(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板の平面上に仮想の線対象軸に対して実質的に線対称になる導電性のメインのアンテナパターンが平面的に設けられ、
前記メインのアンテナパターンは、前記線対称軸に対して線対称になるように、先端で逆Ｕ状に折り返して設けられている中央放射器と、前記中央放射器の前記線対称軸に線対象の左右の折り返し導体に対して交差する向きで且つ前記折り返し導体の長手方向に所定間隔をあけて設けられ且つ前記線対象軸に対して線対称になるように設けられて、それぞれ接続導体で対応する前記折り返し導体に接続されている複数のアンテナ素子とを備え、
前記中央放射器の前記線対称軸に線対象の左右の前記折り返し導体の基部にそれぞれ給電部が設けられている平面アンテナにおいて、
前記メインのアンテナパターンの前記給電部に対応し且つ前記アンテナ素子と交差しない位置に、絶縁層を間に介して、前記線対称軸を横切り且つ前記線対象軸に対して線対称になる横向きの特性調整用導電パターンが設けられ、
前記絶縁層には、前記横向きの特性調整用導電パターンに対して前記線対称軸を中心として両側に間隔をあけて前記線対称軸と平行に延び且つ前記アンテナ素子と交差する縦向きの特性調整用導電パターンが前記線対象軸に対して線対称にそれぞれ設けられている平面アンテナ。
【請求項２】
前記横向きの特性調整用導電パターンは、前記絶縁基板の前記メインのアンテナパターンが設けられている面とは反対側の面に該絶縁基板を前記絶縁層として設けられている請求項１に記載の平面アンテナ。
【請求項３】
前記横向きの特性調整用導電パターンは、前記絶縁基板の前記メインのアンテナパターンが設けられている面に前記絶縁層を介して設けられている請求項１に記載の平面アンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁基板の平面上にアンテナパターンを有する平面アンテナに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の平面アンテナとして、図９に示すように、ガラスエポキシ樹脂等よりなる絶縁基板１の平面上に線対称に銅等の導電性のメインのアンテナパターン２が平面的に設けられ、該アンテナパターン２に給電部３ａ，３ｂが設けられたものが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
絶縁基板１に平面的に設けられているメインのアンテナパターン２は、線対称軸４に対して線対称になるように、先端で逆Ｕ状に折り返して設けられている中央放射器５を備えている。またアンテナパターン２は、中央放射器５の線対称軸４に線対象の左右の折り返し導体５ａ，５ｂに対して交差する向きで且つ折り返し導体５ａ，５ｂの長手方向に所定間隔をあけて線対称に設けられ且つそれぞれ接続導体６ａ，６ｂで対応する折り返し導体５ａ，５ｂに接続されている環状をなす四角形のアンテナ素子７ａ，７ｂを備えている。そして中央放射器５の線対称軸４に線対象の左右の折り返し導体５ａ，５ｂの基部には、それぞれ給電部３ａ，３ｂが設けられている。給電部３ａ，３ｂには、これら給電部３ａ，３ｂを図示しない同軸端子の中心導体と外部導体とに接続するために線対称軸４の長手方向に位置をずらせて接続導体１２ａ，１２ｂが接続されている。
【０００４】
この図９では、線対称軸４の左右に４個ずつのアンテナ素子７ａ，７ｂが設けられている。また、これらアンテナ素子７ａ，７ｂの一方の長辺を延長して接続導体６ａ，６ｂが設けられている。
【特許文献１】特許第３３２３４４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような平面アンテナを用いて、例えば地上波ディジタルテレビジョン放送を受信しようとする場合には、リターンロス特性が図１０（Ａ）に示すようになる。すなわち図１０（Ａ）に示す１対の矢印で示す区間が帯域幅であり、この帯域幅が狭い。またリターンロス特性が悪いという問題点があった。更に、インピーダンス特性は図１０（Ｂ）にスミスチャートで示すようになり、インピーダンスの収束が悪いという問題点があった。なお、図１０（Ａ）では、横軸は周波数を示し、縦軸は利得を示している。
【０００６】
