(57)【要約】【課題】サイズがコンパクトで、且つ、動作帯域が従来のアンテナより広いアンテナを提供すること。【解決手段】アンテナ（１０）は、第１の放射素子（１１）と、第１の放射素子（１１）よりも電気長が短い第２の放射素子（１２）及び第３の放射素子（１３）であって、第１の放射素子（１１）を挟み込むように配置された第２の放射素子（１２）及び第３の放射素子（１３）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】
第１の放射素子と、
前記第１の放射素子よりも電気長が短い第２の放射素子及び第３の放射素子であって、前記第１の放射素子を挟み込むように配置された第２の放射素子及び第３の放射素子と、を備えている、
ことを特徴とするアンテナ。
【請求項２】
給電線を構成する一方の導体を前記第１の放射素子の一端に接続すると共に、前記給電線を構成する他方の導体を前記第２の放射素子の一端及び前記第３の放射素子の一端の両方に接続するためのコネクタを備えている、
ことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ。
【請求項３】
前記第２の放射素子の前記第１の放射素子に対向する外縁は、前記第２の放射素子の他端を含む区間において、当該他端に近づくに従って前記第１の放射素子から次第に遠ざかる曲線を描き、
前記第３の放射素子の前記第１の放射素子に対向する外縁は、前記第３の放射素子の他端を含む区間において、当該他端に近づくに従って前記第１の放射素子から次第に遠ざかる曲線を描く、
ことを特徴とする請求項２に記載のアンテナ。
【請求項４】
前記第２の放射素子の前記第１の放射素子に対向する側と反対側の外縁は、前記第２の放射素子の前記一端を含む区間において、当該一端に近づくに従って前記第１の放射素子に次第に近づく曲線を描き、
前記第３の放射素子の前記第１の放射素子に対向する側と反対側の外縁は、前記第３の放射素子の前記一端を含む区間において、当該一端に近づくに従って前記第１の放射素子に次第に近づく曲線を描く、
ことを特徴とする請求項２又は３に記載のアンテナ。
【請求項５】
前記第１の放射素子は、頭部と首部とを有する杯型であって、前記首部の前記頭部側と反対側の端辺が前記一端として前記コネクタに接続されており、
前記第２の放射素子及び前記第３の放射素子は、第１の放射素子の首部を挟み込むように配置されている、
ことを特徴とする請求項２〜４の何れか１項に記載のアンテナ。
【請求項６】
前記第１の放射素子の前記一端を含む区間であって、前記首部の幅よりも長い区間において、前記首部と前記第２の放射素子との間隔、及び、前記首部と前記第３の放射素子との間隔は、一定であり、当該間隔は、当該アンテナのインピーダンスが上記給電線の特性インピーダンスと整合するように定められている、
ことを特徴とする請求項５に記載のアンテナ。
【請求項７】
前記頭部の前記首部側と反対側の端辺は、前記首部の中心軸に直交していない、
ことを特徴とする請求項５又は６に記載のアンテナ。
【請求項８】
前記第１の放射素子の一端と前記第２の放射素子の一端とを短絡する第１の短絡部と、
前記第１の放射素子の前記一端と前記第２の放射素子の前記一端とを短絡するとともに、前記第１の放射素子の前記一端と前記第３の放射素子の前記一端とを短絡する第２の短絡部と、を更に備えている、
ことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ。
【請求項９】
（１）前記第１の放射素子の一端に接続された第１の根本部と、（２）前記第２の放射素子の一端に接続された第２の根本部と、（３）前記第３の放射素子の一端に接続された第３の根本部と、（４）前記第２の根本部と前記第３の根本部とを接続するＣ字型導体パターンと、を更に備え、
前記第１の短絡部は、前記第１の根本部、前記第２の根本部、及び、前記第１の根本部と前記第２の根本部とを接続する第１のＵ字型導体パターンにより構成され、
前記第２の短絡部は、前記第１の根本部、前記第２の根本部、前記第３の根本部、前記Ｃ字型導体パターン、及び、前記第１の根本部と前記Ｃ字型導体パターンとを接続する第２のＵ字型導体パターンにより構成されている、
ことを特徴とする請求項８に記載のアンテナ。
【請求項１０】
前記第２の放射素子の電気長と前記第３の放射素子の電気長とは、互いに異なり、
前記第２の放射素子と前記第３の放射素子のうち電気長が長い方の放射素子は、
当該電気長が長い方の放射素子の一端を含む放射素子本体と、
当該放射素子本体の端部であって当該電気長が長い方の放射素子の一端と逆側の端部から、当該電気長が長い方の放射素子の他端に向かって延伸されたサブ放射素子とにより構成されている、
ことを特徴とする請求項９に記載のアンテナ。
【請求項１１】
前記第２の放射素子の前記第１の放射素子に対向する外縁は、前記第２の放射素子の他端を含む区間において、当該他端に近づくに従って前記第１の放射素子から次第に遠ざかる曲線を描き、
前記第３の放射素子の前記第１の放射素子に対向する外縁は、前記第３の放射素子の他端を含む区間において、当該他端に近づくに従って前記第１の放射素子から次第に遠ざかる曲線を描く、
ことを特徴とする請求項９又は１０に記載のアンテナ。
【請求項１２】
前記第２の放射素子の前記第１の放射素子に対向する側と反対側の外縁は、前記第２の放射素子の前記一端を含む区間において、当該一端に近づくに従って前記第１の放射素子に次第に近づく曲線を描き、
前記第３の放射素子の前記第１の放射素子に対向する側と反対側の外縁は、前記第３の放射素子の前記一端を含む区間において、当該一端に近づくに従って前記第１の放射素子に次第に近づく曲線を描く、
ことを特徴とする請求項９〜１１の何れか１項に記載のアンテナ。
【請求項１３】
前記第１の放射素子の前記一端を含む区間であって、前記第１の放射素子の幅よりも長い区間において、前記第１の放射素子と前記第２の放射素子との間隔、及び、前記第１の放射素子と前記第３の放射素子との間隔は、一定であり、当該間隔は、当該アンテナのインピーダンスが給電線の特性インピーダンスと整合するように定められている、
ことを特徴とする請求項９〜１２の何れか１項に記載のアンテナ。
【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。
【背景技術】
【０００２】
近年、スマートフォンなどの携帯端末が普及したことに伴い、移動体（例えば自動車など）に移動通信用（例えばＬＴＥ用）のアンテナが搭載されている。このようなアンテナには、コンパクトなサイズと、広い動作帯域とを両立させることが求められる。
【０００３】
特許文献１には、コンパクトで、且つ、動作帯域の広いダイポールアンテナが記載されている。特許文献１の図１に記載されたダイポールアンテナは、折れ曲がった第１及び第２の放射素子を採用することによって、折れ曲がっていない放射素子を採用したダイポールアンテナと比べてコンパクト化及び広帯域化を実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許５４１６７７３号公報（２０１４年２月１２日発行）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載されたダイポールアンテナは、地上波デジタルテレビ用の周波数帯域（４７０ＭＨｚ以上９００ＭＨｚ以下）をカバーしているものの、その動作帯域は、ＬＴＥ用の周波数帯域である６９８ＭＨｚ以上２６９０ＭＨｚ以下の周波数帯域をカバーできるものではない。
【０００６】
本発明は、上記の課題に鑑みて成されたものであり、サイズがコンパクトで、且つ、動作帯域が従来のアンテナより広いアンテナを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るアンテナは、第１の放射素子と、前記第１の放射素子よりも電気長が短い第２の放射素子及び第３の放射素子であって、前記第１の放射素子を挟み込むように配置された第２の放射素子及び第３の放射素子と、を備えている。
