(57)【要約】    【課題】  簡単な構成で、インピーダンス特性、帯域特性を改善し、小型で且つ広帯域なアンテナを実現する。    【解決手段】  第１の導体１、第２の導体２、第３の導体３および第４の導体４は、それぞれ二等辺三角形をなし、各々の二等辺三角形の等辺がなす頂角を、９０度±１０度として同一の寸法形状に形成する。第１の導体１と第２の導体２は、それぞれの頂点を互いに突き合わせた点を中心として対向配置し、頂点同士を接続して給電点５とする。第３の導体３と第４の導体４は、それぞれの頂点を互いに突き合わせた点を中心として対向配置し、且つ第１の導体１と第２の導体２と所定間隔を存して平行に対峙させ、頂点同士を接続部６により接続する。さらに、第１の導体１と第３の導体３は、それぞれの二等辺三角形の底辺同士を第１の連接部７で接続し、第２の導体２と第４の導体４は、それぞれの二等辺三角形の底辺同士を第２の連接部８で接続している。【選択図】    図１
2018050138.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ頂角を９０度±１０度とした同一寸法の二等辺三角形をなし、各二等辺三角形の等辺がなす頂点を中心として対向配置される一対の第１の導体および第２の導体と、
それぞれ頂角を９０度±１０度として前記第１の導体および前記第２の導体と同一寸法の二等辺三角形をなし、各二等辺三角形の等辺がなす頂点を中心として対向配置され、且つ前記第１の導体および前記第２の導体に対して所定間隔を存して平行に配置される一対の第３の導体および第４の導体と、
前記第１の導体と前記第２の導体の二等辺三角形の等辺がなす頂点に設けられた給電点と、
前記第３の導体と前記第４の導体の二等辺三角形の等辺がなす頂点に形成される接続部と、
前記第１の導体と前記第３の導体の各底辺相互間を垂直に接続する連接部と、
前記第２の導体と前記第４の導体の各底辺相互間を垂直に接続する連接部と
を具備することを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
前記第１の導体、前記第２の導体および前記給電点を、絶縁基板の第１の面上に形成し、前記第３の導体、前記第４の導体および前記接続部を、前記絶縁基板の第２の面上に形成するとともに、
前記第１の導体と前記第３の導体の各底辺に沿って配置され前記絶縁基板の両面間を貫通接続する複数のスルーホールによって、前記第１の導体と前記第３の導体の各底辺相互間を垂直に接続する連接部を構成し、
前記第２の導体と前記第４の導体の各底辺に沿って配置され前記絶縁基板の両面間を貫通接続する複数のスルーホールによって、前記第２の導体と前記第４の導体の各底辺相互間を垂直に接続する連接部を構成する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】
前記絶縁基板の両面に形成された前記第１の導体、前記第２の導体、前記第３の導体および前記第４の導体は、それぞれ導体パターンに、等辺の一方から二等辺三角形の底辺に平行に延びて等辺の他方近傍に至るスリットを交互に形成してなる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】
前記第１の導体および前記第２の導体から各二等辺三角形の等辺に沿って、前記第３の導体および前記第４の導体の各対応する二等辺三角形の等辺に向かって垂直に延設される第１の結合部、第２の結合部、第３の結合部および第４の結合部と、
前記第３の導体および前記第４の導体から各二等辺三角形の等辺に沿って、前記第１の導体および前記第２の導体の各対応する二等辺三角形の等辺に向かって垂直に延設され、それぞれ前記第１の結合部、前記第２の結合部、前記第３の結合部および前記第４の結合部に対峙する第５の結合部、第６の結合部、第７の結合部および第８の結合部とを具備する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５】
前記第１の導体および前記第２の導体の各二等辺三角形の等辺に沿い且つ前記１の導体および前記第２の導体と所定の間隔を存して平行に配置された第１の結合板、第２の結合板および第３の結合板、第４の結合板と、
前記第３の導体および前記第４の導体の各二等辺三角形の等辺に沿い且つ前記第３の導体および第４の導体と所定の間隔を存して平行に配置された第５の結合板、第６の結合板および第７の結合板、第８の結合板と、
前記第１の導体および前記第２の導体と前記第１の結合板、前記第２の結合板、および前記第３の結合板、前記第４の結合板とをそれぞれ垂直に連接する第１の結合連接部、第２の結合連接部および第３の結合連接部、第４の結合連接部と、
前記第３の導体および前記第４の導体と前記第５の結合板、前記第６の結合板および前記第７の結合板、前記第８の結合板とをそれぞれ垂直に連接する第５の結合連接部、第６の結合連接部および第７の結合連接部、第８の結合連接部とを具備し、前記第１の結合板、前記第２の結合板および前記第３の結合板、前記第４の結合板と、前記第５の結合板、前記第６の結合板および前記第７の結合板、前記第８の結合板は、それぞれ所定の間隔を存して対峙する構成とな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６】
ガラスエポキシ基板の両面に形成されてなるアンテナ装置を、三層以上の多層に亘って、積層し、固定してなることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項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、二等辺三角形の扇形導体からなる一対のエレメントを各々の等辺がなす頂点を中心として対向配置してなり、ボウタイアンテナまたはバタフライアンテナなどと称されるアンテナ装置の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
二等辺三角形の扇形導体からなる一対のエレメントを各々の等辺がなす頂点を中心として対向配置したアンテナ装置は、ボウタイアンテナまたはバタフライアンテナなどとも称されて知られている。
