(57)【要約】【課題】  アンテナの特性を改善する。【解決手段】  誘電体基板と、前記誘電体基板の片面に配置された複数のアンテナ導体と、前記複数のアンテナ導体間を短絡する短絡線路と、複数の給電用導体とを備えるＤＣ短絡小型アンテナにおいて、前記短絡線路に、インダクタとして機能するスパイラル状又は円弧状の部分１０２を設けた。前記部分１０２により帯域下限周波数近傍での所定のインダクタンスを保持しつつ、通常線路より短絡線路長を短縮でき、前記短絡線路の電気長が波長の二分の一となり、アンテナ導体１と２が短絡しアンテナの反射損失が悪化する周波数を、帯域より上の周波数まで高くすることができる。逆にこの反射損失の持ち上がりを利用しアンテナのみで帯域阻止フィルタの機能を兼用させることができる。【選択図】              図４
2009044206.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体基板と、前記誘電体基板の片面に配置された複数のアンテナ導体と、前記複数のアンテナ導体間を短絡する短絡線路と、複数の給電用導体とを備え、前記複数の給電用導体の一端はそれぞれ前記複数のアンテナ導体に接続され、前記複数の給電用導体の他端は給電端であり、
前記短絡線路には、インダクタとして機能するスパイラル状又は円弧状の部分が設けられ、少なくとも、帯域下限周波数において前記部分は予め定められた範囲のインダクタンスをもつことを特徴とするアンテナ構造。
【請求項２】
誘電体基板と、前記誘電体基板の片面に配置された複数のアンテナ導体と、前記複数のアンテナ導体間を短絡する短絡線路と、複数の給電用導体とを備え、前記複数の給電用導体の一端はそれぞれ前記複数のアンテナ導体に接続され、前記複数の給電用導体の他端は給電端であり、
前記短絡線路の長さは、その電気長が予め定められた遮断周波数の電気長の概ね二分の一であることを特徴とするアンテナ構造。
【請求項３】
前記短絡線路は、前記誘電体基板を挟んで前記複数のアンテナ導体に対向するように配置されていることを特徴とする請求項２記載のアンテナ構造。
【請求項４】
前記短絡線路は、前記複数のアンテナ導体の外周を短絡することを特徴とする請求項１乃至請求項３いずれかに記載のアンテナ構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はアンテナ構造に関し、特に、超広帯域の小型アンテナ構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年無線ＬＡＮ、ブルートゥース（商標）等の近距離無線インターフェースが広く使用されるようになってきているが、さらに高速の伝送を可能にする超広帯域無線方式（ＵＷＢ）が次期システムとして注目されている。各国で仕様の検討が進められている最中であるが、その使用周波数として米国では３．１〜１０．６ＧＨｚの間で比較的大きな出力が認められている。いずれにしてもこのＵＷＢシステムは非常に広帯域の周波数を使用するため１００Ｍｂｐｓ以上の高速の無線伝送が可能であるが、このような広帯域の信号を伝送するアンテナを実現することは容易ではない。通常のアンテナを位相整合しても、このような広帯域なアンテナは実現できない。
【０００３】
非常に広帯域な範囲で反射損を少なくするアンテナ構造として下記特許文献１に記載されたものがある。
【特許文献１】特開２００５−１３０２９２号公報  特許文献１に記載のアンテナ構造は、誘電体基板と、前記誘電体基板上の片面に構成され、当該面において擬似自己補対な複数のアンテナ導体と、前記アンテナ導体の対称軸に関し対称な複数の給電用導体とを備え、前記複数のアンテナ導体間の回転対称の中心において使用周波数の真空中での波長の１／１０以下の間隙が設けられていることを特徴とするものである。
【０００４】
また広帯域なアンテナを小型化できる構造の１つとして、1対のアンテナ導体を短絡線路で接続し、短絡線路のインダクタンスを最適にすることで、帯域下限周波数を低減できるアンテナ、あるいは帯域下限周波数を固定した場合は小形化できる構造が提案されている。
