(57)【要約】【課題】電波の送受信を効率良く行うアンテナ装置を提供すること。【解決手段】一組の平板状の放射板３，４と、各放射板３，４に電気的に接続する伝送線路５，６と、放射板３，４及び伝送線路５，６を支持する支持基板２と、を備えるアンテナ装置１において、放射板３，４及び伝送線路５，６は支持基板２の両面にそれぞれ少なくとも一つずつ備えられていることを特徴とする。【選択図】図１
2007143021.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一組の平板状の放射板と、各前記放射板に電気的に接続する伝送線路と、前記放射板及び前記伝送線路を支持する支持基板と、を備えるアンテナ装置において、
前記放射板は前記支持基板の両面にそれぞれ備えられていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
前記支持基板の一面に備えられた前記放射板に接続する前記伝送線路と、前記支持基板の他面に備えられた前記放射板と、は前記支持基板を挟んで対向するように備えられているとともに前記伝送線路に給電する給電手段がそれぞれに接続されていることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項３】
前記伝送線路と対向する前記放射板の一端であって、前記伝送線路に対向する位置にはインピーダンス整合部が備えられており、当該インピーダンス整合部には前記給電手段が接続されていることを特徴とする請求項２に記載のアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナ装置に係り、特に、支持基板に放射板が備えられているアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、図１７及び図１８に示すような、支持基板に放射板が備えられているアンテナ装置５０が知られている。このようなアンテナ装置５０は、図１９に示すように、支持基板５１の一面に同一形状の一対の放射板５２，５２が載置されている。放射板５２は二等辺三角形状であり、長さの等しい辺で挟まれた角部５３が互いに近づくように配置されている。それぞれの角部５３には、放射板５２に伝送する伝送線路が電気的に接続されている。伝送線路はテーパ状マイクロストリップ線路であり、支持基板５１の一面に備えられたストリップ導体である第一伝送線路５５と、支持基板５１の他面に備えられたグラウンド導体である第二伝送線路５６（図２０参照）と、からなる。一方の放射板５２の角部５３には、支持基板５１を貫通するヴィアホール５７が形成されており、第二伝送線路５６はヴィアホール５７を介して放射板５２に接続されている。ヴィアホール５７は導電性を備えており、第二伝送線路５６及び放射板５２を電気的に接続するようになっている。
【０００３】
アンテナ装置５０においては、放射板５２の平面視形状が二等辺三角形であり自己相似形状となっている。このように自己相似形状の放射板５２を用いると、電磁界の相似の理より、高周波数領域でのＶＳＷＲ特性が低下するので、ＵＷＢ用として用いることができるようになっている。しかし、放射板の形状が制限される上に、低周波数領域でのＶＳＷＲ特性を低下させるためには放射板の形状を大きくする必要があるため、アンテナ装置自体の小型化が難しいという問題があった。
【０００４】
そこで、特許文献１に記載のような、自由度が高い形状で広帯域特性を備えるアンテナ装置が開発されている。このようなアンテナ装置によれば、放射板間の間隙の予め決められた位置に給電部が備えられており、伝送線路から給電部を介して電力が供給されると自己相似形状を形成しやすい方向に電流が流れ、広帯域特性が得られるようになっている。
【特許文献１】特開２００５−１１７３６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のアンテナ装置においては、第一伝送線路５５は放射板５２と同一面に備えられているのでそのまま接続させることが容易であるが、第二伝送線路５６は支持基板５１の他面に備えられているのでヴィアホール５７等により支持基板５１を貫通させて放射板５２に接続させる必要があった。
