(57)【要約】【課題】共振周波数を大きく変化させることなく特性インピーダンスを変化させることが可能なダイポールアンテナを実現する。【解決手段】端部に第１の給電点Ｐが設けられた第１のエレメント１１と、中間部に第２の給電点Ｑが設けられ、第２の給電点Ｑが第１の給電点Ｐと対向するように配置された第２のエレメント１２と、を備え、第２のエレメント１２は、第２の給電点Ｑにより放射部１２ａと整合部１２ｂとに二分されており、整合部１２ｂの少なくとも一部が第１のエレメント１１と並走している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
端部に第１の給電点が設けられた第１のエレメントと、
中間部に第２の給電点が設けられ、上記第２の給電点が上記第１の給電点と対向するように配置された第２のエレメントと、を備え、
上記第２のエレメントは、上記第２の給電点により放射部と整合部とに二分されており、上記整合部の少なくとも一部が上記第１のエレメントと並走している、
ことを特徴とするダイポールアンテナ。
【請求項２】
上記第１のエレメントは、上記第１の給電点から第１の方向に伸びる直線部により構成されており、
上記整合部は、上記第２の給電点を始端とし、上記第１の方向と直交する第２の方向に伸びる第１の直線部と、上記第１の直線部の終端を始端とし、上記第１の方向に伸びる第２の直線部と、を含んで構成されている、
ことを特徴とする請求項１に記載のダイポールアンテナ。
【請求項３】
上記整合部の上記第２の直線部と上記第１のエレメントとが並走する区間の長さは、上記第１のエレメントの長さの１／２以上２／３以下である、
ことを特徴とする請求項２に記載のダイポールアンテナ。
【請求項４】
上記放射部は、上記第２の給電点を始端とし、上記第２の方向と反対方向に伸びる第１の直線部と、上記第１の直線部の終端を始端とし、上記第１の方向に伸びる第２の直線部と、を含んで構成されている、
ことを特徴とする請求項２又は３に記載のダイポールアンテナ。
【請求項５】
上記放射部は、上記第１の直線部と、上記第２の直線部と、上記第２の直線部の終端を始端とし、上記第２の方向と反対方向に伸びる第３の直線部と、上記第３の直線部の終端を始端とし、上記第１の方向と反対方向に伸びる第４の直線部と、により構成されている、
ことを特徴とする請求項４に記載のダイポールアンテナ。
【請求項６】
上記放射部は、上記第２の給電点を始端とし、上記第２の方向と反対方向に伸びる直線部により構成されている、
ことを特徴とする請求項２又は３に記載のダイポールアンテナ。
【請求項７】
請求項１〜６の何れか１項に記載のダイポールアンテナを製造するダイポールアンテナの製造方法において、
上記ダイポールアンテナの特性インピーダンスが給電線路の特性インピーダンスと整合するように、上記第１のエレメントと上記整合部とが並走する区間の長さを設定する工程を含んでいる、
ことを特徴とするダイポールアンテナの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２つのエレメントを備えたダイポールアンテナに関する。また、そのようなダイポールアンテナの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信機能を有する電子機器の普及に伴い、このような電子機器への搭載に適した各種アンテナの開発が進められている。例えば、エレメント（線状又は帯状導体）とグランド（面状導体）とにより構成されるモノポールアンテナは、フレキシブルプリント基板等の誘電体基板への実装が可能であるため、電子機器への搭載に適している。また、２つのエレメント（線状又は帯状導体）により構成されるダイポールアンテナも、同様の理由で電子機器への搭載に適している。
【０００３】
ところで、アンテナ設計においては、その共振周波数を送受信しようとする電磁波の周波数に一致させることに加え、その特性インピーダンスを給電線路の特性インピーダンスに一致させることが重要である。ところが、特性インピーダンスを所望の値に一致させるべくエレメントの形状に変更を加えると、共振周波数が所望の値から外れてしまうといった事態がしばしば生じ、このことがアンテナ設計の困難性を高めている。
【０００４】
