(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電波を放射又は入射するアンテナ装置において、
給電又は受電し、電波を放射又は入射するダイポールアンテナと、
前記ダイポールアンテナに対して、電磁気的に結合し、全体としての動作モードが左手系である梯子形で、給電又は受電されない補助線路であって、共振状態において、前記ダイポールアンテナに、自己の共振電流の向きと逆向きの誘導電流を誘導させ、前記ダイポールアンテナの周波数特性に阻止帯域を形成する補助線路と
を有することを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
前記補助線路は、前記ダイポールアンテナに対して平行に配設され、平行な複数の金属配線を有し、同一または類似の複数の単位回路を前記金属配線の方向に従続接続した梯子形の線路であり、
前記単位回路は、複数の前記金属配線の各々を、少なくとも１つのインダクタを用いて接続する連絡部と、複数の前記金属配線の内の少なくとも何れか１本の金属配線上に挿入された少なくとも一つのキャパシタを有した回路である
ことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項３】
前記補助線路を構成する複数の前記単位回路のうち、一部の単位回路は、右手系回路であることを特徴とする請求項２に記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記ダイポールアンテナ、前記金属配線、前記インダクタ、前記キャパシタは、誘電体基板上に形成された薄膜線路のパターンによって、構成されていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のアンテナ装置。
【請求項５】
前記ダイポールアンテナは、第１誘電体基板上に形成されたマイクロストリップ線路で構成され、前記補助線路は、第２誘電体基板上に形成されたコプレーナ線路で構成され、前記第１誘電体基板と前記第２誘電体基板とを、基板の厚さ方向に、平行に配設したことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載のアンテナ装置。
【請求項６】
前記ダイポールアンテナ及び前記補助線路は、直線線状に構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載のアンテナ装置。
【請求項７】
前記ダイポールアンテナ及び前記補助線路は、ループ状に構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載のアンテナ装置。
【請求項８】
前記ダイポールアンテナは、右手系の梯子形から成る線路であることを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れか１項に記載のアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動作帯域の遮断周波数における遮断特性を急峻とすることで、電波干渉を防止するようにしたアンテナ装置に関する。
本発明は、無線通信アンテナシステムが他のシステムに与える干渉を軽減することに大いに有用なものである。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１、２、３、４に開示されているように、給電されるダイポールアンテナと、無給電のアンテナとを結合させたアンテナが知られている。これらのアンテナの原理は、図１１に示すものである。図１１の（ａ）に示すように、給電されたダイポールアンテナ素子７１に、長さの異なる無給電素子７２を近接させることにより、アンテナの利用可能帯域幅を広くする技術が知られている。この構成においては、給電されたダイポールアンテナ素子７１に無給電素子７２を近接させることにより、無給電素子７２にも電磁エネルギーを伝達し、無給電素子７２に長さの少し異なる波長を励振させることで、アンテナ全体としては、広い周波数帯域に動作させることが可能となる。
【０００３】
また、図１１の（ｂ）に示すように、誘電体基板７３の裏面にアース導体７５が形成され、表面に給電される信号線路７４が形成されたマイクロストリップアンテナ素子７６と、同様に、誘電体基板７８の裏面にアース導体８０が形成されて、表面に給電されない信号導体７９が形成された素子８１とを、平行に設けたものも知られている。
【０００４】
また、左手系の梯子形線路を用いて、小型化を実現したアンテナとして、下記特許文献５に記載の技術が知られている。
