(57)【要約】【課題】円偏波特性を有する小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、接地導体(13)と、接地導体(13)と絶縁して形成された給電用端子(7)と、第１の放射導体部(10)と、第１の放射導体部(10)から同一平面上に形成された第２の放射導体部(11)とからなり、接地導体(13)と所定の間隔で離間されて配置された放射導体と、第１の放射導体部(10)と給電用端子(7)とを接続する給電部材(5)と、第１の放射導体部(10)と接地導体(13)とを接続する短絡部材(6)とを具備する。【選択図】図５
2005072903.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
接地導体と、
前記接地導体と絶縁して形成された給電用端子と、
第１の放射導体部と、前記第１の放射導体部から同一平面上に形成された第２の放射導体部とからなり、前記接地導体と所定の間隔で離間されて配置された放射導体と、
前記第１の放射導体部と前記給電用端子とを接続する給電部材と、
前記第１の放射導体部と前記接地導体とを接続する短絡部材と
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２の放射導体部は、前記第１の放射導体部と同一平面上で直交する方向に延在しかつその一端が前記第１の放射導体部と一体的に形成された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】
前記接地導体および前記給電用端子は、ベース基板の同一平面上に絶縁間隔をおいて形成され、
前記放射導体は、支持部材によって前記ベース基板と所定の間隔にて離間して配置された放射基板の一方の主面上に形成されたこと
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】
前記第１の放射導体部は、その端部が該第１の放射導体部と垂直方向に折れ曲がるように逆Ｌ字型に形成され、前記第２の放射導体部は、その端部が該第２の放射導体部と垂直方向に折れ曲がるように逆Ｌ字型に形成されることを特徴とする請求項１乃至３記載の逆Ｆ型アンテナ。
【請求項５】
前記第１の放射導体部の端部と前記第２の放射導体部の端部は、それぞれの端部から延長される仮想的延長線が互いに直交する方向に折れ曲がることを特徴とする請求項４記載の逆Ｆ型アンテナ。
【請求項６】
前記第１の放射導体部と前記第２の放射導体部は、各々の長手方向に流れる高周波電流の位相差がπ／２であり、前記接地導体の垂直方向に円偏波の電磁波を放射することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の逆Ｆ型アンテナ。
【請求項７】
衛星を利用した無線システムにおける衛星と電波の送受信を行う無線装置であって、請求項１乃至６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８】
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６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などが一般に知られている。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。一方、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ため、円偏波特性を必要とする無線装置に広く用いられている。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ことで円偏波特性を得ることができるアンテナである（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
しかし、従来のパッチアンテナは、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いという問題があった。このことは、回路基板が密集する小型の無線装置にアンテナを内臓する場合に問題となる。また、パッチアンテナは、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り、小型化を図る上でも問題があった。
【特許文献１】特開２００１−１７７３１４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、接地導体と、接地導体と絶縁して形成された給電用端子と、第１の放射導体部と、第１の放射導体部から同一平面上に形成された第２の放射導体部とからなり、接地導体と所定の間隔で離間されて配置された放射導体と、第１の放射導体部と給電用端子とを接続する給電部材と、第１の放射導体部と接地導体とを接続する短絡部材とを具備している。
