(57)【要約】【課題】  受信上限周波数が受信下限周波数の大略３倍程度の広帯域周波数領域であっても、定在波比を所定値以下に確保して、アンテナを交換することなく無線通信機での通信品質が確保できる広帯域無線アンテナを提供する。【解決手段】  方形金属枠１０と、方形金属枠１０の対向する辺の大略中央部にダイポールアンテナ２０の両端が接続されると共に、このダイポールアンテナ２０の大略中央に設けられた給電点を有するダイポールアンテナ２０と、方形金属枠１０の対向する辺の中間点、又はダイポールアンテナ２０の中間点であって、ダイポールアンテナ２０の給電点に対して対称となる位置に設けられる容量性素子３０とを備える広帯域無線アンテナであって、容量性素子３０の容量値が、当該広帯域無線アンテナの受信する周波数帯域と、当該周波数帯域内で定められた受信上限周波数と受信下限周波数との間で定在波比が所定値以下となるように定められる。【選択図】  図１
2011082877.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
方形金属枠と、
前記方形金属枠の対向する辺の大略中央部にダイポールアンテナの両端が接続されると共に、このダイポールアンテナの大略中央に設けられた給電点を有する前記ダイポールアンテナと、
前記ダイポールアンテナの中間点であって、前記ダイポールアンテナの給電点に対して対称となる位置に設けられる容量性素子と、
を備える広帯域無線アンテナであって、
前記容量性素子の容量値が、当該広帯域無線アンテナの受信する周波数帯域と、当該周波数帯域内で定められた受信上限周波数と受信下限周波数との間で定在波比（ＳＴＡＮＤＩＮＧ  ＷＡＶＥ  ＲＡＴＩＯ）が所定値以下となるように定められたことを特徴とする前記広帯域無線アンテナ。
【請求項２】
前記容量性素子は、前記ダイポールアンテナの中間点であって、前記ダイポールアンテナの給電点に対して対称となる位置に代えて、前記方形金属枠と前記ダイポールアンテナの接合部に設けられることを特徴とする請求項１に記載の広帯域無線アンテナ。
【請求項３】
前記容量性素子は、前記ダイポールアンテナの中間点であって、前記ダイポールアンテナの給電点に対して対称となる位置に代えて、前記方形金属枠の辺の中間点であって、前記ダイポールアンテナの給電点に対して対称となる位置、並びに鏡像基準面に対して鏡像関係を満たす位置設けられることを特徴とする請求項１に記載の広帯域無線アンテナ。
【請求項４】
対向する長辺と短辺の四辺を有する方形金属枠と、
前記方形金属枠の対向する一組の長辺の大略中央部に第１のダイポールアンテナの両端が接続されると共に、この第１のダイポールアンテナの大略中央に設けられた給電点を有する第１のダイポールアンテナと、
前記方形金属枠の対向する一組の短辺の大略中央部に第２のダイポールアンテナの両端が接続されると共に、この第２のダイポールアンテナの大略中央に設けられた給電点を有する第２のダイポールアンテナと、
前記第１のダイポールアンテナの中間点であって、前記第１のダイポールアンテナの給電点に対して対称となる位置に設けられる第１の容量性素子と、
前記第２のダイポールアンテナの中間点であって、前記第２のダイポールアンテナの給電点に対して対称となる位置に設けられる第２の容量性素子と、
を備える広帯域無線アンテナであって、
前記第１の容量性素子の容量値が、前記第１のダイポールアンテナの受信する周波数帯域と、当該周波数帯域内で定められた受信上限周波数と受信下限周波数との間で定在波比が所定値以下となるように定められ、
前記第２の容量性素子の容量値が、前記第２のダイポールアンテナの受信する周波数帯域と、当該周波数帯域内で定められた受信上限周波数と受信下限周波数との間で定在波比が所定値以下となるように定められたことを特徴とする前記広帯域無線アンテナ。
【請求項５】
四辺が大略等しい長さの方形金属枠と、
前記方形金属枠の対向する一方の一組の辺の大略中央部に第１のダイポールアンテナの両端が接続されると共に、この第１のダイポールアンテナの大略中央に設けられた給電点を有する第１のダイポールアンテナと、
前記方形金属枠の対向する他方の一組の辺の大略中央部に第２のダイポールアンテナの両端が接続されると共に、この第２のダイポールアンテナの大略中央に設けられた給電点を有する第２のダイポールアンテナと、
前記第１のダイポールアンテナの中間点であって、前記第１のダイポールアンテナの給電点に対して対称となる位置に設けられる第１の容量性素子と、
前記第２のダイポールアンテナの中間点であって、前記第２のダイポールアンテナの給電点に対して対称となる位置に設けられる第２の容量性素子と、
を備える広帯域無線アンテナであって、
前記第１及び第２の容量性素子の容量値が、当該広帯域無線アンテナの受信する周波数帯域と、当該周波数帯域内で定められた受信上限周波数と受信下限周波数との間で定在波比が所定値以下となるように定められたことを特徴とする前記広帯域無線アンテナ。
【請求項６】
前記第１の容量性素子は、前記第１のダイポールアンテナの中間点であって、前記第１のダイポールアンテナの給電点に対して対称となる位置に代えて、前記方形金属枠と前記第１のダイポールアンテナの接合部に設けられ、
前記第２の容量性素子は、前記第２のダイポールアンテナの中間点であって、前記第２のダイポールアンテナの給電点に対して対称となる位置に代えて、前記方形金属枠と前記第２のダイポールアンテナの接合部に設けられることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の広帯域無線アンテナ。
【請求項７】
前記第１の容量性素子は、前記第１のダイポールアンテナの中間点であって、前記第１のダイポールアンテナの給電点に対して対称となる位置に代えて、前記方形金属枠の辺の中間点であって、前記第１のダイポールアンテナの給電点に対して対称となる位置、並びに第１の鏡像基準面に対して鏡像関係を満たす位置に設けられ、
前記第２の容量性素子は、前記第２のダイポールアンテナの中間点であって、前記第２のダイポールアンテナの給電点に対して対称となる位置に代えて、前記方形金属枠の辺の中間点であって、前記第２のダイポールアンテナの給電点に対して対称となる位置、並びに第２の鏡像基準面に対して鏡像関係を満たす位置に設けられることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の広帯域無線アンテナ。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７の何れか１項に記載の広帯域無線アンテナであって、さらに前記方形金属枠と所定間隔を隔てて設けられる反射板を備え、前記所定間隔は広帯域無線アンテナの周波数帯域幅、利得、並びに定在波比から定められることを特徴とする広帯域無線アンテナ。
【請求項９】
受信上限周波数（ｆＨ）が受信下限周波数（ｆＬ）の大略２倍程度の広帯域無線アンテナであって、
受信下限周波数（ｆＬ）に対応する第１受信波長（λ１）の大略１／２波長の長さを有する一対の第１放射素子と、受信中央周波数（ｆｃ＝（ｆＬｘｆＨ）１／２）を基準として、当該受信上限周波数と当該受信中央周波数の中間周波数近傍に定められた上四半周波数（ｆｓ）に対応する第４受信波長（λ４）の大略１／２波長の長さを有する一対の第２放射素子を用いて構成された、大略矩形の放射器部と、
前記一対の第１放射素子の中間に位置すると共に、前記受信上限周波数（ｆＨ）に対応する第２受信波長（λ２）の大略１／２波長の長さを有するダイポールアンテナ部と、
前記ダイポールアンテナ部の給電点とアース板とを繋げると共に、受信中央周波数（ｆｃ＝（ｆＬｘｆＨ）１／２）に対応する第３受信波長（λ３）の大略１／４波長の長さを有する金属製連結筒状部と、
前記一対の第１放射素子の中間位置側に位置する前記ダイポールアンテナ部の先端部と、当該第１放射素子の中間位置との間に設けられた誘電性を有する一対の固定誘電部と、
を備え、前記固定誘電部の長さと前記上四半周波数は、前記受信上限周波数と受信下限周波数との間で定在波比が所定値以下となるように定められたことを特徴とする広帯域無線アンテナ。
【請求項１０】
前記上四半周波数は、受信上限周波数（ｆＨ）と受信下限周波数（ｆＬ）を用いた以下の数式において、下記の範囲にあることを特徴とする請求項９に記載の広帯域無線アンテナ。
０．６５＜（ｆｓ―ｆＬ）／（ｆＨ―ｆＬ）＜０．８３
【請求項１１】
前記ダイポールアンテナ部は、前記第２受信波長（λ２）の大略１／４波長の長さを有する一対の金属製筒状部を有し、
前記金属製連結筒状部は、第３受信波長（λ３）の大略１／４波長の長さを有する一対の金属製連結筒状部と、一方の金属製連結筒状部の内側に収容された芯線部とを有し、一方の芯線部はコネクタ部と接続され、他方の芯線部は前記アース板までの距離で端部が絶縁状態に保持されることを特徴とする請求項９に記載の広帯域無線アンテナ。
【請求項１２】
前記ダイポールアンテナ部は、前記第２受信波長（λ２）の大略１／４波長の長さを有する一対の固定長金属製筒状部と、前記一対の固定誘電部の周面を覆う状態で、当該固定誘電部の軸方向に移動可能な可動式金属製筒状部とを有し、
前記可動式金属製筒状部は、この固定長金属製筒状部と電気的接触状態を維持すると共に、前記受信下限周波数と受信上限周波数との間で定在波比が所定値以下となる位置で、この固定長金属製筒状部に固定されることを特徴とする請求項９に記載の広帯域無線アンテナ。
