(57)【要約】【課題】広い周波数帯域にわたって整合がとれるアンテナを実現すること。【解決手段】略平行な直線状で、長さｌFDの金属配線ｐ１とｑ１でフォールデッドダイポールアンテナ（アンテナＡＮ１）を形成している。このアンテナＡＮ１の両端にはアドミタンス可変回路ＣFD1 が備えられている。アドミタンス可変回路ＣFD1 は可変素子を含んでおり、2 端子間アドミタンスを制御することができる。2 点ＦＬFDとＦＲFDを一組として成る給電部ＦFDは、金属配線ｐ１の略中心に備えられている。アドミタンス可変回路ＣFD1 の可変作用によって、アンテナ自身のアドミタンスが直接的に制御されるが、この時、その可変制御に基づいて、アンテナＡＮ１の放射モードと伝送モードの分解比を望ましい所定の値に設定することができる。従って、当該フォールデッドアンテナの給電部で広い周波数帯域にわたり整合をとることができる。【選択図】図１
2006262356.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
略平行な複数本の金属配線から基本構造が構成されるフォールデッドダイポール構造のフォールデッドアンテナにおいて、
何れか１本の前記金属配線の中央に挿入された２点１組の給電点から成る給電部と、
当該フォールデッドアンテナを使用周波数に対して前記給電点においてインピーダンス整合させるための整合回路と
を有し、
前記整合回路は、
前記フォールデッドダイポール構造における両側の各端部にそれぞれ１つずつ設けられている
ことを特徴とするフォールデッドアンテナ。
【請求項２】
略平行な複数本の金属配線をそれぞれ環状に閉じることによって基本構造が構成されるフォールデッドループ構造のフォールデッドアンテナにおいて、
何れか１本の前記金属配線の中央に挿入された２点１組の給電点から成る給電部と、
当該フォールデッドアンテナを使用周波数に対して前記給電点においてインピーダンス整合させるための整合回路と
を有し、
前記整合回路は、
前記フォールデッドループ構造のループ上における前記給電部の反対側に挿入されている
ことを特徴とするフォールデッドアンテナ。
【請求項３】
前記基本構造は、
２本のループ状の金属配線から構成されており、
前記整合回路は、
インダクタとキャパシタから構成された、２端子入力２端子出力のフィルタ回路から構成されている
ことを特徴とする請求項２に記載のフォールデッドアンテナ。
【請求項４】
前記整合回路は、
前記整合回路自身のアドミタンスを変化させることができる可変回路である
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載のフォールデッドアンテナ。
【請求項５】
前記可変回路は、
前記整合回路自身のアドミタンスを変化させる可変容量素子を有する
ことを特徴とする請求項４に記載のフォールデッドアンテナ。
【請求項６】
複数本の前記金属配線は、
薄板状でストライプ状の幅広面を有する金属板から構成されており、
前記幅広面が互いに略平行に対峙する様に配置されている
ことを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載のフォールデッドアンテナ。
【請求項７】
複数本の前記金属配線は、
誘電体基板の同一面上に配設されたプリントパターンまたは金属板から構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載のフォールデッドアンテナ。
【請求項８】
複数本の前記金属配線は、
略円柱形状の金属線から構成されている
ことを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載のフォールデッドアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、略平行な複数本の金属配線から基本構造が構成されるフォールデッドアンテナに関する。このフォールデッドアンテナには、フォールデッドループアンテナとフォールデッドダイポールアンテナが含まれる。
この発明は、これらのフォールデッドアンテナで扱う周波数帯域の広帯域化に大いに有用なものである。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】特開平９−１３０１３２  可変容量素子を含む整合回路をもつダイポールアンテナの構成例に関しては、例えば上記の特許文献１に開示がある。この特許文献１には、そのダイポールアンテナが比帯域約３０％で動作すると記載されている。
