(57)【要約】【課題】アンテナが使用する周波数の変化が連続または不連続であっても、広い周波数帯域にわたって、その特性に変動の無いアンテナ装置などの提供【解決手段】整合回路１０３は、所定のインピーダンスを有し、そのインピーダンスの値が調整自在になっている。周波数依存性補償回路１０５は、送信機１０１からの送信信号の中心周波数情報に基づき、予め所有している整合回路１０３のインピーダンスの調整データを取得し、その取得した調整データに従って整合回路１０３の所定のインピーダンスの値を調整する。これにより、アンテナ１０４の周辺の媒質、すなわち、アンテナを構成する誘電体基板の比誘電率の周波数依存性の補償が行われる。この補償動作により、アンテナ１０４の入力インピーダンスは送信信号の周波数にかかわらず一定に保たれる。【選択図】  図１
2007312276.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナと、
前記アンテナの周辺に存在する媒質の比誘電率の周波数依存性を補償する周波数依存性補償部と、
を備えていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
前記アンテナの周辺に存在する媒質の比誘電率の温度依存性を補償する温度依存性補償部を、さらに備え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】
前記周波数依存性補償部は、
前記アンテナと他の回路との間に設けてインピーダンス整合を行うとともに、そのインピーダンスを調整自在な整合回路と、
前記アンテナで使用される電波の周波数に応じて、前記媒質の比誘電率の周波数依存性を補償するために前記整合回路のインピーダンスを調整する周波数依存性補償回路と、
を備えていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記温度依存性補償部は、
前記アンテナの周辺に存在する媒質の温度を検出する温度センサと、
前記温度センサの検出温度に応じて、前記媒質の比誘電率の温度依存性を補償するために前記整合回路のインピーダンスを調整する温度依存性補償回路と、
を備えていることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のアンテナ装置。
【請求項５】
前記アンテナは、狭帯域共振特性を有する平面アンテナから構成するようにしたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のうちのいずれかに記載のアンテナ装置。
【請求項６】
前記アンテナは、その周辺に存在する媒質の厚みが放射帯域と放射効率とのトレードオフ要因であることを利用し、アンテナの放射帯域に対してその放射効率が最適値となるように、前記媒質の厚みを決定するようにしたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のうちのいずれかに記載のアンテナ装置。
【請求項７】
前記平面アンテナは、その周辺に存在する媒質の厚みが放射帯域と放射効率とのトレードオフ要因であることを利用し、アンテナの放射帯域に対してその放射効率が最適値となるように、前記媒質の厚みを決定するようにしたことを特徴とする請求項５に記載のアンテナ装置。
【請求項８】
同一の誘電体基板上に形成させた送信用アンテナおよび受信用アンテナと、
前記誘電体基板の比誘電率の周波数依存性を補償する第１の周波数依存性補償部と、
前記誘電体基板の比誘電率の周波数依存性を補償する第２の周波数依存性補償部と、
前記誘電体基板の温度依存性を補償する温度依存性補償部と、
を備えていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項９】
前記アンテナは、狭帯域共振特性を有する平面アンテナから構成するようにしたことを特徴とする請求項８に記載のアンテナ装置。
【請求項１０】
前記アンテナは、前記誘電体基板の厚みが放射帯域と放射効率とのトレードオフ要因であることを利用し、アンテナの放射帯域に対してその放射効率が最適化値になるように、前記誘電体基板の厚みを決定するようにしたことを特徴とする請求項８に記載のアンテナ装置。
【請求項１１】
前記平面アンテナは、前記誘電体基板の厚みが放射帯域と放射効率とのトレードオフ要因であることを利用し、アンテナの放射帯域に対してその放射効率が最適化値になるように、前記誘電体基板の厚みを決定するようにしたことを特徴とする請求項９に記載のアンテナ装置。
【請求項１２】
無線による送信を行う通信装置であって、
送信すべき送信信号を生成する送信機と、
前記送信機で生成された送信信号を電波にして空間に放射させるアンテナと、
を備え、
前記アンテナは、請求項１乃至請求項７のうちのいずれかに記載のアンテナ装置から構成することを特徴とする通信装置。
【請求項１３】
無線による受信を行う通信装置であって、
送信されてくる電波を受信するアンテナと、
前記アンテナの受信電波からデータを復調する受信機と、
を備え、
前記アンテナは、請求項１乃至請求項７のうちのいずれかに記載のアンテナ装置から構成することを特徴とする通信装置。
【請求項１４】
送信と受信とを同じ周波数により行う通信装置であって、
送受信アンテナと、
前記送受信アンテナに供給すべき送信信号を生成する送信機と、
前記送受信アンテナの受信電波からデータを復調する受信機と、
前記送受信アンテナと前記送信機または前記受信機との接続を切り替える送受切替スイッチと、を備え、
前記送受信アンテナは、請求項１乃至請求項７のうちのいずれかに記載のアンテナ装置から構成することを特徴とする通信装置。
【請求項１５】
送信と受信とを異なる周波数により行う通信装置であって、
送信用アンテナと受信用アンテナとを備えたアンテナ装置と、
前記送信用アンテナに供給する送信信号を生成する送信機と、
前記受信用アンテナの受信電波に基づいてデータを復調する受信機と、
を備え、
前記アンテナ装置は、請求項８乃至請求項１１のうちのいずれかに記載のアンテナ装置から構成することを特徴とする通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はアンテナ装置、およびそれを用いた通信装置に関し、特に、複数の周波数に対応することができるアンテナ装置、およびそれを用いた通信装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の周波数に対応可能なアンテナを構成する場合、特許文献１で開示される発明では、平面アンテナを構成する誘電体基板の温度依存性のみを補償している。
アンテナはその構造上の特徴に由来する本質的な問題として、アンテナを取り囲む媒質の比誘電率の変動により、自らの特性が変動する特徴がある。その一例として、平面アンテナにおける誘電体の比誘電率の温度依存性を図１３に示し、その比誘電率の温度依存性によって生じるアンテナの入力インピーダンスの変動を図１４に示す。これらは、非特許文献１に詳しく述べられている。
【０００３】
また、非特許文献２によれば、上記の現象の定量的解析の結果、マイクロストリップアンテナの放射周波数の微小変動（Δｆ／ｆｏ）は、比誘電率の変動に比例し以下の（１）式で表すことができる。
Δｆ／ｆｏ＝（−１／２）×（ΔＥｆ／Ｅｒ）・・・（１）
ここで、Δｆは放射周波数の変動幅、ｆｏは放射周波数の中央値、ΔＥｆは誘電体の比誘電率の変動幅、Ｅｒは誘電体の比誘電率である。
また、マイクロストリップアンテナの放射周波数ｆｒは、次の（２）式により表すことができる。
ｆｒ∝Ｃ／√Ｅｒ・・・（２）
ここで、Ｃは光の伝搬速度である。
【０００４】
さらに、非特許文献３によれば、誘電体は比誘電率の温度依存性だけでなく、周波数依存性も有することが例示されており、これを図１５に示す。図１５において、「ＦＲ−４」とは、「 American National Standards Institute (ANSI) 」による、基板のクレードの1 つであって、一般にはガラス繊維をエポキシ樹脂で固めた基板のことである。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２８０１３号公報
【非特許文献１】”The Temperature Dependence of Substrate Parameters and Their Effect on Microstrip Antenna Performance ” pp1042〜1049, P.Kabacik, et.al. IEEE Transactions on Antenna and Propagation, Vol.47, No.6, June 1999
【非特許文献２】”Microstrip Antenna Technology ” pp2〜24, K.R.Caver, J.W.Mink. IEEE Transactions on Antenna and Propagation, Vol.AP-29, No.1, Jan 1981.
