(57)【要約】【課題】Ｍ型アンテナを基本構造とし、放射電極部２２を接地板１０から離す高さを大きくせずに、また平面形状を大きくせずに、共振周波数を低くすることができる平面型アンテナを提供する。【解決手段】接地板１０から離してしかも平行に平板状の放射電極部２２を設け、放射電極部２２の平面外形の中央部に給電ピン１４を電気的接続し、給電ピン１４の配設位置を中心として対称の位置で放射電極部２２の平面外形の外縁部を接地板１０に電気的に短絡するように一対のショートピン１６を設け、給電ピン１４の配設位置とショートピン１６の配設位置の間を結ぶ直線を遮るように放射電極部２２に切り欠き２４を設ける。給電ピン１４とショートピン１６の間の電流経路が直線で結ぶ距離よりも長くなり、共振周波数を低くできる。もって、小型で低背なアンテナとして好適である。【選択図】  図１
2007221774.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
接地板から離してしかも平行に平板状の放射電極部を設け、前記放射電極部の平面外形の中央部に給電ピンを電気的接続し、前記給電ピンの配設位置を中心として対称の位置で前記放射電極部の平面外形の外縁部を前記接地板に電気的に短絡するように対のショートピンを設けた平面型アンテナであって、前記給電ピンの配設位置と前記ショートピンの配設位置の間を結ぶ直線を遮るように前記放射電極部に切り欠きを設けて構成したことを特徴とする平面型アンテナ。
【請求項２】
接地板から離してしかも平行な平面内に導電線で放射電極部を設け、前記放射電極部の平面外形の中央部に給電ピンを電気的接続し、前記給電ピンの配設位置を中心として対称の位置で前記放射電極部の平面外形の外縁部を前記接地板に電気的に短絡するように対のショートピンを設けた平面型アンテナであって、前記給電ピンの配設位置と前記ショートピンの配設位置の間を直線的に結ぶ前記導電線を設けることなしに構成したことを特徴とする平面型アンテナ。
【請求項３】
請求項１または２記載の平面型アンテナにおいて、前記ショートピンを一対だけ設けて構成したことを特徴とする平面型アンテナ。
【請求項４】
請求項１記載の平面型アンテナにおいて、前記放射電極部の平面形状を正方形とし、前記放射電極部に前記正方形の各辺に下辺を平行として頂点を前記平面形状の中央部に向けた三角形の切り欠きをそれぞれに設け、前記正方形の対向する２辺の中間位置に一対の前記ショートピンを設けて構成したことを特徴とする平面型アンテナ。
【請求項５】
請求項１記載の平面型アンテナにおいて、前記放射電極部の平面形状を円形とし、前記放射電極部に頂点を前記平面形状の中央部に向けた扇形の４つの切り欠きを均等分割位置に設け、対向する２つの前記扇形の切り欠きで形成される円弧状の縁部の中間位置に一対の前記ショートピンを設けて構成したことを特徴とする平面型アンテナ。
【請求項６】
請求項１記載の平面型アンテナにおいて、前記放射電極部の前記切り欠きの部分に別のアンテナを配設して構成したことを特徴とする平面型アンテナ。
【請求項７】
請求項２記載の平面型アンテナにおいて、前記放射電極部の前記導電線が設けられていない部分に別のアンテナを配設して構成したことを特徴とする平面型アンテナ。
【請求項８】
請求項１記載の平面型アンテナにおいて、前記放射電極部を、絶縁樹脂板上に導電材により平面形状が正方形の外縁部分と前記正方形の対向する隅を結ぶ十文字状の部分とで形成し、しかも前記十文字状の部分を前記隅と前記十文字状の部分が交叉する中央部の間で切断して間隙を設けて構成したことを特徴とする平面型アンテナ。
【請求項９】
請求項８記載の平面型アンテナにおいて、前記放射電極部の前記十文字状の部分の前記間隙に、チップコンデンサを介装して構成したことを特徴とする平面型アンテナ。
【請求項１０】
請求項１記載の平面型アンテナにおいて、前記放射電極部を、絶縁樹脂板上に導電材により平面形状が正方形の外縁部分と前記正方形の対向する隅を結ぶ十文字状の部分とで形成し、しかも前記十文字状の部分を前記隅に近い位置で切断して間隙を設け、この間隙にチップインダクタンスを介装して構成したことを特徴とする平面型アンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小型でしかも低背な平面型アンテナ、また設置スペースを大きくすることなしに別のアンテナを配設することのできる平面型アンテナに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の低背の平面型アンテナとして、平板状の放射電極部を有するＭ型アンテナが知られている。このＭ型アンテナを応用した技術が特開平０５−１３６６２５号公報に示されている。
【特許文献１】特開平０５−１３６６２５号公報
【０００３】
