(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状のグランド導体と、
前記グランド導体に対して略平行に配置される放射導体と、
前記グランド導体と前記放射導体との間に配置される折り返しＴ字プローブと、を備え、
前記折り返しＴ字プローブは、
縦辺部と、当該縦辺部の第一の端部に接続される横辺部とを有するＴ字状の第一のＴ字導体と、
縦辺部と、当該縦辺部の第一の端部に接続された横辺部とを有し、前記第一のＴ字導体と略同一形状であり、かつ前記第一のＴ字導体に対して略平行に配置される少なくとも一つの第二のＴ字導体と、
前記第一のＴ字導体及び前記第二のＴ字導体の有する横辺部の各々の第一の端部を接続する第一の端部接続導体と、
前記第一のＴ字導体及び前記第二のＴ字導体の有する横辺部の各々の第二の端部を接続する第二の端部接続導体と、を有し、
前記第一のＴ字導体の有する縦辺部の第二の端部は、前記グランド導体を介して給電回路に接続され、
前記第二のＴ字導体の有する縦辺部の第二の端部は、前記グランド導体に接続され、
前記折り返しＴ字プローブによって前記放射導体を電磁結合によって給電する、アンテナ。
【請求項２】
前記放射導体は、長方形もしくは正方形であり、
長方形もしくは正方形の前記放射導体の一辺の一部または全体と、前記グランド導体とを短絡させる短絡導体をさらに備えた、請求項１記載のアンテナ。
【請求項３】
第一の面上に前記グランド導体が設けられ、前記第一の面と反対側の面である第二の面上に前記放射導体が設けられた誘電体基板をさらに備え、
前記折り返しＴ字プローブの縦辺部は、前記誘電体基板のスルーホールで形成され、
前記折り返しＴ字プローブの横辺部並びに第一及び第二の端部接続導体は、前記誘電体基板のストリップラインで形成される、請求項１記載のアンテナ。
【請求項４】
第一の面上に前記グランド導体が設けられ、前記第一の面と反対側の面である第二の面上に前記放射導体が設けられた誘電体基板をさらに備え、
前記折り返しＴ字プローブの縦辺部は、前記誘電体基板のスルーホールで形成され、
前記折り返しＴ字プローブの横辺部並びに第一及び第二の端部接続導体は、前記誘電体基板のストリップラインで形成され、
前記短絡導体が、前記誘電体基板の一または複数のスルーホールによって形成される、請求項２記載のアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平面アンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、平面アンテナとして広く用いられているマイクロストリップアンテナを背面から給電する場合には、給電プローブを背面から挿入する背面同軸給電法が用いられているが、プローブに流れる電流によって生じる誘導性リアクタンスにより狭帯域な反射特性となる問題がある。
【０００３】
一方、マイクロストリップアンテナの反射特性の広帯域化（以下、広帯域及び広帯域化とは反射特性に関するものを言う）を得る従来の給電方法として、Ｌ字状のプローブや、Ｔ字状のプローブを用いて電磁結合によってマイクロストリップアンテナを給電する方法がある（例えば、特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−２５０９２４号公報
【特許文献２】特開２００１−１７７３１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した従来のマイクロストリップアンテナの広帯域化を得る給電方法は、グランド導体と放射導体との間隔が広い場合（使用周波数における波長の１／１０程度以上の場合）においては、広帯域化に非常に有効であることが分かっている。しかしながら、グランド導体と放射導体との間隔が１／２０波長以下のより狭い場合には、プローブの高さが低くなることによって入力抵抗が低下するため、広帯域な整合設計が困難となり、結果として、従来の背面同軸給電と同程度の帯域となってしまい、広帯域化が実現できないという問題があった。
一般的に言えば、グランド導体と放射導体との間隔が１／２０波長以下である平面アンテナにおいて、従来の方法では、広帯域化を実現できないという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、グランド導体と放射導体との間隔が狭い場合においても、従来の背面同軸給電に比べて広帯域特性を有するアンテナを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明によるアンテナは、板状のグランド導体と、グランド導体に対して略平行に配置される放射導体と、グランド導体と放射導体との間に配置される折り返しＴ字プローブと、を備え、折り返しＴ字プローブは、縦辺部と、縦辺部の第一の端部に接続される横辺部とを有するＴ字状の第一のＴ字導体と、縦辺部と、縦辺部の第一の端部に接続された横辺部とを有し、第一のＴ字導体と略同一形状であり、かつ第一のＴ字導体に対して略平行に配置される少なくとも一つの第二のＴ字導体と、第一のＴ字導体及び第二のＴ字導体の有する横辺部の各々の第一の端部を接続する第一の端部接続導体と、第一のＴ字導体及び第二のＴ字導体の有する横辺部の各々の第二の端部を接続する第二の端部接続導体と、を有し、第一のＴ字導体の有する縦辺部の第二の端部は、グランド導体を介して給電回路に接続され、第二のＴ字導体の有する縦辺部の第二の端部は、グランド導体に接続され、折り返しＴ字プローブによって放射導体を電磁結合によって給電する、ものである。
