(57)【要約】【課題】本発明は、導体までの距離にかかわらず一定の利得を得ることのできるアンテナ装置を提供することを目的とする。【解決手段】平衡不平衡変換回路１０３により、電波の放射が強く、かつ接地板１０１のサイズや形状により左右されるアンテナ素子１０５から接地板１０１に直接流れる電流による放射を抑えて、前記アンテナ装置が導体に近接する時、ループアンテナ部１０５ｃからの放射が低下すると、第１及び第２の線状アンテナ部１０５ａ、１０５ｂからの放射が増加し、第１及び第２の線状アンテナ部１０５ａ、１０５ｂからの放射が低下すると、ループアンテナ部１０５ｃからの放射が増加するように動作する。【選択図】図１
2008017384.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
接地導体を有する接地板と、
前記接地板に設けられ、前記接地板に設けられた不平衡給電手段に接続され、不平衡信号を平衡信号に変換する平衡不平衡変換回路と、
全長が送受信する電波の１波長以下であるアンテナ素子とを、
備えたアンテナ装置であって、
前記アンテナ素子は、
前記接地板から突出して、かつ前記接地板と平行に設けられ、前記平衡不平衡変換回路の平衡端子の一方に接続され、所定の長さを有する線状の導体からなる第１の線状アンテナ部と、
前記接地板から突出して、かつ前記接地板と平行に設けられ、前記平衡不平衡変換回路の平衡端子の他方に接続され、前記第１の線状アンテナ部と略平行に配置される所定の長さを有する線状の導体からなる第２の線状アンテナ部と、
前記接地板から突出して、かつ形成するループ面が前記接地板の面に対して略垂直になるように設けられ、一端が前記第１の線状アンテナ部に接続され、他端が前記第２の線状アンテナ部に接続され、ループ状の導体からなるループアンテナ部と、
から構成され、
前記平衡不平衡変換回路により、電波の放射が強く、かつ前記接地板のサイズや形状により左右される前記アンテナ素子から前記接地板に直接流れる電流による放射を抑えて、
前記アンテナ装置が導体に近接する時、前記ループアンテナ部からの放射が低下すると、前記第１及び第２の線状アンテナ部からの放射が増加し、前記第１及び第２の線状アンテナ部からの放射が低下すると、前記ループアンテナ部からの放射が増加するように動作することを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
前記ループアンテナ部のループ面が前記第１及び第２の線状アンテナ部に対して略垂直になるように設けられ、
前記ループアンテナ部と前記第１及び第２の線状アンテナ部が放射する互いの偏波成分が略直交関係にあ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】
前記平衡不平衡変換回路は、
不平衡端子と平衡端子の一方に接続され、前記不平衡端子の信号の位相を略９０度進ませて平衡端子の一方へ供給する＋９０度移相器と、
不平衡端子と平衡端子の他方に接続され、前記不平衡端子の信号の位相を略９０度遅らせて平衡端子の他方へ供給する−９０度移相器と、
から構成されることを特徴とする請求項１または２記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記第１及び第２の線状アンテナ部の長さ、太さ、前記第１及び第２の線状アンテナ部の間の距離を所定の値に設定することにより、
前記第１及び第２の線状アンテナ部および前記接地板から放射する偏波成分と前記ループアンテナ部から放射するループ面に対して直交する偏波成分を合成した偏波成分と、
前記ループアンテナ部から放射するループ面に対して平行な偏波成分とを、
同程度にしたことを特徴とする請求項１、２、３のいずれか１項記載アンテナ装置。
【請求項５】
前記ループアンテナ部のループの巻き数が複数であり、
前記ループアンテナ部のループ間の距離、前記巻き数を所定の値に設定することにより、前記第１及び第２の線状アンテナ部および前記接地板から放射する偏波成分と前記ループアンテナ部から放射するループ面に対して直交する偏波成分を合成した偏波成分と、
前記ループアンテナ部から放射するループ面に対して平行な偏波成分とを、
同程度にしたことを特徴とする請求項１、２、３、４のいずれか１項記載のアンテナ装置
。
【請求項６】
前記ループアンテナ部と前記接地板との距離、前記接地板の幅方向、長手方向の長さを所定の値に設定することにより、
前記第１及び第２の線状アンテナ部および前記接地板から放射する偏波成分と前記ループアンテナ部から放射するループ面に対して直交する偏波成分を合成した偏波成分と、
前記ループアンテナ部から放射するループ面に対して平行な偏波成分とを、
同程度にしたことを特徴とする請求項１、２、３、４、５のいずれか１項記載のアンテナ装置。
【請求項７】
接地導体を有する接地板と、
前記接地板に設けられ、不平衡信号を平衡信号に変換する２組の平衡不平衡変換回路と、２組の前記平衡不平衡変換回路の平衡端子にそれぞれに接続され、全長が送受信する電波の１波長以下である２組のアンテナ素子と、
前記接地板に設けられ、前記接地板に設けられた不平衡給電手段と２組の前記平衡不平衡変換回路の不平衡端子に接続され、２組の前記平衡不平衡変換回路の不平衡端子のうち一方と不平衡給電手段とを接続するか、または他方と不平衡給電手段とを接続するかを選択的に切り替えるスイッチとを、
備えたアンテナ装置であって
２組の前記アンテナ素子はそれぞれ、
前記接地板から突出して、かつ前記接地板と平行に設けられ、前記平衡不平衡変換回路の平衡端子の一方に接続され、所定の長さを有する線状の導体からなる第１の線状アンテナ部と、
前記接地板から突出して、かつ前記接地板と平行に設けられ、前記平衡不平衡変換回路の平衡端子の他方に接続され、前記第１の線状アンテナ部と略平行に配置される所定の長さを有する線状の導体からなる第２の線状アンテナ部と、
前記接地板から突出して、かつ形成するループ面が前記接地板の面に対して略垂直になるように設けられ、一端が前記第１の線状アンテナ部に接続され、他端が前記第２の線状アンテナ部に接続され、ループ状の導体からなるループアンテナ部と、
から構成され、
２組の前記アンテナ素子は前記接地板の面にて互いに略直交する向きになるように配置され、
２組の前記アンテナ素子はそれぞれ
前記平衡不平衡変換回路により、電波の放射が強く、かつ前記接地板のサイズや形状により左右される前記アンテナ素子から前記接地板に直接流れる電流による放射を抑えて、
前記アンテナ装置が導体に近接する時、前記ループアンテナ部からの放射が低下すると、前記第１及び第２の線状アンテナ部からの放射が増加し、前記第１及び第２の線状アンテナ部からの放射が低下すると、前記ループアンテナ部からの放射が増加するように動作することを特徴とするアンテナ装置。
【請求項８】
接地導体を有する接地板と、
前記接地板に設けられ、不平衡信号を平衡信号に変換する２組の平衡不平衡変換回路と、２組の前記平衡不平衡変換回路の平衡端子にそれぞれに接続され、全長が送受信する電波の１波長以下である２組のアンテナ素子と、
前記接地板に設けられ、前記接地板に設けられた不平衡給電手段と２組の前記平衡不平衡変換回路の不平衡端子に接続され、
２組の前記平衡不平衡変換回路の不平衡端子の両方に給電し、かつ給電位相の差が略９０度になるように給電する９０度位相差分配器とを、
備えたアンテナ装置であって
２組の前記アンテナ素子はそれぞれ、
前記接地板から突出して、かつ前記接地板と平行に設けられ、前記平衡不平衡変換回路の平衡端子の一方に接続され、所定の長さを有する線状の導体からなる第１の線状アンテナ部と、
