロット３の外側領域から内側領域へ電流を流すように導体２１，２２間に接続され、基軸ＡＸ１に対して対称にループ状スロット３に装荷される可変容量素子４，５のうち、基軸ＡＸ１に対して他方側に装荷される可変容量素子５は、装荷されるべきループ状スロット３の内側領域から外側領域へ電流を流すように導体２１，２２間に接続されるので、導体２１，２２間に印加する直流電圧の極性を切換えることによって、２つの可変容量素子４，５のうち、一方の可変容量素子のバラクタダイオードには、順方向の直流電圧が印加され、他方の可変容量素子のバラクタダイオードには、逆方向の直流電圧が印加されるからである。
【００４４】
図６は、図１および図２に示すアンテナ装置１０における方位角の定義を示す図である。ループ状スロット３の直線スロット３１，３７がｘ軸に略平行になるようにアンテナ装置１０を配置すると、方位角φは、ｘ軸の正の方向が０度の方向であり、ｙ軸の正の方向が９０度の方向であり、ｙ軸の負の方向が−９０度の方向である。
【００４５】
図７は、図１および図２に示すアンテナ装置１０の放射パターンを示す図である。図７において、縦軸は、利得を表し、横軸は、方位角φを表す。また、曲線ｋ１は、可変容量素子４のバラクタダイオード４３に逆方向の直流電圧が印加されたときのアンテナ装置１０の放射パターンを示し、曲線ｋ２は、可変容量素子５のバラクタダイオード４３に逆方向の直流電圧が印加されたときのアンテナ装置１０の放射パターンを示し、曲線ｋ３は、可変容量素子を装荷しないときの放射パターンを示す。
【００４６】
上述したように、同軸ケーブル８の芯導体８１が負になり、被覆導体８３が正になるように直流電源９が芯導体８１および被覆導体８３間に直流電圧ＤＣＶ１を印加するとともに、交流電源１１が芯導体８１および被覆導体８３間に交流電圧ＲＦＶを印加すると、可変容量素子４が装荷された直線スロット３３は、ほぼ開放され、可変容量素子５が装荷された直線スロット３５は、ほぼ短絡され（図４参照）、更に、ループ状スロット３が給電される。その結果、アンテナ装置１０は、約−９０度および約９０度にピークを有する放射パターンからなるビームを放射する（曲線ｋ１参照）。この場合、約９０度のピークは、約−９０度のピークよりも大きい。
【００４７】
また、同軸ケーブル８の芯導体８１が正になり、被覆導体８３が負になるように直流電源９が芯導体８１および被覆導体８３間に直流電圧ＤＣＶ２を印加するとともに、交流電源１１が芯導体８１および被覆導体８３間に交流電圧ＲＦＶを印加すると、可変容量素子４が装荷された直線スロット３３は、ほぼ短絡され、可変容量素子５が装荷された直線スロット３５は、ほぼ開放され（図５参照）、更に、ループ状スロット３が給電される。その結果、アンテナ装置１０は、約−９０度および約９０度にピークを有する放射パターンからなるビームを放射する（曲線ｋ２参照）。この場合、約−９０度のピークは、約９０度のピークよりも大きい。
【００４８】
可変容量素子が装荷されない場合、−１８０度〜１８０度の方位角φの範囲においては、放射パターンは、可変容量素子４，５が装荷された場合よりも平坦になる（曲線ｋ３参照）。
【００４９】
従って、可変容量素子４，５をループ状スロット３に装荷し、可変容量素子４，５に印加する直流電圧の極性を制御することにより、アンテナ装置１０は、異なる指向性を有するビームを放射する。
【００５０】
上述したように、芯導体８１が負になり、被覆導体８３が正になるように直流電源９が直流電圧ＤＣＶ１を導体２１，２２間に印加すると、可変容量素子４のバラクタダイオード４３には、逆方向の直流電圧が印加され、可変容量素子５のバラクタダイオード４３には、順方向の直流電圧が印加される。その結果、可変容量素子４の容量は小さくなり、可変容量素子５の容量は大きくなる。
【００５１】
また、芯導体８１が正になり、被覆導体８３が負になるように直流電源９が直流電圧ＤＣＶ２を導体２１，２２間に印加すると、可変容量素子４のバラクタダイオード４３には、順方向の直流電圧が印加され、可変容量素子５のバラクタダイオード４３には、逆方向の直流電圧が印加される。その結果、可変容量素子４の容量は大きくなり、可変容量素子５の容量は、小さくなる。
【００５２】
そして、可変容量素子４，５の容量が大きくまたは小さくなると、アンテナ装置１０は、図７に示すように指向性が異なるビームを放射する。
【００５３】
従って、直流電源９は、同軸ケーブル８を介して可変容量素子４，５の容量を制御し、アンテナ装置１０の指向性を制御する。
【００５４】
また、交流電源１１が同軸ケーブル８を介して導体２１，２２間に交流電圧ＲＦＶを印加すると、ループ状スロット３は、励振する。
【００５５】
従って、交流電源１１は、ループ状スロット３に給電する。
【００５６】
上記においては、可変容量素子４は、ループ状スロット３の外側領域から内側領域へ電流を流すように導体２１，２２間に接続され、可変容量素子５は、ループ状スロット３の内側領域から外側領域へ電流を流すように導体２１，２２間に接続されると説明したが、この発明においては、これに限らず、可変容量素子４は、ループ状スロット３の内側領域から外側領域へ電流を流すように導体２１，２２間に接続され、可変容量素子５は、ループ状スロット３の外側領域から内側領域へ電流を流すように導体２１，２２間に接続されるようにしてもよい。