このような構成により、グランド導体と放射導体との間隔が短い場合であっても、従来のアンテナに比べて広帯域特性を有するようにすることができる。
【０００８】
また、本発明によるアンテナでは、放射導体は、長方形もしくは正方形であり、長方形もしくは正方形の放射導体の一辺の一部または全体と、グランド導体とを短絡させる短絡導体をさらに備えてもよい。
このような構成により、アンテナを小型化することが可能となる。
【０００９】
また、本発明によるアンテナでは、第一の面上にグランド導体が設けられ、第一の面と反対側の面である第二の面上に放射導体が設けられた誘電体基板をさらに備え、折り返しＴ字プローブの縦辺部は、誘電体基板のスルーホールで形成され、折り返しＴ字プローブの横辺部並びに第一及び第二の端部接続導体は、誘電体基板のストリップラインで形成されてもよい。
このような構成により、より容易に製造することができるようになる。
【００１０】
また、本発明によるアンテナでは、第一の面上にグランド導体が設けられ、第一の面と反対側の面である第二の面上に放射導体が設けられた誘電体基板をさらに備え、折り返しＴ字プローブの縦辺部は、誘電体基板のスルーホールで形成され、折り返しＴ字プローブの横辺部並びに第一及び第二の端部接続導体は、誘電体基板のストリップラインで形成され、短絡導体が、誘電体基板の一または複数のスルーホールによって形成されてもよい。
このような構成により、より容易に製造することができるようになる。
【００１１】
また、本発明によるアンテナでは、放射導体が長方形または正方形であってもよい。
また、本発明によるアンテナでは、長方形または正方形の放射導体において、少なくとも一対の対向する角が面取りされていてもよい。
【００１２】
また、本発明によるアンテナでは、放射導体が円形（円板形状）であってもよい。
また、本発明によるアンテナでは、円形の放射導体において、その円形の中心に対する対象な位置に対向して切り欠きが設けられていてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によるアンテナによれば、Ｔ字プローブを折り返し構造とすることで、従来のＴ字プローブに比べて入力抵抗が大きくなり、広帯域な整合設計が可能となる。その結果、従来の背面同軸給電に比べて広帯域特性を有するアンテナを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態１によるアンテナを示す斜視図
【図２】同実施の形態によるアンテナの側面図
【図３】同実施の形態によるアンテナの上面透視図
【図４】同実施の形態によるアンテナの給電点から見たインピーダンス特性のスミスチャート
【図５】同実施の形態によるアンテナのＶＳＷＲ特性を示す図
【図６】同実施の形態における放射導体の他の一例を示す上面斜視図
【図７】同実施の形態における放射導体の他の一例を示す上面斜視図
【図８】同実施の形態における放射導体の他の一例を示す上面斜視図
【図９】同実施の形態における放射導体の他の一例を示す上面斜視図
【図１０】同実施の形態における折り返しＴ字プローブの一例を示す斜視図
【図１１】同実施の形態における放射導体と折り返しＴ字プローブとの位置関係の一例を示す図
【図１２】同実施の形態における折り返しＴ字プローブの他の一例を示す斜視図
【図１３】本発明の実施の形態２によるアンテナを示す斜視図
【図１４】同実施の形態によるアンテナの上面透視図
【図１５】同実施の形態における短絡導体の他の一例を示す斜視図
【図１６】本発明の実施の形態３によるアンテナを示す上面透視図
【図１７】同実施の形態によるアンテナの側面透視図
【図１８】同実施の形態によるアンテナの側面透視図
【図１９】本発明の実施の形態４によるアンテナを示す上面透視図
【図２０】同実施の形態によるアンテナの側面透視図
【図２１】同実施の形態によるアンテナの他の一例を示す上面透視図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明によるアンテナについて、実施の形態を用いて説明する。なお、以下の実施の形態において、同じ符号を付した構成要素は同一または相当するものであり、再度の説明を省略することがある。
