(57)【要約】【課題】Ｆ／Ｂ比を高め、しかも、装置全体の体格を小型化する。【解決手段】パッチアンテナ１９が送受信する使用電磁波の１波長に相当する全長を有するリング形状の無給電素子２０を、パッチアンテナ１９のアンテナグランド２３のグランド面と同一平面上で当該アンテナグランド２３の側面部２３ｂ〜２３ｅを周回するように設けた。パッチアンテナ１９に給電されると、パッチアンテナ１９から電磁波が正面方向に放射されると共に、無給電素子２０に誘導電流が発生し、無給電素子２０に流れる電流分布が電磁波の新たな放射源となり、無給電素子２０からも電磁波が正面方向に放射され、パッチアンテナ１９から正面方向に放射された電磁波と無給電素子２０から正面方向に放射された電磁波とが合成される。【選択図】図１
2011004044.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直方体形状の誘電材の正面部に平面形状のアンテナエレメントが設けられていると共に前記誘電材の背面部にアンテナグランドが設けられているパッチアンテナと、
前記パッチアンテナが送受信する使用電磁波の１波長に相当する全長を有するリング形状に形成され、前記パッチアンテナの前記アンテナグランドのグランド面と同一平面上又は当該グランド面よりも背面側で当該アンテナグランドの側面部を周回するように設けられている無給電素子とを備えたことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
請求項１に記載したアンテナ装置において、
前記無給電素子は、折曲げられている折曲げ部分を有する形状に形成されていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項３】
請求項２に記載したアンテナ装置において、
前記無給電素子は、前記アンテナグランドの側面部同士の境界付近に対向する部位に前記折曲げ部分を有する形状に形成されていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項４】
請求項１に記載したアンテナ装置において、
前記無給電素子は、整合素子が接続されている整合素子接続部分を有する形状に形成されていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項５】
請求項４に記載したアンテナ装置において、
前記無給電素子は、前記アンテナグランドの側面部同士の境界付近に対向する部位に前記整合素子接続部分を有する形状に形成されていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項６】
請求項１に記載したアンテナ装置において、
前記無給電素子は、高誘電率基板上に形成されていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項７】
直方体形状の誘電材の正面部に平面形状のアンテナエレメントが設けられていると共に前記誘電材の背面部にアンテナグランドが設けられているパッチアンテナと、
前記パッチアンテナが送受信する使用電磁波の１波長に相当する全長を有するリング形状に形成され、前記パッチアンテナの前記アンテナグランドのグランド面と同一平面上又は当該グランド面よりも背面側で当該アンテナグランドの側面部を周回するように設けられている給電素子とを備えたことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項８】
請求項７に記載したアンテナ装置において、
前記給電素子は、折曲げられている折曲げ部分を有する形状に形成されていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項９】
請求項８に記載したアンテナ装置において、
前記給電素子は、前記アンテナグランドの側面部同士の境界付近に対向する部位に前記折曲げ部分を有する形状に形成されていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項１０】
請求項７に記載したアンテナ装置において、
前記給電素子は、整合素子が接続されている整合素子接続部分を有する形状に形成されていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載したアンテナ装置において、
