(57)【要約】【課題】小型化を促進できると共に所望のアンテナ特性を得るための調整が容易に行える逆Ｆアンテナ構造のアンテナ装置を提供すること。【解決手段】アンテナ装置１０は、プリント基板１１上に所定の間隔を存して支持された金属平板からなる放射導体板１２と、該金属平板の２箇所をプリント基板１１側へ直角に折り曲げて形成された短絡導体片１３および給電導体片１４と、プリント基板１１の表面にパターニングされて放射導体板１２に対向する対向導体層１５とを備えており、対向導体層１５には両導体片１３，１４の近傍にスリット１５ａが形成されている。短絡導体片１３の先端部は対向導体層１５に接続されており、給電導体片１４の先端部は給電回路に接続されている。また、スリット１５ａは対向導体層１５の幅寸法を局所的に狭める向きに延びており、このスリット１５ａの一端側は開放端で他端側は幅広な閉端部となっている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント基板上に所定の間隔を存して支持された金属板からなる放射導体板と、前記プリント基板の表面に形成された導体層で前記放射導体板に対向する対向導体層と、前記放射導体板の一端から前記プリント基板へ向かって延出して先端部が前記対向導体層に接続された短絡導体片と、前記放射導体板に給電信号を供給する給電手段とを備え、前記対向導体層には、前記短絡導体片が接続されている個所の近傍に、電流経路を迂回させるスリットが設けてあることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
請求項１の記載において、前記スリットは前記対向導体層の幅寸法を局所的に狭める向きに延びていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項３】
請求項１または２の記載において、前記スリットの形状は、一端側が開放端で他端側が幅広な閉端部となっていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項の記載において、前記放射導体板の前記スリットと略対向する領域に電流経路を迂回させる切欠部を設けたことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項の記載において、前記給電手段として、前記放射導体板の給電部から前記プリント基板へ向かって延出して先端部が給電回路に接続された給電導体片を備えていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか１項の記載において、前記給電手段として、前記スリットの近傍で前記対向導体層に接続された同軸ケーブルを備えていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項７】
請求項１〜４のいずれか１項の記載において、前記給電手段として、前記プリント基板の前記対向導体層が形成されている側とは逆側の面で前記スリットを横切る位置に形成されたマイクロストリップラインを備えていることを特徴とするアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射導体等が金属板からなる逆Ｆアンテナ構造のアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属板からなる放射導体板を所定の間隔を存して接地導体層と対向させている逆Ｆアンテナは、該金属板から接地導体層側へ延出する金属片（折曲片）によって放射導体板を支持できると共に、この金属片を接地導体層に接続して短絡導体片となしたり給電回路に接続して給電導体片となすことができるため、安価に製造できて低背化も容易なアンテナ装置として多方面で利用されている。
【０００３】
図６は従来より知られている一般的な逆Ｆアンテナの基本構造を示す説明図である（例えば、特許文献１参照）。同図に示すアンテナ装置１は、プリント基板２上に所定の間隔を存して支持された金属平板からなる放射導体板３と、該金属平板の一端部を直角に折り曲げて形成された短絡導体片４と、プリント基板２の表面に設けられて放射導体板３に対向する接地導体層５とを備えて構成され、放射導体板３の給電部に同軸ケーブル６の内部導体が接続されていると共に、接地導体層５に同軸ケーブル６の外部導体が接続されている。かかる構成のアンテナ装置１は、同軸ケーブル６からの給電によって放射導体板３を励振させると、この放射導体板３の先端部（短絡導体片４側とは逆側の端部）と該先端部に対向する接地導体層５との間に強い電界が発生して電波が放射されるようになっている。
【０００４】
なお、図６に示すアンテナ装置１の変形例として、プリント基板２の表面に設けた接地導体層５の代わりに金属平板からなる接地導体板を用いることもある。また、同軸ケーブル６を放射導体板３に直接接続する代わりに、放射導体板３の給電部に給電ピンを接続したり、放射導体板３と一体の金属片を給電部で直角に折り曲げて給電導体片となすこともある。
