(57)【要約】【課題】小型で、共振周波数やインピーダンスの調整が容易であり、１給電で単一偏波で複共振動作させることができ多周波化が容易な複合アンテナを提供する。【解決手段】対称形状の導体板２と、導体板２の対称軸Ａ上に、導体板２の両側から対称軸方向に沿って形成され、かつ対称軸Ａに対して対称形状となるように形成された、長さの異なる２つのスロット３，４と、２つのスロット３，４の間に位置し、２つのスロット３，４の上下の導体板２間を電気的に短絡する短絡部５と、２つのスロット３，４のうち短い方のスロット４に設けられると共に、短絡部５に近接して設けられた給電部６と、２つのスロット３，４の上下の導体板２の少なくとも一方に、対称軸方向に沿って、かつ、対称軸方向において短絡部５及び給電部６を設けた位置を横切らないように形成された無給電スロット７と、を備えたものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対称形状の導体板と、
前記導体板の対称軸上に、前記導体板の両側から対称軸方向に沿って形成され、かつ前記対称軸に対して対称形状となるように形成された、長さの異なる２つのスロットと、
前記２つのスロットの間に位置し、前記２つのスロットの上下の前記導体板間を電気的に短絡する短絡部と、
前記２つのスロットのうち短い方のスロットに設けられると共に、前記短絡部に近接して設けられた給電部と、
前記２つのスロットの上下の前記導体板の少なくとも一方に、対称軸方向に沿って、かつ、対称軸方向において前記短絡部及び前記給電部を設けた位置を横切らないように形成された無給電スロットと、
を備えたことを特徴とする複合アンテナ。
【請求項２】
前記２つのスロットの上下の前記導体板の両方に前記無給電スロットをそれぞれ形成すると共に、それら無給電スロットを、前記対称軸に対して対称形状となるように形成した請求項１記載の複合アンテナ。
【請求項３】
前記無給電スロットは、前記２つのスロットのうち長い方のスロットに沿って形成される請求項１または２記載の複合アンテナ。
【請求項４】
前記無給電スロットは、対称軸方向における前記短絡部側が開口したコの字状、あるいはくの字状に形成される請求項１〜３いずれかに記載の複合アンテナ。
【請求項５】
前記無給電スロットは、その対称軸方向に沿った長さが、コの字状あるいはくの字状の開口幅よりも長く形成される請求項４記載の複合アンテナ。
【請求項６】
前記無給電スロットは、対称軸方向において前記短絡部あるいは前記給電部を設けた位置の近傍にコの字状あるいはくの字状の開口側の端部が位置するように形成される請求項４または５記載の複合アンテナ。
【請求項７】
前記導体板は、対称軸方向に横長の長方形状に形成される請求項１〜６いずれかに記載の複合アンテナ。
【請求項８】
前記２つのスロットは、幅の等しい矩形状に形成される請求項７記載の複合アンテナ。
【請求項９】
前記２つのスロットは、徐々に拡径する開放端を有する横向きＭ字スロットと、該横向きＭ字スロットの開放端と反対側に開放端を有する矩形スロットと、からなる請求項７記載の複合アンテナ。
【請求項１０】
前記矩形スロットは、開放端を有する細長スロットと、その細長スロットに連続して形成された正方形スロットと、からなる請求項９記載の複合アンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特定の偏波成分の電波を送受信する通信システムに用いられる複合アンテナに係り、特に、複数の周波数の電波に対応可能な複合アンテナに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図２１（ａ），（ｂ）は、スロットアンテナの構造を示したものである。図２１（ａ），（ｂ）に示すように、スロットアンテナ１９１は、誘電体基板１９２の表面にマイクロストリップ給電線路１９３を形成し、誘電体基板１９２の裏面に広い導体板１９４を形成すると共に、その導体板１９４に長方形状のスロット１９５を形成したものである。一例として、特許文献１には、筒状の中空導体にスロットを設けた円筒スロットアンテナが開示されている。
【０００３】
また、スロットアンテナの特性を向上し広帯域化するために、図２２（ａ），（ｂ）に示すように、スロット１９５と平行に長方形状の無給電スロット２０２を形成したスロットアンテナ２０１が知られている（例えば、特許文献２〜４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−５６３２１号公報
【特許文献２】特開２００２−２９９９５０号公報
【特許文献３】特開２００３−１８８６３９号公報
【特許文献４】特開平１１−１６３６２５号公報
【特許文献５】特開２００７−１６６６１５号公報
【特許文献６】特開２００６−１２１１９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述のスロットアンテナ１９１，２０１では、誘電体基板１９２を用いた立体構造となっているため、小型化が困難であった。特に、長方形状の無給電スロット２０２を付加して広帯域化したスロットアンテナ２０１では、無給電スロット２０２を長方形状のまま配置するため、小型化が難しいという問題がある。
【０００６】
