(57)【要約】【課題】小型で形状の自由度が大きく円偏波特性の逆Ｆ型アンテナを提供する。【解決手段】この逆Ｆ型アンテナ(1)は、開螺旋状の第１の放射エレメント(21)と、第１の放射エレメント(21)と非接触かつ同軸的に配置された開螺旋状の第２の放射エレメント(22)と、第１の放射エレメント(21)および第２の放射エレメント(22)の各一端部が接続される放射エレメント基部(25)と、放射エレメント基部(25)に接続される給電部材(21)と、接地導体(11)と、第１の放射エレメント(21)および第２の放射エレメント(22)のいずれか一方を接地導体(11)に接地する短絡部材(27)とを具備する。【選択図】図４
2005072904.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開螺旋状の第１の放射エレメントと、
前記第１の放射エレメントと非接触かつ同軸的に配置された開螺旋状の第２の放射エレメントと、
前記第１の放射エレメントおよび前記第２の放射エレメントの各一端部が接続される放射エレメント基部と、
前記放射エレメント基部に接続される給電部材と、
接地導体と、
前記第１の放射エレメントおよび前記第２の放射エレメントのいずれか一方を前記接地導体に接地する短絡部材と
を具備したことを特徴とする逆Ｆ型アンテナ。
【請求項２】
前記第１の放射エレメントおよび前記第２の放射エレメントは、偏波面が異なることを特徴とする請求項１記載の逆Ｆ型アンテナ。
【請求項３】
前記第１の放射エレメントおよび前記第２の放射エレメントは、柱状部材の外周面に非接触かつ同軸的に形成され、
前記放射エレメント基部は、前記柱状部材の一方の端面に形成されたこと
を特徴とする請求項１または２記載の逆Ｆ型アンテナ。
【請求項４】
前記柱状部材の外周面に形成された前記第１の放射エレメントおよび前記第２の放射エレメントは、
前記接地導体の形成面に対して平行となる２つの対向面上においては、互いに４５乃至９０度の角度をなして形成され、
前記接地導体の形成面に対して垂直となる２つの対向面上においては、互いに平行に形成されていること
を特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の逆Ｆ型アンテナ。
【請求項５】
前記短絡部材の一端は、前記放射エレメント基部の近傍に接続され、前記短絡部材の他端は、前記接地導体に接続されたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の逆Ｆ型アンテナ。
【請求項６】
衛星を利用した無線システムにおいて衛星からの電波を受信する無線装置であって、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の逆Ｆ型アンテナを備えたことを特徴とする無線装置。
【請求項７】
直線偏波特性を有する直線偏波アンテナと、
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の逆Ｆ型アンテナと、
前記直線偏波アンテナおよび前記逆Ｆ型アンテナにより受信される電波の強度を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された電波の強度に基づき前記直線偏波アンテナまたは前記逆Ｆ型アンテナのいずれかを送受信アンテナとして選択する選択手段と
を具備したことを特徴とする無線装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば携帯電話機などの小型無線装置のための逆Ｆ型アンテナおよびその逆Ｆ型アンテナを備えた無線装置に関し、特にＧＰＳ（Global Positioning System）などの円偏波の電波を用いる無線システムにおいて用いられる逆Ｆ型アンテナおよびその逆Ｆ型アンテナを備えた無線装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話機などの無線装置は小型化・高機能化が進んでおり、無線装置の筐体内に設けるアンテナも小型化が図られている。一方で、人工衛星により位置を測定するＧＰＳや道路料金の収受を行うＥＴＣシステム（Electronic Toll Collection System）など、通信目的以外の無線装置が一般に普及しつつある。そして、これらを組み合わせた複合的な無線装置も登場している。このような無線装置に用いられるアンテナとしては、小型化を図るために、誘電体基板上にアンテナ線を面状に形成した平面アンテナが広く用いられている。
