(57)【要約】【課題】使用するすべての周波数帯で、効率よく電波の送受信を行うことができる多周波共振型逆Ｆ型アンテナを提供することを目的とする。【解決手段】周波数によって、第１の放射素子部１１と第２の放射素子部１２と第３の放射素子部１３からなる放射素子の長さを、第１のスイッチング回路１４からなるスイッチング回路と第２のスイッチング回路１９からなる第２のスイッチング回路を用いて切り換え、また、給電点から短絡板までの距離をコンデンサ２２からなる第２のスイッチング回路１９を用いて切り換える。これにより、複数の周波数帯の電波を効率良く送受信することのできる小型で利便性の高い逆Ｆ型アンテナを実現することができる。【選択図】図１
2005159813.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射素子が、短絡部を有する第１の放射素子部と、給電点を有する第２の放射素子部で構成された逆Ｆ型アンテナであって、
前記第２の放射素子部において、前記給電点に対し前記第１の放射素子部とは反対側の端部とグランドとの間に第１のスイッチング回路を設け、
前記第２の放射素子部において、前記給電点に対し前記第１の放射素子部側の端部の間の点とグランドとの間に第２のスイッチング回路を設けたことを特徴とする多周波共振型逆Ｆ型アンテナ。
【請求項２】
放射素子が、第１の放射素子部と、前記第１の放射素子部と直流的に分離されるとともに交流的に結合された第２の放射素子部と、前記第２の放射素子部と直流的に分離されるとともに交流的に結合された第３の放射素子部で構成され、
前記第１の放射素子部には短絡部を設け、
前記第２の放射素子部には給電点を設け、
前記第３の放射素子部の途中に第１のスイッチング回路を設け、
前記第２の放射素子部において、前記給電点に対し前記第１の放射素子側の端部の間の点とグランドとの間に第２のスイッチング回路を設けたことを特徴とする多周波共振型逆Ｆ型アンテナ。
【請求項３】
放射素子が、第１の放射素子部と、前記第１の放射素子部と直流的に分離されるとともに交流的に結合された第２の放射素子部で構成され、
前記第１の放射素子部には短絡部を設け、
前記第２の放射素子部には給電点を設け、
前記第２の放射素子部の前記給電点と端部との間に第１のスイッチング回路を設け、
前記第２の放射素子部の前記給電点と前記第１の放射素子側の端部の間とグランドとの間に第２のスイッチング回路を設けたことを特徴とする多周波共振型逆Ｆ型アンテナ。
【請求項４】
前記第１のスイッチング回路、および前記第２のスイッチング回路の制御信号電圧を、前記第２の放射素子部、もしくは前記第２の放射素子部とアンテナ用給電線を介して印加することを特徴とする請求項２または３記載の多周波共振型逆Ｆ型アンテナ。
【請求項５】
第１の放射素子部と、前記第１の放射素子部と直流的に分離されるとともに交流的に結合された第２の放射素子部を有する放射素子と、
前記第１の放射素子部に設けられた短絡部と、
前記第２の放射素子部に設けられた給電点と、
前記第２の放射素子部において、前記給電点と前記第２の放射素子部の前記第１の放射素子部と対向しない側の端部との間の任意の部位に設けられた第１のスイッチング回路と、前記第２の放射素子部において、前記第２の放射素子部と前記第１の放射素子部と対向する端部と給電部との間の任意の部位とグランドとの間をつなぐ第２のスイッチング回路とを有することを特徴とする多周波共振型逆Ｆ型アンテナ。
【請求項６】
第１の放射素子部と、前記第１の放射素子部と直流的に分離されるとともに交流的に結合された第２の放射素子部と、前記第２の放射素子部と直流的に分離されると共に交流的に結合された第３の放射素子部とを有する放射素子と、
前記第１の放射素子部に設けられた短絡部と、
前記第２の放射素子部に設けられた給電点と、
前記第３の放射素子部の任意の部位に設けられた第１のスイッチング回路と、
前記第２の放射素子部において、前記給電点と前記第１の放射素子部と対向する端部との間の任意の部位とグランド間をつなぐ第２のスイッチング回路とを有することを特徴とす
る多周波共振型逆Ｆ型アンテナ。
【請求項７】
