(57)【要約】【課題】一つまたは複数のスパイラル線路により多帯域および広帯域の効果を達成し、アンテナを小型化する広帯域アンテナ装置を提供する。【解決手段】誘電体材料層１０２および誘電体材料層１０２上で巻かれている一つまたは複数のスパイラル線路１０４、１０６が含まれる。そして、アンテナのフィード点および接地点は、一つまたは複数のスパイラル線路１０４、１０６上に配置されて接地点を有する。【選択図】図１Ａ
2007129686.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体材料層、第１のスパイラル線路および第２のスパイラル線路を備える広帯域アンテナ装置であって、
前記第１のスパイラル線路は、前記誘電体材料層上に配置され、
前記第２のスパイラル線路は、前記誘電体材料層上に配置され、
前記第１のスパイラル線路と前記第２のスパイラル線路とは交互に巻かれていることを特徴とする広帯域アンテナ装置。
【請求項２】
誘電体材料層、第１のスパイラル線路組および第２のスパイラル線路組を備える広帯域アンテナ装置であって、
前記第１のスパイラル線路組は、前記誘電体材料層の一方の面に巻かれた状態で配置されている少なくとも一つのスパイラル線路を有し、
前記第２のスパイラル線路組は、前記第１のスパイラル線路組に対応するように前記誘電体材料層の他方の面に巻かれた状態で配置されている少なくとも一つのスパイラル線路を有し、
前記第１のスパイラル線路組は、前記第２のスパイラル線路組に接続されていても接続されていなくてもよいことを特徴とする広帯域アンテナ装置。
【請求項３】
前記スパイラル線路は、少なくともその内の一つがフィード点を有し、その他の前記スパイラル線路は、それぞれが接地点または浮動点を有し、
前記フィード点、前記接地点または前記浮動点は、それぞれ前記スパイラル線路の外側端点に配置されていても配置されていなくてもよいことを特徴とする請求項１または２に記載の広帯域アンテナ装置。
【請求項４】
二つの前記スパイラル線路の間を接続し、前記スパイラル線路と並列または直列に接続されている少なくとも一つの受動素子をさらに含み、
前記受動素子は、抵抗、コンデンサ、インダクタンスまたはそれらを組合わせたものや等価素子であることを特徴とする請求項１または２に記載の広帯域アンテナ装置。
【請求項５】
前記スパイラル線路は、円形、方形、長方形、多辺形、その他の環形またはそれらを組合わせた形状であり、
前記スパイラル線路の線幅は等しくても異なっていてもよく、それぞれの巻き箇所の間隔は等しくても異なっていてもよいことを特徴とする請求項１または２に記載の広帯域アンテナ装置。
【請求項６】
前記誘電体材料層は、その上方または下方が前記誘電体材料層と等しいか異なる材料からなるもう一つの誘電体材料層で覆われ、前記スパイラル線路がもう一つの前記誘電体材料層に挿入されていることを特徴とする請求項１または２に記載の広帯域アンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナ装置に関し、特に一つまたは複数のスパイラル線路を備える広帯域アンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
マルチメディア無線通信の応用が次第に普及するに従い、通信広帯域は無線通信技術にとって重要なものの一つとなっている。そして、メディアストリームの即時性、高帯域および低消費電力という特性から、現在広く使用されているブルートゥース（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標））、ワイヤレス・フィディリティー（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｆｉｄｅｌｉｔｙ：ＷｉＦｉ）などの無線通信規格では消費者のニーズを満足させることができなくなってきた。
【０００３】