【００５７】
即ち、この発明においては、ループ状スロット３に装荷される２個の可変容量素子のうち、基軸ＡＸ１に対して一方側に装荷された可変容量素子は、装荷されるべきループ状スロット３の外側領域から内側領域への方向および内側領域から外側領域への方向のいずれか一方の方向へ電流を流すようにループ状スロット３の両側の導体２１，２２間に接続され、基軸ＡＸ１に対して他方側に装荷された可変容量素子は、装荷されるべきループ状スロット３の外側領域から内側領域への方向および内側領域から外側領域への方向のいずれか他方の方向へ電流を流すようにループ状スロット３の両側の導体２１，２２間に接続される。
【００５８】
実施の形態１によれば、アンテナ装置１０は、ループ状スロット３と、ループ状スロット３に装荷された２個の可変容量素子４，５と、ループ状スロット３の内側領域に形成された導体２１とループ状スロット３の外側領域に形成された導体２２とに接続された同軸ケーブル８と、同軸ケーブル８を介して２個の可変容量素子４，５の容量を制御する直流電源９と、同軸ケーブル８を介してループ状スロット３に給電する交流電源１１とを備えるので、ループ状スロット３を用いたアンテナ装置１０の指向性を制御できる。
【００５９】
なお、直流電源９および交流電源１１は、同軸ケーブル８を介してループ状スロット３に給電するとともに、２個の可変容量素子４，５の容量を制御して指向性を制御する「アンテナ制御部」を構成する。
【００６０】
［実施の形態２］
図８は、実施の形態２によるアンテナ装置の平面図である。実施の形態２によるアンテナ装置１０Ａは、図１に示すアンテナ装置１０のループ状スロット３をループ状スロット１２，１３に代え、可変容量素子４，５を可変容量素子１４〜１７に代えたものであり、その他は、アンテナ装置１０と同じである。
【００６１】
誘電体基板１の一主面１Ａの全面に貼着された導体２の所定の箇所を削除してループ状スロット１２，１３が形成される。そして、ループ状スロット１２，１３は、同心状に形成され、ループ状スロット１３は、ループ状スロット１２の内周側に形成される。
【００６２】
その結果、導体２は、導体２３〜２５に分割される。そして、導体２３は、ループ状スロット１３の内側領域に形成され、導体２４は、ループ状スロット１２とループ状スロット１３との間の領域に形成され、導体２５は、ループ状スロット１３の外側領域に形成される。導体２３は、給電部２３Ａを有し、導体２５は、給電部２５Ａを有する。
【００６３】
ループ状スロット１２は、概略、正方形のループ形状からなる。より具体的には、ループ状スロット１２は、直線スロット１２１〜１２６を有する。直線スロット１２２〜１２５の各々は、誘電体基板１のいずれかの１辺に略平行に配置される。そして、直線スロット１２１，１２６は、相互に略平行に配置され、直線スロット１２２〜１２５によって形成された正方形の１つの頂点から正方形の外部へ延伸する。この場合、直線スロット１２１，１２６は、正方形の対角線に略平行に配置される。
【００６４】
また、ループスロット１３は、概略、正方形のループ形状からなる。より具体的には、ループ状スロット１３は、直線スロット１３１〜１３６を有する。直線スロット１３２〜１３５の各々は、誘電体基板１のいずれかの１辺に略平行に配置される。そして、直線スロット１３１，１３６は、相互に略平行に配置され、直線スロット１３２〜１３５によって形成された正方形の１つの頂点から正方形の外部へ延伸する。その結果、直線スロット１３１，１３６は、それぞれ、ループ状スロット１２の直線スロット１２１，１２６に接続される。また、ループ状スロット１２，１３は、給電部２３Ａ，２５Ａを共有する。
【００６５】
ループ状スロット１２の全長は、λ／２であり、その幅Ｗは、λ／１０以下である。また、ループ状スロット１３の全長は、λ／３であり、その幅Ｗは、λ／１０以下である。
【００６６】
可変容量素子１４は、ループ状スロット１２の直線スロット１２２の略中点に装荷され、直線スロット１２２の両側の導体２４，２５間に接続される。また、可変容量素子１５は、ループ状スロット１２の直線スロット１２５の略中点に装荷され、直線スロット１２５の両側の導体２４，２５間に接続される。その結果、可変容量素子１４，１５は、給電部２３Ａを通過する基軸ＡＸ２に対して対称にループ状スロット１２に装荷される。
【００６７】
可変容量素子１６は、ループ状スロット１３の直線スロット１３３の略中点に装荷され、直線スロット１３３の両側の導体２３，２４間に接続される。また、可変容量素子１７は、ループ状スロット１３の直線スロット１３４の略中点に装荷され、直線スロット１３４の両側の導体２３，２４間に接続される。その結果、可変容量素子１６，１７は、給電部２３Ａを通過する基軸ＡＸ２に対して対称にループ状スロット１３に装荷される。
【００６８】
可変容量素子１４〜１７の各々は、図３に示す可変容量素子４の構成と同じ構成からなる。可変容量素子１４がループ状スロット１２の直線スロット１２２に装荷される場合、ノードＮ１が導体２５に接続され、ノードＮ２が導体２４に接続される。可変容量素子１５がループ状スロット１２の直線スロット１２５に装荷される場合、ノードＮ１が導体２４に接続され、ノードＮ２が導体２５に接続される。
【００６９】