このＭ型アンテナの構造の一例を図３５ないし図３７を参照して簡単に説明する。図３５は、従来のＭ型アンテナの一例の外観斜視図である。図３６は、図３５の構造のＭ型アンテナのＶＳＷＲ特性図である。図３７は、図３５の構造で接地板から放射電極部までの高さ寸法を３１ｍｍとした場合のＶＳＷＲ特性図である。図３５に示す従来のＭ型アンテナの構造は、接地板１０から離してしかも平行に平板状の導電板からなり平面外形が正方形の放射電極部１２が配設され、その平面形状の略中央部に給電ピン１４が接地板１０側から立ち上げられて電気的接続される。そして、この給電ピン１４が配設された位置を中心として略対称な位置で、放射電極部１２の正方形の平面外形の対向する２辺の略外縁部の中央の位置を接地板１０に電気的に短絡させるように一対のショートピン１６、１６が設けられる。なお、給電ピン１４は、接地板１０に電気的接続されないことは勿論である。放射電極部１２の正方形の一辺の寸法を８４ｍｍとし、接地板１０からの高さを２５ｍｍとすると、図３６に示すごとく、その共振周波数として約９００ＭＨｚが得られた。また、放射電極部１２の一辺の寸法を同じ８４ｍｍのままとして、接地板１０からの高さを３１ｍｍとより高くすると、図３７に示すごとく、その共振周波数として８８５ＭＨｚが得られた。この８８５ＭＨｚは、携帯電話に用いられる周波数帯の１つであるＰＤＣ８００ＭＨｚ帯の中心周波数である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のごとき従来構造のＭ型アンテナにあっては、接地板１０から放射電極部１２を離す高さ寸法が大きいほど、共振周波数が低いものとなる。このＭ型アンテナの電流分布のシミュレーションにおいて、放射電極部１２のショートピン１６、１６が設けられていない辺部にあってはほとんど電流が流れておらず、給電ピン１４とショートピン１６、１６に強く電流が流れて同相モードで共振していることが明らかとなった。そこで、接地板１０から放射電極部１２を離す高さを大きくするほど、給電ピン１４とショートピン１６、１６の寸法も長くなり、当然に電流経路が長くなって共振周波数が低いものとなることが理解し得る。
【０００５】
しかるに、共振周波数を低くするためには、接地板１０から放射電極部１２を離す高さを大きくしなければならず、薄型、低背が求められる近年の電子機器筐体に、このようなアンテナを組み込むとそれだけ低背が損なわれる。そこで、接地板１０から放射電極部１２を離す高さを大きくすることなしに、しかも放射電極部１２の平面形状を大きくすることなしに、共振周波数を低いものとできることが小型化および低背化に望ましい。
【０００６】
また、最近の電子機器は様々なメディアやサービスに対応する機能を有しており、そのために複数のアンテナを必要とする場合があるが、一般的にアンテナの取付スペースは限られていることが多い。上記特許文献１記載のＭ型アンテナにさらに別のアンテナを追加搭載しようとした場合、追加する別のアンテナは放射電極部１２の横または上に設けざるを得ず、その分だけ広い設置のスペースを必要とし、または背が高いものとなる。しかるに、複数のアンテナを必要とする場合でも、その設置スペースができる限り小さくまた背が低いことが望ましい。
【０００７】
本発明は、上述したごとき従来のＭ型アンテナの事情に鑑みてなされたもので、Ｍ型アンテナを基本構造として用いて、接地板から放射電極部を離す高さを大きくすることなしに、しかも放射電極部の平面形状を大きくすることなしに、共振周波数を低くすることができる平面型アンテナを提供することを目的とする。また、放射電極部の切り欠き等の部分に別のアンテナを組み込むことで、設置スペースを大きくすることなしに別のアンテナを配設することのできる平面型アンテナを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かかる目的を達成するために、本発明の平面型アンテナは、接地板から離してしかも平行に平板状の放射電極部を設け、前記放射電極部の平面外形の中央部に給電ピンを電気的接続し、前記給電ピンの配設位置を中心として対称の位置で前記放射電極部の平面外形の外縁部を前記接地板に電気的に短絡するように対のショートピンを設けた平面型アンテナであって、前記給電ピンの配設位置と前記ショートピンの配設位置の間を結ぶ直線を遮るように前記放射電極部に切り欠きを設けて構成されている。
【０００９】
また、本発明の平面型アンテナは、接地板から離してしかも平行な平面内に導電線で放射電極部を設け、前記放射電極部の平面外形の中央部に給電ピンを電気的接続し、前記給電ピンの配設位置を中心として対称の位置で前記放射電極部の平面外形の外縁部を前記接地板に電気的に短絡するように対のショートピンを設けた平面型アンテナであって、前記給電ピンの配設位置と前記ショートピンの配設位置の間を直線的に結ぶ前記導電線を設けることなしに構成しても良い。
【００１０】
そして、前記ショートピンを一対だけ設けて構成することもできる。
【００１１】
さらに、前記放射電極部の平面形状を正方形とし、前記放射電極部に前記正方形の各辺に下辺を平行として頂点を前記平面形状の中央部に向けた三角形の切り欠きをそれぞれに設け、前記正方形の対向する２辺の中間位置に一対の前記ショートピンを設けて構成することも可能である。
【００１２】
また、前記放射電極部の平面形状を円形とし、前記放射電極部に頂点を前記平面形状の中央部に向けた扇形の４つの切り欠きを均等分割位置に設け、対向する２つの前記扇形の切り欠きで形成される円弧状の縁部の中間位置に一対の前記ショートピンを設けて構成することも可能である。
【００１３】
そしてさらに、前記放射電極部の前記切り欠きの部分に別のアンテナを配設して構成しても良い。
【００１４】
そしてまた、前記放射電極部の前記導電線が設けられていない部分に別のアンテナを配設して構成しても良い。