【０００９】
また、この第２の発明の逆Ｆ型アンテナは、第１の発明の逆Ｆ型アンテナであって、第２の放射導体部は、第１の放射導体部と同一平面上で直交する方向に延在しかつその一端が第１の放射導体部と一体的に形成されたことを特徴とする。
【００１０】
さらに、この第３の発明の無線装置は、衛星を利用した無線システムにおける衛星と電波の送受信を行う無線装置であって、第１または第２の発明の逆Ｆ型アンテナを備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、この第４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または第２の発明の逆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たことを特徴とする。
【００１２】
本発明では、第１の放射導体部と、第１の放射導体部から同一平面上に形成された第２の放射導体部とからなり、接地導体と所定の間隔で離間されて配置された放射導体を具備するので、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。
【００１３】
また、本発明では逆Ｆ型アンテナにより円偏波特性を実現するので、小型かつ形状の自由度の大きい円偏波特性アンテナを実現することができる。さらに、本発明では円偏波特性を有する逆Ｆ型アンテナを具備するので、円偏波特性を必要と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。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、第１の放射導体部と、この第１の放射導体部と直交しかつその一端が前記第１の放射導体部のほぼ中央位置に一体的に接続するように形成された第２の放射導体部とからなるＴ字型放射導体を具備するので、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、本発明では逆Ｆ型アンテナにより円偏波特性を実現するので、小型の円偏波特性アンテナを実現することができる。さらに、本発明では円偏波特性を有する逆Ｆ型アンテナを具備するので、円偏波特性を必要と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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の第１の実施の形態について、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。
図１に示すように、この逆Ｆ型アンテナ１は、誘電体材料からなる矩形の放射基板２およびベース基板３と、絶縁性材料からなる柱状の絶縁支持部材としてのスペーサ４と、導体材料からなる給電部材としての給電線５および短絡部材としての短絡線６とにより構成されている。ここで、誘電体材料は、例えばセラミックなどの誘電率が高く高周波特性の良好な誘電体である。絶縁性材料は、例えばポリカーボネイト（ＰＣ）やポリオキシメチレン（ＰＯＭ）などの高周波特性の良好な絶縁体である。また、導体材料は、高周波特性の良好な銅や銀などの導体である。
【００１６】
この逆Ｆ型アンテナ１の放射基板２は、その表面または底面に放射エレメントとしての面状導体が形成されている。そして、その面状導体の辺部には、給電線５および短絡線６が対となるように半田付けなどにより接続されている。また、放射基板２の端部には、放射基板２とベース基板３とが対向配置されるように放射基板２を支持するためのスペーサ４が、放射基板端部２’を挟み込むようにして固定されている。ここで、給電線５、短絡線６および面状導体は、例えば銀や銅などの高周波特性の良好な導体からなる。
【００１７】
放射基板２をベース基板３に固定するスペーサ４は、その下端の端面にベース基板３を固定するネジ孔（図示せず）が形成されている。そして、当該下端の端面から所定の距離の位置の外周面には、放射基板端部２’を挟み込んで固定するための溝が形成されている。この溝は、放射基板２の厚さとほぼ同じ厚さとして、放射基板端部２’を挟んだ場合に容易に外れないように形成されている。
スペーサ４により放射基板２と固定されるベース基板３は、その表面または底面に地導体としての面状接地導体が形成され、放射基板２における給電線５の接続点と相対する位置に給電端子７が形成されている。ここで、面状導体および給電端子７は、銀や銅などの導体材料からなる。そしてベース基板３の端部には、スペーサ４を固定するためのネジ孔（図示せず）が形成されている。
【００１８】