その結果、基軸ＡＸ２に対して対称にループ状スロット１２に装荷された可変容量素子１４，１５のうち、基軸ＡＸ２の一方側に装荷された可変容量素子１４は、ループ状スロット１２の外側領域から内側領域へ電流を流すように導体２４，２５間に接続され、基軸ＡＸ２の他方側に装荷された可変容量素子１５は、ループ状スロット１２の内側領域から外側領域へ電流を流すように導体２４，２５間に接続される。
【００７０】
可変容量素子１６がループ状スロット１３に装荷される場合、ノードＮ１が導体２４に接続され、ノードＮ２が導体２３に接続される。可変容量素子１７がループ状スロット１３に装荷される場合、ノードＮ１が導体２３に接続され、ノードＮ２が導体２４に接続される。
【００７１】
その結果、基軸ＡＸ２に対して対称にループ状スロット１３に装荷された可変容量素子１６，１７のうち、基軸ＡＸ２の一方側に装荷された可変容量素子１６は、ループ状スロット１３の外側領域から内側領域へ電流を流すように導体２３，２４間に接続され、基軸ＡＸ２の他方側に装荷された可変容量素子１７は、ループ状スロット１３の内側領域から外側領域へ電流を流すように導体２３，２４間に接続される。
【００７２】
なお、アンテナ装置１０Ａにおいては、導線６の他方端は、給電部２３Ａに接続され、導線７の他方端は、給電部２５Ａに接続される。
【００７３】
図９および図１０は、それぞれ、図８に示すアンテナ装置１０Ａの動作を説明するための第１および第２の概念図である。
【００７４】
同軸ケーブル８の芯導体８１が負になり、被覆導体８３が正になるように、直流電圧ＤＣＶ１が芯導体８１および被覆導体８３間に印加されると、導体２３が負になり、導体２５が正になるように直流電圧ＤＣＶ１が導体２３，２５間に印加される。
【００７５】
そうすると、可変容量素子１４，１６のバラクタダイオード４３には、逆方向の直流電圧が印加され、可変容量素子１４，１６の容量は、小さくなり、ループ状スロット１２の直線スロット１２２およびループ状スロット１３の直線スロット１３２は、ほぼ開放された状態になり、よく励振する。また、可変容量素子１５，１７のバラクタダイオード４３には、順方向の直流電圧が印加され、可変容量素子１５，１７の容量は、大きくなり、ループ状スロット１２の直線スロット１２４およびループ状スロット１３の直線スロット１３４は、ほぼ短絡された状態になり、あまり励振しない。
【００７６】
その結果、ループ状スロット１２は、直線スロット１２１〜１２４，１２５１と、直線スロット１２５２，１２６とに分離され、ループ状スロット１３は、直線スロット１３１〜１３３，１３４１と、直線スロット１３４２，１３５，１３６とに分離される（図９参照）。
【００７７】
そして、アンテナ装置１０Ａは、約４５度の方向および約−１３５度の方向にピークを有するビームを放射する。この場合、約４５度の方向のピークは、約−１３５度の方向のピークよりも大きい。
【００７８】
一方、同軸ケーブル８の芯導体８１が正になり、被覆導体８３が負になるように、直流電圧ＤＣＶ２が芯導体８１および被覆導体８３間に印加されると、導体２３が正になり、導体２５が負になるように直流電圧ＤＣＶ２が導体２３，２５間に印加される。
【００７９】
そうすると、可変容量素子１４，１６のバラクタダイオード４３には、順方向の直流電圧が印加され、可変容量素子１４，１６の容量は、大きくなり、ループ状スロット１２の直線スロット１２２およびループ状スロット１３の直線スロット１３３は、ほぼ短絡された状態になり、あまり励振しない。また、可変容量素子１５，１７のバラクタダイオード４３には、逆方向の直流電圧が印加され、可変容量素子１５，１７の容量は、小さくなり、ループ状スロット１２の直線スロット１２５およびループ状スロット１３の直線スロット１３４は、ほぼ開放された状態になり、よく励振する。
【００８０】
その結果、ループ状スロット１２は、直線スロット１２１，１２２１と、直線スロット１２２２，１２３〜１２６とに分離され、ループ状スロット１３は、直線スロット１３１，１３２，１３３１と、直線スロット１３３２，１３４〜１３６とに分離される（図１０参照）。
【００８１】
そして、アンテナ装置１０Ａは、約４５度の方向および約−１３５度の方向にピークを有するビームを放射する。この場合、約−１３５度の方向のピークは、約４５度の方向のピークよりも大きい。
【００８２】
このように、芯導体８１と被覆導体８３との間に印加する直流電圧の極性を切換えることによって、可変容量素子１４〜１７のうち、一方の可変容量素子１４，１６（または可変容量素子１５，１７）が装荷された直線スロット１２２，１３３（または直線スロット１２５，１３４）をほぼ開放（またはほぼ短絡）し、他方の可変容量素子１５，１７（または可変容量素子１４，１６）が装荷された直線スロット１２５，１３４（または直線スロット１２２，１３４）をほぼ短絡（またはほぼ開放）できる。
【００８３】
