(57)【要約】  【課題】小型のアンテナを有するアンテナ装置であって、従来に比べて低い下限周波数を得ることができる、設計自由度の高い、高利得、広帯域のアンテナ装置を提供する。  【解決手段】アンテナ装置１における放射導体１４は、第１の形状要素１１ａ，１１ｂ、第２の形状要素１２ａ，１２ｂ及び第３の形状要素１３ａ，１３ｂが一方向に連結して配設される。第１の形状要素は、半円形の形状を有し、第３の形状要素は帯状形状を有し、給電点１５ａ，１５ｂが設けられる。第１の形状要素、第２の形状要素及び第３の形状要素の最大縦長さは、この順に小さくなっている。【選択図】図１
2006203851.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体基体又は誘電体基板に平面状の放射導体が設けられたアンテナ装置において、
該放射導体は、導体形状を規定する第１の形状要素、第２の形状要素及び第３の形状要素が一方向に沿って配設されて、第１の形状要素と第２の形状要素とが接合し、かつ、第２の形状要素と第３の形状要素とが接合するような１つの形状を成しており、
第１の形状要素は、半円形、略半円形、半楕円形、略半楕円形、弓形及び略弓形の中から選ばれる形状を有し、
第３の形状要素は、帯状、略帯状、矩形形状及び略矩形形状の中から選ばれる形状を有し、
第１の形状要素と第３の形状要素とは、離間して配設されており、
第１の形状要素と第３の形状要素との間の余白を埋めるように第２の形状要素が配設されており、
第３の形状要素には給電点が設けられ、
第１の形状要素の半円形、略半円形、半楕円形、略半楕円形、弓形及び略弓形の弦を、仮に第２の形状要素側に第１の形状要素とは反対側の第３の形状要素の端部まで伸長したと想定し、この伸長した部分を想定弦という場合に、想定弦側の第２の形状要素の縁部及び想定弦側の第３の形状要素の１辺とが想定弦と重なるか、又は、ほぼ重なり、
上記一方向に対して直交する方向における、第１の形状要素、第２の形状要素及び第３の形状要素の最大長さをそれぞれＷ１，Ｗ２，Ｗ３としたとき、Ｗ１＞Ｗ２＞Ｗ３を満足することを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
前記一方向に対して直交する方向において、第２の形状要素の、想定弦とは反対側の縁部が想定弦と平行又は略平行である請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項３】
前記一方向に対して直交する方向において、第２の形状要素の、想定弦とは反対側の縁部の形状が１／４円、１／４略円、１／４楕円又は１／４略楕円の弧の少なくとも一部の形状を有する請求項１又は２に記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記第２の形状要素の、前記想定弦とは反対側の縁部と、第２の形状要素の、前記第３の形状要素側の縁部とが直交又は略直交している請求項１〜３のいずれかに記載のアンテナ装置。
【請求項５】
前記第２の形状要素の形状が略四角形であり、前記想定弦側の第２の形状要素の縁部が前記想定弦側の該略四角形の１辺である請求項１〜４のいずれかに記載のアンテナ装置。
【請求項６】
０．０７Ｗ１≦Ｗ２≦０．６Ｗ１、かつ、０．０１Ｗ１≦Ｗ３≦０．０６Ｗ１を満足する請求項１〜５のいずれかに記載のアンテナ装置。
【請求項７】
誘電体基体又は誘電体基板に平面状の第１の放射導体及び第２の放射導体からなる一対の放射導体が互いに対向するように同一平面上に設けられたアンテナ装置において、
第１の放射導体及び第２の放射導体には、給電点が設けられ、
該一対の放射導体のうち第１の放射導体は、導体形状を規定する第１の形状要素、第２の形状要素及び第３の形状要素が一方向に沿って配設されて、第１の形状要素と第２の形状要素とが接合し、かつ、第２の形状要素と第３の形状要素とが接合するような１つの形状を成しており、
第１の放射導体の第３の形状要素は、第２の放射導体に対向するように対向する側に配設されており、
第１の放射導体の第１の形状要素は、半円形、略半円形、半楕円形、略半楕円形、弓形及び略弓形の中から選ばれる形状を有し、
第１の放射導体の第３の形状要素は、帯状、略帯状、矩形形状及び略矩形形状の中から選ばれる形状を有し、
第１の放射導体において、第１の形状要素と第３の形状要素とは、離間して配設されて、第１の形状要素と第３の形状要素との間の余白を埋めるように第２の形状要素が配設されており、
第１の放射導体において、第１の形状要素の半円形、略半円形、半楕円形、略半楕円形、弓形及び略弓形の弦を、仮に第２の形状要素側に第１の形状要素とは反対側の第３の形状要素の端部まで伸長したと想定し、この伸長した部分を想定弦という場合に、想定弦側の第２の形状要素の縁部及び想定弦側の第３の形状要素の１辺とが想定弦と重なるか、又は、ほぼ重なり、
第１の放射導体において、前記一方向に対して直交する方向における、第１の形状要素、第２の形状要素及び第３の形状要素の最大長さをそれぞれＷ1A，Ｗ2A，Ｗ3Aとしたとき、Ｗ1A＞Ｗ2A＞Ｗ3Aを満足することを特徴とするアンテナ装置。
【請求項８】
前記第２の放射導体は、導体形状を規定する第１の形状要素、第２の形状要素及び第３の形状要素が一方向に沿って配設されて、第１の形状要素と第２の形状要素とが接合し、かつ、第２の形状要素と第３の形状要素とが接合するような１つの形状を成しており、
第２の放射導体の第３の形状要素は、第１の放射導体に対向するように対向する側に配設されており、
第２の放射導体の第１の形状要素は、半円形、略半円形、半楕円形、略半楕円形、弓形、略弓形、矩形及び略矩形の中から選ばれる形状を有し、
第２の放射導体の第３の形状要素は、帯状、略帯状、矩形形状及び略矩形形状の中から選ばれる形状を有し、
第２の放射導体において、第１の形状要素と第３の形状要素とは、離間して配設されて、第１の形状要素と第３の形状要素との間の余白を埋めるように第２の形状要素が配設されており、
第２の放射導体において、第１の形状要素の半円形、略半円形、半楕円形、略半楕円形、弓形及び略弓形の弦を、仮に第２の形状要素側に第１の形状要素とは反対側の第３の形状要素の端部まで伸長したと想定し、この伸長した部分を第２の想定弦という場合に、第２の想定弦側の第２の形状要素の縁部及び第２の想定弦側の第３の形状要素の１辺とが第２の想定弦と重なるか、又は、ほぼ重なり、
第２の放射導体において、前記一方向に対して直交する方向における、第１の形状要素、第２の形状要素及び第３の形状要素の最大長さをそれぞれＷ1B，Ｗ2B，Ｗ3Bとしたとき、Ｗ1B＞Ｗ2B＞Ｗ3Bを満足し、
仮に、第２の想定弦を無限に伸長し、これを第２の伸長想定弦という場合、前記想定弦と第２の伸長想定弦の一部とが重なるか、又は、ほぼ重なり、
第２の伸長想定弦を境として、第１の放射導体の主な部分と第２の放射導体の主な部分とが同じ側に配設されている請求項７に記載のアンテナ装置。
【請求項９】
前記第１の放射導体の形状と、前記第２の放射導体の形状とが互いに同一又は略同一であり、
第１の放射導体の面積が、第２の放射導体の面積の０．８５倍〜１．１５倍である請求項８に記載のアンテナ装置。
【請求項１０】
前記第２の放射導体は、導体形状を規定する第１の形状要素、第２の形状要素及び第３の形状要素が一方向に沿って配設されて、第１の形状要素と第２の形状要素とが接合し、かつ、第２の形状要素と第３の形状要素とが接合するような１つの形状を成しており、
第２の放射導体の第３の形状要素は、第１の放射導体に対向するように対向する側に配設されており、
第２の放射導体の第１の形状要素は、半円形、略半円形、半楕円形、略半楕円形、弓形及び略弓形の中から選ばれる形状を有し、
第２の放射導体の第３の形状要素は、帯状、略帯状、矩形形状及び略矩形形状の中から選ばれる形状を有し、
第２の放射導体において、第１の形状要素と第３の形状要素とは、離間して配設されており、
第２の放射導体において、第２の形状要素は、第３の形状要素の側に、帯状、略帯状、矩形形状及び略矩形形状の中から選ばれる形状を部分形状として有し、第１の形状要素の側に、該部分形状と第１の形状要素との間の余白を埋める残余の形状を有し、該第２の形状要素は該部分形状と該残余の形状とからなり、該部分形状の、前記一方向と直交する方向における幅は、第２の形状要素の前記最大長さとなっており、
第２の放射導体において、第１の形状要素の半円形、略半円形、半楕円形、略半楕円形、弓形及び略弓形の弦を、仮に第２の形状要素側に第１の形状要素とは反対側の第３の形状要素の端部まで伸長したと想定し、この伸長した部分を第２の想定弦という場合に、第２の想定弦側の第２の形状要素の縁部及び想定弦側の第３の形状要素の１辺とが第２の想定弦と重なるか、又は、ほぼ重なり、
第２の放射導体において、前記一方向に対して直交する方向における、第１の形状要素、第２の形状要素及び第３の形状要素の最大長さをそれぞれＷ1B，Ｗ2B，Ｗ3Bとしたとき、Ｗ1B＞Ｗ2B＝Ｗ3B又はＷ1B＞Ｗ2B≒Ｗ3Bを満足し、
仮に、第２の想定弦を無限に伸長し、これを第２の伸長想定弦という場合、前記想定弦と第２の伸長想定弦の一部とが重なるか、又は、ほぼ重なり、
第２の伸長想定弦を境として、第１の放射導体の主な部分と第２の放射導体の主な部分とが同じ側に配設されている請求項７に記載のアンテナ装置。
【請求項１１】
前記第２の放射導体は、導体形状を規定する第１の形状要素、第２の形状要素及び第３の形状要素が一方向に沿って配設されて、第１の形状要素と第２の形状要素とが接合し、かつ、第２の形状要素と第３の形状要素とが接合するような１つの形状を成しており、
第２の放射導体の第３の形状要素は、第１の放射導体に対向するように対向する側に配設されており、
第２の放射導体の第１の形状要素は、１／４円、１／４略円、１／４楕円及び１／４略楕円の中から選ばれる形状と、この形状の直線状の一辺と同じ長さの辺を有する矩形形状又は略矩形形状とが、該辺同士が接合されて接合した形状を有し、
第２の放射導体の第３の形状要素は、帯状、略帯状、矩形形状及び略矩形形状の中から選ばれる形状を有し、
第２の放射導体において、第１の形状要素と第３の形状要素とは、離間して配設されて、第１の形状要素と第３の形状要素との間の余白を埋めるように第２の形状要素が配設されており、
第２の放射導体において、前記直線状の一辺とは別の直線状の一辺を仮に第２の形状要素側に第１の形状要素とは反対側の第３の形状要素の端部まで伸長したと想定し、これを想定辺という場合に、想定辺側の第２の形状要素の縁部及び想定辺側の第３の形状要素の１辺とが想定辺と重なるか、又は、ほぼ重なり、
第２の放射導体において、前記方向に対して直交する方向における、第１の形状要素、第２の形状要素及び第３の形状要素の最大長さをそれぞれＷ1B，Ｗ2B，Ｗ3Bとしたとき、Ｗ1B，Ｗ2B，Ｗ3Bは、Ｗ1B＞Ｗ2B＞Ｗ3Bを満足し、
仮に、該想定辺を無限に伸長し、これを伸長想定辺という場合、前記想定弦と該伸長想定辺の一部とが重なるか、又は、ほぼ重なり、
該伸長想定辺を境として、第１の放射導体の主な部分と第２の放射導体の主な部分とが同じ側に配設されている請求項７に記載のアンテナ装置。
【請求項１２】
前記第２の放射導体は、導体形状を規定する第１の形状要素、第２の形状要素及び第３の形状要素が一方向に沿って配設されて、第１の形状要素と第２の形状要素とが接合し、かつ、第２の形状要素と第３の形状要素とが接合するような１つの形状を成しており、
第２の放射導体の第３の形状要素は、第１の放射導体に対向するように対向する側に配設されており、
第２の放射導体の第１の形状要素は、１／４円、１／４略円、１／４楕円及び１／４略楕円の中から選ばれる形状と、この形状の直線状の一辺と同じ長さの辺を有する矩形形状又は略矩形形状とが、該辺同士が接合されて接合した形状を有し、
第２の放射導体の第３の形状要素は、帯状、略帯状、矩形形状及び略矩形形状の中から選ばれる形状を有し、
第２の放射導体において、第１の形状要素と第３の形状要素とは、離間して配設されており、
第２の放射導体において、第２の形状要素は、第３の形状要素の側に、帯状、略帯状、矩形形状及び略矩形形状の中から選ばれる形状を部分形状として有し、第１の形状要素の側に、該部分形状と第１の形状要素との間の余白を埋める残余の形状を有し、該第２の形状要素は該部分形状と該残余の形状とからなり、
第２の放射導体において、前記直線状の一辺とは別の直線状の一辺を仮に第２の形状要素側に第１の形状要素とは反対側の第３の形状要素の端部まで伸長したと想定し、これを想定辺という場合に、想定辺側の第２の形状要素の縁部及び想定辺側の第３の形状要素の１辺とが想定辺と重なるか、又は、ほぼ重なり、
第２の放射導体において、第３の形状要素の側に設けられる該部分形状の、前記一方向と直交する方向における幅は、第２の形状要素の前記最大長さとなっており、かつ、第２の放射導体において、前記方向に対して直交する方向における、第１の形状要素、第２の形状要素及び第３の形状要素の最大長さをそれぞれＷ1B，Ｗ2B，Ｗ3Bとしたとき、Ｗ1B，Ｗ2B，Ｗ3Bは、Ｗ1B＞Ｗ2B＝Ｗ3B又はＷ1B＞Ｗ2B≒Ｗ3Bを満足し、
仮に、該想定辺を無限に伸長し、これを伸長想定辺という場合、前記想定弦と該伸長想定辺の一部とが重なるか、又は、ほぼ重なり、
該想定辺を境として、第１の放射導体の主な部分と第２の放射導体の主な部分とが同じ側に配設されている請求項７に記載のアンテナ装置。
【請求項１３】
前記第２の放射導体は、導体形状を規定する第１の形状要素、第２の形状要素及び第３の形状要素が一方向に沿って配設されて、第１の形状要素と第２の形状要素とが接合し、かつ、第２の形状要素と第３の形状要素とが接合するような１つの形状を成しており、
第２の放射導体の第３の形状要素は、第１の放射導体に対向するように対向する側に配設されており、
第２の放射導体における第１の形状要素は、矩形及び略矩形の中から選ばれる形状を有し、
第２の放射導体の第３の形状要素は、帯状、略帯状、矩形形状及び略矩形形状の中から選ばれる形状を有し、
