(57)【要約】【課題】バイアス電圧制御線によるアンテナ特性の劣化を招くことなく、周波数の可変範囲を広げることができる小形のアンテナ装置を得ることを目的とする。【解決手段】水平導体棒４，５の途中にアクティブ素子１０，１１を設置するように構成する。また、垂直導体棒３に対して、水平導体棒４，５を接続するとともに、水平導体棒４，５に対して、垂直導体棒６，７を接続するように構成する。これにより、バイアス電圧制御線によるアンテナ特性の劣化を招くことなく、周波数の可変範囲を広げることができる小形のアンテナ装置が得られる。【選択図】図１
2015104060.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下端が給電点と接続された状態で、グランド導体板に立てられた第１の垂直導体棒と、
一端が前記第１の垂直導体棒の上端と接続された第１の水平導体棒と、
一端が前記第１の垂直導体棒の上端及び前記第１の水平導体棒の一端と接続され、前記第１の水平導体棒と長さが等しい第２の水平導体棒と、
上端が前記第１の水平導体棒の他端と接続された第２の垂直導体棒と、
上端が前記第２の水平導体棒の他端と接続された第３の垂直導体棒と、
一端が前記第１の垂直導体棒における中央より下端側の部分と接続された第３の水平導体棒と、
前記第３の水平導体棒の他端と前記グランド導体板の間を接続する接続導体棒と、
前記第１の水平導体棒の途中に設置された第１のアクティブ素子と、
前記第２の水平導体棒の途中の位置であって、前記第１の垂直導体棒を中心にして、前記第１のアクティブ素子と対称になる位置に設置された第２のアクティブ素子と
を備えたアンテナ装置。
【請求項２】
一端が前記第２の垂直導体棒の下端と接続され、他端が前記グランド導体板と接続された第１のインダクタンス素子と、
一端が前記第３の垂直導体棒の下端と接続され、他端が前記グランド導体板と接続された第２のインダクタンス素子と、
前記接続導体棒または前記第３の水平導体棒の途中に設置されたキャパシタンス素子とを備え、
前記給電点において、送受信対象の高周波信号が入出力されるとともに、前記第１及び第２のアクティブ素子の状態を制御する直流電圧信号が入力されることを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
【請求項３】
下端が給電点と接続された状態で、グランド導体板に立てられた第１の垂直導体棒と、
一端が前記第１の垂直導体棒の上端と接続された第１の水平導体棒と、
一端が前記第１の垂直導体棒の上端及び前記第１の水平導体棒の一端と接続され、前記第１の水平導体棒と長さが等しい第２の水平導体棒と、
上端が前記第１の水平導体棒の他端と接続された第２の垂直導体棒と、
上端が前記第２の水平導体棒の他端と接続された第３の垂直導体棒と、
一端が前記第１の垂直導体棒における中央より下端側の部分と接続された第３の水平導体棒と、
前記第３の水平導体棒の他端と前記グランド導体板の間を接続する接続導体棒と、
前記第１の垂直導体棒の途中に設置されたアクティブ素子と
を備えたアンテナ装置。
【請求項４】
一端が前記第２の垂直導体棒の下端と接続され、他端が前記グランド導体板と接続された第１のインダクタンス素子と、
一端が前記第３の垂直導体棒の下端と接続され、他端が前記グランド導体板と接続された第２のインダクタンス素子と、
前記接続導体棒または前記第３の水平導体棒の途中に設置されたキャパシタンス素子とを備え、
前記給電点において、送受信対象の高周波信号が入出力されるとともに、前記アクティブ素子の状態を制御する直流電圧信号が入力されることを特徴とする請求項３記載のアンテナ装置。
【請求項５】
下端が給電点と接続された状態で、グランド導体板に立てられた第１の垂直導体棒と、
一端が前記第１の垂直導体棒の上端と接続された第１の水平導体棒と、
一端が前記第１の垂直導体棒の上端及び前記第１の水平導体棒の一端と接続され、前記第１の水平導体棒と長さが等しい第２の水平導体棒と、
上端が前記第１の水平導体棒の他端と接続された第２の垂直導体棒と、
上端が前記第２の水平導体棒の他端と接続された第３の垂直導体棒と、
一端が前記第１の垂直導体棒における中央より下端側の部分と接続された第３の水平導体棒と、
前記第３の水平導体棒の他端と前記グランド導体板の間を接続する接続導体棒と、
一端が前記第２の垂直導体棒の下端と接続され、他端が前記グランド導体板と接続された第１のインダクタンス素子と、
一端が前記第３の垂直導体棒の下端と接続され、他端が前記グランド導体板と接続された第２のインダクタンス素子と、
前記接続導体棒または前記第３の水平導体棒の途中に設置されたキャパシタンス素子と、
前記第１及び第２の水平導体棒、前記第１から前記第３の垂直導体棒の途中の位置であって、前記第１の垂直導体棒を中心にして、対称になる位置に設置された複数の可変容量素子とを備え、
前記給電点において、送受信対象の高周波信号が入出力されるとともに、前記複数の可変容量素子の状態を制御する直流電圧信号が入力されることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項６】
下端が給電点と接続された状態で、グランド導体板に立てられた第１の垂直導体棒と、
一端が前記第１の垂直導体棒の上端と接続された第１の水平導体棒と、
一端が前記第１の垂直導体棒の上端及び前記第１の水平導体棒の一端と接続され、前記第１の水平導体棒と長さが等しい第２の水平導体棒と、
上端が前記第１の水平導体棒の他端と接続された第２の垂直導体棒と、
上端が前記第２の水平導体棒の他端と接続された第３の垂直導体棒と、
一端が前記第１の垂直導体棒における中央より下端側の部分と接続された第３の水平導体棒と、
前記第３の水平導体棒の他端と前記グランド導体板の間を接続する接続導体棒と、
前記第１の水平導体棒の途中に設置された第１のスイッチと、
前記第２の水平導体棒の途中の位置であって、前記第１の垂直導体棒を中心にして、前記第１のスイッチと対称になる位置に設置された第２のスイッチと、
前記第１の垂直導体棒の途中に設置された第３のスイッチと、
一端が前記第２の垂直導体棒の下端と接続された第１のインダクタンス素子と、
一端が前記第３の垂直導体棒の下端と接続された第２のインダクタンス素子と、
前記接続導体棒または前記第３の水平導体棒の途中に設置されたキャパシタンス素子と、
一端が前記グランド導体板と接続された可変容量回路と、
下端が前記可変容量回路の他端と接続された状態で、前記第１の垂直導体棒と並んで立てられた第４の垂直導体棒と、
前記第４の垂直導体棒の途中に設置された第３のインダクタンス素子と、
一端が前記第１の垂直導体棒の上端と接続され、他端が前記第４の垂直導体棒の上端と接続された第４のインダクタンス素子とを備え、
前記給電点において、送受信対象の高周波信号が入出力されるとともに、前記第３のスイッチの状態を制御する直流電圧信号が入力され、
前記第１のインダクタンス素子の他端から前記第１のスイッチの状態を制御する直流電圧信号が入力され、前記第２のインダクタンス素子の他端から前記第２のスイッチの状態を制御する直流電圧信号が入力されることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項７】
前記可変容量回路は、
一端が前記第４の垂直導体棒の下端と接続された可変容量素子と、
一端が前記可変容量素子の他端と接続され、他端が前記グランド導体板と接続されたキャパシタンス素子と、
一端が前記可変容量素子の他端と接続され、他端がバイアス電圧端子と接続された第５のインダクタンス素子と、
一端が前記第４の垂直導体棒の下端と接続され、他端が前記グランド導体板と接続された第６のインダクタンス素子とから構成されていることを特徴とする請求項６記載のアンテナ装置。