このような問題が考慮されたアンテナとしては、例えば、特許文献１に記載のアンテナ装置が知られている。特許文献１に記載のアンテナ装置は、アンテナ素子（上述したエレメントに相当）とグランド部（上述したグランドに相当）とを備えたアンテナである。このアンテナ装置においては、アンテナ素子から分岐した調整素子をグランド部と容量結合させる構成が採用されており、調整素子の長さを変更することによって、共振周波数を大きく変化させることなく特性インピーダンスを変化させることが可能になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−２１４１８（公開日：２０１３年１月３１日）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載のアンテナ装置は、一定以上の面積を有するグランドを要するモノポール型のアンテナである。このため、電子機器に搭載されるアンテナには小型化及び軽量化が求められるところ、特許文献１に記載のアンテナ装置では、この要求に応えることが困難であるという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、グランドを要さないダイポールアンテナにおいて、共振周波数を大きく変化させることなく特性インピーダンスを変化させることが可能な構造を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るダイポールアンテナは、端部に第１の給電点が設けられた第１のエレメントと、中間部に第２の給電点が設けられ、上記第２の給電点が上記第１の給電点と対向するように配置された第２のエレメントと、を備え、上記第２のエレメントは、上記第２の給電点により放射部と整合部とに二分されており、上記整合部の少なくとも一部が上記第１のエレメントと並走している、ことを特徴とする。
【０００９】
上記のように構成されたダイポールアンテナは、上記第１のエレメントの長さと上記第２のエレメントの上記放射部の長さの和（以下、「エレメント長」と記載）に応じた共振周波数を有する。したがって、上記エレメント長を適宜変更することによって、上記のように構成されたダイポールアンテナの共振周波数を所望の周波数に一致させることができる。より具体的には、上記エレメント長を所望の周波数に対応する波長の１／２程度に設定することによって、上記ダイポールアンテナの共振周波数を当該所望の周波数に一致させることができる。
【００１０】
また、上記の構成によれば、上記整合部の少なくとも一部が上記第１のエレメントと並走するので、上記整合部と上記第１のエレメントとの間に、上記整合部と上記第１のエレメントとが並走する区間の長さ（以下、「並走区間長」と記載）に応じた容量が生じる。このため、上記のように構成されたダイポールアンテナは、上記並走区間長に応じた特性インピーダンスを有する。したがって、上記並走区間長を適宜変更することによって、上記ダイポールアンテナの特性インピーダンスを所望のインピーダンス（例えば、同軸ケーブルの特性インピーダンス）に一致させることができる。
【００１１】
このように、上記ダイポールアンテナにおいては、上記エレメント長の変更による共振周波数の調整と並走区間長の変更による特性インピーダンスの調整とを互いに独立に行うことができる。したがって、上記エレメント長を変更することなく上記並走区間長を変更することよって、上記ダイポールアンテナの共振周波数を大きく変化させることなく上記ダイポールアンテナの特性インピーダンスを変化させることができる。
【００１２】
本発明に係るダイポールアンテナにおいて、上記第１のエレメントは、上記第１の給電点から第１の方向に伸びる直線部により構成されており、上記整合部は、上記第２の給電点を始端とし、上記第１の方向と直交する第２の方向に伸びる第１の直線部と、上記第１の直線部の終端を始端とし、上記第１の方向に伸びる第２の直線部と、を含んで構成されている、ことが好ましい。
【００１３】
上記の構成によれば、上記第２の直線部の長さを変更することによって、上記並走区間の長さを変化させることができる。したがって、上記整合部の上記第２の直線部の長さを適宜変更することによって、上記ダイポールアンテナの特性インピーダンスを所望のインピーダンスに一致させることができる。すなわち、上記ダイポールアンテナにおける特性インピーダンスの調整を更に容易にすることができる。
