(57)【要約】【課題】筐体、応用機器等の条件による変動を補償するためのパッチアンテナの同調特性の微調整を、容易に行うことを可能にする。【解決手段】パッチ１、絶縁体基板２および導体板３を有するパッチアンテナ１０が、シールドケース５の上に取り付けられている。パッチアンテナ１０に近接する位置であってパッチ１の給電点４のオフセット方向とは反対方向に、導体片６が軸７に支持されている。導体片６は軸７を通じてシールドケース５と同電位に保たれる。軸７を回転することによって、導体片６が回転する。それにより、パッチ１と導体片６との間の距離を調節することができる。導体片６がパッチ１に近付くと同調周波数が高くなり、遠くなると同調周波数は低くなる。したがって、軸７を回転させることによりパッチアンテナ１０の同調周波数を微調整することができる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁体基板の一方主面にパッチを有し他方主面に導体板を有するパッチアンテナと、
前記パッチアンテナの同調周波数帯域において前記導体板と実質的に等電位になるよう電気的に結合した導体片と、
前記導体片を動かすことにより前記パッチと前記導体片との間の距離を調整する距離調整手段と、を備えるアンテナモジュール。
【請求項２】
前記導体片が、前記パッチの周辺部のうち前記パッチの給電点のオフセット方向またはその反対方向の少なくとも一方に配置されている請求項１に記載のアンテナモジュール。
【請求項３】
前記距離調整手段が、前記導体片を回転させることにより前記距離を調整する請求項１または２に記載のアンテナモジュール。
【請求項４】
前記距離調整手段が、前記導体片を並進させることにより前記距離を調整する請求項１または２に記載のアンテナモジュール。
【請求項５】
前記パッチアンテナおよび前記導体片を収納する筐体を、さらに備え、
前記距離調整手段は、
前記筐体の外部に露出し手動で操作可能な手動操作部材と、
前記手動操作部材の操作を前記導体片の動きへと伝達する伝達機構と、を備える請求項１ないし４のいずれかに記載のアンテナモジュール。
【請求項６】
前記パッチアンテナの受信信号の強度を検出する受信信号強度検出回路を、さらに備え、
前記距離調整手段は、前記受信信号検出回路が検出する前記強度が最も高くなるように前記距離を調整する請求項１ないし４のいずれかに記載のアンテナモジュール。
【請求項７】
前記距離調整手段が、
モータと、
前記モータの動きを前記導体片の動きへと伝達する伝達機構と、
前記受信信号検出回路が検出する前記強度が最も高くなるように前記モータを駆動するモータ駆動回路と、を備える請求項６に記載のアンテナモジュール。
【請求項８】
前記距離調整手段が、
湾曲する動きが前記導体片の動きへと伝達されるように前記導体片に連結されたバイメタルと、
前記受信信号検出回路が検出する前記強度が最も高くなるように前記バイメタルに通電する通電回路と、を備える請求項６に記載のアンテナモジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＧＰＳ受信機（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ；全地球測位システム）等の携帯用通信機器への利用に好適な、パッチアンテナを有するアンテナモジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
パッチアンテナの同調周波数（共振周波数）は、本来、その設計値としてのパッチの大きさ、および絶縁体基板の誘電率により定まり、円形パッチについては、
ｆ＝１．８４ｃ／（２πａε１／２）  ・・・・（式１）
で与えられる。ここで、ｆは同調周波数、ｃは光速、ａはパッチの半径、およびεは絶縁体基板の誘電率である。しかしながら、パッチアンテナが筐体に収納された後、あるいは応用機器に組み込まれた後には、筐体等の影響により同調周波数あるいはその幅（共振のＱ値）などの同調特性が変動する場合があり、変動を補償するための微調整が必要とされていた。微調整は、パッチの面積（例えば円形パッチであれば半径）を変えたり、あるいはパッチに切り欠きを設けることにより行われるのが、従来一般的であった。パッチの面積を大きくすれば同調周波数は低くなり、小さくすれば高くなる。また、切り欠きを大きくすれば、同調周波数の幅が広がり（すなわち、共振のＱ値が低下し）、小さくすれば狭くなる（Ｑ値が高くなる）。
