(57)【要約】【課題】  モノコニカル・アンテナ本来の広帯域特性の資質を十分に維持したまま誘電体装荷により小型化を実現する。【解決手段】  誘電体の一端面に形成された略錐状の窪みと、前記窪みの表面に設けられた放射電極と、前記誘電体の一端面に対向する他端面に近接略平行して設けられたグランド導体とを備え、前記放射電極の略頂点部位と前記グランド導体の部位との間に電気信号が給電される構成のモノコニカル・アンテナであって、  前記誘電体の比誘電率εrに応じた所定の規範に則って前記窪みの高さｈと前記窪みの底面の等価半径ｒとの比を決定する。【選択図】  図１
2004282698.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体の一端面に形成された略錐状の窪みと、前記窪みの表面に設けられた放射電極若しくは前記窪みに充填するように設けられた放射電極と、前記誘電体の一端面に対向する他端面に近接略平行して設けられたグランド導体とを備え、前記放射電極の略頂点部位と前記グランド導体の部位との間に電気信号が給電される構成のモノコニカル・アンテナであって、
前記誘電体の比誘電率εrに応じた所定の規範に則って前記窪みの高さｈと前記窪みの底面の等価半径ｒとの比を決定する、
ことを特徴とするモノコニカル・アンテナ。
【請求項２】
前記窪みの高さｈと前記窪みの底面の等価半径ｒとの比を比誘電率εrとの関係を記述した下式に則って決定する、
ことを特徴とする請求項１に記載のモノコニカル・アンテナ。
【数１】
2004282698.tif 000009
【請求項３】
前記窪みの内角を底面部から頂点部に向かって小さくなるように段階的又は連続的に変化させて形設する、
ことを特徴とする請求項２に記載のモノコニカル・アンテナ。
【請求項４】
前記窪みの高さｈと前記窪みの底面の等価半径ｒとの比を比誘電率εrとの関係を記述した下式に則って決定する、
ことを特徴とする請求項１に記載のモノコニカル・アンテナ。
【数２】
2004282698.tif 000010
【請求項５】
前記窪みの内角を底面部から頂点部に向かって大きくなるように段階的又は連続的に変化させて形設する、
ことを特徴とする請求項４に記載のモノコニカル・アンテナ。
【請求項６】
前記頂点部の内角は９０度未満である、
ことを特徴とする請求項４に記載のモノコニカル・アンテナ。
【請求項７】
前記他端面上に給電のための電極が形成され、
該給電電極の一端が、前記誘電体を貫通するようにして前記放電電極と略頂点部位において電気的に接続され、
さらに該給電電極の他端が、前記誘電体の側面上に到達するようにして形成され、該給電電極の他端と前記グランド導体との間に電気信号が給電される、
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のモノコニカル・アンテナ。
【請求項８】
略円錐状の放電電極と、前記放電電極に近接して設けられたグランド導体を備え、前記放電電極の略頂点部位と前記グランド導体の部位との間に電気信号が給電される構成のモノコニカル・アンテナであって、
前記略円錐状の放電電極の頂点と錐の底面の中心とを結ぶ直線が錐の底面に垂直でない、
ことを特徴とするモノコニカル・アンテナ。
【請求項９】
前記放電電極と前記グランド導体の間に誘電体が充填されている、
ことを特徴とする請求項８に記載のモノコニカル・アンテナ。
【請求項１０】
誘電体の一端面に形成された略錐状の窪みと、前記窪みの表面に設けられた放射電極と、前記誘電体の一端面に対向する他端面に近接略平行して設けられたグランド導体とを備え、前記放射電極の略頂点部位と前記グランド導体の部位との間に電気信号が給電される構成のモノコニカル・アンテナであって、
前記誘電体の一端面に形成された略錐状の窪みの内角α（錐の中心軸から側面までの角度）を比誘電率εrに応じた所定の規範に則って決定し、
前記他端面上に給電のための電極が形成され、
該給電電極の一端が、前記誘電体を貫通するようにして前記放電電極と略頂点部位において電気的に接続され、
さらに該給電電極の他端が、前記誘電体の側面上に到達するようにして形成され、該給電電極の他端と前記グランド導体との間に電気信号が給電される、
