(57)【要約】【課題】  平板状アンテナにおいて、マルチバンドに対応したものとする。【解決手段】  平板状アンテナ１は、略矩形の接地平面２と、この接地平面２の一隅４から接地平面２の一辺６に沿って延出する放射素子部８を備えている。放射素子部８は、互いに平行に延びる複数の放射素子８ａ、８ｂから構成され、一辺６と逆側の他辺２０から放射素子部８の延出方向と直交する方向に互いに離隔して延びる複数の切欠２２により複数の長いスタッド２４が形成され、隣接する長いスタッド２４間に、この長いスタッド２４と同じ方向に延びる短いスタッド２６が形成されている。これによりマルチバンドに対応できる平板状アンテナが得られる。【選択図】          図１
2005094078.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
略矩形の接地平面と、該接地平面の一隅から前記接地平面の一辺に沿って延出する放射素子部を備えた平板状アンテナにおいて、
前記放射素子部は、互いに平行に延びる複数の放射素子から構成され、
前記一辺と逆側の他辺から前記放射素子部の延出方向と直交する方向に互いに離隔して延びる複数の切欠により複数の長いスタッドが形成され、隣接する該長いスタッド間に該長いスタッドと同じ方向に延びる短いスタッドが形成されてなることを特徴とする平板状アンテナ。
【請求項２】
前記長いスタッドの先端および前記短いスタッドの先端と、前記一辺からの距離は、それぞれ低い周波数帯域の１／４波長、高い周波数帯域の１／４波長に相当する長さであることを特徴とする請求項１記載の平板状アンテナ。
【請求項３】
前記放射素子部は２つの放射素子から構成され、一方の放射素子は、前記一隅で前記接地平面に連結され、他方の放射素子は、前記一方の放射素子と前記接地平面の間で、２つのウェブを介して前記一方の放射素子に連結されていることを特徴とする請求項１または２記載の平板状アンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は室内無線ＬＡＮに対応したパーソナルコンピュータ（パソコン）や、無線ネットワークに対応した家電製品等に用いられる平板状アンテナに関し、特に複数の無線周波数帯域（マルチバンド）に対応した平板状アンテナに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、上記の用途のアンテナは、高周波の無線周波数用のものであるので、ロッドアンテナのように長尺のものは必要なく、比較的小型の平板状アンテナが使用される。例えば、ノートブック型のパーソナルコンピュータに用いる場合には、平板状アンテナはディスプレイの筐体の中に取り付けられる。この種の平板状アンテナとして、例えば、長方形の接地基板と、この接地基板の一隅から接地基板と離隔し、且つ接地基板の一辺に平行に延びる１本のアンテナ本体を有する「地板一体型逆Ｆプリントアンテナ」が知られている（特許文献１）。
【０００３】
また、他の従来技術として、矩形のグランド片の一隅からこのグランド片に離隔し、且つグランド片の一辺に平行に延びる単一の放射素子部を有する平板状アンテナが知られている（特許文献２）。
【特許文献１】実用新案登録第２５１８８２３号公報（第１図）
【特許文献２】特開２００３―３７４３１号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
現在、無線ＬＡＮに対応した規格として、ＩＥＥＥ８０２があり、そのなかでさらに、それぞれ５ＧＨｚ、２．５ＧＨｚの周波数（バンド）に対応したＩＥＥＥ８０２.１１ａ、ＩＥＥＥ８０２.１１ｂの２種類の規格がある。従って、このＩＥＥＥ８０２に適応した製品は、単一のバンドに対応したものより、両方のバンドに対応したタイプが好都合である。
