(57)【要約】【課題】本発明はアンテナとそれを用いた電子機器において、そのアンテナの小型化を図ることを目的とする。【解決手段】その目的を達成するために、本体１８の表面にアンテナ電極１９を、裏面側にグランド電極２０を設け、外周面に信号電極２１を設け、アンテナ電極１９はＸ軸とＹ軸の長さを異ならせたものであり、１つのアンテナにより広帯域なアンテナを作製することができることにより、アンテナの小型化に貢献できるのである。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面部を有する本体と、この本体の平面部に設けたアンテナ電極と、このアンテナ電極に電気的に結合させた信号電極と、前記本体のアンテナ電極の対向部分に設けたグランド電極とを備え、前記アンテナ電極はＸ軸とそれに直交またはほぼ直交するＹ軸の長さを異ならせたアンテナ。
【請求項２】
本体は板状とした請求項１に記載のアンテナ。
【請求項３】
信号電極はＸ軸、Ｙ軸の交点からほぼ４５度の本体部分に形成した請求項１または請求項２に記載のアンテナ。
【請求項４】
信号電極はアンテナ電極と非接触状態とした請求項１から３のいずれか１つに記載のアンテナ。
【請求項５】
信号電極とアンテナ電極の電気的結合部分は凹凸形状とした請求項１から４のいずれか１つに記載のアンテナ。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１つに記載のアンテナに、送信回路と受信回路の少なくとも一方を電気的に結合した電子機器。
【請求項７】
回路基板と、この回路基板の表面上に実装されたアンテナとを備え、前記アンテナは平面部を有する本体と、この本体の平面部に設けたアンテナ電極と、このアンテナ電極と対向する本体部分に設けたグランド電極とを備え、前記回路基板はその表面に信号電極を有し、この信号電極を前記アンテナのグランド電極を設けた部分に形成したグランド電極の非形成部分に対向した状態で回路基板の表面上にアンテナを実装した電子機器。
【請求項８】
アンテナ電極のＸ軸およびＹ軸上の電気長を概ね半波長とした請求項１に記載のアンテナ。
【請求項９】
Ｘ軸およびＹ軸上において、アンテナ電極とグランド電極の間隔が変化し、アンテナ電極の周辺部領域に比べアンテナ電極の中央部（Ｘ軸とＹ軸の交点）周辺領域のアンテナ電極とグランド電極の間隔を広くした請求項１に記載のアンテナ。
【請求項１０】
Ｘ軸およびＹ軸上において、アンテナ電極の周辺部から電気長で概ね１／８波長の点においてアンテナ電極とグランド電極の間隔を広くした請求項９に記載のアンテナ。
【請求項１１】
Ｘ軸およびＹ軸上において、アンテナ電極の断面を階段形状とした請求項９に記載のアンテナ。
【請求項１２】
Ｘ軸およびＹ軸上において、グランド電極の断面を階段形状とした請求項９に記載のアンテナ。
【請求項１３】
アンテナ電極とグランド電極の間の本体が、誘電体または磁性体または誘電体と磁性体の混合体から構成され、アンテナ電極の周辺部からアンテナ電極の中央部までの任意点において本体の比透磁率を比誘電率で割った値が変化し、アンテナ電極の周辺部領域の本体の比透磁率を比誘電率で割った値に比べてアンテナ電極の中央部周辺領域の前記本体の比透磁率を比誘電率で割った値を大きくした請求項１に記載のアンテナ。
【請求項１４】
アンテナ電極の周辺部より電気長で概ね１／８波長の位置でグランド電極とアンテナ電極の間の本体の比透磁率を比誘電率で割った値を大きくした請求項１３に記載のアンテナ。
【請求項１５】
Ｘ軸およびＹ軸に対して線対称となる４つのスリットをアンテナ電極に設け、Ｘ軸およびＹ軸上においてアンテナ電極の周辺部からアンテナ電極の中央部までの任意点でＸ軸およびＹ軸と直交する各直線と各スリットの２辺が概ね接するように構成した請求項１に記載のアンテナ。
【請求項１６】
Ｘ軸およびＹ軸上において、アンテナ電極の周辺部より電気長で概ね１／８波長の点でＸ軸およびＹ軸と直交する各直線と各スリットの２辺が概ね接するように構成した請求項１５に記載のアンテナ。
【請求項１７】
本体のＸ軸とＹ軸の交点近傍に中央信号電極を設け、この中央信号電極でアンテナ電極と高周波回路とを電気的に接続した請求項１に記載のアンテナ。
【請求項１８】
中央信号電極に整合回路を接続した請求項１７に記載のアンテナ。
【請求項１９】
本体を積層体により構成し、整合回路を前記積層体中で形成した請求項１８に記載のアンテナ。
【請求項２０】
信号電極に接続される通信システムの使用周波数と中央信号電極に接続される通信システムの使用周波数を異ならせた請求項１７に記載のアンテナ。
【請求項２１】
本体の底面を実装面として高周波回路基板の上面に実装し、前記本体の底面には凹部が形成され、この凹部の内部にはグランド電極の非形成部が設けられ、前記高周波回路基板の上面の前記本体の底面の凹部によって覆われる領域に高周波回路を実装した請求項１に記載のアンテナ。
【請求項２２】
本体の底面において、本体の周辺部から概ね電気長でλ／８の領域以外に凹部を設けた請求項２１に記載のアンテナ。
【請求項２３】
凹部の内部に高周波回路を実装した請求項２１に記載のアンテナ。
【請求項２４】
本体の底部において、Ｘ軸およびＹ軸近傍領域以外の本体の周辺部領域にも凹部を設けた請求項２１に記載のアンテナ。
【請求項２５】
本体の底面を実装面として高周波回路基板の上面に実装し、前記本体の底面には凸部が形成され、この凸部の表面には概ねグランド電極が形成され、前記高周波回路基板の上面の前記本体の底面の凸部の前記高周波回路基板上に実装される領域を除く領域に高周波回路を実装した請求項１に記載のアンテナ。
【請求項２６】
本体の底面を実装面として高周波回路基板の上面に実装し、前記本体の底面には凸部が形成され、この凸部の表面には概ねグランド電極が形成され、前記高周波回路基板と接する本体の底部の一部領域に凹部を形成し、この凹部の内部にはグランド電極非形成部が設けられ、前記高周波回路基板の上面の前記本体の底面の凸部の前記高周波回路基板上に実装される領域を除く領域および凹部により覆われる領域に高周波回路を実装した請求項１に記載のアンテナ。
【請求項２７】
本体の基材の比透磁率を比誘電率で割った値が１以下とした請求項２１または請求項２６に記載のアンテナ。
【請求項２８】
本体の底面を実装面として高周波回路基板の上面に実装し、前記本体の底面には凸部が形成され、高周波回路基板と接する領域以外の凸部表面に概ねグランド電極の非形成部が形成され、前記高周波回路基板の上面の前記本体の底面の凸部の前記高周波回路基板上に実装される領域を除く領域に高周波回路を実装した請求項１に記載のアンテナ。
【請求項２９】
本体の基材の比透磁率を比誘電率で割った値を１以上とした請求項２８に記載のアンテナ。
【請求項３０】
信号電極および／または中央信号電極を本体を貫く導電性ピンにより構成した請求項２１、請求項２５、請求項２６または請求項２８のいずれか１つに記載のアンテナ。
【請求項３１】
信号電極および／または中央信号電極を本体を貫くビアホールと凹部の内側に形成した導電性パターンにより構成した請求項２１、請求項２５、請求項２６または請求項２８のいずれか１つに記載のアンテナ。
【請求項３２】
信号電極および／または中央信号電極をアンテナ電極に対向する凹部の内側に形成した導電性パターンにより構成し、容量結合により高周波信号の送信／受信を行うようにした請求項２１、請求項２５、請求項２６または請求項２８のいずれか１つに記載のアンテナ。
【請求項３３】
導体板よりなるグランド板と、このグランド板に対向して設けられた導体板よりなる放射板と、この放射板のＸ軸とそれに直交、またはほぼ直交するＹ軸の長さが異なり、且つ、電気長で概ね使用周波数の半波長であり、Ｘ軸およびＹ軸の交点において両軸にほぼ４５度の角度を有する直線上の前記放射板の端部に設けられた給電用導体を前記放射板に対して概ね９０度の角度を有するように下方へ折り曲げて構成されたアンテナ。
【請求項３４】
偏波方式が円偏波または楕円偏波である請求項３３に記載のアンテナ。
【請求項３５】
給電用導体に整合回路が接続される請求項３３に記載のアンテナ。
【請求項３６】
整合回路がグランド板を介して放射板の存在しない面に配置される請求項３５に記載のアンテナ。
【請求項３７】
放射板を固定するための固定用導体を備え、この固定用導体の上端は、放射板のＸ軸とＹ軸の交点と放射板端部に設けられている給電用導体とを結ぶ直線周辺の給電用導体が配置されていない放射板端部に接続され、固定用導体の他端はグランド板と一定距離を離して固定された請求項３３に記載のアンテナ。
【請求項３８】
放射板を固定するための１または２つの固定用導体を備え、この固定用導体の上端は、放射板のＸ軸とＹ軸の交点と放射板端部に設けられている給電用導体とを結ぶ第１の直線に対してＸ軸とＹ軸の交点において直交する第２の直線周辺の放射板端部に接続され、固定用導体の他端はグランド板と一定距離を離して固定された請求項３３に記載のアンテナ。
【請求項３９】
放射板に対して概ね９０度の角度を有するように下方へ折り曲げて構成されたアンテナ固定用導体が放射板の任意端部に設けられ、このアンテナ固定用導体の放射板と接続されていない端部とグランド板の間にリアクタンス素子を挿入した請求項３３に記載のアンテナ。
【請求項４０】
給電用導体と放射導体の接続部分から放射板の内側方向へ向けて、給電用導体の幅だけの間隔をもって平行に２つのスリットが設けられた請求項３３に記載のアンテナ。
【請求項４１】
給電用導体と放射導体の接続部分から放射板の内側方向へ向けて、給電用導体の幅だけの間隔をもって平行に２つのスリットが設けられるとともに、給電用導体の前記放射板に対して概ね９０度の角度を有するように下方へ折り曲げられる折り曲げ位置を放射板の内側方向へ移動させた請求項３３に記載のアンテナ。
【請求項４２】
導体板よりなるグランド板と、このグランド板に対向して設けられた導体板よりなる放射板と、この放射板のＸ軸とそれに直交またはほぼ直交するＹ軸の長さを異ならせるために前記放射板の角端部に設けられた切り欠き部と、Ｘ軸およびＹ軸の交点において両軸にほぼ４５度の角度を有する直線上に給電用導体を設けるとともに、前記放射板の前記切り欠き部が前記グランド板の角端部に対向する位置に配置されたアンテナ。
【請求項４３】
導体板よりなるグランド板と、このグランド板に対向して同一面上に設けられた導体板よりなる複数の放射板と、この放射板のＸ軸とそれに直交、またはほぼ直交するＹ軸の長さを異ならせるために前記複数の放射板の角端部に設けられた切り欠き部と、前記複数の放射板のそれぞれの放射板におけるＸ軸およびＹ軸の交点において両軸にほぼ４５度の角度を有する直線上に給電用導体を設けるとともに、前記複数の放射板の前記切り欠き部が前記グランド板の角端部に対向する位置に配置されたアンテナ。
【請求項４４】
導体板よりなるグランド板と、このグランド板に対向してグランド板の上方および下方のそれぞれに設けられた導体板よりなる放射板と、これらの放射板のＸ軸とそれに直交またはほぼ直交するＹ軸の長さを異ならせるために前記放射板の角端部に切り欠き部を設けるとともに、Ｘ軸およびＹ軸の交点において両軸にほぼ４５度の角度を有する直線上にそれぞれ給電用導体を設け、グランド板を介して上方および下方に配置される放射板の切り欠き部がそれぞれ対向し、且つ、上方および下方の放射板がグランド板の角端部近傍に配置されたアンテナ。
【請求項４５】
給電用導体を放射板の概ね端部であり、且つ、グランド板の概ね端部に配置した請求項４２または請求項４３に記載のアンテナ。
【請求項４６】