【特許文献１】特開平５−２２０１８号公報（第２頁、図１４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述したように、従来より知られている逆Ｆアンテナ構造のアンテナ装置１は低コスト化や低背化に有利であるが、放射導体板３の全長を共振長の４分の１程度に設定しなければならないため、小型化という点で改良の余地があった。また、この種のアンテナ装置１において共振周波数の微調整やインピーダンスのマッチング調整を行う際には、放射導体板３の形状を僅かに変更する必要があるが、実際には、プリント基板２上に支持された板金の放射導体板３に対して微細な加工を施すことは容易でなく、それゆえ所望のアンテナ特性を得るための高精度な調整が行いにくいという問題もあった。
【０００６】
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、小型化を促進できると共に所望のアンテナ特性を得るための調整が容易に行える逆Ｆアンテナ構造のアンテナ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するため、本発明のアンテナ装置では、プリント基板上に所定の間隔を存して支持された金属板からなる放射導体板と、前記プリント基板の表面に形成された導体層で前記放射導体板に対向する対向導体層と、前記放射導体板の一端から前記プリント基板へ向かって延出して先端部が前記対向導体層に接続された短絡導体片と、前記放射導体板に給電信号を供給する給電手段とを備え、前記対向導体層には、前記短絡導体片が接続されている個所の近傍に、電流経路を迂回させるスリットが設けてある構成にした。
【０００８】
このように構成されたアンテナ装置は、給電時に放射導体板の先端部（短絡導体片側とは逆側の端部）と対向導体層との間に強い電界を発生させることができるため、逆Ｆアンテナとして動作し、短絡導体片の付近が大きな電流の流れる磁界領域となるが、この磁界領域にはスリットが設けてあるので、該スリット周縁部で電流経路を迂回させて電気長を稼ぐことができる。それゆえ、このアンテナ装置は、所望の周波数に共振させるために必要な装置全体の大きさを縮小して小型化を促進することができる。しかも、このスリットはプリント基板の表面の対向導体層に設けられており、このスリットの形状や大きさを適宜変更して共振周波数の微調整やインピーダンスのマッチング調整を行うことは比較的容易なので、所望のアンテナ特性を得るための調整作業が容易かつ高精度に行える。
【０００９】
上記の構成において、スリットは対向導体層の幅寸法を局所的に狭める向きに延びていることが好ましく、これによりスリットに沿って多くの電流を迂回させることができるため、装置全体の小型化が一層促進しやすくなる。
【００１０】
また、上記の構成において、スリットの形状は、一端側が開放端で他端側が幅広な閉端部となっていることが好ましく、これによりスリットに沿って流れる電流を幅広な閉端部で大きく迂回させて効果的に電流経路を延ばすことができるため、装置全体の小型化が一層促進しやすくなる。
【００１１】
また、上記の構成において、放射導体板にも対向導体層のスリットと略対向する領域に電流経路を迂回させる切欠部が設けてあると、アンテナ装置の磁界領域は対向導体層だけでなく放射導体板でも電気長が稼げることになるので、装置全体の小型化が一層促進しやすくなる。
【００１２】
また、上記の構成において、アンテナ装置の給電手段として、放射導体板の給電部からプリント基板へ向かって延出して先端部が給電回路に接続された給電導体片を備えていると、金属板からなる放射導体板と短絡導体片および給電導体片とが一体品として容易に形成できると共に、これら短絡導体片および給電導体片によって放射導体板を支持する簡素な構造が実現できるため、製造コストが低減させやすくなる。なお、この場合アンテナ装置は、対向導体層を接地導体となして放射導体板の給電部に給電信号が直接供給されるため、一般的な逆Ｆアンテナと同じように動作する。
【００１３】
また、上記の構成において、アンテナ装置の給電手段として、スリットの近傍で対向導体層に接続された同軸ケーブルを備えていると、この同軸ケーブルの対向導体層に対する接続位置を適宜変更することによってインピーダンスを調整できるため、所望のアンテナ特性を得るための調整作業を一層容易に行うことが可能となる。なお、この場合アンテナ装置は、対向導体層に対する直接給電により給電信号が短絡導体片を介して放射導体板に供給されることになるが、励振時のアンテナ動作は一般的な逆Ｆアンテナと同等である。
【００１４】
