JP2000059129A

JP2000059129A - モノポ―ル・アンテナ

Info

Publication number: JP2000059129A
Application number: JP11144695A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Yamamoto; 山本　　温; Toshimitsu Matsuyoshi; 俊満松吉; Koichi Ogawa; 晃一小川
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1998-06-04
Filing date: 1999-05-25
Publication date: 2000-02-25
Anticipated expiration: 2019-05-25
Also published as: JP4088388B2

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単な構造で複数周波数動作が可能な小型の
モノポール・アンテナを提供する。【解決手段】円盤導体２２、輪状導体２４及び輪状導
体２６を、同一平面上に配置すると共に、内側から順に
同心円状に配置する。円盤導体２２の中心に直線導体２
１の端部を垂直に接続し、円盤導体２２の外縁部を***
振回路２３を介して輪状導体２４の内縁部に接続する。
さらに、輪状導体２４の外縁部を***振回路２５を介し
て輪状導体２６の内縁部に接続する。***振回路２３、
２５によって回路を電気的に遮断し、第１の周波数ｆ1
の電波を直線導体２１と円盤導体２２とからなる系で励
振し、第２の周波数ｆ2 の電波を直線導体２１から輪状
導体２４までの系で励振し、第３の周波数ｆ3 の電波を
直線導体２１から輪状導体２６までの系で励振する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主として移動体通
信で使用されるモノポール・アンテナに関し、特に、基
地局用アンテナに適したモノポール・アンテナに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図２０に、１つのアンテナ素子からな
り、２つの周波数の電波を励振する従来のモノポール・
アンテナを示す。図２０において、９１は円盤状の接地
導体、９２は接地導体９１の中央に位置する給電部、９
３は線状導体からなるアンテナ素子をそれぞれ示してい
る。アンテナ素子９３は、その中央にコイル９３ａを有
しており、このアンテナ素子９３の一端は接地導体９１
の中央に位置する給電部９２に接地導体９１に垂直とな
るように電気的に接続されている。

【０００３】この場合、アンテナ素子９３においては、
アンテナ素子全体で低い方の周波数の電波が励振され、
中央のコイル９３ａによって高い方の周波数の電波がコ
イル９３ａの上下において同相で励振される。これによ
り、異なる周波数で共振する２周波数動作モノポール・
アンテナが実現されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来のモ
ノポール・アンテナでは、アンテナ素子９３の高さとし
て低い方の励振周波数の１／４波長、もしくは高い方の
励振周波数の３／４波長以上必要であることから、アン
テナ素子９３の高さが高くなるため、小型化は困難であ
る。また、近い周波数同士の電波の励振は構造上不可能
であるため、励振する周波数が制限されてしまう。実用
的には、２周波数動作までである。

【０００５】また、上記従来のモノポール・アンテナを
室内の天井等に設置する場合、アンテナの電波放射の効
率を良好なものとするためには、アンテナ素子９３が電
波を放射する空間に面するように、アンテナを逆さに吊
り下げて床に向けて設置するのが望ましい。また、この
場合には、アンテナ素子９３と全ての放射空間との間に
電波の伝搬を阻害するものが無いのが望ましく、アンテ
ナ素子９３から全ての放射対象となる空間が見渡せるの
が望ましい。さらには、モノポール・アンテナには、景
観上、なるべく目立たなく設置したいという要望がある
が、アンテナ素子９３が天井からの突起物となり、上記
したように、従来のモノポール・アンテナではアンテナ
素子９３の高さが高くなるため、景観上好ましいもので
はなかった。

【０００６】本発明は、従来技術における前記課題を解
決するためになされたものであり、簡単な構造で複数周
波数動作が可能な小型のモノポール・アンテナを提供す
ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係るモノポール・アンテナの第１の構成
は、接地導体と、一端が前記接地導体の表面に位置する
給電部に接続された直線導体と、前記直線導体の他端に
接続された平板状導体と、その内縁部が前記平板状導体
の外縁部に***振回路を介して接続された輪状導体とを
備えたことを特徴とする。このモノポール・アンテナの
第１の構成によれば、***振回路の共振周波数をｆ1 に
設定することにより、周波数ｆ1 で***振回路は高イン
ピーダンスとなり、円盤導体と輪状導体とが電気的に遮
断されるので、直線導体と平板状導体とからなる系で第
１の周波数ｆ1 を励振させ、直線導体から輪状導体まで
の系で第２の周波数ｆ2 を励振させることができる。こ
こで、平板状導体を直線導体に垂直に接続し、輪状導体
を平板状導体と同一平面上に配置するようにすれば、直
線導体と平板状導体と輪状導体とからなるアンテナ部の
高さを低くすることができる。従って、本発明のモノポ
ール・アンテナの第１の構成によれば、コンパクトでか
つ簡単な構造で複数周波数動作が可能なモノポール・ア
ンテナを実現することが可能となる。

【０００８】また、前記本発明のモノポール・アンテナ
の第１の構成においては、平板状導体と輪状導体の少な
くともいずれか一方が接地導体線によって接地導体に接
続されているのが好ましい。この好ましい例によれば、
各動作周波数でのアンテナの入力インピーダンスを高く
することができる。その結果、本アンテナの各動作周波
数でのアンテナ入力インピーダンスと給電部とのインピ
ーダンスの整合状態が良好となるので、アンテナの特性
を改善することができる。

【０００９】また、前記本発明のモノポール・アンテナ
の第１の構成においては、平板状導体と輪状導体とが同
一平面上に配置されていても、平板状導体と輪状導体と
が異なる平面上に配置されていても構わない。

【００１０】また、前記本発明のモノポール・アンテナ
の第１の構成においては、輪状導体が複数の輪状導体か
らなり、隣接する輪状導体の対向する内縁部と外縁部と
が***振回路を介して接続されているのが好ましい。こ
の好ましい例によれば、３周波数以上の複数周波数動作
が可能なモノポール・アンテナを実現することができ
る。また、この場合には、平板状導体及び複数の輪状導
体の少なくとも１つが接地導体線によって接地導体に接
続されているのが好ましい。尚、インピーダンスの整合
が十分とれている輪状導体が存在する場合があり、この
場合には、接地導体線によって整合する必要はない。特
に、最も内側の平板状導体、輪状導体等についてインピ
ーダンスの整合が十分とれている可能性がある。また、
この場合、平板状導体と複数の輪状導体とが同一平面上
に配置されていても、複数の輪状導体の少なくとも１つ
が平板状導体と異なる平面上に配置されていても構わな
い。

【００１１】また、前記本発明のモノポール・アンテナ
の第１の構成においては、平板状導体が円盤導体である
のが好ましい。また、この場合には、給電部が接地導体
の表面の中央に位置し、直線導体の一端が前記給電部に
前記接地導体と垂直に接続され、前記直線導体の他端が
平板状導体と垂直に前記平板状導体の中心で接続され、
輪状導体が前記平板状導体と同心円状に配置されている
のが好ましい。

【００１２】また、前記本発明のモノポール・アンテナ
の第１の構成においては、***振回路がコイルとコンデ
ンサの並列回路であるのが好ましい。

【００１３】また、前記本発明のモノポール・アンテナ
の第１の構成においては、***振回路がコイルのみから
なる回路であるのが好ましい。この好ましい例によれ
ば、部品点数を削減することができる。

【００１４】また、前記本発明のモノポール・アンテナ
の第１の構成においては、平板状導体と***振回路と輪
状導体とが誘電体基板上にパターン形成されているのが
好ましい。この好ましい例によれば、***振回路パター
ンを調整することにより、希望する周波数において電気
的遮断が可能となる。

【００１５】また、前記本発明のモノポール・アンテナ
の第１の構成においては、接地導体の平板状導体が配置
された側と反対側に、前記接地導体との間で空間を介し
た電気的結合を生じさせる反射導体が設けられているの
が好ましい。この好ましい例によれば、次のような作用
効果を奏することができる。すなわち、反射導体にも空
間を介した電気的結合によって電流が流れるため、反射
導体の端部からも電波が放射されることになる。従っ
て、モノポール・アンテナからの電波の放射は、接地導
体からの放射と、直線導体と平板状導体と輪状導体とか
らなるアンテナ本体からの放射と、反射導体からの放射
との和となり、接地導体や反射導体の大きさ、あるいは
接地導体と反射導体との間の距離を変えることにより、
モノポール・アンテナの指向性を変化させることが可能
となる。また、この場合には、反射導体が接地導体に電
気的に接続されているのが好ましい。この好ましい例に
よれば、次のような作用効果を奏することができる。す
なわち、接地導体に電気的に接続された反射導体は、反
射導体としての働きに加えて電気的に接地導体としての
働きをもするので、給電部からの電流の漏れを抑制し
て、アンテナの入力インピーダンスを安定させることが
できる。また、この場合には、反射導体が複数の反射導
体からなり、前記複数の反射導体の少なくとも１つが接
地導体に電気的に接続されているのが好ましい。また、
この場合には、接地導体及び反射導体が面形状を有する
と共に、互いの面を対向させて配置されており、かつ、
前記反射導体の面積が前記接地導体の面積よりも大きい
のが好ましい。この好ましい例によれば、接地導体と反
射導体との間の空間的結合が強まるので、反射導体から
効率良く電波を放射させることが可能となる。