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１、２に開示された平板状アンテナは、単一のバンドにしか対応しておらず、複数のバンド即ちマルチバンドに対応したものではない。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑み、マルチバンドに対応した平板状アンテナを提供することを目的とするものである。
【０００７】
また、本発明の他の目的は、特に高周波数帯域でインピーダンス整合ができる平板状アンテナを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の平板状アンテナは、略矩形の接地平面と、この接地平面の一隅から接地平面の一辺に沿って延出する放射素子部を備えた平板状アンテナにおいて、放射素子部は、互いに平行に延びる複数の放射素子から構成され、一辺と逆側の他辺から放射素子部の延出方向と直交する方向に互いに離隔して延びる複数の切欠により複数の長いスタッドが形成され、隣接する長いスタッド間に長いスタッドと同じ方向に延びる短いスタッドが形成されていることを特徴とするものである。
【０００９】
また、長いスタッドの先端および短いスタッドの先端と、一辺からの距離は、それぞれ低い周波数帯域の１／４波長、高い周波数帯域の１／４波長に相当する長さとすることができる。
【００１０】
上記放射素子部は、２つの放射素子から構成され、一方の放射素子は、一隅で接地平面に連結され、他方の放射素子は、一方の放射素子と接地平面の間で、２つのウェブを介して一方の放射素子に連結されるよう構成することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の平板状アンテナは、放射素子部が、互いに平行に延びる複数の放射素子から構成され、接地平面の一辺と逆側の他辺から放射素子部の延出方向と直交する方向に互いに離隔して延びる複数の切欠により複数の長いスタッドが形成され、隣接する長いスタッド間に長いスタッドと同じ方向に延びる短いスタッドが形成されているので、マルチバンドに対応した平板状アンテナが得られる。
【００１２】
また、長いスタッドの先端および短いスタッドの先端と、一辺からの距離が、それぞれ低い周波数帯域の１／４波長、高い周波数帯域の１／４波長に相当する長さとした場合は、低い周波数と、高い周波数の２つのバンドに正確に対応した平板状アンテナとすることができる。
【００１３】
上記放射素子部は、２つの放射素子から構成され、一方の放射素子は、一隅で接地平面に連結され、他方の放射素子は、一方の放射素子と接地平面の間で、２つのウェブを介して一方の放射素子に連結されるよう構成されている場合は、適切な帯域幅が得られるとともに、２つのウェブにより他方の放射素子の位置ずれを防止して、位置精度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の平板状アンテナ（以下、単にアンテナという）の平面図である。アンテナ１は、ポリイミドフィルム等の絶縁フィルム上に形成された導体平板を、エッチング等の手法により所定の形状に除去することによって得られる。ここで使用される導体の種類は、銅、銅合金、鉄の薄膜等が考えられる。なお、図の説明にあたり、矢印で示すように、便宜上、接地平面２の辺に沿う互いに直交するＸ軸方向、Ｙ軸方向を設定し、これを適宜、基準にして説明する。
【００１５】
本発明のアンテナ１は、接地平面２の一隅４からＸ軸方向に沿って延長部１０が直線的に形成され、この延長部１０から接地平面２の一辺６に沿って放射素子部８が延出している。放射素子部８は、延長部１０の先端から直角に一辺６の略全長に亘って延びる比較的長い放射素子（一方の放射素子）８ａと、この放射素子８ａに連結部１２を介して連結され、放射素子８ａと平行に延びる比較的短い放射素子（他方の放射素子）８ｂとから構成されている。
【００１６】