【０００８】
第２の放射素子及び第３の放射素子は、第１の放射素子を挟み込むように配置されている。したがって、本アンテナは、従来のアンテナと同程度にコンパクトである。
【０００９】
第２及び第３の放射素子の電気長は、第１の放射素子の電気長よりも短い。すなわち、本アンテナは、第１の放射素子の電気長に対応する共振点と、第２及び第３の放射素子の電気長に対応する共振点とを有する。本アンテナにおいて、第１の放射素子の電気長と、第２及び第３の放射素子の電気長とを適宜異ならせることによって、所望の周波数帯域を動作帯域にし得る。
【００１０】
更に、本アンテナにおいて、第２及び第３の放射素子の各々は、第１の放射素子を挟み込むように配置されている。この構成によれば、第１の放射素子と第２の放射素子との間に生じる容量の値、及び、第１の放射素子と第３の放射素子との間に生じる容量の値を容易に制御できる。したがって、所望の周波数帯域のうち特定の帯域においてＶＳＷＲが低下すること防止し、ＶＳＷＲの谷間が生じることを防止することができる。したがって、本アンテナは、所望の周波数帯域を動作帯域にすることができる。
【００１１】
以上のように、本アンテナは、サイズがコンパクトで、且つ、動作帯域が従来のアンテナより広いアンテナを提供することができる。
【００１２】
本発明の一態様に係るアンテナは、給電線を構成する一方の導体を前記第１の放射素子の一端に接続すると共に、前記給電線を構成する他方の導体を前記第２の放射素子の一端及び前記第３の放射素子の一端の両方に接続するためのコネクタを備えている、ことが好ましい。
【００１３】
上記の構成によれば、給電線の延伸方向に対して第１の放射素子を沿わせるように配置する場合に、容易に本アンテナと給電線とをコネクタを介して接続することができる。第１の放射素子と、第１の放射素子を挟み込むように配置された第２及び第３の放射素子１２，１３との配置が、給電線の一方の導体と、この一方の導体を取り囲むように配置された他方の導体との配置に一致するためである。
【００１４】
本発明の一態様に係るアンテナにおいて、前記第２の放射素子の前記第１の放射素子に対向する外縁は、前記第２の放射素子の他端を含む区間において、当該他端に近づくに従って前記第１の放射素子から次第に遠ざかる曲線を描き、前記第３の放射素子の前記第１の放射素子に対向する外縁は、前記第３の放射素子の他端を含む区間において、当該他端に近づくに従って前記第１の放射素子から次第に遠ざかる曲線を描く、ことが好ましい。
【００１５】
上記の構成によれば、第２及び第３の放射素子１２，１３がこのように構成されていることによって、動作帯域のうち高周波側の動作帯域に生じ得るＶＳＷＲの谷間（ＶＳＷＲの急激な低下）を抑制することができる。
【００１６】
本発明の一態様に係るアンテナにおいて、前記第２の放射素子の前記第１の放射素子に対向する側と反対側の外縁は、前記第２の放射素子の前記一端を含む区間において、当該一端に近づくに従って前記第１の放射素子に次第に近づく曲線を描き、前記第３の放射素子の前記第１の放射素子に対向する側と反対側の外縁は、前記第３の放射素子の前記一端を含む区間において、当該一端に近づくに従って前記第１の放射素子に次第に近づく曲線を描く、ことが好ましい。
【００１７】
本アンテナは、自動車のルーフなどに代表される導体板の上に配置され得る。このような場合に、第２及び第３の放射素子が上述のように構成されていることによって、第２の放射素子と上記導体板との間に生じる容量、及び、第３の放射素子と上記導体板との間に生じる容量の値を適宜設定することが容易にできる。したがって、上記導体板上に配置したことに伴うＶＳＷＲの低下を抑制し、幅広い動作帯域におけるＶＳＷＲの平坦化を容易にする。
【００１８】
本発明の一態様に係るアンテナにおいて、前記第１の放射素子は、頭部と首部とを有する杯型であって、前記首部の前記頭部側と反対側の端辺が前記一端として前記コネクタに接続されており、前記第２の放射素子及び前記第３の放射素子は、第１の放射素子の首部を挟み込むように配置されている、ことが好ましい。
【００１９】
上記の構成によれば、第１の放射素子を挟み込む第２及び第３の放射素子の各々を、第１の放射素子の首部の両側に形成されたスペースに配置することができる。したがって、第１の放射素子が首部を備えない（例えば長方形の）場合と比較して、本アンテナは、アンテナを設置するために要する領域の幅を狭くすることができる。すなわち、本アンテナは、よりコンパクトなスペースに設置（収容）可能である。
【００２０】
本発明の一態様に係るアンテナにおいて、前記第１の放射素子の前記一端を含む区間であって、前記首部の幅よりも長い区間において、前記首部と前記第２の放射素子との間隔、及び、前記首部と前記第３の放射素子との間隔は、一定であり、当該間隔は、当該アンテナのインピーダンスが給電線の特性インピーダンスと整合するように定められている、ことが好ましい。
【００２１】
上記の構成によれば、本アンテナのインピーダンスと、給電線の特性インピーダンス（例えば５０Ω）とを容易に整合させることができる。したがって、本アンテナは、インピーダンスの不整合に起因する反射を抑制し、高い利得を得ることができる。
【００２２】
本発明の一態様に係るアンテナにおいて、前記頭部の前記首部側と反対側の端辺は、前記首部の中心軸に直交していない、ことが好ましい。
【００２３】
上記の構成によれば、首部の中心軸と他端とが直交しないことによって、首部の中心軸と他端とが直交している場合と比較して、他端の長さをより長く確保することができる。したがって、本アンテナ１０は、首部の中心軸に沿った方向の偏波に対する利得を損なうことなく、首部の中心軸に交わる方向の偏波に対する利得を向上させることができる。
【００２４】
本発明の一態様に係るアンテナは、前記第１の放射素子の一端と前記第２の放射素子の一端とを短絡する第１の短絡部と、前記第１の放射素子の前記一端と前記第２の放射素子の前記一端とを短絡するとともに、前記第１の放射素子の前記一端と前記第３の放射素子の前記一端とを短絡する第２の短絡部と、を更に備えている、ことが好ましい。
【００２５】
上記の構成によれば、第１の短絡部及び第２の短絡部を備えていない場合と比較して、低周波側の利得を向上させることができる。
【００２６】
本発明の一態様に係るアンテナは、（１）前記第１の放射素子の一端に接続された第１の根本部と、（２）前記第２の放射素子の一端に接続された第２の根本部と、（３）前記第３の放射素子の一端に接続された第３の根本部と、（４）前記第２の根本部と前記第３の根本部とを接続するＣ字型導体パターンと、を更に備えている。本アンテナにおいて、前記第１の短絡部は、前記第１の根本部、前記第２の根本部、及び、前記第１の根本部と前記第２の根本部とを接続する第１のＵ字型導体パターンにより構成され、前記第２の短絡部は、前記第１の根本部、前記第２の根本部、前記第３の根本部、前記Ｃ字型導体パターン、及び、前記第１の根本部と前記Ｃ字型導体パターンとを接続する第２のＵ字型導体パターンにより構成されている、ことが好ましい。
【００２７】
上記の構成によれば、アンテナのサイズをいたずらに大きくすることなく、第１の短絡部及び第２の短絡部を構成することができる。
【００２８】
本発明の一態様に係るアンテナにおいて、前記第２の放射素子の電気長と前記第３の放射素子の電気長とは、互いに異なる。前記第２の放射素子と前記第３の放射素子のうち電気長が長い方の放射素子は、当該電気長が長い方の放射素子の一端を含む放射素子本体と、当該放射素子本体の端部であって当該電気長が長い方の放射素子の一端と逆側の端部から、当該電気長が長い方の放射素子の他端に向かって延伸されたサブ放射素子とにより構成されている、ことが好ましい。
