(57)【要約】【課題】高インピーダンス基板を小型化する。【解決手段】本発明の一態様としての高インピーダンス基板は、有限地板と、前記有限地板から所定の高さにおいて各々の面が前記有限地板に略平行にマトリクス状に配置された複数の金属板と、前記有限地板と前記複数の金属板とを接続する複数の線状導体素子と、を備え、前記マトリクス状に配置された複数の金属板のうち、最外周に配置された金属板は、該金属板の外周部分において前記線状導体素子と接続されたことを特徴とする。【選択図】図１
2008160589.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有限地板と、
前記有限地板から所定の高さにおいて各々の面が前記有限地板に略平行にマトリクス状に配置された複数の金属板と、
前記有限地板と前記複数の金属板とを接続する複数の線状導体素子と、を備え、
前記マトリクス状に配置された複数の金属板のうち、最外周に配置された金属板は、該金属板の外周部分において前記線状導体素子と接続されたことを特徴とする高インピーダンス基板。
【請求項２】
前記金属板は矩形の平面形状を有し、
前記最外周に配置された金属板のうち横方向の金属板列と縦方向の金属板列との交差部に位置する第１の金属板は、隣に金属板が存在しない側の辺の交差部において前記線状導体素子と接続されたことを特徴とする請求項１に記載の高インピーダンス基板。
【請求項３】
前記最外周に配置された金属板のうち前記第１の金属板以外の第２の金属板は、隣に金属板が存在しない側の辺において前記線状導体素子と接続されたことを特徴とする請求項２に記載の高インピーダンス基板。
【請求項４】
前記第２の金属板に接続された前記線状導体素子は、前記辺の中央において前記第２の金属板と接続されたことを特徴とする請求項３に記載の高インピーダンス基板。
【請求項５】
前記有限地板上に設けられた誘電体基板をさらに備え、
前記複数の金属板は、前記誘電体基板の表面に配置されたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の高インピーダンス基板。
【請求項６】
前記最外周に配置された金属板に接続された線状導体素子は、前記誘電体基板の側面上に形成されたことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載の高インピーダンス基板。
【請求項７】
隣接する金属板間を接続するリアクタンス素子または可変リアクタンス素子をさらに備えたことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一項に記載の高インピーダンス基板。
【請求項８】
前記最外周に配置された金属板と、前記金属板に接続された線状導体素子との間にリアクタンス素子または可変リアクタンス素子をさらに備えたことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一項に記載の高インピーダンス基板。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか一項に記載の項インピーダンス基板と、前記有限地板から前記所定の高さまたはこれより高い高さにモノポールアンテナを備えたことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項１０】
請求項１ないし８のいずれか一項に記載の項インピーダンス基板と、前記有限地板から前記所定の高さまたはこれより高い高さにダイポールアンテナを備えたことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項１１】
前記ダイポールアンテナは、ボウタイ型ダイポールアンテナまたはメアンダ型ダイポールアンテナであることを特徴とする請求項１０に記載のアンテナ装置。
【請求項１２】
前記有限地板上に設けられた誘電体基板と、
前記ダイポールアンテナの給電点に給電するための同軸線路とをさらに備え、
前記複数の金属板は、前記誘電体基板の表面に配置され、
前記ダイポールアンテナは前記誘電体基板の表面またはこれより高い高さに配置され、
前記同軸線路は、前記誘電体基板の裏面から表面に向けて前記誘電体基板内部を貫通していることを特徴とする請求項１０または１１に記載のアンテナ装置。
【請求項１３】
有限地板と、前記有限地板から所定の高さにおいて各々の面が前記有限地板に略平行にマトリクス状に配置された複数の金属板と、前記有限地板と前記複数の金属板とを接続する複数の線状導体素子と、を有し、前記マトリクス状に配置された複数の金属板のうち、最外周に配置された金属板は、その外周部分において前記線状導体素子と接続されている、高インピーダンス基板と、