【非特許文献３】松下電工公報  (Feb,2004)  pp24  図3
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
以上のように、従来技術を検討の結果、複数の周波数に対応可能なアンテナを構成する場合には、特許文献１で開示されるように誘電体基板の比誘電率の温度依存性のみを補償するだけでは不十分であることが判明した。
その一方、アンテナの周辺に存在する媒質の比誘電率の周波数依存性を適切に補償できれば、マルチバンドのアンテナを提供できる。
そこで、本発明の目的は、上記の点に鑑み、アンテナが使用する周波数の変化が連続または不連続であっても、広い周波数帯域にわたって、その特性に変動の無いアンテナ装置、およびそのアンテナ装置を用いた通信装置をそれぞれ提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決し本発明の目的を達成するために、本発明は以下のような構成からなる。
第１の発明は、アンテナと、前記アンテナの周辺に存在する媒質の比誘電率の周波数依存性を補償する周波数依存性補償部と、を備えている。
第２の発明は、第１の発明において、前記アンテナの周辺に存在する媒質の比誘電率の温度依存性を補償する温度依存性補償部を、さらに備えている。
【０００８】
第３の発明は、第１または第２の発明において、前記周波数依存性補償部は、前記アンテナと他の回路との間に設けてインピーダンス整合を行うとともに、そのインピーダンスを調整自在な整合回路と、前記アンテナで使用される電波の周波数に応じて、前記媒質の比誘電率の周波数依存性を補償するために前記整合回路のインピーダンスを調整する周波数依存性補償回路と、を備えている。
【０００９】
第４の発明は、第２または第３の発明において、前記温度依存性補償部は、前記アンテナの周辺に存在する媒質の温度を検出する温度センサと、前記温度センサの検出温度に応じて、前記媒質の比誘電率の温度依存性を補償するために前記整合回路のインピーダンスを調整する温度依存性補償回路と、を備えている。
第５の発明は、第１乃至第４のうちのいずれかの発明において、前記アンテナは、狭帯域共振特性を有する平面アンテナから構成するようにした。
【００１０】
第６の発明は、第１乃至第４のうちのいずれかの発明において、前記アンテナは、その周辺に存在する媒質の厚みが放射帯域と放射効率とのトレードオフ要因であることを利用し、アンテナの放射帯域に対してその放射効率が最適値となるように、前記媒質の厚みを決定するようにした。
第７の発明は、第５の発明において、前記平面アンテナは、その周辺に存在する媒質の厚みが放射帯域と放射効率とのトレードオフ要因であることを利用し、アンテナの放射帯域に対してその放射効率が最適値となるように、前記媒質の厚みを決定するようにした。
【００１１】
第８の発明は、同一の誘電体基板上に形成させた送信用アンテナおよび受信用アンテナと、前記誘電体基板の比誘電率の周波数依存性を補償する第１の周波数依存性補償部と、前記誘電体基板の比誘電率の周波数依存性を補償する第２の周波数依存性補償部と、前記誘電体基板の温度依存性を補償する温度依存性補償部と、を備えている。
第９の発明は、第８の発明において、前記アンテナは、狭帯域共振特性を有する平面アンテナから構成するようにした。
【００１２】
第１０の発明は、第８の発明において、前記アンテナは、前記誘電体基板の厚みが放射帯域と放射効率とのトレードオフ要因であることを利用し、アンテナの放射帯域に対してその放射効率が最適化値になるように、前記誘電体基板の厚みを決定するようにした。
第１１の発明は、第９の発明において、前記平面アンテナは、前記誘電体基板の厚みが放射帯域と放射効率とのトレードオフ要因であることを利用し、アンテナの放射帯域に対してその放射効率が最適化値になるように、前記誘電体基板の厚みを決定するようにした。
【００１３】
第１２の発明は、無線による送信を行う通信装置であって、送信すべき送信信号を生成する送信機と、前記送信機で生成された送信信号を電波にして空間に放射させるアンテナと、を備え、前記アンテナは、第１の発明乃至第７の発明のうちのいずれかのアンテナ装置から構成するようにした。
第１３の発明は、無線による受信を行う通信装置であって、送信されてくる電波を受信するアンテナと、前記アンテナの受信電波からデータを復調する受信機と、を備え、前記アンテナは、第１の発明乃至第７の発明のうちのいずれかのアンテナ装置から構成するようにした。
【００１４】
第１４の発明は、送信と受信とを同じ周波数により行う通信装置であって、送受信アンテナと、前記送受信アンテナに供給すべき送信信号を生成する送信機と、前記送受信アンテナの受信電波からデータを復調する受信機と、前記送受信アンテナと前記送信機または前記受信機との接続を切り替える送受切替スイッチと、を備え、前記送受信アンテナは、第１の発明乃至第７の発明のうちのいずれかのアンテナ装置から構成するようにした。
【００１５】
第１５の発明は、送信と受信とを異なる周波数により行う通信装置であって、送信用アンテナと受信用アンテナとを備えたアンテナ装置と、前記送信用アンテナに供給する送信信号を生成する送信機と、前記受信用アンテナの受信電波に基づいてデータを復調する受信機と、を備え、前記アンテナ装置は、第８の発明乃至第１１の発明のうちのいずれかのアンテナ装置から構成するようにした。
【発明の効果】
【００１６】
このような構成からなる本発明によれば、アンテナが使用する周波数の変化が連続または不連続であっても、広い周波数帯域にわたって、その特性に変動の無いアンテナ装置が得られる。
また、本発明によれば、そのようなアンテナ装置を適用した通信装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明に係るアンテナ装置を、本発明に係る通信装置に適用した第１実施形態の構成を示す。
この第１実施形態に係る通信装置は、所定の周波数帯域の送信信号を無線で送信するものであり、図１に示すように、送信機１０１と、チャネル選択フィルタ（隣接チャンネル妨害波除去フィルタ）１０２と、整合回路１０３と、アンテナ１０４と、周波数依存性補償回路１０５と、を備えている。
【００１８】
ここで、アンテナ１０４、整合回路１０３、および周波数依存性補償回路１０５は、本発明に係るアンテナ装置を構成する。
また、整合回路１０３および周波数依存性補償回路１０５は、周波数依存性補償部を構成する。この周波数依存補償部は、後述のように、アンテナ１０４の周辺に存在する媒質の比誘電率の周波数依存性を補償するためのものである。
【００１９】
次に、この第１実施形態の各部の構成について、図１を参照して説明する。
送信機１０１は、送信すべき送信信号（送信情報）を生成し、この生成した送信信号をチャネル選択フィルタ１０２へ送出すると同時に、送信信号の中心周波数情報を周波数依存性補償回路１０５に通知するようになっている。
チャネル選択フィルタ１０２は、能動フィルタまたは受動フィルタから構成され、送信機１０１からの送信信号についてその妨害波を除去するものである。
【００２０】
整合回路１０３は、チャネル選択フィルタ１０２とアンテナ１０４との間に設け、その両者の間のインピーダンスの整合を行うものである。この整合回路１０３は、キャパシタやコイルなどから構成され所定のインピーダンスを有するとともに、そのインピーダンスの値が調整自在（可変自在）となっており、その調整は周波数依存性補償回路１０５によって行われるようになっている。
【００２１】
アンテナ１０４は、その周囲が所定の誘電体で覆われたものであり、例えば、グランド基板上に設けられた誘電体の基板上にアンテナ素子（放射素子）が形成されたマイクロストリップアンテナからなる。アンテナ１０４と整合回路１０３とは、給電線１０６によって電気的に接続されている。
周波数依存性補償回路１０５は、この通信装置がカバーする周波数範囲（周波数領域）において、マイクロストリップアンテナからなるアンテナ１０４とチャネル選択フィルタ１０２とのインピーダンスの整合条件を満たすために、整合回路１０３のインピーダンスを調整（可変）するものである。
【００２２】
このため、周波数依存性補償回路１０５は、送信機１０１が生成する送信信号の中心周波数情報を送信機１０１から取得し、その中心周波数情報に応じて整合回路１０３の所定のインピーダンスに付加、または削減すべきインピーダンスの調整データ（補償データまたは可変データ）を予め所有（取得）している。
例えば、その調整データは、送信信号の中心周波数に対応づけてメモリなどに格納され、その周波数に応じて取得できるようになっている。このような構成は、以下の各実施形態の周波数依存性補償回路においても同じように採用されているものとする。
従って、周波数依存性補償回路１０５は、送信機１０１から取得した送信信号の中心周波数情報に基づき、予め所有している整合回路１０３のインピーダンスの調整データを取得（選択）し、その取得した調整データに従って整合回路１０３の所定のインピーダンスの値を調整するようになっている。
【００２３】
次に、このような構成からなる第１実施形態の動作について、図１を参照しながら説明する。
送信機１０１は、送信すべき送信信号をチャネル選択フィルタ１０２に送出すると同時に、その送信信号の中心周波数情報を周波数依存性補償回路１０５に通知する。
周波数依存性補償回路１０５は、その取得した送信信号の中心周波数情報に基づき、予め所有している整合回路１０３のインピーダンスの調整データを取得し、その取得した調整データに従って整合回路１０３の所定のインピーダンスの値を調整する。
【００２４】