【特許文献１】特開２００８−１０９２１４号
【特許文献２】特開２００５−１９２１７２号
【特許文献３】特開２００５−９４４９９号
【特許文献４】特開２００８−６６８７４号
【特許文献５】特開２００６−２９５８７３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一方、周波数は限られた資源であり、周波数帯域を効率良く利用する必要があることから、無線通信システムでは、空き周波数帯域を設けることなく、それぞれの隣接する周波数帯域が使用されている。通常の無線通信では、図１２の（ａ）に示すように必要な情報量を伝送するためには、ある周波数帯域幅をもった信号を伝送する必要がある。そのため、隣接する周波数帯域を用いたそれぞれのシステムでは、互いのスペクトラムが重なり干渉の影響がでる。これにより、通信品質が劣化する。場合によっては、通信ができなくなってしまうこともある。
【０００６】
これを解決する手段として、通常は、図１２の（ｂ）に示すように、受信アンテナの後段や、送信アンテナの前段に、波長選択性フィルタを挿入し、干渉の影響を小さくしている。しかしながら、近接している使用帯域の周波数が近い場合、急峻な特性を有するフィルタや干渉を抑圧する能力、すなわちアイソレーション特性に優れるフィルタを製作することが難しい。また、フィルタの通過帯域での損失が大きくなり、通信品質の劣化につながることから、フィルタを入れるだけでは、図１２の（ｃ）に示すように、必ずしも十分な帯域分離特性が得られていない。
【０００７】
この他、図１２の（ｄ）に示すようにアンテナ自体にフィルタ機能を持たせるように設計し、フィルタとあわせて大きなアイソレーションを実現することも考えられる。しかしながら、従来のアンテナでは、Ｑ値はフィルタに比べると小さいため、急峻な特性を実現できなかった。また、仮に、Ｑ値を大きくできたとしても、アンテナの帯域幅も狭くなるため、アンテナとしての動作周波数範囲が狭くなり、通信システムに対応できなくなってしまう問題もあるため、この手法は、従来、利用できなかった。
【０００８】
また、特許文献３、４の方法は、放射アンテナの形状や配置を工夫することにより、阻止帯域を制御するものである。このため、周波数の阻止特性がアンテナの形状や配置により固定されるという問題があり、しかも、右手系導体の形状や配置を工夫するだけであるので、阻止特性が急峻にはならないという問題がある。
このように、従来技術では、広い帯域の良好なアンテナ特性を得て、しかも、近接するシステム間の電波干渉を抑圧することは不可能であった。
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、従来の広い帯域特性を有するアンテナにおいて、隣接周波数帯域に対して、干渉を与えることと、干渉を受けることを抑制するようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の発明は、電波を放射又は入射するアンテナ装置において、給電又は受電し、電波を放射又は入射するダイポールアンテナと、ダイポールアンテナに対して、電磁気的に結合し、全体としての動作モードが左手系である梯子形で、給電又は受電されない補助線路であって、共振状態において、ダイポールアンテナに、自己の共振電流の向きと逆向きの誘導電流を誘導させ、ダイポールアンテナの周波数特性に阻止帯域を形成する補助線路ととを有することを特徴とするアンテナ装置である。
【００１０】
また、上記発明において、補助線路は、ダイポールアンテナに対して平行に配設され、平行な複数の金属配線を有し、同一または類似の複数の単位回路を金属配線の方向に従続接続した梯子形の線路であり、単位回路は、複数の金属配線の各々を、少なくとも１つのインダクタを用いて接続する連絡部と、複数の金属配線の内の少なくとも何れか１本の金属配線上に挿入された少なくとも一つのキャパシタを有した回路であることが望ましい。
【００１１】
補助線路が、例えば、第１金属配線と第２金属配線の２本の配線で構成される場合に、単位回路は、第１金属配線又は第２金属配線に少なくとも１つのキャパシタが挿入され、第１金属配線と第２金属配線とを接続する連絡部、すなわち、線間に、少なくとも１つのインダクタが挿入された回路で構成される。補助線路における単位回路は、全てが同一回路である必要はない。例えば、第１金属配線にキャパシタが挿入される単位回路と、第２金属配線にキャパシタが挿入される単位回路と、両金属配線にキャパシタが挿入される単位回路との３種の単位回路のうち、２種、又は３種が混在していても良い。また、コンデンサに直列又は並列にインダクタが接続されていても良い。また、線間に挿入されたインダクタに並列又は直列にキャパシタが挿入されていても良い。また、基本回路は、キャパシタとインダクタとを回路要素として、Ｌ型、Ｔ型、π型、対称格子回路、非対称格子回路などの任意の回路で構成しても良い。補助線路の端部の単位回路と、他の単位回路とは、異なっていても良い。補助線路の端部は、短絡されていても、開放されていても良い。また、全ての単位回路又は多くの単位回路は、左手系動作が可能なように構成され、補助線路全体として、左手系で動作可能に構成される。