前記給電素子は、前記アンテナグランドの側面部同士の境界付近に対向する部位に前記整合素子接続部分を有する形状に形成されていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項１２】
請求項７に記載したアンテナ装置において、
前記給電素子は、高誘電率基板上に形成されていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項１３】
請求項７乃至１２の何れか１項に記載したアンテナ装置において、
前記パッチアンテナへの給電と前記給電素子への給電との給電強度比が所定比であることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項１４】
請求項７乃至１３の何れか１項に記載したアンテナ装置において、
前記パッチアンテナへの給電と前記給電素子への給電との給電位相差が所定角度であ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、直方体形状の誘電材の正面部に平面形状のアンテナエレメントが設けられていると共に前記誘電材の背面部にアンテナグランドが設けられているパッチアンテナを備えたアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
直方体形状の誘電材の正面部に平面形状のアンテナエレメントが設けられていると共に誘電材の背面部にアンテナグランドが設けられているパッチアンテナでは、正面方向への利得を確保するためにアンテナグランドの一辺の長さを使用電磁波の１／２乃至１波長に相当する長さとすることが望ましい。ところが、例えばユーザが把持して使用するハンディターミナル等に搭載される態様では操作性を阻害させない等の理由により使用電磁波の１／２乃至１波長に相当する長さを確保することが困難であるという問題がある。このような事情から、アンテナグランドの体格を十分に確保することができなくとも、正面方向への利得を高めることができ、Ｆ／Ｂ比を高めることができる構成が望まれている。
【０００３】
一方、例えば特許文献１には、パッチアンテナの低仰角方向（誘電材の側面方向）への指向性を確保するために、誘電材の側面部にリング形状の無給電素子を設ける構成が開示されている。又、例えば特許文献２には、アンテナエレメントが中央部に設けられているアンテナ基板の端部に無給電素子を設けることにより、無給電素子から放射された回折波とアンテナ基板の端部から放射された回折波とを打ち消し合わせ、アンテナ全体としての回折波を抑える構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１６００５０号公報
【特許文献２】特開平１１−２８４４２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示されている構成では、低仰角方向への利得を高めることが可能であるが、正面方向への利得を高めることが不可能であり、Ｆ／Ｂ比を高めることが困難である。又、特許文献２に開示されている構成では、アンテナ基板の端部に設けられる無給電素子が使用電磁波の１波長に相当する長さである必要があり、体格の小型化を阻害する要因となる。
【０００６】
本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、Ｆ／Ｂ比を高めることができ、しかも、装置全体の体格を小型化することができるアンテナ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載した発明によれば、パッチアンテナが送受信する使用電磁波の１波長に相当する全長を有するリング形状に形成されている無給電素子を、パッチアンテナのアンテナグランドのグランド面と同一平面上又は当該グランド面よりも背面側で当該アンテナグランドの側面部を周回するように設けたので、パッチアンテナのアンテナエレメントに給電されると、パッチアンテナのアンテナエレメントから電磁波が正面方向に放射されると共に、無給電素子に誘導電流が発生し、無給電素子に流れる電流分布が電磁波の新たな放射源となり、無給電素子からも電磁波が正面方向に放射される。これにより、パッチアンテナのアンテナエレメントから正面方向に放射された電磁波と無給電素子から正面方向に放射された電磁波とが合成されることにより、正面方向への利得を高めることができ、Ｆ／Ｂ比を高めることができる。この場合、アンテナグランドの一辺の長さが使用電磁波の１／２乃至１波長に相当する長さである必要はなく、アンテナグランドの体格を小型化することができ、装置全体の体格を小型化することができる。
