(57)【要約】【課題】  たとえば２.４〜２.５ＧＨｚと５〜６ＧＨｚのような２以上の多周波数帯で、広帯域のアンテナを１個で実現できる折返しアンテナを提供する。【解決手段】  接地導体膜２に対して垂直方向に延びながら、接地導体膜２と平行な方向にジグザグ状に折り返されることにより複数個の折返し部１３、１５、１７が形成されると共に、その折返し部間のエレメント１２、１４、１６、１８の長さが接地導体膜２側（給電端部４側）で小さく、接地導体膜２から離れるにつれて大きくなるようにアンテナエレメント１が形成されている。そして、各エレメントの長さＬ1〜Ｌ3および隣接するエレメント間の間隔ｄ1、ｄ2、ｄ3を調整することにより、２以上の周波数帯で共振し、第１周波数帯でその周波数の４％以上の帯域幅、第２周波数帯でその周波数の１５％以上の帯域幅を有するように、アンテナエレメント１の折返し部が形成されている。【選択図】        図１
2005277448.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地板の一つの面に対して垂直方向に延びながら、前記地板の一つの面と平行な方向にジグザグ状に折り返されることにより複数個の折返し部が形成されると共に、該折返し部間のエレメント、または隣接する任意の同じ長さのエレメント２個１組のエレメント組の長さが、前記地板側で短く、該地板から離れるにつれて長くなるようにアンテナエレメントが形成され、かつ、前記折返し部間のエレメント、または隣接する任意の同じ長さのエレメント２個１組のエレメント組の長さおよび隣接するエレメント間の間隔を調整することにより、２以上の周波数帯で共振し、第１周波数帯で該周波数の４％以上の比帯域幅、第２周波数帯で該周波数の１５％以上の比帯域幅を有するように前記アンテナエレメントの折返し部が形成されてなる折返しアンテナ。
【請求項２】
前記折り返し部間のエレメントが３個以上形成され、該エレメントの隣接するエレメント間の間隔が複数種類の間隔を有する請求項１記載の折返しアンテナ。
【請求項３】
前記第１周波数帯が２.４〜２.５ＧＨｚで動作可能であり、前記第２周波数帯が５〜６ＧＨｚで動作可能である請求項１または２記載の折返しアンテナ。
【請求項４】
前記アンテナエレメントが誘電体基体の表面または内部の少なくとも一面に導電体膜により形成され、該誘電体基体の前記一面と垂直な一側面に、接地され得る接地導体膜が前記地板の一つの面として設けられ、該接地導体膜が設けられた一側面側に該接地導体膜と接触しないように前記アンテナエレメントの一端部が設けられ、該アンテナエレメントの前記一端部から延びるエレメントは前記一面上で前記一側面と垂直方向に延びた後に、前記一側面が前記一面と交差する一辺と平行になるように折り曲げられ、該一側面から離れる方向に複数個の前記折返し部が形成されてなる請求項１、２または３記載の折返しアンテナ。
【請求項５】
前記一辺と平行になるエレメントのうち前記接地導体膜に一番近い第１のエレメントと前記接地導体膜との距離が０.８〜１ｍｍであり、該第１エレメントの長さが４〜４.５ｍｍであり、前記一辺と平行なエレメントまたは前記エレメント組とそれに隣接するエレメントとの長さの割合が１.０５〜２倍となるように接地導体膜から離れるにつれて長くなる請求項４記載の折返しアンテナ。
【請求項６】
前記折返し部が、前記アンテナエレメントの一端部側が前記地板の一つの面と垂直方向に延びる方向を中心線として、該中心線に関して左右同じ角度で広がる方向に設けられるか、または前記中心線上、もしくは中心線から一定距離離れた前記中心線と平行な線上に一方の折返し部が存在し、他方の折返し部が該中心線に関して一方側のみに順次広がる方向に設けられる請求項１ないし５のいずれか１項記載の折返しアンテナ。
【請求項７】
前記接地導体膜が、前記誘電体基体の前記一面側まで延びて形成されてなる請求項４ないし６のいずれか１項記載の折返しアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば無線ＬＡＮ（Ｌocal Ａrea Ｎetwork）などに用いるのに好適な２以上の周波数帯の信号を送受信することができると共に、帯域幅の広い小型で高性能なアンテナに関する。さらに詳しくは、たとえば２.４ＧＨｚと５ＧＨｚのような２周波数帯で、しかも５ＧＨｚ帯では１ＧＨｚ程度の帯域幅を有するような小型のアンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、たとえば２倍程度の関係にあるような２以上の周波数帯の信号を送受信するのに好適なアンテナとして、たとえば図１０に示されるような折返しアンテナ５０が考えられている（たとえば特許文献１参照）。この折返しアンテナ５０で、その隣接するエレメント５１間の間隔などを調整することにより、共振させる周波数を調整することができ、ほぼ２倍の関係にある２つの周波数帯でも共振させ得ることが知られている。このようなアンテナは、たとえば誘電体などからなる円筒体の表面に形成され、携帯電話機などのアンテナとして筐体上部に取り付けられ、携帯電話機などの筐体を接地面５２として、アンテナエレメント５１が接地面（地板）５２と一定間隔ｈを介して配置して使用される。
