(57)【要約】本発明に係るアンテナは、グランドパターンと、給電位置から最も遠い縁部分からグランドパターン側に切欠きが設けられた平面エレメントとを具備し、グランドパターンと平面エレメントとが併置されるものである。切欠きを設けることにより小型化が可能になると共に、低周波域における放射を得るための電流路を確保することができるようになる。また、グランドパターンと平面エレメントが併置されるので、設置体積が小さくなると共に、アンテナ特性、特にインピーダンス特性を制御しやすくなり、広帯域化を実現できるようになる。
2004049505.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
グランドパターンと、
給電され、給電位置から最も遠い縁部分から前記グランドパターン側に切欠きが設けられた平面エレメントと、
を具備し、
前記グランドパターンと前記平面エレメントとが併置される
ことを特徴とするアンテナ。
【請求項２】
前記平面エレメントが、当該平面エレメントに設けられた前記切欠き以外の縁部が前記グランドパターンに対向するように配置されることを特徴とする請求項１記載のアンテナ。
【請求項３】
前記グランドパターンが、前記平面エレメントの全ての縁部を囲うことなく、且つ前記切欠きを含む、前記平面エレメントの縁部の少なくとも一部に対して開口が設けられるように形成される
ことを特徴とする請求項１記載のアンテナ。
【請求項４】
前記切欠きが矩形であることを特徴とする請求項１記載のアンテナ。
【請求項５】
前記切欠きが、前記平面エレメントの給電位置を通る直線に対して対称に形成されることを特徴とする請求項１記載のアンテナ。
【請求項６】
前記平面エレメントが、
前記グランドパターンに対向する辺を底辺とし、当該底辺に対して垂直又は実質的に垂直に側辺が設けられ、上辺に前記切欠きが設けられた形状を有する
ことを特徴とする請求項１記載のアンテナ。
【請求項７】
前記底辺の両端の角が隅切されていることを特徴とする請求項６記載のアンテナ。
【請求項８】
前記平面エレメントと前記グランドパターンとの少なくともいずれかが、
前記グランドパターンと前記平面エレメントの距離を連続して変化させる部分を有する
ことを特徴とする請求項１記載のアンテナ。
【請求項９】
前記グランドパターンに対向する、前記平面エレメントの縁の少なくとも一部が曲線となっていることを特徴とする請求項１記載のアンテナ。
【請求項１０】
前記平面エレメントが、誘電体基板と一体として形成されることを特徴とする請求項１記載のアンテナ。
【請求項１１】
アンテナ用誘電体基板であって、
誘電体の層と、
当該アンテナ用誘電体基板の第１の側面に最も近い縁部分から前記第１の側面に対向する第２の側面方向に切欠きが形成されている導体の平面エレメントを含む層と、
を有するアンテナ用誘電体基板。
【請求項１２】
前記切欠きが矩形であることを特徴とする請求項１１記載のアンテナ用誘電体基板。
【請求項１３】
前記切欠きが、前記平面エレメントの給電位置を通る直線に対して対称に形成されることを特徴とする請求項１２記載のアンテナ用誘電体基板。
【請求項１４】
前記平面エレメントが、前記第２の側面に最も近い辺を底辺とし、当該底辺に対して垂直又は実質的に垂直に側辺が設けられ、前記第１の側面に最も近い上辺に前記切欠きが設けられた形状を有することを特徴とする請求項１２記載のアンテナ用誘電体基板。
【請求項１５】
前記底辺の両端の角が隅切りされていることを特徴とする請求項１４記載のアンテナ用誘電体基板。
【請求項１６】
前記平面エレメントの前記第２の側面に最も近い縁部が、前記第２の側面との距離が連続して変化する部分を有することを特徴とする請求項１２記載のアンテナ用誘電体基板。
【請求項１７】
前記平面エレメントが、少なくとも前記第２の側面に設けられた電極との接続部を具備することを特徴とする請求項１２記載のアンテナ用誘電体基板。
【請求項１８】
給電される平面エレメントと、
前記平面エレメントと併置されたグランドパターンと、
を具備し、
前記グランドパターンを切り欠くことにより、前記平面エレメントと前記グランドパターンとの距離が連続的に変化する連続変化部が設けられたアンテナ。
【請求項１９】
給電位置において給電される平面エレメントと、
前記平面エレメントと併置され、前記平面エレメントの給電位置に対して先細り形状が形成されたグランドパターンと、
を含むアンテナ。
【請求項２０】
前記先細り形状が、線分で構成される縁部と上に凸の曲線で構成される縁部と下に凸の曲線で構成される縁部とのうち少なくともいずれかにより構成される
ことを特徴とする請求項１９記載のアンテナ。
【請求項２１】
前記先細り形状が、前記平面エレメントの給電位置を通る直線に対して左右対称であることを特徴とする請求項１９記載のアンテナ。
【請求項２２】
前記先細り形状の先端に、前記平面エレメントの給電位置に給電を行うための部分を収容するための窪みが設けられていることを特徴とする請求項１９記載のアンテナ。
【請求項２３】
前記平面エレメントは誘電体基板上又は内部に形成され、前記グランドパターンは樹脂基板上又は内部に形成され、前記誘電体基板が前記樹脂基板上に載置されることを特徴とする請求項１９記載のアンテナ。
【請求項２４】
前記平面エレメントが、
前記グランドパターンに対向する辺を底辺とし、当該底辺に対して垂直又は実質的に垂直に側辺が設けられ、上辺に切欠きが設けられた形状を有する
ことを特徴とする請求項２３記載のアンテナ。
【請求項２５】
前記樹脂基板の上端部には前記平面エレメントが形成された誘電体基板が載置され、前記グランドパターンが前記誘電体基板の左及び右のうち少なくともいずれかに伸びた領域を有するように形成されることを特徴とする請求項２３記載のアンテナ。
【請求項２６】
前記樹脂基板の右上端部と左上端部のうち少なくともいずれかには前記平面エレメントが形成された誘電体基板が載置され、前記グランドパターンが前記誘電体基板が載置されるサイドとは反対サイドに伸びた領域を有するように形成されることを特徴とする請求項２３記載のアンテナ。
【請求項２７】
平面エレメントが一体として形成された誘電体基板と、
前記誘電体基板が設置され且つ当該誘電体基板と併置されるグランドパターンが形成された基板と、
を具備し、
前記グランドパターンには、前記平面エレメントの給電位置に対して先細り形状が形成されており、
前記平面エレメントには、前記給電位置から最も遠い縁部分から、併置される前記グランドパターン側に切欠きが設けられている
ことを特徴とするアンテナ。
【請求項２８】
２つの前記誘電体基板が、前記基板の右上端部と左上端部に１／４波長離して配置され、
前記グランドパターンには、２つの前記誘電体基板を分離するための領域が設けられている
ことを特徴とする請求項２７記載のアンテナ。
【請求項２９】
平面エレメントが一体として形成された誘電体基板と、
前記誘電体基板が設置され且つ当該誘電体基板と併置されるグランドパターンが形成された基板と、
を具備し、
前記グランドパターンには、前記平面エレメントの給電位置に対して先細り形状が形成されており、
前記平面エレメントには、前記給電位置から最も遠い縁部分から、併置される前記グランドパターン側に切欠きが設けられている
ことを特徴とする無線通信カード。
【請求項３０】
グランドパターンと、
前記グランドパターンに対向する縁部に、曲線と傾きが段階的に変更されて接続された線分とのうちいずれかで構成され且つ前記グランドパターンとの距離を連続して変化させる連続変化部分が設けられ、給電される平面エレメントと、
を有し、
前記グランドパターンが、前記平面エレメントの縁部の全てを囲うことなく当該平面エレメントと併置されることを特徴とするアンテナ。
【請求項３１】
前記連続変化部分において、前記平面エレメントの給電位置から遠ざかるにつれて前記グランドパターンとの距離が漸増することを特徴とする請求項３０記載のアンテナ。
【請求項３２】
前記連続変化部分の少なくとも一部が円弧で構成されることを特徴とする請求項３０記載のアンテナ。
【請求項３３】
前記平面エレメントの縁部のうち前記連続変化部分以外の部分の少なくとも一部が、前記グランドパターン側とは反対側に形成されることを特徴とする請求項３０記載のアンテナ。
【請求項３４】
前記グランドパターンが、前記連続変化部分以外の、前記平面エレメントの縁部の少なくとも一部に対して開口が設けられるように形成されることを特徴とする請求項３０記載のアンテナ。
【請求項３５】
前記平面エレメントに、前記平面エレメントの給電位置から最も遠い縁部から前記グランドパターン側に切欠きが設けられていることを特徴とする請求項３０記載のアンテナ。
【請求項３６】
前記切欠きを含む、前記平面エレメントの縁部の少なくとも一部が、前記グランドパターンと対向することのない位置に形成されることを特徴とする請求項３５記載のアンテナ。
【請求項３７】
前記グランドパターンに、前記平面エレメントの給電位置に対して先細り形状が形成されていることを特徴とする請求項３０記載のアンテナ。
【請求項３８】
前記平面エレメントが、前記平面エレメントの給電位置を通る直線に対して対称であることを特徴とする請求項３０記載のアンテナ。
【請求項３９】
前記平面エレメントの給電位置を通る直線に対して、前記グランドパターンと前記平面エレメントの距離が対称であることを特徴とする請求項３０記載のアンテナ。
【請求項４０】
前記平面エレメントが誘電体基板と一体に形成され、
前記連続変化部分において、前記平面エレメントの給電位置から遠ざかるにつれて前記グランドパターンとの距離が飽和的に増加することを特徴とする請求項３０記載のアンテナ。
【請求項４１】
グランドパターンと、
前記グランドパターンに対向する縁部に、曲線と傾きが段階的に変更されて接続された線分とのうちいずれかで構成され且つ前記グランドパターンとの距離を連続して変化させる連続変化部分が設けられ、給電される平面エレメントと、
を有し、
前記グランドパターンが、前記平面エレメントの縁部の全てを囲うことなく配置され、
前記グランドパターンと前記平面エレメントとが完全には重なることがなく、互いの面が平行又は実質的に平行に配置されることを特徴とするアンテナ。
【請求項４２】
グランドパターンと、
給電位置で給電され、前記グランドパターンに対向する縁部に、前記グランドパターンとの距離が前記給電位置から曲線的に漸増する連続変化部分が設けられた平面エレメントと、
を有し、
前記グランドパターンが、前記平面エレメントの縁部の全てを囲うことなく且つ当該平面エレメントと併置されることを特徴とするアンテナ。
【請求項４３】
給電位置において給電される平面エレメントと、
前記平面エレメントと併置されるグランドパターンと、
を具備し、
前記平面エレメントと前記グランドパターンとの距離が、前記給電位置を通る直線から離れるに従い、連続的且つ飽和的に増加する
ことを特徴とするアンテナ。
【請求項４４】
前記平面エレメントの側縁部が、曲線と傾きが段階的に変更されて接続された線分とのうちいずれかで構成され、
前記平面エレメントが、アンテナ用誘電体基板の上又は内部に形成される
ことを特徴とする請求項４３記載のアンテナ。
【請求項４５】
前記アンテナ用誘電体基板が、前記平面エレメントの前記給電位置を通る直線上の端点に接続された共振エレメントをさらに含むことを特徴とする請求項４４記載のアンテナ。
【請求項４６】
前記共振エレメントが、前記給電位置を通る直線に対して対称であることを特徴とする請求項４５記載のアンテナ。
【請求項４７】
前記共振エレメントが、前記給電位置を通る直線に対して非対称であることを特徴とする請求項４５記載のアンテナ。
【請求項４８】
前記平面エレメントと前記共振エレメントが、同一の層に形成されることを特徴とする請求項４５及至４７のいずれか１つ記載のアンテナ。
【請求項４９】
前記平面エレメントと前記共振エレメントの少なくとも一部とが異なる層に形成されることを特徴とする請求項４５乃至４７のいずれか１つ記載のアンテナ。
【請求項５０】
前記平面エレメントと前記共振エレメントをそれぞれが形成される層に対して平行な仮想平面に投影した際に、前記共振エレメントが、前記仮想平面に投影された平面エレメントの脇に定義された所定の領域に重なることなく配置されることを特徴とする請求項４５乃至４９のいずれか１つ記載のアンテナ。
【請求項５１】
前記平面エレメントと前記共振エレメントをそれぞれが形成される層に対して平行な仮想平面に投影した際に、前記共振エレメントが、少なくとも、前記仮想平面に投影された平面エレメントの給電位置を通る直線に対して平行であり、且つ当該給電位置から遠い方の、前記投影された平面エレメントの側縁部の端点を始点として前記給電位置方向に伸びた半直線より前記平面エレメント側の領域と重なることなく配置されることを特徴とする請求項４５乃至４９のいずれか１つ記載のアンテナ。
【請求項５２】
アンテナ用誘電体基板であって、
誘電体の層と、
側縁部が曲線と傾きが段階的に変更されて接続された線分とのうちいずれかで構成される導体の平面エレメントを含む層と、
を有し、
前記アンテナ用誘電体基板の側面のうち前記平面エレメントの給電位置に最も近い面と前記側縁部との距離が、前記給電位置を通る直線から離れるに従い、連続的且つ飽和的に増加する
ことを特徴とするアンテナ用誘電体基板。
【請求項５３】
前記平面エレメントの前記給電位置を通る直線上の端点に接続された共振エレメントをさらに有することを特徴とする請求項５２記載のアンテナ用誘電体基板。
【請求項５４】
前記共振エレメントが、前記給電位置を通る直線に対して対称であることを特徴とする請求項５３記載のアンテナ用誘電体基板。
【請求項５５】
前記共振エレメントが、前記給電位置を通る直線に対して非対称であることを特徴とする請求項５３記載のアンテナ用誘電体基板。
【請求項５６】
前記平面エレメントと前記共振エレメントが、同一の層に形成されることを特徴とする請求項５３及至５５のいずれか１つ記載のアンテナ用誘電体基板。
【請求項５７】
前記平面エレメントと前記共振エレメントの少なくとも一部とが異なる層に形成されることを特徴とする請求項５３乃至５５のいずれか１つ記載のアンテナ用誘電体基板。
【請求項５８】
前記平面エレメントと前記共振エレメントをそれぞれが形成される層に対して平行な仮想平面に投影した際に、前記共振エレメントが、前記仮想平面に投影された平面エレメントの脇に定義された所定の領域に重なることなく配置されることを特徴とする請求項５３乃至５７のいずれか１つ記載のアンテナ用誘電体基板。
【請求項５９】
前記平面エレメントと前記共振エレメントをそれぞれが形成される層に対して平行な仮想平面に投影した際に、前記共振エレメントが、少なくとも、前記仮想平面に投影された平面エレメントの給電位置を通る直線に対して平行であり、且つ当該給電位置から遠い方の、前記投影された平面エレメントの側縁部の端点を始点として前記給電位置方向に伸びた半直線より前記平面エレメント側の領域と重なることなく配置されることを特徴とする請求項５３乃至５７のいずれか１つ記載のアンテナ用誘電体基板。
【請求項６０】
給電位置において給電される平面エレメントが一体として形成された誘電体基板と、
前記誘電体基板と併置され、前記給電位置に対して先細り形状が形成されたグランドパターンと、
を有し、
前記平面エレメントには、前記給電位置から最も遠い縁部分から前記グランドパターン側に切欠きが設けられている
ことを特徴とするアンテナ。
【請求項６１】
給電位置において給電される平面エレメントが一体として形成された誘電体基板と、
前記誘電体基板が設置され且つ当該誘電体基板と併置されるグランドパターンが形成された基板と、
を具備し、
前記誘電体基板が、前記基板の端部に設置され、
前記グランドパターンには、前記給電位置に対して先細り形状が形成され且つ前記誘電体基板の左又は右のうち少なくともいずれかに伸びた領域が設けられ、
前記平面エレメントには、前記給電位置から最も遠い縁部分から、併置される前記グランドパターン側に切欠きが設けられる
ことを特徴とする無線通信カード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、デュアルバンドアンテナ技術及び広帯域アンテナ技術に関する。
【背景技術】  例えば特開昭５７−１４２００３号公報（特許文献１）には以下のようなアンテナが開示されている。すなわち、第４５Ａ図及び第４５Ｂ図に示すように、円盤状の形状を有する平板である輻射素子３００１がアース板又は大地３００２に対して垂直に立設されたモノポールアンテナが開示されている。このモノポールアンテナにおいては、高周波電源３００４と輻射素子３００１とは給電線３００３で接続されており、輻射素子３００１の頂部が１／４波長の高さになるように構成されている。また、第４５Ｃ図及び第４５Ｄ図に示すように、上部周縁が所定の放物線に沿った形状を有する平板である輻射素子３００５がアース板又は大地３００２に対して垂直に立設されたモノポールアンテナも開示されている。さらに、第４５Ｅ図に示すように、第４５Ａ図及び第４５Ｂ図に示したモノポールアンテナの輻射素子３００１を２つ対称配置して構成されるダイポールアンテナも開示されている。また、第４５Ｆ図に示すように、第４５Ｃ図及び第４５Ｄ図に示したモノポールアンテナの輻射素子３００５を２つ対称配置して構成されるダイポールアンテナも開示されている。
また例えば特開昭５５−４１０９号公報（特許文献２）には以下のようなアンテナが開示されている。すなわち、第４５Ｇ図に示すように、シート状に形成された楕円形のアンテナ３００６が、反射面３００７に対して、その長軸が平行に位置するように垂直に立設されており、給電は同軸給電線３００８を通じて行われる。また、ダイポール式に構成した場合の例を第４５Ｈ図に示す。ダイポール式の場合には、シート状楕円形アンテナ３００６ａを、同一平面上に、且つそれらの短軸が同一直線上に位置するよう配置し、平衡給電線３００９を接続するために両者に若干の間隔が設けられている。
さらに「Ｂ−７７  半円形状素子と線状素子の組み合わせによる超広帯域アンテナ」井原泰介，木島誠，常川光一，ｐｐ７７，１９９６年電子情報通信学会総合大会（以下非特許文献１と呼ぶ）には、第４５Ｊ図に示すようなモノポールアンテナが開示されている。第４５Ｊ図では、半円状のエレメント３０１０を、地板３０１１に対して垂直に立設し、エレメント３０１０の円弧において地板３０１１に最も近い点を給電部３０１２としている。非特許文献１には、円の半径がほぼ１／４波長となる周波数ｆＬが下限となることが示されている。また、非特許文献１には、第４５Ｋ図に示すように、第４５Ｊ図に示したエレメント３０１０に切り欠きを設けたエレメント３０１３を、地板３０１１に対して垂直に立設した例も説明されている。この非特許文献１では第４５Ｊ図のモノポールアンテナと第４５Ｋ図のモノポールアンテナとはＶＳＷＲ（Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｓｔａｎｄｉｎｇ  Ｗａｖｅ  Ｒａｔｉｏ）特性はほとんど変わらないとしている。さらに非特許文献１では第４５Ｌ図に示すように、第４５Ｋ図のように切り欠きを設けたエレメントに、ｆＬより低い周波数で共振するエレメント３０１４ａをメアンダモノポール構造として接続したエレメント３０１４を、地板３０１１に対して垂直に立設した例も示されている。なおエレメント３０１４ａは、切り欠き部分に収まるように設置されている。なお、非特許文献１に関係して、「Ｂ−１３１  円板モノポールアンテナの整合改善」本田聡、伊藤猷顯、関一、神保良夫，２−１３１，１９９２年電子情報通信学会春季大会（以下非特許文献２）、「広帯域円板モノポールアンテナについて」本田聡，伊藤猷顯，神保良夫，関一，テレビジョン学会技術報告Ｖｏｌ．１５，Ｎｏ．５９，ｐｐ．２５−３０，１９９１．１０．２４（以下非特許文献３）にも円板モノポールアンテナについての記述がある。
以上説明したアンテナは、グランド面に対して様々な形状の平板導体を垂直に立設したモノポールアンテナ及び同一形状を有する平板導体を２つ用いる対称型ダイポールアンテナである。
また米国特許第６３５１２４６号公報（特許文献３）には、第４６図に示すような特殊な対称型ダイポールアンテナが示されている。すなわち、導体であるバランス・エレメント３１０１及び３１０２の間にグランド・エレメント３１０３が設けられ、バランス・エレメント３１０１及び３１０２の最下部の端子３１０４及び３１０５は、同軸ケーブル３１０６及び３１０７に接続されている。バランス・エレメント３１０１には、同軸ケーブル３１０６及び端子３１０４を介して、ネガティブ・ステップ電圧が供給される。一方、バランス・エレメント３１０２には、同軸ケーブル３１０７及び端子３１０５を介して、ポジティブ・ステップ電圧が供給される。このアンテナ３１００において、グランド・エレメント３１０３とバランス・エレメント３１０１又は３１０２の距離は、端子３１０４又は３１０５から外側方向に漸増するようになっているが、バランス・エレメント３１０１及び３１０２には上記のような異なる信号を入力しなければならず、且つ所望の特性を得るためには必ずバランス・エレメント３１０１及び３１０２並びにグランド・エレメント３１０３の３つのエレメントを用いなければならない。
また、特開平８−２１３８２０号公報（特許文献４）に開示されている自動車電話用ガラスアンテナ装置を第４７図に示す。第４７図では、窓ガラス３２０２上に、扇形状の放射用パターン３２０３と矩形状の接地用パターン３２０４とが形成され、給電点Ａは同軸ケーブル３２０５の芯線３２０５ａに接続され、接地点Ｂは同軸ケーブル３２０５の外側導体３２０５ｂに接続される。この特許文献４では、放射用パターン３２０３の形状は、二等辺三角形でも多角形でもよいとされている。また、放射用パターン３２０３の形状は、扇型状、二等辺三角形、多角形状それぞれを、それ自身の相似形で中を抜いた形状でもよいとされている。さらに、接地用パターン３２０４の中を矩形に抜いてもよいとの記載もある。
さらに、米国特許公開公報２００２−１２２０１０Ａ１（特許文献５）には、第４８図に示すように、グランド・エレメント３３０１内部に、テーパー付きの空領域３３０３と、給電点３３０５に伝送線３３０４が接続された駆動エレメント３３０２とが設けられたアンテナ３３００が開示されている。なお、駆動エレメント３３０２において給電点３３０５の反対側でグランド・エレメント３３０１と駆動エレメント３３０２の間隔が最大となり、給電点３３０５付近でその間隔は最小となっている。駆動エレメント３３０２の給電点３３０５の反対側には窪みが設けられているが、窪み自体がグランド・エレメント３３０１と対向しており、駆動エレメント３３０２とグランド・エレメント３３０１との間隔を調整する一つの手段となっている。なお、窪みを設けない形状についても開示されている。
また、特開２００１−２０３５２１号公報（特許文献６）には、第４９図に示すようなマイクロストリップパッチアンテナ３４００が示されている。このマイクロストリップパッチアンテナ３４００は、誘電体基板３４０１上に、接地面３４０４と、マイクロストリップパッチ３４０２と、当該マイクロストリップパッチ３４０２に接続される三角パッド（給電導体）３４０３とを導電性金属により形成したものである。なお、マイクロストリップパッチ３４０２は、給電導体である三角パッド３４０３を介して給電点３４０５から給電される。第４９図に示すようなマイクロストリップパッチアンテナ３４００は、図示されてはいないがマイクロストリップアンテナの動作原理からグランドが誘電体基板３４０１に対して対向配置されていないと適切に動作しない。また、接地面３４０４は、面積が非常に小さいため放射エレメントとして機能しているとは考えられない。さらに、マイクロストリップアンテナでは放射導体に流れる電流が直接の放射源ではなく、第４９図において三角パッド３４０３及びマイクロストリップパッチ３４０２に流れる電流は直接の放射源とはならない。また、特許文献６に示されている本マイクロストリップパッチアンテナ３４００の受信周波数帯域は、中心周波数１．８ＧＨｚに対し２００ＭＨｚと狭く、三角パッド３４０３は放射導体として機能しておらず、マイクロストリップパッチ３４０２が単一周波数（１．８ＧＨｚ）の放射導体となっていることが考えられる。このように、第４９図に示したマイクロストリップパッチアンテナ３４００は、マイクロストリップアンテナであって、放射導体に流れる電流が放射に寄与するモノポールアンテナではない。また、放射導体に流れる電流路を連続的に変化させることで広帯域を実現する進行波アンテナでもない。さらに、受信周波数帯域が単一であるので、デュアルバンドアンテナでもない。
このように従来から様々なアンテナが存在しているが、従来の垂直立設型モノポールアンテナではサイズが大きくなってしまう。また、放射導体をグランド面に対し垂直に立設することにより、放射導体とグランド面との距離を制御することが困難になり、その結果アンテナ特性の制御が難しくなる。また、従来の対称型ダイポールアンテナについても、同じ形の放射導体を２つ用いているため、放射導体同士の距離を制御することが困難であり、アンテナ特性の制御が難しい。さらに、上でも述べたように、垂直立設型のモノポールアンテナの放射導体に切欠きを設けても、ＶＳＷＲ特性の改善には結びついていない。また、第４５Ｌ図に述べられたアンテナは、エレメント３０１４ａのためｆＬより低い周波数でも共振し、多共振化が図られてはいるが、このｆＬより低い周波数域でのＶＳＷＲ特性は悪く、デュアルバンドアンテナとしては、現在要求されているようなアンテナ特性が得られていない。なお、特許文献１、特許文献２、非特許文献１、非特許文献２及び非特許文献３には、グランド面の形状を加工することについては示唆も記述もない。
また、特許文献３の特殊な対称型ダイポールアンテナでは、多くのエレメントを用意し、エレメントに供給する信号についても２種類用意しなければならないと言う実装上の問題がある。また、グランド・エレメント３１０３はバランス・エレメント３１０１及び３１０２に対向しているが、バランス・エレメント３１０１及び３１０２に対向しているグランド・エレメント３１０３の辺は直線である。一方、グランド・エレメント３１０３に対向しているバランス・エレメント３１０１及び３１０２の辺部も直線に近い形状をしている。これにより、グランド・エレメント３１０３とバランス・エレメント３１０１若しくは３１０２との距離の変化は直線的である。
また、特許文献４記載の自動車電話用ガラスアンテナ装置では、接地用パターンと放射用パターンとの距離は直線的に変化している。距離の調整は、扇形の角度の変更でしか行えないので、微妙な調整は不可能である。さらに、接地用パターンの中を抜く記載はあるが、接地用パターンの外形を加工し、放射用パターンとの距離を調整することに関しては何らの開示がない。また、切り欠きを設けることについては何ら示されていない。
また、特許文献５記載のアンテナは小型化を指向しているが、グランド・エレメントの内側に駆動エレメントを設ける構造では、十分な小型化は実現できない。さらに、グランド・エレメントで駆動エレメントを囲うと、グランド・エレメントと駆動エレメントとの結びつきが強くなり過ぎるので、グランド・エレメントと駆動エレメントとの間の空間を大きく空けなければならない。このこともアンテナの小型化を妨げている。なお、グランド・エレメントの形状は駆動エレメントに対して先細り形状を有してはいない。
さらに、特許文献６で述べられたマイクロストリップアンテナについては、三角パッドとマイクロストリップパッチが共に放射に寄与しているような形状に見えるが、三角パッドは放射導体として機能しない給電導体に過ぎない。よってこのアンテナは受信周波数帯域が単一のアンテナであり、デュアルバンドアンテナではない。
【特許文献１】特開昭５７−１４２００３号
【特許文献２】特開昭５５−４１０９号
【特許文献３】米国特許第６３５１２４６号
【特許文献４】特開平８−２１３８２０号
【特許文献５】米国特許公開公報２００２−１２２０１０Ａ１
【特許文献６】特開２００１−２０３５２１号
【非特許文献１】「Ｂ−７７  半円形状素子と線状素子の組み合わせによる超広帯域アンテナ」井原泰介，木島誠，常川光一，ｐｐ７７，１９９６年電子情報通信学会総合大会
【非特許文献２】「Ｂ−１３１  円板モノポールアンテナの整合改善」本田聡、伊藤猷顯、関一、神保良夫，２−１３１，１９９２年電子情報通信学会春季大会
【非特許文献３】「広帯域円板モノポールアンテナについて」本田聡，伊藤猷顯，神保良夫，関一，テレビジョン学会技術報告Ｖｏｌ．１５，Ｎｏ．５９，ｐｐ．２５−３０，１９９１．１０．２４
【発明の開示】
以上のような問題に鑑み、本発明の目的は、小型化が可能であり且つより広帯域化が可能な新規な形状のアンテナ、当該アンテナ用誘電体基板及び当該アンテナを用いた無線通信カードを提供することである。
また本発明の他の目的は、小型化が可能であり且つアンテナ特性を制御し易くする新規な形状のアンテナ、当該アンテナ用誘電体基板及び当該アンテナを用いた無線通信カードを提供することである。
本発明のさらに他の目的は、小型化が可能であり且つ低周波域の特性を改善することができる新規な形状のアンテナ、当該アンテナ用誘電体基板及び当該アンテナを用いた無線通信カードを提供することである。
また本発明の他の目的は、小型化が可能であり且つ十分なアンテナ特性を有する新規な形状のデュアルバンドアンテナ及び当該デュアルバンドアンテナ用の誘電体基板を提供することである。
本発明の第１の態様に係るアンテナは、グランドパターンと、給電され且つ給電位置から最も遠い縁部分からグランドパターン側に切欠きが設けられた平面エレメントとを具備し、グランドパターンと平面エレメントとが併置されるものである。切欠きを設けることにより小型化が可能になると共に、低周波域における放射を得るための電流路を確保することができるようになる。グランド面に対して放射導体を立設する従来技術では、切り欠きによるアンテナ特性の制御はできなかったが、本発明によれば制御できるようになる。また、グランドパターンと平面エレメントが併置されるので、設置体積が小さくなると共に、アンテナ特性、特にインピーダンス特性を制御しやすくなり、広帯域化を実現できるようになる。
また、上記平面エレメントが、当該平面エレメントに設けられた切欠き以外の縁部がグランドパターンに対向するように配置されるようにしてもよい。グランドパターンの部分と平面エレメントの部分が分かれるため、小型化が容易になる。さらに、グランドパターンと平面エレメントの部分が分かれていれば、グランドパターン上に他の部品を載せることも可能となるため、全体としても小型化を図ることができるようになる。
また、上記グランドパターンが、平面エレメントの全ての縁部を囲うことなく、且つ切欠きを含む、平面エレメントの縁部の少なくとも一部に対して開口が設けられるように形成されるようにしてもよい。
なお、上記切欠きが矩形である場合もある。但し、他の形状の切欠きであってもよい。さらに、上記切欠きが、平面エレメントの給電位置を通る直線に対して対称に形成されるようにしてもよい。
また、上記平面エレメントが、グランドパターンに対向する辺を底辺とし、当該底辺に対して垂直又は実質的に垂直に側辺が設けられ、上辺に切欠きが設けられた形状を有するようにしてもよい。さらに、上記の底辺の両端の角が隅切されるようにしてもよい。
さらに、上記平面エレメントと上記グランドパターンとの少なくともいずれかが、グランドパターンと平面エレメントの距離を連続して変化させる部分を有するようにしてもよい。これにより、アンテナ特性、特にインピーダンス特性が制御し易くなり、広帯域化が実現できる。
また、上記グランドパターンに対向する、平面エレメントの縁の少なくとも一部が曲線となっているような構成であってもよい。
さらに、上記平面エレメントが、誘電体基板と一体として形成されるようにしてもよい。さらに小型化できるようになる。
なお、グランドパターンと平面エレメント又は誘電体基板とは、非対向状態であり、互いの面が平行又は実質的に平行であるとも言える。また、グランドパターンと平面エレメント又は誘電体基板とは、完全には重なることなく、互いの面が平行又は実質的に平行であるとも言える。
本発明の第２の態様に係るアンテナ用誘電体基板は、誘電体の層と、当該アンテナ用誘電体基板の第１の側面に最も近い縁部分から第１の側面に対向する第２の側面方向に切欠きが形成されている導体の平面エレメントを含む層とを有する。このような誘電体基板を用いれば、小型で広帯域な、特に低周波域の特性の良いアンテナを実現できるようになる。
なお、上記切欠きが矩形である場合もある。但し、切欠きの形状は他の形状であっても良い。さらに、上記切欠きが、平面エレメントの給電位置を通る直線に対して対称に形成されるようにしてもよい。
また、上で述べた平面エレメントが、第２の側面に最も近い辺を底辺とし、当該底辺に対して垂直又は実質的に垂直に側辺が設けられ、第１の側面に最も近い上辺に上記切欠きが設けられた形状を有するようにしてもよい。なお、上記底辺の両端の角を隅切りするようにしてもよい。
さらに、平面エレメントの第２の側面に最も近い縁部が、第２の側面との距離が連続して変化する部分を有するようにしてもよい。また、上記平面エレメントが、少なくとも第２の側面に設けられた電極との接続部を具備するようにしてもよい。
本発明の第３の態様に係るアンテナは、給電される平面エレメントと、平面エレメントと併置されたグランドパターンとを具備し、グランドパターンを切り欠くことにより、平面エレメントとグランドパターンとの距離が連続的に変化する連続変化部が設けられたものである。このように連続変化部を設けることにより、平面エレメントとの結合度合いを適切に調整することができ、広帯域化が可能となる。
本発明の第４の態様に係るアンテナは、給電位置において給電される平面エレメントと、平面エレメントと併置され、平面エレメントの給電位置に対して先細り形状が形成されたグランドパターンとを含む。このようにグランドパターンに先細り形状を設けることにより、平面エレメントとの結合度合いを適切に調整することができ、広帯域化が可能となる。
また、上記先細り形状が、線分で構成される縁部と上に凸の曲線で構成される縁部と下に凸の曲線で構成される縁部とのうち少なくともいずれかにより構成されるようにしてもよい。平面エレメントの形状や所望のアンテナ特性に応じて先細り形状を構成するためである。
さらに、上記先細り形状が、平面エレメントの給電位置を通る直線に対して左右対称であるような構成でもよい。さらに、上記先細り形状の先端に、平面エレメントの給電位置に給電を行うための部分を収容するための窪みを設けるようにしてもよい。
また、上記平面エレメントが誘電体基板上又は内部に形成され、グランドパターンが樹脂基板上又は内部に形成され、誘電体基板が樹脂基板上に載置されるようにしてもよい。平面エレメントを誘電体基板上又は内部に形成すると、アンテナの大きさをさらに小型化することができる。なお、平面エレメントを誘電体基板上又は内部に形成すると、グランドパターンとの結合が強くなるが、先細り形、状を採用することによりグランドパターンとの結合度合いを調整することができ、広帯域化が実現できるようになる。