【００１５】
また、前記放射電極部を、絶縁樹脂板上に導電材により平面形状が正方形の外縁部分と前記正方形の対向する隅を結ぶ十文字状の部分とで形成し、しかも前記十文字状の部分を前記隅と前記十文字状の部分が交叉する中央部の間で切断して間隙を設けて構成しても良い。
【００１６】
そしてまた、前記放射電極部の前記十文字状の部分の前記間隙に、チップコンデンサを介装して構成することも可能である。
【００１７】
そしてさらに、前記放射電極部を、絶縁樹脂板上に導電材により平面形状が正方形の外縁部分と前記正方形の対向する隅を結ぶ十文字状の部分とで形成し、しかも前記十文字状の部分を前記隅に近い位置で切断して間隙を設け、この間隙にチップインダクタンスを介装して構成することもできる。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１記載の平面型アンテナにあっては、放射電極部に給電ピンの配設位置とショートピンの配設位置の間を結ぶ直線を遮るように切り欠きを設けたので、給電ピンとショートピンの間の電流経路が直線で結ぶ距離よりも長くなり、接地板から放射電極部を離す高さを大きくすることなしに、また放射電極部の平面形状を大きくすることなしに共振周波数を低くすることができる。もって、小型で低背なアンテナとして好適である。しかも、低い共振周波数と高い共振周波数が得られている。
【００１９】
また、請求項２記載の平面型アンテナにあっては、給電ピンの配設位置とショートピンの配設位置の間を直線的に結ぶ導電線が設けられることなしに、導電線で放射電極部が設けられているので、請求項１と同様に、給電ピンとショートピンの間の電流経路が直線的に結ぶ距離よりも長くなり、接地板から放射電極部を離す高さを大きくすることなしに、また放射電極部の平面形状を大きくすることなしに共振周波数を低くすることができる。もって、小型で低背なアンテナとして好適である。
【００２０】
そして、請求項３記載の平面型アンテナにあっては、ショートピンが一対だけ設けられており、ショートピンを２対設けたものよりも共振周波数が低いものとなる。
【００２１】
さらに、請求項４および５記載の平面型アンテナのいずれにあっても、放射電極部に設けた切り欠きが、給電ピンを配設した中央部を中心としてほぼ点対称であり、ほぼ水平面無指向性が得られる。
【００２２】
そしてさらに、請求項６および７記載の平面型アンテナのいずれにあっても、放射電極部の切り欠きの部分、または導電線が設けられていない部分に別のアンテナを配設するので、スペースを有効に利用することができ、別のアンテナを組み込んでも設置スペースが大きくなるようなことがない。また、背も高くなることはない。
【００２３】
また、請求項８記載の平面型アンテナにあっては、放射電極部の十文字状の部分を隅と十文字状の部分が交叉する中央部の間で切断して間隙を設けているので、この間隙による容量結合が形成され、低い共振周波数は短縮効果により高い共振周波数側に移行する。なお、高い共振周波数に対しては、間隙をほぼ電流ゼロの位置とすることで、影響を与えることがない。そこで、低い共振周波数が高い共振周波数に近づくことで、高い共振周波数の広帯域化および利得の改善がなされる。
【００２４】
そしてまた、請求項９記載の平面型アンテナにあっては、放射電極部の十文字状の部分の間隙に、チップコンデンサを介装するので、結合容量の値を任意に設定でき、低い共振周波数を高い共振周波数側に任意に近づけることができる。
【００２５】
そしてさらに、請求項１０記載の平面型アンテナにあっては、放射電極部の十文字状の部分を隅に近い位置で切断して間隙を設け、この間隙にチップインダクタンスを介装するので、任意の値のインダクタンスを介装でき、その延長効果により十文字状の部分にミアンダ素子を介装したのと同様の作用が得られ、低い共振周波数および高い共振周波数をともにより低い周波数とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の第１実施例を図１ないし図３を参照して説明する。図１は、本発明の平面型アンテナの第１実施例の外観斜視図である。図２は、図１の第１実施例のＶＳＷＲ特性図である。図３は、図１の第１実施例の水平指向特性図である。
【００２７】
図１に示す本発明の平面型アンテナの第１実施例において、接地板１０から離してしかも平行に平面外形が正方形の放射電極部２２が配設される。この放射電極部２２は、導電板等の平板状の部材で形成される。そして、この放射電極部２２には、正方形の各辺に下辺を平行として頂点を正方形の平面形状の略中央部に向けた二等辺三角形の切り欠き２４、２４、２４、２４が穿設されて設けられる。したがって、正方形の辺となる外縁部分とこの正方形の４隅を結ぶ十文字状の部分とからなる。さらに、給電ピン１４が正方形の平面外形の略中央部、すなわち十文字状の部分の交差部分に接地板１０側から立ち上げられて電気的接続される。また、正方形の平面外形の対向する２辺の略中間位置に、放射電極部２２と接地板１０を電気的に短絡させる一対のショートピン１６、１６が配設される。なお、給電ピン１４は、接地板１０に電気的接続されないことは勿論である。
【００２８】