【０００３】
ところで、ＧＰＳなど人工衛星の電波を利用する無線装置では、電波の偏波特性が円偏波となるため、円偏波特性のアンテナが必要である。また、携帯電話など直線偏波の電波を利用する無線装置であっても、電波到来方向の経路差や偏波ずれによるフェージングに対処するため、円偏波特性のアンテナが必要となる場合がある。
【０００４】
小型無線装置に用いられるアンテナとしては、例えば、逆Ｆ型アンテナやパッチアンテナ、スパイラルアンテナなどが一般に知られている。逆Ｆ型アンテナは、Ｌ型アンテナを変形させたもので地導体上に放射エレメントを対向配置したものであり、パッチアンテナは、誘電体基板の一方の面に地導体、他方の面にパッチ導体を形成して、そのパッチ導体に給電するものであり（例えば、特許文献１参照）、スパイラルアンテナは、放射エレメントを開螺旋状に形成したことを特長とするものである（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
ところが、従来の逆Ｆ型アンテナは、小型化が容易である反面その偏波特性が直線偏波であるため、円偏波を必要とする無線装置には用いることができない。また、パッチアンテナは、円偏波特性を容易に得ることができるものの、その平面形状が正方形となるためアンテナとしての形状の自由度が小さくなり、また、１／２波長共振モードで動作するため、１／４波長共振モードで動作する逆Ｆ型アンテナなどと比べて形状が大きくなるという問題があった。さらに、スパイラルアンテナは、従来の逆Ｆ型アンテナと同様に、小型化が容易である反面その偏波特性が直線偏波であるため、円偏波を必要とする無線装置には用いることができなかった。
【特許文献１】特開２００１−１７７３１４号公報
【特許文献２】特開平９−１６２６２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このように、従来の逆Ｆ型アンテナやスパイラルアンテナでは、その偏波特性が直線偏波であるため、円偏波特性を必要とする無線システムにおいて用いることができないという問題がある。また、従来のパッチアンテナでは、形状の自由度が小さく、小型化が困難であるという問題がある。
【０００７】
本発明はこのような課題を解決するためになされたもので、小型かつ形状の自由度が大きく、円偏波特性を得ることのできる逆Ｆ型アンテナおよび当該逆Ｆ型アンテナを備えた無線装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記した目的を達成するために、この第１の発明の逆Ｆ型アンテナは、開螺旋状の第１の放射エレメントと、第１の放射エレメントと非接触かつ同軸的に配置された開螺旋状の第２の放射エレメントと、第１の放射エレメントおよび第２の放射エレメントの各一端部が接続される放射エレメント基部と、放射エレメント基部に接続される給電部材と、接地導体と、第１の放射エレメントおよび第２の放射エレメントのいずれか一方を接地導体に接地する短絡部材とを具備している。
【０００９】
また、第２の発明の無線装置は、衛星を利用した無線システムにおいて衛星からの電波を受信する無線装置であって、第１の発明に係る逆Ｆ型アンテナを具備している。
【００１０】
さらに、第３の発明の無線装置は、直線偏波特性を有する直線偏波アンテナと、第１の発明に係る逆Ｆ型アンテナと、直線偏波アンテナおよび逆Ｆ型アンテナにより受信される電波の強度を検出する検出手段と、検出手段により検出された電波の強度に基づき直線偏波アンテナまたは逆Ｆ型アンテナのいずれかを送受信アンテナとして選択する選択手段とを具備している。
【００１１】
本発明の逆Ｆ型アンテナでは、開螺旋状の第１の放射エレメントと、第１の放射エレメントと非接触かつ同軸的に配置された開螺旋状の第２の放射エレメントと、第１の放射エレメントおよび第２の放射エレメントの各一端部が接続される放射エレメント基部とを具備するので、円偏波特性を実現することができる。また、本発明の無線装置では、円偏波を利用する無線システムの無線装置を小型にすることができる。さらに、本発明の無線装置では、小型の無線端末でダイバシチ機能を実現することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の逆Ｆ型アンテナによれば、開螺旋状の第１の放射エレメントと、第１の放射エレメントと非接触かつ同軸的に配置された開螺旋状の第２の放射エレメントと、第１の放射エレメントおよび第２の放射エレメントの各一端部が接続される放射エレメント基部とを具備するので、円偏波特性を実現することができる。