【０００８】
請求項２に記載した発明によれば、無給電素子を折曲げられている折曲げ部分を有する形状に形成したので、折曲げ部分を有する分だけ無給電素子を直線形状で形成する場合よりも無給電素子の体格を小さくすることができ、装置全体の体格をより一層小型化することができる。
【０００９】
請求項３に記載した発明によれば、無給電素子をアンテナグランドの側面部同士の境界付近に対向する部位に折曲げ部分を有する形状に形成したので、アンテナグランドの側面部同士の境界付近では電流分布が疎になることから、電流分布が疎になる部位に折曲げ部分を設けることにより、折曲げ部分に起因する無給電素子からの電磁波の放射効率の低下を抑えることができる。
【００１０】
請求項４に記載した発明によれば、無給電素子を整合素子が接続されている整合素子接続部分を有する形状に形成したので、整合素子接続部分を有する分だけ無給電素子を直線形状で形成する場合よりも無給電素子の体格を小さくすることができ、装置全体の体格をより一層小型化することができる。
【００１１】
請求項５に記載した発明によれば、無給電素子をアンテナグランドの側面部同士の境界付近に対向する部位に整合素子接続部分を有する形状に形成したので、アンテナグランドの側面部同士の境界付近では電流分布が疎になることから、電流分布が疎になる部位に整合素子接続部分を設けることにより、整合素子接続部分に起因する無給電素子からの電磁波の放射効率の低下を抑えることができる。
【００１２】
請求項６に記載した発明によれば、無給電素子を高誘電率基板上に形成したので、無給電素子の体格を小さくすることができ、装置全体の体格をより一層小型化することができる。
【００１３】
請求項７に記載した発明によれば、パッチアンテナが送受信する使用電磁波の１波長に相当する全長を有するリング形状に形成されている給電素子を、パッチアンテナのアンテナグランドのグランド面と同一平面上又は当該グランド面よりも背面側で当該アンテナグランドの側面部を周回するように設けたので、パッチアンテナのアンテナエレメントに給電されると共に、給電素子にも給電されると、パッチアンテナのアンテナエレメントから電磁波が正面方向に放射されると共に、給電素子からも電磁波が正面方向に放射される。これにより、パッチアンテナのアンテナエレメントから正面方向に放射された電磁波と給電素子から正面方向に放射された電磁波とが合成されることにより、正面方向への利得を高めることができ、Ｆ／Ｂ比を高めることができる。又、この場合も、アンテナグランドの一辺の長さが使用電磁波の１／２乃至１波長に相当する長さである必要はなく、アンテナグランドの体格を小型化することができ、装置全体の体格を小型化することができる。
【００１４】
請求項８に記載した発明によれば、給電素子を折曲げられている折曲げ部分を有する形状に形成したので、折曲げ部分を有する分だけ給電素子を直線形状で形成する場合よりも給電素子の体格を小さくすることができ、装置全体の体格をより一層小型化することができる。
【００１５】
請求項９に記載した発明によれば、給電素子をアンテナグランドの側面部同士の境界付近に対向する部位に折曲げ部分を有する形状に形成したので、アンテナグランドの側面部同士の境界付近では電流分布が疎になることから、電流分布が疎になる部位に折曲げ部分を設けることにより、折曲げ部分に起因する給電素子からの電磁波の放射効率の低下を抑えることができる。
【００１６】
請求項１０に記載した発明によれば、給電素子を整合素子が接続されている整合素子接続部分を有する形状に形成したので、整合素子接続部分を有する分だけ給電素子を直線形状で形成する場合よりも給電素子の体格を小さくすることができ、装置全体の体格をより一層小型化することができる。
【００１７】
請求項１１に記載した発明によれば、給電素子をアンテナグランドの側面部同士の境界付近に対向する部位に整合素子接続部分を有する形状に形成したので、アンテナグランドの側面部同士の境界付近では電流分布が疎になることから、電流分布が疎になる部位に整合素子接続部分を設けることにより、整合素子接続部分に起因する給電素子からの電磁波の放射効率の低下を抑えることができる。
【００１８】
請求項１２に記載した発明によれば、給電素子を高誘電率基板上に形成したので、給電素子の体格を小さくすることができ、装置全体の体格をより一層小型化することができる。
【００１９】
