(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地板（１０）と、
前記地板と所定の間隔をおいて平行に設置された平板状の導体部材である対向導体板（３０）と、
前記対向導体板の中央部に設けられ、前記対向導体板と前記地板とを電気的に接続する短絡部（４０）と、
前記対向導体板に給電するための給電線と前記対向導体板とを電気的に接続する給電点（５１）と、を備え、
前記対向導体板の面積は、所定の第１周波数において前記短絡部が備えるインダクタンスと並列共振を生じさせる静電容量を形成する面積となっており、
前記対向導体板、前記地板、及び前記対向導体板と前記地板との間の何れかに、前記第１周波数よりも高い第２周波数において、前記短絡部から前記対向導体板の外縁部に向かう、前記地板に対して垂直な電界の伝搬を妨げ、且つ、前記第１周波数における前記電界の伝搬を妨げない少なくとも１つの第２周波数用電界妨害素子（３１、３１Ａ、３１Ｂ、１１Ａ、１１Ｂ、６１、６２、７１、７２）を備え、
前記第２周波数用電界妨害素子は、前記第２周波数の信号にとっての前記対向導体板の電気的な面積が、前記短絡部が備えるインダクタンスと前記第２周波数において並列共振する静電容量を形成する面積となるように配置されていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
請求項１において、
２つの前記第２周波数用電界妨害素子を備え、２つの前記第２周波数用電界妨害素子はそれぞれ前記短絡部に対して互いに対称な位置に設けられていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記対向導体板、前記地板、及び前記対向導体板と前記地板との間の何れかに、前記第２周波数よりも高い第３周波数における前記電界の伝搬を妨げ、且つ、前記第１周波数及び前記第２周波数における前記電界の伝搬を妨げない少なくとも１つの第３周波数用電界妨害素子（３２Ａ、３２Ｂ）を備え、
前記第３周波数用電界妨害素子は、前記第３周波数の信号にとっての前記対向導体板の電気的な面積が、前記短絡部が備えるインダクタンスと前記第３周波数において並列共振する静電容量を形成する面積となるように配置されていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項４】
請求項３において、
２つの前記第３周波数用電界妨害素子を備え、２つの前記第３周波数用電界妨害素子はそれぞれ前記短絡部に対して互いに対称な位置に設けられていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項５】
請求項４において、
前記第３周波数用電界妨害素子と前記短絡部との間には、前記第２周波数用電界妨害素子が設けられていないことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項６】
請求項５において、
前記第２周波数用電界妨害素子と前記短絡部との間に、前記第３周波数用電界妨害素子が設けられていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項７】
請求項５又は６の何れか１項において、
前記第１周波数、前記第２周波数、前記第３周波数を含む３種類以上の周波数の電波のそれぞれを、送信及び受信の少なくとも何れか一方の対象とするアンテナ装置であって、
前記第１周波数が複数の前記周波数のうち、最も低い周波数であって、
複数の前記周波数のうちの前記第１周波数以外の周波数毎に、その周波数における前記電界の伝搬を妨げ、且つ、複数の前記周波数のうちの他の前記周波数における前記電界の伝搬を妨げない少なくとも１つの電界妨害素子を備え、
前記電界妨害素子は、その電界妨害素子が対象とする周波数の信号にとっての前記対向導体板の電気的な面積が、前記短絡部が備えるインダクタンスと並列共振する静電容量を形成する面積となるように配置されていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項８】
請求項７において、
複数の前記電界妨害素子の少なくとも１つは、前記対向導体板又は前記地板に設けられたスロットであって、
前記スロットは、当該スロットが対象とする周波数において共振する長さを備え、かつ、前記短絡部から前記対向導体板の外縁部に向かう方向に直交する成分を備えることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項９】
請求項７において、
複数の前記電界妨害素子の少なくとも１つは、前記対向導体板と前記地板との間に設けられた導体物であることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項１０】
請求項７において、
複数の前記電界妨害素子の少なくとも１つは、前記地板に設けられた、前記対向導体板と前記地板との間隔を調整する金属パターンであることを特徴とするアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、グランドとして機能する平板状の金属導体と、当該金属導体に対向するように配置された平板状の他の金属導体を備えるアンテナ装置であって、複数種類の周波数の電波を送受信の対象とするアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に開示されているように、グランドとして機能する平板状の金属導体（地板とする）と、当該グランド板に対向するように配置されるとともに任意の位置に給電点が設けられた平板状の金属導体（対向導体板とする）と、地板と対向導体板とを電気的に接続する短絡部（３０）と、を備えるアンテナ装置がある。
【０００３】
この種のアンテナ装置では、地板と対向導体板との間に形成される静電容量と、短絡部が備えるインダクタンスとによって、その静電容量とインダクタンスに応じた周波数において並列共振を生じさせる。地板と対向導体板との間に形成される静電容量は、対向導体板の面積に応じて定まる。したがって、対向導体板の面積を調整することで、当該アンテナ装置において送受信の対象とする周波数（動作周波数とする）を所望の周波数とすることができる。
【０００４】
また、この特許文献１では、対向導体板に、その外縁部に平行であって、アルファベットのＣを描くように設けられたひと繋がりのスロットを設けることによって、対向導体板を、スロットの内側の領域と外側の領域とに分ける構成が開示されている。
【０００５】
このような構成によれば、対向導体板のスロットの外側領域による容量性効果と、対向導体板のスロットの内側部分による容量性効果の、２つの容量性効果を生じさせることになり、それぞれの領域に対応する２つの共振周波数を備えたアンテナ装置とすることができる。なお、特許文献１において対向導体板に設けられるスロットは、上述の内側領域による容量性効果を生じさせるように、内側領域の周縁部の大部分を実質的に形成する長さを有するものとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４０４４８９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１の構成では、対向導体板が備える面積をスロットによって２つに分けて利用する。このため、スロットの外側領域と内側領域に、それぞれの周波数に応じた面積が形成されるように、対向導体板全体を設計しなければならない。つまり、対向導体板は、２つの周波数のそれぞれに応じた面積を合わせた面積を備える必要がある。