【００２９】
上記の構成によれば、本アンテナの第１〜第３の放射素子は、電気長が長い方の放射素子がサブ放射素子を備えていない場合と比較して、より多くの電気長を有する。そのため、幅広い周波数帯域（例えばＬＴＥ用の周波数帯域）をより細分化するように第１〜第３の放射素子の電気長を定めることができる。したがって、本アンテナは、幅広い周波数帯域におけるＶＳＷＲをよりフラット化することができる。
【００３０】
本発明の一態様に係るアンテナにおいて、前記第２の放射素子の前記第１の放射素子に対向する外縁は、前記第２の放射素子の他端を含む区間において、当該他端に近づくに従って前記第１の放射素子から次第に遠ざかる曲線を描き、前記第３の放射素子の前記第１の放射素子に対向する外縁は、前記第３の放射素子の他端を含む区間において、当該他端に近づくに従って前記第１の放射素子から次第に遠ざかる曲線を描く、ことが好ましい。
【００３１】
上記の構成によれば、第２及び第３の放射素子１２，１３がこのように構成されていることによって、動作帯域のうち高周波側の動作帯域に生じ得るＶＳＷＲの谷間（ＶＳＷＲの急激な低下）を抑制することができる。
【００３２】
本発明の一態様に係るアンテナにおいて、前記第２の放射素子の前記第１の放射素子に対向する側と反対側の外縁は、前記第２の放射素子の前記一端を含む区間において、当該一端に近づくに従って前記第１の放射素子に次第に近づく曲線を描き、前記第３の放射素子の前記第１の放射素子に対向する側と反対側の外縁は、前記第３の放射素子の前記一端を含む区間において、当該一端に近づくに従って前記第１の放射素子に次第に近づく曲線を描く、ことが好ましい。
【００３３】
本アンテナは、自動車のルーフなどに代表される導体板の上に配置され得る。このような場合に、第２及び第３の放射素子が上述のように構成されていることによって、第２の放射素子と上記導体板との間に生じる容量、及び、第３の放射素子と上記導体板との間に生じる容量の値を適宜設定することが容易にできる。したがって、上記導体板上に配置したことに伴うＶＳＷＲの低下を抑制し、幅広い動作帯域におけるＶＳＷＲの平坦化を容易にする。
【００３４】
本発明の一態様に係るアンテナにおいて、前記第１の放射素子の前記一端を含む区間であって、前記第１の放射素子の幅よりも長い区間において、前記第１の放射素子と前記第２の放射素子との間隔、及び、前記第１の放射素子と前記第３の放射素子との間隔は、一定であり、当該間隔は、当該アンテナのインピーダンスが上記給電線の特性インピーダンスと整合するように定められている、ことが好ましい。
【００３５】
上記の構成によれば、本アンテナのインピーダンスと、給電線の特性インピーダンス（例えば５０Ω）とを容易に整合させることができる。したがって、本アンテナは、インピーダンスの不整合に起因する反射を抑制し、高い利得を得ることができる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明は、サイズがコンパクトで、且つ、動作帯域が従来のアンテナより広いアンテナを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係るアンテナの平面図である。（ｂ）は、（ａ）に示したアンテナの断面図である。
【図２】本発明の第１の実施例の平面図である。
【図３】図２に示したアンテナの利得及びＶＳＷＲの周波数依存性を示すグラフである。
【図４】（ａ）及び（ｂ）は、第１及び第２の実施例のアンテナにおける利得の方位依存性を示すグラフである。
【図５】本発明の第２の実施形態に係るアンテナの断面斜視図である。
【図６】本発明の第２の実施例が備えている第１〜第３の放射素子の平面図である。
【図７】本発明の各実施例の利得の周波数依存性を示すグラフである。
【図８】本発明の第３の実施形態に係るアンテナの三面図である。
【図９】図８に示したアンテナの拡大平面図である。
【図１０】本発明の第３の実施例が備えている、第１〜第３の放射素子、地板、第２のＵ字型導体パターンの平面図である。
【図１１】図１０に示したアンテナの利得及びＶＳＷＲの周波数依存性を示すグラフである。
【図１２】図８に示したアンテナの第１の参考例の斜視図である。
【図１３】図１２に示したアンテナの利得及びＶＳＷＲの周波数依存性を示すグラフである。
【図１４】図８に示したアンテナの第２の参考例の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
〔第１の実施形態〕
本発明の第１の実施形態に係るアンテナについて、図１を参照して説明する。図１の（ａ）は、本実施形態に係るアンテナ１０の平面図である。図１の（ｂ）は、アンテナ１０の断面図であって、図１の（ａ）に示したＡＡ線に沿った断面を示す。
【００３９】
図１に示すように、アンテナ１０は、第１の放射素子である放射素子１１と、第２の放射素子である放射素子１２と、第３の放射素子である放射素子１３と、誘電体基板１４と、コネクタ１５とを備えている。放射素子１１〜１３の各々は、金属（例えば銅）製の導体箔により構成されており、誘電体基板１４の一方の表面に形成されている。放射素子１２及び放射素子１３は、放射素子１１を挟み込むように配置されている。
【００４０】
放射素子１１は、低周波側の周波数帯域を動作帯域とする放射素子である。放射素子１１の電気長は、第１の共振点である６９８ＭＨｚの電磁波に対応するように定められている。放射素子１１の電気長は、放射素子１１の一端１１ａと他端１１ｂとの距離を、中心軸１１ｅに沿って図った長さに対応する。
【００４１】
放射素子１２，１３の各々は、高周波側の周波数帯域を動作帯域とする放射素子である。放射素子１２の電気長は、第２の共振点である１４２０ＭＨｚの電磁波に対応するように定められている。放射素子１３の電気長は、第３の共振点である２０００ＭＨｚの電磁波に対応するように定められている。したがって、放射素子１２の電気長、及び、放射素子１３の電気長は、放射素子１１の電気長よりも短い。放射素子１２及び１３の各々の電気長は、それぞれ、放射素子１２の外縁１２ｄ及び放射素子１３の外縁１３ｄの長さに対応する。アンテナ１０は、６９８ＭＨｚ以上２６９０ＭＨｚ以下の周波数帯域、いわゆるＬＴＥ用の周波数帯域において用いることを想定している。
【００４２】
なお、中心軸１１ｅ、外縁１２ｄ、及び外縁１３ｄについては、後述する。
【００４３】
放射素子１２，１３は、放射素子１１を挟み込むように配置されている。したがって、アンテナ１０は、従来のアンテナと同程度にコンパクトである。
【００４４】
放射素子１２，１３の各々の電気長は、放射素子１１の電気長よりも短い。すなわち、アンテナ１０は、放射素子１１の電気長に対応する第１の共振点と、第２及び第３の放射素子の各々の電気長にそれぞれ対応する第２及び第３の共振点とを有する。第１の共振点を６９８ＭＨｚに設定し、第２の共振点を１４２０ＭＨｚに設定し、第３の共振点を２０００ＭＨｚに設定することによって、アンテナ１０は、所望の周波数帯域である６９８ＭＨｚ以上２６９０ＭＨｚ以下の周波数帯域を動作帯域にし得る。
【００４５】
更に、アンテナ１０において、放射素子１２，１３の各々は、放射素子１１を挟み込むように配置されている。この構成によれば、放射素子１１と放射素子１２との間に生じる容量の値、及び、放射素子１１と放射素子１３との間に生じる容量の値を容易に制御できる。したがって、アンテナ１０は、所望の周波数帯域のうち特定の帯域においてＶＳＷＲが増大すること防止することができる。したがって、アンテナ１０は、所望の周波数帯域であるＬＴＥ用の周波数帯域の大部分を動作帯域にすることができる。なお、本明細書においては、ＶＳＷＲが２以下となる周波数帯域をそのアンテナの動作帯域と定める。
【００４６】