これは、次の理由による。上述したように、基軸ＡＸ２に対して対称にループ状スロット１２，１３に装荷される可変容量素子１４〜１７のうち、基軸ＡＸ２に対して一方側に装荷される可変容量素子１４，１６は、それぞれ、装荷されるべきループ状スロット１２，１３の外側領域から内側領域へ電流を流すように導体２４，２５間および導体２３，２４間に接続され、基軸ＡＸ２に対して対称にループ状スロット１２，１３に装荷される可変容量素子１４〜１７のうち、基軸ＡＸ２に対して他方側に装荷される可変容量素子１５，１７は、それぞれ、装荷されるべきループ状スロット１２，１３の内側領域から外側領域へ電流を流すように導体２４，２５間および導体２３，２４間に接続されるので、導体２３，２５間に印加する直流電圧の極性を切換えることによって、４個の可変容量素子１４〜１７のうち、一方の可変容量素子１４，１６（または可変容量素子１５，１７）のバラクタダイオード４３には、順方向の直流電圧が印加され、他方の可変容量素子１５，１７（または可変容量素子１４，１６）のバラクタダイオード４３には、逆方向の直流電圧が印加されるからである。
【００８４】
従って、可変容量素子１４〜１７を同心状に形成されたループ状スロット１２，１３に装荷し、可変容量素子１４〜１７に印加する直流電圧の極性を制御することにより、アンテナ装置１０Ａは、指向性を有するビームを放射する。
【００８５】
上記においては、可変容量素子１４は、ループ状スロット１２の外側領域から内側領域へ電流を流すように導体２４，２５間に接続され、可変容量素子１６は、ループ状スロット１３の外側領域から内側領域へ電流を流すように導体２３，２４間に接続され、可変容量素子１５は、ループ状スロット１２の内側領域から外側領域へ電流を流すように導体２４，２５間に接続され、可変容量素子１７は、ループ状スロット１３の内側領域から外側領域へ電流を流すように導体２３，２４間に接続されると説明したが、この発明においては、これに限らず、可変容量素子１４は、ループ状スロット１２の内側領域から外側領域へ電流を流すように導体２４，２５間に接続され、可変容量素子１６は、ループ状スロット１３の内側領域から外側領域へ電流を流すように導体２３，２４間に接続され、可変容量素子１５は、ループ状スロット１２の外側領域から内側領域へ電流を流すように導体２４，２５間に接続され、可変容量素子１７は、ループ状スロット１３の外側領域から内側領域へ電流を流すように導体２３，２４間に接続されるようにしてもよい。
【００８６】
即ち、この発明においては、同心状に形成された２個のループ状スロット１２，１３に装荷される４個の可変容量素子１４〜１７のうち、基軸ＡＸ２に対して一方側に装荷された可変容量素子１４，１６は、装荷されるべきループ状スロット１２，１３の外側領域から内側領域への方向および内側領域から外側領域への方向のいずれか一方の方向へ電流を流すようにループ状スロット１２，１３の両側の導体間に接続され、基軸ＡＸ２に対して他方側に装荷された可変容量素子１５，１７は、装荷されるべきループ状スロット１２，１３の外側領域から内側領域への方向および内側領域から外側領域への方向のいずれか他方の方向へ電流を流すようにループ状スロット１２，１３の両側の導体間に接続される。
【００８７】
実施の形態２によれば、アンテナ装置１０Ａは、２個のループ状スロット１２，１３と、ループ状スロット１２に装荷された２個の可変容量素子１４，１５と、ループ状スロット１３に装荷された２個の可変容量素子１６，１７と、ループ状スロット１３の内側領域に形成された導体２３とループ状スロット１２の外側領域に形成された導体２５とに接続された同軸ケーブル８と、同軸ケーブル８を介して４個の可変容量素子１４〜１７の容量を制御する直流電源９と、同軸ケーブル８を介してループ状スロット１２，１３に給電する交流電源１１とを備えるので、ループ状スロット１２，１３を用いたアンテナ装置１０Ａの指向性を制御できる。
【００８８】
その他は、実施の形態１と同じである。
【００８９】
なお、導体２３は、最内周側に配置されたループ状スロット１３の内側領域に形成された「第１の導体」を構成し、導体２５は、最外周側に配置されたループ状スロット１２の外側領域に形成された「第２の導体」を構成する。
【００９０】
［実施の形態３］
図１１は、実施の形態３によるアンテナ装置の平面図である。実施の形態３によるアンテナ装置１０Ｂは、図１に示すアンテナ装置１０の可変容量素子４，５を可変容量素子５１〜５８に代え、ループ状スロット１８および可変容量素子６１〜６８を追加したものであり、その他は、アンテナ装置１０と同じである。
【００９１】
誘電体基板１の一主面１Ａの全面に貼着された導体２の所定の箇所を削除してループ状スロット３，１８が形成される。そして、ループ状スロット３，１８は、同心状に形成され、ループ状スロット１８は、ループ状スロット３に４点で内接して形成される。
【００９２】
その結果、導体２は、導体２０１〜２０６に分割される。そして、導体２０１は、ループ状スロット１８の内側領域に形成され、導体２０２〜２０５は、ループ状スロット３とループ状スロット１８との間の領域に形成され、導体２０６は、ループ状スロット１８の外側領域に形成される。導体２０１は、給電部２０１Ａを有し、導体２０６は、給電部２０６Ａを有する。
【００９３】
ループ状スロット１８は、概略、菱形のループ形状からなる。より具体的には、ループ状スロット１８は、直線スロット１８１〜１８４を有する。直線スロット１８１と直線スロット１８２との交差部、直線スロット１８２と直線スロット１８３との交差部および直線スロット１８３と直線スロット１８４との交差部は、それぞれ、ループ状スロット３の直線スロット３３，３４，３５の略中点に接する。そして、直線スロット１８１の一方端は、ループ状スロット３の直線スロット３１と直線スロット３２との交差部に接続され、直線スロット１８４の一方端は、ループ状スロット３の直線スロット３６と直線スロット３７との交差部に接続される。