【０００８】
本発明は、この事情に基づいて成されたものであり、その目的とするところは、複数種類の周波数の電波を送受信可能な、より小型なアンテナ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
その目的を達成するための本発明は、地板（１０）と、地板と所定の間隔をおいて平行に設置された平板状の導体部材である対向導体板（３０）と、対向導体板の中央部に設けられ、対向導体板と地板とを電気的に接続する短絡部（４０）と、対向導体板に給電するための給電線と対向導体板とを電気的に接続する給電点（５１）と、を備え、対向導体板の面積は、所定の第１周波数において短絡部が備えるインダクタンスと並列共振を生じさせる静電容量を形成する面積となっており、短絡部との対向導体板の外縁部との間に、第１周波数よりも高い第２周波数において、短絡部から対向導体板の外縁部に向かう、地板に対して垂直な電界の伝搬を妨げ、且つ、第１周波数における電界の伝搬を妨げない少なくとも１つの第２周波数用電界妨害素子（３１、３１Ａ、３１Ｂ、１１Ａ、１１Ｂ、６１、６２、７１、７２）を備え、第２周波数用電界妨害素子は、第２周波数の信号にとっての対向導体板の電気的な面積が、短絡部が備えるインダクタンスと第２周波数において並列共振する静電容量を形成する面積となるように配置されていることを特徴とする。
【００１０】
以下、このアンテナ装置の作用及び効果について述べる。アンテナ装置は送受信の可逆性があるため、電波を送信する場合を例にとって以上の構成について説明する。
【００１１】
以上の構成では、対向導体板の面積が、短絡部が備えるインダクタンスと第１周波数において並列共振する静電容量を形成する面積となっている。このため、第１周波数においてインダクタンスと静電容量との間のエネルギー交換によって並列共振が生じ、地板と対向導体板との間には、地板（及び対向導体板）に対して垂直な電界を発生させる。この垂直電界は、短絡部から対向導体板の外縁部に向かって伝搬していき、対向導体板の外縁部において、垂直電界は垂直偏波電界になって空間に放射される。
【００１２】
したがって、当該アンテナ装置は、第１周波数の電波を送信可能であって、その指向性は、地板に平行な平面の全方位に対して同程度の利得を有するものとなる。また、送受信の可逆性から、上記構成によれば第１周波数の電波を受信可能である。
【００１３】
また、第２周波数においては、短絡部から外縁部へ向かう垂直電界の伝搬が第２周波数用電界妨害素子によって妨害されることで、対向導体板において電流や電圧が分布する範囲が限定される。すなわち、対向導体板において地板との間で静電容量を形成する範囲が限定され、対向導体板の面積を小さくした場合と同様の効果が得られる。
【００１４】
ここで、第２周波数用電界妨害素子は、第２周波数の信号にとっての対向導体板の電気的な面積が、短絡部が備えるインダクタンスと第２周波数において並列共振する静電容量を形成する面積となるように配置されている。したがって、第２周波数においても、対向導体板と地板との間に形成される静電容量と短絡部が備えるインダクタンスとによって並列共振が生じ、地板１０と平行な平面方向の全方位に、垂直偏波を放射させることができる。もちろん、送受信の可逆性から、上記構成によれば第２周波数の電波を受信することも可能である。
【００１５】
したがって、以上の構成によれば複数種類の周波数の電波を送受信が可能となる。ここで、第２周波数の電波を送受信するための構成は、第１周波数の電波を送受信するための構成に、第２周波数用妨害素子を追加することで実現することができる。この第２周波数用妨害素子は、短絡部との対向導体板の外縁部との間に設けられるため、対向導体板の面積を増加させることはない。
【００１６】
つまり、以上の構成によれば、複数種類の周波数の電波を送受信可能なアンテナ装置において、そのサイズを特許文献１に開示の構成よりも小型化することができる。
【００１７】
なお、特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】アンテナ装置１００の外観斜視図である。
【図２】アンテナ装置１００の上面図である。
【図３】図２に示す３−３線におけるアンテナ装置１００の断面図である。
【図４】第１周波数モードにおける垂直電界の進行方向を説明するための概念図である。
【図５】第１周波数における対向導体板３０近傍の電流分布、電圧分布、電界分布について説明するための概念図である。
【図６】第１周波数の電波に対する水平方向の指向性を示す図である。
【図７】第２周波数モードにおいて垂直電界が伝搬する領域を説明するための概念図である。
【図８】第２周波数における対向導体板３０近傍の電流分布、電圧分布、電界分布について説明するための概念図である。
【図９】第２周波数の電波に対する水平方向の指向性を示す図である。
【図１０】実施形態におけるアンテナ装置１００の周波数と電圧定在波比の関係を示すグラフである。
【図１１】変形例１におけるアンテナ装置１０１の概略的な構成を示す上面図である。
【図１２】第１周波数動作領域、第２周波数動作領域、第３周波数動作領域を説明するための図である。
【図１３】変形例１におけるアンテナ装置１０１の周波数と電圧定在波比の関係を示すグラフである。
【図１４】アンテナ装置１０１の第１周波数の電波に対する水平方向の指向性を示す図である。
【図１５】アンテナ装置１０１の第２周波数の電波に対する水平方向の指向性を示す図である。
【図１６】アンテナ装置１０１の第３周波数の電波に対する水平方向の指向性を示す図である。
【図１７】対向導体板３０の変形例を示す図である。
【図１８】対向導体板３０の変形例を示す図である。
【図１９】短絡部４０から対向導体板３０の縁部に向かう垂直電界の進行方向に対するスロット３１の角度と、スロット３１が垂直電界の伝搬を妨害する効果との関係を説明するための図である。
【図２０】対向導体板３０の変形例を示す図である。
【図２１】対向導体板３０の変形例を示す図である。
【図２２】対向導体板３０の変形例を示す図である。
【図２３】対向導体板３０の変形例を示す図である。
【図２４】対向導体板３０の変形例を示す図である。
【図２５】対向導体板３０の変形例を示す図である。
【図２６】対向導体板３０の変形例を示す図である。
【図２７】対向導体板３０の変形例を示す図である。
【図２８】対向導体板３０の変形例を示す図である。
【図２９】対向導体板３０の変形例を示す図である。
【図３０】対向導体板３０の変形例を示す図である。
【図３１】対向導体板３０の変形例を示す図である。
【図３２】対向導体板３０の変形例を示す図である。
【図３３】対向導体板３０の変形例を示す図である。
【図３４】第２の実施形態におけるアンテナ装置１０２の上面図である。
【図３５】アンテナ装置１０２の、短絡部４０を通るＹ軸に平行な直線での断面図である。
【図３６】第３の実施形態におけるアンテナ装置１０３の上面図である。
【図３７】図３６に示す３７−３７線におけるアンテナ装置１０３の断面図である。
【図３８】図３６に示す３８−３８線におけるアンテナ装置１０３の断面図である。
【図３９】第３の実施形態の変形例を示す、図３７に対応する図である。