【００１６】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１によるアンテナについて、図面を参照しながら説明する。本実施の形態によるアンテナは、折り返しＴ字プローブを有するアンテナである。
【００１７】
図１は、本実施の形態によるアンテナ２０を示す斜視図である。図２は、本実施の形態によるアンテナ２０を示す側面図である。図３は、本実施の形態によるアンテナ２０を上面から見た透視図である。
【００１８】
図１〜図３において、本実施の形態によるアンテナ２０は、板状のグランド導体１と、放射導体２と、折り返しＴ字プローブ３とを備える。グランド導体１や放射導体２は、導体によって構成される。放射導体２は、グランド導体１に対向する位置に、グランド導体１と所定の間隔をおいて配置される。その放射導体２は、グランド導体１に対して略平行に配置されている。本実施の形態及び以下の実施の形態において、略平行とは、厳密に平行であってもよく、あるいは、製造誤差や使用時の経年変化に応じた誤差等の程度だけ平行でなくなってもよいという意味である。なお、グランド導体１の面積は、放射導体２の面積以上であることが好適である。また、グランド導体１や放射導体２の法線方向の遠方から両者を見た場合に、放射導体２がグランド導体１に含まれていることが好適である。すなわち、放射導体２のグランド導体１を含む平面上への正射影が、グランド導体１に含まれていることが好適である。図１，図３では、グランド導体１が円板形状である場合について示しているが、そうでなくてもよい。グランド導体１の形状は問わない。このように、グランド導体１の形状が限定されないことは、他の実施の形態においても同様である。また、図１，図３では、放射導体２が正方形である場合について示しているが、後述するように放射導体２の形状は正方形以外であってもよい。放射導体２の大きさは、所望の共振周波数に応じた大きさにあらかじめ設定されている。そして、放射導体２は、折り返しＴ字プローブ３との電磁結合によって電気的に接続され、励振される。
【００１９】
折り返しＴ字プローブ３は、グランド導体１と放射導体２との間に配置され、第一のＴ字導体４と、少なくとも一つの第二のＴ字導体５と、第一の端部接続導体６ａと、第二の端部接続導体６ｂとを有する。なお、折り返しＴ字プローブ３がグランド導体１と放射導体２との間に配置されるとは、グランド導体１と放射導体２によって挟まれる空間内に配置されることであってもよく、あるいは、図１１（ｃ）の上面図で示されるように、グランド導体１と放射導体２によって挟まれる空間の近傍に配置されることであってもよい。なお、後者の場合（図１１（ｃ）の場合）であっても、折り返しＴ字プローブ３との電磁結合によって放射導体２が給電されることになるため、その給電を実現可能な程度に両者が近づいている必要がある。
【００２０】
折り返しＴ字プローブ３の第一のＴ字導体４は、横辺部４ａと、縦辺部４ｂとを有するＴ字状である。横辺部４ａは、縦辺部４ｂの第一の端部（放射導体２に近い方の端部）に接続される。その横辺部４ａと縦辺部４ｂの第一の端部との接続位置は、横辺部４ａの長さ方向の中央であってもよく、あるいは、そうでなくてもよい。第一のＴ字導体４の有する縦辺部４ｂの第二の端部（第一の端部と反対側の端部であり、放射導体２から遠い方の端部）は、グランド導体１を介して給電回路７に接続される。なお、縦辺部４ｂの第二の端部がグランド導体１を介して給電回路７に接続されるとは、例えば、図１で示されるように、縦辺部４ｂの第二の端部がグランド導体１の有する孔２２を介してグランド導体１の裏面側に存在する給電回路７に接続されることであってもよい。
【００２１】
折り返しＴ字プローブ３の第二のＴ字導体５は、横辺部５ａと、縦辺部５ｂとを有する、第一のＴ字導体４と略同一形状である。略同一形状とは、厳密に同一形状であってもよく、あるいは、製造誤差や使用時の経年変化に応じた誤差等の程度だけ同一形状でなくなってもよいという意味である。第二のＴ字導体５は、第一のＴ字導体４に対して略平行に配置される。横辺部５ａは、縦辺部５ｂの第一の端部（放射導体２に近い方の端部）に接続される。その横辺部５ａと縦辺部５ｂの第一の端部との接続位置は、横辺部５ａの長さ方向の中央であってもよく、あるいは、そうでなくてもよい。但し、前述のように、第二のＴ字導体５は、第一のＴ字導体４と略同一形状であるため、横辺部４ａと縦辺部４ｂの第一の端部との接続位置が、横辺部４ａの長さ方向の中央である場合には、横辺部５ａと縦辺部５ｂの第一の端部との接続位置も、横辺部５ａの長さ方向の中央である必要があり、横辺部４ａと縦辺部４ｂの第一の端部との接続位置が、横辺部４ａの長さ方向の中央でない場合には、横辺部５ａと縦辺部５ｂの第一の端部との接続位置も、横辺部５ａの長さ方向の中央でなく、第一のＴ字導体４における接続位置と同程度、中央からずれている必要がある。第二のＴ字導体５の有する縦辺部５ｂの第二の端部（第一の端部と反対側の端部であり、放射導体２から遠い方の端部）は、グランド導体１に接続される。
【００２２】
