(57)【要約】【課題】  ある決められた大きさの基板内に複数のアンテナ素子とグランドの両方を効率的に配置する。【解決手段】  アンテナ素子としてチップアンテナ10a乃至10fを使用し、且つ各チップアンテナとグランド14とを一定の間隔を隔てて併置する構造とする。加えて、基板上に形成したグランド14の周囲を取り囲む形でチップアンテナ10a乃至10fを配置し、当該各チップアンテナ10a乃至10fでグランド14を共用した構成とする。さらに、ハイブリッドパターン12a及び12bを上記基板内に組み込み、チップアンテナ10a乃至10fのグランドとハイブリッドパターン12a及び12bのグランドをも共用することで小型化を実現する。なお送信用チップアンテナ及びグランドパターンとで垂直偏波アンテナを構成し、受信用チップアンテナ及びグランドパターンと分離するようにしてもよい。【選択図】  図１
2004328717.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアンテナ素子と当該複数のアンテナ素子の各々のグランドとして機能するグランドパターンとが一の基板に設けられ、前記アンテナ素子を切り替え可能に構成されたダイバーシティアンテナ装置において、
前記グランドパターンは、各前記アンテナ素子と間隔を設けた形で前記基板の中央部に形成され、
各前記アンテナ素子は、前記グランドパターンを囲む形で前記基板の外周に沿って配置されることを特徴とするダイバーシティアンテナ装置。
【請求項２】
各前記アンテナ素子が、互いに共振周波数の１／４波長以上の間隔を隔てて配置されることを特徴とする請求項１記載のダイバーシティアンテナ装置。
【請求項３】
各前記アンテナ素子は、長方形状のチップアンテナであり、当該各チップアンテナは、前記基板の一の辺に沿って横方向に配置される第１の配置と、前記基板の一の辺と直交する他の辺に沿って縦方向に配置される第２の配置との少なくとも２形態を含む形で配置されることを特徴とする請求項１記載のダイバーシティアンテナ装置。
【請求項４】
各前記アンテナ素子は、同一方向にエレメント先端が配置されたチップアンテナであり、前記グランドパターンは、各前記チップアンテナのエレメント先端方向に空間が設けられるように形成されることを特徴とする請求項１記載のダイバーシティアンテナ装置。
【請求項５】
前記基板は、前記複数のアンテナ素子のうちの少なくとも２つに接続されたハイブリッドパターンをさらに備えることを特徴とする請求項１記載のダイバーシティアンテナ装置。
【請求項６】
前記基板は、前記ハイブリッドパターンが形成されたハイブリッド層と、前記ハイブリッドパターンを外部ポートに接続する接続パターンが形成された接続層と、前記グランドパターンが形成されたグランド層との積層体で構成され、
前記ハイブリッド層及び前記接続層は、前記グランド層を間に挟持した形でマイクロストリップライン構造を構成し、前記グランド層を各前記アンテナ素子と共有することを特徴とする請求項５記載のダイバーシティアンテナ装置。
【請求項７】
複数のアンテナ素子と当該複数のアンテナ素子の各々のグランドとして機能するグランドパターンとが一の基板に設けられ、前記アンテナ素子を切り替え可能に構成されたダイバーシティアンテナ装置において、
前記グランドパターンは、各前記アンテナ素子と間隔を設けた形で前記基板の中央部に形成され、
各前記アンテナ素子は、前記グランドパターンを囲む形で配置され、
前記グランドパターンと各前記アンテナ素子とが、前記基板の実装面と平行に併置されることを特徴とするダイバーシティアンテナ装置。
【請求項８】
前記複数のアンテナ素子が、送信専用のアンテナ素子と受信専用のアンテナ素子とを含むことを特徴とする請求項１又は７記載のダイバーシティアンテナ装置。
【請求項９】
前記送信専用のアンテナ素子が、垂直偏波型のアンテナを構成することを特徴とする請求項８記載のダイバーシティアンテナ装置。
【請求項１０】
前記グランドパターンは、前記送信専用のアンテナ素子のグランドとして機能する第１の領域と、前記受信専用のアンテナ素子のグランドとして機能する第２の領域とを具備することを特徴とする請求項８記載のダイバーシティアンテナ装置。
【請求項１１】
前記第１の領域が、鉛直方向に延伸した形状を有するように構成されることを特徴とする請求項１０記載のダイバーシティアンテナ装置
【請求項１２】
