(57)【要約】【課題】  予めアンテナの初期構造を限定することなく最適なアンテナの構造を設計すること。【解決手段】  本発明に係るアンテナ最適設計方法は、多角柱又は円柱によって前記ロッド型アンテナを構成する工程と、前記多角柱又は前記円柱の側面上にアンテナ素子パターンを生成する工程と、遺伝的アルゴリズム又はランダムサーチ法を用いて、前記ロッド型アンテナのアンテナ特性が最適となる前記アンテナ素子パターンを探索する工程とを有する。【選択図】  図３
2006203273.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロッド型アンテナの構造を設計するためのアンテナ最適設計方法であって、
多角柱又は円柱によって前記ロッド型アンテナを構成する工程と、
前記多角柱又は前記円柱の側面上にアンテナ素子パターンを生成する工程と、
遺伝的アルゴリズム又はランダムサーチ法を用いて、前記ロッド型アンテナのアンテナ特性が最適となる前記アンテナ素子パターンを探索する工程とを有することを特徴とするアンテナ最適設計方法。
【請求項２】
前記アンテナ素子パターンを生成する工程は、
前記多角柱又は前記円柱の側面を所定形状に分割することによってブロックを生成する工程と、
前記ブロックにおける金属パッチの配置方法を決定する染色体を該ブロックに割り当てる工程とを有し、
前記アンテナ素子パターンを探索する工程は、
前記染色体によって一意に決まる前記アンテナ特性を算出する工程と、
遺伝的アルゴリズムによって、前記アンテナ特性が最適となるように各ブロックに割り当てられる最適な前記染色体を探索する工程とを有することを特徴とする請求項１に記載のアンテナ最適設計方法。
【請求項３】
前記アンテナ素子パターンを生成する工程は、
前記多角柱又は前記円柱の側面を所定形状に分割することによってブロックを生成する工程と、
生成された前記ブロックの１ブロックおきに基準点ブロックを設定する工程と、
前記基準点ブロックに対して１辺で隣接するブロックにおける金属パッチの配置方法を決定する染色体を、該基準点ブロックに割り当てる工程とを有し、
前記アンテナ素子パターンを探索する工程は、
遺伝的アルゴリズムによって、前記アンテナの特性が最適となるように、各基準点ブロックに割り当てられる最適な前記染色体を探索する工程とを有することを特徴とする請求項１に記載のアンテナ最適設計方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載のアンテナ最適設計方法を実施するためのプログラム。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載のアンテナ最適設計方法によって設計されたアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロッド型アンテナの構造を設計するためのアンテナ最適設計方法、当該アンテナ最適設計方法を実施するためのプログラム及び当該アンテナ最適設計方法によって設計されたアンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、遺伝的アルゴリズム（ＧＡ：Ｇｅｎｅｔｉｃ  Ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ）を用いて、３次元構造のメアンダライン型アンテナの構造を設計するためのアンテナ最適設計方法が検討されている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
具体的には、図２４に示すように、かかるアンテナ最適設計方法は、予めアンテナのラインの高さｈｉ及び幅Ｗｉ（パラメータ）を決定する工程と、高さｈｉ及び幅Ｗｉを用いて染色体を構成する工程と、遺伝的アルゴリズムを用いて高さｈｉ及び幅Ｗｉの最適化を図る工程と有する。
【特許文献１】特開平２００１-２５１１３４号公報