この種のアンテナ装置の小型化に関する試みは、例えば特許文献１（特開２０１１−６６８３７号）および特許文献２（特開２００２−１３５０３７号）等において提案されている。
特許文献１（特開２０１１−６６８３７号）に開示されたものは、それぞれ平面状に形成された二等辺三角形の一対のアンテナエレメントを断面がコ字状になるように、各二等辺三角形の等辺がなす頂点を通り底辺に垂直な中心軸線に対して平行で且つ対称な一対の折り目線に沿って直角に折り曲げて形成している。この場合、電気長のさらなる延長については、前述した中心軸線に対して平行で且つ対称な折り目線の数を増やして、エレメントそのものを蛇腹状とすることにより小型化を図っている。
【０００３】
また、特許文献２（特開２００２−１３５０３７号）に開示されたものは、
それぞれ平面状に形成された二等辺三角形の一対のアンテナエレメント（第１の導体と第２の導体）それぞれの二等辺三角形の各等辺の電気長を延長して長く設定している。この場合、アンテナエレメントの二等辺三角形の各等辺を曲線状または階段状に形成し、あるいは二等辺三角形の底辺を（対称軸線に対して、すなわち当該底辺に対して）直角方向に延長して、この延長部分を二等辺三角形の面に対して垂直に折曲げることなどにより、小型化を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−６６８３７号公報
【特許文献２】特開２００２−１３５０３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した特許文献１（特開２０１１−６６８３７号）および特許文献２（特開２００２−１３５０３７号）等に示された従来の手法では、アンテナエレメントをさらに小型化しようとした際に、インピーダンスが低下するという問題が生じることになる。
図１４は、絶縁基板であるガラスエポキシ基板上に形成された幅が１０ｍｍの二等辺三角形のアンテナエレメントのエレメント長に対するインピーダンスの周波数特性を示したものであり、図示「▼」は２４５０ＭＨｚの時のインピーダンスである。アンテナエレメントのエレメント長が４０ｍｍの場合には、５０Ωに近いインピーダンス特性であるため、アンテナの損失も少ない。ところが、アンテナエレメントのエレメント長が短くなるにつれて、図１１に示すようにインピーダンスが低くなり、特にエレメント長が２０ｍｍおよび１５ｍｍの場合には、数Ω程度のインピーダンスとなるため、これら小型化されたアンテナのインピーダンスを整合させ、所望の帯域を得るためには、新たな対策が必要となる。
【０００６】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、簡単な構成で、インピーダンス特性および帯域特性を改善し、小型で且つ広帯域なアンテナを実現することを可能とするアンテナ装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載した本発明に係るアンテナ装置は、上述した目的を達成するために、
それぞれ頂角を９０度±１０度とした同一寸法の二等辺三角形をなし、各二等辺三角形の等辺がなす頂点を中心として対向配置される一対の第１の導体および第２の導体と、
それぞれ頂角を９０度±１０度として前記第１の導体および前記第２の導体と同一寸法の二等辺三角形をなし、各二等辺三角形の等辺がなす頂点を中心として対向配置され、且つ前記第１の導体および前記第２の導体に対して所定間隔を存して平行に配置される一対の第３の導体および第４の導体と、
前記第１の導体と前記第２の導体の二等辺三角形の等辺がなす頂点に設けられた給電点と、
前記第３の導体と前記第４の導体の二等辺三角形の等辺がなす頂点に形成される接続部と、
前記第１の導体と前記第３の導体の各底辺相互間を垂直に接続する連接部と、
前記第２の導体と前記第４の導体の各底辺相互間を垂直に接続する連接部と
を具備することを特徴としている。
【０００８】
請求項２に記載した本発明に係るアンテナ装置は、請求項１のアンテナ装置であって、
前記第１の導体、前記第２の導体および前記給電点を、絶縁基板の第１の面上に形成し、前記第３の導体、前記第４の導体および前記接続部を、前記絶縁基板の第２の面上に形成するとともに、
前記第１の導体と前記第３の導体の各底辺に沿って配置され前記絶縁基板の両面間を貫通接続する複数のスルーホールによって、前記第１の導体と前記第３の導体の各底辺相互間を垂直に接続する連接部を構成し、
前記第２の導体と前記第４の導体の各底辺に沿って配置され前記絶縁基板の両面間を貫通接続する複数のスルーホールによって、前記第２の導体と前記第４の導体の各底辺相互間を垂直に接続する連接部を構成することを特徴としている。
【０００９】
請求項３に記載した本発明に係るアンテナ装置は、請求項２のアンテナ装置であって、
前記絶縁基板の両面に形成された前記第１の導体、前記第２の導体、前記第３の導体および前記第４の導体は、それぞれ導体パターンに、等辺の一方から二等辺三角形の底辺に平行に延びて等辺の他方近傍に至るスリットを交互に形成してなることを特徴としている。
【００１０】
請求項４に記載した本発明に係るアンテナ装置は、請求項１のアンテナ装置であって、
前記第１の導体および前記第２の導体から各二等辺三角形の等辺に沿って、前記第３の導体および前記第４の導体の各対応する二等辺三角形の等辺に向かって垂直に延設される第１の結合部、第２の結合部、第３の結合部および第４の結合部と、
前記第３の導体および前記第４の導体から各二等辺三角形の等辺に沿って、前記第１の導体および前記第２の導体の各対応する二等辺三角形の等辺に向かって垂直に延設され、それぞれ前記第１の結合部、前記第２の結合部、前記第３の結合部および前記第４の結合部に対峙する第５の結合部、第６の結合部、第７の結合部および第８の結合部とを具備することを特徴としている。
【００１１】
請求項５に記載した本発明に係るアンテナ装置は、請求項１のアンテナ装置であって、