さらに、上記平面エレメントが、給電位置から最も遠い縁部分からグランドパターン側に切欠きが設けられているような構成であってもよい。平面エレメントを小型化する場合でも切欠きを設けることにより、平面エレメント上の電流路の長さを十分に確保して低周波側の帯域を伸ばすものである。
また、上記平面エレメントが、グランドパターンに対向する辺を底辺とし、当該底辺に対して垂直又は実質的に垂直に側辺が設けられ、上辺に切欠きが設けられた形状を有するようにしてもよい。平面エレメントについては低周波域の特性を確保するため小型化に限界があるが、上で述べた構成の平面エレメントを用いれば小型化且つ広帯域化が可能となる。なお、その際グランドパターンの先細り形状により、インピーダンス特性を全体的に向上させることができる。
さらに、上記樹脂基板の上端部には、平面エレメントが形成された誘電体基板を載置し、グランドパターンを誘電体基板の左及び右のうち少なくともいずれかに伸びた領域を有するように形成してもよい。このような領域をグランドパターンに設けることにより低周波側の帯域を伸ばすことができるようになる。
また、上記樹脂基板の右上端部と左上端部のうち少なくともいずれかには、平面エレメントが形成された誘電体基板を載置し、グランドパターンを誘電体基板が載置されるサイドとは反対サイドに伸びた領域を有するように形成してもよい。
本発明の第５の態様に係るアンテナは、平面エレメントが一体として形成された誘電体基板と、誘電体基板が設置され且つ当該誘電体基板と併置されるグランドパターンが形成された基板とを具備し、グランドパターンには、平面エレメントの給電位置に対して先細り形状が形成されており、平面エレメントには、給電位置から最も遠い縁部分から、併置される前記グランドパターン側に切欠きが設けられるものである。
また、誘電体基板が、基板の上端部に設置され、グランドパターンには、誘電体基板の左又は右のうち少なくともいずれかに伸びた領域を設けるようにしてもよい。さらに、２つの誘電体基板が、基板の右上端部と左上端部に１／４波長離して配置され、グランドパターンには、２つの誘電体基板を分離するための領域が設けられるようにしてもよい。
本発明の第６の態様に係る無線通信カードは、平面エレメントが一体として形成された誘電体基板と、誘電体基板が設置され且つ当該誘電体基板と併置されるグランドパターンが形成された基板とを具備し、グランドパターンには、平面エレメントの給電位置に対して先細り形状が形成されており、平面エレメントには、給電位置から最も遠い縁部分から、併置されるグランドパターン側に切欠きが設けられるものである。
本発明の第７の態様に係るアンテナは、グランドパターンと、グランドパターンに対向する縁部に、曲線と傾きが段階的に変更されて接続された線分とのうちいずれかで構成され且つグランドパターンとの距離を連続して変化させる連続変化部分が設けられ、給電される平面エレメントとを有し、グランドパターンが、平面エレメントの縁部の全てを囲うことなく当該平面エレメントと併置されるものである。
なお、上記連続変化部分において、平面エレメントの給電位置から遠ざかるにつれてグランドパターンとの距離が漸増するようにしてもよい。また、上記連続変化部分の少なくとも一部が円弧で構成されるようにしてもよい。
また、上記平面エレメントの縁部のうち連続変化部分以外の部分の少なくとも一部が、グランドパターン側とは反対側に形成されるようにしてもよい。
さらに、上記グランドパターンを、連続変化部分以外の、平面エレメントの縁部の少なくとも一部に対して開口が設けられるように形成するようにしてもよい。グランドパターンの外形も様々な要因に応じて調整するが、少なくとも連続変化部分以外の、平面エレメントの縁部の少なくとも一部に対しては直接グランドパターンが対向しないような形状にするものである。
また、上記平面エレメントに、平面エレメントの給電位置から最も遠い縁部からグランドパターン側に切欠きが設けられているようにすることも可能である。平面エレメントの小型化と低周波域の特性改善が可能となる。
なお、上記切欠きを含む、平面エレメントの縁部の少なくとも一部を、グランドパターンと対向することのない位置に形成するようにしてもよい。
また、上記グランドパターンに、平面エレメントの給電位置に対して先細り形状が形成されている場合もある。
なお、上記平面エレメントが、平面エレメントの給電位置を通る直線に対して対称とすることも可能である。また、上記平面エレメントの給電位置を通る直線に対して、グランドパターンと平面エレメントの距離が対称とすることも可能である。
さらに、上記平面エレメントが誘電体基板と一体に形成され、連続変化部分において、平面エレメントの給電位置から遠ざかるにつれてグランドパターンとの距離が飽和的に増加するようにしてもよい。
本発明の第８の態様に係るアンテナは、グランドパターンと、グランドパターンに対向する縁部に、曲線と傾きが段階的に変更されて接続された線分とのうちいずれかで構成され且つグランドパターンとの距離を連続して変化させる連続変化部分が設けられ、給電される平面エレメントとを有し、グランドパターンが、平面エレメントの縁部の全てを囲うことなく配置され、グランドパターンと平面エレメントとが完全には重なることがなく、互いの面が平行又は実質的に平行に配置されるものである。
本発明の第９の態様に係るアンテナは、グランドパターンと、給電位置で給電され、グランドパターンに対向する縁部に、グランドパターンとの距離が前記給電位置から曲線的に漸増する連続変化部分が設けられた平面エレメントとを有し、グランドパターンが、平面エレメントの縁部の全てを囲うことなく且つ当該平面エレメントと併置されるものである。
本発明の第１０の態様に係るアンテナは、給電位置において給電される平面エレメントと、平面エレメントと併置されるグランドパターンとを具備し、平面エレメントとグランドパターンとの距離が、給電位置を通る直線から離れるに従い、連続的且つ飽和的に増加するものである。
また、上記平面エレメントの側縁部を、曲線と傾きが段階的に変更されて接続された線分とのうちいずれかで構成し、且つ上記平面エレメントを、アンテナ用誘電体基板の上又は内部に形成するようにしてもよい。
平面エレメントをアンテナ用誘電体基板の上又は内部に形成するようにすると、アンテナのさらなる小型化が可能になる。但し、平面エレメントをアンテナ用誘電体基板の上又は内部に形成するようにすると、平面エレメントとグランドパターンとの結合が強くなるため、お互いの距離の調整が必要になる。そこで平面エレメントの側縁部の形状を上記のように形成し、平面エレメントとグランドパターンとの距離を調整することにより、結合度合いが最適化され、広帯域が実現できる。
さらに、上記アンテナ用誘電体基板に対向する、グランドパターンの辺を、線分で構成してもよい。これは、平面エレメントとグランドパターンとの距離の調整が、主に平面エレメントの形状により行われる場合を示すものである。
また、上記グランドパターンが、アンテナ用誘電体基板に対して先細り形状を有し、当該先細り形状を線分で構成するようにしてもよい。
さらに、上記平面エレメントは、当該平面エレメントの給電位置を通る直線に対して対称であってもよい。
また、上記アンテナ用誘電体基板が、平面エレメントの給電位置を通る直線上の端点に接続された共振エレメントをさらに含むようにしてもよい。このような共振エレメントを設けることにより、デュアルバンドアンテナが実現できる。
さらに、上記共振エレメントは、平面エレメントの給電位置を通る直線に対して対称であってもよい。また、非対称であってもよい。
また、上記平面エレメントと共振エレメントとを、同一の層に形成してもよい。
さらに、平面エレメントと共振エレメントの少なくとも一部とを異なる層に形成してもよい。これによりアンテナ用誘電体基板が小型化でき、全体としてアンテナも小型化できる。
また、平面エレメントと共振エレメントをそれぞれが形成される層に対して平行な仮想平面に投影した際に、共振エレメントを、仮想平面に投影された平面エレメントの脇に定義された所定の領域に重なることなく配置してもよい。さらに、共振エレメントを、少なくとも、仮想平面に投影された平面エレメントの給電位置を通る直線に対して平行であり、且つ当該給電位置から遠い方の、投影された平面エレメントの側縁部の端点を始点として給電位置方向に伸びた半直線より平面エレメント側の領域と重なることなく配置してもよい。
このように共振エレメントを配置することにより、平面エレメントの特性に悪影響を及ぼすことなく、平面エレメントと共振エレメントの特性を個別に制御できる。
本発明の第１１の態様に係るアンテナ用誘電体基板は、誘電体の層と、側縁部が曲線と傾きが段階的に変更されて接続された線分とのうちいずれかで構成される導体の平面エレメントを含む層とを有し、アンテナ用誘電体基板の側面のうち平面エレメントの給電位置に最も近い面と側縁部との距離が、給電位置を通る直線から離れるに従い、連続的且つ飽和的に増加するものである。
また、上記平面エレメントは、当該平面エレメントの給電位置を通る直線に対して対称であってもよい。
さらに、本発明の第１１の態様において、上記平面エレメントの給電位置を通る直線上の端点に接続された共振エレメントをさらに有するようにしてもよい。このような共振エレメントを設けることにより、デュアルバンドが実現できる。
また、上記共振エレメントは、平面エレメントの給電位置を通る直線に対して対称であってもよい。また、非対称であってもよい。
さらに、上記平面エレメントと共振エレメントとを、同一の層に形成してもよい。
また、上記平面エレメントと共振エレメントの少なくとも一部とを異なる層に形成してもよい。これによりアンテナ用誘電体基板が小型化できる。
さらに、平面エレメントと共振エレメントをそれぞれが形成される層に対して平行な仮想平面に投影した際に、共振エレメントを、仮想平面に投影された平面エレメントの脇に定義された所定の領域に重なることなく配置してもよい。また、共振エレメントを、少なくとも、仮想平面に投影された平面エレメントの給電位置を通る直線に対して平行であり、且つ当該給電位置から遠い方の、投影された平面エレメントの側縁部の端点を始点として給電位置方向に伸びた半直線より平面エレメント側の領域と重なることなく配置してもよい。
このように共振エレメントを配置することにより、平面エレメントの特性に悪影響を及ぼすことなく、平面エレメントと共振エレメントの特性を個別に制御できる。
本発明の第１２の態様に係るアンテナは、給電位置において給電される平面エレメントが一体として形成された誘電体基板と、誘電体基板と併置され、給電位置に対して先細り形状が形成されたグランドパターンとを有し、平面エレメントには、給電位置から最も遠い縁部分からグランドパターン側に切欠きが設けられているものである。
本発明の第１３の態様に係る無線通信カードは、給電位置において給電される平面エレメントが一体として形成された誘電体基板と、誘電体基板が設置され且つ当該誘電体基板と併置されるグランドパターンが形成された基板とを具備し、誘電体基板が、基板の端部に設置され、グランドパターンには、給電位置に対して先細り形状が形成され且つ誘電体基板の左又は右のうち少なくともいずれかに伸びた領域が設けられ、平面エレメントには、給電位置から最も遠い縁部分から、併置されるグランドパターン側に切欠きが設けられるものである。
【図面の簡単な説明】  第１Ａ図は、本発明の第１の実施の形態におけるアンテナの構成を示す正面図、第１Ｂ図は側面図である。
第２図は、本発明の第１の実施の形態におけるアンテナの動作原理を説明するための図である。
第３図は、本発明の第１の実施の形態におけるアンテナと従来技術に関するアンテナのインピーダンス特性を比較するための図である。
第４図は、本発明の第２の実施の形態におけるアンテナの構成を示す図である。
第５図は、本発明の第３の実施の形態におけるアンテナの構成を示す図である。
第６図は、本発明の第４の実施の形態におけるアンテナの構成を示す図である。
第７図は、本発明の第４の実施の形態におけるアンテナの動作原理を説明する
ための図である。
第８図は、本発明の第４の実施の形態におけるアンテナと従来技術に関するアンテナのインピーダンス特性を比較するための図である。
第９図は、本発明の第５の実施の形態におけるアンテナの構成を示す図である。
第１０図は、本発明の第５の実施の形態におけるアンテナのインピーダンス特性を示す図である。
第１１図は、本発明の第６の実施の形態におけるアンテナの構成を示す図である。
第１２図は、本発明の第６の実施の形態におけるアンテナのインピーダンス特性を示す図である。
第１３Ａ図は、本発明の第７の実施の形態におけるアンテナの構成を示す正面図、第１３Ｂ図は側面図である。
第１４図は、本発明の第７の実施の形態におけるアンテナの動作原理を説明するための図である。
第１５図は、本発明の第８の実施の形態におけるアンテナの構成を示す図である。
第１６図は、本発明の第９の実施の形態におけるアンテナの構成を示す図である。
第１７Ａ図は、本発明の第１０の実施の形態における第１のアンテナの構成を示す図、第１７Ｂ図は、第２のアンテナの構成を示す図である。
第１８図は、本発明の第１０の実施の形態における第１のアンテナのインピーダンス特性を示す図である。
第１９図は、本発明の第１０の実施の形態における第２のアンテナのインピーダンス特性を示す図である。
第２０図は、本発明の第１１の実施の形態におけるアンテナの構成を示す図である。
第２１図は、本発明の第１１の実施の形態におけるアンテナのインピーダンス特性を示す図である。
第２２図は、本発明の第１２の実施の形態におけるアンテナの構成を示す図である。
第２３図は、本発明の第１２の実施の形態におけるアンテナのインピーダンス特性を示す図である。
第２４図は、本発明の第１３の実施の形態におけるアンテナの構成を示す図である。
第２５図は、本発明の第１４の実施の形態におけるアンテナの構成を示す図である。
第２６図は、本発明の第１３及び第１４の実施の形態におけるアンテナのインピーダンス特性の変化を示すための図である。
第２７図は、本発明の第１５の実施の形態におけるスペース・ダイバーシティ・アンテナの構成例を示す図である。
第２８図は、本発明の第１６の実施の形態におけるスティック型無線通信カードにおけるアンテナ形状を示す図である。
第２９Ａ図は、本発明の第１７の実施の形態におけるアンテナの構成を示す正面図、第２９Ｂ図は側面図である。
第３０図は、本発明の第１８の実施の形態におけるアンテナの構成を示す図である。
第３１図は、本発明の第１９の実施の形態におけるアンテナの構成を示す図である。
第３２図は、本発明の第２０の実施の形態におけるアンテナの構成を示す図である。
第３３図は、本発明の第２１の実施の形態におけるアンテナの構成を示す図である。
第３４図は、第２エレメントが第１エレメントに影響を与える領域を説明するための図である。
第３５Ａ図は、本発明の第２１の実施の形態における実装例を示す正面図、第３５Ｂ図は底面図である。
第３６図は、本発明の第２１の実施の形態における２．４ＧＨｚ帯のインピーダンス特性を示す図である。
第３７図は、本発明の第２１の実施の形態における５ＧＨｚ帯のインピーダンス特性を示す図である。
第３８Ａ図乃至第３８Ｃ図は、本発明の第２１の実施の形態において、２．４５ＧＨｚの電波についての放射パターンを、第３８Ｄ図乃至第３８Ｆ図は５．４ＧＨｚの電波についての放射パターンを示す図である。
第３９図は、本発明の第２１の実施の形態におけるゲイン特性を示す図である。
第４０Ａ図乃至第４０Ｃ図は、本発明の第２２の実施の形態に係るアンテナ用誘電体基板の層構成例を示す図である。
第４１図は、本発明の第２２の実施の形態におけるアンテナの５ＧＨｚ帯のインピーダンス特性を示す図である。
第４２図は、本発明の第２２の実施の形態におけるアンテナの２．４ＧＨｚ帯のインピーダンス特性を示す図である。
第４３Ａ図乃至第４３Ｃ図は、本発明の第２３の実施の形態に係るアンテナ用誘電体基板の層構成例を示す図である。
第４４Ａ図乃至第４４Ｃ図は、本発明の第２４の実施の形態に係るアンテナ用誘電体基板の層構成例を示す図である。
第４５Ａ図乃至第４５Ｌ図は、従来のアンテナの構成を示す図である。
第４６図は、従来のアンテナの構成を示す図である。
第４７図は、従来のアンテナの構成を示す図である。
第４８図は、従来のアンテナの構成を示す図である。
第４９図は、従来のアンテナの構成を示す図である。
［本発明を実施するための最良の形態］
［実施の形態１］
本発明の第１の実施の形態に係るアンテナの構成を第１Ａ図及び第１Ｂ図に示す。第１Ａ図に示すように、第１の実施の形態に係るアンテナは、円形の平面導体である平面エレメント１０１と、当該平面エレメント１０１に併置されるグランドパターン１０２と、高周波電源１０３とにより構成される。平面エレメント１０１は、高周波電源１０３と給電点１０１ａにて接続されている。給電点１０１ａは、平面エレメント１０１とグランドパターン１０２との距離が最短となる位置に設けられている。
また、給電点１０１ａを通る直線１１１に対して平面エレメント１０１とグランドパターン１０２とは左右対称となっている。従って、平面エレメント１０１の円周上の点からグランドパターン１０２までの最短距離についても、直線１１１に対して左右対称となっている。すなわち、直線１１１からの距離が同じであれば、平面エレメント１０１の円周上の点からグランドパターン１０２までの最短距離Ｌ１１及びＬ１２は、同じになる。
本実施の形態では、平面エレメント１０１に面するグランドパターン１０２の辺１０２ａは直線となっている。従って、平面エレメント１０１の下側円弧上の任意の点とグランドパターン１０２の辺１０２ａとの最短距離は、給電点１０１ａから遠ざかると共に円弧に従って曲線的に増加するようになっている。
また本実施の形態では、第１Ｂ図に示す側面図のように、平面エレメント１０１は、グランドパターン１０２の中心線１１２上に配置されている。従って、本実施の形態においては平面エレメント１０１とグランドパターン１０２とが同一平面内に配置されている。但し、必ずしも同一平面内に配置しなくともよく、例えば互いの面が平行又はほぼ平行といった形で配置しても良い。
なお、本実施の形態において、グランドパターン１０２は、平面エレメント１０１を囲むことなく、グランドパターン１０２側と平面エレメント１０１側とが上下に分かれるように形成されている。すなわち、ある程度の大きさは必要ではあるが、グランドパターン１０２を、平面エレメント１０１の大きさに依存することなく形成することができる。さらに電気的な絶縁層を設けることによりグランドパターン１０２上に他の部品を配置することもできる。よって、平面エレメント１０１の大きさによってアンテナの実質的な大きさが決定されることになる。また、平面エレメント１０１の下側円弧の反対側の上側円弧は、グランドパターン１０２に直接対向しない縁部分であり、アンテナの設置場所等にもよるが、この部分の少なくとも一部はグランドパターン１０２により覆われることなく、グランドパターン１０２に設けられる開口部の方向に向くように配置される。
第１Ａ図及び第１Ｂ図に示したアンテナの動作原理としては、第２図に示すように給電点１０１ａから平面エレメント１０１の円周に向けて放射状に広がる各電流路１１３がそれぞれ共振点を形成するため連続的な共振特性を得ることができ、広帯域化が実現される。第１Ａ図及び第１Ｂ図の例では、平面エレメント１０１の直径に相当する電流路が最も長いため、直径の長さを１／４波長とする周波数がほぼ下限周波数となり、当該下限周波数以上において連続的な共振特性が得られる。このため、第２図に示すように、平面エレメント１０１上に流れる電流による電磁界結合１１７が、グランドパターン１０２との間に発生する。すなわち、より周波数が低い場合には、放射に寄与する電流路１１３がグランドパターン１０２の辺１０２ａに対して垂直に立っているために広範囲にグランドパターン１０２との結合を生じ、より高い周波数の場合には、電流路が水平に傾いていくため、狭い範囲にてグランドパターン１０２との結合が生じる。グランドパターン１０２との結合については、アンテナのインピーダンス等価回路における容量成分Ｃと考えられ、高周波帯域と低周波帯域では電流路の傾き加減によって容量成分Ｃが変化する。容量成分Ｃの値が変化すれば、アンテナのインピーダンス特性に大きく影響を与えることになる。より具体的には、容量成分Ｃは平面エレメント１０１とグランドパターン１０２との距離に関係している。これに対し、グランド面に対して垂直に円板を立設する場合には、グランド面と円板との距離を微妙に制御することはできない。第１Ａ図及び第１Ｂ図に示すように平面エレメント１０１とグランドパターン１０２とを併置する場合には、グランドパターン１０２の形状を変更すれば、アンテナのインピーダンス等価回路における容量成分Ｃを変更することができるため、より好ましいアンテナ特性を得るように設計することができる。
また、グランド面に対して垂直に円板を立設する場合に比して本実施の形態の方がより広帯域化できるという効果もある。第３図に、平面エレメント１０１を従来技術のようにグランド面に対して垂直に立設した場合のインピーダンス特性と、本実施の形態に係るアンテナのインピーダンス特性のグラフを示す。第３図において、縦軸はＶＳＷＲを示し、横軸は周波数（ＧＨｚ）を示す。太線１２２で表された従来技術に係るアンテナのＶＳＷＲの値は、明らかに８ＧＨｚ以上の高周波帯域において悪化している。一方、実線１２１で表された本実施の形態に係るアンテナのＶＳＷＲの値は、一部の周波数帯域では２を若干上回るが、この帯域を除けば、約２．７ＧＨｚから１０ＧＨｚを超える高周波帯域まで２を下回る。このように、単に平面エレメント１０１とグランドパターン１０２との距離が制御しやすくなるというだけではなく、平面エレメント１０１とグランドパターン１０２の「併置」により安定的に広帯域化できるという効果もある。
なお、平面エレメント１０１は、モノポールアンテナの放射導体であるとも考えられる。一方で、本実施の形態におけるアンテナは、グランドパターン１０２も放射に寄与している部分もあるので、ダイポールアンテナであるとも言える。但し、ダイポールアンテナは通常同一形状を有する２つの放射導体を用いるため、本実施の形態におけるアンテナは、非対称型ダイポールアンテナとも呼べる。さらに、本実施の形態におけるアンテナは、進行波アンテナとも言える。このような考え方は以下で述べる全ての実施の形態に適用可能である。
［実施の形態２］
本発明の第２の実施の形態に係るアンテナの構成を第４図に示す。第１の実施の形態と同様に、円形の平面導体である平面エレメント２０１と、当該平面エレメント２０１と併置されるグランドパターン２０２と、平面エレメント２０１の給電点２０１ａと接続する高周波電源２０３とにより構成される。給電点２０１ａは、平面エレメント２０１とグランドパターン２０２との距離が最短となる位置に設けられる。
また、給電点２０１ａを通る直線２１１に対して平面エレメント２０１とグランドパターン２０２とは左右対称となっている。さらに、平面エレメント２０１の円周上の点から直線２１１に平行にグランドパターン２０２まで降ろした線分の長さ（以下距離と呼ぶ）についても、直線２１１に対して左右対称となっている。すなわち、直線２１１からの距離が同じであれば、平面エレメント２０１の円周上の点からグランドパターン２０２までの距離Ｌ２１及びＬ２２は同じになる。
本実施の形態では、平面エレメント２０１に面するグランドパターン２０２の辺２０２ａ及び２０２ｂは、直線２１１から遠くなるほど平面エレメント２０１とグランドパターン２０２の距離が、さらに漸増するように傾けられている。すなわち、グランドパターン２０２には、平面エレメント２０１の給電点２０１ａに対して先細り形状が形成されている。よって、平面エレメント２０１とグランドパターン２０２の距離は、円弧で規定される曲線以上に急激に増加するようになっている。なお、辺２０２ａ及び２０２ｂの傾きについては、所望のアンテナ特性を得るために調整する必要がある。
すなわち、第１の実施の形態でも述べたが、平面エレメント２０１とグランドパターン２０２の距離を変更することにより、アンテナのインピーダンス等価回路における容量成分Ｃを変更することができる。第４図に示すように外側に向けて平面エレメント２０１とグランドパターン２０２の距離は広がっており、第１の実施の形態に比して容量成分Ｃの大きさは小さくなる。従って、インピーダンス等価回路における誘導成分Ｌが比較的大きく効くようになる。このようにしてインピーダンス制御を行うことにより、所望のアンテナ特性を得ることができるようになる。第４図に示したアンテナも広帯域化を実現している。
本実施の形態においても、グランドパターン２０２は平面エレメント２０１を囲むことなく、グランドパターン２０２側と平面エレメント２０１側とが上下に分かれるように形成されている。また、平面エレメント２０１の下側円弧の反対側の上側円弧は、グランドパターン２０２に直接対向しない縁部分であり、アンテナの設置場所にもよるが、この部分の少なくとも一部はグランドパターン２０２に覆われることはない。
また本実施の形態に係るアンテナの側面の構成については、第１Ｂ図とほぼ同じである。すなわち、本実施の形態においては平面エレメント２０１とグランドパターン２０２とが同一平面内に配置されている。但し、必ずしも両者を同一平面内に配置しなくともよく、例えば互いの面が平行又はほぼ平行といった形で配置しても良い。
［実施の形態３］
本発明の第３の実施の形態に係るアンテナの構成を第５図に示す。本実施の形態に係るアンテナは、半円形の平面導体である平面エレメント３０１と、当該平面エレメント３０１と併置されるグランドパターン３０２と、平面エレメント３０１の給電点３０１ａと接続する高周波電源３０３とにより構成される。給電点３０１ａは、平面エレメント３０１とグランドパターン３０２との距離が最短となる位置に設けられる。
また、給電点３０１ａを通る直線３１１に対して平面エレメント３０１とグランドパターン３０２とは左右対称となっている。従って、平面エレメント３０１の円弧上の点からグランドパターン３０２までの最短距離についても、直線３１１に対して左右対称となっている。すなわち、直線３１１からの距離が同じであれば、平面エレメント３０１の円弧上の点からグランドパターン３０２までの最短距離は同じになる。
本実施の形態では、平面エレメント３０１に面するグランドパターン３０２の辺３０２ａは直線となっている。従って、平面エレメント３０１の円弧上の任意の点とグランドパターン３０２の辺３０２ａとの最短距離は、給電点３０１ａから遠ざかると共に円弧に沿って曲線的に増加するようになっている。
また本実施の形態に係るアンテナの側面の構成については、第１Ｂ図とほぼ同じである。すなわち、本実施の形態においては平面エレメント３０１とグランドパターン３０２とが同一平面内に配置されている。但し、必ずしも両者を同一平面内に配置しなくともよく、例えば互いの面が平行又はほぼ平行といった形で配置しても良い。
本実施の形態においても、グランドパターン３０２は、平面エレメント３０１を囲むことなく、グランドパターン３０２側と平面エレメント３０１側とが上下に分かれるように形成されている。また、平面エレメント３０１の下側円弧の反対側の直線部分は、グランドパターン３０２に直接対向しない縁部分であり、アンテナの設置場所にもよるが、グランドパターン３０２には、少なくともこの部分のためにアンテナ外部に対する開口が形成される。
本実施の形態におけるアンテナの周波数特性は、平面エレメント３０１の半径及び平面エレメント３０１とグランドパターン３０２の距離によって制御することができる。平面エレメント３０１の半径によって、ほぼ下限周波数が決定される。なお、第２の実施の形態と同様にグランドパターン３０２の形状を変形してテーパーを付すようにしても良い。本実施の形態におけるアンテナについても広帯域化を実現している。
［実施の形態４］
本発明の第４の実施の形態に係るアンテナの構成を第６図に示す。本実施の形態に係るアンテナは、半円形の平面導体であり且つ切欠部４１４が設けられている平面エレメント４０１と、平面エレメント４０１と併置されるグランドパターン４０２と、平面エレメント４０１の給電点４０１ａと接続される高周波電源４０３とにより構成される。平面エレメント４０１の直径Ｌ４１は例えば２０ｍｍであり、切欠部４１４の間口Ｌ４２は例えば１０ｍｍであり、平面エレメント４０１の天頂部４０１ｂ（給電点４０１ａから最も遠い縁部）からグランドパターン４０２側に例えば深さＬ４３（＝５ｍｍ）くぼんでいる。給電点４０１ａは、平面エレメント４０１とグランドパターン４０２との距離が最短となる位置に設けられる。
また、給電点４０１ａを通る直線４１１に対して平面エレメント４０１とグランドパターン４０２とは左右対称となっている。切欠部４１４についても直線４１１に対して対称となっている。また、平面エレメント４０１の円弧上の点からグランドパターン４０２までの最短距離についても、直線４１１に対して左右対称となっている。すなわち、直線４１１からの距離が同じであれば、平面エレメント４０１の円弧上の点からグランドパターン４０２までの最短距離は同じになる。
本実施の形態では、平面エレメント４０１に面するグランドパターン４０２の辺４０２ａは直線となっている。従って、平面エレメント４０１の円弧上の任意の点とグランドパターン４０２の辺４０２ａとの最短距離は、給電点４０１ａから遠ざかると共に円弧に沿って曲線的に漸増するようになっている。すなわち、本実施の形態に係るアンテナには、平面エレメント４０１とグランドパターン４０２との距離が連続的に変化する連続変化部が設けられている。このような連続変化部を設けることにより、平面エレメント４０１とグランドパターン４０２との結合度合いを調整している。この結合度合いを調整することにより、特に高周波側の帯域を延ばす効果がある。
また本実施の形態に係るアンテナの側面は、第１Ｂ図とほぼ同じであり、平面エレメント４０１は、グランドパターン４０２の中心線上に配置されている。すなわち、本実施の形態においては平面エレメント４０１とグランドパターン４０２とが同一平面内に配置されている。但し、必ずしも両者を同一平面内に配置しなくともよく、例えば互いの面が平行又はほぼ平行といった形で配置しても良い。
さらに本実施の形態では、平面エレメント４０１は、当該平面エレメント４０１に設けられた切欠部４１４以外の縁部がグランドパターン４０２に対向するように配置される。逆にいえば、切欠部４１４が設けられた縁部は、グランドパターン４０２に対向せず、またグランドパターン４０２に囲まれない。すなわち、平面エレメント４０１の部分とグランドパターン４０２の部分が上下に分かれるため、無駄なグランドパターン４０２の領域を設ける必要がなく、小型化が容易になる。さらに、グランドパターン４０２の部分と平面エレメント４０１の部分が分かれていれば、グランドパターン４０２上に他の部品を載せることも可能となるため、全体としても小型化を図ることができるようになる。
次に本実施の形態に係るアンテナの動作原理を考える。第１の実施の形態と比べると、円形から半円形に基本形状が変更されているため、電流路の長さは円形の場合に比して短くなってしまう。円の半径より長い電流路も存在するが、円の半径の長さを１／４波長とする周波数がほぼ下限周波数となってしまい、小型化の影響で特に低周波域の特性が落ちてしまうという問題が生ずる。
そこで本実施の形態のように平面エレメント４０１に切欠部４１４を設けると、電流は給電点４０１ａから天頂部４０１ｂまでを切欠部４１４のため直線的には流れることができず、第７図に示すように切欠部４１４を迂回するようになる。このように、電流路４１３は切欠部４１４を迂回するような形で構成されるため長くなり、放射の下限周波数を低くすることができる。従って、広帯域化が実現できるようになる。
本実施の形態におけるアンテナは、切欠部４１４の形状及び平面エレメント４０１とグランドパターン４０２との距離によりそのアンテナ特性を制御し得るようになっている。但し、従来技術のように放射導体をグランド面に対して垂直に立設するようなアンテナでは、切欠部ではアンテナ特性を制御することができないことが知られている（非特許文献１参照のこと）。本実施の形態のように、平面エレメント４０１とグランドパターン４０２を併置することにより、切欠部４１４によりアンテナ特性を制御できるようになる。
第８図に、平面エレメント４０１を従来技術のようにグランド面に対して垂直に立設した場合のインピーダンス特性と、第６図に示す本実施の形態に係るアンテナのインピーダンス特性をグラフにして示す。第８図において、縦軸はＶＳＷＲを示し、横軸は周波数（ＧＨｚ）を示す。実線４２１で表された本実施の形態に係るアンテナのＶＳＷＲの値は、約２．８ＧＨｚから約５ＧＨｚの周波数帯域では２を下回り、約５ＧＨｚから約７ＧＨｚの周波数帯域では若干２を上回るが、約７ＧＨｚから約１１ＧＨｚを超えるまでの周波数帯域ではほぼ２程度となっている。一方、太線４２２で表された従来技術に係るアンテナのＶＳＷＲの値は、約５ＧＨｚより低い周波数帯域では本実施の形態に係るアンテナよりも悪い。また１１ＧＨｚより高い周波数帯域でも急激に悪化している。すなわちこのグラフは、本実施の形態のアンテナの方が低周波帯域及び高周波帯域でインピーダンス特性がよいという顕著な効果を示している。
このように単に平面エレメント４０１とグランドパターン４０２との距離が制御しやすくなるというだけではなく、平面エレメント４０１とグランドパターン４０２の「併置」により安定的に広帯域化できるという効果もある。そして、切欠部４１４により平面エレメント４０１の小型化も可能となっている。
なお図示はしないが、平面エレメント４０１に対向する、グランドパターン４０２の上縁部については、テーパーを付してもよい。切欠部４１４だけではなくグランドパターン４０２の上縁部の形状によっても、アンテナ特性を制御することができる。
さらに、切欠部４１４の形状は矩形に限定されるものではない。例えば、逆三角形の切欠部４１４を採用するようにしても良い。その場合には、例えば給電点４０１ａと逆三角形の１つの頂点が直線４１１上に載るように配置する。さらに、切欠部４１４は、台形であってもよい。台形の場合には、その底辺を上辺より長くすると、電流路が切欠部４１４を迂回する長さが長くなるので平面エレメント４０１における電流路をより長くすることができる。また、切欠部４１４の角を丸める場合もある。
［実施の形態５］
本発明の第５の実施の形態に係るアンテナの構成を第９図に示す。本実施の形態では、半円形の平面導体であり且つ切欠部５１４が設けられている平面エレメント５０１及びグランドパターン５０２を誘電率２から５のプリント基板（ＦＲ−４、テフロン（登録商標）などを素材とする樹脂基板）に形成した場合の例を説明する。