折り返しＴ字プローブ３の第一の端部接続導体６ａは、第一のＴ字導体４及び第二のＴ字導体５の有する横辺部４ａ，５ａの各々の第一の端部を接続する。また、折り返しＴ字プローブ３の第二の端部接続導体６ｂは、第一のＴ字導体４及び第二のＴ字導体５の有する横辺部４ａ，５ａの各々の第二の端部を接続する。なお、横辺部４ａ，５ａの第一の端部や、横辺部４ａ，５ａの第二の端部は、同じ側の端部である。同じ側の端部とは、近い方の端部であると考えてもよい。このように、第一の端部接続導体６ａ及び第二の端部接続導体６ｂによって横辺部４ａ，５ａの端部がそれぞれ接続されることによって、図１，図３で示されるように、第一の端部接続導体６ａと第二の端部接続導体６ｂと横辺部４ａ，５ａとによって、矩形の回路が形成されることになる。なお、横辺部４ａ，５ａの第一の端部や第二の端部は、横辺部４ａ，５ａの厳密な端点であってもよく、あるいは、横辺部４ａ，５ａの端点付近であってもよい。
【００２３】
また、折り返しＴ字プローブ３の各構成、すなわち、横辺部４ａ，５ａや、縦辺部４ｂ，５ｂ、第一及び第二の端部接続導体６ａ，６ｂは、それぞれ導体である。また、横辺部４ａ，５ａや、第一及び第二の端部接続導体６ａ，６ｂは、グランド導体１や放射導体２に略平行に設けられる。また、縦辺部４ｂ，５ｂは、グランド導体１や放射導体２に略垂直に設けられる。略垂直とは、厳密に垂直であってもよく、あるいは、製造誤差や使用時の経年変化に応じた誤差等の程度だけ垂直でなくなってもよいという意味である。他の２個のものが略垂直である場合にも同様であるとする。また、折り返しＴ字プローブ３の各構成は、線状（棒状）の部材で構成されてもよく、帯状の部材で構成されてもよい。また、折り返しＴ字プローブ３の各構成は、中空部材で構成されてもよく、あるいは、中実部材で構成されてもよい。
また、アンテナ２０は、グランド導体１や放射導体２、折り返しＴ字プローブ３等の相対的な位置決めをしたり、支持したりするための誘電体等をさらに備えてもよい。なお、アンテナ２０を、誘電体基板を用いて構成する場合については、実施の形態３，４を用いて後述する。
【００２４】
次に、本実施の形態によるアンテナ２０の動作原理について説明する。ここでは、本実施の形態によるアンテナ２０を送信用アンテナとして用いた場合について説明するが、受信用アンテナとして用いた場合においても同様である。
【００２５】
給電回路７からの信号は、折り返しＴ字プローブ３を介して、電磁結合によって放射導体２に伝わる。このとき、給電点（縦辺部４ｂの第二の端部）から見たアンテナ２０の入力インピーダンスは、折り返しアンテナと同様の原理によって、従来のＴ字プローブの場合に比べて高い入力インピーダンスを得ることができる。従来のＴ字プローブの場合、グランド導体１と放射導体２間の間隔が、使用周波数における波長の１／２０程度以下と狭い場合においては、アンテナの入力抵抗が小さくなるため、その分、Ｔ字プローブの高さ（縦辺部４ｂ，５ｂの長さに相当）を高くする必要がある。Ｔ字プローブの高さを高くすると、それに伴い入力インピーダンスの周波数変化が大きくなり、その結果、従来の背面同軸給電の場合と同程度の特性となってしまう。一方、折り返しＴ字プローブ３を用いると、従来のＴ字プローブに比べて、上述のように高い入力インピーダンスが得られるため、折り返しＴ字プローブ３の高さは従来のＴ字プローブに比べて低くすることができ、それにより入力インピーダンスの周波数変化が従来のＴ字プローブに比べて抑えられる。その結果、折り返しＴ字プローブ３を用いることにより、従来の背面同軸給電の場合やＴ字プローブの場合に比べて広帯域な特性を得ることができる。
【００２６】
図４は、本実施の形態によるアンテナ２０について、給電点から見たインピーダンス特性を示すスミスチャートである。なお、図４は、グランド導体１と放射導体２間の間隔が、使用周波数における波長の１／５０の場合の特性を示している。図４のスミスチャートにおいて、インピーダンス特性３０は、従来の背面同軸給電の場合のインピーダンス特性を示し、インピーダンス特性３１は、従来のＴ字プローブの場合のインピーダンス特性を示している。また、インピーダンス特性３２は、本実施の形態によるアンテナ２０のインピーダンス特性を示している。
【００２７】
図４において、本実施の形態によるインピーダンス特性３２では、スミスチャートの中心付近でループが形成されている。一方、従来の背面同軸給電の場合のインピーダンス特性３０及び従来のＴ字プローブの場合のインピーダンス特性３１では、上述のように入力インピーダンスの周波数変化が大きくなり、その結果、本実施の形態におけるインピーダンス特性３２のようなループが形成されないことが分かる。
【００２８】
