(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
共振周波数の半波長に相当する電気長を有する導体から構成されるＴＥＭモードの伝送線路を用いた共振器であって、前記伝送線路は、第１の端部および第２の端部を有する第１の導体ならびに第１の端部および第２の端部を有する第２の導体から構成され、前記伝送線路の第１の端部は、前記第１の導体の第１の端部と前記第２の導体の第１の端部とから構成され、前記伝送線路の第２の端部は、前記第１の導体の第２の端部と前記第２の導体の第２の端部とから構成され、前記第１の導体の第１の端部と前記第２の導体の第２の端部間、および前記第１の導体の第２の端部と前記第２の導体の第１の端部間を、電圧および電流の極性を逆にして接続し、物理長を半波長とする周波数の共振をするＴＥＭモードの伝送線路を用いた共振器。
【請求項２】
前記第１の導体の第１の端部と前記第２の導体の第２の端部の接続中点に接続された入力信号を供給するための第１の結合容量と、前記第１の導体の第２の端部と前記第２の導体の第１の端部の接続中点に接続された出力信号を取り出すための第２の結合容量を有する請求項１に記載のＴＥＭモードの伝送線路を用いた共振器。
【請求項３】
前記伝送線路は誘電体基板上に形成され、前記誘電体基板の一方の面に第１の金属線路を、他方の面に第２の金属線路を形成して、前記第１の導体および前記第２の導体を構成し、前記第１の金属線路と前記第２の金属線路をヴィアホールにより接続した請求項１に記載のＴＥＭモードの伝送線路を用いた共振器。
【請求項４】
前記伝送線路は誘電体基板上に形成され、前記誘電体基板の一方の面に第１の金属線路を、他方の面に第２の金属線路を形成して、前記第１の導体および前記第２の導体を構成し、前記第１の金属線路および前記第２の金属線路の各々の両端部に延長部を形成し、前記第１の金属線路の延長部と前記第２の金属線路の延長部により容量素子を形成した請求項１に記載のＴＥＭモードの伝送線路を用いた共振器。
【請求項５】
共振周波数の半波長に相当する電気長をそれぞれ有する第１の導体および第２の導体とバランとから構成されるＴＥＭモードの伝送線路を用いた共振器であって、前記第１の導体は端子ａおよび端子ｃを有し、前記第２の導体は端子ｂおよび端子ｄを有し、前記端子ａｂ間および前記端子ｃｄ間の電圧および電流の極性を逆転させて、前記端子ｃと前記端子ｂを接続し、前記端子ａに前記バランの一方の平衡側端子を接続し、前記端子ｄに前記バランの他方の平衡側端子を接続し、前記バランの不平衡側端子を給電端とし、物理長を半波長とする周波数の共振をするＴＥＭモードの伝送線路を用いた共振器。
【請求項６】
前記端子ｃと前記端子ｂ間に容量素子が接続された請求項５に記載のＴＥＭモードの伝送線路を用いた共振器。
【請求項７】
前記端子ｃと前記端子ｂ間に容量素子および電圧可変容量素子が接続され、前記電圧可変容量素子の制御電圧印加側が前記容量素子と接続され、前記容量素子と前記電圧可変容量素子の接続中点に制御電圧源が接続された請求項５に記載のＴＥＭモードの伝送線路を用いた共振器。
【請求項８】
前記第１の導体および前記第２の導体が各々二分割され、それぞれの分割部が容量素子を介して接続された請求項５に記載のＴＥＭモードの伝送線路を用いた共振器。
【請求項９】
前記第１の導体および前記第２の導体は前記誘電体基板の両面に形成された第１の金属線路および第２の金属線路で構成されており、前記端子ｃと前記端子ｂは前記第１の金属線路および第２の金属線路の端部をヴィアホールにより接続された請求項５に記載のＴＥＭモードの伝送線路を用いた共振器。
【請求項１０】
前記第１の導体および前記第２の導体は誘電体基板の両面に形成された第１の金属線路および第２の金属線路で構成されており、前記端子ｃと前記端子ｂの各々に延長部が形成され、前記延長部により容量素子を形成した請求項５に記載のＴＥＭモードの伝送線路を用いた共振器。
【請求項１１】
前記第１の導体および前記第２の導体は誘電体基板の両面に形成された第１の金属線路および第２の金属線路で構成されており、前記第１の金属線路および第２の金属線路は各々二分割され、それぞれの分割部のギャップにより容量素子を形成した請求項５に記載のＴＥＭモードの伝送線路を用いた共振器。