また、マイクロストリップ給電によるスロットアンテナ１９１，２０１では、表面側と裏面側のパターンの位置ずれなど高い精度の製造技術が必要となる。また、広帯域化の際に、マイクロストリップ線路やスロットの調整が必要であり、共振周波数やインピーダンスの調整に手間がかかるといった問題もある。
【０００７】
さらに、スロットアンテナ１９１，２０１では、多周波化が困難であるという問題もある。より具体的には、ノッチやスロットなどの切込み素子のアンテナにおける共振数は、２つまでが限界であった。なお、多周波共用アンテナとして偏波共用型のものが多く開発されている（例えば特許文献５）が、従来の多周波共用アンテナでは、１給電で単一偏波で複共振動作させることは困難であった。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、小型で、共振周波数やインピーダンスの調整が容易であり、１給電で単一偏波で複共振動作させることができ多周波化が容易な複合アンテナを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、対称形状の導体板と、前記導体板の対称軸上に、前記導体板の両側から対称軸方向に沿って形成され、かつ前記対称軸に対して対称形状となるように形成された、長さの異なる２つのスロットと、前記２つのスロットの間に位置し、前記２つのスロットの上下の前記導体板間を電気的に短絡する短絡部と、前記２つのスロットのうち短い方のスロットに設けられると共に、前記短絡部に近接して設けられた給電部と、前記２つのスロットの上下の前記導体板の少なくとも一方に、対称軸方向に沿って、かつ、対称軸方向において前記短絡部及び前記給電部を設けた位置を横切らないように形成された無給電スロットと、を備えた複合アンテナである。
【００１０】
前記２つのスロットの上下の前記導体板の両方に前記無給電スロットをそれぞれ形成すると共に、それら無給電スロットを、前記対称軸に対して対称形状となるように形成してもよい。
【００１１】
前記無給電スロットは、前記２つのスロットのうち長い方のスロットに沿って形成されてもよい。
【００１２】
前記無給電スロットは、対称軸方向における前記短絡部側が開口したコの字状、あるいはくの字状に形成されてもよい。
【００１３】
前記無給電スロットは、その対称軸方向に沿った長さが、コの字状あるいはくの字状の開口幅よりも長く形成されてもよい。
【００１４】
前記無給電スロットは、対称軸方向において前記短絡部あるいは前記給電部を設けた位置の近傍にコの字状あるいはくの字状の開口側の端部が位置するように形成されてもよい。
【００１５】
前記導体板は、対称軸方向に横長の長方形状に形成されてもよい。
【００１６】
前記２つのスロットは、幅の等しい矩形状に形成されてもよい。
【００１７】
前記２つのスロットは、徐々に拡径する開放端を有する横向きＭ字スロットと、該横向きＭ字スロットの開放端と反対側に開放端を有する矩形スロットと、からなってもよい。
【００１８】
前記矩形スロットは、開放端を有する細長スロットと、その細長スロットに連続して形成された正方形スロットと、からなってもよい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、小型で、共振周波数やインピーダンスの調整が容易であり、１給電で単一偏波で複共振動作させることができ多周波化が容易な複合アンテナを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】（ａ）は、本発明の一実施の形態に係る複合アンテナの平面図、（ｂ）は無給電スロットを形成する前の２共振ノッチアンテナの平面図、（ｃ）は本発明の複合アンテナのリターンロスの特性を示す図である。
【図２】図１（ａ）の複合アンテナの各周波数での放射パターンを示す図であり、（ａ）は周波数７９０ＭＨｚにおけるＸＺ平面、（ｂ）は周波数７９０ＭＨｚにおけるＹＺ平面、（ｃ）は周波数１１８０ＭＨｚにおけるＸＺ平面、（ｄ）は周波数１１８０ＭＨｚにおけるＹＺ平面、（ｅ）は周波数１７４０ＭＨｚにおけるＸＺ平面、（ｆ）は周波数１７４０ＭＨｚにおけるＹＺ平面の放射パターンである。
【図３】（ａ）は、図１（ａ）の複合アンテナの変形例を示す平面図であり、（ｂ）はそのリターンロス特性を示す図である。
【図４】（ａ）は、図１（ａ）の複合アンテナの変形例を示す平面図であり、（ｂ）はそのリターンロス特性を示す図である。
【図５】（ａ）は、図１（ａ）の複合アンテナの変形例を示す平面図であり、（ｂ）はそのリターンロス特性を示す図である。
【図６】（ａ）は、本発明の複合アンテナの比較対象となる複合アンテナの平面図であり、（ｂ）はそのリターンロス特性を示す図である。
【図７】（ａ）は、本発明の複合アンテナの比較対象となる複合アンテナの平面図であり、（ｂ）はそのリターンロス特性を示す図である。
【図８】（ａ）は、本発明の複合アンテナの比較対象となる複合アンテナの平面図であり、（ｂ）はそのリターンロス特性を示す図である。
【図９】（ａ）は、本発明の複合アンテナの比較対象となる複合アンテナの平面図であり、（ｂ）はそのリターンロス特性を示す図である。
【図１０】（ａ）は、本発明の複合アンテナの比較対象となる複合アンテナの平面図であり、（ｂ）はそのリターンロス特性を示す図である。