複数のアンテナ素子と当該複数のアンテナ素子の各々のグランドとして機能するグランドパターンとが一の基板に設けられ、前記アンテナ素子を切り替え可能に構成されたダイバーシティアンテナ装置において、
前記複数のアンテナ素子は、送信専用のアンテナ素子と受信専用のアンテナ素子とを具備することを特徴とするダイバーシティアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信装置等に使用されるダイバーシティアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、無線通信の通信品質を向上させるべく、ダイバーシティ方式を採用したアンテナ装置が検討されている。この種のアンテナ装置としては、例えば下記のようなものが知られている。
【０００３】
すなわち、特開平１０−１１２６７７号公報（特許文献１）に記載されたアンテナ装置は、同文献の図１に示されているように、９０°ハイブリッド基板上に２つのモノポールアンテナを３λ／４（λ：共振周波数の波長）の間隔で配置したもので、ハイブリッドに供給する電圧の位相を変化させることで、指向性を制御しようとするものである。
【０００４】
また、特表２００２−５０５８３５号公報（特許文献２）に記載されたアンテナ装置は、同文献の図４に示されているように、一の基板上に複数のプリントパターンアンテナを形成し、この基板を図２に示されているようなシステムで使用したものである。尚、同文献においても、ハイブリッドを使用した指向性制御が行われている。
【０００５】
さらに、特開昭６２−１１４３０４号公報（特許文献３）及び特開平４−１３３５０２号公報（特許文献４）には、基板上に複数のアンテナを配置させ、アンテナ間隔と電圧位相差で指向性を変化させる手法が開示されている。
【０００６】
また、特開平１１−２０５０３２号公報（特許文献５）及び特開２００１−３４５７４５号公報（特許文献６）には、複数のアンテナでグランドを共用する構造が開示されている。
【０００７】
また、特開２００３−８３３７号公報（特許文献７）には、略正方形で平面形状の接地導体を４辺が水平或いは垂直方向に配置されるように立設し、該接地導体の一側面に重ね合わせるように平面形状の放射素子を誘電体を介して配置してなり、垂直偏波と水平偏波のうち少なくとも一方の直線偏波を放射可能とするマイクロストリップアンテナが開示されている。そして、このようなマイクロストリップアンテナにより、水平偏波での送受信エリアと垂直偏波での送受信エリアを均一にするものである。
【０００８】
また、特開平１１−２１５０４０号公報（特許文献８）には、垂直偏波用アンテナと水平偏波用アンテナを一の基板上に設けるとともに、これらのグランドを分離した構造が開示されている。
【特許文献１】特開平１０−１１２６７７号公報
【特許文献２】特表２００２−５０５８３５号公報
【特許文献３】特開昭６２−１１４３０４号公報
【特許文献４】特開平４−１３３５０２号公報
【特許文献５】特開平１１−２０５０３２号公報
【特許文献６】特開２００１−３４５７４５号公報
【特許文献７】特開２００３−８３３７号公報
【特許文献８】特開平１１−２１５０４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記各特許文献で開示された構造では、放射エレメントとして機能するアンテナ素子と当該アンテナ素子と対となって機能するアンテナグランドとを対向させて構成した対向型アンテナか、又はアンテナグランドに対して放射エレメントを直立設置したポール型アンテナであるため、薄型化・小型化には限界があった。
【００１０】
即ち、対向型アンテナは、アンテナ素子とグランドパターンとの対向面積で電気的特性が決まるため、所望の特性を得るためには、どうしてもある程度の対向面積を確保する必要がある。また、ポール型アンテナは、直立部分に空間的なスペースが必要となるため、アンテナの占有空間がどうしても大きくなる。
【００１１】
また、垂直偏波と水平偏波を併用するという考え方は、偏波ダイバーシティの方式としては非常に有用であるが、上で示された従来技術におけるアンテナ装置は小型化という点及びマルチパス環境への対応という点において十分なものとは言えない。
【００１２】
そこで、本発明の目的は、小型化に有効なダイバーシティアンテナ装置を提供することである。
【００１３】