【特許文献１】特開平１０−１３１３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前述のような従来の折返しアンテナでは、アンテナの背を低くすることが要求されることから、アンテナエレメント５１の底面と地板５２との間隔（図１０のｈ）が小さくなり、２つの周波数帯で共振させることができても、それぞれの周波数帯でアンテナの入力インピーダンスを充分に調整することができないと共に、それぞれの周波数帯で帯域幅を充分に広くすることができず、たとえば今日の無線ＬＡＮに要求されるような２.４ＧＨｚ／５ＧＨｚシステムで、２.４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯とでそれぞれ４.１％と１５.２％の帯域幅を満たすアンテナを確実に実現させることができない。
【０００４】
さらに、前述の構造のアンテナでは、アンテナエレメント５１の底面と地板５２との距離ｈ（図１０参照）があまり近いとアンテナの入力インピーダンスが低下し、所望の特性が得られないため、その距離ｈを大きくとるように筐体から離して設ける必要があり、装置の小型化の要求を果たせないと共に、とくに２以上の周波数帯で共振させる場合には、距離ｈが小さいと両方の周波数に対してインピーダンスを調整するのが難しいという問題がある。
【０００５】
一方において、前述のように、今日の無線ＬＡＮなどでは、２.４ＧＨｚ／５ＧＨｚの２つの周波数帯で共振させながら、２.４ＧＨｚ帯で１００ＭＨｚの帯域幅が、５ＧＨｚ帯では、１ＧＨｚ程度の帯域幅を有し、５〜６ＧＨｚで動作することが要求される状況にある。
【０００６】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたもので、たとえば２.４ＧＨｚ／５ＧＨｚのような２以上の周波数帯で共振し、かつ、たとえば５ＧＨｚから６ＧＨｚのような１ＧＨｚ程度の帯域幅を有する広帯域化を、１個のアンテナで実現できるような折返しアンテナを提供することを目的とする。
【０００７】
本発明の他の目的は、アンテナのインピーダンス調整を地板との関係に余り影響されずに、折返し部およびエレメントの幅、エレメント間の間隔の調整だけでインピーダンスや共振周波数を満たすことができる構造の折返し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】
本発明者らは、前述の今日の無線ＬＡＮに要求されるような２.４ＧＨｚ／５ＧＨｚの２周波数帯で使用し得るアンテナで、５〜６ＧＨｚの帯域幅を有するアンテナを得るために鋭意検討を重ねた結果、アンテナエレメントの折返しを地板の一つの面と平行になる方向に、すなわち給電部側のエレメントと垂直方向である接地導体膜（地板）と平行方向に折り返すと共に、その接地導体膜と平行方向のエレメント長を給電部から離れるにつれて、長くなるように形成し、その上で、各折返し部間のエレメント長や、隣接するエレメントの間隔を調整することにより、共振する周波数を調整することができ、しかも、高い共振周波数の２つを近づけることにより、その２つの共振周波数間をほぼ共振させることができ、１ＧＨｚ程度という広い帯域幅を得ることができ、上述の無線ＬＡＮで要求される条件を満足するアンテナを実現させることができた。
【０００９】
本発明による折返しアンテナは、地板の一つの面に対して垂直方向に延びながら、前記地板の一つの面と平行な方向にジグザグ状に折り返されることにより複数個の折返し部が形成されると共に、該折返し部間のエレメント、または隣接する任意の同じ長さのエレメント２個１組のエレメント組の長さが、前記地板側で短く、該地板から離れるにつれて長くなるようにアンテナエレメントが形成され、かつ、前記折返し部間のエレメント、または隣接する任意の同じ長さのエレメント２個１組のエレメント組の長さおよび隣接するエレメント間の間隔を調整することにより、２以上の周波数帯で共振し、第１周波数帯で該周波数の４％以上の比帯域幅、第２周波数帯で該周波数の１５％以上の比帯域幅を有するように前記アンテナエレメントの折返し部が形成されている。