【０００６】
また、第二伝送線路５６とヴィアホール５７の間での電力の反射量が多いと、電波の送受信を有効に行うことができないという問題があった。そのうえ、ヴィアホール５７での電力の反射によりヴィアホール５７付近の電磁界が乱れ、電波の送受信に影響が出てしまうという問題もあった。
【０００７】
さらに、一組の放射板５２，５２と第一伝送線路５５を支持基板５１の一面上に配置させる必要があったので、支持基板５１が大型化されてしまうという問題があった。また、放射板５２同士の間隙の幅は所定範囲内に納める必要があり、放射板５２と伝送線路の接続箇所が煩雑化してしまうという問題もあった。
【０００８】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、電波の送受信を効率良く行うアンテナ装置の提供を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、アンテナ装置において、
一組の平板状の放射板と、各前記放射板に電気的に接続する伝送線路と、前記放射板及び前記伝送線路を支持する支持基板と、を備えるアンテナ装置において、
前記放射板は前記支持基板の両面にそれぞれ備えられていることを特徴とする。
【００１０】
請求項１に記載の発明によれば、支持基板の両面に放射板がそれぞれ備えられているので、伝送線路をアンテナに接続する場合、支持基板を貫通させるヴィアホールを用いずにアンテナと放射板とを接続させることができる。つまり、支持基板の一面に備えられた放射板には支持基板の一面に備えられた伝送線路を接続させ、支持基板の他面に備えられた放射板には支持基板の他面に備えられた伝送線路を接続させるようになっている。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のアンテナ装置において、
前記支持基板の一面に備えられた前記放射板に接続する前記伝送線路と、前記支持基板の他面に備えられた前記放射板と、は前記支持基板を挟んで対向するように備えられているとともに前記伝送線路に給電する給電手段がそれぞれに接続されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、支持基板の一面に備えられた放射板に接続する伝送線路と、支持基板の他面に備えられた放射板とは、支持基板を挟んで対向するとともに給電手段がそれぞれに接続されているので、支持基板上の一面に備えられた伝送線路に電流が流れると、支持基板の他面に備えられた放射板にも電流が流れるようになっている。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のアンテナ装置において、
前記伝送線路と対向する前記放射板の一端であって、前記伝送線路に対向する位置にはインピーダンス整合部が備えられており、当該インピーダンス整合部には前記給電手段が接続されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項３に記載の発明によれば、伝送線路と対向する放射板の一端であって伝送線路に対向する位置には、インピーダンス整合部が備えられているので、当該放射板と給電手段とはインピーダンス整合部を介して電力の伝送を行う。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に記載の発明によれば、伝送線路を支持基板に貫通させずに給電可能であるので、ヴィアホール等のような支持基板を貫通する構成を備える必要が無く、放射板と伝送線路との接続箇所の煩雑化を防止するとともに、アンテナ装置の構成を簡略化することができる。また、電流が支持基板を貫通して流れる際の電力の反射を抑制することができるので、反射した電力によるヴィアホール付近の電磁界の乱れを生じることなく、効率良く電波を送受信することができる。
【００１６】
請求項２に記載の発明によれば、支持基板の一面に備えられた伝送線路に電流が流れると、支持基板の他面に備えられた放射板にも電流が流れるので、支持基板の他面に備えられた放射板の一部を伝送線路として機能させることができる。従って、支持基板の他面に備えられた放射板に接続する伝送線路を備える必要が無く、アンテナ装置の簡略化が可能である。