【請求項１２】
両端を近接させた有限長の伝送線路から構成されるＴＥＭモードの伝送線路とバラン素子とを用いたアンテナであって、前記伝送線路は、一方の端を端子ａ、端子ｂ、他方の端を端子ｃ、端子ｄの４端子網から構成され、前記端子ａに前記伝送線路の励振モードにおいて逆相に相当する前記伝送線路の他端の端子ｄを接続し、前記端子ｂに前記バラン素子の平衡側端子の一方を接続し、前記バラン素子の平衡側端子の他方を前記端子ｃに接続し、前記バラン素子の不平衡側端子をアンテナの給電端とし、物理長を半波長とする周波数の共振をするアンテナ。
【請求項１３】
前記端子ａおよび前記端子ｄ間に容量素子を挿入した請求項１２に記載のアンテナ。
【請求項１４】
前記容量素子と前記端子ａまたは前記端子ｄ間に電圧可変容量素子を挿入し、前記電圧可変容量素子の制御電圧を加圧する側を前記容量素子と接続し、前記電圧可変容量素子の制御電圧を加圧する側に制御電圧を入力するための入力端子を有する請求項１３に記載のアンテナ。
【請求項１５】
前記伝送線路を二分割し、一方の線路に第１の容量素子を、他方の線路に第２の容量素子を挿入した請求項１２に記載のアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は無線通信機器に用いられるＴＥＭモードの伝送線路を用いた共振器およびそれを用いたアンテナに関する。
【０００２】
【従来の技術】
無線通信機器は有線通信機器に比べ、可搬性に優れた通信機器を構成しやすい利点がある。そして、可搬性を高めるために、機器には小型化が要求される事が多い。従って、機器を構成する素子にも小型化が要求される。
【０００３】
高周波用フィルタ、発振器等に用いられる小型共振器にはＴＥＭモードの共振器がよく利用される。例えば、図１３は一波長共振器の構成である。誘電体基板１３００の両面に上部導体１３０１および下部導体１３０２が形成され、入力信号は結合容量１３０３を通し上部導体１３０１のa点に印加され、電気長において共振周波数の半波長に相当する位置であるb点から結合用容量１３０４を通し、共振信号が出力される。
【０００４】
また、図１４は図１３の一波長共振器を小型化するため、共振線路を構成する上部導体１４０１にギャップを設け、その部分に容量１４０５を接続した構成である。共振器の入力信号結合のために容量１４０４を設け、信号を取り出すために結合用伝送線路１４０３と、容量１４０６を設けている。
【０００５】
図１４による構造は、共振回路の共振線路長を一波長以下にすることができるため、共振器の構成を小型化することができる。
【０００６】
これらの共振器は誘電体基板上に印刷技術あるいはフォトエッチング技術により作成可能なため、量産に適し、特性の再現性の良好な共振器として利用されている。
【０００７】
また、無線通信機器は有線通信機器に比べ、可搬性に優れた通信機器を構成しやすい利点がある。そして、可搬性を高めるために、機器には小型化が要求される事が多い。したがって、機器を構成する素子にも小型化が要求される。
【０００８】
無線機器に用いられるアンテナとして、リング型アンテナがよく知られている。例えば、図１５はリング型アンテナの構成である。リング型アンテナは平衡型回路であるため、一般の不平衡回路との接続にはバランを介して行われることが多い。
【０００９】
帯域周波数の１波長の電気長であるアンテナ素子１５０１は、バラン１５０２を通し、不平衡回路への出力を得る。このリング型アンテナはその簡素な構成のため、量産に適し、特性の再現性の良好なアンテナとして利用されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図１３の一波長共振器は一波長以下の大きさへの小型化が困難であり、図１４に示した構成による小型化を施した共振器においても、共振回路における集中定数素子のＱ値が不連続点における回路インピーダンスのミスマッチングや、形状的な不連続部分における放射などにより小さくなることがあり、一波長リング共振器に比べて共振器のＱ値の劣化をもたらしやすい。
【００１１】
また、図１５におけるリング型アンテナは、原理上１波長分の線路長を必要とするため、特に波長の長い周波数帯においてはその形状が大きくなり、携帯を目的とする無線機器に用いることが困難であった。