前記第１のスイッチング回路および第２のスイッチング回路の少なくとも一つもしくは全部がｐｉｎダイオードから構成されることを特徴とする請求項５または６に記載の多周波共振型逆Ｆ型アンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、周波数を切り換えて使用する無線装置などに用いられ、複数の周波数で電波の送受信を行う多周波共振型逆Ｆ型アンテナに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、周波数が異なる複数の無線ＬＡＮシステムの規格が成立し、無線ＬＡＮ装置に接続されるアンテナにおいても、複数の周波数帯で使用可能な小型のアンテナが求められている。そのようなアンテナとしては、全体の長さが波長の４分の１程度と短く、また低背化も可能な逆Ｆ型アンテナを用いて、そのアンテナを複数の周波数で共振させるのが好ましいと考えられる。
【０００３】
そこで、従来は、逆Ｆ型アンテナにおいて、コイルとコンデンサから成る複数の共振回路を設けて、放射素子の長さ、および給電点から短絡板までの距離を周波数によって切り換えることにより、複数の周波数で共振する多周波共振型逆Ｆ型アンテナを実現している（例えば特許文献１参照。）。
【０００４】
以下、特許文献１に記載されている従来の多周波共振型逆Ｆ型アンテナについて説明する。図７は従来の多周波共振型逆Ｆ型アンテナの構成図であり、低い第１の周波数ｆ１と高い第２の周波数ｆ２で共振するアンテナである。
【０００５】
図７において５はグランド板であり、給電線（同軸ケーブル）６の外部導体が接続される。７は放射素子部であり、グランド板５上に所定間隔で平行に設けられる。放射素子部７の所定位置には前記給電線６の中心導体が接続され、その所定位置が給電点Ｐ０となっている。
【０００６】
給電点Ｐ０と放射素子部７の端部Ｐ１との間の所定位置には、コンデンサ１とコイル２からなり、共振周波数がｆ２と一致している並列共振回路８が挿入されている。
【０００７】
放射素子部７の他端Ｐ２は、ショートピン９でグランド板５に接地される。この他端Ｐ２と前記給電点Ｐ０との間において、放射素子部７の所定の位置Ｐ３には、コンデンサ３とコイル４からなり、共振周波数がｆ１と一致する直列共振回路１０が、グランド板５との間に接続される。
【０００８】
放射素子部７の長さは、低い第１の周波数ｆ１における波長（以下λ１と称する）の４分の１（λ１／４）と一致し、並列共振回路８と直列共振回路１０との距離は、高い第２の周波数ｆ２における波長（以下λ２と称する）の４分の１（λ２／４）と一致する。また、λ１に対する給電点Ｐ０からショートピン９の接続点Ｐ２までの距離の比と、λ２に対する給電点Ｐ０から直列共振回路１０の接続点Ｐ３までの距離の比が一致するように、給電点Ｐ０と直列共振回路１０が設置されている。
【０００９】
以上のように構成された従来の多周波共振型逆Ｆ型アンテナの動作について説明する。並列共振回路８は高い第２の周波数ｆ２で共振するため、周波数がｆ２のときは、給電点Ｐ０から並列共振回路８の手前の点Ｐ４までの放射素子部７が、放射素子として働く。この部分の長さはλ２／４であるので、放射素子の長さは周波数ｆ２において最適に調整される。一方、第１の周波数ｆ１のときは、並列共振回路８のインピーダンスが低いため、給電点Ｐ０から放射素子部７の先端Ｐ１までが放射素子として働き、放射素子部７の長さはλ１／４のため、放射素子の長さは周波数ｆ１においても最適に調整される。
【００１０】
ところで、多周波共振型のアンテナでは、共振周波数によってアンテナの入力インピーダンスが変化しないことも、アンテナと高周波信号源との整合をとるために必要である。逆Ｆ型アンテナでは、入力インピーダンスは、波長に対する給電点からショートピン９までの距離の比に大きく関係しているため、周波数ｆ１と周波数ｆ２で、この比が変わらないようにしなければならない。
【００１１】
直列共振回路１０は、周波数ｆ２でインピーダンスが低くなり、その点で放射素子部７とグランド板５を短絡し、周波数ｆ１ではインピーダンスが高く開放状態となる。また、λ１に対する給電点Ｐ０からショートピン９までの距離の比と、λ２に対する給電点Ｐ０から直列共振回路１０までの距離の比が一致するように、給電点Ｐ０と直列共振回路１０の位置を定めている。よって、周波数ｆ１と周波数ｆ２において、波長に対する給電点Ｐ０から放射素子部７が短絡される点Ｐ２までの距離との比は一致し、アンテナの入力インピーダンスを同じ値に保つことができる。
【００１２】
