(57)【要約】【課題】多巻き構造としたループアンテナでは、平衡給電を行っても金属板や人体などの導体との距離によりアンテナ利得が変化していた。【解決手段】第１ループ素子７の一端１０が第１の平衡給電端子５に接続され、第１ループ素子７の他端１１は第３ループ素子９の一端１４に接続される。更に、第２ループ素子８の一端１２が第３ループ素子９の他端１５に接続され、第２ループ素子８の他端１３が第２の平衡給電端子６に接続される。このように、隣り合う各ループ素子を順番に接続するのではなく、一つ飛ばしで接続する構造をとる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体基板と、前記誘電体基板に対して垂直に形成した第１ループ素子、第２ループ素子及び第３ループ素子を備えたアンテナにおいて、
前記第１ループ素子、第２ループ素子、第３ループ素子の順で隣り合うように設置し、かつそれぞれが向かい合うように設置し、
少なくとも隣り合わない前記第１ループ素子と前記第３ループ素子との端点を接続する箇所を設けたアンテナ。
【請求項２】
前記誘電体基板は２層以上の導電体層を備え、
前記第１ループ素子と前記第３ループ素子との端点を接続する層と、
隣り合う前記第１ループ素子と前記第２ループ素子、または前記第２ループ素子と前記第３ループ素子との端点を接続する層を異なる層とする請求項１記載のアンテナ。
【請求項３】
前記２層以上の導電体層からなる誘電体基板はスルーホール構造である請求項２記載のアンテナ。
【請求項４】
前記第１ループ素子、第２ループ素子、第３ループ素子は、線形状の金属材料を折り曲げて形成した請求項３記載のアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ループの全長が１波長より十分に小さいループアンテナを微小ループアンテナと呼んでいる。微小ループアンテナは、例えばページャなどの携帯無線通信装置において広く用いられている。ここで、微小ループアンテナの入力抵抗は一般にきわめて小さいので、多巻き構造とし、入力抵抗のステップアップを図った多巻き微小ループアンテナが考案されている。微小ループアンテナは磁流アンテナとして動作し、金属板や人体などが接近したときにも良好なアンテナ利得特性が得られることが知られている。（例えば、特許文献１〜３参照）。
【０００３】
すなわちループアンテナは人体や導体との距離によるアンテナ利得の変動が小さいという特徴を持つため、機器間で相互に通信を行うときに受信電界レベルを測定することにより、相手機器までの距離を測る用途にも適した構成である。ここで、アンテナからの電力放射によって、機器自体の筐体に高周波電流が流れてアンテナ利得が変動する（電流アンテナのとしての性質を持つ）ことがあるが、これを避けるためには、ループアンテナの両端より平衡給電する給電形態をとることが効果的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１３６０２０号公報
【特許文献２】国際公開第２００４／０７０８７９号
【特許文献３】特開２０００−２４４２１９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、従来技術の多巻き構造としたループアンテナでは、上記のように平衡給電を行っても、金属板や人体などの導体との距離によりアンテナ利得が変化するという課題があった。
【０００６】
ループアンテナのアンテナ利得を改善するために、多巻き構造を用いる。しかし多巻き構造とした場合、ループアンテナのループ軸方向の長さが大きくなり、本来の磁流アンテナとしての性質に加え、電流アンテナとしての性質も生じてしまう。そして、機器自体の筐体に高周波電流が流れてします。この筐体に流れた高周波電流は、筐体やアンテナと金属板や人体などの導体との距離により大きく変動する。これによりアンテナの利得が変化し、上記の様な相手との距離を測る用途に用いた場合、距離検知精度が悪化してしまうという問題があった。
【０００７】
本発明の目的は以上の問題点を解決し、導体とアンテナとの距離に依らず、従来のループアンテナに比較してアンテナ利得の変動が小さいアンテナ装置と、それを用いた無線通信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記従来の課題を解決するために、本発明のアンテナは、誘電体基板と、誘電体基板に対して垂直に形成した第１ループ素子、第２ループ素子及び第３ループ素子を備え、第１ループ素子、第２ループ素子、第３ループ素子の順で隣り合うように設置し、かつそれぞ
れが向かい合うように設置し、少なくとも隣り合わない第１ループ素子と第３ループ素子との端点を接続する箇所を設けたものである。
【発明の効果】
【０００９】
以上説明したように、本発明によれば、多巻きのループアンテナ構成としたときに無線機器の筐体に高周波電流が流れることを抑えることができるため、金属面や人体などの導体に接近していても離れていても、アンテナ利得の変化が非常に小さい。そのため、相手機器から信号の受信レベルを測定することにより、相手機器までの距離を検出したときの誤差を小さくすることができる。更に本発明によれば、上記特徴を安価な構成により実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施の形態におけるアンテナの斜視図