【請求項８】
途中に給電点が設けられた第１の垂直導体棒と、
一端が前記第１の垂直導体棒の上端と接続された第１の水平導体棒と、
一端が前記第１の垂直導体棒の上端及び前記第１の水平導体棒の一端と接続され、前記第１の水平導体棒と長さが等しい第２の水平導体棒と、
一端が前記第１の垂直導体棒の下端と接続された第３の水平導体棒と、
一端が前記第１の垂直導体棒の下端及び前記第３の水平導体棒の一端と接続され、前記第３の水平導体棒と長さが等しい第４の水平導体棒と、
上端が前記第１の水平導体棒の他端と接続され、下端が前記第３の水平導体棒の他端と接続された第２の垂直導体棒と、
上端が前記第２の水平導体棒の他端と接続され、下端が前記第４の水平導体棒の他端と接続された第３の垂直導体棒と、
一端が前記第１の垂直導体棒における前記給電点より上側の部分と接続された第５の水平導体棒と、
一端が前記第１の垂直導体棒における前記給電点より下側の部分と接続された第６の水平導体棒と、
一端が前記第５の水平導体棒の他端と接続され、他端が前記第６の水平導体棒の他端と接続された接続導体棒と、
前記第２の垂直導体棒の途中に設置された第１のインダクタンス素子と、
前記第３の垂直導体棒の途中に設置された第２のインダクタンス素子と、
前記接続導体棒、前記第５の水平導体棒または前記第６の水平導体棒の途中に設置されたキャパシタンス素子と、
前記第１から第４の水平導体棒、前記第１から前記第３の垂直導体棒の途中の位置であって、前記第１の垂直導体棒の中点を中心にして、点対称になる位置に設置された複数の可変容量素子とを備え、
前記給電点において、送受信対象の高周波信号が入出力されるとともに、前記複数の可変容量素子の状態を制御する直流電圧信号が入力され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】
この発明は、複数の周波数に対応可能なアンテナ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
モノポールアンテナやダイポールアンテナを多周波化する方法として、多数の非励振素子を励振素子の周囲に設置することで、多周波化する方法が知られている。
また、広帯域化する方法として、アンテナ素子形状を円錐形、円形や三角形等にすることで、広帯域化する方法が知られている。
しかし、これらの方法では、アンテナ装置が大型化する問題があるため、多周波数に対応可能な小形のアンテナ装置として、スイッチや可変容量素子をアンテナに設置して、整合周波数を変化させる周波数可変アンテナがある。
【０００３】
例えば、以下の特許文献１には、線状のダイポールアンテナ又はモノポールアンテナの途中に、多数のダイオードスイッチを設置している周波数可変アンテナ（アンテナ装置）が開示されている。
また、以下の特許文献２には、折り返しダイポールアンテナの途中に、多数の可変容量素子を設置する方法が開示されている。
また、以下の特許文献３には、励振モノポールの周囲に、可変リアクタンス又はスイッチが装荷された非励振モノポールを設置する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２３６２０９号公報（図１）
【特許文献２】特開２００８−９８７６９号公報（図１−Ａ）
【特許文献３】特開２００８−２７８２１９号公報（図１，２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のアンテナ装置は以上のように構成されているので、特許文献１の場合、ダイオードスイッチのバイアス電圧制御線をアンテナ導体と別に配線する必要があり、そのバイアス電圧制御線がアンテナ特性を劣化させてしまう課題があった。
特許文献２の場合、アンテナ導体が可変容量素子のバイアス電圧制御線を兼ねており、バイアス電圧制御線の影響は無いが、周波数を可変できる範囲が１．３倍帯域しかなく、周波数の可変範囲が狭くなってしまう課題があった。
また、特許文献３の場合も、周波数を可変できる範囲が１．４倍帯域しかなく、周波数の可変範囲が狭くなってしまう課題があった。
【０００６】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、バイアス電圧制御線によるアンテナ特性の劣化を招くことなく、周波数の可変範囲を広げることができる小形のアンテナ装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係るアンテナ装置は、下端が給電点と接続された状態で、グランド導体板に立てられた第１の垂直導体棒と、一端が第１の垂直導体棒の上端と接続された第１の水平導体棒と、一端が第１の垂直導体棒の上端及び第１の水平導体棒の一端と接続され、第１の水平導体棒と長さが等しい第２の水平導体棒と、上端が第１の水平導体棒の他端と接続された第２の垂直導体棒と、上端が第２の水平導体棒の他端と接続された第３の垂直導体棒と、一端が第１の垂直導体棒における中央より下端側の部分と接続された第３の水平導体棒と、第３の水平導体棒の他端とグランド導体板の間を接続する接続導体棒と、第１の水平導体棒の途中に設置された第１のアクティブ素子と、第２の水平導体棒の途中の位置であって、第１の垂直導体棒を中心にして、第１のアクティブ素子と対称になる位置に設置された第２のアクティブ素子とを備えるようにしたものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、第１及び第２の水平導体棒の途中に第１及び第２のアクティブ素子を設置するように構成したので、第１及び第２のアクティブ素子の状態を変化させるだけで、対応可能な周波数を切り換えることができるようになり、その結果、バイアス電圧制御線によるアンテナ特性の劣化を招くことなく、周波数の可変範囲を広げることができる効果がある。
また、第１の垂直導体棒に対して、第１及び第２の水平導体棒を接続するとともに、第１及び第２の水平導体棒に対して、第２及び第３の垂直導体棒を接続するように構成したので、１本の垂直導体棒でアンテナ装置を構成する場合と比べて、高さ方向を抑えることができるようになり、アンテナ装置の小型化を図ることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の実施の形態１によるアンテナ装置を示す斜視図である。
【図２】この発明の実施の形態１によるアンテナ装置のアクティブ素子１０，１１の一例を示す説明図である。
【図３】この発明の実施の形態１によるアンテナ装置の反射特性の一例を示す説明図である。
【図４】この発明の実施の形態１によるアンテナ装置の水平面の放射パターンの一例を示す説明図である。
【図５】この発明の実施の形態２によるアンテナ装置を示す斜視図である。
【図６】この発明の実施の形態２によるアンテナ装置の反射特性の一例を示す説明図である。
【図７】この発明の実施の形態３によるアンテナ装置を示す斜視図である。
【図８】給電点２に接続されるバイアス回路の一例を示す回路図である。
【図９】この発明の実施の形態３によるアンテナ装置のアクティブ素子１０，１１の一例を示す説明図である。
【図１０】この発明の実施の形態４によるアンテナ装置を示す斜視図である。
【図１１】この発明の実施の形態４によるアンテナ装置の可変容量素子５１〜５４を示す回路図である。
【図１２】この発明の実施の形態５によるアンテナ装置を示す斜視図である。
【図１３】この発明の実施の形態５によるアンテナ装置の可変容量回路７５を示す回路図である。
【図１４】この発明の実施の形態５によるアンテナ装置の反射特性の一例を示す説明図である。
【図１５】この発明の実施の形態６によるアンテナ装置を示す斜視図である。