【００１２】
本発明は、Ｑ値の劣化をもたらさずに小型化を可能としたリング型共振器を提供することを目的とするものである。
【００１３】
また、本発明はリング型アンテナの構成を小型化することを目的とするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明は、ＴＥＭモードの伝送線路を２本の導体により構成したとき、互いの線路の端部を、他方線路の端部に極性を逆に接続することで、半波長のモードにおいて共振する共振器を構成した。この構成は、Ｑ値を劣化させる線路の不連続がないため、一波長共振器と同等の高いＱ値の共振器を構成できる。しかも伝送線路長は一波長共振器の半分でよい。従って、共振器のＱ値の劣化が少ない構成で、形状を小型化することができる。
【００１５】
また、本発明は、ＴＥＭモードの伝送線路を２本の導体により構成したとき、互いの線路の端部を、他方線路の端部に極性を逆に接続することで、半波長のモードにおいて共振する共振器を構成した。この構成は、特性を劣化させる線路の不連続がないため、一波長リング型アンテナと同等の効率の良いアンテナを構成できる。しかも伝送線路長は一波長共振器の半分でよい。従って、形状を従来のリング型アンテナに比べ二分の一に小型化することができる。また、リング型アンテナ回路中に、容量素子を挿入する構成とする事により、さらに小型化を可能とすることもできる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、共振周波数の半波長に相当する電気長を有する導体から構成されるＴＥＭモードの伝送線路を用いた共振器であって、前記伝送線路は、第１の端部および第２の端部を有する第１の導体ならびに第１の端部および第２の端部を有する第２の導体から構成され、前記伝送線路の第１の端部は、前記第１の導体の第１の端部と前記第２の導体の第１の端部とから構成され、前記伝送線路の第２の端部は、前記第１の導体の第２の端部と前記第２の導体の第２の端部とから構成され、前記第１の導体の第１の端部と前記第２の導体の第２の端部間、および前記第１の導体の第２の端部と前記第２の導体の第１の端部間を、電圧および電流の極性を逆にして接続し、物理長を半波長とする周波数の共振をするＴＥＭモードの伝送線路を用いた共振器であって、ＴＥＭモードによる共振器の物理長を半波長とする周波数の共振をするという作用を有する。
【００１８】
本発明の請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記第１の導体の第１の端部と前記第２の導体の第２の端部の接続中点に接続された入力信号を供給するための第１の結合容量と、前記第１の導体の第２の端部と前記第２の導体の第１の端部の接続中点に接続された出力信号を取り出すための第２の結合容量を有するもので、共振器の物理長を半分の長さで構成できることに加え、Ｑ値の高い共振器を得ることができるという作用を有する。
【００１９】
本発明の請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記伝送線路は誘電体基板上に形成され、前記誘電体基板の一方の面に第１の金属線路を、他方の面に第２の金属線路を形成して、前記第１の導体および前記第２の導体を構成し、前記第１の金属線路と前記第２の金属線路をヴィアホールにより接続したもので、一般の工業製品に用いられるプリント基板上に共振器を容易に実現することができるという作用を有する。
【００２０】
本発明の請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記伝送線路は誘電体基板上に形成され、前記誘電体基板の一方の面に第１の金属線路を、他方の面に第２の金属線路を形成して、前記第１の導体および前記第２の導体を構成し、前記第１の金属線路および前記第２の金属線路の各々の両端部に延長部を形成し、前記第１の金属線路の延長部と前記第２の金属線路の延長部により容量素子を形成したもので、一般の工業製品に用いられるプリント基板上に共振器を容易に実現することができるという作用を有する。
【００２１】