【０００３】
また、この従来技術に酷似の他の従来のダイポールアンテナの回路図を図１４に例示する。ただし、本図１４では、整合回路ＭＣ２０をその他の部位よりも大きく拡大して図示している。広帯域に整合をとる整合回路ＭＣ２０を備えたこの従来のダイポールアンテナＡＮ２０は、２点ＦＬD とＦＲD を一組として成る給電部ＦD をアンテナの中心に備えており、金属配線ｐ２０が当該アンテナの共振部分（双極子）に相当している。
また、このダイポールアンテナＡＮ２０では、２点ＧＬとＧＲを一組として成る給電線路接続部Ｇと給電部ＦD の間に整合回路ＭＣ２０が備えられており、給電線路接続部Ｇは平行２線等の給電線路に接続されている。整合回路ＭＣ２０は、インダクタ素子Ｌ２０、Ｌ２１と、容量素子Ｃ２１、および可変容量素子Ｃ２０からなる。
【０００４】
そして、このダイポールアンテナＡＮ２０では、インダクタ素子Ｌ２０のインダクタンス値を大きくすることにより、ダイポールアンテナの長さ、即ち、金属配線ｐ２０の長さｌD を等価的に短くする。ダイポールアンテナの長さｌD が等価的に短い場合、整合がとれる周波数帯域は狭くなる。従来技術では、可変容量素子Ｃ２０を調整することにより、整合がとれる周波数帯域を変化させ、アンテナの動作周波数を広げている。即ち、この従来技術では、受信すべき周波数の変化に対するダイポールアンテナのインピーダンス変化が小さくなるように、整合回路ＭＣ２０を構成するインダクタ素子Ｌ２０、Ｌ２１と、容量素子Ｃ２１の各値を固定して、可変容量素子Ｃ２０を制御する。
【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、これらの従来技術のように、アンテナの給電部の前段に整合回路を設ける回路構成を採用する場合、アンテナに対して直列に素子が挿入されるのでインピーダンス変換される周波数帯域幅は狭くなってしまう。このため、従来技術においては、アンテナの更なる広帯域化は非常に困難である。
【０００６】
本発明は、上記の課題を解決するために成されたものであり、その目的は、広い周波数帯域にわたって整合がとれるアンテナを実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するためには、以下の手段が有効である。
即ち、本発明の第１の手段は、略平行な複数本の金属配線から基本構造が構成されるフォールデッドダイポール構造のフォールデッドアンテナにおいて、上記の何れか１本の金属配線の中央に挿入された２点１組の給電点から成る給電部と、当該フォールデッドアンテナを使用周波数に対して給電点においてインピーダンス整合させるための整合回路とを設け、この整合回路を上記のフォールデッドダイポール構造における両側の各端部にそれぞれ１つずつ配置することである。
【０００８】
また、本発明の第２の手段は、略平行な複数本の金属配線をそれぞれ環状に閉じることによって基本構造が構成されるフォールデッドループ構造のフォールデッドアンテナにおいて、何れか１本の金属配線の中央に挿入された２点１組の給電点から成る給電部と、当該フォールデッドアンテナを使用周波数に対して給電点においてインピーダンス整合させるための整合回路とを設け、この整合回路を上記のフォールデッドループ構造のループ上における給電部の反対側に挿入することである。
【０００９】
ただし、ここで言うフォールデッドループ構造のループ上における給電部の反対側とは、ループの長さの１／４以上の距離、給電部からループ上で離れた位置のことである。また、設ける整合回路の数は任意で良いが、左右対称に配置することが望ましい。したがって、例えば整合回路をループ上に奇数個配設する場合には、それらの内のちょうど真ん中の１つの整合回路は給電部の正反対の位置に配設することが望ましい。
【００１０】
また、本発明の第３の手段は、上記の第２の手段において、上記の基本構造を２本のループ状の金属配線から構成し、インダクタとキャパシタから構成された２端子入力２端子出力のフィルタ回路から上記の整合回路を構成することである。
【００１１】