本発明の目的は、リターンロス特性及びインピーダンス特性を従来よりも改善できる平面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】
【０００７】
本発明の平面アンテナでは、絶縁基板の平面上に線対称に導電性のメインのアンテナパターンが平面的に設けられる。メインのアンテナパターンは、仮想の線対称軸に対して線対称になっており、先端で逆Ｕ状に折り返して設けられている中央放射器と、複数のアンテナ素子とを備えている。中央放射器は、線対称軸に線対象の左右の折り返し導体とこれら折り返し導体の一方の端部を連結する逆Ｕ字状の連結導体とを備えている。なお逆Ｕ字状とは、連結導体が凸状に湾曲していることのみを意味するものではなく、連結導体が直線的である場合や凹状に湾曲している場合を含むものである。左右の折り返し導体には、これらの折り返し導体に対して交差する向きで且つ折り返し導体の長手方向に所定間隔をあけて線対称に複数のアンテナ素子が設けられている。複数のアンテナ素子は、それぞれ接続導体で対応する折り返し導体に接続されている。そして中央放射器の線対称軸に線対象の左右の折り返し導体の基部には、それぞれ給電部が設けられている。なお本願明細書において、中央放射器の先端とは、中央放射器の各給電部が設けられている側とは反対側をいう。
【０００８】
本発明に係る平面アンテナでは、メインのアンテナパターンの給電部に対応し且つアンテナ素子と交差しない位置に絶縁層を介して、線対称軸を横切って線対称になる横向きの特性調整用導電パターンを設ける。なお、本発明において横向きの特性調整用導電パターンとは、線対称軸を横切る向きに連続的にまたは不連続的に延びる導電材料からなるパターンであり、線対称性を維持することが必須の要件で、その形状は任意である。特性調整用導電パターンは、メインのアンテナパターンに対してコンデンサ成分または静電容量を付加することにより、特性に影響を与えている。
【０００９】
このようにメインのアンテナパターンの給電部に対応する位置に絶縁層を介して、線対称軸を横切って線対称に横向きの特性調整用導電パターンを設けると、従来に比べていずれも、帯域幅が広がり且つリターンロス特性が向上し及びインピーダンス特性も改善できることが判明した。
【００１０】
この場合、横向きの特性調整用導電パターンは、絶縁基板のメインのアンテナパターンが設けられている面とは反対側の面に絶縁基板を絶縁層として設けられていることが好ましい。このようになっていると、絶縁基板を絶縁層として横向きの特性調整用導電パターンを設けることができる。この場合には、横向きの特性調整用導電パターンの面積を変えることにより、メインのアンテナパターンの一部と横向きの特性調整用導電パターンとの間の静電容量の調整が可能となる。
【００１１】
また、横向きの特性調整用導電パターンは、絶縁基板のメインのアンテナパターンが設けられている面に例えば絶縁樹脂材料からなる絶縁層を形成し、その上に設けてもよい。このようにすると、形成する絶縁層の厚みを変えることによっても調整量を変更することが可能となり、横向きの特性調整用導電パターンの面積を変えることなく、メインのアンテナパターンの一部と横向きの特性調整用導電パターンとの間の静電容量の調整が可能となる。
【００１２】
また、絶縁層には、横向きの特性調整用導電パターンに対して線対称の線対称軸を中心として両側に間隔をあけて線対称軸に平行になり、且つアンテナ素子と交差する縦向きの特性調整用導電パターンをそれぞれ線対称に設けてもよい。なお、本願明細書において縦向きの特性調整用導電パターンとは、線対称の線対称軸と平行になる導電パターンをいう。縦向きの特性調整用導電パターンは、横向きの特性調整用導電パターンによる調整を補足するものである。
【００１３】
さらに、横向きの特性調整用導電パターンは、線対称軸の位置に横向きの特性調整用導電パターンを切り離す切り離し部を設けた形状にしてもよい。このような切り離し部を設けると、一層、帯域幅が広がり且つリターンロス特性を改善することができ、特にインピーダンス特性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る平面アンテナでは、特定のアンテナパターンを有する平面アンテナにおいて、メインのアンテナパターンの給電部に対応し且つアンテナ素子と交差しない位置に絶縁層を介して、線対称軸を横切って線対称になるように横向きの特性調整用導電パターンが設けられているので、従来よりも、帯域幅が広がり且つリターンロス特性を改善することができ、インピーダンス特性も改善できる利点が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための最良の形態の各例を図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明に係る平面アンテナの第１の実施の形態の背面図である。即ち、本例は図９の背面図に本発明を適用したものである。なお、前述した図９と対応する部分には、同一符号を付けて示している。