本発明の請求項５に記載の発明は、共振周波数の半波長に相当する電気長をそれぞれ有する第１の導体および第２の導体とバランとから構成されるＴＥＭモードの伝送線路を用いた共振器であって、前記第１の導体は端子ａおよび端子ｃを有し、前記第２の導体は端子ｂおよび端子ｄを有し、前記端子ａｂ間および前記端子ｃｄ間の電圧および電流の極性を逆転させて、前記端子ｃと前記端子ｂを接続し、前記端子ａに前記バランの一方の平衡側端子を接続し、前記端子ｄに前記バランの他方の平衡側端子を接続し、前記バランの不平衡側端子を給電端とし、物理長を半波長とする周波数の共振をするＴＥＭモードの伝送線路を用いた共振器で、特性を劣化させる線路の不連続がないため、一波長リング型共振器と同等の効率の良い共振器を構成できる。しかも伝送線路長は一波長共振器の半分でよいため、形状を従来のリング型共振器に比べ二分の一に小型化することができるという作用を有する。
【００２２】
本発明の請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、前記端子ｃと前記端子ｂ間に容量素子が接続されたもので、共振器に挿入された容量素子により、共振器の線路長の短縮を可能とする作用を有する。このため、この構成によれば、伝送路長を請求項１で示した構成よりも短くする事ができるため、形状を従来のリング型共振器に比べ二分の一以下に小型化することができるという作用を有する。
【００２３】
本発明の請求項７に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、前記端子ｃと前記端子ｂ間に容量素子および電圧可変容量素子が接続され、前記電圧可変容量素子の制御電圧印加側が前記容量素子と接続され、前記容量素子と前記電圧可変容量素子の接続中点に制御電圧源が接続されたもので、電圧可変容量素子に加圧する電圧を調整することにより、伝送線路中に挿入される容量素子の容量値を可変させ、共振器の仮想線路長を調整することにより、受信周波数の調整を可能とする作用を有する。
【００２４】
本発明の請求項８に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、前記第１の導体および前記第２の導体が各々二分割され、それぞれの分割部が容量素子を介して接続されたもので、共振器の形状を小型化するための容量素子の挿入位置を、共振器の任意の場所において行なうことができるので、装置への実装における回路構成上の自由度を増すという作用を有する。
【００２５】
本発明の請求項９に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、前記第１の導体および前記第２の導体は前記誘電体基板の両面に形成された第１の金属線路および第２の金属線路で構成されており、前記端子ｃと前記端子ｂは前記第１の金属線路および第２の金属線路の端部をヴィアホールにより接続されたもので、一般の工業製品に用いられるプリント基板上に共振器を容易に実現することができるという作用を有する。
【００２６】
本発明の請求項１０に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、前記第１の導体および前記第２の導体は誘電体基板の両面に形成された第１の金属線路および第２の金属線路で構成されており、前記端子ｃと前記端子ｂの各々に延長部が形成され、前記延長部により容量素子を形成したもので、一般の工業製品に用いられるプリント基板上に、共振器を容易に実現することができるという作用を有する。
【００２７】
本発明の請求項１１に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、前記第１の導体および前記第２の導体は誘電体基板の両面に形成された第１の金属線路および第２の金属線路で構成されており、前記第１の金属線路および第２の金属線路は各々二分割され、それぞれの分割部のギャップにより容量素子を形成したもので、共振器の形状を小型化するための容量素子の挿入位置を、共振器の任意の場所において行なうことができるので、装置への実装における回路構成上の自由度を増すという作用を有する。
【００２８】