また、本発明の無線装置によれば、円偏波を利用する無線システムの無線装置を小型にすることができる。
さらに、本発明の無線装置によれば、小型の無線端末でダイバシチ機能を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る逆Ｆ型アンテナの全体構成を示す斜視図である。
【００１４】
図１に示すように、この逆Ｆ型アンテナ１は、セラミックなどの誘電体材料からなる矩形のベース基板２と、ベース基板２の一隅に設けられた切り欠き部に配置されセラミックなどの誘電体材料からなる柱状の直方体形状の放射基板３とから構成されている。ベース基板２に形成された切り欠き部は、放射基板３がベース基板２の各辺からはみ出ないような大きさに形成され、放射基板３は、当該切り欠き部においてベース基板２と所定距離を離間されて配置されている。また、ベース基板２における放射基板３の一方の端面の近傍には、給電部材としての給電線１２およびグラウンドに接地する接地部材としての接地線１３を具備する同軸コネクタ４が配置されている。
【００１５】
ベース基板２の少なくとも一方の主面には、銅や銀などの面状接地導体が形成され、地導体１１をなしている。放射基板３の外周面には、放射エレメントが開螺旋状（スパイラル状）に形成され、その一端は放射基板３の一方の端面において給電線１２と接続されている。また、当該放射エレメントの他端は自由端をなしている。接地線１３は、同軸コネクタ４の近傍で地導体１１と接続されている。
【００１６】
なお、この実施形態ではベース基板２を矩形としているが、これに限られるものではない。すなわち、地導体１１が逆Ｆ型アンテナのグラウンドとして必要十分な面積を有していれば、どのような形状であってもよい。また、地導体１１は、誘電体材料表面に銅薄膜を貼付して形成しても、銀ペーストを塗布して形成してもよい。すなわち、この逆Ｆ型アンテナ１を動作させる周波数において高周波特性が良好な面状導体が形成されていればよい。さらに、この実施形態では放射基板３を柱状の直方体形状としているが、これに限られるものではない。すなわち、放射エレメントが開螺旋状に形成されれば直方体形状でも円柱状形状でも同様の効果を得ることができる。
【００１７】
次に、図２および図３を参照して、この実施形態の逆Ｆ型アンテナの放射基板３について詳細に説明する。図２は、この逆Ｆ型アンテナ１の放射基板３の拡大図、図３は、同じく放射基板３の展開図である。
【００１８】
図２に示すように、この逆Ｆ型アンテナ１の放射基板３には、その外周面に、第１の放射エレメントとしての第１の放射導線２１（図中一重斜線部）および第２の放射エレメントとしての第２の放射導線２２（同じく二重斜線部）が開螺旋状に形成されている。第１の放射導線２１および第２の放射導線２２は、所定の間隔を離間させ交互かつ同一方向の開螺旋状に形成され、それぞれの一方の端部は第１の放射導線基部２３および第２の放射導線基部２４（図示せず）に一体的に接続されている。換言すれば、第１の放射導線２１と、第２の放射導体２２とが、非接触かつ同軸的に形成され、それぞれの一方の端部は第１の放射導線基部２３および第２の放射導線基部２４（図示せず）に一体的に接続されている。第１の放射導線基部２３および第２の放射導線基部２４は、放射基板３の一方の端面に形成された給電導体部２５と一体的に形成されて放射エレメント基部を構成している。放射基板３の他方の端面には、補助導体部２６が形成されている。
【００１９】
第１の放射導線基部２３の近傍において、第１の放射導線２１は、短絡線２７により地導体１１と半田付けなどにより接続されている。同軸コネクタ４に備えられた給電線１２は、給電導体部２５と半田付けなどにより接続され、同じく接地線１３は、同軸コネクタ４の近傍において地導体１１と半田付けなどにより接続されている。
【００２０】
放射基板３は、給電線１２および短絡線２７によりベース基板２と所定の距離を離して固定されているが、絶縁性材料からなる支持部材（スペーサ）を用いて放射基板３をベース基板２と所定の距離を離して固定してもよい。
【００２１】