【図１６】この発明の実施の形態７によるアンテナ装置を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１によるアンテナ装置を示す斜視図である。
図１において、第１の垂直導体棒である垂直導体棒３は下端が給電点２と接続された状態で、グランド導体板１に対して垂直に立てられている。垂直導体棒３の長さはｈである。
図１では、垂直導体棒３がグランド導体板１に対して垂直に立てられている例を示しているが、グランド導体板１に対して略垂直に立てられていればよく、厳密に垂直に立てられている必要はない。
【００１１】
第１の水平導体棒である水平導体棒４は右端（一端）が垂直導体棒３の上端と接続されており、グランド導体板１に対して水平（垂直導体棒３に対して垂直）に設置されている。
水平導体棒４の長さは１／２ｄである。
図１では、水平導体棒４がグランド導体板１に対して水平に設置されている例を示しているが、グランド導体板１に対して略水平に設置されていればよく、厳密に水平に設置されている必要はない。したがって、例えば、水平導体棒４の左端が右端より上がっていたり、下がっていたりしていてもよい。
【００１２】
第２の水平導体棒である水平導体棒５は左端（一端）が垂直導体棒３の上端及び水平導体棒４の右端（一端）と接続されており、グランド導体板１に対して水平（垂直導体棒３に対して垂直）に設置されている。水平導体棒５の長さは水平導体棒４の長さと同じ１／２ｄである。
図１では、水平導体棒５がグランド導体板１に対して水平に設置されている例を示しているが、グランド導体板１に対して略水平に設置されていればよく、厳密に水平に設置されている必要はない。したがって、例えば、水平導体棒５の左端が右端より上がっていたり、下がっていたりしていてもよい。
なお、図１では、水平導体棒４と水平導体棒５が別々の部材である例を示しているが、１本の水平導体棒で、水平導体棒４，５を構成するようにしてもよい。
【００１３】
第２の垂直導体棒である垂直導体棒６は上端が水平導体棒４の左端（他端）と接続されており、垂直導体棒３に対して平行に設置されている。垂直導体棒６の長さが垂直導体棒３より短いため、垂直導体棒６の下端はグランド導体板１に近接しているが、グランド導体板１に接続されていない。
図１では、垂直導体棒６がグランド導体板１に対して垂直（垂直導体棒３に対して平行）に設置されている例を示しているが、垂直導体棒６がグランド導体板１に対して略垂直に設置されていればよく、厳密に垂直に設置されている必要はない。したがって、例えば、垂直導体棒６の下端が上端より左にずれていたり、右にずれていたりしていてもよい。
【００１４】
第３の垂直導体棒である垂直導体棒７は上端が水平導体棒５の右端（他端）と接続されており、垂直導体棒３に対して平行に設置されている。垂直導体棒７の長さが垂直導体棒３より短いため、垂直導体棒７の下端はグランド導体板１に近接しているが、グランド導体板１に接続されていない。
図１では、垂直導体棒７がグランド導体板１に対して垂直（垂直導体棒３に対して平行）に設置されている例を示しているが、垂直導体棒７がグランド導体板１に対して略垂直に設置されていればよく、厳密に垂直に設置されている必要はない。したがって、例えば、垂直導体棒７の下端が上端より左にずれていたり、右にずれていたりしていてもよい。
【００１５】
第３の水平導体棒である水平導体棒８は一端が垂直導体棒３における中央より下端側の部分（例えば、垂直導体棒３の下端から、使用周波数の下限周波数ｆ0で０．０１波長の位置）と接続されており、グランド導体板１に対して水平（垂直導体棒３に対して垂直）に設置されている。
図１では、水平導体棒８がグランド導体板１に対して水平に設置されている例を示しているが、グランド導体板１に対して略水平に設置されていればよく、厳密に水平に設置されている必要はない。
【００１６】
接続導体棒９は水平導体棒８の他端とグランド導体板１の間を接続している。
第１のアクティブ素子であるアクティブ素子１０は水平導体棒４の途中に設置されている。
第２のアクティブ素子であるアクティブ素子１１は水平導体棒５の途中の位置であって、垂直導体棒３を中心にして、アクティブ素子１０と対称になる位置に設置されている。
図１では、アクティブ素子１０とアクティブ素子１１が、垂直導体棒３に対して、対称になる位置に設置されている例を示しているが、垂直導体棒３に対して、略対称になる位置に設置されていればよく、厳密に対称な位置に設置されている必要はない。
【００１７】
図２はこの発明の実施の形態１によるアンテナ装置のアクティブ素子１０，１１の一例を示す説明図である。
特に図２（ａ）はアクティブ素子１０，１１がスイッチである例を示し、図２（ｂ）はアクティブ素子１０，１１が可変容量素子である例を示している。
図３はこの発明の実施の形態１によるアンテナ装置の反射特性の一例を示す説明図である。
また、図４はこの発明の実施の形態１によるアンテナ装置の水平面の放射パターンの一例を示す説明図である。
【００１８】
次に動作について説明する。
垂直導体棒３の長さがｈである場合、図１に示すように、ｈはアンテナ装置のグランド導体板１からの高さを表している。
この実施の形態１では、ｈは０．２５λ0以下である。λ0は使用周波数の下限周波数ｆ0における自由空間波長である。
ｄは水平導体棒４と水平導体棒５を合わせた長さであり、アンテナ装置の横幅を表している。ｄは使用周波数の下限周波数ｆ0で０．５波長以下である。
【００１９】
図１のアンテナ装置では、垂直導体棒６，７の下端がグランド導体板１に近接しているが、接続はされていないので、垂直導体棒６，７の下端とグランド導体板１の間に寄生容量が発生する。
したがって、通常の直線状のモノポールアンテナと比べて、アンテナ装置の高さｈを低くすることができる。
アンテナ装置の高さｈを低くした場合、アンテナインピーダンスの実部が小さくなり、かつ、容量性のインピーダンスになる。
【００２０】
また、水平導体棒８と接続導体棒９はショートスタブを構成しており、水平導体棒８の長さを変化させることで、アンテナインピーダンスに対して、並列のインダクタンス量を変化させることができる。
したがって、水平導体棒８と接続導体棒９からなるショートスタブを設置することで、アンテナインピーダンスの整合を取ることができる。
【００２１】
また、アクティブ素子１０，１１の状態を変化させることで、アンテナの共振周波数を変化させることができる。
アクティブ素子１０とアクティブ素子１１は、常に同じ状態になるように制御されるが、アクティブ素子１０，１１が図２（ａ）に示すようなスイッチである場合、アクティブ素子１０，１１であるスイッチをＯＮにすると、アンテナ長が長くなり、共振周波数が低くなる。
一方、アクティブ素子１０，１１であるスイッチをＯＦＦにすると、アンテナ長が短くなり、共振周波数が高くなる。
アクティブ素子１０，１１が図２（ｂ）に示すような可変容量素子である場合、アクティブ素子１０，１１である可変容量素子のキャパシタンスを変化させることで、共振周波数を調整することができ、キャパシタンスを大きくするにつれてアンテナの電気長が長くなり、共振周波数が低くなる。
【００２２】
図３は図１のアンテナ装置において、アクティブ素子１０，１１がスイッチであるとき、ｈ＝０．０７λ0、ｄ＝０．１３λ0である場合のアンテナインピーダンスの反射特性の計算結果を示している。
アクティブ素子１０，１１であるスイッチがＯＮである場合には、使用周波数の下限周波数ｆ0で反射が小さくなり、スイッチがＯＦＦである場合には、１．６７ｆ0で反射が小さくなることが確認される。
このように、アクティブ素子１０，１１であるスイッチを切り替えることで、整合周波数を変化させることができる。
また、周波数の可変範囲は１．６７倍帯域であり、従来のアンテナ装置より周波数の可変範囲が広いことが分かる。