前記接地板から突出して、かつ前記接地板と平行に設けられ、前記平衡不平衡変換回路の平衡端子の他方に接続され、前記第１の線状アンテナ部と略平行に配置される所定の長さを有する線状の導体からなる第２の線状アンテナ部と、
前記接地板から突出して、かつ形成するループ面が前記接地板の面に対して略垂直になるように設けられ、一端が前記第１の線状アンテナ部に接続され、他端が前記第２の線状アンテナ部に接続され、ループ状の導体からなるループアンテナ部と、
から構成され、
２組の前記アンテナ素子は前記接地板の面にて互いに略直交する向きになるように配置され、
２組の前記アンテナ素子はそれぞれ
前記平衡不平衡変換回路により、電波の放射が強く、かつ前記接地板のサイズや形状により左右される前記アンテナ素子から前記接地板に直接流れる電流による放射を抑えて、
前記アンテナ装置が導体に近接する時、前記ループアンテナ部からの放射が低下すると、前記第１及び第２の線状アンテナ部からの放射が増加し、前記第１及び第２の線状アンテナ部からの放射が低下すると、前記ループアンテナ部からの放射が増加するように動作することを特徴とするアンテナ装置。
【請求項９】
２組の前記アンテナ素子はそれぞれ
前記ループアンテナ部のループ面が前記第１及び第２の線状アンテナ部に対して略垂直になるように設けられ、
前記ループアンテナ部と前記第１及び第２の線状アンテナ部が放射する互いの偏波成分が略直交関係にあることを特徴とする請求項７または８記載のアンテナ装置。
【請求項１０】
２組の前記平衡不平衡変換回路はそれぞれ、
不平衡端子と平衡端子の一方に接続され、前記不平衡端子の信号の位相を略９０度進ませて平衡端子の一方へ供給する＋９０度移相器と、
不平衡端子と平衡端子の他方に接続され、前記不平衡端子の信号の位相を略９０度遅らせて平衡端子の他方へ供給する−９０度移相器と、
から構成されることを特徴とする請求項７、８、９のいずれか１項記載のアンテナ装置。
【請求項１１】
２組の前記アンテナ素子はそれぞれ
前記第１及び第２の線状アンテナ部の長さ、太さ、前記第１及び第２の線状アンテナ部の間の距離を所定の値に設定することにより、
前記第１及び第２の線状アンテナ部および前記接地板から放射する偏波成分と前記ループアンテナ部から放射するループ面に対して直交する偏波成分を合成した偏波成分と、
前記ループアンテナ部から放射するループ面に対して平行な偏波成分とを、
同程度にしたことを特徴とする請求項７、８、９、１０のいずれか１項記載のアンテナ装置。
【請求項１２】
２組の前記アンテナ素子はそれぞれ
前記ループアンテナ部のループの巻き数が複数であり、
前記ループアンテナ部のループ間の距離、前記巻き数を所定の値に設定することにより、前記第１及び第２の線状アンテナ部および前記接地板から放射する偏波成分と前記ループアンテナ部から放射するループ面に対して直交する偏波成分を合成した偏波成分と、
前記ループアンテナ部から放射するループ面に対して平行な偏波成分とを、
同程度にしたことを特徴とする請求項７、８、９、１０、１１のいずれか１項記載のアンテナ装置。
【請求項１３】
２組の前記アンテナ素子はそれぞれ
前記ループアンテナ部と前記接地板との距離、前記接地板の幅方向、長手方向の長さを所定の値に設定することにより、
前記第１及び第２の線状アンテナ部および前記接地板から放射する偏波成分と前記ループアンテナ部から放射するループ面に対して直交する偏波成分を合成した偏波成分と、
前記ループアンテナ部から放射するループ面に対して平行な偏波成分とを、
同程度にしたことを特徴とする請求項７、８、９、１０、１１、１２のいずれか１項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、ループアンテナを含むアンテナ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報セキュリティの確保のため、無線による個人認証技術の開発が進められている。具体的には、使用者が無線通信装置を所持し、パソコン、携帯電話、車などの対象物にも無線通信装置が備えられ、無線により常時認証を行う。対象物が使用者の周囲一定範囲内に入ったとき、対象物の制御を可能にする。使用者の周囲一定範囲から外れたときは、対象物の制御を不能にする。
【０００３】
使用者の周囲一定範囲に対象物があるかどうか判断するために、無線による認証通信時に対象物と使用者の距離を無線通信装置にて測定する必要がある。
【０００４】
もっとも簡易な距離測定の方法として受信電界強度による測定がある。距離測定のための特別な回路を必要とせず、無線認証のための無線通信装置を利用して距離が測定できる。
【０００５】
しかしながら、使用者が無線通信装置を所持するため、搭載されているアンテナの利得が人体など導体の影響を強く受ける。また、マルチパス環境で使用するとフェージングの影響を受ける。
【０００６】
以上の理由により、周囲の環境により受信電界強度が急激に低下する現象が起こり、距離の増大に伴い受信電界強度が低下するという距離と受信電界強度の関係が崩れ、距離測定の精度が大きく劣化する。
【０００７】
従来は、導体によるアンテナへの影響を回避する方法として、導体がアンテナに接近しても利得が急激に低下することを防ぐため、導体に対してループ面が垂直である構造をしたループアンテナを使用する方法（特許文献１参照）があった。また、フェージングの影響を防ぐ方法としては、異なる偏波成分を放射する方法（特許文献１、特許文献２参照）があった。
【特許文献１】特開２０００−２４４２１９号公報
【特許文献２】特開２００５−１０５６０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記従来の方法ではアンテナの利得が、導体がアンテナに接近した場合と離れた場合で変化するため、アンテナから導体までの距離にかかわらず一定のアンテナの利得を得ることができない。よってフェージングの影響は回避できても、導体との距離によるアンテナ利得の変動を回避することはできないという課題を有していた。
【０００９】
本発明は、上記従来の課題に鑑み、導体までの距離にかかわらず一定の利得を得ることのできるアンテナ装置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】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明のアンテナ装置は、接地導体を有する接地板と、前記接地板に設けられ、前記接地板に設けられた不平衡給電手段に接続され、不平衡信号を平衡信号に変換する平衡不平衡変換回路と、全長が送受信する電波の１波長以下であるア
