(57)【要約】【課題】  周波数帯域を共用する異種無線通信システムへの干渉を低減する広帯域アンテナを提供すること。【解決手段】  アンテナ電極２０１と、共振子電極２０３と誘電体基板２０４で構成される共振抑制素子２０２でアンテナ２００を構成することで、共用する帯域内の周波数成分に対しては共振子電極２０３が共振することで誘電体基板２０４の誘電損失により信号エネルギーが吸収され、共用周波数帯域内の周波数成分の送信／受信を抑制し、異種無線通信システムへの与／被干渉を低減することができる。【選択図】  図１
2006340202.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナ電極と、
前記アンテナ電極の周波数帯域内の共振周波数を有し、前記アンテナ電極より狭い周波数帯域幅を有する共振子からなり、前記アンテナ電極に接続され前記共振子の共振帯域内での前記アンテナ電極の共振動作を抑制する共振抑制素子と、
を備えたアンテナ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のアンテナ装置であって、
前記共振抑制素子は前記アンテナ電極に電流結合したものであるアンテナ装置。
【請求項３】
請求項１に記載のアンテナ装置であって、
前記共振抑制素子は前記アンテナ電極に電界結合したものであるアンテナ装置。
【請求項４】
請求項１に記載のアンテナ装置であって、
前記共振抑制素子は、前記アンテナ電極に電気的に接続された共振子電極と、前記共振子電極とアンテナ電極の間に介在せしめられ、誘電損失を有する誘電体基板とを備えたアンテナ装置。
【請求項５】
請求項１に記載のアンテナ装置であって、
前記共振抑制素子は、前記アンテナ電極に磁気的に接続された共振子電極と、前記共振子電極とアンテナ電極の間に介在せしめられ、誘電損失を有する誘電体基板とを備えたアンテナ装置。
【請求項６】
請求項１に記載のアンテナ装置であって、
前記共振子電極は、孤立パターンであるアンテナ装置。
【請求項７】
請求項１に記載のアンテナ装置であって、
前記共振子の共振動作を制御することで、共振抑制素子の共振抑制動作を切り替える共振抑制動作制御手段を備えたアンテナ装置。
【請求項８】
請求項７に記載のアンテナ装置であって、
共振抑制動作制御手段は、共振子電極とアンテナ電極の間に接続されるアンテナ装置。
【請求項９】
請求項１に記載のアンテナ装置であって、
前記共振抑制素子は、共振子の共振Ｑを低下させる抵抗負荷を有するものであるアンテナ装置。
【請求項１０】
請求項１に記載のアンテナ装置であって、
モノポールアンテナであるアンテナ電極と、アンテナ装置に接続された無線部と共有された誘電体基板と、前記アンテナ電極と前記無線部の間での高周波信号の入出力を行う給電線路と、前記給電線路のグランドであり前記アンテナ電極のグランドとしても動作するグランド電極とを備えたアンテナ装置。
【請求項１１】
請求項１に記載のアンテナ装置であって、
アンテナ電極と同様の形状を有し、前記アンテナ電極と合わせてダイポールアンテナを形成するグランド電極を兼ねた第２のアンテナ電極を備えたアンテナ装置。
【請求項１２】
請求項１に記載のアンテナ装置であって、
前記アンテナ電極はモノポールアンテナであるアンテナ装置。
【請求項１３】
請求項１に記載のアンテナ装置であって、
前記アンテナ電極はダイポールアンテナであるアンテナ装置。
【請求項１４】
請求項１に記載のアンテナ装置であって、
前記アンテナ電極は、広帯域特性を有する円形の電極であるアンテナ装置。
【請求項１５】
請求項１に記載のアンテナ装置であって、
前記共振子電極は円形であるアンテナ装置。
【請求項１６】
請求項１に記載のアンテナ装置であって、
前記共振子電極は三角形であるアンテナ装置。
【請求項１７】
請求項１に記載のアンテナ装置であって、
前記共振子電極は扇形であるアンテナ装置。
【請求項１８】
請求項１乃至１７のいずれかに記載のアンテナ装置と、
前記アンテナ装置の帯域内の高周波信号を用いて無線通信する無線部と、を備え、
共振抑制素子の周波数帯域内でのアンテナ利得を抑えた無線通信装置。
【請求項１９】
請求項７に記載のアンテナ装置と、
前記アンテナ装置の帯域内の高周波信号を用いて無線通信する無線部と、
前記アンテナ装置の共振抑制動作制御手段を制御する信号を発生して、異種の無線通信システムへ与える干渉の度合いを制御する与干渉度変更信号発生手段と、
を備えた無線通信装置。