続いて図３を参照して放射基板３について詳細に説明する。図３に示すように、この逆Ｆ型アンテナ１の放射基板３は、第１の側面３１、第２の側面３２、第３の側面３３および第４の側面３４からなる外周面と、第１の端面３５と、第２の端面３６とを有する直方体形状のセラミックなどからなる誘電体基板である。第１の側面３１および第３の側面面３３は、それぞれ幅ｗで同一の大きさの長方形であり、銀や銅などの面状導体がそれぞれ同一の位置・大きさに形成されている。同様に、第２の面３２および第４の面３４は、幅ｔでそれぞれ同一の大きさの長方形であり、銀や銅などの面状導体がそれぞれ同一の位置・大きさに形成されている。すなわち放射基板３は、幅をｗ、厚さをｔとした放射基板である。なお、幅ｗおよび厚さｔは、この逆Ｆ型アンテナ１で使用する電波の波長よりも十分小さな値としている。
【００２２】
第１の側面３１および第３の側面３３が第１の端面３５と接する辺の一隅には、銀や銅などの面状導体からなる第１の放射導線基部２３および第２の放射導線基部２４が逆Ｌ字状に形成され、かつ、第１の端面３５に形成された面状導体からなる給電導体部２５とそれぞれ一体的に接続されている。給電導体部２５は、第１の端面のほぼ中央位置に、第１の側面３１の短辺および第３の側面３３の短辺のそれぞれの一部を短辺とした長方形の形状にに形成されている。
【００２３】
第１の側面３１には、一方の長辺から他方の長辺に向けて、短辺に対し傾斜角を有した銀や銅などの帯状の面状導体からなる第１の放射導線２１ｄ・２１ｈ・２１ｌおよび第２の放射導線２２ｂ・２２ｆ・２２ｊ・２２ｎが形成されている。同様に、第３の側面３３には、第１の放射導線２１ｂ・２１ｆ・２１ｊ・２１ｎおよび第２の放射導線２２ｄ・２２ｈ・２２ｌが形成されている。これら第１の放射導線２１および第２の放射導線２２は、第１の放射導線基部２３および第２の放射導線基部２４に最も近接している第１の放射導線２１ｂおよび第２の放射導線２２ｂを除き、同一の傾斜角を有している。
すなわち、第１の側面３１に形成された第１の放射導線２１および第２の放射導線２２と、第３の側面３３に形成された第１の放射導線２１および第２の放射導線２２とは、第１の側面３１および第３の側面３３の平行平面上において互いに所定の角度（例えば４５乃至９０度程度）をなして形成されている。
【００２４】
第２の側面３２には、第１の側面３１に形成された第１の放射導線２１ｄ・２１ｈ・２１ｌおよび第２の放射導線２２ｂ・２２ｆ・２２ｊと、第３の側面に形成された第１の放射導線２１ｂ・２１ｆ・２１ｊ・２１ｎおよび第２の放射導線２２ｄ・２２ｈ・２２ｌの各々の端部と対応する位置で第２の側面３２の短辺と平行に、第１の放射導線２１ａ・２１ｅ・２１ｉ・２１ｍおよび第２の放射導線２２ｃ・２２ｇ・２２ｋが形成されている。
【００２５】
同様に、第４の側面３４には、第１の側面３１に形成された第１の放射導線２１ｄ・２１ｈ・２１ｌおよび第２の放射導線２２ｂ・２２ｆ・２２ｊ・２２ｎと、第３の側面に形成された第１の放射導線２１ｂ・２１ｆ・２１ｊおよび第２の放射導線２２ｄ・２２ｈ・２２ｌの各々の端部と対応する位置で第４の側面３４の短辺と平行に、第１の放射導線２１ｃ・２１ｇ・２１ｋおよび第２の放射導線２２ａ・２２ｅ・２２ｉ・２２ｍが形成されている。第２の側面３２における第１の放射導線２１ｅ・２２ｉ・２１ｍと第２の放射導線２２ｃ・２２ｇ・２２ｋ、および第４の側面３４における第１の放射導線２１ｃ・２１ｇ・２１ｋと第２の放射導線２２ｅ・２２ｉ・２２ｍは、それぞれ所定の距離ｓだけ離されて形成されている。
すなわち、第２の側面３２に形成された第１の放射導線２１および第２の放射導線２２と、第４の側面３４に形成された第１の放射導線２１および第２の放射導線２２とは、第２の側面３２および第４の側面３４の平行平面上において互いに平行に形成されている。この平行平面上において互いに平行に形成された放射導線に流れる電流の向きは、互いに逆方向になるため、放射エネルギーを弱めることなく放射導線を形成できる利点がある。
【００２６】