第５の実施の形態に係るアンテナは、平面エレメント５０１と、当該平面エレメント５０１と併置されるグランドパターン５０２と、平面エレメント５０１に接続される高周波電源とから構成される。なお第９図において高周波電源は省略されている。平面エレメント５０１には、高周波電源に接続され且つ給電点を構成する突起部５０１ａと、グランドパターン５０２の辺５０２ａに対向する曲線部５０１ｂと、天頂部５０１ｄからグランドパターン５０２の方向に窪ませた矩形の切欠部５１４と、低周波用の電流路を確保するための腕部５０１ｃとが設けられている。なお、側面の構成については第１Ｂ図とほぼ同じである。すなわち、平面エレメント５０１とグランドパターン５０２とが完全には重ならず、互いの面が平行又は実質的に平行に設けられる。
グランドパターン５０２には、平面エレメント５０１の突起部５０１ａを収容するための窪み５１５が設けられている。従って、平面エレメント５０１に対向する辺５０２ａは、一直線になっておらず、２つの辺に分割されている。なお、給電位置となる突起部５０１ａの中心を通る直線５１１にて、本実施の形態に係るアンテナは左右対称となっている。すなわち、切欠部５１４も左右対称である。平面エレメント５０１の曲線５０１ｂとグランドパターン５０２の辺５０２ａとの距離は、直線５１１から離れるほど次第に長くなっている。
本実施の形態においても、グランドパターン５０２は、平面エレメント５０１を囲むことなく、突起部５０１ａと窪み５１５の部分を除き、グランドパターン５０２側と平面エレメント５０１側とが上下に分かれるように形成されている。また、平面エレメント５０１の切欠部５１４及び天頂部５０１ｄは、グランドパターン５０２に直接対向しない縁部分であり、アンテナの設置場所にもよるが、グランドパターン５０２には、少なくともこの部分のためにアンテナ外部に対する開口が形成される。
なお、切欠部５１４の形状は矩形に限定されるものではない。第４の実施の形態において述べたような切欠部の形状を採用するようにしても良い。
第１０図に本実施の形態のアンテナのインピーダンス特性を示す。第１０図において、縦軸はＶＳＷＲを、横軸は周波数（ＧＨｚ）を表す。ＶＳＷＲが２．５以下の周波数帯域は、約２．９ＧＨｚから約９．５ＧＨｚと広帯域になっている。約６ＧＨｚで一旦ＶＳＷＲが２近くになっているが、許容できる範囲である。ＶＳＷＲが２．５となる周波数が約２．９ＧＨｚと非常に低くなっているのは切欠部５１４を設けたためである。
［実施の形態６］
本発明の第６の実施の形態に係るアンテナの構成を第１１図に示す。本実施の形態では、矩形の平面導体であり且つ切欠部６１４が設けられている平面エレメント６０１及びグランドパターン６０２を誘電率２から５のプリント基板（ＦＲ−４、テフロン（登録商標）などを素材とする樹脂基板）に形成した場合の例を説明する。
第６の実施の形態に係るアンテナは、平面エレメント６０１と、当該平面エレメント６０１と併置されるグランドパターン６０２と、平面エレメント６０１に接続される高周波電源とから構成される。なお第１１図において高周波電源は省略されている。平面エレメント６０１には、高周波電源に接続し且つ給電点を構成する突起部６０１ａと、グランドパターン６０２の辺６０２ａに対向する底辺６０１ａと、当該底辺６０１ａに対して垂直に接続されている側辺部６０１ｂと、天頂部６０１ｄからグランドパターン６０２の方向に窪ませた矩形の切欠部６１４と、低周波用の電流路を確保するための腕部６０１ｃとが設けられている。
グランドパターン６０２には、平面エレメント６０１の突起部６０１ａを収容するための窪み６１５が設けられている。従って、平面エレメント６０１に対向する辺６０２ａは、一直線になっておらず、２つの辺に分割されている。なお、給電位置となる突起部６０１ａの中心を通る直線６１１にて、本実施の形態に係るアンテナは左右対称となっている。従って、切欠部６１４も左右対称となっている。
本実施の形態においても、グランドパターン６０２は、平面エレメント６０１を囲むことなく、グランドパターン６０２側と平面エレメント６０１側とが上下に分かれるように形成されている。すなわち、グランドパターン６０２は、平面エレメント６０１の全ての縁部を囲うことなく、且つ切欠部６１４を含む平面エレメント６０１の縁部の少なくとも一部に対して開口が設けられるように形成される。
また、側面の構成は第１Ｂ図とほぼ同じである。すなわち、平面エレメント６０１の面とグランドパターン６０２の面とは平行又は実質的に平行となるように配置されている。
なお、切欠部６１４の形状は矩形に限定されるものではない。第４の実施の形態において述べたような切欠部の形状を採用するようにしても良い。
第１２図に本実施の形態のアンテナのインピーダンス特性を示す。第１２図において、縦軸はＶＳＷＲを、横軸は周波数（ＧＨｚ）を表す。全体的に好ましい特性を示していないが、これはグランドパターン６０２の辺６０２ａと平面エレメント６０１の底辺６０１ａが平行になっており、インピーダンスの調整が行われていないためである。但し、楕円６２１で囲んだ部分では、切欠部６１４による効果が現れており、ＶＳＷＲカーブの低下度合いが比較的大きくなっている。
本実施の形態のように、グランドパターン６０２の辺６０２ａと平面エレメント６０１の底辺６０１ａを平行にせず、グランドパターン６０２と平面エレメント６０１との間隔が外側から給電点６０１ａに向かって連続的に短くなるように、グランドパターン６０２をカットするようにしても良い。カットの方式としては、直線的であっても、曲線的であっても良い。
［実施の形態７］
本発明の第７の実施の形態に係るアンテナの構成を第１３Ａ図及び第１３Ｂ図に示す。第７の実施の形態に係るアンテナは、切欠部７１４を有する導体の平面エレメント７０１を内部に含み且つ誘電率約２０の誘電体基板７０５と、誘電体基板７０５にＬ７１（＝１．０ｍｍ）の間隔をおいて併置され且つ誘電体基板７０５の給電点７０１ａに対して先細り形状が形成されたグランドパターン７０２と、例えばプリント基板（より具体的には例えば、ＦＲ−４、テフロン（登録商標）などを素材とする樹脂基板）である基板７０４と、平面エレメント７０１の給電点７０１ａに接続される高周波電源７０３とにより構成される。誘電体基板７０５のサイズは、およそ８ｍｍ×１０ｍｍ×１ｍｍとなっている。また、給電点７０１ａを通る直線７１１に対して平面エレメント７０１の底辺７０１ｂは垂直になっており、辺７０１ｃは直線７１１に平行になっている。平面エレメント７０１の底辺７０１ｂの角は隅切されており、辺７０１ｆが設けられ、底辺７０１ｂはこの辺７０１ｆを介して辺７０１ｃに接続している。また、平面エレメント７０１の天頂部７０１ｄには矩形の切欠部７１４が設けられている。切欠部７１４は、天頂部７０１ｄからグランドパターン７０２側に矩形に窪ませることにより形成されている。給電点７０１ａは底辺７０１ｂの中点に設けられている。
また、給電点７０１ａを通る直線７１１に対して平面エレメント７０１とグランドパターン７０２とは左右対称となっている。従って、切欠部７１４も左右対称となっている。また、平面エレメント７０１の底辺７０１ｂ上の点から直線７１１に平行にグランドパターン７０２まで降ろした線分の長さ（以下距離と呼ぶ）についても、直線７１１に対して左右対称となっている。
本実施の形態においても、グランドパターン７０２は、平面エレメント７０１を含む誘電体基板７０５を囲むことなく、グランドパターン７０２側と誘電体基板７０５側とが上下に分かれるように形成されている。すなわち、グランドパターン７０２は、平面エレメント７０１の全ての縁部を囲うことなく、且つ切欠部７１４を含む平面エレメント７０１の縁部の少なくとも一部に対して開口が設けられるように形成される。
第１３Ｂ図は側面図であり、基板７０４の上にグランドパターン７０２と、誘電体基板７０５とが設けられている。基板７０４とグランドパターン７０２が一体形成される場合もある。なお、本実施の形態では、誘電体基板７０５の内部に平面エレメント７０１が形成されている。すなわち、誘電体基板７０５は、セラミックス・シートを積層して形成され、そのうちの一層として導体の平面エレメント７０１も形成される。従って、実際は上から見ても第１３Ａ図のようには見えない。誘電体基板７０５内部に平面エレメント７０１を構成すれば、露出させた場合に比して誘電体の効果が若干強くなるため小型化でき、さびなどに対する信頼性も増す。但し、誘電体基板７０５表面に平面エレメント７０１を形成するようにしてもよい。また、誘電率も変更することができ、単層、多層のいずれであってもよい。単層ならば基板７０４上に平面エレメント７０１を形成することになる。なお、本実施の形態において、誘電体基板７０５の面はグランドパターン７０２の面と平行又は実質的に平行に配置されている。この配置により、誘電体基板７０５の一層に含まれる平面エレメント７０１の面もグランドパターン７０２の面と平行又は実質的に平行になる。
このように平面エレメント７０１を誘電体基板７０５で覆うような形で形成すると、誘電体により平面エレメント７０１周辺の電磁界の様子が変化する。具体的には、誘電体の中の電界密度が増す効果と波長短縮効果が得られるため、平面エレメント７０１を小型化することができるようになる。また、これらの効果により電流路の打ち上げ角度が変化し、アンテナのインピーダンス等価回路における誘導成分Ｌ及び容量成分Ｃが変化する。即ち、インピーダンス特性に大きな影響が出てくる。このインピーダンス特性への影響を踏まえた上で所望の帯域で所望のインピーダンス特性を得るように平面エレメント７０１の形状及びグランドパターン７０２の形状の最適化を行う。
本実施の形態において、グランドパターン７０２の上縁部７０２ａ及び７０２ｂは、グランドパターン７０２の幅が２０ｍｍのところ、側端部において長さＬ７２（＝２乃至３ｍｍ）だけ直線７１１との交点より下に下がっている。すなわち、グランドパターン７０２は平面エレメント７０１に対して上縁部７０２ａ及び７０２ｂからなる先細り形状を有している。平面エレメント７０１の底辺７０１ｂは直線７１１に対して垂直になっているので、平面エレメント７０１の底辺７０１ｂとグランドパターン７０２との距離は、側端部に向けて連続的且つ線形に増加する。すなわち、本実施の形態に係るアンテナには、平面エレメント７０１とグランドパターン７０２との距離が連続的に変化する連続変化部が設けられている。このような連続変化部を設けることにより、平面エレメント７０１とグランドパターン７０２との結合度合いを調整している。この結合度合いを調整することにより、特に高周波側の帯域を延ばす効果がある。
本実施の形態に係る平面エレメント７０１の形状は、より小型化を図ると共に、第１４図に示すように所望の周波数帯域（特に低周波域）を得るための電流路７１３を確保するため、矩形の切欠部７１４を有する形状となっている。この切欠部７１４の形状によってアンテナ特性を調整することができる。
［実施の形態８］
本発明の第８の実施の形態に係るアンテナは、第１５図に示すように、平面エレメント８０１を内部に含み且つ誘電率約２０の誘電体基板８０５と、誘電体基板８０５と併置され且つその上端部８０２ａ及び８０２ｂが上に凸の曲線であるグランドパターン８０２と、例えばプリント基板である基板８０４と、平面エレメント８０１の給電点８０１ａに接続される高周波電源８０３とにより構成される。誘電体基板８０５のサイズは、およそ８ｍｍ×１０ｍｍ×１ｍｍとなっている。また、給電点８０１ａを通る直線８１１に対して平面エレメント８０１の底辺８０１ｂは垂直になっており、当該底辺８０１ｂに接続される辺８０１ｃは直線８１１に平行になっている。また、平面エレメント８０１の天頂部８０１ｄには切欠部８１４が設けられている。切欠部８１４は、天頂部８０１ｄからグランドパターン８０２側へ矩形に窪ませることにより形成されている。給電点８０１ａは底辺８０１ｂの中点に設けられている。なお、第７の実施の形態に係る誘電体基板７０５に含まれる平面エレメント７０１と本実施の形態に係る誘電体基板８０５に含まれる平面エレメント８０１との差は、底辺の隅切りの有無である。
平面エレメント８０１とグランドパターン８０２とは、給電点８０１ａを通る直線８１１に対して、左右対称となっている。また、平面エレメント８０１の底辺８０１ｂ上の点から直線８１１に平行にグランドパターン８０２まで降ろした線分の長さ（以下距離と呼ぶ）についても、直線８１１に対して左右対称となっている。
グランドパターン８０２の上縁部８０２ａ及び８０２ｂが上に凸の曲線（例えば円弧）となっているため、グランドパターン８０２の側端部に向かって、平面エレメント８０１とグランドパターン８０２との距離は漸増してゆく。逆に言えば、鋭角ではないがグランドパターン８０２には平面エレメント８０１の給電点８０１ａに対して先細り形状が形成されている。
本実施の形態においても、グランドパターン８０２は、平面エレメント８０１を含む誘電体基板８０５を囲むことなく、グランドパターン８０２側と誘電体基板８０５側とが上下に分かれるように形成されている。すなわち、グランドパターン８０２は、誘電体基板８０５の全ての側面を囲うことなく、且つ切欠部８１４を含む、平面エレメント８０１の縁部に近接する誘電体基板８０５の側面の少なくとも一部に対して開口が設けられるように形成される。
また、側面の構成については第１３Ｂ図と同様である。すなわち、平面エレメント８０１を含む誘電体基板８０５の面と、グランドパターン８０２の面とは平行又は実質的に平行となるように配置されている。
グランドパターン８０２の上縁部８０２ａ及び８０２ｂの曲線についてはその曲率を調整することにより、所望の周波数帯において所望のインピーダンス特性を得ることができる。
［実施の形態９］
本発明の第９の実施の形態に係るアンテナは、第１６図に示すように、第８の実施の形態と同じ形状の平面エレメント８０１を含む誘電体基板８０５と、当該誘電体基板８０５に併置され且つその上縁部９０２ａ及び９０２ｂがそれぞれ下向きの飽和曲線となっているグランドパターン９０２と、誘電体基板８０５及びグランドパターン９０２が設置される例えばプリント基板である基板９０４と、平面エレメント８０１の給電点８０１ａと接続される高周波電源９０３とから構成される。
平面エレメント８０１とグランドパターン９０２とは、給電点８０１ａを通る直線９１１に対して、左右対称となっている。また、平面エレメント８０１の底辺８０１ｂ上の点から直線９１１に平行にグランドパターン９０２まで降ろした線分の長さ（以下距離と呼ぶ）についても、直線９１１に対して左右対称となっている。
グランドパターン９０２の上縁部９０２ａ及び９０２ｂが、それぞれ直線９１１との交点を起点とする下向きの飽和曲線、すなわち下に凸の曲線となっているため、平面エレメント８０１とグランドパターン９０２との距離は次第に所定の値に漸近するようになる。見方を変えれば、グランドパターン９０２には、誘電体基板８０５に対して先細り形状が形成されている。
本実施の形態においても、グランドパターン９０２は、平面エレメント８０１を含む誘電体基板８０５を囲むことなく、グランドパターン９０２側と誘電体基板８０５側とが上下に分かれるように形成されている。すなわち、グランドパターン９０２は、平面エレメント８０１の全ての縁部を囲うことなく、且つ切欠部を含む、平面エレメント８０１の縁部の少なくとも一部に対して開口が設けられるように形成される。
なお、側面の構成については、ほぼ第１３Ｂ図と同じである。すなわち、平面エレメント８０１を含む誘電体基板８０５の面と、グランドパターン９０２の面とは平行又は実質的に平行となるように配置されている。
グランドパターン９０２の上縁部９０２ａ及び９０２ｂの曲線についてはその曲率を調整することにより、所望の周波数帯域において所定のインピーダンス特性を得ることができる。
［実施の形態１０］
本発明の第８の実施の形態に係るアンテナのように、給電点８０１ａを通る直線８１１に対して左右対称にグランドパターン８０２を形成できる場合は良いが、誘電体基板８０５の実装位置が例えば基板８０４の隅になってしまうと、グランドパターン８０２を左右対称に形成できない場合もある。ここでは、このようにグランドパターンが左右対称にできない場合の最適化例を示す。第１７Ａ図に示すように、誘電体基板８０５を基板１００４の左隅に配置しなければならない場合、グランドパターン１００２は、誘電体基板８０５の中心線１０１１から左部分の辺１００２ａについては水平に、右部分の辺１００２ｂについては傾斜を付けて、さらに辺１００２ａからＬ１０１（＝３ｍｍ）下がった位置から右側の辺１００２ｃについては水平になるような形状を有している。但し、グランドパターン１００２には、誘電体基板８０５に対しては先細り形状が形成されている。なお、グランドパターン１００２の横幅Ｌ１０３は２０ｍｍで、右端の辺の長さＬ１０２は３５ｍｍである。また、誘電体基板８０５のサイズは第８の実施の形態と同じで、８ｍｍ×１０ｍｍ×１ｍｍである。
本実施の形態においても、グランドパターン１００２は、平面エレメントを含む誘電体基板８０５を囲むことなく、グランドパターン１００２側と誘電体基板８０５側とが上下に分かれるように形成されている。すなわち、グランドパターン１００２は、平面エレメントの全ての縁部を囲うことなく、且つ切欠部を含む平面エレメントの縁部の少なくとも一部に対して開口が設けられるように形成される。
このようなグランドパターン１００２を形成することにより左右対称の構成とほぼ同様のインピーダンス特性を得ることができるようになった。
なお、比較の対象となるアンテナ構成を第１７Ｂ図に示す。第１７Ｂ図の例では、誘電体基板８０５は第１７Ａ図と同じものである。グランドパターン１０２２の側端部の長さは３５ｍｍ（＝Ｌ１０２）で、横幅は２０ｍｍ（＝Ｌ１０３）となっている。また、グランドパターン１０２２の上縁部は２本の線分で構成されており、誘電体基板８０５に対して先細り形状が形成されている。グランドパターン１０２２の上縁部の最も高い部分から最も低い部分までの差は３ｍｍ（＝Ｌ１０１）である。
第１７Ａ図のアンテナのインピーダンス特性を第１８図に示す。第１８図のグラフは、縦軸がＶＳＷＲを、横軸が周波数（ＧＨｚ）を示している。例えばＶＳＷＲが２．５以下となる周波数帯域は、およそ３ＧＨｚから７．８ＧＨｚとなり、広帯域化が実現されている。一方、第１７Ｂ図のアンテナのインピーダンス特性を第１９図に示す。第１９図のグラフも、縦軸がＶＳＷＲを、横軸が周波数（ＧＨｚ）を示している。例えばＶＳＷＲが２．５以下となる周波数帯域は、およそ３．１ＧＨｚから７．８ＧＨｚとなり、第１８図と第１９図ではほぼ同様のインピーダンス特性を得ることができるようになっている。
［実施の形態１１］
本発明の第１１の実施の形態に係るアンテナの構成を第２０図に示す。本実施の形態では、矩形の平面導体であり且つ切欠部１１１４が設けられている平面エレメント１１０１を誘電率約２０の誘電体基板１１０５に形成した場合の例を説明する。本実施の形態に係るアンテナは、平面エレメント１１０１を内部に含み且つ外部電極１１０５ａが外部に設けられている誘電体基板１１０５と、図示しない高周波電源と接続して平面エレメント１１０１に給電し且つ誘電体基板１１０５の外部電極１１０５ａと接続するための給電部１１０７と、給電部１１０７を収容するための窪み１１１５を先端に有しており且つ平面エレメント１１０１の給電位置に対して先細り形状が形成されたグランドパターン１１０２とにより構成される。なお、誘電体基板１１０５は、例えばプリント基板である基板１１０４上に設置され、グランドパターン１１０２は当該基板１１０４の内部又は表面に形成される。
外部電極１１０５ａは、平面エレメント１１０１の突起部１１０１ａと接続しており、誘電体基板１１０５の裏面（点線部分）まで伸びている。給電部１１０７は、誘電体基板１１０５の側面端部及び裏面に設けられた外部電極１１０５ａと接触し、点線部分で重なっている。
平面エレメント１１０１には、外部電極１１０５ａと接続する突起部１１０１ａと、グランドパターン１１０２の辺１１０２ａ及び１１０２ｂに対向する辺１１０１ｂと、低周波用の電流路を確保するための腕部１１０１ｃと、天頂部１１０１ｄからグランドパターン１１０２方向に窪ませた矩形の切欠部１１１４とが設けられている。また、辺１１０１ｂと側辺部１１０１ｇとは隅切りにより設けられた辺１１０１ｈを介して接続している。なお、平面エレメント１１０１を含む誘電体基板１１０５は、グランドパターン１１０２に対して併置されている。
なお、本実施の形態では、誘電体基板１１０５の内部に平面エレメント１１０１が形成されている。すなわち、誘電体基板１１０５は、セラミックス・シートを積層して形成され、そのうちの一層として導体の平面エレメント１１０１も形成される。従って、実際は上から見ても第２０図のようには見えない。但し、誘電体基板１１０５表面に平面エレメント１１０１を形成するようにしてもよい。
グランドパターン１１０２において辺１１０２ａ及び１１０２ｂで構成され且つ先細り形状を有する先端には、給電部１１０７を収容するための窪み１１１５が設けられているため、平面エレメント１１０１に対向するグランドパターン１１０２の縁部は、一直線になっておらず、２つの辺１１０２ａ及び１１０２ｂに分割されている。なお、給電位置となる給電部１１０７の中心を通る直線１１１１にて、本実施の形態に係るアンテナは左右対称となっている。矩形の切欠部１１１４及びグランドパターン１１０２の先細り形状部分も左右対称となっている。また、平面エレメント１１０１の辺１１０１ｂとグランドパターン１１０２の辺１１０２ａ及び１１０２ｂとの距離が直線１１１１から離れるほど直線的に長くなるように、辺１１０２ａ及び１１０２ｂには傾斜が設けられている。
本実施の形態においても、グランドパターン１１０２は、平面エレメント１１０１を含む誘電体基板１１０５を囲むことなく、グランドパターン１１０２側と誘電体基板１１０５側とが上下に分かれるように形成されている。すなわち、グランドパターン１１０２は、平面エレメント１１０１の全ての縁部を囲うことなく、且つ切欠部１１１４を含む、平面エレメント１１０１の縁部の少なくとも一部に対して開口が設けられるように形成される。
なお、側面の構成については、給電部１１０７及び外部電極１１０５ａの部分を除きほぼ第１３Ｂ図と同じである。すなわち、平面エレメント１１０１を含む誘電体基板１１０５の面と、グランドパターン１１０２の面とは平行又は実質的に平行となるように配置されている。
第２１図に本実施の形態のアンテナのインピーダンス特性を示す。第２１図において、縦軸はＶＳＷＲを、横軸は周波数（ＧＨｚ）を表す。ＶＳＷＲが２．５以下の周波数帯域は、約３．１ＧＨｚから約７．６ＧＨｚとなっている。ＶＳＷＲの値は、高周波帯域では大きく変動する部分があるが、約３．１ＧＨｚでＶＳＷＲが２．５となるように低周波側の帯域が拡大しており、上でも述べたように切欠部を有する平面エレメントにより低周波帯域側のインピーダンス特性を改善している。
［実施の形態１２］
本発明の第１２の実施の形態に係るアンテナの構成を第２２図に示す。本実施の形態では、グランドパターン１２０２と対向する部分が円弧となっている平面エレメント１２０１を誘電率約２０の誘電体基板１２０５に形成した場合の例を説明する。第１２の実施の形態に係るアンテナは、導体の平面エレメント１２０１を内部に含み且つ外部電極１２０５ａが外部に設けられている誘電体基板１２０５と、図示しない高周波電源と接続して平面エレメント１２０１に給電し且つ誘電体基板１２０５の外部電極１２０５ａと接続するための給電部１２０７と、給電部１２０７を収容するための窪み１２１５を有しており且つプリント基板等の基板１２０４に形成されたグランドパターン１２０２とにより構成される。外部電極１２０５ａは、平面エレメント１２０１の突起部１２０１ａと接続しており、誘電体基板１２０５の裏面（点線部分）まで伸びている。給電部１２０７は、誘電体基板１２０５の側面端部及び裏面に設けられた外部電極１２０５ａと接触し、点線部分で重なっている。
平面エレメント１２０１には、外部電極１２０５ａと接続する突起部１２０１ａと、グランドパターン１２０２の辺１２０２ａに対向する曲線部１２０１ｂと、低周波用の電流路を確保するための腕部１２０１ｃと、天頂部１２０１ｄからグランドパターン１２０２方向に窪ませた矩形の切欠部１２１４とが設けられている。平面エレメント１２０１を含む誘電体基板１２０５は、グランドパターン１２０２に対して併置されている。
なお、本実施の形態では、誘電体基板１２０５の内部に平面エレメント１２０１が形成されている。すなわち、誘電体基板１２０５は、セラミックス・シートを積層して形成され、そのうちの一層として導体の平面エレメント１２０１も形成される。従って、実際は上から見ても第２２図のようには見えない。誘電体基板１２０５内部に平面エレメント１５０１を構成すれば、露出させた場合に比して誘電体の効果が若干強くなるため小型化でき、さびなどに対する信頼性も増す。但し、誘電体基板１２０５表面に平面エレメント１２０１を形成するようにしてもよい。
グランドパターン１２０２には、給電部１２０７を収容するための窪み１２１５が設けられているため、平面エレメント１２０１に対向する辺１２０２ａは、一直線になっておらず、２つの辺に分割されている。なお、給電位置となる給電部１２０７の中心を通る直線１２１１にて、本実施の形態に係るアンテナは左右対称となっている。矩形の切欠部１２１４も左右対称である。平面エレメント１２０１の曲線部１２０１ｂとグランドパターン１２０２の辺１２０２ａとの距離は、曲線部１２０１ｂに沿って直線１２１１から離れるほど次第に長くなっている。また、直線１２１１に対して左右対称である。なお、側面の構成については、給電部１２０７及び外部電極１２０５ａの部分以外はほぼ第１３Ｂ図と同じである。すなわち、平面エレメント１２０１を含む誘電体基板１２０５の面と、グランドパターン１２０２の面とは平行又は実質的に平行となるように配置されている。
本実施の形態においても、グランドパターン１２０２は、平面エレメント１２０１を含む誘電体基板１２０５を囲むことなく、グランドパターン１２０２側と誘電体基板１２０５側とが上下に分かれるように形成されている。すなわち、グランドパターン１２０２は、平面エレメント１２０１の全ての縁部を囲うことなく、且つ切欠部１２１４を含む、平面エレメント１２０１の縁部の少なくとも一部に対して開口が設けられるように形成される。
第２３図に本実施の形態のアンテナのインピーダンス特性を示す。第２３図において、縦軸はＶＳＷＲを、横軸は周波数（ＧＨｚ）を表す。ＶＳＷＲが２．５以下の周波数帯域は、約３．２ＧＨｚから約８．２ＧＨｚとなっている。第１１の実施の形態に係るインピーダンス特性（第２１図）と本実施の形態に係るインピーダンス特性（第２３図）とを比較すると、低周波域の特性がほぼ変わらないのに対し、高周波域の特性は大きく異なっている。第１１の実施の形態に係る平面エレメント１１０１の形状と本実施の形態に係る平面エレメント１２０１の形状とでは、矩形の切欠部が存在する部分は同じであり、第２１図と第２３図の比較からも、矩形の切欠部が低周波域の特性改善に寄与していることが分かる。一方、第１１の実施の形態に係る平面エレメント１１０１の形状と本実施の形態に係る平面エレメント１２０１の形状とでは、平面エレメントとグランドパターンとの距離という点において異なっており、この異なる部分は第２１図及び第２３図の比較などから全周波数帯域に影響し、特に高周波域においてその影響が顕著であることが分かる。
［実施の形態１３］
以下の実施の形態１３乃至１６では、グランド形状の最適化例及び無線通信カードへの適用例を示す。基本的には第１１の実施の形態（第２０図）に示した誘電体基板１１０５及び平面エレメント１１０１並びにグランドパターン１１０２の形状を用いる。このような形状を採用することにより、約３ＧＨｚから１２ＧＨｚという超広帯域アンテナを実現することができる。特に、グランドパターン１１０２には平面エレメント１１０１の給電位置１１０１ａに対して先細り形状が形成されているので、平面エレメント１１０１とグランドパターン１１０２との結合度合いを調整することができ、結果として好ましいインピーダンス特性に得ることができるようになる。なお、第２０図に示した平面エレメント１１０１の底辺部分に設けられた辺１１０１ｈについては設けなくともよい。
本実施の形態では、ＰＣカードやコンパクトフラッシュ（登録商標）（ＣＦ）カードなどの、パーソナルコンピュータやＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）などのスロットに挿入して用いる無線通信カードに適用する場合の例を第２４図に示す。第２４図には、第１１の実施の形態に係る誘電体基板と同じ誘電体基板１１０５と、給電位置１１０１ａに接続される高周波電源１３０３と、グランドパターン１３０２とを有するプリント基板１３０４が示されている。誘電体基板１１０５は、プリント基板１３０４の右又は左上端部に、グランドパターン１３０２に対してＬ１３２（＝１ｍｍ）離れて設置される。グランドパターン１３０２には、誘電体基板１１０５に対向する辺１３０２ａ及び１３０２ｂにより、給電位置１１０１ａに対して先細り形状が形成されている。給電位置１１０１ａに最も近い、グランドパターン１３０２の点とプリント基板１３０４の右側端部と辺１３０２ａとが交わる点の高さの差Ｌ１３３は、２乃至３ｍｍであるが、以下でインピーダンス特性を比較する際にはこの長さを変えた場合の特性を説明する。先細り形状は、給電位置１１０１ａを通る直線に対して対称となっているが、辺１３０２ｂは、長さＬ１３３の垂直の辺１３０２ｃと接続しており、当該辺１３０２ｃは水平の辺１３０２ｄに接続している。第２４図では辺１３０２ｄは水平で、誘電体基板１１０５とグランドパターン１３０２はその領域が上下に分けられている。すなわち、グランドパターン１３０２は、誘電体基板１１０５に含まれる平面エレメントの全ての縁部を囲うことなく、且つ切欠部を含む平面エレメントの縁部の少なくとも一部に対して開口が設けられるように形成される。なお、長さＬ１３１は１０ｍｍである。
［実施の形態１４］
本実施の形態に係る無線通信カードのプリント基板１４０４を第２５図に示す。本実施の形態に係るプリント基板１４０４は、第１１の実施の形態に係る誘電体基板と同じ誘電体基板１１０５と、給電位置１１０１ａに接続される高周波電源１４０３と、グランドパターン１４０２とを有する。誘電体基板１１０５は、プリント基板１４０４の右上端部に、グランドパターン１４０２に対してＬ１３２（＝１ｍｍ）離れて設置される。グランドパターン１４０２には、誘電体基板１１０５に対向する辺１４０２ａ及び１４０２ｂにより、平面エレメント１１０１の給電位置１１０１ａに対して先細り形状が形成されている。グランドパターン１４０２と誘電体基板１１０５の最短距離はＬ１３２となる。給電位置１１０１ａに最も近い、グランドパターン１４０２の点とプリント基板１４０４の右側端部と辺１４０２ａとが交わる点の高さの差Ｌ１３３は２乃至３ｍｍである。辺１４０２ａ及び１４０２ｂにより構成される先細り形状は、給電位置１１０１ａを通る直線に対して対称となっているが、辺１４０２ｂは、長さＬ１３３の垂直の辺１４０２ｃと接続しており、当該辺１４０２ｃは水平の辺１４０２ｄに接続している。本実施の形態では、辺１４０２ｄはさらに垂直の辺１４０２ｅに接続している。これにより、グランドパターン１４０２は、辺１４０２ｅ、辺１４０２ｄ、辺１４０２ｃ、辺１４０２ｂ、及び辺１４０２ａにより誘電体基板１１０５を部分的に囲うように形成されている。すなわち、グランドパターン１４０２は、平面エレメント１１０１の全ての縁部を囲うことなく、且つ切欠部１１１４を含む、平面エレメント１１０１の縁部の少なくとも一部に対して開口が設けられるように形成される。本実施の形態では、平面エレメント１１０１の、切欠部１１１４を含む上縁部及び右側縁部に対向するグランドパターン１４０２は設けられておらず、プリント基板１４０４のカバーを考慮しなければ、開口が設けられていると言える。なお、Ｌ１３１は１０ｍｍである。また、第２５図では、右上端に誘電体基板１１０５を配置する一例を示しているが、左上端に誘電体基板１１０５を配置するようにしても良い。その際には、誘電体基板１１０５の右側にグランドパターン１４０２の領域が伸びるようになる。
第２６図にＬ１３３の長さによる差及び誘電体基板１１０５の左のグランド領域１４０２ｆの存在の有無の差によるインピーダンス特性の差を比較するための図を示す。第２６図において、縦軸はＶＳＷＲを、横軸は周波数（ＭＨｚ）を示し、一点鎖線はＬ１３３を３ｍｍとし且つグランド領域１４０２ｆを設けた場合の特性を、点線はＬ１３３を３ｍｍとした場合の特性を、二点鎖線はＬ１３３を０ｍｍとした場合の特性を、実線はＬ１３３を２ｍｍとした場合の特性を、太線はＬ１３３を２．５ｍｍとした場合の特性を示す。Ｌ１３３＝０ｍｍの特性を表す二点鎖線は、約７７００ＭＨｚ以降の特性が悪いことが分かる。また、Ｌ１３３＝２ｍｍの特性を表す実線は、約７８００ＭＨｚに比較的大きいピークが発生している。Ｌ１３３＝２．５ｍｍの特性を表す太線においても、約７９００ＭＨｚに実線よりは低いピークが発生している。Ｌ１３３＝３ｍｍの特性を表す点線を見ると、約６４００ＭＨｚから約８０００ＭＨｚにＶＳＷＲが２を上回る部分が有るが、ピークは低くなっており、約８０００ＭＨｚ以降の特性は１２０００ＭＨｚ近くで再度ＶＳＷＲが２を超えるまで良好な特性を示している。また、低周波帯域においてもＬ１３３＝２．５ｍｍ以下のものよりもＶＳＷＲの値が低くなっている。Ｌ１３３＝３ｍｍでグランド領域１４０２ｆを追加した場合の特性を示す一点鎖線を見ると、約４５００ＭＨｚ部分に低いピークが発生していることを除けば、約３５００ＭＨｚ以降ずっとＶＳＷＲが２以下になっている。ＶＳＷＲの閾値を２．４程度にすれば、約３０００ＭＨｚから１２０００ＭＨｚという超広帯域を実現できている。このように誘電体基板１１０５の左側のグランド領域１４０２ｆを追加することにより、約６０００ＭＨｚから９０００ＭＨｚまでと低周波域の約３０００ＭＨｚから４０００ＭＨｚまでのＶＳＷＲが改善されるという効果がある。
［実施の形態１５］
本実施の形態では、第１４の実施の形態をダイバーシティ・アンテナに適用した場合の例を示す。通常スペース・ダイバーシティ・アンテナは、１／４波長離れた２つのアンテナを切り替えて使用する。従って、第２７図に示すように、２つの誘電体基板をプリント基板１５０４の左右の上端部に配置する。