ンテナ素子とを、備えたアンテナ装置であって、前記アンテナ素子は、前記接地板から突出して、かつ前記接地板と平行に設けられ、前記平衡不平衡変換回路の平衡端子の一方に接続され、所定の長さを有する線状の導体からなる第１の線状アンテナ部と、前記接地板から突出して、かつ前記接地板と平行に設けられ、前記平衡不平衡変換回路の平衡端子の他方に接続され、前記第１の線状アンテナ部と略平行に配置される所定の長さを有する線状の導体からなる第２の線状アンテナ部と、前記接地板から突出して、かつ形成するループ面が前記接地板の面に対して略垂直になるように設けられ、一端が前記第１の線状アンテナ部に接続され、他端が前記第２の線状アンテナ部に接続され、ループ状の導体からなるループアンテナ部と、から構成され、前記平衡不平衡変換回路により、電波の放射が強く、かつ前記接地板のサイズや形状により左右される前記アンテナ素子から前記接地板に直接流れる電流による放射を抑えて、前記アンテナ装置が導体に近接する時、前記ループアンテナ部からの放射が低下すると、前記第１及び第２の線状アンテナ部からの放射が増加し、前記第１及び第２の線状アンテナ部からの放射が低下すると、前記ループアンテナ部からの放射が増加するように動作する。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように、本発明は、電波の放射が強く、調整が困難でかつ接地板のサイズや形状により大きく左右されるアンテナ素子から接地板に直接流れる電流による放射を平衡不平衡変換回路により抑え、アンテナ素子の構造を、導体に近接する時に異なる利得変化をするループアンテナと線状アンテナを組み合わせた構造とし、アンテナ素子の各部位の寸法を所定の値に設定することで、アンテナ装置と導体との距離にかかわらず、一定の合成偏波成分の利得を得るアンテナ装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
第１の発明は、接地導体を有する接地板と、前記接地板に設けられ、前記接地板に設けられた不平衡給電手段に接続され、不平衡信号を平衡信号に変換する平衡不平衡変換回路と、全長が送受信する電波の１波長以下であるアンテナ素子とを、備えたアンテナ装置であって、前記アンテナ素子は、前記接地板から突出して、かつ前記接地板と平行に設けられ、前記平衡不平衡変換回路の平衡端子の一方に接続され、所定の長さを有する線状の導体からなる第１の線状アンテナ部と、前記接地板から突出して、かつ前記接地板と平行に設けられ、前記平衡不平衡変換回路の平衡端子の他方に接続され、前記第１の線状アンテナ部と略平行に配置される所定の長さを有する線状の導体からなる第２の線状アンテナ部と、前記接地板から突出して、かつ形成するループ面が前記接地板の面に対して略垂直になるように設けられ、一端が前記第１の線状アンテナ部に接続され、他端が前記第２の線状アンテナ部に接続され、ループ状の導体からなるループアンテナ部と、から構成され、前記平衡不平衡変換回路により、電波の放射が強く、かつ前記接地板のサイズや形状により左右される前記アンテナ素子から前記接地板に直接流れる電流による放射を抑えて、前記アンテナ装置が導体に近接する時、前記ループアンテナ部からの放射が低下すると、前記第１及び第２の線状アンテナ部からの放射が増加し、前記第１及び第２の線状アンテナ部からの放射が低下すると、前記ループアンテナ部からの放射が増加するように動作することを特徴とするアンテナ装置である。
【００１３】
この構成により、アンテナ装置と導体との距離にかかわらず、一定の利得を得ることができる。
【００１４】
第２の発明は、第１の発明のアンテナ装置において、前記ループアンテナ部のループ面が前記第１及び第２の線状アンテナ部に対して略垂直になるように設けられ、前記ループアンテナ部と前記第１及び第２の線状アンテナ部が放射する互いの偏波成分が略直交関係にあることを特徴とするアンテナ装置である。
【００１５】
この構成により、前記アンテナ素子は偏波ダイバーシチ効果を得ることができる。
【００１６】
第３の発明は、第１〜２いずれか１つの発明のアンテナ装置において、前記平衡不平衡変換回路は、不平衡端子と平衡端子の一方に接続され、不平衡端子の信号の位相を略９０度進ませて平衡端子の一方へ供給する＋９０度移相器と、不平衡端子と平衡端子の他方に接続され、不平衡端子の信号の位相を略９０度遅らせて平衡端子の他方へ供給する−９０度移相器と、から構成されることを特徴とするアンテナ装置である。
【００１７】
この構成により、前記平衡不平衡変換回路を小型化することができる。
【００１８】
第４の発明は、第１〜３いずれか１つの発明のアンテナ装置において、前記第１及び第２の線状アンテナ部の長さ、太さ、前記第１及び第２の線状アンテナ部の間の距離を所定の値に設定することにより、前記第１及び第２の線状アンテナ部および前記接地板から放射する偏波成分と前記ループアンテナ部から放射するループ面に対して直交する偏波成分を合成した偏波成分と、前記ループアンテナ部から放射するループ面に対して平行な偏波成分とを、同程度にしたことを特徴とするアンテナ装置である。
【００１９】
この構成により、アンテナ装置と導体との距離にかかわらず、一定の利得を得ることができる。
【００２０】
第５の発明は、第１〜４いずれか１つの発明のアンテナ装置において、前記ループアンテナ部のループの巻き数が複数であり、前記ループアンテナ部のループ間の距離、巻き数を所定の値に設定することにより、前記第１及び第２の線状アンテナ部および前記接地板から放射する偏波成分と前記ループアンテナ部から放射するループ面に対して直交する偏波成分を合成した偏波成分と、前記ループアンテナ部から放射するループ面に対して平行な偏波成分とを、同程度にしたことを特徴とするアンテナ装置である。
【００２１】
この構成により、アンテナ装置と導体との距離にかかわらず、一定の利得を得ることができる。
【００２２】
第６の発明は、第１〜５いずれか１つの発明のアンテナ装置において、前記ループアンテナ部と前記接地板との距離、前記接地板の幅方向、長手方向の長さを所定の値に設定することにより、前記第１及び第２の線状アンテナ部および前記接地板から放射する偏波成分と前記ループアンテナ部から放射するループ面に対して直交する偏波成分を合成した偏波成分と、前記ループアンテナ部から放射するループ面に対して平行な偏波成分とを、同程度にしたことを特徴とするアンテナ装置である。
【００２３】
この構成により、アンテナ装置と導体との距離にかかわらず、一定の利得を得ることができる。
【００２４】
第７の発明は、接地導体を有する接地板と、前記接地板に設けられ、不平衡信号を平衡信号に変換する２組の平衡不平衡変換回路と、２組の前記平衡不平衡変換回路の平衡端子にそれぞれに接続され、全長が送受信する電波の１波長以下である２組のアンテナ素子と、前記接地板に設けられ、前記接地板に設けられた不平衡給電手段と２組の前記平衡不平衡変換回路の不平衡端子に接続され、２組の前記平衡不平衡変換回路の不平衡端子のうち一方と不平衡給電手段とを接続するか、または他方と不平衡給電手段とを接続するかを選択的に切り替えるスイッチとを、備えたアンテナ装置であって２組の前記アンテナ素子はそれぞれ、前記接地板から突出して、かつ前記接地板と平行に設けられ、前記平衡不平衡変換回路の平衡端子の一方に接続され、所定の長さを有する線状の導体からなる第１の線状アンテナ部と、前記接地板から突出して、かつ前記接地板と平行に設けられ、前記平衡
不平衡変換回路の平衡端子の他方に接続され、前記第１の線状アンテナ部と略平行に配置される所定の長さを有する線状の導体からなる第２の線状アンテナ部と、前記接地板から突出して、かつ形成するループ面が前記接地板の面に対して略垂直になるように設けられ、一端が前記第１の線状アンテナ部に接続され、他端が前記第２の線状アンテナ部に接続され、ループ状の導体からなるループアンテナ部と、から構成され、２組の前記アンテナ素子は前記接地板の面にて互いに略直交する向きになるように配置され、２組の前記アンテナ素子はそれぞれ前記平衡不平衡変換回路により、電波の放射が強く、かつ前記接地板のサイズや形状により左右される前記アンテナ素子から前記接地板に直接流れる電流による放射を抑えて、前記アンテナ装置が導体に近接する時、前記ループアンテナ部からの放射が低下すると、前記第１及び第２の線状アンテナ部からの放射が増加し、前記第１及び第２の線状アンテナ部からの放射が低下すると、前記ループアンテナ部からの放射が増加するように動作することを特徴とするアンテナ装置である。