【００１０】
ここに地板の一つの面とは、アンテナの給電部に最も近い地板の主たる面または端面を意味し、たとえば誘電体基板表面にアンテナエレメントと地板（接地導体膜）が導電体膜で並置して形成される場合には、アンテナエレメントの給電部に最も近い接地導体膜の端部における接地導体膜の厚さ方向の面を意味する。
【００１１】
この構造にすることにより、地板と近いアンテナエレメントは短く、地板から離れるにつれて長くなるため、地板とアンテナエレメント間の容量は非常に小さく、アンテナの入力インピーダンスへの影響は小さい。しかも、後述するように、エレメントの長さを順次変えることにより、共振周波数を変えることができ、たとえば低い周波数帯を所望の周波数帯に近づけながら、高い周波数帯の２つの共振周波数を非常に近づけることができ、その２つの共振周波数間を共振状態として使用することができる。その結果、たとえば２.４〜２.５ＧＨｚと５〜６ＧＨｚの帯域幅を有するアンテナを得ることができた。
【００１２】
前記折り返し部間のエレメントが３個以上形成され、該エレメントの隣接するエレメント間の間隔が複数種類の間隔を有するように調整することにより、すなわち、エレメント間の間隔を異ならせて調整することにより、共振周波数の調整をしやすくすることができる。
【００１３】
具体的には、前記アンテナエレメントが誘電体基体の表面または内部の少なくとも一面に導電体膜により形成され、該誘電体基体の前記一面と垂直な一側面に、接地され得る接地導体膜が前記地板の一つの面として設けられ、該接地導体膜が設けられた一側面側に該接地導体膜と接触しないように前記アンテナエレメントの一端部が設けられ、該アンテナエレメントの前記一端部から延びるエレメントは前記一面上で前記一側面と垂直方向に延びた後に、前記一側面が前記一面と交差する一辺と平行になるように折り曲げられ、該一側面から離れる方向に複数個の前記折返し部が形成される構造にすることができる。
【００１４】
さらに具体的には、前記一辺と平行になるエレメントのうち前記接地導体膜に一番近い第１のエレメントと前記接地導体膜との距離が０.８〜１ｍｍであり、該第１エレメントの長さが４〜４.５ｍｍであり、前記一辺と平行なエレメントまたは前記エレメント組とそれに隣接するエレメントとの長さの割合が１.０５〜２倍となるように接地導体膜から離れるにつれて長くなるように形成される。
【００１５】
前記折返し部が、前記アンテナエレメントの一端部側が前記地板の一つの面と垂直方向に延びる方向を中心線として、該中心線に関して左右同じ角度で広がる方向に設けられるか、または前記中心線上、もしくは中心線から一定距離離れた前記中心線と平行な線上に一方の折返し部が存在し、他方の折返し部が該中心線に関して一方側のみに順次広がる方向に設けられてもよい。
【００１６】
前記接地導体膜が、前記誘電体基体の前記一面側まで延びて形成されることにより、たとえば回路基板上に配置された他の部品や携帯電話機の利用者の手による影響を少なくすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、地板との関係で入力インピーダンスが低下するのを防止すると共に、所望の周波数帯で、かつ、所望の帯域幅で共振するアンテナを得ることができる。その結果、最近の無線ＬＡＮなどで、たとえば２.４〜２.５ＧＨｚと５〜６ＧＨｚというような離れた高周波帯で、しかも広帯域の２周波帯の信号を１個で送受信することができるアンテナが得られるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
つぎに、図面を参照しながら本発明の折返しアンテナについて説明をする。本発明による折返しアンテナは、図１（ａ）にその一実施形態の斜視説明図が示されるように、地板の一つの面（接地導体膜）２に対して垂直方向に延びながら、地板の一つの面２と平行な方向にジグザグ状に折り返されることにより複数個の折返し部１３、１５、１７が形成されると共に、その折返し部１３、１５、１７間のエレメント（第１エレメント１２、第２エレメント１４と第３エレメント１６の組、および第４エレメント１８）の長さが接地導体膜２側（給電端部４側）で小さく、接地導体膜２から離れるにつれて大きくなるようにアンテナエレメント１が形成されている。このエレメント長さの関係については、第２エレメント１４と第３エレメント１６のように隣接するエレメントで同じ長さのところは１組にまとめたエレメント組として扱っている。本発明では、さらに折返し部間の各エレメント１２、１４、１６、１８の長さＬ1〜Ｌ3および隣接するエレメント間の間隔ｄ1、ｄ2、ｄ3を調整することにより、２以上の周波数帯で共振し、第１周波数帯でその周波数の４％以上の帯域幅、第２周波数帯でその周波数の１５％以上の帯域幅を有するように、アンテナエレメント１の折返し部が形成されていることに特徴がある。