第１のアンテナとしては、第１１の実施の形態における誘電体基板と同じ誘電体基板１１０５と、給電位置１１０１ａに接続される高周波電源１５０３ａと、グランドパターン１５０２とを含む。誘電体基板１１０５は、プリント基板１５０４の右上端部に、グランドパターン１５０２に対して垂直方向に１ｍｍ離れて設置される。グランドパターン１５０２の辺１５０２ａ及び１５０２ｂにより、平面エレメント１１０１の給電点１１０１ａに対して先細り形状が形成される。給電位置１１０１ａに最も近いグランドパターン１５０２の点とプリント基板１５０４の右側端部と辺１５０２ａとが交わる点の高さの差は２乃至３ｍｍである。辺１５０２ａ及び１５０２ｂにより構成される先細り形状は、給電位置１１０１ａを通る直線に対して対称となっているが、辺１５０２ｂは垂直の辺１５０２ｃと接続しており、当該辺１５０２ｃは水平の辺１５０２ｄに接続している。辺１５０２ｄはさらに垂直の辺１５０２ｅに接続している。すなわち、グランドパターン１５０２に、誘電体基板１１０５の左側面に対向し且つ第２のアンテナから分離するための部分１５０２ｆが追加されている。これにより、グランドパターン１５０２は、辺１５０２ｅ、辺１５０２ｄ、辺１５０２ｃ、辺１５０２ｂ、及び辺１５０２ａにより誘電体基板１１０５を部分的に囲う形状を有している。すなわち、グランドパターン１５０２は、平面エレメント１１０１の全ての縁部を囲うことなく、且つ切欠部１１１４を含む、平面エレメント１１０１の縁部の少なくとも一部に対して開口が設けられるように形成される。本実施の形態では、平面エレメント１１０１の、切欠部１１１４を含む上縁部及び右側縁部に対向するグランドパターン１５０２は設けられておらず、プリント基板１５０４のカバーを考慮しなければ、開口が設けられていると言える。
第２のアンテナとしては、誘電体基板１１０５と同じ誘電体基板１５０５と、給電位置１５０１ａに接続される高周波電源１５０３ｂと、グランドパターン１５０２とを含む。誘電体基板１５０５は、プリント基板１５０４の左上端部に、グランドパターン１５０２に対して垂直方向に１ｍｍ離れて設置される。グランドパターン１５０２の辺１５０２ｇ及び１５０２ｈにより、誘電体基板１５０５に含まれる平面エレメントの給電位置１５０１ａに対して先細り形状が形成されている。給電位置１５０１ａに最も近いグランドパターン１５０２の点とプリント基板１５０４の左側端部と辺１５０２ｇとが交わる点の高さの差は２乃至３ｍｍである。辺１５０２ｇ及び１５０２ｈにより構成される先細り形状は、給電位置１５０１ａを通る直線に対して対称となっているが、辺１５０２ｈは垂直の辺１５０２ｉと接続しており、当該辺１５０２ｉは水平の辺１５０２ｊに接続している。辺１５０２ｊはさらに垂直の辺１５０２ｋに接続している。グランドパターン１５０２には、誘電体基板１５０５の右側面に対向し且つ第１のアンテナから分離するための部分１５０２ｆが存在している。これにより、グランドパターン１５０２は、辺１５０２ｇ、辺１５０２ｈ、辺１５０２ｉ、辺１５０２ｊ及び辺１５０２ｋにより誘電体基板１５０５を部分的に囲う形状を有している。すなわち、グランドパターン１５０２は、誘電体基板１５０５に含まれる平面エレメントの全ての縁部を囲うことなく、且つ切欠部を含む、平面エレメントの縁部の少なくとも一部に対して開口が設けられるように形成される。本実施の形態では、平面エレメントの、切欠部を含む上縁部及び左側縁部に対向するグランドパターン１５０２は設けられておらず、プリント基板１５０４のカバーを考慮しなければ、開口が設けられていると言える。基本的にこの無線通信カードのプリント基板１５０４は直線１５１１に対して左右対称となっている。
このようにすれば無線通信カードにおいてスペース・ダイバーシティ・アンテナを実装することができるようになる。
［実施の形態１６］
本実施の形態では、第１１の実施の形態に係るアンテナをスティック型カードに適用した場合の例を第２８図に示す。本実施の形態に係るプリント基板１６０４は、第１１の実施の形態における誘電体基板と同じ誘電体基板１１０５と、給電位置１１０１ａから接続される高周波電源１６０３と、グランドパターン１６０２とを有する。誘電体基板１１０５は、プリント基板１６０４の上端部に、グランドパターン１６０２に対してＬ１６２（＝１ｍｍ）離れて設置される。グランドパターン１６０２には、辺１６０２ａ及び１６０２ｂにより、誘電体基板１１０５の給電位置１１０１ａに対して先細り形状が形成されている。給電位置１１０１ａに最も近いグランドパターン１６０２の点とプリント基板１６０４の側端部と辺１６０２ａ又は１６０２ｂとが交わる点の高さの差Ｌ１６３は２乃至３ｍｍとなっている。また先細り形状が形成されたグランドパターン１６０２は、給電位置１１０１ａを通る直線に対して対称となっている。なお、Ｌ１６１は１０ｍｍである。
本実施の形態においても、グランドパターン１６０２は、平面エレメントを含む誘電体基板１１０５を囲むことなく、グランドパターン１６０２側と誘電体基板１１０５側とが上下に分かれるように形成されている。すなわち、グランドパターン１６０２は、平面エレメントの全ての縁部を囲うことなく、且つ切欠部を含む平面エレメントの縁部の少なくとも一部に対して開口が設けられるように形成される。
このように誘電体基板１１０５を用いれば、小さなスティック型カードに実装可能となる。
［実施の形態１７］
本発明の第１７の実施の形態に係るアンテナの構成を第２９Ａ図及び第２９Ｂ図に示す。第２９Ａ図に示すように、本実施の形態に係るアンテナは、平面エレメント１７０１を内部に含み且つ誘電率が約２０の誘電体基板１７０５と、誘電体基板１７０５に併置されるグランドパターン１７０２と、例えばプリント基板（より具体的には例えば、ＦＲ−４、テフロン（登録商標）などを素材とする樹脂基板）である基板１７０４と、平面エレメント１７０１の給電点１７０１ａに接続される高周波電源１７０３とにより構成される。平面エレメント１７０１は、Ｔ字に類似した形状を有しており、誘電体基板１７０５の端部に沿った底辺１７０１ｂと上方に伸びる辺１７０１ｃと第１の傾斜角を有する辺１７０１ｄと第１の傾斜角より大きな傾斜角を有する辺１７０１ｅと天頂部１７０１ｆとにより構成される。給電点１７０１ａは、誘電体基板１７０５の端部に沿った底辺１７０１ｂの中点に設けられている。本実施の形態では誘電体基板１７０５とグランドパターン１７０２との距離Ｌ１７１は、１．５ｍｍである。また、グランドパターン１７０２の幅は２０ｍｍである。
また、給電点１７０１ａを通る直線１７１１に対して平面エレメント１７０１とグランドパターン１７０２とは左右対称となっている。また、平面エレメント１７０１の辺１７０１ｃ、１７０１ｄ及び１７０１ｅ上の点から直線１７１１に平行にグランドパターン１７０２まで降ろした線分の長さ（以下、距離と呼ぶ）についても、直線１７１１に対して左右対称となっている。すなわち、直線１７１１との間隔が同じであれば、距離は同じになる。
本実施の形態では、誘電体基板１７０５に面するグランドパターン１７０２の辺１７０２ａは直線となっている。従って、距離は、辺１７０１ｃ、１７０１ｄ及び１７０１ｅの任意の点が当該辺１７０１ｃ、１７０１ｄ及び１７０１ｅを移動するにつれて漸次増加するようになっている。すなわち、上記の任意の点が直線１７１１から離れる程、距離は増加する。
辺１７０１ｃ、１７０１ｄ及び１７０１ｅを接続することにより構成される折れ線は曲線ではないものの、距離が飽和的に増加するように傾きが段階的に変更されている。言い換えれば、直線１７１１から離れると最初は急激に距離が増加するが次第に増加率が減少している。すなわち、直線１７１１からみて同じ側にある天頂部１７０１ｆの端点と底辺１７０１ｂの端点を結ぶ直線から内側に削ったような形状になっている。
本実施の形態では、グランドパターン１７０２の辺１７０２ａに対向する平面エレメント１７０１の側縁部は１７０１ｃ、１７０１ｄ及び１７０１ｅの３つの線分で構成されている。しかし、距離が飽和的に増加するという条件を満たしていれば、この側縁部の形状はこれに限定されない。辺１７０１ｃ、１７０１ｄ及び１７０１ｅの代わりに、２以上の任意数の線分で構成される折れ線を採用してもよい。また、辺１７０１ｃ、１７０１ｄ及び１７０１ｅの代わりに、直線１７１１からみて同じ側にある天頂部１７０１ｆの端点と底辺１７０１ｂの端点を結ぶ直線に対して上に凸の曲線であってもよい。すなわち、平面エレメント１７０１から見れば、内側に凸の曲線である。
いずれの形状を採用するにせよ、直線１７１１から離れるに従って距離は連続的に変化し、この連続変化部分の存在により下限周波数以上において連続的な共振特性を得ることができる。なお、下限周波数の調整は平面エレメント１７０１の高さを変更することによって行う。但し、天頂部１７０１ｆの長さや、逆円弧状の側縁部の形状・長さによっても制御可能である。
本実施の形態においても、グランドパターン１７０２は、平面エレメント１７０１を含む誘電体基板１７０５を囲むことなく、グランドパターン１７０２側と誘電体基板１７０５側とが上下に分かれるように形成されている。すなわち、グランドパターン１７０２は、平面エレメント１７０１の全ての縁部を囲うことなく、平面エレメント１７０１の縁部の少なくとも一部に対して開口が設けられるように形成される。
第２９Ｂ図は側面図であり、基板１７０４の上にグランドパターン１７０２と、誘電体基板１７０５とが設けられている。基板１７０４とグランドパターン１７０２が一体形成される場合もある。なお、本実施の形態では、誘電体基板１７０５の内部に平面エレメント１７０１が形成されている。すなわち、誘電体基板１７０５は、セラミックス・シートを積層して形成され、そのうちの一層として導体の平面エレメント１７０１も形成される。従って、実際は上から見ても第２９Ａ図のようには見えない。誘電体基板１７０５内部に平面エレメント１７０１を構成すれば、露出させた場合に比して誘電体の効果が若干強くなるため小型化でき、さびなどに対する信頼性も増す。但し、誘電体基板１７０５表面に平面エレメント１７０１を形成するようにしてもよい。また、誘電率も変更することができ、単層基板、多層基板のいずれを用いてもよい。単層基板ならば誘電体基板１７０５上に平面エレメント１７０１を形成することになる。なお、本実施の形態において、誘電体基板１７０５の面はグランドパターン１７０２の面と平行又は実質的に平行に配置されている。この配置により、誘電体基板１７０５の一層に含まれる平面エレメント１７０１の面もグランドパターン１７０２の面と平行又は実質的に平行になる。
このように平面エレメント１７０１を誘電体基板１７０５で覆うような形で形成すると、誘電体により平面エレメント１７０１周辺の電磁界の様子が変化する。具体的には、誘電体の中の電界密度が増す効果と波長短縮効果が得られるため、平面エレメント１７０１を小型化することができるようになる。また、これらの効果により電流路の打ち上げ角度が変化し、アンテナのインピーダンス等価回路における誘導成分Ｌ及び容量成分Ｃが変化する。即ち、インピーダンス特性に大きな影響が出てくる。このインピーダンス特性への影響を踏まえた上で４．９ＧＨｚから５．８ＧＨｚの帯域で所望のインピーダンス特性を得るように形状の最適化を行うと第２９Ａ図に示したような形状となった。この帯域幅は従来に比して非常に広い。
［実施の形態１８］
本発明の第１８の実施の形態に係るアンテナの構成を第３０図に示す。第３０図に示すように、本実施の形態に係るアンテナは、平面エレメント１８０１を内部に含み且つ誘電率が約２０の誘電体基板１８０５と、誘電体基板１８０５に併置されるグランドパターン１８０２と、例えばプリント基板である基板１８０４と、平面エレメント１８０１の給電点１８０１ａに接続される高周波電源１８０３とにより構成される。平面エレメント１８０１及び誘電体基板１８０５は、第１７の実施の形態における平面エレメント１７０１及び誘電体基板１７０５と同じである。本実施の形態では誘電体基板１８０５とグランドパターン１８０２との距離Ｌ１８１は、１．５ｍｍである。また、グランドパターン１８０２の幅は２０ｍｍである。
また、給電点１８０１ａを通る直線１８１１に対して平面エレメント１８０１とグランドパターン１８０２とは左右対称となっている。また、平面エレメント１８０１の辺１８０１ｃ、１８０１ｄ及び１８０１ｅ上の点から直線１８１１に平行にグランドパターン１８０２まで降ろした線分の長さ（以下、距離と呼ぶ）についても、直線１８１１に対して左右対称となっている。すなわち、直線１８１１との間隔が同じであれば、距離は同じになる。
本実施の形態では、誘電体基板１８０５に面するグランドパターン１８０２の辺１８０２ａ及び１８０２ｂは、直線１８１１から遠くなるほど平面エレメント１８０１とグランドパターン１８０２の距離が、より長くなるように傾けられている。本実施の形態では、側端部において長さＬ１８２（＝２乃至３ｍｍ）だけ直線１８１１との交点より下に下がっている。すなわち、グランドパターン１８０２は誘電体基板１８０５に対して上縁部１８０２ａ及び１８０２ｂからなる先細り形状を有している。
本実施の形態においても、グランドパターン１８０２は、平面エレメント１８０１を含む誘電体基板１８０５を囲むことなく、グランドパターン１８０２側と誘電体基板１８０５側とが上下に分かれるように形成されている。すなわち、グランドパターン１８０２は、平面エレメント１８０１の全ての縁部を囲うことなく、平面エレメント１８０１の縁部の少なくとも一部に対して開口が設けられるように形成される。
また、側面の構成については第２９Ｂ図とほぼ同様である。すなわち、平面エレメント１８０１を含む誘電体基板１８０５の面と、グランドパターン１８０２の面とは平行又は実質的に平行となるように配置されている。
本実施の形態のようにグランドパターン１８０２の辺１８０２ａ及び１８０２ｂを傾けることにより、４．９ＧＨｚ乃至５．８ＧＨｚの帯域においては、第１７の実施の態様に係るアンテナより、インピーダンス特性が良くなっていることが確認されている。
［実施の形態１９］
本発明の第１９の実施の形態に係るアンテナの構成を第３１図に示す。本実施の形態では、５ＧＨｚ帯の広域アンテナの例を説明する。第１９の実施の形態に係るアンテナは、Ｔ型に類似した形状の平面エレメント１９０１を内部に含み且つ外部電極１９０５ａが外部に設けられている誘電体基板１９０５と、図示が省略された高周波電源と接続して平面エレメント１９０１に給電し且つ誘電体基板１９０５の外部電極１９０５ａと接続するための給電部１９０７と、給電部１９０７を収容するための窪み１９１５を有しており且つプリント基板等に形成されたグランドパターン１９０２とにより構成される。外部電極１９０５ａは、平面エレメント１９０１の下部と接続しており、誘電体基板１９０５の裏面（点線部分）まで伸びている。給電部１９０７は、誘電体基板１９０５の側面端部及び裏面の外部電極１９０５ａと接触し、点線部分で重なっている。
平面エレメント１９０１には、外部電極１９０５ａと接続する端部と、グランドパターン１９０２の辺１９０２ａに対向する曲線１９０１ｂと、天頂部１９０１ｃとが設けられている。なお、平面エレメント１９０１を含む誘電体基板１９０５は、グランドパターン１９０２に対して併置されている。
なお、本実施の形態では、誘電体基板１９０５の内部に平面エレメント１９０１が形成されている。すなわち、誘電体基板１９０５は、セラミックス・シートを積層して形成され、そのうちの一層として導体の平面エレメント１９０１も形成される。従って、実際は上から見ても第３１図のようには見えない。但し、誘電体基板１９０５表面に平面エレメント１９０１を形成するようにしてもよい。
グランドパターン１９０２には、給電部１９０７を収容するための窪み１９１５が設けられているため、平面エレメント１９０１に対向する辺１９０２ａは、一直線になっておらず、２つの辺に分割されている。なお、給電位置となる給電部１９０７の中心を通る直線１９１１にて、本実施の形態に係るアンテナは左右対称となっている。平面エレメント１９０１の曲線１９０１ｂとグランドパターン１９０２の辺１９０２ａとの距離は、直線１９１１から離れるほど曲線に従って長くなっている。また、距離についても直線１９１１について左右対称となっている。但し、曲線１９０１ｂは、平面エレメント１９０１の内側に凸となっているため、その距離は直線１９１１から離れるほど飽和的になっている。言い換えれば、直線１９１１から離れると最初は急激に距離が増加するが次第に増加率が減少している。なお、側面の構成については、外部電極１９０５ａと給電部１９０７と窪み１９１５の部分を除けば第２９Ｂ図と同じである。すなわち、平面エレメント１９０１を含む誘電体基板１９０５の面と、グランドパターン１９０２の面とは平行又は実質的に平行となるように配置されている。すなわち、グランドパターン１９０２と平面エレメント１９０１とは互いに完全には重なることなく、それらの面は互いに平行又は実質的に平行である。
本実施の形態においても、グランドパターン１９０２は、平面エレメント１９０１を含む誘電体基板１９０５を囲むことなく、グランドパターン１９０２側と誘電体基板１９０５側とが上下に分かれるように形成されている。すなわち、グランドパターン１９０２は、平面エレメント１９０１の全ての縁部を囲うことなく、平面エレメント１９０１の縁部の少なくとも一部に対して開口が設けられるように形成される。
［実施の形態２０］
本発明の第２０の実施の形態に係るアンテナは、２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯のデュアルバンドアンテナである。本デュアルバンドアンテナは、第３２図に示すように、平面導体の第１エレメント２００１と第１エレメント２００１の天頂中央から伸びる共振エレメントである第２エレメント２００６とを内部に含む誘電体基板２００５と、誘電体基板２００５と間隔Ｌ２０２（＝１．５ｍｍ）を隔てて併置され且つ誘電体基板２００５に対して上縁部が先細り形状を有するグランドパターン２００２と、誘電体基板２００５とグランドパターン２００２とが設置される基板２００４と、第１エレメント２００１の底辺中央部に設けられた給電点２００１ａと接続される高周波電源２００３とにより構成される。誘電体基板２００５のサイズは、例えば８ｍｍ×４．５ｍｍ×１ｍｍである。
第１エレメント２００１は、Ｔ字に類似した形状を有しており、より具体的には第２９Ａ図に示した平面エレメント１７０１と同様の形状を有する。この第１エレメント２００１の高さＬ２０１により、５ＧＨｚ帯の帯域制御を行う。但し、天頂部の辺の長さや、逆円弧状の側縁部の形状・長さによっても制御可能である。
グランドパターン２００２は、幅２０ｍｍのところ、給電点２００１ａを通る直線２０１１との交点から両側端部に向かってＬ２０３（＝２乃至３ｍｍ）下がっている。すなわち、グランドパターン２００２は誘電体基板２００５に対して上縁部２００２ａ及び２００２ｂからなる先細り形状を有している。
なお、側面の構成については第２エレメント２００６の部分を除けば第２９Ｂ図とほぼ同じである。すなわち、第１エレメント２００１及び第２エレメント２００６を含む誘電体基板２００５の面と、グランドパターン２００２の面とは平行又は実質的に平行となるように配置されている。但し、第２エレメント２００６は第１エレメント２００１と同層に設けられている。
第１エレメント２００１とグランドパターン２００２は、直線２０１１に対して左右対称となっている。また、第１エレメント２００１の側縁部上の点から直線２０１１に平行にグランドパターン２００２まで降ろした線分の長さ（以下、距離と呼ぶ）も、直線２０１１に対して左右対称となっている。さらに、上記の距離は、第１エレメント２００１の側縁部を直線２０１１から離れるように移動するにつれて漸次増加するようになっている。
このような第１エレメント２００１とグランドパターン２００２の形状により、インピーダンス特性を制御する。また、２．４ＧＨｚ帯の共振周波数は、第１エレメント２００１との接続部から開放端までの第２エレメント２００６の長さを調整することにより制御する。なお、第２エレメント２００６の形状は、第１エレメント２００１の特性に悪影響を及ぼさないように小型化を図るため、折り曲げられている。
このような形状を採用することにより、５ＧＨｚ帯と２．４ＧＨｚ帯の電気的特性を個別に制御できるようになる。５ＧＨｚ帯と２．４ＧＨｚ帯は、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）の規格で用いられる帯域であり、その両方の周波数帯に対応できる本実施の形態は非常に有用である。
［実施の形態２１］
本発明の第２１の実施の形態に係るアンテナは、２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯のデュアルバンドアンテナである。本デュアルバンドアンテナは、第３３図に示すように、平面導体の第１エレメント２１０１と第１エレメント２１０１の天頂中央から伸びる共振エレメントである第２エレメント２１０６とを内部に含む誘電体基板２１０５と、誘電体基板２１０５と間隔Ｌ２１２（＝１．５ｍｍ）を隔てて併置され且つ誘電体基板２１０５に対して上縁部が先細り形状を有するグランドパターン２１０２と、誘電体基板２１０５とグランドパターン２１０２とが設置される基板２１０４と、第１エレメント２１０１の底辺中央部に設けられた給電点２１０１ａと接続される高周波電源２１０３とにより構成される。誘電体基板２１０５のサイズは、例えば１０ｍｍ×５ｍｍ×１ｍｍである。
第１エレメント２１０１は、Ｔ字に類似した形状を有しており、より具体的には第２９Ａ図に示した平面エレメント１７０１と同様の形状を有する。この第１エレメント２１０１の高さＬ２１１により、５ＧＨｚ帯の帯域制御を行う。但し、天頂部の辺の長さや、逆円弧状の側縁部の形状・長さによっても制御可能である。
グランドパターン２１０２は、幅２０ｍｍのところ、給電点２１０１ａを通る直線２１１１との交点から両側端部に向かってＬ２１３（＝２乃至３ｍｍ）下がっている。すなわち、グランドパターン２１０２は誘電体基板２１０５に対して上縁部２１０２ａ及び２１０２ｂからなる先細り形状を有している。側面の構成については第２エレメント２１０６の部分を除けば第２９Ｂ図とほぼ同じである。すなわち、第１エレメント２１０１及び第２エレメント２１０６を含む誘電体基板２１０５の面と、グランドパターン２１０２の面とは平行又は実質的に平行となるように配置されている。但し、第２エレメント２１０６は第１エレメント２１０１と同層に設けられている。
第１エレメント２１０１、第２エレメント２１０６及びグランドパターン２１０２は、直線２１１１に対して左右対称となっている。また、第１エレメント２１０１の側縁部上の点から直線２１１１に平行にグランドパターン２１０２まで降ろした線分の長さ（以下、距離と呼ぶ）も、直線２１１１に対して左右対称となっている。さらに、上記の距離は、第１エレメント２１０１の側縁部を直線２１１１から離れるように移動するにつれて漸次増加するようになっている。
このような第１エレメント２１０１とグランドパターン２１０２の形状により、インピーダンス特性を制御する。また、２．４ＧＨｚ帯の共振周波数は、第１エレメント２１０１との接続部から開放端までの第２エレメント２１０６の長さを調整することにより制御する。なお、第２エレメント２１０６のミアンダ部分は上寄りに形成されている。これは、第１エレメント２１０１の特性に悪影響を与えないようにしながら、限られたスペースの中で効率的な配置を行うためである。第３４図に示すように、スペース２１１６は、第１エレメント２１０１の特性に悪影響を及ぼす部分であり、この部分に第２エレメント２１０６が配置されないような構成となっている。また、第２エレメント２１０６は、少なくとも点線２１２１より第１エレメント２１０１側の領域には配置されない。この点線２１２１は、給電点２１０１ａから遠い方の第１エレメント２１０１の側縁部の端点を始点として直線２１１１に対して平行に給電点２１０１ａの方向に伸ばした半直線である。
このような形状を採用することにより、５ＧＨｚ帯と２．４ＧＨｚ帯の電気的特性を個別に制御できるようになる。５ＧＨｚ帯と２．４ＧＨｚ帯は、無線ＬＡＮの規格で用いられる帯域であり、その両方の周波数帯に対応できる本実施の形態は非常に有用である。
例えば第３５Ａ図及び第３５Ｂ図に示すような実装形態を採用した場合のアンテナ特性を示しておく。第３５Ａ図及び第３５Ｂ図に示すように、第３３図に示したものと同じ誘電体基板２１０５は、上縁部が水平のグランドパターン２１０８と１．５ｍｍ隔てて併置される。第３３図で示したように、誘電体基板２１０５は、そのサイズが１０ｍｍ×５ｍｍ×１ｍｍであり、第１エレメント２１０１と第２エレメント２１０６とを含む。一方、グランドパターン２１０８のサイズは、高さ４７ｍｍ、幅１２ｍｍである。基板２１０４の厚さは０．８ｍｍである。なお、第３５Ａ図において示されている図はＸＹ平面であり、第３５Ｂ図において示されている図はＸＺ平面であるものとする。
このとき、第２エレメント２１０６のインピーダンス特性は第３６図に示すようになる。第３６図において縦軸はＶＳＷＲであり、横軸は周波数（ＧＨｚ）である。最もＶＳＷＲが小さい周波数は約２．４５ＧＨｚであり、ＶＳＷＲが２以下の周波数帯は、約２．２０ＧＨｚから２．６７ＧＨｚといったように、約４７０ＭＨｚ程度確保されている。一方、第１エレメント２１０１のインピーダンス特性は第３７図に示すようになる。最もＶＳＷＲが小さい周波数は約５．２ＧＨｚであり、ＶＳＷＲが２以下の周波数帯は、約４．６ＧＨｚから６ＧＨｚ以上であり、少なくとも１．４ＧＨｚ確保されている。このように、第２エレメント２１０６も第１エレメント２１０１も広帯域が実現されている。すなわち、本実施の形態に係るアンテナが、デュアルバンドアンテナとして十分な機能を有することを示している。なお、グランドパターン２１０８には、誘電体基板２１０５に向けてテーパーを付してもよい。
また、第３５Ａ図及び第３５Ｂ図に示したアンテナの指向性についても第３８Ａ図乃至第３８Ｆ図に示す。第３８Ａ図は、送信側アンテナから２．４５ＧＨｚの電波を送信し、第３５Ａ図及び第３５Ｂ図に示した受信側アンテナをＸＹ平面を測定面として回転させた際の放射パターンを示す。なお、同心円については、中心が−４５ｄＢｉ、一番外側の円が５ｄＢｉ、各円の間隔が１０ｄＢｉである。ここで内側の実線は送信側アンテナから垂直偏波の電波を送信した場合の受信側アンテナの放射パターンを、外側の太線は送信側アンテナから水平偏波の電波を送信した場合の受信側アンテナの放射パターンを示す。水平偏波の方が全ての方向においてゲインが大きいことが分かる。また、垂直偏波の場合０°、−９０°及び１８０°方向に指向性があるように見える。なお、右上の絵は、第３５Ａ図及び第３５Ｂ図のアンテナを示している。黒塗りの部分が、誘電体基板２１０５が設置される位置である。垂直矢印は０°の方向を示しており、＋θの方向に角度が増加するようになっている。
同様に、第３８Ｂ図は、送信側アンテナから２．４５ＧＨｚの電波を送信し、第３５Ａ図及び第３５Ｂ図に示した受信側アンテナをＹＺ平面を測定面として回転させた際の放射パターンを示す。上と同様に実線は送信側アンテナから垂直偏波の電波を送信した場合の受信側アンテナの放射パターンを、太線は送信側アンテナから水平偏波の電波を送信した場合の受信側アンテナの放射パターンを示す。水平偏波の方は０°及び１８０°方向に指向性があるように見える。また、垂直偏波の方は０°、９０°及び１８０°方向に指向性があるように見える。なお、右上の絵の意味は同じである。
第３８Ｃ図は、送信側アンテナから２．４５ＧＨｚの電波を送信し、第３５Ａ図及び第３５Ｂ図に示した受信側アンテナをＸＺ平面を測定面として回転させた際の放射パターンを示す。上と同様に実線は送信側アンテナから垂直偏波の電波を送信した場合の受信側アンテナの放射パターンを、太線は送信側アンテナから水平偏波の電波を送信した場合の受信側アンテナの放射パターンを示す。水平偏波の方は０°及び１８０°方向に指向性があるように見える。また、垂直偏波の方は無指向性を示している。なお、右上の絵の意味は同じである。
第３８Ｄ図は、送信側アンテナから５．４ＧＨｚの電波を送信し、第３５Ａ図及び第３５Ｂ図に示した受信側アンテナをＸＹ平面を測定面として回転させた際の放射パターンを示す。上と同様に実線は送信側アンテナから垂直偏波の電波を送信した場合の受信側アンテナの放射パターンを、太線は送信側アンテナから水平偏波の電波を送信した場合の受信側アンテナの放射パターンを示す。水平偏波の方は４５°、１３５°、−４５°及び−１３５°方向に指向性があるように見える。また、垂直偏波の方は９０°方向を除き無指向性のように見える。なお、右上の絵の意味は同じである。
第３８Ｅ図は、送信側アンテナから５．４ＧＨｚの電波を送信し、第３５Ａ図及び第３５Ｂ図に示した受信側アンテナをＹＺ平面を測定面として回転させた際の放射パターンを示す。上と同様に実線は送信側アンテナから垂直偏波の電波を送信した場合の受信側アンテナの放射パターンを、太線は送信側アンテナから水平偏波の電波を送信した場合の受信側アンテナの放射パターンを示す。水平偏波の方は４５°、１３５°、−４５°及び−１３５°方向に指向性があるように見える。また、垂直偏波の方は複雑な形状の指向性があるように見える。なお、右上の絵の意味は同じである。
第３８Ｆ図は、送信側アンテナから５．４ＧＨｚの電波を送信し、第３５Ａ図及び第３５Ｂ図に示した受信側アンテナをＸＺ平面を測定面として回転させた際の放射パターンを示す。上と同様に実線は送信側アンテナから垂直偏波の電波を送信した場合の受信側アンテナの放射パターンを、太線は送信側アンテナから水平偏波の電波を送信した場合の受信側アンテナの放射パターンを示す。水平偏波の方は複雑な形状の指向性があるように見える。また、垂直偏波の方は−４５°方向を除き無指向性のように見える。なお、右上の絵の意味は同じである。
第３９図に平均ゲインのデータをまとめておく。各平面につき、垂直偏波（Ｖ）と水平偏波（Ｈ）に対する２．４５ＧＨｚの平均ゲイン及び５．４ＧＨｚの平均ゲインが示されている。さらに、２．４５ＧＨｚと５．４ＧＨｚのトータルの平均ゲインも示されている。これを見ると、２．４５ＧＨｚではＸＺ平面における垂直偏波のゲインが高く、水平偏波であれば、ＹＺ平面又はＸＹ平面でゲインが高い。また、５．４ＧＨｚではＹＺ平面又はＸＹ平面の水平偏波のゲインが高く、垂直偏波であればＸＺ平面が比較的ゲインが高い。
［実施の形態２２］
本発明の第２２の実施の形態に係るアンテナは、２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯のデュアルバンドアンテナであって、ここでは第２１の実施の形態に係る誘電体基板２１０５をさらに小型化するための工夫について説明する。本デュアルバンドアンテナは、第４０Ａ図の側面図に示すように、誘電体基板２２０５の比較的下方の層に平面導体の第１エレメント２２０１と共振エレメントである第２エレメントの第１部分２２０６ａを形成し、誘電体基板２２０５の比較的上方の層に第２エレメントの第２部分２２０６ｂを形成し、それらを２つの外部電極２２０５ａにより接続する構造を有する。第４０Ｂ図に第１エレメント２２０１と第２エレメントの第１部分２２０６ａとが形成されている層の構造を示す。第１エレメント２２０１の形状は第２１の実施の形態に示したものと同じである。第２エレメントの第１部分２２０６ａは、第１エレメント２２０１の天頂中央から伸びて、途中２方向に分かれ、誘電体基板２２０５の上端部に設けられた２つの外部電極２２０５ａに接続している。第４０Ｃ図に第２エレメントの第２部分２２０６ｂが形成されている層の構造を示す。第２エレメントの第２部分２２０６ｂは、誘電体基板２２０５の上端部に設けられた外部電極２２０５ａから誘電体基板２２０５の下端部方向に伸びた後、第２１の実施の形態（第３３図）において示したミアンダ部分を含む構成を有している。この第２エレメントの第２部分２２０６ｂは、層は異なるようになっているが第１エレメント２２０１と上から見て重ならないように配置されている。少なくとも、第２１の実施の形態における第３４図に示した配置と同様に、第１エレメント２２０１に悪影響を与える領域に上から見て重ならないように配置される。すなわち、第２エレメントの第２部分２２０６ｂと第１エレメント２２０１とをそれぞれが形成される層に対して平行な仮想平面に投影した際に、第２エレメントの第２部分２２０６ｂが、仮想平面に投影された第１エレメントの脇に定義された所定の領域に重なることなく配置されるということである。この所定の領域とは、第３４図で示した領域２１１６に対応する部分である。なお、本実施の形態における誘電体基板２２０５のサイズは、Ｌ２２１＝１ｍｍ、Ｌ２２２＝４ｍｍ、Ｌ２２３＝１０ｍｍとなっている。
第２エレメントの共振周波数は、第１エレメント２２０１との接続部から開放端までの第２エレメントの長さを調整することにより制御する。第２１の実施の形態と比較すると、第２エレメントの第１部分２２０６ａとして外部電極２２０５ａに向けて伸びている部分と外部電極２２０５ａの部分と第２エレメントの第２部分２２０６ｂとして外部電極２２０５ａから伸びている部分とが、第２エレメントの長さとして追加されることになる。よって、第２エレメントの第２部分２２０６ｂを短くしても２．４ＧＨｚ帯の特性は、第２１の実施の形態に係るアンテナと同レベルを維持できる。これにより誘電体基板２２０５の小型化が実現できる。
本実施の形態における５ＧＨｚ帯のインピーダンス特性を第４１図に示す。第４１図において縦軸はＶＳＷＲを、横軸は周波数（ＧＨｚ）を示す。第２１の実施の形態に係る５ＧＨｚ帯のインピーダンス特性を表す第３７図と比較すると、多少曲線の形は異なるが、ＶＳＷＲ２以下の帯域は、ほぼ同じとなっている。
本実施の形態における２．４ＧＨｚ帯のインピーダンス特性を第４２図に示す。第４２図において縦軸はＶＳＷＲを、横軸は周波数（ＧＨｚ）を示す。第２１の実施の形態に係る２．４ＧＨｚ帯のインピーダンス特性を表す第３６図と比較すると、ＶＳＷＲ２以下の帯域は、高周波側でむしろ小型化した場合を示す第４２図の方が約８０ＭＨｚ程度広くなっている。このように良好な特性を示すことが分かる。
［実施の形態２３］
本発明の第２３の実施の形態に係るアンテナは、２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯のデュアルバンドアンテナであって、ここでは第２１の実施の形態に係る誘電体基板２１０５をさらに小型化するための工夫について説明する。本デュアルバンドアンテナは、第４３Ａ図の側面図に示すように、誘電体基板２３０５の比較的下方の層に平面導体の第１エレメント２３０１と共振エレメントである第２エレメントの第１部分２３０６ａを形成し、誘電体基板２３０５の比較的上方の層に第２エレメントの第２部分２３０６ｂを形成し、それらを１つの外部電極２３０５ａにより接続する構造を有する。第４３Ｂ図に第１エレメント２３０１と第２エレメントの第１部分２３０６ａが形成されている層の構造を示す。第１エレメント２３０１の形状は第２１の実施の形態に示したものと同じである。第２エレメントの第１部分２３０６ａは、第１エレメント２３０１の天頂中央から伸びて、直線的に誘電体基板２３０５の上端部に設けられた外部電極２３０５ａに接続している。第４３Ｃ図に第２エレメントの第２部分２３０６ｂが形成されている層の構造を示す。第２エレメントの第２部分２３０６ｂは、誘電体基板２３０５の上端部に設けられた外部電極２３０５ａから誘電体基板２３０５の下端部方向に伸びた後、第２１の実施の形態（第３３図）において示した第２エレメント２１０６の第１エレメント２１０１と接続する部分を除くほとんどの部分を含む構成を有している。この第２エレメントの第２部分２３０６ｂは、層は異なるようになっているが第１エレメント２３０１と上から見て重ならないように配置されている。少なくとも、第２１の実施の形態における第３４図に示した配置と同様に、第１エレメント２３０１に悪影響を与える領域に上から見て重ならないように配置される。