その結果、ループ状スロット３，１８は、給電部２０１Ａ，２０６Ａを共有する。
【００９４】
ループ状スロット１８の全長は、（２）１／２λ／４であり、その幅Ｗは、λ／１０以下である。
【００９５】
可変容量素子５１は、ループ状スロット３の直線スロット３２の略中点に装荷され、直線スロット３２の両側の導体２０２，２０６間に接続される。また、可変容量素子５２，５３は、ループ状スロット３の直線スロット３３の両端側に装荷される。そして、可変容量素子５２は、直線スロット３３の両側の導体２０２，２０６間に接続され、可変容量素子５３は、直線スロット３３の両側の導体２０３，２０６間に接続される。
【００９６】
更に、可変容量素子５４，５５は、ループ状スロット３の直線スロット３４の両端側に装荷される。そして、可変容量素子５４は、直線スロット３４の両側の導体２０３，２０６間に接続され、可変容量素子５５は、直線スロット３４の両側の導体２０４，２０６間に接続される。
【００９７】
更に、可変容量素子５６，５７は、ループ状スロット３の直線スロット３５の両端側に装荷される。そして、可変容量素子５６は、直線スロット３５の両側の導体２０４，２０６間に接続され、可変容量素子５７は、直線スロット３５の両側の導体２０５，２０６間に接続される。
【００９８】
更に、可変容量素子５８は、ループ状スロット３の直線スロット３６の略中点に装荷され、直線スロット３６の両側の導体２０５，２０６間に接続される。
【００９９】
その結果、可変容量素子５１〜５８は、給電部２０１Ａを通過する基軸ＡＸ３に対して対称にループ状スロット３に装荷される。
【０１００】
可変容量素子６１，６２は、ループ状スロット１８の直線スロット１８１の両端側に装荷され、直線スロット１８１の両側の導体２０１，２０２間に接続される。
【０１０１】
また、可変容量素子６３，６４は、ループ状スロット１８の直線スロット１８２の両端側に装荷され、直線スロット１８２の両側の導体２０１，２０３間に接続される。
【０１０２】
更に、可変容量素子６５，６６は、ループ状スロット１８の直線スロット１８３の両端側に装荷され、直線スロット１８３の両側の導体２０１，２０４間に接続される。
【０１０３】
更に、可変容量素子６７，６８は、ループ状スロット１８の直線スロット１８４の両端側に装荷され、直線スロット１８４の両側の導体２０１，２０５間に接続される。
【０１０４】
その結果、可変容量素子６１〜６８は、給電部２０１Ａを通過する基軸ＡＸ３に対して対称にループ状スロット１８に装荷される。
【０１０５】
可変容量素子５１〜５８，６１〜６８の各々は、図３に示す可変容量素子４の構成と同じ構成からなる。可変容量素子５１がループ状スロット３の直線スロット３２に装荷される場合、ノードＮ１が導体２０６に接続され、ノードＮ２が導体２０２に接続される。可変容量素子５２がループ状スロット３の直線スロット３３に装荷される場合、ノードＮ１が導体２０６に接続され、ノードＮ２が導体２０２に接続される。
【０１０６】
可変容量素子５３がループ状スロット３の直線スロット３３に装荷される場合、ノードＮ１が導体２０６に接続され、ノードＮ２が導体２０３に接続される。可変容量素子５４がループ状スロット３の直線スロット３４に装荷される場合、ノードＮ１が導体２０６に接続され、ノードＮ２が導体２０３に接続される。
【０１０７】
可変容量素子５５がループ状スロット３の直線スロット３４に装荷される場合、ノードＮ１が導体２０６に接続され、ノードＮ２が導体２０４に接続される。可変容量素子５６がループ状スロット３の直線スロット３５に装荷される場合、ノードＮ１が導体２０６に接続され、ノードＮ２が導体２０４に接続される。
【０１０８】
可変容量素子５７がループ状スロット３の直線スロット３５に装荷される場合、ノードＮ１が導体２０６に接続され、ノードＮ２が導体２０５に接続される。可変容量素子５８がループ状スロット３の直線スロット３６に装荷される場合、ノードＮ１が導体２０６に接続され、ノードＮ２が導体２０５に接続される。
【０１０９】
その結果、外周側に設けられたループ状スロット３に装荷された可変容量素子５１〜５８は、ループ状スロット３の外側領域から内側領域へ電流を流すように導体２０２，２０６間、導体２０３，２０６間、導体２０４，２０６間、および導体２０５，２０６間に接続される。
【０１１０】
可変容量素子６１，６２がループ状スロット１８の直線スロット１８１に装荷される場合、ノードＮ１が導体２０１に接続され、ノードＮ２が導体２０２に接続される。可変容量素子６３，６４がループ状スロット１８の直線スロット１８２に装荷される場合、ノードＮ１が導体２０１に接続され、ノードＮ２が導体２０３に接続される。可変容量素子６５，６６がループ状スロット１８の直線スロット１８３に装荷される場合、ノードＮ１が導体２０１に接続され、ノードＮ２が導体２０４に接続される。
【０１１１】
可変容量素子６７，６８がループ状スロット１８の直線スロット１８４に装荷される場合、ノードＮ１が導体２０１に接続され、ノードＮ２が導体２０５に接続される。
【０１１２】