【図４０】第３の実施形態の変形例を示す、図３８に対応する図である。
【図４１】第３の実施形態の変形例を示す、図３９に対応する図である。
【図４２】第３の実施形態の変形例を示す、図４０に対応する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
＜第１の実施形態＞
以下、本発明の第１の実施形態（以降、実施形態１とも称する）について図を用いて説明する。図１は、本実施形態に係るアンテナ装置１００の概略的な構成の一例を示す外観斜視図である。また、アンテナ装置１００の上面図を図２に示す。図３は、図２に示す３−３線におけるアンテナ装置１００の断面図である。
【００２０】
このアンテナ装置１００は、例えば車両で用いられ、第１周波数（例えば７５０ＭＨｚ）及び第２周波数（例えば１７００ＭＨｚ）のそれぞれの電波を送受信、又は、送信と受信の何れか一方を実施するものである。アンテナ装置１００は、例えば同軸ケーブルを介して無線機（何れも図示略）と接続されており、アンテナ装置１００が受信した信号は逐次無線機に出力される。
【００２１】
無線機は、アンテナ装置１００が受信した信号を利用するとともに、当該アンテナ装置１００に対して送信信号に応じた高周波電力を供給するものである。なお、本実施形態ではアンテナ装置１００への給電線として同軸ケーブルを採用する場合を想定して説明するが、フィーダ線など、その他の周知の給電線を用いても良い。以下、アンテナ装置１００の具体的な構成について述べる。
【００２２】
アンテナ装置１００は、図１〜３に示すように、地板１０、支持部２０、対向導体板３０、短絡部４０、及び給電部５０を備える。
【００２３】
地板１０は、銅などの導体を素材とする正方形状の板（箔を含む）である。この地板１０は、同軸ケーブルの外部導体と電気的に接続されて、アンテナ装置１００におけるグランド電位（接地電位）を形成する。なお、地板１０は、対向導体板３０よりも大きければよく、その形状は正方形状に限らない。例えば、地板１０は長方形状であってもよいし、その他の多角形状であってもよいし、円形（楕円を含む）状であってもよい。もちろん、直線部分と曲線部分とを組み合わせた形状であってもよい。
【００２４】
支持部２０は、樹脂などの電気絶縁材料を素材とする、所定の厚みｈ（図３参照）を備える板状の部材である。支持部２０は、地板１０と、板状の対向導体板３０とを、所定の間隔ｈをおいて互いの平面部分が対向するように配置するための部材である。したがって、支持部２０の形状は板状に限らない。支持部２０は、地板１０と後述する対向導体板３０とを所定の間隔ｈをおいて対向するように支持する複数の柱であってもよい。
【００２５】
また、本実施形態において地板１０と対向導体板３０の間は、樹脂（すなわち支持部２０）で充填される構成としているが、これに限らない。地板１０と対向導体板３０の間は、中空（又は真空）となっていてもよいし、所定の誘電比率を有する誘電体で充填されていても良い。さらに、以上で例示した構造が組み合わさっていてもよい。
【００２６】
対向導体板３０は、銅などの導体を素材とする正方形状の板（箔を含む）である。対向導体板３０は、支持部２０を介して地板１０と平行（略平行を含む）となるように対向配置されている。なお、ここでは、対向導体板３０の形状は、正方形状とするが、その他の構成として長方形状であってもよいし、長方形以外の形状（例えば円形や六角形等）であってもよい。
【００２７】
対向導体板３０と地板１０とは互いに対向することで、その対向導体板３０の面積に応じた静電容量を形成するコンデンサと見なすことができる。対向導体板３０の面積は、後述する短絡部４０が備えるインダクタンス成分と、所定の第１周波数において並列共振する静電容量を形成する面積とする。第１周波数は、適宜設計されればよく、ここでは、７５０ＭＨｚとする。
【００２８】
この対向導体板３０は、第１周波数では共振せず、かつ、第２周波数において共振する長さを有する直線状のスロット３１Ａ、３１Ｂを、短絡部４０に対して対称な位置に、その長手方向が短絡部４０から対向導体板３０の縁部に向かう方向に対して直交するように備える。第２周波数は、第１周波数よりも高い周波数であればよく、適宜設定される値である。ここでは一例として第２周波数は２１００ＭＨｚとする。スロット３１Ａ、３１Ｂは互いに同じ長さである。
【００２９】
各スロット３１Ａ、３１Ｂの長さは、その共振させるべき周波数（ここでは第２周波数）の電波の波長に応じて設計されればよい。ここでは一例として、スロット３１Ａ、３１Ｂの長さは、第２周波数の波長（第２波長とする）の半分に相当する長さとする。第２波長の半分の長さに相当する値とは、電気的に第２波長の半分の長さとなる値を意味する。電気的な長さは、実効的な長さとも称される。
【００３０】
なお、対向導体板３０と地板１０との間が所定の誘電比率を有する誘電体で充填する場合には、その誘電体による波長短縮効果の影響も鑑みて、電気的に第２波長の半分の長さに相当する長さとすればよい。また、アンテナ装置１００を当該装置のサイズに対して十分に大きい金属板の上に配置する場合にも、スロット３１Ａ、３１Ｂの長さはアンテナ装置１００の近傍に存在する金属板による影響を鑑みて決定されればよい。なお、各スロット３１Ａ、３１Ｂの長さは、電気的に第２波長の半分に限らない。各スロット３１Ａ、３１Ｂは、第２周波数において共振すればよく、その他の長さであっても良い。
【００３１】
さらに、発明者らは、種々の試験によって、スロット３１Ａ、３１Ｂを第２周波数において共振させるために必要な長さは、各スロット３１Ａ、３１Ｂの短絡部４０からの距離に応じて変化することを確認した。より具体的には、短絡部４０から相対的に近い位置に設ける場合には、スロット３１Ａ、３１Ｂの長さは第２波長の半分よりも長くする必要がある一方、短絡部４０から相対的に離れた位置に設ける場合には、スロット３１Ａ、３１Ｂの長さは第２波長の半分よりも短くてもよい。
【００３２】
したがって、スロット３１Ａ、３１Ｂの長さは、第２波長の電気的な長さに加えて、対向導体板３０上において当該スロット３１Ａ、３１Ｂを配置する際の位置（短絡部４０からの距離）に基づいて決定されればよい。
【００３３】
なお、各スロット３１Ａ、３１Ｂの幅は、第２周波数の波長（第２波長とする）に対して電気的に十分短い値（長くとも第２波長の１０分の１）とする。
【００３４】
短絡部４０は、この対向導体板３０と地板１０と電気的に接続する部分であって、対向導体板３０の中央部に設けられる。ここでの中央部とは、対向導体板３０の対角線の交点（すなわち中心）、及びその近傍を指す。短絡部４０は、導電性のピン（ショートピンとする）で実現されれば良い。このショートピンの太さによって、短絡部４０が備えるインダクタンスを調整することができる。
【００３５】
なお、ここでの対向導体板３０の中心の近傍とは、対向導体板３０の中心と短絡部４０が設けられている位置とのずれに起因して生じる指向性の偏りが、所定の許容範囲に収まる領域を指す。
【００３６】
給電部５０は、アンテナ装置１００と同軸ケーブルとを電気的に接続する部分であって、図３に示すように、同軸ケーブルの内部導体と対向導体板３０とが電気的に接続する給電点５１と、同軸ケーブルの外部導体と地板１０とを電気的に接続する接地点５２を備える。対向導体板３０上における給電点５１の位置は、当該アンテナ装置１００が送受信の対象とする種々の周波数において、同軸ケーブルとアンテナ装置１００とのインピーダンスの整合が取れる位置とすればよい。なお、インピーダンスの整合が取れている状態とは、完全な整合状態に限らず、インピーダンスの不整合による損失が所定の許容範囲内となっている状態を含む。