【００２５】
この構成により、アンテナ装置と導体との距離にかかわらず、一定の利得を得ることができる。また、アンテナ装置と導体との距離が波長に対して非常に短いときや４分の１波長の倍数のときでも、偏波ダイバーシチの効果を得ることができる。
【００２６】
第８の発明は、接地導体を有する接地板と、前記接地板に設けられ、不平衡信号を平衡信号に変換する２組の平衡不平衡変換回路と、２組の前記平衡不平衡変換回路の平衡端子にそれぞれに接続され、全長が送受信する電波の１波長以下である２組のアンテナ素子と、前記接地板に設けられ、前記接地板に設けられた不平衡給電手段と２組の前記平衡不平衡変換回路の不平衡端子に接続され、２組の前記平衡不平衡変換回路の不平衡端子の両方に給電し、かつ給電位相の差が略９０度になるように給電する９０度位相差分配器とを、備えたアンテナ装置であって２組の前記アンテナ素子はそれぞれ、前記接地板から突出して、かつ前記接地板と平行に設けられ、前記平衡不平衡変換回路の平衡端子の一方に接続され、所定の長さを有する線状の導体からなる第１の線状アンテナ部と、前記接地板から突出して、かつ前記接地板と平行に設けられ、前記平衡不平衡変換回路の平衡端子の他方に接続され、前記第１の線状アンテナ部と略平行に配置される所定の長さを有する線状の導体からなる第２の線状アンテナ部と、前記接地板から突出して、かつ形成するループ面が前記接地板の面に対して略垂直になるように設けられ、一端が前記第１の線状アンテナ部に接続され、他端が前記第２の線状アンテナ部に接続され、ループ状の導体からなるループアンテナ部と、から構成され、２組の前記アンテナ素子は前記接地板の面にて互いに略直交する向きになるように配置され、２組の前記アンテナ素子はそれぞれ前記平衡不平衡変換回路により、電波の放射が強く、かつ前記接地板のサイズや形状により左右される前記アンテナ素子から前記接地板に直接流れる電流による放射を抑えて、前記アンテナ装置が導体に近接する時、前記ループアンテナ部からの放射が低下すると、前記第１及び第２の線状アンテナ部からの放射が増加し、前記第１及び第２の線状アンテナ部からの放射が低下すると、前記ループアンテナ部からの放射が増加するように動作することを特徴とするアンテナ装置である。
【００２７】
この構成により、アンテナ装置と導体との距離にかかわらず、偏波ダイバーシチの効果を得ることができ、さらに前記スイッチの切り替え動作を不要にすることができる。
【００２８】
第９の発明は、第７〜８いずれか１つの発明のアンテナ装置において、２組の前記アンテナ素子はそれぞれ前記ループアンテナ部のループ面が前記第１及び第２の線状アンテナ部に対して略垂直になるように設けられ、前記ループアンテナ部と前記第１及び第２の線状アンテナ部が放射する互いの偏波成分が略直交関係にあることを特徴とするアンテナ装置である。
【００２９】
この構成により、２組の前記アンテナ素子はそれぞれ偏波ダイバーシチ効果を得ること
ができる。
【００３０】
第１０の発明は、第７〜９いずれか１つの発明のアンテナ装置において、２組の前記平衡不平衡変換回路はそれぞれ、不平衡端子と平衡端子の一方に接続され、不平衡端子の信号の位相を略９０度進ませて平衡端子の一方へ供給する＋９０度移相器と、不平衡端子と平衡端子の他方に接続され、不平衡端子の信号の位相を略９０度遅らせて平衡端子の他方へ供給する−９０度移相器と、から構成されることを特徴とするアンテナ装置である。
【００３１】
この構成により、２組の前記平衡不平衡変換回路を小型化することができる。
【００３２】
第１１の発明は、第７〜１０いずれか１つの発明のアンテナ装置において、２組の前記アンテナ素子はそれぞれ前記第１及び第２の線状アンテナ部の長さ、太さ、前記第１及び第２の線状アンテナ部の間の距離を所定の値に設定することにより、前記第１及び第２の線状アンテナ部および前記接地板から放射する偏波成分と前記ループアンテナ部から放射するループ面に対して直交する偏波成分を合成した偏波成分と、前記ループアンテナ部から放射するループ面に対して平行な偏波成分とを、同程度にしたことを特徴とするアンテナ装置である。
【００３３】
この構成により、アンテナ装置と導体との距離にかかわらず、一定の利得を得ることができる。
【００３４】
第１２の発明は、第７〜１１いずれか１つの発明のアンテナ装置において、２組の前記アンテナ素子はそれぞれ前記ループアンテナ部のループの巻き数が複数であり、前記ループアンテナ部のループ間の距離、巻き数を所定の値に設定することにより、前記第１及び第２の線状アンテナ部および前記接地板から放射する偏波成分と前記ループアンテナ部から放射するループ面に対して直交する偏波成分を合成した偏波成分と、前記ループアンテナ部から放射するループ面に対して平行な偏波成分とを、同程度にしたことを特徴とするアンテナ装置である。
【００３５】
この構成により、アンテナ装置と導体との距離にかかわらず、一定の利得を得ることができる。
【００３６】
第１３の発明は、第７〜１２いずれか１つの発明のアンテナ装置において、２組の前記アンテナ素子はそれぞれ前記ループアンテナ部と前記接地板との距離、前記接地板の幅方向、長手方向の長さを所定の値に設定することにより、前記第１及び第２の線状アンテナ部および前記接地板から放射する偏波成分と前記ループアンテナ部から放射するループ面に対して直交する偏波成分を合成した偏波成分と、前記ループアンテナ部から放射するループ面に対して平行な偏波成分とを、同程度にしたことを特徴とするアンテナ装置である。
【００３７】
この構成により、アンテナ装置と導体との距離にかかわらず、一定の利得を得ることができる。
【００３８】
以下、本発明のアンテナを実施するための最良の形態について、図１から図１７の各図面に沿って説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００３９】
（実施の形態１）
以下に、本発明のアンテナ装置の実施の形態１の詳細について説明する。
【００４０】
図１は、アンテナ装置の構成を示す図である。Ｘ、ＹおよびＺは、各々の座標軸を示す
。図１において、１０１は、接地導体を有する接地板である。
【００４１】
１０２は、接地板１０１上に設けられ、送信信号を生成し出力し、入力された受信信号を処理する送受信回路である。送受信回路１０２から入出力される送受信信号は不平衡信号である。
【００４２】
１０３は、接地板１０１に設けられ、不平衡端子が送受信回路１０２に接続され、平衡端子が後述する整合回路１０４に接続され、送受信回路１０２からの不平衡信号を平衡信号に変換して整合回路１０４へ供給する平衡不平衡変換回路である。
【００４３】
１０４は、接地板１０１上に設けられ、後述するアンテナ素子１０５と平衡不平衡変換回路１０３に接続され、後述するアンテナ素子１０５へ効率よく給電するため、後述するアンテナ素子１０５と平衡不平衡変換回路１０３の間のインピーダンスの整合を行う整合回路である。
【００４４】
１０５は、後述する第１の線状アンテナ部１０５ａ、第２の線状アンテナ部１０５ｂ、ループアンテナ部１０５ｃから構成されるアンテナ素子である。
【００４５】
１０５ａは、接地板１０１から突出して、かつ接地板１０１と平行に設けられ、整合回路１０４の平衡端子の一方に接続され、所定の長さを有する線状の導体からなる第１の線状アンテナ部である。
【００４６】
１０５ｂは、接地板１０１から突出して、かつ接地板１０１と平行に設けられ、整合回路１０４の平衡端子の他方に接続され、第１の線状アンテナ部１０５ａと略平行に配置される所定の長さを有する線状の導体からなる第２の線状アンテナ部である。