すなわち、図１に示すように、放射エレメントが形成された放射基板２は、その端部において、スペーサ４が放射基板端部２’を挟み込むようにして固定される。そして、スペーサ４は、ベース基板３に形成されたネジ孔を通して、ベース基板３の底面方向から挿入される絶縁性ネジにより、スペーサ４の端面に形成されたネジ孔にネジ止めされてベース基板３と固定される。その結果、放射基板２とベース基板３とは所定の距離を離した状態で対向配置される。また、放射基板２に接続された給電線５および短絡線６は、放射基板２の垂直方向に垂下してベース基板３の給電端子７および接地導体と電気的・高周波的に接続されている。
【００１９】
ベース基板３に形成された給電端子７は、送受信回路８と給電ケーブルなどを介して接続されている。送受信回路８は、この逆Ｆ型アンテナに高周波電流を供給する供給源である。
放射基板２に形成された面状導体は、この逆Ｆ型アンテナ１の放射エレメントとして作用する。ベース基板３に形成された接地導体は、この逆Ｆ型アンテナ１の地導体（グラウンド）として作用する。スペーサ４は、アンテナ全体が逆Ｆ型アンテナとして機能するように、当該放射エレメントとグラウンドとを所定の間隔に保つ作用をする。給電線５は、給電端子７に給電された高周波電流を放射エレメントに流す作用をする。短絡線６は、放射エレメントの一部をグラウンドに短絡させる逆Ｆ型アンテナにおける短絡ピンとしての作用をする。
【００２０】
なお、この実施形態では放射基板２およびベース基板３を矩形の誘電体材料により構成したが、これに限定されるものではない。すなわち、放射基板２に形成される放射エレメントが所定の形状となっていれば、放射基板２やベース基板３自体の形状はどのような形状でもよい。したがって、この逆Ｆ型アンテナによれば、アンテナ全体としての形状の自由度を大きくすることができる。
また、この実施形態では放射基板端部２’としているが、これに限られるものではない。すなわち、放射基板端部２’は、スペーサ４が放射基板２に形成された放射エレメントに干渉することなく放射基板２を固定することができれば、どのような形状に形成されてもよい。
【００２１】
さらに、スペーサ４は、図1に示すような形状に限られるものではなく、例えば放射基板２の数箇所を柱状の形状としてベース基板３と固定してもよい。すなわち、放射基板２とベース基板３とを所定の間隔をもって対向配置させる作用をすれば、どのような形状・方式のものでもよい。また、スペーサ４を使わずに放射基板２とベース基板３とを一体的に形成して、放射基板２に形成された放射エレメントとベース基板３に形成された地導体とが所定の間隔で対向配置されるようにしてもよい。
【００２２】
次に、図２を参照して、この実施形態の逆Ｆ型アンテナ１における放射基板２について詳細に説明する。図２は、放射基板２を面状導体形成面からみた平面図である。
図２に示すように、この逆Ｆ型アンテナ１の放射基板２は、矩形ＡＢＣＤに成形されたセラミックなどの誘電体基板９であり、誘電体基板９の主面上に、例えば銀や銅などの導体からなるＴ字状の面状導体ＡＥＧＨＩＪＦＤにより構成される放射エレメント（放射導体）を形成してなる。このＴ字状の面状導体は、矩形の第１の放射導体１０（面状導体ＡＥＦＤ）と同じく第２の放射導体１１（面状導体ＧＨＩＪ）とが一体的に形成されてＴ字状の放射エレメントを構成している。そして、Ｔ字状の面状導体の辺部である辺ＡＥには、給電線５および短絡線６が半田付けなどにより接続されている。なお、図２において一体的に形成された放射エレメントを斜線にて図示した。
【００２３】
第２の放射導体１１とともにＴ字状の放射エレメントを構成する第１の放射導体１０は、誘電体基板９の一方の主面上に、誘電体基板９の短辺ＡＤを長辺とし、誘電体基板９の長辺ＡＢの端部である辺ＡＥを短辺とした矩形で帯状の面状導体ＡＥＦＤとして形成されている。第１の放射導体１０の短辺ＡＥには、給電線５および短絡線６が対になって半田付けなどにより接続されている。
【００２４】
第１の放射導体１０と一体的に形成される第２の放射導体１１は、誘電体基板９の、第１の放射導体１０が形成された面と同一の主面上に、矩形の面状導体ＡＥＦＤにおける長辺ＥＦのほぼ中点であるＧ点、Ｊ点から、長辺ＥＦと垂直方向に延伸されるように形成されている。すなわち、この第２の放射導体１１は、辺ＧＪを短辺とした矩形の面状導体ＧＨＩＪとして第１の放射導体１０と一体的に形成されている。
【００２５】
第１の放射導体１０から第２の放射導体１１が延伸する起点となるＧ点およびＪ点の位置は、給電線５に高周波電流を給電した場合に、第１の放射導体１０の長辺ＡＤ方向（長手方向）に流れる電流の位相と第２の放射導体１１の長辺ＧＨ方向（長手方向）に流れる電流の位相の差が略π／２となるような位置に規定される。
【００２６】
第１の放射導体１０は、その長辺ＡＤ方向の直線偏波の電磁波を放射する作用をし、第２の放射導体１１は、その長辺ＧＨ方向の直線偏波の電磁波を放射する作用をする。そして、第１の放射導体１０と第２の放射導体１１とは直交するように形成され、第１の放射導体１０の長手方向に流れる電流と第２の放射導体１１の長手方向に流れる電流との位相差が略π／２となるように構成するので、円偏波特性を得ることができる。すなわち、第１の放射導体１０および第２の放射導体１１とにより構成されるＴ字状の面状導体により、この逆Ｆ型アンテナ１は、円偏波の電磁波を放射することができる。