ことを特徴とするモノコニカル・アンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線ＬＡＮを始めとする無線通信で使用されるアンテナに係り、特に、誘電体の一端面に形成された略錐状の窪みに設けられた放射電極と誘電体の他端面に設けられたグランド導体からなるモノコニカル・アンテナに関する。
【０００２】
さらに詳しくは、本発明は、本来の広帯域特性の資質を十分に維持したまま、誘電体装荷により小型化を実現するモノコニカル・アンテナに係り、特に、誘電体の選択如何に拘わらず低背化及び細身化を実現するモノコニカル・アンテナに関する。
【背景技術】
【０００３】
近年、無線ＬＡＮシステムの高速化、低価格化に伴い、その需要が著しく増加してきている。特に最近では、人の身の回りに存在する複数の電子機器間で小規模な無線ネットワークを構築して情報通信を行なうために、パーソナル・エリア・ネットワーク（ＰＡＮ）の導入の検討が行なわれている。例えば、２．４ＧＨｚ帯や、５ＧＨｚ帯など、監督官庁の免許が不要な周波数帯域を利用して、異なった無線通信システムが規定されている。
【０００４】
無線ＬＡＮを始めとする無線通信では、アンテナを介した情報伝送が行なわれる。例えば、モノコニカル・アンテナは、誘電体からなる略円錐状の窪みに形成された放射電極と、この誘電体の底面に形成されたグランド電極からなるが、放射電極とグランド電極の間に立つ誘電体による波長短縮効果により、比較的広帯域特性を持つ小型のアンテナを構成することができる。
【０００５】
広帯域特性を持つアンテナは、例えば、データを例えば３ＧＨｚから１０ＧＨｚという超広帯域な周波数帯域に拡散して送受信を行なうＵＷＢ（ウルトラ・ワイド・バンド）通信に利用することができる。また、小型のアンテナは、無線機器の小型軽量化に貢献する。
【０００６】
例えば、従来、無線ＬＡＮ用の小型の誘電体垂直偏波アンテナは、円柱の誘電体の一方の底面を円錐形にくり抜いてその部分に放射電極を形成し、反対側の底面にアース電極を形成し、放射電極はアース電極側に貫通孔の導体を介して引き出して構成される（例えば、特許文献１を参照のこと）。
【０００７】
また、特許文献１に記載の誘電体垂直偏波アンテナのアンテナ特性は、概ね１００ＭＨｚ程度の動作帯域（中心周波数が概ね２．５ＧＨｚなので、比帯域幅は約４％である）である。モノコニカル・アンテナは、本来、１オクターブ以上の動作帯域を有するものであり、期待されている広帯域特性を十分に発揮しているとは言い難い。
【０００８】
また、アンテナの小型化とは、例えば低背化や細身化を意味する。モノコニカル・アンテナを細身化した従来例も存在するが（例えば、特許文献２を参照のこと）、単純に放射導体を半楕円回転体形にするものであり、側面が誘電体で覆われたアンテナ構造にそのまま適用することができるかどうかは不明である。
【０００９】
【特許文献１】特開平８−１３９５１５号公報（図１、図５）
【特許文献２】特開平９−１５３７２７号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、誘電体の一端面に形成された略錐状の窪みに設けられた放射電極と誘電体の他端面に設けられたグランド導体からなる、優れたモノコニカル・アンテナを提供することにある。
【００１１】
本発明のさらなる目的は、本来の広帯域特性の資質を十分に維持したまま、誘電体装荷により小型化を実現することができる、優れたモノコニカル・アンテナを提供することにある。
【００１２】
本発明のさらなる目的は、誘電体の選択如何に拘わらず低背化及び細身化を実現することができる、優れたモノコニカル・アンテナを提供することにある。
【００１３】
本発明のさらなる目的は、大量生産に適切な給電部構造を有する、優れたモノコニカル・アンテナを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、上記課題を参酌してなされたものであり、その第１の側面は、誘電体の一端面に形成された略錐状の窪みと、前記窪みの表面に設けられた放射電極若しくは前記窪みに充填するように設けられた放射電極と、前記誘電体の一端面に対向する他端面に近接略平行して設けられたグランド導体とを備え、前記放射電極の略頂点部位と前記グランド導体の部位との間に電気信号が給電される構成のモノコニカル・アンテナであって、