【０００３】
しかしながら、パッチの面積を変える従来技術は、筐体の形状ごと、応用機器ごと、あるいは応用機器に組み込まれる位置ごとに、いわばアンテナを異なる仕様に製造し直すに等しく、変動する同調特性を補償する技術としては不便なものであった。また、パッチに切り欠きを設ける工程は、手間を要するものであり、同様に不便であった。この問題を解消する技術として、例えば特許文献１に開示されるものが知られている。この従来技術は、絶縁体基板のパッチとは反対側に設けられた導体板に孔を設けておき、この孔を埋めるように別の導体で被覆することにより、同調周波数の微調整を行うものである。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−２０４４３６公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に開示の従来技術においてもなお、導体で被覆するという一種の製造工程を要するため、不便さの問題は残されていた。
【０００６】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたもので、筐体、応用機器等の条件による変動を補償するためのパッチアンテナの同調特性の微調整を、容易に行うことを可能にするアンテナモジュールを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、アンテナモジュールであって、絶縁体基板の一方主面にパッチを有し他方主面に導体板を有するパッチアンテナと、前記パッチアンテナの同調周波数帯域において前記導体板と実質的に等電位になるよう電気的に結合した導体片と、前記導体片を動かすことにより前記パッチと前記導体片との間の距離を調整する距離調整手段と、を備えるものである。
【０００８】
この発明によれば、パッチアンテナの同調周波数帯域において導体板と実質的に等電位になるよう電気的に結合した導体片が備わり、さらに導体片とパッチとの間の距離を調整する距離調整手段が備わるので、筐体、応用機器等の条件による変動を補償するために、パッチアンテナの同調特性を微調整することが容易に行い得る。なお、導体板と実質的に等電位になるように電気的に結合する、とは、電気的に導体接続される態様のみならず、交流成分が導体板と実質的に等電位になるように容量結合された態様をも包含する趣旨である。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のアンテナモジュールであって、前記導体片が、前記パッチの周辺部のうち前記パッチの給電点のオフセット方向またはその反対方向の少なくとも一方に配置されているものである。
【００１０】
この発明によれば、導体板がパッチの給電点のオフセット方向またはその反対方向の少なくとも一方に配置されているので、パッチアンテナの同調周波数を効果的に微調整することができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のアンテナモジュールであって、前記距離調整手段が、前記導体片を回転させることにより前記距離を調整するものである。
【００１２】
この発明によれば、導体片を回転させることにより導体片とパッチとの間の距離が調整されるので、距離調整手段を簡便に構成することができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１または２に記載のアンテナモジュールであって、前記距離調整手段が、前記導体片を並進させることにより前記距離を調整するものである。
【００１４】