【００２７】
なお、この実施の形態では、放射基板２を矩形としているが、これに限定されるものではない。すなわち、第１の放射導体１０および第２の放射導体１１が各々帯状かつ互いに垂直方向となるように一体的に形成され、Ｔ字状の放射エレメントが形成されていれば、放射基板２はどのような形状でもよい。したがって、この逆Ｆ型アンテナによれば、アンテナ全体としての形状の自由度を大きくすることができる。
【００２８】
次に、図３を参照して、この実施形態の逆Ｆ型アンテナ１におけるベース基板３について詳細に説明する。図３は、ベース基板３を面状接地導体形成面からみた平面図である。
図３に示すように、ベース基板３は、セラミックなどからなる矩形の誘電体基板１２の主面上に、例えば銀や銅などの導体からなる給電端子７および地導体１３（接地導体）と、ネジ孔１４とを形成してなる。なお、図３において、給電端子７および地導体１３は斜線にて図示した。
【００２９】
給電線５が接続される給電端子７は、その主面上に地導体１３としての面状接地導体が形成された誘電体基板１２に対するエッチングなどにより、地導体１３と電気的に絶縁された面状導体領域を形成してなる。給電端子７の位置は、放射基板２およびベース基板３をスペーサ４により固定した場合に、給電線５を放射基板２から垂下させた位置に対応して規定される。なお、給電端子７は、高周波電流を供給する給電ケーブルなどを半田付けなどにより接続する中継端子として作用するが、給電端子７にスルーホールを設けてベース基板３の裏面側から高周波電流を供給するように形成してもよい。
【００３０】
地導体１３は、ベース基板３に形成された面状導体のうち、給電端子７を除くほぼ全面に形成されている。地導体１３は、この実施形態に係る逆Ｆ型アンテナ１のグラウンドとして作用し、逆Ｆ型アンテナ１が動作するために必要十分な大きさに形成される。ネジ孔１４は、放射基板２を固定するスペーサ４を固定する位置に形成される。
【００３１】
なお、この実施形態では、給電端子７をエッチングにより形成したが、これに限定されるものではない。すなわち、その全面に地導体１３となる面状導体が形成された誘電体基板１２の所定の位置に、絶縁性材料を挟んで導電材料からなる給電端子７を貼り付けるようにして形成してもよい。
【００３２】
次に、図４を参照して、この実施形態の逆Ｆ型アンテナ１における給電線５および短絡線６について詳細に説明する。図４は、この逆Ｆ型アンテナ１の給電端子７付近を拡大した拡大図である。
図４に示すように、放射基板２は、その端部２’がスペーサ４の外周面に形成された溝に挟まれるようにして固定される。スペーサ４の底部の端面は、ベース基板３と絶縁性ネジ（図示せず）などにより固定される。
【００３３】
給電線５および短絡線６の各々の一端は、放射基板２に形成された第１の放射導体１０の辺部と半田付けなどにより接続され、各々の他端は、ベース基板３に向かってほぼ垂直に延伸されている。この実施形態の逆Ｆ型アンテナ１では、給電線５および短絡線６は、弾力性を有する短冊状の帯状銅板からなる。放射基板２から延伸された給電線５は、ベース基板３に形成された給電端子７と適当な接触圧力で面接触し、電気的・高周波的に接続されている。同様に、放射基板２から延伸された短絡線６は、ベース基板３に形成された地導体１３と適当な接触圧力で面接触し、電気的・高周波的に接続されている。スペーサ４は、放射基板２およびベース基板３を固定するとともに、給電線５および短絡線６が給電端子７および地導体１３とそれぞれ電気的・高周波的に接続されるように、十分な接触圧力を生じさせる作用をする。
【００３４】
なお、この実施形態では給電線５および短絡線６を短冊状の帯状銅板としたが、これに限定されるものではない。すなわち、給電線５および短絡線６を銅線や銀線などとして放射基板２およびベース基板３の各々と半田付けなどにより接続してもよい。
【００３５】
次に、図５を参照して、この実施形態の逆Ｆ型アンテナ１の動作について説明する。図５は、この逆Ｆ型アンテナ１の原理的構成を示した図である。なお、図１乃至３と共通する部分には同一の符号を付して示した。
図５に示すように、この逆Ｆ型アンテナ１では、矩形の面状導体ＡＥＦＤからなる第１の放射導体１０と矩形の面状導体ＧＨＩＪからなる第２の放射導体１１とが同一平面内で一体となって放射エレメントＡＥＧＨＩＪＦＤとして形成されている。この放射エレメントは、辺ＡＥに給電線５が接続されるとともに給電線５の近傍に短絡線６が接続され、各々給電端子７およびグラウンドとしての地導体１３に垂下して接続されている。そして、当該放射エレメントと地導体１３とは所定の距離をもって対向配置されている。
【００３６】
