(57)【要約】【課題】伝播方向の異なる複数の電磁波に対して高い受信感度を有すると共に、製造が容易、且つ、取り扱いが容易な統合アンテナを実現する。【解決手段】第１の平面１１０上に形成されたアンテナパターン１１０と、第２の平面１２０に形成されたアンテナパターン１２０であって、アンテナパターン１１０から孤立したアンテナパターン１２０とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つの平面領域を含むフレキシブルプリント基板であって、第１の平面領域と第２の平面領域との成す角θが０°＜θ＜１８０°となるフレキシブルプリント基板と、
上記第１の平面領域上に形成された第１のアンテナパターンと、
上記第２の平面領域上に形成された第２のアンテナパターンであって、上記第１のアンテナパターンから孤立した第２のアンテナパターンと、を備えている、
ことを特徴とする統合アンテナ。
【請求項２】
０°＜θ＜１８０°としたときに得られる、第１の電磁波に対する上記第１のアンテナパターンの受信感度が、θ＝１８０°としたときに得られる、上記第１の電磁波に対する上記第１のアンテナパターンの受信感度よりも高く、
０°＜θ＜１８０°としたときに得られる、伝播方向が上記第１の電磁波とは異なる第２の電磁波に対する上記第２のアンテナパターンの受信感度が、θ＝１８０°としたときに得られる、上記第２の電磁波に対する上記第２のアンテナパターンの受信感度よりも高い、
ことを特徴とする請求項１に記載の統合アンテナ。
【請求項３】
上記第１のアンテナパターンは、衛星送信局から送信された第１の電磁波を受信するためのアンテナパターンであり、
上記第２のアンテナパターンは、地上送信局から送信された第２の電磁波を受信するためのアンテナパターンである、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の統合アンテナ。
【請求項４】
上記フレキシブルプリント基板において、上記第２の平面領域は、上記第１の平面領域の第１の辺を介して上記第１の平面領域に隣接しており、
上記フレキシブルプリント基板は、上記第１の平面領域の第２の辺を介して上記第１の平面領域に隣接する第３の平面領域であって、上記１の平面領域との成す角θ’が０°＜θ’＜１８０°となる第３の平面領域を更に含み、
上記第３の平面領域には、上記第１のアンテナパターンからも、上記第２のアンテナパターンからも孤立した第３のアンテナパターンが形成されている、
ことを特徴とする請求項１から３までの何れか１項に記載の統合アンテナ。
【請求項５】
上記フレキシブルプリント基板において、上記第２の平面領域は、上記第１の平面領域の第１の辺を介して上記第１の平面領域に隣接しており、
上記フレキシブルプリント基板は、上記第１の平面領域の第２の辺を介して上記第１の平面領域に隣接する第３の平面領域であって、上記１の平面領域との成す角θ’が０°＜θ’＜１８０°となる第３の平面領域を更に含み、
上記第３の平面領域には、上記第１のアンテナパターンから孤立した第３のアンテナパターンであって、上記第１の平面領域上に形成された導電性経路を介して上記第２のアンテナパターンと接続された第３のアンテナパターンが形成されている、
ことを特徴とする請求項１から３までの何れか１項に記載の統合アンテナ。
【請求項６】
上記フレキシブルプリント基板は、上記第２の平面領域と隣接する第４の平面領域であって、上記第１の平面領域に対向する第４の平面領域を更に備えており、
上記第４の平面領域には、上記第１のアンテナパターンからも、上記第２のアンテナパターンからも、及び上記第３のアンテナパターンからも孤立した第４のアンテナパターンが形成されている、
ことを特徴とする請求項４又は５に記載の統合アンテナ。
【請求項７】
上記フレキシブルプリント基板は、上記第２の平面領域に隣接する第４の平面領域であって、上記第１の平面領域に対向する第４の平面領域を更に備えており、
上記第３の平面領域の周囲には、上記第４の平面領域に貼着される貼代部が設けられている、
ことを特徴とする請求項４又は５に記載の統合アンテナ。
【請求項８】
上記フレキシブルプリント基板は、互いに隣接する平面領域間の境界が稜線となるように、１枚のフレキシブル基板を折り曲げることによって成形されたものである、
ことを特徴とする請求項１から７までの何れか１項に記載の統合アンテナ。
【請求項９】
上記フレキシブルプリント基板において、互いに隣接する平面領域同士の成す角が９０°である、
ことを特徴とする請求項１から８までの何れか１項に記載の統合アンテナ。
【請求項１０】
上記第１のアンテナパターンは、楕円上を通る放射素子と、上記楕円の内部に配置された短絡部であって、上記放射素子上の２点間を短絡する短絡部を備え、ループアンテナとして機能するアンテナパターンである、
ことを特徴とする請求項１から９までの何れか１項に記載の統合アンテナ。
【請求項１１】
上記第１のアンテナパターンは、第１の放射素子と第２の放射素子とを備え、ダイポールアンテナとして機能するアンテナパターンであって、
上記第１の放射素子は、直線状であり、上記第２の放射素子は、上記第１の放射素子の周りを旋回する螺旋状である、
ことを特徴とする請求項１から９までの何れか１項に記載の統合アンテナ。
【請求項１２】
上記第２のアンテナパターンは、地板と放射素子と短絡部とを備え、逆Ｆアンテナとして機能するアンテナパターンであって、
上記放射素子は、直線状であり、上記放射素子には、上記地板から引き出された同軸ケーブルと交差する分枝が設けられており、上記地板は、上記分枝の先端を通り上記放射素子に平行な直線と上記放射素子との間の領域に形成されている、
ことを特徴とする請求項１から１１までの何れか１項に記載の統合アンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のアンテナを搭載した統合アンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
小型無線機器への搭載に適したアンテナとして、２次元的なアンテナパターンを有するものが広く用いられている。このようなアンテナは、通常、フレキシブルプリント基板上にアンテナパターンを形成することにより構成され、平面アンテナとして利用されることが多い。このような平面アンテナであれば、小型無線機器の筐体内に存在する僅かな隙間に実装することが可能である。
【０００３】
また、特許文献１には、フレキシブルプリント基板上にアンテナパターンを印刷することにより得られたアンテナをコア部材に巻装する技術が開示されている。特許文献１に記載の技術を用いれば、実装容易性を損なうことなく、フレキシブルプリント基板上に印刷されたアンテナパターンに立体構造を持たせることが可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許４６４３６２４号公報（発行日：２０１１年３月２日）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
無線通信の用途拡大に伴い、種々の周波数帯域で動作するアンテナが求められている。例えば、車載用アンテナとしては、ＦＭ／ＡＭ放送、ＤＡＢ（Digital Audio Broadcast）等の地上デジタル放送、３Ｇ（3rd Generation：第３世代携帯電話）、ＬＴＥ（Long Term Evolution）、ＧＰＳ（Global Positioning System：全地球測位システム）、ＶＩＣＳ（登録商標）（Vehicle Information and Communication System：道路交通情報通信システム）、ＥＴＣ（Electronic Toll Collection：電子料金徴収システム）等の周波数帯域で動作するアンテナが求められている。
【０００６】
従来、相異なる周波数帯域で動作するアンテナは、別体のアンテナとして実現されることが多かった。例えば、ＦＭ／ＡＭ放送用のアンテナは、ルーフトップに載せ置くホイップアンテナとして実現され、地上デジタル放送用のアンテナは、フロントガラスに貼り付けるフィルムアンテナとして実現されるといった具合である。