前記有限地板から前記所定の高さまたはこれより高い高さに配置されたアンテナと、
高周波電流を生成する無線機と、
前記無線機により生成された高周波電流を前記アンテナの給電点に与える給電線路と、
を備えた携帯無線装置。
【請求項１４】
有限地板と、
前記有限地板から所定の高さにおいて各々の面が前記有限地板に略平行にマトリクス状に配置された複数の金属板と、
前記有限地板と前記複数の金属板とを接続する複数の線状導体素子と、を備え、
前記マトリクス状に配置された複数の金属板のうち、最外周に配置された金属板の平面面積は、前記最外周の金属板の内側に配置された金属板の平面面積よりも小さい、
ことを特徴とする高インピーダンス基板。
【請求項１５】
前記最外周に配置された金属板は、その外周部分において前記線状導体素子と接続されたことを特徴とする請求項１４に記載の高インピーダンス基板。
【請求項１６】
前記金属板は矩形の平面形状を有し、
前記最外周に配置された金属板のうち横方向の金属板列と縦方向の金属板列との交差部に位置する第１の金属板は、隣に金属板が存在しない側の辺の交差部において前記線状導体素子と接続されたことを特徴とする請求項１４または１５に記載の高インピーダンス基板。
【請求項１７】
前記最外周に配置された金属板のうち前記第１の金属板以外の第２の金属板は、隣に金属板が存在しない側の辺において前記線状導体素子と接続されたことを特徴とする請求項１６に記載の高インピーダンス基板。
【請求項１８】
前記有限地板上に設けられた誘電体基板をさらに備え、
前記複数の金属板は、前記誘電体基板の表面に配置されたことを特徴とする請求項１４ないし１７のいずれか一項に記載の高インピーダンス基板。
【請求項１９】
前記最外周に配置された金属板に接続された線状導体素子は、前記誘電体基板の側面上に形成されたことを特徴とする請求項１８に記載の高インピーダンス基板。
【請求項２０】
有限地板と、
前記有限地板から所定の高さにおいて各々の面が前記有限地板に略平行に２列のマトリクス状に配置された２×ｎ個の金属板と、
前記有限地板と前記金属板とを接続する２×ｎ（ｎは２以上の整数）個の線状導体素子と、を備え、
前記マトリクス状に配置された２×ｎ個の金属板のうち横方向の金属板列と縦方向の金属板列との交差部に位置する第１の金属板は、隣に金属板が存在しない側の辺の交差部において前記線状導体素子と接続され、
前記マトリクス状に配置された２×ｎ個の金属板のうち前記第１の金属板以外の第２の金属板は、隣に金属板が存在しない側の辺において前記線状導体素子と接続されたことを特徴とする高インピーダンス基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高インピーダンス基板、アンテナ装置および携帯無線装置に関し、たとえば高インピーダンス基板を小型化する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の高インピーダンス基板は、特表2004-535720公報（特許文献1）に記載されているように、多数の金属パッチ（金属板）を周期配置した構造を有する。このような高インピーダンス基板が克服できる従来の課題の1つは、アンテナの導体板上での低姿勢化である。特許文献1では、そのメリットを生かして、自動車の屋根の上に低姿勢なアンテナを実現し、機械的強度および美観という従来の車載アンテナの問題を解決している。しかし、このような従来の高インピーダンス基板は、適用範囲として大きな面積を想定しているため、小型機器への搭載が困難である。特に、携帯電話のように極めて小型の機器への搭載を考えると、金属パッチが2列のみからなっていても搭載が困難である。
【特許文献１】特表２００４−５３５７２０公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このように従来の高インピーダンス基板においては、小型機器への搭載が困難であるという問題があった。
【０００４】
本発明は、小型化した高インピーダンス基板およびそれを搭載したアンテナ装置、携帯無線装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様としての高インピーダンス基板は、
有限地板と、
前記有限地板から所定の高さにおいて各々の面が前記有限地板に略平行にマトリクス状に配置された複数の金属板と、
前記有限地板と前記複数の金属板とを接続する複数の線状導体素子と、を備え、