前記第１の導体および前記第２の導体の各二等辺三角形の等辺に沿い且つ前記１の導体および前記第２の導体と所定の間隔を存して平行に配置された第１の結合板、第２の結合板および第３の結合板、第４の結合板と、
前記第３の導体および前記第４の導体の各二等辺三角形の等辺に沿い且つ前記第３の導体および第４の導体と所定の間隔を存して平行に配置された第５の結合板、第６の結合板および第７の結合板、第８の結合板と、
前記第１の導体および前記第２の導体と前記第１の結合板、前記第２の結合板および前記第３の結合板、前記第４の結合板とをそれぞれ垂直に連接する第１の結合連接部、第２の結合連接部および第３の結合連接部、第４の結合連接部と、
前記第３の導体および前記第４の導体と前記第５の結合板、前記第６の結合板および前記第７の結合板、前記第８の結合板とをそれぞれ垂直に連接する第５の結合連接部、第６の結合連接部および第７の結合連接部、第８の結合連接部とを具備し、前記第１の結合板、前記第２の結合板および前記第３の結合板、前記第４の結合板と、前記第５の結合板、前記第６の結合板および前記第７の結合板、前記第８の結合板は、それぞれ所定の間隔を存して対峙する構成となしたことを特徴としている。
請求項６に記載した本発明に係るアンテナ装置は、ガラスエポキシ基板の両面に形成されてなるアンテナ装置を、三層以上の多層に亘って、積層し、固定してなることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、簡単な構成で、インピーダンス特性および帯域特性を改善し、小型で且つ広帯域なアンテナを実現することを可能とするアンテナ装置を提供することができる。
すなわち、本発明の請求項１のアンテナ装置によれば、
それぞれ頂角を９０度±１０度とした同一寸法の二等辺三角形をなし、各二等辺三角形の等辺がなす頂点を中心として対向配置される一対の第１の導体および第２の導体と、
それぞれ頂角を９０度±１０度として前記第１の導体および前記第２の導体と同一寸法の二等辺三角形をなし、各二等辺三角形の等辺がなす頂点を中心として対向配置され、且つ前記第１の導体および前記第２の導体に対して所定間隔を存して平行に配置される一対の第３の導体および第４の導体と、
前記第１の導体と前記第２の導体の二等辺三角形の等辺がなす頂点に設けられた給電点と、
前記第３の導体と前記第４の導体の二等辺三角形の等辺がなす頂点に形成される接続部と、
前記第１の導体と前記第３の導体の各底辺相互間を垂直に接続する連接部と、
前記第２の導体と前記第４の導体の各底辺相互間を垂直に接続する連接部と
を具備することにより、
インピーダンスを４倍以上に改善させるだけでなく、前記第１の導体と前記第３の導体との間および前記第２の導体と前記第４の導体との間にて構成される結合効果により広帯域特性を呈することが可能となる。
【００１３】
本発明の請求項２のアンテナ装置によれば、請求項１のアンテナ装置において、
前記第１の導体、前記第２の導体および前記給電点を、絶縁基板の第１の面上に形成し、前記第３の導体、前記第４の導体および前記接続部を、前記絶縁基板の第２の面上に形成するとともに、
前記第１の導体と前記第３の導体の各底辺に沿って配置され前記絶縁基板の両面間を貫通接続する複数のスルーホールによって、前記第１の導体と前記第３の導体の各底辺相互間を垂直に接続する連接部を構成し、
前記第２の導体と前記第４の導体の各底辺に沿って配置され前記絶縁基板の両面間を貫通接続する複数のスルーホールによって、前記第２の導体と前記第４の導体の各底辺相互間を垂直に接続する連接部を構成することにより、
低コストで構成して、インピーダンスを４倍以上に改善させるだけでなく、前記第１の導体と前記第３の導体との間および前記第２の導体と前記第４の導体との間にて構成される結合効果により広帯域特性を呈することが可能となる。
【００１４】
本発明の請求項３のアンテナ装置によれば、請求項２のアンテナ装置において、
前記絶縁基板の両面に形成された前記第１の導体、前記第２の導体、前記第３の導体および前記第４の導体は、それぞれ導体パターンに、等辺の一方から二等辺三角形の底辺に平行に延びて等辺の他方近傍に至るスリットを交互に形成してなることにより、低コストで構成して、インピーダンスを４倍以上に改善させるだけでなく、前記第１の導体と前記第３の導体との間および前記第２の導体と前記第４の導体との間にて構成される結合効果により広帯域特性を呈し、さらにスリットにより共振周波数が低下して更なる小型化が可能となる。
【００１５】
本発明の請求項４のアンテナ装置によれば、請求項１のアンテナ装置において、
前記第１の導体および前記第２の導体から各二等辺三角形の等辺に沿って、前記第３の導体および前記第４の導体の各対応する二等辺三角形の等辺に向かって垂直に延設される第１の結合部、第２の結合部、第３の結合部および第４の結合部と、
前記第３の導体および前記第４の導体から各二等辺三角形の等辺に沿って、前記第１の導体および前記第２の導体の各対応する二等辺三角形の等辺に向かって垂直に延設され、それぞれ前記第１の結合部、前記第２の結合部、前記第３の結合部および前記第４の結合部に対峙する第５の結合部、第６の結合部、第７の結合部および第８の結合部とを具備することにより、インピーダンスを４倍以上に改善させるだけでなく、前記第１の導体と前記第３の導体との間および前記第２の導体と前記第４の導体との間にて構成される第１の結合部、第２の結合部、第３の結合部および第４の結合部と第５の結合部、第６の結合部、第７の結合部および第８の結合部との結合効果によりさらに広帯域特性を呈することが可能となる。
【００１６】
そして、本発明の請求項５のアンテナ装置によれば、請求項１のアンテナ装置において、
前記第１の導体および前記第２の導体の各二等辺三角形の等辺に沿い且つ前記１の導体および前記第２の導体と所定の間隔を存して平行に配置された第１の結合板、第２の結合板および第３の結合板、第４の結合板と、
前記第３の導体および前記第４の導体の各二等辺三角形の等辺に沿い且つ前記第３の導体および第４の導体と所定の間隔を存して平行に配置された第５の結合板、第６の結合板および第７の結合板、第８の結合板と、