本発明の請求項１２に記載の発明は、両端を近接させた有限長の伝送線路から構成されるＴＥＭモードの伝送線路とバラン素子とを用いたアンテナであって、前記伝送線路は、一方の端を端子ａ、端子ｂ、他方の端を端子ｃ、端子ｄの４端子網から構成され、前記端子ａに前記伝送線路の励振モードにおいて逆相に相当する前記伝送線路の他端の端子ｄを接続し、前記端子ｂに前記バラン素子の平衡側端子の一方を接続し、前記バラン素子の平衡側端子の他方を前記端子ｃに接続し、前記バラン素子の不平衡側端子をアンテナの給電端とし、物理長を半波長とする周波数の共振をするアンテナで、特性を劣化させる線路の不連続がないため、一波長アンテナと同等の効率の良いアンテナを構成できる。しかも伝送線路長は一波長共振器の半分でよいため、形状を従来のリング型アンテナに比べ二分の一に小型化することができるという作用を有する。
【００２９】
本発明の請求項１３に記載の発明は、請求項１２に記載の発明において、前記端子ａおよび前記端子ｄ間に容量素子を挿入したもので、アンテナ回路に挿入された容量素子により、アンテナ線路長の短縮を可能とする作用を有する。このため、この構成によれば、伝送路長をさらに短くする事ができるため、形状を従来のリング型アンテナに比べ二分の一以下に小型化することができるという作用を有する。
【００３０】
本発明の請求項１４に記載の発明は、請求項１３に記載の発明において、前記容量素子と前記端子ａまたは前記端子ｄ間に電圧可変容量素子を挿入し、前記電圧可変容量素子の制御電圧を加圧する側を前記容量素子と接続し、前記電圧可変容量素子の制御電圧を加圧する側に制御電圧を入力するための入力端子を有するもので、電圧可変容量素子に加圧する電圧を調整する事で、伝送線路中に挿入される容量素子の容量値を可変させ、アンテナの仮想線路長を調整することにより、受信周波数の調整を可能とする作用を有する。
【００３１】
本発明の請求項１５に記載の発明は、請求項１２に記載の発明において、前記伝送線路を二分割し、一方の線路に第１の容量素子を、他方の線路に第２の容量素子を挿入したもので、アンテナの形状を小型化するための容量素子の挿入位置をアンテナ素子の任意の場所において行なうことで、装置への実装における回路構成上の自由度を増すという作用を有する。
【００３２】
以下、本発明の実施の形態について、図面と共に詳細に説明する。
【００３３】
（実施の形態１）
図１は本発明によるリング型共振器の一例示す。上部導体１０１と下部導体１０２は、誘電体基板（図示せず）の両面に対をなして形成することにより伝送線路を構成している。上部導体１０１と下部導体１０２は、一般に誘電体基板上にリング状の金属線路をエッチングなどにより形成し、金属線路の一部にギャップ１０５、１０６を形成する。上部導体１０１のギャップ１０５のａ端と下部導体１０２のギャップ１０６のｄ端、および、上部導体１０１のギャップ１０５のｂ端と下部導体１０２のギャップ１０６のｃ端はヴィアホール１０７などにより接続される。下部導体１０２のギャップ１０６のｄ端には入力信号の結合用容量１０３が接続され、ｃ端には共振信号を信号として取り出す結合用容量１０４が接続される。
【００３４】
つぎに、本発明による共振器の動作原理を図１３に示した従来の一波長共振器における共振動作と対比して説明する。
【００３５】
図２は図１３の一波長共振器の共振状態における電流、電圧分布を示している。図１３のｂ点における下部導体１３０２に対する上部導体１３０１の電位Ｖｂは、図１３のａ点における下部導体１３０２に対する上部導体１３０１の電位Ｖａと大きさが等しく、かつ極性が反転している。したがって、図１３のａ点とｂ点について、極性を逆に接続することができればこの共振モードは維持される。
【００３６】
図３はこのような考えに基づいて、図１のようにａ点とｂ点について、極性を逆にして物理的に接続したときの共振状態における電流、電圧分布である。図１のｂ点における上部導体１０１の電位Ｖｂは負であるが、ｂ点における下部導体１０２に対する上部導体１０１の電位であるため、図１のｂ点における上部導体１０１に対する下部導体１０２の電位は正と看做すことができる。したがって、図１のａ点とｂ点を極性を逆に接続することができれば共振モードは変わらない。
【００３７】