無線通信分野では超広帯域（Ｕｌｔｒａ  Ｗｉｄｅ  Ｂａｎｄ：ＵＷＢ）の無線通信規格が定められている。これは高帯域、低消費電力などの特性を備える上、１ｍの範囲内で５００Ｍｂｐｓの通信速度を達成することができ、例えばデジタル家電、ワイヤレス製品とホストコンピュータとの間でのデータ通信作業（例えば、多帯域インターネットブリッジ、高解析度デジタルテレビのビデオストリームなど）、ワイヤレスデジタル撮影装置および移動通信装置などといった高品質の無線通信に適用することができる。
【０００４】
アンテナは電磁波を送受信する窓口であり、特別に設計された発射端によりラジオ周波数エネルギーを電磁波方式で空中へ放射したり、空中の電磁波エネルギーを受信端で受信してラジオ周波数信号へ変換したりする。アンテナ設計の品質は通信設備システム全体の性能に影響を与えるため、規格に合った実用的なアンテナを提供することは非常に重要であった。そのため上述の超広帯域製品にとって、その機能に影響を与える重要な要素の一つはアンテナであった。
【０００５】
また、ＵＨＦのデジタルテレビアンテナを例に挙げると、現在広く使用されているタイプは従来技術のモノポールアンテナ（Ｍｏｎｏｐｏｌｅ  Ａｎｔｅｎｎａ）であり、このアンテナは動作帯域が狭いだけでなくＵＨＦの全帯域（４７０〜８６０ＭＨｚ）のデジタルテレビアンテナの広帯域の要求を満足させることもできず、全体の美観に影響を与えるだけでなく、交通手段（例えば自動車）へ設置すると、走行中に風切音や雑音などが発生するという欠点もあった。
【０００６】
以下、デジタルテレビアンテナに関する特許文献を示して従来技術におけるデジタルテレビアンテナの導電性線路の設計および製造工程に存在していた欠点や性能上の問題点を述べる。
【０００７】
特許文献１では、デジタルテレビ信号を受信するために用いるデジタルテレビアンテナが開示されている。このデジタルテレビアンテナの内部には、順番に下銅管、上銅管およびスプリング式受信要素が組み合わされ、スプリング式受信要素の上端部とデジタルテレビアンテナの内部にある信号線とが半田固定されている。そして下銅管、上銅管およびスプリング式受信要素の間の断面積サイズを調整してスプリング式受信要素の上側にある受信部と信号線との間の半田位置を調整することにより、デジタルテレビアンテナに必要な周波数を増加させて調整することができる。しかし、このアンテナはモノポールアンテナであるため、周波数が狭くて体積が大きく、その応用は限定されたものであった。
【０００８】
特許文献２では、デジタルテレビの平面縮小型アンテナが開示されている。このアンテナには、基板および複数のアンテナが含まれ、基板の上下表面にはそれぞれ銅箔を印刷する方式によりストライプ状の線が形成され、基板の下表面のストライプ状の線の中央箇所にはアダプターが接続され、フィード線が基板の上下表面を貫通して接続されている。ストライプ状の線の両側には、それから垂直に延伸された複数の城壁状のアンテナがあり、それは基板の円方向の第２象限、第４象限に分布され、各象限は三組のアンテナを採用して平行に配列され、外縁のアンテナの長さは内縁よりも長い。第２象限および第４象限のアンテナは対称に配列され、各アンテナはストライプ状の線近くにあり、複数の隙間が形成されて、容量結合によりＬＣ共振を得ることができる。しかし、この従来技術の縮小化アンテナにより広い周波数帯域を得るようにするにはその体積が大きすぎるようになり、現在の軽薄短小の趨勢には合致しなかった。
【０００９】
【特許文献１】台湾特許第Ｍ２６９５８３号明細書
【特許文献２】台湾特許第５２１４５５号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、一つまたは複数のスパイラル線路により多帯域および広帯域の効果を達成し、アンテナを小型化する広帯域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】
【００１１】