また、支持基板を挟んで放射板と伝送線路とが対向するように備えられるので、伝送線路と放射板とが対向しないように配置するより支持基板の小型化が可能である。
さらに、支持基板の一面側に備えられた伝送線路は放射板と対向すればよく、その延在する方向をアンテナ装置の放射パターンの弱い方向と一致させることが可能であり、伝送線路を流れる電流と送受信される電波との干渉を防止し、指向性を均等にさせることが可能である。
【００１７】
請求項３に記載の発明によれば、インピーダンス整合部を介して放射板と給電手段とは電力の伝送を行い、共振点におけるＶＳＷＲ特性を低下させることができる。また、インピーダンス整合部の形状を変化させることによりインピーダンス整合部を備える放射板の入力インピーダンスが変化する。従って、インピーダンス整合部の形状を調整することにより、アンテナ装置のインピーダンス整合を容易にとることができ、得られるアンテナ特性を向上させることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に、本発明に係るアンテナ装置の実施形態について、図面を参照して説明する。ただし、発明の範囲を図示例に限定するものではない。
【００１９】
［第一の実施形態］
まず、第一の実施形態にかかるアンテナ装置１の構成について説明する。
図１に示すように、アンテナ装置１には、平板状の支持基板２が備えられている。支持基板２は、テフロン（登録商標）等の誘電体材料より形成されており、その比誘電率が２．６程度であるのが好ましい。支持基板２の厚さに特に制限は無いが、本実施形態においては、例えば、０．６ｍｍの厚さで形成されている。なお、支持基板２は所定の枚数を重ねて用いることにより、アンテナ装置１からの電気信号を処理する電子機器又は信号処理装置（いずれも図示省略）の回路基板を形成することとしても良い。図１において、支持基板２の一面に備えられているものは実線で示し、支持基板２の他面に備えられているものは破線で示した。
【００２０】
図２に示すように、本実施形態においては、放射板は第一放射板３と第二放射板４の二つであり、伝送線路は第一伝送線路５と第二伝送線路６の二つである。図３に示すように、支持基板２の一面には、第一放射板３と第一伝送線路５が備えられており、電気的に接続されている。また、図４に示すように、支持基板２の他面には、第二放射板４と第二伝送線路６が備えられており、電気的に接続されている。
【００２１】
第一放射板３及び第二放射板４は略同等のものであり、平面視二等辺三角形状に形成されている。放射板の各辺の長さ寸法は、例えば、下辺が２５ｍｍであり、高さが２１．６５ｍｍとなるように形成するのが好ましい。放射板の形状に関して特に制限はないが、送受信される電波の放射パターンの均等化という観点から、第一放射板３と第二放射板４とを結ぶ直線を基準軸として軸対称形状であるのが好ましい。また、放射板の平面視形状を自己相似形状にすると、電磁界の相似の理により、高周波数領域でのアンテナ特性が良好になり好ましい。また、放射板の材料としては、アルミや銅などの導電性材料が適用可能であり、本実施形態においては銅箔の上面に錆防止のための金メッキ処理が施されている。
【００２２】
図５に示すように、第一放射板３と第二放射板４とは、支持基板２を挟んで、角部（長さ寸法の等しい二辺で挟まれる頂点）同士が所定幅ｇの間隙をあけて対向するように配置されている。間隙の幅ｇを小さくすることによりアンテナ装置１のインピーダンスを低下させることが可能であり、５０Ω系の伝送線路を接続するためには１ｍｍ以下が好ましい。例えば、本実施形態においては、間隙の幅ｇは１ｍｍとしている。
【００２３】
第一放射板３及び第二放射板４の角部には、伝送線路がそれぞれ接続されている。ここで、伝送線路としては、公知のマイクロストリップ線路等が適用可能である。本実施形態におけるマイクロストリップ線路は、テーパ状マイクロストリップ線路であり、第一伝送線路５としてストリップ導体が、第二伝送線路６として幅寸法の変化するグラウンド導体が用いられている。このように、ストリップ導体又はグラウンド導体の幅寸法を変化させることにより、伝送線路のインピーダンス特性の調整や平衡−不平衡変換ができるようになっている。また、伝送線路も導電性材料により形成されるので、エッチング処理等を施して放射板と同時に形成することとしてもよい。