これにより、アンテナ１０４の周辺の媒質、この例ではマイクロストリップアンテナを構成する誘電体基板の比誘電率の周波数依存性の補償が行われる。このような補償動作により、アンテナ１０４の入力インピーダンスは送信信号の周波数にかかわらず一定に保たれる。
従って、この第１実施形態に係るアンテナ１０４は、送信機１０１から見た場合に、いかなる送信周波数においても、アンテナの特性変動が無いマルチバンド対応アンテナを構成できる。
【００２５】
（第２実施形態）
図２は、本発明に係るアンテナ装置を、本発明に係る通信装置に適用した第２実施形態の構成を示す。
この第２実施形態に係る通信装置は、所定の周波数帯域の電波を受信するものであり、図２に示すように、アンテナ２０１と、整合回路２０２と、チャネル選択フィルタ２０３と、受信機２０４と、周波数依存性補償回路２０５と、を備えている。
ここで、アンテナ２０１、整合回路２０２、および周波数依存性補償回路２０５は、本発明に係るアンテナ装置を構成する。
また、整合回路２０２および周波数依存性補償回路２０５は、周波数依存性補償部を構成する。この周波数依存補償部は、後述のように、アンテナ２０１の周辺に存在する媒質の比誘電率の周波数依存性を補償するためのものである。
【００２６】
次に、この第２実施形態の各部の構成について、図２を参照して説明する。
アンテナ２０１は、その周囲が所定の誘電体で覆われたものであり、例えばアンテナ１０４と同様に、誘電体の基板上に形成されたマイクロストリップアンテナからなる。アンテナ２０１と整合回路２０２とは、給電線２０６によって電気的に接続されている。
【００２７】
整合回路２０２は、アンテナ２０１とチャネル選択フィルタ２０３との間に設け、その両者の間のインピーダンスの整合を行うものである。この整合回路２０３は、キャパシタやコイルなどから構成され所定のインピーダンスを有するとともに、そのインピーダンスの値が調整自在となっており、その調整は周波数依存性補償回路２０５によって行われるようになっている。
チャネル選択フィルタ２０３は、能動フィルタまたは受動フィルタから構成され、アンテナ２０１の受信信号についてその妨害波を除去するものである。
【００２８】
受信機２０４は、チャネル選択フィルタ２０３からの受信信号（受信情報）を受け取り、その受信信号からデータを復調するとともに、その受信信号の中心周波数情報を周波数依存性補償回路２０５に通知するようになっている。
周波数依存性補償回路２０５は、この通信装置がカバーする周波数範囲（周波数領域）において、マイクロストリップアンテナからなるアンテナ２０１とチャネル選択フィルタ２０３とのインピーダンスの整合条件を満たすために、整合回路２０２のインピーダンスを調整するものである。
【００２９】
このため、周波数依存性補償回路２０５は、受信機２０４が受信した受信信号の中心周波数情報を受信機２０４から取得し、その中心周波数情報に応じて整合回路２０２の所定のインピーダンスに付加、または削減すべきインピーダンスの調整データを予め所有している。
従って、周波数依存性補償回路２０５は、受信機２０４から取得した受信信号の中心周波数情報に基づき、予め所有している整合回路２０２のインピーダンスの調整データを取得し、その取得された調整データに従って整合回路２０２の所定のインピーダンスの値を調整するようになっている。
【００３０】
次に、このような構成からなる第２実施形態の動作について、図２を参照しながら説明する。
受信機２０４は、アンテナ２０１が受信した受信信号をチャネル選択フィルタ２０３から受け取り、この受け取った受信信号からデータを復調すると同時に、その受信信号の中心周波数情報を周波数依存性補償回路２０５に通知する。
周波数依存性補償回路２０５は、その取得した受信信号の中心周波数情報に基づき、予め所有している整合回路２０２のインピーダンスの調整データを取得し、その取得した調整データに従って整合回路２０２の所定のインピーダンスの値を調整する。
【００３１】
これにより、アンテナ２０１の周辺の媒質、この例ではマイクロストリップアンテナを構成する誘電体基板の比誘電率の周波数依存性の補償が行われる。このような補償動作により、アンテナ２０１の出力インピーダンスは受信信号の周波数の値にかかわらず一定に保たれる。
従って、この第２実施形態に係るアンテナ２０１は、受信機２０４から見た場合に、いかなる受信周波数においても、アンテナの特性変動が無いマルチバンド対応アンテナを構成できる。
【００３２】
（第３実施形態）
図３は、本発明に係るアンテナ装置を、本発明に係る通信装置に適用した第３実施形態の構成を示す。
この第３実施形態に係る通信装置は、所定の周波数帯域の送信信号を無線で送信するものであり、図３に示すように、送信機３０１と、チャネル選択フィルタ（隣接チャンネル妨害波除去フィルタ）３０２と、整合回路３０３と、アンテナ３０４と、周波数依存性補償回路３０５と、温度センサ３０６と、温度依存性補償回路３０７と、加算器３０８と、を備えている。
ここで、アンテナ３０４、整合回路３０３、周波数依存性補償回路３０５、温度センサ３０６、温度依存性補償回路３０７、および加算器３０８は、本発明に係るアンテナ装置を構成する。
【００３３】
また、周波数依存性補償回路３０５および整合回路３０３は、周波数依存性補償部を構成する。この周波数依存性補償部は、後述のように、アンテナ３０４の周辺に存在する媒質の比誘電率の周波数依存性を補償するためのものである。
さらに、温度センサ３０６、温度依存性補償回路３０７、および整合回路３０３は、温度依存性補償部を構成する。この温度依存性補償部は、後述のように、アンテナ３０４の周辺に存在する媒質の比誘電率の温度依存性を補償するためのものである。
【００３４】
次に、この第３実施形態の各部の構成について、図３を参照して説明する。
送信機３０１は、送信すべき送信信号を生成し、この生成した送信信号をチャネル選択フィルタ３０２へ送出すると同時に、送信信号の中心周波数情報を周波数依存性補償回路３０５に通知するようになっている。
チャネル選択フィルタ３０２は、能動フィルタまたは受動フィルタから構成され、送信機３０１からの送信信号についてその妨害波を除去するものである。
【００３５】
整合回路３０３は、チャネル選択フィルタ３０２とアンテナ３０４との間に設け、その両者の間のインピーダンスの整合を行うものである。この整合回路３０３は、キャパシタやコイルなどから構成され所定のインピーダンスを有するとともに、そのインピーダンスの値が調整自在となっており、その調整は周波数依存性補償回路３０５と温度依存性補償回路３０７からの調整データに基づいて行われるようになっている。
【００３６】
アンテナ３０４は、その周囲が所定の誘電体で覆われたものであり、例えばアンテナ１０４と同様に、誘電体の基板上に形成されたマイクロストリップアンテナからなる。アンテナ３０４と整合回路３０３とは、給電線３０９によって電気的に接続されている。
周波数依存性補償回路３０５は、この通信装置がカバーする周波数範囲において、マイクロストリップアンテナからなるアンテナ３０４とチャネル選択フィルタ３０２とのインピーダンスの整合条件を周波数変動の面から満たすために、整合回路３０３のインピーダンスを調整するものである。
【００３７】
このため、周波数依存性補償回路３０５は、送信機３０１が生成する送信信号の中心周波数情報を送信機３０１から取得し、その中心周波数情報に応じて整合回路３０３の所定のインピーダンスに付加、または削減すべきインピーダンスの調整データを予め所有している。
従って、周波数依存性補償回路３０５は、送信機３０１から取得した送信信号の中心周波数情報に基づき、予め所有している整合回路３０３のインピーダンスの調整データを取得し、その取得した調整データを加算器３０８に出力するようになっている。
【００３８】
温度センサ３０６は、アンテナ３０４の周辺の媒質の温度、この例ではアンテナの基板の温度を検出するセンサであり、その検出温度は温度依存性補償回路３０７に通知されるようになっている。
温度依存性補償回路３０７は、この通信装置がカバーする周波数範囲において、マイクロストリップアンテナからなるアンテナ３０４とチャネル選択フィルタ３０２とのインピーダンスの整合条件を温度変動の面から満たすために、整合回路３０３のインピーダンスを調整するものである。
【００３９】
このため、温度依存性補償回路３０７は、温度センサ３０６の検出温度に応じて整合回路３０３の所定のインピーダンスに付加、または削減すべきインピーダンスの調整データを予め所有している。そして、温度依存性補償回路３０７は、温度センサ３０６の検出温度に基づき、予め所有している整合回路３０３のインピーダンスの調整データを取得し、その取得された調整データを加算器３０８に出力するようになっている。
【００４０】
加算器３０８は、周波数依存性補償回路３０５からの調整データと、温度依存性補償回路３０７からの調整データとを加算することにより、その２つの補償を満足するための新たなインピーダンスの調整データに変換し、この変換されたインピーダンスの調整データに従って整合回路３０３の所定のインピーダンスの値を調整する。これにより、アンテナ３０４の周辺に存在する媒質の比誘電率の周波数依存性の補償ができると同時に、その媒質の比誘電率の温度依存性の補償ができる。
【００４１】
次に、このような構成からなる第３実施形態の動作について、図３を参照しながら説明する。
送信機３０１は、送信すべき送信信号をチャネル選択フィルタ３０２に送出すると同時に、その送信信号の中心周波数情報を周波数依存性補償回路３０５に通知する。
周波数依存性補償回路３０５は、その取得した送信信号の中心周波数情報に基づき、予め所有している整合回路３０３のインピーダンスの調整データを取得し、その取得した調整データを加算器３０８に出力する。
【００４２】