また、上記の構成において、アンテナ装置の給電手段として、プリント基板の対向導体層が形成されている側とは逆側の面でスリットを横切る位置に形成されたマイクロストリップラインを備えていると、このマイクロストリップラインの太さや形成位置を適宜変更することによってインピーダンスを調整できるため、所望のアンテナ特性を得るための調整作業を一層容易に行うことが可能となる。なお、この場合アンテナ装置は、対向導体層に対する給電により給電信号が放射導体板に供給されることになるが、励振時のアンテナ動作は一般的な逆Ｆアンテナと同等である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のアンテナ装置は、短絡導体片の付近が磁界領域となる逆Ｆアンテナとして動作するが、この磁界領域には電流経路を迂回させるスリットが設けてあるので、電気長を稼げて装置全体の小型化が促進しやすい。また、このスリットはプリント基板の表面の対向導体層に設けられており、このスリットの形状や大きさを適宜変更して共振周波数の微調整やインピーダンスのマッチング調整を行うことは比較的容易なので、所望のアンテナ特性を得るための調整作業が容易かつ高精度に行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
発明の実施の形態を図面を参照して説明すると、図１は本発明の第１実施形態例に係るアンテナ装置の斜視図、図２は該アンテナ装置の側面図である。
【００１７】
これらの図に示すアンテナ装置１０は、プリント基板１１上に所定の間隔を存して支持された金属平板からなる放射導体板１２と、該金属平板の２箇所をプリント基板１１側へ直角に折り曲げて形成された短絡導体片１３および給電導体片１４と、プリント基板１１の表面にパターニングされて放射導体板１２に対向する対向導体層１５とを備えており、銅箔等からなる対向導体層１５の一部にＴ字形状のスリット１５ａが形成されている。短絡導体片１３は放射導体板１２の長手方向一端部を基端としてプリント基板１１側へ延出する金属片であって、この短絡導体片１３の先端部は対向導体層１５に接続されている。また、給電導体片１４は放射導体板１２の給電部を基端としてプリント基板１１側へ延出する金属片であって、この給電導体片１４は対向導体層１５とは非接触に保たれて先端部が図示せぬ給電回路に接続されている。対向導体層１５の外形はスリット１５ａ部分を除いてほぼ放射導体板１２と同じあり、この対向導体層１５は接地されている。スリット１５ａは短絡導体片１３や給電導体片１４の近傍に形成されて、対向導体層１５の幅寸法を局所的に狭める向きに延びており、このスリット１５ａの一端側は開放端で他端側は幅広な閉端部となっている。
【００１８】
かかる構成のアンテナ装置１０は、給電導体片１４からの給電によって放射導体板１２を励振させると、この放射導体板１２の先端部（短絡導体片１３側とは逆側の端部）と該先端部に対向する対向導体層１５との間に強い電界が発生して電波が放射されるため、逆Ｆアンテナとして動作する。つまり、このアンテナ装置１０の給電時には、図２の右端部が強い電界を発生する電界領域となり、図２の左端部（短絡導体片１３付近）が大きな電流の流れる磁界領域となるが、この磁界領域において対向導体層１５にスリット１５ａが設けてあるため、スリット１５ａの周縁部で電流経路を迂回させて電気長が稼げるようになっている。ここで、スリット１５ａは対向導体層１５の幅寸法を局所的に狭める向きに延びているので、スリット１５ａに沿って多くの電流を迂回させることができる。また、スリット１５ａの形状は、一端側が開放端で他端側が幅広な閉端部となっているので、スリット１５ａに沿って流れる電流を幅広な閉端部で大きく迂回させて効果的に電流経路を延ばすことができる。したがって、このアンテナ装置１０は、所望の周波数に共振させるために必要な装置全体の大きさを著しく縮小することができ、小型化が促進しやすくなっている。
【００１９】
しかも、このアンテナ装置１０では、銅箔等からなる対向導体層１５に加工を施してスリット１５ａの形状や大きさを適宜変更すれば、共振周波数の微調整やインピーダンスのマッチング調整が比較的容易に行えるので、所望のアンテナ特性を得るための調整作業が容易かつ高精度に行える。なお、このアンテナ装置１０は、金属板からなる放射導体板１２と短絡導体片１３および給電導体片１４とが一体品として容易に形成できると共に、これら短絡導体片１３および給電導体片１４によって放射導体板１２を支持する簡素な構造が実現できるため、製造コストが低減させやすい。
【００２０】
図３は本発明の第２実施形態例に係るアンテナ装置を放射導体板を省略して示す平面図であって、図１および図２に対応する部分には同一符号が付してあるため重複する説明は省略する。なお、図３において、符号１６は脚片、１７は同軸ケーブルを示しており、符号２０はアンテナ装置を総括的に示している。
【００２１】