【請求項２０】
請求項１９に記載の無線通信装置であって、
受信信号より干渉を与える可能性がある異種の無線通信システムの有無を検出し、与干渉度変更信号発生手段に与干渉機器判定信号を出力する与干渉機器検出手段を備えた無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナ装置およびこれを備えた無線通信装置に係り、特に、主としてマイクロ波帯、ミリ波帯を用いた広帯域無線通信装置に用いられるアンテナに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の広帯域無線通信装置用のアンテナとしては、円形アンテナ電極を用いたものがあった（例えば、特許文献１参照）。図１４は、特許文献１に記載された従来の広帯域アンテナを示すものである。
【０００３】
図１４において、円板状の導電性の放射素子（アンテナ電極）１の下端を大地（グランド）２に近接して配置する際、その頂部が直径の高さに位置するように、夫々縦方向に設定する。そして給電線３を介して、その基端に高周波電源４を接続する。これにより、広い周波数帯域にわたり、極めて平坦なアンテナ特性を実現している。
【０００４】
【特許文献１】特開昭５７−１４２００３公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記従来の構成では、広帯域無線通信装置の周波数帯域の一部を異種の無線通信システムと共用している場合には、異種無線通信システムへの与干渉を抑えるために、無線通信装置の送信電力増幅器の出力で上昇した雑音電力レベルを下げる帯域阻止フィルタが必要となる。このような帯域阻止フィルタを用いた場合、帯域阻止フィルタの通過損失により、無線通信装置の送信電力効率の低下と受信感度の劣化が生じるという課題を有していた。
【０００６】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、送信電力効率および受信感度を低下することなく、異種無線通信システムと共用した周波数帯でのアンテナ動作を抑え、与／被干渉特性を向上することで、送信電力効率および受信感度を向上した無線通信装置の実現を可能とする広帯域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】
【０００７】
そこで上記課題を解決するために、本発明のアンテナ装置は、アンテナの周波数帯域内に共振周波数帯域をもつ共振子からなる共振抑制素子を備え、所定の周波数帯でのアンテナの共振動作を抑制して干渉周波数帯の高周波信号成分の送受信を抑制するものである。すなわち、このアンテナ装置は、アンテナ電極と、前記アンテナ電極の周波数帯域内の共振周波数を有し、前記アンテナ電極より狭い周波数帯域幅を有する共振子からなり、前記アンテナ電極に接続され前記共振子の共振帯域内での前記アンテナ電極の共振動作を抑制する共振抑制素子とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
この構成により、当該周波数帯域の共振子の共振自体を抑制するものであるため、フィルタを設けたりする場合に比べ、根本的な解決を図ることになる。したがって、周波数帯域の一部を共用する異種の無線通信システムへの与／被干渉を低減でき、送信電力効率および受信感度を向上した無線通信装置の実現を可能とするアンテナを提供することが可能となる。
【０００９】
また本発明のアンテナ装置は、前記共振抑制素子が前記アンテナ電極に電流結合したものを含む。
この構成により、確実に共振抑制を行うことができる。
【００１０】
また本発明のアンテナ装置は、前記共振抑制素子が前記アンテナ電極に電界結合したものを含む。
この構成により、アンテナ電極との電気的接続なしに共振抑制を行うことができるため、基板の裏面に形成する場合にスルーホールの形成も不要となり、レイアウトに自由度を持たせることも可能である。
【００１１】
また本発明のアンテナ装置は、前記共振抑制素子が、前記アンテナ電極に電気的に接続された共振子電極と、前記共振子電極とアンテナ電極の間に介在せしめられ、誘電損失を有する誘電体基板とを備えたものを含む。
この構成により、誘電体基板の材質あるいは形状の選択により容易に誘電損失を制御することができ、誘電損失により共振抑制素子の帯域内の高周波信号成分を吸収し、共振抑制素子の帯域内の高周波信号成分の送受信を抑えることが出来る。
【００１２】