本発明の広帯域アンテナ装置には、誘電体材料および誘電体材料上で巻かれた一つまたは複数のスパイラル線路が含まれる。そして、アンテナのフィード点および接地点は、この一つまたは複数のスパイラル線路上に配置されている。
【００１２】
本発明の広帯域アンテナ装置には、一つまたは複数のスパイラル線路組を少なくとも二つ重ねることにより、アンテナの動作帯域を変え、アンテナ帯域幅を増やし、アンテナサイズを縮小して製造コストを下げる。
【００１３】
本発明の広帯域アンテナ装置には、誘電体材料層およびこの誘電体材料層上で巻かれている複数のスパイラル線路が含まれ、このアンテナのフィード点および接地点はこの複数のスパイラル線路上に配置されている。第１のスパイラル線路組は、誘電体材料層の一方の面に相互に巻かれた状態で配置されている少なくとも二つスパイラル線路を備えている。第２のスパイラル線路組は、誘電体材料層の他方の面に相互に巻かれた状態で配置されている少なくとも二つのスパイラル線路を備えている。第１のスパイラル線路組は、第２のスパイラル線路組と接続されている。
【発明の効果】
【００１４】
上述したことから分かるように、本発明の広帯域アンテナ装置によれば、一つまたは複数のスパイラル線路により多帯域および広帯域の効果を達成し、アンテナを小型化する広帯域アンテナ装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の一実施形態は、少なくとも一つのスパイラル線路を互いに巻いて広帯域アンテナ装置を構成し、そのアンテナのフィード点および接地点はそれぞれスパイラル線路の任意の位置に設けられ、このスパイラル線路の形状、巻数、線幅および間隔を変えることにより広帯域アンテナ装置の帯域または帯域幅を調整する。また、スパイラル線路中に少なくとも一つの受動素子を加えてその周波数応答を調整し、二つ以上のスパイラル線路組を重ねて一緒に設置してアンテナの動作帯域を変え、アンテナ帯域幅を増やしたりアンテナサイズを縮小して製造コストを下げる。また、本実施形態の広帯域アンテナ装置は広帯域の要求に合致するだけでなく、円偏波の信号を受信するために用いることもできる。
【００１６】
ここで注意しなければならないことは、本発明の技術特徴を簡単かつ明瞭に説明するため、以下の実施形態では単に一つの平面にある二つのスパイラル線路だけを例に挙げるが、この技術分野に習熟している者なら以下で開示する説明から分かるように、少なくとも一つのスパイラル線路のアンテナ構造を有するものは、本発明の主旨に合致するとともに本発明の範囲内に含まれる。
【００１７】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態は、相互に巻かれた二つのスパイラル線路を説明し、電磁結合効果を利用して広帯域で縮小化の広帯域アンテナ装置を得る。この技術分野に習熟した者であるなら分かるように、必要なアンテナ周波数、帯域幅およびパターンに応じて、この二つのスパイラル線路の線路形状、巻数、線幅および間隔を変えて広帯域アンテナ装置の帯域または帯域幅を調整することができる。
【００１８】
図１Ａは、本発明の第１実施形態を示す模式図である。広帯域アンテナ装置１００には、誘電体材料層１０２、誘電体材料層１０２上に配置されている第１のスパイラル線路１０４および第２のスパイラル線路１０６が含まれる。第１のスパイラル線路１０４および第２のスパイラル線路１０６は交互に巻かれた状態である。第１のスパイラル線路１０４および第２のスパイラル線路１０６は、ほぼ同じ中心点から外側へ向かいながら巻かれており、この二つのスパイラル線路１０４、１０６は交差せずに交互に巻かれた状態である。
【００１９】
本発明の第１実施形態による第１のスパイラル線路１０４および第２のスパイラル線路１０６は、その線路形状が内から外へ向かう逆時計方向に巻かれている長方形のスパイラル線路である。本発明の他の実施形態による二つのスパイラル線路１０４、１０６は、円形、長方形、正方形、多辺形、その他の環形またはそれらを組合わせた形状のスパイラル線路であり、このスパイラルの回転方向は時計方向や逆時計方向でもよい。上述した各種選択は、製品およびそれが使用される国の設計規格に合わせて変えてもよく、本発明により提供される好適な実施形態だけに限定されるわけではない。
