(57)【要約】      （修正有）【課題】シート状の平面アンテナに関し、整合帯域を広くとることができる、小型で薄型の平面アンテナを提供する。【解決手段】シート状の誘電体１０と、誘電体１０の一方の面に配備された、入力信号が供給される疑似給電パッチと、誘電体１０の一方の面に対する他方の面１０ａに、誘電体１０を挟んで疑似給電パッチに対向して配備された給電パッチ１２０と、他方の面１０ａに配備された放射要素１３０とを備える。【選択図】        図５
2006319629.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状の誘電体と、
前記誘電体の一方の面に配備された、入力信号が供給される疑似給電パッチと、
前記誘電体の一方の面に対する他方の面に、該誘電体を挟んで前記疑似給電パッチに対向して配備された給電パッチと、
前記他方の面に配備された放射要素とを備えたことを特徴とする平面アンテナ。
【請求項２】
前記一方の面に配備された、グラウンドに接地する疑似グラウンド電極と、
前記他方の面に、前記誘電体を挟んで前記疑似グラウンド電極に対向して配備されたグラウンド電極とを備えた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、シート状の平面アンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
ノート型のパーソナルコンピュータや、携帯型のゲーム機等のモバイル端末機器に組み込まれるアンテナとして、逆Ｆ型アンテナがよく使われている（例えば、特許文献１等参照）。特許文献１に記載された逆Ｆ型アンテナは、グラウンド（以下、ＧＮＤと表記することがある）電極が広がる面に対して垂直に起立した、ＧＮＤ電極と放射要素とを短絡する短絡要素を有するものである。モパイル端末機器に組み込まれるアンテナには、薄型化が要求されるが、特許文献１の逆Ｆ型アンテナでは、短絡要素が起立している分アンテナの厚さが厚くなり、短絡要素が薄型化の妨げになっている。
【０００３】
図１は、従来のデュアルバンド平面逆Ｆ型アンテナを示す図であり、図２は、図１に示すアンテナのインピーダンス特性を示す図である。
【０００４】
この図１ではハッチングを施した部分が導体であり、図中の左側の丸印がグラウンド接続点ｇになり、このグラウンド接続点ｇにグラウンドにつながるケーブル（不図示）が接続される。また、図中の右側の丸印が給電点ｐになり、この給電点ｐに入力信号が流れるケーブル（不図示）が接続される。図１に示す逆Ｆ型アンテナ９は、０．３ｍｍの絶縁体基板９０上に設けられた、ＧＮＤ電極９１０と、放射要素９３０と、短絡要素９４０とを有する。図１に示す短絡要素９４０は、絶縁体（誘電体）基板９０の表面９０ａに沿ってその表面９０ａに接したものである。したがって、図１に示す逆Ｆ型アンテナ９では薄型化が実現されている。
【０００５】
また、この図１に示す逆Ｆ型アンテナ９は、デュアルバンドに対応し、共振周波数が２つ用意されたものである。図２に示すグラフの横軸は周波数を表し、縦軸は逆Ｆ型アンテナのインピーダンスを表す。また、実線は逆Ｆ型アンテナのインピーダンス実数部を表し、点線は逆Ｆ型アンテナのインピーダンス虚数部を表す。一般に、逆Ｆ型アンテナのインピーダンスは、放射抵抗によりダンピングされた並列共振器に直列インダクタンスを加えたような特性を有する。図１に示す逆Ｆ型アンテナ９では、この直列インダクタンスによって、アンテナ素子自体の共振周波数においてケーブルの特性インピーダンスと整合させることができない。すなわち、第１共振周波数（インピーダンス実数部を表す実線における左側の上に凸の頂点ｔの周波数）に着目すると、インピーダンス実数部を表す実線が、その頂点ｔから右下がりに傾斜している周波数でケーブルの特性インピーダンスと整合させている。この周波数（第１整合周波数）は、インピーダンス虚数部がゼロクロスし、かつインピーダンス実数部が不図示のケーブルの特性インピーダンス（例えば５０Ω）になるべく近くなるような、できるだけ低い周波数にとられることが多い。ここでは、第１共振周波数が第１整合周波数よりも低いため、第１整合周波数における１／４波長よりもアンテナ寸法が大きくなってしまう。また、インピーダンス実数部を表す実線が傾斜しているところの点で整合をとっているため、整合帯域を広くとることが難しい。
【特許文献１】特開２００３−３１８６３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記事情に鑑み、整合帯域を広くとることができる、小型で薄型の平面アンテナを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を解決する本発明の平面アンテナは、シート状の誘電体と、
