(57)【要約】【課題】  従来のアンテナ容積をほとんど増加させずに使用周波数帯域を広帯域化可能なアンテナ装置を実現することを目的とする。【解決手段】  誘電体基板４の一方の面に、地板を形成するグランド導体３とその周囲に分離して形成されたストリップ導体でなるループアンテナ１が設けられ、ループアンテナ１の給電部１７となる一方の端部には送受信装置５が第１の整合回路６を介して接続され、他方の端部に第２の整合回路７が接続されている。また、誘電体基板４の他方の面には、誘電体基板４を挟んでループアンテナ１に対向させて誘電体基板４に形成したストリップ導体でなる導体２が設けられ、導体２の一方の端部に第３の整合回路８が接続され、導体２の他方の端部に第４の整合回路９が接続されている。ここで、ループアンテナ１および導体２は、使用する周波数帯の波長に比べて小さくなっている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体基板の一方の面である第１の面に地板を構成するグランド導体が形成され、両端部にそれぞれ整合回路が接続された使用する周波数帯の波長に比べて小さなループアンテナが前記グランド導体の周囲近傍に設けられ、前記整合回路の一方の端部に形成された給電部から信号を送受信するアンテナ装置であって、前記誘電体基板を挟んで前記誘電体基板の他方の面である第２の面に設けられ、前記ループアンテナと電磁結合して共振する両端部にそれぞれ整合回路が接続された使用する周波数帯の波長に比べて小さな導体を備えたことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
誘電体基板の一方の面である第１の面に地板を構成するグランド導体が形成され、両端部にそれぞれ整合回路が接続された使用する周波数帯の波長に比べて小さなループアンテナが前記グランド導体の近傍に設けられ、前記整合回路の一方の端部に形成された給電部から信号を送受信するアンテナ装置であって、前記誘電体基板を挟んで前記誘電体基板の他方の面である第２の面に配置された複数個の導体で、かつ、それぞれ前記ループアンテナと電磁結合して共振する両端部にそれぞれ整合回路が接続された使用する周波数帯の波長に比べて小さな導体を備えたことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項３】
前記ループアンテナおよび前記導体の両端部にそれぞれ接続された整合回路の一方の整合回路に終端抵抗を備えたことを特徴とする請求項１又は２記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記誘電体基板の他方の面である第２の面の前記第１の面に形成したグランド導体に対向する部位の少なくとも一部にグランド導体を形成し、前記第１の面に形成したグランド導体と前記第２の面に形成したグランド導体とをスルーホールで導通接続したこことを特徴とする請求項１、２、又は３記載のアンテナ装置。
【請求項５】
少なくとも前記ループアンテナと前記導体と前記グランド導体を複数の誘電体基板に形成し、前記複数の誘電体基板を積層して構成したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、スマートキーレスエントリシステムの携帯機など、主に無線機に用いられるアンテナ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のアンテナ装置は、図６に示す概略構成図及び接続状態を説明する構成図のようであり、１はループアンテナ、３はグランド導体、４は誘電体基板、５は送受信装置、６は第１の整合回路、７は第２の整合回路である。
【０００３】
次に動作について説明する。
グランド導体３は誘電体基板４の表面に形成され、グランド導体３の周囲に構成されたループアンテナ１は、使用周波数帯域で動作するようにループアンテナ１の一方の給電部に接続された第１の整合回路６及びループアンテナ１の他方の部分に接続された第２の整合回路７により、ループアンテナ１のインピーダンスが調整される。インピーダンスの調整されたループアンテナ１に送受信装置５が接続され、送受信装置５により信号が送受信される（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−８３２６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のループアンテナ１の給電部におけるインピーダンス特性及び反射特性の一例を図７に示す。図において、１０はインピーダンス特性、１１はＶＳＷＲ＝２の円である。ループアンテナ１の給電部におけるインピーダンス特性１０はＶＳＷＲ≦２の特性の周波数帯域幅が狭く、性能が十分ではない。