図１に示したリング型共振器はこのような考え方に従って構成したものである。すなわち、図１３における伝送線路をａ点およびｂ点に相当する位置で切断し、ｂ点における伝送線路をa点において逆相になるように接続すると、上部導体１０１と下部導体１０２はそれぞれ一波長共振器の場合の半分の電気長で、同一周波数の共振モードをもつようにすることができる。
【００３８】
このため、同一周波数の共振器として比較した場合、図１におけるリング型共振器は、図１３における従来の一波長共振器に比較して一対の線路間に構成されるＴＥＭモードによる共振器の物理長を半分の長さで構成できることになり、小型化が可能となる。
【００３９】
また、本実施例の共振回路は伝送線路のみにより構成でき、Ｑの劣化要因である集中定数素子を用いないので線路の不連続がなく、共振性能の良い共振器を実現することができる。
【００４０】
図４は、上部導体及び下部導体の具体的な構造を示す構成図である。共振器は誘電体基板両面にエッチング等により構成された上部金属線路４０１と下部金属線路４０２により構成される。各々の金属線路４０１、４０２の端部は、ヴィアホール４０３等により接続する。
【００４１】
本実施例によれば、一般の工業製品に用いられるプリント基板上に、共振器を容易に実現することができる。
【００４２】
なお、ここでは製造の都合、あるいは回路の保持のために誘電体基板を設けた例について説明したが、これは原理上必ずしも必要ではなく、一対の導体線路のみによる構成も可能である。
【００４３】
（実施の形態２）
つぎに、本発明によるリング型アンテナについて説明する。図５は本発明によるリング型アンテナの第１の実施例を示す。上部導体５０１と下部導体５０２は、共振周波数の半波長に相当する電気長を有し、リング状に形成されてアンテナを構成する。上部導体５０１の両端を端子ａおよび端子ｃとし、下部導体５０２の両端を端子ｂおよび端子ｄとした場合に、上部導体５０１の端子ｃと下部導体５０２の端子ｂが接続される。また、上部導体５０１の端子ａにバラン５０３の一方の平衡側端子が接続され、下部導体５０２の端子ｄにバランの他方の平衡側端子５０４が接続される。バラン５０３の不平衡側端子５０４はリング型アンテナの給電端子となる。
【００４４】
つぎに、本発明によるリング型アンテナの動作を、図１５における一波長リング型アンテナの共振動作と対比して説明する。図１５において、導体１５０１は一波長のリング共振器を構成しており、給電用バラン１５０２を設けてリング型アンテナを構成する。
【００４５】
この一波長リング型アンテナの共振状態における電流、電圧分布を図６に示す。
図１５のｂ点における導体の電位Ｖｂは、図１５のａ点における電位Ｖａに比べ反転しており、理想的条件において大きさは同一である。このため、図１５のｂ点を、図１５のａ点に極性を逆にして接続してもこの共振モードは存在する。
【００４６】
図７は、このような考えに基づいた、図５に示した本実施例によるリング型アンテナの共振状態における電流、電圧分布である。図５におけるｃ端のｄ端に対する電位Ｖｂは負であるが、ｄ端のｃ端に対する電位は正と看做すことができる。しかも大きさはａ点における電位Ｖａと等しい。したがって、図５のｃ端をｂ端へ、ａ端をｄ端へ極性を逆に接続しても、共振モードは変わらない。このため、図５に示した本実施例によるリング型アンテナ構成は、図１５に示した一波長リング型アンテナの半分の電気長で、同一周波数の共振モードをもつことになる。
【００４７】
このように、同一周波数のリング型アンテナとして比較した場合、本実施例による構成は、一波長リング型アンテナの半分の長さで構成できることになり、小型化が可能となる。また、本実施例のアンテナ回路は伝送線路のみにより構成でき、Ｑの劣化要因である集中定数素子を用いないので線路の不連続がなく、一波長リング型アンテナと同等の効率の良いアンテナを構成できる。
【００４８】
(実施の形態３)
図８は本発明によるリング型アンテナの第２の実施例を示す。上部導体８０１と下部導体８０２はＴＥＭ伝送線路を構成しており、伝送線路は上部導体８０１のｃ端と下部導体８０２のｂ端が容量素子８０５を通して接続されている。上部導体８０１のａ端と下部導体８０２のｄ端間には給電のためバラン８０３が接続される。バラン８０３の不平衡信号端子８０４はリング型アンテナの給電端子となる。