第２の側面３２に形成された第１の放射導線２１ａは、その一端が第１の放射導線基部２３と一体的に形成され、他端が第３の側面３３に形成された第１の放射導線２１ｂの一端と一体的に形成されている。第１の放射導線２１ｂの他端は、第４の側面３４に形成された第１の放射導線２１ｃの一端と一体的に形成されており、第１の放射導線２１ｃの他端は、第１の側面３１に形成された第１の放射導線２１ｄの一端と一体的に形成されている。第１の放射導線２１ｄの他端は、第２の側面３２に形成された第１の放射導線２１ｅの一端と一体的に形成されている。第１の放射導線２１ｅの他端は、第１の放射導線２１ｆの一端、その他端は第１の放射導線２１ｇの一端と一体的に形成され、以後同様に第１の放射導線２１ｎまで連続的に形成されている。このように、第１の放射導線２１は、第１の放射導線基部２３の一部を出発点として、第１の放射導線２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、…、２１ｌ、２１ｍ、２１ｎの順に一体的に形成されるので、一本の開螺旋状の放射導線をなしている（図中一重斜線部）。
【００２７】
一方、第２の放射導線は、第１の放射導線２１と対称的に、第３の側面３３に形成された第２の放射導線基部２４の一部を出発点として、第２の放射導線２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、…、２２ｌ、２２ｍ、２２ｎの順に一体的に形成され、一本の開螺旋状の放射導線をなしている（図中二重斜線部）。すなわち、第１の放射導線２１と第２の放射導線２２は、放射基板３の長手方向に対して対称的に、かつ所定の距離ｓを離して開螺旋状に形成されている。
第２の端面３６には、第１の側面３１および第３の側面３３の端部にまたがるような長方形の補助導体部２６が形成されている。
【００２８】
このように、第１の放射導線２１は第１の放射導線基部２３を起点として、また、第２の放射導線２２は第２の放射導線基部２４を起点として、それぞれ対照的、開螺旋状かつ非接触に放射基板３の外周面上に形成されている。換言すれば、第１の放射導線２１は第１の放射導線基部２３を起点として、また、第２の放射導体２２は第２の放射導線基部２４を起点として、それぞれが、非接触かつ同軸的に放射基板３の外周面上に形成されている。そして、第１の放射導線基部２３および第２の放射導線基部２４は、給電導体部２５と一体的に形成されて放射エレメント基部を構成している。したがって、第１の放射導線２１および第２の放射導線２２は、給電導体部２５を介して電気的に接続されている。
【００２９】
以下、図４を参照してこの逆Ｆ型アンテナの動作を説明する。図４は、この逆Ｆ型アンテナ１の放射エレメントを模式的に示した図である。
【００３０】
図４に示すように、この逆Ｆ型アンテナ１の放射エレメントは、長さｔの給電導体部２５の一方の端部に配置された第１の放射導線基部２３から延びた第１の放射導線２１と、同じく他方の端部に配置された第２の放射導線基部２４から延びた第２の放射導線２２とが、互いに対称的かつ同軸的な開螺旋状に距離ｓを離して配置されている。換言すれば、第１の放射エレメントと、第２の放射エレメントとが、非接触かつ同軸的に配置されている。すなわち、第１の放射導線２１が形成する開螺旋状エレメントと第２の放射導線２２が形成する開螺旋状エレメントとは同形である。
そして、第１の放射導線基部２３から当該開螺旋のほぼ半周の位置の第１の放射導線２１には、一方の端部が地導体１１に接続された短絡線２７の他方の端部が接続されている。給電導体部２５は、放射導体３の厚さｔと同一の長さを有しており、したがって第１の放射導線２１と第２の放射導線２２の起点は距離ｔだけ離されている。なお、距離ｔは、この逆Ｆ型アンテナ１で利用する電波の波長よりも十分小さな値としている。
【００３１】
給電導体部２５のほぼ中点には、給電コネクタ４を介して給電ケーブル５と接続された給電線１２が接続されている。給電線１２を有する給電ケーブル５には、この逆Ｆ型アンテナ１を利用した送受信のための高周波回路（図示せず）が接続されている。そして、接地線１３は、地導体１１と接続されている。なお、この実施形態では給電ケーブル５により高周波回路と接続しているが、これに限られるものではない。すなわち、ベース基板２の主面に形成された給電線路やベース基板２を貫通するスルーホールなどにより接続されてもよい。
【００３２】
給電ケーブル５に高周波電流が供給されると、当該高周波電流は給電線１２を介して給電導体部２５に流れ、その一部は、第１の放射導線基部２３を介して第１の放射導線２１に流れる。第１の放射導線２１は、開螺旋状のコイルを形成しており、そのおおよその直径となる放射基板３の厚さｔ（あるいは幅ｗ）は、使用する電波の波長よりも十分小さな値である。したがって、第１の放射導線２１は、開螺旋軸方向に指向特性をもつ軸モードではなく、実効長が波長の４分の１となるノーマルモードで動作する。そして、第１の放射導線２１は、第１の放射導線基部２３の近傍で短絡線２７により地導体１１と接続されているから、逆Ｆ型アンテナ１の放射エレメントとして動作する。