その結果、内周側に設けられたループ状スロット１８に装荷された可変容量素子６１〜６８は、ループ状スロット１８の内側領域から外側領域へ電流を流すように導体２０１，２０２間、導体２０１，２０３間、導体２０１，２０４間、および導体２０１，２０５間に接続される。
【０１１３】
なお、アンテナ装置１０Ｂにおいては、導線６の他方端は、給電部２０１Ａに接続され、導線７の他方端は、給電部２０６Ａに接続される。
【０１１４】
図１２および図１３は、それぞれ、図１１に示すアンテナ装置１０Ｂの動作を説明するための第１および第２の概念図である。
【０１１５】
同軸ケーブル８の芯導体８１が負になり、被覆導体８３が正になるように、直流電圧ＤＣＶ１が芯導体８１および被覆導体８３間に印加されると、導体２０１が負になり、導体２０６が正になるように直流電圧ＤＣＶ１が導体２０１，２０６間に印加される。
【０１１６】
そうすると、ループ状スロット３の可変容量素子５１〜５８のバラクタダイオード４３には、逆方向の直流電圧が印加され、可変容量素子５１〜５８の容量は、小さくなり、ループ状スロット３の直線スロット３２〜３６は、ほぼ開放された状態になり、よく励振する。また、ループ状スロット１８の可変容量素子６１〜６８のバラクタダイオード４３には、順方向の直流電圧が印加され、可変容量素子６１〜６８の容量は、大きくなり、ループ状スロット１８の直線スロット１８１〜１８４は、ほぼ短絡された状態になり、あまり励振しない。
【０１１７】
その結果、ループ状スロット３は、直線スロット３１〜３７が一体的に励振し、ループ状スロット１８は、直線スロット１８１１、直線スロット１８１２、直線スロット１８１３，１８２１、直線スロット１８２２、直線スロット１８２３，１８３１、直線スロット１８３２、直線スロット１８３３，１８４１、直線スロット１８４２および直線スロット１８４３に分離される（図１２参照）。
【０１１８】
そして、アンテナ装置１０Ｂは、波長λに対応する周波数でよく整合がとれる。
【０１１９】
一方、同軸ケーブル８の芯導体８１が正になり、被覆導体８３が負になるように、直流電圧ＤＣＶ２が芯導体８１および被覆導体８３間に印加されると、導体２０１が正になり、導体２０６が負になるように直流電圧ＤＣＶ２が導体２０１，２０６間に印加される。
【０１２０】
そうすると、ループ状スロット３の可変容量素子５１〜５８のバラクタダイオード４３には、順方向の直流電圧が印加され、可変容量素子５１〜５８の容量は、大きくなり、ループ状スロット３の直線スロット３２〜３６は、ほぼ短絡された状態になり、あまり励振しない。また、ループ状スロット１８の可変容量素子６１〜６８のバラクタダイオード４３には、逆方向の直流電圧が印加され、可変容量素子６１〜６８の容量は、小さくなり、ループ状スロット１８の直線スロット１８１〜１８４は、ほぼ開放された状態になり、よく励振する。
【０１２１】
その結果、ループ状スロット３は、直線スロット３１，３２０１、直線スロット３２０２，３３０１、直線スロット３３０２、直線スロット３３０３，３４０１、直線スロット３４０２、直線スロット３４０３，３５０１、直線スロット３５０２、直線スロット３５０３，３６０１および直線スロット３６０２，３７に分離され、ループ状スロット１８は、直線スロット１８１〜１８４が一体的に励振する（図１３参照）。
【０１２２】
そして、アンテナ装置１０Ｂは、波長（２）１／２λ／２に対応する周波数でよく整合がとれる。
【０１２３】
このように、芯導体８１と被覆導体８３との間に印加する直流電圧の極性を切換えることによって、同心状に形成された２つのループ状スロット３，１８に装荷された可変容量素子５１〜５８，６１〜６８のうち、可変容量素子５１〜５８（または可変容量素子６１〜６８）が装荷された一方のループ状スロット３（またはループ状スロット１８）をほぼ開放（またはほぼ短絡）し、可変容量素子６１〜６８（または可変容量素子５１〜５８）が装荷された他方のループスロット１８（またはループ状スロット３）をほぼ短絡（またはほぼ開放）できる。
【０１２４】
これは、次の理由による。上述したように、ループ状スロット３に装荷された可変容量素子５１〜５８は、ループ状スロット３の外側領域から内側領域へ電流を流すようにループ状スロット３の両側の導体２０２，２０６間、導体２０３，２０６間、導体２０４，２０６間および導体２０５，２０６間に接続され、ループ状スロット１８に装荷された可変容量素子６１〜６８は、ループ状スロット１８の内側領域から外側領域へ電流を流すようにループ状スロット１８の両側の導体２０１，２０２間、導体２０１，２０３間、導体２０１，２０４間および導体２０１，２０５間に接続されるので、導体２０１，２０６間に印加する直流電圧の極性を切換えることによって、１６個の可変容量素子５１〜５８，６１〜６８のうち、一方の可変容量素子５１〜５８（または可変容量素子６１〜６８）のバラクタダイオード４３には、順方向の直流電圧が印加され、他方の可変容量素子６１〜６８（または可変容量素子５１〜５８）のバラクタダイオード４３には、逆方向の直流電圧が印加されるからである。
【０１２５】