また本発明のアンテナ装置は、前記共振抑制素子は、前記アンテナ電極に磁気的に接続された共振子電極と、前記共振子電極とアンテナ電極の間に介在せしめられ、誘電損失を有する誘電体基板とを備えたものを含む。
この構成により、誘電体基板の材質あるいは形状の選択により、容易に誘電損失を制御することができ、誘電損失により共振抑制素子の帯域内の高周波信号成分を吸収し、共振抑制素子の帯域内の高周波信号成分の送受信を抑えることが出来る。
【００１３】
また本発明のアンテナ装置は、前記共振子電極は、孤立パターンであるものを含む。
この構成により、形成が容易でレイアウトが自在となる。
【００１４】
また本発明のアンテナ装置は、前記共振子の共振動作を制御することで共振抑制素子の共振抑制動作を切り替える共振抑制動作制御手段を備えたものを含む。
この構成により、共振周波数を切り替え、必要に応じた周波数に対する共振抑制を行うべく、共振子の共振動作を制御することで、共振抑制素子の共振抑制動作を切り替える共振抑制動作制御手段を備えた広帯域アンテナとし、共振抑制素子の帯域内での高周波信号成分の送受信の抑制動作を切り替えることが出来る。
【００１５】
また本発明のアンテナ装置は、共振抑制動作制御手段は、共振子電極とアンテナ電極の間に接続されるものを含む。
この構成により、共振抑制動作制御手段により、アンテナ電極に対する共振子電極の高周波的な結合状態を変えることで、共振子の共振動作を切り替えることが出来る。
【００１６】
また本発明のアンテナ装置は、前記共振抑制素子は、共振子の共振Ｑを低下させる抵抗負荷を有するものを含む。
この構成により、抵抗負荷により共振抑制素子の帯域内の高周波信号成分を吸収し、共振抑制素子の帯域内の高周波信号成分の送受信を抑えることが出来る。
【００１７】
また本発明のアンテナ装置は、モノポールアンテナであるアンテナ電極と、アンテナ装置に接続された無線部と共有される誘電体基板と、前記アンテナ電極と前記無線部の間での高周波信号の入出力を行う給電線路と、前記給電線路のグランドであり前記アンテナ電極のグランドとしても動作するものを含む。
この構成により、共振抑制素子の帯域内の高周波信号成分の送受信を抑え、誘電体基板上に構成された無線部との不平衡給電線路による接続に適したアンテナを実現することが出来る。
【００１８】
また本発明のアンテナ装置は、アンテナ電極と同様の形状を有し、前記アンテナ電極と合わせてダイポールアンテナを形成するグランド電極を兼ねた第２のアンテナ電極を備えたものを含む。
この構成により、共振抑制素子の帯域内の高周波信号成分の送受信を抑え誘電体基板上に構成された無線部との不平衡給電線路による接続に適したアンテナを実現し、無線部のグランド基板形状のアンテナ特性への影響度を抑えることが出来る。
【００１９】
また本発明のアンテナ装置は、前記アンテナ電極がモノポールアンテナであるものを含む。
この構成により、モノポールアンテナであるアンテナ電極を用いたことで、共振抑制素子の帯域内の高周波信号の送受信を抑えた不平衡給電に適したアンテナを実現することが出来る。
【００２０】
また本発明のアンテナ装置は、前記アンテナ電極がダイポールアンテナであるものを含む。
この構成により、ダイポールアンテナであるアンテナ電極を備えたことで、共振抑制素子の帯域内の高周波信号の送受信を抑えた平衡給電に適したアンテナを実現することが出来る。
【００２１】
また本発明のアンテナ装置は、広帯域特性を有する円形のアンテナ電極を備えたものを含む。
この構成により、円形のアンテナ電極を備えた広帯域アンテナとすることで、共振抑制素子の帯域内の高周波信号の送受信を抑えた不平衡給電に適したアンテナを実現することが出来る。
【００２２】
また本発明のアンテナ装置は、前記共振子電極が円形であるものを含む。
【００２３】
また本発明のアンテナ装置は、前記共振子電極が三角形であるものを含む。
【００２４】
また本発明のアンテナ装置は、前記共振子電極は扇形であるものを含む。
【００２５】
また本発明のアンテナ装置は、前記アンテナ装置の帯域内の高周波信号を用いて無線通信する無線部とを備え、共振抑制素子の周波数帯域内でのアンテナ利得を抑えたものを含む。
この構成により、周波数帯域の一部を共有する異種の無線通信システムへの干渉度を抑えた無線通信システムを構成することが出来る。
【００２６】
また本発明の無線通信装置は、上記アンテナ装置と、前記アンテナ装置の帯域内の高周波信号を用いて無線通信する無線部と、前記アンテナ装置の共振抑制動作制御手段を制御する信号を発生して異種の無線通信システムへ与える干渉の度合いを制御する与干渉度変更信号発生手段を備えたものを含む。