【００１６】また、本発明に係るモノポール・アンテナ
の第２の構成は、接地導体と、一端が前記接地導体の表
面に位置する給電部に接続された直線導体と、その内縁
部が前記直線導体の他端に***振回路を介して接続され
た輪状導体とを備えていることを特徴とする。

【００１７】また、前記本発明のモノポール・アンテナ
の第２の構成においては、輪状導体が接地導体線によっ
て接地導体に接続されているのが好ましい。

【００１８】また、前記本発明のモノポール・アンテナ
の第２の構成においては、輪状導体が複数の輪状導体か
らなり、隣接する輪状導体の対向する内縁部と外縁部と
が***振回路を介して接続されているのが好ましい。ま
た、この場合には、複数の輪状導体の少なくとも１つが
接地導体線によって接地導体に接続されているのが好ま
しい。また、この場合、複数の輪状導体が同一平面上に
配置されていても、複数の輪状導体の少なくとも１つが
異なる平面上に配置されていても構わない。また、この
場合には、給電部が接地導体の表面の中央に位置し、複
数の輪状導体が同心円状に配置されているのが好まし
い。

【００１９】また、前記本発明のモノポール・アンテナ
の第２の構成においては、***振回路がコイルとコンデ
ンサの並列回路であるのが好ましい。

【００２０】また、前記本発明のモノポール・アンテナ
の第２の構成においては、***振回路がコイルのみから
なる回路であるのが好ましい。

【００２１】また、前記本発明のモノポール・アンテナ
の第２の構成においては、***振回路と輪状導体とが誘
電体基板上にパターン形成されているのが好ましい。

【００２２】また、前記本発明のモノポール・アンテナ
の第２の構成においては、接地導体の平板状導体が配置
された側と反対側に、前記接地導体との間で空間を介し
た電気的結合を生じさせる反射導体が設けられているの
が好ましい。また、この場合には、反射導体が接地導体
に電気的に接続されているのが好ましい。また、この場
合には、反射導体が複数の反射導体からなり、前記複数
の反射導体の少なくとも１つが接地導体に電気的に接続
されているのが好ましい。また、この場合には、接地導
体及び反射導体が面形状を有すると共に、互いの面を対
向させて配置されており、かつ、前記反射導体の面積が
前記接地導体の面積よりも大きいのが好ましい。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、実施の形態を用いて本発明
をさらに具体的に説明する。

【００２４】〈第１の実施の形態〉まず、本発明の第１
の実施の形態について、図１、図２、図３を参照しなが
ら説明する。

【００２５】図１は本発明の第１の実施の形態における
モノポール・アンテナを示す概略斜視図である。図１に
おいて、１１は円盤状の接地導体、１２は接地導体１１
の中心に位置する同軸給電部（以下単に『給電部』とい
う。）、１３はアンテナ素子をそれぞれ示している。給
電部１２は接地導体１１の表面上に位置しており、アン
テナ素子１３は接地導体１１と垂直に給電部１２に電気
的に接続されている。

【００２６】図２は図１におけるアンテナ素子を示す概
略斜視図である。ここでは、一例として、３周波数動作
モノポール・アンテナの場合を示している。図２におい
て、２１は直線導体、２２は円盤導体、２３は***振回
路、２４は輪状導体、２５は***振回路、２６は輪状導
体をそれぞれ示している。ここで、円盤導体２２、輪状
導体２４及び輪状導体２６は、同一平面上に配置されて
いると共に、内側から順に同心円状に配置されている。
円盤導体２２の中心には、直線導体２１の上端部が円盤
導体２２に垂直に電気的に接続されており、円盤導体２
２の外縁部は***振回路２３を介して輪状導体２４の内
縁部に接続されている。さらに、輪状導体２４の外縁部
は***振回路２５を介して輪状導体２６の内縁部に接続
されている。

【００２７】***振回路２３、２５は、例えば図３に示
すように、コイル３１とコンデンサ３２の並列回路によ
って構成されている。

【００２８】以下に、上記のような構成を有するモノポ
ール・アンテナの動作について説明する。

【００２９】まず、モノポール・アンテナの動作（アン
テナ素子の複数周波数動作）について説明する前に、本
モノポール・アンテナの基本構成をなすトップローディ
ング型モノポール・アンテナについて説明する。

【００３０】図５(a)はトップローディング型モノポー
ル・アンテナを示す概略斜視図、図５(b)は図５(a)にお
けるアンテナ素子を示す概略斜視図である。図５(a)に
おいて、１１は接地導体、１２は給電部、１３はアンテ
ナ素子をそれぞれ示している。また、図５(b)におい
て、２１は直線導体、２２は円盤導体をそれぞれ示して
いる。

【００３１】図５(b)に示すように、トップローディン
グ型モノポール・アンテナのアンテナ素子１３は、直線
導体２１と円盤導体２２とにより構成されている。この
場合、円盤導体２２の中心に、直線導体２１の上端部が
円盤導体２２に垂直に電気的に接続されている。円盤導
体２２は接地導体１１との間でコンデンサを形成してい
ると考えられ、この場合のアンテナ素子１３は、直線導
体２１の上端部に容量性の負荷が接続されているものと
等価になる。この様子を図６に示す。図６中、５１は等
価コンデンサ、５２、５３は伝送線路をそれぞれ示して
いる。また、図６において、λは自由空間波長、ｆは周
波数、伝送線路５３の長さｈ’はアンテナ素子１３がト
ップローディングによって低くなった部分の長さをそれ
ぞれ示している。図６に示すように、トップローディン
グ型モノポール・アンテナのアンテナ素子１３は容量Ｃ
のコンデンサ５１が接続された伝送線路５２として表す
ことができ、通常の１／４波長モノポール・アンテナ素
子は終端が開放の線路長ｈ’の伝送線路５３が接続され
た伝送線路５２として表すことができる。つまり、伝送
線路５２からコンデンサ５１を見たインピーダンスと、
伝送線路５２から伝送線路５３を見たインピーダンスと
が等しくなるように、アンテナ素子１３がトップローデ
ィングによって低くなる部分の長さｈ’が決められる。
トップローディング型モノポール・アンテナのアンテナ
素子１３の容量Ｃは円盤導体２２の直径に比例するの
で、この考え方に基づいて、共振周波数を一定にしたと
きの円盤導体２２の直径とアンテナ素子１３の高さとの
関係を示せば、図７のようになる。図７に示すように、
円盤導体２２の大きさを大きくすることにより、アンテ
ナ素子１３の高さを低くすることができる。

【００３２】本実施の形態のモノポール・アンテナは、
上記のような設計法によって設計された所定の周波数で
共振する複数のトップローディング型モノポール・アン
テナを１つにまとめたものである。

【００３３】電波の励振は、第１の周波数ｆ1 が直線導
体２１と円盤導体２２とからなる系で、第２の周波数ｆ
2 が直線導体２１から輪状導体２４までの系で、第３の
周波数ｆ3 が直線導体２１から輪状導体２６までの系で
それぞれ行われる。この場合、第１の周波数ｆ1 が最も
高く、次に第２の周波数ｆ2 が高く、第３の周波数ｆ3
が最も低い。

【００３４】上記のように電波を励振させるためには、
第１の周波数ｆ1 で輪状導体２４、２６を直線導体２１
と円盤導体２２とからなる系から電気的に遮断し、第２
の周波数ｆ2 で輪状導体２６を直線導体２１から輪状導
体２４までの系から電気的に遮断する必要がある。この
ため、円盤導体２２の外縁部と輪状導体２４の内縁部と
の接続に***振回路２３が用いられており、輪状導体２
４の外縁部と輪状導体２６の内縁部との接続に***振回
路２５が用いられている。そして、***振回路２３の共
振周波数は第１の周波数ｆ1 に合わされている。その結
果、第１の周波数ｆ1 で***振回路２３は高インピーダ
ンスとなり、円盤導体２２と輪状導体２４とが電気的に
遮断される。従って、直線導体２１と円盤導体２２とに
より、第１の周波数ｆ1 で共振するアンテナが実現され
る。尚、第１の周波数ｆ1 よりも低い周波数では***振
回路２３は低インピーダンスとなり、円盤導体２２と輪
状導体２４とはほぼ導通状態となる。