【図１１】（ａ）は、本発明の複合アンテナの比較対象となる複合アンテナの平面図であり、（ｂ）はそのリターンロス特性を示す図である。
【図１２】（ａ）は、本発明の複合アンテナの比較対象となる複合アンテナの平面図であり、（ｂ）はそのリターンロス特性を示す図である。
【図１３】（ａ）は、本発明の複合アンテナの比較対象となる複合アンテナの平面図であり、（ｂ）はそのリターンロス特性を示す図である。
【図１４】（ａ）は、本発明の複合アンテナの比較対象となる複合アンテナの平面図であり、（ｂ）はそのリターンロス特性を示す図である。
【図１５】（ａ）は、本発明の複合アンテナの比較対象となる複合アンテナの平面図であり、（ｂ）はそのリターンロス特性を示す図である。
【図１６】（ａ）は、本発明の複合アンテナの比較対象となる複合アンテナの平面図であり、（ｂ）はそのリターンロス特性を示す図である。
【図１７】（ａ）は、本発明の複合アンテナの比較対象となる複合アンテナの平面図であり、（ｂ）はそのリターンロス特性を示す図である。
【図１８】（ａ）は、本発明の他の実施の形態に係る複合アンテナの平面図であり、（ｂ）はそのリターンロス特性を示す図である。
【図１９】図１８（ａ）の複合アンテナの各周波数での放射パターンを示す図であり、（ａ）は周波数９６０ＭＨｚにおけるＸＺ平面、（ｂ）は周波数９６０ＭＨｚにおけるＹＺ平面、（ｃ）は周波数１４９０ＭＨｚにおけるＸＺ平面、（ｄ）は周波数１４９０ＭＨｚにおけるＹＺ平面、（ｅ）は周波数１９６０ＭＨｚにおけるＸＺ平面、（ｆ）は周波数１９６０ＭＨｚにおけるＹＺ平面の放射パターンである。
【図２０】（ａ）は、図１８（ａ）の複合アンテナの比較対象となる複合アンテナの平面図であり、（ｂ）はそのリターンロス特性を示す図である。
【図２１】従来のスロットアンテナを示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はその１９Ｂ−１９Ｂ線断面図である。
【図２２】従来のスロットアンテナを示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はその２０Ｂ−２０Ｂ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
【００２２】
図１（ａ）は、本実施の形態に係る複合アンテナの平面図であり、図１（ｂ）は無給電スロットを形成する前の２共振ノッチアンテナの平面図、図１（ｃ）は図１（ａ）の複合アンテナのリターンロスの特性を示す図である。図１（ａ），（ｂ）には、本実施の形態の複合アンテナ１の寸法（ミリメートル）が示されている。なお、他の図においても、寸法はミリメートルで表示されている。
【００２３】
図１（ａ）に示すように、複合アンテナ１は、対称形状の導体板２と、導体板２に形成された２つのスロット３，４と、短絡部５と、給電部６と、無給電スロット７とを備えている。
【００２４】
導体板２は、対称軸Ａに対して線対称形状とされる。本実施の形態では、導体板２として、対称軸方向（図示左右方向）に横長の長方形状に形成されたものを用いた。導体板２は、例えば、銅板又はばね性のあるリン青銅板からなる。
【００２５】
２つのスロット３，４は、導体板２の対称軸Ａ上に、導体板２の両側から対称軸方向に沿って形成され、かつ対称軸Ａに対して線対称形状となるように形成される。これら２つのスロット３，４は、互いに長さ（対称軸方向の長さ）が異なるように形成される。ここでは、図示左側のスロット３を図示右側のスロット４よりも長く形成する場合を説明する。本実施の形態では、２つのスロット３，４は、幅の等しい矩形状に形成される。また、２つのスロット３，４は、対称軸Ａ上であって、導体板２の両側に開放端を有する。
【００２６】
短絡部５は、２つのスロット３，４の間に位置し、２つのスロットの上下の導体板２間を電気的に短絡するものである。
【００２７】
給電部６は、２つのスロット３，４のうち短い方のスロット４に設けられると共に、短絡部５に近接して設けられる。給電部６への給電は、例えば、同軸ケーブル、複数本の単芯ケーブル、フラットケーブルなどを用いて行うとよい。
【００２８】
導体板２に、２つのスロット３，４、短絡部５、給電部６を設けることにより、長さの異なる２つのスロット３，４が、それぞれ異なる周波数で共振するノッチ素子として動作する１給電２共振のノッチアンテナ（以下、２共振ノッチアンテナという）８が得られる。２つのスロット３，４の長さ（短絡部５の対称軸方向の位置）は、所望する共振周波数に応じて適宜設定するとよい。また、２共振ノッチアンテナ８として動作させるため、給電部６と短絡部５との間隔は、動作させる周波数（２つの共振周波数のうち高い方の共振周波数）の波長λに対してλ／２０以下（好ましくはλ／４０以下）とする必要がある。
【００２９】
本実施の形態に係る複合アンテナ１では、この２共振ノッチアンテナ８に、さらに、第３の素子として動作する（すなわち２共振ノッチアンテナ８の２つの共振周波数とは異なる周波数で共振する）無給電スロット７を形成してなる。
【００３０】