前記第１の導体および前記第２の導体と前記第１の結合板、前記第２の結合板および前記第３の結合板、前記第４の結合板とをそれぞれ垂直に連接する第１の結合連接部、第２の結合連接部および第３の結合連接部、第４の結合連接部と、
前記第３の導体および前記第４の導体と前記第５の結合板、前記第６の結合板および前記第７の結合板、前記第８の結合板とをそれぞれ垂直に連接する第５の結合連接部、第６の結合連接部および第７の結合連接部、第８の結合連接部とを具備し、前記第１の結合板、前記第２の結合板および前記第３の結合板、前記第４の結合板と、前記第５の結合板、前記第６の結合板および前記第７の結合板、前記第８の結合板は、それぞれ所定の間隔を存して対峙する構成となしたことにより、インピーダンスを４倍以上に改善させるだけでなく、前記第１の導体と前記第３の導体との間および前記第２の導体と前記第４の導体との間にて構成される第１の結合板〜第８の結合板と、第１の結合連接部〜第８の結合連接部とで構成される結合部による結合効果を積層基板等により低コストで構成させ、さらに広帯域性を呈することが可能となる。
さらに、請求項６のアンテナ装置によれば、ガラスエポキシ基板の両面に形成されてなるアンテナ装置を、三層以上の多層に亘って、積層し、固定してなることにより、ステップアップ比を変えることができるため、さらなる小型、広帯域なアンテナ装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るアンテナ装置の要部の構成を模式的に示す斜視図である。
【図２】図１のアンテナ装置におけるアンテナエレメントの幅に対するインピーダンス特性を示す図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係るアンテナ装置の要部の構成を模式的に示す斜視図であり、（ａ）はアンテナ装置を上面側から見た斜視図、そして（ｂ）はアンテナ装置を下面側から見た斜視図である。
【図４】図３のアンテナ装置の説明のためのアンテナ装置におけるガラスエポキシ基板およびエポキシ樹脂の充填による波長短縮の効果を説明するためのインピーダンス特性を示す図である。
【図５】図３のアンテナ装置における特性を示す図であり、（ａ）はインピーダンス特性図であり、そして（ｂ）はＶＳＷＲ（電圧定在波比）特性図を示している。
【図６】本発明の第３の実施の形態に係るアンテナ装置の要部の構成を模式的に示す斜視図であり、（ａ）はアンテナ装置を上面側から見た斜視図、そして（ｂ）はアンテナ装置を下面側から見た斜視図である。
【図７】図６のアンテナ装置における特性を示す図であり、（ａ）はインピーダンス特性図であり、そして（ｂ）はＶＳＷＲ（電圧定在波比）特性図を示している。
【図８】図６のアンテナ装置における指向特性図であり、エレメントの平面に垂直な軸をｘ、二等辺三角形の底辺に平行な軸をｙ、そして一対のエレメントの対向軸をｚとして、（ａ）はエレメントの平面および一対のエレメントの対向軸が垂直に交わるｘ−ｙ平面についての指向性、（ｂ）エレメントの平面およびエレメントの底辺が垂直に交わるｘ−ｚ平面についての指向性、（ｃ）はエレメントの平面に平行なｙ−ｚ平面についての指向性を示す図を示している。
【図９】本発明の第４の実施の形態に係るアンテナ装置の要部の構成を模式的に示す斜視図であり、（ａ）は、外観構成を示す斜視図、（ｂ）は、内部構成が分かるようにスケルトン的に表した斜視図である。
【図１０】本発明の第５の実施の形態に係るアンテナ装置の要部の構成を示す図であり、（ａ）は、アンテナ装置の外観構成を示す斜視図、（ｂ）は、アンテナ装置の内部の構成が分かるように一部をスケルトン的に示した斜視図である。
【図１１】図１０に示した第５の実施の形態に係るアンテナ装置の外観構成と内部構成が共に分かるように構成部材の一部（第２の連接部）を省略した状態の斜視図である。
【図１２】図１０に示した第５の実施の形態のアンテナ装置を展開して見た場合の展開図である。
【図１３】本発明の第５の実施の形態のアンテナ装置の要部の構成を示す図であり、（ａ）は、平面図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線矢視方向から見た断面図である。
【図１４】ガラスエポキシ基板上に形成された幅が１０ｍｍの二等辺三角形のアンテナエレメントのエレメント長に対するインピーダンスの周波数特性を示すインピーダンス特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の複数の実施の形態に基づき、図面を参照して本発明のアンテナ装置を詳細に説明する。
【００１９】
〔第１の実施の形態〕
図１および図２は、本発明の第１の実施の形態に係るアンテナ装置（請求項１に対応する）を説明するための図である。図１は、第１の実施の形態に係るアンテナ装置の要部の構成を模式的に示している。図２は、図１のアンテナ装置におけるアンテナエレメントの幅に対するインピーダンス特性を示す図である。
図１に示すアンテナ装置は、第１の導体１、第２の導体２、第３の導体３、第４の導体４、給電点５、接続部６、第１の連接部７および第２の連接部８を具備している。
第１の導体１、第２の導体２、第３の導体３および第４の導体４は、それぞれ二等辺三角形をなし、且つ各々の二等辺三角形の等辺、すなわち一対の斜辺がなす頂角（頂点の角度）を、９０度±１０度として同一の寸法形状に形成している。対をなす第１の導体１と第２の導体２は、それぞれの頂点を互いに突き合わせた点を中心として対向配置し、頂点同士を接続して給電点５としている。また、対をなす第３の導体３と第４の導体４は、それぞれの頂点を互いに突き合わせた点を中心として対向配置し、且つ第１の導体１と第２の導体２と所定間隔を存して平行に対峙させ、頂点同士を接続部６により接続している。  
【００２０】
さらに、第１の導体１と第３の導体３は、それぞれの二等辺三角形の底辺同士を第１の連接部（換言すれば、折返し部）７で接続し、第２の導体２と第４の導体４は、それぞれの二等辺三角形の底辺同士を第２の連接部（折返し部）８で接続している。