第２の放射導体において、第１の形状要素と第３の形状要素とは、離間して配設されて、第１の形状要素と第３の形状要素との間の余白を埋めるように第２の形状要素が配設されており、
第２の放射導体において、第１の形状要素と第２の形状要素との間の第１の形状要素の一辺に、隣り合う第１の形状要素の一辺を主辺というとき、該主辺を仮に第２の形状要素側に第１の形状要素とは反対側の第３の形状要素の端部まで伸長したと想定し、この伸長した部分を想定直線という場合に、想定直線側の第２の形状要素の縁部及び想定直線側の第３の形状要素の１辺とが想定直線と重なるか、又は、ほぼ重なり、
第２の放射導体において、前記一方向に対して直交する方向における、第１の形状要素、第２の形状要素及び第３の形状要素の最大長さをそれぞれＷ1B，Ｗ2B，Ｗ3Bとしたとき、Ｗ1B，Ｗ2B，Ｗ3Bは、Ｗ1B＞Ｗ2B＞Ｗ3Bを満足し、
仮に、該想定直線を無限に伸長し、これを伸長想定直線という場合、前記想定弦と伸長想定直線の一部とが重なるか、又は、ほぼ重なり、
該伸長想定直線を境として、第１の放射導体の主な部分と第２の放射導体の主な部分とが同じ側に配設されている請求項７に記載のアンテナ装置。
【請求項１４】
前記第２の放射導体は、導体形状を規定する第１の形状要素、第２の形状要素及び第３の形状要素が一方向に沿って配設されて、第１の形状要素と第２の形状要素とが接合し、かつ、第２の形状要素と第３の形状要素とが接合するような１つの形状を成しており、
第２の放射導体の第３の形状要素は、第１の放射導体に対向するように対向する側に配設されており、
第２の放射導体の第１の形状要素は、矩形及び略矩形の中から選ばれる形状を有し、
第２の放射導体の第３の形状要素は、帯状、略帯状、矩形形状及び略矩形形状の中から選ばれる形状を有し、
第２の放射導体において、第１の形状要素と第３の形状要素とは、離間して配設されて、第１の形状要素と第３の形状要素との間の余白を埋めるように第２の形状要素が配設されており、
第２の放射導体において、第１の形状要素と第２の形状要素との間の第１の形状要素の一辺に、隣り合う第１の形状要素の一辺を主辺というとき、該主辺を仮に第２の形状要素側に第１の形状要素とは反対側の第３の形状要素の端部まで伸長したと想定し、この伸長した部分を想定直線という場合に、想定直線側の第２の形状要素の縁部及び想定直線側の第３の形状要素の１辺とが想定直線と重なるか、又は、ほぼ重なり、
第２の放射導体において、第２の形状要素の前記方向と直交する一方向における幅は、第２の形状要素の最大長さとなっており、かつ、第２の放射導体において、前記一方向に対して直交する方向における、第１の形状要素、第２の形状要素及び第３の形状要素の最大長さをそれぞれＷ1B，Ｗ2B，Ｗ3Bとしたとき、Ｗ1B，Ｗ2B，Ｗ3Bは、Ｗ1B＞Ｗ2B＝Ｗ3B又はＷ1B＞Ｗ2B≒Ｗ3Bを満足し、
仮に、該想定直線を無限に伸長し、これを伸長想定直線という場合、前記想定弦と伸長想定直線の一部とが重なるか、又は、ほぼ重なり、
該伸長想定直線を境として、第１の放射導体の主な部分と第２の放射導体の主な部分とが同じ側に配設されている請求項７に記載のアンテナ装置。
【請求項１５】
前記第１の放射導体及び前記第２の放射導体は、いずれも、半円形、略半円形、１／４円形、１／４略円形、半楕円形、略半楕円形、１／４楕円形、１／４略楕円形、弓形及び略弓形の中から選ばれる、弧を成す形状を少なくとも一部分に有し、
第１の放射導体及び第２の放射導体の直線状の一辺が前記一方向に沿って平行に又は略平行に設けられ、かつ、少なくとも一方の放射導体は、該形状の一部を該直線状の一辺に平行に又は略平行に直線状に切り欠いた切り欠き形状を有し、該切り欠き形状は、該直線状の一辺と反対側の弧の部分に設けられている請求項７〜１４のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
【請求項１６】
第１の放射導体及び第２の放射導体には、相互に最接近する部分又は該部分近傍にそれぞれ給電点が設けられている請求項７〜１５のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
【請求項１７】
前記第１の放射導体の給電点及び前記第２の放射導体の給電点には、一対の信号線のそれぞれが接続しており、
該一対の信号線のそれぞれは、前記一方向に沿って直線状に延びる第１の直線部分と、該一方向と直交する方向に向きを変えて直線状に延び、第１の放射導体及び第２の放射導体に給電する第２の直線部分とを有して略Ｌ字状を成している請求項１６に記載のアンテナ装置。
【請求項１８】
前記該一対の信号線は、前記誘電体基体又は前記誘電体基板内の、前記第１の放射導体及び前記第２の放射導体の設けられる平面と異なる平行な平面上に設けられ、第１の放射導体及び第２の放射導体の設けられる平面に対して垂直方向に設けられた導体を介して、第１の放射導体及び第２の放射導体に接続されている請求項１７に記載のアンテナ装置。
【請求項１９】
前記一対の信号線の第１の直線部分は、前記第２の放射導体の側に前記方向に平行に又は略平行に設けられ、第２の放射導体の第１の直線部分の側が、第１の直線部分との間隙が拡がるように切り欠かれている請求項１７又は１８に記載のアンテナ装置。
【請求項２０】
前記一対の信号線の第１の直線部分と前記第２の放射導体との間隙が、前記第１の放射導体及び前記第２の放射導体の相互に最接近する部分から前記一方向において外側に向かうにしたがって拡がるように、直線的及び曲線的の少なくとも一つに切り欠かれている請求項１９に記載のアンテナ装置。
【請求項２１】
前記第２の放射導体の切り欠かれている部分を切欠部というとき、
該切欠部は、１／４円、１／４略円、１／４楕円及び１／４略楕円の中から選ばれる弧を成す形状を切り欠き形状として有し、
該切り欠き形状は、該弧を成す形状の直線状の一辺を、前記一方向に平行又は略平行に配し、かつ、該弧を成す形状の該弧の部分が、前記第１の放射導体及び前記第２の放射導体の相互に最接近する側に向くように配した形状であり、
該切欠部は、第２の放射導体の前記一方向に沿った途中の位置から、前記第１の放射導体及び前記第２の放射導体の相互に最接近する部分と反対側の方向に向かって、第２の放射導体の端部まで設けられている請求項２０に記載のアンテナ装置。
【請求項２２】
前記切欠部は、１／４円、１／４略円、１／４楕円及び１／４略楕円の中から選ばれる弧を成す形状と、該弧を成す形状の直線状の一辺と同じ長さの辺を有する矩形形状又は略矩形形状とが、該辺同士が接合されて接合した形状を切り欠き形状として有し、
該切り欠き形状は、該弧を成す形状のさらに別の直線状の一辺と、矩形形状又は矩形形状のさらに別の直線状の一辺とを前記一方向に平行又は略平行に配し、かつ該弧を成す形状の該弧の部分が、前記第１の放射導体及び前記第２の放射導体の相互に最接近する側に向くように配した形状であり、
該切欠部は、第２の放射導体の前記一方向に沿った途中の位置から、前記第１の放射導体及び前記第２の放射導体の相互に最接近する部分と反対側の方向に向かって、第２の放射導体の端部まで設けられている請求項１９又は２０に記載のアンテナ装置。
【請求項２３】
仮に、前記第２の放射導体に前記切欠部が設けないと仮定した場合、第２の放射導体は、該切欠部が本来設けられる部分に、前記一方向に平行な又は略平行な直線状の辺を有し、
第２の放射導体の該切欠部の全部又は一部を構成する、前記弧を成す形状の元となる円、略円、楕円又は略楕円の中心位置は、該辺上に又は該辺の近傍に位置する請求項２１又は２２に記載のアンテナ装置。
【請求項２４】
前記第２の放射導体の切り欠かれている部分を切欠部というとき、
該第２の放射導体は、第１の直線部分側の部分において、前記一方向と直交する方向に向かって切り欠かれており、前記切欠部の、前記一方向と直交する方向における最大切り欠き幅をＷ4とする場合、第２の放射導体の前記一方向と直交する方向における最大長さをＷ1Bとする場合、該最大切り欠き幅Ｗ4のＷ1Bに対する比Ｗ4／Ｗ1Bは、０．０３≦Ｗ4／Ｗ1B≦１を満足する請求項１９〜２３のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
【請求項２５】
前記第２の放射導体は、導体形状を規定する第１の形状要素、第２の形状要素及び第３の形状要素が一方向に沿って配設されて、第１の形状要素と第２の形状要素とが接合し、かつ、第２の形状要素と第３の形状要素とが接合するような１つの形状を成しており、
第２の放射導体の第３の形状要素は、第１の放射導体に対向するように対向する側に配設されており、
第２の放射導体の第１の形状要素は、半円形、略半円形、半楕円形、略半楕円形、弓形、略弓形、矩形及び略矩形の中から選ばれる形状を有し、
第２の放射導体の第３の形状要素は、帯状、略帯状、矩形形状及び略矩形形状の中から選ばれる形状を有し、
第２の放射導体において、第１の形状要素と第３の形状要素とは、離間して配設されて、第１の形状要素と第３の形状要素との間の余白を埋めるように第２の形状要素が配設されており、
前記一対の放射導体のうち、第１の放射導体の前記一方向における第１の形状要素と第２の形状要素の合計長さをＬ5、第２の放射導体の前記一方向における第１の形状要素と第２の形状要素の合計長さをＬ6とする場合、Ｌ5，Ｌ6は０．５≦Ｌ6／Ｌ5≦１．５を満足する請求項７〜１３のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
【請求項２６】
誘電体基体又は誘電体基板に第１の放射導体及び第２の放射導体からなる一対の放射導体が同一平面上に設けられたアンテナ装置において、
該一対の放射導体は一方向に沿って対向するように配設され、
該一対の放射導体の、相互に最接近する部分又は該部分近傍には、一対の互いに並行する信号線により給電される給電点が設けられ、
該一対の信号線のそれぞれは、前記一方向に沿って直線状に延びる第１の直線部分と、第１の直線部分から前記方向と直交する方向に向きを変えて直線状に延び、該一対の放射導体に給電する第２の直線部分とを有して、該誘電体基体又は誘電体基板に略Ｌ字状に設けられ、
該一対の放射導体のうち、該一対の信号線の第１の直線部分が設けられる側の放射導体を第２の放射導体とし、第２の放射導体に対向する放射導体を第１の放射導体とする場合、第２の放射導体は、該給電点の近傍に少なくとも該一方向に沿った直線状の辺を有し、第２の放射導体の、該一対の信号線が設けられる側には、該一対の信号線と該辺との間の距離に比べて距離が拡がるように切り欠かれていることを特徴とするアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナ装置、特に通信用、測距用又は放送用に用いられるマイクロ波領域（３〜３０ＧＨｚ）及びミリ波領域（３０〜３００ＧＨｚ）の通信に適するアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、動作周波数帯域が広帯域のアンテナとして、非特許文献１に開示されるディスクモノポールアンテナが知られている。図２４は、このディスクモノポールアンテナを示す図である。このディスクモノポールアンテナは、同軸線路２０２に接続された平面ディスクモノポール２０１を備えて構成される。具体的には、平面ディスクモノポール２０１は金属平板２０３から所定の距離Ｌ離れた位置に、金属平板２０３に対して垂直に立設するように配設される。そして、距離Ｌを調整することで、所望の特性を有するように最適なマッチングが可能となっている。
【０００３】
また、図２５に示すように、下記特許文献１に開示されるアンテナも知られている。このアンテナは、略半円状の放射板２１１ａ，２１１ｂを対にして配することにより構成される。放射板２１１ａ，２１１ｂは、半円形状の２枚の導体板をそれより小さい同心円状の略半円部を切除して形成されている。放射板２１１ａ，２１１ｂにはそれぞれ、その半円形状の同心円の中心部に同心状に略半円形状の切り欠き部２４１ａ，２４１ｂが設けられている。これらの２枚の放射板２１１ａ，２１１ｂはそれぞれの円弧の頂点部２２１ａ，２２１ｂが対向するように配置され、放射板２１１ａ，２１１ｂの頂点部２２１ａ，２２１ｂ間で給電を行っている。また、同軸ケーブル２３１は放射板２１１ｂの中心線Ｏｘに沿って配置されている。
【０００４】
さらに、図２６に示すように、セラミック板２５０に半円形状の放射導体２５１をプリントし、この放射導体２５１の半円形状の端部２５２を信号線路と接続する給電点を設けた構成のアンテナ２５３が下記非特許文献２に開示されている。放射導体２５１の端部２５２の近傍には、細いスリット２５４が設けられ、アンテナ特性の調整に用いられる。これにより、動作周波数帯域が広帯域のアンテナを実現するとしている。
【０００５】
また、図２７に示すように、下記特許文献２に開示されるアンテナ２６３も知られている。このアンテナは、誘電体基体２６１に矩形形状の放射導体２６４を構成し、グランド導体２６２を設けることにより、モノポールアンテナとして動作するものである。
【０００６】
【非特許文献１】M. Hammoud et al, "Matching The Input Impedance of A Broadband Disc Monopole", Electron. Lett., Vol.29, No.4, pp.406-407, 1993
【特許文献１】特許第３２７３４６３号公報
【非特許文献２】Do-Hoon Kwon, Yongjin Kim et al,”A Small Ceramic Chip Antenna for Ultra-Wideband Systems”, UWBST & IWUWBS 2004 Conference Proceedings, TA4-3,pp.307-311, 2004
【特許文献２】ＵＳ２００４／１００４０８Ａ１
【０００７】