上記誘電体の一方の面に配備された、入力信号が供給される疑似給電パッチと、
上記誘電体の一方の面に対する他方の面に、その誘電体を挟んで上記疑似給電パッチに対向して配備された給電パッチと、
上記他方の面に配備された放射要素とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
本発明の平面アンテナによれば、上記給電パッチと上記疑似給電パッチとの間で容量結合を得ることができる。したがって、インダクタンス成分がこの結合容量で相殺され、整合周波数を共振周波数に一致させることができる。整合周波数が共振周波数に一致すると、後述する理由により整合帯域を広くとることができる。しかも、上記給電パッチと上記疑似給電パッチとで挟み込まれた誘電体はシート状のものであるため、薄型化も実現される。したがって、本発明によれば、整合帯域を広くとることができる、小型で薄型の平面アンテナを提供することができる。
【０００９】
また、本発明の平面アンテナにおいて、上記一方の面に配備された、グラウンドに接地する疑似グラウンド電極と、
上記他方の面に、上記誘電体を挟んで上記疑似グラウンド電極に対向して配備されたグラウンド電極とを備えた態様であってもよい。
【００１０】
ここで、上記疑似グラウンド電極を上記疑似給電パッチよりも大きなものにするとともに、上記グラウンド電極を上記給電パッチよりも大きなものにすることで、グラウンド電極と疑似グラウンド電極とを大きな容量で結合し、インピーダンスをゼロに近くすることができる。こうすると、グラウンド電極と疑似グラウンド電極とを結ぶスルーホールを設ける必要がなく、製造上、スルーホール形成のための工程を省略することができる。
【００１１】
また、本発明の平面アンテナは、上記他方の面に沿ってその他方の面に接した、上記放射要素と上記グラウンド電極とを短絡する短絡要素を備えたものであってもよい。
【００１２】
すなわち、本発明は、平面逆Ｆ型アンテナに適用することができる。
【００１３】
また、上記誘電体は、厚さ２００μｍ以下のものであることが好ましく、さらには、可撓性を有するものであることが好ましい。可撓性を有することで、アンテナを組み込む空間形状に幅広く対応することができる。また、上記誘電体は、比誘電率が２以上５以下であるものであることも好ましい。上記誘電体としては、具体的に、ポリイミドのフィルムやポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）のフィルム等があげられる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、整合帯域を広くとることができる、小型で薄型の平面アンテナを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００１６】
図３は、本発明の一実施形態である平面逆Ｆ型アンテナの断面を模式的に拡大して示す図である。
【００１７】
図３に示す平面逆Ｆ型アンテナ１は、厚さ５０μｍのポリイミドのフィルム１０を有する。ポリイミドは耐熱温度が高く、後述するケーブルを半田付けする際の高温下でも熱劣化することがない。このフィルム１０の比誘電率は３．２〜３．４であり、本発明にいう誘電体の一例に相当する。フィルム１０の一方の面（以下、おもて面１０ａと称する）には第１導体層１００が形成されており、反対側の面（以下、裏面１０ｂと称する）には第２導体層２００が形成されている。
【００１８】
図４は、図３に示す第２導体層の平面図である。
【００１９】
この図４では、第２導体層２００にはハッチングを施しており、ハッチングが施されていない部分は、誘電体であるフィルム１０の一部である。この第２導体層２００は、フィルム１０の裏面１０ｂに沿ってその裏面１０ｂに接した銅箔からなる層であり、グラウンドに接地する、相対的に大きな疑似グラウンド電極２１０と、入力信号が供給される、相対的に小さな疑似給電パッチ２２０とを有する。疑似ＧＮＤ電極２１０に示される丸印は、グラウンドにつながるケーブル（不図示）が半田付けされるグラウンド接続点Ｇである。また、疑似給電パッチ２２０に示される丸印は、入力信号が流れるケーブル（不図示）が半田付けされる給電点Ｐである。
【００２０】
図５は、図３に示す第１導体層の平面図である。
【００２１】
この図５でも、第１導体層１００にはハッチングを施しており、ハッチングが施されていない部分は、誘電体であるフィルム１０の一部である。この第１導体層１００は、フィルム１０のおもて面１０ａに沿ってそのおもて面１０ａに接した銅箔からなる層であり、ＧＮＤ電極１１０と、給電パッチ１２０と、放射要素１３０と、短絡要素１４０とを有する。