【００２０】
実際上、マルチパス（ｍｕｌｔｉ−ｐａｔｈ）効果の影響により、広帯域アンテナ装置１００を上から見ると、時計方向に見える信号は、下方のその他の表面により反射された後に逆時計方向に変わるため、下から見ると逆時計方向に見えるスパイラル線路により受信される。この広帯域アンテナ装置１００は、時計方向または逆時計方向の信号に適用するようにされているが、この技術分野に習熟している者であるなら分かるように、必要に応じて誘電体材料層上に配置されている好適なスパイラル回転方向を選択してもよい。
【００２１】
広帯域アンテナ装置１００において、第１のスパイラル線路１０４の外側端点１１４をアンテナのフィード点にして信号の入力および受信を行い、第２のスパイラル線路１０６の外側端点１１６を接地点または浮動点にして接地を提供する。しかし、反対に第１のスパイラル線路１０４の外側端点１１４を接地点または浮動点にして第２のスパイラル線路１０６の外側端点１１６をフィード点に選択してもよい。或いは本発明のその他の実施形態では、このフィード点および接地点を、二つのスパイラル線路１０４、１０６の外側端点１１４、１１６の外側に配置したり、二つのスパイラル線路１０４、１０６中の他の位置を選択して配置したりしてもよい。この技術分野に習熟している者なら分かるように、アンテナの放射パターンおよび効果の必要に応じ、第１のスパイラル線路１０４または第２のスパイラル線路１０６の一方を選択して適当な位置をフィード点に選択し、他方の上の適当な位置を接地点に選択する。
【００２２】
また、第１のスパイラル線路１０４および第２のスパイラル線路１０６の巻数は、この広帯域アンテナ装置１００の帯域または帯域幅に影響を与える。例えば、第１のスパイラル線路１０４および第２のスパイラル線路１０６の巻数は３または４以上にすることができる。第１のスパイラル線路１０４および第２のスパイラル線路１０６の線幅は等しくても異なっていてもよい。さらには同一の広帯域アンテナ装置１００中のスパイラル線路１０４、１０６の線幅を等しくしたり、それぞれの線幅を調整して好適なアンテナの放射パターンまたは効果を得てもよい。同様に、これらのスパイラル線路１０４、１０６は、巻箇所の間隔が等しくても異なっていてもよい。巻数、線幅または間隔が異なる複数のスパイラル線路は、それぞれアンテナ帯域または帯域幅が異なる。
【００２３】
誘電体材料層１０２の材料は、誘電体材料または絶縁材料でもよく、例えばＰＣＢ回路板材料、セラミック材料などでもよい。スパイラル線路１０４、１０６の材料は金属、合金またはその他の導電材料でもよく、例えば一般に使用される金属銅などである。この実施形態では、スパイラル線路の上方を、誘電体材料層１０２の材料と等しいか異なるもう一つの誘電体材料層で覆ってもよい。例えば、インサート式射出成形（Ｉｎｓｅｒｔ  Ｍｏｌｄｉｎｇ）によりスパイラル線路を有する誘電体材料層を誘電体材料中へ挿入する。これによりスパイラル線路が外部からの破壊を受けることを防ぐことができる上、誘電体材料により広帯域アンテナ装置１００の線路サイズを縮小することもできる。
【００２４】
この実施形態は誘電体材料層１０２上に二つのスパイラル線路１０４、１０６が配置されているが、ここで強調しておかなければならないことは、実際の応用において、少なくとも一つのスパイラル線路が相互に巻かれて一つの誘電体材料層１０２上に配置され、選択的に複数のスパイラル線路を一緒に接続することもできるという点である。例えば、一つの誘電体材料層上に三つのスパイラル線路が配置されているとき、最も外側と最も内側のスパイラル線路を接続して共にフィード信号に用い、中間に配置されているスパイラル線路を接地に用いてもよい。そのため、この技術分野に習熟している者なら、適当な数のスパイラル線路を相互に巻いて誘電体材料層へ配置し、より良好な広帯域アンテナ効果を得るために、線路を複数にしたり、並列や直列にして接続してもよい。