【非特許文献１】Ｇａｅｔａｏ  Ｍａｒｒｏｃｃｏ、「Ｇａｉｎ-Ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ  Ｓｅｌｆ-Ｒｅｓｏｎａｎｔ  Ｍｅａｎｄｅｒ  Ｌｉｎｅ  Ａｎｔｅｎｎａｓ  ｆｏｒ  ＲＦＩＤ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ」、ＩＥＥＥ  ＡＮＴＥＮＮＡＳ  ＡＮＤ  ＷＩＲＥＬＥＳＳ  ＰＲＯＰＡＧＡＴＩＯＮ  ＬＥＴＴＥＲＳ、Ｖｏｌ.２、２００３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のアンテナ最適設計方法は、予めアンテナの初期構造を限定した上でパラメータを最適化するものであるので、アンテナの任意構造を最適解として導くことができないという問題点があった。
【０００５】
そこで、本発明は、以上の点に鑑みてなされたもので、予めアンテナの初期構造を限定することなく最適なアンテナの構造を設計することがアンテナ最適設計方法、当該アンテナ最適設計方法を実施するためのプログラム及び当該アンテナ最適設計方法によって設計された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】
【０００６】
本発明の第１の特徴は、ロッド型アンテナの構造を設計するためのアンテナ最適設計方法であって、多角柱又は円柱によって前記ロッド型アンテナを構成する工程と、前記多角柱又は前記円柱の側面上にアンテナ素子パターンを生成する工程と、遺伝的アルゴリズム又はランダムサーチ法を用いて、前記ロッド型アンテナのアンテナ特性が最適となる前記アンテナ素子パターンを探索する工程とを有することを要旨とする。
【０００７】
本発明の第１の特徴において、前記アンテナ素子パターンを生成する工程が、前記多角柱又は前記円柱の側面を所定形状に分割することによってブロックを生成する工程と、前記ブロックにおける金属パッチの配置方法を決定する染色体を該ブロックに割り当てる工程とを有し、前記アンテナ素子パターンを探索する工程が、前記染色体によって一意に決まる前記アンテナ特性を算出する工程と、遺伝的アルゴリズムによって、前記アンテナ特性が最適となるように各ブロックに割り当てられる最適な前記染色体を探索する工程とを有してもよい。
【０００８】
本発明の第１の特徴において、前記アンテナ素子パターンを生成する工程が、前記多角柱又は前記円柱の側面を所定形状に分割することによってブロックを生成する工程と、生成された前記ブロックの１ブロックおきに基準点ブロックを設定する工程と、前記基準点ブロックに対して１辺で隣接するブロックにおける金属パッチの配置方法を決定する染色体を、該基準点ブロックに割り当てる工程とを有し、前記アンテナ素子パターンを探索する工程が、遺伝的アルゴリズムによって、前記アンテナの特性が最適となるように、各基準点ブロックに割り当てられる最適な前記染色体を探索する工程とを有してもよい。
【０００９】
本発明の第２の特徴は、上述のアンテナ最適設計方法を実施するためのプログラムであることを要旨とする。また、本発明の第３の特徴は、上述のアンテナ最適設計方法によって設計されたアンテナであることを要旨とする。
【発明の効果】
【００１０】
以上説明したように、本発明によれば、予めアンテナの初期構造を限定することなく最適なアンテナの構造を設計することがアンテナ最適設計方法、当該アンテナ最適設計方法を実施するためのプログラム及び当該アンテナ最適設計方法によって設計された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】
【００１１】
＜第１の実施形態＞
図１乃至図６を参照して、本発明の第１の実施形態に係るアンテナ最適設計方法について説明する。
【００１２】
図１は、本実施形態に係るアンテナ最適設計方法によって設計されたロッド型アンテナ（例えば、ヘリカルアンテナやモノポールアンテナ等）の構造を示す模式図である。