【０００７】
しかし、自動車においてアンテナを取り付け可能な部位は限られている。また、取り付けるアンテナの個数が増えると、意匠が損なわれたり、取り付けコストが増大したりするといった問題を生じる。このような問題を回避するためには、統合アンテナの使用が効果的である。ここで、統合アンテナとは、相異なる周波数帯域で動作する複数のアンテナを備えたアンテナ装置のことを指す。
【０００８】
しかしながら、複数のアンテナパターンの各々を異なるフレキシブルプリント基板上に形成した場合、これらのフレキシブルプリント基板を統合する必要が生じる。このため、統合アンテナの製造が困難になったり、取り扱いが困難になったりするという問題を生じる。一方、複数のアンテナパターンを１枚のフレキシブルプリント基板上に形成した場合、伝播方向の異なる複数の電磁波を感度良く受信することが困難になるという問題を生じる。なぜなら、第１のアンテナパターンが第１の電磁波の伝播方向と直交するようにフレキシブルプリント基板を配置すると、必然的に、第２のアンテナパターンが第２の電磁波の伝播方向と直交しなくなるためである。
【０００９】
なお、このような問題を解決するためには、特許文献１に記載の技術のようにフレキシブルプリント基板を折り曲げることが考えられるが、特許文献１に記載のアンテナは、単一のアンテナパターンを有するものであり、統合アンテナの実現に資するものではない。
【００１０】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、伝播方向の異なる複数の電磁波に対して高い受信感度を有すると共に、製造が容易、且つ、取り扱いが容易な統合アンテナを実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明に係る統合アンテナは、少なくとも２つの平面領域を含むフレキシブルプリント基板であって、第１の平面領域と第２の平面領域との成す角θが０°＜θ＜１８０°となるフレキシブルプリント基板と、上記第１の平面領域上に形成された第１のアンテナパターンと、上記第２の平面領域上に形成された第２のアンテナパターンであって、上記第１のアンテナパターンから孤立した第２のアンテナパターンと、を備えている。
【００１２】
上記の構成によれば、伝播方向の異なる（特に、伝播方向の成す角が１８０°−θとなる）第１の電磁波と第２の電磁波とに関して、第１のアンテナパターンが形成された第１の平面領域を第１の電磁波の伝播方向と直交させると共に、第２のアンテナパターンが形成された第２の平面領域を第２の電磁波の伝播方向と直交させることができる。したがって、上記の構成によれば、伝播方向の異なる第１の電磁波と第２の電磁波とに対して高い受信感度を有する統合アンテナを実現することができる。何故なら、平面上に形成されるアンテナパターンは、当該平面が電磁波の伝播方向と直交するときに高い受信感度を有するように設計されるのが通常だからである。
【００１３】
しかも、上記の構成によれば、このような統合アンテナを１枚のフレキシブルプリント基板によって構成することができる。すなわち、上記の構成によれば、伝播方向の異なる第１の電磁波と第２の電磁波とに対して高い受信感度を有すると共に、製造が容易、且つ、取り扱いが容易な統合アンテナを実現することができる。
【００１４】
上述した効果を奏する統合アンテナは、例えば、以下の機能的特徴によって特定することが可能である。すなわち、（１）０°＜θ＜１８０°としたときに得られる、第１の電磁波に対する上記第１のアンテナパターンの受信感度が、θ＝１８０°としたときに得られる、上記第１の電磁波に対する上記第１のアンテナパターンの受信感度よりも高く、（２）０°＜θ＜１８０°としたときに得られる、伝播方向が上記第１の電磁波とは異なる第２の電磁波に対する上記第２のアンテナパターンの受信感度が、θ＝１８０°としたときに得られる、上記第２の電磁波に対する上記第２のアンテナパターンの受信感度よりも高いという機能的特徴によって特定することが可能である。
【００１５】
なお、この機能的特徴は、特定の配位（統合アンテナの位置を決める３つの座標、及び、統合アンテナの向きを決める２つの角度により指定される状態）において実現されればよく、任意の配位において実現されることを要さない。
【００１６】
本発明に係る統合アンテナにおいて、上記第１のアンテナパターンは、衛星送信局から送信された第１の電磁波を受信するためのアンテナパターンであり、上記第２のアンテナパターンは、地上送信局から送信された第２の電磁波を受信するためのアンテナパターンである、ことが好ましい。
【００１７】
衛星送信局から送信された第１の電磁波は、地平と略垂直な方向に伝播し、地上送信局から送信された第２の電磁波は、地平と略平行な方向に伝播する。したがって、第１のアンテナパターンと第２のアンテナパターンとが同一の平面上に形成されている場合、当該平面を第１の電磁波の伝播方向に直交させると、当該平面が第２の電磁波の伝播方向と平行になってしまい、第２の電磁波に対する受信感度が著しく低下する。同様に、当該平面を第２の電磁波の伝播方向に直交させると、当該平面が第１の電磁波の伝播方向と平行になってしまい、第１の電磁波に対する受信感度が著しく低下する。
【００１８】
上記の構成によれば、このような受信感度の低下を抑えることができる。何故なら、第１の平面領域を第１の電磁波の伝播方向に直交させても、第２の平面領域を第２の電磁波の伝播方向と非平行にすることができ、また、第２の平面領域を第２の電磁波の伝播方向に直交させても、第１の平面領域を第１の電磁波の伝播方向と非平行にすることができるからである。特に、第１の平面領域と第２の平面領域との成す角θを９０°とした場合、第１の平面領域を第１の伝播方向に直交させ、かつ、第２の平面領域を第２の電磁波の伝播方向に直交させることが可能になる。すなわち、第１の電磁波と第２の電磁波とに対する受信感度を最大化することが可能になる。
【００１９】
本発明に係る統合アンテナでは、上記フレキシブルプリント基板において、上記第２の平面領域は、上記第１の平面領域の第１の辺を介して上記第１の平面領域に隣接しており、上記フレキシブルプリント基板は、上記第１の平面領域の第２の辺を介して上記第１の平面領域に隣接する第３の平面領域であって、上記１の平面領域との成す角θ’が０°＜θ’＜１８０°となる第３の平面領域を更に含み、上記第３の平面領域には、上記第１のアンテナパターンからも、上記第２のアンテナパターンからも孤立した第３のアンテナパターンが形成されている、ことが好ましい。
【００２０】
上記の構成によれば、第３の平面領域に直交する方向に伝播する第３の電磁波に対しても高い受信感度を有する統合アンテナを実現することができる。
【００２１】
本発明に係る統合アンテナでは、上記フレキシブルプリント基板において、上記第２の平面領域は、上記第１の平面領域の第１の辺を介して上記第１の平面領域に隣接しており、上記フレキシブルプリント基板は、上記第１の平面領域の第２の辺を介して上記第１の平面領域に隣接する第３の平面領域であって、上記１の平面領域との成す角θ’が０°＜θ’＜１８０°となる第３の平面領域を更に含み、上記第３の平面領域には、上記第１のアンテナパターンから孤立した第３のアンテナパターンであって、上記第１の平面領域上に形成された導電性経路を介して上記第２のアンテナパターンと接続された第３のアンテナパターンが形成されている、ことが好ましい。
【００２２】
上記の構成によれば、第２の電磁波の伝播方向が一定でなく、第２の平面領域に直交する方向となったり、第３の平面領域に直交する方向となったりする場合であっても、第２の電磁波に対する受信感度を高く保つことができる。
【００２３】
このような統合アンテナは、例えば、自動車のルーフトップに載置する車載用アンテナに利用すると効果的である。何故なら、衛星送信局から送信された電磁波（例えば、ＧＰＳ波）が車載用アンテナに到来する方向は、常にルーフトップに垂直な方向であるのに対し、地上送信局から送信された電磁波（例えば、３Ｇ波）が車載用アンテナに到来する方向は、車体の向きが変わるたびに、あるいは、通信相手となる基地局が変わるたびに、ルーフトップに平行な面内で変化するからである。