このように構成することにより、アンテナ装置としてのインピーダンス特性を、例えば第１の導体１、第２の導体２および給電点５のみで構成した場合の４倍以上に改善するだけでなく、第１の導体１と第３の導体３との間および第２の導体２と第４の導体４との間にて構成される結合効果により広帯域特性を呈することを可能としている。
【００２１】
ちなみに、折り返しダイポールアンテナの両線の太さが等しい場合、その給電インピーダンスは、単純なダイポールアンテナの４倍となることが知られている（例えば、「超短波空中線」、内田秀成、虫明康人著、コロナ社等）。一般に、アンテナエレメントを小型にすることにより、給電インピーダンスが低くなるため、折り返し両線の太さの比を変えて、複数の導線を使用することにより、ステップアップ比を変更して、給電インピーダンスを高くすることが可能である。
しかしながら、図１に示したアンテナ装置における第１の導体１と第２の導体２と、接続部６を介して接続された第３の導体３と第４の導体４とを、各底辺を第１の連接部６および第２の連接部７で接続するだけでは、所望の帯域を有し、且つ小型なアンテナ装置を実現することは難しい。
そこで、アンテナ装置を構成する二等辺三角形の導体の一対の等辺がなす頂角を９０度±１０度としたことの意味についてさらに具体的に説明する。
【００２２】
図２は、エレメント長が２５ｍｍのアンテナ装置を構成した場合のインピーダンス特性を示している。なお、図２において、Ｍ０１は共振周波数、そしてＭ０２は所望の周波数２４５０ＭＨｚにおける特性を示している。
二等辺三角形の等辺がなす頂角が９０度−１０度未満（図２においては、エレメントの幅が１５ｍｍおよび２０ｍｍ）の場合、第１の連接部７および第２の連接部８を介して第１の導体１〜第４の導体４で構成される折り返し効果により、共振周波数におけるインピーダンスの抵抗値（実部）は１００Ω程度となっている。しかしながら、所望の周波数２４５０ＭＨｚ帯においては、インピーダンスの抵抗値（実部）は数１０Ω程度で、リアクタンス成分が数１００Ω程度となり、且つリアクタンス成分の周波数特性が急峻となるため、整合と帯域を両立させることが非常に難しい。一方、二等辺三角形の斜辺がなす頂点の角度が９０度＋１０度以を超える値（図２においては、エレメントの幅が３５ｍｍおよび４０ｍｍ）の場合、エレメントの幅が広くなることにより、インピーダンス特性の抵抗成分は１００Ω弱、またリアクタンス成分の周波数特性が緩慢になるため、整合回路等を適宜装荷することにより所望の周波数（２４５０ＭＨｚ）にて非常に広帯域な特性を呈するアンテナとなるが、エレメントの幅が３５ｍｍまたは４０ｍｍとなり、小型化の観点からは大きなアンテナとなってしまう。
【００２３】
しかしながら、二等辺三角形の等辺がなす頂角が９０度±１０度の場合のアンテナでは、インピーダンスの抵抗成分およびリアクタンス成分が共に高く、且つリアクタンスの周波数特性も急峻ではないため、整合回路を装荷することにより、所望の周波数（２４５０ＭＨｚ）にて整合性および広帯域性を両立することが可能となる。
【００２４】
〔第２の実施の形態〕
図３、図４および図５は、本発明の第２の実施の形態に係るアンテナ装置（請求項２に対応する）を説明するための図である。図３は、第２の実施の形態に係るアンテナ装置の要部の構成を模式的に示している。図４は、図３のアンテナ装置におけるガラスエポキシ基板およびエポキシ樹脂の充填による波長短縮の効果を説明するためのインピーダンス特性を示しており、そして図５は、図３のアンテナ装置における（ａ）インピーダンス特性、そして（ｂ）ＶＳＷＲ（電圧定在波比）特性を示している。なお、ガラスエポキシ基板の比誘電率を４．３、誘電正接（tanδ）を０．００１、エポキシ樹脂の比誘電率を４．２、誘電正接を０．０３９とした。
図３に示すアンテナ装置は、第１の導体１１、第２の導体１２、第３の導体１３、第４の導体１４、給電点１５、接続部１６、第１の連接部（複数のスルーホール）１７および第２の連接部（複数のスルーホール）１８を具備しており、これらは、図１に示したアンテナ装置の構成とほぼ対応しているが、この場合基材としての絶縁基板、例えばガラスエポキシ基板１０上に形成している。
【００２５】
既に述べたように、図３のアンテナ装置は、図１に示したアンテナ装置の構成を基材となるガラスエポキシ基板１０上に形成している。すなわち、図１における第１の導体１、第２の導体２、第３の導体３、第４の導体４、給電点５および接続部６にそれぞれ対応する第１の導体１１、第２の導体１２、第３の導体１３、第４の導体１４、給電点１５および接続部１６をガラスエポキシ基板１０上にエッチング、その他の手段により形成し、第１の導体１１、第２の導体１２および給電点１５は、ガラスエポキシ基板１０の上面に、そして第３の導体１３、第４の導体１４および接続部１６は、ガラスエポキシ基板１０の下面に形成する。そして、第１の連接部７および第２の連接部８に対応する第１の連接部１７および第２の連接部１８は、それぞれ複数のスルーホールで構成する。すなわち、第１の連接部１７は、第１の導体１１の底辺と第３の導体１３の底辺を複数のスルーホールでガラスエポキシ基板１０を貫通して接続し、第２の連接部１８は、第２の導体１２の底辺と第４の導体１４の底辺を複数のスルーホールでガラスエポキシ基板１０を貫通して接続する。
【００２６】
このように、第１の導体１１の底辺と第３の導体１３の底辺および第２の導体１２の底辺と第４の導体１４の底辺とを、それぞれ複数のスルーホールからなる第１の連接部１７および第２の連接部１８を各々構成する複数のスルーホールを介して接続することにより、インピーダンスを４倍以上に改善させるだけでなく、第１の導体１１と第３の導体１３との間および第２の導体１２と第４の導体１４との間における結合効果による広帯域特性を低コストで実現可能とする。
【００２７】
