(57)【要約】【課題】設置環境によらず広帯域且つ良好なアンテナ特性を維持することのできるアンテナ装置及び電子機器を提供する。【解決手段】平面視にて略相似形状の第一放射板１１及び第二放射板１２と、第一放射板１１及び第二放射板１２の間隙ｇに配され給電を行う第一給電部１３と、を備える第一アンテナ装置１と、平面視にて略相似形状の第三放射板２１及び第四放射板２２と、第三放射板２１及び第四放射板２２の間隙ｇに配され給電を行う第二給電部２３と、を備える第二アンテナ装置２と、を備え、第一放射板１１と第二放射板１２の成す角度は９０°以上１８０°未満となるように配置され、第三放射板２１と第四放射板２２の成す角度は９０°以上１８０°未満となるように配置され、第一放射板１１、第二放射板１２、第三放射板２１、及び第四放射板２２は、全て異なる大きさである。【選択図】図１
2009239463.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面視にて略相似形状の第一放射板及び第二放射板と、前記第一放射板及び前記第二放射板の間隙に配され前記第一放射板及び前記第二放射板に給電を行う第一給電部と、を備える第一アンテナ装置と、
平面視にて略相似形状の第三放射板及び第四放射板と、前記第三放射板及び前記第四放射板の間隙に配され前記第三放射板及び前記第四放射板に給電を行う第二給電部と、を備える第二アンテナ装置と、を備え、
前記第一放射板と前記第二放射板の成す角度は９０°以上１８０°未満となるようにされ、
前記第三放射板と前記第四放射板の成す角度は９０°以上１８０°未満となるようにされ、
前記第一放射板、前記第二放射板、前記第三放射板、及び前記第四放射板は、全て異なる大きさであることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
前記第一放射板、前記第二放射板、前記第三放射板、及び前記第四放射板は、半径をそれぞれｒ１、ｒ２、ｒ３及びｒ４とした半円形状であって、
その寸法が、ｒ1＞ｒ３＞ｒ４＞ｒ2の関係を満たす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】
請求項１又は２に記載のアンテナ装置を備える電子機器であって、
前記アンテナ装置を収納する筐体を備え、
前記第一アンテナ装置と前記第二アンテナ装置は、前記筐体の異なる方向の側面に沿って各々配置されることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナ装置及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、パーソナルコンピュータ、プリンタ装置、複写機等の電子機器に無線通信機能を持たせＬＡＮ（Local Area Network）の無線化を可能とする技術が普及しており、これに伴って電子機器に設置するためのＵＷＢ（Ultra WideBand）用のアンテナ装置の開発が進められている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
特許文献１には、図７（ａ）に示す、相似形状の２枚の放射板４１，４２を備えたアンテナ装置４０が記載されており、比較として、図７（ｂ）に示す、同一形状の放射板５１，５１を備えたアンテナ装置５０も記載されている。
具体的には、アンテナ装置４０には、半径Ｒ1の半円形状の放射板４１と、半径Ｒ２の半円形状の放射板４２と、が備えられている。また、アンテナ装置５０には、半径Ｒ1の半円形状の２枚の放射板５１，５１が備えられている。なお、各放射板４１、４２、５１において、その直線部の一端から円弧頂点までの部分をそれぞれ円弧部４１１、４２１、５１１とする。
図８はアンテナ装置４０のアンテナ特性を示した特性曲線（実線データ）と、アンテナ装置５０のアンテナ特性を示した特性曲線（破線データ）である。
ここで、アンテナ特性は、入力電力と反射電力の比から求められるリターンロス特性である。リターンロスは反射係数ともいい、その値が小さい程アンテナ装置としてのマッチングがとれていることを示し、一般に、その値が−１０ｄＢ以下の範囲が使用帯域として好ましいとされている。
【０００４】
図８に示すように、アンテナ装置４０（図７（ａ）参照。：図８の実線データ）では、２枚の放射板４１，４２の円弧部４１１，４２１の距離を合算した距離に基づいて決定される共振点Ｐ１と、放射板４１の円弧部４１１の距離に基づいて決定される共振点Ｐ２と、放射板４２の円弧部４２１の距離に基づいて決定される共振点Ｐ３と、の３つの共振点が周波数の低い方から順に現れる。