第２エレメントの共振周波数は、第１エレメント２３０１との接続部から開放端までの第２エレメントの長さを調整することにより制御する。第２１の実施の形態と比較すると、第２エレメントの第１部分２３０６ａとして外部電極２３０５ａに向けて伸びている部分と外部電極２３０５ａの部分と第２エレメントの第２部分２３０６ｂとして外部電極２３０５ａから伸びている部分とが、第２エレメントの長さとして追加されることになる。よって、第２エレメントの第２部分２３０６ｂを短くしても２．４ＧＨｚ帯の特性は第２１の実施の形態に係るアンテナと同レベルを維持できる。これにより誘電体基板２３０５の小型化が実現できる。
［実施の形態２４］
本発明の第２４の実施の形態に係るアンテナは、２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯のデュアルバンドアンテナであって、ここでは第２１の実施の形態に係る誘電体基板２１０５をさらに小型化するための工夫について説明する。本デュアルバンドアンテナは、第４４Ａ図の側面図に示すように、誘電体基板２４０５の比較的下方の層に平面導体の第１エレメント２４０１と共振エレメントである第２エレメントの第１部分２４０６ａを形成し、誘電体基板２４０５の比較的上方の層に第２エレメントの第２部分２４０６ｂを形成し、それらを２つの外部電極２４０５ａにより接続する構造を有する。第４４Ｂ図に第１エレメント２４０１と第２エレメントの第１部分２４０６ａが形成されている層の構造を示す。第１エレメント２４０１の形状は第２１の実施の形態に示したものと同じである。第２エレメントの第１部分２４０６ａは、第１エレメント２４０１の天頂中央から伸びて、途中２方向に分かれ、第１エレメント２４０１の横幅を超えて伸びた後に、誘電体基板２４０５の上端部に設けられた２つの外部電極２４０５ａに接続している。第４４Ｃ図に第２エレメントの第２部分２４０６ｂが形成されている層の構造を示す。第２エレメントの第２部分２４０６ｂは、誘電体基板２４０５の上端部に設けられた外部電極２４０５ａから誘電体基板２４０５の下端部方向に伸びた後、ミアンダ部分を含む構成を有している。この第２エレメントの第２部分２４０６ｂは、層は異なるようになっているが第１エレメント２４０１と上から見て重ならないように配置されている。少なくとも、第２１の実施の形態における第３４図に示した配置と同様に、第１エレメント２４０１に悪影響を与える領域に上から見て重ならないように配置される。
第２エレメントの共振周波数は、第１エレメント２４０１との接続部から開放端までの第２エレメントの長さを調整することにより制御する。第２１の実施の形態と比較すると、第２エレメントの第１部分２４０６ａとして外部電極２４０５ａに向けて伸びている部分と外部電極２４０５ａの部分と第２エレメントの第２部分２４０６ｂとして外部電極２４０５ａから伸びている部分とが、第２エレメントの長さとして追加されることになる。よって、第２エレメントの第２部分２４０６ｂを短くしても２．４ＧＨｚ帯の特性は第２１の実施の形態に係るアンテナと同レベルを維持できる。これにより誘電体基板２４０５の小型化が実現できる。
以上本発明の実施の形態を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、平面エレメント及び共振エレメントの形状は同様のアンテナ特性を得られるならば、別の形状を採用する場合もある。上でも述べたが、切欠部の形状は矩形に代わり、台形その他の多角形を採用する場合もある。また、切欠部の角を丸くするような加工を行う場合もある。グランドパターンの先細り形状についても、線分以外で構成しても良く、また給電のための電極を収容するための窪みを設ける例を示したが、先端が鋭角である必要は必ずしもない。また、平面エレメントとグランドパターンとは完全には重なることは無いが、その一部が重なることはあり得る。
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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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【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１４】
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【図１５】
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【図１６】
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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３９】
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【図３６】
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【図３７】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【手続補正書】
【提出日】平成17年6月14日(2005.6.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
給電位置において給電される平面エレメントが一体として形成された誘電体基板と、
前記誘電体基板と併置され、前記給電位置に対して先細り形状が形成されたグランドパターンと、
を有し、
前記平面エレメントには、前記給電位置から最も遠い縁部分から前記グランドパターン側に切欠きが設けられている
ことを特徴とするアンテナ。
【請求項２】
給電位置において給電される平面エレメントが一体として形成された誘電体基板と、
前記誘電体基板が設置され且つ当該誘電体基板と併置されるグランドパターンが形成された基板と、
を具備し、
前記誘電体基板が、前記基板の端部に設置され、
前記グランドパターンには、前記給電位置に対して先細り形状が形成され且つ前記誘電体基板の左又は右のうち少なくともいずれかに伸びた領域が設けられ、
前記平面エレメントには、前記給電位置から最も遠い縁部分から、併置される前記グランドパターン側に切欠きが設けられる
ことを特徴とする無線通信カード。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デュアルバンドアンテナ技術及び広帯域アンテナ技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特開昭５７−１４２００３号公報（特許文献１）には以下のようなアンテナが開示されている。すなわち、第４５Ａ図及び第４５Ｂ図に示すように、円盤状の形状を有する平板である輻射素子３００１がアース板又は大地３００２に対して垂直に立設されたモノポールアンテナが開示されている。このモノポールアンテナにおいては、高周波電源３００４と輻射素子３００１とは給電線３００３で接続されており、輻射素子３００１の頂部が１／４波長の高さになるように構成されている。また、第４５Ｃ図及び第４５Ｄ図に示すように、上部周縁が所定の放物線に沿った形状を有する平板である輻射素子３００５がアース板又は大地３００２に対して垂直に立設されたモノポールアンテナも開示されている。さらに、第４５Ｅ図に示すように、第４５Ａ図及び第４５Ｂ図に示したモノポールアンテナの輻射素子３００１を２つ対称配置して構成されるダイポールアンテナも開示されている。また、第４５Ｆ図に示すように、第４５Ｃ図及び第４５Ｄ図に示したモノポールアンテナの輻射素子３００５を２つ対称配置して構成されるダイポールアンテナも開示されている。
【０００３】
また例えば特開昭５５−４１０９号公報（特許文献２）には以下のようなアンテナが開示されている。すなわち、第４５Ｇ図に示すように、シート状に形成された楕円形のアンテナ３００６が、反射面３００７に対して、その長軸が平行に位置するように垂直に立設されており、給電は同軸給電線３００８を通じて行われる。また、ダイポール式に構成した場合の例を第４５Ｈ図に示す。ダイポール式の場合には、シート状楕円形アンテナ３００６ａを、同一平面上に、且つそれらの短軸が同一直線上に位置するよう配置し、平衡給電線３００９を接続するために両者に若干の間隔が設けられている。
【０００４】
さらに「Ｂ−７７  半円形状素子と線状素子の組み合わせによる超広帯域アンテナ」井原泰介，木島誠，常川光一，ｐｐ７７，１９９６年電子情報通信学会総合大会（以下非特許文献１と呼ぶ）には、第４５Ｊ図に示すようなモノポールアンテナが開示されている。第４５Ｊ図では、半円状のエレメント３０１０を、地板３０１１に対して垂直に立設し、エレメント３０１０の円弧において地板３０１１に最も近い点を給電部３０１２としている。非特許文献１には、円の半径がほぼ１／４波長となる周波数ｆLが下限となることが示されている。また、非特許文献１には、第４５Ｋ図に示すように、第４５Ｊ図に示したエレメント３０１０に切り欠きを設けたエレメント３０１３を、地板３０１１に対して垂直に立設した例も説明されている。この非特許文献１では第４５Ｊ図のモノポールアンテナと第４５Ｋ図のモノポールアンテナとはＶＳＷＲ（Voltage Standing Wave Ratio）特性はほとんど変わらないとしている。さらに非特許文献１では第４５Ｌ図に示すように、第４５Ｋ図のように切り欠きを設けたエレメントに、ｆLより低い周波数で共振するエレメント３０１４ａをメアンダモノポール構造として接続したエレメント３０１４を、地板３０１１に対して垂直に立設した例も示されている。なおエレメント３０１４ａは、切り欠き部分に収まるように設置されている。なお、非特許文献１に関係して、「Ｂ−１３１  円板モノポールアンテナの整合改善」本田聡、伊藤猷顯、関一、神保良夫，２−１３１，１９９２年電子情報通信学会春季大会（以下非特許文献２）、「広帯域円板モノポールアンテナについて」本田聡，伊藤猷顯，神保良夫，関一，テレビジョン学会技術報告Vol.15,No.59, pp.25-30, 1991.10.24（以下非特許文献３）にも円板モノポールアンテナについての記述がある。
【０００５】
以上説明したアンテナは、グランド面に対して様々な形状の平板導体を垂直に立設したモノポールアンテナ及び同一形状を有する平板導体を２つ用いる対称型ダイポールアンテナである。
【０００６】
また米国特許第６３５１２４６号公報（特許文献３）には、第４６図に示すような特殊な対称型ダイポールアンテナが示されている。すなわち、導体であるバランス・エレメント３１０１及び３１０２の間にグランド・エレメント３１０３が設けられ、バランス・エレメント３１０１及び３１０２の最下部の端子３１０４及び３１０５は、同軸ケーブル３１０６及び３１０７に接続されている。バランス・エレメント３１０１には、同軸ケーブル３１０６及び端子３１０４を介して、ネガティブ・ステップ電圧が供給される。一方、バランス・エレメント３１０２には、同軸ケーブル３１０７及び端子３１０５を介して、ポジティブ・ステップ電圧が供給される。このアンテナ３１００において、グランド・エレメント３１０３とバランス・エレメント３１０１又は３１０２の距離は、端子３１０４又は３１０５から外側方向に漸増するようになっているが、バランス・エレメント３１０１及び３１０２には上記のような異なる信号を入力しなければならず、且つ所望の特性を得るためには必ずバランス・エレメント３１０１及び３１０２並びにグランド・エレメント３１０３の３つのエレメントを用いなければならない。
【０００７】
また、特開平８−２１３８２０号公報（特許文献４）に開示されている自動車電話用ガラスアンテナ装置を第４７図に示す。第４７図では、窓ガラス３２０２上に、扇形状の放射用パターン３２０３と矩形状の接地用パターン３２０４とが形成され、給電点Ａは同軸ケーブル３２０５の芯線３２０５ａに接続され、接地点Ｂは同軸ケーブル３２０５の外側導体３２０５ｂに接続される。この特許文献４では、放射用パターン３２０３の形状は、二等辺三角形でも多角形でもよいとされている。また、放射用パターン３２０３の形状は、扇型状、二等辺三角形、多角形状それぞれを、それ自身の相似形で中を抜いた形状でもよいとされている。さらに、接地用パターン３２０４の中を矩形に抜いてもよいとの記載もある。
【０００８】
さらに、米国特許公開公報２００２−１２２０１０Ａ１（特許文献５）には、第４８図に示すように、グランド・エレメント３３０１内部に、テーパー付きの空領域３３０３と、給電点３３０５に伝送線３３０４が接続された駆動エレメント３３０２とが設けられたアンテナ３３００が開示されている。なお、駆動エレメント３３０２において給電点３３０５の反対側でグランド・エレメント３３０１と駆動エレメント３３０２の間隔が最大となり、給電点３３０５付近でその間隔は最小となっている。駆動エレメント３３０２の給電点３３０５の反対側には窪みが設けられているが、窪み自体がグランド・エレメント３３０１と対向しており、駆動エレメント３３０２とグランド・エレメント３３０１との間隔を調整する一つの手段となっている。なお、窪みを設けない形状についても開示されている。
【０００９】
また、特開２００１−２０３５２１号公報（特許文献６）には、第４９図に示すようなマイクロストリップパッチアンテナ３４００が示されている。このマイクロストリップパッチアンテナ３４００は、誘電体基板３４０１上に、接地面３４０４と、マイクロストリップパッチ３４０２と、当該マイクロストリップパッチ３４０２に接続される三角パッド（給電導体）３４０３とを導電性金属により形成したものである。なお、マイクロストリップパッチ３４０２は、給電導体である三角パッド３４０３を介して給電点３４０５から給電される。第４９図に示すようなマイクロストリップパッチアンテナ３４００は、図示されてはいないがマイクロストリップアンテナの動作原理からグランドが誘電体基板３４０１に対して対向配置されていないと適切に動作しない。また、接地面３４０４は、面積が非常に小さいため放射エレメントとして機能しているとは考えられない。さらに、マイクロストリップアンテナでは放射導体に流れる電流が直接の放射源ではなく、第４９図において三角パッド３４０３及びマイクロストリップパッチ３４０２に流れる電流は直接の放射源とはならない。また、特許文献６に示されている本マイクロストリップパッチアンテナ３４００の受信周波数帯域は、中心周波数１．８ＧＨｚに対し２００ＭＨｚと狭く、三角パッド３４０３は放射導体として機能しておらず、マイクロストリップパッチ３４０２が単一周波数（１．８ＧＨｚ）の放射導体となっていることが考えられる。このように、第４９図に示したマイクロストリップパッチアンテナ３４００は、マイクロストリップアンテナであって、放射導体に流れる電流が放射に寄与するモノポールアンテナではない。また、放射導体に流れる電流路を連続的に変化させることで広帯域を実現する進行波アンテナでもない。さらに、受信周波数帯域が単一であるので、デュアルバンドアンテナでもない。
【００１０】
このように従来から様々なアンテナが存在しているが、従来の垂直立設型モノポールアンテナではサイズが大きくなってしまう。また、放射導体をグランド面に対し垂直に立設することにより、放射導体とグランド面との距離を制御することが困難になり、その結果アンテナ特性の制御が難しくなる。また、従来の対称型ダイポールアンテナについても、同じ形の放射導体を２つ用いているため、放射導体同士の距離を制御することが困難であり、アンテナ特性の制御が難しい。さらに、上でも述べたように、垂直立設型のモノポールアンテナの放射導体に切欠きを設けても、ＶＳＷＲ特性の改善には結びついていない。また、第４５Ｌ図に述べられたアンテナは、エレメント３０１４ａのためｆLより低い周波数でも共振し、多共振化が図られてはいるが、このｆLより低い周波数域でのＶＳＷＲ特性は悪く、デュアルバンドアンテナとしては、現在要求されているようなアンテナ特性が得られていない。なお、特許文献１、特許文献２、非特許文献１、非特許文献２及び非特許文献３には、グランド面の形状を加工することについては示唆も記述もない。
【００１１】
また、特許文献３の特殊な対称型ダイポールアンテナでは、多くのエレメントを用意し、エレメントに供給する信号についても２種類用意しなければならないと言う実装上の問題がある。また、グランド・エレメント３１０３はバランス・エレメント３１０１及び３１０２に対向しているが、バランス・エレメント３１０１及び３１０２に対向しているグランド・エレメント３１０３の辺は直線である。一方、グランド・エレメント３１０３に対向しているバランス・エレメント３１０１及び３１０２の辺部も直線に近い形状をしている。これにより、グランド・エレメント３１０３とバランス・エレメント３１０１若しくは３１０２との距離の変化は直線的である。
【００１２】
また、特許文献４記載の自動車電話用ガラスアンテナ装置では、接地用パターンと放射用パターンとの距離は直線的に変化している。距離の調整は、扇形の角度の変更でしか行えないので、微妙な調整は不可能である。さらに、接地用パターンの中を抜く記載はあるが、接地用パターンの外形を加工し、放射用パターンとの距離を調整することに関しては何らの開示がない。また、切り欠きを設けることについては何ら示されていない。
【００１３】
また、特許文献５記載のアンテナは小型化を指向しているが、グランド・エレメントの内側に駆動エレメントを設ける構造では、十分な小型化は実現できない。さらに、グランド・エレメントで駆動エレメントを囲うと、グランド・エレメントと駆動エレメントとの結びつきが強くなり過ぎるので、グランド・エレメントと駆動エレメントとの間の空間を大きく空けなければならない。このこともアンテナの小型化を妨げている。なお、グランド・エレメントの形状は駆動エレメントに対して先細り形状を有してはいない。
【００１４】
さらに、特許文献６で述べられたマイクロストリップアンテナについては、三角パッドとマイクロストリップパッチが共に放射に寄与しているような形状に見えるが、三角パッドは放射導体として機能しない給電導体に過ぎない。よってこのアンテナは受信周波数帯域が単一のアンテナであり、デュアルバンドアンテナではない。
【特許文献１】特開昭５７−１４２００３号
【特許文献２】特開昭５５−４１０９号
【特許文献３】米国特許第６３５１２４６号
【特許文献４】特開平８−２１３８２０号
【特許文献５】米国特許公開公報２００２−１２２０１０Ａ１
【特許文献６】特開２００１−２０３５２１号
【非特許文献１】「Ｂ−７７  半円形状素子と線状素子の組み合わせによる超広帯域アンテナ」井原泰介，木島誠，常川光一，ｐｐ７７，１９９６年電子情報通信学会総合大会
【非特許文献２】「Ｂ−１３１  円板モノポールアンテナの整合改善」本田聡、伊藤猷顯、関一、神保良夫，２−１３１，１９９２年電子情報通信学会春季大会
【非特許文献３】「広帯域円板モノポールアンテナについて」本田聡，伊藤猷顯，神保良夫，関一，テレビジョン学会技術報告Vol.15,No.59, pp.25-30, 1991.10.24
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
以上のような問題に鑑み、本発明の目的は、小型化が可能であり且つより広帯域化が可能な新規な形状のアンテナ、当該アンテナ用誘電体基板及び当該アンテナを用いた無線通信カードを提供することである。
【００１６】
また本発明の他の目的は、小型化が可能であり且つアンテナ特性を制御し易くする新規な形状のアンテナ、当該アンテナ用誘電体基板及び当該アンテナを用いた無線通信カードを提供することである。
【００１７】
本発明のさらに他の目的は、小型化が可能であり且つ低周波域の特性を改善することができる新規な形状のアンテナ、当該アンテナ用誘電体基板及び当該アンテナを用いた無線通信カードを提供することである。
【００１８】
また本発明の他の目的は、小型化が可能であり且つ十分なアンテナ特性を有する新規な形状のデュアルバンドアンテナ及び当該デュアルバンドアンテナ用の誘電体基板を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の第１の態様に係るアンテナは、グランドパターンと、給電され且つ給電位置から最も遠い縁部分からグランドパターン側に切欠きが設けられた平面エレメントとを具備し、グランドパターンと平面エレメントとが併置されるものである。切欠きを設けることにより小型化が可能になると共に、低周波域における放射を得るための電流路を確保することができるようになる。グランド面に対して放射導体を立設する従来技術では、切り欠きによるアンテナ特性の制御はできなかったが、本発明によれば制御できるようになる。また、グランドパターンと平面エレメントが併置されるので、設置体積が小さくなると共に、アンテナ特性、特にインピーダンス特性を制御しやすくなり、広帯域化を実現できるようになる。
【００２０】
また、上記平面エレメントが、当該平面エレメントに設けられた切欠き以外の縁部がグランドパターンに対向するように配置されるようにしてもよい。グランドパターンの部分と平面エレメントの部分が分かれるため、小型化が容易になる。さらに、グランドパターンと平面エレメントの部分が分かれていれば、グランドパターン上に他の部品を載せることも可能となるため、全体としても小型化を図ることができるようになる。
【００２１】
また、上記グランドパターンが、平面エレメントの全ての縁部を囲うことなく、且つ切欠きを含む、平面エレメントの縁部の少なくとも一部に対して開口が設けられるように形成されるようにしてもよい。
【００２２】
なお、上記切欠きが矩形である場合もある。但し、他の形状の切欠きであってもよい。さらに、上記切欠きが、平面エレメントの給電位置を通る直線に対して対称に形成されるようにしてもよい。
【００２３】
また、上記平面エレメントが、グランドパターンに対向する辺を底辺とし、当該底辺に対して垂直又は実質的に垂直に側辺が設けられ、上辺に切欠きが設けられた形状を有するようにしてもよい。さらに、上記の底辺の両端の角が隅切されるようにしてもよい。
【００２４】
さらに、上記平面エレメントと上記グランドパターンとの少なくともいずれかが、グランドパターンと平面エレメントの距離を連続して変化させる部分を有するようにしてもよい。これにより、アンテナ特性、特にインピーダンス特性が制御し易くなり、広帯域化が実現できる。
【００２５】
また、上記グランドパターンに対向する、平面エレメントの縁の少なくとも一部が曲線となっているような構成であってもよい。
【００２６】
さらに、上記平面エレメントが、誘電体基板と一体として形成されるようにしてもよい。さらに小型化できるようになる。
【００２７】
なお、グランドパターンと平面エレメント又は誘電体基板とは、非対向状態であり、互いの面が平行又は実質的に平行であるとも言える。また、グランドパターンと平面エレメント又は誘電体基板とは、完全には重なることなく、互いの面が平行又は実質的に平行であるとも言える。
【００２８】
本発明の第２の態様に係るアンテナ用誘電体基板は、誘電体の層と、当該アンテナ用誘電体基板の第１の側面に最も近い縁部分から第１の側面に対向する第２の側面方向に切欠きが形成されている導体の平面エレメントを含む層とを有する。このような誘電体基板を用いれば、小型で広帯域な、特に低周波域の特性の良いアンテナを実現できるようになる。
【００２９】
なお、上記切欠きが矩形である場合もある。但し、切欠きの形状は他の形状であっても良い。さらに、上記切欠きが、平面エレメントの給電位置を通る直線に対して対称に形成されるようにしてもよい。
【００３０】
また、上で述べた平面エレメントが、第２の側面に最も近い辺を底辺とし、当該底辺に対して垂直又は実質的に垂直に側辺が設けられ、第１の側面に最も近い上辺に上記切欠きが設けられた形状を有するようにしてもよい。なお、上記底辺の両端の角を隅切りするようにしてもよい。
【００３１】
さらに、平面エレメントの第２の側面に最も近い縁部が、第２の側面との距離が連続して変化する部分を有するようにしてもよい。また、上記平面エレメントが、少なくとも第２の側面に設けられた電極との接続部を具備するようにしてもよい。
【００３２】
本発明の第３の態様に係るアンテナは、給電される平面エレメントと、平面エレメントと併置されたグランドパターンとを具備し、グランドパターンを切り欠くことにより、平面エレメントとグランドパターンとの距離が連続的に変化する連続変化部が設けられたものである。このように連続変化部を設けることにより、平面エレメントとの結合度合いを適切に調整することができ、広帯域化が可能となる。
【００３３】
本発明の第４の態様に係るアンテナは、給電位置において給電される平面エレメントと、平面エレメントと併置され、平面エレメントの給電位置に対して先細り形状が形成されたグランドパターンとを含む。このようにグランドパターンに先細り形状を設けることにより、平面エレメントとの結合度合いを適切に調整することができ、広帯域化が可能となる。
【００３４】
また、上記先細り形状が、線分で構成される縁部と上に凸の曲線で構成される縁部と下に凸の曲線で構成される縁部とのうち少なくともいずれかにより構成されるようにしてもよい。平面エレメントの形状や所望のアンテナ特性に応じて先細り形状を構成するためである。
【００３５】
さらに、上記先細り形状が、平面エレメントの給電位置を通る直線に対して左右対称であるような構成でもよい。さらに、上記先細り形状の先端に、平面エレメントの給電位置に給電を行うための部分を収容するための窪みを設けるようにしてもよい。
【００３６】
また、上記平面エレメントが誘電体基板上又は内部に形成され、グランドパターンが樹脂基板上又は内部に形成され、誘電体基板が樹脂基板上に載置されるようにしてもよい。平面エレメントを誘電体基板上又は内部に形成すると、アンテナの大きさをさらに小型化することができる。なお、平面エレメントを誘電体基板上又は内部に形成すると、グランドパターンとの結合が強くなるが、先細り形状を採用することによりグランドパターンとの結合度合いを調整することができ、広帯域化が実現できるようになる。
【００３７】
さらに、上記平面エレメントが、給電位置から最も遠い縁部分からグランドパターン側に切欠きが設けられているような構成であってもよい。平面エレメントを小型化する場合でも切欠きを設けることにより、平面エレメント上の電流路の長さを十分に確保して低周波側の帯域を伸ばすものである。
【００３８】
また、上記平面エレメントが、グランドパターンに対向する辺を底辺とし、当該底辺に対して垂直又は実質的に垂直に側辺が設けられ、上辺に切欠きが設けられた形状を有するようにしてもよい。平面エレメントについては低周波域の特性を確保するため小型化に限界があるが、上で述べた構成の平面エレメントを用いれば小型化且つ広帯域化が可能となる。なお、その際グランドパターンの先細り形状により、インピーダンス特性を全体的に向上させることができる。
【００３９】
さらに、上記樹脂基板の上端部には、平面エレメントが形成された誘電体基板を載置し、グランドパターンを誘電体基板の左及び右のうち少なくともいずれかに伸びた領域を有するように形成してもよい。このような領域をグランドパターンに設けることにより低周波側の帯域を伸ばすことができるようになる。
【００４０】
また、上記樹脂基板の右上端部と左上端部のうち少なくともいずれかには、平面エレメントが形成された誘電体基板を載置し、グランドパターンを誘電体基板が載置されるサイドとは反対サイドに伸びた領域を有するように形成してもよい。
【００４１】
本発明の第５の態様に係るアンテナは、平面エレメントが一体として形成された誘電体基板と、誘電体基板が設置され且つ当該誘電体基板と併置されるグランドパターンが形成された基板とを具備し、グランドパターンには、平面エレメントの給電位置に対して先細り形状が形成されており、平面エレメントには、給電位置から最も遠い縁部分から、併置される前記グランドパターン側に切欠きが設けられるものである。
【００４２】
また、誘電体基板が、基板の上端部に設置され、グランドパターンには、誘電体基板の左又は右のうち少なくともいずれかに伸びた領域を設けるようにしてもよい。さらに、２つの誘電体基板が、基板の右上端部と左上端部に１／４波長離して配置され、グランドパターンには、２つの誘電体基板を分離するための領域が設けられるようにしてもよい。
【００４３】
本発明の第６の態様に係る無線通信カードは、平面エレメントが一体として形成された誘電体基板と、誘電体基板が設置され且つ当該誘電体基板と併置されるグランドパターンが形成された基板とを具備し、グランドパターンには、平面エレメントの給電位置に対して先細り形状が形成されており、平面エレメントには、給電位置から最も遠い縁部分から、併置されるグランドパターン側に切欠きが設けられるものである。
【００４４】
本発明の第７の態様に係るアンテナは、グランドパターンと、グランドパターンに対向する縁部に、曲線と傾きが段階的に変更されて接続された線分とのうちいずれかで構成され且つグランドパターンとの距離を連続して変化させる連続変化部分が設けられ、給電される平面エレメントとを有し、グランドパターンが、平面エレメントの縁部の全てを囲うことなく当該平面エレメントと併置されるものである。
【００４５】
なお、上記連続変化部分において、平面エレメントの給電位置から遠ざかるにつれてグランドパターンとの距離が漸増するようにしてもよい。また、上記連続変化部分の少なくとも一部が円弧で構成されるようにしてもよい。
【００４６】
また、上記平面エレメントの縁部のうち連続変化部分以外の部分の少なくとも一部が、グランドパターン側とは反対側に形成されるようにしてもよい。
【００４７】
さらに、上記グランドパターンを、連続変化部分以外の、平面エレメントの縁部の少なくとも一部に対して開口が設けられるように形成するようにしてもよい。グランドパターンの外形も様々な要因に応じて調整するが、少なくとも連続変化部分以外の、平面エレメントの縁部の少なくとも一部に対しては直接グランドパターンが対向しないような形状にするものである。
【００４８】
また、上記平面エレメントに、平面エレメントの給電位置から最も遠い縁部からグランドパターン側に切欠きが設けられているようにすることも可能である。平面エレメントの小型化と低周波域の特性改善が可能となる。
【００４９】
なお、上記切欠きを含む、平面エレメントの縁部の少なくとも一部を、グランドパターンと対向することのない位置に形成するようにしてもよい。
【００５０】
また、上記グランドパターンに、平面エレメントの給電位置に対して先細り形状が形成されている場合もある。
【００５１】
なお、上記平面エレメントが、平面エレメントの給電位置を通る直線に対して対称とすることも可能である。また、上記平面エレメントの給電位置を通る直線に対して、グランドパターンと平面エレメントの距離が対称とすることも可能である。
【００５２】
さらに、上記平面エレメントが誘電体基板と一体に形成され、連続変化部分において、平面エレメントの給電位置から遠ざかるにつれてグランドパターンとの距離が飽和的に増加するようにしてもよい。
【００５３】
本発明の第８の態様に係るアンテナは、グランドパターンと、グランドパターンに対向する縁部に、曲線と傾きが段階的に変更されて接続された線分とのうちいずれかで構成され且つグランドパターンとの距離を連続して変化させる連続変化部分が設けられ、給電される平面エレメントとを有し、グランドパターンが、平面エレメントの縁部の全てを囲うことなく配置され、グランドパターンと平面エレメントとが完全には重なることがなく、互いの面が平行又は実質的に平行に配置されるものである。
【００５４】
本発明の第９の態様に係るアンテナは、グランドパターンと、給電位置で給電され、グランドパターンに対向する縁部に、グランドパターンとの距離が前記給電位置から曲線的に漸増する連続変化部分が設けられた平面エレメントとを有し、グランドパターンが、平面エレメントの縁部の全てを囲うことなく且つ当該平面エレメントと併置されるものである。
【００５５】
本発明の第１０の態様に係るアンテナは、給電位置において給電される平面エレメントと、平面エレメントと併置されるグランドパターンとを具備し、平面エレメントとグランドパターンとの距離が、給電位置を通る直線から離れるに従い、連続的且つ飽和的に増加するものである。
【００５６】
また、上記平面エレメントの側縁部を、曲線と傾きが段階的に変更されて接続された線分とのうちいずれかで構成し、且つ上記平面エレメントを、アンテナ用誘電体基板の上又は内部に形成するようにしてもよい。
【００５７】
平面エレメントをアンテナ用誘電体基板の上又は内部に形成するようにすると、アンテナのさらなる小型化が可能になる。但し、平面エレメントをアンテナ用誘電体基板の上又は内部に形成するようにすると、平面エレメントとグランドパターンとの結合が強くなるため、お互いの距離の調整が必要になる。そこで平面エレメントの側縁部の形状を上記のように形成し、平面エレメントとグランドパターンとの距離を調整することにより、結合度合いが最適化され、広帯域が実現できる。
【００５８】
さらに、上記アンテナ用誘電体基板に対向する、グランドパターンの辺を、線分で構成してもよい。これは、平面エレメントとグランドパターンとの距離の調整が、主に平面エレメントの形状により行われる場合を示すものである。
【００５９】
また、上記グランドパターンが、アンテナ用誘電体基板に対して先細り形状を有し、当該先細り形状を線分で構成するようにしてもよい。
【００６０】
さらに、上記平面エレメントは、当該平面エレメントの給電位置を通る直線に対して対称であってもよい。
【００６１】
また、上記アンテナ用誘電体基板が、平面エレメントの給電位置を通る直線上の端点に接続された共振エレメントをさらに含むようにしてもよい。このような共振エレメントを設けることにより、デュアルバンドアンテナが実現できる。
【００６２】
さらに、上記共振エレメントは、平面エレメントの給電位置を通る直線に対して対称であってもよい。また、非対称であってもよい。
【００６３】