【非特許文献１】２００７年電子情報通信学会総合大会  ｂ−１−９２「低損失液晶ポリマ上に作製した短絡線路付広帯域自己補対アンテナの特性」
【特許文献２】特願２００６−３０７８３８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
非特許文献１ならびに特許文献２記載のアンテナによれば、小形で広帯域な特性が得られるが、短絡線路の部分を含むアンテナ全体をコンパクトにしようとすると帯域が急に狭くなるという性質のあることが、発明者らによって新たに発見された。本発明は、かかる性質に鑑み、小型で広帯域なアンテナ構造を提供することを目的とする。
【０００６】
また、同じＵＷＢ無線でもわが国の規格では３．４〜４．８ＧＨｚと７．２５ＧＨｚ〜１０．２５ＧＨｚの帯域に分かれており、その中間の周波数はむしろ遮断したい場合もある。本発明は、上記性質を利用することで、帯域阻止フィルタを設けることなく帯域を制限できるアンテナ構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係るアンテナ構造は、誘電体基板と、前記誘電体基板の片面に配置された複数のアンテナ導体と、前記複数のアンテナ導体間を短絡する短絡線路と、複数の給電用導体とを備え、前記複数の給電用導体の一端はそれぞれ前記複数のアンテナ導体に接続され、前記複数の給電用導体の他端は給電端であり、
前記短絡線路には、インダクタとして機能するスパイラル状又は円弧状の部分が設けられ、反射損失を予め定められた値よりも大きくするために、少なくとも、前記短絡線路の電気長が帯域下限周波数の近傍において前記部分は予め定められたインダクタンスをもつ、ものである。
【０００８】
この発明に係るアンテナ構造は、誘電体基板と、前記誘電体基板の片面に配置された複数のアンテナ導体と、前記複数のアンテナ導体間を短絡する短絡線路と、複数の給電用導体とを備え、前記複数の給電用導体の一端はそれぞれ前記複数のアンテナ導体に接続され、前記複数の給電用導体の他端は給電端であり、
前記短絡線路の長さは、所定の帯域（予め定められた遮断周波数を含む）を制限するために、予め定められた遮断周波数の電気長の概ね二分の一である、ものである。
【０００９】
前記短絡線路は、前記誘電体基板を挟んで前記複数のアンテナ導体に対向するように配置されるようにしてもよい。
【００１０】
前記短絡線路は、例えば、前記複数のアンテナ導体の外周を短絡している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
まず、従来技術と対比しつつ本件発明の基本的事項を説明し、その後、本件発明の好適な実施の形態について説明を加える。
【００１２】
［基本的な説明］
上記非特許文献１では、アンテナの等価回路をもとに小形化が可能なことが示されているが、広帯域アンテナは一般にこの等価回路で近似され、周波数が高くなると一定の入力インピーダンスに漸近する。従って、以下に述べる説明は、任意の広帯域アンテナについても同様に適用できる。以下の説明では、自己補対型のアンテナを例にとる。
【００１３】
図１は、非特許文献１に記載された従来のアンテナ構造（ＤＣ短絡小型アンテナの構造）の説明図（平面図である）。
【００１４】
図１のアンテナは自己補対アンテナである。自己補対アンテナとは、理論的には無限に広い完全導体板の２分の１で構成された任意形状のアンテナであって、その構造の穴に相当する部分の形状が、板の部分の形状と完全に同形である自己補対構造（自己補対形状）をもつアンテナのことであるが、無限大のアンテナは製造できないので有限の領域内でのみこの構造となっているものでも、実用上は自己補対アンテナと呼ばれる。本明細書では有限の領域内でのみ自己補対な構造のものも自己補対アンテナと呼ぶ。
【００１５】
