(57)【要約】  広い周波数範囲にわたって使用可能な小型軽量のアンテナ装置を提供する。  第１エレメントと第２エレメントとを略９０度回転した状態で所定の間隔で対向させ、かつ、全体を所定の角度（例えば略４５度）傾けて取付面に固定する。各エレメントは、給電点が接続される部位から互いに離れる方向に延伸する二つの腕部（１０１Ａと１０２Ａ、２０１Ａと２０２Ｂ）を有する。
2020027156.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１平面上に配置される一対の第１エレメントと、
前記第１平面と平行の第２平面上に配置され、偏波の方向が前記一対の第１エレメントと直交する一対の第２エレメントと、を備え、
前記一対の第１エレメント及び前記一対の第２エレメントの各エレメントは、それぞれ、自己相似型アンテナ又はそれに準じたアンテナとして動作する部分を含む、
アンテナ装置。
【請求項２】
前記一対の第１エレメント及び前記一対の第２エレメントの各エレメントは、それぞれ、給電点が接続可能な基端部から互いに離れる方向に延伸する二つの腕部を有し、
前記二つの腕部が自己相似型アンテナ又はそれに準じたアンテナとして動作する、
請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項３】
前記一対の第１エレメントのうち一方の第１エレメントの前記基端部と他方の第１エレメントの前記基端部との距離の中間点が第１中央部であり、
前記一対の第２エレメントのうち一方の第２エレメントの前記基端部と他方の第２エレメントの前記基端部との距離の中間点が第２中央部であり、
前記第１中央部と前記第２中央部とが平面からみて重なり合う場合において、
前記一対の第２エレメントは、前記第２中央部が前記第１中央部と正対する位置から略９０度回転した状態で、前記一対の第１エレメントと対向して配置される、
請求項２に記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記第１中央部および前記第２中央部の少なくとも一方に給電点が接続される、
請求項３に記載のアンテナ装置。
【請求項５】
前記二つの腕部は、それぞれの対向間隔が前記基端部の付近から離れるほど大きくなる、
請求項２から４のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
【請求項６】
前記二つの腕部は、それぞれの幅が前記基端部から離れるほど大きくなる、
請求項２から５のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
【請求項７】
前記一対のうち一方の第１エレメントが有する二つの腕部と前記一対のうち他方の第１エレメントが有する二つの腕部とが互いに離れる方向に延伸する、
請求項２から６のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
【請求項８】
前記二つの腕部の先端が開放端部であり、これにより前記基端部と共に略Ｃ形、略Ｄ形、略Ｕ形、略Ｖ形、略半円形、略半楕円形、略三角形、略四角形のいずれかの形状をなす、
請求項２から７のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
【請求項９】
前記開放端部の一部が、対向する他のエレメントの方向に折曲されている、
請求項８に記載のアンテナ装置。
【請求項１０】
前記一対の第１エレメントの二つの腕部が、対向する前記一対の第２エレメントの二つの腕部のうち直近の前記腕部と導通あるいは容量結合し、これにより前記一対の第１エレメントと前記一対の第２エレメントとが、使用周波数帯に応じて、ループアンテナ、ダイポールアンテナ、テーパードスロットアンテナあるいはこれらが複合した複合アンテナとして動作する、
請求項２から７のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
【請求項１１】
第１平面上に配置される一対の第１エレメントと、
前記第１平面と平行の第２平面上に配置され、偏波の方向が前記一対の第１エレメントと直交する一対の第２エレメントとを備え、
前記一対の第１エレメント及び前記一対の第２エレメントの各エレメントは、それぞれ、給電点が接続される基端部と、前記基端部を中心として一つの平面上に対称に配置される一対の腕部とを有し、前記一対の腕部の少なくとも一方の腕部が自己相似型アンテナ又はそれに準じたアンテナとして動作する、
アンテナ装置。
【請求項１２】
６９８ＭＨｚ及びその前後周波数から６ＧＨｚ及びその前後周波数にわたる周波数帯のうち特定の周波数帯の信号の送信又は受信を可能とする、
請求項１から１１のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
【請求項１３】
一つの平面上に配置される第１エレメント及び第２エレメントと、
前記第１エレメント及び前記第２エレメントへの給電を可能にする給電点と、を備え、
前記第１エレメント及び前記第２エレメントは、それぞれ２つの腕部と前記給電点が接続される基端部とを有し、
前記第１エレメント及び前記第２エレメントは、前記給電点を中心として互いに対向し、かつ、各々が自己相似型アンテナ又はそれに準じたアンテナとして動作する部分を含み、
前記第１エレメントの前記２つの腕部は、互いに前記基端部から離れる方向に延伸し、
前記第２エレメントの前記２つの腕部は、互いに前記基端部から離れる方向に延伸し、かつ、各々が対向する前記第１エレメントの前記２つの腕部からも離れる方向に延伸し、
前記第１エレメントと前記第２エレメントとの対向間隔が、前記基端部から離れるほど連続的又は段階的に大きくなる、アンテナ装置。
【請求項１４】
前記第１エレメントの前記２つの腕部及び前記第２エレメントの前記２つの腕部は、それぞれの幅が前記基端部よりも前記基端部から離れた部位の方が大きい、
請求項１３に記載のアンテナ装置。
【請求項１５】
前記２つの腕部の先端が開放端部であり、
これにより前記基端部と共に略Ｃ形、略Ｄ形、略Ｕ形、略Ｖ形、略半円形、略半楕円形、略三角形、略四角形のいずれかの形状をなす、
請求項１３又は請求項１４に記載のアンテナ装置。
【請求項１６】
前記第１エレメント及び前記第２エレメントは、前記給電点を中心として対称である、請求項１３から請求項１５のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
【請求項１７】
前記一対の第１エレメント及び前記一対の第２エレメントの少なくとも一方のエレメントの一部であって給電点が接続される部分を含む第１領域が基板上に形成され、
前記第１領域以外の第２領域が金属板で形成され、
前記第１領域と前記第２領域とが導通接続される、
請求項１から１２のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
【請求項１８】
前記一対の第１エレメント及び前記一対の第２エレメントが基板上に形成される、
請求項１から１２のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
【請求項１９】
前記第１エレメント及び前記第２エレメントの少なくとも一方のエレメントの一部であって給電点が接続される部分を含む第１領域が基板上に形成され、
前記第１領域以外の第２領域が金属板で形成され、
前記第１領域と前記第２領域とが導通接続される、
請求項１３から１５のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
【請求項２０】
前記第１エレメント及び前記第２エレメントが基板上に形成される、
請求項１３から１５のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
【請求項２１】
前記第１エレメントと、対向する前記第２エレメントとが、周波数帯に応じて、異なる動作原理のアンテナあるいは前記異なる動作原理が複合した複合アンテナとして動作する、
請求項１から２０のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
【請求項２２】
前記一対の第１エレメントと、対向する前記一対の第２エレメントとが容量結合し、これにより前記一対の第１エレメントと前記一対の第２エレメントとが、周波数帯に応じて、異なる動作原理のアンテナあるいは前記異なる動作原理が複合した複合アンテナとして動作する、
請求項２１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、例えば６９８ＭＨｚ及びその前後周波数から６ＧＨｚ及びその前後周波数にわたる広い周波数範囲で使用可能な薄型のアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両に電子機器を搭載してＬＴＥ（Long Term Evolution）や５Ｇ（第５世代移動通信システム）の周波数帯を用いてＭＩＭＯ（Multiple-Input Multiple-Output）による通信を行う需要が高まっている。ＭＩＭＯは、複数のアンテナを用いてそれぞれのアンテナから異なるデータを送信し、複数のアンテナで同時にデータを受信する通信形態である。このような通信形態を可能にするアンテナ装置として、特許文献１に開示されたＭＩＭＯアンテナ装置が知られている。【０００３】
特許文献１に開示されたＭＩＭＯアンテナ装置は、長さが１００ｍｍ、幅が５０ｍｍ、高さが４５ｍｍのシャークフィンアンテナハウジングに複数のアンテナ、すなわち、不平衡アンテナと平衡アンテナとを収容して構成される。不平衡アンテナは、ポリ塩化ビフェニルに形成された長方形の平面エッチングにより構成される。平衡アンテナは、互いに対向する対称的な２つの平面Ｌ字形アームにより構成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２０１６−５０４７９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示されたＭＩＭＯアンテナ装置のように不平衡アンテナを低背にすると、アンテナサイズ（高さ）が減少することに起因してＶＳＷＲ（Voltage Standing Wave Ratio）の悪化と水平方向の利得不足を招く。また、シャークフィンアンテナハウジングのような狭い領域に複数のアンテナを収納するとアンテナ間の干渉が生じ、アンテナ特性に好ましくない影響を与える。例えば、ＬＴＥで使用するＭＩＭＯアンテナ装置では、アンテナ間アイソレーションが大きいほど良いとされるが、特許文献１に開示されたＭＩＭＯアンテナ装置では、広い周波数帯にわたってその条件を満たすのは困難である。特許文献１の図５〜図７に示されるように、使用できる周波数帯は０．６〜３ＧＨｚの範囲で複数個所に限定されており、それぞれの帯域は狭い。【０００６】
本発明は、広い周波数帯にわたって安定的な動作を可能にすることを主たる目的とし、さらに、近接する他のアンテナないしエレメントの影響を低減することができるアンテナ装置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】
本発明の実施の一形態となるアンテナ装置は、第１平面上に配置される一対の第１エレメントと、前記第１平面と平行の第２平面上に配置され、偏波の方向が前記一対の第１エレメントと直交する一対の第２エレメントとを備え、前記一対の第１エレメント及び前記一対の第２エレメントの各エレメントは、それぞれ、自己相似型アンテナ又はそれに準じたアンテナとして動作する部分を含むことを特徴とする。
より具体的には、前記一対の第１エレメント及び前記一対の第２エレメントの各エレメントは、それぞれ、給電点が接続可能な基端部から互いに離れる方向に延伸する二つの腕部を有し、前記二つの腕部が自己相似型アンテナ又はそれに準じたアンテナとして動作することを特徴とする。「自己相似型アンテナ」とは、例えば、バイコニカルアンテナやボウタイアンテナといった、スケール（サイズ比）を変えても形状が相似形になるアンテナである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のアンテナ装置は、それぞれ自己相似型アンテナ又はそれに準じたアンテナとして動作する部分を含む一対の第１エレメントと、偏波方向が第１エレメントと直交する一対の第２エレメントとを備えることで、相対的に高い周波数帯域である高域側では例えばテーパードスロットアンテナ（進行波型アンテナの一種）として動作し、相対的に低い周波数帯域である低域側では例えばループアンテナ（共振型アンテナの一種）として動作する。また、相対的に高い周波数帯及び相対的に低い周波数帯の中間の周波数帯域である中域における特定の周波数帯域ではダイポールアンテナ（共振型アンテナの一種）として動作する。また、相対的に高い周波数帯、相対的に低い周波数帯、及び中域の各々の間の帯域では、それらのアンテナの動作原理が複合した状態、すなわち複合アンテナとして動作している。そのため、一つのアンテナ装置でありながら従来のこの種のアンテナ装置よりも広い周波数帯にわたって安定的に動作させることができる。