前記誘電体の比誘電率εrに応じた所定の規範に則って前記窪みの高さｈと前記窪みの底面の等価半径ｒとの比を決定する、
ことを特徴とするモノコニカル・アンテナである。
【００１５】
但し、ここで言う「窪みの高さ」とは、窪みの頂点から窪みの底面へ垂線を引き、この垂線の線分の長さとする。また、「窪みの底面の等価半径」とは、窪みの底面と垂線との交点を中心点とし、この中心点より底面の外殻までの平均距離とする。また、「窪みの内角」とは、窪みの側面の接線と垂線とのなす角とする。
【００１６】
本発明者らは、モノコニカル・アンテナの内角の設定がインピーダンス整合帯域に大きな影響を与えるという点を見出した。そして、誘電体の一端面に形成された円錐状の窪みの内角α（錐の中心軸から側面までの角度）を比誘電率εrとの関係を記述した下式で決定することにより、インピーダンス整合帯域を最大化することができる、ということを導き出した。
【００１７】
【数１】
2004282698.tif 000003
【００１８】
すなわち、最適な円錐内角は、誘電体の比誘電率に依存する。上式に基づいて構成されるモノコニカル・アンテナは、その側面が誘電体で覆われているため、必然的に小型化の効果が得られる（放射電極とグランド導体との間に立つ電磁界が波長短縮されることに基因する）。したがって、実装にあたっては、まず、小型化の要求に応じて比誘電率すなわち誘電体が適宜選択され、然る後、円錐内角が決定される。
【００１９】
このようなモノコニカル・アンテナの構成方法のみに依存した場合、誘電体の比誘電率εrを高めることによってアンテナの小型化を実現することができる。ところが、それとともに円錐内角αも小さくなる（すなわちアンテナが縦長になる）ので、アンテナの高さに関しては極端に短縮される訳ではない。一方、極端に細身な構成を採りたい場合、上式に従って比誘電率εrを高めれば良いのだが、実際のところ、種々の比誘電率の誘電体が無限に存在する訳ではない。
【００２０】
略言すれば、低背化又は細身化した際の円錐内角は、良好なインピーダンス整合をもたらす最適値から外れることになる。そこで、本発明では、これを、円錐内角の多段化によって補償するようにした。
【００２１】
例えば、低背構成を採用する場合には、窪みの高さｈと窪みの底面の等価半径ｒとの比を比誘電率εrとの関係を記述した下式に則りながら、窪みの内角を底面部から頂点部に向かって小さくなるように段階的に変化させて形設する。
【００２２】
【数２】
2004282698.tif 000004
【００２３】
また、細身構成を採用する場合には、窪みの高さｈと窪みの底面の等価半径ｒとの比を比誘電率εrとの関係を記述した下式に則りながら、窪みの内角を底面部から頂点部に向かって大きくなるように段階的に変化させて形設する。
【００２４】
【数３】
2004282698.tif 000005
【００２５】
低背化又は細身化のいずれの構成を採用する場合も、基本的には２段構成で良い。勿論、３段以上に多段化しても良いし、連続的に変化する部分があっても良い。
【００２６】
但し、放射電極の頂点部の内角は９０度未満とする。また、放射電極の頂点部近傍での内角変化は緩やかとすることが望ましい。要するに、頂点部すなわち給電部近傍では、「Ｒｕｍｓｅｙの等角原理（Ｖ．Ｒｕｍｓｅｙ著“Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ Ａｎｔｅｎｎａ”（Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ， １９６６）」に則って、等角円錐形の維持に努力を払うべきである。以上の原則を逸脱すると、モノコニカル・アンテナ本来の超広帯域特性を失う可能性があるので、注意が必要である。
【００２７】
ここで、前記他端面上に給電のための電極を形成し、前記誘電体を貫通するようにして前記放電電極と略頂点部位において該給電電極の一端を電気的に接続され、さらに前記誘電体の側面上に到達するようにして該給電電極の他端を形成するようにしてもよい。このような場合、該給電電極の他端と前記グランド導体との間に電気信号が給電されるので、大量生産に適切な給電部構造となる。
【００２８】
また、本発明の第２の側面は、略錐状の放電電極と、前記放電電極に近接して設けられたグランド導体を備え、前記放電電極の略頂点部位と前記グランド導体の部位との間に電気信号が給電される構成のモノコニカル・アンテナであって、