この構成により、周波数帯域の一部を共有する異種の無線通信システムへの干渉度を切り替えることが出来る無線通信システムを構成することが出来る。
【００２７】
また本発明の無線通信装置は、受信信号より干渉を与える可能性がある異種の無線通信システムの有無を検出し与干渉度変更信号発生手段に与干渉機器判定信号を出力する与干渉機器検出手段を備えたものを含む。
この構成により、周波数帯域の一部を共有する異種の無線通信システムの有無に対応して、効率的に干渉度を切り替えることが出来る無線通信システムを構成することが出来る。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、アンテナ電極と、アンテナ電極の周波数帯域内の共振周波数を有し、アンテナ電極より狭い周波数帯域幅を有する共振子からなり、アンテナ電極に接続され共振子の共振帯域内でのアンテナ電極の共振動作を抑制する共振抑制素子とを備えたことで、共振抑制素子の帯域内の高周波信号の送受信を抑えることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１の広帯域アンテナを示す図であり、図１（ａ）は正面図（一部断面図）、図１（ｂ）は側面からの断面図、図１（ｃ）および図１（ｄ）の動作説明図である。
【００３０】
図１において、１００は本実施の形態の広帯域アンテナである。そしてこの広帯域アンテナ１００は、円形状の導電性材料からなるアンテナ電極１０１と、このアンテナ電極の周波数帯域内の共振周波数を有し、このアンテナ電極より狭い周波数帯域幅を有する共振子からなり、このアンテナ電極に接続され、この共振子の共振帯域内で、このアンテナ電極の共振動作を抑制する共振抑制素子とを備え、所望の周波数帯域の共振を抑制するように構成されたことを特徴とするものである。
【００３１】
すなわち、この共振抑制素子１０２は、アンテナ電極１０１とスルーホールＨを介して電気的に接続された共振子電極１０３と、誘電損失を有する平板上の誘電体材料からなる誘電体基板１０４で構成される。アンテナ電極１０１は、グランド１０５に対して、モノポールアンテナとして動作し、同軸線路からなる給電線路１０６により、ポート１０７に接続され、無線部等の外部装置に接続される。
【００３２】
図２は、本実施の形態の広帯域アンテナについて、アンテナ電極半径６．８ｍｍ、共振子電極半径２．９ｍｍ、誘電体基板厚さ０．８ｍｍ、比誘電率４、誘電体損失としてｔａｎδ＝０.０２の条件でシミュレーションにより求めた、アンテナ利得の周波数特性の解析結果の一例である。
【００３３】
ここでアンテナ電極１０１は、図１中の方向ａに主たる電界方向を持つアンテナ動作をすることで、図２に一例として示した周波数帯ｆ１の広帯域な周波数特性を発揮するものである。図２では縦軸は利得、横軸は周波数を示すものである。図２の周波数帯ｆ２内の周波数成分に対しては、共振抑制素子１０２を構成する共振子電極１０３は、図１ａの電界方向で共振し、誘電体基板１０４の誘電損失により該周波数成分の信号エネルギーの一部が吸収されることで、広帯域アンテナ１００の効率が低下してアンテナ利得が下がり、図２の周波数特性となる。アンテナ利得が低下することで、送信動作の場合は不要な雑音電力成分の放射を抑制することができる。また、受信動作の場合は、不要な雑音成分の受信を抑制することができる。
【００３４】
図１（ｃ）および図１（ｄ）は動作説明図であり、図１（ｃ）における矢印Ａ１は、アンテナ動作時のアンテナ電極１０１の表面電流の代表的な向きの一例である。図１（ｄ）における矢印Ａ２は、図１（ｃ）と同じタイミングでの共振子電極１０３のアンテナ電極１０１側の面に流れる表面電流の代表的な向きの一例である。
【００３５】
かかる構成によれば、アンテナ電極１０１は、図２に一例として示した周波数帯ｆ１の広帯域な周波数特性を発揮する。図２の周波数帯ｆ２内の周波数成分に対しては、共振子電極１０３とアンテナ電極１０１の接続部から共振子電極１０３に流れる高周波電流により、図１（ｃ）、（ｄ）に矢印で図示した表面電流分布を生じ、共振抑制素子１０２を構成する共振子電極１０３がアンテナ電極のアンテナ動作に結合して共振し、誘電体基板１０４の誘電損失により該周波数成分の信号エネルギーの一部が吸収されることで、広帯域アンテナ１００の効率が低下しアンテナ利得が下がり、図２に示すように周波数帯ｆ２内の周波数成分の利得が谷状となった周波数特性となる。アンテナ利得が低下することで、送信動作の場合は不要な雑音電力成分の放射が抑えられ、受信動作の場合は不要な雑音成分の受信が抑えられる。