また、第１エレメントと第２エレメントの偏波の方向が互いに直交するので、第１エレメントと第２エレメントとが近接する場合であっても干渉等の影響が低減される。そのため、アンテナ装置を薄型にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１Ａ】第１実施形態のアンテナ部が収容されるケース本体の斜視図。
【図１Ｂ】図１Ａの一側部の断面図。
【図２Ａ】第１実施形態のアンテナ部の正面図。
【図２Ｂ】第１実施形態のアンテナ部の背面図。
【図２Ｃ】第１実施形態のアンテナ部の上面図。
【図２Ｄ】第１実施形態のアンテナ部の斜視図。
【図３Ａ】一方及び他方の第２エレメントの例示図。
【図３Ｂ】一対の第２エレメントの例示図。
【図４Ａ】一つのエレメントのＶＳＷＲ特性図。
【図４Ｂ】一つのエレメントの放射効率特性図。
【図４Ｃ】図３Ａのアンテナの水平面の平均利得特性図。
【図５Ａ】二つのエレメントのＶＳＷＲ特性図。
【図５Ｂ】二つのエレメントの放射効率特性図。
【図５Ｃ】図３Ｂのアンテナの水平面の平均利得特性図。
【図６Ａ】第１実施形態における給電点Ｋ１のＶＳＷＲ特性図。
【図６Ｂ】第１実施形態における給電点Ｋ２のＶＳＷＲ特性図。
【図７Ａ】第１実施形態における給電点Ｋ１の放射効率特性図。
【図７Ｂ】第１実施形態における給電点Ｋ２の放射効率特性図。
【図８Ａ】第１実施形態における給電点Ｋ１から給電点Ｋ２への通過電力特性図。
【図８Ｂ】第１実施形態における給電点Ｋ２から給電点Ｋ１への通過電力特性図。
【図９Ａ】第１実施形態のアンテナ部の正面図。
【図９Ｂ】第１実施形態のアンテナ部が所定角度傾いた状態を示す正面図。
【図１０Ａ】図９Ａの配置における給電点Ｋ１の水平面の平均利得特性図。
【図１０Ｂ】図９Ａの配置における給電点Ｋ２の水平面の平均利得特性図。
【図１１Ａ】図９Ｂの配置における給電点Ｋ１の水平面の平均利得特性図。
【図１１Ｂ】図９Ｂの配置における給電点Ｋ２の水平面の平均利得特性図。
【図１２Ａ】比較例アンテナ部の正面図。
【図１２Ｂ】比較例アンテナ部の背面図。
【図１２Ｃ】比較例アンテナ部の上面図。
【図１２Ｄ】比較例アンテナ部の斜視図。
【図１３Ａ】比較例アンテナ部のＶＳＷＲ特性図。
【図１３Ｂ】図１３Ａの低域部分の拡大図。
【図１４Ａ】比較例アンテナ部の放射効率特性図。
【図１４Ｂ】図１４Ａの低域部分の拡大図。
【図１５Ａ】第２実施形態のアンテナ部の正面図。
【図１５Ｂ】第２実施形態のアンテナ部の背面図。
【図１５Ｃ】第２実施形態のアンテナ部の上面図。
【図１５Ｄ】第２実施形態のアンテナ部の斜視図。
【図１６Ａ】第２実施形態における給電点Ｋ１のＶＳＷＲ特性図。
【図１６Ｂ】第２実施形態における給電点Ｋ２のＶＳＷＲ特性図。
【図１７Ａ】第２実施形態における給電点Ｋ１の放射効率特性図。
【図１７Ｂ】第２実施形態における給電点Ｋ２の放射効率特性図。
【図１８Ａ】第２実施形態における給電点Ｋ１から給電点Ｋ２への通過電力特性図。
【図１８Ｂ】第２実施形態における給電点Ｋ２から給電点Ｋ１への通過電力特性図。
【図１９Ａ】図９Ａの配置における給電点Ｋ１の水平面の平均利得特性図。
【図１９Ｂ】図９Ａの配置における給電点Ｋ２の水平面の平均利得特性図。
【図２０Ａ】第３実施形態のアンテナ部の正面図。
【図２０Ｂ】第３実施形態のアンテナ部の長辺部の上面図。
【図２０Ｃ】第３実施形態のアンテナ部の短辺部の側面図。
【図２０Ｄ】第３実施形態のアンテナ部の斜視図。
【図２１Ａ】第３実施形態における給電点Ｋ１のＶＳＷＲ特性図。
【図２１Ｂ】第３実施形態における給電点Ｋ２のＶＳＷＲ特性図。
【図２２Ａ】第３実施形態における給電点Ｋ１の放射効率特性図。
【図２２Ｂ】第３実施形態における給電点Ｋ２の放射効率特性図。
【図２３Ａ】第３実施形態における給電点Ｋ１から給電点Ｋ２への通過電力特性図。
【図２３Ｂ】第３実施形態における給電点Ｋ２から給電点Ｋ１への通過電力特性図。
【図２４Ａ】図９Ａの配置における給電点Ｋ１の水平面の平均利得特性図。
【図２４Ｂ】図９Ａの配置における給電点Ｋ２の水平面の平均利得特性図。
【図２５Ａ】第４実施形態のアンテナ部の正面図。
【図２５Ｂ】第４実施形態のアンテナ部の上面図。
【図２５Ｃ】第４実施形態のアンテナ部の斜視図。
【図２６Ａ】第４実施形態における給電点Ｋ１のＶＳＷＲ特性図。
【図２６Ｂ】第４実施形態における給電点Ｋ２のＶＳＷＲ特性図。
【図２７Ａ】第４実施形態における給電点Ｋ１の放射効率特性図。
【図２７Ｂ】第４実施形態における給電点Ｋ２の放射効率特性図。
【図２８Ａ】第４実施形態における給電点Ｋ１から給電点Ｋ２への通過電力特性図。
【図２８Ｂ】第４実施形態における給電点Ｋ２から給電点Ｋ１への通過電力特性図。
【図２９Ａ】図９Ａの配置における給電点Ｋ１の水平面の平均利得特性図。
【図２９Ｂ】図９Ａの配置における給電点Ｋ２の水平面の平均利得特性図。
【図３０Ａ】第４実施形態のアンテナ部の正面側の斜視図。
【図３０Ｂ】第４実施形態のアンテナ部の背面側の斜視図。
【図３１Ａ】第６実施形態のアンテナ部の斜視図。
【図３１Ｂ】第６実施形態における第１エレメントの給電状態を示す正面図。
【図３１Ｃ】第６実施形態における第２エレメントの給電状態を示す正面図。
【図３２Ａ】第６実施形態における同軸ケーブルＦ１１４の出力端のＶＳＷＲ特性図。
【図３２Ｂ】第６実施形態における同軸ケーブルＦ２１４の出力端のＶＳＷＲ特性図。
【図３２Ｃ】第６実施形態における同軸ケーブルＦ１１４の出力端の放射効率特性図。
【図３２Ｄ】第６実施形態における同軸ケーブルＦ２１４の出力端の放射効率特性図。
【図３２Ｅ】第６実施形態における同軸ケーブルＦ１１４の出力端から同軸ケーブルＦ２１４の出力端への通過電力特性図。
【図３２Ｆ】第６実施形態における同軸ケーブルＦ２１４の出力端から同軸ケーブルＦ１１４の出力端への通過電力特性図。
【図３２Ｇ】図３２Ａの配置における同軸ケーブルＦ１１４の出力端の水平面の平均利得特性図。
【図３２Ｈ】図３２Ａの配置における同軸ケーブルＦ２１４の出力端の水平面の平均利得特性図。
【図３３Ａ】第７実施形態における第１エレメントの正面図。
【図３３Ｂ】第７実施形態における第２エレメントの正面図。
【図３３Ｃ】第７実施形態における第１エレメントの給電状態を示す正面図。
【図３３Ｄ】第７実施形態における第２エレメントの給電状態を示す正面図。
【図３３Ｅ】第１エレメント及び第２エレメント全体の状態を表す斜視図。
【図３３Ｆ】第７実施形態のアンテナ部の側面図。
【図３４Ａ】第７実施形態における同軸ケーブルＦ１１４の出力端のＶＳＷＲ特性図。
【図３４Ｂ】第７実施形態における同軸ケーブルＦ２１４の出力端のＶＳＷＲ特性図。
【図３４Ｃ】第７実施形態における同軸ケーブルＦ１１４の出力端の放射効率特性図。
【図３４Ｄ】第７実施形態における同軸ケーブルＦ２１４の出力端の放射効率特性図。
【図３４Ｅ】第７実施形態における同軸ケーブルＦ１１４の出力端から同軸ケーブルＦ２１４の出力端への通過電力特性図。
【図３４Ｆ】第７実施形態における同軸ケーブルＦ２１４の出力端から同軸ケーブルＦ１１４の出力端への通過電力特性図。
【図３４Ｇ】図３１Ａの配置における同軸ケーブルＦ１１４の出力端の水平面の平均利得特性図。
【図３４Ｈ】第７実施形態における同軸ケーブルＦ２１４の出力端の水平面の平均利得特性図。
【図３５Ａ】変形例に係る同軸ケーブルＦ１１４の出力端のＶＳＷＲ特性図。
【図３５Ｂ】変形例に係る同軸ケーブルＦ２１４の出力端のＶＳＷＲ特性図。
【図３５Ｃ】変形例に係る同軸ケーブルＦ１１４の出力端の放射効率特性図。
【図３５Ｄ】変形例に係る同軸ケーブルＦ２１４の出力端の放射効率特性図。
【図３５Ｅ】変形例に係る同軸ケーブルＦ１１４の出力端から同軸ケーブルＦ２１４の出力端への通過電力特性図。
【図３５Ｆ】変形例に係る同軸ケーブルＦ２１４の出力端から同軸ケーブルＦ１１４の出力端への通過電力特性図。
【図３５Ｇ】図３１Ａの配置における同軸ケーブルＦ１１４の出力端の水平面の平均利得特性図。
【図３５Ｈ】変形例に係る同軸ケーブルＦ２１４の出力端の水平面の平均利得特性図。
【図３６Ａ】第８実施形態のアンテナ部の全体構成例を示す斜視図。
【図３６Ｂ】第８実施形態における第１エレメントの給電状態を示す正面図。
【図３６Ｃ】第８実施形態における第２エレメントの給電状態を示す正面図。
【図３７Ａ】第８実施形態における同軸ケーブルＦ１１４の出力端のＶＳＷＲ特性図。
【図３７Ｂ】第８実施形態における同軸ケーブルＦ２１４の出力端のＶＳＷＲ特性図。
【図３７Ｃ】第８実施形態における同軸ケーブルＦ１１４の出力端の放射効率特性図。
【図３７Ｄ】第８実施形態における同軸ケーブルＦ２１４の出力端の放射効率特性図。
【図３７Ｅ】第８実施形態における同軸ケーブルＦ１１４の出力端から同軸ケーブルＦ２１４の出力端への通過電力特性図。
【図３７Ｆ】第８実施形態における同軸ケーブルＦ２１４の出力端から同軸ケーブルＦ１１４の出力端への通過電力特性図。
【図３７Ｇ】図３１Ａの配置における同軸ケーブルＦ１１４の出力端の水平面の平均利得特性図。
【図３７Ｈ】図３１Ａの配置における同軸ケーブルＦ２１４の出力端の水平面の平均利得特性図。
【図３８】第９実施形態におけるアンテナ装置の外観図。
【図３９】第９実施形態におけるアンテナ装置の分解図。
【図４０Ａ】第１ケース体の内側を背面側から眺めた斜視図。
【図４０Ｂ】第１ケース体の内側を眺めた正面図。
【図４０Ｃ】第２ケース体の内側を背面側から眺めた斜視図。
【図４０Ｄ】第２ケース体の内側を眺めた正面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明を６９８ＭＨｚ及びその前後周波数から６ＧＨｚ及びその前後周波数にわたる広い周波数帯域で使用可能なアンテナ装置に適用した場合の実施の形態例を説明する。
［第１実施形態］
第１実施形態のアンテナ装置は、例えば室内あるいは車両室内の任意の部位に、任意の姿勢で設置可能な薄型ケースにアンテナ部を収容して使用される。薄型ケースは、電波透過性部材、例えばＡＢＳ樹脂製のケース本体と、設置部位に合わせて適宜成形される保持部とを含んで構成される。ケース本体は、例えば内部にアンテナ部の収容空間を有する有底四角柱状の筐体と、収容空間を封止するための蓋体とを有する。蓋体は、筐体の４つの側面のいずれか、あるいは、最も幅の広い一つの主面に設けられ、封止される。
【００１１】
ケース本体の形状例を図１Ａに示す。図１Ｂは図１Ａの一側部（本例では縦辺Ｌ１）の断面図である。ケース本体１０は、縦辺Ｌ１，横辺Ｌ２がともに約９０ｍｍで、奥行Ｌ３が約１３ｍｍのケースの例である。ケース１０の内部のサイズは、図１Ｂに示すように、縦辺Ｌ１の場合、内辺Ｌ１１が約８７ｍｍ、内側奥行Ｌ３１が約１０ｍｍである。ケース本体は、アンテナ部が収容された後、蓋体で封止される。ケース本体の取付部位に、例えば、ダッシュボードの平面上の形状などに応じて複数用意された保持部の一つ（図示省略）が装着される。
【００１２】
ケース本体１０に収容されるアンテナ部について説明する。図２Ａ〜図２Ｄは、アンテナ部の構成例を示す図であり、図２Ａは正面図、図２Ｂは図２Ａの背面図、図２Ｃは上面図、図２Ｄは斜視図である。便宜上、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸の直交座標系を規定する。アンテナ部は、第１平面１００上に配置される一対の第１エレメントと、第１平面１００と平行の第２平面２００上に配置され、偏波の方向が一対の第１エレメントと直交する一対の第２エレメントとを備える。なお、一対の第１エレメント及び一対の第２エレメントの各々の構成については、図３Ａ及び図３Ｂを用いて説明する。
【００１３】
各エレメントの所定部分（図示の例では、一対の第１エレメント同士、一対の第２エレメント同士がそれぞれ最も接近する部分）は、給電点が接続可能な部分である。かかる部分を「基端部」と呼ぶ。一対の第１エレメントの基端部と第２エレメントの基端部とを特に区別する必要がある場合は、前者を「第１基端部」、後者を「第２基端部」と呼ぶ場合がある。一対のうち一方の第１エレメント（便宜上、「一方の第１エレメント」と呼ぶ）は、第１基端部から離れる方向に延伸する二つの腕部１０１ａ，１０２ａを有し、各腕部１０１ａ，１０２ａの先端は、開放端部となっている。
【００１４】
一対のうち他方の第１エレメント（便宜上、「他方の第１エレメント」と呼ぶ）も、また、第１基端部から離れる方向に延伸する二つの腕部１０１ｂ，１０２ｂを有し、各腕部１０１ｂ，１０２ｂの先端は、開放端部となっている。一方の第１エレメントが有する二つの腕部（例えば１０１ａ，１０２ａ）は、それぞれの幅が第１基端部から離れるにつれて連続的又は段階的に大きくなる。つまり、それぞれの幅は、第１基端部から遠い領域では第１基端部に近い領域に比べて大きくなっている。また、それぞれの対向間隔が、第１基端部から離れるにつれて連続的又は段階的に大きくなる。つまり、それぞれの対向間隔は、第１基端部から遠い領域では第１基端部に近い領域に比べて大きくなっている。これは、各腕部１０１ａ，１０２ａに、それぞれバイコニカルアンテナあるいはボウタイアンテナなどの自己相似型アンテナあるいはそれに準ずる動作をさせるためである。
【００１５】