【００１２】
また、複数の金属配線が、合計ｍ本あった場合には、単位回路は、それぞれ、ｍ−１個の連絡部が必要となり、それらの各連絡部毎にそれぞれ、少なくとも１つのインダクタが配設される。また、金属配線自身に伴う浮遊インダクタンスや、それらの金属配線間の浮遊キャパシタンスも、単位回路を構成する回路要素に成り得る。単位回路の構成は、要するに、等価回路で表した場合に、上記のキャパシタ、インダクタから成るＬ型、Ｔ型、π型、対称格子回路、非対称格子回路などなどの回路で構成されていれば良い。また、全ての基本回路が、左手系動作をするように構成されている必要がなく、補助線路を構成する一部の基本回路は、右手系動作をするように構成されていても良い。その場合に、補助線路を全体として見た場合に、左手系動作をすれば良い。また、給電する又は給電しないとは、放射アンテナにおいて、電波を放射するための電力を供給する又は供給しないことを意味する。また、受電する又は受電しないとは、受信アンテナにおいて、入射電波により誘導された電流を取り出し、又は、取り出さないことを意味する。したがって、本発明では、ダイポールアンテナには、給電又は受電端子があり、補助線路には、それらがない。
【００１３】
本発明において、ダイポールアンテナ及び補助線路は、直線状、曲線状、ループ状（矩形ループ、楕円ループ、曲線ループなど）に構成することができる。ダイポールアンテナ及び補助線路は、電磁気的に結合していることが必要であり、通常は、両者は、平行に配列されることが望ましい。ダイポールアンテナ及び補助線路は、直線状、曲線状に構成した場合に、長さが等しい必要はないし、ループ状に構成した場合にループ長が等しい必要はない。補助線路は、ダイポールアンテナに対して、線路長が長くても、短くても、等しくても良い。また、同一平面上において、ダイポールアンテナと、補助線路両者とが平行に配置されていても、上下方向に、重ねて、平行に配置されていても良い。また、補助線路は、ダイポールアンテナに対して、両側（ダイポールアンテナの配設される面上の両側又はその面に垂直な方向における両側）に、複数配設されていても良い。
【００１４】
本発明において、ダイポールアンテナは、単純な単一線路から構成されていても良いし、右手系の梯子形から成る線路で構成しても良い。この場合には、基本回路は、金属配線にインダクタが挿入され、線間にキャパシタが挿入される回路が基本となる。また、金属配線に挿入されたインダクタと線間に挿入されたキャパシタとを構成要素とするＬ型、Ｔ型、π型、対称格子回路、非対称格子回路などの回路とすることができる。この場合も、左手系の単位回路が、一部、含まれていても良いが、ダイポールアンテナ全体として右手系動作をするように単位回路は構成される。
【００１５】
本発明において、補助線路を構成する複数の単位回路のうち、一部の単位回路は、右手系回路であっても良い。
本発明において、ダイポールアンテナ、金属配線、インダクタ、キャパシタは、誘電体基板上に形成された薄膜線路のパターンによって、構成されていても良い。このパターンは、導波路部分を導体とした陽のパターンでも良い。また、逆に、誘電体基板の表面全体に導体膜を形成して、導体を除去したスロットを導波路とした陰のパターンであっても良い。それらが、混在したものであっても良い。インダクタは、導体やスロットをメアンダ状のインダクタパターンで構成し、キャパシタを導体やスロットを櫛形状のインタディジタルキャパシタパターンで構成しても良い。また、キャパシタ及びインダクタを集中定数素子で構成しても良い。
【００１６】
本発明において、ダイポールアンテナは、第１誘電体基板上に形成されたマイクロストリップ線路で構成され、補助線路は、第２誘電体基板上に形成されたコプレーナ線路で構成され、第１誘電体基板と第２誘電体基板とを、基板の厚さ方向に、平行に配設したものであっても良い。
この場合に、マイクロストリップ線路やコプレース線路は、導波路が導体の陽のパターンでも、全面が導体であって、導体のない部分、すなわち、スロットを導波路とするが陰のパターンであっても良い。