給電用導体を放射板の概ね端部であり、且つ、グランド板の端部以外の位置に配置した請求項４４に記載のアンテナ。
【請求項４７】
給電用導体を放射板の概ね端部であり、且つ、グランド板の端部以外の位置に配置するとともに、グランド板を介して上方と下方のそれぞれの給電用導体がグランド板を介して対向する位置に配置された請求項４４に記載のアンテナ。
【請求項４８】
給電用導体を放射板の概ね端部であり、且つ、グランド板の概ね端部位置に配置するとともに、グランド板を介して上方および下方に配置される放射板の切り欠き部がグランド板の角端部近傍に存在しないようにこれらの放射板を配置した請求項４４に記載のアンテナ。
【請求項４９】
偏波方式が円偏波または楕円偏波である請求項４２から請求項４４のいずれか１つに記載のアンテナ。
【請求項５０】
グランド板を介して上方または／および下方に右旋円偏波に対応した放射板と左旋円偏波に対応した放射板を配置した請求項４３または請求項４４に記載のアンテナ。
【請求項５１】
請求項４２から請求項４４のいずれか１つに記載のアンテナを搭載した電子機器。
【請求項５２】
請求項４２から請求項４４のいずれか１つに記載のアンテナの向きを可変できる機構を有する請求項５１に記載の電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はアンテナとそれを用いた電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の電子機器、例えばパソコンにおいては、そのスロットル部分に通信モジュールを挿入することにより、このパソコンを用いて各種通信サービスを行えるようにしたものがある。前記通信モジュールは、そのような通信が行えるようにするために、その内部にはアンテナが設けられている（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平９−９８０１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記従来例で問題となるのは、アンテナが大型化してしまうということであった。すなわち、近年の通信方式においては、使用周波数が広帯域化しており、このような通信方式に対応するためには、アンテナを広帯域化しなければならない。このような広帯域なアンテナを形成しようとしたときに、アンテナの一般的な論理よりアンテナの体積を大きくする必要がある。
【０００４】
そこで本発明は、アンテナを小型化することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に記載の発明は、平面部を有する本体と、この本体の平面部に設けたアンテナ電極と、このアンテナ電極に電気的に結合させた信号電極と、前記本体のアンテナ電極の対向部分に設けたグランド電極とを備え、前記アンテナ電極はＸ軸とそれに直交、またはほぼ直交するＹ軸の長さを異ならせたアンテナである。
【０００６】
すなわち、以上の構成とした場合には、その本体の平面部に設けられたアンテナ電極はＸ軸とＹ軸を有し、それぞれが長さが異なることよりＸ軸とＹ軸でそれぞれ異なる周波数に共振することとなる。そして、このアンテナは、Ｘ軸とＹ軸の両者を合成したものが共振周波数となることにより、結論として広帯域なアンテナを構成することができ、つまり１つの本体で２つの周波数に対応できる広帯域なアンテナを構成することができることより、アンテナの小型化を図ることができる。
【０００７】
次に、本発明の請求項２に記載の発明は、本体は板状としたものであり、このように板状とすることにより薄型化が図られ、アンテナの小型化に貢献できるものである。
【０００８】
次に、本発明の請求項３に記載の発明は、信号電極をＸ軸、Ｙ軸の交点からほぼ４５度の本体部分に形成したものであり、このように信号電極をＸ軸、Ｙ軸の交点からほぼ４５度の本体部分に形成すれば、この部分からの給電はＸ軸、Ｙ軸の両方に供給できるため、Ｘ軸とＹ軸の長さを活用したアンテナを形成することができる。
【０００９】
次に、本発明の請求項４に記載の発明は、信号電極をアンテナ電極と非接触状態としたものであり、信号電極をアンテナ電極と非接触状態とすることにより、電子機器の回路側に対してアンテナのインピーダンス整合を容易に取ることができる。
【００１０】
次に、本発明の請求項５に記載の発明は、信号電極とアンテナ電極の電気的結合部分を凹凸形状としたものであり、信号電極とアンテナ電極の結合部分を凹凸形状とすることにより、インピーダンス整合の調整範囲を広げることができる。
【００１１】
次に、本発明の請求項６に記載の発明は、請求項１から５のいずれか１つに記載のアンテナに送信回路と受信回路の少なくとも一方を電気的に結合した電子機器であり、アンテナが小型化されているため、これを用いた電子機器を小型化することができる。
【００１２】
次に、本発明の請求項７に記載の発明は、回路基板と、この回路基板の表面上に実装されたアンテナとを備え、前記アンテナは平面部を有する本体と、この本体の平面部に設けたアンテナ電極と、このアンテナ電極と対向する本体部分に設けたグランド電極とを備え、前記アンテナ電極はＸ軸と、このＸ軸に直交またはほぼ直交するＹ軸方向の長さを異ならせる構造とし、更に前記回路基板は信号電極を有し、この信号電極は前記アンテナのグランド電極に設けたグランド電極の非形成部分に対向させた状態で、回路基板の表面上にアンテナを実装したものであり、前記回路基板の信号電極が対向するグランド電極の非形成部分の位置を変更することにより、アンテナのインピーダンスを自在に制御できることから、アンテナの実装位置を変更するという容易な方法によりアンテナを広帯域に設計することができる。
【００１３】
次に、本発明の請求項８に記載の発明は、アンテナ電極のＸ軸およびＹ軸上の電気長を概ね半波長とした請求項１に記載のアンテナであり、Ｘ軸およびＹ軸上にそれぞれ独立した共振電流を発生させることができる小型なアンテナを実現することができる。
【００１４】
次に、本発明の請求項９に記載の発明は、Ｘ軸およびＹ軸上において、アンテナ電極とグランド電極の間隔が変化し、アンテナ電極の周辺部領域に比べアンテナ電極の中央部（Ｘ軸とＹ軸の交点）周辺領域のアンテナ電極とグランド電極の間隔を広くした請求項１に記載のアンテナであり、開放端に近い領域の特性インピーダンスが小さく、Ｘ軸およびＹ軸上に中央部領域の特性インピーダンスの特性インピーダンスが大きいＳＩＲ（Stepped Impedance Resonator）構成λ／２共振器を形成することができるため、アンテナの小型化を図ることができる。
【００１５】
次に、本発明の請求項１０に記載の発明は、Ｘ軸およびＹ軸上において、アンテナ電極の周辺部から電気長で概ね１／８波長の点においてアンテナ電極とグランド電極の間隔を広くした請求項９に記載のアンテナであり、ＳＩＲ構成の共振器において、開放端より電気長でλ／８の点でインピーダンスを変化させた場合が最も小型化を図ることができる構造であるため、非常に小型なアンテナを実現することができる。
【００１６】
次に、本発明の請求項１１に記載の発明は、Ｘ軸およびＹ軸上において、アンテナ電極の断面を階段形状とした請求項９に記載のアンテナであり、本体の上面形状を変更することだけで、小型で広帯域なアンテナを作ることができる。
【００１７】
次に、本発明の請求項１２に記載の発明は、Ｘ軸およびＹ軸上において、グランド電極の断面を階段形状とした請求項９に記載のアンテナであり、本体の底面で高周波回路基板への実装時に高周波回路基板の上面に接する面積を少なくすることができ、アンテナ実装面積の低減を図ることができる。
【００１８】
次に、本発明の請求項１３に記載の発明は、アンテナ電極とグランド電極の間の本体が誘電体または磁性体または誘電体と磁性体の混合体から構成され、アンテナ電極の周辺部からアンテナ電極の中央部までの任意点において本体の比透磁率を比誘電率で割った値が変化し、アンテナ電極の周辺部領域の本体の比透磁率を比誘電率で割った値に比べてアンテナ電極中央部周辺領域の前記本体の比透磁率を比誘電率で割った値を大きくした請求項１に記載のアンテナであり、アンテナ電極の周辺部領域の特性インピーダンスに比べアンテナ電極の中央部領域の特性インピーダンスを大きくすることができるため、Ｘ軸およびＹ軸上にλ／２のＳＩＲ共振器を具現化でき、アンテナの小型化を図ることができる。
【００１９】
次に、本発明の請求項１４に記載の発明は、アンテナ電極の周辺部より電気長で概ね１／８波長の位置でグランド電極とアンテナ電極の間の本体の比透磁率を比誘電率で割った値を大きくした請求項１３に記載のアンテナであり、ＳＩＲ構成の共振器において、開放端より電気長でλ／８の点でインピーダンスを変化させた場合が最も小型化を図ることができる構造であるため、非常に小型なアンテナを実現することができる。
【００２０】
次に、本発明の請求項１５に記載の発明は、Ｘ軸およびＹ軸に対して線対称となる４つのスリットをアンテナ電極に設け、Ｘ軸およびＹ軸上において、アンテナ電極の周辺部からアンテナ電極の中央部までの任意点でＸ軸およびＹ軸と直交する各直線と各スリットの２辺を概ね接するように構成した請求項１に記載のアンテナであり、Ｘ軸およびＹ軸に沿った線路幅がスリットにより変化でき、線路幅が広い領域ではグランド電極とアンテナ電極の間の容量値を大きくすることができることより特性インピーダンスを低く設定でき、一方、線路幅が狭い領域では、グランド電極とアンテナ電極の間の容量値は小さくなり、またインダクタンス値が大きくなるため、特性インピーダンスを大きく設定できる。つまり、Ｘ軸およびＹ軸上で特性インピーダンスを変化させることができるため、ＳＩＲ構造の共振器の原理に基づきアンテナを小型化することが可能となる。
【００２１】
次に、本発明の請求項１６に記載の発明は、Ｘ軸およびＹ軸上において、アンテナ電極の周辺部より電気長で概ね１／８波長の点でＸ軸およびＹ軸と直交する各直線と各スリットの２辺を概ね接するように構成した請求項１５に記載のアンテナであり、ＳＩＲ構成の共振器において、開放端より電気長でλ／８の点でインピーダンスを変化させた場合が最も小型化を図ることができる構造であるため、非常に小型なアンテナを実現することができる。
【００２２】
次に、本発明の請求項１７に記載の発明は、本体のＸ軸とＹ軸の交点近傍に中央信号電極を設け、この中央信号電極でアンテナ電極と高周波回路とを電気的に接続した請求項１に記載のアンテナであり、信号電極を介して送受される信号の周波数において、Ｘ軸とＹ軸の交点近傍において０電位となるため、この領域に中央信号電極を設けても信号電極に大きな影響を与えない。故に、独立した２つの信号電極を有したアンテナを具現化でき、また、前述の請求項９および請求項１３および請求項１５に示した技術を用いることにより小型化を図ることも可能となる。
【００２３】
次に、本発明の請求項１８に記載の発明は、中央信号電極に整合回路を接続した請求項１７に記載のアンテナであり、導電性ピンまたはビアホールにて形成された中央信号電極の端部から見たアンテナの入力インピーダンスが往々にして５０オームと異なる値となるため、中央信号電極の端部と高周波回路を高周波回路基板上に形成された給電線路を介して接続する上で、整合回路をその途中に配置し、効率良く信号の送受を行うものである。
【００２４】
次に、本発明の請求項１９に記載の発明は、本体を積層体により構成し、整合回路を前記積層体中で構成した請求項１８に記載のアンテナであり、高周波回路基板上に整合回路を設ける必要が無いため、整合回路の実装面積を無くすことができ、電子機器の小型化を図ることが可能となる。
