(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の放射素子と第２の放射素子とによって構成され、前記第２の放射素子は、第１の共振周波数を有する第１部分と前記第１の共振周波数よりも周波数が低い第２の共振周波数を有する第２部分とを含み、
前記第１の放射素子は、第１平面に配置されており、前記第２の放射素子の前記第１部分は、前記第１平面に交わる第２平面に配置されており、前記第２の放射素子の前記第２部分は、前記第１平面に対向し、且つ、前記第２平面に交わる第３平面に配置されており、
前記第１の放射素子を前記第１平面に直交する方向から平面視した場合に、前記第２の放射素子の前記第２部分は、前記第１部分側と反対側の端部である先端領域を除き、前記第１の放射素子と重畳しない、
ことを特徴とするフィルムアンテナ。
【請求項２】
前記第１の放射素子は、給電線が接続される給電領域から、前記第２平面から遠ざかる方向である第１の方向に延ばされ、且つ、前記第１の方向に交わる第２の方向に対する幅が前記第１部分より狭い根本部と、当該根本部から、前記第２の方向に延ばされた枝部とを有し、
前記第１の放射素子を前記第１平面に直交する方向から平面視した場合に、前記第２部分は、前記第１部分の端部から、前記第２平面から遠ざかる方向である前記第１の方向に延ばされた第１直線部を有し、
前記先端領域である前記第１直線部の末端は、前記枝部に重畳している、
ことを特徴とする請求項１に記載のフィルムアンテナ。
【請求項３】
前記第１の放射素子は、給電線が接続される給電領域から、前記第２平面から遠ざかる方向である第１の方向に延ばされ、且つ、前記第１の方向に交わる第２の方向に対する幅が前記第１部分より狭い根本部を有し、
前記第１の放射素子を前記第１平面に直交する方向から平面視した場合に、前記第２部分は、前記第１部分の端部から、前記第２平面から遠ざかる方向である前記第１の方向に延ばされた第１直線部と、当該第１直線部の端部から前記第２の方向に延ばされた第２直線部とを有し、
前記先端領域である前記第２直線部の末端は、前記根本部に重畳している、
ことを特徴とする請求項１に記載のフィルムアンテナ。
【請求項４】
前記第１の放射素子は、給電線が接続される給電領域から、前記第２平面から遠ざかる方向である第１の方向に延ばされ、且つ、前記第１の方向に交わる第２の方向に対する幅が前記第１部分より狭い根本部を有し、
前記第１の放射素子を前記第１平面に直交する方向から平面視した場合に、前記第２部分は、前記第１部分の端部から、前記第２平面から遠ざかる方向である前記第１の方向に延ばされた第１直線部を有し、
前記先端領域である前記第１直線部の末端は、前記第１の放射素子に重畳しない、
ことを特徴とする請求項１に記載のフィルムアンテナ。
【請求項５】
前記第１の放射素子は、前記根本部から前記第１の方向に延ばされ、前記第２の方向に対する幅が前記根本部より狭い首細部と、当該首細部の端部に設けられ、前記第１の方向に延ばされた第１領域と、前記第２の方向に延ばされた第２領域とを交互に配置することによって構成されている主部とを更に備えている、
ことを特徴とする請求項２〜４の何れか１項に記載のフィルムアンテナ。
【請求項６】
上記第１の放射素子は、前記根本部から前記第１の方向に延ばされ、前記第２の方向に対する幅が前記根本部より狭い首細部と、当該首細部の端部に設けられ、形状が楕円形である主部とを更に備えている、
ことを特徴とする請求項２〜４の何れか１項に記載のフィルムアンテナ。
【請求項７】
前記第１の放射素子の前記根本部と前記第２部分との間隔は、前記第２の共振周波数で共振する電磁波の真空中における波長の１／２０以上である、ことを特徴とする請求項２〜６の何れか１項に記載のフィルムアンテナ。
【請求項８】
前記第１平面と前記第３平面とは互いに平行である、ことを特徴とする請求項２〜７の何れか１項に記載のフィルムアンテナ。
【請求項９】
前記給電領域は、前記第１平面に配置されている、ことを特徴とする請求項２〜８の何れか１項に記載のフィルムアンテナ。
【請求項１０】
請求項２〜９の何れか１項に記載のフィルムアンテナと、前記フィルムアンテナの前記給電領域に接続される給電線と、前記フィルムアンテナを支持する支持体とを備え、
前記支持体は、第１支持面と、前記第１支持面に交わる第２支持面と、前記第１支持面に対向し、前記第２支持面に交わる第３支持面とを有しており、
前記フィルムアンテナは、前記支持体に対して、前記第１平面が前記第１支持面に接触し、前記第２平面が前記第２支持面に接触し、前記第３平面が前記第３支持面に接触するように巻き付けられている、
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、複数の共振周波数を有するフィルムアンテナ及びアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、誘電体基板の表面に形成されたグランド板及び放射素子を備えているフィルムアンテナが記載されている（特許文献１の図３参照）。
【０００３】
また、互いに長さが異なる複数のサブ素子によって構成された放射素子を備えているフィルムアンテナが知られている。このようなフィルムアンテナは、複数のサブ素子の長さに対応した複数の共振周波数で動作するため、動作帯域を広帯域化することができる。
【０００４】