【００２３】
図４はグランド導体板１が無限平面導体板である場合の水平面（ｘｙ面）の放射パターンの計算結果を示しており、特に図４（ａ）は、アクティブ素子１０，１１であるスイッチがＯＮであるときの下限周波数ｆ0における水平面パターンを示し、図４（ｂ）は、スイッチがＯＦＦであるときの１．６７ｆ0における水平面パターンを示している。
図４より、水平面内でほぼ垂直偏波が無指向性であり、どの方向に対しても電波を放射することができることが分かる（どの方向からの電波も受信することができる）。なお、水平偏波は−３０ｄＢｉ以下である。
【００２４】
以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、水平導体棒４，５の途中にアクティブ素子１０，１１を設置するように構成したので、アクティブ素子１０，１１の状態を変化させるだけで、対応可能な周波数を切り換えることができるようになり、その結果、周波数の可変範囲を広げることができる効果を奏する。
また、垂直導体棒３に対して、水平導体棒４，５を接続するとともに、水平導体棒４，５に対して、垂直導体棒６，７を接続するように構成したので、１本の垂直導体棒でアンテナ装置を構成する場合と比べて、高さ方向を抑えることができるようになり、アンテナ装置の小型化を図ることができる効果を奏する。
【００２５】
実施の形態２．
図５はこの発明の実施の形態２によるアンテナ装置を示す斜視図であり、図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
アクティブ素子１２は垂直導体棒３の途中に設置されている。
図６はこの発明の実施の形態２によるアンテナ装置の反射特性の一例を示す説明図である。
【００２６】
上記実施の形態１では、水平導体棒４，５の途中にアクティブ素子１０，１１を設置しているものを示したが、アクティブ素子１０，１１の代わりに、アクティブ素子１２を垂直導体棒３の途中に設置するようにしても、アクティブ素子１２の状態を切り替えることで、整合周波数を変化させることができる。
ここでは、アクティブ素子１０，１１の代わりに、アクティブ素子１２を設置しているアンテナ装置を説明するが、アクティブ素子１０，１１とアクティブ素子１２の双方を設置するようにしてもよい。
【００２７】
垂直導体棒３の途中に設置されているアクティブ素子１２は、図１のアクティブ素子１０，１１と比べて、給電点２に近づいている。
したがって、アクティブ素子１２がスイッチである場合、スイッチがＯＦＦのときの整合周波数を図１のアンテナ装置より高くすることができる。
一方、スイッチがＯＮであるときの整合周波数は、図１のアンテナ装置とほぼ等しくなる。
このため、図１のアンテナ装置よりも周波数の可変範囲を広げることができる。
【００２８】
図６は、図５のアンテナ装置において、アクティブ素子１２がスイッチであるとき、ｈ＝０．０７λ0、ｄ＝０．１３λ0である場合のアンテナインピーダンスの反射特性の計算結果を示している。
アクティブ素子１２であるスイッチがＯＮである場合には、使用周波数の下限周波数ｆ0で反射が小さくなり、スイッチがＯＦＦである場合には、３．０３ｆ0で反射が小さくなることが確認される。
このように、アクティブ素子１２であるスイッチを切り替えることで、整合周波数を変化させることができる。
また、周波数の可変範囲は３．０３倍帯域であり、周波数の可変範囲が更に広いことが分かる。
【００２９】
以上で明らかなように、この実施の形態２によれば、垂直導体棒３の途中にアクティブ素子１２を設置するように構成したので、アクティブ素子１２の状態を変化させるだけで、対応可能な周波数を切り換えることができるようになり、その結果、周波数の可変範囲を広げることができる効果を奏する。
また、垂直導体棒３に対して、水平導体棒４，５を接続するとともに、水平導体棒４，５に対して、垂直導体棒６，７を接続するように構成したので、１本の垂直導体棒でアンテナ装置を構成する場合と比べて、高さ方向を抑えることができるようになり、アンテナ装置の小型化を図ることができる効果を奏する。
【００３０】
実施の形態３．
図７はこの発明の実施の形態３によるアンテナ装置を示す斜視図であり、図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
第１のインダクタンス素子であるインダクタンス素子２１は一端が垂直導体棒６の下端と接続され、他端がグランド導体板１と接続されている。
第２のインダクタンス素子であるインダクタンス素子２２は一端が垂直導体棒７の下端と接続され、他端がグランド導体板１と接続されている。
キャパシタンス素子２３は接続導体棒９の途中に設置されている。この実施の形態３では、キャパシタンス素子２３が接続導体棒９の途中に設置されている例を示しているが、キャパシタンス素子２３を接続導体棒９の途中ではなく、水平導体棒８の途中に設置してもよい。
【００３１】
なお、インダクタンス素子２１，２２は、直流を通すが、高周波では、インピーダンスを高くして（インダクタンスを大きくして）高周波成分を遮断する。
また、キャパシタンス素子２３は、直流を遮断するが、高周波では、インピーダンスを低くして（キャパシタンスを大きくして）高周波成分を通過させる。
【００３２】
図７のアンテナ装置は、給電点２にバイアス回路が接続されており、このバイアス回路は、給電点２から高周波信号（送信対象の信号）を入力するとともに、アクティブ素子１０，１１の状態を制御する直流電圧信号を入力する回路である。
図８は給電点２に接続されるバイアス回路の一例を示す回路図である。
図８において、バイアス電圧端子３１はバイアス電圧を入力する端子である。
入出力端子３２は高周波信号を入出力する端子である。
【００３３】
インダクタンス素子３３は一端がバイアス電圧端子３１と接続されており、直流を通すが、高周波成分を遮断する。
キャパシタンス素子３４は一端が入出力端子３２と接続され、他端がインダクタンス素子３３の他端と接続されており、直流を遮断するが、高周波成分を通過させる。
伝送線路３５は一端がインダクタンス素子３３の他端及びキャパシタンス素子３４の他端と接続されており、他端が入出力端子３６と接続されている。
入出力端子３６は給電点２と接続されている。
【００３４】
図９はこの発明の実施の形態３によるアンテナ装置のアクティブ素子１０，１１の一例を示す説明図である。
特に図９（ａ）はアクティブ素子１０，１１がＰＩＮダイオードである例を示し、図９（ｂ）はアクティブ素子１０，１１がリレー４１等からなる例を示し、図９（ｃ）はアクティブ素子１０，１１が可変容量ダイオードである例を示している。
図９（ｂ）の場合、アクティブ素子１０，１１がリレー４１を備えており、リレー４１のコイル電圧（制御用の直流電圧）を分離するために、インダクタンス素子４２，４３及びキャパシタンス素子４４，４５を設けている。インダクタンス素子４２，４３は、直流を通すが、高周波成分を遮断する。キャパシタンス素子４４，４５は、直流を遮断するが、高周波成分を通過させる。
【００３５】
次に動作について説明する。
図８のバイアス回路の入出力端子３２から高周波信号が入力されると、その高周波信号は、キャパシタンス素子３４及び伝送線路３５を通って入出力端子３６から出力されることで、給電点２に入力される。
また、アクティブ素子１０，１１のバイアス電圧がバイアス電圧端子３１に印加されると、アクティブ素子１０，１１の直流電圧信号（バイアス電圧）が上記の高周波信号に重畳される。したがって、直流電圧信号が重畳された高周波信号が給電点２に入力される。直流電圧の信号は、給電点２から垂直導体棒３へ入力され、直流電圧のグランドは、給電点２からグランド導体板１に接続される。
【００３６】