【００１７】
さらに、本発明では、ダイポールアンテナを、コプレーナ型とし、補助線路をマイクロストリップ型として、上記のように、ダイポールアンテナが配設される面に対して垂直な方向に、補助線路を積層するように構成しても良い。
さらに、本発明では、マイクロストリップ線路のダイポールアンテナと、コプレーナ線路の補助線路とを、同一の誘電体基板上に配設したものであっても良い。また、逆に、コプレーナ線路のダイポールアンテナと、マイクロストリップ線路の補助線路とを、同一の誘電体基板上に配設したものであっても良い。
なお、補助線路をマイクロストリップ線路で構成する場合には、金属配線間に配置されるインダクタは、基板の厚さ方向に、又は、基板の厚さの中段面上に配設されても良い。
【発明の効果】
【００１８】
ダイポールアンテナと、左手系で動作する無給電又は無受電の補助線路とを結合させることにより、左手系回路のＱ値の高い共振特性を用いて、補助線路に、急峻な共振を誘導させることができる。この結果、隣接する周波数帯域に対して、急峻な遮断特性を実現することができる。これにより、使用帯域間の干渉を排除することが可能となり、使用システムの通信品質を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１０の（ａ）に示すように、ダイポールアンテナ１０に、通常（右手系）の無給電又は無受電の共振線路１１を近接させると、ほぼ同相の電流が生じ、経路長が異なるため、これにより、広周波数帯域で、電磁波を放射することができる。
【００２０】
一方、図１０の（ｂ）に示すように、アンテナ装置１を、ダイポールアンテナ１０と、これに平行に接近して配設した無給電又は無受電の左手系の補助線路１２とで構成した場合には、補助線路１２に装荷されているインダタク、キャパシタとを単位回路として、その単位回路の周期構造により、電流の共振を発生させることができる。すなわち、インダタクとキャパシタから成る単位回路は、Ｑ値が高いので、補助線路１２における励振の帯域幅が非常に狭くなり、非常に狭い帯域でのみ補助線路１２に共振電流を発生させることができる。それ以外の帯域では、補助線路１２は、電流が流れ難い状態であり、この給電又は受電しているダイポールアンテナ１０に対する電磁結合は非常に小さい。
【００２１】
この補助線路１２を-1次のモード、すなわち左手系で共振させると、この補助線路１２の電流の向きと、ダイポールアンテナ１０の電流の向きとは、逆向きとなる。これに対して、無給電又は無受電の右手系の補助線路をダイポールアンテナに接近させた場合には、相互に逆位相の電流を誘起することは不可能であり、相互に同相の電流が誘導される。本発明では、電波を放射又は入射するダイポールアンテナ１０の励振電流と、そのダイポールアンテナ１０と電磁気的に結合した補助線路１２の励振電流との位相差をπ（電流の向きが反対）とすることができる。この結果、補助線路１２の狭い共振帯域において、放射アンテナであれば、ダイポールアンテナ１０の放射電波を、補助線路１２の放射電波でキャンセルでき、アンテナ装置１からの電波の放射を減衰させることができる。また、アンテナ装置１が受信アンテナであれば、この共振帯域の周波数の入射電波は、ダイポールアンテナ１０と補助線路１２に、同一向きの共振電流を誘導させるように作用する。しかし、入射電波により補助線路１２に励振された電流は、入射電波によりダイポールアンテナ１０に励振された電流とは、反対向きの電流をダイポールアンテナに誘導させる。したがって、ダイポールアンテナ１０には、入射電波によっては、入射電波によって誘導された電流と、補助線路１２を流れる電流により誘導された電流とがキャンセルして、電流は誘導さない。この結果、補助線路１２の狭い共振帯域の周波数の入射電波に対しては、受信電流はダイポールアンテナ１０には流れないことになる。これらの結果として、放射アンテナであっても、受信アンテナであっても、使用帯域の遮断周波数における遮断特性を急峻にすることができる。したがって、隣接する帯域との間でのデータ干渉を抑制することができる。
【００２２】
さらに、本発明では、補助線路を第１金属配線と第２金属配線との２本の金属配線で構成した場合に、第１金属配線を流れる電流と、第２金属配線を流れる電流とに関して、方向が逆向きであって、絶対値が異なる値とすることができる。そして、この両電流の向きと、電流値と、共振周波数は、単位回路のキャパシタと、インダクタの値によって制御することができる。したがって、装荷しているキャパシタ、インダクタの値と、単位回路の周期構造、および、ダイポールアンテナ１０と補助線路１２との距離を制御することによって、任意の周波数帯域において、阻止帯域を設定することができる。また、補助線路が３以上の金属配線で構成されている場合においても、ある方向に流れる合成電流の値と、その方向とは逆に流れる合成電流の値と、共振周波数とを同様に制御することができるので、アンテナ装置において、補助線路に３本以上の金属配線を用いた場合にも、２本の金属配線を用いた場合と同様に、任意の周波数帯域を阻止帯域として設定できる。