この発明によれば、導体片を並進させることにより導体片とパッチとの間の距離が調整されるので、距離調整手段を簡便に構成することができる。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載のアンテナモジュールであって、前記パッチアンテナおよび前記導体片を収納する筐体を、さらに備え、前記距離調整手段は、前記筐体の外部に露出し手動で操作可能な手動操作部材と、前記手動操作部材の操作を前記導体片の動きへと伝達する伝達機構と、を備えるものである。
【００１６】
この発明によれば、筐体の外部に露出し手動で操作可能な手動操作部材が備わり、この手動操作部材の操作が導体片の動きへと伝達されるので、パッチアンテナ等を筐体に収納した後に、その影響による同調特性の変動を相殺するように、導体片とパッチとの間の距離を調整することが容易に行われ得る。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載のアンテナモジュールであって、前記パッチアンテナの受信信号の強度を検出する受信信号強度検出回路を、さらに備え、前記距離調整手段は、前記受信信号検出回路が検出する前記強度が最も高くなるように前記距離を調整するものである。
【００１８】
この発明によれば、パッチアンテナの受信信号の強度が最も高くなるように導体片とパッチとの間の距離が調整されるので、手動で距離の調整を行う必要がない。
【００１９】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載のアンテナモジュールであって、前記距離調整手段が、モータと、前記モータの動きを前記導体片の動きへと伝達する伝達機構と、前記受信信号検出回路が検出する前記強度が最も高くなるように前記モータを駆動するモータ駆動回路と、を備えるものである。
【００２０】
この発明によれば、モータの動きを伝達機構が導体片に伝えることにより導体片とパッチとの間の距離が調整されるので、距離調整手段を容易に構成することができる。
【００２１】
請求項８に記載の発明は、請求項６に記載のアンテナモジュールであって、前記距離調整手段が、湾曲する動きが前記導体片の動きへと伝達されるように前記導体片に連結されたバイメタルと、前記受信信号検出回路が検出する前記強度が最も高くなるように前記バイメタルに通電する通電回路と、を備えるものである。
【００２２】
この発明によれば、導体片に連結されたバイメタルに通電することより導体片とパッチとの間の距離が調整されるので、距離調整手段を簡便かつコンパクトに構成することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
［第１の実施形態］
図１は本発明によるアンテナモジュールの第１の実施形態を示す斜視図であり、図２はその縦断面図である。このアンテナモジュール１０１は、パッチアンテナ１０、シールドケース５、回路基板１５、回路部品１６、距離調整機構１１、および筐体２０を備えている。パッチアンテナ１０は、パッチ１、絶縁体基板２および導体板３を備えている。円形のパッチ１は、例えば金属などの導体板（導体箔を含む）であり絶縁体基板２の一方主面に設けられている。導体板３は接地用電極として機能するものであり、例えば金属板（金属箔を含む）であって絶縁体基板２の他方主面に設けられている。円形のパッチ１の中心から周方向へずれた位置に給電点４があり、線路１３が給電点４に接続されている。このように構成されるパッチアンテナ１０は、円偏波の受信に適している。説明の便宜上、円形のパッチ１の中心を原点とし、パッチ１の主面に垂直な方向をｚ軸とし、給電点４がｘ軸の正方向に位置する座標軸ｘｙｚを想定する。
【００２４】
パッチ１には、同調周波数帯域をある程度広げるために、切り欠き９を設けてもよい。ただし、アンテナモジュール１０１では、切り欠き９は、同調特性の微調整のために、後からパッチ１の一部を削り取って形成する必要はなく、あらかじめ切り欠き９を有するパッチ１を絶縁体基板２の上に設けることができる。後述するように、アンテナモジュール１０１では、同調周波数の微調整のための手段を別途講じているからである。
【００２５】