【０００５】
この種のアンテナ装置は、携帯の利便性を考慮して小型にする必要がある。しかしながら、従来のアンテナ装置は小型にして十分なアンテナ長を確保することが難しい構造であり、アンテナ長が制限されるために、使用周波数帯域の広帯域化が困難であるという問題があった。
【０００６】
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、従来のアンテナ容積をほとんど増加させずに使用周波数帯域を広帯域化可能なアンテナ装置を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
誘電体基板の一方の面である第１の面に地板を構成するグランド導体を形成し、両端部にそれぞれ整合回路が接続された使用する周波数帯の波長に比べて小さなループアンテナを前記グランド導体の周囲近傍に設け、前記整合回路の一方の端部に形成された給電部から信号を送受信し、前記誘電体基板を挟んで前記誘電体基板の他方の面である第２の面に、両端部にそれぞれ整合回路が接続された使用する周波数帯の波長に比べて小さな導体を設け、前記ループアンテナと電磁結合して共振するようにアンテナ装置を構成した。
【発明の効果】
【０００８】
この発明は、従来のこの種のアンテナ装置に対して、アンテナ容積をほとんど増加させることなく、使用周波数帯域を広帯域化可能な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】
【０００９】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係わるアンテナ装置を示す構成説明図である。図において、１はループアンテナ、２は導体、３はグランド導体、４は誘電体基板、５は送受信装置、６は第１の整合回路、７は第２の整合回路、８は第３の整合回路、９は第４の整合回路、１７はループアンテナ１の給電部である。なお、図１（ａ）は、誘電体基板４の表裏へのループアンテナ１とグランド導体３及び導体２の形成状態の説明図であり、図１（ｂ）はループアンテナ１と導体２への第１の整合回路６、第２の整合回路７、第３の整合回路８、第４の整合回路９、送受信装置５の接続状態の説明図である。この実施の形態１では、グランド導体３をループアンテナ１と同じ誘電体基板４の一方の面に形成し、ループアンテナ１および導体２はストリップ導体として誘電体基板４に形成した場合を例示して説明する。誘電体基板４の一方の面には、ループアンテナ１の地板を形成するグランド導体３とその周囲にグランド導体３と分離して形成されたストリップ導体でなるループアンテナ１が設けられ、ループアンテナ１の給電部１７となる一方の端部には送受信装置５が第１の整合回路６を介して接続され、ループアンテナ１の他方の端部に第２の整合回路７が接続されている。また、誘電体基板４の他方の面には、誘電体基板４を挟んでループアンテナ１に対向させて誘電体基板４に形成したストリップ導体でなる導体２が設けられ、導体２の一方の端部に第３の整合回路８が接続され、導体２の他方の端部に第４の整合回路９が接続されている。ここで、ループアンテナ１および導体２は、それぞれ両端部に整合回路が接続されており、使用する周波数帯の波長に比べて小さくなっている。
【００１０】
次に動作について説明する。
アンテナ装置では、使用周波数帯域で動作するように第１の整合回路６及び第２の整合回路７により、ループアンテナ１の給電部１７におけるインピーダンスを調整する。また、使用周波数帯域で動作するように第３の整合回路８及び第４の整合回路９によってもループアンテナ１の給電部１７におけるインピーダンスを調整する。
つまり、ループアンテナ１及び導体２にそれぞれ接続された第１の整合回路６、第２の整合回路７、第３の整合回路８、第４の整合回路９により、ループアンテナ１と導体２の共振周波数を概ね同一にし、ループアンテナ１の給電部１７におけるインピーダンスを使用周波数帯域で動作するように調整する。