【請求項１３】
請求項９乃至請求項１２の何れか１項に記載の広帯域無線アンテナであって、さらに前記放射器部と所定間隔を隔てて設けられる反射板を備え、前記所定間隔は広帯域無線アンテナの周波数帯域幅、利得、並びに定在波比から定められることを特徴とする広帯域無線アンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、無線通信機に用いて好適な広帯域無線アンテナに係り、特に受信周波数帯域が２２５ＭＨｚから９００ＭＨｚのように、受信上限周波数が受信下限周波数の大略４倍程度や、２２５ＭＨｚから４００ＭＨｚのように、受信上限周波数が受信下限周波数の大略２倍程度の広帯域周波数領域であっても、定在波比を所定値以下に確保して、通信品質が確保できる広帯域無線アンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
本明細書において、無線通信機とは、例えば波数帯域として極超短波帯（ＵＨＦ、Ultra  High Frequency、３００ＭＨｚ〜３ＧＨｚ）のマイクロ波周波数帯域の無線通信機をいい、移動端末の形状が持ち運び可能な携帯無線機や携帯電話機を含む概念とする。そして、無線通信機の一類型として携帯電話のような無線通信機器が知られており、周波数帯域は８００ＭＨｚや１．５ＧＨｚ等が用いられている。そして、携帯電話などの携帯通信機器では、小形軽量化を図るためアンテナ素子としてモノポールアンテナや、誘電体材料からなる基盤表面に放射電極を螺旋状に配したヘリカルアンテナなどが、一般に用いられている。これらアンテナについては、非特許文献１に記載がある。
【０００３】
ここで、ＧＳＭ（Global System for Mobile Communications）やＰＤＣ（Personal Digital Cellular）のように、基地局が５ｋｍ程度の間隔で設置されているような用途の携帯電話機では、アンテナ素子としてモノポールアンテナが使用されている。モノポールアンテナでは、四分の一波長（λ／４）が用いられており、人体による利得変動の影響を受けるが、基地局が比較的近隣に存在しているため、問題を生じていない。
【０００４】
これに対して、第三者無線（Third party radio system）は、マルチチャンネルアクセス無線（Multi-Channel
Access radio system）技術を用いた業務用無線で、基本的な仕組みは複数の利用者が複数の無線チャネルを制御局の指令により共同使用することで、電波帯域を有効利用している。中継局（制御局）は、ロケーションが良い山頂や高層ビル上にあり、大ゾーン方式であるため、海上のサービスエリアも広い。また、公衆通信網を利用していないので、災害時なども公衆網の輻輳・障害に影響されず、ほとんどの中継局に耐震性があり、非常用発電装置もあり災害時に有効に使用可能である。
【０００５】
災害時における他の通信網と比較した第三者無線の優位性は、大規模災害である阪神・淡路大震災や新潟地震で実証されている。即ち、地震災害は局地的な影響であることが多く、携帯電話網では基地局が損壊したり、基地局間を連絡する固定通信網が損壊して、被災地域への携帯電話や固定電話による連絡は困難になる場合が多い。しかし、局地的な災害時でも第三者無線は通信が確保できるため、第三者無線は非常時に備えた通信手段として注目されている。
【０００６】
このような第三者無線用の移動端末は、携帯電話用の移動端末と比較すると、堅牢・高出力・大型で車載が中心という特徴がある。即ち、中継局までの距離が３０〜５０ｋｍあるため、高出力の携帯無線機用アンテナが必要となる。そこで、通話中の通話品質を確保するため、人体による利得劣化が少ない半波長（λ／２）のダイポールアンテナを、移動端末に用いることが多い（特許文献１）。
【０００７】
ところで、第三者無線は地震災害に対する耐久性に注目されて、災害対策用の公共団体等による利用が促進されている。そして、災害時での使用を前提に第三者無線用の移動端末を検討すると、半波長のダイポールアンテナに対して、受信周波数帯域の広域化の要請が顕著になってきた。即ち、地震災害では、災害復旧用に各地から応援部隊が集結する。そして、災害復旧対策本部から、各応援部隊に対して個別に送受信を確保する必要がある。この場合に、各地から集結した応援部隊に個別に送受信周波数を割り当てると、例えば応援部隊が１０隊であれば、割当送受信周波数は２０個の周波数となる。
【０００８】
他方で、第三者無線用の移動端末の通信距離は３０〜５０ｋｍ程度ある。また、地震災害のうち断層活動による局地的な被害では、救護活動が必要な被災地域は、例えば震度６強程度や震度７に該当する１０〜２０ｋｍ程度である。この結果、比較的狭い通信エリア内で、多数の応援部隊に多数の送受信周波数を用いて、同時並行的に通信を確保する必要が生ずる。この場合に、隣接する送受信周波数間の干渉や廻り込みにより、通信品質が劣化する事態を避ける必要がある。
【０００９】
そこで、隣接する送受信周波数間の干渉や廻り込みを避けると共に、多数の通信チャンネルを確保するために、受信周波数帯域の広域化が要請されている。特にアンテナについては、受信周波数帯域が広域化しても、アンテナを交換することなく通信機が対応できれば、利便性が拡大することは明らかである。そして、広帯域アンテナとして、例えば特許文献２や特許文献３で提案された、スケルトンスロットアンテナが知られている。このうち、特許文献２は携帯電話機を念頭においたもので、９００ＭＨｚ（０．９ＧＨｚ）帯域と１．８ＧＨｚ帯域に対処しようとするものである。特許文献３は、地上ディジタル放送を含むＵＨＦ帯の信号の受信に用いるもので，その使用周波数帯が４７０ＭＨｚから７７０ＭＨｚの広帯域の，その全域において良好な電気的特性を有するように構成するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特許２５０３８５６号公報
【特許文献２】特開２００３−１７４３１７号公報
【特許文献３】特開２００８−４８００５号公報
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】アンテナ工学ハンドブック（電子情報通信学会編、オーム社発行第５０頁〜第５９頁）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、特許文献２や特許文献３が提案されたスケルトンスロットアンテナは、第三者無線用の移動端末向けに開発されたものではなく、そのアンテナ構造において隣接する送受信周波数間の干渉や廻り込みについて、考慮が充分でないという課題があった。
【００１３】
本発明は、上述した課題を解決するもので、第１の目的は、受信上限周波数が受信下限周波数の大略２〜５倍程度の広帯域周波数領域であっても、定在波比を所定値以下に確保して、アンテナを交換することなく無線通信機での通信品質が確保できる広帯域無線アンテナを提供することである。第２の目的は、受信上限周波数が受信下限周波数の大略３倍程度の広帯域周波数領域であっても、定在波比を所定値以下に確保して、アンテナを交換することなく無線通信機での通信品質が確保できると共に、異なる周波数又は同じ周波数において、偏波方向が直角である電波を偏波方向により分離して二チャンネルを用いた送受信が可能な広帯域無線アンテナを提供することである。第３の目的は、単一のアンテナでありながら、同じ周波数において、偏波方向が直角である電波を偏波方向により分離して二チャンネルを用いた送受信が可能で、現場の状況に応じチャンネルを利用して無線通信機での通信品質が確保できる広帯域無線アンテナを提供することである。第４の目的は、充分なアンテナの利得を得ながら、受信上限周波数が受信下限周波数の大略２倍程度の広帯域周波数領域であっても、定在波比を所定値以下に確保して、アンテナを交換することなく無線通信機での通信品質が確保できる広帯域無線アンテナを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記第１の目的を達成する本発明の広帯域無線アンテナは、例えば図１（Ａ）に示すように、方形金属枠１０と、方形金属枠１０の対向する辺の大略中央部にダイポールアンテナ２０の両端が接続されると共に、このダイポールアンテナ２０の大略中央に設けられた給電点２２を有するダイポールアンテナ２０と、ダイポールアンテナ２０の中間点であって、ダイポールアンテナ２０の給電点に対して対称となる位置に設けられる容量性素子３０とを備える広帯域無線アンテナであって、容量性素子３０の容量値が、当該広帯域無線アンテナの受信する周波数帯域と、当該周波数帯域内で定められた受信上限周波数と受信下限周波数との間で定在波比（ＳＴＡＮＤＩＮＧ  ＷＡＶＥ  ＲＡＴＩＯ）が所定値以下となるように定められている。
【００１５】
このように構成された装置においては、方形金属枠１０では、少なくとも一辺の長さが受信下限周波数（ｆＬ）に対応する第１受信波長（λ１）の大略１／２波長の長さを基準に定められる。ダイポールアンテナ２０は給電点を対称点として有するが、ダイポールアンテナ２０自体の長さは方形金属枠１０の辺の長さを基準に定める。ダイポールアンテナ２０は給電点２２と繋げるアース板を有していないが、アース板を設けることにより単向指向性と利得向上が可能となる。容量性素子３０は、ダイポールアンテナ２０の中間点であって、ダイポールアンテナ２０の給電点に対して対称となる位置に設けられる。容量性素子３０の容量値を適切に選定することで、受信上限周波数と受信下限周波数との間で定在波比を通信に必要な所定値以下に確保しつつ、当該広帯域無線アンテナとして受信できる周波数帯域を受信下限周波数の３〜５倍程度確保できる。