また、本発明の別の目的は、マルチパス環境に適した新規なダイバーシティアンテナ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明では、上記第１の目的を達成するために、アンテナ素子とグランドパターンとを併置させた併置型アンテナを採用する。この併置型アンテナでは、アンテナ素子とグランドパターンとが同一平面上又はほぼ同一平面上において併置されるため、高さ方向の占有スペースがほぼ不要となる。一方で、アンテナ素子とグランドパターンとが併置される面の占有面積がある程度必要となる。但し、アンテナ・エレメント及びグランドパターンを含む領域が全体として電気的特性に寄与するため、対向型アンテナに比べてアンテナ素子を小さく形成でき、面内における省スペースが図られる。またさらなる省スペース化を図るため、ダイバーシティアンテナ装置として有する複数のアンテナ素子によりグランドパターンを共用する構造を採用する。但し、併置型アンテナでは、グランドパターンとアンテナ素子との間に所定の間隔が必要になるため、対向型又はポール型アンテナと同じような技術的思想を適用してもグランドパターンを共用することができない。そこで、本発明は以下のような構成を採用するものである。
【００１５】
すなわち、本発明の第一の態様に係るダイバーシティアンテナ装置は、複数のアンテナ素子と当該複数のアンテナ素子の各々のグランドとして機能するグランドパターンが設けられた一の基板とを有し、アンテナ素子を切り替え可能に構成されている。また、上記グランドパターンは、各アンテナ素子と間隔を設けた形で基板の中央部に形成され、各アンテナ素子は、上記グランドパターンを囲む形で基板の外周に沿って基板上に配置される。
【００１６】
ここで、アンテナ素子のタイプとしては、モノポール型、逆Ｌ型、逆Ｆ型、ミアンダ型等の各種形態を採用することが可能であり、アンテナ素子とグランドパターンとが併置されていれば良い。アンテナ素子として逆Ｆ型を採用する場合には、周知のように、逆Ｆ型アンテナのショートエレメントがグランドパターンに接地されるため、グランドパターンとの間隔とは、逆Ｆアンテナの放射エレメントとグランドパターンとの間隔を意味する。このような併置型の逆Ｆアンテナの構造は既に周知であるため、本出願では詳細な説明を省略する。
【００１７】
また、各アンテナ素子を、互いに共振周波数の１／４波長以上の間隔を隔てて配置するようにしてもよい。
【００１８】
さらに、各アンテナ素子は、長方形状のチップアンテナであり、各チップアンテナを、その長手方向が基板の近接する辺に沿った形で配置するようにしてもよい。さらに、各チップアンテナを、その長手方向が基板の一の辺に沿った形（すなわち横方向）となるように配置する第１の配置と、その長手方向が上記基板の一の辺と直交する他の辺に沿った形（すなわち縦方向）となるように配置する第２の配置とを少なくとも含むように配置してもよい。
【００１９】
また、各アンテナ素子は、同一方向にエレメント先端が配置されたチップアンテナであり、上記グランドパターンを、各チップアンテナのエレメント先端方向に空間が設けられるように形成してもよい。
【００２０】
さらに、上で述べた基板が、複数のアンテナ素子のうちの少なくとも２つに接続されたハイブリッドパターンをさらに備えるようにしてもよい。
【００２１】
さらに、上で述べた基板が、上で述べたハイブリッドパターンが形成されたハイブリッド層と、ハイブリッドパターンを外部ポートに接続する接続パターンが形成された接続層と、グランドパターンが形成されたグランド層との積層体であり、ハイブリッド層及び接続層は、グランド層を間に挟持した形でマイクロストリップライン構造を構成し、グランド層を各アンテナ素子と共有するようにしてもよい。
【００２２】
本発明の第２の態様に係るダイバーシティアンテナ装置は、複数のアンテナ素子と当該複数のアンテナ素子の各々のグランドとして機能するグランドパターンとが一の基板上に設けられ、上記アンテナ素子を切り替え可能に構成される。そして、グランドパターンは、各アンテナ素子と間隔を設けた形で基板の中央部に形成され、各アンテナ素子は、グランドパターンを囲む形で配置され、グランドパターンと各アンテナ素子とが、基板の実装面と平行に併置される。
【００２３】
なお、上で述べた複数のアンテナ素子が、送信専用のアンテナ素子と受信専用のアンテナ素子とを含むようにしてもよい。
【００２４】
さらに、上記送信専用のアンテナ素子が、垂直偏波型のアンテナを構成するようにしてもよい。このような構成を採用することにより、従来では得られなかった特性の向上が実現する。この送信専用のアンテナを垂直偏波にするという着想は、今まで存在しなかった新たな知見であり、マルチパス環境への対応に有用な手法である。