【００２３】
以下、本発明の具体的な実施例を図を参照しながら説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
【実施例１】
【００２４】
本実施例１のアンテナ装置１００を図１に示す。アンテナ装置１００は、給電又は受電される直線状のダイポールアンテナ１０１と無給電又は無受電の梯子型の補助線路１０２とで構成されている。ダイポールアンテナ１０１の中央部に給電／受電端子１０１ａ、１０１ｂが形成されている。補助線路１０２は、第１金属配線１１０と第２金属配線１１１を有しており、第１金属配線１１０には、キャパシタ１０３が直列に挿入され、第１金属配線１１０と第２金属配線１１１との間には、連絡部を構成するインダクタ１０４が配設されている。補助線路１０２は、４つの縦続接続された単位回路１１２で構成されており、各単位回路１１２は、２つの直列接続のキャパシタ１０３と、その接続点と第２金属配線１１１との間に接続された１つのインダクタ１０４から成るＴ型回路で構成されている。補助線路１０２は、この単位回路１１２が、周期的に従続接続された梯子型回路に構成されている。各単位回路１１２は、左手系で動作するように、キャパシタ１０３、インダクタ１０４の値が設計されている。したがって、補助線路１０２の全体も左手系で動作する。第１金属配線１１０と第２金属配線１１１は、直線状導体で構成されており、ワイヤ半径は０．４４ｍｍである。周期構造の一つの単位回路１１２の長さＳは、２５mmであり、本実施例では、周期は４としている。補助線路１０２の全長は１００mmである。第１金属配線１１０と第２金属配線１１１との間隔は、１０mmとした。また、キャパシタンス１０３は、ダイポールアンテナ１０１に近い側に位置する第１金属配線１１０にのみ挿入されている。
【００２５】
直線状導体で形成されたダイポールアンテナ１０１の長さは２５０mm、ワイヤ半径は０．４４ mm であり、銅などの金属導体で構成される。そのダイポールアンテナ１０１単体の共振周波数は約５８０MHz である。その給電端子１０１ａ、１０１ｂでの反射損特性を図２に示す。
【００２６】
直線状の補助線路１０２の第１金属配線１１０と、ダイポールアンテナ１０１とは、空間において、平行に配設されている。もちろん、平行は厳密に平行である必要はなく、ダイポールアンテナ１０１の線路方向の励振電流が、補助線路１０２の線路方向の励振電流でキャンセルできる程度に平行に配設されていれば良い。
【００２７】
本実施例では、キャパシタ１０３とインダクタ１０４は、チップ高周波部品で実現している。インダクタ１０４のインダクンスＬは１４０nHとし、このキャパシタ１０３のキャパシタンスＣＬを０．２５、０．３５、０．４５pFと変化させた時のダイポールアンテナ１０１の給電端子１０１ａ、１０１ｂにおける反射損失特性を図３に示す。補助線路１０２を設けない場合のアンテナ装置の特性を示す図２に比較し、キャパシタンスＣＬに応じて、図３において、Ａ点に示すように、急峻な阻止帯域が生じていることがわかる。すなわち、キャパシタンスＣＬにより、反射損失をほぼ０dB( 反射率１）とすることができる遮断周波数を変化させることができる。キャパシタンスＣＬを増加させることにより遮断周波数が低周波側に移動することが確認できる。また、分散曲線から求められる左手系伝送線路の-1次共振周波数と阻止帯域はほぼ一致していることが確認できている。。
【００２８】
次に、ダイポールアンテナ１０１と、補助線路１０２の第１金属配線１１０との間隔ｈを変化させたときの、ダイポールアンテナ１０１の給電端子１０１ａ、１０１ｂにおける反射損失特性の変化の様子を図４に示す。ｈ＝１０mmの時に非常に急峻な反射損失特性を実現できていることがわかった。
【００２９】
以上のことにより、無給電又は無受電の左手系動作の補助線路１０２を、給電又は受電されるダイポールアンテナ１０１のごく近傍に、平行に設置して、両者を電磁気的に結合させることにより、従来のアンテナ技術では実現できなかった急峻な阻止帯域を設けることができる。ここでは、キャパシタ１０３のキャパシタンスＣＬを変化させた場合の特性のみ示したが、インダクタ１０４のインダクタンスＬや、単位回路１１２の周期Ｓ、距離ｈを変化させることにより、阻止帯域の周波数配置を任意に調整することができる。