この放射電極部２２の正方形の一辺の寸法を８４ｍｍとし、接地板１０から離れる高さを２５ｍｍとした本発明の平面型アンテナにあっては、図２に示すごとく、その共振周波数が８８５ＭＨｚであり、図３５に示す従来のＭ型アンテナに比較して、切り欠き２４、２４、２４、２４を設けることにより、共振周波数が低いものとなっている。また、水平面指向特性は、図３に示すごとく、ほぼ無指向性が得られている。なお、天頂方向には、放射電界がゼロとなっている。さらに、図２に示されるごとく、８８５ＭＨｚの低い共振周波数の他に、２０４５ＭＨｚの高い共振周波数も得られている。
【００２９】
第１実施例で、低い共振周波数８８５ＭＨｚの動作における電流分布のシミュレーションにおいて、ショートピン１６、１６が配設されていない正方形の平面外形の対向する２辺の中間位置にそれぞれ電流ゼロが生じている。そこで、８８５ＭＨｚの共振周波数にあっては、給電ピン１４の長さａと給電ピン１４が接続された中央部から正方形の隅に至る長さｂとこの隅からショートピン１６が接続されずに電流ゼロの辺の中間位置までの長さｃの往復長さと隅からショートピン１６が配設された辺の中間位置までの長さｄおよびショートピン１６の長さｅの合計（ａ＋ｂ＋２×ｃ＋ｄ＋ｅ）の長さを全長とする電流経路でλ／２の同相モードで共振していることが明らかとなった。よって、放射電極部２２に給電ピン１４の配設位置とショートピン１６、１６の配設位置の間を結ぶ直線を遮るように切り欠き２４、２４、２４、２４を適宜に設けることで、従来のＭ型アンテナに比較して電流経路が長い分だけ、接地板１０から放射電極部２２を離す高さを大きくしなくても、また放射電極部２２の平面形状を大きくしなくても、低い共振周波数が得られることが理解し得る。
【００３０】
また、第１実施例の高い共振周波数２０４５ＭＨｚの動作における電流分布のシミュレーションにあっては、ショートピン１６、１６が接続された正方形の平面外形の対向する２辺には電流が流れず、ショートピン１６、１６が接続されない正方形の平面外形の対向する２辺の中間位置と、十文字状の部分の給電ピン１４の接続位置に近い位置で電流ゼロがそれぞれに生じている。そこで、２０４５ＭＨｚの共振周波数にあっては、給電ピン１４の長さａと給電ピン１４が接続された中央部から正方形の隅に至る長さｂおよびこの隅からショートピン１６が接続されずに電流ゼロの辺の中間位置までの長さｃの合計（ａ＋ｂ＋ｃ）の長さを全長とする電流経路でλ・３／４のトップロード型アンテナとして共振動作していることが明らかとなった。そして、水平面指向特性は、無指向性であり、また天頂方向に放射電界ゼロが生ずることは、８８５ＭＨｚの場合と同様である。
【００３１】
ところで、発明者らは、本発明の平面型アンテナの動作を解明すべく、ショートピン１６、１６の位置をずらして配設したシミュレーションも行った。図４は、ショートピンの配設位置をずらした第１変形例の外観斜視図である。図５は、ショートピンの配設位置をさらにずらした第２変形例の外観斜視図である。図４と図５において、放射電極部２２の平面外形の寸法および接地板１０から離す高さは図１のものと同じであり、また図１に示すものと同じまたは均等な部材には同じ符号を付けて重複する説明を省略する。
【００３２】
図４に示す第１変形例において、低い共振周波数が図１のものに比べて約１０ＭＨｚほど高い方にずれる結果が得られた。また、図５に示す第２変形例において、低い共振周波数が図４の第１変形例に比べてさらに約１０ＭＨｚほど高い方にずれる結果が得られた。よって、ショートピン１６、１６の配設位置は、正方形の辺の中間位置が最も低い共振周波数が得られることが判明した。
【００３３】
さらに、発明者らは、本発明の平面型アンテナの動作をより解明すべく、２対のショートピン１６、１６、１６、１６を配設したシミュレーションも行った。図６は、２対のショートピンを配設した第３変形例の外観斜視図である。図６において、図１に示すものと同じまたは均等な部材には同じ符号を付けて重複する説明を省略する。
【００３４】
図６に示す第３変形例において、ショートピン１６、１６、１６、１６が正方形の平面外形の４つのそれぞれの辺の中間位置にそれぞれ配設される。かかる構造の第３変形例にあっては、接地板１０から放射電極部２２が離される高さが２５ｍｍと図１のものと同じとした場合には、共振周波数８８５ＭＨｚを得るためには、平面外形の一辺の寸法を１２４ｍｍと、図１のものよりもかなり大きくしなければならなかった。２対のショートピン１６、１６、１６、１６を設けることで、給電ピン１４の長さａと給電ピン１４が接続された中央部から正方形の隅に至る長さｂとこの隅からショートピン１６が配設された辺の中間位置までの長さｄおよびショートピン１６の長さｅの合計（ａ＋ｂ＋ｄ＋ｅ）の長さを全長とする電流経路でλ／２の同相モードで共振するために、共振周波数８８５ＭＨｚを得るためには正方形の平面外形の寸法を必然的に大きくせざるを得ない。よって、ショートピン１６、１６は一対だけ設けることが、アンテナの小型化および低背化に好適であることが明らかとなった。なお、図６に示すショートピン１６、１６、１６、１６が４本の変形例にあっては、図１に示すショートピン１６、１６が２本の第１実施例のものと比較して、指向特性がより優れた無指向性が得られている。
【００３５】
次に、本発明の第２実施例を図７ないし図９を参照して説明する。図７は、本発明の平面型アンテナの第２実施例の外観斜視図である。図８は、第２実施例のＶＳＷＲ特性図である。図９は、第２実施例の水平面指向特性図である。図７において、図１に示すものと同じまたは均等な部材には同じ符号を付けて重複する説明を省略する。