パッチアンテナ１０は、導体のシールドケース５の上に取り付けられている。シールドケース５は、例えば金属ケースである。導体板３とシールドケース５とは互いに接触していても良く、それらに絶縁シート等が介在していても良い。後者の場合であっても、アンテナ１０の同調周波数帯域では、導体板３とシールドケース５との容量結合により、導体板３の電位の交流成分は実質的にシールドケース５の電位に固定される。シールドケース５は、回路基板１５およびその上に搭載された回路部品１６を収納している。線路１３は回路基板１５を通じて回路部品１６に接続されている。
【００２６】
距離調整機構１１は、導体片６、軸７、および軸受け８を備えている。導体片６は、例えば金属板（金属箔を含む）であり、軸７に取り付けられている。軸７は導体軸であり、例えば金属軸であって、シールドケース５に設けられた同じく導電性の軸受け８に回転可能に支持されている。これにより、軸７を回転させることにより、導体片６とパッチ１との間の距離を調整することが可能となっている。導体片６は、シールドケース５の上面に直立した姿勢からこの上面に平行に沿う姿勢まで、０°〜９０°の範囲で回転させることができる。
【００２７】
また、導体片６は軸７および軸受け８を通じてシールド５に電気的に接続されている。導体片６は、パッチアンテナ１０の周辺部、すなわちパッチアンテナ１０に隣接ないし近接する部位であって、給電点４のオフセット方向の反対方向、すなわちｘ軸の負方向に配置されている。好ましくは、図３の外観図が示すように、軸７は筐体２０の外部に設けられたダイヤル２１に連結しており、筐体２０の外部からダイヤル２１を手動操作することにより、導体片６を回転させることが可能となっている。
【００２８】
アンテナモジュール１０１は、以上のように構成されているので、軸７を回転させることにより、パッチアンテナ１０の同調周波数を微調整することが可能である。図４は、その原理を説明する説明図である。図４（ａ）はパッチアンテナ１０を平面図に描いており、図４（ｂ）は縦断面図に描いている。パッチアンテナ１０が図４のΨ１またはΨ２の方向に進行する電波を受信すると、図４が示すような電界Ｅ、磁界Ｈ、等価磁流Ｍ１，Ｍ２が発生する。このとき、図４（ａ）に点線で示す位置に導体片６が設置されると、磁流Ｍ１およびＭ２の流れが導体片６により妨げられ、共振長が等価的に短くなる。その結果、共振周波数（同調周波数）が高くなる。導体片６は、パッチ１に近いほどその影響が大きく、遠いほど影響は小さい。したがって、導体片６を動かすことによって、パッチ１と導体片６との間の距離を変えることにより、パッチアンテナ１０の同調周波数を調整することが可能となる。
【００２９】
出願人は導体片６の効果を実証するための実験を行った。図５は、その実験方法を示す説明図である。パッチアンテナ１０の寸法については、直方体の絶縁基板２のｘ方向、ｙ方向およびｚ方向の各辺の長さが、それぞれ２０ｍｍ、２０ｍｍおよび４ｍｍになるように設定された。シールドケース５には回路基板１５の代わりに、測定用の接地基板２５として２２ｍｍ×２２ｍｍの正方形の金属板が収納された。シールドケース５の輪郭も正方形であり、その大きさは接地基板２５をほぼ隙間無く収納し得るものであった。
【００３０】
パッチアンテナ１０の導体板３とシールドケース５とは、粘着剤つきのセロファンテープと両面に粘着剤が付された不織布テープ（いわゆる「両面テープ」）とを用いて固着された。また、シールドケース５と接地基板２５との間は、粘着剤つきのビニールテープで電気的に絶縁された。このように、パッチアンテナ１０の導体板３、シールドケース５および接地基板２５の間は、フィルム状のプラスチック等により電気的に絶縁されているが、パッチアンテナ１０の同調周波数帯域においては、容量結合により交流成分については、それらは互いに実質的に等電位となる。すなわち、これらの絶縁の有無は、実験の結果を大きく左右するものではない。
【００３１】