【図２】本実施の形態におけるアンテナの斜視図
【図３】本実施の形態におけるアンテナの斜視図
【図４】本実施の形態におけるアンテナと比較するための別形態のアンテナ斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
第１の発明は、誘電体基板と、誘電体基板に対して垂直に形成した第１ループ素子、第２ループ素子及び第３ループ素子を備えたアンテナにおいて、第１ループ素子、第２ループ素子、第３ループ素子の順で隣り合うように設置し、かつそれぞれが向かい合うように設置し、少なくとも隣り合わない第１ループ素子と第３ループ素子との端点を接続する箇所を設けたものである。
【００１２】
第２の発明は、特に第１の発明において、誘電体基板は２層以上の導電体層を備え、第１ループ素子と第３ループ素子との端点を接続する層と、隣り合う第１ループ素子と第２ループ素子、または第２ループ素子と第３ループ素子との端点を接続する層を異なる層とするものである。
【００１３】
第３の発明は、特に第２の発明において、２層以上の導電体層からなる誘電体基板はスルーホール構造とするものである。
【００１４】
また、第４の発明は特に第３の発明において、第１ループ素子、第２ループ素子、第３ループ素子を、線形状の金属材料を折り曲げて形成するものである。
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。同様のものについては同一の符号を付し、詳細説明を省略する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１６】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施形態に係るアンテナ１０１の構成を示す斜視図である。図１において、第１の実施形態に係るアンテナ１０１は、３回巻きループアンテナの巻き構造に特徴がある。
【００１７】
図１において、誘電体基板１の表面には無線回路３、バラン４、第１の平衡給電端子５および第２の平衡給電端子６が形成されている。また、誘電体基板１の裏面はグランドパターン２が構成されている。ここで、誘電体基板１は２層以上の導電体層からなり、スルーホール構造である。
【００１８】
無線回路３の高周波入出力端子がバラン４の入力端子に接続され、バラン４の平衡出力
端子が第１の平衡給電端子５および第２の平衡給電端子６に接続されている。ここで、バラン４とは、不平衡信号と平衡信号とを変換する回路であり、無線回路３の不平衡信号を平衡信号出力に変換するものである。具体的には、バラン４は＋９０度および−９０度位相器からなる構成や、フェライト材料とコイルから成るメガネバラン構造などで構成することができ、それ以外にも任意の方法で平衡−不平衡変換を行う回路を用いることができる。
【００１９】
そして、ループアンテナ１０１の一端は第１の平衡給電端子５に接続され、ループアンテナ１０１の他端が第２の平衡給電端子６に接続される。ここで、ループアンテナ１０１にバラン４の出力である平衡信号を入力するのは、無線機の筐体すなわち誘電体基板１に高周波信号を流さないためである。平衡給電を行うことにより、第１の平衡給電端子５から流出した高周波電流は全て第２の平衡給電端子６に流入する。あるいはその逆も同様である。そのため誘電体基板１に高周波電流が流れることを抑えることができる。
【００２０】
ループアンテナ１０１は、図１に示すように、第１ループ素子７、第２ループ素子８および第３ループ素子９が一列に並んで配置される。ここで、ループ素子は図１に示されるように閉ループ構造ではなく、両端が開放されたオープンループ構造をとっている。また、ループ素子の軸（図１中に破線で記載）が互いに一直線上にくるように配置されている。
【００２１】
ループアンテナ１０１では、線形状の金属材料を折り曲げて形成された第１ループ素子７、第２ループ素子８および第３ループ素子９を直列に接続することにより３回巻きのループアンテナを形成するが、その接続方法に特徴がある。
【００２２】
すなわち、第１ループ素子７の一端１０が第１の平衡給電端子５に接続され、第１ループ素子７の他端１１は第３ループ素子９の一端１４に接続される。更に、第２ループ素子８の一端１２が第３ループ素子９の他端１５に接続され、第２ループ素子８の他端１３が第２の平衡給電端子６に接続される。このように、隣り合う各ループ素子を順番に接続するのではなく、一つ飛ばしで接続する構造をとる。
【００２３】
さらに、図１において各ループ素子の接続配線が一つの平面付近で交差し、各ループ素子の端は同一平面上ないし同一平面付近にあり、この平面内で配線が交差している。
【００２４】
ここで、比較例として図４を示す。図４に示されるループアンテナ４０１は、隣り合うループ素子を順番に接続し、アンテナの先端（第３ループ素子）から第２の平衡給電端子に接続されている。ループ構造のループの軸に対する対称性を考えると、図４の構成は対象性が大きく崩れていることがわかる。第１の平衡給電端子５から第１ループ素子までの配線長が比較的短いのに対して、第２の平衡給電端子６から第３ループ素子までの配線長が長くなっているからである。