【００１９】
図１に示される例は、アンテナエレメント１がセラミックスなどの誘電体基体３の表面に形成され、誘電体基体３としては、長さ（Ｍ）×幅（Ｗ）×厚さ（ｔ）が７ｍｍ×８ｍｍ×０.９ｍｍ程度の大きさで、比誘電率が２０のセラミックスを用い、２.４〜２.５ＧＨｚ帯と、５〜６ＧＨｚ帯の２周波数帯で用いられる無線ＬＡＮ用のアンテナとして形成されている。このアンテナエレメント１は、図１に示されるように誘電体基体３の表面に設けられなくても、たとえば誘電体膜表面にアンテナエレメントの一部または全部が形成され、他の誘電体膜と共に積層して焼結されたり、誘電体基板を貼り合せることにより、その一部または全部が誘電体基体３の内部に形成されてもよいし、空間にアンテナエレメントが折り返されることにより形成されてもよいし、円筒状または円柱状の誘電体表面に形成されてもよいし、さらには可撓性の誘電体フィルムにアンテナエレメントが形成されたものを丸めて円筒状に形成したものでもよい。要は、アンテナエレメント１が地板２の一つの面と平行方向に複数回折り返されると共に、地板２から遠ざかるにつれて地板２と平行なエレメント長が長くなるように折り返され、かつ、所望の周波数帯で所望の帯域幅を有するように折返し部が形成されていればよい。
【００２０】
アンテナエレメント１は、前述のように、セラミック基板などにスパッタリングなどで設けられた導電体膜をパターニングしたり、スクリーン印刷などにより所望のパターンに形成したものでもよく、線材などの金属ワイヤを折り曲げて形成したものでもよい。本発明では、このアンテナエレメント１が、折返し部間のエレメントの長さＬ1〜Ｌ3が地板となる接地導体膜２側で短く、離れるにつれて長くなると共に、前述の各エレメント長Ｌ1〜Ｌ3およびエレメント間隔ｄ1〜ｄ3、さらには各エレメントの幅を調整することにより、複数の共振周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４を調整し、ｆ３およびｆ４の共振周波数を非常に接近させることによりｆ３とｆ４との間で共振させて使用できるようにすると共に、その共振周波数がｆ１のほぼ２倍となるように調整することにより、２.４〜２.５ＧＨｚおよび５〜６ＧＨｚで使用できるアンテナとしたことに特徴がある。
【００２１】
すなわち、通常のアンテナでは、たとえば１／４波長の長さのアンテナが３倍の周波数に対しては３／４波長の長さになり、３倍、５倍、７倍のような奇数倍の関係にある周波数は、共振をとりやすい。一方、折返しアンテナにすることにより、以下に述べるように、２倍の周波数帯に対しても共振させることができることが知られている。本発明者らは、前述のように、この折返しアンテナをさらに調整することにより、たとえば任意の関係にあるｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４の共振周波数の、たとえばｆ３とｆ４とを非常に近づけ、その間を１つの共振周波数帯域とし得ることを見出したものである。
【００２２】
折返しアンテナは、たとえば図３（ａ）に示されるような、長さＬ、太さ（幅）がそれぞれρ１、ρ２で間隔がｄの折返しアンテナは、図３（ｂ）および（ｃ）に示される両エレメントの電流Ｉｒが同方向の偶モード（even mode）と逆方向の電流Ｉｆの奇モード（odd mode）とに分けて考えられる。この（ｂ）および（ｃ）に示される偶モードと奇モードとは、それぞれ給電部４を共通化して簡略にすると、図３（ｄ）および（ｅ）に示される等価回路に置き換えることができる。なお、図３において、Ｉｉは折返しアンテナに給電される電流、Ｖｉは折返しアンテナに給電される電圧、Ｉｒは偶モードと奇モードとに分解した場合における偶モードのエレメントに給電される電流、Ｉｆは奇モードの場合における給電電流で、Ｖが給電電圧である。なお、αは、折返し部の結合に関係するもので、後述の（２）式で表される。
【００２３】
図３（ｄ）より、偶モードの場合におけるアンテナの入力インピーダンスＺｒは、Ｚｒ＝Ｖ／｛（１＋α）Ｉｒ｝        （１）
ここで、αは、
【００２４】
【数１】
2005277448.tif 000003