請求項１３に記載した発明によれば、パッチアンテナへの給電と給電素子への給電との給電強度比が所定比となるようにしたので、正面方向への利得を高め得る給電強度比で給電することにより、正面方向への利得をより一層高めることができ、Ｆ／Ｂ比をより一層高めることができる。
【００２０】
請求項１４に記載した発明によれば、パッチアンテナへの給電と給電素子への給電との給電位相差が所定角度となるようにしたので、正面方向への利得を高め得る給電位相差で給電することにより、正面方向への利得をより一層高めることができ、Ｆ／Ｂ比をより一層高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態を示す斜視図及び側面図
【図２】ハンディターミナルの内部構成を概略的に示す縦断側面図
【図３】（ａ）は測定に用いた構成を概略的に示す図、（ｂ）は無給電素子の外周長に対する利得の変化を示す図
【図４】（ａ）は指向性の変化を示す図、（ｂ）は垂直偏波の電流分布を示す図、（ｃ）は水平偏波の電流分布を示す図
【図５】（ａ）は測定に用いた構成を概略的に示す図、（ｂ）は給電強度比に対する利得及びＦ／Ｂ比の変化を示す図、（ｃ）は給電位相差に対する利得及びＦ／Ｂ比の変化を示す図
【図６】無給電素子や給電素子を形成する手順を示す図
【図７】パッチアンテナと無給電素子や給電素子との関係を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明のアンテナ装置をユーザが把持して使用するハンディターミナルに搭載されているアンテナ装置に適用した一実施形態について図面を参照して説明する。
図２はハンディターミナルの内部構成を縦断側面図により概略的に示している。ハンディターミナル１は、例えば商品等の物品に添付されているＲＦＩＤタグ２に記録されている記録データ（例えば物品コード等）を電磁波により読取る機能とバーコードや２次元コードなどの情報コード３を光学的に読取る機能とを有している。この場合、使用電磁波は例えば９５０［ＭＨｚ］のＵＨＦ帯域の電磁波であり、例えばＨＦ帯域やマイクロ波帯域と比べて長距離での通信が可能であり、本実施形態では数１０［ｃｍ］程度の通信距離を想定している。尚、ＲＦＩＤタグ２に記録されている記録データを読取る機能に加えて、記録データをＲＦＩＤタグ２に書込む機能を有していても良い。
【００２３】
ＲＦＩＤタグ２は、ハンディターミナル１から受信した電磁波から動作電源を得る整流回路や平滑回路、ＲＦＩＤ通信の制御等を行うＣＰＵ、送信信号を変調したり受信信号を復調したりする変復調回路及び制御プログラムや記録データ等を記憶するメモリ等をワンチップ化して構成されている。
【００２４】
ハンディターミナル１において、筐体４の基端側（図２では右側）はユーザが把持可能な直線形状をなす把持部４ａとされており、筐体４の先端側（図２では左側）は徐々に幅広になると共に前方に向けて下降傾斜するように折曲がった形状をなす読取部４ｂとされている。筐体４の内部には、ＲＦＩＤタグ２との間で電磁波を通じたＲＦＩＤ通信を行うＲＦＩＤ通信部５、バーコード３を光学的に読取る光学情報読取部６、マイクロコンピュータを主体として構成されてなる制御回路７、液晶ディスプレイ装置からなる表示部８、複数のキーが配列されてなる操作部９、電池パック１０及びプリント配線基板１１等が組込まれている。
【００２５】
光学情報読取部６は、例えばＣＣＤエリアセンサからなる撮像素子１２を有すると共に、筐体４の先端側である読取口１３の内側近傍に配置されているカメラユニット１４を有している。カメラユニット１４は結像レンズ１５及び複数個のＬＥＤからなる照明光源１６等がユニット化されて構成されている。この場合、ユーザが読取口１３を読取対象である情報コード３に向けた状態で操作部９により読取操作を行うと、照明光源１６から照射された照明光が情報コード３に照射され、その反射光が結像レンズ１５を通じて撮像素子１２に入射され、撮像素子１２から出力された撮像信号がケーブル１７及びプリント配線基板１１を通じて制御回路７に入力される。制御回路７は、撮像素子１２から出力された撮像信号を入力すると、その撮像信号に含まれる画像データをデコード処理して情報コード３に記録されている内容を解読する。
【００２６】
ＲＦＩＤ通信部５は、プリント配線基板１１の下方に支持機構（図示せず）により当該プリント配線基板１１に支持された態様で配置されているアンテナ装置１８により構成されている。図１はアンテナ装置１８の斜視図及び側面図を示している。以下、アンテナ装置１８について詳述する。