【００２２】
図５に示すＧＮＤ電極１１０は、誘電体であるフィルム１０を挟んで疑似ＧＮＤ電極２１０に対向して配備された相対的に大きなものであり、給電パッチ１２０は、フィルム１０を挟んで疑似給電パッチ２２０に対向して配備された相対的に小さなものである。したがって、図３に示す平面逆Ｆ型アンテナ１では、ＧＮＤ電極１１０と疑似ＧＮＤ電極２１０との間、および給電パッチ１２０と疑似給電パッチ２２０との間の双方で容量結合を得ることができる。ここで、給電パッチ１２０は、共振周波数において逆Ｆ構造が有する直列インダクタンスを相殺するような小さな静電容量を持つサイズに作られている。一方、ＧＮＤ電極１１０は大きなサイズであるため、ＧＮＤ電極１１０と疑似ＧＮＤ電極２１０との間は大きな容量で結合し、インピーダンスはゼロに近い。このため、ＧＮＤ電極１１０と疑似ＧＮＤ電極２１０とを結ぶスルーホールを設ける必要がなく、製造上、スルーホール形成のための工程を省略することができる。
【００２３】
図５に示す放射要素１３０は、デュアルバンドに対応して給電パッチ１２０から左右に延びるものである。また、短絡要素１４０は、放射要素１３０とＧＮＤ電極１１０とを給電パッチ１２０を介して短絡するものである。
【００２４】
なお、フィルム１０の厚さは、このフィルム１０を薄くしていくと静電容量が増加し、給電パッチ１２０と疑似給電パッチ２２０との間の静電容量を小さく抑えるためには、給電パッチ１２０のサイズおよび疑似給電パッチ２２０のサイズを小さくしなければならず、加工可能な大きさのパッチサイズに見合ったフィルム厚さにしておくことが必要である。また、フィルム１０の材質は、ポリイミドに限らず、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）等であってもよい。
【００２５】
図６は、図３に示す平面逆Ｆ型アンテナのインピーダンス特性を示す図である。
【００２６】
図６に示すグラフの横軸は周波数を表し、縦軸は逆Ｆ型アンテナのインピーダンスを表す。また、実線は逆Ｆ型アンテナのインピーダンス実数部を表し、点線は逆Ｆ型アンテナのインピーダンス虚数部を表す。図３に示す平面逆Ｆ型アンテナ１では、逆Ｆ構造が有する直列インダクタンスが、給電パッチ１２０と疑似給電パッチ２２０との容量結合で相殺されているため、図６に示すように、第１共振周波数と第１整合周波数が一致している。すなわち、インピーダンス実数部を表す実線における左側の上に凸の頂点Ｔの周波数で整合がとられている。頂点Ｔ付近の領域は、傾斜しているところに比べ、周波数が多少ずれてもインピーダンスがさほど変動しない領域であるため、整合帯域を広くとることができる。また、図３に示す平面逆Ｆ型アンテナ１では、アンテナ寸法は、第１整合周波数の１／４波長で共振する寸法になり、図１に示す従来の平面逆Ｆ型アンテナ９よりも小さくなる。したがって、本実施形態の平面逆Ｆ型アンテナ１は、整合帯域を広くとることができる、小型で薄型の平面アンテナである。さらに、誘電体がフィルム１０であるため可撓性を有し、アンテナを組み込む空間形状に幅広く対応することができる。
【００２７】
なお、第２整合周波数における整合のとり方は、図２を用いて説明した従来の整合のとり方と同じである。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】従来のデュアルバンド平面逆Ｆ型アンテナを示す図である。
【図２】図１に示すアンテナのインピーダンス特性を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態である平面逆Ｆ型アンテナの断面を模式的に拡大して示す図である。
【図４】図３に示す第２導体層の平面図である。
【図５】図３に示す第１導体層の平面図である。
【図６】図３に示す平面逆Ｆ型アンテナのインピーダンス特性を示す図である。
【符号の説明】
【００２９】
１    平面逆Ｆ型アンテナ
１０    フィルム
１０ａ    おもて面
１０ｂ    裏面
１００    第１導体層
１１０    ＧＮＤ電極
１２０    給電パッチ
１３０    放射要素
１４０    短絡要素
２００    第２導体層
２１０    疑似ＧＮＤ電極
２２０    疑似給電パッチ
【図１】
2006319629.tif 000003
【図２】
2006319629.tif 000004
【図３】
2006319629.tif 000005
【図４】
2006319629.tif 000006
【図５】
2006319629.tif 000007
【図６】
2006319629.tif 000008