以上のように、アンテナ１０は、サイズがコンパクトで、且つ、動作帯域が従来のアンテナより広いアンテナを提供することができる。
【００４７】
コネクタ１５は、アンテナ１０と、同軸ケーブル（図１に不図示）とを接続する。同軸ケーブルは、請求の範囲に記載の給電線の一例である。同軸ケーブルは、内側導体、外側導体、及び、内側導体と外側導体とを絶縁する絶縁層と、外側導体の外側を覆う被覆層とにより構成されている。内側導体及び外側導体の各々は、それぞれ、請求の範囲に記載の一方の導体及び他方の導体に対応する。
【００４８】
コネクタ１５は、中心導体、外側導体、及び、中心導体と外側導体とを絶縁する絶縁体により構成されている。コネクタ１５の中心導体は、同軸ケーブルの内側導体を放射素子１１の一端１１ａに電気的に接続する。コネクタ１５の外部導体は、同軸ケーブルの外側導体を放射素子１２の一端１２ａ及び放射素子１３の一端１３ａの両方に電気的に接続する。したがって、放射素子１２及び放射素子１３は、コネクタ１５の外側導体を介して短絡されている。また、放射素子１１は、放射素子１２，１３から絶縁されている。
【００４９】
上記の構成によれば、同軸ケーブルの延伸方向に対して放射素子１１の長手方向を沿わせるように配置する場合に、容易にアンテナ１０と同軸ケーブルとをコネクタ１５を介して接続することができる。放射素子１１と、放射素子１１を挟み込むように配置された放射素子１２，１３との配置が、同軸ケーブルの内側導体と、内側導体を取り囲むように配置された外側導体との配置に対応するためである。
【００５０】
（放射素子１１）
図１の（ａ）に示すように、放射素子１１は、頭部１１ｃと首部１１ｄとを有する杯型に成形された導体箔である。首部１１ｄは、首部１１ｄの端辺であって、頭部１１ｃ側と反対側の端辺から、頭部１１ｃに向かって延伸されている。この端辺は、放射素子１１の一端１１ａでもある。
【００５１】
首部１１ｄの幅Ｗ１１（図１の（ｂ）参照）は、（１）一端１１ａを含む所定の長さを有する区間において一定であり、（２）当該区間と頭部１１ｃとの間では、一端１１ａから他端１１ｂに向かうに従って次第に拡幅される。本実施形態において、放射素子１１の外縁のうち、一端１１ａ及び他端１１ｂを除いた外縁は、滑らかに連続した曲線により構成されている。
【００５２】
首部１１ｄは、一端１１ａである端辺がコネクタ１５に接続されている。また、図１の（ｂ）に示すように、第２の放射素子１２及び第３の放射素子１３は、放射素子１１の首部１１ｄを挟み込むように配置されている。
【００５３】
上記の構成によれば、放射素子１１を挟み込む放射素子１２，１３の各々を、放射素子１１の首部１１ｄの両側に形成されたスペースに配置することができる。したがって、放射素子１１が首部１１ｄ備えない（例えば長方形の）場合と比較して、本アンテナは、アンテナを設置するために要する領域の幅を狭くすることができる。すなわち、アンテナ１０は、よりコンパクトなスペースに設置（収容）可能である。
【００５４】
（放射素子１２，１３）
図１の（ａ）に示すように、放射素子１２の外縁は、（１）一端１２ａである端辺と、（２）放射素子１１に対向する外縁１２ｃと、（３）放射素子１１に対向する側と反対側の外縁１２ｄとによって構成されている。外縁１２ｃは、一端１２ａである端辺の放射素子１１側の端部に連なっており、外縁１２ｄは、当該端辺の放射素子１１側と反対側の端部に連なっている。外縁１２ｃと外縁１２ｄとは、放射素子１２の他端１２ｂによって隔てられている。
【００５５】
同様に、放射素子１３の外縁は、（１）一端１３ａである端辺と、（２）放射素子１１に対向する外縁１３ｃと、（３）放射素子１１に対向する側と反対側の外縁１３ｄとによって構成されている。外縁１３ｃは、一端１３ａである端辺の放射素子１１側の端部に連なっており、外縁１３ｄは、当該端辺の放射素子１１側と反対側の端部に連なっている。外縁１３ｃと外縁１３ｄとは、放射素子１３の他端１３ｂによって隔てられている。
【００５６】
放射素子１２の外縁１２ｃは、他端１２ｂを含む区間において、他端１２ｂに近づくに従って放射素子１１から次第に遠ざかる曲線を描く。
【００５７】
同様に、放射素子１３の外縁１３ｃは、他端１３ｂを含む区間において、他端１３ｂに近づくにしたがって放射素子１１から次第に遠ざかる曲線を描く。
【００５８】
放射素子１２，１３がこのように構成されていることによって、ＬＴＥ用の周波数帯域のうち高周波側の周波数帯域（２０００ＭＨｚ以上２６９０ＭＨｚ以下）に生じ得る利得の谷間（図３に示す実施例においては２０００ＭＨｚ以上２１５０ＭＨｚ以下に存在する利得の急激な落ち込み）を抑制することができる。
【００５９】
（アンテナ１０のインピーダンス）
上述したように、放射素子１１の一端１１ａを含む所定の長さを有する区間において首部１１ｄの幅Ｗ１１は、一定である。すなわち、当該区間における幅Ｗ１１は、一端１１ａにおける幅Ｗ１１と等しい。当該区間の長さは、幅Ｗ１１よりも長い。
【００６０】
この区間において、首部１１ｄと放射素子１２との間隔Ｄ１２、及び、首部１１ｄと放射素子１３との間隔Ｄ１３は、一定である。上述したように放射素子１１は、同軸ケーブルの内側導体に接続されており、放射素子１２，１３は、同軸ケーブルの外側導体に接続されている。したがって、放射素子１１と放射素子１２，１３とは、少なくとも上記所定の長さを有する区間において、コプラナー構造を有する。
【００６１】
アンテナ１０において、間隔Ｄ１２及び間隔Ｄ１３、並びに、間隔Ｄ１２及び間隔Ｄ１３が一定である区間の長さを調整することによって、アンテナ１０のインピーダンスと、同軸ケーブルの特性インピーダンス（例えば５０Ω）とを整合させることができる。したがって、アンテナ１０は、給電点においてインピーダンスの不整合に起因する反射を抑制することができる。
【００６２】
アンテナ１０は、間隔Ｄ１２及び間隔Ｄ１３、並びに、所定の長さを有する区間の長さを調整することによってインピーダンスを調整することができる。したがって、アンテナ１０は、様々な特性インピーダンスを有する同軸ケーブルに対しても、インピーダンス整合が取れた状態で接続可能である。
【００６３】
（首部１１ｄの中心軸１１ｅの傾斜角）
図１に図示した一点鎖線は、首部１１ｄの中心軸１１ｅを示す。頭部１１ｃの首部１１ｄ側と反対側の端辺（すなわち放射素子１１の他端１１ｂ）と、中心軸１１ｅとが直交しないように、放射素子１１は、構成されている。したがって、中心軸１１ｅと他端１１ｂとのなす角θは、鋭角となる。なお、本実施形態において、中心軸１１ｅは、一端１１ａから他端１１ｂに近づくに従って、放射素子１２から離れ、放射素子１３に近づく方向に傾斜されている。しかし、中心軸１１ｅが傾く方向は、一端１１ａから他端１１ｂに近づくに従って、放射素子１３から離れ、放射素子１２に近づく方向であってもよい。
【００６４】
中心軸１１ｅと他端１１ｂとが直交しないことによって、互いに直交している場合と比較して、他端１１ｂの長さをより長く取ることができる。したがって、アンテナ１０の水平偏波に対する利得を向上させることができる。図７を参照して後述するように、中心軸１１ｅの他端１１ｂの法線に対する傾斜角（９０°−θ）は、１０°以上３０°以下であることが好ましい。
【００６５】
また、中心軸１１ｅが他端１１ｂの法線に対して傾いていることによって、特定の方位における水平偏波に対する利得の低下を抑制することができる。
【００６６】
なお、本実施形態では、放射素子１１を同軸ケーブルの内側導体に接続し、放射素子１２，１３を同軸ケーブルの外側導体に接続する構成を採用している。しかし、放射素子１１を同軸ケーブルの外側導体に接続し、放射素子１２，１３を同軸ケーブルの内側導体に接続する構成を採用してもよい。
【００６７】
（導体板上に配置される場合）