前記マトリクス状に配置された複数の金属板のうち、最外周に配置された金属板は、該金属板の外周部分において前記線状導体素子と接続されたことを特徴とする。
【０００６】
本発明の一態様としての携帯無線装置は、
有限地板と、前記有限地板から所定の高さにおいて各々の面が前記有限地板に略平行にマトリクス状に配置された複数の金属板と、前記有限地板と前記複数の金属板とを接続する複数の線状導体素子と、を有し、前記マトリクス状に配置された複数の金属板のうち、最外周に配置された金属板は、その外周部分において前記線状導体素子と接続されている、高インピーダンス基板と、
前記有限地板から前記所定の高さまたはこれより高い高さに配置されたアンテナと、
高周波電流を生成する無線機と、
前記無線機により生成された高周波電流を前記アンテナの給電点に与える給電線路と、
を備えた携帯無線装置。
【０００７】
本発明の一態様としての高インピーダンス基板は、
有限地板と、
前記有限地板から所定の高さにおいて各々の面が前記有限地板に略平行にマトリクス状に配置された複数の金属板と、
前記有限地板と前記複数の金属板とを接続する複数の線状導体素子と、を備え、
前記マトリクス状に配置された複数の金属板のうち、最外周に配置された金属板の平面面積は、前記最外周の金属板の内側に配置された金属板の平面面積よりも小さい、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明により、高インピーダンス基板を小型化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照しながら本実施の形態について詳細に説明する。
【００１０】
（第一実施形態）
図1は、本発明の第一実施形態に係る高インピーダンス基板の構成を示す斜視図である。この高インピーダンス基板は、有限地板1と、有限地板1上に2列に周期的に配列した（2行×5列のマトリクス状に配置した）矩形の金属パッチ（金属板）2と、有限地板1と金属パッチ2とを短絡する線状導体（線状導体素子）3と、を備える。
【００１１】
有限地板1は、導電性の材料から成る。高インピーダンス基板の実現の本質は、金属パッチ2の配列にあるので、有限地板1の面積は本質ではない。よって、図1ではなるべく全体構成を小型化するため有限地板1の面積と金属パッチの配列する面積とを同一としているが、有限地板1の面積をこれより大きくしても問題無い。
【００１２】
金属パッチ2は、矩形の平面形状をした導電性の材料から成る。2列の金属パッチはそれぞれ周期的に配列されており、有限地板との距離、金属パッチ間の間隔、金属パッチの面積等を変えることにより任意の周波数帯で高インピーダンス基板を実現することが可能である。ここで、有限地板との距離は、周波数の１分の４波長より短ければよく、金属パッチ間の間隔、金属パッチの面積等は、公知の関係式を満たすように決定すればよい。金属パッチ2の面は有限地板１の面と略平行である。各列の両端における金属パッチは、列方向に半分の長さとされている。図1では、２行×５列の計10個の金属パッチの例を示したが、金属パッチの列数および行数はこれに限定されるものでなく、実装条件に応じてさらに増やすことも減らすことも可能である。特に4個（２行×2列）の金属パッチのマトリクスが形成されて構わない。
【００１３】
線状導体3は、導電性の材料から成り、上記有限地板1と金属パッチ2とを短絡している。線状導体3は、金属パッチ2の外周部分において接続されている。より詳細には、列と行とが交差する部分に配置された金属パッチ（第１の金属パッチ）2は、隣に金属パッチが存在しない側の辺の交差部において線状導体3と接続され、列と行とが交差する部分以外に配置された金属パッチ（第２の金属パッチ）2は、隣に金属パッチが存在しない側の辺上の中央において線状導体3と接続されている。
【００１４】
以上の構成により、図１の高インピーダンス基板は高インピーダンス特性を有する。以下、この高インピーダンス基板の動作原理について説明する。
【００１５】
図10は、図１の高インピーダンス基板を有限地板1に平行な方向から見た模式図である。この図では1周期の金属パッチ2および線状導体3を取り出している。図のように、隣接する金属パッチ2の近接する部分には高周波電流により電荷がたまりやすく、容量Cの等価回路と考えることができる。一方、容量Cに対向する有限地板1を通る経路は位相の変化が発生するので、インダクタンスLの等価回路と考えることができる。よって図１に示す構造全体はLとCの並列回路となっているため、有限地板1に平行な方向に反共振を起こす周波数帯が存在する。そのような周波数帯では、高インピーダンスとなり、金属パッチが設けられていない有限地板のみの時に発生していた高周波電流を抑制できる。