【００１６】
本例の平面アンテナの正面のガラスエポキシ樹脂等よりなる絶縁基板１には、図９と同様にしてメインのアンテナパターン２が、線対称の線対称軸４に対して線対称に設けられている。
【００１７】
本発明では、このメインのアンテナパターン２の給電部３ａ，３ｂに対応する位置に絶縁層を介して、線対称の線対称軸４を横切って線対称に横向きの特性調整用導電パターン８が設けられている。本例では、長方形状の横向きの特性調整用導電パターン８が、絶縁基板１のメインのアンテナパターン２が設けられている面とは反対側の面に絶縁基板１を絶縁層として設けられている。この横向きの特性調整用導電パターン８は、例えばプリント印刷或いは導電性箔を接着等して設けることができる。この場合には、横向きの特性調整用導電パターン８の大きさ（面積）を変えることにより、メインのアンテナパターン２の一部（主として給電部）と横向きの特性調整用導電パターン８との間に静電容量を付加することにより、特性の調整が可能となる。
【００１８】
このように絶縁基板１に、メインのアンテナパターン２の給電部３ａ，３ｂに対応する位置に絶縁層を介して、線対称の線対称軸４を横切って線対称になるように横向きの特性調整用導電パターン８を設けると、そのアンテナ特性及び特性調整用導電パターン図は図２（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）に示すようになる。
【００１９】
図２（Ａ）はこの平面アンテナのリターンロス特性を示し、図２（Ｂ）この平面アンテナのスミスチャート上のインピーダンス特性を示し、図２（Ｃ）はこの平面アンテナの横向きの特性調整用導電パターン８を示している。なお、図２（Ａ）で横軸は周波数を示し、縦軸は利得を示している。
【００２０】
この図２（Ａ）（Ｂ）から明らかなように、図１０（Ａ）（Ｂ）に示す従来の平面アンテナの各特性に比べて、帯域幅が広がり且つリターンロス特性が向上し及びインピーダンス特性も改善される。
【００２１】
図３は本発明に係る平面アンテナの第２例を示す背面図である。本例の平面アンテナでも、ガラスエポキシ樹脂等よりなる絶縁基板１の正面には、図１と同様にしてメインのアンテナパターン２が、線対称の線対称軸４に対して線対称になるように設けられている。
【００２２】
本例でも、このメインのアンテナパターン２の給電部３ａ，３ｂに対応する位置に絶縁層を介して、線対称軸４を横切って線対称になるように横向きの特性調整用導電パターン８が設けられている。本例も第１例と同様に、横向きの特性調整用導電パターン８は、絶縁基板１のメインのアンテナパターン２が設けられている面とは反対側の面に絶縁基板１を絶縁層として設けられている。また、絶縁基板１の横向きの特性調整用導電パターン８が設けられている面には、横向きの特性調整用導電パターン８に対して線対称軸４を中心として両側に間隔をあけて線対称軸４と平行になる向きで且つアンテナ素子７ａ，７ｂに交差させて縦向きの特性調整用導電パターン９ａ，９ｂがそれぞれ線対称に設けられている。これら横向きの特性調整用導電パターン８及び縦向きの特性調整用導電パターン９ａ，９ｂは、前述と同様に、例えばプリント印刷或いは導電性箔を接着等して設けることができる。このように縦向きの特性調整用導電パターン９ａ，９ｂを線対称軸４に対して線対称になるように設けると、そのアンテナ特性及び特性調整用導電パターン図は図４（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）に示すようになる。
【００２３】
図４（Ａ）はこの平面アンテナのリターンロス特性を示し、図４（Ｂ）この平面アンテナのスミスチャート上のインピーダンス特性を示し、図４（Ｃ）はこの平面アンテナの横向きの特性調整用導電パターン８と縦向きの特性調整用導電パターン９ａ，９ｂを示している。なお、図４（Ａ）で横軸は周波数を示し、縦軸は利得を示している。