また、導体片６の効果を実証するために、導体片６がシールドケース５の側面（図５において下方に向いている面）に取り付けられた。導体片６は、シールドケース５に面接触するように固着された。したがって、導体片６の電位は、シールドケース５と等電位に固定される。導体片６は、図１に示した位置、すなわちパッチアンテナ１０に近接し、かつ給電点４のオフセット方向の反対方向、すなわちｘ軸の負方向に配置された。導体片６には容易に折り曲げ可能な金属箔が用いられた。したがって、導体片６をシールドケース５の上面（図５において左側を向いた面）に直立させ、あるいは当該上面に沿うように折り曲げることにより、図１に示した軸７に支持され回転可能な導体片６を模擬することができた。また、図５が示すように、直立したときの導体片６の高さは、パッチ１と同一に設定された。
【００３２】
出願人は、このように配置したパチアンテナ１０の反射率を、ネットワークアナライザ３０を用いて測定した。測定のために、ネットワークアナライザ３０に同軸ケーブルで接続されたプローブ３１が、給電線１３と接地基板２５とに接続された。ネットワークアナライザ３０として、ヒューレットパッカード社製の「ＨＰ８７５３Ｃ」が用いられた。また、ネットワークアナライザ３０は、コネクタ接続面で校正（キャリブレーション）がなされた。校正は、ケーブルとコネクタによる影響を補償（キャンセル）して測定するために行うものである。コネクタには、３．５ｍｍＫｉｔが使用された。測定のための入力周波数は１５２５〜１６２５ＭＨｚの範囲であり、入力パワーは０ｄＢｍであった。
【００３３】
図６および図７は、実験結果を示すスミスチャート（Ｓｍｉｔｈ  Ｃｈａｒｔ）である。上記のネットワークアナライザ３０は、計測結果をこのようなスミスチャート上に自動的に表示する。図６は、導体片６をシールドケース５の上面に沿うように折り曲げたときの実験結果を示しており、図７は、導体片６をシールドケース５の上面に対して直立させたときの実験結果を示している。スミスチャートは、反射率ρを複素平面上に表示するものである。すなわち、図６および図７において、ｕ軸およびｖ軸は、それぞれ反射率ρ＝ｕ＋ｊｖの実数成分および虚数成分に対応する。
【００３４】
入力周波数を１５２５ＭＨｚから１６２５ＭＨｚまで上昇させるのに伴い、計測結果としての反射率ρは、スミスチャート上で点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４およびＰ５を順に辿るような軌跡を描く。軌跡の始点である点Ｐ１は、１５２５ＭＨｚに対応し、終点である点Ｐ５は、１６２５ＭＨｚに対応する。軌跡上の点Ｐ２から点Ｐ３を経て点Ｐ４へ至るセグメントは略円形を描く。このセグメントは、共振が生じる帯域に該当する。点Ｐ２に対応する周波数と点Ｐ４に対応する周波数の中央値が共振周波数（同調周波数）であり、点Ｐ３に対応する。略円形のセグメントの半径が大きいほど、共振のＱ値が低く、同調周波数帯域が広いことを意味する。
【００３５】
導体片６が折り曲げられたときには、図５が示すように、略円形のセグメントの中心はｕｖ−平面の略原点に位置している。点Ｐ３に対応する同調周波数は、１５７５ＭＨｚである。導体片６が折り曲げられることにより、導体片６の効果はほとんど見られず、パッチアンテナ１０の本来の特性がそのまま現れている。これに対して、導体片６を直立させたときには、図６が示すように、略円形のセグメントの中心はｕｖ−平面の第２象限（ｕ＜０、ｖ＞０の領域）へ変位している。また、点Ｐ３に対応する同調周波数は、１６００ＭＨｚである。すなわち、同調周波数が、図５の場合に比べて、２０〜２５ＭＨｚ程度上昇している。なお、図５の点Ｐ３に対応する同調周波数と同一の１５７５ＭＨｚの周波数に対応する図６のグラフ上の点は、点Ｑ１である。
【００３６】
このように、導体片６をパッチ１へ近接させることにより、同調周波数を高めることができることが実証された。図６では、共振のセグメント（点Ｐ２〜点Ｐ４の略円形の部分）の中心はｕｖ−平面の第２象限（ｕ＜０、ｖ＞０の領域）へ変位し、同調周波数が図５のものより高くなっているが、このことは、パッチアンテナ１０が筐体２０へ収納されたり、応用機器へ適用されたりすることにより、共振のセグメントがｕｖ−平面の第４象限（ｕ＞０、ｖ＜０の領域）へ変位し、同調周波数が図５のものより低くなったときに、導体片６をパッチ１へ近接させることにより、図５の特性と同等の特性へと補償することができることを示している。
【００３７】