【００１６】
上記第１の目的を達成する本発明の広帯域無線アンテナにおいて、好ましくは、例えば図１（Ｂ）に示すように、容量性素子３０は、ダイポールアンテナ２０の中間点であって、ダイポールアンテナ２０の給電点に対して対称となる位置に代えて、方形金属枠１０とダイポールアンテナ２０の接合部に設けられる。容量性素子３０の設置場所を方形金属枠１０とダイポールアンテナ２０の接合部としても、上述の容量性素子３０の設置場所と同様の送受信特性が得られる。
【００１７】
上記第１の目的を達成する本発明の広帯域無線アンテナにおいて、好ましくは、例えば図１（Ｃ）、（Ｄ）に示すように、容量性素子３０は、ダイポールアンテナ２０の中間点であって、ダイポールアンテナ２０の給電点に対して対称となる位置に代えて、方形金属枠１０の辺の中間点であって、ダイポールアンテナ２０の給電点に対して対称となる位置、並びに鏡像基準面に対して鏡像関係を満たす位置に設けられる。容量性素子３０の設置場所を、方形金属枠１０の辺の中間点であって、ダイポールアンテナ２０の給電点に対して対称となる位置、並びに鏡像基準面に対して鏡像関係を満たす位置としても、上述の容量性素子３０の設置場所と同様の送受信特性が得られる。この鏡像基準面は、ダイポールアンテナ２０の給電点を通り、ダイポールアンテナ２０の両端が接合される方形金属枠１０の辺と平行な面とする。
【００１８】
上記第２の目的を達成する本発明の広帯域無線アンテナは、例えば図４（Ａ）に示すように、対向する長辺４２と短辺４４の四辺を有する方形金属枠４０と、方形金属枠４０の対向する一組の長辺４２の大略中央部に第１のダイポールアンテナ５０の両端が接続されると共に、この第１のダイポールアンテナ５０の大略中央に設けられた給電点５１を有する第１のダイポールアンテナ５０と、方形金属枠４０の対向する一組の短辺４４の大略中央部に第２のダイポールアンテナ５２の両端が接続されると共に、この第２のダイポールアンテナ５２の大略中央に設けられた給電点５３を有する第２のダイポールアンテナ５２と、第１のダイポールアンテナ５０の中間点であって、第１のダイポールアンテナ５０の給電点５１に対して対称となる位置に設けられる第１の容量性素子６０と、第２のダイポールアンテナ５２の中間点であって、第２のダイポールアンテナ５２の給電点５３に対して対称となる位置に設けられる第２の容量性素子６２とを備える。また、第１の容量性素子６０の容量値が、第１のダイポールアンテナ５０の受信する周波数帯域と、当該周波数帯域内で定められた受信上限周波数と受信下限周波数との間で定在波比が所定値以下となるように定められ、第２の容量性素子６２の容量値が、第２のダイポールアンテナ５２の受信する周波数帯域と、当該周波数帯域内で定められた受信上限周波数と受信下限周波数との間で定在波比が所定値以下となるように定められている。
【００１９】
このように構成された装置においては、方形金属枠４０では、少なくとも一辺の長さが受信下限周波数（ｆＬ）に対応する第１受信波長（λ１）の大略１／２波長の長さを基準に定められる。第１及び第２のダイポールアンテナ５０、５２は給電点５１、５３を対称点として有するが、第１及び第２のダイポールアンテナ５０、５２自体の長さは方形金属枠４０の辺の長さを基準に、第１及び第２のダイポールアンテナ５０、５２が十字の位置関係を満たすように定める。第１及び第２のダイポールアンテナ５０、５２は給電点５１、５３と繋げるアース板を有していないが、アース板を設けても良い。第１及び第２の容量性素子６０、６２は、第１及び第２のダイポールアンテナ５０、５２の中間点であって、第１及び第２のダイポールアンテナ５０、５２の給電点５１、５３に対して対称となる位置に設けられる。第１及び第２の容量性素子６０、６２の容量値を適切に選定することで、受信上限周波数と受信下限周波数との間で定在波比を通信に必要な所定値以下に確保しつつ、当該広帯域無線アンテナとして受信できる周波数帯域を受信下限周波数の３〜５倍程度確保できる。また、異なる周波数であって、偏波状態が垂直偏波と水平偏波で異なる２チャンネルの通信経路が確保でき、現場の通信状況に適合したチャンネルを選択できる。
【００２０】
上記第３の目的を達成する本発明の広帯域無線アンテナは、例えば図５（Ａ）に示すように、四辺が大略等しい長さの方形金属枠４６と、方形金属枠４６の対向する一方の一組の辺４８の大略中央部に第１のダイポールアンテナ５０の両端が接続されると共に、この第１のダイポールアンテナ５０の大略中央に設けられた給電点を有する第１のダイポールアンテナ５０と、方形金属枠４６の対向する他方の一組の辺４９の大略中央部に第２のダイポールアンテナ５２の両端が接続されると共に、この第２のダイポールアンテナ５２の大略中央に設けられた給電点を有する第２のダイポールアンテナ５２と、第１のダイポールアンテナ５０の中間点であって、第１のダイポールアンテナ５０の給電点５１に対して対称となる位置に設けられる第１の容量性素子６４と、第２のダイポールアンテナ５２の中間点であって、第２のダイポールアンテナ５２の給電点５３に対して対称となる位置に設けられる第２の容量性素子６６とを備える。また、容量性素子６４、６６の容量値が、当該広帯域無線アンテナの受信する周波数帯域と、当該周波数帯域内で定められた受信上限周波数と受信下限周波数との間で定在波比が所定値以下となるように定められている。
【００２１】
このように構成された装置においては、方形金属枠４６では、一辺の長さが、例えば受信下限周波数（ｆＬ）に対応する第１受信波長（λ１）の大略１／２波長の長さを基準に定められる。第１及び第２のダイポールアンテナ５０、５２は給電点５１、５３を対称点として有するが、第１及び第２のダイポールアンテナ５０、５２自体の長さは方形金属枠４０の辺の長さを基準に、第１及び第２のダイポールアンテナ５０、５２が十字の位置関係を満たすように定める。第１及び第２のダイポールアンテナ５０、５２は給電点５１、５３と繋げるアース板を有していないが、アース板を設けることにより単向指向性と利得向上が可能となる。第１及び第２の容量性素子６４、６６は、第１及び第２のダイポールアンテナ５０、５２の中間点であって、第１及び第２のダイポールアンテナ５０、５２の給電点５１、５３に対して対称となる位置に設けられる。第１及び第２の容量性素子６４、６６の容量値を適切に選定することで、受信上限周波数と受信下限周波数との間で定在波比を通信に必要な所定値以下に確保できる。また、同一周波数であって、偏波状態が垂直偏波と水平偏波で異なる２チャンネルの通信経路が確保でき、アンテナの方位を変更することなく、現場の通信状況に適合したチャンネルを選択できる。
【００２２】
上記第２又は第３の目的を達成する本発明の広帯域無線アンテナにおいて、好ましくは、例えば図４（Ａ）又は図５（Ａ）に示すように、第１の容量性素子６０、６４は、第１のダイポールアンテナ５０の中間点であって、第１のダイポールアンテナ５０の給電点５１に対して対称となる位置に代えて、方形金属枠４０、４６と第１のダイポールアンテナ５０の接合部に設けられ、第２の容量性素子６２、６６は、第２のダイポールアンテナ５２の中間点５３であって、第２のダイポールアンテナ５２の給電点に対して対称となる位置に代えて、方形金属枠４０、４６と第２のダイポールアンテナ５２の接合部に設けられる。容量性素子６０、６２、６４、６６の設置場所を、方形金属枠４０、４６と第１及び第２のダイポールアンテナ５０、５２の接合部としても、上述の容量性素子６０、６２、６４、６６の設置場所と同様の送受信特性が得られる。
【００２３】
上記第２又は第３の目的を達成する本発明の広帯域無線アンテナにおいて、好ましくは、例えば図４（Ｂ）又は図５（Ｂ）に示すように、第１の容量性素子６０、６４は、第１のダイポールアンテナ５０の中間点であって、第１のダイポールアンテナ５０の給電点５１に対して対称となる位置に代えて、方形金属枠４０、４６の辺の中間点であって、第１のダイポールアンテナ５０の給電点５１に対して対称となる位置、並びに第１の鏡像基準面に対して鏡像関係を満たす位置に設けられる。また、第２の容量性素子６２、６６は、第２のダイポールアンテナ５２の中間点であって、第２のダイポールアンテナ５２の給電点５３に対して対称となる位置に代えて、方形金属枠４０、４６の辺の中間点であって、第２のダイポールアンテナ５２の給電点５３に対して対称となる位置、並びに第２の鏡像基準面に対して鏡像関係を満たす位置に設けられる。ここで、第１の鏡像基準面とは、第１のダイポールアンテナ５０の給電点５１を通り、第１のダイポールアンテナ５０の両端が接合される方形金属枠４０、４６の辺と平行な面とする。また、第２の鏡像基準面とは、第２のダイポールアンテナ５２の給電点５３を通り、第２のダイポールアンテナ５２の両端が接合される方形金属枠４０、４６の辺と平行な面とする。容量性素子６０、６２、６４、６６の設置場所を、方形金属枠４０、４６の辺の中間点であって、第１及び第２のダイポールアンテナ５０、５２の給電点５１、５３に対して対称となる位置、並びに第１及び第２の鏡像基準面に対して鏡像関係を満たす位置に設けたとしても、上述の容量性素子６０、６２、６４、６６の設置場所と同様の送受信特性が得られる。