アンテナ１０は、自動車のルーフなどに代表される導体板の上に好適に配置することができる。上記導体板の上にアンテナ１０を配置する場合、（１）同軸ケーブルの内部導体に接続された放射素子１１が上記導体板から絶縁されており、且つ、（２）同軸ケーブルの外部導体に接続された放射素子１２，１３が上記導体板に短絡されるように配置されることが好ましい。
【００６８】
このような場合に、放射素子１２の外縁１２ｄは、一端１２ａを含む区間において、一端１２ａに近づくに従って放射素子１１に次第に近づく曲線を描くことが好ましく、且つ、放射素子１３の外縁１３ｄは、一端１３ａを含む区間において、一端１３ａに近づくに従って放射素子１１に次第に近づく曲線を描くことが好ましい（図１参照）。
【００６９】
この構成によれば、放射素子１２と上記導体板との間に生じる容量、及び、放射素子１３と上記導体板との間に生じる容量の値を適宜設定することが容易にできる。したがって、上記導体板上に配置したことに伴うＶＳＷＲの低下を抑制し、幅広い動作帯域におけるＶＳＷＲの平坦化を容易にする。
【００７０】
なお、アンテナ１０は、誘電体基板１４を起立固定することができる導体板（又は導体層）を更に備えていてもよい。この場合、放射素子１２，１３は、何れも上記導体板に短絡されていることが好ましい。また、コネクタの外側導体は、上記導体板と短絡されていることが好ましい。上記導体板の表面であって、コネクタの内側導体に対応する位置には、開口が設けられていることが好ましい。放射素子１１は、この開口を介して、コネクタの内部導体に接続されつつ、放射素子１２，１３及び上記グランド層から絶縁されていることが好ましい。
【００７１】
〔第１の実施例〕
図２は、本発明の第１の実施例である図１に示したアンテナ１０の実施例の平面図である。図２においては、コネクタ１５を省略し図示していない。本実施例のアンテナ１０が備えている放射素子１１，１２，１３の各々は、図２に示したように構成されている。本実施例のアンテナ１０において、中心軸１１ｅと他端１１ｂとのなす角は、７０°である。すなわち、中心軸１１ｅと他端１１ｂの法線とのなす角（以下において中心軸の傾斜角と称する）は、２０°である。また、誘電体基板１４の比誘電率は、４．４である。
【００７２】
本実施例においては、放射素子１１の一端１１ａ及び他端１１ｂが水平面に沿うようにアンテナ１０を配置して放射特性（利得及びＶＳＷＲ）を測定した。すなわち、天頂方向に対して、放射素子１１の中心軸１１ｅが２０°傾くようにアンテナ１０を配置して放射特性を測定した。なお、図３に示した利得は、図４に示した水平面（ｚｘ平面）内の各方位に帯する利得を平均することによって得たものである。同様に、図３に示したＶＳＷＲは、各方位に対するＶＳＷＲを測定したうえで、各方位に対するＶＳＷＲを平均することによって得たものである。
【００７３】
図３は、本実施例のアンテナ１０によって得られた利得とＶＳＷＲとを示すグラフである。図３に示した利得を参照すれば、本実施例のアンテナ１０は、９００ＭＨｚ以上２６９０ＭＨｚ以下の幅広い周波数帯域において、−２ｄＢｉ以下の良好な利得を示すことがわかった。なお、移動体の一例である自動車に搭載するためのＬＴＥ用のアンテナが満たすべき条件の１つとして、ＬＴＥ用の周波数帯域における利得が−６ｄＢｉ以上を満足することが挙げられる。
【００７４】
また、図３に示したＶＳＷＲを参照すれば、７００ＭＨｚ以上１２５０ＭＨｚ以下の周波数帯域、及び、１５００ＭＨｚ以上２６９０ＭＨｚ以下の周波数帯域という幅広い周波数帯域において、本実施例のアンテナ１０は、２以下の良好なＶＳＷＲを示すことが分かった。すなわち、本実施例のアンテナ１０の動作帯域は、７００ＭＨｚ以上１２５０ＭＨｚ以下の周波数帯域、及び、１５００ＭＨｚ以上２６９０ＭＨｚ以下の周波数帯域である。
【００７５】
１２５０ＭＨｚを上回り、１５００ＭＨｚを下回る周波数帯域において、本実施例のアンテナ１０のＶＳＷＲは、２を上回る。しかし、この周波数帯域の大部分は、ＬＴＥ用として運用されていない周波数帯域（不使用帯域と称する）に含まれる。なお、不要帯域は、９６０ＭＨｚを上回り１４２７ＭＨｚを下回る周波数帯域や、１５１０ＭＨｚを上回り１７１０ＭＨｚを下回る周波数帯域など、ＬＴＥ用の周波数帯域のなかに複数存在する。
【００７６】
アンテナ１０では、上述したように放射素子１２，１３の外縁の形状を定めることにより、幅広い周波数帯域を動作帯域にすることができた。また、ＶＳＷＲが２を上回る周波数帯域がわずかに生じる場合であっても、その周波数帯域の大部分を不使用帯域と重畳させることができた。したがって、ＶＳＷＲが２を上回る周波数帯域は、アンテナ１０をＬＴＥ用のアンテナとして用いる場合に問題とならない。このように、アンテナ１０は、ＬＴＥ用のアンテナとして好適に用いることができる。
【００７７】
図４の（ａ）は、本実施例のアンテナ１０によって得られた利得の方位依存性を示すグラフである。図４の（ａ）においては、（１）天頂方向をｙ軸と規定し、（２）放射素子１１，１２，１３の法線に平行な方向であって、誘電体基板１４の表面（放射素子１１，１２，１３が形成されている側の表面）から誘電体基板１４の裏面へ向かう方向をｘ軸正方向と規定し、（３）ｘ軸及びｙ軸に対して直交する方向であって、放射素子１３から放射素子１２へ向かう方向をｚ軸正方向と規定と規定した。また、測定に用いた電磁波の周波数は、９６０ＭＨｚである。
【００７８】
図４の（ａ）において、Ｅθは、水平偏波に対する利得を示し、Ｅφは、垂直偏波に対する利得を示し、Ｅｔｏｔａｌは、全偏波に対する利得を示す。
【００７９】
図４の（ａ）を参照すれば、アンテナ１０は、水平偏波に対する利得よりも垂直偏波に対する利得のほうが高いことが分かる。これは、放射素子１１の中心軸１１ｅが２０°の傾斜角を有するものの、放射素子１１，１２，１３の各々の長手方向が天頂方向に沿うように配置されているためである。
【００８０】
また、図４の（ａ）を参照すれば、水平偏波に対する利得は、垂直偏波に対する利得より小さいものの−１０ｄＢ程度に達していることが分かる。これは、中心軸１１ｅと他端１１ｂとが直交している場合と比較して、他端１１ｂの長さをより長く確保することができていることに起因する。このように、中心軸１１ｅと他端１１ｂとが直交していない構成によれば、水平偏波に対する利得を高めることができる。
【００８１】
中心軸１１ｅと他端１１ｂとが直交している構成については、第２の実施例において後述する（図４の（ｂ）参照）。
【００８２】
〔第２の実施形態〕
本発明の題意の実施形態に係るアンテナについて、図５を参照して説明する。図５の（ａ）は、本実施形態に係るアンテナ５０の平面図である。図５の（ｂ）は、アンテナ５０の断面図であって、図５の（ａ）に示したＡＡ線に沿った断面を示す。
【００８３】
図５に示すように、アンテナ５０は、放射素子５１と、放射素子５２と、放射素子５３と、誘電体基板５４と、コネクタ５５とを備えている。
【００８４】
アンテナ５０は、図１に示したアンテナ１０と比較して、放射素子５１の中心軸５１ｅと、放射素子５１の他端５１ｂとが直交している点が異なる。中心軸５１ｅと他端５１ｂとの成す角θがθ＝９０°（中心軸５１ｅの傾斜角が０°）であることを除いて、アンテナ５０は、アンテナ１０と同様に構成されている。
【００８５】
なお、（１）アンテナ５０が備えている放射素子５１〜５３の各々は、アンテナ１０が備えている放射素子１１〜１３に対応し、（２）アンテナ５０が備えている誘電体基板５４は、アンテナ１０が備えている誘電体基板１４に対応し、（３）アンテナ５０が備えているコネクタ５５は、アンテナ１０が備えているコネクタ１５に対応する。
【００８６】
〔第２の実施例〕
図６は、本発明の第２の実施例である図５に示したアンテナ５０の実施例の平面図である。図６においては、コネクタ５５を省略し、図示していない。本実施例のアンテナ５０が備えている放射素子５１，５２，５３の各々は、図６に示したように構成されている。本実施例のアンテナ５０において、中心軸５１ｅと他端５１ｂとは直行している。すなわち、中心軸５１ｅの傾斜角は、０°である。なお、誘電体基板５４の比誘電率は、誘電体基板１４の比誘電率と同様に、４．４である。