図４を参照して、この場合のようなアンテナ装置におけるガラスエポキシ基板およびエポキシ樹脂による波長短縮の効果を説明する。なお、この場合、アンテナ装置のエレメント長は、２５ｍｍとする。比誘電率４．３の誘電体であるガラスエポキシ基板１０上に二等辺三角形のアンテナエレメントを形成することにより、各々アンテナエレメントを構成する第１の導体１１と第３の導体１３との間および第２の導体１２と第４の導体１４との間における結合効果により、充電素材としてのガラスエポキシ基板１０が存在しない場合と比較して、並列に容量が負荷されたことと等価となるため、インピーダンス特性は、図４に示す破線矢印で示す方向に移動する。このとき若干の波長短縮効果も見込めるため、共振周波数が約２００ＭＨｚ程度低くなり、面積率で約５０％弱の小型化を図ることができる。さらに、ガラスエポキシ基板１０上に形成したアンテナエレメントである第１の導体１１、第３の導体１３、第２の導体１２および第４の導体１４を、比誘電率が４．２のエポキシ樹脂により覆うことにより、さらに波長短縮効果が増し、共振周波数が約４００ＭＨｚ程度低下するため、合わせて約６割の小型化を実現することができる。
【００２８】
図５に、ガラスエポキシ基板１０上に二等辺三角形に形成され、エポキシ樹脂により覆われたアンテナエレメントを用いて構成されたアンテナ装置に、さらに整合回路を装荷した場合のインピーダンス特性を示している。整合回路がない場合でも、ＶＳＷＲ（電圧定在波比）が２以下となる帯域として３００ＭＨｚ（比帯域１１．５％）を有するのに対して、整合回路を装荷することによりＶＳＷＲが２以下となる帯域として９６０ＭＨｚ（比帯域３５．４％）を有する非常に広帯域特性を有した小型アンテナを実現することができる。
【００２９】
〔第３の実施の形態〕
図６、図７および図８は、本発明の第３の実施の形態に係るアンテナ装置（請求項３に対応する）を説明するための図である。図６は、本発明の第３の実施の形態に係るアンテナ装置の要部の構成を模式的に示しており、（ａ）はアンテナ装置を上面側から見た斜視図、そして（ｂ）はアンテナ装置を下面側から見た斜視図である。図７は、図６のアンテナ装置における特性を示しており、（ａ）はインピーダンス特性を、そして（ｂ）はＶＳＷＲ（電圧定在波比）特性を示している。
さらに、図８は、図６のアンテナ装置における指向特性を示しており、エレメントの平面に垂直な軸をｘ、二等辺三角形の底辺に平行な軸をｙ、そして一対のエレメントの対向軸をｚとして、（ａ）はエレメントの平面および一対のエレメントの対向軸が垂直に交わるｘ−ｙ平面についての指向性、（ｂ）エレメントの平面およびエレメントの底辺が垂直に交わるｘ−ｚ平面についての指向性、そして（ｃ）はエレメントの平面に平行なｙ−ｚ平面についての指向性を示している。
【００３０】
図６に示すアンテナ装置は、第１の導体２１、第２の導体２２、第３の導体２３、第４の導体２４、給電点２５、接続部２６、第１の連接部（複数のスルーホール）２７および第２の連接部（複数のスルーホール）２８を具備しており、これらは、図３に示したアンテナ装置の構成とほぼ対応しており、この場合基材としての絶縁基板、例えばガラスエポキシ基板２０上に形成している。そして、ガラスエポキシ基板２０の両面に形成された第１の導体２１、第２の導体２２、第３の導体２３および第４の導体２４には、それぞれ導体パターンに、等辺の一方から二等辺三角形の底辺に平行に延びて等辺の他方近傍に至るスリット２１ａ、２２ａ、２３ａおよび２４ａを交互に複数形成している。
【００３１】
すなわち、図４のアンテナ装置は、二等辺三角形の等辺がなす頂角が９０度±１０度である第１の導体２１、第２の導体２２、第３の導体２３および第４の導体２４に対して、それぞれ等辺の一方から二等辺三角形の底辺に平行に延びて等辺の他方近傍に至るスリット２１ａ、２２ａ、２３ａおよび２４ａを交互に形成している。先に述べたように、給電点２５を介して接続された第１の導体２１と第２の導体２２を、そして接続部２６を介して接続された第３の導体２３と第４の導体２４を、それぞれの底辺間を複数のスルーホールからなる第１の連接部２７および複数のスルーホールからなる第２の連接部２８で接続することにより、低コストで構成し、インピーダンスを４倍以上に改善させるだけでなく、第１の導体２１と第３の導体２３との間および第２の導体２２と第４の導体２４との間における結合効果により広帯域特性を有し、さらにスリット２１ａ、２２ａ、２３ａおよび２４ａにより共振周波数が低下し、先に述べた請求項２の扇形アンテナよりも更なる小型化が可能となる。
【００３２】
図７（ａ）および（ｂ）に、図６に示したのと同様のアンテナ装置を１８．５ｍｍ四方の、厚さ２ｍｍのガラスエポキシ基板上に形成し、且つ第１の導体２１、第２の導体２２、第３の導体２３および第４の導体２４を、厚さ１ｍｍのエポキシ樹脂２０にて被覆モールドした場合のインピーダンス特性およびＶＳＷＲ特性をそれぞれ示している。第１の導体２１、第２の導体２２、第３の導体２３および第４の導体２４にスリット２１ａ、２２ａ、２３ａおよび２４ａを施すことにより、二等辺三角形をなすアンテナエレメントの周囲長が増えるため、その共振周波数が下がり、そのぶんだけアンテナエレメントの小型化が可能となる。その一方で、スリット２１ａ、２２ａ、２３ａおよび２４ａを施すことにより、図３に示したアンテナ装置より帯域は狭くなるものの、ＶＳＷＲが２以下の帯域として１００ＭＨｚ（比帯域４．３％）を得て、面積比で約４３％の小型化を可能とする非常に良好な広帯域特性を有する小型のアンテナ装置を実現することができる。
【００３３】
図８は、図６に示したアンテナ装置の放射指向特性を示している。このアンテナ装置は、通常のダイポールアンテナと同様に、ｘ−ｙ平面上に無指向性を呈している。そしてｘ−ｚ平面およびｙ−ｚ平面に対しては、いわゆる８の字型の指向性を呈し、その半値幅がダイポールアンテナより１５度程度広い８９．２度の指向性を有するおおむね無指向性のアンテナ装置となっている。しかしながら最大利得は、エポキシ樹脂のモールドおよび小型化による損失等があるため、最大利得が０．６９ｄＢｉと、ダイポールアンテナと比較して約１．５ｄＢ程低い利得となっている。
【００３４】
〔第４の実施の形態〕
図９は、本発明の第４の実施の形態に係るアンテナ装置（請求項４に対応する）の要部の構成を模式的に示しており、（ａ）は、外観構成を示す斜視図、（ｂ）は、内部構成が分かるようにスケルトン的に表した斜視図である。