【００１３】
なお、本実施形態に係るアンテナ最適設計方法によって設計されたロッド型アンテナ１０は、図１に示すように、給電点４０を介して、無限大の大きさを有する地板２０に接続されている。また、本実施形態に係るアンテナ最適設計方法によって設計されたロッド型アンテナ１０は、多角柱又は円柱で構成されており、その側面上にアンテナ素子パターンが生成されている。
【００１４】
図２乃至図５を参照して、本実施形態に係るアンテナ最適設計方法によってロッド型アンテナ１０を設計する動作について説明する。
【００１５】
図２に示すように、ステップＳ１００１において、本動作は、多角柱又は円柱によってロッド型アンテナ１０を構成する（図３（ａ）参照）。
【００１６】
ステップＳ１００２において、本動作は、携帯端末の筐体５０の上に設置されるロッド型アンテナ１０の側面を平面に展開する（図３（ｂ）参照）。
【００１７】
ステップＳ１００３において、本動作は、展開された平面（多角柱又は円柱の側面）上にアンテナ素子パターン３０を生成する（図３（ｃ）参照）。以下、図４を参照して、ステップＳ１００３の具体的な動作について説明する。
【００１８】
図４に示すように、ステップＳ２００１において、本動作は、展開された平面を所定形状（例えば、縦方向の２以上に分割し、かつ、横方向の２以上に）に分割することによってブロックを生成する。なお、展開された平面は、初期状態において、その表面が金属パッチ（金属面）によって覆われているものと仮定する。
【００１９】
ステップＳ２００２において、本動作は、生成された各ブロックに対して染色体（「０」又は「１」の１ビット）を割り当てる。
【００２０】
ステップＳ２００３において、本動作は、割り当てられた染色体に基づいて、各ブロックにおける金属パッチの配置方法を決定する。例えば、染色体「０」が割り当てられている各ブロックにおける金属パッチが削除されるように構成されており、染色体「０」が割り当てられている各ブロックにおける金属パッチが削除されないように構成されている。
【００２１】
図２に戻って、ステップＳ１００４において、本動作は、遺伝的アルゴリズム又はランダムサーチ法を用いて、ロッド型アンテナ１０のアンテナ特性が最適となるアンテナ素子パターンを探索する（図３（ｄ）参照）。以下、図５を参照して、ステップＳ１００４の具体的な動作について説明する。
【００２２】
ここで、かかる遺伝的アルゴリズムに用いられる評価関数について説明する。なお、本実施形態において、ロッド型アンテナの特性として、３つの周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３におけるリターンロス特性及び利得特性を用いた。
【００２３】
最初に、リターンロスの定義について説明する。一般に、反射係数Γは、式（１）で表現される。
【００２４】
反射係数Γ＝｜Ｚｉｎ−Ｚ０｜／｜Ｚｉｎ＋Ｚ０｜  …（１）
ここで、Ｚｉｎは、入力インピーダンスであり、Ｚ０ は、伝送路の特性インピーダンスである。
【００２５】
かかる反射係数Γを用いて表現したリターンロスＲＬＯＳＳを式（２）に示す。
【００２６】
ＲＬＯＳＳ＝-２０.０ｌｏｇ１０（Γ）  …（２）
ここで、リターンロスＲＬＯＳＳは正の値であり、反射係数Γが小さいときにはリターンロスＲＬＯＳＳは大きくなり、反射係数Γが大きいときにはリターンロスＲＬＯＳＳは小さくなる。
【００２７】
なお、所望とする３つの周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３の「リターンロス」を、それぞれ、ＲＬＯＳＳｆ１、ＲＬＯＳＳｆ２、ＲＬＯＳＳｆ３とし、所望とする３つの周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３の「利得」を、それぞれ、Ｇａｉｎｆ１、Ｇａｉｎｆ２、Ｇａｉｎｆ３とする。