ところで、図２４に示されるアンテナはモノポールアンテナである。このアンテナは、上記平面ディスクモノポール２０１からなる放射素子と金属平板２０３からなるグランド導体とを有して構成される。そして、放射素子とグランド導体とが垂直かつ直交するように配設される。このため、放射素子はグランド導体に対して３次元配置となって立設し、３次元構造体のアンテナとして３次元的に空間を占有する。その際、金属平板２０３の大きさは、平面ディスクモノポール２０１の放射導体の直径の約１０倍程度の大きさが必要とされ、例えば３００ｍｍ×３００ｍｍとなって形状が大きくなる。このため、図２４に示すアンテナは立体的な構造体を成し、グランド導体の形状も大きくなるため、小型のアンテナ装置には適さない。
【０００８】
図２５に示されるアンテナでは、放射板２１１ａ，２１１ｂの形状を直径１５０ｍｍの半円形状としたとき、ＶＳＷＲ（Voltage Standing Wave Ratio）が略２以下となる下限周波数は６００ＭＨｚである。この下限周波数（６００ＭＨｚ）における波長λは略５００ｍｍである。したがって、電波の使用対象とする動作周波数帯域において、放射板２１１ａ，２１１ｂの上記直径は少なくとも略０．３波長分の長さが必要であることがわかる。このように半円形状の放射板は、少なくとも略０．３波長分の長さの直径を持つことが必要となるため、アンテナ装置の外形は大きな占有面積、すなわち略０．３波長×０．３波長分のアンテナ面積が必要となる。したがって、動作周波数帯域の下限周波数を下げようとすると、アンテナ装置の外形は大型化しなければならず、小型のアンテナ装置には適さない。
また、同軸ケーブル２３１から頂点部２２１ａ，２２１ｂへ給電しているため、インピーダンス調整を行うのが困難となっており、設計自由度の高いアンテナとはいえない。
【０００９】
一方、図２６に示すアンテナ２５３は、モノポールアンテナである。このためアンテナとして機能するためにはグランド導体（不図示）が必要である。放射導体２５１は、直径１０ｍｍの半円形状とすると、グランド導体は３０ｍｍ×３０ｍｍの矩形形状となり、アンテナ２５３の外形は４０ｍｍ×３０ｍｍの矩形形状となる。このとき、ＶＳＷＲが略２．３以下となる下限周波数は３．１ＧＨｚである。したがって、外形で４０ｍｍ×３０ｍｍのアンテナ２５３は、下限周波数３．１ＧＨｚの波長に対して略０．４波長×０．３波長分の大きさの面積が必要である。このため、動作周波数帯域幅を拡げるために下限周波数を下げようとすると、アンテナ２５３の外形を大きくしてアンテナ２５３の占有面積を大きくしなければならず、小型のアンテナ装置には適さない。
また、図２６に示すアンテナ２５３では、放射導体２５１が半円形状に固定されているため、動作周波数帯域の下限周波数を下げることのできる設計自由度の高いアンテナ装置を提供することはできない。
【００１０】
さらに、図２７に示すアンテナも、モノポールアンテナであり、グランド導体が必要である。放射導体を８ｍｍ×１０ｍｍとする場合、グランド導体は２０ｍｍ×３５ｍｍの矩形形状となり、アンテナ２６３の外形は２８ｍｍ×４５ｍｍの矩形形状となる。このとき、ＶＳＷＲが略２以下となる下限周波数は３ＧＨｚである。したがって、外形で２８ｍｍ×４５ｍｍのアンテナ２６３は、下限周波数３．１ＧＨｚの波長に対して略０．２８波長×０．４５波長分の大きさの面積が必要である。このため、動作周波数帯域幅を拡げるために下限周波数を下げようとすると、アンテナ２６３の外形を大きくしてアンテナ２６３の占有面積を大きくしなければならず、小型のアンテナ装置には適さない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
そこで、本発明は、従来のアンテナのような立体構造体として占有体積を占めることがなく、かつ略平面構造体としても占有面積を大きく占めることもなく、従来に比べて低い下限周波数を得ることができる、設計自由度の高い、高利得、広帯域の小型のアンテナ装置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】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明は、以下のアンテナ装置を提供する。
すなわち、本発明は、誘電体基体又は誘電体基板に平面状の放射導体が設けられたアンテナ装置において、
該放射導体は、導体形状を規定する第１の形状要素、第２の形状要素及び第３の形状要素が一方向に沿って配設されて、第１の形状要素と第２の形状要素とが接合し、かつ、第２の形状要素と第３の形状要素とが接合するような１つの形状を成しており、
第１の形状要素は、半円形、略半円形、半楕円形、略半楕円形、弓形及び略弓形の中から選ばれる形状を有し、
第３の形状要素は、帯状、略帯状、矩形形状及び略矩形形状の中から選ばれる形状を有し、
第１の形状要素と第３の形状要素とは、離間して配設されており、
第１の形状要素と第３の形状要素との間の余白を埋めるように第２の形状要素が配設されており、
第３の形状要素には給電点が設けられ、
第１の形状要素の半円形、略半円形、半楕円形、略半楕円形、弓形及び略弓形の弦を、仮に第２の形状要素側に第１の形状要素とは反対側の第３の形状要素の端部まで伸長したと想定し、この伸長した部分を想定弦という場合に、想定弦側の第２の形状要素の縁部及び想定弦側の第３の形状要素の１辺とが想定弦と重なるか、又は、ほぼ重なり、
上記一方向に対して直交する方向における、第１の形状要素、第２の形状要素及び第３の形状要素の最大長さをそれぞれＷ１，Ｗ２，Ｗ３としたとき、Ｗ１＞Ｗ２＞Ｗ３を満足することを特徴とするアンテナ装置を提供する。
【００１３】
また、本発明は、誘電体基体又は誘電体基板に平面状の第１の放射導体及び第２の放射導体からなる一対の放射導体が互いに対向するように同一平面上に設けられたアンテナ装置において、
第１の放射導体及び第２の放射導体には、給電点が設けられ、
該一対の放射導体のうち第１の放射導体は、導体形状を規定する第１の形状要素、第２の形状要素及び第３の形状要素が一方向に沿って配設されて、第１の形状要素と第２の形状要素とが接合し、かつ、第２の形状要素と第３の形状要素とが接合するような１つの形状を成しており、
第１の放射導体の第３の形状要素は、第２の放射導体に対向するように対向する側に配設されており、
第１の放射導体の第１の形状要素は、半円形、略半円形、半楕円形、略半楕円形、弓形、略弓形、矩形及び略矩形の中から選ばれる形状を有し、
第１の放射導体の第３の形状要素は、帯状、略帯状、矩形形状及び略矩形形状の中から選ばれる形状を有し、
第１の放射導体において、第１の形状要素と第３の形状要素とは、離間して配設されて、第１の形状要素と第３の形状要素との間の余白を埋めるように第２の形状要素が配設されており、
第１の放射導体において、第１の形状要素の半円形、略半円形、半楕円形、略半楕円形、弓形及び略弓形の弦を、仮に第２の形状要素側に第１の形状要素とは反対側の第３の形状要素の端部まで伸長したと想定し、この伸長した部分を想定弦という場合に、想定弦側の第２の形状要素の縁部及び想定弦側の第３の形状要素の１辺とが想定弦と重なるか、又は、ほぼ重なり、
第１の放射導体において、前記一方向に対して直交する方向における、第１の形状要素、第２の形状要素及び第３の形状要素の最大長さをそれぞれＷ1A，Ｗ2A，Ｗ3Aとしたとき、Ｗ1A＞Ｗ2A＞Ｗ3Aを満足することを特徴とするアンテナ装置を提供する。
【００１４】
さらに、本発明は、誘電体基体又は誘電体基板に第１の放射導体及び第２の放射導体からなる一対の放射導体が同一平面上に設けられたアンテナ装置において、
該一対の放射導体は一方向に沿って対向するように配設され、
該一対の放射導体の、相互に最接近する部分又は該部分近傍には、一対の互いに並行する信号線により給電される給電点が設けられ、
該一対の信号線のそれぞれは、前記一方向に沿って直線状に延びる第１の直線部分と、第１の直線部分から前記方向と直交する方向に向きを変えて直線状に延び、該一対の放射導体に給電する第２の直線部分とを有して、該誘電体基体又は誘電体基板に略Ｌ字状に設けられ、
該一対の放射導体のうち、該一対の信号線の第１の直線部分が設けられる側の放射導体を第２の放射導体とし、第２の放射導体に対向する放射導体を第１の放射導体とする場合、第２の放射導体は、該給電点の近傍に少なくとも該一方向に沿った直線状の辺を有し、第２の放射導体の、該一対の信号線が設けられる側には、該一対の信号線と該辺との間の距離に比べて距離が拡がるように切り欠かれていることを特徴とするアンテナ装置を提供する。
【００１５】
これらのアンテナ装置では、前記放射導体が設けられた前記誘電体基体は、例えば絶縁性基板上にアンテナ本体部として配され、該絶縁性基板には伝送線路が設けられ、該伝送線路と前記給電点とが信号線（接続導体）を介して接続されている。その際、前記伝送線路は、前記信号線（接続導体）により前記放射導体の平面に対して傾斜した方向から、又は略垂直の方向から接続される。この場合、第３の形状要素の給電点の位置は第３の形状要素の端部でなくてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のアンテナ装置では、平面状の放射導体の導体形状を規定する第１の形状要素、第２の形状要素及び第３の形状要素が一方向に沿って配設されている。この配設方向に対して直交する方向における各形状要素の最大長さが、第１の形状要素、第２の形状要素、第３の形状要素の順に小さくなっている。このため、インピーダンスマッチングが良好な、設計自由度の高いアンテナ装置を実現する。
また、平面状の放射導体を上記のような構成にすることにより、従来より低い下限周波数を得ることができ、より小形なアンテナ装置を提供することができる。
また、放射導体が平面構造となるため、アンテナの占有空間を小さくすることができ、アンテナを回路基板等の絶縁性基板の表面に実装する表面実装型のアンテナ装置を提供することができる。
本発明では前記アンテナ本体部をこの絶縁性基板の端部付近に配することができる。このため、アンテナ本体部に必要とされる絶縁性基板の実装面積を小さくすることができ、従来に比べて小型で動作周波数帯域の広いアンテナ装置を提供することができる。
【００１７】
また、本発明のアンテナ装置では、一対の放射導体によるダイポールアンテナを構成し、それぞれの放射導体を、第１の形状要素と第２の形状要素と第３の形状要素とにより構成する。これらの形状要素を適宜調整することにより、アンテナ面積を小さくすることができる。しかも、従来に比べて低い下限周波数を得ることができる。
さらに、一対の放射導体に給電する一対の信号線を第１の直線部分と第２の直線部分により構成して誘電体基体に設け、信号線をＬ字状とするので、一対の放射導体及び一対の信号線を設けた誘電体基体を、アンテナ本体部として絶縁性基板の端部付近に配することができる。これより、絶縁性基板におけるアンテナ本体部の実装面積を小さくすることができ、従来に比べて小型で動作周波数帯域の広いアンテナ装置を実現できる。
また、アンテナ本体部を回路基板の端部付近に配することができるため、回路基板に周辺回路を配置するための領域を広く確保することができ、通信装置全体の小型化が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明のアンテナ装置について、添付の図面に示される好適実施形態を基に詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明のアンテナ装置の一実施形態であるアンテナ装置１に用いられるアンテナ本体部１０の平面図である。図２は、アンテナ装置１の平面図である。図３は、図２に示すアンテナ装置１を図２中のＡ−Ａ’線に沿って切断した矢視断面図である。
アンテナ本体部１０は、電波の送受信を行うアンテナ装置１の主要部分である。アンテナ本体部１０は、誘電体基体１６に放射導体１４が設けられて構成され、絶縁性基板２２（図２参照）の表面に実装されて表面実装型のアンテナとして機能する。
アンテナ本体部１０は、平面状の金属導体である放射導体１４と、誘電体基体１６とを有する。放射導体１４は、同一形状を成した第１の放射導体１４ａ及び第２の放射導体１４ｂによって構成され、誘電体基体１６の内部に同一平面上に設けられている。このため、図１，２では、放射導体１４ａ，１４ｂは破線で描かれている。放射導体１４ａは、導体形状を規定する第１の形状要素１１ａ、第２の形状要素１２ａ及び第３の形状要素１３ａによって形状が規定されている。放射導体１４ｂは、第１の形状要素１１ａ、第２の形状要素１２ａ及び第３の形状要素１３ａのそれぞれと同様の形状を成した第１の形状要素１１ｂ、第２の形状要素１２ｂ及び第３の形状要素１３ｂによって形状が規定されている。なお、図１に示すとおり、放射導体１４ａと放射導体１４ｂとが互いに線対称又は略線対称になるように配設されている。誘電体基体１６の代わりに誘電体基板を用いてもよいが、これ以降、誘電体基体１６を用いて説明する。
【００２０】
放射導体１４ａは、第１の形状要素１１ａ、第２の形状要素１２ａ及び第３の形状要素１３ａが順に同一方向（図１中の右方向）に沿って配設されて接合されている。放射導体１４ａは、第１の形状要素１１ａと第２の形状要素１２ａとが接合し、かつ、第２の形状要素１２ａと第３の形状要素１３ａとが接合するような１つの形状を成している。
放射導体１４ｂは、第１の形状要素１１ｂ、第２の形状要素１２ｂ及び第３の形状要素１３ｂが順に同一方向（図１中の左方向）に沿って配設されて接合されている。すなわち、放射導体１４ｂは、放射導体１４ａと同様に、第１の形状要素１１ｂと第２の形状要素１２ｂとが接合し、かつ、第２の形状要素１２ｂと第３の形状要素１３ｂとが接合するような１つの形状を成している。
このように、第１の形状要素１１ａ，１１ｂと第３の形状要素１３ａ，１３ｂとは、離間して配設されており、第２の形状要素１２ａ，１２ｂが、第１の形状要素１１ａ，１１ｂと第３の形状要素１３ａ，１３ｂとの間の余白を埋めるように配設されている。