前記略錐状の放電電極の頂点と錐の底面の中心とを結ぶ直線が錐の底面に垂直でない、
ことを特徴とするモノコニカル・アンテナである。但し、ここで言う「錐の底面」は、円錐の底面が上向きになる場合も含むものとする。
【００２９】
本発明の第１の側面に係るモノコニカル・アンテナは、円錐内角の最適値に基づいて低背化又は細身化させるときに、円錐内角が最適値から外れることを内角の多段化によって補償するものである。これに対し、低背化させた際の円錐内角は、良好なインピーダンス整合をもたらす最適値から外れる、という問題がある。
【００３０】
そこで、本発明の第２の側面に係るモノコニカル・アンテナによれば、円錐の頂点を中心からオフセットさせることによって、インピーダンスの整合を補償することができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、本来の広帯域特性の資質を十分に維持したまま、誘電体装荷により小型化を実現することができる、優れたモノコニカル・アンテナを提供することができる。
【００３２】
また、本発明によれば、誘電体の選択如何に拘わらず低背化及び細身化を実現することができる、優れたモノコニカル・アンテナを提供することができる。
【００３３】
また、本発明によれば、大量生産に適切な給電部構造を有する、優れたモノコニカル・アンテナを提供することができる。
【００３４】
モノコニカル・アンテナを誘電体装荷によって小型化する際に、本発明に係る構成法に従えば、モノコニカル・アンテナが本来持っている広帯域特性の資質を充分に維持して、なお且つ、低背化や細身化の構成を採ることが可能となる。例えば、ウルトラ・ワイド・バンド通信システム用の小型・低背アンテナあるいは小型・細身アンテナとして有用である。
【００３５】
本発明のさらに他の目的、特徴や利点は、後述する本発明の実施形態や添付する図面に基づくより詳細な説明によって明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳解する。
【００３７】
モノコニカル・アンテナは、誘電体柱の一端面に形成された略円錐状の窪みと、窪みの表面に設けられた放射電極と、誘電体の一端面に対向する他端面に近接略平行して設けられたグランド導体とを備え（あるいは放電電極とグランド導体の間に誘電体が充填されている）、放射電極の略頂点部位とグランド導体の部位との間に電気信号が給電されるようになっている。モノコニカル・アンテナは、放射電極とグランド電極の間に立つ誘電体による波長短縮効果により、比較的広帯域特性を持つ小型のアンテナを構成することができる。
【００３８】
図１３には、モノコニカル・アンテナ１の外観構成を示している。同図に示すように、モノコニカル・アンテナ１は、誘電体柱１０の一端面に形成された略円錐状の窪み１１と、窪みの表面に設けられた放射電極１２と、誘電体１０の一端面に対向する他端面に近接略平行して設けられたグランド導体１３とを備え、放射電極１２の略頂点部位１４とグランド導体１３の部位との間に電気信号が給電されるようになっている。なお、図示のモノコニカル・アンテナ１に関しては、本出願人に既に譲渡されている特願２００３−４９８９５号公報に開示されている。
【００３９】
本発明者らは、モノコニカル・アンテナの内角の設定がインピーダンス整合帯域に大きな影響を与えるという点を見出した。そして、誘電体の一端面に形成された円錐状の窪みの内角α（錐の中心軸から側面までの角度）を比誘電率εrとの関係を記述した下式で決定することにより、インピーダンス整合帯域を最大化することができる、ということを導き出した。
【００４０】
【数４】
2004282698.tif 000006
【００４１】
すなわち、最適な円錐内角は、誘電体の比誘電率に依存する。例えば、図１に示すように、比誘電率εrが２の場合の最適内角は４８度となり、比誘電率εrが４の場合の最適内角は３１度となる。また、図２には、比誘電率εrがそれぞれ２及び４の場合に最適内角によって構成されたモノコニカル・アンテナのアンテナ特性を示している。但し、同図では、ＶＳＷＲ（Ｖｏｌｔａｇｅ Ｓｔａｎｄｉｎｇ Ｗａｖｅ Ｒａｔｉｏ：電圧定在波比）特性によってアンテナ特性を表している。図２に示すように、比誘電率εrと窪みの最適内角αとの関係を記述した上記の式（１）に基づいてモノコニカル・アンテナをデザインすることによって超広帯域に渡って良好なインピーダンス整合が得られることが判る。