一方、温度依存性補償回路３０７は、温度センサ３０６の検出温度に基づき、予め所有している整合回路３０３のインピーダンスの調整データを取得し、その取得した調整データを加算器３０８に出力する。
加算器３０８は、それらの２つの調整データを加算することにより、その２つの補償を満足するための新たなインピーダンスの調整データに変換し、この変換されたインピーダンスの調整データに従って整合回路３０３の所定のインピーダンスの値を調整する。
【００４３】
この結果、アンテナ３０４は、その周辺に存在する媒質（この例ではアンテナの誘電体基板）の比誘電率の周波数依存性の補償がされると同時に、その媒質の比誘電率の温度依存性の補償がされる。
このように、この第３実施形態では、周波数依存性補償回路３０５、温度依存性補償回路３０７、加算器３０８、および整合回路３０３の複合動作または連携動作により、アンテナ３０４の入力インピーダンスは、送信周波数および周囲温度にかかわらず一定に保たれる。
従って、この第３実施形態に係るアンテナ３０４は、送信機３０１から見た場合に、いかなる送信周波数においても、アンテナの特性変動が無いマルチバンド対応アンテナを構成できる。
【００４４】
（第４実施形態）
図４は、本発明に係るアンテナ装置を、本発明に係る通信装置に適用した第４実施形態の構成を示す。
この第４実施形態に係る通信装置は、所定の周波数帯域の電波を受信するものであり、図４に示すように、アンテナ４０１と、整合回路４０２と、チャネル選択フィルタ４０３と、受信機４０４と、周波数依存性補償回路４０５と、温度センサ４０６と、温度依存性補償回路４０７と、加算器４０８と、を備えている。
ここで、アンテナ４０１、整合回路４０２、周波数依存性補償回路４０５、温度センサ４０６、温度依存性補償回路４０７、および加算器４０８は、本発明に係るアンテナ装置を構成する。
【００４５】
また、周波数依存性補償回路４０５および整合回路４０２は、周波数依存性補償部を構成する。この周波数依存性補償部は、後述のように、アンテナ４０１の周辺に存在する媒質の比誘電率の周波数依存性を補償するためのものである。
さらに、温度センサ４０６、温度依存性補償回路４０７、および整合回路４０２は、温度依存性補償部を構成する。この温度依存性補償部は、後述のように、アンテナ４０１の周辺に存在する媒質の比誘電率の温度依存性を補償するためのものである。
【００４６】
次に、この第４実施形態の各部の構成について、図４を参照して説明する。
アンテナ４０１は、その周囲が所定の誘電体で覆われたものであり、例えばアンテナ１０４と同様に、誘電体の基板上に形成されたマイクロストリップアンテナからなる。アンテナ４０１と整合回路４０２とは、給電線４０９によって電気的に接続されている。
整合回路４０２は、アンテナ４０１とチャネル選択フィルタ４０３との間に設け、その両者の間のインピーダンスの整合を行うものである。この整合回路４０３は、キャパシタやコイルなどから構成され所定のインピーダンスを有するとともに、そのインピーダンスの値が調整自在となっており、その調整は周波数依存性補償回路４０５および温度依存性補償回路４０７からの調整データに基づいて行われるようになっている。
【００４７】
チャネル選択フィルタ４０３は、能動フィルタまたは受動フィルタから構成され、アンテナ４０１の受信信号についてその妨害波を除去するものである。
受信機４０４は、チャネル選択フィルタ４０３からの受信信号を受け取り、その受信信号からデータを復調するとともに、その受信信号の中心周波数情報を周波数依存性補償回路４０５に通知するようになっている。
【００４８】
周波数依存性補償回路４０５は、この通信装置がカバーする周波数範囲（周波数領域）において、マイクロストリップアンテナからなるアンテナ４０１とチャネル選択フィルタ４０３とのインピーダンスの整合条件を周波数変動の面から満たすために、整合回路４０２のインピーダンスを調整するものである。
このため、周波数依存性補償回路４０５は、受信機４０４が受信した受信信号の中心周波数情報を受信機４０４から取得し、その中心周波数情報に応じて整合回路４０２の所定のインピーダンスに付加、または削減すべきインピーダンスの調整データを予め所有している。
【００４９】
従って、周波数依存性補償回路４０５は、受信機４０４から取得した受信信号の中心周波数情報に基づき、予め所有している整合回路４０２のインピーダンスの調整データを取得し、その取得した調整データを加算器４０８に出力するようになっている。
温度センサ４０６は、アンテナ４０１の周辺の媒質の温度、この例ではアンテナの基板の温度を検出するセンサであり、その検出温度は温度依存性補償回路４０７に通知されるようになっている。
【００５０】
温度依存性補償回路４０７は、この通信装置がカバーする周波数範囲において、マイクロストリップアンテナからなるアンテナ４０１とチャネル選択フィルタ４０３とのインピーダンスの整合条件を温度変動の面から満たすために、整合回路４０２のインピーダンスを調整するものである。
このため、温度依存性補償回路４０７は、温度センサ４０６の検出温度に応じて整合回路４０３の所定のインピーダンスに付加、または削減すべきインピーダンスの調整データを予め所有している。そして、温度依存性補償回路４０７は、温度センサ４０６の検出温度に基づき、予め所有している整合回路４０２のインピーダンスの調整データを取得し、その取得した調整データを加算器４０８に出力するようになっている。
【００５１】
加算器４０８は、周波数依存性補償回路４０５からの調整データと、温度依存性補償回路４０７からの調整データとを加算することにより、その２つの補償を満足するための新たなインピーダンスの調整データに変換し、この変換された調整データに従って整合回路４０２の所定のインピーダンスの値を調整する。これにより、アンテナ４０１の周辺に存在する媒質の比誘電率の周波数依存性の補償ができると同時に、その媒質の比誘電率の温度依存性の補償ができる。
【００５２】
次に、このような構成からなる第４実施形態の動作について、図４を参照しながら説明する。
受信機４０４は、アンテナ４０１が受信した受信信号をチャネル選択フィルタ４０３から受け取り、この受け取った受信信号からデータを復調すると同時に、その受信信号の中心周波数情報を周波数依存性補償回路４０５に通知する。
周波数依存性補償回路４０５は、その取得した受信信号の中心周波数情報に基づき、予め所有している整合回路４０２のインピーダンスの調整データを取得し、その選択した調整データを加算器４０８に出力する。
【００５３】
一方、温度依存性補償回路４０７は、温度センサ４０６の検出温度に基づき、予め所有している整合回路４０２のインピーダンスの調整データを取得し、その取得した調整データを加算器４０８に出力する。
加算器４０８は、それらの２つの調整データを加算することにより、その２つの補償を満足するための新たなインピーダンスの調整データに変換し、この変換されたインピーダンスの調整データに従って整合回路４０２の所定のインピーダンスの値を調整する。
この結果、アンテナ４０１は、その周辺に存在する媒質（この例ではアンテナの誘電体基板）の比誘電率の周波数依存性の補償がされると同時に、その媒質の比誘電率の温度依存性の補償がされる。
【００５４】
このように、この第４実施形態では、周波数依存性補償回路４０５、温度依存性補償回路４０７、加算器４０８、および整合回路４０２の複合動作または連携動作により、アンテナ４０１の出力インピーダンスは、受信周波数および周囲温度にかかわらず一定に保たれる。
従って、この第４実施形態に係るアンテナ４０１は、受信機４０４から見た場合に、いかなる受信周波数においても、アンテナの特性変動が無いマルチバンド対応アンテナを構成できる。
【００５５】
（第５実施形態）
図５は、本発明に係るアンテナ装置を、本発明に係る通信装置に適用した第５実施形態の構成を示す。
この第５実施形態に係る通信装置は、所定の周波数帯域の送信信号を無線で送信するものであり、図５に示すように、送信機５０１と、整合回路５０３と、平面送信アンテナ５０４と、周波数依存性補償回路５０５と、温度センサ５０６と、温度依存性補償回路５０７と、加算器５０８と、を備えている。
ここで、平面送信アンテナ５０４、整合回路５０３、周波数依存性補償回路５０５、温度センサ５０６、温度依存性補償回路５０７、および加算器５０８は、本発明に係るアンテナ装置を構成する。
【００５６】
また、周波数依存性補償回路５０５および整合回路５０３は、周波数依存性補償部を構成する。この周波数依存性補償部は、後述のように、平面送信アンテナ５０４の周辺に存在する媒質の比誘電率の周波数依存性を補償するためのものである。
さらに、温度センサ５０６、温度依存性補償回路５０７、および整合回路５０３は、温度依存性補償部を構成する。この温度依存性補償部は、後述のように、平面送信アンテナ５０４の周辺に存在する媒質の比誘電率の温度依存性を補償するためのものである。
【００５７】
次に、この第５実施形態では、狭帯域共振特性を有する平面送信アンテナ５０４を使用していることに特徴があるので、その構成や等価回路等について説明する。
平面送信アンテナ５０４は、グランド板の上に誘電体の基板を設け、その基板上に導体からなるアンテナ素子（放射素子）を形成させたものである。この平面送信アンテナ５０４の等価回路は、文献「Microstrip Patch Antennas A Designer's Guide” Chapter2. Edited by R.B.Waterhouse,Kluwer Academic Publishers Group,2003.」によれば、図６に示すようになる。
【００５８】
ここで、図６において、ＲＡは平面アンテナの損失、ＬＡは平面アンテナの誘導性リアクタンス、ＣＡは平面アンテナの容量性リアクタンス、ＬＦは給電線の誘導性リアクタンスを示している。