【００２５】
次に、本発明の請求項２０に記載の発明は、信号電極に接続される通信システムの使用周波数と中央信号電極に接続される通信システムの使用周波数を異ならせた請求項１７に記載のアンテナであり、信号電極に接続される高周波フィルタ等は周波数ｆ１の信号は通過するが、高周波フィルタの通過帯域外の周波数ｆ２の信号は通過しないため、中央信号電極から信号電極へ漏れ込む少量の電力を完全に遮断することができ、中央信号電極と信号電極の間のアイソレーション値を大きくすることができる。これにより、本来であればアンテナ直下に必要であった共用器を使用せずとも、２つの通信システムの信号または送信／受信信号をアンテナ自体で分離することが可能となる。
【００２６】
次に、本発明の請求項２１に記載の発明は、本体の底面を実装面として高周波回路基板の上面に実装し、前記本体の底面には凹部が形成され、この凹部の内部にはグランド電極の非形成部が設けられ、前記高周波回路基板の上面の前記本体の底面の凹部によって覆われる領域に高周波回路を実装した請求項１に記載のアンテナであり、アンテナ電極の周辺部に比べてアンテナ電極の中央部付近の特性インピーダンス値を大きくすることができることから、アンテナを小型にて実現することができるとともに、高周波回路基板上の凹部の内部に覆われた領域に高周波回路を実装することができるため、大きなアンテナの実装面積が必要であるというグランド実装型平面アンテナの課題を克服することができる。
【００２７】
次に、本発明の請求項２２に記載の発明は、本体の底面において、本体の周辺部から概ね電気長でλ／８の領域以外に凹部を設けた請求項２１に記載のアンテナであり、ＳＩＲ構成の共振器において、開放端より電気長でλ／８の点でインピーダンスを変化させた場合が最も小型化を図ることができる構造であるため、非常に小型なアンテナを実現することができる。
【００２８】
次に、本発明の請求項２３に記載の発明は、凹部の内部に高周波回路を実装した請求項２１に記載のアンテナであり、高周波回路基板上のみでなく、凹部の内部にも高周波部品を実装することにより、高周波回路基板上の実装スペースを削減し、電子機器の小型化を図ることができる。
【００２９】
次に、本発明の請求項２４に記載の発明は、本体の底部において、Ｘ軸およびＹ軸近傍領域以外の本体の周辺部領域にも凹部を設けた請求項２１に記載のアンテナであり、アンテナの小型化を維持しつつ、アンテナの高周波回路基板上の実装面積を低減させることができる。
【００３０】
次に、本発明の請求項２５に記載の発明は、本体の底面を実装面として高周波回路基板の上面に実装し、前記本体の底面には凸部が形成され、凸部の表面には概ねグランド電極が形成され、高周波回路基板の上面の本体の底面の凸部の前記高周波回路基板上に実装される領域を除く領域に高周波回路を実装した請求項１に記載のアンテナであり、アンテナ電極の周辺部に比べてアンテナ電極の中央部付近の特性インピーダンス値を大きくすることができることから、アンテナを小型にて実現することができるとともに、高周波回路基板上のアンテナの実装面積を低減することが可能となるから、電子機器の小型化を図ることが可能となる。
【００３１】
次に、本発明の請求項２６に記載の発明は、本体の底面を実装面として高周波回路基板の上面に実装し、前記本体の底面には凸部が形成され、この凸部の表面には概ねグランド電極が形成され、前記高周波基板と接する本体の底部の一部領域に凹部を形成し、この凹部の内部にはグランド電極の非形成部が設けられ、前記高周波回路基板の上面の前記本体の底面の凸部の前記高周波回路基板上に実装される領域を除く領域および凹部により覆われる領域に高周波回路を実装した請求項１に記載のアンテナであり、アンテナの小型化を維持しつつ、アンテナの高周波回路基板上の実装面積を低減させることができる。
【００３２】
次に、本発明の請求項２７に記載の発明は、本体の基材の比透磁率を比誘電率で割った値を１以下とした請求項２１または請求項２６に記載のアンテナであり、アンテナ電極とグランド電極の間の空気の領域（比透磁率を比誘電率で割った値がほぼ１）により、アンテナの小型化を図ることが可能となる。
【００３３】
次に、本発明の請求項２８に記載の発明は、本体の底面を実装面として高周波回路基板の上面に実装し、前記本体の底面には凸部が形成され、高周波回路基板と接する領域以外の凸部の表面に概ねグランド電極の非形成部が形成され、前記高周波回路基板の上面の前記本体の底面の凸部の前記高周波回路基板上に実装される領域を除く領域に高周波回路を実装した請求項１に記載のアンテナであり、高周波回路基板上のアンテナの実装面積を低減することにより、電子機器の小型化を実現することができる。
【００３４】
次に、本発明の請求項２９に記載の発明は、本体の基材の比透磁率を比誘電率で割った値を１以上とした請求項２８に記載のアンテナであり、アンテナ電極とグランド電極の間の空気の領域（比透磁率を比誘電率で割った値がほぼ１）により、アンテナの小型化を図ることが可能となる。
【００３５】
次に、本発明の請求項３０に記載の発明は、信号電極および／または中央信号電極を本体を貫く導電性ピンにより構成した請求項２１、請求項２５、請求項２６または請求項２８のいずれか１つに記載のアンテナであり、アンテナ電極と電気的に接続されている導電性ピンの下端部と、高周波回路基板上に形成され高周波回路と接続される給電線路を電気的に接続することにより、確実に信号の送受が可能となる。
【００３６】
次に、本発明の請求項３１に記載の発明は、信号電極および／または中央信号電極を本体を貫くビアホールと凹部の内側に形成した導電性パターンにより構成した請求項２１、請求項２５、請求項２６または請求項２８のいずれか１つに記載のアンテナであり、高周波回路基板へのアンテナの実装が容易となる。
【００３７】
次に、本発明の請求項３２に記載の発明は、信号電極および／または中央信号電極をアンテナ電極に対向する凹部の内側に形成した導電性パターンにより構成し、容量結合により高周波信号の送信／受信を行うようにした請求項２１、請求項２５、請求項２６または請求項２８のいずれか１つに記載のアンテナであり、凹部の内側に形成した導電性パターンの位置、サイズを調整することにより、アンテナインピーダンスを調整することが可能となる。
【００３８】
本発明の請求項３３に記載の発明は、導体板よりなるグランド板と、このグランド板に対向して設けられた導体板よりなる放射板と、この放射板のＸ軸とそれに直交またはほぼ直交するＹ軸の長さが異なり、且つ、電気長で概ね使用周波数の半波長であり、Ｘ軸およびＹ軸の交点において両軸にほぼ４５度の角度を有する直線上の前記の端部に設けられた給電用導体を前記放射板に対して概ね９０度の角度を有するように下方へ折り曲げて構成されたアンテナである。
【００３９】
すなわち、以上の構成とした場合には、給電用導体が放射板の端部に設けられているため、平面状の導体板を打ち抜き加工またはエッチング加工により適当な形状に加工し、給電用導体部分をプレス加工等により折り曲げることによりアンテナを実現でき、アンテナの製造方法を簡易化できることから安価で高品質なアンテナを実現できる。
【００４０】
また、放射板はＸ軸とＹ軸を有し、それぞれが長さが異なることよりＸ軸とＹ軸でそれぞれ異なる周波数に共振することとなる。この２つの共振周波数が近接している場合は広帯域なアンテナを構成することができ、アンテナの小型化を図ることが可能となる。また、Ｘ軸とＹ軸の共振周波数を任意に離すことにより、２帯域で使用可能なアンテナとして動作させることが可能となる。
【００４１】
本発明の請求項３４に記載の発明は、偏波方式が円偏波または楕円偏波である請求項３３に記載のアンテナであり、セラミック等の誘電体材料を用いず、導体板のみで構成されることより高い放射効率と天頂利得を有する円偏波アンテナを実現できるとともに、簡易工法にて生産できるため、円偏波アンテナを安価で高品質な状態で製造することが可能となる。
【００４２】
本発明の請求項３５に記載の発明は、給電用導体に整合回路が接続された請求項３３に記載のアンテナであり、給電用導体を放射板の端部に設けることにより５０Ωから外れたアンテナ入力インピーダンスを、整合回路をアンテナ直下に接続することにより５０Ωへ整合し、アンテナに接続される高周波回路とのインピーダンス不整合による反射損を低減し、効率の高いアンテナを実現することが可能となる。
【００４３】
本発明の請求項３６に記載の発明は、整合回路がグランド板を介して放射板の存在しない面に配置された請求項３５に記載のアンテナであり、使用する周波数が高くなると整合回路の素子やストリップライン等からも微量であるが信号が放射され、これが、例えば円偏波アンテナの軸比を劣化させる要因となる等の弊害を生じさせるため、放射板の存在しない面に整合回路を配置することにより、このような弊害を回避することができる。
【００４４】
本発明の請求項３７に記載の発明は、放射板を固定するための固定用導体を備え、この固定用導体の上端は、放射板のＸ軸とＹ軸の交点と放射板端部に設けられている給電用導体とを結ぶ直線周辺の給電用導体が配置されていない放射板端部に接続され、固定用導体の他端はグランド板と一定距離を離して固定された請求項３３に記載のアンテナであり、放射板を任意位置に保持する支えが給電用導体のみである場合は放射板の位置が不安定となり、アンテナ特性が変動する可能性があるが、放射板端部に固定用導体を設けることにより、放射板を安定した状態で保持可能となり、振動等の発生する環境で安定したアンテナ特性を維持できる。また、固定用導体の放射板における接続位置は、大きな共振電流の流れているＸ軸上およびＹ軸上とは異なる位置であるため、アンテナ特性への影響は少なく、良好な軸比特性等を維持することが可能である。
【００４５】
本発明の請求項３８に記載の発明は、放射板を固定するための１または２つの固定用導体を備え、この固定用導体の上端は、放射板のＸ軸とＹ軸の交点と放射板端部に設けられている給電用導体とを結ぶ第１の直線に対してＸ軸とＹ軸の交点において直交する第２の直線周辺の放射板端部に接続され、固定用導体の他端はグランド板と一定距離を離して固定された請求項３３に記載のアンテナであり、放射板上において、大きな共振電流の流れているＸ軸上およびＹ軸上とは異なる位置に固定用導体を設けることにより、放射特性への影響を低減することができるとともに、固定用導体にも共振電流の一部が流れるため、アンテナの電気長が長くなり、アンテナの共振周波数を下げることが可能となることより、小型なアンテナを実現することが可能となる。また、固定用導体の数を多くすることにより、放射板の安定性をより高めることが可能となる。
【００４６】
本発明の請求項３９に記載の発明は、放射板に対して概ね９０度の角度を有するように下方へ折り曲げて構成されたアンテナ固定用導体が放射板の任意端部に設けられ、このアンテナ固定用導体の放射板と接続されていない端部とグランド板の間にリアクタンス素子を挿入した請求項３３のアンテナであり、アンテナ固定用導体の放射板と接続されていない端部（以後、固定用導体下端部という）とグランド板が近接すると、その間に浮遊容量が発生し、この影響により固定用導体に大きな共振電流が流れ、アンテナ利得および軸比特性が大きく劣化するため、これを改善するために固定用導体下端部とグランド板の間にリアクタンス素子を挿入し、使用周波数において浮遊容量との間で並列共振を起こさせて浮遊容量の影響を除去することができ、固定用導体によりアンテナ利得および軸比特性の劣化を回避することができる。
【００４７】