【００２８】
かかる場合、式（３）に、反射係数Γを小さくし（すなわち、リターンロスを大きくし、かつ、利得を小さくするための評価関数ＥＶＡＬを示す。なお、かかる評価関数ＥＶＡＬは、重み付き計数法を用いて生成されるものとする。
【００２９】
ＥＶＡＬ＝ｗ１・Ｒｌｏｓｓｆ１＋ｗ２・ＲＬＯＳＳｆ２＋ｗ３・ＲＬＯＳＳｆ３＋ｗ４・Ｇａｉｎｆ１＋ｗ５・Ｇａｉｎｆ２＋ｗ６・Ｇａｉｎｆ３  …（３）
例えば、上述の第１及び第２の実施形態に係るアンテナ最適設計方法において、多周波共用アンテナを設計する場合のように、複数の相互に関連しあう条件に対して最適化を図る場合には、ある評価項目が所望特性を満たしたときは、他の所望特性を満たしていない評価項目に対して重みが強くなるように制約条件を持たせる方法が有効である。
【００３０】
式（４）に、上述のような制約付重み係数法によって生成された評価関数ＥＶＡＬＣを示す。
【００３１】
ＥＶＡＬＣ＝ｗ１・ｍｉｎ（ＤＲＬｆ１，Ｒｌｏｓｓｆ１）＋ｗ２・ｍｉｎ（ＤＲＬｆ２，Ｒｌｏｓｓｆ２）＋ｗ３・ｍｉｎ（ＤＲＬｆ３，Ｒｌｏｓｓｆ３）＋ｗ４・ｍｉｎ（ＤＧｆ１，Ｇａｉｎｆ１）＋ｗ５・ｍｉｎ（ＤＧｆ２，Ｇａｉｎｆ２）＋ｗ６・ｍｉｎ（ＤＧｆ３，Ｇａｉｎｆ３）  …（４）
式（４）において、ＤＲＬｆｉ（ｉ＝１〜３）は、周波数ｆｉにおける所望リターンロス特性であり、ＤＧｆｉ（ｉ＝１〜３）は、周波数ｆｉにおける所望利得である。
【００３２】
３周波共用アンテナとしての条件を満たすために、３つの周波数においてそれぞれリターンロス及び利得を求め、最も特性の悪いものの重みを大きくすることによって、評価関数を所望値に近づける方法も考えられる。
【００３３】
式（５）及び式（６）に、それぞれ、リターンロス特性及び利得特性に関する評価関数ＥＶＡＬＭ−ＲＬ及びＥＶＡＬＭ−Ｇを示す。
【００３４】
ＥＶＡＬＭ−ＲＬ＝ｍｉｎ（ｍｉｎ（ＤＲＬｆ１，Ｒｌｏｓｓｆ１），ｍｉｎ（ＤＲＬｆ２，Ｒｌｏｓｓｆ２），ｍｉｎ（ＤＲＬｆ３，Ｒｌｏｓｓｆ３））  …（５）
ＥＶＡＬＭ−Ｇ＝ｍｉｎ（ｍｉｎ（ＤＧｆ１，Ｇａｉｎｆ１），ｍｉｎ（ＤＧｆ２，Ｇａｉｎｆ２），ｍｉｎ（ＤＧｆ３，Ｇａｉｎｆ３）  …（６）
また、式（７）に、評価関数ＥＶＡＬＣと評価関数ＥＶＡＬＭ−ＲＬと評価関数ＥＶＡＬＭ−Ｇとを組み合わせた評価関数ＥＶＡＬ２を示す。
【００３５】
ＥＶＡＬ２＝ＥＶＡＬＣ＋ｗ７・ＥＶＡＬＭ−ＲＬ＋ｗ８・ＥＶＡＬＭ−Ｇ  …（７）
以下、図４を参照して、上述の評価関数ＥＶＡＬ２を用いた遺伝的アルゴリズムについて説明する。
【００３６】
ステップＳ４００１において、本動作は、ランダムに染色体の初期集団を生成する。例えば、初期集団における染色体の数（人口）を５００とする。
【００３７】
ステップＳ４００２において、本動作は、展開された平面を元に戻して、多角柱又は円柱によって構成されているロッド型アンテナ１０を形成して携帯端末の筐体５０に取り付けた後、モーメント法やＦＤＴＤ法等の電磁界解析手段によって、かかるロッド型アンテナ１０のアンテナ特性を算出する。なお、かかるアンテナ特性は、上述の染色体によって一意に決まるものである。
【００３８】
ステップＳ４００３において、本動作は、上述の評価関数ＥＶＡＬ２を用いて、各染色体に基づいて設計されたロッド型アンテナの特性について評価する。ここで、多周波共用アンテナにおいて、最も重要であると考えられるリターンロス特性に対する重みを、利得特性に対するよりも強くしている。
【００３９】
ステップＳ４００４において、本動作は、上述の染色体の中から、評価の高い染色体を選択する。
【００４０】
ステップＳ４００５において、本動作は、交叉によって、複数（一般的には２つ）の染色体（親）から遺伝子を引き継ぐ新しい染色体（子）を生成する。ここで、交叉確率を０.４とし、２点交叉が用いられるものとする。
【００４１】
ステップＳ４００６において、本動作は、突然変異確率に基づいて、染色体の集団に対して突然変異処理を施す。ここで、突然変異確率を０.０１６とする。