【００２４】
上記第１乃至第３の目的を達成する本発明の広帯域無線アンテナにおいて、好ましくは、例えば図６に示すように、方形金属枠１０と所定間隔Ｄを隔てて設けられる反射板３５を備え、前記所定間隔は広帯域無線アンテナの周波数帯域幅、利得、並びに定在波比から定められることを特徴とする。反射板３５が設けられているので、広帯域無線アンテナの利得が増す。好ましくは、反射板３５をすだれ状に配置された複数の金属棒からなる反射板３５とすると、金属棒の間にある隙間から風が通り抜けるので耐風性が増す。
【００２５】
上記第４の目的を達成する本発明の広帯域無線アンテナは、例えば図１０に示すように、受信下限周波数（ｆＬ）が受信上限周波数（ｆＨ）の大略１．６倍乃至２倍程度の広帯域無線アンテナであって、受信下限周波数（ｆＬ）に対応する第１受信波長（λ１）の大略１／２波長の長さを有する一対の第１放射素子７２と、受信中央周波数（ｆｃ＝（ｆＬｘｆＨ）１／２）を基準として、当該受信上限周波数と当該受信中央周波数の中間周波数近傍に定められた上四半周波数（ｆｓ）に対応する第４受信波長（λ４）の大略１／２波長の長さを有する一対の第２放射素子７４を用いて構成された、大略矩形の放射器部７０と、一対の第１放射素子７２の中間に位置すると共に、前記受信上限周波数（ｆＨ）に対応する第２受信波長（λ２）の大略１／２波長の長さを有するダイポールアンテナ部８０と、ダイポールアンテナ部の給電点８２とアース板９０とを繋げると共に、受信中央周波数（ｆｃ＝（ｆＬｘｆＨ）１／２）に対応する第３受信波長（λ３）の大略１／４波長の長さを有する金属製連結筒状部９２、９４と、一対の第１放射素子７２の中間位置側のダイポールアンテナ部８０に位置する先端部と、第１放射素子７２の中間位置との間に設けられた誘電性を有する一対の固定誘電部８４とを備えている。そして、固定誘電部８４の長さと前記上四半周波数は、前記受信下限周波数と受信上限周波数との間で定在波比（ＳＴＡＮＤＩＮＧ  ＷＡＶＥ  ＲＡＴＩＯ）が所定値以下となるように定められたことを特徴とする。
【００２６】
このように構成された装置においては、広帯域無線アンテナは受信下限周波数（ｆＬ）と受信上限周波数（ｆＨ）に応じて、大略矩形の放射器部７０の一対の第１放射素子７２と一対の第２放射素子７４の形状、ダイポールアンテナ部８０、金属製連結筒状部９２、９４の形状が定められている。一対の第１放射素子７２は、受信下限周波数（ｆＬ）に対応する第１受信波長（λ１）の大略１／２波長の長さを有する。一対の第２放射素子７４は、受信上限周波数と当該受信中央周波数の中間周波数近傍に定められた上四半周波数（ｆｓ）に対応する第４受信波長（λ４）の大略１／２波長の長さを有する。ダイポールアンテナ部８０は、受信上限周波数（ｆＨ）に対応する第２受信波長（λ２）の大略１／２波長の長さを有する。金属製連結筒状部９２、９４は、受信中央周波数（ｆｃ＝（ｆＬｘｆＨ）１／２）に対応する第３受信波長（λ３）の大略１／４波長の長さを有する。そして、固定誘電部８４の長さと前記上四半周波数は、前記受信下限周波数と受信上限周波数との間で定在波比が所定値以下となるように定めることで、幅広い受信周波数帯域に渡って安定した受信特性を有するアンテナ機能が得られる。
【００２７】
上記第４の目的を達成する本発明の広帯域無線アンテナは、好ましくは、上四半周波数（ｆｓ）は、受信上限周波数（ｆＨ）と受信下限周波数（ｆＬ）を用いた以下の数式において、下記の範囲にあることを特徴とする。
０．６５＜（ｆｓ―ｆＬ）／（ｆＨ―ｆＬ）＜０．８３                （１）
このように構成された装置においては、上四半周波数が上記式（１）の範囲内で適宜に定めることで、受信下限周波数と受信上限周波数との間で、広帯域無線アンテナの定在波比が所定値以下となるように定めることができる。
【００２８】
本発明の広帯域無線アンテナにおいて、好ましくは、例えば図１１（Ａ）に示すように、ダイポールアンテナ部８０は、第２受信波長（λ２）の大略１／４波長の長さを有する一対の金属製筒状部８３ａ、８３ｂを有し、金属製連結筒状部は、第３受信波長（λ３）の大略１／４波長の長さを有する一対の金属製連結筒状部９２、９４と、一方の金属製連結筒状部９４の内側に収容された芯線部９６とを有し、芯線部９６は一端がコネクタ部９８と接続され、他端がダイポールアンテナ部８０の結合点８２に接続されることを特徴とする。
【００２９】
このように構成された装置においては、ダイポールアンテナ部８０は、第２受信波長（λ２）の大略１／４波長の長さを有する一対の金属製筒状部８３ａ、８３ｂを有し、第３受信波長（λ３）の大略１／４波長の長さを有する一対の金属製連結筒状部９２、９４と、一方の金属製連結筒状部９４の内側に収容された芯線部９６とを有し、芯線部９６は一端がコネクタ部９８と接続され、他端がダイポールアンテナ部８０の結合点８２に接続される構造とすると共に、ダイポールアンテナ部に給電点８２を設けることで、前記受信上限周波数（ｆＨ）に対応する第２受信波長（λ２）の大略１／２波長の長さを有する形状となる。
【００３０】
本発明の広帯域無線アンテナにおいて、好ましくは、例えば図１１（Ｂ）に示すように、前記ダイポールアンテナ部８０は、前記第２受信波長（λ２）の大略１／４波長の長さを有する一対の固定長金属製筒状部８５と、前記一対の固定誘電部８４の周面を覆う状態で、当該固定誘電部８４の軸方向に移動可能な可動式金属製筒状部８６とを有し、可動式金属製筒状部８６は、固定長金属製筒状部８５と電気的接触状態を維持すると共に、前記受信下限周波数と受信上限周波数との間で定在波比（ＳＴＡＮＤＩＮＧ  ＷＡＶＥ  ＲＡＴＩＯ）が所定値以下となる位置で、固定長金属製筒状部８５に固定されることを特徴とする。
【００３１】
このように構成された装置においては、ダイポールアンテナ部８０は、固定長金属製筒状部８５と可動式金属製筒状部８６で構成されており、可動式金属製筒状部８６の固定長金属製筒状部８５に対する位置を調整することで、受信下限周波数と受信上限周波数との間で定在波比が所定値以下となる最適位置への調整が簡便に行える。
【００３２】
上記第４の目的を達成する本発明の広帯域無線アンテナにおいて、好ましくは、例えば図６に示すように、放射器部７０と所定間隔Ｄを隔てて設けられる反射板３５を備え、前記所定間隔は広帯域無線アンテナの周波数帯域幅、利得、並びに定在波比から定められることを特徴とする。反射板３５が設けられているので、広帯域無線アンテナの利得が増す。好ましくは、反射板３５をすだれ状に配置された複数の金属棒からなる反射板３５とすると、金属棒の間にある隙間から風が通り抜けるので耐風性が増す。
【発明の効果】
【００３３】
第１の目的を達成する本発明の広帯域無線アンテナにおいては、容量性素子３０の容量値を適切に選定することで、受信上限周波数と受信下限周波数との間で定在波比を通信に必要な所定値以下に確保しつつ、当該広帯域無線アンテナとして受信できる周波数帯域を受信下限周波数の３〜５倍程度確保できる。また、ダイポールアンテナ２０は給電点２２と繋げるアース板を有していないので、双方性である。さらに、アース板を設けて、例えばパラボラアンテナのように指向性を持たせると、小さな電力の電波でも通信ができ、微弱な電波でも検出できる。
【００３４】
第２の目的を達成する本発明の広帯域無線アンテナにおいては、第１及び第２の容量性素子の容量値を適切に選定することで、受信上限周波数と受信下限周波数との間で定在波比を通信に必要な所定値以下に確保しつつ、当該広帯域無線アンテナとして受信できる周波数帯域を受信下限周波数の３〜５倍程度確保できる。また、異なる周波数であって、偏波状態が垂直偏波と水平偏波で異なる２チャンネルの通信経路が確保でき、現場の通信状況に適合したチャンネルを選択できる。第３の目的を達成する本発明の広帯域無線アンテナにおいては、同一周波数であって、偏波状態が垂直偏波と水平偏波で異なる２チャンネルの通信経路が確保でき、アンテナの方位を変更することなく、現場の通信状況に適合したチャンネルを選択できる。
【００３５】
第４の目的を達成する本発明の広帯域無線アンテナによれば、第１受信波長から第４受信波長の構成部材の特性のうち、固定誘電部８４の長さと上四半周波数を、受信下限周波数と受信上限周波数との間で定在波比が所定値以下となるように定めることで、幅広い受信周波数帯域に渡って安定した受信特性を有するアンテナ機能が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】図１は、本発明の広帯域無線アンテナに用いられるフレームアンテナの第１の実施の形態を説明する構成図である。
【図２】図２は、本発明の広帯域無線アンテナに用いられるフレームアンテナの部品構成図で、（Ａ）は方形金属枠１０、（Ｂ）はダイポールアンテナ２０を示している。
【図３】図３は、容量性素子３０の容量値と周波数毎の定在波比ＳＷＲの関係を示している。
【図４】図４は、本発明の広帯域無線アンテナの第２の実施の形態を説明する構成図である。
【図５】図５は、本発明の広帯域無線アンテナの第３の実施の形態を説明する構成図である。
【図６】図６は、本発明の広帯域無線アンテナに用いられるフレームアンテナの第４の実施の形態を説明する構成図である。