また、本発明の第４の手段は、上記の第１乃至第３の何れか１つの手段において、上記の整合回路を、その整合回路自身のアドミタンスを変化させることができる可変回路とすることである。以下、その様な可変回路のことをアドミタンス可変回路と言うことがある。
このアドミタンス可変回路に用いる可変素子は、可変制御可能なものであれば良く、可変容量でも可変のインダクタでも良い。
【００１２】
また、本発明の第５の手段は、上記の第４の手段の可変回路に上記の整合回路自身のアドミタンスを変化させる可変容量素子を用いることである。
【００１３】
また、本発明の第６の手段は、上記の第１乃至第５の何れか１つの手段において、上記の複数本の金属配線を、薄板状でストライプ状の幅広面を有する金属板から構成し、それらを幅広面が互いに略平行に対峙する様に配置することである。
【００１４】
また、本発明の第７の手段は、上記の第１乃至第５の何れか１つの手段において、上記の複数本の金属配線を、誘電体基板の同一面上に配設されたプリントパターンまたは金属板から構成することである。
【００１５】
また、本発明の第８の手段は、上記の第１乃至第５の何れか１つの手段において、上記の複数本の金属配線を、略円柱形状の金属線から構成することである。
以上の本発明の手段により、前記の課題を効果的、或いは合理的に解決することができる。
【発明の効果】
【００１６】
以上の本発明の手段によって得られる効果は以下の通りである。
即ち、本発明の第１または第２の手段によれば、当該フォールデッドアンテナに具備される上記の整合回路によって、アンテナ自身の給電点における入力インピーダンスが直接的に制御される。即ち、上記の整合回路の周波数特性は、使用周波数帯域の全域にわたって給電点においてインピーダンス整合する様に設定される。従って、本発明の第１の手段によれば、当該フォールデッドアンテナは、広い使用周波数帯域にわたって用いることができる。
【００１７】
特に、本発明の第１の手段によれば、上記のフォールデッドアンテナをフォールデッドダイポールアンテナとして実現することができるので、この構成を採用すると、例えば、当該アンテナの配設領域が狭く細長い領域に制限されてしまう場合などに有利となる。
【００１８】
また、本発明の第２の手段によれば、上記のフォールデッドアンテナをフォールデッドループアンテナとして実現することができるので、この構成を採用すると、例えば、上記のアドミタンス可変回路の配設に相応しい領域が１箇所に制限されてしまう場合などに有利となる。
【００１９】
また、本発明の第３の手段によれば、必ずしも上記の整合回路に抵抗素子を具備する必要がなくなる。そして、上記の整合回路から抵抗素子を排除すれば、抵抗素子での電力損失を無くすことができるため、従来よりも幅広い周波数帯域にわたって高い感度を得ることができる。
【００２０】
更に、本発明の第４の手段によれば、整合回路自身のインピーダンスを動的に切り換えることによって、上記の使用周波数帯域を動的に切り換えることが可能となるため、目的のアンテナを感度の高い状態で更に広範な周波数帯域にわたって良好に使用することができる。
【００２１】
また、本発明の第５の手段によれば、例えばバラクターなどを用いて容易に上記の可変回路（整合回路）を構成することができるので、目的のアンテナの構造を簡潔に構成することができる。
【００２２】
また、本発明の第６の手段によれば、基本構造を構成する金属配線を伝送線路として見た場合に、その伝送モードの特性アドミタンスの値を容易に大きくすることができる。
【００２３】
また、本発明の第７の手段によれば、基本構造を構成する金属配線を安価な誘電体基板等に容易に配設することができる。
【００２４】
また、本発明の第８の手段によれば、基本構造を構成する金属配線を安価な円柱状の金属線で構成できるので、アンテナのコストを安く抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
なお、上記の可変素子の構成要素としてインダクタ素子を用いる場合には、そのインダクタ素子と他の可変容量素子とを並列または直列に接続することによって、その複合体を可変インダクタ素子として動作させると良い。この場合、その可変容量素子の容量値を可変制御することにより、その複合体を可変インダクタ素子として動作させることができる。
【００２６】
以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説明する。
