(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの接続端を備える第１のアンテナ素子と、
前記第１のアンテナ素子と電気的および磁気的に結合するよう配置され、２つの接続端を備える第２のアンテナ素子と、
を備え、
前記第１のアンテナ素子が備える前記２つの接続端のうちの１つの接続端と、前記第２のアンテナ素子が備える２つの接続端のうちの１つの接続端と、が接続され、
前記第１のアンテナ素子が備える２つの接続端のうち、前記第２のアンテナ素子が備える２つの接続端のうちの１つに接続されない接続端を入出力端とし、
前記第２のアンテナ素子が備える２つの接続端のうち、前記第１のアンテナ素子が備える２つの接続端のうちの１つに接続されない接続端が接地導体に接続される折り返しアンテナ装置であって、
前記第１のアンテナ素子は、
印加される電圧に従って容量が変化する可変容量素子と、
当該可変容量素子に接続され、前記第１のアンテナ素子を構成する要素素子と、を備え、
前記第２のアンテナ素子は、
印加される電圧に従って容量が変化する可変容量素子と、
当該可変容量素子に接続され、前記第２のアンテナ素子を構成する要素素子と、を備え、
前記入出力端と前記接地導体との間を、前記折り返しアンテナ装置のアンテナ入出力端とし、
前記折り返しアンテナ装置は、
前記入出力端に接続されたチョークインダクタを備え、
前記入出力端に接続されない側の前記チョークインダクタの端子と前記接地導体との間に印加する電圧を変化させることによって、前記第１のアンテナ素子が備える可変容量素子の容量および前記第２のアンテナ素子が備える可変容量素子の容量を調整可能としたことを特徴とする折り返しアンテナ装置。
【請求項２】
２つの接続端を備える第１のアンテナ素子と、
前記第１のアンテナ素子と電気的および磁気的に結合するよう配置され、２つの接続端を備える第２のアンテナ素子と、
を備え、
前記第１のアンテナ素子が備える前記２つの接続端のうちの１つの接続端と、前記第２のアンテナ素子が備える２つの接続端のうちの１つの接続端と、が接続され、
前記第１のアンテナ素子が備える２つの接続端のうち、前記第２のアンテナ素子が備える２つの接続端のうちの１つに接続されない接続端を入出力端とし、前記第２のアンテナ素子が備える２つの接続端のうち、前記第１のアンテナ素子が備える２つの接続端のうちの１つに接続されない接続端を共通接続端とするアンテナ片側部、
を２つ備え、
２つの前記アンテナ片側部が、それぞれが備える前記共通接続端で接続された折り返しアンテナ装置であって、
前記第１のアンテナ素子は、
印加される電圧に従って容量が変化する可変容量素子と、
当該可変容量素子に接続され、前記第１のアンテナ素子を構成する要素素子と、を備え、
前記第２のアンテナ素子は、
印加される電圧に従って容量が変化する可変容量素子と、
当該可変容量素子に接続され、前記第２のアンテナ素子を構成する要素素子と、を備え、
２つの前記アンテナ片側部のそれぞれが備える前記入出力端を、前記折り返しアンテナ装置のアンテナ入出力端とし、
前記折り返しアンテナ装置は、
前記アンテナ入出力端が備える２つの前記入出力端のうちの１つに接続される第１のチョークインダクタと、
前記アンテナ入出力端が備える２つの前記入出力端のうち、前記第１のチョークインダクタが接続されない入出力端に接続される第２のチョークインダクタと、
を備え、
前記第１のチョークインダクタの前記アンテナ入出力端に接続されない端子と、前記第２のチョークインダクタの前記アンテナ入出力端に接続されない端子と、の間に印加する電圧を変化させることによって、前記第１のアンテナ素子が備える可変容量素子の容量および前記第２のアンテナ素子が備える可変容量素子の容量を調整可能としたことを特徴とする折り返しアンテナ装置。
【請求項３】
２つの接続端を備える第１のアンテナ素子と、
前記第１のアンテナ素子と電気的および磁気的に結合するよう配置され、２つの接続端を備える第２のアンテナ素子と、
を備え、
前記第１のアンテナ素子が備える前記２つの接続端のうちの１つの接続端と、前記第２のアンテナ素子が備える２つの接続端のうちの１つの接続端と、が接続され、
前記第１のアンテナ素子が備える２つの接続端のうち、前記第２のアンテナ素子が備える２つの接続端のうちの１つに接続されない接続端を入出力端とし、
前記第２のアンテナ素子が備える２つの接続端のうち、前記第１のアンテナ素子が備える２つの接続端のうちの１つに接続されない接続端が接地導体に接続される折り返しアンテナ装置であって、
前記第１のアンテナ素子は、
印加される電圧に従って容量が変化する可変容量素子と、
当該可変容量素子に接続され、前記第１のアンテナ素子を構成する要素素子と、を備え、
前記第２のアンテナ素子は、
印加される電圧に従って容量が変化する可変容量素子と、
当該可変容量素子に接続され、前記第２のアンテナ素子を構成する要素素子と、を備え、
前記入出力端と前記接地導体との間を、前記折り返しアンテナ装置のアンテナ入出力端とし、
前記第１のアンテナ素子および前記第２のアンテナ素子のそれぞれが備える可変容量素子の容量を変化させることによって、前記第１のアンテナ素子に流れる電流および前記第２のアンテナ素子に流れる電流の両者に基づく共振周波数を調整可能としたことを特徴とする折り返しアンテナ装置。
【請求項４】
請求項３に記載の折り返しアンテナ装置であって、
前記入出力端に接続されたチョークインダクタを備え、
前記入出力端に接続されない側の前記チョークインダクタの端子と前記接地導体との間に印加する電圧を変化させることによって、前記第１のアンテナ素子が備える可変容量素子の容量および前記第２のアンテナ素子が備える可変容量素子の容量を調整可能としたことを特徴とする折り返しアンテナ装置。
【請求項５】
２つの接続端を備える第１のアンテナ素子と、
前記第１のアンテナ素子と電気的および磁気的に結合するよう配置され、２つの接続端を備える第２のアンテナ素子と、
を備え、
前記第１のアンテナ素子が備える前記２つの接続端のうちの１つの接続端と、前記第２のアンテナ素子が備える２つの接続端のうちの１つの接続端と、が接続され、
前記第１のアンテナ素子が備える２つの接続端のうち、前記第２のアンテナ素子が備える２つの接続端のうちの１つに接続されない接続端を入出力端とし、前記第２のアンテナ素子が備える２つの接続端のうち、前記第１のアンテナ素子が備える２つの接続端のうちの１つに接続されない接続端を共通接続端とするアンテナ片側部、
を２つ備え、
２つの前記アンテナ片側部が、それぞれが備える前記共通接続端で接続された折り返しアンテナ装置であって、
前記第１のアンテナ素子は、
印加される電圧に従って容量が変化する可変容量素子と、
当該可変容量素子に接続され、前記第１のアンテナ素子を構成する要素素子と、を備え、
前記第２のアンテナ素子は、
印加される電圧に従って容量が変化する可変容量素子と、
当該可変容量素子に接続され、前記第２のアンテナ素子を構成する要素素子と、を備え、
２つの前記アンテナ片側部のそれぞれが備える前記入出力端を、前記折り返しアンテナ装置のアンテナ入出力端とし、