【００４９】
本実施例によるリング型アンテナは、共振回路内に挿入された容量素子８０５の値に依存して共振周波数が低くなる。このため、同一周波数におけるアンテナの線路長を容量素子８０５を付加しない構成に比べ一層短くすることができるので、アンテナの大きさを従来のリング型アンテナに比べ二分の一以下に小型化することができる。
【００５０】
図９（Ａ）は、図８における上部導体８０１、下部導体８０２および容量素子８０５の具体的な構造を示す構成図である。アンテナは誘電体基板両面にエッチング等により構成された上部金属線路９０１と下部金属線路９０２により構成される。各々の金属線路９０１、９０２の端部は、上部金属線路９０１の端部から延長した円形の延長部９０５および下部金属線路９０２の端部から延長した円形の延長部９０５および９０６を対にして形成することにより構成される容量素子により接続する。上部金属線路９０１のａ端と下部金属線路９０２のｄ端間には給電のためのバラン９０３が接続される。給電は不平衡端子９０４から行われる。
【００５１】
上部金属線路９０１および下部金属線路９０２の延長部９０５、９０６の形状は円形に限らず、図９（Ｂ）のように上部金属線路９０１および下部金属線路９０２の先端からリングの内側に折曲した矩形状、同図（Ｃ）のようなＴ字形など任意の形状とすることができる。
【００５２】
（実施の形態４）
図１０は本発明によるリング型アンテナの第３の実施例を示す。上部導体１００１と下部導体１００２は、ＴＥＭ伝送線路を構成しており、伝送線路は上部導体１００１のｃ端と下部導体１００２のｂ端が容量素子１００６と電圧可変型容量素子１００７を介して接続された構成とする。電圧可変型容量素子１００７は、一般にバラクタとして知られており端子電圧により容量値を制御可能な容量素子であり、加圧側端子を容量素子１００６に接続する形で挿入する。
【００５３】
容量素子１００６と電圧可変型容量素子１００７の接続中点には容量値制御用電圧源１００８が接続される。容量値制御用電圧源１００８は、電圧値が可変の直流電源を示しており、電圧可変型容量素子１００７の加圧側端子に接続して容量値を制御する。
【００５４】
また、ａ端とｄ端間には、給電のためバラン１００３を接続する。バラン１００３の不平衡信号端子１００４は、本実施例によるリング型アンテナの給電端子となる。
【００５５】
本実施例によるリング型アンテナの共振周波数は、共振回路内に挿入された容量素子１００６および電圧可変型容量素子１００７の値に依存するため、上部導体１００１、下部導体１００２が同一線路長であっても、電圧可変型容量素子１００７の容量値を容量値制御用電圧源１００８により変化させることにより、共振周波数を変化することができる。すなわち、リング型アンテナの周波数範囲を容量値制御電圧源１１０８により調整することで、より広帯域のアンテナとして機能する事が可能となる。
【００５６】
（実施例５）
図１１は本発明の実施例５におけるリング型共振器を示す。上部導体１１０１と下部導体１１０２は、ＴＥＭ伝送線路を構成しており、伝送線路は上部導体１１０１のｃ端と下部導体１１０２のｂ端が接続された構成とする。また、上部導体１１０１のａ端と下部導体１１０２のｄ端間には、給電のためバラン１１０３を設ける。バラン１１０３の不平衡信号端子１１０４は、本実施例によるリング型アンテナの給電端子となる。上部導体１１０１と下部導体１１０２は、任意の位置で二分割され、分割位置のそれぞれに容量素子１１０８が挿入されている。
【００５７】
図１２は、上部導体１１０１、下部導体１１０２および容量素子１１０８の具体的な構造を示す構成図である。アンテナは誘電体基板両面にエッチング等により構成された上部金属線路１２０１と下部金属線路１２０２により構成される。上部金属線路１２０１のｃ端と下部金属線路１２０２のｂ端は、ヴィアホール１２０３等により接続する。容量素子１２０８は、上部金属線路１２０１の中間部を二分割して形成したギャップ１２０４、および、下部金属線路１２０２の中間部を二分割して形成したギャップ１２０７により構成される。ギャップ１２０４には必要に応じて１対のＴ字型パターン１２０５、１２０６を、同様に、ギャップ１２０７には１対のＴ字型パターン１２０８、１２０９を形成する。上部金属線路１２０１のａ端と下部金属線路１２０２のｄ端間にはバラン１２０３が接続される。