【００３６】
（実施の形態２）
次に本発明の実施の形態２について説明する。図３（ａ）は本発明の実施の形態２のアンテナ装置を示す正面図、図３（ｂ）は図３（ａ）の断面図である。図３において、図１と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。２組のアンテナ電極１０１、共振抑制素子１０２をダイポールアンテナ状に構成し、一方のアンテナ電極１０１を平衡線路からなる給電線路１１０に接続するとともに、他方のアンテナ電極１０１をポート１１１に接続している。
【００３７】
かかる構成により、平衡給電の外部回路に対する接続が容易な広帯域アンテナを構成することが出来、グランドがない状態でのアンテナ動作が可能となる。共振抑制素子は、図３（ｂ）に示すように同一面上に形成されている。
【００３８】
なお、本実施の形態の変形例として、図４（ａ）に断面図を示すように、異なる面に形成してもよい。正面図は図３（ａ）に示したものと同様である。更に図４（ｂ）のように、両面に共振抑制素子となる誘電体基板を形成することで、共振抑制素子でのエネルギーの吸収量を増すことで、より強く共振動作を抑制することが可能となる。
【００３９】
また、本実施の形態において、共振抑制素子として円形の共振子電極を用いた例を示したが、円形に限定するものではなく、三角状、扇状の共振抑制素子を用いても良い。更に、小形の共振子として、直接共振子電極の一端がアンテナ電極に接続することで、誘電体基板の誘電率で短縮された共振周波数での四分の一波長の長さを有する先端開放型の共振子を用いた例を示したが、電界結合すなわち、電磁気的にアンテナ電極と結合する共振周波数の半波長の長さの共振子を用いてもよい。
【００４０】
また、アンテナ電極の電界方向と共振子の共振の電界方向が一致する例を示した。共振抑制素子でのエネルギーの吸収度を高めるためには、電界方向が一致した構成が望ましいが、共振抑制動作の抑制度合いの設定によっては、一致しない構成を用いてもよい。
【００４１】
更に、一種類の共振抑制素子を備えた例を示したが、複数の共用する周波数帯域に対応して、複数の共振抑制素子を備えてもよい。例えば、図４（ｂ）で、アンテナ電極１０１の裏表に異なる共振周波数の共振抑制素子を備えてもよく、この場合、２種の周波数帯域に対して、広帯域アンテナの共振動作の抑制が可能となる。
【００４２】
（実施の形態３）
次に本発明の実施の形態３について説明する。
図５(a)は、本発明の実施の形態３における広帯域アンテナの表面からの透視図、図５(b)は表面の電極を示す図、図５(c)は裏面の電極を示す図、図５（ｄ）はアンテナ電極周辺を拡大した断面図である。
【００４３】
本実施の形態の広帯域アンテナ装置２００は図５に示すように、誘電体基板２０４を支持基板とし、この誘電体基板２０４の表面および裏面にアンテナ電極２０１および共振子電極２０３を形成し、これらをこの誘電体基板２０４に設けられたスルーホールＨを介して高周波的に接続されたことを特徴とするものである。ここでも、この広帯域アンテナ装置２００は、円形状の導電性材料からなるアンテナ電極２０１と、このアンテナ電極の周波数帯域内の共振周波数を有し、このアンテナ電極より狭い周波数帯域幅を有する共振子電極２０３からなり、このアンテナ電極２０１に接続され、この共振子の共振帯域内で、このアンテナ電極の共振動作を抑制する共振抑制素子２０２とを備え、所望の周波数帯域の共振を抑制するように構成されたことを特徴とするものである。
【００４４】
すなわち、この共振抑制素子２０２は、アンテナ電極２０１とスルーホールにより高周波的に接続された共振子電極２０３と、誘電損失を有する平板状の誘電体材料からなる誘電体基板２０４で構成される。グランド電極２０５は、アンテナ電極２０１のグランドであり、広帯域アンテナ２００への入出力線路であるマイクロストリップ線路からなる給電線路２０６のグランドを兼ね、誘電体基板２０４は給電線路２０６の基板を兼ねる。給電線路２０６は同軸コネクタ２０７を介して外部回路と接続される。
【００４５】
図６は、本実施の形態の広帯域アンテナについて、アンテナ電極半径６．８ｍｍ、共振子電極半径２．９ｍｍ、誘電体基板厚さ０．８ｍｍ、比誘電率４、誘電損失としてｔａｎδ＝０．０２、誘電体基板サイズ２１ｍｍ×５０ｍｍの条件でシミュレーションにより求めた、アンテナ利得の周波数特性の解析結果の一例である。