このように、この発明に係わるアンテナ装置は、給電部１７におけるインピーダンスの調整されたループアンテナ１に接続された送受信装置５により信号が送受信される。
【００１１】
図２はこの発明に係わるアンテナ装置のループアンテナ１の給電部１７におけるインピーダンス特性及び反射特性の一例を示した特性説明図である。図において、１０はインピーダンス特性、１１はＶＳＷＲ（電圧定在波比）＝２の円であり、反射特性が２共振特性を示している。
したがって、図２からループアンテナ１の給電部１７におけるインピーダンス特性１０はＶＳＷＲ＝２の円１１の内部に納まっているＶＳＷＲ≦２の周波数帯域が広く、広帯域な特性を有していることがわかる。
【００１２】
以上のように、実施の形態１のアンテナ装置では、ループアンテナ１と導体２を誘電体基板４の表裏に対向させて形成し、使用周波数帯域で動作するように、第１の整合回路６及び第２の整合回路７により、ループアンテナ１の給電部１７におけるループアンテナ１のインピーダンスを調整し、使用周波数帯域で動作するように、第３の整合回路８及び第４の整合回路９により、ループアンテナ１の給電部１７におけるループアンテナ１のインピーダンスを調整し、所望の状態に調整できるので、ループアンテナ１と導体２のそれぞれの共振周波数を概ね同一にでき、且つ、ループアンテナ１と導体２を電磁結合させられるため、２共振特性が得られ、所定の使用周波数帯域において広帯域化が図れる。
【００１３】
したがって、実施の形態１のアンテナ装置によれば、ループアンテナ１と第１の整合回路６及び第２の整合回路７が形成された誘電体基板４の面の裏面に、ループアンテナ１に対向させて電磁結合するように形成した導体２と第３の整合回路８及び第４の整合回路９を配置しているため、ループアンテナ１のみを形成した場合のアンテナの容積をほとんど増加させることなく、所定の使用周波数帯域で広帯域化を図ることができ、小型で使用周波数帯域を広帯域化可能なアンテナ装置を実現できる。
【００１４】
なお、誘電体基板４に形成するグランド導体３やループアンテナ１の形状は矩形に限らず、グランド導体３を地板とするアンテナとして動作するよう適宜設計すればよい。また、ループアンテナ１及び導体２はストリップ導体に限るものではない。なお、グランド導体３にはチップ部品などの回路部品が実装されていてもよい。また、グランド導体３は、誘電体基板４の少なくとも一方の面に形成すればよく、両面に同電位となるように形成してもよい。
【００１５】
実施の形態２．
図３は、この発明の実施の形態２に係わるアンテナ装置を示す構成説明図である。図において、１はループアンテナ、２ａは第１の導体、２ｂは第２の導体、３はグランド導体、４は誘電体基板、５は送受信装置、６は第１の整合回路、７は第２の整合回路、１３は第５の整合回路、１４は第６の整合回路、１５は第７の整合回路、１６は第８の整合回路、である。なお、図３（ａ）は、誘電体基板４の表裏へのループアンテナ１とグランド導体３及び第１の導体２ａと第２の導体２ｂの形成状態の説明図であり、図３（ｂ）はループアンテナ１への第１の整合回路６、第２の整合回路７、送受信装置５の接続状態、及び第１の導体２ａと第２の導体２ｂへの第５の整合回路１３、第６の整合回路１４、第７の整合回路１５、第８の整合回路１６の接続状態の説明図である。この実施の形態２では、ループアンテナ１の地板を形成するグランド導体３をループアンテナ１と同じ誘電体基板４の一方の面に形成し、ループアンテナ１と第１の導体２ａおよび第２の導体２ｂとはストリップ導体として誘電体基板４に形成した場合を例示して説明する。誘電体基板４の一方の面には、グランド導体３とその周囲にグランド導体３と分離して形成されたストリップ導体でなるループアンテナ１が設けられ、ループアンテナ１の給電部１７となる一方の端部には送受信装置５が第１の整合回路６を介して接続され、ループアンテナ１の他方の端部に第２の整合回路７が接続されている。
【００１６】
また、誘電体基板４の他方の面には、誘電体基板４を挟んでループアンテナ１に対向させて誘電体基板４に形成したストリップ導体であって、第１の導体２ａと第２の導体２ｂに分割して形成したストリップ導体が設けられ、第１の導体２ａの一方の端部に第５の整合回路１３が接続され、第１の導体２ａの他方の端部に第６の整合回路１４が接続され、第２の導体２ｂの一方の端部に第７の整合回路１５が接続され、第２の導体２ｂの他方の端部に第８の整合回路１６が接続されている。ここで、ループアンテナ１および第１の導体２ａ及び第２の導体２ｂは、それぞれ両端部に整合回路が接続されており、使用する周波数帯の波長に比べて小さくなっている。