図５は、本実施の形態によるアンテナ２０のＶＳＷＲ（Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｓｔａｎｄｉｎｇ  Ｗａｖｅ  Ｒａｔｉｏ：電圧定在波比）特性について、横軸を規格化周波数として示した図である。図５において、ＶＳＷＲ特性４０は、従来の背面同軸給電の場合のＶＳＷＲ特性を示し、ＶＳＷＲ特性４１は、従来のＴ字プローブの場合のＶＳＷＲ特性を示している。一方、ＶＳＷＲ特性４２は、本実施の形態におけるＶＳＷＲ特性を示している。なお、規格化周波数は、ＶＳＷＲ特性４１においてＶＳＷＲ＝１となる周波数で規格化している。図５において、本実施の形態におけるＶＳＷＲ特性４２と、従来の背面同軸給電の場合のＶＳＷＲ特性４０及び従来のＴ字プローブの場合のＶＳＷＲ特性４１では、ＶＳＷＲの最良値はどれも１程度と同程度であるが、その帯域幅については、本実施の形態の方が従来の背面同軸給電及びＴ字プローブの場合に比べて広帯域となっていることが分かる。
【００２９】
以上のように、本実施の形態によるアンテナ２０によれば、折り返しＴ字プローブ３を備えたことにより、インピーダンス特性がスミスチャート上で、従来の背面同軸給電及びＴ字プローブの場合には見られないループを形成することになる。その結果、従来の背面同軸給電等の場合に比べて広帯域な特性を得ることができる。
【００３０】
なお、本実施の形態における図１〜図３では、正方形の放射導体２の場合について説明したが、前述のように、放射導体２の形状は正方形に限られるものではない。例えば、図６で示されるように、放射導体２は長方形であってもよく、図７で示されるように、放射導体２は円形（円板形状）であってもよく、放射導体２は多角形状や中心に孔を有する円形、あるいは、その他の形状であってもよい。それらの場合においても動作原理は変わらないため、同様の効果が得られる。放射導体２が長方形であってもよいことは、後述する各実施の形態においても同様であり、放射導体２が円形や多角形状、中心に孔を有する円形、あるいは、その他の形状であってもよいことは、後述する実施の形態３においても同様である。
【００３１】
また、円偏波放射特性を得るために、放射導体２として、図８に示すように、長方形または正方形の少なくとも一対の対向する角を面取り部１６ａ及び１６ｂのように面取りしたものを用いてもよく、図９に示すように、円形の中心に対して対称な位置に対向して切り欠き部１７ａ及び１７ｂを設けたものを用いてもよい。なお、放射導体２が円形である場合においても、対向する切り欠き部は、二対以上存在してもよい。それらの場合においても動作原理は変わらないため、同様の効果が得られる。これらのことは、後述する実施の形態３においても同様である。
【００３２】
また、折り返しＴ字プローブ３の第一のＴ字導体４及び第二のＴ字導体５における縦辺部４ｂ，５ｂは、図１０（ａ）で示されるように、横辺部４ａ，５ａの中心に接続されてもよく、あるいは、図１０（ｂ）で示されるように、横辺部４ａ，５ａの中心以外の位置に接続されてもよい。なお、前述のように、縦辺部４ｂ，５ｂが横辺部４ａ，５ａの中心以外の位置に接続される場合であっても、縦辺部４ｂ，５ｂは、同じ方向に同じ程度だけずれることが好適である。すなわち、第一のＴ字導体４を含む平面への第二のＴ字導体５の正射影が、第一のＴ字導体４と重なるようになることが好適である。このことは、後述する各実施の形態においても同様である。
【００３３】
また、横辺部４ａ，５ａと、第一の端部接続導体６ａと、第二の端部接続導体６ｂとは、図１０（ａ）で示されるように、その端点同士が接続されてもよく、あるいは、その端点以外の位置で接続されてもよい。後者のように、横辺部４ａ，５ａと、第一の端部接続導体６ａと、第二の端部接続導体６ｂとが、その端点付近で接続されている場合であっても、第一の端部接続導体６ａは、横辺部４ａ，５ａの第一の端部を接続し、第二の端部接続導体６ｂは、横辺部４ａ，５ａの第二の端部を接続していると言うことができる。このことは、後述する各実施の形態においても同様である。
【００３４】
また、本実施の形態では、第一のＴ字導体４の給電点が、正方形の放射導体２の端部に位置する場合、すなわち、放射導体２の一辺の中心の直下に位置する場合について説明したが、そうでなくてもよい。すなわち、放射導体２に対する折り返しＴ字プローブ３の位置は問わない。例えば、図１１で示されるように、放射導体２の中心付近に折り返しＴ字プローブ３が設けられてもよい。また、正方形の放射導体２のいずれの辺とも平行でないように折り返しＴ字プローブ３が設けられてもよく、あるいは、グランド導体１と放射導体２とによって挟まれる空間の近傍に折り返しＴ字プローブ３が設けられてもよい。このことは、後述する各実施の形態においても同様である。
【００３５】