【００３５】同様に、***振回路２５の共振周波数を第
２の周波数ｆ2 に合わせ、第２の周波数ｆ2 で輪状導体
２４と輪状導体２６とを電気的に遮断すれば、直線導体
２１から輪状導体２４までの系により、第２の周波数ｆ
2 で共振するアンテナが実現される。尚、第２の周波数
ｆ2 よりも低い周波数では***振回路２５は低インピー
ダンスとなり、輪状導体２４と輪状導体２６とはほぼ導
通状態となる。

【００３６】以上により、異なる周波数ｆ1 、ｆ2 、ｆ
3 で動作する複数周波数動作モノポール・アンテナが実
現される。

【００３７】また、本実施の形態のモノポール・アンテ
ナにおいては、給電部１２が円盤状の接地導体１１の表
面の中央に位置し、直線導体２１が円盤導体２２と垂直
に円盤導体２２の中心で接続され、輪状導体２４、２６
が円盤導体２２と同心円状に配置されることによって、
軸対称な構造となっているので、アンテナ横方向に無指
向の放射とすることが可能になる。

【００３８】図８に、本実施の形態におけるモノポール
・アンテナのアンテナ特性を示す。図８（ａ）は、試作
アンテナの入力インピーダンスのＶＳＷＲ特性を示した
ものであり、図８（ｂ）は試作アンテナの放射特性を示
したものである。

【００３９】図８（ａ）に示すように、本モノポール・
アンテナは、周波数ｆ1 、ｆ2 、ｆ3 で共振している。

【００４０】図８（ｂ）では、一例として、周波数ｆ1
、ｆ2 での通常のモノポール・アンテナ単体の放射特
性と本モノポール・アンテナの放射特性を、比較して示
している。図８（ｂ）に示すように、本モノポール・ア
ンテナは、複数の周波数で動作可能であり、さらに各動
作周波数においてモノポール・アンテナ単体での特性と
等しい特性を有するアンテナとなっている。

【００４１】以上のように、本実施の形態によれば、コ
ンパクトでかつ簡単な構造で複数周波数動作が可能であ
ると共に、各動作周波数でモノポール・アンテナ単体で
の特性と等しい特性を示す優れたモノポール・アンテナ
を実現することができる。

【００４２】また、本実施の形態においては、***振回
路２３、２５をコイル３１とコンデンサ３２の並列回路
によって構成したが、***振回路２３、２５は必ずしも
この構成に限定されるものではない。

【００４３】また、本実施の形態においては、すべての
***振回路２３、２５をコイル３１とコンデンサ３２の
並列回路によって構成したが、必ずしもこの構成に限定
されるものではなく、いずれかの***振回路２３又は２
５をコイル３１とコンデンサ３２の並列回路によって構
成し、残りの***振回路２５又は２３をコイル３１のみ
によって構成してもよい。

【００４４】〈第２の実施の形態〉次に、本発明の第２
の実施の形態について、図１、図２、図４を参照しなが
ら説明する。

【００４５】本実施の形態のモノポール・アンテナの構
成は、上記第１の実施の形態の構成と同様である（図１
参照）。また、本実施の形態のアンテナ部の構成も、上
記第１の実施の形態の構成と同様である（図２参照）。
但し、本実施の形態においては、***振回路２３、２５
は、例えば図４に示すように、コイル４１のみによって
構成されている。

【００４６】本実施の形態のモノポール・アンテナの動
作は、上記第１の実施の形態のモノポール・アンテナの
動作と同様であるが、本実施の形態のモノポール・アン
テナにおいては、コイル４１の高域遮断特性が利用され
ている。すなわち、適当な大きさのコイル４１を選ぶこ
とにより、コイル４１が希望の周波数で高インピーダン
スとなり、図２における円盤導体２２と輪状導体２４、
輪状導体２４と輪状導体２６をほぼ電気的に遮断するこ
とができる。また、それよりも低い周波数ではコイル４
１は低インピーダンスとなり、ほぼ導通状態となる。こ
れにより、複数の周波数で動作可能なモノポール・アン
テナを実現することができる。

【００４７】また、本実施の形態によれば、***振回路
２３、２５をコイル４１のみによって構成するようにし
たので、部品点数を削減することができる。

【００４８】以上のように、本実施の形態によれば、非
常に簡単な構造で複数周波数動作が可能であると共に、
各動作周波数でモノポール・アンテナ単体での特性と等
しい特性を示す優れたモノポール・アンテナを実現する
ことができる。

【００４９】尚、本実施の形態においては、すべての反
共振回路２３、２５をコイル４１のみによって構成した
が、必ずしもこの構成に限定されるものではなく、いず
れかの***振回路２３又は２５をコイル４１のみによっ
て構成し、残りの***振回路２５又は２３をコイル４１
とコンデンサの並列回路によって構成してもよい。

【００５０】〈第３の実施の形態〉次に、本発明の第３
の実施の形態について、図１、図３、図９を参照しなが
ら説明する。

【００５１】本実施の形態のモノポール・アンテナの構
成は、上記第１の実施の形態の構成と同様である（図１
参照）。

【００５２】図９は図１におけるアンテナ素子を示す概
略斜視図である。ここでは、一例として、３周波数動作
モノポール・アンテナの場合を示す。図９において、２
１は直線導体、２２は円盤導体、２３は***振回路、２
４は輪状導体、２５は***振回路、２６は輪状導体、６
１、６２、６３は接地導体線をそれぞれ示している。こ
こで、円盤導体２２、輪状導体２４及び輪状導体２６
は、同一平面上に配置されていると共に、内側から順に
同心円状に配置されている。円盤導体２２の中心には、
直線導体２１の端部が垂直に接続されており、円盤導体
２２の外縁部は***振回路２３を介して輪状導体２４の
内縁部に接続されている。さらに、輪状導体２４の外縁
部は***振回路２５を介して輪状導体２６の内縁部に接
続されている。さらに、円盤導体２２、輪状導体２４及
び輪状導体２６は、それぞれ接地導体線６１、接地導体
線６２及び接地導体線６３によって接地導体１１（図１
参照）に接続されている。

【００５３】***振回路２３、２５は、例えば図３に示
すように、コイル３１とコンデンサ３２の並列回路によ
って構成されている。

【００５４】本実施の形態のモノポール・アンテナの動
作は、上記第１の実施の形態のモノポール・アンテナの
動作と同様である。

【００５５】上記第１の実施の形態のモノポール・アン
テナにおいては、アンテナ素子１３に円盤導体２２や輪
状導体２４、２６を用いることによってアンテナ高が低
く抑えられている。しかし、このような構成を採用した
場合、アンテナの各動作周波数においてアンテナの入力
インピーダンスが低下し、給電部１２とのインピーダン
スの整合状態が悪くなる場合が起こり得る。そして、こ
のように給電部１２とのインピーダンスの整合状態が悪
くなると、アンテナ素子に供給される電力が少なくな
り、アンテナの放射効率が低下してしまう。

【００５６】この場合には、各動作周波数でアンテナの
入力インピーダンスを高くすることにより、給電部１２
とのインピーダンスの整合状態を良好にし、アンテナの
特性を改善する必要がある。

【００５７】このため、円盤導体２２と輪状導体２４、
２６は、それぞれ接地導体線６１、６２、６３によって
接地導体１１に接続されている。これにより、各動作周
波数で本アンテナの入力インピーダンスが高くなり、そ
の結果、本アンテナの各動作周波数でのアンテナ入力イ
ンピーダンスと給電部１２とのインピーダンスの整合状
態が良好となって、アンテナの特性が改善される。

【００５８】以上のように、本実施の形態によれば、ア
ンテナの入力インピーダンスと給電部とのインピーダン
スの整合状態を良好にすることができ、アンテナの放射
効率の優れた複数の周波数でモノポール・アンテナ動作
が可能なモノポール・アンテナを実現することができ
る。

【００５９】また、本実施の形態のモノポール・アンテ
ナにおいては、給電部１２が円盤状の接地導体１１の表
面の中心に位置し、直線導体２１が円盤導体２２と垂直
に円盤導体２２の中心で接続され、輪状導体２４、２６
が円盤導体２２と同心円状に配置されることによって、
軸対称な構造となっているので、アンテナ横方向に無指
向の放射とすることが可能となる。

【００６０】また、本実施の形態においては、***振回
路２３、２５をコイル３１とコンデンサ３２の並列回路
によって構成したが、***振回路２３、２５は必ずしも
この構成に限定されるものではない。

【００６１】また、本実施の形態においては、すべての
***振回路２３、２５をコイル３１とコンデンサ３２の
並列回路によって構成したが、必ずしもこの構成に限定
されるものではなく、いずれかの***振回路２３又は２
５をコイル３１とコンデンサ３２の並列回路によって構
成し、残りの***振回路２５又は２３をコイル３１のみ
によって構成してもよい。