前記第１のアンテナ素子および前記第２のアンテナ素子のそれぞれが備える可変容量素子の容量を変化させることによって、前記第１のアンテナ素子に流れる電流および前記第２のアンテナ素子に流れる電流の両者に基づく共振周波数を調整可能としたことを特徴とする折り返しアンテナ装置。
【請求項６】
請求項５に記載の折り返しアンテナ装置であって、
前記アンテナ入出力端が備える２つの前記入出力端のうちの１つに接続される第１のチョークインダクタと、
前記アンテナ入出力端が備える２つの前記入出力端のうち、前記第１のチョークインダクタが接続されない入出力端に接続される第２のチョークインダクタと、
を備え、
前記第１のチョークインダクタの前記アンテナ入出力端に接続されない端子と、前記第２のチョークインダクタの前記アンテナ入出力端に接続されない端子と、の間に印加する電圧を変化させることによって、前記第１のアンテナ素子が備える可変容量素子の容量および前記第２のアンテナ素子が備える可変容量素子の容量を調整可能としたことを特徴とする折り返しアンテナ装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の折り返しアンテナ装置であって、
前記第１のアンテナ素子を構成する前記要素素子および前記第２のアンテナ素子を構成する前記要素素子は、線状の導体によって構成されることを特徴とする折り返しアンテナ装置。
【請求項８】
請求項７に記載の折り返しアンテナ装置であって、
前記第１のアンテナ素子を構成する前記要素素子と、前記第２のアンテナ素子を構成する前記要素素子と、は互いに平行に配置されることを特徴とする折り返しアンテナ装置。
【請求項９】
２つの接続端を備える第１のアンテナ素子と、
前記第１のアンテナ素子と電気的および磁気的に結合するよう配置され、２つの接続端を備える第２のアンテナ素子と、
を備え、
前記第１のアンテナ素子が備える前記２つの接続端のうちの１つの接続端と、前記第２のアンテナ素子が備える２つの接続端のうちの１つの接続端と、が接続され、
前記第１のアンテナ素子が備える２つの接続端のうち、前記第２のアンテナ素子が備える２つの接続端のうちの１つに接続されない接続端を入出力端とし、
前記第２のアンテナ素子が備える２つの接続端のうち、前記第１のアンテナ素子が備える２つの接続端のうちの１つに接続されない接続端が接地導体に接続される折り返しアンテナ装置であって、
前記第１のアンテナ素子は、
印加される電圧に従って容量が変化する可変容量素子と、
当該可変容量素子に接続され、前記第１のアンテナ素子を構成する要素素子と、を備え、
前記第２のアンテナ素子は、
印加される電圧に従って容量が変化する可変容量素子と、
当該可変容量素子に接続され、前記第２のアンテナ素子を構成する要素素子と、を備え、
前記入出力端と前記接地導体との間を、前記折り返しアンテナ装置のアンテナ入出力端とし、
前記第１のアンテナ素子を構成する前記要素素子および前記第２のアンテナ素子を構成する前記要素素子は、螺旋状のインダクタによって構成されることを特徴とする折り返しアンテナ装置。
【請求項１０】
２つの接続端を備える第１のアンテナ素子と、
前記第１のアンテナ素子と電気的および磁気的に結合するよう配置され、２つの接続端を備える第２のアンテナ素子と、
を備え、
前記第１のアンテナ素子が備える前記２つの接続端のうちの１つの接続端と、前記第２のアンテナ素子が備える２つの接続端のうちの１つの接続端と、が接続され、
前記第１のアンテナ素子が備える２つの接続端のうち、前記第２のアンテナ素子が備える２つの接続端のうちの１つに接続されない接続端を入出力端とし、前記第２のアンテナ素子が備える２つの接続端のうち、前記第１のアンテナ素子が備える２つの接続端のうちの１つに接続されない接続端を共通接続端とするアンテナ片側部、
を２つ備え、
２つの前記アンテナ片側部が、それぞれが備える前記共通接続端で接続された折り返しアンテナ装置であって、
前記第１のアンテナ素子は、
印加される電圧に従って容量が変化する可変容量素子と、
当該可変容量素子に接続され、前記第１のアンテナ素子を構成する要素素子と、を備え、
前記第２のアンテナ素子は、
印加される電圧に従って容量が変化する可変容量素子と、
当該可変容量素子に接続され、前記第２のアンテナ素子を構成する要素素子と、を備え、
２つの前記アンテナ片側部のそれぞれが備える前記入出力端を、前記折り返しアンテナ装置のアンテナ入出力端とし、
前記第１のアンテナ素子を構成する前記要素素子および前記第２のアンテナ素子を構成する前記要素素子は、螺旋状のインダクタによって構成されることを特徴とする折り返しアンテナ装置。
【請求項１１】
請求項９に記載の折り返しアンテナ装置であって、
前記入出力端に接続されたチョークインダクタを備え、
前記入出力端に接続されない側の前記チョークインダクタの端子と前記接地導体との間に印加する電圧を変化させることによって、前記第１のアンテナ素子が備える可変容量素子の容量および前記第２のアンテナ素子が備える可変容量素子の容量を調整可能としたことを特徴とする折り返しアンテナ装置。
【請求項１２】
請求項１０に記載の折り返しアンテナ装置であって、
前記アンテナ入出力端が備える２つの前記入出力端のうちの１つに接続される第１のチョークインダクタと、
前記アンテナ入出力端が備える２つの前記入出力端のうち、前記第１のチョークインダクタが接続されない入出力端に接続される第２のチョークインダクタと、
を備え、
前記第１のチョークインダクタの前記アンテナ入出力端に接続されない端子と、前記第２のチョークインダクタの前記アンテナ入出力端に接続されない端子と、の間に印加する電圧を変化させることによって、前記第１のアンテナ素子が備える可変容量素子の容量および前記第２のアンテナ素子が備える可変容量素子の容量を調整可能としたことを特徴とする折り返しアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、共振周波数を調整可能とした折り返しアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
線状の導体を折り返した構成を有する折り返しアンテナが広く用いられる。図６に折り返しアンテナの例を示す。折り返しアンテナは、線状導体Ｃ１およびＣ２、入出力端子ＩＯ、接地導体Ｇを備えて構成される。線状導体Ｃ１およびＣ２は送受信する電磁波の波長のおよそ４分の１の長さとされる。線状導体Ｃ１およびＣ２は、電気的および磁気的に結合するような距離を隔てて平行に配置される。線状導体Ｃ１の片方の端Ｃ１Ｏは、線状導体Ｃ２の片方の端Ｃ２Ｏと接続される。線状導体Ｃ１に接続される側とは反対側の線状導体Ｃ２の端Ｃ２Ｓは、折り返しアンテナの入出力端子ＩＯに接続される。線状導体Ｃ２に接続される側とは反対側の線状導体Ｃ１の端Ｃ１Ｓは、接地導体Ｇに接続される。折り返しアンテナで送信される無線信号は入出力端子ＩＯと接地導体Ｇとの間に入力され、折り返しアンテナで受信された無線信号は入出力端子ＩＯと接地導体Ｇとの間に出力される。
【０００３】