【００３７】
無線機は、給電部５０からアンテナ装置１００に電力エネルギーを供給することによって、所望の周波数で信号を送信するとともに、所望の周波数の電波を受信する。なお、給電部５０は、周知の整合回路やフィルタ回路などを介して同軸ケーブルとアンテナ装置１００とを接続する構成であっても良い。
【００３８】
以上で述べたアンテナ装置１００は、例えば、車両などの移動体で用いられる。当該アンテナ装置１００を車両で用いる場合には、車両の屋根部において、地板１０が略水平であって、地板１０から対向導体板３０に向かう方向が天頂方向と略一致するように設置されればよい。
【００３９】
次に、当該アンテナ装置１００の動作について説明する。アンテナ装置１００は、第１周波数の電波を送受信の対象とするモード（第１周波数モードとする）と、第２周波数の電波を送受信の対象とするモード（第２周波数モードとする）の２つの動作モードを備える。
【００４０】
なお、アンテナ装置１００が電波を送信（放射）する際の作動と、電波を受信する際の作動は、互いに可逆性を有する。したがって、ここでは一例として、各動作モードにおいて電波を放射する際の作動について説明し、電波を受信する際の作動についての説明は省略する。
【００４１】
また、以降では便宜上、対向導体板３０の外周上の１辺に平行な方向にＸ軸、対向導体板３０に平行な平面上において当該Ｘ軸に直交する方向にＹ軸をとり、Ｘ軸及びＹ軸のそれぞれと直交し、かつ、地板１０から対向導体板３０に向かう方向にＺ軸をとった三次元座標系の概念を導入し、アンテナ装置１００の構成及び動作について説明する。
【００４２】
（第１周波数モードについて）
まずは第１周波数モードについて説明する。前述のとおり、対向導体板３０はその中央部に設けられた短絡部４０で地板１０に短絡されており、かつ、対向導体板３０の面積は、短絡部４０が備えるインダクタンスと第１周波数において並列共振する静電容量を形成する面積となっている。
【００４３】
このため、インダクタンスと静電容量との間のエネルギー交換によって並列共振が生じ、地板１０と対向導体板３０との間には、地板１０（及び対向導体板３０）に対して垂直な電界が発生する。この垂直電界は、図４の太線矢印で示すように短絡部４０から対向導体板３０の縁部に向かって伝搬していき、対向導体板３０の縁部において、垂直電界は垂直偏波電界になって空間を伝搬していく。なお、対向導体板３０に設けられたスロット３１Ａ、３１Ｂは、第１周波数では共振しない長さとなっているため、スロット３１Ａ、３１Ｂに起因する垂直電界の伝搬に対する影響は無視することができる。
【００４４】
より具体的には、第１周波数モードとなっている場合、図５に示すように、対向導体板３０において電流は、対向導体板３０の縁部から短絡部４０が設けられている中央部に向かう方向に流れる。つまり、電流は対向導体板３０の中央部に集中し、電流定在波の振幅は、対向導体板３０の中央部で最大、両端部で０となる。
【００４５】
また、短絡部４０が対向導体板３０の中央部に設けられていることから、電圧定在波は対向導体板３０の両端部で振幅が最大、中央部付近で振幅が０となり、電圧の符号は、いずれの領域でも垂直方向において同じ符号（図では正の状態）となる。
【００４６】
対向導体板３０と地板１０との間に生じる垂直電界は、電圧の分布に比例するため、その進行方向は、短絡部４０から見て何れの領域においても同一方向（例えば短絡部４０から対向導体板３０の縁部に向かう方向）となる。また、その強度は、中央部付近で０、対向導体板３０の外縁部で最大となる。つまり、短絡部４０から対向導体板３０の外縁部に向かうにつれて電界強度は大きくなり、縁部において垂直偏波となって放射される。
【００４７】
このためアンテナ装置１００は第１周波数において、対向導体板３０の中央部（つまり短絡部４０）から縁部に向かう全方向に、垂直偏波の指向性を有する。特に、地板１０が水平となるように配置されている場合、アンテナ装置１００は水平方向に対して指向性を有する。また、電界の伝搬方向は短絡部４０を中心として対称であるため、図６に示すように水平面における全方位に対して同程度の利得を有する。
【００４８】
（第２周波数モードについて）
次に、第２周波数モードについて説明する。第２周波数におけるアンテナ装置１００の動作は、前述の第１周波数におけるアンテナ装置１００の動作と同様の概念を適用させることができる。つまり、短絡部４０が備えるインダクタンスと、地板１０と対向導体板３０によって形成される静電容量による並列共振を利用するものである。
【００４９】
ただし、第２周波数モードにおいては、地板１０と対向導体板３０との間に発生する垂直電界の伝搬に対して、対向導体板３０に設けたスロット３１Ａ、３１Ｂによる影響が生じる点で異なる。より具体的には次の通りである。
【００５０】
スロット３１Ａ、３１Ｂは、第２周波数において共振するように設けられている。このため、第２周波数の高周波信号が給電されている場合、スロット３１Ａ、３１Ｂが共振し、対向導体板３０上においてスロット３１Ａ、３１Ｂが設けられている部分は、第２周波数の信号にとっては相対的にインピーダンスが高い部分となる。
【００５１】
したがって、スロット３１Ａ、３１Ｂが地板１０と対向導体板３０との間に発生する垂直電界の進行方向に対して直交する成分を備える場合、スロット３１Ａ、３１Ｂは、垂直電界の伝搬を妨害する効果を奏する。ここでの垂直電界の進行方向とは、第１周波数モードの説明で述べたように、短絡部４０から対向導体板３０の縁部に向かう方向である。
【００５２】
本実施形態では、短絡部４０に対して対称な位置に、その長手方向が短絡部４０から対向導体板３０の縁部に向かう方向（すなわち垂直電界の進行方向）に対して直交するように備える。つまり、スロット３１Ａ、３１Ｂは、図７に示すように垂直電界の伝搬を妨害する役割を担う。
【００５３】
そして、短絡部４０から対向導体板３０の縁部へと向かう垂直電界の伝搬が、スロット３１Ａ、３１Ｂによって妨害されることで、対向導体板３０において電流や電圧が分布する範囲が限定される。すなわち、対向導体板３０において地板１０との間で静電容量を形成する範囲が限定され、対向導体板３０の面積を小さくした場合と同様の効果が得られる。
【００５４】
図７の長破線は、スロット３１Ａ、３１Ｂによる垂直電界の伝搬の妨害に起因して、対向導体板３０において地板１０との間で静電容量を形成する領域（第２周波数動作領域とする）の縁部Ｂｒ２を概念的に示している。なお、図７の短破線Ｂｒ２ａで囲まれる領域は、簡略的に第２周波数動作領域を表している。この第２周波数動作領域の面積が、請求項に記載の第２周波数の信号にとっての対向導体板の電気的な面積に相当する。
【００５５】
ここで、第２周波数動作領域の面積が、短絡部４０が備えるインダクタンスと第２周波数において並列共振する静電容量を形成する面積となっている場合には、第２周波数においても並列共振が生じ、第２周波数動作領域の縁部Ｂｒ２から垂直偏波を放射させることができる。つまり、第２周波数動作領域の面積が第２周波数において並列共振を発生させる静電容量を形成する面積となるように、スロット３１Ａ、３１Ｂを配置することによって、第２周波数における電波の放射を可能とする。