【００４２】
ステップＳ４００７において、本動作は、当該遺伝的アルゴリズムの終了条件を満たしているか否かについて判定する。当該遺伝的アルゴリズムの終了条件を満たしていない場合、かかる終了条件が満たされるまで世代交代を繰り返す（すなわち、ステップＳ４００２乃至Ｓ４００６を繰り返す）。
【００４３】
本動作は、上述の遺伝的アルゴリズムによって、アンテナ特性が最適となるように各ブロックに割り当てられる最適な染色体を探索することができる。
【００４４】
本実施形態に係るアンテナ最適設計方法において、上述の評価関数ＥＶＡＬ２を用いて、９００ＭＨｚ、１.５ＧＨｚ、２.０ＧＨｚの３つの周波数で共振するという条件下で、最終的に形成されたロッド型アンテナにおけるリターンロス特性を、図６に示す。
【００４５】
本実施形態に係るアンテナ最適設計方法によれば、多周波共用化や広帯域化や小型化に関する設計条件を与えるだけで、ロッド型アンテナ１０の構造（アンテナ形状又はアンテナ素子パターン）について、予めアンテナの初期構造を限定することなく、最適解を導き出すことができる。
【００４６】
＜第２の実施形態＞
図７乃至図１１を参照して、本発明の第２の実施形態に係るアンテナ最適設計方法について説明する。本発明の第２の実施形態に係るアンテナ最適設計方法は、アンテナ素子パターンの生成方法（図２におけるステップＳ１００３）を除いて、上述の第１の実施形態に係るアンテナ最適設計方法と同一である。以下、本発明の第２の実施形態に係るアンテナ最適設計方法について、上述の第１の実施形態に係るアンテナ最適設計方法との相違点を主として説明する。
【００４７】
図７は、本実施形態に係るアンテナ最適設計方法によって設計されたロッド型アンテナの構造を示す模式図である。図７に示すように、本実施形態に係るロッド型アンテナ１０の側面では、各ブロック同士が、１点ではなく１辺で隣接するように構成されている。
【００４８】
図８乃至図１０を参照して、本実施形態に係るアンテナ最適設計方法においてアンテナ素子パターンを生成する動作について説明する。
【００４９】
図８に示すように、ステップＳ３００１において、本動作は、展開された平面上の金属パッチを、所定形状に（例えば、縦方向の３以上の奇数に分割し、かつ、横方向の３以上の奇数に）分割することによって、ブロックを生成する。例えば、図９（ｂ）に示すように、本動作は、展開された平面上の金属パッチをＮ×Ｍ個（図９の例では、１１×１１個）の長方形のブロックに分割する。
【００５０】
ステップＳ３００２において、本動作は、生成されたブロックの１ブロックおきに基準点ブロックを設定し、当該基準点ブロックに染色体を割り当てる。例えば、図９（ｂ）に示すように、本動作は、生成されたブロックの１ブロックおきに、基準点ブロック（迷路生成アルゴリズムにおける「壁」）＃１乃至＃２１を作成し、当該基準点ブロック＃１乃至＃２１のそれぞれに対して、２ビット（４値）の染色体を割り当てる。
【００５１】
ステップＳ３００３において、本動作は、当該基準点ブロックに位置する金属パッチを削除する。ステップＳ３００４において、本動作は、各基準点ブロック＃１乃至＃２１に割り当てられた染色体に基づいて、当該基準点ブロック＃１乃至＃２１に対して１辺で隣接するブロックにおける金属パッチの除去方法を決定する。そして、図９（ｃ）に示すように、本動作は、決定された除去方法に従って、各基準点ブロックの隣接ブロックの金属パッチを順次除去していくことによって、アンテナ素子面１００ｂにおけるメアンダラインを形成する。
【００５２】
なお、他の基準点ブロックにおける染色体の指示によって既に金属パッチが除去されている隣接ブロックに対しては、金属パッチの除去処理を行わない。
【００５３】
ここで、図１０を参照して、染色体によって上述の金属パッチの除去方法を指示する方法について説明する。以下、図１０（ａ）に示すように、展開された平面上で基準点ブロック＃１乃至＃２５が設定されているものとする。なお、かかる染色体に含まれ得る２ビットは、「００」、「０１」、「１０」、「１１」のいずれかである。