入出力端子ＩＯと接地導体Ｇとの間の折り返しアンテナの側をみたインピーダンスは、線状導体Ｃ１およびＣ２の長手方向に垂直な断面が円形であるものとすれば、線状導体Ｃ１の線径と線状導体Ｃ２の線径との比を変化させること等によって調整することができる。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−０７９６２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
アンテナから放射される電磁波の電磁波のエネルギ−またはアンテナで受信される電磁波のエネルギーは、アンテナの共振周波数と送受信する電磁波の周波数とが一致したときに最も大きくなる。したがって、広い周波数帯域にわたって無線信号の送受信を行う無線装置に適用されるアンテナにおいては、指向特性、入力インピーダンス等のアンテナ送受信特性に与える影響を最小限に抑えつつ、共振周波数を調整することが可能であることが好ましい。
【０００６】
本発明はこのような課題に対してなされたものであり、アンテナ送受信特性に与える影響を最小限に抑えつつ共振周波数を調整可能とした折り返しアンテナ装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、２つの接続端を備える第１のアンテナ素子と、前記第１のアンテナ素子と電気的および磁気的に結合するよう配置され、２つの接続端を備える第２のアンテナ素子と、を備え、前記第１のアンテナ素子が備える前記２つの接続端のうちの１つの接続端と、前記第２のアンテナ素子が備える２つの接続端のうちの１つの接続端と、が接続され、前記第１のアンテナ素子が備える２つの接続端のうち、前記第２のアンテナ素子が備える２つの接続端のうちの１つに接続されない接続端を入出力端とし、前記第２のアンテナ素子が備える２つの接続端のうち、前記第１のアンテナ素子が備える２つの接続端のうちの１つに接続されない接続端が接地導体に接続される折り返しアンテナ装置であって、前記第１のアンテナ素子は、印加される電圧に従って容量が変化する可変容量素子と、当該可変容量素子に接続され、前記第１のアンテナ素子を構成する要素素子と、を備え、前記第２のアンテナ素子は、印加される電圧に従って容量が変化する可変容量素子と、当該可変容量素子に接続され、前記第２のアンテナ素子を構成する要素素子と、を備え、前記入出力端と前記接地導体との間を、前記折り返しアンテナ装置のアンテナ入出力端とし、前記折り返しアンテナ装置は、前記入出力端に接続されたチョークインダクタを備え、前記入出力端に接続されない側の前記チョークインダクタの端子と前記接地導体との間に印加する電圧を変化させることによって、前記第１のアンテナ素子が備える可変容量素子の容量および前記第２のアンテナ素子が備える可変容量素子の容量を調整可能としたことを特徴とする折り返しアンテナ装置。
【０００８】
また、本発明は、２つの接続端を備える第１のアンテナ素子と、前記第１のアンテナ素子と電気的および磁気的に結合するよう配置され、２つの接続端を備える第２のアンテナ素子と、を備え、前記第１のアンテナ素子が備える前記２つの接続端のうちの１つの接続端と、前記第２のアンテナ素子が備える２つの接続端のうちの１つの接続端と、が接続され、前記第１のアンテナ素子が備える２つの接続端のうち、前記第２のアンテナ素子が備える２つの接続端のうちの１つに接続されない接続端を入出力端とし、前記第２のアンテナ素子が備える２つの接続端のうち、前記第１のアンテナ素子が備える２つの接続端のうちの１つに接続されない接続端を共通接続端とするアンテナ片側部、を２つ備え、２つの前記アンテナ片側部が、それぞれが備える前記共通接続端で接続された折り返しアンテナ装置であって、前記第１のアンテナ素子は、印加される電圧に従って容量が変化する可変容量素子と、当該可変容量素子に接続され、前記第１のアンテナ素子を構成する要素素子と、を備え、前記第２のアンテナ素子は、印加される電圧に従って容量が変化する可変容量素子と、当該可変容量素子に接続され、前記第２のアンテナ素子を構成する要素素子と、を備え、２つの前記アンテナ片側部のそれぞれが備える前記入出力端を、前記折り返しアンテナ装置のアンテナ入出力端とし、前記折り返しアンテナ装置は、前記アンテナ入出力端が備える２つの前記入出力端のうちの１つに接続される第１のチョークインダクタと、前記アンテナ入出力端が備える２つの前記入出力端のうち、前記第１のチョークインダクタが接続されない入出力端に接続される第２のチョークインダクタと、を備え、前記第１のチョークインダクタの前記アンテナ入出力端に接続されない端子と、前記第２のチョークインダクタの前記アンテナ入出力端に接続されない端子と、の間に印加する電圧を変化させることによって、前記第１のアンテナ素子が備える可変容量素子の容量および前記第２のアンテナ素子が備える可変容量素子の容量を調整可能としたことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明は、２つの接続端を備える第１のアンテナ素子と、前記第１のアンテナ素子と電気的および磁気的に結合するよう配置され、２つの接続端を備える第２のアンテナ素子と、を備え、前記第１のアンテナ素子が備える前記２つの接続端のうちの１つの接続端と、前記第２のアンテナ素子が備える２つの接続端のうちの１つの接続端と、が接続され、前記第１のアンテナ素子が備える２つの接続端のうち、前記第２のアンテナ素子が備える２つの接続端のうちの１つに接続されない接続端を入出力端とし、前記第２のアンテナ素子が備える２つの接続端のうち、前記第１のアンテナ素子が備える２つの接続端のうちの１つに接続されない接続端が接地導体に接続される折り返しアンテナ装置であって、
前記第１のアンテナ素子は、印加される電圧に従って容量が変化する可変容量素子と、当該可変容量素子に接続され、前記第１のアンテナ素子を構成する要素素子と、を備え、前記第２のアンテナ素子は、印加される電圧に従って容量が変化する可変容量素子と、当該可変容量素子に接続され、前記第２のアンテナ素子を構成する要素素子と、を備え、前記入出力端と前記接地導体との間を、前記折り返しアンテナ装置のアンテナ入出力端とし、
前記第１のアンテナ素子および前記第２のアンテナ素子のそれぞれが備える可変容量素子の容量を変化させることによって、前記第１のアンテナ素子に流れる電流および前記第２のアンテナ素子に流れる電流の両者に基づく共振周波数を調整可能としたことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る折り返しアンテナ装置においては、前記入出力端に接続されたチョークインダクタを備え、前記入出力端に接続されない側の前記チョークインダクタの端子と前記接地導体との間に印加する電圧を変化させることによって、前記第１のアンテナ素子が備える可変容量素子の容量および前記第２のアンテナ素子が備える可変容量素子の容量を調整可能とすることが好適である。
【００１１】