他方の第１エレメントの二つの腕部（例えば１０１ｂ，１０２ｂ）についても同様である。また、一方の第１エレメントが有する二つの腕部（例えば１０１ａ，１０２ａ）は、他方の第１エレメントが有する二つの腕部（例えば１０１ｂ，１０２ｂ）からも互いに離れる方向に延伸する。
【００１６】
一対の第２エレメントも一対の第１エレメントと同様の形状・構造となる。すなわち、一対のうち一方の第２エレメント（便宜上、一方の第２エレメントと呼ぶ）は、第２基端部から離れる方向に延伸する二つの腕部２０１ａ，２０２ａを有し、各腕部２０１ａ，２０２ａの先端は、開放端部となっている。一方の第２エレメントが有する二つの腕部（例えば２０１ａ，２０２ａ）は、それぞれの幅が第２基端部から離れるにつれて連続的又は段階的に大きくなる。つまり、それぞれの幅は、第２基端部から遠い領域では第２基端部に近い領域に比べて大きくなっている。また、それぞれの対向間隔が、第２基端部から離れるにつれて連続的又は段階的に大きくなる。つまり、それぞれの対向間隔は、第２基端部から遠い領域では第２基端部に近い領域に比べて大きくなっている。これは、各腕部２０１ａ，２０２ａに、それぞれバイコニカルアンテナあるいはボウタイアンテナなどの自己相似型アンテナあるいはそれに準ずる動作をさせるためである。他方の第２エレメントの二つの腕部（例えば２０１ｂ，２０２ｂ）についても同様である。また、一方の第２エレメントが有する二つの腕部（例えば２０１ａ，２０２ａ）は、他方の第２エレメントが有する二つの腕部（例えば２０１ｂ，２０２ｂ）からも互いに離れる方向に延伸する。
【００１７】
次に、一対の第１エレメントと一対の第２エレメントの配置について説明する。一方の第１エレメントの第１基端部と他方の第１エレメントの第１基端部との距離の中間点を第１中央部と呼ぶ。また、一方の第２エレメントの第２基端部と他方の第２エレメントの基端部との距離のほぼ中間点を第２中央部と呼ぶ。第１中央部は第１エレメントの給電点Ｋ１となり、第２中央部は第２エレメントの給電点Ｋ２となる。第１中央部と第２中央部は、平面（例えば、正面又は背面）からみて重なり合う。
【００１８】
一対の第２エレメントは、第２中央部が、間隔Ｄ１１を維持しながら第１中央部と正対する位置から略９０度回転した状態で、一対の第１エレメントと対向して配置される。そのため、対向する第１エレメントと第２エレメントとの間にスプリットリング（リングの一部分を切り取って対向させた形状のもの）が形成される。また、第１エレメントと第２エレメントとで、偏波の方向が直交する。すなわち、例えば、第１エレメントの偏波の方向が垂直（垂直偏波）であれば、第２エレメントの偏波の方向は水平（水平偏波）となり、反対に、第１エレメントの偏波の方向が水平（水平偏波）であれば、第２エレメントの偏波の方向は垂直（垂直偏波）となる。
なお、「略９０度」とは、厳密に９０度でなくとも良いことを意味する。
【００１９】
第１エレメントの外縁を結ぶサイズ（外縁サイズ）は、第２エレメントの外縁サイズと同じである。そのため、一対の第２エレメントの回転の前後で外縁サイズは同じになる。各エレメントは、例えば厚み０．５ｍｍの導体板であり、外縁サイズは、図１のケース本体１０の収容空間に収まるサイズである。一例をあげると、各エレメントの外縁サイズは、約８７ｍｍ×約８７ｍｍ×約１０ｍｍである。第１平面１００と第２平面２００との間隔Ｄ１１は、上記ケース本体１０の内側奥行Ｌ３１、すなわち約９ｍｍである。
【００２０】
次に、一対の第１エレメント及び一対の第２エレメントの各々のエレメント構造について詳しく説明する。図３Ａ及び図３Ｂは、第２エレメントの構造例の説明図である。一対の第２エレメントは、図３Ａに示すように、一方の第２エレメントが有する二つの腕部２０１ａ，２０２ａと他方の第２エレメントが有する二つの腕部２０１ｂ，２０２ｂとを、第２基端部（給電点Ｋ２）を中心に対称に接合し、あるいは、一体に成形して、図３Ｂのように構成したものである。
【００２１】
各腕部２０１ａ，２０２ａ，２０１ｂ，２０２ｂから先端に至るまでの部分は、開放端となっている。この先端の部分を開放端部と呼ぶ。各開放端部は、低域確保のため（より低域での使用を可能にするため）、主として第１エレメント及び第２エレメントの面積を一定以上確保するように形成される。本例では、Ｌ字状に成形された例を示すが、開放端部の形状は、Ｌ字状に限らず、台形、菱形、楕円形、円形、三角形等であっても良い。
一方の第２エレメントが有する二つの腕部２０１ａ，２０２ａと他方の第２エレメントが有する二つの腕部２０１ｂ，２０２ｂは、それぞれ第２基端部から開放端部に至るまでは、離れるにつれて幅が連続的又は段階的に大きくなっている。つまり、一方の第２エレメントが有する二つの腕部２０１ａ，２０２ａと他方の第２エレメントが有する二つの腕部２０１ｂ，２０２ｂの幅は、第２基端部から遠く開放端部に近い領域では第２基端部に近く開放端部から遠い領域に比べて大きくなっている。また、一方の第２エレメントが有する二つの腕部２０１ａ，２０２ａの対向距離及び他方の第２エレメントが有する二つの腕部２０１ｂ，２０２ｂの対向距離が、第２基端部から離れるにつれて連続的又は段階的に大きくなっている。つまり、一方の第２エレメントが有する二つの腕部２０１ａ，２０２ａの対向距離及び他方の第２エレメントが有する二つの腕部２０１ｂ，２０２ｂの対向距離は、第２基端部から遠い領域では第２基端部に近い領域に比べて大きくなっている。このような構成とすることにより、バイコニカルアンテナやボウタイアンテナなどの自己相似型アンテナ又はそれに準ずる動作となる。これにより、一方の第２エレメントが有する二つの腕部２０１ａ，２０２ａと他方の第２エレメントが有する二つの腕部２０１ｂ，２０２ｂは、それぞれ第２基端部と共に略Ｖ形の形状をなす。
一対の第１エレメントも、図３Ａ，図３Ｂと同様のエレメント構造となる。
【００２２】
図３Ａの一方の第２エレメント（例えば二つの腕部２０１ａ，２０２ａ）を単独でアンテナとして用いた場合のアンテナ特性を図４Ａ〜図４Ｃに示す。図４ＡはＶＳＷＲ特性図、図４Ｂは放射効率特性図、図４Ｃは図３Ａのアンテナの水平面（ｘｙ平面）の平均利得特性図である。それぞれ横軸は周波数（ＭＨｚ）を示す。平均利得は、水平面内における平均利得である（以下、同様）。図４Ａ、図４Ｂに示すように、第２エレメントだけを単独でアンテナとして用いた場合、約９００ＭＨｚ付近では、共振型アンテナとしての動作が支配的であり、約２５００ＭＨｚ以上では非共振型アンテナとしての動作が支配的である。また、図４Ｃからわかるように、約９００ＭＨｚ〜４５００ＭＨｚでは平均利得が約−２ｄＢｉ以上であり、特許文献１に開示されたＭＩＭＯアンテナ装置と比べて遜色のない実用可能なレベルである。
【００２３】
また、図３Ｂに示す一対の第２エレメントをアンテナとして動作させた場合のアンテナ特性を図５Ａ〜図５Ｃに示す。図５ＡはＶＳＷＲ特性図、図５Ｂは放射効率特性図、図５Ｃは図３Ｂのアンテナの水平面（ｘｙ平面）の平均利得特性図である。それぞれ横軸は周波数（ＭＨｚ）を示す。図５Ａ〜図５Ｃからわかるように、一対の第２エレメントをアンテナとして動作させた場合、周波数が約１５００ＭＨｚ付近のＶＳＷＲ、放射効率、平均利得（ｄＢｉ）が、図３Ａに示した一つの第２エレメントを用いた場合よりも格段に改善される。一対の第１エレメントについても同様のアンテナ特性となる。
【００２４】
次に、図２Ａ〜図２Ｄのように構成されるアンテナ部のアンテナ特性について説明する。このアンテナ部は、一対の第２エレメントの第２基端部が、間隔Ｄ１１を維持しながら第１基端部と正対する位置から略９０度回転した状態で一対の第１エレメントと対向する。つまり、対向する第１エレメントと第２エレメントとの間にスプリットリングが形成される。そのため、低域側に周波数帯域が拡大してより広帯域のアンテナとして動作させることができる。また、第１エレメントと第２エレメントの偏波が直交する。例えば、第１エレメントの偏波が垂直偏波であれば、第２エレメントの偏波は水平偏波となり、反対に、第１エレメントの偏波が水平偏波であれば、第２エレメントの偏波は垂直偏波となる。そのため、互いの干渉を抑制することができる。例えば、回転させない場合に比べてアイソレーションが格段に改善される。
【００２５】
以下、第１実施形態のアンテナ部の特性例を具体的に説明する。図６Ａは給電点Ｋ１のＶＳＷＲ特性図、図６Ｂは給電点Ｋ２のＶＳＷＲ特性図である。それぞれ横軸は周波数（ＭＨｚ）である。第１実施形態のアンテナ部によれば、受信波又は送信波として使用可能な周波数帯域が低域側に拡大する。
【００２６】
図７Ａは給電点Ｋ１の放射効率特性図、図７Ｂは給電点Ｋ２の放射効率特性図である。それぞれ横軸は周波数（ＭＨｚ）である。第１実施形態のアンテナ部では、６９８ＭＨｚ付近の放射効率が約０．８５（図４Ｂの例では約０．１７、図５Ｂの例では約０．３）である。使用可能周波数がより低域の方向に拡大していることがわかる。
【００２７】
図８Ａは、給電点Ｋ１から給電点Ｋ２への通過電力特性図、図８Ｂは給電点Ｋ２から給電点Ｋ１への通過電力特性図である。図８Ａの縦軸は、２０Log｜Ｓ２１｜（ｄＢ）、図８Ｂの縦軸は２０Log｜Ｓ１２｜（ｄＢ）、それぞれの横軸は周波数（ＭＨｚ）である。Ｓ２１は第１エレメントの給電点Ｋ１から第２エレメントの給電点Ｋ２への透過係数を表すＳパラメータであり、２０Log｜Ｓ２１｜はその通過電力特性のデシベル表示である。また、Ｓ１２は第２エレメントの給電点Ｋ２から第１エレメントの給電点Ｋ１への透過係数を表すＳパラメータであり、２０Log｜Ｓ１２｜はその通過電力特性のデシベル表示である。
第１実施形態のアンテナ部では、給電点Ｋ１と給電点Ｋ２間のアイソレーションは、６９８ＭＨｚ及びその前後周波数から約６ＧＨｚ及びそれ以上の周波数にわたる広帯域にわたって約−３０ｄＢ〜約−７０ｄＢ以下になっている。つまり、給電点Ｋ１と給電点Ｋ２が近接していながらアンテナ間の干渉が極めて小さくなっている。
【００２８】
第１実施形態のアンテナ部は、大地と平行のＸ−Ｙ平面に対して鉛直上方となるＺ平面に設置されるが、本発明者らは、このアンテナ部をＺ平面上で所定角度だけ傾けることで、アンテナ特性がどの程度変わるかを検証した。
図９Ａは本実施形態のアンテナ部の正面図であり、図２Ａと同じである。図９Ｂは、このアンテナ部を所定角度θ、例えば反時計回りに略４５度傾いた状態を示す図である。図１０Ａは図９Ａの配置における給電点Ｋ１の水平面（ｘｙ平面）の平均利得特性図、図１０Ｂは図９Ａの配置における給電点Ｋ２の水平面（ｘｙ平面）の平均利得特性図である。それぞれ縦軸は平均利得（ｄＢｉ）、横軸は周波数（ＭＨｚ）である。一対の第１エレメントでは、例えば６９８ＭＨｚ付近の平均利得が約１ｄＢｉであり、例えば６ＧＨｚ付近で約−３ｄＢｉである。この間の周波数の利得変動の幅も図４Ｃや図５Ｃより小さくなっている。一対の第２エレメントでは、例えば６９８ＭＨｚ付近の平均利得が約−２ｄＢｉであり、例えば６ＧＨｚ付近で−２ｄＢｉである。この間の周波数の平均利得の変動幅も図４Ｃや図５Ｃより小さくなっている。
【００２９】
図１１Ａはアンテナ部が傾いたとき、すなわち、図９Ｂの状態のときの給電点Ｋ１の水平面（ｘｙ平面）の平均利得特性図、図１１Ｂは図９Ｂの状態のときの給電点Ｋ２の水平面（ｘｙ平面）の平均利得特性図である。図１０Ａ，図１０Ｂとの対比では、第１エレメント，第２エレメント共に、５ＧＨｚ以上の周波数帯の利得が回転前よりも高くなっている。また、利得の最大値と最小値との差が、回転前が約６ｄＢであったのに対し、回転状態では約４ｄＢまで小さくなっている。つまり、アンテナ部を略４５度傾かせて固定することで、平均利得を高めつつ平均利得の変動を抑制することができることがわかる。
なお、略４５度は、厳密に４５度である必要がないという意味である。
【００３０】
ここで、第１実施形態のアンテナ部の特徴的な動作を説明するために、そのアンテナ部と構造が類似する比較例アンテナ部について説明する。図１２Ａは比較例アンテナ部の正面図、図１２Ｂは背面図、図１２Ｃは上面図、図１２Ｄは斜視図である。比較例アンテナ部は、第１実施形態のアンテナ部と周波数、材質、縦横のサイズが同じとなる一対の第１ボウタイアンテナと一対の第２ボウタイアンテナとを備える。サイズは、図１に示したケース本体１０に収容できるサイズである。
【００３１】
一対の第１ボウタイアンテナ５０１、５０２は、第１面５００上にそれぞれ半円板の直径の部分を外向きに配置したものである。一対の第２ボウタイアンテナ６０１，６０２は第２面６００上にそれぞれ半円板の直径の部分を外向きに配置したものである。各ボウタイアンテナは、間隔Ｄ１１を維持しながら、最接近する弧の部分（例えば給電点Ｋ１，Ｋ２が接続される弧の部分）がそれぞれ正対する位置から略９０度回転した状態で他方と対向させている。
【００３２】
図１３Ａは比較例アンテナ部のＶＳＷＲ特性図、図１３Ｂは図１３Ａの低域部分の拡大図である。図１４Ａは比較例アンテナ部の放射効率特性図、図１４Ｂは図１４Ａの低域部分の拡大図である。それぞれ横軸は周波数（ＭＨｚ）である。各特性の測定条件は、第１実施形態のアンテナ部と同様である。破線は、一対の第１ボウタイアンテナ５０１、５０２のみの場合の特性であり、実線は、一対の第１ボウタイアンテナ５０１、５０２と一対の第２のボウタイアンテナ６０１，６０２とを対向させた場合の特性である。
【００３３】