連結部１２は、Ｙ軸方向に沿って離隔した２カ所のウェブ１２ａ、１２ｂから構成されている。各放射素子８ａ、８ｂの先端部には一辺６側に向けて突出した矩形の凸部１４、１６が形成されている。凸部１６には同軸ケーブル２８が接続される給電点３２が形成される（図２）。他方一辺６には、凸部１６に対向するように、放射素子８ｂの先端近傍にＸ軸に沿って放射素子８ａに向けて突出する他の矩形の凸部１８が形成されている。この凸部１８には、他の給電点３４が形成される（図２）。給電点３２、３４に同軸ケーブル２８の導体を接続する場合、図１に示すように同軸ケーブル２８の中心導体２８ａが、凸部１６に接続され、接地導体２８ｂが凸部１８に接続される。
【００１７】
次に接地平面２について説明する。前述の一辺６の逆側となる他辺２０からは、Ｘ軸に沿って、即ち一辺６側に向けて矩形の複数の切欠２２（２２ａ、２２ｂ、２２ｃ）が形成されている。切欠２２ａ、２２ｃは比較的幅広であり、切欠２２ｂは切欠２２ａ、２２ｃより狭幅である。これらの切欠２２により、同じ幅を有する比較的長さの長い凸片即ちスタッド２４（２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ）が形成される。
【００１８】
そして、重要なことは、各切欠２２即ち隣接するスタッド２４間には、長さの比較的短い凸片即ちスタッド２６（２６ａ、２６ｂ、２６ｃ）がスタッド２４と同じ方向に、アンテナ１の一部として一体に形成されている点である。スタッド２６ａ、２６ｃは、比較的幅広であり、スタッド２６ｂは比較的狭幅である。このスタッド２４の先端即ち他辺２０と一辺６との距離およびスタッド２６の先端２７と一辺６との距離は、それぞれ、低い周波数帯域の１／４波長、高い周波数帯域の１／４波長に相当する長さとなっている。なお、従来の一般的な接地平面は、図１に他辺２０と同じ位置になる仮想線３０で示すように、矩形の接地平面である。従って、本発明のアンテナ１は、従来と同じく低い周波数帯に対応しているとともに、短いスタッド２６を設けたことにより、高い周波数帯にも対応可能となっている。この事実は、後述する試験データによって裏付けられた。
【００１９】
このように構成したアンテナ１の構成は、従来の接地平面に切欠２２によってスタッド２４と２６を形成したといえるが、換言すると、比較的小面積の接地平面に複数の長いスタッド２４とこれらのスタッド２４の間に短いスタッド２６を接地平面と一体に突出させたということもできる。
【００２０】
次に、アンテナ１の実施例として主要な寸法について説明する。  
アンテナ１は、全体として、高さＨ：３０ｍｍ、幅Ｗ：３０ｍｍの略正方形に形成された。スタッド２４、２６および切欠２２の寸法は次の通りである。長いスタッド２４の長さＬ１：１８ｍｍ、幅Ｗ１：４ｍｍ、短いスタッド２６の長さＬ２：３ｍｍ、スタッド２６ａ、２６ｃの幅Ｗ２：３ｍｍ、スタッド２６ｂの幅Ｗ３：２ｍｍ、切欠２２ａ、２２ｃの幅Ｗ４：５ｍｍ、切欠２２ｂの幅Ｗ５：４ｍｍ
【００２１】
次に、放射素子部８の電流の経路について図２を参照して説明する。図２は、放射素子部８を拡大して示すアンテナ１の部分拡大図である。図２中、×で示す部分は、同軸ケーブル２８の中心導体２８ａが接続される給電点３２と、接地導体２８ｂが接続される給電点３４を表す。なお図２では、同軸ケーブル２８は、仮想線で輪郭のみを示している。
【００２２】
給電点３２に供給された電流は、２通りの経路を通って接地平面２に流れる。即ち、破線で示す第１の経路３６は、放射素子８ｂおよびウェブ１２ｂを通って放射素子８ａの先端の凸部１４に流れる。そして、凸部１４から対向する接地平面２の一辺６に流れる。また、他方、同様に破線で示された第２の経路３８は、放射素子８ｂの他端から延長部１０に近い方の別のウェブ１２ａを通って、放射素子８ａ、延長部１０を経て接地平面２に流れる。第２の経路３８に沿った電流は、第１の経路３６に沿った電流の電磁誘導により生じるものである。このような電流経路を形成することにより、適切な周波数帯域幅でインピーダンス整合（インピーダンスマッチング）を行うことができる。前述の凸部１４を形成する代わりに、放射素子８ａの幅でさらにＹ軸方向に突出させてもよい。しかし、凸部１４にした方が、アンテナ１の外形が所定の寸法の正方形内に収まって、材料取りの効率がよくなる。