また、本発明は２つの接続端を備える第１のアンテナ素子と、前記第１のアンテナ素子と電気的および磁気的に結合するよう配置され、２つの接続端を備える第２のアンテナ素子と、を備え、前記第１のアンテナ素子が備える前記２つの接続端のうちの１つの接続端と、前記第２のアンテナ素子が備える２つの接続端のうちの１つの接続端と、が接続され、  前記第１のアンテナ素子が備える２つの接続端のうち、前記第２のアンテナ素子が備える２つの接続端のうちの１つに接続されない接続端を入出力端とし、前記第２のアンテナ素子が備える２つの接続端のうち、前記第１のアンテナ素子が備える２つの接続端のうちの１つに接続されない接続端を共通接続端とするアンテナ片側部、を２つ備え、２つの前記アンテナ片側部が、それぞれが備える前記共通接続端で接続された折り返しアンテナ装置であって、前記第１のアンテナ素子は、印加される電圧に従って容量が変化する可変容量素子と、当該可変容量素子に接続され、前記第１のアンテナ素子を構成する要素素子と、を備え、前記第２のアンテナ素子は、印加される電圧に従って容量が変化する可変容量素子と、当該可変容量素子に接続され、前記第２のアンテナ素子を構成する要素素子と、を備え、２つの前記アンテナ片側部のそれぞれが備える前記入出力端を、前記折り返しアンテナ装置のアンテナ入出力端とし、前記第１のアンテナ素子および前記第２のアンテナ素子のそれぞれが備える可変容量素子の容量を変化させることによって、前記第１のアンテナ素子に流れる電流および前記第２のアンテナ素子に流れる電流の両者に基づく共振周波数を調整可能としたことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る折り返しアンテナ装置においては、前記アンテナ入出力端が備える２つの前記入出力端のうちの１つに接続される第１のチョークインダクタと、前記アンテナ入出力端が備える２つの前記入出力端のうち、前記第１のチョークインダクタが接続されない入出力端に接続される第２のチョークインダクタと、を備え、前記第１のチョークインダクタの前記アンテナ入出力端に接続されない端子と、前記第２のチョークインダクタの前記アンテナ入出力端に接続されない端子と、の間に印加する電圧を変化させることによって、前記第１のアンテナ素子が備える可変容量素子の容量および前記第２のアンテナ素子が備える可変容量素子の容量を調整可能とすることが好適である。また、本発明に係る折り返しアンテナ装置においては、前記第１のアンテナ素子を構成する前記要素素子および前記第２のアンテナ素子を構成する前記要素素子は、線状の導体によって構成されることが好適である。また、本発明に係る折り返しアンテナ装置においては、前記第１のアンテナ素子を構成する前記要素素子と、前記第２のアンテナ素子を構成する前記要素素子と、は互いに平行に配置されることが好適である。
【００１３】
また、本発明は、２つの接続端を備える第１のアンテナ素子と、前記第１のアンテナ素子と電気的および磁気的に結合するよう配置され、２つの接続端を備える第２のアンテナ素子と、を備え、前記第１のアンテナ素子が備える前記２つの接続端のうちの１つの接続端と、前記第２のアンテナ素子が備える２つの接続端のうちの１つの接続端と、が接続され、前記第１のアンテナ素子が備える２つの接続端のうち、前記第２のアンテナ素子が備える２つの接続端のうちの１つに接続されない接続端を入出力端とし、前記第２のアンテナ素子が備える２つの接続端のうち、前記第１のアンテナ素子が備える２つの接続端のうちの１つに接続されない接続端が接地導体に接続される折り返しアンテナ装置であって、
前記第１のアンテナ素子は、印加される電圧に従って容量が変化する可変容量素子と、当該可変容量素子に接続され、前記第１のアンテナ素子を構成する要素素子と、を備え、前記第２のアンテナ素子は、印加される電圧に従って容量が変化する可変容量素子と、当該可変容量素子に接続され、前記第２のアンテナ素子を構成する要素素子と、を備え、前記入出力端と前記接地導体との間を、前記折り返しアンテナ装置のアンテナ入出力端とし、前記第１のアンテナ素子を構成する前記要素素子および前記第２のアンテナ素子を構成する前記要素素子は、螺旋状のインダクタによって構成されることを特徴とする。また、本発明は、２つの接続端を備える第１のアンテナ素子と、前記第１のアンテナ素子と電気的および磁気的に結合するよう配置され、２つの接続端を備える第２のアンテナ素子と、を備え、前記第１のアンテナ素子が備える前記２つの接続端のうちの１つの接続端と、前記第２のアンテナ素子が備える２つの接続端のうちの１つの接続端と、が接続され、前記第１のアンテナ素子が備える２つの接続端のうち、前記第２のアンテナ素子が備える２つの接続端のうちの１つに接続されない接続端を入出力端とし、前記第２のアンテナ素子が備える２つの接続端のうち、前記第１のアンテナ素子が備える２つの接続端のうちの１つに接続されない接続端を共通接続端とするアンテナ片側部、を２つ備え、２つの前記アンテナ片側部が、それぞれが備える前記共通接続端で接続された折り返しアンテナ装置であって、前記第１のアンテナ素子は、印加される電圧に従って容量が変化する可変容量素子と、当該可変容量素子に接続され、前記第１のアンテナ素子を構成する要素素子と、を備え、前記第２のアンテナ素子は、印加される電圧に従って容量が変化する可変容量素子と、当該可変容量素子に接続され、前記第２のアンテナ素子を構成する要素素子と、を備え、２つの前記アンテナ片側部のそれぞれが備える前記入出力端を、前記折り返しアンテナ装置のアンテナ入出力端とし、前記第１のアンテナ素子を構成する前記要素素子および前記第２のアンテナ素子を構成する前記要素素子は、螺旋状のインダクタによって構成されることを特徴とする。また、本発明に係る折り返しアンテナ装置においては、前記入出力端に接続されたチョークインダクタを備え、前記入出力端に接続されない側の前記チョークインダクタの端子と前記接地導体との間に印加する電圧を変化させることによって、前記第１のアンテナ素子が備える可変容量素子の容量および前記第２のアンテナ素子が備える可変容量素子の容量を調整可能とすることが好適である。また、本発明に係る折り返しアンテナ装置においては、前記アンテナ入出力端が備える２つの前記入出力端のうちの１つに接続される第１のチョークインダクタと、前記アンテナ入出力端が備える２つの前記入出力端のうち、前記第１のチョークインダクタが接続されない入出力端に接続される第２のチョークインダクタと、を備え、前記第１のチョークインダクタの前記アンテナ入出力端に接続されない端子と、前記第２のチョークインダクタの前記アンテナ入出力端に接続されない端子と、の間に印加する電圧を変化させることによって、前記第１のアンテナ素子が備える可変容量素子の容量および前記第２のアンテナ素子が備える可変容量素子の容量を調整可能とすることが好適である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、可変容量素子の容量を変化させることによって折り返しアンテナ装置の共振周波数を変化させることができる。したがって、送受信する電磁波のエネルギーを広い周波数帯域で最適に調整することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１に第１の実施形態に係る線状折り返しアンテナ１００の斜視図を、図２（ａ）に線状折り返しアンテナ１００の側面図を示す。ただし、図２（ａ）においては、接地導体２４についてはその断面を示している。折り返しアンテナ１００は、線状導体１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１２、可変容量ダイオード１４ａ、１４ｂ、入出力導線１６、直流阻止キャパシタ１８、入出力端子２０、チョークインダクタ２２、接地導体２４、接続用筒２６ａおよび２６ｂ、可変直流電圧源２８を備えて構成される。接地導体２４には、入出力用穴３０が設けられる。図２（ａ）における直線ｅｆと直線ｇｈとの間を拡大し、接続用筒２６ａおよび２６ｂの内部を示したものを図２（ｂ）に示す。