【００２４】
この図４（Ａ）（Ｂ）から明らかなように、図２（Ａ）（Ｂ）に示す第１例の平面アンテナの各特性に比べて、いずれも一層、帯域幅が広がり且つリターンロス特性が改善され及びインピーダンス特性も改善されることが判る。
【００２５】
図５は本発明に係る平面アンテナの第３例を示す背面図である。本例の平面アンテナの正面のガラスエポキシ樹脂等よりなる絶縁基板１には、図１と同様にしてメインのアンテナパターン２が、線対称軸４に対して線対称になるように設けられている。
【００２６】
本発明でも、このメインのアンテナパターン２の給電部３ａ，３ｂに対応する位置に絶縁層を介して、線対称の線対称軸４を横切って線対称に横向きの特性調整用導電パターン８が設けられている。また本例も第１例と同様に、横向きの特性調整用導電パターン８は、絶縁基板１のメインのアンテナパターン２が設けられている面とは反対側の面に該絶縁基板１を絶縁層として設けられている。また、絶縁基板１の横向きの特性調整用導電パターン８が設けられている面には、横向きの特性調整用導電パターン８に対して線対称の線対称軸４を中心として両側に間隔をあけて該線対称軸４と平行になり且つアンテナ素子７ａ，７ｂに交差する縦向きの特性調整用導電パターン９ａ，９ｂがそれぞれ線対称に設けられている。
【００２７】
特に本例では、横向きの特性調整用導電パターン８には、線対称軸４が位置する箇所に横向きの特性調整用導電パターン８を切り離す切り離し部１０が設けられている。これにより特性調整用導電パターン８は、２つの特性調整用導電パターン部分８ａ，８ｂに分割されている。このような切り離し部１０を設けると、アンテナパターン２に対して付加される静電容量が変わるだけでなく、付加される静電容量の位置も変えることができる。本例の横向きの特性調整用導電パターン８及び縦向きの特性調整用導電パターン９ａ，９ｂを用いた場合の、アンテナ特性及び特性調整用導電パターン図は図６（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）に示すようになる。
【００２８】
図６（Ａ）はこの平面アンテナのリターンロス特性を示し、図６（Ｂ）この平面アンテナのスミスチャート上のインピーダンス特性を示し、図６（Ｃ）はこの平面アンテナの横向きの特性調整用導電パターン８と縦向きの特性調整用導電パターン９ａ，９ｂを示している。なお、図６（Ａ）で横軸は周波数を示し、縦軸は利得を示している。
【００２９】
この図６（Ａ）（Ｂ）から明らかなように、図４（Ａ）（Ｂ）に示す第２例の平面アンテナの各特性に比べて、いずれもより一層、帯域幅が広がり且つリターンロス特性が改善され及びインピーダンス特性も改善されていることが判る。
【００３０】
図７（Ａ）（Ｂ）は、本発明に係る平面アンテナの第４例を示したもので、図７（Ａ）は本例の平面アンテナの正面図、図７（Ｂ）は図７（Ａ）のＸ−Ｘ線端面図である。
【００３１】
本例の平面アンテナでは、絶縁基板１のメインのアンテナパターン２が設けられている面に絶縁層１１を介して横向きの特性調整用導電パターン８が設けられている。絶縁層１１は、絶縁テープを貼り付けても形成できるし、絶縁樹脂を印刷して形成してもよい。なお絶縁層１１は、短絡を防止するために、横向きの特性調整用導電パターン８より大きな面積で設けることが好ましい。絶縁層１１の厚みは、必要とする静電容量に応じて適宜設定する。
【００３２】
このような構造の平面アンテナでも、図１に示す例と同様な効果を得ることができる。また、このような構造では、絶縁層１１の厚みの変更が容易となり、横向きの特性調整用導電パターン８の面積を変えないで、メインのアンテナパターン２の一部と横向きの特性調整用導電パターン８との間の静電容量の調整が可能となる。
【００３３】
なお、この例では、絶縁層１１を大きくして図３に示したと同様に縦向きの特性調整用導電パターン９ａ，９ｂの追加、或いは図５に示したと同様に横向きの特性調整用導電パターン８に切り離し部１０を設けることができる。
【００３４】
上記実施の形態によれば、図２（Ｃ）、図４（Ｃ）、図６（Ｃ）に示すように特性調整用導電パターンを変えてゆくことにより、図２（Ｂ）、図４（Ｂ）、図６（Ｂ）に示すように平面アンテナのインピーダンスが前述した接続用の同軸端子のインピーダンスに収斂するように変化していくことがわかった。