【００５６】
この第２周波数動作領域の面積は、簡易的には、短破線Ｂｒ２ａで囲まれる長方形の面積で求めることができる。つまり、短絡部４０からスロット３１Ａの距離Ｌｙの２倍と、対向導体板３０においてスロット３１Ａ、３１Ｂが並ぶ方向に直交する方向（ここではＸ軸方向）の長さＬｘを乗算することで求めることができる。
【００５７】
ここで、短絡部４０から各スロット３１Ａ、３１Ｂまでの距離Ｌｙは、第２周波数動作領域として必要な面積から逆算して求めればよい。つまり、第２周波数及び短絡部４０が備えるインダクタンスから、第２周波数動作領域として必要な面積を算出し、当該面積を対向導体板３０におけるＸ軸方向の長さＬｘで割る。そして、その値をさらに２で割った値を、短絡部４０から各スロット３１Ａ、３１Ｂまでの距離Ｌｙとすればよい。
【００５８】
もちろん、以上で求めた短絡部４０から各スロット３１Ａ、３１Ｂまでの距離Ｌｙは、垂直電界の伝搬領域を簡略化したモデルを用いて算出した値であるため誤差を含む。実際には、第２周波数において所望の性能が出るように、シミュレーションや実試験などによって各スロット３１Ａ、３１Ｂの位置は微調整及び決定されればよい。また、各スロット３１Ａ、３１Ｂの長さは、短絡部４０からの距離Ｌｙに応じて、第２周波数において共振するように調整されればよい。
【００５９】
図８は、アンテナ装置１００が第２周波数モードとして動作している場合の、短絡部４０を通ってＹ軸に平行な断面における電流分布、電圧分布、及び電界分布の概念図である。第２周波数動作領域が第２周波数において並列共振を生じさせる面積となっていることで、図８に示すように地板１０と対向導体板３０との間に垂直電界が発生する。この垂直電界は、短絡部４０から第２周波数動作領域の縁部Ｂｒ２に向かって伝搬していき、その縁部において垂直偏波となって空間を伝搬していく。
【００６０】
例えば短絡部４０からスロット３１Ａ、３１Ｂに向かう方向においては、地板１０と対向導体板３０との間に発生する垂直電界は、スロット３１Ａ、３１Ｂにおいて垂直偏波となって空間に放射される。また、短絡部４０からＸ軸方向に向かう方向においては、垂直電界は対向導体板３０の縁部まで伝搬していき、縁部において垂直偏波となって空間に放射される。
【００６１】
以上で述べたように、アンテナ装置１００は第２周波数においても、短絡部４０から第２周波数動作領域の縁部Ｂｒ２に向かう方向に電界が伝搬していく。したがって、アンテナ装置１００は、図９に示すように水平面の全方位において、同程度の利得で第２周波数の垂直偏波を放射する。なお、図９においてＹ軸方向における利得がＸ軸方向における利得に対してやや小さくなっている理由は、Ｘ軸方向においては、垂直電界が対向導体板３０の端部から空間に放射されるのに対し、Ｙ軸方向においては、スロット３１Ａ、３１Ｂ付近で垂直偏波となるためである。すなわち、Ｙ軸方向においては、短絡部４０から見てスロット３１Ａ、３１Ｂよりも外側部分の対向導体板３０によって、垂直偏波の放射／受信を若干妨げられるためである。
【００６２】
（アンテナ装置１００の性能について）
以上で述べた構成によれば、アンテナ装置１００は、第１周波数及び第２周波数のそれぞれの電波を送受信、又は、送信と受信の何れか一方を実施することができる。また、いずれの周波数においても、図６及び図９に示すように、地板１０に平行な方向の全方位に指向性を有する。
【００６３】
図１０は、当該アンテナ装置１００の周波数毎の電圧定在波比（ＶＳＷＲ：Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｓｔａｎｄｉｎｇ  Ｗａｖｅ  Ｒａｔｉｏ）を示すグラフである。図１０に示すように本実施形態の構成によれば、第１周波数（７５０ＭＨｚ）及び第２周波数（２１００ＭＨｚ）の何れにおいても、ＶＳＷＲが約２となっており、実用上の許容範囲内（通常３以下）の性能を有することを示している。
【００６４】
（実施形態のまとめ）
以上の構成によれば、第２周波数の電波を送受信するための構成は、第１周波数の電波を送受信するための面積を有する対向導体板３０の所定の位置に、第２周波数において共振するスロット３１Ａ、３１Ｂを設けることで実現することができる。
【００６５】
より具体的には、第２周波数で共振することで、垂直電界の伝搬を妨害するスロット３１Ａ，３１Ｂを、それらのスロット３１Ａ、３１Ｂによって形成される第２周波数動作領域の面積が、第２周波数において短絡部４０が備えるインダクタンスと並列共振が生じる静電容量を形成する位置に配置する。
【００６６】
つまり、第２周波数における共振を生じさせるための第２周波数領域は、第１周波数における並列共振を生じさせるための領域（第１周波数動作領域とする）の一部を用いて実現される。なお、第１周波数動作領域は、対向導体板３０全体である。
【００６７】
したがって、本実施形態の構成によれば、例えば特許文献１のように対向導体板３０において第１周波数動作領域と第２周波数動作領域とを分離して用いる構成に比べて、対向導体板３０の面積を抑制することができ、アンテナ装置１００のさらなる小型化といった効果を奏することができる。
【００６８】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、次の実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。なお、以降において、上述の実施形態の説明に用いた図に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。また、構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分については先に説明した実施形態１を適用することができる。
【００６９】
＜変形例１＞
上述の実施形態では、第１周波数と第２周波数の２つの周波数を送受信の対象とする構成を例示したが、これに限らない。アンテナ装置は、３種類以上の周波数を送受信の対象とする構成としてもよい。各周波数において共振する複数のスロットのそれぞれを、対向導体板３０の所定の位置に配置することで、３種類以上の周波数を送受信させることができる。
【００７０】
なお、複数の周波数のうちの全ての周波数において、送信と受信の両方を実施する必要はなく、或る周波数においては送信と受信の何れか一方のみに用いられる態様であっても良い。もちろん、送受信の可逆性から何れか一方のみに用いられる場合であっても、送信と受信の両方を行うことができる構成となっている。
【００７１】
この変形例１では一例として、第１周波数、第２周波数、第３周波数の３つの周波数を送受信の対象とするアンテナ装置１０１の構成を例示する。この変形例１におけるアンテナ装置１０１は、図１１に示すように、第１周波数の電波を送受信するための面積を備える対向導体板３０に、第２周波数動作領域を形成するためのスロット３１Ａ、３１Ｂと、第３周波数動作領域を形成するためのスロット３２Ａ、３２Ｂと、を備える。
【００７２】
ここでの第３周波数動作領域とは、第２周波数動作領域と同様の思想に基づいて定まる領域であって、スロット３２Ａ、３２Ｂによる第３周波数の垂直電界の伝搬の妨害に起因して、第３周波数において対向導体板３０が地板１０と所望の静電容量を形成する領域を指す。ここでの所望の静電容量とは、短絡部４０が備えるインダクタンスと第３周波数において並列共振を生じさせる静電容量である。第３周波数動作領域の面積が、請求項に記載の第３周波数の信号にとっての対向導体板の電気的な面積に相当する。