【００８７】
本実施例においては、第１の実施例のアンテナ１０と同様の方法を用いて利得を測定した。すなわち、放射素子５１の中心軸５１ｅの方向が天頂方向と平行になるようにアンテナ５０を配置して利得を測定した。
【００８８】
〔中心軸の傾斜角依存性〕
図４の（ｂ）は、本実施例のアンテナ５０によって得られた利得の方位依存性を示すグラフである。アンテナ５０の利得は、アンテナ１０の利得を測定した場合と同様の方法を用いて測定した。
【００８９】
図４の（ｂ）において、Ｅθは、水平偏波に対する利得を示し、Ｅφは、垂直偏波に対する利得を示し、Ｅｔｏｔａｌは、全偏波に対する利得を示す。
【００９０】
図４の（ｂ）を参照すれば、アンテナ５０は、アンテナ１０と比較して、水平偏波に対する利得が著しく低下していることが分かる。これは、中心軸５１ｅと他端５１ｂとが直交していため、各々が直行していないアンテナ１０と比較して、他端５１ｂの長さが短くなることに起因する。
【００９１】
逆に言えば、アンテナ１０は、中心軸１１ｅが傾斜していることに起因して他端１１ｂの長さをより長く確保することができるため、水平偏波に対する利得を高めることができた。
【００９２】
図７は、第１の実施例のアンテナ１０、第２の実施例のアンテナ５０、及び、アンテナ１０の変形例の各々によって得られた利得を示すグラフである。アンテナ１０の変形例は、図２に示したアンテナ１０において、中心軸１１ｅと他端１１ｂとの成す角θをθ＝８０°、すなわち中心軸１１ｅの傾斜角を１０°とすることによって得られる。なお、図７に示した利得は、水平面（ｚｘ平面）内の各方位に対する利得を測定したうえで、各方位に対する利得を平均することによって得たものである。
【００９３】
図７に示した利得は、図３に示した利得と異なる測定系を用いて測定した。そのため、図７に示したアンテナ１０の利得は、図３に示したアンテナ１０の利得と比較して低下している。とはいえ、図７に示したアンテナ１０、アンテナ５０、及び、アンテナ１０の変形例の各々は、同一条件にて測定している。なお、図７を参照すれば、アンテナ１０、アンテナ５０、及び、アンテナ１０の変形例の各々の利得は、ＬＴＥ用の周波数帯域において何れも−６ｄＢｉ以上の条件を満たしている。したがって、これらのアンテナは、何れも、自動車に対して好適に搭載可能なアンテナである。
【００９４】
図７において、ＶｇａｉｎＡＶＧ０°，ＶｇａｉｎＡＶＧ１０°，ＶｇａｉｎＡＶＧ２０°の各プロットは、それぞれ、第２の実施例のアンテナ５０、第１の実施例のアンテナ１０、及びアンテナ１０の変形例の各々の垂直偏波に対する利得を示す。ＨｇａｉｎＡＶＧ０°，ＨｇａｉｎＡＶＧ１０°，ＨｇａｉｎＡＶＧ２０°の各プロットは、それぞれ、第２の実施例のアンテナ５０、第１の実施例のアンテナ１０、及びアンテナ１０の変形例の各々の水平偏波に対する利得を示す。ＥｔｏｔａｌＧａｉｎＡＶＧ０°，ＥｔｏｔａｌＧａｉｎＡＶＧ１０°，ＥｔｏｔａｌＧａｉｎＡＶＧ２０°の各プロットは、それぞれ、第２の実施例のアンテナ５０、第１の実施例のアンテナ１０、及びアンテナ１０の変形例の各々の全偏波に対する利得を示す。
【００９５】
図７に示した水平偏波に対する利得を参照すれば、中心軸５１ｅの傾斜角が０°であるアンテナ５０の利得は、中心軸１１ｅの傾斜角が２０°であるアンテナ１０及び中心軸１１ｅの傾斜角が１０°であるアンテナ１０の変形例に比べて、著しく低いことが分かった。換言すれば、放射素子１１の中心軸１１ｅを０°から１０°及び２０°と傾けることによって水平受信面が拡大して水平利得が改善できる。しかし、主偏波は垂直偏波である事から必要以上に傾けると垂直偏波に対する利得が低下する。本発明の一実施形態に係るアンテナにおいて、垂直偏波に対する利得が有意に低下するのは、傾斜角が３０°を上回る場合である。
【００９６】
以上のことから、水平偏波に対する利得を高めるために、中心軸１１ｅの傾斜角は、０°より大きく３０°以下であることが好ましく、１０°以上３０°以下であることがより好ましい。
【００９７】
〔第３の実施形態〕
本発明の第３の実施形態に係るアンテナについて、図８〜図９を参照して説明する。図８は、本実施形態に係るアンテナ６０の三面図である。より具体的には、図８の左上の図は、アンテナ６０の平面図であり、図８の右上の図は、アンテナ６０の右側面図であり、図８の左下の図は、アンテナ６０の正面図である。図９は、アンテナ６０の平面図を拡大した拡大平面図である。なお、図９では、アンテナ６０が備えている第１〜第３の放射素子６１〜６３、誘電体基板６４、及び、同軸ケーブル６９の図示を省略している。
【００９８】
図８に示すように、アンテナ６０は、第１の放射素子である放射素子６１と、第２の放射素子である放射素子６２と、第３の放射素子である放射素子６３と、誘電体基板６４と、地板６５と、誘電体基板６６と、Ｕ字型導体パターン６７と、誘電体基板６８と、同軸ケーブル６９とを備えている。
【００９９】
（放射素子６１，６２，６３）
放射素子６１〜６３の各々は、それぞれ、図１に図示したアンテナ１０が備えている放射素子１１〜１３に対応する。したがって、放射素子６１〜６３の各々は、金属（例えば銅）製の導体箔により構成されており、誘電体基板６４の一方の表面に形成されている。放射素子６２及び放射素子６３は、放射素子６１を挟み込むように配置されている。
【０１００】
放射素子６１は、低周波側の周波数帯域を動作帯域とする放射素子である。放射素子６１の電気長は、第１の共振点である６９８ＭＨｚの電磁波に対応するように定められている。放射素子１６の電気長は、放射素子１６の一端６１ａと他端６１ｂとの距離に対応する。本実施形態において放射素子１６の形状は、長方形である（図８の右側面図）。したがって、放射素子１６の電気長は、放射素子１６の長辺の長さと等しい。
【０１０１】
放射素子６２，６３の各々は、高周波側の周波数帯域を動作帯域とする放射素子である。
【０１０２】
放射素子６３は、第２の共振点である１４２０ＭＨｚを含む１４２０ＭＨｚ以上１９００ＭＨｚ未満の周波数帯域の電磁波に対応するように設計されている。具体的には、放射素子６３は、放射素子本体６３ｅとサブ放射素子６３ｆとによって構成されている。放射素子本体６３ｅは、放射素子６３の一端６３ａを含む。サブ放射素子６３ｆは、放射素子本体６３ｅの端部であって一端６３ａと逆側の端部から、放射素子６３の他端６３ｂに向かって延伸されている。
【０１０３】
このように構成された放射素子６３において、外縁６３ｄの電気長（外縁６３ｄに沿って一端６３ａから他端６３ｂまで測った場合の長さに対応する電気長）は、１４２０ＭＨｚの電磁波に対応するように定められている。一方、外縁６３ｃの電気長（外縁６３ｃに沿って一端６３ａから放射素子本体６３ｅの端部まで測った場合の長さに対応する電気長）は、１８００ＭＨｚの電磁波に対応するように定められている。なお、本実施形態においては、外縁６３ｃの電気長及び外縁６３ｄの電気長のうち短い方、すなわち、外縁６３ｃの電気長を放射素子６３の電気長とする。
【０１０４】
放射素子６２は、第３の共振点である２０００ＭＨｚを含む１９００ＭＨｚ以上２７００ＭＨｚ以下の周波数帯域の電磁波に対応するように設計されている。具体的には、外縁６２ｃ及び外縁６２ｄの電気長は、２０００ＭＨｚの電磁波に対応するように定められている。外縁６３ｃの電気長及び外縁６３ｄの電気長が異なる場合には、外縁６３ｃの電気長及び外縁６３ｄのうち長い方を放射素子６２の電気長とする。
【０１０５】
以上のように、アンテナ６０において、放射素子６２の電気長、及び、放射素子６３の電気長は、放射素子６１の電気長よりも短い。また、放射素子６３の電気長は、放射素子６２の電気長よりも短い。