本発明の請求項４０に記載の発明は、給電用導体と放射導体の接続部分から放射板の内側方向へ向けて、給電用導体の幅だけの間隔をもって平行に２つのスリットが設けられた請求項３３に記載のアンテナであり、整合回路を用いずに放射板に設けられたスリット長によりアンテナのインピーダンス整合を取ることができるため、高利得で低コストなアンテナを具現化できる。
【００４８】
本発明の請求項４１に記載の発明は、給電用導体と放射導体の接続部分から放射板の内側方向へ向けて、給電用導体の幅だけの間隔をもって平行に２つのスリットが設けられるとともに、給電用導体の前記放射板に対して概ね９０度の角度を有するように下方へ折り曲げられる折り曲げ位置を放射板の内側方向へ移動させた請求項３３に記載のアンテナであり、放射板への給電位置を放射板の内側へ移動できるため、アンテナのインピーダンス整合を整合回路を用いずに取ることが可能となり、高利得で低コストなアンテナを具現化できる。
【００４９】
本発明の請求項４２に記載の発明は、導体板よりなるグランド板と、このグランド板に対向して設けられた導体板よりなる放射板と、この放射板のＸ軸とそれに直交、またはほぼ直交するＹ軸の長さを異ならせるために前記放射板の角端部に設けられた切り欠き部と、Ｘ軸およびＹ軸の交点において両軸にほぼ４５度の角度を有する直線上に給電用導体を設けるとともに、前記放射板の前記切り欠き部が前記グランド板の角端部に対向する位置に配置されたアンテナであり、前記切り欠き部を前記グランド部の角端部に対向する位置に配置しない場合に比べてアンテナの動作周波数を低く設計することが可能となるため、アンテナの小型化を実現することができる。
【００５０】
本発明の請求項４３に記載の発明は、導体板よりなるグランド板と、このグランド板に対向して同一面上に設けられた導体板よりなる複数の放射板と、この放射板のＸ軸とそれに直交、またはほぼ直交するＹ軸の長さを異ならせるために前記複数の放射板の角端部に設けられた切り欠き部と、前記複数の放射板のそれぞれの放射板におけるＸ軸およびＹ軸の交点において両軸にほぼ４５度の角度を有する直線上に給電用導体を設けるとともに、前記複数の放射板の前記切り欠き部が前記グランド板の角端部に対向する位置に配置されたアンテナであり、スペースダイバーシティ用アンテナまたは旋回方向を異ならせた偏波ダイバーシティアンテナを具現化することができ、これにより、マルチパスフェージングの発生している環境においても良好な通信品質を維持することが可能となる。
【００５１】
本発明の請求項４４に記載の発明は、導体板よりなるグランド板と、このグランド板に対向してグランド板の上方および下方のそれぞれに設けられた導体板よりなる放射板と、これらの放射板のＸ軸とそれに直交またはほぼ直交するＹ軸の長さを異ならせるために前記放射板の角端部に切り欠き部を設けるとともに、Ｘ軸およびＹ軸の交点において両軸にほぼ４５度の角度を有する直線上にそれぞれ給電用導体を設け、グランド板を介して上方および下方に配置される放射板の切り欠き部がそれぞれ対向し、且つ、上方および下方の放射板がグランド板の角端部近傍に配置されるアンテナであり、上方および下方に配置される放射板の切り欠き部がそれぞれ対向していない場合に比べて高い利得を得ることができるとともに、上方および下方の放射板の形状が同一となるため、製造コストが安価になる効果を有する。
【００５２】
本発明の請求項４５に記載の発明は、給電用導体を放射板の概ね端部であり、且つ、グランド板の概ね端部に配置した請求項４２または請求項４３に記載のアンテナであり、給電用導体をグランド板の端部に配置した場合に比べ、アンテナの動作周波数が低く設計できるため、アンテナの小型化を実現することができる。
【００５３】
本発明の請求項４６に記載の発明は、給電用導体を放射板の概ね端部であり、且つ、グランド板の端部以外の位置に配置した請求項４４に記載のアンテナであり、グランド板を介して上方および下方に高い利得を実現できるとともに、グランド板に垂直な軸に対して対称的な放射パターンを実現することができる。
【００５４】
本発明の請求項４７に記載の発明は、給電用導体を放射板の概ね端部であり、且つ、グランド板の端部以外の位置に配置するとともに、グランド板を介して上方と下方のそれぞれの給電用導体がグランド板を介して対向する位置に配置された請求項４４に記載のアンテナであり、グランド板を介して上方と下方のそれぞれの給電用導体を、グランド板を介して対向しない位置に配置した場合と比較して高い利得を実現できるとともに、グランド板に垂直な軸に対して対称的な放射パターンを実現することができる。
【００５５】
本発明の請求項４８に記載の発明は、請求項４４に記載のアンテナにおいて、給電用導体を放射板の概ね端部であり、且つ、グランド板の概ね端部位置に配置するとともに、グランド板を介して上方および下方に配置される放射板の切り欠き部がグランド板の角端部近傍に存在しないようにこれらの放射板を配置したアンテナであり、放射板の切り欠き部がグランド板の角端部近傍に存在するように放射板を配置した場合と比較して高い利得を実現できるとともに、グランド板に垂直な軸に対して対称的な放射パターンを実現することができる。
【００５６】
本発明の請求項４９に記載の発明は、偏波方式が円偏波または楕円偏波である請求項４２から請求項４４に記載のアンテナであり、小型であるとともにマルチパスフェージングに強いアンテナを実現することができる。
【００５７】
本発明の請求項５０に記載の発明は、グランド板を介して上方または／および下方に右旋円偏波に対応した放射板と左旋円偏波に対応した放射板を配置した請求項４３または請求項４４に記載のアンテナであり、例えば、グランド板の上方より右旋円偏波と左旋円偏波の信号が到来した場合に、ダイポールアンテナのような直線偏波のアンテナで受信した時には、右旋円偏波と左旋円偏波の両信号が受信されてしまうため、両信号の位相差、振幅によっては２つの信号が相殺されて足し合わされるため受信レベルが極めて小さいものとなるが、円偏波アンテナで受信した場合には、そのアンテナの旋回方向の信号のみが受信されるため、直線偏波のアンテナで受信する場合に比べてマルチパスフェージングの影響を受けにくく、通信品質の劣化を軽減することができる。
【００５８】
本発明の請求項５１に記載の発明は、請求項４２から請求項４４のいずれか１つに記載のアンテナを搭載した電子機器であり、マルチパスフェージングの発生する環境下においても通信品質の劣化が少なく、小型な電子機器を実現することができる。
【００５９】
本発明の請求項５２に記載の発明は、請求項４２から請求項４４のいずれか１つに記載のアンテナの向きを可変できる機構を有する請求項５１に記載の電子機器であり、請求項４２から請求項４４に記載のアンテナがグランド板に対して上方または／および下方に高い利得を有するという特長を考慮し、電子機器の設置場所、周囲の環境に合わせて前記アンテナの向きを手動又は自動で調整できる機構を電子機器に設けることにより、通信品質の劣化を回避することが可能となる。
【発明の効果】
【００６０】
以上のように、本発明は平面部を有する本体と、この本体の平面部に設けられたアンテナ電極と、このアンテナ電極と電気的に結合した信号電極と、前記本体のアンテナ電極に対向するように設けられたグランド電極とを備え、前記アンテナ電極はＸ軸と、それに直交、またはほぼ直交するＹ軸の長さを異ならせたものであって、アンテナ電極をそのＸ軸、Ｙ軸の長さを異ならせるだけで、１つのアンテナにより２つの共振特性を有することを利用し、それらの共振特性を合成して広帯域なアンテナを構成することができるのである。ゆえに、１つのアンテナにより広帯域なアンテナを作製することができ、アンテナの小型化に貢献できるのである。
【００６１】
また、本発明のアンテナは、導体板よりなるグランド板と、このグランド板に対向して設けられた導体板よりなる放射板と、この放射板のＸ軸とそれに直交、またはほぼ直交するＹ軸の長さが異なり、且つ、電気長で概ね使用周波数の半波長であり、Ｘ軸およびＹ軸の交点において両軸にほぼ４５度の角度を有する直線上の前記の端部に設けられた給電用導体を前記放射板に対して概ね９０度の角度を有するように下方へ折り曲げて構成されたアンテナであるため、平面状の導体板を打ち抜き加工またはエッチング加工により適当な形状に加工し、給電用導体部分をプレス加工等により折り曲げることによりアンテナを実現でき、アンテナの製造方法を簡易化できることから安価で高品質なアンテナを実現できる。
【００６２】
また、グランド板に対する放射板の配設位置および給電用導体の配設位置を最適化することにより、高い放射利得とアンテナの小型化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】
【００６３】
以下に、本発明の一実施の形態を図面に従って説明する。
【００６４】
図１、図２において、１はノートパソコンであり、このノートパソコン１は入力部２と表示部３を備えている。また、入力部２の側方にはスロット４が設けられ、このスロット４には通信モジュール５が挿入されるようになっている。
【００６５】
この通信モジュール５には、図２に示すように、板状の本体ケース６内に回路基板７が設けられ、この回路基板７上には各種電子部品８が実装されている。また、回路基板７の図２における右側部分には、スロット４に挿入し電気的結合を得るためのコネクタ９が設けられている。また、回路基板７の図２における左側部分には、アンテナ１０が実装されている。
【００６６】
すなわち、図２における本体ケース６を図１のスロット４に挿入したときには、アンテナ１０だけがスロット４から外部に突出した状態となり、これによりアンテナ１０を利用した信号の送受信を行うことが可能となる。さて、そのような状態は、図３においても示されている。図３において、アンテナ１０はスイッチ１１に接続され、このスイッチ１１の接点１１ａには送信回路１２に向けて増幅器１３、フィルタ１４が接続され、更に接点１１ｂには受信回路１５に向けてフィルタ１６、増幅器１７が接続されている。これにより、アンテナ１０を介して他の電子機器と通信を行うことができるのである。
【００６７】
アンテナ１０の一例を図４（ａ）、（ｂ）に示す。図４（ａ）に示すようにアルミナ等からなる板状の本体１８の表面側には、ほぼ一面において銀・パラジウム合金からなるアンテナ電極１９が焼結されている。また、本体１８の裏面側には図４（ｂ）に示すように、そのほぼ前面に銀・パラジウム電極からなるグランド電極２０が焼結されている。
【００６８】
また、本体１８の外周面部分にはアンテナ電極１９、グランド電極２０とは非接触状態で信号電極２１が設けられている。このように非接触にて給電することにより、アンテナ電極１９と信号電極２１間の容量値を、非接触部分の形状を研摩変更することにより容易に調整することができるため、アンテナ量産時のアンテナ特性バラツキ低減に貢献できる。
【００６９】
この点を更に詳細に示したのが図５（ａ）〜（ｆ）である。図５において、アンテナ電極１９のＸ軸方向の長さがλ２、Ｙ軸方向の長さがλ１となっており、これらの長さを異ならせている。また、先程の信号電極２１は、Ｘ軸、Ｙ軸の交点において各軸に対して４５度の方向に対応する図４（ａ）、（ｂ）に示した外周部分に設けられている。
【００７０】
このような構成とした場合に、図５に示したＸ軸方向の長さλ２によって得られる共振特性は図６におけるａ線であり、Ｙ軸方向の長さλ１によって得られる共振特性はｂ線となり、信号電極２１は、上述したように、各軸に対して４５度の方向に対応した外周部に設けられるため、この両方の特性を合成した図６のｃ線のような広帯域特性を得ることができる。
【００７１】