【００５４】
第１に、図１０（ｂ）を参照して、図１０（ａ）に示す基準点ブロックのうち、一番左の列における基準点ブロック＃１乃至＃５に割り当てられた染色体の場合について説明する。
【００５５】
かかる場合、図１０（ｂ）に示すように、基準点ブロックに対して「００」の染色体が割り当てられていると、当該基準点ブロックに隣接するブロックＡにおける金属パッチが除去される。
【００５６】
また、基準点ブロックに対して「０１」の染色体が割り当てられていると、当該基準点ブロックに隣接するブロックＢにおける金属パッチが除去される。
【００５７】
また、基準点ブロックに対して「１０」の染色体が割り当てられていると、当該基準点ブロックに隣接するブロックＣにおける金属パッチが除去される。
【００５８】
さらに、基準点ブロックに対して「１１」の染色体が割り当てられていると、当該基準点ブロックに隣接するブロックＤにおける金属パッチが除去される。
【００５９】
第２に、図１０（ｃ）及び（ｄ）を参照して、その他の基準点ブロック＃６乃至＃２５に割り当てられた染色体の場合について説明する。
【００６０】
かかる場合、図１０（ｃ）及び（ｄ）に示すように、基準点ブロックに対して「００」の染色体が割り当てられている場合、当該基準点ブロックに隣接するブロックＡにおける金属パッチが除去される。
【００６１】
また、基準点ブロックに対して「１０」の染色体が割り当てられていると、当該基準点ブロックに隣接するブロックＣにおける金属パッチが除去される。
【００６２】
さらに、基準点ブロックに対して「１１」の染色体が割り当てられていると、当該基準点ブロックに隣接するブロックＤにおける金属パッチが除去される。
【００６３】
なお、基準点ブロックに対して「１０」の染色体が割り当てられている場合は、図１０（ｃ）に示すように、当該基準点ブロックに隣接する全てのブロックにおける金属パッチが除去されないように構成されていてもよいし、また、図１０（ｄ）に示すように、当該基準点ブロックに隣接するブロックＡ（Ｃ又はＤであってもよい）における金属パッチが除去されるように構成されていてもよい。
【００６４】
なお、本実施形態では、給電点４０に接続される部分（図１０（ａ）に示すブロックＢ５）は、金属パッチが除去されること無く常に設置されているように構成されている。
【００６５】
ステップＳ３００１乃至Ｓ３００４によって形成されたロッド型アンテナの側面では、全てのブロックが、頂点同士ではなく、辺同士で隣接する構造となっている。
【００６６】
本実施形態に係るアンテナ最適設計方法では、上述のステップＳ３００１乃至Ｓ３００４によって形成されたロッド型アンテナのアンテナ特性が最適となるように、遺伝的アルゴリズムによって、各基準点ブロックに割り当てる最適な染色体を探索するように構成されている。
【００６７】
すなわち、遺伝的アルゴリズムを用いて、所定の評価関数を最大（或いは、最小）とする迷路（多角柱又は円柱の側面）の形状を求める問題を解決することによって、上述の最適な染色体を探索することができる。
【００６８】
本実施形態に係るアンテナ最適設計方法において、上述の評価関数ＥＶＡＬ２を用いて、８００ＭＨｚ、１.７ＧＨｚ、２.０ＧＨｚの３つの周波数で共振するという条件下で、最終的に形成されたロッド型アンテナにおけるリターンロス特性を、図６に示す。ここで、図６に示すように、所望の３つの周波数帯で、リターンロス１０ｄＢ以上が満たされている。
【００６９】
＜第３の実施形態＞
図１２乃至図１５を参照して、本発明の第３の実施形態に係るアンテナ最適設計方法について説明する。本発明の第３の実施形態に係るアンテナ最適設計方法は、ロッド型アンテナ１０が有限の大きさを有する地板２０（例えば、筐体５０）に接続されている点を除いて、上述の第１又は第２の実施形態に係るアンテナ最適設計方法と同一である。