【００２５】
図１Ｂは、図１Ａの広帯域アンテナ装置１００のアンテナ・反射損失（Ｒｅｔｕｒｎ  Ｌｏｓｓ）の周波数応答を示すグラフであり、その縦軸は単位がデシベル（ｄＢ）であるアンテナ・反射損失を示し、その横軸は単位がメガヘルツ（ＭＨｚ）であるアンテナ周波数を示す。本実施形態の第１のスパイラル線路１０４および第２のスパイラル線路１０６の線幅は０．４ｍｍであり、その間隔は０．４ｍｍである。しかし、ここで強調しておかなければならないことは、第１のスパイラル線路１０４および第２のスパイラル線路１０６のサイズは、必要に応じて調整して必要な周波数共振点を得ることができるという点である。図１Ｂから分かるように、この広帯域アンテナ装置１００の−５ｄＢの反射損失周波数幅は世界中のほとんどの地域のＵＨＦ周波数帯域の地面放送デジタルテレビの受信規格（台湾地域：５３０〜６０２ＭＨｚ、世界：４７０〜８６０ＭＨｚ）を満たす。
【００２６】
（第２実施形態）
次に本発明の第２実施形態により、スパイラル線路の巻数、線幅および間隔を変えて広帯域アンテナ装置のアンテナ放射パターンまたは効果を調整することを説明する。
【００２７】
図２Ａは、本発明の第２実施形態を示す模式図であり、このスパイラル線路は第１の実施形態のスパイラル線路と異なる巻数、線幅および間隔を有する。広帯域アンテナ装置２００には、誘電体材料層２０２、誘電体材料層２０２上に配置されている第１のスパイラル線路２０４および第２のスパイラル線路２０６が含まれる。この二つのスパイラル線路２０４、２０６の形状は、内から外へ向かって逆時計方向に巻かれている長方形のスパイラル線路である。そして、第１のスパイラル線路２０４の外側端点２１４をフィード点にし、第２のスパイラル線路２０６の外側端点２１６を接地点または浮動点にする。誘電体材料層２０２の材料は誘電体材料または絶縁材料でもよく、例えばＰＣＢ回路板材料、セラミック材料などでもよい。スパイラル線路２０４、２０６の材料は金属、合金またはその他の導電材料でもよく、例えば一般に使用される金属銅等である。
【００２８】
図２Ｂは、図２Ａの広帯域アンテナ装置２００のアンテナ・反射損失の周波数応答を示すグラフであり、その縦軸は単位がデシベルであるアンテナ・反射損失を示し、その横軸は単位がメガヘルツであるアンテナ周波数を示す。本実施形態の第１のスパイラル線路２０４および第２のスパイラル線路２０６の線幅は０．２ｍｍであり、その間隔は０．２ｍｍである。図２Ｂから分かるように、この広帯域アンテナ装置２００の−５ｄＢの反射損失周波数幅は、世界中のほとんどの地域のＵＨＦ周波数帯域の地面放送デジタルテレビの受信規格を満たす。
【００２９】
（第３実施形態）
次に本発明の第３実施形態により、この線路を、例えば円形、正方形、多辺形、その他の環形またはそれらを組合わせた形状など、長方形以外のその他の形状にすることができることを説明する。この技術分野に習熟している者なら分かるように、異なる線路形状を使用することにより広帯域アンテナ装置の帯域または帯域幅を調整することができる。
【００３０】
図３Ａは、本発明の第３実施形態を示す模式図である。この広帯域アンテナ装置３００には、誘電体材料層３０２、誘電体材料層３０２上に配置されている第１のスパイラル線路３０４および第２のスパイラル線路３０６が含まれる。第１のスパイラル線路３０４および第２のスパイラル線路３０６は、交互に巻かれた状態である。図３Ａに示すように、この二つのスパイラル線路３０４、３０６の形状は、内から外へ向かって逆時計方向に巻かれている正方形のスパイラル線路である。第１のスパイラル線路３０４の外側端点３１４をフィード点とし、第２のスパイラル線路３０６の外側端点３１６を接地点または浮動点にする。誘電体材料層３０２の材料は誘電体材料または絶縁材料でもよく、例えばＰＣＢ回路板材料、セラミック材料などでもよい。スパイラル線路３０４、３０６の材料は金属、合金またはその他の導電材料でもよく、例えば一般に使用される金属銅等である。