【００６２】また、本実施の形態においては、円盤導体
２２と輪状導体２４、２６をすべて接地導体１１に接地
しているが、円盤導体２２、輪状導体２４、２６の少な
くとも１つが接地導体１１に接地されていればよい。

【００６３】〈第４の実施の形態〉次に、本発明の第４
の実施の形態について、図１、図４、図９を参照しなが
ら説明する。

【００６４】本実施の形態のモノポール・アンテナの構
成は、上記第１の実施の形態の構成と同様である（図１
参照）。また、本実施の形態のアンテナ素子の構成は、
上記第３の実施の形態の構成と同様である（図９参
照）。

【００６５】***振回路２３、２５は、例えば図４に示
すように、コイル４１のみによって構成されている。

【００６６】本実施の形態のモノポール・アンテナの動
作は、上記第３の実施の形態のモノポール・アンテナの
動作と同様であるが、本実施の形態のモノポール・アン
テナにおいては、コイル４１の高域遮断特性が利用され
ている。すなわち、適当な大きさのコイル４１を選ぶこ
とにより、コイル４１が希望の周波数で高インピーダン
スとなり、図９における円盤導体２２と輪状導体２４、
輪状導体２４と輪状導体２６をほぼ電気的に遮断するこ
とができる。また、それよりも低い周波数ではコイル４
１は低インピーダンスとなり、ほぼ導通状態となる。こ
れにより、複数の周波数で動作可能なモノポール・アン
テナを実現することができる。

【００６７】また、本実施の形態によれば、***振回路
２３、２５をコイル４１のみによって構成するようにし
たので、部品点数を削減することができる。

【００６８】以上のように、本実施の形態によれば、非
常に簡単な構造で複数周波数動作が可能であると共に、
各動作周波数でモノポール・アンテナ単体での特性と等
しい特性を示し放射効率の良好な優れたモノポール・ア
ンテナを実現することができる。

【００６９】尚、本実施の形態においては、円盤導体２
２と輪状導体２４、２６をすべて接地導体１１に接地し
ているが、円盤導体２２、輪状導体２４、２６の少なく
とも１つが接地導体１１に接地されていればよい。

【００７０】〈第５の実施の形態〉次に、本発明の第５
の実施の形態について、図１、図１０、図１１を参照し
ながら説明する。

【００７１】本実施の形態のモノポール・アンテナの構
成は、上記第１の実施の形態の構成と同様である（図１
参照）。

【００７２】図１０は図１におけるアンテナ素子を示す
概略斜視図である。ここでは、一例として、３周波数動
作モノポール・アンテナの場合を示す。図１０におい
て、２１は直線導体、２２は円盤導体、２３は***振回
路、２４は輪状導体、２５は***振回路、２６は輪状導
体、７１は誘電体基板をそれぞれ示している。ここで、
円盤導体２２、輪状導体２４及び輪状導体２６は、同一
平面上に配置されていると共に、内側から順に同心円状
に配置されている。円盤導体２２の中心には、直線導体
２１の端部が垂直に接続されており、円盤導体２２の外
縁部は***振回路２３を介して輪状導体２４の内縁部に
接続されている。さらに、輪状導体２４の外縁部は***
振回路２５を介して輪状導体２６の内縁部に接続されて
いる。尚、円盤導体２２、輪状導体２４、２６、***振
回路２３、２５は、誘電体基板７１上にパターン形成さ
れている。

【００７３】図１１は図１０における***振回路２３、
２５の誘電体基板７１上の金属導体パターンを示したも
のであり、８１が誘電体基板７１上の金属パターンであ
る。***振回路２３、２５のパターンは、例えば図１１
に示すように、コイル・パターン８２とコンデンサ・パ
ターン８３の並列回路によって構成されている。そし
て、コイル・パターン８２及びコンデンサ・パターン８
３を調整することにより、希望する周波数において電気
的遮断が可能となり、本モノポール・アンテナを複数周
波数動作が可能なモノポール・アンテナとして動作させ
ることが可能となる。

【００７４】以上のように、本実施の形態によれば、ア
ンテナ素子の作製精度及び安定性が向上し、複数周波数
動作可能な優れたモノポール・アンテナを実現すること
ができる。

【００７５】尚、本実施の形態においては、すべての反
共振回路２３、２５のパターンをコイル・パターン８２
とコンデンサ・パターン８３の並列回路によって構成し
ているが、必ずしもこの構成に限定されるものではな
く、いずれかの***振回路２３又は２５のパターンをコ
イル・パターン８２とコンデンサ・パターン８３の並列
回路によって構成し、残りの***振回路２５又は２３の
パターンをコイル・パターン８２のみによって構成して
もよい。

【００７６】また、本実施の形態においては、すべての
***振回路２３、２５が誘電体基板７１上にパターン形
成されているが、いずれかの***振回路２３又は２５を
誘電体基板７１上にパターン形成し、残りの***振回路
２５又は２３を誘電体基板７１上にパターン形成しない
構成を採ることもできる。

【００７７】また、上記第１〜第５の各実施の形態にお
いては、３周波数動作モノポール・アンテナを例に挙げ
て説明したが、本発明は必ずしもこの構成のモノポール
・アンテナに限定されるものではない。例えば、輪状導
体を１個とすることによって２周波数動作モノポール・
アンテナを実現することもでき、輪状導体を３個以上と
することによって４周波数以上の複数周波数動作モノポ
ール・アンテナを実現することもできる。

【００７８】また、上記第１〜第５の各実施の形態にお
いては、円盤状の接地導体１１を備えたモノポール・ア
ンテナを例に挙げて説明したが、本発明は必ずしもこの
構成のモノポール・アンテナに限定されるものではな
い。接地導体としては、例えば、楕円形、あるいは三角
形のような多角形等、いかなる輪郭形状のものを用いて
もよい。

【００７９】また、上記第１〜第５の各実施の形態にお
いては、平板状導体として円盤導体２２を用い、輪状導
体として円盤導体２２と同心円状に配置され輪状導体２
４、２６を用いたモノポール・アンテナを例に挙げて説
明したが、本発明は必ずしもこの構成のモノポール・ア
ンテナに限定されるものではない。平板状導体あるいは
輪状導体としては、例えば、楕円形、あるいは三角形の
ような多角形等、いかなる輪郭形状のものを用いてもよ
い。

【００８０】また、上記第１〜第５の各実施の形態にお
いては、軸対称構造を有するモノポール・アンテナを例
に挙げて説明したが、本発明は必ずしもこの構成のモノ
ポール・アンテナに限定されるものではない。例えば、
給電部１２が接地導体１１の中心以外の点に位置する構
成であってもよい。この構成を採用することにより、ア
ンテナの放射電波に偏りを生じさせることができ、水平
面の一方向に強い指向性を有するモノポール・アンテナ
を実現することが可能となる。

【００８１】また、上記第１〜第５の各実施の形態にお
いては、円盤導体２２が線状導体２１に垂直に接続され
たモノポール・アンテナを例に挙げて説明したが、本発
明は必ずしもこの構成のモノポール・アンテナに限定さ
れるものではない。例えば、円盤導体２２が線状導体２
１に対して斜めに接続された構成であってもよい。この
構成を採用することにより、入力インピーダンスの大き
さを変えて給電部１２との整合状態を良好なものとする
ことが可能となる。

【００８２】また、上記第１〜第５の各実施の形態にお
いては、円盤導体２２と輪状導体２４、２６とが同一平
面上に配置されたモノポール・アンテナを例に挙げて説
明したが、本発明は必ずしもこの構成のモノポール・ア
ンテナに限定されるものではない。例えば、円盤導体２
２と輪状導体２４、２６とが異なる平面上に配置された
構成、あるいは複数の輪状導体２４、２６の少なくとも
１つが円盤導体２２と異なる平面上に配置された構成を
採用することも可能である。具体例として、図１２
(a)、(b)に、円盤導体２２と輪状導体２４と輪状導体２
６とがすべて異なる平面上に配置されている場合を示し
ている。図１２(a)は輪状導体２４、２６が円盤導体２
２よりも低い平面上に配置されている場合を示してお
り、図１２(b)は輪状導体２４、２６が円盤導体２２よ
りも高い平面上に配置されている場合を示している。輪
状導体２４、２６を支持するための支えを必要とする場
合には、例えば絶縁体、テフロン、ガラエポ等の誘電体
からなる支持棒を用いることができる。