このようにして、放射素子の長さと、給電点Ｐ０から接地点Ｐ２までの距離が、ｆ１とｆ２の両方の周波数で最適化されるため、両方の周波数で効率よく電波の送受信を行うことができる。
【特許文献１】特開平１１−２５１８２５号公報（第１〜４頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
前記の低い周波数ｆ１と高い周波数ｆ２で電波の送受信を行う逆Ｆ型アンテナでは、送受信する周波数が直列共振回路、および並列共振回路の共振周波数である周波数ｆ２から離れると、直列共振回路ではインピーダンスが上がり、並列共振回路ではインピーダンスが下がるため、放射素子の両端まで高周波信号が達し、その周波数ではアンテナは共振しなくなってしまう。そのため、高い周波数ｆ２近傍の電波が効率よく送受信できる周波数範囲は狭い範囲に限られるという問題点がある。
【００１４】
本発明は、上記の問題点を解決し、複数の周波数帯の電波を効率良く送受信することのできる小型で利便性の高い多周波共振型逆Ｆ型アンテナを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、放射素子の長さ、および給電点から接地点までの距離を、導通と非導通を切り換えるスイッチで、切り換えることを主要な特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の多周波共振型逆Ｆ型アンテナによれば、広い周波数で導通と非導通を切り換えることができる、回路の共振現象を利用しないスイッチを用いて、放射素子の長さ、および給電点から接地点までの距離を切り換えることで、複数の周波数帯の電波を効率良く送受信することのできる小型で利便性の高い逆Ｆ型アンテナ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】
【００１７】
本発明は、複数の周波数帯の電波を効率良く送受信することのできる小型で利便性の高いアンテナを提供するという目的を、放射素子の長さ、および給電点から接地点までの距離を、導通と非導通を切り換えるスイッチで切り換えることにより実現した。
【００１８】
上記課題を解決するためになされた第１の発明は、放射素子が、短絡部を有する第１の放射素子部と、給電点を有する第２の放射素子部で構成された逆Ｆ型アンテナであって、第２の放射素子部において、給電点に対し第１の放射素子部とは反対側の端部の間に第１
のスイッチング回路を設け、第２の放射素子部において、給電点に対し第１の放射素子部側の端部の間の点とグランドとの間に第２のスイッチング回路を設けた多周波共振型逆Ｆ型アンテナとしたものであり、アンテナが共振する低い周波数、高い周波数の両方で、電波の送受信を広帯域で効率よく行わせる作用を有する。
【００１９】
上記課題を解決するためになされた第２の発明は、放射素子が、第１の放射素子部と、第１の放射素子部と直流的に分離されるとともに交流的に結合された第２の放射素子部と、第２の放射素子部と直流的に分離されるとともに交流的に結合された第３の放射素子部で構成され、第１の放射素子部には短絡部を設け、第２の放射素子部には給電点を設け、第３の放射素子部の途中に第１のスイッチング回路を設け、第２の放射素子部において、給電点に対し第１の放射素子側の端部の間の点とグランドとの間に第２のスイッチング回路を設けた多周波共振型逆Ｆ型アンテナとしたものであり、電気的手段によってスイッチング回路を切り換えることができ、アンテナが共振する低い周波数、高い周波数の両方で、広帯域にわたって効率よく電波の送受信を行うことができるとともに、周波数の切り換えが簡単で、アンテナの利便性を高められる作用を有する。
【００２０】
上記課題を解決するためになされた第３の発明は、放射素子が、第１の放射素子部と、第１の放射素子部と直流的に分離されるとともに交流的に結合された第２の放射素子部で構成され、第１の放射素子部には短絡部を設け、第２の放射素子部には給電点を設け、第２の放射素子部の給電点と端部との間に第１のスイッチング回路を設け、第２の放射素子部の給電点と第１の放射素子側の端部の間とグランドとの間に第２のスイッチング回路を設けた多周波共振型逆Ｆ型アンテナとしたものであり、多周波共振型逆Ｆ型アンテナの構造を簡素化する作用を有する。
【００２１】