従って、可変容量素子５１〜５８，６１〜６８を同心状に形成されたループ状スロット３，１８に装荷し、可変容量素子５１〜５８，６１〜６８に印加する直流電圧の極性を制御することにより、アンテナ装置１０Ｂは、異なる周波数を有するビームを放射する。つまり、可変容量素子５１〜５８，６１〜６８に印加する直流電圧の極性を制御することにより、アンテナ措置１０Ｂは、周波数を切換え可能である。
【０１２６】
上記においては、可変容量素子５１〜５８は、ループ状スロット３の外側領域から内側領域へ電流を流すように導体２０２，２０６間、導体２０３，２０６間、導体２０４，２０６間および導体２０５，２０６間に接続され、可変容量素子６１〜６８は、ループ状スロット１８の内側領域から外側領域へ電流を流すように導体２０１，２０２間、導体２０１，２０３間、導体２０１，２０４間および導体２０１，２０５間に接続されると説明したが、この発明においては、これに限らず、可変容量素子５１〜５８は、ループ状スロット３の内側領域から外側領域へ電流を流すように導体２０２，２０６間、導体２０３，２０６間、導体２０４，２０６間および導体２０５，２０６間に接続され、可変容量素子６１〜６８は、ループ状スロット１８の外側領域から内側領域へ電流を流すように導体２０１，２０２間、導体２０１，２０３間、導体２０１，２０４間および導体２０１，２０５間に接続されるようにしてもよい。
【０１２７】
即ち、この発明においては、同心状に形成された２個のループ状スロット３，１８に装荷される１６個の可変容量素子５１〜５８，６１〜６８のうち、外側のループ状スロット３に装荷された可変容量素子５１〜５８は、装荷されるべきループ状スロットの外側領域から内側領域への方向および内側領域から外側領域への方向のいずれか一方の方向へ電流を流すようにループ状スロット３の両側の導体間に接続され、内側のループ状スロット１８に装荷された可変容量素子６１〜６８は、装荷されるべきループ状スロット１８の外側領域から内側領域への方向および内側領域から外側領域への方向のいずれか他方の方向へ電流を流すようにループ状スロットの両側の導体間に接続される。
【０１２８】
また、上記においては、ループ状スロット１８は、ループ状スロット３に内接して形成されると説明したが、この発明においては、これに限らず、ループ状スロット１８は、ループ状スロット３に内接していなくてもよい。
【０１２９】
さらに、上記においては、２つのループ状スロット３，１８に同じ個数の可変容量素子が装荷されると説明したが、この発明においては、これに限らず、２つのループ状スロット３，１８には、異なる個数の可変容量素子が装荷されてもよい。即ち、アンテナ装置１０Ｂにおいては、全体で２（ｉ＋ｊ）（ｉ，ｊは、正の整数）個の可変容量素子が装荷され、２（ｉ＋ｊ）個の可変容量素子のうち、２ｉ個の可変容量素子は、外側のループ状スロット３に装荷され、２ｊ個の可変容量素子は、内側のループ状スロット１８に装荷される。
【０１３０】
実施の形態３によれば、アンテナ装置１０Ｂは、２個のループ状スロット３，１８と、ループ状スロット３に装荷された８個の可変容量素子５１〜５８と、ループ状スロット１８に装荷された８個の可変容量素子６１〜６８と、ループ状スロット１８の内側領域に形成された導体２０１とループ状スロット３の外側領域に形成された導体２０６とに接続された同軸ケーブル８と、同軸ケーブル８を介して１６個の可変容量素子５１〜５８，６１〜６８の容量を制御する直流電源９と、同軸ケーブル８を介してループ状スロット３，１８に給電する交流電源１１とを備えるので、ループ状スロット３，１８を用いたアンテナ装置１０Ｂの周波数を制御できる。
【０１３１】
その他は、実施の形態１と同じである。
【０１３２】
なお、導体２０１は、最内周側に配置されたループ状スロット１８の内側領域に形成された「第１の導体」を構成し、導体２０６は、最外周側に配置されたループ状スロット３の外側領域に形成された「第２の導体」を構成する。
【０１３３】
上述した実施の形態１〜実施の形態３によるアンテナ装置１０，１０Ａ，１０Ｂにおいては、ループ状スロット３；１２，１３；３，１８に偶数個の可変容量素子が装荷されると説明したが、この発明においては、これに限らず、ループ状スロット３；１２，１３；３，１８には、奇数個の可変容量素子が装荷されてもよい。奇数個の可変容量素子が各ループ状スロットに装荷される場合、各可変容量素子に印加される直流電圧の向きを変えると、交流的な整合が変化する。従って、交流的な整合が変化することを許容する場合、奇数個の可変容量素子が各ループ状スロット３；１２，１３；３，１８に装荷されてもよい。この場合、各ループ状スロット３：１２，１３；３，１８に装荷される奇数個の可変容量素子は、基軸ＡＸ１，ＡＸ２，ＡＸ３に対して非対称に配置される。そして、奇数個の可変容量素子は、基軸ＡＸ１，ＡＸ２，ＡＸ３を中心とした両側にそれぞれ少なくとも１個以上配置される。
【０１３４】
また、上述した実施の形態１〜実施の形態３によるアンテナ装置１０，１０Ａ，１０Ｂの各々は、例えば、モノリシックマイクロ波集積回路（ＭＭＩＣ：Ｍｏｎｏｌｉｔｈｉｃ  Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）に応用される。即ち、アンテナ装置１０，１０Ａ，１０Ｂを一体化したＭＭＩＣが作製される。この場合、アンテナ装置１０，１０Ａ，１０Ｂの各々は、銅箔面にループ状のスロットを形成して作製される。
【０１３５】