つまり、図４、図５からも明らかなように、単に板状のアンテナを形成することにより図６のｃ線のように広帯域特性を得ることができるのである。このように広帯域特性が得られれば、広い帯域を使用して通信する通信モジュールに対しても１つのアンテナで対応することができるとともに、アンテナの小型・低背化を図ることも可能であるため、通信モジュールやセット機器の筐体サイズを小型にすることが可能となる。
【００７２】
なお本体１８の外周にはグランド電極２０から、他の基板への接続電極２０ａが設けられている。また図５（ｆ）のごとく信号電極２１の他の信号ラインへの接続電極２１ａが設けられている。
【００７３】
図７、図８は本発明の他の実施の形態を示す。図７（ａ）、（ｂ）は本体１８をひし形形状としたものであり、このようなひし形形状であっても、Ｘ軸、Ｙ軸の長さを異ならせ、各軸の交点から４５度の方向に信号電極２１を設けるものである。図８は、本体１８を楕円形にしたものであって、Ｘ軸、Ｙ軸の長さを異ならせ、各軸の交点から４５度の方向に信号電極２１を設けるものである。
【００７４】
図９は、アンテナ電極１９と信号電極２１の結合部分に対する他の実施の形態を示している。図９に示す実施の形態においては、アンテナ電極１９と信号電極２１の結合部分において、それらを凹凸形状にして対向させたものである。すなわち、信号電極２１は３本の凸部と２つの凹部を有する形状とし、アンテナ電極１９は信号電極２１の上記２つの凹部内に突入する２本の凸部を有する形状とすることにより、対向面積が広がり、発生する容量値が大きくなるため、凹凸形状を研摩し、対向面積を変更することにより変化するアンテナ電極１９と信号電極２１間の容量値変更範囲が広がり、結果、アンテナのインピーダンス調整範囲を広げることが可能となるのである。
【００７５】
図１０、図１１、図１２は、本発明の更に他の実施の形態を示している。この実施の形態においては、図２に示した回路基板７に代えて、回路基板７Ａを有している。この回路基板７Ａはその中心部分に信号線路７Ｂが直線状に設けられている。そして、この回路基板７Ａの信号線路７Ｂ部分に図１１に示すアンテナ１９Ｆが実装されることとなる。
【００７６】
図１１に示すアンテナ１９Ｆは、アルミナからなる板状の本体１８Ａの表面側には、ほぼ前面に銀・パラジウムの焼結体からなるアンテナ電極１９Ａを設けており、このアンテナ電極１９ＡのＸ軸の長さλ２、Ｙ軸の長さλ１はそれぞれ異なった長さとなっている。また、この本体１８Ａの裏面側は図１１（ｃ）のように、グランド電極２０Ａが設けられているが、このグランド電極２０Ａのコーナー部分からＸ方向、Ｙ方向にそれぞれグランド電極２０Ａの非形成部分２０Ｂを設けている。
【００７７】
つまり、このグランド電極２０Ａの非形成部分２０Ｂが図１０における信号線路７Ｂの実装配置部分となるようにして、図１０の如くアンテナ１９Ｆを実装するものである。つまり、この図１０、図１１においては、アンテナ１９Ｆには信号電極は設けられておらず、信号電極は図１０の如く、回路基板７Ａ側に設けられている。そして、この信号電極７Ｂを用いて図１１に示すアンテナ１９Ｆに対して給電を行うこととなる。この場合、グランド電極２０Ａの非形成部分２０Ｂのどの部分に信号電極７Ｂを対向するかにより、図１２（ａ）〜（ｃ）に示すアンテナの入力インピーダンスの調整が行えるのである。
【００７８】
すなわち、図１０のアンテナ１９ＦをＹ軸方向に移動することにより図１２（ａ）のようにアンテナ１９Ｆの入力インピーダンスを破線Ｈ，Ｉから実線Ｊへと調整でき、また、図１０のアンテナ１９ＦをＸ軸方向に移動することにより図１２（ｂ）のようにアンテナ１９Ｆの入力インピーダンスを破線から実線へと調整でき、そして、図１１のアンテナ１９ＦのＸ軸、Ｙ軸の長さλ２，λ１を調整することにより図１２（ｃ）のようにアンテナ１９Ｆの入力インピーダンスを破線Ｍ，Ｎ，Ｐから実線Ｑへと調整できる。このようなアンテナ設計手法を用いることにより、所望のＶＳＷＲ値を示す図１２の円ａ上にアンテナ１９Ｆのインピーダンスを概ね重ねることが可能となり、所望のＶＳＷＲ値に対して最も広帯域となることが可能となる。尚、当然ではあるが、このアンテナ設計手法により図４、図５、図７、図８、図９に示したアンテナの広帯域化設計が行われる。つまり、アンテナ電極１９と信号電極２１の間の容量値を変更することにより図１２（ａ）のようにアンテナの入力インピーダンスを変更でき、また、給電線路２１の位置を変更することにより、図１２（ｂ）のようにアンテナの入力インピーダンスを変更できる。
【００７９】
図１３（ａ）および図１３（ｂ）は本発明の他の実施の形態を示している。図１３（ａ）において、第１の本体１８ａが第２の本体１８ｂの周辺に配置され、第１の本体１８ａの上面位置に対して第２の本体１８ｂの上面位置は高く設定され、第１の本体１８ａの上面および第２の本体１８ｂの表面部分で第１の本体１８ａの上面より上方に位置する部分にアンテナ電極１９が設けられ、第１の本体１８ａおよび第２の本体１８ｂの下面部にはグランド電極２０が設けられている。
【００８０】
また、図１３（ａ）に示したアンテナのＸ軸とＹ軸上の電気長が異なるように、第１の本体１８ａの上面周辺形状は楕円形状となっている。ただし、楕円形状であることに大きな意味はなく、電気長が異なるような構成、例えば、第１の本体１８ａの上面から第２の本体１８ｂの上面までの段差をＸ軸上とＹ軸上で異ならせた構成や第２の本体１８ｂの周辺形状を長方形や楕円形としても問題ない。
【００８１】
信号電極２１に関しては、Ｘ軸およびＹ軸の交点においてＸ軸およびＹ軸のそれぞれに対して４５度の角度を有する直線上であり、第１の本体１８ａの周辺部端面に設けられる。
【００８２】
このようなアンテナ構成を取ることにより、アンテナ電極１９の形状を中央部分に凸部分を設けた形状とすることができ、アンテナ電極１９の中央部分のグランド電極２０とアンテナ電極１９の間隔がそれ以外の部分より大きくできるため、アンテナ電極１９の中央部分の特性インピーダンスを大きくすることができ、ＳＩＲ構造の共振器の原理に基づきアンテナ電極１９を小型化することが可能となる。
【００８３】
また、第１の本体１８ａの基材の比透磁率を比誘電率で割った値が第２の本体１８ｂの基材の比透磁率を比誘電率で割った値よりも小さくなるように第１の本体１８ａと第２の本体１８ｂの基材を選定してやることにより、第１の本体１８ａにおける特性インピーダンスを第２の本体１８ｂの特性インピーダンスより小さくすることができ、更にアンテナ電極１９を小型化することができる。
【００８４】
特に、図１３（ｂ）に示すように、第１の本体１８ａ上のＸ軸およびＹ軸上の電気長をλ／８とし、第２の本体１８ｂ上のＸ軸およびＹ軸上の電気長をλ／４とすることにより、最も小型となるＳＩＲ構成のλ／２共振器を具現化できるため、アンテナ電極１９を最も小型に構成することが可能となる。
【００８５】
図１４（ａ）および図１４（ｂ）のアンテナは、図１３（ａ）および図１３（ｂ）において説明したアンテナの第１の本体１８ａおよび第２の本体１８ｂの外周部形状をひし形形状としたものであり、図１３（ａ）および図１３（ｂ）のアンテナ同様に小型化の効果を得ることができる。
【００８６】
図１５（ａ）および図１５（ｂ）のアンテナは、図１３（ａ）および図１３（ｂ）において説明したアンテナ電極１９の中央部の凸部を無くし、替わりにグランド電極２０の中央部に凸部を設けたものであり、図１３（ａ）および図１３（ｂ）のアンテナ同様に小型化の効果を得ることができるとともに、高周波回路基板への実装面積を減少させることができ、通信機器の小型化を図ることができる。
【００８７】
図１６（ａ）および図１６（ｂ）は本発明の他の実施の形態を示している。図１６（ａ）および図１６（ｂ）のアンテナは、円柱状の本体１８の下面にグランド電極２０を設け、それと対向する面にＸ軸およびＹ軸に対して線対称となる位置に形成された４つのスリット２２を有するアンテナ電極１９を設け、Ｘ軸およびＹ軸の交点においてＸ軸およびＹ軸のそれぞれに対して４５度の角度を有する直線上に信号電極２１を設けたものである。本体１８の上面形状は円形であり、その円形の直径は電気長でλ／２である。Ｘ軸およびＹ軸上において、アンテナ電極１９の端部より各波長の１／８の点で、Ｘ軸およびＹ軸に直交する４つの線分２４ａとスリット２２の外周部２辺が接するとともに、スリット間隔２３ａに対してスリット間隔２３ｂが狭くなるようなスリット形状となっている。
【００８８】
このようなスリット２２をアンテナ電極１９が有することにより、アンテナ電極１９のＸ軸周辺の線路幅の変化（特に、アンテナ電極１９の周辺部からλ／８の点での線路幅の変化）がＹ軸周辺の線路幅の変化よりも小さくなり、この結果、Ｘ軸上の特性インピーダンスの変化量に比べてＹ軸上の特性インピーダンスの変化量が大きくなり、ＳＩＲ共振器の原理より、Ｘ軸上の電気長の短縮率に比べてＹ軸上の電気長の短縮率を大きく設定することができる。
【００８９】
このように、スリット形状を変更することにより、Ｘ軸およびＹ軸上の共振電流の共振周波数を調整することが可能であり、また、スリット間隔２３ａおよび２３ｂを狭くすることにより、アンテナの小型化を図ることが可能となる。
【００９０】
図１７（ａ）および図１７（ｂ）のアンテナは、図１６（ａ）および図１６（ｂ）において説明したアンテナのアンテナ電極１９の形状を正方形とした場合のアンテナであり、図１７（ａ）および図１７（ｂ）のアンテナの違いは、信号電極２１の配設位置に合わせてスリット２２の形成位置を変更したものであり、図１６（ａ）および図１６（ｂ）のアンテナ同様の効果が得られる。
【００９１】
図１８（ａ）および図１８（ｂ）に示したアンテナは、図１３（ａ）および図１３（ｂ）において説明したアンテナのアンテナ電極１９に、図１６（ａ）および図１６（ｂ）において説明したスリット２２を形成したアンテナであり、第１の本体１８ａおよび第２の本体１８ｂに用いる基材の選定、アンテナ電極１９の中央部の凸部サイズ、スリット２２の形状等の多くの設計パラメータによりアンテナのインピーダンスを変更・調整することが可能であり、また、アンテナの小型化を図る上で大きな効果が期待できる。
【００９２】
図１９（ａ）および図１９（ｂ）は本発明の他の実施の形態を示している。図１９（ａ）および図１９（ｂ）のアンテナは、楕円柱状の本体１８の下面にグランド電極２０を設け、それと対向する上面にアンテナ電極１９を設け、アンテナ電極１９の短軸および長軸をそれぞれＸ軸、Ｙ軸としたときに、Ｘ軸およびＹ軸の交点において、Ｘ軸およびＹ軸に対して４５度の角度を有する直線上に櫛歯形状信号電極２６を設け、さらにＸ軸とＹ軸の交点に中央信号電極２５を設けた構成となっている。中央信号電極２５は、その一端がアンテナ電極１９に電気的に接続されるとともに、他端は本体１８の略中央部を貫通してグランド電極２０が設けられた面に達している。このため、グランド電極２０の略中央部にはグランド電極の非形成部２７が設けられており、中央信号電極２５とグランド電極２０が直接導通しないように構成されている。
【００９３】
このような構成とすることにより、アイソレーションの取れた２つの独立した信号電極を１つのアンテナに設けることが可能となり、本来、２つ必要であったアンテナを１つにて実現でき、通信機器の低コスト化、小型化を図ることが可能となるとともに、アンテナ自体に分波機能を持たせることが可能となるため、アンテナ直下に必要であった共用器を用いる必要がなくなり、通信機器の小型化、軽量化、低コスト化を実現することができる。
【００９４】