上記課題を解決するためになされた第４の発明は、第２または第３の発明の多周波共振型逆Ｆ型アンテナにおいて、第１のスイッチング回路、および第２のスイッチング回路の制御信号電圧を、第２の放射素子部、もしくは第２の放射素子部とアンテナ用給電線を介して印加する多周波共振型逆Ｆ型アンテナとしたものであり、多周波共振型逆Ｆ型アンテナの構造を簡素化する作用をする。
【００２２】
上記課題を解決するためになされた第５の発明は、第１の放射素子部と、第１の放射素子部と直流的に分離されるとともに交流的に結合された第２の放射素子部を有する放射素子と、第１の放射素子部に設けられた短絡部と、第２の放射素子部に設けられた給電点と、第２の放射素子部において、給電点と第２の放射素子部の第１の放射素子部と対向しない側の端部との間の任意の部位に設けられた第１のスイッチング回路と、第２の放射素子部において、第２の放射素子部と第１の放射素子部と対向する端部と給電部との間の任意の部位とグランドとの間をつなぐ第２のスイッチング回路とを有する多周波共振型逆Ｆ型アンテナとしたものであり、第１スイッチング回路と第２スイッチング回路を任意の部位に配置することで、多周波共振型逆Ｆ型アンテナの構造を簡素化する作用を有する。
【００２３】
上記課題を解決するためになされた第６の発明は、第１の放射素子部と、第１の放射素子部と直流的に分離されるとともに交流的に結合された第２の放射素子部と、第２の放射素子部と直流的に分離されると共に交流的に結合された第３の放射素子部とを有する放射素子と、第１の放射素子部に設けられた短絡部と、第２の放射素子部に設けられた給電点と、第３の放射素子部の任意の部位に設けられた第１のスイッチング回路と、第２の放射素子部において、給電点と第１の放射素子部と対向する端部との間の任意の部位とグランド間をつなぐ第２のスイッチング回路とを有する多周波共振型逆Ｆ型アンテナとしたものであり、電気的手段によってスイッチング回路を切り換えることができ、アンテナが共振する低い周波数、高い周波数の両方で、広帯域にわたって効率よく電波の送受信を行うことができるとともに、周波数の切り換えが簡単で、アンテナの利便性を高められる作用を
有する。
【００２４】
上記課題を解決するためになされた第７の発明は、第１ないし第６のいずれかの発明において、第１のスイッチング回路および第２のスイッチング回路の少なくとも一つもしくは全部がｐｉｎダイオードから構成される多周波共振型逆Ｆ型アンテナとしたものであり、ダイオード素子１個で各スイッチング回路が構成されるという作用をする。
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について、図１から図６を用いて説明する。
【００２６】
（実施の形態１）
図１は、本発明の一実施の形態を示すアンテナの構成図であり、低い第１の周波数ｆ１と高い第２の周波数ｆ２の２つの周波数で使用できる２周波共振型逆Ｆ型アンテナである。
【００２７】
図２は図１に示すアンテナの動作説明図であり、図１に示すアンテナにおける、周波数ｆ１で共振したときと、周波数ｆ２で共振したときの電界強度分布を示したものである。
【００２８】
これらの図において、５は金属板からなるグランド板であり、給電線（同軸ケーブル）６の外部導体が接続される。グランド板５上には、グランド板５と平行に第１の放射素子部１１、第２の放射素子部１２、第３の放射素子部１３が設けられる。第２の放射素子部１２には給電線６の中心導体が接続されており、そこが給電点Ｐ０となる。１４はスイッチング素子として用いるｐｉｎダイオードであり、第３の放射素子部１３の間に接続される。このｐｉｎダイオード１４で第１のスイッチング回路を構成する。
【００２９】
１５はｐｉｎダイオード１４のバイアス電圧を制御するバイアス制御回路である。１６、１７は低域通過フィルタである。低域通過フィルタ１６、１７はバイアス制御回路１５からのバイアス信号を通過させるとともに、周波数の信号ｆ１や周波数ｆ２の信号の通過は阻止する。ｐｉｎダイオードは、バイアス電圧が印加されていない状態ではインピーダンスが高いが、バイアス電圧が印加されるとインピーダンスが下がる。そのため、バイアス制御回路１５からバイアス信号によって、第１のスイッチング回路であるｐｉｎダイオード１４の導通と非導通を切り換えることができる。
【００３０】