【００３１】
図３Ｂは、図３Ａの広帯域アンテナ装置３００のアンテナ・反射損失の周波数応答を示すグラフであり、その縦軸は単位がデシベルであるアンテナ・反射損失を示し、その横軸は単位がメガヘルツであるアンテナ周波数を示す。本実施形態の第１のスパイラル線路３０４および第２のスパイラル線路３０６の線幅は０．４ｍｍであり、その間隔は０．４ｍｍである。また図３Ｂから分かるように、この広帯域アンテナ装置３００の−５ｄＢの反射損失周波数幅は、世界中のほとんどの地域のＵＨＦ周波数帯域の地面放送デジタルテレビの受信規格を満たす。
【００３２】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態は、二つのスパイラル線路の間を接続する、例えば抵抗、コンデンサ、インダクタンスまたはそれらを組合わせたものや等価素子などといった少なくとも一つの受動素子により、広帯域アンテナ装置の帯域または帯域幅を変えることができる。
【００３３】
図４Ａは、本発明の第４実施形態を示す模式図である。この広帯域アンテナ装置４００には、誘電体材料層４０２、誘電体材料層４０２上に配置されている第１のスパイラル線路４０４および第２のスパイラル線路４０６が含まれている。第１のスパイラル線路４０４および第２のスパイラル線路４０６は交互に巻かれた状態である。図４Ａに示すように、この二つのスパイラル線路４０４、４０６の形状は、内から外へ向かって逆時計方向に巻かれている正方形のスパイラル線路である。そして、第１のスパイラル線路４０４の外側に配置されている外側端点４１４をフィード点にし、第２のスパイラル線路４０６の外側に配置されている外側端点４１６を接地点または浮動点にする。誘電体材料層４０２の材料は誘電体材料または絶縁材料でもよく、例えばＰＣＢ回路板材料、セラミック材料などでもよい。スパイラル線路４０４、４０６の材料は金属、合金またはその他の導電材料でもよく、例えば一般に使用される金属銅等である。
【００３４】
また、第４実施形態は、二つのスパイラル線路４０４、４０６の間を受動素子により接続し、例えば抵抗４０８は二つのスパイラル線路４０４、４０６の内側端点の間を接続することにより、広帯域アンテナ装置４００の帯域または帯域幅を変える。他の実施形態では、一つの受動素子に接続するだけでなく、これらの受動素子を同じタイプ（例えば抵抗やコンデンサ）や、異なるタイプ（例えば抵抗やコンデンサ）や、異なる電子特性（例えば異なる大きさの抵抗値を有する抵抗）などにしてもよい。また、二つのスパイラル線路４０４、４０６の間を電子素子で接続する箇所は、その二つの内側端点の間だけに限定されるわけではなく、その他適当な位置にしてもよく、同一位置も異なるタイプの受動素子からなる電子回路に接続してもよい。
【００３５】
さらに具体的に説明すると、フィード点から信号が入力された後、上述の接続箇所に複数の分岐ルートを形成することにより、異なる長さの電流ルートを形成し、受動素子はアンテナ入力の抵抗周波数応答の特性を変えることができる。この電流ルートの構造において、短い電流ルート上の電流分布は高周波の箇所に共振を発生させ、長い電流ルート上の電流分布は低周波の箇所に共振を発生させ、受動素子の効果により全体のアンテナ構造は多帯域および広帯域の共振という効果を得ることができる。
【００３６】
図４Ｂは、図４Ａの広帯域アンテナ装置４００のアンテナ・反射損失の周波数応答を示すグラフであり、その縦軸は単位がデシベルであるアンテナ・反射損失を示し、その横軸は単位がメガヘルツであるアンテナ周波数を示す。本実施形態の第１のスパイラル線路４０４および第２のスパイラル線路４０６の線幅は０．４ｍｍであり、その間隔は０．４ｍｍである。また使用する受動素子はこれと整合する５０Ωの抵抗である。そして図４Ｂに示すように、この広帯域アンテナ装置４００の−５ｄＢの反射損失周波数幅は、世界中のほとんどの地域のＵＨＦ周波数帯域の地面放送デジタルテレビの受信規格を満たす。