また、上記平面エレメントと共振エレメントとを、同一の層に形成してもよい。
【００６４】
さらに、平面エレメントと共振エレメントの少なくとも一部とを異なる層に形成してもよい。これによりアンテナ用誘電体基板が小型化でき、全体としてアンテナも小型化できる。
【００６５】
また、平面エレメントと共振エレメントをそれぞれが形成される層に対して平行な仮想平面に投影した際に、共振エレメントを、仮想平面に投影された平面エレメントの脇に定義された所定の領域に重なることなく配置してもよい。さらに、共振エレメントを、少なくとも、仮想平面に投影された平面エレメントの給電位置を通る直線に対して平行であり、且つ当該給電位置から遠い方の、投影された平面エレメントの側縁部の端点を始点として給電位置方向に伸びた半直線より平面エレメント側の領域と重なることなく配置してもよい。
【００６６】
このように共振エレメントを配置することにより、平面エレメントの特性に悪影響を及ぼすことなく、平面エレメントと共振エレメントの特性を個別に制御できる。
【００６７】
本発明の第１１の態様に係るアンテナ用誘電体基板は、誘電体の層と、側縁部が曲線と傾きが段階的に変更されて接続された線分とのうちいずれかで構成される導体の平面エレメントを含む層とを有し、アンテナ用誘電体基板の側面のうち平面エレメントの給電位置に最も近い面と側縁部との距離が、給電位置を通る直線から離れるに従い、連続的且つ飽和的に増加するものである。
【００６８】
また、上記平面エレメントは、当該平面エレメントの給電位置を通る直線に対して対称であってもよい。
【００６９】
さらに、本発明の第１１の態様において、上記平面エレメントの給電位置を通る直線上の端点に接続された共振エレメントをさらに有するようにしてもよい。このような共振エレメントを設けることにより、デュアルバンドが実現できる。
【００７０】
また、上記共振エレメントは、平面エレメントの給電位置を通る直線に対して対称であってもよい。また、非対称であってもよい。
【００７１】
さらに、上記平面エレメントと共振エレメントとを、同一の層に形成してもよい。
【００７２】
また、上記平面エレメントと共振エレメントの少なくとも一部とを異なる層に形成してもよい。これによりアンテナ用誘電体基板が小型化できる。
【００７３】
さらに、平面エレメントと共振エレメントをそれぞれが形成される層に対して平行な仮想平面に投影した際に、共振エレメントを、仮想平面に投影された平面エレメントの脇に定義された所定の領域に重なることなく配置してもよい。また、共振エレメントを、少なくとも、仮想平面に投影された平面エレメントの給電位置を通る直線に対して平行であり、且つ当該給電位置から遠い方の、投影された平面エレメントの側縁部の端点を始点として給電位置方向に伸びた半直線より平面エレメント側の領域と重なることなく配置してもよい。
【００７４】
このように共振エレメントを配置することにより、平面エレメントの特性に悪影響を及ぼすことなく、平面エレメントと共振エレメントの特性を個別に制御できる。
【００７５】
本発明の第１２の態様に係るアンテナは、給電位置において給電される平面エレメントが一体として形成された誘電体基板と、誘電体基板と併置され、給電位置に対して先細り形状が形成されたグランドパターンとを有し、平面エレメントには、給電位置から最も遠い縁部分からグランドパターン側に切欠きが設けられているものである。
【００７６】
本発明の第１３の態様に係る無線通信カードは、給電位置において給電される平面エレメントが一体として形成された誘電体基板と、誘電体基板が設置され且つ当該誘電体基板と併置されるグランドパターンが形成された基板とを具備し、誘電体基板が、基板の端部に設置され、グランドパターンには、給電位置に対して先細り形状が形成され且つ誘電体基板の左又は右のうち少なくともいずれかに伸びた領域が設けられ、平面エレメントには、給電位置から最も遠い縁部分から、併置されるグランドパターン側に切欠きが設けられるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７７】
［実施の形態１］
本発明の第１の実施の形態に係るアンテナの構成を第１Ａ図及び第１Ｂ図に示す。第１Ａ図に示すように、第１の実施の形態に係るアンテナは、円形の平面導体である平面エレメント１０１と、当該平面エレメント１０１に併置されるグランドパターン１０２と、高周波電源１０３とにより構成される。平面エレメント１０１は、高周波電源１０３と給電点１０１ａにて接続されている。給電点１０１ａは、平面エレメント１０１とグランドパターン１０２との距離が最短となる位置に設けられている。
【００７８】
また、給電点１０１ａを通る直線１１１に対して平面エレメント１０１とグランドパターン１０２とは左右対称となっている。従って、平面エレメント１０１の円周上の点からグランドパターン１０２までの最短距離についても、直線１１１に対して左右対称となっている。すなわち、直線１１１からの距離が同じであれば、平面エレメント１０１の円周上の点からグランドパターン１０２までの最短距離Ｌ１１及びＬ１２は、同じになる。
【００７９】
本実施の形態では、平面エレメント１０１に面するグランドパターン１０２の辺１０２ａは直線となっている。従って、平面エレメント１０１の下側円弧上の任意の点とグランドパターン１０２の辺１０２ａとの最短距離は、給電点１０１ａから遠ざかると共に円弧に従って曲線的に増加するようになっている。
【００８０】
また本実施の形態では、第１Ｂ図に示す側面図のように、平面エレメント１０１は、グランドパターン１０２の中心線１１２上に配置されている。従って、本実施の形態においては平面エレメント１０１とグランドパターン１０２とが同一平面内に配置されている。但し、必ずしも同一平面内に配置しなくともよく、例えば互いの面が平行又はほぼ平行といった形で配置しても良い。
【００８１】
なお、本実施の形態において、グランドパターン１０２は、平面エレメント１０１を囲むことなく、グランドパターン１０２側と平面エレメント１０１側とが上下に分かれるように形成されている。すなわち、ある程度の大きさは必要ではあるが、グランドパターン１０２を、平面エレメント１０１の大きさに依存することなく形成することができる。さらに電気的な絶縁層を設けることによりグランドパターン１０２上に他の部品を配置することもできる。よって、平面エレメント１０１の大きさによってアンテナの実質的な大きさが決定されることになる。また、平面エレメント１０１の下側円弧の反対側の上側円弧は、グランドパターン１０２に直接対向しない縁部分であり、アンテナの設置場所等にもよるが、この部分の少なくとも一部はグランドパターン１０２により覆われることなく、グランドパターン１０２に設けられる開口部の方向に向くように配置される。
【００８２】
第１Ａ図及び第１Ｂ図に示したアンテナの動作原理としては、第２図に示すように給電点１０１ａから平面エレメント１０１の円周に向けて放射状に広がる各電流路１１３がそれぞれ共振点を形成するため連続的な共振特性を得ることができ、広帯域化が実現される。第１Ａ図及び第１Ｂ図の例では、平面エレメント１０１の直径に相当する電流路が最も長いため、直径の長さを１／４波長とする周波数がほぼ下限周波数となり、当該下限周波数以上において連続的な共振特性が得られる。このため、第２図に示すように、平面エレメント１０１上に流れる電流による電磁界結合１１７が、グランドパターン１０２との間に発生する。すなわち、より周波数が低い場合には、放射に寄与する電流路１１３がグランドパターン１０２の辺１０２ａに対して垂直に立っているために広範囲にグランドパターン１０２との結合を生じ、より高い周波数の場合には、電流路が水平に傾いていくため、狭い範囲にてグランドパターン１０２との結合が生じる。グランドパターン１０２との結合については、アンテナのインピーダンス等価回路における容量成分Ｃと考えられ、高周波帯域と低周波帯域では電流路の傾き加減によって容量成分Ｃが変化する。容量成分Ｃの値が変化すれば、アンテナのインピーダンス特性に大きく影響を与えることになる。より具体的には、容量成分Ｃは平面エレメント１０１とグランドパターン１０２との距離に関係している。これに対し、グランド面に対して垂直に円板を立設する場合には、グランド面と円板との距離を微妙に制御することはできない。第１Ａ図及び第１Ｂ図に示すように平面エレメント１０１とグランドパターン１０２とを併置する場合には、グランドパターン１０２の形状を変更すれば、アンテナのインピーダンス等価回路における容量成分Ｃを変更することができるため、より好ましいアンテナ特性を得るように設計することができる。
【００８３】
また、グランド面に対して垂直に円板を立設する場合に比して本実施の形態の方がより広帯域化できるという効果もある。第３図に、平面エレメント１０１を従来技術のようにグランド面に対して垂直に立設した場合のインピーダンス特性と、本実施の形態に係るアンテナのインピーダンス特性のグラフを示す。第３図において、縦軸はＶＳＷＲを示し、横軸は周波数（ＧＨｚ）を示す。太線１２２で表された従来技術に係るアンテナのＶＳＷＲの値は、明らかに８ＧＨｚ以上の高周波帯域において悪化している。一方、実線１２１で表された本実施の形態に係るアンテナのＶＳＷＲの値は、一部の周波数帯域では２を若干上回るが、この帯域を除けば、約２．７ＧＨｚから１０ＧＨｚを超える高周波帯域まで２を下回る。このように、単に平面エレメント１０１とグランドパターン１０２との距離が制御しやすくなるというだけではなく、平面エレメント１０１とグランドパターン１０２の「併置」により安定的に広帯域化できるという効果もある。
【００８４】
なお、平面エレメント１０１は、モノポールアンテナの放射導体であるとも考えられる。一方で、本実施の形態におけるアンテナは、グランドパターン１０２も放射に寄与している部分もあるので、ダイポールアンテナであるとも言える。但し、ダイポールアンテナは通常同一形状を有する２つの放射導体を用いるため、本実施の形態におけるアンテナは、非対称型ダイポールアンテナとも呼べる。さらに、本実施の形態におけるアンテナは、進行波アンテナとも言える。このような考え方は以下で述べる全ての実施の形態に適用可能である。
【００８５】
［実施の形態２］
本発明の第２の実施の形態に係るアンテナの構成を第４図に示す。第１の実施の形態と同様に、円形の平面導体である平面エレメント２０１と、当該平面エレメント２０１と併置されるグランドパターン２０２と、平面エレメント２０１の給電点２０１ａと接続する高周波電源２０３とにより構成される。給電点２０１ａは、平面エレメント２０１とグランドパターン２０２との距離が最短となる位置に設けられる。
【００８６】
また、給電点２０１ａを通る直線２１１に対して平面エレメント２０１とグランドパターン２０２とは左右対称となっている。さらに、平面エレメント２０１の円周上の点から直線２１１に平行にグランドパターン２０２まで降ろした線分の長さ（以下距離と呼ぶ）についても、直線２１１に対して左右対称となっている。すなわち、直線２１１からの距離が同じであれば、平面エレメント２０１の円周上の点からグランドパターン２０２までの距離Ｌ２１及びＬ２２は同じになる。
【００８７】
本実施の形態では、平面エレメント２０１に面するグランドパターン２０２の辺２０２ａ及び２０２ｂは、直線２１１から遠くなるほど平面エレメント２０１とグランドパターン２０２の距離が、さらに漸増するように傾けられている。すなわち、グランドパターン２０２には、平面エレメント２０１の給電点２０１ａに対して先細り形状が形成されている。よって、平面エレメント２０１とグランドパターン２０２の距離は、円弧で規定される曲線以上に急激に増加するようになっている。なお、辺２０２ａ及び２０２ｂの傾きについては、所望のアンテナ特性を得るために調整する必要がある。
【００８８】
すなわち、第１の実施の形態でも述べたが、平面エレメント２０１とグランドパターン２０２の距離を変更することにより、アンテナのインピーダンス等価回路における容量成分Ｃを変更することができる。第４図に示すように外側に向けて平面エレメント２０１とグランドパターン２０２の距離は広がっており、第１の実施の形態に比して容量成分Ｃの大きさは小さくなる。従って、インピーダンス等価回路における誘導成分Ｌが比較的大きく効くようになる。このようにしてインピーダンス制御を行うことにより、所望のアンテナ特性を得ることができるようになる。第４図に示したアンテナも広帯域化を実現している。
【００８９】
本実施の形態においても、グランドパターン２０２は平面エレメント２０１を囲むことなく、グランドパターン２０２側と平面エレメント２０１側とが上下に分かれるように形成されている。また、平面エレメント２０１の下側円弧の反対側の上側円弧は、グランドパターン２０２に直接対向しない縁部分であり、アンテナの設置場所にもよるが、この部分の少なくとも一部はグランドパターン２０２に覆われることはない。
【００９０】
また本実施の形態に係るアンテナの側面の構成については、第１Ｂ図とほぼ同じである。すなわち、本実施の形態においては平面エレメント２０１とグランドパターン２０２とが同一平面内に配置されている。但し、必ずしも両者を同一平面内に配置しなくともよく、例えば互いの面が平行又はほぼ平行といった形で配置しても良い。
【００９１】
［実施の形態３］
本発明の第３の実施の形態に係るアンテナの構成を第５図に示す。本実施の形態に係るアンテナは、半円形の平面導体である平面エレメント３０１と、当該平面エレメント３０１と併置されるグランドパターン３０２と、平面エレメント３０１の給電点３０１ａと接続する高周波電源３０３とにより構成される。給電点３０１ａは、平面エレメント３０１とグランドパターン３０２との距離が最短となる位置に設けられる。
【００９２】
また、給電点３０１ａを通る直線３１１に対して平面エレメント３０１とグランドパターン３０２とは左右対称となっている。従って、平面エレメント３０１の円弧上の点からグランドパターン３０２までの最短距離についても、直線３１１に対して左右対称となっている。すなわち、直線３１１からの距離が同じであれば、平面エレメント３０１の円弧上の点からグランドパターン３０２までの最短距離は同じになる。
【００９３】
本実施の形態では、平面エレメント３０１に面するグランドパターン３０２の辺３０２ａは直線となっている。従って、平面エレメント３０１の円弧上の任意の点とグランドパターン３０２の辺３０２ａとの最短距離は、給電点３０１ａから遠ざかると共に円弧に沿って曲線的に増加するようになっている。
【００９４】
また本実施の形態に係るアンテナの側面の構成については、第１Ｂ図とほぼ同じである。すなわち、本実施の形態においては平面エレメント３０１とグランドパターン３０２とが同一平面内に配置されている。但し、必ずしも両者を同一平面内に配置しなくともよく、例えば互いの面が平行又はほぼ平行といった形で配置しても良い。
【００９５】
本実施の形態においても、グランドパターン３０２は、平面エレメント３０１を囲むことなく、グランドパターン３０２側と平面エレメント３０１側とが上下に分かれるように形成されている。また、平面エレメント３０１の下側円弧の反対側の直線部分は、グランドパターン３０２に直接対向しない縁部分であり、アンテナの設置場所にもよるが、グランドパターン３０２には、少なくともこの部分のためにアンテナ外部に対する開口が形成される。
【００９６】
本実施の形態におけるアンテナの周波数特性は、平面エレメント３０１の半径及び平面エレメント３０１とグランドパターン３０２の距離によって制御することができる。平面エレメント３０１の半径によって、ほぼ下限周波数が決定される。なお、第２の実施の形態と同様にグランドパターン３０２の形状を変形してテーパーを付すようにしても良い。本実施の形態におけるアンテナについても広帯域化を実現している。
【００９７】
［実施の形態４］
本発明の第４の実施の形態に係るアンテナの構成を第６図に示す。本実施の形態に係るアンテナは、半円形の平面導体であり且つ切欠部４１４が設けられている平面エレメント４０１と、平面エレメント４０１と併置されるグランドパターン４０２と、平面エレメント４０１の給電点４０１ａと接続される高周波電源４０３とにより構成される。平面エレメント４０１の直径Ｌ４１は例えば２０ｍｍであり、切欠部４１４の間口Ｌ４２は例えば１０ｍｍであり、平面エレメント４０１の天頂部４０１ｂ（給電点４０１ａから最も遠い縁部）からグランドパターン４０２側に例えば深さＬ４３（＝５ｍｍ）くぼんでいる。給電点４０１ａは、平面エレメント４０１とグランドパターン４０２との距離が最短となる位置に設けられる。
【００９８】
また、給電点４０１ａを通る直線４１１に対して平面エレメント４０１とグランドパターン４０２とは左右対称となっている。切欠部４１４についても直線４１１に対して対称となっている。また、平面エレメント４０１の円弧上の点からグランドパターン４０２までの最短距離についても、直線４１１に対して左右対称となっている。すなわち、直線４１１からの距離が同じであれば、平面エレメント４０１の円弧上の点からグランドパターン４０２までの最短距離は同じになる。
【００９９】
本実施の形態では、平面エレメント４０１に面するグランドパターン４０２の辺４０２ａは直線となっている。従って、平面エレメント４０１の円弧上の任意の点とグランドパターン４０２の辺４０２ａとの最短距離は、給電点４０１ａから遠ざかると共に円弧に沿って曲線的に漸増するようになっている。すなわち、本実施の形態に係るアンテナには、平面エレメント４０１とグランドパターン４０２との距離が連続的に変化する連続変化部が設けられている。このような連続変化部を設けることにより、平面エレメント４０１とグランドパターン４０２との結合度合いを調整している。この結合度合いを調整することにより、特に高周波側の帯域を延ばす効果がある。
【０１００】
また本実施の形態に係るアンテナの側面は、第１Ｂ図とほぼ同じであり、平面エレメント４０１は、グランドパターン４０２の中心線上に配置されている。すなわち、本実施の形態においては平面エレメント４０１とグランドパターン４０２とが同一平面内に配置されている。但し、必ずしも両者を同一平面内に配置しなくともよく、例えば互いの面が平行又はほぼ平行といった形で配置しても良い。
【０１０１】
さらに本実施の形態では、平面エレメント４０１は、当該平面エレメント４０１に設けられた切欠部４１４及び天頂部４０１ｂ以外の縁部がグランドパターン４０２に対向するように配置される。逆にいえば、切欠部４１４が設けられた縁部は、グランドパターン４０２に対向せず、またグランドパターン４０２に囲まれない。すなわち、平面エレメント４０１の部分とグランドパターン４０２の部分が上下に分かれるため、無駄なグランドパターン４０２の領域を設ける必要がなく、小型化が容易になる。さらに、グランドパターン４０２の部分と平面エレメント４０１の部分が分かれていれば、グランドパターン４０２上に他の部品を載せることも可能となるため、全体としても小型化を図ることができるようになる。
【０１０２】
次に本実施の形態に係るアンテナの動作原理を考える。第１の実施の形態と比べると、円形から半円形に基本形状が変更されているため、電流路の長さは円形の場合に比して短くなってしまう。円の半径より長い電流路も存在するが、円の半径の長さを１／４波長とする周波数がほぼ下限周波数となってしまい、小型化の影響で特に低周波域の特性が落ちてしまうという問題が生ずる。
【０１０３】
そこで本実施の形態のように平面エレメント４０１に切欠部４１４を設けると、電流は給電点４０１ａから天頂部４０１ｂまでを切欠部４１４のため直線的には流れることができず、第７図に示すように切欠部４１４を迂回するようになる。このように、電流路４１３は切欠部４１４を迂回するような形で構成されるため長くなり、放射の下限周波数を低くすることができる。従って、広帯域化が実現できるようになる。
【０１０４】
本実施の形態におけるアンテナは、切欠部４１４の形状及び平面エレメント４０１とグランドパターン４０２との距離によりそのアンテナ特性を制御し得るようになっている。但し、従来技術のように放射導体をグランド面に対して垂直に立設するようなアンテナでは、切欠部ではアンテナ特性を制御することができないことが知られている（非特許文献１参照のこと）。本実施の形態のように、平面エレメント４０１とグランドパターン４０２を併置することにより、切欠部４１４によりアンテナ特性を制御できるようになる。
【０１０５】
第８図に、平面エレメント４０１を従来技術のようにグランド面に対して垂直に立設した場合のインピーダンス特性と、第６図に示す本実施の形態に係るアンテナのインピーダンス特性をグラフにして示す。第８図において、縦軸はＶＳＷＲを示し、横軸は周波数（ＧＨｚ）を示す。実線４２１で表された本実施の形態に係るアンテナのＶＳＷＲの値は、約２．８ＧＨｚから約５ＧＨｚの周波数帯域では２を下回り、約５ＧＨｚから約７ＧＨｚの周波数帯域では若干２を上回るが、約７ＧＨｚから約１１ＧＨｚを超えるまでの周波数帯域ではほぼ２程度となっている。一方、太線４２２で表された従来技術に係るアンテナのＶＳＷＲの値は、約５ＧＨｚより低い周波数帯域では本実施の形態に係るアンテナよりも悪い。また１１ＧＨｚより高い周波数帯域でも急激に悪化している。すなわちこのグラフは、本実施の形態のアンテナの方が低周波帯域及び高周波帯域でインピーダンス特性がよいという顕著な効果を示している。
【０１０６】
このように単に平面エレメント４０１とグランドパターン４０２との距離が制御しやすくなるというだけではなく、平面エレメント４０１とグランドパターン４０２の「併置」により安定的に広帯域化できるという効果もある。そして、切欠部４１４により平面エレメント４０１の小型化も可能となっている。
【０１０７】
なお図示はしないが、平面エレメント４０１に対向する、グランドパターン４０２の上縁部については、テーパーを付してもよい。切欠部４１４だけではなくグランドパターン４０２の上縁部の形状によっても、アンテナ特性を制御することができる。
【０１０８】
さらに、切欠部４１４の形状は矩形に限定されるものではない。例えば、逆三角形の切欠部４１４を採用するようにしても良い。その場合には、例えば給電点４０１ａと逆三角形の１つの頂点が直線４１１上に載るように配置する。さらに、切欠部４１４は、台形であってもよい。台形の場合には、その底辺を上辺より長くすると、電流路が切欠部４１４を迂回する長さが長くなるので平面エレメント４０１における電流路をより長くすることができる。また、切欠部４１４の角を丸める場合もある。
【０１０９】
［実施の形態５］
本発明の第５の実施の形態に係るアンテナの構成を第９図に示す。本実施の形態では、半円形の平面導体であり且つ切欠部５１４が設けられている平面エレメント５０１及びグランドパターン５０２を誘電率２から５のプリント基板（ＦＲ−４、テフロン（登録商標）などを素材とする樹脂基板）に形成した場合の例を説明する。
【０１１０】
第５の実施の形態に係るアンテナは、平面エレメント５０１と、当該平面エレメント５０１と併置されるグランドパターン５０２と、平面エレメント５０１に接続される高周波電源とから構成される。なお第９図において高周波電源は省略されている。平面エレメント５０１には、高周波電源に接続され且つ給電点を構成する突起部５０１ａと、グランドパターン５０２の辺５０２ａに対向する曲線部５０１ｂと、天頂部５０１ｄからグランドパターン５０２の方向に窪ませた矩形の切欠部５１４と、低周波用の電流路を確保するための腕部５０１ｃとが設けられている。なお、側面の構成については第１Ｂ図とほぼ同じである。すなわち、平面エレメント５０１とグランドパターン５０２とが完全には重ならず、互いの面が平行又は実質的に平行に設けられる。
【０１１１】
グランドパターン５０２には、平面エレメント５０１の突起部５０１ａを収容するための窪み５１５が設けられている。従って、平面エレメント５０１に対向する辺５０２ａは、一直線になっておらず、２つの辺に分割されている。なお、給電位置となる突起部５０１ａの中心を通る直線５１１にて、本実施の形態に係るアンテナは左右対称となっている。すなわち、切欠部５１４も左右対称である。平面エレメント５０１の曲線５０１ｂとグランドパターン５０２の辺５０２ａとの距離は、直線５１１から離れるほど次第に長くなっている。
【０１１２】
本実施の形態においても、グランドパターン５０２は、平面エレメント５０１を囲むことなく、突起部５０１ａと窪み５１５の部分を除き、グランドパターン５０２側と平面エレメント５０１側とが上下に分かれるように形成されている。また、平面エレメント５０１の切欠部５１４及び天頂部５０１ｄは、グランドパターン５０２に直接対向しない縁部分であり、アンテナの設置場所にもよるが、グランドパターン５０２には、少なくともこの部分のためにアンテナ外部に対する開口が形成される。
【０１１３】
なお、切欠部５１４の形状は矩形に限定されるものではない。第４の実施の形態において述べたような切欠部の形状を採用するようにしても良い。
【０１１４】
第１０図に本実施の形態のアンテナのインピーダンス特性を示す。第１０図において、縦軸はＶＳＷＲを、横軸は周波数（ＧＨｚ）を表す。ＶＳＷＲが２．５以下の周波数帯域は、約２．９ＧＨｚから約９．５ＧＨｚと広帯域になっている。約６ＧＨｚで一旦ＶＳＷＲが２近くになっているが、許容できる範囲である。ＶＳＷＲが２．５となる周波数が約２．９ＧＨｚと非常に低くなっているのは切欠部５１４を設けたためである。
【０１１５】
［実施の形態６］
本発明の第６の実施の形態に係るアンテナの構成を第１１図に示す。本実施の形態では、矩形の平面導体であり且つ切欠部６１４が設けられている平面エレメント６０１及びグランドパターン６０２を誘電率２から５のプリント基板（ＦＲ−４、テフロン（登録商標）などを素材とする樹脂基板）に形成した場合の例を説明する。
【０１１６】
第６の実施の形態に係るアンテナは、平面エレメント６０１と、当該平面エレメント６０１と併置されるグランドパターン６０２と、平面エレメント６０１に接続される高周波電源とから構成される。なお第１１図において高周波電源は省略されている。平面エレメント６０１には、高周波電源に接続し且つ給電点を構成する突起部６０１ａと、グランドパターン６０２の辺６０２ａに対向する底辺６０１ａと、当該底辺６０１ａに対して垂直に接続されている側辺部６０１ｂと、天頂部６０１ｄからグランドパターン６０２の方向に窪ませた矩形の切欠部６１４と、低周波用の電流路を確保するための腕部６０１ｃとが設けられている。
【０１１７】
グランドパターン６０２には、平面エレメント６０１の突起部６０１ａを収容するための窪み６１５が設けられている。従って、平面エレメント６０１に対向する辺６０２ａは、一直線になっておらず、２つの辺に分割されている。なお、給電位置となる突起部６０１ａの中心を通る直線６１１にて、本実施の形態に係るアンテナは左右対称となっている。従って、切欠部６１４も左右対称となっている。
【０１１８】
本実施の形態においても、グランドパターン６０２は、平面エレメント６０１を囲むことなく、グランドパターン６０２側と平面エレメント６０１側とが上下に分かれるように形成されている。すなわち、グランドパターン６０２は、平面エレメント６０１の全ての縁部を囲うことなく、且つ切欠部６１４を含む平面エレメント６０１の縁部の少なくとも一部に対して開口が設けられるように形成される。
【０１１９】
また、側面の構成は第１Ｂ図とほぼ同じである。すなわち、平面エレメント６０１の面とグランドパターン６０２の面とは平行又は実質的に平行となるように配置されている。
【０１２０】
なお、切欠部６１４の形状は矩形に限定されるものではない。第４の実施の形態において述べたような切欠部の形状を採用するようにしても良い。
【０１２１】
第１２図に本実施の形態のアンテナのインピーダンス特性を示す。第１２図において、縦軸はＶＳＷＲを、横軸は周波数（ＧＨｚ）を表す。全体的に好ましい特性を示していないが、これはグランドパターン６０２の辺６０２ａと平面エレメント６０１の底辺６０１ａが平行になっており、インピーダンスの調整が行われていないためである。但し、楕円６２１で囲んだ部分では、切欠部６１４による効果が現れており、ＶＳＷＲカーブの低下度合いが比較的大きくなっている。
【０１２２】
本実施の形態のように、グランドパターン６０２の辺６０２ａと平面エレメント６０１の底辺６０１ａを平行にせず、グランドパターン６０２と平面エレメント６０１との間隔が外側から給電点６０１ａに向かって連続的に短くなるように、グランドパターン６０２をカットするようにしても良い。カットの方式としては、直線的であっても、曲線的であっても良い。
【０１２３】
［実施の形態７］
本発明の第７の実施の形態に係るアンテナの構成を第１３Ａ図及び第１３Ｂ図に示す。第７の実施の形態に係るアンテナは、切欠部７１４を有する導体の平面エレメント７０１を内部に含み且つ誘電率約２０の誘電体基板７０５と、誘電体基板７０５にＬ７１（＝１．０ｍｍ）の間隔をおいて併置され且つ誘電体基板７０５の給電点７０１ａに対して先細り形状が形成されたグランドパターン７０２と、例えばプリント基板（より具体的には例えば、ＦＲ−４、テフロン（登録商標）などを素材とする樹脂基板）である基板７０４と、平面エレメント７０１の給電点７０１ａに接続される高周波電源７０３とにより構成される。誘電体基板７０５のサイズは、およそ８ｍｍ×１０ｍｍ×１ｍｍとなっている。また、給電点７０１ａを通る直線７１１に対して平面エレメント７０１の底辺７０１ｂは垂直になっており、辺７０１ｃは直線７１１に平行になっている。平面エレメント７０１の底辺７０１ｂの角は隅切されており、辺７０１ｆが設けられ、底辺７０１ｂはこの辺７０１ｆを介して辺７０１ｃに接続している。また、平面エレメント７０１の天頂部７０１ｄには矩形の切欠部７１４が設けられている。切欠部７１４は、天頂部７０１ｄからグランドパターン７０２側に矩形に窪ませることにより形成されている。給電点７０１ａは底辺７０１ｂの中点に設けられている。
【０１２４】
また、給電点７０１ａを通る直線７１１に対して平面エレメント７０１とグランドパターン７０２とは左右対称となっている。従って、切欠部７１４も左右対称となっている。また、平面エレメント７０１の底辺７０１ｂ上の点から直線７１１に平行にグランドパターン７０２まで降ろした線分の長さ（以下距離と呼ぶ）についても、直線７１１に対して左右対称となっている。
【０１２５】
本実施の形態においても、グランドパターン７０２は、平面エレメント７０１を含む誘電体基板７０５を囲むことなく、グランドパターン７０２側と誘電体基板７０５側とが上下に分かれるように形成されている。すなわち、グランドパターン７０２は、平面エレメント７０１の全ての縁部を囲うことなく、且つ切欠部７１４を含む平面エレメント７０１の縁部の少なくとも一部に対して開口が設けられるように形成される。
【０１２６】
第１３Ｂ図は側面図であり、基板７０４の上にグランドパターン７０２と、誘電体基板７０５とが設けられている。基板７０４とグランドパターン７０２が一体形成される場合もある。なお、本実施の形態では、誘電体基板７０５の内部に平面エレメント７０１が形成されている。すなわち、誘電体基板７０５は、セラミックス・シートを積層して形成され、そのうちの一層として導体の平面エレメント７０１も形成される。従って、実際は上から見ても第１３Ａ図のようには見えない。誘電体基板７０５内部に平面エレメント７０１を構成すれば、露出させた場合に比して誘電体の効果が若干強くなるため小型化でき、さびなどに対する信頼性も増す。但し、誘電体基板７０５表面に平面エレメント７０１を形成するようにしてもよい。また、誘電率も変更することができ、単層、多層のいずれであってもよい。単層ならば基板７０４上に平面エレメント７０１を形成することになる。なお、本実施の形態において、誘電体基板７０５の面はグランドパターン７０２の面と平行又は実質的に平行に配置されている。この配置により、誘電体基板７０５の一層に含まれる平面エレメント７０１の面もグランドパターン７０２の面と平行又は実質的に平行になる。
【０１２７】
このように平面エレメント７０１を誘電体基板７０５で覆うような形で形成すると、誘電体により平面エレメント７０１周辺の電磁界の様子が変化する。具体的には、誘電体の中の電界密度が増す効果と波長短縮効果が得られるため、平面エレメント７０１を小型化することができるようになる。また、これらの効果により電流路の打ち上げ角度が変化し、アンテナのインピーダンス等価回路における誘導成分Ｌ及び容量成分Ｃが変化する。即ち、インピーダンス特性に大きな影響が出てくる。このインピーダンス特性への影響を踏まえた上で所望の帯域で所望のインピーダンス特性を得るように平面エレメント７０１の形状及びグランドパターン７０２の形状の最適化を行う。
【０１２８】
本実施の形態において、グランドパターン７０２の上縁部７０２ａ及び７０２ｂは、グランドパターン７０２の幅が２０ｍｍのところ、側端部において長さＬ７２（＝２乃至３ｍｍ）だけ直線７１１との交点より下に下がっている。すなわち、グランドパターン７０２は平面エレメント７０１に対して上縁部７０２ａ及び７０２ｂからなる先細り形状を有している。平面エレメント７０１の底辺７０１ｂは直線７１１に対して垂直になっているので、平面エレメント７０１の底辺７０１ｂとグランドパターン７０２との距離は、側端部に向けて連続的且つ線形に増加する。すなわち、本実施の形態に係るアンテナには、平面エレメント７０１とグランドパターン７０２との距離が連続的に変化する連続変化部が設けられている。このような連続変化部を設けることにより、平面エレメント７０１とグランドパターン７０２との結合度合いを調整している。この結合度合いを調整することにより、特に高周波側の帯域を延ばす効果がある。
【０１２９】
本実施の形態に係る平面エレメント７０１の形状は、より小型化を図ると共に、第１４図に示すように所望の周波数帯域（特に低周波域）を得るための電流路７１３を確保するため、矩形の切欠部７１４を有する形状となっている。この切欠部７１４の形状によってアンテナ特性を調整することができる。
【０１３０】
［実施の形態８］
本発明の第８の実施の形態に係るアンテナは、第１５図に示すように、平面エレメント８０１を内部に含み且つ誘電率約２０の誘電体基板８０５と、誘電体基板８０５と併置され且つその上端部８０２ａ及び８０２ｂが上に凸の曲線であるグランドパターン８０２と、例えばプリント基板である基板８０４と、平面エレメント８０１の給電点８０１ａに接続される高周波電源８０３とにより構成される。誘電体基板８０５のサイズは、およそ８ｍｍ×１０ｍｍ×１ｍｍとなっている。また、給電点８０１ａを通る直線８１１に対して平面エレメント８０１の底辺８０１ｂは垂直になっており、当該底辺８０１ｂに接続される辺８０１ｃは直線８１１に平行になっている。また、平面エレメント８０１の天頂部８０１ｄには切欠部８１４が設けられている。切欠部８１４は、天頂部８０１ｄからグランドパターン８０２側へ矩形に窪ませることにより形成されている。給電点８０１ａは底辺８０１ｂの中点に設けられている。なお、第７の実施の形態に係る誘電体基板７０５に含まれる平面エレメント７０１と本実施の形態に係る誘電体基板８０５に含まれる平面エレメント８０１との差は、底辺の隅切りの有無である。