インダクタンス素子２１，２２は、直流を通すが、高周波成分を遮断する。したがって、直流において、グランド導体板１と垂直導体棒６，７は接続され、アクティブ素子１０の左端、アクティブ素子１１の右端は直流電圧のグランドとなる。
また、キャパシタンス素子２３は、直流を遮断するが、高周波成分を通過させる。
したがって、図７のアンテナ装置は、高周波において、図１のアンテナ装置と等価な構成になる。また、高周波信号に重畳された直流電圧信号によって、アクティブ素子１０，１１に直流電圧を印加することが可能となる。
【００３７】
給電点２から入力された高周波信号は、垂直導体棒３を通って、水平導体棒４の途中に設置されているアクティブ素子１０の右端、水平導体棒５の途中に設置されているアクティブ素子１１の左端に到達する。
このとき、アクティブ素子１０，１１が図９（ａ）に示すようなＰＩＮダイオードである場合、その高周波信号に重畳されている直流電圧信号を変化させることで、ＰＩＮダイオードがＯＮまたはＯＦＦとなる。ＰＩＮダイオードがＯＮの場合、高周波信号がアクティブ素子１０，１１を通過できるようになる。一方、ＰＩＮダイオードがＯＦＦの場合、高周波信号はアクティブ素子１０，１１を通過できなくなる。
【００３８】
また、アクティブ素子１０，１１が図９（ｂ）に示すようなリレー４１を備えている場合、その高周波信号に重畳されている直流電圧信号を変化させることで、リレー４１がＯＮまたはＯＦＦとなる。リレー４１がＯＮの場合、高周波信号がアクティブ素子１０，１１を通過できるようになる。一方、リレー４１がＯＦＦの場合、高周波信号はアクティブ素子１０，１１を通過できなくなる。
【００３９】
また、アクティブ素子１０，１１が図９（ｃ）に示すような可変容量ダイオードである場合、その高周波信号に重畳されている直流電圧信号を変化させ、可変容量ダイオードの逆バイアス電圧を変化させることで、容量（キャパシタンス）を変化させることができる。
【００４０】
ここでは、図８のバイアス回路の入出力端子３２から高周波信号を入力して、アンテナ装置を送信アンテナとして用いる場合を示したが、アンテナ装置を受信アンテナとして用いて、入出力端子３２から高周波信号を出力する場合でも、高周波信号の入出力は逆になるが、同様に周波数を可変するアンテナ装置を得ることができる。
【００４１】
以上で明らかなように、この実施の形態３によれば、バイアス回路が、給電点２から高周波信号を入力するとともに、アクティブ素子１０，１１の状態を制御する直流電圧信号を入力するように構成したので、アクティブ素子１０，１１の状態を変化させて、対応可能な周波数を切り換えることができるようになり、その結果、バイアス電圧制御線によるアンテナ特性の劣化を招くことなく、周波数の可変範囲を広げることができる小形のアンテナ装置が得られる効果を奏する。
【００４２】
この実施の形態３では、水平導体棒４，５の途中にアクティブ素子１０，１１を設置しているものを示したが、図５のように、アクティブ素子１０，１１の代わりに、アクティブ素子１２を垂直導体棒３の途中に設置して、アクティブ素子１２の状態を制御する直流電圧信号が給電点２から入力されるようにしてもよい。
【００４３】
実施の形態４．
図１０はこの発明の実施の形態４によるアンテナ装置を示す斜視図であり、図において、図７と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
第１の可変容量素子である可変容量素子５１は水平導体棒４の途中に設置されている。
第２の可変容量素子である可変容量素子５２は水平導体棒５の途中の位置であって、垂直導体棒３を中心にして、可変容量素子５１と対称になる位置に設置されている。
図１０では、可変容量素子５１と可変容量素子５２が、垂直導体棒３に対して、対称になる位置に設置されている例を示しているが、垂直導体棒３に対して、略対称になる位置に設置されていればよく、厳密に対称な位置に設置されている必要はない。
可変容量素子５３，５４は垂直導体棒３の途中に設置されている。
【００４４】
この実施の形態４では、水平導体棒４，５の途中に設置されている可変容量素子５１，５２の他に、可変容量素子５３，５４が垂直導体棒３の途中に設置されている例を示しているが、可変容量素子５３，５４が設置されずに、可変容量素子５１，５２だけが設置されていてもよい。
逆に、可変容量素子５１，５２が設置されずに、可変容量素子５３，５４だけが設置されていてもよい。
また、垂直導体棒６，７の途中に、垂直導体棒３を中心にして対称になるように、可変容量素子がそれぞれ設置されていてもよい。
さらに、垂直導体棒３，６，７、水平導体棒４，５の途中に、垂直導体棒３を中心にして対称になるように、複数の可変容量素子を設置するようにしてもよい。
【００４５】
図１１はこの発明の実施の形態４によるアンテナ装置の可変容量素子５１〜５４を示す回路図である。
図１１において、可変容量ダイオード６１は水平導体棒４，５及び垂直導体棒３の途中にそれぞれ挿入されている。
可変容量素子５１〜５４における各可変容量ダイオード６１の向きは、給電点２から垂直導体棒６，７の下端に向かう方向に揃えられている。
抵抗６２は大きな抵抗値を有しており、抵抗６２によって、可変容量素子５１〜５４における各可変容量ダイオード６１にかかる逆バイアス電圧をほぼ等しくすることができる。
【００４６】
この実施の形態４では、４個の可変容量素子５１〜５４が設置されており、図８のバイアス回路におけるバイアス電圧端子３１から、４個の可変容量素子５１〜５４に対する逆バイアス電圧を制御するバイアス電圧が入力される。このバイアス電圧は、可変容量素子５１〜５４に対する逆バイアス電圧を連続的に変化させるため、連続的に変化する直流電圧である。
【００４７】
バイアス電圧端子３１からバイアス電圧が入力されると、４個の可変容量素子５１〜５４に対する逆バイアス電圧を制御する直流電圧信号が、入出力端子３２から入力された高周波信号に重畳され、その直流電圧信号が重畳されている高周波信号が給電点２から入力される。
給電点２から入力された高周波信号に重畳されている直流電圧信号によって、４個の可変容量素子５１〜５４に対する逆バイアス電圧が制御される。
したがって、バイアス回路のバイアス電圧端子３１から入力されるバイアス電圧を連続的に調整することで、４個の可変容量素子５１〜５４の容量が連続的に変化する。これにより、アンテナの整合周波数が連続的に変化するため、対応可能な周波数を連続的に切り換えることができる。
【００４８】
また、アンテナ装置を受信アンテナとして用いて、入出力端子３２から高周波信号を出力する場合でも、高周波信号の入出力は逆になるが、同様にアンテナの整合周波数を変化させることができる。
【００４９】
以上で明らかなように、この実施の形態４によれば、水平導体棒４，５及び垂直導体棒３の途中に可変容量素子５１〜５４を設置するように構成したので、可変容量素子５１〜５４の容量を連続的に変化させて、対応可能な周波数を連続的に切り換えることができるようになり、その結果、バイアス電圧制御線によるアンテナ特性の劣化を招くことなく、周波数の可変範囲を広げることができる小形のアンテナ装置が得られる効果を奏する。
【００５０】
実施の形態５．
図１２はこの発明の実施の形態５によるアンテナ装置を示す斜視図であり、図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
この実施の形態５では、水平導体棒４，５の途中に設置されているアクティブ素子１０，１１がスイッチ１０ａ，１１ａで構成されている。
アクティブ素子であるスイッチ７０は垂直導体棒３の途中に設置されている。
【００５１】
第１のインダクタンス素子であるインダクタンス素子７１は一端が垂直導体棒６の下端と接続され、他端がバイアス電圧端子７２と接続されており、直流は通すが、高周波成分は遮断する。