このようなフィルムアンテナに対する要望として、フィルムアンテナの実装に要するスペースを狭小化することが挙げられる。フィルムアンテナの実装に要するスペースを狭小化する場合、上記誘電体基板として可撓性を有するフレキシブル基板を採用し、上記グランド板及び上記放射素子として導体箔を採用することが好ましい。このようなフィルムアンテナは、折り曲げることができるので、狭小なスペースにも実装可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２３５４０４号公報（２００７年９月１３日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このようなフィルムアンテナを折り曲げると、放射素子同士、グランド板同士、又は、放射素子とグランド板とが互いに近接することによって、フィルムアンテナの放射特性が劣化することを本願の発明者らは見出した。
【０００７】
本発明は、前記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数の共振周波数で動作するフィルムアンテナにおいて、放射特性の劣化を抑制しつつ、狭小なスペースにも実装可能なフィルムアンテナを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るアンテナ装置は、第１の放射素子と第２の放射素子とによって構成され、前記第２の放射素子は、第１の共振周波数を有する第１部分と、前記第１の共振周波数よりも周波数が低い第２の共振周波数を有する第２部分とを含み、前記第１の放射素子は、第１平面に配置されており、前記第２の放射素子の前記第１部分は、前記第１平面に交わる第２平面に配置されており、前記第２の放射素子の前記第２部分は、前記第１平面に対向し、且つ、前記第２平面に交わる第３平面に配置されており、前記第１の放射素子を前記第１平面に直交する方向から平面視した場合に、前記第２の放射素子の前記第２部分は、前記第１部分側と反対側の端部である先端領域を除き、前記第１の放射素子と重畳しない、ことを特徴とする。
【０００９】
このように構成されたフィルムアンテナは、第１の共振周波数及び第２の共振周波数を有しているため、複数の共振周波数を有する。また、フィルムアンテナの第１の放射素子、第１部分、及び第２部分の各々が第１〜第３平面のそれぞれに配置されているため、フィルムアンテナが同一平面に展開されて配置されるフィルムアンテナと比較して、狭小なスペースに実装可能である。
【００１０】
さらに、第２部分の先端領域を除いた領域と第１の放射素子とが重畳しないように構成されているため、第２部分と第１の放射素子との間に形成される静電容量を抑制することができる。その結果として、放射特性の劣化を抑制することができる。
【００１１】
したがって、上記の構成によれば、複数の共振周波数を有するフィルムアンテナにおいて、放射特性の劣化を抑制しつつ、狭小なスペースに実装可能なフィルムアンテナを提供することができる。
【００１２】
本発明の一態様に係るフィルムアンテナにおいて、前記第１の放射素子は、給電線が接続される給電領域から、前記第２平面から遠ざかる方向である第１の方向に延ばされ、且つ、前記第１の方向に交わる第２の方向に対する幅が前記第１部分より狭い根本部と、当該根本部から、前記第２の方向に延ばされた枝部とを有し、前記第１の放射素子を前記第１平面に直交する方向から平面視した場合に、前記第２部分は、前記第１部分の端部から、前記第２平面から遠ざかる方向である前記第１の方向に延ばされた第１直線部を有し、前記先端領域である前記第１直線部の末端は、前記枝部に重畳している、ことが好ましい。
【００１３】
また、本発明の一態様に係るフィルムアンテナにおいて、前記第１の放射素子は、給電線が接続される給電領域から、前記第２平面から遠ざかる方向である第１の方向に延ばされ、且つ、前記第１の方向に交わる第２の方向に対する幅が前記第１部分より狭い根本部を有し、前記第１の放射素子を前記第１平面に直交する方向から平面視した場合に、前記第２部分は、前記第１部分の端部から、前記第２平面から遠ざかる方向である前記第１の方向に延ばされた第１直線部と、当該第１直線部の端部から前記第２の方向に延ばされた第２直線部とを有し、前記先端領域である前記第２直線部の末端は、前記根本部に重畳している、ことが好ましい。
【００１４】
第２部分の先端領域が第１の放射素子に重畳しているため、第１の放射素子と第２の放射素子との間に生じる静電容量を、第１の放射素子及び第２の放射素子が近接している給電領域に加えて、第２の放射素子の先端領域でも生じさせることができる。
【００１５】
給電線とフィルムアンテナとのインダクタンス整合は、第１の放射素子と第２の放射素子との間に生じる静電容量に依存することが知られている。上記の構成によれば、第１の放射素子と第２の放射素子との間に生じる静電容量を給電領域でのみ生じさせる場合と比較して、上記インダクタンス整合を改善し、フィルムアンテナの放射特性を更に向上させることができる。
【００１６】
また、本発明の一態様に係るフィルムアンテナにおいて、前記第１の放射素子は、給電線が接続される給電領域から、前記第２平面から遠ざかる方向である第１の方向に延ばされ、且つ、前記第１の方向に交わる第２の方向に対する幅が前記第１部分より狭い根本部を有し、前記第１の放射素子を前記第１平面に直交する方向から平面視した場合に、前記第２部分は、前記第１部分の端部から、前記第２平面から遠ざかる方向である前記第１の方向に延ばされた第１直線部を有し、前記先端領域である前記第１直線部の末端は、前記第１の放射素子に重畳しない、ように構成されていてもよい。
【００１７】
このように、第２サブ素子の先端領域は、第１の放射素子に重畳していなくてもよい。この構成によれば、先端領域が第１の放射素子に重畳する構成と比較して、第１の放射素子と第２の放射素子との間に生じる静電容量の大きさを更に抑制することができる。そのため、例えば、放射利得よりＶＳＷＲ特性を優先する場合に好適に用いることができる。
【００１８】