【０１３１】
平面エレメント８０１とグランドパターン８０２とは、給電点８０１ａを通る直線８１１に対して、左右対称となっている。また、平面エレメント８０１の底辺８０１ｂ上の点から直線８１１に平行にグランドパターン８０２まで降ろした線分の長さ（以下距離と呼ぶ）についても、直線８１１に対して左右対称となっている。
【０１３２】
グランドパターン８０２の上縁部８０２ａ及び８０２ｂが上に凸の曲線（例えば円弧）となっているため、グランドパターン８０２の側端部に向かって、平面エレメント８０１とグランドパターン８０２との距離は漸増してゆく。逆に言えば、鋭角ではないがグランドパターン８０２には平面エレメント８０１の給電点８０１ａに対して先細り形状が形成されている。
【０１３３】
本実施の形態においても、グランドパターン８０２は、平面エレメント８０１を含む誘電体基板８０５を囲むことなく、グランドパターン８０２側と誘電体基板８０５側とが上下に分かれるように形成されている。すなわち、グランドパターン８０２は、誘電体基板８０５の全ての側面を囲うことなく、且つ切欠部８１４を含む、平面エレメント８０１の縁部に近接する誘電体基板８０５の側面の少なくとも一部に対して開口が設けられるように形成される。
【０１３４】
また、側面の構成については第１３Ｂ図と同様である。すなわち、平面エレメント８０１を含む誘電体基板８０５の面と、グランドパターン８０２の面とは平行又は実質的に平行となるように配置されている。
【０１３５】
グランドパターン８０２の上縁部８０２ａ及び８０２ｂの曲線についてはその曲率を調整することにより、所望の周波数帯において所望のインピーダンス特性を得ることができる。
【０１３６】
［実施の形態９］
本発明の第９の実施の形態に係るアンテナは、第１６図に示すように、第８の実施の形態と同じ形状の平面エレメント８０１を含む誘電体基板８０５と、当該誘電体基板８０５に併置され且つその上縁部９０２ａ及び９０２ｂがそれぞれ下向きの飽和曲線となっているグランドパターン９０２と、誘電体基板８０５及びグランドパターン９０２が設置される例えばプリント基板である基板９０４と、平面エレメント８０１の給電点８０１ａと接続される高周波電源９０３とから構成される。
【０１３７】
平面エレメント８０１とグランドパターン９０２とは、給電点８０１ａを通る直線９１１に対して、左右対称となっている。また、平面エレメント８０１の底辺８０１ｂ上の点から直線９１１に平行にグランドパターン９０２まで降ろした線分の長さ（以下距離と呼ぶ）についても、直線９１１に対して左右対称となっている。
【０１３８】
グランドパターン９０２の上縁部９０２ａ及び９０２ｂが、それぞれ直線９１１との交点を起点とする下向きの飽和曲線、すなわち下に凸の曲線となっているため、平面エレメント８０１とグランドパターン９０２との距離は次第に所定の値に漸近するようになる。見方を変えれば、グランドパターン９０２には、誘電体基板８０５に対して先細り形状が形成されている。
【０１３９】
本実施の形態においても、グランドパターン９０２は、平面エレメント８０１を含む誘電体基板８０５を囲むことなく、グランドパターン９０２側と誘電体基板８０５側とが上下に分かれるように形成されている。すなわち、グランドパターン９０２は、平面エレメント８０１の全ての縁部を囲うことなく、且つ切欠部を含む、平面エレメント８０１の縁部の少なくとも一部に対して開口が設けられるように形成される。
【０１４０】
なお、側面の構成については、ほぼ第１３Ｂ図と同じである。すなわち、平面エレメント８０１を含む誘電体基板８０５の面と、グランドパターン９０２の面とは平行又は実質的に平行となるように配置されている。
【０１４１】
グランドパターン９０２の上縁部９０２ａ及び９０２ｂの曲線についてはその曲率を調整することにより、所望の周波数帯域において所定のインピーダンス特性を得ることができる。
【０１４２】
［実施の形態１０］
本発明の第８の実施の形態に係るアンテナのように、給電点８０１ａを通る直線８１１に対して左右対称にグランドパターン８０２を形成できる場合は良いが、誘電体基板８０５の実装位置が例えば基板８０４の隅になってしまうと、グランドパターン８０２を左右対称に形成できない場合もある。ここでは、このようにグランドパターンが左右対称にできない場合の最適化例を示す。第１７Ａ図に示すように、誘電体基板８０５を基板１００４の左隅に配置しなければならない場合、グランドパターン１００２は、誘電体基板８０５の中心線１０１１から左部分の辺１００２ａについては水平に、右部分の辺１００２ｂについては傾斜を付けて、さらに辺１００２ａからＬ１０１（＝３ｍｍ）下がった位置から右側の辺１００２ｃについては水平になるような形状を有している。但し、グランドパターン１００２には、誘電体基板８０５に対しては先細り形状が形成されている。なお、グランドパターン１００２の横幅Ｌ１０３は２０ｍｍで、右端の辺の長さＬ１０２は３５ｍｍである。また、誘電体基板８０５のサイズは第８の実施の形態と同じで、８ｍｍ×１０ｍｍ×１ｍｍである。
【０１４３】
本実施の形態においても、グランドパターン１００２は、平面エレメントを含む誘電体基板８０５を囲むことなく、グランドパターン１００２側と誘電体基板８０５側とが上下に分かれるように形成されている。すなわち、グランドパターン１００２は、平面エレメントの全ての縁部を囲うことなく、且つ切欠部を含む平面エレメントの縁部の少なくとも一部に対して開口が設けられるように形成される。
【０１４４】
このようなグランドパターン１００２を形成することにより左右対称の構成とほぼ同様のインピーダンス特性を得ることができるようになった。
【０１４５】
なお、比較の対象となるアンテナ構成を第１７Ｂ図に示す。第１７Ｂ図の例では、誘電体基板８０５は第１７Ａ図と同じものである。グランドパターン１０２２の側端部の長さは３５ｍｍ（＝Ｌ１０２）で、横幅は２０ｍｍ（＝Ｌ１０３）となっている。また、グランドパターン１０２２の上縁部は２本の線分で構成されており、誘電体基板８０５に対して先細り形状が形成されている。グランドパターン１０２２の上縁部の最も高い部分から最も低い部分までの差は３ｍｍ（＝Ｌ１０１）である。
【０１４６】
第１７Ａ図のアンテナのインピーダンス特性を第１８図に示す。第１８図のグラフは、縦軸がＶＳＷＲを、横軸が周波数（ＧＨｚ）を示している。例えばＶＳＷＲが２．５以下となる周波数帯域は、およそ３ＧＨｚから７．８ＧＨｚとなり、広帯域化が実現されている。一方、第１７Ｂ図のアンテナのインピーダンス特性を第１９図に示す。第１９図のグラフも、縦軸がＶＳＷＲを、横軸が周波数（ＧＨｚ）を示している。例えばＶＳＷＲが２．５以下となる周波数帯域は、およそ３．１ＧＨｚから７．８ＧＨｚとなり、第１８図と第１９図ではほぼ同様のインピーダンス特性を得ることができるようになっている。
【０１４７】
［実施の形態１１］
本発明の第１１の実施の形態に係るアンテナの構成を第２０図に示す。本実施の形態では、矩形の平面導体であり且つ切欠部１１１４が設けられている平面エレメント１１０１を誘電率約２０の誘電体基板１１０５に形成した場合の例を説明する。本実施の形態に係るアンテナは、平面エレメント１１０１を内部に含み且つ外部電極１１０５ａが外部に設けられている誘電体基板１１０５と、図示しない高周波電源と接続して平面エレメント１１０１に給電し且つ誘電体基板１１０５の外部電極１１０５ａと接続するための給電部１１０７と、給電部１１０７を収容するための窪み１１１５を先端に有しており且つ平面エレメント１１０１の給電位置に対して先細り形状が形成されたグランドパターン１１０２とにより構成される。なお、誘電体基板１１０５は、例えばプリント基板である基板１１０４上に設置され、グランドパターン１１０２は当該基板１１０４の内部又は表面に形成される。
【０１４８】
外部電極１１０５ａは、平面エレメント１１０１の突起部１１０１ａと接続しており、誘電体基板１１０５の裏面（点線部分）まで伸びている。給電部１１０７は、誘電体基板１１０５の側面端部及び裏面に設けられた外部電極１１０５ａと接触し、点線部分で重なっている。
【０１４９】
平面エレメント１１０１には、外部電極１１０５ａと接続する突起部１１０１ａと、グランドパターン１１０２の辺１１０２ａ及び１１０２ｂに対向する辺１１０１ｂと、低周波用の電流路を確保するための腕部１１０１ｃと、天頂部１１０１ｄからグランドパターン１１０２方向に窪ませた矩形の切欠部１１１４とが設けられている。また、辺１１０１ｂと側辺部１１０１ｇとは隅切りにより設けられた辺１１０１ｈを介して接続している。なお、平面エレメント１１０１を含む誘電体基板１１０５は、グランドパターン１１０２に対して併置されている。
【０１５０】
なお、本実施の形態では、誘電体基板１１０５の内部に平面エレメント１１０１が形成されている。すなわち、誘電体基板１１０５は、セラミックス・シートを積層して形成され、そのうちの一層として導体の平面エレメント１１０１も形成される。従って、実際は上から見ても第２０図のようには見えない。但し、誘電体基板１１０５表面に平面エレメント１１０１を形成するようにしてもよい。
【０１５１】
グランドパターン１１０２において辺１１０２ａ及び１１０２ｂで構成され且つ先細り形状を有する先端には、給電部１１０７を収容するための窪み１１１５が設けられているため、平面エレメント１１０１に対向するグランドパターン１１０２の縁部は、一直線になっておらず、２つの辺１１０２ａ及び１１０２ｂに分割されている。なお、給電位置となる給電部１１０７の中心を通る直線１１１１にて、本実施の形態に係るアンテナは左右対称となっている。矩形の切欠部１１１４及びグランドパターン１１０２の先細り形状部分も左右対称となっている。また、平面エレメント１１０１の辺１１０１ｂとグランドパターン１１０２の辺１１０２ａ及び１１０２ｂとの距離が直線１１１１から離れるほど直線的に長くなるように、辺１１０２ａ及び１１０２ｂには傾斜が設けられている。
【０１５２】
本実施の形態においても、グランドパターン１１０２は、平面エレメント１１０１を含む誘電体基板１１０５を囲むことなく、グランドパターン１１０２側と誘電体基板１１０５側とが上下に分かれるように形成されている。すなわち、グランドパターン１１０２は、平面エレメント１１０１の全ての縁部を囲うことなく、且つ切欠部１１１４を含む、平面エレメント１１０１の縁部の少なくとも一部に対して開口が設けられるように形成される。
【０１５３】
なお、側面の構成については、給電部１１０７及び外部電極１１０５ａの部分を除きほぼ第１３Ｂ図と同じである。すなわち、平面エレメント１１０１を含む誘電体基板１１０５の面と、グランドパターン１１０２の面とは平行又は実質的に平行となるように配置されている。
【０１５４】
第２１図に本実施の形態のアンテナのインピーダンス特性を示す。第２１図において、縦軸はＶＳＷＲを、横軸は周波数（ＧＨｚ）を表す。ＶＳＷＲが２．５以下の周波数帯域は、約３．１ＧＨｚから約７．６ＧＨｚとなっている。ＶＳＷＲの値は、高周波帯域では大きく変動する部分があるが、約３．１ＧＨｚでＶＳＷＲが２．５となるように低周波側の帯域が拡大しており、上でも述べたように切欠部を有する平面エレメントにより低周波帯域側のインピーダンス特性を改善している。
【０１５５】
［実施の形態１２］
本発明の第１２の実施の形態に係るアンテナの構成を第２２図に示す。本実施の形態では、グランドパターン１２０２と対向する部分が円弧となっている平面エレメント１２０１を誘電率約２０の誘電体基板１２０５に形成した場合の例を説明する。第１２の実施の形態に係るアンテナは、導体の平面エレメント１２０１を内部に含み且つ外部電極１２０５ａが外部に設けられている誘電体基板１２０５と、図示しない高周波電源と接続して平面エレメント１２０１に給電し且つ誘電体基板１２０５の外部電極１２０５ａと接続するための給電部１２０７と、給電部１２０７を収容するための窪み１２１５を有しており且つプリント基板等の基板１２０４に形成されたグランドパターン１２０２とにより構成される。外部電極１２０５ａは、平面エレメント１２０１の突起部１２０１ａと接続しており、誘電体基板１２０５の裏面（点線部分）まで伸びている。給電部１２０７は、誘電体基板１２０５の側面端部及び裏面に設けられた外部電極１２０５ａと接触し、点線部分で重なっている。
【０１５６】
平面エレメント１２０１には、外部電極１２０５ａと接続する突起部１２０１ａと、グランドパターン１２０２の辺１２０２ａに対向する曲線部１２０１ｂと、低周波用の電流路を確保するための腕部１２０１ｃと、天頂部１２０１ｄからグランドパターン１２０２方向に窪ませた矩形の切欠部１２１４とが設けられている。平面エレメント１２０１を含む誘電体基板１２０５は、グランドパターン１２０２に対して併置されている。
【０１５７】
なお、本実施の形態では、誘電体基板１２０５の内部に平面エレメント１２０１が形成されている。すなわち、誘電体基板１２０５は、セラミックス・シートを積層して形成され、そのうちの一層として導体の平面エレメント１２０１も形成される。従って、実際は上から見ても第２２図のようには見えない。誘電体基板１２０５内部に平面エレメント１２０１を構成すれば、露出させた場合に比して誘電体の効果が若干強くなるため小型化でき、さびなどに対する信頼性も増す。但し、誘電体基板１２０５表面に平面エレメント１２０１を形成するようにしてもよい。
【０１５８】
グランドパターン１２０２には、給電部１２０７を収容するための窪み１２１５が設けられているため、平面エレメント１２０１に対向する辺１２０２ａは、一直線になっておらず、２つの辺に分割されている。なお、給電位置となる給電部１２０７の中心を通る直線１２１１にて、本実施の形態に係るアンテナは左右対称となっている。矩形の切欠部１２１４も左右対称である。平面エレメント１２０１の曲線部１２０１ｂとグランドパターン１２０２の辺１２０２ａとの距離は、曲線部１２０１ｂに沿って直線１２１１から離れるほど次第に長くなっている。また、直線１２１１に対して左右対称である。なお、側面の構成については、給電部１２０７及び外部電極１２０５ａの部分以外はほぼ第１３Ｂ図と同じである。すなわち、平面エレメント１２０１を含む誘電体基板１２０５の面と、グランドパターン１２０２の面とは平行又は実質的に平行となるように配置されている。
【０１５９】
本実施の形態においても、グランドパターン１２０２は、平面エレメント１２０１を含む誘電体基板１２０５を囲むことなく、グランドパターン１２０２側と誘電体基板１２０５側とが上下に分かれるように形成されている。すなわち、グランドパターン１２０２は、平面エレメント１２０１の全ての縁部を囲うことなく、且つ切欠部１２１４を含む、平面エレメント１２０１の縁部の少なくとも一部に対して開口が設けられるように形成される。
【０１６０】
第２３図に本実施の形態のアンテナのインピーダンス特性を示す。第２３図において、縦軸はＶＳＷＲを、横軸は周波数（ＧＨｚ）を表す。ＶＳＷＲが２．５以下の周波数帯域は、約３．２ＧＨｚから約８．２ＧＨｚとなっている。第１１の実施の形態に係るインピーダンス特性（第２１図）と本実施の形態に係るインピーダンス特性（第２３図）とを比較すると、低周波域の特性がほぼ変わらないのに対し、高周波域の特性は大きく異なっている。第１１の実施の形態に係る平面エレメント１１０１の形状と本実施の形態に係る平面エレメント１２０１の形状とでは、矩形の切欠部が存在する部分は同じであり、第２１図と第２３図の比較からも、矩形の切欠部が低周波域の特性改善に寄与していることが分かる。一方、第１１の実施の形態に係る平面エレメント１１０１の形状と本実施の形態に係る平面エレメント１２０１の形状とでは、平面エレメントとグランドパターンとの距離という点において異なっており、この異なる部分は第２１図及び第２３図の比較などから全周波数帯域に影響し、特に高周波域においてその影響が顕著であることが分かる。
【０１６１】
［実施の形態１３］
以下の実施の形態１３乃至１６では、グランド形状の最適化例及び無線通信カードへの適用例を示す。基本的には第１１の実施の形態（第２０図）に示した誘電体基板１１０５及び平面エレメント１１０１並びにグランドパターン１１０２の形状を用いる。このような形状を採用することにより、約３ＧＨｚから１２ＧＨｚという超広帯域アンテナを実現することができる。特に、グランドパターン１１０２には平面エレメント１１０１の給電位置１１０１ａに対して先細り形状が形成されているので、平面エレメント１１０１とグランドパターン１１０２との結合度合いを調整することができ、結果として好ましいインピーダンス特性に得ることができるようになる。なお、第２０図に示した平面エレメント１１０１の底辺部分に設けられた辺１１０１ｈについては設けなくともよい。
【０１６２】
本実施の形態では、ＰＣカードやコンパクトフラッシュ（登録商標）（ＣＦ）カードなどの、パーソナルコンピュータやＰＤＡ（Personal Digital Assistant）などのスロットに挿入して用いる無線通信カードに適用する場合の例を第２４図に示す。第２４図には、第１１の実施の形態に係る誘電体基板と同じ誘電体基板１１０５と、給電位置１１０１ａに接続される高周波電源１３０３と、グランドパターン１３０２とを有するプリント基板１３０４が示されている。誘電体基板１１０５は、プリント基板１３０４の右又は左上端部に、グランドパターン１３０２に対してＬ１３２（＝１ｍｍ）離れて設置される。グランドパターン１３０２には、誘電体基板１１０５に対向する辺１３０２ａ及び１３０２ｂにより、給電位置１１０１ａに対して先細り形状が形成されている。給電位置１１０１ａに最も近い、グランドパターン１３０２の点とプリント基板１３０４の右側端部と辺１３０２ａとが交わる点の高さの差Ｌ１３３は、２乃至３ｍｍであるが、以下でインピーダンス特性を比較する際にはこの長さを変えた場合の特性を説明する。先細り形状は、給電位置１１０１ａを通る直線に対して対称となっているが、辺１３０２ｂは、長さＬ１３３の垂直の辺１３０２ｃと接続しており、当該辺１３０２ｃは水平の辺１３０２ｄに接続している。第２４図では辺１３０２ｄは水平で、誘電体基板１１０５とグランドパターン１３０２はその領域が上下に分けられている。すなわち、グランドパターン１３０２は、誘電体基板１１０５に含まれる平面エレメントの全ての縁部を囲うことなく、且つ切欠部を含む平面エレメントの縁部の少なくとも一部に対して開口が設けられるように形成される。なお、長さＬ１３１は１０ｍｍである。
【０１６３】
［実施の形態１４］
本実施の形態に係る無線通信カードのプリント基板１４０４を第２５図に示す。本実施の形態に係るプリント基板１４０４は、第１１の実施の形態に係る誘電体基板と同じ誘電体基板１１０５と、給電位置１１０１ａに接続される高周波電源１４０３と、グランドパターン１４０２とを有する。誘電体基板１１０５は、プリント基板１４０４の右上端部に、グランドパターン１４０２に対してＬ１３２（＝１ｍｍ）離れて設置される。グランドパターン１４０２には、誘電体基板１１０５に対向する辺１４０２ａ及び１４０２ｂにより、平面エレメント１１０１の給電位置１１０１ａに対して先細り形状が形成されている。グランドパターン１４０２と誘電体基板１１０５の最短距離はＬ１３２となる。給電位置１１０１ａに最も近い、グランドパターン１４０２の点とプリント基板１４０４の右側端部と辺１４０２ａとが交わる点の高さの差Ｌ１３３は２乃至３ｍｍである。辺１４０２ａ及び１４０２ｂにより構成される先細り形状は、給電位置１１０１ａを通る直線に対して対称となっているが、辺１４０２ｂは、長さＬ１３３の垂直の辺１４０２ｃと接続しており、当該辺１４０２ｃは水平の辺１４０２ｄに接続している。本実施の形態では、辺１４０２ｄはさらに垂直の辺１４０２ｅに接続している。これにより、グランドパターン１４０２は、辺１４０２ｅ、辺１４０２ｄ、辺１４０２ｃ、辺１４０２ｂ、及び辺１４０２ａにより誘電体基板１１０５を部分的に囲うように形成されている。すなわち、グランドパターン１４０２は、平面エレメント１１０１の全ての縁部を囲うことなく、且つ切欠部１１１４を含む、平面エレメント１１０１の縁部の少なくとも一部に対して開口が設けられるように形成される。本実施の形態では、平面エレメント１１０１の、切欠部１１１４を含む上縁部及び右側縁部に対向するグランドパターン１４０２は設けられておらず、プリント基板１４０４のカバーを考慮しなければ、開口が設けられていると言える。なお、Ｌ１３１は１０ｍｍである。また、第２５図では、右上端に誘電体基板１１０５を配置する一例を示しているが、左上端に誘電体基板１１０５を配置するようにしても良い。その際には、誘電体基板１１０５の右側にグランドパターン１４０２の領域が伸びるようになる。
【０１６４】
第２６図にＬ１３３の長さによる差及び誘電体基板１１０５の左のグランド領域１４０２ｆの存在の有無の差によるインピーダンス特性の差を比較するための図を示す。第２６図において、縦軸はＶＳＷＲを、横軸は周波数（ＭＨｚ）を示し、一点鎖線はＬ１３３を３ｍｍとし且つグランド領域１４０２ｆを設けた場合の特性を、点線はＬ１３３を３ｍｍとした場合の特性を、二点鎖線はＬ１３３を０ｍｍとした場合の特性を、実線はＬ１３３を２ｍｍとした場合の特性を、太線はＬ１３３を２．５ｍｍとした場合の特性を示す。Ｌ１３３＝０ｍｍの特性を表す二点鎖線は、約７７００ＭＨｚ以降の特性が悪いことが分かる。また、Ｌ１３３＝２ｍｍの特性を表す実線は、約７８００ＭＨｚに比較的大きいピークが発生している。Ｌ１３３＝２．５ｍｍの特性を表す太線においても、約７９００ＭＨｚに実線よりは低いピークが発生している。Ｌ１３３＝３ｍｍの特性を表す点線を見ると、約６４００ＭＨｚから約８０００ＭＨｚにＶＳＷＲが２を上回る部分が有るが、ピークは低くなっており、約８０００ＭＨｚ以降の特性は１２０００ＭＨｚ近くで再度ＶＳＷＲが２を超えるまで良好な特性を示している。また、低周波帯域においてもＬ１３３＝２．５ｍｍ以下のものよりもＶＳＷＲの値が低くなっている。Ｌ１３３＝３ｍｍでグランド領域１４０２ｆを追加した場合の特性を示す一点鎖線を見ると、約４５００ＭＨｚ部分に低いピークが発生していることを除けば、約３５００ＭＨｚ以降ずっとＶＳＷＲが２以下になっている。ＶＳＷＲの閾値を２．４程度にすれば、約３０００ＭＨｚから１２０００ＭＨｚという超広帯域を実現できている。このように誘電体基板１１０５の左側のグランド領域１４０２ｆを追加することにより、約６０００ＭＨｚから９０００ＭＨｚまでと低周波域の約３０００ＭＨｚから４０００ＭＨｚまでのＶＳＷＲが改善されるという効果がある。
【０１６５】
［実施の形態１５］
本実施の形態では、第１４の実施の形態をダイバーシティ・アンテナに適用した場合の例を示す。通常スペース・ダイバーシティ・アンテナは、１／４波長離れた２つのアンテナを切り替えて使用する。従って、第２７図に示すように、２つの誘電体基板をプリント基板１５０４の左右の上端部に配置する。
【０１６６】
第１のアンテナとしては、第１１の実施の形態における誘電体基板と同じ誘電体基板１１０５と、給電位置１１０１ａに接続される高周波電源１５０３ａと、グランドパターン１５０２とを含む。誘電体基板１１０５は、プリント基板１５０４の右上端部に、グランドパターン１５０２に対して垂直方向に１ｍｍ離れて設置される。グランドパターン１５０２の辺１５０２ａ及び１５０２ｂにより、平面エレメント１１０１の給電位置１１０１ａに対して先細り形状が形成される。給電位置１１０１ａに最も近いグランドパターン１５０２の点とプリント基板１５０４の右側端部と辺１５０２ａとが交わる点の高さの差は２乃至３ｍｍである。辺１５０２ａ及び１５０２ｂにより構成される先細り形状は、給電位置１１０１ａを通る直線に対して対称となっているが、辺１５０２ｂは垂直の辺１５０２ｃと接続しており、当該辺１５０２ｃは水平の辺１５０２ｄに接続している。辺１５０２ｄはさらに垂直の辺１５０２ｅに接続している。すなわち、グランドパターン１５０２に、誘電体基板１１０５の左側面に対向し且つ第２のアンテナから分離するための部分１５０２ｆが追加されている。これにより、グランドパターン１５０２は、辺１５０２ｅ、辺１５０２ｄ、辺１５０２ｃ、辺１５０２ｂ、及び辺１５０２ａにより誘電体基板１１０５を部分的に囲う形状を有している。すなわち、グランドパターン１５０２は、平面エレメント１１０１の全ての縁部を囲うことなく、且つ切欠部１１１４を含む、平面エレメント１１０１の縁部の少なくとも一部に対して開口が設けられるように形成される。本実施の形態では、平面エレメント１１０１の、切欠部１１１４を含む上縁部及び右側縁部に対向するグランドパターン１５０２は設けられておらず、プリント基板１５０４のカバーを考慮しなければ、開口が設けられていると言える。
【０１６７】
第２のアンテナとしては、誘電体基板１１０５と同じ誘電体基板１５０５と、給電位置１５０１ａに接続される高周波電源１５０３ｂと、グランドパターン１５０２とを含む。誘電体基板１５０５は、プリント基板１５０４の左上端部に、グランドパターン１５０２に対して垂直方向に１ｍｍ離れて設置される。グランドパターン１５０２の辺１５０２ｇ及び１５０２ｈにより、誘電体基板１５０５に含まれる平面エレメントの給電位置１５０１ａに対して先細り形状が形成されている。給電位置１５０１ａに最も近いグランドパターン１５０２の点とプリント基板１５０４の左側端部と辺１５０２ｇとが交わる点の高さの差は２乃至３ｍｍである。辺１５０２ｇ及び１５０２ｈにより構成される先細り形状は、給電位置１５０１ａを通る直線に対して対称となっているが、辺１５０２ｈは垂直の辺１５０２ｉと接続しており、当該辺１５０２ｉは水平の辺１５０２ｊに接続している。辺１５０２ｊはさらに垂直の辺１５０２ｋに接続している。グランドパターン１５０２には、誘電体基板１５０５の右側面に対向し且つ第１のアンテナから分離するための部分１５０２ｆが存在している。これにより、グランドパターン１５０２は、辺１５０２ｇ、辺１５０２ｈ、辺１５０２ｉ、辺１５０２ｊ及び辺１５０２ｋにより誘電体基板１５０５を部分的に囲う形状を有している。すなわち、グランドパターン１５０２は、誘電体基板１５０５に含まれる平面エレメント１１０１の全ての縁部を囲うことなく、且つ切欠部１１１４を含む、平面エレメント１１０１の縁部の少なくとも一部に対して開口が設けられるように形成される。本実施の形態では、平面エレメント１１０１の、切欠部１１１４を含む上縁部及び左側縁部に対向するグランドパターン１５０２は設けられておらず、プリント基板１５０４のカバーを考慮しなければ、開口が設けられていると言える。基本的にこの無線通信カードのプリント基板１５０４は直線１５１１に対して左右対称となっている。
【０１６８】
このようにすれば無線通信カードにおいてスペース・ダイバーシティ・アンテナを実装することができるようになる。
【０１６９】
［実施の形態１６］
本実施の形態では、第１１の実施の形態に係るアンテナをスティック型カードに適用した場合の例を第２８図に示す。本実施の形態に係るプリント基板１６０４は、第１１の実施の形態における誘電体基板と同じ誘電体基板１１０５と、給電位置１１０１ａから接続される高周波電源１６０３と、グランドパターン１６０２とを有する。誘電体基板１１０５は、プリント基板１６０４の上端部に、グランドパターン１６０２に対してＬ１６２（＝１ｍｍ）離れて設置される。グランドパターン１６０２には、辺１６０２ａ及び１６０２ｂにより、誘電体基板１１０５の給電位置１１０１ａに対して先細り形状が形成されている。給電位置１１０１ａに最も近いグランドパターン１６０２の点とプリント基板１６０４の側端部と辺１６０２ａ又は１６０２ｂとが交わる点の高さの差Ｌ１６３は２乃至３ｍｍとなっている。また先細り形状が形成されたグランドパターン１６０２は、給電位置１１０１ａを通る直線に対して対称となっている。なお、Ｌ１６１は１０ｍｍである。
【０１７０】
本実施の形態においても、グランドパターン１６０２は、平面エレメント１１０１を含む誘電体基板１１０５を囲むことなく、グランドパターン１６０２側と誘電体基板１１０５側とが上下に分かれるように形成されている。すなわち、グランドパターン１６０２は、平面エレメント１１０１の全ての縁部を囲うことなく、且つ切欠部１１１４を含む平面エレメント１１０１の縁部の少なくとも一部に対して開口が設けられるように形成される。
【０１７１】
このように誘電体基板１１０５を用いれば、小さなスティック型カードに実装可能となる。
【０１７２】
［実施の形態１７］
本発明の第１７の実施の形態に係るアンテナの構成を第２９Ａ図及び第２９Ｂ図に示す。第２９Ａ図に示すように、本実施の形態に係るアンテナは、平面エレメント１７０１を内部に含み且つ誘電率が約２０の誘電体基板１７０５と、誘電体基板１７０５に併置されるグランドパターン１７０２と、例えばプリント基板（より具体的には例えば、ＦＲ−４、テフロン（登録商標）などを素材とする樹脂基板）である基板１７０４と、平面エレメント１７０１の給電点１７０１ａに接続される高周波電源１７０３とにより構成される。平面エレメント１７０１は、Ｔ字に類似した形状を有しており、誘電体基板１７０５の端部に沿った底辺１７０１ｂと上方に伸びる辺１７０１ｃと第１の傾斜角を有する辺１７０１ｄと第１の傾斜角より大きな傾斜角を有する辺１７０１ｅと天頂部１７０１ｆとにより構成される。給電点１７０１ａは、誘電体基板１７０５の端部に沿った底辺１７０１ｂの中点に設けられている。本実施の形態では誘電体基板１７０５とグランドパターン１７０２との距離Ｌ１７１は、１．５ｍｍである。また、グランドパターン１７０２の幅は２０ｍｍである。
【０１７３】
また、給電点１７０１ａを通る直線１７１１に対して平面エレメント１７０１とグランドパターン１７０２とは左右対称となっている。また、平面エレメント１７０１の辺１７０１ｃ、１７０１ｄ及び１７０１ｅ上の点から直線１７１１に平行にグランドパターン１７０２まで降ろした線分の長さ（以下、距離と呼ぶ）についても、直線１７１１に対して左右対称となっている。すなわち、直線１７１１との間隔が同じであれば、距離は同じになる。
【０１７４】
本実施の形態では、誘電体基板１７０５に面するグランドパターン１７０２の辺１７０２ａは直線となっている。従って、距離は、辺１７０１ｃ、１７０１ｄ及び１７０１ｅの任意の点が当該辺１７０１ｃ、１７０１ｄ及び１７０１ｅを移動するにつれて漸次増加するようになっている。すなわち、上記の任意の点が直線１７１１から離れる程、距離は増加する。
【０１７５】
辺１７０１ｃ、１７０１ｄ及び１７０１ｅを接続することにより構成される折れ線は曲線ではないものの、距離が飽和的に増加するように傾きが段階的に変更されている。言い換えれば、直線１７１１から離れると最初は急激に距離が増加するが次第に増加率が減少している。すなわち、直線１７１１からみて同じ側にある天頂部１７０１ｆの端点と底辺１７０１ｂの端点を結ぶ直線から内側に削ったような形状になっている。
【０１７６】
本実施の形態では、グランドパターン１７０２の辺１７０２ａに対向する平面エレメント１７０１の側縁部は１７０１ｃ、１７０１ｄ及び１７０１ｅの３つの線分で構成されている。しかし、距離が飽和的に増加するという条件を満たしていれば、この側縁部の形状はこれに限定されない。辺１７０１ｃ、１７０１ｄ及び１７０１ｅの代わりに、２以上の任意数の線分で構成される折れ線を採用してもよい。また、辺１７０１ｃ、１７０１ｄ及び１７０１ｅの代わりに、直線１７１１からみて同じ側にある天頂部１７０１ｆの端点と底辺１７０１ｂの端点を結ぶ直線に対して上に凸の曲線であってもよい。すなわち、平面エレメント１７０１から見れば、内側に凸の曲線である。
【０１７７】
いずれの形状を採用するにせよ、直線１７１１から離れるに従って距離は連続的に変化し、この連続変化部分の存在により下限周波数以上において連続的な共振特性を得ることができる。なお、下限周波数の調整は平面エレメント１７０１の高さを変更することによって行う。但し、天頂部１７０１ｆの長さや、逆円弧状の側縁部の形状・長さによっても制御可能である。
【０１７８】
本実施の形態においても、グランドパターン１７０２は、平面エレメント１７０１を含む誘電体基板１７０５を囲むことなく、グランドパターン１７０２側と誘電体基板１７０５側とが上下に分かれるように形成されている。すなわち、グランドパターン１７０２は、平面エレメント１７０１の全ての縁部を囲うことなく、平面エレメント１７０１の縁部の少なくとも一部に対して開口が設けられるように形成される。
【０１７９】
第２９Ｂ図は側面図であり、基板１７０４の上にグランドパターン１７０２と、誘電体基板１７０５とが設けられている。基板１７０４とグランドパターン１７０２が一体形成される場合もある。なお、本実施の形態では、誘電体基板１７０５の内部に平面エレメント１７０１が形成されている。すなわち、誘電体基板１７０５は、セラミックス・シートを積層して形成され、そのうちの一層として導体の平面エレメント１７０１も形成される。従って、実際は上から見ても第２９Ａ図のようには見えない。誘電体基板１７０５内部に平面エレメント１７０１を構成すれば、露出させた場合に比して誘電体の効果が若干強くなるため小型化でき、さびなどに対する信頼性も増す。但し、誘電体基板１７０５表面に平面エレメント１７０１を形成するようにしてもよい。また、誘電率も変更することができ、単層基板、多層基板のいずれを用いてもよい。単層基板ならば誘電体基板１７０５上に平面エレメント１７０１を形成することになる。なお、本実施の形態において、誘電体基板１７０５の面はグランドパターン１７０２の面と平行又は実質的に平行に配置されている。この配置により、誘電体基板１７０５の一層に含まれる平面エレメント１７０１の面もグランドパターン１７０２の面と平行又は実質的に平行になる。
【０１８０】
このように平面エレメント１７０１を誘電体基板１７０５で覆うような形で形成すると、誘電体により平面エレメント１７０１周辺の電磁界の様子が変化する。具体的には、誘電体の中の電界密度が増す効果と波長短縮効果が得られるため、平面エレメント１７０１を小型化することができるようになる。また、これらの効果により電流路の打ち上げ角度が変化し、アンテナのインピーダンス等価回路における誘導成分Ｌ及び容量成分Ｃが変化する。即ち、インピーダンス特性に大きな影響が出てくる。このインピーダンス特性への影響を踏まえた上で４．９ＧＨｚから５．８ＧＨｚの帯域で所望のインピーダンス特性を得るように形状の最適化を行うと第２９Ａ図に示したような形状となった。この帯域幅は従来に比して非常に広い。
【０１８１】
［実施の形態１８］