自己補対アンテナは、２端子の場合が最も単純な構造となる。自己補対アンテナは、「無限に広い完全導体板」という理想的な条件で、使用周波数およびその形状に無関係に入力インピーダンスが一定という特徴を備える（「自己補対の原理」と呼ばれる）。また、自己補対アンテナの定インピーダンス値は、基準導体板が１枚で２端子の場合には、Z＝（電波インピーダンス）/2≒188.4 ［Ω］となる。すなわち、自己補対アンテナは、「無限に広い完全導体板」という理想的な条件のもとで、すべての周波数で一定（約６０πΩ）の入力インピーダンスとなりすべての周波数を帯域幅とできることが示されている。さらに有限の領域内のみで自己補対な構造のアンテナでも“半径が使用周波数の波長の１／（２π）の円”を概ね含む領域で自己補対の構造であれば広帯域の特性を示すことが実証されている。したがって、自己補対アンテナに広帯域の位相整合回路を設けることで、マイクロ波帯で常用される５０Ωに整合された広帯域アンテナを作製することができる。
【００１６】
図１において、１ａ、１ｂ、２ａ，２ｂはアンテナを構成するアンテナ導体、３，４はそれぞれの一方の端がアンテナ導体１，２に接続された給電用導体である。５，６は給電用導体３，４のアンテナ導体１，２と反対側の端である。これらの部分５，６から位相が互いに１８０度ずれた信号が給電される。アンテナ導体１，２及び給電用導体３，４は、対称軸ＡＳに関して線対称である。図１の形態は、アンテナ導体は、直角二等辺三角形部分１ａ、２ａとこれに外接する半円状の部分１ｂ、２ｂとから構成される（これは一例である）。なお、以下の説明において、符号１ａ，１ｂをまとめて符号１と表記することがある。符号２ａ，２ｂについても同様である。
【００１７】
アンテナ導体１と２の間には対称点ＰＳが存在し、この対称点ＰＳに関してアンテナ導体１と２は回転対称であるとともに、対称点ＰＳを中心にアンテナ導体１，２を９０度右あるいは左に回転したとき、アンテナ導体１，２はこれらが設けられていない部分とぴったり重なるようになっている（自己補対構造）。アンテナ導体１と２の間隔はＬである（図１ではアンテナ導体１と２の両端の間隔を示している）。間隔Ｌは、使用周波数帯の上限の周波数の真空中での波長の１／２以下である。間隔Ｌはいわばアンテナのサイズ（導体板の大きさ）であり、これは、例えば対称点ＰＳを通る直線上で測った導体板の外形長、典型的にはその最大長で定義される。
【００１８】
アンテナ導体１と給電用導体４、アンテナ導体２と給電用導体３はそれぞれ電気的に接続されている。アンテナ導体１、２に対して給電用導体３，４の他端５，６から給電されるが、これらの位相は逆位相である。給電用導体３，４も対称面ＡＳに関し対称となっている。
【００１９】
９は対称軸ＡＳに関し対称に配置され、複数の扇型のアンテナ導体１と２をその外周Ｐ、Ｑにおいて短絡する円弧状の導体である。円弧状の導体９は、回転対称点ＰＳを中心として複数の給電用導体３、４の反対側に配置され、そこで複数の扇型のアンテナ導体１と２を短絡している。
【００２０】
アンテナ導体１，２を短絡する円弧状の導体９は、その形状が対称である限り奇モードが固有モードとなるため差動動作に悪影響は与えない。従って円弧状の導体９の幅が一定でなくてもよい。図１ではアンテナ導体１，２の最外周Ｐ，Ｑを接続しているが、他の部分を短絡してもよい。導体９はアンテナ導体１，２と結合して線路を構成するので、以下、「短絡線路９」と記すことにする。
【００２１】
図１のアンテナ構造によれば、短絡線路９がない場合概ね自己補対アンテナ構造であるが、アンテナ導体１と２が短絡されていることで、ＤＣでは短絡となりアンテナとしては動作しないが、短絡線のインダクタンスにより周波数が高くなると短絡ではなくなりアンテナとして動作し始める。このとき短絡線路９で実現されるインダクタンスをある最適な範囲にすることで、短絡線路がない場合よりもアンテナの帯域下限周波数が低減できることが、非特許文献１に示されている。
【００２２】
非特許文献１では、アンテナの等価回路をもとに小形化が可能なことが示されているが、広帯域アンテナは一般にこの等価回路で近似され、周波数が高くなると一定の入力インピーダンスに漸近する。従って、以下の説明で、自己補対型のアンテナ導体によるアンテナパターンを例にとり説明するが、アンテナ導体のパターンは他の広帯域パターンについても同様の効果を持ちうるものである。下限周波数を低減するにはアンテナサイズを大きくすればよいが、図１の構造ではアンテナサイズが小さくても同じ効果が得られるため、実質上はアンテナが小型化できることに相当する。