バイアス電圧端子７２はスイッチ１０ａの状態を制御する直流電圧信号を入力する端子である。
第２のインダクタンス素子であるインダクタンス素子７３は一端が垂直導体棒７の下端と接続され、他端がバイアス電圧端子７４と接続されており、直流は通すが、高周波成分は遮断する。
バイアス電圧端子７４はスイッチ１１ａの状態を制御する直流電圧信号を入力する端子である。
可変容量回路７５は容量を変えることが可能な回路であり、一端がグランド導体板１と接続されている。
【００５２】
第４の垂直導体棒である垂直導体棒７６は下端が可変容量回路７５の他端と接続された状態で、垂直導体棒３の近傍に立てられている。
図１２では、垂直導体棒７６が垂直導体棒３に対して平行に設置されている例を示しているが、垂直導体棒７６が垂直導体棒３に対して略平行に設置されていればよく、厳密に平行に設置されている必要はない。
第３のインダクタンス素子であるインダクタンス素子７７は垂直導体棒７６の途中に設置されている。
第４のインダクタンス素子であるインダクタンス素子７８は一端が垂直導体棒３の上端と接続され、他端が垂直導体棒７６の上端と接続されている。
【００５３】
図１３はこの発明の実施の形態５によるアンテナ装置の可変容量回路７５を示す回路図である。
図１３において、可変容量素子８１は一端が垂直導体棒７６の下端と接続されている。
キャパシタンス素子８２は一端が可変容量素子８１の他端と接続され、他端がグランド導体板１と接続されており、高周波成分は通すが、直流は遮断する。
第５のインダクタンス素子であるインダクタンス素子８３は一端が可変容量素子８１の他端と接続され、他端がバイアス電圧端子８４と接続されており、直流は通すが、高周波成分は遮断する。
バイアス電圧端子８４は可変容量素子８１のバイアス電圧を調整するための直流電圧が印加される端子である。
第６のインダクタンス素子であるインダクタンス素子８５は一端が垂直導体棒７６の下端と接続され、他端がグランド導体板１と接続されており、直流は通すが、高周波成分は遮断する。
図１４はこの発明の実施の形態５によるアンテナ装置の反射特性の一例を示す説明図である。
【００５４】
次に動作について説明する。
図１２のアンテナ装置は、給電点２、垂直導体棒３，６，７及び水平導体棒４，５からなる励振モノポールと、可変容量回路７５及び垂直導体棒７６からなる非励振モノポールとから構成されている。
また、水平導体棒８と接続導体棒９はショートスタブを構成しており、水平導体棒８の長さを変化させることで、アンテナインピーダンスに対して、並列のインダクタンス量を変化させることができる。
したがって、水平導体棒８と接続導体棒９からなるショートスタブを設置することで、アンテナインピーダンスの整合を取ることができる。
【００５５】
スイッチ１０ａとスイッチ１１ａは、常に同じ状態になるように制御されるが、励振モノポールにおいて、スイッチ１０ａ，１１ａ，７０の全てがＯＮである場合、垂直導体棒３，６，７及び水平導体棒４，５に主として電流が流れる。
スイッチ１０ａ、１１ａがＯＦＦで、スイッチ７０がＯＮである場合、垂直導体棒３と、水平導体棒４，５におけるスイッチ１０ａ，１１ａの設置位置までの部分に主として電流が流れる。
スイッチ１０ａ，１１ａの全てがＯＦＦである場合、垂直導体棒３におけるスイッチ７０の設置位置までの部分に主として電流が流れる。
【００５６】
このとき、垂直導体棒６の下端にはインダクタンス素子７１が接続されているので、垂直導体棒６の下端より先には高周波電流が流れない。
同様に、垂直導体棒７の下端にはインダクタンス素子７３が接続されているので、垂直導体棒７の下端より先には高周波電流が流れない。
また、垂直導体棒３の上端と垂直導体棒７６の上端との間にはインダクタンス素子７８が接続されているので、垂直導体棒３から垂直導体棒７６には高周波電流が流れない。
【００５７】
スイッチ１０ａ，１１ａ，７０の全てがＯＮである場合のアンテナの共振周波数をｆ１、スイッチ１０ａ，１１ａがＯＦＦで、スイッチ７０がＯＮである場合の共振周波数をｆ２、スイッチ１０ａ，１１ａ，７０の全てがＯＦＦである場合の共振周波数をｆ３とすると、各共振周波数は、下記の関係になる。
ｆ１＜ｆ２＜ｆ３
【００５８】
また、可変容量回路７５及び垂直導体棒７６からなる非励振モノポールにより、アンテナの入力インピーダンスが２共振特性となる。
可変容量回路７５における可変容量素子８１のバイアス電圧を調整するための直流電圧がバイアス電圧端子８４に印加されることで、可変容量素子８１のキャパシタンスを変化させると、非励振モノポールの共振周波数を調整することができる。
このとき、垂直導体棒７６の途中にインダクタンス素子７７が挿入されているので、垂直導体棒７６において、インダクタンス素子７７より上側の部分には高周波電流が流れない。
【００５９】
以下、スイッチ１０ａ，１１ａ，７０及び可変容量素子８１の状態を制御する直流電圧のかけ方について説明する。
垂直導体棒３において、スイッチ７０より上側は、垂直導体棒７６及びインダクタンス素子７７，７８，８５を介して、グランド導体板１と直流的につながっている。
また、垂直導体棒３において、スイッチ７０より上側は、水平導体棒４におけるスイッチ１０ａの右側、水平導体棒５におけるスイッチ１１ａの左側、可変容量素子８１の上側と直流的につながっており、これらがバイアス電圧のグランドになっている。
【００６０】
バイアス電圧端子７２は、インダクタンス素子７１及び垂直導体棒６を介して、スイッチ１０ａの左側と直流的につながっており、バイアス電圧端子７２に対して直流電圧を印加することで、スイッチ１０ａのバイアス電圧を調整することができる。
また、バイアス電圧端子７４は、インダクタンス素子７３及び垂直導体棒７を介して、スイッチ１１ａの右側と直流的につながっており、バイアス電圧端子７４に対して直流電圧を印加することで、スイッチ１１ａのバイアス電圧を調整することができる。
【００６１】
図８のバイアス回路が給電点２に接続されている場合、そのバイアス回路のバイアス電圧端子３１とスイッチ７０の下側が直流的につながっており、バイアス電圧端子３１に対して直流電圧を印加することで、スイッチ７０のバイアス電圧を調整することができる。
図１３の可変容量回路７５におけるバイアス電圧端子８４は、インダクタンス素子８３を介して、可変容量素子８１の下側と直流的につながっており、バイアス電圧端子８４に対して直流電圧を印加することで、可変容量素子８１のバイアス電圧を調整することができる。
【００６２】
図１４は、図１２のアンテナ装置において、ｈ＝０．０７λ0、ｄ＝０．１３λ0であるとき、スイッチ１０ａ，１１ａ，７０のＯＮ／ＯＦＦ、可変容量素子８１のキャパシタンスを変化させた場合のアンテナインピーダンスの反射特性の計算結果を示している。
図１４（ａ）は、スイッチ１０ａ，１１ａ，７０がＯＮであり、可変容量素子８１のキャパシタンスが５００ｐＦである場合のアンテナインピーダンスの反射特性を示しており、使用周波数の下限周波数ｆ0と５ｆ0で反射が小さくなることが確認される。
図１４（ｂ）は、スイッチ１０ａ，１１ａ，７０がＯＮであり、可変容量素子８１のキャパシタンスが５０ｐＦである場合のアンテナインピーダンスの反射特性を示しており、使用周波数の下限周波数ｆ0と６．７ｆ0で反射が小さくなることが確認される。
【００６３】
図１４（ｃ）は、スイッチ１０ａ，１１ａがＯＦＦ、スイッチ７０がＯＮであり、可変容量素子８１のキャパシタンスが５０ｐＦである場合のアンテナインピーダンスの反射特性を示しており、１．６７ｆ0で反射が小さくなることが確認される。