【００１４】
本発明に係るダイポールアンテナにおいて、上記整合部の上記第２の直線部と上記第１のエレメントとが並走する区間の長さは、上記第１のエレメントの長さの１／２以上２／３以下である、ことが好ましい。
【００１５】
上記の構成によれば、上記整合部の上記第２の直線部の長さを変更しても、上記ダイポールアンテナの共振周波数は殆ど変化しない。したがって、上記エレメント長を変更することなく上記整合部の上記第２の直線部の長さを変更することよって、上記ダイポールアンテナの共振周波数を殆ど変化させることなく上記ダイポールアンテナの特性インピーダンスを変化させることができる。すなわち、上記ダイポールアンテナにおける特性インピーダンスの調整を更に容易にすることができる。
【００１６】
本発明に係るダイポールアンテナにおいて、上記放射部は、上記第２の給電点を始端とし、上記第２の方向と反対方向に伸びる第１の直線部と、上記第１の直線部の終端を始端とし、上記第１の方向に伸びる第２の直線部と、を含んで構成されている、ことが好ましい。
【００１７】
上記の構成によれば、上記整合部の上記第２の直線部に加えて、上記放射部の上記第２の直線部が上記第１のエレメントと並走するので、上記整合部と上記第１のエレメントとの間に加えて、上記放射部と上記第１のエレメントとの間に容量が生じる。このため、上記放射部の上記第２の直線部のみが上記第１のエレメントと並走する場合と比べて、上記第１のエレメントと上記第２のエレメントとの間に生じる容量を大きくすることができる。これにより、上記放射部の上記第２の直線部のみが上記第１のエレメントと並走する場合と比べて、上記ダイポールアンテナの特性インピーダンスの調整範囲を広げることができる。
【００１８】
また、上記の構成によれば、上記第１のエレメント、上記整合部の上記第２の直線部、及び上記放射部の上記第２の直線部がコプレナー伝送路を構成する。このため、上記第１の給電点を介して上記第１のエレメントに入力された高周波電流が上記第１の方向に流れ易くなり、その結果、上記第１の方向を電界の振動方向とする直線偏波が上記ダイポールアンテナから効率よく放射される。
【００１９】
本発明に係るダイポールアンテナにおいて、上記放射部は、上記第１の直線部と、上記第２の直線部と、上記第２の直線部の終端を始端とし、上記第２の方向と反対方向に伸びる第３の直線部と、上記第３の直線部の終端を始端とし、上記第１の方向と反対方向に伸びる第４の直線部と、により構成されている、ことが好ましい。
【００２０】
上記の構成によれば、上記エレメント長を短くすることなく、上記放射部の配置に要する領域を狭小化することができる。すなわち、上記ダイポールアンテナの共振周波数を高周波側にシフトさせることなく、上記ダイポールアンテナを小型化することができる。
【００２１】
本発明に係るダイポールアンテナにおいて、上記放射部は、上記第２の給電点を始端とし、上記第２の方向と反対方向に伸びる直線部により構成されている、ことが好ましい。
【００２２】
上記の構成によれば、上記放射部が折れ曲がっている場合と比べて、上記ダイポールアンテナの放射利得を大きくすることができる。
【００２３】
なお、上記ダイポールアンテナの製造方法において、上記ダイポールアンテナの特性インピーダンスが給電線路の特性インピーダンスと整合するように、上記第１のエレメントと上記整合部とが並走する区間の長さを設定する工程を含む製造方法も、本発明の範疇に含まれる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、グランドを要さないダイポールアンテナにおいて、共振周波数を大きく変化させることなく特性インピーダンスを変化させることができる。すなわち、共振周波数を大きく変化させることなく特性インピーダンスを変化させるということが可能なアンテナを、特許文献１に記載のアンテナ装置よりも小型かつ軽量に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係るダイポールアンテナの平面図である。（ｂ）は、（ａ）に示すダイポールアンテナの断面図である。