【０１０６】
また、アンテナ１０が備えている放射素子１２，１３と比較した場合、放射素子６２，６３は、それぞれの電気長が明確に異なるように設計されている。この構成によれば、ＬＴＥ用の周波数帯域をより細分化するように放射素子６２，６３の電気長が定められている。したがって、アンテナ６０は、ＬＴＥ用の周波数帯域におけるＶＳＷＲをよりフラット化することができる。
【０１０７】
放射素子６２，６３は、放射素子６１を挟み込むように配置されている。したがって、アンテナ６０は、従来のアンテナと同程度にコンパクトである。
【０１０８】
また、この構成によれば、放射素子６１と放射素子６２との間に生じる容量の値、及び、放射素子６１と放射素子６３との間に生じる容量の値を容易に制御できる。したがって、アンテナ６０は、アンテナ１０と同様に、所望の周波数帯域のうち特定の帯域においてＶＳＷＲが増大すること防止することができる。したがって、アンテナ６０は、所望の周波数帯域であるＬＴＥ用の周波数帯域の大部分を動作帯域にすることができる。なお、本明細書においては、ＶＳＷＲが２以下となる周波数帯域をそのアンテナの動作帯域と定める。
【０１０９】
以上のように、アンテナ６０は、サイズがコンパクトで、且つ、動作帯域が従来のアンテナより広いアンテナを提供することができる。
【０１１０】
なお、アンテナ１０において、同軸ケーブルは、コネクタ１５を介して第１〜第３の放射素子１１〜１３に接続されていた。それに対して、アンテナ６０において、同軸ケーブル６９は、コネクタを介さずに第１の放射素子６１，第３の放射素子６３に接続されている。具体的には、同軸ケーブル６９の内側導体は、第１の放射素子６１の一端６１ａに接続（本実施形態では半田付け）されており、同軸ケーブル６９の外側導体は、第３の放射素子６３の一端６３ａに接続（本実施形態では半田付け）されている。しかし、アンテナ６０は、アンテナ１０と同様に同軸ケーブルと放射素子６１，６３とを接続するコネクタを備えていてもよい。
【０１１１】
（地板６５）
アンテナ６０は、地板６５を更に備えている（図８及び図９参照）。地板６５は、金属（例えば銅）製の導体箔により構成されており、誘電体基板６６の一方の表面に形成されている。地板６５及び誘電体基板６６は、第１〜第３の放射素子６１〜６３及び誘電体基板６４と交わるように（本実施形態においては直交するように）配置されている。換言すれば、第１〜第３の放射素子６１〜６３及び誘電体基板６４は、地板６５及び誘電体基板６６の表面に起立するように固定されている。
【０１１２】
図９に示すように、地板６５は、第１の根本部である根本部６５ｄ、第２の根本部である根本部６５ａ、第３の根本部である根本部６５ｂ、Ｃ字型導体パターン６５ｃ、第１のＵ字型導体パターンであるＵ字型導体パターン６５ｅ、及び、第１〜第３の矩形導体パターンである矩形導体パターン６５ｆ〜６５ｈにより構成されている。
【０１１３】
根本部６５ｄは、放射素子６１の一端６１ａに対して接続（本実施形態においては半田付け）されている。根本部６５ａは、放射素子６２の一端６２ａに対して接続（本実施形態においては半田付け）されている。根本部６５ｂは、放射素子６３の一端６３ａに対して接続（本実施形態においては半田付け）されている。
【０１１４】
Ｕ字型導体パターン６５ｅは、Ｕ字型に折り曲げられた帯状導体によって構成されている。Ｕ字型導体パターン６５ｅの一方の端部である端部６５ｅ１は、根本部６５ｄに連なっており、Ｕ字型導体パターン６５ｅの他方の端部である端部６５ｅ２は、根本部６５ａに連なっている。したがって、放射素子６１の一端６１ａと放射素子６２の一端６２ａとは、第１の短絡部を構成する根本部６５ｄ、根本部６５ａ、及びＵ字型導体パターン６５ｅを介して短絡されている。
【０１１５】
Ｃ字型導体パターン６５ｃは、Ｃ字型に折り曲げられた帯状導体によって構成されている。Ｃ字型導体パターン６５ｃの一方の端部は、根本部６５ａに連なっており、Ｃ字型導体パターン６５ｃの他方の端部は、根本部６５ｂに連なっている。すあわち、Ｃ字型導体パターン６５ｃは、根本部６５ａと根本部６５ｂとを導通させる導体パターンである。したがって、放射素子６２の一端６２ａと、放射素子６３の一端６３ａとは、根本部６５ａ、根本部６５ｂ、及びＣ字型導体パターン６５ｃを介して短絡されている。
【０１１６】
矩形導体パターン６５ｆは、図９に示したＣ字型導体パターン６５ｃの左上の端部に連なる長方形の導体パターンであって、根本部６５ｄから遠ざかる方向に延設されている。
【０１１７】
矩形導体パターン６５ｇは、図９に示したＣ字型導体パターン６５ｃの左上の端部に連なる長方形の導体パターンであって、矩形導体パターン６５ｆに直交方向に延設されている。矩形導体パターン６５ｇとＵ字型導体パターン６５ｅとの間隔は、１０ｍｍ以上であることが好ましい。この構成によれば、Ｕ字型導体パターン６５ｅから放射される電磁波の利得を高めることができる。
【０１１８】
矩形導体パターン６５ｈは、図９に示したＣ字型導体パターン６５ｃの右下の端部に連なる長方形の導体パターンであって、根本部６５ｄから遠ざかる方向に延設されている。
【０１１９】
（第２の短絡部）
図９に示したＵ字型導体パターン６７は、第２のＵ字型導体パターンである。Ｕ字型導体パターン６７は、金属（例えば銅）製の導体箔により構成されており、誘電体基板６８の一方の表面に形成されている。Ｕ字型導体パターン６７及び誘電体基板６８は、誘電体基板６４と交わるように（本実施形態においては直交するように）、且つ、誘電体基板６６と交わるように（本実施形態においては直交するように）配置されている。換言すれば、Ｕ字型導体パターン６７及び誘電体基板６８は、地板６５及び誘電体基板６６の表面に起立するように、且つ、放射素子６１〜６３が形成されている誘電体基板６４の一方の表面に直交するように固定されている。
【０１２０】
Ｕ字型導体パターン６７は、Ｕ字型に折り曲げられた帯状導体によって構成されている。Ｕ字型導体パターン６７の一方の端部である端部６７１は、根本部６５ｄに接続（本実施形態においては半田付け）されており、Ｕ字型導体パターン６７の他方の端部である端部６７２は、Ｃ字型導体パターン６５ｃに接続（本実施形態においては半田付け）されている。したがって、（１）放射素子６１の一端６１ａと放射素子６２の一端６２ａとは、根本部６５ｄ、根本部６５ａ、及びＣ字型導体パターン６５ｃを介して短絡されており、（２）放射素子６１の一端６１ａと放射素子６３の一端６３ａとは、根本部６５ｄ、根本部６５ｂ、及びＣ字型導体パターン６５ｃを介して短絡されている。本実施形態において、根本部６５ｄ、根本部６５ａ、根本部６５ｂ、及びＣ字型導体パターン６５ｃは、第２の短絡部を構成する。
【０１２１】
なお、本発明の発明者らは、第２の短絡部を構成するＵ字型導体パターンが誘電体基板６４に沿い、且つ、誘電体基板６６と交わるように配置されている場合、アンテナの利得及びＶＳＷＲの周波数依存性が悪化することを確認した。
【０１２２】
（アンテナ６０の効果）
上述のように、アンテナ６０は、第１の短絡部及び第２の短絡部を備えており、これらの第１の短絡部及び第２の短絡部の各々は、放射素子として機能する。この構成によれば、アンテナ６０は、アンテナ１０と比較して、６９８ＭＨｚ以上９００ＭＨｚ以下の周波数帯域における利得を向上させることができる。
【０１２３】
また、第１の短絡部は、その一部が完全には閉じていないものの環状構造を有する。したがって、第１の短絡部は、放射素子６１の中心軸に交わる方向の偏波に対する利得を向上させることができる。すなわち、アンテナ６０は、第１の短絡部を備えていることによって、首部の中心軸に沿った方向の偏波に対する利得を損なうことなく、首部の中心軸に交わる方向の偏波に対する利得を向上させることができる。
【０１２４】