【００３６】
図７に示す第２実施例において、放射電極部３２は絶縁樹脂板３６上に、導電薄膜等にて、平面外形を円形として接地板１０から離してしかも平行に設けられる。この放射電極部３２には、頂点を平面外形の略中央部に向けた頂角が９０°の扇形の４つの切り欠き３４、３４、３４、３４が均等分割位置に設けられる。したがって、第１実施例と同様に、円形の外形縁部と十文字状の部分とからなる。そして、給電ピン１４が、平面外形の略中央部、すなわち十文字状の部分の交叉部に電気的接続される。また、対向する２つの扇形の切り欠き３４、３４により形成される円弧状の縁部の略中央位置に、放射電極部３２と接地板１０を短絡させる一対のショートピン１６、１６が配設される。この放射電極部３２の外形の直径を８５ｍｍとし、接地板１０からの高さを２５ｍｍとした構造にあっては、図８に示すごとく、８６８ＭＨｚの共振周波数が得られた。また、その水平面指向特性は、図９に示すごとく、無指向性であった。よって、放射電極部３２の平面外形を円形とした本発明の第２実施例にあっても、放射電極部３２に給電ピン１４の配設位置とショートピン１６、１６の配設位置の間を結ぶ直線を遮るように切り欠き３４、３４、３４、３４を適宜に設けることで、従来のＭ型アンテナよりも小型化を図るのに好適である。
【００３７】
さらに、本発明の第３実施例を図１０ないし図１２を参照して説明する。図１０は、本発明の平面型アンテナの第３実施例の外観斜視図である。図１１は、第３実施例のＶＳＷＲ特性図である。図１２は、第３実施例の水平面指向特性図である。図１０において、図１に示すものと同じまたは均等な部材には同じ符号を付けて重複する説明を省略する。
【００３８】
図１０に示す第３実施例において、放射電極部４２は、平板状の導電部材により接地板１０から離してしかも平行に設けられ、その平面外形は２つの同じ二等辺三角形が頂点を対向させて対称に配置されて２つの三角形の底辺が平行となる形状である。三角形の底辺の長さはそれぞれ８４ｍｍであり、２つの平行な底辺の間隔も８４ｍｍである。そして、三角形内には相似形の三角形の切り欠き４４，４４が設けられている。かかる平面形状は、第１実施例の放射電極部２２のショートピン１６、１６が配設されない正方形の２辺が欠けたものである。なお、接地板１０から放射電極部４２が離される高さは、第１実施例と同様に２５ｍｍである。そして、２つの三角形の頂点が対向する略中央部の位置に、給電ピン１４が接地板１０側から立ち上げられて電気的接続され、２つの三角形の底辺の略中間位置に、接地板１０と短絡させる一対のショートピン１６、１６が配設される。かかる構成の第３実施例にあっては、図１１に示すごとく、９７６ＭＨｚの低い共振周波数と、２１８０ＭＨｚの高い共振周波数が得られた。しかも、９７６ＭＨｚの低い共振周波数の水平面指向特性は、図１２に示すごとく、無指向性であった。
【００３９】
第３実施例で、共振周波数９７６ＭＨｚの動作における電流分布のシュミレーションにおいて、給電ピン１４の長さａと中央部から三角形の隅に至る長さｂとこの隅からショートピン１６が配設された底辺の中間位置までの長さｄおよびショートピン１６の長さｅの合計（ａ＋ｂ＋ｄ＋ｅ）の長さを全長とする電流経路でλ／２の同相モードで共振していることが明らかとなった。
【００４０】
なお、上記第１実施例と第３実施例では、放射電極部２２、４２が平板状の導電部材で構成され、第２実施例では放射電極部３２が導電薄膜等で構成されているが、これらの構成に限られず、放射電極部を銅電線や銅棒などの導電線で構成しても良い。この導電線で放射電極部を構成するためには、第１ないし３実施例で切り欠き２４、３４、４４を設けたのに代えて、給電ピン１４の配設位置とショートピン１６、１６の配設位置の間を直線的に結ぶ導電線が設けられることなく、放射電極部が構成されれば良い。この導電線で放射電極部を構成した本発明の平面型アンテナの第４実施例を図１３を参照して説明する。図１３は、本発明の平面型アンテナの第４実施例の外観斜視図である。図１３において、図１に示すものと同じまたは均等な部材には同じ符号を付けて重複する説明を省略する。
【００４１】
図１３に示す第４実施例において、放射電極部５２は、導電線５４で構成されている。放射電極部５２の平面形状は、第１実施例のものと同じであるが、その幅が平板状の導電部材で構成されたものと比較して極めて狭いものとなる。そこで、電流経路が実質的に長いものとなり、平面の寸法が第１実施例と同じであっても、背の高さは１６．５ｍｍとより低いものが実現できる。なお、第４実施例にあっては、第１実施例に比較して狭帯域となる。
【００４２】