【００２５】
また、上記グランドパターンは、送信専用のアンテナ素子のグランドとして機能する第１の領域と、受信専用のアンテナ素子のグランドとして機能する第２の領域とを具備するようにしてもよい。
【００２６】
さらに、当該第１の領域が、鉛直方向に延伸した形状を有するように構成される場合もある。すなわち、送信専用のアンテナ素子に対するグランドパターンを一の方向に延伸した長尺形状とし、この長手方向が大地に対して垂直となるように配置するものである。
【００２７】
また、上記第２の目的を達成するため、本発明では送信専用のアンテナ素子と受信専用のアンテナ素子を設けることにする。このようにすれば、受信に好適なアンテナ素子構成と、さらに送信に好適なアンテナ素子構成とを分けて用意することができ、マルチパス環境に対応しやすくなる。より具体的には、本発明は以下のような構成を採用するものである。
【００２８】
すなわち、本発明の第３の態様に係るダイバーシティアンテナ装置は、複数のアンテナ素子と当該複数のアンテナ素子の各々のグランドとして機能するグランドパターンとが一の基板上に設けられ、アンテナ素子を切り替え可能に構成されており、上記複数のアンテナ素子は、送信専用のアンテナ素子と受信専用のアンテナ素子とを具備するものである。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、小型化に有効なダイバーシティアンテナ装置を提供することができる。
【００３０】
また、本発明の別の側面として、マルチパス環境に適した新規なダイバーシティアンテナ装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
本実施の形態では、ある決められた大きさの基板内に複数のアンテナ素子とグランドの両方を効率的に配置するための手法を提案する。まず、小さな基板に可能な限り多くのアンテナ素子を搭載可能とするために、アンテナ素子としてチップアンテナを使用し、かつ、当該各チップアンテナの効率を高めるために、各チップアンテナとグランドとを一定の間隔を隔てて併置する構造とする。すなわち、チップアンテナの面とグランドの面とが、平行又は実質的に平行であり、上から見たとき（又は上から透視した場合）にチップアンテナとグランドとが互いに重ならずに並べて配置されている。加えて、上記の構造を限られた面積内で実現するために、基板上に形成したグランドの周囲を取り囲む形で複数のアンテナ素子を配置し、当該各アンテナ素子でグランドを共用する構成とする。さらに、ハイブリッドパターンを上記基板内に組み込み、アンテナ素子のグランドとハイブリッドパターンのグランドをも共用することで、小型化に実現する。
【００３２】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００３３】
図１は、本実施の形態に係るダイバーシティアンテナ装置で使用されるアンテナ基板の構造を示す平面図である。同図に示すように、本実施の形態に係るアンテナ基板には、例えば３層構造を有するプリント基板１６の少なくともいずれかの層上で、ハイブリッドパターン１２ａ及び１２ｂと、グランドパターン１４と、接続パターン１８ａ乃至１８ｆとが形成されており、アンテナ基板の最表面には複数のチップアンテナ１０ａ乃至１０ｆが載置されている。すなわち、アンテナ素子とグランドパターンとがほぼ同一面上において併置されるため、高さ方向の占有スペースがほぼ不要となる。
【００３４】
ここで、アンテナ素子であるチップアンテナ１０ａ乃至１０ｆは、例えばセラミック材料からなる誘電体基板にエレメント１０−１が形成された構造を有し、グランドパターン１４から一定の間隔を隔てて配置される。ここで、チップアンテナ１０ａ乃至１０ｆのタイプとしては、モノポール型、逆Ｌ型、逆Ｆ型、ミアンダ型等の各種形態を採用することが可能である。
【００３５】
チップアンテナ１０ａ乃至１０ｆは、同図に示すように長方形状を有しており、可能な限り多く配置できるように、その長手方向はグランドパターン１４を画する辺とプリント基板１６を画する辺の双方に沿った形で配置する。
【００３６】
チップアンテナ１０ａ乃至１０ｆとグランドパターン１４との間隔は、インピーダンス整合を満足する範囲で限りなく近づけることが望ましいが、この距離は、アンテナのタイプによって異なり、例えば、逆Ｆ型のアンテナであれば１mm程度まで近づけることが可能である。