図９に示すアンテナ装置は、第１の導体３１、第２の導体３２、第３の導体３３、第４の導体３４、給電点３５、接続部３６、第１の連接部３７および第２の連接部３８を具備している。そして、第１の導体３１、第２の導体３２、第３の導体３３および第４の導体３４には、それぞれ第１の結合部３１ａと第２の結合部３１ｂ、第３の結合部３２ａと第４の結合部３２ｂ、第５の結合部３３ａと第６の結合部３３ｂおよび第７の結合部３４ａと第８の結合部３４ｂを有している。
【００３５】
図１等の場合と同様に、第１の導体３１、第２の導体３２、第３の導体３３および第４の導体３４は、それぞれ二等辺三角形をなし、且つ各々の二等辺三角形の等辺、すなわち一対の斜辺がなす頂角（頂点の角度）を９０度±１０度として同一の寸法形状に形成している。対をなす第１の導体３１と第２の導体３２は、それぞれの頂点を互いに突き合わせた点を中心として対向配置し、頂点同士を接続して給電点３５としている。また、対をなす第３の導体３３と第４の導体３４は、それぞれの頂点を互いに突き合わせた点を中心として対向配置し、且つ第１の導体３１と第２の導体３２と所定間隔を存して平行に対峙させ、頂点同士を接続部３６により接続している。さらに、第１の導体３１と第３の導体３３は、それぞれの二等辺三角形の底辺同士を第１の連接部３７で接続し、第２の導体３２と第４の導体３４は、それぞれの二等辺三角形の底辺同士を第２の連接部３８で接続している。
【００３６】
さらに、図９に示す本発明の第４の実施の形態に係るアンテナ装置においては、アンテナエレメントを構成する第１の導体３１および第２の導体３２の二等辺三角形の等辺となる各一対の斜辺から、第３の導体３３および第４の導体３４の対応する等辺に向かって、即ち、下方に向かって、垂直に立設される第１の結合部３１ａと第２の結合部３１ｂおよび第３の結合部３２ａと第４の結合部３２ｂを設けている。同様にアンテナエレメントを構成する第３の導体３３および第４の導体３４の二等辺三角形の等辺となる各一対の斜辺から、第１の導体３１および第２の導体３２の対応する等辺に向かって、即ち、上方に向かって、垂直に立設される第５の結合部３３ａと第６の結合部３３ｂおよび第７の結合部３４ａと第８の結合部３４ｂを設けている。
このような構成により、インピーダンスを４倍以上に改善させるだけでなく、第１の導体３１の第１の結合部３１ａ、第２の結合部３１ｂと、第３の導体３３の第５の結合部３３ａ、第６の結合部３３ｂによる容量結合の結合効果および第２の導体３２の第３の結合部３２ａ、第４の結合部３２ｂと、第４の導体３４の第７の結合部３４ａ、第８の結合部３４ｂ容量結合の結合効果により、図１に示したアンテナ装置よりも、さらに広帯域の特性を得ることが可能となる。
【００３７】
〔第５の実施の形態〕
図１０は、本発明の第５の実施の形態に係るアンテナ装置（請求項５に対応する）の要部の構成を示す図であり、（ａ）は、アンテナ装置の外観構成を示す斜視図、（ｂ）は、アンテナ装置の内部の構成が分かるように一部をスケルトン的に示した斜視図である。
図１１は、図１０に示す第５の実施の形態に係るアンテナ装置の外観構成と内部構成が共に分かるように構成部材の一部（第２の連接部）を省略した状態の斜視図である。
図１２は、図１０に示した第５の実施の形態のアンテナ装置を展開して見た場合の展開図である。
図１３は、本発明の第５の実施の形態のアンテナ装置の要部の構成を示す図であり、（ａ）は、平面図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線矢視方向から見た断面図である。
【００３８】
図１０〜図１３に示すアンテナ装置は、第１の導体４１、第２の導体４２、第３の導体４３、第４の導体４４、給電点４５、接続部４６、第１の連接部４７および第２の連接部４８を具備している。そして、第１の導体４１、第２の導体４２、第３の導体４３および第４の導体４４には、それぞれ第１の結合板４１ａ、第１の結合連接部４１ｃと第２の結合板４１ｂ、第２の結合連接部４１ｄと、第３の結合板４２ａ、第３の結合連接部４２ｃと、第４の結合板４２ｂ、第４の結合連接部４２ｄ、第５の結合板４３ａ、第５の結合連接部４３ｃと、第６の結合板４３ｂ、第６の結合連接部４３ｄおよび第７の結合板４４ａ、第７の結合連接部４４ｃと、第８の結合板４４ｂ、第８の結合連接部４４ｄを有している。
【００３９】
図１等の場合と同様に、第１の導体４１、第２の導体４２、第３の導体４３および第４の導体４４は、それぞれ二等辺三角形をなし、且つ各々の二等辺三角形の等辺、すなわち一対の斜辺がなす頂角（頂点の角度）を９０度±１０度として同一の寸法形状に形成している。対をなす第１の導体４１と第２の導体４２は、それぞれの頂点を互いに突き合わせた点を中心として対向配置し、頂点同士を接続して給電点４５としている。また、対をなす第３の導体４３と第４の導体４４は、それぞれの頂点を互いに突き合わせた点を中心として対向配置し、且つ第１の導体４１と第２の導体４２と所定間隔を存して平行に対峙させ、頂点同士を接続部４６により接続している。さらに、第１の導体４１と第３の導体４３は、それぞれの二等辺三角形の底辺同士を第１の連接部４７で接続し、第２の導体４２と第４の導体４４は、それぞれの二等辺三角形の底辺同士を第２の連接部４８で接続している。
【００４０】
さらに、図１０〜図１３に示す本発明の第５の実施の形態に係るアンテナ装置においては、アンテナエレメントを構成する第１の導体４１および第２の導体４２の二等辺三角形の等辺となる各一対の斜辺に沿い且つ、第３の導体４３および第４の導体４４の対応する等辺に面して、第３の導体４３および第４の導体４４と平行に配置された第１の結合板４１ａ、第２の結合板４１ｂおよび第３の結合板４２ａ、第４の結合板４２ｂを配設しており、さらに第１の導体４１および第２の導体４２の二等辺三角形の等辺となる各一対の斜辺に沿い且つ、第１の導体４１および第２の導体４２と、第１の結合板４１ａ、第２の結合板４１ｂおよび第３の結合板４２ａ、第４の結合板４２ｂとを結合連接する第１の結合連接部４１ｃ、第２の結合連接部４１ｄおよび第３の結合連接部４２ｃ、第４の結合連接部４２ｄを設けている。同様に、第３の導体４３および第４の導体４４の二等辺三角形の等辺となる各一対の斜辺に沿って、第１の導体４１および第２の導体４２の対応する等辺に面して、第１の導体４１および第２の導体４２と所定間隔を存して平行に配置された第５の結合板４３ａ、第６の結合板４３ｂおよび第７の結合板４４ａ、第８の結合板４４ｂを配設しており、さらに第３の導体４３および第４の導体４４の二等辺三角形の等辺となる各一対の斜辺に沿って、第３の導体４３および第４の導体４４と、第５の結合板４３ａ、第６の結合板４３ｂおよび第７の結合板４４ａ、第８の結合板４４ｂとを結合連接する第５の結合連接部４３ｃ、第６の結合連接部４３ｄおよび第７の結合連接部４４ｃ、第８の結合連接部４４ｄを設けている。