【００１６】
線状導体１０ａおよび１０ｂは、延伸方向に垂直な断面が半径ｒ１の円形であり、それぞれの長さをＬａおよびＬｂとする。線状導体１０ｃおよび１０ｄは、延伸方向に垂直な断面が半径ｒ２の円形であり、それぞれの長さをＬｃおよびＬｄとする。また、線状導体１２の長さをＤｃｐｌとする。
【００１７】
線状導体１０ａは端Ｔ１において、接地導体２４の面Ｓと垂直に接地導体２４に固定される。線状導体１０ａの接地導体２４に固定される端Ｔ１とは反対側の端Ｔ２には、接続用筒２６ａが取り付けられる。線状導体１０ｂは、線状導体１０ａおよび１０ｂのそれぞれの端Ｔ２およびＴ３が距離δを隔てるよう、かつ、延伸方向が線状導体１０ａの延伸方向と一致するよう接続用筒２６ａに取り付けられる。端Ｔ２と端Ｔ３との間の接続用筒２６ａの内部の空間には可変容量ダイオード１４ａが収納される。
【００１８】
線状導体１２は線状導体１０ｂと垂直に、端Ｔ３とは反対側の線状導体１０ｂの端Ｔ４に固定される。線状導体１０ｃは、線状導体１０ｂと平行、かつ、線状導体１２と垂直になるよう、その端Ｔ５において線状導体１２に固定される。線状導体１０ｃの線状導体１２に固定される端Ｔ５とは反対側の端Ｔ６には、接続用筒２６ｂが取り付けられる。線状導体１０ｄは、線状導体１０ｃおよび１０ｄのそれぞれの端Ｔ６およびＴ７が距離δを隔てるよう、かつ、延伸方向が線状導体１０ｃの延伸方向と一致するよう接続用筒２６ｂに取り付けられる。端Ｔ６と端Ｔ７との間の接続用筒２６ｂの内部の空間には可変容量ダイオード１４ｂが収納される。線状導体１０ｄの端Ｔ７とは反対側の端Ｔ８には、入出力導線１６が接続される。入出力導線１６は、入出力用穴３０を面Ｓの反対側へと通り抜ける。
【００１９】
接続用筒２６ａおよび２６ｂは比誘電率が１に近い誘電体等で形成されることが好ましい。また、接続用筒２６ａおよび２６ｂの長さは、送受信する電磁波の波長よりも十分短い長さとする。端Ｔ２と端Ｔ３との間の距離δおよび端Ｔ６と端Ｔ７との間の距離δは、送受信する電磁波の波長よりも十分短い長さとする。
【００２０】
線状導体１０ａ〜１０ｄのそれぞれの長さＬａ〜Ｌｄは、送受信する電磁波の周波数帯域内に線状折り返しアンテナ１００の共振周波数が含まれるよう、可変容量ダイオード１４ａの容量の可変範囲および可変容量ダイオード１４ｂの容量の可変範囲と共に決定する。線状導体１０ａの長さＬａと線状導体１０ｄの長さＬｄとは同一とし、線状導体１０ｂの長さＬｂと線状導体１０ｃの長さＬｃとは同一とすることが好適である。
【００２１】
線状導体１２の長さＤｃｐｌは、線状導体１０ａおよび１０ｄ、ならびに線状導体１０ｂおよび１０ｃが電気的および磁気的に結合するような長さとする。ここで電気的に結合するとは、２つの導体との間に容量が形成され得る状態をいう。磁気的に結合するとは、２つの導体の間に相互インダクタンスが形成され得る状態をいう。いまの場合、線状導体１０ａと線状導体１０ｄとの間の距離、および線状導体１０ｂと線状導体１０ｃとの間の距離は、線状導体１２の長さＤｃｐｌから線状導体１０ｂの線径ｒ１および線状導体１０ｃの線径ｒ２を引いた値、Ｄ＝Ｄｃｐｌ−ｒ１−ｒ２で表される距離を隔てて配置されることとなる。
【００２２】
線状導体１２の長さＤｃｐｌは、入出力端子２０と接地導体２４との間の、線状折り返しアンテナ１００の側をみたインピーダンスが所望の値となるよう、線状導体１０ａ〜１０ｄのそれぞれの長さＬａ〜Ｌｄ、線状導体１０ａおよび１０ｂの線径ｒ１、線状導体１０ｃおよび１０ｄの線径ｒ２、可変容量ダイオード１４ａの容量の可変範囲および可変容量ダイオード１４ｂの容量の可変範囲と共に決定する。
【００２３】
なお、ここでは、線状導体１０ａを接地導体２４に固定し、接続用筒２６ａ、２６ｂ、および線状導体１２によって、線状導体１０ｂ、１０ｃ、および１０ｄを固定する構成とした。このような構成の他、接続用筒２６ａおよび２６ｂを設けず、線状導体１０ａ〜１０ｄ、１２、可変容量ダイオード１４ａ、および可変容量ダイオード１４ｂを誘電体等でモールドする構成、線状導体１０ａ〜１０ｄ、１２、可変容量ダイオード１４ａおよび可変容量ダイオード１４ｂを誘電体基板の面上に固定する構成等も可能である。また、線状導体１０ａ〜１０ｄは、延伸方向に垂直な断面の形状を円形としたが、必ずしも円形とする必要はなく、任意の形状とすることもできる。
【００２４】
また、可変容量ダイオードの代わりに、印加する電圧の変化によって容量が変化する回路素子を適用することができる。そのような回路素子としてはトランジスタがある。
【００２５】
線状折り返しアンテナ１００の電気的な接続について説明する。線状導体１０ａの端Ｔ１は接地導体２４に接続される。線状導体１０ａの端Ｔ２は可変容量ダイオード１４ａのアノード端子Ａに接続される。可変容量ダイオード１４ａのカソード端子Ｋは線状導体１０ｂの端Ｔ３に接続される。線状導体１０ｂの端Ｔ４は、線状導体１２を介して線状導体１０ｃの端Ｔ５に接続される。線状導体１０ｃの端Ｔ６は可変容量ダイオード１４ｂのアノード端子Ａに接続される。可変容量ダイオード１４ｂのカソード端子Ｋは線状導体１０ｄの端Ｔ７に接続される。
【００２６】
線状導体１０ｄの端Ｔ８には入出力導線１６が接続される。入出力導線１６にはチョークインダクタ２２および直流阻止キャパシタ１８が接続される。チョークインダクタ２２の入出力導線１６に接続されない側の端子と接地導体２４との間には、可変直流電圧源２８が接続される。また、直流阻止キャパシタ１８の入出力導線１６に接続されない側の端子には入出力端子２０が接続される。
【００２７】
チョークインダクタ２２のインダクタンス値は、送受信する電磁波の周波数におけるそのインピーダンスの絶対値が、端Ｔ８と接地導体２４との間の線状導体１０ｄの側をみたインピーダンスの絶対値に対して十分大きくなるような値とすることが好ましい。直流阻止キャパシタ１８のキャパシタンス値は、送受信する電磁波の周波数におけるそのインピーダンスの絶対値が、端Ｔ８と接地導体２４との間の線状導体１０ｄの側をみたインピーダンスの絶対値に対して十分小さくなるような値とすることが好ましい。また、直流阻止キャパシタ１８のキャパシタンス値は、線状折り返しアンテナ１００に接続される無線装置のアンテナ接続端子とのマッチングをとるための値としてもよい。
【００２８】