図３に示すアンテナ装置２０では、給電手段として同軸ケ−ブル１７がスリット１５ａの近傍で対向導体層１５に接続されていると共に、仮想線で示す放射導体板１２を機械的に支えるための脚片１６が該放射導体板１２の適宜箇所からプリント基板１１側へ延設されている点が、前述した第１実施形態例と大きく異なっている。すなわち、このアンテナ装置２０は、同軸ケ−ブル１７の内部導体と外部導体をスリット１５ａの幅方向両側で対向導体層１５に接続し、放射導体板１２に対する給電を対向導体層１５を介して行うという逆給電方式を採用している。また、脚片１６は第１実施形態例における給電導体片１４と外観は類似しているが、この脚片１６の先端部は回路に接続されておらず電気的にオープンな状態で固定されている。
【００２２】
このような構成のアンテナ装置２０は、対向導体層１５に対する直接給電により給電信号が短絡導体片１３を介して放射導体板１２に供給されることになるが、励振時のアンテナ動作は一般的な逆Ｆアンテナと同等である。そして、このアンテナ装置２０の場合、同軸ケ−ブル１７の対向導体層１５に対する接続位置を適宜変更することによってインピーダンスを調整できるため、所望のアンテナ特性を得るための調整作業を一層容易に行うことができる。
【００２３】
図４は本発明の第３実施形態例に係るアンテナ装置を放射導体板を省略して示す平面図であって、図３と対応する部分には同一符号を付してあるため重複する説明は省略する。なお、図４において、符号１８はマイクロストリップラインを示しており、符号３０はアンテナ装置を総括的に示している。
【００２４】
図４に示すアンテナ装置３０では、プリント基板１１の対向導体層１５が形成されている側とは逆側の面でスリット１５ａを横切る位置に、給電手段としてマイクロストリップライン１８が形成されている点が、前述した第２実施形態例と異なっている。ただし、仮想線で示す放射導体板１２を機械的に支えるための脚片１６が該放射導体板１２の適宜箇所からプリント基板１１側へ延設されており、第１実施形態例における給電導体片１４が省略されている点は第２実施形態例と同様である。すなわち、このアンテナ装置３０も第２実施形態例に係るアンテナ装置２０と同様に、放射導体板１２に対する給電を対向導体層１５を介して行うという逆給電方式を採用しているが、対向導体層１５がマイクロストリップライン１８との電磁結合によって給電される点が第２実施形態例と異なっている。
【００２５】
このような構成のアンテナ装置３０は、対向導体層１５に対する給電により給電信号が放射導体板１２に供給されることになるが、励振時のアンテナ動作は一般的な逆Ｆアンテナと同等である。そして、このアンテナ装置３０の場合、マイクロストリップライン１８の線幅（太さ）や形成位置を適宜変更することによってインピーダンスを調整できるため、所望のアンテナ特性を得るための調整作業を一層容易に行うことができる。
【００２６】
図５は本発明の第４実施形態例に係るアンテナ装置の斜視図であって、図１と対応する部分には同一符号を付してあるため重複する説明は省略する。なお、図５において、符号１２ａは放射導体板１２に設けた切欠部を示しており、符号４０はアンテナ装置を総括的に示している。
【００２７】
図５に示すアンテナ装置４０では、放射導体板１２の一部で対向導体層１５のスリット１５ａと略対向する領域に該スリット１５ａと略同形の切欠部１２ａが形成されている点が、前述した第１実施形態例と異なっている。すなわち、放射導体板１２の切欠部１２ａはＴ字形状に形成されてスリット１５ａと略対向しており、この切欠部１２ａの一端側は開放端で他端側は幅広な閉端部となっている。したがって、このアンテナ装置４０では、給電時に大きな電流の流れる磁界領域において、対向導体層１５のスリット１５ａの周縁部で電流経路を迂回させるだけでなく、放射導体板１２の切欠部１２ａの周縁部でも電流経路を迂回させることができるため、電気長を効果的に稼げることになって装置全体の小型化が一層促進しやすくなっている。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１実施形態例に係るアンテナ装置の斜視図である。
【図２】該アンテナ装置の側面図である。
【図３】本発明の第２実施形態例に係るアンテナ装置を放射導体板を省略して示す平面図である。
【図４】本発明の第３実施形態例に係るアンテナ装置を放射導体板を省略して示す平面図である。
【図５】本発明の第４実施形態例に係るアンテナ装置の斜視図である。
【図６】従来例に係る逆Ｆアンテナの基本構造を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２９】
１０，２０，３０，４０  アンテナ装置
１１  プリント基板
１２  放射導体板
１２ａ  切欠部
１３  短絡導体片
１４  給電導体片
１５  対向導体層
１５ａ  スリット
１６  脚片
１７  同軸ケーブル
１８  マイクロストリップライン
【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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