【００１６】
図11および図12を用いて本発明者らが本発明を成すに至った経緯を説明する。
【００１７】
図11の左図は有限地板1に垂直かつ金属パッチ2のある側から見た1周期（2行）×1周期（2列）の高インピーダンス基板である。4つの金属パッチ2は正方形の平面形状を有し、その中央で線状導体3によって有限地板1に短絡されている。回転対称な構造であるので、図中X方向の高周波電流に対してもY方向の高周波電流に対しても、同一の周波数帯において高インピーダンス特性を実現することができる。ここで中央図のように各金属パッチ2を線状導体3の通る面で真半分に分割する。この時、分割した部分の隙間が十分狭いとすれば、分割された各部分は高周波的に短絡していると見做してよい。すると中央図の構造は左図の構造と全く同一の動作を行うことができる。中央図に示した部分20を1周期と考えて取り出したのが右図である。X方向の1周期を取り出したのでY方向の高インピーダンス特性は中央図と同一である。一方、図10で示した基本動作原理から考えると、X方向の等価回路を考えた時に、金属パッチ2 のX方向の端半分は不要である。ゆえに、右図はX方向にも高インピーダンス特性を有する。以上の説明から、左図と右図は同一の周波数帯において高インピーダンス特性を有する。
【００１８】
図12の左図は、図11における右図と同一である。図11の説明と同様に、中央図のように金属パッチをY方向に切ることができ、切ったことによってできる隙間を十分狭くすれば、中央図の構成は、高周波的には左図と全く同じ動作をする。そして、中央図に示す部分21をY方向の1周期と考えて取り出したのが右図である。Y方向の周期を取り出したのであるから、X方向の高インピーダンス特性は中央図と全く同一である。そして右図の構造は回転対称であるので、Y方向にもX方向と同じ周波数帯で高インピーダンス特性を示す。以上から、右図の高インピーダンス基板は左図と全く同一の周波数帯で高インピーダンス特性を示す。即ち、図11と合わせて考えると、図11の左図の高インピーダンス基板と図12の右図の高インピーダンス基板は、面積が4分の1になっているにも関わらず、同一の周波数帯において略同一の高インピーダンス特性を実現できる。
【００１９】
図11および図12では1周期×1周期（２行×２列）の場合について説明したが、3以上の整数M, NとしてM周期（M+1行）×N周期（N+1列）の場合にも同様のことが成立する。そして、1周期（２行）×4周期（５列）に対して図11と図12の操作を行って得られたのが図１の小型化された高インピーダンス基板である。
【００２０】
4周期（5行）×3周期（4行）の場合の高インピーダンス基板に図11と図12の操作を行う例を図13に示す。左図の高インピーダンス基板に対して図11および図12の操作を行うことにより右図のように高インピーダンス基板を小型化できる。図11および図12の操作を行う際の切り取る位置（左図の点線）は、小型化の効果が犠牲にされるが、方向41へ外側に広げることも可能である。右図から理解できるように、最外周に配置された金属パッチの面積は、最外周の金属パッチの内側に配置された金属パッチの平面面積よりも小さく、最外周に配置された金属パッチは、その外周部分において線状導体と接続されている。そして、最外周に配置された金属パッチのうち横方向（行方向）の金属パッチ列と縦方向（列方向）の金属パッチ列との交差部に位置する金属パッチ（第１の金属板）31は、隣に金属パッチが存在しない側の辺の交差部32において線状導体と接続され、最外周に配置された金属パッチのうち金属パッチ31以外の金属パッチ（第２の金属板）33は、隣に金属パッチが存在しない側の辺34の中央において線状導体と接続されている。最外周に配置された金属パッチの内側の金属パッチは、その中心部分において線状導体と接続されているが、所望するインピーダンス特性に応じてその位置を変更することもできる。
【００２１】
図11および図12の説明から、金属パッチ2の1辺の長さに比べて隣接する金属パッチ間の隙間が狭い場合には以下のことが成り立つ。すなわち、M, Nを2以上の整数として、M行×N列の従来の高インピーダンス基板は、本実施形態により(M−1)×(N−1)の面積に小型化できる。しかも、その高インピーダンス基板としての特性は変わらないまたはほとんど変わらない。
【００２２】
（第二実施形態）