ただし、本発明の実施形態は、以下に示す個々の実施例に限定されるものではない。
【実施例１】
【００２７】
本実施例1 のアンテナＡＮ１の平面図を図１に示す。略平行な直線状で、長さｌFDの金属配線ｐ１とｑ１でフォールデッドダイポールアンテナを形成している。フォールデッドダイポールアンテナの両端には、本発明の整合回路であるアドミタンス可変回路ＣFD1 が備えられている。アドミタンス可変回路ＣFD1 は可変素子を含んでおり、2 端子間アドミタンスを制御することができる。2 点ＦＬFDとＦＲFDを一組として成る給電部ＦFDは、金属配線ｐ１の略中心に備えられている。
【００２８】
図２−Ａ，−Ｂ，−ＣにアンテナＡＮ１の金属配線ｐ１，ｑ１の断面形状の構成例をそれぞれ示す。これらの金属配線ｐ１，ｑ１の断面形状は任意で良く、例えば、図２−Ａの様な構成でも良い。即ち、ここでは、金属配線ｐ１，ｑ１の断面形状を円形としている。図２−Ａの符号ｒはその円形の半径を示し、符号ｄは各円の中心間の距離を示している。例えばこの様な構成を採用すれば、円柱状の２本の金属線を誘電体基板の同一面上に配設することによって、目的のアンテナＡＮ１を比較的安価な金属線を用いて製造することができる。
【００２９】
図３は、アンテナＡＮ１における各モードの分解／合成の関係を示す概念図である。このアンテナＡＮ１の入力特性は、本図３に示す放射モードＲD と伝送モードＴD の各入力特性を合成したものとなる。この時、放射モードＲD では、金属配線ｐ１と金属配線ｑ１に流れる電流は同じ向きとなり、伝送モードＴD では、金属配線ｐ１，ｑ１に流れる電流は逆向きとなる。
【００３０】
また、図４にアンテナＡＮ１の放射モードに係わる等価回路を示す。断面形状が円形の２線の端をそれぞれ内側に折り返して形成されるフォールデッドダイポールアンテナの構造は、断面形状が円形の１線のダイポールアンテナの構造に等価的に置き換えることができる。例えばアンテナＡＮ１の断面形状が図２−Ａで与えられる場合には、その等価なダイポールアンテナの断面の等価半径ｒe は（ｒｄ）1/2 で与えられる。
【００３１】
また、図５−ＡにアンテナＡＮ１の伝送路の給電部ＦFDの給電点ＦＬFD−ＦＲFDから見た等価回路を示す。また、図５−ＢにアンテナＡＮ１の給電部ＦFDの給電点ＦＬFD−ＦＲFDからアドミタンス可変回路ＣFD1 を見た等価回路を示す。
一般に、フォールデッドダイポールアンテナの共振モードは、上記の様にして放射モードと伝送モードに分解することができるが、このアンテナＡＮ１では、アドミタンス可変回路ＣFD1 の可変素子の値を可変制御することによって、アンテナの放射モードと伝送モードの分解比を所定の値とすることができる。
【００３２】
言い換えると、アンテナＡＮ１の特徴は、図５に示す様に、電波の放射も考慮して給電点から線路を見たインピーダンスが、左を見た線路インピーダンスに等しくなる様に、アドミタンス可変回路ＣFD1 の2 端子間アドミタンスＹCDを、使用する全周波数に渡って周波数ｆに依存させる点である。ただし、この依存形態は必ずしも連続的でなくとも良く、例えばアドミタンスＹCDを段階的に変化させても良い。また、給電点においてインピーダンス整合がとれていることは、給電部ＦFDでアドミタンスＹFDの実部ＧFDと虚部ＢFDが、広い使用周波数帯域にわたり、それぞれ略一定値（≒線路インピーダンス）及び略０になっていることと等価である。
【００３３】
この条件を満たすアドミタンス可変回路ＣFD1 の2 端子間のアドミタンスＹCDは、次式（１）〜（３）の様にして与えられる。したがって、ここでは、この周波数特性を実現するために次式（１）を成立させる様に、アドミタンス可変回路ＣFD1 の２端子間アドミタンスＹCDを制御すれば良い。この制御では、例えばアドミタンスＹCDを段階的に変化させる。即ち、アドミタンスＹCDを使用する各周波数帯域毎に、アドミタンス可変回路ＣFD1 中のバラクターダイオードに対して適当な直流電位を印加して、そのバラクターダイオードの容量値を変化させる。
【００３４】
（２端子間アドミタンスＹCD）
【数１】
2006262356.tif 000003
（変数定義）
ＳFD＝｛ＢFD−（ＢRD／ＮRD2 ）｝／｛ＧFD−（ＧRD／ＮRD2 ）｝          （２）
ＴFD＝Ｙ0TL ／｛ＧFD−（ＧRD／ＮRD2 ）｝                              （３）