線状折り返しアンテナ１００の動作について説明する。可変直流電圧源２８は、チョークインダクタ２２および入出力導線１６を介して線状導体１０ｄの端Ｔ８と線状導体１０ａの端Ｔ１との間に直流電圧を印加する。直流電圧の極性はチョークインダクタ２２の側を正とする。これによって、可変容量ダイオード１４ａおよび１４ｂには逆方向バイアスの直流電圧が印加される。可変容量ダイオード１４ａおよび１４ｂは当該直流電圧に従った容量を有する状態となる。
【００２９】
入出力端子２０と接地導体２４との間には不平衡モードの信号として無線信号が入力される。ここで、不平衡モードの信号とは、一般に、接地電位を与える導体と信号電位を与える線路導体との間を伝送する伝送形態をとる信号をいう。無線信号は、直流阻止キャパシタ１８および入出力導線１６を介して線状導体１０ｄの端Ｔ８と接地導体２４との間に伝えられ、端Ｔ８には無線信号に基づいて電流Ｉｉｎが流れる。
【００３０】
電流Ｉｉｎによって、線状導体１０ａおよび可変容量ダイオード１４ａにはコモンモード電流Ｉ１Ｘおよび差動モード電流Ｉ２Ｘが流れ、線状導体１０ｄおよび可変容量ダイオード１４ｂにはコモンモード電流Ｉ１Ｙおよび差動モード電流Ｉ２Ｙが流れる。コモンモード電流Ｉ１ＸおよびＩ１Ｙは、線状導体１０ａおよび１０ｄの延伸方向に垂直な共通の断面において同位相の関係となる電流である。一方、差動モード電流Ｉ２ＸおよびＩ２Ｙは、線状導体１０ａおよび１０ｄの延伸方向に垂直な共通の断面において同振幅および逆位相の関係となる電流である。
【００３１】
同様に、電流Ｉｉｎによって、線状導体１０ｂにはコモンモード電流Ｉ１Ｘおよび差動モード電流Ｉ２Ｘが流れ、線状導体１０ｃにはコモンモード電流Ｉ１Ｙおよび差動モード電流Ｉ２Ｙが流れる。コモンモード電流Ｉ１ＸおよびＩ１Ｙは、線状導体１０ｂおよび１０ｃの延伸方向に垂直な共通の断面において同位相の関係となる電流である。一方、差動モード電流Ｉ２ＸおよびＩ２Ｙは、線状導体１０ｂおよび１０ｃの延伸方向に垂直な共通の断面において同振幅および逆位相の関係となる電流である。
【００３２】
コモンモード電流Ｉ１ＸおよびＩ１Ｙによって、線状折り返しアンテナ１００からは電磁波が放射される。一方、差動モード電流Ｉ２ＸおよびＩ２Ｙは、電磁波の放射には直接寄与しないが、電磁波のエネルギーを線状導体１０ａ〜１０ｄの近傍に滞留させ、入出力端子２０と接地導体２４との間のインピーダンスにリアクタンス成分を生ぜしめる。
【００３３】
線状折り返しアンテナ１００では、コモンモード電流Ｉ１ＸおよびＩ１Ｙが４分の１波長アンテナに流れる電流と同等に作用する。したがって、コモンモード電流Ｉ１ＸおよびＩ１Ｙに対する電気長、ならびに、それぞれ可変容量ダイオード１４ａおよび１４ｂに流れるコモンモード電流Ｉ１ＸおよびＩ１Ｙに対する位相推移量の和として定義されるアンテナ電気長がπ／２となる共振周波数の無線信号が入力されたときに、放射される電磁波のエネルギーが最大となる。逆に、放射される電磁波のエネルギーを最大とするには、入力された無線信号の周波数に対するアンテナ電気長がπ／２となるよう、可変容量ダイオード１４ａおよび１４ｂに流れるコモンモード電流Ｉ１ＸおよびＩ１Ｙに対する位相推移量を調整すればよい。
【００３４】
可変容量ダイオード１４ａおよび１４ｂに流れるコモンモード電流Ｉ１ＸおよびＩ１Ｙに対する位相推移量は、可変容量ダイオード１４ａおよび１４ｂのそれぞれが有する容量の変化に基づいて変化する。可変容量ダイオード１４ａおよび１４ｂが有する容量は、可変直流電圧源２８が出力する直流電圧の電圧値の変化に基づいて変化する。したがって、可変直流電圧源２８が出力する直流電圧の電圧値を変化させることで、線状折り返しアンテナ１００の共振周波数を調整し、放射される電磁波のエネルギーを最大とすることができる。
【００３５】
本実施形態に係る線状折り返しアンテナ１００によれば、入力される無線信号の広い周波数帯域にわたってアンテナから放射されるエネルギーを最適に調整することができる。したがって、線状折り返しアンテナ１００は、広い周波数帯域において無線通信を行う無線装置に適用することが好適である。また、可変容量ダイオード１４ａおよび１４ｂの逆方向バイアス電圧を印加するためのチョークインダクタ２２は、入出力端子２０の近傍の、線状導体１０ａ〜１０ｄから電気的および磁気的に離れた位置に設けることができる。そして、可変容量ダイオード１４ａおよび１４ｂのアノード端子Ａとカソード端子Ｋの間の距離は、送受信する電磁波の波長に比して十分短くすることができる。そのため、チョークインダクタ２２、可変容量ダイオード１４ａおよび１４ｂが放射特性に与える影響を低減することができる。
【００３６】
上記では、線状折り返しアンテナ１００を送信アンテナとして動作させた場合について説明した。受信アンテナとしての動作は、アンテナの相反定理により、送信アンテナとしての動作について信号の流れを逆にすることで同様に説明することができる。例えば、放射指向特性と受信指向特性とは等しくなり、送信アンテナとして動作する場合と、受信アンテナとして動作する場合とで、入出力端子２０と接地導体２４との間の線状折り返しアンテナ１００の側をみたインピーダンスは等しくなる。このような技術的背景に基づき、以下の説明においても、アンテナを送信アンテナとして動作させた場合について主に説明することとする。
【００３７】
本発明の第２の実施形態に係る線状折り返しアンテナ１０２の構成を図３に示す。線状折り返しアンテナ１０２は、線状折り返しアンテナ１００の接地導体２４を取り除いて構成された構成部である、線状導体１０ａＵ、可変容量ダイオード１４ａＵ、線状導体１０ｂＵ、１２Ｕ、線状導体１０ｃＵ、可変容量ダイオード１４ｂＵ、線状導体１０ｄＵが接続されたアンテナ片側要素部３２Ｕ、ならびに、アンテナ片側要素部３２Ｕに対して可変容量ダイオードの極性を逆にした構成を有するアンテナ片側要素部３２Ｗ、入出力導線１６Ｕ、１６Ｗ、直流阻止キャパシタ１８Ｕ、１８Ｗ、入出力端子２０Ｕ、２０Ｗ、チョークインダクタ２２Ｕ、２２Ｗ、可変直流電圧源２８を備えて構成される。図１および図２の線状折り返しアンテナ１００と同一の構成部については同一の符号を付してその説明を省略する。ただし、アンテナ片側要素部３２Ｕに属する構成部の符号には「Ｕ」を末尾に付し、アンテナ片側要素部３２Ｗに属する構成部の符号には「Ｗ」を末尾に付して、アンテナ片側要素部３２Ｕまたは３２Ｗのいずれに属する構成部であるかを区別するものとする。
【００３８】
線状導体１０ｄＵの長さＬｄＵは、線状導体１０ａＵの長さより短いものとする。線状導体１０ｄＷの長さＬｄＷは、線状導体１０ａＷの長さより短いものとする。これによって、入出力導線１６Ｕと１６Ｗとを隔離して配置することができる。
【００３９】
アンテナ片側要素部３２Ｕとアンテナ片側要素部３２Ｗとは、線状導体１０ａＵの端Ｔ１Ｕおよび線状導体１０ａＷの端Ｔ１Ｗにおいて接続される。線状折り返しアンテナ１０２は、線状導体１０ａＵおよび１０ａＷの延伸方向に垂直な端Ｔ１ＵおよびＴ１Ｗを含む面について面対称な構成を有する。ただし、可変容量ダイオード１４ａＵと１４ａＷ、および可変容量ダイオード１４ｂＵと１４ｂＷについては、当該面について面対称とはならず、互いに逆極性の方向で取り付けられる。すなわち、線状導体１０ａＵの端Ｔ２Ｕおよび線状導体１０ｂＵの端Ｔ３Ｕにはそれぞれ可変容量ダイオード１４ａＵのアノード端子Ａおよびカソード端子Ｋが接続され、線状導体１０ｃＵの端Ｔ６Ｕおよび線状導体１０ｄＵの端Ｔ７Ｕにはそれぞれ可変容量ダイオード１４ｂＵのアノード端子Ａおよびカソード端子Ｋが接続される一方、線状導体１０ａＷの端Ｔ２Ｗおよび線状導体１０ｂＷの端Ｔ３Ｗにはそれぞれ可変容量ダイオード１４ａＷのカソード端子Ｋおよびアノード端子Ａが接続され、線状導体１０ｃＷの端Ｔ６Ｗおよび線状導体１０ｄＷの端Ｔ７Ｗにはそれぞれ可変容量ダイオード１４ｂＷのカソード端子Ｋおよびアノード端子Ａが接続される。