送受信回路８により給電端子７に高周波電流が供給されると、給電端子７は、給電線５を通じて第１の放射導体１０に高周波電流を導く。第１の放射導体１０は、矩形の面状導体ＡＥＦＤを放射エレメントとして、短絡線６および地導体１３とともに通常の逆Ｆ型アンテナを構成する。通常の逆Ｆ型アンテナは、放射エレメントをモノポールとした逆Ｌ型アンテナの変形であり、それによって放射される電磁波は直線偏波である。したがって、第１の放射導体１０は、ＥＦ方向（ＡＤ方向）の直線偏波の電磁波を放射する。
【００３７】
一方、第２の放射導体１１は、第１の放射導体１０の長手方向に流れる電流と第２の放射導体１１の長手方向に流れる電流との位相差が略π／２となるような位置に形成されている。したがって、第１の放射導体１０に高周波電流が流れると、第２の放射導体１１には第１の放射導体１０に流れる電流と位相がπ／２ずれた電流が流れる。そして、第２の放射導体１１は、ＧＨ方向（ＪＩ方向）の直線偏波の電磁波を放射する。
【００３８】
すなわち、第１の放射導体１０と第２の放射導体１１とは直交するように配置され、各々の長手方向に流れる高周波電流の位相差はπ／２となるから、この逆Ｆ型アンテナ１は地導体１３の垂直方向に円偏波の電磁波を放射することになる。
【００３９】
この逆Ｆ型アンテナ１により円偏波の電磁波を受信する場合は、送信する場合と同様の動作により実現される。すなわち、この逆Ｆ型アンテナ１が円偏波の電磁波を受けると、第１の放射導体１０および第２の放射導体１１は、それぞれ位相がπ／２ずれた高周波電流を励起する。そして、各々に励起された高周波電流は、合成されて給電線５および給電端子７を介して送受信回路８へ導かれる。なお、送受信回路８は、送信のみを行う送信回路や受信のみを行う受信回路であってもよい。
【００４０】
このようにこの実施形態の逆Ｆ型アンテナによれば、互いに直交し流れる高周波電流の位相が略π／２ずれるように形成されたＴ字型の放射エレメントを備えるので、円偏波特性を得ることができる。また、この逆Ｆ型アンテナによれば、１／４波長モードで動作するので、１／２波長モードで動作するパッチアンテナなどと比べて小型の円偏波アンテナを容易に実現することができる。また、この逆Ｆ型アンテナによれば、放射エレメントがＴ字状に形成されるので、円偏波特性でありながらアンテナ全体の形状の自由度を大きくすることができる。
【００４１】
次に、図６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６は、本発明の第２の実施形態に係る逆Ｆ型アンテナ１における放射基板２を示す平面図である。なお、本発明の第１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。
【００４２】
この実施形態に係る逆Ｆ型アンテナは、第１の実施形態に係る逆Ｆ型アンテナ１の放射基板２に形成された放射エレメントを変形したものである。図６に示すように、この実施形態の逆Ｆ型アンテナ１の放射基板２では、第１の放射導体１０の端部ＦＤにおいて、矩形の面状導体ＦＫＬＭからなる第１の放射端部１５が第１の放射導体１０と一体的に形成されている。すなわち、第１の放射端部１５は、第１の放射導体１０の端部ＦＤにおいて、第１の放射導体１０の長手方向（長辺ＡＤ方向）と垂直方向に逆Ｌ字状に折れ曲がるように形成される。
【００４３】
また、この実施形態の逆Ｆ型アンテナ１の放射基板２では、第２の放射導体１１の端部ＨＩにおいて、矩形の面状導体ＩＮＯＰからなる第２の放射端部１６が第２の放射導体１１と一体的に形成されている。すなわち、第２の放射端部１６は、第２の放射導体１１の端部ＨＩにおいて、第２の放射導体１１の長手方向（長辺ＧＨ方向）と垂直方向に逆Ｌ字状に折れ曲がるように形成される。
【００４４】
そして、第１の実施形態に係る逆Ｆ型アンテナ１と同様に、放射基板２は、スペーサ４によりベース基板３と固定される。また、給電線５および短絡線６の一端は、第1の放射導体１０の短辺ＡＥと半田付けなどにより電気的・高周波的に接続され、給電線５および短絡線６の他端は、ベース基板３に形成された給電端子７および地導体１３とそれぞれ電気的・高周波的に接続されている。
【００４５】
第１の放射端部１５は、第１の放射導体１０の実効長を長くするとともに、第１の放射導体１０が放射する電磁波と垂直方向の直線偏波の電磁波を放射する作用をする。また、第２の放射端部１６は、第２の放射導体１１の実効長を長くするとともに、第２の放射導体１１が放射する電磁波と垂直方向の直線偏波の電磁波を放射する作用をする。
【００４６】
この実施形態に係る逆Ｆ型アンテナ１によれば、互いに直交し流れる高周波電流の位相が略π／２ずれるように形成された第１の放射導体１０および第２の放射導体１１からなるＴ字型の放射エレメントを備えるので、円偏波特性を得ることができる。また、この実施形態に係る逆Ｆ型アンテナ１によれば、第１の放射導体１０および第２の放射導体１１の端部を、それぞれの垂直方向に逆Ｌ字状に折り曲げて第１の放射端部１５および第２の放射端部１６を形成したので、直線偏波の電磁波が直交する個所を増やして良好な円偏波特性を得ることができる。