【００５８】
なお、ギャップ１２０４、１２０７に形成されるパターンは、Ｔ字型パターン以外にギャップを有するその他のパターン、たとえば図１２（Ｂ）、図９（Ｂ）に示すようなパターンにしてもよい。ここでは容量素子１１０８の分布定数回路による構成例について示したが、集中定数素子による構成も可能である事は自明である。
【００５９】
本実施例によるリング型アンテナは、共振回路内に挿入された容量素子１１０８の値に依存して共振周波数が低くなる。このため、同一周波数におけるアンテナの大きさを、容量素子１１０８を付加しない構成に比べ小型化する事が可能となる。また、容量素子１１０８の挿入位置をリング型アンテナ素子の任意の場所において行なうことができるので、装置への実装における回路構成上の自由度を増すことができる。
【００６０】
以上の各実施例においては、共振器を構成する伝送線路を誘電体板の両面に金属線路を対に形成した例で説明したが、レッヘル線をモデルにしたものなどその他のＴＥＭモード伝送線路についても同様に実施可能であることは自明である。
【００６１】
なお、以上の説明では、アンテナを構成する伝送線路を、レッヘル線をモデルに説明したが、誘電体板の両面に金属線路を対に構成することにより実現するような、その他のＴＥＭモード伝送線路についても同様に実施可能であることは自明である。
【００６２】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、従来の１波長リング型共振器およびアンテナに比較して２分の１以下の大きさのリング型共振器およびアンテナが得られるという有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるリング型共振器の実施例における概略図
【図２】図１３におけるリング型共振器の共振状態における電流、電圧分布図
【図３】図１におけるリング型共振器の共振状態における電流、電圧分布図
【図４】図１における上部導体および下部導体の具体的な構造を示す概略図
【図５】本発明によるリング型アンテナの第１の実施例を示す概略図
【図６】図１５におけるリング型アンテナの共振モードにおける電流、電圧分布図
【図７】図５におけるリング型アンテナの共振モードにおける電流、電圧分布図
【図８】本発明によるリング型アンテナの第２の実施例を示す概略図
【図９】図８におけるリング型アンテナの上部導体、下部導体および容量素子の具体的な構造を示す概略図で、
（Ａ）は全体構成を示す概略図
（Ｂ）および（Ｃ）はそれぞれ容量素子部の他の構成を示す平面図
【図１０】本発明によるリング型アンテナの第３の実施例を示す概略図
【図１１】本発明によるリング型アンテナの第４の実施例を示す概略図
【図１２】図１１におけるリング型アンテナの上部導体、下部導体および容量素子の具体的な構造を示す概略図で、
（Ａ）は全体構成を示す概略図
（Ｂ）は容量素子部の他の構成を示す平面図
【図１３】従来の一波長共振器の一例を示す概略図
【図１４】従来の位置波長型共振器の他の例を示す概略図
【図１５】従来のリング型アンテナの一例を示す概略図
【符号の説明】
１０１、５０１、８０１、１００１、１１０１  上部導体
１０２、５０２、８０２、１００２、１１０２  下部導体
１０３、１０４  結合用容量
１０５、１０６、１２０４、１２０７  ギャップ
１０７、４０３、１２０３  ヴィアホール
４０１、９０１、１２０１  上部金属線路
４０２、９０２、１２０２  下部金属線路
５０３、８０３、９０３、１００３、１２０３  バラン
５０４、８０４、９０４、１１０４  不平衡側端子
８０５、１００６、１１０８  容量素子
９０５、９０６  延長部
１００７  電圧可変型容量素子
１００８  容量値制御用電圧源
１２０５、１２０６、１２０８，１２０９  Ｔ字型パターン
【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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