また、放射導体１４ａ及び放射導体１４ｂは、放射導体１４ａの形状要素の配設方向と放射導体１４ｂの形状要素の配設方向とが互いに反対方向を向いて対を成すように配されている。すなわち、第３の形状要素１３ａ及び１３ｂの端が互いに離間して対向するように設けられている。
なお、図１ではアンテナ本体部１０の大きさを規定する縦方向の長さをＬ3、横方向の長さをＬ4として定めている。
【００２１】
第１の形状要素１１ａ，１１ｂは半円形の形状を有し、第２の形状要素１２ａ，１２ｂは１／４楕円形状の一部分を有している。さらに、第３の形状要素１３ａ，１３ｂは帯状の形状を有している。
第２の形状要素１２ａ，１２ｂは、楕円形状の長軸及び短軸に沿った直線部分と楕円形状の４分の１の楕円の弧により囲まれた１／４楕円形状の一部分を有する形状要素である。なお、第２の形状要素１２ａ，１２ｂは、上記１／４楕円形状の長軸先端を仮想した場合（図４（ｂ）点線）、この長軸先端が第１の形状要素１１ａ，１１ｂの略中心点（円弧形状の中心位置）付近に位置するように配設されている。そして長軸に対応する１／４楕円形状の直線状の一辺（図１，２，４中の下側直線部分）が、第１の形状要素１１ａ，１１ｂにおける直線状の一辺（図１，２，４中の下側直線部分）及び第３の形状要素１３ａ，１３ｂの直線状の一辺（図１，２，４中の下側直線部分）と滑らかに接続されて一体となった直線部分を成している。図１に示す例では、第２の形状要素１２ａ，１２ｂの形状は、略四角形（略台形）である。なお、図１以外の、後述する各図において、第２の形状要素が略四角形である場合には、この略四角形は略台形である。
【００２２】
放射導体１４ａ，１４ｂは、図１に示すように、第３の形状要素１３ａ，１３ｂの端部に給電点１５ａ，１５ｂを有し、図２に示すに示すように、後述する回路基板等の絶縁性基板２２に設けられた伝送線路の信号線２１ａ，２１ｂとビア２３を介して接続されている。このように放射導体１４ａ，１４ｂは、誘電体基体１６上の同一の平面上に、第３の形状要素１３ａ，１３ｂの端が互いに対向するように誘電体基体１６に配されて、ダイポール型アンテナを構成している。
【００２３】
放射導体１４ａ，１４ｂは、上述したように構成されるが、さらに、以下のように導体形状を説明することができる。
図４（ａ），（ｂ）は放射導体１４の形状を具体的に説明する図である。図４（ａ）は放射導体１４ａを代表して説明しているが、放射導体１４ｂについても同様である。
【００２４】
図４（ａ）に示すように、放射導体１４ａの第１の形状要素１１ａの半円形の弦(直線部分)Ｐ1を、仮に第２の形状要素１２ａの側に第３の形状要素１３ａの端部まで伸長したと想定し、この伸長した直線部分を想定弦Ｐ0と定める。この場合、この想定弦Ｐ0側の第２の形状要素１２ａの１辺Ｐ2（縁部）及び想定弦側の第３の形状要素１３ａの１辺Ｐ3とが想定弦Ｐ0と重なっている。なお、このように重なっていることが好ましいが、これに限定されず、ほぼ重なっている程度でも使用できる。さらに、第２の形状要素１２ａの、想定弦Ｐ0とは反対側の辺Ｐ4の形状が略楕円形の弧の形状を有している。
【００２５】
なお、第１の形状要素１１ａ，１１ｂは、半円形、略半円形、半楕円形、略半楕円形、弓形及び略弓形の中から選ばれる形状を有すればよく、第３の形状要素は、帯状、略帯状、矩形形状、略矩形形状の中から選ばれる形状を有すればよい。第２の形状要素１２ａ，１２ｂの、想定弦Ｐ0とは反対側の辺Ｐ4の形状が円形、略円形、楕円形又は略楕円形の弧の形状を有することが好ましい。例えば１／４円形、略１／４円形、１／４楕円形又は略１／４楕円形の弧の形状を有することが好ましい。また、第２の形状要素１２ａ，１２ｂの、想定弦Ｐ0とは反対側の辺Ｐ4が想定弦と平行又は略平行な直線状の辺であってもよい。
また、想定弦Ｐ0は、第２の形状要素１２ａ，１２ｂの１辺Ｐ2及び第３の形状要素１３ａ，１３ｂの１辺Ｐ3と重なるか、又は、ほぼ重なることが好ましい。
なお、放射導体１４ｂの想定弦Ｐ0を第２の想定弦といい、仮に、第２の想定弦を無限に伸長し、これを第２の伸長想定弦というとき、前記想定弦と第２の伸長想定弦の一部とが重なるか、又は、ほぼ重なり、第２の伸長想定弦を境として、放射導体１４ａの主な部分と第２の放射導体１４ｂの主な部分とが同じ側に配設されている。
【００２６】
また、図４（ｂ）において、Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３は、それぞれ第１の形状要素１１ａ，１１ｂ、第２の形状要素１２ａ，１２ｂ、第３の形状要素１３ａ，１３ｂの各形状要素の配設方向と直交する方向（図１，２，４(ａ)、（ｂ）中の上下方向）における最大縦長さ（最大長さ）を表す。なお、第１の放射導体１４ａにおけるこれらの最大長さ（Ｗ1A，Ｗ2A，Ｗ3A）及び第２の放射導体１４ｂにおけるこれらの最大長さ（Ｗ1B，Ｗ2B，Ｗ3B）は、それぞれ代表してＷ1，Ｗ2，Ｗ3と表す。これらの形状要素のＷ１，Ｗ２，Ｗ３について下記条件（１）を満足するように放射導体１４ａ，１４ｂが設けられる。
Ｗ１  ＞  Ｗ２  ＞  Ｗ３                            （１）
【００２７】
Ｗ１は、アンテナ１４の動作周波数の下限周波数（詳細は後述）に対する波長をλLとしたとき、好ましくは０．２・λL以下、より好ましくは０．１５・λL以下、特に好ましくは０．１・λL以下である。条件（１）から、第２の形状要素１２ａ，１２ｂにアンテナインピーダンスの容量性調整機能を、第３の形状要素１３ａ，１３ｂにアンテナインピーダンスの誘導性調整機能を持たせることができる。すなわち、上記条件（１）を満足するようにＷ２，Ｗ３を選択することにより、アンテナインピーダンスの調整を最適に行うことができる。さらに、上記条件（１）を満足するようにＷ２，Ｗ３を選択することにより、第２の形状要素１２ａ，１２ｂ及び第３の形状要素１３ａ，１３ｂは、放射導体１４全体に電流を分布させ、効率よく電波を放射させるアンテナエレメントとして機能する。
具体的には、条件（１）の他に、０．０７Ｗ１≦Ｗ２≦０．６Ｗ１、好ましくは０．１Ｗ１≦Ｗ２≦０．５Ｗ１を満足することが好ましい。さらに、条件（１）の他に、０．０１Ｗ１≦Ｗ３≦０．０６Ｗ１、好ましくは、０．０１Ｗ１≦Ｗ３≦０．０５Ｗ１を満足すようにＷ２，Ｗ３を選択することが好ましい。これにより、アンテナの動作周波数帯域は広くなる。
【００２８】
なお、図４（ｂ）では、第２の形状要素１２ａ，１２ｂの横長さ及び第３の形状要素１３ａ，１３ｂの横長さをそれぞれＬ1，Ｌ2として定めている。第２の形状要素１２ａ，１２ｂの横長さとは、第１の形状要素１１ａ，１１ｂの端から横方向に突出した長さであり、第３の形状要素１３ａ，１３ｂの横長さとは、第２の形状要素１２ａ，１２ｂの端から横方向に突出した長さである。
放射導体１４ａの面積が、放射導体１４ｂの面積の０．８５倍〜１．１５倍であることが動作周波数域を広げる点で好ましい。この範囲のより好ましい範囲は、０．９倍〜１．１倍であり、この範囲の特に好ましい範囲は、０．９５倍〜１．０５倍である。
【００２９】
アンテナ本体部１０は、図２，３に示すように、絶縁性基板２２の表面に実装され、アンテナとして動作するアンテナ装置１を構成する。絶縁性基板２２には伝送線路であるストリップ線路が形成され、例えばコプレナーストリップ伝送線路によりアンテナ本体部１０への給電が行われる。
図３に示すように、絶縁性基板２２の一方の面（図３において上面）にコプレナーストリップ伝送線路の信号線２１ａ，２１ｂを形成し、この信号線２１ａ，２１ｂの形成された面の側にアンテナ本体部１０が実装されている。アンテナ本体部１０は誘電体基体１６の内部に放射導体１４が形成されており、放射導体１４と信号線２１ａ，２１ｂとの接続は誘電体基体１６に設けられたビア２３を通じて行われる。また、アンテナ本体部１０は絶縁性基板２２の端部付近に配される。
【００３０】
図３では、誘電体基体１６の内部に放射導体１４を設けるが、誘電体基体１６の表面に設けてもよい。また、誘電体基体１６は積層基体としてもよい。積層基体を用いる場合、積層基体の表面層に放射導体１４を設けてもよく、また、２層目、３層目などの内層に設けてもよい。この場合、放射導体１４を２つの層で挟み込むように形成してもよい。
誘電体基体１６が積層基体の場合、この積層基体は１つの比誘電率を持つ１種類の誘電体層を積層したものでもよく、２種類以上の異なる比誘電率を持つ誘電体層を積層したものでもよい。
【００３１】
誘電体基体１６に放射導体１４を設けることで、誘電体の波長短縮効果を用いてアンテナ本体部１０の小型化が可能となる。この場合、放射導体１４の設置位置や誘電体基体１６の比誘電率、又は２種類以上の比誘電率の組み合わせに応じて、実効的な比誘電率が決まる。したがって、実効的な比誘電率に応じて波長短縮効果が可能となり、この実効的な比誘電率を適宜選択、調整することによって動作周波数帯域の広いアンテナ本体部１０を実現することができる。
【００３２】
また、ストリップ線路の信号線２１ａ，２１ｂから給電点１５ａ，１５ｂへの接続は図３に示すビア２３を用いて行ってもよいし、誘電体基体１６の端に信号線のパターンを設け、このパターンを介して接続してもよい。また、放射導体１４は、誘電体基体１６に限らず絶縁性基板２２の基板表面上に形成してもよい。前述したように波長短縮効果をさらに得る場合、絶縁性基板２２の基板表面上に形成した放射導体１４の上に誘電体基体を別途設けるとよい。放射導体１４を絶縁性基板２２の基板表面上に形成する場合、放射導体１４へ給電するためのコプレナーストリップ伝送線路等の伝送線路と放射導体１４とを、同じ絶縁性基板２２上に形成することができる。
【００３３】
アンテナ装置１は、図２，３に示されるように、絶縁性基板２２にアンテナ本体部１０を表面実装することで構成される。この場合、アンテナ本体部１０へ給電するための伝送線路、例えばコプレナーストリップ伝送線路などのストリップ線路の信号線は絶縁性基板２２の表面にプリント印刷により形成される。なお、絶縁性基板２２は積層基板を用いることもできる。
絶縁体基板２２に形成するアンテナ本体部１０へ給電するための伝送線路は、コプレナーストリップ伝送線路に限らず、絶縁体基板２２の同一面上にグランド導体と信号線を設けるコプレナー線路などであってもよい。コプレナー線路が形成された表面にアンテナ本体部１０を実装してもよいし、背面に実装してもよい。
【００３４】
また、アンテナ本体部１０を形成する誘電体基体１６の表面や絶縁性基板２２には、アンテナ本体部１０をはんだ付けなどで絶縁性基板２２に固定実装するための端子が設けられてもよい。このような端子を数カ所設けることで、無線通信装置などの通信用機器に用いられる場合でも、取り扱い中にアンテナ本体部１０が絶縁性基板２２から脱落することを防ぐことができる。また、このような端子は、例えば、絶縁性基板２２に設けられたストリップ線路の信号線２１と誘電体基体１６に設けられた放射導体１４とをはんだ付けなどで接続する場合に用いてもよい。この場合、脱落防止と電気的な接続を同時に実現できる。
【００３５】
また、放射導体１４の替わりに、金属板などの導体板で放射導体を形成してもよい。この場合、平行２線や同軸ケーブルを用いて給電点１５ａ，１５ｂに接続し、給電を行う。
このようなアンテナ装置１は、直線偏波の送受信を行なうアンテナ装置として好適に用いることができる。
【００３６】
図５は、図２に示すアンテナ装置１と異なる他の実施形態のアンテナ装置５１の平面図である。アンテナ装置５１は、図２に示すアンテナ本体部１０の替わりにアンテナ本体部６０を有する。図６は、図５に示すアンテナ装置５１を図５中のＢ−Ｂ’線に沿って切断した矢視断面図である。
【００３７】
アンテナ装置５１は、電波の送受信を行うアンテナ本体部６０と絶縁性基板７２を有する。アンテナ本体部６０は絶縁性基板７２の端部付近に配されている。
誘電体基体６６は、異なる比誘電率を有する３種類の誘電体層（第１の誘電体層６６ａ、第２の誘電体層６６ｂ及び第３の誘電体層６６ｃ）によって構成される。
誘電体基体６６の内部の、誘電体基体６６の厚さ方向の略中央の部分、すなわち、第２の誘電体層６６ｂ内に、放射導体６４が形成されている。また、第３の誘電体層６６ｃには、信号線７４ａ，７４ｂが形成され、ビア７５ａ、７５ｂを介して信号線７４ａ，７４ｂと放射導体６４ａ，６４ｂとが接続されている。この接続点が給電点６５ａ，６５ｂをなしている。さらに、信号線７４ａ，７４ｂは、ビア７３ａ，７３ｂを介して絶縁性基板７２に形成された信号線７１ａ，７１ｂと接続されている。
なお、アンテナ本体部６０の誘電体基体６６は、異なる比誘電率を有する３種類の誘電体層からなるが、異なる比誘電率を有する２種又は４種の誘電体層で構成されてもよい。
誘電体基体６６が２種類の誘電体層からなる場合、信号線７４ａ，７４ｂは低誘電率を有する誘電体層内に形成することが好ましい。低誘電率を有する誘電体層は、比誘電率が５〜１５であることが、動作周波数の下限周波数を低くする点から好ましい。より好ましくは、低誘電率を有する誘電体層の比誘電率は５〜１０である。
このようなアンテナ本体部６０は、絶縁性基板２２と同様の構成の絶縁性基板７２の表面に実装される。
【００３８】
絶縁性基板７２の一方の面（図６において上面）には、伝送線路である信号線７１ａ，７１ｂを有するコプレナーストリップ伝送線路が形成されており、放射導体６４の半円形状に突出した側(図５の下側)からアンテナ本体部６０へ給電が行われる。すなわち、図２に示すアンテナ本体部１０と異なる側からアンテナ本体部６０へ給電される。
絶縁性基板７２には、信号線７１ａ，７１ｂの形成された面の側にアンテナ本体部６０が実装されている。信号線７１ａ，７１ｂは誘電体基体６６に設けられたビア７３ａ，７３ｂを介して信号線７４ａ，７４ｂに接続される。信号線７４ａ，７４ｂは、さらに誘電体基体６６に設けられたビア７５ａ、７５ｂを介して放射導体６４に接続される。すなわち、信号線７４ａはビア７３ｂを介して給電点６５ａに接続される。なお、一対の信号線７４ａ，７４ｂはコプレナーストリップ線路として機能する。