【００２３】
図２は、短絡線路９の長さと形状を変えたアンテナの構造（４種類）を示す。同図において、アンテナ導体１と２の幅（間隔）Ｌはすべて２０ｍｍである。
【００２４】
図２（ａ）は、図１の構造と同じものである。図２（ｂ）は、図１と同様の構造であるが短絡線路９をアンテナ導体１，２により接近させたものを示す。図２（ａ）（ｂ）の短絡線路９の物理長はいずれも１５．７ｍｍである。短絡線路の長さは、対称面からアンテナ導体１，２に接続されるまでの長さと定義する。
【００２５】
図２（ｃ）は、図１と同様の構造であるが短絡線路９の物理長を長くしたものである。図２（ｄ）は、図２（ｃ）と同じ長さの短絡線路９を備えるが、短絡線路９をアンテナ導体１，２により接近させるとともに、短絡線路９をメアンダ構造（蛇行構造、meandering）としたものである。図２（ｃ）（ｄ）の短絡線路９の物理長はそれぞれ２３．６ｍｍである（長さの定義は上記と同じ）。なお、図２（ｃ）（ｄ）で短絡線路９を長くしてあるのは、図２（ａ）の構造では短絡線路９のインダクタンスが最適値より小さいため、線路長を長くしてより大きなインダクタンスを得るためである。前述のように、アンテナの間隔Ｌは使用周波数帯の上限の周波数の真空中での波長の１／２以下であるから、短絡線路９に概ね１／２波長以上の長さを持たせようとすると、短絡線路９を図２（ｃ）のように遠くまで引き出すか、あるいは図２（ｄ）に示すように線路を畳み込む必要がある。
【００２６】
図２（ａ）〜（ｄ）の各アンテナは、比誘電率４．６、厚さ１ｍｍの基板上に形成されている。構成しアンテナの横幅はすべて２０ｍｍとなっている。図２（ｂ）では、図２（ａ）の構造を小形にするため、アンテナ導体１，２に短絡線路９を近接させているが、短絡線路９の長さは同じ１５．７ｍｍである。図２（ｄ）でも同様にするとともに、メアンダ構造を採用している。
【００２７】
図３のグラフは、図２（ａ）〜（ｄ）の各アンテナの反射損失の比較を示す。
【００２８】
短絡線路９がアンテナ導体１，２から離れている図２（ａ）及び（ｃ）の反射損失は、概ね４ＧＨｚ以上で−１０ｄＢ以下となっていて、概ね良好である。
【００２９】
これに対し、図２（ｂ）では６ＧＨｚで反射損失＝−３ｄＢであり、図２（ｄ）では４．５ＧＨｚで反射損失＝−３ｄＢであり、それぞれ反射損失の大きな持ち上がりが見られる。短絡線路９の長さ（物理長）が同じであってもその配置、すなわち短絡線路９がアンテナ導体１，２から離れているかどうかに応じて、反射損失特性に大きな違いが出ることがわかった。反射損失を小さくするには、図２（ａ）（ｃ）のように離せばよいが、反面、アンテナが大きくなるという問題が生じる。
【００３０】
図２（ｂ）（ｄ）のアンテナに対応する図３の２つのグラフにおける持ち上がりは、差動モードでは仮想接地面となる中心対称面からの電気長が概ね波長の半分（λ／２）となる周波数で発生している。この周波数で、短絡線路９で接続されるアンテナ導体１，２の部分が短絡に近くなるので、反射損失が大きくなる。発明者らは、この短絡になる程度はアンテナ導体１，２との干渉が大きいほど大きくなり、図面５（ｂ）及び（ｄ）の構造では純粋な短絡に近づき反射損失の大きなもち上がりが発生することを見出した。これは定性的には、短絡線路９とアンテナ導体１，２が接地電極のように働き、その結果、分布定数線路としての理想特性により近づき、先端短絡λ／２線路の理想値の短絡に近づくと考えられる。一方，アンテナ導体１，２から遠い場合は、短絡線路９はアンテナ導体１，２との距離が短絡線路９の位置により大幅に異なるため、分布数線路の特性からのずれが大きくなり、λ／２の周波数でも若干大きなインピーダンスとなると考えられる。アンテナ端５，６からみたこの周波数でのインピーダンスは、並列に入る短絡線路９のインピーダンスが比較的高いためアンテナのインピーダンスへの影響が低減され、それに伴いアンテナの反射損失への悪影響が低減されている。なお短絡となる周波数が高くなると持ち上がりが小さくなる傾向がある。
【００３１】