【００４７】
さらに、この逆Ｆ型アンテナによれば、１／４波長モードで動作するので、小型の円偏波アンテナを容易に実現することができる。また、この逆Ｆ型アンテナによれば、放射エレメントがＴ字状に形成されるので、円偏波特性でありながらアンテナ全体の形状の自由度を大きくすることができる。
【００４８】
ここで、図６を参照して、この第２の実施形態の逆Ｆ型アンテナ１の実施例について説明する。
まず、放射基板２における誘電体基板９として、厚さ1mmのセラミック板を、短辺ＡＤが14.40mm、長辺ＡＢが32.40mmの大きさの矩形として成形した。そして、そのセラミック板の短辺ＡＤに沿わせて、短辺ＡＥが5.20mm、長辺ＡＤが14.40mmの帯状の矩形となるように、当該セラミック板に銀ペーストを塗布して第１の放射導体１０を形成した。
【００４９】
第１の放射端部１５は、誘電体基板９の長辺ＤＣに沿わせるようにして、辺ＦＥから長さＦＭが1.70mm、幅ＦＫが3.20mmの矩形面状導体ＦＫＬＭを、誘電体基板９に銀ペーストを塗布して第１の放射導体１０と一体的に形成した。その結果、第１の放射導体１０および第1の放射端部１５は、逆Ｌ字状の面状導体ＡＥＫＬＭＤとして形成された。
【００５０】
次に、この逆Ｌ字状の面状導体の一辺ＥＫ上で、点Ｅから4.20mmとなる位置をＧ点、点Ｅから7.20mmとなる位置をＪ点として、幅ＧＪが3.00mm、長さＧＨが7.00mmの帯状の矩形となるように、誘電体基板９に銀ペーストを塗布して第２の放射導体１１を第１の放射導体１０と一体的に形成した。
【００５１】
第２の放射端部１６は、第２の放射導体１１の端部ＨＩにおいて、面状導体ＧＨＩＪの短辺ＨＩに沿わせるように、長さＩＮが1.70mm、幅ＩＰが3.00mmの矩形面状導体ＩＮＯＰを、誘電体基板９に銀ペーストを塗布して第２の放射導体１１と一体的に形成した。その結果、第２の放射導体１１および第２の放射端部１６は、逆Ｌ字状の面状導体ＧＨＮＯＰＪとして形成された。
【００５２】
ベース基板３は、厚さ1mmのセラミック板の表面に銀ペーストを塗布して給電端子７および地導体１３を形成した。そして、ポリカーボネイトからなるスペーサ４により、放射基板２とベース基板３とを各々の銀ペースト塗布面が向かい合うようにして固定した。このとき、放射基板２とベース基板３の距離を4.50mmとして、各々の銀ペースト塗布面の距離も4.50mmとした。そして、給電線５および短絡線６の各々の一端を、第１の放射導体１０の短辺ＡＥに接続して短辺ＡＥから垂下させ、給電線５および短絡線６の各々の他端を、ベース基板３に形成された給電端子７および地導体１３と面接触させた。
【００５３】
以上のように構成した結果、共振周波数1574MHzの円偏波特性を得ることができた。このとき、VSWR（電圧定在波比）2.0以上の周波数帯域幅は2MHzであり、同じく3.0以上の周波数帯域幅は7MHzであった。
【００５４】
次に、図７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７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。
図７に示すように、この無線装置１７は、例えばホイップアンテナなどの外部アンテナ１９、操作スイッチ２０およびマイク２１などを筐体１８の外部に備えた無線端末である。そして、この無線装置１７は、本発明の第１または第２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２２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２３を筐体１８の内部に備えている。
【００５５】
逆Ｆ型アンテナ１に設けられた給電端子７は、給電ケーブル２４ａを介してＧＰＳ受信部２２と接続されている。外部アンテナ１９は、給電ケーブル２４ｂを介して携帯電話送受信部２３と接続されている。
【００５６】
ＧＰＳ受信部２２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１８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２３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。
【００５７】
この実施形態に係る無線装置１７によれば、本発明の第１または第２の実施形態に係る逆Ｆ型アンテナ１とＧＰＳ受信部２２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。