【００３９】
このようなアンテナ装置５１も、アンテナ装置１と同様の構成を成すので、アンテナインピーダンスの調整を最適に行うことができ、効率よく電波を放射させることができる。
また、アンテナ本体部６０の小型化が可能となる。この場合、放射導体６４の設置位置や誘電体基体６６の各誘電体層の比誘電率の組み合わせに応じて、実効的な比誘電率が決まる。したがって、実効的な比誘電率に応じて波長短縮効果が可能となり、この実効的な比誘電率を適宜選択、調整することによって動作周波数帯域の広いアンテナ本体部６０を実現することができる。
【００４０】
本発明のアンテナ装置は、図１に示すアンテナ本体部１０に替えて図７に示すアンテナ本体部１０を用いることもできる。
図７に示すアンテナ本体部１０は、放射導体１４ｂの形状要素の形状が放射導体１４ａの形状要素の形状と異なっており、非対称のダイポールアンテナを構成するものである。
具体的には、第２の形状要素１２ｂが第２の形状要素１２ａと異なり、放射導体１４ａにおけるＷ１，Ｗ２，Ｗ３は、Ｗ１＞Ｗ２＞Ｗ３を満足するのに対し、放射導体１４ｂにおけるＷ１，Ｗ２，Ｗ３は、Ｗ１＞Ｗ２＝Ｗ３、（又はＷ１＞Ｗ２≒Ｗ３）を満足する。放射導体１４ｂにおける第２の形状要素１２ｂは、第３の形状要素１３ｂの側に帯状の形状を部分形状として有し、第１の形状要素１１ｂの側に、この帯状の形状と第１の形状要素１１ｂとの余白を埋める残余の形状を有する。第３の形状要素１３ｂの側に設けられる帯状の部分形状の幅は、第２の形状要素１２ｂの最大長さとなっている。言い換えると、第２の形状要素１２ａが放射導体１４ａにおいて、コブ状に飛び出しているのに対し、第２の形状要素１２ｂは放射導体１４ｂにおいてコブ状に飛び出していない。図７に示す例では、第２の形状要素１２ｂの形状は、略四角形（略台形）である。
【００４１】
さらに、図８に示すようなアンテナ本体部１０を用いることもできる。
図８は、本発明のアンテナ装置の他の実施形態として用いられるアンテナ本体部１０の平面図である。
アンテナ本体部１０は、放射導体１４ａ及び放射導体１４ｂを有する。放射導体１４ａは、図１に示す放射導体１４ａと同様の形状を成している。放射導体１４ｂの第１の形状要素１１ｂは図１に示す放射導体１４ｂの第１の形状要素１１ｂと異なる形状を成し、第２の形状要素１２ｂ及び第３の形状要素１３ｂは図１に示す放射導体１４ａと同様の形状を成している。
【００４２】
放射導体１４ｂの第１の形状要素１１ｂは、矩形形状１１ｃと１／４円形状１１ｄの組み合わせ形状を有する。第２の形状要素１２ｂは１／４楕円形状を有し、第３の形状要素１３ｂは帯状の形状を有している。なお、第１の形状要素１１ｂにおける１／４円形状１１ｄの直線状の一辺の長さと矩形形状１１ｃの一辺の長さとは等しく、第１の形状要素１１ｂの形状は、この辺同士が互いに接合された形状を成している。第２の形状要素１２ｂは、楕円形状の長軸及び短軸に沿った直線部分と楕円形状の４分の１の楕円の弧により囲まれた１／４楕円形状の一部分を有する形状要素である。なお、図８に示す放射導体１４ａにおいても、第２の形状要素１２ａは、図１に示すアンテナ本体部１０の放射導体１４ａ，１４ｂと同様に、上記１／４楕円形状の長軸先端を仮想した場合、この長軸先端が第１の形状要素１１ａの略中心点（円弧形状の中心位置）付近に位置するように配設されている。図８に示す放射導体１４ｂの第２の形状要素１２ｂは、１／４楕円形状の長軸先端を仮想した場合、この長軸先端が第１の形状要素１１ｂの１／４円形状１１ｄの略中心点（円弧形状の中心位置）付近に位置するように配設されている。そして長軸に対応する１／４楕円形状の直線状の一辺（図８中の下側直線部分）が、第１の形状要素１１ａ，第１の形状要素１１ｂにおける直線状の一辺（図８中の下側直線部分）及び第３の形状要素１３ａ，１３ｂの直線状の一辺（図１中の下側直線部分）と滑らかに接続されて一体となった直線部分を成している。すなわち、放射導体１４ｂにおいて、該直線状の一辺を仮に第２の形状要素１２ｂ側に第１の形状要素１１ｂとは反対側の第３の形状要素１３ｂの端部まで伸長したと想定し、これを想定辺という場合に、想定辺側の第２の形状要素１２ｂの縁部及び想定辺側の第３の形状要素１３ｂの１辺とが想定辺と重なっている。なお、このように重なっていることが好ましいが、これに限定されず、ほぼ重なっている程度でも使用できる。
また、該想定辺を無限に伸長し、これを伸長想定辺という場合、前記想定弦と該伸長想定辺の一部とが重なるか、又は、ほぼ重なり、該伸長想定辺を境として、放射導体１４ａの主な部分と放射導体１４ｂの主な部分とが同じ側に配設されている。
【００４３】
なお、第１の形状要素１１ａは、半円形、略半円形、半楕円形、略半楕円形、弓形及び略弓形の中から選ばれる形状を有すればよく、第３の形状要素１３ａ，１３ｂは、帯状、略帯状、矩形形状、略矩形形状の中から選ばれる形状を有すればよい。第２の形状要素１２ａ，１２ｂの辺Ｐ4（図９参照）の形状は円形、略円形、楕円形又は略楕円形の弧の形状を有することが好ましい。例えば１／４円形、略１／４円形、１／４楕円形又は略１／４楕円形の弧の形状を有することが好ましい。また、第２の形状要素１２ａ，１２ｂの、辺Ｐ4が第２の形状要素１２ａ，１２ｂの反対側（図９中、下側）の直線状の辺Ｐ2（図９参照）と平行又は略平行な直線状の辺であってもよい。
さらに、第１の形状要素１１ｂは、１／４円形状１１ｄの替わりに、１／４略円形状、１／４楕円形状又は１／４略楕円形状を用いてもよい。１／４楕円形状又は１／４略楕円形状の場合、短軸となる直線状の一辺を矩形形状１１ｃの一辺の長さと等しくし、これらの辺同士が接合される。
また、想定直線Ｐ0（図９参照）は、第２の形状要素１２ａ，１２ｂの想定直線Ｐ0側の１辺Ｐ2及び第３の形状要素１３ａ，１３ｂの想定直線Ｐ0側の１辺Ｐ3（図９参照）と重なるか、又は、ほぼ重なることが好ましい。ここで、想定直線Ｐ0は、図９に示すように、放射導体１４ａ，１４ｂの第１の形状要素１１ａ，１１ｂの半円形、１／４円形の直線状の辺Ｐ1を、仮に第２の形状要素１２ａ，１２ｂの側に第３の形状要素１３ａ，１３ｂの端部まで伸長したと想定したときの、伸長した直線部分をいう。
【００４４】
なお、図８では、アンテナ本体部１０の大きさを規定する縦方向の長さをＬ3、横方向の長さをＬ4として定め、さらに、放射導体１４ａにおける第１の形状要素１１ａと第２の形状１２ａの合計の横方向の長さをＬ5、放射導体１４ｂにおける第１の形状要素１１ｂと第２の形状要素１２ｂの合計の横方向の長さをＬ6として定めている。
【００４５】
なお、図９において、Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３は、それぞれ第１の形状要素１１ａ，１１ｂ、第２の形状要素１２ａ，１２ｂ、第３の形状要素１３ａ，１３ｂの各形状要素の配設方向と直交する方向（図９中の上下方向）における最大長さを表す。これらの形状要素のＷ１，Ｗ２，Ｗ３（放射導体１４ａについてはそれぞれＷ1A，Ｗ2A，Ｗ3Aであり、放射導体１４ｂについてはそれぞれＷ1B，Ｗ2B，Ｗ3Bである）は、放射導体１４ａ，１４ｂのいずれも、上述の条件（１）を満足する。なお、Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３（Ｗ1A，Ｗ2A，Ｗ3A及びＷ1B，Ｗ2B，Ｗ3B）の表現は、以下の各図に示される例でも同様である。
また、図９では、第２の形状要素の横長さ及び第３の形状要素の横長さをそれぞれＬ1，Ｌ2として定めている。
【００４６】
図８，９において、Ｗ１（Ｗ1A及びＷ1B）は、アンテナ本体部１０の動作周波数の下限周波数（詳細は後述）に対する波長をλLとしたとき、好ましくは０．２・λL以下、より好ましくは０．１５・λL以下、特に好ましくは０．１・λL以下である。条件（１）から、第２の形状要素１２ａ，１２ｂにアンテナインピーダンスの容量性調整機能を、第３の形状要素１３ａ，１３ｂにアンテナインピーダンスの誘導性調整機能を持たせることができる。すなわち、上記条件（１）を満足するようにＷ2，Ｗ3（Ｗ2A，Ｗ3A及びＷ2B，Ｗ3B）を選択することにより、アンテナインピーダンスの調整を最適に行うことができる。さらに、上記条件（１）を満足するようにＷ2，Ｗ3（Ｗ2A，Ｗ3A及びＷ2B，Ｗ3B）を選択することにより、第２の形状要素１２ａ，１２ｂ及び第３の形状要素１３ａ，１３ｂは、放射導体１４全体に電流を分布させ、効率よく電波を放射させるアンテナエレメントとして機能する。
具体的には、Ｗ１，Ｗ２（Ｗ1A，Ｗ2A及びＷ1B，Ｗ2B）については、条件（１）の他に、好ましくは０．０７Ｗ１≦Ｗ２≦０．６Ｗ１、より好ましくは０．０８Ｗ１≦Ｗ２≦０．６Ｗ１、特に好ましくは０．０８Ｗ１≦Ｗ２≦０．５Ｗ１、特に特に好ましくは０．１Ｗ１≦Ｗ２≦０．５Ｗ１、最も好ましくは０．２Ｗ１≦Ｗ２≦０．５Ｗ１を満足する。さらに、Ｗ１，Ｗ３（Ｗ1A，Ｗ3A及びＷ1B，Ｗ3B）については、条件（１）の他に、好ましくは０．０１Ｗ１≦Ｗ３≦０．０６Ｗ１、より好ましくは、０．０１Ｗ１≦Ｗ３≦０．０５Ｗ１を満足する。これにより、アンテナの動作周波数帯域は広くなる。
【００４７】
図１０（ａ）〜（ｄ）は、図８に示す放射導体１４ｂと異なる形状を有する放射導体を備えるアンテナ本体部１０の種々の例を示すものであり、これらのアンテナ本体部１０も、本発明のアンテナ装置に用いることができる。アンテナ本体部１０は、一対の放射導体のうち一方の放射導体は、図１に示す放射導体１４ａの形状を有すればよく、他方の放射導体１４ｂの形状はとくに規定されず、所望の特性を有するように自在に定めることができる。
【００４８】
図１０（ａ）の放射導体１４ｂにおけるＷ１，Ｗ２，Ｗ３については、Ｗ１＞Ｗ２＝Ｗ３、（又はＷ１＞Ｗ２≒Ｗ３）を満足する。放射導体１４ｂにおける第２の形状要素１２ｂは、第３の形状要素１３ｂの側に帯状の形状を部分形状として有し、第１の形状要素１１ｂの側に、この帯状の部分形状と第１の形状要素１１ｂとの余白を埋める残余の形状を有する。したがって、第２の形状要素１２ｂは該部分形状と該残余の形状とからなる。第３の形状要素１３ｂの側に設けられる帯状の形状の幅は、第２の形状要素１２ｂの最大長さとなっている。すなわち、第２の形状要素１２ｂが第３の形状要素１３ｂと接合する側の端部は、第２の形状要素１２ｂの最大長さとなって第３の形状要素１３ｂと滑らかに接合されている。言い換えると、放射導体１４ａの第２の形状要素１２ａが放射導体１４ａにおいてコブ状に飛び出しているのに対し、第２の形状要素１２ｂは放射導体１４ｂにおいてコブ状に飛び出していない。
この場合、放射導体１４ａのＷ１，Ｗ２（Ｗ1A，Ｗ2A）については、上記条件（１）の他に、好ましくは０．０７Ｗ１≦Ｗ２≦０．６Ｗ１、より好ましくは０．０８Ｗ１≦Ｗ２≦０．６Ｗ１、特に好ましくは０．０８Ｗ１≦Ｗ２≦０．５Ｗ１、特に特に好ましくは０．１Ｗ１≦Ｗ２≦０．５Ｗ１、最も好ましくは０．２Ｗ１≦Ｗ２≦０．５Ｗ１を満足する。さらに、Ｗ１，Ｗ３（Ｗ1A，Ｗ3A）については、条件（１）の他に、好ましくは０．０１Ｗ１≦Ｗ３≦０．０６Ｗ１、より好ましくは、０．０１Ｗ１≦Ｗ３≦０．０５Ｗ１を満足する。
また、放射導体１４ｂのＷ１，Ｗ２（Ｗ1B，Ｗ2B）については、Ｗ１＞Ｗ２の他に、好ましくは０．０１Ｗ１≦Ｗ２（＝Ｗ３）≦０．０６Ｗ１、より好ましくは０．０１Ｗ１≦Ｗ２（＝Ｗ３）＝Ｗ３≦０．０５Ｗ１を満足する。これにより、アンテナの動作周波数帯域は広くなる。
なお、第２の形状要素１２ｂの、第３の形状要素１３ｂの側の形状は、帯状、略帯状、矩形形状及び略矩形形状の中から選ばれる形状を有すればよい。また、放射導体１４ｂにおいて、前記直線状の一辺とは別の直線状の一辺を仮に第２の形状要素１２ｂ側に第１の形状要素１１ｂとは反対側の第３の形状要素１３ｂの端部まで伸長したと想定し、これを想定辺という場合に、想定辺側の第２の形状要素の縁部及び想定弦側の第３の形状要素１３ｂの１辺とが想定辺と重なる。なお、このように重なっていることが好ましいが、これに限定されず、ほぼ重なっている程度でも使用できる。
仮に、該想定辺を無限に伸長し、これを伸長想定辺という場合、前記想定弦と該伸長想定辺の一部とが重なるか、又は、ほぼ重なる。該想定辺を境として、放射導体１４ａの主な部分と放射導体１４ｂの主な部分とが同じ側に配設されている。
【００４９】
図１０（ｂ）に示すアンテナ本体部１０は、図１０(ａ)中の放射導体１４ａと同じ形状の放射導体１４ａを有する一方、放射導体１４ｂの第１の形状要素１１ｂは矩形形状を成している。この場合、Ｗ１，Ｗ２（Ｗ1A，Ｗ2A及びＷ1B，Ｗ2B）については、上記条件（１）の他に、好ましくは０．０７Ｗ１≦Ｗ２≦０．６Ｗ１、より好ましくは０．０８Ｗ１≦Ｗ２≦０．６Ｗ１、特に好ましくは０．０８Ｗ１≦Ｗ２≦０．５Ｗ１、特に特に好ましくは０．１Ｗ１≦Ｗ２≦０．５Ｗ１、最も好ましくは０．２Ｗ１≦Ｗ２≦０．５Ｗ１を満足する。さらに、Ｗ１，Ｗ３（Ｗ1A，Ｗ3A及びＷ1B，Ｗ3B）については、条件（１）の他に、好ましくは０．０１Ｗ１≦Ｗ３≦０．０６Ｗ１、より好ましくは、０．０１Ｗ１≦Ｗ３≦０．０５Ｗ１を満足する。これにより、アンテナの動作周波数帯域は広くなる。
【００５０】
また、図１０（ｃ）に示すアンテナ本体部１０は、図１０（ｂ）に示す放射導体１４ｂと同様に第１の形状要素１１ｂは矩形形状を成すが、Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３は、Ｗ１＞Ｗ２＝Ｗ３、（又はＷ１＞Ｗ２≒Ｗ３）を満足する。放射導体１４ｂにおける第２の形状要素１２ｂは、第３の形状要素１３ｂの側に帯状の形状を部分形状として有し、第１の形状要素１１ｂの側に、この帯状の部分形状と第１の形状要素１１ｂとの余白を埋める残余の形状を有する。したがって、第２の形状要素１２ｂは該部分形状と該残余の形状とからなる。第３の形状要素１３ｂの側に設けられる帯状の形状の幅は、第２の形状要素１２ｂの最大長さとなっている。