【００２４】
第一伝送線路５は、第一放射板３の角部から支持基板２の縁部まで第一放射板３の下辺と略平行に延在されている。また、第一伝送線路５の幅寸法は、略一定になるように形成されている。第一伝送線路５の他端には、電気信号を伝送する給電ケーブルなどの給電手段７が電気的に接続されている。
【００２５】
第二伝送線路６は、第一伝送線路５と略平行に延在されており、その幅寸法は支持基板２の縁部に向かうほど拡開するように形成されている。第二伝送線路６の他端には、第一伝送線路５と同様に、給電手段７が接続されている。給電手段７には、アンテナ装置１と電気信号を送受信する信号処理装置等の信号源８が接続されている。
【００２６】
次に、本実施形態に係るアンテナ装置１による作用について説明する。
アンテナ装置１が電波を送信する場合、まず、信号処理装置等の電気信号に基づいて信号源８から出力された電流が、給電手段７を介して所定の振幅及び位相で伝送線路に供給される。すると、電流は第一伝送線路５又は第二伝送線路６をそれぞれ流れて、第一放射板３又は第二放射板４に流入する。第一放射板３又は第二放射板４に流入した電流は、それぞれの側辺（長さ寸法の同じ二辺）に沿って所定の振幅及び位相で流れ、第一放射板３又は第二放射板４から電波が送信される。
【００２７】
アンテナ装置１が電波を受信する場合、第一放射板３又は第二放射板４が電波を受信するとそれぞれの側辺に沿って電流が流れ、その振幅及び位相で第一伝送線路５又は第二伝送線路６に電流が伝送される。そして、伝送線路から給電手段７に電流が流れ、信号処理装置等の信号源８に電気信号が出力される。
【００２８】
ここで、アンテナ装置１のＶＳＷＲ（Voltage Standing Wave Ratio：電圧定在波比）特性について説明する。
ＶＳＷＲ特性とは、アンテナ装置の特性を示す指標に用いられ、一般には、ＶＳＷＲ値≦２の領域が良好に使用可能な周波数帯域である。
【００２９】
図６に示すのは、従来の支持基板５１の一面に放射板５２，５２を備えたアンテナ装置５０と、本実施形態のアンテナ装置１と、のＶＳＷＲ特性の測定結果である。従来のアンテナ装置５０の使用帯域は６〜９．５ＧＨｚ程度であり、特に２〜５ＧＨｚ程度の低周波数領域でＶＳＷＲ特性が高くなっている。一方、本実施形態のアンテナ装置１の使用帯域は２．５〜１０ＧＨｚ程度であり、特に低周波数領域でのＶＳＷＲ特性は従来のアンテナ特性に比べて良好な値を示している。よって、アンテナ装置１はＵＷＢ用として好ましく用いることができる。
【００３０】
以上より、本実施形態のアンテナ装置１は、支持基板２の他面に第二放射板４が備えられているので、第二伝送線路６は支持基板２を貫通させることなく第二放射板４に接続させることができる。そのため、従来のヴィアホール５７を用いて給電するものに比べて、アンテナ装置１の簡略化ができるとともに、電力の反射量を低減させることができる。従って、効率良く電波の送受信を行うことができるとともに、容易かつ柔軟にインピーダンス整合をとることができる。また、ＶＳＷＲ特性が低下し、使用帯域の広帯域化が可能である。
【００３１】
［第二の実施形態］
次に、本発明の第二の実施形態に係るアンテナ装置１０について説明する。
本実施形態のアンテナ装置１０は、第一の実施形態に係るアンテナ装置１とは、放射板の形状が異なるとともに伝送線路の配置が異なっている。
【００３２】
まず、アンテナ装置１０の構成について説明する。
図７に示すように、アンテナ装置１０には、第一の実施形態と同様の支持基板２が備えられている。図７においては、支持基板２の一面に備えられているものは実線で示し、支持基板２の他面に備えられているものは破線で示す。
【００３３】