また、本発明の一態様に係るフィルムアンテナにおいて、前記第１の放射素子は、前記根本部から前記第１の方向に延ばされ、前記第２の方向に対する幅が前記根本部より狭い首細部と、当該首細部の端部に設けられ、前記第１の方向に延ばされた第１領域と、前記第２の方向に延ばされた第２領域とを交互に配置することによって構成されている主部とを更に備えていてもよい。
【００１９】
このように構成された第１の放射素子の主部は、メアンダ状に形成されている。第１の方向にのみ延伸されてなる直線状の放射素子と比較して、主部がメアンダ状である第１の放射素子は、例えば同じ素子長、すなわち、同じ共振周波数を有するように設計する場合には、より狭小なスペースに実装可能できる。また、メアンダ状である第１の放射素子は、例えば同じスペースに実装する場合には、素子長をより長く設計することができる。すなわち、第１の放射素子がより周波数が低い共振周波数を有するように設計することができ、フィルムアンテナの動作帯域を更に広帯域化することができる。
【００２０】
また、本発明の一態様に係るフィルムアンテナにおいて、上記第１の放射素子は、前記根本部から前記第１の方向に延ばされ、前記第２の方向に対する幅が前記根本部より狭い首細部と、当該首細部の端部に設けられ、形状が楕円形である主部とを更に備えている、ことが好ましい。
【００２１】
第１の方向にのみ延伸されてなる直線状の放射素子と比較して、第１の放射素子が首細部を備えていることによって、第１の放射素子の輪郭に沿って計った場合の素子長をより長く確保することができる。したがって、上記の構成によれば、上記直線状の放射素子と同じ共振周波数を有するように設計する場合に、より狭小なスペースに実装可能できる。
【００２２】
また、主部の形状が長方形である放射素子と比較して、主部の形状が楕円形であることによって、第１の放射素子が放射する周波数帯域の放射特性を向上させることができる。
【００２３】
また、本発明の一態様に係るフィルムアンテナにおいて、前記第１の放射素子の前記根本部と前記第２部分との間隔は、前記第２の共振周波数で共振する電磁波の真空中における波長の１／２０以上である、ことが好ましい。
【００２４】
上記の構成によれば、放射特性の劣化を十分に抑制することができる。
【００２５】
また、本発明の一態様に係るフィルムアンテナにおいて、前記第１平面と前記第３平面とは、互いに平行である、ことが好ましい。
【００２６】
上記の構成によれば、前記第１の放射素子の前記根本部と前記第２部分との間隔は、第２平面からの距離に関わらず一定である。したがって、当該距離が近接することに起因して静電容量が増大することを抑制することができる。また、当該距離が離間することに伴い、当該フィルムアンテナを実装するためのスペースが広大化することを防止できる。
【００２７】
また、本発明の一態様に係るフィルムアンテナにおいて、前記給電領域は、前記第１平面に配置されている、ことが好ましい。
【００２８】
上記の構成によれば、給電領域が第２平面に配置されている場合と比較して、良好な放射特性を得ることができる。
【００２９】
また、本発明の一態様に係るアンテナ装置は、前記各態様に記載のフィルムアンテナと、前記フィルムアンテナの前記給電領域に接続される給電線と、前記フィルムアンテナを支持する支持体とを備え、前記支持体は、第１支持面と、前記第１支持面に交わる第２支持面と、前記第１支持面に対向し、前記第２支持面に交わる第３支持面とを有しており、前記フィルムアンテナは、前記支持体に対して、前記第１平面が前記第１支持面に接触し、前記第２平面が前記第２支持面に接触し、前記第３平面が前記第３支持面に接触するように巻き付けられている、ことが好ましい。
【００３０】
上記の構成によれば、複数の共振周波数を有するフィルムアンテナを備えたアンテナ装置において、放射特性の劣化を抑制しつつ、狭小なスペースに実装可能なアンテナ装置を提供することができる。
【００３１】
本明細書において、フィルムアンテナを支持体に巻き付けるという表現は、フィルムアンテナを支持体の表面に沿うように変形させて、フィルムアンテナを支持体から離れない状態にすることを意味する。なお、上記の表現は、支持体の周りでフィルムアンテナが一周以上巻かれることのみを含意するものではない。例えば、支持体が直方体の部材である場合、フィルムアンテナを支持体の４面（例えば、上面、右側面、下面、左側面）に沿うように変形させて、フィルムアンテナを支持体から離れない状態にする態様だけでなく、フィルムアンテナを支持体の３面（例えば、上面、右側面、下面）に沿うように変形させて、フィルムアンテナを支持体から離れない状態にする態様や、フィルムアンテナを支持体の２面（例えば、上面、右側面）に沿うように変形させて、フィルムアンテナを支持体から離れない状態にする態様なども、上記の表現の意味範囲に含まれる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、複数の共振周波数で動作するフィルムアンテナにおいて、放射特性の劣化を抑制しつつ、狭小なスペースにも実装可能なフィルムアンテナを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】（ａ）は、本発明の実施形態に係るフィルムアンテナを備えたアンテナ装置の斜視図である。（ｂ）は、図１に示すフィルムアンテナの展開図である。（ｃ）は、当該フィルムアンテナの平面図、右側面図、及び断面矢視図である。
【図２】図１に示すアンテナ装置が備える支持体の斜視図である。
【図３】（ａ）は、図１に示すフィルムアンテナの第１の変形例の展開図である。（ｂ）は、（ａ）に示すフィルムアンテナの平面図である。
【図４】（ａ）は、図１に示すフィルムアンテナの第２の変形例の展開図である。（ｂ）は、（ａ）に示すフィルムアンテナの平面図である。