このように、アンテナモジュール１０１では、筐体２０の形状ごと、応用機器ごと、あるいは応用機器に組み込まれる位置ごとに、パッチアンテナ１０を設計し直したり、切り欠き９を形成したりすることなく、導体片６の回転位置を変更するだけで、多様な筐体２０、応用機器に対応することができる。特に、図３が示すように筐体２０の外部に露出するダイヤル２１が設けられる形態では、パッチアンテナ１０等を筐体２０に収納した後に、筐体２０あるいは応用機器による同調特性の変動を、手動操作によって補償することが可能である。また、応用機器のユーザが調整をすることも可能となる。不用意に同調周波数が変動することのないよう、ダイヤル２１は、ドライバを用いて回転させるネジ頭部の形態であってもよい。
【００３８】
また、パッチ１と導体片６との間の距離を調整するための距離調整機構１１が、軸７と軸受け８とによって簡便に構成されるので、距離調整機構１１をアンテナモジュール１０１に組み込むための製造コストを低く抑えることができる。
【００３９】
アンテナモジュール１０１では、導電片６は、パッチ１の給電点４のオフセット方向の反対方向、すなわちｘ軸の負方向に配置されたが、パッチ１の給電点４のオフセット方向、すなわちｘ軸の正方向に配置しても、同等の効果が得られる。なぜなら、図４に示したように、電界Ｅおよび磁界Ｈ等の強度分布はｘ軸の正側と負側とで、互いに対称となるからである。また、導電片６をｘ軸の正方向と負方向との双方に配置してもよい。それにより、同調周波数の可変範囲が倍増する。
【００４０】
また、導電片６をｘ軸の正方向あるいは負方向からずれた位置に配置することも可能である。この場合には、同調周波数を調整する効果は弱まり、代わりに、同調周波数帯域（すなわち共振のＱ値）を調整する効果が強まる。出願人は、図５に示した方法において、導体片６の取り付け位置をｙ軸方向に変更した場合に、導体片６を直立させたときと折り曲げたときとの間で、同調周波数には変化がなく、同調周波数帯域のみが変化すること、すなわち共振のＱ値のみが変化することを確認している。
【００４１】
［第２の実施形態］
図８は、本発明によるアンテナモジュールの第２の実施形態を示す斜視図であり、図２はその縦断面図である。このアンテナモジュール１０２は、距離調整機構１１が、歯付き板４１および歯車４２を備え、軸７の回転にともなって導体片６が回転する代わりに並進するように構成されている点において、第１の実施形態によるアンテナモジュール１０１とは特徴的に異なっている。シールドケース５に軸支される軸７には歯車４２が固定されており、軸７の回転にともなって歯車４２が回転する。歯付き板４１は、その上面が平坦であり、下面には歯車４１に噛み合う歯列が刻設されている。歯付き板４１の上面には導体片６が直立するように固定されている。導体片６は、第１の実施の形態によるアンテナモジュール１０１と同様にｘ軸の負方向に配置されている。
【００４２】
歯付き板４１の上面は、シールドケース５の天井面に摺動可能に接触している。したがって、軸７を回転させることにより、歯車４２に噛み合う歯付き板４１がｘ軸の正方向および負方向に摺動する。それにともない、導体片６が並進運動することにより、導体片６がパッチ１へ近接したり、逆にパッチから遠く離れたりする。また、歯付き板４１は、導電性であり例えば金属を材料とする。このため、導体片６は、歯付き板４１を通じてシールドケース５に電気的に接続される。
【００４３】
アンテナモジュール１０２は以上のように構成されるので、軸７を回転させることにより、パッチ１と導体片６との間の距離を調整することができ、それによりパッチアンテナ１０の同調周波数を微調整することができる。また、パッチ１と導体片６との間の距離を調整するための距離調整機構１１が、軸７と歯車４２と歯付き板４１とによって比較的簡便に構成されるので、距離調整機構１１をアンテナモジュール１０２に組み込むための製造コストを比較的低く抑えることができる。
【００４４】
なお、本実施の形態によるアンテナモジュール１０２においても、図３のように、筐体２の外部に露出するダイヤル２１（あるいはネジ頭部の形状のもの）を軸７に連結させるのが望ましい。それにより、筐体２０の外部からダイヤル２１等を手動操作することにより、導体片６を並進させることが可能となる。