これらの測定結果が表すのは、一対のボウタイアンテナ（例えば第１ボウタイアンテナ５０１，５０２）だけでも広帯域アンテナとして使用できること、及び、単に一方の一対のボウタイアンテナと他方の一対のボウタイアンテナとを間隔Ｄ１１を維持しながら最接近する弧の部分がそれぞれ正対する位置から略９０度回転した状態で対向させただけでは、ＶＳＷＲ、放射効率ともに、低下することがあるということである。特に、低域では、ＶＳＷＲが１０００ＭＨｚ近くで最小となり、しかも６程度であり、放射効率も０．５以下となる。
【００３４】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態のアンテナ部は、偏波の方向が互いに直交する一対の第１エレメントと一対の第２エレメントとを備える点、各エレメントが自己相似型アンテナに準じた動作をする部分を含む点は第１実施形態のアンテナ部と同様であるが、各エレメントの形状・構造が第１実施形態のアンテナ部のものと異なる。ただし、第２実施形態のアンテナ部のサイズは、第１実施形態のアンテナ部と同様である。すなわち、図１に示したケース本体１０は、第２実施形態のアンテナ部も収容可能である。説明の便宜上、第１実施形態のアンテナ部と対応する部材については、同じ部材名を用い、符号も同一のものを付して説明する。
【００３５】
図１５Ａは、第２実施形態に係るアンテナ部の正面図、図１５Ｂは背面図、図１５Ｃは上面図、図１５Ｄは斜視図である。第２実施形態のアンテナ部は、一対の第１エレメントと一対の第２エレメントとを有する。一対の第２エレメントは、第２中央部（給電点Ｋ２が接続される部分ないしポート）と第１中央部（給電点Ｋ１が接続される部分ないしポート）とが正対する位置から所定間隔Ｄ１１を維持しながら略９０度回転した状態で一対の第１エレメントと対向する。回転の前後でアンテナ部の外縁サイズは同じである。
【００３６】
一対の第１エレメントについて説明する。一方の第１エレメントは、第１基端部から互いに離れる方向に延伸する二つの腕部１０１ｃ，１０１ｄを有する。他方の第１エレメントもまた、第１基端部から互いに離れる方向に延伸する二つの腕部１０２ｃ，１０２ｄを有する。一方の第１エレメントの腕部１０１ｃは、他方の第１エレメントの直近の腕部１０２ｃからも離れる方向に延伸する。腕部１０１ｄも同様であり、腕部１０２ｄからも離れる方向に延伸する。一方の第１エレメントと他方の第１エレメントは、第１中央部を中心に対称に配置され、正面からみて略Ｃ状をなす。
【００３７】
各腕部１０１ｃ，１０１ｄ、１０２ｃ，１０２ｄは、一様な幅を有する導体板であり、その先端は、所定形状、例えばＬ字状に成形された開放端部となる。腕部１０１ｃの開放端部と腕部１０１ｄの開放端部とが対向し、腕部１０２ｃの開放端部と腕部１０２ｄの開放端部とが対向する。また、各開放端部の一部には、折曲領域１０１１ｃ、１０１１ｄ、１０２１ｃ、１０２１ｄが形成されている。折曲領域１０１１ｃ、１０１１ｄ、１０２１ｃ、１０２１ｄは、それぞれアンテナ部の厚み方向、すなわち後述する第２エレメントの方向に略９０度折曲されている。これは、性能を維持しつつ、全体サイズを小さくするためである。
【００３８】
第２エレメントについて説明する。一方の第２エレメントは、第２基端部から互いに離れる方向に延伸する二つの腕部２０１ｃ，２０１ｄを有する。他方の第２エレメントもまた、第２基端部から互いに離れる方向に延伸する二つの腕部２０２ｃ，２０２ｄを有する。一方の第２エレメントの腕部２０１ｃは、他方の第２エレメントの直近の腕部２０２ｃからも離れる方向に延伸する。腕部２０１ｄも同様であり、直近の腕部２０２ｄから離れる方向に延伸する。一方の第２エレメントと他方の第２エレメントは、第２中央部を中心に対称に配置され、正面からみて略Ｃ状をなす。
【００３９】
各腕部２０１ｃ，２０１ｄ、２０２ｃ，２０２ｄは、一様な幅を有する導体板であり、その先端は、所定形状、例えばＬ字状に成形された開放端部となる。腕部２０１ｃの開放端部と腕部２０１ｄの開放端部とが対向し、腕部２０２ｃの開放端部と腕部２０２ｄの開放端部とが対向する。また、各開放端部の一部には折曲領域２０１１ｃ、２０１１ｄ、２０２１ｃ、２０２１ｄが形成されている。折曲領域２０１１ｃ、２０１１ｄ、２０２１ｃ、２０２１ｄは、それぞれアンテナ部の厚み方向、すなわち第１エレメントの方向に略９０度折曲されている。これは、性能を維持しつつ、全体サイズを小さくするためである。
【００４０】
また、第１実施形態のアンテナ部と同様、第２実施形態のアンテナ部もまた、スプリットリングが形成されるため、使用可能な周波数帯域を低域側に拡大することができる。
【００４１】
第２実施形態のアンテナ部のアンテナ特性を図１６Ａ〜図１９Ｂに示す。図１６Ａは給電点Ｋ１のＶＳＷＲ特性図、図１６Ｂは給電点Ｋ２のＶＳＷＲ特性図である。図１７Ａは給電点Ｋ１の放射効率特性図、図１７Ｂは給電点Ｋ２の放射効率特性図である。それぞれ横軸は周波数（ＭＨｚ）である。また、図１８Ａは第１エレメントの給電点Ｋ１から第２エレメントの給電点Ｋ２への通過電力特性図、図１８Ｂは第２エレメントの給電点Ｋ２から第１エレメントの給電点Ｋ１への通過電力特性図である。図１８Ａの縦軸は、上述した２０Log｜Ｓ２１｜（ｄＢ）、図１８Ｂの縦軸は、２０Log｜Ｓ１２｜（ｄＢ）、それぞれの横軸は周波数（ＭＨｚ）である。図１９Ａは図９Ａの配置における給電点Ｋ１の水平面（ｘｙ平面）の平均利得特性図、図１９Ｂは図９Ａの配置における給電点Ｋ２の水平面（ｘｙ平面）の平均利得特性図である。横軸は周波数（ＭＨｚ）である。
【００４２】
なお、折曲領域１０１１ｃ、１０１１ｄ、１０２１ｃ、１０２１ｄ、２０１１ｃ、２０１１ｄ、２０２１ｃ、２０２１ｄは、第１実施形態のアンテナ部にも設けるようにしても良い。第２実施形態のアンテナ部も、図１０Ｂに示したように、Ｚ面上で略４５度傾いて固定されることで、水平面（ｘｙ平面）の平均利得が安定的に高くなることが確認されている。
【００４３】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について説明する。第３実施形態のアンテナ部は、偏波の方向が互いに直交する一対の第１エレメントと一対の第２エレメントとを備える点、各エレメントが自己相似型アンテナ又はそれに準じた動作をする部分を含む点は第１実施形態及び第２実施形態のアンテナ部と同様であるが、各エレメントの形状・構造が第１実施形態のアンテナ部のものと異なる。
第３実施形態のアンテナ部は、第１エレメントの形状・構造・サイズと第２エレメントの形状・構造・サイズとが互いに異なる点が特徴の一つである。アンテナ部の外縁サイズは正面からみて長方形状となる。そのため、長辺部と短辺部とが生じる。図１Ａ，図１Ｂに示したアンテナケース１０も、長辺部が相対的に大きい直方体となる。
ただし、説明の便宜上、第１実施形態又は第２実施形態のアンテナ部に対応する部材については同一部材名を用い、符号も同一のものを付して説明する。
【００４４】
図２０Ａは、第３実施形態に係るアンテナ部の正面図、図２０Ｂは長辺部の側面図、図２０Ｃは短辺部の側面図、図２０Ｄは斜視図である。
第３実施形態のアンテナ部は、一対の第１エレメントと一対の第２エレメントとを有する。また、一対の第２エレメントは、第２中央部（給電点Ｋ２が接続される部分）と第１中央部（給電点Ｋ１が接続される部分）とが正対する位置から所定間隔を維持しながら略９０度回転した状態で一対の第１エレメントと対向する。所定間隔は、第１実施形態において説明した間隔Ｄ１１と同じである。
【００４５】
一対の第１エレメントについて説明する。一方の第１エレメントは、第１基端部から互いに離れる方向に延伸する二つの腕部１０１ｃ，１０１ｄを有し、他方の第１エレメントは、第１基端部から互いに離れる方向に延伸する二つの腕部１０２ｃ，１０２ｄを有する。 一方の第１エレメントが有する二つの腕部１０１ｃ，１０１ｄと他方の第１エレメントが有する二つの腕部１０２ｃ，１０２ｄは、それぞれ第１基端部から離れるにつれて連続的又は段階的に幅が大きくなる。つまり、一方の第１エレメントが有する二つの腕部１０１ｃ，１０１ｄと他方の第１エレメントが有する二つの腕部１０２ｃ，１０２ｄの幅は、第１基端部から遠い領域では第１基端部に近い領域に比べて大きくなっている。また、一方の第１エレメントと他方の第１エレメントとの対向距離が、第１基端部から離れるにつれて連続的又は段階的に大きくなっている。つまり、一方の第１エレメントと他方の第１エレメントとの対向距離は、第１基端部から遠い領域では第１基端部に近い領域に比べて大きくなっている。一方の第１エレメントの腕部１０１ｃは、他方の第１エレメントの直近の腕部１０２ｃからも離れる方向に延伸する。このような構成とすることにより、バイコニカルアンテナやボウタイアンテナなどの自己相似型アンテナ又はそれに準ずる動作となる。
【００４６】
各腕部１０１ｃ，１０２ｃ，１０１ｄ，１０２ｄの先端の部分は開放端部となっている。各開放端部は、所定形状、例えばＬ字状に成形されている。腕部１０１ｃの開放端部と腕部１０１ｄの開放端部とが対向し、腕部１０２ｃの開放端部と腕部１０２ｄの開放端部とが対向する。これにより、一方の第１エレメントが有する二つの腕部１０１ｃ，１０１ｄと他方の第１エレメントが有する二つの腕部１０２ｃ，１０２ｄは、第１中央部を中心に対称に配置され、正面からみてそれぞれ略Ｃ形の形状をなす。
【００４７】
次に、一対の第２エレメントについて説明する。一方の第２エレメントが有する二つの腕部２０１ｃ，２０２ｃと他方の第２エレメントが有する二つの腕部２０１ｄ，２０２ｄは、それぞれ第２基端部から離れるにつれて対向距離が連続的又は段階的に大きくなっている。つまり、一方の第２エレメントが有する二つの腕部２０１ｃ，２０２ｃと他方の第２エレメントが有する二つの腕部２０１ｄ，２０２ｄの対向距離は、第２基端部から遠い領域では第２基端部に近い領域に比べて大きくなっている。一方の第２エレメントの腕部２０１ｃは、他方の第２エレメントの直近の腕部２０１ｄからも離れる方向に延伸する。このように、腕部２０１ｃ、２０２ｃ及び腕部２０１ｄ、２０２ｄの対向距離は、基端部付近と開放端部付近とを比較すると、開放端部付近の方が大きくなる。このような構成とすることにより、バイコニカルアンテナあるいはボウタイアンテナなどの自己相似型アンテナ又はそれに準ずる動作をする。
これにより、一方の第２エレメントが有する二つの腕部２０１ｃ，２０２ｃと他方の第２エレメントが有する二つの腕部２０１ｄ，２０２ｄは、第２中央部を中心に対称に配置され、正面からみてそれぞれ略Ｃ形の形状をなす。
【００４８】
各腕部２０１ｃ，２０１ｄ、２０２ｃ，２０２ｄの先端はそれぞれ開放端部となる。各腕部２０１ｃ、２０１ｄ、２０２ｃ、２０２ｄにおける第２基端部付近から開放端部付近にかけての幅の変化率は、第１エレメントの第１基端部付近から開放端部付近にかけての幅の変化率よりも小さい。腕部２０１ｃの開放端部の一部には長辺の折曲領域２０１１ｃと短辺の折曲領域２０１２ｃとが形成されている。長辺の折曲領域２０１１ｃはアンテナ部の厚み方向、すなわち直近の第１エレメントの方向に９０度折曲されている。短辺の折曲領域２０１２ｃは、長辺の折曲領域２０１１ｃから他方の第２エレメントの方向に９０度折曲された後、直近の第１エレメントの方向に９０度折曲されている。
【００４９】
他の腕部２０２ｃ、２０１ｄ、２０２ｄの開放端部についても腕部２０１ｃの開放端部と同様の構造の折曲領域が形成されている。すなわち、腕部２０２ｃの一部には長辺の折曲領域２０２１ｃと短辺の折曲領域２０２２ｃとが形成されている。腕部２０１ｄの一部には長辺の折曲領域２０１１ｄと短辺の折曲領域２０１２ｄとが形成されている。腕部２０２ｄの一部には長辺の折曲領域２０２１ｄと短辺の折曲領域２０２２ｄとが形成されている。
【００５０】
これらの折曲領域２０１１ｃ，２０１２ｃ，２０２１ｃ，２０２２ｃ，２０１１ｄ，２０１２ｄ，２０２１ｄ，２０２２ｄを形成することで、それが形成されない場合のアンテナ性能を維持しつつ、全体サイズを小さくすることができる。また、一対の第１エレメントと一対の第２エレメントとで、スプリットリングが形成されるため、使用可能な周波数帯域を低域側に拡大することができる。
【００５１】
第３実施形態のアンテナ部のアンテナ特性を図２１Ａ〜図２４Ｂに示す。図２１Ａは給電点Ｋ１のＶＳＷＲ特性図、図２１Ｂは給電点Ｋ２のＶＳＷＲ特性図である。図２２Ａは給電点Ｋ１の放射効率特性図、図２２Ｂは給電点Ｋ２の放射効率特性図である。それぞれ横軸は周波数（ＭＨｚ）である。また、図２３Ａは第１エレメントの給電点Ｋ１から第２エレメントの給電点Ｋ２への通過電力特性図、図２３Ｂは第２エレメントの給電点Ｋ２から第１エレメントの給電点Ｋ１への通過電力特性図である。図２３Ａの縦軸は、２０Log｜Ｓ２１｜（ｄＢ）、図２３Ｂの縦軸は２０Log｜Ｓ１２｜（ｄＢ）、それぞれの横軸は周波数（ＭＨｚ）である。図２４Ａは図９Ａの配置における給電点Ｋ１の水平面（ｘｙ平面）の平均利得特性図、図２４Ｂは図９Ａの配置における一給電点Ｋ２の水平面（ｘｙ平面）の平均利得特性図である。横軸は周波数（ＭＨｚ）である。
【００５２】