一方、アンテナ装置５０（図７（ｂ）参照。：図８の破線データ）では、２枚の放射板５１，５１の円弧部５１１，５１１の距離を合算した距離に基づいて決定される共振点Ｐ４と、１枚の放射板５１の円弧部５１１の距離に基づいて決定される共振点Ｐ５と、の２つの共振点が周波数の低い方から順に現れる。
このように、アンテナ装置４０は、アンテナ装置５０と比較して共振点の数が増加しており、各共振点でリターンロス特性が極小値を取るので、使用帯域が広帯域化されることとなる。
【特許文献１】特開２００７−１１０６９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら上記したアンテナ装置は、電子機器に設置された場合に、例えば壁や載置物などの遮蔽物によってどうしてもそのアンテナ特性に影響を受けるという問題を有していた。
【０００６】
本発明の課題は、設置環境によらず広帯域且つ良好なアンテナ特性を維持することのできるアンテナ装置及び電子機器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１記載の発明に係るアンテナ装置は、
平面視にて略相似形状の第一放射板及び第二放射板と、前記第一放射板及び前記第二放射板の間隙に配され前記第一放射板及び前記第二放射板に給電を行う第一給電部と、を備える第一アンテナ装置と、
平面視にて略相似形状の第三放射板及び第四放射板と、前記第三放射板及び前記第四放射板の間隙に配され前記第三放射板及び前記第四放射板に給電を行う第二給電部と、を備える第二アンテナ装置と、を備え、
前記第一放射板と前記第二放射板の成す角度は９０°以上１８０°未満となるようにされ、
前記第三放射板と前記第四放射板の成す角度は９０°以上１８０°未満となるようにされ、
前記第一放射板、前記第二放射板、前記第三放射板、及び前記第四放射板は、全て異なる大きさであることを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２記載の発明は、請求項１に記載のアンテナ装置において、
前記第一放射板、前記第二放射板、前記第三放射板、及び前記第四放射板は、半径をそれぞれｒ１、ｒ２、ｒ３及びｒ４とした半円形状であって、
その寸法が、ｒ1＞ｒ３＞ｒ４＞ｒ2の関係を満たすことを特徴とする。
【０００９】
また、請求項３記載の発明に係る電子機器は、
請求項１又は２に記載のアンテナ装置を備える電子機器であって、
前記アンテナ装置を収納する筐体を備え、
前記第一アンテナ装置と前記第二アンテナ装置は、前記筐体の異なる方向の側面に沿って各々配置されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、第一アンテナ装置及び第二アンテナ装置にそれぞれ備えられた２枚の放射板が全て異なる寸法となっているため、第一アンテナ装置及び第二アンテナ装置は使用帯域の特性不良部を互いに補完しあい、広帯域なアンテナ特性を実現することができる。
また、第一アンテナ装置及び第二アンテナ装置にそれぞれ備えられた２枚の放射板の成す角度が９０°以上１８０°未満となるよう配置されているため、各放射板に沿って、複数の方向の偏波を送受信することができ、受信感度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】
【００１１】
以下に、本発明に係るアンテナ装置について、図面を参照して説明する。なお、図面上に表示したＸＹＺ軸は共通の軸を示すものとする。
【００１２】
図１は本実施形態に係るアンテナ装置１０と、当該アンテナ装置１０が設置された電子機器２０を示す概略図である。
なお、電子機器２０とは、例えば、パーソナルコンピュータ、複写機、及びプリンタ装置等が挙げられる。
図１に示すように、電子機器２０には、アンテナ装置１０を収納する筐体３０が備えられている。
筐体３０は、例えば、略直方体形状をなし、筐体３０の異なる２つの角部の異なる方向の側面に沿って、それぞれ電波を送受信可能な第一アンテナ装置１及び第二アンテナ装置２からなるアンテナ装置１０が備えられている。
なお、筐体３０の下面と直交する方向をＹ方向とし、Ｙ方向と直交な平面における２方向をＸ方向、Ｚ方向とする。
【００１３】
以下、第一アンテナ装置１及び第二アンテナ装置２の構成について詳述に説明する。
図２は、第一アンテナ装置１及び第二アンテナ装置２の概略構成を示す斜視図である。