【００４２】
なお、上述したようなモノコニカル・アンテナの構成方法に関しては、本出願人に既に譲渡されている特願２００２−３０７９０８号明細書に開示されている。
【００４３】
上記の式（１）に基づいて構成されるモノコニカル・アンテナは、その側面が誘電体で覆われているため、必然的に小型化の効果が得られる（放射電極とグランド導体との間に立つ電磁界が波長短縮されることに基因する）。したがって、実装にあたっては、まず、小型化の要求に応じて比誘電率すなわち誘電体が適宜選択され、然る後、円錐内角が決定される。
【００４４】
上記の式（１）に基づくモノコニカル・アンテナの構成方法は、誘電体の比誘電率εrを高めることによって、アンテナの小型化を実現することができる。ところが、それとともに円錐内角αも小さくなる（すなわちアンテナが縦長になる）ので、アンテナの高さに関しては極端に短縮される訳ではない。実際のところ、低背が要求されるケースは多い。
【００４５】
また、逆に、極端に細身な構成を採りたいケースもある。上記の式（１）に則ってモノコニカル・アンテナを構成する場合、比誘電率εrを高めれば良いのだが、実際のところ、種々の比誘電率の誘電体が無限に存在する訳ではない。また、電極形成や切削加工性あるいは耐熱性などの観点から、使用可能な誘電体は自ずと限られる。したがって、所望の細身な構成の実施が困難となる場合も充分考えられる。
【００４６】
低背化又は細身化した際の円錐内角は、良好なインピーダンス整合をもたらす最適値から外れることになる。本実施形態では、これを、円錐内角の多段化によって補償する。
【００４７】
すなわち、低背化の場合には、底面部から頂点部に向かうに従い円錐内角が小さくなるよう多段的に変化させる。但し、窪みの高さｈと窪みの底面の等価半径ｒとの比を比誘電率εrとの関係を記述した下式（２）に則るものとする。
【００４８】
【数５】
2004282698.tif 000007
【００４９】
一方、細身化の場合には、底面部から頂点部に向かうに従い円錐内角が大きくなるように変化させる。但し、窪みの高さｈと窪みの底面の等価半径ｒの比と比誘電率εrとの関係を記述した下式（３）に則るものとする。
【００５０】
【数６】
2004282698.tif 000008
【００５１】
低背化又は細身化いずれの構成を採用する場合であっても、基本的には２段階構成で良い。勿論、３段以上に多段化しても良いし、連続的に変化する部分があっても良い。但し、放射電極の頂点部の内角は９０度未満とする。また、放射電極の頂点部近傍での内角変化は緩やかとすることが望ましい。要するに、頂点部すなわち給電部近傍では、「Ｒｕｍｓｅｙの等角原理（Ｖ．Ｒｕｍｓｅｙ著“Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ Ａｎｔｅｎｎａ”（Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ，１９６６）」に則って、等角円錐形の維持に努力を払うべきである。以上の原則を逸脱すると、モノコニカル・アンテナ本来の超広帯域特性を失う可能性があるので、注意が必要である。
【００５２】
図３には、本発明に従って、最適内角構成より低背化した場合の一例を示している。図示の例では、比誘電率εrが４の誘電体を選択し、円錐の高さｈを６ｍｍ、円錐の底面の半径ｒを１２．６ｍｍとして、最適内角構成より低背化した構成を採る。このとき、当然の帰結として上記の式（２）の関係が成り立つ。
【００５３】
さらに、図示の通り、円錐内角を中間より分割して２段構成とし、底面側の内角値α0を７０度、頂点側の内角値α1を４５度として、底面側より頂点側の内角値を小さくする。
【００５４】
図４には、図３に示した構成を持つモノコニカル・アンテナのＶＳＷＲ特性をシミュレーションした結果を示している。図示の通り、概ね良好なインピーダンス整合が得られており、整合が大きく外れて実施不可能という事態を回避できている。内角値の組み合わせをもっと微調すれば、さらに良い特性が得られるであろう。
【００５５】