尚、信号電極２１および中央信号電極２５に使用する周波数を異ならせた場合、特に、信号電極２１の直下に配設されたフィルタまたは整合回路の通過帯域以外の帯域に中央信号電極２５の使用帯域が存在し、中央信号電極２５の直下に配設されたフィルタまたは整合回路の通過帯域以外の帯域に信号電極２１の使用帯域が存在する場合には、信号電極２１と中央信号電極２５の間のアイソレーション値を大きくすることができ、共用器の機能をアンテナに持たせる場合には有効な施策となる。
【００９５】
図２０（ａ）から図２０（ｄ）は本発明のアンテナの具現化手段の一例を示している。図２０（ａ）から図２０（ｄ）において、焼成前のセラミックの板を４枚積層し、プレス後、全体を焼成することによりアンテナを具現化している。
【００９６】
第１層セラミック２７ａの上面にはひし形形状のアンテナ電極１９が形成され、その２つの対角線の交点付近に中央信号電極２５がビアホールにより構成されている。また、アンテナ電極１９の２つの対角線の交点において、それら２つの対角線と４５度の角度を有する直線上であり、第１層セラミック２７ａの端面部分に信号電極２１Ａが設けられ、信号電極２１Ａの下端部分は第２層セラミック２７ｂの端面部に設けられた信号電極２１Ｂの上端部と、信号電極２１Ｂの下端部分は第３層セラミック２７ｃの端面部分に設けられた信号電極２１Ｃの上端部部分と、信号電極２１Ｃの下端部分は第４層セラミック２７ｄの端面部分に設けられた信号電極２１Ｄの上端部部分と、それぞれ各層のセラミックを積層することにより電気的に接続される。
【００９７】
中央信号電極２５の下端部分は、第２層セラミック２７ｂの略中央部上面に設けられたコンデンサ上面電極２８ａに電気的に接続され、コンデンサ上面電極２８ａと対向する第３層セラミック２７ｃの上面位置にコンデンサ下面電極２８ｂが設けられている。第４層セラミック２７ｄの略中央部上面にはインダクタ２９が導電性ラインにより形成されており、インダクタ２９の一端とコンデンサ下面電極２８ｂはビアホールにより電気的に接続されている。
【００９８】
また、インダクタ２９の他端は第４層セラミック２７ｄの下面に設けられたグランド電極２０と絶縁されて形成された中央信号電極２５ａの一端とビアホールにて電気的に接続され、第４層セラミック２７ｄの一方端面に形成された中央信号電極２５ｂに電気的に接続される。
【００９９】
このような構成とすることにより、中央信号電極２５の直下に必要となる整合回路をアンテナの内部に一体に形成することが可能であり、高周波回路基板上のアンテナの整合回路の実装面積を低減することが可能となる。
【０１００】
図２１（ａ）〜図２１（ｈ）は本発明の他の実施の形態を示している。誘電体により構成された本体１８の上面にアンテナ電極１９を設け、Ｘ軸上とＹ軸上のアンテナ電極１９の電気長が異なるようにアンテナ電極１９の形状は設計されている。信号電極２１は、Ｘ軸およびＹ軸に対して４５度の角度を有する直線上であり本体１８の端面部分にアンテナ電極１９と任意間隔を介して配置される。さらに、信号電極２１の下端部は本体１８の下面の信号電極２１ａと電気的に接続されるとともに、信号電極２１ａは本体１８の下面の一部に設けられたグランド電極２０と絶縁状態となるグランド電極の非形成部３１ａに設けられる。また、本体１８の下面中央部には凹部が設けられており、さらに凹部の内側部分にはグランド電極の非形成部３１ｂが設けられている。
【０１０１】
このようなアンテナを高周波回路基板３０に実装する場合、高周波回路基板３０の上面に実装された高周波回路部品３２が本体１８の下面の凹部に収納されるように実装することができ、板状逆Ｆアンテナの広い実装面積が必要であるという課題を克服することができる。また、本体１８の下面に設けた凹部により、高周波回路基板３０の下面に設けられたグランド面３０ｂとアンテナ電極１９の間に空域部分を構成することができ、アンテナ電極１９とグランド面３０ｂの間の特性インピーダンスに関して、アンテナ電極１９の中央部分を大きくし、周辺部分を小さくすることができるため、アンテナの小型化を実現することも可能となる。
【０１０２】
なお、本体１８の下面の凹部は、Ｘ軸上およびＹ軸上においてアンテナ電極１９の周辺部から電気長でλ／８の位置に対向する下面位置から形成することが好ましい。このような位置から形成することにより、アンテナを最も小型に構成することが可能となるからである。
【０１０３】
図２２（ａ）〜図２２（ｈ）は本発明の他の実施の形態を示している。誘電体により構成された本体１８の上面に長方形状のアンテナ電極１９を設け、このアンテナ電極１９の周辺の１つの角部に信号電極２１を設ける。また、アンテナ電極１９のＸ軸とＹ軸の交点上に中央信号電極２５を設けるとともに、本体１８の下面中央部に凹部を設け、中央信号電極２５の下端部はこの凹部の内側へ貫通している。また、この凹部の内側には高周波回路部品３２ｂが実装されるとともに中央信号電極２５が形成され、本体１８の下面の凹部が設けられていない面に形成された中央信号電極２５ａへ電気的に接続される。また、この中央信号電極２５ａは、本体１８の下面の凹部が設けられていない面のほぼ全面に形成されたグランド電極２０とは絶縁させるように、グランド電極の非形成部２０ｂの内側に設けられている。さらに、中央信号電極２５ａは高周波回路基板３０に形成された高周波回路と接続される伝送線路と電気的に接続されるとともに、本体１８の下面の凹部で覆われる高周波回路基板３０上にはアンテナの整合回路等の高周波回路部品３２ａが実装される。
【０１０４】
このようなアンテナ構成を取ることにより、アイソレーションの取れた２つの信号電極を有するアンテナの実装面積を低減できるとともに、本体１８の下面の凹部により形成される空域部分により、アンテナの小型化を図ることもできる。
【０１０５】
図２３（ａ）〜図２３（ｈ）のアンテナは、図２２（ａ）〜図２２（ｈ）において説明したアンテナの中央信号電極２５を導電性ピン３３により実現した場合を示すとともに、信号電極２１を本体１８の周辺端面から内部に移動し、ビアホール３７で実現した場合を示す。このような構成で本発明のアンテナを具現化しても、図２１および図２２において説明したアンテナと同様の効果が得られる。
【０１０６】
図２４（ａ）〜図２４（ｈ）に示したアンテナは、図２１（ａ）〜図２１（ｈ）に示したアンテナの信号電極２１を本体１８の下面中央部に設けられた凹部の内部に形成された信号電極２１Ｅにより具現化した場合を示しており、このような構成でアンテナを具現化しても、図２１（ａ）〜図２１（ｈ）において説明したアンテナと同様の効果が得られる。
【０１０７】
図２５（ａ）〜図２５（ｈ）に示したアンテナは、本発明の他の実施の形態を示している。このアンテナは、誘電体材料より成る本体１８の平坦な上面に導電材料により形成される長方形状のアンテナ電極１９が具備され、本体１８の底面の中央部には第１の凹部３４が形成され（Ｘ軸上およびＹ軸上においてアンテナ電極１９の周辺部から電気長でλ／８の位置に対向する本体１８の下面位置から形成することが好ましい）、また、第１の凹部３４とは別に４つの第２の凹部３５が本体１８の下面周辺部でＸ軸およびＹ軸に対して線対称となる位置に設けられる。
【０１０８】
また、本体１８の下面で第１の凹部３４と第２の凹部３５の内部以外にはグランド電極２０が設けられ、第２の凹部３５の内面に信号電極２１が設けられ、アンテナ電極１９と容量結合することにより、高周波信号の送受をアンテナ電極１９との間で行っている。この場合、高周波信号はＸ軸方向とＹ軸方向に主に流れるため、Ｘ軸上およびＹ軸上と異なる位置に設けられた第２の凹部３５はアンテナの小型化に悪影響を与えない。このような構成とすることにより、アンテナに必要な高周波回路基板３０上の実装面積を更に削減することが可能となり、電子機器の小型化を図ることが可能となる。
【０１０９】
図２６（ａ）〜図２６（ｈ）のアンテナは、本発明の他の実施の形態を示している。このアンテナは、誘電体材料より成る本体１８の平坦な上面に導電材料により形成される長方形状のアンテナ電極１９が具備され、本体１８の下面中央部には凸部が形成され（Ｘ軸上およびＹ軸上においてアンテナ電極１９の周辺部から電気長でλ／８の位置に対向する本体１８の下面位置から形成することが好ましい）、本体１８の下面のほぼ全面にはグランド電極２０が配設されている。また、グランド電極２０の一部にグランド電極の非形成部３６が設けられ、そこにグランド電極２０と非接触状態にて信号電極２１が設けられており、信号電極２１の上端部はアンテナ電極１９に電気的に接続されている。
【０１１０】
このような構成とすることにより、アンテナ電極１９とグランド電極２０の間隔がアンテナ電極１９の中央部が大きくなるため、アンテナ電極１９の中央部付近の特性インピーダンスが大きくなり、ＳＩＲ共振器の原理よりアンテナの小型化を図ることが可能となる。更に、本体１８の下面凸部のみが高周波回路基板３０に実装され、それ以外の領域には高周波回路部品３２が実装可能となることより、電子機器の小型化を図ることが可能となる。
【０１１１】
図２７（ａ）〜図２７（ｈ）のアンテナは、図２６（ａ）〜図２６（ｈ）において説明したアンテナの本体１８の下面に形成された凸部の中央に、凹部を形成したものである。尚、凹部の内側にはグランド電極２０は設けない。このような凹部を追加することにより、高周波回路基板３０に設けられたグランド面３０ｂとアンテナ電極１９との間に空域を構成することができ、アンテナ電極１９の中央部近辺の特性インピーダンスを更に大きくすることができるため、アンテナの小型化を更に推し進めることが可能となるとともに、この凹部により覆われる高周波回路基板３０の上面領域にも高周波回路部品３２を実装可能であるため、通信機器の小型化を図ることが可能となる。
【０１１２】
図２８（ａ）〜図２８（ｈ）のアンテナは、本発明の他の実施の形態を示している。このアンテナは、磁性体材料にて構成された本体１８の平坦な上面に長方形状のアンテナ電極１９が配設され、本体１８の下面の中央部には凸部が設けられている。この凸部において、高周波回路基板３０に実装時に高周波回路基板３０の上面に接する部分のほぼ全面にグランド電極２０を設け、本体１８の下面のグランド電極２０が設けられていない領域に信号電極２１が配設されるとともに、本体１８の側面を介してアンテナ電極１９に電気的に接続される。
【０１１３】
このような構成とすることにより、高周波回路基板３０とアンテナ電極１９の間の領域に関し、アンテナ電極１９の中央部分は磁性体のみが充填されているが、アンテナ電極１９の周辺部分は空気と磁性体により構成されることより、アンテナ電極１９の中央部分の特性インピーダンスがアンテナ電極１９の周辺部分の特性インピーダンスに比べて大きく設計することが可能となるため、アンテナを小型化することが可能となる。また、高周波回路基板３０に実装する上で、高周波回路基板３０と接する部分が本体１８の下面の凸部のみであるため、高周波回路基板３０への実装面積を低減することができるとともに、このエリアに高周波回路部品３２を実装することが可能となり、通信機器の小型化を推し進めることが可能となる。
【０１１４】
図２９に本発明の他の実施の形態を示す。図２９のアンテナは、導体板より構成される放射板１０１と、それと対向して設けられた高周波基板１０４の上面のグランド板１０２と、Ｘ軸とＹ軸の交点において、４５度の角度を有する直線上であり、放射板１０１の端部に設けられた給電用導体１０３で構成されたものである。放射板１０１のＸ軸上とＹ軸上には共振電流が発生し、各共振電流の共振周波数は、放射板１０１のＸ軸上およびＹ軸上の電気長により制御でき、各々の電気長が各々の共振周波数の概ね半波長となるように設計する。本実施の形態の場合、放射板１０１におけるＸ軸上の角部を削除することにより、Ｘ軸上の共振周波数αとＹ軸上の共振周波数βの中間周波数において、Ｘ軸上の共振電流の位相とＹ軸上の共振電流の位相を９０度ずらし、１点給電型の円偏波アンテナとして動作させている。尚、本実施の形態に示すアンテナを、単に２つの周波数にて動作するアンテナとして使用することができるのは言うまでもない。