図2は、本発明の第二実施形態に係る高インピーダンス基板の構成図である。この高インピーダンス基板は、図１の高インピーダンス基板における有限地板1上に誘電体基板4を設けたものである。誘電体基板4の片面（裏面）に有限地板1が接し、誘電体基板4の有限地板1と反対の面（表面）上に金属パッチ2がマトリクス状に配置されている。金属パッチ2と有限地板1とを短絡する線状導体3は誘電体基板4の側面に形成されている。ここでは２×５のマトリクス状に金属パッチが配置されているが、これよりも金属パッチの数が多い配置、たとえば５×５のときは、マトリクスの最外周の金属パッチの内側の金属パッチに接続される線状導体は、誘電体基板4の内部を貫通して有限地板1に接する。
【００２３】
本構造は回路実装等で頻繁に使用されている所謂誘電体基板上に、エッチングおよび金属メッキまたはワイヤボンディングによって全て実装できる。
【００２４】
たとえば、誘電体基板4の2つの面（表面および裏面）が金属で覆われた両面ベタ基板をエッチングすることによって有限地板1と金属パッチ２との両構造を形成することができる。
【００２５】
線状導体3は、有限地板1と金属パッチ2とを短絡することが目的であるので、誘電体基板4側面に金属ワイヤを張り、この金属ワイヤを有限地板1および金属パッチ2と半田付けするワイヤボンディングによって線状導体3を製作してもよいし、誘電体基板4側面に金属をめっきすることにより線状導体3を作製してもよい。または、側面を金属で覆った誘電体基板の側面をエッチングしてストリップ線路を形成することにより線状導体3を作製してもよい。つまり、誘電体基板4の端（側面）に短絡線を設けることで、従来のようなスルーホール工程が不要となり、一般的な表面印刷技術での作製が可能となる。よって作製が容易となる。
【００２６】
以上の構成により、第一実施形態と同様の効果が得られると共に、誘電体基板4によって構造全体を支えることができ、誘電体基板4の誘電率による小型化ができる。また、エッチング等の一般的な基板加工技術により製作できるので、低コスト化が図れる。また、線状導体３が断線しているか否かを視覚的に確認できるため、製品検査を容易に行うことができる。
【００２７】
ここで本実施形態を適用した、誘電体基板をもつ２×２の高インピーダンス基板（図１２の右図参照）を複数個組み合わせることで、任意の大きさの高インピーダンス基板を容易に作製することができる。たとえば誘電体基板をもつ２×２の高インピーダンス基板を列方向に４つ並べると図２の高インピーダンス基板となる。これについて詳細に説明すると以下の通りである。
【００２８】
金属パッチの一辺はたとえば数十ミリであり、金属パッチ間の間隔はたとえば数分の１ミリである。従来のように、金属パッチの中央に短絡線を設けた高インピーダンス基板（図１１の左図、図１３の左図参照）では、複数の金属パッチを、数分の１ミリ間隔で配置して、大きな高インピーダンス基板を作製する必要がある。しかしながら、数分の１ｍｍ間隔で金属パッチを配置するのは難しく、また僅かな（数十分の１ミリ）の誤差でも性能に大きく影響する。これに対し、本実施形態を適用した２×２の高インピーダンス基板を組み合わせれば（金属パッチの辺同士を接続すれば）、より大きな高インピーダンス基板を容易に作製できる。この際、金属パッチの辺の長さは上述のように数十ミリであるため、僅かな（数十分の１ミリ）誤差があっても性能にはあまり影響がない。また、２×２の高インピーダンス基板は、エッチングなどにより容易に作製可能である。
【００２９】
このように、２×２の高インピーダンス基板を自由に組み合わせることにより、任意の大きさの高インピーダンス基板を容易に作製できる。これにより、アンテナやアンテナ装置を設置する筐体の大きさに合わせて高インピーダンス基板の大きさを容易に変更できる。
【００３０】
ここでは本実施形態を適用した、誘電体基板をもつ２×２の高インピーダンス基板を組み合わせる例を説明したが、第１実施形態を適用した、誘電体基板をもたない２×２の高インピーダンス基板を自由に組み合わせても、上述したのと同様の理由により、任意の大きさの高インピーダンス基板を容易に作製できる。
【００３１】
（第三実施形態）
図3は、本発明の第三実施形態に係るアンテナ装置の構成図である。このアンテナ装置は、図１の高インピーダンス基板において、金属パッチと同じ高さもしくはこれより高い高さにダイポールアンテナ5を設けたものである。
【００３２】
ダイポールアンテナ5以外の部材の説明は、全て第一実施形態と同一であるので説明を割愛する。
【００３３】
ダイポールアンテナ5は、高インピーダンス基板の長手方向に真っ直ぐに配置されており、金属パッチの列の間の中央に位置している。
【００３４】
以上の構成により、ダイポールアンテナを低姿勢化することができる。以下、この理由について説明する。