１８はコンデンサであり、第２の放射素子部１２と第３の放射素子部１３の間に接続されて、第２の放射素子部と第３の放射素子部１３を直流的に分離し、高周波的に接続する。１９はスイッチング素子として用いるｐｉｎダイオードであり、第２の放射素子部１２の第１の放射素子部１１側の端部とグランド板５の間に接続される。このｐｉｎダイオード１９で第２のスイッチング回路を構成する。２０はｐｉｎダイオード１９のバイアス電圧を制御するバイアス制御回路である。２１は低域通過フィルタであり、バイアス制御回路２０からのバイアス信号を通過させ、周波数ｆ１や周波数ｆ２の信号の通過を阻止する。第１のスイッチング回路（ｐｉｎダイオード１４）と同様に、第２のスイッチング回路（ｐｉｎダイオード１９）もバイアス制御回路２０からのバイアス信号によって、第２のスイッチング回路の導通と非導通を切り換える。
【００３１】
なお、コンデンサ１８によって、バイアス制御回路１５からのバイアス信号はｐｉｎダイオード１４だけに、またバイアス制御回路２０からのバイアス信号はｐｉｎダイオード１９だけに加えることができる。２２はコンデンサであり、第１の放射素子部１１と第２の放射素子部１２の間に接続されて、第１の放射素子部１１と第２の放射素子部１２を直流的に分離し、高周波的に接続する。コンデンサ２２によってｐｉｎダイオード１９のアノード端子は直流的にグランド板５から分離され、バイアス電圧を印加することが可能となる。２３は短絡板であり、第１の放射素子部１１の他端をグランド板５に接地する。２
４はコンデンサであり、２５は高周波信号源である。コンデンサ２４は給電点Ｐ０と高周波信号源２５の間に接続され、バイアス制御回路２０からのバイアス信号が高周波信号源２５に入力されるのを阻止する。
【００３２】
なお、第１の放射素子部１１と第２の放射素子部１２と第３の放射素子部１３を合わせた長さは、λ１／４と一致しており、また、第２の放射素子部１２と第３の放射素子部１３のｐｉｎダイオード１４までの長さはλ２／４と一致している。また給電点Ｐ０は、図２においてＬ１：λ１＝Ｌ２：λ２となる点に設けてある。
【００３３】
このように構成された逆Ｆ型アンテナの動作について説明する。第１のスイッチング回路であるｐｉｎダイオード１４を導通にし、第２のスイッチング回路であるｐｉｎダイオード１９を非導通にすると、図２に示すように、アンテナは低い方の第１の周波数ｆ１で共振する。
【００３４】
また、第１のスイッチング回路（ｐｉｎダイオード１４）を非導通にし、第２のスイッチング回路（ｐｉｎダイオード１９）を導通にすると、第３の放射素子１３は第１のスイッチング回路（ｐｉｎダイオード１４）までの部分が第２の放射素子部１２と結合され、また第２の放射素子部１２は第２のスイッチング回路（ｐｉｎダイオード１９）でグランド板５と短絡されるため、図２に示すように、アンテナは高い方の第２の周波数ｆ２で共振する。
【００３５】
このようにして、第１のスイッチング回路（ｐｉｎダイオード１４）と第２のスイッチング回路（ｐｉｎダイオード１９）の導通と非導通を切り換えることにより、アンテナの共振周波数を切り換えることができ、スイッチング回路の導通と非導通を、スイッチング素子のインピーダンスが高くて開放状態になるか、低くて短絡状態になるかで切り換えているため、共振回路を用いた場合に比べて、広い帯域でアンテナを共振させることができる。
【００３６】
また、図１に示すアンテナでは、第２のスイッチング回路（ｐｉｎダイオード１９）へバイアス信号を第２の放射素子部１２を介して印加し、第１のスイッチング回路（ｐｉｎダイオード１４）へバイアス信号を第３の放射素子部１３を介して印加することにより、２つのバイアス制御回路１５，２０を互いに近づけて配置することができ、アンテナとバイアス制御回路１５，２０が簡潔にまとまった小型の逆Ｆ型アンテナを実現している。
【００３７】
ところで、逆Ｆ型アンテナの入力インピーダンスは、波長に対する、給電点Ｐ０から短絡板２３までの長さとの比が大きく関係するが、図１のアンテナでは、低い方の周波数ｆ１と高い方の周波数ｆ２で、その比は一定に保たれるため、どちらの周波数でも入力インピーダンスを一定に保つことができ、両方の周波数で高周波信号源と整合を取ることができる。
【００３８】
また、当然のことながら、給電点Ｐ０と短絡板２３の間に設けるスイッチング回路の数と、短絡板２３とは反対側のスイッチング回路の数を増やすことにより、周波数を３つ以上切り換えることも可能である。それぞれの周波数でアンテナを共振させることができるとともに、入力インピーダンスを一定に保ち、高周波信号源との整合をとることができる。