【図７】図７は、図６に示すフレームアンテナの第４の実施の形態におけるアンテナ特性を示す図で、横軸にダイポールアンテナに設けられる容量性素子の容量、縦軸に定在波比ＳＷＲが３以下の場合の帯域幅を示している。
【図８】図８は、図６に示すフレームアンテナの第４の実施の形態におけるアンテナ特性のうち利得ＧＡと定在波比ＳＷＲを示す図である。
【図９】図９は、図６に示すフレームアンテナの第４の実施の形態におけるアンテナ特性を示す図で、（Ａ）は間隔Ｄと帯域幅、（Ｂ）は間隔Ｄと利得を説明してある。
【図１０】図１０は、本発明の第５の実施の形態としての広帯域無線アンテナを説明する構成斜視図である。
【図１１】図１１は、ダイポールアンテナ部近傍とアース板を説明する構成図で、（Ａ）は金属製筒状部の一類型、（Ｂ）〜（Ｅ）は金属製筒状部の他の類型を説明してある。
【図１２】図１２は、図１０の実施例の広帯域無線アンテナの特性を示す周波数特性図で、（Ａ）は定在波比、（Ｂ）はスミスチャートを示している。
【図１３】図１３は、比較例の広帯域無線アンテナの特性を示す周波数特性図で、（Ａ）は定在波比、（Ｂ）はスミスチャートを示している。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。まず、用語の定義を行う。
スケルトンスロットアンテナ（skelton slot antenna）は、対向する長辺と短辺の四辺を有する方形金属枠と、この一組の長辺の大略中央部にダイポールアンテナの両端が接続されたもので、ダイポールアンテナの大略中央部に給電点が設けられている。
フレームアンテナ（frame antenna）は、正方形金属枠、又は対向する長辺と短辺の四辺を有する長方形金属枠と、この一組の一辺の大略中央部にダイポールアンテナの両端が接続されたもので、ダイポールアンテナの大略中央部に給電点が設けられていると共に、方形金属枠の対向する辺の中間点、又はダイポールアンテナの中間点であって、ダイポールアンテナの給電点に対して対称となる位置に容量性素子が設けられている。
【００３８】
図１は、本発明の広帯域無線アンテナの一実施の形態を説明する構成図で、（Ａ）は容量性素子がダイポールアンテナ２０の中間点に設けられた場合、（Ｂ）は容量性素子が方形金属枠１０とダイポールアンテナ２０の接合部２４に設けられた場合、（Ｃ）は容量性素子が方形金属枠１０の対向する短辺１４の中間点に設けられた場合、（Ｄ）は容量性素子が方形金属枠１０の対向する長辺１２の中間点に設けられた場合、（Ｅ）は鏡像関係の説明図を示している。図２は、本発明の広帯域無線アンテナに用いられるフレームアンテナの部品構成図で、（Ａ）は方形金属枠１０、（Ｂ）はダイポールアンテナ２０を示している。
【００３９】
図において、方形金属枠１０は、正方形の金属枠又は長辺１２と短辺１４を有する長方形の金属枠である。長辺１２の長さＬ１は、例えば受信下限周波数（ｆＬ）に対応する受信波長（λ１）の１／２波長に相当するもので、受信下限周波数（ｆＬ）が２２５ＭＨｚの場合、長辺１２の長さＬ１が６７５ｍｍ程度となる。短辺１４の長さＬ２は、例えば長辺１２の長さＬ１の０．６倍乃至０．７倍とする。金属枠の材料としては剛性が高く軽量の金属材料、例えばアルミニューム、ジュラルミン、チタン合金が好ましいが、重量が重くても良い場合は黄銅や鋼でもよい。ダイポールアンテナ２０は、大略中央に設けられた給電点２２を有すると共に、方形金属枠１０の対向する辺の大略中央部にダイポールアンテナ２０の両端が接続される。
【００４０】
図１（Ａ）に示すように、容量性素子３０は、ダイポールアンテナ２０の中間点であって、ダイポールアンテナ２０の給電点２２に対して対称となる位置に設けられる。ここで、ダイポールアンテナの中間点とは、ダイポールアンテナ上の部位であって両端と給電点以外の部位をいう。さらに、図１（Ｂ）に示すように、容量性素子３０は、方形金属枠１０とダイポールアンテナ２０の接合部２４に設けられてもよい。ここで、長辺１２は接合部２４で接続していることが必要である。容量性素子３０の容量値は、当該広帯域無線アンテナの受信する周波数帯域と、当該周波数帯域内で定められた受信上限周波数と受信下限周波数との間で定在波比が所定値以下となるように定められるもので、例えば５〜２０ｐＦ程度の容量であることが望ましい。容量性素子３０は、図１（Ｃ）に示すように、方形金属枠１０の対向する短辺１４の中間点に設けられた場合であって、ダイポールアンテナ２０の給電点２２に対して対称となる位置に設けられる。ここでは、容量性素子３０が短辺１４の中央に設けられているので、ダイポールアンテナ２０の給電点２２に対して対称となる位置は一箇所である。そこで、容量性素子３０は、各短辺１４の中央に一箇所設けられている。ここで、短辺又は長辺の中間点とは、各辺上の部位であって接合部以外の部位をいう。
【００４１】
また、容量性素子３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄは、図１（Ｄ）に示すように、方形金属枠１０の対向する長辺１２の中間点に設けられた場合であって、ダイポールアンテナ２０の給電点２２に対して対称となる位置であって、ダイポールアンテナ２０の給電点２２を通り、長辺１２と平行な鏡像基準面に対して鏡像関係を満たす位置に設けられてもよい。鏡像関係は、図１（Ｅ）に示すように、鏡像基準面に対して対称な関係にあることをいう。ここでは、容量性素子３０ａが長辺１２における短辺１４との接合部１６に近い位置の中間点に設けられているので、ダイポールアンテナ２０の給電点２２に対して対称となる位置は一箇所３０ｃである。また、鏡像関係も、ダイポールアンテナ２０の給電点２２を通り、長辺１２と平行な基準面に関して満たす必要がある。そこで、容量性素子３０ａと鏡像関係にあるものは、容量性素子３０ｄである。鏡像関係は、給電点対称点の容量性素子３０ｃにも必要なので、容量性素子３０ｂも必要である。よって、容量性素子は方形金属枠１０の辺上に合計４箇所設けられている。
【００４２】
このように構成された広帯域無線アンテナの特性について説明する。図３は、容量性素子３０の容量値と周波数毎の定在波比ＳＷＲの関係を示している。この計算例では、方形金属枠１０として、長辺１２の長さＬ１が６７５ｍｍ程度であって、長辺１２の長さＬ１は受信下限周波数（ｆＬ）が２２５ＭＨｚの場合に対応する受信波長（λ１）の１／２波長に相当している。短辺１４の長さＬ２は４４０ｍｍ程度であって、短辺１４の長さＬ２は３５０ＭＨｚの場合に対応する受信波長（λ４）の１／２波長となる。容量性素子３０の容量値が２〜１０ｐＦ、特に好ましくは５ｐＦ程度のとき、受信下限周波数（ｆＬ）の２２５ＭＨｚから受信上限周波数（ｆＨ）４００ＭＨｚの二倍程度の９００ＭＨｚ程度までの範囲で、定在波比ＳＷＲが３００ＭＨｚを基準として３程度と平準化されている。従って、アンテナの送受信周波数帯域が、例えば２２５ＭＨｚ〜９００ＭＨｚまで拡大し、利用者は通信状態の良い周波数を選択して利用できる。
【００４３】
なお、第１の実施の形態においては、同一周波数のうち垂直偏波と水平偏波の何れか一方を受信することを前提としている。固定局では、送信周波数について偏波に関しては垂直偏波又は水平偏波の一方の態様で送信しているので、アンテナ側では一方の偏波に対処していれば足りることが多いためである。アンテナ側で偏波を変更する必要があるときは、ダイポールアンテナの方向を９０度回転させて対処する。
【００４４】
図４は、本発明の広帯域無線アンテナの第２の実施の形態を説明する構成図で、長方形の金属枠に２本のダイポールアンテナが十字形に取り付けられている場合を示し、（Ａ）は容量性素子がダイポールアンテナの中間点に設けられた場合、（Ｂ）は容量性素子が方形金属枠４０の対向する辺の中間点に設けられた場合を示している。図において、方形金属枠４０は、対向する長辺４２と短辺４４の四辺を有する。長辺４２と短辺４４の寸法比は、典型的には長辺４２の長さを短辺４４の１．４倍乃至１．５倍程度に定める。２本のダイポールアンテナ５０、５２は、方形金属枠４０に対して十字形に取り付けられる。第１のダイポールアンテナ５０は、大略中央に設けられた給電点５１を有すると共に、方形金属枠４０の対向する一組の長辺４２の大略中央部に第１のダイポールアンテナ５０の両端が接続される。第２のダイポールアンテナ５２は、大略中央に設けられた給電点５３を有すると共に、方形金属枠４０の対向する一組の短辺４４の大略中央部に第２のダイポールアンテナ５２の両端が接続される。
【００４５】
図４（Ａ）に示すように、第１の容量性素子６０は、第１のダイポールアンテナ５０の中間点であって、第１のダイポールアンテナ５０の給電点５１に対して対称となる位置に設けられる。第２の容量性素子６２は、第２のダイポールアンテナ５２の中間点であって、第２のダイポールアンテナ５２の給電点５３に対して対称となる位置に設けられる。また、第１の容量性素子６０の容量値は、第１のダイポールアンテナ５０の受信する周波数帯域と、当該周波数帯域内で定められた受信上限周波数と受信下限周波数との間で定在波比が所定値以下となるように定められる。第２の容量性素子６２の容量値は、第２のダイポールアンテナ５２の受信する周波数帯域と、当該周波数帯域内で定められた受信上限周波数と受信下限周波数との間で定在波比が所定値以下となるように定められている。
【００４６】