［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態について説明する。第４実施形態のアンテナ部は、偏波の方向が互いに直交する一対の第１エレメントと一対の第２エレメントとを備える点、各エレメントが自己相似型アンテナ又はそれに準じた動作をする部分を含む点は第１実施形態のアンテナ部と同様であるが、各エレメントの形状・構造が第１実施形態のアンテナ部のものと異なる。ただし、説明の便宜上、第１実施形態のアンテナ部に対応する部材については同一部材名を用い、符号も同一のものを付して説明する。
【００５３】
図２５Ａは、第４実施形態に係るアンテナ部の正面図、図２５Ｂは上面図、図２５Ｃは斜視図である。第４実施形態のアンテナ部は、第１実施形態のアンテナ部と基本構造は同様である。一対の第１エレメントと一対の第２エレメントとの間隔及び外縁サイズも１実施形態のアンテナ部と同様である。
第４実施形態のアンテナ部は、第１エレメントが有する腕部の開放端部が直近の第２エレメントが有する腕部の開放端部と導通している点、図示の例では一体的に成形され、これにより、自己相似型アンテナ又はそれに準じたアンテナとして動作する部分を含むループ状に形成される点において、第１実施形態のアンテナ部とは異なる。そのため、第４実施形態に係るアンテナ部においては、上述したスプリットリングは形成されない。
【００５４】
第４実施形態のアンテナ部のアンテナ特性を図２６Ａ〜図２９Ｂに示す。図２６Ａは給電点Ｋ１のＶＳＷＲ特性図、図２６Ｂは給電点Ｋ２のＶＳＷＲ特性図である。図２７Ａは給電点Ｋ１の放射効率特性図、図２７Ｂは給電点Ｋ２の放射効率特性図である。それぞれ横軸は周波数（ＭＨｚ）である。また、図２８Ａは第１エレメントの給電点Ｋ１から第２エレメントの給電点Ｋ２への通過電力特性図、図２８Ｂは第２エレメントの給電点Ｋ２から第１エレメントの給電点Ｋ１への通過電力特性図である。図２８Ａの縦軸は、２０Log｜Ｓ２１｜（ｄＢ）、図２８Ｂの縦軸は２０Log｜Ｓ１２｜（ｄＢ）、それぞれの横軸は周波数（ＭＨｚ）である。図２９Ａは図９Ａの配置における給電点Ｋ１の水平面（ｘｙ面）の平均利得特性図、図２９Ｂは図９Ａの配置における給電点Ｋ２の水平面（ｘｙ面）の平均利得特性図である。横軸は周波数（ＭＨｚ）である。
【００５５】
［第５実施形態］
次に、本発明の第５実施形態について説明する。第５実施形態のアンテナ部は、一対の第１エレメントと一対の第２エレメントとの配置関係、各エレメントの形状・構造・サイズは、第１実施形態のアンテナ部と同様であるが、一対の各エレメントの組み合わせ方が第１実施形態のアンテナ部と異なる。また、給電点への形態が具体化されている。便宜上、第１実施形態のアンテナ部に対応する部材については同一部材名を用い、符号も同一のものを付して説明する。
【００５６】
図３０Ａは、第５実施形態に係るアンテナ部の構成例を示す斜視図、図３０Ｂは図３０Ａの背面側からみた斜視図である。第１実施形態では、一方の第１エレメントと他方の第１エレメントがそれぞれ第１中央部を中心として対称となる２つの逆Ｖ状のエレメントとしたが、第５実施形態のアンテナ部では、一対のうち一方の第１エレメントを二つの腕部１０１ａ，１０１ｂで構成し、他方の第１エレメントを二つの腕部１０２ａ，１０２ｂで構成し、これにより、第１中央部を中心として対称となる２つの略Ｃ状のエレメントとした。一対の第２エレメントについても同様である。すなわち、一方の第２エレメントを二つの腕部２０１ａ，２０１ｂで構成し、他方の第２エレメントを二つの腕部２０２ａ，２０２ｂで構成し、これにより、第２中央部を中心として対称となる２つの略Ｃ状のエレメントとした。
【００５７】
このようなエレメントの組み合わせであっても、一対の第１エレメントと一対の第２エレメントで受信又は送信可能な信号の偏波の方向が直交し、かつ、それぞれのエレメントが自己相似型アンテナ又はそれに準じたアンテナとして動作する部分を含むため、第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
【００５８】
また、第１中央部の給電点に、フェライトコアを巻回した第１給電フィーダＦ１１を接続するとともに、第２中央部の給電点に、巻回するフェライトコアの角度が第１給電フィーダＦ１１と略９０度異なる第２給電フィーダＦ２１を接続した。これにより、６９８ＭＨｚなどの共振動作する低周波数域の漏えい電流を抑止し、放射特性を安定、向上させることができる。
なお、図３０Ａ及び図３０Ｂ中のＬ１１，Ｌ２１は、各給電フィーダＦ１１，Ｆ２１の一例となる同軸ケーブルを示している。
【００５９】
［変形例１］
第１、第２、第４、第５実施形態では、第１エレメントと第２エレメントとが同じ形状・構造・サイズであるものとして説明したが、この限りでない。自己相似型アンテナ又はそれに準じるアンテナとして動作する部分を有し、偏波の方向が直交し、かつ、重なり合う部分の面積を小さくできる形状であれば、一方が他方と異なるサイズであっても良い。
【００６０】
また、第１、第２、第４、第５実施形態では、一対の第１エレメント及び一対の第２エレメントが、略Ｖ形又は略Ｃ形をなす例を説明したが、略Ｄ形、略Ｕ形、略半円形、略半楕円形、略三角形、略四角形であっても良い。また、これらの実施形態では、給電点を２箇所に設ける構成を前提として説明したが、１箇所のみに設ける構成であっても良い。第１エレメント及び第２エレメントは電気的に接続されているため、２箇所に設けた場合と同様の動作が可能である。
第１実施形態では、アンテナ部をＺ平面上で略４５度傾けて設置することで、アンテナ特性が良くなる例を説明したが、第２ないし第５実施形態のアンテナ部についても同様に傾けて設置するようにしても良い。また、一対の第１エレメント又は一対の第２エレメントのみならず、各エレメントを構成する一つの腕部又は二つの腕部をアンテナとして用いた場合においても、同様に傾けて設置するようにしても良い。
【００６１】
［第１ないし第５実施形態によるアンテナ装置の効果］
第１ないし第５実施形態のアンテナ部は、一対の第１エレメントと一対の第２エレメントとが、偏波の方向が直交するように配置されるので、エレメント間の相互干渉が抑制され、アンテナ装置の薄型化が可能になる。また、一対の第１エレメント及び一対の第２エレメントの各エレメントが、自己相似型アンテナ又はそれに準じたアンテナとして動作する部分を含むことから、広い周波数帯域にわたって受信又は送信することができ、広い周波数帯にわたって安定的な動作が可能になる。
【００６２】
また、一対の第１エレメント及び一対の第２エレメントの各エレメントが、それぞれ、給電点が接続可能な基端部から互いに離れる方向に延伸する二つの腕部を有することで、エレメントの小型化が可能となる。図１２Ａ〜図１２Ｄに示す比較例アンテナ部のように、一対の第２ボウタイアンテナ６０１，６０２が、一対の第１ボウタイアンテナ５０１，５０２と正対する状態に対して略９０度回転した状態で、一対の第１ボウタイアンテナ５０１，５０２と対向して配置した場合、第１ボウタイアンテナ５０１，５０２及び第２ボウタイアンテナ６０１，６０２のエレメント間の周辺に導体が介在することになる。
一方、第１ないし第５実施形態のアンテナ部１２における一対の第２エレメントが、一対の第１エレメントと、正対する状態に対して略９０度回転した状態で、一対の第１エレメントと対向して配置することで、両エレメントを近接させたときのエレメント間で重なり合う面積が小さくなる。すなわち、第１エレメント及び第２エレメントの間の周辺に導体が介在しない構成になる。
したがって、両エレメント間に散乱体が入り込まない為、リアクタンスの変動を抑えることができ、インピーダンスが安定する。このため、広帯域を実現できる。
【００６３】
アンテナ部は、縦横辺サイズが９０ｍｍ、厚みが１３ｍｍ以下の電波透過性ケース（ケース本体１０）に収容可能なので、小型かつ薄型でありながら、干渉が抑制され、アイソレーションに優れた二つのアンテナを収容したアンテナ装置を実現することができる。このアンテナ装置は、例えば車両の任意の場所、あるいは、室内の任意の部位に設置してＬＴＥや５Ｇの周波数帯域を用いたＭＩＭＯにも用いることができる。
【００６４】
また、第１及び第２実施形態のアンテナ部は、図６Ａ〜図８Ｂ、図１６Ａ〜図１９Ｂに示されるように、ＬＴＥ及び５Ｇの低周波数帯域から高周波数帯域にわたって安定的にアンテナ特性が優れているので、何ら設計変更をしなくとも国内用及び外国用のアンテナ装置として使用することができる。
【００６５】
それぞれ給電点Ｋ１（Ｋ２）から離れるにつれて幅を大きくすることで特に高域側のＶＳＷＲは小さくなり、放射効率、平均利得を高め、かつこれらの変動を抑制することができる。また、一対の第１エレメントや一対の第２エレメントの構成とし、さらに、一対の第２エレメントを一対の第１エレメントに正対する状態に対して略９０度回転した状態で、一対の第１エレメントと対向し、両エレメントを近接させて配置したことで、対向する各対向端部が互いに電気的に接続されることにより、ループが形成され、６９８ＭＨｚ付近の低域方向の広帯域化を可能としている。このような構成とすることにより、例えば従来型のアンテナ装置では、実現が困難であった、使用可能な周波数帯の低域側を拡大し、より使用可能な周波数帯の広帯域化を実現している。
【００６６】
二つの腕部（例えば１０１ａ，１０１ｂ）は、それぞれの先端が設置部位の形状に応じて定められた所定形状に成形されているので、エレメント形状の自由度を高めつつ、各腕部において必要とされるエレメント面積を確保することができる。「必要とされるエレメント面積」は、低域の帯域を拡大するスプリットリングの共振周波数により定まる。
【００６７】
二つの腕部（例えば１０１ｃ，１０１ｄ）のうち給電点（例えばＫ１）から最も離れた領域の一部が対向する他の腕部（例えば２０１ｃ，２０１ｄ）の方向に折曲しているので、アンテナ部全体（及びケース本体１０）の縦横辺サイズ及び厚みを変えることなく、低域側に周波数帯域を拡大することができる。
【００６８】
なお、第１実施形態で説明した比較例アンテナ部は、互いに略９０度回転させた一対のボウタイアンテナ同士をそれぞれ広帯域アンテナとして、４０ｍｍ以上離間させて用いる場合には実用レベルのアンテナ特性が得られる。
また、第１ないし第５実施形態では、ＬＴＥの最小周波数を６９８ＭＨｚとした例を説明したが、それぞれの実施形態のアンテナの性能を維持しながら、約４５０ＭＨｚまで低域側に周波数を拡大する場合は、アンテナ部の間隔Ｄ１１を変えずに、アンテナ部を正面又は背面から見た際のサイズ（外縁サイズ）を波長の比率に合わせて拡大することで、実現可能である。なお、これらの実施形態のアンテナの性能よりは劣るものの、アンテナ部のサイズ（外縁サイズ）を変更することなく、腕部の幅や開放端部に相当する部位の面積を適切にすることにより、約４５０ＭＨｚまでの低域側に周波数を拡大することも可能である。
【００６９】
［第６実施形態］
次に、本発明の第６実施形態について説明する。第６実施形態では、第１ないし第５実施形態のアンテナ部の作用効果に加え、エレメントの作成工程の簡素化をも考慮した構成のアンテナ部について説明する。一対の第１エレメントと一対の第２エレメントとを有する点、これらの配置関係、並びに給電系統については、概ね第１ないし第５実施形態のアンテナ部と同様である。便宜上、これまで説明した実施形態のアンテナ部に対応する部材については同一部材名を用い、符号も同一のものを付して説明する。
【００７０】
図３１Ａは、第６実施形態におけるアンテナ部の斜視図、図３１Ｂは一対の第１エレメントの給電状態を示す正面図、図３１Ｃは一対の第２エレメントの給電状態を示す正面図である。このアンテナ部は、ｚ方向の長さが６０ｍｍ、ｘ方向の長さが８０ｍｍ、ｙ方向の長さが１５ｍｍの箱状の樹脂製ケース（例えば図１Ａ，図１Ｂに示されるケース１０）に収容されるサイズのものとする。
【００７１】
図３１Ａ〜図３１Ｃの図を参照すると、一対の第１エレメントのうち、一方の第１エレメントは、自己の基端部が他方の第１エレメントの基端部の方向（ｘ軸方向）に山なりに形成された第１領域である基端領域１０１ｅと、この基端領域１０１ｅの一方の端部と導通接続される第２領域である延伸領域１０１ｆ及び基端領域１０１ｅの他方の端部と導通接続されるもう一つの延伸領域１０１ｇとを有する。
他方の第１エレメントもまた、自己の基端部が一方の第１エレメントの基端部の方向に山なりに形成された基端領域１０２ｅと、この基端領域１０２ｅの一方の端部と導通接続される延伸領域１０２ｆ及び基端領域１０２ｅの他方の端部と導通接続されるもう一つの延伸領域１０２ｇとを有する。導通接続は、半田接続あるいは導電性ビアホールにより実現することができる。導電性のネジないしボルト・ナット、導電性接着剤あるいは導電性ワイヤを用いて両領域を導通させても良い。
【００７２】
基端領域１０１ｅ，１０２ｅは、これまで説明した実施形態のうち給電点が接続される部分を含む腕部の一部領域、すなわち前述の第１基端部付近あるいは第２基端部付近の領域に相当する。また、延伸領域１０１ｆ，１０１ｇ，１０２ｆ，１０２ｇは、これまで説明した実施形態の腕部のうち上記一部領域の残りの領域に相当する。
【００７３】