【００７３】
なお、第２周波数は第１周波数よりも高い周波数であって、第３周波数は第２周波数よりも高い周波数とする。例えば第１周波数は７５０ＭＨｚ、第２周波数は１７００ＭＨｚ、第３周波数は２１００ＭＨｚとする。
【００７４】
スロット３１Ａ、３１Ｂは、第２周波数で共振し、かつ、第１周波数、第３周波数において共振しない長さを有する直線状のスロット（切り抜き部分）であって、当該スロット３１Ａ、３１Ｂによって形成される第２周波数動作領域が、第２周波数において短絡部４０が備えるインダクタンスと並列共振する面積となる位置に配置される。ここでは、一例として、スロット３１Ａ、３１Ｂを、短絡部４０に対して対称となるように配置する。
【００７５】
より具体的には、スロット３１Ａを、Ｘ軸に平行であって、かつ、その垂直二等分線が短絡部４０を通るように配置する。また、スロット３１Ｂは、短絡部４０に対してスロット３１Ａと対称となる位置に配置する。
【００７６】
また、スロット３２Ａ、３２Ｂは、第３周波数で共振し、且つ、第１周波数、第２周波数においては共振しない長さを有するスロットであって、当該スロット３２Ａ、３２Ｂによって形成される第３周波数動作領域が、第３周波数において短絡部４０が備えるインダクタンスと並列共振する面積となる位置に配置される。ここでは、スロット３２Ａ、３２Ｂを、スロット３１Ａ、３１Ｂよりも短絡部４０側の領域に、互いに対向し、且つ、短絡部４０に対して対称となるように配置する。
【００７７】
より具体的には、スロット３２Ａを、スロット３１Ａに平行であって、かつ、その垂直二等分線が短絡部４０を通り、かつ、スロット３２Ａから短絡部４０までの距離が、スロット３２Ａから短絡部４０までの距離よりも短くなるように配置する。また、スロット３２Ｂは、短絡部４０に対してスロット３２Ａと対称となる位置に配置する。なお、スロット３２Ａ、３２Ｂが、スロット３１Ａ、３１Ｂよりも短い理由は、スロット３２Ａ、３２Ｂの方が、より高い周波数を対象としたスロットであるからである。
【００７８】
このような構成によれば、対向導体板３０は、複数種類の周波数に対応するスロット３１Ａ、３１Ｂ、３２Ａ、３２Ｂによって、各周波数に応じた動作領域が形成される。つまり、アンテナ装置１０１は、第１周波数、第２周波数、第３周波数のそれぞれに対応する３つの動作領域を対向導体板３０上に形成する。
【００７９】
図１２は、各動作領域の境界部（つまり縁部）を示す概念図である。第１周波数動作領域は、前述の通り、対向導体板３０の全体であって、第１周波数動作領域の縁部Ｂｒ１（図１２中の破線）は、対向導体板３０の縁部に略一致する。第２周波数動作領域は、スロット３１Ａ、３１Ｂによって限定される対向導体板３０の一部に形成され、その縁部Ｂｒ２（図１２中の一点鎖線）は、例えば、図１２に示すように、スロット３１Ａ、３１Ｂに沿う部分と、対向導体板３０の縁部の一部を含む。第３周波数動作領域は、スロット３２Ａ、３２Ｂによって限定される対向導体板３０の一部に形成され、その縁部Ｂｒ３（図１２中の二点鎖線）は、例えば、図１２に示すように、スロット３２Ａ、３２Ｂに沿う部分と、対向導体板３０の縁部の一部を含む。なお、図１２では、便宜上、各縁部Ｂｒ１〜３を示す線をずらして示しているが、実際には重なっていると想定される。
【００８０】
この変形例１のアンテナ装置１０１における、周波数毎の電圧定在波比（ＶＳＷＲ）を図１３に示す。図１３に示すようにこの変形例１の構成によれば、第１周波数、第２周波数、第３周波数の何れにおいても、ＶＳＷＲが約２以下となっており、実用上の許容範囲内（通常３以下）の性能を有することを示している。
【００８１】
なお、図１４は第１周波数における水平方向（ＸＹ平面方向）の指向性を、図１５は第２周波数における水平方向の指向性を、図１６は第３周波数における水平方向の指向性を、それぞれ表している。
【００８２】
図１４〜図１６に示すように、この変形例１の構成によれば何れの周波数にもおいても、水平面の全方位に、同程度の利得で垂直偏波を放射することができる。なお、図１４〜図１６を比較すれば分かるように、周波数が高くになるにつれて、Ｙ軸方向の利得がＸ軸方向の利得に対してわずかに低減していく。これは、本実施形態においては、より高い周波数ほど、その周波数において並列共振させるためのスロットを、Ｙ軸方向において短絡部４０側に配置しているためである。
【００８３】
すなわち、周波数が高くなるほど、Ｙ軸方向において動作領域の縁部の外側に存在する対向導体板３０の面積が大きくなるため、Ｙ軸方向においては利得が抑制される傾向がある。一方、Ｘ軸方向においては、いずれの周波数においても、対向導体板３０の縁部が動作領域の縁部となる。つまり、Ｘ軸方向においては垂直偏波の空間への放射を妨げる部材が存在しないため、周波数の増加に伴う利得の低下は、Ｙ軸方向に比べて小さい。
【００８４】
もちろん、このような現象は、スロット３１Ａ、３１Ｂ、３２Ａ、３２Ｂの配置による影響が大きい。各スロットの配置によっては、周波数が高くなるほどＹ軸方向の利得が低下するとは限らない。
【００８５】
なお、ここでは一例として、第３周波数用のスロット３２Ａ、３２Ｂを、第２周波数用のスロット３１Ａ、３１Ｂよりも短絡部４０側に設ける構成を例示したが、これに限らない。これらの位置関係は入れ替えてもよい。つまり、第２周波数用のスロット３１Ａ、３１Ｂを、第３周波数用のスロット３２Ａ、３２Ｂよりも短絡部４０側に設けてもよい。そのような態様によっても、各スロットの長さ及び位置を調整することで、同様の効果を奏することができることが確認されている。
【００８６】
ただし、第３周波数を対象とするスロット３２Ａ、３２Ｂが、相対的に低い第２周波数の垂直電界の伝搬に与える影響に比べて、第２周波数を対象とするスロット３１Ａ、３１Ｂが、相対的に高い第３周波数の垂直電界の伝搬に与える影響は大きい。したがって、短絡部４０から第３周波数用のスロット３２Ａ、３２Ｂの間に、第２周波数用のスロット３１Ａ、３１Ｂを設けてしまうと、第３周波数における垂直電界の伝搬を、第２周波数用のスロット３１Ａ、３１Ｂが阻害する恐れが生じてしまう。
【００８７】
したがって、図１１に示すように、第３周波数用のスロット３２Ａ、３２Ｂを、第２周波数用のスロット３１Ａ、３１Ｂよりも短絡部４０側に設ける構成の方が好ましい。すなわち、３つ以上の周波数を送受信の対象とする場合であって、各周波数に対応するスロットを、互いに対向するように一列に配置する場合には、相対的に短いスロットほど短絡部４０側に配置することが好ましい。
【００８８】
＜変形例２＞
以上では、対向導体板３０を正方形状とした態様を例示したが、これに限らない。対向導体板３０は、図１７、図１８に示すように円形状であってもよい。また、上述の実施形態では、スロット３１Ａ、３１Ｂ、３２Ａ、３２Ｂを対向導体板３０の縁部に対して平行（略平行を含む）に配置する態様を例示したが、これに限らない。種々のスロットは、地板１０と対向導体板３０との間に発生する垂直電界の進行方向に対して直交する成分を備えるように設けられていれば良い。また、図１７、図１８に示すように、スロットの全区間が対向導体板３０の縁部と平行となっている必要もない。
【００８９】
＜変形例３＞