【００３７】
このような配置により、チップアンテナ１０ａ乃至１０ｆがグランドパターン１４を囲む形でプリント基板１６の外周に沿って配置されることになり、その結果、一のグランドパターンを複数のアンテナで共用した状態で、可能な限り多くのアンテナを配置することができる。即ち、グランドの全周を有効に活用した形で複数のアンテナを機能させることが可能になる。
【００３８】
ここで、チップアンテナ１０ａ乃至１０ｆ同士の間隔Ｄ（少なくとも、チップアンテナ１０ａ乃至１０ｆのうち長手方向に隣接するチップアンテナ同士の距離）は、相互干渉防止の観点からすると、互いにλ／２（λ：チップアンテナの共振周波数の波長）以上の間隔を隔てて配置することが望ましい。しかし、互いにλ／４以上の間隔を隔てて配置すれば十分使用に耐え得るため、相互干渉を抑えつつ小型化を実現するためには、λ／４の間隔が望ましい。但し、λ／４に限定するものではない。
【００３９】
また、より多彩な指向性パターンを実現可能なダイバーシティとするために、チップアンテナ１０ａ乃至１０ｆのエレメント１０−１の先端が同一方向に向く形でプリント基板１６の辺に沿って配置するとともに、チップアンテナ１０ａ乃至１０ｆの配置として、プリント基板１６の一の辺に沿って横方向に配置された第１の配置と、当該プリント基板の一の辺と直交する他の辺に沿って縦方向に配置された第２の配置の少なくとも２形態を含む形で配置することが望ましい。
【００４０】
また、チップアンテナ１０ａ乃至１０ｆの相互干渉を抑制する配置として、各チップアンテナ１０のエレメント１０−１の先端がグランドパターン１４を下に置く方向から見た場合に同一方向に向く形でプリント基板１６の辺上に沿って配置するとともに、グランドパターン１４を、チップアンテナ１０のエレメント先端方向に空間ＳＰを設けるように形成することが望ましい。なお、チップアンテナ１０ｄ及び１０ｆについては、そのエレメント先端方向に基板が無いので、空間についての特別な問題は無い。また、チップアンテナ１０ｅの右側にはグランドパターン１４が設けられていない領域が存在するが、この部分にもグランドパターン１４を設けるようにしても良い。
【００４１】
ハイブリッドパターン１２ａ及び１２ｂは、前述の特許文献１のハイブリッドパターンと同じく、印加電圧の位相差をつけるものであり、本実施の形態では１８０°ハイブリッドパターンを使用している。尚、ハイブリッドパターン自体の設計手法は周知であり、当業者であれば周知の技術情報を参考に設計可能である。
【００４２】
接続パターン１８ａ乃至１８ｆは、ハイブリッドパターンと外部ポート２０ａ乃至２０ｄのいずれか１つとを接続する導電パターンであり、本実施の形態では最下層に形成される。また、接続パターン１８ｅは、チップアンテナ１０ｅと外部ポート２０ｅを接続する導電パターンであり、接続パターン１８ｆは、チップアンテナ１０ｆと外部ポート２０ｆを接続する導電パターンである。
【００４３】
図２は、図１に示すアンテナ基板の層構造を示す分解斜視図（模式図）である。同図に示すように、プリント基板１６は、上から順番に、接続パターン１８ｅ及び１８ｆとハイブリッドパターン１２ａ及び１２ｂとが形成されたハイブリッド層１６−１と、グランドパターン１４が形成されたグランド層１６―２と、接続パターン１８ａ乃至１８ｄが形成された接続層１６−３の３層で構成され、チップアンテナ１０ａ乃至１０ｆは、ハイブリッドパターン１２が形成された層上に搭載される。
【００４４】
このような構造を取ることで、ハイブリッド層１６−１と接続層１６−３とがグランド層１６−２を間に挟持した形でマイクロストリップライン構造が構成される。その結果、グランドパターン１４がチップアンテナ１０ａ乃至１０ｆと、ハイブリッドパターン１２ａ及び１２ｂと、接続パターン１８ａ乃至１８ｆで共用され、最小の層構成で、アンテナ機能とハイブリッド機能を一枚の基板上で実現することが可能になる。
【００４５】
図３は、アンテナ基板を通信装置に接続した構成を示す概念図である。同図に示すように、アンテナ基板は外部ポート２０（２０ａ乃至２０ｆ）から同軸ケーブル３０を介して通信装置２１と接続される。
【００４６】
通信装置２１は、前述の特許文献２と同様に、内部にスイッチ２２とＲＦ回路２４とを備え、アンテナ基板に搭載された複数のチップアンテナ１０を選択的に切り替えることが可能な構成を有する。このような構成により、ダイバーシティ方式による指向性制御が可能になる。