【００２４】
本発明に係る統合アンテナにおいて、上記フレキシブルプリント基板は、上記第２の平面領域と隣接する第４の平面領域であって、上記第１の平面領域に対向する第４の平面領域を更に備えており、上記第４の平面領域には、上記第１のアンテナパターンからも、上記第２のアンテナパターンからも、及び上記第３のアンテナパターンからも孤立した第４のアンテナパターンが形成されている、ことが好ましい。
【００２５】
上記の構成によれば、第４の平面領域に直交する方向に伝播する第４の電磁波に対しても高い受信感度を有する統合アンテナを実現することができる。
【００２６】
本発明に係る統合アンテナにおいて、上記フレキシブルプリント基板は、上記第２の平面領域に隣接する第４の平面領域であって、上記第１の平面領域に対向する第４の平面領域を更に備えており、上記第３の平面領域の周囲には、上記第４の平面領域に貼着される貼代部が設けられている、ことが好ましい。
【００２７】
上記の構成によれば、第３の平面領域の周囲に設けられた貼代部を第４の平面領域に貼着するだけで、頑健な統合アンテナを製造することができる。
【００２８】
本発明に係る統合アンテナにおいて、上記フレキシブルプリント基板は、互いに隣接する平面領域間の境界が稜線となるように、１枚のフレキシブル基板を折り曲げることによって成形されたものである、ことが好ましい。
【００２９】
上記の構成によれば、１枚のフレキシブルプリント基板を折り曲げるだけで、統合アンテナを容易に製造することができる。
【００３０】
本発明に係る統合アンテナにおいて、上記フレキシブルプリント基板において、互いに隣接する平面領域同士の成す角が９０°である、ことが好ましい。
【００３１】
上記の構成によれば、伝播方向の成す角が９０°となる第１の電磁波と第２の電磁波とに関して、高い受信感度を有する統合アンテナを実現することができる。例えば、衛星送信局から送信される第１の電磁波と地上送信局から送信される第２の電磁波とに関して、高い受信感度を有する統合アンテナを実現することができる。
【００３２】
本発明に係る統合アンテナにおいて、上記第１のアンテナパターンは、楕円上を通る放射素子と、上記楕円の内部に配置された短絡部であって、上記放射素子上の２点間を短絡する短絡部を備え、ループアンテナとして機能するアンテナパターンである、ことが好ましい。
【００３３】
上記の構成によれば、上記短絡部を設けたことによって、上記放射素子に新たな電流路が生じ、当該ループアンテナの共振周波数が変化する。また、上記短絡部を設けたことによって、当該ループアンテナの入力インピーダンスが変化する。すなわち、上記の構成によれば、短絡部の形状及び／又はサイズを適宜変更することによって、要求される周波数帯域において動作し、かつ、要求される周波数帯域におけるリターンロスの小さいループアンテナを実現することができる。
【００３４】
しかも、上記の構成によれば、上記短絡部を上記放射素子が通る楕円の内部に配置しているので、上記短絡部を設けたことに伴って上記ループアンテナのサイズが大きくなることがない。したがって、当該ループアンテナを統合アンテナ装置に搭載する場合、当該ループアンテナを統合アンテナ装置の台座と平行になるように配置すれば、台座と平行な方向に関する統合アンテナのサイズを小さく抑えることができる。
【００３５】
なお、上記「楕円」は、円を含まない狭義の楕円ではなく、円を含む広義の楕円を意味する。
【００３６】
本発明に係る統合アンテナにおいて、上記１のアンテナパターンは、第１の放射素子と第２の放射素子とを備え、ダイポールアンテナとして機能するアンテナパターンであって、上記第１の放射素子は、直線状であり、上記第２の放射素子は、上記第１の放射素子の周りを旋回する螺旋状である、ことが好ましい。
【００３７】
上記の構成によれば、上記第１の放射素子の長さと上記第２の放射素子の長さとの和を、要求される周波数帯域において当該ダイポールアンテナを動作させるために必要な長さとしながらも、上記第１の放射素子と上記第２の放射素子とを、要求されるサイズを有する領域の中に配置することができる。したがって、当該ダイポールアンテナを統合アンテナ装置に搭載する場合、当該ダイポールアンテナを統合アンテナ装置の台座と平行になるように配置すれば、台座と平行な方向に関する統合アンテナのサイズを小さく抑えることができる。
【００３８】
本発明に係る統合アンテナにおいて、上記第２のアンテナパターンは、地板と放射素子と短絡部とを備え、逆Ｆアンテナとして機能するアンテナパターンであって、上記放射素子は、直線状であり、上記放射素子には、上記地板から引き出された同軸ケーブルと交差する分枝が設けられており、上記地板は、上記分枝の先端を通り上記放射素子に平行な直線と上記放射素子との間の領域に形成されている、ことが好ましい。
【００３９】
上記の構成によれば、上記分枝を設けたことによって、上記放射素子に新たな電流路が生じ、当該逆Ｆアンテナの共振周波数が変化する。また、上記分枝を上記同軸ケーブルと交差させたことによって、上記放射素子と上記同軸ケーブルの外側導体の間に電磁結合が生じ、当該逆Ｆアンテナの入力インピーダンスが変化する。すなわち、上記の構成によれば、分枝の形状、サイズ、本数等を適宜変更することによって、要求される周波数帯域において動作し、かつ、要求される周波数帯域におけるリターンロスの小さい逆Ｆアンテナを実現することができる。
【００４０】
しかも、上記の構成によれば、上記２次元面において上記放射素子と直交する方向に関する当該逆Ｆアンテナのサイズを、上記放射素子の幅と上記分枝の長さとの和と同程度に抑えることができる。したがって、当該逆Ｆアンテナを統合アンテナ装置に搭載する場合、当該逆Ｆアンテナを統合アンテナ装置の台座に垂直になるように配置すれば、台座と直交する方向に関する統合アンテナのサイズを小さく抑えることができる。
【発明の効果】
【００４１】
本発明によれば、伝播方向の異なる複数の電磁波に対して高い受信感度を有すると共に、製造が容易、且つ、取り扱いが容易な統合アンテナを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】第１実施形態に係る統合アンテナの構成を示す展開図である。
【図２】第１実施形態に係る統合アンテナの構成を示す斜視図である。
【図３】第２実施形態に係る統合アンテナの構成を示す展開図である。
【図４】第２実施形態に係る統合アンテナの構成を示す斜視図である。
【図５】第３実施形態に係る統合アンテナの構成を示す展開図である。
【図６】第３実施形態に係る統合アンテナの構成を示す斜視図である。
【図７】第４実施形態に係る統合アンテナの構成を示す展開図である。
【図８】第４実施形態に係る統合アンテナの構成を示す斜視図である。
【図９】各実施形態において、第１の平面上に形成するアンテナパターンの具体例を示す平面図である。
【図１０】各実施形態において第１の平面上に形成するアンテナパターンの他の具体例を示す平面図である。
【図１１】各実施形態において第２の平面上に形成するアンテナパターンの具体例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００４４】
〔第１実施形態〕
初めに、図１および図２を参照して、本発明の第１実施形態について説明する。図１は、第１実施形態に係る統合アンテナ１００の構成を示す展開図である。図２は、第１実施形態に係る統合アンテナ１００の構成を示す斜視図である。
【００４５】
（統合アンテナ１００の構成）
統合アンテナ１００は、１枚のフレキシブルプリント基板により構成されている。例えば、統合アンテナ１００は、ポリイミドフィルム等の誘電体層の表面にアンテナパターン（銅箔等の導体箔）を積層し、さらに、レジストを塗布することにより構成される。
【００４６】