【０１１５】
これまでの１点給電型円偏波アンテナは、放射板１０１に対して給電用導体１０３の取り付け位置を調整することによりアンテナインピーダンス整合を取るのが通常であり、そのため、給電用導体１０３の取り付け位置は放射板１０１の端部でなく、内側となることが通常であった。それに対し、本実施の形態に示すアンテナは、給電用導体１０３を放射板１０１の端部に設けることを特徴としている。これにより、平坦な導体板を打ち抜き加工し、給電用導体１０３の部分をプレス加工でフォーミングするだけでアンテナを作成可能となり、安価で特性ばらつきの少ないアンテナを具現化できる。
【０１１６】
上記のとおり、本実施の形態に示すアンテナは、給電用導体の接続位置によりアンテナインピーダンス整合を取っていないため、図３０（ａ）に示すように、アンテナの入力インピーダンスが５０Ωから大きくずれている。このため、給電用導体１０３の下端部が接続されるグランド電極１０２と絶縁された給電用ランド１０６には、整合回路１０５が接続されており、これによりアンテナの入力インピーダンスは図３１（ａ）に示すように５０Ωに調整され、アンテナと給電線路１０７を介して接続される高周波回路と整合を取ることができる。
【０１１７】
図３０（ｂ）、（ｃ）に整合回路接続前の放射パターンと軸比特性を示し、図３１（ｂ）、（ｃ）に整合回路接続後の放射パターンと軸比特性を示す。これらの特性より、整合回路の有無で放射パターンおよび軸比特性が変動しないことがわかる。
【０１１８】
図３２に本発明の他の実施の形態を示す。図３２のアンテナは、図２９のアンテナに対して、給電用導体１０３の設けられた放射板１０１の端辺と対向する端辺中央部に固定用導体１０８を設け、固定用導体１０８の下端部を、グランド板１０２と絶縁された状態で高周波基板１０４の上面に設けられた固定用ランド１０９に固定され、また、給電用導体１０３の下端部に接続される整合回路１０５が、ビアホール１１０を介して高周波基板１０４の裏面に設けられたアンテナである。
【０１１９】
固定用導体１０８を設けたのは、放射板１０１とグランド板１０２の間の距離を安定して一定値に保ち、アンテナ特性を安定な状態で維持するためである。尚、放射板１０１上の共振電流は、Ｘ軸およびＹ軸上に主に発生するため、固定用導体１０８の接続位置を、Ｘ軸およびＹ軸上とは異なる位置とし、大きな電流が固定用導体１０８に流れることにより、放射パターンおよび軸比特性が劣化しないよう配慮したものである。
【０１２０】
また、整合回路１０５を高周波基板１０４の裏面に配置したのは、放射板１０１が配設されている高周波基板１０４の表面に整合回路１０５を配置した場合、アンテナに給電される信号の周波数が高くなると、整合回路や高周波基板上の給電線路からも電力放射がなされ、これにより軸比特性が劣化するためである。
【０１２１】
図３３（ａ）には、図３２のアンテナの放射パターンを、また図３３（ｂ）には軸比特性を示す。図３１（ｂ）、（ｃ）に示した放射パターンおよび軸比特性と比較し、大きな特性変化が見られないことより、固定用導体１０８を設けたことによる放射特性への影響が少ないことが把握できる。但し、固定用ランド１０９とグランド板１０２を絶縁するために設けられたギャップが著しく狭いと、固定用ランド１０９とグランド板１０２の間に浮遊容量が発生し、高い周波数においては、固定用導体１０８が浮遊容量を介してグランド板１０２と接続されたことと等価となる。これにより、固定用導体１０８に大きな共振電流が流れ、放射パターンが変化し、放射利得が大きく劣化してしまう。
【０１２２】
その様子を図３８（ａ）に示す。同図より、天頂方向の利得が大きく劣化し、水平方向の放射利得が大きくなっていることが分かる。これは、固定用導体１０８に流れる共振電流からの電力放射が主流となり、固定用導体１０８の軸と直角方向（図中では水平方向）への放射利得が大きくなったものと考えられる。これを防ぐために、固定用ランド１０９とグランド板１０２の間にインダクタ（使用周波数において、浮遊容量との間で共振するインダクタ値を選択）を挿入することにより、使用周波数において浮遊容量の発生を防ぐことができ、放射利得の劣化を抑えることができる。挿入するインダクタはチップインダクタでもよいし、基板パターンにて作成してもよい。この様子を図３８（ｂ）に示す。同図より、天頂方向の放射利得が主流となっていることが理解できる。
【０１２３】
図３４（ａ）、（ｂ）に本発明の他の実施の形態を示す。図３４のアンテナは、図３２のアンテナに、更に、固定用導体１０８を２本具備させたものである。このような構成を取ることにより、更に、放射板１０１とグランド板１０２の間の距離を一定に保つことが可能となり、振動が加えられる環境下において、アンテナ特性の安定化を図ることが可能となる。
【０１２４】
各固定用導体１０８は、共振電流の発生するＸ軸およびＹ軸上とは異なる位置にそれぞれ配置されており、それぞれの固定用導体１０８に共振電流が流れにくいよう配慮している。図３５（ａ）に、このアンテナの放射パターンを、図３５（ｂ）に軸比特性を示す。図３５（ａ）に示す放射パターンより、図３１（ｂ）の放射パターンに対して大きな差異はないことが把握できるとともに、天頂方向に最大利得８ｄＢｉを有する右旋円偏波アンテナを実現できていることがわかる。ただ、図３５（ｂ）より、軸比の最も低い周波数が７５０ＭＨｚ程度、周波数の低い方向へ推移している。これは、固定用導体１０８に流れる一部の共振電流の影響によるものである。これにより、同じ放射板１０１のサイズで使用周波数の低いアンテナを実現することができ、結果的に、放射板１０１のサイズを小型にすることが可能となる。
【０１２５】
図３６（ａ）および（ｂ）に本発明の他の実施の形態を示す。図３６（ａ）のアンテナは、放射板１０１にスリット１１２を入れることにより、アンテナのインピーダンス整合を放射板１０１の形状により取ったものであり、整合回路が必要無く、高利得なアンテナを実現することができる。
【０１２６】
また、図３６（ｂ）のアンテナは、図２９のアンテナに対して、Ｘ軸およびＹ軸の交点において、４５度の角度を有する直線上の放射板１０１の一端端部の任意領域を含めて垂直下方向に折り曲げ、給電用導体１０３の一部としたものであり、給電用導体１０３の放射板１０１への接続位置を放射板１０１の内側へ実質的に移動したのと同じ効果を得ることができ、アンテナの入力インピーダンスの整合を取り易くしたものである。
【０１２７】
また、放射板１０１とグランド板１０２の間隔を一定に保持しやすくするために、給電用導体１０３の下端部形状を台形としている。
【０１２８】
これにより、振動が加えられる環境下においても、安定したアンテナ特性を実現できる。尚、本実施の形態のアンテナに関しても、１枚の導体板から打ち抜き加工とプレス加工を経て製造可能であり、低コストで且つ特性の安定したアンテナを実現できることは言うまでもない。図３７は、本発明に係るアンテナの製造方法を簡略に図示したものである。平坦な導体板を所望の形状に打ち抜き加工し、給電用導体および固定用導体と放射板の接続部分をプレス加工により概ね垂直に折り曲げることにより、アンテナを具現化することができる。
【０１２９】
図３９に本発明の他の実施の形態を示す。図３９のアンテナは、高周波基板１０４の上面に設けられたグランド板１０２の上方に放射板１０１が配置され、グランド板１０２上の端部に形成された給電用ランド１０６に一端が電気的に接続されるとともに他端が放射板１０１の端部に電気的に接続された給電用導体１０３が配置されたものである。放射板１０１のＸ軸上の角端部には、Ｘ軸とＹ軸の電気長を異ならせるための切り欠き部１１０が形成されているとともに、切り欠き部１１０の一方がグランド板１０２の角端部の上方に配置されるように、放射板１０１が配設されている。
【０１３０】
放射板１０１のサイズを２４ｍｍ×２４ｍｍ、グランド板１０２と放射板１０１の間隔を４ｍｍとし、切り欠き部１１０のサイズを調整することにより、このアンテナが円偏波アンテナとして動作している場合の軸比特性と放射特性を図４０（ｃ）に示す。また、グランド板１０２上の放射板１０１の配設位置を変化させた場合の軸比特性および放射特性を図４０（ａ）、（ｂ）、（ｄ）にそれぞれ示す。
【０１３１】
各アンテナ位置における軸比が最小となる周波数を比較した場合に、図４０（ｂ）および（ｃ）のように切り欠き部１１０がグランド板１０２の上方に配置される場合に比べて、配置されない場合は周波数が高くなることが分かる。よって、切り欠き部１１０がグランド板１０２の上方に配置することにより、所望の周波数において円偏波として動作するアンテナを小型に設計することが可能となる。また、切り欠き部１１０がグランド板１０２の上方に配置されない場合に比べて、配置される場合はＸＹ面とＹＺ面における放射パターンが一致し、放射パターンの歪みが少なく、天頂方向に最大利得を持つアンテナを実現することができる。
【０１３２】
尚、放射板１０１とグランド板１０２の間は空気であってもよいし、誘電体や磁性体が充填されていてもよい。また、本図においては記載してないが、高周波基板１０４の面上には、アンテナの整合回路やフィルタ等のパッシブ素子、およびアクティブ素子等を実装し、アンテナと高周波回路部分を一体化することにより、アンテナと高周波回路の間の給電線路部分での電力ロスの低減を図ることもできる。
【０１３３】
図４１（ａ）、（ｂ）に本発明の他の実施の形態を示す。図４１（ａ）のアンテナは、グランド板１０２の上面に放射板１０１ａおよび１０１ｂを配置したものである。切り欠き部１１０のサイズを調整することにより放射板１０１ａを右旋円偏波とし、また放射板１０１ｂを左旋円偏波として動作させた場合に、グランド板１０２の上方より到来する信号を右旋および左旋の円偏波で分離して受信することができ、マルチパスフェージングの発生を低減することが可能となる。
【０１３４】
これに対して、図４１（ｂ）のアンテナは、切り欠き部１１０のサイズの調整により、放射板１０１ｃおよび放射板１０１ｄを左旋円偏波として動作させた場合を示しており、左旋円偏波アンテナの空間ダイバーシティアンテナを構成することができ、マルチパスフェージング環境下において通信品質の劣化軽減を図ることが可能となる。尚、放射板１０１ａ〜１０１ｄの一方の切り欠き部１１０は、グランド板１０２の角端部の上方近傍に配置されており、これにより、２つの放射板１０１を小型化することが可能となることは言うまでもない。
【０１３５】
図４２には、放射板の数を４つにした場合のアンテナ構成を示しており、４ブランチのダイバーシティアンテナやアレイアンテナを小型にて実現することができる。
【０１３６】
図４３（ｃ）、（ｅ）、（ｆ）に本発明の他の実施の形態を示す。図４３（ａ）〜（ｆ）のアンテナは、グランド板１０２の上方および下方にそれぞれ放射板１０１Ａ，１０１Ｂを配置した時に、切り欠き部１１０と給電用導体１０３の位置を変更した場合の放射特性の変化を示したものである。図４３より、本発明の実施の形態である図４３（ｃ）、（ｅ）、（ｆ）が、他の形態に比べて利得が６ｄＢｉと高く、また放射パターンに関してもＺ軸に対して対称的な放射パターンを実現できていることが分かる。
【０１３７】