放射導体１４ｂにおいて第２の形状要素１２ｂが第３の形状要素１３ｂと接合する側の端部は、第２の形状要素１２ｂの最大長さとなって、第３の形状要素１３ｂと滑らかに接合されている。言い換えると、放射導体１４ａの第２の形状要素１２ａが放射導体１４ａにおいてコブ状に飛び出しているのに対し、第２の形状要素１２ｂは放射導体１４ｂにおいてコブ状に飛び出していない。
この場合、放射導体１４ａのＷ１，Ｗ２（Ｗ1A，Ｗ2A）については、上記条件（１）の他に、好ましくは０．０７Ｗ１≦Ｗ２≦０．６Ｗ１、より好ましくは０．０８Ｗ１≦Ｗ２≦０．６Ｗ１、特に好ましくは０．０８Ｗ１≦Ｗ２≦０．５Ｗ１、特に特に好ましくは０．１Ｗ１≦Ｗ２≦０．５Ｗ１、最も好ましくは０．２Ｗ１≦Ｗ２≦０．５Ｗ１を満足する。さらに、Ｗ１，Ｗ３（Ｗ1A，Ｗ3A）については、条件（１）の他に、好ましくは０．０１Ｗ１≦Ｗ３≦０．０６Ｗ１、より好ましくは、０．０１Ｗ１≦Ｗ３≦０．０５Ｗ１を満足する。
また、放射導体１４ｂのＷ１，Ｗ２（Ｗ1B，Ｗ2B）については、Ｗ１＞Ｗ２の他に、好ましくは０．０１Ｗ１≦Ｗ２（＝Ｗ３）≦０．０６Ｗ１、より好ましくは０．０１Ｗ１≦Ｗ２（＝Ｗ３）≦０．０５Ｗ１を満足する。これにより、アンテナの動作周波数帯域は広くなる。
図１０（ａ），（ｃ）に示す例において、放射導体１４ｂにおいて、第１の形状要素１１ｂと第２の形状要素１２ｂとの間の第１の形状要素１１ｂの一辺に、隣り合う第１の形状要素１１ｂの一辺を主辺というとき、該主辺を仮に第２の形状要素１２ｂ側に第１の形状要素１１ｂとは反対側の第３の形状要素１３ｂの端部まで伸長したと想定し、この伸長した部分を想定直線という場合に、想定直線側の第２の形状要素１２ｂの縁部及び想定直線側の第３の形状要素の１辺とが想定直線と重なる。なお、このように重なっていることが好ましいが、これに限定されず、ほぼ重なっている程度でも使用できる。
仮に、該想定直線を無限に伸長し、これを伸長想定直線という場合、前記想定弦と伸長想定直線の一部とが重なるか、又は、ほぼ重なる。
該伸長想定直線を境として、放射導体１４ａの主な部分と放射導体１４ｂの主な部分とが同じ側に配設されている。
【００５１】
図１０（ｄ）に示すアンテナ本体部１０は、図１に示すアンテナ本体部１０の半円形状である第１の形状要素１１ａ，１１ｂの弧の部分に直線状の切り欠き形状が設けられている。この直線状の切り欠き形状は、放射導体１４ａ，１４ｂの直線状の一辺（図１０（ｄ）中の下側の直線部分）に平行に設けられている。この切り欠き形状は、放射導体１４ａ，１４ｂのいずれか一方に設けられてもよい。
【００５２】
これらの形状の放射導体１４は誘電体基体１６の内部に設けられるが、誘電体基体１６の表面に設けてもよい。また、誘電体基体１６は積層基体としてもよい。積層基体を用いる場合、積層基体の表面層に放射導体１４を設けてもよく、また、２層目、３層目などの内層に設けてもよい。この場合、放射導体１４を２つの層で挟み込むように形成してもよい。
誘電体基体１６が積層基体の場合、この積層基体は１つの比誘電率を持つ１種類の誘電体層を積層したものでもよく、２種類以上の異なる比誘電率を持つ誘電体層を積層したものでもよい。
【００５３】
図１０（ａ）〜（ｄ）に示す種々のアンテナ本体部１０においても、放射導体１４を誘電体基体１６に設けることで、誘電体の波長短縮効果を用いてアンテナ本体部１０の小型化が可能となる。この場合、放射導体１４の設置位置や誘電体基体１６の比誘電率、又は２種類以上の比誘電率の組み合わせに応じて、実効的な比誘電率が決まる。したがって、実効的な比誘電率に応じて波長短縮効果が可能となり、この実効的な比誘電率を適宜選択、調整することによって動作周波数帯域の広いアンテナ本体部１０を実現することができる。
【００５４】
図１１は、本発明のアンテナ装置の他の実施形態であるアンテナ装置１０１（図１２参照）に用いられるアンテナ本体部１２０の平面図である。図１２は、アンテナ装置１０１の平面図である。図１３は、図１２に示すアンテナ装置１０１を図１２中のＣ−Ｃ’線に沿って切断した矢視断面図である。
アンテナ本体部１２０は、電波の送受信を行うアンテナ装置１０１の主要部分である。
アンテナ本体部１２０は、誘電体基体１１６に平面状の金属導体である放射導体１１４及び一対の信号線１１７，１１８が設けられて構成され、絶縁性基板１２２（図１２参照）の表面に実装されて表面実装型のアンテナとして機能する。
【００５５】
放射導体１１４は、互いに異なる形状の第１の放射導体１１４ａ及び第２の放射導体１１４ｂによって構成され、誘電体基体１１６の内部に同一平面上に設けられている。このため、図１１，１２では、放射導体１１４ａ，１１４ｂは破線で示されている。放射導体１１４ａは、導体形状を規定する第１の形状要素１１１ａ、第２の形状要素１１２ａ及び第３の形状要素１１３ａによって形状が規定されている。放射導体１１４ｂは、第１の形状要素１１１ｂ、第２の形状要素１１２ｂ及び第３の形状要素１１３ｂによって形状が規定されている。第１の形状要素１１１ｂには、切り欠き形状を曲線形状とする切り欠き部１２９が設けられている。
すなわち、一対の信号線１１７，１１８の第１の直線部分１１７ａ、１１８ａと放射導体１１４ｂとの間隙が、放射導体１１４ａ及び放射導体１１４ｂの相互に最接近する部分から前記一方向において外側に向かうにしたがって拡がるように曲線的に切り欠かれている。しかし、これに限定されず、前記一方向において外側に向かうにしたがって拡がるように直線的及び曲線的の少なくとも一つに切り欠かれていればよい。また、放射導体１１４ｂは、第１の直線部分１１７ａ、１１８ａ側の部分において、前記一方向と直交する方向に向かって切り欠かれている。
【００５６】
放射導体１１４ａは、第１の形状要素１１１ａ、第２の形状要素１１２ａ及び第３の形状要素１１３ａが順に同一方向（図１１中の下側方向）に沿って配設されて接合されている。放射導体１１４ａは、第１の形状要素１１１ａと第２の形状要素１１２ａとが接合し、かつ、第２の形状要素１１２ａと第３の形状要素１１３ａとが接合するような１つの形状を成している。
放射導体１１４ｂは、第１の形状要素１１１ｂ、第２の形状要素１１２ｂ及び第３の形状要素１１３ｂが順に同一方向（図１１中の上側方向）に沿って配設されて接合されている。すなわち、放射導体１１４ｂは、放射導体１１４ａと同様に、第１の形状要素１１１ｂと第２の形状要素１１２ｂとが接合し、かつ、第２の形状要素１１２ｂと第３の形状要素１１３ｂとが接合するような１つの形状を成している。
このように、第１の形状要素１１１ａ，第１の形状要素１１１ｂと第３の形状要素１１３ａ，１１３ｂとは、離間して配設されており、第２の形状要素１１２ａ，１１２ｂが、第１の形状要素１１１ａ，１１１ｂと第３の形状要素１１３ａ，１１３ｂとの間の余白を埋めるように配設されている。
また、放射導体１１４ａ及び放射導体１１４ｂは、放射導体１１４ａの形状要素の配置方向と放射導体１１４ｂの形状要素の配設方向とが互いに反対方向を向いて対を成すように配されている。すなわち、第３の形状要素１１３ａ及び１１３ｂの端が互いに離間して対向するように設けられている。
【００５７】
互いに対向する第３の形状要素１１３ａ，１１３ｂの端部の位置には、図１３に示すようにビア１１５ａ，１１５ｂが設けられ、給電点を成している。放射導体１１４ａ，１１４ｂは、図１２，１３に示すように、後述する回路基板等の絶縁性基板１２２に設けられた伝送線路の信号線１２４，１２５と、誘電体基体１１６に設けられた一対の信号線１１７，１１８を介して接続されている。このように放射導体１１４ａ，１１４ｂは、誘電体基体１１６内部の同一の平面上に、第３の形状要素１１３ａ，１１３ｂの端が互いに対向するように配されて非対称なダイポール型アンテナを構成する。
【００５８】
一対の信号線１１７，１１８は、放射導体１１４ａ，１１４ｂに給電するように、第３の形状要素１１３ａ，１１３ｂの端に、ビア１１５ａ，１１５ｂを介して接続された略平行な２線の導体線であり、誘電体基体１１６の内部に設けられている。一対の信号線１１７，１１８は、放射導体１１４ｂと並行するようにＹ方向に沿って配設された第１の直線部分１１７ａ、１１８ａと、Ｙ方向と直交するＸ方向から放射導体１１４ａ，１１４ｂに給電するように、Ｙ方向からＸ方向に直角に向きを変えて配設された第２の直線部分１１７ｂ，１１８ｂとを有する。すなわち、一対の信号線１１７，１１８は、第１の直線部分１１７ａ，１１８ａと第２の直線部分１１７ｂ，１１８ｂとにより略Ｌ字状を成している。
【００５９】
一対の信号線１１７，１１８は、図１３に示すように放射導体１１４（１１４ａ，１１４ｂ）と異なる平面に設けられ、放射導体１１４の平面に対して垂直方向に設けられたビア１１５ａ，１１５ｂを介して放射導体１１４に給電する。また、一対の信号線１１７，１１８は、図１２に示すように垂直方向に設けられたビア１１９ａ，１１９ｂを介して一対の信号線１２４，１２５と接続される。一対の信号線１１７，１１８の第１の直線部分１１７ａ、１１８ａは、図１１に示すように、第１の形状要素１１１ｂ、第２の形状要素１１２ｂ及び第３の形状要素１１３ｂの直線形状の辺の部分に対して、略平行に設けられている。
【００６０】
誘電体基体１１６は、図１３に示すように、異なる比誘電率を有する３種類の誘電体層（第1の誘電体層１１６ａ，第２の誘電体層１１６ｂ，第３の誘電体層１１６ｃ）によって構成されている。
誘電体基体１１６内部の、誘電体基体１１６の厚さ方向の略中央の部分、すなわち第２の誘電体層１１６ｂの内部には、放射導体１１４が設けられている。第３の誘電体層１１６ｃには、一対の信号線１１７，１１８が設けられている。この一対の信号線１１７，１１８は、ビア１１５ａ，１１５ｂを介して放射導体１１４ａ，１１４ｂの第３の形状要素１１３ａ，１１３ｂと接続されている。さらに、一対の信号線１１７，１１８は、ビア１１９ａ,１１９ｂを介して絶縁性基板１２２に設けられた信号線１２４，１２５と接続されている。
以上のようにアンテナ本体部１２０は構成される。
【００６１】
アンテナ本体部１２０における放射導体１１４ａ，１１４ｂは上述したように設けられるが、本発明における放射導体は以下のように形状が設けられていればよい。
放射導体１１４ａの第１の形状要素１１１ａは、半円形、略半円形、半楕円形、略半楕円形、弓形、略弓形から選ばれる形状を有すればよい。放射導体１１４ｂの第１の形状要素１１１ｂは、１／４円、１／４略円、１／４楕円及び１／４略楕円の中から選ばれる形状に、この形状の直線状の一辺と同じ長さの辺を有する矩形形状（長方形形状及び正方形形状を含む）が、この辺同士を接合して組み合わされた形状を有すればよい。１／４楕円又は１／４略楕円の場合、短軸を成す直線状の一辺を矩形形状と接合するとよい。
その際、第１の形状要素１１１ｂには、一対の信号線１１７，１１８の側に、第１の直線部分１１７ａ，１１８ａとの距離が離れるように切り欠き部１２９が設けられる。この切り欠き部１２９の形状は、一対の信号線の第１の直線部分１１７ａ，１１８ａと第２の放射導体１１４ｂとの間の距離が、給電点から離れるにしたがって拡がるように、切り欠き部１２９の少なくとも一部分の形状は曲線形状を成していることが好ましい。図１１に示す例では、１／４楕円形状を切り欠き形状としており、この切り欠き形状は１／４楕円形状の長軸を成す直線状の一辺を図中Ｙ方向に平行に配した形状である。切り欠き形状は、１／４円、１／４略円、１／４楕円及び１／４略楕円の中から選ばれる弧を成す形状であることが好ましい。この場合、切り欠き形状の弧を成す部分が、放射導体１１４ａ，１１４ｂが相互に最接近する側（図中上側、給電点側）に向くように配し、弧を成す部分の直線状の一辺（１／４楕円形状の場合、長軸を成す直線状の一辺）が、放射導体１１４ａと放射導体１１４ｂの配設方向に平行になるように配する。
また、最大の切り欠き幅Ｗ４は切り欠き部１２９がないとした場合の最大長さＷ１（図９参照）以下となることが好ましい。より具体的には、０．０３  ≦  Ｗ4/Ｗ1  ≦  １であり、好ましくは０．０５≦Ｗ4/Ｗ1≦１であり、より好ましくは０．１≦Ｗ4/Ｗ1≦１であり、最も好ましくは、０．２≦Ｗ4/Ｗ1≦１である。
一方、第２の形状要素１１２ａ，１１２ｂは、多角形、略多角形、台形、略台形、円形、略円形、半円形、略半円形、楕円形、略楕円形、半楕円形、略半楕円形、矩形及び略矩形の中から選ばれた形状の少なくとも一部分を有すればよい。
なお、第２の形状要素１１２ａ，１１２ｂの辺Ｐ4（図１１参照）の形状が円形、略円形、楕円形又は略楕円形の弧の形状を有することが好ましい。例えば１／４円形、略１／４円形、１／４楕円形又は略１／４楕円形の弧の形状を有することが好ましい。また、第２の形状要素１１２ａ，１１２ｂの辺Ｐ4は、第２の形状要素１１２ａ，１１２ｂの反対側（図１１中左側）の直線状の辺と平行又は略平行な直線状の辺であってもよい。第３の形状要素１１３ａ，１１３ｂは、帯状、略帯状、矩形形状、略矩形形状の中から選ばれる形状を有すればよい。
【００６２】
なお、放射導体１１４ａ，１１４ｂのＹ方向における長さは同じであるが、必ずしも同じ長さでなくてもよい。放射導体１１４ａのＹ方向の長さＬ5、放射導体１１４ｂのＹ方向の長さＬ6（図１１参照）において、比Ｌ6／Ｌ5の値は、動作周波数域を広げるために、好ましくは０．５以上１．５以下、より好ましくは０．５５以上１．０以下、特に好ましくは０．５以上０．９５以下、最も好ましくは０．６以上０．９以下である。
【００６３】
誘電体基体１１６は、異なる比誘電率を有する３種類の誘電体層によって構成されるが、２又は４種類の誘電体層で構成されてもよい。