【００３７】
（第５実施形態）
本発明の第５実施形態は、同一の誘電体材料層の両面それぞれに一つのスパイラル線路組を配置することにより、アンテナの動作帯域を変えたりアンテナ帯域幅を増やしたりアンテナサイズを縮小することにより製造コストを下げることができる。同様に、二つ以上のスパイラル線路組を重ねることにより好適なアンテナの放射パターンまたは効果を得ることができる。
【００３８】
図５Ａおよび図５Ｂは、本発明の第５実施形態を示す正面図および背面図である。広帯域アンテナ装置５００には、誘電体材料層５０２、誘電体材料層５０２の正面に配置されている第１のスパイラル線路組５０１ａおよび誘電体材料層５０２の背面に配置されている第２のスパイラル線路組５０１ｂが含まれている。第１のスパイラル線路組５０１ａは二つのスパイラル線路５０４ａ、５０６ａを有し、第２のスパイラル線路組５０１ｂは二つのスパイラル線路５０４ｂ、５０６ｂを有する。
【００３９】
スパイラル線路５０４ａ、５０６ａの線路形状は、内から外へ向かって逆時計方向に巻かれた正方形のスパイラル線路であり、また、スパイラル線路５０４ｂ、５０６ｂの線路形状は、内から外へ向かって時計方向に巻かれた正方形のスパイラル線路であって、誘電体材料層５０２の同一面に配置されているスパイラル線路（例えば５０４ａ、５０６ａまたは５０４ｂ、５０６ｂ）は交互に巻かれた状態である。誘電体材料層５０２の材料は、誘電体材料または絶縁材料でもよく、例えばＰＣＢ回路板材料、セラミック材料などでもよい。スパイラル線路５０４ａ、５０４ｂ、５０６ａ、５０６ｂの材料は金属、合金またはその他の導電材料でもよく、例えば一般に使用される金属銅などである。
【００４０】
また、第２のスパイラル線路組５０１ｂは、第１のスパイラル線路組５０１ａに対応した位置に配置されている。さらに具体的に説明すると、誘電体材料層５０２の正面に配置されているスパイラル線路５０４ａ、５０６ａの位置は、誘電体材料層５０２の背面にあるスパイラル線路５０４ｂ、５０６ｂの真上に配置されているため、アンテナの動作帯域を変え、アンテナ帯域幅を増大させたりアンテナサイズを縮小したりすることにより製造コストを下げることができる。なお誘電体材料層の厚みと信号の相位に応じて、良好な効果を得るため、この二つのスパイラル線路組５０１ａ、５０１ｂの相対位置は所定距離で離してもよい。
【００４１】
また、第１のスパイラル線路組５０１ａにおいて、スパイラル線路５０４ａの外側に配置されている外側端点５１４ａをフィード点にし、スパイラル線路５０６ａの外側に配置されている外側端点５１６ａを接地点または浮動点にする。第２のスパイラル線路組５０１ｂにおいて、スパイラル線路５０４ｂの外側に配置されている外側端点５１４ｂをフィード点にし、スパイラル線路５０６ｂの外側に配置されている外側端点５１６ｂを接地点または浮動点にする。つまり本実施形態は誘電体材料層の同一箇所の上下方に配置されている外側端点５１４ａ、５１４ｂをフィード点にし、誘電体材料層の同一箇所の上下方に配置されている外側端点５１６ａ、５１６ｂを接地点または浮動点にする。
【００４２】
しかしながら、本発明の他の実施形態における二つのスパイラル線路組５０１ａ、５０１ｂは、それぞれフィード点、接地点または浮動点を選択してもよく、その位置も上下方で対応させたりスパイラル線路の外側端点を選択して固定してもしなくてもよい。また、この二つのスパイラル線路組を接続し、例えば誘電体材料層の同一箇所に配置されている上下二つの内側端点を二つずつ接続してから、その一方のスパイラル線路の箇所をフィード点にし、他方の接続されていないスパイラル線路のある箇所を接地点または浮動点にしてもよい。
【００４３】
つまり、この技術分野に習熟している者であるなら、設計時の必要に応じて自ら選択し、スパイラル線路中の適当な箇所をフィード点および接地点にすることができる。上方または下方のスパイラル線路であっても、並列接続により同時に信号を入力したり直列接続により信号を入力したりする方式も、本発明の主旨に合致するため、本発明の範囲に含まれる。