そしてさらに、本発明の平面型アンテナに用い得る放射電極部の各種の平面形状を図１４ないし図２７に例示する。なお、図１４ないし図２７において、１４は放射電極部に給電ピン１４が接続される位置を示し、１６は放射電極部にショートピン１６が接続される位置を示し、６２は例示におけるそれぞれの放射電極部を示す。まず、図１４は、放射電極部６２の平面形状の第１例示であり、平面形状を「田」の字状とし、中央部に給電ピン１４を電気的接続し、「田」の字状の外縁の対向する２隅に一対のショートピン１６、１６が配設される。図１５は、放射電極部６２の平面形状の第２例示であり、図１の第１実施例の十文字状の部分を折り曲げてその長さを長くしたものである。図１６は、放射電極部６２の平面形状の第３例示であり、図１５の放射電極部６２と同じ形状でショートピン１６、１６の配設位置を、図１５のものとは別な辺に配設したものである。図１７は、放射電極部６２の平面形状の第４例示であり、図１の第１実施例の十文字状の部分の一部分を折り曲げてその長さを長くし他の部分は折り曲げることなしに構成したものである。図１８は、放射電極部６２の平面形状の第５例示であり、図１７の放射電極部６２と同じ形状でショートピン１６、１６の配設位置を、図１７のものとは別な辺に配設したものである。図１９は、放射電極部６２の平面形状の第６例示であり、図１の第１実施例の十文字状の部分を、４方向に放射状の中央部付近を１本の直線にまとめ、このまとめられた１本の直線の両端部がそれぞれ２つに分岐されて正方形の４隅にそれぞれに連結されたごとき形状に代えて構成したものである。図２０は、放射電極部６２の平面形状の第７例示であり、図１９の放射電極部６２と同じ形状でショートピン１６、１６の配設位置を、図１９のものとは別な辺に配設したものである。図２１は、放射電極部６２の平面形状の第８例示であり、図１の第１実施例の十文字状の部分をＨ字状に代えて構成したものである。図２２は、放射電極部６２の平面形状の第９例示であり、図２１の放射電極部６２と同じ形状でショートピン１６、１６の配設位置を、図２１のものとは別な辺に配設したものである。図２３は、放射電極部６２の平面形状の第１０例示であり、図１の第１実施例の十文字状の部分をミアンダ状に折り曲げてその長さを長くしたものである。図２４は、放射電極部６２の平面形状の第１１例示であり、図７の第２実施例でショートピン１６、１６が配設されていない円弧状の縁部を省いた構造であり、言い換えれば図１０の第３実施例で三角形の底辺を外に凸なる円弧状としたものでもある。図２５は、放射電極部６２の平面形状の第１２例示であり、２つの同形の円をその一部が接するようにまたは重なるように配置した形状に放射電極部６２を構成し、２つの円が接する部分に給電ピン１４を配設し、この給電ピン１４の配設位置を通過する直径方向で円の他方の位置にショートピン１６、１６をそれぞれに配設して構成したものである。図２６は、放射電極部６２の平面形状の第１３例示であり、全体の平面形状が「日」の字状に放射電極部６２を形成し、中央辺の中間位置に給電ピン１４を配設し、上下辺の中間位置にショートピン１６、１６をそれぞれに配設した構造である。図２７は、放射電極部６２の平面形状の第１４例示であり、平面形状が菱形の外縁形状と対向する２隅を結ぶ中央辺とから放射電極部６２が形成され、中央辺の中間位置に給電ピン１４を配設し、菱形の中央辺が結ばれていない対向する２隅に一対のショートピン１６、１６が配設されて構成されている。
【００４３】
ところで、上述の第１実施例とその変形例、第２ないし第４実施例および本発明の平面型アンテナに用い得る放射電極部の各種の平面形状において、単独の平面型アンテナとしては、従来のＭ型アンテナに対して、必ずしも小型でしかも低背なものばかりではない。しかしながら、別のアンテナを放射電極部の切り欠き部分または放射電極部の導電線が設けらていない部分に組み込むことで、複数のアンテナの全体として小型化および低背化を図ることが可能である。この別のアンテナを組み込んだ本発明の平面型アンテナの第５実施例を図２８を参照して説明する。図２８は、本発明の平面型アンテナに別のアンテナを組み込んだ第５実施例の外観斜視図である。図２８において、図１に示すものと同じまたは均等な部材には同じ符号を付けて重複する説明を省略する。
【００４４】
図２８に示す第５実施例において、放射電極部２２の形状は、第１実施例と同じである。そして、切り欠き２４、２４、２４、２４の１つの部分に、一例として、ＧＰＳパッチアンテナ５６が適宜な台の上に配設されている。このＧＰＳアンテナ５６は適宜な高さに配設されることは勿論である。かかる構成にあっては、スペースを有効に利用することができ、別のアンテナとしてのＧＰＳパッチアンテナ５６を組み込んで、複数のアンテナを配設するにも係わらず、設置スペースが大きくなるようなことがなく、また背も高くなることはない。なお、第５実施例の放射電極部５２の導電線５４が設けられていない他の部分に、さらに別のアンテナを配設しても良いことは勿論である。また、切り欠き２４、２４、２４、２４および導電線５４が設けられていないそれぞれの部分に、必要に応じて別のアンテナをそれぞれに組み込むことも可能である。
【００４５】
ところで、図１に示す第１実施例において、低い共振周波数８８５ＭＨｚとともに高い共振周波数２０４５ＭＨｚが得られている。そして、高い共振周波数２０４５ＭＨｚの共振動作における電流分布のシュミレーションによれば、放射電極部２２の十文字状の部分の隅と中央部の間の中央部に近い位置に、電流ゼロとなる位置が生じている。そこで、発明者らは、高い共振周波数の広帯域化および利得の改善を図るための一手段として、低い共振周波数を高い共振周波数側に移行させて近づけることを考えた。その手段として、発明者らは、放射電極部２２の十文字状の部分で高い共振周波数の共振動作で電流ゼロの位置に間隙を設けて容量結合を形成させて、高い共振周波数に対してはさしたる影響はないが、低い共振周波数に対しては短縮コンデンサとしての効果が得られるようにすれば良い、と考えた。かかる技術を具体化した第６実施例を、図２９ないし図３１を参照して説明する。図２９は、本発明の平面型アンテナの第６実施例の平面図である。図３０は、図２９に示す間隙を設けた第６実施例のＶＳＷＲ特性図である。図３１は、図２９に示す平面型アンテナで間隙を設けていない例のＶＳＷＲ特性図である。