なお、この実施形態ではＧＰＳ受信部２２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２２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と携帯電話システムとの複合無線端末を小型にすることができる。
また、複合無線端末とせず、ＧＰＳ受信部２２または衛星系無線システムの送受信部のみと本発明の逆Ｆ型アンテナ１とを組み合わせることもできる。このように構成することで、円偏波を必要とする無線システムの無線端末を小型にすることができる。
【００５８】
次に、図８を参照して、本発明の第４の実施の形態について説明する。図８は、本発明の第４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３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８に示すように、この実施形態に係る無線装置１７は、本発明の第１または第２の実施形態に係る逆Ｆ型アンテナ１と、外部アンテナ１９と、検出部２５と、選択部２６と、送受信部２７とを備えている。
【００５９】
逆Ｆ型アンテナ１は、筐体１８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１９は、筐体１８の外部に備えられる。逆Ｆ型アンテナ１および外部アンテナ１９は、給電ケーブル２４ａおよび２４ｂを介して検出部２５および選択部２６に接続されている。そして、選択部２６は、送受信部２７と接続されている。
【００６０】
検出部２５は、逆Ｆ型アンテナ１および外部アンテナ１９により受信される各々の電波の強度を検出する。選択部２６は、検出部２５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１９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２７は、選択部２６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。
【００６１】
送受信部２７は、検出部２５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１９のうち選択部２６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２６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２７は、選択部２６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１７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。
【００６２】
このように、この実施形態に係る無線装置では、第１または第２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。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【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】第１の実施形態に係る逆Ｆ型アンテナにおいて、面状導体形成面からみた放射基板を示す平面図である。
【図３】第１の実施形態に係る逆Ｆ型アンテナにおいて、地導体形成面からみたベース基板を示す平面図である。
【図４】第１の実施形態に係る逆Ｆ型アンテナにおいて、給電端子付近を拡大した拡大図である。
【図５】第１の実施形態に係る逆Ｆ型アンテナの原理的構成を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る逆Ｆ型アンテナにおいて、面状導体形成面からみた放射基板を示す平面図である。
【図７】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。
【図８】本発明の第４の実施形態に係る無線装置を示す図である。
【符号の説明】
【００６４】
１…逆Ｆ型アンテナ、２…放射基板、２’…放射基板端部、３…ベース基板、４…スペーサ、５…給電線、６…短絡線、７…給電端子、８…送受信回路、９…誘電体基板、１０…第１の放射導体、１１…第２の放射導体、１２…誘電体基板、１３…地導体、１４…ネジ孔、１５…第１の放射端部、１６…第２の放射端部、１７…無線装置、１８…筐体、１９…外部アンテナ、２０…操作スイッチ、２１…マイク、２２…ＧＰＳ受信部、２３…携帯電話送受信部、２４ａ・２４ｂ…給電ケーブル、２５…検出部、２６…選択部、２７…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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