【００３３】
一方、給電導体部２５に流れる高周波電流の一部は、第２の放射導線基部２４を介して第２の放射導線２２にも流れる。第２の放射導線２２は、第１の放射導線２１と同一形状で同一の大きさに形成されるので、第１の放射導線２１と同様にノーマルモードで動作する。
【００３４】
ここで、第１の放射導線基部２３と第２の放射導線基部２４とはｔだけ離されているから、第１の放射導線２１に流れる高周波電流と第２の放射導線２２に流れる高周波電流とは位相差を有することになる。すなわち、第１の放射導線２１と第２の放射導線２２とは、互いに放射する電波の偏波面が異なることになる。そこで、この位相差を調整すると、第１の放射導線２１および第２の放射導線２２の相互作用により円偏波特性を得ることができる。
【００３５】
円偏波特性を左右するパラメータとしては、使用する電波の波長に対する放射基板ｔおよびｗの長さ、第１の放射導線２１と第２の放射導線２２との距離ｓの長さ、および給電導体部２５に接続する給電線１２の位置などがある。これらを調整することで、第１および第２の放射導線２１・２２は円偏波特性の放射エレメントとして動作させることができ、円偏波特性を有する逆Ｆ型アンテナを得ることができる。
【００３６】
次に、図１および図３を参照してこの逆Ｆ型アンテナの実施例について説明する。
まず放射基板３として、幅ｗが3.40mm、厚さｔが2.40mm、長さが14.40mmの柱状にセラミック板（εｒ＝７７）を成形した。すなわち、第１および第３の側面を3.40mm×14.40mmの長方形、第２および第4の側面を2.40mm×14.40mmの長方形とした。そして、当該セラミック板の一方の端部に幅1.00mm、長さ2.40mmの長方形に銀ペーストを塗布して給電導体部２５を形成した。また、他方の端部に幅2.00mm、長さ2.40mmの長方形に銀ペーストを塗布するとともに、当該端部と接する第１の側面および第３の側面の縁部に、幅2.00mm、長さ1.00mmの長方形に銀ペーストを塗布して図３に示す補助導体部２６を形成した。
【００３７】
次に、ベース基板２として、長さ50mm、幅25mmの長方形にセラミック板を成形し、その表面に銀ペーストを塗布して地導体１１を形成した。そして、成形した当該セラミック板の一隅に、放射基板３を配置する切り欠き部を設け、放射基板３を第２の側面３２および第１の端面３５が当該切り欠き端面と対向させ、放射基板３を形成するセラミック板とベース基板２を形成するセラミック板とを1.00mm離して配置した。
【００３８】
当該切り欠き部の近傍には同軸コネクタ４を配置し、銅線からなる給電線１２を給電導体部２５のほぼ中央位置に半田付けにて接続した。第１の放射導線２１および第２の放射導線２２は、その間隔ｓを1.00mmとして、図３に示すように銀ペーストを塗布して形成した。その結果、第１の放射導線２１および第２の放射導線２２は、それぞれセラミック板に巻き数３回半のコイル状エレメントとして形成された。
【００３９】
短絡線２７は、放射基板３の第２の側面３２に形成された第１の放射導線２１ａの地導体１１に最も近い位置と、当該位置と対向する地導体１１の位置とを、銅線を半田付けして接続することにより形成した。
【００４０】
以上のように逆Ｆ型アンテナを構成した結果、円偏波特性を得ることができた。図５は、この実施例の逆Ｆ型アンテナの軸比特性を示す図である。図５は、図１に示したｘｙｚ軸を基準に、ｚ軸方向を０度としてｘ軸方向を＋としたｘｚ平面内における軸比特性を示している。
【００４１】
さらに図６は、この実施例において、アンテナの厚さｔ、第１の放射導線２１および第２の放射導線２２の間隔ｓ、および給電導体部２５と地導体１１の距離をそれぞれ変化させた場合の軸比特性を示す図である。図７は、アンテナの厚みと軸比の関係を示す図、図８は、第１の放射導線２１および第２の放射導線２２の間隔ｓと軸比の関係を示す図、図９は、給電導体部２５と地導体１１の距離と軸比の関係を示す図である。これらの図に示すように、このアンテナの厚さｔ（あるいは幅ｗ）、第１の放射導線２１および第２の放射導線２２の距離ｓ、給電導体部２５と地導体１１の距離を変化させることで軸比を最適化することができる。