【００４７】
ここで、アンテナ基板に搭載されるチップアンテナ１０ａ乃至１０ｆは、通信装置２１側で決められた仕様に基づき、例えば、受信用のアンテナＲＸが５基と、送信用のアンテナＴＸが１基の計６基で構成され、ハイブリッドパターン１２ａ及び１２ｂは、それぞれ１対の受信用アンテナで使用される。すなわち、チップアンテナ１０ａ及び１０ｂはハイブリッドパターン１２ａに接続され、チップアンテナ１０ｃ及び１０ｄはハイブリッドパターン１２ｂに接続される。図３において、ハイブリッドパターン１２ａ及び１２ｂは簡略化して示されている。チップアンテナ１０ｅ及び１０ｆは単独で用いられる。尚、チップアンテナの数および送受信仕様は、通信装置２１側の要求仕様に合わせて適宜構成可能である。なお、図３ではグランドパターン１４の形状及びチップアンテナ１０ａ乃至１０ｆの配置が図１とは若干異なっている。すなわち、グランドパターン１４は長方形となっており、チップアンテナ１０ａ乃至１０ｆは単純にプリント基板１６の上辺及び下辺に平行に配置されている。
【００４８】
図４（ａ）乃至（ｅ）は、本実施の形態に係るアンテナ基板上におけるチップアンテナ１０ａ乃至１０ｆの配置バリエーションを示す模式図である。同図に示すように、本実施の形態では、チップアンテナ１０ａ乃至１０ｆ、ハイブリッドパターン１２ａ及び１２ｂの接続形態として様々な形態を取ることが可能である。図４（ａ）乃至（ｄ）において、ハイブリッドパターン１２ａ及び１２ｂは簡略化して示されている。
【００４９】
図４（ａ）は、グランドパターン１４を帯状に形成し、チップアンテナ１０ａ乃至１０ｆをグランドパターン１４の長手方向に沿って配置した例である。本例では、グランドパターン１４の上部および下部にそれぞれ配置された３つのチップアンテナのうちの２つ（図ではチップアンテナ１０ａ及び１０ｂ、並びにチップアンテナ１０ｅ及び１０ｆ）がハイブリッドパターン１２ａ又は１２ｂで接続される。
【００５０】
その他、本実施の形態では、図４（ｂ）乃至（ｅ）に示すように様々な形態を取ることも可能である。図４（ｂ）は、図４（ａ）の構造に加えて、残りのチップアンテナ１０ｃ及び１０ｄもハイブリッドパターン１２ｃで接続して、３つのハイブリッド構成を取る例である。図４（ｃ）は、グランドパターン１４を隔てて配置されたチップアンテナ同士（図ではチップアンテナ１０ｂ及び１０ｅ、並びにチップアンテナ１０ｃ及び１０ｄ）をハイブリッドパターン１２ａ及び１２ｂで接続した例である。さらに、図４（ｄ）は、互いに斜めに配置されたチップアンテナ同士（図ではチップアンテナ１０ｃ及び１０ｅ）をハイブリッドパターン１２ｂで接続した例である。図４（ｄ）では、１対のチップアンテナ１０ａ及び１０ｆは斜めに配置されていないが、例えばチップアンテナ１０ｂ及び１０ｆといったようにさらに斜めに配置されている対をハイブリッドパターン１２ａで接続するようにしても良い。図４（ｅ）は、チップアンテナの向きを縦と横の２通り混在させて配置した例である。すなわち、チップアンテナ１０ａ及び１０ｆは、その長軸がプリント基板１６の左側辺と平行となるように配置され、チップアンテナ１０ｂ及び１０ｅはその長軸がプリント基板１６の上辺又は下辺と平行になるように配置され、チップアンテナ１０ｃ及び１０ｄはその長軸がプリント基板１６の左側辺と平行になるように配置される。また、グランドパターン１４もＨ型の形状を有するようになっている。
【００５１】
図５（ａ）は、図１の例についてのハイブリッド層１６−１（図２）の詳細な構成例（上面図）である。但し、最も外側の線で表されるグランドパターン１４についてはグランド層１６―２の形状を表している。また、下線の付された参照番号以外の数値はmm単位の寸法を示している。さらに、図５（ｂ）は、図１の例についての接続層１６−３（図２）の詳細な構成例（上面図）である。なお、ハイブリッド層１６−１と接続層１６−３とは、スルーホール１５ａ乃至１５ｄにて接続されている。プリント基板１６の外形（図５（ｂ））は約３０×５０mmであり、グランドパターン１４の横幅は４６mmであり、チップアンテナ１０ａ乃至１０ｆの外形は８×４mm程度である。
【００５２】
次に、図６乃至図８を用いて、本発明の第２の実施の形態について説明する。第１の実施の形態と第２の実施の形態との差は、（１）送信用チップアンテナ１０ａのためのグランドパターン１４ｂが、受信用チップアンテナ１０ｂ乃至１０ｆのためのグランドパターン１４ａと分離されたこと、及び（２）送信用チップアンテナ１０ａとグランドパターン１４ｂとで構成される送信用アンテナが垂直偏波型のアンテナであることである。