【図５】（ａ）は、図１に示すアンテナ装置を内蔵するスポイラーを搭載した車体の斜視図である。（ｂ）は、当該スポイラーの斜視図である。
【図６】（ａ）は、図１に示すフィルムアンテナの実施例の展開図である。（ｂ）は、図３に示すフィルムアンテナの実施例の展開図である。
【図７】図６に示す各実施例及び図９に示す比較例のフィルムアンテナの利得の周波数依存性を示すグラフである。
【図８】図６に示す各実施例及び図９に示す比較例のフィルムアンテナのＶＳＷＲの周波数依存性を示すグラフである。
【図９】比較例のフィルムアンテナの展開図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
（アンテナ装置１）
本発明の実施形態に係るフィルムアンテナ１０を備えたアンテナ装置１の構成について、図１〜図２を参照して説明する。図１の（ａ）は、アンテナ装置１の斜視図である。図１の（ｂ）は、フィルムアンテナ１０の展開図である。図１の（ｃ）は、支持体３０に巻き付けた状態のフィルムアンテナ１０の平面図、右側面図、及び断面矢視図である。図２の（ａ）は、アンテナ装置１が備える支持体３０の上面側斜視図である。図２の（ｂ）は、この支持体３０の下面側斜視図である。なお、図１の（ａ）においては、第１，第２の放射素子１２，１３の図示を省略しており、図１の（ｃ）においては、支持体３０の図示を省略している。また、図１の（ｃ）の断面矢視図は、図１の（ｂ）に図示したＣＣ’線及びＤＤ’線に沿う断面を図示した座標系におけるｘ軸負方向側から矢視することによって得られる。
【００３５】
アンテナ装置１は、図１の（ａ）に示すように、フィルムアンテナ１０と、同軸ケーブル２０と、支持体３０とを備えている。同軸ケーブル２０は、請求の範囲に記載された給電線に対応する。フィルムアンテナ１０は、後述する所定の立体構造を取るように、支持体３０に巻き付けられている。
【００３６】
同軸ケーブル２０は、内側導体２１、絶縁層２２、外側導体２３、及び被覆層２４によって構成されている。同軸ケーブル２０は、フィルムアンテナ１０の給電領域１４（図１の（ｂ）参照）に接続されている。同軸ケーブル２０は、所定の配線経路を通るように、支持体３０に保持されている。なお、支持体３０の構成については、図２を参照して後述する。
【００３７】
（フィルムアンテナ１０）
本発明の一実施形態に係るフィルムアンテナは、第１の放射素子と、第２の放射素子とによって構成されている。第２の放射素子は、第１の共振周波数を有する第１のサブ素子（請求の範囲に記載の第１部分）と、第２の共振周波数を有する第２のサブ素子（請求の範囲に記載の第２部分）とを含む。第２の共振周波数は、第１の共振周波数よりも周波数が低い共振周波数である。第２のサブ素子は、第１のサブ素子を、給電領域から遠ざかる方向に延ばすことによって構成されている。第１の放射素子は、第１平面に配置されている。第１のサブ素子は、第１平面に交わる第２平面に配置されている。第２のサブ素子は、第１平面に対向し、第２平面に交わる第３平面に配置されている。第１の放射素子を第１平面に直行する方向から平面視した場合に、第２の放射素子の第２のサブ素子は、第１のサブ素子側と反対側の端部である先端領域を除き、第１の放射素子と重畳しないように構成されている。
【００３８】
フィルムアンテナ１０は、このようなフィルムアンテナの一具体例である。図１の（ｂ）に示すように、フィルムアンテナ１０は、誘電体基板１１、第１の放射素子１２、及び第２の放射素子１３を備えているダイポールアンテナである。以下において、第１の放射素子１２と第２の放射素子１３とが近接している領域を給電領域１４と称する。同軸ケーブル２０は、給電領域１４に対して接続されている。具体的には、同軸ケーブル２０の外側導体２３が第１の放射素子１２上に位置する第１の接続点１４ａに半田付けされており、内側導体２１が第２の放射素子１３上に位置する第２の接続点１４ｂに半田付けされている。
【００３９】
誘電体基板１１は、可撓性を有するフィルム状の基板であり、例えばポリイミド樹脂製である。第１，第２の放射素子１２，１３の各々は、誘電体基板１１の一方の表面上に形成された可撓性を有する導体箔であり、例えば銅製である。
【００４０】
誘電体基板１１及び第１，第２の放射素子１２，１３が何れも可撓性を有するため、フィルムアンテナ１０は、可撓性を有するため、様々な形状に折り曲げ可能である。フィルムアンテナ１０は、第１の放射素子１２と第２の放射素子１３との間を横断する直線ＡＡ’、及び、第２の放射素子１３を横断する直線ＢＢ’を稜線として、Ｕ字型に折り曲げて支持体３０に固定されている。
【００４１】
なお、フィルムアンテナ１０は、第１，第２の放射素子１２，１３の表面を覆う誘電体基板を更に備えていてもよい。すなわち、フィルムアンテナ１０は、放射素子１２，１３が２枚の誘電体フィルムによって挟持されている構成であってもよい。第１，第２の放射素子１２，１３の両面を誘電体フィルムで覆うことによって、第１，第２の放射素子１２，１３の損傷や劣化などを防止することができる。
【００４２】
（第１の放射素子１２）
第１の放射素子１２は、第１平面Ｐ１に配置されている。第１の放射素子１２は、
根本部１２ａ、枝部１２ｂ、首細部１２ｃ、及び主部１２ｄによって構成されている。
【００４３】
根本部１２ａは、給電領域１４から図示した座標系におけるｘ軸負方向（第１の方向）に延ばされ、且つ、ｘ軸方向に交わるｙ軸方向（第２の方向）に対する幅が第１のサブ素子１３ａより狭くなるように構成されている。第１の方向は、第１平面Ｐ１及び第３平面Ｐ３に沿った方向のうち、第２平面Ｐ２から遠ざかる方向である。第２の方向は、第１平面Ｐ１及び第３平面Ｐ３に沿い、且つ、第２平面Ｐ２に沿う方向である。
【００４４】