【００２５】
γ＝ｄ／ρ１、μ＝ρ２／ρ１、Ｌは折り返されたアンテナエレメント１全体の電気長をそれぞれ示す。
【００２６】
また、奇モードにおける入力入ピーダンスＺｆは、図３（ｅ）から明らかなように、Ｚｆ＝（１＋α）Ｖ／（２Ｉｆ）＝ｊＺ0ｔａｎ（ｋＬ）      （３）
ここで、ｋ＝２π／λ、λは波長、Ｚ0は平行ワイヤ（レッヘル線）の特性抵抗をそれぞれ示す。
【００２７】
式（１）および（３）を用いて、折返しアンテナの入力インピーダンスＺｉｎは、次式（４）で表される。
【００２８】
【数２】
2005277448.tif 000004
【００２９】
式（３）において、ｋＬ＝２πＬ／λは、折返しによる電気長Ｌの変化により、共振する周波数、すなわち波長λが変化し、ほぼ一定となる。その結果、式（３）および式（１）の入力インピーダンスは、αすなわちアンテナエレメントの太さ（幅）ρや折返し間隔ｄを変化させることにより変化するが、共振周波数が変化してもほぼ一定となり、式（４）の入力インピーダンスも共振周波数に対して広帯域になる。
【００３０】
このように、折返し長さおよびその折返しの間隔などを調整し、図１に示される構造のアンテナにすることにより、たとえば共振周波数ｆ１〜ｆ４のうち、ｆ３とｆ４とを非常に接近させて、ｆ１が２.４〜２.５ＧＨｚ、ｆ３〜ｆ４が５〜６ＧＨとすることができた。そのアンテナの周波数に対するリターンロスを示したのが図２（ａ）で、折返し部間の各エレメントの長さを変えないで、一定の長さで折り返した場合の同様の周波数に対するリターンロスを図２（ｂ）に対比して示す。図２から明らかなように、漸次エレメント長を長くする漸変式アンテナにすることにより、所望の２.４〜２.５ＧＨｚと、５〜６ＧＨｚとが得られたのに対して、同じ長さで形成した折返しアンテナでは、５〜６ＧＨｚの共振を得ることができなかった。
【００３１】
このときのアンテナの図１における各寸法は、Ｌ1＝４ｍｍ、Ｌ2＝６ｍｍ、Ｌ3＝８ｍｍ、ｄ1＝０.６ｍｍ、ｄ2＝０.７ｍｍ、ｄ3＝０.８ｍｍ、ｈ＝０.８ｍｍ、エレメント１２の幅＝１ｍｍ、エレメント１４および１６の幅＝０.８ｍｍ、エレメント１８の幅＝１ｍｍであった。このように、第１エレメント１２の長さＬ1が小さいため、接地導体２との距離ｈを従来の図１０に示される構造の２〜３ｍｍ程度から０.８〜１ｍｍ程度と小さくすることができる。また、漸次長くするエレメント長の関係は、上述の例に限定されず、所望の周波数帯で所望の帯域幅、および所望の入力インピーダンスが得られるように調整することができるが、隣接するエレメントの１.０５〜２倍程度の長さ、たとえば１.５倍程度の長さで漸変させることができる。
【００３２】
さらに、上述の例のように、エレメント間の間隔ｄは同じ幅ではなく、異なる間隔で形成することにより、周波数調整をしやすく、さらにエレメントの幅も変えることにより、共振周波数の調整をしやすい。すなわち、前述の周波数関係を有すると共に、所望の入力インピーダンスが得られるように調整するには、ただ単に折返しアンテナにするだけではなく、折返し部間のエレメント長を地板から離れるにつれて漸次長くすると共に、そのエレメント幅、隣接するエレメント間隔を２種以上の種々の値で変化させることにより、得ることができる。なお、一旦所望の特性が得られるアンテナエレメントの寸法を設計することができれば、同じ寸法で量産をすることができる。なお、図１に示される例では、接地導体膜２が誘電体基体３の表面にまで設けられているが、側面（底面）だけに設けられていてもよい。
【００３３】
本発明の折返しアンテナによれば、ただ単に折り返されているだけではなく、折返しが、給電部４側の地板（接地導体２）の一つの面と平行になるように折り返されると共に、折り返される各エレメントＬ1〜Ｌ3の長さが、順次長くなるように折り返されている。その結果、地板とエレメント間の容量を小さくすることができ、入力インピーダンスの低下を防止することができ、前述のエレメント間の間隔などを調整することにより、所望の入力インピーダンスを形成することができる。また、各エレメントの長さおよびその間隔を調整することにより、ｆ１〜ｆ４の共振周波数を調整することができ、前述の図２（ａ）に示されるように、ｆ１は２.４〜２.５ＧＨｚ（約４％）の帯域幅で、また、ｆ３とｆ４とを非常に近づけることで、ｆ１のほぼ２倍となる５ＧＨｚ帯でほぼ１ＧＨｚ（約１８％）の帯域幅を有するアンテナを実現することができた。
【００３４】