【００４７】
１０５ｃは、接地板１０１から突出して、かつ形成するループ面が接地板１０１の面に対して略垂直になるように設けられ、一端が第１の線状アンテナ部１０５ａに接続され、他端が第２の線状アンテナ部１０５ｂに接続され、複数の巻き数を有する矩形のループ状の導体からなるループアンテナ部である。
【００４８】
ループアンテナ部１０５ｃのループの巻き数は、ループアンテナ部１０５ｃの利得を上げるために複数の巻き数としているが、１回巻きでもよい。また、ループアンテナ部１０５ｃのループの形状は矩形でなくてもよい。
【００４９】
アンテナ素子１０５は、全長が送受信する電波の１波長以下である。また、アンテナ素子１０５からの放射が接地板１０１に遮蔽されることを防ぐため、アンテナ素子１０５は、接地板１０１から突出して設けられている。
【００５０】
また、アンテナ素子１０５は第１及び第２の線状アンテナ部１０５ａ、１０５ｂとループアンテナ部１０５ｃのループ面が直交するように設けられている。
【００５１】
図２は、平衡不平衡変換回路１０３の構成を示す図である。
【００５２】
平衡不平衡変換回路１０３は、後述する＋９０度移相器１０３ａ、−９０度移相器１０３ｂから構成される。
【００５３】
図２において、１０３ａは、不平衡端子と平衡端子の一方に接続され、不平衡端子の信号の位相を略９０度進ませて平衡端子の一方へ供給する＋９０度移相器である。
【００５４】
不平衡端子と平衡端子間に直列に接続されるコンデンサＣ１と平衡端子側に並列に接続されるインダクタＬ１により構成される。
【００５５】
１０３ｂは、不平衡端子と平衡端子の他方に接続され、不平衡端子の信号の位相を略９０度遅らせて平衡端子の他方へ供給する−９０度移相器である。
【００５６】
不平衡端子と平衡端子間に直列に接続されるインダクタＬ２と平衡端子側に並列に接続されるコンデンサＣ２により構成される。
【００５７】
平衡不平衡変換回路１０３は、チップ部品が使用できるインダクタやコンデンサにより回路を構成できるため、一般的なトランスを使用した平衡不平衡変換回路に比べて、回路を小型化できる。
【００５８】
以上のように構成されたアンテナ装置について、その動作を説明する。
【００５９】
送受信回路１０２から出力された送信信号は、平衡不平衡変換回路１０３により平衡信号に変換され、整合回路１０４によりインピーダンス変換され、アンテナ素子１０５に出力される。また、アンテナ素子１０５により受信された電波は、整合回路１０４によりインピーダンス変換され、平衡不平衡変換回路１０３により不平衡信号に変換され、送受信回路１０２に受信信号として入力される。
【００６０】
次に上記のように構成されたアンテナ装置の電波の放射について説明する。
【００６１】
図３（ａ）は、導体板とループアンテナの位置関係を示す図である。図３（ｂ）はループアンテナと導体板との距離と、導体板と反対方向のループアンテナの利得の関係を示す図である。
【００６２】
一般的に、ループアンテナはループ面が導体面に対して垂直であるとき、ループアンテナと導体板との距離が、波長に対して十分短いとき、利得が高くなる。
【００６３】
ループアンテナと導体板との距離が、４分の１波長の奇数倍であるとき、利得が大幅に低下する。ループアンテナと導体板との距離が、４分の１波長の偶数倍であるとき、利得が高くなる。
【００６４】
図４（ａ）は、導体板と線状アンテナの位置関係を示す図である。図４（ｂ）は線状アンテナと導体板との距離と、導体板と反対方向の線状アンテナの利得の関係を示す図である。
【００６５】
一般的に、線状アンテナは導体面に対して平行であるとき、線状アンテナと導体板との距離が、波長に対して十分短いとき、利得が大幅に低下する。
【００６６】
線状アンテナと導体板との距離が、４分の１波長の奇数倍であるとき、利得が高くなる。線状アンテナと導体板との距離が、４分の１波長の偶数倍であるとき、利得が大幅に低下する。
【００６７】
図５は、後述する導体板１０６が本実施の形態のアンテナ装置に近接する時のアンテナ装置と後述する導体板１０６の位置関係を示す図である。１０６は、板状の導体からなる導体板である。
【００６８】
アンテナ装置からの電波の放射は、第１及び第２の線状アンテナ部１０５ａ、１０５ｂ
からの放射と、接地板１０１からの放射、ループアンテナ部１０５ｃから放射とからなる。
【００６９】
さらに、ループアンテナ部１０５ｃからの放射は、ループとループの間から放射されるループ面に対して直交する偏波成分と、ループ自体から放射されるループ面に対して平行な偏波成分とからなる。
【００７０】
第１及び第２の線状アンテナ部１０５ａ、１０５ｂ、接地板１０１からの放射、ループアンテナ部１０５ｃから放射されるループ面に対して直交する偏波成分は、すべて垂直偏波（Ｚ軸方向の偏波をいい、以下同様である）である。
【００７１】
ループアンテナ部１０５ｃから放射されるループ面に対して平行な偏波成分は、水平偏波（Ｘ軸方向の偏波をいい、以下同様である）である。
【００７２】
図５のようにアンテナ装置に導体板１０６が近接するとき、第１及び第２の線状アンテナ部１０５ａ、１０５ｂ、接地板１０１は、導体板１０６に対して平行であり、ループアンテナ部１０５ｃは、ループ面が導体板１０６に対して垂直である。
【００７３】
垂直偏波成分を放射する部位は、導体板１０６に対して平行となるため、アンテナ装置と導体板との距離と、導体板と反対方向のアンテナ装置の垂直偏波成分の利得との関係は、図４（ｂ）と同様になる。
【００７４】
つまり、アンテナ装置と導体板との距離が、波長に対して十分短いとき、垂直偏波成分の利得が大幅に低下する。
【００７５】
アンテナ装置と導体板との距離が、４分の１波長の奇数倍であるとき、垂直偏波成分の利得が高くなる。アンテナ装置と導体板との距離が、４分の１波長の偶数倍であるとき、垂直偏波成分の利得が大幅に低下する。
【００７６】
また、水平偏波成分を放射するループアンテナ部１０５ｃは、ループ面が導体板１０６に対して垂直となるため、アンテナ装置と導体板との距離と、導体板と反対方向のアンテナ装置の水平偏波成分の利得との関係は、図３（ｂ）と同様になる。
【００７７】
つまり、アンテナ装置と導体板との距離が、波長に対して十分短いとき、水平偏波成分の利得が高くなる。
【００７８】
アンテナ装置と導体板との距離が、４分の１波長の奇数倍であるとき、水平偏波成分の利得が大幅に低下する。アンテナ装置と導体板との距離が、４分の１波長の偶数倍であるとき、水平偏波成分の利得が高くなる。
【００７９】
よってアンテナ装置が導体板に近接する時、水平偏波成分の利得が低下するとき、垂直偏波成分の利得が増加し、垂直偏波成分の利得が低下するとき、水平偏波成分の利得が増加するように動作する。
【００８０】
図６（ａ）は、垂直偏波成分の利得が水平偏波成分の利得より高いときの本実施の形態のアンテナ装置と導体板１０６との距離と、導体板１０６と反対方向のアンテナ装置の利得の関係を示す図である。
【００８１】
図６（ｂ）は、垂直偏波成分の利得が水平偏波成分の利得より低いときの本実施の形態のアンテナ装置と導体板１０６との距離と、導体板１０６と反対方向のアンテナ装置の利
得の関係を示す図である。
【００８２】
図６（ｃ）は、垂直偏波成分の利得が水平偏波成分の利得と同じときの本実施の形態のアンテナ装置と導体板１０６との距離と、導体板１０６と反対方向のアンテナ装置の利得の関係を示す図である。
【００８３】
アンテナ装置が放射する合成偏波成分は、垂直偏波成分と水平偏波成分を合成したものである。
【００８４】