なお、第１の容量性素子６０は、容量性素子３０と同様に、図１（Ｂ）に示す配置に類似した、長辺４２と第１のダイポールアンテナ５０の接合部に設けられてもよく、図１（Ｃ）に示す配置に類似した、方形金属枠４０の対向する短辺４４の中央点に設けられてもよい。第２の容量性素子６２も、容量性素子３０と同様に、図１（Ｂ）に示す配置に類似した、短辺４４と第２のダイポールアンテナ５２の接合部に設けられてもよく、図１（Ｃ）に示す配置に類似した、方形金属枠４０の対向する長辺４２の中央点に設けられてもよい。
【００４７】
さらに、図４（Ｂ）に示すように、第１の容量性素子６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄは、方形金属枠４０の対向する長辺４２の中間点に設けられた場合であって、第１のダイポールアンテナ５０の給電点５１に対して対称となる位置、並びに第１の鏡像基準面に対して鏡像関係を満たす位置に設けられてもよい。ここで、第１の鏡像基準面とは、第１のダイポールアンテナ５０の給電点５１に対して対称となる位置であって、第１のダイポールアンテナ５０の給電点５１を通り、長辺４２と平行な面をいう。ここでは、容量性素子６０ａが長辺４２における短辺４４との接合部４６に近い位置の中間点に設けられているので、第１のダイポールアンテナ５０の給電点５１に対して対称となる位置は一箇所６０ｃである。また、鏡像関係も第１の鏡像基準面に関して満たす必要がある。そこで、容量性素子６０ａと鏡像関係にあるものは、容量性素子６０ｄである。鏡像関係は、給電点対称点の容量性素子６０ｃにも必要なので、容量性素子６０ｂも必要である。よって第１の容量性素子６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄは方形金属枠４０の長辺４２上に合計４箇所設けられている。
【００４８】
また、図４（Ｂ）に示すように、第２の容量性素子６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄは、方形金属枠４０の対向する短辺４４の中間点に設けられた場合であって、第２のダイポールアンテナ５２の給電点５３に対して対称となる位置、並びに第１の鏡像基準面に対して鏡像関係を満たす位置に設けられてもよい。ここで、第２の鏡像基準面とは、第２のダイポールアンテナ５２の給電点５３に対して対称となる位置であって、第２のダイポールアンテナ５２の給電点５３を通り、短辺４４と平行な面をいう。ここでは、容量性素子６２ａが短辺４４における長辺４２との接合部４６に近い位置の中間点に設けられているので、第２のダイポールアンテナ５２の給電点５３に対して対称となる位置は一箇所６２ｃである。また、鏡像関係も第２の鏡像基準面に関して満たす必要がある。そこで、容量性素子６２ａと鏡像関係にあるものは、容量性素子６２ｄである。鏡像関係は、給電点対称点の容量性素子６２ｃにも必要なので、容量性素子６２ｂも必要である。よって、第２の容量性素子６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄは方形金属枠４０の短辺４４上に合計４箇所設けられている。
【００４９】
このように構成された広帯域無線アンテナの特性について説明する。方形金属枠４０は対向する長辺４２と短辺４４の四辺を有し、２本のダイポールアンテナ５０、５２が方形金属枠４０に対して十字形に取り付けられるため、この広帯域無線アンテナは異なる２周波数について垂直偏波と水平偏波の二チャンネルを利用できる。この広帯域無線アンテナと接続した通信機器側では、偏波が直交する異なる２周波数を用いて２チャンネルの通信経路が確保できる。そこで、前述したように、例えば地震災害等の被災地域に対する救護活動では、比較的狭い通信エリア内で、多数の応援部隊に多数の送受信周波数を用いて、同時並行的に通信を確保する必要が生ずる。この場合に、異なる２周波数であって偏波の状態も垂直偏波と水平偏波で異なるため、何れかの周波数で通信が確保できれば通信機器側の利便性が大きくなる。
【００５０】
図５は、本発明の広帯域無線アンテナの第３の実施の形態を説明する構成図で、正方形の金属枠に２本のダイポールアンテナが十字形に取り付けられている場合を示し、（Ａ）は容量性素子がダイポールアンテナの中間点に設けられた場合、（Ｂ）は容量性素子が方形金属枠４６の対向する辺の中間点に設けられた場合、（Ｃ）は（Ａ）の構成斜視図を示している。図において、方形金属枠４６は、四辺が大略等しい長さを有するもので、対向する一方の一組の辺４８と他方の一組の辺４９を有する。２本のダイポールアンテナ５０、５２は、方形金属枠４６に対して十字形に取り付けられる。第１のダイポールアンテナ５０は、大略中央に設けられた給電点５１を有すると共に、方形金属枠４６の対向する一方の一組の辺４８の大略中央部に第１のダイポールアンテナ５０の両端が接続される。第２のダイポールアンテナ５２は、大略中央に設けられた給電点５３を有すると共に、方形金属枠４６の対向する他方の一組の辺４９の大略中央部に第２のダイポールアンテナ５２の両端が接続される。
【００５１】
図５（Ａ）に示すように、第１の容量性素子６４は、第１のダイポールアンテナ５０の中間点であって、第１のダイポールアンテナ５０の給電点５１に対して対称となる位置に設けられる。第２の容量性素子６６は、第２のダイポールアンテナ５２の中間点であって、第２のダイポールアンテナ５２の給電点５３に対して対称となる位置に設けられる。また、第１及び第２の容量性素子６４、６６の容量値が、当該広帯域無線アンテナの受信する周波数帯域と、当該周波数帯域内で定められた受信上限周波数と受信下限周波数との間で定在波比が所定値以下となるように定められている。そして、第１及び第２の容量性素子６４、６６の容量値は、第１のダイポールアンテナ５０と第２のダイポールアンテナ５２毎に、互いに独立して設定できる。
【００５２】
なお、第１の容量性素子６４は、容量性素子３０と同様に、図１（Ｂ）に示す配置に類似した、辺４８と第１のダイポールアンテナ５０の接合部に設けられてもよく、図１（Ｃ）に示す配置に類似した、方形金属枠４６の対向する辺４９の中央点に設けられてもよい。第２の容量性素子６６も、容量性素子３０と同様に、図１（Ｂ）に示す配置に類似した、辺４９と第２のダイポールアンテナ５２の接合部に設けられてもよく、図１（Ｃ）に示す配置に類似した、方形金属枠４６の対向する長辺４２の中央点に設けられてもよい。また、図５（Ｃ）に示すように、給電点５１、５３は、第２のダイポールアンテナ５２に沿う軸Ｘ−Ｘと第１のダイポールアンテナ５０に沿う軸Ｙ−Ｙに関して次の位置関係を満たす。即ち、給電点５１、５３は、軸Ｘ−Ｘを通り、軸Ｙ−Ｙに垂直な面（鏡像面Ｘ）上に設置されていると共に、軸Ｙ−Ｙを通り、軸Ｙ−Ｙに垂直な面（鏡像面Ｙ）上に互いに対称に設置されている。
【００５３】
さらに、図５（Ｂ）に示すように、第１の容量性素子６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄは、方形金属枠４６の対向する辺４８の中間点に設けられた場合であって、第１のダイポールアンテナ５０の給電点５１に対して対称となる位置、並びに修正された第１の鏡像基準面に対して鏡像関係を満たす位置に設けられてもよい。ここで、修正された第１の鏡像基準面とは、第１のダイポールアンテナ５０の給電点５１に対して対称となる位置であって、第１のダイポールアンテナ５０の給電点５１を通り、辺４８と平行な面をいう。ここでは、容量性素子６４ａが辺４８における辺４９との接合部４６に近い位置の中間点に設けられているので、第１のダイポールアンテナ５０の給電点５１に対して対称となる位置は一箇所６４ｃである。また、鏡像関係も、修正された第１の鏡像基準面に関して満たす必要がある。そこで、容量性素子６４ａと鏡像関係にあるものは、容量性素子６４ｄである。鏡像関係は、給電点対称点の容量性素子６４ｃにも必要なので、容量性素子６４ｂも必要である。よって第１の容量性素子６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄは方形金属枠４６の辺４８上に合計４箇所設けられている。
【００５４】
また、図５（Ｂ）に示すように、第２の容量性素子６６ａ、６６ｂ、６６ｃ、６６ｄは、方形金属枠４６の対向する辺４９の中間点に設けられた場合であって、第２のダイポールアンテナ５２の給電点５３に対して対称となる位置、並びに修正された第２の鏡像基準面に対して鏡像関係を満たす位置に設けられてもよい。ここで、修正された第２の鏡像基準面とは、第２のダイポールアンテナ５２の給電点５３に対して対称となる位置であって、第２のダイポールアンテナ５２の給電点５３を通り、辺４９と平行な面をいう。ここでは、容量性素子６６ａが辺４９における辺４８との接合部４６に近い位置の中間点に設けられているので、第２のダイポールアンテナ５２の給電点５３に対して対称となる位置は一箇所６６ｃである。また、鏡像関係も、修正された第２の鏡像基準面に関して満たす必要がある。そこで、容量性素子６６ａと鏡像関係にあるものは、容量性素子６６ｄである。鏡像関係は、給電点対称点の容量性素子６６ｃにも必要なので、容量性素子６６ｂも必要である。よって、第２の容量性素子６６ａ、６６ｂ、６６ｃ、６６ｄは方形金属枠４６の辺４９上に合計４箇所設けられている。
【００５５】