図８に示すように、支持基板２の一面には、平面視半円形状の第一放射板１１が備えられている。第一放射板１１の半径は８〜１５ｍｍ程度が好ましく、本実施形態においては１２．５ｍｍとなっている。第一放射板１１の縁部は、弧状に形成された円弧部と、円の直径からなる直線部と、から形成されている。第一放射板１１の円弧頂点には、第一放射板１１の直線部と略直交する方向に延在されている伝送線路１２が接続されている。伝送線路１２は、その幅寸法が１．５８ｍｍで一定になるように、支持基板２の縁部まで形成されている。伝送線路１２の幅寸法に特に制限はないが、支持基板２の厚さや比誘電率によって最適な値が定まるようになっており、伝送線路１２の幅寸法を小さくするほどアンテナ装置１０のインピーダンスが高くなるようになっている。伝送線路１２の他端には、第一の実施形態と同様に給電手段７が電気的に接続されており、給電手段７には信号処理装置等の信号源が接続されている。
【００３４】
図９に示すように、支持基板２の他面には、平面視台形状の第二放射板１３が備えられている。第二放射板１３の各辺の長さ寸法は、上辺が１０〜２２ｍｍ、下辺が上辺の長さ寸法〜５０ｍｍ、高さが２０〜３０ｍｍの範囲であるのが好ましく、本実施形態においては上辺が１８ｍｍ、下辺が３８ｍｍ、高さが２６ｍｍとなるように形成されている。第二放射板１３は、第一放射板１１の円弧頂点にその上辺を対向させ、かつ、第一放射板１１の直線部と第二放射板１３の上辺及び下辺とが略平行になるように配置されている。また、第一放射板１１と第二放射板１３は、支持基板２において幅０．５ｍｍの間隙を設けるように備えられている。第二放射板１３の下辺は、支持基板２の縁部と一致するように備えられており、下辺中心部には給電手段７が電気的に接続されている。第二放射板１３と伝送線路１２とは、支持基板２を挟んで対向するように備えられているので、伝送線路１２に電流が流れると第二放射板１３にも電流が流れるようになっている。従って、本実施形態においては、第二放射板１３の一部分（伝送線路１２に対向する部分とその周辺）が伝送線路としても機能するようになっている。
【００３５】
ここで、第一放射板１１及び第二放射板１３の平面視形状は、半円形状と台形状のものを組み合わせることとしたが、放射板の形状及び組み合わせに特に制限は無い。第一放射板１１の形状は、において伝送線路１２の接続される辺部を円弧状にすると、ＶＳＷＲ特性が低下するとともに入力インピーダンスが低下するので好ましい。なお、放射板は平面視形状が略半円形状であれば良く、円弧部は対となる放射板に向けて凸となる曲線で形成しても良く、その頂点付近に伝送線路１２が設けるのが好ましい。また、直線部は、直線、曲線又はこれらの組み合わせ等のいずれでも良い。また、第二放射板１３は、伝送線路として機能する部分と、電波の送受信の際に電流が流れる部分と、を少なくとも備えていれば良い、
【００３６】
また、放射板における電流の流れる経路によって共振周波数が異なるので、平面視形状が略同一のものを組み合わせて用いるより、平面視形状の異なるものを組み合わせて用いる方が、共振点の数が増加して広帯域特性が得られ好ましい。さらに、半円形状の放射板と台形状の放射板とを組み合わせることにより、ＶＳＷＲ特性を低下させて広帯域特性を得るとともに、放射板間の間隙の幅を調整することで所望の入力インピーダンスに調整することができ容易かつ柔軟にインピーダンス整合をとることが可能である。
【００３７】
次に、アンテナ装置１０による作用について説明する。
アンテナ装置１０によって電波が送信される場合、まず、信号処理装置等からの電気信号に基づいて給電手段７に所定の振幅及び位相で電流が流れる。すると、図８及び図９中矢印で示すように、給電手段７から伝送線路１２を介して第一放射板１１又は第二放射板１３に電流が流れる。
具体的には、信号源８は交流信号を出力するため、伝送線路１２に接続されている給電手段７側にプラスの電荷が流入し、第二放射板１３に接続されている給電手段７側にマイナスの電荷が流入するとき、支持基板２における第一放射板１１が配置されている面においては、信号源８から出力された電流は、給電手段７を通して伝送線路１２へ流れ、伝送線路１２から第一放射板１１に流れ、第一放射板１１の円弧に沿って半円上端まで電流が流れる。このとき、支持基板２における第二放射板１３が配置されている面においては、電流は第二放射板１３の台形側辺下端から側辺に沿って側辺上端へ向かって流れ、側辺上端から上辺中心部に向かって流れた後、上辺中心部から下辺中心部に向かって流れ、給電手段７を通して、信号源８に電流が流入する。