図６（ａ）に示すように、垂直偏波成分の利得が水平偏波成分の利得より高いとき、アンテナ装置と導体板との距離が４分の１波長の奇数倍であるとき、合成偏波成分の利得は高くなる。
【００８５】
図６（ｂ）に示すように、垂直偏波成分の利得が水平偏波成分の利得より低いとき、アンテナ装置と導体板との距離が４分の１波長の奇数倍であるとき、合成偏波成分の利得は低くなる。
【００８６】
図６（ｃ）に示すように、垂直偏波成分の利得が水平偏波成分の利得と同じとき、アンテナ装置と導体板との距離にかかわらず、合成偏波成分の利得は一定となる。
【００８７】
垂直偏波成分と水平偏波成分の利得を同程度にすることで、合成偏波成分は、アンテナ装置と導体板１０６との距離にかかわらず一定となる。
【００８８】
アンテナ素子１０５は平衡不平衡変換回路１０３により平衡給電されるので、アンテナ素子１０５から接地板１０１に直接流れる電流による放射は非常に小さい。接地板１０１からの放射は、アンテナ素子１０５からの放射によって接地板１０１に誘起される電流による放射が主である。よって接地板１０１からの放射はアンテナ素子１０５からの放射に比べて小さい。アンテナ装置全体からの電波の放射はアンテナ素子１０５による放射が主となる。
【００８９】
よって、アンテナ素子１０５の各部位の寸法を所定の値に設定することで、垂直偏波成分と水平偏波成分の利得を同程度にすることができる。
【００９０】
図７は線状アンテナ部１０５ａ、１０５ｂの長さＡとアンテナ装置のＸＹ面の平均利得の関係を示す図である。
【００９１】
周波数は４２６ＭＨｚ、線状アンテナ部１０５ａ、１０５ｂ間の距離Ｂは５ｍｍ、線状アンテナ部１０５ａ、１０５ｂの太さＷは１ｍｍ、ループアンテナ部１０５ｃの巻き数は２、サイズは２０ｍｍ×２ｍｍ、ループ間の距離Ｐは０．５ｍｍ、接地板１０１のサイズは２２ｍｍ（Ｔ）×２３ｍｍ（Ｌ）、ループアンテナ部１０５ｃと接地板１０１との距離Ｃは、１２．５ｍｍとした場合の計算値である。
【００９２】
図８は線状アンテナ部１０５ａ、１０５ｂの太さＷとアンテナ装置のＸＹ面の平均利得の関係を示す図である。
【００９３】
周波数は４２６ＭＨｚ、線状アンテナ部１０５ａ、１０５ｂの長さＡは５ｍｍ、線状アンテナ部１０５ａ、１０５ｂ間の距離Ｂは５ｍｍ、ループアンテナ部１０５ｃの巻き数は２、サイズは２０ｍｍ×２ｍｍ、ループ間の距離Ｐは０．５ｍｍ、接地板１０１のサイズは２２ｍｍ（Ｔ）×２３ｍｍ（Ｌ）、ループアンテナ部１０５ｃと接地板１０１との距離Ｃは、１２．５ｍｍとした場合の計算値である。
【００９４】
図９は線状アンテナ部１０５ａ、１０５ｂ間の距離Ｂとアンテナ装置のＸＹ面の平均利得の関係を示す図である。
【００９５】
周波数は４２６ＭＨｚ、線状アンテナ部１０５ａ、１０５ｂの長さＡは５ｍｍ、太さＷは１ｍｍ、ループアンテナ部１０５ｃの巻き数は２、サイズは２０ｍｍ×２ｍｍ、ループ間の距離Ｐは０．５ｍｍ、接地板１０１のサイズは２２ｍｍ（Ｔ）×２３ｍｍ（Ｌ）、ループアンテナ部１０５ｃと接地板１０１との距離Ｃは、１２．５ｍｍとした場合の計算値である。
【００９６】
線状アンテナ部１０５ａ、１０５ｂの長さＡ、太さＷ、線状アンテナ部１０５ａ、１０５ｂの間の距離Ｂが増加すると、線状アンテナ部１０５ａ、１０５ｂからの放射が大きくなるため、水平偏波成分はほぼ一定であるが、垂直偏波成分は増加する。つまり、線状アンテナ部１０５ａ、１０５ｂの長さＡ、太さＷ、線状アンテナ部１０５ａ、１０５ｂの間の距離Ｂの値を所定の値に設定することで、垂直偏波成分と水平偏波成分の利得を同程度にすることができる。
【００９７】
図１０はループアンテナ部１０５ｃのループ間の距離Ｐとアンテナ装置のＸＹ面の平均利得の関係を示す図である。
【００９８】
周波数は４２６ＭＨｚ、線状アンテナ部１０５ａ、１０５ｂの長さＡは１．５ｍｍ、太さＷは１ｍｍ、線状アンテナ部１０５ａ、１０５ｂ間の距離Ｂは１ｍｍ、ループアンテナ部１０５ｃの巻き数は２、サイズは２０ｍｍ×２ｍｍ、接地板１０１のサイズは２２ｍｍ（Ｔ）×２３ｍｍ（Ｌ）、ループアンテナ部１０５ｃと接地板１０１との距離Ｃは、３．５ｍｍとした場合の計算値である。
【００９９】
図１１はループアンテナ部１０５ｃの巻き数とアンテナ装置のＸＹ面の平均利得の関係を示す図である。
【０１００】
周波数は４２６ＭＨｚ、線状アンテナ部１０５ａ、１０５ｂの長さＡは１．５ｍｍ、太さＷは１ｍｍ、線状アンテナ部１０５ａ、１０５ｂ間の距離Ｂは１ｍｍ、ループアンテナ部１０５ｃのサイズは２０ｍｍ×２ｍｍ、ループ間の距離Ｐは０．５ｍｍ、接地板１０１のサイズは２２ｍｍ（Ｔ）×２３ｍｍ（Ｌ）、ループアンテナ部１０５ｃと接地板１０１との距離Ｃは、３．５ｍｍとした場合の計算値である。
【０１０１】
ループアンテナ部１０５ｃのループ間の距離Ｐが増加すると、ループとループの間から放射する垂直偏波成分が増加するため、水平偏波成分はほぼ一定であるが、垂直偏波成分は増加する。
【０１０２】
ループアンテナ部１０５ｃの巻き数が増加すると、垂直水平両偏波成分とも増加するが、垂直偏波成分は、水平偏波成分に比べて、増加の度合いが大きい。
【０１０３】
ループアンテナ部１０５ｃのループ間の距離Ｐ、巻き数の値を所定の値に設定することで、垂直偏波成分と水平偏波成分の利得を同程度にすることができる。
【０１０４】
図１２はループアンテナ部１０５ｃと接地板１０１との距離Ｃとアンテナ装置のＸＹ面の平均利得の関係を示す図である。
【０１０５】
周波数は４２６ＭＨｚ、線状アンテナ部１０５ａ、１０５ｂの長さＡは１．５ｍｍ、太さＷは１ｍｍ、線状アンテナ部１０５ａ、１０５ｂ間の距離Ｂは１ｍｍ、ループアンテナ
部１０５ｃの巻き数は２、サイズは２０ｍｍ×２ｍｍ、ループ間の距離Ｐは０．５ｍｍ、接地板１０１のサイズは２２ｍｍ（Ｔ）×２３ｍｍ（Ｌ）とした場合の計算値である。
【０１０６】
図１３は接地板１０１の長さＴとアンテナ装置のＸＹ面の平均利得の関係を示す図である。
【０１０７】
周波数は４２６ＭＨｚ、線状アンテナ部１０５ａ、１０５ｂの長さＡは１．５ｍｍ、太さＷは１ｍｍ、線状アンテナ部１０５ａ、１０５ｂ間の距離Ｂは１ｍｍ、ループアンテナ部１０５ｃの巻き数は２、サイズは２０ｍｍ×２ｍｍ、ループ間の距離Ｐは０．５ｍｍ、接地板１０１の長さＬは２３ｍｍ、ループアンテナ部１０５ｃと接地板１０１との距離Ｃは、３．５ｍｍとした場合の計算値である。
【０１０８】
ループアンテナ部１０５ｃと接地板１０１との距離Ｃが増加すると、接地板１０１に誘起される電流による放射が小さくなるため、水平偏波成分はほぼ一定であるが、垂直偏波成分は減少する。
【０１０９】
接地板１０１の長さＴを変えると、接地板１０１の面積が変化し、接地板１０１に誘起される電流による放射の大きさが変化するため、水平偏波成分はほぼ一定であるが、垂直偏波成分は変化する。
【０１１０】
ループアンテナ部１０５ｃと接地板１０１との距離Ｃ、接地板１０１の幅方向、長手方向の長さを所定の値に設定することで、垂直偏波成分と水平偏波成分の利得を同程度にすることができる。
【０１１１】
以上により、電波の放射が強く、調整が困難でかつ接地板１０１のサイズや形状により大きく左右されるアンテナ素子１０５から接地板１０１に直接流れる電流による放射を平衡不平衡変換回路１０３により抑え、アンテナ素子１０５の構造を、導体に近接する時に異なる利得変化をするループアンテナと線状アンテナを組み合わせた構造とし、アンテナ素子１０５の各部位の寸法を所定の値に設定することで、アンテナ装置と導体との距離にかかわらず、一定の合成偏波成分の利得を得るアンテナ装置を実現できる。
【０１１２】
また、線状アンテナ部１０５ａ、１０５ｂとループアンテナ部１０５ｃの偏波成分が直交関係にあるとき、垂直水平両偏波成分を有するので、偏波ダイバーシチの効果を得ることができる。