枝部１２ｂは、根本部１２ａを構成する第１の方向に沿った辺の一部を、第２の方向へ延ばすことによって得られる帯状の導体片である。
【００４５】
首細部１２ｃは、根本部１２ａの末端（端辺）の一部を、第１の方向へ延ばすことによって得られる帯状の導体片である。首細部１２ｃの第２の方向に対する幅は、根本部１２ａより狭い。
【００４６】
主部１２ｄは、首細部の端部のうち給電領域１４から遠い側の端部に設けられた、形状が楕円形である導体片である。
【００４７】
第１の放射素子１２は、後述する第１，第２の共振周波数とは異なる第３の共振周波数を有する。この第３の共振周波数は、第１の放射素子１２の第１の接続点１４ａから第１の放射素子１２の末端まで、第１の放射素子１２の輪郭に沿って測った場合の輪郭長さに対応して定まる。第３の共振周波数は、その輪郭長さに対応して、第１，第２の共振周波数よりも低い周波数となる。第３の共振周波数は、所望の放射特性に基づいて適宜定めることができる。本実施形態では、第３の共振周波数の一例として９６０ＭＨｚを採用する。
【００４８】
（第２の放射素子１３）
第２の放射素子１３は、第１のサブ素子１３ａ及び第２のサブ素子１３ｂによって構成されている。
【００４９】
第１のサブ素子１３ａの少なくとも一部は、第１平面Ｐ１に交わる（本実施形態においては直交する）第２平面Ｐ２に配置されている。本実施形態においては、第１のサブ素子１３ａのうち、直線ＡＡ’から直線ＢＢ’までの領域１３ａ１は、第２平面Ｐ２に配置されており、給電領域１４に含まれる領域は、第１平面Ｐ１に配置されており、直線ＢＢ’から第１のサブ素子１３ａの末端（端辺）までの領域１３ａ２は、第３平面Ｐ３に配置されている。
【００５０】
第２のサブ素子１３ｂは、第１平面Ｐ１に対向し、第２平面Ｐ２に交わる（本実施形態においては直交する）第３平面Ｐ３に配置されている。第２のサブ素子１３ｂは、第１のサブ素子１３ａの端部（端辺）から、第１の方向（図示した座標系におけるｘ軸負方向）に延ばされた帯状の導体片（第１直線部）からなる。
【００５１】
第１のサブ素子１３ａは、第１の共振周波数を有する。第１の共振周波数は、第２の放射素子１３の第２の接続点１４ｂから第１のサブ素子１３ａの末端（端辺）まで、第２の放射素子１３の輪郭に沿って測った場合の輪郭長さに対応して定まる。なお、第１のサブ素子１３ａは、図示した座標系におけるｙ軸方向に対する幅
第２のサブ素子１３ｂは、第２の共振周波数を有する。第２の共振周波数は、第２の接続点１４ｂから第２のサブ素子１３ｂの末端（端辺）まで、第２の放射素子１３の輪郭に沿って測った場合の輪郭長さに対応して定まる。第２のサブ素子１３ｂについての輪郭長さは、第１のサブ素子１３ａに付いての輪郭長さよりも長いため、第２の共振周波数は、第１の共振周波数よりも低い周波数となる。第１，第２の共振周波数は、所望の放射特性に基づいて適宜定めることができる。本実施形態では、第１の共振周波数の一例として２ＧＨｚ以上２．７ＧＨｚ以下を採用し、第２の共振周波数の一例として１．４ＧＨｚを採用する。
【００５２】
図１の（ｃ）の平面図に示すように、第１の放射素子１２を図示した座標系におけるｚ軸方向から平面視した場合に、第２のサブ素子１３ｂは、第１のサブ素子１３ａ側と反対側の端部である先端領域１３ｃを除き、第１の放射素子１２と重畳しない。
【００５３】
なお、フィルムアンテナ１０において、先端領域１３ｃは、第１の放射素子１２の枝部１２ｂに重畳する構成を採用している。しかし、図４を参照して後述するように、本発明の一実施形態に係るフィルムアンテナは、先端領域１３ｃと第１の放射素子１２とが重畳しない構成、すなわち、第２のサブ素子１３ｂと第１の放射素子１２とが全く重畳しない構成を採用してもよい。
【００５４】
（フィルムアンテナ１０の効果）
フィルムアンテナ１０は、複数の共振周波数（第１〜第３の共振周波数）を有している。したがって、フィルムアンテナ１０は、広帯域での動作を可能としている。また、フィルムアンテナ１０においては、第１の放射素子１２、第１のサブ素子１３ａ、及び第２のサブ素子１３ｂの各々が第１〜第３平面Ｐ１〜Ｐ３のそれぞれに配置されているため、フィルムアンテナが同一平面に展開されて配置されるフィルムアンテナと比較して、狭小なスペースに実装可能である。
【００５５】
さらに、第２のサブ素子１３ｂは、先端領域１３ｃを除き第１の放射素子１２に重畳しないように構成されているため、第２のサブ素子１３ｂと第１の放射素子１２との間に形成される静電容量を抑制することができる。その結果として、フィルムアンテナ１０は、放射特性の劣化を抑制することができる。
【００５６】
したがって、フィルムアンテナ１０は、複数の共振周波数を有するフィルムアンテナにおいて、放射特性の劣化を抑制しつつ、狭小なスペースに実装可能なフィルムアンテナを提供することができる。
【００５７】
また、第２のサブ素子１３ｂの先端領域１３ｃが第１の放射素子１２の枝部１２ｂに重畳しているため、第１の放射素子１２と第２の放射素子１３との間に生じる静電容量を、第１の放射素子１２及び第２の放射素子１３が近接している給電領域１４に加えて、第２の放射素子１３ｂの先端領域１３ｃでも生じさせることができる。
【００５８】
同軸ケーブル２０とフィルムアンテナ１０とのインダクタンス整合は、第１の放射素子１２と第２の放射素子１３との間に生じる静電容量に依存することが知られている。上述のように構成されたフィルムアンテナ１０は、第１の放射素子と第２の放射素子との間に生じる静電容量を給電領域でのみ生じさせる場合と比較して、上記インダクタンス整合を改善し、フィルムアンテナの放射特性を更に向上させることができる。
【００５９】