【００４６】
かかる構成によれば、アンテナ電極２０１は、給電線路２０６を入出力線路として、図５中の方向ｂに主たる電界方向を持ち、グランド電極２０５をグランドとしたモノポールアンテナとして動作することで、図６に一例として示した周波数帯ｆ３の広帯域な周波数特性を発揮する。図６の周波数帯ｆ４内の周波数成分に対しては、共振抑制素子２０２は図６中のｂの電界方向で共振し、誘電体基板２０４の誘電損失により共振エネルギーの一部が消費されることで、広帯域アンテナ２００の効率が低下し該周波数成分のアンテナ利得が下がり、図６に示すような周波数特性となる。アンテナ利得が低下することで、送信動作の場合は、不要な雑音電力成分の放射が抑えられ、受信動作の場合は、不要な雑音成分の受信を抑制することができる。
【００４７】
誘電体基板上２０４上のアンテナ電極２０１、共振子電極２０３、グランド電極２０５、給電マイクロストリップ線路２０６は、平面回路基板と同様の製造手段により製造可能であり、安価に本実施の形態の広帯域アンテナを実施することが可能となる。
【００４８】
（実施の形態４）
次に本発明の実施の形態４について説明する。図７（ａ）は本発明の実施の形態４のアンテナ装置を示す正面図、図７（ｂ）は表面の電極図、図７（ｃ）は裏面の電極図である。図７において、図５と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。図７において、アンテナ電極２０１と同形の第２のアンテナ電極２１０によりアンテナ電極２０１と併せてダイポールアンテナを構成する。第２のアンテナ電極は端部で同軸コネクタ２０７のグランドと接続する。
【００４９】
かかる構成により、第２のアンテナ電極２１０は、給電線路２０６のグランドと同軸コネクタ２０７へのグランドを兼ね、給電コネクタ２０７に接続された不平衡系の外部回路の影響を軽減した平衡動作するダイポールアンテナ状のアンテナ動作が可能となる。
【００５０】
なお、本実施の形態において、同軸コネクタにより外部回路と接続する構成例を示したが、誘電体基板上に直接外部回路を形成した構成としてもよく、感度の観点では同一基板上に形成することが望ましい。
【００５１】
（実施の形態５）
図８（ａ）は、本発明の実施の形態５の広帯域アンテナの共振子電極周辺の拡大表面図、図８（ｂ）は断面図である。図９は、本発明の実施の形態５の広帯域アンテナ装置を用いた無線通信装置の高周波Ｆ／Ｅ（フロントエンド）周辺の機能ブロック図である。図８、図９において、図５と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
【００５２】
本発明の実施の形態の広帯域アンテナ装置３００は、図８に示すように、共振抑制電極２０３に共振抑制動作制御手段３０１を付加してなるものである。この共振抑制動作制御手段３０１は、共振子電極２０３のＤＣ電位をグランド電極２０５と等しくし、アンテナ電極２０３をグランド電極２０５から高周波的に分離するインダクタ３０２と、共振子電極２０３をアンテナ電極２０１と高周波的に接続する結合コンデンサ３０３と、給電線路２０６より供給されるＤＣ電圧である与干渉度変更信号による印加電圧の変化によって、アンテナ電極２０１と共振子電極２０３の接続状態を変更するスイッチ用ダイオード３０３とがチップ素子として搭載されている。
【００５３】
図９において、広帯域Ｆ／Ｅ３１１は、異種の無線通信システムと周波数帯域の一部（帯域ａ）を共用している。アンテナ３００に接続された広帯域Ｆ／Ｅ３１１で受信した信号により、周波数帯域を共有する。更に、システムの有無を与干渉機器検出手段３１２により判定し、与干渉機器検出手段３１２の出力に対応して、与干渉度変更信号発生手段３１３は共振抑制動作制御手段３０１への与干渉度変更信号を切り替える。また、広帯域Ｆ／Ｅ３１１は、外部回路との入出力ポートであるポート３１４を有する。
【００５４】
かかる構成により、与干渉機器検出手段３１２は、アンテナ３００を通して広帯域Ｆ／Ｅ３１１で受信した信号を受けて、帯域ａ内の周波数成分により、周波数帯域を共用する異種の無線通信システムの有無を判断する。
【００５５】