統合アンテナ１００は、複数の平面（平面領域）を組み合わせることにより構成されている。本実施形態の統合アンテナ１００は、図１に示すように、第１の平面１１０、第２の平面１２０、および第３の平面１３０を含んでおり、これらの平面１１０，１２０，１３０は何れも矩形（長方形）である。
【００４７】
第１の平面１１０は、統合アンテナ１００が推奨される設置方法に従って設置されたとき（例えば、当該統合アンテナ１００が車載用のルーフアンテナであれば、ルーフトップに設置されたとき）に、地平面と平行になる。以下、この意味で、第１の平面１１０を水平面と記載することもある。
【００４８】
第１の平面１１０における第１の辺（図中ｙ軸負方向側の辺）には、第２の平面１２０における上辺（図中ｙ軸正方向側の辺であり、第２の平面１２０を折り曲げたときに上辺となる辺）が繋がっており、第１の平面１１０における第２の辺（図中ｘ軸正方向側の辺）には、第３の平面１３０における上辺（図中ｘ軸負方向側の辺であり、第３の平面１３０を折り曲げたときに上辺となる辺）が繋がっている。すなわち、本実施形態の統合アンテナ１００において、これら各平面は、フレキシブルプリント基板を折り曲げることによって一体的に形成されている。
【００４９】
第１の平面１１０、第２の平面１２０、および第３の平面１３０の各々には、アンテナパターンが設けられている。第１の平面１１０には、アンテナパターン１１２が設けられている。第２の平面１２０には、アンテナパターン１２２が設けられている。第３の平面１３０には、アンテナパターン１３２が設けられている。
【００５０】
各アンテナパターンは、他の平面に設けられている他のアンテナパターンから孤立している。すなわち、各アンテナパターンは、他のアンテナパターンと電気的に接続されていない。また、各アンテナパターンは、他のアンテナパターンとは、受信する電磁波の種類が異なる。これにより、第１の平面１１０、第２の平面１２０、および第３の平面１３０の各々は、受信する電磁波の種類が他の平面アンテナとは異なる、孤立した平面アンテナとして機能する。すなわち、本実施形態の統合アンテナ１００は、受信する電磁波の種類および設置面が互いに異なる３つの平面アンテナを備えた統合アンテナであるといえる。
【００５１】
ここで、第２の平面１２０は、第１の平面１１０に対し、境界線１０２を稜線として、折り曲げることが可能となっている。例えば、第２の平面１２０は、第１の平面１１０に対し、垂直に山折りされることにより、図２に示すように、統合アンテナ１００における第１の側面（垂直面）となる。
【００５２】
第３の平面１３０は、第１の平面１１０に対し、境界線１０４を稜線として、折り曲げることが可能となっている。例えば、第３の平面１３０は、第１の平面１１０に対し、垂直に山折りされることにより、統合アンテナ１００における第２の側面（垂直面）となる。なお、図２において、第３の平面１３０は、第１の平面１１０および第２の平面１２０の裏側に隠れているために図示されていないが、実際には当該裏側に存在していることは明らかである。
【００５３】
統合アンテナ１００は、図１に示す展開された形態のフレキシブルプリント基板を折り曲げることによって、図２に示す立体的な形態となる。立体的な形態となった統合アンテナ１００は、第１の平面１１０上に配置された１つの平面アンテナと、第２の平面１２０および第３の平面１３０上に配置された２つの平面アンテナとが統合された統合アンテナを構成する。この統合アンテナは、複数の平面が互いに支持しあう高強度の構造体となっている。
【００５４】
本実施形態の統合アンテナ１００においては、地平と平行に配置されることが好ましいアンテナパターンを第１の平面１１０上に形成する。地平と平行に配置されることが好ましいアンテナパターンとしては、衛星送信局から送信された電磁波を受信するためのアンテナパターン（例えば、ＧＰＳ(Global Positioning System)用のアンテナパターン）が挙げられる。ただし、平置用に設計されたアンテナパターンであれば、他のアンテナパターン（例えば、ＤＴＶ用、ＤＡＢ（Digital Audio Broadcast）用、ＳＡＴ（Satellite Communication）用のアンテナパターン等）を第１の平面１１０上に形成しても構わない。
【００５５】
第１の平面１１０が地平と平行になるように統合アンテナ１００を配置すれば、衛星送信局から送信された電磁波など、地平と垂直に伝播する電磁波を、第１の平面１１０上に形成されたアンテナパターン１１２に垂直に入射させることができる。したがって、このような電磁波に対する受信感度を高めることができる。
【００５６】
また、本実施形態の統合アンテナ１００においては、地平と垂直に配置されることが好ましいアンテナパターンを第２の平面１２０及び第３の平面１３０上に形成する。地平と垂直に配置されることが好ましいアンテナパターンとしては、地上送信局から送信された電磁波を受信するためのアンテナパターン（例えば、３Ｇ（3rd Generation）／ＬＴＥ（Long Term Evolution）用のアンテナパターン）が挙げられる。ただし、縦置用に設計されたアンテナパターンであれば、他のアンテナパターン（例えば、ＷＬＡＮ用、ＢｌｕｅＴｏｏｔｈ（登録商標）用のアンテナパターン等）を第２の平面１２０及び第３の平面１３０上に形成しても構わない。
【００５７】
第１の平面１１０が地平と平行になるように統合アンテナ１００を配置すれば、地上送信局から送信された電磁波など、地平と平行に伝播する電磁波を、第２の平面１２０に形成されたアンテナパターン１２２又は第３の平面１３０に形成されたアンテナパターン１３２に垂直に入射させることができる。したがって、このような電磁波に対する受信感度を高めることができる。
【００５８】
なお、本実施形態においては、第１の平面１１０と第２の平面１２０との成す角θをθ＝９０°とする構成について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、第１の平面１１０と第２の平面との成す角θは、０°＜θ＜１８０°となればよく、θ＝９０°であることを要さない。このような構成であっても、伝播角の成す角が１８０°−θとなる第１の電磁波と第２の電磁波とに対して高い受信感度を得ることができる。第１の平面１１０と第３の平面１３０との成す角θ’についても同様のことが言える。
【００５９】
〔第２実施形態〕
次に、図３および図４を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。図３は、第２実施形態に係る統合アンテナ１００の構成を示す展開図である。図４は、第２実施形態に係る統合アンテナ１００の構成を示す斜視図である。
【００６０】
以下、本実施形態の統合アンテナ１００に関し、第１実施形態の統合アンテナ１００からの変更点について説明する。
【００６１】
第１実施形態の統合アンテナ１００においては、互いに孤立した２つのアンテナパターン１２２及び１３２が第２の平面１２０および第３の平面１３０の各々に形成されている。一方、第２実施形態の統合アンテナ１００は、１つのアンテナパターンが第２の平面１２０および第３の平面１３０に亘って形成されている。
【００６２】
具体的には、図３に示すように、第２の平面１２０には、アンテナパターン３００Ａが設けられている。また、第３の平面１３０には、アンテナパターン３００Ｂが設けられている。アンテナパターン３００Ａおよびアンテナパターン３００Ｂは、接続部３００Ｃによって電気的に接続されている。これにより、アンテナパターン３００Ａおよびアンテナパターン３００Ｂは、１つのアンテナパターンを構成する。
【００６３】
ここで、接続部３００Ｃは、第１の平面１１０の表面上を通過して、アンテナパターン３００Ａおよびアンテナパターン３００Ｂを互いに接続している。これにより、図３に示すように、統合アンテナ１００が展開された状態にあるときにも、アンテナパターン３００Ａおよびアンテナパターン３００Ｂが互いに接続された状態となっている。このように、アンテナパターン３００Ａおよびアンテナパターン３００Ｂとともに、接続部３００Ｃを統合アンテナ１００に形成しておけば、図４に示すように、各側面が折り曲げられたとしても、アンテナパターン３００Ａおよびアンテナパターン３００Ｂは接続された状態が維持され、上記折り曲げ後に、アンテナパターン３００Ａおよびアンテナパターン３００Ｂを互いに接続する必要が無くなるため、組み立て容易性の観点から、本構成は有効である。また、統合アンテナ１００の製造時には、アンテナパターン３００Ａ〜Ｃを同一平面上に形成すればよいため、その製造も容易なものとなる。