このアンテナ２０は、たとえば図１（ｂ）に示されるように、無線ＬＡＮや携帯電話機などに組み込まれれる基板２１に搭載される。図１（ｂ）では、アンテナ搭載部および給電配線２３の部分を除いて、接地導体２２が設けられ、アンテナ２０の接地導体膜２と接続されている。なお、給電配線２３はアンテナ２０の給電部４と接続されると共に、その他端部側は基板２１の表側に導かれ、表側に形成される送受信回路と接続されている。この例に示されるように、アンテナ２０の側面側にも接地導体２２ｂが設けられていることにより、その間隔Ｄを調整すれば、アンテナ２０のインピーダンスをさらに調整することができる。
【００３５】
なお、このような構造にしてもアンテナの延びる方向と地板の一つの面との関係では、誘電体基体３の側面に形成された接地導体膜２が地板の一つの面に該当する。一方、アンテナとして独立して形成されないで誘電体基板上に直接図１（ｂ）に示されるような構造にアンテナエレメント１や接地導体膜２２などが形成される場合には、アンテナの延びる方向と地板の一つの面との関係をいう一つの面とは、給電部４に最も近い接地導体膜２２の端面２２ａにおける接地導体膜２２の厚さ方向の面（紙面と垂直方向の面）を意味している。
【００３６】
また、無線ＬＡＮなどの基板に組み込まれる場合、前述の図１に示されるように、アンテナエレメント１が形成された面が外側になるようにアンテナ２０が搭載されないで、たとえば図４に示されるように、アンテナエレメント１の形成された面を基板２１側に向けて搭載することもできる。なお、図４において、図１と同じ部分は同じ符号を付してその説明を省略する。
【００３７】
さらに、アンテナ２０は、図１に示されるように、アンテナエレメント１が表面に露出しないで、図５に斜視およびそのＢ−Ｂ断面説明図が示されるように、誘電体基体３の内部に形成されていてもよい。すなわち、大きなシート状の第１セラミックシート３１の表面に、たとえば前述のようなアンテナエレメント１を複数個分形成し、その表面に第２セラミックシート３２を重ねて積層構造にし、各アンテナに分割・焼成した後にアンテナエレメント１の端部に給電部４および接地導体２を導電膜の塗布・焼成により形成されている。このような構成にしても、アンテナエレメント１は接地導体２の一つの面と垂直方向に延びながら、前述の関係で形成されている。なお、図５において、３５、３６は第セラミックシート３１の裏面側に設けられたランドで、基板２１などにハンダ付けなどをするために設けられているものである。
【００３８】
このように、セラミック基体３の中にアンテナエレメント１を形成すると、大きなセラミックシートに多数個を一度に印刷してから各アンテナに切断・焼成することができ、製造効率がが非常に向上する。
【００３９】
図１に示される例では、給電部４側（アンテナエレメント１の一端部側）の接地導体膜２と垂直方向に延びるエレメント１１の中心線と一定距離の平行な線（セラミック基体３の端面）側を基準に対向する他方の端面側への長さが異なるパターンの例であったが、地板から遠ざかるにつれて、エレメント長が漸次長くなる（等しい部分があることを妨げない）構造であれば、そのエレメント長や幅、間隔を調整することにより、所望の第１および第２の周波数帯で、それぞれ必要な所望の帯域幅が得られるアンテナとすることができる。そのようなパターンの例を以下に例示する。
【００４０】
図６に示される例は、給電部４に接続されるエレメント１ａの軸（地板２と垂直な軸）を中心として左右対称に折り曲げられながら、漸次エレメント長が長くなるように折り返された形状のアンテナである。このような形状でも前述の例と同様に、セラミック基板表面に形成されてもよいし、誘電体層を積層することにより誘電体基体中に形成されてもよいし、金属ワイヤにより単独で形成されてもよい。このような対称形であれば、共振周波数などの調整を行い易い。
【００４１】
図７に示される例は、図６に示される例と同様であるが、この例では、折返し部が、地板２と平行なエレメントと垂直方向に折り返されるのではなく、斜めに折り返されるもので、他は図６の例と同じである。このような斜めに折り返されることにより、さらに広帯域なアンテナにしやすいという利点がある。
【００４２】
図８に示される例は、給電部４に接続されるエレメント１ａの軸を基準として、その一方側（図８では左側）のみに折り返されるもので、その折返し部間のエレメントの長さが漸次長く形成されるものである。すなわち、図１に示される折返しの基準線が給電部４に接続されるエレメント１ａの中心線上にあるだけで、他は図１に示される例と同様であり、広帯域なアンテナを実現しやすい利点がある。
【００４３】