図６に示す等価回路より、平面アンテナの共振角周波数ωｏは、次の（３）式で表すことができる。
ωｏ＝Ｓｑｒｔ（１／（ＬＡ×ＣＡ）・・・（３）
また、角周波数ωｏでのＱ値（Ｑ（ωｏ））は、次の（４）式で表される。
Ｑ（ωｏ）＝（１／（ＲＡ×ωｏ×ＣＡ））・・・（４）
【００５９】
ここで、ＣＡは主として平面パッチとその下層に存在するグランド面との間の容量であるため、アンテナのＱ値は平面パッチとグランドとが近づくほど、言い換えれば誘電体の厚さが薄くなるほど高くなる。また、パッチ・グランド面共に良質の導体で構成されるので、ＲＡは非常に小さい。このため、この第５実施形態に使用される平面アンテナは、本質的にＱ値が非常に大きく、狭帯域であるといえる。
ここで検討した平面アンテナにおける誘電体基板の厚みとその放射帯域との関係の一例を図７に示す。図７によれば、基板の厚みが同じ場合には、その基板の比誘電率Ｅｒが大きいほど放射帯域幅が狭くなる。
【００６０】
次に、この第５実施形態の各部の構成について、図５を参照して説明する。
送信機５０１は、送信すべき送信信号を生成し、この生成した送信信号を整合回路５０３へ送出すると同時に、送信信号の中心周波数情報を周波数依存性補償回路５０５に通知するようになっている。
整合回路５０３は、送信機５０１と平面送信アンテナ５０４との間に設け、その両者の間のインピーダンスの整合を行うものである。この整合回路５０３は、キャパシタやコイルなどから構成され所定のインピーダンスを有するとともに、そのインピーダンスの値が調整自在となっており、その調整は周波数依存性補償回路５０５と温度依存性補償回路５０７からの調整データに基づいて行われるようになっている。
【００６１】
平面送信アンテナ５０４と整合回路５０３とは、給電線５０９によって電気的に接続されている。
周波数依存性補償回路５０５は、この通信装置がカバーする周波数範囲において、送信機５０１と平面送信アンテナ５０４とのインピーダンスの整合条件を周波数変動の面から満たすために、整合回路５０３のインピーダンスを調整するものである。
このため、周波数依存性補償回路５０５は、送信機５０１が生成する送信信号の中心周波数情報を送信機５０１から取得し、その中心周波数情報に応じて整合回路５０３の所定のインピーダンスに付加、または削減すべきインピーダンスの調整データを予め所有している。
【００６２】
そして、周波数依存性補償回路５０５は、送信機５０１から取得した送信信号の中心周波数情報に基づき、予め所有している整合回路５０３のインピーダンスの調整データを取得し、その取得した調整データを加算器５０８に出力するようになっている。
温度センサ５０６は、平面送信アンテナ５０４の周辺の媒質の温度、この例ではアンテナの基板の温度を検出するセンサであり、その検出温度は温度依存性補償回路５０７に通知されるようになっている。
【００６３】
温度依存性補償回路５０７は、この通信装置がカバーする周波数範囲において、送信機５０１と平面送信アンテナ５０４とのインピーダンスの整合条件を温度変動の面から満たすために、整合回路５０３のインピーダンスを調整するものである。
このため、温度依存性補償回路５０７は、温度センサ５０６の検出温度に応じて整合回路５０３の所定のインピーダンスに付加、または削減すべきインピーダンスの調整データを予め所有している。そして、温度依存性補償回路５０７は、温度センサ５０６の検出温度に基づき、予め所有している整合回路５０３のインピーダンスの調整データを取得し、その取得した調整データを加算器５０８に出力するようになっている。
【００６４】
加算器５０８は、周波数依存性補償回路５０５からの調整データと、温度依存性補償回路５０７からの調整データとを加算することにより、その２つの補償を満足するための新たなインピーダンスの調整データに変換し、この変換されたインピーダンスの調整データに従って整合回路５０３の所定のインピーダンスの値を調整する。これにより、平面送信アンテナ５０４の周辺に存在する媒体の比誘電率の周波数依存性の補償ができると同時に、その媒体の比誘電率の温度依存性の補償ができる。
【００６５】
次に、このような構成からなる第５実施形態の動作について、図５を参照しながら説明する。
送信機５０１は、送信すべき送信信号を整合回路５０３へ送出すると同時に、その送信信号の中心周波数情報を周波数依存性補償回路５０５に通知する。
周波数依存性補償回路５０５は、その取得した送信信号の中心周波数情報に基づき、予め所有している整合回路５０３のインピーダンスの調整データを取得し、その取得した調整データを加算器５０８に出力する。
【００６６】
一方、温度依存性補償回路５０７は、温度センサ５０６の検出温度に基づき、予め所有している整合回路５０３のインピーダンスの調整データを取得し、その取得した調整データを加算器５０８に出力する。
加算器５０８は、それらの２つの調整データを加算することにより、その２つの補償を満足するための新たなインピーダンスの調整データに変換し、この変換されたインピーダンスの調整データに従って整合回路５０３の所定のインピーダンスの値を調整する。
【００６７】
この結果、平面送信アンテナ５０４は、その周辺に存在する媒質（この例ではアンテナの誘電体基板）の比誘電率の周波数依存性の補償がされると同時に、その媒質の比誘電率の温度依存性の補償がされる。
このように、この第５実施形態では、周波数依存性補償回路５０５、温度依存性補償回路５０７、加算器５０８、および整合回路５０３の複合動作または連携動作により、平面送信アンテナ５０４の入力インピーダンスは、送信周波数および周囲温度にかかわらず一定に保たれる。
【００６８】
従って、平面送信アンテナ５０４を使用するこの第５実施形態では、アンテナの帯域を規格の許す限界まで誘電体基板の厚みを薄くする事で狭くすることができる。
ここで、参考のために、現在用いられている移動通信規格のシステム帯域幅、チャンネル帯域幅を図８に示す。
ところで、一般に送信システムでは、通常はさまざまな変動があっても送信帯域内で一定の利得が得られるように広帯域に設計されたアンテナと、隣接する帯域に信号が漏れ出さない為にアンテナと送信機の間に、帯域制限フィルタが挿入された送信システムを構成している。
【００６９】
しかし、図５に示す第５実施形態では、アンテナとして上記のように平面アンテナを使用し、この平面アンテナはその構造によって非常に狭帯域のものを設計（実現）できるので、アンテナと送信機との間に一般に設けられている帯域制限フィルタを省略することができるようになった。
さらに、上記の文献によると、平面アンテナの基板の厚さその放射効率との間には、図９に示すように、基板の厚さが薄いほど放射効率が高まる関係が存在する。従って、平面アンテナの帯域を最適にするために、基板の厚さを薄くすると、平面アンテナは同時に放射効率の高いアンテナとなるのである。
【００７０】
そこで、この第５実施形態では、その基板の厚みが放射帯域と放射効率とのトレードオフ要因であることを利用し、アンテナの放射帯域に対してその放射効率が最適値となるように、基板の厚みを決定するようにしている。
以上のように、この第５実施形態によれば、いかなる送信周波数においても、送信機から見たアンテナの特性変動が無く、高い放射効率を有し、アンテナと送信機の間に帯域制限フィルタが無いにもかかわらず正確に帯域の制限された、マルチバンド対応アンテナが構成できる。
【００７１】
（第６実施形態）
図１０は、本発明に係るアンテナ装置を、本発明に係る通信装置に適用した第６実施形態の構成を示す。
この第６実施形態に係る通信装置は、所定の周波数帯域の電波を受信するものであり、図１０に示すように、平面受信アンテナ６０１と、整合回路６０２と、受信機６０４と、周波数依存性補償回路６０５と、温度センサ６０６と、温度依存性補償回路６０７と、加算器６０８と、を備えている。
ここで、平面受信アンテナ６０１、整合回路６０２、周波数依存性補償回路６０５、温度センサ６０６、温度依存性補償回路６０７、および加算器６０８は、本発明に係るアンテナ装置を構成する。
【００７２】
また、周波数依存性補償回路６０５および整合回路６０２は、周波数依存性補償部を構成する。この周波数依存性補償部は、後述のように、平面受信アンテナ６０１の周辺に存在する媒質の比誘電率の周波数依存性を補償するためのものである。
さらに、温度センサ６０６、温度依存性補償回路６０７、および整合回路６０２は、温度依存性補償部を構成する。この温度依存性補償部は、後述のように、平面受信アンテナ６０１の周辺に存在する媒質の比誘電率の温度依存性を補償するためのものである。
【００７３】
次に、この第６実施形態の各部の構成について、図１０を参照して説明する。
平面受信アンテナ６０１は、上述の第５実施形態で使用される平面送信アンテナ５０４を受信用に使用するようにした。従って、平面受信アンテナ６０１は、その平面送信アンテナ５０４と構成が同様であり、かつ、その特性（狭帯域性など）や基板の最適化設計なども同様である。平面受信アンテナ６０１と整合回路６０２とは、給電線６０９によって電気的に接続されている。
【００７４】
整合回路６０２は、平面受信アンテナ６０１と受信機６０４との間に設け、その両者の間のインピーダンスの整合を行うものである。この整合回路６０２は、キャパシタやコイルなどから構成され所定のインピーダンスを有するとともに、そのインピーダンスの値が調整自在となっており、その調整は周波数依存性補償回路６０５および温度依存性補償回路６０７からの調整データに基づいて行われるようになっている。
【００７５】