基端領域１０１ｅは、一枚の基板ＰＢ１の表裏面にそれぞれ帯状にプリントされた後、本例では複数の導電性ビアホール１０１１ｅで相互に導通接続される。基板ＰＢ１は、本例では略長方形状のＰＣＢ（Printed Circuit Board；以下同じ）で構成される。基端領域１０２ｅもまた、基板ＰＢ１の表裏面にそれぞれ帯状にプリントされた後、複数の導電性ビアホール１０２１ｅで相互に導通接続される。二つの基端領域１０１ｅ，１０２ｅが最も接近した部位が、上述した第１中央部（給電点Ｋ１が接続される部分ないしポート）となる。基端領域１０２ｅには、給電フィーダの一例となる同軸ケーブルＦ１１４の信号線Ｆ１１１が導通接続される。基端領域１０１ｅには、同軸ケーブルＦ１１４のグランド線Ｆ１１２が導通接続される。これにより、一対の第１エレメントは、２つのダイポールアンテナとして動作する。また、基端領域１０１ｅ、１０２ｅと、延伸領域１０１ｆ，１０１ｇ及び延伸領域１０２ｆ，１０２ｇとが２つのテーパードスロットアンテナとして動作する。
【００７４】
なお、同軸ケーブルＦ１１４にはフェライトコアＦ１１３が取り付けられ、これにより、同軸ケーブルＦ１１４の外被から漏洩する電流を遮断することが可能になる。また、６９８ＧＨｚ付近の低域側の周波数帯での利得を高めるためには、アンテナ部のサイズを大きくするのが一般的であるが、フェライトコアＦ１１３を取り付けることにより、低域側での利得を確保しつつアンテナ部のサイズの小型化を実現することが可能になる。
ここで、同軸ケーブルＦ１１４において、第１エレメントとの接続点を給電点Ｋ１とし、給電点Ｋ１とは反対側の端部を出力端とする。
また、一般的には、プリント基板にインピーダンスマッチング回路を設けるが、本実施形態のアンテナはインピーダンスマッチング回路は不要であり、同軸ケーブルの信号線Ｆ１１１及びグランド線Ｆ１１２が基板ＰＢ１に形成された基板領域１０１ｅ、１０２ｅに直接接続される。そのため、アンテナ部全体の構成が簡素化される。
【００７５】
延伸領域１０１ｆ，１０１ｇ，１０２ｆ，１０２ｇは、基板ＰＢ１に対してほぼ垂直で、第２エレメントの方向に幅を持つ金属板であり、それぞれ板金により作成される。延伸領域１０１ｆ，１０１ｇ，１０２ｆ，１０２ｇの先端付近は、それぞれ開放端部となっている。開放端部は、基板ＰＢ１と垂直の面上で台形状をなす第１端部１０１１ｆ、１０１１ｇ、１０２１ｆ、１０２１ｇと、基板ＰＢ１と平行の面上に折曲されて略三角形状をなす第２端部１０１２ｆ，１０１２ｇ，１０２２ｆ，１０２２ｇとで構成される。第２端部１０１２ｆ，１０１２ｇ，１０２２ｆ，１０２２ｇを略三角形状にしたのは、自己相似形を維持してインピーダンスを一定にし、アンテナ性能（ＶＳＷＲ、放射効率、利得）を向上させるためである。
【００７６】
なお、対向する第２端部１０１２ｆ，１０１２ｇ，及び、第２端部１０２２ｆ，１０２２ｇとの結合を避けるため、三角形状の先端の一部を削り取って台形に近い形状としても良い。各端部は、それぞれの延伸領域の先端に向かうにつれてその幅が大きくなっている。第２端部１０１２ｆ，１０１２ｇ，１０２２ｆ，１０２２ｇは、略三角形状とすることにより、アンテナ部全体として相似形を維持し続け、インピーダンスを一定にしてアンテナ特性、特にＶＳＷＲを向上させることが可能になる。一方の第１エレメントが有する二つの延伸領域１０１ｆ，１０１ｇと他方の第１エレメントが有する二つの延伸領域１０２ｆ，１０２ｇは、第１中央部を中心に対称に配置され、正面（ｙ軸方向）からみてそれぞれ略Ｃ形の形状をなす。
【００７７】
次に、一対の第２エレメントについて説明する。一対の第２エレメントのうち、一方の第２エレメントは、自己の基端部が他方の第２エレメントの基端部の方向（ｚ軸方向）に山なりに形成された基端領域２０１ｅと、この基端領域２０１ｅの一方の端部と導通接続される延伸領域２０１ｆ及び基端領域２０１ｅの他方の端部と導通接続されるもう一つの延伸領域２０１ｇとを有する。他方の第２エレメントもまた、自己の基端部が一方の第２エレメントの基端部の方向に山なりに形成された基端領域２０２ｅと、この基端領域２０２ｅの一方の端部と導通接続される延伸領域２０２ｆ及び基端領域２０２ｅの他方の端部と導通接続されるもう一つの延伸領域２０２ｇとを有する。
【００７８】
基端領域２０１ｅは、基板ＰＢ１と平行の平面上で第１中央部を中心として約９０度傾いて配置される基板ＰＢ２に形成される。基板ＰＢ２は、その長辺が基板ＰＢ１と直交する方向に延びる略長方形のＰＣＢである。基端領域２０１ｅは、この基板ＰＢ２の表裏面にそれぞれ帯状にプリントされた後、複数の導電性ビアホール２０１１ｅで相互に導通接続される。基端領域２０２ｅもまた、基板ＰＢ２の表裏面にそれぞれ帯状にプリントされた後、複数の導電性ビアホール２０２１ｅで相互に導通接続される。
【００７９】
二つの基端領域２０１ｅ，２０２ｅが最も接近した部位が、上述した第２中央部（給電点Ｋ２が接続される部分ないしポート）となる。基端領域２０２ｅには、給電フィーダの一例となる同軸ケーブルＦ２１４の信号線Ｆ２１１が導通接続される。基端領域２０１ｅには、同軸ケーブルＦ２１４のグランド線Ｆ２１２が導通接続される。これにより、一対の第２エレメントが２つのダイポールアンテナとして動作したり、２つのテーパードスロットアンテナとして動作したりする。同軸ケーブルＦ２１４にはフェライトコアＦ２１３が取り付けられる。その効用は第１エレメントの場合と同じである。また、基端領域２０１ｅ、２０２ｅと、延伸領域２０１ｆ，２０１ｇ及び延伸領域２０２ｆ，２０２ｇとが２つのテーパードスロットアンテナとして動作する。
ここで、同軸ケーブルＦ２１４において、第２エレメントとの接続点を給電点Ｋ２とし、給電点Ｋ２とは反対側の端部を出力端とする。
【００８０】
延伸領域２０１ｆ，２０１ｇ，２０２ｆ，２０２ｇは、基板ＰＢ２に対して垂直で、第１エレメントの方向に幅を持つ金属板であり、それぞれ板金により作成される。延伸領域２０１ｆ，２０１ｇ，２０２ｆ，２０２ｇの先端付近は、それぞれ開放端部となっている。開放端部は、基板ＰＢ２と垂直の面上で台形状をなす第１端部２０１１ｆ、２０１１ｇ、２０２１ｆ、２０２１ｇと、基板ＰＢ２と平行の面上に折曲されて略三角形状をなす第２端部２０１２ｆ，２０１２ｇ，２０２２ｆ，２０２２ｇとで構成される。三角形状の先端の一部を削り取って台形に近い形状としても良いことは、第２エレメントについても同様である。各端部は、それぞれの延伸領域の先端に向かうにつれてその幅が大きくなっている。一方の第２エレメントが有する二つの延伸領域２０１ｆ，２０１ｇと他方の第２エレメントが有する二つの延伸領域２０２ｆ，２０２ｇは、第２中央部を中心に対称に配置され、正面（ｙ軸方向）からみてそれぞれ略Ｃ形の形状をなす。
【００８１】
第１エレメントの第１端部１０１１ｆ、１０１１ｇ、１０２１ｆ、１０２１ｇ及び第２端部１０１２ｆ、１０１２ｇ、１０２２ｆ、１０２２ｇと、直近の第２エレメントの第１端部２０２１ｆ、２０２１ｇ、２０１１ｆ、２０１１ｇ及び第２端部２０２２ｆ、２０２２ｇ、２０１２ｆ、２０１２ｇとの間には、スプリットリングが形成される。つまり、両領域は非導通であるが、容量結合される。これにより、一対の第１エレメントと一対の第２エレメントとの全体として、ループアンテナに準じた動作となる。このスプリットリングは、アンテナ部の使用可能な周波数帯域を低域側に拡げる役割を果たす。
【００８２】
第６実施形態のアンテナ部もまた、これまで説明した実施形態例のアンテナ部と同様、一対の第１エレメントが一対の第２エレメントに対して略９０度傾いている。そのため、受信又は送信可能な信号の偏波の方向が直交し、かつ、それぞれのエレメントの一部又は全部が自己相似型アンテナ又はそれに準じたアンテナとして動作する。
【００８３】
また、自己相似型アンテナ又はそれに準ずる動作となるエレメントを板金で作成する場合、給電点が接続される基端部周辺は、幅をできるだけ狭くすることが求められる。そのため、実現が難しくなる。しかし、第６実施形態のアンテナ部は、基端領域１０１ｅ，１０２ｅ，２０１ｅ，２０２ｅを基板ＰＢ１，ＰＢ２へのプリントにより形成し、基端領域１０１ｅと延伸領域１０１ｆ，１０１ｇ、基端領域１０２ｅと延伸領域１０２ｆ，１０２ｇ、基端領域２０１ｅと延伸領域２０１ｆ，２０１ｇ、基端領域２０２ｅと延伸領域２０２ｆ，２０２ｇを、それぞれ導通接続する構成なので、その作成が容易となる。
【００８４】
また、基端領域１０１ｅ，１０２ｅ，２０１ｅ，２０２ｅは、それぞれ基板ＰＢ１，ＰＢ２の表裏面に形成された二つのプリントを導電性ビアホール１０１１ｅ，１０２１ｅ，２０１１ｅ，２０２１ｅで導通接続したものなので、一つのプリントだけで構成した場合よりも放射抵抗やインダクタンスが増加し、放射効率が向上する。なお、一対の第１エレメント及び一対の第２エレメントの少なくとも一方のエレメントの一部の領域が基板ＰＢ１，ＰＢ２に形成されるようにしても良い。また、基端領域１０１ｅ，１０２ｅ，２０１ｅ，２０２ｅを基板ＰＢ１，ＰＢ２の一方の面だけに形成するようにしても良い。この場合、導電性ビアホール１０１１ｅ，１０２１ｅ，２０１１ｅ，２０２１ｅは不要となる。
【００８５】
次に、第６実施形態のアンテナのアンテナ特性について説明する。
図３２Ａは、同軸ケーブルＦ１１４の出力端のＶＳＷＲ特性図、図３２Ｂは同軸ケーブルＦ２１４の出力端のＶＳＷＲ特性図である。図３２Ｃは同軸ケーブルＦ１１４の出力端の放射効率特性図、図３２Ｄは同軸ケーブルＦ２１４の出力端の放射効率特性図である。それぞれ横軸は周波数（ＭＨｚ）である。また、図３２Ｅは同軸ケーブルＦ１１４の出力端から同軸ケーブルＦ２１４の出力端への通過電力特性図、図３２Ｆは同軸ケーブルＦ２１４の出力端から同軸ケーブルＦ１１４の出力端への通過電力特性図である。図３２Ｅの縦軸は、２０Log｜Ｓ２１｜（ｄＢ）、図３２Ｆの縦軸は２０Log｜Ｓ１２｜（ｄＢ）、それぞれの横軸は周波数（ＭＨｚ）である。図３２Ｇは図３１Ａの配置における同軸ケーブルＦ１１４の出力端の水平面（ｘｙ平面）の平均利得特性図、図３２Ｈは同軸ケーブルＦ２１４の出力端の水平面（ｘｙ平面）の平均利得特性図である。横軸は周波数（ＭＨｚ）である。
【００８６】
これらのアンテナ特性から判るように、ｚ方向の長さが６０ｍｍ未満、ｘ方向の長さが８０ｍｍ未満、ｙ方向の長さが１５ｍｍ未満の超小型のアンテナ部でありながら、例えば６９８ＭＨｚ及びその前後周波数のような低域での使用及び実用化が可能となる。
【００８７】
なお、アンテナ部を、基板上に形成された基端領域と、板金で作成された延伸領域とで構成し、これらを電気的に結合させる形態は、図３１Ａから図３１Ｃに示される例以外にも適用が可能である。例えば、一つの第１エレメントと一つの第２エレメントとで構成される他の形態のアンテナ部にも上記形態は適用が可能である。
【００８８】
［第７実施形態］
第７実施形態では、第６実施形態の応用として、アンテナ部の各エレメントを基板上のプリントで作成する場合の例を説明する。図３３Ａは第７実施形態における一対の第１エレメントの正面図、図３３Ｂは一対の第２エレメントの正面図、図３３Ｃは一対の第１エレメントの給電状態を示す正面図、図３３Ｄは一対の第２エレメントの給電状態を示す正面図である。図３３Ｅは第１エレメント及び第２エレメント全体の状態を説明するための斜視図、図３３Ｆはアンテナ部の側面図である。ここでは、基板が、厚み０．８ｍｍで、一辺の長さが８７ｍｍの正方形状のＰＣＢであるものとする。便宜上、これまでの実施形態で用いたアンテナ部品と同じ構成部品については、同じ符号を付して説明する。
【００８９】
第７実施形態のアンテナ部は、平面状の表裏面を有する基板ＰＢ３の一方の面（表面）に一対の第１エレメントをプリントで形成するとともに、その基板のＰＢ３の他方の面（裏面）に、偏波の方向が一対の第１エレメントと直交する一対の第２エレメントをプリントで形成したものである。
【００９０】
図３３Ａを参照すると、一対の第１エレメントのうち、一方の第１エレメントは、それぞれ給電点が接続可能な基端部から互いに離れる方向に延伸する二つの腕部１０１ｊ，１０１ｋを有する。腕部１０１ｊは、基端部から離れるにつれて幅が大きくなる領域１０１１ｊと基板ＰＢ３の別の角部から基板ＰＢ３の中央部に向けて直線状に切り欠かれた開放端部１０１２ｊとを有する。腕部１０１ｋは、基端部から離れるにつれて幅が大きくなる領域１０１１ｋと基板ＰＢ３の一つの角部から基板ＰＢ３の中央部に向けて直線状に切り欠かれた開放端部１０１２ｋとを有する。
【００９１】
他方の第１エレメントは、それぞれ、給電点が接続可能な基端部から互いに離れる方向に延伸する二つの腕部１０２ｊ，１０２ｋを有する。腕部１０２ｊは、基端部から離れるにつれて幅が大きくなる領域１０２１ｊと基板ＰＢ３の別の角部から基板ＰＢ３の中央部に向けて直線状に切り欠かれた開放端部１０２２ｊとを有する。腕部１０２ｋは、基端部から離れるにつれて幅が大きくなる領域１０２１ｋと基板ＰＢ３の別の角部から基板ＰＢ３の中央部に向けて直線状に切り欠かれた開放端部１０２２ｋとを有する。一対の第１エレメントの各エレメントは、それぞれ、自己相似型アンテナ又はそれに準じたアンテナとして動作する。
【００９２】
一方の第１エレメントの基端部には、図３３Ｃに示されるように同軸ケーブルＦ１１４の信号線Ｆ１１１が導通接続される。他方の第１エレメントの基端部には、同軸ケーブルＦ１１４のグランド線Ｆ１１２が導通接続される。これにより、一対の第１エレメントは２つのダイポールアンテナとして動作したり、２つのテーパードスロットアンテナとして動作したりする。なお、同軸ケーブルＦ１１４にはフェライトコアＦ１１３が取り付けられる。