図９に示される例は、図７に示される例と同様に、図８の構造で、折り返し部を斜め方向に折り曲げたものである。このような折り曲げ方をすることにより、図７および図８の例と同様の利点がある。
【００４４】
前述の例では、２.４ＧＨｚ／５ＧＨｚの２つの周波数帯の例であったが、この周波数帯には限定されず、２以上の多周波数帯で共振し、とくに高い周波数帯での帯域幅の広い共振特性を１個のアンテナで得る場合にとくに効果が大きい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明による折返しアンテナの一実施形態の説明図および基板に取り付けた状態の説明図である。
【図２】図１のアンテナの周波数に対するリターンロス特性を、同じエレメント長で折り返したアンテナのリターン特性と比較して示す図である。
【図３】図１に示される折返しアンテナのインピーダンスや周波数を変化させ得ることを説明する図である。
【図４】図１（ｂ）と同様の例で、アンテナを裏返しにして基板に取り付けた例を示す図である。
【図５】アンテナエレメントを基体中に作り込んだ例を示す図である。
【図６】折返しアンテナの他のパターン例を示す図である。
【図７】折返しアンテナの他のパターン例を示す図である。
【図８】折返しアンテナの他のパターン例を示す図である。
【図９】折返しアンテナの他のパターン例を示す図である。
【図１０】従来の折返しアンテナの構造例を示す図である。
【符号の説明】
【００４６】
１    アンテナエレメント
２    地板（接地導体膜）
３    誘電体基体
４    給電部
【図１】
2005277448.tif 000005
【図２】
2005277448.tif 000006
【図３】
2005277448.tif 000007
【図４】
2005277448.tif 000008
【図５】
2005277448.tif 000009
【図６】
2005277448.tif 000010
【図７】
2005277448.tif 000011
【図８】
2005277448.tif 000012
【図９】
2005277448.tif 000013
【図１０】
2005277448.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成17年3月17日(2005.3.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
前述のような従来の折返しアンテナでは、アンテナの背を低くすることが要求されることから、アンテナエレメント５１の底面と地板５２との間隔（図１０のｈ）が小さくなり、２つの周波数帯で共振させることができても、それぞれの周波数帯でアンテナの入力インピーダンスを充分に調整することができないと共に、それぞれの周波数帯で帯域幅を充分に広くすることができず、たとえば今日の無線ＬＡＮに要求されるような２.４ＧＨｚ／５ＧＨｚシステムで、２.４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯とでそれぞれ４.１％と１５.２％の比帯域幅を満たすアンテナを確実に実現させることができない。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
ここに地板の一つの面とは、アンテナの給電部に最も近い地板の主たる面または端面を意味し、たとえば誘電体基板表面にアンテナエレメントと地板（接地導体膜）が導電体膜で並置して形成される場合には、アンテナエレメントの給電部に最も近い接地導体膜の端部における接地導体膜の厚さ方向の面を意味する。また、比帯域幅とは、中心周波数（ｆ0）に対して、帯域幅（△ｆ）の占める割合（△ｆ／ｆ0）を意味する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
つぎに、図面を参照しながら本発明の折返しアンテナについて説明をする。本発明による折返しアンテナは、図１（ａ）にその一実施形態の斜視説明図が示されるように、地板の一つの面（接地導体膜）２に対して垂直方向に延びながら、地板の一つの面２と平行な方向にジグザグ状に折り返されることにより複数個の折返し部１３、１５、１７が形成されると共に、その折返し部１３、１５、１７間のエレメント（第１エレメント１２、第２エレメント１４と第３エレメント１６の組、および第４エレメント１８）の長さが接地導体膜２側（給電端部４側）で小さく、接地導体膜２から離れるにつれて大きくなるようにアンテナエレメント１が形成されている。このエレメント長さの関係については、第２エレメント１４と第３エレメント１６のように隣接するエレメントで同じ長さのところは１組にまとめたエレメント組として扱っている。本発明では、さらに折返し部間の各エレメント１２、１４、１６、１８の長さＬ1〜Ｌ3および隣接するエレメント間の間隔ｄ1、ｄ2、ｄ3を調整することにより、２以上の周波数帯で共振し、第１周波数帯でその周波数の４％以上の比帯域幅、第２周波数帯でその周波数の１５％以上の帯域幅を有するように、アンテナエレメント１の折返し部が形成されていることに特徴がある。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