また、フィルムアンテナ１０のように、第１平面Ｐ１と第３平面Ｐ３とは、互いに平行であることが好ましい。この構成によれば、間隔ｄは、第２平面からの距離に関わらず一定である。したがって、間隔ｄが狭くなることなく、間隔ｄに起因する静電容量が増大することを抑制することができる。また、間隔ｄが広がることに伴い、当該フィルムアンテナを実装するためのスペースが広大化することを防止できる。
【００６０】
（第１平面Ｐ１と第３平面Ｐ３との間隔）
フィルムアンテナ１０を実装するスペースを狭小化するという観点では、第１平面Ｐ１と第３平面Ｐ３との間隔、換言すれば、直線ＡＡ’と直線ＢＢ’との間隔は、狭い方が好ましい。以下において、この間隔のことをフィルムアンテナ１０の高さｈと称する。
【００６１】
しかしながら、高さｈを低くしていくにしたがって、第１の放射素子１２の根本部１２ａと、第２のサブ素子１３ｂとの間隔ｄ（図１の（ｃ）の断面矢視図参照）も狭くなる。
【００６２】
第２のサブ素子１３ｂの先端領域１３ｃを除いた領域と第１の放射素子１２とが重畳しない構成を採用していても、この間隔ｄを過度に狭くした場合、第２のサブ素子１３ｂの先端領域１３ｃを除いた領域と第１の放射素子１２の根本部１２ａとの間に生じる静電容量が増大する場合がある。これは、結果としてフィルムアンテナの放射特性の劣化を招く。
【００６３】
本願の発明者は、間隔ｄが第２の共振周波数で共振する電磁波の真空中における波長の１／２０以上、より好ましくは１／１６以上になるように構成することによって、放射特性の劣化を十分に抑制可能であることを見出した。高さｈに関しては、間隔ｄ及び根本部１２ａの幅（ｙ軸方向の長さ）などを参酌して、間隔ｄが上記要件を満たすように適宜定めることができる。
【００６４】
なお、間隔ｄに関する要件を満たしつつ、高さｈが、第１のサブ素子１３ａの共振周波数である第１の共振周波数で共振する電磁波の真空中における波長の１／２０以上になるように構成されている場合には、領域１３ａ２は、第１の放射素子１２の根本部１２ａに対向するように構成されていてもよい。すなわち、第１のサブ素子１３ａの一部である領域１３ａ２は、第３平面Ｐ３に配置されていてもよい（図１の（ｃ）の平面図参照）。
【００６５】
間隔ｄに関する要件及び高さｈに関する要件の双方が満たされている場合、第１のサブ素子１３ａの一部である領域１３ａ２は、第３平面Ｐ３に配置されていても、フィルムアンテナ１０の放射特性は、劣化しない。
【００６６】
（給電領域１４の配置）
フィルムアンテナ１０において、給電領域１４が配置される位置は、第１平面Ｐ１に限定されるものではなく、第２平面Ｐ２又は第３平面Ｐ３であってもよい。稜線となる直線ＡＡ’及び直線ＢＢ’の位置を適宜定めることによって、給電領域１４を第１〜第３平面Ｐ１〜Ｐ３の何れにも配置可能である。
【００６７】
しかし、放射特性を向上させるという観点から、給電領域１４は、第１平面Ｐ１に配置されていることが好ましい。
【００６８】
（支持体３０）
図２に示すように、支持体３０は、第１支持面３１と、第１支持面３１と交わる（本実施形態においては直交する）第２支持面３２と、第１支持面３１と対向し、第２支持面３２と交わる（本実施形態においては直交する）第３支持面３３とを有する構造物である。フィルムアンテナ１０は、その表面又は裏面が第１支持面３１、第２支持面３２、及び第３支持面３３と接触するように、支持体３０に巻き付けられる。換言すれば、支持体３０は、フィルムアンテナ１０が所定の形状を保てるように、フィルムアンテナ１０を支持する。
【００６９】
本実施形態においては、図２に示す箱型の樹脂成形物を支持体３０として用い、その下面を第１支持面３１、その後側面（図示した座標系においてｘ軸正方向側の側面）を第２支持面３２、その上面を第３支持面３３とする。この樹脂成型物は、上面側から肉抜きされているため、肉抜きされずに残った隔壁の上端面（図２の（ａ）において斜線によるハッチングを付した部分）が第３支持面３３を構成する。支持体３０の第１支持面３１は、第３支持面３３よりも前方（図示した座標系においてｘ軸負方向）に突出しており、第３支持面３３が形成された領域に対向する対向領域３１ａと第３支持面３３が形成された領域に対向しない非対向領域３１ｂとに二分される。
【００７０】
支持体３０は、所定の配線経路を通るように同軸ケーブル２０を保持することによって、同軸ケーブル２０の引っ張りに対する耐久性を高めるための保持手段として、第１保持部３４、第２保持部３５、及び第３保持部３６を備えている。
【００７１】
また、支持体３０の第１支持面３１には第１の凹部３７と、この第１の凹部３７と連通して第１支持面３１の端部へ向かって延びる第２の凹部３８とが形成されている。第１及び第２の凹部３７，３８は、給電領域１４に接続された同軸ケーブル２０の端部を収容する。
【００７２】
アンテナ装置１において、フィルムアンテナ１０は、第１支持面３１に設けられた第１及び第２の凹部３７，３８に同軸ケーブル２０の端部が収容されるように、支持体３０に取り付けられている。さらに、フィルムアンテナ１０は、第１平面Ｐ１が第１支持面３１に接触し、第２平面Ｐ２が第２支持面３２に接触し、第３平面Ｐ３が第３支持面３３に接触するように、支持体３０に対して巻き付けられている。
【００７３】
以上のように構成されたアンテナ装置１は、複数の共振周波数を有するフィルムアンテナを備えたアンテナ装置において、放射特性の劣化を抑制しつつ、狭小なスペースに実装可能なアンテナ装置を提供することができる。
【００７４】
〔第１の変形例〕
フィルムアンテナ１０の第１の変形例であるフィルムアンテナ１０Ａについて、図３を参照して説明する。図３の（ａ）は、フィルムアンテナ１０Ａの展開図である。図３の（ｂ）は、支持体３０に巻き付けた状態のフィルムアンテナ１０Ａの平面図である。フィルムアンテナ１０Ａは、フィルムアンテナ１０が備えている第１，第２の放射素子１２，１３を第１，第２の放射素子１２Ａ，１３Ａに置換することによって得られる。したがって、本変形例では、第１，第２の放射素子１２Ａ，１３Ａについて説明する。フィルムアンテナ１０と同様の部材に関しては、同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００７５】