無給電スロット７は、２つのスロット３，４の上下の導体板２の少なくとも一方に、対称軸方向に沿って、かつ、対称軸方向において短絡部５及び給電部６を設けた位置を横切らないように形成される。これは、対称軸方向において短絡部５及び給電部６を設けた位置を横切るように無給電スロット７を形成すると、無給電スロット７が第３の素子として動作しなかったり、第３の素子としての動作（リターンロス特性）が悪化したりするためである。また、対称軸方向において短絡部５を設けた位置と給電部６を設けた位置の両者を横切るように無給電スロット７を形成すると、ベースとなる２共振ノッチアンテナ８の動作に影響を及ぼし、良好な３共振の動作が得られなくなるためである。
【００３１】
また、無給電スロット７は、２つのスロット３，４の上下の導体板２の両方に形成され、それら無給電スロット７は、対称軸Ａに対して対称形状となるように形成されることが望ましい。これは、２つのスロット３，４の上下の導体板２の一方のみに無給電スロット７を形成した場合、あるいは、２つのスロット３，４の上下の導体板２の両方に対称軸Ａに対して対称形状とならないように無給電スロット７を形成した場合には、所望の周波数の動作は得られるものの、インピーダンスの整合がとりにくくなり、良好な動作が得られないためである。
【００３２】
さらに、無給電スロット７は、２つのスロット３，４のうち長い方のスロット３に沿って形成されることが望ましい。これは、短い方のスロット４に沿って無給電スロット７を形成した場合、所望の周波数の動作は得られるものの、良好な動作が得られないためである。
【００３３】
さらにまた、無給電スロット７は、対称軸方向における短絡部５側が開口したコの字状、あるいはくの字状に形成されることが望ましい。無給電スロット７を動作させるためには、無給電スロット７の両端部において電流分布が大きく、無給電スロット７の中央部にて電流分布が小さくなる必要がある。２共振ノッチアンテナ８における電流分布は、短絡部５に近いほど大きくなるため、無給電スロット７を短絡部５側が開口したコの字状、あるいはくの字状に形成することで、両端部にて電流分布が大きく、中央部にて電流分布が小さい好適な電流分布が得られ、無給電スロット７を第３の素子として良好に動作させることが可能になる。
【００３４】
なお、無給電スロット７の対称軸方向に沿った長さが短いと、無給電スロット７の中央部が短絡部５に近くなり、中央部における電流分布が大きくなって良好な動作が得られなくなるので、無給電スロット７の対称軸方向に沿った長さをある程度長くし、無給電スロット７の中央部を短絡部５から離間させる必要がある。このため、無給電スロット７は、その対称軸方向に沿った長さが、コの字状あるいはくの字状の開口幅よりも長く形成されることが望ましい。但し、コの字状あるいはくの字状の開口幅が小さすぎると、逆に第３の素子としての動作が悪化する可能性があるので、コの字状あるいはくの字状の開口幅はある程度大きく（例えば３ｍｍより大きく）することが望ましい。
【００３５】
また、無給電スロット７の両端部が短絡部５から離れると、両端部における電流分布が小さくなって良好な動作が得られなくなるので、無給電スロット７は、対称軸方向において短絡部５の近傍（無給電スロット７をスロット４に沿って形成する場合は給電部６の近傍）にコの字状あるいはくの字状の開口側の端部が位置するように形成されることが望ましい。
【００３６】
以上の条件を考慮し、本実施の形態に係る複合アンテナ１では、２つのスロット３，４の上下の導体板２の両方に、対称軸Ａに対して対称形状となるように、２つのスロット３，４のうち長い方のスロット３に沿って、対称軸方向における短絡部５側が開口したコの字状の無給電スロット７を、対称軸方向において短絡部５及び給電部６を設けた位置を横切らないように形成した。複合アンテナ１においては、無給電スロット７は、その対称軸方向に沿った長さが、コの字状の開口幅よりも長く形成され、コの字状の開口側の端部が短絡部５の近傍となるように形成されている。
【００３７】
複合アンテナ１を図１（ａ），（ｂ）に示す各寸法で作製した場合のリターンロス特性をシミュレートした結果を図１（ｃ）に示す。図１（ｃ）では、破線にて、無給電スロット７を形成する前の２共振ノッチアンテナ８におけるリターンロス特性を併せて示している。
【００３８】
図１（ｃ）に示すように、複合アンテナ１では、２共振ノッチアンテナ８の動作による２つのピーク（８００ＭＨｚ近傍と１．７ＧＨｚ近傍のピーク）に加えて、無給電スロット７の動作による第３のピークが１．２ＧＨｚ近傍に現れていることが分かる。この第３のピークにおけるリターンロスは−１６ｄＢ程度であり、第３の素子として良好な動作が得られていることが分かる。なお、無給電スロット７が動作する共振周波数は、無給電スロット７の長さを調整することにより、任意に調整可能である。
【００３９】
複合アンテナ１の各素子（スロット３，４、無給電スロット７）の偏波方向は、共に図１（ａ）における上下方向（垂直偏波）となる。つまり、複合アンテナ１によれば、１給電で単一偏波で複共振動作（３共振動作）させることが可能となる。
【００４０】
複合アンテナ１の各周波数での放射パターンを図２（ａ）〜（ｆ）に示す。図２（ａ）〜（ｆ）に示すように、各周波数においてＸＺ平面では無指向性、ＹＺ平面では８の字の指向性が得られており、それぞれの平面での指向性は、周波数に拘わらずほぼ同じとなっている。このため、複合アンテナ１を実装するときにアンテナの向きを決定し易くなる。
【００４１】