【００３５】
（記号説明）
ＧRD：アンテナＡＮ１の放射モードＲD におけるアドミタンスＹRDの実部
ＢRD：アンテナＡＮ１の放射モードＲD におけるアドミタンスＹRDの虚部
ＮRD：放射モードＲD のインピーダンスステップアップ比
ＹoTD ：伝送モードＴD の特性アドミタンス
β：アンテナＡＮ１の位相定数
ＹRD：放射モードＲD のアンテナＡＮ１の入力アドミタンス
ｌFD：アンテナ長
【００３６】
（図５の等価回路の式）
ＹFD＝（ＹTD／２）＋（ＹRD／ＮRD2 ）                        （１−ａ）
ＹTD（ＹoTD ＋ｊＹCDtan(βｌFD／２））
＝ＹoTD （ＹCD＋ｊＹoTD tan(βｌFD／２））  （１−ｂ）
２７６ＹoTD log(ｄ／ｒ）＝１                                （１−ｃ）
ＮRD＝２                                                    （１−ｄ）
なお、式（１−ａ）の１つの放射伝送路の入力アドミタンスＹRDは、前述の等価半径ｒe とアンテナＡＮ１の長さｌFDから求められる。
【００３７】
図６−Ａ，−Ｂにアドミタンス可変回路ＣFD1 のアドミタンスＹCDの周波数特性を示す。図６−ＡがアドミタンスＹCDの実部ＧCDの周波数特性を示しており、図６−ＢがアドミタンスＹCDの虚部ＢCDの周波数特性を示している。縦軸がアドミタンス、横軸が規格化された周波数である。規格化周波数ｆ0 と規格化波長λ0 は、光速ｃとの間に次のような関係にある。
（ｆ0 とλ0 の関係）
ｃ＝ｆ0 λ0                                                           （４）
また、アンテナＡＮ１の長さｌFDと規格化波長λ0 との間には、以下のような関係がある。
（ｌFDとλ0 の関係）
ｌFD＝λ0 ／２                                                        （５）
【００３８】
即ち、自由空間に置かれた半波長ダイポールアンテナの周波数が規格化周波数ｆ0 に相当する。周波数帯域が0.2 ｆ0 から1 ｆ0 までの範囲では、実部ＧCDは0.011[S]から0.464[S]までの範囲内で変化している。同様に周波数帯域が0.2 ｆ0 から1 ｆ0 までの範囲では、虚部ＸCDは−0.418[S]から−0.016[S]までの範囲内で変化している。なお、伝送モードの特性アドミタンスＹoTD を0.05[S] とした。
【００３９】
また、先に、金属配線ｐ１，ｑ１の断面形状を図２−Ａ，−Ｂ，−Ｃに例示したが、図２−Ｂの構成例では、幅ｗａの２枚の金属板が向かい合うように配置されている。この図２−Ｂの金属配線の断面形状の特徴は、金属板の幅ｗａと金属板の間隔d を調整することにより、伝送モードの特性アドミタンスＹoTD を容易に高くできることである。例えば、伝送モードの特性アドミタンスＹoTD を0.05[S] にするには、ｗｑ／ｄを略１５とすればよい。このパラメータは、設計時のチューニングパラメータとして有用である。
【００４０】
また、図２−Ｃの構成例に従えば、幅ｗａの２つの金属板を誘電体基板の片方の面に容易に配設することができ、この場合、比較的安価な誘電体基板を用いてアンテナＡＮ１を製造することができる。
【００４１】
なお、図２−Ａの例では２本の円柱状金属導体の半径が等しく、図２−Ｂ，図２−Ｃの例では、２つの金属板の幅ｗａが等しいが、これらの条件下において、放射モードＲD のインピーダンスステップアップ比ＮRDは、前述の式（１−ｄ）に示した通り（：ＮRD＝２）になる。
【００４２】
図１のアドミタンス可変回路ＣFD1 の構成例を図７−Ａ，−Ｂに、各々具体的に例示する。図７−Ａのアドミタンス可変回路Ｃ８Ａは、抵抗素子Ｒ１と可変容量素子Ｃ１の並列接続にインダクタ素子Ｌ１を直列接続することによって構成された本発明のアドミタンス可変回路である。この回路の端子ＡＲ，ＡＲ′を図１の各対応箇所にそれぞれ接続する。勿論、もう一方の、即ち図１の左側の端子ＡＬ，ＡＬ′に接続するアドミタンス可変回路ＣFD1 についても同様に、左右対称に構成して各対応箇所にそれぞれ接続すれば良い。