また、図５には、本発明に従って、最適内角構成より細身化した場合の一例を示している。図示の例では、比誘電率εrが２の誘電体を選択し、円錐の高さｈを１７．４ｍｍ、円錐の底面の半径ｒを９ｍｍとして、最適内角構成より細身化した構成を採る。このとき、当然の帰結として上記の式（３）の関係が成り立つ。
【００５６】
さらに、図示の通り、円錐内角を中間より分割して２段構成とし、底面側の内角値α0を１１度、頂点側の内角値α1を４１度として、底面側より頂点側の内角値を大きくする。
【００５７】
図６には、図５に示した構成を持つモノコニカル・アンテナのＶＳＷＲ特性をシミュレーションした結果を示している。図示の通り、概ね良好なインピーダンス整合が得られている。
【００５８】
また、図７には、大量生産に適切な給電部構造を有するようにした場合の一例を示している。
【００５９】
図示の例では、誘電体の底面上に線路状の給電電極が設けられ、誘電体の底部の中心に設けられた貫通穴を通じて、給電電極と放射電極とが電気的に接続されている。さらに、この給電電極は、図示の通り、その一端が誘電体側面上に到達するように形成される。
【００６０】
また、グランド導体も、誘電体底面上に形成されている。このグランド導体は、図示の通り、給電電極を避け、その周囲を蔽うようにして形成される。さらには、このグランド導体も、誘電体側面上まで延長するようにして形成される。
【００６１】
例えば、メッキ工程などを利用することにより、図７に示すような給電電極とグランド導体を誘電体表面上に容易に形成することが可能である。したがって同図に示すようなモノコニカル・アンテナを用いれば、大量生産時における回路基板への実装の際いわゆる表面実装の手法が踏襲することができ、工程を簡略化できる。
【００６２】
例えば、図８に示すように、誘電体側面上の各電極と回路基板上の各電極を表面側から半田付けするのみで、モノコニカル・アンテナ本体の基板上への固定と電気的接続を行なうことができる。
【００６３】
なお、必ずしも誘電体の底面上にグランド導体を形成する必要はなく、アンテナ本体をマウントする回路基板上にグランド導体を形成するようにしてもよい。この場合、アンテナ本体の固定には、例えば接着剤などを用いることができる。
【００６４】
ここで、図３並びに図５に示した実施形態に係るモノコニカル・アンテナは、上式（２）並びに上式（３）に従って得られる円錐内角の最適値に基づいて低背化又は細身化させるときに、円錐内角が最適値から外れることを内角の多段化によってインピーダンスの整合を補償するものである。
【００６５】
これに対し、低背化させた際の円錐内角は、良好なインピーダンス整合をもたらす最適値から外れる、という問題がある。そこで、本発明の変形例として、モノコニカル・アンテナの円錐の頂点を中心からオフセットさせ、これによってインピーダンスの整合を補償するようにした。このような場合、略円錐状の放電電極の頂点と錐の底面の中心とを結ぶ直線が錐の底面に垂直でなくなる。
【００６６】
例えば、図９には、低背構成を採用したモノコニカル・アンテナの断面構成を示している。図示の例では、放電電極とグランド導体間を充填する誘電体として、比誘電率εr＝４の材料を用いている。円錐内角はεr＝４の際の最適値である３１度から外れ６４．５度となっている。また、図１０には、図９に示した低背化モノコニカル・アンテナの放射パターン図と、ＶＳＷＲ特性図を示している。図示の通り、インピーダンスは５０オームから大きくズレ、ＶＳＷＲ特性は特に高い周波数領域で悪化していることが判る。
【００６７】
これに対し、図１１には、円錐状の放電電極の頂点を中心から、半径に対して２５％だけオフセットさせた低背構成モノコニカル・アンテナの断面構成を示している。この場合、図示の通り、略円錐状の放電電極の頂点と錐の底面の中心とを結ぶ直線が錐の底面に垂直でなくなる。
【００６８】
また、図１２には、図１１に示した低背化モノコニカル・アンテナの放射パターン図と、ＶＳＷＲ特性図を示している。図示の通り、インピーダンス特性は５０オーム近くなり、ＶＳＷＲ特性も、向上していることが分かる。特に整合帯域の下限周波数が下がっていることは重要なポイントと言える。
【００６９】
以上のように、モノコニカル・アンテナにおいて、円錐の頂点を中心からオフセットさせることは、低背化するなどしてインピーダンス整合が取れなくなった際の特性向上の手段として有効であることが分かる。