本発明の第１８の実施の形態に係るアンテナの構成を第３０図に示す。第３０図に示すように、本実施の形態に係るアンテナは、平面エレメント１８０１を内部に含み且つ誘電率が約２０の誘電体基板１８０５と、誘電体基板１８０５に併置されるグランドパターン１８０２と、例えばプリント基板である基板１８０４と、平面エレメント１８０１の給電点１８０１ａに接続される高周波電源１８０３とにより構成される。平面エレメント１８０１及び誘電体基板１８０５は、第１７の実施の形態における平面エレメント１７０１及び誘電体基板１７０５と同じである。本実施の形態では誘電体基板１８０５とグランドパターン１８０２との距離Ｌ１８１は、１．５ｍｍである。また、グランドパターン１８０２の幅は２０ｍｍである。
【０１８２】
また、給電点１８０１ａを通る直線１８１１に対して平面エレメント１８０１とグランドパターン１８０２とは左右対称となっている。また、平面エレメント１８０１の辺１８０１ｃ、１８０１ｄ及び１８０１ｅ上の点から直線１８１１に平行にグランドパターン１８０２まで降ろした線分の長さ（以下、距離と呼ぶ）についても、直線１８１１に対して左右対称となっている。すなわち、直線１８１１との間隔が同じであれば、距離は同じになる。
【０１８３】
本実施の形態では、誘電体基板１８０５に面するグランドパターン１８０２の辺１８０２ａ及び１８０２ｂは、直線１８１１から遠くなるほど平面エレメント１８０１とグランドパターン１８０２の距離が、より長くなるように傾けられている。本実施の形態では、側端部において長さＬ１８２（＝２乃至３ｍｍ）だけ直線１８１１との交点より下に下がっている。すなわち、グランドパターン１８０２は誘電体基板１８０５に対して上縁部１８０２ａ及び１８０２ｂからなる先細り形状を有している。
【０１８４】
本実施の形態においても、グランドパターン１８０２は、平面エレメント１８０１を含む誘電体基板１８０５を囲むことなく、グランドパターン１８０２側と誘電体基板１８０５側とが上下に分かれるように形成されている。すなわち、グランドパターン１８０２は、平面エレメント１８０１の全ての縁部を囲うことなく、平面エレメント１８０１の縁部の少なくとも一部に対して開口が設けられるように形成される。
【０１８５】
また、側面の構成については第２９Ｂ図とほぼ同様である。すなわち、平面エレメント１８０１を含む誘電体基板１８０５の面と、グランドパターン１８０２の面とは平行又は実質的に平行となるように配置されている。
【０１８６】
本実施の形態のようにグランドパターン１８０２の辺１８０２ａ及び１８０２ｂを傾けることにより、４．９ＧＨｚ乃至５．８ＧＨｚの帯域においては、第１７の実施の態様に係るアンテナより、インピーダンス特性が良くなっていることが確認されている。
【０１８７】
［実施の形態１９］
本発明の第１９の実施の形態に係るアンテナの構成を第３１図に示す。本実施の形態では、５ＧＨｚ帯の広域アンテナの例を説明する。第１９の実施の形態に係るアンテナは、Ｔ型に類似した形状の平面エレメント１９０１を内部に含み且つ外部電極１９０５ａが外部に設けられている誘電体基板１９０５と、図示が省略された高周波電源と接続して平面エレメント１９０１に給電し且つ誘電体基板１９０５の外部電極１９０５ａと接続するための給電部１９０７と、給電部１９０７を収容するための窪み１９１５を有しており且つプリント基板等に形成されたグランドパターン１９０２とにより構成される。外部電極１９０５ａは、平面エレメント１９０１の下部と接続しており、誘電体基板１９０５の裏面（点線部分）まで伸びている。給電部１９０７は、誘電体基板１９０５の側面端部及び裏面の外部電極１９０５ａと接触し、点線部分で重なっている。
【０１８８】
平面エレメント１９０１には、外部電極１９０５ａと接続する端部と、グランドパターン１９０２の辺１９０２ａに対向する曲線１９０１ｂと、天頂部１９０１ｃとが設けられている。なお、平面エレメント１９０１を含む誘電体基板１９０５は、グランドパターン１９０２に対して併置されている。
【０１８９】
なお、本実施の形態では、誘電体基板１９０５の内部に平面エレメント１９０１が形成されている。すなわち、誘電体基板１９０５は、セラミックス・シートを積層して形成され、そのうちの一層として導体の平面エレメント１９０１も形成される。従って、実際は上から見ても第３１図のようには見えない。但し、誘電体基板１９０５表面に平面エレメント１９０１を形成するようにしてもよい。
【０１９０】
グランドパターン１９０２には、給電部１９０７を収容するための窪み１９１５が設けられているため、平面エレメント１９０１に対向する辺１９０２ａは、一直線になっておらず、２つの辺に分割されている。なお、給電位置となる給電部１９０７の中心を通る直線１９１１にて、本実施の形態に係るアンテナは左右対称となっている。平面エレメント１９０１の曲線１９０１ｂとグランドパターン１９０２の辺１９０２ａとの距離は、直線１９１１から離れるほど曲線に従って長くなっている。また、距離についても直線１９１１について左右対称となっている。但し、曲線１９０１ｂは、平面エレメント１９０１の内側に凸となっているため、その距離は直線１９１１から離れるほど飽和的になっている。言い換えれば、直線１９１１から離れると最初は急激に距離が増加するが次第に増加率が減少している。なお、側面の構成については、外部電極１９０５ａと給電部１９０７と窪み１９１５の部分を除けば第２９Ｂ図と同じである。すなわち、平面エレメント１９０１を含む誘電体基板１９０５の面と、グランドパターン１９０２の面とは平行又は実質的に平行となるように配置されている。すなわち、グランドパターン１９０２と平面エレメント１９０１とは互いに完全には重なることなく、それらの面は互いに平行又は実質的に平行である。
【０１９１】
本実施の形態においても、グランドパターン１９０２は、平面エレメント１９０１を含む誘電体基板１９０５を囲むことなく、グランドパターン１９０２側と誘電体基板１９０５側とが上下に分かれるように形成されている。すなわち、グランドパターン１９０２は、平面エレメント１９０１の全ての縁部を囲うことなく、平面エレメント１９０１の縁部の少なくとも一部に対して開口が設けられるように形成される。
【０１９２】
［実施の形態２０］
本発明の第２０の実施の形態に係るアンテナは、２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯のデュアルバンドアンテナである。本デュアルバンドアンテナは、第３２図に示すように、平面導体の第１エレメント２００１と第１エレメント２００１の天頂中央から伸びる共振エレメントである第２エレメント２００６とを内部に含む誘電体基板２００５と、誘電体基板２００５と間隔Ｌ２０２（＝１．５ｍｍ）を隔てて併置され且つ誘電体基板２００５に対して上縁部が先細り形状を有するグランドパターン２００２と、誘電体基板２００５とグランドパターン２００２とが設置される基板２００４と、第１エレメント２００１の底辺中央部に設けられた給電点２００１ａと接続される高周波電源２００３とにより構成される。誘電体基板２００５のサイズは、例えば８ｍｍ×４．５ｍｍ×１ｍｍである。
【０１９３】
第１エレメント２００１は、Ｔ字に類似した形状を有しており、より具体的には第２９Ａ図に示した平面エレメント１７０１と同様の形状を有する。この第１エレメント２００１の高さＬ２０１により、５ＧＨｚ帯の帯域制御を行う。但し、天頂部の辺の長さや、逆円弧状の側縁部の形状・長さによっても制御可能である。
【０１９４】
グランドパターン２００２は、幅２０ｍｍのところ、給電点２００１ａを通る直線２０１１との交点から両側端部に向かってＬ２０３（＝２乃至３ｍｍ）下がっている。すなわち、グランドパターン２００２は誘電体基板２００５に対して上縁部２００２ａ及び２００２ｂからなる先細り形状を有している。
【０１９５】
なお、側面の構成については第２エレメント２００６の部分を除けば第２９Ｂ図とほぼ同じである。すなわち、第１エレメント２００１及び第２エレメント２００６を含む誘電体基板２００５の面と、グランドパターン２００２の面とは平行又は実質的に平行となるように配置されている。但し、第２エレメント２００６は第１エレメント２００１と同層に設けられている。
【０１９６】
第１エレメント２００１とグランドパターン２００２は、直線２０１１に対して左右対称となっている。また、第１エレメント２００１の側縁部上の点から直線２０１１に平行にグランドパターン２００２まで降ろした線分の長さ（以下、距離と呼ぶ）も、直線２０１１に対して左右対称となっている。さらに、上記の距離は、第１エレメント２００１の側縁部を直線２０１１から離れるように移動するにつれて漸次増加するようになっている。
【０１９７】
このような第１エレメント２００１とグランドパターン２００２の形状により、インピーダンス特性を制御する。また、２．４ＧＨｚ帯の共振周波数は、第１エレメント２００１との接続部から開放端までの第２エレメント２００６の長さを調整することにより制御する。なお、第２エレメント２００６の形状は、第１エレメント２００１の特性に悪影響を及ぼさないように小型化を図るため、折り曲げられている。
【０１９８】
このような形状を採用することにより、５ＧＨｚ帯と２．４ＧＨｚ帯の電気的特性を個別に制御できるようになる。５ＧＨｚ帯と２．４ＧＨｚ帯は、無線ＬＡＮ（Local Area Network）の規格で用いられる帯域であり、その両方の周波数帯に対応できる本実施の形態は非常に有用である。
【０１９９】
［実施の形態２１］
本発明の第２１の実施の形態に係るアンテナは、２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯のデュアルバンドアンテナである。本デュアルバンドアンテナは、第３３図に示すように、平面導体の第１エレメント２１０１と第１エレメント２１０１の天頂中央から伸びる共振エレメントである第２エレメント２１０６とを内部に含む誘電体基板２１０５と、誘電体基板２１０５と間隔Ｌ２１２（＝１．５ｍｍ）を隔てて併置され且つ誘電体基板２１０５に対して上縁部が先細り形状を有するグランドパターン２１０２と、誘電体基板２１０５とグランドパターン２１０２とが設置される基板２１０４と、第１エレメント２１０１の底辺中央部に設けられた給電点２１０１ａと接続される高周波電源２１０３とにより構成される。誘電体基板２１０５のサイズは、例えば１０ｍｍ×５ｍｍ×１ｍｍである。
【０２００】
第１エレメント２１０１は、Ｔ字に類似した形状を有しており、より具体的には第２９Ａ図に示した平面エレメント１７０１と同様の形状を有する。この第１エレメント２１０１の高さＬ２１１により、５ＧＨｚ帯の帯域制御を行う。但し、天頂部の辺の長さや、逆円弧状の側縁部の形状・長さによっても制御可能である。
【０２０１】
グランドパターン２１０２は、幅２０ｍｍのところ、給電点２１０１ａを通る直線２１１１との交点から両側端部に向かってＬ２１３（＝２乃至３ｍｍ）下がっている。すなわち、グランドパターン２１０２は誘電体基板２１０５に対して上縁部２１０２ａ及び２１０２ｂからなる先細り形状を有している。側面の構成については第２エレメント２１０６の部分を除けば第２９Ｂ図とほぼ同じである。すなわち、第１エレメント２１０１及び第２エレメント２１０６を含む誘電体基板２１０５の面と、グランドパターン２１０２の面とは平行又は実質的に平行となるように配置されている。但し、第２エレメント２１０６は第１エレメント２１０１と同層に設けられている。
【０２０２】
第１エレメント２１０１、第２エレメント２１０６及びグランドパターン２１０２は、直線２１１１に対して左右対称となっている。また、第１エレメント２１０１の側縁部上の点から直線２１１１に平行にグランドパターン２１０２まで降ろした線分の長さ（以下、距離と呼ぶ）も、直線２１１１に対して左右対称となっている。さらに、上記の距離は、第１エレメント２１０１の側縁部を直線２１１１から離れるように移動するにつれて漸次増加するようになっている。
【０２０３】
このような第１エレメント２１０１とグランドパターン２１０２の形状により、インピーダンス特性を制御する。また、２．４ＧＨｚ帯の共振周波数は、第１エレメント２１０１との接続部から開放端までの第２エレメント２１０６の長さを調整することにより制御する。なお、第２エレメント２１０６のミアンダ部分は上寄りに形成されている。これは、第１エレメント２１０１の特性に悪影響を与えないようにしながら、限られたスペースの中で効率的な配置を行うためである。第３４図に示すように、スペース２１１６は、第１エレメント２１０１の特性に悪影響を及ぼす部分であり、この部分に第２エレメント２１０６が配置されないような構成となっている。また、第２エレメント２１０６は、少なくとも点線２１２１より第１エレメント２１０１側の領域には配置されない。この点線２１２１は、給電点２１０１ａから遠い方の第１エレメント２１０１の側縁部の端点を始点として直線２１１１に対して平行に給電点２１０１ａの方向に伸ばした半直線である。
【０２０４】
このような形状を採用することにより、５ＧＨｚ帯と２．４ＧＨｚ帯の電気的特性を個別に制御できるようになる。５ＧＨｚ帯と２．４ＧＨｚ帯は、無線ＬＡＮの規格で用いられる帯域であり、その両方の周波数帯に対応できる本実施の形態は非常に有用である。
【０２０５】
例えば第３５Ａ図及び第３５Ｂ図に示すような実装形態を採用した場合のアンテナ特性を示しておく。第３５Ａ図及び第３５Ｂ図に示すように、第３３図に示したものと同じ誘電体基板２１０５は、上縁部が水平のグランドパターン２１０８と１．５ｍｍ隔てて併置される。第３３図で示したように、誘電体基板２１０５は、そのサイズが１０ｍｍ×５ｍｍ×１ｍｍであり、第１エレメント２１０１と第２エレメント２１０６とを含む。一方、グランドパターン２１０８のサイズは、高さ４７ｍｍ、幅１２ｍｍである。基板２１０４の厚さは０．８ｍｍである。なお、第３５Ａ図において示されている図はＸＹ平面であり、第３５Ｂ図において示されている図はＸＺ平面であるものとする。
【０２０６】
このとき、第２エレメント２１０６のインピーダンス特性は第３６図に示すようになる。第３６図において縦軸はＶＳＷＲであり、横軸は周波数（ＧＨｚ）である。最もＶＳＷＲが小さい周波数は約２．４５ＧＨｚであり、ＶＳＷＲが２以下の周波数帯は、約２．２０ＧＨｚから２．６７ＧＨｚといったように、約４７０ＭＨｚ程度確保されている。一方、第１エレメント２１０１のインピーダンス特性は第３７図に示すようになる。最もＶＳＷＲが小さい周波数は約５．２ＧＨｚであり、ＶＳＷＲが２以下の周波数帯は、約４．６ＧＨｚから６ＧＨｚ以上であり、少なくとも１．４ＧＨｚ確保されている。このように、第２エレメント２１０６も第１エレメント２１０１も広帯域が実現されている。すなわち、本実施の形態に係るアンテナが、デュアルバンドアンテナとして十分な機能を有することを示している。なお、グランドパターン２１０８には、誘電体基板２１０５に向けてテーパーを付してもよい。
【０２０７】
また、第３５Ａ図及び第３５Ｂ図に示したアンテナの指向性についても第３８Ａ図乃至第３８Ｆ図に示す。第３８Ａ図は、送信側アンテナから２．４５ＧＨｚの電波を送信し、第３５Ａ図及び第３５Ｂ図に示した受信側アンテナをＸＹ平面を測定面として回転させた際の放射パターンを示す。なお、同心円については、中心が−４５ｄＢｉ、一番外側の円が５ｄＢｉ、各円の間隔が１０ｄＢｉである。ここで内側の実線は送信側アンテナから垂直偏波の電波を送信した場合の受信側アンテナの放射パターンを、外側の太線は送信側アンテナから水平偏波の電波を送信した場合の受信側アンテナの放射パターンを示す。水平偏波の方が全ての方向においてゲインが大きいことが分かる。また、垂直偏波の場合０°、−９０°及び１８０°方向に指向性があるように見える。なお、右上の絵は、第３５Ａ図及び第３５Ｂ図のアンテナを示している。黒塗りの部分が、誘電体基板２１０５が設置される位置である。垂直矢印は０°の方向を示しており、＋θの方向に角度が増加するようになっている。
【０２０８】
同様に、第３８Ｂ図は、送信側アンテナから２．４５ＧＨｚの電波を送信し、第３５Ａ図及び第３５Ｂ図に示した受信側アンテナをＹＺ平面を測定面として回転させた際の放射パターンを示す。上と同様に実線は送信側アンテナから垂直偏波の電波を送信した場合の受信側アンテナの放射パターンを、太線は送信側アンテナから水平偏波の電波を送信した場合の受信側アンテナの放射パターンを示す。水平偏波の方は０°及び１８０°方向に指向性があるように見える。また、垂直偏波の方は０°、９０°及び１８０°方向に指向性があるように見える。なお、右上の絵の意味は同じである。
【０２０９】
第３８Ｃ図は、送信側アンテナから２．４５ＧＨｚの電波を送信し、第３５Ａ図及び第３５Ｂ図に示した受信側アンテナをＸＺ平面を測定面として回転させた際の放射パターンを示す。上と同様に実線は送信側アンテナから垂直偏波の電波を送信した場合の受信側アンテナの放射パターンを、太線は送信側アンテナから水平偏波の電波を送信した場合の受信側アンテナの放射パターンを示す。水平偏波の方は０°及び１８０°方向に指向性があるように見える。また、垂直偏波の方は無指向性を示している。なお、右上の絵の意味は同じである。
【０２１０】
第３８Ｄ図は、送信側アンテナから５．４ＧＨｚの電波を送信し、第３５Ａ図及び第３５Ｂ図に示した受信側アンテナをＸＹ平面を測定面として回転させた際の放射パターンを示す。上と同様に実線は送信側アンテナから垂直偏波の電波を送信した場合の受信側アンテナの放射パターンを、太線は送信側アンテナから水平偏波の電波を送信した場合の受信側アンテナの放射パターンを示す。水平偏波の方は４５°、１３５°、−４５°及び−１３５°方向に指向性があるように見える。また、垂直偏波の方は９０°方向を除き無指向性のように見える。なお、右上の絵の意味は同じである。
【０２１１】
第３８Ｅ図は、送信側アンテナから５．４ＧＨｚの電波を送信し、第３５Ａ図及び第３５Ｂ図に示した受信側アンテナをＹＺ平面を測定面として回転させた際の放射パターンを示す。上と同様に実線は送信側アンテナから垂直偏波の電波を送信した場合の受信側アンテナの放射パターンを、太線は送信側アンテナから水平偏波の電波を送信した場合の受信側アンテナの放射パターンを示す。水平偏波の方は４５°、１３５°、−４５°及び−１３５°方向に指向性があるように見える。また、垂直偏波の方は複雑な形状の指向性があるように見える。なお、右上の絵の意味は同じである。
【０２１２】
第３８Ｆ図は、送信側アンテナから５．４ＧＨｚの電波を送信し、第３５Ａ図及び第３５Ｂ図に示した受信側アンテナをＸＺ平面を測定面として回転させた際の放射パターンを示す。上と同様に実線は送信側アンテナから垂直偏波の電波を送信した場合の受信側アンテナの放射パターンを、太線は送信側アンテナから水平偏波の電波を送信した場合の受信側アンテナの放射パターンを示す。水平偏波の方は複雑な形状の指向性があるように見える。また、垂直偏波の方は−４５°方向を除き無指向性のように見える。なお、右上の絵の意味は同じである。
【０２１３】
第３９図に平均ゲインのデータをまとめておく。各平面につき、垂直偏波（Ｖ）と水平偏波（Ｈ）に対する２．４５ＧＨｚの平均ゲイン及び５．４ＧＨｚの平均ゲインが示されている。さらに、２．４５ＧＨｚと５．４ＧＨｚのトータルの平均ゲインも示されている。これを見ると、２．４５ＧＨｚではＸＺ平面における垂直偏波のゲインが高く、水平偏波であれば、ＹＺ平面又はＸＹ平面でゲインが高い。また、５．４ＧＨｚではＹＺ平面又はＸＹ平面の水平偏波のゲインが高く、垂直偏波であればＸＺ平面が比較的ゲインが高い。
【０２１４】
［実施の形態２２］
本発明の第２２の実施の形態に係るアンテナは、２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯のデュアルバンドアンテナであって、ここでは第２１の実施の形態に係る誘電体基板２１０５をさらに小型化するための工夫について説明する。本デュアルバンドアンテナは、第４０Ａ図の側面図に示すように、誘電体基板２２０５の比較的下方の層に平面導体の第１エレメント２２０１と共振エレメントである第２エレメントの第１部分２２０６ａを形成し、誘電体基板２２０５の比較的上方の層に第２エレメントの第２部分２２０６ｂを形成し、それらを２つの外部電極２２０５ａにより接続する構造を有する。第４０Ｂ図に第１エレメント２２０１と第２エレメントの第１部分２２０６ａとが形成されている層の構造を示す。第１エレメント２２０１の形状は第２１の実施の形態に示したものと同じである。第２エレメントの第１部分２２０６ａは、第１エレメント２２０１の天頂中央から伸びて、途中２方向に分かれ、誘電体基板２２０５の上端部に設けられた２つの外部電極２２０５ａに接続している。第４０Ｃ図に第２エレメントの第２部分２２０６ｂが形成されている層の構造を示す。第２エレメントの第２部分２２０６ｂは、誘電体基板２２０５の上端部に設けられた外部電極２２０５ａから誘電体基板２２０５の下端部方向に伸びた後、第２１の実施の形態（第３３図）において示したミアンダ部分を含む構成を有している。この第２エレメントの第２部分２２０６ｂは、層は異なるようになっているが第１エレメント２２０１と上から見て重ならないように配置されている。少なくとも、第２１の実施の形態における第３４図に示した配置と同様に、第１エレメント２２０１に悪影響を与える領域に上から見て重ならないように配置される。すなわち、第２エレメントの第２部分２２０６ｂと第１エレメント２２０１とをそれぞれが形成される層に対して平行な仮想平面に投影した際に、第２エレメントの第２部分２２０６ｂが、仮想平面に投影された第１エレメントの脇に定義された所定の領域に重なることなく配置されるということである。この所定の領域とは、第３４図で示した領域２１１６に対応する部分である。なお、本実施の形態における誘電体基板２２０５のサイズは、Ｌ２２１＝１ｍｍ、Ｌ２２２＝４ｍｍ、Ｌ２２３＝１０ｍｍとなっている。
【０２１５】
第２エレメントの共振周波数は、第１エレメント２２０１との接続部から開放端までの第２エレメントの長さを調整することにより制御する。第２１の実施の形態と比較すると、第２エレメントの第１部分２２０６ａとして外部電極２２０５ａに向けて伸びている部分と外部電極２２０５ａの部分と第２エレメントの第２部分２２０６ｂとして外部電極２２０５ａから伸びている部分とが、第２エレメントの長さとして追加されることになる。よって、第２エレメントの第２部分２２０６ｂを短くしても２．４ＧＨｚ帯の特性は、第２１の実施の形態に係るアンテナと同レベルを維持できる。これにより誘電体基板２２０５の小型化が実現できる。
【０２１６】
本実施の形態における５ＧＨｚ帯のインピーダンス特性を第４１図に示す。第４１図において縦軸はＶＳＷＲを、横軸は周波数（ＧＨｚ）を示す。第２１の実施の形態に係る５ＧＨｚ帯のインピーダンス特性を表す第３７図と比較すると、多少曲線の形は異なるが、ＶＳＷＲ２以下の帯域は、ほぼ同じとなっている。
【０２１７】
本実施の形態における２．４ＧＨｚ帯のインピーダンス特性を第４２図に示す。第４２図において縦軸はＶＳＷＲを、横軸は周波数（ＧＨｚ）を示す。第２１の実施の形態に係る２．４ＧＨｚ帯のインピーダンス特性を表す第３６図と比較すると、ＶＳＷＲ２以下の帯域は、高周波側でむしろ小型化した場合を示す第４２図の方が約８０ＭＨｚ程度広くなっている。このように良好な特性を示すことが分かる。
【０２１８】
［実施の形態２３］
本発明の第２３の実施の形態に係るアンテナは、２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯のデュアルバンドアンテナであって、ここでは第２１の実施の形態に係る誘電体基板２１０５をさらに小型化するための工夫について説明する。本デュアルバンドアンテナは、第４３Ａ図の側面図に示すように、誘電体基板２３０５の比較的下方の層に平面導体の第１エレメント２３０１と共振エレメントである第２エレメントの第１部分２３０６ａを形成し、誘電体基板２３０５の比較的上方の層に第２エレメントの第２部分２３０６ｂを形成し、それらを１つの外部電極２３０５ａにより接続する構造を有する。第４３Ｂ図に第１エレメント２３０１と第２エレメントの第１部分２３０６ａが形成されている層の構造を示す。第１エレメント２３０１の形状は第２１の実施の形態に示したものと同じである。第２エレメントの第１部分２３０６ａは、第１エレメント２３０１の天頂中央から伸びて、直線的に誘電体基板２３０５の上端部に設けられた外部電極２３０５ａに接続している。第４３Ｃ図に第２エレメントの第２部分２３０６ｂが形成されている層の構造を示す。第２エレメントの第２部分２３０６ｂは、誘電体基板２３０５の上端部に設けられた外部電極２３０５ａから誘電体基板２３０５の下端部方向に伸びた後、第２１の実施の形態（第３３図）において示した第２エレメント２１０６の第１エレメント２１０１と接続する部分を除くほとんどの部分を含む構成を有している。この第２エレメントの第２部分２３０６ｂは、層は異なるようになっているが第１エレメント２３０１と上から見て重ならないように配置されている。少なくとも、第２１の実施の形態における第３４図に示した配置と同様に、第１エレメント２３０１に悪影響を与える領域に上から見て重ならないように配置される。
【０２１９】
第２エレメントの共振周波数は、第１エレメント２３０１との接続部から開放端までの第２エレメントの長さを調整することにより制御する。第２１の実施の形態と比較すると、第２エレメントの第１部分２３０６ａとして外部電極２３０５ａに向けて伸びている部分と外部電極２３０５ａの部分と第２エレメントの第２部分２３０６ｂとして外部電極２３０５ａから伸びている部分とが、第２エレメントの長さとして追加されることになる。よって、第２エレメントの第２部分２３０６ｂを短くしても２．４ＧＨｚ帯の特性は第２１の実施の形態に係るアンテナと同レベルを維持できる。これにより誘電体基板２３０５の小型化が実現できる。
【０２２０】
［実施の形態２４］
本発明の第２４の実施の形態に係るアンテナは、２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯のデュアルバンドアンテナであって、ここでは第２１の実施の形態に係る誘電体基板２１０５をさらに小型化するための工夫について説明する。本デュアルバンドアンテナは、第４４Ａ図の側面図に示すように、誘電体基板２４０５の比較的下方の層に平面導体の第１エレメント２４０１と共振エレメントである第２エレメントの第１部分２４０６ａを形成し、誘電体基板２４０５の比較的上方の層に第２エレメントの第２部分２４０６ｂを形成し、それらを２つの外部電極２４０５ａにより接続する構造を有する。第４４Ｂ図に第１エレメント２４０１と第２エレメントの第１部分２４０６ａが形成されている層の構造を示す。第１エレメント２４０１の形状は第２１の実施の形態に示したものと同じである。第２エレメントの第１部分２４０６ａは、第１エレメント２４０１の天頂中央から伸びて、途中２方向に分かれ、第１エレメント２４０１の横幅を超えて伸びた後に、誘電体基板２４０５の上端部に設けられた２つの外部電極２４０５ａに接続している。第４４Ｃ図に第２エレメントの第２部分２４０６ｂが形成されている層の構造を示す。第２エレメントの第２部分２４０６ｂは、誘電体基板２４０５の上端部に設けられた外部電極２４０５ａから誘電体基板２４０５の下端部方向に伸びた後、ミアンダ部分を含む構成を有している。この第２エレメントの第２部分２４０６ｂは、層は異なるようになっているが第１エレメント２４０１と上から見て重ならないように配置されている。少なくとも、第２１の実施の形態における第３４図に示した配置と同様に、第１エレメント２４０１に悪影響を与える領域に上から見て重ならないように配置される。
【０２２１】
第２エレメントの共振周波数は、第１エレメント２４０１との接続部から開放端までの第２エレメントの長さを調整することにより制御する。第２１の実施の形態と比較すると、第２エレメントの第１部分２４０６ａとして外部電極２４０５ａに向けて伸びている部分と外部電極２４０５ａの部分と第２エレメントの第２部分２４０６ｂとして外部電極２４０５ａから伸びている部分とが、第２エレメントの長さとして追加されることになる。よって、第２エレメントの第２部分２４０６ｂを短くしても２．４ＧＨｚ帯の特性は第２１の実施の形態に係るアンテナと同レベルを維持できる。これにより誘電体基板２４０５の小型化が実現できる。
【０２２２】
以上本発明の実施の形態を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、平面エレメント及び共振エレメントの形状は同様のアンテナ特性を得られるならば、別の形状を採用する場合もある。上でも述べたが、切欠部の形状は矩形に代わり、台形その他の多角形を採用する場合もある。また、切欠部の角を丸くするような加工を行う場合もある。グランドパターンの先細り形状についても、線分以外で構成しても良く、また給電のための電極を収容するための窪みを設ける例を示したが、先端が鋭角である必要は必ずしもない。また、平面エレメントとグランドパターンとは完全には重なることは無いが、その一部が重なることはあり得る。
【図面の簡単な説明】
【０２２３】
【図１】第１Ａ図は、本発明の第１の実施の形態におけるアンテナの構成を示す正面図、第１Ｂ図は側面図である。
【図２】第２図は、本発明の第１の実施の形態におけるアンテナの動作原理を説明するための図である。
【図３】第３図は、本発明の第１の実施の形態におけるアンテナと従来技術に関するアンテナのインピーダンス特性を比較するための図である。
【図４】第４図は、本発明の第２の実施の形態におけるアンテナの構成を示す図である。
【図５】第５図は、本発明の第３の実施の形態におけるアンテナの構成を示す図である。
【図６】第６図は、本発明の第４の実施の形態におけるアンテナの構成を示す図である。
【図７】第７図は、本発明の第４の実施の形態におけるアンテナの動作原理を説明するための図である。
【図８】第８図は、本発明の第４の実施の形態におけるアンテナと従来技術に関するアンテナのインピーダンス特性を比較するための図である。
【図９】第９図は、本発明の第５の実施の形態におけるアンテナの構成を示す図である。
【図１０】第１０図は、本発明の第５の実施の形態におけるアンテナのインピーダンス特性を示す図である。
【図１１】第１１図は、本発明の第６の実施の形態におけるアンテナの構成を示す図である。
【図１２】第１２図は、本発明の第６の実施の形態におけるアンテナのインピーダンス特性を示す図である。
【図１３】第１３Ａ図は、本発明の第７の実施の形態におけるアンテナの構成を示す正面図、第１３Ｂ図は側面図である。
【図１４】第１４図は、本発明の第７の実施の形態におけるアンテナの動作原理を説明するための図である。
【図１５】第１５図は、本発明の第８の実施の形態におけるアンテナの構成を示す図である。
【図１６】第１６図は、本発明の第９の実施の形態におけるアンテナの構成を示す図である。
【図１７】第１７Ａ図は、本発明の第１０の実施の形態における第１のアンテナの構成を示す図、第１７Ｂ図は、第２のアンテナの構成を示す図である。
【図１８】第１８図は、本発明の第１０の実施の形態における第１のアンテナのインピーダンス特性を示す図である。
【図１９】第１９図は、本発明の第１０の実施の形態における第２のアンテナのインピーダンス特性を示す図である。
【図２０】第２０図は、本発明の第１１の実施の形態におけるアンテナの構成を示す図である。
【図２１】第２１図は、本発明の第１１の実施の形態におけるアンテナのインピーダンス特性を示す図である。
【図２２】第２２図は、本発明の第１２の実施の形態におけるアンテナの構成を示す図である。
【図２３】第２３図は、本発明の第１２の実施の形態におけるアンテナのインピーダンス特性を示す図である。
【図２４】第２４図は、本発明の第１３の実施の形態におけるアンテナの構成を示す図である。
【図２５】第２５図は、本発明の第１４の実施の形態におけるアンテナの構成を示す図である。
【図２６】第２６図は、本発明の第１３及び第１４の実施の形態におけるアンテナのインピーダンス特性の変化を示すための図である。
【図２７】第２７図は、本発明の第１５の実施の形態におけるスペース・ダイバーシティ・アンテナの構成例を示す図である。
【図２８】第２８図は、本発明の第１６の実施の形態におけるスティック型無線通信カードにおけるアンテナ形状を示す図である。
【図２９】第２９Ａ図は、本発明の第１７の実施の形態におけるアンテナの構成を示す正面図、第２９Ｂ図は側面図である。
【図３０】第３０図は、本発明の第１８の実施の形態におけるアンテナの構成を示す図である。
【図３１】第３１図は、本発明の第１９の実施の形態におけるアンテナの構成を示す図である。
【図３２】第３２図は、本発明の第２０の実施の形態におけるアンテナの構成を示す図である。
【図３３】第３３図は、本発明の第２１の実施の形態におけるアンテナの構成を示す図である。
【図３４】第３４図は、第２エレメントが第１エレメントに影響を与える領域を説明するための図である。
【図３５】第３５Ａ図は、本発明の第２１の実施の形態における実装例を示す正面図、第３５Ｂ図は底面図である。
【図３６】第３６図は、本発明の第２１の実施の形態における２．４ＧＨｚ帯のインピーダンス特性を示す図である。
【図３７】第３７図は、本発明の第２１の実施の形態における５ＧＨｚ帯のインピーダンス特性を示す図である。
【図３８】第３８Ａ図乃至第３８Ｃ図は、本発明の第２１の実施の形態において、２．４５ＧＨｚの電波についての放射パターンを、第３８Ｄ図乃至第３８Ｆ図は５．４ＧＨｚの電波についての放射パターンを示す図である。
【図３９】第３９図は、本発明の第２１の実施の形態におけるゲイン特性を示す図である。
【図４０】第４０Ａ図乃至第４０Ｃ図は、本発明の第２２の実施の形態に係るアンテナ用誘電体基板の層構成例を示す図である。
【図４１】第４１図は、本発明の第２２の実施の形態におけるアンテナの５ＧＨｚ帯のインピーダンス特性を示す図である。
【図４２】第４２図は、本発明の第２２の実施の形態におけるアンテナの２．４ＧＨｚ帯のインピーダンス特性を示す図である。
【図４３】第４３Ａ図乃至第４３Ｃ図は、本発明の第２３の実施の形態に係るアンテナ用誘電体基板の層構成例を示す図である。
【図４４】第４４Ａ図乃至第４４Ｃ図は、本発明の第２４の実施の形態に係るアンテナ用誘電体基板の層構成例を示す図である。
【図４５】第４５Ａ図乃至第４５Ｌ図は、従来のアンテナの構成を示す図である。
【図４６】第４６図は、従来のアンテナの構成を示す図である。
【図４７】第４７図は、従来のアンテナの構成を示す図である。
【図４８】第４８図は、従来のアンテナの構成を示す図である。
【図４９】第４９図は、従来のアンテナの構成を示す図である。
【国際調査報告】
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