【００３５】
ダイポールアンテナを除いた構造は、第一実施形態の高インピーダンス基板と同じであるので、ある特定の周波数帯において、高インピーダンス特性を有する。この周波数では有限地板1に平行な方向に高周波電流が流れにくい。逆に、金属パッチがなく有限地板1しかなかった場合には、有限地板1上に自由に電流が流れ、一般にイメージ電流と呼ばれる電流を自由空間に仮定したのと同じ状態となる。このイメージ電流がダイポールアンテナ５に流れる電流を打ち消し電磁波の放射を妨げるため、金属パッチがないアンテナ装置の場合、ダイポールアンテナ５を有限地板１から遠ざけて配置する必要がある。しかしながら、本実施形態に係るアンテナ装置は、このイメージ電流と等価となるように実際には、有限地板1上に電流が発生しているのだが、高インピーダンス基板に殆ど電流が流れない周波数帯では、イメージ電流が抑制されたことになる。よってダイポールアンテナ5を高インピーダンス基板に近付けても電磁波の放射を得ることができる。以上から、ダイポールアンテナ5を低姿勢化することが可能である。
【００３６】
（第四実施形態）
図4は、本発明の第四実施形態に係るアンテナ装置の構成図である。このアンテナ装置は、図１の高インピーダンス基板において、金属パッチと同じ高さもしくはこれより高い高さにモノポールアンテナ6を設けたものである。
【００３７】
以上の構成により、第三実施形態と同様の理由により、モノポールアンテナ6を低姿勢化することができる。
【００３８】
（第五実施形態）
図5は、本発明の第五実施形態に係るアンテナ装置の構成図である。このアンテナ装置は、図２の高インピーダンス基板において、誘電体基板4の表面にダイポールアンテナ5cを設けたものである。ダイポールアンテナ5cは、高インピーダンス基板の長手方向に真っ直ぐに配置されており、金属パッチの列の間の中央に位置している。
【００３９】
ダイポールアンテナ5c以外の部材の説明は、全て第二実施形態と同一であるので割愛する。
【００４０】
ダイポールアンテナ5cは、金属パッチ2と同様、エッチングによって誘電体基板上にストリップ線路として形成することができる。
【００４１】
以上の構成により、第二実施形態と同一の効果が得られると共に、アンテナおよび高インピーダンス基板を含む全ての構造を、エッチング等の一般的な基板加工技術により製作することができるので、低コスト化が図れる。
【００４２】
ここで、ダイポールアンテナ5cの給電点15付近の実装について詳細に説明する。図9は図5の給電点15付近の拡大図である。給電点付近の誘電体基板4に孔7を開け、有限地板１の裏面から同軸線路8で給電する。同軸線路8は誘電体基板4の内部を貫通している。同軸線路8の外導体はダイポールアンテナ5cのストリップ線路の一方5c(1)に短絡し、内導体は他方5c(2)に短絡する。同軸線路8の太さは一般に波長に比べて極めて小さいので、孔7を開けたことによる高インピーダンス基板の特性劣化は殆ど無い。
【００４３】
（第六実施形態）
図6は、本発明の第六実施形態に係る高インピーダンス基板の構成図である。この高インピーダンス基板は、図２の高インピーダンス基板において、隣接する金属パッチ2の間と、金属パッチ2と線状導体3の接点とに可変リアクタンス素子9を設けたものである。可変リアクタンス素子9の代わりにリアクタンス素子を用いてもよい。
【００４４】
可変リアクタンス素子9以外の部材の説明は、全て第二実施形態と同様であるので割愛する。
【００４５】
可変リアクタンス素子9は、その端子間のリアクタンス値を可変できる高周波部品であり、バリキャップダイオードのような半導体でもよいし、スイッチと固定のリアクタンス素子の組み合わせでもよいし、MEMS(Micro ElectroMagnetic Systems)素子を用いてもよい。
【００４６】
以上の構成により、第二実施形態と同一の効果が得られると共に、高インピーダンス特性が得られる周波数帯を可変にすることができる。
【００４７】
（第七実施形態）
図7は、本発明の第七実施形態に係るアンテナ装置の構成図である。このアンテナ装置は、図１の高インピーダンス基板において、金属パッチ2の少し上の高さにおいてボウタイ型ダイポールアンテナ5aを設けたものである。ボウタイ型ダイポールアンテナ5aは、高インピーダンス基板の長手方向に延びるように配置されており、金属パッチの列の間の中央に配置されている。
【００４８】
ボウタイ型ダイポールアンテナ5a以外の部材の説明は、全て第一実施形態と同一であるので割愛する。
【００４９】