【００３９】
この実施の形態１においては、第３の放射素子部１３を長手方向に２分割してその間に第１のスイッチング回路１４を設けているが、２分割の位置は、任意に設定することができる。また、第２の放射素子部１２における第１の放射素子部１１側の端部に第２のスイッチング回路１９を設けているが、端部近傍の任意の位置でもよい。これにより、周波数
ｆ２を所定の範囲において任意に設定することができる。
【００４０】
（実施の形態２）
図３は、本発明の一実施の形態における多周波共振型逆Ｆ型アンテナの構造を示す図であり、１つのバイアス制御回路で２つのスイッチング回路を制御することにより、簡素で小型の逆Ｆ型アンテナを実現するものである。図４は図３に示すアンテナの動作説明図であって、図３に示すアンテナにおける、低い第１の周波数ｆ１で共振したときと、高い第２の周波数ｆ２で共振したときのアンテナ上の電界強度分布を示したものである。
【００４１】
これらの図において、５は金属板からなるグランド板であり、給電線（同軸ケーブル）６の外部導体が接続される。グランド板５上には、グランド板５と平行に第１の放射素子部１１、第２の放射素子部１２が設けられる。第２の放射素子部１２には給電線６の中心導体が接続されており、そこが給電点Ｐ０となる。１４はスイッチング素子として用いるｐｉｎダイオードであり、第２の放射素子部１２において、給電点Ｐ０と第２の放射素子部１２の端部との間に挿入される。このｐｉｎダイオード１４で第１のスイッチング回路を構成する。１５はｐｉｎダイオード１４のバイアス電圧を制御するバイアス制御回路である。
【００４２】
低域通過フィルタ１６はバイアス制御回路１５からのバイアス信号を通過させ、周波数ｆ１の信号や周波数ｆ２の信号の通過を阻止する。１９はスイッチング素子として用いるｐｉｎダイオードであり、第２の放射素子部１２の第１の放射素子部１１側の端部と、グランド板５の間に接続される。ｐｉｎダイオード１９のバイアス電圧もバイアス制御回路１５で制御される。このｐｉｎダイオード１９で第２のスイッチング回路を構成する。
【００４３】
２２はコンデンサであり、第１の放射素子部１１と第２の放射素子部１２を直流的に分離し、高周波的に接続する。２３は短絡板であり、第１の放射素子部１１の他端をグランド板５に接地する。２６は短絡板であり、第２の放射素子部１２の他端をグランド板５に接地する。２４はコンデンサであり、２５は高周波信号源である。コンデンサ２４は、バイアス制御回路２０からのバイアス信号が、高周波信号源２５に流入するのを阻止する。
【００４４】
なお、第１の放射素子部１１と、第２の放射素子部１２の第１のスイッチング回路までの部分を合わせた長さは、λ１／４と一致しており、また、第２の放射素子部１２の長さはλ２／２と一致している。また給電点は、図４においてＬ１：λ１＝Ｌ２：λ２となる点に設けてある。
【００４５】
このように構成された逆Ｆ型アンテナの動作について説明する。第１のスイッチング回路（ｐｉｎダイオード１４）と第２のスイッチング回路（ｐｉｎダイオード１９）を非導通にすると、高周波信号が流れる第１の放射素子部１１と第２の放射素子部の第２のスイッチング回路（ｐｉｎダイオード１９）までの長さは、λ１／４と等しくなり、図４に示すようにアンテナは低い第１の周波数ｆ１で共振する。第１のスイッチング回路（ｐｉｎダイオード１４）と第２のスイッチング回路（ｐｉｎダイオード１９）を導通にすると、第２の放射素子部１２は両端でグランド板５と接地されるが、その長さがλ２／２と等しいため、図４に示すように、アンテナは高い第２の周波数ｆ２で共振する。
【００４６】
このようにして、第１のスイッチング回路（ｐｉｎダイオード１４）と第２のスイッチング回路（ｐｉｎダイオード１９）の導通と非導通を切り換えることにより、アンテナの共振周波数を切り換えることができる。また、スイッチング回路の導通と非導通を、スイッチング素子のインピーダンスで切り換えているため、共振回路を用いた場合に比べて、広い帯域でアンテナを共振させることができる。
【００４７】
また、図３のアンテナでは、波長に対する給電点から短絡板までの長さの比が、周波数ｆ１と周波数ｆ２でこの比が変わらないように、給電点Ｐ０と第２のスイッチング回路（ｐｉｎダイオード１９）を設けている。よって、アンテナの入力インピーダンスは一定に保たれ、両方の周波数で高周波信号源と整合を取ることができる。