このことから、小形化するため短絡線路９をアンテナ導体１，２に近づけようとすると上記反射損失の持ち上がりが発生する。これを避けるため短絡線路９を図２（ｃ）のように外側へ張り出すようにすると、せっかく短絡線路９でアンテナ導体１，２を小型化した効果が減殺される。また、短絡線路９を長くすると帯域の下限周波数が低減できてサイズが大きいアンテナと同等の特性が得られるものの、短絡線路９を離さないといけないのでそのエリアが余分にかかり、小型化の効果が制限されてしまうことになる。
【００３２】
以上の解析をもとにすると、短絡線路９は、アンテナの使用帯域全域にわたり電気長が波長の１／２以下でかつ所望のインダクタンスが得られる構造をとることで、上記の問題は改善できると考えられる。すなわち、短絡線路９の電気長が波長の二分の一（λ／２）になる周波数は使用帯域の上限周波数以上となるようにすれば、短絡線路がアンテナの近傍にあっても帯域内には反射損失の持ち上がりは抑制できる。例えば、短絡線路９の途中にスパイラル又は円弧状の部分を設けることにより線路長あたりのインダクタンスを大きくすることで、当該部分で所定のインダクタンスを確保しつつ線路長を短縮し、帯域内では短絡が生じないようにでき、反射損失の改善とアンテナの小型化を同時に実現できる。
【００３３】
上記所定のインダクタンス値とは、短絡線路がない場合より帯域下限周波数が低減できるインダクタンス値のことである。
【００３４】
発明の実施の形態１．
発明の実施の形態１に係るアンテナについて図面を参照して説明する。発明の実施の形態１に係るアンテナは、磁界を強めあうことで線路長あたりのインダクタを大きくできるように、スパイラル型ないしは円弧状に短絡線路を構成したもので図４にその構成例を示す。なお、図４において、図１と同一相当部分には同一符号を付し、その説明は省略する。
【００３５】
図４（ａ）は、発明の実施の形態１に係る自己補対アンテナの平面図である。図４（ａ）は、１巻きのスパイラル１０２を短絡線路９に２つ備えた例を示す。２つのスパイラル（螺旋らせん形、渦巻線）の部分は、対称面ＡＳに対して対称に配置されている。なお、スパイラルは円形に限らず、矩形であってもよい。
【００３６】
図４（ｂ）は、図４（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図である。１１は誘電体基板である。アンテナ導体１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂ及び給電用導体３，４は、誘電体基板１１の同じ面上に形成される。
【００３７】
図４の短絡導体９は、線路１０１、一対の１巻きのスパイラル１０２、一対のスパイラル１０２を誘電体基板１１の裏面で接続する線路１０３、及び、誘電体基板１１を貫通してスパイラル１０２と線路１０３を接続するビア１０４を含む。各要素１０１〜１０４は、対称面ＡＳに対して対称に配置されている。なお、スパイラル１０２の巻き数は１回に限定されない（例えば図７参照）。
【００３８】
図４のアンテナのスパイラル１０２は、スパイラルインダクタである。スパイラル１０２は、反射損失の改善とアンテナの小型化を同時に実現するために、線路長を短く保ちながらインダクタンスを増やす部分である。スパイラル１０２により、帯域内で短絡線路の電気長が波長の１／２となり短絡に近づくことで反射損失が増大する現象を、回避できるようになる。
【００３９】
図４のアンテナでは、差動で動作するようアンテナ導体１、２及び短絡線路９（各要素１０１〜１０４）は左右対称に配置されている。この場合、差動モードが特性モードとなるので、もうひとつのモードであるコモンモードへの変換はほとんど無視できる。図４（ａ）の給電線の端５，６からは差動信号が入力される。
【００４０】
なお、対称面の片側を接地面として鏡像効果を用いることで同じ特性を得る場合は、接地側と片側の給電線端５又は６の間に不平衡信号を入力する。この点は、後述の例でも同様である。なお、アンテナ導体１，２に関しては、自己補対アンテナのパターンを例として示しているが、広帯域なアンテナであれば、他のアンテナパターンでもよい。
【００４１】