受信機６０４は、平面受信アンテナ６０１からの受信信号を受け取り、その受信信号からデータを復調するとともに、その受信信号の中心周波数情報を周波数依存性補償回路６０５に通知するようになっている。
周波数依存性補償回路６０５は、この通信装置がカバーする周波数範囲において、平面受信アンテナ６０１と受信機６０４とのインピーダンスの整合条件を周波数変動の面から満たすために、整合回路６０２のインピーダンスを調整するものである。
【００７６】
このため、周波数依存性補償回路６０５は、受信機６０４が受信した受信信号の中心周波数情報を受信機６０４から取得し、その中心周波数情報に応じて整合回路６０２の所定のインピーダンスに付加、または削減すべきインピーダンスの調整データを予め所有している。
そして、周波数依存性補償回路６０５は、平面受信アンテナ６０１の周辺に存在する媒体の比誘電率の周波数依存性の補償を行うために、受信機６０４から取得した受信信号の中心周波数情報に基づき、予め所有している整合回路６０２のインピーダンスの調整データを取得し、その取得した調整データを加算器６０８に出力するようになっている。
【００７７】
温度センサ６０６は、平面受信アンテナ６０１の周辺の媒質の温度、この例ではアンテナの基板の温度を検出するセンサであり、その検出温度は温度依存性補償回路６０７に通知されるようになっている。
温度依存性補償回路６０７は、この通信装置がカバーする周波数範囲において、平面受信アンテナ６０１と受信機６０４とのインピーダンスの整合条件を温度変動の面から満たすために、整合回路６０２のインピーダンスを調整するものである。
【００７８】
このため、温度依存性補償回路６０７は、温度センサ６０６の検出温度に応じて整合回路６０２の所定のインピーダンスに付加、または削減すべきインピーダンスの調整データを予め所有している。
そして、温度依存性補償回路６０７は、温度センサ６０６の検出温度に基づき、予め所有している整合回路６０２のインピーダンスの調整データを取得し、その取得した調整データを加算器６０８に出力するようになっている。
【００７９】
加算器６０８は、周波数依存性補償回路６０５からの調整データと、温度依存性補償回路６０７からの調整データとを加算することにより、その２つの補償を満足するための新たなインピーダンスの調整データに変換し、この変換されたインピーダンスの調整データに従って整合回路６０２の所定のインピーダンスの値を調整する。これにより、平面受信アンテナ６０１の周辺に存在する媒体の比誘電率の周波数依存性の補償ができると同時に、その媒体の比誘電率の温度依存性の補償ができる。
【００８０】
次に、このような構成からなる第６実施形態の動作について、図１０を参照しながら説明する。
受信機６０４は、平面受信アンテナ６０１が受信した受信信号を受け取り、この受け取った受信信号からデータを復調すると同時に、その受信信号の中心周波数情報を周波数依存性補償回路６０５に通知する。
周波数依存性補償回路６０５は、その取得した受信信号の中心周波数情報に基づき、予め所有している整合回路６０２のインピーダンスの調整データを取得し、その取得した調整データを加算器６０８に出力する。
一方、温度依存性補償回路６０７は、温度センサ６０６の検出温度に基づき、予め所有している整合回路６０２のインピーダンスの調整データを取得し、その取得した調整データを加算器６０８に出力する。
【００８１】
加算器６０８は、それらの２つの調整データを加算することにより、その２つの補償を満足するための新たなインピーダンスの調整データに変換し、この変換されたインピーダンスの調整データに従って整合回路６０２の所定のインピーダンスの値を調整する。
この結果、平面受信アンテナ６０１は、その周辺に存在する媒質（この例ではアンテナが形成される誘電体基板）の比誘電率の周波数依存性の補償がされると同時に、その媒質の比誘電率の温度依存性の補償がされる。
【００８２】
このように、この第６実施形態では、周波数依存性補償回路６０５、温度依存性補償回路６０７、加算器６０８、および整合回路６０２の複合動作または連携動作により、平面受信アンテナ６０１の出力インピーダンスは、受信周波数および周囲温度にかかわらず一定に保たれる。
従って、平面受信アンテナ６０１を使用するこの第６実施形態では、アンテナの帯域を規格の許す限界まで誘電体基板の厚みを薄くする事で狭くすることができる。
ところで、一般に受信システムでは、通常はさまざまな変動があっても受信帯域内で一定の利得が得られるように広帯域に設計されたアンテナと、隣接する帯域に信号が漏れ出さない為にアンテナと受信機の間に、帯域制限フィルタが挿入された受信システムを構成している。
【００８３】
しかし、図１０に示す第６実施形態では、受信用のアンテナとして上記のように平面アンテナを使用し、この平面アンテナはその構造によって非常に狭帯域のものを設計（実現）できるので、アンテナと受信機との間に一般に設けられている帯域制限フィルタを省略することができるようになった。
従って、この第６実施形態によれば、いかなる受信周波数においても、受信機から見たアンテナの特性変動が無く、高い受信効率を有し、アンテナと受信機の間に帯域制限フィルタが無いにもかかわらず正確に帯域の制限された、マルチバンド対応アンテナが構成できる。
【００８４】
（第７実施形態）
図１１は、本発明に係るアンテナ装置を、ＦＤＭＡ（周波数分割多重化）方式の通信装置に適用した第７実施形態の構成を示す。
この第７実施形態に係る通信装置は、送信と受信とを異なる周波数で行うＦＤＭＡ方式の送受信装置（トランシーバ）であり、図１１に示すように、送信系の装置と、受信系の装置とで構成されている。
送信系の装置は、送信機７０１と、整合回路７０２と、平面送信アンテナ７０３と、周波数依存性補償回路７０４と、温度センサ７０５と、温度依存性補償回路７０６と、加算器７０７と、を備えている。
【００８５】
受信系の装置は、平面受信アンテナ７０８と、整合回路７０９と、受信機７１０と、周波数依存性補償回路７１１と、温度センサ７０５と、温度依存性補償回路７０６と、加算器７１２と、を備えている。
平面送信アンテナ７０３と平面受信アンテナ７０８とは、所定の誘電体からなる同一の基板７１３上に形成され、小型化を図るようにしている。その両アンテナ７０３、７０８は、上述の第５実施形態で使用される平面送信アンテナ５０４と同様に構成されるともに、その特性（狭帯域性など）や基板の最適化設計なども同様である。
【００８６】
また、温度センサ７０５と温度依存性補償回路７０６とは、平面送信アンテナ７０３と平面受信アンテナ７０８とが同一の基板７１３上に形成されているので、送信系の装置と受信系の装置とで共通に使用されるようになっている。
ここで、平面送信アンテナ７０３、整合回路７０２、周波数依存性補償回路７０４、温度センサ７０５、温度依存性補償回路５０７、および加算器５０８は、本発明に係るアンテナ装置を構成する。
【００８７】
また、周波数依存性補償回路７０４、加算器７０７、および整合回路７０２は、周波数依存性補償部を構成する。この周波数依存性補償部は、後述のように、平面送信アンテナ７０３の周辺に存在する媒質の比誘電率の周波数依存性を補償するためのものである。
そして、温度センサ７０５、温度依存性補償回路７０６、加算器７０７、および整合回路７０２は、温度依存性補償部を構成する。この温度依存性補償部は、後述のように、平面送信アンテナ７０３の周辺に存在する媒質の比誘電率の温度依存性を補償するためのものである。
【００８８】
さらに、周波数依存性補償回路７１１、加算器７１２、および整合回路７０９は、周波数依存性補償部を構成する。この周波数依存性補償部は、後述のように、平面受信アンテナ７０８の周辺に存在する媒質の比誘電率の周波数依存性を補償するためのものである。
また、温度センサ７０５、温度依存性補償回路７０６、加算器７１２、および整合回路７０９は、温度依存性補償部を構成する。この温度依存性補償部は、後述のように、平面受信アンテナ７０８の周辺に存在する媒質の比誘電率の温度依存性を補償するためのものである。
【００８９】
次に、送信系の装置の各部の構成について、図１１を参照して説明する。
送信機７０１は、送信すべき送信信号を生成し、この生成した送信信号を整合回路７０２へ送出すると同時に、送信信号の中心周波数情報を周波数依存性補償回路７０４に通知するようになっている。
整合回路７０２は、送信機７０１と平面送信アンテナ７０３との間に設け、その両者の間のインピーダンスの整合を行うものである。この整合回路７０２は、所定のインピーダンスを有するとともに、そのインピーダンスの値が調整自在となっており、その調整は周波数依存性補償回路７０４と温度依存性補償回路７０６からの調整データに基づいて行われるようになっている。
【００９０】
周波数依存性補償回路７０４は、この通信装置がカバーする周波数範囲において、送信機７０１と平面送信アンテナ７０３とのインピーダンスの整合条件を周波数変動の面から満たすために、整合回路７０２のインピーダンスを調整するものである。
このため、周波数依存性補償回路７０４は、送信機７０１が生成する送信信号の中心周波数情報を送信機７０１から取得し、その中心周波数情報に応じて整合回路７０２の所定のインピーダンスに付加、または削減すべきインピーダンスの調整データを予め所有している。
【００９１】
そして、周波数依存性補償回路７０４は、送信機７０１から取得した送信信号の中心周波数情報に基づき、予め所有している整合回路７０２のインピーダンスの調整データを取得し、その取得した調整データを加算器７０７に出力するようになっている。
温度センサ７０５は、平面送信アンテナ７０３の周辺の媒質の温度、この例ではアンテナの同一基板７１３の温度を検出するセンサであり、その検出温度は温度依存性補償回路７０６に通知されるようになっている。
【００９２】