【００１７】
次に動作について説明する。
アンテナ装置では、使用周波数帯域で動作するように第１の整合回路６及び第２の整合回路７により、ループアンテナ１の給電部１７におけるインピーダンスを調整する。また、使用周波数帯域で動作するように第５の整合回路１３及び第６の整合回路１４によってもループアンテナ１の給電部１７におけるインピーダンスを調整する。さらに、使用周波数帯域で動作するように第７の整合回路１５及び第８の整合回路１６によってもループアンテナ１の給電部１７におけるインピーダンスを調整する。
つまり、ループアンテナ１と第１の導体２ａ及び第２の導体２ｂにそれぞれ接続された第１の整合回路６、第２の整合回路７、第５の整合回路１３、第６の整合回路１４、第７の整合回路１５、第８の整合回路１６により、ループアンテナ１と第１の導体２ａ及び第２の導体２ｂの共振周波数を概ね同一にし、ループアンテナ１の給電部１７におけるインピーダンスを使用周波数帯域で動作するように調整する。
このように、この発明に係わるアンテナ装置は、給電部１７におけるインピーダンスが調整されたループアンテナ１に接続された送受信装置５により信号が送受信される。
【００１８】
図４はこの発明に係わるアンテナ装置のループアンテナ１の給電部１７におけるインピーダンス特性及び反射特性の一例を示した特性説明図である。図において、１０はインピーダンス特性、１１はＶＳＷＲ（電圧定在波比）＝２の円である。
したがって、図４からループアンテナ１の給電部１７におけるインピーダンス特性１０はＶＳＷＲ＝２の円１１の内部に納まっているＶＳＷＲ≦２の周波数帯域が広く、広帯域な特性を有していることがわかる。
【００１９】
以上のように、実施の形態２のアンテナ装置では、ループアンテナ１と第１の導体２ａ及び第２の導体２ｂを誘電体基板４の表裏に対向させて形成し、使用周波数帯域で動作するように、第１の整合回路６、第２の整合回路７により、ループアンテナ１の給電部１７におけるループアンテナ１のインピーダンスを調整し、使用周波数帯域で動作するように、第５の整合回路１３、第６の整合回路１４、第７の整合回路１５、第８の整合回路１６により、ループアンテナ１の給電部１７におけるループアンテナ１のインピーダンスを調整し、所望の状態に調整できるので、ループアンテナ１と第１の導体２ａ及び第２の導体２ｂのそれぞれの共振周波数を概ね同一にでき、且つ、ループアンテナ１と第１の導体２ａ及び第２の導体２ｂを電磁結合させられるため、３共振特性が得られ、所定の使用周波数帯域において広帯域化が図れる。
なお、実施の形態２のアンテナ装置では、実施の形態１の場合より、インピーダンス調整の自由度を増すことができる。
【００２０】
したがって、実施の形態２のアンテナ装置によれば、ループアンテナ１と第１の整合回路６及び第２の整合回路７が形成された誘電体基板４の面の裏面に、ループアンテナ１に対向させて電磁結合するように形成した第１の導体２ａ及び第２の導体２ｂと第５の整合回路１３、第６の整合回路１４、第７の整合回路１５、第８の整合回路１６を配置しているため、ループアンテナ１のみを形成した場合のアンテナの容積をほとんど増加させることなく、所定の使用周波数帯域で広帯域化を図ることができ、小型で使用周波数帯域を広帯域化可能なアンテナ装置を実現できる。
【００２１】
なお、誘電体基板４に形成するグランド導体３やループアンテナ１の形状は矩形に限らず、グランド導体３を地板とするアンテナとして動作するよう適宜設計すればよい。
また、ループアンテナ１及び第１の導体２ａ及び第２の導体２ｂはストリップ導体に限るものではない。
また、グランド導体３にはチップ部品などの回路部品が実装されていてもよい。
また、グランド導体３は、誘電体基板４の少なくとも一方の面に形成すればよく、両面に同電位となるように形成してもよい。
さらに、誘電体基板４を挟んでループアンテナ１に対向するストリップ導体は、第１の導体２ａ及び第２の導体２ｂの２つに分割した例で説明したが、これに限るものではなく、適宜複数に分割して形成してもよい。
【００２２】
実施の形態３．