異種無線通信システムが存在する場合は、与干渉度変更信号発生手段３１３から共振抑制動作制御手段３０１へ共振抑制動作を行う与干渉度変更信号が出力され、給電線路２０６に負電圧が印加されることで、スイッチ用ダイオード３０３が逆バイアスされる。スイッチ用ダイオード３０３は、逆バイアスされることで、ハイインピーダンス（例えば１ｋΩ）状態となり、共振子２０２は帯域ａ内の周波数成分に対して共振し、誘電体基板２０４の誘電体損失により共振エネルギーの一部が吸収されることで、帯域ａ内でのアンテナ３００の利得は低下し、帯域ａを共用する異種の無線通信システムへの与／被干渉を低減することができる。
【００５６】
異種無線通信システムが存在しない場合は、給電線路２０６にスイッチ用ダイオード３０３を順方向にバイアスする正電圧が印加され、スイッチ用ダイオード３０３は導通状態となり、共振子２０２は帯域ａ内の周波数成分に対して共振しなくなり、共振抑制素子で吸収されない。
【００５７】
なお、このような広帯域アンテナ３００は、図１０にその実装例を示すように、誘電体基板２０４を大きく形成しておき、この誘電体基板上に広帯域Ｆ／Ｅ３１１を搭載するようにしてもよい。これにより、装置の大型化を招くことなく形成可能である。
【００５８】
なお、スイッチ用ダイオードを用いた共振抑制動作制御手段の構成例を示したが、ＦＥＴスイッチを用いても同様の効果を得ることが出来、スイッチの実現手段を限定するものではない。
【００５９】
また、負電圧により共振抑制動作を停止する構成例を示したが、ダイオードの接続方向に対応して、共振抑制動作を発揮する場合の印加電圧が正電圧である構成を用いても同様の効果が得られ、印加電圧の正負を限定するものではない。
【００６０】
（実施の形態６）
次に実施の形態６について説明する。
前記実施の形態１では、共振子電極１０３は、スルーホールＨを介してアンテナ電極１０１に、電気的に接続したが、本実施の形態では、図１１に示すように直接接続することなく、電界結合によって接続するようにしてもよい。
【００６１】
ここで図１１（ａ）は正面図（一部断面図）、図１１（ｂ）は側面からの断面図、図１１（ｃ）および図１１（ｄ）は動作説明図である。
【００６２】
本実施の形態おいて、図１に示した実施の形態１の広帯域アンテナ１００と異なるのは、共振抑制素子１４０を構成する共振子電極１４１が、アンテナ電極１０１に、電気的に接続されることなく、電界結合している点である。他は同様に構成されている。
図１１（ｃ）の矢印は、アンテナ動作時のアンテナ電極１０１の表面電流の代表的な向きの一例である。図１１（ｄ）の矢印は、図１１（ｃ）と同じタイミングでの共振子電極１４１のアンテナ電極１０１側の面に流れる表面電流の代表的な向きの一例である。
【００６３】
アンテナ電極上の表面電流の代表的な向きＡ１と同じタイミングでの共振子電極のアンテナ電極側の面に流れる表面電流の代表的な向きを、矢印Ａ３で示す。ここでは、共振抑制素子１４０は、アンテナ電極に電界結合する共振子電極１４１によって、アンテナ（アンテナ電極１０１）に電界結合しているため、図１１（ｄ）と図１（ｄ）の比較から、明らかなように、共振子電極のアンテナ電極側の面に流れる表面電流の向きＡ３が、電流結合で形成された場合と逆になっている。
【００６４】
かかる構成によれば、図１１（ｃ）、１１（ｄ）に矢印Ａ１，Ａ３で図示した表面電流分布を生じ、共振抑制素子１４０を構成する共振子電極１４１が、アンテナ電極のアンテナ動作に電界結合して共振し、誘電体基板１０４の誘電損失により該周波数成分の信号エネルギーの一部が吸収されることで、広帯域アンテナ１００の効率が低下し、アンテナ利得が低下する。
【００６５】
（実施の形態７）
次に実施の形態７について説明する。
本実施の形態では、図１２に示すように、マルチバンドの共振抑制を可能にするもので、本実施の形態では、第１の共振子電極１２２と第２の共振子電極１２３とが同一の誘電体基板１２４を介して同一表面上に配設されており、共振抑制素子１２１を形成してなるものである。
他は前記実施の形態１と同様に形成されている。
【００６６】
この構成によれば、第１の共振子電極１２２による共振周波数成分による誘電損失と、第２の共振子電極１２３による共振周波数成分による誘電損失とによって、２つの帯域の共振抑制が可能となる。
【００６７】
（実施の形態８）
次に実施の形態８について説明する。
本実施の形態においても、マルチバンドの共振抑制を可能にするもので、図１３（ａ）に正面図、図１３（ｂ）に側断面図を示すように、本実施の形態では第１の共振子電極１３２と第２の共振子電極１３３とがアンテナ電極１０１の両面に、それぞれ第１の誘電体基板１３４および第２の誘電体基板１３５を介して配設されており、共振抑制素子１３１を形成してなるものである。