ここでは、コの字状の無給電スロット７を形成する場合を説明したが、図３（ａ）に示すように、くの字状の無給電スロット７を形成した複合アンテナ２１においても、図３（ｂ）に示すように、無給電スロット７の動作による第３のピークが１．４ＧＨｚ近傍に現れ、−１９ｄＢ程度のリターンロスが得られており、良好な動作が得られることが分かる。
【００４２】
また、図４（ａ）に、コの字状の無給電スロット７を短い方のスロット４に沿って形成した複合アンテナ３１を示す。この複合アンテナ３１においても、図４（ｂ）に示すように、無給電スロット７の動作による第３のピークが２．４ＧＨｚ近傍に現れている。但し、複合アンテナ３１では、無給電スロット７の長さが制限され、無給電スロット７の中央部の電流分布が大きくなる（無給電スロット７の中央部が短絡部５に近くなる）ため、複合アンテナ１，２１のような良好な動作は得られず、−４ｄＢ程度のリターンロスとなっている。
【００４３】
図１（ａ），図３（ａ）の複合アンテナ１，２１のように無給電スロット７を長い方のスロット３に沿って形成する場合は、無給電スロット７の長さを調整することで、２共振ノッチアンテナ８における２つの共振周波数の間の共振周波数を得ることができる。これに対して、図４（ａ）の複合アンテナ３１のように無給電スロット７を短い方のスロット４に沿って形成する場合は、無給電スロット７の長さが制限されるため、２共振ノッチアンテナ８における２つの共振周波数よりも高い共振周波数となる。
【００４４】
また、無給電スロット７におけるコの字状あるいはくの字状の折り返し部分からの長さを上下で異ならせても良い。一例として、図５（ａ）に、無給電スロット７におけるコの字状の折り返し部分からの長さを上下で異ならせた複合アンテナ４１を示し、そのリターンロス特性を図５（ｂ）に示す。この複合アンテナ４１は、図１（ａ）の複合アンテナ１において、スロット３から離れた側（外側）の折り返し部分からの長さを短くしたものである。
【００４５】
複合アンテナ４１では、折り返し部分からの長さが短い方（外側）の端部が短絡部５から離れ、電流分布が小さくなるため、図５（ｂ）に示すように、第３のピークは複合アンテナ１と比較してやや小さくなっており、−１０ｄＢ程度のリターンロスとなっている。
【００４６】
ここで、無給電スロット７を形成する位置、無給電スロット７の形状等について検討する。なお、以下に説明する比較対象の複合アンテナは、ベースとなる２共振ノッチアンテナ８として図１（ｂ）に示した寸法のものを用い、無給電スロット７の形状や位置のみを変化させたものである。
【００４７】
まず、無給電スロット７を形成する位置について検討する。
【００４８】
図６（ａ）に示す複合アンテナ５１は、図１（ａ）の複合アンテナ１において、対称軸方向において短絡部５を横切るように無給電スロット７を形成したものである。また、図７（ａ）に示す複合アンテナ６１は、図４（ａ）の複合アンテナ３１において、対称軸方向において給電部６を横切るように無給電スロット７を形成したものである。図６（ａ）の複合アンテナ５１のリターンロス特性を図６（ｂ）に、図７（ａ）の複合アンテナ６１のリターンロス特性を図７（ｂ）にそれぞれ示す。
【００４９】
図１（ｃ）と図６（ｂ）とを比較すると、無給電スロット７が短絡部５を横切ることにより、第３のピークにおけるリターンロスが−１６ｄＢ程度から−７ｄＢ程度まで急激に低下していることが分かる。また、図４（ｂ）と図７（ｂ）とを比較すると、無給電スロット７が給電部６を横切ることにより、第３のピークがほぼ消失していることが分かる。
【００５０】
また、図８（ａ），図９（ａ），図１０（ａ）に、短絡部５と給電部６の両者を横切るように無給電スロット７を形成した複合アンテナ７１，８１，９１を示す。また、これら複合アンテナ７１，８１，９１のリターンロス特性を図８（ｂ），図９（ｂ），図１０（ｂ）にそれぞれ示す。
【００５１】
図８（ａ）の複合アンテナ７１は、図１（ａ）の複合アンテナ１において、スロット３から離れた側（外側）の折り返し部分からの長さを短くし、スロット３に近い側（内側）の折り返し部分からの長さを長くして短絡部５と給電部６の両者を横切るように無給電スロット７を形成したものである。
【００５２】
図９（ａ）の複合アンテナ８１は、図４（ａ）の複合アンテナ３１において、スロット４から離れた側（外側）の折り返し部分からの長さを短くし、スロット４に近い側（内側）の折り返し部分からの長さを長くして短絡部５と給電部６の両者を横切るように無給電スロット７を形成したものである。
【００５３】
図１０（ａ）の複合アンテナ９１は、短絡部５と給電部６の両者を横切るように、かつ、対称軸方向と垂直方向における短絡部５の反対側が開口するようにコの字状の無給電スロット７を形成したものである。
【００５４】
図８（ｂ），図９（ｂ），図１０（ｂ）に示すように、これら複合アンテナ７１，８１，９１では、第３のピークが小さくなり、良好な動作が得られていないことが分かる。また、複合アンテナ７１，８１，９１では、ベースとなる２共振ノッチアンテナ８の２つのピークのうち、周波数が低い方のピークが小さくなったり消失したりしており、良好な３共振の動作を実現できていないことが分かる。
【００５５】