【００４０】
線状導体１０ｄＵの端Ｔ８Ｕには入出力導線１６Ｕが接続される。入出力導線１６Ｕにはチョークインダクタ２２Ｕおよび直流阻止キャパシタ１８Ｕが接続される。直流阻止キャパシタ１８Ｕの入出力導線１６Ｕに接続されない側の端子には入出力端子２０Ｕが接続される。線状導体１０ｄＷの端Ｔ８Ｗには入出力導線１６Ｗが接続される。入出力導線１６Ｗにはチョークインダクタ２２Ｗおよび直流阻止キャパシタ１８Ｗが接続される。直流阻止キャパシタ１８Ｗの入出力導線１６Ｗに接続されない側の端子には入出力端子２０Ｗが接続される。チョークインダクタ２２Ｕの入出力導線１６Ｕに接続されない側の端子とチョークインダクタ２２Ｗの入出力導線１６Ｗに接続されない側の端子との間には、可変直流電圧源２８が接続される。
【００４１】
可変直流電圧源２８は、チョークインダクタ２２Ｕおよび２２Ｗ、ならびに入出力導線１６Ｕおよび１６Ｗを介して端Ｔ８Ｕと端Ｔ８Ｗとの間に直流電圧を印加する。直流電圧の極性はチョークインダクタ２２Ｕの側を正とする。これによって、可変容量ダイオード１４ａＵ、１４ｂＵ、１４ａＷおよび１４ｂＷには逆方向バイアスの直流電圧が印加される。可変容量ダイオード１４ａＵ、１４ｂＵ、１４ａＷおよび１４ｂＷは当該直流電圧に従った容量を有する状態となる。
【００４２】
入出力端子２０Ｕと入出力端子２０Ｗとの間には平衡モードの信号として無線信号が入力される。ここで、平衡モードの信号とは、一般に、接地電位を与える導体とは別に設けられた、信号電位を与える複数の線路導体の間を伝送する伝送形態をとる信号をいう。無線信号は、直流阻止キャパシタ１８Ｕおよび１８Ｗ、ならびに入出力導線１６Ｕおよび１６Ｗを介して端Ｔ８Ｕと端Ｔ８Ｗとの間に伝えられ、端Ｔ８Ｕおよび端Ｔ８Ｗには無線信号に基づいて電流Ｉｉｎが流れる。
【００４３】
電流Ｉｉｎによって、線状導体１０ａＵ、１０ｂＵ、１０ａＷ、および１０ｂＷ、ならびに可変容量ダイオード１４ａＵおよび１４ａＷにはコモンモード電流Ｉ１Ｘが流れ、線状導体１０ｄＵ、１０ｃＵ、１０ｄＷ、および１０ｃＷならびに可変容量ダイオード１４ｂＵおよび１４ｂＷにはコモンモード電流Ｉ１Ｙが流れる。
【００４４】
線状折り返しアンテナ１０２では、コモンモード電流Ｉ１ＸおよびＩ１Ｙが半波長アンテナに流れる電流とし同等に作用する。したがって、線状導体１０ａＵおよび１０ｂＵにおけるコモンモード電流Ｉ１Ｘ、ならびに線状導体１０ｃＵおよび１０ｄＵにおけるコモンモード電流Ｉ１Ｙに対する電気長と、それぞれ可変容量ダイオード１４ａＵおよび１４ｂＵに流れるコモンモード電流Ｉ１ＸおよびＩ１Ｙに対する位相推移量との和であるアンテナ電気長がπ／２となる共振周波数の無線信号が入力されたときに、放射される電磁波のエネルギーが最大となる。
【００４５】
なお、線状折り返しアンテナ１０２の対称性から、このとき、線状導体１０ａＷおよび１０ｂＷにおけるコモンモード電流Ｉ１Ｘ、ならびに線状導体１０ｃＷおよび１０ｄＷにおけるコモンモード電流Ｉ１Ｙに対する電気長と、それぞれ可変容量ダイオード１４ａＷおよび１４ｂＷに流れるコモンモード電流Ｉ１ＸおよびＩ１Ｙに対する位相推移量との和もまたπ／２となる。
【００４６】
第１の実施形態に係る線状折り返しアンテナ１００と同様の原理により、線状折り返しアンテナ１０２においても、可変直流電圧源２８が出力する直流電圧の電圧値を変化させることで共振周波数を調整し、送受信される電磁波のエネルギーを最大とすることができる。
【００４７】
線状折り返しアンテナ１０２では、アンテナ片側要素部３２Ｕおよび３２Ｗを面対称に配置した構成としている。このような構成の他、複数のアンテナ片側要素部を所定の間隔で配列することにより、アレイアンテナを構成することもできる。
【００４８】
図４に第３の実施形態に係るヘリカル折り返しアンテナ１０４の構成を示す。ヘリカル折り返しアンテナ１０４は、第１の実施形態に係る線状折り返しアンテナ１００を構成する線状導体１０ａ〜１０ｄを、それぞれ螺旋形状のヘリカルインダクタ３４ａ〜３４ｄに置き換えたものである。線状折り返しアンテナ１００と同一の構成部については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４９】
ヘリカルインダクタ３４ａ〜３４ｄは金属線で形成し、アノード端子Ａおよびカソード端子Ｋとして金属線を有するリード部品を可変容量ダイオード１４ａおよび１４ｂに適用することが好適である。接地導体２４、ヘリカルインダクタ３４ａ、可変容量ダイオード１４ａ、ヘリカルインダクタ３４ｂ、線状導体１２、ヘリカルインダクタ３４ｃ、可変容量ダイオード１４ｂ、およびヘリカルインダクタ３４ｄを半田付け等により接続することで、十分な機械的強度を以てヘリカル折り返しアンテナ１０４を構成することができる。また、誘電体等によって、ヘリカルインダクタ３４ａ、可変容量ダイオード１４ａ、ヘリカルインダクタ３４ｂ、線状導体１２、ヘリカルインダクタ３４ｃ、可変容量ダイオード１４ｂ、およびヘリカルインダクタ３４ｄをモールドし、機械的強度を強めることができる。
【００５０】
ヘリカルインダクタ３４ａの端子Ｈ１は接地導体２４に接続される。端子Ｈ１とは反対側のヘリカルインダクタ３４ａの端子Ｈ２は可変容量ダイオード１４ａのアノード端子Ａに接続される。可変容量ダイオード１４ａのカソード端子Ｋはヘリカルインダクタ３４ｂの端子Ｈ３に接続される。端子Ｈ３とは反対側のヘリカルインダクタ３４ｂの端子Ｈ４は、線状導体１２を介してヘリカルインダクタ３４ｃの端子Ｈ５に接続される。端子Ｈ５とは反対側のヘリカルインダクタ３４ｃの端子Ｈ６は可変容量ダイオード１４ｂのアノード端子Ａに接続される。可変容量ダイオード１４ｂのカソード端子Ｋはヘリカルインダクタ３４ｄの端子Ｈ７に接続される。
【００５１】
端子Ｈ７とは反対側のヘリカルインダクタ３４ｄの端子Ｈ８には入出力導線１６が接続される。入出力導線１６にはチョークインダクタ２２および直流阻止キャパシタ１８が接続される。チョークインダクタ２２の入出力導線１６に接続されない側の端子と接地導体２４との間には、可変直流電圧源２８が接続される。また、直流阻止キャパシタ１８の入出力導線１６に接続されない側の端子には入出力端子２０が接続される。
【００５２】
ヘリカルインダクタ３４ａ〜３４ｄのインダクタンス値は、ヘリカルインダクタ３４ａ〜３４ｄのリアクタンス値が、それぞれ線状導体１０ａ〜１０ｄのリアクタンス値と等しくなるように決定する。線状導体１０ａ〜１０ｄのリアクタンス値はそれぞれの電気長によって定まる。
【００５３】