他は前記実施の形態１と同様に形成されている。
【００６８】
この構成によっても、第１の共振子電極１３２による共振周波数成分による誘電損失と、第２の共振子電極１３３による共振周波数成分による誘電損失とによって、２つの帯域の共振抑制が可能となる。この構成によれば、共振子電極の大きさおよび形状によって、抑制周波数を制御する。更に、誘電体基板の材質および厚さによって、誘電損失を制御することができることになり、抑制周波数と抑制力とを独立して制御することができる。
【００６９】
なお、誘電体基板上に金属板を張り合わせて、アンテナ電極あるいは共振子電極を形成してもよいし、また、薄膜プロセスで電極形成を行うようにしてもよい。さらにまた、アルミナ基板内に、フェライトなどの誘電体を部分的に埋め込むようにしてもよく、適宜変形可能であることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明にかかる広帯域アンテナは、所定の周波数帯でのアンテナの共振動作を抑制して、周波数帯域の一部を共用する無線通信システムへの与干渉を低減することで、送信電力効率および受信感度を向上した無線通信装置の実現を可能とする広帯域アンテナを提供することができる。また複数の周波数バンドに対応したマルチバンド無線通信装置等の用途にも応用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の実施の形態１における広帯域アンテナを示す図、（ａ）は表面図（一部透視図）、（ｂ）は断面図、（ｃ）、（ｄ）は動作説明図
【図２】本発明の実施の形態１における広帯域アンテナのシミュレーション解析によるアンテナ利得の周波数特性図
【図３】本発明の実施の形態２における広帯域アンテナを示す図、（ａ）は表面図  （ｂ）は断面図
【図４】本発明の実施の形態２の変形例の広帯域アンテナを示す図、（ａ）（ｂ）はそれぞれの例の断面図
【図５】本発明の実施の形態３における広帯域アンテナを示す図、（ａ）は広帯域アンテナの表面からの透視図、（ｂ）は、同表面の電極図、（ｃ）は、同裏面の電極図、（ｄ）は、同拡大断面図
【図６】本発明の実施の形態３における広帯域アンテナのシミュレーション解析によるアンテナ利得の周波数特性図
【図７】本発明の実施の形態４における広帯域アンテナを示す図、（ａ）は広帯域アンテナの表面からの透視図、（ｂ）は、同表面の電極図、（ｃ）は、同裏面の電極図
【図８】本発明の実施の形態５における広帯域アンテナを示す図、（ａ）は、広帯域アンテナの拡大表面図、（ｂ）は拡大断面図
【図９】本発明の実施の形態５における広帯域アンテナを用いた無線通信装置の一例を示す図
【図１０】本発明の実施の形態５における広帯域アンテナを用いた無線通信装置の実装例を示す図
【図１１】本発明の実施の形態６における広帯域アンテナを示す図、（ａ）は表面図（一部透視図）、（ｂ）は断面図、（ｃ）、（ｄ）は動作説明図
【図１２】本発明の実施の形態７における広帯域アンテナを示す図
【図１３】本発明の実施の形態８における広帯域アンテナを示す図、（ａ）は表面図（一部透視図）、（ｂ）は断面図
【図１４】従来の広帯域アンテナを示す図、（ａ）は正面図（一部透視図）、（ｂ）は断面図
【符号の説明】
【００７２】
１  放射素子
２  大地（グランド）
３  給電線
４  高周波電源
１００  広帯域アンテナ
１０１  アンテナ電極
１０２  共振抑制素子
１０３  共振子電極
１０４  誘電体基板
１０５  グランド
１０６  同軸線路
１０７  ポート
１１０  給電線路
１１１  ポート
２００  広帯域アンテナ
２０１  アンテナ電極
２０２  共振抑制素子
２０３  共振子電極
２０４  誘電体基板
２０５  グランド電極
２０６  給電マイクロストリップ線路
２０７  同軸コネクタ
２１０  広帯域アンテナ
２１１  第２のアンテナ電極
３００  広帯域アンテナ
３０１  共振抑制動作制御手段
３０２  ＤＣカット用インダクタ
３０３  結合コンデンサ
３０４  スイッチ用ダイオード
３１１  広帯域Ｆ／Ｅ
３１２  与干渉機器検出手段
３１３  与干渉度変更信号発生手段
【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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