同様に、伝送線路１２に接続されている給電手段７側にマイナスの電荷が流入し、第二放射板１３に接続されている給電手段７側にプラスの電荷が流入するとき、支持基板２における第二放射板１３が配置されている面においては、信号源８から出力された電流は、給電手段７を通して第二放射板１３の下辺中心部から上辺中心部へ向かって電流が流れ、上辺中心部から両側辺上端に向かって流れ、側辺上端から側辺に沿って側辺下端に向かって流れる。このとき、第一放射板１１が配置されている面においては、電流は第一放射板１１における半円上端から円弧に沿って第一放射板１１の円弧中心部まで流れ、円弧中心部から伝送線路１２へ電流が流れ、給電手段７を通して信号源８に流入する。
【００３８】
アンテナ装置１０により電波が受信される場合、第一放射板１１又は第二放射板１３が電波を受信すると、第一放射板１１では円弧部及び直線部から円弧辺に沿って円弧頂点に、第二放射板１３では両側辺に沿って上辺中心部に定在波電流が分布し、所定の振幅及び位相で電流が流れる。すると、いずれかの放射板から伝送線路１２を介して給電手段７に電流が流入する。具体的には、第一放射板１１からは、その円弧頂点から伝送線路１２に電流が流れて給電手段７に流入する。第二放射板１３においては、電流は両側辺から上辺中心部まで流れ、上辺中心部から下辺中心部に向けて流れ、給電手段７に直接電流が流入する。
【００３９】
ここで、アンテナ装置１０のＶＳＷＲ特性について説明する。
図１０に示すのは、従来のアンテナ装置と本実施形態のアンテナ装置１０とのＶＳＷＲ特性の測定結果である。本実施形態のアンテナ装置１０は、従来のアンテナ装置に比べてＶＳＷＲ特性が３〜６ＧＨｚの範囲で低下されており、使用帯域が低周波数領域において広帯域化されている。ここで、図１０中の従来のアンテナ装置とは、図１１に示すように、平面視半円形状の放射板と平面視台形状の放射板とが支持基板の一面に備えられており、ヴィアホールにより伝送線路を貫通させて給電するものである。
【００４０】
ここで、アンテナ装置１０の放射パターンは、第一放射板１１の直線部の中心と第二放射板１３の下辺中心とを結ぶ曲線である。図１１に示すように、従来のアンテナ装置においては放射パターンの強い方向と伝送方向（伝送線路が延在する方向）とが一致してしまい放射パターンの劣化につながるが、図７に示すように、本実施形態のアンテナ装置１０によれば、伝送線路１２は第二放射板１３と支持基板２を介して対向すれば良いので、任意の方向に延在させることができ、伝送方向を放射パターンの最も弱い方向と一致させることができ、放射パターンを劣化させることなく給電が可能である。
【００４１】
以上より、本実施形態のアンテナ装置１０によれば、第二放射板１３が伝送線路としても機能するので、アンテナ装置１０をより簡略化及び小型化させることが可能である。また、アンテナ特性の広帯域化が可能であり、特に３〜６ＧＨｚでのＶＳＷＲ特性を低下させることができる。さらに、伝送方向を放射パターンの形状にあわせて変更可能であるので、アンテナ特性の一つである指向性を均等にすることが可能である。
【００４２】
［第三の実施形態］
次に、本発明の第三の実施形態に係るアンテナ装置１５について説明する。
本実施形態のアンテナ装置１５は、第二の実施形態に係るアンテナ装置１０とは、第二放射板１３の構成が異なっている。
【００４３】
まず、アンテナ装置１５の構成について説明する。
図１２に示すように、アンテナ装置１５には、第一の実施形態と同様の支持基板２が備えられている。図１２においては、支持基板２の一面に備えられているものは実線で示し、支持基板２の他面に備えられているものを破線で示した。図１３に示すように、支持基板２の一面には、平面視半円形状の第一放射板１１が備えられている。第一放射板１１の円弧頂点には、第二の実施形態と同様に伝送線路１２が接続されている。伝送線路１２は第一放射板１１の直線部の垂直二等分線に沿って支持基板２の縁部まで延在されており、伝送線路１２の他端には給電手段７が電気的に接続されている。
【００４４】