【００４２】
このように、この実施形態の逆Ｆ型アンテナによれば、所定の間隔を離して同軸的かつ対称的に配置した第１の放射導線２１および第２の放射導線２２を備えるので、円偏波特性を有する逆Ｆ型アンテナを実現することができる。また、この実施形態の逆Ｆ型アンテナによれば、放射エレメントを開螺旋状に形成したので、小型で円偏波特性を有する逆Ｆ型アンテナを実現することができる。さらに、この実施形態の逆Ｆ型アンテナによれば、逆Ｆ型アンテナの通常の放射エレメントに対応する第１の放射導線２１に加えて、同一形状の第２の放射導線２２を備えるので、実質的なアンテナ実効長を大きくすることができ、直線偏波のチップアンテナや通常の逆Ｆ型アンテナと比較して利得を大きくすることができる。
【００４３】
続いて、図１０を参照して、本発明の第２の実施の形態について説明する。図１０は、本発明の第２の実施形態に係る無線装置を示す図である。
図１０に示すように、この無線装置４１は、例えばホイップアンテナなどの外部アンテナ４３、操作スイッチ４４およびマイク４５などを筐体４２の外部に備えた無線端末である。そして、この無線装置４１は、本発明の第１の実施形態に係る逆Ｆ型アンテナ１、円偏波の電波を利用する無線システムとしてのＧＰＳ受信部４６および直線偏波の電波を利用する無線システムとしての携帯電話送受信部４７を筐体４２の内部に備えている。
【００４４】
逆Ｆ型アンテナ１におけるベース基板２の地導体１１が形成された主面の反対側の主面には、ＧＰＳ受信部４６の回路素子が配置され、逆Ｆ型アンテナ１とマイクロストリップラインなどにより接続されている。外部アンテナ４３は、給電ケーブル４８を介して携帯電話送受信部４７と接続されている。
【００４５】
ＧＰＳ受信部４６は、衛星からの電波を利用して現在位置を測定する測位手段を備えており、筐体４２に備えられた液晶表示部（図示せず）などにより利用者に現在位置を示す作用をする。携帯電話受信部４７は、ＦＤＭＡ方式、ＴＤＭＡ方式およびＣＤＭＡ方式などの各種方式により、基地局と無線回線を設定して音声やデータ信号などの送受信を行う作用をする。
【００４６】
この実施形態に係る無線装置４１によれば、本発明の第１の実施形態に係る逆Ｆ型アンテナ１とＧＰＳ受信部４６とを備えるので、円偏波を必要とする衛星系無線システムとしてのＧＰＳ受信装置を小型にすることができ、容易に複合無線端末を実現することができる。また、この実施形態に係る無線装置４１によれば、ＧＰＳ受信部４６を本発明の第１の実施形態に係る逆Ｆ型アンテナ１のベース基板２における地導体１１形成面の反対側の主面にＧＰＳ受信部４６を配置したので、この逆Ｆ型アンテナ１からＧＰＳ受信部４６までの給電ケーブルを排することができ、伝送損失を低減することができるとともに、より小型の無線装置を実現することができる。
【００４７】
なお、この実施形態ではＧＰＳ受信部４６を備えて逆Ｆ型アンテナ１と接続させたが、これに限定されるものではない。すなわち、ＧＰＳ受信部４６に代えて衛星系無線通信システムの送受信部を備えて逆Ｆ型アンテナ１と接続させてもよい。このように構成することで、衛星系無線通信システムを備えた複合無線端末を小型にするとともに、アンテナから当該送受信部までの伝送損失を低減することができる。また、ＧＰＳ受信部４６または衛星系無線通信システムのみとこの実施形態に係る逆Ｆ型アンテナ１とを組み合わせてもよい。このように構成することで、円偏波特性が必要な無線システムの無線端末を小型にすることができる。
【００４８】
続いて、図１１を参照して、本発明の第３の実施の形態について説明する。図１１は、本発明の第３の実施形態に係る無線装置を示す図である。なお、本発明の第２の実施の形態と同一構成部分には同一の符号を付し、その共通部分の重複説明は省略する。
図１１に示すように、この実施形態に係る無線装置４１は、本発明の第１の実施形態に係る逆Ｆ型アンテナ１と、直線偏波特性を有する外部アンテナ４３と、検出部５１と、選択部５２と、送受信部５３とを備えている。検出部５１および選択部５２は、逆Ｆ型アンテナ１のベース基板２における地導体１１の形成面と反対側の主面に配置されている。
【００４９】
逆Ｆ型アンテナ１は、筐体４２の内部に内蔵され、例えばホイップアンテナなどの外部アンテナ４３は、筐体４２の外部に備えられる。外部アンテナ４３は、給電ケーブル４８を介して検出部５１および選択部５２に接続されている。また、逆Ｆ型アンテナ１は、マイクロストリップラインなどにより検出部５１および選択部５２に接続されている。そして、選択部５２は、送受信部５３と接続されている。