【００２５】
一方、図１の構成では、第１の平衡給電端子５から第１ループ素子７までの配線長と第２の平衡給電端子６から第２ループ素子８までの配線長の差が小さくなっている。他の接続点における配線構造も図１の方がループ素子の軸を基準として対称的に配線され、配線長の差が小さい。このような構造により、平衡状態の崩れ（不平衡成分の増大）が抑えられ、これにより誘電体基板１に不要な高周波電流が流れることを避けることができる。
【００２６】
さらに、各ループ素子の接続配線が一つの平面付近で交差し、各ループ素子の端が同一平面上ないし同一平面付近にあり、この平面内で配線が交差することで、アンテナ構造が簡素化され、コストダウンが可能となる。
【００２７】
なお、本実施の形態では、ループアンテナ１０１として、第１ループ素子７、第２ループ素子８および第３ループ素子９を直列に接続することによる３回巻きのループアンテナを例としたが、図２に示すように３回巻き以上のループアンテナとしてもよい。
【００２８】
［２回巻きについて］
図２に示すループアンテナ２０１では、図１と比較してさらに第４ループ素子１６を設けており、第２ループ素子８の一端１２が第４ループ素子１６の他端１８に接続され、第３ループ素子９の他端１５が第４ループ素子１６の一端１７に接続される。
【００２９】
以上のような接続方法をとることにより、各ループ素子の接続配線がループ素子の軸に対して対称的ないし対称に近い形となるため、不平衡成分の発生を避けることができ、導体の距離によりアンテナ利得が変化することが避けられ、アンテナ利得を一定に保つことができる。
【００３０】
［３回巻きについて］
また、図３に示すループアンテナ３０１は、図２と比較してさらに第５ループ素子１７を設けており、図３に示す接続方法とすることで、各ループ素子の接続配線がループ素子の軸に対して対称的ないし対称に近い形とし、不平衡成分の発生を避けながら５回巻きのループアンテナを形成することができる。
【００３１】
［Ｎ回巻きについて］
最後に、ループアンテナの巻き数がＮ回の場合の各ループ素子の接続方法について述べる。そこで、誘電体基板１の面に対して水平方向にＮ個のループ素子を、各ループ素子の軸がほぼ一直線上にくるように配置し、第１の平衡給電端子５および第２の平衡給電端子６に最も近い位置に配置されるループ素子を第１ループ素子とし、以下遠ざかるに従い、第２ループ素子から第Ｎループ素子を配置する形態を想定する。さらに、第ｎループ素子（ｎ＝１、２、３、・・・・・Ｎ）の一端をＴｎ−１と表記し、多端をＴｎ−２と表記する。
【００３２】
まず、第１ループ素子の一端Ｔ１−１が第１の平衡給電端子５に接続される。また、第２ループ素子一端Ｔ２−１が第２の平衡給電端子６に接続される。そして、その他のループ素子については、ｎが奇数であるか偶数であるかで接続方法が変わる。
【００３３】
まず、ｎが奇数である場合は、第ｎループ素子の一端Ｔｎ−１を第（ｎ−２）ループ素子の多端Ｔ（ｎ−２）−２に接続し、第ｎループ素子の多端Ｔｎ−２が第（ｎ＋２）ループ素子の一端Ｔ（ｎ＋２）−１に接続する。
【００３４】
また、ｎが偶数である場合は、第ｎループ素子の一端Ｔｎ−１を第（ｎ＋２）ループ素子の多端Ｔ（ｎ＋２）−２に接続し、第ｎループ素子の多端Ｔｎ−２を第（ｎ−２）ループ素子の一端Ｔ（ｎ−２）−１に接続する。
【００３５】
但し上記の例外として、ｎ＝Ｎ−１である第ｎループ素子については、その一端Ｔｎ−１が第Ｎのループ素子の多端ＴＮ−２に接続される。あるいは、ｎ＝Ｎ−１である第ｎループ素子については、その多端Ｔｎ−２が第Ｎループ素子の一端ＴＮ−１に接続される。
【００３６】
上記のようなルールに則って各ループ素子間を接続することにより、ループ構造の対称性を崩すことなくループアンテナを構成できる。
【００３７】
なお、巻き数に関わらず各ループ素子の接続配線の交差は同一平面内ないし同一平面付近で構成することで、ループ構造が簡単になりコストダウンが可能となる。
【００３８】
また、本実施の形態に示すアンテナを無線通信装置に備えることで、金属面や人体などの導体に対する影響度が小さくなり、安定した無線通信を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
以上のように、本発明にかかるアンテナ及びそのアンテナを用いた無線通信装置によれば、金属面や人体などの導体に対する影響度が小さくなり、安定した無線通信を行うことができる。
【符号の説明】
【００４０】
１  誘電体基板
２  グランドパターン
３  無線回路
４  バラン
５  第１の平衡給電端子
６  第２の平衡給電端子
７  第１ループ素子
８  第２ループ素子
９  第３ループ素子
１６  第４ループ素子
１９  第５ループ素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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