図５（ａ）は、発明の実施の形態１に係る他のアンテナの平面図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図である。図５において、図４と同一相当部分には同一符号を付し、その説明は省略する。図５は、短絡線路９に３／４巻きの円弧１１２を備えるものである。２つの円弧１１２の部分は、対称面ＡＳに対して対称に配置されている。
【００４２】
図５のアンテナは、図４のアンテナと同様の作用効果を奏する。
【００４３】
図６は、図４と図５のアンテナの反射損失を示す。使用した基板は比誘電率４．６、厚さ１ｍｍの基板（図２の場合と同じ）、アンテナの横幅は２０ｍｍ（図２の場合と同じ）である。
【００４４】
図６からわかるように、−１０ｄＢの反射損失となる下限周波数（図６で３．３ＧＨｚ）は、図２のアンテナと同等である。従って帯域下限周波数の近傍ではインダクタンスは所望の値が確保されていることがわかる。
【００４５】
一方、反射損失の持ち上がりに関しては、第１の短絡に近づく周波数が図２のアンテナでは図３に示すように周波数４〜６ＧＨｚであるのに対し、図４のアンテナでは図６に示すように９ＧＨｚ近傍であって、大幅に高くなっている。しかも、図２のアンテナではそこで通常アンテナで要求される反射損失の−１０ｄＢよりも大きくなるのに対し、図４（及び図５）のアンテナでは−１０ｄＢを下回っている。反射損失の持ち上がりに関して、図５のアンテナでは短絡に近づく周波数はさらに高くなって１２ＧＨｚ以上となっており、ＵＷＢの最大帯域３．１ＧＨｚ〜１０．６ＧＨｚにおいて、短絡する周波数のない良好な特性が得られている。
【００４６】
以上説明したように、発明の実施の形態１に係るアンテナは、アンテナ導体間を短絡線路にスパイラル又は円弧状の部分を設けることで、広帯域特性を保持しつつ小型化を実現することができる。
【００４７】
発明の実施の形態２．
発明の実施の形態１では反射損失の持ち上がりを抑制することを述べたが、用途によっては帯域外の信号を遮断したい場合もある。例えば、米国ＵＷＢ規格の帯域では３．１〜１０．６ＧＨｚが使用できるが、無線ＬＡＮに干渉しないよう５〜６ＧＨｚは電波を遮断することが望ましい。このような機能を持たせるには帯域阻止フィルタを設ければよいが、アンテナ自身で所望帯域を遮断できればそれが望ましい。
【００４８】
［基本的な説明］の項で述べたように、短絡線路９をアンテナ導体１，２に近づけると反射損失の持ち上がりが発生する。この性質を利用して、アンテナに帯域阻止フィルタの性質を持たせることができる。発明の実施の形態１では、広帯域かつ低反射損失のアンテナを小型化する技術について述べたが、発明の実施の形態２では、帯域阻止フィルタを設けることなく当該機能を実現する技術について述べる。
【００４９】
なお、図７〜図９において、図４と同一相当部分には同一符号を付し、その説明は省略する。
【００５０】
図７（ａ）は、発明の実施の形態２に係る自己補対アンテナの平面図である。図７（ａ）は、２巻きのスパイラル１２２を短絡線路９に２つ備えた例を示す。２つのスパイラルの部分は、対称面ＡＳに対して対称に配置されている。
【００５１】
図７（ｂ）は、図７（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図である。
【００５２】
図７の短絡導体９は、線路１２１、一対の２巻きのスパイラル１２２、一対のスパイラル１２２を誘電体基板１１の裏面で接続する線路１２３、及び、誘電体基板１１を貫通してスパイラル１２２と線路１２３を接続するビア１２４を含む。各要素１２１〜１２４は、対称面ＡＳに対して対称に配置されている。
【００５３】
図８は、発明の実施の形態２に係る他のアンテナの平面図である。図８は、短絡線路９をメアンダ線路（メアンダパターン）で構成したものである。短絡線路９は、対称面ＡＳに対して対称に配置されている。
【００５４】
メアンダ（meander）とは、川や道が曲がりくねって流れること、そのような状態を指す。メアンダパターンとは、伝送線路の曲がりくねった構造（蛇行構造、ジグザグ状の構造）のことである。線路長を長くするために用いられる。
【００５５】