図１４に示すように、支持基板２の他面には、平面視略台形状の第二放射板１６が備えられている。第二放射板１３は、第一放射板１１の円弧頂点にその上辺を対向させ、かつ、第一放射板１１の直線部と第二放射板１３の上辺及び下辺とが略平行になるように配置されている。また、第一放射板１１と第二放射板１３は、支持基板２において幅ｇ＝０．５ｍｍの間隙を設けるように備えられている。
【００４５】
第二放射板１３の各辺の長さ寸法は、例えば、上辺が１８ｍｍ、下辺が３８ｍｍ、高さが２６ｍｍとなるように形成されている。第二放射板１６の下辺中心部には、平面視矩形状のインピーダンス整合部１７が備えられている。インピーダンス整合部１７は第二放射板１６と同様の材料により形成されたものであり、その大きさの一例としては横幅が８ｍｍ、縦幅が３ｍｍとされている。インピーダンス整合部１７の縦幅は１〜１０ｍｍ程度が好ましく、横幅を調整することによってアンテナ装置１５のインピーダンスを調整できるようになっている。また、インピーダンス整合部１７は、支持基板２の縁部で給電手段７に接続される。つまり、伝送線路１２に対向する第二放射板１６の一部分とインピーダンス整合部１７とは伝送線路（マイクロストリップ線路）として機能するようになっている。
【００４６】
図１４に示すように、支持基板２の他面には、平面視台形状の第二放射板１６がその上辺が第一放射板１１側を向くように備えられている。
【００４７】
次に、アンテナ装置１５による電波の送受信について説明する。
アンテナ装置１５によって電波が送信される場合、まず、信号処理装置等の信号源８からの電気信号に基づいて給電手段７に所定の振幅及び位相で電流が流れる。すると、図１３及び図１４中矢印で示すように、給電手段７から伝送線路１２を介して第一放射板１１及び第二放射板１６に電流が流れる。
具体的には、第二の実施形態と同様である。信号源８は交流信号を出力するため、伝送線路１２に接続されている給電手段７側にプラスの電荷が流入し、第二放射板１６に接続されている給電手段７側にマイナスの電荷が流入するとき、支持基板２における第一放射板１１が配置されている面においては、信号源８から出力された電流は、給電手段７を通しインピーダンス整合部１７を介して伝送線路１２に流れ、伝送線路１２から第一放射板１１に流れ、第一放射板１１の円弧に沿って半円上端まで流れる。このとき、支持基板２における第二放射板１６が配置されている面においては、電流は第二放射板１６の台形側辺下端から側辺に沿って側辺上端へ向かって流れ、側辺上端から上辺中心部に向かって流れた後、上辺中心部から下辺中心部に向かって流れ、インピーダンス整合部１７を介し、給電手段７を通して、信号源８に流入する。
同様に、伝送線路１２に接続されている給電手段７側にマイナスの電荷が流入し、第二放射板１６に接続されている給電手段７側にプラスの電荷が流入するとき、支持基板２における第二放射板１６が配置されている面においては、信号源８から出力された電流は、給電手段７を通し、インピーダンス整合部１７を介して第二放射板１６の下辺中心部から上辺中心部へ向かって流れ、上辺中心部から両側辺上端に向かって流れ、側辺上端から側辺に沿って側辺下端に向かって流れる。このとき、第一放射板１１が配置されている面においては、電流は第一放射板１１における半円上端から円弧に沿って、第一放射板１１の円弧中心部まで流れ、円弧中心部から伝送線路１２へ流れ、給電手段７を通して信号源８に流入する。
【００４８】
アンテナ装置１５により電波が受信される場合、第一放射板１１又は第二放射板１６が電波を受信すると、第二の実施形態と同様に、第一放射板１１では円弧部又は直線部から円弧辺に沿って円弧頂点に、第二放射板１６では両側辺に沿って上辺中心部に定在波電流が分布し、所定の振幅及び位相で電流が流れる。すると、第一放射板１１からは、その円弧頂点から伝送線路１２に電流が流れて給電手段７まで伝送される。また、第二放射板１６からは、両側辺から上辺中心部まで電流が流れると、電流は上辺中心部からインピーダンス整合部１７に向かって流れる。そして、電流はインピーダンス整合部１７を経由して、給電手段７に伝送される。つまり、インピーダンス整合部１７を備える第二放射板１６は伝送線路としての機能も備えているので、第二放射板１６から給電手段７に直接電流を伝送させるようになっている。
【００４９】