また、本実施の形態における図１〜図３では、折り返しＴ字プローブ３として、第二のＴ字導体５が一つである場合について説明したが、そうでなくてもよい。例えば、図１２で示されるように、折り返しＴ字プローブ３は、２個の第二のＴ字導体５，２１を有してもよい。その場合にも、第二のＴ字導体２１は、横辺部２１ａと、縦辺部２１ｂとを有しており、第一のＴ字導体４と略同一形状である。また、第二のＴ字導体２１は、第一のＴ字導体４に対して略平行に配置される。また、横辺部２１ａは、縦辺部２１ｂの第一の端部に接続される。そして、第一の端部接続導体６ａは、第一のＴ字導体４及び第二のＴ字導体５，２１の有する横辺部４ａ，５ａ，２１ａの各々の第一の端部を接続し、第二の端部接続導体６ｂは、第一のＴ字導体４及び第二のＴ字導体５，２１の有する横辺部４ａ，５ａ，２１ａの各々の第二の端部を接続する。その結果、第一の端部接続導体６ａと第二の端部接続導体６ｂと横辺部４ａ，５ａ，２１ａとによって、２個の矩形が並んだ形状の回路が形成されることになる。なお、折り返しＴ字プローブ３が２個の第二のＴ字導体５，２１を有する場合に、第一のＴ字導体４及び第二のＴ字導体５，２１の各横辺部４ａ，５ａ，２１ａは、均等な間隔となることが好適であるが、そうでなくてもよい。折り返しＴ字プローブ３が３個以上の第二のＴ字導体を有する場合にも同様である。また、折り返しＴ字プローブ３が２個以上の第二のＴ字導体を有する場合に、第一のＴ字導体４の位置は問わない。例えば、図１２で示されるように、第一のＴ字導体４が最も外側に位置してもよく、あるいは、第一のＴ字導体４が２個以上の第二のＴ字導体で挟まれるところに位置してもよい。このように、折り返しＴ字プローブ３が２個以上の第二のＴ字導体を有する場合であっても、動作原理は変わらないため、同様の効果が得られる。このように、折り返しＴ字プローブ３が２個以上の第二のＴ字導体を有してもよいことは、後述する各実施の形態においても同様である。
【００３６】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２によるアンテナについて、図面を参照しながら説明する。本実施の形態によるアンテナは、放射導体とグランド導体とを短絡させる短絡導体をさらに備えたものである。
【００３７】
図１３は、本実施の形態によるアンテナ２０を示す斜視図である。図１４は、本実施の形態によるアンテナ２０を上面から見た透視図である。
【００３８】
図１３，図１４において、本実施の形態によるアンテナ２０は、グランド導体１と、長方形または正方形の放射導体２と、折り返しＴ字プローブ３と、短絡導体８とを備える。短絡導体８以外の構成は、放射導体２が長方形である以外、実施の形態１と同様であり、その説明を省略する。なお、本実施の形態では、放射導体２が長方形である場合について説明するが、放射導体２は正方形であってもよい。また、放射導体２が長方形である場合に、その長方形は正方形を含むと考えてもよく、あるいは、そうでなくてもよい。
【００３９】
短絡導体８は、放射導体２とグランド導体１とを短絡させる。すなわち、短絡導体８は、長方形または正方形の放射導体２の一辺の全体と、グランド導体１とを短絡させる。短絡導体８は、グランド導体１や放射導体２に略垂直に設けられる。また、本実施の形態による短絡導体８は、通常、矩形の形状である。
【００４０】
次に、本実施の形態によるアンテナ２０の動作原理について説明する。ここでは、本実施の形態によるアンテナ２０を送信用アンテナとして用いた場合について説明するが、受信用として用いた場合においても同様である。
【００４１】
給電回路７からの信号は、折り返しＴ字プローブ３を介して、電磁結合によって放射導体２に伝わる。そして、実施の形態１の場合の動作原理と同様に、給電点から見たアンテナ２０の入力インピーダンスは、折り返しアンテナと同様の原理によって、従来のＴ字プローブの場合に比べて高い入力インピーダンスを得ることができる。その結果、折り返しＴ字プローブ３を用いることにより、従来の背面同軸給電の場合に比べて広帯域な特性を得ることができる。
【００４２】
以上のように、本実施の形態によるアンテナ２０を、いわゆる片側短絡型の平面アンテナとした場合においても、従来の背面同軸給電やＴ字プローブの場合に比べて広帯域な特性を得ることができる。また、いわゆる片側短絡型の平面アンテナとすることにより、アンテナ２０を小型化することができる。
【００４３】
なお、本実施の形態では、放射導体２が長方形の場合について説明したが、前述のように、放射導体２は正方形であってもよい。その場合であっても、動作原理は変わらないため、同様の効果が得られる。このことは、後述する実施の形態４においても同様である。
【００４４】
また、本実施の形態では、短絡導体８が、放射導体２の一辺の全体と、グランド導体１とを短絡させる場合について説明したが、そうでなくてもよい。例えば、図１５に示すように、短絡導体８は、放射導体２の一辺の一部と、グランド導体１とを短絡させてもよい。その場合においても、その動作原理は変わらないため、同様の効果が得られる。ここで、短絡導体８が、放射導体２の一辺の一部と、グランド導体１とを短絡させる場合に、その短絡させる箇所は１箇所であってもよく、２箇所以上であってもよい。後者の場合でも、その２箇所以上の短絡箇所は、放射導体２の一辺に含まれていなくてはならない。これらのことは、後述する実施の形態４においても同様である。また、短絡導体８は、図１３，図１５で示されるように、面状の導体であってもよく、あるいは、線状の導体であってもよい。