【００５０】
検出部５１は、逆Ｆ型アンテナ１および外部アンテナ４３により受信される各々の電波の強度を検出する。選択部５２は、検出部５１により検出された電波の強度に基づき、逆Ｆ型アンテナ１および外部アンテナ４３のいずれか一方のアンテナを送受信アンテナとして選択する。例えば、電波強度の強い方のアンテナを送受信アンテナとして選択する。送受信部５３は、選択部５２が選択した送受信アンテナと電気的・高周波的に接続される。
【００５１】
送受信部５３は、検出部５１が検出した電波強度に基づき、逆Ｆ型アンテナ１および外部アンテナ４３のうち選択部５２が選択したアンテナを受信アンテナとして受信した信号を復調し、同じく選択部５２が選択したアンテナを送信アンテナとして変調信号を送出する。すなわち、送受信部５３は、選択部５２が選択したアンテナを送受信アンテナとして、変復調信号のやり取りをする。
このように構成することで、この無線装置４１は、電波の経路差や反射によるフェージングの影響を抑えて安定した送受信をすることができ、空間ダイバシチを実現することができる。
【００５２】
このように、この実施形態に係る無線装置では、第１の実施形態に係る逆Ｆ型アンテナを備えるので、小型の無線端末においても空間ダイバシチを実現することができる。
【００５３】
なお、本発明は上記実施形態のみに限定されるものではない。
上記実施形態では放射基板３およびベース基板２をセラミック基板により形成しているが、これに限定されるものではない。すなわち高周波特性の優れた誘電体材料からなる基盤であれば同様の効果を得ることができる。また、この実施形態では、第１の放射導線２１、第２の放射導線２２、第１の放射導線基部２３、第２の放射導線基部２４および給電導体部２５を、放射基板３の外周面に形成した銀や銅などの面状導体としているが、これにも限定されない。すなわち、使用する周波数によっては、放射基板３を設けずに、第１の放射導線２１および第２の放射導線２２を、同軸的かつ対称的に所定の距離離間させて配置した開螺旋状のソレノイド状コイルとして逆Ｆ型アンテナ１を構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る逆Ｆ型アンテナの全体構成を示す斜視図である。
【図２】この実施形態に係る逆Ｆ型アンテナの放射基板の拡大図である。
【図３】この実施形態に係る逆Ｆ型アンテナの放射基板の展開図である。
【図４】この実施形態に係る逆Ｆ型アンテナの放射エレメントを模式的に示す図である。
【図５】この実施形態に係る逆Ｆ型アンテナの実施例における軸比パターンを示す図である。
【図６】この実施形態に係る逆Ｆ型アンテナの実施例におけるアンテナ特性を示す図である。
【図７】この実施形態に係る逆Ｆ型アンテナの実施例におけるアンテナの厚みと軸比の関係を示す図である。
【図８】この実施形態に係る逆Ｆ型アンテナの実施例における放射電極間距離と軸比の関係を示す図である。
【図９】この実施形態に係る逆Ｆ型アンテナの実施例における給電位置とグランドの距離の関係を示す図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係る無線装置を示す図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態に係る無線装置を示す図である。
【符号の説明】
【００５５】
１…逆Ｆ型アンテナ、２…ベース基板、３…放射基板、４…同軸コネクタ、５…給電ケーブル、１１…地導体、１２…給電線、１３…接地線、２１…第１の放射導線、２２…第２の放射導線、２３…第１の放射導線基部、２４…第２の放射導線基部、２５…給電導体部、２６…補助導体部、２７…短絡線、３１…第１の側面、３２…第２の側面、３３…第３の側面、３４…第４の側面、３５…第１の端面、３６…第２の端面、４１…無線装置、４２…筐体、４３…外部アンテナ、４４…操作スイッチ、４５…マイク、４６…ＧＰＳ受信部、４７…携帯電話送受信部、４８…給電ケーブル、５１…検出部、５２…選択部、５３…送受信部。
【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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