次に、アンテナ装置１５のＶＳＷＲ特性について述べる。
図１０に示すように、本実施形態のアンテナ装置１５は、ＶＳＷＲ値≦２となる領域は第二の実施形態のアンテナ装置１０と同等であるが、三つの共振点においてＶＳＷＲ特性が顕著に低下している。本実施形態における三つの共振点とは、第一放射板１１の直線部から第二放射板１６のインピーダンス整合部１７までの距離による第一共振点Ｐ１と、第二放射板１６の上辺からインピーダンス整合部１７までの距離による第二共振点Ｐ２と、第一放射板１１の円弧頂点から直線部までの距離による第三共振点Ｐ３と、が周波数の小さい方から順に測定される。
【００５０】
以上より、本実施形態のアンテナ装置１５によれば、第二放射板１６が伝送線路としても機能するので、アンテナ装置１５をより簡略化及び小型化させることが可能である。また、アンテナ特性の広帯域化が可能であり、特に３〜６ＧＨｚでのＶＳＷＲ特性を低下させることができる。さらに、共振点でのＶＳＷＲ値の低下が著しく、共振周波数は放射板における電流の流れる経路によって定まる値であるので、放射板の形状を変更させることにより共振周波数の調整が可能であり、所望の周波数域でＶＳＷＲ特性を低下させることができ、アンテナ特性を柔軟に調整することが可能である。
【００５１】
なお、本実施形態においては、インピーダンス整合部１７は平面視矩形状になるように形成したが、インピーダンス整合部１７の形状は適宜変更可能である。ここで、伝送線路のインピーダンス特性はその幅寸法を変更することにより調整可能であり、図１５及び図１６に示すように、インピーダンス整合部１７の側辺をテーパ状にしてテーパ状の伝送線路の一部とすることも可能である。このように、インピーダンス整合部１７の形状を変更してアンテナ装置のインピーダンス特性を調整し、伝送線路とのインピーダンス整合を容易にとることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】第一の実施形態にかかるアンテナ装置の概略構成図である。
【図２】第一の実施形態にかかるアンテナ装置の放射板と伝送線路の接続を示す斜視図である。
【図３】第一の実施形態にかかるアンテナ装置の平面図である。
【図４】第一の実施形態にかかるアンテナ装置の底面図である。
【図５】図１におけるＩ−Ｉ断面図である。
【図６】第一の実施形態にかかるアンテナ装置と従来のアンテナ装置のＶＳＷＲ特性を示すグラフである。
【図７】第二の実施形態にかかるアンテナ装置の概略構成図である。
【図８】第二の実施形態にかかるアンテナ装置の平面図である。
【図９】第二の実施形態にかかるアンテナ装置の底面図である。
【図１０】第二の実施形態にかかるアンテナ装置と第三の実施形態にかかるアンテナ装置と従来のアンテナ装置のＶＳＷＲ特性を示すグラフである。
【図１１】半円形状の放射板と台形状の放射板とを備える従来のアンテナ装置の概略構成図である。
【図１２】第三の実施形態にかかるアンテナ装置の概略構成図である。
【図１３】第三の実施形態にかかるアンテナ装置の平面図である。
【図１４】第三の実施形態にかかるアンテナ装置の底面図である。
【図１５】第三の実施形態にかかるアンテナ装置のインピーダンス整合部の変形例を示す平面図である。
【図１６】第三の実施形態にかかるアンテナ装置のインピーダンス整合部の変形例を示す平面図である。
【図１７】従来のアンテナ装置の概略構成図である。
【図１８】図１７におけるＩＩ−ＩＩ断面図である。
【図１９】従来のアンテナ装置の平面図である。
【図２０】従来のアンテナ装置の底面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１，１０，１５       アンテナ装置
２     支持基板
３，１１      第一放射板
４，１３，１６第二放射板
５     第一伝送線路
６     第二伝送線路
７     給電手段
８     信号源
１２   伝送線路
１７   インピーダンス整合部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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