【００２７】
アンテナ装置１８は、パッチアンテナ１９と、パッチアンテナ１９の周囲に配置されてリング形状の無給電素子２０とを有している。パッチアンテナ１９は、直方体形状の誘電材２１の正面部２１ａに平面形状のアンテナエレメント２２が配置されていると共に、誘電材２１の背面部２１ｂにアンテナグランド２３が配置されて構成されている。
【００２８】
アンテナエレメント２２には中心位置から僅かに一辺側（図１では下辺側）に外れた位置に給電点２４が設けられている。アンテナグランド２３は、正方形板の四辺側が誘電材２１を搭載している方向（正面方向）とは反対方向（背面方向）に直角に折曲げられて凹形状に形成され、１面の正面部２３ａと４面の側面部２３ｂ〜２３ｅとを有する形状に形成されている。この場合、アンテナグランド２３の平面方向の各辺の長さ（正面部２３ａの各辺の長さ）（図１中「Ｌ１」にて示す）は５０［ｍｍ］であり、使用電磁波の約１／４波長に相当する長さである。又、アンテナグランド２３の高さ（側面部２３ｂ〜２３ｅの高さ方向の長さ）（図１中「Ｈ１」にて示す）は８［ｍｍ］であり、誘電材２１の高さとアンテナグランド２３の高さとの和（図１中「Ｈ２」にて示す）は１５［ｍｍ］である。アンテナグランド２３は、１面の正面部２３ａと４面の側面部２３ｂ〜２３ｅとを有する形状（全体が凹形状）に形成されているが、平面形状に形成されている場合と同様にして、それら正面部２３ａと側面部２３ｂ〜２３ｅとがグランド面として作用する。
【００２９】
無給電素子２０は、アンテナグランド２３の４面の側面部２３ｂ〜２３ｅを周回するように４つの辺部２５〜２８が連結されてなる「ロ」字形のリング形状に形成されており、各々の辺部２５〜２８はアンテナグランド２３の側面部２３ｂ〜２３ｅに所定間隔を存して対向しており、アンテナグランド２３のグランド面と同一平面上に配置されている。この場合、パッチアンテナ１９の垂直方向（アンテナグランド２３のグランド面に直交する方向）の中心位置と無給電素子２０の垂直方向の中心位置とは同一である。
【００３０】
無給電素子２０を構成する４つの辺部２５〜２８にあってアンテナグランド２３の側面部２３ｂ〜２３ｅ同士の境界付近に対向する部位にはミアンダ部分２５ａ〜２８ａ及び２５ｂ〜２８ｂ（本発明でいう折曲げ部分）が形成されている。この場合、無給電素子２０の平面方向の各辺の長さ（図１中「Ｌ２」にて示す）は５４［ｍｍ］であり、ミアンダ部分２５ａ〜２８ａ及び２５ｂ〜２８ｂにおける隣接する辺部同士の間隔（図１中「Ｄ」にて示す）は３［ｍｍ］である。又、ミアンダ部分２５ａ〜２８ａ及び２５ｂ〜２８ｂの高さは上記したアンテナグランド２３の高さと同一である（８［ｍｍ］である）。又、無給電素子２０の線幅は０．５［ｍｍ］である。
【００３１】
ミアンダ部分２５ａ〜２８ａ及び２５ｂ〜２８ｂは無給電素子２０の全長（経路長）として使用電磁波の約１波長に相当する長さを確保するために形成されており、使用電磁波の約１波長に相当する長さの無給電素子を直線形状（ミアンダ部分を形成しない形状）に形成する場合よりも無給電素子２０の体格を小型化する（リングの開口面積を小さくする）ことができる利点がある。尚、ミアンダ部分２５ａ〜２８ａ及び２５ｂ〜２８ｂを形成することに代えて整合素子を接続した場合でも同等の作用効果を得ることができる。又、無給電素子２０を高誘電率基板上に形成した場合でも同等の作用効果を得ることができる。
【００３２】
上記した構成によれば、アンテナエレメント２２の給電点２４に給電されると、アンテナエレメント２２から電磁波が正面方向（図１中「矢印Ａ」にて示す）に放射され、このとき、アンテナグランド２３のグランド面と同一平面上に配置されているリング形状の無給電素子２０に誘導電流が発生し、無給電素子２０に流れる電流分布が電磁波の新たな放射源となり、無給電素子２０からも電磁波が正面方向に放射される。その結果、アンテナエレメント２２から正面方向に放射された電磁波と無給電素子２０から正面方向に放射された電磁波とが合成されることで、正面方向への利得が高められ、Ｆ／Ｂ比が高められる。
【００３３】