【００４５】
［第３の実施形態］
図１０は、本発明によるアンテナモジュールの第３の実施形態を示すブロック図である。このアンテナモジュール１０３は、パッチアンテナ１０の受信信号の強度を検出し、この強度が最も高くなるようにパッチ１と導体片６との間の距離を自動的に調整するように構成されている点において、第１および第２の実施形態のアンテナモジュール１０１および１０２とは特徴的に異なっている。すなわち、アンテナモジュール１０３では、例えば図１に示したアンテナモジュール１０１あるいは図８に示したアンテナモジュール１０２に、バンドパスフィルタ５１、増幅器２、および受信信号強度検出回路５３が更に設けられている。また距離調整機構１１には、更に、モータ駆動回路６１およびモータ６２が設けられている。
【００４６】
バンドパスフィルタ５１は、パッチアンテナ１０が受信した信号のうち、同調周波数帯域の信号を選択的に通過させるフィルタである。これにより、受信信号から雑音成分が除去される。増幅器５２は、バンドパスフィルタ５１を通過した受信信号を増幅する。増幅された受信信号は、例えば回路基板１５（図２）に搭載されている復調回路へ入力される。増幅された受信信号は、同時に受信信号強度検出回路５３へ入力される。受信信号強度検出回路５３は、入力された受信信号の強度を検出する。受信信号強度検出回路５３の検出値は、モータ駆動回路６１へ入力される。受信信号強度検出回路５３は、検出値として例えばパルス信号を出力する。モータ駆動回路６１は、モータ６２を駆動する回路である。
【００４７】
モータ６２の回転軸は、図１または図８に描かれる軸７に直結されるか、または図示しない歯車等の伝達機構を媒介することにより、軸７に回転の動きが伝えられる。いずれであっても、モータ６２の動きが軸７等の伝達機構を通じて導体片６に伝えられる。したがって、モータ６２がいずれかの方向に回転することにより、導体片６がパッチ１に近接または離間するように動く。モータ６２は、いずれの方向にも回転可能であり、例えば高効率のステッピングモータあるいは静電モータを用いることができる。パッチアンテナ１０の特性に影響しないように、バンドパスフィルタ５１、増幅器５２、受信信号強度検出回路５３、モータ駆動回路６１およびモータ６２は、例えばシールドケース５の中に収納される等によりシールドされている（図示を略する）。
【００４８】
モータ駆動回路６１は、受信信号強度検出回路５３が出力する検出値が最高値となるように、モータ６２を駆動する。それにより、パッチアンテナ１０の同調周波数が、受信信号の周波数に一致するように自動的に微調整される。したがって、筐体２０の形状ごと、応用機器ごと、あるいは応用機器に組み込まれる位置ごとに、パッチアンテナ１０を設計し直したり、切り欠き９を形成したりすることなく、さらに手動操作でパッチ１と導体片６との間の距離を調整することもなく、筐体２０あるいは応用機器による同調特性の変動が自動的に補償される。モータ駆動回路５１等を起動してパッチ１と導体片６との間の距離を調整する時期としては、例えば、応用機器への組み込みが終了したとき、あるいは応用機器のユーザがその応用機器を起動したときなどに設定することが可能である。あるいは、適時繰り返しモータ駆動回路５１を起動して、同調周波数の再調整を行ってもよい。
【００４９】
［第４の実施形態］
図１１は、本発明によるアンテナモジュールの第４の実施形態を示す斜視図であり、図１２はそのブロック図である。このアンテナモジュール１０４は、距離調整機構１１に、モータ駆動回路６１とモータ６２と（図１０）に代えて、通電回路７１とバイメタル７２とが設けられている点において、第３の実施形態によるアンテナモジュール１０３とは特徴的に異なっている。このアンテナモジュール１０４では、導体片６は、回路基板１５（図２）に直立する２枚のバイメタル７２に取り付けられている。通電回路７１は、２枚のバイメタル７２に通電する。通電回路７１が供給する電流Ｉは、一方のバイメタル７２、導体片６、および他方のバイメタル７２を軽油して通電回路７１へ戻る。この電流Ｉにより、バイメタル７２にジュール熱が生じ、バイメタル７２の温度が上昇する。バイメタル７２は、熱膨張率の異なる２種類の薄板を互いに圧着させた構造を有している。したがって、電流Ｉの大きさを加減することにより、シールドケース５の上面に対して直立した状態から、平行に沿う状態まで、０°から９０°の範囲で導体片６の姿勢を変えることができる。