メアンダパターンでは、隣接する線路を流れる電流の方向が互いに反対であり、電流により発生する磁界が互いに打ち消しあう。これに対し、スパイラルでは、電流は同じ方向であり、磁界は互いに強めあう。したがって、メアンダパターンでは、スパイラルに比べてインダクタンスが小さくなる。
【００５６】
図９（ａ）は発明の実施の形態２に係る他のアンテナの平面図であり、図９（ｂ）は断面図である。図９は、短絡線路９をメアンダ線路（メアンダパターン）で構成するとともに、短絡線路９を誘電体基板１１の反対側に設けたものである。短絡線路９は、誘電体基板１１を挟んでアンテナ導体１、２と対向する。１３２は、短絡線路９をアンテナ導体１，２に接続するためのビアである。
【００５７】
発明の実施の形態２では、短絡線路９の長さが遮断したい周波数での電気長の１／２になっている。
【００５８】
すなわち、図７では、スパイラル１２２を含む短絡線路９が電気長のλ／２以上の長さを有する（λは遮断したい周波数での波長）。図８及び図９では、メアンダパターンの短絡線路９が電気長のλ／２以上の長さを有する。
【００５９】
図１０は、図８と図９のアンテナの反射損失を示す（短絡線路９をアンテナ導体１，２と同一平面に配置した（図８）ときのグラフを実線で示し、反対面に配置した（図９）ときのグラフを点線で示している）。使用した基板は比誘電率４．６、厚さ１ｍｍの基板（図２の場合と同じ）、アンテナの横幅は２０ｍｍ（図２の場合と同じ）である。
【００６０】
図１０からわかるように、−１０ｄＢの反射損失となる下限周波数（図１０で３．３ＧＨｚ）は、図２のアンテナと同等である。５．５ＧＨｚに反射損失の持ち上がり（図８の構造で−３．５ｄＢ、図９の構造で−１．５ｄＢ）が生じている。反射損失が−１０ｄＢよりも大きくなる範囲は、図８の構造で５ＧＨｚ〜６．２ＧＨｚ、図９の構造で４．９ＧＨｚ〜１０ＧＨｚである。図８及び図９の構造によれば、帯域阻止機能を持たせることができ、しかも構造を選択することでその範囲を調整することができる。
【００６１】
ＵＷＢの日本の規格では、３．４〜４．８ＧＨｚと７．２５〜１０．２５ＧＨｚの２つの帯域が与えられており、遮断する周波数範囲を広くすることが求められる場合がある。このためには、［基本的な説明］の項で述べたように、短絡線路９とアンテナ導体１，２との間隔を狭くすると理想的な短絡が得られることから、図９に示すようにアンテナ導体１，２の裏側に短絡線路９を配置することが望ましい。これにより、理想的な深い遮断が得られると考えられる。図１０の２つのグラフを比較すればわかるように、図９に示す構造により、遮断が深く、しかも遮断帯域の広い特性を得ることができる。
【００６２】
以上説明したように、発明の実施の形態２に係るアンテナは、短絡線路の長さを遮断したい周波数での電気長の１／２とすることで、アンテナに帯域阻止機能を持たせることができる。
【００６３】
本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】従来のアンテナ構造の平面図である。
【図２】短絡線路の長さ及び形状を変えたアンテナの平面図である。
【図３】図２（ａ）〜（ｄ）の各アンテナの反射損失を示すグラフである。
【図４】発明の実施の形態１に係るアンテナ構造の平面図である。
【図５】発明の実施の形態１に係る他のアンテナ構造の平面図である。
【図６】図４及び図５の各アンテナの反射損失を示すグラフである。
【図７】発明の実施の形態２に係るアンテナ構造の平面図である。
【図８】発明の実施の形態２に係るアンテナ構造の平面図である。
【図９】発明の実施の形態２に係る他のアンテナ構造の平面図である。
【図１０】図８及び図９の各アンテナの反射損失を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６５】
１、１ａ、１ｂ  アンテナ導体
２、２ａ，２ｂ  アンテナ導体
３，４  給電用導体
５，６  給電点
９    短絡線路
１１    誘電体基板
１０２    スパイラル
１１２    円弧
【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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