【図２】図１に示すダイポールアンテナの周波数特性を示すグラフである。実線は、ＶＳＷＲの周波数依存性を示し、点線は、平均放射利得の周波数依存性を示す。
【図３】図１に示すダイポールアンテナの放射パターンを示すグラフである。（ａ）は、ｙｚ面における放射パターンを示し、（ｂ）は、ｘｙ面における放射パターンを示し、（ｃ）は、ｚｘ面における放射パターンを示す。
【図４】図１に示すダイポールアンテナの周波数特性を示すグラフである。並走区間長Ｌを第１のエレメントの長さＬ１の１／３、１／２、２／３、５／６としたときに得られる、ＶＳＷＲの周波数依存性を示す。
【図５】本発明の第２の実施形態に係るダイポールアンテナの平面図である。
【図６】図５に示すダイポールアンテナの周波数特性を示すグラフである。実線は、ＶＳＷＲの周波数依存性を示し、点線は、平均放射利得の周波数依存性を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
≪第１の実施形態≫
本発明の第１の実施形態に係るダイポールアンテナについて、図面に基づいて説明すれば以下のとおりである。
【００２７】
〔ダイポールアンテナの構成〕
まず、本実施形態に係るダイポールアンテナ１の構成について、図１を参照して説明する。図１において、（ａ）は、ダイポールアンテナ１の平面図であり、（ｂ）は、ダイポールアンテナ１のＡＡ’断面図である。
【００２８】
ダイポールアンテナ１は、図１（ａ）に示すように、互いに絶縁された２つのエレメント１１，１２を備えた平面ダイポールアンテナである。本実施形態において、これら２つのエレメント１１，１２は、図１（ｂ）に示すように、誘電体基板２の一方の表面に接着固定されている。
【００２９】
第１のエレメント１１は、一方の端部に第１の給電点Ｐが設けられた帯状導体であり、その長さＬ１は、送受信しようとする電磁波の周波数に応じて定められている。第１の給電点Ｐには、例えば、給電線路の信号ライン（例えば、同軸ケーブルの内側導体）が接続される。本実施形態においては、第１のエレメント１１として、第１の給電点Ｐから、図示した座標系においてｙ軸負方向（特許請求の範囲における「第１の方向」）に直線的に伸びる帯状導体を用いている。
【００３０】
第２のエレメント１２は、中間部に第２の給電点Ｑが設けられ、第２の給電点Ｑが第１の給電点Ｐと対向するように配置された帯状導体である。第２の給電点Ｑには、給電線路のグランドライン（例えば、例えば、同軸ケーブルの外側導体）が接続される。第２のエレメント１２は、第２の給電点Ｑによって放射部１２ａと整合部１２ｂとに二分される。
【００３１】
放射部１２ａは、第２のエレメント１２において放射機能を担う部分であり、その長さＬ２は、送受信しようとする電磁波の周波数に応じて定められている。本実施形態においては、放射部１２ａとして、折れ曲がった帯状導体を用いている。より具体的には、以下に説明する第１の直線部１２ａ１、第１の角部１２ａ２、第２の直線部１２ａ３、第２の角部１２ａ４、第３の直線部１２ａ５、第３の角部１２ａ６、及び第４の直線部１２ａ７により構成された帯状導体を用いている。
【００３２】
第１の直線部１２ａ１は、第２の給電点Ｑを始端とし、第１の角部１２ａ２を終端とする帯状導体であり、図示した座標系においてｘ軸負方向（特許請求の範囲における「第２の方向と反対方向」）に伸びる。第１の角部１２ａ２は、第１の直線部１２ａ１の幅と同じ長さの辺と、第２の直線部１２ａ３の幅と同じ長さの辺とを有する矩形導体である。
【００３３】
第２の直線部１２ａ３は、第１の角部１２ａ２を始端とし、第２の角部１２ａ４を終端とする帯状導体であり、図示した座標系においてｙ軸負方向（特許請求の範囲における「第１の方向」）に伸びる。第２の角部１２ａ４は、第２の直線部１２ａ３の幅と同じ長さの辺と、第３の直線部１２ａ５の幅と同じ長さの辺とを有する矩形導体である。
【００３４】
第３の直線部１２ａ５は、第２の角部１２ａ４を始端とし、第３の角部１２ａ６を終端とする帯状導体であり、図示した座標系においてｘ軸負方向（特許請求の範囲における「第２の方向と反対方向」）に伸びる。第３の角部１２ａ６は、第３の直線部１２ａ５の幅と同じ長さの辺と、第４の直線部１２ａ７の幅と同じ長さの辺とを有する矩形導体である。
【００３５】