【００５０】
バイメタル７２には、例えばパッチアンテナ１０に近い側に熱膨張率の大きい合金が用いられ、遠い側に熱膨張率の小さい合金が用いられる。この場合には、電流Ｉがゼロの時には、導体片６は直立し、電流Ｉを大きくするほど、導体片はパッチ１から遠のくように傾く。逆に、パッチアンテナ１０に近い側に熱膨張率の小さい合金を用い、遠い側に熱膨張率に大きい合金を用いることもできる。この場合には、電流Ｉがゼロの時には導体片６はシールドケース５の上面に沿うようにパッチ１から遠のいており、電流Ｉを大きくするほど、導体片６は直立状態に近づく。
【００５１】
なお、導体片６およびバイメタル７２は、回路基板１５を通じてシールドケース５と等電位に保持されている。あるいは、導体片６およびバイメタル７２は、容量結合を通じて、電位の交流成分のみがシールドケース５と実質的に等電位に保たれていてもよい。また、パッチアンテナ１０の特性に影響しないように、バンドパスフィルタ５１、増幅器５２、受信信号強度検出回路５３および通電回路７１は、例えばシールドケース５の中に収納される等によりシールドされている（図示を略する）。
【００５２】
通電回路７１は、受信信号強度検出回路５３が出力する検出値が最高値となるように、電流Ｉの大きさを加減する。それにより、パッチアンテナ１０の同調周波数が、受信信号の周波数に一致するように自動的に微調整される。したがって、本実施形態によるアンテナモジュール１０４においても、第３の実施形態によるモジュール１０３と同様の利点が得られる。さらに、距離調整機構１１がモータ６２および軸７等の機械的な駆動機構ないし伝達機構を用いる必要がないので、製造コストが節減されるとともに、モジュールの小型化を図ることができる。
【００５３】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、筐体、応用機器等の条件による変動を補償するためのパッチアンテナの同調特性の微調整を、容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態によるアンテナモジュールの斜視図である。
【図２】図１のアンテナモジュールの縦断面図である。
【図３】図１のアンテナモジュールの筐体を含めた外観図である。
【図４】図１のアンテナモジュールの原理を説明する説明図である。
【図５】図１のアンテナモジュールの実証実験の方法の説明図である。
【図６】図５の方法による実証実験の結果を示すスミスチャートである。
【図７】図５の方法による実証実験の結果を示すスミスチャートである。
【図８】本発明の第２の実施形態によるアンテナモジュールの斜視図である。
【図９】図８のアンテナモジュールの縦断面図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態によるアンテナモジュールのブロック図である。
【図１１】本発明の第４の実施形態によるアンテナモジュールの斜視図である。
【図１２】図１１のアンテナモジュールのブロック図である。
【符号の説明】
１  パッチ
２  絶縁体基板
３  導体板
４  給電点
６  導体片
７  軸（伝達機構）
８  軸受け（伝達機構）
１０  パッチアンテナ
１１  距離調整手段
２０  筐体
２１  ダイヤル（手動操作部材）
４１  歯付き板（伝達機構）
４２  歯車（伝達機構）
５３  受信信号強度検出回路
６２  モータ
６１  モータ駆動回路
７２  バイメタル
７１  通電回路
１０１，１０２，１０３，１０４  アンテナモジュール
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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