【０１１３】
なお、線状アンテナ部１０５ａ、１０５ｂとループアンテナ部１０５ｃが同じ偏波成分を放射した場合においても、アンテナ装置と導体板１０６との距離に対する線状アンテナ部１０５ａ、１０５ｂ、ループアンテナ部１０５ｃの利得の変化の様子は変わらないので、アンテナ装置と導体との距離にかかわらず、一定の合成偏波成分の利得を得るアンテナ装置を実現できる。
【０１１４】
なお、線状アンテナ部１０５ａ、１０５ｂの長さＡ、太さＷ、線状アンテナ部１０５ａ、１０５ｂ間の距離Ｂを所定の値に設定することで、アンテナ装置と導体との距離にかかわらず、一定の合成偏波成分の利得を得るアンテナ装置を実現できる。
【０１１５】
なお、ループアンテナ部１０５ｃのループ間の距離Ｐ、巻き数の値を所定の値に設定することで、アンテナ装置と導体との距離にかかわらず、一定の合成偏波成分の利得を得るアンテナ装置を実現できる。
【０１１６】
なお、ループアンテナ部１０５ｃと接地板１０１との距離Ｃ、接地板１０１の幅方向、
長手方向の長さを所定の値に設定することで、アンテナ装置と導体との距離にかかわらず、一定の合成偏波成分の利得を得るアンテナ装置を実現できる。
【０１１７】
（実施の形態２）
以下に、本発明のアンテナ装置の実施の形態２の詳細について説明する。
【０１１８】
図１４は、アンテナ装置の構成を示す図である。Ｘ、ＹおよびＺは、各々の座標軸を示す。本実施の形態において実施の形態１と同様の構成については同一の番号を付して詳細な説明を省略し、異なるところを中心に説明する。
【０１１９】
実施の形態１と異なるのは、後述する平衡不平衡変換回路２０３、整合回路２０４、アンテナ素子２０５を設けた点、平衡不平衡変換回路１０３、後述する平衡不平衡変換回路２０３と送受信回路１０２との間に後述するスイッチ２０６を設けた点である。また、送受信回路１０２から後述するスイッチ２０６を制御するための制御信号を出力する。
【０１２０】
図１４において、２０３は、平衡不平衡変換回路１０３と同様の構成であり、接地板１０１に設けられ、不平衡端子が後述するスイッチ２０６に接続され、平衡端子が後述する整合回路２０４に接続され、後述するスイッチ２０６からの不平衡信号を平衡信号に変換して整合回路２０４へ供給する平衡不平衡変換回路である。
【０１２１】
２０４は、接地板１０１上に設けられ、後述するアンテナ素子２０５と平衡不平衡変換回路２０３に接続され、後述するアンテナ素子２０５へ効率よく給電するため、後述するアンテナ素子２０５と平衡不平衡変換回路２０３との間のインピーダンスの整合を行う整合回路である。
【０１２２】
２０５は、アンテナ素子１０５と同様の構成であり、後述する第１の線状アンテナ部２０５ａ、第２の線状アンテナ部２０５ｂ、ループアンテナ部２０５ｃから構成されるアンテナ素子である。
【０１２３】
２０５ａは、接地板１０１から突出して、かつ接地板１０１と平行に設けられ、整合回路２０４の平衡端子の一方に接続され、所定の長さを有する線状の導体からなる第１の線状アンテナ部である。
【０１２４】
２０５ｂは、接地板１０１から突出して、かつ接地板１０１と平行に設けられ、整合回路２０４の平衡端子の他方に接続され、第１の線状アンテナ部２０５ａと略平行に配置される所定の長さを有する線状の導体からなる第２の線状アンテナ部である。
【０１２５】
２０５ｃは、接地板１０１から突出して、かつ形成するループ面が接地板１０１の面に対して略垂直になるように設けられ、一端が第１の線状アンテナ部２０５ａに接続され、他端が第２の線状アンテナ部２０５ｂに接続され、複数の巻き数を有する矩形のループ状の導体からなるループアンテナ部である。
【０１２６】
ループアンテナ部２０５ｃのループの巻き数は、ループアンテナ部２０５ｃの利得を上げるために複数の巻き数としているが、１回巻きでもよい。また、ループアンテナ部２０５ｃのループの形状は矩形でなくてもよい。
【０１２７】
アンテナ素子２０５は、全長が送受信する電波の１波長以下である。また、アンテナ素子２０５からの放射が接地板１０１に遮蔽されることを防ぐため、アンテナ素子２０５は、接地板１０１から突出して設けられている。
【０１２８】
また、アンテナ素子２０５は第１及び第２の線状アンテナ部２０５ａ、２０５ｂとループアンテナ部２０５ｃのループ面が直交するように設けられている。
【０１２９】
アンテナ素子２０５は、ＸＺ平面にて、アンテナ素子１０５に対して直交する向きに設けられる。
【０１３０】
２０６は、接地板１０１に設けられ、送受信回路１０２と平衡不平衡変換回路１０３、２０３の不平衡端子に接続され、送受信回路１０２から出力される制御信号に基づいて、平衡不平衡変換回路１０３、２０３の不平衡端子のうち一方へ送受信回路１０２からの送受信信号を供給するか、または他方へ送受信回路１０２からの送受信信号を供給するかを選択的に切り替えるスイッチである。
【０１３１】
以上のように構成されたアンテナ装置について、その動作を説明する。
【０１３２】
送受信回路１０２から出力された送信信号は、スイッチ２０６に入力された制御信号に基づいて平衡不平衡変換回路１０３、２０３のいずれか一方へ出力される。
【０１３３】
その信号は、平衡不平衡変換回路１０３、もしくは２０３により平衡信号に変換され、整合回路１０４もしくは２０４によりインピーダンス変換され、アンテナ素子１０５もしくは２０５に出力される。
【０１３４】
また、アンテナ素子１０５もしくは２０５により受信された電波は、整合回路１０４もしくは２０４によりインピーダンス変換され、平衡不平衡変換回路１０３もしくは２０３により不平衡信号に変換され、スイッチ２０６に入力された制御信号に基づいて平衡不平衡変換回路１０３、２０３のいずれか一方の信号が、送受信回路１０２に受信信号として入力される。
【０１３５】
アンテナ素子１０５とアンテナ素子２０５への給電をスイッチ２０６により切り替えることにより、アンテナダイバーシチを行う。
【０１３６】
次に上記のように構成されたアンテナ装置の電波の放射について説明する。
【０１３７】
図１５は、本実施の形態のアンテナ装置と導体板１０６の位置関係を示す図である。
【０１３８】
アンテナ素子１０５へ給電時の電波の放射は、実施の形態１のとおりである。
【０１３９】
アンテナ素子２０５へ給電時の電波の放射は、アンテナ素子２０５が、ＸＺ平面にてアンテナ素子１０５に対して直交する向きに設けられているため、第１及び第２の線状アンテナ部２０５ａ、２０５ｂ、接地板１０１からの放射、ループアンテナ部２０５ｃから放射されるループ面に対して直交する偏波成分は、すべて水平偏波である。
【０１４０】
ループアンテナ部２０５ｃから放射されるループ面に対して平行な偏波成分は、垂直偏波である。
【０１４１】
図１６（ａ）は、アンテナ素子１０５へ給電時の本実施の形態のアンテナ装置と導体板１０６との距離と、導体板１０６と反対方向のアンテナ装置の利得の関係を示す図である。
【０１４２】
図１６（ｂ）は、アンテナ素子２０５へ給電時の本実施の形態のアンテナ装置と導体板１０６との距離と、導体板１０６と反対方向のアンテナ装置の利得の関係を示す図である
。
【０１４３】
実施の形態１と同様に、アンテナ素子１０５の各部位の寸法を所定の値に設定して、垂直偏波成分と水平偏波成分の利得を同程度にした場合、図１６（ａ）のように、アンテナ素子１０５へ給電時、アンテナ装置と導体板１０６との距離にかかわらず一定の合成偏波成分の利得を得る。
【０１４４】
同様に、アンテナ素子２０５の各部位の寸法を所定の値に設定して、垂直偏波成分と水平偏波成分の利得を同程度にした場合、図１６（ｂ）のように、アンテナ素子２０５へ給電時、アンテナ装置と導体板１０６との距離にかかわらず一定の合成偏波成分の利得を得る。