【００７０】
図１２は、本実施形態に係るアンテナ最適設計方法によって設計されたロッド型アンテナの構造を示す模式図である。図１２の例では、筐体５０のサイズは、横４０ｍｍ、縦８０ｍｍであり、ロッド型アンテナ１０の大きさは、高さ１４ｍｍ、周囲長４０ｍｍである。また、図１２の例では、遺伝的アルゴリズムにおける初期人口を５００として計算した２８世代目のロッド型アンテナの構造である。
【００７１】
図１２に示すロッド型アンテナの構造は、本実施形態に係るアンテナ最適設計方法において、上述の重み付評価関数ＥＶＡＬを用いて、８５０ＭＨｚ、１.７５ＧＨｚ、２.０ＧＨｚの３つの周波数で共振するという条件下で、最終的に形成されたものである。
【００７２】
図１３に、本実施形態に係るアンテナ最適設計方法における世代ごとの評価関数の値を示す。また、図１４に、本実施形態に係るアンテナ最適設計方法における３つの所望周波数における世代ごとのリターンロスの最悪値を示す。図１４の例では、２８世代において、リターンロスが８ｄＢ以上となることが分かる。図１５は、本実施形態に係るアンテナ最適設計方法における最終世代におけるリターンロス特性を示す。
【００７３】
また、図１６（ａ）乃至（ｆ）に、本実施形態に係るアンテナ最適設計方法によって設計されたロッド型アンテナ（メアンダライン形状）１０の他の例を示し、図１７に、かかるロッド型アンテナ１０の展開図を示し、図１８（ａ）及び（ｂ）に、かかるロッド型アンテナ１０のアンテナ特性を示す。
【００７４】
さらに、図１９（ａ）乃至（ｅ）に、本実施形態に係るアンテナ最適設計方法によって設計されたロッド型アンテナ（メアンダライン形状）１０の更に他の例を示し、図２０に、かかるロッド型アンテナ１０のアンテナ特性を示す。
【００７５】
＜第４の実施形態＞
図２１（ａ）及び（ｂ）を参照して、本発明の第４の実施形態に係るアンテナ最適設計方法について説明する。本発明の第４の実施形態に係るアンテナ最適設計方法は、図２１（ａ）に示すカード型アンテナの側面Ａに対して、上述の第２の実施形態に係るアンテナ素子パターンの生成方法（迷路生成アルゴリズム）を適用するものである。図２１（ａ）における有限の地板２０は、パソコン等に挿入されるカードである。
【００７６】
なお、図２１（ｂ）に、本発明の第４の実施形態に係るアンテナ最適設計方法によって設計されたカード型アンテナのアンテナ特性を示す。
【００７７】
＜第５の実施形態＞
図２２及び図２３を参照して、本発明の第５の実施形態に係るアンテナ最適設計方法について説明する。本発明の第５の実施形態に係るアンテナ最適設計方法は、ロッド型アンテナ１０が、携帯電話を折り畳んだ大きさ（有限の大きさ）を有する地板２０（例えば、筐体５０）に接続されている点を除いて、上述の第２の実施形態に係るアンテナ最適設計方法と同一である。
【００７８】
図２２（ａ）及び（ｂ）に、本発明の第５の実施形態に係るアンテナ最適設計方法によって設計された３Ｄロッド型の内蔵型アンテナの構造を示す。また、図２３に、かかる発明の第５の実施形態に係るアンテナ最適設計方法によって設計された３Ｄロッド型の内蔵型アンテナのアンテナ特性を示す。
【００７９】
なお、本発明に係るアンテナ最適設計方法は、上述のようなロッド型構造のアンテナのみならず、ヘリカル型螺旋構造やメアンダライン構造やテーパ型構造のアンテナの設計にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るアンテナ最適設計方法によって設計されたロッド型アンテナの構造を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るアンテナ最適設計方法の動作を示すフローチャートである。