ここで、同軸ケーブルＦ１１４において、第１エレメントとの接続点を給電点Ｋ１とし、給電点Ｋ１とは反対側の端部を出力端とする。
【００９３】
図３３Ｂを参照すると、一対の第２エレメントのうち、一方の第２エレメントは、それぞれ給電点が接続可能な基端部から互いに離れる方向に延伸する二つの腕部２０１ｊ，２０１ｋを有する。腕部２０１ｊは、基端部から離れるにつれて幅が大きくなる領域２０１１ｊと基板ＰＢ３の別の角部から基板ＰＢ３の中央部に向けて直線状に切り欠かれた開放端部２０１２ｊとを有する。腕部２０１ｋは、基端部から離れるにつれて幅が大きくなる領域２０１１ｋと基板ＰＢ３の一つの角部から基板ＰＢ３の中央部に向けて直線状に切り欠かれた開放端部２０１２ｋとを有する。
【００９４】
他方の第２エレメントは、それぞれ、給電点が接続可能な基端部から互いに離れる方向に延伸する二つの腕部２０２ｊ，２０２ｋを有する。腕部２０２ｊは、基端部から離れるにつれて幅が大きくなる領域２０２１ｊと基板ＰＢ３の別の角部から基板ＰＢ３の中央部に向けて直線状に切り欠かれた開放端部２０２２ｊとを有する。腕部２０２ｋは、基端部から離れるにつれて幅が大きくなる領域２０２１ｋと基板ＰＢ３の別の角部から基板ＰＢ３の中央部に向けて直線状に切り欠かれた開放端部２０２２ｋとを有する。一対の第２エレメントの各エレメントは、それぞれ、自己相似型アンテナ又はそれに準じたアンテナとして動作する。
【００９５】
一方の第２エレメントの基端部には、図３３Ｄに示されるように同軸ケーブルＦ２１４の信号線Ｆ２１１が導通接続される。他方の第２エレメントの基端部には、同軸ケーブルＦ２１４のグランド線Ｆ２１２が導通接続される。これにより、一対の第２エレメントは２つのダイポールアンテナとして動作する。なお、同軸ケーブルＦ２１４にはフェライトコアＦ２１３が取り付けられる。
ここで、同軸ケーブルＦ２１４において、第２エレメントとの接続点を給電点Ｋ２とし、給電点Ｋ２とは反対側の端部を出力端とする。
【００９６】
図３３Ｅに示される通り、基板ＰＣＢ３の表面の第１エレメントの腕部の開放端部（例えば開放端部１０１２ｊ）と基板ＰＣＢ３の裏面側で直近の第２エレメントの腕部の開放端部（例えば開放端部２０１２ｊ）との間にはスプリットリングが形成されている。そのため、第１エレメントと第２エレメントは非導通であるが、容量結合され、ループアンテナとしても動作する。
【００９７】
第７実施形態のアンテナ部のアンテナ特性について説明する。図３４Ａは同軸ケーブルＦ１１４の出力端のＶＳＷＲ特性図、図３４Ｂは同軸ケーブルＦ２１４の出力端のＶＳＷＲ特性図である。図３４Ｃは同軸ケーブルＦ１１４の出力端の放射効率特性図、図３４Ｄは同軸ケーブルＦ２１４の出力端の放射効率特性図である。それぞれ横軸は周波数（ＭＨｚ）である。また、図３４Ｅは同軸ケーブルＦ１１４の出力端から同軸ケーブルＦ２１４の出力端への通過電力特性図、図３４Ｆは同軸ケーブルＦ２１４の出力端から同軸ケーブルＦ１１４の出力端への通過電力特性図である。図３４Ｅの縦軸は、２０Log｜Ｓ２１｜（ｄＢ）、図３４Ｆの縦軸は２０Log｜Ｓ１２｜（ｄＢ）、それぞれの横軸は周波数（ＭＨｚ）である。図３４Ｇは図３１Ａの配置における同軸ケーブルＦ１１４の出力端の水平面（ｘｙ平面）の平均利得特性図、図３４Ｈは同軸ケーブルＦ２１４の出力端の水平面（ｘｙ平面）の平均利得特性図である。横軸は周波数（ＭＨｚ）である。
【００９８】
これらのアンテナ特性から判るように、図３３Ｆに示される通り、厚みが０．８ｍｍにプリントの部分が加算される程度の薄型で、一辺の長さが８７ｍｍの正方形状の超小型のアンテナ部でありながら、６９８ＭＨｚ前後周波数のような低域での使用及び実用化が可能となる。
なお、第７実施形態では、１枚の基板の表面に第１エレメント、裏面に第２エレメントを形成した構成について説明したが、２枚の基板を用いる構成で実施することもできる。すなわち、１方の基板の第１面に一対の第１エレメントを導電パターンで形成し、第１面と対向する他方の基板の第２面に一対の第２エレメントを導電パターンで形成するとともに、各導電パターンを導電性のスルーホール等で導通させるようにしても良い。
【００９９】
［第７実施形態の変形例］
第７実施形態では、基板ＰＢ３の表面の第１エレメントの腕部の開放端部（例えば開放端部１０１２ｊ）と基板ＰＢ３の裏面側で直近の第２エレメントの腕部の開放端部（例えば開放端部２０１２ｊ）との間が非導通（スプリットリングが形成されている）の例を説明した。そこで、以下は、その変形例として、基板ＰＢ３の表面の第１エレメントの腕部の開放端部（例えば開放端部１０１２ｊ）と基板ＰＢ３の裏面側で直近の第２エレメントの腕部の開放端部（例えば開放端部２０１２ｊ）との間が導通する構成について説明する。基板ＰＢ３の表面の第１エレメントの腕部の開放端部（例えば開放端部１０１２ｊ）と基板ＰＢ３の裏面側で直近の第２エレメントの腕部の開放端部（例えば開放端部２０１２ｊ）との間の導通は、例えば半田付けや導電性ビアホール等によって実現が可能である。
【０１００】
第７実施形態の変形例のアンテナ部のアンテナ特性を図３５Ａ〜図３５Ｈに示す。測定条件は、第７実施形態のときと同じである。図３５Ａは同軸ケーブルＦ１１４の出力端のＶＳＷＲ特性図、図３５Ｂは同軸ケーブルＦ２１４の出力端のＶＳＷＲ特性図である。図３５Ｃは同軸ケーブルＦ１１４の出力端の放射効率特性図、図３５Ｄは同軸ケーブルＦ２１４の出力端の放射効率特性図である。それぞれ横軸は周波数（ＭＨｚ）である。また、図３５Ｅは同軸ケーブルＦ１１４の出力端から同軸ケーブルＦ２１４の出力端への通過電力特性図、図３５Ｆは同軸ケーブルＦ２１４の出力端から同軸ケーブルＦ１１４の出力端への通過電力特性図である。図３５Ｅの縦軸は、２０Log｜Ｓ２１｜（ｄＢ）、図３５Ｆの縦軸は２０Log｜Ｓ１２｜（ｄＢ）、それぞれの横軸は周波数（ＭＨｚ）である。図３５Ｇは図３１Ａの配置における同軸ケーブルＦ１１４の出力端の水平面（ｘｙ平面）の平均利得特性図、図３５Ｈは同軸ケーブルＦ２１４の出力端の水平面（ｘｙ平面）の平均利得特性図である。横軸は周波数（ＭＨｚ）である。
【０１０１】
これらのアンテナのＶＳＷＲ特性から判る通り、直近の腕部の開放端部同士を導通させる場合と、第７実施形態のアンテナ部のように非導通とする場合とを比較すると、第７実施形態のアンテナは約１ＧＨｚ帯未満の帯域が拡大していることがわかる。
【０１０２】
［第８実施形態］
第８実施形態では、第６実施形態のアンテナ部のうち、基板表面の第１エレメントの開放端部と直近の基板背面の第２エレメントの開放端部とを導通させた構成のアンテナ部について説明する。図３６Ａは、第８実施形態のアンテナ部の全体構成例を示す斜視図、図３６Ｂは一対の第１エレメントの給電状態を示す正面図、図３６Ｃは一対の第２エレメントの給電状態を示す正面図である。
【０１０３】
第６実施形態のアンテナ部との相違は、基板表面の第１エレメントの開放端部と直近の基板背面の第２エレメントの開放端部との間にスプリットリングが存在しない点、つまり直近の開放端部の第１端部同士が導通し、基板ＰＢ１と平行の面上に折曲されて略三角形状をなす第１エレメントの第２端部１０１２ｆ，１０１２ｇ，１０２２ｆ，１０２２ｇ、及び第２エレメントの第２端部２０１２ｆ，２０１２ｇ，２０２２ｆ，２０２２ｇが存在しない点である。
【０１０４】
第８実施形態のアンテナ部のアンテナ特性は、図３７Ａ〜図３７Ｈに示す通りである。測定条件は第６実施形態と同じである。図３７Ａは同軸ケーブルＦ１１４の出力端のＶＳＷＲ特性図、図３７Ｂは同軸ケーブルＦ２１４の出力端のＶＳＷＲ特性図である。図３７Ｃは同軸ケーブルＦ１１４の出力端の放射効率特性図、図３７Ｄは同軸ケーブルＦ２１４の出力端の放射効率特性図である。それぞれ横軸は周波数（ＭＨｚ）である。また、図３７Ｅは同軸ケーブルＦ１１４の出力端から同軸ケーブルＦ２１４の出力端への通過電力特性図、図３７Ｆは同軸ケーブルＦ２１４の出力端から同軸ケーブルＦ１１４の出力端への通過電力特性図である。図３７Ｅの縦軸は、２０Log｜Ｓ２１｜（ｄＢ）、図３７Ｆの縦軸は２０Log｜Ｓ１２｜（ｄＢ）、それぞれの横軸は周波数（ＭＨｚ）である。図３７Ｇは図３１Ａの配置における同軸ケーブルＦ１１４の出力端の水平面（ｘｙ平面）の平均利得特性図、３７Ｈは同軸ケーブルＦ２１４の出力端の水平面（ｘｙ平面）の平均利得特性図である。横軸は周波数（ＭＨｚ）である。
【０１０５】
これらのアンテナのＶＳＷＲ特性から判る通り、直近の腕部の開放端部同士を導通させる第８実施形態のアンテナ部と、第６実施形態のアンテナ部のように非導通とする場合とを比較すると、第８実施形態のアンテナは約１ＧＨｚ帯未満の帯域が拡大していることがわかる。
【０１０６】
［第９実施形態］
第９実施形態では、アンテナ部のケースへの組込構造と給電系統について詳しく説明する。ここでは、図１Ａ、図１Ｂに示したケース１０ではなく、図３８〜図４０に示される組み合わせ型のケースについて説明する。このケースは電波透過性のプラスチック製であり、図３８に正面視、背面視、平面視、底面視、右側面視、左側面視で示した図及び図３９に示した分解図の通り、互いの開口端で内部の収容空間が封止される略矩形状の第１ケース体１０ａと第２ケース体１０ｂとで構成される。図４０Ａは一対の第１エレメントが固定された状態の第１ケース体１０ａの内側を背面側から眺めた斜視図、図４０Ｂは第１ケース体１０ａの内側を眺めた正面図である。図４０Ｃは一対の第２エレメントが固定された状態の第２ケース体１０Ｂの内側を眺めた斜視図、図４０Ｄは第１ケース体１０ａの内側を眺めた正面図である。第１ケース体１０ａには、ネジ受けが螺刻された４つのネジ受けボス１０ａ１〜１０ａ４が形成されている。封止は、ネジ１０ｃを第２ケース体１０ｂの背面から挿入してネジ締めすることで行われるが、接着剤を用いることもできる。封止時の第１ケース体１０ａと第２ケース体１０ｂのサイズは、露出する同軸ケーブルＦ１１４，Ｆ２１４を除いて、長辺が６０ｍｍ、短辺が８０ｍｍ、厚みが１５ｍｍである。
【０１０７】
各ケース体１０ａ，１０ｂに収容されるアンテナ部は、第６実施形態のアンテナ部の一部の形状等を変形したものとする。すなわち、一対の第１エレメントのうち、基板ＰＢ１上の基端領域１０１ｅの両端ないしその付近に一対の貫通孔が形成されている。基板ＰＢ１上の基端領域１０２ｅの両端ないしその付近にも一対の貫通孔が形成されている。板金により作成された延伸領域１０１ｆ，１０１ｇ，１０２ｆ，１０２ｇの基端部には、上記の貫通孔を貫通し、その先端付近が事後に変形可能（折曲可能）な金属製の爪ＰＢ１ａ〜ＰＢ１ｄが一体に形成されている。そして、この爪ＰＢ１ａ〜ＰＢ１ｄを、貫通孔を貫通させた後、基板ＰＢ１の基端領域１０１ｅ、１０２ｅ上でその先端付近を折曲させる。これにより、延伸領域１０１ｆ，１０１ｇ，１０２ｆ，１０２ｇと基板ＰＢ１上の基端領域１０１ｅ，１０２ｅとが導通接続された状態で固定される。なお、この時点で、爪ＰＢ１ａ〜ＰＢ１ｄと基端領域１０１ｅ、１０２ｅとを半田付で固定しても良い。
【０１０８】
上述の通り、基板ＰＢ１にはインピーダンスマッチング回路が設けられず、同軸ケーブルＦ１１４の信号線及びグランド線が基端領域１０１ｅ、１０２ｅの一方と他方とに直接接続される。この同軸ケーブルＦ１１４は、第１ケース体１０ａの短辺のうち一方端に
近い側にフェライトコアＦ１１３と共に固定される。
【０１０９】
第１端部１０１１ｆ、１０１１ｇ、１０２１ｆ、１０２１ｇと第２端部１０１２ｆ，１０１２ｇ，１０２２ｆ，１０２２ｇは、それぞれ第１ケース体１０ａの底面及び側面に沿った形状に成形されている。基板ＰＢ１の長さと、延伸領域１０１ｆ，１０１ｇ，１０２ｆ，１０２ｇの長さは、第２エレメントにおける各構成に相当する構成よりも長い。一方、延伸領域１０１ｆ，１０１ｇ，１０２ｆ，１０２ｇが基端領域１０１ｅ、１０２ｅから分岐して離れる方向へ延伸する部分（分岐後領域）の長さが第２エレメントにおける各構成に相当する構成よりも短い。前述の通り、第２端部１０１２ｆ，１０１２ｇ，１０２２ｆ，１０２２ｇのうち対向する第２端部１０１２ｆ，１０１２ｇ及び第２端部１０２２ｆ，１０２２ｇの先端部分の一部は、所望の周波数帯域を確保するために容量性と誘導性を調整したことで、台形に近い形状になっている。
【０１１０】
一対の第２エレメントについても、ほぼ同様の構造で第２ケース体１０ｂに収容される。すなわち、一対の第２エレメントのうち、基板ＰＢ２上の基端領域２０１ｅの両端ないしその付近に一対の貫通孔が形成されている。基板ＰＢ２上の基端領域２０２ｅの両端ないしその付近にも一対の貫通孔が形成されている。板金により作成された延伸領域２０１ｆ，２０１ｇ，２０２ｆ，２０２ｇの基端部には、上記の貫通孔を貫通する金属製の爪ＰＢ２ａ〜ＰＢ２ｄが一体に形成されている。そして、この爪ＰＢ２ａ〜ＰＢ２ｄを、貫通孔を貫通させた後、基板ＰＢ２の基端領域２０１ｅ、２０２ｅ上でその先端付近を折曲させる。これにより、延伸領域２０１ｆ，２０１ｇ，２０２ｆ，２０２ｇと基板ＰＢ２上の基端領域２０１ｅ，２０２ｅとが導通接続された状態で固定される。なお、この時点で、爪ＰＢ２ａ〜ＰＢ２ｄと基端領域２０１ｅ、２０２ｅとを半田付で固定しても良い。