【実施例２】
【００３０】
本実施例２のアンテナ装置２００を図５に示す。アンテナ装置２００は、誘電体基板２２０と、その誘電体基板２２０上に銅箔で形成された直線状のダイポールアンテナ２０１と、銅箔で形成された無給電又は無受電の左手系で動作する補助線路２０２とで構成されている。補助線路２０２は、第１金属配線２１０と第２金属配線２１１を有する。また、補助線路２０２は、４つの単位回路２１２が従続接続れた梯子型で構成されている。単位回路２１２は、第１金属配線２１０に配設された２つのキャパシタ２０３と、その２つのキャパシタ２０３の接続領域の中間点の第１金属配線２１０と、第２金属配線２１１との線間に配設されたインダクタ２０４とで構成されている。誘電体基板２２０はテフロン（テフロンは登録商標）で構成し、比誘電率は２．２、厚さは０．８mmである。
【００３１】
本実施例では、キャパシタ２０３は、第１金属配線２１０に、櫛歯状に導体を欠落させたインターディジタル状のキャパシタパターンとした。また、インダクタ２０４は、導体をメアンダ状にしたインダクタパターンで構成した。
【００３２】
このような構成に従えば、安価な誘電体基板上に、実施例１に利用したチップ高周波部品などを利用することなく、エッチングなどの手法で簡単に形成できる。これにより、数GHｚ帯で利用するアンテナ装置でも小型化や低価格化が可能になる
【実施例３】
【００３３】
本実施例３のアンテナ装置３００は、実施例２と同様に、図６に示すように、誘電体基板上に、ダイポールアンテナ３０１と補助線路３０２とを銅箔で形成したものである。この実施例では、ダイポールアンテナ３０１は矩形のループアンテナとし、その矩形の内側に矩形ループの補助線路３０２を設けた。そして、ダイポールアンテナ３０１に近い側に配置される第１金属配線３１０にキャパシタ３０３が挿入され、第１金属配線３１１と第２金属配線３１１との線間にインダクタ３０４が接続されている。単位回路３１２は、第１金属配線３１１に配設された２つのキャパシタ３０３と、２つのキャパシタ３０３の接続点と第２金属配線３１１との間に接続されたインダクタ３０４とから成る左手系動作のＴ型回路である。本実施例では、ダイポールアンテナ３０１と補助線路３０２とをループに形成したことを除き、他の構成は、実施例１、２と同一である。この実施例３のアンテナ装置３００においても、使用帯域の遮断周波数の位置で、急峻な遮断特性が得られる。なお、補助線路３０２は、ダイポールアンテナ３０１のループの内側に設けられているが、その外側に設けても良い。
【実施例４】
【００３４】
実施例４のアンテナ装置４００は、図７に示すように、ダイポールアンテナ４０１と、これに平行に配設された補助線路４０２と、共振線路４３０とで構成されている。補助線路４０２と共振線路４３０は、ダイポールアンテナ４０１の両側であって、それぞれが、異なる片側に配設されている。これらは、実施例１のように空間中に配設しても良いし、実施例２のように、誘電体基板上に配設しても良い。共振線路４３０は、単なる線状の導体であり、ダイポールアンテナ４０１の使用帯域を広帯域化するものである。補助線路４０２の構成は、実施例１、２の構成と同一である。また、実施例４で、実施例３のように、ダイポールアンテナ４０１、補助線路４０２、共振線路４３０をループ状に形成しても良い。本実施例４のアンテナ装置では、動作周波数帯域を広帯域とし、かつ、急峻な遮断特性とすることができる。
【実施例５】
【００３５】
実施例５のアンテナ装置５００は、図８に示すように、ダイポールアンテナ５０１と補助線路５０２は、誘電体基板５２０の表面上に形成されている。誘電体基板５２０の裏面には、アース導体５２１が形成されている。ダイポールアンテナ５０１は、このアース導体５２１を用いて、マイクロストリップ線路で構成されている。ダイポールアンテナ５０１は、誘電体基板５２０とアース導体５２１を貫通して設けられたリード５２２により、給電又は受電できる。このリード５２２と、アース導体５２１とで、給電／受電端子５０１ａ、５０１ｂが構成されている。補助線路５０２の構成は、実施例１、２、３、４と同一であり、コプレーナ線路である。また、このマイクロスロリップ線路を用いたダイポールアンテナ５０１と、コプレーナ線路を用いた補助線路５０２を、実施例３のようにループ状に構成しても良い。また、マイクロストリップ線路やコプレーナ線路は、導波路部分が導体である陽のパターンでも、導波路部分が導体のないスロットとする陰のパターンであっても良い。本実施例の装置により、数GHｚ帯で利用可能な小型で製造コストが低いアンテナを得ることができる。