【図３】本発明の第１の実施形態に係るアンテナ最適設計方法の動作を説明するための図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係るアンテナ最適設計方法におけるアンテナ素子パターンを生成する動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第１の実施形態に係るアンテナ最適設計方法における最適なアンテナ素子パターンを探索する動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第１の実施形態に係るアンテナ最適設計方法によって設計されたロッド型アンテナのリターンロス特性を示すグラフである。
【図７】本発明の第２の実施形態に係るアンテナ最適設計方法によって設計されたロッド型アンテナの構造を示す図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係るアンテナ最適設計方法におけるアンテナ素子パターンを生成する動作を示すフローチャートである。
【図９】本発明の第２の実施形態に係るアンテナ最適設計方法において、アンテナ素子パターンを生成する動作を説明するための図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係るアンテナ最適設計方法において、基準点ブロックが隣接するブロックにおける金属パッチの除去方法を指示する動作を説明するための図である。
【図１１】本発明の第１の実施形態に係るアンテナ最適設計方法によって設計されたロッド型アンテナのリターンロス特性を示すグラフ及びスミスチャートである。
【図１２】本発明の第３の実施形態に係るアンテナ最適設計方法によって設計されたロッド型アンテナの構造を示す図である。
【図１３】本発明の第３の実施形態に係るアンテナ最適設計方法における遺伝的アルゴリズムによって、世代ごとに評価関数の値が変化する様子を示すグラフである。
【図１４】本発明の第３の実施形態に係るアンテナ最適設計方法における遺伝的アルゴリズムによって、世代ごとのリターンロスの最悪値が変化する様子を示すグラフである。
【図１５】本発明の第３の実施形態に係るアンテナ最適設計方法によって設計されたロッド型アンテナのリターンロス特性を示すグラフである。
【図１６】本発明の第３の実施形態に係るアンテナ最適設計方法によって設計されたロッド型アンテナの構造を示す図である。
【図１７】本発明の第３の実施形態に係るアンテナ最適設計方法によって設計されたロッド型アンテナの展開図を示す図である。
【図１８】本発明の第３の実施形態に係るアンテナ最適設計方法における遺伝的アルゴリズムによって世代ごとのリターンロスの最悪値が変化する様子を示すグラフ、及び、本発明の第３の実施形態に係るアンテナ最適設計方法によって設計されたロッド型アンテナのリターンロス特性を示すグラフである。
【図１９】本発明の第３の実施形態に係るアンテナ最適設計方法によって設計されたロッド型アンテナの構造を示す図である。
【図２０】本発明の第３の実施形態に係るアンテナ最適設計方法によって設計されたロッド型アンテナのリターンロス特性を示すグラフである。
【図２１】本発明の第４の実施形態に係るアンテナ最適設計方法によって設計されたロッド型アンテナの構造及びリターンロス特性を示す図及びグラフである。
【図２２】本発明の第５の実施形態に係るアンテナ最適設計方法によって設計されたロッド型アンテナの構造を示す図である。
【図２３】本発明の第５の実施形態に係るアンテナ最適設計方法によって設計されたロッド型アンテナのリターンロス特性を示すグラフである。
【図２４】従来技術に係るロッド型アンテナのアンテナ最適設計方法を説明するための図である。
【符号の説明】
【００８１】
１０…ロッド型アンテナ
２０…地板
３０…アンテナ素子パターン
４０…給電点
５０…筐体
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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