また、以上でも述べたように、種々のスロット（例えばスロット３１Ａ）は、地板１０と対向導体板３０との間に発生する垂直電界の進行方向に対して直交する成分を備えるように設けられていれば良い。したがって、図１９に示すように、直線状のスロット３１は、垂直電界の進行方向に対して所定の角度（例えば４５度）を為すように設けられていても良い。
【００９０】
なお、ここで図示するスロット３１は、前述のスロット３１Ａなどと同様に、所望の周波数において共振することで、対向導体板３０において地板１０との間で静電容量を形成する範囲を限定するためのスロットである。
【００９１】
また、スロット３１０は、地板１０と対向導体板３０との間に発生する垂直電界の進行方向に対して直交する成分を備えないように配置された場合の例である。このように、スロット３１０の長手方向が垂直電界の進行方向に沿うように（平行に）設けられている場合、対向導体板３０において電流や電圧が分布する範囲を限定する効果が生じない。
【００９２】
＜変形例４＞
また、以上では１つの周波数（例えば第２周波数）に対するスロットを、短絡部４０に対して対称となるように２つ設ける態様を例示したが、これに限らない。例えば図２０、図２１に示すように、第２周波数の電波を送受信させるために対向導体板３０に設けられるスロット３１は、１つでもよく、さらに、そのスロット３１は、対向導体板３０の縁部と連結していてもよい。
【００９３】
スロット３１の長さ及び短絡部４０に対する相対位置は、地板１０と対向導体板３０との間に発生する垂直電界の進行方向に対して直交する成分を備え、その直交成分によって、対向導体板３０において地板１０との間で所望の静電容量を形成する限りにおいて、適宜決定されればよい。
【００９４】
なお、実施形態や変形例１及び変形例２において、或る周波数の電波を送受信するためのスロットを、短絡部４０に対して対称となるように２つ設けていた理由は、指向性の偏りを抑制するためである。すなわち、指向性の偏りを抑制するという観点からは、スロットは、対象とする周波数毎に、短絡部４０に対称となるように２つ設けることが好ましい。
【００９５】
＜変形例５＞
また、図２２、図２３に示すように、第２周波数で共振する長さを有するスロットを３つ以上設けても良い。それらのスロットは第２周波数において対向導体板３０が地板１０と所望の静電容量を形成するように配置されればよい。なお、図２２、図２３の例では、第２周波数で共振する長さを有する４つのスロット３１Ｃ〜３１Ｆを対向導体板３０に設けた構成を例示している。
【００９６】
＜変形例６＞
さらに、各スロットは図２４に示すように、図２３に示すように、Ｃ型状となっていてもよい。このＣ型状のスロット３１Ｇ〜３１Ｊは、複数の直線状のスロットを連結させた形状であってもよいし、曲線部分を含む形状であってもよい。
【００９７】
なお、図２４及び図２５では、スロット３１Ｇ〜３１Ｊのそれぞれを対向導体板３０の縁部と所定の間隔をおいて並行となるように配置した例を示しているが、これに限らない。スロット３１Ｇ〜３１Ｊのそれぞれは、対向導体板３０の縁部と平行となっていなくても良い。
【００９８】
＜変形例７＞
図２６、図２７に示す対向導体板３０は、変形例５の構成（図２２、図２３参照）をさらに発展させた態様である。つまり、変形例５では、第１周波数と第２周波数の２つの周波数を送受信の対象とする構成であったのに対し、図２６、図２７は、第１周波数、第２周波数、及び第３周波数の合計３つの周波数を送受信の対象とする構成である。
【００９９】
例えば、図２６、図２７に示す対向導体板３０が備える複数のスロットのうち、相対的に長く、短絡部４０から離れた位置に設けられている４つのスロットが、第２周波数動作領域を形成するためのスロットである。また、相対的に短く、短絡部４０から相対的に近い位置に設けられている４つのスロットが、第３周波数動作領域を形成するためのスロットである。
【０１００】
＜変形例８＞
図２８、図２９、図３０、図３１に示す対向導体板３０は、変形例６の構成（図２４、図２５参照）をさらに発展させた態様である。つまり、変形例６では、第１周波数と第２周波数の２つの周波数を送受信の対象とする構成であったのに対し、図２８〜図３１に示す対向導体板３０は、第１周波数、第２周波数、及び第３周波数の合計３つの周波数を送受信の対象とする構成である。
【０１０１】
例えば、図２８〜図３１のそれぞれに示す対向導体板３０が備える複数のスロットのうち、相対的に短絡部４０から遠い側に設けられている２つの互いに対向するスロットが、第２周波数動作領域を形成するためのスロットである。また、相対的に短絡部４０から近い側の２つのスロットが第３周波数動作領域を形成するためのスロットに該当する。
【０１０２】
なお、図２８、図２９においては、第２周波数動作領域を形成するための２つのスロットと、第３周波数動作領域を形成するための２つスロットを、何れも短絡部４０を通る同一直線上に並ぶように配置する態様を例示している。また、図３０、図３１においては、第２周波数動作領域を形成するための２つのスロットが並ぶ方向と、第３周波数動作領域を形成するための２つスロットが並ぶ方向とが直交するように、それぞれのスロットを配置した例を示している。
【０１０３】
ここで、図２８、図２９に示す構成においては、短絡部４０から第２周波数用のスロットまでの間に、第３周波数用のスロットが存在する。このため、短絡部４０から第２周波数用のスロットに向かう垂直電界の伝搬が、第３周波数用のスロットによって若干阻害され、第２周波数における利得を低下させる恐れがある。
【０１０４】
一方、図３０、図３１に示す構成においては、短絡部４０から第２周波数用のスロットまでの間に、第３周波数用のスロットは存在しない。このため、短絡部４０から第２周波数用のスロットに向かう垂直電界の伝搬が、第３周波数用のスロットによって阻害される恐れを低減することができる。
【０１０５】
つまり、３つ以上の周波数を送受信の対象とするために、対向導体板３０にそれぞれの周波数に対応するスロットを設ける場合には、各周波数用のスロットを、短絡部４０から他の周波数用のスロットまでの間に存在しないように配置することが好ましい。
【０１０６】
＜変形例９＞
図３２及び図３３は、図２８、及び図２９の構成において、或る周波数用のスロットを直線状にした構成を例示する図である。このような構成においても、各スロットの長さ及び位置を、上述した条件を満たすように設計することで、上述した効果を奏することができる。
【０１０７】
＜第２の実施形態＞
次に、本発明に係る第２の実施形態（以降、実施形態２とも称する）について、図を用いて説明する。図３４は、実施形態２におけるアンテナ装置１０２の平面図である。また、図３５は、図３４に示すアンテナ装置１０２の、短絡部４０を通ってＹ軸に平行な直線における断面の模式図である。
【０１０８】
図３４、図３５に示すように、実施形態２のアンテナ装置１０２は、対向導体板３０ではなく、地板１０に実施形態１で述べたスロット３１Ａ、３１Ｂに相当するスロット１１Ａ、１１Ｂを備える。このような構成においても、前述の実施形態１と同様の効果を奏することができる。
【０１０９】
また、実施形態２の構成にも、前述の種々の変形例１〜９の概念を適用したり、組み合わせたりすることができる。つまり、地板１０に複数のスロットを設けたり、その形状を様々な形状に変更したりすることができる。
【０１１０】
＜第３の実施形態＞