誘電体基体１１６が２種類の誘電体層から構成される場合、一対の信号線１１７，１１８は低誘電率を有する誘電体層内に設けることが好ましい。低誘電体率を有する誘電体層は比誘電率が５〜１５であることが、動作周波数の下限周波数を低くする点から好ましい。より好ましくは、比誘電率が５〜１０である。さらに、誘電体基体１１６は１つの比誘電率を有する１種類の誘電体層から構成されてもよい。誘電体基体１１６は積層基体としてもよい。誘電体基体１１６に積層基体を用いる場合、積層基体の表面層に放射導体１１４を設けてもよく、また、２層目、３層目などの内層に設けてもよい。この場合、放射導体１１４を２つの層で挟み込むように形成するとよい。
【００６４】
このように誘電体基体１１６の内部に放射導体１１４を設けることで、誘電体の波長短縮効果を用いてアンテナ本体部１２０の小型化が可能となる。この場合、放射導体１１４の設置位置や誘電体基体１１６の比誘電率、又は２種類以上の比誘電率の組み合わせに応じて、実効的な比誘電率が決まる。したがって、実効的な比誘電率に応じて波長短縮効果が可能となり、この実効的な比誘電率を適宜選択、調整することによって動作周波数帯域の広いアンテナ本体部１２０を実現することができる。
【００６５】
また、放射導体１１４は、図１３に示すように誘電体基体１１６の内部に設けられるが、誘電体基体１１６の表面に設けてもよい。さらに、放射導体１１４は、誘電体基体１１６に限らず絶縁性基板１２２の基板表面上に設けてもよい。前述したように波長短縮効果をさらに得る場合、絶縁性基板１２２の基板表面上に設けた放射導体１１４の上に誘電体基体を別途設けるとよい。放射導体１１４を絶縁性基板１２２の表面上に設ける場合、放射導体１１４へ給電するための信号線及び一対の信号線１１７，１１８と放射導体１１４とを同じ絶縁性基板１２２の面上に設けることができる。さらに、放射導体１１４を誘電体基体１１６の内部又は表面に設け、一対の信号線１１７，１１８を絶縁性基板１２２の面上に設けてもよい。この場合、誘電体基体１１６の長さＬ3をさらに小さくできる。
【００６６】
一方、一対の信号線１１７，１１８は、図１３に示すように、ビア１１９ａ，１１９ｂを用いて一対の信号線１２４，１２５と接続するが、誘電体基体１１６の端に信号線のパターンを設け、このパターンを介して接続してもよい。
【００６７】
アンテナ本体部１２０は、図１２，１３に示すように、絶縁性基板１２２の表面に実装され、アンテナとして動作するアンテナ装置１０１を構成する。アンテナ本体部１２０の実装される絶縁性基板１２２の面には伝送線路であるカップルド・マイクロストリップ伝送線路の一対の信号線１２４，１２５が設けられ、アンテナ本体部１２０への給電が行われる。一方、アンテナ本体部１２０の実装される面と反対側の面には、グランド導体１２３が設けられている。
なお、カップルド・マイクロストリップ伝送線路などの信号線は絶縁性基板１２２の表面にプリント印刷により形成される。絶縁性基板１２２は積層基板を用いることもできる。
【００６８】
アンテナ本体部１２０を形成する誘電体基体１１６の表面や絶縁性基板１２２には、アンテナ本体部１２０をはんだ付けなどで絶縁性基板１２２に固定実装するための端子を設けてもよい。このような端子を数カ所設けることで、無線通信装置などの通信用機器に用いる場合でも、取り扱い中にアンテナ本体部１２０が絶縁性基板１２２から脱落することを防ぐことができる。また、このような端子は、例えば、絶縁性基板１２２に設けられた信号線１２４，１２５と誘電体基体１１６に設けられた放射導体１１４とをはんだ付けなどで接続する場合に用いてもよい。この場合、脱落防止と電気的な接続を同時に実現できる。
このようなアンテナ装置１０１は、直線偏波の送受信を行なうアンテナ装置として好適に用いることができる。
【００６９】
図１１に示すアンテナ本体部１２０の替わりに、図１４に示すアンテナ本体部１２０を用いることもできる。
図１４に示すアンテナ本体部１２０では、放射導体１１４ａにおけるＷ１，Ｗ２，Ｗ３はＷ１＞Ｗ２＞Ｗ３を満足する。一方、放射導体１１４ｂは、図１１に示すアンテナ本体部１２０と同様に切り欠き部１２９を有するが、放射導体１１４ｂにおけるＷ１，Ｗ２，Ｗ３は、Ｗ１＞Ｗ２＝Ｗ３、（又はＷ１＞Ｗ２≒Ｗ３）を満足する。放射導体１１４ｂにおける第２の形状要素１１２ｂは、第３の形状要素１１３ｂの側に帯状の形状を部分形状として有し、第１の形状要素１１１ｂの側に、この帯状の部分形状と第１の形状要素１１１ｂとの余白を埋める残余の形状を有する。第３の形状要素１１３ｂの側に設けられる帯状の形状の幅は、第２の形状要素１１２ｂの最大長さとなっている。放射導体１１４ｂにおいて第２の形状要素１１２ｂが第３の形状要素１１３ｂと接合する側の端部は、第２の形状要素１１２ｂの最大長さとなって、第３の形状要素１１３ｂと滑らかに接合されている。言い換えると、放射導体１１４ａの第２の形状要素１１２ａが放射導体１１４ａにおいてコブ状に飛び出しているのに対し、第２の形状要素１１２ｂは放射導体１１４ｂにおいてコブ状に飛び出していない。
【００７０】
図１１に示すアンテナ本体部１２０の替わりに、図１５に示すアンテナ本体部１２０を用いることもできる。
図１１に示すアンテナ本体部１２０では、第１の形状要素１１１ｂは、矩形形状１１１ｃと１／４円形状１１１ｄとを組み合わせた形状に切り欠き部１２９を設けたものであるが、図１５に示すアンテナ本体部１２０では、上記組み合わせの形状に変えて矩形形状（長方形及び正方形を含む）に切り欠き部１２９を設けたものである。
さらに、図１１に示すアンテナ本体部１２０の替わりに、図１６（ａ），（ｂ）に示すアンテナ本体部１２０を用いることもできる。
図１６（ａ）に示すアンテナ本体部１２０では、放射導体１１４ｂにおいて、Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３は、Ｗ１＞Ｗ２＝Ｗ３、（又はＷ１＞Ｗ２≒Ｗ３）を満足する。放射導体１１４ｂにおける第２の形状要素１１２ｂは、第３の形状要素１１３ｂの側に帯状の形状を部分形状として有し、第１の形状要素１１１ｂの側に、この帯状の部分形状と第１の形状要素１１１ｂとの余白を埋める残余の形状を有する。第３の形状要素１１３ｂの側に設けられる帯状の形状の幅は、第２の形状要素１１２ｂの最大長さとなっている。放射導体１１４ｂにおいて第２の形状要素１１２ｂが第３の形状要素１１３ｂと接合する側の端部は、第２の形状要素１１２ｂの最大長さとなって、第３の形状要素１１３ｂと滑らかに接合されている。言い換えると、放射導体１１４ａの第２の形状要素１１２ａが放射導体１１４ａにおいてコブ状に飛び出しているのに対し、第２の形状要素１１２ｂは放射導体１１４ｂにおいてコブ状に飛び出していない。
また、図１６（ｂ）に示すアンテナ本体部１２０は、図１５に示すアンテナ本体部１２０の切り欠き部１２９が設けられていない放射導体１１４ｂを有して構成されているものである。
【００７１】
さらに、図１７（ａ）に示すように、切り欠き部１２９は、曲線形状を切り欠き形状とする他、１／４円、１／４略円、１／４楕円及び１／４略楕円の中から選ばれる形状１２９ａに、この形状に矩形形状１２９ｂが接合して組み合わされた形状を切り欠き形状とすることもできる。１／４楕円又は１／４略楕円の場合、短軸を成す直線状の一辺が、この辺と同じ長さを有する矩形形状１２９ｂの一辺と接合し、長軸を成す直線状の別の一辺と矩形形状１２９ｂの別の一辺とが図中上下方向に平行になるように配した形状が切り欠き形状とされる。なお、切り欠き形状は、形状１２９ａの弧の部分が給電点の側に、矩形形状１２９ｂが給電点と反対側に向くように配された形状である。
さらに、図１７（ｂ）に示すように、放射導体１１４ｂに切り欠き部１２９が設けられないとした場合、放射導体１１４ｂは、互いに直交する方向に一対の直線状の辺１３０，１３１を有し、一対の辺１３０，１３１は頂点Ｏを共有する。このとき、切り欠き部１２９の全部又は一部を構成する、１／４円、１／4略円、１／4楕円及び１／4略楕円の中から選ばれる形状の元となる円、略円、楕円又は略楕円の中心位置は頂点Ｏの近傍に位置することが好ましい。本発明においては、前記元となる円、略円、楕円又は略楕円の中心位置は、辺１３０の近傍に位置するとよい。
【００７２】
このように、本発明のアンテナ装置では、放射導体の形状、切り欠き部の形状を種々調整して、ダイポールアンテナとして機能させることで、占有面積を大きく占めることなく、従来に比べて低い下限周波数を得ることができる、設計自由度の高い、高利得、広帯域の小型のアンテナ装置を実現できる。
【００７３】
次に、本発明におけるアンテナ装置の送受信特性について説明する。
図１８は、図２，３に示すアンテナ装置１のＶＳＷＲ（Voltage Standing Wave Ratio）の周波数特性の一例を示している。一般に伝送線路にアンテナ等の負荷が接続されたり、別の特性インピーダンスを持つ伝送線路等が接続された場合、接続部分の不連続性により伝送される信号の進行波の一部が反射されて後退波が発生する。そして、この後退波が進行波と同一伝送線路上に共存して定在波が作られる。ＶＳＷＲはこのときの定在波として現れる電圧信号の最小値に対する最大値の比率をいう。したがってＶＳＷＲが１に近づくほどアンテナ本体部１０のインピーダンスマッチングが良好に行なわれ、この結果アンテナ本体部１０のリターンロスが小さくなり特性が向上するといえる。
【００７４】
図１８は、アンテナ装置（後述する例１及び例２）のＶＳＷＲの周波数特性の例を示している。
図１８に示すＶＳＷＲの周波数特性では、ＶＳＷＲを縦軸に、周波数を横軸にとっている。したがって、広帯域にわたる動作周波数を有するには、ＶＳＷＲが１に近い周波数の範囲が広いことが必要である。ＶＳＷＲが３．０より小さい場合、良好な送受信特性を有し、アンテナの動作上問題はない。そこで、ＶＳＷＲの周波数特性において、ＶＳＷＲが３．０より小さい周波数帯域幅を用いて広帯域にわたる動作周波数を有するか否かを判定することができる。そこで、ＶＳＷＲが３より小さい上限の周波数をｆH、下限の周波数をfLとすると下記式にて定める比帯域幅により動作周波数帯域の広狭を判定することができる。
比帯域幅  ＝  ２・｛（ｆH−fL）／（ｆH＋fL）｝×１００（％）
比帯域幅が大きいほど動作周波数帯域幅が広いことを意味する。なお、本発明のアンテナ装置は、マイクロ波領域のうちの３〜１１ＧＨｚの周波数帯域の通信に特に有効である。
【００７５】
次に、本発明のアンテナ装置について、アンテナ装置の例に基づいて具体的にアンテナ装置の特性を説明する。
図１８は、以下に示す例１及び例２におけるＶＳＷＲの周波数特性のグラフを示している。これらの周波数特性はＦＩ（Finite-Integration）法による電磁界シミュレーションにより算出されたものである。
【００７６】
（例１：実施例）
例１は、図１に示すアンテナ本体部１０を有するアンテナ装置１を用いた例である。第１の形状要素１１ａ，１１ｂは半円形状を有する。第２の形状要素１２ａ，１２ｂは１／４楕円形状の一部分を有する。第３の形状要素１３ａ,１３ｂは帯状形状である。放射導体１４は、誘電体基体１６の厚さ方向のほぼ中央に配設している。なお、アンテナ本体部１０は、図２に示すように絶縁性基板２２の一方の面に実装した。各形状要素及び誘電体基体１６の寸法は、以下に示す例３〜例７とともに下記表１に示している。なお、Ｌ3及びＬ4は、図１、図８に示す縦方向の長さ、横方向の長さをいう。
【００７７】
【表１】
2006203851.tif 000003
【００７８】
（例２：比較例）
例２は、図１に示すアンテナ本体部１０の替わりに、図２８に示されるアンテナ本体部３１０を用いたアンテナ装置の例である。アンテナ本体部３１０の放射導体３１４は、半円形状の形状要素３１１ａ，３１１ｂと帯状形状の形状要素３１３ａ，３１３ｂとにより構成され、例１に対して、第２の形状要素１２ａ，１２ｂが無い構成となっている。このため、例２は本発明のアンテナ装置ではない。図２８中符号３１５ａ，３１５ｂは給電点である。
例２の形状要素３１１ａ,３１１ｂは例１の第１の形状要素１１ａ，１１ｂと同様の形状である。形状要素３１３ａ、３１３ｂは第３の形状要素１３ａ，１３ｂと同様の帯状形状である。放射導体３１４は、誘電体基体３１６の厚さ方向のほぼ中央に配設している。
なお、アンテナ本体部３１０は、図２に示すように絶縁性基板２２の一方の面に実装した。各形状要素及誘電体基体３１６の寸法は以下の通りである。
形状要素３１１ａ，３１１ｂ
半円形状の直径（＝最大縦長さＷ31×２）           １４ｍｍ、
最大縦長さ（Ｗ31  図２８参照）                     ７ｍｍ、
形状要素３１３ａ，３１３ｂ
帯状形状の長さ（Ｌ35  図２８参照）             ０．７ｍｍ、
最大縦長さ（Ｗ32  図２８参照）                 ０．１ｍｍ、
誘電体基体３１６
比誘電率                                         １０．０、
縦長さ（Ｌ31  図２８参照）                          ７ｍｍ、
横長さ（Ｌ32  図２８参照）                    ２９．５ｍｍ。
【００７９】
図１８に示すように、ＶＳＷＲが３．０以下となる下限周波数は、本発明の実施例である例１が３．１ＧＨｚであり、比較例である例２は３．７ＧＨｚである。例１は例２に対して０．６ＧＨｚ下限周波数が低くなっている。これより、例１は、例２に対して２０％程度、下限周波数が低くなることがわかる。
また、このときの下限周波数の波長はおよそ９６．８ｍｍである。第１の形状要素１１ａ，１１ｂの直径（＝最大縦長さＷ１×２）が１４ｍｍであることから、第１の形状要素１１ａ，１１ｂの直径は、およそ０．１５波長分の長さが必要になることがわかる。これより、放射導体１４の面積は略０．０７波長×略０．３波長（縦方向の長さ×横方向の長さ）分の面積となり、この部分の面積分がアンテナ面積として必要である。このアンテナ面積は、前述した非特許文献１，２及び特許文献１の従来のアンテナ（図２４〜２７）と比べて小さい。このため従来と比べてサイズの小さいアンテナ装置を実現することができる。
