(57)【要約】【課題】本発明は、デジタルテレビなどの広帯域特性を必要とするアンテナ装置に関するものであり、アンテナ装置の広帯域化を目的とする。【解決手段】特に、アンテナ素子７と、このアンテナ素子７の給電点に接続された広帯域化回路１０と、この広帯域化回路１０に接続されたインピーダンス整合回路１１とを備え、広帯域化回路１０を集中定数素子１５，１６を用いて形成したものであり、この構成によれば、アンテナ素子から入出力ポートに至る信号経路中にＬＣの並列回路によるなどの減衰極が発生する因子を排除でき、アンテナ装置の広帯域化が実現できる。【選択図】図１
2006173697.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナ素子と、このアンテナ素子の給電点に接続された広帯域化回路と、この広帯域化回路に接続されたインピーダンス整合回路とを備え、前記広帯域化回路を集中定数素子を用いて形成したことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
広帯域化回路を一端が接地されたコンデンサ素子とインダクタンス素子との並列共振回路を用いて形成したことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項３】
広帯域化回路を複数並列接続するとともに、前記隣り合う並列共振回路間にインピーダンス整合回路を設けたことを特徴とする請求項２に記載のアンテナ装置。
【請求項４】
複数の広帯域化回路を並列接続することによる通過帯域特性において帯域内偏差の大きい周波数領域にアンテナ素子における共振周波数を設定したことを特徴とする請求項３に記載のアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルテレビなどの広帯域特性を必要とするアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、無線通信信号はデジタルテレビに見られるよう、その周波数帯域の広帯域化が進んでおり、この様な無線通信信号の広帯域化においては、その信号を受信するアンテナ装置における周波数帯域の広帯域化が必要となる。
【０００３】
そこで、アンテナ装置を広帯域化するにあたっては、図３に示されるようにアンテナ装置を構成するアンテナ素子１にバンドパスフィルタ（以下、ＢＰＦと称する）特性を有する広帯域化回路２を付加する手法が知られており、その具体的構成としては特に図示していないが、誘電体からなる積層体の内層部分に設けられた複数のストリップライン３を磁界結合させることによって積層型のＢＰＦを形成し、この積層型ＢＰＦの表面にアンテナ素子１を配置し、それらをビアホールなどを用いて接続する構造が提案されている。
【０００４】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【特許文献１】特開２００３−２５８５４７号公報
【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、このように広帯域化されたアンテナ装置においては、ＢＰＦを形成するストリップライン３間の磁界結合４が、等価的にアンテナ素子１から入出力ポート５に至る信号経路中に直列に接続されたＬＣの並列共振回路６を形成してしまうため、この並列共振回路６の共振周波数においてアンテナ装置の通過特性に減衰極を形成してしまい、結果としてこの減衰極の存在によりアンテナ装置の広帯域化が困難なものとなっていた。
【０００６】
そこで、本発明はこのような問題を解決し、アンテナ装置の広帯域化を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的を達成するために本発明は、アンテナ装置を構成するアンテナ素子に接続される広帯域化回路を集中定数素子で形成したのである。
【発明の効果】
【０００８】
この構成によれば、アンテナ素子から入出力ポートに至る信号経路中にＬＣの並列回路によるなどの減衰極が発生する因子を排除でき、アンテナ装置の広帯域化が実現できるのである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施形態について図を用いて説明する。
【００１０】
図１は本発明のアンテナ装置を示す回路図であり、λ／４モノポール型のアンテナ素子７の給電点８と入出力ポート９の間に広帯域化回路１０とインピーダンス整合回路１１を順に接続した構成となっている。
【００１１】
また、インピーダンス整合回路１１はアンテナ素子７のインピーダンスと一致させ、λ／４モノポール型のアンテナ素子７と等価的に等しくなるよう、コンデンサ素子１２とインダクタ素子１３の直列体をアンテナ素子７の通過帯域を決める共振特性と一致させ、入出力ポート９とグランド間に接続された抵抗素子１４をアンテナ素子７の放射抵抗と一致させた構造としている。
【００１２】
そして、広帯域化回路１０は集中定数素子であるインダクタ素子１５とコンデンサ素子１６の並列共振回路１７を用いて形成しており、この並列共振回路１７の一端をアンテナ素子７の給電点８に接続し他端をアース接続した構造とすることにより、所定の帯域幅を持ったＢＰＦ特性を形成し、アンテナ素子７と広帯域化回路１０を組み合わせることによりアンテナ素子７により得られる通過帯域特性と広帯域化回路１０により得られるＢＰＦ特性が複合され、アンテナ装置としての広帯域化を実現する構成としている。
【００１３】
すなわち、このように広帯域化回路１０を集中定数素子からなる並列共振回路１７を用いて形成することにより、特性の周波数帯域のみを選択的に通過させることができる上に、上述した従来の図３に示すストリップライン３の磁界結合４による広帯域化回路１０のようなアンテナ素子１から入出力ポート５に至る信号経路中にＬＣの並列共振回路６の直列接続構成がなくなり、これによりアンテナ装置の周波数特性における減衰極の発生が防止され、結果としてアンテナ装置の広帯域化が容易となるのである。