【００４５】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３によるアンテナについて、図面を参照しながら説明する。本実施の形態によるアンテナは、誘電体基板を用いて構成されるマイクロストリップアンテナである。
【００４６】
図１６は、本実施の形態によるアンテナ２０を上面から見た透視図である。図１７は、本実施の形態によるアンテナ２０を第一のＴ字導体４側から見た透視側面図である。図１８は、本実施の形態によるアンテナ２０を第二の端部接続導体６ｂ側から見た透視側面図である。
【００４７】
図１６〜図１８において、本実施の形態によるアンテナ２０は、グランド導体１と、放射導体２と、折り返しＴ字プローブ３と、誘電体基板９とを備える。なお、折り返しＴ字プローブ３及び誘電体基板９以外の構成は実施の形態１と同様であり、その説明を省略する。
【００４８】
誘電体基板９は、いわゆる回路基板と同様のものであり、誘電体の基板である。その誘電体は、例えば、樹脂であってもよく、セラミックであってもよく、あるいは、その他の誘電体であってもよい。その誘電体基板９の第一の面上の一部または全面にグランド導体１が設けられている。また、誘電体基板９の第一の面と反対側の面である第二の面上に放射導体２が設けられている。前述のように、放射導体２は、グランド導体１よりも小さければよく、その形状は問わない。また、折り返しＴ字プローブ３の第一のＴ字導体４及び第二のＴ字導体５の横辺部は、それぞれ誘電体基板９に設けられたストリップライン１４ａ，１５ａで形成されている。また、折り返しＴ字プローブ３の第一の端部接続導体６ａ及び第二の端部接続導体６ｂも、誘電体基板９に設けられたストリップラインで形成されている。また、折り返しＴ字プローブ３の第一のＴ字導体４及び第二のＴ字導体５の縦辺部は、それぞれ誘電体基板９に設けられたスルーホール１４ｂ，１５ｂによって形成されている。したがって、第一のＴ字導体４は、ストリップライン１４ａである横辺部と、スルーホール１４ｂである縦辺部とを有することになる。また、第二のＴ字導体５は、ストリップライン１５ａである横辺部と、スルーホール１５ｂである縦辺部とを有することになる。なお、実施の形態１で説明したように、第一のＴ字導体４の縦辺部の一端は、グランド導体１を介して給電回路７に接続され、他端は横辺部に接続される。すなわち、スルーホール１４ｂのグランド導体１側の端部は、給電回路７に接続され、他の端部は、ストリップライン１４ａに接続される。したがって、スルーホール１４ｂのグランド導体１側の端部の位置には、実施の形態１と同様に、グランド導体１に孔２２が設けられており、スルーホール１４ｂとグランド導体１とが短絡していないものとする。一方、第二のＴ字導体５の縦辺部の一端はグランド導体１と接続され、他端は横辺部に接続される。すなわち、スルーホール１５ｂのグランド導体１側の端部は、グランド導体１と接続され、他の端部は、ストリップライン１５ａに接続される。
【００４９】
本実施の形態によるアンテナ２０は、マイクロストリップアンテナによって実施の形態１と同様のアンテナを実現したものであり、その動作原理は、実施の形態１と同様である。また、本実施の形態によるアンテナ２０の製造方法も、Ｔ字プローブが折り返し形状となった以外は、従来のマイクロストリップアンテナと同様であり、その説明を省略する。
【００５０】
以上のように、本実施の形態によるアンテナ２０によれば、いわゆるマイクロストリップアンテナとしてアンテナ２０を構成することができ、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。したがって、従来の背面同軸給電やＴ字プローブの場合に比べて広帯域な特性を得ることができる。また、アンテナ２０をマイクロストリップアンテナとして実現できるため、容易に製造することができるようになる。
【００５１】
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４によるアンテナについて、図面を参照しながら説明する。本実施の形態によるアンテナは、グランド導体と放射導体とが短絡された、誘電体基板を用いて構成されるマイクロストリップアンテナである。
【００５２】
図１９は、本実施の形態によるアンテナ２０を上面から見た透視図である。図２０は、本実施の形態によるアンテナ２０を第二の端部接続導体６ｂ側から見た透視側面図である。
【００５３】