【００４６】
図２９に示す第６実施例において、絶縁樹脂板６４の上に導電薄膜等の導電材により、平面外形が正方形の外縁部分と正方形の対向する隅を結ぶ十文字状の部分とからなる放射電極部６６が設けられる。そして、第１実施例と同様に、十文字状の部分が交叉する中央部に給電ピン１４が電気的接続され、また対向する外縁部分の中間位置に一対のショートピン１６、１６が電気的接続される。なお、この絶縁樹脂板６４は、接地板１０に対して所定の高さだけ離して平行に配設される。また、絶縁樹脂板６４に穿設した角孔６８は、別のアンテナを配設するためのスペースとして設けたものである。そして、この第６実施例の特徴とするところは、放射電極部６６の十文字状の部分を隅と中央部の間で、導電材が切断されて間隙７０、７０、７０、７０が設けられたことにある。この間隙７０、７０、７０、７０が設けられる位置は、高い共振周波数の共振動作において電流分布で電流ゼロの位置またはその近くであることが望ましい。
【００４７】
かかる構成からなる第６実施例にあっては、高い共振周波数に対しては間隙７０、７０、７０、７０の影響はない。しかし、低い共振周波数に対して、間隙７０、７０、７０、７０が設けられた位置がその共振動作において電流分布が電流ゼロの位置でなく、容量結合が形成されて、間隙７０、７０、７０、７０が短縮コンデンサとして作用し、低い共振周波数が高い共振周波数側に移行される。この結果、高い共振周波数の広帯域化と利得の改善が図られる。かかる効果は、間隙７０、７０、７０、７０を設けた場合の図３０と、間隙７０、７０、７０、７０を設けていない場合の図３１のＶＳＷＲ特性図を比較すれば、明らかである。すなわち、図３１に示すごとく、間隔７０、７０、７０、７０を設けていない場合の高い共振周波数帯の１９４０ＭＨｚと２１５０ＭＨｚのＶＳＷＲ特性が、３．１９と３．６０であったものが、図３０に示すごとく、間隔７０、７０、７０、７０を設けることにより高い共振周波数帯の１９４０ＭＨｚと２１５０ＭＨｚのＶＳＷＲ特性が、２．１１と２．４６と改善されており、広帯域化が図られている。また、水平面利得においても、間隔７０、７０、７０、７０を設けていない場合の高い共振周波数帯の１９４０ＭＨｚと２１５０ＭＨｚで、−５．２５ｄＢｉと−５．３６ｄＢｉであったものが、間隔７０、７０、７０、７０を設けることにより高い共振周波数帯の１９４０ＭＨｚと２１５０ＭＨｚで、−２．０１ｄＢｉと−２．２２ｄＢｉと改善されている。ここで、間隙７０、７０、７０、７０の間隔が広いほど結合容量が小さくなって短縮効果が大きく作用することは勿論であり、間隙の広さを適宜に設定すれば良い。
【００４８】
図３２は、図２９に示す第６実施例の変形例であって、絶縁樹脂板６４の四隅に円弧状のネジ用の切り欠き７２、７２、７２、７２を設けたものである。本発明の平面型アンテナを覆うレドーム等を固定するためのネジ７４、７４、７４、７４を避けるための機構である。図２９に示す第６実施例および図３２に示すその変形例のごとく、放射電極部６６は、その外縁部分が必ずしも正方形でなくても良く、略正方形であれば良く、十文字状の部分も正確に十文字状でなくても良く、その一部分が折れ曲がっている等の略十文字状であっても良い。
【００４９】
さらに、本発明の第７実施例を図３３を参照して説明する。図３３は、本発明の平面型アンテナの第７実施例の平面図である。図３３において、図２９と同じまたは均等な部材には同じ符号を付けて重複する説明を省略する。
【００５０】
図３３に示す第７実施例では、図２９で放射電極部６６の十文字状の部分に設けた間隙７０、７０、７０、７０の間にチップコンデンサ７６、７６、７６、７６をそれぞれに介装したものである。これらのチップコンデンサ７６、７６、７６、７６を介装することで、結合容量を任意に設定することができ、低い共振周波数を高い共振周波数側に任意に近づけて、高い共振周波数の特性を改善することができる。
【００５１】
そしてさらに、本発明の第８実施例を図３４を参照して説明する。図３４は、本発明の平面型アンテナの第８実施例の平面図である。図３４において、図２９と同じまたは均等な部材には同じ符号を付けて重複する説明を省略する。
【００５２】
図３４に示す第８実施例では、放射電極部６６の十文字状の部分の隅に近い位置で導電材を切断して間隙を設け、その間隙にそれぞれチップインダクタンス７８、７８、７８、７８を介装したものである。これらのチップインダクタンス７８、７８、７８、７８を介装することで、延長コイルとして作用し、共振周波数をより低くする効果が得られる。よって、これらのチップインダクタンス７８、７８、７８、７８を介装した位置にミアンダ素子を介装したものと同様の効果が得られる。なお、チップインダクタンス７８、７８、７８、７８による延長コイルとしての作用を最も効果的に得るためには、共振動作における電流分布で電流が最大となる位置に設定することが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の平面型アンテナの第１実施例の外観斜視図である。