【００８３】また、上記第１〜第５の各実施の形態にお
いては、一端が接地導体１１の表面に位置する給電部１
２に接続された直線導体２１と、直線導体２１の他端に
接続された円盤導体２２と、その内縁部が円盤導体２２
の外縁部に***振回路２３を介して接続された輪状導体
２４と、その内縁部が輪状導体２４の外縁部に***振回
路２５を介して接続された輪状導体２６とからなるアン
テナ素子を備えたモノポール・アンテナを例に挙げて説
明したが、本発明は必ずしもこの構成のモノポール・ア
ンテナに限定されるものではない。例えば図１３に示す
ように、一端が接地導体の表面に位置する給電部に接続
された直線導体２１と、その内縁部が直線導体２１の他
端に***振回路２３を介して接続された輪状導体２４
と、その内縁部が輪状導体２４の外縁部に***振回路２
５を介して接続された輪状導体２６とからなるアンテナ
部を備えた構成とすることも可能である。この場合、反
共振回路２３の共振周波数をｆ1 に、***振回路２５の
共振周波数をｆ2 （ｆ1 ＞ｆ2 ）にそれぞれ設定するこ
とにより、直線導体２１のみによって周波数ｆ1 を励振
させ、直線導体２１から輪状導体２４までの系で周波数
ｆ2 を励振させ、直線導体２１から輪状導体２６までの
系で周波数ｆ3 を励振させることができる。

【００８４】〈第６の実施の形態〉次に、本発明の第６
の実施の形態について、図１４を参照しながら説明す
る。

【００８５】図１４は本発明の第６の実施の形態におけ
るモノポール・アンテナを示す概略斜視図である。図１
４において、１１は有限の大きさを有する円盤状の接地
導体、１２は接地導体１１の中心に位置する給電部、１
６は直線導体からなるアンテナ素子、１４は円盤状の反
射導体をそれぞれ示している。給電部１２は接地導体１
１の表面上に位置しており、アンテナ素子１６は接地導
体１１と垂直に給電部１２に電気的に接続されている。
反射導体１４は、接地導体１１との間で空間を介した電
気的結合を生じさせるように、接地導体１１のアンテナ
素子１６が配置された側と反対側に接地導体１１と対向
して平行にかつ同心円状に配置されている。尚、接地導
体１１と反射導体１４は、例えば絶縁体、あるいはテフ
ロン、ガラエポ等の誘電体からなる支持棒１５によって
連結されている。

【００８６】以上のように、本モノポール・アンテナ１
は、軸対称構造となっている。このため、アンテナ横方
向に無指向の放射とすることが可能となる。

【００８７】以下に、上記のような構成を有するモノポ
ール・アンテナの動作について説明する。

【００８８】電波の励振は、アンテナ素子１６で行われ
る。すなわち、アンテナ素子１６に共振周波数ｆ0 の電
流の定在波が立ち、これにより周波数ｆ0 の電波の放射
が行われる。このとき、接地導体１１に逆相の電流が流
れ、接地導体１１の端部からも電波が放射される。この
モノポール・アンテナ１は有限の大きさを有する接地導
体１１を備えているので、その電波放射は、それぞれ電
波の放射源となっているアンテナ素子１６からの放射と
接地導体１１の端部からの放射との和になる。さらに、
このモノポール・アンテナ１は、接地導体１１との間で
空間を介した電気的結合を生じさせるように、接地導体
１１のアンテナ素子１６が配置された側と反対側に接地
導体１１と対向して配置された反射導体１４を備えてい
るので、反射導体１４にも空間を介した電気的結合によ
って電流が流れ、反射導体１４の端部からも電波が放射
される。従って、このモノポール・アンテナ１による電
波の放射は、アンテナ素子１６からの放射と、接地導体
１１の端部からの放射と、反射導体１４の端部からの放
射との和になる。このため、接地導体１１や反射導体１
４の大きさ、あるいは接地導体１１と反射導体１４との
間の距離を変えることにより、モノポール・アンテナ１
の指向性を変化させることが可能となる。

【００８９】図１５に、実際に試作した本実施の形態に
おけるモノポール・アンテナ１のアンテナ特性を示す。
試作したモノポール・アンテナ１₁、１₂、１’は、それ
ぞれアンテナ素子１３として１／４波長の直線導体を備
えた軸対称構造のものであって、図１５（ａ）、（ｂ）
は、反射導体１４を備えた本実施の形態のモノポール・
アンテナ１₁，１₂の放射指向性を示したものであり、図
１５（ｃ）は、反射導体のない従来のモノポール・アン
テナ１’の放射指向性を示したものである。さらに具体
的には、図１５（ａ）は、アンテナ素子１６の共振周波
数の１波長の直径を有する円盤状の接地導体１１と、ア
ンテナ素子１６の共振周波数の２波長の直径を有する円
盤状の反射導体１４とを備え、接地導体１１と反射導体
１４との間の距離をアンテナ素子１６の共振周波数の１
／４波長とした本実施の形態のモノポール・アンテナ１
₁の放射指向性を示している。また、図１５（ｂ）は、
アンテナ素子１６の共振周波数の１．２５波長の直径を
有する円盤状の接地導体１１と、アンテナ素子１３の共
振周波数の２波長の直径を有する円盤状の反射導体１４
とを備え、接地導体１１と反射導体１４との間の距離を
アンテナ素子１６の共振周波数の１／４波長とした本実
施の形態のモノポール・アンテナ１₂の放射指向性を示
している。また、図１５（ｃ）は、アンテナ素子１６の
共振周波数の２波長の直径を有する円盤状の接地導体１
１を備えた従来のモノポール・アンテナ１’の放射指向
性を示している。尚、図１５（ｄ）に示すように、図の
ｘ、ｙ方向は、接地導体１１や反射導体１４の面と平行
な方向を示し、ｚ方向は接地導体１１や反射導体１４の
垂線方向を示している。放射指向性の目盛りは１間隔が
１０ｄＢであり、単位はダイポール・アンテナの利得を
基準にしたｄＢｄである。

【００９０】図１５（ａ）に示すように、モノポール・
アンテナ１₁は、アンテナ上側（アンテナ素子１６が設
けられた側）、特にその真上方向で非常に強い放射指向
性を示しており、アンテナ下側（反射導体１４が設けら
れた側）では、放射指向性が極端に弱くなっている。す
なわち、このモノポール・アンテナ１₁は、例えば、ホ
ールやビルの吹き抜け等の高さ方向に広がりを持った空
間、あるいは空中を浮遊する気球等と地上との間で電波
の送受波を行う場合に適したものとなる。特に、アンテ
ナ横方向に無指向の放射とすることが可能であるため、
空からの放射に優れたものとなる。

【００９１】図１５（ｂ）に示すように、モノポール・
アンテナ１₂は、アンテナ上側（アンテナ素子１６が設
けられた側）に非常に強い放射指向性を示しており、ア
ンテナ下側（反射導体１４が設けられた側）では、放射
指向性が極端に弱くなっている。さらに、アンテナ上側
においても、斜め横方向に対する放射指向性が強くなっ
ている。すなわち、このモノポール・アンテナ１₂は、
通常の横方向に広がりを持った室内空間に適したものと
なる。特に、アンテナ横方向に無指向の放射とすること
が可能であるため、室内の天井の中央に設置することに
より、非常に広い空間への放射に優れたものとなる。

【００９２】図１５（ｃ）に示すように、従来のモノポ
ール・アンテナ１’は、本実施の形態のモノポール・ア
ンテナ１₁、１₂に比べて、アンテナ下側（反射導体が設
けられていない側）の放射指向性も比較的高くなってい
る。すなわち、このモノポール・アンテナ１’は、アン
テナ下側に対する電波の漏れが比較的大きく、室内の天
井に設置するのに適さないものとなっている。

【００９３】以上のことから明らかなように、反射導体
１４を設けたモノポール・アンテナ１₁、１₂では、アン
テナ下側に放射されていた電波が反射導体１４によって
反射されて、アンテナ上側の放射が強まっている。

【００９４】また、本実施の形態のモノポール・アンテ
ナ１を室内の天井に取り付ける場合には、図１６に示す
ように、反射導体１４を天井８０の内部（天井裏）８１
に収納した状態で接地導体１１を天井８０の面に当接さ
せて設置すればよいので、設置した状態では、天井８０
からアンテナ素子１６のみが床に向かって突出し、しか
も、直線導体からなるアンテナ素子１６を用いれば目立
ちにくいので、景観上邪魔になることはない。

【００９５】さらに、直線導体からなるアンテナ素子１
６の代わりに、直線導体の上端に円盤導体の中心を垂直
に接続して構成したアンテナ素子を用い、直線導体の下
端を接地導体１１の中心に位置する給電部１２に接続す
ることも可能である。このような構成を採用すれば、軸
対称構造を保ちつつ、逆Ｌアンテナと同様にアンテナ素
子の高さを低くすることができるので、景観上、さらに
好ましいものとなる。