【０１１１】
基板ＰＢ１にはインピーダンスマッチング回路が設けられず、同軸ケーブルＦ２１４の信号線及びグランド線が基端領域２０１ｅ、２０２ｅの一方と他方とに直接接続される。この同軸ケーブルＦ２１４は、第２ケース体１０ａの短辺のうち他方端に近い側にフェライトコアＦ２１３と共に固定される。これにより、同軸ケーブルＦ１１４との直近距離をできるだけ長くしている。
【０１１２】
第１端部２０１１ｆ、２０１１ｇ、２０２１ｆ、２０２１ｇと第２端部２０１２ｆ，２０１２ｇ，２０２２ｆ，２０２２ｇは、それぞれ第１ケース体１０ｂの底面及び側面に沿った形状に成形されている。前述の通り、第２端部１０１２ｆ，１０１２ｇ，１０２２ｆ，１０２２ｇのうち対向する第２端部１０１２ｆ，１０１２ｇ及び第２端部１０２２ｆ，１０２２ｇの先端部分の一部は、所望の周波数帯域を確保するために容量性と誘導性を調整したことで、台形に近い形状になっている。なお、一対の第１エレメントと一対の第２エレメントのうち、直近の開放端部間（例えば第２端部１０１２ｆと第２端部２０２２ｆ）は非導通で、スプリットリングとして作用する。つまり、容量結合され、ループアンテナとしても動作する。
【０１１３】
上記の通り、本実施形態のアンテナ部は、使用する周波数帯に応じて異なる動作原理か、あるいはこれら異なる動作原理が複合した状態で動作する。例えば、一対の第１エレメントの第１端部１０１１ｆ、１０１１ｇ、１０２１ｆ、１０２１ｇ及び第２端部１０１２ｆ，１０１２ｇ，１０２２ｆ，１０２２ｇと、一対の第２エレメントの第１端部２０１１ｆ、２０１１ｇ、２０２１ｆ、２０２１ｇ及び第２端部２０１２ｆ，２０１２ｇ，２０２２ｆ，２０２２ｇとが容量結合される周波数帯では、一対の第１エレメントと一対の第２エレメントとの全体でループアンテナに準じた動作を行う（動作Ａ）。
【０１１４】
また、一対の第１エレメント及び一対の第２エレメントは、それぞれ、２つのダイポールアンテナとして動作する（動作Ｂ）。この場合、板金で作成された二つの延伸領域１０１ｆ，１０１ｇ及び延伸領域１０２ｆ，１０２ｇが基端領域１０１ｅ、１０２ｅから分岐して離れる方向へ延伸する部分の長さが長いほど、中域におけるアンテナ特性（ＶＳＷＲ等）が低域側に移る。つまりアンテナ特性の安定する帯域が拡大する。
【０１１５】
さらに、基端領域１０１ｅ、１０２ｅと、延伸領域１０１ｆ，１０１ｇ及び延伸領域１０２ｆ，１０２ｇとが２つのテーパードスロットアンテナとして動作する（動作Ｃ）。この場合、基板ＰＢ１、ＰＢ２の長さと対向しながら延伸する二つの延伸領域１０１ｆ，１０１ｇ及び延伸領域１０２ｆ，１０２ｇの長さが長いほど、高域がより低域側のアンテナ特性（ＶＳＷＲ等）に近づく。つまりアンテナ特性の安定する帯域が拡がる。このように、一つのアンテナ部を備えたアンテナ装置が、低域側の周波数帯では主にループアンテナとして動作し、中域側の周波数帯では主にダイポールアンテナとして動作し、高域側の周波数帯では主にテーパードスロットアンテナとして動作する。また、その中間帯域ではそれらの動作原理が複合した複合アンテナとして動作する。すなわち、低域側の周波数帯域から中域側の周波数帯域にかけては、主として、ループアンテナの動作原理及びダイポールアンテナの動作原理が複合した複合アンテナとして動作し、中域側の周波数帯から高域側の周波数帯域にかけては、主として、ダイポールアンテナの動作原理及びテーパードスロットアンテナの動作原理が複合した複合アンテナとして動作する。
【０１１６】
一対の第１エレメントに接続される同軸ケーブルＦ１１４と一対の第２エレメントに接続するための同軸ケーブルＦ２１４は、第１ケース体１０ａ及び第２ケース体１０ｂにおいて最も離れた位置で固定され、ケース外においても離間したまま使用される。そのため、同軸ケーブルＦ１１４，Ｆ２１４の外被に流れる電流に起因する不要な電波による相互干渉を抑制することができる。
なお、同軸ケーブルＦ１１４，Ｆ２１４にフェライトコアＦ１１３、Ｆ２１３を設けない場合、帯域中の最低域側で放射効率が低下するものの、動作可能である。このため、低域側の周波数帯での放射効率の低下を許容できる用途では、同軸ケーブルＦ１１４、Ｆ２１４にフェライトコアＦ１１３、Ｆ２１３を取り付けずに使用しても良い。
【０１１７】
また、第９実施形態では、第１エレメント及び第２エレメントそれぞれに給電用のポートが設けられ、各給電用のポートに対して同軸ケーブルＦ１１４，Ｆ２１４が接続される。言い換えると、第９実施形態のアンテナ部を備えたアンテナ装置はポートを有し、この二ポートそれぞれに給電用の同軸ケーブルＦ１１４，Ｆ２１４が接続される。しかしながら、アンテナ装置は、分岐回路などを設けることで、一本の同軸ケーブルによる給電であっても動作が可能である。この場合、二ポートのうちいずれか一方に接続されている同軸ケーブルを取り除けば良い。
【０１１８】
なお、一対の第１エレメントと一対の第２エレメントとで、基板ＰＢ１，ＰＢ２の長さ、
延伸領域１０１ｆ，１０１ｇ，１０２ｆ，１０２ｇ、２０１ｆ，２０１ｇ，２０２ｆ，２０２ｇの長さが異なる場合について説明したが、この限りでない。例えば、第１ケース１０ａ，１０ｂの形状が略正方形である場合、これらの長さは同じであっても良い。
【図１Ａ】
2020027156.tif 000003
【図１Ｂ】
2020027156.tif 000004
【図２Ａ】
2020027156.tif 000005
【図２Ｂ】
2020027156.tif 000006
【図２Ｃ】
2020027156.tif 000007
【図２Ｄ】
2020027156.tif 000008
【図３Ａ】
2020027156.tif 000009
【図３Ｂ】
2020027156.tif 000010
【図４Ａ】
2020027156.tif 000011
【図４Ｂ】
2020027156.tif 000012
【図４Ｃ】
2020027156.tif 000013
【図５Ａ】
2020027156.tif 000014
【図５Ｂ】
2020027156.tif 000015
【図５Ｃ】
2020027156.tif 000016
【図６Ａ】
2020027156.tif 000017
【図６Ｂ】
2020027156.tif 000018
【図７Ａ】
2020027156.tif 000019
【図７Ｂ】
2020027156.tif 000020
【図８Ａ】
2020027156.tif 000021
【図８Ｂ】
2020027156.tif 000022
【図９Ａ】
2020027156.tif 000023
【図９Ｂ】
2020027156.tif 000024
【図１０Ａ】
2020027156.tif 000025
【図１０Ｂ】
2020027156.tif 000026
【図１１Ａ】
2020027156.tif 000027
【図１１Ｂ】
2020027156.tif 000028
【図１２Ａ】
2020027156.tif 000029
【図１２Ｂ】
2020027156.tif 000030
【図１２Ｃ】
2020027156.tif 000031
【図１２Ｄ】
2020027156.tif 000032
【図１３Ａ】
2020027156.tif 000033
【図１３Ｂ】
2020027156.tif 000034
【図１４Ａ】
2020027156.tif 000035
【図１４Ｂ】
2020027156.tif 000036
【図１５Ａ】
2020027156.tif 000037
【図１５Ｂ】
2020027156.tif 000038
【図１５Ｃ】
2020027156.tif 000039
【図１５Ｄ】
2020027156.tif 000040
【図１６Ａ】
2020027156.tif 000041
【図１６Ｂ】
2020027156.tif 000042
【図１７Ａ】
2020027156.tif 000043
【図１７Ｂ】
2020027156.tif 000044
【図１８Ａ】
2020027156.tif 000045
【図１８Ｂ】
2020027156.tif 000046
【図１９Ａ】
2020027156.tif 000047
【図１９Ｂ】
2020027156.tif 000048
【図２０Ａ】
2020027156.tif 000049
【図２０Ｂ】
2020027156.tif 000050
【図２０Ｃ】
2020027156.tif 000051
【図２０Ｄ】
2020027156.tif 000052
【図２１Ａ】
2020027156.tif 000053
【図２１Ｂ】
2020027156.tif 000054
【図２２Ａ】
2020027156.tif 000055
【図２２Ｂ】
2020027156.tif 000056
【図２３Ａ】
2020027156.tif 000057
【図２３Ｂ】
2020027156.tif 000058
【図２４Ａ】
2020027156.tif 000059
【図２４Ｂ】
2020027156.tif 000060
【図２５Ａ】
2020027156.tif 000061
【図２５Ｂ】
2020027156.tif 000062
【図２５Ｃ】
2020027156.tif 000063
【図２６Ａ】
2020027156.tif 000064
【図２６Ｂ】
2020027156.tif 000065
【図２７Ａ】
2020027156.tif 000066
【図２７Ｂ】
2020027156.tif 000067
【図２８Ａ】
2020027156.tif 000068
【図２８Ｂ】
2020027156.tif 000069
【図２９Ａ】
2020027156.tif 000070
【図２９Ｂ】
2020027156.tif 000071
【図３０Ａ】
2020027156.tif 000072
【図３０Ｂ】
2020027156.tif 000073
【図３１Ａ】
2020027156.tif 000074
【図３１Ｂ】
2020027156.tif 000075
【図３１Ｃ】
2020027156.tif 000076
【図３２Ａ】
2020027156.tif 000077
【図３２Ｂ】
2020027156.tif 000078
【図３２Ｃ】
2020027156.tif 000079
【図３２Ｄ】
2020027156.tif 000080
【図３２Ｅ】
2020027156.tif 000081
【図３２Ｆ】
2020027156.tif 000082
【図３２Ｇ】
2020027156.tif 000083
【図３２Ｈ】
2020027156.tif 000084
【図３３Ａ】
2020027156.tif 000085
【図３３Ｂ】
2020027156.tif 000086
【図３３Ｃ】
2020027156.tif 000087
【図３３Ｄ】
2020027156.tif 000088
【図３３Ｅ】
2020027156.tif 000089
【図３３Ｆ】
2020027156.tif 000090
【図３４Ａ】
2020027156.tif 000091
【図３４Ｂ】
2020027156.tif 000092
【図３４Ｃ】
2020027156.tif 000093
【図３４Ｄ】
2020027156.tif 000094
【図３４Ｅ】
2020027156.tif 000095
【図３４Ｆ】
2020027156.tif 000096
【図３４Ｇ】
2020027156.tif 000097
【図３４Ｈ】
2020027156.tif 000098
【図３５Ａ】
2020027156.tif 000099
【図３５Ｂ】
2020027156.tif 000100
【図３５Ｃ】
2020027156.tif 000101
【図３５Ｄ】
2020027156.tif 000102
【図３５Ｅ】
2020027156.tif 000103
【図３５Ｆ】
2020027156.tif 000104
【図３５Ｇ】
2020027156.tif 000105
【図３５Ｈ】
2020027156.tif 000106
【図３６Ａ】
2020027156.tif 000107
【図３６Ｂ】
2020027156.tif 000108
【図３６Ｃ】
2020027156.tif 000109
【図３７Ａ】
2020027156.tif 000110
【図３７Ｂ】
2020027156.tif 000111
【図３７Ｃ】
2020027156.tif 000112
【図３７Ｄ】
2020027156.tif 000113
【図３７Ｅ】
2020027156.tif 000114
【図３７Ｆ】
2020027156.tif 000115
【図３７Ｇ】
2020027156.tif 000116
【図３７Ｈ】
2020027156.tif 000117
【図３８】
2020027156.tif 000118
【図３９】
2020027156.tif 000119
【図４０Ａ】
2020027156.tif 000120
【図４０Ｂ】
2020027156.tif 000121
【図４０Ｃ】
2020027156.tif 000122
【図４０Ｄ】
2020027156.tif 000123
【国際調査報告】
2020027156.tif 000124
2020027156.tif 000125