このように、無給電スロット７が対称軸方向において短絡部５及び給電部６を設けた位置を横切ると、第３のピークにおけるリターンロスが急激に悪化したり、ベースとなる２共振ノッチアンテナ８の動作が悪化したりし、その結果、良好な３共振の動作を実現できなくなる。したがって、短絡部５及び給電部６を横切らないように無給電スロット７を形成する必要がある。
【００５６】
図１１（ａ）に示す複合アンテナ１０１は、図１（ａ）の複合アンテナ１において、コの字状の開口側の端部を短絡部５から対称軸方向に離して（図示左方向に離して）無給電スロット７を形成したものである。また、図１２（ａ）に示す複合アンテナ１１１は、図１（ａ）の複合アンテナ１において、コの字状の開口側の端部を短絡部５から対称軸方向と垂直方向（図示上下方向）に離して無給電スロット７を形成したものである（複合アンテナ１１１における無給電スロット７のコの字状の開口幅は１ｍｍとしている）。図１１（ａ）の複合アンテナ１０１のリターンロス特性を図１１（ｂ）に、図１２（ａ）の複合アンテナ１１１のリターンロス特性を図１２（ｂ）にそれぞれ示す。
【００５７】
図１（ｂ）と図１１（ｂ），図１２（ｂ）とを比較すると、図１１（ｂ），図１２（ｂ）では、第３のピークがほぼ消失していることが分かる。これは、無給電スロット７の両端部が短絡部５から離れたために、無給電スロット７の両端部で電流分布が小さくなり、良好な動作が得られていないためだと考えられる。したがって、無給電スロット７を第３の素子として良好に動作させるためには、コの字状の開口側の端部を短絡部５に近接させて無給電スロット７を形成することが望ましい。
【００５８】
次に、無給電スロット７の形状について検討する。
【００５９】
図１３（ａ）に示す複合アンテナ１２１は、図１（ａ）の複合アンテナ１において、スロット３から離れた側（外側）の対称軸と平行に延びる部分のスロットを除去し、Ｌ字状の無給電スロット７としたものである。また、図１４（ａ）に示す複合アンテナ１３１は、図１３（ａ）の複合アンテナ１２１において、さらに対称軸と垂直方向に延びる部分のスロットを除去し、線状（矩形状）の無給電スロット７としたものである。図１３（ａ）の複合アンテナ１２１のリターンロス特性を図１３（ｂ）に、図１４（ａ）の複合アンテナ１３１のリターンロス特性を図１４（ｂ）にそれぞれ示す。
【００６０】
図１３（ｂ），図１４（ｂ）に示すように、複合アンテナ１２１，１３１では、第３のピークが消失している。図示していないが、複合アンテナ１３１において線状の無給電スロット７の長さを短くした場合であっても、第３のピークは現れなかった。これは、無給電スロット７における一方の端部が短絡部５から遠くなり、当該端部において十分な電流分布が得られなかったためだと考えられる。
【００６１】
このように、無給電スロット７を第３の素子として動作させるためには、無給電スロット７の両端部にてある程度大きな電流分布が必要となるため、無給電スロット７の両端部を対称軸方向における短絡部５近傍に配置する必要がある。さらに、無給電スロット７の中央部では電流分布が小さい必要があるので、無給電スロット７の形状は、短絡部５の近傍から短絡部５から離れた位置まで延び、折り返して再び短絡部５の近傍まで戻るような形状、すなわち、コの字状やくの字状の形状が望ましい。
【００６２】
図１５（ａ）に示す複合アンテナ１４１は、図１（ａ）の複合アンテナ１において、コの字状の開口幅を１ｍｍとしたものである。また、図１６（ａ）に示す複合アンテナ１５１は、図１（ａ）の複合アンテナ１において、コの字状の開口幅を３ｍｍとしたものである。さらにまた、図１７（ａ）に示す複合アンテナ１６１は、図３（ａ）の複合アンテナ２１において、くの字状の開口幅を３ｍｍとしたものである。これら複合アンテナ１４１，１５１，１６１では、共にスロット３の上下の導体板２の中央部（図示上下方向の中央部）に無給電スロット７を形成している。図１５（ａ）の複合アンテナ１４１のリターンロス特性を図１５（ｂ）に、図１６（ａ）の複合アンテナ１５１のリターンロス特性を図１６（ｂ）に、図１７（ａ）の複合アンテナ１６１のリターンロス特性を図１７（ｂ）にそれぞれ示す。
【００６３】
図１５（ｂ）に示すように、複合アンテナ１４１では第３のピークが消失しており、図１６（ｂ）に示すように、複合アンテナ１５１では、第３のピークが非常に小さくなっている。また、図１７（ｂ）と図３（ｂ）とを比較すると、複合アンテナ１６１では、第３のピークが急激に減少している。これは、無給電スロット７のコの字状あるいはくの字状の開口幅が小さくなったためだと考えられる。また、複合アンテナ１４１，１５１，１６１では、無給電スロット７の両端部が短絡部５から離れているため、このことも第３のピークが小さくなった（あるいは消失した）原因と考えられる。
【００６４】
他方、図示していないが、無給電スロット７のコの字状の開口幅を１５ｍｍ，１６ｍｍとした場合、およびくの字状の開口幅を１５ｍｍとした場合についても同様にリターンロス特性をシミュレートした結果、図１（ａ）の複合アンテナ１や図３（ａ）の複合アンテナ２１（共に開口幅は１７ｍｍ）とほぼ同様の良好なリターンロス特性が得られることが確認できた。
【００６５】
これらの結果から、無給電スロット７を第３の素子として良好に動作させるためには、無給電スロット７のコの字状（あるいはくの字状）の開口幅をある程度大きくする必要があり、開口幅を３ｍｍより大きくすることが望ましく、さらには開口幅を１５ｍｍ以上とすることが望ましいことが分かる。