第４の直線部１２ａ７は、第３の角部１２ａ６を始端とする帯状導体であり、図示した座標系においてｙ軸正方向（特許請求の範囲における「第１の方向と反対方向」）に伸びる。第４の直線部１２ａ７の終端は、開放されている。
【００３６】
なお、放射部１２ａの形状が複数の直線部からなる折れ曲がった帯状導体である場合、放射部１２ａの長さＬ２は、各直線部の長さの和により与えられる。図示した例に即して言うと、放射部１２ａの長さＬ２は、Ｌ２＝Ｌ２１（第１の直線部１２ａ１の長さ）＋Ｌ２２（第２の直線部１２ａ３の長さ）＋Ｌ２３（第３の直線部１２ａ５の長さ）＋Ｌ２４（第４の直線部１２ａ７の長さ）により与えられる。
【００３７】
整合部１２ｂは、第２のエレメント１２において整合機能を担う部分であり、少なくとも一部が第１のエレメント１１と並走するように構成されている。本実施形態においては、整合部１２ｂとして、Ｔ字型の帯状導体を用いている。より具体的には、以下に説明する第１の直線部１２ｂ１、分岐部１２ｂ２、第２の直線部１２ｂ３、及び第３の直線部１２ｂ４により構成された帯状導体を用いている。
【００３８】
第１の直線部１２ｂ１は、第２の給電点Ｑを始端とし、分岐部１２ｂ２を終端とする帯状導体であり、図示した座標系において、第２の給電点Ｑからｘ軸正方向（特許請求の範囲における「第２の方向」）に伸びる。分岐部１２ｂ２は、第１の直線部１２ｂ１の幅と同じ長さの辺と、第２の直線部１２ｂ３及び第３の直線部１２ｂ４の幅と同じ長さの辺とを有する矩形導体である。
【００３９】
第２の直線部１２ｂ３は、分岐部１２ｂ２を始端とする帯状導体であり、図示した座標系においてｙ軸負方向（特許請求の範囲における「第１の方向」）に伸びる。第２の直線部１２ｂ３の終端は、開放されている。
【００４０】
第３の直線部１２ｂ４は、分岐部１２ｂ２を終端とする帯状導体であり、図示した座標系においてｙ軸正方向に伸びる。第３の直線部１２ｂ４の終端は、開放されている。
【００４１】
上記のように構成されたダイポールアンテナ１は、第１のエレメント１１の長さＬ１と第２のエレメント１２の放射部１２ａの長さＬ２の和（以下、「エレメント長」と記載）Ｌ０に応じた共振周波数を有する。したがって、エレメント長Ｌ０を適宜変更することによって、ダイポールアンテナ１の共振周波数を所望の周波数ｆ（ダイポールアンテナ１によって送受信しようとする電磁波の周波数）に一致させることができる。より具体的には、エレメント長Ｌ０を所望の周波数ｆに対応する波長λの１／２程度に設定することによって、ダイポールアンテナ１の共振周波数を所望の周波数ｆに一致させることができる。
【００４２】
なお、ダイポールアンテナ１が自由空間に配置されている場合、λｏ［ｍ］＝ｃ［ｍ／ｓ］／ｆ［１／ｓ］により与えられる自由空間波長λｏが周波数ｆに対応する波長λとなる。一方、ダイポールアンテナ１が誘電体中に配置されている場合（本実施形態のように、ダイポールアンテナ１が誘電体基板２の表面に形成されている場合を含む）、誘電体による波長短縮を見込んだ、自由空間波長λｏよりも短い波長が周波数ｆに対応する波長λとなる。
【００４３】
また、ダイポールアンテナ１においては、整合部１２ｂの少なくとも一部が第１のエレメント１１と並走するので、整合部１２ｂと第１のエレメント１１との間に、整合部１２ｂと第１のエレメント１１とが並走する区間の長さ（以下、「並走区間長」と記載）Ｌに応じた容量が生じる。このため、ダイポールアンテナ１は、並走区間長Ｌに応じた特性インピーダンスを有する。したがって、並走区間長Ｌを適宜変更することによって、ダイポールアンテナ１の特性インピーダンスを所望のインピーダンス（例えば、給電線路の特性インピーダンス）に一致させることができる。
【００４４】
このように、ダイポールアンテナ１の共振周波数は、エレメント長Ｌ０を変更することによって調整することができ、ダイポールアンテナ１の特性インピーダンスは、並走区間長Ｌを変更することによって調整することができる。したがって、エレメント長Ｌ０を変更することなく並走区間長Ｌを変更することよって、ダイポールアンテナ１の共振周波数を大きく変化させることなくダイポールアンテナ１の特性インピーダンスを変化させることができる。
【００４５】