また、図７−Ｂのアドミタンス可変回路Ｃ８Ｂは、抵抗素子Ｒ１と可変容量素子Ｃ１の直列接続にインダクタ素子Ｌ１を並列接続することによって構成された本発明のアドミタンス可変回路であり、例えばこの様にして図１のアドミタンス可変回路ＣFD1 を構成しても良い。
【００４３】
図８に上記の可変容量素子Ｃ１の実現形態を例示する。容量素子Ｃ１ａ，容量素子Ｃ１ｂ，容量素子Ｃ１ｃは、互いに直列に接続されており、この直列接続によって上記の可変容量素子Ｃ１が構成されている。その中央に位置する容量素子Ｃ１ｂは、バラクターダイオードから成り、その両端子間の直流電位に応じてその容量は変化する。容量素子Ｃ１ａと容量素子Ｃ１ｂとの接続点は、チョークコイルＬ１ａを介して所定のバイアス回路の直流電位供給点ＰB に接続されている。一方、容量素子Ｃ１ｂと容量素子Ｃ１ｃとの接続点は、チョークコイルＬ１ｂを介して接地されている。
【００４４】
例えばこの様な回路構成にしたがえば、直流電位供給点ＰB の電位Ｖc を適当に可変制御することによって、容量を所望の値に可変制御することが可能な上記の可変容量素子Ｃ１を実現することができる。即ち、この様な回路構成にしたがえば、図６−Ａ，−Ｂに例示された周波数特性が得られる様に、直流電位供給点ＰB の電位Ｖc を可変制御することができる。
【実施例２】
【００４５】
本実施例２のアンテナＡＮ２の平面図を図９に示す。図１のアンテナＡＮ１と異なる点は、金属配線の本数を３にしたことである。例えばこの様にして設計パラメータを増やすことにより、設計の自由度を上げることができる。このとき、勿論アドミタンス可変回路ＣFD2 の端子数も３となる。
【００４６】
図９のアドミタンス可変回路ＣFD2 の具体的な構成例を図１０−Ａ〜Ｆに例示する。図１０−Ａの回路Ｃ１０Ａは、図７−Ａに示した回路構成をＡＲ−ＡＲ′間とＡＲ−ＡＲ″間に並列接続することによって構成されたアドミタンス可変回路である。同様に、図１０−Ｂの回路Ｃ１０Ｂは、図７−Ｂに示した回路構成をＡＲ−ＡＲ′間とＡＲ−ＡＲ″間に並列接続することによって構成されたアドミタンス可変回路である。
【００４７】
また、図１０−Ｃの回路Ｃ１０Ｃは、抵抗素子Ｒ２と可変容量素子Ｃ２の並列接続をＡＲ−Ｈ間に接続し、インダクタ素子Ｌ２をＨ−ＡＲ′間とＨ−ＡＲ″間に並列接続することによって構成されたアドミタンス可変回路である。同様に、図１０−Ｄの回路Ｃ１０Ｄは、インダクタ素子Ｌ２をＡＲ−Ｈ間に接続し、抵抗素子Ｒ２と可変容量素子Ｃ２の並列接続をＨ−ＡＲ′間とＨ−ＡＲ″間に並列接続することによって構成されたアドミタンス可変回路である。
【００４８】
図１０−Ｅの回路Ｃ１０Ｅは、抵抗素子Ｒ２と可変容量素子Ｃ２の並列接続をＡＲ−Ｊ１間とＡＲ−Ｊ２間に接続し、インダクタ素子Ｌ２をＪ１−Ｊ２間に接続することによって構成されたアドミタンス可変回路である。同様に、図１０−Ｆの回路Ｃ１０Ｆは、インダクタ素子Ｌ２をＡＲ−Ｊ１間とＡＲ−Ｊ２間に接続し、抵抗素子Ｒ２と可変容量素子Ｃ２の並列接続をＪ１−Ｊ２間に接続することによって構成されたアドミタンス可変回路である。
【実施例３】
【００４９】
本実施例３のアンテナＡＮ３の平面図を図１１に示す。図１のアンテナＡＮ１と異なる点は、２本の金属配線ｐ３とｑ３をループ形状にして、フォールデッドループアンテナとした点であり、このアンテナＡＮ３では、そのフォールデッドループ構造において、給電部ＦFLと反対側の位置にアドミタンス可変回路ＣFLを備えている。
【００５０】
アンテナＡＮ３の入力特性も、アンテナＡＮ１と同様に、図１２に示す放射モードＲL と伝送モードＴL の各入力特性を合成したものとなる。放射モードＲL では、金属配線ｐ３とｑ３に流れる電流は同じ向きとなり、伝送モードＴL では、金属配線ｐ３とｑ３（アンテナの基本構造部分）に流れる電流は逆向きとなる。
【００５１】
例えばこの様に、フォールデッドループアンテナを構成する際に、そのアンテナの基本構造を構成する金属配線数を２本にすると、アドミタンス可変回路の端子数は４となるが、この様な場合には、アドミタンス可変回路（ＣFL）に、周知の４端子網フィルタを利用することができる。
【００５２】
この様なフィルタは、インダクタ素子と容量素子とを用いて構成することができ、固有の特性インピーダンスをもつが、その特性インピーダンスは、通常、インピーダンス実部である。そこで、その特性インピーダンスを所定のインピーダンス実部として利用すれば、必ずしも上記のアドミタンス可変回路に抵抗素子を具備する必要がなくなる。