本発明の折返しアンテナによれば、ただ単に折り返されているだけではなく、折返しが、給電部４側の地板（接地導体２）の一つの面と平行になるように折り返されると共に、折り返される各エレメントＬ1〜Ｌ3の長さが、順次長くなるように折り返されている。その結果、地板とエレメント間の容量を小さくすることができ、入力インピーダンスの低下を防止することができ、前述のエレメント間の間隔などを調整することにより、所望の入力インピーダンスを形成することができる。また、各エレメントの長さおよびその間隔を調整することにより、ｆ１〜ｆ４の共振周波数を調整することができ、前述の図２（ａ）に示されるように、ｆ１は２.４〜２.５ＧＨｚの帯域幅（約４％の比帯域幅）で、また、ｆ３とｆ４とを非常に近づけることで、ｆ１のほぼ２倍となる５ＧＨｚ帯でほぼ１ＧＨｚの帯域幅（約１８％の比帯域幅）を有するアンテナを実現することができた。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
このアンテナ２０は、たとえば図１（ｂ）に示されるように、無線ＬＡＮや携帯電話機などに組み込まれる基板２１に搭載される。図１（ｂ）では、アンテナ搭載部および給電配線２３の部分を除いて、接地導体２２が設けられ、アンテナ２０の接地導体膜２と接続されている。なお、給電配線２３はアンテナ２０の給電部４と接続されると共に、その他端部側は基板２１の表側に導かれ、表側に形成される送受信回路と接続されている。この例に示されるように、アンテナ２０の側面側にも接地導体２２ｂが設けられていることにより、その間隔Ｄを調整すれば、アンテナ２０のインピーダンスをさらに調整することができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
さらに、アンテナ２０は、図１に示されるように、アンテナエレメント１が表面に露出しないで、図５に斜視およびそのＢ−Ｂ断面説明図が示されるように、誘電体基体３の内部に形成されていてもよい。すなわち、大きなシート状の第１セラミックシート３１の表面に、たとえば前述のようなアンテナエレメント１を複数個分形成し、その表面に第２セラミックシート３２を重ねて積層構造にし、各アンテナに分割・焼成した後にアンテナエレメント１の端部に給電部４および接地導体２を導電膜の塗布・焼成により形成されている。このような構成にしても、アンテナエレメント１は接地導体２の一つの面と垂直方向に延びながら、前述の関係で形成されている。なお、図５において、３５、３６はセラミックシート３１の裏面側に設けられたランドで、基板２１などにハンダ付けなどをするために設けられているものである。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
このように、セラミック基体３の中にアンテナエレメント１を形成すると、大きなセラミックシートに多数個を一度に印刷してから各アンテナに切断・焼成することができ、製造効率が非常に向上する。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
【図１】本発明による折返しアンテナの一実施形態の説明図および基板に取り付けた状態の説明図である。
【図２】図１のアンテナの周波数に対するリターンロス特性を、同じエレメント長で折り返したアンテナのリターンロス特性と比較して示す図である。
【図３】図１に示される折返しアンテナのインピーダンスや周波数を変化させ得ることを説明する図である。
【図４】図１（ｂ）と同様の例で、アンテナを裏返しにして基板に取り付けた例を示す図である。
【図５】アンテナエレメントを基体中に作り込んだ例を示す図である。
【図６】折返しアンテナの他のパターン例を示す図である。
【図７】折返しアンテナの他のパターン例を示す図である。
【図８】折返しアンテナの他のパターン例を示す図である。
【図９】折返しアンテナの他のパターン例を示す図である。
【図１０】従来の折返しアンテナの構造例を示す図である。