【００５３】
図６に示すように、受信用チップアンテナ１０ｂ乃至１０ｆは、プリント基板１６のほぼ中央部に設けられた受信用のグランドパターン１４ａを囲むように、またプリント基板１６の外周に沿うように、グランドパターン１４ａと一定の間隔をおいて併置されている。なお、受信用チップアンテナ１０ｂについては、送信用チップアンテナ１０ａ及びグランドパターン１４ｂと一定距離離す必要があるため、その長辺がプリント基板１６の外周に沿っていないが、短辺は基板１６の外周に沿うように配置される。受信用チップアンテナ１０ｃ及び１０ｄの間隔、並びに受信用チップアンテナ１０ｅ及び１０ｆの間隔は、図１と同じようにλ／４以上となっている。なお、図示していないが、受信用チップアンテナ１０ｃ及び１０ｄにおいては、その内部で紙面上方にアンテナエレメント先端が向いており、受信用チップアンテナ１０ｂにおいては、その内部で紙面右方向にアンテナエレメント先端が向いており、受信用チップアンテナ１０ｆ及び１０ｅにおいては、その内部で紙面下方にアンテナエレメント先端が向いている。すなわち、グランドパターン１４ａを下に置いた方向から見ると、アンテナエレメント先端は右方向に向いている。
【００５４】
受信用チップアンテナ１０ｂ乃至１０ｆについてのハイブリッドパターンの接続関係については図示を省略するが、これらのチップアンテナを任意に組み合わせて、各セットにつき１つのハイブリッドパターンを接続するものとする。また、ハイブリッドパターンはプリント基板１６の内部の層に実装されているものとする。
【００５５】
グランドパターン１４ａは、受信用チップアンテナ１０ｂ乃至１０ｆで共有されており、受信用チップアンテナ１０ｃ及び１０ｄの間、並びに受信用チップアンテナ１０ｅ及び１０ｆの間には設けないようになっている。各受信用チップアンテナ１０ｂ乃至１０ｆにおいて各アンテナエレメント先端が向いている方向が上で述べたとおりであるとすると、受信用チップアンテナ１０ｃの上方には、λ／４以上空間を空けてグランドパターン１４ａが配置されるべきである。しかし、プリント基板１６の小型化及び受信用チップアンテナ１０ｃ下のグランドパターン１４を確保する必要があるため、図６では最小限度のスペースを空けてグランドパターン１４ａが配置されるようになっている。グランドパターン１４ａの形状は、図６に示すような形状に限定されるものではなく、受信用チップアンテナ１０ｂ乃至１０ｆにおいて受信特性が最高になるように任意に形成することができる。
【００５６】
送信用チップアンテナ１０ａは、プリント基板１６の上辺に沿って配置されており、その長辺より長い幅を有する送信用のグランドパターン１４ｂと一定の間隔をおいて併置されている。送信用チップアンテナ１０ａとグランドパターン１４ｂが垂直偏波型のアンテナとして作用するように、グランドパターン１４ｂは鉛直方向（紙面下方向が大地であるものとする）に延伸しており、好ましくは鉛直方向の長さＬをλ／４以上とする。上でも述べたが、グランドパターン１４ｂは、グランドパターン１４ａとは分離されており、受信用チップアンテナ１０ｂと送信用チップアンテナ１０ａとの距離、グランドパターン１４ｂと受信用チップアンテナ１０ｂとの距離又はグランドパターン１４ｂとグランドパターン１４ａとの距離を一定距離以上離すようにしている。
【００５７】
このようなダイバーシティアンテナ装置を構成することにより、送信用チップアンテナ１０ａから垂直偏波の電波が強く放出されるようになり、空間に放出された電波の偏波成分の状態が、他のダイバーシティアンテナ装置における受信用チップアンテナ１０ｂ乃至１０ｆにて効率よく受信できる構成になる。結果としてダイバーシティ利得の低下を抑えることができるようになる。すなわち、マルチパス環境に適合した有効なダイバーシティアンテナ装置が構成されたことになる。
【００５８】