【００３５】
図８（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、比較例のアンテナ特性及び特性調整用導電パターン図を示したものである。この比較例の平面アンテナでは、メインのアンテナパターン２を設けた絶縁基板１の裏面に、図８（Ｃ）に示すように、横向きの特性調整用導電パターン８を設けずに縦向きの特性調整用導電パターン９ａ，９ｂだけを設けたものである。
【００３６】
図８（Ａ）はこの平面アンテナのリターンロス特性を示し、図８（Ｂ）この平面アンテナのスミスチャート上のインピーダンス特性を示し、図８（Ｃ）はこの平面アンテナの縦向きの特性調整用導電パターン９ａ，９ｂを示している。なお、図８（Ａ）で横軸は周波数を示し、縦軸は利得を示している。この図８（Ａ）（Ｂ）と図１０（Ａ）及び（Ｂ）とを対比すると、縦向きの特性調整用導電パターン９ａ，９ｂを設けても、インピーダンス特性に改善が見られないことが判る。したがって、縦向きの特性調整用導電パターン９ａ，９ｂを設けても、特性を改善できない。
【００３７】
なお、本発明の平面アンテナでは、絶縁基板１の正面と裏面に共に横向きの特性調整用導電パターン８を設けてもよく、絶縁基板１の正面と裏面に共に横向きの特性調整用導電パターン８と縦向きの特性調整用導電パターン９ａ，９ｂとを設けることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明に係る平面アンテナの第１例を示す背面図である。
【図２】図１のアンテナ特性及び特性調整用導電パターン図を示したもので、（Ａ）はこの第１例の平面アンテナのリターンロス特性図、（Ｂ）この平面アンテナのスミスチャート上のインピーダンス特性図、（Ｃ）はこの平面アンテナの特性調整用導電パターン図である。
【図３】本発明に係る平面アンテナの第２例を示す背面図である。
【図４】図３のアンテナ特性及び特性調整用導電パターン図を示したもので、（Ａ）はこの第２例の平面アンテナのリターンロス特性図、（Ｂ）この平面アンテナのスミスチャート上のインピーダンス特性図、（Ｃ）はこの平面アンテナの特性調整用導電パターン図である。
【図５】本発明に係る平面アンテナの第３例を示す背面図である。
【図６】図５のアンテナ特性及び特性調整用導電パターン図を示したもので、（Ａ）はこの第３例の平面アンテナのリターンロス特性図、（Ｂ）この平面アンテナのスミスチャート上のインピーダンス特性図、（Ｃ）はこの平面アンテナの特性調整用導電パターン図である。
【図７】本発明に係る平面アンテナの第４例を示したもので、（Ａ）は本例の平面アンテナの正面図、（Ｂ）は（Ａ）のＸ−Ｘ線端面図である。
【図８】本発明には含めない比較例のアンテナ特性及び特性調整用導電パターン図を示したもので、（Ａ）はこの比較例の平面アンテナのリターンロス特性図、（Ｂ）この平面アンテナのスミスチャート上のインピーダンス特性図、（Ｃ）はこの平面アンテナの特性調整用導電パターン図である。
【図９】従来の平面アンテナの正面図である。
【図１０】図９のアンテナ特性を示したもので、（Ａ）はこの従来例の平面アンテナのリターンロス特性図、（Ｂ）この平面アンテナのスミスチャート上のインピーダンス特性図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  絶縁基板
２  メインのアンテナパターン
３ａ，３ｂ  給電部
４  線対称軸
５ａ，５ｂ  折り返し導体
６ａ，６ｂ  接続導体
７ａ，７ｂ  アンテナ素子
８  横向きの調整パターン
８ａ，８ｂ  特性調整用導電パターン部分
９ａ，９ｂ  縦向きの調整パターン
１０  切り離し部
１１  絶縁層
【図１】
0005113325.tif 000002
【図２】
0005113325.tif 000003
【図３】
0005113325.tif 000004
【図４】
0005113325.tif 000005
【図５】
0005113325.tif 000006
【図６】
0005113325.tif 000007
【図７】
0005113325.tif 000008
【図８】
0005113325.tif 000009
【図９】
0005113325.tif 000010
【図１０】
0005113325.tif 000011