温度依存性補償回路７０６は、この通信装置がカバーする周波数範囲において、送信機７０１と平面送信アンテナ７０３とのインピーダンスの整合条件を温度変動の面から満たすために、整合回路７０２のインピーダンスを調整するものである。
このため、温度依存性補償回路７０６は、温度センサ７０５の検出温度に応じて整合回路７０２の所定のインピーダンスに付加、または削減すべきインピーダンスの調整データを予め所有している。
そして、温度依存性補償回路７０６は、温度センサ７０５の検出温度に基づき、予め所有している整合回路７０２のインピーダンスの調整データを取得し、その取得した調整データを加算器７０７に出力するようになっている。
【００９３】
加算器７０７は、周波数依存性補償回路７０４からの調整データと、温度依存性補償回路７０６からの調整データとを加算することにより、その２つの補償を満足するための新たなインピーダンスの調整データに変換し、この変換されたインピーダンスの調整データに従って整合回路７０２の所定のインピーダンスの値を調整する。
これにより、平面送信アンテナ７０３の周辺に存在する媒質（この例ではアンテナの誘電体基板）の比誘電率の周波数依存性の補償ができると同時に、その媒質の比誘電率の温度依存性の補償ができる。
【００９４】
次に、受信系の装置の各部の構成について、図１１を参照して説明する。
平面受信アンテナ７０８は、上述のように構成する。整合回路７０９は、平面受信アンテナ７０８と受信機７１０との間に設け、その両者の間のインピーダンスの整合を行うものである。
この整合回路７０９は、所定のインピーダンスを有するとともに、そのインピーダンスの値が調整自在となっており、その調整は周波数依存性補償回路７１１および温度依存性補償回路７０６からの調整データに基づいて行われるようになっている。
【００９５】
受信機７１０は、平面受信アンテナ７０８からの受信信号を受け取り、その受信信号からデータを復調するとともに、その受信信号の中心周波数情報を周波数依存性補償回路７１１に通知するようになっている。
周波数依存性補償回路７１１は、この通信装置がカバーする周波数範囲において、平面受信アンテナ７０８と受信機７１０とのインピーダンスの整合条件を周波数変動の面から満たすために、整合回路７０９のインピーダンスを調整するものである。
このため、周波数依存性補償回路７１１は、受信機７１０が受信した受信信号の中心周波数情報を受信機７１０から取得し、その中心周波数情報に応じて整合回路７０９の所定のインピーダンスに付加、または削減すべきインピーダンスの調整データを予め所有している。
【００９６】
そして、周波数依存性補償回路７１１は、受信機７１０から取得した受信信号の中心周波数情報に基づき、予め所有している整合回路７０９のインピーダンスの調整データを取得し、その取得した調整データを加算器７１２に出力するようになっている。
温度依存性補償回路７０６は、この通信装置がカバーする周波数範囲において、平面受信アンテナ７０８と受信機７１０とのインピーダンスの整合条件を温度変動の面から満たすために、整合回路７０９のインピーダンスを調整するものである。
【００９７】
このため、温度依存性補償回路７０６は、温度センサ７０５の検出温度に応じて整合回路７０９の所定のインピーダンスに付加、または削減すべきインピーダンスの調整データを予め所有している。
そして、温度依存性補償回路７０６は、温度センサ７０５の検出温度に基づき、予め所有している整合回路７０９のインピーダンスの調整データを取得し、その取得した調整データを加算器７１２に出力するようになっている。
【００９８】
加算器７１２は、周波数依存性補償回路７１１からの調整データと、温度依存性補償回路７０６からの調整データとを加算することにより、その２つの補償を満足するための新たなインピーダンスの調整データに変換し、この変換されたインピーダンスの調整データに従って整合回路７０９の所定のインピーダンスの値を調整する。これにより、平面受信アンテナ７０８の周辺に存在する媒質の比誘電率の周波数依存性の補償ができると同時に、その媒質の比誘電率の温度依存性の補償ができる。
【００９９】
次に、このような構成からなる第７実施形態の動作について、図１１を参照しながら説明する。
まず、送信系の装置について説明すると、送信機７０１は、送信すべき送信信号を整合回路７０２へ送出すると同時に、その送信信号の中心周波数情報を周波数依存性補償回路７０４に通知する。
周波数依存性補償回路７０４は、その取得した送信信号の中心周波数情報に基づき、予め所有している整合回路７０２のインピーダンスの調整データを取得し、その取得した調整データを加算器７０７に送出する。
一方、温度依存性補償回路７０６は、温度センサ７０６の検出温度に基づき、予め所有している整合回路７０２のインピーダンスの調整データを取得し、その取得した調整データを加算器７０７に送出する。
【０１００】
加算器７０７は、それらの２つのインピーダンスの調整データを加算することにより、その２つの補償を満足するための新たなインピーダンスの調整データに変換し、この変換されたインピーダンスの調整データに従って整合回路７０２の所定のインピーダンスの値を調整する。
この結果、平面送信アンテナ７０３は、その周辺に存在する媒質（この例ではアンテナが形成される誘電体基板）の比誘電率の周波数依存性の補償がされると同時に、その媒質の比誘電率の温度依存性の補償がされる。
【０１０１】
次に、受信系の装置について説明すると、受信機７１０は、平面受信アンテナ７０８が受信した受信信号を受け取り、この受け取った受信信号からデータを復調すると同時に、その受信信号の中心周波数情報を周波数依存性補償回路７１１に通知する。
周波数依存性補償回路７１１は、その取得した受信信号の中心周波数情報に基づき、予め所有している整合回路７０９のインピーダンスの調整データを取得し、その取得した調整データを加算器７１２に送出する。
【０１０２】
一方、温度依存性補償回路７０６は、温度センサ７０５の検出温度に基づき、予め所有している整合回路７０９のインピーダンスの調整データを取得し、その取得した調整データを加算器７１２に送出する。
加算器７１２は、それらの２つのインピーダンスの調整データを加算することにより、その２つの補償を満足するための新たなインピーダンスの調整データに変換し、この変換されたインピーダンスの調整データに従って整合回路７０９の所定のインピーダンスの値を調整する。
この結果、平面受信アンテナ７０８は、その周辺に存在する媒質（この例ではアンテナが形成される誘電体基板）の比誘電率の周波数依存性の補償がされると同時に、その媒質の比誘電率の温度依存性の補償がされる。
【０１０３】
以上の説明からわかるように、この第７実施形態では、平面送信アンテナ７０３と平面受信アンテナ７０８とを同一の誘電体の基板７１３上に形成するようにした。このため、その両アンテナ７０３、７０８の周辺の媒質である同一基板７１３の比誘電率の温度依存性を補償を行うために必要な温度（基板７１３の温度）を、１つの温度センサ７０５で検出するようにした。従って、この第７実施形態では、その温度センサ７０５の検出温度に基づいて温度依存性の補償を行う温度依存性制御ループを、送信系の装置と受信系の装置とで兼用することができる。
【０１０４】
また、この第７実施形態で想定する受信周波数の受信帯域は、従来のＦＤＭＡ方式のトランシーバのようにバンドパスフィルタで通過させ、図８で「システム帯域」と表現されているものよりもっと狭い帯域、すなわち図８で「チャネル帯域」と定義されているものである。このような通過帯域の狭いフィルタを構成するためには、受信信号の周波数情報の入手が不可欠である。
【０１０５】
そこで、この第７実施形態では、受信信号の周波数情報を受信信号のキャリア周波数を検知するためだけに使うのではなく、これを平面アンテナの基板材の比誘電率の周波数に対する変動を補償するために使用するようにしたことを特徴とする。
すなわち、この第７実施形態では、周波数依存性補償回路７１１、加算器７１２、および整合回路７０９によって周波数依存性の補償ループを設けるようにし、受信信号の周波数情報を用いて上記の周波数依存性の補償を行うようにした。
【０１０６】
このため、この第７実施形態では、平面受信アンテナ７０８の入力インピーダンスを変動させる主要因である温度変動だけでなく、第２番目の要因である動作周波数の変動も補償することができ、Ｑすなわち感度が高いシステムの安定動作を達成できる。
また、この第７実施形態では、送信系の装置の使用する周波数と受信系の装置の使用する周波数とでは異なるが、送信系の装置では、上記のようにして平面送信アンテナ７０３の温度依存性と周波数依存性を補償するようにした。このため、平面送信アンテナ７０３の基板の温度変動、送信信号の周波数変動があっても、送信信号の周波数帯域において整合回路は安定した整合条件が達成することができる。
【０１０７】
（第８実施形態）
図１２は、本発明に係るアンテナ装置を、ＴＤＭＡ（時分割多重化）方式の通信装置に適用した第８実施形態の構成を示す。
この第８実施形態に係る通信装置は、送信と受信とを同じ周波数で行うＴＤＭＡ方式の送受信装置（トランシーバ）であり、図１１に示すように、送信機８０１と、受信機８０２と、送受切替スイッチ８０３と、整合回路８０４と、送受信平面アンテナ８０５とを備え、送受切替スイッチ８０３の切り替えによって送信機８０１と受信機８０２とを選択的に使用するようになっている。
【０１０８】
また、この第８実施形態では、図１１に示すように、温度センサ８０６と、温度依存性補償回路８０７と、周波数依存性補償回路８０８と、加算器８０９と、を備えている。