【００７０】
また、図１１に示したような低背化構造は、比誘電率εr＝１のとき、すなわち誘電体材料が存在しないモノコニカル・アンテナにも適用することができる。さらには、誘電体で覆われたモノコニカル・アンテナに限らず、一般的なコニカル・アンテナ（すなわち、略円錐状の放電電極を２つ備えたアンテナ）に広く適用することが可能である。
【００７１】
なお、本発明に係るモノコニカル・アンテナの構成方法として、誘電体の一端面に形成される窪みは円錐形状に限定されるものではない。楕円錐あるいは角錐の場合であっても、本発明の効果を同様に奏することができる。角錐を窪みとした場合のその内角αの定義は、「中心軸から側面までの角度のうち、最小角と最大角の平均」とする。
【００７２】
また、誘電体柱の外形についても特に限定されない。基本的には、円柱や角柱など放射電極を覆うものであれば何でもよい。また、放射電極は、円錐状の窪み１１の表面に形成されるもの以外に、窪みに充填するように形成してもよい。
【００７３】
［追補］
以上、特定の実施形態を参照しながら、本発明について詳解してきた。しかしながら、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施形態の修正や代用を成し得ることは自明である。すなわち、例示という形態で本発明を開示してきたのであり、本明細書の記載内容を限定的に解釈するべきではない。本発明の要旨を判断するためには、冒頭に記載した特許請求の範囲の欄を参酌すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】図１は、誘電体の一端面に形成された略錐状の窪みの内角αが比誘電率εrに応じた所定の規範に則るように構成されたモノコニカル・アンテナの構成を示した図である。
【図２】図２は、比誘電率εrがそれぞれ２及び４の場合に最適内角によって構成されたモノコニカル・アンテナのＶＳＷＲ特性を示した図である。
【図３】図３は、最適内角構成より低背化した場合の一例を示した図である。
【図４】図４は、図３に示した構成を持つモノコニカル・アンテナのＶＳＷＲ特性を示した図である。
【図５】図５は、本発明に従って、最適内角構成より細身化した場合の一例を示した図である。
【図６】図６は、図５に示した構成を持つモノコニカル・アンテナのＶＳＷＲ特性を示した図である。
【図７】図７は、本発明に従って、大量生産に適切な給電部構造を有するようにしたモノコニカル・アンテナの構成例を示した図である。
【図８】図８は、図７に示した構成を持つモノコニカル・アンテナを回路基板上に実装した様子を示した図である。
【図９】図９は、低背構成を採用したモノコニカル・アンテナの断面構成を示した図である。
【図１０】図１０は、図９に示した低背化モノコニカル・アンテナのインピーダンス特性図と、ＶＳＷＲ特性図を示した図である。
【図１１】図１１は、円錐状の放電電極の頂点を中心から、半径に対して２５％だけオフセットさせた低背構成モノコニカル・アンテナの断面構成を示した図である。
【図１２】図１２は、図１１に示した低背化モノコニカル・アンテナのインピーダンス特性図と、ＶＳＷＲ特性図を示した図である。
【図１３】図１３は、モノコニカル・アンテナ１の外観構成を示した図である。
【符号の説明】
【００７５】
１…モノコニカル・アンテナ
１０…誘電体
１１…窪み
１２…放射電極
１３…グランド導体
１４…放射電極１２の略頂点部位
【図１】
2004282698.tif 000011
【図２】
2004282698.tif 000012
【図３】
2004282698.tif 000013
【図４】
2004282698.tif 000014
【図５】
2004282698.tif 000015
【図６】
2004282698.tif 000016
【図７】
2004282698.tif 000017
【図８】
2004282698.tif 000018
【図９】
2004282698.tif 000019
【図１０】
2004282698.tif 000020
【図１１】
2004282698.tif 000021
【図１２】
2004282698.tif 000022
【図１３】
2004282698.tif 000023