【００４４】
上述の実施形態と同様、本実施形態のスパイラル線路５０４ａ、５０４ｂ、５０６ａ、５０６ｂは、円形、長方形、正方形、多辺形、その他環形またはそれらを組合わせた形状のスパイラル線路で、スパイラルが巻かれる方向は時計方向または逆時計方向でもよく、その巻数は三または四以上で、線幅および間隔は等しくても異なっていてもよい。複数のスパイラル線路は、巻数、線幅または距離が異なると、アンテナ帯域または帯域幅も異なるようになる。また、一つの平面上で相互に巻かれた少なくとも一つのスパイラル線路のアンテナ構造であれば本発明の実施形態に応用することができる。
【００４５】
例えば、同一の第１のスパイラル線路組５０１ａまたは第２のスパイラル線路組５０１ｂのスパイラル線路は、等しいか異なる線幅および間隔を備え、異なるスパイラル線路組５０１ａ、５０１ｂのスパイラル線路も等しいか異なる線幅および間隔を備えてもよい。任意のスパイラル線路５０４ａ、５０４ｂ、５０６ａ、５０６ｂは、それぞれの巻数箇所の間隔が同じであっても異なっていてもよい。
【００４６】
図５Ｃは、図５Ａおよび図５Ｂの広帯域アンテナ装置５００のアンテナ・反射損失の周波数応答を示すグラフであり、その縦軸は単位がデシベルであるアンテナ・反射損失を示し、その横軸は単位がメガヘルツであるアンテナ周波数を示す。本実施形態のスパイラル線路５０４ａ、５０４ｂ、５０６ａ、５０６ｂの線幅は０．４ｍｍであり、その間隔は０．４ｍｍである。そして図５Ｃに示すように、この広帯域アンテナ装置５００の−５ｄＢの反射損失周波数幅は、世界中のほとんどの地域のＵＨＦ周波数帯域の地面放送デジタルテレビの受信規格を満たす。
【００４７】
本発明では好適な実施形態を前述の通り開示したが、これらは決して本発明を限定するものではなく、当該技術を熟知するものなら誰でも、本発明の主旨と領域を脱しない範囲内で各種の変更や修正を加えることができる。従って本発明の保護の範囲は、特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１Ａ】本発明の第１実施形態を示す模式図である。
【図１Ｂ】図１Ａの広帯域アンテナ装置の反射損失の周波数応答を示すグラフである。
【図２Ａ】本発明の第２実施形態を示す模式図である。
【図２Ｂ】図２Ａの広帯域アンテナ装置の反射損失の周波数応答を示すグラフである。
【図３Ａ】本発明の第３実施形態を示す模式図である。
【図３Ｂ】図３Ａの広帯域アンテナ装置の反射損失の周波数応答を示すグラフである。
【図４Ａ】本発明の第４実施形態を示す模式図である。
【図４Ｂ】図４Ａの広帯域アンテナ装置の反射損失の周波数応答を示すグラフである。
【図５Ａ】本発明の第５実施形態を示す正面図である。
【図５Ｂ】本発明の第５実施形態を示す背面図である。
【図５Ｃ】図５Ａおよび図５Ｂの広帯域アンテナ装置の反射損失の周波数応答を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４９】
１００、２００、３００、４００、５００…広帯域アンテナ装置、
１０２、２０２、３０２、４０２、５０２…誘電体材料層、
１０４、２０４、３０４、４０４…第１のスパイラル線路、
１０６、２０６、３０６、４０６…第２のスパイラル線路、
１１４、１１６、２１４、２１６、３１４、３１６、４１４、４１６…外側端点、
４０８…抵抗、５０１ａ…第１のスパイラル線路組、
５０１ｂ…第２のスパイラル線路組、
５０４ａ、５０４ｂ、５０６ａ、５０６ｂ…スパイラル線路、
５１４ａ、５１４ｂ、５１６ａ、５１６ｂ…外側端点
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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