【００６４】
上記アンテナパターン３００Ａ〜Ｃにより、第２の平面１２０および第３の平面１３０は、互いに一体となって一つのアンテナとして機能する。なお、このアンテナが第１の平面１１０に形成されたアンテナパターン１１２と孤立している点は、第１実施形態と同様である。
【００６５】
すなわち、本実施形態の統合アンテナ１００は、図３に示すように展開された状態から、第２の平面１２０および第３の平面１３０の各々が、第１の平面１１０に対して折り曲げられることにより、第１の平面１１０上に形成されたアンテナパターン１１２と、第２の平面１２０および第３の平面１３０に亘って形成されたアンテナパターン３００Ａ〜Ｂとが統合された、立体的な統合アンテナ（すなわち、受信する電磁波の種類が互いに異なる２つのアンテナを備えた統合アンテナ）を構成する。
【００６６】
〔第３実施形態〕
次に、図５および図６を参照して、本発明の第３実施形態について説明する。図５は、第３実施形態に係る統合アンテナ１００の構成を示す展開図である。図６は、第３実施形態に係る統合アンテナ１００の構成を示す斜視図である。
【００６７】
以下、本実施形態の統合アンテナ１００に関し、第１実施形態の統合アンテナ１００からの変更点について説明する。
【００６８】
第３実施形態の統合アンテナ１００は、第４の平面１４０および第５の平面１５０をさらに備えている。
【００６９】
第１の平面１１０における第３の辺（図中ｙ軸正方向側の辺）には、第４の平面１４０における上辺（図中ｙ軸負方向側の辺であり、第４の平面１４０を折り曲げたときに上辺となる辺）が繋がっている。
【００７０】
また、第２の平面１２０における下辺（図中ｙ軸負方向側の辺であり、第２の平面１２０を折り曲げたときに下辺となる辺）には、第５の平面１４０における第１の辺（図中ｙ軸正方向側の辺）が繋がっている。
【００７１】
すなわち、本実施形態の統合アンテナ１００においては、第１の平面１１０、第２の平面１２０、第３の平面１３０、第４の平面１４０、および第５の平面１５０が、１枚のフレキシブルプリント基板によって一体的に形成されている。
【００７２】
第４の平面１４０は、第１の平面１１０に対し、境界線１０６を稜線として、折り曲げることが可能となっている。例えば、第４の平面１４０は、第１の平面１１０に対し、垂直に山折りされることにより、図６に示すように、第２の平面１２０に対向する、統合アンテナ１００における第３の側面（垂直面）となる。
【００７３】
第５の平面１５０は、第２の平面１２０に対し、境界線１０８を稜線として、折り曲げることが可能となっている。例えば、第５の平面１５０は、第２の平面１２０に対し、垂直に山折りされることにより、図６に示すように、第１の平面１１０に対向する、統合アンテナ１００における下面（第２の水平面）となる。
【００７４】
すなわち、本実施形態の統合アンテナ１００は、各平面が折り曲げられることにより、図６に示すような、上面（第１の平面１１０）、下面（第５の平面１５０）、および３つの側面（第２の平面１２０、第３の平面１３０、および第４の平面１４０）を有し、これら複数の平面が互いに支持しあう高強度かつ箱状の構造体となる。
【００７５】
第５の平面１５０の裏面には、アンテナパターン１５２が設けられている。第５の平面１５０の裏面とは、図５に示すように統合アンテナ１００を展開したときに、第５の平面１５０の裏側（図５中ｚ軸負方向側）となる面である。これにより、図６に示すように、本実施形態の統合アンテナ１００において、各平面が折り曲げられることにより、第５の平面１５０の裏面は、第５の平面１５０における上側（ｚ軸正方向側）の面となり、すなわち、アンテナパターン１５２は、第５の平面１５０における上側の面に配置された状態となる。
【００７６】
第４の平面１４０には、アンテナパターンが設けられていないが、アンテナパターンを設けることが可能である。第４の平面１４０は、アンテナパターンが設けられていなくとも、他の平面と同様に統合アンテナ１００の壁面として、統合アンテナ１００の強度向上に一役買っている。
【００７７】
この第３実施形態の統合アンテナ１００においても、各アンテナパターンは、他の平面に設けられている他のアンテナパターンから孤立している。すなわち、各アンテナパターンは、他のアンテナパターンと電気的に接続されていない。また、各アンテナパターンは、他のアンテナパターンとは、受信する電磁波の種類が異なる。これにより、第１の平面１１０、第２の平面１２０、第３の平面１３０、および第５の平面１５０の各々は、受信する電磁波の種類が他の平面アンテナとは異なる、孤立した平面アンテナとして機能する。すなわち、本実施形態の統合アンテナ１００は、受信する電磁波の種類および設置面が互いに異なる４つの平面アンテナを備えた統合アンテナであるといえる。
【００７８】
特に、本実施形態の統合アンテナ１００は、第１実施形態の統合アンテナ１００と同様に、地平面と平行に配置されることが好ましいアンテナパターンが、第１の平面１１０および第５の平面１５０上に形成されており、地平面と垂直に配置されることが好ましいアンテナパターンが、第２の平面１２０および第３の平面１３０上に形成されている。
【００７９】
〔第４実施形態〕
次に、図７および図８を参照して、本発明の第４実施形態について説明する。図７は、第４実施形態に係る統合アンテナ１００の構成を示す展開図である。図８は、第４実施形態に係る統合アンテナ１００の構成を示す斜視図である。
【００８０】
以下、本実施形態の統合アンテナ１００に関し、第３実施形態の統合アンテナ１００からの変更点について説明する。
【００８１】
本実施形態の統合アンテナ１００において、第５の平面１５０にアンテナパターン１５２が設けられていないが、これを設ける構成とすることも可能である。本実施形態の統合アンテナ１００においては、第５の平面１５０のサイズが水平方向に拡大されている。当該第５の平面１５０を、統合アンテナ１００を安定させるためのベースとして機能させるためである。
【００８２】
第５の平面１５０の裏面には、貼付け領域１５４、貼付け領域１５６、および、貼付け領域１５８が設けられている。第５の平面１５０の裏面とは、図７に示すように統合アンテナ１００を展開したときに、第５の平面１５０の裏側となる面である。これにより、図８に示すように、本実施形態の統合アンテナ１００において、各平面が折り曲げられることにより、第５の平面１５０の裏面は、第５の平面１５０における上側の面となり、すなわち、上記各貼付け領域は、第５の平面１５０における上側の面に配置された状態となる。
【００８３】
本実施形態の統合アンテナ１００は、第６の平面１６０を、そのフレキシブル基板の一部として備えている。第６の平面１６０は、その上辺（図中ｘ軸正方向側の辺であり、第６の平面１６０を折り曲げたときに上辺となる辺）において、第１の平面１１０における第４の辺（図中ｘ軸負方向側下側の辺）に繋がっている。すなわち、本実施形態の統合アンテナ１００においては、第１の平面１１０、第２の平面１２０、第３の平面１３０、第４の平面１４０、第５の平面１５０、および第６の平面が、１枚のフレキシブルプリント基板によって一体的に形成されている。
【００８４】
第６の平面１６０は、第１の平面１１０に対し、第１の平面１１０との境界線を稜線として、折り曲げることが可能となっている。例えば、第６の平面１６０は、第１の平面１１０に対し、垂直に山折りされることにより、図８に示すように、第３の平面１３０に対向する、統合アンテナ１００における第４の側面（垂直面）となる。
【００８５】