なお、整合部１２ｂが、図１（ａ）に示すように、第２の給電点Ｑからｘ軸正方向に伸びる第１の直線部１２ｂ１と第１の直線部１２ｂ１の終端からｙ軸負方向に伸びる第２の直線部１２ｂ３とを含んでいる場合には、ダイポールアンテナ１における特性インピーダンスの調整が更に容易になる。なぜなら、第２の直線部１２ｂ３の長さを変更するだけで、並走区間長Ｌを変化させること、すなわち、ダイポールアンテナ１の特性インピーダンスを変化させることができるからである。
【００４６】
また、放射部１２ａが、図１（ａ）に示すように、第２の給電点Ｑからｘ軸負方向に伸びる第１の直線部１２ａ１と第１の直線部１２ａ１の終端からｙ軸負方向に伸びる第２の直線部１２ａ３とを含んでいる場合には、ダイポールアンテナ１の特性インピーダンスの調整範囲を広げることができる。なぜなら、整合部１２ｂと第１のエレメント１１との間に加えて、放射部１２ａと第１のエレメント１１との間に容量が生じるので、第１のエレメント１１と第２のエレメント１２との間に生じる容量が大きくなるからである。
【００４７】
また、この場合には、ｙ軸方向を電界の振動方向とする直線偏波をダイポールアンテナ１から効率よく放射することができる。なぜなら、第１のエレメント１１、放射部１２ａの第２の直線部１２ａ３、及び整合部１２ｂの第２の直線部１２ｂ３の三者によりコプレナー伝送路が構成されるので、第１の給電点Ｐを介して第１のエレメント１１に入力された高周波電流がｙ軸方向に流れ易くなるからである。
【００４８】
また、放射部１２ａが、図１（ａ）に示すように、折れ曲がった帯状導体である場合には、ダイポールアンテナ１の共振周波数を高周波側にシフトさせることなく、ダイポールアンテナ１を小型化することができる。なぜなら、放射部１２ａの全長を短くすることなく、放射部１２ａの配置に要する領域を狭小化することができるからである。
【００４９】
〔アンテナの特性〕
次に、本実施形態に係るダイポールアンテナ１の特性について、図２〜図４を参照して説明する。
【００５０】
なお、図２及び図３に示す特性は、各部の寸法を以下のように設定したダイポールアンテナ１を、２８．８ｍｍ×９．９ｍｍの誘電体基板２の表面に形成した場合に得られる特性である。図４に示す特性は、整合部１２ｂの第２の直線部１２ｂ３の長さと並走区間長Ｌとを除き、各部の寸法を以下のように設定したダイポールアンテナ１を、２８．８ｍｍ×９．９ｍｍの誘電体基板２の表面に形成した場合に得られる特性である。
【００５１】
第１のエレメント１１の長さ（Ｌ１）：２０．５ｍｍ
第２のエレメント１２の放射部１２ａ
第１の直線部１２ａ１の長さ（Ｌ２１）：  ０．７５ｍｍ
第２の直線部１２ａ３の長さ（Ｌ２２）：１７．００ｍｍ
第３の直線部１２ａ５の長さ（Ｌ２３）：  １．００ｍｍ
第４の直線部１２ａ７の長さ（Ｌ２４）：１７．２５ｍｍ
第２のエレメント１２の整合部１２ｂ
第１の直線部１２ｂ１の長さ：  １．５ｍｍ
第２の直線部１２ｂ３の長さ：１１．５ｍｍ
第３の直線部１２ｂ４の長さ：  ２．０ｍｍ
並走区間長Ｌ：１０．５ｍｍ。
【００５２】
なお、このダイポールアンテナ１は、２．４ＧＨｚ帯（２４１２ＭＨｚ以上２４８４ＭＨｚ）に属する電磁波の送受信を目的とするものである。ただし、誘電体基板２による波長短縮を見込んで、エレメント長Ｌ０（第１のエレメント１１の長さＬ１と、第２のエレメント１２の放射部１２ａの長さＬ２との和）は、中心周波数２４４８ＭＨｚに対応する自由空間波長λｏ≒１２２．５ｍｍの１／２の約９２％に当たる５６．５ｍｍに設定している。
【００５３】
図２は、ダイポールアンテナ１の周波数特性を示すグラフである。図２において、実線は、ＶＳＲＷ（Voltage Standing Wave Ratio）の周波数依存性を示し、点線は、平均放射利得の周波数依存性を示す。図２に示すグラフからは、以下のことが確かめられる。
【００５４】
（１）ダイポールアンテナ１のＶＳＷＲは、２．４ＧＨｚ帯において最小値を取る。すなわち、ダイポールアンテナ１は、２．４ＧＨｚ帯に共振周波数を有する。
【００５５】
（２）ダイポールアンテナ１の平均放射利得は、２．４ＧＨｚ帯において−４ｄＢを超える。すなわち、ダイポールアンテナ１は、２．４ＧＨｚ帯において実用に足る平均放射利得を有する。
【００５６】