図１９，図２０において、本実施の形態によるアンテナ２０は、グランド導体１と、放射導体２と、折り返しＴ字プローブ３と、誘電体基板９と、グランド導体１と放射導体２とを短絡させる短絡導体であるスルーホール１８とを備える。なお、グランド導体１、放射導体２、折り返しＴ字プローブ３、誘電体基板９の構成は、実施の形態３と同様である。すなわち、誘電体基板９の第一の面上にグランド導体１が設けられ、第一の面と反対側の面である第二の面上に放射導体２が設けられている。また、折り返しＴ字プローブ３の縦辺部が誘電体基板９に設けられたスルーホール１４ｂ，１５ｂで形成され、折り返しＴ字プローブ３の横辺部、並びに、第一及び第二の端部接続導体６ａ，６ｂが誘電体基板９に配設されたストリップライン１５ａ，１５ｂ等で形成されている。また、実施の形態２と同様に、短絡導体によってグランド導体１と放射導体２とが短絡されている。それらについては上述の各実施の形態で説明したため、詳細な説明を省略する。
【００５４】
なお、本実施の形態では、グランド導体１と放射導体２とを短絡させる短絡導体が、略等間隔に配置された複数のスルーホール１８で形成されている。そして、その複数のスルーホール１８は、長方形の放射導体２の一辺の全体と、グランド導体１とを短絡させる。なお、略等間隔とは、厳密に等間隔であってもよく、あるいは、製造誤差等に応じた誤差等の程度だけ等間隔でなくてもよいという意味である。各スルーホール１８の一端はグランド導体１に接続され、他端は放射導体２の一辺の付近に接続されている。その結果、放射導体２の一辺がグランド導体１に短絡されることになる。このように、本実施の形態によるアンテナ２０は、マイクロストリップアンテナによって実施の形態２の片側短絡型の平面アンテナを実現したものであり、その動作原理は、実施の形態２と同様である。
【００５５】
以上のように、本実施の形態によるアンテナ２０は、片側短絡型マイクロストリップアンテナとしてアンテナ２０を構成することができ、実施の形態２と同様の効果を得ることができる。したがって、従来の背面同軸給電やＴ字プローブの場合に比べて広帯域な特性を得ることができる。また、アンテナ２０をマイクロストリップアンテナとして実現できるため、容易に製造することができるようになる。
【００５６】
なお、本実施の形態では、短絡導体である複数のスルーホール１８が、放射導体２の一辺の全体と、グランド導体１とを短絡させる場合について説明したが、そうでなくてもよい。例えば、図２１に示すように、短絡導体である略等間隔で配置された複数個のスルーホール１８は、放射導体２の一辺の一部と、グランド導体１とを短絡させてもよい。その場合においても、その動作原理は変わらないため、同様の効果が得られる。なお、短絡導体であるスルーホール１８の個数は１個であってもよい。ここで、短絡導体であるスルーホール１８が、放射導体２の一辺の一部と、グランド導体１とを短絡させる場合に、その短絡させる箇所は１箇所であってもよく、２箇所以上であってもよい。後者の場合でも、その２箇所以上の短絡箇所は、放射導体２の一辺に含まれていなくてはならない。また、短絡導体が３以上のスルーホール１８で形成されている場合に、３以上のスルーホール１８は、前述のように略等間隔で配置されてもよく、あるいは、そうでなくてもよい。
【００５７】
また、実施の形態３，４では、グランド導体１及び放射導体２が誘電体基板９の表面に存在する場合について説明したが、そうでなくてもよい。例えば、グランド導体１の上にさらに別の誘電体の層が存在してもよい。そのような場合には、実施の形態３，４において、グランド導体１から放射導体２までの層について説明したと考えてもよい。
【００５８】
また、上記各実施の形態において、グランド導体１と放射導体２との間隔が、使用周波数における１／２０波長以下のより狭い場合について主に説明したが、そうでなくてもよい。グランド導体１と放射導体２との間隔が１／２０波長より大きい場合であっても、従来のＬ字状のプローブやＴ字状のプローブを用いたアンテナと同程度の帯域を有することになる。
【００５９】
また、本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
以上より、本発明によるアンテナによれば、Ｔ字プローブを折り返し構造とした折り返しＴ字プローブによって平面アンテナを構成したため、従来例に対して広帯域化を実現することができ、例えば、マイクロストリップアンテナ等として有用である。
【符号の説明】
【００６１】
１  グランド導体
２  放射導体
３  折り返しＴ字プローブ
４  第一のＴ字導体
４ａ、５ａ、２１ａ  横辺部
４ｂ、５ｂ、２１ｂ  縦辺部
５、２１  第二のＴ字導体
６ａ  第一の端部接続導体
６ｂ  第二の端部接続導体
７  給電回路
８  短絡導体
９  誘電体基板
１４ａ、１５ａ  ストリップライン
１４ｂ、１５ｂ、１８  スルーホール
１６ａ、１６ｂ  面取り部
１７ａ、１７ｂ  切り欠き部
２０  アンテナ
２２  孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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