【００２３】
次に、上記構成のアンテナ１を用いて、２種類の周波数について入力と出力の比を測定した結果について、図３と図４に示す。図３および図４では、横軸に周波数を示し、縦軸にＳ１１絶対値を示している。図３は、周波数が２ＧＨｚ〜３ＧＨｚの比較的低い周波数帯域について、前述の切欠２２のない場合と、切欠２２がある場合とについて比較試験を行ったものである。図４は、周波数が５ＧＨｚ〜６ＧＨｚの比較的高い周波数帯域について、同様に切欠２２のない場合と、切欠２２がある場合とについて比較試験を行ったものである。なお、切欠２２がある場合とは、短いスタッド２６がある場合である。
【００２４】
図３および図４中、Ｅ＋０９は、１０９を表す。また、Ｓ[１，１]Ｍａｇの欄に示された値は、中心導体と接地導体がそれぞれ１つずつ接続された場合の入力、出力の比の大きさを絶対値で表したものであり、単位なしである。図３に示すように、２．５ＧＨｚ前後の比較的低い周波数帯域では、切欠なしの場合の破線で示すグラフと、切欠ありの場合の実線で示すグラフとは略同じような傾向の曲線を示し、性能上の差はあまりなかった。なお、図３、図４では、Ｓ１１絶対値の数値が０に近いほどインピーダンス整合がとれていることを表す。
【００２５】
他方、図４に示すように周波数の高い領域では、切欠２２の有無が性能に大きな差をもたらしていることがわかる。即ち、５ＧＨｚから５．５ＧＨｚの間でＳ１１絶対値は、切欠ありの場合は、切欠なしの場合よりも０に近くなっており、インピ−ダンス整合の点で性能的に切欠ありの方が上であることがわかる。また、Ｓ１１絶対値が同じ場合、その値の範囲内にある周波数帯はインピーダンス整合ができる周波数の範囲を示しているので、この図４から、切欠ありの場合の方が広い周波数範囲でインピーダンス整合がとれていることがわかる。例えば、図４に一点鎖線４０で示すＳ１１絶対値が約２．５Ｅ−０１のとき、切欠なしの場合では、約５〜５．２ＧＨｚの帯域幅でインピーダンス整合がよくとれている。他方、切欠ありの場合では、約５．１〜５．４ＧＨｚの帯域幅に亘って、切欠なしの場合よりインピーダンス整合が概ね良好にとれていることがわかる。また、５．１と５．４ＧＨｚの略中間においては、切欠ありの場合（実線）は切欠なしの場合（破線）より遙かにインピ−ダンス整合がとれていることがわかる。このように、短いスタッド２６の存在により、５ＧＨｚの周波数帯域で良好なインピ−ダンス整合がとれて、２．５ＧＨｚの周波数帯の他に、この５ＧＨｚの周波数帯でも良好に送受信できることが実証された。
【００２６】
以上、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明したが、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形、変更が可能であることはいうまでもない。例えば、給電するための電線として、同軸ケーブルの他にツイストペアケーブルのような他のケーブルを使用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の平板状アンテナの平面図
【図２】放射素子部を拡大して示す平板状アンテナの部分拡大図
【図３】２．５ＧＨｚ付近におけるＳ１１絶対値のグラフ
【図４】５ＧＨｚ付近におけるＳ１１絶対値のグラフ
【符号の説明】
【００２８】
１    平板状アンテナ
２    接地平面
４    一隅
６    一辺
８    放射素子部
８ａ、８ｂ    放射素子
１２ａ、１２ｂ    ウェブ
２０    他辺
２２    切欠
２４    長いスタッド
２６    短いスタッド
２７    先端
【図１】
2005094078.tif 000003
【図２】
2005094078.tif 000004
【図３】
2005094078.tif 000005
【図４】
2005094078.tif 000006