さらに、送受信平面アンテナ８０５は、送信信号と受信信号のキャリア周波数が同じであるので、送信アンテナと受信アンテナとを兼用させている。そして、その送受信平面アンテナ８０５は、上述の第５実施形態で使用される平面送信アンテナ５０４と同様に構成されるとともに、その特性（狭帯域性など）や基板の最適化設計なども同様である。
【０１０９】
ここで、送受信平面アンテナ８０５、整合回路８０４、周波数依存性補償回路８０８、温度センサ８０６、温度依存性補償回路８０７、および加算器８０９は、本発明に係るアンテナ装置を構成する。
また、周波数依存性補償回路８０８、加算器８０９、および整合回路８０４は、周波数依存性補償部を構成する。この周波数依存性補償部は、後述のように、送受信平面アンテナ８０５の周辺に存在する媒質の比誘電率の周波数依存性を補償するためのものである。
さらに、温度センサ８０６、温度依存性補償回路８０７、加算器８０９、および整合回路８０４は、温度依存性補償部を構成する。この温度依存性補償部は、後述のように、送受信平面アンテナ８０５の周辺に存在する媒質の比誘電率の温度依存性を補償するためのものである。
【０１１０】
次に、この第８実施形態の各部の構成について、図１２を参照して説明する。
送信機８０１は、送信すべき送信信号を生成し、この生成した送信信号を整合回路８０２へ送出すると同時に、送信信号の中心周波数情報を周波数依存性補償回路８０８に通知するようになっている。
整合回路８０４は、送信機８０１および受信機８０２と送受信送信アンテナ８０５との間に設け、その両者の間のインピーダンスの整合を行うものである。この整合回路８０４は、所定のインピーダンスを有するとともに、そのインピーダンスの値が調整自在となっており、その調整は周波数依存性補償回路８０８と温度依存性補償回路８０７からの調整データに基づいて行われるようになっている。
【０１１１】
周波数依存性補償回路８０８は、この通信装置がカバーする周波数範囲において、送信機８０１と送受信平面アンテナ８０５との間、または受信機８０２と送受信平面アンテナ８０５との間のインピーダンスの整合条件を周波数変動の面から満たすために、整合回路８０４のインピーダンスを調整するものである。
このため、周波数依存性補償回路８０８は、例えば送信機８０１が生成する送信信号の中心周波数情報を送信機８０１から取得し、その中心周波数情報に応じて整合回路８０４の所定のインピーダンスに付加、または削減すべきインピーダンスの調整データを予め所有している。
【０１１２】
そして、周波数依存性補償回路８０８は、送信機８０１から取得した送信信号の中心周波数情報に基づき、予め所有している整合回路８０４のインピーダンスの調整データを取得し、その取得した調整データを加算器８０９に出力するようになっている。
温度センサ８０６は、送受信平面アンテナ８０５の周辺の媒質の温度、この例ではアンテナの誘電体基板の温度を検出するセンサであり、その検出温度は温度依存性補償回路８０７に通知されるようになっている。
【０１１３】
温度依存性補償回路８０７は、この通信装置がカバーする周波数範囲において、送信機８０１と送受信平面アンテナ８０５との間、または受信機８０２と送受信平面アンテナ８０５との間のインピーダンスの整合条件を温度変動の面から満たすために、整合回路８０４のインピーダンスを調整するものである。
このため、温度依存性補償回路８０７は、温度センサ８０６の検出温度に応じて整合回路８０４の所定のインピーダンスに付加、または削減すべきインピーダンスの調整データを予め所有している。
そして、温度依存性補償回路８０７は、温度センサ８０６の検出温度に基づき、予め所有している整合回路８０４のインピーダンスの調整データを取得し、その取得した調整データを加算器８０９に送出するようになっている。
【０１１４】
加算器８０９は、周波数依存性補償回路８０８からの調整データと、温度依存性補償回路８０７からの調整データとを加算することにより、その２つの補償を満足するための新たなインピーダンスの調整データに変換し、この変換されたインピーダンスの調整データに従って整合回路８０４の所定のインピーダンスの値を調整する。これにより、送受信平面アンテナ８０５の周辺に存在する媒質（この例ではアンテナに誘電体基板）の比誘電率の周波数依存性の補償ができると同時に、その媒質の比誘電率の温度依存性の補償ができる。
【０１１５】
次に、このような構成からなる第８実施形態の動作について、図１２を参照しながら説明する。
送信機８０１は、送信すべき送信信号を整合回路８０４へ送出すると同時に、その送信信号の中心周波数情報を周波数依存性補償回路８０８に通知する。
周波数依存性補償回路８０８は、その取得した送信信号の中心周波数情報に基づき、予め所有している整合回路８０４のインピーダンスの調整データを取得し、その取得した調整データを加算器８０９に出力する。
【０１１６】
一方、温度依存性補償回路８０７は、温度センサ８０６の検出温度に基づき、予め所有している整合回路８０４のインピーダンスの調整データを取得し、その取得した調整データを加算器８０９に送出する。
加算器８０９は、それらの２つのインピーダンスの調整データを加算することにより、その２つの補償を満足するための新たなインピーダンスの調整データに変換し、この変換されたインピーダンスの調整データに従って整合回路８０４の所定のインピーダンスの値を調整する。
【０１１７】
この結果、送受信平面アンテナ８０５は、その周辺に存在する媒質の比誘電率の周波数依存性の補償がされると同時に、その媒質の比誘電率の温度依存性の補償がされる。
一方、受信機８０２の動作時には、上記の温度依存性および周波数依存性の各補償動作は継続される。
なお、この例では、送信機８０１からの送信信号の周波数情報を用いて補償動作を行うようにした。しかし、このシステムにおいてキャリア周波数は送受同一であるので、キャリア周波数の信号は受信機８０２から取得して補償動作を行うようにしても良い。
【０１１８】
この第８実施形態で想定する送受信周波数の帯域は、従来のＴＤＭＡ方式のトランシーバのようにバンドパスフィルタで通過させ、図８で「システム帯域」と表現されているものよりもっと狭い帯域、すなわち図８で「チャネル帯域」と定義されているものである。このような通過帯域の狭いフィルタを構成するためには、送信信号の周波数情報の入手が不可欠である。
【０１１９】
そこで、この第８実施形態では、ＴＤＭＡシステムのキャリア周波数を検知するためだけに使うのではなく、これを平面アンテナの基板材の比誘電率の周波数に対する変動を補償するために使用するようにしたことを特徴としている。
すなわち、この第８実施形態では、周波数依存性補償回路８０８、加算器８０９、および整合回路８０４によって周波数依存性の補償ループを設け、送信信号の周波数情報を用いて周波数依存性の補償を行うようにした。
このため、この第８実施形態では、送受信平面アンテナ８０５の入力および出力インピーダンスを変動させる主要因である温度変動だけでなく、第２番目の要因である動作周波数の変動も補償することができ、Ｑすなわち感度が高いシステムの安定動作を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２０】
【図１】本発明の第１実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第２実施形態の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第３実施形態の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の第４実施形態の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の第５実施形態の構成を示すブロック図である。
【図６】平面アンテナの電気的等価回路である。
【図７】平面アンテナにおける放射帯域の基板の厚さの依存性を示す図である。
【図８】現在使用されている移動通信規格のシステム帯域幅、チャネル帯域幅などを示す表からなる図である。
【図９】平面アンテナにおける放射効率の基板の厚さの依存性を示す図である。
【図１０】本発明の第６実施形態の構成を示すブロック図である。
【図１１】本発明の第７実施形態の構成を示すブロック図である。
【図１２】本発明の第８実施形態の構成を示すブロック図である。
【図１３】誘電体の温度依存性の例を示す図である。
【図１４】図１３中の誘電体Ａを用いたマイクロストリップアンテナの入力インピーダンス温度依存性を示す図である。
【図１５】誘電体の比誘電率の周波数依存性を例示する図である。
【符号の説明】
【０１２１】
１０１、３０１、５０１、７０１、８０１  送信機
１０２、２０３、３０２、４０３  チャネル選択フィルタ
１０３、２０２、３０３、４０２、５０３  整合回路
１０４、２０１、３０４、４０１  マイクロストリップアンテナ
１０５、２０５、３０５、４０５、５０５  周波数依存性補償回路
２０４、４０４、６０４、７１０、８０２  受信機
３０６、４０６、５０６、６０６、７０５、８０６  温度センサ
３０７、４０７、５０７、６０７、７０６、８０７  温度依存性補償回路
３０８、４０８、５０８、６０８、７０７、７１２、８０９  加算器
５０４、７０３  平面送信アンテナ
６０１、７０８  平面受信アンテナ
６０２、７０２、７０９、８０４  整合回路
６０５、７０４、７１１、８０８  周波数依存性補償回路
８０３  送受切替スイッチ
８０５  送受信平面アンテナ
【図１】
2007312276.tif 000003
【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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