（第１の放射素子１２Ａ）
第１の放射素子１２Ａは、第１の放射素子１２から枝部１２ｂを省略し、主部１２ｄの形状を楕円形から長方形に変更することによって得られる。
【００７６】
（第２の放射素子１３Ａ）
第２の放射素子１３Ａは、第２のサブ素子１３ｂの形状を変更したうえで、第３のサブ素子（第３部分）１３ｄを更に備えている。
【００７７】
本変形例の第２のサブ素子１３ｂは、第１のサブ素子１３ａの端部から第１の方向に延ばされた帯状の導体片である第１直線部１３ｂ１と、第１直線部１３ｂ１の端部から第２の方向に延ばされた第２直線部１３ｂ１とにより構成されている。本変形例の第２のサブ素子１３ｂは、図１に示すフィルムアンテナ１０が備えている第２のサブ素子１３ｂに対して、第２直線部１３ｂ１を追加した構成である。
【００７８】
第２直線部１３ｂ１が追加されたことにより、第２の接続点１４ｂから第２のサブ素子１３ｂの末端（端辺）まで、第２の放射素子１３の輪郭に沿って測った場合の輪郭長さは、延長される。したがって、本変形例における第２の共振周波数の周波数は、フィルムアンテナ１０における第２の共振周波数の周波数よりも低くなる。
【００７９】
図３の（ｂ）の平面図に示すように、第１の放射素子１２Ａを図示した座標系におけるｚ軸方向から平面視した場合に、第２のサブ素子１３ｂは、先端領域１３ｃを除き第１の放射素子１２に重畳しない。また、先端領域１３ｃは、第１の放射素子１２ｂの根本部１２ａに重畳する。
【００８０】
第３のサブ素子１３ｄは、第１のサブ素子１３ａの端部から第１の方向に延ばされた帯状の導体片である。第３のサブ素子１３ｄは、第４の共振周波数を有する。第４の共振周波数は、第２の接続点１４ｂから第３のサブ素子１３ｄの末端（端辺）まで、第２の放射素子１３の輪郭に沿って測った場合の輪郭長さに対応して定まる。その輪郭長さに基づいて、第４の共振周波数は、第１の共振周波数より低く、第２の共振周波数より高い周波数となる。
【００８１】
なお、本変形例において、フィルムアンテナ１０Ａの高さｈは、第４の共振周波数で共振する電磁波の真空中における波長の１／２０以上になるように構成されている。したがって、第３のサブ素子１３ｄと根本部１２ａとが重畳するように配置されていても、放射特性が劣化することはない。
【００８２】
第２のサブ素子１３ｂが先端領域１３ｃを除き第１の放射素子１２に重畳せず、先端領域１３ｃが根本部１２ａに重畳していることによって、フィルムアンテナ１０Ａは、フィルムアンテナ１０と同様の効果を奏する。
【００８３】
〔第２の変形例〕
フィルムアンテナ１０の第２の変形例であるフィルムアンテナ１０Ｂについて、図４を参照して説明する。図４の（ａ）は、フィルムアンテナ１０Ｂの展開図である。図４の（ｂ）は、支持体３０に巻き付けた状態のフィルムアンテナ１０Ｂの平面図である。フィルムアンテナ１０Ｂは、フィルムアンテナ１０が備えている第１の放射素子１２を第１の放射素子１２Ｂに置換することによって得られる。したがって、本変形例では、第１の放射素子１２Ｂについて説明する。フィルムアンテナ１０と同様の部材に関しては、同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００８４】
（第１の放射素子１２Ｂ）
第１の放射素子１２Ｂは、第１の放射素子１２から枝部１２ｂを省略し、主部１２ｄの形状を楕円形からメアンダ状に変更することによって得られる。
【００８５】
本変形例の主部１２ｄは、首細部１２ｃの端部（末端）に設けられ、第１の方向に延ばされた第１領域１２ｄ１と、第２の方向に延ばされた第２領域１２ｄ２とを交互に配置することによって構成されている。
【００８６】
このように、第１の放射素子１２Ｂの主部１２ｄの形状は、メアンダ状である。第１の方向にのみ延伸されてなる直線状の放射素子と比較して、主部１２ｄがメアンダ状である第１の放射素子１２Ｂは、例えば同じ共振周波数を有するように設計する場合には、より狭小なスペースに実装可能できる。
【００８７】
また、メアンダ状である第１の放射素子１２Ｂは、例えば同じスペースに実装する場合には、素子長をより長く設計することにより、より周波数が低い共振周波数を有するように設計することができる。したがって、フィルムアンテナの動作帯域を更に広帯域化することができる。
【００８８】
なお、図４の（ｂ）に示すように、先端領域１３ｃは、第１の放射素子１２Ｂに重畳しないように構成されていてもよい。この構成によれば、先端領域１３ｃが第１の放射素子１２に重畳する構成（例えばフィルムアンテナ１０）と比較して、第１の放射素子１２Ｂと第２の放射素子１３との間に生じる静電容量の大きさを更に抑制することができる。このため、フィルムアンテナ１０Ｂは、例えば、放射特性パターンよりＶＳＷＲ特性を優先する場合に好適に用いることができる。
【００８９】
〔車体への搭載例〕
アンテナ装置１を搭載する対象は、限定されるものではないが、例えば自動車などの車体に好適に搭載することができる。ここでは、アンテナ装置１を車体に搭載する場合の搭載例について、図５を参照して説明する。図５の（ａ）は、アンテナ装置１を内蔵するスポイラー５２を搭載した車体５０の斜視図である。図５の（ｂ）は、スポイラー５２の斜視図である。
【００９０】