【００１４】
また、図３に示すアンテナ装置に用いられていたストリップライン３は分布定数素子であるため、２次高調波や３次高調波といった高次高調波成分が問題となるのであるが、図１に示す実施形態のアンテナ装置のようにインダクタ素子１５やコンデンサ素子１６といった集中定数素子を用いていることから高次高調波成分が発生せず、この点に関しても従来の構成に比べ高性能なものとできるのである。
【００１５】
さらに、この図１に示すアンテナ装置を構成した場合、インピーダンス整合回路１１を形成するインダクタ素子１３のインダクタンス値が大きくなってしまうことから、生産段階におけるバラツキの影響を受けやすくなってしまい、アンテナ装置の量産における特性バラツキの原因となるため、このインダクタ素子１３とコンデンサ素子１２の直列体からなるインピーダンス整合回路１１を図２に示すように一端がアース接続されたインダクタ素子１８とコンデンサ素子１９の並列共振回路２０からなる広帯域化回路２５に変換し、アンテナ装置としては広帯域化回路１０に対して広帯域化回路２５を並列接続した構成とし、この前後にインピーダンス変換素子２１となるコンデンサ素子２２やインダクタ素子２３を適宜配置することにより、先に述べた図１のインダクタ素子１３のインダクタンス値を７０％程度小さな値に変換でき、アンテナ装置の量産時における特性バラツキを抑制できるのである。
【００１６】
そして、この図２に示されるようなアンテナ装置を設計する場合、アンテナ素子７の共振周波数と広帯域化回路１０，２５の共振周波数の関係を見た場合、アンテナ素子７の共振周波数と広帯域化回路２５の共振周波数は、アンテナ素子７を信号源インピーダンスとして、また広帯域化回路２５を負荷端インピーダンスとして広帯域化回路１０を含めてバンドパスフィルタの設計手法を適用しているため、それらは略同一周波数となる。
【００１７】
そして、アンテナ素子７の共振周波数より高域に現れる並列共心周波数を所望の帯域からできるだけ高域に設定するため、もともとアンテナ素子７の共振周波数を所望の帯域の中心周波数より高く設定しているため、所望の周波数帯域をカバーするための広帯域化回路１０の共振周波数はアンテナ素子７の共振周波数やインピーダンス整合回路１１の共振周波数より低く設定されることになる。
【００１８】
しかし、この場合においてはアンテナ素子７の帯域内偏差が小型化しているアンテナ素子７の等価インダクタンスや等価容量や等価放射抵抗値に決定され大きくなってしまうことから実用上問題が生じてしまう為、この帯域内偏差を改善することが重要となる。
【００１９】
そこで、この帯域内偏差を改善するにあたっては、図２の広帯域化回路２５の出力端側に位置するコンデンサ素子２２の容量を大きくするとともに、広帯域化回路１０と広帯域化回路２５の間に位置するインダクタ素子２３の値を小さくすることにより帯域内偏差を小さくすることができるのである。
【００２０】
すなわちコンデンサ素子２２の容量を大きくした場合、広帯域化回路のコンデンサ素子１９がコンデンサ素子２２の補正容量を付加することにより減少し、また、インダクタ素子２３の値を小さくした場合、インダクタンス素子１５やインダクタンス素子１８は補正インダクタンスを付加することにより増加することとなる。
【００２１】
そこで、広帯域化回路１０，２５のもともとの共振周波数やサセプタンススロープパラメータを維持するため、インダクタンス素子１５やインダクタンス素子１８の値を減少させ、コンデンサ素子１９の値を増加させるのであるが、その際、もともと所望の周波数帯域において最も共振周波数の低い広帯域化回路１０の共振周波数（ｆ２）に対して、アンテナ素子７の共振周波数（ｆ１）をより高く設定するとともに、広帯域化回路２５の共振周波数（ｆ３）をさらに高く設定すること、つまりｆ２＜ｆ１＜ｆ３の関係を構築することにより、アンテナ装置の周波数帯域において帯域内偏差を小さくすることができる。
【００２２】
さらに、アンテナ素子７の共振周波数ｆ１を２つの広帯域回路１０，２５の共振周波数ｆ２，ｆ３の間に配置する場合、この２つの広帯域化回路１０，２５の共振周波数ｆ２，ｆ３によって形成されるＢＰＦ特性における帯域内偏差の大きくなる周波数領域にアンテナ素子７の共振周波数ｆ１を設定することにより、さらにアンテナ装置としての帯域内偏差を抑制することができるのである。
【００２３】
なお、入出力ポート９の後段に示された抵抗２４は、アンテナ装置の後段に接続されるＲＦＩＣなどの負荷抵抗を表したものであり、通常このような高周波信号系のシステムにおいては５０オームに設定されるものである。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明に係るアンテナ装置によれば、アンテナ装置の広帯域化ができるという効果を有し、特にデジタルテレビなどの広帯域特性を要するシステムにおいて有用となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明のアンテナ装置を示す等価回路図
【図２】他の実施形態におけるアンテナ装置を示す等価回路図
【図３】従来のアンテナ装置を示す等価回路図
【符号の説明】
【００２６】
７  アンテナ素子
８  給電点
１０  広帯域化回路
１１  インピーダンス整合回路
１５  インダクタンス素子（集中定数素子）
１６  コンデンサ素子（集中定数素子）
１７  並列共振回路
【図１】
2006173697.tif 000003
【図２】
2006173697.tif 000004
【図３】
2006173697.tif 000005