例えば、図６に示すダイバーシティアンテナ装置を１０ｍ又は３５ｍ離し、一方のダイバーシティアンテナ装置の送信用チップアンテナから５．２５ＧＨｚで１３ｄＢｍの電波を出力した場合において、他方のダイバーシティアンテナ装置の受信用チップアンテナによる受信結果の一例を図７に示す。なお、これは一般的なオフィス環境において実験した結果である。この実験では、図６に示すダイバーシティアンテナ装置を対向させた状態を０°として、受信側のダイバーシティアンテナ装置を０°、９０°、１８０°、２７０°回転させた場合のそれぞれにつき、受信用チップアンテナを１コ、２コ、３コ、４コ、５コ用いた場合における受信電圧の平均値（ｄＢ）を示している。いずれの場合においても受信用チップアンテナを変化させても受信電力の平均値の変動幅は２ｄＢ程度に抑えられている。また、角度を変化させても受信電圧の平均値の変動幅は３．５ｄＢ程度に抑えられている。このように、受信特性のばらつきは抑えられており、マルチパス環境においても良好な通信が可能になるものと考えられる。
【００５９】
図８に第２の実施の形態の変形例を示す。図８の例では、受信用チップアンテナ１０ｂ乃至１０ｆは、ほぼ中央部に配置されている受信用のグランドパターン１４ｃを囲うように、またプリント基板１６の外周に沿って、グランドパターン１４ｃと一定の間隔をおいて併置されている。受信用チップアンテナ１０ｂと受信用チップアンテナ１０ｃの間隔、受信用チップアンテナ１０ｆと受信用チップアンテナ１０ｅとの間隔、受信用チップアンテナ１０ｅと受信用チップアンテナ１０ｄの間隔は、上で述べたようにλ／４以上となっている。また、グランドパターン１４ｃの形状は、長方形となっているが、それ以外の形状であっても良い。但し、受信用チップアンテナ１０ｂ及び１０ｃ、１０ｆ及び１０ｅ、並びに１０ｅ及び１０ｄの間には設けないようにする。
【００６０】
図８の例でも、グランドパターン１４ｄはグランドパターン１４ｃから分離されている。また、グランドパターン１４ｄは、鉛直方向（紙面下方が大地）に延伸しており、長手方向の長さＬは上でも述べたようにλ／４以上が好ましい。幅は送信用チップアンテナ１０ａの長辺より長くなっている。また、送信用チップアンテナ１０ａも、グランドパターン１４ｄと併置されており、プリント基板１６の外周に沿って配置されている。なお、受信用チップアンテナ１０ｂと送信用チップアンテナ１０ａについては、λ／４以上間隔をおいて配置されている。
【００６１】
受信用チップアンテナ１０ｂ乃至乃至１０ｆについてのハイブリッドパターンの接続関係については図示を省略するが、これらのチップアンテナを任意に組み合わせて、各セットにつき１つのハイブリッドパターンを接続するものとする。
【００６２】
本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、上で述べた特徴を備えた他の配置、接続方法を採用することができる。また、図７に示した測定結果は、マルチパス環境によって変化するものであり、このような数値を達成できない環境も存在し得る。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の実施の形態におけるダイバーシティアンテナ装置の上面図である。
【図２】本発明の実施の形態におけるアンテナ基板の層構成を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態におけるアンテナ基板を通信装置に接続した構成を示す概念図である。
【図４】（ａ）乃至（ｅ）は、本発明の実施の形態におけるチップアンテナの配置例を示す図である。
【図５】（ａ）及び（ｂ）は、アンテナ基板の各層の具体的な構成例を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態におけるダイバーシティアンテナ装置の上面図である。
【図７】図６に示したダイバーシティアンテナ装置の受信特性の一例を示すテーブルである。
【図８】本発明の第２の実施の形態における他のダイバーシティアンテナ装置の上面図である。
【符号の説明】
【００６４】
１０（１０ａ乃至１０ｆ）  チップアンテナ
１０−１  エレメント
１２（１２ａ及び１２ｂ）  ハイブリッドパターン
１４，１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ  グランドパターン
１６  プリント基板
１６−１  ハイブリッド層
１６−２  グランド層
１６−３  接続層
１８（１８ａ乃至１８ｆ）  接続パターン
２０（２０ａ乃至２０ｆ）  外部ポート
２１  通信装置
２２  スイッチ
２４  ＲＦ回路
３０  同軸ケーブル
【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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