アンテナ６０において、放射素子６２の外縁６２ｄは、放射素子６２の一端６２ａを含む区間において、一端６２ａに近づくに従って放射素子６１に次第に近づく曲線を描き、放射素子６３の外縁６３ｄは、放射素子６３の一端６３ａを含む区間において、一端６３ａに近づくに従って放射素子６１に次第に近づく曲線を描く、ことが好ましい。
【０１２５】
また、アンテナ６０において、放射素子６１の一端６１ａを含む区間であって、放射素子６１の幅よりも長い区間において、放射素子６１と放射素子６２との間隔、及び、放射素子６１と放射素子６３との間隔は、一定であり、当該間隔は、アンテナ６０のインピーダンスが同軸ケーブル６９の特性インピーダンスと整合するように定められている、ことが好ましい。
【０１２６】
これらの構成によれば、アンテナ６０は、アンテナ１０と同様の効果を奏する。
【０１２７】
（アンテナ６０のインピーダンス）
アンテナ６０は、図１に示したアンテナ１０の場合と同様に、放射素子６１と放射素子６２との間隔、及び、放射素子６１と放射素子６３との間隔、並びに、所定の長さを有する区間の長さを調整することによってインピーダンスを調整することができる。アンテナ６０は、上記のインピーダンス調整に加えて、以下の方法を用いてインピーダンス調整を実施することができる。
【０１２８】
図９に示すように、根本部６５ｄは、矩形導体パターン６５ｄ１及び矩形導体パターン６５ｄ２により構成されている。矩形導体パターン６５ｄ２のサイズ及び根本部６５ａのサイズを変化させることによって、（１）根本部６５ｄと根本部６５ａとの間隔、及び、（２）互いに対向する部分の長さを変化させることができる。また、矩形導体パターン６５ｄ１のサイズ及び根本部６５ｂのサイズを変化させることによって、（１）根本部６５ｄと根本部６５ｂとの間隔、及び、（２）互いに対向する部分の長さを変化させることができる。
【０１２９】
換言すれば、アンテナ６０は、矩形導体パターン６５ｄ２のサイズ及び根本部６５ａのサイズを調整すること、及び、矩形導体パターン６５ｄ１のサイズ及び根本部６５ｂのサイズを調整することによって、アンテナ６０のインピーダンスが所望の値になるように調整することができる。したがって、アンテナ６０は、自身のインピーダンスと、同軸ケーブル６９の特性インピーダンス（例えば５０Ω）とを容易に整合させることができる。したがって、アンテナ６０は、給電点においてインピーダンスの不整合に起因する反射を容易に抑制することができる。
【０１３０】
（第３の実施例）
本発明の第３の実施例について図１０〜図１１を参照して説明する。本実施例は、図８〜図９に示したアンテナ６０の実施例である。図１０は、本実施例のアンテナ６０が備えている放射素子６１，６２，６３、地板６５、及び、Ｕ字型導体パターン６７の平面図である。図１１は、本実施例のアンテナ６０の利得及びＶＳＷＲの周波数依存性を示すグラフである。
【０１３１】
本実施例のアンテナ６０が備えている放射素子６１，６２，６３、地板６５、及び、Ｕ字型導体パターン６７の各々は、図１０に示したように構成されている。なお、誘電体基板６４，６６，６８の比誘電率は、誘電体基板１４の比誘電率と同様にいずれも４．４である。
【０１３２】
本実施例においては、第１の実施例のアンテナ１０と同様の方法を用いて利得を測定した。すなわち、放射素子６１の中心軸の方向が天頂方向と平行になるようにアンテナ６０を配置して利得を測定した。
【０１３３】
図１１に示した利得を参照すれば、図３に示したアンテナ１０の利得と比較して、アンテナ６０は、６９８ＭＨｚ以上９００ＭＨｚ以下の周波数帯域における利得を−２ｄＢｉ以上に向上させることができることが分かった。
【０１３４】
〔第１の参考例〕
本発明の第１の参考例について図１２〜図１３を参照して説明する。図１２は、本参考例のアンテナ６０Ａの斜視図である。図１３は、本参考例のアンテナ６０Ａの利得及びＶＳＷＲの周波数依存性を示すグラフである。
【０１３５】
本参考例のアンテナ６０Ａは、図８〜図９に示したアンテナ６０が備えているＵ字型導体パターン６７及び誘電体基板６８を省略することによって得られる（図１２参照）。すなわち、アンテナ６０Ａは、第１の短絡部のみを備えており、第２の短絡部を備えていない。この点を除いて、本参考例のアンテナ６０Ａは、第３の実施例であるアンテナ６０と同様に構成されている。
【０１３６】
図１３に示した利得を参照すれば、図３に示したアンテナ１０の利得と比較して、アンテナ６０Ａは、６９８ＭＨｚ以上９００ＭＨｚ以下の周波数帯域における利得をわずかに向上させることができるが、その向上の度合いは、第３の実施例のアンテナ６０ほどではないことが分かった。
【０１３７】
とはいえ、アンテナ６０Ａの構成を採用した場合であっても、サイズがコンパクトで、且つ、動作帯域が従来のアンテナより広いアンテナを提供可能であることが分かった。
【０１３８】
〔第２の参考例〕
本発明の第２の参考例について、図１４を参照して説明する。図１４は、本参考例のアンテナ６０Ｂの斜視図である。
【０１３９】
本参考例のアンテナ６０Ｂは、図８〜図９に示したアンテナ６０が備えている地板６５を地板１６５に変更することによって得られる。地板１６５は、地板６５の構成からＵ字型導体パターン６５ｅを省略することによって得られる（図１４参照）。すなわち、アンテナ６０Ｂは、第２の短絡部のみを備えており、第１の短絡部を備えていない。この点を除いて、本参考例のアンテナ６０Ｂは、第３の実施例であるアンテナ６０と同様に構成されている。
【０１４０】
アンテナ６０Ｂの利得を測定した。その結果、図３に示したアンテナ１０の利得と比較して、アンテナ６０Ｂは、６９８ＭＨｚ以上９００ＭＨｚ以下の周波数帯域における利得をわずかに向上させることができるが、その向上の度合いは、第３の実施例のアンテナ６０ほどではないことが分かった。
【０１４１】
とはいえ、アンテナ６０Ａの構成を採用した場合であっても、サイズがコンパクトで、且つ、動作帯域が従来のアンテナより広いアンテナを提供可能であることが分かった。
【０１４２】
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。
【符号の説明】
【０１４３】
１０  アンテナ
１１，１２，１３  放射素子（第１〜第３の放射素子）
１１ａ，１２ａ，１３ａ  一端
１１ｂ，１２ｂ，１３ｂ  他端
１１ｃ  頭部
１１ｄ  首部
１１ｅ  中心軸
１２ｃ，１３ｃ  外縁（第１の放射素子に対向する外縁）
１２ｄ，１３ｄ  外縁（第１の放射素子に対向する側と反対側の外縁）
１４  誘電体基板
１５  コネクタ
６０，６０Ａ，６０Ｂ  アンテナ
６１〜６３  放射素子（第１〜第３の放射素子）
６１ａ，６２ａ，６３ａ  一端
６１ｂ，６２ｂ，６３ｂ  他端
６２ｃ，６３ｃ  外縁（第１の放射素子に対向する外縁）
６２ｄ，６３ｄ  外縁（第１の放射素子に対向する側と反対側の外縁）
６３ｅ  放射素子本体
６３ｆ  サブ放射素子
６４  誘電体基板（第１の誘電体基板）
６５，１６５  地板
６５ａ  根本部（第２の根本部、第１の短絡部の一部）
６５ｂ  根本部（第３の根本部）
６５ｃ  Ｃ字型導体パターン（第１の短絡部の一部）
６５ｄ  根本部（第１の根本部、第１，第２の短絡部の一部）
６５ｅ  Ｕ字型導体パターン（第１のＵ字型導体パターン、第１の短絡部の一部）
６５ｅ１，６５ｅ２  端部
６５ｆ〜６５ｈ  第１〜第３の矩形導体パターン
６６  誘電体基板（第２の誘電体基板）
６７  Ｕ字型導体パターン（第２のＵ字型導体パターン、第２の短絡部の一部）
６７１，６７２  端部
６８  誘電体基板（第３の誘電体基板）
【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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