【００４１】
上記した内容を、構成要件的に記載すれば、次の通りである。
【００４２】
前記第１の導体４１および前記第２の導体４２の各二等辺三角形の等辺に沿い且つ前記１の導体４１および前記第２の導体４２と所定の間隔を存して平行に配置された第１の結合板４１ａ、第２の結合板４１ｂおよび第３の結合板４２ａ、第４の結合板４２ｂと、
前記第３の導体４３および前記第４の導体４４の各二等辺三角形の等辺に沿い且つ前記第３の導体４３および第４の導体４４と所定の間隔を存して平行に配置された第５の結合板４３ａ、第６の結合板４３ｂおよび第７の結合板４４ａ、第８の結合板４４ｂと、
前記第１の導体４１および前記第２の導体４２と、前記第１の結合板４１ａ、前記第２の結合板４１ｂおよび前記第３の結合板４２ｃ、前記第４の結合板４２ｂと、をそれぞれ垂直に連接する第１の結合連接部４１ｃ、第２の結合連接部４１ｄおよび第３の結合連接部４２ｃ、第４の結合連接部４２ｄと、
前記第３の導体４３および前記第４の導体４４と前記第５の結合板４３ａ、前記第６の結合板４３ｂおよび前記第７の結合板４４ａ、前記第８の結合板４４ｂとをそれぞれ垂直に連接する第５の結合連接部４３ｃ、第６の結合連接部４３ｄおよび第７の結合連接部４４ｃ、第８の結合連接部４４ｄとを具備し、前記第１の結合板４１ａ、前記第２の結合板４１ｂおよび前記第３の結合板４２ａ、前記第４の結合板４２ｂと、前記第５の結合板４３ａ、前記第６の結合板４３ｂおよび前記第７の結合板４４ａ、前記第８の結合板４４ｂは、それぞれ所定の間隔を存して対峙する構成となしている。
【００４３】
要するに、図１３に示すように、各導体と各結合連接部と各結合板との関係は断面がコ字状または逆コ字状を呈した形状となる。
また、各導体と、連接部と結合連接部と結合板との関係は、図１２に示す展開図をそれぞれ内方に折り曲げて立体化することにより明らかとなる。
但し、実際は、図１２に示す展開図のように、全体を平面状に形成することも可能であるが、例えば、ガラスエポキシ基板のような絶縁基板上に、エッチング、等の手段によって形成するか、スパッタリング、蒸着、三次元プリンタなどにより形成してもよい。
【００４４】
図１０〜図１３に示された請求項５のアンテナ装置によれば、第１の導体４１および第２の導体４２に、第１の結合連接部４１ｃ、第２の結合連接部４１ｄおよび第３の結合連接部４２ｃ、第４の結合連接部４２ｄを介して連接される第１の結合板４１ａ、第２の結合板４１ｂおよび第３の結合板４２ａ、第４の結合板４２ｂと、第３の導体４３および第４の導体４４に、第５の結合連接部４３ｃ、第６の結合連接部４３ｄおよび第７の結合連接部４４ｃ、第８の結合連接部４４ｄを介して連接される第５の結合板４３ａ、第６の結合板４３ｂおよび第７の結合板４４ａ、第８の結合板４４ｂとにて生じる結合効果を積層基板等により低コストで構成させ、さらに良好な広帯域特性を持たせることが可能となる。
尚、本発明によれば、上述し且つ図示した実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施をすることができる。
例えば、本件の実施の形態においては、第１の導体と第２の導体を一面側に設け、第３の導体と第４の導体を他面側に設けてなる二重構造の例を示したが、さらに、ガラスエポキシ基板の両面に形成されてなるアンテナ装置を、三層以上の多層に亘って、積層し、固定してなる構成としてもよい。このように、構成することにより、ステップアップ比を変えることが出来るため、さらなる小型、広帯域なアンテナの実現が可能である。
【符号の説明】
【００４５】
１，１１，２１，３１，４１  第１の導体
２，１２，２２，３２，４２  第２の導体
３，１３，２３，３３，４３  第３の導体
４，１４，２４，３４，４４  第４の導体
５，１５，２５，３５，４５  給電点
６，１６，２６，３６，４６  接続部
７，３７，４７  第１の連接部
８，３８，４８  第２の連接部
１７，２７，３７  第１の連接部（複数のスルーホール）
１８，２８，３８  第２の連接部（複数のスルーホール）
１０，２０  ガラスエポキシ基板（絶縁基板）
２１ａ，２２ａ，２３ａ，２４ａ  スリット
３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂ，３４ａ，３４ｂ  結合部
４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂ，４３ａ，４３ｂ，４４ａ，４４ｂ  結合板
４１ｃ，４１ｄ，４２ｃ，４２ｄ，４３ｃ，４３ｄ，４４ｃ，４４ｄ  結合連接部
【図１】
2018050138.tif 000003
【図２】
2018050138.tif 000004
【図３】
2018050138.tif 000005
【図４】
2018050138.tif 000006
【図５】
2018050138.tif 000007
【図６】
2018050138.tif 000008
【図７】
2018050138.tif 000009
【図８】
2018050138.tif 000010
【図９】
2018050138.tif 000011
【図１０】
2018050138.tif 000012
【図１１】
2018050138.tif 000013
【図１２】
2018050138.tif 000014
【図１３】
2018050138.tif 000015
【図１４】
2018050138.tif 000016