【００４８】
また図３に示すように、高い方の周波数ｆ２において電界強度がゼロとなる点までの給電点Ｐ０からの距離が、低い方の周波数ｆ１において電界強度が最大となる点までの給電点Ｐ０からの距離より長い場合、高い方の周波数ｆ２において電界強度がゼロとなる点で第２の放射素子部１２をグランド板５に接地し、低い方の周波数ｆ１において電界強度が最大となる点に第１のスイッチング回路（ｐｉｎダイオード１４）を挿入することにより、第１のスイッチング回路（ｐｉｎダイオード１４）と第２のスイッチング回路（ｐｉｎダイオード１９）の導通と非導通を同時に切り換えてアンテナの共振周波数を切り換えることが可能となり、スイッチング回路を制御するバイアス制御回路が一つですむようになる。さらに、給電線６と第２の放射素子部１２に重畳させて、第１のスイッチング回路（ｐｉｎダイオード１４）と第２のスイッチング回路（ｐｉｎダイオード１９）を制御する信号を送ることにより、制御信号を送るための配線をなくすことができる。このようにして、１つのアンテナで複数の周波数に対応できるにもかかわらず、簡素で小型なアンテナを実現することができる。
【００４９】
この実施の形態２においては、第２の放射素子部１２を長手方向に２分割してその間に第１のスイッチング回路１４を設けているが、２分割の位置は、任意に設定することができる。また、第２の放射素子部１２における第１の放射素子部１１側の端部に第２のスイッチング回路１９を設けているが、端部近傍の任意の位置でもよい。これにより、周波数ｆ２を所定の範囲において任意に設定することができる。
【００５０】
（実施の形態３）
図５は、本発明の一実施の形態における多周波共振型逆Ｆ型アンテナの構造を示す図であり、１つのバイアス制御回路で２つのスイッチング回路を制御することにより、簡素で小型の逆Ｆ型アンテナを実現するものである。図６は図５に示すアンテナの動作説明図であり、図５に示すアンテナにおける、低い第１の周波数ｆ１で共振したときと、高い第２の周波数ｆ２で共振したときのアンテナ上の電界強度分布を示したものである。
【００５１】
これらの図において、５は金属板からなるグランドあり、給電線（同軸ケーブル）６の外部導体が接続される。グランド板５上には、グランド板５と平行に第１の放射素子部１１、第２の放射素子部１２が設けられる。第２の放射素子部１２には給電線６の中心導体が接続されており、そこが給電点Ｐ０となる。１４はスイッチング素子として用いるｐｉｎダイオードであり、第２の放射素子部１２において、給電点と第２の放射素子部１２の端部との間に挿入される。このｐｉｎダイオード１４で第１のスイッチング回路を構成する。１５はｐｉｎダイオード１４のバイアス電圧を制御するバイアス制御回路である。低域通過フィルタ１６はバイアス制御回路１５からのバイアス信号を通過させ、周波数ｆ１の信号や周波数ｆ２の信号の通過を阻止する。
【００５２】
１９はスイッチング素子として用いるｐｉｎダイオードであり、第２の放射素子部１２の第１の放射素子部１１側の端部と、グランド板５の間に接続される。このｐｉｎダイオード１９で第２のスイッチング回路を構成する。２２はコンデンサであり、第１の放射素子部１１と第２の放射素子部１２を直流的に分離し、高周波的に接続する。２３は短絡板であり、第１の放射素子部１１の他端をグランド板５に接地する。２４はコンデンサであり、バイアス制御回路２０からのバイアス信号が高周波信号源２５に流入するのを阻止する。
【００５３】
なお、第１の放射素子部１１と、第２の放射素子部１２を合わせた長さはλ１／４と一致しており、また、第２の放射素子部１２の第１の放射素子部１１側の端部から第１のスイッチング回路までの長さはλ２／２と一致している。また給電点は、図６においてＬ１：λ１＝Ｌ２：λ２となる点に設けてある。
【００５４】
このように構成された逆Ｆ型アンテナの動作について説明する。第１のスイッチング回路（ｐｉｎダイオード１４）と第２のスイッチング回路（ｐｉｎダイオード１９）を非導通にすると、第１の放射素子部１１と第２の放射素子部１２に高周波電流が流れ、その長さはλ１／４と等しくなり、図６に示すようにアンテナは周波数ｆ１で共振する。第１のスイッチング回路（ｐｉｎダイオード１４）と第２のスイッチング回路（ｐｉｎダイオード１９）を導通にすると、第２の放射素子部１２は第１のスイッチング回路（ｐｉｎダイオード１４）と第２のスイッチング回路（ｐｉｎダイオード１９）のところでグランド板５と接地されるが、その長さが２λ／２と等しいため、図６に示すように、アンテナは周波数ｆ２で共振する。