図３は、２４１２ＭＨｚにおけるダイポールアンテナ１の放射パターン（放射電界の方向依存性）を示すグラフである。図３において、（ａ）は、ｙｚ面における放射パターンを示し、（ｂ）は、ｘｙ面における放射パターンを示し、（ｃ）は、ｚｘ面における放射パターンを示す（座標系の定義については、図１を参照されたい）。図３に示すグラフからは、以下のことが確かめられる。
【００５７】
（１）ダイポールアンテナ１の放射パターンは、標準ダイポールアンテナの放射パターン（８の字型の放射パターン）よりも無指向に近い。
【００５８】
（２）ｙｚ面の放射パターンに関し、ｚ軸正方向における放射電界は、Ｅφ成分と比べてＥθ成分が圧倒的に大きい（Ｅθ≫Ｅφ）。すなわち、ダイポールアンテナ１からｚ軸正方向に放射される電磁波は、ｙ軸方向を電界の振動方向とする直線偏波である。
【００５９】
図４は、整合部１２ｂの第２の直線部１２ｂ３の長さを変更することによって、並走区間長Ｌを第１のエレメント１１の長さＬ１の１／３、１／２、２／３、５／６としたときに得られる、ＶＳＷＲの周波数依存性を示すグラフである。図４に示すグラフからは、以下のことが確かめられる。
【００６０】
（１）並走区間長Ｌを変更しても、ダイポールアンテナ１の共振周波数は、大きく変化しない。すなわち、並走区間長Ｌの変更による特性インピーダンスの調整は、共振周波数を大きく変化させることなく行い得る。
【００６１】
（２）（１／２）×Ｌ１≦Ｌ≦（２／３）×Ｌ１の範囲内で並走区間長Ｌを変更した場合、ダイポールアンテナ１の共振周波数は、殆ど変化しない。すなわち、並走区間長Ｌの上記範囲内での変更による特性インピーダンスの調整は、共振周波数を殆ど変化させることなく行い得る。
【００６２】
≪第２の実施形態≫
本発明の第２の実施形態に係るダイポールアンテナについて、図面に基づいて説明すれば以下のとおりである。
【００６３】
〔ダイポールアンテナの構成〕
まず、本実施形態に係るダイポールアンテナ１’の構成について、図５を参照して説明する。図５は、本変形例に係るダイポールアンテナ１’の平面図である。
【００６４】
本実施形態に係るダイポールアンテナ１’は、図５に示すように、第１の実施形態に係るダイポールアンテナ１（図１参照）において、折れ曲がった帯状導体からなる放射部１２ａを、ｘ軸負方向（特許請求の範囲における「第２の方向と反対方向」）に直線的に伸びる帯状導体からなる放射部１２ａ’に置き換えたものである。その余の構成については、第１の実施形態に係るダイポールアンテナ１と同様である。
【００６５】
本実施形態に係るダイポールアンテナ１’においても、共振周波数は、エレメント長Ｌ０＝Ｌ１＋Ｌ２を変更することによって調整することができ、特性インピーダンスは、並走区間長Ｌを変更することによって調整することができる。したがって、本実施形態に係るダイポールアンテナ１’においても、エレメント長Ｌ０を変更することなく並走区間長Ｌを変更することよって、共振周波数を大きく変化させることなく特性インピーダンスを変化させることができる。
【００６６】
〔ダイポールアンテナの特性〕
次に、本実施形態に係るダイポールアンテナ１’の特性について、図６を参照して説明する。図６は、ダイポールアンテナ１’の周波数特性を示すグラフである。
【００６７】
図６において、実線は、ＶＳＲＷの周波数依存性を示し、点線は、平均放射利得の周波数依存性を示す。図２に示すグラフからは、以下のことが確かめられる。
【００６８】
（１）ダイポールアンテナ１’のＶＳＷＲは、２．４ＧＨｚ帯において最小値を取る。すなわち、ダイポールアンテナ１は、２．４ＧＨｚ帯に共振周波数を有する。
【００６９】
（２）ダイポールアンテナ１’の平均放射利得は、２．４ＧＨｚ帯において−２ｄＢを超える。すなわち、直線的な帯状導体からなる放射部１２ａ’を有するダイポールアンテナ１’は、折れ曲がった帯状導体からなる放射部１２ａを有するダイポールアンテナ１よりも高い平均放射利得を有する。
【００７０】
≪付記事項≫