図１４（ｄ）は、スイッチ１０ａ，１１ａ，７０がＯＦＦであり、可変容量素子８１のキャパシタンスが５０ｐＦである場合のアンテナインピーダンスの反射特性を示しており、３．３ｆ0で反射が小さくなることが確認される。
このように、スイッチ１０ａ，１１ａ，７０のＯＮ／ＯＦＦ、可変容量素子８１のキャパシタンスを変化させることで、整合周波数を変化させることができる。
また、周波数の可変範囲は６．７倍帯域であり、周波数の可変範囲が非常に広いことが分かる。
【００６４】
以上で明らかなように、この実施の形態５によれば、給電点２、垂直導体棒３，６，７及び水平導体棒４，５からなる励振モノポールに対して、可変容量回路７５及び垂直導体棒７６からなる非励振モノポールを追加するように構成したので、上記実施の形態１〜４よりも更に、周波数の可変範囲を広げることができる効果を奏する。
【００６５】
実施の形態６．
図１５はこの発明の実施の形態６によるアンテナ装置を示す斜視図であり、図において、図１０及び図１２と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
第３の可変容量素子である可変容量素子９１は一端が垂直導体棒７６の下端と接続され、他端がグランド導体板１と接続されている。
第３のインダクタンス素子であるインダクタンス素子９２は一端が垂直導体棒７６における中央より下端側の部分と接続され、他端がバイアス電圧端子９３と接続されている。
バイアス電圧端子９３は可変容量素子９１の状態を制御する直流電圧信号が入力される。
【００６６】
次に動作について説明する。
この実施の形態６では、上記実施の形態４と同様に、水平導体棒４，５及び垂直導体棒６，７の途中に可変容量素子５１〜５４を設置するようにしている。
したがって、上記実施の形態４と同様に、可変容量素子５１〜５４の容量を連続的に変化させて、対応可能な周波数を連続的に切り換えることができるようになる。その結果、バイアス電圧制御線によるアンテナ特性の劣化を招くことなく、周波数の可変範囲を広げることができる。
この実施の形態６では、上記実施の形態４における図１０のアンテナ装置に対して、可変容量素子９１、インダクタンス素子９２及び垂直導体棒７６からなる非励振モノポールを追加している。インダクタンス素子９２では、直流を通すが、高周波ではインピーダンスを高くして（インダクタンスを大きくして）高周波成分を遮断する。
【００６７】
以下、可変容量素子９１、インダクタンス素子９２及び垂直導体棒７６からなる非励振モノポールの作用効果について説明する。
給電点２、垂直導体棒３，６，７及び水平導体棒４，５からなる励振モノポールにおいて、複数の可変容量素子５１〜５４を設置しているので、上記実施の形態４と同様に、広い周波数範囲に亘って連続的に整合周波数を変化させることができる。
励振モノポールに対して、非励振モノポールを追加することで、アンテナの入力インピーダンスが２共振特性となり、周波数の可変範囲を更に広げることができる。
即ち、非励振モノポールにおける可変容量素子９１のキャパシタンスを変化させることで、非励振モノポールの共振周波数を調整することができるため、周波数の可変範囲を更に広げることができる。
【００６８】
例えば、上記実施の形態４と同様に、図８のバイアス回路が給電点２に接続されている場合、バイアス回路におけるバイアス電圧端子３１からバイアス電圧が入力されると、４個の可変容量素子５１〜５４に対する逆バイアス電圧を制御する直流電圧信号が、入出力端子３２から入力された高周波信号に重畳され、その直流電圧信号が重畳されている高周波信号が給電点２から入力される。
給電点２から入力された高周波信号に重畳されている直流電圧信号によって、４個の可変容量素子５１〜５４に対する逆バイアス電圧が制御される。
したがって、バイアス回路のバイアス電圧端子３１から入力されるバイアス電圧を連続的に調整することで、４個の可変容量素子５１〜５４の容量が連続的に変化する。これにより、アンテナの整合周波数が連続的に変化するため、対応可能な周波数を連続的に切り換えることができる。
【００６９】
また、アンテナ装置を受信アンテナとして用いて、入出力端子３２から高周波信号を出力する場合でも、高周波信号の入出力は逆になるが、同様にアンテナの整合周波数を変化させることができる。
【００７０】
また、バイアス電圧端子９３は、インダクタンス素子９２を介して、可変容量素子９１の上側と直流的につながっており、バイアス電圧端子９３に直流電圧を印加することで、可変容量素子９１のバイアス電圧を調整することができる。
可変容量素子９１のバイアス電圧を調整することで、可変容量素子９１のキャパシタンスが変化するため、非励振モノポールの共振周波数を調整して、周波数の可変範囲を更に広げることができる。
【００７１】
以上で明らかなように、この実施の形態６によれば、図１０のアンテナ装置に対して、可変容量素子９１、インダクタンス素子９２及び垂直導体棒７６からなる非励振モノポールを追加するように構成したので、可変容量素子９１のキャパシタンスを変化させて、非励振モノポールの共振周波数を調整することで、上記実施の形態４よりも更に、周波数の可変範囲を広げることができる効果を奏する。
【００７２】
上記実施の形態１〜６では、グランド導体板１の形状が四角形である例を示しているが、グランド導体板１の形状は四角形に限るものではなく、例えば、円形、三角形などのあらゆる形状が考えられる。
【００７３】
実施の形態７．
図１６はこの発明の実施の形態７によるアンテナ装置を示す斜視図である。図１６のアンテナ装置は、ダイポール方式のアンテナである。
図１６において、第１の垂直導体棒である垂直導体棒１０１は途中に給電点１００が設けられている。
第１の水平導体棒である水平導体棒１０２は右端（一端）が垂直導体棒１０１の上端と接続されており、垂直導体棒１０１に対して垂直に設置されている。
図１６では、水平導体棒１０２が垂直導体棒１０１に対して垂直に設置されている例を示しているが、垂直導体棒１０１に対して略垂直に設置されていればよく、厳密に垂直に設置されている必要はない。
【００７４】
第２の水平導体棒である水平導体棒１０３は左端（一端）が垂直導体棒１０１の上端及び水平導体棒１０２の右端（一端）と接続されており、垂直導体棒１０１に対して垂直に設置されている。水平導体棒１０３の長さは水平導体棒１０２の長さと同じである。
図１６では、水平導体棒１０３が垂直導体棒１０１に対して垂直に設置されている例を示しているが、垂直導体棒１０１に対して略垂直に設置されていればよく、厳密に垂直に設置されている必要はない。
なお、図１６では、水平導体棒１０２と水平導体棒１０３が別々の部材である例を示しているが、１本の水平導体棒で、水平導体棒１０２，１０３を構成するようにしてもよい。
【００７５】
第３の水平導体棒である水平導体棒１０４は右端（一端）が垂直導体棒１０１の下端と接続されており、垂直導体棒１０１に対して垂直に設置されている。
図１６では、水平導体棒１０４が垂直導体棒１０１に対して垂直に設置されている例を示しているが、垂直導体棒１０１に対して略垂直に設置されていればよく、厳密に垂直に設置されている必要はない。
第４の水平導体棒である水平導体棒１０５は左端（一端）が垂直導体棒１０１の下端及び水平導体棒１０４の右端（一端）と接続されており、垂直導体棒１０１に対して垂直に設置されている。水平導体棒１０５の長さは水平導体棒１０４の長さと同じである。
図１６では、水平導体棒１０５が垂直導体棒１０１に対して垂直に設置されている例を示しているが、垂直導体棒１０１に対して略垂直に設置されていればよく、厳密に垂直に設置されている必要はない。
なお、図１６では、水平導体棒１０４と水平導体棒１０５が別々の部材である例を示しているが、１本の水平導体棒で、水平導体棒１０４，１０５を構成するようにしてもよい。
【００７６】