【実施例６】
【００３６】
本実施例６のアンテナ装置６００は、図９に示すように、ダイポールアンテナ６０１を誘電体基板６２０の表面に形成し、その裏面に形成されたアース導体６２１を用いて、マイクロストリップ線路としたものである。そして、補助線路６０２は、他の誘電体基板６２５の表面上に形成されたコプレーナ線路である。この誘電体基板６２５の裏面と、誘電体基板６２０の表面とを接合するか、両者を所定間隔を隔てて、配設する。このように、本実施例のアンテナ装置６００は、ダイポールアンテナ６０１の配設面に垂直な方向に、ダイポールアンテナ６０１と補助線路６０２を、平行に所定間隔を隔てて積層して構成されている。ダイポールアンテナ６０１の構成は、実施例５と同一であり、補助線路６０２の構成は、実施例１〜４と同一である。この実施例の装置においても、実施例３のように、ダイポールアンテナ６０１と補助線路６０２を、それぞれ、ループ状に形成しても良い。
【００３７】
［変形例］
上記の全実施例において、次の構成を採用することも可能である。補助線路は、全体として、左手系動作をするように第１金属配線に直列に挿入されるキャパシタ、第１金属配線と第２金属配線との間に並列に接続されるインダクタの値が設定されれば良い。したがって、キャパシタに直列又は並列にインダクタが接続されていても、インダクタに直列又は並列にキャパシタが接続されていても良い。また、第２金属配線に直列にキャパシタを挿入しても良いし、そのキャパシタに直列又は並列にインダクタを接続しても良い。さらに、ダイポールアンテナの両側に、左手系で動作する補助線路を設けても良い。この場合には、使用帯域の下限遮断周波数、上限遮断周波数の両方において、遮断特性を急峻とすることができる。補助線路をダイポールアンテナの両側に設ける場合には、ダイポールアンテナが配設された面上において、ダイポールアンテナの両側に左手系動作の補助線路を設けても良い。また、ダイポールアンテナが配設された面に対して、垂直方向の両側に左手系動作の補助線路を設けても良い。
【００３８】
また、ダイポールアンテナの片側には、上記実施例の構成と同一の左手系動作の補助線路を設け、他の側には、これと同様に、 単位回路をＬ型、Ｔ型、π型、対称格子回路、非対称格子回路などの回路とし、単位回路を従続接続した梯子形の右手系動作の第２の補助線路を設けても良い。この場合には、ダイポールアンテナの動作帯域を広帯域として、且つ、周波数遮断特性を急峻にすることができる。左手系で動作する補助線路は、第１金属配線と第２金属配線の他、他の金属配線を平行に複数設けたものであっても良い。左手系で動作する補助線路の構成は、本出願人の出願による特開２００６−２９５８７３号に記載の構成を採用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、携帯電話、移動体通信など、他のシステムに対する干渉を排除した無線通信に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の具体的な一実施例に係るアンテナ装置の構成図。
【図２】比較例に係るダイポールアンテナの反射損失特性。
【図３】実施例１のアンテナ装置において、キャパシタの値を変化させた時の反射損失特性。
【図４】実施例１のアンテナ装置において、ダイポールアンテナと補助線路との線間距離を変化させた時の反射損失特性。
【図５】本発明の具体的な実施例２に係るアンテナ装置の構成図。
【図６】本発明の具体的な実施例３に係るアンテナ装置の構成図。
【図７】本発明の具体的な実施例４に係るアンテナ装置の構成図。
【図８】本発明の具体的な実施例５に係るアンテナ装置の構成図。
【図９】本発明の具体的な実施例６に係るアンテナ装置の構成図。
【図１０】本発明の原理を示した説明図。
【図１１】従来のアンテナ装置の構成図。
【図１２】従来のアンテナ装置の動作を説明する特性図。
【符号の説明】
【００４１】
１００，２００，３００，４００，５００，６００…アンテナ装置
１０１，２０１，３０１，４０１，５０１，６０１…ダイポールアンテナ
１０２，２０２，３０２，４０２，５０２，６０２…補助線路
１０３，２０３，３０３，４０３…キャパシタ
１０４，２０４，３０４，４０４…インダクタ
１１２，２１２，３１２…単位回路
２２０，５２０，６２０，６２５…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５】
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