この発明の実施の形態３に係わるアンテナ装置は、実施の形態１で説明した図１の構成において、導体２の端部にそれぞれ接続された整合回路のどちらか一方の整合回路に終端抵抗を設けるものである（図示省略）。また、実施の形態２で説明した図３の構成において、第１の導体２ａ及び第２の導体２ｂの端部にそれぞれ接続された整合回路のどちらか一方の整合回路に終端抵抗を設けるものである（図示省略）。
【００２３】
以上のように構成することにより、実施の形態３のアンテナ装置では、ループアンテナ１の給電部１７におけるアンテナ装置のインピーダンスを調整する際の調整の自由度を大きくでき、使用する周波数帯域において広帯域化を容易にできる。
【００２４】
したがって、実施の形態３のアンテナ装置によれば、製作時の調整が容易な、使用周波数帯域を広帯域化可能なアンテナ装置を実現できる。
【００２５】
実施の形態４．
この発明の実施の形態４に係わるアンテナ装置は、実施の形態１、２で説明した図１、図３の構成、又は、実施の形態４で説明した構成において、ループアンテナが設けられている側と反対側の誘電体基板４の面にチップ部品などの回路部品を実装する場合、誘電体基板４に実装された回路部品がアンテナ特性に影響する。そこで、誘電体基板４に回路部品などを実装する場合に、誘電体基板４のグランド導体３と対向する面に回路部品が実装された第２のグランド導体を形成し、誘電体基板４の一方の面に形成されたグランド導体３と第２のグランド導体とをスルーホールで導通接続し、実装回路などのアンテナ特性への影響を低減するものである（図示省略）。
【００２６】
このように構成することにより、実施の形態４に係わるアンテナ装置では、実装効率を高められ、小型で、使用周波数帯域を広帯域化可能なアンテナ装置を実現できる。
【００２７】
実施の形態５．
次に、実施の形態５について説明する。実施の形態１から実施の形態４で例示したアンテナ装置において、グランド導体３とループアンテナ１と導体２または第１の導体２ａ及び第２の導体２ｂなどの構成要素を積層した誘電体基板の各層に形成した構成とするものである。例えば、図５に実施の形態１に実施の形態５の構成を適用した場合を例示して説明する。
図５において、１はループアンテナ、２は導体、３はグランド導体、４は誘電体基板、５は送受信装置である。この実施の形態５ではループアンテナ１とグランド導体３と導体２を誘電体基板の各層に形成し、積層して構成した場合を例示している。動作は実施の形態１と同様である。
以上のことから、部品実装上の制約から単層誘電体基板に構成できない場合でも、積層して構成することにより構成上の自由度を増やすことができる。また、積層して構成した場合でも実施の形態１から実施の形態４と同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】この発明の実施の形態１に係わるアンテナ装置を示す構成説明図である。
【図２】この発明に係わるアンテナ装置の給電部におけるインピーダンス特性及び反射特性を示した特性説明図である。
【図３】この発明の実施の形態２に係わるアンテナ装置を示す構成説明図である。
【図４】この発明に係わるアンテナ装置の給電部におけるインピーダンス特性及び反射特性を示した特性説明図である。
【図５】この発明の実施の形態５に係わるアンテナ装置を示す構成説明図である。
【図６】従来のアンテナ装置の概略構成及び接続状態を説明する図である。
【図７】従来のアンテナ装置の給電部におけるインピーダンス特性及び反射特性を示した特性説明図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  ループアンテナ、２  導体、２ａ  第１の導体、２ｂ  第２の導体、３  グランド導体、４  誘電体基板、５  送受信装置、６  第１の整合回路、７  第２の整合回路、８  第３の整合回路、９  第４の整合回路、１０  インピーダンス特性、１１  ＶＳＷＲ（電圧定在波比）＝２の円、１３  第５の整合回路、１４  第６の整合回路、１５  第７の整合回路、１６  第８の整合回路、１７  給電部。
【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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