また、例１における周波数特性の比帯域幅は１２６％であり、例２における周波数特性の比帯域幅は８８％である。例１の方が比帯域幅は広く動作周波数帯域が広い。
さらに、第１の形状要素１１ａ，１１ｂを半楕円形状としたアンテナ装置、及び第２の形状要素１２ａ、１２ｂを長方形形状（矩形形状）としたアンテナ装置においても同様な比帯域幅を有することを確認している。
【００８０】
このように、第１の形状要素１１ａ，１１ｂと第２の形状要素１２ａ，１２ｂと第３の形状要素１３ａ，１３ｂとが一方向に順に接合した形状を有する放射導体１４によって、アンテナの占有面積を小さくして小形のアンテナを実現できる。しかも、従来に比べて低い下限周波数を得ることができる。
また、放射導体１４における第１の形状要素１１ａ，１１ｂの大きさに応じて、第２の形状要素１２ａ，１２ｂと第３の形状要素１３ａ，１３ｂの形状を適宜選択し調整することで、広帯域にわたって最適なインピーダンスのマッチングを実現でき比帯域幅を向上させることができる。すなわち、設計自由度の高い、広帯域のアンテナ装置を実現できる。
【００８１】
（例３：実施例）
例３は、図５，６に示すアンテナ本体部６０を有するアンテナ装置５１を用いた例である。
図１９は、例３のＶＳＷＲの周波数特性を示す図である。例３の周波数特性はＦＩ（Finite-Integration）法による電磁界シミュレーションにより算出されたものである。
各形状要素及誘電体基体６６の寸法は上記表１の通りである。
なお、放射導体６４の形状は図４（ｂ）に示す放射導体の形状と同様であるので、以下同じ寸法の符号（Ｌ3，Ｌ4，Ｌ6）を用いる。なお、縦長さ及び横長さは、図５における縦方向の長さ、横方向の長さをいう。
【００８２】
なお、誘電体基体６６は、以下のように第１の誘電体層６６ａ，第２の誘電体層６６ｂ，第３の誘電体層６６ｃとした。
誘電体基体６６
第１の誘電体層６６ａ
比誘電率                                           ７．２、
厚さ                                          ０．２５ｍｍ、
第２の誘電体層６６ｂ
比誘電率                                        ２０．０、
厚さ                                          ０．５ｍｍ、
第３の誘電体層６６ｃ
比誘電率                                           ７．２、
厚さ                                          ０．２５ｍｍ、
縦長さ（Ｌ3  図５参照）                               ７ｍｍ、
横長さ（Ｌ4  図５参照）                         ３２．５ｍｍ、
一対の信号線７１ａ，７１ｂ
線幅                                            ０．２５ｍｍ、
線間隔（Ｌ16  図５参照）                          ０．３ｍｍ。
【００８３】
図１９に示すように、ＶＳＷＲが３．０以下となる下限周波数は、実施例である例３は２．６ＧＨｚである。これに対して、比較例である例２は３．７ＧＨｚである。例３は例２に対して１．１ＧＨｚ下限周波数が低くなっている。これより、例３は例２に対して約４０％程度下限周波数が低くなることがわかる。
また、例３における周波数特性の比帯域幅は１１７％であり、比較域幅３．７ＧＨｚの例２に比較して例３の方が比帯域幅は広く動作周波数帯域が広い。
さらに、アンテナ本体部６０の第２の形状要素を長方形形状（矩形形状）としたアンテナ装置においても同様な比帯域幅を有することを確認している。
【００８４】
このように、例３のアンテナ装置５１は、アンテナの占有面積を小さくして小形のアンテナを実現でき、しかも従来に比べて低い下限周波数を得ることができる。
また、放射導体６４における第１の形状要素の大きさに応じて、第２の形状要素と第３の形状要素の形状を適宜選択し調整し、接続導体７４の形状を調整することができる。これによって、広帯域にわたって最適なインピーダンスのマッチングを実現でき比帯域幅を向上させることができる。すなわち、設計自由度の高い、広帯域のアンテナ装置を実現できる。
【００８５】
（例４：実施例）
例４は、図８に示すアンテナ本体部１０を用いた例である。第１の形状要素１１ａは半円形状を有し、第１の形状要素１１ｂは１／４円形状と正方形形状とを組み合わせた形状を有する。第２の形状要素１２ａ，１２ｂは１／４楕円形状を有する。第３の形状要素１３ａ,１３ｂは帯状形状である。放射導体１４は、誘電体基体１６の厚さ方向のほぼ中央に配設している。なお、アンテナ本体部１０は、グランド導体を有する絶縁性基板（不図示）の一方の面に、グランド導体（不図示）とアンテナ本体部１０を縦方向に１ｍｍ離して実装している。誘電体基体１６は、比誘電率２０の誘電体を比誘電率７.２の誘電体で両側から挟んでいる。各形状要素及び誘電体基体１６の寸法は上記表１に示す通りである。
図２０はＶＳＷＲの周波数特性のグラフを示している。この周波数特性はＦＩ（Finite-Integration）法による電磁界シミュレーションにより算出されたものである。
【００８６】
（例５：実施例）
例５は、図１０（ｂ）に示すアンテナ本体部１０であり、図８に示す放射導体１４ａと同じ形状の放射導体１４ａと、矩形形状の第１の形状要素１１ｂを有する放射導体１４ｂとを有する。各形状要素及び誘電体基体１６の寸法は上記表１に示す通りである。
図２１は、例５におけるＶＳＷＲの周波数特性のグラフを示している。この周波数特性はＦＩ（Finite-Integration）法による電磁界シミュレーションにより算出されたものである。
【００８７】
（例６：実施例）
例６は、図１１、図１２に示すアンテナ本体部１２０を有するアンテナ装置１０１を用いた例である。アンテナ本体部１２０は、第１の形状要素１１１ｂを、例４に示したアンテナ本体部１２０の第１の形状要素１１１ｂの形状（１／４円形状と正方形の組み合わせた形状）から１／４楕円形状を切り欠き形状として切り欠いた形状に置き換えたものである。図２２は、例６におけるＶＳＷＲの周波数特性のグラフを示している。この周波数特性はＦＩ（Finite-Integration）法による電磁界シミュレーションにより算出されたものである。各形状要素および誘電体基体１１６の寸法は上記表１に示す通りである。
【００８８】
（例７：実施例）
例７は、図１５に示すように、第１の形状要素１１１ｂに、矩形形状から１／４楕円形状を切り欠き形状とする切り欠き部１２１を設けた放射導体１１４ｂを有するアンテナ本体部１２０である。図２３は、例７におけるＶＳＷＲの周波数特性のグラフを示している。この周波数特性はＦＩ（Finite-Integration）法による電磁界シミュレーションにより算出されたものである。各形状要素および誘電体基体１１６の寸法は上記表１に示す通りである。なお、放射導体１１４ｂと一対の信号線のうち放射導体１１４ｂと近い信号線との間の間隔をＤ１は、０．３ｍｍとしている。
【００８９】
例４、例５、例６、例７において、ＶＳＷＲが３．０以下となる下限周波数、比帯域幅及びアンテナ面積を下記表２に示す。表２に示すように、前述した非特許文献１，２及び特許文献１の従来のアンテナ（図２４〜２７）と比べて、いずれも下限周波数は小さく、比帯域幅は大きく、アンテナ面積は小さい。図２５に示すアンテナのアンテナ面積は、略０．３波長×０．３波長である。
【００９０】
【表２】
2006203851.tif 000004
【００９１】
このように、例１，３〜７のいずれのアンテナ装置も、アンテナの占有面積を小さくして小形のアンテナを実現でき、しかも従来に比べて低い下限周波数を得ることができる。
また、放射導体１４における第１の形状要素の大きさに応じて、第２の形状要素と第３の形状要素の形状を適宜選択し調整することができる。これによって、広帯域にわたって最適なインピーダンスのマッチングを実現でき比帯域幅を向上させることができる。すなわち、設計自由度の高い、広帯域のアンテナ装置を実現できる。
【００９２】
以上、本発明のアンテナ装置について詳細に説明したが、本発明は上記実施例に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明のアンテナ装置の一実施形態におけるアンテナ本体部の平面図である。
【図２】図１に示すアンテナ本体部を実装したアンテナ装置の平面図である。
【図３】図２中のＡ−Ａ’線に沿って切断したアンテナ装置の矢視断面図である。
【図４】（ａ），（ｂ）は、本発明のアンテナ装置に用いる放射導体の形状を説明する図である。
【図５】本発明のアンテナ装置の他の実施形態の平面図である。
【図６】図５中のＢ−Ｂ’線に沿って切断したアンテナ装置の矢視断面図である。
【図７】本発明のアンテナ装置の他の実施形態におけるアンテナ本体部の平面図である。
【図８】本発明のアンテナ装置の他の実施形態におけるアンテナ本体部の平面図である。
【図９】図８に示すアンテナ本体部の形状を説明する図である。
【図１０】（ａ）〜（ｄ）は、本発明のアンテナ装置の他の実施形態におけるアンテナ本体部の平面図である。
【図１１】本発明のアンテナ装置の他の実施形態におけるアンテナ本体部の平面図である。
【図１２】図１１に示すアンテナ本体部を実装したアンテナ装置の平面図である。
【図１３】図１２中のＣ−Ｃ’線に沿って切断したアンテナ装置の矢視断面図である。
【図１４】本発明のアンテナ装置の他の実施形態におけるアンテナ本体部の平面図である。
【図１５】本発明のアンテナ装置の他の実施形態におけるアンテナ本体部の平面図である。
【図１６】（ａ），（ｂ）は、本発明のアンテナ装置の他の実施形態におけるアンテナ本体部の平面図である。
【図１７】（ａ），（ｂ）は、本発明のアンテナ装置に用いられるアンテナ本体部の切り欠き部を説明する図である。
【図１８】図２，３に示すアンテナ装置のＶＳＷＲの周波数特性の一例を示す図である。
【図１９】図５，６に示すアンテナ装置のＶＳＷＲの周波数特性の一例を示す図である。
【図２０】例４におけるアンテナ装置のＶＳＷＲの周波数特性の一例を示す図である。
【図２１】例５におけるアンテナ装置のＶＳＷＲの周波数特性の一例を示す図である。
【図２２】例６におけるアンテナ装置のＶＳＷＲの周波数特性の一例を示す図である。
【図２３】例７におけるアンテナ装置のＶＳＷＲの周波数特性の一例を示す図である。
【図２４】従来のディスクモノポールアンテナを示す図である。
【図２５】従来のアンテナの一例を示す図である。
【図２６】従来のアンテナの一例を示す図である。
【図２７】従来のアンテナの一例を示す図である。
【図２８】本発明のアンテナ装置とは異なる構成のアンテナ装置を示す図である。
【符号の説明】
【００９４】
１，５１，１０１，３１０  アンテナ装置
１０，６０，１２０  アンテナ本体部
１１ａ，１１ｂ，１１１ａ，１１１ｂ  第１の形状要素
１２ａ，１２ｂ，１１２ａ，１１２ｂ  第２の形状要素
１３ａ，１３ｂ，１１３ａ，１１３ｂ  第３の形状要素
１４，１４ａ，１４ｂ，６４，６４ａ，６４ｂ，１１４ａ，１１４ｂ  放射導体
１５ａ，１５ｂ、６５ａ，６５ｂ，２１５ａ，２１５ｂ，１１５ａ，１１５ｂ、３１５ａ，３１５ｂ  給電点
１６，６６，１１６，２１６，２６１，３１６  誘電体基体
２１ａ，２１ｂ，７１ａ，７１ｂ，７４ａ，７４ｂ，１１７，１１８，１２４，１２５  信号線
２２，７２，１２２  絶縁性基板
２３，７３ａ，７３ｂ、７５ａ，７５ｂ，１１５ａ，１１５ｂ，１１９ａ，１１９ｂ  ビア
６６ａ，６６ｂ，６６ｃ，１１６ａ，１１６ｂ，１１６ｃ  誘電体層
１２３，２６２  グランド導体
１２９，１２１，２４１ａ，２４１ｂ  切り欠き部
１３０，１３１  辺
２０１  平面ディスクモノポール
２０２  同軸線路
２０３  金属平板
２１１ａ，２１１ｂ  放射板
２２１ａ，２２１ｂ  頂点部
２３１  同軸ケーブル
２５０  セラミック板
２５１，２６４  放射導体
２５２  端部
２５３，２６３  アンテナ
２５４  スリット
３１１ａ，３１１ｂ，３１３ａ，３１３ｂ  形状要素
【図１】
2006203851.tif 000005
【図２】
2006203851.tif 000006
【図３】
2006203851.tif 000007
【図４】
2006203851.tif 000008
【図５】
2006203851.tif 000009
【図６】
2006203851.tif 000010
【図７】
2006203851.tif 000011
【図８】
2006203851.tif 000012
【図９】
2006203851.tif 000013
【図１０】
2006203851.tif 000014
【図１１】
2006203851.tif 000015
【図１２】
2006203851.tif 000016
【図１３】
2006203851.tif 000017
【図１４】
2006203851.tif 000018
【図１５】
2006203851.tif 000019
【図１６】
2006203851.tif 000020
【図１７】
2006203851.tif 000021
【図１８】
2006203851.tif 000022
【図１９】
2006203851.tif 000023
【図２０】
2006203851.tif 000024
【図２１】
2006203851.tif 000025
【図２２】
2006203851.tif 000026
【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
2006203851.tif 000029
【図２６】
2006203851.tif 000030
【図２７】
2006203851.tif 000031
【図２８】
2006203851.tif 000032