【図２】図１の第１実施例のＶＳＷＲ特性図である。
【図３】図１の第１実施例の水平指向特性図である。
【図４】ショートピンの配設位置をずらした第１変形例の外観斜視図である。
【図５】ショートピンの配設位置をさらにずらした第２変形例の外観斜視図である。
【図６】２対のショートピンを正方形の各辺の中間位置に配設した第３変形例の外観斜視図である。
【図７】本発明の平面型アンテナの第２実施例の外観斜視図である。
【図８】第２実施例のＶＳＷＲ特性図である。
【図９】第２実施例の水平面指向特性図である。
【図１０】本発明の平面型アンテナの第３実施例の外観斜視図である。
【図１１】第３実施例のＶＳＷＲ特性図である。
【図１２】第３実施例の水平面指向特性図である。
【図１３】本発明の平面型アンテナの第４実施例の外観斜視図である。
【図１４】放射電極部の平面形状の第１例示である。
【図１５】放射電極部の平面形状の第２例示である。
【図１６】放射電極部の平面形状の第３例示である。
【図１７】放射電極部の平面形状の第４例示である。
【図１８】放射電極部の平面形状の第５例示である。
【図１９】放射電極部の平面形状の第６例示である。
【図２０】放射電極部の平面形状の第７例示である。
【図２１】放射電極部の平面形状の第８例示である。
【図２２】放射電極部の平面形状の第９例示である。
【図２３】放射電極部の平面形状の第１０例示である。
【図２４】放射電極部の平面形状の第１１例示である。
【図２５】放射電極部の平面形状の第１２例示である。
【図２６】放射電極部の平面形状の第１３例示である。
【図２７】放射電極部の平面形状の第１４例示である。
【図２８】本発明の平面型アンテナに別のアンテナを組み込んだ第５実施例の外観斜視図である。
【図２９】本発明の平面型アンテナの第６実施例の平面図である。
【図３０】図２９に示す間隙を設けた第６実施例のＶＳＷＲ特性図である。
【図３１】図２９に示す平面型アンテナで間隙を設けていない例のＶＳＷＲ特性図である。
【図３２】図２９に示す第６実施例の変形例である。
【図３３】本発明の平面型アンテナの第７実施例の平面図である。
【図３４】本発明の平面型アンテナの第８実施例の平面図である。
【図３５】従来のＭ型アンテナの一例の外観斜視図である。
【図３６】図３５の構造のＭ型アンテナのＶＳＷＲ特性図である。
【図３７】図３５の構造で接地板から放射電極部までの高さ寸法を３１ｍｍとした場合のＶＳＷＲ特性図である。
【符号の説明】
【００５４】
１０  接地板
１２、２２、３２、４２、５２、６２、６６  放射電極部
１４  給電ピン
１６  ショートピン
２４、３４、４４  切り欠き
３６、６４  絶縁樹脂板
５４  導電線
５６  別のアンテナ
７０  間隙
７６  チップコンデンサ
７８  チップインダクタンス
【図１】
2007221774.tif 000003
【図２】
2007221774.tif 000004
【図３】
2007221774.tif 000005
【図４】
2007221774.tif 000006
【図５】
2007221774.tif 000007
【図６】
2007221774.tif 000008
【図７】
2007221774.tif 000009
【図８】
2007221774.tif 000010
【図９】
2007221774.tif 000011
【図１０】
2007221774.tif 000012
【図１１】
2007221774.tif 000013
【図１２】
2007221774.tif 000014
【図１３】
2007221774.tif 000015
【図１４】
2007221774.tif 000016
【図１５】
2007221774.tif 000017
【図１６】
2007221774.tif 000018
【図１７】
2007221774.tif 000019
【図１８】
2007221774.tif 000020
【図１９】
2007221774.tif 000021
【図２０】
2007221774.tif 000022
【図２１】
2007221774.tif 000023
【図２２】
2007221774.tif 000024
【図２３】
2007221774.tif 000025
【図２４】
2007221774.tif 000026
【図２５】
2007221774.tif 000027
【図２６】
2007221774.tif 000028
【図２７】
2007221774.tif 000029
【図２８】
2007221774.tif 000030
【図２９】
2007221774.tif 000031
【図３０】
2007221774.tif 000032
【図３１】
2007221774.tif 000033
【図３２】
2007221774.tif 000034
【図３３】
2007221774.tif 000035
【図３４】
2007221774.tif 000036
【図３５】
2007221774.tif 000037
【図３６】
2007221774.tif 000038
【図３７】
2007221774.tif 000039