本発明は上述した各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り、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜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。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明は、各種電子機器に搭載するためのダイポールアンテナ、特に、フレキシブルプリント基板の表面に形成されるプリントダイポールアンテナに好適に適用することができる。
【符号の説明】
【００７２】
１        ダイポールアンテナ
１１      第１のエレメント
１２      第２のエレメント
１２ａ    放射部
１２ａ１  第１の直線部
１２ａ３  第２の直線部
１２ａ５  第３の直線部
１２ａ７  第４の直線部
１２ｂ    整合部
１２ｂ１  第１の直線部
１２ｂ３  第２の直線部
【図１】
2017046293.tif 000003
【図２】
2017046293.tif 000004
【図３】
2017046293.tif 000005
【図４】
2017046293.tif 000006
【図５】
2017046293.tif 000007
【図６】
2017046293.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成28年11月4日(2016.11.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
端部に第１の給電点が設けられた第１のエレメントと、
中間部に第２の給電点が設けられ、上記第２の給電点が上記第１の給電点と対向するように配置された第２のエレメントと、を備え、
上記第１のエレメントは、上記第１の給電点から第１の方向に伸びる直線部により構成されており、
上記第２のエレメントは、上記第２の給電点により放射部と整合部とに二分されており、上記整合部の少なくとも一部が上記第１のエレメントと並走しており、
上記放射部は、上記第２の給電点を始端とし、上記第１の方向と直交する第２の方向と反対方向に伸びる第１の直線部と、上記第１の直線部の終端を始端とし、上記第１の方向に伸びる第２の直線部と、上記第２の直線部の終端を始端とし、上記第２の方向と反対方向に伸びる第３の直線部と、上記第３の直線部の終端を始端とし、上記第１の方向と反対方向に伸びる第４の直線部と、により構成されている、
ことを特徴とするダイポールアンテナ。
【請求項２】
上記整合部は、上記第２の給電点を始端とし、上記第２の方向に伸びる第１の直線部と、上記第１の直線部の終端を始端とし、上記第１の方向に伸びる第２の直線部と、を含んで構成されている、
ことを特徴とする請求項１に記載のダイポールアンテナ。
【請求項３】
上記整合部の上記第２の直線部と上記第１のエレメントとが並走する区間の長さは、上記第１のエレメントの長さの１／２以上２／３以下である、
ことを特徴とする請求項２に記載のダイポールアンテナ。
【請求項４】
端部に第１の給電点が設けられた第１のエレメントと、
中間部に第２の給電点が設けられ、上記第２の給電点が上記第１の給電点と対向するように配置された第２のエレメントと、を備え、
上記第１のエレメントは、上記第１の給電点から第１の方向に伸びる直線部により構成されており、
上記第２のエレメントは、上記第２の給電点により放射部と整合部とに二分されており、上記整合部の少なくとも一部が上記第１のエレメントと並走しており、
上記放射部は、上記第２の給電点を始端とし、上記第１の方向と直交する第２の方向と反対方向に伸びる直線部により構成されている、
ことを特徴とするダイポールアンテナ。
【請求項５】
上記整合部は、上記第２の給電点を始端とし、上記第２の方向に伸びる第１の直線部と、上記第１の直線部の終端を始端とし、上記第１の方向に伸びる第２の直線部と、を含んで構成されている、
ことを特徴とする請求項４に記載のダイポールアンテナ。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか１項に記載のダイポールアンテナを製造するダイポールアンテナの製造方法において、
上記ダイポールアンテナの特性インピーダンスが給電線路の特性インピーダンスと整合するように、上記第１のエレメントと上記整合部とが並走する区間の長さを設定する工程を含んでいる、
ことを特徴とするダイポールアンテナの製造方法。