【００６６】
以上説明したように、本実施の形態に係る複合アンテナ１，２１，３１，４１では、長さの異なる２つのスロット３，４を形成した１給電２共振のノッチアンテナ８に、さらに、第３の素子として動作する無給電スロット７を形成している。
【００６７】
複合アンテナ１，２１，３１，４１は、従来のスロットアンテナのように誘電体基板を用いた立体的な構造ではなく、平面で動作させることができるため、小型化が容易である。また、第３の素子として動作する無給電スロット７をコの字状、あるいはくの字状に形成できるので、小型化しやすい。
【００６８】
また、複合アンテナ１，２１，３１，４１では、個々の素子（スロット３，４、無給電スロット７）が導体（導体板２）によって区切られているために、素子間で干渉や結合が生じにくく、各素子の共振動作がほぼ独立している。そのため、個々の素子ごとに周波数やインピーダンスを調整でき、周波数やインピーダンスの調整が容易となる。その結果、開発時間とコストを節約できる。
【００６９】
さらに、複合アンテナ１，２１，３１，４１では、各素子の偏波方向が同じとなり、１給電で単一偏波で複共振動作させることが可能となる。そのため、実装するときにアンテナの向きを決定しやすくなる。
【００７０】
また、複合アンテナ１，２１，３１，４１によれば、２共振ノッチアンテナ８に無給電スロット７を形成するという簡易な構成で３共振に多周波化でき、製造も容易である。
【００７１】
複合アンテナ１，２１，３１，４１では、無給電スロット７を、対称軸方向に沿って、かつ、対称軸方向において短絡部５及び給電部６を設けた位置を横切らないように形成しているため、２共振ノッチアンテナ８の動作に影響を及ぼすことなく、良好な３共振の動作が得られる。
【００７２】
また、複合アンテナ１，２１，３１，４１では、無給電スロット７を、２つのスロット３，４の上下の導体板２の両方に形成し、それら無給電スロット７を、対称軸Ａに対して対称形状となるように形成しているため、インピーダンスの整合がとりやすく、良好な動作が得られる。
【００７３】
さらに、無給電スロット７を、２つのスロット３，４のうち長い方のスロット３に沿って形成することで、短い方のスロット４に沿って無給電スロット７を形成した場合と比較して、良好なリターンロス特性が得られ、また、２共振ノッチアンテナ８の２つの共振周波数の間に第３の共振周波数を設定することが可能となる。
【００７４】
さらにまた、無給電スロット７を、対称軸方向における短絡部５側が開口したコの字状、あるいはくの字状に形成することで、無給電スロット７の両端部において電流分布を大きく、無給電スロット７の中央部にて電流分布を小さくすることができ、無給電スロット７を第３の素子として良好に動作させることが可能になる。
【００７５】
また、無給電スロット７を、その対称軸方向に沿った長さが、コの字状あるいはくの字状の開口幅よりも長くなるように形成することで、無給電スロット７の中央部を短絡部５から離間させ、無給電スロット７を第３の素子として良好に動作させることが可能になる。
【００７６】
さらに、無給電スロット７を、対称軸方向において短絡部５の近傍（無給電スロット７をスロット４に沿って形成する場合は給電部６の近傍）にコの字状あるいはくの字状の開口側の端部が位置するように形成することで、無給電スロット７の両端部における電流分布を大きくし、無給電スロット７を第３の素子として良好に動作させることが可能になる。
【００７７】
本実施の形態に係る複合アンテナ１，２１，３１，４１では、同一の偏波で１給電３共振の動作が得られるので、セルラ＋ＧＰＳ（Global Positioning System）、セルラ＋無線ＬＡＮ（Local Area Network）、無線ＬＡＮ＋ＧＰＳなど、様々な複合的な用途に用いることが可能である。また小型化が容易であることから、携帯端末用内蔵アンテナや、ノートパソコン用内蔵アンテナ、あるいはテレマティクス用車載アンテナとして好適である。
【００７８】
なお、セルラ＋ＧＰＳとして用いる場合、セルラで用いる周波数帯が約８００〜９００ＭＨｚと約１．７〜１．９ＧＨｚ、ＧＰＳで用いられる周波数帯が約１．５ＧＨｚであるから、例えば複合アンテナ１においては、２共振ノッチアンテナ８の２つのノッチ素子（スロット３，４）でセルラの２つの周波数帯域での送受信を実現し、第３の素子である無給電スロット７でＧＰＳの周波数帯域での送受信を実現すればよい。
【００７９】
次に、本発明の他の実施の形態を説明する。
【００８０】
図１８（ａ）に示す複合アンテナ１７１は、図１（ａ）の複合アンテナ１と基本的に同じ構成であるが、２つのスロット３，４の形状と無給電スロット７の形状が異なる。
【００８１】
複合アンテナ１７１では、一方のスロット３は、徐々に拡径する開放端を有する横向きＭ字スロット１７２からなり、他方のスロット４は、横向きＭ字スロット１７２の開放端と反対側に開放端を有する矩形スロット１７３からなる。このうち矩形スロット１７３は、開放端を有する細長スロット１７４と、その細長スロット１７４に連続して形成された正方形スロット１７５とからなる。
【００８２】
両スロット１７２，１７３の間に短絡部５が設けられ、両スロット１７２，１７３のうち短い方の矩形スロット１７３に、短絡部５と近接して給電部６が設けられる。これにより、両スロット１７２，１７３が異なる共振周波数で共振する２共振ノッチアンテナ１８０が形成される。