このような構成によれば、ヘリカルインダクタ３４ａ〜３４ｄは、それぞれ線状導体１０ａ〜１０ｄと同様にアンテナを構成する素子として作用する。ヘリカルインダクタは、線状導体より小型であるため、ヘリカル折り返しアンテナ１０４は線状折り返しアンテナ１００に比して大きさを縮小することができる。
【００５４】
第１の実施形態に係る線状折り返しアンテナ１００と同様の原理により、ヘリカル折り返しアンテナ１０４においても、可変直流電圧源２８が出力する直流電圧の電圧値を変化させることで共振周波数を調整し、送受信される電磁波のエネルギーを最大とすることができる。
【００５５】
図５に第４の実施形態に係る二重ヘリカル折り返しアンテナ１０６の構成を示す。二重ヘリカル折り返しアンテナ１０６は、第１の実施形態に係る線状折り返しアンテナ１００を構成する線状導体１０ａ〜１０ｄを、それぞれ螺旋導体３６ａ〜３６ｄに置き換えたものである。ただし、螺旋導体３６ａと接地導体２４との間を接続する接地導線３８をさらに設けている。線状折り返しアンテナ１００と同一の構成部については同一の符号を付してその説明を省略する。螺旋導体３６ａおよび３６ｄは電気的および磁気的に結合するような距離を隔てて二重螺旋構造をなす。また、螺旋導体３６ｂおよび３６ｃは電気的および磁気的に結合するような距離を隔てて二重螺旋構造をなす。
【００５６】
螺旋導体３６ａ〜３６ｄおよび接地導線３８は金属線で形成し、アノード端子Ａおよびカソード端子Ｋとして金属線を有するリード部品を可変容量ダイオード１４ａおよび１４ｂに適用することが好適である。接地導体２４、接地導線３８、螺旋導体３６ａ、可変容量ダイオード１４ａ、螺旋導体３６ｂ、線状導体１２、螺旋導体３６ｃ、可変容量ダイオード１４ｂ、および螺旋導体３６ｄを半田付け等により接続することで、十分な機械的強度を以て二重ヘリカル折り返しアンテナ１０６を構成することができる。また、誘電体等によって、螺旋導体３６ａ、可変容量ダイオード１４ａ、螺旋導体３６ｂ、線状導体１２、螺旋導体３６ｃ、可変容量ダイオード１４ｂ、および螺旋導体３６ｄをモールドし、機械的強度を強めることができる。
【００５７】
螺旋導体３６ａ〜３６ｄの長さは、送受信する電磁波の周波数帯域内に二重折り返しアンテナ１０６の共振周波数が含まれるよう、可変容量ダイオード１４ａの容量の可変範囲および可変容量ダイオード１４ｂの容量の可変範囲と共に決定する。
【００５８】
螺旋導体３６ａの端子Ｐ１は接地導線３８を介して接地導体２４に接続される。端子Ｐ１とは反対側の螺旋導体３６ａの端子Ｐ２は可変容量ダイオード１４ａのアノード端子Ａに接続される。可変容量ダイオード１４ａのカソード端子Ｋは螺旋導体３４ｂの端子Ｐ３に接続される。端子Ｐ３とは反対側の螺旋導体３６ｂの端子Ｐ４は、線状導体１２を介して螺旋導体３６ｃの端子Ｐ５に接続される。端子Ｐ５とは反対側の螺旋導体３６ｃの端子Ｐ６は可変容量ダイオード１４ｂのアノード端子Ａに接続される。可変容量ダイオード１４ｂのカソード端子Ｋは螺旋導体３６ｄの端子Ｐ７に接続される。
【００５９】
端子Ｐ７とは反対側の螺旋導体３６ｄの端子Ｐ８には入出力導線１６が接続される。入出力導線１６にはチョークインダクタ２２および直流阻止キャパシタ１８が接続される。チョークインダクタ２２の入出力導線１６に接続されない側の端子と接地導体２４との間には、可変直流電圧源２８が接続される。また、直流阻止キャパシタ１８の入出力導線１６に接続されない側の端子は入出力端子２０が接続される。
【００６０】
入出力端子２０と接地導体２４の間に不平衡モードの信号として無線信号が入力されると、端子Ｈ８には当該無線信号に基づいて電流Ｉｉｎが流れる。電流Ｉｉｎによって、螺旋導体３６ａ、３６ｂ、および可変容量ダイオード１４ａにはコモンモード電流Ｉ１Ｘが流れ、螺旋導体３６ｃ、３６ｄ、および可変容量ダイオード１４ｂにはコモンモード電流Ｉ１Ｙが流れる。
【００６１】
二重ヘリカル折り返しアンテナ１０６では、螺旋状に分布するコモンモード電流Ｉ１ＸおよびＩ１Ｙがアンテナとして作用する。したがって、当該螺旋状のコモンモード電流の分布と同一形状の巻線素子の共振周波数の無線信号が入力されたときに、放射される電磁波のエネルギーが最大となる。
【００６２】
このような構成により、二重ヘリカル折り返しアンテナ１０６は線状折り返しアンテナ１００に比して大きさを縮小することができる。線状折り返しアンテナ１００と同様の原理により、二重ヘリカル折り返しアンテナ１０６においても、可変直流電圧源２８が出力する直流電圧の電圧値を変化させることで共振周波数を調整し、送受信される電磁波のエネルギーを最大とすることができる。
【００６３】
なお、ここでは、ヘリカル折り返しアンテナ１０４および二重ヘリカル折り返しアンテナ１０６として、不平衡モードの信号を入出力し接地導体２４の面Ｓの側において電磁波を放射し受信する構成（いわゆるモノポール型）について説明した。しかし、これらのアンテナについても、第２の実施形態に係る線状折り返しアンテナ１０２と同様、面Ｓについて対称構造、および反対側の可変容量ダイオードの極性を逆として接地導体２４を取り除き、平衡モードの信号を入力する構成（いわゆるダイポール型）とすることもできる。
【００６４】
すなわち、第２の実施形態に係る線状折り返しアンテナ１０２を構成する線状導体１０ａＵ〜１０ｄＵおよび１０ａＷ〜１０ｄＷを、それぞれヘリカルインダクタ３４ａ〜３４ｄと同様のヘリカルインダクタに置き換えることが可能である。また、第２の実施形態に係る線状折り返しアンテナ１０２を構成する線状導体１０ａＵ〜１０ｄＵおよび１０ａＷ〜１０ｄＷを、それぞれ螺旋導体３６ａ〜３６ｄと同様の螺旋導体に置き換えることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】第１の実施形態に係る線状折り返しアンテナの斜視図である。
【図２】第１の実施形態に係る線状折り返しアンテナの側面図、およびその構成を示す図である。
【図３】第２の実施形態に係る線状折り返しアンテナの構成を示す図である。
【図４】第３の実施形態に係るヘリカル折り返しアンテナの構成を示す図である。
【図５】第４の実施形態に係る二重ヘリカル折り返しアンテナの構成を示す図である。
【図６】折り返しアンテナの構成を示す図である。
【符号の説明】
【００６６】
１０ａ〜１０ｄ，１２  線状導体、１４ａ，１４ｂ  可変容量ダイオード、１６，１６Ｕ，１６Ｗ  入出力導線、１８，１８Ｕ，１８Ｗ  直流阻止キャパシタ、２０，２０Ｕ，２０Ｗ  入出力端子、２２，２２Ｕ，２２Ｗ  チョークインダクタ、２４  接地導体、２６ａ、２６ｂ  接続用筒、２８  可変直流電圧源、３０  入出力用穴、３２Ｕ，３２Ｗ  アンテナ片側要素部、３４ａ〜３４ｄ  ヘリカルインダクタ、３６ａ〜３６ｄ  螺旋導体、３８  接地導線、１００，１０２  線状折り返しアンテナ、１０４  ヘリカル折り返しアンテナ、１０６  二重ヘリカル折り返しアンテナ。
【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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