図５の（ａ）に示すように、車体５０のルーフ５１の後端には、スポイラー５２が搭載されている。スポイラー５２は、一体成形された樹脂部材である。スポイラー５２には、ルーフ５１の後端に対するスポイラー５２の位置を所定の位置に定めるための構造（例えば柱状突起など、図９の（ｂ）には不図示）、及び、ルーフ５１の所定の位置にスポイラー５２を固定するための構造（例えばボルト穴など、図９の（ｂ）には不図示）を有する。これらの構造を用いて、スポイラー５２は、ルーフ５１の所定の位置に固定される。
【００９１】
スポイラー５２は、車体５０の後部における気流の乱れを抑制する（気流を整流する）、車体５０の美観を向上させるなどの機能を有する。気流を整流するために、スポイラー５２は、後端に近づくにしたがって、天地方向のサイズが徐々に小さくなるように構成されている。すなわち、スポイラー５２の後部は、くさび型であり、且つ、そのくさび型の内側に空隙が形成されるように（中空構造となるように）構成されている（図５の（ｂ）参照）。
【００９２】
本搭載例では、上記空隙にアンテナ装置１を載置することによって、アンテナ装置１を内蔵するスポイラー５２を実現している。アンテナ装置１は、フィルムアンテナ１０の第１の放射素子１２が第２の放射素子１３の第２のサブ素子１３ｂよりも車体５０の上側に位置するように、スポイラー５２内に載置されている。
【００９３】
〔実施例〕
図６の（ａ）は、フィルムアンテナ１０の実施例（第１の実施例）の展開図である。図６の（ｂ）は、フィルムアンテナ１０Ａの実施例（第２の実施例）の展開図である。フィルムアンテナ１０の実施例は、実施形態に記載のフィルムアンテナ１０において、各部のサイズを図６の（ａ）に示すように定めたものである。同様に、フィルムアンテナ１０Ａは、第１の変形例に記載のフィルムアンテナ１０Ａにおいて、各部のサイズを図６の（ｂ）に示すように定めたものである。
【００９４】
（比較例）
また、比較例として、図９に示すフィルムアンテナ１１０を用いた。フィルムアンテナ１１０は、フィルムアンテナ１０が備えている第１，第２の放射素子１２，１３を第１，第２の放射素子１１２，１１３に置換することによって得られる。
【００９５】
第１の放射素子１１２は、形状が長方形である帯状の導体片である。
【００９６】
第２の放射素子１１３は、第２の放射素子１３から第２のサブ素子１３ｂを省略したうえで、直線ＢＢ’から端部（端辺）までの領域１１３ｂを長方形の導体片で置換することによって得られる。直線ＡＡ’から直線ＢＢ’までの領域１１３ａは、第２の放射素子１３の領域１３ａ１に対応する。
【００９７】
フィルムアンテナ１１０を支持体３０に巻き付けた場合、領域１１３ｂは、第１の放射素子１１２に重畳するように構成されている。
【００９８】
（利得の周波数依存性）
図７は、フィルムアンテナ１０，１０Ａ，１１０の利得の周波数依存性を示すグラフである。フィルムアンテナ１０，１０Ａ，１１０の利得の周波数依存性は、各フィルムアンテナをスポイラー５２に内蔵した状態で車体５０に搭載し、測定した。
【００９９】
図７に示す各フィルムアンテナの利得は、第１平面Ｐ１内、換言すれば車体５０のルーフ５１に沿う平面内における利得を、フィルムアンテナを中心とする全方位に関して測定し、全方位分を積分することによって得られた値である。測定した周波数は、８３２ＭＨｚ、１．７１ＧＨｚ、２．１１ＧＨｚ、２．３ＧＨｚ、及び２．６ＧＨｚである。
【０１００】
図７によれば、フィルムアンテナ１１０は、８３２ＭＨｚにおいてフィルムアンテナ１０，１１０と遜色ない利得を示した。しかし、１．７１ＧＨｚ以上の周波数帯域において、フィルムアンテナ１１０の利得は、フィルムアンテナ１０，１１０の利得と比較して、著しく劣化することが分かった。
【０１０１】
（ＶＳＷＲの周波数依存性）
図８は、フィルムアンテナ１０，１０Ａ，１１０のＶＳＷＲ（Voltage Standing Wave Ratio）の周波数依存性を示すグラフである。フィルムアンテナ１０，１０Ａ，１１０のＶＳＷＲの周波数依存性は、各フィルムアンテナをスポイラー５２に内蔵した状態で車体５０に搭載し、測定した。
【０１０２】
図８において、周波数が１．２ＧＨｚ以上１．４５ＧＨｚ以下の周波数帯域に着目すると、フィルムアンテナ１０，１０ＡのＶＳＷＲは、フィルムアンテナ１１０のＶＳＲＷと比較して、有意に抑制されていることが分かった。これは、第２のサブ素子１３ｂが先端領域１３ｃを除き第１の放射素子１２に重畳していないこと、及び、先端領域１３ｃと第１の放射素子１２の枝部１２ｂ又は根本部１２ａとが重畳していることによる効果と考えられる。また、主部１２ｄを楕円形にする事により、低周波側のＶＳＷＲ特性帯域を拡大することができる。
【０１０３】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１０４】
１      アンテナ装置
１０，１０Ａ，１０Ｂ  フィルムアンテナ
１１    誘電体基板
１２，１２Ａ，１２Ｂ  第１の放射素子
１２ａ  根本部
１２ｂ  枝部
１２ｃ  首細部
１２ｄ  主部
１２ｄ１  第１領域
１２ｄ２  第２領域
１３，１３Ａ  第２の放射素子
１３ａ  第１のサブ素子（第１部分）
１３ｂ  第２のサブ素子（第２部分）
１３ｃ  先端領域
１４    給電領域
１４ａ  第１の接続点
１４ｂ  第２の接続点
Ｐ１    第１平面
Ｐ２    第２平面
Ｐ３    第３平面
２０    同軸ケーブル（給電線）
２１    内側導体
２２    絶縁層
２３    外側導体
２４    被覆層
３０    支持体
３１    第１支持面
３２    第２支持面
３３    第３支持面
【図１】
0006285482.tif 000002
【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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