発明者は上記した構成、即ち、アンテナグランド２３のグランド面と同一平面上にリング形状の無給電素子２０を配置した構成により、正面方向への利得がどの程度高められるかを測定した。図３（ａ）は測定に使用したアンテナ装置の構成を概略的に示している。図３（ａ）に示すアンテナ装置３１は、直方体形状の誘電材３２の正面部に平面形状のアンテナエレメント３３が配置されていると共に、誘電材３２の背面部に基板３４が配置されている。アンテナエレメント３２には中心位置から僅かに一辺側に外れた位置に給電点３５が設けられている。基板３４には正方形状をなす内側の導体領域３６（図３にてハッチングを付している領域）とリング形状をなす外側の導体領域３７（図３にてクロスハッチングを付している領域）とが絶縁領域３８を挟んで形成されている。即ち、誘電材３２とアンテナエレメント３３と内側の導体領域３６とから構成されるパッチアンテナが図１で説明したパッチアンテナ１９と等価であり、外側の導体領域３７が図１で説明した無給電素子２０と等価であり、外側の導体領域３７の４つの辺部が図１で説明した無給電素子２０の４つの辺部２５〜２８と等価である。
【００３４】
図３（ｂ）はリング形状の無給電素子と等価である外側の導体領域３７の周方向の長さ（外周長）を変化させた場合の正面方向の利得の変化を示している。図３（ｂ）から明らかなように、使用電磁波の波長を「λ」とすると、外側の導体領域３７の周方向の長さを約０．９７乃至１．１λの範囲としたときに実用レベルとして保証し得る例えば４［ｄＢｉ］以上の利得が確保されることが判る。
【００３５】
又、図４（ａ）は、リング形状の無給電素子と等価である外側の導体領域３７を設けたことによる指向性の変化を示している。図４（ａ）から明らかなように、外側の導体領域３７を設けることにより、指向性が全体的に正面方向に偏っていることが判る。
【００３６】
又、図４（ｂ）は電流分布の変化を示している。図４（ｂ）から明らかなように、外側の導体領域３７の４つの辺部のうち対向する２つの辺部に流れる電流分布は中央側が密に（強く）なる一方で端側が疎に（弱く）なる。即ち、本実施形態では電流分布が疎になる箇所にミアンダ部分２５ａ〜２８ａ及び２５ｂ〜２８ｂが形成されており、電流分布が疎になる部位にミアンダ部分２５ａ〜２８ａ及び２５ｂ〜２８ｂを形成することにより、ミアンダ部分２５ａ〜２８ａ及び２５ｂ〜２８ｂに起因する無給電素子２０からの電磁波の放射効率の低下を抑える利点がある。尚、図４（ｂ）は垂直偏波の電流分布を示しているが、図４（ｃ）に示すように、水平偏波の電流分布も同様である。
【００３７】
又、発明者は無給電素子２０に代えて給電素子を配置したことにより、正面方向への利得がどの程度高められるかを測定した。図５（ａ）は測定に使用したアンテナ装置の構成を示している。図５（ａ）に示すアンテナ装置４１は、直方体形状の誘電材４２の正面部に平面形状のアンテナエレメント４３が配置されていると共に、誘電材４２の背面部に基板４４が配置されている。アンテナエレメント４２には中心位置から僅かに一辺側に外れた位置に給電点４５が設けられている。基板４４には正方形状をなす内側の導体領域４６（図５にてハッチングを付している領域）とリング形状をなす外側の導体領域４７（図５にてクロスハッチングを付している領域）とが絶縁領域４８を挟んで形成されている。即ち、誘電材４２とアンテナエレメント４３と内側の導体領域４６とから構成されるパッチアンテナが図１で説明したパッチアンテナ１９と等価である。この場合は、外側の導体領域４７の４つの辺部のうち１つの辺部に給電点４９が設けられており、外側の導体領域４７が給電素子として機能する。
【００３８】
図５（ｂ）は、パッチアンテナと給電素子と等価である外側の導体領域５７の給電強度比を変化させた場合の正面方向の利得及びＦ／Ｂ比の変化を示している。図５（ｂ）から明らかなように、パッチアンテナと給電素子との給電強度比が１：０．４乃至０．４：１の範囲としたときに実用レベルとして保証し得る例えば６［ｄＢ］以上のＦ／Ｂ比が確保
されることが判る。
【００３９】
図５（ｃ）は、パッチアンテナと給電素子と等価である外側の導体領域５７との給電位相差比を変化させた場合の正面方向の利得及びＦ／Ｂ比の変化を示している。図５（ｃ）から明らかなように、パッチアンテナへの給電を基準としたときにパッチアンテナと給電素子の給電位相差が−２０乃至−８０度（給電素子への給電をパッチアンテナへの給電に対して２０乃至８０度遅らせる）の範囲としたときに実用レベルとして保証し得る例えば６［ｄＢ］以上のＦ／Ｂ比が確保されることが判る。
【００４０】