【０１４５】
また、アンテナ装置と導体板１０６との距離にかかわらず、アンテナ素子１０５へ給電時のアンテナ装置から放射される偏波成分と、アンテナ素子２０５へ給電時のアンテナ装置から放射される偏波成分は直交関係にある。
【０１４６】
以上により、アンテナ装置と導体との距離にかかわらず、一定の合成偏波成分の利得を得ることができ、さらに、アンテナ素子１０５と同様のアンテナ素子２０５を、ＸＺ平面にてアンテナ素子１０５に対して直交する向きに設けることにより、アンテナ装置と導体との距離が波長に対して十分短いときや４分の１波長の倍数のときなど、垂直水平両偏波のうち一方の偏波が大きく減衰するときでも、アンテナ素子１０５とアンテナ素子２０５の偏波面が直交関係にあるため、偏波ダイバーシチの効果を得ることができる。
【０１４７】
（実施の形態３）
以下に、本発明のアンテナ装置の実施の形態３の詳細について説明する。
【０１４８】
図１７は、アンテナ装置の構成を示す図である。Ｘ、ＹおよびＺは、各々の座標軸を示す。本実施の形態において実施の形態２と同様の構成については同一の番号を付して詳細な説明を省略し、異なるところを中心に説明する。
【０１４９】
実施の形態２と異なるのは、スイッチ２０６の代わりに後述する９０度位相差分配器３０１を設けた点である。
【０１５０】
３０１は、接地板１０１に設けられ、送受信回路１０２と平衡不平衡変換回路１０３、２０３の不平衡端子に接続され、送受信回路１０２からの送受信信号を平衡不平衡変換回路１０３、２０３の不平衡端子の両方に給電し、かつ給電位相の差が略９０度になるように給電する９０度位相差分配器である。
【０１５１】
以上のように構成されたアンテナ装置について、その動作を説明する。
【０１５２】
送受信回路１０２から出力された送信信号は、９０度位相差分配器３０１により、平衡不平衡変換回路１０３、２０３へ出力される。
【０１５３】
その信号は、平衡不平衡変換回路１０３、２０３により平衡信号に変換され、整合回路１０４、２０４によりインピーダンス変換され、アンテナ素子１０５、２０５に出力される。
【０１５４】
また、アンテナ素子１０５、２０５により受信された電波は、整合回路１０４、２０４によりインピーダンス変換され、平衡不平衡変換回路１０３、２０３により不平衡信号に変換され、それらの信号が９０度位相差分配器３０１により合成され、送受信回路１０２
に受信信号として入力される。
【０１５５】
次に上記のように構成されたアンテナ装置の電波の放射について説明する。
【０１５６】
アンテナ素子１０５、２０５には９０度位相差分配器３０１により９０度位相差給電される。また、アンテナ素子１０５とアンテナ素子２０５の偏波面が直交関係にあり、図１６に示すようにアンテナ素子１０５、２０５と導体との距離が変化しても垂直、水平両偏波が発生する。よって、アンテナ装置は導体との距離にかかわらず、一定の円偏波を放射する。
【０１５７】
以上により、アンテナ装置と導体との距離にかかわらず、偏波ダイバーシチの効果を得ることができ、さらに送受信回路１０２からの制御信号によるスイッチの切り替え動作を不要にすることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１５８】
本発明のアンテナ装置は、導体との距離にかかわらず、一定の利得を得ることができる。よって、本発明のアンテナ装置を、距離によるセキュリティの確保が必要な機器に内蔵される無線通信装置に搭載されるアンテナ装置として適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１５９】
【図１】本発明の実施の形態１におけるアンテナ装置を示す構成図
【図２】本発明の実施の形態１における平衡不平衡変換回路１０３を示す構成図
【図３】（ａ）本発明の実施の形態１における導体板とループアンテナの位置関係を示す図（ｂ）本発明の実施の形態１におけるループアンテナと導体板との距離と、導体板と反対方向のループアンテナの利得の関係を示す図
【図４】（ａ）本発明の実施の形態１における導体板と線状アンテナの位置関係を示す図（ｂ）本発明の実施の形態１における線状アンテナと導体板との距離と、導体板と反対方向の線状アンテナの利得の関係を示す図
【図５】本発明の実施の形態１における導体板１０６がアンテナ装置に近接する時のアンテナ装置と導体板１０６の位置関係を示す図
【図６】（ａ）本発明の実施の形態１における垂直偏波成分の利得が水平偏波成分の利得より高いときの本発明のアンテナ装置と導体板１０６との距離と、導体板１０６と反対方向のアンテナ装置の利得の関係を示す図（ｂ）本発明の実施の形態１における垂直偏波成分の利得が水平偏波成分の利得より低いときの本発明のアンテナ装置と導体板１０６との距離と、導体板１０６と反対方向のアンテナ装置の利得の関係を示す図（ｃ）本発明の実施の形態１における垂直偏波成分の利得が水平偏波成分の利得と同じときの本発明のアンテナ装置と導体板１０６との距離と、導体板１０６と反対方向のアンテナ装置の利得の関係を示す図
【図７】本発明の実施の形態１における線状アンテナ部１０５ａ、１０５ｂの長さＡとアンテナ装置のＸＹ面の平均利得の関係を示す図
【図８】本発明の実施の形態１における線状アンテナ部１０５ａ、１０５ｂの太さＷとアンテナ装置のＸＹ面の平均利得の関係を示す図
【図９】本発明の実施の形態１における線状アンテナ部１０５ａ、１０５ｂ間の距離Ｂとアンテナ装置のＸＹ面の平均利得の関係を示す図
【図１０】本発明の実施の形態１におけるループアンテナ部１０５ｃのループ間の距離Ｐとアンテナ装置のＸＹ面の平均利得の関係を示す図
【図１１】本発明の実施の形態１におけるループアンテナ部１０５ｃの巻き数とアンテナ装置のＸＹ面の平均利得の関係を示す図
【図１２】本発明の実施の形態１におけるループアンテナ部１０５ｃと接地板１０１との距離Ｃとアンテナ装置のＸＹ面の平均利得の関係を示す図
【図１３】本発明の実施の形態１における接地板１０１の長さＴとアンテナ装置のＸＹ面の平均利得の関係を示す図
【図１４】本発明の実施の形態２におけるアンテナ装置を示す構成図
【図１５】本発明の実施の形態２におけるアンテナ装置と導体板１０６の位置関係を示す図
【図１６】（ａ）本発明の実施の形態２におけるアンテナ素子１０５へ給電時のアンテナ装置と導体板１０６との距離と、導体板１０６と反対方向のアンテナ装置の利得の関係を示す図（ｂ）本発明の実施の形態２におけるアンテナ素子２０５へ給電時のアンテナ装置と導体板１０６との距離と、導体板１０６と反対方向のアンテナ装置の利得の関係を示す図
【図１７】本発明の実施の形態３におけるアンテナ装置を示す構成図
【符号の説明】
【０１６０】
１０１  接地板
１０２  送受信回路
１０３  平衡不平衡変換回路
１０３ａ  ＋９０度移相器
１０３ｂ  −９０度移相器
１０４  整合回路
１０５  アンテナ素子
１０５ａ  第１の線状アンテナ部
１０５ｂ  第２の線状アンテナ部
１０５ｃ  ループアンテナ部
１０６  導体板
２０３  平衡不平衡変換回路
２０４  整合回路
２０５  アンテナ素子
２０５ａ  第１の線状アンテナ部
２０５ｂ  第２の線状アンテナ部
２０５ｃ  ループアンテナ部
２０６  スイッチ
３０１  ９０度位相差分配器
【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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