なお、第一アンテナ装置１と第二アンテナ装置２とは、それぞれに備えられた二枚の放射板の寸法が異なる以外は同様の構成である。
【００１４】
第一アンテナ装置１には、第一放射板１１、第二放射板１２、及び第一給電部１３が備えられており、第二アンテナ装置には、第三放射板２１、第四放射板２２、及び第二給電部２３、が備えられている。
【００１５】
第一放射板１１から第四放射板２２は全て平面視にて相似する半円形状に形成されている。
なお、第一放射板１１及び第二放射板１２の半径をそれぞれｒ1，ｒ2とし、第三放射板２１及び第四放射板２２の半径をそれぞれｒ3，ｒ4とする。
また、各放射板１１、１２、２１、及び２２において、その直線部の一端から円弧頂点までの部分をそれぞれ円弧部１１１、１２１、２１１、及び２２１とする。
第一放射板１１及び第二放射板１２と、第三放射板２１及び第四放射板２２とは、互いの円弧頂点が対向し、かつ、この円弧頂点間が所定幅の間隙ｇを有するように配置されている。
間隙ｇには、各放射板に電流を給電するとともに２つの放射板を連結する第一給電部１３及び第二給電部２３がそれぞれ設けられている。第一アンテナ装置１及び第二アンテナ装置２のインピーダンスは、この間隙ｇの幅に基づいて決定されるようになっている。
【００１６】
また、第一放射板１１及び第二放射板１２の成す角度が９０°となるように配置されており、第三放射板２１及び第四放射板２２の成す角度も９０°となるように配置されている。このため、第一アンテナ装置１及び第二アンテナ装置２は、直交する２方向からの偏波を送受信可能となっている。
なお、第一放射板１１と第二放射板１２の成す角度、及び第三放射板２１と第四放射板２２の成す角度は、９０°以上１８０°未満であれば良い。この範囲内の角度を保つことによって、異なる二方向からの偏波を送受信するとともに、第一放射板１１と第二放射板１２とが互いに干渉するのを防止できるようになっている。
【００１７】
また、アンテナ装置１０は、ＸＹＺの３方向からの偏波に対応するように設置されている。
具体的には、図１に示すように、第一アンテナ装置１は、第一放射板１１がＺ方向に沿うように配置され、第二放射板１２がＹ方向に沿うように配置されている。また、第二アンテナ装置２は、第三放射板２１がＸ方向に沿うよう配置され、第四放射板２２がＹ方向に沿うよう配置されている。
これにより、第一アンテナ装置１によってＺ方向とＹ方向の偏波の送受信が行われ、第二アンテナ装置２によってＸ方向とＹ方向の偏波の送受信が行われるため、アンテナ装置１０全体として３方向の偏波を受信できるようになっている。
【００１８】
また、４つの放射板の寸法は、ｒ1＞ｒ３＞ｒ４＞ｒ2となるように設計されている。
例えば、本実施形態においては、ｒ1＝３０ｍｍ、ｒ2＝１２ｍｍ、ｒ３＝２５ｍｍ、ｒ４＝１５ｍｍとなるように設計されている。なお、ｇ＝０．１ｍｍである。
【００１９】
図３はアンテナ装置１０のアンテナ特性を示す特性曲線である（図３における太線データ）。なお、破線は第一アンテナ装置１のみの特性曲線を示し、実線は第二アンテナ装置２のみの特性曲線を示している。
図３に示すように、第一アンテナ装置１（破線データ）では、２枚の放射板１１，１２の円弧部１１１，１２１の距離を合算した距離に基づいて決定される共振点Ｐ１１と、放射板１１の円弧部１１１の距離に基づいて決定される共振点Ｐ１２と、放射板１２の円弧部１２１の距離に基づいて決定される共振点Ｐ１３と、が周波数の低い方から順に現れている。
一方、第二アンテナ装置２（実線データ）では、２枚の放射板２１，２２の円弧部２１１，２２１の距離を合算した距離に基づいて決定される共振点Ｐ２１と、放射板２１の円弧部２１１の距離に基づいて決定される共振点Ｐ２２と、放射板２２の円弧部２２１の距離に基づいて決定される共振点Ｐ２３と、が周波数の低い方から順に現れている。
第一アンテナ装置１は、２つの放射板１１，１２の大きさが極端に異なるため、その共振周波数が低帯域側と広帯域側とに分離して現れ、第二アンテナ装置２は、２つの放射板２１，２２の大きさが比較的近いため、その共振周波数も近い位置に現れていると考えられる。
そして、第一アンテナ装置１のみでは−１０ｄＢ以下のリターンロス特性を実現できない周波数帯域が第二アンテナ装置２のリターンロス特性により補完され、第二アンテナ装置２のみでは−１０ｄＢ以下のリターンロス特性を実現できない周波数帯域が第一アンテナ装置１のリターンロス特性により補完されることとなる。