次に、本発明に係る第３の実施形態（以降、実施形態３とも称する）について説明する。実施形態３のアンテナ装置１０３は、実施形態１、実施形態２、及び種々の変形例で述べたスロットと同様の効果を奏する金属板を、地板１０と対向導体板３０の間の層に備える。つまり、地板１０及び対向導体板３０の少なくとも何れか一方にスロットを設けるのではなく、地板１０と対向導体板３０の間の層に設けた金属板によって、短絡部４０から対向導体板３０の縁部に向かう垂直電界の伝搬を妨害し、対向導体板３０において地板１０との間で静電容量を形成する範囲を限定させる点において前述の種々の実施形態及び変形例と異なる。
【０１１１】
以下、この実施形態３におけるアンテナ装置１０３の構成について図を用いて説明する。なお、ここで例示するアンテナ装置１０３は、説明簡略化のため、第１周波数と第２周波数の２種類の周波数を送受信の対象とするアンテナ装置とする。つまり、地板１０と対向導体板３０の間に設けられた金属板は、第１周波数の電波を送受信可能な構成となっているアンテナ装置に第２周波数の電波を送受信させるために付加される要素である。
【０１１２】
図３６は、実施形態３におけるアンテナ装置１０３の平面図である。図３７は、図３６に示す３７−３７線における断面の模式図であり、図３８は、図３６に示す３８−３８線における断面の模式図である。なお、図３７，図３８に示す模式図においては、実施形態３の特徴の１つである金属板６１、６２の位置を明示するため、支持部２０を破線で示す。
【０１１３】
図３６〜図３８に示すように、本実施形態におけるアンテナ装置１０３は、所定の長さを有する直線状の金属板６１，６２を短絡部４０に対して対称な位置に、その長手方向が、短絡部４０から対向導体板３０の縁部に向かう方向に対して直交するように備える。この金属板６１、６２が請求項に記載の導体物に相当する。
【０１１４】
金属板６１、６２の長さ、厚み、短絡部４０に対するＸＹ平面方向における位置、及び、Ｚ軸方向における対向導体板３０からの離隔は、上述したスロットと同様の効果を奏するように、適宜設計されれば良い。例えば、金属板６１、６２の長手方向の長さは、前述のスロットと同様に、電気的に第２波長の半波長となる長さを基準とし、短絡部４０からの距離に応じて適宜調整されればよい。
【０１１５】
金属板６１、６２の厚みについても適宜設計されればよい。ただし、厚みを大きくすると、第１周波数における垂直電界の伝搬を妨害する恐れが生じるため、薄いほうが好ましい。また、発明者らは種々の試験によって、金属板６１、６２を地板１０及び対向導体板３０の何れかに接近させると、第２周波数での垂直電界の伝搬を妨害する効果が弱まることを確認した。したがって、金属板６１、６２は、Ｚ軸方向においては、地板１０と対向導体板３０の中間に位置するように配置されることが好ましい。
【０１１６】
金属板６１、６２の短絡部４０に対するＸＹ平面における相対的な位置は、当該金属板６１、６２によって、対向導体板３０が地板１０と形成する静電容量が、短絡部４０が備えるインダクタンスと並列共振する値となるように決定されればよい。
【０１１７】
以上で述べたアンテナ装置１０３は、例えば、２つのプリント基板２１、２２を用いて実現されれば良い。つまり、地板１０の上に配置されたプリント基板２２の上に、片方の面に対向導体板３０を備え、他方の面に金属板６１、６２を配置したプリント基板２１を、金属板６１、６２を設けられている面が、プリント基板２２の地板１０が設けられていない側の面に接触するように積層することで実現されれば良い。この場合、プリント基板２１、２２が支持部２０に相当する。また、金属板６１、６２が内蔵された１つのプリント板を用いて実現してもよい。
【０１１８】
なお、上述した金属板６１，６２に代わって、図３９、図４０に示すように、地板１０と接続された金属体７１、７２を用いてもよい。このような態様においても、金属体７１の長さ、厚さ、位置などを適宜調整することで、同様の効果を奏させることができる。なお、図３９は、図３７に対応するであり、図４０は、図３８に対応する図である。図３９、図４０において支持部２０は省略している。
【０１１９】
例えば、金属体７１、７２の長手方向の長さは、前述のスロットと同様に、電気的に第２波長の半波長となる長さを基準とし、短絡部４０からの距離に応じて適宜調整されればよい。金属体７１、７２の厚みについても適宜設計されればよい。厚みを大きくするほど、つまり、対向導体板３０との間に生じる間隙が小さくなるほど、垂直電界の伝搬を妨害する効果が強くなる。ただし、厚みを大きくし過ぎると、第１周波数での垂直電界の伝搬も妨害してしまう。したがって、金属体７１、７２の厚みは、第１周波数での垂直電界の伝搬も妨害せず、かつ、第２周波数での垂直電界の伝搬を妨害する値とすることが好ましい。
【０１２０】
地板１０において金属体７１、７２を設ける位置は、当該金属体７１、７２によって、対向導体板３０が地板１０と形成する静電容量が、短絡部４０が備えるインダクタンスと並列共振する値となるように決定されればよい。
【０１２１】
また、図３９、４０に示す金属体７１、７２に代わって、図４１、図４２に示すように、地板１０に、その一部を対向導体板３０の方向に所定の高さだけ凸状に隆起させた凸部１２Ａ、１２Ｂを設けることによって、図３９，図４０と同様の効果を奏させても良い。金属体７１、７２及び凸部１２Ａ、１２Ｂが請求項に記載の金属パターンに相当する。
【０１２２】
さらに、実施形態３の構成においても、前述の種々の変形例１〜９の概念を適用したり、組み合わせたりすることができる。つまり、対向導体板３０と地板１０との間に複数の金属板を設けたり、その形状を様々な形状に変更したりすることができる。また、地板１０に複数の金属体や凸部を設けたり、その形状を様々な形状に変更したりすることができる。
【０１２３】
以上で述べた種々のスロットや、金属板、金属体、凸部が請求項に記載の電界妨害素子に相当する。特に、第２周波数における垂直電界の進行を妨害するためのスロットや、金属板、金属体、凸部が、請求項に記載の第２周波数用電界妨害素子に相当する。また、第３周波数における垂直電界の進行を妨害するためのスロットや、金属板、金属体、凸部が、請求項に記載の第３周波数用電界妨害素子に相当する。
【０１２４】
また、スロットや金属板など、種々の態様で実現される電界妨害素子は、対向導体板３０に設けられていても良いし、地板１０に設けられていても良い。さらに、対向導体板３０と地板１０の間に設けられていても良い。
【０１２５】
また、複数種類の態様で実現される電界妨害素子を組み合わせて用いても良い。例えば、地板１０に第２周波数動作領域を形成するための凸部１２Ａ、１２Ｂを設け、対向導体板３０に第３周波数動作領域を形成するためのスロット３２Ａ、３２Ｂを設ける態様としてもよい。
【符号の説明】
【０１２６】
１００〜１０３  アンテナ装置、１０  地板、２０  支持部材、３０  対向導体板、４０  短絡部、５０  給電部、１１Ａ〜Ｂ・３１・３１Ａ〜Ｊ  スロット（第２周波数用電界妨害素子）、３２Ａ・３２Ｂ  スロット（第３周波数用電界妨害素子）、６１〜６２  金属板、７１〜７２  金属体、１２Ａ〜Ｂ  凸部
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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