よって、本発明のアンテナの構成により、グランド板１０２に対して上方および下方に高い利得を有する角度ダイバーシティアンテナを実現でき、マルチパスフェージング環境下においても高い通信品質を維持することが可能となる。尚、図４３は放射板１０１Ａ，１０１Ｂを円偏波アンテナとして設計した場合について記載したが、直線偏波または楕円偏波のアンテナとして設計した場合にも同様のことが言える。
【０１３８】
図４４（ａ）〜（ｃ）には、グランド板１０２の上方および下方に設けられる給電用導体１０３の配設位置が上方、下方で異なる場合の放射特性を示しているが、上方および下方において最大利得６ｄＢｉが実現できておらず、また、最大利得方向がＺ軸方向から傾き、放射パターンが歪む傾向がある。よって、図４３（ｃ）、（ｅ）、（ｆ）に記載した本発明の１実施例であるアンテナのグランド板に対して上方および下方に配置された給電用導体は、上方および下方でほぼ同一位置に配置されている。
【０１３９】
図４５に示したアンテナは、図４３（ｅ）のアンテナにおいて、放射板の数を４つに増やしたものであり、これにより、上方および下方から到来する信号を右旋および左旋の円偏波にそれぞれ分けて受信できる角度ダイバーシティアンテナを具現化でき、マルチパスフェージング環境下において良好な通信品質を確保することが可能となる。
【０１４０】
図４６（ａ）、（ｂ）に本発明の他の実施の形態を示す。図４６（ａ）、（ｂ）は本発明のアンテナが搭載された画像受信装置１１３を示したものである。スピーカボックス１１２の上部には本発明のアンテナが内蔵されたアンテナユニット１１１が配置され、画像受信装置１１３の設置位置等により変化する電波環境に対して最適な通信特性を実現できるように、アンテナユニット１１１の方向を変更できるような機構を有している。これにより、本発明のアンテナが有する最大利得方向と到来波方向を一致させることができ、受信レベルを向上させることができる。アンテナユニット１１１の方向調整は、例えば、画像受信装置上に表示される信号受信レベル表示を参考に手動により行ってもよいし、アンテナ直下に検波回路を設け、アンテナの受信電力をモニタリングし、その結果を基にソフトウェアによりアンテナユニット１１１の方向を自動制御してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１４１】
本発明にかかるアンテナとそれを用いた電子機器は、平面部を有する本体と、この本体の表面部に設けられたアンテナ電極と、このアンテナ電極と電気的に結合した信号電極と、前記本体のアンテナ電極に対向するように設けられたグランド電極とを備え、前記アンテナ電極はＸ軸と、それに直交、またはほぼ直交するＹ軸の長さを異ならせたものであって、アンテナ電極をそのＸ軸、Ｙ軸の長さを異ならせるだけで、１つのアンテナにより２つの共振特性を有することを利用し、それらの共振特性を合成して広帯域なアンテナができるという効果を有し、アンテナとそれを用いた電子機器として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１４２】
【図１】本発明の実施形態のアンテナを用いた電子機器の斜視図
【図２】同電子機器の要部の断面図
【図３】同電子機器の回路図
【図４】（ａ）アンテナの表面側の斜視図、（ｂ）アンテナの裏面側の斜視図
【図５】（ａ）アンテナの平面図、（ｂ）〜（ｅ）それぞれアンテナの側面図、（ｆ）アンテナの裏面図
【図６】ＶＳＷＲ特性図
【図７】（ａ）本発明の他の実施形態のアンテナの表面側の斜視図、（ｂ）同アンテナの裏面側の斜視図
【図８】（ａ）本発明の他の実施形態のアンテナの平面図、（ｂ）本発明の他の実施形態のアンテナの側面図、（ｃ）本発明の他の実施形態のアンテナの裏面図
【図９】（ａ）本発明の他の実施形態のアンテナの平面図、（ｂ）本発明の他の実施形態のアンテナの側面図、（ｃ）本発明の他の実施形態のアンテナの裏面図
【図１０】本発明の電子機器の回路基板部分を示す平面図
【図１１】（ａ）図１０の電子機器の回路基板部分に実装するアンテナの平面図、（ｂ）図１０の電子機器の回路基板部分に実装するアンテナの側面図、（ｃ）図１０の電子機器の回路基板部分に実装するアンテナの裏面図
【図１２】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ図１０の電子機器に用いられる図１１のアンテナのインピーダンス特性図
【図１３】（ａ）本発明の他の実施形態のアンテナの斜視図、（ｂ）本発明の他の実施形態のアンテナの側面図
【図１４】（ａ）本発明の他の実施形態のアンテナの斜視図、（ｂ）本発明の他の実施形態のアンテナの側面図
【図１５】（ａ）本発明の他の実施形態のアンテナの斜視図、（ｂ）本発明の他の実施形態のアンテナの側面図
【図１６】（ａ）本発明の他の実施形態のアンテナの斜視図、（ｂ）本発明の他の実施形態のアンテナの上面図
【図１７】（ａ）本発明の他の実施形態のアンテナの上面図、（ｂ）本発明の他の実施形態のアンテナの上面図
【図１８】（ａ）本発明の他の実施形態のアンテナの斜視図、（ｂ）本発明の他の実施形態のアンテナの側面図
【図１９】（ａ）本発明の他の実施形態のアンテナの斜視図、（ｂ）本発明の他の実施形態のアンテナの上面図
【図２０】（ａ）本発明の他の実施形態のアンテナの第１層分解斜視図、（ｂ）本発明の他の実施形態のアンテナの第２層分解斜視図、（ｃ）本発明の他の実施形態のアンテナの第３層分解斜視図、（ｄ）本発明の他の実施形態のアンテナの第４層分解斜視図
【図２１】（ａ）本発明の他の実施形態のアンテナの斜視図、（ｂ）本発明の他の実施形態のアンテナの断面図、（ｃ）本発明の他の実施形態のアンテナの上面図、（ｄ）本発明の他の実施形態のアンテナの第１側面図、（ｅ）本発明の他の実施形態のアンテナの第２側面図、（ｆ）本発明の他の実施形態のアンテナの第３側面図、（ｇ）本発明の他の実施形態のアンテナの第４側面図、（ｈ）本発明の他の実施形態のアンテナの下面図
【図２２】（ａ）本発明の他の実施形態のアンテナの斜視図、（ｂ）本発明の他の実施形態のアンテナの断面図、（ｃ）本発明の他の実施形態のアンテナの上面図、（ｄ）本発明の他の実施形態のアンテナの第１側面図、（ｅ）本発明の他の実施形態のアンテナの第２側面図、（ｆ）本発明の他の実施形態のアンテナの第３側面図、（ｇ）本発明の他の実施形態のアンテナの第４側面図、（ｈ）本発明の他の実施形態のアンテナの下面図
【図２３】（ａ）本発明の他の実施形態のアンテナの斜視図、（ｂ）本発明の他の実施形態のアンテナの断面図、（ｃ）本発明の他の実施形態のアンテナの上面図、（ｄ）本発明の他の実施形態のアンテナの第１側面図、（ｅ）本発明の他の実施形態のアンテナの第２側面図、（ｆ）本発明の他の実施形態のアンテナの第３側面図、（ｇ）本発明の他の実施形態のアンテナの第４側面図、（ｈ）本発明の他の実施形態のアンテナの下面図
【図２４】（ａ）本発明の他の実施形態のアンテナの斜視図、（ｂ）本発明の他の実施形態のアンテナの断面図、（ｃ）本発明の他の実施形態のアンテナの上面図、（ｄ）本発明の他の実施形態のアンテナの第１側面図、（ｅ）本発明の他の実施形態のアンテナの第２側面図、（ｆ）本発明の他の実施形態のアンテナの第３側面図、（ｇ）本発明の他の実施形態のアンテナの第４側面図、（ｈ）本発明の他の実施形態のアンテナの下面図
【図２５】（ａ）本発明の他の実施形態のアンテナの斜視図、（ｂ）本発明の他の実施形態のアンテナの断面図、（ｃ）本発明の他の実施形態のアンテナの上面図、（ｄ）本発明の他の実施形態のアンテナの第１側面図、（ｅ）本発明の他の実施形態のアンテナの第２側面図、（ｆ）本発明の他の実施形態のアンテナの第３側面図、（ｇ）本発明の他の実施形態のアンテナの第４側面図、（ｈ）本発明の他の実施形態のアンテナの下面図
【図２６】（ａ）本発明の他の実施形態のアンテナの斜視図、（ｂ）本発明の他の実施形態のアンテナの断面図、（ｃ）本発明の他の実施形態のアンテナの上面図、（ｄ）本発明の他の実施形態のアンテナの第１側面図、（ｅ）本発明の他の実施形態のアンテナの第２側面図、（ｆ）本発明の他の実施形態のアンテナの第３側面図、（ｇ）本発明の他の実施形態のアンテナの第４側面図、（ｈ）本発明の他の実施形態のアンテナの下面図
【図２７】（ａ）本発明の他の実施形態のアンテナの斜視図、（ｂ）本発明の他の実施形態のアンテナの断面図、（ｃ）本発明の他の実施形態のアンテナの上面図、（ｄ）本発明の他の実施形態のアンテナの第１側面図、（ｅ）本発明の他の実施形態のアンテナの第２側面図、（ｆ）本発明の他の実施形態のアンテナの第３側面図、（ｇ）本発明の他の実施形態のアンテナの第４側面図、（ｈ）本発明の他の実施形態のアンテナの下面図
【図２８】（ａ）本発明の他の実施形態のアンテナの斜視図、（ｂ）本発明の他の実施形態のアンテナの断面図、（ｃ）本発明の他の実施形態のアンテナの上面図、（ｄ）本発明の他の実施形態のアンテナの第１側面図、（ｅ）本発明の他の実施形態のアンテナの第２側面図、（ｆ）本発明の他の実施形態のアンテナの第３側面図、（ｇ）本発明の他の実施形態のアンテナの第４側面図、（ｈ）本発明の他の実施形態のアンテナの下面図
【図２９】本発明の他の実施形態のアンテナの斜視図
【図３０】インピーダンス特性および放射特性図
【図３１】インピーダンス特性および放射特性図
【図３２】（ａ）本発明の他の実施形態のアンテナの上面斜視図、（ｂ）本発明の他の実施形態のアンテナの下面斜視図
【図３３】インピーダンス特性および放射特性図
【図３４】（ａ）本発明の他の実施形態のアンテナの斜視図、（ｂ）本発明の他の実施形態のアンテナの上面図
【図３５】放射特性および軸比特性図
【図３６】（ａ）本発明の他の実施形態のアンテナの斜視図、（ｂ）本発明の他の実施形態のアンテナの斜視図
【図３７】本発明のアンテナの製造方法の概略図
【図３８】（ａ）固定用導体下端部とグランド板の間にインダクタを装荷しない場合の放射パターンを示す図、（ｂ）固定用導体下端部とグランド板の間にインダクタを装荷した場合の放射パターンを示す図
【図３９】本発明の他の実施形態のアンテナの斜視図
【図４０】（ａ）〜（ｄ）放射板のグランド板上の配設位置を変更した場合の軸比特性および放射特性図
【図４１】（ａ）、（ｂ）本発明の他の実施形態のアンテナの斜視図
【図４２】本発明の他の実施形態のアンテナの斜視図
【図４３】（ａ）、（ｂ）、（ｄ）本発明の他の実施形態の切り欠き部および給電用導体位置を変更した場合の放射特性図、（ｃ）、（ｅ）、（ｆ）本発明の他の実施形態のアンテナの斜視図および放射特性図
【図４４】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）給電用導体の配設位置を変更した場合のアンテナの斜視図および放射パターンを示す図
【図４５】本発明の他の実施形態のアンテナの斜視図
【図４６】（ａ）本発明の他の実施形態の電子機器の正面図、（ｂ）本発明の他の実施形態の電子機器の斜視図
【符号の説明】
【０１４３】
７  回路基板
１０  アンテナ
２０  グランド電極
２１  信号電極
【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】
2005012743.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
2005012743.tif 000042
【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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