よって、この様にして上記のアドミタンス可変回路から抵抗素子を排除した構成に従えば、抵抗素子での電力損失を無くすことができるため、従来よりも幅広い周波数帯域にわたって高い感度を得ることができる。
【００５３】
例えば、本実施例３のアンテナＡＮ３のアドミタンス可変回路ＣFL（図１１）では、２端子間アドミタンスＹCLが、次式（６）〜（８）の様にして与えられる。
（２端子間アドミタンスＹCL）
【数２】
2006262356.tif 000004
（変数定義）
ＳFL＝｛ＢFL−（ＢRL／ＮRL2 ）｝／｛ＧFL−（ＧRL／ＮRL2 ）｝          （７）
ＴFL＝Ｙ0TL ／｛ＧFL−（ＧRL／ＮRL2 ）｝                              （８）
【００５４】
この時、前述の実施例１と略同様に、フォールデッドループアンテナのアドミタンスＹFLの実部ＧFLと虚部ＢFLが、所定の周波数帯域にわたり、それぞれ略一定値と略０となるように、アドミタンス可変回路ＣFLの可変素子の値を制御すると、幅広い周波数帯域にわたって高い感度を得ることができる。
【００５５】
ただし、ここで、ＧRLとＢRLは放射モードのアドミタンスＹRLの実部と虚部、ＮRLは放射モードＲL のインピーダンスステップアップ比、Ｙ0TL は伝送モードＴL の特性アドミタンス、βは位相定数である。また、ｌFLはフォールデッドループアンテナの一周の長さであり、金属配線ｐ３の長さと金属配線ｑ３の長さの平均値を用いて定義する。
【００５６】
図１１のアドミタンス可変回路ＣFLの具体的な構成例を図１３−Ａ〜Ｄに例示する。図１３−Ａの回路Ｃ１４Ａは、Ｔ型３次ハイパスフィルタで構成されたアドミタンス可変回路である。また、図１３−Ｂの回路Ｃ１４Ｂは、π型３次ハイパスフィルタで構成されたアドミタンス可変回路である。また、図１３−Ｃの回路Ｃ１４Ｃは、Ｔ型３次ローパスフィルタで構成されたアドミタンス可変回路である。また、図１３−Ｄの回路Ｃ１４Ｄは、π型３次ローパスフィルタで構成されたアドミタンス可変回路である。
これらの各アドミタンス可変回路は何れも、周知のハイパスフィルタまたはローパスフィルタの構造を有しており、それぞれインダクタ素子Ｌ３や可変容量素子Ｃ３から構成されている。
【００５７】
なお、上記の実施例３では、アンテナＡＮ３を構成する各金属配線ｐ３とｑ３は、誘電体基板の同一面上（ｘｙ平面上）に配置される構成をとっているが、両金属配線を同寸法として、ｚ方向にずらして略平行に沿う様にして配置してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明のアンテナ装置は、広帯域の電波を受信する例えばテレビ用のアンテナなどとして極めて有用である。また、本発明のアンテナ装置は、広帯域化の他にも、平面化や小形化や細線化などが容易であるので、特に、視界の確保や美観の維持が要求される車両の窓ガラスなどに搭載するのに好適である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】実施例１のアンテナＡＮ１の平面図
【図２−Ａ】アンテナＡＮ１の金属配線の断面形状の例
【図２−Ｂ】アンテナＡＮ１の金属配線の断面形状の例
【図２−Ｃ】アンテナＡＮ１の金属配線の断面形状の例
【図３】アンテナＡＮ１における各モードの分解／合成の関係を説明する概念図
【図４】アンテナＡＮ１の放射モードに係わる等価回路の回路図
【図５−Ａ】アンテナＡＮ１に係わる等価回路の回路図
【図５−Ｂ】アンテナＡＮ１に係わる等価回路の回路図
【図６−Ａ】アドミタンスＹCDの実部ＧCDの周波数特性を示すグラフ
【図６−Ｂ】アドミタンスＹCDの虚部ＢCDの周波数特性を示すグラフ
【図７−Ａ】アドミタンス可変回路ＣFD1 の構成を例示する回路図
【図７−Ｂ】アドミタンス可変回路ＣFD1 の構成を例示する回路図
【図８】可変容量素子Ｃ１の実現形態を例示する回路図
【００６０】
【図９】実施例２のアンテナＡＮ２の平面図
【図１０−Ａ】アドミタンス可変回路ＣFD2 の構成を例示する回路図
【図１０−Ｂ】アドミタンス可変回路ＣFD2 の構成を例示する回路図
【図１０−Ｃ】アドミタンス可変回路ＣFD2 の構成を例示する回路図
【図１０−Ｄ】アドミタンス可変回路ＣFD2 の構成を例示する回路図