すなわち、本実施形態の統合アンテナ１００は、各平面が折り曲げられることにより、図８に示すような、上面（第１の平面１１０）、下面（第５の平面１５０）、および４つの側面（第２の平面１２０、第３の平面１３０、第４の平面１４０、および第６の平面１６０）を有し、かつ下面が上面よりも拡大されており、これら複数の平面が互いに支持しあう高強度かつ箱状の構造体となる。
【００８６】
第６の平面１６０には、アンテナパターンが設けられていないが、アンテナパターンを設けることが可能である。第６の平面１６０は、アンテナパターンが設けられていなくとも、他の平面と同様に統合アンテナ１００の壁面として、統合アンテナ１００の強度向上に一役買っている。
【００８７】
本実施形態の統合アンテナ１００において、第３の平面１３０には、貼代１３４が設けられている。貼代１３４は、当該第３の平面１３０の下辺（図７におけるｘ軸正方向側の辺であり、第３の平面１３０が折り曲げられたときに下辺となる辺）に沿って、ある程度の幅（貼付けするのに十分な幅）を有して拡大された部分である。第３の平面１３０においては、その下辺を稜線（折り曲げ線）として、貼代１３４を折り曲げることが可能となっている。これにより、統合アンテナ１００において、第３の平面１３０が折り曲げられて側面（垂直面）となったときに、貼代１３４を谷折りする（外側に折り曲げる）ことにより、当該貼代１３４を水平面とすることが可能となっている。そして、当該貼代１３４を、ちょうど対向する位置にある貼付け領域１５４に重ね合わせ、さらに、貼付剤（例えば、半田、接着剤、粘着テープ等）により、貼付け領域１５４に貼り付けることが可能となっている。
【００８８】
また、本実施形態の統合アンテナ１００において、第４の平面１４０には、貼代１４４が設けられている。貼代１３４は、当該第４の平面１４０の下辺（図７における図中ｙ軸正方向側の辺であり、第４の平面１４０が折り曲げられたときに下辺となる辺）に沿って、ある程度の幅（貼付けするのに十分な幅）を有して拡大された部分である。第４の平面１４０においては、その下辺を稜線（折り曲げ線）として、貼代１４４を折り曲げることが可能となっている。これにより、統合アンテナ１００において、第４の平面１４０が折り曲げられて側面（垂直面）となったときに、貼代１４４を谷折りする（外側に折り曲げる）ことにより、当該貼代１４４を水平面とすることが可能となっている。そして、当該貼代１４４を、ちょうど対向する位置にある貼付け領域１５８に重ね合わせ、さらに、貼付剤により、貼付け領域１５８に貼り付けることが可能となっている。
【００８９】
第６の平面１６０には、貼代１６４が設けられている。貼代１６４は、当該第６の平面１６０の下辺（図７におけるｘ軸負方向側の辺であり、第６の平面１６０が折り曲げられたときに下辺となる辺）に沿って、ある程度の幅（貼付けするのに十分な幅）を有して拡大された部分である。第６の平面１６０においては、その下辺を稜線（折り曲げ線）として、貼代１６４を折り曲げることが可能となっている。これにより、統合アンテナ１００において、第６の平面１６０が折り曲げられて側面（垂直面）となったときに、貼代１６４を谷折りする（外側に折り曲げる）ことにより、当該貼代１６４を水平面とすることが可能となっている。そして、当該貼代１６４を、ちょうど対向する位置にある貼付け領域１５６に重ね合わせ、さらに、貼付剤により、貼付け領域１５６に貼り付けることが可能となっている。
【００９０】
このように、本実施形態の統合アンテナ１００は、貼代１３４，１４４，１６４の各々が下面（第５の平面１５０）に貼り付けられることにより、元々一の側面（第２の側面１２０）が下面（第５の平面１５０）に固定されているうえに、さらに、統合アンテナ１００における他の３方の側面（第３の平面１３０、第４の平面１４０、および第６の平面１６０）の各々が下面（第５の平面１５０）に固定されるため、統合アンテナ１００は、図８に示す状態を安定的に維持することができる、高強度かつ立体的な構造体となる。
【００９１】
〔アンテナパターン１１２の具体例〕
次に、第１実施形態〜第４実施形態において第１の平面１１０上に形成するアンテナパターン１１２の２つの具体例について、図９及び図１０を参照して説明する。
【００９２】
なお、以下に説明する具体例（図９に示すアンテナパターン３、及び、図１０に示すアンテナパターン２）は、何れも、第３実施形態および第４実施形態において第５の平面１５０上に形成されるアンテナパターン１５２としても利用することができる。第４実施形態においては、例えば、第１の平面１１０上に図９に示すアンテナパターン３を形成し、第５の平面１５０上に図１０に示すアンテナパターン２を形成する適用例などが考えられる。
【００９３】
図９は、第１の平面１１０上に形成するアンテナパターン１１２として利用することができるアンテナパターン３の平面図である。このアンテナパターン３は、ＧＰＳ用アンテナとして機能するアンテナパターンであり、その動作周波数としては、１５７５．４２ＭＨｚが想定されている。
【００９４】
アンテナパターン３は、図９に示すように、放射素子３１と、２つの短絡部３２ａ〜３２ｂと、無給電素子３３とを備えたループアンテナである。
【００９５】
放射素子３１は、線状又は帯状の導体により構成される。本具体例においては、短軸４２ｍｍ、長軸７０ｍｍの楕円上を通る、最小幅２ｍｍ、最大幅５ｍｍの帯状の導体箔（例えば、銅箔）を放射素子３１として用いる。放射素子３１の両端は、上記楕円の中心から見て６時方向に位置し、放射素子３１の幅は、上記楕円の中心から見て０時方向及び６時方向において最小となり、３時方向及び９時方向において最大となる。
【００９６】
放射素子３１の始端部（放射素子３１を時計回りに辿ったときに始点となる端部）には、上記楕円の中心に向かって突出する第１突出部３１ａが形成されている。第１突出部３１ａは、Ｌ字状であり、放射素子３１の始端部から上方に延伸する第１直線部と、この第１直線部の上端から右方に延伸する第２直線部とにより構成される。また、放射素子３１の終端部（放射素子３１を時計回りに辿ったときに終点となる端部）には、上記楕円の中心に向かって突出する第２突出部３１ｂが形成されている。第２の突出部３１ｂは、Ｌ字状であり、放射素子３１の終端部から上方に延伸する第１直線部と、この第１直線部の上端から左方に延伸する第２直線部とにより構成される。第１突出部３１ａと第２突出部３２ｂとは、第１突出部３１ａの第２直線部が、放射素子３１の終端部と第２突出部３１ｂの第２直線部との間に入り込むように組み合わせられる。
【００９７】
同軸ケーブル７の内側導体は、第１突出部３１ａ（より具体的には、第１突出部３１ａの第２直線部）に接続される。同軸ケーブル７の内側導体が接続される第１突出部３１ａ上の点３Ｐを、以下、第１の給電点と呼ぶ。一方、同軸ケーブル７の外側導体は、第２突出部３１ｂ（より具体的には上記第４の直線部）に接続される。同軸ケーブル７の外側導体が接続される第２突出部３１ｂ上の点３Ｑを、以下、第２の給電点と呼ぶ。第２の給電点３Ｑから上方に向かって引き出された同軸ケーブル７は、誘電体フィルム３５の中央に設けられた貫通穴を通ってアンテナパターン３の裏面へと導かれ、３時方向に引き出される。
【００９８】
２つの短絡部３２ａ〜３２ｂは、アンテナパターン３の共振周波数を要求周波数にシフトさせると共に、インピーダンス整合を図るべく、アンテナパターン３の入力インピーダンスを変化させるための構成である。
【００９９】
第１短絡部３２ａは、線状又は帯状の導体により構成され、放射素子３１上の相異なる２点を短絡する。具体的には、上記楕円の中心から見て０時方向に位置する放射素子３１上の点（以下「０時点」と記載）と、上記楕円の中心から見て９時方向に位置する放射素子３１上の点（以下「９時点」と記載）とを短絡する。本具体例においては、放射素子３１の０時点から下方に延伸する第１直線部と、放射素子３１の９時点から右方に延伸する第２直線部とを有する帯状の導体箔（例えば銅箔）を第１短絡部３２ａとして用いる。
【０１００】