【００９６】このように本実施の形態によれば、反射導
体１４を備えることにより、モノポール・アンテナ１の
放射指向性を変えることができる。さらに、接地導体１
１や反射導体１４の大きさ、あるいは接地導体１１と反
射導体１４との間の距離を任意に設定することにより、
所望の放射指向性を実現することができる。従って、本
実施の形態によれば、簡単な構造で、所望の放射指向性
を有するモノポール・アンテナ１を実現することがで
き、さらに、軸対称構造とすることにより、アンテナ横
方向に一様な放射指向性を有する優れたモノポール・ア
ンテナ１を実現することができる。

【００９７】また、本実施の形態の構成を採用した場合
には、接地導体１１の直径を、アンテナ素子１６の共振
周波数の１／２波長以上とすることにより、入力インピ
ーダンスを安定化させることができる。以下、このこと
について説明する。

【００９８】円盤状の接地導体１１を備えたモノポール
・アンテナ１には、一般に、接地導体１１の直径を、ア
ンテナ素子１６の共振周波数の波長の１／２よりも小さ
くすると、アンテナ入力部の同軸外導体の外側に電流が
漏れ、入力インピーダンスが不安定になってしまうとい
う特徴がある。そこで、本実施の形態においては、接地
導体１１の直径を、アンテナ素子１６の共振周波数の１
／２波長以上にすることにより、アンテナ入力部の同軸
外導体の外側への電流の漏れを防止し、入力インピーダ
ンスを安定化させて、送信動作の安定化を図っている。

【００９９】〈第７の実施の形態〉次に、本発明の第７
の実施の形態について、図１７を参照しながら説明す
る。

【０１００】図１７は本発明の第７の実施の形態におけ
るモノポール・アンテナを示す概略斜視図である。図１
７において、１１は接地導体、１２は給電部、１６はア
ンテナ素子、１４は反射導体、２７は接続導体をそれぞ
れ示している。接続導体２７以外の構成は上記第６の実
施の形態と同様であるので、接続導体２７以外の部材に
ついては上記第６の実施の形態と同一の符号を付し、そ
の詳細な説明は省略する。本実施の形態のモノポール・
アンテナ２０は、接地導体１１と反射導体１４とが接続
導体２７によって電気的に接続されている点に特徴があ
る。接地導体１１と反射導体１４との接続構造は種々考
えられるが、本実施の形態においては、共に円盤状の接
地導体１１と反射導体１４との中心位置にこれら接地導
体１１、反射導体１４の垂線方向に沿って柱状の接続導
体２７を配設することにより、両導体１１、１４を電気
的に接続すると共に、機械的にも連結するようにされて
いる。さらに、反射導体１４の直径は、アンテナ素子１
６の共振周波数の波長の１／２以上に設定されている。

【０１０１】以下に、上記のような構成を有するモノポ
ール・アンテナの動作について説明する。

【０１０２】モノポール・アンテナ２０の動作は、上記
第６の実施の形態のモノポール・アンテナ１の動作と同
様であるが、このモノポール・アンテナ２０は、そのよ
うな動作に加えて、次のような動作をも行う。すなわ
ち、このモノポール・アンテナ２０を室内の天井に設置
する場合、図１６を参照しながら説明したように、反射
導体１４を天井８０の内部（天井裏）８１に収納するこ
とができるが、接地導体１１が天井８０から室内側に露
出することは避けられない。そのため、人目につく接地
導体１１をできるたけ小さくしたいという要望があった
場合には、円盤状の接地導体１１の直径がアンテナ素子
１６の共振周波数の１／２波長以下になってしまうこと
も考えられる。しかし、そのような構成にすると、アン
テナ入力部の同軸外導体の外側に電流が漏れ、入力イン
ピーダンスが不安定になることは避けられない。

【０１０３】これに対して、本実施の形態においては、
次のような構成が採用されている。

【０１０４】第１に、反射導体１４が接地導体１１に電
気的に接続されている。このため、反射導体１４は、反
射導体としての働き（電波放射方向を制御する働き）に
加えて、電気的に接地導体１１と同様の働きをすること
になる。これにより、反射導体１４は、反射導体本来の
働きをしつつ、電流の漏れを抑制して入力インピーダン
スを安定させる働きをすることになる。従って、接地導
体１１の直径をアンテナ素子１６の共振周波数の１／２
波長以下という小さなものにしても、漏れ電流が生じて
入力インピーダンスが不安定になるといった不都合が生
じることを防止することができる。

【０１０５】第２に、反射導体１４の直径が、アンテナ
素子１６の共振周波数の波長の１／２以上に設定されて
いる。これにより、電流の漏れをさらに確実に抑えて、
入力インピーダンスのさらなる安定化を図ることが可能
となっている。

【０１０６】以上のような理由により、接地導体１１の
直径を、アンテナ素子１３の共振周波数の１／２波長以
下という、漏れ電流の生じる可能性の高い値に設定して
も、予期される漏れ電流を確実に抑制することができ
る。従って、本実施の形態の構成を採用することによ
り、接地導体１１の小型化と入力ピーダンスの安定化と
を両立させることが可能となる。

【０１０７】尚、本実施の形態の構成を採用した場合、
反射導体１４は、アンテナ素子１６の共振周波数の１／
２波長以上という、比較的大きなものになるが、通常、
本モノポール・アンテナ２０を室内の天井に取り付ける
場合、反射導体１４は天井の内部（天井裏）に収納され
ることになるので、反射導体１４の大きさが多少大きく
なっても、室内に露出するアンテナ部分の大きさが大き
くなることはない。

【０１０８】このように、本実施の形態のモノポール・
アンテナ２０は、入力インピーダンスの安定化と小型化
とを両立させることができるという特徴を有するが、さ
らには、接地導体１１と反射導体１４とを接続導体２７
によって機械的に連結することにより、アンテナの構造
的な安定度を増すことができるという特徴も有してい
る。

【０１０９】以上のように、本実施の形態によれば、非
常に簡単な構造で、放射指向性を変化させることが可能
なモノポール・アンテナを実現することができると共
に、アンテナ動作上及び構造上、より安定な構造を有す
る優れたモノポール・アンテナを実現することができ
る。

【０１１０】尚、本実施の形態においては、単一の接地
導体１１と単一の反射導体１４とを備えたモノポール・
アンテナ２０を例に挙げて説明したが、本発明は必ずし
もこの構成のモノポール・アンテナに限定されるもので
はない。複数の反射導体を備え、こられ複数の反射導体
をすべて接続導体によって接地導体１１に電気的に接続
するようにしてもよい。また、複数の反射導体を備え、
これら複数の反射導体のうちの少なくとも１つを接続導
体によって選択的に接地導体１１に電気的に接続するよ
うにしてもよい。

【０１１１】また、上記第６又は第７の実施の形態にお
いては、単一の反射導体１４を備え、かつ、軸対称構造
を有するモノポール・アンテナを例に挙げて説明した
が、本発明は必ずしもこの構成のモノポール・アンテナ
に限定されるものではない。接地導体１１の形状及び大
きさ、反射導体の個数と各々の形状及び大きさ、さらに
は、接地導体１１と反射導体の位置を、任意に設定する
ことにより、所望の放射指向性を有するモノポール・ア
ンテナを実現することができる。

【０１１２】また、上記第６又は第７の実施の形態にお
いては、直線導体からなるアンテナ素子１６を備えたモ
ノポール・アンテナを例に挙げて説明したが、本発明は
必ずしもこの構成のモノポール・アンテナに限定される
ものではない。例えば、直線導体の上端に円盤導体の中
心を接続してアンテナ素子を構成し、これら直線導体の
長さと円盤導体の半径との和を、アンテナ素子１６の長
さと同等に設定することもできる。これにより、モノポ
ール・アンテナの高さをさらに低くすることが可能とな
る。また、アンテナ素子として上記第１〜第５の実施の
形態のアンテナ素子１３（直線導体２１、円盤導体２
２、輪状導体２４、２６、***振回路２３、２５からな
るアンテナ素子あるいは直線導体、輪状導体、***振回
路からなるアンテナ素子）を用いれば、上記第１〜第５
の実施の形態による効果と相俟ってさらに優れた特性を
有するモノポール・アンテナを実現することが可能とな
る。