ボウタイ型ダイポールアンテナ5aは導体板から成り、給電点15から離れるに従ってその幅が広くなる形状をしており、ダイポールアンテナ5よりも広帯域なアンテナである。
【００５０】
以上の構成により、ボウタイ型ダイポールアンテナ5aは第3実施形態のダイポールアンテナ同様、低姿勢化することができる。その理由は第一実施形態の説明の通り、高インピーダンス基板がアンテナの長手方向にも、それに垂直な方向にも、高インピーダンス特性を有するため、ボウタイ型ダイポールアンテナ5aが有限地板1上様々な方向に電流を流そうとしても、電流を流すことができないからである。
【００５１】
（第八実施形態）
図8は、本発明の第八実施形態に係るアンテナ装置の構成図である。このアンテナ装置は、図１の高インピーダンス基板において、金属パッチ2の少し上の高さにおいてメアンダ型ダイポールアンテナ5bを設けたものである。メアンダ型ダイポールアンテナ5bは、高インピーダンス基板の長手方向に延びるように配置されており、金属パッチの列の間の中央に配置されている。
【００５２】
メアンダ型ダイポールアンテナ5b以外の部材の説明は、全て第一実施形態と同一であるので割愛する。
【００５３】
メアンダ型ダイポールアンテナ5bはメアンダ状の線状導体から成り、図5のダイポールアンテナ5cよりも長手方向の長さが短いアンテナである。
【００５４】
以上の構成により、メアンダ型ダイポールアンテナ5bは第3実施形態のダイポールアンテナ同様、低姿勢化することができる。その理由は第一実施形態の説明の通り、高インピーダンス基板がアンテナの長手方向にも、それに垂直な方向にも、高インピーダンス特性を有するため、メアンダ型ダイポールアンテナ5bが有限地板1上様々な方向に電流を流そうとしても、電流を流すことができないからである。
【００５５】
（第九実施形態）
図14は、本発明の第九実施形態に係る携帯無線装置（携帯電話）の構成図である。
【００５６】
２つの筐体13A、13Bがヒンジケーブル12によって開閉可能に結合されている。筐体13A内には、モノポールアンテナ6を搭載した高インピーダンス基板（図4参照）と、高周波電流を生成する無線機10と、無線機10により生成された高周波電流をモノポールアンテナ6の給電点15に与える給電線路11とが搭載されている。無線機10は、高インピーダンス基板の有限地板上に配置されているが、無線機10が搭載される地板と、高インピーダンス基板の地板とは異なっていてもよい。この高インピーダンス基板は小型化されていることから、無線装置への搭載を容易に行うことができる。図14では、モノポールアンテナを搭載した高インピーダンス基板を用いた例を示したが、ダイポールアンテナ、メアンダ型アンテナ、ボウタイ型アンテナなど、他のアンテナを搭載した高インピーダンス基板を用いることも当然に可能である。
【００５７】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の第一実施形態に係る高インピーダンス基板の構成図。
【図２】本発明の第二実施形態に係る高インピーダンス基板の構成図。
【図３】本発明の第三実施形態に係るアンテナ装置の構成図。
【図４】本発明の第四実施形態に係るアンテナ装置の構成図。
【図５】本発明の第五実施形態に係るアンテナ装置の構成図。
【図６】本発明の第六実施形態に係る高インピーダンス基板の構成図。
【図７】本発明の第七実施形態に係るアンテナ装置の構成図。
【図８】本発明の第八実施形態に係るアンテナ装置の構成図。
【図９】本発明の第五実施形態に係るアンテナ装置の給電点付近の拡大図。
【図１０】本発明に係る高インピーダンス基板の動作原理を説明するための、高インピーダンス基板を有限地板に平行な方向から見た模式図。
【図１１】本発明をなすに至った経緯を説明する図。
【図１２】図11に続いて、本発明をなすに至った経緯を説明する図。
【図１３】４行×５列に金属パッチが配置された高インピーダンス基板の例を従来技術と比較して示す図。
【図１４】本発明の第九実施形態に係る携帯無線装置の構成図。
【符号の説明】
【００５９】
1…有限地板
2…金属パッチ（金属板）
3…線状導体（線状導体素子）
4…誘電体基板
5,5c…ダイポールアンテナ
5a…ボウタイ型ダイポールアンテナ
5b…メアンダ型ダイポールアンテナ
6…モノポールアンテナ
7…孔
8…同軸線路
9…リアクタンス素子または可変リアクタンス素子
15…給電点
【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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