【００５５】
このようにして、第１のスイッチング回路（ｐｉｎダイオード１４）と第２のスイッチング回路（ｐｉｎダイオード１９）の導通と非導通を切り換えることにより、アンテナの共振周波数を切り換えることができる。また、スイッチング回路の導通と非導通を、実施の形態１や実施の形態２と同じく、スイッチング素子のインピーダンスで切り換えているため、共振回路を用いた場合に比べて、広い帯域でアンテナを共振させることができる。
【００５６】
また、図５のアンテナでも、波長に対する給電点Ｐ０から短絡板２３までの長さの比は２つの周波数で変わらないため、入力インピーダンスは一定に保たれ、両方の周波数で高周波信号源と整合を取ることができる。
【００５７】
また図６に示すように、高い方の周波数ｆ２において電界強度がゼロとなる点までの給電点Ｐ０からの距離が、低い方の周波数ｆ１において電界強度が最大となる点までの給電点Ｐ０からの距離より短い場合、低い方の周波数ｆ１において電界強度がゼロとなる点で第１のスイッチング回路でグランド板５に接地することにより、第１のスイッチング回路（ｐｉｎダイオード１４）と第２のスイッチング回路（ｐｉｎダイオード１９）の導通と非導通を同時に切り換えて、アンテナの共振周波数を切り換えることが可能となり、スイッチング回路を制御するバイアス制御回路が一つですむようになる。
【００５８】
さらに、給電線６と第２の放射素子部１２に重畳させて、第１のスイッチング回路（ｐｉｎダイオード１４）と第２のスイッチング回路（ｐｉｎダイオード１９）を制御する信号を送ることにより、制御信号の配線をなくすことができる。このようにして、１つのアンテナで複数の周波数に対応できるにもかかわらず、簡素で小型なアンテナを実現することができる。
【００５９】
この実施の形態３においては、第２の放射素子部１２における第１の放射素子部１１側の端部に第２のスイッチング回路１９を設けているが、端部近傍の任意の位置でもよい。これにより、周波数ｆ２を所定の範囲において任意に設定することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
以上のように、本発明にかかる多周波共振型逆Ｆ型アンテナは、複数の周波数を用いる無線通信装置に有用であり、特に小型化が求められる無線ＬＡＮ装置のアンテナとして用いられるのに適している。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の一実施の形態を示すアンテナの構成図
【図２】図１に示すアンテナの動作説明図
【図３】本発明の一実施の形態における多周波共振型逆Ｆ型アンテナの構造を示す図
【図４】図３に示すアンテナの動作説明図
【図５】本発明の一実施の形態における多周波共振型逆Ｆ型アンテナの構造を示す図
【図６】図５に示すアンテナの動作説明図
【図７】従来の多周波共振型逆Ｆ型アンテナの構成図
【符号の説明】
【００６２】
１    コンデンサ
２    コイル
３    コンデンサ
４    コイル
５    グランド板
６    給電線（同軸ケーブル）
７    放射素子部
８    並列共振回路
９    ショートピン
１０    直列共振回路
１１    第１の放射素子部
１２    第２の放射素子部
１３    第３の放射素子部
１４    ｐｉｎダイオード（第１のスイッチング回路）
１５    バイアス制御回路
１６    低域通過フィルタ
１７    低域通過フィルタ
１８    コンデンサ
１９    ｐｉｎダイオード（第２のスイッチング回路）
２０    バイアス制御回路
２１    低域通過フィルタ
２２    コンデンサ
２３    短絡板
２４    コンデンサ
２５    高周波信号源
２６    短絡板（短絡部）
【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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