【図１０−Ｅ】アドミタンス可変回路ＣFD2 の構成を例示する回路図
【図１０−Ｆ】アドミタンス可変回路ＣFD2 の構成を例示する回路図
【００６１】
【図１１】実施例３のアンテナＡＮ３の平面図
【図１２】アンテナＡＮ３における各モードの分解／合成の関係を説明する概念図
【図１３−Ａ】アドミタンス可変回路ＣFLの構成を例示する回路図
【図１３−Ｂ】アドミタンス可変回路ＣFLの構成を例示する回路図
【図１３−Ｃ】アドミタンス可変回路ＣFLの構成を例示する回路図
【図１３−Ｄ】アドミタンス可変回路ＣFLの構成を例示する回路図
【図１４】従来のアンテナＡＮ２０の平面図
【符号の説明】
【００６２】
ＡＮ１、ＡＮ２、ＡＮ３  ：  アンテナ
ＦFD、ＦFL、ＦＤ  ：  給電部
ｐｉ、ｑｊ  ：  金属配線（ｉ，ｊは線番号）
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３  ：  インダクタ素子
Ｃ1 、Ｃ２、Ｃ３  ：  可変容量素子
Ｒ１、Ｒ２  ：  抵抗素子
ｌFD、ｌFL  ：  金属配線の長さ
ＣFD1 、ＣFD2 、ＣFL  ：  アドミタンス可変回路
【図１】
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【図２−Ａ】
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【図２−Ｂ】
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【図２−Ｃ】
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【図３】
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【図４】
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【図５−Ａ】
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【図５−Ｂ】
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【図６−Ａ】
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【図６−Ｂ】
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【図７−Ａ】
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【図７−Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０−Ａ】
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【図１０−Ｂ】
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【図１０−Ｃ】
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【図１０−Ｄ】
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【図１０−Ｅ】
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【図１０−Ｆ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３−Ａ】
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【図１３−Ｂ】
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【図１３−Ｃ】
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【図１３−Ｄ】
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【図１４】
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