ところで、上記した無給電素子や給電素子を形成する方法としては図６に示す方法がある。即ち、図６（ａ）に示すように、ワイヤー５１や導電性の平板部材から切出した線状部材等を折曲げ加工して無給電素子や給電素子を形成しても良い。又、図６（ｂ）に示すように、可撓性を有するフレキシブル基板５２に無給電素子や給電素子の形状に相当する導体パターン５３を形成し、フレキシブル基板５２をパッチアンテナに巻回しても良い。又、図６（ｃ）に示すように、両面基板５４の一方の平面側をパッチアンテナのアンテナグランドとして使用すると共に他方の平面側に無給電素子や給電素子の形状に相当する導体パターン５５を形成しても良い。又、図６（ｄ）に示すように、基板５６に直線部分の導体パターン５７を形成し、ミアンダ部分をワイヤー５８で形成しても良い。更に、ハンディターミナル１に搭載される構成であれば、筐体４の内側に無給電素子や給電素子の形状に相当する導体パターンを金属蒸着により形成しても良い。
【００４１】
又、図７（ａ）に示すように、長方形状の基板６１に内側の導体領域６２及び外側の導体領域６３を形成することにより、アンテナグランドと等価である内側の導体領域６２を長方形状に形成し、無給電素子や給電素子と等価である外側の導体領域６３を長方形状の開口を有する形状に形成しても良い。又、図７（ｂ）に示すように、誘電材３２の垂直方向の中心位置と長方形状の基板６１の垂直方向の中心位置とが同一でなくても良い。更に、図７（ｃ）に示すように、第１の基板６４を設けると共に、第１の基板６４の背面側に第２の基板６５を設け、第１の基板６４にアンテナグランドと等価である内側の導体領域６６を形成し、第２の基板６５に無給電素子や給電素子と等価である外側の導体領域６７を形成することにより、内側の導体領域６６と外側の導体領域６７とを別々に形成しても良い。即ち、無給電素子や給電素子をアンテナグランドのグランド面の背面側に設けても良い。
【００４２】
以上に説明したように本実施形態によれば、パッチアンテナ１９が送受信する使用電磁波の１波長に相当する全長を有するリング形状の無給電素子２０を、パッチアンテナ１９のアンテナグランド２３のグランド面と同一平面上でアンテナグランド２３の側面部２３ｂ〜２３ｅを周回するように設ける構成としたので、パッチアンテナ１９に給電されると、パッチアンテナ１９から電磁波が正面方向に放射されると共に、無給電素子２０に誘導電流が発生し、無給電素子２０に流れる電流分布が電磁波の新たな放射源となり、無給電素子２０からも電磁波が正面方向に放射され、パッチアンテナ１９から正面方向に放射された電磁波と無給電素子２０から正面方向に放射された電磁波とが合成されることにより、正面方向への利得を高めることができ、Ｆ／Ｂ比を高めることができる。
【００４３】
又、無給電素子２０に代えて給電素子を設ける構成とすれば、パッチアンテナ１９に給電されると共に、給電素子にも給電されると、パッチアンテナ１９から電磁波が正面方向に放射されると共に、給電素子からも電磁波が正面方向に放射され、パッチアンテナ１９から正面方向に放射された電磁波と給電素子から正面方向に放射された電磁波とが合成されることにより、正面方向への利得を高めることができ、Ｆ／Ｂ比を高めることができる。この場合、アンテナグランド２３の一辺の長さが使用電磁波の１／２乃至１波長に相当する長さである必要はなく、アンテナグランド２３の体格を小型化することができ、装置全体の体格を小型化することができる。
【００４４】
本発明は、上記した実施形態にのみ限定されるものではなく、以下のように変形又は拡張することができる。
ユーザが把持して使用するハンディターミナルに搭載されているアンテナ装置に適用される構成に限らず、他の用途のアンテナ装置に適用される構成であっても良い。
パッチアンテナのアンテナエレメントに２つの給電点を設け、垂直偏波と水平偏波とを切換える構成であっても良い。
【符号の説明】
【００４５】
図面中、１８はアンテナ装置、１９はパッチアンテナ、２０は無給電素子、２１は誘電材、２１ａは正面部、２１ｂは背面部、２２はアンテナエレメント、２３はアンテナグランド、２３ｂ〜２３ｅは側面部、２５ａ〜２８ａ、２５ｂ〜２８ｂはミアンダ部分（折曲げ部分）、３１はアンテナ装置、３２は誘電材、３３はアンテナエレメント、３６は内側の導体領域（アンテナグランド）、３７は外側の導体領域（無給電素子）、４１はアンテナ装置、４２は誘電材、４３はアンテナエレメント、４６は内側の導体領域（アンテナグランド）、４７は外側の導体領域（給電素子）である。
【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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