【０１１３】〈第８の実施の形態〉次に、本発明の第８
の実施の形態について、図１８を参照しながら説明す
る。

【０１１４】図１８は本発明の第８の実施の形態におけ
るモノポール・アンテナを示す概略斜視図である。図１
８において、１１は接地導体、１２は給電部、３１はア
ンテナ素子、１４Ａ、１４Ｂは反射導体をそれぞれ示し
ている。反射導体１４Ａ、１４Ｂ及びアンテナ素子３１
以外の構成は上記第６の実施の形態と同様であるので、
反射導体１４Ａ、１４Ｂ及びアンテナ素子３１以外の部
材については上記第６の実施の形態と同一の符号を付
し、その詳細な説明は省略する。本実施の形態のモノポ
ール・アンテナ３０は、複数の共振周波数で励振する
（複数周波数で動作する）アンテナ素子３１を備えてい
る。アンテナ素子３１は、接地導体１１と垂直に接地導
体１１の中心に位置する給電部１２に電気的に接続され
ている。反射導体１４Ａ、１４Ｂは円盤状に形成され、
互いに平行に、かつ、接地導体１１にも平行に配置され
ている。さらに、反射導体１４Ａ、１４Ｂは、接地導体
１１に対して同軸に配置されている。尚、接地導体１１
と反射導体１４Ａ、及び反射導体１４Ａと反射導体１４
Ｂは、それぞれ、例えば絶縁体、あるいはテフロン、ガ
ラエポ等の誘電体からなる支持棒１５によって連結され
ている。

【０１１５】また、本実施の形態のモノポール・アンテ
ナ３０においては、アンテナ素子３１が２つの共振周波
数で励振するようにされていると共に、それに応じて反
射導体が２つ（反射導体１４Ａ、１４Ｂ）備わった軸対
称構造となっている。

【０１１６】以下に、上記のような構成を有するモノポ
ール・アンテナの動作について説明する。

【０１１７】このモノポール・アンテナ３０の動作は、
基本的には、上記第６の実施の形態のモノポール・アン
テナ１の動作と同様であるが、このモノポール・アンテ
ナ３０においては、アンテナ素子３１が２つの共振周波
数ｆ0 、ｆ1 の電波を励振する。この場合、波長に対す
る接地導体１１及び反射導体１４Ａ、１４Ｂの大きさが
それぞれの共振周波数によって異なり、放射指向性もそ
れぞれ異なったものとなる。このため、それぞれの共振
周波数ｆ0 、ｆ1 に対応した接地導体１１及び反射導体
１４Ａ、１４Ｂの各々の形状及び大きさ、接地導体１１
と反射導体１４Ａ、１４Ｂとの間の距離を任意に設定す
ることにより、各共振周波数ｆ0 、ｆ1において所望の
放射指向性を実現することができる。

【０１１８】また、このモノポール・アンテナ３０にお
いては、上記第６の実施の形態と同様に、接地導体１１
の直径を、アンテナ素子３１の低い方の共振周波数の１
／２波長以上に設定することにより、入力インピーダン
スを安定化させることができる。

【０１１９】〈第９の実施の形態〉次に、本発明の第９
の実施の形態について、図１９を参照しながら説明す
る。

【０１２０】図１９は本発明の第９の実施の形態におけ
るモノポール・アンテナを示す概略斜視図である。図１
９において、１１は接地導体、１２は給電部、３１はア
ンテナ素子、１４Ａ、１４Ｂは反射導体、４１Ａ、４１
Ｂは接続導体をそれぞれ示している。接続導体４１Ａ、
４１Ｂ以外の構成は上記第８の実施の形態と同様である
ので、接続導体４１Ａ、４１Ｂ以外の部材については上
記第８の実施の形態と同一の符号を付し、その詳細な説
明は省略する。本実施の形態のモノポール・アンテナ４
０は、接地導体１１と反射導体１４Ａとが接続導体４１
Ａによって電気的に接続されており、さらに、反射導体
１４Ａと反射導体１４Ｂとが接続導体４１Ｂによって電
気的に接続されている点に特徴がある。接地導体１１と
反射導体１４Ａとの接続構造、及び反射導体１４Ａと反
射導体１４Ｂとの接続構造は種々考えられるが、本実施
の形態においては、共に円盤状の接地導体１１と反射導
体１４Ａとの中心位置にこれら接地導体１１、反射導体
１４Ａの垂線方向に沿って柱状の接続導体４１Ａを配設
することにより、両導体１１、１４Ａを電気的に接続す
ると共に、機械的にも連結するようにされている。同様
に、共に円盤状の反射導体１４Ａと反射導体１４Ｂとの
中心位置にこれら反射導体１４Ａ、１４Ｂの垂線方向に
沿って柱状の接続導体４１Ｂを配設することにより、両
導体１４Ａ、１４Ｂを電気的に接続すると共に、機械的
にも連結するようにされている。さらに、複数設けられ
た反射導体４１Ａ、４１Ｂのうちの大きさが大きい方
（図１９においては、接地導体１１側の反射導体１４
Ａ）の直径は、アンテナ素子３１の低い方の共振周波数
の１／２波長以上に設定されている。

【０１２１】以下に、上記のような構成を有するモノポ
ール・アンテナの動作について説明する。

【０１２２】このモノポール・アンテナ４０の動作は、
基本的には、上記第６の実施の形態のモノポール・アン
テナ１の動作と同様であるが、このモノポール・アンテ
ナ４０においては、アンテナ素子４１が２つの共振周波
数ｆ0 、ｆ1 の電波を励振する。この場合、波長に対す
る接地導体１１及び反射導体１４Ａ、１４Ｂの大きさが
それぞれの共振周波数によって異なり、放射指向性もそ
れぞれ異なったものとなる。このため、それぞれの共振
周波数ｆ0 、ｆ1 に対応した接地導体１１及び反射導体
１４Ａ、１４Ｂの各々の形状及び大きさ、接地導体１１
と反射導体１４Ａ、１４Ｂとの間の距離を任意に設定す
ることにより、各共振周波数ｆ0 、ｆ1において所望の
放射指向性を実現することができる。

【０１２３】また、このモノポール・アンテナ４０にお
いては、反射導体１４Ａ、１４Ｂが接続導体４１Ａ、４
１Ｂを介して接地導体１１に電気的に接続され、さら
に、複数設けられた反射導体４１Ａ、４１Ｂのうちの大
きさが大きい方（図１９においては、接地導体１１側の
反射導体１４Ａ）の直径が、アンテナ素子３１の低い方
の共振周波数の１／２波長以上に設定されている。この
ため、接地導体１１の直径を、アンテナ素子３１の低い
方の共振周波数の１／２波長以下という、漏れ電流の生
じる可能性の高い値に設定しても、予期される漏れ電流
を確実に抑制することができる。従って、本実施の形態
の構成を採用することにより、接地導体１１の小型化と
入力ピーダンスの安定化とを両立させることが可能とな
る。尚、このような効果が得られる理由は上記第７の実
施の形態で説明したのと同様であるので、ここではその
詳細な説明は省略する。

【０１２４】また、本実施の形態においては、接地導体
１１と反射導体１４Ａとを接続導体４１Ａによって機械
的に連結し、さらに、反射導体１４Ａと反射導体１４Ｂ
とを接続導体４１Ｂによって機械的に連結することによ
り、アンテナの構造的な安定度を増すこともできる。

【０１２５】以上のように、本実施の形態によれば、簡
単な構造で、放射指向性を変化させることが可能なモノ
ポール・アンテナを実現することができると共に、アン
テナ動作上及び構造上、より安定な構造を有する優れた
モノポール・アンテナを実現することができる。

【０１２６】尚、本実施の形態においては、２つの反射
導体１４Ａ、１４Ｂと２つの接続導体４１Ａ、４１Ｂと
を備えたモノポール・アンテナ４０を例に挙げて説明し
たが、本発明は必ずしもこの構成のモノポール・アンテ
ナに限定されるものではない。３つ以上の反射導体を備
え、これらの反射導体をすべて接続導体によって接地導
体１１に電気的に接続するようにしてもよい。また、３
つ以上の反射導体を備え、これらの反射導体のうちの少
なくとも１つを接続導体によって選択的に接地導体１１
に電気的に接続するようにしてもよい。

【０１２７】また、上記第８又は第９の実施の形態にお
いては、アンテナ素子３１が２つの共振周波数ｆ0 、ｆ
1 で励振するようにされていると共に、それに応じて反
射導体が２つ（反射導体１４Ａ、１４Ｂ）備わった軸対
称構造のモノポール・アンテナを例に挙げて説明した
が、本発明は必ずしもこの構成のモノポール・アンテナ
に限定されるものではなく、単一の反射導体を用いて構
成してもよい。この場合であっても、接地導体１１及び
反射導体の各々の形状及び大きさ、接地導体１１と反射
導体との間の距離を任意に設定することにより、所望の
放射指向性を実現することができる。また、各共振周波
数ごとの放射指向性を複数の反射導体の組み合わせによ
って変化させる構成としてもよい。例えば、それぞれの
共振周波数において、反射導体の個数と各々の形状、大
きさ及び位置を適当に設定することにより、所望の放射
指向性を実現することが可能となる。