【００８３】
２共振ノッチアンテナ１８０では、徐々に拡径する開放端を有する横向きＭ字スロット１７２を形成しているため、横向きＭ字スロット１７２の上下の導体板２は、横向きＭ字スロット１７２に沿った斜辺１７６と、長方形状の外周を構成する上辺（あるいは下辺）１７７とが交差し、先端（図示左側の端部）が尖った形状となる。無給電スロット７は、横向きＭ字スロット１７２の上下の導体板２を構成する両辺１７６，１７７に沿う形状（図示斜め方向を向いたくの字状の形状）に形成される。
【００８４】
無給電スロット７は、図１（ａ）の複合アンテナ１と同様に、横向きＭ字スロット１７２の上下の導体板２の両方に、対称軸Ａに対して対称形状となるように、対称軸方向（図示左右方向）において短絡部５を設けた位置（導体板２の図示右側の端部から２６ｍｍの位置）を横切らないように形成され、かつ、その対称軸方向に沿った長さが、開口幅よりも長く形成され、開口側の端部が短絡部５の近傍となるように形成されている。
【００８５】
複合アンテナ１７１を図１８（ａ）に示す各寸法で作製した場合のリターンロス特性を図１８（ｂ）に示す。図１８（ｂ）では、破線にて、無給電スロット７を形成する前の２共振ノッチアンテナ１８０におけるリターンロス特性を併せて示している。
【００８６】
図１８（ｂ）に示すように、複合アンテナ１７１では、２共振ノッチアンテナ１８０の動作による２つのピークに加えて、無給電スロット７の動作による第３のピークが１．５ＧＨｚ近傍に現れていることが分かる。この第３のピークにおけるリターンロスは−１８ｄＢ程度であり、第３の素子として良好な動作が得られていることが分かる。
【００８７】
複合アンテナ１７１の各周波数での放射パターンを図１９（ａ）〜（ｆ）に示す。図１９（ａ）〜（ｆ）に示すように、複合アンテナ１７１では、図１（ａ）の複合アンテナ１と同様に、各周波数においてＸＺ平面では無指向性、ＹＺ平面では８の字の指向性が得られており、それぞれの平面での指向性は、周波数に拘わらずほぼ同じとなっている。よって、複合アンテナ１７１を実装するときにアンテナの向きを決定し易い。
【００８８】
図１８（ａ）の複合アンテナ１７１の比較対象として、図２０（ａ）に、短絡部５と給電部６の両者を横切るように無給電スロット７を形成した複合アンテナ１８１を示す。複合アンテナ１８１は、図１８（ａ）の複合アンテナ１７１において、横向きＭ字スロット１７２から離れた側（外側）の折り返し部分からの長さを短くし、横向きＭ字スロット１７２に近い側（内側）の折り返し部分からの長さを長くして短絡部５と給電部６の両者を横切るように無給電スロット７を形成したものである。複合アンテナ１８１を図２０（ａ）に示す各寸法で作製した場合のリターンロス特性を図２０（ｂ）に示す。
【００８９】
図２０（ｂ）と図１８（ｂ）を比較すると、複合アンテナ１８１では、第３のピークが小さくなり、良好な動作が得られていないことが分かる。また、複合アンテナ１８１では、ベースとなる２共振ノッチアンテナ１８０の２つのピークの共振周波数が大幅にずれており、良好な３共振の動作を実現できていないことが分かる。
【００９０】
本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。
【００９１】
例えば、上記実施の形態では、導体板２に開放端を有する２つのスロット３，４（複合アンテナ１７１では横向きＭ字スロット１７２と矩形スロット１７３）を形成して２つのノッチ素子を形成したが、これに限らず、ノッチ素子はスロット素子でもよい。
【００９２】
また、上記実施の形態では、給電部６に同軸ケーブル等を接続して直接給電するギャップ給電を行う場合を説明したが、これに限らず、導体板２を誘電体基板の表面に形成し、該誘電体基板の裏面に設けたマイクロストリップ線路を介して給電するマイクロストリップ給電（立体給電）を行うようにしてもよい。
【００９３】
さらに、上記実施の形態では言及しなかったが、導体板２を対称軸Ａで折り曲げて、折り曲げ構造の複合アンテナとしてもよい。折り曲げ構造とすることで、例えば、複合アンテナを車両フロントガラス等の傾斜した部分に設置する場合であっても、複合アンテナが送受信する偏波（垂直偏波）の最大放射方向が水平方向となるように調整すること（つまり最大放射方向のチルトを調整すること）が可能となり、使用周波数帯における電波を効率よく送受信することが可能になる。つまり、折り曲げ構造とすることで、設置条件の自由度が広い複合アンテナを実現できる。
【符号の説明】
【００９４】
１  複合アンテナ
２  導体板
３，４  スロット
５  短絡部
６  給電部
７  無給電スロット
８  ２共振ノッチアンテナ
【図２１】
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【図２２】
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【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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