このように構成された広帯域無線アンテナの特性について説明する。方形金属枠４６は四辺が大略等しい長さを有し、２本のダイポールアンテナ５０、５２が方形金属枠４６に対して十字形に取り付けられるため、この広帯域無線アンテナは同一周波数について垂直偏波と水平偏波の二チャンネルを利用できる。前述したように、例えば地震災害等の被災地域に対する救護活動では、比較的狭い通信エリア内で、多数の応援部隊に多数の送受信周波数を用いて、同時並行的に通信を確保する必要が生ずる。この場合に、電波は通信現場の状況で通信状態が変動するものであって、同一周波数であっても垂直偏波と水平偏波では通信状態が異なるため、何れかの偏波で通信が確保できれば通信機器側では他の周波数に切り替える必要がないため、利便性が大きくなる。また、第１の実施の形態のような１本のダイポールアンテナでは、偏波を変更する場合にはダイポールアンテナを９０度回転させていたが、本実施例ではアンテナを回転させることなく、両方の偏波に対処できる。そして、第１及び第２の容量性素子６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄ、６６ａ、６６ｂ、６６ｃ、６６ｄの容量値は、共に全ての容量が第１のダイポールアンテナ５０と第２のダイポールアンテナ５２に影響するため、各ダイポール毎に互いに独立して設定することはできない点で、図５（Ｂ）に示す実施例は図５（Ａ）に示す実施例と相違する。
【００５６】
図６は、本発明の広帯域無線アンテナに用いられるフレームアンテナの第４の実施の形態を説明する構成図である。図において、方形金属枠１０が正方形の金属枠又は長辺１２と短辺１４を有する長方形の金属枠であり、ダイポールアンテナ２０と容量性素子３０を有する点は、図１の実施例と同様である。この実施例では、さらに反射板３５が設けてある。反射板３５は、アンテナの利得として９ｄＢ以上が望ましいため、アンテナの利得を増加させるために設けてある。この実施例では、耐風性能向上の為、すだれ状にしてある。反射板３５は、四辺形形状すだれ全体の高さＨと幅Ｗを、方形金属枠１０の長辺１２の長さＬ１と短辺１４の長さＬ２に対して適宜に定める。例えば、次のように定める。
Ｌ１＜Ｗ＜２・Ｌ１      （２）
Ｌ２＜Ｈ＜３・Ｌ２      （３）
【００５７】
また、すだれ状の反射板３５は複数の金属棒で構成され、ダイポールアンテナ２０と同じ方向に揃えられている。この金属棒半径をｒ２とする。なお、方形金属枠１０を構成する短辺１４やダイポールアンテナ２０の半径をｒ１とし、方形金属枠１０とすだれ状の反射板３５との距離をＤとする。また、すだれ状の反射板３５には、ダイポールアンテナ２０と同じ方向の金属棒の姿勢を確保するため、金属棒の両端に垂直方向の金属棒を２本設けてもよく、またその中間に垂直方向の金属棒を１本以上設けてもよい。
【００５８】
図７は、図６に示すフレームアンテナの第４の実施の形態におけるアンテナ特性を示す図で、横軸にダイポールアンテナに設けられる容量性素子の容量、縦軸に定在波比ＳＷＲが３以下の場合の帯域幅を示している。この実施例では、すだれ状の反射板３５について、Ｗ＝７００ｍｍ、Ｈ＝７００ｍｍ、金属棒の本数はダイポールアンテナ２０と平行である横方向に１５本、ダイポールアンテナ２０と垂直である縦方向に２本設けられ、金属棒の半径ｒ２が１０ｍｍの場合を示している。また、方形金属枠１０については、長さＬ１が６８０ｍｍ、長さＬ２が２８０ｍｍ、短辺半径ｒ１が３０ｍｍの場合を示している。また、方形金属枠１０とすだれ状の反射板３５との距離Ｄは２００ｍｍとなっている。
【００５９】
上記形状の実施例で、定在波比ＳＷＲが３以下となる範囲は、容量性素子の容量が１０〜２０ｐＦの領域では、帯域幅が１７５ＭＨｚ以上確保できることになる。そして、容量性素子の容量が１５ｐＦ程度で、帯域幅の最大値が１８０ＭＨｚ確保できる。
【００６０】
図８は、図６に示すフレームアンテナの第４の実施の形態におけるアンテナ特性のうち利得ＧＡと定在波比ＳＷＲを示す図で、（Ａ）は容量性素子の容量が１ｐＦ、（Ｂ）は１０ｐＦ、（Ｃ）は５０ｐＦ、（Ｄ）はスケルトンの場合を示している。各図８（Ａ）〜（Ｄ）において、横軸に周波数２００〜４００ＭＨｚ、縦軸に定在波比ＳＷＲを示している。図８（Ａ）に示すように、容量性素子の容量が１ｐＦの場合には、定在波比ＳＷＲが３以下となる範囲は、周波数が約２５０〜４００ＭＨｚの範囲であり、帯域幅の下限がアンテナ仕様である２２５ＭＨｚを達成できないという課題がある。
【００６１】
図８（Ｂ）に示すように、容量性素子の容量が１０ｐＦの場合には、定在波比ＳＷＲが３以下となる範囲は、周波数が約２３０〜４００ＭＨｚの範囲であり、広い帯域幅が確保できて好ましい。図８（Ｃ）に示すように、容量性素子の容量が５０ｐＦの場合には、定在波比ＳＷＲが３以下となる範囲は、周波数が約２１０〜３７０ＭＨｚの範囲であるが、周波数が約２２０ＭＨｚ以下の領域では、ゲインが９ｄＢを確保できない。そこで、アンテナ仕様であるゲインが９ｄＢを確保できる範囲は、２２５ＭＨｚ〜３７０ＭＨｚの範囲である。容量性素子の容量が最適値よりも増大して、帯域幅が最適値よりも狭くなる。図８（Ｄ）に示すように、スケルトン、即ち、容量性素子の容量が５０ｐＦよりも大幅に大きな場合には、容量性素子の容量が５０ｐＦの場合と同様の周波数の範囲となる。各図８（Ａ）〜（Ｄ）に示された結果に、容量性素子の容量を連続的に変化させた場合を組み合わせたものが、図７に示す結果となっており、図７は最適な容量性素子の容量の範囲を示している。
【００６２】
図９は、図６に示すフレームアンテナの第４の実施の形態におけるアンテナ特性を示す図で、（Ａ）は間隔Ｄと帯域幅、（Ｂ）は間隔Ｄと利得を説明してある。ここで、間隔Ｄとは、方形金属枠１０とすだれ状の反射板３５との間隔Ｄをいうものとする。図９（Ａ）では、横軸として間隔Ｄ、縦軸として帯域幅を示している。ここでは、帯域幅としてアンテナ仕様である周波数帯域２２５ＭＨｚ〜４００ＭＨｚに対応する帯域幅１７５ＭＨｚを１００％の基準として、周波数帯域２２５ＭＨｚ〜４００ＭＨｚ外も含む帯域幅について白抜き丸『○』で表している。周波数帯域２２５ＭＨｚ〜４００ＭＨｚ外を考慮する場合は、間隔Ｄが２５０ｍｍの時が最適値となる。
【００６３】
図９（Ｂ）では、横軸として間隔Ｄ、縦軸として利得幅を示している。ここでは、利得幅としてアンテナ仕様であるゲイン９ｄＢを１００％の基準として、周波数帯域２２５ＭＨｚ〜４００ＭＨｚ外も含む利得幅について白抜き丸『○』で表している。周波数帯域２２５ＭＨｚ〜４００ＭＨｚ外を考慮する場合は、間隔Ｄが２００ｍｍ〜２６０ｍｍの範囲が最適値で、利得幅はゲイン９ｄＢの２倍である１５ｄＢとなる。
【００６４】
図１０は、本発明の第５の実施の形態としての広帯域無線アンテナを説明する構成斜視図である。図において、広帯域無線アンテナは、大略矩形の放射器部７０、ダイポールアンテナ部８０、アース板９０を有している。広帯域無線アンテナは、受信周波数帯域が２２５ＭＨｚから４００ＭＨｚのように、受信上限周波数が受信下限周波数の大略１．７倍ないし２倍程度の広帯域周波数領域であっても、定在波比を所定値以下に確保して、通信品質が確保できるものである。第１の実施の形態と比較すると、周波数帯域が狭くてもよいがゲインを大きくしたい用途に適している。
【００６５】
大略矩形の放射器部７０は、一対の第１放射素子７２ａ、７２ｂと、一対の第２放射素子７４ａ、７４ｂを用いて構成される。ここで、一対の第１放射素子７２ａ、７２ｂは、受信下限周波数（ｆＬ）に対応する第１受信波長（λ１）の大略１／２波長の長さを有する。無線機として第三者無線用の移動端末を対象とすると、受信下限周波数（ｆＬ）が２２５ＭＨｚの場合には、受信波長（λ１）の１／２波長が６７５ｍｍとなる。一対の第２放射素子７４ａ、７４ｂは、受信中央周波数（ｆｃ＝（ｆＬｘｆＨ）１／２）を基準として、当該受信上限周波数と当該受信中央周波数の中間周波数近傍に定められた上四半周波数（ｆｓ）に対応する第４受信波長（λ４）の大略１／２波長の長さを有する。無線機として第三者無線用の移動端末を対象とすると、上四半周波数（ｆｓ）が３５０ＭＨｚの場合には、受信波長（λ４）の１／２波長が４３４ｍｍとなる。
【００６６】
ダイポールアンテナ部８０は、一対の第１放射素子７２ａ、７２ｂの中間に位置すると共に、受信上限周波数（ｆＨ）に対応する第２受信波長（λ２）の大略１／２波長の長さを有する。無線機として第三者無線用の移動端末を対象とすると、受信上限周波数（ｆＨ）が４００ＭＨｚの場合には、受信波長（λ２）の１／２波長が３７９ｍｍとなる。
【００６７】
バランを構成する一対の金属製連結筒状部９２、９４は、ダイポールアンテナ部８０とアース板９０とを繋げると共に、受信中央周波数（ｆｃ＝（ｆＬｘｆＨ）１／２）に対応する第３受信波長（λ３）の大略１／４波長の長さを有する。無線機として第三者無線用の移動端末を対象とすると、受信中央周波数が３００ＭＨｚの場合には、第３受信波長（λ３）の１／４波長が２５３ｍｍとなる。
【００６８】
なお、無線アンテナにおいては、受信波長（λ）の１／４波長と１／２波長が設計の基準値として用いられるため、本明細書では「１／４波長」や「１／２波長」と略称する。また、線形理論ではアンテナの長さが受信波長に対して実質的に無限長を前提とする為、１／４波長のように線形理論が直接適用できない領域では、線形理論で得られた結果を元に、現実に適合するように最適値を実験で求める必要がある。アンテナの現実の大きさが、受信波長（λ）の１／４波長程度である本発明の用途では、製品への実施段階では「１／４波長」が実験で定められた最適値に準拠して定められるため、数値上の受信波長（λ）の１／４波長に対しては、０．９８〜１．０２倍や０．９５〜１．０５倍のように、±２％乃至±５％程度の変動を含む概念であるため、大略１／４波長という趣旨である。１／２波長についても、同様である。