第２短絡部３２ｂは、線状又は帯状の導体により構成され、放射素子３１上の相異なる２点を短絡する。具体的には、上記楕円の中心から見て６時方向に位置する放射素子３１上の点（以下「６時点」とも記載）と、上記楕円の中心から見て３時方向に位置する放射素子３１上の点（以下「３時点」とも記載）とを短絡する。本具体例においては、放射素子３１の６時点から上方に延伸する第１直線部と、放射素子３１の３時点から左方に延伸する第２直線部とを有する帯状の導体箔（例えば銅箔）を第２短絡部３２ｂとして用いる。
【０１０１】
無給電素子３３は、インピーダンス整合を図るべく、アンテナパターン３の入力インピーダンスを変化させるための構成である。
【０１０２】
無給電素子３３は、放射素子３１の外周に沿う外縁を有する面状の導体により構成される。本具体例においては、放射素子３１の外周に沿う外縁の他に、誘電体フィルム３５の外周に沿う外縁を有する略Ｌ字形の導体箔（例えば、銅箔）を無給電素子３３として用いる。なお、無給電素子３３は、放射素子３１から離隔されており、無給電素子３３と放射素子３１との間には、直流的な導通がない。
【０１０３】
なお、ループアンテナは、ゲインがアンテナ形成面の法線方向に集中した放射パターンを有しているため、ＧＰＳ波の受信に適している。何故なら、アンテナ形成面を水平に保っておけば、天頂方向に位置する衛生から到来するＧＰＳ波を何時でも感度良く受信できるからである。しかしながら、このようなゲインの集中が極端になり過ぎると、衛星が天頂以外の方向に位置する場合や、アンテナ形成面を水平に保てなかった場合に、受信障害を生じる可能性がある。前述した無給電素子３３は、インピーダンス整合を図る機能の他に、このようなゲインの集中を緩和する機能を有する。このため、無給電素子３３をループアンテナに付加することによって、このような受信障害が生じる可能性を低減するという効果を奏する。
【０１０４】
図１０は、第１の平面１１０上に形成するアンテナパターン１１２として利用することができる他のアンテナパターン２の平面図である。このアンテナパターン２は、ＤＡＢ用アンテナとして機能するアンテナパターンであり、その動作帯域としては、１７４ＭＨＺ以上２４０ＭＨｚ以下の周波数帯域が想定されている。
【０１０５】
アンテナパターン２は、第１の放射素子２１と、第２の放射素子２２とを備えたダイポールアンテナである。本具体例においては、これらを構成する導体箔を１対の誘電体フィルム２５で挟み込む構成を採用している。
【０１０６】
第１の放射素子２１及び第２の放射素子２２は、何れも、線状又は帯状の導体により構成される。本具体例においては、幅３．５ｍｍの帯状の導体箔（例えば、銅箔）を第１の放射素子２１として用い、幅１.０ｍｍの帯状の導体箔（例えば、銅箔）を第２の放射素子２２として用いる。
【０１０７】
第１の放射素子２１は、直線状であり、その長さは、３２．５ｍｍである。同軸ケーブル６の外側導体は、第１の放射素子２１の右端部に接続される。同軸ケーブル６の外側導体が接続される第１の放射素子２１上の点２Ｐを、以下、第１の給電点と呼ぶ。
【０１０８】
第２の放射素子２２は、第１の放射素子２１の周りを旋回する螺旋状である。同軸ケーブル６の内側導体は、第２の放射素子２２の最内周において、第１の放射素子２１の右端部に対向する箇所に接続される。同軸ケーブル６の内側導体が接続される第２の放射素子２２上の点２Ｑを、以下、第２の給電点と呼ぶ。
【０１０９】
本具体例においては、第２の放射素子２２の形状を、直線部と四分円部とを交互に連ねた、反時計周りに９×３６０°旋回する螺旋状としている。ここで、内周側の端部から数えて４ｋ＋１番目（ｋ＝０、１、…、８）の直線部は、第１の放射素子２１の下方において第１の放射素子２１の長手軸と平行に延在し、その長さは、３１．５ｍｍ（ｋ＝０）又は３３ｍｍ（ｋ＝１、２、…、８）である。また、内周側の端部から数えて４ｋ＋２番目（ｋ＝０、１、…、８）の直線部は、第１の放射素子２１の右方において第１の直線部２１の短手軸と平行に延在し、その長さは、３．５ｍｍである。また、内周側の端部から数えて４ｋ＋３番目（ｋ＝０、１、…、８）の直線部は、第１の放射素子２１の上方において第１の放射素子２１の長手軸と平行に延在し、その長さは、３３ｍｍである。また、内周側の端部から数えて４ｋ＋４番目（ｋ＝０、１、…、８）の直線部は、第１の放射素子２１の左方において第１の放射素子２１の短手軸と平行に延在し、その長さは、６ｍｍである。一方、四分円部の半径は、第２の放射素子２２が螺旋を成すよう、最内周から遠ざかる（最外周に近づく）に従って次第に大きくなっている。なお、最内周の四分円部の外周半径は、２．５ｍｍであり、最外周の四分円部の外周半径は、２２．５ｍｍである。
【０１１０】
アンテナパターン２においては、要求帯域内に共振点を持たせるために、放射素子２１〜２２の全長（第１の放射素子２１の長さと第２の放射素子２２の長さとの和）を７５ｃｍ（λ／２）程度にすることが求められる。前述したように第２の放射素子２２の形状を螺旋状としているのは、この要求を満たす放射素子２１〜２２を５０ｍｍ×８０ｍｍの領域内に収めるためである。
【０１１１】
第２の放射素子２２には、短絡部２２ａ〜２２ｂと接地部２２ｃ〜２２ｄとが設けられている。短絡部２２ａ〜２２ｂ及び接地部２２ｃ〜２２ｄは、ＶＳＷＲの値が規定値（例えば、２．５）を超える領域が要求帯域内に形成されることを防止するための構成である。
【０１１２】
短絡部２２ａ〜２２ｂは、第２の放射素子２２上の相異なる点同士を短絡する面状の導体である。より具体的に言うと、第１の短絡部２２ａは、第２の放射素子２２を構成する直線部のうち、第１の放射素子２１の下方に位置する２本の直線部（内周側から数えて３〜４番目の直線部）を短絡する長方形状の導体箔（例えばアルミ箔）である。また、第２の短絡部２２ｂは、第２の放射素子２２を構成する直線部のうち、第１の放射素子２１の右方に位置する５本の直線部（内周側から数えて４〜８番目の直線部）を短絡する長方形状の導体箔（例えばアルミ箔）である。
【０１１３】
接地部２２ｃ〜２２ｄは、放射素子２２の最外周上の点をグランドに接続する線状又は帯状の導体である。より具体的に言うと、第１の接地部２２ｃは、第２の放射素子２２の最外周を構成する四分円部のうち、第１の放射素子２１の左上に位置する四分円部上の点をグランドに接続する帯状の導体箔（例えばアルミ箔）である。また、第２の接地部２２ｄは、第２の放射素子２２の最外周を構成する四分円部のうち、第１の放射素子２１の左下に位置する四分円部上の点をグランドに接続する帯状の導体箔（例えばアルミ箔）である。 
【０１１４】
〔アンテナパターン１２２の具体例〕
次に、第１実施形態、第３実施形態〜第４実施形態において第２の平面１２０上に形成するアンテナパターン１２２の具体例について、図１１を参照して説明する。
【０１１５】
なお、以下に説明する具体例（図１１に示すアンテナパターン１）は、第１実施形態、第３実施形態〜第４実施形態において第３の平面１３０上に形成するアンテナパターン１３２としても利用することができる。さらに、第２実施形態において第１の平面１１０、第２の平面１２０、および第３の平面１３０上に形成するアンテナパターン３００Ａ〜Ｃとしても利用することができる。
【０１１６】
図１１は、第２の平面１２０上に形成するアンテナパターン１２２として利用することのできるアンテナパターン１の平面図である。このアンテナパターン１は、３Ｇ／ＬＴＥ用アンテナとして機能するアンテナパターンであり、その動作周波数としては、６１ＭＨｚ以上９６０ＭＨｚ以下の周波数帯域（以下「低周波側要求帯域」と記載）、及び、１７１０ＭＨｚ以上２１３０ＭＨｚ以下の周波数帯域（以下「高周波側要求帯域」と記載）が想定されている。
【０１１７】
アンテナパターン１は、地板１１と放射素子１２と短絡部１３とを備えた逆Ｆ型アンテナである。本具体例においては、これらを構成する導体箔を１対の誘電体フィルム１５で挟み込む構成を採用している。
【０１１８】
地板１１は、面状の導体により構成される。本具体例においては、２.０ｍｍ×２．０ｍｍの正方形状の導体箔（例えば、銅箔）を地板１１として用いる。同軸ケーブル５の外側導体は、地板１１上の中央部に接続される。同軸ケーブル５の外側導体が接続される地板１１上の点を、以下、第１の給電点１Ｐと呼ぶ。
【０１１９】