また、アンテナ装置１０，１０Ａ，１０Ｂの各々は、裏面に金属体が存在していてもよいので、携帯電話機およびテレビジョン等の金属筐体に取り付けられて使用される。
【０１３６】
なお、アンテナ装置１０，１０Ａ，１０Ｂは、それぞれ、２つの導体２１，２２、２つの導体２３，２５および２つの導体２０１，２０６が相互に非対称であるので、平行−非平行変換器であるバラントランスが不要である。
【０１３７】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【０１３８】
この発明は、ループ状のスロットからなり、指向性を切換え可能なアンテナ装置に適用される。また、この発明は、周波数を切換えることが可能なアンテナ装置に適用される。
【図面の簡単な説明】
【０１３９】
【図１】この発明の実施の形態１によるアンテナ装置の平面図である。
【図２】図１に示す線ＩＩ−ＩＩ間におけるアンテナ装置の断面図である。
【図３】図１および図２に示す可変容量素子の構成図である。
【図４】図１および図２に示すアンテナ装置の動作を説明するための第１の概念図である。
【図５】図１および図２に示すアンテナ装置の動作を説明するための第２の概念図である。
【図６】図１および図２に示すアンテナ装置における方位角の定義を示す図である。
【図７】図１および図２に示すアンテナ装置の放射パターンを示す図である。
【図８】実施の形態２によるアンテナ装置の平面図である。
【図９】図８に示すアンテナ装置の動作を説明するための第１の概念図である。
【図１０】図８に示すアンテナ装置の動作を説明するための第２の概念図である。
【図１１】実施の形態３によるアンテナ装置の平面図である。
【図１２】図１１に示すアンテナ装置の動作を説明するための第１の概念図である。
【図１３】図１１に示すアンテナ装置の動作を説明するための第２の概念図である。
【符号の説明】
【０１４０】
１  誘電体基板、２，２１〜２５，２０１〜２０６  導体、３，１２，１３  ループ状スロット、４，５，１４〜１７，５１〜５８，６１〜６８  可変容量素子、６，７  導線、８  同軸ケーブル、９  直流電源、１０，１０Ａ，１０Ｂ  アンテナ装置、１１  交流電源、２１Ａ，２２Ａ，２３Ａ，２５Ａ，２０１Ａ，２０６Ａ  給電部、３１〜３７，１２１〜１２６，１３１〜１３６，１８１〜１８４，３３１，３３２，３５１，３５２，１２２１，１２２２，１２５１，１２５２，１３３１，１３３２，１３４１，１３４２，１８１１〜１８１３，１８２１〜１８２３，１８３１〜１８３３，１８４１〜１８４３，３３０１〜３３０３，３４０１〜３４０３，３５０１〜３５０３，３６０１，３６０２  直線スロット、４１  抵抗、４２  キャパシタ、４３  バラクタダイオード、８１  芯導体、８２  絶縁体、８３  被覆導体、ＡＸ１〜ＡＸ３  基軸、Ｎ１〜Ｎ４  ノード。
【図１】
2006310927.tif 000003
【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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【手続補正書】
【提出日】平成17年5月9日(2005.5.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項６】
前記ｎ個の可変容量素子は、各々がバラクタダイオードを含む（ｉ＋ｊ）（ｉ，ｊは２以上の整数）個の可変容量素子からなり、
前記ｍ個のループ状スロットは、２個以上のループ状スロットからなり、
前記（ｉ＋ｊ）個の可変容量素子のうち、最外周側に形成されたループ状スロットに装荷されたｉ個の可変容量素子は、装荷されるべきループ状スロットの外側領域から内側領域への第１の方向および前記内側領域から前記外側領域への第２の方向のいずれか一方の方向へ電流を流すように、前記装荷されるべきループ状スロットの両側に形成された２つの導体間に接続され、
前記（ｉ＋ｊ）個の可変容量素子のうち、最内周側に形成されたループ状スロットに装荷されたｊ個の可変容量素子は、装荷されるべきループ状スロットの前記第１および第２の方向のいずれか他方の方向へ電流を流すように、前記装荷されるべきループ状スロットの両側に形成された２つの導体間に接続される、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
好ましくは、ｎ個の可変容量素子は、各々がバラクタダイオードを含む（ｉ＋ｊ）（ｉ，ｊは２以上の整数）個の可変容量素子からなる。ｍ個のループ状スロットは、２個以上のループ状スロットからなる。（ｉ＋ｊ）個の可変容量素子のうち、最外周側に形成されたループ状スロットに装荷されたｉ個の可変容量素子は、装荷されるべきループ状スロットの外側領域から内側領域への第１の方向および内側領域から外側領域への第２の方向のいずれか一方の方向へ電流を流すように、装荷されるべきループ状スロットの両側に形成された２つの導体間に接続される。（ｉ＋ｊ）個の可変容量素子のうち、最内周側に形成されたループ状スロットに装荷されたｊ個の可変容量素子は、装荷されるべきループ状スロットの第１および第２の方向のいずれか他方の方向へ電流を流すように、装荷されるべきループ状スロットの両側に形成された２つの導体間に接続される。
［発明の効果］