【００６９】
図１１は、ダイポールアンテナ部近傍とアース板を説明する構成図で、（Ａ）は金属製筒状部の一類型、（Ｂ）〜（Ｅ）は金属製筒状部の他の類型を説明してある。図１１（Ａ）において、ダイポールアンテナ部８０は、給電点８２、金属製筒状部８３ａ、８３ｂ、固定誘電部８４ａ、８４ｂを有する。一対の金属製筒状部８３ａ、８３ｂは、ダイポールアンテナ部８０を構成するもので、大略中央に給電点８２が設けられる関係で、両者は隙間を介して隔てられている。金属製筒状部８３ａ、８３ｂは、長さとして受信波長（λ２）の１／４波長程度になる。無線機として第三者無線用の移動端末を対象とすると、受信上限周波数（ｆＨ）が４００ＭＨｚの場合には、受信波長（λ２）の１／４波長が１９０ｍｍとなる。一対の固定誘電部８４ａ、８４ｂは、ダイポールアンテナ部８０の先端部と、第１放射素子７２ａ、７２ｂの中間位置との間に設けられた誘電性を有する部材である。このダイポールアンテナ部８０の先端部は、一対の第１放射素子７２ａ、７２ｂの中間位置側に位置している。
【００７０】
平衡不平衡変換器であるバラン９２を構成する部位は、第３受信波長（λ３）の大略１／４波長の長さを有する一対の金属製連結筒状部９２、９４を有している。金属製連結筒状部９２は、中空であり、一端が金属製筒状部８３ａと接続され、他端がアース板９０と接続されている。ダイポールアンテナ部の給電点８２は、金属製連結筒状部９２ａと金属製筒状部８３ａとの接合点近傍に設けられる。金属製連結筒状部９４は、芯線部９６を有することで同軸部を構成する。芯線部９６は、一端がダイポールアンテナ部の給電点８２と接続され、他端がコネクタ部９８と接続されている。無線機として第三者無線用の移動端末を対象とすると、受信中央周波数が３００ＭＨｚの場合には、第３受信波長（λ３）の１／４波長が２５３ｍｍとなる。このようにして、芯線部９６と金属製連結筒状部９２、９４は、受信中央周波数についてのダイポールアンテナとして作用する。なお、金属製連結筒状部９２ａ、９４の材料としては、黄銅やアルミニュームのように導電性があって加工しやすい金属材料を用いる。絶縁被覆層９５は、芯線部９６を被覆する絶縁層で、例えばナイロン（登録商標）のような汎用プラスチック材料が用いられる。
【００７１】
また、図１１（Ｂ）に示すように、ダイポールアンテナ部８０は、第２受信波長（λ２）の大略１／４波長の長さを有する一対の固定長金属製筒状部８５ａ、８５ｂと、一対の固定誘電部８４ａ、８４ｂの周面を覆う状態で、固定誘電部８４ａ、８４ｂの軸方向に移動可能な可動式金属製筒状部８６ａ、８６ｂを有するとよい。可動式金属製筒状部８６ａ、８６ｂは、固定長金属製筒状部８５と電気的接触状態を維持すると共に、前記受信下限周波数と受信上限周波数との間で定在波比（ＳＴＡＮＤＩＮＧ  ＷＡＶＥ  ＲＡＴＩＯ）が所定値以下となる位置で、固定長金属製筒状部８５に固定される。可動式金属製筒状部８６ａ、８６ｂの移動方向は、図中の矢印Ｈで表してある。図１１（Ｃ）は、固定誘電部８４ａ、固定長金属製筒状部８５ａ、可動式金属製筒状部８６ａの要部拡大図である。可動式金属製筒状部８６ａと固定長金属製筒状部８５ａは接触しているが、固定誘電部８４ａとは非接触とする為、固定誘電部８４ａの外径が、固定長金属製筒状部８５ａの外径よりも小さくなっている。
【００７２】
図１１（Ｄ）は、固定誘電部８４ａ、固定長金属製筒状部８５ａ、可動式金属製筒状部８６ａの他の実施例の要部拡大図である。固定誘電部８４ａの外径は、固定長金属製筒状部８５ａの外径と等しくすることで、製作を容易にしている。この場合、可動式金属製筒状部８６ａと固定長金属製筒状部８５ａは非接触状態であり、固定誘電部８４ａとも非接触状態とする。図１１（Ｅ）は、固定誘電部８４ａと固定長金属製筒状部８５ａの他の実施例の要部拡大図である。容量を可変にする為、可動式金属製筒状部８６ａに代えて、可変容量素子８７を固定誘電部８４ａと固定長金属製筒状部８５ａの間に設けている。可変容量素子８７を保護するために、保護カバー８８が固定誘電部８４ａと固定長金属製筒状部８５ａの端部に設けられている。なお、固定長金属製筒状部８５ａ、８５ｂや可動式金属製筒状部８６ａ、８６ｂの材料としては、黄銅やアルミニュームのように導電性があって加工しやすい金属材料を用いる。固定誘電部８４ａ、８４ｂは、比誘電率が２〜７程度の所定誘電率（ε）の誘電体を充填したもので、例えばテフロン（登録商標）や塩化ビニル樹脂等の汎用プラスチック樹脂を用いる。
【００７３】
このように構成された装置のアンテナ特性について、説明する。図１２は、図１０の実施例の広帯域無線アンテナの特性を示す周波数特性図で、（Ａ）は定在波比、（Ｂ）はスミスチャートを示している。受信下限周波数（ｆＬ）が２２５ＭＨｚ、受信上限周波数（ｆＨ）が４００ＭＨｚであるため、ここでは左隅の当初下限周波数を２２０ＭＨｚ、右隅の当初上限周波数を４０５ＭＨｚとして、ネットワーク・アナライザで特性を測定している。ここで、スミスチャートとは、電子工学において伝送路のインピーダンス整合を設計する際に用いられる、複素インピーダンスを示す円形の図表である。また、ネットワーク・アナライザは、高周波回路網の通過・反射電力を測定する測定器で、スミスチャートを管面上に直接描画できるため、高周波回路やアンテナのインピーダンスマッチング作業を視覚的におこなえるものである。
【００７４】
図１０の実施例の広帯域無線アンテナでは、受信下限周波数（ｆＬ）に対応する第１受信波長（λ１）の大略１／２波長の長さ、受信上限周波数（ｆＨ）に対応する第２受信波長（λ２）の大略１／２波長の長さ、受信中央周波数（ｆｃ＝（ｆＬｘｆＨ）１／２）に対応する第３受信波長（λ３）の大略１／４波長の長さ、受信上限周波数と当該受信中央周波数の中間周波数近傍に定められた上四半周波数（ｆｓ）に対応する第４受信波長（λ４）の大略１／２波長の長さを有する構成部材を有している。そこで、図１２（Ｂ）のスミスチャートでは、受信下限周波数（ｆＬ）と上四半周波数（ｆｓ）付近で、インピーダンス曲線が交差円を形成しており、また受信上限周波数（ｆＨ）と受信中央周波数（ｆｃ）でインピーダンス曲線が大略最大値を示している。この結果、図１２（Ａ）に示すように、定在波比は、受信下限周波数（ｆＬ）から受信上限周波数（ｆＨ）の全範囲で低い値に維持されている。
【００７５】
図１３は、比較例の広帯域無線アンテナの特性を示す周波数特性図で、（Ａ）は定在波比、（Ｂ）はスミスチャートを示している。図１３（Ｂ）のスミスチャートでは、受信下限周波数（ｆＬ）と上四半周波数（ｆｓ）付近で、インピーダンス曲線が最小値を形成しており、また受信上限周波数（ｆＨ）と受信中央周波数（ｆｃ）でインピーダンス曲線が虚数部を含まない抵抗成分だけのインピーダンス値を示している。この結果、図１３（Ａ）に示すように、定在波比は、受信下限周波数（ｆＬ）から受信上限周波数（ｆＨ）の全範囲で高い値となっており、受信特性がさほど良くない。
【００７６】
なお、比較例の広帯域無線アンテナでは、一対の第１放射素子７２ａ、７２ｂは、受信下限周波数（ｆＬ）に対応する第１受信波長（λ１）の大略１／２波長の長さを有し、金属製連結筒状部９２、９４が受信中央周波数（ｆｃ＝（ｆＬｘｆＨ）１／２）に対応する第３受信波長（λ３）の大略１／４波長の長さを有する点は、図１０の実施例と同様である。しかし、一対の第２放射素子７４ａ、７４ｂは、受信上限周波数（ｆＨ）に対応する第２受信波長（λ２）の大略１／２波長の長さを有し、ダイポールアンテナ部８０は、第２受信波長（λ２）の大略１／４波長の長さを有する一対の金属製筒状部８３ａ、８３ｂを有する。なお、固定誘電部８４ａ、８４ｂは設けておらず、これがスミスチャートが単純な円弧となり、定在波比が高くなる要因と考えられる。
【００７７】
なお、上記の実施の形態においては、本発明の技術思想をスケルトンスロットアンテナに適用した場合を示したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、適宜の変形実施例が含まれる。例えば、上記の実施の形態においては、固定誘電部８４ａ、８４ｂを設けることで、ダイポールアンテナ部８０の長さを調整することができる。
【符号の説明】
【００７８】
１０  方形金属枠
２０  ダイポールアンテナ部
２２  給電点
３０  容量性素子
３５  すだれ状の反射板
４０、４６  方形金属枠
５０、５２  ダイポールアンテナ
６０、６２、６４  容量性素子
７０  放射器部
７２  第１放射素子
７４  第２放射素子
８０  ダイポールアンテナ部
８２  給電点
８４  固定誘電部
９０  アース板
９２  金属製連結筒状部
λ１  第１受信波長（受信下限周波数に対応）
λ２  第２受信波長（受信上限周波数に対応）
λ３  第３受信波長（受信中央周波数に対応）
λ４  第４受信波長（上四半周波数に対応）
【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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