第２の垂直導体棒である垂直導体棒１０６は上端が水平導体棒１０２の左端（他端）と接続され、下端が水平導体棒１０４の左端（他端）と接続されている。
第３の垂直導体棒である垂直導体棒１０７は上端が水平導体棒１０３の右端（他端）と接続され、下端が水平導体棒１０５の右端（他端）と接続されている。
第５の水平導体棒である水平導体棒１０８は一端が垂直導体棒１０１における給電点１００より上側の部分と接続されている。
第６の水平導体棒である水平導体棒１０９は一端が垂直導体棒１０１における給電点１００より下側の部分と接続されている。
接続導体棒１１０は一端が水平導体棒１０８の他端と接続され、他端が水平導体棒１０９の他端と接続されている。
【００７７】
第１のインダクタンス素子であるインダクタンス素子１１１は垂直導体棒１０６の途中に設置されており、直流は通すが、高周波成分は遮断する。
第２のインダクタンス素子であるインダクタンス素子１１２は垂直導体棒１０７の途中に設置されており、直流は通すが、高周波成分は遮断する。
キャパシタンス素子１１３は接続導体棒１１０の途中に設置されており、直流を遮断するが、高周波成分は通過させる。この実施の形態７では、キャパシタンス素子１１３が接続導体棒１１０の途中に設置されている例を示しているが、キャパシタンス素子１１３を接続導体棒１１０の途中ではなく、水平導体棒１０８または水平導体棒１０９の途中に設置してもよい。
【００７８】
可変容量素子１１４〜１１７は水平導体棒１０２〜１０５の途中の位置であって、垂直導体棒１０１の中点を中心にして、点対称になる位置に設置されている。
図１６では、可変容量素子１１４〜１１７が、垂直導体棒１０１の中点を中心にして、点対称になる位置に設置されている例を示しているが、垂直導体棒１０１の中点を中心にして、略点対称になる位置に設置されていればよく、厳密に点対称な位置に設置されている必要はない。
また、図１６では、可変容量素子１１４〜１１７が水平導体棒１０２〜１０５の途中に設置されている例を示しているが、可変容量素子１１４〜１１７の代わりに、垂直導体棒１０１の途中に可変容量素子が設置されていてもよい。
また、水平導体棒１０２〜１０５の途中に可変容量素子１１４〜１１７が設置され、かつ、垂直導体棒１０１の途中に可変容量素子が設置されるようにしてもよい。
更に、垂直導体棒１０６，１０７の途中に可変容量素子が設置されるようにしてもよい。
【００７９】
次に動作について説明する。
水平導体棒１０８，１０９と接続導体棒１１０はショートスタブを構成しており、水平導体棒１０８，１０９の長さを変化させることで、アンテナインピーダンスに対して、並列のインダクタンス量を変化させることができる。
したがって、水平導体棒１０８，１０９と接続導体棒１１０からなるショートスタブを設置することで、アンテナインピーダンスの整合を取ることができる。
【００８０】
この実施の形態７では、４個の可変容量素子１１４〜１１７が設置されており、給電点１００には図８のバイアス回路が接続されている。
このため、図８のバイアス回路におけるバイアス電圧端子３１から、４個の可変容量素子１１４〜１１７に対する逆バイアス電圧を制御するバイアス電圧が入力される。このバイアス電圧は、可変容量素子１１４〜１１７に対する逆バイアス電圧を連続的に変化させるため、連続的に変化する直流電圧である。
【００８１】
バイアス電圧端子３１からバイアス電圧が入力されると、４個の可変容量素子１１４〜１１７に対する逆バイアス電圧を制御する直流電圧信号が、入出力端子３２から入力された高周波信号に重畳され、その直流電圧信号が重畳されている高周波信号が給電点１００から入力される。
給電点１００から入力された高周波信号に重畳されている直流電圧信号によって、４個の可変容量素子１１４〜１１７に対する逆バイアス電圧が制御される。
したがって、バイアス回路のバイアス電圧端子３１から入力されるバイアス電圧を連続的に調整することで、４個の可変容量素子１１４〜１１７の容量が連続的に変化する。これにより、アンテナの整合周波数が連続的に変化するため、対応可能な周波数を連続的に切り換えることができる。
【００８２】
また、アンテナ装置を受信アンテナとして用いて、入出力端子３２から高周波信号を出力する場合でも、高周波信号の入出力は逆になるが、同様にアンテナの整合周波数を変化させることができる。
【００８３】
この実施の形態７では、ダイポール方式のアンテナ装置を示しているが、このアンテナ装置では、グランド導体板１が不要である。
また、可変容量素子１１４〜１１７の容量を連続的に変化させて、対応可能な周波数を連続的に切り換えることができるようになり、その結果、バイアス電圧制御線によるアンテナ特性の劣化を招くことなく、周波数の可変範囲を広げることができる小形なアンテナ装置が得られる。
【００８４】
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
【符号の説明】
【００８５】
１  グランド導体板、２  給電点、３  垂直導体棒（第１の垂直導体棒）、４  水平導体棒（第１の水平導体棒）、５  水平導体棒（第２の水平導体棒）、６  垂直導体棒（第２の垂直導体棒）、７  垂直導体棒（第３の垂直導体棒）、８  水平導体棒（第３の水平導体棒）、９  接続導体棒、１０  アクティブ素子（第１のアクティブ素子）、１０ａ  スイッチ（第１のアクティブ素子）、１１  アクティブ素子（第２のアクティブ素子）、１１ａ  スイッチ（第２のアクティブ素子）、１２  アクティブ素子、２１  インダクタンス素子（第１のインダクタンス素子）、２２  インダクタンス素子（第２のインダクタンス素子）、２３  キャパシタンス素子、３１  バイアス電圧端子、３２  入出力端子、３３  インダクタンス素子、３４  キャパシタンス素子、３５  伝送線路、３６  入出力端子、４１  リレー、４２，４３  インダクタンス素子、４４，４５  キャパシタンス素子、５１  可変容量素子（第１の可変容量素子）、５２  可変容量素子（第２の可変容量素子）、５３，５４  可変容量素子、６１  可変容量ダイオード、６２  抵抗、７０  スイッチ、７１  インダクタンス素子（第１のインダクタンス素子）、７２  バイアス電圧端子、７３  インダクタンス素子（第２のインダクタンス素子）、７４  バイアス電圧端子、７５  可変容量回路、７６  垂直導体棒（第４の垂直導体棒）、７７  インダクタンス素子（第３のインダクタンス素子）、７８  インダクタンス素子（第４のインダクタンス素子）、８１  可変容量素子、８２  キャパシタンス素子、８３  インダクタンス素子（第５のインダクタンス素子）、８４  バイアス電圧端子、８５  インダクタンス素子（第６のインダクタンス素子）、９１  可変容量素子（第３の可変容量素子）、９２  インダクタンス素子（第３のインダクタンス素子）、９３  バイアス電圧端子、１００  給電点、１０１  垂直導体棒（第１の垂直導体棒）、１０２  水平導体棒（第１の水平導体棒）、１０３  水平導体棒（第２の水平導体棒）、１０４  水平導体棒（第３の水平導体棒）、１０５  水平導体棒（第４の水平導体棒）、１０６  垂直導体棒（第２の垂直導体棒）、１０７  垂直導体棒（第３の垂直導体棒）、１０８  水平導体棒（第５の水平導体棒）、１０９  水平導体棒（第６の水平導体棒）、１１０  接続導体棒、１１１  インダクタンス素子（第１のインダクタンス素子）、１１２  インダクタンス素子（第２のインダクタンス素子）、１１３  キャパシタンス素子、１１４〜１１７  可変容量素子。
【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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