このように、第一アンテナ装置１及び第二アンテナ装置２を備えることによって、互いの特性の不良部を補完しあい、ＵＷＢの全帯域（３．１〜１０．６ＧＨｚ）において−１０ｄＢ以下のリターンロス特性を実現することができる。
【００２０】
次に、本実施形態のアンテナ装置１０の通信作用について説明する。
所定の周波数の電波が外部機器より送信されると、アンテナ装置１０は、第一放射板１１から第四放射板２２のそれぞれにより当該電波を受信する。電波が受信されると、給電部１３，２３に向かって受信した電波に応じた振幅及び位相の電圧電流が発生し、給電部１３，２３に供給された電流は、図示しない無線通信回路に伝達され、電気信号として処理される。
一方、アンテナ装置１０が電波を送信する場合、図示しない無線通信回路からの電気信号に基づいて、給電部１３，２３に所定の振幅及び位相で電流が供給される。給電部１３，２３に供給された電流は、第一放射板１１から第四放射板２２のそれぞれに供給され、第一放射板１１から第四放射板２２に電流が流れる。そして、第一放射板１１から第四放射板２２に電流が流れると、アンテナ装置１０から外部機器に対して電波が送信される。
【００２１】
以上のように、本実施形態に係るアンテナ装置１０によれば、第一アンテナ装置１及び第二アンテナ装置２がアンテナ特性の不良部を互いに補完しあい、使用周波数を広帯域化することが可能である。
また、第一放射板１１から第四放射板２２の各放射板平面に沿ってＸＹＺ方向からの偏波が送受信可能となるため受信感度を向上させることが可能である。
【００２２】
なお、本実施形態においては、第一放射板１１から第四放射板２２の形状を半円形状として説明したが、これ以外にも、例えば、半楕円形状、台形、長方形、二等辺三角形などとしても良い。
【００２３】
また、アンテナ装置１０の設置時の向きとしては、図４に示すように、第一アンテナ装置１及び第二アンテナ装置２のどちらか一方を、その２枚の放射板とも筐体３０の側面に位置するように設置しても良い。
また、アンテナ装置１０の設置位置としては、図５に示すように、第一アンテナ装置１及び第二アンテナ装置２のそれぞれが、電子機器２０に収納された異なる筐体３０，３０に設置されることとしても良い。
また、図６に示すように、第一アンテナ装置１及び第二アンテナ装置２のどちらか一方を、電子機器２０の外壁に取り付けることとしても良いし、第一アンテナ装置１及び第二アンテナ装置２の両方を電子機器２０の外壁に取り付けることとしても良い。
【００２４】
その他、本発明が上記実施の形態に限らず適宜変更可能であるのは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本実施形態のアンテナ装置と当該アンテナ装置が設置された電子機器を示す概略図である。
【図２】図１のアンテナ装置に備わるユニットの概略構成を示す斜視図である。
【図３】図２に示すユニットにおけるリターンロス周波数特性の一例を示す特性曲線である。
【図４】本実施形態のアンテナ装置と当該アンテナ装置が設置された電子機器を示す概略図である。
【図５】本実施形態のアンテナ装置と当該アンテナ装置が設置された電子機器を示す概略図である。
【図６】本実施形態のアンテナ装置と当該アンテナ装置が設置された電子機器を示す概略図である。
【図７】従来のアンテナ装置の概略構成を示す図であり、（ａ）は２枚の放射板が相似形状の場合、（ｂ）は２枚の放射板が同一形状の場合を示している。
【図８】図７に示すアンテナ装置のリターンロス周波数特性を示す特性曲線である。
【符号の説明】
【００２６】
１０      アンテナ装置
１      第一アンテナ装置
１１      第一放射板
１２      二放射板
１３      第一給電部
２      第二アンテナ装置
２１      第三放射板
２２      第四放射板
２３      第二給電部
２０      電子機器
３０      筐体
４０      アンテナ装置
４１，４２      放射板
５０      アンテナ装置
５１，５１      放射板
【図１】
2009239463.tif 000003
【図２】
2009239463.tif 000004
【図３】
2009239463.tif 000005
【図４】
2009239463.tif 000006
【図５】
2009239463.tif 000007
【図６】
2009239463.tif 000008
【図７】
2009239463.tif 000009
【図８】
2009239463.tif 000010