放射素子１２は、線状又は帯状の導体により構成される。本具体例においては、幅１．５ｍｍの帯状の導体箔（例えば、銅箔）を放射素子１２として用いる。放射素子１２は、直線状であり、その長手軸が地板１１の上辺と平行になるように配置される。同軸ケーブル５の内側導体は、放射素子１２の右翼１２ｃ（後述）の左端部に接続される。同軸ケーブル５の内側導体が接続される放射素子１２上の点を、以下、第２の給電点１Ｑと呼ぶ。
【０１２０】
放射素子１２には、幅３ｍｍ、深さ０．５ｍｍの切欠１２ａが形成されている。切欠１２ａは、放射素子１２の下縁から上縁に向かって掘り込まれており、地板１１の上端部が、切欠１２ａに嵌入する。なお、本明細書においては、放射素子１２のうち、図１１において切欠１２ａよりも左側に位置している部分を左翼１２ｂと呼び、図１１において切欠１２ａよりも右側に位置している部分を右翼１２ｃと呼ぶ。
【０１２１】
放射素子１２の左翼１２ｂには、幅３ｍｍ、長さ７ｍｍの分枝１２ｄが形成されている。分枝１２ｄは、放射素子１２の左翼１２ｂから下方へ引き出され、放射素子１２の短手軸（長手軸と直交する軸）と平行に延在する。分枝１２ｄを設けることによって、放射素子１２に新たな電流路が生じる。その結果、アンテナパターン１の共振周波数がシフトする。
【０１２２】
なお、アンテナパターン１においては、高周波側要求帯域内に共振点を設けるために、放射素子１２の右翼１２ｃの長さを３３ｍｍとし、低周波側要求帯域内に共振点を設けるために、放射素子１２の左翼１２ｂの長さを１０３ｍｍとしている。したがって、放射素子１２の全長は、切欠１２ａの幅３ｍｍと合わせて１３９ｍｍとなる。
【０１２３】
短絡部１３は、地板１１と放射素子１２とを短絡するためのものであり、線状又は帯状の導体により構成される。本具体例においては、幅０．５ｍｍの帯状の導体箔（例えば、銅箔）を短絡部１３として用いる。
【０１２４】
本具体例においては、４つの直線部１３ａ〜１３ｄからなる帯状の導体箔を短絡部１３として用いる。ここで、第１の直線部１３ａは、地板１１の下端から右方へ引き出され、放射素子１２の長手軸と平行に延在する。また、第２の直線部１３ｂは、第１の直線部１３ａの右端から上方へ引き出され、放射素子１２の短手軸と平行に延在する。また、第３の直線部１３ｃは、第２の直線部１３ｂの上端から左方へ引き出され、放射素子１２の長手軸と平行に延在する。また、第４の直線部１３ｄは、第３の直線部１３ｃの左端から上方へ引き出され、放射素子１２の短手軸と平行に延在する。そして、第４の直線部１３ｄの上端は、放射素子１２の右翼１２ｃの左端に至る。
【０１２５】
アンテナパターン１において注目すべき第１の点は、図１１に示すように、地板１１から引き出された同軸ケーブル５と放射素子１２から引き出された分枝１２ｄとを互いに交差させる構成を採用している点である。この構成により、放射素子１２と同軸ケーブル５の外側導体との間に電磁結合が生じる。換言すれば、分枝１２ｄが放射素子１２と同軸ケーブル５の外側導体との間に介在するインダクタとして機能する。分枝１２ｄの形状及び／又はサイズを変更すれば、この電磁結合の強さが変化し、その結果、アンテナパターン１の入力インピーダンスが変化する。すなわち、分枝１２ｄを整合パターンとして機能させることができる。
【０１２６】
なお、本具体例においては、１本の分枝１２ｄを同軸ケーブル５と交差させる構成を採用しているが、これに限定されるものはない。すなわち、分枝１２ｄと同様に構成された２本以上の分枝を同軸ケーブル５と交差させる構成を採用してもよい。この場合、各分枝の形状及び／又はサイズを変更することによっても、分枝の本数を変更することによっても、アンテナパターン１の入力インピーダンスを変化させることができる。このため、アンテナパターン１の入力インピーダンスをより広範囲に亘って変化させることが可能になる。
【０１２７】
アンテナパターン１において注目すべき第２の点は、図１１に示すように、分枝１２ｂの先端を通る放射素子１２（の長手軸）と平行な直線Ｍを引いたときに、この直線Ｍと放射素子１２とに挟まれる領域の内部に、地板１１を配置する構成を採用している点である。この構成により、アンテナパターン１の高さを、放射素子１２の幅と分枝１２ｄの長さとの和と同程度に抑えることができる。すなわち、アンテナパターン１の低姿勢化を図ることができる。
【０１２８】
なお、上記の構成を実現し得るのは、地板１１のサイズを小型化しているからである。図１１に示すように、地板１１の上部を切欠１２ａに嵌入させる構成を採用する場合には、放射素子１２の短手方向に関する地板１１のサイズを、分枝１２ｄの長さと切欠１２ａの深さとの和よりも短くすることによって、上記の構成を実現することができる。また、地板１１の上部を切欠１２ａに嵌入させない構成を採用する場合には、放射素子１２の短手方向に関する地板１１のサイズを、分枝１２ｄの長さよりも短くすることによって、上記の構成を実現することができる。なお、このように地板１１のサイズを小型化する場合、同軸ケーブル５をシャーシ等の導体面に沿って敷設することが好ましい。この場合、同軸ケーブル５の外側導体と結合（静電結合及び／又は電磁結合）したシャーシ等の導体面によって、地板１１の機能を補完できるからである。
【０１２９】
〔実施形態の補足説明〕
（接合部について）
各実施形態の統合アンテナ１００において、各平面の折り曲げ線となる各境界線には、当該境界線に沿って、スリットや開口等の折り曲げを容易とするための構成を有していてもよい。
【０１３０】
（側面の角度について）
各実施形態では、水平面となる平面（第１の平面）と側面となる平面（第２の平面および第３の平面）とがなす角度θが９０°となるように、側面となる平面（第２の平面および第３の平面）を折り曲げることとしているが、上記角度θは、少なくとも０°＜θ＜１８０°を満たせばよく、９０°以外であってもよい。例えば、上記角度θを、１２０°、１３５°、１５０°等としてもよい。この場合、統合アンテナ１００に対して比較的斜め上方から到来してくる電磁波の受信感度を、上記角度θを９０°としたり、当該平面アンテナを上記水平面上に設けたりするよりも、高めることができる。
【０１３１】
（統合アンテナの各部の形状について）
各実施形態の統合アンテナ１００において、統合アンテナ１００の各部の形状は、適宜変更され得るものである。例えば、各実施形態の統合アンテナ１００においては、統合アンテナ１００の各平面の形状として長方形状を採用しているが、これ以外の形状を採用することも可能である。また、各実施形態の統合アンテナ１００において、各アンテナパターンの形状や、各アンテナパターンの設置先も、適宜変更され得るものである。
【０１３２】
〔付記事項〕
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１３３】
本発明は、各種移動体または各種電子機器に搭載される統合アンテナとして、好適に利用することができる。上記移動体の例としては、自動車、鉄道車両、船舶等が挙げられる。上記電子機器の例としては、携帯電話端末、スマートフォン、タブレット型端末、ＰＤＡ（Personal Digital Assistance）等が挙げられる。
【符号の説明】
【０１３４】
１００  統合アンテナ
１０２  境界線（第１の辺）
１０４  境界線（第２の辺）
１１０  第１の平面（第１の平面領域）
１１２  アンテナパターン（第１のアンテナパターン）
１２０  第２の平面（第２の平面領域）
１２２  アンテナパターン（第２のアンテナパターン）
１３０  第３の平面（第３の平面領域）
１３２  アンテナパターン（第３のアンテナパターン）
１３４  貼代
１４０  第４の平面
１４４  貼代
１５０  第５の平面（第４の平面領域）
１５２  アンテナパターン
１５４  貼付け領域
１５６  貼付け領域
１５８  貼付け領域
１６０  第６の平面
１６４  貼代
【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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