【０１２８】また、上記第８又は第９の実施の形態にお
いて、複数の共振周波数で励振する（複数周波数で動作
する）アンテナ素子３１の代わりに、上記第１〜第５の
実施の形態のアンテナ素子１３（直線導体２１、円盤導
体２２、輪状導体２４、２６、***振回路２３、２５か
らなるアンテナ素子あるいは直線導体、輪状導体、***
振回路からなるアンテナ素子）を用いれば、上記第１〜
第５の実施の形態による効果と相俟ってさらに優れた特
性を有するモノポール・アンテナを実現することが可能
となる。

【０１２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
簡単な構造で複数周波数動作が可能な小型のモノポール
・アンテナを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態におけるモノポール・アン
テナを示す概略斜視図

【図２】本発明の第１及び第２の実施の形態におけるア
ンテナ素子を示す概略斜視図

【図３】本発明の第１及び第３の実施の形態におけるア
ンテナ素子の***振回路の一例を示す図

【図４】本発明の第２及び第４の実施の形態におけるア
ンテナ素子の***振回路の一例を示す図

【図５】（ａ）は本発明の第１の実施の形態におけるト
ップローディング型モノポール・アンテナの一例を示す
概略斜視図、（ｂ）はそのアンテナ素子を示す概略斜視
図

【図６】本発明の第１の実施の形態におけるトップロー
ディング型モノポール・アンテナの低背化を説明するた
めの図

【図７】本発明の第１の実施の形態におけるトップロー
ディング型モノポール・アンテナの共振周波数一定時の
円盤導体の直径とアンテナ素子の高さとの関係を示す図

【図８】本発明の第１の実施の形態におけるモノポール
・アンテナの特性の一例を示す図

【図９】本発明の第３及び第４の実施の形態におけるア
ンテナ素子を示す概略斜視図

【図１０】本発明の第５の実施の形態におけるアンテナ
素子を示す概略斜視図

【図１１】本発明の第５の実施の形態におけるアンテナ
素子の***振回路の一例を示す図

【図１２】円盤導体と輪状導体が異なる平面上に配置さ
れたアンテナ素子を示す概略斜視図

【図１３】直線導体と輪状導体とにより構成されたアン
テナ素子を示す概略斜視図

【図１４】本発明の第６の実施の形態におけるモノポー
ル・アンテナを示す概略斜視図

【図１５】本発明の第６の実施の形態におけるモノポー
ル・アンテナ及び従来のモノポール・アンテナの特性の
一例を示す図

【図１６】本発明の第６の実施の形態におけるモノポー
ル・アンテナの配置例を示す図

【図１７】本発明の第７の実施の形態におけるモノポー
ル・アンテナを示す概略斜視図

【図１８】本発明の第８の実施の形態におけるモノポー
ル・アンテナを示す概略斜視図

【図１９】本発明の第９の実施の形態におけるモノポー
ル・アンテナを示す概略斜視図

【図２０】従来技術におけるモノポール・アンテナを示
す概略斜視図

【符号の説明】

１、２０、３０、４０モノポール・アンテナ１１接地導体１２同軸給電部１３、１６アンテナ素子１４、１４Ａ、１４Ｂ反射導体１５支持棒２１直線導体２２円盤導体２３、２５ ***振回路２４、２６輪状導体２７、４１Ａ、４１Ｂ接続導体３１、４１コイル３２コンデンサ５１等価コンデンサ５２、５３伝送線路６１、６２、６３接地導体線７１誘電体基板８１金属パターン８２コイル・パターン８３コンデンサ・パターン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】接地導体と、一端が前記接地導体の表面
に位置する給電部に接続された直線導体と、前記直線導
体の他端に接続された平板状導体と、その内縁部が前記
平板状導体の外縁部に***振回路を介して接続された輪
状導体とを備えたモノポール・アンテナ。
【請求項２】平板状導体と輪状導体の少なくともいず
れか一方が接地導体線によって接地導体に接続された請
求項１に記載のモノポール・アンテナ。
【請求項３】平板状導体と輪状導体とが同一平面上に
配置された請求項１に記載のモノポール・アンテナ。
【請求項４】平板状導体と輪状導体とが異なる平面上
に配置された請求項１に記載のモノポール・アンテナ。
【請求項５】輪状導体が複数の輪状導体からなり、隣
接する輪状導体の対向する内縁部と外縁部とが***振回
路を介して接続された請求項１に記載のモノポール・ア
ンテナ。
【請求項６】平板状導体及び複数の輪状導体の少なく
とも１つが接地導体線によって接地導体に接続された請
求項５に記載のモノポール・アンテナ。
【請求項７】平板状導体と複数の輪状導体とが同一平
面上に配置された請求項５に記載のモノポール・アンテ
ナ。
【請求項８】複数の輪状導体の少なくとも１つが平板
状導体と異なる平面上に配置された請求項５に記載のモ
ノポール・アンテナ。
【請求項９】平板状導体が円盤導体である請求項１に
記載のモノポール・アンテナ。
【請求項１０】給電部が接地導体の表面の中央に位置
し、直線導体の一端が前記給電部に前記接地導体と垂直
に接続され、前記直線導体の他端が平板状導体と垂直に
前記平板状導体の中心で接続され、輪状導体が前記平板
状導体と同心円状に配置された請求項９に記載のモノポ
ール・アンテナ。
【請求項１１】 ***振回路がコイルとコンデンサの並
列回路である請求項１に記載のモノポール・アンテナ。
【請求項１２】 ***振回路がコイルのみからなる回路
である請求項１に記載のモノポール・アンテナ。
【請求項１３】平板状導体と***振回路と輪状導体と
が誘電体基板上にパターン形成された請求項１に記載の
モノポール・アンテナ。
【請求項１４】接地導体の平板状導体が配置された側
と反対側に、前記接地導体との間で空間を介した電気的
結合を生じさせる反射導体が設けられた請求項１に記載
のモノポール・アンテナ。
【請求項１５】反射導体が接地導体に電気的に接続さ
れた請求項１４に記載のモノポール・アンテナ。
【請求項１６】反射導体が複数の反射導体からなり、
前記複数の反射導体の少なくとも１つが接地導体に電気
的に接続された請求項１４に記載のモノポール・アンテ
ナ。
【請求項１７】接地導体及び反射導体が面形状を有す
ると共に、互いの面を対向させて配置されており、か
つ、前記反射導体の面積が前記接地導体の面積よりも大
きい請求項１４に記載のモノポール・アンテナ。
【請求項１８】接地導体と、一端が前記接地導体の表
面に位置する給電部に接続された直線導体と、その内縁
部が前記直線導体の他端に***振回路を介して接続され
た輪状導体とを備えたモノポール・アンテナ。
【請求項１９】輪状導体が接地導体線によって接地導
体に接続された請求項１８に記載のモノポール・アンテ
ナ。
【請求項２０】輪状導体が複数の輪状導体からなり、
隣接する輪状導体の対向する内縁部と外縁部とが***振
回路を介して接続された請求項１８に記載のモノポール
・アンテナ。
【請求項２１】複数の輪状導体の少なくとも１つが接
地導体線によって接地導体に接続された請求項２０に記
載のモノポール・アンテナ。
【請求項２２】複数の輪状導体が同一平面上に配置さ
れた請求項２０に記載のモノポール・アンテナ。
【請求項２３】複数の輪状導体の少なくとも１つが異
なる平面上に配置された請求項２０に記載のモノポール
・アンテナ。
【請求項２４】給電部が接地導体の表面の中央に位置
し、複数の輪状導体が同心円状に配置された請求項２０
に記載のモノポール・アンテナ。
【請求項２５】 ***振回路がコイルとコンデンサの並
列回路である請求項１８に記載のモノポール・アンテ
ナ。
【請求項２６】 ***振回路がコイルのみからなる回路
である請求項１８に記載のモノポール・アンテナ。
【請求項２７】 ***振回路と輪状導体とが誘電体基板
上にパターン形成された請求項１８に記載のモノポール
・アンテナ。
【請求項２８】接地導体の輪状導体が配置された側と
反対側に、前記接地導体との間で空間を介した電気的結
合を生じさせる反射導体が設けられた請求項１８に記載
のモノポール・アンテナ。
【請求項２９】反射導体が接地導体に電気的に接続さ
れた請求項２８に記載のモノポール・アンテナ。
【請求項３０】反射導体が複数の反射導体からなり、
前記複数の反射導体の少なくとも１つが接地導体に電気
的に接続された請求項２８に記載のモノポール・アンテ
ナ。
【請求項３１】接地導体及び反射導体が面形状を有す
ると共に、互いの面を対向させて配置されており、か
つ、前記反射導体の面積が前記接地導体の面積よりも大
きい請求項２８に記載のモノポール・アンテナ。